激光光源照明系统的制作方法

本发明涉及激光投影技术，特别涉及激光光源照明的技术。

背景技术：

在激光投影显示领域中，主要有两种激光光源照明技术。

一种为：采用红绿蓝三色激光器作为照明装置，将三色激光合光后由光路系统引导到处理芯片上进行照明，并通过投影成像方式输出彩色图画。然而采用这种技术的投影系统存在严重的激光散斑问题，且造价高昂，无法进行大规模市场推广应用。

另一种为：在光源装置上设置有发出单一蓝色波段的激光器，由光学系统手机激光束并聚焦，以近似点光源的形式打到荧光粉色轮表面上，荧光粉色轮表面涂覆有各类荧光粉来实现波长转换，根据荧光粉色轮的旋转可在后端光学系统中获得有时序的红绿蓝三种颜色。在这种技术方案中，普遍将蓝色光设计成通过荧光粉色轮的镂空或透明段，通过独立的蓝光光路进行传递，而红绿光则在荧光粉色轮表面发生发射并被收集，最终红绿蓝三种颜色光在二向色镜片上完成合光输出并被引导至后端成像芯片上，其光路示意图参见图1，其包括激光光源模块1、二向色镜片2、准直聚光透镜组3、荧光体颜色转换装置4(荧光粉色轮，具有下述的反射基板)及蓝光光路5，图中激光光源模块1输出的蓝光经过二向色镜片2反射入准直聚光透镜组3进行整形，使输出蓝光以近似点光源的形式入射在荧光体颜色转换装置4上，荧光体颜色转换装置4的反射基板由分段式结构构成，主要为其反射基板上涂覆有红色荧光粉的区段、涂覆有绿色荧光粉的区段及镂空(或透明)区段(使蓝光通过的区段)，涂覆有红色荧光粉的区段及涂覆有绿色荧光粉的区段在受到上述蓝光照射时激发产生红光及绿光并相对于之前入射的蓝光反向穿过准直聚光透镜组3输出准直光束而进入二向色镜片2，镂空(或透明)区段则是蓝光穿透荧光体颜色转换装置4并进入蓝光光路5的位置，蓝光进入蓝光光路5后通过一系列反射及透镜和/或透镜组最终输出准直光束进入二向色镜片2与红光及绿光合光后输出，可见，在该方案中，蓝光与红绿光需要两路光分开实现，其系统设计难度较大，工艺流程较复杂，在后端生产时还会带来诸如装配调试难度较大及整个光学系统体积大等问题，同时还无形中增加了整个系统的材料成本和生产成本，为实际激光显示产品的批量化生产及大规模市场推广应用造成了较大困难。

技术实现要素：

本发明的目的是要解决目前激光光源照明系统成本较高或体积较大的问题，提供了一种激光光源照明系统。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，激光光源照明系统，包括激光光源模块、二向色镜片、准直聚光透镜组及荧光体颜色转换装置，所述荧光体颜色转换装置具有反射基板，其特征在于，

所述激光光源模块输出的为第一线偏振状态的蓝色激光束；

所述荧光体颜色转换装置的反射基板由分段式结构构成，分别为涂覆有红色荧光粉的区段、涂覆有绿色荧光粉的区段及偏振片区段；

所述二向色镜片能够反射第一线偏振状态的蓝色激光束并能够使经过荧光体颜色转换装置转换出的红色光、绿色光及经过偏振片区段转换出的第二线偏振状态的蓝色光穿透，或能够使第一线偏振状态的蓝色激光束穿透并能够反射经过荧光体颜色转换装置转换出的红色光、绿色光及经过偏振片区段转换出的第二线偏振状态的蓝色光；

其激光光路为：激光光源模块输出的第一线偏振状态的蓝色激光束经过二向色镜片的反射进入准直聚光透镜组，经过准直激光透镜组，使输出的第一线偏振状态的蓝色激光束以近似点光源的形式入射到荧光体颜色转换装置的反射基板上，在涂覆有红色荧光粉的区段激发出红色光，在涂覆有绿色荧光粉的区段激发出绿色光，在偏振片区段反射出第二线偏振状态的蓝色光，所述红色光、绿色光及第二线偏振状态的蓝色光反向进入准直激光透镜组，输出准直光束至二向色镜片，经过二向色镜片透射输出；

或激光光源模块输出的第一线偏振状态的蓝色激光束经过二向色镜片的透射进入准直聚光透镜组，经过准直激光透镜组，使输出的第一线偏振状态的蓝色激光以近似点光源的形式入射到荧光体颜色转换装置的反射基板上，在涂覆有红色荧光粉的区段激发出红色光，在涂覆有绿色荧光粉的区段激发出绿色光，在偏振片区段反射出第二线偏振状态的蓝色光，所述红色光、绿色光及第二线偏振状态的蓝色光反向进入准直激光透镜组，输出准直光束至二向色镜片，经过二向色镜片反射输出。

具体的，所述第二线偏振状态的蓝色光为第一线偏振状态的蓝色激光束旋转90度偏振态的线偏正状态的蓝色光。

进一步的，所述二向色镜片为镀有多层介质膜的玻璃平面镜，其所镀有的多层介质膜实现反射第一线偏振状态的蓝色激光束并使经过荧光体颜色转换装置转换出的红色光、绿色光及经过偏振片区段转换出的第二线偏振状态的蓝色光穿透，或使第一线偏振状态的蓝色激光束穿透并反射经过荧光体颜色转换装置转换出的红色光、绿色光及经过偏振片区段转换出的第二线偏振状态的蓝色光。

具体的，所述荧光体颜色转换装置的反射基板由分段式结构构成是指：反射基板为圆形，扇形分出三个区段，分别为涂覆有红色荧光粉的区段、涂覆有绿色荧光粉的区段及偏振片区段。

具体的，所述荧光体颜色转换装置还包括电机，用于带动反射基板以其圆心进行转动。

再进一步的，所述反射基板的基材为金属基板。

具体的，所述反射基板的偏振片区域的结构为三层结构，第一层为金属基板上镀有金属高反射膜，实现镜面反射，第二层为实现散射及漫反射作用的光学微结构层，第三层为偏振片。

再进一步的，所述实现散射及漫反射作用的光学微结构层为喷涂有微结构的磨砂层。

具体的，所述偏振片为1/4偏振片。

再进一步的，所述反射基板的涂覆有红色荧光粉的区段及涂覆有绿色荧光粉的区段都为三层结构，第一层为金属基板上镀有金属高反射膜，用于反射激发光及荧光，第二层为荧光粉层，涂覆有红色荧光粉的区段此处为红色荧光粉层，涂覆有绿色荧光粉的区段此处为绿色荧光粉层，第三层为光学保护层，为镀在荧光粉层表面的增透膜，使对应的激发光和荧光实现最大效率穿透。

本发明的有益效果是，在本发明方案中，通过上述激光光源照明系统，可采用单一蓝色波段的激光器的同时，不需要再设置单独的蓝光光路，节省成本的同时，减少了设置的难度及整个激光光源照明系统的体积。

附图说明

图1为目前采用单一蓝色波段的激光器实现激光光源照明时的光路示意图。

图2为本发明实施例中激光光源照明系统的光路示意图。

图3为本发明实施例中荧光体颜色转换装置的反射基板正面的示意图。

图4为本发明另一实施例中激光光源照明系统的光路示意图。

其中，1为激光光源模块，2为二向色镜片，3为准直聚光透镜组，4为荧光体颜色转换装置，5为蓝光光路，6为第一线偏振状态的蓝色激光束，7为红色光、绿色光及第二线偏振状态的蓝色光。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。

本发明的激光光源照明系统，包括激光光源模块、二向色镜片、准直聚光透镜组及荧光体颜色转换装置，荧光体颜色转换装置具有反射基板，其中，激光光源模块输出的为第一线偏振状态的蓝色激光束；荧光体颜色转换装置的反射基板由分段式结构构成，分别为涂覆有红色荧光粉的区段、涂覆有绿色荧光粉的区段及偏振片区段；二向色镜片能够反射第一线偏振状态的蓝色激光束并能够使经过荧光体颜色转换装置转换出的红色光、绿色光及经过偏振片区段转换出的第二线偏振状态的蓝色光穿透，或能够使第一线偏振状态的蓝色激光束穿透并能够反射经过荧光体颜色转换装置转换出的红色光、绿色光及经过偏振片区段转换出的第二线偏振状态的蓝色光。

其激光光路为：激光光源模块输出的第一线偏振状态的蓝色激光束经过二向色镜片的反射进入准直聚光透镜组，经过准直激光透镜组，使输出的第一线偏振状态的蓝色激光以近似点光源的形式入射到荧光体颜色转换装置的反射基板上，在涂覆有红色荧光粉的区段激发出红色光，在涂覆有绿色荧光粉的区段激发出绿色光，在偏振片区段反射出第二线偏振状态的蓝色光，所述红色光、绿色光及第二线偏振状态的蓝色光反向进入准直激光透镜组，输出准直光束至二向色镜片，经过二向色镜片透射输出；

或激光光源模块输出的第一线偏振状态的蓝色激光束经过二向色镜片的透射进入准直聚光透镜组，经过准直激光透镜组，使输出的第一线偏振状态的蓝色激光以近似点光源的形式入射到荧光体颜色转换装置的反射基板上，在涂覆有红色荧光粉的区段激发出红色光，在涂覆有绿色荧光粉的区段激发出绿色光，在偏振片区段反射出第二线偏振状态的蓝色光，所述红色光、绿色光及第二线偏振状态的蓝色光反向进入准直激光透镜组，输出准直光束至二向色镜片，经过二向色镜片反射输出。

实施例

本发明实施例中的激光光源照明系统，其光路示意图参见图2，包括激光光源模块1、二向色镜片2、准直聚光透镜组3及荧光体颜色转换装置4，荧光体颜色转换装置4具有反射基板。

其中，激光光源模块1输出的为第一线偏振状态的蓝色激光束6。

荧光体颜色转换装置4的反射基板由分段式结构构成，分别为涂覆有红色荧光粉的区段、涂覆有绿色荧光粉的区段及偏振片区段。

二向色镜片2能够反射第一线偏振状态的蓝色激光束6并能够使经过荧光体颜色转换装置4转换出的红色光7、绿色光7及经过偏振片区段转换出的第二线偏振状态的蓝色光7穿透。

其激光光路为：

激光光源模块1输出的第一线偏振状态的蓝色激光束6经过二向色镜片2的反射进入准直聚光透镜组3，经过准直激光透镜组，使输出的第一线偏振状态的蓝色激光6以近似点光源的形式入射到荧光体颜色转换装置4的反射基板上，在涂覆有红色荧光粉的区段激发出红色光7，在涂覆有绿色荧光粉的区段激发出绿色光7，在偏振片区段反射出第二线偏振状态的蓝色光7，所述红色光7、绿色光7及第二线偏振状态的蓝色光7反向进入准直激光透镜组，输出准直光束至二向色镜片2，经过二向色镜片2透射输出。

本发明另一实施例中的激光光源照明系统，其光路示意图参见图4，包括激光光源模块1、二向色镜片2、准直聚光透镜组3及荧光体颜色转换装置4，荧光体颜色转换装置4具有反射基板。

其中，激光光源模块1输出的为第一线偏振状态的蓝色激光束6。

荧光体颜色转换装置4的反射基板由分段式结构构成，分别为涂覆有红色荧光粉的区段、涂覆有绿色荧光粉的区段及偏振片区段。

二向色镜片2能够使第一线偏振状态的蓝色激光束6穿透并能够反射经过荧光体颜色转换装置4转换出的红色光7、绿色光7及经过偏振片区段转换出的第二线偏振状态的蓝色光7。

其激光光路为：

激光光源模块1输出的第一线偏振状态的蓝色激光束6经过二向色镜片2的透射进入准直聚光透镜组3，经过准直激光透镜组，使输出的第一线偏振状态的蓝色激光束6以近似点光源的形式入射到荧光体颜色转换装置4的反射基板上，在涂覆有红色荧光粉的区段激发出红色光7，在涂覆有绿色荧光粉的区段激发出绿色光7，在偏振片区段反射出第二线偏振状态的蓝色光7，所述红色光7、绿色光7及第二线偏振状态的蓝色光7反向进入准直激光透镜组，输出准直光束至二向色镜片2，经过二向色镜片2反射输出。

上述两个实施例中，第二线偏振状态的蓝色光7均可为第一线偏振状态的蓝色激光束6旋转90度偏振态的线偏正状态的蓝色光。其可通过1/4偏振片实现。

二向色镜片2可以为镀有多层介质膜的玻璃平面镜，其所镀有的多层介质膜实现反射第一线偏振状态的蓝色激光束6并使经过荧光体颜色转换装置4转换出的红色光7、绿色光7及经过偏振片区段转换出的第二线偏振状态的蓝色光7穿透，或使第一线偏振状态的蓝色激光束6穿透并反射经过荧光体颜色转换装置4转换出的红色光7、绿色光7及经过偏振片区段转换出的第二线偏振状态的蓝色光7。

荧光体颜色转换装置4的反射基板由分段式结构构成是指：反射基板为圆形，扇形分出三个区段，分别为涂覆有红色荧光粉的区段、涂覆有绿色荧光粉的区段及偏振片区段，其正面的示意图参见图3。荧光体颜色转换装置4还可包括电机，用于带动反射基板以其圆心进行转动，此为现有技术，此处不再详述。

反射基板的基材一般为金属基板，而反射基板的偏振片区域的结构优选为三层结构，第一层为金属基板上镀有金属高反射膜，实现镜面反射，第二层为实现散射及漫反射作用的光学微结构层，第三层为偏振片，这里，实现散射及漫反射作用的光学微结构层可以为喷涂有微结构的磨砂层，此处根据上述要求第二线偏振状态的蓝色光7均可为第一线偏振状态的蓝色激光束6旋转90度偏振态的线偏正状态的蓝色激光束，则有偏振片为1/4偏振片。

而反射基板的涂覆有红色荧光粉的区段及涂覆有绿色荧光粉的区段都为三层结构，第一层为金属基板上镀有金属高反射膜，用于反射激发光及荧光，第二层为荧光粉层，涂覆有红色荧光粉的区段此处为红色荧光粉层，涂覆有绿色荧光粉的区段此处为绿色荧光粉层，第三层为光学保护层，为镀在荧光粉层表面的增透膜，使对应的激发光和荧光实现最大效率穿透。

荧光体颜色转换装置4反射基板与准直聚光透镜组3之间的间距以结构不干涉前提下，反射基板与准直聚光透镜组3垂直距离范围为0.5-3.0mm之间。且准直聚光透镜组3第一面即靠近反射基板的口径设置以反射基板的聚焦光斑尺寸作为物点，以近似朗伯光源发光角度收光，此段及激光光源模块1、准直聚光透镜组3的具体结构也均为现有技术，此处不再进行详述。