一种激光投影光路结构的制作方法

本实用新型主要涉及光学技术领域，具体是一种激光投影光路结构。

背景技术：

在单色激光光源投影光路设计中，单色激光光源发出的光束打到荧光轮的荧光介质上激发出其他色光，激发出的杂色光经荧光轮反射后继续进入后续光路，为了使激发光与杂色光能汇合到一起，需要另外为激发光设计光路进行传播。这样就使得光路设计较为复杂，光路中所使用的镜片数量也较多，提高了系统成本，过长的激发光光路也造成激发光能量衰减，亮度降低，对投影最终成像亮度造成影响。

如图1、2所示，传统单色激光投影光路的传播路径分为两部分，一部分为黄、绿色光的传播路径，蓝色激发光从光源处发射后，首先穿过凹透镜1，然后穿过匀光片a2，然后照射到可以反射蓝色光，透过黄、绿色光的二向色片3，蓝色激发光被二向色片3反射，与原传播路径呈90°偏转，照射到聚光透镜a11上后经折射，光线进一步汇聚出射至荧光轮a12上，荧光轮a12包含涂有荧光介质的激发部分和未涂荧光介质的全透玻璃部分，若蓝色激发光照射到荧光轮a12上时，恰好激发光照射到激发部分的荧光介质上，受荧光介质激发产生的黄、绿色光从荧光轮表面的铝基板上反射回到聚光透镜a12，经透镜折射后照射到二向色片3上，由于此时的光束变成了黄、绿色光，可以从二向色片3透射，光束经过二向色片3不改变传播路径，最后光束出射到聚光透镜d4上，经折射进入后续光路。传统单色激光投影光路中的另一部分光路传播路径为蓝色光传播路径，蓝色光传播路径在光束到达荧光轮a12之前的传播路径与黄、绿色光传播路径一致，当蓝色激发光到达荧光轮a12时，若荧光轮a12恰巧旋转至全透玻璃部分与激发光接触时，蓝色激发光将透过荧光轮a12上的全透玻璃，照射到聚光透镜b9上，光线由聚光透镜b9折射后出射到反光片a10上，经反光片a10反射后，光路传播路径呈90°偏转，光束出射至聚光透镜c8，聚光透镜c8将激发光折射后出射至反光片b7，经反光片b7反射后，光路传播路径呈90°偏转，光束出射至反光片c6，经反光片c6反射后，光路传播路径呈90°偏转，光束出射至匀光片b5，然后出射至二向色片3，因为此时光束为蓝色光，经二向色片3反射后，光路传播路径呈90°偏转，最后蓝色激发光束出射至聚光透镜d4，经折射进入后续光路。

由上述可见，传统单色激光投影光路中蓝色激发光光路与被激发的黄、绿色光的光路虽有部分路径重叠，但是整体光路并不一致，尤其是蓝色激发光光路冗长，经过多次镜片反射折射后亮度损失较为严重，对单色激光投影系统的投影表现(亮度、色彩)造成影响。

技术实现要素：

为解决传统单色激光光源投影光路设计中，激发光与被激发光光路不一致，影响光路整体出光效率，且由于光路设计复杂，导致系统成本增高的缺点，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种激光投影光路结构，通过动态二向色片调节机构的引入，使得光路设计更加简化，节省了系统空间和镜片成本，使得蓝色激发光的光路更短，降低了蓝光强度的损耗，提升了系统显示亮度。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种激光投影光路结构，包括：凹透镜、匀光片a、动态二向色片、转轴、旋转电机，聚光透镜a、荧光轮b、聚光透镜d；

其中，所述动态二向色片能够反射蓝色光线而使黄色、绿色光线通过，所述旋转电机通过转轴连接动态二向色片能够使动态二向色片在第一工位、第二工位之间频繁换向切换，所述荧光轮b的轮盘一周全部布置有荧光介质；

所述动态二向色片处于第一工位时，蓝色激发光从光源射出，经凹透镜折射后出射至均光片a，然后从均光片a出射至动态二向色片，动态二向色片将蓝色光束反射使其呈90°偏转进入聚光透镜a，经聚光透镜a折射后出射至荧光轮b，蓝色光束经荧光介质激发变为黄、绿色光束，黄、绿色光束由荧光轮b反射再次射至聚光透镜a，经折射后出射至动态二向色片，经动态二向色片透射进入聚光透镜d，经聚光透镜d进入后续光路；

所述动态二向色片处于第二工位时，蓝色激发光从光源射出，经凹透镜折射后出射至匀光片a，然后从均光片a出射至动态二向色片，动态二向色片将蓝色光束反射使其呈90°偏转进入聚光透镜d，经聚光透镜d进入后续光路。

本实用新型的有益效果：

本实用新型在引入动态二向色片后，使得蓝光光束的光传播路径明显缩短，系统得到了很大程度的简化，由于参与反射、折射的镜片数量减少，光强损失也大大减少，提升了光束的光强度。

附图说明

附图1为传统单色激光光源投影光路布局结构；

附图2为荧光轮a结构示意图；

附图3为本实用新型结构图；

附图4为本实用新型荧光轮b结构示意图；

附图5为本实用新型光路布局结构图。

附图中所示标号：

1、凹透镜，2、匀光片a，3、二向色片，4、聚光透镜d，5、匀光片b，6、反光片c，7、反光片b，8、聚光透镜c，9、聚光透镜b，10、反光片a，11、聚光透镜a，12、荧光轮a，13、动态二向色片，14、动态二向色片转轴，15、旋转电机，16、荧光轮b。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图3所示，为本实用新型改进后的激光投影光路结构图，其包括凹透镜1，匀光片a2，动态二向色片13，动态二向色片转轴14，旋转电机15，聚光透镜a11，荧光轮b16，聚光透镜d4。

如图4所示，荧光轮b16与荧光轮a12的区别在于，荧光轮b16上没有未涂荧光介质的全透玻璃，荧光轮b16轮盘一周全部布置有荧光介质。动态二向色片13通过固定在其上的动态二向色片转轴14与旋转电机15连接。动态二向色片13同样为只允许黄、绿色光通过，反射蓝色光的玻璃薄片。

本实用新型的光路结构中，当旋转电机15带动动态二向色片13转到如图5(a)所示位置时，蓝色激发光从光源出射，经凹透镜1折射后出射至匀光片a2上，然后从匀光片a2出射至动态二向色片13，由于此时光束为蓝色，动态二向色片13反射光束，蓝色光束光路传播路径呈90°偏转进入聚光透镜a11，经聚光透镜a11折射后出射至荧光轮b16，蓝色激发光经荧光介质激发变为黄、绿色光，并由荧光轮b16反射再次入射到聚光透镜a11，经折射后出射至动态二向色片13，由于此时返回的光束为黄、绿色光束，可以直接经动态二向色片13透射进入聚光透镜d4，进一步进入后续光路。

当旋转电机带动动态二向色片转到如图5(b)所示位置时，蓝色激发光从光源出射后进入凹透镜1，经折射后出射至匀光片a2，光束从匀光片a2出射后照射到动态二向色片13，由于此时光束颜色为蓝色，因此动态二向色片13可将光束反射，蓝色光束光路传播路径呈90°偏转出射至聚光透镜d4，然后进入后续光路。

在本实用新型改进后的光路结构中，对于出射到后续光路的蓝色光、黄色光和绿色光的出光率比例是通过两方面来控制的。一方面，通过调节荧光轮b16上黄色、绿色荧光介质所占荧光轮盘的面积比例可控制黄色光和绿色光的出光比例；另一方面，通过调节旋转电机15可控制动态二向色片13处于图5(a)位置和图5(b)位置的时间，处于所示位置的时间越长，则相应颜色的光束进入后续光路的比例越高。当旋转电机15控制动态二向色片处在转动过程中，既不在图5(a)所示位置也不在图5(b)所示位置时，则激光光源短时间关闭不发光，由此来控制后续光路光束色彩和角度的稳定性。

综上可知，本实用新型引入动态二向色片后，蓝光光束的光传播路径明显缩短，系统得到了很大程度的简化，由于参与反射、折射的镜片数量减少，光强损失也大大减少，提升了光束的光强度。