投影装置,dlp投影仪的光模块和用于制造二向色镜的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种投影装置的光模块，包括第一激发光束源，其设计用于发射具有至少一个光学属性的第一值的第一激发光束；第二激发光束源，其设计用于发射具有至少一个光学属性的第二值的第二激发光束，其中，第二值与第一值不同；至少一种荧光材料，其设计用于使第一激发光束转化为第一转换光束，并且使第二激发光束转换成第二转换光束；第一二向色镜，其布置在第一激发光束源和能预定的照射区域之间的光路中；第二二向色镜，其布置在第二激发光束源和能预定的照射区域之间的光路中；第一聚焦装置，其布置在第一二向色镜和能预定的照射区域之间的光路中；第二聚焦装置，其布置在第二二向色镜和能预定的照射区域之间的光路中；以及出口，在出口处能够提供第一和第二转换光束。本发明还包括一种使至少一个图像投影到投影面上的具有至少一个这种光模块的DLP投影仪以及一种用于制造二向色镜的方法。
【背景技术】
[0002]在许多LARP (Laser Activated Remote Phosphor激光远程激发突光粉)投影光源的实施方式中，蓝光是必需的。通常，所谓的蓝光路径在也经常以荧光材料轮形式来实施的荧光材料处开始，其中，围绕荧光材料轮引导蓝光，从而使其与由荧光材料所转换的光重叠。如此实现的蓝光路径是不利的，因为其需要额外的空间，并且由此在生产成本上表现为不利的。特别是为了实现尽可能紧凑的光模块，例如用于移动式应用，所期望的是，绕过这种蓝光路径。公知的用于避免蓝光路径的可行性在于，使用旋转偏振的元件。在此，激发光例如通过二向色镜和λ/4板照射到荧光材料轮的未涂覆荧光材料的区段上。在两次穿过入/4板之后，蓝光的偏振已经旋转，并且然后能够由相应构造的二向色的分光器来转向。然而，这种解决方案的缺点在于，旋转偏振的元件，特别是用于旋转激发光束的偏振的λ /4板，是昂贵的，并且因此其应用是不期望的。
[0003]在另一种解决方案中，充分利用发射蓝光的激发源的降低了的光学扩展量。为了充分利用具有图1中示出的对光模块10的布置的构思，例如必须构造对于蓝光是穿透的二向色镜12，然后蓝光射到布置在照射区域P中的光学轴线14上的、至少部分地反射的光学元件16上。在反射了蓝光之后，必须构造其他的二向色镜18，以便反射该蓝光。为了使这种布置适用于所述构思的实现，相应地必须使发射激发光束20的激发光束源22的光学扩展量减半，即如下地，使得由激发光束源22发射的激发光束20仅仅射到二向色镜12上，而不射到二向色镜18上，因为否则会损失这一部分。然而光学扩展量的降低是不期待的，因为在提高了激发要求时，具有降低了的光学扩展量的激发光束源伴随有允许公差的不期待的降低。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的目的在于，如下地改进这种光模块，使得实现了对蓝光路径的阻碍，然而在不使用昂贵的λ/4板的情况下也能仍伴随有降低了的光学扩展量。该目的还在于，提供一种使至少一个图像投影到投影面上的具有至少一个这种光模块的DLP投影仪以及一种用于制造二向色镜的方法。
[0005]该目的还通过一种具有权利要求1所述特征的光模块、一种具有权利要求12所述特征的DLP投影仪以及一种具有权利要求17所述特征的用于制造二向色镜的方法来实现。
[0006]本发明基于以下认知，当第一和第二激发光束源分别具有数值彼此不同的光学属性时，该目的能够实现。以这种方式能够使第一二向色镜和第二二向色镜设计用于，通过充分利用光学属性的不同数值有区别地处理第一和第二激发光束，也就是说以设置了的方式来反射或者透射。
[0007]因此，根据本发明提出，光模块还包括至少一个在保持第一和第二激发光束的至少一种光学属性的相应值的情况下至少部分地反射的光学元件，该光学元件至少在能预定的时间区间内能够布置在能预定的照射区域处，其中，从第一激发光束源起的第一光学路径依次包括第一二向色镜、第一聚焦装置、能预定的照射区域、第二聚焦装置和第二二向色镜，其中从第二激发光束源起的第二光学路径依次包括第二二向色镜、第二聚焦装置、能预定的照射区域、第一聚焦装置和第一二向色镜。
[0008]激发光束源的更大的光学扩展量导致了在荧光材料上的更大的泵浦光斑。因此，光束源的大小发生变化，并且因而光密度也随之变化。光密度是对于以下应用的重要参量，其中，光束必须以限定的空间角度穿过小光阑。在投影时，最终损失了在荧光材料上的能预定的矩形以外形成的光束，并且因此该光束对于在投影屏幕上的光通量没有贡献。
[0009]通过减少激发光束源中的公差，能够使光学扩展量减半。在使用激光二级管作为泵浦光源时，最关键的是准直透镜的定位。准直透镜必须以极受限制的距离并且以很小的偏差度和倾斜度集中于光学轴线地来定位(光学轴线通过激光二极管棱端面上的激光光束的重心和激光二极管的主光束方向来定义)。通常使用阶梯镜，其镜面区段必须以所定义的角度位于所定义的位置处，以便继续接合光束区。在此，公差也是关键的。当在准直时已经达到很小的公差时，光束的“压缩”也能够设计得更紧密。因此，减小了由射束透射的面积。泵浦光源的可行的光学扩展量也随着面积而相应地减小。
[0010]通过根据本发明的工作方法能够避开λ /4板，因为在二向色镜和照射区域P之间基本上不再需要偏振旋转。此外，还能够放弃降低光学扩展量，从而根据本发明的光模块在高激发要求时也能够出色地表现出高度的公差无关性。当使用例如波长为450或465nm的蓝光作为激发光束时，所反射的激发光束能供蓝光通道使用。
[0011]特别优选地，至少一种光学属性是波长和/或偏振。通过使得相应的激发光束源自身旋转90°，能够在不使用λ/4板或λ/2板的情况下制造有不同偏振的激发光束。
[0012]在一种优选的实施方式中提出，两个二向色镜中的一个在相应的光学路径中透射地施加，另一个反射地施加。
[0013]特别有利的是，一方面第一和第二激发光束以及另一方面第一和第二转换光束在出口处与光学轴线所成的角度彡10°地延伸，优选地彡5°。由此能够实现特别紧凑的、小型构造的根据本发明的光模块。
[0014]在一种优选的实施方式中，第一聚焦装置设计用于，使得第一激发光束在能预定的角度范围内转向到能预定的照射区域上，并且使得第二转换光束偏转成，即其以45°的角度射到第一二向色镜上，而第二聚焦装置设计用于，使得第二激发光束在能预定的角度范围内，然而以相反的符号转向到能预定的照射区域上，并且使得第一转换光束偏转成，即其以45°的角度射到第二二向色镜上。以这种方式能够使用相同的光学系统，特别是透镜系统，作为第一和第二聚焦装置。在此，该角度范围例如是0°到45°，因为在透镜后方由于通过透镜的不同的角度变化，总是存在角谱。
[0015]优选地，第一二向色镜相对于由第一激发光束源发射的第一激发光束的光路倾斜45°地布置，而第二二向色镜相对于由第二激发光束源发射的第二激发光束的光路倾斜45°地布置。以这种方式使得本发明能够以最小数量的光学元件来实现，由此一方面能够极其紧凑并且另一方面成本特别低廉地实现本发明。
[0016]原则上在实现时应区分两种主要的变体:在第一变体中，激发光束通过相应的二向色镜，相反，反射了相应的转换光束，而在第二变体中，激发光束在二向色镜处反射，相反，由