一种荧光轮及双色激光光源制造技术

本发明专利技术公开了一种荧光轮，通过将透射区设置为扩散板，能够在对激光透射的同时对其进行扩散起到消散斑的作用，省去了单独的消散斑部件的使用，提高了荧光轮的光处理效率。同时本发明专利技术还公开了一种应用上述荧光轮的双色激光光源，能够通过荧光轮部件实现输出三基色光的同时，还能够对透射的双色激光进行消散斑。本发明专利技术应用于激光照明显示领域。

Fluorescent wheel and two-color laser light source

The invention discloses a fluorescent wheel, the transmission area is set to the diffusion plate on laser transmission and the diffusion to eliminating the speckle effect, using speckle reduction eliminating separate components, improves the processing efficiency of the fluorescent light wheel. At the same time, the invention also discloses a method for applying the fluorescence round two color laser light source, to achieve the output of three basic color and the fluorescent wheel components, but also on the transmission double color laser speckle reduction. The invention is applied to the field of laser lighting display.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光照明显示领域，尤其涉及一种荧光轮及双色激光光源。
技术介绍
激光是一种高亮度，方向性强，发出单色相干光束的光源，由于激光的诸多优点，近年来被逐渐作为光源应用于投影显示
但纯激光光源的散斑问题严重且成本高，目前以荧光和激光混合的激光光源应用较为广泛。其中，荧光是通过波长转换装置上涂覆荧光粉，以激光激发荧光粉的方式来产生的。比如，用蓝色激光激发绿色和红色荧光粉来产生三基色光，其中绿色荧光粉和红色荧光轮是涂覆在旋转的波长转换装置上，通常为荧光轮结构，通过旋转按照时序依次输出三基色光。或者红蓝双色激光光源，激发荧光轮上的绿色荧光粉产生绿色荧光形成三基色光。目前荧光轮可以分为透射型和反射型两种。在透射型荧光轮中，涂覆荧光粉部位的基板为透明材质，激发产生的荧光可以360度全方位发散，其中向外发散的部分光束可以通过镀在外层的反射膜反射回来，并穿过荧光轮透明基板形成透射，与激光激励光入射方向一致的方向射出，如图1所示的荧光粉轮外圆周剖面示意图，3b为荧光粉层，通常使用胶体混合荧光粉形成，通过前后两侧的两层玻璃3a夹持固定，前侧玻璃与荧光粉层相接触的内表面镀膜3c，用于透射激光并反射荧光，后侧玻璃用于透射经反射回来的荧光以及直接入射至玻璃表面的荧光。在反射型荧光轮中，如图2所示，荧光粉通常设置在铝基板的外圆周，激光激发荧光后，由于荧光的发散方向是多方向的，一部分荧光被铝基板镜面反射以及一部分荧光可以直接以与激光入射方向相反的方向反射射出，透射后的激光由于与荧光方向相反，需要经过光轴转换的回路设计，最终与荧光进行合光。在上述两种荧光轮类型中，均设置有激光透射区，根据荧光轮的旋转时序依次输出激光和荧光，经过透射输出后的激光还需要经过消散斑光路进行消散斑才能作为光源使用。以及伴随着红蓝双色激光的应用，红色激光器代替了红色荧光，提高了激光光源的整体亮度，但激光器种类的增加，进一步加重了散斑现象，需要在光学设计中增加专门的消散斑器件，比如光纤，随机相位板和辅助部件进行消散斑光路设计，以满足投影照明光源的质量，但这也增加了光学架构的体积和复杂性，进而不利于激光设备的小型化。
技术实现思路
本专利技术提供了一种荧光轮和双色激光光源，通过在荧光轮的透射区设置扩散板，在荧光轮依次输出激光和荧光的同时，还能够对透射的激光进行扩散起到消散斑的作用，省略了单独的消散斑部件，提高了荧光轮的光处理效率，同时也解决了双色激光光源因为光学架构设计复杂导致光源体积大，不利于激光设备小型化的技术问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种荧光轮，包括荧光区和非荧光区；荧光区包括荧光层，以及位于荧光层之上的镀膜；镀膜用于透射激光激励光和反射荧光；非荧光区包括透射区，用于透射激光，其中该透射区为扩散板，用于透射并扩散第一激光和第二激光。进一步地，扩散板包括第一激光扩散区和第二激光扩散区，第一激光扩散区的发散角度大于第二激光扩散区的发散角度。进一步地，扩散板表面涂覆有漫射体或进行喷砂处理或加工有微结构。进一步地，荧光层由荧光粉和无机材料混合固化形成。进一步地，无机材料包括陶瓷、石英或者玻璃。进一步地，荧光轮外圆周上设置圆弧状缺口或者荧光轮上设置扇形缺口，扩散板嵌入缺口处。进一步地，激光激励光为第二激光，镀膜为二向色膜，用于透射第二激光和反射荧光。以及，一种双色激光光源，包括蓝色激光器和红色激光器，以及荧光轮，荧光轮通过马达马达驱动旋转，呈圆盘状，包括荧光区和非荧光区；荧光区包括绿色荧光层，以及位于绿色荧光层之上的镀膜；镀膜用于透射激光激励光和反射荧光；非荧光区包括透射区，用于透射激光，其中透射区为扩散板，用于透射并扩散蓝色激光和红色激光；激光激励光为蓝色激光，荧光为绿色荧光；所述红色激光、蓝色激光和绿色荧光经所述荧光轮按时序依次输出形成三基色光。所述扩散板包括红色激光扩散区和蓝色激光扩散区，所述红色激光扩散区对光的发散角度大于所述蓝色激光扩散区对光的发散角度。进一步地，扩散板表面涂覆有漫射体或进行喷砂处理或加工有微结构。进一步地，荧光层由荧光粉和无机材料混合固化形成。进一步地，无机材料包括陶瓷、石英或者玻璃。进一步地，荧光轮外圆周上设置圆弧状缺口或者荧光轮上设置扇形缺口，扩散板嵌入缺口处。进一步地，红色激光和蓝色激光入射荧光轮之前还经过第一聚焦光路系统，用于将红色激光和蓝色激光的光斑聚焦缩小至设定尺寸。进一步地，第一聚焦光路系统包括第一聚焦透镜组和第二聚焦透镜，其中第一聚焦透镜组为两片第一凸透镜，分别设置于蓝色激光和红色激光的出射光路上；第二聚焦透镜为一片第二凸透镜，靠近荧光轮正面设置，用于二次聚焦蓝色激光和红色激光光束并入射至荧光轮正面。进一步地，荧光轮正面和第二聚焦透镜之间还固定设置有第二扩散片。本专利技术技术方案，至少具有如下有益技术效果或者优点：本专利技术技术方案提供的荧光轮，能够透射荧光和激光，通过将透射区设置为扩散板，利用荧光轮本身旋转的工作特点，透射区的扩散板就形成一片运动的扩散片，从而能够在对激光透射的同时对其进行扩散起到消散斑的作用，省去了单独的消散斑部件。将第一激光、第二激光和荧光沿同一方向的合路输出，与对第一激光、第二激光的消散斑均由一个荧光轮部件完成，提高了荧光轮的光处理效率。以及，本专利技术技术方案提供的双色激光光源，不仅能够利用一个荧光轮部件实现红色激光，蓝色激光和绿色荧光沿同一方向的合路输出，而且通过将荧光轮的透射区设置为扩散板，利用荧光轮本身旋转的工作特点，透射区的扩散板就形成一片运动的扩散片，在对双色激光透射的同时对其进行扩散起到消散斑的作用，省去了单独的消散斑部件，简化了光学架构中消散斑光路的设计，并能够为光机提供高质量的照明。由于荧光轮部件的消散斑和合路的双重作用，减少了光源架构中光学部件的使用，降低了双色激光光源的光学架构复杂度，进而利于投影设备的小型化。附图说明图1为现有技术中荧光轮透射荧光光路示意图；图2为现有技术中荧光轮反射荧光光路示意图；图3为本专利技术实施例1提供的荧光轮平面分布示意图；图4为本专利技术实施例1提供的又一荧光轮平面分布示意图；图5为本专利技术实施例1提供的再一荧光轮平面分布示意图；图6为本专利技术实施例1提供的再一荧光轮平面分布示意图；图7为本专利技术实施例1提供的荧光轮结构的剖面示意图；图8本专利技术实施例1中图7的局部放大示意图；图9为本专利技术实施例2激光光源光学架构示意图；图10为本专利技术实施例2双色激光光源结构示意图；图11为本专利技术实施例2光源工作时序图；图12为本专利技术实施例3激光光源结构示意图；图13为激光光束高斯分布示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术实施例1提供了一种荧光轮，通过马达驱动旋转，如图3所示，该荧光轮3，呈圆盘状，包括荧光区31，非荧光区，其中非荧光区包括中央马达转轴区域和透射区32。其中，如图7所示，荧光区31包括绿色荧光层311，以及位于绿色荧光层311之上的镀膜层312。其中，荧光区31的绿色荧光层311用于接受入射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光轮，包括荧光区和非荧光区；所述荧光区包括荧光层，以及位于荧光层之上的镀膜；所述镀膜用于透射激光激励光和反射荧光；所述非荧光区包括透射区，用于透射激光，其特征在于，所述透射区为扩散板，所述扩散板用于透射并扩散第一激光和第二激光。

【技术特征摘要】
1.一种荧光轮，包括荧光区和非荧光区；所述荧光区包括荧光层，以及位于荧光层之上的镀膜；所述镀膜用于透射激光激励光和反射荧光；所述非荧光区包括透射区，用于透射激光，其特征在于，所述透射区为扩散板，所述扩散板用于透射并扩散第一激光和第二激光。2.根据权利要求1所述的荧光轮，其特征在于，所述扩散板包括第一激光扩散区和第二激光扩散区，所述第一激光扩散区的发散角度大于所述第二激光扩散区的发散角度。3.根据权利要求1所述的荧光轮，其特征在于，所述扩散板表面涂覆有漫射体或进行喷砂处理或加工有微结构。4.根据权利要求1所述的荧光轮，其特征在于，所述荧光层由所述荧光粉和无机材料混合固化形成。5.根据权利要求4所述的荧光轮，其特征在于，所述无机材料包括陶瓷、石英或者玻璃。6.根据权利要求1或2所述的荧光轮，其特征在于，所述荧光轮外圆周上设置圆弧状缺口或者所述荧光轮上设置扇形缺口，所述扩散板嵌入所述缺口处。7.根据权利要求1所述的荧光轮，其特征在于，所述激光激励光为第二激光，所述镀膜为二向色膜，用于透射所述第二激光和反射所述荧光。8.一种双色激光光源，包括蓝色激光器和红色激光器分别发出蓝色激光和红色激光，以及荧光轮，所述荧光轮通过马达马达驱动旋转，呈圆盘状，包括荧光区和非荧光区；所述荧光区包括绿色荧光层，以及位于绿色荧光层之上的镀膜；所述镀膜用于透射激光激励光和反射荧光；所述非荧光区包括透射区，用于透射激光，其特征在于，所述透射区为扩散板，所述扩散板用于透射并扩散蓝色激光和红色激光；所述激光激励光...

【专利技术属性】
技术研发人员：田有良，王强，刘显荣，李巍，
申请(专利权)人：海信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37