一种荧光轮装置及光源系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种荧光轮装置，该荧光轮装置包括荧光轮基板和多种颜色的荧光粉，其中，该多种颜色的荧光粉包括在激光激发下产生蓝色受激光的蓝色荧光粉，该多种颜色的荧光粉分段附着在荧光轮基板被激光照射的区域。本实用新型专利技术还涉及一种包括上述荧光轮装置的光源系统。本实用新型专利技术采用RGBY颜色的光全部使用荧光粉激发的方式，无需针对蓝光进行特殊的光路和结构设计，使得系统简单；并且能够实现无激光输出，达到绿色无伤害的效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光学系统，具体涉及一种荧光轮装置及光源系统。
技术介绍
激光投影机光源目前都是使用蓝光进行激发的方案，如图1所示，包括LD模块101、LD模块102、蓝光反射镜103、反射式荧光轮104、蓝光光路扩散片105、半透半反滤光片106(透红绿，反蓝)、色轮107、激光扩散片108，该方案将蓝色激光器光源激发出来的光通过透镜组等会聚到荧光轮上，荧光轮受激后产生红R、绿G、黄Y颜色的光，R、G、Y颜色的光经过透镜组、色轮等聚焦到光导管入口处；激光器本身的蓝光则通过荧光轮上的缺口或透明玻璃片，再经过反射镜的反射，最后聚焦到光导管入口处与R、G、Y颜色的光合光，合光后进入投影机光机系统A。目前R、G和Y颜色的光都是通过荧光粉受激产生，蓝色的光是采用AR膜片使蓝光透射或利用反射材料使蓝光原路反射得到。采用AR膜片的片状荧光轮结构如图2所示，荧光轮基板是铝片，表面外缘附着有各种需要颜色的荧光粉：黄色荧光粉201、红色荧光粉202和绿色荧光粉203。其中，采用AR膜片204与反射材料的荧光轮结构存在以下缺陷：蓝光激光偏振特性无法消除，蓝光偏紫问题无法解决。其中采用AR膜片的荧光轮结构还存在蓝光光路调整制程复杂，均匀性无法达到最好的问题。因此，目前的激光投影机存在如下缺陷：1.在设计方面，光源由于需要分光、合光的动作，所以系统比较复杂，组成结构也比较庞大，而且还需要额外针对白色均匀度来做调整。2.合光中含有激光的成分，对人眼有轻微的伤害，同时蓝色激光的高同调性导致存在严重的散斑效应，影响画质和观感。3.目前激光投影机所使用的蓝色激光波段大部分都在440nm～460nm左右，此蓝光呈现的颜色是偏紫的蓝色，导致现阶段激光投影机在许多画面上所呈现出来的颜色失真。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提出了一种荧光轮装置及光源系统，采用RGBY颜色的光全部使用荧光粉激发的方式，克服了使用AR膜片所存在的缺陷；并且整个光源系统 无需针对蓝光进行特殊的光路和结构设计，使得系统简单；并且能够实现无激光输出，达到绿色无伤害的效果。本技术提出的一种荧光轮装置，该荧光轮装置包括荧光轮基板和多种颜色的荧光粉，其中，该多种颜色的荧光粉分段附着在荧光轮基板被激光照射的区域；该多种颜色的荧光粉包括在激光激发下可产生蓝色受激光的蓝色荧光粉。进一步地，该荧光轮基板的表面形成高漫反射结构。进一步地，所述荧光轮基板的形状为片状、滚筒状、多边柱体、半球状或半椭球形。进一步地，该多种颜色的荧光粉还包括在激光激发下产生黄色受激光的黄色荧光粉、在激光激发下产生红色受激光的红色荧光粉以及在激光激发下产生绿色受激光的绿色荧光粉。进一步地，该蓝色荧光粉为在激光激发下可产生蓝色受激光的稀土掺杂的下述物质的一种或多种：硅酸盐、铝酸盐、氮化物、氮氧化物。优选地，所述稀土掺杂的硅酸盐例如为BaAl2Si2O8:Eu、Sr2MgSi3O9:Eu等。所述稀土掺杂的铝酸盐例如为Lu3Al5O12：Ce、BaMgAl10O17：Eu等。所述稀土掺杂的氮化物例如为AlN:Eu。所述稀土掺杂的氮氧化物例如为MSi2O2N2：Eu，M＝Ba、Ca或Sr中的一种或两种或三种。还优选地，所述蓝色荧光粉为上述的稀土掺杂的铝酸盐、上述的稀土掺杂的氮氧化物或其混合物。进一步地，该多种颜色的荧光粉通过粘接剂附着在荧光轮基板被激光照射的区域。该粘接剂可为硅胶等聚合物，也可为水玻璃等无机粘接剂。本技术还提出一种光源系统，该光源系统包括：激光光源装置、反射/透射部、如前所述的荧光轮装置和光机系统；反射/透射部对激发光反射而对受激光透射，或者对激发光透射而对受激光反射；激光光源装置发出的激光经反射/透射部反射或透射后进入荧光轮装置，荧光轮装置中的荧光粉被激发后产生受激光，再经反射/透射部透射或反射进入光机系统。进一步地，该反射/透射部为偏光片或滤波片。进一步地，该偏光片经镀膜技术形成对激发光反射而对受激光透射的光谱区域，或者形成对激发光透射而对受激光反射的光谱区域。进一步地，该激光光源装置具有单一偏振特性。进一步地，荧光轮装置通过结构或通过波长转换材料的比例控制来控制波长转换强度与漫反射的强度比例。进一步地，所述荧光轮装置通过结构控制波长转换强度与漫反射的强度比例是在荧光轮基板表面形成高漫反射结构来控制该强度比例；所述荧光轮装置通过波长转换材料的比例控 制来控制波长转换强度与漫反射的强度比例是调整荧光轮装置上的波长转换材料和漫反射材料的搭配比例而获得不同比例的原反射光和激发光。进一步地，所述光源系统还包括漫射器，漫射器位于激光光源装置与反射/透射部之间。进一步地，激光光源装置与反射/透射部之间、反射/透射部与荧光轮装置之间和/或荧光轮装置与光机系统之间设置透镜或透镜组。本技术的有益效果：1.本技术采用RGBY颜色的光全部使用荧光粉激发的方式，因此从结构上取消对蓝光的特殊调整，简化了设计与生产制程；并且可以缩小光源体积，减少镜片数量，降低产品成本；再者，解决了蓝光偏紫的问题，画面色彩真实度高，也使得白画面的颜色均匀性获取提升；另外，通过各颜色的光去激光化，消除了散斑效应。这种受激产生蓝光的技术不仅可以用在投影用光源系统，也可以用在照明等光源系统中。2.本技术可自由调整荧光轮上转换波长与漫反射的比例，得出不同的色坐标。3.现有的激光投影机使用的是单纯的半透半反滤光片，短波段蓝光高反射率，长波段高透过率，不含偏振特性。本技术通过使用镀膜技术制得的偏光片，实现对某一波段的S光的反射率，以及其余波段的光高透过率，同时利用蓝色激光的S偏振特性及其发射光谱窄带宽分布的特性，实现LD蓝光(440nm-450nm)S光高反射率，波长在460nm以上的可见光不分偏振均高透射率。附图说明图1是现有技术的光源系统结构示意图。图2为现有技术荧光轮的结构示意图。图3是本技术的第一实施例的光源系统结构示意图。图4为本技术的偏光片工作方式示意图。图5是本技术的第一实施例的光谱示意图。图6a-6g为本技术提出的荧光轮结构示意图。图7为本技术提出的荧光粉胶片的结构示意图。图8是本技术的第一实施例的光源系统与荧光粉胶片结合后的光路结构示意图。图9是本技术的第二实施例的光源系统结构示意图。图10是本技术的第二实施例的光谱示意图。图11是本技术的第三实施例中滤波片的光谱图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本技术并不局限于附图和以下实施例。实施例1：本技术提出的一种光源系统，如图3所示，该光源系统包括：激光光源装置1、透镜或透镜组、偏光片4、荧光轮装置6和光机系统8。激光光源装置1发出的激光(S偏振光)经透镜或透镜组后经偏光片4反射并经透镜5透射后进入荧光轮装置6，由荧光轮装置6进行转换波长后，产生以朗伯发散光形式的受激光，再透过偏光片4经透镜7进入光机系统8。该激光光源装置1具有单一偏振特性，目前使用较多的是日本日亚公司的445nm/30W的激光光源，当然也可以使用其他激光光源。为了保证光源的出光效果，根据使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光轮装置，其特征在于，该荧光轮装置包括荧光轮基板和多种颜色的荧光粉，该多种颜色的荧光粉分段附着在荧光轮基板被激光照射的区域，该多种颜色的荧光粉包括在激光激发下产生蓝色受激光的蓝色荧光粉。

【技术特征摘要】
1.一种荧光轮装置，其特征在于，该荧光轮装置包括荧光轮基板和多种颜色的荧光粉，该多种颜色的荧光粉分段附着在荧光轮基板被激光照射的区域，该多种颜色的荧光粉包括在激光激发下产生蓝色受激光的蓝色荧光粉。2.根据权利要求1所述的荧光轮装置，其特征在于，该荧光轮基板的表面形成高漫反射结构，和/或，所述荧光轮基板的形状为片状、滚筒状、多边柱体、半球状或半椭球形。3.根据权利要求1所述的荧光轮装置，其特征在于，该多种颜色的荧光粉还包括在激光激发下产生黄色受激光的黄色荧光粉、在激光激发下产生红色受激光的红色荧光粉以及在激光激发下产生绿色受激光的绿色荧光粉。4.根据权利要求1至3中任一项所述的荧光轮装置，其特征在于，该多种颜色的荧光粉通过粘接剂附着在荧光轮基板被激光照射的区域。5.一种光源系统，其特征在于，该光源系统包括：激光光源装置、反射/透射部、如权利要求1至4中任一项所述的荧光轮装置和光机系统；反射/透射部对激发光反射而对受激光透射，或者对激发光透射而对受激光反射；激光光源装置发出的激光经反射/透射部反射或透射后进入荧光轮装置，荧光轮装置中的荧光粉被激发后产生受激光，再经反射/透射部透射或反射进入光机系统。6.根据权利要求5所述的光源系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，朴贤卿，葛明星，刘金根，周建胜，叶文彬，
申请(专利权)人：无锡视美乐激光显示科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32