一种荧光激发装置、投影光源及投影设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种荧光激发装置。荧光激发装置包括：激光光源，发出激发光束；激发光束透过反射型聚光装置并经光导管入射至荧光晶体，激发荧光晶体发光；荧光晶体发出的荧光经反射部件反射至反射型聚光装置，并被准直反射至变形反射镜，变形反射镜受驱动部件控制，表面发生变形，使得被反射光束的传输角度多样化，从而使光束的光斑分布均匀化。本发明专利技术还公开了一种投影光源及投影设备。

Fluorescence excitation device, projection light source and projection device

The invention discloses a fluorescence excitation device. The fluorescence excitation device comprises a laser light source, excitation beam; excitation beam through the reflection type light focusing device and the light pipe incident to the fluorescence excitation fluorescence crystal, crystal light; reflected components reflected to the reflecting type light focusing device fluorescent crystals emit, and collimated reflected to the deformable mirror, mirror driven by component control the surface, deformation, the transmission angle of the reflected beam is diversified, so that the beam spot distribution uniformity. The invention also discloses a projection light source and a projection device.

【技术实现步骤摘要】
一种荧光激发装置、投影光源及投影设备
本专利技术涉及光束照明领域，尤其涉及一种荧光激发装置、投影光源及投影设备。
技术介绍
目前行业中主要有两种提供光源照明的方式：如图1A所示的架构示意图，包括01激光器BANK，发出的平行或近似平行的激光经02反光碗反射会聚至03荧光轮表面，对荧光材料进行激发。在本示意图中，03荧光轮为透射式荧光轮，受激的荧光从03荧光轮背面射出，并经过04准直透镜组会聚后出射。图1A所示的是通过反光碗收集激光并照射旋转荧光轮的方式提供照明，这种方式下，由于反光碗的面型和镀膜工艺原因，很难做到从反光碗反射的光束聚焦到旋转荧光轮上形成的激发光斑均匀，因此会导致激发旋转荧光轮产生的的荧光分布也不均匀，荧光经过收光后这种不均匀的情况也同样存在。另一种方式提供光源照明的方式如图1B所示，该架构中包括：激光器101、缩束系统102、二向色镜104、聚焦准直透镜组105、荧光轮103。激光在图1B所示的光学架构中的传输路径如下所述：从激光器101发出的激光经过缩束系统102出射后到达二向色镜104，从二向色镜103透射后激光光束到达聚焦准直透镜组105，经聚焦准直透镜组105出射的光束打到荧光轮103上激发荧光轮发出荧光，此处示例的荧光轮103可以是反射型荧光轮，因此荧光轮103将荧光反射，反射的荧光经过聚焦准直透镜组105收光，进行会聚准直，将朗伯体（指辐射源各方向上的辐射亮度不变，辐射强度随观察方向与面光源法线之间的夹角θ的变化遵守余弦规律）分布的大角度光束压缩为近似平行光束出射至二向色镜104，二向色镜104将该荧光反射出去从而提供照明。此示例中，荧光被反射后镜准直透镜组进行会聚收光的过程与图1A中，荧光透射后被准直透镜组04进行会聚收光的原理是相同的。在该照明方式中，由于光路架构中设置了多片透镜，尤其是位于荧光轮正面的准直透镜组105，一方面对激光激发光进行再次会聚，使之形成预设大小的光斑照射到荧光轮上，同时，还对荧光轮反射的荧光进行会聚准直。无论在上述图1A或图1B所示的照明方式中，一方面由于激光器BANK本身存在快轴和慢轴的会聚速度差别，激光光斑本身存在一定的不均匀性，而当使用如图1B所示的方式时，尤其是经过多片透镜组成的透镜组对激光进行透射时，由于镜片加工工艺，多片镜片像差累积原因，以及镜片受高能量密度的激光光斑照射，本身产生温度梯度差，使得镜片的折射率也发生变化，这些原因均会再次加重激光光斑的不均匀性。而不均匀的激光光斑照射到荧光体上时，必然也导致受激的荧光也存在不均匀的问题。以及，在图1A和1B所示的方式中，由于荧光的发散角度范围很大，即使收集光的透镜较为靠近旋转荧光轮设置，但大发散角度的光束仍然不可能避免的无法被透镜收集，从而形成光损，导致荧光的收集效率也较低。综上，目前的荧光激发照明方式中，存在荧光激发光斑不均匀性以及光收集效率低的技术缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供一种荧光激发装置、投影光源及投影设备，提高光束的均匀性和光的收集效率。本专利技术实施例提供的一种荧光激发装置，包括：激发光源，激发光源发出激发光束；具有通光孔和反射面的反射型聚光装置，激发光束透过通光孔，反射型聚光装置的反射面将反射从光导管出射的光束进行准直反射；光导管，用于将反射型聚光装置透过的光束引导至荧光晶体，并将反射部件反射的光束引导至反射型聚光装置；荧光晶体，荧光晶体与光导管紧贴设置，并受光导管引导的光束激发产生荧光；反射部件，用于将荧光晶体受激产生的荧光反射至光导管；变形反射镜，用于对反射型聚光装置反射的荧光中的部分荧光进行反射，对另外部分荧光进行透射，变形反射镜的表面能够受驱动部件驱动发生变形；进一步地，光导管包括第一端面和第二端面，至少一种颜色的光束从第一端面入射至光导管，从第二端面出射至荧光晶体，第一端面的面积大于第二端面的面积；进一步地，变形反射镜的驱动部件的驱动算法为随机函数算法。或者，进一步地，荧光激发装置还包括：探测装置，用于探测从变形反射镜透过的荧光的光斑分布，形成反馈信号，并将反馈信号提供给变形反射镜的驱动部件；进一步地，变形反射镜透射的光占总接收光能量的比例不大于5%。进一步地，探测装置是波前传感器；或者，探测装置是电荷耦合器件CCD传感器。本专利技术以上一个或多个实施例提供的一种荧光激发装置，激发光源发出激发光束，透过反射型聚光装置并经过光导管匀化输出，使得激发光束光斑得到一定的匀化，荧光晶体受光导管透过的激发光受激进行发光后，被设置于荧光晶体远离光导管一侧的反射部件反射至反射型聚光装置，并由反射型聚光装置进行准直反射至变形反射镜。一方面，变形反射镜能够根据驱动部件的控制使其表面发生变形，从而可以改变入射光束的反射角度，荧光光束经过变形反射镜反射后，光束的传输角度变得多样化，光束角度的多样化也使光束能量分布变得均匀，且光束角度的多样化，避免了荧光光束长期照射到光学镜片的同一位置，这样不同时间点形成的光斑进行叠加匀化，降低了荧光光斑不同区域光强的强弱对比度，使荧光光束的光斑能量分布也呈现均匀化。另一方面，由于荧光晶体受激面一侧紧贴光导管设置，从而受激产生的荧光基本都被光导管收集，且荧光光束经过了光导管的多次反射后再出射，能够对荧光光束起到一定的匀化作用，同时相比于现有技术中通过透镜收集而容易损失大发散角度的光束，减小了光损，提高了光的收集效率。进一步地，由于在荧光激发装置中还设置了探测装置，一部分荧光被变形反射镜透射，并被探测装置探测得到荧光的光斑分布，探测装置根据光斑分布情况形成反馈信号提供给变形反射镜的驱动部件，能够使得变形反射镜的变形具有目的性和可控性，及时改善荧光光斑分布不均匀的情况。本专利技术实施例还提供了一种投影光源，应用上述技术方案的荧光激发装置，包括：其中，荧光晶体固定设置于光导管和变形反射镜之间，荧光晶体受反射型聚光装置透过的光束激发产生第一颜色的荧光，该投影光源还包括：第二激光光源，用于发出第二颜色的激光光束；第一二向色镜，用于透射第一颜色的荧光，反射第二颜色的激光光束；第三激光光源，用于发出第三颜色的激光光束；第二二向色镜，用于透射第一颜色的荧光和第二颜色的激光光束，反射第三颜色的激光光束；第一二向色镜、第二二向色镜设置在变形反射镜入射光束的传输路径上；或者，第一二向色镜、第二二向色镜设置在变形反射镜反射光束的传输路径上；或者，第一二向色镜，第二二向色镜之一设置在变形反射镜入射光束的传输路径上，另一设置在变形反射镜反射光束的传输路径上；以及，一种投影光源，应用上述技术方案的荧光激发装置，其中，荧光晶体设置在旋转轮上，旋转轮上沿圆周设置有受激产生第一颜色荧光的荧光晶体和受激产生第二颜色荧光的荧光晶体，则投影光源还包括：第三激光光源，用于发出第三颜色的激光光束；第三二向色镜，用于透射第一颜色的荧光和第二颜色的荧光，反射第三颜色的激光光束；第三二向色镜设置在变形反射镜入射光束的传输路径上；或者，第三二向色镜设置在变形反射镜反射光束的传输路径上；以及，一种投影光源，应用上述技术方案的荧光激发装置，其中，荧光晶体设置在旋转轮上，旋转轮原圆周方向上设置有受激产生第一颜色荧光的荧光晶体、受激产生第二颜色荧光的晶体、受激产生第三颜色荧光的荧光晶体，其中，激发光源为紫外光源；上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光激发装置，其特征在于，包括：激发光源，所述激发光源发出激发光束；具有通光孔和反射面的反射型聚光装置，所述激发光束透过所述通光孔，所述反射型聚光装置的反射面将反射从光导管出射的光束进行准直反射；光导管，用于将反射型聚光装置透过的光束引导至荧光晶体，并将反射部件反射的光束引导至所述反射型聚光装置；荧光晶体，所述荧光晶体与所述光导管紧贴设置，并受所述光导管引导的光束激发产生荧光；反射部件，用于将所述荧光晶体受激产生的荧光反射至所述光导管；变形反射镜，用于对所述反射型聚光装置反射的荧光中的部分荧光进行反射，对另外部分荧光进行透射，所述变形反射镜的表面能够受驱动部件驱动发生变形。

【技术特征摘要】
1.一种荧光激发装置，其特征在于，包括：激发光源，所述激发光源发出激发光束；具有通光孔和反射面的反射型聚光装置，所述激发光束透过所述通光孔，所述反射型聚光装置的反射面将反射从光导管出射的光束进行准直反射；光导管，用于将反射型聚光装置透过的光束引导至荧光晶体，并将反射部件反射的光束引导至所述反射型聚光装置；荧光晶体，所述荧光晶体与所述光导管紧贴设置，并受所述光导管引导的光束激发产生荧光；反射部件，用于将所述荧光晶体受激产生的荧光反射至所述光导管；变形反射镜，用于对所述反射型聚光装置反射的荧光中的部分荧光进行反射，对另外部分荧光进行透射，所述变形反射镜的表面能够受驱动部件驱动发生变形。2.如权利要求1所述的投影光源，其特征在于，所述光导管包括第一端面和第二端面，所述至少一种颜色的光束从所述第一端面入射至光导管，从所述第二端面出射至所述荧光晶体，所述第一端面的面积大于所述第二端面的面积。3.如权利要求1或2所述的荧光激发装置，其特征在于，所述变形反射镜的驱动部件的驱动算法为随机函数算法。4.如权利要求1或2所述的荧光激发装置，其特征在于，所述荧光激发装置还包括：探测装置，用于探测从所述变形反射镜透过的荧光的光斑分布，形成反馈信号，并将所述反馈信号提供给所述变形反射镜的驱动部件。5.如权利要求11所述的荧光激发装置，其特征在于，所述变形反射镜透射的光占总接收光能量的比例不大于5%。6.如权利要求11所述的投影光源，其特征在于，所述探测装置是波前传感器；或者，所述探测装置是电荷耦合器件CCD传感器。7.一种投影光源，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的荧光激发装置，其中，所述荧光晶体固定设置于所述光导管和所述变形反射镜之间，所述荧光晶体受所述反射型聚光装置透过的光束激发产生第一颜色的荧光，所述投影光源还包括：第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭汝海，刘显荣，田有良，
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