激光光源及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种激光光源，包括：激光源、第一聚光模块、第一扩散片、第一聚焦模块、荧光粉轮、第二聚焦模块、光棒、扩散单元和分光开关元件，分光开关元件状态一时，分光开关元件将来自第一扩散片的用于激发荧光粉的激光反射到第二聚焦模块；状态二时，分光开关元件将来自第一扩散片的激光反射到第二聚焦模块。本发明专利技术还公开了一种激光光源控制方法，包括：步骤一、调整分光开关元件状态为状态一；步骤二、输出荧光粉轮所发的光，或者荧光粉轮所发的并经滤色轮对应区域滤色后或经过第二扩散片后所得的光；步骤三、调整分光开关元件状态为状态二；步骤四、输出激光源所发的光。本发明专利技术结构简单，体积小，光学效率高，还可以兼容各种光源方案。

Laser source and its control method

The invention discloses a laser light source, which comprises a laser source, a first focusing module, a first diffuser, a first focusing module, a phosphor wheel, a second focusing module, a light rod, a diffusion unit and a splitting switch element. When the splitting switch element is in a state, the splitting switch element is used to excite fluorescence from the first diffusion plate. The laser of the powder is reflected to the second focusing module; when the state is two, the splitting switch element reflects the laser from the first diffuser to the second focusing module. The invention also discloses a laser light source control method, which comprises: step 1, adjusting the state of the splitting switch element to state 1; step 2, outputting the light emitted by the phosphor wheel, or the light emitted by the phosphor wheel after being filtered by the corresponding region of the color filter wheel or after being filtered by the second diffusion plate; step 3, adjusting the splitting The state of the off component is state two; step four, outputs the light from the laser source. The invention is simple in structure, small in volume and high in optical efficiency, and can also be compatible with various light source schemes.

【技术实现步骤摘要】
激光光源及其控制方法
本专利技术涉及发光源领域，具体涉及一种激光投影仪用的的基于激光的光源.。
技术介绍
目前激光投影机相比传统投影机，具有寿命长、色域广和维护方便等优点。现在，光源部分一般采用单一蓝激光，激光激发绿色、黄色荧光粉后获得绿光、黄光，再由黄光滤得红光，这样使光源能输出红、黄、蓝和绿光或者得红、蓝和绿光。例如：文献1、一种分段荧光板式激光投影机，公告号：CN206270637U，授权公告日：2017.06.20。但采用单色光源存在一个问题：红光颜色不够鲜艳，而且通过蓝激光激发黄光再经过滤波片过滤得到红光，光转换效率非常低，整体显示视频和画面时导致红色较暗，层次不分明。因此，在以上蓝色激光光源的基础上，增加了单独的红色激光源，来弥补上述问题。但结构复杂性明显提升，体积也明显增加。例如：文献2、一种双色激光光源投影机，公告号：CN206224129U，授权公告日：2017.06.06；文献3、一种双色激光荧光轮式投影机，公告号：CN206270638U，授权公告日：22017.06.20；文献4、一种双色激光光源，公告号：CN105093795A，授权公告日：2015.11.25。这些方案中，要么采用4片或以上的反射镜，要么为不同激光或荧光采用不同镜片组，因而体积更大，成本更高。市场上最在是采用三色激光光源的方案，颜色和亮度表现良好，但同样结构复杂，体积较大，并且成本较高。例如：文献5、激光投影机，公告号：CN101067683A；公开日：2007.11.07；文献6、光源装置，公告号：CN107145029A，授权公告日：2017.09.08。现有激光光源仍然存在改进的空间。上述三种光源方案除了结构复杂、光学镜片多、相应成本较高、体积较大外，还存如下问题：1、由于结构复杂、镜片多(包括反射镜)，因此光程较长，光学效率较低；2、三种光源方案(单色、双色和三个激光光源)之间互换通用性差，增加或减少激光源都可能必须增加或减少相应的整体结构，如反射镜、对应激光的镜片系统等，均需额外准备模具，增加生产成本。为解决现有技术中的上述缺陷，本专利技术提出了一种新的解决方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是，现有三种类型的激光光源所存的以下问题：1、结构较复杂，体积较大；2、光学镜片较多，因此成本较高；3、光学镜片多，特别是需要多次反射，光程也因此较长，光学效率较低；4、三种类型的激光光源结构相互差别很大，相互不能兼容，需要单独开发模具，增加了开发费用。本专利技术所提出的技术问题是这样解决的：提供了一种激光光源，包括：激光源，用于提供一种、两种或多种颜色的激光源；第一聚光模块，用于对激光源发射的激光进行准直和压缩，并投射到第一扩散片上；第一扩散片，用于消除激光散斑，同时使得到达荧光粉轮上的光斑均匀，荧光激发效率高；第一聚焦模块，对接收来自第一扩散片的激光进行汇聚并投射到荧光粉轮，同时对荧光粉轮上被激发的荧光进行收光和汇聚并投射到第二聚焦模块；荧光粉轮，其分为一个、两个或多个荧光粉区域，其中至少有一个荧光粉区域，受到激光激发后发出荧光；第二聚焦模块，对光束进行进一步合光并投射到扩散单元；光棒，对光束进行匀光作用；还包括：扩散单元，其为滤色色轮或者振动或旋转的第二扩散片，滤色色轮分为两或多个区域，其中至少设置有数量与激光源的激光颜色数量对应的扩散片区域，扩散片区域的扩散片分别镀有与激光颜色对应的增透膜，扩散片区域用于进一步消除激光的散斑，其余区域设置为白玻璃、对应颜色的滤光片或者镂空，散片区域用于进一步消除激光的散斑；第二扩散片用于除激光的散斑，同时透过其他颜色的荧光；分光开关元件，其反射与激光源颜色匹配的激光，并透射其他颜色光；分光开关元件具有两种状态，分别为状态一和状态二，状态一时，分光开关元件将来自第一扩散片的用于激发荧光粉的激光反射到第二聚焦模块，激光经过第二聚焦模块聚焦后照射荧光粉轮，荧光粉轮上的荧光粉区域激发出对应颜色的荧光，荧光通过第二聚焦模块聚焦并透过分光开关元件投射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的荧光再经过第二扩散片或者滤色色轮上对应颜色的滤光片、白玻璃区域或者镂空，最后投射到光棒；状态二时，分光开关元件将来自第一扩散片的激光反射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的激光，再经过滤色色轮上镀有对应颜色增透膜的扩散片照射到光棒。进一步的，所述分光开关元件为可旋转并能定位到至少两个角度的二向色镜，所述二向色镜反射与激光源颜色匹配的激光，透射其他颜色光；所述二向色镜所定位的至少两个角度中，其中一个角度对应所述状态一，另一个角度对应所述状态二。进一步的，所述激光源，用于提供蓝色激光；所述分光开关元件，其反射蓝色激光，透射其他颜色光；状态一时，所述分光开关元件将来自第一扩散片的用于激发荧光粉的激光反射到第二聚焦模块，激光经过第二聚焦模块聚焦后照射荧光粉轮，荧光粉轮上的荧光粉区域激发出对应颜色的荧光，荧光通过第二聚焦模块聚焦并透过所述分光开关元件投射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的荧光再经过第二扩散片或者滤色色轮上对应颜色的滤光片、白玻璃区域或者镂空，最后投射到光棒；状态二时，所述分光开关元件将来自第一扩散片的激光反射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的激光，再经过第二扩散片或者滤色色轮上镀有对应颜色增透膜的扩散片照射到光棒；所述荧光粉轮包括两个荧光粉区域，第一荧光粉区域为绿色荧光粉区域，第二荧光粉区域为黄色荧光粉区域；所述扩散单元设置为所述滤色色轮时，所述滤色色轮包括四个区域，第一区域设置为红色滤光片，第二区域设置为绿色滤光片或白玻璃；第三区域设置为扩散片区域，该区域的扩散片镀有透过蓝光并反射其他颜色光的增透膜；第四区域设置为白玻璃，用于通过黄色荧光；所述扩散单元设置为所述第二扩散片时，所述第二扩散片是上下方向或者多个方向振动或者旋转的，用于消除激光的散斑。更进一步的，所述荧光粉轮，还包括第三荧光粉区域，第三荧光粉区域为红色荧光粉区域；所述第一区域设置为红色滤光片或白玻璃。进一步的，所述激光源，提供蓝色激光和红色激光；所述分光开关元件，其反射蓝色激光和红色激光，透射其他颜色光；状态一时，所述分光开关元件将来自第一扩散片的用于激发荧光粉的蓝色激光反射到第二聚焦模块，激光经过第二聚焦模块聚焦后照射荧光粉轮，荧光粉轮上的荧光粉区域激发出对应颜色的荧光，荧光通过第二聚焦模块聚焦并透过所述分光开关元件投射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的荧光再经过第二扩散片或者滤色色轮上对应颜色的滤光片、白玻璃区域或者镂空，最后投射到光棒；状态二时，所述分光开关元件将来自第一扩散片的蓝色激光或红色激光反射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的激光，再经过第二扩散片或者滤色色轮上镀有对应颜色增透膜的扩散片照射到光棒；所述荧光粉轮包括两个区域，第一荧光粉区域为绿色荧光粉区域，第二荧光粉区域为黄色荧光粉区域；所述扩散单元设置为所述滤色色轮时，所述滤色色轮包括四个区域，第一区域设置为扩散片区域，该区域的扩散片镀有透过红光并反射其他颜色光的增透膜；第二区域设置为绿色滤光片或白玻璃；第三区域设置为扩散片区域，该区域的扩散片镀有透过蓝光并反射其他颜色光的增透膜；第四区域设置为白玻璃，用于通过黄色荧光；所述扩散单元设置为所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.激光光源，包括：激光源(1)，用于提供一种、两种或多种颜色的激光源；第一聚光模块，用于对激光源(1)发射的激光进行准直和压缩，并投射到第一扩散片(4)上；第一扩散片(4)，用于消除激光散斑，同时使得到达荧光粉轮(8)上的光斑均匀，荧光激发效率高；第一聚焦模块，对接收来自第一扩散片(4)的激光进行汇聚并投射到荧光粉轮(8)，同时对荧光粉轮(8)上被激发的荧光进行收光和汇聚并投射到第二聚焦模块；荧光粉轮(8)，其分为一个、两个或多个荧光粉区域，其中至少有一个荧光粉区域，受到激光激发后发出荧光；第二聚焦模块，对光束进行进一步合光并投射到扩散单元；光棒(11)，对光束进行匀光作用；其特征在于：还包括：扩散单元，其为滤色色轮(10)或者振动或旋转的第二扩散片，滤色色轮(10)分为两或多个区域，其中至少设置有数量与激光源(1)的激光颜色数量对应的扩散片区域，扩散片区域的扩散片分别镀有与激光颜色对应的增透膜，扩散片区域用于进一步消除激光的散斑，其余区域设置为白玻璃、对应颜色的滤光片或者镂空，散片区域用于进一步消除激光的散斑；第二扩散片用于除激光的散斑，同时透过其他颜色的荧光；分光开关元件(5)，其反射与激光源(1)颜色匹配的激光，并透射其他颜色光；分光开关元件(5)具有两种状态，分别为状态一和状态二，状态一时，分光开关元件(5)将来自第一扩散片(4)的用于激发荧光粉的激光反射到第二聚焦模块，激光经过第二聚焦模块聚焦后照射荧光粉轮(8)，荧光粉轮(8)上的荧光粉区域激发出对应颜色的荧光，荧光通过第二聚焦模块聚焦并透过分光开关元件(5)投射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的荧光再经过第二扩散片或者滤色色轮(10)上对应颜色的滤光片、白玻璃区域或者镂空，最后投射到光棒(11)；状态二时，分光开关元件(5)将来自第一扩散片(4)的激光反射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的激光，再经过滤色色轮(10)上镀有对应颜色增透膜的扩散片照射到光棒(11)。...

【技术特征摘要】
1.激光光源，包括：激光源(1)，用于提供一种、两种或多种颜色的激光源；第一聚光模块，用于对激光源(1)发射的激光进行准直和压缩，并投射到第一扩散片(4)上；第一扩散片(4)，用于消除激光散斑，同时使得到达荧光粉轮(8)上的光斑均匀，荧光激发效率高；第一聚焦模块，对接收来自第一扩散片(4)的激光进行汇聚并投射到荧光粉轮(8)，同时对荧光粉轮(8)上被激发的荧光进行收光和汇聚并投射到第二聚焦模块；荧光粉轮(8)，其分为一个、两个或多个荧光粉区域，其中至少有一个荧光粉区域，受到激光激发后发出荧光；第二聚焦模块，对光束进行进一步合光并投射到扩散单元；光棒(11)，对光束进行匀光作用；其特征在于：还包括：扩散单元，其为滤色色轮(10)或者振动或旋转的第二扩散片，滤色色轮(10)分为两或多个区域，其中至少设置有数量与激光源(1)的激光颜色数量对应的扩散片区域，扩散片区域的扩散片分别镀有与激光颜色对应的增透膜，扩散片区域用于进一步消除激光的散斑，其余区域设置为白玻璃、对应颜色的滤光片或者镂空，散片区域用于进一步消除激光的散斑；第二扩散片用于除激光的散斑，同时透过其他颜色的荧光；分光开关元件(5)，其反射与激光源(1)颜色匹配的激光，并透射其他颜色光；分光开关元件(5)具有两种状态，分别为状态一和状态二，状态一时，分光开关元件(5)将来自第一扩散片(4)的用于激发荧光粉的激光反射到第二聚焦模块，激光经过第二聚焦模块聚焦后照射荧光粉轮(8)，荧光粉轮(8)上的荧光粉区域激发出对应颜色的荧光，荧光通过第二聚焦模块聚焦并透过分光开关元件(5)投射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的荧光再经过第二扩散片或者滤色色轮(10)上对应颜色的滤光片、白玻璃区域或者镂空，最后投射到光棒(11)；状态二时，分光开关元件(5)将来自第一扩散片(4)的激光反射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的激光，再经过滤色色轮(10)上镀有对应颜色增透膜的扩散片照射到光棒(11)。2.按照权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述分光开关元件(5)为可旋转并能定位到至少两个角度的二向色镜，所述二向色镜反射与激光源(1)颜色匹配的激光，透射其他颜色光；所述二向色镜所定位的至少两个角度中，其中一个角度对应所述状态一，另一个角度对应所述状态二。3.按照权利要求1或2所述的激光光源，其特征在于，所述激光源(1)，用于提供蓝色激光；所述分光开关元件(5)，其反射蓝色激光，透射其他颜色光；状态一时，所述分光开关元件(5)将来自第一扩散片(4)的用于激发荧光粉的激光反射到第二聚焦模块，激光经过第二聚焦模块聚焦后照射荧光粉轮(8)，荧光粉轮(8)上的荧光粉区域激发出对应颜色的荧光，荧光通过第二聚焦模块聚焦并透过所述分光开关元件(5)投射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的荧光再经过第二扩散片或者滤色色轮(10)上对应颜色的滤光片、白玻璃区域或者镂空，最后投射到光棒(11)；状态二时，所述分光开关元件(5)将来自第一扩散片(4)的激光反射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的激光，再经过第二扩散片或者滤色色轮(10)上镀有对应颜色增透膜的扩散片照射到光棒(11)；所述荧光粉轮(8)包括两个荧光粉区域，第一荧光粉区域(8a)为绿色荧光粉区域，第二荧光粉区域(8b)为黄色荧光粉区域；所述扩散单元设置为所述滤色色轮(10)时，所述滤色色轮(10)包括四个区域，第一区域(10a)设置为红色滤光片，第二区域(10b)设置为绿色滤光片或白玻璃；第三区域(8c)设置为扩散片区域，该区域的扩散片镀有透过蓝光并反射其他颜色光的增透膜；第四区域(10d)设置为白玻璃，用于通过黄色荧光；所述扩散单元设置为所述第二扩散片时，所述第二扩散片是上下方向或者多个方向振动或者旋转的，用于消除激光的散斑。4.按照权利要求3所述的激光光源，其特征在于，所述荧光粉轮(8)，还包括第三荧光粉区域(8c)，第三荧光粉区域(8c)为红色荧光粉区域；所述第一区域(10a)设置为红色滤光片或白玻璃。5.按照权利要求1或2所述的激光光源，其特征在于，所述激光源(1)，提供蓝色激光和红色激光；所述分光开关元件(5)，其反射蓝色激光和红色激光，透射其他颜色光；状态一时，所述分光开关元件(5)将来自第一扩散片(4)的用于激发荧光粉的蓝色激光反射到第二聚焦模块，激光经过第二聚焦模块聚焦后照射荧光粉轮(8)，荧光粉轮(8)上的荧光粉区域激发出对应颜色的荧光，荧光通过第二聚焦模块聚焦并透过所述分光开关元件(5)投射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的荧光再经过第二扩散片或者滤色色轮(10)上对应颜色的滤光片、白玻璃区域或者镂空，最后投射到光棒(11)；状态二时，所述分光开关元件(5)将来自第一扩散片(4)的蓝色激光或红色激光反射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的激光，再经过第二扩散片或者滤色色轮(10)上镀有对应颜色增透膜的扩散片照射到光棒(11)；所述荧光粉轮(8)包括两个区域，第一荧光粉区域(8a)为绿色荧光粉区域，第二荧光粉区域(8b)为黄色荧光粉区域；所述扩散单元设置为所述滤色色轮(10)时，所述滤色色轮(10)包括四个区域，第一区域(10a)设置为扩散片区域，该区域的扩散片镀有透过红光并反射其他颜色光的增透膜；第二区域(10b)设置为绿色滤光片或白玻璃；第三区域(10c)设置为扩散片区域，该区域的扩散片镀有透过蓝光并反射其他颜色光的增透膜；第四区域(10d)设置为白玻璃，用于通过黄色荧光；所述扩散单元设置为所述第二扩散片时，所述第二扩散片是上下方向或者多个方向振动或者旋转的，用于消除激光的散斑。6.按照权利要求1或2所述的激光光源，其特征在于，所述激光源(1)，提供蓝色激光、红色激光和绿色激光；所述荧光粉轮(8)包括一个荧光粉区域，第一荧光粉区域(8a)为黄色荧光粉区域；所述分光开关元件(5)，其反射蓝色激光、红色激光和绿色激光，透射其他颜色光；状态一时，所述分光开关元件(5)将来自第一扩散片(4)的用于激发荧光粉的蓝色激光反射到第二聚焦模块，激光经过第二聚焦模块聚焦后照射荧光粉轮(8)，荧光粉轮(8)上的荧光粉区域激发出黄色荧光，黄色荧光通过第二聚焦模块聚焦并透过所述分光开关元件(5)投射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的荧光再经过第二扩散片或者滤色色轮(10)上的第四区域(10d)，最后投射到光棒(11)；状态二时，所述分光开关元件(5)将来自第一扩散片(4)的蓝色激光、红色激光或者绿色激光反射到第二聚焦模块，经第二聚焦模块聚焦后的激光，再经过第二扩散片或者滤色色轮(10)上镀有对应颜色增透膜的扩散片照射到光棒(11)；所述扩散单元设置为所述滤色色轮(10)时，所述滤色色轮(10)包括四个区域，第一区域(10a)设置为扩散片区域，该区域的扩散片镀有透过红光并反射其他颜色光的增透膜；第二区域(10b)扩散片区域，该区域的扩散片镀有透过绿光并反射其他颜色光的增透膜；第三区域(8c)设置为扩散片区域，该区域的扩散片镀有透过蓝光并反射其他颜色光的增透膜；第四区域(10d)设置为白玻璃或者镂空，用于通过黄色荧光；所述扩散单元设置为所述第二扩散片时，所述第二扩散片是上下方向或者多个方向振动或者旋转的，用于消除激光的散斑。7.激光光源...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭水海，
申请(专利权)人：成都九天光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51