[发明专利]波长转换器、光源装置及投影机

说明书

技术领域

本发明是涉及光学器件技术领域，特别是关于波长转换器、光源装置及投影机。

背景技术

近年来，激光光源投影机因其寿命长、画面亮度高以及色彩丰富等优点而被广泛地应用于多种场合，例如电视投影、微型投影以及一些商用、教育和家用娱乐系统等。

众所周知，光学画面至少需要由不同主波长的光波组成，例如蓝色、绿色和红色光波。现有的一种投影方式为，一种波长的光源作为激发光来生成另一种波长的光束，而后再与其他波长的光束分时发射，在投影屏幕上显示出各种画面。例如以蓝光半导体激光器所发出的蓝色激光作为激发光，激发绿光荧光粉来产生绿光。

图1所示为现有的光源装置的结构示意图。请参见图1，光源装置10包括第一光源12、第二光源13、荧光轮14及聚光光学系统15。荧光轮14具有多个区域，所述的多个区域的至少一个作为反射部，至少一个作为透射部，所述反射部上涂布有接收激发光而发出规定波段光的荧光粉，透射部可使光线透射。荧光轮14由驱动马达14a驱动，绕着驱动马达14a的输出轴的轴线A旋转。第一光源12可发出第一波段光，第一波段光也为激发光，所述激发光照射荧光轮14的反射部可激发产生的第三波段光，第二光源13可发出第二波段光。在图1中，第一光源12的数量为多个，第一光源12为蓝色波段的激光发光器，第二光源13为红色波段的激光发光器，第一波段光为蓝光，第二波段光为红光，第三波段光为绿光。

聚光光学系统15包括多个准直透镜152、多个反射镜153、多个凸透镜154、多个光轴变换镜155、聚光透镜群156、光棒入射透镜157及光棒158。准直透镜152及反射镜153设于第一光源12的光线出射侧，一准直透镜152及一反射镜153与一第一光源12对应，准直透镜152将来自与其对应的第一光源12的射出光变换成平行光，反射镜153配置于第一光源12的光轴上，反射来自第一光源12并透过准直透镜152的光，使其按照90度的角度变化方向。

多个凸透镜154包括第一凸透镜154a、第二凸透镜154b、第三凸透镜154c及第四凸透镜154d。多个光轴变换镜155包括第一二向色镜155a、第一反射镜155b、第二反射镜155c及第二二向色镜155d。聚光透镜群156包括多个聚光透镜。第一二向色镜155a允许第一波段光及第二波段光透过并反射第三波段光，第二二向色镜155d允许第一波段光透过并反射第二波段光及第三波段光。

工作时，第一光源12出射的第一波段光呈发散状入射至准直透镜152，准直透镜152将该光束准直成平行光束；反射镜153的反射作用使得所述平行光束的光轴旋转90度，第一凸透镜154a对旋转光轴后的平行光束进行会聚，向第一二向色镜155a出射；第一光源12的光束透过第一二向色镜155a后，经聚光透镜群156会聚处理后，到达荧光轮14。

荧光轮14在驱动马达14a的驱动下旋转。对于旋转中的荧光轮14，若第一光源12入射于荧光轮14的涂布有荧光粉的反射部时，激发荧光粉发射出第三波段光，第三波段光以相反于第一光源12入射方向的方向出射，到达第一二向色镜155a后，其光轴在反射作用下被旋转90度，再经过第二凸透镜154b、第一反射镜155b、第三凸透镜154c后，向第二二向色镜155d入射；第三波段光被第二二向色镜155d反射而射向光棒入射透镜157，最后聚焦到光棒158内。简言之，第一光源12入射于荧光轮14的反射部时，光棒158收集到的是第三波段光。

若第一光源12入射于荧光轮14上未涂布荧光粉的透射部时，第一光源12发出的第一波段光透射荧光轮14，经聚光透镜群156、第二反射镜155c和第四凸透镜154d的会聚及反射作用后，透过第二二向色镜155d传输至光棒入射透镜157，最终聚焦到光棒158内。也就是说，第一光源12入射于荧光轮14的透射部时，光棒158收集到的是第一波段光。

第二光源13可发出第二波段光，以平行于第一光源12的光轴的方向出射，经过聚光透镜群156的部分聚光透镜会聚后，到达第一二向色镜155a，由于第一二向色镜155a允许第二波段光透过，则第二波段光再经过第二凸透镜154b、第一反射镜155b、第三凸透镜154c的聚光及反射作用后，到达第二二向色镜155d；第二二向色镜155d将第二波段光的光轴旋转90度，经过光棒入射透镜157，最终聚焦到光棒158内。