[发明专利]一种光波长转换设备及方法

说明书

本发明公开了一种光波长转换设备及方法，其中光波长转换设备包括：波长转换单元，接收由入射透镜组输入的入射光，基于波长转换单元中的波长转换材料将入射光转换为多种颜色的出射光；光学收集单元，对波长转换单元所输出的多种颜色的出射光中的初级出射光进行直接收集，以及对经由第一反射围坝和第二反射围坝输出的多种颜色的出射光中的次级出射光进行二次收集；围坝单元，包括设置于在波长转换单元的波长转换材料外侧的第一反射围坝和设置于在波长转换单元的波长转换材料内侧的第二反射围坝，第一反射围坝和第二反射围坝用于将无法被光学收集单元直接收集的出射光进行光路变换，以使得经过光路变换的出射光能够被光学收集单元进行二次收集。

技术领域

本发明涉及光学领域，并且更具体地，涉及一种光波长转换设备及方法。

背景技术

由于投影机所显示的色彩与光源有着密不可分的关系，因此使用灯泡或者新光源系统的投影机希望提升色彩的色域时，必须在光源上进行处理。在投影机领域，激光成为提升显示色彩表现的关键。在投影机所使用的激光光源系统领域，RGB三基色激光光源方式是业内认可的色彩表现的最好方式。这种方式具有更大的色域以及更高的色饱和度。

目前，激光激发荧光粉方案使用透镜组将激光器所发出的激光进行收集并整形成所需要的光斑形状，然后将该光斑投射到荧光转换装置上。荧光转换装置受激后产生红、绿、黄、蓝等各个颜色的光，并且将各个颜色的光经过透镜组聚焦到光机系统。荧光转换装置包括在特定基体上涂覆荧光粉，或者将荧光粉直接做成基体。

荧光粉受激发所发出的光为全角度光，即荧光粉受激发符合朗伯光源特点。目前，投影机领域基本都是采用透镜组或者反射杯(反射碗)的形式将荧光转换装置所发出的光进行收集。然而，不管是采用透镜组还是反射杯进行光的收集，均无法将荧光转换装置所发出的光全部收集或以较高的收集比率进行收集。因此，现有技术的光收集方案导致荧光转换装置所发出的光(未被收集透镜组覆盖的光)无法完全被收集或以较高的收集比率被收集。这部分光将在光源系统内部转换成热量，随着热量的累积从而使光源系统内部温度升高，并且进而导致荧光转换装置的光转换效率降低。

为此，现有技术中缺少能够全部收集或以较高的收集比率进行光收集，从而防止未被收集的光在光源系统内部转换成热量以导致荧光转换装置的光转换效率降低的方案。

发明内容

为解决现有收光效率低的问题，本发明提出在荧光转换装置上进行结构设计，即在荧光转换装置上的光斑周围建立一圈反射围坝结构，将荧光转换装置发出的未被透镜组或反射杯收集的光反射进入透镜组或反射杯内，从而加以利用。

根据本发明的一个方面，提供一种光波长转换设备，所述光波长转换设备包括：

波长转换单元，接收由入射透镜组输入的入射光，基于所述波长转换单元中的波长转换材料将所述入射光转换为多种颜色的出射光；

光学收集单元，对所述波长转换单元所输出的所述多种颜色的出射光中的初级出射光进行直接收集，以及对经由第一反射围坝和第二反射围坝输出的所述多种颜色的出射光中的次级出射光进行二次收集；

围坝单元，包括设置于在所述波长转换单元的波长转换材料外侧的第一反射围坝和设置于在所述波长转换单元的波长转换材料内侧的第二反射围坝，所述第一反射围坝和第二反射围坝用于将无法被光学收集单元直接收集的出射光进行光路变换，以使得经过光路变换的出射光能够被光学收集单元进行二次收集。

优选地，所述光学收集单元为透镜组或反射杯。

优选地，所述第一反射围坝和第二反射围坝的反射面为漫反射结构，能够将无法被所述光学收集单元直接收集的大角度出射光转换成能够被光学收集单元收集的小角度出射光。