[实用新型]组合轮及包括组合轮的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及将色轮和荧光体轮整合在一起的光学光转换装置。该光学光转换装置可以用于例如投影显示系统，以通过波长转换而生成彩色连续照明(color sequential illumination)。

背景技术

荧光体轮用于各种光学装置，诸如使用数字光处理(DLP)技术的基于投影或基于其它图像生成系统的光学装置。荧光体轮包括毂盘部分，毂盘部分是在与电动机联接时用作转子的柱状体。光活性径向部分附接于毂盘部分或与毂盘部分成一体。光活性径向部分上的波长转换材料(荧光体)生成波长不同于入射激发光的发射光。

现有固态激光源(固态照明或SSI)使用蓝色激光来激发荧光体轮并且生成发射光，取决于荧光粉，发射光可以为绿色、黄色或红色。然后，单色光波被混合在一起以产生白光。

尽管通过荧光体轮产生单色光，但荧光体通常不能达到标准投影仪的色域，即，在投影仪上可获得的整个颜色范围。结果，必须通过滤色器来调谐颜色。通常，滤色器也是以与荧光体轮同步的速度旋转的轮的形式。在色轮中，光活性部分通常包括用于过滤入射光的一个或多个滤色器。这些滤色器通常是覆盖有薄膜的平坦玻璃区(segments)以便以波长相关方式来反射或透射光。在径向光活性部分的不同部分中可以设置多个滤色器，从而色轮的旋转导致入射光受到这些不同部分的不同影响。

通常，荧光体轮必须与色轮一起使用。期望的是生成可在高功率电源状态下运行的光学光转换装置(例如激光投影仪)，这克服了单个荧光体轮和色轮的缺点。具体地说，期望的是生成这样的光学光转换装置：其将荧光体轮和色轮整合进单个结构、不需要超过现有电动机负荷、实现灵活的颜色调节、可以由更少的构件制造并且使用低成本构件。

实用新型内容

本实用新型由此涉及组合轮，该组合轮可以实施荧光体轮和色轮两者的功能。本文中还披露了包括以下部分的装置：组合轮；蓝色激光发生器，其产生激发蓝光；以及一系列二向色滤色器(dichroic filter)和反射镜，其用于调谐并转换要被后续光学系统收集的光。

在本文的各个实施例中披露了组合轮，其包括滤色器、具有至少两个荧光体区的反射基板以及漫射体区。滤色器被分为至少三种不同颜色的区。反射基板在滤色器的第一表面上与滤色器同轴对准。反射基板为去除了楔形或扇形部分的圆形/柱状形式。反射基板可以被描述为具有小于360°的中心角。第一光发射荧光体区布置(沉积) 在反射基板的第一扇形区上。第二光发射荧光体区布置在反射基板的第二扇形区上。漫射体区位于滤色器的第一表面上与反射基板相邻的位置，并且可以被描述为填充楔形或扇形部分被从反射基板去除的位置。

在具体实施例中，第一光发射荧光体区包含绿光发射荧光体；并且第二光发射荧光体区包含红光或黄光发射荧光体。此外，第一光发射荧光体区与滤色器的绿色区沿径向对准；第二光发射荧光体区与滤色器的红色或黄色区沿径向对准；并且漫射体区与滤色器的蓝色区沿径向对准。

在一些实施例中，反射基板是滤色器的表面上的高反射率覆层。这些实施例可以被视为“单基板”轮。在其它实施例中，反射基板是诸如铝或铝合金等反射性金属。这种实施例被视为“双基板”轮。滤色器可以包括玻璃基板，玻璃基板上具有合适的覆层。

组合轮还可以包括联接至电动机的毂盘，滤色器联接至毂盘。

还披露了一种装置，其包括：如这里所描述的组合轮；蓝色激光发生器，其(A)产生激发蓝光，并且(B)与反射基板和漫射体区对准；第一二向色滤色器，其位于蓝色激光发生器与组合轮之间，其中，蓝光穿过第一二向色滤色器，并且其它颜色光被第一二向色滤色器反射；第一反射镜，其位于使来自第一二向色滤色器的其它颜色光改变方向为朝向组合轮的滤色器的位置，使得其它颜色光穿过组合轮的滤色器并且被调谐而产生已调谐其它颜色光；以及光学系统，其被对准成接收已调谐其它颜色光。

该装置还可以包括：第二二向色滤色器，其位于组合轮与光学系统之间；以及第二反射镜；其中，第二二向色滤色器和第二反射镜构造为使得已调谐其它颜色光和已调谐蓝光被导向光学系统。

在一些实施例中，第二二向色滤色器位于组合轮与光学系统之间，其中，已调谐其它颜色光穿过第二二向色滤色器，并且蓝光被第二二向色滤色器反射；并且第二反射镜位于使穿过组合轮的漫射体区的蓝光改变方向为朝向第二二向色滤色器的位置，使得蓝光再被第二二向色滤色器朝向光学系统反射。