[發明專利]一種光波長轉換設備及方法

在審

• 申請號: 201710607056.7
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN109298585A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 劉金根
• 申請（專利權）人: 無錫視美樂激光顯示科技有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

本發明公開了一種光波長轉換設備及方法，其中光波長轉換設備包括：波長轉換單元，接收由入射透鏡組輸入的入射光，基于波長轉換單元中的波長轉換材料將入射光轉換為多種顏色的出射光；光學收集單元，對波長轉換單元所輸出的多種顏色的出射光中的初級出射光進行直接收集，以及對經由第一反射圍壩和第二反射圍壩輸出的多種顏色的出射光中的次級出射光進行二次收集；圍壩單元，包括設置于在波長轉換單元的波長轉換材料外側的第一反射圍壩和設置于在波長轉換單元的波長轉換材料內側的第二反射圍壩，第一反射圍壩和第二反射圍壩用于將無法被光學收集單元直接收集的出射光進行光路變換，以使得經過光路變換的出射光能夠被光學收集單元進行二次收集。

技術領域

本發明涉及光學領域，并且更具體地，涉及一種光波長轉換設備及方法。

背景技術

由于投影機所顯示的色彩與光源有著密不可分的關系，因此使用燈泡或者新光源系統的投影機希望提升色彩的色域時，必須在光源上進行處理。在投影機領域，激光成為提升顯示色彩表現的關鍵。在投影機所使用的激光光源系統領域，RGB三基色激光光源方式是業內認可的色彩表現的最好方式。這種方式具有更大的色域以及更高的色飽和度。

目前，激光激發熒光粉方案使用透鏡組將激光器所發出的激光進行收集并整形成所需要的光斑形狀，然后將該光斑投射到熒光轉換裝置上。熒光轉換裝置受激后產生紅、綠、黃、藍等各個顏色的光，并且將各個顏色的光經過透鏡組聚焦到光機系統。熒光轉換裝置包括在特定基體上涂覆熒光粉，或者將熒光粉直接做成基體。

熒光粉受激發所發出的光為全角度光，即熒光粉受激發符合朗伯光源特點。目前，投影機領域基本都是采用透鏡組或者反射杯(反射碗)的形式將熒光轉換裝置所發出的光進行收集。然而，不管是采用透鏡組還是反射杯進行光的收集，均無法將熒光轉換裝置所發出的光全部收集或以較高的收集比率進行收集。因此，現有技術的光收集方案導致熒光轉換裝置所發出的光(未被收集透鏡組覆蓋的光)無法完全被收集或以較高的收集比率被收集。這部分光將在光源系統內部轉換成熱量，隨著熱量的累積從而使光源系統內部溫度升高，并且進而導致熒光轉換裝置的光轉換效率降低。

為此，現有技術中缺少能夠全部收集或以較高的收集比率進行光收集，從而防止未被收集的光在光源系統內部轉換成熱量以導致熒光轉換裝置的光轉換效率降低的方案。

發明內容

為解決現有收光效率低的問題，本發明提出在熒光轉換裝置上進行結構設計，即在熒光轉換裝置上的光斑周圍建立一圈反射圍壩結構，將熒光轉換裝置發出的未被透鏡組或反射杯收集的光反射進入透鏡組或反射杯內，從而加以利用。

根據本發明的一個方面，提供一種光波長轉換設備，所述光波長轉換設備包括：

波長轉換單元，接收由入射透鏡組輸入的入射光，基于所述波長轉換單元中的波長轉換材料將所述入射光轉換為多種顏色的出射光；

光學收集單元，對所述波長轉換單元所輸出的所述多種顏色的出射光中的初級出射光進行直接收集，以及對經由第一反射圍壩和第二反射圍壩輸出的所述多種顏色的出射光中的次級出射光進行二次收集；

圍壩單元，包括設置于在所述波長轉換單元的波長轉換材料外側的第一反射圍壩和設置于在所述波長轉換單元的波長轉換材料內側的第二反射圍壩，所述第一反射圍壩和第二反射圍壩用于將無法被光學收集單元直接收集的出射光進行光路變換，以使得經過光路變換的出射光能夠被光學收集單元進行二次收集。

優選地，所述光學收集單元為透鏡組或反射杯。

優選地，所述第一反射圍壩和第二反射圍壩的反射面為漫反射結構，能夠將無法被所述光學收集單元直接收集的大角度出射光轉換成能夠被光學收集單元收集的小角度出射光。