一种激光光源装置和激光投影设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光学设备技术领域，特别涉及一种激光光源装置和激光投影设备。
【背景技术】
[0002] 随着激光投影设备的小型化和便携式需求发展，需要提供一种小型化的激光投影 设备，尤其是小型化的激光光源装置。
[0003] 图1为激光光源装置结构图，如图1所示，现有技术中的激光光源装置中包括激 光器，例中示意的是蓝色激光器；荧光轮，其上涂覆有绿色荧光粉和黄色荧光粉(或红色荧 光粉)，荧光轮正面和背面均设置有准直透镜组；由于蓝色激光从激光器出射后光斑面积较 大，而荧光轮上激发所需的光斑较小，需要进行光束整形符合荧光激发要求的光斑大小，常 用的比如使用由一片凸透镜和一片凹透镜组成的望远镜系统先进行缩束。经过缩束后，再 经过一片扩散片，扩散片的作用是对激光光束进行扩散，进一步匀化，防止较小的激光光斑 其光能量较高而能量密度分布不均时，易造成荧光轮局部灼伤，降低荧光转换效率。
[0004] 一般情况下，荧光轮上设置荧光粉区和激光透射区，随着荧光轮的旋转，激光周期 性的照射在这两种分区区域。
[0005] 蓝色激光经光束整形后被二向色镜反射至荧光轮正面，通过准直透镜组的会聚后 形成较小的光斑入射荧光轮表面，随着荧光轮的旋转，不同的荧光粉区处于激光的照射下， 从而能够发出不同的荧光。图1中用以示意的反射式荧光轮结构是具有可以镜面反射荧光 的光滑铝基板，荧光被激发后并被基板表面反射，由于荧光粉发光可看作是朗伯体，发散角 度较大，需要经过准直透镜组的准直变成平行或近似平行的光束，再射向二向色镜。
[0006] 当蓝色激光透射过激光透射区后，从荧光轮背面出射，同时呈会聚后又发散的蓝 色激光光束再次经过荧光轮背面的准直透镜组进行准直，并经过位于荧光轮四周的蓝光回 路(通常由透镜，反射镜、扩散片等组成）回到二向色镜(此处二向色镜为一个合光元件，也 可以是其他具有合光功能的镜片，比如X合光镜)，蓝光经过二向色镜的反射，与绿色荧光， 黄色荧光进行合光，再共同经过一片聚焦透镜进行聚焦，进行光束收敛，入射到滤色轮进行 滤色，以提高颜色的纯度。
[0007] 其中，滤色轮与荧光轮同步转动，具有对应的颜色分区。根据荧光轮的旋转时序， 当荧光轮输出蓝色激光时，蓝色激光透过滤色轮的蓝色激光透射区，当荧光轮输出绿色荧 光时，绿色荧光透过滤色轮的绿色滤光区进行绿色滤色，同理，黄色荧光透过滤色轮的红色 滤光区过滤得到红色荧光。从而经滤色轮输出得到三基色。
[0008] 三基色时序的输出进入匀光部件，从而为后面的光机部分提供照明。
[0009] 由上述可知，现有技术中，一方面激光需要经过多片镜片组成的光束整形光路才 能形成较小的光斑到达荧光轮进行荧光的激发，以及至少需要在荧光轮背面设置准直透镜 组(对于图1中的反射式荧光轮需要在正面和前面均设置)，以对激光和荧光先进行准直，并 再进一步会聚后才能进入匀光部件，从而对光束进行压缩(光斑面积压缩或者光发散角度 压缩）的过程中光学元件数量多，光路空间体积较大，无法满足小型化的要求。
【发明内容】
[0010] 本发明提供了一种激光光源装置和激光投影设备，用以减少光路元件，压缩光路 的空间，简化结构，满足了小型化的要求。
[0011] 本发明通过以下技术方案实现： 提供了一种激光光源装置，包括激光器，发出至少一种颜色的激光；波长转换部件，用 于受激产生至少一种颜色的荧光；还包括一个光束会聚部件，用于将激光器发出的激光会 聚至波长转换部件，其中，光束会聚部件具有反光曲面，激光器和波长转换部件均位于反光 曲面的同一侧； 一个光锥部件，用于将至少一种颜色的激光和至少一种颜色的荧光的合光光束进行发 散角压缩； 匀光部件，用于将经光锥部件输出的光束进行匀化输出； 进一步地，光锥部件和匀光部件均包括：一入射端和一出射端；光锥部件的入射端与 波长转换装置的出光方向相对，光锥部件的出射端与匀光部件的入射端贴合；其中，光锥部 件的入射端的面积小于光锥部件的出射端的面积； 进一步地，光锥部件的出射端的面积小于等于匀光部件入射端的面积。
[0012] 进一步地，光锥部件与匀光部件一体成型；或者光锥部件的出射端与匀光部件的 入射端通过光学胶粘合。
[0013] 进一步地，光锥部件的侧壁镀有高反射膜，光锥部件的入射端和出射端镀有增透 膜；匀光部件的侧壁镀有高反射膜，匀光部件的入射端和出射端镀有增透膜； 进一步地，光束会聚部件为反光碗或反光杯； 进一步地，反光碗或反光杯的反射面为旋转对称非自由曲面或自由曲面； 或者，第一光束会聚部件反光面为旋转对称抛物面，其中，光束会聚部件会聚的激光到 达波长转换部件的位置位于旋转对称抛物面的焦点。
[0014] 进一步地，波长转换部件为透射式荧光轮； 进一步地，透射式荧光轮包括荧光区和激光透射区，其中，荧光区为荧光粉与无机材料 混合烧结形成； 进一步地，光锥部件为光锥，匀光部件为光棒。
[0015] 本发明还提供了一种激光投影设备，包括激光光源装置，光机、镜头，激光光源装 置，用于按时序输出三基色光至光机； 光机，用于将激光光源装置输出的光调制输出至镜头； 镜头，用于将光机会聚的光进行成像并投射。其中，激光光源装置应用上述任一方案的 激光光源装置。
[0016] 本发明实施例技术方案至少具有以下有益效果和优点： 在本发明实施例提供的技术方案中，激光光源装置使用一个光束会聚部件将所述激光 器发射的激光会聚至波长转换部件，减少了光束压缩过程中多片透镜的使用，由于光束会 聚部件具有反光曲面，激光器和波长转换部件均位于反光曲面的同一侧，压缩了激光入射 至波长转换装置之间光路的空间；而且，通过使用一个光锥部件对激光和荧光的合光光束 进行发散角压缩并进入匀光部件，减少了准直和会聚透镜的使用，简化了激光和荧光合光 的压缩光路，该激光光源装置以及采用该激光光源装置的激光投影设备，能够减少光路元 件，压缩光路的空间，简化结构，满足了小型化的要求。
【附图说明】
[0017]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 图1为【背景技术】中激光光源装置结构图； 图2为本发明实施例中激光光源装置结构图； 图3为本发明实施例中荧光轮平面分布示意图； 图4为本发明实施例中光锥部件的入射端和出射端示意图； 图5为本发明实施例中匀光部件的入射端和出射端示意图； 图6为本发明实施例一中波长转换部件剖面放大示意图； 激光光源装置结构示意图； 图7为本发明实施例二中激光光源装置结构示意图； 图8为本发明实施例二中荧光轮平面分布示意图； 图9为本发明实施例三中激光光源装置结构示意图； 图10为本发明实施例四中激光投影设备结构示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行说明。
[0019] 实施例一、 本发明实施例一提供了一种激光光源装置的方案，下面进行具体说明。
[0020] 图2为激光光源装置结构示意图，如图2所示，装置中可以包括：激光器10、一个 光束会聚部件20及波长转换部件30, 一个光锥部件40,匀光部件41 ;其中：激光器10可以 为一组或多组，用于发出至少一种颜色的激光；波长转换装置30,用于受激产生至少一种 颜色的荧光；一个光束会聚部件20,用于将激光器10发出的激光会聚至波长转换部件30， 以激发波长转换部件3