波长转换装置及光影处理设备的制作方法

本实用新型涉及光影处理技术领域，尤其是涉及一种波长转换装置及光影处理设备。

背景技术：

波长转换装置通常用于将激发光转换成受激光，将波长转换装置应用于投影机时，若单独增加蓝光光路补偿波长转换装置，将增加投影机的结构复杂程度，且将导致投影机重量增大；若采用波长转换材料转换短波激发光而获得蓝光，则蓝光效率偏低。由此可见，如何在波长转换装置中实现蓝光出光，已成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种波长转换装置及光影处理设备，可以在波长转换装置中实现蓝光出光。

第一方面，本实用新型提供的波长转换装置，包括：基体、光传导器件和驱动器件；所述基体设有光传导部和波长转换部；所述驱动器件传动连接所述基体，以使所述光传导部和所述波长转换部交替设于所述光传导器件的预设光路中。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述基体围设形成容纳区；沿所述容纳区的周向，所述基体上逐一设有所述光传导部和所述波长转换部；所述驱动器件配置为驱动所述基体绕所述光传导器件转动。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述光传导器件包括光反射器件；所述光反射器件配置为：在所述光传导部设于所述预设光路中的状态下，使经所述光传导部射入所述光反射器件的光线反射，并经所述光传导部射出。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述光传导部包括透光缺口；经所述透光缺口射入所述光反射器件的光线被所述光反射器件反射，并经所述透光缺口射出。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述基体通过旋转以使所述透光缺口和所述波长转换部交替设于所述预设光路中；相对于所述基体的旋转轴线，所述透光缺口对应的圆心角小于90度。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，在所述光传导部设于所述预设光路中的状态下，所述光传导器件位于所述基体的旋转轴线和所述透光缺口之间。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述光传导器件包括光积分棒。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述容纳区的横截面为圆形，所述光积分棒沿所述容纳区的任一直径延伸。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，沿所述光积分棒的延伸方向，所述光积分棒两端的端面均平行于所述基体的旋转轴线。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述光传导部包括：第一透光口和第二透光口；沿所述容纳区的周向，所述第一透光口和所述第二透光口间隔设置在所述基体上；在所述光传导部设于所述预设光路中的状态下，所述光积分棒自所述第一透光口向所述第二透光口延伸。

结合第一方面的第九种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第十种可能的实施方式，其中，所述第一透光口的开口面积大于所述光积分棒的端口面积；所述第二透光口的开口面积大于所述光积分棒的端口面积。

结合第一方面的第九种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第十一种可能的实施方式，其中，所述第一透光口与所述第二透光口相对于所述基体的旋转轴线中心对称；所述波长转换部包括偶数段波长转换区，一部分所述波长转换区与另一部分所述波长转换区相对于所述第一透光口与所述第二透光口的中心连线对称。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第十二种可能的实施方式，其中，所述波长转换装置还包括蓝光波长转换元件，所述蓝光波长转换元件设置在所述光传导器件的预设光路中，用于将激发光转换成含有长波蓝光的受激光。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第十三种可能的实施方式，其中，所述波长转换装置还包括偏振转换元件，所述偏振转换元件设置在所述光传导器件的预设光路中，用于使所述光反射器件反射的激发光转换偏振状态。

第二方面，本实用新型提供的光影处理设备，包括：激发光源和第一方面提供的波长转换装置，所述光传导器件相对于所述激发光源位置固定；在所述光传导部设于所述预设光路中的状态下，所述激发光源发出的激发光沿所述预设光路射入所述光传导器件。

结合第二方面，本实用新型提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述光影处理设备还包括：二向色元件和光整理组件；所述光整理组件用于处理所述波长转换装置射出的蓝光和/或受激光，并使其射入所述二向色元件；所述蓝光和所述受激光经所述二向色元件合光并射出。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：采用基体设有光传导部和波长转换部，通过驱动器件传动连接基体，以使光传导部和波长转换部交替设于光传导器件的预设光路中，应用于蓝光激发时无需增设用于蓝光补偿的激光器，可以解决波长转换装置缺蓝光的技术问题，有利于简化光路结构。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的第一种波长转换装置的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的第一种波长转换装置的基体和光传导器件的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第二种波长转换装置的剖视图；

图4为本实用新型实施例提供的第二种波长转换装置的基体和光传导器件的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的第二种波长转换装置的基体和光传导器件的剖视图；

图6为本实用新型实施例提供的波长转换装置的基体的展开示意图一；

图7为本实用新型实施例提供的波长转换装置的基体的展开示意图二；

图8为本实用新型实施例提供的光影处理设备的示意图。

图标：100-基体；101-容纳区；110-光传导部；111-第一透光口；112-第二透光口；120-波长转换部；121-第一转换区；122-第二转换区；123-第三转换区；124-第四转换区；125-第五转换区；126-第六转换区；200-光传导器件；300-驱动器件；310-定子；320-转子；400-激发光源；410-光源器件；420-第二透镜；430-第三透镜；440-匀光装置；500-二向色元件；600-光整理组件；610-偏振转换器；620-第一透镜；700-补偿光源。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例以蓝光的激发和传导进行描述。事实上，本实用新型适用于任何波长范围内的光的激发和传导。

实施例一

如图1、图3和图5所示，本实用新型实施例提供的波长转换装置，包括：基体100、光传导器件200和驱动器件300；基体100设有光传导部110和波长转换部120；驱动器件300传动连接基体100，以使光传导部110和波长转换部120交替设于光传导器件200的预设光路中。

具体地，光传导器件200包括光积分棒或者光反射器件，当激发光经光传导部110射入光传导器件200后，蓝光经光传导器件200射出；当激发光沿预设光路射入波长转换部120时，波长转换部120能够将激发光转换成受激光，并使受激光射出。

一些实施例中，驱动器件300采用气缸，气缸驱动基体100沿垂直于预设光路的方向往复移动，光传导部110和波长转换部120沿基体100的移动方向逐一设置，从而可使光传导部110和波长转换部120交替设于预设光路中。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，基体100围设形成容纳区101；沿容纳区101的周向，基体100上逐一设有光传导部110和波长转换部120；驱动器件300配置为驱动基体100绕光传导器件200转动。其中，驱动器件300包括电动机，电动机的定子310连接机架，电动机的转子320连接基体100。通过驱动器件300驱动基体100绕容纳区101转动，从而可使光传导部110和波长转换部120逐一经过光传导器件200的预设光路。采用基体100围设形成容纳区101，且容纳区101的横截面为圆形，通过驱动基体100绕自身轴线旋转，切换光传导部110和波长转换部120交替设于预设光路，相比于驱动基体100往复移动的方式，围设形成容纳区101的基体100可以具有更大的尺寸，散热性能更好，且具有更高的转换效率。

进一步的，光传导器件200连接机架或电动机的定子310，激发光沿光传导器件200的预设光线射入波长转换装置，在光传导部110和波长转换部120交替切换过程中，光传导器件200的位置相对于入射光固定不动，从而可以避免因光传导器件200偏转导致的出光偏斜或蓝光损失。

如图1和图2所示，光传导器件200包括光反射器件；光反射器件配置为：在光传导部110设于预设光路中的状态下，使经光传导部110射入光反射器件的光线反射，并经光传导部110射出。其中，光反射器件可采用蓝光反射镜；或者，在基材表面粗化、涂覆反射涂层或镀膜等方式形成光反射器件，从而使光反射器件具有较高的漫反射率。

具体的，当光传导部110设于预设光路中，蓝光经光反射器件镜面反射、漫反射或者散射后，经光传导部110射出；当波长转换部120设于预设光路中，波长转换部120将激发光转换成受激光，并由波长转换部120表面的漫反射层反射。在切换光传导部110和波长转换部120交替设于预设光路的过程中，蓝光和受激光逐一自波长转换装置射出，无需转换短波激发光以获得蓝光，且便于引导蓝光与受激光合光。

进一步的，波长转换装置还包括蓝光波长转换元件，蓝光波长转换元件设置在光传导器件200的预设光路中，用于将激发光转换成含有长波蓝光的受激光。

进一步的，波长转换装置还包括偏振转换元件，偏振转换元件设置在光传导器件200的预设光路中，用于使光反射器件反射的激发光转换偏振状态。

进一步的，光传导部110包括透光缺口；经透光缺口射入光反射器件的光线被光反射器件反射，并经透光缺口射出。其中，光线经透光缺口射入光反射器件，经光反射器件反射的蓝光经透光缺口射出，无需分别设置进光口和出光口，从而使透光缺口占用基体100表面的面积减小，以此为波长转换部120留存较大的布置空间。

进一步的，基体100通过旋转以使透光缺口和波长转换部120交替设于预设光路中；相对于基体100的旋转轴线，透光缺口对应的圆心角小于90度。其中，透光缺口对应的圆心角为30度、32度、35度、40度、45度、60度或者75度，可以根据基体100的旋转速度和所需的蓝光量增大或缩小透光缺口对应的圆心角。例如，在基体100的旋转速度一定的条件下，若所需蓝光量较大，则增大透光缺口对应的圆心角，从而增加基体100的每一旋转周期内光反射器件反射蓝光的时长。需要说明的是，为使透光缺口对应的圆心角小于90度，应将光反射器件设置在基体100的旋转轴线和透光缺口之间，从而使光反射器件接近透光缺口，以便自透光缺口射入光反射器件的蓝光，经光反射器件反射后能够经透光缺口射出。

如图3、图4和图5所示，光传导器件200包括光积分棒。具体的，当光传导部110设于光传导器件200的预设光路中时，光线经光传导部110射入光积分棒，蓝光自光积分棒的一端射入，经光积分棒匀化后从光机分棒的另一端射出。

进一步的，光传导部110包括：第一透光口111和第二透光口112；沿容纳区101的周向，第一透光口111和第二透光口112间隔设置在基体100上；在光传导部110设于预设光路中的状态下，光积分棒自第一透光口111向第二透光口112延伸。其中，当基体100旋转至光传导部110设于光传导器件200的预设光路中时，光积分棒自第一透光口111向第二透光口112延伸。第一透光口111的开口面积大于光积分棒的端口面积，第二透光口112的开口面积大于光积分棒的端口面积，从而可以延长每一周期内光积分棒的进光时长。光线经第一透光口111和第二透光口112中的其一射入光积分棒，经光积分棒匀光处理后的蓝光经第一透光口111和第二透光口112中的另一射出。

进一步的，容纳区101的横截面为圆形，光积分棒沿容纳区101的任一直径延伸。基体100围设形成横截面为圆形的容纳区101，光积分棒沿容纳区101的径向延伸，基体100绕自身轴线旋转一圈可使光传导部110两次设于光积分棒的光路中。

进一步的，沿光积分棒的延伸方向，光积分棒两端的端面均平行于基体100的旋转轴线。自第一透光口111和第二透光口112中的其一射入的光线，沿光积分棒传输，且传输方向垂直于基体100的旋转轴线。

进一步的，第一透光口111与第二透光口112相对于基体100的旋转轴线中心对称；波长转换部120包括偶数段波长转换区，一部分波长转换区与另一部分波长转换区相对于第一透光口111与第二透光口112的中心连线对称。

如图2和图4所示，当波长转换部120设于光传导器件200的预设光路中时，波长转换部120阻挡激发光射入光传导器件200，激发光经波长转换部120转换为受激光并反射。

如图2、图4和图6所示，一种实施方式中，波长转换部120包括偶数段波长转换区。例如：波长转换部120包括：第一转换区121、第二转换区122、第三转换区123和第四转换区124，第三转换区123、第一透光口111、第二转换区122、第一转换区121、第二透光口112和第四转换区124逐一沿基体100设置。第一转换区121和第三转换区123均配置为绿光波长转换区，第二转换区122和第四转换区124均配置为红光波长转换区，在基体100围设形成容纳区101的条件下，基体100绕光传导器件200旋转可以使第三转换区123、第一透光口111、第二转换区122、第一转换区121、第二透光口112和第四转换区124依次设于光路的入光侧。

如图2、图4和图7所示，另一种实施方式中，波长转换部120包括：第一转换区121、第二转换区122、第三转换区123、第四转换区124、第五转换区125和第六转换区126，第一透光口111、第六转换区126、第五转换区125、第四转换区124、第二透光口112、第三转换区123、第二转换区122和第一转换区121依次设置。第三转换区123和第六转换区126均配置为红光波长转换区，第二转换区122和第五转换区125均配置为黄光波长转换区，第四转换区124和第一转换区121均配置为绿光波长转换区。在基体100围设形成容纳区101的条件下，基体100绕光传导器件200旋转可以使第一转换区121、第二转换区122、第三转换区123、第四转换区124、第五转换区125和第六转换区126依次设于光路的入光侧。

一种实施方式中，波长转换装置还包括蓝光波长转换元件，蓝光波长转换元件设置在光传导器件200的预设光路中，用于将激发光转换成含有长波蓝光的受激光。蓝光波长转换元件可配置为涂覆在光传导器件200上的蓝光波长转换材料，可将部分或全部激发光转换成含有长波蓝光的受激光，长波蓝光可降低波长转换装置出光对人眼的刺激。需要说明的是，若光传导器件200采用光反射器件，则蓝光波长转换元件可采用涂覆于反射基材的蓝光波长转换材料，还可以将蓝光波长转换材料增设在漫反射涂层中；若光传导器件200采用光积分棒，则蓝光波长转换元件采用透明的基材。另一种实施方式中，波长转换装置还包括偏振转换元件，偏振转换元件设置在光传导器件200的预设光路中，偏振转换元件可以将光反射器件反射的激发光转变成与原激发光不同的偏振态。

实施例二

如图2、图4、图5和图8所示，本实用新型实施例提供的光影处理设备，包括：激发光源400和实施例一提供的波长转换装置，光传导器件200相对于激发光源400位置固定；在光传导部110设于预设光路中的状态下，激发光源400发出的激发光沿预设光路射入光传导器件200。

具体地，在驱动器件300驱动基体100，以切换光传导部110和波长转换部120交替设于预设光路的过程中，光传导器件200相对于激发光源400位置固定，从而可以避免因光传导器件200偏移而导致蓝光损失或偏斜。

在本实用新型实施例中，光影处理设备还包括：二向色元件500和光整理组件600；光整理组件600用于处理波长转换装置射出的蓝光和/或受激光，并使其射入二向色元件500；蓝光和受激光经二向色元件500合光并射出。其中，二向色元件500能够反射第一种偏振特性的蓝光，并能够透射与第一种特性的蓝光的偏振方向垂直的第二种偏振特性的蓝光，且可以反射或透射波长转换材料转换的受激光。

一些实施例中，经波长转换装置射出的蓝光或者受激光分别经光整理组件600处理后射入二向色元件500，射入二向色元件500的蓝光和受激光合光并射出。

本实施例中，波长转换装置的光反射器件与二向色元件500夹角为45度，经波长转换装置射出的蓝光和受激光分别射入光整理组件600，经光整理组件600处理后的蓝光和受激光射入二向色元件500合光并射出。

具体的，光整理组件600包括偏振转换器610，激发光源400发出的光线经偏振转换器610处理，转换成另一种偏振特性的激发光，经过转换偏振特性后的激发光入射到波长转换装置上，当光传导部110位于预设光路中，激发光透过光传导部110射入光传导器件200，然后射回至偏振转换器610，从而转换成与射入偏振转换器610的激发光偏振方向垂直的蓝光，蓝光由二向色元件500通过反射或透射射出。此外，光整理组件600还包括第一透镜620，第一透镜620可采用凸透镜，通过第一透镜620处理射入波长转换装置或经波长转换装置射出的光线。

进一步的，激发光源400包括：光源器件410、第二透镜420、第三透镜430和匀光装置440，光源器件410、第二透镜420、第三透镜430和匀光装置440依次设置，第二透镜420、第三透镜430和匀光装置440共同处理光源器件410发出的激发光，并使激发光射入二向色元件500。波长转换装置可增设补偿光源700，补偿光源700发出的光线射入二向色元件500，经二向色元件500处理后的光线射入光整理组件600，并经光整理组件600处理射入波长转换装置。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，光处理方法包括：将激发光沿光传导器件200的预设光路射向波长转换装置；驱动基体100相对于光传导器件200旋转或移动，并使光传导部110和波长转换部120交替设于预设光路中。当光传导部110设于预设光路中，激发光经光传导部110射入光传导器件200，经光传导器件200处理后的蓝光射出；当波长转换部120设于预设光路中，波长转换部120可将激发光转换为受激光并反射。通过光传导部110和波长转换部120交替设于预设光路中，从而可以使蓝光和受激光以一定时序逐一射出，无需增设蓝光补偿光路，且便于引导受激光与蓝光合光。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。