本發(fā)明涉及一種應(yīng)用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換原理的新型反射式投影光源裝置，可用于液晶、DLP、LCOS等各類投影光源。

背景技術(shù)：

激光光源目前在投影、平板顯示領(lǐng)域開始廣泛應(yīng)用。由于三基色激光技術(shù)并不成熟，通常采用一個(gè)單色激光+其它光源(LED光源或者熒光粉受激發(fā)光裝置)。通常采用藍(lán)光激光（通常在440nm—470nm）作為激發(fā)源，紅、綠兩種熒光粉作為受激發(fā)光源，最終實(shí)現(xiàn)的是藍(lán)色激光+紅色受激光源+綠色受激光源的混合光源?；旌瞎庠粗械乃{(lán)光是單一波長(zhǎng)的激光，同時(shí)為了激發(fā)效率考慮，藍(lán)光的波長(zhǎng)一般較短。因此混合光源中的藍(lán)光成分對(duì)人眼及人體健康有較大傷害。另一方面，激光直接出射，還帶來嚴(yán)重的圖像畫面散斑噪聲問題。

在典型的投影光源應(yīng)用中，通常采用熒光粉輪的方式。典型的反射式熒光粉輪構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，其原理是激光光源(藍(lán)光)通過二向分色片反射后照射到熒光粉輪上，熒光粉輪的結(jié)構(gòu)為圓盤，圓盤分為三等分（120°為一份），其中一份為透明窗口，另外兩份分別涂布紅色和綠色熒光粉，涂布紅色和綠色熒光粉的部分受激光激發(fā)后分別發(fā)射紅光和綠光，經(jīng)過熒光粉輪前的透鏡會(huì)聚后穿透二向分色片進(jìn)入投影成像光路。

藍(lán)光透過熒光粉輪的透明窗口后，經(jīng)過回收光路經(jīng)過二向分色片反射后與紅、綠光混合進(jìn)入成像光路。熒光粉輪通過控制旋轉(zhuǎn)的速度、時(shí)序來控制最終出射光的顏色。

這種投影結(jié)構(gòu)的主要問題是由于紅、綠光和藍(lán)光不同的出射方向，單獨(dú)設(shè)計(jì)藍(lán)光回收的光路，光學(xué)系統(tǒng)比較復(fù)雜，同樣，由于激光光源作為藍(lán)光成分混入了最終的混合光中，作為激發(fā)效率考慮藍(lán)光的波長(zhǎng)一般較短（一般在440nm左右）。因此混合光源中的藍(lán)光色激光成分對(duì)人眼及人體健康有較大傷害，同時(shí)也不可避免地帶來顯示圖像畫面的散斑噪聲問題。

目前，光峰科技已經(jīng)考慮到上述問題開始開發(fā)相關(guān)技術(shù)并申請(qǐng)了專利。其典型的專利為“基于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的光源及其二次激發(fā)方法”專利申請(qǐng)?zhí)?01010531498.6：第一峰值波長(zhǎng)的激發(fā)光(UV光)的激發(fā)光源，利用第一光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，用來吸收激發(fā)光并激發(fā)具有第二峰值波長(zhǎng)的光（藍(lán)光）；同時(shí)包括第二光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，用來吸收該具有第二峰值波長(zhǎng)的光并激發(fā)具有第三峰值波長(zhǎng)（紅光、綠光）的受激發(fā)光。此種做法的好處也可有效避免原始光源直接出射的問題。但是由于采用了二次激發(fā)的方式，效率必然受到很大影響，同時(shí)藍(lán)光既是出射光，又同時(shí)是第三峰值波長(zhǎng)的激發(fā)源，為了保證效率，藍(lán)光的波長(zhǎng)通常較短，直接出射會(huì)對(duì)人眼產(chǎn)生較大傷害，同時(shí)圖像畫面散斑噪聲問題依然存在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種應(yīng)用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換原理的新型反射式投影光源裝置，解決以激光作為激發(fā)源的顯示光源藍(lán)光危害及散斑噪聲問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種應(yīng)用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換原理的新型反射式投影光源裝置，其特征在于，包括沿光軸從后至前依次設(shè)置的反射式熒光粉輪、二向分色片、濾光層、透鏡組和導(dǎo)光管，二向分色片與光軸成45°設(shè)置；在二向分色片的一側(cè)設(shè)有激光光源和激光光斑散射片；在反射式熒光粉輪與二向分色片之間設(shè)有準(zhǔn)直透鏡。

所述的激發(fā)光源1為UV激光或短波長(zhǎng)藍(lán)光激光，波長(zhǎng)范圍為300—410nm。

該激發(fā)光源1經(jīng)過激光光斑散射片2散射后，經(jīng)過二向分色片5反射入射熒光粉輪3。

該二向分色片對(duì)410nm以下的UV波段和短波長(zhǎng)藍(lán)光透射率小于1%，對(duì)440nm以上的紅、綠、藍(lán)三色光透射率大于85%。

該反射式熒光粉輪的基層為陶瓷或金屬材料，能夠反射全可見光波段，在該熒光粉輪的表面涂布紅、綠、藍(lán)三色熒光粉，能夠吸收UV光或短波長(zhǎng)藍(lán)光，并將其分別轉(zhuǎn)換為紅、綠、藍(lán)三色光出射。

所述的反射式熒光粉輪表面的熒光粉用量子點(diǎn)材料制成，出射光的波長(zhǎng)由量子點(diǎn)的顆粒直徑控制，能夠精確得到所需要的波長(zhǎng)，并且有較窄的半波寬。

所述的反射式熒光粉輪表面的熒光粉的涂布方式包括、不限于以下兩種方式：

a)三種特征轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)的熒光粉均勻混合后涂布于熒光粉輪表面；或者：

b)三種特征轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)的熒光粉均勻間隔涂布在熒光粉輪表面，將圓盤分為三等份，每等份對(duì)應(yīng)120°圓心角。

所述的濾光層的作用是將激發(fā)光源發(fā)出的紫外光、短波長(zhǎng)藍(lán)光阻擋在最終的出射光之外，使得用戶避免激光、短波長(zhǎng)藍(lán)光造成的傷害，同時(shí)消除顯示圖像畫面的散斑噪聲。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：在激光作為激發(fā)源的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換型光源中，有效避免激光直射人體造成的危險(xiǎn)，并解決了近紫外藍(lán)光對(duì)于人眼的傷害，同時(shí)消除了顯示圖像畫面的散斑噪聲。既兼顧了安全性，又兼顧了顯示性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明熒光粉輪的熒光粉分布示意圖；

圖3是本發(fā)明采用的光源的基本構(gòu)造示意圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1和圖2，本發(fā)明一種應(yīng)用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換原理的新型反射式投影光源裝置的實(shí)施例，包括沿光軸從后至前依次設(shè)置的反射式熒光粉輪3、二向分色片5、濾光層6、透鏡組7和導(dǎo)光管（Light Tunnel）8，二向分色片5與光軸成45°設(shè)置；在二向分色片5的一側(cè)設(shè)有激光光源1和激光光斑散射片2。其結(jié)構(gòu)和工作原理說明如下：

1）激發(fā)光源1為UV激光或短波長(zhǎng)藍(lán)光激光，波長(zhǎng)范圍為300—410nm。

2）激發(fā)光源1經(jīng)過激光光斑散射片2散射后，經(jīng)過二向分色片5反射入射熒光粉輪3。

3）二向分色片5的主要特征是，幾乎完全反射UV波段（410nm以下）光源，對(duì)440nm以上紅、綠、藍(lán)三色光可以幾乎完全透射。

4）反射式熒光粉輪3的基層為陶瓷或金屬材料，可以反射全可見光波段，反射式熒光粉輪3的表面涂布紅、綠、藍(lán)三色熒光粉，吸收UV光或短波長(zhǎng)，并將UV光分別轉(zhuǎn)換為紅、綠、藍(lán)三色光出射。其中：

藍(lán)光波長(zhǎng)為460—480nm。

綠光波長(zhǎng)為530—570nm。

紅光波長(zhǎng)為620—640nm。

熒光粉輪3可以用量子點(diǎn)材料實(shí)現(xiàn)。量子點(diǎn)材料的特點(diǎn)是可以吸收較短波長(zhǎng)的光發(fā)射較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。出射光的波長(zhǎng)由量子點(diǎn)的顆粒直徑控制，能夠精確得到所需要的波長(zhǎng)，并且有較窄的半波寬。

5）反射式熒光粉輪3表面上涂布了熒光粉。熒光粉的涂布方式包括但不限于以下2種：

a)三種特征轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)的熒光粉均勻混合后涂布于熒光粉輪表面。

b)三種特征轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)的熒光粉均勻間隔涂布在熒光粉輪3表面，將圓盤分為三等分，每等份對(duì)應(yīng)120°圓心角。如圖2所示。

6）熒光粉輪3出（反）射的紅、綠、藍(lán)三色光透過二向分色片5后經(jīng)過濾光層6，濾光層6的作用是將激發(fā)光源（紫外光或短波長(zhǎng)藍(lán)光）阻擋在最終的出射光之外，使得用戶避免激光、短波長(zhǎng)藍(lán)光造成的傷害。

7）濾光層6的出射光為白光，經(jīng)過透鏡組7后進(jìn)入導(dǎo)光管8，包含紅、綠、藍(lán)三基色的光。如果熒光粉輪3表面的熒光粉層采用了量子點(diǎn)材料，出射的白光的紅、綠、藍(lán)三基色的光的半波寬會(huì)在40nm以下，應(yīng)用于投影顯示將取得較高的色域范圍（>100%NTSC）。

參見圖3，本發(fā)明應(yīng)用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換原理的新型投影光源裝置依據(jù)的基本結(jié)構(gòu)主要特征如下：

1）激發(fā)光源1：為UV激光或短波長(zhǎng)藍(lán)光激光，波長(zhǎng)范圍為300—410nm。

2）波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層A：相當(dāng)于上述實(shí)施例中的反射式熒光粉輪3，主要作用是吸收UV光或短波長(zhǎng)藍(lán)光，將UV光轉(zhuǎn)換為紅、綠、藍(lán)三色光出射。其中：

藍(lán)光波長(zhǎng)為460—480nm。

綠光波長(zhǎng)為530—570nm。

紅光波長(zhǎng)為620—640nm。

波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層A可以用量子點(diǎn)材料制成，量子點(diǎn)材料的特點(diǎn)是可以吸收較短波長(zhǎng)的光發(fā)射較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。出射光的波長(zhǎng)由量子點(diǎn)的顆粒直徑控制，能夠精確得到所需要的波長(zhǎng)，并且有較窄的半波寬。

3）濾光層6的作用是反射UV波段（300—410nm）的光，同時(shí)透射可見光波段（450—650nm）的光。另外，濾光層6將激發(fā)光源（紫外光）阻擋在最終的出射光之外，使得用戶避免激光、短波長(zhǎng)藍(lán)光造成的傷害。

4）濾光層6的出射光為白光，包含紅、綠、藍(lán)三基色的光。如果波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層A采用了量子點(diǎn)技術(shù)，出射的白光的紅、綠、藍(lán)三基色的光的半波寬會(huì)在40nm以下。應(yīng)用于液晶顯示或者投影顯示將取得較高的色域范圍（>100%NTSC）。