光源裝置、光源產生方法及包含光源裝置的激光投影機的制作方法
【專利說明】光源裝置、光源產生方法及包含光源裝置的激光投影機
[0001]本申請是2013年03月19日提出的發明名稱為“光源裝置、光源產生方法及包含光源裝置的激光投影機”的中國發明專利申請201310087954.6的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及激光投影技術，特別涉及一種光源裝置、光源產生方法及包含光源裝置的激光投影機。
【背景技術】
[0003]近年來，激光投影機因其壽命長、畫面亮度高以及色彩豐富等優點而被廣泛地應用于多種場合，例如電視投影、微型投影以及一些商用、教育和家用娛樂系統等。
[0004]眾所周知，光學畫面至少需要由不同主波長的光波組成，例如由藍色、綠色和紅色光波組成。在目前的現有技術中，通常情況下會以一種波長的光源作為激發光來生成另一種波長的光源，而后再與其他波長的光源分時發射，在投影屏幕上顯示出各種畫面。例如，可以以藍光半導體激光器所發出的藍色激光作為激發光，激發綠光熒光粉來產生綠光。
[0005]圖1是現有技術中光源裝置的結構及原理示意圖。參見圖1，這里的光源包括??波長各不相同的第一光源101、第二光源(圖1中未示出)和第三光源116。該光源裝置包括:準直鏡102、反射鏡群103、第一聚光透鏡104、第一二向色片105、第二聚光透鏡106、焚光輪107、第一轉向鏡109a、第二轉向鏡109b、第一反射鏡110a、第二反射鏡110b、第二二向色片111、第三聚光透鏡112、光棒113、第四聚光透鏡114和第三轉向鏡115。
[0006]其中第一二向色片105允許第一光源和第三光源透過、對第二光源進行反射，第二二向色片111允許第一光源透過，對第二光源和第三光源進行反射。
[0007]并且，熒光輪107的部分區域內涂敷有熒光粉，在以第一光源101為激發光的情況下，涂敷有熒光粉的區域產生第二光源。由于熒光輪可旋轉，第一光源照射到熒光輪107的不同區域，會產生不同波長的光。
[0008]在圖1中，第一光源101出射的具有第一波長的光束呈發散狀入射至準直鏡102，準直鏡102將該光束準直成平行光束；反射鏡群103的反射作用使得該平行光束的光軸旋轉90度，第一聚光透鏡104對旋轉光軸后的平行光束進行會聚，向第一二向色片105出射；第一光源的光束透過第一二向色片105后，經第二聚光透鏡106會聚處理后，到達熒光輪107。
[0009]熒光輪107在驅動馬達117的驅動下旋轉。對于旋轉中的熒光輪107，若第一光源101入射于熒光粉區域時，激發熒光粉發射出具有第二波長的第二光源，該第二光源以相反于第一光源入射方向的方向出射，到達第一二向色片105后，其光軸在反射作用下被旋轉90度，再經過第一轉向鏡109a、第一反射鏡110a、第二轉向鏡109b后，向第二二向色片111入射；由于第二二向色片111對第二光源進行反射，則第二光源的光束射向第三聚光透鏡112，最后聚焦到光棒113內。簡言之，第一光源101入射于熒光輪107的熒光粉區域時，光棒113收集到的是具有第二波長的第二光源。
[0010]若第一光源101入射于熒光輪107上未涂敷熒光粉的透過區域時，第一光源101透射熒光輪107，經第四聚光透鏡114、第二反射鏡IlOb和第三轉向鏡115的會聚、反射和轉向后，透過第二二向色片111傳輸至第三聚光透鏡112，最終聚焦到光棒113內。也就是說，第一光源101入射于熒光輪107的透過區域時，光棒113收集到的是具有第一波長的第一光源。
[0011]具有第三波長的第三光源116以平行于第一光源的光軸的方向出射，經過第二聚光透鏡106的會聚后，到達第一二向色片105，由于第一二向色片105允許第三光源透過，則第三光源再經過第一轉向鏡109a、第一反射鏡110a、第二轉向鏡109b的轉向、反射和再轉向后，到達第二二向色片111 ;第二二向色片111將第三光源116的光軸旋轉90度，經過第三聚光透鏡112，最終聚焦到光棒113內。
[0012]基于以上的結構和原理，通過控制第一光源和第三光源的點亮時間，同時控制熒光輪的旋轉速度，可以實現第一光源、第二光源、第三光源分時進入光棒113內，得到不同顏色的光斑，進而構成顯示畫面。
[0013]雖然上述現有的光源裝置使得激光投影得以實現，但是，從圖1中可以發現，該光源裝置中的熒光輪107的驅動馬達117為旋轉電機。所述旋轉電機由于轉動慣量的影響，會使得所述旋轉電機的電機軸有一個周期性的繞軸擺動。因此，當旋轉電機開始旋轉，該旋轉電機的電機軸產生擺動時，將會使得所述熒光輪107相對于預定的設計位置有一個前后的移動，從而使得上述光源裝置所產生的光源也會由于熒光輪107的前后移動而產生周期性的亮度變化，因此造成了同樣投影畫面的周期性明暗變化及畫面亮度的不均勻性，降低了投影畫面的質量。同時，上述現有的光源裝置的系統也比較復雜，裝調比較困難。此外，在現有技術中的光源裝置中，高速旋轉的電機本身也是一個安全隱患。
[0014]由上可知，現有技術中的光源裝置還存在上述的一些問題，因此，有必要提供一種可以更好的光源裝置，從而避免光源產生周期性亮度變化的問題，提高投影畫面的質量。
【發明內容】
[0015]根據本發明，提供了一種光源裝置、光源產生方法及包含光源裝置的激光投影機，從而能夠有效地避免光源產生周期性亮度變化的問題，大大提高投影畫面的質量。
[0016]根據本發明的一種光源裝置，其包括:第一激光光源、準直部件、反射部件、第一聚光部件、二向色部件、驅動部件、波長轉換部件、第三聚光部件和光接收部件；其中，
所述第一激光光源，用于將具有第一波長的第一光束輸出至所述準直部件；
所述準直部件，用于對接收到的第一光束進行準直處理，得到平行光束，并將所述平行光束輸出至所述反射部件；
所述反射部件，用于將所述平行光束反射至所述第一聚光部件；
所述第一聚光部件，用于將接收到的平行光束會聚后輸出至所述二向色部件；
所述驅動部件，用于根據控制指令將所述二向色部件移動至多個指定位置；其中，所述多個指定位置至少包括:第一位置、第二位置和第三位置；
所述二向色部件，用于將所述第一聚光部件輸出的光束反射至所述波長轉換部件；所述波長轉換部件，用于當所述二向色部件位于第一位置時，將所接收的具有第一波長的光束透射至所述第三聚光部件；當所述二向色部件位于第二位置時，根據所接收的光束受激輸出具有第二波長的第二光束，并將所述第二光束輸出至所述第三聚光部件；還用于當所述二向色部件位于第三位置時，根據所接收的光束受激輸出具有第三波長的第三光束，并將所述第三光束輸出至所述第三聚光部件；
所述第三聚光部件，用于對所接收的光束進行會聚后輸出至所述光接收部件。
[0017]其中，所述光源裝置還進一步包括:設置于所述二向色部件和所述波長轉換部件之間的第二聚光部件；
所述第二聚光部件，用于對由所述二向色部件反射的光束進行會聚后輸出至所述波長轉換部件。
[0018]其中，所述驅動部件通過驅動軸與所述二向色部件連接。
[0019]其中，所述驅動部件為驅動馬達。
[0020]其中，所述波長轉換部件中至少包括:與所述第一位置對應的透光通孔、與所述第二位置對應的第一空腔和與所述第三位置對應的第二空腔；其中，
所述透光通孔，用于透射具有第一波長的光束；
所述第一空腔和第二空腔的內壁上均設置有高反射膜；
所述第一空腔頂部的高反射膜上設置有具有預定面積的第一透光材料，所述第一透光材料用于透射具有第一波長的光束并反射具有第二波長的光束；
所述第一空腔底部的高反射膜上涂敷有用于受激輸出具有第二波長的第二光束的第二波長熒光粉；
所述第一空腔底部的高反射膜上設置有具有預定面積的第二透光材料，所述第二透光材料用于透射具有第二波長的光束并反射具有第一波長的光束；
所述第二空腔頂部的高反射膜上設置有具有預定面積的第三透光材料，所述第三透光材料用于透射具有第一波長的光束并反射具有第三波長的光束；
所述第二空腔底部的高反射膜上涂敷有用于受激輸出具有第三波長的第三光束的第三波長熒光粉；
所述第一空腔底部的高反射膜上設置有具有預定面積的第四透光材料，所述第四透光材料用于透射具有第三波長的光束并反射具有第一波長的光束。
[0021]其中，所述波長轉換部件的各個空腔之下設置有散熱器。
[0022]其中，所述光接收部件包括:第五聚光透鏡和光棒；其中，
所述第五聚光透鏡，用于對進入所述第五聚光透鏡的光束進行會聚處理；
所述光棒，用于收集由所述第五聚光透鏡進行會聚處理后的光束。
[0023]其中，所述光接收部件為復眼透鏡。
[0024]本發明還提供了一種光源產生方法，用于包括第