一种光波长转换设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光波长转换设备，其中光波长转换设备包括：波长转换单元，接收由入射透镜组输入的入射光，基于波长转换单元中的波长转换材料将入射光转换为多种颜色的出射光；光学收集单元，对波长转换单元所输出的多种颜色的出射光中的初级出射光进行直接收集，以及对经由第一反射围坝和第二反射围坝输出的多种颜色的出射光中的次级出射光进行二次收集；围坝单元，包括设置于在波长转换单元的波长转换材料外侧的第一反射围坝和设置于在波长转换单元的波长转换材料内侧的第二反射围坝，第一反射围坝和第二反射围坝用于将无法被光学收集单元直接收集的出射光进行光路变换，以使得经过光路变换的出射光能够被光学收集单元进行二次收集。

【技术实现步骤摘要】
一种光波长转换设备
本技术涉及光学领域，并且更具体地，涉及一种光波长转换设备。
技术介绍
由于投影机所显示的色彩与光源有着密不可分的关系，因此使用灯泡或者新光源系统的投影机希望提升色彩的色域时，必须在光源上进行处理。在投影机领域，激光成为提升显示色彩表现的关键。在投影机所使用的激光光源系统领域，RGB三基色激光光源方式是业内认可的色彩表现的最好方式。这种方式具有更大的色域以及更高的色饱和度。目前，激光激发荧光粉方案使用透镜组将激光器所发出的激光进行收集并整形成所需要的光斑形状，然后将该光斑投射到荧光转换装置上。荧光转换装置受激后产生红、绿、黄、蓝等各个颜色的光，并且将各个颜色的光经过透镜组聚焦到光机系统。荧光转换装置包括在特定基体上涂覆荧光粉，或者将荧光粉直接做成基体。荧光粉受激发所发出的光为全角度光，即荧光粉受激发符合朗伯光源特点。目前，投影机领域基本都是采用透镜组或者反射杯(反射碗)的形式将荧光转换装置所发出的光进行收集。然而，不管是采用透镜组还是反射杯进行光的收集，均无法将荧光转换装置所发出的光全部收集或以较高的收集比率进行收集。因此，现有技术的光收集方案导致荧光转换装置所发出的光(未被收集透镜组覆盖的光)无法完全被收集或以较高的收集比率被收集。这部分光将在光源系统内部转换成热量，随着热量的累积从而使光源系统内部温度升高，并且进而导致荧光转换装置的光转换效率降低。为此，现有技术中缺少能够全部收集或以较高的收集比率进行光收集，从而防止未被收集的光在光源系统内部转换成热量以导致荧光转换装置的光转换效率降低的方案。
技术实现思路
为解决现有收光效率低的问题，本技术提出在荧光转换装置上进行结构设计，即在荧光转换装置上的光斑周围建立一圈反射围坝结构，将荧光转换装置发出的未被透镜组或反射杯收集的光反射进入透镜组或反射杯内，从而加以利用。根据本技术的一个方面，提供一种光波长转换设备，所述光波长转换设备包括：波长转换单元，接收由入射透镜组输入的入射光，基于所述波长转换单元中的波长转换材料将所述入射光转换为多种颜色的出射光；光学收集单元，对所述波长转换单元所输出的所述多种颜色的出射光中的初级出射光进行直接收集，以及对经由第一反射围坝和第二反射围坝输出的所述多种颜色的出射光中的次级出射光进行二次收集；围坝单元，包括设置于在所述波长转换单元的波长转换材料外侧的第一反射围坝和设置于在所述波长转换单元的波长转换材料内侧的第二反射围坝，所述第一反射围坝和第二反射围坝用于将无法被光学收集单元直接收集的出射光进行光路变换，以使得经过光路变换的出射光能够被光学收集单元进行二次收集。优选地，所述光学收集单元为透镜组或反射杯。优选地，所述第一反射围坝和第二反射围坝的反射面为漫反射结构，能够将无法被所述光学收集单元直接收集的大角度出射光转换成能够被光学收集单元收集的小角度出射光。优选地，所述第一反射围坝和第二反射围坝由导热率高并且热交换率高的材料制成，从而使得所述波长转换单元的热量能够快速传递给第一反射围坝和第二反射围坝，所述第一反射围坝和第二反射围坝通过与周围环境进行热交换来降低所述波长转换单元的温度。优选地，还包括驱动单元，用于驱动所述波长转换单元进行转动。优选地，所述第一反射围坝和第二反射围坝由高反射性材料制成，并且所述第一反射围坝和第二反射围坝均为环状结构，其中所述第一反射围坝的反射面和所述第二反射围坝的反射面相对。优选地，所述高反射性材料由以下内容中的任意一种构成：铝、铜、氧化物、陶瓷以及盐类。优选地，所述氧化物是氧化铝或氧化钛，用硅胶或树脂将氧化铝或氧化混合后以印刷或点胶方式成型，从而形成第一反射围坝和第二反射围坝。优选地，在第一反射围坝和第二反射围坝的反射面设置陶瓷反射层或玻璃反射层。优选地，所述第一反射围坝和第二反射围坝的断面形状是矩形、U形、开口朝上抛物线形、开口朝上梯形或半椭圆形。根据本技术的另一方面，提供一种光波长转换方法，所述光波长转换方法包括：接收由入射透镜组输入的入射光，基于波长转换单元的波长转换材料将所述入射光转换为多种颜色的出射光；所述多种颜色的出射光中的初级出射光进行直接收集；利用在所述波长转换单元的波长转换材料外侧设置的第一反射围坝和在所述波长转换单元的波长转换材料内侧设置的第二反射围坝，将无法被光学收集单元直接收集的出射光进行光路变换，以使得经过光路变换的出射光能够被光学收集单元进行二次收集。优选地，利用光学收集单元对初级出射光进行直接收集以及对经由第一反射围坝和第二反射围坝输出的所述多种颜色的出射光中的次级出射光进行二次收集，所述光学收集单元为透镜组或反射杯。优选地，所述第一反射围坝和第二反射围坝的反射面为漫反射结构，能够将无法被所述光学收集单元直接收集的大角度出射光转换成能够被光学收集单元收集的小角度出射光。优选地，所述第一反射围坝和第二反射围坝由导热率高并且热交换率高的材料制成，从而使得所述波长转换单元的热量能够快速传递给第一反射围坝和第二反射围坝，所述第一反射围坝和第二反射围坝通过与周围环境进行热交换来降低所述波长转换单元的温度。优选地，还包括驱动所述波长转换单元进行转动。优选地，所述第一反射围坝和第二反射围坝由高反射性材料制成，并且所述第一反射围坝和第二反射围坝均为环状结构，其中所述第一反射围坝的反射面和所述第二反射围坝的反射面相对。优选地，所述高反射性材料由以下内容中的任意一种构成：铝、铜、氧化物、陶瓷以及盐类。优选地，所述氧化物是氧化铝或氧化钛，用硅胶或树脂将氧化铝或氧化混合后以印刷或点胶方式成型，从而形成第一反射围坝和第二反射围坝。优选地，还包括在第一反射围坝和第二反射围坝的反射面设置陶瓷反射层或玻璃反射层。优选地，所述第一反射围坝和第二反射围坝的断面形状是矩形、U形、开口朝上抛物线形、开口朝上梯形或半椭圆形。本申请能够将荧光转换材料发出的大角度受激发光转换成小角度的反射光，并针对小角度的反射光以及后续的二次反射光进行收集以增加光学系统的效率。本申请采用反射围坝对光学系统进行优化，以减小收光装置的尺寸从而降低投影系统尺寸。此外，本申请通过反射围坝来加快荧光转换设备处光斑能量的散热，以减少荧光转换材料的温度而提升荧光转换效率。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本技术的示例性实施方式：图1为现有技术中的荧光转换设备的结构示意图；图2为根据本技术优选实施方式的荧光转换设备的结构示意图；图3A-3E为根据本技术优选实施方式的反射围坝的结构示意图；图4为根据本技术优选实施方式的光波长转换设备的结构示意图；以及图5为根据本技术优选实施方式的光波长转换方法的流程图。具体实施方式现在参考附图介绍本技术的示例性实施方式，然而，本技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本技术，并且向所属
的技术人员充分传达本技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光波长转换设备，所述光波长转换设备包括：波长转换单元，接收由入射透镜组输入的入射光，基于所述波长转换单元中的波长转换材料将所述入射光转换为多种颜色的出射光；光学收集单元，对所述波长转换单元所输出的所述多种颜色的出射光中的初级出射光进行直接收集，以及对经由第一反射围坝和第二反射围坝输出的所述多种颜色的出射光中的次级出射光进行二次收集；围坝单元，包括设置于在所述波长转换单元的波长转换材料外侧的第一反射围坝和设置于在所述波长转换单元的波长转换材料内侧的第二反射围坝，所述第一反射围坝和第二反射围坝用于将无法被光学收集单元直接收集的出射光进行光路变换，以使得经过光路变换的出射光能够被光学收集单元进行二次收集。

【技术特征摘要】
1.一种光波长转换设备，所述光波长转换设备包括：波长转换单元，接收由入射透镜组输入的入射光，基于所述波长转换单元中的波长转换材料将所述入射光转换为多种颜色的出射光；光学收集单元，对所述波长转换单元所输出的所述多种颜色的出射光中的初级出射光进行直接收集，以及对经由第一反射围坝和第二反射围坝输出的所述多种颜色的出射光中的次级出射光进行二次收集；围坝单元，包括设置于在所述波长转换单元的波长转换材料外侧的第一反射围坝和设置于在所述波长转换单元的波长转换材料内侧的第二反射围坝，所述第一反射围坝和第二反射围坝用于将无法被光学收集单元直接收集的出射光进行光路变换，以使得经过光路变换的出射光能够被光学收集单元进行二次收集。2.根据权利要求1所述的光波长转换设备，所述光学收集单元为透镜组或反射杯。3.根据权利要求1所述的光波长转换设备，所述第一反射围坝和第二反射围坝的反射面为漫反射结构，能够将无法被所述光学收集单元直接收集的大角度出射光转换成能够被光学收集单元收集的小角度出射光。4.根据权利要求1-3任一项所述的光波长转换设备，所述第一反射围坝和第二反射围坝由导热率高并且热交换率高的材料制成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金根，
申请(专利权)人：无锡视美乐激光显示科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32