一種螢光激發裝置、投影光源及投影設備的製作方法

2023-06-11 22:00:56 1

本發明涉及光束照明領域，尤其涉及一種螢光激發裝置、投影光源及投影設備。

背景技術：

目前行業中主要有兩種提供光源照明的方式：如圖1A所示的架構示意圖，包括01雷射器BANK，發出的平行或近似平行的雷射經02反光碗反射會聚至03螢光輪表面，對螢光材料進行激發。在本示意圖中，03螢光輪為透射式螢光輪，受激的螢光從03螢光輪背面射出，並經過04準直透鏡組會聚後出射。圖1A所示的是通過反光碗收集雷射並照射旋轉螢光輪的方式提供照明，這種方式下，由於反光碗的面型和鍍膜工藝原因，很難做到從反光碗反射的光束聚焦到旋轉螢光輪上形成的激發光斑均勻，因此會導致激發旋轉螢光輪產生的的螢光分布也不均勻，螢光經過收光後這種不均勻的情況也同樣存在。

另一種方式提供光源照明的方式如圖1B所示，該架構中包括：雷射器101、縮束系統102、二向色鏡104、聚焦準直透鏡組105、螢光輪103。

雷射在圖1B所示的光學架構中的傳輸路徑如下所述：從雷射器101發出的雷射經過縮束系統102出射後到達二向色鏡104，從二向色鏡103透射後雷射光束到達聚焦準直透鏡組105，經聚焦準直透鏡組105出射的光束打到螢光輪103上激發螢光輪發出螢光，此處示例的螢光輪103可以是反射型螢光輪，因此螢光輪103將螢光反射，反射的螢光經過聚焦準直透鏡組105收光，進行會聚準直，將朗伯體（指輻射源各方向上的輻射亮度不變，輻射強度隨觀察方向與面光源法線之間的夾角θ的變化遵守餘弦規律）分布的大角度光束壓縮為近似平行光束出射至二向色鏡104，二向色鏡104將該螢光反射出去從而提供照明。此示例中，螢光被反射後鏡準直透鏡組進行會聚收光的過程與圖1A中，螢光透射後被準直透鏡組04進行會聚收光的原理是相同的。

在該照明方式中，由於光路架構中設置了多片透鏡，尤其是位於螢光輪正面的準直透鏡組105，一方面對雷射激發光進行再次會聚，使之形成預設大小的光斑照射到螢光輪上，同時，還對螢光輪反射的螢光進行會聚準直。

無論在上述圖1A或圖1B所示的照明方式中，一方面由於雷射器BANK本身存在快軸和慢軸的會聚速度差別，雷射光斑本身存在一定的不均勻性，而當使用如圖1B所示的方式時，尤其是經過多片透鏡組成的透鏡組對雷射進行透射時，由於鏡片加工工藝，多片鏡片像差累積原因，以及鏡片受高能量密度的雷射光斑照射，本身產生溫度梯度差，使得鏡片的折射率也發生變化，這些原因均會再次加重雷射光斑的不均勻性。而不均勻的雷射光斑照射到螢光體上時，必然也導致受激的螢光也存在不均勻的問題。

以及，在圖1A和1B所示的方式中，由於螢光的發散角度範圍很大，即使收集光的透鏡較為靠近旋轉螢光輪設置，但大發散角度的光束仍然不可能避免的無法被透鏡收集，從而形成光損，導致螢光的收集效率也較低。

綜上，目前的螢光激發照明方式中，存在螢光激發光斑不均勻性以及光收集效率低的技術缺陷。

技術實現要素：

本發明提供一種螢光激發裝置、投影光源及投影設備，提高光束的均勻性。

本發明實施例提供的一種螢光激發裝置，包括：激發光源，激發光源發出激發光束；

具有通光孔和反射面的反射型聚光裝置，激發光束透過通光孔，反射型聚光裝置的反射面將從光導管出射的光束進行準直反射；

光導管，用於將反射型聚光裝置透過的光束引導至螢光晶體，並將變形反射鏡反射的光束引導至反射型聚光裝置；

螢光晶體，螢光晶體與光導管緊貼設置，並受光導管引導的光束激發產生螢光；

變形反射鏡，設置於螢光晶體遠離光導管的一側，用於將螢光晶體受激產生的螢光反射至光導管，其中，變形反射鏡的表面能夠受驅動部件驅動發生變形；

進一步地，光導管包括第一端面和第二端面，激發光束從第一端面入射至光導管，從第二端面出射至螢光晶體，第一端面的面積大於第二端面的面積；

進一步地，變形反射鏡的驅動部件的驅動算法為隨機函數算法；

進一步地，螢光激發裝置還包括分光裝置，用於對反射型聚光裝置反射的螢光中的部分螢光進行反射，對另外部分螢光進行透射；

探測裝置，用於探測從分光裝置透射的螢光的光斑分布，形成反饋信號，並將反饋信號提供給變形反射鏡的驅動部件；

進一步地，分光裝置透射的光佔總接收光能量的比例不大於5%；

進一步地，探測裝置是波前傳感器；或者，

所述探測裝置是電荷耦合器件CCD傳感器。

本發明以上一個或多個實施例提供的螢光激發裝置方案中，激發光源發出激發光束，透過反射型聚光裝置並經過光導管勻化輸出，使得激發光束光斑得到一定的勻化，螢光晶體受光導管透過的激發光受激進行發光後，被設置於螢光晶體遠離光導管一側的變形反射鏡反射至反射型聚光裝置，並由反射型聚光裝置進行準直反射。一方面，變形反射鏡能夠根據驅動部件的控制使其表面發生變形，從而可以改變入射光束的反射角度，螢光光束經過變形反射鏡反射後，光束的傳輸角度變得多樣化，光束角度的多樣化也使光束能量分布變得均勻，且光束角度的多樣化，避免了螢光光束長期照射到光學鏡片的同一位置，這樣不同時間點形成的光斑進行疊加勻化，降低了螢光光斑不同區域光強的強弱對比度，使螢光光束的光斑能量分布也呈現均勻化。

另一方面，由於螢光晶體受激面一側緊貼光導管設置，從而受激產生的螢光基本都被光導管收集，且螢光光束進入光導管後，經過了光導管的多次反射後再出射，能夠對螢光光束起到一定的勻化作用，同時相比於現有技術中通過透鏡收集而容易損失大發散角度的光束，減小了光損，提高了螢光的收集效率。

進一步地，由於在螢光激發裝置中還設置了分光裝置，一部分螢光被分光裝置透射，並被探測裝置探測得到螢光的光斑分布，探測裝置根據光斑分布情況形成反饋信號提供給變形反射鏡的驅動部件，能夠使得變形反射鏡的變形具有目的性和可控性，及時改善螢光光斑分布不均勻的情況。

本發明實施例還提供了一種投影光源，應用上述技術方案的螢光激發裝置，其中，螢光晶體固定設置於光導管和變形反射鏡之間，螢光晶體受反射型聚光裝置透過的光束激發產生第一顏色的螢光，該投影光源還包括：

第二雷射光源，用於發出第二顏色的雷射光束；第一二向色鏡，用於透射第一顏色的螢光，反射第二顏色的雷射光束；第三雷射光源，用於發出第三顏色的雷射光束；第二二向色鏡，用於透射第一顏色的螢光和第二顏色的雷射光束，反射第三顏色的雷射光束；第一二向色鏡、第二二向色鏡設置在分光裝置入射光束的傳輸路徑上；或者，第一二向色鏡、第二二向色鏡設置在分光裝置反射光束的傳輸路徑上；或者，第一二向色鏡，第二二向色鏡之一設置在分光裝置入射光束的傳輸路徑上，另一設置在分光裝置反射光束的傳輸路徑上；

以及，一種投影光源，應用上述技術方案的螢光激發裝置，其中，螢光晶體設置在旋轉輪上，旋轉輪上沿圓周設置有受激產生第一顏色螢光的螢光晶體和受激產生第二顏色螢光的螢光晶體，則投影光源還包括：

第三雷射光源，用於發出第三顏色的雷射光束；第三二向色鏡，用於透射第一顏色的螢光和第二顏色的螢光，反射第三顏色的雷射光束；第三二向色鏡設置在分光裝置入射光束的傳輸路徑上；或者，第三二向色鏡設置在分光裝置反射光束的傳輸路徑上；

以及，一種投影光源，應用上述技術方案的螢光激發裝置，其中，螢光晶體設置在旋轉輪上，旋轉輪原圓周方向上設置有受激產生第一顏色螢光的螢光晶體、受激產生第二顏色螢光的晶體、受激產生第三顏色螢光的螢光晶體，其中，激發光源為紫外光源；

上述投影光源方案中，第一顏色為綠色，第二顏色為紅色，第三顏色為藍色。

本發明上述一個或多個實施例提供的投影光源，應用了上述技術方案的螢光激發裝置，因而能夠提高螢光的均勻性，並提高螢光的收光效率，提高了光源的照明質量以及整體亮度。

本發明實施例還提供了一種投影設備，包括光機、鏡頭，以及應用上述技術方案的投影光源，其中，投影光源為光機提供照明，光機對光源光束進行調製，並輸出至鏡頭進行成像，並投射至投影介質形成投影畫面。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1A，圖1B為現有技術提供的兩種提供螢光激發照明的光學架構示意圖；

圖2A為本發明實施例提供的一種螢光激發裝置的光學架構示意圖；

圖2B為本發明實施例提供的又一種螢光激發裝置的光學架構示意圖；

圖2C為本發明實施例基於圖2B所示的一種投影光源的光學架構示意圖；

圖3A為一種螢光光斑能量分布示意圖；

圖3B為另一種螢光光斑能量分布示意圖；

圖4A為經調製前光斑光強分布示意圖；

圖4B為經調製後光斑光強分布示意圖；

圖4C為實施例提供的探測裝置探測到的光束的相位分布和光束的強度分布示意圖；

圖5為本發明實施例基於圖2C提供的另一種投影光源的光學架構示意圖；

圖6為本發明實施例基於圖2B所示的投影光源光學架構提供的另一種光學架構；

圖7為本發明實施例基於圖6所示的投影光源的光學架構提供的另一種光學架構示意圖；

圖8為本發明實施例基於圖5所示的投影光源提供的一種投影設備的光學架構示意圖；

圖9為本發明實施例提供的雷射投影設備示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部份實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。

如背景技術所述，現有技術提供的螢光激發光源照明方式提供的光分布不均勻且對光的收集效率不高，為解決上述提到的問題，本發明實施例提出了一種螢光激發裝置，投影光源及投影設備。

實施例一、

參見圖2A，為本發明實施例提供的一種螢光激發裝置的光學架構示意圖。

如圖2A所示，螢光激發裝置的光學架構中包括：

激發光源201，在具體實施例中可以為藍色雷射器，也可以是紫外雷射器，在本示例中以藍色雷射器為例。

反射型聚光裝置203，在具體實施中，可以為拋物面型反光碗，其中拋物面凹面鍍有高反射膜，為反射面，光導管204、螢光晶體205、變形反射鏡206。以及，由於反射型聚光裝置203的通光孔為了減輕反射光逸出，即減少螢光反射光的損失，通常設置為一定的尺寸，儘可能開的比較小。為了使雷射光束全部透過通過孔，在光路中還設置有透鏡202，目的是對激發光束進行聚焦會聚。

上述的光學架構中，螢光受激過程如下所述：

藍色雷射器201：用於發出藍色雷射，藍色雷射器201可以分別為一個或多個雷射器（圖中僅示例性的示出了3個），多個雷射器可調整整個畫面的亮度，本發明實施例對雷射器的數量不做具體的限制。

藍色雷射器201發出的雷射經過透鏡202，透鏡202對雷射光束進行會聚，優選地，在光束聚焦點處設置有反射型聚光裝置203，該反射型聚光裝置203上具有通光孔，該通光孔用於透過經透鏡202會聚的雷射光束。經透鏡202會聚的雷射光束儘可能以會聚的狀態入射至該反射型聚光裝置203凸起曲面的通光孔中，在具體實施時，可以將該通光孔的位置設置在雷射光束會聚的聚焦點處，或者聚焦點附近。

雷射光束通過反射型聚光裝置203的通光孔後，以發散狀態進入光導管204，光導管204包括第一端面和第二端面，激發光束從第一端面入射至光導管，從第二端面出射至螢光晶體，第一端面的面積大於第二端面的面積。在本示例中，雷射光束從光導管204的大端面入射，光導管204用於將雷射光束引導至螢光晶體205，並將激發產生的螢光從光導管的小端面出射。這樣設置光導管的目的是，由於激發光束經過通光孔後是以會聚後又發散的狀態進行傳輸，以及，螢光晶體的發光面積較小，且貼近光導管設置，為了提高激發光束的收光效率和保證螢光的收光，將激發光束入光面的端面設置為大於螢光收光的端面的面積。同時，這種錐形的光導管還可以將使得雷射光束在光導管內傳輸後出射的光斑面積被壓縮，從而能夠保證對螢光晶體激發的光功率密度。

光導管204可以是錐形導光管，該錐形導光管可以是實心光棒，也可以是空心光棒，在光導管204的內表面塗覆有高反射率膜層，以減少光束從光導管由內向外的漏光損失，或者在內表面不容易鍍高反射膜層的情況下，也可在外表面鍍高反射膜層，保證光不會從光導管204的內部漏出。

螢光晶體205緊貼光導管204的設置，具體地，螢光晶體205的受激面緊貼光導管204的激發光出光面設置。光導管204將激發光束引導入射至螢光晶體205，激發螢光晶體發出綠色的螢光。該螢光晶體上設置有綠色螢光晶體，當然也可以設置黃色的螢光晶體，目前市面上的螢光晶體主要是綠色螢光晶體和黃色螢光晶體，因為它們的轉化效率高，當然也可以是其他顏色的螢光晶體，比如紅色、紫色等，本發明實施例對此不做具體的限制。螢光晶體相比於傳統的螢光粉不同之處在於，螢光晶體可以不依附支撐裝置，而作為一個單獨的受激部件，且螢光晶體的耐溫性能更好。

受激產生的螢光經螢光晶體205後面緊貼的變形反射鏡206的反射後，在光導管204內部經過多次反射並從光導管的大端面處出射，併到達反射型聚光裝置203。反射型聚光裝置203將從光導管204出射的具有一定發散角度範圍的螢光進行準直變成平行光束，並使該螢光的整體光路偏轉90度，然後入射至分光裝置207。其中，反射型聚光裝置203的反射面通常是拋物線面形，該拋物線的曲率可以依據光導管204的埠尺寸，以及反射型聚光裝置203和光導管204之間的距離進行優化設計。

其中，螢光晶體205與變形反射鏡206之間具有微小的間隙，該間隙用於為變形反射鏡206表面的面形變化時預留空間，變形反射鏡206的表面呈凸凹結構，並鍍有高反射膜，變形反射鏡凸凹結構的分布能夠受驅動部件的控制發生變化，針對同一入射角的光束，反射時反射角不同，從而達到光束的傳輸角度變得多樣化，從而改變經變形反射鏡206表面反射的光束的波前相位分布，從而使光束的分布均勻。

在一種具體實施中，變形反射鏡206驅動部件的驅動算法為隨機函數算法，隨機函數算法可以通過現有技術的軟體編程進行實現，在此不再詳述，目的在於通過隨機的凸凹結構分布對光束的反射角度產生隨機性。即在該螢光激發裝置中，通過使用隨機函數驅動變形反射鏡206，使其表面發生隨機的凸凹分布變化，被反射的光束的發散角度也產生多樣化，多樣化的發散角度可以均衡光斑集中能量分布的情況，最終使的光斑的整體分布趨於勻化。

在另一具體實施中，如圖2B所示，螢光激發裝置還包括分光裝置207，以及探測裝置208，在具體實施中，探測裝置可以具體為波前傳感器208。

其中，分光裝置207反射大部分從反射型聚光裝置203反射的光束，透過極少部分從反射型聚光裝置203反射的光束，其中，透射的光束僅用於探測裝置探測使用，因此為了減少透射部分的能量損失，分光裝置207透射的光佔總接收光能量的比例不大於5%。具體地，該分光裝置207可以是45度放置的反射鏡，可以通過鍍膜工藝，使該分光裝置具有超過98%以上的反射率，並具有1%的透射率，使得極少部分的光束從分光裝置透射出去。

分光裝置207背面設置有波前傳感器208，波前傳感器208對從分光裝置207 透射的極少部分進行收光，該波前探測器208用於探測透射的光束光斑的分布強度，得到光斑的均勻性情況。波前傳感器208根據檢測的均勻性的情況形成反饋信號，輸出給變形反射鏡206的驅動部件，變形反射鏡的驅動部件根據到該反饋信號調整變形反射鏡206的凸凹結構發生變化。

也就是在該具體實施中，整個變形反射鏡206的工作過程由反饋控制完成，該反饋控制的反饋信號由波前傳感器208提供。通過設置波前傳感器對螢光光斑的分布探測，建立反饋迴路，使得變形反射鏡206表面的凸凹分布變形具有目的性和可控性，能夠及時的改善螢光光斑分布不均勻的情況。

圖2A或圖2B所示的光導管204的端面的形狀可以根據產品的實際需要設計為圓形、橢圓、矩形或者不規則四邊形，本發明實施例對此不做具體的限制，但光導管的兩端面均為一大一小的形式，即大端面與小端面的面積比大於1。

圖2A或圖2B所示的波前傳感器是在電荷耦合器件傳感器（Charge Coupled Device，簡稱CCD）前加入了一個微透鏡陣列，通過微透鏡數組，可以得到波前局部斜率，根據波前局部斜率可以實時測量光束的光強、位相、像差等參數。當然波前傳感器也可以是具有相同功能的別的探測裝置，本發明實施例對此不做具體的限制。

圖2A或圖2B所示的雷射器可以是半導體雷射器、固體雷射器、氣體雷射器等，本發明實施例對此不做具體的限制，當然藍色雷射器201還可以其它的照明光源，比如發光二極體（Light Emitting Diode，簡稱LED）等，也可以是它們之間混合發出，只要這些光源發出的波長小於受激螢光的波長，從而能夠起到激發作用即可，本發明實施例對比也不做具體的限制。

下面根據附圖對螢光光斑均勻性的調整過程進行說明。在本實施中，以圖2B提供的光學架構示例進行說明。

參見圖3A、3B為螢光光束能量的分布圖。圖3A、圖3B 的橫坐標代表光束的發散角度，縱坐標為光束的能量密度（W/cm2）。

其中，圖3A為未被調製前的一種螢光光束能量的分布示意圖。當然在實際應用中，還可能存在光斑非中心區域局部過亮或過暗的分布情況，該圖僅用於示意一種螢光光斑光束的能量分布情況。圖3B為調製後螢光光斑能量勻化後螢光光束的能量分布示意圖。圖3B不同曲線表示經變形反射鏡調製後不同角度的螢光光斑光強能量的分布，從整個光斑光強的能量分布的趨勢可以看出，經變形反射鏡調製後光斑的能量分布較均勻。

參見圖4A，為經變形反射鏡調製前光斑光強的分布示意圖，圖4B為經變形反射鏡調製後光斑光強的分布示意圖。從圖4A和4B可以看出，起始不均勻的光斑光強分布經過變形反射鏡調製後變成了平頂的矩形光斑光強分布。

參見圖4C，為本發明實施例提供的波前傳感器探測到的一種光束的相位分布圖和光束的強度分布圖。光束的強度分布圖中用灰色的深淺表明強度的高低，其中，邊緣部分的淺灰色表明該部分的光束的強度較低，中間部分的深灰色表明該部分的光束的強度較高。光束的相位分布圖中用灰色的深淺表明相位超前的程度，其中灰色越深表明相位分布越超前，根據該相位分布和強度分布，生成用於控制變形反射鏡的電壓信號，通過電壓信號的高低控制變形反射鏡的凸凹變化。其中，變形反射鏡由多個促動單元組成，通常由壓電陶瓷或者音圈電機驅動，根據本實施中需要的小尺寸、高頻振動要求，具體採用壓電陶瓷的變形鏡。變形反射鏡表面可以是連續的可發生形變的膜結構，也可以是無數個各自獨立的小反射鏡。具體實施時，可將探測到的用於反映相位分布和強度分布的波前分布數據作為SPGD算法或退火算法的輸入參數，利用該算法生成用於控制變形反射鏡的電壓信號。所述SPGD算法或退火算法的原理為：根據相位分布和強度分布確定波像差（波像差是指實際波面與理想波面之間的光程差），並根據確定出的波像差生成符號相反的波像差，根據該符號相反的波像差生成用於控制變形反射鏡的電壓信號，作用於凸凹結構（即反射面單元），並經過多次迭代運算，就可以將波前傳感器測得的光斑的不平整的波前分布優化為近似平面的理想波前分布，從而實現光斑的均勻分布。

從圖2B所示的光學架構中看出，波前傳感器對從分光裝置透射出來的極少部分光束進行收光，探測透射的光束光斑的分布強度，從而得到光斑的均勻性情況，根據檢測得到的均勻性情況形成反饋信號，輸出給變形反射鏡的驅動部件，該驅動部件控制變形反射鏡表面的凸凹結構發生變化，光束經過變形反射鏡凸凹結構的表面反射後，光束的傳輸角度變得多樣化，光束角度的多樣化也使能量分布變得均勻，且光束角度的多樣化，避免了雷射光束長期照射到光學鏡片的同一位置，這樣不同時間點形成的光斑進行疊加勻化，通過人眼的積分作用散斑效果減弱，進而減輕了光源散斑、投影圖像質量劣化的問題，同時還能降低光斑光強的強弱對比度，達到光斑分布均勻化的效果。

另外，在圖2A和圖2B所示的光學架構中，受激產生的螢光基本都被與螢光晶體緊貼的光導管收集，因此螢光的損失較少，與現有技術相比，提高了螢光的利用率，勻化的螢光使得出射光斑的熱點減少，而在由雷射和螢光組成的光源中，熱點主要是由螢光光斑造成的，即為光強較大的點，熱點減少，提高了各個光源器件長期光照的可靠性。進一步地，由於光能的利用率提高，使得光能轉化為熱能的比例減小，因此散熱結構也得以極大地簡化，使得整個投影光源的體積相比與現有投影光源的結構體積下降。

同時，由於使用了光導管部件，激發光束首先經過光導管的勻化再對螢光晶體進行激發，可以從根本上減輕因為激發光源本身的不均勻性而間接造成受激產生的螢光的不均勻性程度，以及，受激產生的螢光也通過光導管的勻化後再出射，也對螢光光束本身起到了一定的勻化作用。

實施例二、

如圖2C所示，基於圖2B的螢光激發裝置提供了一種投影光源光學架構示意圖，對於螢光激發裝置的描述可參見實施例一內容，在此不再贅述。

在圖2C所示的投影光源架構示意圖中，螢光晶體205固定設置於光導管204和變形反射鏡206之間，螢光晶體205受反射型聚光裝置203透過的光束激發產生第一顏色的螢光，該投影光源還包括：第二雷射光源210，具體為藍色雷射器，第三雷射光源211，具體為紅色雷射器，以及，第一二向色鏡209a，第二二向色鏡209b。

具體地，在圖2B提供的架構基礎上，在分光裝置207的後設置二向色鏡209a，二向色鏡209a透過從分光裝置207反射的綠色螢光，並反射藍色雷射器210發出的雷射。

二向色鏡209a透過的綠色螢光和反射的藍色雷射到達二向色鏡209b，二向色鏡209b透過綠色螢光和藍色雷射，其中，二向色鏡209b設置為具有高透功能的二向色鏡。

在二向色鏡209b的後面設置有紅色雷射器211，二向色鏡209b反射紅色雷射器211發出的雷射，從二向色鏡透過的綠色螢光和藍色雷射，以及二向色鏡反射的紅色雷射器211發出的紅色雷射混合，形成投影用的白光，當然也可以將三種顏色的光耦合進入光纖（圖中未示出），本發明實施例對此不做具體的限制。

上述舉例中，二向色鏡作為合光元件均設置在分光裝置的反射光束的傳輸路徑上。本領域技術人員能夠理解，只要能夠實現合光目的，可以將另外兩種雷射光源的擺放位置，以及二向色鏡合光部件的位置進行變換，比如設置於分光裝置中的入射光束的傳輸路徑上，或者分別位於分光裝置的入射光束傳輸路徑或者反射光束的傳輸路徑中，只要能夠實現最終的合光目的即可。

圖2B示例中只設置了一種顏色的螢光晶體，當然也可以設置兩種顏色的螢光晶體，此時這兩種顏色的螢光晶體設置在旋轉輪上，該旋轉輪按照設定的時序旋轉，此時在投影光源中設置發出光束的顏色不同於這兩種螢光的光源，該光源激發該旋轉輪產生兩種顏色的螢光，只設置一個二向色鏡，該二向色鏡透過受激產生的兩種螢光，反射該光源發出的光束，其中，該旋轉輪可以設置為圓形，旋轉輪上沿圓周設置有受激產生第一顏色螢光的螢光晶體和受激產生第二顏色螢光的螢光晶體；當然還可以設置三種顏色的螢光晶體，此時三種顏色的螢光晶體設置在旋轉輪上，該旋轉輪按照設定的時序旋轉，投影光源中的光源激發該旋轉螢光輪產生三種顏色的螢光，在該投影光源中也不需要再設置另外的光源，其中，該旋轉輪可以設置為圓形，旋轉輪上設置的三種螢光晶體沿圓周方向設置在該旋轉輪上，當旋轉輪上設置為三種螢光晶體時，此時激發光源可選擇紫外光源。

本發明實施例對在旋轉輪上設置螢光晶體的形式、以及對螢光晶體的顏色和數量不做具體的限制。

本實施例提供的投影光源，由雷射光源和螢光光源組成，在螢光光源形成過程中，激發光源發出激發光束，透過反射型聚光裝置並經過光導管勻化輸出，使得激發光束光斑先得到一定的勻化，螢光晶體受光導管透過的激發光受激進行發光後，被設置於螢光晶體遠離光導管一側的變形反射鏡反射至反射型聚光裝置，並由反射型聚光裝置進行準直反射。一方面，變形反射鏡能夠根據驅動部件的控制使其表面發生變形，從而可以改變入射光束的反射角度，螢光光束經過變形反射鏡反射後，光束的傳輸角度變得多樣化，光束角度的多樣化也使光束能量分布變得均勻，且光束角度的多樣化，避免了螢光光束長期照射到光學鏡片的同一位置，這樣不同時間點形成的光斑進行疊加勻化，降低了螢光光斑不同區域光強的強弱對比度，使螢光光束的光斑能量分布也呈現均勻化。

另一方面，由於螢光晶體受激面一側緊貼光導管設置，從而受激產生的螢光基本都被光導管收集，且螢光光束進入光導管後，經過了光導管的多次反射後再出射，能夠對螢光光束起到一定的勻化作用，同時相比於現有技術中通過透鏡收集而容易損失大發散角度的光束，減小了光損，提高了螢光的收集效率。

以及在另一方案中，由於在螢光激發裝置中還設置了分光裝置，一部分螢光被分光裝置透射，並被探測裝置探測得到螢光的光斑分布，探測裝置根據光斑分布情況形成反饋信號提供給變形反射鏡的驅動部件，能夠使得變形反射鏡的變形具有目的性和可控性，及時改善螢光光斑分布不均勻的情況。

本發明實施例提供的投影光源能夠提高螢光部分的均勻性，並提高螢光的收光效率，從而提高了投影光源的照明質量和整體亮度。

實施例三、

參見圖5，為基於圖2C提供的另一種投影光源的光學架構示意圖。圖5所示的光學架構的示意圖與圖2C所示的架構圖相似，不同之處在於，紅色雷射器和藍色雷射器的放置位置不一樣，圖5中光束的傳輸路徑與圖2C所示的架構圖一樣，在此不做具體的說明，具體可參見上述對圖2C的具體描述。

圖5所示的投影光源的光學架構圖中，相比圖2C，二向色鏡209、藍色雷射器210以及紅色雷射器211設置在分光裝置207的前面，二向色鏡209透過從反射型聚光裝置203反射過來的綠色螢光到分光裝置207，反射藍色雷射器210發出的藍色雷射和紅色雷射器211發出的紅色雷射到分光裝置207，其中，通過鍍膜工藝，分光裝置207透射極小部分光束，該透射部分的光束為探測螢光光斑均勻性的部分光束，並反射大部分從二向色鏡透射和反射的大部分光束，反射的光束包括綠色螢光、藍色雷射以及紅色雷射，這三種光束混合形成投影用的白光。

本實施例提供的投影光源的有益效果可參見圖2C的方案說明，在此不再贅述。

實施例四、

在實施例一基礎上，在圖2B所示的另一種實施例中，也可以不使用波前傳感器，而是採用CCD傳感器測量光束的光斑分布情況，具體可參見圖6。

參見圖6，為本發明實施例基於圖2B所示的投影光源光學架構提供的另一種光學架構，圖6所示的光學架構示意圖與圖2B所示的架構圖相似，不同之處在於，圖2B採用波前傳感器而圖6中使用CCD傳感器，CCD傳感器使用一種高感光度的半導體材料製成，能把光線轉變成電荷，通過模數轉換器晶片轉換成數位訊號，數位訊號經過壓縮以後由相機內部的閃速存儲器或內置硬碟卡保存，因而可以輕而易舉地把數據傳輸給計算機，並藉助於計算機的處理手段，根據需要和想像來修改圖像。

圖6所示的光學架構中，光束的傳輸路徑與圖2B相同，只是控制變形反射鏡發生變化的反饋控制過程與圖2B中的不一樣，在此對雷射的傳輸路徑不做具體的說明，可參見上述對圖2B的描述。圖6中，從分光裝置207透過的極少部分螢光照射到CCD傳感器208a上，在CCD傳感器208a上光強分布不均勻時，會形成不均勻灰度的光斑圖像，隨機並行梯度下降算法（stochastic parallel gradient descent algorithm，簡稱SPGD）就可以根據螢光在照射面上的灰度值作為能量集中度的量度，形成反饋信號控制變形反射鏡，使被照射面的灰度迅速集中，形成能量利用率高的均勻能量光斑。整個過程即結合SPGD算法調整變形反射鏡表面的凸凹結構分布規律，改變反射螢光的勻化程度，進而提高螢光光束的勻化程度。其中，SPGD算法不需要進行波前測量，系統中不需要採用波前傳感器，也無需進行波前重構，而是以成像清晰度和接受光能量為性能指標直接作為算法優化的目標函數，降低了系統和算法的複雜性。

實施例五、

參見圖7，為本發明實施例基於圖6所示的投影光源的光學架構提供的另一種光學架構示意圖。

圖7所示的光學架構的示意圖與圖6所示的架構圖相似，不同之處在於，紅色雷射器和藍色雷射器的放置位置不一樣，圖7中光束的傳輸路徑與圖6所示的架構圖一樣，在此不做具體的說明，具體可參見上述對圖6的具體描述。

圖7所示的投影光源的光學架構圖中，相比圖6，將二向色鏡209、藍色雷射器210以及紅色雷射器211設置在分光裝置207的前面，二向色鏡209透過從反射型聚光裝置203反射過來的綠色螢光到分光裝置207，反射藍色雷射器210發出的藍色雷射和紅色雷射器211發出的紅色雷射到分光裝置207，分光裝置207透過極少部分用於探測光斑均勻性的螢光，並反射大部分從二向色鏡透射和反射的大部分光束，反射的光束包括綠色螢光、藍色雷射以及紅色雷射，這三種光束混合形成投影用的白光。

實施例六、

參見圖8，為本發明實施例基於圖5所示的投影光源提供的一種投影設備的光學架構示意圖。相比圖5，圖8中包括激發光源501，聚焦透鏡502，反射型聚光裝置503，光導管504，螢光晶體505，反射部件506，變形反射鏡507，波前傳感器208，第二雷射光源510，第三雷射光源511，二向色鏡509分布相當於圖5中所示的激發光源201，聚焦透鏡202，反射型聚光裝置203，光導管204，螢光晶體205，變形反射鏡206，分光裝置207，波前傳感器208，第二雷射光源210，第三雷射光源211，二向色鏡209，其螢光激發及光斑勻化過程也可參見圖5的描述，在此不再贅述。

其中，圖8所示的光學架構增設了勻光部件511、數字微鏡元件（Digital Micromirror Device，簡稱DMD）晶片512、投影鏡頭513以及投影屏幕514。

具體地，三色光源光束在勻光部件511之前的器件中的傳輸路徑與圖5所示的傳輸路徑一樣，在此不做具體的說明。從變形反射鏡509反射的光束混合形成投影用的白光進入勻光部件511，勻光部件511對該光束進行勻光後射到DMD晶片512上。DMD晶片前端的照明系統（未在圖中示出）將光束引導至DMD表面，DMD由成千上萬的小反射鏡組成，這些小反射鏡將光束反射入投影鏡頭513成像，並投射至投影屏幕514，形成投影圖像。

當然在圖2C、圖6、圖7所示的投影光源的光學結構示意圖的後面同樣的設置勻光部件511、DMD晶片512、投影鏡頭513以及投影屏幕514，也能構成投影設備，對此不做具體的描述。

從上述的實施例可以看出，本發明實施例提供的方案中，一種實施中，變形反射鏡對部分螢光進行透射至探測裝置，探測裝置探測該透過的螢光的光斑分布，並形成反饋信號提供給變形反射鏡的驅動部件，變形反射鏡表面的凸凹結構根據驅動部件控制發生變化，光束經過變形反射鏡表面的凸凹結構反射後，光束的傳輸角度變得多樣化，光束角度的多樣化也使能量分布變得均勻，且光束角度的多樣化，避免了雷射光束長期照射到光學鏡片的同一位置，這樣不同時間點形成的光斑進行疊加勻化，降低了光斑光強的強弱對比度，使光束的光斑分布均勻化。在另一實現方式中，變形反射鏡不設置探測裝置及接收反饋信號，而是隨機改變表面的凸凹分布變化，也能夠在一定程度上隨時間推移改善螢光光斑的勻化程度。

實施例七、

基於相同的技術構思，本發明實施例還提供一種雷射投影設備，該雷射投影設備可以包括本發明上述實施例所提供的投影光源，該雷射投影設備具體可以是雷射影院或者雷射電視，或者其他雷射投影儀器等。

圖9示出了本發明實施例提供的雷射投影設備示意圖。

如圖9所示，所述雷射投影設備包括：投影光源601，光機602，鏡頭603、投影介質604。

其中，投影光源601是本發明上述實施例所提供的投影光源，具體可參見前述實施例，在此將不再贅述。

具體地，投影光源601為光機602提供照明，光機602對光源光束進行調製，並輸出至鏡頭603進行成像，投射至投影介質604（比如屏幕或者牆體等）形成投影畫面。其中，所述的光機602是上述基於雷射光源光學架構中的DMD晶片。

本實施例提供的投影設備，應用了前述實施例的投影光源，一方面，利用光導管對激發光進行多次反射勻化後引導至螢光晶體進行激發，以及受激產生的螢光基本都被與螢光晶體緊貼的光導管收集，減小了光損，且螢光光束也經過光導管勻化輸出，利於提高勻化程度；另一方面，在一種實現方式中，分光裝置對部分螢光進行透射至探測裝置，探測裝置探測該透過的螢光的光斑分布，並形成反饋信號提供給變形反射鏡的驅動部件，變形反射鏡根據驅動部件的控制改變入射光束的反射角度，光束經過變形反射鏡反射後，光束的傳輸角度變得多樣化，光束角度的多樣化也使能量分布變得均勻，這種反饋的控制方式能夠使得變形反射鏡的變形具有目的性和可控性，能夠及時改善螢光光斑分布不均勻的情況。且光束角度的多樣化，避免了雷射光束長期照射到光學鏡片的同一位置，這樣不同時間點形成的光斑進行疊加勻化，降低了光斑光強的強弱對比度，使光束的光斑分布均勻化。以及，在另一實現方式中，變形反射鏡隨機改變表面的凸凹分布變化，也能夠在一定程度上隨時間推移改善螢光光斑的勻化程度。

與現有技術相比，勻化的螢光使得出射光斑的熱點減少，而在由雷射和螢光組成的光源中，熱點主要是由螢光光斑造成的，即為光強較大的點，熱點減少，提高了各個光源器件長期光照的可靠性，也有利提高投影畫面的亮度均勻性和圖像顯示質量。

本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備（系統）、和電腦程式產品的流程圖和／或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和／或方框圖中的每一流程和／或方框、以及流程圖和／或方框圖中的流程和／或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和／或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些電腦程式指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和／或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些電腦程式指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和／或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。