CN111025833A - 一种激光光源及激光投影设备 - Google Patents

一种激光光源及激光投影设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111025833A
CN111025833A CN201911330834.8A CN201911330834A CN111025833A CN 111025833 A CN111025833 A CN 111025833A CN 201911330834 A CN201911330834 A CN 201911330834A CN 111025833 A CN111025833 A CN 111025833A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
light
lens
fly
array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201911330834.8A
Other languages
English (en)
Inventor
李巍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Hisense Laser Display Co Ltd
Original Assignee
Qingdao Hisense Laser Display Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Hisense Laser Display Co Ltd filed Critical Qingdao Hisense Laser Display Co Ltd
Priority to CN201911330834.8A priority Critical patent/CN111025833A/zh
Publication of CN111025833A publication Critical patent/CN111025833A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2006Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033LED or laser light sources
    • G03B21/204LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/02Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
    • G02B26/04Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light by periodically varying the intensity of light, e.g. using choppers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

本申请实施例公开了一种激光光源及激光投影设备,包括激光器和荧光轮,荧光轮包括荧光反射区和激光反射区,还包括设置在所述激光器和荧光轮光路中的合光组件、会聚透镜组件。其中,会聚透镜组件的光轴与激光的光轴不同轴设置,可以避免位于激光激励光和被反射后的荧光在会聚透镜组件上相交叠,以及经荧光轮反射的激光再次经会聚透镜透射后沿着与原激光不同的光轴出射,从而还可以实现对反射后的激光的收集。

Description

一种激光光源及激光投影设备
技术领域
本申请涉及激光光源技术领域,尤其涉及一种激光光源及激光投影设备。
背景技术
在投影显示技术领域,激光光源作为一种固态光源,具有高亮,高效,寿命常,色域佳,环保等一系列优点成为新兴的投影光源的选择。同时,随着投影显示产品从会议室逐渐走向家庭,激光投影类产品也成为一种新的消费电子产品受到消费者欢迎。
相关技术中的一种激光光源,如图1所示,包括荧光转换***,荧光转换***包括合光组件01、用于发射第一激光021的激光器02、以及沿第一激光021的出射方向依次设置于第一激光021的光路上的会聚透镜组件03和荧光轮04;荧光轮04具有荧光反射区,荧光反射区用于将第一激光021激发产生的荧光041反射至合光组件01上;会聚透镜组件03位于荧光041的光路上;合光组件01位于第一激光021照射荧光轮04之后所形成的第二激光022的光路上,且用于将第二激光022与荧光041合光并输出。
本申请的发明人经研究发现:上述荧光转换***中,第一激光021的光轴与荧光041的光轴是是重合的,由于第一激光021的能量密度大,这样第一激光021经过的会聚透镜组件03后,会聚透镜组件03在第一激光021经过的位置处(尤其是光轴位置处)吸收第一激光021而温度增加,使得会聚透镜组件03的透过率下降,从而对荧光041的通过造成了一定影响,降低了荧光的整体透过率。
发明内容
本申请的实施例提供一种激光光源及激光投影设备,用来解决相关技术的激光光源中荧光光学效率低的问题。
为达到上述目的,第一方面,本申请的实施例提供了一种激光光源,包括壳体,壳体内容置有:
激光器,用于发出第一激光,第一激光可作为激励光,
第一激光依次透射经过合光组件、会聚透镜组件后入射至荧光轮;
荧光轮,包括荧光反射区和激光反射区,荧光反射区用于受上述第一激光激励光激发产生荧光并将荧光反射,激光反射区用于反射第一激光;
经荧光轮反射的荧光射向会聚透镜组件,经会聚透镜组件透射至合光组件上,并经合光组件反射;
激光反射区反射第一激光后形成第二激光并依次射向会聚透镜组件、合光组件,合光组件具有反射区,反射区用于反射第二激光,
其中,会聚透镜组件的光轴与第一激光的光轴不同轴设置,以使第一激光的光轴、荧光的光轴在会聚透镜组件上相错开。
第二方面,本申请的实施例提供了一种激光投影设备,应用上述技术方案中的激光光源,还包括光机及投影镜头,激光光源用于提供照明光束,光机用于根据图像信号内容对所述照明光束进行调制,投影镜头用于接收调制后的照明光束并投射成像。
本申请实施例提供的激光光源及激光投影设备,由于会聚透镜组件的光轴与第一激光的光轴不同轴设置,以使第一激光的光轴与荧光的光轴在会聚透镜组件上相错开,这样就可以避免高能量密度的激光与荧光在会聚透镜组件上相交叠,一方面,可以避免会聚透镜组件在第一激光的光轴处因温度较高使得荧光光轴处的高能量密度的荧光的透过率降低,进而有利于提高会聚透镜组件的荧光整体透过率,另一方面,经荧光轮反射的激光再次经会聚透镜透射后沿着与原第一激光不同的光轴出射,从而可以实现对反射后的激光的收集。
第三方面,本申请的实施例还提供了一种激光投影设备,包括:光源装置,位于光源装置出光侧的光阀调制组件,以及位于光阀调制组件出光侧的投影镜头;
其中,光源装置包括:激光器阵列,位于激光器阵列出光侧的第一复眼透镜阵列,位于第一复眼透镜阵列出光侧的第二复眼透镜阵列,以及位于第二复眼透镜阵列出光侧的荧光轮;
荧光轮包括:荧光反射区和激光反射区;荧光反射区,用于在激光器阵列的出射光的激发下产生荧光;激光反射区,用于反射激光器阵列的出射光;
还包括,位于第二复眼透镜阵列与反射式荧光轮之间的二向色片,位于二向色片与反射式荧光轮之间的会聚透镜组件, 二向色片能够反射经会聚透镜组件透射的荧光,
还包括,位于反射式荧光轮反射路径上且位于二向色片背离会聚透镜组件一侧的光路转向组件,光路转向组件位于激光的传输光路中且不位于荧光的传输光路中,用于对经荧光轮上的激光反射区所反射的激光进行光路转向,转向后的激光与经二向色片反射的荧光的传输方向一致。
本实施例提供的激光投影设备,通过在激光器阵列的出光侧设置第一复眼透镜阵列和第二复眼透镜阵列,可以对激光器阵列出射的光束充分匀光,由此适当降低激光器出射光线到达荧光轮时的能量密度,提高荧光的激发效率。并且荧光轮可以反射荧光和激光,通过在激光传输路径上设置光路转向组件,而使光路转向组件不位于荧光的传输光路中,能够使得经荧光轮反射后的荧光经二向色片反射后的传输方向,与经荧光轮反射后且经光路转向组件转向后的激光的传输方向一致,从而以较紧凑的架构实现激光和荧光的收集。
上述技术方案的激光光源和激光投影设备具有较高的荧光转换效率、收集效率,并且能够以较为紧凑的架构实现激光和荧光的合光和收集。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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为相关技术中的激光光源的荧光转换***的光路图;
图2为本申请实施例中的激光光源的荧光转换***的光路图;
图3为本申请实施例中的激光光源在拆去壳体顶盖后的结构示意图;
图4为图3的激光光源的部分结构示意图;
图5为图4中的激光光源的结构***图;
图6为图4中的激光光源按A-A截面切去一部分的结构示意图;
图7为图4中的激光光源的透镜调节座的局部***图;
图8为本申请实施例中透镜调节座的承载件的结构示意图;
图9为图4中的激光光源的A-A剖面视图;
图10为本申请一些实施例中荧光轮处局部结构示意图(透镜固定座与壳体固定);
图11为图10中荧光轮与荧光轮固定座的***图;
图12为图10的D-D剖面视图;
图13为本申请实施例中的一种激光器示意图;
图14为本申请实施例中的一种激光光源光路示意图;
图15为本申请实施例中的一种激光投影设备示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述,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申请的限制。
在本申请的描述中,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;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申请中的具体含义。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
本申请实施例提供了一种激光光源,如图3所示,包括壳体200,以及承载于壳体200上的荧光转换***100,如图2所示,荧光转换***100包括合光组件2、用于发射第一激光11的激光器1、以及沿第一激光11的出射方向依次设置于第一激光11的光路上的会聚透镜组件3和荧光轮4;荧光轮4具有荧光反射区41(如图3所示),荧光反射区41设置有荧光转换材料,用于将第一激光11激发荧光转换材料产生的荧光42(图2中虚线所示)反射至合光组件2上;会聚透镜组件3位于荧光42的光路上;合光组件2位于第一激光11照射荧光轮4之后所形成的第二激光12的光路上,且用于将第二激光12与荧光42合光并输出;会聚透镜组件3的光轴(图2中所示的a轴)与第一激光11的光轴(图2中所示的b轴)不同轴设置,以使第一激光11的光轴与荧光42的光轴(图2中所示的a轴)在会聚透镜组件3上相错开。
本申请实施例提供的激光光源,由于会聚透镜组件3的光轴与第一激光11的光轴不同轴设置,以使第一激光11的光轴与荧光42的光轴在会聚透镜组件3上相错开,这样就可以避免高能量密度的激光与荧光42在会聚透镜组件3上相交叠,从而就可以避免会聚透镜组件3在第一激光11的光轴处因温度较高使得荧光42光轴处的高能量密度的荧光42的透过率降低,进而有利于提高会聚透镜组件3的荧光42整体透过率。
在上述实施例中,第二激光12的光路可以为荧光轮4反射第一激光11所形成的光路,具体如图2和图3所示,荧光轮4具有激光反射区43,激光反射区43用于将第一激光11反射,以形成第二激光12;会聚透镜组件3均位于荧光42以及第二激光12的光路上;会聚透镜组件3的光轴(图2中所示的a轴)与第一激光11的光轴(图2中所示的b轴)不同轴设置,以使第一激光11的光轴、第二激光12的光轴(图2中所示的c轴)、荧光42的光轴(图2中所示的a轴)在会聚透镜组件3上两两相错开,也就是:在会聚透镜组件3上,第一激光11的光轴与第二激光12的光轴错开,第一激光11的光轴与荧光42的光轴错开,第二激光12的光轴与荧光42的光轴错开,避免第一激光11的光轴与第二激光12的光轴、荧光42的光轴在会聚透镜组件3上交叠,以影响第二激光12、荧光42的透过率。
图2所示的实施例中,由于荧光42和第二激光12均沿荧光轮4的正面被反射射出,这样利用合光组件2就可以直接将从荧光轮4反射的荧光42和第二激光12收集并合光,无需设置光路转换部件5将第二激光12引导至合光组件2上,从而有利于整体尺寸的减小,即可实现激光光源的小型化。
在荧光转换***100中,会聚透镜组件3的构成不唯一,比如,如图2所示,会聚透镜组件3可以包括同轴设置的第一会聚透镜31和第二会聚透镜32,第二会聚透镜32位于第一会聚透镜31与荧光轮4之间。或者,会聚透镜组件3也可以为一片非球面透镜。
其中,在本示例中,第一会聚透镜31可以为超球面透镜,第二会聚透镜32可以为球面透镜。另外,会聚透镜组件3也可以只包括非球面透镜。相比设置非球面透镜,设置第一会聚透镜31和第二会聚透镜32,可以较低的成本且能够较好的收集发散角度较大的荧光42;同时,设置第一会聚透镜31和第二会聚透镜32对加工要求较低,有利于降低成本(设置非球面透镜,需要设计能够接收大发散角度且能够对该光束进行准直的光学参数,这样非球面曲率要求较大,设计和加工难度较大,成本较高)。
如图2所示,会聚透镜组件3的光轴与位于会聚透镜组件3上游(也就是会聚透镜组件3的入光侧)的第一激光11的光轴之间的距离为D,第一会聚透镜31的轴向尺寸为H;
其中,D不宜过大,也不宜过小,如果D过大,那么照射第一激光11则靠近第一会聚透镜31、第二会聚透镜32的边缘区域,由于镀在第一会聚透镜31、第二会聚透镜32上的增透膜的厚度是中间较厚,边缘较薄,这第一激光11从镀膜厚度较薄的边缘区域通过,不利于第一激光11透过率的提高;如果D过小,那么第一激光11的光轴与荧光42的光轴之间的距离较近,也就是会聚透镜组件3上对应第一激光11的光轴的区域与对应荧光42的光轴的区域距离较近,当会聚透镜组件3上对应第一激光11的光轴的区域的温度因第一激光11的照射升高时,容易影响到会聚透镜组件3上对应荧光42的光轴的区域的温度,进而不利于荧光42的整体透过率的进一步提高。经研究发现,当D与H之间满足:D=(0.3~0.7)H时,既保证第一激光11从镀膜厚度较厚的区域通过,以提高第一激光11的透过率,由可以避免第一激光11的光轴与荧光42的光轴之间的距离过近,从而有利于荧光42的整体透过率的进一步提高。
经进一步的研究发现,当D=(0.3~0.5)H时,能够进一步提高第一激光11的透过率,以及更进一步提高荧光42的整体透过率。
为了达到荧光42高效激发的目的以及减少第一激光11在传输过程中光损,如图2所示,荧光转换***100还包括光束整形镜组6,光束整形镜组6位于第一激光11的光路上,且位于激光器1与会聚透镜组件3之间。这样第一激光11由激光器1射出之后,经过光束整形镜组6的缩束后形成较小的光斑再入射到荧光轮4表面,不但可以减小第一激光11在传输过程中光损,而且还有利于提高第一激光11的能量密度,以提高了荧光42的激发效率。
其中,在本示例中,光束整形镜组6包括同轴设置的凸透镜61、凹透镜62以及复眼透镜63,并且沿第一激光11的射出方向,凸透镜61、凹透镜62和复眼透镜63依次设置于第一激光11的光路上。另外,还可以为以下组成:光束整形镜组6包括同轴设置的凸透镜61以及凹透镜62,并且沿第一激光11的射出方向,凸透镜61、凹透镜62依次设置于第一激光11的光路上。
其中,凸透镜61和凹透镜62组成望远镜***,能够对光束面积较大的激光光束进行缩束,缩小光束面积。当光束整形镜组6包括复眼透镜63时,复眼透镜63是由一系列小透镜组合形成,第一激光11通过复眼透镜63时,提高第一激光11的均匀性和亮度,利于提高荧光转换效率。
为了便于合光后的第二激光12、荧光42的输出,如图2所示,该激光光源还包括位于第二激光12、荧光42的光路上的收光部件,该收光部件位于合光组件2的下游,且包括收光会聚透镜7以及收光棒8,收光会聚透镜7位于合光组件2与收光棒8之间,且用于将合光后的第二激光12、荧光42会聚至收光棒8并输出。
图2所示的激光光源中,激光器1为MCL(Multi Chipped Laser)型激光器,如图13所示,MCL型激光器包括金属基板1110,出光面设置有一体成型的凹透镜组1120,凹透镜组1120和金属基板1110及管壳(未示出),围合成的密封空间内设置有呈阵列排布的发光芯片。
在本示例中,激光器1可以仅发出蓝色激光的蓝色激光器发光单元。相比于传统的BANK型封装形式,MCL型激光器发光芯片之间的光束之间间隙更小,从而相同的发光功率下,MCL型激光器的发光光束面积可以更小,从而有利于光路设计的小型化。
激光器1发出蓝色激光经过望远镜***(凸透镜61和凹透镜62组成)缩束后,再次经过复眼透镜63进行匀化,替换性的,复眼透镜63也可以是扩散片。
经过缩束、匀化后的蓝色激光入射至合光镜组2中二向色片21,经二向色片21的透射后入射至会聚透镜组件3,经会聚透镜组件3的会聚聚焦后入射至荧光轮4的正面。随着荧光轮4的转动,当荧光轮4转动到荧光反射区41时,第一激光11照射激发位于该区域的荧光转换材料发出对应颜色的荧光42,荧光被反射,射向会聚透镜组件3,由于荧光42属于朗伯体分布,发散角度较大,会聚透镜组件3用于将呈发散状态的荧光42进行准直,使得荧光42呈基本平行的状态入射至合光组件2中的二向色片21。
二向色片21具有波长选择作用,由于荧光42的颜色或者说波长与第一激光11的颜色或波长不同,二向色片21被设置为透射蓝色的第一激光11,而反射非蓝色的荧光42,荧光42可以为黄光,或者绿光或者红光。荧光42设置的原则是能够与第二激光共同形成照明所需的至少三基色光束。
荧光42经二向色片21反射后入射至收光会聚透镜7,以缩小发光角度,并最终被光棒8收集。
而当荧光轮4旋转至激光反射区43的位置时,第一激光11沿着轴b入射至会聚透镜组件3,并经会聚后入射至荧光轮4的激光反射区43区域,经反射后的第一激光形成第二激光12,第二激光12朝向会聚镜组3的另一部分入射,具体地,如图2所示,经会聚透镜组件3将具有一定发散角度的激光光束准直后,沿着轴c依次入射至二向色片21,二向色片21能够透射蓝色激光,因第二激光12会透射后再次入射至反射镜22,反射镜22将蓝色激光反射后再次透射通过二向色片21,于是第二激光12也入射至收光会聚透镜7,并最终收光进入光棒8中。
上述本实施例提供的激光光源架构,通过对荧光轮上设置激光反射区,且荧光轮正面的会聚透镜组件与激光激励光光的光轴偏置,能够使得激光激励光被反射后不会沿着原光路返回,而是沿着另一光轴传输,并最终实现被收光,这样不需要设置传统的多个转折镜组,减少了镜片的使用和占用的空间体积,也能实现蓝色激光的收集,蓝色激光与荧光的收集同用一套光路器件,也大大减少了光学部件的使用,从而利于利于实现光路架构的紧凑和小型化。
上述示例中的激光光源架构,能够以较为紧凑的光路架构实现三基色光的输出。
在该激光光源的实际的生产制造中,由于加工误差以及安装误差的存在,会聚透镜组件3的光轴与荧光轮4的荧光反射区41的预设位置容易相偏离,这样使得第一激光11照射至荧光轮4的荧光反射区41的光斑容易偏离预设位置,从而不利于荧光42高效的激发。为了解决这一问题,如图4和图5所示,激光光源还包括透镜固定座310,会聚透镜组件3设置于透镜固定座310上,透镜固定座310位于壳体200内,且沿垂直于会聚透镜组件3的光轴的方向,透镜固定座310相对壳体200的位置可调节。当第一激光11照射至荧光反射区41的光斑偏离预设位置时,沿垂直于会聚透镜组件3的光轴的方向,调节透镜固定座310相对壳体200的位置,以使会聚透镜组件3的光轴与荧光轮4的荧光反射区41的预设位置相重合,从而使得第一激光11照射至荧光反射区41的预设位置,以保证荧光42的高效激发。
在会聚透镜组件3包括第一会聚透镜31和第二会聚透镜32时,如图5所示,透镜固定座310上开设有透镜安装孔311,第一会聚透镜31通过第一安装结构312固定于透镜安装孔311中,第二会聚透镜32通过第二安装结构313固定于透镜安装孔311中;
如图5所示,第一安装结构312包括第一安装紧固件3121(比如可以为螺钉)、压环3122、第一固定弹片3123以及设置于透镜安装孔311中的第一台阶面3124,第一会聚透镜31的边缘与第一台阶面3124相抵靠,第一固定弹片3123、压环3122均套设于第一会聚透镜31上,且压环3122位于第一固定弹片3123与第一台阶面3124之间,第一固定弹片3123通过第一安装紧固件3121与第一台阶面3124连接,以将第一会聚透镜31固定于透镜安装孔311中;
如图5所示,第二安装结构313包括第二安装紧固件3131(比如可以为螺钉)、第二固定弹片3132以及设置于透镜安装孔311中的第二台阶面3133,第二会聚透镜32的边缘与第二台阶面3133相抵靠,第二固定弹片3132套设于第一会聚透镜31上,第二固定弹片3132通过第二安装紧固件3131与第二台阶面3133连接,以将第二会聚透镜32固定于透镜安装孔311中。
透镜固定座310的调节结构可以为以下所述:如图6所示,激光光源还包括位于壳体200内的透镜调节座320,透镜调节座320包括座体321以及设置于座体321上的承载件322;承载件322通过第一调节结构330与座体321相连接,以使承载件322沿第一方向X相对座体321的位置可调节,第一方向X为垂直于会聚透镜组件3的光轴的一个方向;透镜固定座310由承载件322所承载,且通过第二调节结构340与承载件322相连接,以使透镜固定座310可沿第二方向Y相对承载件322的位置可调节,第二方向Y为均与会聚透镜组件3的光轴、以及第一方向X相垂直的方向。
在调节时,通过第二调节结构340可以调节透镜固定座310在第二方向Y上相对壳体200的位置,通过第一调节结构330可以调节承载件322相对壳体200的位置,从而带动调节透镜固定座310在第一方向X上相对壳体200的位置。通过在两个方向上(即第一方向X、第二方向Y)上调节透镜固定座310相对壳体200的位置,这样大大提高了调节透镜固定座310的调节效率以及调节精度,能够使会聚透镜组件3的光轴更加准确地与荧光轮4的荧光反射区41的预设位置相重合。同时,由于透镜调节座320的座体321以及承载件322均在壳体200内,这样在调节时,打开壳体200均可以进行调节,无需改变壳体200的放置位置(如果将调节结构设置于透镜固定座310所在的壳体200壁上,例如图6所示的壳体200的底壁上,调节时需要将壳体200翻转,使得调节不方便),从而大大方便了透镜固定座310的位置调节。
其中,第一调节结构330并不唯一,比如第一调节结构330可以为以下所述:如图7和图9所示,第一调节结构330包括:开设于座体321上的第一螺纹孔331;开设于承载件322上的第一腰形孔332,第一腰形孔332的长度方向与第一方向X平行;具有杆部和头部的第一紧固件333(比如可以为螺钉),第一紧固件333的杆部穿过第一腰形孔332与第一螺纹孔331连接。在调节时,拧松第一紧固件333(比如只将第一紧固件333拧入第一螺纹孔3312圈左右即可),然后沿第一方向X调节承载件322以达到第一方向X上的预设位置,调节完毕后,将第一紧固件333拧紧,以将承载件322锁附于座体321上。
另外,第一调节结构330还可以为以下所述:第一调节结构330包括:可转动设置于座体321上的第一调节丝杠,第一调节丝杠沿第一方向X延伸;固定设置于承载件322上的第一调节螺母;第一调节螺母套设于第一调节丝杠上。在调节时,转动第一调节丝杠,第一调节螺母带动承载件322沿第一方向X移动,达到第一方向X上的预设位置后停止转动第一调节丝杠。相比第一调节结构330包括第一调节丝杠、第一调节螺母的实施例,第一调节结构330包括第一紧固件333的实施例中,无需使用价格昂贵的丝杠,从而有利于降低制造成本;同时在调节完毕后,通过紧固件与座体321锁附,可以避免承载件322在第一方向X上移动,以保证调节精度。
在承载件322沿第一方向X调节的过程中,为了使承载件322移动得更加平稳,如图8和图9所示,第一调节结构330还包括:设置于座体321上的第一导向柱3211;开设于承载件322上的第二腰形孔3221,第二腰形孔3221的长度方向与第一方向X平行;第一导向柱3211与第二腰形孔3221滑动配合。在承载件322沿第一方向X调节的过程中,第一导向柱3211沿第二腰形孔3221滑动,以对承载件322进行导向,从而使承载件322移动得更加平稳。
如图9所示,第二腰形孔3221的数目可为两个,两个第二腰形孔3221沿第一方向X开设于承载件322上,第一导向柱3211的数目可以为两个,两个第一导向柱3211均设置于透镜固定座310上,每个第一导向柱3211均与对应的第二腰形孔3221滑动配合。
当然,第一导向柱3211与第二腰形孔3221的设置位置也可以相互对调,也就是:第一导向柱3211设置于承载件322上,第二腰形孔3221开设于座体321上。第一导向柱3211与第二腰形孔3221的设置位置在对调后与对调前所取得的技术效果相同,在此不再赘述。
第二调节结构340也不唯一,比如第二调节结构340可以为以下所述:如图7和图9所示,第二调节结构340包括:开设于承载件322上的通孔341;开设于透镜固定座310上的第二螺纹孔342;具有杆部和头部的第二紧固件343,第二紧固件343的杆部穿过通孔341,与第二螺纹孔342连接;设置于承载件322与透镜固定座310之间的弹性件344,弹性件344用于向透镜固定座310施加沿第二方向Y且方向背离承载件322的弹性力。该弹性力可以使第二紧固件343的头部与通孔341的边缘保持卡接,避免第二紧固件343沿轴向发生窜动影响透镜固定座310在第二方向Y上的调节。在调节时,拧动第二紧固件343,使透镜固定座310相对第二紧固件343移动值第二方向Y上预设位置。在调节完毕后,为了提高第一紧固件333、第二紧固件343的稳固性,可以将第一紧固件333、第二紧固件343通过点胶固定。
另外,第二调节结构340还可以为以下所述:第二调节结构340包括:可转动设置于承载件322上的第二调节丝杠,第二调节丝杠沿第二方向Y延伸;固定设置于透镜固定座310上的第二调节螺母;第二调节螺母套设于第二调节丝杠上。在调节时,转动第二调节丝杠,第二调节螺母带动透镜固定座310沿第二方向Y移动,达到第二方向Y上的预设位置后停止转动第二调节丝杠。相比第二调节结构340包括第二调节丝杠、第二调节螺母的实施例,第二调节结构340包括第二紧固件343以及弹性件344的实施例中,无需使用价格昂贵的丝杠,从而有利于降低制造成本。
在第二调节结构340包括第二紧固件343以及弹性件344的实施例中,弹性件344可以为弹簧,也可以为弹片等,在此不做具体限定。
当弹性件344为弹簧时,为了便于弹簧的安装,如图9所示,透镜固定座310具有安装柱314,第二螺纹孔342开设于安装柱314上,弹簧套设于安装柱314上,且一端与承载件322抵靠,另一端与透镜固定座310抵靠。通过将弹簧套设于安装柱314上,这样便于弹簧的安装定位,保证弹簧在压缩过程中的稳定性。
在第二调节结构340中,如图9所示,通孔341的数目为两个,且沿第一方向X相隔开设于承载件322上,第二螺纹孔342的数目为两个,两个第二螺纹孔342均开设于透镜固定座310上,第二紧固件343的数目为两个,每个第二紧固件343均穿过对应的通孔341,与对应的第二螺纹孔342连接。
在透镜固定座310沿第二方向Y调节的过程中,为了使透镜固定座310移动得更加平稳,如图9所示,第二调节结构340还包括:设置于透镜固定座310上的第二导向柱345;开设于承载件322上的导向孔346,导向孔346沿第二方向Y延伸;第二导向柱345与导向孔346滑动配合。在透镜固定座310沿第二方向Y调节的过程中,第二导向柱345沿导向孔346滑动,以对透镜固定座310进行导向,从而使透镜固定座310移动得更加平稳。
当然,第二导向柱345与导向孔346的设置位置也可以相互对调,也就是:第二导向柱345设置于承载件322上,导向孔346开设于透镜固定座310上。第二导向柱345与导向孔346的设置位置在对调后与对调前所取得的技术效果相同,在此不再赘述。
为了使透镜固定座310在第一方向X上更好地保持平衡,如图7和图9所示,座体321包括沿第一方向X相隔设置的两个子座体3212,承载件322位于两个子座体3212的顶部,且分别通过第一调节结构330与两个子座体3212连接,透镜固定座310设置于两个子座体3212之间,且顶部通过第二调节结构340与承载件322相连接。由于承载件322分别通过第一调节结构330与两个子座体3212连接,这样可以使得承载件322在第一方向X上保持更好的平衡性,从而使透镜固定座310在第一方向X上保持更好的平衡。同时,透镜固定座310设置于两个子座体3212之间可以使得透镜固定座310与透镜调节座320的布局更加紧凑,有利于减少对壳体200内空间的占用。
其中,子座体3212的顶部具体是指子座体3212上远离该子座体3212所设置的壳体壁(图6所示壳体200的底壁210)的端部,例如图6中所示的子座体3212的上部;透镜固定座310的顶部是指透镜固定座310远离子座体3212所设置的壳体壁的端部,例如图6所示的透镜固定座310的上部。
为了保证调节的精准度,如图9所示,第二导向柱345与导向孔346之间的配合间隙gap1的取值范围为0.03mm~0.05mm。如图9所示,承载件322与透镜固定座310之间的间隙值gap2的取值需根据实际上下调节要求进行设计数值,设计值需比预设调节值大0.1mm,以吸收一定的调节公差;
如图9所示,其中一个第一导向柱3211(例如图9中所示右侧的第一导向柱3211)与配合的第二腰形孔3221之间的间隙值gap3的取值要根据实际在第一方向X上的调节要求来进行设置,gap3需比要求调节要求值大0.1mm,以吸收一定的调节公差;另一个第一导向柱3211(例如图9中所示左侧的第一导向柱3211)与配合的第二腰形孔3221之间间隙值gap4的取值要比gap3大0.1mm,也就是gap4= gap3+0.1mm,这样可以更好地吸收调节公差;如图9所示,承载件322与安装柱314底部平面之间的间隙值gap5的取值既要考虑在第二方向Y上透镜固定座310的调节要求值,也要考虑弹性件344的压缩极值。
在沿会聚透镜组件3的轴向,第一导向柱3211与第二腰形孔3221之间配合的示意图,第一导向柱3211与第二腰形孔3221之间配合间隙gap1的大小范围为0.03mm~0.05mm。
在该激光光源的实际的生产制造中,沿荧光轮4的轴向,会聚透镜组件3与荧光轮4之间的距离与预设距离通常会有误差,这样使得第一激光11照射至荧光轮4的荧光反射区41的光斑的与预设大小之间有偏差,从而不利于荧光42高效的激发,为了解决这一问题,如图10和图11所示,激光光源还包括荧光轮固定座410,荧光轮4设置于荧光轮固定座410上,荧光轮固定座410位于壳体200内,且沿荧光轮4的轴向,荧光轮固定座410相对壳体200的位置可调节。当荧光轮4与会聚透镜组件3之间的距离与预设距离有偏差时,沿荧光轮4的轴向,调节荧光轮固定座410相对壳体200的位置,以使荧光轮4与会聚透镜组件3之间的距离达到预设距离,从而可以使第一激光11照射至荧光反射区41的光板满足要求,以保证荧光42的高效激发。
其中,如图11和图12所示,荧光轮4通过荧光轮固定紧固件420(比如螺钉)与荧光轮固定座410连接,具体地,荧光轮固定座410上开设有安装通孔411,荧光轮固定紧固件420穿过安装通孔411与荧光轮4连接。为了提高荧光轮4的稳定性,在荧光轮固定紧固件420与荧光轮固定座410连接后,可以将荧光轮固定紧固件420点胶固定。
图10中示出的是:透镜固定座310与壳体200固定连接,调节荧光轮固定座410沿荧光轮4的轴向相对壳体200的位置可调节的实施例,当然,也可以将荧光轮固定座410与壳体200固定,沿荧光轮4的轴向,透镜固定座310相对壳体200的位置可调节;也可以设置为:沿荧光轮4的轴向,透镜固定座310相对壳体200的位置、荧光轮固定座410相对壳体200的位置均可调节,这样也能够达到调节会聚透镜组件3与荧光轮4之间距离的目的。
荧光轮固定座410的调节结构可以为以下所述:如图11和图12所示,激光光源还包括位于壳体200内的荧光轮调节座430,荧光轮固定座410通过轴向调节结构440与荧光轮调节座430相连接,以使荧光轮固定座410可沿荧光轮4的轴向相对荧光轮调节座430的位置可调节。由于荧光轮固定座410以及荧光轮调节座430均在壳体200内,这样在调节时,打开壳体200均可以通过轴向调节结构440进行调节,无需改变壳体200的放置位置(如果将调节结构设置于荧光轮固定座410所在的壳体200壁上,例如图11所示的壳体200的底壁上,调节时需要将壳体200翻转,使得调节不方便),从而大大方便了荧光轮固定座410的位置调节。
其中,轴向调节结构440并不唯一,比如轴向调节结构440可以为以下所述:如图11和图12所示,轴向调节结构440包括:开设于荧光轮调节座430上的轴向调节螺纹孔441;开设于荧光轮固定座410上的轴向调节腰形孔442,轴向调节腰形孔442的长度方向与荧光轮4的轴向平行;具有杆部和头部的轴向调节紧固件443,轴向调节紧固件443的杆部穿过轴向调节腰形孔442,与轴向调节螺纹孔441连接。在调节时,拧松轴向调节紧固件443,然后打开激光器1,观察第一激光11的光路以及照射至荧光轮4上的光斑的大小,接着调节荧光轮固定座410相对壳体200的位置,待第一激光11的光路以及照射至荧光轮4上的光斑符合要求时,调节结束,然后将轴向调节紧固件443拧紧,以将荧光轮固定座410锁附于荧光轮调节座430上。为了保证荧光轮固定座410在调节完毕后的稳定性,可以将轴向调节紧固件443点胶固定。
另外,轴向调节结构440还可以为以下所述:轴向调节结构440包括:可转动设置于荧光轮调节座430上的第三调节丝杠,第三调节丝杠沿荧光轮4的轴向延伸;固定设置于荧光轮固定座410上的第三调节螺母;第三调节螺母套设于第三调节丝杠上。在调节时,打开激光器1,观察第一激光11的光路以及照射至荧光轮4上的光斑的大小,接着转动第三调节丝杠,第三调节螺母带动荧光轮固定座410沿荧光轮4的轴向移动,待第一激光11的光路以及照射至荧光轮4上的光斑符合要求时,停止转动第三调节丝杠,调节结束。相比轴向调节结构440包括第三调节丝杠、第三调节螺母的实施例,第三调节结构包括轴向调节紧固件443的实施例中,无需使用价格昂贵的丝杠,从而有利于降低制造成本;同时在调节完毕后,通过紧固件与荧光轮调节座430锁附,可以避免荧光轮固定座410在荧光轮4的轴向上移动,以保证调节精度。
在荧光轮固定座410沿荧光轮4的轴向调节的过程中,为了使荧光轮固定座410移动得更加平稳,如图12所示,轴向调节结构440还包括:设置于荧光轮调节座430上的导向柱体444;开设于荧光轮固定座410上的导向长孔445,导向长孔445的长度方向与荧光轮4的轴向平行;导向柱体444与导向长孔445滑动配合。在荧光轮固定座410沿荧光轮4的轴向调节的过程中,导向柱体444沿导向长孔445滑动,以对荧光轮固定座410进行导向,从而使荧光轮固定座410移动得更加平稳。
当然,导向柱体444与导向长孔445的设置位置也可以相互对调,也就是:导向柱体444设置于荧光轮固定座410上,导向长孔445开设于荧光轮调节座430上。导向柱体444与导向长孔445的设置位置在对调后与对调前所取得的技术效果相同,在此不再赘述。
为了便于调节荧光轮固定座410,如图11所示,荧光轮固定座410上还设有荧光轮调节把手412,在调节时,操作者可以通过抓握荧光轮调节把手412来调节荧光轮固定座410,使得荧光轮固定座410的调节更加方便。
为避免荧光轮4在实际工作过程中的温度过高,激光光源还包括温度传感器,温度传感器设置于荧光轮固定座上,且用于检测荧光轮的温度。这样温度传感器就可以将荧光轮的温度反馈至控制***,当荧光轮的温度过高时,控制***就可以通过相应的动作,比如关闭激光器,来避免荧光轮的温度过高,从而可以延长荧光轮的使用寿命。
为了使荧光轮固定座410在第一方向X上保持更好的平衡,如图12所示,荧光轮调节座430包括沿第一方向X相隔设置的两个子调节座431,第一方向X为与荧光轮4的轴向、荧光轮固定座410的高度方向均相垂直的方向;荧光轮固定座410包括固定座体413以及固定于固定座体413顶部的调节件414,荧光轮4设置于固定座体413上;固定座体413设置于两个子调节座431之间,调节件414分别通过轴向调节结构440与两个子调节座431连接。由于调节件414分别通过轴向调节结构440与两个子调节座431连接,这样可以使得调节件414在第一方向X上保持更好的平衡性,从而使荧光轮固定座410在第一方向X上保持更好的平衡。同时,固定座体413设置于两个子调节座431之间可以使得荧光轮固定座410与荧光轮调节座430的布局更加紧凑,有利于减少对壳体200内空间的占用。
为了保证调节的精准度,如图所示,导向柱体444与导向长孔445在第一方向X上的间隙值gap6范围在0.03mm-0.05mm;在荧光轮4的轴向的间隙值需在调节要求值的基础上增加0.1mm,以更好地吸收荧光轮固定座410在荧光轮4轴向上的调节公差。
本申请实施例提供的激光光源中,合光组件2可以包括二向色片的部件,也可以是包括合光棱镜的部件,在此不做具体限定。
合光组件2包括二向色片21,并且荧光轮4包括激光反射区43的实施例中,为了将第二激光12与荧光42合光并输出,如图2所示,合光组件2还包括位于第二激光12的光路上的反射镜22,并且沿第二激光12的光路,反射镜22位于二向色片21远离荧光轮4的一侧,且用于将第二激光12反射至二向色片21,以与荧光42合光。第二激光12透过二向色片21后照射至反射镜22上,通过反射镜22反射至二向色片21上与荧光42合光并输出。通过设置反射镜22,反射镜22通过改变第二激光12的射出方向,使第二激光12的射出方向与荧光42的射出方向一致,使两者合光并输出。
为了使射出二向色片21后的第二激光12的光轴与荧光42的光轴相平行,如图2所示,反射镜22与二向色片21相平行。通过这样设置,反射镜与入射的第二激光12的光轴的夹角、二向色片21与入射的荧光42的光轴的夹角相同,这样经过反射后的第二激光12以及荧光42的光轴相平行,这样可以避免第二激光12和荧光42分散,从而有利于下游的收光部件(例如图2所示的聚光透镜7以及光棒8)收集第二激光12以及荧光42。
在激光光源中,二向色片21与第一激光11的光轴的夹角、二向色片21相对第一壁210的俯仰角是两个重要的参数直接关系着二向色片21反射荧光42的方向,而在激光光源实际制作与生产过程中,二向色片21的安装固定通常存在着误差,这样使得二向色片21与第一激光11的光轴的夹角、二向色片21相对第一壁210的俯仰角与预设值存在偏差,为了减小这种偏差对二向色片21反射荧光42的方向所造成的影响,可以将二向色片21设置为进行旋转和俯仰调节。
以及,本申请还提供了一种激光光源架构光路示意图,如图14所示。与图2所示的光源装置相同的是,本示例中,也采用反射式荧光轮,且荧光轮的正面也设置有会聚透镜组件3,且会聚透镜组件3的光轴与激光激励光和受激产生的荧光的光轴错开,并不安全重合,也能够提供一种蓝光和荧光的合光方案。
不同的是,在本示例中的光源装置具有较佳的匀光效果。
具体地,如图14所示,该光源装置可包括:激光器阵列1,位于激光器阵列1出光侧的第一复眼透镜阵列11,位于第一复眼透镜阵列11 出光侧的第二复眼透镜阵列13,以及位于第二复眼透镜阵列13出光侧的荧光轮4。
激光器阵列1中的各激光器与第一复眼透镜阵列11中的各复眼透镜111一一对应,第一复眼透镜阵列11中的一个透镜111对应第二复眼透镜阵列13中的至少两个透镜131;第一复眼透镜阵列11,用于准直激光器阵列1的出射光;第二复眼透镜阵列13,用于匀化第一复眼透镜阵列11的出射光。激光器阵列的出射光束经过第一复眼透镜阵列和第二复眼透镜阵列的充分匀光,在到达荧光轮时的能量密度适宜,有利于提高荧光的激发效率。
在具体实施时,激光器阵列1可采用2×5、2×6或2×7个激光器芯片的封装方式,激光器阵列可以出射2×5、2×6或2×7个激光光束。相应地,第一复眼透镜阵列11则需要采用2×5、2×6或2×7个透镜呈阵列分布的方式一一对应于激光器阵列1中的各激光器芯片。第一复眼透镜阵列11的焦距为6-9mm;第一复眼透镜阵列11用于对激光器阵列1的出射光进行准直,形成多束平行光,因此激光器阵列1中的各激光器需要位于对应的第一复眼透镜阵列11中各透镜的焦点附近,在本申请实施例中,将激光器阵列1与第一复眼透镜阵列11之间的距离至少为5mm,以使激光器阵列1的出射光在经过第一复眼透镜阵列11之后形成多束平行光。
在激光器阵列1中,各激光器的出射光斑之间存在设定距离,与激光器之间的设置距离有关,为了避免相邻的激光器出射光之间相互重叠而产生的不利影响,在本申请实施例中,可将激光器阵列1中相邻的激光器10之间的间距设置在2mm以上;相应地,第一复眼透镜阵列11中的各透镜111与激光器阵列1中的各激光器一一对应,因此第一复眼透镜阵列11中相邻的透镜之间的间距也需要设置在2mm以上。
由于激光器出射的光束仍然具有一定的出射角度,为了使激光器出射的光束均能够被对应的第一复眼透镜阵列中的各透镜接收且准直,在本申请实施例中,第一复眼透镜阵列11中的各透镜可采用非球面平凸透镜。非球面透镜相比于球面透镜来说,具有更大的接收角度,且具有更好的像差修正效果。在实际应用中,可将激光器阵列设置在第一复眼透镜阵列中透镜的平面一侧。
除此之外,第二复眼透镜阵列13可满足以下关系:
2/3D≤2R≤4/3D;
其中,R表示第二复眼透镜阵列中透镜的曲率半径,D表示第二复眼透镜阵列中透镜的通光孔径。第二复眼透镜阵列13的作用为将第一复眼透镜阵列11形成的多个平行光束的光斑进行切割,成像过程为光学积分,为了使得第二复眼透镜阵列13可以充分对第一复眼透镜阵列11形成的光斑进行匀化,可将第二复眼透镜阵列中的透镜的曲率半径和通光孔径设置在以上关系范围内。
在另一种可实施的方式中,如图14所示的光源装置还包括:位于第一复眼透镜阵列11与第二复眼透镜阵列13之间的望远透镜组6。望远透镜组6可以包括一个靠近第一复眼透镜阵列11的凸透镜和一个靠近第二复眼透镜阵列13的凹透镜。且凸透镜的像方焦点和凹透镜的焦点重合。平行光束在经过望远透镜组6之后出射光仍为平行光束,望远透镜组6可以放大经过第一复眼透镜阵列11的平行光束的细节,以使第二复眼透镜阵列13可以对光束进一步匀化,优化光束匀化的效果。
本申请实施例提供的上述光源装置中,荧光轮4可采用与前述实施例相同的反射式荧光轮。在实际应用中,激光器阵列1可发射蓝色光,荧光反射区41在蓝色光的照射下可以激发出红色光和绿色光。激发光和入射的蓝色光均会被荧光轮反射。在上述光源架构中,位于第二复眼透镜阵列13与反射式荧光轮14之间的二向色片22,位于二向色片22与反射式荧光轮4之间的会聚透镜组3,位于二向色片22反射路径上的滤色轮9,位于反射式荧光轮4反射路径上且位于二向色片22背离会聚透镜组3一侧的光路转向组件22,以及位于滤色轮9出光侧的光匀光元件8。
以常见的蓝色激光器阵列为例进行说明,蓝色的激光器阵列1出射的激光束经过第一复眼透镜阵列11和第二复眼透镜阵列13进行匀化,降低激光光斑能量密度,避免激光光束的能量过大而造成的荧光轮的转化效率低的问题,还可以起到降低激光散斑的作用。二向色片22能够反射荧光并透射蓝光。当蓝色激光入射到二向色片22之后被透射,经过会聚透镜组3的会聚照射到反射式荧光轮4上。反射式荧光轮分为激光反射区43和荧光反射区41两个区域。随着反射式荧光轮4的旋转,激光周期性地照射在这两个区域上。荧光反射区41经过激光的照射,会产生荧光,且荧光反射区具有可以发生光反射的基板,因此所激发的荧光会被基板反射。经基板反射的荧光经透镜准直之后,重新入射到二向色片22上并被反射。当蓝色的激光射向反射式荧光轮4上的反射区时,蓝色激光直接被反射回二向色片22被透射。被二向色片22透射的蓝光入射到光路转向组件22之后,被重新向二向色片22一侧反射,并与荧光(红色荧光和绿色荧光)合光,再经过一个透镜组会聚,入射到滤色轮9之后到达匀光部件8。其中,滤色轮9能够按照色纯度的需求,提供满足要求的三基色光。它与反射式荧光轮4同步转动,具有相对应的颜色分区。根据反射式荧光轮4的转动时序得到三基色。三基色光再经过匀光部件8的匀化作用后向之后的光路出射。在实际应用中,上述光路转向组件22可以为反射镜,匀光部件8可采用光棒、光导管等装置,在此不做限定。
以及,如图14所示,光源装置还包括:位于第二复眼透镜阵列13与荧光轮14之间,且位于激光器阵列1成像位置处的孔径光阑15。
本发明实施例提供的第一复眼透镜阵列11与第二复眼透镜阵列13对激光器阵列1的匀光利用了柯勒照明的原理,两个复眼透镜阵列将激光器阵列1的光斑成像在孔径光阑15处。孔径光阑15具有调控照明光束直径的大小的作用,可以起到限位以及消除杂散光的作用。激光器阵列1的出射光经过第一复眼透镜阵列11准直后,进入第二复眼透镜阵列13,第一复眼透镜阵列11第二复眼透镜阵列13对出射光进行多重匀光,实现光斑匀化。
本申请实施例提供的光源装置,包括:激光器阵列,位于激光器阵列出光侧的第一复眼透镜阵列,位于第一复眼透镜阵列出光侧的第二复眼透镜阵列,以及位于第二复眼透镜阵列出光侧的荧光轮;激光器阵列中的各激光器与第一复眼透镜阵列中的各透镜一一对应,第一复眼透镜阵列中的一个透镜对应第二复眼透镜阵列中的至少两个透镜;第一复眼透镜阵列,用于准直激光器阵列的出射光;第二复眼透镜阵列,用于匀化第一复眼透镜阵列的出射光。通过在激光器阵列的出光侧设置第一复眼透镜阵列和第二复眼透镜阵列,可以对激光器阵列出射的光束充分匀光,由此适当降低激光器出射光线到达荧光轮时的能量密度,提高荧光的激发效率。
第二方面,本申请实施例提供了一种激光投影设备,如图15所示,包括:光源装置010,位于所述光源装置出光侧的光阀调制组件010,以及位于光阀调制组件出光侧的投影镜头030。光源装置010可时序性地输出不同颜色的光线入射至光阀调制组件020,通过光阀调组件020时序性的对不同颜色入射光的调制并将调制后的光线反射到投影镜头030,由投影镜头030将图像成像在投影屏幕上。在具体实施时,该激光投影设备可为数字光处理构架(Digital Light Processing,简称DLP)投影***,上述光阀调制组件020可为数字微镜芯片(Digital Micromirror Device,简称DMD)。通过把影像信号数字化处理,使光源装置010时序性地出射的不同颜色光线投射在DMD芯片上,由DMD芯片根据数字化信号对光线进行调制后反射,最后经过投影镜头030在投影屏幕上成像。
在本示例中的光源装置010可以是上述实施例中的激光光源装置。
其中,激光投影设备可以为激光电视、投影仪等能够进行影像投影的设备。
本申请实施例提供的激光投影设备所解决的技术问题以及取得的技术效果,均与第一方面中的激光光源所解决的技术问题以及取得的技术效果相同,在此不再赘述。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种激光光源,其特征在于,包括壳体,所述壳体内部容置有:
激光器,用于发出第一激光,所述第一激光可作为激励光,
所述第一激光依次透射经过合光组件、会聚透镜组件后入射至所述荧光轮;
所述荧光轮,包括荧光反射区和激光反射区,所述荧光反射区用于受上述第一激光激励光激发产生荧光并将所述荧光反射,所述激光反射区用于反射所述第一激光;
经所述荧光轮反射的荧光射向所述会聚透镜组件,经所述会聚透镜组件透射至所述合光组件上,并经所述合光组件反射;
所述激光反射区反射所述第一激光后形成第二激光并依次射向所述会聚透镜组件、所述合光组件,所述合光组件具有反射区,所述反射区用于反射所述第二激光,
其中,所述会聚透镜组件的光轴与所述第一激光的光轴不同轴设置,以使所述第一激光的光轴、所述荧光的光轴在所述会聚透镜组件上相错开。
2.根据权利要求2所述的激光光源,其特征在于,所述会聚透镜组件的光轴与位于所述会聚透镜组件上游的所述第一激光的光轴之间的距离为D,所述第一会聚透镜的轴向尺寸为H,D与H之间满足:D=(0.3~0.7)H。
3.根据权利要求1所述的激光光源,其特征在于,所述合光组件包括二向色片和反射镜,所述反射区为反射镜,所述反射镜设置于所述二向色片远离所述荧光轮的一侧。
4.根据权利要求3所述的激光光源,其特征在于,所述二向色片能够透射蓝光,并反射除蓝光以外的基色光,以及,所述反射区不位于所述第一激光的光路径中。
5.根据权利要求1所述的激光光源,其特征在于,在所述第一激光入射至所述合光组件之前,还依次透射经过凸透镜、凹透镜以及复眼透镜,所述凸透镜、凹透镜、复眼透镜的光轴与所述会聚透镜组件的光轴不同轴。
6.一种激光投影设备,其特征在于,包括:光源装置,位于所述光源装置出光侧的光阀调制组件,以及位于所述光阀调制组件出光侧的投影镜头;
其中,所述光源装置包括:激光器阵列,位于所述激光器阵列出光侧的第一复眼透镜阵列,位于所述第一复眼透镜阵列出光侧的第二复眼透镜阵列,以及位于所述第二复眼透镜阵列出光侧的荧光轮;
所述荧光轮包括:荧光反射区和激光反射区;所述荧光反射区,用于在所述激光器阵列的出射光的激发下产生荧光;所述激光反射区,用于反射所述激光器阵列的出射光;
还包括,位于所述第二复眼透镜阵列与所述反射式荧光轮之间的二向色片,位于所述二向色片与所述反射式荧光轮之间的会聚透镜组件, 所述二向色片能够反射经会聚透镜组件透射的荧光,
还包括,位于所述反射式荧光轮反射路径上且位于所述二向色片背离所述会聚透镜组件一侧的光路转向组件,所述光路转向组件位于所述激光的传输光路中且不位于所述荧光的传输光路中,用于对经所述荧光轮上的激光反射区所反射的激光进行光路转向,所述转向后的激光与经所述二向色片反射的荧光的传输方向一致。
7.如权利要求6所述的激光投影设备,其特征在于,入射至所述荧光轮的激光以及经所述荧光轮反射后透过所述会聚透镜组件的激光不同轴。
8.如权利要求6所述的激光投影设备,其特征在于,所述激光器阵列中的各激光器与所述第一复眼透镜阵列中的各透镜一一对应,所述第一复眼透镜阵列中的一个透镜对应所述第二复眼透镜阵列中的至少两个透镜。
9.如权利要求1所述的激光投影设备,其特征在于,所述第一复眼透镜阵列,用于准直所述激光器阵列的出射光;
所述第二复眼透镜阵列,用于匀化所述第一复眼透镜阵列的出射光。
10.如权利要求6所述的激光投影设备,其特征在于,所述第一复眼透镜阵列中的各透镜与所述第二复眼透镜阵列中的各透镜的入光截面均为矩形;
所述激光器阵列的出射光斑的快轴与矩形的短边相互垂直;
以及,所述第一复眼透镜阵列中的一个透镜对应所述第二复眼透镜阵列中的至少两行三列透镜。
11.如权利要求6所述的激光投影设备,其特征在于,所述第二复眼透镜阵列满足以下关系:
2/3D≤2R≤4/3D;
其中,R表示所述第二复眼透镜阵列中透镜的曲率半径,D表示所述第二复眼透镜阵列中透镜的通光孔径。
12.如权利要求6-11任一项所述的激光投影设备,其特征在于,
还包括位于所述二向色片反射路径上的滤色轮,以及位于所述滤色轮出光侧的匀光元件。
13.一种激光投影设备,其特征在于,包括激光光源,光机及投影镜头,所述激光光源用于提供照明光束,所述光机用于根据图像信号内容对所述照明光束进行调制,所述投影镜头用于接收调制后的照明光束并投射成像,其中,所述激光光源为权利要求1至5任一所述的激光光源。
CN201911330834.8A 2019-12-20 2019-12-20 一种激光光源及激光投影设备 Withdrawn CN111025833A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911330834.8A CN111025833A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 一种激光光源及激光投影设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911330834.8A CN111025833A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 一种激光光源及激光投影设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111025833A true CN111025833A (zh) 2020-04-17

Family

ID=70212420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911330834.8A Withdrawn CN111025833A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 一种激光光源及激光投影设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111025833A (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021121408A1 (zh) * 2019-12-20 2021-06-24 青岛海信激光显示股份有限公司 一种激光投影光源和激光投影设备
CN113031381A (zh) * 2021-03-05 2021-06-25 青岛海信激光显示股份有限公司 光源组件和投影设备
CN113311655A (zh) * 2021-06-18 2021-08-27 青岛海信激光显示股份有限公司 投影光源和投影设备
CN113311654A (zh) * 2021-06-18 2021-08-27 青岛海信激光显示股份有限公司 投影光源和投影设备
WO2021259284A1 (zh) * 2020-06-22 2021-12-30 青岛海信激光显示股份有限公司 投影光源和投影设备
WO2021259285A1 (zh) * 2020-06-22 2021-12-30 青岛海信激光显示股份有限公司 投影光源和投影设备
WO2021259276A1 (zh) * 2020-06-22 2021-12-30 青岛海信激光显示股份有限公司 光源组件和投影设备
WO2021259269A1 (zh) * 2020-06-22 2021-12-30 青岛海信激光显示股份有限公司 光源组件和投影设备
CN113900338A (zh) * 2020-06-22 2022-01-07 青岛海信激光显示股份有限公司 光源组件和投影设备
CN113900337A (zh) * 2020-06-22 2022-01-07 青岛海信激光显示股份有限公司 光源组件和投影设备
WO2022038651A1 (ja) * 2020-08-17 2022-02-24 シャープNecディスプレイソリューションズ株式会社 光源装置およびプロジェクタ
WO2022078436A1 (zh) * 2020-10-14 2022-04-21 青岛海信激光显示股份有限公司 投影光学***
CN114563904A (zh) * 2020-11-27 2022-05-31 中强光电股份有限公司 照明***以及投影装置
WO2023046197A1 (zh) * 2021-09-27 2023-03-30 青岛海信激光显示股份有限公司 激光投影设备
US11768428B2 (en) 2020-06-22 2023-09-26 Hisense Laser Display Co., Ltd Laser source and laser projection apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102722072A (zh) * 2011-12-25 2012-10-10 深圳市光峰光电技术有限公司 投影显示装置
CN103969933A (zh) * 2013-02-04 2014-08-06 深圳市光峰光电技术有限公司 激光光源、波长转换光源、合光光源和投影显示装置
CN103968268A (zh) * 2013-01-31 2014-08-06 深圳市光峰光电技术有限公司 一种led光源***和led照明装置
CN108572497A (zh) * 2017-03-14 2018-09-25 深圳市光峰光电技术有限公司 光源装置及投影***
CN208901099U (zh) * 2018-11-20 2019-05-24 无锡视美乐激光显示科技有限公司 一种光源装置及照明***

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102722072A (zh) * 2011-12-25 2012-10-10 深圳市光峰光电技术有限公司 投影显示装置
CN103968268A (zh) * 2013-01-31 2014-08-06 深圳市光峰光电技术有限公司 一种led光源***和led照明装置
CN103969933A (zh) * 2013-02-04 2014-08-06 深圳市光峰光电技术有限公司 激光光源、波长转换光源、合光光源和投影显示装置
CN108572497A (zh) * 2017-03-14 2018-09-25 深圳市光峰光电技术有限公司 光源装置及投影***
CN208901099U (zh) * 2018-11-20 2019-05-24 无锡视美乐激光显示科技有限公司 一种光源装置及照明***

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021121408A1 (zh) * 2019-12-20 2021-06-24 青岛海信激光显示股份有限公司 一种激光投影光源和激光投影设备
CN113900338A (zh) * 2020-06-22 2022-01-07 青岛海信激光显示股份有限公司 光源组件和投影设备
CN113900337A (zh) * 2020-06-22 2022-01-07 青岛海信激光显示股份有限公司 光源组件和投影设备
US11768428B2 (en) 2020-06-22 2023-09-26 Hisense Laser Display Co., Ltd Laser source and laser projection apparatus
WO2021259284A1 (zh) * 2020-06-22 2021-12-30 青岛海信激光显示股份有限公司 投影光源和投影设备
WO2021259285A1 (zh) * 2020-06-22 2021-12-30 青岛海信激光显示股份有限公司 投影光源和投影设备
WO2021259276A1 (zh) * 2020-06-22 2021-12-30 青岛海信激光显示股份有限公司 光源组件和投影设备
WO2021259269A1 (zh) * 2020-06-22 2021-12-30 青岛海信激光显示股份有限公司 光源组件和投影设备
WO2022038651A1 (ja) * 2020-08-17 2022-02-24 シャープNecディスプレイソリューションズ株式会社 光源装置およびプロジェクタ
WO2022078436A1 (zh) * 2020-10-14 2022-04-21 青岛海信激光显示股份有限公司 投影光学***
CN114563904A (zh) * 2020-11-27 2022-05-31 中强光电股份有限公司 照明***以及投影装置
US11789353B2 (en) 2020-11-27 2023-10-17 Coretronic Corporation Illumination system and projection device
CN113031381A (zh) * 2021-03-05 2021-06-25 青岛海信激光显示股份有限公司 光源组件和投影设备
CN113311655A (zh) * 2021-06-18 2021-08-27 青岛海信激光显示股份有限公司 投影光源和投影设备
CN113311654A (zh) * 2021-06-18 2021-08-27 青岛海信激光显示股份有限公司 投影光源和投影设备
WO2023046197A1 (zh) * 2021-09-27 2023-03-30 青岛海信激光显示股份有限公司 激光投影设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111025833A (zh) 一种激光光源及激光投影设备
US10057553B2 (en) Light source device, illumination device, and projector
CN109557752B (zh) 光源***及投影装置
US9575401B2 (en) Light source apparatus and image display apparatus
US10372028B2 (en) Light source device and projection type display apparatus
CN109557753B (zh) 光源***及投影装置
CN109557754B (zh) 光源***及投影设备
JP2002184206A (ja) 照明装置、均一照明装置、及びこれらを用いた投射装置、露光装置、レーザ加工装置
CN109991801B (zh) 色轮组件、光源装置及投影***
CN211427028U (zh) 一种激光光源及激光投影设备
US10989995B2 (en) Laser assembly, laser source and laser projection apparatus
CN112230500B (zh) 一种激光投影***及光源装置
US10634981B2 (en) Light source device and projection type display apparatus
JP7400417B2 (ja) 光源光学系、光源装置及び画像表示装置
CN113885285B (zh) 光源组件与投影设备
CN212112104U (zh) 一种激光光源及激光投影设备
CN118043737A (zh) 激光投影设备
JP6428437B2 (ja) 多波長光源および光源装置
WO2021121408A1 (zh) 一种激光投影光源和激光投影设备
CN111474816A (zh) 激光投影设备
CN219936272U (zh) 一种光源装置及投影设备
WO2019095661A1 (zh) 一种缩束装置及激光投影设备
US10838292B2 (en) Light source apparatus, illuminator, and projector
CN117916659A (zh) 激光投影设备
CN117882004A (zh) 光源及激光投影设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20200417

WW01 Invention patent application withdrawn after publication