CN220399790U - 一种耦合光源的激光扫描投影装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种耦合光源的激光扫描投影装置，包括：光源，所述光源用于雷射输出多路光束；耦合器，所述耦合器用于接收多路光束，并将光束耦合输出；第一透镜，所述耦合的光束经第一透镜进行聚焦后输出；扫描振镜，所述聚焦的光束经扫描振镜处理后输出；第二透镜，所述第二透镜用于再次聚焦经扫描振镜的光束后，投射至工作面。

Description

一种耦合光源的激光扫描投影装置

技术领域

本实用新型涉及激光扫描投影技术领域，特别涉及一种耦合光源的激光扫描投影装置。

背景技术

激光扫描投影使用的基本架构，在光引擎的部分分为雷射光源、混光镜组、MEMS反射振镜等三个主要部分。光源通常为半导体雷射光源，利用红、绿、蓝三色混和为白光光源，并依需求色彩调配红、绿、蓝三色之比例。现有激光扫描投影所使用之光源大致为两类，一类为TO封装之半导体雷射，利用光路架构以及光学镜组进行混光并入射到振镜表面。另一类使用光波导原理，将雷射二极管直接整合至光波导材料内，利用光波导的结构将红、绿、蓝三道光导入相同的路径上进行混光，再透过光路入射到振镜表面。至其所使用的扫描振镜可做两轴向的转动扫描，从而将图像投射在矩形区域中。

光扫描投影现有的两种光源技术，各有其缺陷。第一种光源设计需要较复杂的混光镜组，因此在组装、光路对位上的精度要求极高，造成组装困难，组装时间长等问题，并且会影响最终影像质量。第二种光源设计减少了混光的复杂度，但由于雷射二极管与光波导材料整合，在散热效果与功率输出上远低于第一种光源采用的TO封装型雷射，造成最终呈现之亮度较低，应用空间限缩，且最终影像质量也无法提升。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种耦合光源的激光扫描投影装置。

为了实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种耦合光源的激光扫描投影装置，包括：

光源，所述光源用于雷射输出多路光束；

耦合器，所述耦合器用于接收多路光束，并将光束耦合输出；

第一透镜，所述耦合的光束经第一透镜进行聚焦后输出；

扫描振镜，所述聚焦的光束经扫描振镜处理后输出；

第二透镜，所述第二透镜用于再次聚焦经扫描振镜的光束后，投射至工作面。

可选的，所述光源包括至少三个雷射二极管。

可选的，三个所述雷射二极管分别雷射出红、绿、蓝三种光束。

可选的，所述耦合器设为光纤耦合器。

可选的，所述光纤耦合器将多个光纤耦合为单一光纤出光。

采用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：

本实用新型通过光源雷射出红、绿、蓝三种光束后，由光纤耦合器将多个光纤耦合为单一光纤出光，光束由光纤出光后，入射至第一透镜进行聚焦，经过扫描振镜后由第二透镜再次进行聚焦于工作平面，这样的设计简化红绿蓝三种颜色之雷射混光的难度，不须透过多个光学镜组进行精准的光路校正与准直调整，可在最终成像面上得到一完整光点，而不会发生红绿蓝三点光斑交错进而影响成像质量的现象，同时也提升了整体光效率，避免光束能量的损失。

附图说明

图1为本实用新型的整体原理示意图；

图2为本实用新型的第一透镜、第二透镜、扫描振镜的参数表。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之

“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1所示，本实用新型提供一种耦合光源的激光扫描投影装置，包括：

光源，所述光源用于雷射输出多路光束；

耦合器2，所述耦合器2用于接收多路光束，并将光束耦合输出，此耦合的光束71；

第一透镜3，所述耦合的光束71经第一透镜3进行聚焦后输出，此聚焦后的光束72；

扫描振镜4，所述聚焦的光束72经扫描振镜处理后输出；

第二透镜5，所述第二透镜5用于再次聚焦经扫描振镜4的光束73后，再次聚焦的光束74投射至工作面6；所述光源包括至少三个雷射二极管，三个所述雷射二极管分别雷射出红11、绿12、蓝13三种光束，所述耦合器2设为光纤耦合器，所述光纤耦合器将多个光纤耦合为单一光纤出光；

其中，光源雷射出红11、绿12、蓝13三种光束后，由光纤耦合器将多个光纤耦合为单一光纤出光，简化红11、绿12、蓝13、三种颜色之雷射混光之难度，不须透过多个光学镜组进行精准的光路校正与准直调整，可在最终之成像面上得到一完整光点，而不会发生红11、绿12、蓝13三点光斑交错进而影响成像质量之现象；

另外光源可以使用多模态雷射光源，多模态雷射相较于单模态雷射，拥有更高的输出功率，因此，可达到单模态雷射达不到之影像亮度；

再次，第一透镜3、扫描振镜4、第二透镜5，将光束于光纤出光后，聚焦于扫描振镜4上，可提升整体光效率，避免光束能量的损失，因高共振频率之扫描振镜，镜面尺寸通常较小，从而减小了光束直径，避免光束于扫描振镜反射时产生杂散光影响成像，即对光效率造成影响；

具体的，通过光源雷射出红11、绿12、蓝13三种光束后，由光纤耦合器将多个光纤耦合为单一光纤出光，光束由光纤出光后，入射至第一透镜3进行聚焦，经过扫描振镜4后，由第二透镜5再次进行聚焦于工作平面。

在本实施例中，参照图2所示，由红11、绿12、蓝13三种雷射二极管出光至光纤，且依应用需求，可调整雷射光源输入数量，例如红红绿绿蓝五道光纤，借由光纤耦合器将多个光纤耦合为单一光纤出光，此光纤出光NA值为0.22，光束由光纤出光后，入射至第一透镜3进行聚焦，经过扫描振镜后由第二透镜5再次进行聚焦于工作平面6；因此第一透镜3、第二透镜5前后表面的曲率半径，厚度，镜片材料及扫描振镜4可参照图2所示；依此光源与光路架构，可得到一完整并高质量之雷射扫描投影装置；

其中，第一透镜3的前表面3a、第一透镜3的后表面3b；第二透镜5的前表面5a、第二透镜5的后表面5b。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种耦合光源的激光扫描投影装置，其特征在于，包括：

光源，所述光源用于雷射输出多路光束；

耦合器，所述耦合器用于接收多路光束，并将光束耦合输出；

第一透镜，所述耦合的光束经第一透镜进行聚焦后输出；

扫描振镜，所述聚焦的光束经扫描振镜处理后输出；

第二透镜，所述第二透镜用于再次聚焦经扫描振镜的光束后，投射至工作面。

2.根据权利要求1所述的一种耦合光源的激光扫描投影装置，其特征在于，所述光源包括至少三个雷射二极管。

3.根据权利要求2所述的一种耦合光源的激光扫描投影装置，其特征在于，三个所述雷射二极管分别雷射出红、绿、蓝三种光束。

4.根据权利要求1所述的一种耦合光源的激光扫描投影装置，其特征在于，所述耦合器设为光纤耦合器。

5.根据权利要求4所述的一种耦合光源的激光扫描投影装置，其特征在于，所述光纤耦合器将多个光纤耦合为单一光纤出光。