發(fā)光裝置及相關(guān)投影系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種發(fā)光裝置及相關(guān)投影系統(tǒng)。發(fā)光裝置包括：光源單元，包括激光單元和與激光單元對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡，該激光單元的發(fā)光面為長(zhǎng)方形，且經(jīng)過(guò)該長(zhǎng)方形長(zhǎng)邊的截面上的光發(fā)散角小于經(jīng)過(guò)其短邊的截面上的光發(fā)散角，該準(zhǔn)直透鏡用于將來(lái)自激光單元的激光準(zhǔn)直至聚焦透鏡；聚焦透鏡，用于將來(lái)自準(zhǔn)直透鏡的激光聚焦至目標(biāo)面上形成預(yù)定光斑；激光單元位于準(zhǔn)直透鏡的光軸上偏離其焦點(diǎn)的預(yù)定位置，以使得預(yù)定光斑具有預(yù)定的長(zhǎng)寬比。本發(fā)明實(shí)施例具有至少調(diào)節(jié)量較少、裝配效率較高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】發(fā)光裝置及相關(guān)投影系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種發(fā)光裝置及相關(guān)投影系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于激光具有高亮度、高單色性等優(yōu)點(diǎn)，因此近年來(lái)激光已被大量應(yīng)用于照明及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0003]激光的光分布為橢圓高斯形，其長(zhǎng)軸與短軸的比例較大，比如10:1。但是在一些應(yīng)用場(chǎng)合，要求光源光斑為具有特定長(zhǎng)寬比的矩形。例如在顯示【技術(shù)領(lǐng)域】中，顯示屏的長(zhǎng)寬比一般為4:3和16:9，因此激光無(wú)法直接作為顯示用光源，而需要通過(guò)聚焦透鏡將多個(gè)激光的發(fā)光進(jìn)行合光，使各激光光斑拼接成長(zhǎng)寬比為4:3和16:9的光斑。
[0004]例如，請(qǐng)參閱圖1a和圖lb，圖1a是現(xiàn)有投影系統(tǒng)中的投影光源的主視圖，圖1b是圖1a中熒光粉上的光斑示意圖。如圖1a和圖1b所示，現(xiàn)有投影系統(tǒng)中的投影光源包括多個(gè)激光單元11、多個(gè)準(zhǔn)直透鏡12、聚焦透鏡13、熒光粉14、基板15與馬達(dá)16?；?5固定在馬達(dá)上并被馬達(dá)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，熒光粉14呈與基板同軸的環(huán)狀并緊貼基板15。激光單元11出射的激光經(jīng)與其對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡12準(zhǔn)直至聚焦透鏡13后，經(jīng)聚焦透鏡13聚焦至熒光粉14上，以激發(fā)熒光粉14。多個(gè)激光單元11分為八組，每組中的所有激光單元11出射的激光在熒光粉14上形成的光斑重合。八組激光單元出射的激光在熒光粉14上分別形成八個(gè)不重合的光斑17a，這八個(gè)光斑在熒光粉14 (目標(biāo)面)的矩形區(qū)域17上疊加組成一個(gè)預(yù)定光斑。
[0005]由于需要多個(gè)光斑疊加組成預(yù)定光斑，因此每組激光單元中，激光單元11和與其對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡12兩者中至少有一者在裝配時(shí)需要調(diào)節(jié)，以使每組激光單元11出射的激光在熒光粉上形成的光斑在每組對(duì)應(yīng)的預(yù)定位置上，極大地影響裝配效率并且增加裝配成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種至少調(diào)節(jié)量較少、裝配效率較高的發(fā)光裝置及相關(guān)投影系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供一種發(fā)光裝置，包括光源單元，包括激光單元和與激光單元對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡，該激光單元的發(fā)光面為長(zhǎng)方形，且經(jīng)過(guò)該長(zhǎng)方形長(zhǎng)邊的截面上的光發(fā)散角小于經(jīng)過(guò)其短邊的截面上的光發(fā)散角，該準(zhǔn)直透鏡用于將來(lái)自激光單元的激光準(zhǔn)直至聚焦透鏡；聚焦透鏡，用于將來(lái)自準(zhǔn)直透鏡的激光聚焦至目標(biāo)面上形成預(yù)定光斑；激光單元位于準(zhǔn)直透鏡的光軸上偏離其焦點(diǎn)的預(yù)定位置，以使得預(yù)定光斑具有預(yù)定的長(zhǎng)寬比。
[0008]其中，發(fā)光裝置包括一組光源單元組，該光源單元組包括多個(gè)光源單元；聚焦透鏡用于將光源單元組中的各個(gè)光源單元出射的激光聚集至目標(biāo)面上同一個(gè)光斑位置形成預(yù)定光斑。
[0009]該發(fā)光裝置包括兩組光源單元組，每組光源單元組包括多個(gè)光源單元；聚焦透鏡用于將同組光源單元組中的各個(gè)光源單元出射的激光聚集至目標(biāo)面上同一個(gè)光斑位置，將兩組光源單元組出射的激光分別聚集至兩個(gè)光斑位置，以使得該兩個(gè)光斑疊加形成預(yù)定光斑。
[0010]其中，該發(fā)光裝置還包括具有透射部分和反射部分的合光裝置；兩組光源單元組中，第一組光源單元組出射的激光經(jīng)透射部分透射至聚焦透鏡，第二組光源單元組出射的激光經(jīng)反射部分反射至聚焦透鏡。
[0011]其中，合光裝置包括帶狹縫的反射鏡或帶反射條的透光片。
[0012]其中，該發(fā)光裝置還包括角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)合光裝置，以改變第二組光源單元組出射的激光入射于反射部分的入射角。
[0013]其中，激光單元和與其對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡的距離小于該準(zhǔn)直透鏡的焦距。
[0014]其中，該發(fā)光裝置還包括位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，能夠在準(zhǔn)直透鏡的光軸上線性移動(dòng)準(zhǔn)直透鏡。
[0015]其中，該發(fā)光裝置還包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，目標(biāo)面位于該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層上。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種投影系統(tǒng)，其特征在于，包括上述發(fā)光裝置。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括如下有益效果:
[0018]本發(fā)明通過(guò)將激光單元設(shè)置在偏離準(zhǔn)直透鏡焦點(diǎn)的預(yù)定位置，可以使得激光在目標(biāo)面上形成具有預(yù)定長(zhǎng)寬比的預(yù)定光斑。因此，當(dāng)預(yù)定光斑單個(gè)充滿整個(gè)預(yù)定矩形區(qū)域時(shí)，只需要用一組甚至一個(gè)激光單元形成這一個(gè)預(yù)定光斑即可，而無(wú)需多組激光單元來(lái)形成不重合的多個(gè)光斑，因此省去了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)各組激光單元調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)；即使一組激光單元形成的光斑不能充滿整個(gè)矩形區(qū)域，由于離焦時(shí)形成的光斑比在焦點(diǎn)位置時(shí)形成的光斑大，因此相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，為了充滿整個(gè)矩形區(qū)域而需要的光斑數(shù)量較少，所需要的激光單元的組數(shù)也就較少，因此減少了對(duì)激光單元或準(zhǔn)直透鏡的調(diào)節(jié)量?？梢?jiàn)，本發(fā)明具有至少調(diào)節(jié)量較少、裝配效率較高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1a是現(xiàn)有投影系統(tǒng)中的投影光源的主視圖；
[0020]圖1b是圖1a中熒光粉上的光斑示意圖；
[0021]圖2a是激光單元位于準(zhǔn)直透鏡的焦點(diǎn)和偏離該焦點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2b是圖2a中激光單元的發(fā)光示意圖；
[0023]圖3a是本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)光裝置的一個(gè)實(shí)施例的主視圖；
[0024]圖3b是圖3a所示實(shí)施例中目標(biāo)面上形成的光斑示意圖；
[0025]圖4a是本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)光裝置的另一實(shí)施例的主視圖；
[0026]圖4b是圖4a所示實(shí)施例中目標(biāo)面上形成的光斑示意圖；
[0027]圖5a是本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)光裝置的另一實(shí)施例的主視圖；
[0028]圖5b是圖5a所示實(shí)施例中合光裝置的左視圖；
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了引用和清楚起見(jiàn)，下文以及附圖中使用的技術(shù)名詞的說(shuō)明如下:
[0030]長(zhǎng)寬比:橢圓的長(zhǎng)軸與短軸的比例，或者是矩形區(qū)域的長(zhǎng)與寬的比例。[0031]不論是將激光單元放在準(zhǔn)直透鏡的焦點(diǎn)上，還是將激光單元放在準(zhǔn)直透鏡的光軸上偏離其焦點(diǎn)的位置，激光單元出射的激光在目標(biāo)面上形成的光斑形狀都相似于激光單元的發(fā)光面的形狀，目前本領(lǐng)域的研發(fā)人員往往會(huì)這么認(rèn)為。
[0032]但是，本發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)中卻發(fā)現(xiàn)一些激光單元放在準(zhǔn)直透鏡的光軸上偏離其焦點(diǎn)的位置時(shí)，激光單元出射的激光在目標(biāo)面上形成的光斑形狀不同于激光單元位于該焦點(diǎn)時(shí)的光斑形狀。具體請(qǐng)參閱圖2a，圖2a是激光單元位于準(zhǔn)直透鏡的焦點(diǎn)和偏離該焦點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖，以及對(duì)應(yīng)的激光在目標(biāo)面上形成的橢圓光斑的示意圖。
[0033]如圖2a所示，當(dāng)激光單元210剛好位于準(zhǔn)直透鏡220焦點(diǎn)時(shí)，此時(shí)準(zhǔn)直透鏡220位于其光軸的位置A，準(zhǔn)直透鏡220出射的激光經(jīng)聚焦透鏡(圖未示)聚焦在目標(biāo)面上的光斑為細(xì)長(zhǎng)條形的橢圓a。當(dāng)激光單元210放在準(zhǔn)直透鏡220的光軸上偏離其焦點(diǎn)的位置時(shí)，例如將準(zhǔn)直透鏡220放在離激光單元210較近的位置B處，準(zhǔn)直透鏡220出射的激光經(jīng)聚焦透鏡聚焦在目標(biāo)面上的光斑為橢圓b，b的長(zhǎng)寬比小于a的長(zhǎng)寬比。若將準(zhǔn)直透鏡220放在離激光單元210更近的位置A處，準(zhǔn)直透鏡220出射的激光經(jīng)聚焦透鏡聚焦在目標(biāo)面上的光斑為橢圓c，c的長(zhǎng)寬比小于b的長(zhǎng)寬比。并且，光斑c幾乎充滿目標(biāo)面上的整個(gè)預(yù)定矩形區(qū)域270。[0034]經(jīng)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)得到，當(dāng)激光單元放在準(zhǔn)直透鏡的光軸上偏離其焦點(diǎn)的位置(以下簡(jiǎn)稱為離焦)時(shí)，目標(biāo)面上橢圓光斑的長(zhǎng)寬比會(huì)發(fā)生改變的激光單元須具有這些技術(shù)特征:激光單元的發(fā)光面為長(zhǎng)方形，且激光經(jīng)過(guò)該長(zhǎng)方形長(zhǎng)邊的截面上的光發(fā)散角小于經(jīng)過(guò)其短邊的截面上的光發(fā)散角。針對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)論，發(fā)明人經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的理論分析，得知這種激光單元在目標(biāo)面上形成的橢圓光斑會(huì)改變長(zhǎng)寬比的原因，具體如下:如圖2b所示，激光單元210的發(fā)光面為長(zhǎng)方形，經(jīng)過(guò)該長(zhǎng)方形長(zhǎng)邊211的截面上的光發(fā)散角為α，經(jīng)過(guò)該長(zhǎng)方形短邊212的截面上的光發(fā)散角為β。由于α小于β，所以在離焦時(shí)，激光光分布的長(zhǎng)軸213比激光光分布的短軸214增大得更快，導(dǎo)致目標(biāo)面上的橢圓光斑(圖未示)的短軸比長(zhǎng)軸增大得更快，因此橢圓光斑的長(zhǎng)寬比發(fā)生改變。
[0035]由此可見(jiàn)，通過(guò)將激光單元設(shè)置在準(zhǔn)直透鏡的光軸上偏離其焦點(diǎn)的預(yù)定位置，可以改變目標(biāo)面上橢圓光斑的長(zhǎng)寬比，從而達(dá)到預(yù)定的長(zhǎng)寬比?；诖税l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明人提出以下一種發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置包括:
[0036]光源單元，包括激光單元和與激光單元對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡，該激光單元的發(fā)光面為長(zhǎng)方形，且經(jīng)過(guò)該長(zhǎng)方形長(zhǎng)邊的截面上的光發(fā)散角小于經(jīng)過(guò)其短邊的截面上的光發(fā)散角，該準(zhǔn)直透鏡用于將來(lái)自該激光單元的激光準(zhǔn)直至聚焦透鏡；
[0037]聚焦透鏡，用于將來(lái)自準(zhǔn)直透鏡的激光聚焦至目標(biāo)面上形成預(yù)定光斑；
[0038]并且，激光單元位于與其對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡的光軸上偏離其焦點(diǎn)的預(yù)定位置，以使得預(yù)定光斑具有預(yù)定的長(zhǎng)寬比。
[0039]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)將激光單元設(shè)置在偏離準(zhǔn)直透鏡焦點(diǎn)的預(yù)定位置，可以使得激光在目標(biāo)面上形成具有預(yù)定長(zhǎng)寬比的預(yù)定光斑。因此，當(dāng)預(yù)定光斑單個(gè)充滿整個(gè)預(yù)定矩形區(qū)域時(shí)，只需要用一組甚至一個(gè)激光單元形成這一個(gè)預(yù)定光斑即可，而無(wú)需多組激光單元來(lái)形成不重合的多個(gè)光斑，因此省去了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)各組激光單元調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)；即使一組激光單元形成的光斑不能充滿整個(gè)矩形區(qū)域，由于離焦時(shí)形成的光斑比在焦點(diǎn)位置時(shí)形成的光斑大，因此相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，為了充滿整個(gè)矩形區(qū)域而需要的光斑數(shù)量較少，所需要的激光單元的組數(shù)也就較少，因此減少了對(duì)激光單元或準(zhǔn)直透鏡的調(diào)節(jié)量?？梢?jiàn)，本發(fā)明具有至少調(diào)節(jié)量較少、裝配效率較高的優(yōu)點(diǎn)。
[0040]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0041]實(shí)施例一
[0042]請(qǐng)參閱圖3a與圖3b，圖3a是本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)光裝置的一個(gè)實(shí)施例的主視圖，圖3b是圖3a所示實(shí)施例中目標(biāo)面上形成的光斑示意圖。如圖3a所示,發(fā)光裝置300包括光源單元1、聚焦透鏡330、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層340。光源單元I包括激光單元310和與激光單元對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡320。
[0043]激光單元310可以為產(chǎn)生各種顏色的激光產(chǎn)生器件。例如，激光單元310可以為產(chǎn)生藍(lán)光、綠光或紅光的激光二極管。
[0044]每一個(gè)激光單元310，都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡320，用于將來(lái)自激光單元310的激光準(zhǔn)直至聚焦透鏡330。準(zhǔn)直透鏡320優(yōu)選為非球面準(zhǔn)直透鏡，此時(shí)準(zhǔn)直效果較好。準(zhǔn)直透鏡320也可以為球面準(zhǔn)直透鏡或自由曲面準(zhǔn)直透鏡。
[0045]本實(shí)施例中，發(fā)光裝置300包括一組光源單元組，該光源單元組包括多個(gè)光源單元I ;并且，目標(biāo)面位于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層340上。聚焦透鏡330將光源單元組中的各個(gè)光源單元出射的激光聚集至目標(biāo)面上同一個(gè)光斑位置形成預(yù)定光斑370a，即各個(gè)光源單元出射的激光在目標(biāo)面上形成的光斑相互重合成預(yù)定光斑370a。預(yù)定光斑370a幾乎充滿整個(gè)預(yù)定矩形區(qū)域370，其長(zhǎng)寬比大致等于預(yù)定矩形區(qū)域的長(zhǎng)寬比。
[0046]本實(shí)施例中，矩形區(qū)域370與圖1b所示的矩形區(qū)域17相同，并且各光學(xué)元件的配置與圖1a所示的也相同，假設(shè)圖1b中單個(gè)光斑的長(zhǎng)寬比為a:b，矩形區(qū)域17的長(zhǎng)與單個(gè)光斑的長(zhǎng)的比例為1.5 ;那么本實(shí)施例中經(jīng)過(guò)離焦后，單個(gè)光斑充滿了整個(gè)矩形區(qū)域370。結(jié)合圖1b與圖3b可知，本實(shí)施例中單個(gè)光斑的長(zhǎng)寬比為(1.5a)/(6b)=a/(4b)。由此可見(jiàn)，本實(shí)施例中經(jīng)過(guò)離焦后，單個(gè)光斑的長(zhǎng)寬比縮小了 4倍。
[0047]本實(shí)施例中，由于每個(gè)光源單元形成的預(yù)定光斑單個(gè)充滿整個(gè)預(yù)定矩形區(qū)域，因此只需要用一組光源單元甚至一個(gè)光源單元形成這一個(gè)預(yù)定光斑370a即可，而無(wú)需多組光源單元來(lái)形成不重合的多個(gè)光斑，因此省去了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)各組激光單元調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)，提聞了裝配效率。
[0048]優(yōu)選地，一組光源單元組的所有光源單元I的配置均一致，在根據(jù)預(yù)定光斑的長(zhǎng)寬比設(shè)計(jì)好激光單元310與準(zhǔn)直透鏡320的距離之后，可以將一組光源單元組的所有光源單元設(shè)置在同一個(gè)基板上形成一個(gè)光源模組。此后只需要調(diào)節(jié)該光源模組、聚焦透鏡330即可，因此大大減少了裝配工作量。
[0049]本實(shí)施例中，激光單元310出射的激光為藍(lán)光。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層340為熒光粉層，例如YAG熒光粉，它可以吸收藍(lán)光并受激發(fā)射黃色的受激光。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層340也可以包括其它波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，例如量子點(diǎn)、熒光染料等具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換能力的材料，并不限于熒光粉。在很多情況下，熒光粉往往是粉末狀或顆粒狀的，難以直接形成熒光粉層。此時(shí)就需要使用一種粘接劑把各個(gè)熒光粉顆粒固定在一起，并形成片層狀。最常用的方法是將熒光粉分散于一種粘結(jié)劑中，利用粘結(jié)劑作為載體來(lái)承載熒光粉并形成片層狀。
[0050]由于熒光粉層通常較為脆弱易破碎，因此優(yōu)選地，發(fā)光裝置300還包括基板350，用于承載熒光粉層340。具體可以通過(guò)粘貼、涂覆等方式將熒光粉層340設(shè)置在基板350上。當(dāng)然，在熒光粉層的剛性足夠的條件下，例如將熒光粉摻入剛性足夠的透明玻璃中形成的熒光粉層，也可以不設(shè)置基板來(lái)承載熒光粉層。
[0051]更進(jìn)一步地，基板350呈圓盤狀，熒光粉層340呈與基板350同心的圓環(huán)狀。并且，發(fā)光裝置300還包括驅(qū)動(dòng)裝置360，與基板350固定連接，用于驅(qū)動(dòng)基板350繞其圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，以使得來(lái)自聚焦透鏡330的激光在熒光粉層340上形成的預(yù)定光斑沿圓形路徑作用于熒光粉層，以避免激光長(zhǎng)時(shí)間作用于同一位置的熒光粉導(dǎo)致的該熒光粉溫度升高的問(wèn)題。容易理解的是，驅(qū)動(dòng)裝置360與熒光粉層340也可以采用其它配合方式，只要能夠?qū)崿F(xiàn)來(lái)自聚焦透鏡330的激光在熒光粉層340上形成的光斑能夠分時(shí)作用于不同位置即可。例如，熒光粉層可以呈帶狀，驅(qū)動(dòng)裝置360可以驅(qū)動(dòng)基板以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的形式沿該帶狀方向移動(dòng)。
[0052]實(shí)施例二
[0053]發(fā)光裝置也可以包括兩組光源單元組，以在目標(biāo)面上形成兩個(gè)不重合的光斑以疊加組成預(yù)定光斑。具體請(qǐng)參閱圖4a與圖4b，圖4a是本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)光裝置的另一實(shí)施例的主視圖，圖4b是圖4a所示實(shí)施例中目標(biāo)面上形成的光斑示意圖。如圖4a所示,發(fā)光裝置400包括光源單元1、聚焦透鏡430、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層440、基板450與驅(qū)動(dòng)裝置460。光源單元I包括激光單元410和與激光單元對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡420。
[0054]本實(shí)施例與圖3a所示實(shí)施例的區(qū)別之處在于:
[0055]發(fā)光裝置400包括兩組光源單元組，每組光源單元組包括多個(gè)光源單元I。并且，聚焦透鏡430用于將同組光源單元組中的各個(gè)光源單元出射的激光聚集至目標(biāo)面上同一個(gè)光斑位置，將兩組光源單元組出射的激光分別聚集至兩個(gè)光斑位置470a與470b。兩個(gè)光斑470a與470b疊加形成預(yù)定光斑,該預(yù)定光斑幾乎充滿整個(gè)預(yù)定矩形區(qū)域470,該預(yù)定光斑的長(zhǎng)寬比大致等于預(yù)定矩形區(qū)域的長(zhǎng)寬比。
[0056]本實(shí)施例中，雖然一組光源單元組形成的光斑不能充滿整個(gè)矩形區(qū)域，但由于離焦時(shí)形成的光斑比在焦點(diǎn)位置時(shí)形成的光斑大，因此本實(shí)施例相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，為了充滿整個(gè)預(yù)定矩形區(qū)域而需要的光斑數(shù)量較少，所需要的光源單元組的組數(shù)也就較少，因此減少了對(duì)光源單元組中激光單元或準(zhǔn)直透鏡的調(diào)節(jié)量。
[0057]進(jìn)一步地，如圖4b所示，兩組光源單元組在目標(biāo)面上形成的光斑相同，且有部分邊緣交疊。由于光斑邊緣的強(qiáng)度相對(duì)光斑中央的較弱，因此通過(guò)疊加兩個(gè)光斑的邊緣部分，可以使得疊加組成的預(yù)定光斑較均勻。
[0058]由于兩組光源單元組所形成的光斑相同，因此兩組光源單元組的配置可以一致，可以將兩組光源單元組分別設(shè)置在不同基板上形成兩個(gè)相同的光源模組，此時(shí)只需要分別調(diào)整兩個(gè)光源模組的基板相對(duì)于聚焦透鏡的角度，即可使兩組光源單元組在目標(biāo)面上形成的光斑在不同的預(yù)定位置。
[0059]實(shí)施例三
[0060]為了便于調(diào)節(jié)圖4實(shí)施例所示的兩組光源單元組，發(fā)光裝置還可以包括具有透射部分和反射部分的合光裝置；該兩組光源單元組中，第一組光源單元組出射的激光經(jīng)透射部分透射至聚焦透鏡，第二組光源單元組出射的激光經(jīng)反射部分反射至聚焦透鏡，從而與第一組光源單元組出射的激光合為一束合光。此時(shí)只需要調(diào)節(jié)合光裝置相對(duì)于聚焦透鏡的角度，即可調(diào)節(jié)被反射部分反射的激光的角度，進(jìn)而調(diào)節(jié)被反射的激光在目標(biāo)面上形成的光斑與被透射的激光在目標(biāo)面上形成的光斑的相對(duì)位置。[0061]具體請(qǐng)參閱圖5a與圖5b，圖5a是本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)光裝置的另一實(shí)施例的主視圖，圖5b是圖5a所示實(shí)施例中合光裝置的左視圖。如圖5a所示，發(fā)光裝置500包括光源單元1、聚焦透鏡530、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層540、基板550與驅(qū)動(dòng)裝置560。
[0062]本實(shí)施例與圖4a所示實(shí)施例的區(qū)別之處在于:
[0063]發(fā)光裝置500還包括合光裝置580。如圖5b所示，合光裝置580為帶狹縫581的反射鏡。兩組光源單元組中，第一組光源單元組出射的激光經(jīng)狹縫581透射至聚焦透鏡530，第二組光源單元組出射的激光經(jīng)反射鏡的狹縫以外的部分反射至聚焦透鏡530，從而兩組光源單元組出射的激光合為一束合光。如上分析，此時(shí)只需要調(diào)節(jié)反射鏡580相對(duì)于聚焦透鏡530的角度，即可控制兩個(gè)光斑進(jìn)行合適的疊加以形成預(yù)定光斑。并且，通過(guò)反射鏡580對(duì)兩組光源單元組出射的激光進(jìn)行合光，還可以壓縮兩組光源單元組的合光的光斑。
[0064]容易理解的是，在其它實(shí)施例中，合光裝置也可以為帶反射條的透光片。此時(shí)兩組光源單元組中，第一組光源單元組出射的激光經(jīng)反射條反射至聚焦透鏡，第二組光源單元組出射的激光經(jīng)透光片的反射條以外的部分透射至聚焦透鏡。
[0065]進(jìn)一步地，發(fā)光裝置還可以包括角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)合光裝置，以改變第二組光源單元組出射的激光入射于合光裝置的反射部分的入射角。例如角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以旋轉(zhuǎn)反射鏡580，以改變?nèi)肷溆诜瓷溏R580的反射部分的激光的入射角，從而便于用戶根據(jù)需求的改變而適時(shí)地改變目標(biāo)面上由兩個(gè)光斑疊加組成的光斑。
[0066]以上各實(shí)施例中，并未對(duì)具體如何離焦進(jìn)行說(shuō)明。優(yōu)選地，將準(zhǔn)直透鏡位置從理想準(zhǔn)直位置(即使得激光單元位于準(zhǔn)直透鏡焦點(diǎn)的位置)向激光單元的方向移動(dòng)，即使得激光單元和與其對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡的距離小于該準(zhǔn)直透鏡的焦距，此時(shí)準(zhǔn)直透鏡收集光的角度更大，光利用率較高。離焦的距離不宜過(guò)大，優(yōu)選地，離焦后的準(zhǔn)直透鏡的位置與理想準(zhǔn)直位置之間的距離小于0.5_。
[0067]進(jìn)一步地，發(fā)光裝置還可以包括位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，能夠在準(zhǔn)直透鏡的光軸上線性移動(dòng)準(zhǔn)直透鏡，以便于用戶根據(jù)需求的改變而適時(shí)地改變激光單元出射的激光在目標(biāo)面上形成的光斑的長(zhǎng)寬比。
[0068]本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。
[0069]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種投影系統(tǒng)，包括發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置可以具有上述各實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)與功能。該投影系統(tǒng)可以采用各種投影技術(shù)，例如液晶顯示器(LCD，LiquidCrystal Display)投影技術(shù)、數(shù)碼光路處理器(DLP,Digital Light Processor)投影技術(shù)。此外，上述發(fā)光裝置也可以應(yīng)用于照明系統(tǒng)，例如舞臺(tái)燈照明。
[0070]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光裝置，其特征在于，包括: 光源單元，包括激光單元和與激光單元對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡，該激光單元的發(fā)光面為長(zhǎng)方形，且經(jīng)過(guò)該長(zhǎng)方形長(zhǎng)邊的截面上的光發(fā)散角小于經(jīng)過(guò)其短邊的截面上的光發(fā)散角，該準(zhǔn)直透鏡用于將來(lái)自所述激光單元的激光準(zhǔn)直至聚焦透鏡； 聚焦透鏡，用于將來(lái)自所述準(zhǔn)直透鏡的激光聚焦至目標(biāo)面上形成預(yù)定光斑； 所述激光單元位于所述準(zhǔn)直透鏡的光軸上偏離其焦點(diǎn)的預(yù)定位置，以使得所述預(yù)定光斑具有預(yù)定的長(zhǎng)寬比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該發(fā)光裝置包括一組光源單元組，該光源單元組包括多個(gè)光源單元； 所述聚焦透鏡用于將所述光源單元組中的各個(gè)光源單元出射的激光聚集至目標(biāo)面上同一個(gè)光斑位置形成所述預(yù)定光斑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該發(fā)光裝置包括兩組光源單元組，每組光源單元組包括多個(gè)光源單元； 所述聚焦透鏡用于將同組光源單元組中的各個(gè)光源單元出射的激光聚集至目標(biāo)面上同一個(gè)光斑位置，將兩組光源單元組出射的激光分別聚集至兩個(gè)光斑位置，以使得該兩個(gè)光斑疊加形成所述預(yù)定光斑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該發(fā)光裝置還包括具有透射部分和反射部分的合光裝置； 所述兩組光源單元組中，第一組光源單元組出射的激光經(jīng)所述透射部分透射至所述聚焦透鏡，第二組光源單元組出射的激光經(jīng)所述反射部分反射至所述聚焦透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述合光裝置包括帶狹縫的反射鏡或帶反射條的透光片。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該發(fā)光裝置還包括角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)所述合光裝置，以改變第二組光源單元組出射的激光入射于所述反射部分的入射角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述激光單元和與其對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡的距離小于該準(zhǔn)直透鏡的焦距。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該發(fā)光裝置還包括位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，能夠在準(zhǔn)直透鏡的光軸上線性移動(dòng)所述準(zhǔn)直透鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該發(fā)光裝置還包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，所述目標(biāo)面位于該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層上。
10.一種投影系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置。
【文檔編號(hào)】G03B21/20GK103901707SQ201210580399
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】胡飛, 侯海雄, 曹亮亮 申請(qǐng)人:深圳市光峰光電技術(shù)有限公司