激光投影裝置及其光源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種光源系統(tǒng)中第一激光器發(fā)出的第一激光通過消除散斑環(huán)形透鏡，再經(jīng)由第二準(zhǔn)直鏡以及第一分光鏡，再經(jīng)第二分光鏡反射形成藍(lán)色的第一照明光束。第二激光器發(fā)出的第二激光通過第二分光鏡的反射到達(dá)轉(zhuǎn)盤的黃色熒光層，第二激光激發(fā)成黃色光，黃色光沿原光路返回通過第二分光鏡形成第二照明光束。藍(lán)色光與黃色光合束成照明用的白色光束。上述光源系統(tǒng)可以分別形成兩束連續(xù)的藍(lán)色光及黃色光，連續(xù)的藍(lán)色光及黃色光經(jīng)過合束，形成連續(xù)的白色光束。因此，上述光源系統(tǒng)中不會(huì)產(chǎn)生間斷的白色光，提高了轉(zhuǎn)換白光的效率。還提供一種激光投影裝置。
【專利說明】激光投影裝置及其光源系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)裝置，特別是涉及一種激光投影裝置及其光源系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 激光是一種亮度極高、顏色極純、能量密度極大的定向光，隨著投影技術(shù)的不斷發(fā) 展，激光光源由于它在色彩、壽命、穩(wěn)定性上的超高優(yōu)勢，開始被研發(fā)應(yīng)用于投影機(jī)領(lǐng)域，并 迅速成為熱點(diǎn)。
[0003] 在傳統(tǒng)3LCD液晶顯示器（Liquid Crystal Display)空間光分投影裝置的光源系 統(tǒng)中，大多采用藍(lán)色的激光投射至色輪上，色輪包括多個(gè)涂布有熒光材料的扇形反射區(qū)，并 且還設(shè)有透射藍(lán)光的扇形透射區(qū)。色輪轉(zhuǎn)動(dòng)，照射到熒光層的激光激發(fā)熒光粉分別產(chǎn)生紅 色光及綠色光，透射的部分藍(lán)光經(jīng)反射鏡反射回來，與紅色光、綠色光組合形成用于照明的 白光。這種激光照射到轉(zhuǎn)動(dòng)的色輪上，將一束激光分成三段不同顏色的光束，再進(jìn)行組合形 成的白光的形式，紅光、綠光、藍(lán)光實(shí)為相互間斷的光束，只有當(dāng)紅、綠、藍(lán)色光同時(shí)存在的 時(shí)候，才能合成照明用白光。因此，當(dāng)紅光、綠光、藍(lán)光分布不均勻的時(shí)候，很容易造成光束 的浪費(fèi)，使得利用激光轉(zhuǎn)換成白光的效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要提供一種能夠提1?白光轉(zhuǎn)換效率的光源系統(tǒng)。
[0005] -種光源系統(tǒng)，包括第一激光器、第二激光器、第一準(zhǔn)直透鏡、第二準(zhǔn)直透鏡、第三 準(zhǔn)直透鏡、第一分光鏡、第二分光鏡、消除散斑透鏡及轉(zhuǎn)動(dòng)組件；
[0006] 所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括轉(zhuǎn)盤及位于轉(zhuǎn)盤中央的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn) 動(dòng)，所述轉(zhuǎn)盤的一側(cè)面上設(shè)有黃色熒光層，所述轉(zhuǎn)盤的外周緣設(shè)有消除散斑環(huán)形透鏡，所述 消除散斑環(huán)形透鏡用于將入射激光分散；
[0007] 所述第一激光器用于發(fā)出第一激光，所述消除散斑透鏡設(shè)于所述第一激光器的一 偵牝所述消除散斑透鏡用于將所述第一激光分散，所述第一準(zhǔn)直透鏡設(shè)于所述消除散斑透 鏡遠(yuǎn)離所述第一激光器的一側(cè)，所述消除散斑環(huán)形透鏡設(shè)于所述第一準(zhǔn)直透鏡遠(yuǎn)離所述消 除散斑透鏡的一側(cè)，所述第二準(zhǔn)直透鏡設(shè)于所述消除散斑環(huán)形透鏡遠(yuǎn)離所述第一準(zhǔn)直透鏡 的一側(cè)，所述第一分光鏡設(shè)于所述第二準(zhǔn)直透鏡遠(yuǎn)離所述消除散斑環(huán)形透鏡的一側(cè)，所述 第一激光器的光軸、所述第一準(zhǔn)直透鏡的光軸、所述第二準(zhǔn)直透鏡的光軸均位于同一直線 上；
[0008] 所述第二激光器用于發(fā)出第二激光，所述第二激光器靠近所述轉(zhuǎn)盤設(shè)有所述黃色 熒光層的一側(cè)設(shè)置，所述第二激光器的光軸與所述第一激光器的光軸垂直，所述第二分光 鏡設(shè)于所述第二激光器的一側(cè)，且所述第二分光鏡與所述第一分光鏡平行設(shè)置，所述第三 準(zhǔn)直透鏡設(shè)于所述第二分光鏡與所述轉(zhuǎn)盤之間，所述第三準(zhǔn)直透鏡的光軸與所述第二準(zhǔn)直 透鏡的光軸平行；
[0009] 所述第一激光經(jīng)所述第一準(zhǔn)直透鏡入射于所述消除散斑環(huán)形透鏡上，所述消除散 斑環(huán)形透鏡用于將所述第一激光分散，所述第一激光透過所述消除散斑環(huán)形透鏡入射于所 述第二準(zhǔn)直透鏡上，所述第一激光經(jīng)所述第二準(zhǔn)直透鏡入射于所述第一分光鏡，所述第一 激光經(jīng)所述第一分光鏡反射到所述第二分光鏡上，經(jīng)所述第二分光鏡反射出去形成第一照 明光束；
[0010] 所述第二激光經(jīng)所述第二分光鏡反射后入射到所述第三準(zhǔn)直透鏡上，經(jīng)所述第三 準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直透射，入射到所述黃色熒光層上，所述第二激光經(jīng)所述黃色熒光層激發(fā)成黃 色光，所述黃色光出射，經(jīng)所述第三準(zhǔn)直透鏡入射于所述第二分光鏡上，經(jīng)所述第二分光鏡 透射出形成第二照明光束，所述第二照明光束與所述第一照明光束平行，所述第一照明光 束與所述第二照明光束合束。
[0011] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括傳動(dòng)電機(jī)，所述傳動(dòng)電機(jī)與所述轉(zhuǎn)軸連接，所述傳動(dòng) 電機(jī)帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述消除散斑環(huán)形透鏡的表面設(shè)于漫反射層。
[0013] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述消除散斑透鏡的表面設(shè)有漫反射層。
[0014] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述漫反射層為磨砂玻璃層。
[0015] 還提供一種激光投影裝置。
[0016] 一種激光投影裝置，包括上項(xiàng)所述光源系統(tǒng)。
[0017] 含有上述光源系統(tǒng)的激光投影裝置中，第一激光器發(fā)出的第一激光通過消除散斑 環(huán)形透鏡，再經(jīng)由第二準(zhǔn)直鏡以及第一分光鏡，再經(jīng)第二分光鏡反射形成第一照明光束。第 二激光器發(fā)出的第二激光通過第二分光鏡的反射到達(dá)轉(zhuǎn)盤的黃色熒光層，第二激光激發(fā)成 黃色光，黃色光沿原光路返回通過第二分光鏡形成第二照明光束。第一照明光束為藍(lán)色光， 第二照明光束為黃色光，藍(lán)色光與黃色光合束成白色光束，利用白色光束進(jìn)行照明。上述光 源系統(tǒng)可以分別形成兩束連續(xù)的藍(lán)色光及黃色光，連續(xù)的藍(lán)色光及黃色光經(jīng)過合束，形成 連續(xù)的白色光束。因此，上述光源系統(tǒng)中不會(huì)產(chǎn)生間斷的白色光，提高了轉(zhuǎn)換白光的效率。
[0018] 并且，上述光源系統(tǒng)的照明白光為連續(xù)光，亮度較高，提高激光投影裝置的成像效 果。
[0019] 并且，上述光源系統(tǒng)通過一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)組件，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)兩束激光的消散及激發(fā)熒 光的作用。上述光源系統(tǒng)避免使用大量用于反射藍(lán)光的反射鏡，因此，上述光源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊 湊，體積較小，有利用激光投影裝置的小型化發(fā)展。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為一實(shí)施方式光源系統(tǒng)的光路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文 所描述的實(shí)施方式。相反地，提供這些實(shí)施方式的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容理解的更 加透徹全面。
[0022] 需要說明的是，當(dāng)元件被稱為"固定于"另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上 或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是"連接"另一個(gè)元件，它可以是直接連接 到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語"垂直的"、"水平的"、"左"、 "右"以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實(shí)施方式。
[0023] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具 體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語"及/或"包括一個(gè)或多 個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0024] 請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施方式的光源系統(tǒng)包括兩個(gè)激光器、三個(gè)準(zhǔn)直透鏡、兩個(gè)分光鏡、 消除散斑透鏡及轉(zhuǎn)動(dòng)組件。
[0025] 兩個(gè)激光器分別為第一激光器111及第二激光器112。三個(gè)準(zhǔn)直透鏡分別為第一 準(zhǔn)直透鏡121、第二準(zhǔn)直透鏡122、第三準(zhǔn)直透鏡123。兩個(gè)分光鏡分別為第一分光鏡131及 第二分光鏡132。消除散斑透鏡140用于透射激光，并將激光打散。消除散斑透鏡140的表 面設(shè)有漫反射層。
[0026] 轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括轉(zhuǎn)盤151及位于轉(zhuǎn)盤151中央的轉(zhuǎn)軸152。轉(zhuǎn)軸152轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤 151轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤151的一側(cè)面上設(shè)有黃色熒光層153,轉(zhuǎn)盤151的外周緣設(shè)有消除散斑環(huán)形 透鏡154。消除散斑環(huán)形透鏡154用于將入射激光分散。消除散斑環(huán)形透鏡154的表面設(shè) 于漫反射層。當(dāng)激光照射于消除散斑環(huán)形透鏡154上時(shí)，激光在漫反射層發(fā)生漫反射，因此 可以達(dá)到打散激光的目的，經(jīng)消除散斑環(huán)形透鏡154打散的激光在成像過程中可以防止產(chǎn) 生散斑?？梢岳斫?，漫反射層可以為磨砂玻璃層。
[0027] 第一激光器111用于發(fā)出第一激光。第一激光為藍(lán)色光。消除散斑透鏡140設(shè)于 第一激光器111的一側(cè)，消除散斑透鏡140用于將第一激光分散。第一準(zhǔn)直透鏡121設(shè)于 消除散斑透鏡140遠(yuǎn)離第一激光器111的一側(cè)，消除散斑環(huán)形透鏡154設(shè)于第一準(zhǔn)直透鏡 121遠(yuǎn)離消除散斑透鏡140的一側(cè)。第二準(zhǔn)直透鏡122設(shè)于消除散斑環(huán)形透鏡154遠(yuǎn)離第 一準(zhǔn)直透鏡121的一側(cè)。第一分光鏡131設(shè)于第二準(zhǔn)直透鏡122遠(yuǎn)離消除散斑環(huán)形透鏡 154的一側(cè)。第一分光鏡131用于全反射第一激光。第一激光器111的光軸、第一準(zhǔn)直透鏡 121的光軸、第二準(zhǔn)直透鏡122的光軸均位于同一直線上。
[0028] 第二激光器112用于發(fā)出第二激光。第二激光為藍(lán)色光。第二激光器112靠近轉(zhuǎn) 盤151設(shè)有黃色熒光層153的一側(cè)設(shè)置。第二激光器112的光軸與第一激光器111的光軸 垂直。第二分光鏡132設(shè)于第二激光器112的一側(cè)，且第二分光鏡132與第一分光鏡131 平行設(shè)置。第三準(zhǔn)直透鏡123設(shè)于第二分光鏡132與轉(zhuǎn)盤151之間。第三準(zhǔn)直透鏡123的 光軸與第二準(zhǔn)直透鏡122的光軸平行。
[0029] 第一激光經(jīng)第一準(zhǔn)直透鏡121入射于消除散斑環(huán)形透鏡154上，消除散斑環(huán)形透 鏡154用于將第一激光分散。第一激光透過消除散斑環(huán)形透鏡154入射于第二準(zhǔn)直透鏡 122上。第一激光經(jīng)第二準(zhǔn)直透鏡122入射于第一分光鏡131，第一激光經(jīng)第一分光鏡131 反射到第二分光鏡132上，經(jīng)第二分光鏡132反射出去形成第一照明光束。
[0030] 第二激光經(jīng)第二分光鏡132反射后入射到第三準(zhǔn)直透鏡123上，經(jīng)第三準(zhǔn)直透鏡 123準(zhǔn)直透射，入射到黃色熒光層153上。第二激光經(jīng)黃色熒光層153激發(fā)形成黃色光，黃 色光出射，經(jīng)過第三準(zhǔn)直透鏡123,入射于第二分光鏡132上，經(jīng)第二分光鏡132透射出形成 第二照明光束。第二照明光束與第一照明光束平行。第一照明光束為藍(lán)色光，第二照明光 束為黃色光，第一照明光束與第二照明光束合束成白色光束，利用白色光束進(jìn)行照明。
[0031] 具體在本實(shí)施方式中，第一照明光束的光斑與第二照明光束的光斑形狀相同，第 一照明光束與第二照明光束重合。
[0032] 上述光源系統(tǒng)還包括傳動(dòng)電機(jī)（圖未示）。傳動(dòng)電機(jī)與轉(zhuǎn)軸152連接，傳動(dòng)電機(jī)帶 動(dòng)轉(zhuǎn)軸152轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0033] 上述光源系統(tǒng)中，第一激光器111發(fā)出的第一激光通過消除散斑環(huán)形透鏡154,再 經(jīng)由第二準(zhǔn)直鏡122以及第一分光鏡131，再經(jīng)第二分光鏡132反射形成第一照明光束。第 二激光器112發(fā)出的第二激光通過第二分光鏡132的反射到達(dá)轉(zhuǎn)盤151的黃色熒光層153， 第二激光激發(fā)成黃色光，黃色光沿原光路返回通過第二分光鏡132形成第二照明光束。第 一照明光束與第二照明光束合束成白色光束，利用白色光束進(jìn)行照明。上述光源系統(tǒng)100 可以分別形成兩束連續(xù)的藍(lán)色光及黃色光，連續(xù)的藍(lán)色光及黃色光經(jīng)過合束，形成連續(xù)的 白色光束，提高了轉(zhuǎn)換白光的效率。
[0034] 并且，上述光源系統(tǒng)100的照明白光為連續(xù)光，亮度較高，提高激光投影裝置的成 像效果。
[0035] 并且，上述光源系統(tǒng)100通過一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)組件，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)兩束激光的消散及激 發(fā)熒光的作用。上述光源系統(tǒng)100避免使用大量用于反射藍(lán)色光的反射鏡，因此，上述光源 系統(tǒng)100結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，有利用激光投影裝置的小型化發(fā)展。
[0036] 還提供一種激光投影裝置（圖未示）。激光投影裝置包括上述光源系統(tǒng)100。
[0037] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種光源系統(tǒng)，其特征在于，包括第一激光器、第二激光器、第一準(zhǔn)直透鏡、第二準(zhǔn)直 透鏡、第三準(zhǔn)直透鏡、第一分光鏡、第二分光鏡、消除散斑透鏡及轉(zhuǎn)動(dòng)組件； 所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括轉(zhuǎn)盤及位于轉(zhuǎn)盤中央的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所 述轉(zhuǎn)盤的一側(cè)面上設(shè)有黃色熒光層，所述轉(zhuǎn)盤的外周緣設(shè)有消除散斑環(huán)形透鏡，所述消除 散斑環(huán)形透鏡用于將入射激光分散； 所述第一激光器用于發(fā)出第一激光，所述消除散斑透鏡設(shè)于所述第一激光器的一側(cè)， 所述消除散斑透鏡用于將所述第一激光分散，所述第一準(zhǔn)直透鏡設(shè)于所述消除散斑透鏡遠(yuǎn) 離所述第一激光器的一側(cè)，所述消除散斑環(huán)形透鏡設(shè)于所述第一準(zhǔn)直透鏡遠(yuǎn)離所述消除散 斑透鏡的一側(cè)，所述第二準(zhǔn)直透鏡設(shè)于所述消除散斑環(huán)形透鏡遠(yuǎn)離所述第一準(zhǔn)直透鏡的一 偵牝所述第一分光鏡設(shè)于所述第二準(zhǔn)直透鏡遠(yuǎn)離所述消除散斑環(huán)形透鏡的一側(cè)，所述第一 激光器的光軸、所述第一準(zhǔn)直透鏡的光軸、所述第二準(zhǔn)直透鏡的光軸均位于同一直線上； 所述第二激光器用于發(fā)出第二激光，所述第二激光器靠近所述轉(zhuǎn)盤設(shè)有所述黃色熒光 層的一側(cè)設(shè)置，所述第二激光器的光軸與所述第一激光器的光軸垂直，所述第二分光鏡設(shè) 于所述第二激光器的一側(cè)，且所述第二分光鏡與所述第一分光鏡平行設(shè)置，所述第三準(zhǔn)直 透鏡設(shè)于所述第二分光鏡與所述轉(zhuǎn)盤之間，所述第三準(zhǔn)直透鏡的光軸與所述第二準(zhǔn)直透鏡 的光軸平行； 所述第一激光經(jīng)所述第一準(zhǔn)直透鏡入射于所述消除散斑環(huán)形透鏡上，所述消除散斑環(huán) 形透鏡用于將所述第一激光分散，所述第一激光透過所述消除散斑環(huán)形透鏡入射于所述第 二準(zhǔn)直透鏡上，所述第一激光經(jīng)所述第二準(zhǔn)直透鏡入射于所述第一分光鏡，所述第一激光 經(jīng)所述第一分光鏡反射到所述第二分光鏡上，經(jīng)所述第二分光鏡反射出去形成第一照明光 束； 所述第二激光經(jīng)所述第二分光鏡反射后入射到所述第三準(zhǔn)直透鏡上，經(jīng)所述第三準(zhǔn)直 透鏡準(zhǔn)直透射，入射到所述黃色熒光層上，所述第二激光經(jīng)所述黃色熒光層激發(fā)成黃色光， 所述黃色光出射，經(jīng)所述第三準(zhǔn)直透鏡入射于所述第二分光鏡上，經(jīng)所述第二分光鏡透射 出形成第二照明光束，所述第二照明光束與所述第一照明光束平行，所述第一照明光束與 所述第二照明光束合束。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，還包括傳動(dòng)電機(jī)，所述傳動(dòng)電機(jī)與所 述轉(zhuǎn)軸連接，所述傳動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述消除散斑環(huán)形透鏡的表面設(shè)于 漫反射層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述消除散斑透鏡的表面設(shè)有漫反 射層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述漫反射層為磨砂玻璃層。
6. -種激光投影裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1?5任意一項(xiàng)所述光源系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G02B27/48GK104216212SQ201410471894
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】吳杰陽, 張?zhí)焖? 馮琪峰 申請(qǐng)人:深圳雅圖數(shù)字視頻技術(shù)有限公司