本發(fā)明涉及光束照明領(lǐng)域，尤其涉及一種熒光激發(fā)裝置、投影光源及投影設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前行業(yè)中主要有兩種提供光源照明的方式：如圖1A所示的架構(gòu)示意圖，包括01激光器BANK，發(fā)出的平行或近似平行的激光經(jīng)02反光碗反射會聚至03熒光輪表面，對熒光材料進行激發(fā)。在本示意圖中，03熒光輪為透射式熒光輪，受激的熒光從03熒光輪背面射出，并經(jīng)過04準直透鏡組會聚后出射。圖1A所示的是通過反光碗收集激光并照射旋轉(zhuǎn)熒光輪的方式提供照明，這種方式下，由于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(zhuǎn)熒光輪上形成的激發(fā)光斑均勻，因此會導致激發(fā)旋轉(zhuǎn)熒光輪產(chǎn)生的的熒光分布也不均勻，熒光經(jīng)過收光后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(gòu)中包括：激光器101、縮束系統(tǒng)102、二向色鏡104、聚焦準直透鏡組105、熒光輪103。

激光在圖1B所示的光學架構(gòu)中的傳輸路徑如下所述：從激光器101發(fā)出的激光經(jīng)過縮束系統(tǒng)102出射后到達二向色鏡104，從二向色鏡103透射后激光光束到達聚焦準直透鏡組105，經(jīng)聚焦準直透鏡組105出射的光束打到熒光輪103上激發(fā)熒光輪發(fā)出熒光，此處示例的熒光輪103可以是反射型熒光輪，因此熒光輪103將熒光反射，反射的熒光經(jīng)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的變化遵守余弦規(guī)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將該熒光反射出去從而提供照明。此示例中，熒光被反射后鏡準直透鏡組進行會聚收光的過程與圖1A中，熒光透射后被準直透鏡組04進行會聚收光的原理是相同的。

在該照明方式中，由于光路架構(gòu)中設(shè)置了多片透鏡，尤其是位于熒光輪正面的準直透鏡組105，一方面對激光激發(fā)光進行再次會聚，使之形成預設(shè)大小的光斑照射到熒光輪上，同時，還對熒光輪反射的熒光進行會聚準直。

無論在上述圖1A或圖1B所示的照明方式中，一方面由于激光器BANK本身存在快軸和慢軸的會聚速度差別，激光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(jīng)過多片透鏡組成的透鏡組對激光進行透射時，由于鏡片加工工藝，多片鏡片像差累積原因，以及鏡片受高能量密度的激光光斑照射，本身產(chǎn)生溫度梯度差，使得鏡片的折射率也發(fā)生變化，這些原因均會再次加重激光光斑的不均勻性。而不均勻的激光光斑照射到熒光體上時，必然也導致受激的熒光也存在不均勻的問題。

以及，在圖1A和1B所示的方式中，由于熒光的發(fā)散角度范圍很大，即使收集光的透鏡較為靠近旋轉(zhuǎn)熒光輪設(shè)置，但大發(fā)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，導致熒光的收集效率也較低。

綜上，目前的熒光激發(fā)照明方式中，存在熒光激發(fā)光斑不均勻性以及光收集效率低的技術(shù)缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種熒光激發(fā)裝置、投影光源及投影設(shè)備，提高光束的均勻性。

本發(fā)明實施例提供的一種熒光激發(fā)裝置，包括：激發(fā)光源，激發(fā)光源發(fā)出激發(fā)光束；

具有通光孔和反射面的反射型聚光裝置，激發(fā)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，用于將反射型聚光裝置透過的光束引導至熒光晶體，并將變形反射鏡反射的光束引導至反射型聚光裝置；

熒光晶體，熒光晶體與光導管緊貼設(shè)置，并受光導管引導的光束激發(fā)產(chǎn)生熒光；

變形反射鏡，設(shè)置于熒光晶體遠離光導管的一側(cè)，用于將熒光晶體受激產(chǎn)生的熒光反射至光導管，其中，變形反射鏡的表面能夠受驅(qū)動部件驅(qū)動發(fā)生變形；

進一步地，光導管包括第一端面和第二端面，激發(fā)光束從第一端面入射至光導管，從第二端面出射至熒光晶體，第一端面的面積大于第二端面的面積；

進一步地，變形反射鏡的驅(qū)動部件的驅(qū)動算法為隨機函數(shù)算法；

進一步地，熒光激發(fā)裝置還包括分光裝置，用于對反射型聚光裝置反射的熒光中的部分熒光進行反射，對另外部分熒光進行透射；

探測裝置，用于探測從分光裝置透射的熒光的光斑分布，形成反饋信號，并將反饋信號提供給變形反射鏡的驅(qū)動部件；

進一步地，分光裝置透射的光占總接收光能量的比例不大于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(fā)明以上一個或多個實施例提供的熒光激發(fā)裝置方案中，激發(fā)光源發(fā)出激發(fā)光束，透過反射型聚光裝置并經(jīng)過光導管勻化輸出，使得激發(fā)光束光斑得到一定的勻化，熒光晶體受光導管透過的激發(fā)光受激進行發(fā)光后，被設(shè)置于熒光晶體遠離光導管一側(cè)的變形反射鏡反射至反射型聚光裝置，并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(jù)驅(qū)動部件的控制使其表面發(fā)生變形，從而可以改變?nèi)肷涔馐姆瓷浣嵌?，熒光光束?jīng)過變形反射鏡反射后，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，避免了熒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，降低了熒光光斑不同區(qū)域光強的強弱對比度，使熒光光束的光斑能量分布也呈現(xiàn)均勻化。

另一方面，由于熒光晶體受激面一側(cè)緊貼光導管設(shè)置，從而受激產(chǎn)生的熒光基本都被光導管收集，且熒光光束進入光導管后，經(jīng)過了光導管的多次反射后再出射，能夠?qū)晒夤馐鸬揭欢ǖ膭蚧饔?，同時相比于現(xiàn)有技術(shù)中通過透鏡收集而容易損失大發(fā)散角度的光束，減小了光損，提高了熒光的收集效率。

進一步地，由于在熒光激發(fā)裝置中還設(shè)置了分光裝置，一部分熒光被分光裝置透射，并被探測裝置探測得到熒光的光斑分布，探測裝置根據(jù)光斑分布情況形成反饋信號提供給變形反射鏡的驅(qū)動部件，能夠使得變形反射鏡的變形具有目的性和可控性，及時改善熒光光斑分布不均勻的情況。

本發(fā)明實施例還提供了一種投影光源，應(yīng)用上述技術(shù)方案的熒光激發(fā)裝置，其中，熒光晶體固定設(shè)置于光導管和變形反射鏡之間，熒光晶體受反射型聚光裝置透過的光束激發(fā)產(chǎn)生第一顏色的熒光，該投影光源還包括：

第二激光光源，用于發(fā)出第二顏色的激光光束；第一二向色鏡，用于透射第一顏色的熒光，反射第二顏色的激光光束；第三激光光源，用于發(fā)出第三顏色的激光光束；第二二向色鏡，用于透射第一顏色的熒光和第二顏色的激光光束，反射第三顏色的激光光束；第一二向色鏡、第二二向色鏡設(shè)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(shè)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(shè)置在分光裝置入射光束的傳輸路徑上，另一設(shè)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(yīng)用上述技術(shù)方案的熒光激發(fā)裝置，其中，熒光晶體設(shè)置在旋轉(zhuǎn)輪上，旋轉(zhuǎn)輪上沿圓周設(shè)置有受激產(chǎn)生第一顏色熒光的熒光晶體和受激產(chǎn)生第二顏色熒光的熒光晶體，則投影光源還包括：

第三激光光源，用于發(fā)出第三顏色的激光光束；第三二向色鏡，用于透射第一顏色的熒光和第二顏色的熒光，反射第三顏色的激光光束；第三二向色鏡設(shè)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(shè)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(yīng)用上述技術(shù)方案的熒光激發(fā)裝置，其中，熒光晶體設(shè)置在旋轉(zhuǎn)輪上，旋轉(zhuǎn)輪原圓周方向上設(shè)置有受激產(chǎn)生第一顏色熒光的熒光晶體、受激產(chǎn)生第二顏色熒光的晶體、受激產(chǎn)生第三顏色熒光的熒光晶體，其中，激發(fā)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(fā)明上述一個或多個實施例提供的投影光源，應(yīng)用了上述技術(shù)方案的熒光激發(fā)裝置，因而能夠提高熒光的均勻性，并提高熒光的收光效率，提高了光源的照明質(zhì)量以及整體亮度。

本發(fā)明實施例還提供了一種投影設(shè)備，包括光機、鏡頭，以及應(yīng)用上述技術(shù)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(diào)制，并輸出至鏡頭進行成像，并投射至投影介質(zhì)形成投影畫面。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)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(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1A，圖1B為現(xiàn)有技術(shù)提供的兩種提供熒光激發(fā)照明的光學架構(gòu)示意圖；

圖2A為本發(fā)明實施例提供的一種熒光激發(fā)裝置的光學架構(gòu)示意圖；

圖2B為本發(fā)明實施例提供的又一種熒光激發(fā)裝置的光學架構(gòu)示意圖；

圖2C為本發(fā)明實施例基于圖2B所示的一種投影光源的光學架構(gòu)示意圖；

圖3A為一種熒光光斑能量分布示意圖；

圖3B為另一種熒光光斑能量分布示意圖；

圖4A為經(jīng)調(diào)制前光斑光強分布示意圖；

圖4B為經(jīng)調(diào)制后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(fā)明實施例基于圖2C提供的另一種投影光源的光學架構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例基于圖2B所示的投影光源光學架構(gòu)提供的另一種光學架構(gòu)；

圖7為本發(fā)明實施例基于圖6所示的投影光源的光學架構(gòu)提供的另一種光學架構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例基于圖5所示的投影光源提供的一種投影設(shè)備的光學架構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例提供的激光投影設(shè)備示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部份實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有技術(shù)提供的熒光激發(fā)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(fā)明實施例提出了一種熒光激發(fā)裝置，投影光源及投影設(shè)備。

實施例一、

參見圖2A，為本發(fā)明實施例提供的一種熒光激發(fā)裝置的光學架構(gòu)示意圖。

如圖2A所示，熒光激發(fā)裝置的光學架構(gòu)中包括：

激發(fā)光源201，在具體實施例中可以為藍色激光器，也可以是紫外激光器，在本示例中以藍色激光器為例。

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、熒光晶體205、變形反射鏡206。以及，由于反射型聚光裝置203的通光孔為了減輕反射光逸出，即減少熒光反射光的損失，通常設(shè)置為一定的尺寸，盡可能開的比較小。為了使激光光束全部透過通過孔，在光路中還設(shè)置有透鏡202，目的是對激發(fā)光束進行聚焦會聚。

上述的光學架構(gòu)中，熒光受激過程如下所述：

藍色激光器201：用于發(fā)出藍色激光，藍色激光器201可以分別為一個或多個激光器（圖中僅示例性的示出了3個），多個激光器可調(diào)整整個畫面的亮度，本發(fā)明實施例對激光器的數(shù)量不做具體的限制。

藍色激光器201發(fā)出的激光經(jīng)過透鏡202，透鏡202對激光光束進行會聚，優(yōu)選地，在光束聚焦點處設(shè)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，該通光孔用于透過經(jīng)透鏡202會聚的激光光束。經(jīng)透鏡202會聚的激光光束盡可能以會聚的狀態(tài)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(shè)置在激光光束會聚的聚焦點處，或者聚焦點附近。

激光光束通過反射型聚光裝置203的通光孔后，以發(fā)散狀態(tài)進入光導管204，光導管204包括第一端面和第二端面，激發(fā)光束從第一端面入射至光導管，從第二端面出射至熒光晶體，第一端面的面積大于第二端面的面積。在本示例中，激光光束從光導管204的大端面入射，光導管204用于將激光光束引導至熒光晶體205，并將激發(fā)產(chǎn)生的熒光從光導管的小端面出射。這樣設(shè)置光導管的目的是，由于激發(fā)光束經(jīng)過通光孔后是以會聚后又發(fā)散的狀態(tài)進行傳輸，以及，熒光晶體的發(fā)光面積較小，且貼近光導管設(shè)置，為了提高激發(fā)光束的收光效率和保證熒光的收光，將激發(fā)光束入光面的端面設(shè)置為大于熒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激光光束在光導管內(nèi)傳輸后出射的光斑面積被壓縮，從而能夠保證對熒光晶體激發(fā)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(nèi)表面涂覆有高反射率膜層，以減少光束從光導管由內(nèi)向外的漏光損失，或者在內(nèi)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(nèi)部漏出。

熒光晶體205緊貼光導管204的設(shè)置，具體地，熒光晶體205的受激面緊貼光導管204的激發(fā)光出光面設(shè)置。光導管204將激發(fā)光束引導入射至熒光晶體205，激發(fā)熒光晶體發(fā)出綠色的熒光。該熒光晶體上設(shè)置有綠色熒光晶體，當然也可以設(shè)置黃色的熒光晶體，目前市面上的熒光晶體主要是綠色熒光晶體和黃色熒光晶體，因為它們的轉(zhuǎn)化效率高，當然也可以是其他顏色的熒光晶體，比如紅色、紫色等，本發(fā)明實施例對此不做具體的限制。熒光晶體相比于傳統(tǒng)的熒光粉不同之處在于，熒光晶體可以不依附支撐裝置，而作為一個單獨的受激部件，且熒光晶體的耐溫性能更好。

受激產(chǎn)生的熒光經(jīng)熒光晶體205后面緊貼的變形反射鏡206的反射后，在光導管204內(nèi)部經(jīng)過多次反射并從光導管的大端面處出射，并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(fā)散角度范圍的熒光進行準直變成平行光束，并使該熒光的整體光路偏轉(zhuǎn)90度，然后入射至分光裝置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(jù)光導管204的端口尺寸，以及反射型聚光裝置203和光導管204之間的距離進行優(yōu)化設(shè)計。

其中，熒光晶體205與變形反射鏡206之間具有微小的間隙，該間隙用于為變形反射鏡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(jié)構(gòu)，并鍍有高反射膜，變形反射鏡凸凹結(jié)構(gòu)的分布能夠受驅(qū)動部件的控制發(fā)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(jīng)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(qū)動部件的驅(qū)動算法為隨機函數(shù)算法，隨機函數(shù)算法可以通過現(xiàn)有技術(shù)的軟件編程進行實現(xiàn)，在此不再詳述，目的在于通過隨機的凸凹結(jié)構(gòu)分布對光束的反射角度產(chǎn)生隨機性。即在該熒光激發(fā)裝置中，通過使用隨機函數(shù)驅(qū)動變形反射鏡206，使其表面發(fā)生隨機的凸凹分布變化，被反射的光束的發(fā)散角度也產(chǎn)生多樣化，多樣化的發(fā)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于勻化。

在另一具體實施中，如圖2B所示，熒光激發(fā)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，透射的光束僅用于探測裝置探測使用，因此為了減少透射部分的能量損失，分光裝置207透射的光占總接收光能量的比例不大于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，并具有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(shè)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用于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(jù)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(qū)動部件，變形反射鏡的驅(qū)動部件根據(jù)到該反饋信號調(diào)整變形反射鏡206的凸凹結(jié)構(gòu)發(fā)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(shè)置波前傳感器對熒光光斑的分布探測，建立反饋回路，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，能夠及時的改善熒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(jù)產(chǎn)品的實際需要設(shè)計為圓形、橢圓、矩形或者不規(guī)則四邊形，本發(fā)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于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(shù)組，可以得到波前局部斜率，根據(jù)波前局部斜率可以實時測量光束的光強、位相、像差等參數(shù)。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(fā)明實施例對此不做具體的限制。

圖2A或圖2B所示的激光器可以是半導體激光器、固體激光器、氣體激光器等，本發(fā)明實施例對此不做具體的限制，當然藍色激光器201還可以其它的照明光源，比如發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，簡稱LED）等，也可以是它們之間混合發(fā)出，只要這些光源發(fā)出的波長小于受激熒光的波長，從而能夠起到激發(fā)作用即可，本發(fā)明實施例對比也不做具體的限制。

下面根據(jù)附圖對熒光光斑均勻性的調(diào)整過程進行說明。在本實施中，以圖2B提供的光學架構(gòu)示例進行說明。

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

其中，圖3A為未被調(diào)制前的一種熒光光束能量的分布示意圖。當然在實際應(yīng)用中，還可能存在光斑非中心區(qū)域局部過亮或過暗的分布情況，該圖僅用于示意一種熒光光斑光束的能量分布情況。圖3B為調(diào)制后熒光光斑能量勻化后熒光光束的能量分布示意圖。圖3B不同曲線表示經(jīng)變形反射鏡調(diào)制后不同角度的熒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(jīng)變形反射鏡調(diào)制后光斑的能量分布較均勻。

參見圖4A，為經(jīng)變形反射鏡調(diào)制前光斑光強的分布示意圖，圖4B為經(jīng)變形反射鏡調(diào)制后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(jīng)過變形反射鏡調(diào)制后變成了平頂?shù)木匦喂獍吖鈴姺植肌?/p>

參見圖4C，為本發(fā)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(jù)該相位分布和強度分布，生成用于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(qū)動，根據(jù)本實施中需要的小尺寸、高頻振動要求，具體采用壓電陶瓷的變形鏡。變形反射鏡表面可以是連續(xù)的可發(fā)生形變的膜結(jié)構(gòu)，也可以是無數(shù)個各自獨立的小反射鏡。具體實施時，可將探測到的用于反映相位分布和強度分布的波前分布數(shù)據(jù)作為SPGD算法或退火算法的輸入?yún)?shù)，利用該算法生成用于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(jù)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），并根據(jù)確定出的波像差生成符號相反的波像差，根據(jù)該符號相反的波像差生成用于控制變形反射鏡的電壓信號，作用于凸凹結(jié)構(gòu)（即反射面單元），并經(jīng)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(yōu)化為近似平面的理想波前分布，從而實現(xiàn)光斑的均勻分布。

從圖2B所示的光學架構(gòu)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(jù)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(qū)動部件，該驅(qū)動部件控制變形反射鏡表面的凸凹結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，光束經(jīng)過變形反射鏡凸凹結(jié)構(gòu)的表面反射后，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，避免了激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，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(zhì)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(gòu)中，受激產(chǎn)生的熒光基本都被與熒光晶體緊貼的光導管收集，因此熒光的損失較少，與現(xiàn)有技術(shù)相比，提高了熒光的利用率，勻化的熒光使得出射光斑的熱點減少，而在由激光和熒光組成的光源中，熱點主要是由熒光光斑造成的，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，由于光能的利用率提高，使得光能轉(zhuǎn)化為熱能的比例減小，因此散熱結(jié)構(gòu)也得以極大地簡化，使得整個投影光源的體積相比與現(xiàn)有投影光源的結(jié)構(gòu)體積下降。

同時，由于使用了光導管部件，激發(fā)光束首先經(jīng)過光導管的勻化再對熒光晶體進行激發(fā)，可以從根本上減輕因為激發(fā)光源本身的不均勻性而間接造成受激產(chǎn)生的熒光的不均勻性程度，以及，受激產(chǎn)生的熒光也通過光導管的勻化后再出射，也對熒光光束本身起到了一定的勻化作用。

實施例二、

如圖2C所示，基于圖2B的熒光激發(fā)裝置提供了一種投影光源光學架構(gòu)示意圖，對于熒光激發(fā)裝置的描述可參見實施例一內(nèi)容，在此不再贅述。

在圖2C所示的投影光源架構(gòu)示意圖中，熒光晶體205固定設(shè)置于光導管204和變形反射鏡206之間，熒光晶體205受反射型聚光裝置203透過的光束激發(fā)產(chǎn)生第一顏色的熒光，該投影光源還包括：第二激光光源210，具體為藍色激光器，第三激光光源211，具體為紅色激光器，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(gòu)基礎(chǔ)上，在分光裝置207的后設(shè)置二向色鏡209a，二向色鏡209a透過從分光裝置207反射的綠色熒光，并反射藍色激光器210發(fā)出的激光。

二向色鏡209a透過的綠色熒光和反射的藍色激光到達二向色鏡209b，二向色鏡209b透過綠色熒光和藍色激光，其中，二向色鏡209b設(shè)置為具有高透功能的二向色鏡。

在二向色鏡209b的后面設(shè)置有紅色激光器211，二向色鏡209b反射紅色激光器211發(fā)出的激光，從二向色鏡透過的綠色熒光和藍色激光，以及二向色鏡反射的紅色激光器211發(fā)出的紅色激光混合，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(fā)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(shè)置在分光裝置的反射光束的傳輸路徑上。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，只要能夠?qū)崿F(xiàn)合光目的，可以將另外兩種激光光源的擺放位置，以及二向色鏡合光部件的位置進行變換，比如設(shè)置于分光裝置中的入射光束的傳輸路徑上，或者分別位于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?qū)崿F(xiàn)最終的合光目的即可。

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

本發(fā)明實施例對在旋轉(zhuǎn)輪上設(shè)置熒光晶體的形式、以及對熒光晶體的顏色和數(shù)量不做具體的限制。

本實施例提供的投影光源，由激光光源和熒光光源組成，在熒光光源形成過程中，激發(fā)光源發(fā)出激發(fā)光束，透過反射型聚光裝置并經(jīng)過光導管勻化輸出，使得激發(fā)光束光斑先得到一定的勻化，熒光晶體受光導管透過的激發(fā)光受激進行發(fā)光后，被設(shè)置于熒光晶體遠離光導管一側(cè)的變形反射鏡反射至反射型聚光裝置，并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(jù)驅(qū)動部件的控制使其表面發(fā)生變形，從而可以改變?nèi)肷涔馐姆瓷浣嵌?，熒光光束?jīng)過變形反射鏡反射后，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，避免了熒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，降低了熒光光斑不同區(qū)域光強的強弱對比度，使熒光光束的光斑能量分布也呈現(xiàn)均勻化。

另一方面，由于熒光晶體受激面一側(cè)緊貼光導管設(shè)置，從而受激產(chǎn)生的熒光基本都被光導管收集，且熒光光束進入光導管后，經(jīng)過了光導管的多次反射后再出射，能夠?qū)晒夤馐鸬揭欢ǖ膭蚧饔茫瑫r相比于現(xiàn)有技術(shù)中通過透鏡收集而容易損失大發(fā)散角度的光束，減小了光損，提高了熒光的收集效率。

以及在另一方案中，由于在熒光激發(fā)裝置中還設(shè)置了分光裝置，一部分熒光被分光裝置透射，并被探測裝置探測得到熒光的光斑分布，探測裝置根據(jù)光斑分布情況形成反饋信號提供給變形反射鏡的驅(qū)動部件，能夠使得變形反射鏡的變形具有目的性和可控性，及時改善熒光光斑分布不均勻的情況。

本發(fā)明實施例提供的投影光源能夠提高熒光部分的均勻性，并提高熒光的收光效率，從而提高了投影光源的照明質(zhì)量和整體亮度。

實施例三、

參見圖5，為基于圖2C提供的另一種投影光源的光學架構(gòu)示意圖。圖5所示的光學架構(gòu)的示意圖與圖2C所示的架構(gòu)圖相似，不同之處在于，紅色激光器和藍色激光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(gòu)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(gòu)圖中，相比圖2C，二向色鏡209、藍色激光器210以及紅色激光器211設(shè)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反射過來的綠色熒光到分光裝置207，反射藍色激光器210發(fā)出的藍色激光和紅色激光器211發(fā)出的紅色激光到分光裝置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熒光光斑均勻性的部分光束，并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熒光、藍色激光以及紅色激光，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(chǔ)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，而是采用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(fā)明實施例基于圖2B所示的投影光源光學架構(gòu)提供的另一種光學架構(gòu)，圖6所示的光學架構(gòu)示意圖與圖2B所示的架構(gòu)圖相似，不同之處在于，圖2B采用波前傳感器而圖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制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)過壓縮以后由相機內(nèi)部的閃速存儲器或內(nèi)置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計算機，并借助于計算機的處理手段，根據(jù)需要和想像來修改圖像。

圖6所示的光學架構(gòu)中，光束的傳輸路徑與圖2B相同，只是控制變形反射鏡發(fā)生變化的反饋控制過程與圖2B中的不一樣，在此對激光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透過的極少部分熒光照射到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，隨機并行梯度下降算法（stochastic parallel gradient descent algorithm，簡稱SPGD）就可以根據(jù)熒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(jié)合SPGD算法調(diào)整變形反射鏡表面的凸凹結(jié)構(gòu)分布規(guī)律，改變反射熒光的勻化程度，進而提高熒光光束的勻化程度。其中，SPGD算法不需要進行波前測量，系統(tǒng)中不需要采用波前傳感器，也無需進行波前重構(gòu)，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(yōu)化的目標函數(shù)，降低了系統(tǒng)和算法的復雜性。

實施例五、

參見圖7，為本發(fā)明實施例基于圖6所示的投影光源的光學架構(gòu)提供的另一種光學架構(gòu)示意圖。

圖7所示的光學架構(gòu)的示意圖與圖6所示的架構(gòu)圖相似，不同之處在于，紅色激光器和藍色激光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(gòu)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(gòu)圖中，相比圖6，將二向色鏡209、藍色激光器210以及紅色激光器211設(shè)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反射過來的綠色熒光到分光裝置207，反射藍色激光器210發(fā)出的藍色激光和紅色激光器211發(fā)出的紅色激光到分光裝置207，分光裝置207透過極少部分用于探測光斑均勻性的熒光，并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熒光、藍色激光以及紅色激光，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(fā)明實施例基于圖5所示的投影光源提供的一種投影設(shè)備的光學架構(gòu)示意圖。相比圖5，圖8中包括激發(fā)光源501，聚焦透鏡502，反射型聚光裝置503，光導管504，熒光晶體505，反射部件506，變形反射鏡507，波前傳感器208，第二激光光源510，第三激光光源511，二向色鏡509分布相當于圖5中所示的激發(fā)光源201，聚焦透鏡202，反射型聚光裝置203，光導管204，熒光晶體205，變形反射鏡206，分光裝置207，波前傳感器208，第二激光光源210，第三激光光源211，二向色鏡209，其熒光激發(fā)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(gòu)增設(shè)了勻光部件511、數(shù)字微鏡元件（Digital Micromirror Device，簡稱DMD）芯片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對該光束進行勻光后射到DMD芯片512上。DMD芯片前端的照明系統(tǒng)（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，并投射至投影屏幕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(jié)構(gòu)示意圖的后面同樣的設(shè)置勻光部件511、DMD芯片512、投影鏡頭513以及投影屏幕514，也能構(gòu)成投影設(shè)備，對此不做具體的描述。

從上述的實施例可以看出，本發(fā)明實施例提供的方案中，一種實施中，變形反射鏡對部分熒光進行透射至探測裝置，探測裝置探測該透過的熒光的光斑分布，并形成反饋信號提供給變形反射鏡的驅(qū)動部件，變形反射鏡表面的凸凹結(jié)構(gòu)根據(jù)驅(qū)動部件控制發(fā)生變化，光束經(jīng)過變形反射鏡表面的凸凹結(jié)構(gòu)反射后，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，避免了激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(xiàn)方式中，變形反射鏡不設(shè)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熒光光斑的勻化程度。

實施例七、

基于相同的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明實施例還提供一種激光投影設(shè)備，該激光投影設(shè)備可以包括本發(fā)明上述實施例所提供的投影光源，該激光投影設(shè)備具體可以是激光影院或者激光電視，或者其他激光投影儀器等。

圖9示出了本發(fā)明實施例提供的激光投影設(shè)備示意圖。

如圖9所示，所述激光投影設(shè)備包括：投影光源601，光機602，鏡頭603、投影介質(zhì)604。

其中，投影光源601是本發(fā)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(diào)制，并輸出至鏡頭603進行成像，投射至投影介質(zhì)604（比如屏幕或者墻體等）形成投影畫面。其中，所述的光機602是上述基于激光光源光學架構(gòu)中的DMD芯片。

本實施例提供的投影設(shè)備，應(yīng)用了前述實施例的投影光源，一方面，利用光導管對激發(fā)光進行多次反射勻化后引導至熒光晶體進行激發(fā)，以及受激產(chǎn)生的熒光基本都被與熒光晶體緊貼的光導管收集，減小了光損，且熒光光束也經(jīng)過光導管勻化輸出，利于提高勻化程度；另一方面，在一種實現(xiàn)方式中，分光裝置對部分熒光進行透射至探測裝置，探測裝置探測該透過的熒光的光斑分布，并形成反饋信號提供給變形反射鏡的驅(qū)動部件，變形反射鏡根據(jù)驅(qū)動部件的控制改變?nèi)肷涔馐姆瓷浣嵌龋馐?jīng)過變形反射鏡反射后，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，能夠及時改善熒光光斑分布不均勻的情況。且光束角度的多樣化，避免了激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(xiàn)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熒光光斑的勻化程度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，勻化的熒光使得出射光斑的熱點減少，而在由激光和熒光組成的光源中，熱點主要是由熒光光斑造成的，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(zhì)量。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設(shè)備（系統(tǒng)）、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和／或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計算機程序指令實現(xiàn)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(jié)合?？商峁┻@些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)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。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)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(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)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。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)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。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)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(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。