CN104216212A - 激光投影装置及其光源系统 - Google Patents

Abstract

一种光源系统中第一激光器发出的第一激光通过消除散斑环形透镜，再经由第二准直镜以及第一分光镜，再经第二分光镜反射形成蓝色的第一照明光束。第二激光器发出的第二激光通过第二分光镜的反射到达转盘的黄色荧光层，第二激光激发成黄色光，黄色光沿原光路返回通过第二分光镜形成第二照明光束。蓝色光与黄色光合束成照明用的白色光束。上述光源系统可以分别形成两束连续的蓝色光及黄色光，连续的蓝色光及黄色光经过合束，形成连续的白色光束。因此，上述光源系统中不会产生间断的白色光，提高了转换白光的效率。还提供一种激光投影装置。

Description

激光投影装置及其光源系统

技术领域

本发明涉及一种光学装置，特别是涉及一种激光投影装置及其光源系统。

背景技术

激光是一种亮度极高、颜色极纯、能量密度极大的定向光，随着投影技术的不断发展，激光光源由于它在色彩、寿命、稳定性上的超高优势，开始被研发应用于投影机领域，并迅速成为热点。

在传统3LCD液晶显示器(Liquid Crystal Display)空间光分投影装置的光源系统中，大多采用蓝色的激光投射至色轮上，色轮包括多个涂布有荧光材料的扇形反射区，并且还设有透射蓝光的扇形透射区。色轮转动，照射到荧光层的激光激发荧光粉分别产生红色光及绿色光，透射的部分蓝光经反射镜反射回来，与红色光、绿色光组合形成用于照明的白光。这种激光照射到转动的色轮上，将一束激光分成三段不同颜色的光束，再进行组合形成的白光的形式，红光、绿光、蓝光实为相互间断的光束，只有当红、绿、蓝色光同时存在的时候，才能合成照明用白光。因此，当红光、绿光、蓝光分布不均匀的时候，很容易造成光束的浪费，使得利用激光转换成白光的效率较低。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够提高白光转换效率的光源系统。

一种光源系统，包括第一激光器、第二激光器、第一准直透镜、第二准直透镜、第三准直透镜、第一分光镜、第二分光镜、消除散斑透镜及转动组件；

所述转动组件包括转盘及位于转盘中央的转轴，所述转轴转动带动所述转盘转动，所述转盘的一侧面上设有黄色荧光层，所述转盘的外周缘设有消除散斑环形透镜，所述消除散斑环形透镜用于将入射激光分散；

所述第一激光器用于发出第一激光，所述消除散斑透镜设于所述第一激光器的一侧，所述消除散斑透镜用于将所述第一激光分散，所述第一准直透镜设于所述消除散斑透镜远离所述第一激光器的一侧，所述消除散斑环形透镜设于所述第一准直透镜远离所述消除散斑透镜的一侧，所述第二准直透镜设于所述消除散斑环形透镜远离所述第一准直透镜的一侧，所述第一分光镜设于所述第二准直透镜远离所述消除散斑环形透镜的一侧，所述第一激光器的光轴、所述第一准直透镜的光轴、所述第二准直透镜的光轴均位于同一直线上；

所述第二激光器用于发出第二激光，所述第二激光器靠近所述转盘设有所述黄色荧光层的一侧设置，所述第二激光器的光轴与所述第一激光器的光轴垂直，所述第二分光镜设于所述第二激光器的一侧，且所述第二分光镜与所述第一分光镜平行设置，所述第三准直透镜设于所述第二分光镜与所述转盘之间，所述第三准直透镜的光轴与所述第二准直透镜的光轴平行；

所述第一激光经所述第一准直透镜入射于所述消除散斑环形透镜上，所述消除散斑环形透镜用于将所述第一激光分散，所述第一激光透过所述消除散斑环形透镜入射于所述第二准直透镜上，所述第一激光经所述第二准直透镜入射于所述第一分光镜，所述第一激光经所述第一分光镜反射到所述第二分光镜上，经所述第二分光镜反射出去形成第一照明光束；

所述第二激光经所述第二分光镜反射后入射到所述第三准直透镜上，经所述第三准直透镜准直透射，入射到所述黄色荧光层上，所述第二激光经所述黄色荧光层激发成黄色光，所述黄色光出射，经所述第三准直透镜入射于所述第二分光镜上，经所述第二分光镜透射出形成第二照明光束，所述第二照明光束与所述第一照明光束平行，所述第一照明光束与所述第二照明光束合束。

在其中一个实施例中，还包括传动电机，所述传动电机与所述转轴连接，所述传动电机带动所述转轴转动。

在其中一个实施例中，所述消除散斑环形透镜的表面设于漫反射层。

在其中一个实施例中，所述消除散斑透镜的表面设有漫反射层。

在其中一个实施例中，所述漫反射层为磨砂玻璃层。

还提供一种激光投影装置。

一种激光投影装置，包括上项所述光源系统。

含有上述光源系统的激光投影装置中，第一激光器发出的第一激光通过消除散斑环形透镜，再经由第二准直镜以及第一分光镜，再经第二分光镜反射形成第一照明光束。第二激光器发出的第二激光通过第二分光镜的反射到达转盘的黄色荧光层，第二激光激发成黄色光，黄色光沿原光路返回通过第二分光镜形成第二照明光束。第一照明光束为蓝色光，第二照明光束为黄色光，蓝色光与黄色光合束成白色光束，利用白色光束进行照明。上述光源系统可以分别形成两束连续的蓝色光及黄色光，连续的蓝色光及黄色光经过合束，形成连续的白色光束。因此，上述光源系统中不会产生间断的白色光，提高了转换白光的效率。

并且，上述光源系统的照明白光为连续光，亮度较高，提高激光投影装置的成像效果。

并且，上述光源系统通过一个转动组件，就可以实现对两束激光的消散及激发荧光的作用。上述光源系统避免使用大量用于反射蓝光的反射镜，因此，上述光源系统结构紧凑，体积较小，有利用激光投影装置的小型化发展。

附图说明

图1为一实施方式光源系统的光路图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本实施方式的光源系统包括两个激光器、三个准直透镜、两个分光镜、消除散斑透镜及转动组件。

两个激光器分别为第一激光器111及第二激光器112。三个准直透镜分别为第一准直透镜121、第二准直透镜122、第三准直透镜123。两个分光镜分别为第一分光镜131及第二分光镜132。消除散斑透镜140用于透射激光，并将激光打散。消除散斑透镜140的表面设有漫反射层。

转动组件包括转盘151及位于转盘151中央的转轴152。转轴152转动带动转盘151转动，转盘151的一侧面上设有黄色荧光层153，转盘151的外周缘设有消除散斑环形透镜154。消除散斑环形透镜154用于将入射激光分散。消除散斑环形透镜154的表面设于漫反射层。当激光照射于消除散斑环形透镜154上时，激光在漫反射层发生漫反射，因此可以达到打散激光的目的，经消除散斑环形透镜154打散的激光在成像过程中可以防止产生散斑。可以理解，漫反射层可以为磨砂玻璃层。

第一激光器111用于发出第一激光。第一激光为蓝色光。消除散斑透镜140设于第一激光器111的一侧，消除散斑透镜140用于将第一激光分散。第一准直透镜121设于消除散斑透镜140远离第一激光器111的一侧，消除散斑环形透镜154设于第一准直透镜121远离消除散斑透镜140的一侧。第二准直透镜122设于消除散斑环形透镜154远离第一准直透镜121的一侧。第一分光镜131设于第二准直透镜122远离消除散斑环形透镜154的一侧。第一分光镜131用于全反射第一激光。第一激光器111的光轴、第一准直透镜121的光轴、第二准直透镜122的光轴均位于同一直线上。

第二激光器112用于发出第二激光。第二激光为蓝色光。第二激光器112靠近转盘151设有黄色荧光层153的一侧设置。第二激光器112的光轴与第一激光器111的光轴垂直。第二分光镜132设于第二激光器112的一侧，且第二分光镜132与第一分光镜131平行设置。第三准直透镜123设于第二分光镜132与转盘151之间。第三准直透镜123的光轴与第二准直透镜122的光轴平行。

第一激光经第一准直透镜121入射于消除散斑环形透镜154上，消除散斑环形透镜154用于将第一激光分散。第一激光透过消除散斑环形透镜154入射于第二准直透镜122上。第一激光经第二准直透镜122入射于第一分光镜131，第一激光经第一分光镜131反射到第二分光镜132上，经第二分光镜132反射出去形成第一照明光束。

第二激光经第二分光镜132反射后入射到第三准直透镜123上，经第三准直透镜123准直透射，入射到黄色荧光层153上。第二激光经黄色荧光层153激发形成黄色光，黄色光出射，经过第三准直透镜123，入射于第二分光镜132上，经第二分光镜132透射出形成第二照明光束。第二照明光束与第一照明光束平行。第一照明光束为蓝色光，第二照明光束为黄色光，第一照明光束与第二照明光束合束成白色光束，利用白色光束进行照明。

具体在本实施方式中，第一照明光束的光斑与第二照明光束的光斑形状相同，第一照明光束与第二照明光束重合。

上述光源系统还包括传动电机(图未示)。传动电机与转轴152连接，传动电机带动转轴152转动。

上述光源系统中，第一激光器111发出的第一激光通过消除散斑环形透镜154，再经由第二准直镜122以及第一分光镜131，再经第二分光镜132反射形成第一照明光束。第二激光器112发出的第二激光通过第二分光镜132的反射到达转盘151的黄色荧光层153，第二激光激发成黄色光，黄色光沿原光路返回通过第二分光镜132形成第二照明光束。第一照明光束与第二照明光束合束成白色光束，利用白色光束进行照明。上述光源系统100可以分别形成两束连续的蓝色光及黄色光，连续的蓝色光及黄色光经过合束，形成连续的白色光束，提高了转换白光的效率。

并且，上述光源系统100的照明白光为连续光，亮度较高，提高激光投影装置的成像效果。

并且，上述光源系统100通过一个转动组件，就可以实现对两束激光的消散及激发荧光的作用。上述光源系统100避免使用大量用于反射蓝色光的反射镜，因此，上述光源系统100结构紧凑，体积较小，有利用激光投影装置的小型化发展。

还提供一种激光投影装置(图未示)。激光投影装置包括上述光源系统100。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种光源系统，其特征在于，包括第一激光器、第二激光器、第一准直透镜、第二准直透镜、第三准直透镜、第一分光镜、第二分光镜、消除散斑透镜及转动组件；

所述转动组件包括转盘及位于转盘中央的转轴，所述转轴转动带动所述转盘转动，所述转盘的一侧面上设有黄色荧光层，所述转盘的外周缘设有消除散斑环形透镜，所述消除散斑环形透镜用于将入射激光分散；

所述第一激光器用于发出第一激光，所述消除散斑透镜设于所述第一激光器的一侧，所述消除散斑透镜用于将所述第一激光分散，所述第一准直透镜设于所述消除散斑透镜远离所述第一激光器的一侧，所述消除散斑环形透镜设于所述第一准直透镜远离所述消除散斑透镜的一侧，所述第二准直透镜设于所述消除散斑环形透镜远离所述第一准直透镜的一侧，所述第一分光镜设于所述第二准直透镜远离所述消除散斑环形透镜的一侧，所述第一激光器的光轴、所述第一准直透镜的光轴、所述第二准直透镜的光轴均位于同一直线上；

所述第二激光器用于发出第二激光，所述第二激光器靠近所述转盘设有所述黄色荧光层的一侧设置，所述第二激光器的光轴与所述第一激光器的光轴垂直，所述第二分光镜设于所述第二激光器的一侧，且所述第二分光镜与所述第一分光镜平行设置，所述第三准直透镜设于所述第二分光镜与所述转盘之间，所述第三准直透镜的光轴与所述第二准直透镜的光轴平行；

所述第一激光经所述第一准直透镜入射于所述消除散斑环形透镜上，所述消除散斑环形透镜用于将所述第一激光分散，所述第一激光透过所述消除散斑环形透镜入射于所述第二准直透镜上，所述第一激光经所述第二准直透镜入射于所述第一分光镜，所述第一激光经所述第一分光镜反射到所述第二分光镜上，经所述第二分光镜反射出去形成第一照明光束；

所述第二激光经所述第二分光镜反射后入射到所述第三准直透镜上，经所述第三准直透镜准直透射，入射到所述黄色荧光层上，所述第二激光经所述黄色荧光层激发成黄色光，所述黄色光出射，经所述第三准直透镜入射于所述第二分光镜上，经所述第二分光镜透射出形成第二照明光束，所述第二照明光束与所述第一照明光束平行，所述第一照明光束与所述第二照明光束合束。

2.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，还包括传动电机，所述传动电机与所述转轴连接，所述传动电机带动所述转轴转动。

3.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述消除散斑环形透镜的表面设于漫反射层。

4.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述消除散斑透镜的表面设有漫反射层。

5.根据权利要求3或4所述的光源系统，其特征在于，所述漫反射层为磨砂玻璃层。

6.一种激光投影装置，其特征在于，包括权利要求1～5任意一项所述光源系统。