CN104536245A - 一种基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统，包括用于输出可见光的可见光光源，用于将该可见光光源输出的可见光进行波长选择并输出的光纤布拉格光栅，该光纤布拉格光栅具有不同的中心反射波长，该光纤布拉格光栅包括反射波长调谐装置，该装置通过控制施加在该光纤布拉格光栅的应力、环境温度和振动等来改变该光纤布拉格光栅的中心反射波长，有效消除激光散斑现象。

Description

一种基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统

【技术领域】

本发明涉及激光投影机光源系统，尤指一种基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统。

【背景技术】

传统的投影机以超高压汞灯作为投影光源，灯泡的寿命一般在2000小时到4000小时之间，随着灯泡工作时间的增长，其亮度逐渐减弱，投影图像质量也随之降低。除了寿命较短，投影机灯泡的价格也比较高。尽管灯泡是投影机唯一的消耗材料，却依然出现了用户买得起投影机，用不起投影机的现象，这使得投影机的普及受到了严重地限制。随着激光二极管的不断发展，激光光源以低能耗、高亮度、寿命长、色彩纯净、色域高和随时开关等优点迅速成为了投影领域的“新光源”，并形成了纯激光光源，激光荧光色轮光源和激光LED混合光源三种主要的产品形态。采用激光光源的投影机，由于激光光源的高度相干性，不可避免的会产生散斑现象，而其中，纯激光光源的散斑现象最为严重。为了降低光源成本，目前市面上的大多数激光投影机都采用的是激光荧光色轮光源，为了对荧光色轮进行有效的散热，需要添加额外的风扇，这又产生了新的防尘散热问题。此外，现有的激光投影机光源均基于几何光路对光进行处理，这对光学元件的加工及固定都有着极高的要求，不利于调试。此外，光学零件加工周期长，储存和应用要求较高。

【发明内容】

为了解决上述现有激光投影机光源的技术难题，本发明提供了一种基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统，包括用于输出可见光的可见光光源和用于将所述可见光光源输出的可见光进行波长选择并输出的光纤布拉格光栅。

其中，所述光纤布拉格光栅具有不同的中心反射波长。

其中，所述光纤布拉格光栅包括反射波长调谐装置，该装置通过控制施加在所述光纤布拉格光栅的应力、环境温度和振动等来改变所述光纤布拉格光栅的中心反射波长，有效消除激光散斑现象。

其中，所述激光投影机光源系统还包括用于将所述光源系统进行分光，合光及光传输控制的光路控制部件。

其中，根据所述光源系统具体的结构排布，所述光路控制部件包括光环形器，光开关和光耦合器中的一种或多种。其中，所述激光投影机光源系统各个部件之间通过光纤连接。

其中，所述激光投影机光源系统输出的基色光应至少包括红光、绿光和蓝光。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的一种基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统，通过反射波长调谐装置改变所述光纤布拉格光栅的反射波长，从而调整反射基色光的波段或相位，从本质上削弱了激光光源的散斑现象；本发明的光源系统采用光纤连接，无需额外的防尘散热部件，生产周期短，储存方便，易于组装，调试和维护。本发明的光源系统无振动性元件，噪音低，本发明的基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统采用光纤进行光输出，通过光纤耦合器可将多组光源耦合，从而提高光源光功率。

【附图说明】

图1是本发明基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统的实施例一的结构示意图；

图2是本发明基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统的实施例二的结构示意图。

【具体实施方式】

本发明提供一种基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统。

下面将结合附图和实施例，对本发明基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统的具体实施方式进行进一步详细描述。需要说明的是，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的具体范围。

实施例一

如图1所示，图1是本发明基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统的实施例一的结构示意图，为本发明的一优选实施例，一种基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统，包括光纤布拉格光栅11、12、13和可见光光源2。其中，可见光光源2产生可见白光。光纤布拉格光栅11反射红光，并透射其余可见光；光纤布拉格光栅12反射绿光，并透射其余可见光；光纤布拉格光栅13反射蓝光，并透射其余可见光。

本实施例中，光源系统还包括五个光路控制部件，具体的，包括光开光31、光耦合器32、光环形器33、34和35。各个部件，光纤布拉格光栅11、12、13和可见光光源2之间采用光纤5进行连接。

光环形器33、34和35均为三端口的光环形器，各个光环行器的第一端口与光开关31连接，第二端口分别与光纤布拉格光栅11、12和13连接，第三端口与光耦合器32连接。光开关31为一1×3光开关，该光开关将可见光光源2输出的可见光时序地分光到光环形器33、34和35中，即任意时刻仅有一个光环行器中有光输入。光纤布拉格光栅11、12和13上均设置有反射波长调谐装置，通过反射波长调谐装置使得光纤布拉格光栅11、12和13的中心反射波长具有一定的波长偏移。光耦合器32将光环形器33、34和35输出的光进行耦合并输出。

最终从光源系统基色光输出4依次输出红光基色光、绿光基色光和蓝光基色光。

实施例二

如图2所示，图2是本发明基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统的实施例二的结构示意图，为本发明的另一实施例，一种基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统，包括光纤布拉格光栅11、12和可见光光源2。可见光光源2产生可见白光。光纤布拉格光栅11和12将白光进行波长选择，分割为红光、绿光和蓝光。其中，光纤布拉格光栅11反射红光，并透射其余可见光；光纤布拉格光栅12反射绿光，并透射蓝光。

本实施例中，光源系统还包括光环形器31、32和光开关33共三个光路控制部件。各个部件，光纤布拉格光栅11、12和可见光光源2之间采用光纤5进行连接。

可见光光源2输出光从光环行器31第一端口输入，从光环行器31第二端口输出到光纤布拉格光栅11。光纤布拉格光栅11对输入光进行波长选择，反射红光，并透射其余可见光。反射的红光经从光环行器31第二端口输入，从光环行器31第三端口输出。其余透射光从光环行器32第一端口输入，从光环行器32第二端口输出到光纤布拉格光栅12。光纤布拉格光栅12对输入光再次进行波长选择，反射绿光，并透射蓝光。反射的绿光经从光环行器32第二端口输入，从光环行器32第三端口输出。透射的蓝光，光环形器31第三端口输出的红光和光环形器32第三端口输出的绿光同时输入到光开关33。

光开关33为一3×1光开关，该光开关时序地输出光环形器31第三端口输出光，光环形器32第三端口输出光和光纤布拉格光栅12透射光。

最终从光源系统基色光输出4依次输出红光基色光、绿光基色光和蓝光基色光。

在上述实施方式中，光源系统均采用了可见光光源作为照明光源，采用光纤布拉格光栅进行波长选择，并输出至少红光、绿光和蓝光三基色光。

需要说明的是，本发明的光源系统的结构排布不仅限于上述实施例中的实施方式，本领域的技术人员完全可以通过增加或减少光纤布拉格光栅的个数，更改光源系统的排布方式，替换光路控制部件为同等功能的其他光学元件的方式或其他手段来达到光源系统至少输出红光、绿光和蓝光三基色光。同理，光源系统输出红光、黄光、绿光和蓝光四基色光，红光、绿光、青光和蓝光四基色，红光、黄光、绿光，青光和蓝光五基色光等均包括在本发明的专利保护范围内。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统，所述激光投影机光源系统至少输出红光，绿光和蓝光三基色光，其特征在于，包括可见光光源、光纤布拉格光栅，所述可见光光源用于输出可见光，所述光纤布拉格光栅用于将所述可见光光源输出的可见光进行波长选择并输出。

2.根据权利要求1所述的基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统，其特征在于，所述光纤布拉格光栅具有不同的中心反射波长。

3.根据权利要求2所述的基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统，其特征在于，所述光纤布拉格光栅包括反射波长调谐装置，所述反射波长调谐装置通过控制施加在所述光纤布拉格光栅的应力、环境温度和振动来改变所述光纤布拉格光栅的中心反射波长。

4.根据权利要求1所述的基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统，其特征在于，还包括将所述激光投影机光源系统进行分光，合光及光传输控制的光路控制部件。

5.根据权利要求4所述的基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统，其特征在于，根据所述激光投影机光源系统具体的结构排布，所述光路控制部件包括光环形器，光开关和光耦合器中的一种或多种。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的基于光纤布拉格光栅的激光投影机光源系统，其特征在于，所述激光投影机光源系统各个部件之间通过光纤连接。