CN105388691A - 一种激光光源装置和激光投影设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光光源装置，包括激光器，发出至少一种颜色的激光；波长转换部件，用于受激产生至少一种颜色的荧光；一个光束会聚部件，用于将激光器发出的激光会聚至波长转换部件，减少了光束压缩过程中多片透镜的使用，以及光束会聚部件具有反光曲面，激光器和波长转换部件均位于所述反光曲面的同一侧，压缩了激光入射至波长转换装置之间光路的空间；一个光锥部件，用于将所述至少一种颜色的激光和所述至少一种颜色的荧光的合光光束进行发散角压缩，减少了准直和会聚透镜的使用，简化了激光和荧光合光的压缩光路；匀光部件，用于将经所述光锥部件输出的光束进行匀化输出。本发明提供的激光光源装置能够减少光路元件，压缩光路的空间，简化结构，满足了小型化的要求。

Description

一种激光光源装置和激光投影设备

技术领域

本发明涉及光学设备技术领域，特别涉及一种激光光源装置和激光投影设备。

背景技术

随着激光投影设备的小型化和便携式需求发展，需要提供一种小型化的激光投影设备，尤其是小型化的激光光源装置。

图1为激光光源装置结构图，如图1所示，现有技术中的激光光源装置中包括激光器，例中示意的是蓝色激光器；荧光轮，其上涂覆有绿色荧光粉和黄色荧光粉（或红色荧光粉），荧光轮正面和背面均设置有准直透镜组；由于蓝色激光从激光器出射后光斑面积较大，而荧光轮上激发所需的光斑较小，需要进行光束整形符合荧光激发要求的光斑大小，常用的比如使用由一片凸透镜和一片凹透镜组成的望远镜系统先进行缩束。经过缩束后，再经过一片扩散片，扩散片的作用是对激光光束进行扩散，进一步匀化，防止较小的激光光斑其光能量较高而能量密度分布不均时，易造成荧光轮局部灼伤，降低荧光转换效率。

一般情况下，荧光轮上设置荧光粉区和激光透射区，随着荧光轮的旋转，激光周期性的照射在这两种分区区域。

蓝色激光经光束整形后被二向色镜反射至荧光轮正面，通过准直透镜组的会聚后形成较小的光斑入射荧光轮表面，随着荧光轮的旋转，不同的荧光粉区处于激光的照射下，从而能够发出不同的荧光。图1中用以示意的反射式荧光轮结构是具有可以镜面反射荧光的光滑铝基板，荧光被激发后并被基板表面反射，由于荧光粉发光可看作是朗伯体，发散角度较大，需要经过准直透镜组的准直变成平行或近似平行的光束，再射向二向色镜。

当蓝色激光透射过激光透射区后，从荧光轮背面出射，同时呈会聚后又发散的蓝色激光光束再次经过荧光轮背面的准直透镜组进行准直，并经过位于荧光轮四周的蓝光回路（通常由透镜，反射镜、扩散片等组成）回到二向色镜（此处二向色镜为一个合光元件，也可以是其他具有合光功能的镜片，比如X合光镜），蓝光经过二向色镜的反射，与绿色荧光，黄色荧光进行合光，再共同经过一片聚焦透镜进行聚焦，进行光束收敛，入射到滤色轮进行滤色，以提高颜色的纯度。

其中，滤色轮与荧光轮同步转动，具有对应的颜色分区。根据荧光轮的旋转时序，当荧光轮输出蓝色激光时，蓝色激光透过滤色轮的蓝色激光透射区，当荧光轮输出绿色荧光时，绿色荧光透过滤色轮的绿色滤光区进行绿色滤色，同理，黄色荧光透过滤色轮的红色滤光区过滤得到红色荧光。从而经滤色轮输出得到三基色。

三基色时序的输出进入匀光部件，从而为后面的光机部分提供照明。

由上述可知，现有技术中，一方面激光需要经过多片镜片组成的光束整形光路才能形成较小的光斑到达荧光轮进行荧光的激发，以及至少需要在荧光轮背面设置准直透镜组（对于图1中的反射式荧光轮需要在正面和前面均设置），以对激光和荧光先进行准直，并再进一步会聚后才能进入匀光部件，从而对光束进行压缩（光斑面积压缩或者光发散角度压缩）的过程中光学元件数量多，光路空间体积较大，无法满足小型化的要求。

发明内容

本发明提供了一种激光光源装置和激光投影设备，用以减少光路元件，压缩光路的空间，简化结构，满足了小型化的要求。

本发明通过以下技术方案实现：

提供了一种激光光源装置，包括激光器，发出至少一种颜色的激光；波长转换部件，用于受激产生至少一种颜色的荧光；还包括一个光束会聚部件，用于将激光器发出的激光会聚至波长转换部件，其中，光束会聚部件具有反光曲面，激光器和波长转换部件均位于反光曲面的同一侧；

一个光锥部件，用于将至少一种颜色的激光和至少一种颜色的荧光的合光光束进行发散角压缩；

匀光部件，用于将经光锥部件输出的光束进行匀化输出；

进一步地，光锥部件和匀光部件均包括：一入射端和一出射端；光锥部件的入射端与波长转换装置的出光方向相对，光锥部件的出射端与匀光部件的入射端贴合；其中，光锥部件的入射端的面积小于光锥部件的出射端的面积；

进一步地，光锥部件的出射端的面积小于等于匀光部件入射端的面积。

进一步地，光锥部件与匀光部件一体成型；或者光锥部件的出射端与匀光部件的入射端通过光学胶粘合。

进一步地，光锥部件的侧壁镀有高反射膜，光锥部件的入射端和出射端镀有增透膜；匀光部件的侧壁镀有高反射膜，匀光部件的入射端和出射端镀有增透膜；

进一步地，光束会聚部件为反光碗或反光杯；

进一步地，反光碗或反光杯的反射面为旋转对称非自由曲面或自由曲面；

或者，第一光束会聚部件反光面为旋转对称抛物面，其中，光束会聚部件会聚的激光到达波长转换部件的位置位于旋转对称抛物面的焦点。

进一步地，波长转换部件为透射式荧光轮；

进一步地，透射式荧光轮包括荧光区和激光透射区，其中，荧光区为荧光粉与无机材料混合烧结形成；

进一步地，光锥部件为光锥，匀光部件为光棒。

本发明还提供了一种激光投影设备，包括激光光源装置，光机、镜头，激光光源装置，用于按时序输出三基色光至光机；

光机，用于将激光光源装置输出的光调制输出至镜头；

镜头，用于将光机会聚的光进行成像并投射。其中，激光光源装置应用上述任一方案的激光光源装置。

本发明实施例技术方案至少具有以下有益效果和优点：

在本发明实施例提供的技术方案中，激光光源装置使用一个光束会聚部件将所述激光器发射的激光会聚至波长转换部件，减少了光束压缩过程中多片透镜的使用，由于光束会聚部件具有反光曲面，激光器和波长转换部件均位于反光曲面的同一侧，压缩了激光入射至波长转换装置之间光路的空间；而且，通过使用一个光锥部件对激光和荧光的合光光束进行发散角压缩并进入匀光部件，减少了准直和会聚透镜的使用，简化了激光和荧光合光的压缩光路，该激光光源装置以及采用该激光光源装置的激光投影设备，能够减少光路元件，压缩光路的空间，简化结构，满足了小型化的要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为背景技术中激光光源装置结构图；

图2为本发明实施例中激光光源装置结构图；

图3为本发明实施例中荧光轮平面分布示意图；

图4为本发明实施例中光锥部件的入射端和出射端示意图；

图5为本发明实施例中匀光部件的入射端和出射端示意图；

图6为本发明实施例一中波长转换部件剖面放大示意图；

激光光源装置结构示意图；

图7为本发明实施例二中激光光源装置结构示意图；

图8为本发明实施例二中荧光轮平面分布示意图；

图9为本发明实施例三中激光光源装置结构示意图；

图10为本发明实施例四中激光投影设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

实施例一、

本发明实施例一提供了一种激光光源装置的方案，下面进行具体说明。

图2为激光光源装置结构示意图，如图2所示，装置中可以包括：激光器10、一个光束会聚部件20及波长转换部件30，一个光锥部件40，匀光部件41；其中：激光器10可以为一组或多组，用于发出至少一种颜色的激光；波长转换装置30，用于受激产生至少一种颜色的荧光；一个光束会聚部件20，用于将激光器10发出的激光会聚至波长转换部件30，以激发波长转换部件30上的荧光转换材料发出荧光；光束会聚部件20具有反光曲面，激光器10和波长转换部件30均位于反光曲面的同一侧；光锥部件40，用于将至少一种颜色的激光和至少一种颜色的荧光的合光光束进行发散角压缩；匀光部件41，用于将经光锥部件输出的光束进行匀化输出，具体地，匀化输出至滤光部件50，经过滤色后再时序性输出三基色，为后面的光机部分提供照明。

在具体实施中，光束会聚部件20为反光碗或反光杯，反光碗或反光杯的反射面为旋转对称非自由曲面或自由曲面。

在该架构中，使用反光杯或反光碗接收激光器发出的激光，其中反光碗或反光杯可以是旋转对称非自由曲面，也可以是自由曲面。

实施中，光束会聚部件20反射面为旋转对称抛物面，其中，激光器法向与抛物面杯的对称轴基本平行，光束会聚部件会聚的激光到达波长转换部件的位置位于旋转对称抛物面的焦点。

具体的，激光器中心法线位于抛物面杯的对称轴上方约45mm，荧光轮光斑位置接收处位于抛物面杯的焦点上，从而激光器发出的激光经过反光杯的反射会聚在一点，从而利用一个部件就完成了激光光束到达荧光轮上的会聚，减少了光束压缩过程中多片透镜的使用，由于光束会聚部件具有反光曲面，激光器和波长转换部件均位于反光曲面的同一侧，利用光线反射，对光路进行了折叠，压缩了激光入射至波长转换装置之间光路的空间，利于减小光路的空间体积。

实施中，还可以进一步包括：扩散片，位于波长转换部件30的正前方，用于将光束会聚部件会聚的激光的光斑进行扩散匀化。

由于光束会聚部件20对激光光束聚焦成较小的光斑，为了避免光斑能量密度不均，在波长转换部件30前面还可以设置扩散片，对光束会聚部件20会聚形成的小光斑进行扩散匀化，扩散片可以是静止的，也可以是运动的。

图2中，具体地，波长转换部30为透射式荧光轮，可以为透射式荧光轮。图3为荧光轮平面分布示意图，如图所示，包括荧光区和激光透射区。下面对荧光轮作进一步说明。

使用透射式荧光轮可以减少准直透镜组的使用以及蓝光回路的设计。

实施中，透射式荧光轮包括荧光粉区和激光透射区，其中，荧光区为荧光粉与无机材料混合烧结形成，或，荧光粉涂在两个透明玻璃之间。无机材料包括陶瓷，石英或玻璃。

激光经过透射式荧光轮的荧光粉区可以将转换后的光从荧光轮背面射出，激光经过透射式荧光轮的激光透射区也可以从荧光轮背面射出。

实施中，荧光区至少包括一种颜色的荧光粉，其中，该荧光粉区吸收激光后从而激发出波长不同于激光的荧光。

实施中，在波长转换部件30背面设置有一个光锥部件40，从而与波长转换部件的出光方向相对，用于接收从波长转换部件30背面出射的激光和荧光，并成发散状态的光束进行发散角角度的压缩，光锥部件40将较小发散角度的光束输出至匀光部件41，比如具体可以是光棒，再通过光棒进行匀化。

具体地，光锥部件40和匀光部件41均包括：一入射端和一出射端；光锥部件40的入射端位于波长转换30的出光口处，光锥部件40的出射端与匀光部件41的入射端贴合；在实施中，光锥部件40与匀光部件41可以一体成型，也可以将光锥部件40的出射端与匀光部件41的入射端通过光学胶粘合；以及，光锥部件40的侧壁镀有高反射膜，用于减少光束从侧壁折射产生的光损，入射端和出射端镀有增透膜，用于增加进入入射端口和从出射端口出射的光通量；同理，为达到相同目的，匀光部件41的侧壁镀有高反射膜，入射端和出射端镀有增透膜。

其中，光锥部件40的入射端的面积小于光锥部件40的出射端的面积。

由于波长转换部件30产生的荧光可看作是朗伯体，发散角很大，且激光经在波长转换部件30会聚后再呈发散状态。而DMD芯片及投影镜头对从光棒输出的光线角度有特殊要求。比如，一般的超短焦投影镜头，要求从光棒输出光线角度不大于25度，所以本发明实施例中通过控制光锥部件40入射面和出射面的面积对进入光棒的荧光发散角度进行压缩。

参考图4所示的光锥部件40的入射端和出射端的平面示意图，具体的，光锥部件缩小荧光发散角度的原理为：光线照射到光锥侧壁上发生全反射,每反射一次，光线的发散角就相应的减小一次，最终减小光锥出射端412射出光线的发散角。根据光在透射型元件中传输光学扩展量不变原理，可得：，其中，S为光束面积，为光束的发散角度，C为常数。因为光锥部件40入射端401的面积小于光锥部件40的出射端402的面积，所以由上述公式可知当面积增大时，光束的发散角度缩小，所以通过使光锥部件40的入射端401的面积小于光锥部件40的出射端402的面积，能够对荧光的发散角进行缩小。

以下以光锥部件40的入射端401为边长为a的正方向，光锥部件40的出射端402为边长为b的正方向为例对上述实施例中光锥的工作原理进行进一步的说明。

由光在透射型元件中传输光学扩展量不变原理可得：

；其中为荧光射入光锥部件40时的入射角度；为荧光射出光锥部件40时的出射角度。由于光锥部件40的入射端401的面积小于光锥部件40的出射端402的面积；所以b大于a；所以荧光的出射角度小于荧光的入射角度，即荧光经过光锥部件40后扩散角度缩小。可通过改变a,b的值，得到所需的。

需要说明的是，以上以光锥部件40的入射端401和出射端402均为正方形为例对光锥的原理进行说明，但本发明实施例并不限定于此，本发明实施例中的光锥部件40的入射端401和出射端402和可以为其他形状，例如：长方形、三角形、五边形等其他多边形。本发明的实施例中对光锥部件40的入射端401和出射端402的形状不作限定，只需满足光锥部件40的入射端401的面积小于光锥部件40的出射端402的面积即可。

此外，上述实施例中的光锥部件40和匀光部件41可以为实心的也可以为空心的，当光锥部件40和匀光部件41为实心时，可以采用透明材质（例如：玻璃、光学塑料、透明无机陶瓷等）按照预设的光锥部件40和匀光部件41的形态切割形成光锥部件40和匀光部件41；当光锥部件40和匀光部件41为空心时，可以通过反射材质（例如：反光片、反射镜等）切割形成光锥部件40和匀光部件41各个面的形状，然后通过切割形成的各个面围设形成光锥部件40和匀光部件41。

现有技术中通过一准直透镜组和一聚焦透镜缩小入射光棒的光束的发散角度，而准直透镜组至少包括一较小的超球面透镜和以较大的球面透镜，因此光束传播过程中需要经过多个透镜，使得光路中透镜使用较多，光路复杂且光路长，从而光路体积大，同时光束的亮度损失较大，且准直透镜组中的超球面透镜加工难度较大，成本较高。本发明实施例通过光锥部件缩小入射光棒的光束的发散角度，因为光束只需经过一个光锥部件就完成光束发散角度的压缩，且光锥部件的出射端与光棒的入射端贴合，可以减小光束的亮度损失，此外，由于无需使用超球面透镜，所以还可以降低镜片的加工难度和生产成本。

进一步的，若将匀光部件41的入射端411与光锥部件40的出射端402直接紧密贴合，且光锥部件40的出射端402的面积与匀光部件41的入射端411的面积相等，则会有光线从光锥部件40的出射端402与匀光部件41的入射端411之间漏出，因此光束会有一定的亮度损失。解决光线亮度损失的一种方案为：使用光学胶水固定光锥部件40的出射端402与匀光部件41的入射端411的贴合处。第二种方案为：使光锥部件和光棒一体成型。第三种方案为：使匀光部件41的入射端411的面积稍大于光锥部件40的出射端402的面积。其中第一种方案中，高功率激光的照射缩短光学胶水的使用寿命，进而缩短整个光源的使用寿命。因此，优选的采用第二和第三种方案。

即，优选的匀光部件41的入射端411的面积稍大于光锥部件40出射端401的面积。示例性的，可以使匀光部件41的入射端411的各个边的边长都比光锥部件40出射端401的各个的边长大0.5mm。

或者，优选的，使光锥部件和匀光部件一体成型。使光锥部件和光棒一体成型时，光线不会从匀光部件41的入射端411与光锥部件40的出射端402间漏出，因此可以进一步减小光束的亮度损失。

优选的，光锥部件40的侧壁镀有高反射膜，光锥部件40的入射端401和出射端402镀有增透膜；匀光部件41的侧壁镀有高反射膜，匀光部件41的入射端411和出射端412镀有增透膜。

在光锥部件40的侧壁镀高反射膜以及在匀光部件41的侧壁镀高反射膜，可以防止光锥、光棒内部传播的光线从光锥、光棒的侧壁射出，所以可以减小光束的亮度损失；此外，在光锥部件40的入射端401和出射端402镀增透膜以及在匀光部件41的入射端411和出射端412镀增透膜，可以提高光线在光锥的入射端401和出射端402以及光棒的入射端411和出射端412的透过率，所以可以进一步减小光束的亮度损失。

此外，上述实施例中的光锥部件40和匀光部件41可以为实心的也可以为空心的，当光锥部件40和匀光部件41为实心时，可以采用透明材质（例如：玻璃、塑料、无机陶瓷等）按照预设的光锥部件40和匀光部件41的形态切割形成光锥部件40和匀光部件41；当光锥部件40和匀光部件41为空心时，可以通过反射材质（例如：反光片、反射镜等）切割形成光锥部件40和匀光部件41各个面的形状，然后通过切割形成的各个面围设形成光锥部件40和匀光部件41。

经过匀光部件41的匀化后，激光和荧光形成的三基色光还进入滤光部件50，通常为滤色轮，进行滤色，提高荧光的颜色纯度，从而得到颜色更佳的三基色，输出至光机的照明系统。

为了更清楚地理解本发明，下面以单色激光光源装置为例来对本装置采用的光学元件及其位置关系进行说明。

参见图2，具体地，激光器是蓝色激光器，波长转换装置的荧光区是绿色荧光粉区和黄色荧光粉区；

或，激光器是紫色激光器，荧光区是蓝色荧光粉区、绿色荧光粉区和黄色荧光粉区，或，蓝色荧光粉区、绿色荧光粉区和红色荧光粉区；

或，激光器是紫外激光器，荧光区是蓝色荧光粉区、绿色荧光粉区和黄色荧光粉区，或，蓝色荧光粉区、绿色荧光粉区和红色荧光粉区。

本实施例采用蓝色激光器，并采用绿色荧光粉区和黄色荧光粉区作为荧光粉区，在实际应用中并不仅限于这一种情况，本实施例仅用于教导本领域技术人员如何实施本方案。

具体的，荧光粉区位于透明基板上，比如可以是荧光粉与无机陶瓷材料混合烧结形成，或者荧光粉涂覆在透明玻璃上。其中位于荧光粉外层具有反射层，当为荧光粉和无机材料混合烧制时，该外层即为基板混合体的外表面；当荧光粉夹在两层玻璃中间时，该外层可指激光入射面的玻璃与荧光粉层接触的内侧。图6为荧光轮剖面示意图，如图所示，其中，深色部分是反射层，当一部分具有向外发散角度的荧光到达该反射层时，会被反射回来，从而荧光经过荧光轮透明基体透射出去，即从荧光轮背面出射。

具体实施中，当激光器是蓝色激光器，发射蓝色激光，荧光粉区是绿色荧光粉区和黄色荧光粉区，蓝色激光经过绿色荧光粉区转换为绿色荧光，黄色激光经过黄色荧光粉区转换为黄色荧光，从黄色荧光中过滤得到红色荧光，蓝色激光、绿色荧光和红色荧光从透射式荧光轮背面射出，形成三基色。

实施例二、

本发明实施例二提供了又一种激光光源装置，如图7所示，包括蓝色激光器11、合光部件13、红色激光器12、反光杯或反光碗20、扩散片21、透射式荧光轮30、光锥部件40以及匀光部件41，以及滤光部件50。

对透射式荧光轮的具体结构和材料以及对蓝色激光器11和红色激光器12发射的蓝色激光和红色激光如何经过透射式荧光轮30透射出去进行具体说明。

实施中，激光器包括蓝色激光器和红色激光器，荧光区是以下荧光粉区之一或者其组合：绿色荧光粉区、黄色荧光粉区；

实施中，若激光器包括蓝色激光器11和红色激光器12，荧光区是以下荧光粉区之一或者其组合：绿色荧光粉区、黄色荧光粉区，进一步包括：合光部件13；其中，合光部件13，用于将红色激光器发射的红色激光，和，蓝色激光器发射的蓝色激光，转换为光路方向相同的光。

具体地，合光部件13为镀有介质膜的二向色镜或者具有间隔的反射镜组单元。合光部件13，比如为具镀有介质膜的二向色镜，一种颜色激光可从二向色镜透射，另一种颜色的激光被二向色镜反射，从而两种颜色的激光沿同一方向出射，完成合光，或者为具有间隔的反射镜组单元，一种颜色的激光可以通过间隔透射，另一种颜色的激光可以被反射镜单元反射，合成方向一致的一路光，合光后通过反光杯或反光碗反射，并通过扩散片进行扩散消散斑后入射荧光轮。

荧光轮的激光透射区需要根据蓝色激光器和红色激光器的点亮时序设置对应的蓝色激光透射区和红色激光透射区，图8为荧光轮平面分布示意图。蓝色激光可以从蓝色激光透射区透射出去，红色激光可以从红色激光透射区透射出去。荧光粉区只需设置绿色荧光粉即可，也即形成绿色荧光粉区，激光经过绿色荧光粉区转换为绿色荧光。荧光轮做周期性旋转运动，从而能够依次从透射式荧光轮背面透射蓝色激光，红色激光，以及绿色荧光，形成三基色。

在本发明实施例中，与实施例一中不同的是，激光器为双色激光器，需要设置合光部件将两种颜色的光合成同一方向出射，以及波长转换部件需要根据激光颜色的种类设置对应的透射区，以及，光锥部件接收到的波长转换装置背面出射的颜色为两种颜色的激光和一种颜色的荧光，在本实施例二中，波长转换部件30仍为透射式荧光轮，以及反光杯或反光碗20，光锥部件40，匀光部件41的作用过程和结构可以与实施例一中相同，相同的内容在此不再赘述，因此，本发明实施例二提供的双色激光光源装置，同样可以减少光路元件，压缩光路的空间，简化结构，满足了小型化的要求。

实施例三、

本发明实施例三提供了又一种激光光源装置，如图8所示。与实施例一中的光源结构相比，在波长转换部件30的背面，或者光输出口之后，以及光锥部件40之前还设置有第二反光杯或反光碗部件60，这样设置的原因是在于：由于光源装置后面的光机系统中DMD芯片的尺寸不同，从而接收的光斑大小不同，而光锥部件和光棒组合使用，光棒的出射光斑可视为与光锥部件的出射端的光斑大小一致，如果DMD芯片要求的光斑面积较小，则需要对光束的发散角进一步压缩或者压缩光斑的面积，满足需求。因此，优选地，在发散光束入射光锥部件之前先经过反光杯或反光碗的会聚，使得光束会聚到光锥的入射端口，从而一方面减小了光束光斑面积，同时，也使得发散角度得到第一次压缩，

再次经过光锥部件后，光束的发散角度再次压缩，从而得到符合照明要求的面积较小且光束发散角度较小的光斑。

作为本发明实施例三的改性，反光杯或反光碗60也可替换为聚焦透镜，利用透镜的会聚作用对光束的发散角度进行初次压缩。

本发明实施例三中，在实施例一基础上通过在光锥部件之前再添加光束会聚部件，能够使得经光锥部件和匀光部件作用后的光束符合小尺寸DMD芯片的入射要求。同时，本发明实施例中反光碗或反光杯20，波长转换部件30，反光碗或反光杯60，光锥部件40，匀光部件41的作用过程和结构与实施例一中类似，相同的内容不再赘述，并且本发明实施例三同样可以达到实施例一中的有益效果。

以及，需要说明的是，本发明实施例中的激光器可以是单色激光器，也可以如实施例二中所示的双色激光器。

综上，一个或多个实施例提供的激光光源装置，使用一个光束会聚部件将所述激光器发射的激光会聚至波长转换部件，减少了光束压缩过程中多片透镜的使用，由于光束会聚部件具有反光曲面，激光器和波长转换部件均位于反光曲面的同一侧，压缩了激光入射至波长转换装置之间光路的空间；而且，通过使用一个光锥部件对激光和荧光的合光光束进行发散角压缩并进入匀光部件，减少了准直和会聚透镜的使用，简化了激光和荧光合光的压缩光路，该激光光源装置以及采用该激光光源装置的激光投影设备，能够减少光路元件，压缩光路的空间，简化结构，满足了小型化的要求。

实施例四、

本发明实施例还提供了一种激光投影设备的方案，下面进行具体说明。

图9为激光投影设备结构示意图，如图9所示，设备中可以包括：激光光源901、光机902以及镜头903；其中：

激光光源装置901，用于按时序输出光至光机；

光机902，用于将激光光源装置输出的光会聚至镜头；

镜头903，用于将光机会聚的光进行投射。

本实施例提供的激光投影设备可以采用上述实施例中任一激光光源装置，这样，可以减少光路元件，压缩光路的空间，简化结构，满足激光投影设备小型化和便携的要求。

实施中，光机902包括照明系统和DMD芯片；其中：

照明系统，用于接收光源装置中的匀光部件或者滤光装置输送的光并投射至DMD芯片上；

DMD芯片，用于对接收到的光进行调制并调节进入镜头903的光量。

DMD芯片可看做由极多个微小的反射镜组成，这些微反射镜能够在电流驱动下在一定角度范围内进行翻转，以调节进入镜头的光量，从而使图像上呈现不同的色彩。

实施中，镜头903为超短焦投影镜头。采用超短焦投影镜头的超短焦投影设备，适合家庭或者便携式使用，超短焦投影镜头的特点是可以在低投射比下仍投射出高质量的图像。且超短焦投影镜体积小，更适合家庭使用的激光投影设备的或便携式激光投影设备。

下面对激光投影设备如何进行投影进行具体说明。

激光光源可以采用实施例一至的三中的激光光源，即单色或者双色激光光源方案，光源混合形成白光并时序性地输出三基色光，三基色光通过匀光部件进入光机部分，经过DMD的调制，到达镜头，由镜头内一组光学镜片，包括多片凸透镜、凹透镜、非球面透镜、曲面反射镜等的多次折射和反射进行投影，形成投影图像。

根据上述实施，激光投影设备可以满足小型化和便携的要求。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种激光光源装置，包括激光器，发出至少一种颜色的激光；波长转换部件，用于受激产生至少一种颜色的荧光；其特征在于，还包括一个光束会聚部件，用于将所述激光器发出的激光会聚至所述波长转换部件，其中，所述光束会聚部件具有反光曲面，所述激光器和所述波长转换部件均位于所述反光曲面的同一侧；

一个光锥部件，用于将所述至少一种颜色的激光和所述至少一种颜色的荧光的合光光束进行发散角压缩；

匀光部件，用于将经所述光锥部件输出的光束进行匀化输出。

2.根据权利要求1所述的激光光源装置，其特征在于，所述光锥部件和所述匀光部件均包括：一入射端和一出射端；所述光锥部件的入射端与所述波长转换装置的出光方向相对，所述光锥部件的出射端与所述匀光部件的入射端贴合；

其中，所述光锥部件的入射端的面积小于所述光锥部件的出射端的面积。

3.根据权利要求2所述的激光光源装置，其特征在于，所述光锥部件的出射端的面积小于等于所述匀光部件入射端的面积。

4.根据权利要求2所述的激光光源装置，其特征在于，所述光锥部件与所述匀光部件一体成型。

5.根据权利要求2所述的激光光源装置，其特征在于，所述光锥部件的出射端与所述匀光部件的入射端通过光学胶粘合。

6.根据权利要求2所述的激光光源装置，其特征在于，

所述光锥部件的侧壁镀有高反射膜，所述光锥部件的入射端和出射端镀有增透膜；所述匀光部件的侧壁镀有高反射膜，所述匀光部件的入射端和出射端镀有增透膜。

7.根据权利要求1所述的激光光源装置，其特征在于，所述光束会聚部件为反光碗或反光杯。

8.根据权利要求7所述的激光光源装置，其特征在于，所述反光碗或反光杯的反射面为旋转对称非自由曲面或自由曲面。

9.根据权利要求1所述的激光光源装置，其特征在于，所述第一光束会聚部件反光面为旋转对称抛物面，其中，所述光束会聚部件会聚的激光到达所述波长转换部件的位置位于所述旋转对称抛物面的焦点。

10.根据权利要求1所述的激光光源装置，其特征在于，所述波长转换部件为透射式荧光轮。

11.根据权利要求10所述的激光光源装置，其特征在于，所述透射式荧光轮包括荧光区和激光透射区，其中，所述荧光区为荧光粉与无机材料混合烧结形成。

12.根据权利要求1所述的激光光源装置，其特征在于，所述光锥部件为光锥，所述匀光部件为光棒。

13.一种激光投影设备，其特征在于，包括：光机、镜头以及权利要求1至12任一所述的激光光源装置；其中：

所述激光光源装置，用于按时序输出三基色光至所述光机；

所述光机，用于将所述激光光源装置输出的光调制输出至所述镜头；

所述镜头，用于将光机会聚的光进行成像并投射。