CN105573035B - 一种可扩展激光光源的投影机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可扩展激光光源的投影机，包括投影镜头和光学引擎模组，还包括激光光源模组、连接所述激光光源模组的固定板以及整形镜片；所述激光光源模组包括金属外壳和安装在所述金属外壳内基板上的激光器阵列，所述激光器阵列中的每一个半导体激光器的光线路径上都有一个倾斜设置的第一反射透镜，在激光器阵列的同一侧设置有一列第二反射透镜和一个第三反射透镜，所述第三反光镜与所述整形镜片对应设置。本发明在激光器数量的设计上可以支持扩展，在激光光源模组的设计上可以支持扩展，从而大大提高了不同亮度产品开发的灵活性，亦可以使激光投影机达到非常高的亮度。同时，由于激光光源模组化的设计，后期维护时也非常方便。
Description
技术领域
本发明涉及投影机领域，尤其涉及一种可扩展激光光源的投影机。
背景技术
目前，激光投影机技术主要有两种。
一种直接采用RGB三色纯激光作为光源，通过光纤连接到光学引擎。业界通常把红绿蓝三色激光分别做成单独的模组，每种模组只发出一种光，导致模组要做很大才能达到高亮度，而且每个颜色的模组一旦设计完成，后续实体就无法再改变，除非重新设计，导致灵活性和可扩展性受到极大影响。
另一种是荧光粉激光光源，目前受限于荧光粉材料特性，单激光光源的亮度无法做到很高，通常低于7000流明，而受限于DLP系统电路控制，荧光粉激光光源模组最多只能支持到2个，而亮度也由于光学系统的损失，一般亮度只能增加1.4倍，亮度增加有限。
发明内容
本发明的目的是提供一种可扩展激光光源的投影机，通过增加半导体激光器的数量来提高光源的亮度，且红、绿、蓝三色激光可以根据需要搭配。
本发明的技术方案是一种可扩展激光光源的投影机，包括投影镜头和光学引擎模组，还包括激光光源模组、连接所述激光光源模组的固定板以及整形镜片；所述激光光源模组包括金属外壳和安装在所述金属外壳内基板上的激光器阵列，所述激光器阵列中的每一个半导体激光器的光线路径上都有一个倾斜设置的第一反射透镜，在激光器阵列的同一侧设置有一列第二反射透镜和一个第三反射透镜，所述第三反光镜与所述整形镜片对应设置。激光器阵列中，每一列中，每一个半导体激光器发出的光都通过第一反射透镜逐一汇聚到本列一端的第二反射透镜上，每个第二反射透镜对入射光线逐一汇聚，形成一束光线，通过第三反射透镜反射到整形镜片上，穿过所述整形镜片的光斑被整形成矩形，进入光学引擎模组中，然后从投影镜头投影出来。通过增加半导体激光器的数量来提高光源的亮度。
进一步地，所述激光器阵列由1~10列半导体激光器组成，每一列半导体激光器由1~10组半导体激光器组成，3个半导体激光器组成一组。半导体激光器的数量可以根据需要扩展，便于提高光源的亮度。
进一步地，每一组中的3个半导体激光分别发红光、绿光和蓝光。
进一步地，每一列的第一反射透镜位于同一水平面，且都以相同的倾斜度朝该列一端的第二反射透镜倾斜。每一个半导体激光器发出的光通过与之对应设置的第一反射透镜反射，穿过前面所有的第一反射透镜，投射到本列一端的第二反射透镜上，实现了每一列上光源的汇聚。
进一步地，所有的第二反射透镜位于同一水平面，且都以相同的倾斜度朝第三反射透镜倾斜。每个第二反射透镜将来自第一反射透镜的光进行发射，被反射的光穿过前面所有的第二反射透镜，投射到第三反射透镜上，实现了每一列上光源的汇聚。第三反射透镜将入射光反射到整形镜片上，穿过所述整形镜片的光斑被整形成矩形，进入光学引擎模组中，然后从投影镜头投影出来。通过增加半导体激光器的数量来提高光源的亮度。
进一步地，光学引擎模组包括棱镜、位于棱镜后方的DMD芯片、反射镜以及匀光棒，所述匀光棒与整形镜片对应设置。汇聚后的光经过第三反射透镜的反射，进入整形镜片，形成柱形，进入匀光棒，最后从投影镜头投影出来。
进一步地，第一反射透镜、第二反射透镜和第三反射透镜上有镀膜。光线从背面射入会直接穿过镜片，光线从前面射入会被反射，因此，所有的第一反射透镜以相同的角度和朝向设置，并且正面都朝同一个方向时，就可以将同一列中所有的半导体激光器发出的光汇集到本列一端的第二反射透镜上。所有的第二反射透镜以相同的角度和朝向设置，并且正面都朝同一个方向时，就可以将每个第二反射透镜的入射光汇集到第三反射透镜上。最终实现了对整个激光光源模组光源的汇聚，提高了光源的亮度。
进一步地，第一反射透镜和第二反射透镜位于激光光源模组内部，激光光源模组扩展时，和每个半导体激光器对应设置的第一反射透镜随之扩展，第三反射透镜位于激光光源模组外部，因此，激光光源模组扩展时，第三反射透镜不受影响。
有益效果：本发明采用RGB三色纯激光半导体设计，在激光器数量的设计上可以支持扩展，在激光光源模组的设计上可以支持扩展，从而大大提高了不同亮度产品开发的灵活性，亦可以使激光投影机达到非常高的亮度。同时，由于激光光源模组化的设计，后期维护时也非常方便。
附图说明
图1是可扩展激光光源投影机的结构示意图；
图2是激光光源模组的侧视图；
图3是激光光源模组的主视图。
图中标记：1-投影镜头；2-光学引擎模组；3-棱镜；4-DMD芯片；5-反射镜；6-匀光棒；7-整形镜片；8-固定板；9-激光光源模组；10-第一反射透镜；11-第二反射透镜；12--半导体激光器；13-第三反射透镜。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明：
结合图1至图3，一种可扩展激光光源的投影机，包括投影镜头1和光学引擎模组2，还包括激光光源模组9、连接所述激光光源模组9的固定板8以及整形镜片7；所述激光光源模组9包括金属外壳和安装在所述金属外壳内基板上的激光器阵列，所述激光器阵列中的每一个半导体激光器12的光线路径上都有一个倾斜设置的第一反射透镜10，在激光器阵列的同一侧设置有一列第二反射透镜11和一个第三反射透镜13，所述第三反光镜与所述整形镜片7对应设置。激光器阵列中，每一列中，每一个半导体激光器12发出的光都通过第一反射透镜10逐一汇聚到本列一端的第二反射透镜11上，每个第二反射透镜11对入射光线逐一汇聚，形成一束光线，通过第三反射透镜13反射到整形镜片7上，穿过所述整形镜片7的光斑被整形成矩形，进入光学引擎模组2中，然后从投影镜头1投影出来。通过增加半导体激光器12的数量来提高光源的亮度。
所述光学引擎模组2包括棱镜3、位于棱镜3后方的DMD芯片4、反射镜5以及匀光棒6，所述匀光棒6与整形镜片7对应设置。汇聚后的光经过第三反射透镜13的反射，进入整形镜片7，形成柱形，进入匀光棒6，最后从投影镜头1投影出来。所述棱镜3可以采用单片的DLPTIR棱镜，也可以采用三片DLP Philips棱镜，所述反射镜5可以为1到4片，所述DMD芯片4为1片或3片。
优选地，所述激光器阵列由一列半导体激光器12组成，每一列半导体激光器12由一组半导体激光器12组成，3个半导体激光器12组成一组。半导体激光器12的数量可以根据需要扩展，便于提高光源的亮度。
优选地，所述激光器阵列由10列半导体激光器12组成，每一列半导体激光器12由10组半导体激光器12组成，3个半导体激光器12组成一组。半导体激光器12的数量可以根据需要扩展，便于提高光源的亮度。
结合图3，所述激光器阵列由5列半导体激光器12组成，每一列半导体激光器12由4组半导体激光器12组成，3个半导体激光器12组成一组。半导体激光器12的数量可以根据需要扩展，便于提高光源的亮度。
优选地，每一组中的3个半导体激光分别发红光、绿光和蓝光。
参见图2和图3，每一列的第一反射透镜10位于同一水平面，且都以相同的倾斜度朝该列一端的第二反射透镜11倾斜。每一个半导体激光器12发出的光通过与之对应设置的第一反射透镜10反射，穿过前面所有的第一反射透镜10，投射到本列一端的第二反射透镜11上，实现了每一列上光源的汇聚。
参见图3，所有的第二反射透镜11位于同一水平面，且都以相同的倾斜度朝第三反射透镜13倾斜。每个第二反射透镜11将来自第一反射透镜10的光进行发射，被反射的光穿过前面所有的第二反射透镜11，投射到第三反射透镜13上，实现了每一列上光源的汇聚。第三反射透镜13将入射光反射到整形镜片7上，穿过所述整形镜片7的光斑被整形成与DMD芯片4大小相适应的矩形，进入光学引擎模组2中，然后从投影镜头1投影出来。通过增加半导体激光器12的数量来提高光源的亮度。
优选地，第一反射透镜10、第二反射透镜11和第三反射透镜13上有镀膜。光线从背面射入会直接穿过镜片，光线从前面射入会被反射，因此，所有的第一反射透镜10以相同的角度和朝向设置，并且正面都朝同一个方向时，就可以将同一列中所有的半导体激光器12发出的光汇集到本列一端的第二反射透镜11上。所有的第二反射透镜11以相同的角度和朝向设置，并且正面都朝同一个方向时，就可以将每个第二反射透镜11的入射光汇集到第三反射透镜13上。最终实现了对整个激光光源模组9光源的汇聚，提高了光源的亮度。
结合图2和图3，第一反射透镜10和第二反射透镜11位于激光光源模组9内部，激光光源模组9扩展时，和每个半导体激光器12对应设置的第一反射透镜10随之扩展，第三反射透镜13位于激光光源模组9外部，因此，激光光源模组9扩展时，第三反射透镜13不受影响。
本发明中，采用RGB三色纯激光半导体设计，在半导体激光器12数量的设计上可以支持扩展，在激光光源模组9的设计上可以支持扩展，从而大大提高了不同亮度产品开发的灵活性，亦可以使激光投影机达到非常高的亮度。同时，由于激光光源模组9化的设计，后期维护时也非常方便。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种可扩展激光光源的投影机，包括投影镜头和光学引擎模组，其特征在于：还包括激光光源模组、连接所述激光光源模组的固定板以及整形镜片；所述激光光源模组包括金属外壳和安装在所述金属外壳内基板上的激光器阵列，所述激光器阵列中的每一个半导体激光器的光线路径上都有一个倾斜设置的第一反射透镜，在激光器阵列的同一侧设置有一列第二反射透镜和一个第三反射透镜，所述第三反射透镜与所述整形镜片对应设置；
每一列的第一反射透镜位于同一水平面，且都以相同的倾斜度朝该列一端的第二反射透镜倾斜；每一个半导体激光器发出的光通过与之对应设置的第一反射透镜反射，穿过前面所有的第一反射透镜，投射到本列一端的第二反射透镜上；
所有的第二反射透镜位于同一水平面，且都以相同的倾斜度朝第三反射透镜倾斜；每个第二反射透镜将来自第一反射透镜的光进行反射，被反射的光穿过前面所有的第二反射透镜，投射到第三反射透镜上，实现了每一列上光源的汇聚。
2.根据权利要求1所述的可扩展激光光源的投影机，其特征在于：所述激光器阵列中，3个半导体激光器组成一组，每一组中的3个半导体激光分别发红光、绿光和蓝光。
3.根据权利要求2所述的可扩展激光光源的投影机，其特征在于：光学引擎模组包括棱镜、位于棱镜后方的DMD芯片、反射镜以及匀光棒，所述匀光棒与整形镜片对应设置。
4.根据权利要求2所述的可扩展激光光源的投影机，其特征在于：第一反射透镜、第二反射透镜和第三反射透镜上有镀膜。
5.根据权利要求2所述的可扩展激光光源的投影机，其特征在于：第一反射透镜和第二反射透镜位于激光光源模组内部，第三反射透镜位于激光光源模组外部。
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