CN105573038B - 一种激光光源及激光投影设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光光源，包括一组或多组激光器，至少发出一种颜色的激光，在至少一种颜色的激光的传输光路中设置有第一扩散部件，第二扩散部件，第一扩散部件和第二扩散部件分别受驱动进行线性往复振动，且振动方向不同，使得激光光束在依次经过两个扩散部件时，相位发生改变的空间位置范围增大，而改变后的相位之间的相关度较低的概率增大，能够大大增加随机相位图样的数量，利用人眼积分作用，使得散斑效应减弱，达到较好的消散斑的目的。本发明还公开了一种激光投影设备，应用上述技术方案的激光光源。

Description

一种激光光源及激光投影设备

本申请要求2015年12月31日提出的发明名称“一种激光光源及激光投影设备”的中国发明申请201511013799.9的优先权。

技术领域

本发明涉及投影显示领域，尤其涉及一种用于投影的激光光源和激光头鹰设备。

背景技术

激光是一种高亮度，方向性强，发出单色相干光束的光源，由于激光的诸多优点，近年来被逐渐作为光源应用于投影显示技术领域。激光的高相干性也带来了激光投影显示时的散斑效应，所谓散斑是指相干光源在照射粗糙的物体时，散射后的的光，由于其波长相同，相位恒定，就会在空间中产生干涉，空间中有些部分发生干涉相长, 有部分发生干涉相消, 最终的结果是在屏幕上出现颗粒状的明暗相间的斑点，这些未聚焦的斑点在人眼看来处于闪烁状态, 长时间观看易产生眩晕不适感，更造成投影图像质量的劣化，降低用户的观看体验。

从抑制散斑的原理上看，通常包括，运用空间迭加的方法使散斑细化；运用时间平均的方法使散斑叠加，利用人眼积分作用减弱；运用拓展频谱宽度降低激光光源的相干性，以及运用频率迭加的方法减弱光源的相干性。现有技术在激光传输光路中，使用旋转的散射片或扩散片进行消散斑，主要是利用了上述空间迭加和时间平均的原理，通过将光束拆分多个子光束，将散斑细化，并将不同时点的散斑图样进行叠加匀化，通过在人眼中的积分作用，使散斑现象淡化，减弱。但是现有技术中扩散片的消散斑效果与扩散片本身设置的发散角度和运动方式有关，在实际应用中，效果有限，无法有效提高投影画面的显示质量。

发明内容

本发明公开了一种激光光源和激光投影设备，包括激光器，通过在激光传输光路中依次设置第一扩散部件和第二扩散部件组成的消散斑装置，两扩散部件分别受驱动进行线性往复振动，且振动方向不同，使得透射该两个扩散部件的激光光束相位改变呈多样性，利于提高激光光源的消散斑效果。

本发明目的是通过以下技术方案实现的：

一种激光光源，包括一组或多组激光器，至少发出一种颜色的激光，其中，在至少一种颜色的激光的传输光路中设置有第一扩散部件，第二扩散部件，所述第一扩散部件和第二扩散部件分别受驱动进行线性往复振动，且振动方向不同；

优选地，第一扩散部件和第二扩散部件在至少一种颜色的激光的传输光路中前后相邻设置；

或者优选地，第一扩散部件和第二扩散部件在至少一种颜色的激光的传输光路中间隔设置；

优选地，，第一扩散部件和第二扩散部件分别受驱动进行线性往复振动；

优选地，第一扩散部件和第二扩散部振动方向正交；

优选地，至少第一扩散部件和第二扩散部件之一做非周期性运动；

优选地，第一扩散部件和第二扩散部件均做周期性运动；

优选地，第一扩散部件和第二扩散部件均为散射片或扩散片；

优选地，激光器包括蓝色激光器和红色激光器，分别发出蓝色激光和红色激光，激光光源还包括荧光轮，荧光轮用于受激发出绿色荧光。

或者优选地，激光器包括蓝色激光器、红色激光器和绿色激光器，分别发出蓝色激光、红色激光和绿色激光。

本发明还提供了一种激光投影设备，包括激光光源，光机，镜头，激光光源为光机提供照明，光机对光源光束进行调制，并输出至镜头进行成像，投射至投影介质形成投影画面，激光光源为上述任一技术方案的激光光源。

本发明实施例一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

本发明实施例技术方案提供的激光光源，通过在激光传输光路中设置有第一扩散部件和第二扩散部件，两个扩散部件分别受驱进行线性往复振动，且振动方向不同，从而相比于现有技术中使用一片旋转运动的扩散片或散射片，激光光束能够经过两次散射，匀化效果得到提升，以及，由于两个扩散部件的振动方向不同，从而运动轨迹不同，使得两个扩散部件的运动轨迹叠加后所包围的轨迹面或范围大于原第一扩散部件或第二扩散部件的轨迹面或范围，以及也大于具有相同运动轨迹的两扩散部件的叠加运动轨迹面或范围，使得激光光束在依次经过两个扩散部件时，相位发生改变的空间位置范围增大，而改变后的相位之间的相关度较低的概率增大，即产生随机相位的概率增大，能够大大增加随机相位图样的数量，利用人眼的积分作用，使得散斑效应减弱，达到了较佳的消散斑的目的，能够提供高质量的激光光源照明，同时，散斑效应的减弱提高了投影画面的显示质量。

本发明实施例技术方案提供的激光投影设备，应用上述的激光光源方案，能够减弱投影画面的散斑效应，提高投影画面的显示质量，增强产品的竞争力。

附图说明

图1 为本发明实施例一中激光光源架构示意图；

图2 为本发明实施例一中消散斑装置结构示意图；

图3为本发明实施例一中消散斑装置运动方式示意图；

图4为本发明实施例一中消散斑装置拟合运动轨迹示意图；

图5A为本发明实施例一中消散斑装置又一拟合运动轨迹示意图；

图5B为本发明实施例一中消散斑装置再一拟合运动轨迹示意图；

图6为本发明实施例二中激光光源架构示意图；

图7A为本发明实施例三中消散斑装置一运动方式示意图；

图7B为本发明实施例三中消散斑装置又一运动方式示意图；

图8为本发明实施例三中激光光源架构示意图；

图9为本发明实施例四中激光光源架构示意图；

图10为本发明实施例五中激光光源架构示意图；

图11为本发明实施例六中激光光源架构示意图；

图12为本发明实施例七中激光投影设备结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合附图，对本发明实施例提供的技术方案进行详细说明。

实施例一

本发明实施例一提供了一种激光光源，如图1所示，本实施例一公开了一种双色激光光源，激光器具体包括蓝色激光器11和红色激光器12，两者垂直排列，分别发出蓝色激光和红色激光，其中蓝色激光作为激发光源。以及，荧光轮20，荧光轮20基板上设置有绿色荧光粉，用于受激光激发发出绿色荧光，从而与蓝色激光，红色激光形成三基色。其中，红色激光和蓝色激光合光后的传输光路中设置有消散斑装置30，消散斑装置30包括第一扩散部件31和第二扩散部件32，两扩散部件前后相邻设置。如图2所示，消散斑装置30还包括第一驱动部件33，第二驱动部件34，第一扩散部件31和第二扩散部件32同时并分别受第一驱动部件33和第二驱动部件34驱动进行运动，且第一扩散部件31和第二扩散部件32的运动轨迹不同。

具体地，在本实施例光源中，蓝色激光器11发出的蓝色激光和红色激光器12发出的红色激光，首先经过缩束部件进行光束整形，将激光器发出的较大光斑进行缩小后才利于在光学镜片中传输，提高光处理效果，以及，光束整形更为直接的目的是符合荧光轮受激所需要的光斑大小，比如在0.8mm直径左右。常用的聚束部件包括聚焦透镜或者望远镜系统（由一片凸透镜和一片凹透镜组成），在本实施例中采用望远镜系统。具体地，每路激光先经过一片大的凸透镜进行会聚光束，通过合光部件40合成方向相同的一路，再经过一片凹透镜。具体地，合光部件40可以为二向色镜，能够透射蓝色激光，并反射红色激光，或者为具有间隔的反射镜组单元，镂空或透明区域允许蓝色激光透射，反射镜片反射红色激光，从而两路互相垂直的光束变成一路光进行传输。在两路合光的传输中由于设置了第一扩散部件31和第二扩散部件32组成的消散斑装置30，能够根据蓝色激光器和红色激光器的点亮时段，在蓝色激光或者红色激光透射这两个扩散部件时进行消散斑。

消散斑装置30的具体工作过程如下：如图2所示，消散斑装置30还包括控制部件35，控制部件35分别对第一致动部件33和第二致动部件34进行信号控制，根据信号输出对应地驱动电流，比如不同的PWM波，或者对应的软件程序控制，使得第一驱动部件33和第二驱动部件34带动对应的扩散部件做不同的运动。控制部件35可以为CUP控制器，同时为两驱动部件输出控制信号。

由于第一扩散部件31和第二扩散部件32前后依次设置，从而蓝色或红色激光光束能够依次通过两个扩散部件，经过两次扩散，提高光束的匀化程度。由于光束先经过第一扩散部件31扩散后，发散程度增加，优选地，第二扩散部件32的面型稍大于第一扩散部件31，以便能够全部接收从第一扩散部件31出射的呈一定发散程度的激光光束。

以及，第一扩散部件31和第二扩散部件32同时并分别受第一驱动部件11和所述第二驱动部件21的驱动进行运动，从而激光光束依次通过两个运动状态的扩散部件，运动的扩散部件相比于静止设置的扩散部件除了在改变空间相位外，还能够使激光光束产生多个随机相位图样，有利于提高激光的消散斑效果；并且在本发明实施例中，第一扩散部件31和第二扩散部件32的运动轨迹不同，两个扩散部件的运动轨迹叠加后所包围的轨迹面或范围大于原第一扩散部件或第二扩散部件的轨迹面或范围，以及也大于具有相同运动轨迹的两扩散部件的叠加运动轨迹面或范围，由于两个扩散部件对于激光光束相位的改变均是随机的，这使得激光光束在依次经过两个扩散部件时，在较大面积的轨迹面或者范围内，相位发生改变的空间位置范围增大，改变后的相位之间的相关度较小的概率增大，即产生随机相位的概率增大，能够大大增加随机相位图样的数量，利用人眼的积分作用，使得散斑效应减弱，达到了较好的消散斑的目的。

具体地，第一扩散部件31和第二扩散部件32可以均为散射片或扩散片，其中，散射片或扩散片的入光面设置散射微结构，或者，散射片或扩散片的入光面和出光面均设置散射微结构，能够提高激光光束透过该部件后的散射程度。以及，第一扩散部件31和第二扩散部件32可以为圆形，也可以为长方形，或者椭圆形，只要利于全部接收到前端入射的激光光束即可，在此并不对形状做具体限定。

第一致动部件33和第二致动部件34可以为电磁线圈或者压电陶瓷，并通过一个夹持结构（图中未示出），比如支撑框框架，与上述第一扩散部件31和第二扩散部件32连接，并受控于控制部件35，随着驱动电流的改变，对扩散部件进行不同运动轨迹的驱动。

需要说明的是，运动轨迹由运动方向、运动形式和运动幅度来表示。上述的运动轨迹不同是指运动方向、运动形式和运动幅度三个因素中任一不同，或者任两者不同，或者三者均不同的情况。后面将分别介绍第一扩散片31和第二扩散片多种不同运动轨迹组合方式。

以及，在具体实施时，第一扩散部件31和第二扩散部件32，为了使扩散部件的光透过率较高，对应激光的入射方向，第一扩散部件31和第二扩散部件32均在垂直于激光的入射方向的平面上进行运动。

以及，本领域技术人员能够理解，基于上述设置，当第一扩散部件和第二扩散部件相邻设置，且透过两个扩散部件的激光光束的传输方向一致，则第一扩散部件和第二扩散部件的运动平面相互平行。当第一扩散部件和第二扩散部件间隔设置，应用于具体的消散斑光路中时，由于激光光路方向的改变，虽然第一扩散部件和第二扩散部件的运动平面与激光光路传输方向保持垂直关系，但两个平面可能平行，也可能呈一角度，这与激光光路发生转折的角度有关，而两扩散部件叠加消散斑的效果并不会有较大差异。

在本发明实施例中，为简要说明，以第一扩散部件和第二扩散部件相邻设置，运动平面相互平行为例进行介绍。

如图3所示，对应激光的入射方向，第一扩散部件31和第二扩散部件32以激光入射方向的光轴为Z轴，建立坐标系，第一扩散部件31和第二扩散部件32分别沿垂直于Z轴的且相互平行的两个平面a，b进行运动。这种设置方式能够使扩散部件以最大有效面积对蓝色或红色激光光束进行透射，提高了对激光光束的光扩散效率。

在平面a，b上，第一扩散部件31和第二扩散部件32分别受驱动进行线性往复振动。其中，两线性往复振动的振动方向不同，如图3所示，第一扩散部件31沿运动轨迹1做线性往复振动，第二扩散部件32沿运动轨迹2做线性往复振动，运动轨迹1和运动轨迹2的延长线呈夹角ϴ，夹角ϴ可以为锐角或直角。

当夹角ϴ为直角时，即两个扩散部件的运动方向正交，具体可以是，第一扩散部件31沿水平X轴方向进行往复振动，第二扩散部件32沿竖直Y轴方向进行往复振动，从而两者的运动轨迹延长线相互垂直。当然，也可以是第一扩散部件31沿竖直Y轴方向，第二扩散部件沿水平X轴方向进行线性往复振动，这两种情况下效果类似，并不限定具体的实施情况。

上述两个方向的两个扩散部件的线性往复振动可以为匀速运动，也可以是非匀速运动。

上述两个方向的两个扩散部件的线性往复振动的振幅可以相同，也可以不同，振幅范围优选地大于等于0.1mm。

以及，上述两个方向的两个扩散部件的线性往复振动可以均是周期性的，或者也可以其中一个线性往复振动是周期性的，另一个是非周期性，或者，这两个部件的线性往复振动均是非周期性的。非周期性随机的运动方式能够增加光束相位改变的随机性，减少因为周期性运动造成的稳定的光斑图样。

下面结合附图3和图4详细说明第一扩散部件31和第二扩散部件32的运动过程。

以第一扩散部件31和第二扩散部件32沿正交的两个方向进行线性往复振动，且两个线性振动的振幅大小相同，以及均为匀速运动为例，则在第一扩散部件31和第二扩散部件32均进行运动的过程中，将第一扩散部件31和第二扩散部件32各自的运动轨迹投影在一个平面上，该投射平面垂直于激光入射光轴方向，拟合后的运动轨迹也投影于同一平面内，从而沿激光光束入射方向的Z轴，两部件各自的运动轨迹拟合形成的运动轨迹如图4所示。其中原点O为第一扩散部件31和第二扩散部件32线性往复振动的中点，假设两线性振动的振幅大小均为R，R取大于0.1mm范围值，随着R值的增加，有利于消散斑但是会对增大光斑面积。a1，a2，a3，b1，b2，b3，c1，c2，c3分别代表第一扩散部件31和第二扩散部件32在各自运动轨迹中及拟合运动轨迹中的不同空间位置的投射点。

以及，线性振动的频率并不做具体限定，根据产品需要以及硬件驱动能力，本发明实施例优选地取线性振动的频率为60~240HZ。本领域技术人员能够理解，振动频率也同样可以取50HZ或者其他数值。

根据图示，第一扩散部件31在a1至a3范围沿运动轨迹1运动，a1或a3至中心原点O的距离为R，第二扩散部件32在b1至b3范围沿运动轨迹2运动，b1或b3至中心原点O的距离为R。

从而，当第一扩散部件31运动至a1点，且第二扩散运动部件20位于中心原点O位置时，即左侧最大振幅位置处，则拟合运动轨迹点为a2位置处，即沿X轴水平向左二分之一振幅位置处。当第一扩散部件31运动至a2点，且第二扩散运动部件20运动至b2位置时，则拟合运动轨迹点为c2位置处。

同理，当第一扩散部件31运动至中心原点O位置处，且第二扩散运动部件20运动至b1位置时，即沿Y轴方向向上最大振幅位置处，则拟合运动轨迹点为b2位置处。当第一扩散部件31运动至a1或a3点，且第二扩散运动部件20运动至b1位置时，则拟合运动轨迹点为c3或c1位置处。

从而，第一扩散部件31和第二扩散部件32的运动轨迹进行拟合后形成如图4所示的圆形，即运动轨迹可表示为：X²+Y²=c²，其中，X代表运动轨迹1中的点，Y代表运动轨迹2中的点，C=R，这个运动轨迹所包围的面积或范围代表了第一扩散部件31和第二扩散部件32能够对光束进行相位改变的空间位置范围大小，由于两扩散部件对于光束相位的改变是随机的，当相位能够发生改变的空间位置范围越大，能够产生不相关的随机相位的概率就增大，，从而最终产生的独立随机相位图样的数量将大大增加，利用人眼的积分作用，散斑效应会大大减弱。

以及，当第一扩散部件31和第二扩散部件32的运动形式相同，例如上述图2示例中均做线性往复运动，但运动方向呈一定夹角时，尤其在呈垂直角度时，两个扩散部件对光束产生的随机相位的概率增强。这是因为，由于扩散片或散射片对光束相位的改变是随机的，当呈正交的方向进行运动时，在每个方向产生多个相位改变，根据矢量计算和概率统计原理，这些改变后的相位之间的相关度，相比于沿相同运动方向相位的相关度较低，或者说相关度为0的概率比较大，从而随机相位产生的概率提高，随机相位图样的数量也就大大增加，从而，当第一扩散部件31和第二扩散部件32沿正交的两个方向同时进行线性振动时，能够通过增加随机相位图样的数量进行较好的消散斑。

在另一具体实施中，第一扩散部件31和第二扩散部件32的的运动方向仍正交，但运动振幅不同，或者两者之一为匀速运动，另一为非匀速运动，或者两者之一为周期性运动，另一为非周期性运动，或者均为非周期性运动，则两扩散部件拟合后的运动轨迹面则可能不是圆面，比如可能为如图5A所示的椭圆面，或者图5B所示的非规则曲线围成的面或者其他形状的轨迹面。

由前述可知，拟合运动轨迹的轨迹面或范围代表了相位能够发生改变的空间位置范围大小，因此第一扩散部件、第二扩散部件运动拟合形成的轨迹面面积越大，从而相位可以发生改变的空间位置范围就会越大，产生多个相关度较低的相位的概率就会增大，就越容易形成多个独立的随机相位图样，利于消相干。

在本发明实施例图4仅示出了第一扩散部件31和第二扩散部件32在沿相互垂直的方向，且振幅大小相同、匀速运动的情况下拟合形成的圆形轨迹面，在此并不具体限定第一扩散部件和第二扩散部件的运动方向，振幅大小，运动周期性，只要能够形成期望的面积足够大的轨迹面，并不仅局限于轨迹面的形状，同样可以针对激光光束起到较好的消相干的效果，减弱投影画面的散斑现象。

由上述内容分析可知，经过消散斑装置30后，红色激光或者蓝色激光的相干性减弱，从而利于提高投影画面的显示质量。

依次经过两个扩散部件后的蓝色激光或红色激光经过凸透镜21进行会聚后再入射荧光轮20。本实施例一中，荧光轮20为透射式荧光轮，具有透明基板，透明基板上设置有绿色荧光粉层，绿色荧光粉层外侧设置有二向色膜，可以对激光增透，并对绿色荧光进行反射，从而绿色荧光能够从荧光轮20背面出射。荧光轮20的透明基板上还设置有透射区，具体地，由于红色激光和蓝色激光均入射至荧光轮基板面上，该透射区具体地包括红光透射区和蓝色透射区，用于随着荧光轮的旋转依次透射出蓝色激光和红色激光，从而从荧光轮20背面可时序性的输入红、绿、蓝三基色光。

三基色光经过荧光轮20背面的准直透镜组22进行准直后再入射光棒50，光棒50属于光机的一部分，是常用的匀光部件。由于光棒具有入射角范围要求，准直后的三基色光在入射光棒之前通常还需要经过一片会聚透镜51，以缩小光束的入射角度，提高光束入射效率。

本发明实施例提供的双色激光光源，由于在蓝色激光和红色激光合光后输出的光路中设置了消散斑装置，从而能够对蓝色激光和红色激光均能进行高效的消相干，使得双色激光光源投射形成的投影画面散斑效应大大减弱，提高了画面显示质量，增强了产品竞争力。

实施例二

本发明实施例二提供了又一种双色激光光源，如图6所示，包括蓝色激光器组11，红色激光器组12，并列设置，分别发出蓝色激光和红色激光。蓝色激光和红色激光先经过望远镜系统13，14进行光束整形，分别经缩束后，蓝色激光入射荧光轮20，红色激光则单独一路输出至合光部件40。在本发明实施例中，荧光轮20为透射式荧光轮，包括荧光区，涂覆有绿色荧光粉，以及透射区，用于透射蓝色激光，从而随着荧光轮的旋转，绿色荧光和蓝色激光依次经荧光轮背面出射，并经过荧光轮20背面的准直透镜组进行准直。根据光路方向转换需要，经准直后的蓝色激光和绿色荧光经平面反射镜反射至合光部件40，优选地，合光部件40为二向色镜，可以透射蓝色激光和绿色荧光，并反射另一路红色激光，从而三种颜色的光进行合光沿同一方向传输。

在三种颜色的光合光后，输出的光路中设置有消散斑装置30，具体地，消散斑装置30的结构和工作过程可以同实施例一中所介绍的消散斑装置30，包括两个分别沿正交的两个方向、进行线性往复振动的扩散部件，能够达到相同或近似的消散斑效果，也可以与实施例一中不同。

在本发明实施例中，组成消散斑装置30的第一扩散部件31和第二扩散部件32的运动轨迹不同具体为，两个扩散部件之一其中之一受驱动进行旋转，另一受驱动进行摆动或平动，由于两个扩散部件的运动形式不同，必然两者的运动轨迹不同，从而两个运动轨迹叠加拟合形成的运动轨迹范围大于两个扩散部件中任一扩散部件的运动轨迹范围，也大于做相同运动的两个扩散部件的拟合后的运动轨迹范围，从而而改变后的相位之间的相关度较低的概率增大，即产生随机相位的概率增大，能够产生多个独立的随机相位图样。

具体，如图7A所示，第一扩散部件31在垂直于Z轴的平面a内，沿扩散部件的竖直平分线或者某一侧边（当扩散部件为方形部件）做摆动运动，第二扩散部件32在垂直于Z轴的平面b内，沿扩散部件的中心做旋转运动。

或者，如图7B所示，第一扩散部件31在垂直于Z轴的平面a内，沿X轴水平方向做平动运动或者来回振动，第二扩散部件32在垂直于Z轴的平面b内，沿扩散部件的中心做旋转运动。

或者第一扩散部件31做旋转运动，第二扩散部件32做摆动或者平动。

上述第一扩散部件31和第二扩散部件32的旋转或摆动或平动运动的频率优选地也为60HZ~240HZ。

其中，摆动的振幅在0.1mm以上。

从而，由于两个扩散部件运动形式的不同，使得运动轨迹不同，当激光光束依次透过这两个扩散部件时，一方面两扩散部件能够在不同的方向上产生多个空间相位，另一方面，产生空间相位之间的相关度随运动方式和运动空间范围的不同，相关度较低或为0的概率增加，从而能够产生多个相互独立的随机相位图样，减弱光束的相干性，提高消散斑效果。

本发明实施例三中，第一扩散部件31的摆动或平动，以及第二扩散部件32的旋转运动，可以为周期性运动，也可以为非周期性运动，可以为匀速运动，也可以为非匀速运动，其中，上述具体运动过程参数，会影响到最终拟合运动轨迹曲线的形状，从而曲线所包围轨迹面积的大小，该拟合运动轨迹面优选地为对称图形或中心对称图形，对称图形的轨迹面能够提供更多种类空间位置，且相对均匀，从而有利于相位改变种类的增加和均匀分布。

从而，本发明实施例中，通过在蓝色激光、红色激光和绿色荧光的合光输出光路中设置了消散斑装置30，第一扩散部件31和第二扩散部件32的运动形式不同，导致运动轨迹不同，由上述分析可知，也同样可以达到较佳的消散斑效果，因此，本发明实施例三所提供的双色光源，也均能够对蓝色激光和红色激光进行高效的消相干，使得双色激光光源投射形成的投影画面散斑效应大大减弱，提高了画面显示质量，增强了产品竞争力。

实施例三

在本发明实施例三中，提供了另一种双色激光光源，如图8所示，包括蓝色激光器11，红色激光器12，两者并列设置，并分别经过缩束部件13，14进行缩束。其中，蓝色激光作为激励光源，入射至荧光轮20，红色激光单独一路。

在本发明实施例中，消散斑部件包括第一扩散部件31和第二扩散部件32。

在本发明实施例中，荧光轮20为反射式荧光轮，包括荧光区和透射区，荧光区至少涂覆了绿色荧光粉。荧光轮正面设置有准直透镜组22，背面设置有蓝光中继回路21，蓝光中继回路21依次包括另一准直透镜组，多片反射镜，聚焦透镜，以及一片二向色镜41。

当蓝色激光透过合光部件40，入射至荧光轮20的荧光区时，激发产生绿色荧光。绿色荧光被铝基板反射从荧光轮20正面出射，并经准直透镜组22准直入射至合光部件40，合光部件40能够反射绿色荧光。

考虑到人眼对于红色激光的散斑效应敏感度高于对于蓝色激光的，因此，优选地，在红色激光的传输光路中设置有第一扩散部件31，从而红色激光在经过望远镜系统14缩束后再通过第一扩散部件进行第一次扩散消散斑，第一扩散部件31可以为线性振动，平动，摆动或旋转运动，能够对红色激光进行消散斑。由第一扩散部件31射出后到达反射镜15，对光束方向进行转折，反射后到达二向色镜41，二向色镜41能够对蓝色激光反射，对红色激光进行透射，从而两种颜色的激光均入射向合光部件40，具体地，合光部件镀膜，能够透射红色激光和蓝色激光，且反射绿色荧光。经合光部件40合光后，三色光沿相同的方向输出，并经一片凸透镜会聚后到达第二扩散部件32，经第二扩散部件的扩散后最终入射光棒50进行匀化输出。

具体地，第二扩散部件32与第一扩散部件31的运动轨迹不同，可以是运动形式不同，或者相同的运动形式，运动方向和运动幅度不同，或者可以运动形式，运动方向相同仅运动幅度不同。

在本发明实施例中，红色激光可以依次经过第一扩散部件31和第二扩散部件32，能够提高消散斑的效果。蓝色激光可以经过第二扩散部件32的扩散作用也起到一定的消散斑作用，将上述设置方式能够达到两种颜色激光的散斑效应的平衡，适合观看者的视觉需求。

在本发明实施例中第一扩散部件31和第二扩散部件32可以采用实施例一种所述的方案，也可以采用实施例二中所述的方案，与实施例一或实施例二中不同的是本发明实施例方案中，第一扩散部件31和第二扩散部件32为间隔设置，或者说分离设置，优选地，两扩散片部件均设置于系统光学的成像面处，能够提高消散斑的效率。具体地两扩散部件消散斑的工作过程和原理可参见实施例一或实施例二中所述，在此不再赘述。

实施例四

在本发明实施例四中，消散斑装置30的两个部件，第一扩散部件31和第二扩散部件32是间隔设置或者分离设置的，类似实施例三中，即在两个扩散部件之间还设置有其他光学部件。具体地，如图9所示，第一扩散部件31设置于蓝色激光和红色激光合光后的输出光路中，且入射荧光轮20之前。而第二扩散部件32设置于蓝色激光和红色激光以及绿色荧光进入光棒50之前，可以位于会聚透镜51之后，光棒入口处，如图9示，也可以位于会聚透镜51之前（图中未示出）。

具体地，第一扩散部件31和第二扩散部件32的结构、运动形式可以采用实施例一中或采用实施例二所述的消散斑装置的方案。与实施例一或实施例二中方案相同的内容在此不再赘述。

与实施例一、实施例二不同的是，第一扩散部件31和第二扩散部件32不再集中相邻设置，两部件之间还设置有多个光学部件，且激光光束的传输方向发生了90度转折，因此第一扩散部件31和第二扩散部件32的运动平面不再相互平行，但各扩散部件的运动平面均保持与激光光束的入射光轴方向垂直，且两扩散部件的运动轨迹不同，因此，本发明实施例中的第一扩散部件31和第二扩散部件32仍能够达到与实施例一或实施例二中相同的消散斑效果，其工作原理和过程在此不再赘述。

实施例五

本发明实施例五提供了再一种双色激光光源，如图10所示。

在本发明实施例中，仍采用蓝色激光器11和红色激光器12组成的双色激光器，与实施例三或实施例四中相同的是，消散斑装置的第一扩散部件31和第二扩散部件32也是间隔设置，与实施例一、实施例二的前后相邻设置的位置关系不同。

与实施例三中类似，红色激光的传输光路中设置有第一扩散部件31，从而红色激光在经过望远镜系统14缩束后再通过第一扩散部件进行第一次扩散消散斑，并射向合光部件40，具体可为二向色镜，二向色镜对红色激光进行反射。

蓝色激光经过望远镜系统13缩束后，经过会聚透镜进一步缩小光斑面积后入射荧光轮20，在本发明实施例中，荧光轮20采用透射式荧光轮，透射式荧光轮比反射式荧光轮省略了蓝色激光的回路，且透射式荧光轮是通过背面输出进行合光，而反射式荧光轮需要在荧光轮正面设置合光镜片，对反射的荧光和转折返回的蓝色激光进行合光，因此与本发明实施例三相比，本发明实施例五采用透射式荧光轮可以使得光学镜片数量减少，光源架构简洁。经透射式荧光轮20背面可以依次输出蓝色激光和绿色荧光。

蓝色激光和绿色荧光经准直及反射后也入射至二向色镜，由二向色镜透射。最终红色激光，蓝色激光和绿色荧光实现合光，合光输出光路中还设置有第二扩散部件32，第一扩散部件31和第二扩散部件32组成消散斑装置30。

在本发明实施例五中，第一扩散部件31和第二扩散部件32的结构和运动形式可与实施例一或实施例二或实施例三或实施例四方案相同，其工作原理和过程不再赘述。

在本发明实施例中，与实施例三中类似，红色激光可以依次经过第一扩散部件31和第二扩散部件32，能够提高消散斑的效果。蓝色激光可以经过第二扩散部件32的扩散作用也起到一定的消散斑作用，将上述设置方式能够达到两种颜色激光的散斑效应的平衡，适合观看者的视觉需求。

作为本发明实施例的改型，为了提高蓝色激光的消散斑效果，可以在入射荧光轮20之前设置一片静止的扩散片，具体地可位于荧光轮正面和聚焦透镜之间，静止的扩散片一方面能够增加蓝色激光的空间相位，具有一定的消散斑作用，同时能够对激光光束进行扩散匀化，提高光密度分布的均匀性，提高荧光激发的转换效率。

实施例六

本发明实施例六提供了一种激光光源，如图11所示，包括蓝色激光器11、红色激光器12、绿色激光器13，分别发出蓝色、红色、绿色激光，蓝色激光器11和红色激光器12通过第一合光镜片41进行合光，并入射至第二合光镜片42，与绿色激光通过第二合光镜片42进行合光，从而三色光形成混合白光。

在三色激光合光输出光路中还设置有消散斑装置30，具体地，该消散斑装置30可以为实施例一或实施例二中的消散斑装置，其中，第一扩散部件31和第二扩散部件的结构、运动形式和工作过程与实施例一或实施例二中内容相似，不同的是，在本发明实施例中，消散斑装置30设置于三色激光的合光光路中，与实施例一或二或三或四或五中设置于一种颜色的激光或两种颜色的激光的传输光路中不同，本实施例中消散斑装置由于可以对三种颜色的激光进行消散斑，从而整个光源系统的消散斑效率更高，作为投影光源使用，投影画面的散斑效应将大大减弱。

综上所述，以上一个或多个实施例中提供的激光光源，通过前后依次设置两个扩散部件，两个扩散部件分别在驱动部件的驱动下进行运动，从而相比于现有技术中使用一片旋转运动的扩散片或散射片，激光光束能够经过两次散射，匀化效果得到提升，以及，由于两个扩散部件的运动轨迹不同，两个扩散部件的运动轨迹叠加后所包围的轨迹面或范围大于原第一扩散部件或第二扩散部件的运动轨迹面或范围、以及也大于具有相同运动轨迹的两扩散部件的叠加运动轨迹面或范围，这使得激光光束在依次经过两个扩散部件时，相位发生改变的空间位置范围增大，而改变后的相位之间的相关度较小的概率增大，即产生随机相位的概率增大，能够大大增加随机相位图样的数量，利用人眼的积分作用，使得散斑效应减弱，达到了较好的消散斑的目的。

实施例七

本发明实施例七提供了一种激光投影设备，可以是激光影院或者激光电视，或者其他激光投影仪器，如图12所示，包括激光光源1，光机2，镜头3，激光光源1为光机2提供照明，光机2对光源光束进行调制，并输出至镜头3进行成像，最终投射至投影介质比如屏幕或者墙体上显示画面。具体地，镜头3为超短焦镜头，该激光投影设备为超短焦投影设备。其中，本实施例六中的激光光源可以为上述实施例一至实施例六中任一所述的激光光源，其相同内容部件不再赘述，本发明实施例激光投影设备能够减弱投影画面的散斑效应，提高投影画面的显示质量，增强产品的竞争力。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

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 (10)

1.一种激光光源，包括一组或多组激光器，至少发出一种颜色的激光，其特征在于：

在所述至少一种颜色的激光的传输光路中设置有第一扩散部件，第二扩散部件，所述第一扩散部件和第二扩散部件分别受驱动进行线性往复振动，且振动方向不同，以使激光光束依次可经过该两个扩散部件。

2.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述第一扩散部件和所述第二扩散部件在所述至少一种颜色的激光的传输光路中前后相邻设置。

3.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述第一扩散部件和所述第二扩散部件在所述至少一种颜色的激光的传输光路中间隔设置。

4.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述第一扩散部件和所述第二扩散部振动方向正交。

5.根据权利要求1或4所述的激光光源，其特征在于，至少所述第一扩散部件和所述第二扩散部件之一做非周期性运动。

6.根据权利要求1或4所述的激光光源，其特征在于，所述第一扩散部件和所述第二扩散部件均做周期性运动。

7.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述第一扩散部件和第二扩散部件均为散射片或扩散片。

8.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述激光器包括蓝色激光器和红色激光器，分别发出蓝色激光和红色激光，所述激光光源还包括荧光轮，所述荧光轮用于受激发出绿色荧光。

9.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述激光器包括蓝色激光器、红色激光器和绿色激光器，分别发出蓝色激光、红色激光和绿色激光。

10.一种激光投影设备，包括激光光源，光机，镜头，所述激光光源为所述光机提供照明，所述光机对光源光束进行调制，并输出至所述镜头进行成像，投射至投影介质形成投影画面，其特征在于，所述激光光源为权1-9任一所述的激光光源。