CN107908011B - 一种焦点可变的缩束装置、激光光源及投影显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焦点可变的缩束装置、激光光源及投影显示设备，具体的，在缩束装置中设计中心开设有通光孔的凹面主反射镜、曲率可调的副反射镜，并且通过两者的面型与位置设计，首先平行光穿过凹面主反射镜上的通光孔入射至副反射镜的反射面，然后副反射镜将该光束反射至凹面主反射镜的反射面上，最后利用该凹面主反射镜将入射至其反射面的光束会聚出射。进一步的，通过在凹面主反射镜的光束聚焦处设置光接收元件，由于副反射镜的曲率可变，所以可改变缩束装置的聚焦位置，从而实现不同角度的光进入该光接收元件，达到一种缩束装置可以匹配不同光学扩展量的照明光路及投影镜头的效果。

Description

一种焦点可变的缩束装置、激光光源及投影显示设备

技术领域

本发明涉及激光显示领域，尤其涉及一种焦点可变的缩束装置、激光光源及投影显示设备。

背景技术

激光光源作为一种优良的相干光源，近年来逐渐作为光源应用于投影显示设备中。现有投影显示设备，通常采用单色架构或多色架构的激光光源以生成白光光束，生成的白光光束先通过激光光源中的聚焦镜片(组)会聚后，再通过匀光棒匀光后进入照明光路照射到DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜器件)芯片上，最终通过投影镜头投射到屏幕上成像。

图1为一种典型采用单色架构激光光源投影的投影显示设备的结构示意图。如图1所示，该显示设备主要包括激光光源10、光机20、以及投影镜头30。激光在图1中的光学系统中的传输路径如下所述：从激光器101发射的单色激光光束经过合光镜102进行激光合束，合束后的激光束经过望远镜缩束装置103会聚准直后到达二向色镜104。经二向色镜104透射后的激光光束经聚焦准直透镜组打到荧光轮105(以反射型荧光轮为例)，激发荧光轮发出荧光，荧光轮103将激发出的荧光反射，反射的荧光再经过聚焦准直透镜组收光，进行会聚准直为平行光出射至二向色镜104，二向色镜104将该荧光反射出去，同时，由荧光轮投射的激光光束经过基色光回路106(如蓝光回路)和二向色镜104透射出去。从二向色镜104出射的荧光和激光合光后形成白光光束，该白光光束经过聚焦镜片(组)107聚焦后进入匀光棒104，再通过匀光棒108匀光后进入光机20内部。然后，在光机内部的TIR(total internalreflection，全内反射)棱镜组202的第一斜面发生全反射并反射到DMD芯片201，最后通过投影镜头30实现图像输出。

进一步的，为满足DMD芯片201的光通量要求，需要匀光棒104的入射角度以及投影镜头30口径三者相互匹配。即为适应现有不同的DMD芯片尺寸，投影镜头30口径和匀光棒104的入射角度也要相应的调整。比如，投影镜头30的F#为2.4时，匀光棒104的入光角度要相应设计为23度，而投影镜头30的F#为2.2时，匀光棒104的入光角度要相应设计为25度。而对于激光光源10部分来说，为适应投影显示设备中各类尺寸的DMD芯片，就需要设计不同曲率和厚度的聚焦镜片(组)107，来改变匀光棒104入光角度。因此，通过上述分析可以看出，现有的激光光源10具有通用性低的缺点。

发明内容

本发明提供了一种焦点可变的缩束装置、激光光源及投影显示设备，以解决现有的激光光源通用性低的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种焦点可变的缩束装置，该装置包括中心开设有通光孔的凹面主反射镜，以及，曲率半径小于所述凹面主反射镜的曲率半径且曲率可调的副反射镜，其中：

所述副反射镜，用于将穿过所述通光孔的平行光反射至所述凹面主反射镜；

所述凹面主反射镜，用于将所述副反射镜反射的光束会聚出射。

根据本发明实施例的第二方面，还提供了一种激光光源，该激光光源包括本发明实施例第一方面提供的焦点可变的缩束装置，还包括激光束合成部件和光接收元件，其中：

所述焦点可变的缩束装置位于所述激光束合成部件和所述光接收元件之间；

所述激光束合成部件，用于发射平行或近似平行激光束至所述缩束装置的副反射镜；

所述光接收元件，用于接收所述缩束装置的主反射镜会聚的光束。

根据本发明实施例的第三方面，还提供了一种投影显示设备，该投影显示设备包括本发明实施例第二方面提供的激光光源，还包括光机和镜头，其中：

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。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种焦点可变的缩束装置、激光光源及投影显示设备。在缩束装置中设计中心开设有通光孔的凹面主反射镜、曲率可调的副反射镜，并且通过两者的面型与位置设计，首先平行光穿过凹面主反射镜上的通光孔入射至副反射镜的反射面，然后副反射镜将该光束反射至凹面主反射镜的反射面上，最后利用该凹面主反射镜将入射至其反射面的光束反射会聚出射。进一步的，通过在凹面主反射镜的光束聚焦处即缩束装置的焦点处设置光接收元件，由于副反射镜的曲率可变，所以可以改变整个缩束装置的聚焦位置，从而实现不同角度的光进入该光接收元件，达到一种缩束装置可以匹配具有不同光学扩展量的照明光路及投影镜头的效果。另外，本发明实施例提供的缩束装置，利用反射式聚焦方式，与透射式的聚焦透镜组相比，不仅对三基色激光具有无色差的特性，同时在反射镜背面进行散热达到高效散热及折叠光路紧凑化的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种典型采用单色架构激光光源投影的投影显示设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种焦点可变的缩束装置的基本结构示意图；

图3为图2中的副反射镜和旋转控制组件的正面结构示意图；

图4为图2中缩束装置的系统焦距计算原理图；

图5为本发明实施例提供的一种变形反射镜和曲率控制组件的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种焦点可变的缩束装置的基本结构示意图；

图7为图6中缩束装置的系统焦距计算原理图；

图8为本发明实施例提供的一种激光光源的基本结构示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种激光光源的基本结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种投影显示设备的基本结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

针对当前激光光源中的采用聚焦透镜或透镜组将合束后的激光束聚焦至匀光棒，并通过匀光棒匀光后进入照明光路，照射到DMD芯片上。但是，当上述激光光源应用到不同的尺寸DMD芯片的投影机中时，需要设计激光光源中聚焦透镜不同的曲率和厚度，以适应DMD芯片尺寸变化的问题。本发明实施例提供了一种焦点可变的缩束装置、激光光源及投影显示设备，通过在该缩束装置中设计凹面主反射镜以及曲率可变的副反射镜，将激光束聚焦至匀光棒，当副反射镜中不同的曲率曲面作为有效反射面时，可以改变整个缩束装置的系统聚焦位置，从而改变聚焦至匀光棒的光束的入射角度，以达到一种激光光源可以适应不同尺寸DMD芯片的投影机的目的。

基于上述结构原理，下面将对本发明实施例提供焦点可变的缩束装置进行详细介绍。图2为本发明实施例提供的一种焦点可变的缩束装置的基本结构示意图。如图2所示，该缩束装置主要包括中心开设有通光孔11的凹面主反射镜10、以及与凹面主反射镜10对应设置且曲率可变的凸面副反射镜20。

其中，为了实现光束的聚焦作用，设计凸面副反射镜20的曲率半径小于凹面主反射镜10的曲率半径，凸面副反射镜20位于凹面主反射镜10的焦距范围内，即凸面副反射镜20与主反射镜之间的间距小于凹面主反射镜10的曲率半径，另外，凸面副反射镜20的焦点位于凹面主反射镜10的焦点外或者凸面副反射镜20的焦点与凹面主反射镜的焦点相重合。

利用上述缩束装置，穿过通光孔11的平行光入射至凸面副反射镜20的反射面，并通过凸面副反射镜20将该光束反射至凹面主反射镜10。由于凸面副反射镜20为凸面结构，所以平行光或近似平行的光线经过凸面副反射镜20后，其反射光线的反向延长线会经过凸面副反射镜20的焦点。然后，利用上述凹面主反射镜10的面型、以及其焦点与凸面副反射镜20的焦点之间位置关系的设计，便可以使凹面主反射镜10将凸面副反射镜20反射的光束聚焦出射。

通过将光接收元件30(如匀光棒、匀光片等)的入光口设计在凹面主反射镜10和凸面副反射镜20所组成的缩束装置的焦点处或焦点附近，这样，凹面主反射镜10便可以将光束聚焦至光接收元件30中。由于凸面副反射镜20的曲率可变，设置凸面副反射镜20的反射面为不同的曲率，便可以改变整个缩束装置的聚焦位置，从而实现不同角度的光进入该光接收元件30。

为了减小该缩束装置的像差，凹面主反射镜10和凸面副反射镜20可以采用非球面反射镜，优选地，凹面主反射镜10和凸面副反射镜20采用不同的面型设计。例如，设计凹面主反射镜10为椭球面主反射镜，凸面副反射镜20为抛物面副反射镜、双曲面镜；设计凹面主反射镜10为双曲面主反射镜，凸面副反射镜20为抛物面副反射镜、椭球面镜等等。其中，需要说明的是凹面主反射镜10为椭球面型时，根据椭球面反射镜会将通过其一个焦点的光线会聚到另一个焦点的特点，在两者焦点位置关系上，可以设计者凸面副反射镜20的焦点与凹面主反射镜10的焦点相重合，而对于其它的面型，则需要凸面副反射镜20位于凹面主反射镜10的焦点外。

进一步的，为实现凸面副反射镜20的反射面曲率可变的目的，以使整个缩束装置的焦点可变。本实施例设计凸面副反射镜20包括曲率不同的第一反射面和第二反射面，如图2所示，凸面副反射镜20的左、右两个反射面的曲率不同，将该凸面副反射镜20中的不同的反射面朝向凹面主反射镜10作为其有效反射面，即可实现其反射面曲率变化的目的。

为方便调节凸面副反射镜20中不同的反射面，作为接收穿过通光孔11的平行光的有效反射面，本实施例还在凸面副反射镜20上设置有旋转控制组件40。利用该旋转控制组件40控制凸面副反射镜20绕其转轴旋转，进而使凸面副反射镜20第一反射面或第二反射面朝向凹面主反射镜10作为该缩束装置的有效反射面。

图3为图2中的副反射镜和旋转控制组件的正面结构示意。如图3所示，该旋转控制组件40可以包括伺服电机41以及转动杆42，转动杆42的一端连接伺服电机41、另一端连接凸面副反射镜20；并且，如果凹面主反射镜10和凸面副反射镜20设置在一个镜筒中，伺服电机41则可以设置在镜筒外侧。在凸面副反射镜20需要改变曲率时，则可以通过控制伺服电机41带动转动杆42旋转，使凸面副反射镜20旋转180度，进而可以实现由第一反射面切换至第二反射面，或由第二反射面切换第一反射面。另外，为了精确控制凸面副反射镜20的旋转角度，还可以在伺服电机41上设置编码器，由编码器反馈控制其旋转角度。

由于上述凸面副反射镜20包括不同曲率的反射面，所以当使用不同曲率的副反射面作为有效反光面时，可以改变整个缩束装置的系统焦距位置。图4为图2中缩束装置的系统焦距计算原理图，根据图4该系统轴向的参数的计算公式如下：

凸面副反射镜20与凹面主反射镜10焦距之间的间隔i为：i＝f₁-s

凸面副反射镜20与系统焦距之间的间隔i’为:

系统焦距f为：

其中，s为凸面副反射镜20与凹面主反射镜10之间的间距，f₁为凹面主反射镜10的焦距，f₂为凸面副反射镜20的焦距。

另外，上述系统中其它参数的计算公式如下：

以口径半径为单位的凸面副反射镜20边缘光线高度k为：k＝i/f₁；

凸面副反射镜20放大率m为：m＝-i'/i

副镜和主镜曲率半径比ρ为：ρ＝f₂/f₁＝mk/(m-1)；

凸面副反射镜20中用于消除球差的圆锥曲线系数k₂为：

k₂＝-[(m+1)/(m-1)]²+(k₁+1)m³/k(m-1)³；

为实现上述系统焦距的变化只受凸面副反射镜20曲率变化的影响，还将旋转控制组件40的转动杆42相对于副反射镜的厚度中心(即两个反射面连线的中心点)偏心设计，即凸面副反射镜20旋转的转轴与副反射镜的厚度中心点之间存在一定的间距，其具体偏离间距根据凸面副反射镜20两个反射面的曲率半径差异进行设计。

利用上述设计，便可以实现一个缩束装置可以有两个不同的系统焦点，进而可以产生两种不同入射角度的光束进入光接收元件，将该缩束装置应用到激光光源中后，便可以适用于两种不同尺寸的DMD芯片的投影显示设备。

进一步的，为了使上述缩束装置可以实现更多的焦距变化，还可以将上述副反射镜设计为变形反射镜的结构，并通过曲率控制单元控制变形反射镜的曲率变化。图5为本发明实施例提供的一种变形反射镜和曲率控制组件的结构示意图。如图5所示，该结构使用薄膜702作为镜面，薄膜702的两侧分别设置透明电极702和分立电极703，其中，分立电极703连接曲率控制电路，利用透明电极702和分立电极703所形成的静电力，驱动薄膜702发生形变，进而实现不同曲率的变化。当然，还可以设计双压电片变形镜、电致伸缩材料驱动变形镜等其它结构类型，本实施例在此不再一一赘述。

在上述缩束装置中，由于经凹面主反射镜10的反射光束聚焦位置位于凸面副反射镜20中远离凹面主反射镜10的一侧，因此该其反射的光束会经过凸面副反射镜20所在位置，为防止凸面副反射镜20对凹面主反射镜10反射光束的遮挡，提高缩束装置对光能的传输效率，本实施例中入射至凸面副反射镜20的光束的空间分布状态为空心分布。这样，光束只照射在凸面副反射镜20靠近边缘位置处，相应的反射至凹面主反射镜10的光束也会靠近凹面主反射镜10的外边缘位置，进而经凹面主反射镜10聚焦的光束便可以避开凸面副反射镜20的遮挡。其中，入射至凸面副反射镜20的光束的空心面积可以根据缩束装置对光能的传输效率要求、凸面副反射镜20和凹面主反射镜10所组成的系统的光路传播特性来设计。如图3，图中阴影区域1001所示区域为经凹面主反射镜10的反射光路区，恰好避开了凸面副反射镜20的遮挡。

为实现入射至凸面副反射镜20的光束的空心分布的效果，本实施例还提供了合光光楔60，该合光光楔60设置在上述缩束装置的入光侧，并且其侧面镀有反射膜层，利用反射膜层将多个激光源50照射在其侧面上的激光束反射形成平行或近似平行激光束，并通过通光孔11照射在凸面副反射镜20上。同时，通过该合光光楔的顶点角度设置、和/或激光源50的光束在合光楔上的入射位置设计，便可以获得不同空间分布的空心光束。需要说明的是，上述光源并不限于激光源50，还可以是其它类型的光源。

另外，利用上述合光光楔60，可以合成不同波长的激光束至凸面副反射镜20，进而可以简化激光光源的设计；或者，还可以合成同样波长的激光束至凸面副反射镜20，以提高激光光源的输出功率。

本实施例提供的合光光楔60采用反射式结构，与透射式合光组件相比，不仅可以减少光能量的损失，另外，不同入射位置的光束在合光光楔在其反射面上均可以实现反射目的，进而可以降低光束的对准精度要求。当然，如果为实现将多个光源发射的光束进行会聚，还可以采用反射镜、二向色镜、光栅、阶梯镜等元件作为合光部件。

上述缩束装置中的副反射镜处除了采用上述实施例中的凸面副反射镜结构外，还可以采用凹面反射镜。图6为本发明实施例提供的另一种焦点可变的缩束装置的基本结构示意图。如图6所示，该缩束装置包括主要包括中心开设有通光孔11的凹面主反射镜10、以及与凹面主反射镜10对应设置且曲率可变的凹面副反射镜80。

其中，为了实现光束的聚焦作用，设计凹面副反射镜80的曲率半径小于凹面主反射镜10的曲率半径，凹面副反射镜80位于凹面主反射镜10的焦距范围之外，另外，凹面副反射镜80和凹面主反射镜10之间的间距大于凹面主反射镜10焦距减去凹面副反射镜80焦距的差值。

利用上述缩束装置，穿过通光孔11的平行光入射至凹面副反射镜80的反射面，并通过凹面副反射镜80将反射至凹面主反射镜10。由于凹面副反射镜80为凹面反射镜，所以平行光或近似平行的光线经过凹面副反射镜80后，其反射光线会会聚至其焦点处。然后，利用上述凹面主反射镜10的面型、以及其焦点与凹面副反射镜80的焦点之间位置关系的设计，使凹面主反射镜10将凹面副反射镜80反射的光束会聚出射。

通过将光接收元件30(如匀光棒、匀光片等)的入光口设计在凹面主反射镜10和凹面副反射镜80所组成的系统焦点处或焦点附近，这样，凹面主反射镜10便可以将激光束聚焦至光接收元件30中。由于凹面主反射镜10的曲率可变，因此通过设置凸面副反射镜20的反射面为不同的曲率，便可以改变整个缩束装置的聚焦位置，从而实现不同角度的光进入该光接收元件30。

进一步的，为了实现整个装置的系统焦点可变的目的，凹面副反射镜80可以包括曲率不同的第一反射面和第二反射面，如图6所示，副反射镜的左、右两个反射面的曲率不同，进而可以实现缩束装置可以提供两个不同的系统焦距；或者，设计凹面副反射镜80为变形镜结构，通过提供不同曲率的反射面，以实现缩束装置可以提供多种不同的系统焦距。需要说明的是，上述两个实施例中将凸面副反射镜20和凹面副反射镜80的第一反射面和第二反射面均为凸面或凹面面型，在具体实施中，还可以将其设计为两种不同面型，如第一反射面为凸面、第二反射面为凹面的组合设计。

由于上述凹面副反射镜80包括不同曲率的反射面，所以当使用不同曲率的副反射面作为有效反光面时，可以改变整个缩束装置的系统焦距位置。图7为图6中缩束装置的系统焦距计算原理图，根据图6该系统轴向的参数的计算公式如下：

凹面副反射镜80与凹面主反射镜10焦距之间的间隔i为：i＝f₁-s

凹面副反射镜80与系统焦距之间的间隔i’为:

系统焦距f为：

其中，s为凹面副反射镜80与凹面主反射镜10之间的间距，f₁为凹面主反射镜10的焦距，f₂为凹面副反射镜80的焦距。

另外，上述系统中其它参数的计算公式如下：

以口径半径为单位的凹面副反射镜80边缘光线高度k为：k＝i/f₁；

凹面副反射镜80放大率m为：m＝-i'/i

副镜和主镜曲率半径比ρ为：ρ＝f₂/f₁＝mk/(m-1)；

凹面副反射镜80中用于消除球差的圆锥曲线系数k₂为：

k₂＝-[(m+1)/(m-1)]²+(k₁+1)m³/k(m-1)³；

进一步的，为了减小该缩束装置的像差，凹面主反射镜10和凹面副反射镜80可以采用非球面反射镜，优选地，凹面主反射镜10和凹面副反射镜80采用不同的面型设计。例如，设计凹面主反射镜10为椭球面主反射镜，凹面副反射镜80为抛物面副反射镜、双曲面镜；设计凹面主反射镜10为双曲面主反射镜，凹面副反射镜80为抛物面副反射镜、椭球面镜等等。

上述实施例提供的缩束装置，通过在凹面主反射镜10的光束聚焦处、即缩束装置的焦点处设置光接收元件，由于副反射镜的曲率可变，所以可以改变整个缩束装置的聚焦位置，从而实现不同角度的光进入该光接收元件，达到一种激光光源可以匹配具有投影镜头的投影显示设备的要求。另外，上述提供的缩束装置，利用反射镜结构进行缩束聚焦，与透射式的聚焦透镜组相比，还可以减少光效损失。

并且上述主镜和副镜的有效作用面为其反射面，因此，可以在其非反射面设置散热装置，例如，在上述凹面主反射镜10的非反射面均设置散热鳍片结构或者散热涂层等，以对反射镜及时散热，减轻光学部件因热聚集对光学性能的影响，对于大功率的激光器光源也能保证长时间的热稳定性。

基于上述缩束装置，本发明实施例还提供了将上述缩束装置应用到不同的激光光源中的实施例。例如，应用到单色架构或多色架构的激光光源中。

图8为本发明实施例提供的一种激光光源的基本结构示意图。如图8所示，该光源为三色光源架构。该光源具体包括：由第一激光器101、第二激光器102和第三激光器103组成的激光器组，三个激光器分别发出红色、绿色和蓝色激光；由二向色镜组200、离轴式缩束装置300、以及光匀化装置400组成的激光束合成部件；上述实施例提供的缩束装置500；光接收元件600。

具体的，二向色镜组中的第一二向色镜201和第二二向镜202可以根据离轴式缩束装置300中的凹面反射镜301和凸面反射镜302的排布方式进行离轴排布，即相对于整个激光光源的出光方向，第一二向色镜201和第二二向镜202为垂直于该出光方向排布。

第一二向色镜201用于将第三激光器103发出的光束透射至凹面反射镜301，以及第二二向色镜202透射和反射的光束反射至凹面反射镜301；第二二向色镜202，用于二激光器102发出光束反射至第一二向色镜201，以及将第一激光器101发出的光束透射至第一二向色镜201。凹面反射镜301，用于将第一二向色镜201反射和透射的光束会聚到凸面反射镜302，凸面反射镜302用于将凹面反射镜301反射的光束进行准直；光匀化装置400用于将凸面反射镜302准直后的光束进行匀化输出。

经过上述激光束合成部件对三个光束的转折、合束后，最后经过缩束装置500进行光束的聚焦后发射给光接收元件600。

进一步的，该激光光源还包括与光接收元件连接的位置调整组件，通过调整光接收元件的位置，来改变其入光口的位置，以适应缩束装置的焦点位置变化。

本实施例中，通过改变缩束装置500中副反射镜502的反射面的曲率，可以改变缩束装置500的系统焦距，进而实现不同角度的激光束进入光接收元件600，使光接收元件600的出射光有不同的光学扩展量，以匹配于不同DMD芯片的投影显示设备。

另外，本实施例利用凹面反射镜和凸面反射镜构成的离轴式缩束装置300，实现对激光器组发射的光束进行准直缩束，由于反射型结构不会因为波长范围的不同而对光束进行不同折射率的透射，从而有利于保证多色光源光束整形的一致性；同时，反射镜结构可以在其的非反射面设置散热结构，实现对对反射镜部件的均匀散热，减轻光学部件因热聚集对光学性能的影响，进而可以得到空间重合度较高、分布比较均匀的光束光斑。

图9为本发明实施例提供的另一种激光光源的基本结构示意图。如图9所示，该光源也为三色光源架构。该光源依次包括激光器组、合光光楔800、缩束装置500和光接收元件600。

具体的，由第三激光器701a、第四激光器702a和第五激光器703a组成激光器组，三个激光器分别发出红色、绿色和蓝色激光；三个激光器发出的激光束分别通过相应的聚焦装置(701b、702b和703b)聚焦后照射在合光光楔800的三个侧面上，其中，图9中的第四激光器702a及其对应的聚焦装置702b为垂直纸面设计的。合光光楔800将上述三束激光束反射形成平行或近似平行激光束，并通过缩束装置500中主反射镜上的通光孔照射在副反射镜上。最后，利用缩束装置500进行聚焦后发射给光接收元件600。

本实施例中，通过该合光光楔的顶点角度设置、和/或激光源的光束在合光楔上的入射位置设计，便可以获得不同空间分布的空心光束，以提高该激光光源的光能传输效率。需要说明的是，还可以根据实际需要，在该光源系统中设计增设其它的光学部件，如光匀化部件等。

上述两个实施例光源中的缩束装置500只是以两面曲率不同的凸面副反射镜为例进行说明，当然，还可以利用上述实施例提供的任意一种面型的副反射镜缩束装置，本实施例在此不再赘述。另外，还可以将上述实施例提供的缩束装置加入到单色光源架构中(例如，替代附图1中的聚焦镜片(组)107)或者双色光源架构中，以实现多角度入射光接收元件的目的，进而适用于不同的光学扩展量的DMD芯片、光接收元件尺寸等参数，提高缩束装置的通用性。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种激光投影设备，该激光投影设备可以包括本发明上述实施例所提供的激光光源，该激光投影设备具体可以是激光影院或者激光电视，或者其他激光投影仪器等。

图10示出了本发明实施例提供的投影显示设备的结构示意图。如图10所示，所述激光投影设备包括：激光光源111，光机112，镜头113。

其中，激光光源111是本发明上述实施例所提供的激光光源，具体可参见前述实施例，在此将不再赘述。具体地，激光光源111为光机112提供照明，光机113对光源光束进行调制，并输出至镜头113进行成像，投射至投影介质114(比如屏幕或者墙体等)形成投影画面。其中，所述的光机112可以是上述基于激光光源光学架构中的DMD芯片。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种焦点可变的缩束装置，其特征在于，所述装置包括中心开设有通光孔的凹面主反射镜，以及，曲率半径小于所述凹面主反射镜的曲率半径且曲率可调的副反射镜，其中：

所述副反射镜，用于将穿过所述通光孔的平行光反射至所述凹面主反射镜；

所述凹面主反射镜，用于将所述副反射镜反射的光束会聚出射；

所述装置还包括与所述副反射镜连接的旋转控制组件，所述副反射镜包括曲率不同的第一反射面和第二反射面；

所述旋转控制组件，用于控制所述副反射镜旋转，以使所述第一反射面或所述第二反射面朝向所述凹面主反射镜并反射所述平行光至所述凹面主反射镜。

2.根据权利要求1所述的缩束装置，其特征在于，所述副反射镜为凸面副反射镜，其中：

所述凸面副反射镜位于所述凹面主反射镜的焦距范围之内；

所述凸面副反射镜的焦点位于所述凹面主反射镜的焦点外或所述凸面副反射镜的焦点与所述凹面主反射镜的焦点相重合。

3.根据权利要求1所述的缩束装置，其特征在于，所述副反射镜为凹面副反射镜，其中：

所述凹面副反射镜位于所述凹面主反射镜的焦距范围之外；

所述凹面副反射镜和所述凹面主反射镜之间的间距小于所述凹面主反射镜焦距减去所述凹面副反射镜焦距的差值。

4.根据权利要求1至3任一所述的缩束装置，其特征在于，所述平行光的空间分布形状为空心分布。

5.根据权利要求1至3任一所述的缩束装置，其特征在于，所述装置还包括合光部件，其中：

所述合光部件，用于将多个光源发出的光束合成为所述平行光，并将所述平行光穿过所述通光孔发射至所述副反射镜。

6.根据权利要求5所述的缩束装置，其特征在于，所述合光部件包括侧面镀有反射膜的合光光楔，其中：

所述合光光楔，用于利用所述反射膜将所述多个光源照射在其侧面上的光束反射形成平行或近似平行激光束。

7.根据权利要求1所述的缩束装置，其特征在于，所述副反射镜在所述旋转控制组件的控制下旋转的转轴与所述副反射镜的厚度中心点之间存在一定的间距。

8.一种激光光源，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述的焦点可变的缩束装置，还包括激光束合成部件和光接收元件，其中：

所述焦点可变的缩束装置位于所述激光束合成部件和所述光接收元件之间；

所述激光束合成部件，用于发射平行或近似平行激光束至所述缩束装置的副反射镜；

所述光接收元件，用于接收所述缩束装置的主反射镜会聚的光束。

9.根据权利要求8所述的激光光源，其特征在于，所述激光光源还包括与光接收元件连接的位置调整组件，其中：

所述位置调整组件，用于调整所述光接收元件的入光口的位置，以适应所述缩束装置的焦点变化。

10.一种投影显示设备，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的激光光源，还包括光机和镜头，其中：

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。