CN110908231A - 光源系统及激光投影设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光源系统及激光投影设备，属于激光投影装备领域，包括激光光源组、阶梯反射镜、聚光元件、第一反射镜、扩散片组和光棒；阶梯反射镜设于激光光源组的出光侧，用于反射激光光源组发出的光线，阶梯反射镜与激光光源组一一对应；聚光元件设于阶梯反射镜的出光侧，用于接收并聚焦阶梯反射镜所反射的光线，聚光元件与阶梯反射镜一一对应；第一反射镜设于聚光元件的出光侧，用于反射经过聚光元件聚焦的光线；扩散片组设于第一反射镜的一侧；光棒设于扩散片组的出光侧。本发明提供的光源系统及激光投影设备仅使用一个聚光元件对即可实现对光斑的压缩，无需使用额外的光学元件，透镜数量大大减少，光源系统体积也随之减小，占用空间小。

Description

光源系统及激光投影设备

技术领域

本发明属于激光投影装备技术领域，更具体地说，是涉及一种光源系统及包含该光源系统的激光投影设备。

背景技术

激光光源是利用激发态粒子在受激辐射作用下发光的电光源，是激光投影技术的基础。在大尺寸投影领域，为了尺寸和亮度的要求，所用激光光源的体积较大，所以会占用较大的使用空间；而且，由于激光光源体积较大，导致制冷系统所占用的空间也随之增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光源系统，以解决现有技术中存在的激光光源体积较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种光源系统，包括：

激光光源组；

阶梯反射镜，设于所述激光光源组的出光侧，用于反射所述激光光源组发出的光线，所述阶梯反射镜与所述激光光源组一一对应；

聚光元件，设于所述阶梯反射镜的出光侧，用于接收并聚焦所述阶梯反射镜所反射的光线，所述聚光元件与所述阶梯反射镜一一对应；

第一反射镜，设于所述聚光元件的出光侧，用于反射经过所述聚光元件聚焦的光线；

扩散片组，设于所述第一反射镜的一侧，用于接收所述第一反射镜所反射的光线，并对所述第一反射镜反射的光线进行扩散混光；以及

光棒，设于所述扩散片组的出光侧，用于接收经所述扩散片组扩散的光线，并对经所述扩散片组扩散的光线进行匀光。

在一个实施例中，所述激光光源组设有多个，至少一个所述激光光源组为单色光源；

与一个为单色光源的所述激光光源组对应的所述聚光元件的出光侧设有分色镜，所述分色镜用于透过经所述聚光元件聚焦的单色光线，并使所述单色光线传递至所述第一反射镜；

其余所述激光光源组对应的所述聚光元件的出光侧设有用于将光线反射至所述分色镜的第二反射镜，所述分色镜还用于将经过所述第二反射镜反射的光线反射至所述第一反射镜。

在一个实施例中，所述激光光源组设有两个，其中一个所述激光光源组为单色光源，另一个所述激光光源组为双色光源。

在一个实施例中，所述第一反射镜上设有用于调节所述第一反射镜镜面角度的角度调节结构。

在一个实施例中，所述第一反射镜的一侧边缘用于与外部机架转动连接，所述角度调节结构包括：

弹簧，一端与所述第一反射镜的背面连接，另一端部用于与外部机架固定；以及

调节旋钮，设于所述第一反射镜的背面，并用于与所述第一反射镜的背面抵接。

在一个实施例中，所述激光光源组包括多个光源，多个所述光源按照预设分布方式分布。

在一个实施例中，所述预设分布方式为无规则分布方式。

在一个实施例中，所述预设分布方式为规则分布方式。

在一个实施例中，所述聚光元件为一个凸透镜。

本发明提供的光源系统的有益效果在于：与现有技术相比，本发明光源系统中，每一个激光光源组都形成了一个光路，每一个光路通过阶梯反射镜进行反射，每一个光路经过一个聚光元件进行聚焦后就被第一反射镜反射依次进入扩散片组和光棒，再传输至后续的结构中，由于每一路光源中均只有一个聚光元件，仅使用一个聚光元件对即可实现对光斑的压缩，不需要使用额外的光学元件，相比于传统光源，透镜数量大大减少，光源系统体积也随之减小，占用空间小。

本发明还提供一种激光投影设备，包括上述的光源系统。

本发明提供的激光投影设备的有益效果在于：与现有技术相比，本发明激光投影设备通过采用上述体积较小的光源系统，能够减少承载光学元件的结构的体积，与光源系统对应的制冷系统的体积也相应减小，进而使激光投影设备整体体积减小，方便安装。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例一提供的光源系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的光源系统的结构示意图；

图3为本发明实施例三采用的激光光源组的光源分布示意图；

图4为本发明实施例四采用的激光光源组的光源分布示意图；

图5为本发明实施例五采用的角度调节结构的结构示意图；

图6为本发明实施例六采用的角度调节结构的结构示意图；

图7为本发明实施例七采用的凸透镜的结构示意图；

图8为本发明实施例八采用的凸透镜的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-激光光源组；101-光源；2-阶梯反射镜；3-聚光元件；4-第一反射镜；5-扩散片组；6-光棒；7-分色镜；8-第二反射镜；9-弹簧；10-调节旋钮

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1及图2，现对本发明提供的光源系统进行说明。所述光源系统，包括激光光源组1、阶梯反射镜2、聚光元件3、第一反射镜4、扩散片组5和光棒6；阶梯反射镜2设于激光光源组1的出光侧，用于反射激光光源组1发出的光线，阶梯反射镜2与激光光源组1一一对应；聚光元件3设于阶梯反射镜2的出光侧，用于接收并聚焦阶梯反射镜2所反射的光线，聚光元件3与阶梯反射镜2一一对应；第一反射镜4设于聚光元件3的出光侧，用于反射经过聚光元件3聚焦的光线；扩散片组5设于第一反射镜4的一侧，用于接收第一反射镜4所反射的光线，并对第一反射镜4反射的光线进行扩散混光；光棒6设于扩散片组5的出光侧，用于接收经扩散片组5扩散的光线，并对经扩散片组5扩散的光线进行匀光。

与现有技术相比，本发明光源系统中，每一个激光光源组1都形成了一个光路，每一个光路通过阶梯反射镜2进行反射，每一个光路经过一个聚光元件3进行聚焦后就被第一反射镜4反射依次进入扩散片组5和光棒6，再传输至后续的结构中，由于每一路光源中均只有一个聚光元件3，仅使用一个聚光元件3对即可实现对光斑的压缩，不需要使用额外的光学元件，相比于传统光源，透镜数量大大减少，光源系统体积也随之减小，占用空间小。

请一并参阅图1至图4，作为本发明提供的光源系统的一种具体实施方式，激光光源组1设有多个，至少一个激光光源组1为单色光源。

与一个为单色光源的激光光源组1对应的聚光元件3的出光侧设有分色镜7，分色镜7用于透过经聚光元件3聚焦的单色光线，并使单色光线传递至第一反射镜4。

其余激光光源组1对应的聚光元件3的出光侧设有用于将光线反射至分色镜7的第二反射镜8，分色镜7还用于将经过第二反射镜8反射的光线反射至第一反射镜4。

请参阅图1至图4，作为本发明提供的光源系统的一种具体实施方式，激光光源组1设有两个，其中一个激光光源组1为单色光源，另一个激光光源组1为双色光源。

以图1为例，激光光源组1包括红光(R)光源、蓝光(B)光源和绿光(G)光源，不同颜色的光源101发出的光线通过阶梯反射镜2反射至聚光元件3，聚光元件3将光线聚焦至第一反射镜4，第一反射镜4将光线反射至扩散片组5，光线通过扩散片组5入射至光棒6。

以图2为例，分色镜7为透红光(R)、返蓝光(B)和绿光(G)的分色镜，光源系统包括两个激光光源组1，第一个激光光源组1对应于形成第一路光路，仅包括红光光源，第二个激光光源组1对应于形成第二路光路，包括蓝光光源和绿光光源。红光光源发出的光线通过阶梯反射镜2反射至聚光元件3，聚光元件3将光线聚焦至分色镜7，光线透过分色镜4入射至第一反射镜4，第一反射镜4将光线反射至扩散片组5，光线通过扩散片组5入射至光棒6；同时，蓝光光源和绿光光源发出的光线通过阶梯反射镜2反射至聚光元件3，聚光元件3将光线聚焦至分色镜7，光线被分色镜7反射至第一反射镜4，第一反射镜4将光线反射至扩散片组5，最终，RGB三色光线混合后被引导至光棒6，再镜光棒6传输至后续的结构。

上述不同的实施情况可以根据实际使用需求进行选择，提高了使用的灵活性，同时，可以将多种颜色的激光源设置于一路光路中，进一步节省光源系统体积，从而简化与之对应的散热结构。

需要说明的是，光源101为激光管，由于布置激光管的空间位置有限，所以将三色激光管放置与一路光路中，会导致可以实用的激光管的数量的减小，从而导致光源强度的降低。但是，可以提高单个激光管的发射功率，以补充损失的光源强度。

需要说明的是，阶梯反射镜2与激光光源组1一一对应，可以是激光光源组1中的每一个激光管均具有一个阶梯反射镜与其对应，各个阶梯反射镜将光线反射至聚光元件3。作为本发明提供的光源系统的一种具体实施方式，激光光源组1中的一色光源由其对应的阶梯反射镜2反射至聚光元件3，另一色光源从各个阶梯反射镜2的缝隙间穿过，入射至另一个聚光元件3。

需要说明的是，聚光元件3可以根据实际需要进行选择，例如消色差透镜、球面凸透镜、非球面凸透镜、单面凸透镜、平凸透镜等。

作为本发明提供的光源系统的一种具体实施方式，聚光元件3可以是双胶合的消色差透镜(图7)或者三胶合的消色差透镜(图8)。使用消色差透镜可以消除或削弱RGB位于同一镜筒的情况下产生的色差，从而提高能效。

作为本发明提供的光源系统的一种具体实施方式，聚光元件3的入光侧贴有增透膜，用于减小光线在透镜表明的反射损失。

作为本发明提供的光源系统的一种具体实施方式，聚光元件3的出光侧表面设有多个微透镜结构，用于提升对光线的会聚能力。

参阅图5及图6，作为本发明提供的光源系统的一种具体实施方式，第一反射镜4上设有用于调节第一反射镜4镜面角度的角度调节结构。

在实际安装过程中，因为光学元件本身的误差或者镜架等机械结构本身的误差，会使得光线的传播路径产生不可预先计算出的误差。通过角度调节结构，可以根据实际需要对光路进行修正，以使光线准确入射至光棒6。

请参阅图5及图6，作为本发明提供的光源系统的一种具体实施方式，第一反射镜4的一侧边缘用于与外部机架转动连接，角度调节结构包括弹簧9和调节旋钮10；弹簧9一端与第一反射镜4的背面连接，另一端部用于与外部机架固定；调节旋钮10设于第一反射镜4的背面，并用于与第一反射镜4的背面抵接。通过旋拧调节旋钮10控制其接触端的位置，进而在弹簧9弹性力的带动下，能够使第一反射镜4的镜面角度固定在调节后的位置，其结构简单紧凑，调节方便，便于使光线准确入射至光棒6。

例如图5中，弹簧9一端与第一反射镜4的背面连接，另一端直接固定于外部机架上；例如图6中，弹簧9的两端分别与第一反射镜4的背面连接，在需要调节其中一个第一反射镜4的镜面角度时，弹簧9未与该第一反射镜4连接的端部通过另一个第一反射镜4和另一个调节旋钮10的抵接间接的固定于外部机架上。

请参阅图3及图4，作为本发明提供的光源系统的一种具体实施方式，激光光源组1包括多个光源101，多个光源101按照预设分布方式分布。

参阅图3，作为本发明提供的光源系统的一种具体实施方式，预设分布方式为无规则分布方式。

请参阅图4，作为本发明提供的光源系统的一种具体实施方式，预设分布方式为规则分布方式。

光源101的分布方式多种多样，可以根据实际使用需求进行选择，分布方式灵活，占用空间小。

本发明还提供一种激光投影设备，所述激光投影设备包括上述的光源系统。

本发明提供的激光投影设备，通过采用上述体积较小的光源系统，能够减少承载光学元件的结构的体积，与光源系统对应的制冷系统的体积也相应减小，进而使激光投影设备整体体积减小，方便安装。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.光源系统，其特征在于，包括：

激光光源组；

阶梯反射镜，设于所述激光光源组的出光侧，用于反射所述激光光源组发出的光线，所述阶梯反射镜与所述激光光源组一一对应；

聚光元件，设于所述阶梯反射镜的出光侧，用于接收并聚焦所述阶梯反射镜所反射的光线，所述聚光元件与所述阶梯反射镜一一对应；

第一反射镜，设于所述聚光元件的出光侧，用于反射经过所述聚光元件聚焦的光线；

扩散片组，设于所述第一反射镜的一侧，用于接收所述第一反射镜所反射的光线，并对所述第一反射镜反射的光线进行扩散混光；以及

光棒，设于所述扩散片组的出光侧，用于接收经所述扩散片组扩散的光线，并对经所述扩散片组扩散的光线进行匀光。

2.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述激光光源组设有多个，至少一个所述激光光源组为单色光源；

与一个为单色光源的所述激光光源组对应的所述聚光元件的出光侧设有分色镜，所述分色镜用于透过经所述聚光元件聚焦的单色光线，并使所述单色光线传递至所述第一反射镜；

其余所述激光光源组对应的所述聚光元件的出光侧设有用于将光线反射至所述分色镜的第二反射镜，所述分色镜还用于将经过所述第二反射镜反射的光线反射至所述第一反射镜。

3.如权利要求2所述的光源系统，其特征在于，所述激光光源组设有两个，其中一个所述激光光源组为单色光源，另一个所述激光光源组为双色光源。

4.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述第一反射镜上设有用于调节所述第一反射镜镜面角度的角度调节结构。

5.如权利要求4所述的光源系统，其特征在于，所述第一反射镜的一侧边缘用于与外部机架转动连接，所述角度调节结构包括：

弹簧，一端与所述第一反射镜的背面连接，另一端部用于与外部机架固定；以及

调节旋钮，设于所述第一反射镜的背面，并用于与所述第一反射镜的背面抵接。

6.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述激光光源组包括多个光源，多个所述光源按照预设分布方式分布。

7.如权利要求6所述的光源系统，其特征在于，所述预设分布方式为无规则分布方式。

8.如权利要求6所述的光源系统，其特征在于，所述预设分布方式为规则分布方式。

9.如权利要求1或2所述的光源系统，其特征在于，所述聚光元件为一个凸透镜。

10.激光投影设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的光源系统。

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