CN111258164B - 激光投影设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光投影设备，其光源部分包括装配于壳体上的多组激光器、望远镜组以及反射镜组；多组激光器安装于壳体的互相垂直的侧面上；位于互相垂直的侧面上的每组激光器均包括多个激光器，且排列方向不同；多组激光器组件出射的部分光束通过反射镜组反射至望远镜组的入光面，以及，多组激光器输出的其他光束避开反射镜组，直接入射望远镜组的入光面，上述多组激光器的合光方式降低了对光学系统镜片的尺寸要求，在实现高亮度的同时，能够兼顾光处理效率和体积。

Description

激光投影设备

技术领域

本申请涉及激光投影技术领域，特别涉及一种激光投影设备。

背景技术

激光投影设备采用激光光源，可以包含一种颜色或多种颜色的激光器。工业化应用对激光器功率的要求是要至少达到1W以上，比如绿色激光器，但是其成本较高，在应用多颗时，导致激光器排列组合的体积较大。因此，通常激光光源是通过应用蓝色激光器作为蓝光光源，且激发波长转换装置，比如荧光轮，来产生除蓝光之外的其他基色。

当在追求激光投影设备的高流明数输出时，即高亮度的指标时，通常需要采用更多颗的激光器，提高激发功率，进而产生更高亮度的荧光。但是激光器之间具有间隙，导致光斑尺寸很大，带来合束合光的难度，同时对光路中镜片的尺寸也要求更大，从而导致光路系统中镜片变的比较大才能满足收光要求。比如，在激光器光束的光束整形组件中包括望远镜组，多个激光器的光束需要正对望远镜组的入光面入射，经望远镜组缩束调整后射入荧光轮中，这就使得望远镜组的第一片镜片的尺寸可能要做的非常大才能满足收光要求。

并且多颗激光器也必须合理排布才能降低收光难度，并且减小光源体积。

因此，在实现高亮度的同时，还需注重激光投影设备的光效和结构合理性。

发明内容

本申请实施例提供了一种激光投影设备，能够提供较高亮度的投影画面，且能够兼顾光学引擎部分的光效和体积。所述技术方案如下：

本申请提供了一种激光投影设备，包括：

光源部分，用于提供照明光束；

光机部分，用于对照明光束进行调制；

镜头部分，用于对调制后的照明光束进行成像于投影屏幕上；

其中，光源部分包括装配于壳体上的多组激光器、望远镜组以及反射镜组；

多组激光器安装于壳体的互相垂直的侧面上；位于互相垂直的侧面上的每组激光器均包括多个激光器，且排列方向不同；多组激光器组件出射的部分光束通过反射镜组反射至望远镜组的入光面，以及，多组激光器输出的其他光束避开反射镜组，直接入射望远镜组的入光面。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

提供了一种激光投影设备，包括光源部分，光机部分和镜头部分，能够提供较高亮度的投影画面，且能够兼顾光学引擎部分的光效和体积。光源部分包括多组激光器、望远镜组以及反射镜组。通过在光源部分壳体上的不同侧面设置多个激光组件，且位于互相垂直的侧面上，多个激光组件中，多组激光器组件出射的部分光束通过反射镜组反射至望远镜组的入光面，而其他至少一组的激光器组件的多个激光器的发出的光束均避开反射镜的空间区域，直接入射至望远镜组的入光面，且上述透射的光束和被反射的光束可以照射到光学部件的不同区域，光束的均匀性和对称性得到了兼顾，对望远镜组的第一片透镜的利用效率也较高，利于该透镜尺寸的减小。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图；

图2是图1中激光投影设备的光学引擎部分的结构示意图；

图3-1是本申请实施例提供的一种光源部分的底面示意图；

图3-2是本申请实施例提供的一种光源部分的顶面示意图；

图3-3是本申请实施例提供的一种光源部分的光路示意图；

图4是本申请实施例提供的光源光路原理图；

图5是本申请实施例提供的光源部分的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的光源壳体的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的激光器安装结构示意图；

图8是本申请实施例提供的光源部分的激光组件的爆炸图；

图9是图7所示一种第一激光组件的结构示意图；

图10是图7所示第一激光组件的俯视图；

图11是图7所示另一种第一激光组件的结构示意图；

图12是图7所示第二激光组件的结构示意图；

图13是图4所示光路示意图中，第二激光组件部分光路的右视图；

图14是图4所示第三激光组件的两个激光器的俯视图；

图15是本申请实施例中任一激光器的结构示意图；

图16-1是本申请实施例提供的荧光组件与壳体的结构示意图；

图16-2是本申请实施例提供的一种荧光轮结构示意图；

图17是本申请实施例提供的一种激光投影设备结构分解图；

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

本申请实施例提供了一种激光投影设备，如图1所示，包括由光源部分10、光机部分20、镜头部分30组成的光学引擎部分，以及设置于光学引擎部分外侧的散热系统40，其中散热系统40用于为光学引擎部分以及投影设备的电路系统（图中未示出）散热，保持激光投影设备工作温度的正常。

如图17所示，其为本申请实施例图1提供的一种激光投影设备的拆分结构示意图。

其中，沿着光束的投射方向，光源部分10与光机部分20连接，光机部分20与镜头部分30连接。光源部分10用于提供照明光束给光机部分20，光源部分10可以包括激光器光源以及荧光组件，光源部分10出射白光光束作为照明光束提供给光机部分20，该白光光束可以是时序输出的三基色混合形成。该照明光束先经过照明光路的处理，符合预设的尺寸和入射角度后照射至光阀的表面，由光阀在对应图像显示信号的驱动信号的驱动下，完成对入射光束的调制，并将调制后的光束反射出去，投射进入镜头部分30中，镜头部分30用于对投射光束进行放大成像于投影屏幕中。在本示例中，镜头部分30为超短焦投影镜头，本实施例中的激光投影设备为超短焦激光投影设备。

图2是图1中激光投影设备的光学引擎部分的结构示意图。如前所述，光学引擎部分包括光源部分10，光机部分20以及镜头部分30。其中光源部分10包括多组激光器，以及荧光轮组件。光机部分20和镜头部分30与光源部分10并列设置。

图3-1是本申请实施例提供的光源部分底面结构示意图。光源部分包括激光光源12和荧光组件15。其中，激光光源12包括多组激光器，该多组激光器可以均为蓝色激光器。如图7所示的局部放大图中，多组激光器分别设置于光源壳体的不同侧面，且该不同的侧面为相互垂直的相邻侧面，多组激光器包括第一激光器组121，第二激光器组122和第三激光器组123，在本示例中，每个激光器组包括两个激光器，该激光器为MCL型激光器。

图3-2为本实施例提供的光源部分的顶面示意图。

图3-3是本实施例中基于图3-2所示出的光源部分中光路走向示意图。具体地，第二激光器组122和第三激光器组123设置于光源壳体的一个侧面，第一激光器组121设置光源壳体的另一个侧面，该另一个侧面与前述的一个侧面互相垂直。第一激光器组121发出的光束与第二激光器组122，第三激光器组123发出的光束也呈垂直关系，这三路光束经合光后朝向一个方向传输，即沿着第二激光器组122和第三激光器组123所出射的方向传输。

以及，如图3-3所示，三个激光器组输出的激光合束后并经过光束整形光路的整形，入射至荧光组件15中的荧光轮150上，荧光轮150上设置有荧光区1504，通常圆周分布在荧光轮的盘面上，可以受激发发出不同颜色的荧光。图16-2示出了一种荧光轮结构。荧光轮150包括驱动连接件1501，用于提供供电，荧光轮的盘面上还设置有透射区1503，透射区用于透射蓝色激光，蓝色激光经过设置有荧光轮150背面的转折镜组再次返回至荧光轮150的正面，与不同颜色的荧光合光，合光后的激光和荧光从光源出口151处输出。

图4所示为本申请实施例提供的光源部分的光路原理示意图。具体地，第一激光组件121的出射光射向第一反射镜141，第三激光组件123的出射光射向第二反射镜142，并被反射向第一反射镜141，第一反射镜141将第一激光组件121以及第三激光组件123的出射光反射向望远镜组13，第二激光组件122与第一反射镜141错位排布，使得第二激光组件122的出射光不经过第一反射镜141而直射入望远镜组13，第一激光组件121与第二反射镜142错位排布，以使第一激光组件121中的至少一个激光器的出射光不经过第二反射镜142而直射入第一反射镜141，第一激光组件121以及第三激光组件123中的两个激光器12a横向排布，第二激光组件122中的两个激光器12a纵向排布，望远镜组13将多个激光组件12（图4未示出）的出射光射向荧光组件15，荧光组件15可以用于将射入的光转换为各种基色光（例如红光、绿光和蓝光）。

可选地，每个激光组件包括两个激光器。如图13所示，其为图4所示光路示意图中，第二激光组件部分光路的右视图。

第二激光组件122中的两个激光器的光路位于第一反射镜141的两侧。也即是，第一反射镜141沿第二激光组件122中的两个激光器连线的方向上的宽度小于这两个激光器出射的激光之间的宽度，并大于任一激光器出射激光的宽度，以便于对激光器出射的激光进行反射，示例性的，该宽度可以为16毫米左右。

如图4所示，第二反射镜142包括两个子反射镜，两个子反射镜一一对应的位于第三激光组件123的两个激光器的光路上。

可选地，第一激光组件121中的两个激光器的光路分别位于第二反射镜142中的两个子反射镜中一个子反射镜的两侧。

如图14所示，其为图4所示第三激光组件123的两个激光器的俯视图。其中，每个激光器包括矩形出光面，出光面具有激光出射孔h，矩形出光面相对的两个边具有驱动引线（可以包括正极引线p以及负极引线n）。可选地，第三激光组件123的两个激光器中，一个激光器12a的一个不具有驱动引线的边a与另一个激光器12a的一个不具有驱动引线的边b相距0-10毫米。也即是这两个边相抵接或者相距一个较小的间距。如此结构下，两个激光器可以紧密接触，以缩小激光组件的体积，该组激光器出射的光斑的间隙也可以尽可能的减小，即理论与缩小光源部分的体积，也可以降低合光的难度，因为在合光时，一方面需要将各个方向的光束汇聚到一个方向上，包括了光路的转折，另一方面，还需要将不同的光斑叠加在一起，减小叠加后的光斑的尺寸。

第一激光组件的结构与第三激光组件类似，也即是第一激光组件的两个激光器中，一个激光器的一个不具有驱动引线的边与另一个激光器的一个不具有驱动引线的边相抵接。

多个激光组件12还包括至少一个第二激光组件122，每个第二激光组件122位于壳体11中正对望远镜组13的入光面的位置。图3所示为多个激光组件12包括一个第二激光组件122的情况，但本申请实施例对此并不进行限制。

望远镜组13的入光面是其接收多个激光组件12出射光的一面，每个第二激光组件122位于壳体11中正对望远镜组13的入光面的位置，使得每个第二激光组件122的出射光可以直接射入望远镜组13的入光面。

使用本申请实施例提供的光源部分时，望远镜组13可以在其镜片口径较小的情况下接收多个激光组件的出射光，避免出现望远镜组13口径较大无法加工的情况。且望远镜组13的镜片口径较小，使得包括该望远镜组13的光源部分的体积较小。

可选地，反射镜组14（图3未示出）包括第一反射镜141，第一反射镜141位于望远镜组13的光轴上。其中，光轴是射入望远镜组13入光面的入射光光路的对称轴。

至少一个第二激光组件122的出射光不经过第一反射镜141而直接射入望远镜组13的入光面。

每个第一激光组件121的出射光射向第一反射镜141，并被第一反射镜141反射向望远镜组13的入光面。

反射镜组14还包括第二反射镜142。

每个第一激光组件121的出射光不经过第二反射镜142而直射入第一反射镜141的入光面。

多个激光组件12还包括至少一个第三激光组件123（图3所示为多个激光组件12包括一个第三激光组件123的情况，但本申请实施例对此并不进行限制），每个第三激光组件123的出射光射向第二反射镜142，并被第二反射镜142反射向第一反射镜141，再由第一反射镜141反射向望远镜组13的入光面。

示例性的，可以将至少一个第一激光组件121设置在望远镜组13的一侧，至少一个第二激光组件122以及至少一个第三激光组件123设置在望远镜组13的另一侧，如此结构下，接收多个激光组件发出的平行光的入光面较小，避免了将多个激光组件并排设置导致接收多个激光组件发出的平行光的入光面较大，进而导致光源部分的体积较大的问题。

图6是本申请实施例提供的一种光源部分的结构示意图。参考图6可以看出，该光源部分10可以包括：

壳体11以及装配于壳体11上的多个激光组件12、望远镜组13以及反射镜组14。

多个激光组件12安装于壳体11的不同位置，且多个激光组件12的出射光不全平行，多个激光组件12包括至少一个第一激光组件121，每个第一激光组件121的出射光射向反射镜组14，并由反射镜组14将光反射向望远镜组13的入光面。

其中，望远镜组件13可以将多个激光器的出射光转换为平行光并进行缩束（示例性的，望远镜组13可以包括一个凸透镜以及一个凹透镜，凸透镜靠近多个激光组件12，凹透镜位于凸透镜远离多个激光组件12的一面，凸透镜可以用于将射向望远镜组13的光进行缩束，再将缩束后的光射向凹透镜，使得缩束后的光发散为平行光束）。

现有技术中，光源部分中的多个激光器并排设置，且正对望远镜组的入光面，多个激光器发出的光平行入射至望远镜组的入光面，经望远镜组调整后射入荧光组件中。但是，光源部分中的接收多个激光器发出的平行光的入光面较大，进而导致整个光源部分的尺寸较大。

激光器为激光器阵列光源，该阵列光源向同一方向发出激光束，由于激光器中的多个光源并排设置，导致望远镜组件接收激光器发出的激光束的入光面的口径较大，而口径较大会导致望远镜组件的镜片的边缘厚度过薄，进而导致望远镜组件难以加工。

本申请实施例中，如图2和图7所示，光源部分包括多组激光器，具体地，包括三组激光器，共6个激光器组件，其中第一激光器组121设置于光源壳体的一个侧面上，与该侧面相邻的垂直的另一侧面上设置有第二激光器组122和第三激光器组123，其中第二激光器组122和第三激光器组123中各自包括的两个激光器的安装方式不同。从图3-3所示的顶面结构图和图2、图7所示的立体结构中可知，第二激光器组122中的两个激光器是沿着从顶面看，垂直于纸面的方向进行排列的，因此从图3-2和图4中的光路平面示意图中，仅能看到一个激光器的示意，而第三激光器组123中的两个激光器是沿着从顶面看，平行于纸面的方向进行排列，即第二激光器组122和第三激光器组123的激光器的排列方向是互相垂直的。第一激光器组121的两个激光器，从图3-3所示的顶面示意图和图4所示的光路平面示意图中可知，也是沿着平行于纸面的方向排列的。这样，第一激光器组121发出的光束穿过第二反射镜142的间隔，入射至第一反射镜141上，第三激光器组123发出的光束入射至反射镜142，并被反射至第一反射镜141上，两个激光器组的光束叠加到第一反射镜141上。

而第二组激光器122是与第三组激光器123的排列方向呈垂直，如图12-1和图12-2示意，以第三组激光器123的两个激光器的排列方向为横向，则第二组激光器122的两个激光器为纵向，如图12-2所示，两个纵向排列的激光器之间具有间隙D1，这使得第二组激光器122中的两个激光器发出的光束之间也具有间隙，该间隙可以避开第一反射镜141，从而可以直接入射至望远镜组的第一片透镜。这样，经过第一反射镜141反射的光束与第二组激光器122直接入射至望远镜组的第一片透镜的光束分别照射在第一片镜片的不同位置，可以充分利用第一片透镜的区域，光斑在第一片透镜上的分别趋向均匀和对称性，能够提高镜片的光利用效率。

多组激光器发出的光束经过合光，并经过望远镜组缩束，以及还可以进一步经过扩散片的扩散，以及位于荧光轮正面的准直镜组的会聚后入射至荧光轮正面。

在上述示例中，以多组激光器包括三组激光器，且每组激光器包括两个激光器为例进行了说明，本领域技术人员能够理解，当多组激光器包括第一激光器组件121和第二激光器组件122时，也同样适用上述发明思路。这样，激光器组件121与第二激光器组件122设置于光源壳体互相垂直的侧面上，第一激光器组件121和第二激光器组件122均包括多个激光器，以2个为例说明，每组中2个激光器的排列方向不同，具体地，第一激光器组件121可以沿着所在壳体侧面以平行于光源底面的方向排列，而第二激光器组件122可以沿着所在壳体侧面以垂直于光源底面的方向排列。这样多组激光器组件出射的部分光束，及第一激光器组件121通过第一反射镜反射至望远镜组的入光面，以及，多组激光器输出的至少部分其他光束，及第二激光器组件122的光束通过避开第一反射镜，直接入射望远镜组的入光面，这样两个激光器组的光束入射到望远镜组第一片透镜上不同的区域，光斑关于透镜的光轴的对称性也得以提高。

综上所述，本申请实施例提供的激光投影设备中，该光源部分包括壳体以及装配于壳体上及壳体内的多个激光组件、望远镜组以及反射镜组，多个激光组件安装于壳体的不同侧面，具体地，位于互相垂直的两个侧面上，多个激光组件中，位于壳体不同侧面上的激光器组件可以通过反射及透射的方式实现合光，合光后的光束再经过合光反射镜再次反射，而其他组的激光器组件通过间隙排列，避开合光反射镜的空间区域，而是在空间方向上从合光反射镜的上下区域直接透射光束，该透射的光束和经过合光反射镜反射的光束再共同入射至同一光学部件，光束可以照射于光学部件的不同区域，相对于光学部件光轴的对称性提高，避免了单一方向入射光学部件时导致光学部件的某一维度的尺寸需要增大而导致整个圆形透镜尺寸较大幅度的增大，以及透镜处理区域利用率的降低。这是光束在单一方向照射透镜时，比如一个长条形的光斑，透镜需要在直径上满足光斑长度方向的尺寸，因为透镜通常加工为圆形，任何一个方向的尺寸的增加都会导致整个圆形面积的增大。

以及，在一个示例性实施例中，光源部分10包括壳体11以及装配于壳体11上的多个激光组件12、望远镜组13以及反射镜组14，每个激光组件12包括两个激光器，且每个激光组件中的两个激光器固定在固定壳体上，通过固定壳体将激光组件12固定在壳体11上，在激光组件12与壳体11之间有密封玻璃以及位于密封玻璃两侧的密封橡胶，反射镜组14固定在壳体11的底板111上。

多个激光组件12包括一个第一激光组件121，一个第二激光组件122以及一个第三激光组件123，反射镜组14包括第一反射镜141以及第二反射镜142，第一激光组件121的出射光射向第一反射镜141，第三激光组件123的出射光射向第二反射镜142，并被第二反射镜142反射向第一反射镜141，第一反射镜141将第一激光组件121以及第三激光组件122的出射光射向望远镜组13，第二激光组件122正对望远镜组13的入光面，且第二激光组件122的出射光直射入望远镜组13，望远镜组13将多个激光组件12的出射光射入荧光组件15，荧光组件15将望远镜组件13的出射光中转换为各种基色光，并将各种基色光射出光源部分。

如图5所示，其为图3-1所示光源部分10中壳体的结构示意图，为从底面角度的视图。壳体11包括底板111和立于底板111上的壳壁112，反射镜组14安装于底板111上，多个激光组件12（图5未示出）安装于壳壁上112。

将反射镜组14安装在底板111上，便于在光源部分10封装好之后，对反射镜组14进行调节，以获取需要的多个激光组件的出射光。

可选的，壳壁112包括互相垂直的第一子壳壁1121和第二子壳壁1122，第一子壳壁1121所在平面与望远镜组13的入光面平行。

第一激光组件安装于第二子壳壁1122上，第二激光组件和第三激光组件安装于第一子壳壁1121上。

可选地，壳壁112上具有与多个激光组件12一一对应的多个开孔a，多个激光组件12安装于壳壁112外，且出光方向一一对应的朝向多个开孔a。

可选的，在图3-1所示的光源部分中，每个激光组件12包括两个激光器12a。

以及，如图7所示，第一激光组件121中的两个激光器12a以及第三激光组件123中的两个激光器12a均沿平行于底板的方向设置，第二激光组件122中的两个激光器12a沿垂直于底板的方向设置。

如图8所示，其为图3-2所示多个激光组件12的爆炸图。每个激光组件12包括至少一个激光器12a和至少一个密封结构12b（图8所示为每个激光组件12包括两个激光器12a和一个密封结构12b的情况，本申请实施例对此并不进行限制），每个激光器12a通过密封结构12b安装于壳壁112外，且每个激光器12a的出光方向一一对应的朝向多个开孔a（图8未示出）。其中，密封结构12b包括密封玻璃b以及位于密封玻璃b两面上的密封橡胶c。

由于激光器存在较多的装配间隙，在使用光源部分时，无法保证光源部分壳体内的气密性，外部的灰尘等会进入光源部分，并沉积在激光器出射光的一面，使得激光器的透光率降低，而使用密封结构12b安装激光组件，激光组件的出射光透过密封玻璃射入光源部分的壳体内，可以维持光源部分中激光器的高亮度，缓解激光器的亮度衰减，保证光源部分壳体内的气密性。

如图9所示，其为图3所示一种第一激光组件121的结构示意图，该结构可同样应用于第三激光组件123。可以将第一激光组件121中的至少一个激光器12a通过密封结构12b固定在一个固定壳体121a上，再将固定壳体121a安装在壳壁112（图9未示出）外，如此便能使第一激光组件121中至少一个激光器12a的排布较为紧凑。将第一激光组件121中的每个激光器12a对应的供电印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）121b分别置于激光器12a的两侧，这样激光器与激光器之间的距离可以较近，每个激光器12a的出射光之间的间隔也较小。

图10是图9所示第一激光组件121的俯视图。第一激光组件121通过固定壳体121a安装在壳壁（图10未示出）上，每个激光器（图10未示出）对应的供电印制电路板121b位于激光组件不同的两侧，可以减小组成第一激光组件121的激光器之前的间距，使得第一激光组件121的结构较为紧凑，从而进一步减小光源部分的体积。

图11为图3所示另一种第一激光组件121的结构示意图。

可选地，在上述图示中，第一激光组件121可以包括固定壳体121a，至少一个激光器12a，与每个激光器12a对应的供电印制电路板121b，与每个激光器12a对应的密封结构12b以及散热组件121c。散热组件121c可以通过固定螺钉固定在至少一个激光器12a的上部，以便在至少一个激光器12a工作时，对至少一个激光器12a进行散热。

图12为图3所示第二激光组件122的结构示意图，供电印制电路板122b位于激光器12a相对的两侧，第二激光组件122固定在固定壳体122a上，固定壳体122a安装在壳壁112（图12未示出）外，如此结构可以进一步减小每个第二激光组件122中至少一个激光器12a之间的距离，从而进一步减小光源部分的体积。

在图3所示的光源部分10中，壳体11包括出光孔113，望远镜组13的出射光由出光孔113射出。

可选地，光源部分10还包括荧光组件15，荧光组件15的入光孔151与壳体11的出光孔113连接。

荧光组件15可以将望远镜组13的出射光转换为各种基色光（例如红光、绿光），再将各种基色光从光源出光口射出。

示例性的，如图16所示，其为图3所示荧光组件15与壳体11的结构示意图，可以在入光孔151与出光孔113之间添加密封橡胶c再进行连接，可以进一步提高光源部分10的密封性。

图8为图3-1所示另一种第一激光组件121的结构示意图。反射镜组（图8未示出）通过调节组件114安装在底板111上，调节组件114可以对反射镜组中的镜片进行调节，以使反射镜组的反射光符合设计要求。使用调节组件114便于在光源部分10封装完成后对反射镜组进行调节，以使射出光源部分10的光符合设计要求。

使用本申请实施例提供的光源部分，光源部分可实现400瓦（watt，w）光功率输出，输出的光通量大于8000流明（lumen，lm），较相关技术而言，可以在减小光源部分体积的基础上实现高亮度输出。且本申请实施例中多个激光组件的排布较为紧凑，激光器形成的光斑直径较小，望远镜组13中的凸透镜较小，从而使得光源部分10的整体体积较小。

而随着激光光源功率的增加，对于荧光组件15的激发功率也相应增加，相应地也会产生更多的热，而荧光轮的温度对荧光转换效率的影响非常大，是制约荧光光功率的主要因素。为了适应大功率的激发功率，荧光组件15中的荧光轮150的直径可相比于传统65mm的尺寸进行相应增大，比如增大至92mm，荧光轮150盘面尺寸增大的主要目的是为了加速散热。

以及，如图16-2所示，荧光轮150的盘面上还设置有散热鳍片1502，散热鳍片区域与透射区1503和荧光区1504均不重叠，可设置为凸起于盘面的结构。当荧光轮旋转时，散热鳍片1502的凸起结构相当于扇叶，可以带动气流流动，加速盘面表面的气流流动速度，快速带走热量，降低荧光轮表面的温度。

以及，如图15所示，其为本申请实施例中，任一激光器的结构示意图，该激光器可以多芯片激光器（Multi Chip LD，MCL），每个MCL可以包括多个发光单元c、发光单元上的准直镜片及散热基底h等部件。矩形的散热基底d的在图4中的左右两侧有驱动引线q，可以给发光单元c供电；散热基底d不具有驱动引线的两侧有固定孔位k。多个发光单元c呈矩阵排列在散热基底d中间，分别与散热基底的两条轴线呈对称排布。多个发光单元发出的矩阵光束在不具有驱动引线的两侧的方向f之间的宽度，不大于散热基底在方向f上的宽度的1/2。如此两个相邻的激光器发出的矩阵光束之间便具有一定的距离，可以便于设置如图4所示的光路。

本申请实施例提供的光源部分，通过空间合光的方式将多个激光器的光线输入了望远镜组，相较于通过偏振片进行偏振合光的方式，不但成本较低，而且合光效率得到了提升。

另外，本申请实施例提供的光源部分，通过三个独立的反射镜进行合光，相较于通过半透半反镜进行合光的方案，成本较低，减少了透射损失，利于合光效率的提高。

以及，在申请提供的实施例中，激光投影设备的光源亮度较高，一方面使得光源部分本身的转化热增加，同时，高能光束的传播也使得整个系统的热量积累加快。

为了保证上述高亮度投影设备的正常工作，如图1和图17所示，激光投影设备还包括散热系统40，具体地，散热系统40可以是液冷散热系统，液冷散热系统包括冷头，管道，冷排以及风扇。激光器是整个设备中的核心热源，激光器采用MCL型激光器时，其背面较为平整，可以设置冷头，如图11所示，散热组件121c可以具体为冷头。同理，对于其他组的激光器也同样设置有冷头，冷头通过管道将携带有热量的冷却液流向冷排，冷排处设置有风扇，风扇对冷排进行吹冷气降温，从而冷却液得到了冷却，从冷排的出口流出，再次回到冷头处进行循环。

综上所述，本申请实施例提供了一种激光投影设备，能够提供较高亮度的投影画面，且能够兼顾光学引擎部分的光效和体积。光源部分包括多组激光器、望远镜组以及反射镜组，以及荧光组件。通过在光源部分壳体上的不同侧面设置多个激光组件，且位于互相垂直的侧面上，多个激光组件中，位于壳体不同侧面上的激光器组件可以通过反射及透射的方式实现合光，合光后的光束再经过合光反射镜再次反射，而其他组的激光器组件通过间隙排列，该组激光器的排列方向与前述激光器组中多个激光器的排列方式不同，可以实现激光器之间具有间隙，进而每个激光器发出的光束之间具有间隙，从而避开合光反射镜的空间区域，而是在空间方向上从合光反射镜的上下区域直接透射光束，该透射的光束和经过合光反射镜反射的光束再共同入射至同一光学部件，光束可以照射于光学部件的不同区域，关于光学部件的光轴的对称性得到了提高，如此结构下，多组激光的出射光可以不同时正对望远镜组，避免了单一方向入射光学部件时导致光学部件的某一维度的尺寸需要增大而导致整个圆形透镜尺寸较大幅度的增大，以及透镜处理区域利用率的降低，也大大降低了镜片加工成本。

以及，为了配合激光光束功率的增加，荧光组件的荧光轮采用大直径荧光轮，且荧光轮本身设置有散热鳍片，可以增加荧光轮的散热效率，保证在大功率激发下，荧光转换效率的稳定性。

以及，激光器的出光效率也会受到温度的影响，不同的激光器具有自身适宜的温度范围。为了保证高亮度光源的正常工作，激光投影设备还设置有散热系统，在本示例中，使用液冷散热系统，对高热激光器进行水冷散热。能够保证光学引擎部分在可控的温度范围内工作，激光器和荧光的光功率也可以较为稳定。

并且由于光源部分和镜头部分并排排列，距离较近，光源部分的温升可控的情况下，也会减轻向镜头部分的热传递，减轻镜头部分镜片的温飘现象，保持镜片组件较好的解析能力。

以及，为了保证系统高亮度的输出，尤其对光源部分进行了较高等级的密封，减少灰尘异物的进入，减轻光衰导致的亮度下降问题，利于高亮光束稳定的输出。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种激光投影设备，其特征在于，包括：光源部分，用于提供照明光束；光机部分，用于对所述照明光束进行调制；镜头部分，用于对调制后的照明光束进行成像于投影屏幕上；

其中，所述光源部分包括装配于壳体上的多组激光器、望远镜组以及反射镜组；

所述多组激光器安装于所述壳体的互相垂直的侧面上；位于所述互相垂直的侧面上的每组激光器均包括多个激光器，且排列方向不同；

所述多组激光器包括第一激光组件和第二激光组件，所述反射镜组包括第一反射镜，所述第一反射镜位于所述望远镜组的光轴上；

每个所述第一激光组件的出射光射向所述第一反射镜，并被所述第一反射镜反射向所述望远镜组的入光面；

所述第二激光组件的出射光避开所述第一反射镜，直接入射至所述望远镜组的入光面；

所述多组激光器包括第三激光组件，所述反射镜组还包括第二反射镜；

每个所述第三激光组件的出射光射向所述第二反射镜，并被所述第二反射镜反射向所述第一反射镜，再由所述第一反射镜反射向所述望远镜组的入光面；

所述第二反射镜为多个，且间隔排列，所述第一激光组件的出射光通过所述间隔入射至所述第一反射镜。

2.根据权利要求1所述的激光投影设备，其特征在于，每一激光组件包括两个激光器；

所述第一激光组件中的两个激光器沿着所在侧面的排列方向，与所述第二激光组件中的两个激光器沿着所在侧面的排列方向垂直。

3.根据权利要求1所述的激光投影设备，其特征在于，所述壳体包括底板和立于所述底板上的壳壁，所述反射镜组安装于所述底板上，所述多个激光组件安装于所述壳壁上。

4.根据权利要求3所述的激光投影设备，其特征在于，所述壳壁包括互相垂直的第一子壳壁和第二子壳壁，所述第一子壳壁所在平面与所述望远镜组的入光面平行；

所述第一激光组件安装于所述第二子壳壁上，所述第二激光组件和所述第三激光组件安装于所述第一子壳壁上。

5.根据权利要求4所述的激光投影设备，其特征在于，

所述第三激光组的两个激光器均沿平行于所述底板的方向设置，所述第二激光组件中的两个激光器沿垂直于所述底板的方向设置。

6.根据权利要求3所述的激光投影设备，其特征在于，每个所述激光组件包括至少一个激光器和至少一个密封结构，每个所述激光器通过所述密封结构安装于所述壳壁外。

7.根据权利要求1所述的激光投影设备，其特征在于，所述光源部分还包括荧光轮，所述荧光轮用于接收经所述望远镜组出射的激光光束，并受激进行波长转换。

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