CN113311654B - 投影光源和投影设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种投影光源和投影设备，属于光电技术领域。所述投影光源中，合光镜片包括多个透射区和多个反射区；荧光轮包括第一区和设置有光扩散部的第二区；激光器射出多束激光，该多束激光分别射向该多个透射区，并通过透射区射向会聚透镜；任两束激光在会聚透镜上形成的光斑关于会聚透镜的光轴均不对称；会聚透镜用于将射入的激光会聚向荧光轮；第一区在被激光照射时被激发出荧光，荧光穿过会聚透镜射向反射区；第二区在被激光照射时，光扩散部对激光进行扩散，以使扩散后的激光穿过会聚透镜射向反射区；反射区用于沿目标方向反射射入的光。本申请解决了投影光源的体积较大的问题。本申请用于发光。

Description

投影光源和投影设备

技术领域

本申请涉及光电技术领域，特别涉及一种投影光源和投影设备。

背景技术

随着光电技术的发展，对于投影设备中投影光源的小型化的要求越来越高。

相关技术中，如图1所示，投影光源包括：激光器001、二向色镜002、第一准直透镜组003、荧光轮004、光导管005和中继回路系统，该中继回路系统包括第二准直透镜组006、第一反射镜片007、第一准直透镜008、第二反射镜片009、第二准直透镜010、第三反射镜片011和第三准直透镜012。二向色镜002和荧光轮004沿激光器001的出光方向(如x方向)依次排布于激光器001的出光侧，光导管005与二向色镜002的排布方向(如y方向)与激光器001的出光方向垂直。二向色镜002用于透过蓝光且反射红光和绿光。激光器001可以向二向色镜002发出蓝色激光，该蓝色激光穿过二向色镜002射向第一准直透镜组003，进而透过该第一准直透镜组003射向荧光轮004。荧光轮004包括荧光区和透射区，荧光轮004可以绕平行于该出光方向的转轴转动，在荧光轮004转动过程中蓝色激光射向该荧光轮004的不同区域。当蓝色激光射向荧光轮004的透射区时，蓝色激光穿过该透射区射向中继回路系统，进而通过中继回路系统传输至光导管005。当蓝色激光射向荧光轮004的荧光区时，激发荧光区发出红光和绿光，该红光和绿光穿过第一准直透镜组003射向二向色镜002，进而被二向色镜002反射至光导管005。如此光导管005可以接收红光和绿光以及蓝色激光，进而可以将光导管005接收的光进行画面投射。

但是，相关技术的投影光源中的部件较多，导致投影光源的体积较大。

发明内容

本申请提供了一种投影光源和投影设备，可以解决投影光源的体积较大的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种投影光源，所述投影光源包括：激光器、合光镜片、会聚透镜和荧光轮；所述合光镜片包括多个透射区和多个反射区；所述荧光轮包括第一区和第二区，所述第二区上设置有光扩散部；

所述激光器用于射出多束激光，所述多束激光分别射向所述多个透射区，所述透射区用于将射入的激光透射向所述会聚透镜；

所述多束激光中任两束激光在所述会聚透镜上形成的光斑关于所述会聚透镜的光轴均不对称；所述会聚透镜用于将射入的激光会聚向所述荧光轮；

所述荧光轮被配置为绕转轴旋转，在所述荧光轮的旋转过程中所述荧光轮中的不同区接受会聚后的激光的照射；

当所述会聚后的激光射向所述第一区时，所述第一区被激发出荧光，以使所述荧光穿过所述会聚透镜射向所述反射区；

当所述会聚后的激光射向所述第二区时，所述光扩散部对所述会聚后的激光进行扩散，以使扩散后的激光穿过所述会聚透镜射向所述反射区；

所述反射区用于沿目标方向反射射入的光。

另一方面，提供了一种投影光源，所述投影光源包括：激光器、合光镜片、会聚透镜和荧光轮；所述合光镜片包括：一个透射区和分别位于所述透射区两侧的两个反射区；所述荧光轮包括第一区和第二区，所述第二区上设置有光扩散部；

所述激光器用于发出激光，所述激光射向所述透射区，所述透射区用于将射入的激光透射向所述会聚透镜；

所述会聚透镜用于将射入的激光会聚向所述荧光轮，射向所述会聚透镜的激光经过所述会聚透镜的光轴；

所述荧光轮被配置为绕转轴旋转，在所述荧光轮的旋转过程中所述荧光轮中的不同区接受会聚后的激光的照射；

当所述会聚后的激光射向所述第一区时，所述第一区被激发出荧光，以使所述荧光穿过所述会聚透镜射向所述反射区；

当所述会聚后的激光射向所述第二区时，所述光扩散部对所述会聚后的激光进行扩散，以使扩散后的激光穿过所述会聚透镜射向所述反射区；

所述反射区用于沿目标方向反射射入的光。

再一方面，提供了一种投影设备，所述投影设备包括：上述的投影光源，以及光阀和镜头；

所述投影光源用于向所述光阀发出激光，所述光阀用于将射入的激光进行调制后射向所述镜头，所述镜头用于对射入的激光进行投射以形成投影画面。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请提供的投影光源中，合光镜片包括透射区和反射区，荧光轮包括第一区和第二区，激光器发出的激光可以通过合光镜片的透射区射向荧光轮，进而在射向荧光轮的第一区时激发该第一区发出荧光，该荧光在合光镜片上沿目标方向反射。激光在射向荧光轮的第二区时，被该第二区反射回合光镜片，再被合光镜片的反射区沿目标方向反射。如此不设置中继回路系统，仅通过合光镜片就可实现激光与荧光的合光，该投影光源的体积较小。

另外，荧光轮的第二区上设置有光扩散部，激光在射向荧光轮的第二区时可以经该光扩散部扩散后再射向合光镜片，扩大了该激光从荧光轮出射时的出光角度范围。由于第一区被激发出的荧光的出光角度范围较大，因此可以保证激光与荧光的出光角度范围相差较小，激光与荧光的混光均匀性更高。

应用上述投影光源的激光投影设备，通过投影光源的小型化，相关地，也利于实现激光投影设备光学引擎结构的小型化，并且还可以为设备内的其他结构，比如散热结构或电路板排布带来便利。且采用该混光均匀性较高的光进行形成投影画面，该投影画面的显示效果较好。

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是相关技术提供的一种投影光源的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种投影光源的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种荧光轮的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的另一种投影光源的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的再一种投影光源的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的又一种投影光源的结构示意图；

图7是本申请另一实施例提供的一种投影光源的结构示意图；

图8是本申请另一实施例提供的另一种投影光源的结构示意图；

图9是本申请另一实施例提供的再一种投影光源的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的一种投影设备的结构示意图。

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。

图1是相关技术提供的一种投影光源的结构示意图。如图1所示，该投影光源包括：激光器001、二向色镜002、第一准直透镜组003、荧光轮004、中继回路系统以及光导管005。二向色镜002、第一准直透镜组003和荧光轮004位于激光器001的出光侧，且沿激光器001的出光方向依次排布。中继回路系统包括：第二准直透镜组006、第一反射镜片007、第一准直透镜008、第二反射镜片009、第二准直透镜010、第三反射镜片011和第三准直透镜012。其中，第二准直透镜组006和第一反射镜片007位于荧光轮004远离激光器001的一侧，且沿激光器001的出光方向(如图1中的y方向)依次排布。第一反射镜片007、第一准直透镜008和第二反射镜片009沿目标方向(如图1中的x方向)的反方向依次排布，该目标方向垂直于激光器001的出光方向。第二反射镜片009、第二准直透镜010和第三反射镜片011沿激光器001的出光方向的反方向依次排布。第三反射镜片011、第三准直透镜012、二向色镜002以及光导管005沿目标方向依次排布，且二向色镜002朝光导管005倾斜。该光导管005位于投影光源的出光口。

激光器001可以发出蓝色激光，该二向色镜002可以透过蓝光。激光器001发出的该蓝色激光可以穿过二向色镜002和第一准直透镜组003射向荧光轮004。该荧光轮004包括荧光区和透射区(图1中未示出)，该荧光区具有荧光材料，该荧光材料可以在蓝色激光的照射下发出荧光(如红色荧光和绿色荧光)。该荧光轮004可以绕平行于激光器001的出光方向的转轴转动，荧光轮004在转动时蓝色激光可以射向该荧光轮004的不同区域。当该蓝色激光射向荧光轮004的透射区时，该蓝色激光可以穿过该透射区以及第二准直透镜组006射向第一反射镜片007，进而被第一反射镜片007反射以穿过第一准直透镜008射向第二反射镜片009。接着该蓝色激光可以被第二反射镜片009反射以穿过第二准直透镜010射向第三反射镜片011，且被第三反射镜片011反射以穿过第三准直透镜012以及二向色镜002射向光导管005。随着荧光轮004的转动，当激光器001发出的蓝色激光射向荧光轮004的荧光区时，该蓝色激光可以激发该荧光区的荧光材料向二向色镜002发出荧光。该二向色镜002还可以反射红光和绿光，故该荧光可以在二向色镜002上再次反射以射向光导管005。如此一来，光导管005可以接收荧光和蓝色激光，该荧光和蓝色激光可以在光导管005的作用下混合，进而会聚透镜可以将混合后的光线用于投影设备的投射。

但是，相关技术中的该投影光源的体积较大，本申请以下实施例提供了一种投影光源，该投影光源的体积较小，且该投影光源射出的激光的均匀性较高，有利于投影设备的投影画面的显示。

图2是本申请实施例提供的一种投影光源的结构示意图。如图2所示，该投影光源10可以包括：

激光器101、合光镜片103、会聚透镜104和荧光轮105。合光镜片103包括多个透射区和多个反射区，该多个透射区和多个反射区可以一一交替排布。如合光镜片103包括第一透射区1031a、第二透射区1031b、第一反射区1032a和第二反射区1032b，第一反射区1032a、第一透射区1031a、第二反射区1032b和第二透射区1031b可以沿合光镜片的延伸方向依次排布。荧光轮105包括第一区和第二区，该第二区上设置有光扩散部(图2中未标出第一区、第二区及光扩散部)，荧光轮105不设置有透光区。该第一区可以为荧光区，该第二区可以为反射区。该第一区可以在激光的照射下被激发出荧光，该第二区可以对射入的激光进行扩散，且反射射入的激光。

激光器101、合光镜片103、会聚透镜104和荧光轮105可以沿辅助方向(如图2中的y方向)依次排布。激光器101可以射出多束激光，该多束激光分别射向合光镜片103中的多个透射区，每个透射区可以将射入的激光透射向会聚透镜104。该多束激光中任两束激光在会聚透镜104上形成的光斑关于会聚透镜104的光轴h均不对称。可选地，该多束激光并不经过会聚透镜104的光轴。

示例地，激光器101发出的多束激光包括第一激光束L1和第二激光束L2。该第一激光束L1可以分别射向第一透射区1031a，并穿过第一透射区1031a射向会聚透镜104；该第二激光束L2射向第二透射区1031b，并穿过第二透射区1031b射向会聚透镜104。该第一激光束L1在会聚透镜104上形成的光斑与第二激光束L2在会聚透镜104上形成的光斑，关于会聚透镜104的光轴h不对称。换言之，会聚透镜104上第一激光束L1照射的镜面位置与第二激光束L2照射的镜面位置，关于会聚透镜104的光轴h不对称。如图2中该第一激光光束L1相比第二激光光束L2更靠近光轴h。可选地，该第一激光束L1在会聚透镜104上形成的光斑与第二激光束L2在会聚透镜104上形成的光斑中，也不存在关于光轴h对称的位置。

会聚透镜104可以将射入的激光会聚向荧光轮105。荧光轮105可以绕转轴Z旋转，在荧光轮105的旋转过程中，荧光轮105中的不同区接受会聚后的激光(也即是从会聚透镜104射出的激光)的照射。当会聚后的激光射向荧光轮105的第一区时，该第一区被激发出荧光，该荧光的颜色与射入的荧光轮105的激光的颜色不同。该荧光可以穿过会聚透镜104射向合光镜片103，如射向合光镜片103中的反射区。当会聚后的激光射向荧光轮105中的第二区时，该第二区上设置的光扩散部可以对会聚后的激光进行扩散，进而扩散后的激光可以再次穿过会聚透镜104射向合光镜片103，如射向合光镜片103的反射区。合光镜片103的反射区可以沿目标方向(如图2中的x方向)反射由会聚透镜104射向该反射区的光；也即该反射区可以将由会聚透镜104射向该反射区的激光和荧光均沿目标方向反射，以实现该激光和荧光的混光。

本申请实施例中，辅助方向(y方向)与目标方向(x方向)相交。图2以本申请实施例以辅助方向与目标方向垂直为例，可选地，该辅助方向与目标方向的夹角也可以为钝角或锐角。激光器101发出的第一激光束L1和第二激光束L2可以为独立的两束光，或者也可以为一整束激光中的两部分，本申请实施例不做限定。可选地，激光器101可以不仅发出两束激光，也可以发出三束激光、四束激光甚至更多，本申请实施例对激光器发出的激光光束的个数不做限定。本申请实施例中所述的第一激光束和第二激光束可以为激光器发出的多束激光中的任意两束激光，对于激光器发出其他个数束激光的情况均可以参考对该第一激光束和第二激光束的介绍，本申请实施例不再赘述。可选地，激光器可以包括多排发光芯片，激光器发出的每束激光可以由一排或多排发光芯片发出。

需要说明的是，由于荧光轮105上的第一区在激光的激发下发出荧光时，该第一区中被激光照射的区域向各个方向发光，而荧光轮105远离会聚透镜104的一侧不透光，故第一区中被激光照射的区域的发光角度可以大致在0～180度范围内，该区域射出荧光时类似朗伯体。第一区发出的荧光在会聚透镜上形成的光斑可以接近于覆盖会聚透镜的整个镜面。本申请实施例中，第二区上设置有光扩散结构，如此激光在射向第二区后，该激光被第二区反射且被光扩散结构扩散，该激光的出射角度范围相对于入射角度范围增大。激光在射向第二区后可以朝较大的范围出射，以射向会聚透镜，此时该第二区上被激光照射的位置也相当于一个类似朗伯体的点光源。可选地，该激光经过第二区反射后，在会聚透镜上形成的光斑可以接近于覆盖会聚透镜的整个镜面。如此，可以缩小荧光轮中第一区射出的荧光的出光角度范围与第二区射出的激光的出光角度范围的差异，进而可以优化该荧光与该激光的混光效果。

综上所述，本申请实施例提供的投影光源中，合光镜片包括透射区和反射区，荧光轮包括第一区和第二区，激光器发出的激光可以通过合光镜片的透射区射向荧光轮，进而在射向荧光轮的第一区时激发该第一区发出荧光，该荧光在合光镜片上沿目标方向反射。激光在射向荧光轮的第二区时，被该第二区反射回合光镜片，再被合光镜片的反射区沿目标方向反射。如此不设置中继回路系统，仅通过合光镜片就可实现激光与荧光的合光，该投影光源的体积较小。

另外，荧光轮的第二区上设置有光扩散部，激光在射向荧光轮的第二区时可以经该光扩散部扩散后再射向合光镜片，扩大了该激光从荧光轮出射时的出光角度范围。由于第一区被激发出的荧光的出光角度范围较大，因此可以保证激光与荧光的出光角度范围相差较小，激光与荧光的混光效果更好，采用该混光效果更好的光形成投影画面，该投影画面的显示效果也较好。

基于上述实施例的投影光源架构，下面将结合附图对荧光轮105进行介绍：

图3是本申请实施例提供的一种荧光轮的结构示意图，且图3示出的是图2中荧光轮的俯视图。请结合图2与图3，荧光轮105可以绕转轴Z转动，以使从会聚透镜104会聚至荧光轮105的激光(如包括第一激光束和第二激光束)在第一区1051和第二区1052之间切换。可选地，该荧光轮105可以呈圆环状，该圆环的环面可以与辅助方向(y方向)相交，该转轴Z可以平行于y方向，该转轴Z可以经过该圆环的圆心且垂直于圆环的环面。可选地，荧光轮105可以包括反光基板，该反光基板上部分区域可以设置有荧光材料(如荧光粉)，部分区域可以设置有光扩散部。设置有荧光材料的区域即为荧光轮105的第一区1051，设置有光扩散部的区域即为荧光轮105的第二区1052。每种颜色的荧光材料可以被激发出该种颜色的激光。

激光射向第一区1051时，可以激发其上的荧光粉发出对应颜色的荧光，该荧光与激光的颜色不同，该荧光可以被反光基板反射向会聚透镜104。示例地，荧光轮105的第一区中可以至少设置有绿色荧光材料。该第一区中也可以设置有红色荧光材料和黄色荧光材料中的至少一种。荧光轮105的第一区发出的荧光可以为绿色荧光、红色荧光或者其他颜色的荧光，如黄色荧光。可选地，该荧光也可以为一种激光。该荧光的颜色与激光器101发出的激光的颜色不同，如激光器101可以发出蓝色激光。可选地，激光器101发出的激光的颜色也可以为其他颜色，本申请实施例不做限定。

示例地，本申请实施例中荧光轮105中的第一区1051可以包括至少一个子区域，每个子区域可以设置一种颜色的荧光材料。当该第一区1051包括多个子区域时，该多个子区域与第二区1052可以呈圆周排布。如该第一区1051可以包括两个子区域G1和G2。荧光轮105可以绕转轴Z沿w方向或w方向的反方向转动。如该两个子区域可以分别包括绿色荧光材料和红色荧光材料，或者该两个子区域可以分别包括绿色荧光材料和黄色荧光材料，或者该两个子区域可以分别包括绿色荧光材料和桔色荧光材料。需要说明的是，本申请实施例仅以第一区中各个子区域的面积相等，且第二区的面积与任一子区域的面积也相等为例进行示意。可选地，荧光轮的第一区中各个子区域和第二区的面积也可以不同，各个子区域和荧光轮的第二区的面积可以根据其射出的光线在所需得到的光中的占比进行设计。

激光射向荧光轮105的第二区1052时，可以在其上的光扩散部进行扩散，并被反光基板反射向会聚透镜104。可选地，荧光轮105中的第二区上设置的光扩散部可以为具有粗糙表面的部件，如该光扩散部可以包括扩散片或者漫反射体。该漫反射体可以为漫反射涂层，或者漫反射板。示例地，可以反光基板中第二区1052对应的区域贴附扩散片，或者涂覆漫反射涂层。可选地，该扩散片可以为大角度扩散片，也即是该扩散片对光线的扩散角度可以大于角度阈值；该漫反射涂层可以为高反射率的漫反射涂层，也即是该漫反射涂层对光线的反射率可以大于反射率阈值。可选地，由于漫反射体可以对光线直接进行反射，若该光扩散部为漫反射体，则荧光轮105的基板中的第二区1052所在处也可以不具备反光功能。

从荧光轮105的第一区1051射出的荧光以及从荧光轮105的第二区1052射出的激光，均可以在较大的出光角度范围内射向会聚透镜104。可选地，该激光与荧光在经过会聚透镜104后可以均呈平行光。由于荧光轮中该第一区与第二区在出射光时均类似于朗伯体，朝会聚透镜整面出光，会聚透镜可以将射入的光进行准直，以使该光以一整束类似于平行光的形式出射。可选地，本申请实施例以会聚透镜104仅为一个凸透镜为例，可选地，该会聚透镜104也可以由多个透镜组成，以提高会聚透镜对光的会聚效果。

下面结合附图对合光镜片103进行介绍：

请继续参考图2，合光镜片103的镜面可以倾斜设置，以保证将会聚透镜射出的光线沿目标方向反射。从会聚透镜104射向合光镜片103的光(如激光或荧光)类似于平行光，且可以从会聚透镜104整面出射。射向合光镜片103的光不仅射向合光镜片103中的反射区，还可以射向合光镜片103中的透射区。合光镜片103中的反射区可以反射该激光和荧光，对于该反射区是否反射颜色与该激光和荧光均不同的光，本申请实施例不做限定。如该反射区可以为全光谱高反射膜，也即对所有颜色的光均进行反射。合光镜片103可以具有相对的第一面和第二面，该第一面可以朝向激光器101，该第二面可以朝向会聚透镜104。该第一面也即是合光镜片103的入光面，该第二面也即是合光镜片103的出光面。可选地，从会聚透镜104射向合光镜片103的光可以在该第二面便被反射。

可选地，合光镜片103中的透射区可以具有二向色性。该透射区可以透射荧光轮105的第二区1052反射的激光(也是激光器101发出的激光)，且反射荧光轮105的第一区1051被激发出的荧光。可选地，该透射区也可以反射与该激光颜色不同的所以颜色的光。示例地，该透射区可以用于透射蓝光，且反射红光和绿光。如此荧光轮105的第一区1051被激发出的荧光在射向合光镜片103后可以被全部沿目标方向反射，以用于后续形成投影画面，保证了荧光的利用率。可选地，合光镜片103中的透射区也可以针对所有光均透射。

可选地，合光镜片103中透射区的面积可以小于反射区的面积。如合光镜片103中所有透射区的总面积可以小于所有反射区的总面积，每个透射区的面积也可以小于其相邻的反射区的面积，或者也可以小于每个反射区的面积。可选地，每个透射区的面积可以小于或等于该透射区相邻的反射区的面积的1/4。可选地，合光镜片103中各个透射区的面积相等，各个反射区的面积也相等；或者各个透射区的面积也可以均不同，各个反射区的面积也可以均不同。需要说明的是，合光镜片103中的透射区的面积仅需满足能透过射入的激光即可。

图4是本申请实施例提供的另一种投影光源的结构示意图。如图4所示，在图2的基础上，激光器10还可以包括缩束部件102。激光器101射出的激光可以经缩束部件102缩束后，再射向合光镜片103中的透射区。示例地，如图4所示，缩束部件102可以包括沿辅助方向依次排布的一个凸透镜1021和一个凹透镜1022，该凸透镜1021与该凹透镜1022的光轴可以共线。可选地，缩束部件102的光轴与会聚透镜104的光轴可以不共线。如激光器101发出的第一激光束L1和第二激光束L2可以关于缩束部件102的光轴对称，以保证缩束部件102对该两个激光束的缩束程度相同。或者缩束部件102的光轴与会聚透镜104的光轴也可以共线，本申请实施例不做限定。

激光器101发出的激光束在经过缩束部件102缩束后，该激光束可以变细，该激光束越细，合光镜片102中透射区的面积便可以越小。可选地，该缩束部件102为高倍率的望远镜系统，可以对光束进行较大程度的缩束；如此合光镜片103中的透射区的面积可以较小。进而，即使从会聚透镜104射出的激光也射向合光镜片103中的透射区，并从该透射区透过，由于该透射区的面积很小，也仅会存在很少的激光被浪费，激光的利用率仍较高。

可选地，合光镜片103靠近缩束部件102的表面(也即第一表面)设置有增透膜，以增加合光镜片103的激光透过率。如该增透膜可以仅针对激光器发出的激光(如蓝色激光)增加透过率，该增透膜为蓝光增透膜；或者该增透膜可以针对全光谱的光线增加透过率，该增透膜为全光谱增透膜。合光镜片103靠近缩束部件102的表面可以整面设置增透膜。可选地，由于合光镜片103中仅透射区用于透射激光，故也可以仅在透射区设置增透膜。如此可以保证从合光镜片103透过的激光较多，激光的损耗较少，提高激光的利用率。

可选地，合光镜片103靠近缩束部件102的表面(也即第一表面)设置有光扩散结构。示例地，该光扩散结构可以为扩散片，或者由多个微棱镜结构组成的结构，或者包括多个平行的条状凸起。该光扩散结构为小角度扩散结构，该光扩散结构对光线的扩散角度小于角度阈值。该光扩散结构可以将射向合光镜片103的激光进行扩散，以保证从合光镜片103射出的激光能量分布均匀性较高，进而该激光射向荧光轮105的第一区后，第一区被激发发出的荧光的能量分布较为均匀。

本申请实施例以射向合光镜片103的光束的数量等于合光镜片103中透射区的数量，且合光镜片103中透射区与反射区的数量相等为例。可选地，合光镜片103中的透射区和反射区的个数也可以大于激光器发出的激光束的数量。如即使激光器发出两束激光，合光镜片也可以包括三个反射区，如在图2所示的合光镜片的基础上，第二透射区1021b的右侧还可以再具有一个反射区，以使从会聚透镜104射出的光尽可能多地被合光镜片103沿目标方向反射，保证光线的利用率。可选地，合光镜片103在荧光轮105上的正投影可以完全覆盖会聚透镜104在荧光轮105上的正投影。

在合光镜片的一种可选实现方式中，可以在透光基板上不同区域设置功能膜层，以得到合光镜片中的透射区和反射区。示例地，对于反射区，合光镜片103的反射区可以具有镀膜。该镀膜可以为全波段反射膜，或者，该镀膜为针对红光波段、绿光波段和蓝光波段的反射膜。该镀膜可以位于合光镜片103靠近缩束部件102的一侧，也可以位于合光镜片103远离缩束部件102的一侧，本申请实施例不做限定。对于透射区，合光镜片103靠近缩束部件102的一侧，至少在透射区的表面设置有二向色膜。该二向色膜可以用于透蓝光，反射红光和绿光。在合光镜片的另一种可选实现方式中，合光镜片103的反射区也可以直接采用反光材料制作而成。可选地，合光镜片103中的透射区也可以直接采用具有二向色性的材料制备而成。此时，可以不再设置该镀膜和二向色膜。

下面结合附图对激光器101进行介绍：

本申请实施例中，投影光源可以包括一个激光器101，分别射向合光镜片103的多个透射区的多束激光均由同一激光器101发出。激光器101可以为多芯片激光二极管(multi_chip Laser Diode，MCL)型的激光器，MCL型的激光器可以包括封装在同一管壳中阵列排布的多个发光芯片，每个发光芯片均可以独立地发出激光。该第一激光束和第二激光束分别由该激光器不同的发光区域射出，如该第一激光束和第二激光束可以分别由该激光器中的不同发光芯片发出。可选地，射向合光镜片103的多个透射区的多束激光也可以来源于不同的激光器，本申请实施例不做限定。

在激光器的第一种发光方式中，激光器中的所有发光芯片同时发光，进而实现同时发出多束激光。此种情况中，激光器发出的激光的亮度较高，该激光在通过缩束部件、合光镜片、会聚透镜和荧光轮等光学部件被沿目标方向收集之后亮度仍较高。且该激光的能量较高，可以激发荧光轮上的第一区发出亮度较高的荧光。如此激光与荧光混合所得的用于形成投影画面的光亮度较高，进而可以保证形成的投影画面的亮度较高，保证了投影设备的投影效果较好。

在激光器的第二种发光方式中，激光器中的发光芯片可以分时发光。如激光器中第一部分芯片和第二部分芯片交替发光；第一部分芯片和第二部分芯片的发光时间可以根据荧光轮中第一区与第二区的切换时序确定。如第一部分芯片发出的激光用于射向第一区，第二部分芯片发出的激光用于射向第二区。示例地，图2中激光器发出的第一激光束L1可以为第一部分芯片发出的激光，第二激光束L2可以为第二部分芯片发出的激光。此种情况中，由于激光器中的发光芯片无需持续发光，故可以采用脉冲电流为发光芯片供电，而脉冲电流的能量较高，故可以激光发光芯片发出亮度较高的激光。且激光器中的发光芯片无需持续发光，可以提高激光器中发光芯片的使用寿命。可选地，激光器中各个发光芯片的发光时间也可以与荧光轮中第一区和第二区的切换时序无关，本申请实施例不做限定。

可选地，第一部分芯片也可以再分为几部分芯片，每部分芯片发出的激光用于射向第一区中的一个子区域。可选地，第一部分芯片与第二部分芯片的数量可以相同，或者也可以不同，本申请实施例不做限定。

上述实施例以激光器101的出光面与荧光轮105的受光面平行，激光器101直接向缩束部件102发出多束激光为例进行介绍。可选地，图5是本申请实施例提供的再一种投影光源的结构示意图。如图5所示，在图4的基础上，投影光源10还包括位于激光器101的出光侧的分光器件106，激光器101可以向该分光器件发出激光，分光器件106可以将激光器101发出的激光分为多束激光后射向缩束部件102。可选地，此种情况下激光器101的出光面可以与荧光轮105的受光面垂直，激光器101与分光器件106沿x方向依次排布，分光器件106、缩束部件102、合光镜片103、会聚透镜105和荧光轮沿y方向依次排布。分光器件106可以将激光器101射出的激光的传输方向进行转折，如由x方向转折为y方向。本申请实施例以在投影光源包括缩束部件102的基础上再包括分光器件106为例，可选地，投影光源也可以在不包括缩束部件时包括分光器件，本申请实施例不做限定。

示例地，分光器件106包括多个分光镜，该多个分光镜距激光器101的出光面的距离均不同。分光镜与激光器的出光面的距离可以包括：该分光镜靠近激光器的表面中的任一点与该出光面的距离。分光器件中该多个分光镜可以满足：任意两个分光镜中，一个分光镜在激光器的出光面上的至少部分正投影，位于另一个分光镜在激光器的出光面上的正投影之外；该一个分光镜中的点与激光器的最小间距可以大于另一个分光镜中的点与激光器的最大间距。故每个分光镜靠近激光器的表面中所有点与激光器的距离，均不同于其他分光镜靠近激光器的表面中任一点与激光器的距离。

每个分光镜用于接收激光器101发出的激光中的部分激光，并向缩束部件102反射该部分激光，以将激光器101发出的激光分为射向缩束部件102的多束激光。可选地，分光镜的各个表面可以均为反光面，或者分光镜中也可以仅朝向激光器101的表面为反光面。可选地，可以通过调整各个分光镜的位置，调整分束得到的各束激光之间的距离。分光器件106中分光镜的个数与对激光分束所得的激光束的数量相同，且与合光镜片103中的透射区的数量相同。可选地，分光器件也可以通过其他方式实现分光，本申请实施例不做限定。

示例地，如图5所示，分光器件106包括两个分光镜，分别为分光镜1061和1062。激光器101可以仅发出一束激光，该一束激光可以射向分光镜1061和1062，每个分光镜可以分别反射该一束激光中射向该分光镜的部分激光，进而该两个分光镜可以将该一束激光分成第一激光束L1和第二激光束L2。如图5所示，投影光源中两个分光镜在x方向(也即激光器101的出光方向)上的间距越大，对激光器101发出的激光进行分束得到的该两束激光的间距就越大。故可以通过调整各个分光镜在激光器101的出光方向上的间距，来调整各个分光镜射出的各束激光之间的间距，也即调整射向缩束部件102的各束激光的间距。

可选地，对于图5的情况，激光器101可以同时向多个分光镜均发出激光。或者也可以在不同时间向不同分光镜发出激光。例如，激光器包括多个发光芯片，且各个发光芯片均对应一个分光镜，每个发光芯片能够向对应的分光镜发光。在不同时间激光器中发光的发光芯片不同，进而实现激光器可以在不同时间向不同分光镜发出激光。对于激光器的发光方式，请参考上述针对图2对激光器的两种发光方式的介绍，本申请实施例不再赘述。

可选地，投影光源可以仅包括位于激光器的出光侧的一个反射镜，此时，该反射镜用于调整激光器发出的激光的传输方向。此种情况下，激光器直接沿x方向发出多束激光，反射镜可以将该多束激光的传输方向由x方向转换为y方向，进而射向缩束部件。

图6是本申请实施例提供的又一种投影光源的结构示意图。图7是本申请另一实施例提供的一种投影光源的结构示意图。如图7所示，在图6的基础上，激光器10还可以包括缩束部件102。图6所示的投影光源10与图2所示的投影光源相比，以及图7所示的投影光源与图4所示的投影光源相比，仅激光器101发出的激光形式以及合光镜片103的结构不同。不同之处具体在于：激光器101仅发出一束激光，合光镜片103仅具有一个透射区1031，且合光镜片103中的两个反射区1032a和1032b分别位于该透射区1031的两侧。激光器101发出的该一束激光射向透射区1031，进而穿过透射区1031射向会聚透镜104。该一束激光可以经过会聚透镜104的光轴h，如该束激光在会聚透镜104上形成的光斑可以关于会聚透镜104的光轴h对称。需要说明的是，对于图6所示的投影光源10在该不同之外与图2相同的其他部分，以及图7所示的投影光源10在该不同之外与图4相同的其他部分，如缩束部件102、合光镜片103、会聚透镜104和荧光轮105的排布方式，激光的传输方式，荧光轮105的运动方式，合光镜片103中透射区与反射区的特性，激光器101的反光方式等，均请参考针对图2和图4的相关介绍，本申请实施例不再赘述。可选地，对于图7所示的投影光源，缩束部件102的光轴与会聚透镜104的光轴可以共线。

图8是本申请另一实施例提供的另一种投影光源的结构示意图。如图8所示，在图7的基础上，投影光源10还包括：位于激光器101的出光侧的反光镜107。激光器101可以向反光镜107发出激光，反光镜107可以向缩束部件102反射激光器101发出的激光。可选地，此种情况下激光器101的出光面可以与荧光轮105的受光面垂直，激光器101与分光器件106沿x方向依次排布，反光镜107、缩束部件102、合光镜片103、会聚透镜105和荧光轮沿y方向依次排布。反光镜107用于将激光器101射出的激光的传输方向进行转折，如由x方向转折为y方向。

图9是本申请另一实施例提供的一种投影光源的结构示意图。如图9所示，在上述任一投影光源的基础上，投影光源10还可以包括收光透镜108和匀光部件109，图9以图5所示的投影光源为基础进行示意。合光镜片103、收光透镜108和匀光部件109可以沿目标方向依次排布。合光镜片103可以将从会聚透镜104射出的光沿目标方向反射向收光透镜108，进而收光透镜108可以将射入的光会聚至匀光部件109，匀光部件109可以将射入的光进行匀化后射向后续的部件中，以用于形成投影画面。示例地，匀光部件109可以为光导管或复眼透镜，图9以匀光部件109为光导管为例。

综上所述，本申请实施例提供的投影光源中，合光镜片包括透射区和反射区，荧光轮包括第一区和第二区，激光器发出的激光可以通过合光镜片的透射区射向荧光轮，进而在射向荧光轮的第一区时激发该第一区发出荧光，该荧光在合光镜片上沿目标方向反射。激光在射向荧光轮的第二区时，被该第二区反射回合光镜片，再被合光镜片的反射区沿目标方向反射。如此不设置中继回路系统，仅通过合光镜片就可实现激光与荧光的合光，该投影光源的体积较小。

另外，荧光轮的第二区上设置有光扩散部，激光在射向荧光轮的第二区时可以经该光扩散部扩散后再射向合光镜片，扩大了该激光从荧光轮出射时的出光角度范围。由于第一区被激发出的荧光的出光角度范围较大，因此可以保证激光与荧光的出光角度范围相差较小，激光与荧光的混光效果更好，采用该混光效果更好的光形成投影画面，该投影画面的显示效果也较好。

图10是本申请实施例提供的一种投影设备的结构示意图。如图10所示，在图9的基础上，投影设备还可以包括光阀110和镜头111。投影光源10中的匀光部件109可以将光射向光阀110，光阀110可以将射入的光进行调制后射向镜头111，镜头111可以对射入的光进行投射以形成投影画面。

示例地，光阀110可以包括多个反射片，每个反射片可以用于形成投影画面中的一个像素，光阀110可以根据待显示的图像使其中需呈亮态显示的像素对应的反射片将激光反射至镜头111，以实现对光线的调制。镜头111可以包括多个透镜(图中未示出)，对于图10所示的投影设备中各个结构的排布方式，镜头111中的各个透镜可以按照垂直纸面向外的方向依次排布。从光阀110射出的激光可以依次通过镜头111中的多个透镜射至屏幕，以实现镜头111对激光的投射，实现投影画面的显示。

可选地，请继续参考图10，投影设备还可以包括位于匀光部件109与光阀110之间的照明镜组112，经匀光部件109匀化后射出的激光可以通过照明镜组112射向光阀110。该照明镜组112可以包括反射片F、透镜T以及全内反射(total internal reflection prism，TIR)棱镜L。匀光部件109射出的激光可以射向反射片F，反射片F可以将射入的光线反射至凸透镜T，凸透镜T可以将射入的激光会聚至全内反射棱镜L，全内反射棱镜L将射入的激光反射至光阀110。

综上所述，本申请实施例提供的投影设备的投影光源中，合光镜片包括透射区和反射区，荧光轮包括第一区和第二区，激光器发出的激光可以通过合光镜片的透射区射向荧光轮，进而在射向荧光轮的第一区时激发该第一区发出荧光，该荧光在合光镜片上沿目标方向反射。激光在射向荧光轮的第二区时，被该第二区反射回合光镜片，再被合光镜片的反射区沿目标方向反射。如此不设置中继回路系统，仅通过合光镜片就可实现激光与荧光的合光，该投影光源的体积较小。

另外，荧光轮的第二区上设置有光扩散部，激光在射向荧光轮的第二区时可以经该光扩散部扩散后再射向合光镜片，扩大了该激光从荧光轮出射时的出光角度范围。由于第一区被激发出的荧光的出光角度范围较大，因此可以保证激光与荧光的出光角度范围相差较小，激光与荧光的混光效果更好，采用该混光效果更好的光形成投影画面，该投影画面的显示效果也较好。

本申请中术语“A和B的至少一种”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和B的至少一种，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。术语“A、B和C的至少一种”表示可以存在七种关系，可以表示：单独存在A，单独存在B，单独存在C，同时存在A和B，同时存在A和C，同时存在C和B，同时存在A、B和C这七种情况。在本申请实施例中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“至少一个”指的是一个或多个，术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

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)

1.一种投影光源，其特征在于，所述投影光源包括：激光器、合光镜片、会聚透镜和荧光轮；所述合光镜片包括多个透射区和多个反射区，所述多个透射区和所述多个反射区一一交替排布，所述多个透射区和多个反射区为一体结构；所述荧光轮包括第一区和第二区，所述第二区上设置有光扩散部；

所述激光器用于射出多束激光，所述多束激光分别射向所述多个透射区，所述透射区用于将射入的激光透射向所述会聚透镜；

所述多束激光中任两束激光在所述会聚透镜上形成的光斑关于所述会聚透镜的光轴均不对称；所述会聚透镜用于将射入的激光会聚向所述荧光轮；

所述荧光轮被配置为绕转轴旋转，在所述荧光轮的旋转过程中所述荧光轮中的不同区接受会聚后的激光的照射；

当所述会聚后的激光射向所述第一区时，所述第一区被激发出荧光，以使所述荧光穿过所述会聚透镜射向所述反射区；

当所述会聚后的激光射向所述第二区时，所述光扩散部对所述会聚后的激光进行扩散，以使扩散后的激光穿过所述会聚透镜射向所述反射区；

所述反射区用于沿目标方向反射射入的光；

所述合光镜片中所述透射区具有二向色性，所述透射区还用于透射所述第二区反射的激光，反射所述第一区被激发出的荧光；

所述合光镜片中所述透射区的面积小于所述反射区的面积。

2.根据权利要求1所述的投影光源，其特征在于，所述投影光源还包括：位于所述激光器的出光侧的多个分光镜，多个分光镜距所述激光器的出光面的距离均不同；

所述激光器用于向多个分光镜发出激光，每个所述分光镜用于接收所述激光器发出的激光中的部分激光，并向所述合光镜片中的一个所述透射区反射所述部分激光，以将所述激光器发出的激光分为射向所述多个透射区的所述多束激光。

3.根据权利要求1或2所述的投影光源，其特征在于，所述光扩散部为具有粗糙表面的部件。

4.根据权利要求1所述的投影光源，其特征在于，所述合光镜片中每个透射区的面积小于或等于所述每个透射区相邻的所述反射区的面积的1/4。

5.根据权利要求1所述的投影光源，其特征在于，所述投影光源还包括缩束部件；所述激光器射出的激光经所述缩束部件缩束后射向所述透射区。

6.根据权利要求1或2所述的投影光源，其特征在于，所述合光镜片满足以下条件中的至少一种：

所述合光镜片朝向所述激光器的表面设置有增透膜；

所述合光镜片朝向所述激光器的表面设置有光扩散结构；

以及，所述透射区用于透射激光且反射所述荧光。

7.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备包括：权利要求1至6任一所述的投影光源，以及光阀和镜头；

所述投影光源用于向所述光阀发出激光，所述光阀用于将射入的激光进行调制后射向所述镜头，所述镜头用于对射入的激光进行投射以形成投影画面。

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