CN113867088A - 光学照明系统及激光投影设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学照明系统及激光投影设备，属于投影显示领域。所述光学照明系统包括：第一激光器、第一合光镜组和复眼透镜。光学照明系统中采用复眼透镜对激光光束进行匀化，复眼透镜是由玻璃衬底的入光面和出光面上设置的微透镜组成的。因此，复眼透镜的体积通常较小，有效的减小了光学照明系统的体积。并且，该光学照明系统中无需设置缩束镜组和会聚透镜，进一步的减小了光学照明系统的体积。

Description

光学照明系统及激光投影设备

技术领域

本申请涉及投影显示领域，特别涉及一种光学照明系统及激光投影设备。

背景技术

随着光电技术的发展，对于激光投影设备的投影画面的要求越来越高。目前为了保证投影画面的显示亮度，通常采用激光器为激光投影设备提供照明，激光器发出的激光光束具有单色性好及亮度高的优点，是较为理想的光源。

激光投影设备通常可以包括：光学照明系统和投影镜头。图1是相关技术提供的光学照明系统的结构示意图。该光学照明系统通常包括：激光器01、合光镜组02、缩束镜组03、扩散板04、会聚透镜05、光导管06、透镜组和光阀(图1中未示出)。该激光器01和合光镜组02可以共同作为激光投影设备中的光源。激光器01能够同时发出绿色激光、蓝色激光和红色激光。激光器01发出的激光射向合光镜组02后导向缩束镜组03，该激光在缩束镜组03中进行缩束后依次穿过扩散板04和会聚透镜05射向光导管06，在经过光导管06后导向光阀进行调制，进而通过投影镜头投射以形成投影画面。其中，光导管06用于将激光光束匀化，以提高投影画面的成像质量。

然而，在将激光光束射入光导管06中，为了对激光光束有良好的匀化效果，需要的光导管06的长度较长，通常在30毫米以上。这样，导致整个光学照明系统的体积较大，进而导致激光投影设备的体积较大。

发明内容

本申请实施例提供了一种光学照明系统及激光投影设备。可以解决现有技术的激光投影设备体积较大的问题，所述技术方案如下：

一方面，提供了一种光学照明系统，所述光学照明系统包括：第一激光器、第一合光镜组以及复眼透镜；

所述第一合光镜组位于所述第一激光器的出光侧，且所述第一合光镜组与所述第一激光器的排布方向，垂直于所述第一合光镜组与所述复眼透镜的排布方向；

所述第一激光器用于向所述第一合光镜组发出第一类激光光束和第二类激光光束，所述第一合光镜组用于将所述第一类激光光束和所述第二类激光光束导向所述复眼透镜；

其中，在平行于所述复眼透镜的平面上，所述第一类激光光束在所述复眼透镜上形成的光斑的第一正投影的面积，小于所述第二类激光光束在所述复眼透镜上形成的光斑的第二正投影的面积；

所述复眼透镜的入光面具有阵列排布的多个第一微透镜和多个第二微透镜，所述多个第一微透镜用于接收所述第二类激光光束中的一部分光束和所述第一类激光光束，所述多个第二微透镜用于接收所述第二类激光光束中的另一部分光束，且所述第一微透镜的尺寸大于所述第二微透镜的尺寸。

另一方面，提供了一种激光投影设备，所述激光投影设备包括：上述中给出的光学照明系统和投影镜头。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

一种光学照明系统，包括：第一激光器、第一合光镜组和复眼透镜。该光学照明系统中采用复眼透镜对激光光束进行匀化，复眼透镜是由玻璃衬底的入光面和出光面上设置的微透镜组成的。因此，复眼透镜的体积通常较小，有效的减小了光学照明系统的体积。并且，该光学照明系统中无需设置缩束镜组和会聚透镜，进一步的减小了光学照明系统的体积。另外，复眼透镜中的第一微透镜的尺寸大于第二微透镜的尺寸，在第一类激光光束导向复眼透镜中的多个第一微透镜后，第一类激光光束的发散角增加，进而能够使得第一类激光光束的光学扩展量增加。如此，第一类激光光束的光学扩展量和第二类激光光束的光学扩展量近似相同。这样，能够避免三种颜色的激光照明光束合光后的光斑出现颜色分界现象。在合光后的光斑入射到激光投影设备中的投影镜头以形成投影画面时，能够保证投影画面的颜色均匀性较好，进而使得激光投影设备的显示效果较好。

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光学照明系统的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种光学照明系统的结构示意图；

图3是图2示出的光学照明系统合光后的光斑入射到复眼透镜上的效果图；

图4是本申请实施例提供的一种复眼透镜的光路图；

图5是图2中示出的复眼透镜的侧视图；

图6是本申请实施例提供的另一种光学照明系统的结构示意图；

图7是激光光束照射到光阀表面的效果图；

图8是本申请实施例提供又一种光学照明系统的结构示意图；

图9是图8示出的光学照明系统合光后的光斑入射到复眼透镜上的效果图；

图10是本申请实施例提供的再一种光学照明系统的结构示意图；

图11是图10示出的光学照明系统合光后的光斑入射到复眼透镜上的效果图；

图12是本申请实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图。

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。

如图1所示，图1是相关技术提供的一种光学照明系统的结构示意图。

光学照明系统00中的激光器01通常包括多个激光单元，该多个激光单元用于发出不同颜色的激光，例如，可以发出红色激光、蓝色激光和绿色激光。为了保证激光设备投影画面的成像质量，红色激光单元的个数通常比蓝色激光单元和绿色激光单元的个数多。如此，被合光镜组02反射后的激光光束合光后红色激光形成的光斑尺寸较大，而蓝色激光和绿色激光形成的光斑尺寸较小。如此，红色激光的光学扩展量大于蓝色激光的光学扩展量和绿色激光的光学扩展量，导致三种颜色的激光照明光束合光后的光斑出现颜色分界现象。例如，光斑边缘区域较中间区域偏红的现象，在合光后的光斑入射到投影设备中的投影镜头以形成投影画面时，导致投影画面的颜色均匀性较差，进而导致激光投影设备的显示效果较差。

其中，光学扩展量通常是指激光光束的光斑的面积与该激光光束的发散角的乘积。

请参考图2，图2是本申请实施例提供的一种光学照明系统的结构示意图。该光学照明系统000可以包括：第一激光器100，第一合光镜组200以及复眼透镜300。

第一合光镜组200可以位于第一激光器100的出光侧，且该第一合光镜组200与该第一激光器100的排布方向(如图2中的X轴方向)，垂直于第一合光镜组200与复眼透镜300的排布方向(如图2中Y轴方向)。

光学照明系统000中的第一激光器100可以用于向第一合光镜组200发出第一类激光光束和第二类激光光束，该第一类激光光束与第二类激光光束的颜色不同。示例的，第一类激光光束可以包括蓝色激光光束和绿色激光光束中的至少一种，本申请实施例以第一类激光光束包括蓝色激光光束和绿色激光光束为例进行说明。第二类激光光束可以包括红色激光光束。其中，第一类激光光束和第二类激光光束也可以包括其他颜色的激光光束，本申请实施例对此不做限定。

第一合光镜组200用于将该第一类激光光束和第二类激光光束导向复眼透镜300。示例的，从第一激光器100出射的第一类激光光束和第二类激光光束平行于图2中的Y轴方向，第一合光镜组200可以将第一类激光光束和第二类激光光束沿图2中的X轴方向反射到复眼透镜300中。

其中，在平行于复眼透镜300的平面上，该第一类激光光束在复眼透镜300上形成的光斑的第一正投影的面积，小于该第二类激光光束在复眼透镜300上形成的光斑的第二正投影的面积。示例的，请参考图3，图3是图2示出的光学照明系统合光后的光斑入射到复眼透镜上的效果图。在平行于复眼透镜300的平面上，该第一类激光光束在复眼透镜300上形成的光斑的第一正投影的面积为A，第二类激光光束在复眼透镜300上形成的光斑的第二正投影的面积为B。

光学照明系统000中的复眼透镜300的入光面可以具有阵列排布的多个第一微透镜301和多个第二微透镜302。该多个第一微透镜301可以用于接收第二类激光光束中的一部分光束和第一类激光光束，该多个第二微透镜302可以用于接收第二类激光光束中的另一部分光束。其中，在复眼透镜300中，第一微透镜301的尺寸可以大于第二微透镜302的尺寸。

在本申请中，在第一激光器100发出的第一类激光光束和第二类激光光束射向第一合光镜组200后，第一合光镜组200将第一类激光光束和第二类激光光束反射向复眼透镜300，该复眼透镜300用于对接收到的激光光束进行匀化处理。

示例的，复眼透镜300可以包括：玻璃衬底，位于玻璃衬底的入光面上的阵列排布的多个微透镜(例如，该多个微透镜包括第一微透镜301和第二微透镜302)，以及位于玻璃衬底的出光面上的阵列排布的多个微透镜。其中，入光面上的多个微透镜和出光面上的多个微透镜的结构相同。这样，入光面上的多个微透镜可以对输入的激光光束的光斑进行分割。在通过出光面上的多个微透镜对分割后的光斑进行累加，从而可以实现对激光光束的匀化。

在本申请实施例中，由于光学照明系统000可以采用复眼透镜300对激光光束进行匀化，而复眼透镜300是由玻璃衬底以及玻璃衬底的入光面和出光面上设置的微透镜组成的。因此，复眼透镜300的体积通常较小，有效的减小了光学照明系统000的体积。并且，该光学照明系统000中无需设置缩束镜组和会聚透镜，进一步的减小了光学照明系统000的体积。在将光学照明系统000集成到激光投影设备中后，能够有效的减小激光投影设备的体积。

另外，请参考图4，图4是本申请实施例提供的一种复眼透镜的光路图。在图4中仅是以复眼透镜300的入光面上设置的一个微透镜C和出光面上设置的一个微透镜D为例进行说明的。复眼透镜300的入光面上设置的微透镜C能够将光线汇聚到出光面上设备的微透镜D的中心点，如此，从微透镜D出射的光线可以以一定的发散角度θ出射。根据图4可知，微透镜C和微透镜D的尺寸d越大，光线从微透镜D出射的发散角度θ越大。

由于在复眼透镜300中，用于接收第一类激光光束的多个第一微透镜301的尺寸可以大于用于接收第二类激光光束的第二微透镜302的尺寸。因此，在第一类激光光束导向复眼透镜300中的多个第一微透镜301后，第一类激光光束的发散角增加，进而能够使得第一类激光光束的光学扩展量增加。如此，第一类激光光束的光学扩展量和第二类激光光束的光学扩展量近似相同，即蓝色激光和绿色激光的光学扩展量，与红色激光的光学扩展量近似相同。这样，能够避免三种颜色的激光照明光束合光后的光斑出现颜色分界现象。在合光后的光斑入射到激光投影设备中的投影镜头以形成投影画面时，能够保证投影画面的颜色均匀性较好，进而使得激光投影设备的显示效果较好。

综上所述，本申请实施例提供的一种光学照明系统，包括：第一激光器、第一合光镜组和复眼透镜。该光学照明系统中采用复眼透镜对激光光束进行匀化，复眼透镜是由玻璃衬底的入光面和出光面上设置的微透镜组成的。因此，复眼透镜的体积通常较小，有效的减小了光学照明系统的体积。并且，该光学照明系统中无需设置缩束镜组和会聚透镜，进一步的减小了光学照明系统的体积。另外，复眼透镜中的第一微透镜的尺寸大于第二微透镜的尺寸，在第一类激光光束导向复眼透镜中的多个第一微透镜后，第一类激光光束的发散角增加，进而能够使得第一类激光光束的光学扩展量增加。如此，第一类激光光束的光学扩展量和第二类激光光束的光学扩展量近似相同。这样，能够避免三种颜色的激光照明光束合光后的光斑出现颜色分界现象。在合光后的光斑入射到激光投影设备中的投影镜头以形成投影画面时，能够保证投影画面的颜色均匀性较好，进而使得激光投影设备的显示效果较好。

可选的，请参考图2和图5，图5是图2中示出的复眼透镜的侧视图。复眼透镜300中的第一微透镜301在激光的快轴方向上的宽度可以大于第二微透镜302在快轴方向上的宽度，该第一微透镜301在激光慢轴方向上的宽度可以等于第二微透镜302在慢轴方向上的宽度。

需要说明的是，第一激光器100可以采用半导体激光器，半导体激光器发出的激光具有快轴和慢轴。快轴方向激光的发散角度约为±30度，慢轴方向激光的发散角度约为±10度。第一激光器100发出的激光光束经准直后，光斑在快轴方向上的尺寸大于在慢轴方向上的尺寸，光斑的形状可以呈矩形或椭圆形。光斑长边的方向为快轴方向，光斑短边的方向为慢轴方向。

在本申请实施例中，复眼透镜300中的第一微透镜301和第二微透镜302均可以为球面凸透镜或非球面凸透镜。

在本申请实施例中，第二类激光光束在复眼透镜300上形成的光斑的第二正投影的面积与第一类激光光束在复眼透镜300上形成的光斑的第一正投影的面积之间的第一比值，和第一微透镜301在快轴方向上的宽度与第二微透镜302在快轴方向上的宽度之间的第二比值呈正比例关系。

在本申请中，该第一比值与第二比值之间的比值范围可以为0.75至1.5。例如，当第二类激光光束在复眼透镜300上形成的光斑的第二正投影的面积与第一类激光光束在复眼透镜上形成的光斑的第一正投影的面积之间的第一比值为2时，若第一比值与该第二比值之间的比值为0.75，则第一微透镜301在快轴方向上的宽度与第二微透镜在快轴方向上的宽度之间的第二比值为1.5；若第一比值与该第二比值之间的比值为1时，则第一微透镜在快轴方向上的宽度与第二微透镜在快轴方向上的宽度之间的第二比值为2。

可选的，光学照明系统000中的第一激光器100可以具有阵列排布的多个第一激光单元(图中未示出)，该多个第一激光单元可以用于发出至少两种颜色的激光。该多个第一激光单元可以包括：用于发出红色激光的红色激光单元，用于发出绿色激光的绿色激光单元，以及用于发出蓝色激光的蓝色激光单元。这样，第一激光器100能够通过红色激光单元、绿色激光单元和蓝色激光单元同时发出红色激光、绿色激光和蓝色激光。需要说明的是，本申请中的实施例均是以第一激光器100同时发出蓝色激光、绿色激光和红色激光的三种颜色的激光为例进行示意性说明的。在其他的可能的实现方式中，第一激光器100还可以同时发出蓝色激光和黄色激光的两种颜色的激光。本申请实施例对此不做限定。

示例的，多个激光单元中的每个激光单元可以包括一个发光芯片，即第一激光器100可以包括阵列排布的多个发光芯片，该多个发光芯片中每行发光芯片用于发出同一种颜色的激光。例如，第一激光器100包括排布成四行六列的发光芯片，其中一行发光芯片用于发出蓝色激光，一行发光芯片用于发出绿色激光，另外两行发光芯片用于发出红色激光。在其他的可能的实现方式中，多个发光芯片还可以采用其他的排列方式进行排布，本申请实施例对此不做限定。

其中，每个第一激光单元所发出的激光在复眼透镜300入光面上形成的光斑，可以与至少一个目标微透镜所在的区域交叠，该目标微透镜可以为第一微透镜301或第二微透镜302。在这种情况下，通过复眼透镜300能够对各个第一激光单元发出的激光进行匀化。

在本申请实施例中，请参考图6，图6是本申请实施例提供的另一种光学照明系统的结构示意图。该光学照明系统000还可以包括：透镜组400、棱镜组500和光阀600。该透镜组400可以位于复眼透镜300远离第一合光镜组200的一侧，该棱镜组500和光阀600均可以位于透镜组400远离复眼透镜300的一侧。其中，该透镜组400可以用于将从复眼透镜300出射的激光光束导向棱镜组500，该棱镜组500可以包括：全内反射(英文：Total InternalReflectionprism，简称：TIR)棱镜。该棱镜组500可以用于将激光光束导向光阀600，该光阀600可以用于对激光光束进行调制后导向投影镜头。

示例的，光阀600可以包括多个反射片(图中未示出)，每个反射片可以用于形成投影画面中的一个像素，光阀600可以根据待显示的图像使其中需要呈亮态显示的像素对应的反射片将激光反射至投影镜头，以实现对激光光束的调制。示例的，该光阀600可以为数字微镜装置(英文：Digital Micromirror Device；简称：DMD)。

可选的，参考图6和图7，图7是激光光束照射到光阀表面的效果图。复眼透镜300的出光面的中心点可以与透镜组400的焦点重合。示例的，复眼透镜300的出光面的中心点可以与透镜组400中靠近第一合光镜组200的焦点重合。这样，能够保证从复眼透镜300的出光面的每个点发出的光束在导向光阀600时，呈平行光入射到光阀600表面。

在本申请实施例中，光学照明系统中的激光器的个数可以为一个或多个。当激光器的个数为一个时，合光镜组的个数为一个；当激光器的个数为多个时，合光镜组的个数为多个。为此，本申请实施例将以以下两种可选的实现方式为例对光学照明系统000中的激光器和合光镜组的组合类型进行示意性的说明：

在第一种可实现的方式中，参考图6，光学照明系统000包括：第一激光器100和第一合光镜组200。第一合光镜组200可以包括：沿X轴方向依次排布的第一镜片201、第二镜片202和第三镜片203。在平行于复眼透镜300的平面上，第一镜片201的正投影、第二镜片202的正投影以及第三镜片203的正投影至少部分重合。这样，第一激光器100用于向第一镜片201和第二镜片202发出第一类激光光束，且向第三镜片203发出第二类激光光束。其中，第一类激光光束可以包括两种颜色的激光(例如，蓝色激光和绿色激光)。例如，第一激光器100可以用于向第一镜片201发出绿色激光，且第一镜片201用于将绿色激光反射向复眼透镜300；第一激光器100可以用于向第二镜片202发出蓝色激光，且第二镜片202用于将蓝色激光反射向复眼透镜300；第一激光器100可以用于向第三镜片203发出红色激光，且第三镜片203用于将红色激光反射向复眼透镜300。

在本申请实施例中，第一合光镜组200中的第一镜片201可以为用于反射所有颜色的光的反射镜，或者可以为用于反射绿色激光且透射其他颜色的激光的二向色片；第二镜片202可以为用于反射蓝色激光且透射其他颜色的激光的二向色片；第三镜片203可以为用于反射红色激光且透射其他颜色的激光的二向色片。

在本申请中，第一激光器100所发出的蓝色激光和绿色激光的偏振极性与红色激光的偏振极性相反。例如，蓝色激光和绿色激光为S偏振光，红色激光为P偏振光。为此，参考图6，光学照明系统还可以包括：第一偏振转换部件900。该第一偏振转换部件900可以位于第一激光器100和第一镜片201及第二镜片202之间，该第一偏振转换部件900可以用于将射入的蓝色激光和绿色激光由S偏振光转换为P偏振光后，射向第一镜片201和第二镜片202，使得射入复眼透镜300的蓝色激光和绿色激光的偏振方向均和红色激光的偏振方向相同。这样，采用统一偏振方向的激光形成投影画面，可以避免由于光学镜片对于不同偏振光的透反效率不同，导致形成的投影画面存在色块的问题。示例的，该第一偏振转换部件900可以为半波片。

在第二种可实现的方式中，参考图8，图8是本申请实施例提供又一种光学照明系统的结构示意图。光学照明系统000可以包括：第一激光器100、第二激光700、第一合光镜组200以及第二合光镜组800。第二合光镜组800相对于第一合光镜组200靠近复眼透镜300，该第二合光镜组800可以位于第二激光器700的出光侧，且第二合光镜组800与第二激光器700的排布方向，垂直于第二合光镜组800与复眼透镜300的排布方向。

该第二激光器700可以用于向第二合光镜组800发出目标激光光束，第二合光镜组800可以用于将目标激光光束导向复眼透镜300，该目标激光光束可以为第二类激光束，或者，目标激光光束可以为第一类激光光束和第二类激光光束。为此，本申请实施例将以以下两种情况为例进行示意性的说明：

第一种情况，如图8所示，第二激光器700可以用于向第二合光镜组800发出第二类激光光束，第二合光镜组800用于将该第二类激光光束导向复眼透镜300。示例的，第二合光镜组800可以将第二类激光光束沿图8中的X轴方向，反射到复眼透镜300中。

参考图8，第二合光镜组800可以包括：第四镜片801。第一合光镜组200可以包括：第一镜片201、第二镜片202和两个第三镜片203。在平行于复眼透300的平面上，两个第三镜片203的正投影分别位于第一镜片201和第二镜片202的正投影的相对的两侧，第二合光镜组800中的第四镜片801的正投影与第一镜片201的正投影和第二镜片202的正投影至少部分重合。这样，第一激光器100用于向第一合光镜组200中的第一镜片201和第二镜片202发出第一类激光光束，且向第一合光镜组200中的两个第三镜片203分别发出第二类激光光束。其中，第一类激光光束可以包括两种颜色的激光(例如：蓝色激光和绿色激光)。例如，第一激光器100可以用于向第一镜片201发出绿色激光，且第一镜片201用于将绿色激光反射向复眼透镜300；第一激光器100可以用于向第二镜片202发出蓝色激光，且第二镜片202用于将蓝色激光反射向复眼透镜300；第一激光器100可以用于向第三镜片203发出红色激光，且第三镜片203用于将红色激光反射向复眼透镜300。第二激光器700可以用于向第四镜片801发出第二类激光光束。其中，第二类激光束可以包括红色激光。例如，第二激光器700可以用于向第四镜片801发出红色激光，且第四镜片801用于将红色激光反射向复眼透镜300。

在本申请实施例中，第一合光镜组200中的第一镜片201可以为用于反射所有颜色的光的反射镜，也可以为用于反射绿色激光且透射其他颜色的激光的二向色片；第二镜片202可以为用于反射蓝色激光且透射其他颜色的激光的二向色片；第三镜片203可以为用于反射所有颜色的光的反射镜，也可以为用于反射红色激光且透射其他颜色的激光的二向色片；第二合光镜组800中的第四镜片801可以为用于反射红色激光且透射其他颜色的激光的二向色片。

在本申请中，光学照明系统还可以包括：第一偏振转换部件900。该第一偏振转换部件900可以位于第一激光器100和第一镜片201及第二镜片202之间，该第一偏振转换部件900可以用于将射入的蓝色激光和绿色激光由S偏振光转换为P偏振光后，射向第一镜片201和第二镜片202，使得射入复眼透镜300的蓝色激光和绿色激光的偏振方向均和红色激光的偏振方向相同。示例的，该第一偏振转换部件900可以为半波片。

请参考图9，图9是图8示出的光学照明系统合光后的光斑入射到复眼透镜上的效果图。复眼透镜300中的第一微透镜301在激光的快轴方向上的宽度可以大于第二微透镜302在快轴方向上的宽度，该第一微透镜301在激光慢轴方向上的宽度可以等于第二微透镜302在慢轴方向上的宽度。

第二种情况，请参考图10，图10是本申请实施例提供的再一种光学照明系统的结构示意图。第二激光器700可以用于向第二合光镜800组发出第一类激光光束和第二类激光光束。第二合光镜组800可以用于将第一类激光光束和第二类激光光束导向复眼透镜300。示例的，第二合光镜组800可以将第一类激光光束和第二类激光光束沿图10中的X轴方向，反射到复眼透镜300中。

参见图10，第一合光镜组200的结构可以参考上述图6示出的光学照明系统中的第一合光镜组200的结构，本申请实施例在此不作限定。第二合光镜组800可以包括：沿X轴方向依次排布的第五镜片802、第六镜片803和第四镜片801。在平行于复眼透镜300的平面上，第五镜片802的正投影、第四镜片801的正投影以及第六镜片803的正投影至少部分重合。这样，第二激光器700可以用于向第五镜片802和第六镜片803发出第一类激光光束，且向第四镜片801发出第二类激光光束。其中，第二激光器700可以用于向第五镜片802发出绿色激光，且第五镜片802用于将绿色激光反射向复眼透镜300；第二激光器700可以用于向第六镜片803发出蓝色激光，且第六镜片803用于将蓝色激光反射向复眼透镜300；第二激光器700可以用于向第四镜片801发出红色激光，且第三镜片801用于将红色激光反射向复眼透镜300。

在本申请实施例中，第二合光镜组800中的第五镜片802可以为用于反射所有颜色的光的反射镜，或者也可以为用于反射绿色激光且透射其他颜色的激光的二向色片；第六镜片803可以为用于反射蓝色激光且透射其他颜色的激光的二向色片；第四镜片801可以为用于反射红色激光且透射其他颜色的激光的二向色片。

第二激光器700所发出的蓝色激光和绿色激光的偏振极性与红色激光的偏振极性相反。例如，蓝色激光和绿色激光为S偏振光，红色激光为P偏振光。

可选的，参考图10，光学照明系统000还可以包括：第二偏振转换部件1000。该第二偏振转换部件1000可以位于第二激光器700和第五镜片802之间。该第二偏振转换部件1000可以用于将射入的蓝色激光和绿色激光由S偏振光转换为P偏振光后，射向第五镜片802和第六镜片803，使得射入复眼透镜300的蓝色激光和绿色激光的偏振方向均和红色激光的偏振方向相同。示例的，该第二偏振转换部件1000可以为半波片。

请参考图11，图11是图10示出的光学照明系统合光后的光斑入射到复眼透镜上的效果图。复眼透镜300中的第一微透镜301在激光的快轴方向上的宽度可以大于第二微透镜302在快轴方向上的宽度，该第一微透镜301在激光慢轴方向上的宽度可以等于第二微透镜302在慢轴方向上的宽度。

综上所述，本申请实施例提供的一种光学照明系统，包括：第一激光器、第一合光镜组和复眼透镜。该光学照明系统中采用复眼透镜对激光光束进行匀化，无需采用光导管对激光光束进行匀化，且复眼透镜的体积比光导管的体积小。并且，无需在光学照明系统中设置缩束镜组和会聚透镜。因此，能够使得光学照明系统的体积较小。另外，复眼透镜中的第一微透镜的尺寸大于第二微透镜的尺寸，在第一类激光光束导向复眼透镜中的多个第一微透镜后，第一类激光光束的发散角增加，进而能够使得第一类激光光束的光学扩展量增加。如此，第一类激光光束的光学扩展量和第二类激光光束的光学扩展量近似相同。这样，能够避免三种颜色的激光照明光束合光后的光斑出现颜色分界现象。在合光后的光斑入射到投影设备中的投影镜头以形成投影画面时，能够保证投影画面的颜色均匀性较好，进而使得激光投影设备的显示效果较好。

请参考图12，图12是本申请实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图。该激光投影设备可以包括：光学照明系统000和投影镜头001。该光学照明系统000可以为图2、图6、图8或图10示出的光学照明系统。图12以该激光投影设备包括图6所示的光学照明系统000为例进行说明。

从第一激光器100射出的第一类激光光束和第二类激光光束可以沿X轴方向射向复眼透镜300，复眼透镜300可以将射入的激光匀化后射向透镜组400，透镜组400可以用于将从复眼透镜300出射的激光光束导向棱镜组500，该棱镜组500可以用于将激光光束导向光阀600，该光阀600可以用于对激光光束进行调制后导向投影镜头001，该投影镜头001可以对射入的激光进行投射以形成投影画面。投影镜头001可以包括多个透镜(图中未示出)，从光阀600射出的激光可以依次通过投影镜头001中的多个透镜射至屏幕，以实现投影镜头001对激光的投射，实现投影画面的显示。

需要说明的是，激光投影设备进行投影显示时较容易产生散斑效应。散斑效应指的是相干光源发出的两束激光在照射粗糙的物体(如激光投影设备的屏幕)发生散射后，该两束激光在空间中产生干涉，最终在屏幕上出现颗粒状的明暗相间的斑点的效应。散斑效应使得投影图像的显示效果较差，且明暗相间的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感，用户的观看体验较差。

本申请实施例中，通过在光学照明系统000中设置复眼透镜300，复眼透镜300中用于接收第二类激光光束中的一部分光束和第一类激光光束的多个第一微透镜301的尺寸大于用于接收第二类激光光束中的另一部分光束的多个第二微透镜302的尺寸。这样，使得第一类激光光束的光学扩展量增加。如此，激光光束在复眼透镜300的作用下变得较为均匀，进而将这些激光用于投影产生的干涉较弱，可以减弱激光投影设备进行投影显示时的散斑效应，避免投影图像变花，提高投影图像的显示效果，避免人眼观看产生的眩晕感。

在本申请中，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“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本申请的可选的实施例，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 (10)

1.一种光学照明系统，其特征在于，包括：第一激光器、第一合光镜组以及复眼透镜；

所述第一合光镜组位于所述第一激光器的出光侧，且所述第一合光镜组与所述第一激光器的排布方向，垂直于所述第一合光镜组与所述复眼透镜的排布方向；

所述第一激光器用于向所述第一合光镜组发出第一类激光光束和第二类激光光束，所述第一合光镜组用于将所述第一类激光光束和所述第二类激光光束导向所述复眼透镜；

其中，在平行于所述复眼透镜的平面上，所述第一类激光光束在所述复眼透镜上形成的光斑的第一正投影的面积，小于所述第二类激光光束在所述复眼透镜上形成的光斑的第二正投影的面积；

所述复眼透镜的入光面具有阵列排布的多个第一微透镜和多个第二微透镜，所述多个第一微透镜用于接收所述第二类激光光束中的一部分光束和所述第一类激光光束，所述多个第二微透镜用于接收所述第二类激光光束中的另一部分光束，且所述第一微透镜的尺寸大于所述第二微透镜的尺寸。

2.根据权利要求1所述的光学照明系统，其特征在于，所述第一微透镜在激光的快轴方向上的宽度大于所述第二微透镜在所述快轴方向上的宽度；

所述第一微透镜在激光的慢轴方向上的宽度等于所述第二微透镜在所述慢轴方向上的宽度。

3.根据权利要求2所述的光学照明系统，其特征在于，所述第二正投影的面积与所述第一正投影的面积之间的第一比值，和所述第一微透镜在所述快轴方向上的宽度与所述第二微透镜在所述快轴方向上的宽度之间的第二比值呈正比例关系。

4.根据权利要求3所述的光学照明系统，其特征在于，所述第二比值与所述第一比值之间的比值范围为0.75至1.5。

5.根据权利要求1至4任一所述的光学照明系统，其特征在于，所述第一激光器具有阵列排布的多个第一激光单元，所述多个第一激光单元用于发出至少两种颜色的激光；

其中，每个所述第一激光单元所发出的激光在所述入光面上形成的光斑，与至少一个目标微透镜所在的区域交叠，所述目标微透镜为所述第一微透镜或所述第二微透镜。

6.根据权利要求1至4任一所述的光学照明系统，其特征在于，所述光学照明系统还包括：透镜组、棱镜组和光阀；

所述透镜组位于所述复眼透镜远离所述第一合光镜组的一侧，所述棱镜组和所述光阀均位于所述透镜组远离所述复眼透镜的一侧；

所述透镜组用于将从所述复眼透镜出射的激光光束导向所述棱镜组，所述棱镜组用于将所述激光光束导向所述光阀，所述光阀用于对所述激光光束进行调制后导向投影镜头。

7.根据权利要求6所述的光学照明系统，其特征在于，所述复眼透镜的出光面的中心点与所述透镜组的焦点重合。

8.根据权利要求1至4任一所述的光学照明系统，其特征在于，所述光学照明系统还包括：第二激光器和第二合光镜组；

所述第二合光镜组相对于所述第一合光镜组靠近所述复眼透镜，所述第二合光镜组位于所述第二激光器的出光侧，且所述第二合光镜组与所述第二激光器的排布方向，垂直于所述第二合光镜组与所述复眼透镜的排布方向；

所述第二激光器用于向所述第二合光镜组发出目标激光光束，所述第二合光镜组用于将所述目标激光光束导向所述复眼透镜，所述目标激光光束为所述第二类激光光束，或者，所述目标激光光束为所述第一类激光光束和所述第二类激光光束。

9.根据权利要求1至4任一所述的光学照明系统，其特征在于，所述第一类激光光束包括蓝色激光光束和绿色激光光束中的至少一种，所述第二类激光光束包括红色激光光束。

10.一种激光投影设备，其特征在于，包括：权利要求1至9任一所述的光学照明系统和投影镜头。

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