CN114637161A - 一种激光器和激光投影设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光器和激光投影设备，激光器包括：管壳；管壳包括底板和位于底板之上的环状侧壁，底板和环状侧壁形成容置空间；多个激光芯片组件固定于管壳的底板之上；至少一个棱镜固定于管壳的底板上，位于激光芯片组件的出光侧。激光芯片组件包括出射激光的偏振方向不同的第一激光芯片组件和第二激光芯片组件，通过在第一激光芯片组件或第二激光芯片组件出光侧的棱镜上设置相位延迟片，使激光器最终出射的激光的偏振方向相同，从而可以避免由于偏振态不同而导致的色彩问题。

Description

一种激光器和激光投影设备

技术领域

本发明涉及激光投影显示技术领域，尤其涉及一种激光器和激光投影设备。

背景技术

目前，激光投影行业的发展十分迅速，激光器作为其中的核心部件之一，起到了无可替代的作用。半导体激光器是在生产完芯片后，在对芯片进行封装而成的。所以激光器的封装能力对激光器的应用、成本、性能等指标具有十分重大的影响。

现有的激光器封装技术，可以分为Bank封装和MCL(Multi Chip LD，简称MCL)多芯片封装两种方式。其中，MCL多芯片封装由于体较小、集成化高、成本低等优势，成为现今应用较多的一种封装技术。

基于激光器的发展和对色彩显示的需求，目前主流应用的激光器已经从单色激光升级到三色激光器。随着激光器亮度的提高，为了使得系统的体积最小化，三色激光封装到一个管壳里面已经成为了必然趋势，并且已经得到了广泛地应用。但是，其存在的弊端就是三色激光偏振态不一样，需要在设计光路系统时，增加改变偏振态的系统，从而增加系统的成本、体积和组装难度。

发明内容

本发明一些实施例中，激光器包括：管壳；管壳包括底板和位于底板之上的环状侧壁，底板和环状侧壁形成容置空间；多个激光芯片组件固定于管壳的底板之上；至少一个棱镜固定于管壳的底板上，位于激光芯片组件的出光侧。激光芯片组件包括出射激光的偏振方向不同的第一激光芯片组件和第二激光芯片组件，通过在第一激光芯片组件或第二激光芯片组件出光侧的棱镜上设置相位延迟片，使激光器最终出射的激光的偏振方向相同，从而可以避免由于偏振态不同而导致的色彩问题。

本发明一些实施例中，棱镜的顶面为一平面，将相位延迟片设置在该顶面的边缘处，并向棱镜的反射面伸出一定距离，这样可以使激光芯片组件出射的激光在经过棱镜反射之后再入射到相位延迟片上。

本发明一些实施例中，由于激光芯片组件和棱镜通常采用烧结金浆或者烧结银浆等手段与管壳贴合，因此可以在相位延迟片与棱镜相接触的表面上设置镀金层，从而可以采用相同的工艺将相位延迟片贴合在棱镜上。除此之外，也可以采用不含有机物的抗高温胶水将相位延迟片粘贴在棱镜上。

本发明一些实施例中，第一激光芯片组件可以包括红色激光芯片组件，第二激光芯片组件可以包括绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件；或者，第一激光芯片组件可以包括绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件，第二激光芯片组件可以包括红色激光芯片组件。

本发明一些实施例中，激光器还包括多个准直透镜，准直透镜位于管壳形成的容置空间内。一个准直透镜对应一个激光芯片组件，准直透镜位于对应的激光芯片组件与对应的棱镜之间。准直透镜用于对激光芯片组件出射的激光进行准直，这样在设置相位延迟片时就不需要考虑不同角度入射到相位延迟片的效果，从而简化设计。

本发明一些实施例中，准直透镜可以采用单片透镜或透镜组，具体可以采用非球面透镜、柱状透镜、自由曲面透镜或菲涅尔透镜。除此之外，也可以将棱镜的反射面设置为曲面同时起到反射光线以及准直光线的作用，此时棱镜的反射面优选采用非球面的曲面。

本发明一些实施例中，密封玻璃位于管壳的上方开口位置，密封玻璃与管壳的边缘焊接，从而实现对激光器的封装。

本发明一些实施例中，各激光芯片组件沿设定方向排列为多行，将棱镜设置为沿激光芯片组件行方向延伸的条形棱镜，从而使得一个棱镜对应至少一行激光芯片组件，这样可以减少棱镜的数量。

本发明一些实施例中，各第一激光芯片组件排列成一个第一激光芯片组件行；各第二激光芯片组件排列成一个第二激光芯片组件行；棱镜包括：顶面以及相对于顶面对称设置的第一反射面和第二反射面；第一激光芯片组件行位于棱镜的第一反射面的一侧，第一反射面用于接收第一激光芯片组件行中的各第一激光芯片组件出射的激光向激光器的出光方向反射；第二激光芯片组件行位于棱镜的第二反射面的一侧，第二反射面用于接收第二激光芯片组件行中的各第二激光芯片组件出射的激光向激光器的出光方向反射；相位延迟片位于棱镜的顶面靠近第一反射面的边缘；或者，相位延迟片位于棱镜的顶面靠近第二反射面的边缘。采用这样的设计仅需要设置一个棱镜，通过将棱镜的两个相对表面均设置为反射面，可以同时对两个激光芯片组件行出射的激光进行反射。

本发明一些实施例中，各第一激光芯片组件排列成两个第一激光芯片组件行；各第二激光芯片组件排列成两个第二激光芯片组件行；管壳的底板为阶梯状结构，管壳的底板包括第一级台阶面以及分别位于第一级台阶面两侧的第二级台阶面；第二级台阶面的高度大于第一级台阶面的高度；棱镜包括：顶面以及相对于顶面对称设置的第一反射面和第二反射面；棱镜位于第一级台阶面上，两个第一激光芯片组件行均位于棱镜的第一反射面的一侧，其中一个第一激光芯片组件行位于第一级台阶面上，另一个第一激光芯片组件行位于第二级台阶面上；第一反射面用于接收两个第一激光芯片组件行中各第一激光芯片组件出射的激光向激光器的出光方向反射；两个第二激光芯片组件行均位于棱镜的第二反射面的一侧，其中一个第二激光芯片组件行位于第一级台阶面上，另一个第二激光芯片组件行位于第二级台阶面上；第二反射面用于接收两个第二激光芯片组件行中各第二激光芯片组件出射的激光向激光器的出光方向反射；相位延迟片位于棱镜的顶面靠近第一反射面的边缘；或者，相位延迟片位于棱镜的顶面靠近第二反射面的边缘。采用这样的设计仅需要设置一个棱镜，位于棱镜同一侧的两行激光芯片组件均向棱镜该侧的反射面出射光线。为了避免距离棱镜较远的后排激光芯片组件出射激光被遮挡，将管壳的底板设置为阶梯状结构，从而可以将距离棱镜较近的前排激光芯片组件和棱镜一起设置在第一级台阶面上，而将距离棱镜较远的后排激光芯片组件设置于高度较高的第二级台阶面上。由于棱镜每侧反射面均需要接收两行激光芯片组件出射的激光，因此棱镜的尺寸相对较大。

本发明一些实施例中，各激光芯片组件行中的至少一个激光芯片组件行中同时包含第一激光芯片组件和第二激光芯片组件；该激光芯片组件行对应的棱镜在对应第一激光芯片组件的区域或在对应第二激光芯片组件的区域上设置相位延迟片。

本发明一些实施例中，管壳的环状侧壁上可以设置引脚或陶瓷绝缘子，用于连接激光芯片组件。相同颜色的激光芯片组件相邻设置，且相邻设置的激光芯片组件之间可以相互串联，位于两端的激光芯片组件与引脚或陶瓷绝缘子连接，通过对引脚或陶瓷绝缘子施加电信号，驱动连接的激光芯片组件出射激光。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术中的激光器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的激光器的结构示意图；

图3为图2所示的激光器的侧视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的激光器的侧视结构示意图之二；

图5为本发明实施例提供的激光器的侧视结构示意图之三；

图6为图5所示的激光器的俯视结构示意图；

图7为本发明实施例提供的激光器的侧视结构示意图之四；

图8为图7所示的激光器的俯视结构示意图；

图9为本发明实施例提供的激光器的俯视结构示意图之三；

图10为本发明实施例提供的激光投影设备的结构示意图。

其中，100-管壳，101-底板，102-环状侧壁，200-激光芯片组件，201-第一激光芯片组件，202-第二激光芯片组件，L1-第一激光芯片组件行，L2-第二激光芯片组件行，300-棱镜，s0-顶面，s1-第一反射面，s2-第二反射面，s-反射面，400-相位延迟片，500-准直透镜，600-密封玻璃，700-陶瓷绝缘子，T1-第一级台阶面，T2-第二级台阶面，10-激光器，20-光阀调制部件，30-投影镜头。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。

随着显示行业的发展，人们对于显示的色彩提出了更高的要求。而当前的LED等显示技术由于其自身限制，很难有更纯的颜色显示及更高的色域效果。基于此，激光显示技术应运而生，由于激光本身的固有属性，其具备高亮度、波长单一性等关键指标，使其可以实现更高亮度下的较好的色彩还原性及高色域，可以实现更好地显示效果，达到更优的观看体验。

而目前激光器技术也日益成熟，其中可见光波段蓝色、红色、绿色的激光器均已经实现量产，所以三色激光的发展已经成为大势所趋。基于激光器的发展和对色彩显示的需求，目前主流应用的激光器已经从单色激光升级到三色激光器。随着激光器亮度的提高，为了使得系统的体积最小化，三色激光封装到一个管壳里面已经成为了必然趋势，并且已经得到了广泛地应用。

但是，基于现有光路及激光芯片的固有属性，导致蓝色激光芯片色、绿色激光芯片出射的激光的偏振方向和红色激光芯片出射的激光的偏振方向不同。在经过后续光路之后，在整机画面端会导致多区域色彩不一的现象，影响最终的观看效果。

为了避免上述问题，目前的解决方案是在设计光路系统时，增加改变偏振态的系统，以使到画面端的三色激光的偏振方向一致。然而这样不可避免会导致系统成本的增加，也会加大整机的体积和组装难度。

图1为相关技术中的激光器的结构示意图。

如图1所示，激光器通常包括管壳100，设置在管壳100内的激光芯片组件200，以及位于激光芯片组件200出光侧的棱镜300。

通常情况下，管壳100内设置多个激光芯片组件200，每个激光芯片组件200的出光侧设置一个棱镜，用于反射光线。一个激光芯片组件200及其出光侧的棱镜300构成一个单元，多个单元在管壳100内呈阵列排布。

在多芯片封装结构的激光器中，激光芯片组件200包括红色激光芯片组件、绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件。由于激光芯片的固有性质，红色激光芯片组件出射的激光通常为p光，而蓝色激光芯片组件和绿色激光芯片组件出射的激光通常为s光。从而导致激光器出射的三色激光在经过后续光路之后在画面端出现色斑、色块以及偏色等问题。

有鉴于此，本发明实施例提供一种激光器，在激光器封装时对激光芯处出射激光的偏振态进行调整，从而使激光器出射的激光的偏振方向均相同。

图2为本发明实施例提供的激光器的结构示意图；图3为图2所示的激光器的侧视结构示意图。

如图2和图3所示，激光器包括：管壳100、激光芯片组件200、棱镜300和相位延迟片400。

管壳100用于容置激光芯片组件200，对激光芯片组件200进行封装。管壳100包括底板101和位于底板之上的环状侧壁102，底板101和环状侧壁102形成容置空间。其中，管壳100的材料可以采用金属或陶瓷，金属可以采用不锈钢，陶瓷可以采用氧化铝。底板101优选采用散热性能比较好的金属，例如可以采用无氧铜。

多个激光芯片组件200固定于管壳的底板101之上。在具体实施时，激光芯片组件200包括激光芯片和热沉。激光芯片和热沉采用高精度共晶焊接机进行焊接，形成激光芯片组件，也称为Cos(Chip on submount，简称Cos)组件。热沉用于对激光芯片进行散热，通常也可以采用ALN、SiC等材料进行制作，在此不做限定。

本发明实施例提供的激光器包括至少一个棱镜300，位于管壳100的容置空间内，具体可以固定在管壳的底板101上。一个棱镜300可以对应至少一个激光芯片组件200，具体地，棱镜300位于对应的激光芯片组件200的出光侧，棱镜300用于接收对应的激光芯片组件200出射的激光向激光器的出光方向反射。

在具体实施时，棱镜300和激光芯片组件200通过烧结金浆或者烧结银浆等手段，温度控制在200℃-250℃之间，完成热沉和棱镜相对于管壳的贴合。

在本发明实施例中，如图2和图3所示，激光芯片组件200包括：第一激光芯片组件201和第二激光芯片组件202，其中，第一激光芯片组件201出射的激光的偏振方向与第二激光芯片组件202出射的激光的偏振方向不同，激光器出射的激光的偏振方向不同，会导致在画面端产生色彩不一致的问题。

为了避免上述问题，本发明实施例在棱镜300上设置了至少一个相位延迟片400，相位延迟片400可以设置于第一激光芯片组件201或第二激光芯片组件202出光侧的棱镜上；相位延迟片400用于接收对应的棱镜300的反射激光并改变激光的偏振方向，以使激光器出射的激光的偏振方向相同。

在具体实施时，棱镜300的顶面通常为一平面，因此可以将相位延迟片400设置在该顶面的边缘处，并向棱镜的反射面伸出一定距离，这样可以使激光芯片组件出射的激光在经过棱镜300反射之后再入射到相位延迟片400上。

由于激光芯片组件200和棱镜300通常采用烧结金浆或者烧结银浆等手段与管壳100贴合，因此可以在相位延迟片400与棱镜300相接触的表面上设置镀金层，从而可以采用相同的工艺将相位延迟片400贴合在棱镜300上。除此之外，也可以采用不含有机物的抗高温胶水将相位延迟片粘贴在棱镜上，在此不做限定。

相位延迟片400只需要设置在第一激光芯片组件201和第二激光芯片组件202中的一种激光芯片组件出光侧的棱镜之上，使得一种激光芯片组件出射的激光在经过相位延迟片400之后激光的偏振方向与另一种激光芯片组件出射的激光的偏振方向相同，从而可以避免由于偏振态不同而导致的色彩问题。

在实际应用中，激光器通常包括红色激光芯片组件、绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件，其中红色激光芯片组件出射的红色激光通常为p光，而绿色激光芯片组件出射的绿色激光以及蓝色激光芯片组件出射的蓝色激光通常为s光。那么本发明实施例中的第一激光芯片组件201可以包括红色激光芯片组件，第二激光芯片组件202可以包括绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件；或者，第一激光芯片组件201可以包括绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件，第二激光芯片组件202可以包括红色激光芯片组件，在此不做限定。

由于p光和s光的偏振方向相互垂直，在此情况下，相位延迟片400可以采用二分之一波片。

以图3所示的激光器为例进行说明，其中，第一激光芯片组件201为红色激光芯片组件，第二激光芯片组件202包括绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件。那么可以在第一激光芯片组件201，即红色激光芯片组件出光侧的棱镜上设置二分之一波片，从而将红色激光芯片组件出射的p光转化为s光，与绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件出射的s光的偏振方向保持一致。

当然，也可以在第二激光芯片组件202，即绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件出光侧的棱镜上设置二分之一波片，从而将绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件出射的s光转化为p光，与红色激光芯片组件出射的p的偏振方向保持一致。

在具体实施过程中，可以根据红色激光芯片组件、绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件的布局决定在哪种激光芯片组件出光侧的棱镜上设置相位延迟片，以结构简化易组装为原则进行设置，在此不做限定。

图4为本发明实施例提供的激光器的侧视结构示意图之二。

如图4所示，激光器还包括：准直透镜500和密封玻璃600。

准直透镜500位于管壳100形成的容置空间内，具体可以固定在管壳的底板101上。在本发明实施例中，一个准直透镜500对应一个激光芯片组件200，准直透镜500位于对应的激光芯片组件200与对应的棱镜300之间。准直透镜用于对激光芯片组件200出射的激光进行准直，这样在设置相位延迟片时就不需要考虑不同角度入射到相位延迟片的效果，从而简化设计。

在具体实施时，准直透镜500可以采用单片透镜或透镜组，具体可以采用非球面透镜、柱状透镜、自由曲面透镜或菲涅尔透镜，在此不做限定。除此之外，也可以将棱镜300的反射面设置为曲面同时起到反射光线以及准直光线的作用，此时棱镜300的反射面优选采用非球面的曲面，在此不做限定。

密封玻璃600位于管壳100的上方开口位置，密封玻璃600与管壳100的边缘焊接，从而实现对激光器的封装。具体地，密封玻璃600可以采用蓝宝石，石英，Bk7等材料。管壳100与密封玻璃600之间可以采用电阻焊或者AuSn直接焊接的方式进行焊接。其中，电阻焊接的方式需要将密封玻璃600与金属通过低温玻璃胶焊接到一起，在进行电阻焊接。

本发明实施例提供的激光器中激光芯片组件可以采用多种排列规则进行排列，相应地，可以将棱镜300进行变形设计，再配合将相位延迟片设置在合理的位置，实现激光器出射的激光的偏振态相同的目的。

在一些实施例中，如图1所示，激光芯片组件200与棱镜300仍可以采用一一对应的设置关系，每个第一激光芯片组件出光侧的棱镜上均可以设置一个相位延迟片；或者，每个第二激光芯片组件出光侧的棱镜上均可以设置一个相位延迟片。这种设置方式不需要考虑不同种类的激光芯片组件的排列规则，只需要在需要进行转换偏振态的激光芯片组件出光侧的棱镜上设置相位延迟片即可。

在一些实施例中，如图1所示，各激光芯片组件沿设定方向排列为多行，以图1所示的结构为例，激光器中通常包括两行红色激光芯片组件、一行绿色激光芯片组件和一行蓝色激光芯片组件，且红色激光芯片组件行与绿色激光芯片组件行、蓝色激光芯片组件行替换排列。在这种情况下，可以改变两行红色激光芯片组件出射的激光的偏振方向，或者也可以改一行绿色激光芯片和一行蓝色激光芯片出射的激光的偏振方向。此时，可以分别在两个红色激光芯片组件行出光侧的各棱镜上设置一个相位延迟片；或者，也可以在绿色激光芯片组件行出光侧的各棱镜上设置一个相位延迟片，在蓝色激光芯片组件行出光侧的各棱镜上设置一个相位延迟片。这样可以减少相位延迟片的设置数量，增大相位延迟片的尺寸，有利于增强相位延迟片与棱镜之间稳定性。

在一些实施例中，如图2所示，各激光芯片组件沿设定方向排列为多行，因此可以将棱镜300也设置为沿激光芯片组件行方向延伸的条形棱镜，从而使得一个棱镜300对应至少一行激光芯片组件200，这样可以减少棱镜的数量。

以图2所示的结构为例，第一激光芯片组件201为红色激光芯片组件，第二激光芯片组件202为绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件；或者，第一激光芯片组件201为绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件，第二激光芯片组件202为红色激光芯片组件。两个第一激光芯片组件行和两个第二激光芯片组件行替换排列，且每行激光芯片组件的出光侧设置一个条形棱镜。在每个第一激光芯片组件行出光侧的条形棱镜上设置一个条形相位延迟片；或者，在第一个第二激光芯片组件行出光侧的条形棱镜上设置一个条形相位延迟片，以使两种激光芯片组件最终出射的激光的偏振态相同。

在采用图1或图2所示的结构时，每行激光芯片组件之间相互串联，每行激光芯片组件两侧的管壳的环状侧壁102上分别设置一个引脚，用于连接对应行的激光芯片组件，两侧的引脚的其中一个施加正极信号，另一个施加负极信号，从而驱动该行激光芯片组件出射激光。

图5为本发明实施例提供的激光器的侧视结构示意图之三；图6为图5所示的激光器的俯视结构示意图。

在一些实施例中，如图5和图6所示，激光器中的各第一激光芯片组件201排列成一个第一激光芯片组件行L1；各第二激光芯片组件202排列成一个第二激光芯片组件行L2。例如，第一激光芯片组件行L1中仅包括红色激光芯片组件，第二激光芯片组件行L2中包括绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件；或者，第一激光芯片组件行L1中包括绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件，第二激光芯片组件行L2中仅包括红色激光芯片组件。

棱镜300包括：顶面s0以及相对于顶面对称设置的第一反射面s1和第二反射面s2。其中，第一激光芯片组件行L1位于棱镜的第一反射面s1的一侧，第一反射面s1用于接收第一激光芯片组件行L1中的各第一激光芯片组件201出射的激光向激光器的出光方向反射；第二激光芯片组件行L2位于棱镜的第二反射面s2的一侧，第二反射面s2用于接收第二激光芯片组件行L2中的各第二激光芯片组件202出射的激光向激光器的出光方向反射。

出射激光为相同偏振方向的激光芯片组件排列成一行，因此相位延迟片400可以设置于棱镜的顶面s0靠近第一反射面s1的边缘；或者，相位延迟片400也可以设置于棱镜的顶面s0靠近第二反射面s2的边缘，即可使两种激光芯片组件最终出射的激光的偏振方向相同。

在采用图5所示的激光器结构时，仅需要设置一个棱镜300，通过将棱镜的两个相对表面均设置为反射面，可以同时对两个激光芯片组件行出射的激光进行反射。

在具体实施时，棱镜300的顶面s0的宽度大于或等于4mm，以使相位延迟片400与顶面s0之间有足够的粘贴距离。棱镜300的高度通常大于4mm，具体尺寸可以根据光路进行设计。

若第一激光芯片组件行L1中包括的激光芯片组件为红色激光芯片组件，第二激光芯片组件行L2中包括的激光芯片组件为绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件，如图6所示，激光器在管壳的侧壁上还设置有陶瓷绝缘子700。三种颜色的激光芯片组件可以设置三个陶瓷绝缘子。其中，红色激光芯片组件之间相互串联，位于两侧的两个红色激光芯片组件其中一个连接对应陶瓷绝缘子700的正极一端，另一个连接对应的陶瓷绝缘子700的负极一端。绿色激光芯片组件相邻设置且绿色激光芯片组件之间相互串联，位于两侧的两个绿色激光芯片组件其中一个连接对应陶瓷绝缘子700的正极一端，另一个连接陶瓷绝缘子700的负极一端。蓝色激光芯片组件相邻设置且蓝色激光芯片组件之间相互串联，位于两侧的两个蓝色激光芯片组件其中一个连接对应陶瓷绝缘子700的正极一端，另一个连接陶瓷绝缘子700的负极一端。激光芯片组件与陶瓷绝缘子之间可以采用金线连接，金线的直径和数量可以根据激光器的电流进行选择。通过上述连接关系，可以通过向陶瓷绝缘子的正极和负极施加电信号以驱动连接的激光芯片组件出射激光。

图7为本发明实施例提供的激光器的侧视结构示意图之四；图8为图7所示的激光器的俯视结构示意图。

在一些实施例中，如图7和图8所示，激光器中的各第一激光芯片组件201排列成两个第一激光芯片组件行L1；各第二激光芯片组件202排列成两个第二激光芯片组件行L2。例如，两个第一激光芯片组件行L1中仅包括红色激光芯片组件，两个第二激光芯片组件行L2中的其中一行包括绿色激光芯片组件，另一行包括蓝色激光芯片组件；或者，两个第一激光芯片组件行L1中的其中一行包括绿色激光芯片组件，另一行包括蓝色激光芯片组件，两个第二激光芯片组件行L2中仅包括红色激光芯片组件。

为了共用一个棱镜300，如图7所示，管壳100的底板为阶梯状结构，管壳的底板包括第一级台阶面T1以及分别位于第一级台阶面两侧的第二级台阶面T2；第二级台阶面T2的高度大于第一级台阶面T1的高度。

棱镜300包括：顶面s0以及相对于顶面s0对称设置的第一反射面s1和第二反射面s2。

棱镜300位于第一级台阶面T1上，两个第一激光芯片组件行L1均位于棱镜的第一反射面s1的一侧，其中一个第一激光芯片组件行L1位于第一级台阶面T1上，另一个第一激光芯片组件行位于第二级台阶面T2上；第一反射面s1用于接收两个第一激光芯片组件行L1中各第一激光芯片组件201出射的激光向激光器的出光方向反射。

两个第二激光芯片组件行L2均位于棱镜的第二反射面s2的一侧，其中一个第二激光芯片组件行L2位于第一级台阶面T1上，另一个第二激光芯片组件行L2位于第二级台阶面T2上；第二反射面s2用于接收两个第二激光芯片组件行L2中各第二激光芯片组件202出射的激光向激光器的出光方向反射。

出射激光为相同偏振方向的激光芯片组件位于棱镜的同一侧，因此相位延迟片400可以设置于棱镜的顶面s0靠近第一反射面s1的边缘；或者，相位延迟片400也可以设置于棱镜的顶面s0靠近第二反射面s2的边缘。

在采用图7所示的激光器结构时，仅需要设置一个棱镜300，位于棱镜300同一侧的两行激光芯片组件均向棱镜该侧的反射面出射光线。为了避免距离棱镜较远的后排激光芯片组件出射激光被遮挡，本发明实施例将管壳的底板设置为阶梯状结构，从而可以将距离棱镜较近的前排激光芯片组件和棱镜一起设置在第一级台阶面上，而将距离棱镜较远的后排激光芯片组件设置于高度较高的第二级台阶面上。

由于棱镜每侧反射面均需要接收两行激光芯片组件出射的激光，因此相比于图5所示的棱镜，图7所示棱镜的尺寸相对较大，具体尺寸可以根据光路进行选择，在此不做限定。

图9为本发明实施例提供的激光器的俯视结构示意图之三。

在一些实施例中，如图9所示，各激光芯片组件行中的至少一个激光芯片组件行中同时包含第一激光芯片组件201和第二激光芯片组件202。此时，相位延迟片400不再覆盖整个棱镜的表面，而是设置在棱镜对应第一激光芯片组件201的区域或对应第二激光芯片组件202的区域上。

以图9所示的结构为例，各激光芯片组件排列成一个激光芯片组件行，其中，第一激光芯片组件201包括红色激光芯片组件，第二激光芯片组件202包括绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件。出射激光的偏振方向相同的激光芯片组件相邻设置。

棱镜300包括顶面s0和反射面s，相位延迟片设置在第二激光芯片组件202出光侧的棱镜的表面上。

激光器可以包括三个陶瓷绝缘子700。其中，红色激光芯片组件相邻设置且红色激光芯片组件之间相互串联，位于两侧的两个红色激光芯片组件其中一个连接对应陶瓷绝缘子700的正极一端，另一个连接对应的陶瓷绝缘子700的负极一端。绿色激光芯片组件相邻设置且绿色激光芯片组件之间相互串联，位于两侧的两个绿色激光芯片组件其中一个连接对应陶瓷绝缘子700的正极一端，另一个连接陶瓷绝缘子700的负极一端。蓝色激光芯片组件相邻设置且蓝色激光芯片组件之间相互串联，位于两侧的两个蓝色激光芯片组件其中一个连接对应陶瓷绝缘子700的正极一端，另一个连接陶瓷绝缘子700的负极一端。激光芯片组件与陶瓷绝缘子之间可以采用金线连接，金线的直径和数量可以根据激光器的电流进行选择。通过上述连接关系，可以通过向陶瓷绝缘子的正极和负极施加电信号以驱动连接的激光芯片组件出射激光。

图9仅以一行激光芯片组件进行举例说明，在具体实施时，激光器可以设置两个如图9所示的激光芯片组件行，从而将棱镜设置为如图5所示的对称结构；或者也可以包括两个以上的激光芯片组件行，其中每行激光芯片组件采用如图9相同的设计思路进行设计，在此不做限定。

本发明实施例的另一方面，提供一种激光投影设备，图10为本发明实施例提供的激光投影设备的结构示意图。

如图10所示，本发明实施例提供的激光投影设备包括：上述任一激光器10、光阀调制部件20和投影镜头30。

激光器10的封装结构中在一种激光芯片组件出光侧的棱镜上设置了相位延迟片，从而使得一种激光芯片组件出射的激光在经过相位延迟片之后激光的偏振方向与另一种激光芯片组件出射的激光的偏振方向相同，从而可以避免由于偏振态不同而导致的色彩问题。

光阀调制部件20位于激光器10的出光侧，光阀调制部件20用于对入射光线进行调制后反射。在本发明实施例中，光阀调制部件20可以采用数字微反射镜(DigitalMicromirror Device，简称DMD)，DMD为反射式光阀器件，DMD表面包括成千上万个微小反射镜，通过控制微小反射镜的翻转角度以及占空比，可以实现对光线的调制。

投影镜头30位于光阀调制部件20的反射光路上，投影镜头30用于对光阀调制部件的出射光进行成像。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种激光器，其特征在于，包括：

管壳；所述管壳包括底板和位于所述底板之上的环状侧壁，所述底板和所述环状侧壁形成容置空间；

多个激光芯片组件，固定于所述管壳的底板之上；所述激光芯片组件包括第一激光芯片组件和第二激光芯片组件，所述第一激光芯片组件出射的激光的偏振方向与所述第二激光芯片组件出射的激光的偏振方向不同；

至少一个棱镜；一个所述棱镜对应至少一个所述激光芯片组件，所述棱镜位于对应的所述激光芯片组件的出光侧；所述棱镜用于接收对应的所述激光芯片组件出射的激光向所述激光器的出光方向反射；

至少一个相位延迟片，设置于所述第一激光芯片组件或所述第二激光芯片组件出光侧的所述棱镜上；所述相位延迟片用于接收对应的所述棱镜的反射激光并改变激光的偏振方向，以使所述激光器出射的激光的偏振方向相同。

2.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述第一激光芯片组件出射的激光的偏振方向与所述第二激光芯片组件出射的激光的偏振方向相互垂直；

所述相位延迟片为二分之一波片。

3.如权利要求2所述的激光器，其特征在于，各所述激光芯片组件沿设定方向至少排列为一行；所述棱镜为沿激光芯片组件行方向延伸的条形棱镜，一个所述棱镜对应至少一行所述激光芯片组件。

4.如权利要求3所述的激光器，其特征在于，各所述第一激光芯片组件排列成一个第一激光芯片组件行；各所述第二激光芯片组件排列成一个第二激光芯片组件行；

所述棱镜包括：顶面以及相对于所述顶面对称设置的第一反射面和第二反射面；所述第一激光芯片组件行位于所述棱镜的第一反射面的一侧，所述第一反射面用于接收所述第一激光芯片组件行中的各所述第一激光芯片组件出射的激光向所述激光器的出光方向反射；所述第二激光芯片组件行位于所述棱镜的第二反射面的一侧，所述第二反射面用于接收所述第二激光芯片组件行中的各所述第二激光芯片组件出射的激光向所述激光器的出光方向反射；

所述相位延迟片位于所述棱镜的顶面靠近所述第一反射面的边缘；或者，所述相位延迟片位于所述棱镜的顶面靠近所述第二反射面的边缘。

5.如权利要求3所述的激光器，其特征在于，各所述第一激光芯片组件排列成两个第一激光芯片组件行；各所述第二激光芯片组件排列成两个第二激光芯片组件行；

所述管壳的底板为阶梯状结构，所述管壳的底板包括第一级台阶面以及分别位于所述第一级台阶面两侧的第二级台阶面；所述第二级台阶面的高度大于所述第一级台阶面的高度；

所述棱镜包括：顶面以及相对于所述顶面对称设置的第一反射面和第二反射面；所述棱镜位于所述第一级台阶面上，两个所述第一激光芯片组件行均位于所述棱镜的第一反射面的一侧，其中一个所述第一激光芯片组件行位于所述第一级台阶面上，另一个所述第一激光芯片组件行位于所述第二级台阶面上；所述第一反射面用于接收两个所述第一激光芯片组件行中各所述第一激光芯片组件出射的激光向所述激光器的出光方向反射；两个所述第二激光芯片组件行均位于所述棱镜的第二反射面的一侧，其中一个所述第二激光芯片组件行位于所述第一级台阶面上，另一个所述第二激光芯片组件行位于所述第二级台阶面上；所述第二反射面用于接收两个所述第二激光芯片组件行中各所述第二激光芯片组件出射的激光向所述激光器的出光方向反射；

所述相位延迟片位于所述棱镜的顶面靠近所述第一反射面的边缘；或者，所述相位延迟片位于所述棱镜的顶面靠近所述第二反射面的边缘。

6.如权利要求3所述的激光器，其特征在于，各所述激光芯片组件行中的至少一个所述激光芯片组件行中同时包含所述第一激光芯片组件和所述第二激光芯片组件；

该激光芯片组件行对应的所述棱镜在对应所述第一激光芯片组件的区域或在对应所述第二激光芯片组件的区域上设置所述相位延迟片。

7.如权利要求4～6任一项所述的激光器，其特征在于，所述相位延迟片与所述棱镜的顶面接触的部分设置有镀金层，所述相位延迟片通过所述镀金层贴合在所述棱镜的顶面上。

8.如权利要求1～6任一项所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括：

多个准直透镜，固定于所述管壳的底板之上；一个所述准直透镜对应一个所述激光芯片组件，所述准直透镜位于对应的所述激光芯片组件与对应的所述棱镜之间。

9.如权利要求1～6任一项所述的激光器，其特征在于，所述第一激光芯片组件包括红色激光芯片组件，所述第二激光芯片组件包括绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件；

或者，所述第一激光芯片组件包括绿色激光芯片组件和蓝色激光芯片组件，所述第二激光芯片组件包括红色激光芯片组件。

10.一种激光投影设备，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的激光器，以及

光阀调制部件，位于所述激光器的出光侧；所述光阀调制部件用于对所述激光器的出射光线进行调制；

投影镜头，位于所述光阀调制部件的出光侧。

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