CN115145104A - 投影光源及投影设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种投影光源及投影设备，属于光电技术领域。所述投影光源中蓝色激光器发出的蓝色激光和多色激光器发出的多种颜色的激光射向二向色镜，该多种颜色的激光包括蓝色之外的其他颜色的激光；二向色镜将该多种颜色的激光透射向出口透镜，且使该蓝色激光透射进而射向荧光轮；荧光轮中的荧光区在该蓝色激光的激发下发出荧光，该荧光透过聚焦镜射向二向色镜；荧光轮中的目标区将接收的蓝色激光透射或反射，经过目标区的蓝色激光射向二向色镜；二向色镜还将接收的该荧光反射向出口透镜，且用于将接收的经过目标区的蓝色激光射向出口透镜；出口透镜将射入的光会聚后射出。本申请解决了投影设备的画面显示效果较差的问题。本申请用于发光。

Description

投影光源及投影设备

本申请实施例要求于2022年7月27日提交的申请号为202210891564.3，发明名称为“投影光源及投影设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请实施例中。

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及投影设备。

背景技术

随着光电技术的发展，对于投影设备的画面显示效果的要求越来越高。

由于激光器能发出纯度和亮度较高的激光，故相关技术中将激光器应用在投影设备中作为光源。激光器可以直接发出红绿蓝三种颜色的激光，接着可以将该三种颜色的激光混合后进行调制，进而基于调制后的激光形成投影画面。

但是，由于激光器发出的激光的相干性较高，导致基于激光器发出的激光形成的投影画面较容易出现散斑效应，因此投影设备的画面显示效果较差。

发明内容

本申请提供了一种投影光源和投影设备，可以解决投影设备的画面显示效果较差的问题。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：蓝色激光器、多色激光器、二向色镜、聚焦镜、荧光轮和出口透镜；

所述蓝色激光器用于发出蓝色激光，所述蓝色激光射向所述二向色镜；所述多色激光器用于发出多种颜色的激光，所述多种颜色的激光包括蓝色之外的其他颜色的激光，所述多种颜色的激光射向所述二向色镜；

所述二向色镜用于透射所述蓝色激光和所述多种颜色的激光；从所述二向色镜透射的所述多种颜色的激光射向所述出口透镜；从所述二向色镜透射的所述蓝色激光透过所述聚焦镜射向所述荧光轮；

所述荧光轮具有荧光区和目标区；所述荧光区用于在接收的蓝色激光的激发下发出荧光，所述荧光透过所述聚焦镜射向所述二向色镜；所述目标区用于透射或反射接收的蓝色激光，经过所述目标区的蓝色激光射向所述二向色镜；

所述二向色镜还用于将接收的所述荧光反射向所述出口透镜，且用于将接收的经过所述目标区的蓝色激光射向所述出口透镜；

所述出口透镜用于将射入的光会聚后射出。

另一方面，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可以包括以下有益效果：

本申请提供的投影光源中，可以采用蓝色激光激发荧光轮的荧光区射出荧光，进而基于蓝色激光器发出的蓝色激光、荧光轮射出的荧光和多色激光器发出的多种颜色的激光共同形成投影画面。由于荧光不具有相干性，采用荧光与激光混合来形成投影画面可以降低形成投影画面的光整体的相干性，减弱投影画面中的散斑效应。并且，还通过多色激光器提供形成投影画面所需的多种颜色的激光，可以保证形成的投影画面的光亮度较高，色彩饱和度较高。因此，基于该投影光源发出的光形成的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是本申请实施例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荧光轮的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种投影光源的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的再一种投影光源的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种二向色镜对光线的透过率与光线的波长的关系图；

图6是本申请实施例提供的一种第三镜片对光线的透过率与光线的波长的关系图；

图7是本申请实施例提供的一种第三镜片对光线的透过率与光线的波长的关系图；

图8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9是本申请实施例提供一种滤色轮的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的一种激光器的结构示意图；

图11是本申请实施例提供的另一种激光器的结构示意图；

图12是本申请实施例提供的再一种激光器的结构示意图；

图13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14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。

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。

随着光电技术的发展，激光器被广泛应用在投影设备中作为光源，以提供用于形成投影画面的激光。目前对投影设备的画面显示效果的要求越来越高，相关技术采用激光器作为投影光源时形成的投影画面会存在散斑效应，使得投影画面看呈现颗粒状的明暗相间的斑点，投影画面的显示效果较差。本申请以下实施例提供了一种投影光源及投影设备，采用该投影光源发出的光的相干性较弱，可以减弱基于该投影光源发出的光形成的投影画面的散斑效应，提高投影画面的显示效果。

图1是本申请实施例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10包括：蓝色激光器101、多色激光器102、二向色镜103、聚焦镜104、荧光轮105和出口透镜106。示例地，如图1所示，蓝色激光器101、二向色镜103、聚焦镜104和荧光轮105可以沿第一方向(如x方向)依次排布。多色激光器102、二向色镜103和出口透镜106可以沿第二方向(如y方向)依次排布。该第一方向与第二方向相交，本申请实施例以第一方向垂直于第二方向为例。

其中，蓝色激光器101用于发出蓝色激光，该蓝色激光可以射向二向色镜103。多色激光器102用于发出多种颜色的激光，该多种颜色的激光包括蓝色之外的其他颜色的激光，该多种颜色的激光可以射向二向色镜103。需要说明的是，本申请实施例附图中采用带箭头的虚线示意性地代表光线，该虚线仅用于对光的传输路径进行示意，各个位置虚线的数量差异并不代表该位置实际的光量差异。如图1中以目标激光来标识多色激光器102发出的激光。

二向色镜103用于透射该多种颜色的激光和该蓝色激光。如此该多种颜色的激光可以穿过二向色镜103射向出口透镜106，进而通过出口透镜106会聚后射出。该蓝色激光可以穿过二向色镜103射向聚焦镜104，聚焦镜104用于将接收自二向色镜103的蓝色激光会聚至荧光轮105。

荧光轮105具有荧光区和目标区(图1中未标出)。荧光区具有荧光材料，荧光材料可以在激发光的照射下发出与荧光材料的颜色相同的荧光，该荧光材料的颜色不为蓝色。如该荧光材料可以包括黄色荧光材料，可以被蓝色激光激发出黄色荧光；或者该荧光材料可以包括红色荧光材料和绿色荧光材料，可以被蓝色激光激发出红色荧光和绿色荧光；或者该荧光材料也可以包括其他颜色的荧光材料。目标区可以为透射区，用于透射接收到的激光；或者目标区域也可以为反射区，用于反射接收到的激光。荧光轮105被配置为旋转，如荧光轮105可以绕转轴Z，该转轴Z可以经过其中心轴。在旋转过程中荧光轮105的不同区接收聚焦镜104射出的蓝色激光。

荧光轮105中的荧光区用于在接收的蓝色激光的激发下发出荧光，该荧光可以射向聚焦镜104，聚焦镜104用于将接收的该荧光沿第一方向的反方向射向二向色镜103。荧光轮105中的目标区用于将接收的蓝色激光透射或反射，经过目标区的蓝色激光后续可以射向二向色镜103。图1以目标区为透射区，用于将接收到的蓝色激光透射，从目标区透射出的蓝色激光可以经过其他光学部件再传输至二向色镜103为例。

二向色镜103用于将接收的该荧光反射向出口透镜106，进而该荧光可以通过出口透镜106会聚后射出，以进行后续的利用。二向色镜103还用于将接收的经过目标区的蓝色激光射向出口透镜106，进而该蓝色激光可以通过出口透镜106会聚后射出。二向色镜103的二向色性可以体现在其用于透射蓝色激光器101发出的蓝色激光和多色激光器102发出的多种颜色的激光，且反射荧光轮105的荧光区发出的荧光。

出口透镜106可以将射入的光会聚后出射，出口透镜106射出的光用于形成投影画面。出口透镜106射出的光包括：源自蓝色激光器101且经过荧光轮105的目标区的蓝色激光，荧光轮105的荧光区发出的荧光，以及源自多色激光器102的多种颜色的激光。

本申请实施例中，二向色镜103用于透射蓝色激光器101发出的蓝色激光和多色激光器102发出的多种颜色的激光，且反射荧光轮105中的荧光区被激发出的荧光，进而实现对蓝色激光、该多种颜色的激光和该荧光的合光出射。二向色镜103的该功能可以通过对二向色镜103进行不同波段的光的透反性能的针对性设计实现。

可选地，多色激光器102发出的多种颜色的激光可以包括第一颜色的激光和第二颜色的激光。如第一颜色的激光可以为红色激光，第二颜色的激光可以为绿色激光。可选地，该多种颜色的激光还可以包括蓝色激光。该多色激光器发出的激光也可以包括红色激光、绿色激光和蓝色激光之外的其他激光，本申请实施例不做限定。若多色激光器102发出的激光包括蓝色激光，则该蓝色激光的中心波长可以不同于蓝色激光器101发出的蓝色激光的中心波长。需要说明的是，同一激光器发出的激光可能并不全部都是预期波长的激光，而是相对某一预期波长存在一定误差的波长，激光器发出的激光可以包含一个较小的波长范围内多个波长的激光，激光的中心波长可以指该波长范围中波长的中位数。

示例地，多色激光器102发出的蓝色激光的中心波长为465纳米，该种中心波长的激光与规定的画面高清标准较为匹配，采用该种激光形成的显示画面的清晰度较高。蓝色激光器101发出的蓝色激光的中心波长可以为455纳米，该种中心波长的蓝色激光对荧光的激发效率可以较高。可选地，多色激光器102发出的蓝色激光的中心波长也可以为455纳米，蓝色激光器101发出的蓝色激光的中心波长可以为465纳米，本申请实施例不做限定。

本申请实施例中，采用蓝色激光激发荧光轮105的荧光区发出荧光，由于蓝色激光的能量较高，可以保证荧光的激发效率较高。由于荧光区发出的荧光无相干性，本申请实施例中在激光中混入荧光来共同形成投影画面，可以减弱形成投影画面的光整体的相干性，进而减弱投影画面的散斑效应，提高投影画面的显示效果。并且，本申请实施例中投影光源还包括多色激光器，多色激光器可以发出蓝色激光之外的其他颜色的激光，如此可以提高投影光源的发光亮度和发光效率，且提高投影光源发出的光的色彩饱和度，进一步提高了形成的投影画面的显示效果。

综上所述，本申请实施例提供的投影光源中，可以采用蓝色激光激发荧光轮的荧光区射出荧光，进而基于蓝色激光器发出的蓝色激光、荧光轮射出的荧光和多色激光器发出的多种颜色的激光共同形成投影画面。由于荧光不具有相干性，采用荧光与激光混合来形成投影画面可以降低形成投影画面的光整体的相干性，减弱投影画面中的散斑效应。并且，还通过多色激光器提供形成投影画面所需的多种颜色的激光，可以保证形成的投影画面的光亮度较高，色彩饱和度较高。因此，基于该投影光源发出的光形成的投影画面的显示效果较好。

基于上述实施例的投影光源架构，下面结合附图对荧光轮105进行介绍：

图2是本申请实施例提供的一种荧光轮的结构示意图，且图2示出的是图1中荧光轮的左视图。请结合图1与图2，荧光轮105可以绕转轴Z沿w方向或w方向的反方向转动，以使从聚焦镜104会聚至荧光轮105的蓝色激光在荧光区1051和目标区1052之间切换。如该荧光轮105可以通过马达的驱动实现转动。可选地，该荧光轮105可以呈圆形或者圆环形，荧光轮105中的荧光区1051和目标区1052可以呈扇形或者扇环形，本申请实施例以荧光轮105呈圆环形为例。该圆环的环面可以与第一方向(x方向)相交，该转轴Z可以平行于x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中荧光区1051可以包括反光基板，该反光基板上设置有荧光材料(如荧光粉)。该荧光材料在蓝色激光的激发下发出的荧光，可以被该反光基板反射以朝聚焦镜104出射。

本申请实施例中，荧光轮105中的荧光区1051和目标区1052为相互独立的两个连续区域。荧光区1051可以为一连续区域。该区域中可以仅设置一种荧光材料，如该荧光材料为黄色荧光材料。或者，该区域可以包括多个子区域，不同子区域中设置不同的荧光材料。如图2所示，该荧光区1051可以包括相邻的子区域G1和G2。可选地，该两个子区域中一个子区域中设置红色荧光材料，用于被激发以射出红色荧光；另一个子区域中设置绿色荧光材料，用于被激发以射出绿色荧光。可选地，子区域G1、子区域G2和目标区1052的面积可以均相等。

可选地，荧光轮105中的荧光区1051和目标区1052也可以均包括多个子区域，荧光区1051中的子区域与目标区1052中的子区域可以相互间隔设置。可选地，荧光区1051中不同子区域的荧光材料可以不同，或者也可以存在设置相同荧光材料的子区域。例如，荧光轮105可以包括沿圆周方向依次排布的六个子区域，其中三个子区域属于荧光区1051，另外三个子区域属于目标区1052，该荧光区1051的各个子区域中均设置有黄色荧光材料。每两个相邻的属于荧光区1051的子区域之间均存在一个子区域属于目标区1052，每两个相邻的属于目标区1052的子区域之间均存在一个子区域属于荧光区1051。又例如，荧光轮105包括沿圆周方向依次排布的六个子区域，其中四个子区域属于荧光区1051，两个子区域属于目标区1052。该四个子区域中两个子区域中设置有红色荧光材料，另两个子区域中设置有绿色荧光材料，相对的两个子区域中可以设置相同的荧光材料。

本申请实施例中对荧光轮105中子区域划分方式，各个子区域的面积，以及属于荧光区1051的子区域中设置的荧光材料不做限定。属于荧光区1051的子区域中设置的荧光材料可以基于形成投影画面所需的颜色分量设计，荧光区1051的各个子区域和目标区1052的面积均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。

从荧光轮105的荧光区1051射出的荧光可以在较大的出光角度范围内射向聚焦镜104。可选地，荧光在经过聚焦镜104后可以呈平行光。由于荧光轮中该荧光区在出射光类似于朗伯体，朝聚焦镜104整面出光，聚焦镜104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。本申请实施例以聚焦镜104仅为一个凸透镜为例，可选地，该聚焦镜104也可以由多个透镜组成，以提高聚焦镜104对光的会聚效果。

在目标区1052的一种可选实现中，目标区1052为透射区。如图1所示，聚焦镜104射出的蓝色激光可以从目标区1052透射。投影光源10还可以包括光路调整镜组107，从目标区1052透射的蓝色激光可以射向光路调整镜组107，进而被该光路调整镜组107再传输回二向色镜103，以穿过二向色镜103射向出口透镜106。该种可选实现中，二向色镜103中各个位置对光的透反特性可以均相同。

示例地，光路调整镜组107可以包括第一镜片1071、第二镜片1072和第三镜片1073，第三镜片1073可以位于多色激光器102与二向色镜103之间。第一镜片1071和第二镜片1072可以为反射镜。第三镜片1073可以具有二向色性，用于反射蓝色激光器101发出的蓝色激光，且透射多色激光器102发出的激光。荧光轮105中的目标区1052可以将接收的蓝色激光透射向第一镜片1071。第一镜片1071将该蓝色激光反射向第二镜片1072，第二镜片1072将该蓝色激光反射向第三镜片1073，第三镜片1073将该蓝色激光反射向二向色镜103。多色激光器102发出的多种颜色的激光也可以先射向第三镜片1073，该第三镜片1073可以透射多色激光器102发出的激光，以使该激光透射至二向色镜103，进而被二向色镜103透射至出口透镜106。光路调整镜组107还可以包括位于第二镜片1072和第三镜片1073之间的凸透镜(图中未标出)，该凸透镜可以用于对第二镜片1072射出的激光进行整形后射向第三镜片1073。

可选地，图3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3所示，在图1的基础上，投影光源10还可以包括准直镜108。该准直镜108可以位于荧光轮105与光路调整镜组107之间，如位于荧光轮105与第一镜片1071之间。荧光轮105中的目标区1052可以将接收的蓝色激光透射向准直镜108，该蓝色激光可以被准直镜108准直为接近平行光后射向第一镜片1071，之后再经过光路调整镜组107射向二向色镜103。准直镜108可以为与聚焦镜103相同的透镜。准直镜108可以与聚焦镜103关于荧光轮105对称。

蓝色激光器101发出的蓝色激光在经过聚焦镜103会聚至荧光轮105再射出后，该蓝色激光的出光角度会变得较为发散。本申请实施例中通过准直镜108将该蓝色激光准直后再进行后续传输，可以保证蓝色激光在传输过程中的能量较为集中，保证蓝色激光的传输效率较高。并且如此一来蓝色激光在传输过程中形成的光斑可以较小，光路调整镜组107中的镜片的尺寸仅需较小便可实现对该蓝色激光的反射，有利于投影光源10的小型化。

在目标区1052的另一种可选实现中，目标区1052为反射区。图4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4所示，目标区1052可以将接收到的蓝色激光进行反射，反射后的蓝色激光可以再穿过聚焦镜104射向二向色镜103，进而被二向色镜103反射向出口透镜106。该种方式中二向色镜103可以包括第一区1031和第二区1032，第一区1031和第二区1032的透反特性可以存在区别。第一区1031可以用于透过蓝色激光器101发出的蓝色激光，第二区1032可以用于反射该蓝色激光；且第一区1031和第二区1032均可以用于透射多色激光器102发出的激光，以及反射荧光轮105的荧光区1051发出的荧光。

示例地，蓝色激光器101发出的蓝色激光可以射向二向色镜103中的第一区1031，该蓝色激光可以被第一区1031透射向聚焦镜104，接着被聚焦镜104会聚至荧光轮105。该蓝色激光可以不经过聚焦镜104的光轴。在荧光轮105中的目标区1052接收该蓝色激光时，该蓝色激光可以在该目标区1052上发生反射，进而被反射回聚焦镜104。接着，该聚焦镜104可以将该蓝色激光射向二向色镜103中的第二区1032，第二区1032可以将该蓝色激光进行反射，以将该蓝色激光反射向出口透镜106。

可选地，荧光轮105可以位于会聚透镜104的焦平面处，在会聚透镜104上，该第一区1031的正投影与第二区1032的正投影可以关于会聚透镜104的光轴对称。如此可以保证从第一区1031射出的蓝色激光在经过会聚透镜104后，照射在荧光轮105上的位置可以位于会聚透镜104的焦点处，该位置经过会聚透镜104的光轴；进而该蓝色激光被目标区1052反射后可以射向与第一区1031相对称的位置，故该蓝色激光被较为精准地反射向第二区1032。

本申请实施例以第一区1031和第二区1032为二向色镜103中依次排布的两个独立区域为例。可选地，第一区1031和第二区1032也可以均包括间隔的多个子区域，第一区1031中的每个子区域与第二区1032中的一个子区域相对应。从第一区1031中的一个子区域透射的蓝色激光在经过荧光轮105中的目标区1052反射后，可以射向该子区域在第二区1032中对应的子区域，进而被该子区域反射向出口透镜106。相对应的两个子区域可以关于聚焦镜104的光轴对称，第一区1031中的不同子区域不关于聚焦镜104的光轴对称；如此可以保证第一区1031中的子区域射入的蓝色激光在反射后在第二区1032中的子区域反射，而不会第一区1031中的其他子区域透射，避免蓝色激光的浪费。从本申请实施例对该种方式不再进行详细描述。

下面结合附图对本申请实施例提供的投影光源10中的二向色镜103进行介绍，且以该二向色镜103为图1或图3所示的投影光源10中的二向色镜103为例。图4所示的投影光源10中的二向色镜103中第一区1031的特性也可以参考下述关于二向色镜103的介绍。

二向色镜103中的至少部分区域对波长在目标波长范围内的光的透过率可以大于第一概率阈值，对波长在目标波长范围之外的光的透过率可以小于第二概率阈值。该第一概率阈值大于第二概率阈值，该第一概率阈值较为接近1，该第二概率阈值较为接近0。可选地，该第一概率阈值可以为90％，也可以为93％、94％甚至96％，该第二概率阈值可以为10％，也可以为8％、5％甚至更小，本申请实施例不做限定。如二向色镜103可以对目标波长范围之外的光进行反射，且对目标波长范围之外的光的反射率可以大于第一概率阈值。对于图1和图3所示的二向色镜103来说，该至少部分区域可以为二向色镜103的全部区域；对于图4所示的二向色镜103来说，该至少部分区域可以为二向色镜103的第一区1031。

该目标波长范围中的波长满足：与蓝色激光器101发出的蓝色激光的中心波长的波长差的绝对值小于波长差阈值，或者与多色激光器102发出的任一颜色的激光的中心波长的波长差的绝对值小于该波长差阈值。如用a表示激光的中心波长，用b表示波长差阈值，则与该中心波长的波长差的绝对值小于波长差阈值的波长也即是在a±b的范围内的波长。可选地，该波长差阈值的范围可以为3纳米～6纳米，或者也可以为3纳米～10纳米。目标波长范围包括：蓝色激光器101发出的蓝色激光的波长以及多色激光器102发出的所有激光的波长，如此保证二向色镜103透过蓝色激光器101发出的蓝色激光以及多色激光器102发出的激光。

假设蓝色激光器101发出的蓝色激光的中心波长为465纳米，多色激光器102用于发出红色激光和绿色激光，该红色激光的中心波长为639纳米，绿色激光的中心波长为525纳米；波长差阈值为6纳米。在该假设下，在二向色镜103上的透过率大于第一概率阈值的激光的目标波长范围包括：459纳米～471纳米、519纳米～531纳米以及633纳米～645纳米。图5是本申请实施例提供的一种二向色镜对光线的透过率与光线的波长的关系图。图5所示的坐标系中，横坐标表示光线的波长，纵坐标表示二向色镜103对各个波长的光线的透过率。如图5所示，在上述假设下，二向色镜103对波长处于目标波长范围(也即459纳米～471纳米、519纳米～531纳米以及633纳米～645纳米范围内)的激光的透过率接近100％，而对于其他波长的激光的透过率接近0(图5以该透过率为0为例)。

由图5可知，本申请实施例中二向色镜103的透过率曲线呈方波状，其边缘坡度较为陡峭，在很短的波长范围内透过率的改变幅度很大。如二向色镜103对于波长为471纳米的激光的透过率接近100％，而对于波长为473纳米的激光的透过率便接近0。如此，目标波长范围外的激光基本不会透过二向色镜103。

本申请实施例中，二向色镜103可仅对目标波长范围内的光具有高透过率，而对于目标波长范围外的光均具有高反射率。如此可以保证二向色镜103在透过目标波长范围内的光的基础上，尽量减少对目标波长范围之外但靠近目标波长范围的部分光进行透射，避免不同颜色的光的混色。由于本申请实施例中荧光轮105射出的荧光需要在二向色镜103上反射，而荧光的波长范围较宽，可能会与目标波长范围存在重叠。本申请实施例中的二向色镜103对于目标波长范围外但靠近目标波长范围的光也具有高反射率，可以保证荧光尽可能多地在二向色镜103上反射，保证透过二向色镜103射出而损失的荧光较少。并且，本申请实施例中该波长差阈值较小，即使存在荧光透过二向色镜103造成损失，该透过的荧光量也较少，荧光的损失较少，仍可以保证荧光的出光效率较高。

本申请实施例中图1与图3所示的投影光源10中，光路调整组件107中的第三镜片1073具有二向色性，第三镜片1073的特性可以与二向色镜103相似。示例地，第三镜片1073对波长在辅助波长范围内的光的透过率可以大于第一概率阈值，对波长在目标波长范围之外的光的透过率可以小于第二概率阈值。该辅助波长范围中的波长满足：与多色激光器102发出的任一颜色的激光的中心波长的波长差的绝对值小于波长差阈值。关于第一概率阈值、第二概率阈值以及波长差阈值，均可以参考上述对二向色镜103的介绍中的相关内容，本申请实施例不再赘述。

假设多色激光器102用于发出红色激光和绿色激光，该红色激光的中心波长为639纳米，绿色激光的中心波长为525纳米，波长差阈值为6纳米。在该假设下，在第三镜片1073上的透过率大于第一概率阈值的激光的辅助波长范围包括：519纳米～531纳米以及633纳米～645纳米。图6是本申请实施例提供的一种第三镜片对光线的透过率与光线的波长的关系图。图6所示的坐标系中，横坐标表示光线的波长，纵坐标表示第三镜片1073对各个波长的光线的透过率。如图6所示，在上述假设下，二向色镜103对波长处于519纳米～531纳米以及633纳米～645纳米范围内的激光的透过率接近100％，而对于其他波长的激光的透过率接近0(图6以该透过率为0为例)。

可选地，第三镜片1073上的透过率大于第一概率阈值的激光的辅助波长范围也可以包括：红色激光和绿色激光的中心波长之间的所有波长。图7是本申请实施例提供的一种第三镜片对光线的透过率与光线的波长的关系图。如图7所示，该辅助波长范围可以为519纳米～645纳米。

本申请实施例中，多色激光器102的发光时序可以与荧光轮105的旋转情况相匹配。示例地，多色激光器102用于发出第一颜色的激光和第二颜色的激光。荧光轮105的荧光区1051包括用于发出第一颜色的荧光的子区域和用于发出第二颜色的荧光的子区域。本申请实施例以第一颜色为红色，第二颜色为绿色为例。为了便于描述，下面将荧光区1051中用于发出某种颜色的荧光的子区域称为该种颜色的荧光区，如将用于发出红色荧光的子区域称为红色荧光区。当荧光轮105旋转以使其中的红色荧光区接收到蓝色激光时，多色激光器102可以发出红色激光。当荧光轮105中的绿色荧光区接收到蓝色激光时，多色激光器102可以发出绿色激光。当荧光轮105中的目标区1052接收到蓝色激光时，多色激光器102可以不发激光。可选地，多色激光器102还可以用于发出蓝色激光。当荧光轮105中的目标区1052接收到蓝色激光时，多色激光器102可以发出蓝色激光。如此可以保证多色激光器102发出的每种颜色的激光与该种颜色的荧光可以混合出射，便于后续对投影光源10发出的不同颜色的光的分时调制。

可选地，荧光轮105的荧光区1051可以仅用于被激发出一种颜色的荧光，该种颜色的荧光可以通过后续的其他处理得到多种颜色的荧光，该多种颜色的荧光可以与多色激光器102发出的蓝色之外的其他颜色的激光颜色相同。如多色激光器102发出第一颜色的激光和第二颜色的激光，荧光区1051可以仅用于被激发出黄色荧光，该黄色荧光可以通过后续的其他处理得到第一颜色的荧光和第二颜色的荧光。

图8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8所示，在上述任一投影光源10的基础上，图8以图3所示的投影光源10为基础进行示意，投影光源10还可以包括：滤色轮109。滤色轮109可以位于出口透镜106的出光侧，出口透镜106射出的光可以经滤色轮109后射出，进而被后续利用。滤色轮109的结构可以与荧光轮105的结构相类似，滤色轮109可以包括滤光区和透射区，滤光区与荧光轮105中的荧光区1051相类似，透射区与荧光轮105中的目标区1052相类似，滤色轮109的结构及区域划分可以参考上述对荧光轮105的介绍。

示例地，图9是本申请实施例提供一种滤色轮的结构示意图。如图9所示，滤色轮109可以包括第一颜色的滤光区1091、第二颜色的滤光区1092和透射区1093。滤色轮109可以被配置为旋转，且在旋转过程中滤色轮109的不同区接收出口透镜106射出的光。第一颜色的滤光区1091用于将接收自出口透镜106的荧光和源自多色激光器102的第一颜色的激光滤光后射出，第二颜色的滤光区1092用于将接收自出口透镜106的荧光和源自多色激光器102的第二颜色的激光滤光后射出。滤色轮109中的透射区1093用于透射接收自出口透镜106的蓝色激光。滤色轮109的旋转方式可以参考上述对荧光轮105的旋转方式的介绍，本申请不再赘述。

滤色轮109的旋转情况、荧光轮105的旋转情况和多色激光器102的发光时序均可以相匹配。由于投影光源10的尺寸很小，激光在投影光源10中不同部件之间的传输耗时很短，本申请实施例对该耗时不做考虑。多色激光器102发出第一颜色和第二颜色的激光时，荧光轮105均旋转至使荧光区1051接收聚焦镜104射出的蓝色激光。且多色激光器102发出第一颜色的激光时，滤色轮109旋转至使第一颜色的滤光区1091接收出口透镜106射出的光；多色激光器102发出第二颜色的激光时，滤色轮109旋转至使第二颜色的滤光区1091接收出口透镜106射出的光。如此，多色激光器102发出第一颜色的激光时，该第一颜色的激光可以传输至第一颜色的滤光区1091，且荧光区1051受激发出的荧光也射到第一颜色的滤光区1091，进而被该第一颜色的滤光区1091滤光得到第一颜色的荧光并射出。如此可以实现第一颜色的激光与第一颜色的荧光在第一颜色的滤光区1091混合出射。同理，多色激光器102发出第二颜色的激光时，荧光区1051受激发出的荧光射到第二颜色的滤光区1092被滤光得到第二颜色的荧光并射出。如此可以实现第二颜色的激光与第二颜色的荧光在第二颜色的滤光区1092混合出射。

可选地，荧光轮105的荧光区1051可以包括第一颜色的荧光区和第二颜色的荧光区。多色激光器102发出第一颜色的激光时，荧光轮105可以旋转至使第一颜色的荧光区接收聚焦镜104射出的蓝色激光，滤色轮109旋转至使第一颜色的滤光区1091接收出口透镜106射出的光。多色激光器102发出第二颜色的激光时，荧光轮105可以旋转至使第二颜色的荧光区接收聚焦镜104射出的蓝色激光，滤色轮109旋转至使第二颜色的滤光区1092接收出口透镜106射出的光。荧光区被激发出的荧光的波长范围较宽(如波长可能处于中心波长的正负30纳米范围内)，该荧光的纯度较低。本申请实施例中使第一颜色的荧光区射出的第一颜色的荧光经过第一颜色的滤光区1091滤光，使第二颜色的荧光区射出的第二颜色的荧光经过第二颜色的滤光区1092滤光，可以缩小射出的荧光的波长范围，提高荧光的纯度。如经过滤光区滤光后荧光的波长可以处于中心波长的正负10纳米范围内。

当荧光轮105旋转至使目标区1052接收聚焦镜104射出的蓝色激光时，滤色轮109可以旋转至使透射区1093接收出口透镜106射出的光。如此实现蓝色激光从透射区1093的出射。可选地，多色激光器102还可以发出蓝色激光。当多色激光器102发出蓝色激光时，荧光轮105旋转至使目标区1052接收聚焦镜104射出的蓝色激光，滤色轮109可以旋转至使透射区1093接收出口透镜106射出的光。如此可以实现源自多色激光器102的蓝色激光与源自蓝色激光器101的蓝色激光，在滤色轮109的透射区1093处的混合出射，提高形成投影画面的蓝色激光的亮度。

可选地，滤色轮109的出光面还可以设置有扩散膜。该扩散膜可以对滤色轮109滤光后所得的光进行匀化后射出，可以进一步减弱基于该光形成的投影画面中的散斑效应，提高投影画面的显示效果。

图10是本申请实施例提供的一种激光器的结构示意图。如图10所示，该多色激光器102可以包括贴装在底板(图中未标出)上的两行发光芯片1021。其中一行发光芯片为红色发光芯片，用于发出红色激光；另一行发光芯片为绿色发光芯片，用于发出绿色激光。该多色激光器102还可以包括四个导电引脚1024，该四个导电引脚可以包括两个正极引脚和两个负极引脚。每行发光芯片可以均串联，且两端分别连接一个正极引脚和一个负极引脚，以通过该正极引脚和负极引脚接收外部电源传输的电流，进而在该电流的作用下发出激光。图10所示的激光器可以称为多芯片激光二极管(multi_chip Laser Diode，MCL)型的激光器。

可选地，多色激光器102还可以包括多个热沉1022和多个反射棱镜1023。多色激光器102中的每个发光芯片1021可以对应一个热沉1022和一个反射棱镜1023。热沉1022可以固定在底板上，发光芯片1021固定在热沉1022上以固定于底板，反射棱镜1023位于对应的发光芯片1021的出光侧。发光芯片1021可以向对应的反射棱镜103发出激光，反射棱镜1023可以将射入的激光朝远离底板的方向出射，进而实现多色激光器102的发光。

图11是本申请实施例提供的另一种激光器的结构示意图，图12是本申请实施例提供的再一种激光器的结构示意图，图11可以为图12所示的激光器的俯视图。如图11和图12所示，多色激光器102可以包括贴装在底板(图中未标出)上的两个发光模组M，每个发光模组M中设置有一种发光芯片1021。如位于左侧的发光模组M中设置有一排红色发光芯片1021，位于右侧的发光模组M中设置有一排绿色发光芯片1021。图11和图12所示的激光器可以称为Qualas封装型的激光器。

需要说明的是，本申请实施例中仅以多色激光器102包括一排红色发光芯片和一排绿色发光芯片为例进行示意。可选地，也可以在多色激光器102中设置用于发出其他颜色的激光的发光芯片，如还可以设置一排蓝色芯片，或者可以将蓝色发光芯片与绿色发光芯片排成一排。实际应用中，可以根据亮度或其他要求，更改发光芯片的设置数量、行数以及排布方式等。

图13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13所示，在上述任一投影光源10的基础上，图13以图8所示的投影光源10为基础进行示意，投影光源10还可以包括合光镜组110，合光镜组110可以位于多色激光器102的出光侧。多色激光器102发出的多种颜色的激光可以射向合光镜组110，该合光镜组110可以使该多种颜色的激光中至少两种颜色的激光的出射位置相靠近，以将该多种颜色的激光混合后射出。如此该至少两种颜色的激光的光斑重合度较高，在基于该至少两种颜色的激光形成的投影画面中该至少两种颜色分量的分布均匀性较高。可选地，该合光镜组110的光轴可以与出口透镜106的光轴共线。

示例地，合光镜组110可以包括两个合光镜片。多色激光器102发出的第一颜色的激光和第二颜色的激光可以分别射向该两个合光镜片，且一个合光镜片将射向其的激光(如第二颜色的激光)反射向另一个合光镜片，该另一个合光镜片可以为二向色镜。该另一个合光镜片可以反射接收自多色激光器102的激光(如第一颜色的激光)，且透射接收自合光镜片的激光(如第二颜色的激光)，进而实现将第一颜色的激光和第二颜色的激光混合后出射。第一颜色的激光与第二颜色的激光的在合光镜组110上出射的位置可以相重合。

可选地，第一颜色的激光与第二颜色的激光的偏振方向可以垂直。本申请实施例中还可以在第一颜色的激光或者第二颜色的激光的传输路径上设置半波片，以将第一颜色的激光和第二颜色的激光中任一激光的偏振进行90度的旋转，以使第一颜色的激光和第二颜色的激光的偏振方向相同，以提高后续形成的投影画面的显示效果。

可选地，投影光源10还可以包括位于蓝色激光器101与二向色镜103之间的第一扩散片，蓝色激光器101发出的蓝色激光经过第一扩散片扩散后射向二向色镜103。可选地，投影光源10还可以包括位于多色激光器102出光侧的第二扩散片，多色激光器102发出的多种颜色的激光经过第二扩散片扩散后射向二向色镜103。可选地，投影光源10还可以包括缩束镜组，蓝色激光器101发出的蓝色激光射向缩束镜组，缩束镜组用于将接收的蓝色激光缩束后射向二向色镜103。

图14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。如图14所示，在上述任一投影光源10的基础上，图14以图8所示的投影光源10为基础进行示意，投影光源10还可以包括缩束镜组111、第一扩散片112和第二扩散片113。蓝色激光器101、缩束镜组111、第一扩散片112和二向色镜103可以沿第一方向依次排布。缩束镜组111可以包括一个凸透镜和一个凹透镜，缩束镜组111可以将蓝色激光器101发出的蓝色激光缩束后射出。缩束镜组111射出的蓝色激光可以通过第一扩散片112扩散后穿过二向色镜103照射至荧光轮105。由于激光器发出的激光是高斯光，其中心区域的能量最高，而边缘区域的能量较低，该激光照射到荧光轮105上的功率密度过高，使得对荧光轮105中的荧光区1051的荧光激发效率较低。本申请实施例中蓝色激光通过第一扩散片112匀化后再用于激发荧光轮105中的荧光区1051发出荧光，可以蓝色激光的照射区域各个位置的能量分布较为均匀，提高荧光激发效率。

第二扩散片113可以位于多色激光器102和二向色镜103之间。多色激光器102发出的激光可以经过第二扩散片113扩散匀化后再继续传输。如此可以保证投影光源发出的光的均匀性较高，起到对形成的投影画面消散斑的作用。

可选地，请继续参考图14，投影光源10还可以包括位于滤色轮109的出光侧的匀光部件114。该匀光部件114用于将滤色轮109射出的光进行匀化后射向后续光路中，以进行投影光源发出的光的后续利用。如该匀光部件114可以为光导管或者也可以为复眼透镜。

综上所述，本申请实施例提供的投影光源中，可以采用蓝色激光激发荧光轮的荧光区射出荧光，进而基于蓝色激光器发出的蓝色激光、荧光轮射出的荧光和多色激光器发出的多种颜色的激光共同形成投影画面。由于荧光不具有相干性，采用荧光与激光混合来形成投影画面可以降低形成投影画面的光整体的相干性，减弱投影画面中的散斑效应。并且，还通过多色激光器提供形成投影画面所需的多种颜色的激光，可以保证形成的投影画面的光亮度较高，色彩饱和度较高。因此，基于该投影光源发出的光形成的投影画面的显示效果较好。

本申请实施例还提供的一种投影设备，该投影设备可以包括上述的投影光源10。投影设备还可以包括光阀和镜头。投影光源10中的匀光部件114可以将光射向光阀，光阀可以将射入的光进行调制后射向镜头，镜头可以对射入的光进行投射以形成投影画面。

示例地，光阀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，以实现对光线的调制。镜头可以包括多个透镜(图中未示出)。从光阀射出的激光可以依次通过镜头中的多个透镜射至屏幕，以实现镜头对激光的投射，实现投影画面的显示。

本申请实施例提供的投影设备中，投影光源发出的光可以包括蓝色激光器发出的蓝色激光、荧光轮射出的荧光和多色激光器发出的多种颜色的激光共同形成投影画面。由于荧光不具有相干性，采用荧光与激光混合来形成投影画面可以降低形成投影画面的光整体的相干性，减弱投影画面中的散斑效应。并且，还通过多色激光器提供形成投影画面所需的多种颜色的激光，可以保证形成的投影画面的光亮度较高，色彩饱和度较高。因此，投影设备的画面显示效果较好。

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 (10)

1.一种投影光源，其特征在于，所述投影光源包括：蓝色激光器、多色激光器、二向色镜、聚焦镜、荧光轮和出口透镜；

所述蓝色激光器用于发出蓝色激光，所述蓝色激光射向所述二向色镜；所述多色激光器用于发出多种颜色的激光，所述多种颜色的激光包括蓝色之外的其他颜色的激光，所述多种颜色的激光射向所述二向色镜；

所述二向色镜用于透射所述蓝色激光和所述多种颜色的激光；从所述二向色镜透射的所述多种颜色的激光射向所述出口透镜；从所述二向色镜透射的所述蓝色激光透过所述聚焦镜射向所述荧光轮；

所述荧光轮具有荧光区和目标区；所述荧光区用于在接收的蓝色激光的激发下发出荧光，所述荧光透过所述聚焦镜射向所述二向色镜；所述目标区用于透射或反射接收的蓝色激光，经过所述目标区的蓝色激光射向所述二向色镜；

所述二向色镜还用于将接收的所述荧光反射向所述出口透镜，且用于将接收的经过所述目标区的蓝色激光射向所述出口透镜；

所述出口透镜用于将射入的光会聚后射出。

2.根据权利要求1所述的投影光源，其特征在于，所述二向色镜中的至少部分区域对波长在目标波长范围内的光的透过率大于第一概率阈值，对波长在所述目标波长范围外的光的透过率小于第二概率阈值，所述第一概率阈值大于所述第二概率阈值；

所述目标波长范围中的波长满足：与所述蓝色激光器发出的蓝色激光的中心波长的波长差的绝对值小于波长差阈值，或者与所述多色激光器发出的任一颜色的激光的中心波长的波长差的绝对值小于所述波长差阈值。

3.根据权利要求2所述的投影光源，其特征在于，所述波长差阈值的范围为3纳米～6纳米。

4.根据权利要求1至3任一所述的投影光源，其特征在于，所述其他颜色的激光包括红色激光和绿色激光。

5.根据权利要求4所述的投影光源，其特征在于，所述多种颜色的激光还包括蓝色激光，所述多种颜色的激光中的蓝色激光的中心波长不同于所述蓝色激光器发出的蓝色激光的中心波长。

6.根据权利要求1至3任一所述的投影光源，其特征在于，所述投影光源还包括：光路调整镜组和准直镜；所述目标区用于将接收的蓝色激光透射向所述准直镜，所述准直镜用于对接收的蓝色激光准直后射向所述光路调整镜组，所述光路调整镜组用于将接收的蓝色激光射向所述二向色镜，所述二向色镜用于将接收自所述光路调整镜组的蓝色激光透射向所述出口透镜。

7.根据权利要求1至3任一所述的投影光源，其特征在于，所述二向色镜包括第一区和第二区；

所述蓝色激光发出的蓝色激光射向所述第一区，所述第一区用于将接收的源自所述蓝色激光器的蓝色激光透射向所述聚焦镜，所述聚焦镜用于将接收自所述第一区的蓝色激光会聚至所述荧光轮；所述荧光轮中的所述目标区用于将接收的蓝色激光反射回所述聚焦镜，所述聚焦镜用于将接收自所述目标区的蓝色激光射向所述第二区，所述第二区用于将接收自所述聚焦镜的蓝色激光反射向所述出口透镜；

所述第一区和所述第二区还用于：将接收的源自所述多色激光器的所述多种颜色的激光透射向所述出口透镜。

8.根据权利要求1至3任一所述的投影光源，其特征在于，所述投影光源还包括滤色轮，所述出口透镜射出的光经过所述滤色轮后射出；

所述多色激光器射出的所述其他颜色的激光包括：第一颜色的激光和第二颜色的激光，所述滤色轮包括所述第一颜色的滤光区、所述第二颜色的滤光区和透射区；所述滤色轮被配置为旋转，且在旋转过程中所述滤色轮的不同区接收所述出口透镜射出的光；

所述第一颜色的滤光区用于将接收自所述出口透镜的所述荧光和所述第一颜色的激光滤光后射出，所述第二颜色的滤光区用于将接收自所述出口透镜的所述荧光和所述第二颜色的激光滤光后射出；所述滤色轮中的所述透射区用于透射接收自所述出口透镜的蓝色激光。

9.根据权利要求1至3任一所述的投影光源，其特征在于，所述投影光源满足以下条件中的至少一种：

所述投影光源还包括位于所述蓝色激光器与所述二向色镜之间的第一扩散片，所述蓝色激光器发出的蓝色激光经过所述第一扩散片扩散后射向所述二向色镜；

所述投影光源还包括位于所述多色激光器出光侧的第二扩散片，所述多色激光器发出的所述多种颜色的激光经过所述第二扩散片扩散后射向所述二向色镜；

所述投影光源还包括缩束镜组，所述蓝色激光器发出的蓝色激光射向所述缩束镜组，所述缩束镜组用于将接收的蓝色激光缩束后射向所述二向色镜；

以及，所述投影光源还包括合光镜组，所述多色激光器向所述合光镜组发出所述多种颜色的激光，所述合光镜组用于使所述多种颜色的激光中至少两种颜色的激光的出射位置相靠近。

10.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备包括：权利要求1至9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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