CN115308982A - 光源装置及投影机 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种光源装置及投影机。光源装置包括:多个激光模组,多个所述激光模组错位和/或并排设置,每一所述激光模组包括多个沿第一方向排列的激光器组;以及多个光引导模组,每一所述光引导模组对应一个所述激光模组设置,用于将对应的所述激光模组上多个所述激光器组出射的多束激光沿所述第一方向反射并合为第一光;其中,所述多个光引导模组在所述第一方向上的投影不重叠,使得多个所述激光模组的所述第一光的光斑紧贴。本公开的光源装置,有利于提高空间利用率,并提高整体的光效。
Description
技术领域
本公开涉及投影技术领域,尤其包括一种光源装置以及包括该光源装置的投影机。
背景技术
目前市面上采用多芯片激光器作为光源的投影机,也即多芯片激光器上包括按一定规律排列的多个激光光源,由于激光光源包括不用于发光的部分结构,即使多个激光光源在激光器上密集排布,出射的多束激光束之间也会存在间隔,因此通常会利用阶梯状排布的反射镜对多芯片激光器进行光束合并处理,导致光源整体占据的空间较大,尤其是为了得到密集且亮度较高的光源时,会使用多个多芯片激光器,并通过多次反射将多个多芯片激光器发出的激光束合并,在空间利用率低的同时,还会降低光效。
发明内容
本公开公开了一种光源装置和投影机,可以实现较高的空间利用率,提高光效。
第一方面,本公开涉及一种光源装置,包括:多个激光模组,多个所述激光模组错位和/或并排设置,每一所述激光模组包括多个沿第一方向排列的激光器组;以及多个光引导模组,每一所述光引导模组对应一个所述激光模组设置,用于将对应的所述激光模组上多个所述激光器组出射的多束激光沿所述第一方向反射并组合为第一光;其中,所述多个光引导模组在所述第一方向上的投影不重叠,使得多个所述激光模组的所述第一光的光斑紧贴。
第二方面,本公开还涉及一种投影机,包括:上述的光源装置;匀光装置,用于接收所述光源装置出射的多束所述第一光,并出射第二光;透镜组,用于引导所述第二光;光调制装置,用于接收并调制所述第二光,并出射第三光;以及镜头,用于投射所述第三光,以显示投影图像。
本公开的光源装置及投影机,通过设置所述激光模组上的多个所述激光器组沿第一方向排布,使得激光模组上发出的多束激光同样沿第一方向排布,以便于通过光引导模组将多束激光合光形成沿第一方向出射的第一光;通过设置多个光引导模组的排布方式,可以使多束沿第一方向出射的第一光较为紧密的排列,从而消除相邻两个第一光之间的间隙,同时,对应多个光引导模组的多个激光模组可以在空间上错位和/或并排设置,从而提高空间利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开提供的实施例一中光源装置的主视图。
图2是图1中光源装置的侧视图。
图3是图1中激光模组的结构示意图。
图4是本公开提供的实施例一中一组激光模组及光引导模组的光路图。
图5是本公开提供的实施例二中光源装置的立体结构示意图。
图6是图5中光源装置的主视图。
图7是图5中光源装置的侧视图。
图8是本公开提供的实施例三中光源装置的主视图。
图9是图8中光源装置的侧视图。
图10是图8中激光模组的结构示意图。
图11是本公开提供的实施例三中另一光源装置的主视图。
图12是图11中光源装置的侧视图。
图13是本公开提供的实施例三中又一一光源装置的主视图。
图14是本公开提供的实施例四中光源装置的主视图。
图15是图14中光源装置的侧视图。
图16是本公开提供的实施例五中光源装置的主视图。
图17是图16中半波片的位置示意图。
图18是本公开提供的实施例五中另一光源装置的主视图。
图19是本公开提供的实施例六中投影机的结构示意图。
主要元件符号说明
光源装置 100、200、300、400、500、910
激光模组 110、210a、210b、210c、210d、310、410、510
第一激光器组 111、211、311、411、511
第二激光器组 113、213、313、413、513
第三激光器组 315
第四激光器组 317
激光器 10R、10G、10B
光引导模组 130、230a、230b、230c、230d、330、430a、430b、530
反射镜 131、337、431a、437a、431b、437b
合光镜 133、335
半波片 551、553、915
平面 90
投影机 900
匀光装置 930
透镜组 950
光调制装置 970
棱镜 971
成像芯片 973
镜头 990
第一颜色光 B
第二颜色光 G
第三颜色光 R
第一光 W
第一方向 X
第二方向 Y
第三方向 Z
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本公开实施方式中的附图,对本公开实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本公开保护的范围。
需要说明的是,当组件被称为“固定于”另一个组件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
需要注意,本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分,并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
实施例一
本公开实施例一提供一种光源装置,请一并参阅图1和图2,光源装置100包括多个激光模组110和多个光引导模组130,每一光引导模组130对应一个激光模组110设置,每一激光模组110包括多个沿第一方向X排列的激光器组,光引导模组130用于将激光模组110上多个激光器组出射的多束激光沿第一方向X反射后组合为第一光W。其中,多个光引导模组130在第一方向X上的投影不重叠,使得一个激光模组110对应的第一光W在垂直于第一方向X的平面上形成的光斑至少与另一个激光模组110对应的第一光W在垂直于第一方向X的平面上形成的光斑相互紧贴,且多个激光模组110错位和/或并排设置。
具体来说,本实施例示例性的描述光源装置100包括两个激光模组110及两个光引导模组130的情况,其中,每个激光模组110包括第一激光器组111以及第二激光器组113。在其他实施例中,激光模组、光引导模组以及每一激光模组中激光器组的数量还可以为其他数量,本公开对此不做限制。
可以理解的是,激光光束存在发散角,即随着激光光束的传播,激光光束在垂直其传播方向的平面上的光斑会不断增大,理论上传播的时间足够,传播的距离足够,多束激光光束对应的光斑必然会重叠。本文所指的光斑相互紧贴中,光斑所位于的平面为经过合光光路末端的激光模组110对应的光引导模组130、且垂直第一方向X的平面90(如图6示意)。
在本实施例中,第一激光器组111用于发出第一颜色光B和第二颜色光G,第二激光器组113用于发出第三颜色光R。光引导模组130包括反射镜131及合光镜133,反射镜131及合光镜133沿第一方向X排列,反射镜131对应第一激光器组111设置,合光镜133对应第二激光器组113设置。具体来说,反射镜131设置在第一激光器组111的出光轴上,用于反射第一颜色光B和第二颜色光G,使其沿第一方向X出射;合光镜133设置在第二激光器组113的出光轴上,用于反射第三颜色光R,使其沿第一方向X出射。
在本实施例中,合光镜133同时位于被反射镜131反射后第一颜色光B和第二颜色光G的光路上,合光镜133还用于在反射第三颜色光R的同时透射第一颜色光B和第二颜色光G,使得第一颜色光B、第二颜色光G和第三颜色光R经由合光镜133合光为第一光W。优选地,合光镜133和反射镜131在第一方向X上的投影完全重合,使得第一颜色光B、第二颜色光G和第三颜色光R在第一方向X上的光轴位于同一平面上,从而使第一光W在第一方向X上的投影面积最小,进而提高第一光W的亮度。
在本实施例中,合光镜133具体为二向色镜,该二向色镜被配置为能够使第一颜色光B和第二颜色光G透过,但是会反射第三颜色光R。在其他实施例中,合光镜133还可以为其他可以实现上述功能的光学元件,如镂空的反射镜片或半透半反镜片等。
在本实施例中,请一并参阅图1至图3,激光模组110为一多芯片激光器,也即激光模组110上包括多个用于发出激光的激光器,多个激光器沿第一方向X排成两行,从而组成第一激光器组111和第二激光器组113。具体来说,第一激光器组111包括两个用于发出第一颜色光B的激光器10B以及三个用于发出第二颜色光G的激光器10G;第二激光器组113包括四个用于发出第三颜色光R的激光器10R。
在本实施例中,第一颜色光B为蓝色光,第二颜色光G为绿色光,第三颜色光R为红色光,三种颜色的激光经过合光镜133合光后变为白色的第一光W。其中,每一激光器10R可以发出不同色调的红色光,从而增加第三颜色光R的色彩丰富程度。在其他实施例中,激光器10R、10G和10B的数量可以根据需要设置,用于发出不同颜色光的激光器的发光强度、激光器的型号等因素均可能会影响第一光W的合光效果,因此,通过调整激光器10R、10G和10B的数量,可以使最终得到的第一光W满足使用需求。
在本实施例中,由于第一激光器组111和第二激光器组113均包括沿第一方向X成行排列的多个激光器,且经过光引导模组130反射后的第一光W沿第一方向X出射,因此,第一光W在垂直于第一方向X上的平面上的投影近似为一长方形,设该长方形长边的方向为第二方向Y,则第二方向Y垂直于第一方向X。
在本实施例中,光引导模组130在第一方向X上的投影与第一光W在第一方向X上的投影完全重合,也即第一颜色光B、第二颜色光G和第三颜色光R恰好完全覆盖反射镜131及合光镜133。
在本实施例中,请一并参阅图2和图4,第一激光器组111和第二激光器组113发出的激光均沿第三方向Z出射。具体来说,设第三方向Z垂直于第一方向X和第二方向Y,且第三方向Z垂直于激光模组110,则第一颜色光B、第二颜色光G和第三颜色光R均沿第三方向Z出射,并在光引导模组130处通过反射偏转90°,从而沿第一方向X出射并合束为第一光W。因此,反射镜131和合光镜133均平行于第二方向Y设置,且与第一方向X及第三方向Z形成的平面呈45°角相交。在其他实施例中,第三方向Z与第一方向X之间的夹角还可以为其他角度,此时反射镜131及合光镜133与第一方向X之间的角度相应的发生改变,本公开对此不做限制。
在本实施例中,请继续参阅图2,两个光引导模组130在第一方向X上的投影沿第二方向Y依次排列,使得经过两个光引导模组130出射的两束第一光W在垂直于第一方向X的平面上形成的光斑在第二方向Y上紧贴。对应两个光引导模组130的两个激光模组110在第一方向X上的投影在第二方向Y上错位设置。具体来说,紧贴是指两束第一光W形成的两个光斑的轮廓相切,或者相邻两个光斑之间的距离小于等于3mm,例如3mm、2.5mm、2mm、1.5mm、1mm或0.5mm等。两个光引导模组130在第一方向X上的投影沿第二方向Y紧密排列,且在第三方向Z上平齐。对应两个光引导模组130的两个激光模组110在第二方向Y上交错排列,也即两个激光模组110的出光方向相反。在其他实施例中,若激光模组110在第二方向Y上的宽度足够窄,则在满足两个光引导模组130依次排列的情况下,两个激光模组110也可以并排设置(图未示)。
在本实施例中,请继续参阅图1,激光出射方向不同的两个激光模组110,其对应的光引导模组130与第一方向X和第三方向Z之间的夹角也不同。举例来说,在第三方向Z上相对出射第三颜色光的两个第二激光器组113,其对应的两个合光镜133的镜面相互垂直。
本公开实施例一提供的两个激光模组110的排列方式仅为示例性说明,并不代表对第二方向Y上错位排列的激光模组110的数量做出限制。在其他实施例中,依照本实施例提供的方式,在第二方向Y上还可以错位和/或并排排列更多的激光模组110,使得多束沿第一方向X出射的第一光W在垂直于第一方向X的平面上形成的光斑在第二方向Y上依次紧密排列。
在本公开实施例一提供的光源装置100,通过设置激光模组110上的第一激光器组111和第二激光器组113沿第一方向X排布,并设置光引导模组130包括反射镜131及合光镜133,使得激光模组110出射的激光经过一次反射后即可合光为第一光W,有利于减小光能损失,并提高空间利用率;通过设置两个光引导模组130在第二方向Y上依次排列,可以使两束第一光W在垂直于第一方向X的平面上形成的光斑相互紧贴,避免形成空隙,影响光源装置100的出光效果;通过设置两个光引导模组130对应的两个激光模组110沿第二方向Y错位排布,且在第三方向Z上相对设置,有利于提高空间的利用率,避免为了使两束第一光W在垂直于第一方向X的平面上形成的光斑紧贴而额外设置阶梯状反射镜。
实施例二
本公开实施例二提供一种光源装置,请参阅图5,光源装置200包括四个激光模组(第一激光模组、第二激光模组、第三激光模组和第四激光模组)以及与每一激光模组对应的四个光引导模组(第一光引导模组、第二光引导模组、第三光引导模组和第四光引导模组)。具体来说,(第一)激光模组210a与(第一)光引导模组230a对应,(第二)激光模组210b与(第二)光引导模组230b对应,(第三)激光模组210c与(第三)光引导模组230c对应,(第四)激光模组210d与(第四)光引导模组230d对应。与实施例一中的一组激光模组110与光引导模组130间的区别在于,还包括沿第一方向X排列的激光模组,且激光模组与其对应的光引导模组之间的距离会随着激光模组所在的位置不同而发生变化。
具体来说,请一并参阅图5、图6和图7,在本实施例中,激光模组210a与激光模组210b在第一方向X上依次排列,且均沿第三方向Z出射激光,激光模组210a出射的激光在被光引导模组230a反射后沿第一方向X出射,激光模组210b出射的激光在被光引导模组230b反射后沿第一方向X出射。光引导模组230a与光引导模组230b在垂直于第一方向X的平面上的投影沿第三方向Z依次排列,也即光引导模组230b在第三方向Z上相对于光引导模组230a远离激光模组210b或激光模组210a,且距离差为第一光W在第三方向Z上的高度,使得从光引导模组230a和光引导模组230b出射的两束第一光W在垂直于第一方向X的平面上形成的光斑相互紧贴。
在本实施例中,激光模组210c和激光模组210d与激光模组210a和激光模组210b在第一方向X上的投影沿第二方向Y错位排列,且在第三方向Z上相对设置。光引导模组230c与光引导模组230d在垂直于第一方向X的平面上的投影沿第三方向Z紧密排列,使得从光引导模组230c和光引导模组230d出射的两束第一光W在垂直于第一方向X的平面上形成的光斑相互紧贴。
在本实施例中,光引导模组230a与光引导模组230d在第一方向X上的投影在第三方向Z上平齐,光引导模组230b与光引导模组230c在第一方向X上的投影在第三方向Z上平齐。在其他实施例中,光引导模组230a与光引导模组230b在第三方向Z上的位置也可以互换,使得光引导模组230a与光引导模组230c在第一方向X上的投影在第三方向Z上平齐,本申请对此不做限制。
本公开实施例二提供的沿第一方向X排列的激光模组210a、210b以及其对应的光引导模组230a和230b之间的排列方式仅为示例性说明,并不代表对沿第一方向X上排列的激光模组的数量做出限制。在其他实施例中,依照本实施例提供的方式,在第一方向X上还可以排列更多的激光模组,每一激光模组对应的光引导模组在第三方向Z上依次紧密排列,使得多束沿第一方向X出射的第一光W在第三方向Z上依次紧密排列。
本公开实施例二提供的光源装置200,相较于实施例一,通过使多个激光模组在第一方向X上排列,且每一激光模组对应的光引导模组在第一方向X上的投影在第三方向Z上紧密排列,实现了多束第一光W在垂直于第一方向X的平面上形成的光斑在第三方向Z上依次紧贴排列,扩充了多束第一光W合光的方式,在提高光效和提高空间利用率的同时,还提高了合光后光束在形状和光强上的自由度。
实施例三
本公开实施例三提供一种光源装置,请参阅图8,光源装置300包括四个激光模组310以及与每一激光模组对应的四个光引导模组330,与实施例二的区别在于,激光模组310包括沿第一方向X依次排列的第一激光器组311、第二激光器组313、第三激光器组315以及第四激光器组317。第一激光器组311用于出射第一颜色光B,第二激光器组313用于出射第二颜色光G,第三激光器组315和第四激光器组317均用于出射第三颜色光R。光引导模组330包括至少一个反射镜331和至少一个合光镜333。
具体来说,在本实施例中,请一并参阅图8和图9,反射镜331对应第一激光器组311设置,用于反射第一颜色光B,合光镜333同时对应第三激光器组315和第四激光器组317设置,用于同时反射两束第三颜色光R。光引导模组330还包括一个合光镜335,对应第二激光器组313设置,用于反射第二颜色光G并透射第一颜色光B。合光镜335与反射镜331在第三方向Z上平齐,使得反射后的第一颜色光B和第二颜色光G重合,并在穿过合光镜333后与第三颜色光合光为第一光W。由于合光镜333同时反射第三激光器组315和第四激光器组317出射的第三颜色光R,因此第三颜色光R在第一方向X上的投影完全覆盖第一颜色光B和第二颜色光G在第一方向X上的投影。
在本实施例中,请参阅图10,激光模组310上包括四排沿第一方向成行排列的多个激光器。具体来说,依次为排成一行的七个激光器10B、排成一行的七个激光器10G以及均匀排成两行的十四个激光器10R。其中,多个激光器10R可用于出射不同色调的第三颜色光R,以提高第一光W色彩的丰富度。成行排列的多个激光器10B构成第一激光器组311,成行排列的多个激光器10G构成第二激光器组313,成行排列的七个激光器10R构成第三激光器组315,成行排列的另外七个激光器10R构成第四激光器组317。
请一并参阅图11和图12,本实施例还提供一种方案接近的变形实施例,其中,光引导模组330包括对应第一激光器组311的反射镜331,同时对应第三激光器组315和第四激光器组317的合光镜333,以及对应第二激光器组313的反射镜337。反射镜331用于反射第一激光器组311出射的第一颜色光B,反射镜337用于反射第二激光器组313出射的第二颜色光G,合光镜333在反射第三激光器组315和第四激光器组317出射的两束第三颜色光R的同时,透射第一颜色光B和第二颜色光G。反射镜331和反射镜337在第一方向X上的投影在第三方向Z上依次密集排列,使得沿第一方向X出射的第一颜色光B的光束和第二颜色光G的光束在垂直于第一方向X的平面上形成的光斑在第三方向Z上紧贴。第一颜色光B和第二颜色光G在分别穿过合光镜333后,共同与第三颜色光R合光为第一光W。
请一并参阅图12和图13,本实施例还提供另一种方案接近的变形实施例,其中,光引导模组330包括同时对应第一激光器组311和第二激光器组313的反射镜331,以及同时对应第三激光器组315和第四激光器组317的合光镜333。反射镜331同时反射第一激光器组311出射的第一颜色光B和第二激光器组313出射的第二颜色光G,合光镜333在反射第三激光器组315和第四激光器组317出射的两束第三颜色光R的同时,透射第一颜色光B和第二颜色光G。
本公开实施例三中的激光模组310给出的四个激光器组的排列方式仅为示例性说明,并不代表对激光器组的数量及每一激光器组中激光器的数量做出限制。在其他实施例中,依照本实施例提供的方式,激光模组310还可以包括三个、五个或其他数量的激光器组,从而根据实际需要调整第一光W的光强和色域。
本公开实施例三提供的光源装置300,相较于实施例二,通过增加激光模组310上激光器组的数量,并相应的调整光引导模组330的结构,在相同的排布方式下,增加了每一激光模组310输出的光强,在提高光效和空间利用率的同时,进一步提高了合光后光束的亮度。
实施例四
本公开实施例四提供一种光源装置,请参阅图14,光源装置400包括两个激光模组410和对应两个光引导模组430a和430b。激光模组410包括第一激光器组411和第二激光器组413,光引导模组430a包括反射镜431a和反射镜437a,其中,反射镜431a对应第一激光器组411设置,反射镜437a对应第二激光器组413设置。
在本实施例中,第一激光器组411和第二激光器组413均用于沿第三方向Z出射第一颜色光B,反射镜431a和反射镜437a用于将两束第一颜色光B沿第一方向X反射。
在本实施例中,请一并参阅图14和图15,反射镜431a和反射镜437a在第一方向X上的投影在第三方向Z上依次紧密排布,使得沿第一方向X反射的两束第一颜色光B的光束在第三方向Z上紧贴。也即,反射镜431a和反射镜437a与激光模组410在第三方向Z上的距离差为第一颜色光B在第三方向Z上的长度。
在本实施例中,光引导模组430a和光引导模组430b在第一方向X上的投影在第二方向Y上依次紧密排列,对应的两个激光模组410在第一方向X上的投影在第二方向Y上错位排列,使得两个激光模组410出射的两束第一光W在第二方向Y上紧贴。
在本实施例中,反射镜431a与反射镜437b在第一方向X上的投影在第三方向Z上平齐,反射镜437a与反射镜431b在第一方向X上的投影在第三方向Z上平齐。在其他实施例中,反射镜431a与反射镜437a在第三方向Z上的位置也可以互换,也即反射镜431a与反射镜431b在第一方向X上的投影在第三方向Z上的位置平齐,本申请对此不做限制。
本公开实施例四提供的用于出射相同颜色光的两个激光模组410以及其对应的光引导模组430a和430b仅为示例性说明,并不代表对激光模组410及每一激光模组410上激光器组的数量做出限制。在其他实施例中,依照本实施例提供的方式,激光模组410还可以包括沿第一方向X排列的多个激光器组,每一激光器组对应一个反射镜,多个反射镜在第一方向X上的投影在第三方向Z上依次紧密排列;在第一方向X上还可以排列多个激光模组410,每一激光模组410对应的光引导模组430在第一方向X上的投影在第三方向Z上依次紧密排列;在第二方向Y上也可以错位和/或并列排列多个激光模组410,每一激光模组410对应的光引导模组430在第一方向X上的投影在第二方向Y上依次紧密排列。
本公开实施例四提供的光源装置400,通过设置每一激光器组对应一个反射镜,可以对发出相同颜色光的多个激光模组410进行合光,通过设置多个反射镜在第二方向Y和/或第三方向Z上依次密集排列,使多个激光模组410出射的多束第一光W之间紧密排列;通过对应每一光引导模组的激光模组410在第二方向上错位排列,在提高光效的同时,还有利于提高空间利用率。
实施例五
本公开实施例五提供一种光源装置,请一并参阅图16和图17,与实施例一的区别在于,光源装置500还包括多个半波片551,半波片551设置于激光模组510的出光口。具体来说,多个半波片551部分覆盖每一激光器组,使得每一激光器组出射的激光有二分之一穿过半波片551。
在本实施例中,每一激光器组出射的激光的二分之一光功率对应的激光光束穿过半波片551。具体来说,激光模组510包括第一激光器组511和第二激光器组513,第一激光器组511用于出射第一颜色光B和第二颜色光G,第二激光器组513用于出射第三颜色光R。第一颜色光B的二分之一光功率对应的部分光束穿过半波片551,第二颜色光G的二分之一光功率对应的部分光束穿过半波片551,第三颜色光R的二分之一光功率对应的部分光束穿过半波片551。经过半波片551的部分激光,其偏振方向会旋转90°,从而与未穿过半波片551的部分激光的偏振方向相互垂直。
在本实施例的扩展实施例中,半波片551覆盖每一种颜色光的激光光束的二分之一。具体来说,激光模组510包括第一激光器组511和第二激光器组513,第一激光器组511用于出射第一颜色光B和第二颜色光G,第二激光器组513用于出射第三颜色光R。发出不同颜色光的激光光束各处的光功率相近,覆盖第一激光器组511的半波片551覆盖第一颜色光B的激光光束光斑的二分之一及第二颜色光G的激光光束光斑的二分之一,覆盖第二激光器组513的半波片551覆盖第三颜色光R的激光光束光斑的二分之一。根据半波片551的位置,第一激光器组511上用于发出不同颜色光的多个激光器的位置可以相应调整,以便于设置一块半波片551即可同时覆盖第一颜色光B的激光光束光斑和第二颜色光G的激光光束光斑的二分之一。在其他实施例中,也可以在半波片551上开设通孔或者在一个第一激光器组511上放置多个半波片551,从而覆盖一半的第一颜色光B和第二颜色光G的激光光束。
本公开实施例五通过设置半波片551,并使半波片551覆盖激光模组510每一种颜色光一半的光能,有利于降低光源装置500出射的激光的散斑。具体来说,激光散斑可以表示为一种波函数,其中激光的偏振方向为该波函数中的一个参数,在设置半波片551后,被半波片551覆盖的部分激光的偏振方向会旋转90°,使得光源装置500输出的激光在两个垂直偏振方向的偏振态均为未放置半波片551时某一偏振方向上偏振态的一半,从而可以使散斑降低1/√2,也即约降低为未放置半波片551时的70.7%。在其他实施例中,半波片551也可以不覆盖激光模组510每一种颜色光一半的光能,如仅覆盖三分之一,或者覆盖四分之三等等,此时半波片同样可以起到降低散斑的效果。
在本实施例中,当光源装置500应用于投影机时,半波片551还可以为可移动装置,半波片551部分覆盖至少一个激光器组,并作周期性的移动,使得一个周期内激光器组出射的激光被半波片551完全覆盖,且始终有二分之一的激光穿过半波片551。其中,半波片551移动的频率大于投影机投影图像的帧率。具体来说,光源装置500用于以一定的帧率出射用于显示投影图像的图像光,半波片551可以通过平移或旋转等方式移动,且在一帧的时间内至少移动一个周期,则:在一帧的时间里,激光束整体至少变换一次偏振方向,且在任意时刻,激光束仍有一半的偏振方向垂直于另一半的偏振方向。因此,散斑可以再降低1/√2,也即降低为未放置半波片551时的50%。本实施例对半波片551覆盖的激光器组的数量不做限制,也即,只要有一个激光器组被半波片551覆盖,既可以具有一定的消除散斑的效果。
请参阅图18,本实施例还提供一种变形实施例,具体来说,光源装置500包括多个半波片551,多个半波片551完全覆盖多个激光模组510中的半数。相较于覆盖每一激光模组510的一半,覆盖半数激光模组510的方案更不容易产生误差,且同样具有降低散斑的效果。
本公开实施例五提供的光源装置500,通过在激光模组510的出光口设置半波片551,可以部分改变激光模组510出射的激光的偏振方向,有利于消除散斑,提高光源装置500出射激光的质量。
实施例六
本公开实施例六提供一种投影机,请参阅图19,投影机900包括:光源装置910、匀光装置930、透镜组950、光调制装置970以及镜头990。其中,光源装置910可以为实施例一至实施例五中的任意一种;匀光装置930用于接收光源装置910出射的多束第一光W,并将其进行匀光后出射第二光;透镜组950用于将第二光引导至光调制装置970,光调制装置970用于接收并调制第二光,并出射第三光;镜头990用于投射第三光,以显示投影图像。
在本实施例中,匀光装置930可以为复眼透镜或匀光棒,用于将密集排列的多束第一光W匀光。光调制装置970包括棱镜971和成像芯片973,其中,成像芯片973用于根据成像内容的不同反转第二光的偏振状态或传输方向以形成第三光,棱镜971用于将第二光引导至成像芯片973上,并将第三光出射至镜头990。镜头990用于将第三光投射到一屏幕上,从而显示图像。
在本实施例中,棱镜971为偏振分光棱镜,成像芯片973为硅基液晶(Liquidcrystal on Silicon,LCOS)成像芯片。偏振分光棱镜971可以透射某一偏振状态的激光,并反射另一偏振状态的激光,LCOS成像芯片973可以改变激光的偏振状态。当第二光从透镜组950入射到棱镜971时,棱镜971反射第二光到成像芯片973上,成像芯片973根据成像内容,改变需要成像的部分光的偏振状态,并反射回棱镜971,使其从棱镜971透射到镜头990上,从而实现成像。在其他实施例中,成像芯片973还可以为其他芯片,如数字微镜器件(Digital Micromirror Device,DMD)芯片等。
在本实施例中,还包括半波片915,半波片915至少覆盖光源装置910上每一激光模组的一个激光器组上,使得多个激光器组出射的多束激光的偏振方向一致。举例来说,当光源装置910为如图1所示的光源装置100时,半波片915可以覆盖于每一第二激光器组113上,使得第一激光器组111出射的第一颜色光B、第二颜色光G与第二激光器组113出射的第三颜色光R的偏振方向一致。
以上所述仅为本公开的实施例,并非因此限制本公开的专利范围,凡是利用本公开说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本公开的专利保护范围内。
Claims (21)
1.一种光源装置,其特征在于,包括:
多个激光模组,多个所述激光模组错位和/或并排设置,每一所述激光模组包括多个沿第一方向排列的激光器组;以及
多个光引导模组,每一所述光引导模组对应一个所述激光模组设置,用于将对应的所述激光模组上多个所述激光器组出射的多束激光沿所述第一方向反射并合为第一光;
其中,所述多个光引导模组在所述第一方向上的投影不重叠,使得多个所述激光模组的所述第一光的光斑紧贴。
2.根据权利要求1所述的光源装置,其特征在于,至少两个所述激光模组在所述第一方向上的投影沿第二方向交错和/或并排设置,所述第二方向垂直于所述第一方向和所述激光模组发出的激光的出射方向。
3.根据权利要求2所述的光源装置,其特征在于,对应至少两个所述激光模组的至少两个所述光引导模组在所述第一方向的投影沿所述第二方向依次排列,使得至少两束所述第一光的光斑在所述第二方向上依次紧贴。
4.根据权利要求1或2所述的光源装置,其特征在于,至少两个所述激光模组沿所述第一方向依次排列。
5.根据权利要求4所述的光源装置,其特征在于,至少两个所述激光模组均沿第三方向出射激光,对应至少两个所述激光模组的至少两个所述光引导模组在第一方向上的投影沿所述第三方向依次排列,使得至少两束所述第一光的光斑在所述第三方向上依次紧贴。
6.根据权利要求1所述的光源装置,其特征在于,至少一个所述光引导模组包括多个反射镜,同一所述激光模组包括至少两个出射相同颜色的激光器组,每一所述反射镜对应一个所述激光器组设置,用于将对应的所述激光器组出射的激光沿所述第一方向反射。
7.根据权利要求6所述的光源装置,其特征在于,所述多个激光器组均用于沿第三方向出射激光,对应同一所述激光模组的多个所述反射镜在所述第一方向上的投影沿所述第三方向依次排布,使得沿所述第一方向反射的多束所述激光在垂直于所述第一方向的平面上形成的光斑沿所述第三方向依次紧贴。
8.根据权利要求1所述的光源装置,其特征在于,所述光引导模组包括反射镜和合光镜,所述反射镜和所述合光镜沿所述第一方向排列,所述反射镜与所述合光镜分别对应至少一个所述激光器组设置,所述反射镜和所述合光镜用于反射对应的所述激光器组发出的激光,以使反射后的所述激光沿所述第一方向出射,所述合光镜还用于透射所述反射镜反射的所述激光,以用于将多束所述激光合光。
9.根据权利要求8所述的光源装置,其特征在于,所述激光模组包括第一激光器组和第二激光器组,所述第一激光器组用于出射第一颜色光和第二颜色光,所述第二激光器组用于出射第三颜色光;所述光引导模组包括对应所述第一激光器组设置的反射镜和对应所述第二激光器组设置的合光镜。
10.根据权利要求8所述的光源装置,其特征在于,所述激光模组包括沿所述第一方向依次排列的第一激光器组、第二激光器组、第三激光器组及第四激光器组,所述第一激光器组用于出射第一颜色光,所述第二激光器组用于出射第二颜色光,所述第三激光器组和所述第四激光器组用于出射第三颜色光。
11.根据权利要求10所述的光源装置,其特征在于,所述反射镜对应所述第一激光器组及所述第二激光器组设置,用于同时反射所述第一颜色光及所述第二颜色光;所述合光镜对应所述第三激光器组及所述第四激光器组设置,用于将所述第一颜色光、所述第二颜色光与所述第三颜色光合光。
12.根据权利要求10所述的光源装置,其特征在于,所述反射镜对应所述第一激光器组设置,用于反射所述第一颜色光;所述合光镜对应所述第二激光器组、所述第三激光器组及所述第四激光器组设置,用于先将所述第一颜色光与所述第二颜色光合光,再将合光后的所述第一颜色光及所述第二颜色光与所述第三颜色光合光。
13.根据权利要求1所述的光源装置,其特征在于,所述光源装置包括分别沿所述第一方向并排的第一激光模组、第二激光模组,以及第三激光模组、第四激光模组,所述第一激光模组、所述第二激光模组、所述第三激光模组和所述第四激光模组均沿第三方向出射激光;
其中,所述第一激光模组和所述第三激光模组在所述第三方向上相对,且在垂直所述第一方向和所述第三方向的第二方向上错开,所述第二激光模组和所述第四激光模组在所述第三方向上相对,且在所述第二方向上错开。
14.根据权利要求13所述的光源装置,其特征在于,所述光源装置包括分别与所述第一激光模组、所述第二激光模组、所述第三激光模组和所述第四激光模组对应的第一光引导模组、第二光引导模组、第三光引导模组和第四光引导模组;
其中,所述第一光引导模组和所述第四光引导模组在所述第一方向的投影沿所述第二方向紧贴,所述第二光引导模组和所述第三光引导模组在所述第一方向的投影沿所述第二方向紧贴。
15.根据权利要求1所述的光源装置,其特征在于,还包括半波片,所述半波片设置于所述激光模组的出光口。
16.根据权利要求15所述的光源装置,其特征在于,所述激光模组的数量为偶数个,所述半波片完全覆盖所述多个激光模组中的半数。
17.根据权利要求15所述的光源装置,其特征在于,所述半波片部分覆盖每一所述激光器组,使得每一所述激光器组出射的激光光束的二分之一穿过所述半波片。
18.根据权利要求15所述的光源装置,其特征在于,所述半波片部分覆盖每一所述激光器组,使得每一所述激光器组出射的激光的二分之一光功率对应的激光光束穿过所述半波片。
19.根据权利要求1所述的光源装置,其特征在于,所述光源装置用于以一定的帧率出射用于显示投影图像的图像光,所述光源装置还包括可移动地设置于至少一个所述激光器组出光口的半波片,所述半波片部分覆盖所述激光器组,并作周期性的移动,使得所述激光器组出射的激光在一个周期内全部穿过所述半波片,且始终有二分之一的所述激光穿过所述半波片;其中,所述半波片移动的频率大于所述投影图像的帧率。
20.根据权利要求1所述的光源装置,其特征在于,相邻两个所述光斑的距离小于等于3mm。
21.一种投影机,其特征在于,包括:
如权利要求1-20任意一项所述的光源装置;
匀光装置,用于接收所述光源装置出射的多束所述第一光,并出射第二光;
透镜组,用于引导所述第二光;
光调制装置,用于接收并调制所述第二光,并出射第三光;以及
镜头,用于投射所述第三光,以显示投影图像。
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