CN118043737A - 激光投影设备 - Google Patents

Abstract

一种激光投影设备（1）包括光源装置（10）、光机（20）以及镜头（30）。光源装置（10）包括激光器（11）、微透镜阵列（13）、合光部件（12）、第一透镜组（14）以及荧光轮（15）。激光器（11）被配置为发出多束激光光束。微透镜阵列（13）被配置为匀化多束激光光束。合光部件（12）包括至少一个反射区（121）以及至少一个透射区（122）。至少一个反射区（121）被配置为反射入射的激光光束和荧光。至少一个透射区（122）被配置为透射激光器（11）发出的多束激光光束。第一透镜组（14）被配置为会聚至少一个透射区（122）透射的激光光束。荧光轮（15）被配置为反射第一透镜组（14）会聚的激光光束，以及在激光光束的照射下，受激以发出荧光。

Description

激光投影设备

本申请要求于2021年09月27日提交的、申请号为202111136139.5的中国专利申请的优先权；2021年09月27日提交的、申请号为202111137261.4的中国专利申请的优先权；2021年09月27日提交的、申请号为202111138946.0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中。

技术领域

本公开涉及激光投影技术领域，尤其涉及一种激光投影设备。

背景技术

随着科技的不断发展，激光投影装置越来越多地应用于人们的工作和生活中。目前，激光投影装置主要包括光学引擎和屏幕组件。光学引擎的出光口朝向屏幕组件，以将光束出射至屏幕组件，屏幕组件被配置为反射该光束，以实现画面的显示，随着激光投影技术的发展，消费者对于激光投影设备的小型化的要求越来越高。

发明内容

一方面，提供一种激光投影设备。所述激光投影设备包括光源装置、光机以及镜头。所述光源装置被配置发出照明光束。所述光机被配置为将所述光源装置发出的照明光束进行调制以获得投影光束。所述镜头被配置为将所述投影光束进行成像。所述光源装置包括激光器、微透镜阵列、合光部件、第一透镜组以及荧光轮。所述激光器被配置为发出多束激光光束。所述微透镜阵列位于所述激光器的一侧，且被配置为匀化所述多束激光光束。所述合光部件位于所述微透镜阵列的远离所述激光器一侧，且相对于所述激光器的出光方向倾斜设置。所述合光部件包括至少一个反射区以及至少一个透射区。所述至少一个反射区被配置为反射入射的激光光束和荧光。所述至少一个透射区被配置为透射所述激光器发出的多束激光光束。所述至少一个透射区与所述至少一个反射区交替排布。所述第一透镜组位于所述合光部件的远离所述微透镜阵列的一侧，且被配置为会聚所述至少一个透射区透射的激光光束。所述荧光轮位于所述第一透镜组的远离所述合光部件的一侧。所述荧光轮被配置为反射所述第一透镜组会聚的激光光束，以及在所述激光光束的照射下，受激以发出荧光。所述荧光轮反射的激光光束和所述荧光轮发出的荧光经所述第一透镜组后分别入射至所述合光部件，并经所述合光部件反射至所述光源装置的出光口，从所述光源装置的所述出光口出射的激光光束和荧光构成所述照明光束。

另一方面，提供一种激光投影设备。所述激光投影设备包括光源装置、光机以及镜头。所述光源装置被配置发出照明光束。所述光机被配置为将所述光源装置发出的照明光束进行调制以获得投影光束。所述镜头被配置为将所述投影光束进行成像。所述光源装置包括激光器、微透镜阵列、合光部件、第一透镜组以及荧光轮。所述激光器被配置为发出多束激光光束。所述微透镜阵列位于所述激光器的一侧，且被配置为匀化所述多束激光光束。所述合光部件位于所述微透镜阵列的远离所述激光器一侧，且相对于所述激光器的出光方向倾斜设置。所述合光部件包括至少一个反射区以及至少一个透射区。所述至少一个反射区被配置为反射所述激光器发出的多束激光光束。所述至少一个透射区被配置为透射入射的激光光束和荧光。所述至少一个透射区与所述至少一个反射区交替排布。所述第一透镜组位于所述合光部件的一侧，且被配置为会聚所述至少一个反射区反射的激光光束。所述荧光轮位于所述第一透镜组的远离所述合光部件的一侧。所述荧光轮被配置为反射所述第一透镜组会聚的激光光束，以及在所述激光光束的照射下，受激以发出荧光。所述荧光轮反射的激光光束和所述荧光轮发出的荧光经所述第一透镜组后分别入射至所述合光部件，并经所述合光部件中的至少一个透射区透射至所述光源装置的出光口，从所述光源装置的所述出光口出射的激光光束和荧光构成所述照明光束。

附图说明

图1为根据一些实施例的一种激光投影设备的结构图；

图2为根据一些实施例的一种激光投影设备的部分结构图；

图3为根据一些实施例的激光投影设备中光源装置、光机和镜头的光路图；

图4为根据一些实施例的激光投影设备中光源装置、光机和镜头的另一种光路图；

图5为根据一些实施例的数字微镜器件中微小反射镜片的排列图；

图6为根据一些实施例的激光投影设备中光源装置、光机和镜头的又一种光路图；

图7A为根据一些实施例的一种光导管的入光口处的光斑的示意图；

图7B为根据一些实施例的一种光导管的入光口处的另一种光斑的示意图；

图8为根据一些实施例的一种光源装置的结构图；

图9为根据一些实施例的一种微透镜阵列的结构图；

图10为图9中框A的局部放大图；

图11为根据一些实施例的另一种微透镜阵列的结构图；

图12为根据一些实施例的激光光束经微透镜阵列后形成的光斑的示意图；

图13为根据一些实施例的合光部件的结构图；

图14为根据一些实施例的另一种合光部件的结构图；

图15为根据一些实施例的另一种光源装置的结构图；

图16为根据一些实施例的又一种光源装置的结构图；

图17为根据一些实施例的又一种光源装置的结构图；

图18为根据一些实施例的又一种合光部件的结构图；

图19为根据一些实施例的一种荧光轮的结构图；

图20为根据一些实施例的另一种荧光轮的结构图；

图21为根据一些实施例的又一种荧光轮的结构图；

图22为根据一些实施例的又一种光源装置的结构图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本公开一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。然而，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括(comprise)”及其其他形式例如第三人称单数形式“包括(comprises)”和现在分词形式“包括(comprising)”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例(some embodiments)”、“示例性实施例(exemplary embodiments)”、“示例(example)”、“特定示例(specific example)”或“一些示例(some examples)”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。

以下，术语“第一”、“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在描述一些实施例时，可能使用了“连接”及其衍伸的表达。术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

“A和/或B”，包括以下三种组合：仅A，仅B，及A和B的组合。

本文中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。

如本文所使用的那样，“约”、“大致”或“近似”包括所阐述的值以及处于特定值的可接受偏差范围内的平均值，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。

如本文所使用的那样，“平行”、“垂直”、“相等”包括所阐述的情况以及与所阐述的 情况相近似的情况，该相近似的情况的范围处于可接受偏差范围内，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。

图1为根据一些实施例的一种激光投影设备的结构图。本公开一些实施例提供一种激光投影设备1。如图1所示，该激光投影设备1包括整机壳体40(图1中仅示出部分整机壳体40)，装配于整机壳体40中的光源装置10，光机20，以及镜头30。该光源装置10被配置为提供照明光束(激光光束)。该光机20被配置为利用图像信号对光源装置10提供的照明光束进行调制以获得投影光束。该镜头30被配置为将投影光束投射在屏幕或墙壁上成像。

光源装置10、光机20和镜头30沿着光束传播方向依次连接，各自由对应的壳体进行包裹。光源装置10、光机20和镜头30各自的壳体对相应的光学部件进行支撑并使得各光学部件达到一定的密封或气密要求。

图2为根据一些实施例的一种激光投影设备的部分结构图。如图2所示，光机20的一端连接光源装置10，且光源装置10和光机20沿着激光投影设备1的照明光束的出射方向(参照图2中所示的M方向)设置。光机20的另一端和镜头30连接，且光机20和镜头30沿着激光投影设备1的投影光束的出射方向(参照图2中所示的N方向)设置。照明光束的出射方向M与投影光束的出射方向N大致垂直。这种连接结构一方面可以适应光机20中反射式光阀的光路特点，另一方面，还有利于缩短一个维度方向上光路的长度，利于整机的结构排布。例如，当将光源装置10、光机20和镜头30设置在一个维度方向(例如，M方向)上时，该维度方向上光路的长度就会很长，从而不利于整机的结构排布。所述反射式光阀将在后文中描述。

在一些实施例中，光源装置10可以时序性地提供三基色光(也可以在三基色光的基础上增加其他色光)，然后由于人眼的视觉暂留现象，人眼看到的是由三基色光混合形成的白光。或者，光源装置10也可以同时输出三基色光，持续发出白光。光源装置10包括激光器，该激光器可发出至少一种颜色的激光光束，比如红色激光光束、蓝色激光光束或绿色激光光束。

图3为根据一些实施例的激光投影设备中光源装置、光机和镜头的光路图。图4为根据一些实施例的激光投影设备中光源装置、光机和镜头的另一种光路图。

光源装置10发出的照明光束进入光机20。参考图3和图4，光机20包括：光导管210，反射镜220，透镜组件230，棱镜组件240以及数字微镜器件250(Digital Micromirror Device，DMD)。该光导管210可以接收光源装置10提供的照明光束，并对该照明光束进行匀化。此外，该光导管210的出口可以为矩形，从而对光斑具有整形效果。反射镜220可以将照明光束反射至透镜组件230。透镜组件230可以将照明光束会聚至棱镜组件240。棱镜组件240将照明光束反射至数字微镜器件250，数字微镜器件250对照明光束进行调制以得到投影光束，并将调制后得到的投影光束反射至镜头30中。

光机20中，数字微镜器件250是利用图像信号对光源装置10提供的照明光束进行调制，即：控制投影光束针对待显示图像的不同像素显示不同的亮度和灰阶，以最终形成光学图像，因此数字微镜器件250也被称为光调制器件或光阀。根据光调制器件(或光阀)对照明光束进行透射还是进行反射，可以将光调制器件分为透射式光调制器件或反射式光调制器件。例如，图4所示的数字微镜器件250对照明光束进行反射，即为一种反射式光调制器件。而液晶光阀对照明光束进行透射，因此是一种透射式光调制器件。此外，根据光机20中使用的光调制器件的数量，可以将光机20分为单片系统、双片系统或三片系统。本公开一些实施例中的光调制器件为数字微镜器件250。

图5为根据一些实施例的数字微镜器件中微小反射镜片的排列图。

如图5所示，数字微镜器件250包括成千上万个可被单独驱动以旋转的微小反射镜片2501。这些微小反射镜片2501呈阵列排布。一个微小反射镜片2501(例如每个微小反射镜片2501)对应待显示的投影画面中的一个像素。图像信号通过处理后可以转换成0、1这样的数字代码，响应于这些数字代码，微小反射镜片2501可以摆动。控制每个微小反射镜片2501在开状态和 关状态分别持续的时间，来实现一帧图像中每个像素的灰阶。这样，数字微镜器件250可以对照明光束进行调制，进而实现投影画面的显示。微小反射镜片2501的开状态为光源装置10发出的照明光束经微小反射镜片2501反射后可以进入镜头30时，微小反射镜片2501所处且可以保持的状态。微小反射镜片2501的关状态为光源装置10发出的照明光束经微小反射镜片2501反射后未进入镜头30时，微小反射镜片2501所处且可以保持的状态。

图6为根据一些实施例的激光投影设备中光源装置、光机和镜头的又一种光路图。在一些实施例中，如图6所示，镜头30包括多片透镜组合，通常按照群组进行划分，分为前群、中群和后群三段式，或者前群和后群两段式。前群是靠近激光投影设备1出光侧(如，图6中镜头30沿着N方向远离光机20的一侧)的镜片群组，后群是靠近光机20出光侧(如，图6中镜头30沿着N方向的反方向靠近光机20的一侧)的镜片群组。镜头30可以是变焦镜头，或者为定焦可调焦镜头，或者为定焦镜头。

在一些实施例中，激光投影设备1为超短焦投影设备，镜头30为超短焦投影镜头。镜头30的投射比通常小于0.3，比如0.24。投射比越小，说明在相同投影距离的情况下，激光投影设备1的投影画面越大。投射比小的超短焦镜头在保证投影效果的同时，能够适应较狭窄的空间。这样，该激光投影设备1可以以较小的投射比实现大尺寸的投影显示。

为了便于叙述，本公开一些实施例主要以光源装置10时序性地输出三基色光、光机20中光调制器件为数字微镜器件250、以及镜头30为超短焦投影镜头为例进行说明，然而，这并不能理解为对本公开的限制。

图7A为根据一些实施例的一种光导管的入光口处的光斑的示意图，图7B为根据一些实施例的一种光导管的入光口处的另一种光斑的示意图。

在相关技术中，激光光束在传播过程中经过多个光学元件。由于激光光束在快轴和慢轴方向上的发散速度不同，因此，经过多个光学元件后的激光光束在光导管210的入光口处形成的光斑的形状呈椭圆形。而为了匹配数字微镜器件250以及投影画面的形状，光导管210的入光口的形状通常呈矩形，从而激光光束形成的光斑的形状与光导管210的入光口的形状不匹配，导致光导管210对激光光束的利用率较低，影响投影画面的显示效果。

并且，在光学系统包括凸透镜和凹透镜的情况下，所述凸透镜和所述凹透镜之间存在球差(Spherical Aberration)，导致经过所述凸透镜和所述凹透镜后的激光光束形成的光斑的光强不均匀。该光斑的光强呈高斯分布(Gaussian distribution)。如，光斑的中心位置的光强较大，而其边缘位置的光强较小，影响投影画面的显示效果。需要说明的是，球差是由于透镜的中心区域和透镜的边缘区域对光线的会聚能力不同而造成的。

为了解决上述问题，通常设置扩散片以匀化激光光束。虽然所述扩散片对激光光束进行了匀化，但是，经过所述扩散片后的激光光束在通过多个光学元件后形成的光斑仍大致呈椭圆形，所述扩散片无法精确地整形光斑的形状，该光斑的形状仍与光导管210的入光口的形状不匹配。例如，如图7A所示，光导管210的入光口P1呈矩形。入光口P1的形状、与经过所述扩散片后的激光光束在该入光口P1处形成的第三光斑P2的形状不匹配。第三光斑P2的靠近外边缘的部分无法进入光导管210，导致一部分激光光束损失，光导管210对激光光束的利用率较低。并且，不同颜色的激光光束合束后形成的光斑存在光圈分界现象，第三光斑P2与入光口P1的形状不匹配的现象容易导致光斑的光圈分界现象更为明显。

需要说明的是，光斑的光圈分界现象是指当三种颜色的激光光束(或荧光)在合束后，合束后的各个颜色激光光束(或荧光)的光斑具有明显的边界。例如，合束后的光束的光斑的外圈呈现红色。沿从外向内的方向光斑的颜色依次呈现紫、蓝、黄等不同颜色。此时，三种颜色的激光光束(或荧光)在合束后形成的光斑的颜色分布不均匀。

为此，本公开提供了一种光源装置10。通过在光源装置10中设置微透镜阵列13，以匀化入射的激光光束，提高该激光光束形成的光斑的质量。并且，该微透镜阵列13在匀化入射的激光光束的同时还可以整形该激光光束，提高光源装置10发出的照明光束(激光光束和荧光)与光导管210的入光口的匹配度，以及该照明光束形成的光斑的色度均匀性，从而有效地提高 了激光投影设备1的投影画面的显示效果。上述微透镜阵列13将在后文中描述。

下面详细描述根据本公开一些实施例的光源装置10。

图8为根据一些实施例的一种光源装置的结构图。

在一些实施例中，如图8所示，光源装置10包括激光器11、微透镜阵列13、合光部件12、第一透镜组14以及荧光轮15。激光器11、微透镜阵列13、合光部件12、第一透镜组14以及荧光轮15沿第二方向Y依次排布。

激光器11被配置为发出激光光束。例如，激光器11发出蓝色激光光束。

在一些实施例中，激光器11的出光方向(如第二方向Y)垂直于荧光轮15的受光面153。荧光轮15的受光面153所在的平面平行于第一方向X。需要说明的是，本公开一些实施例以第一方向X与第二方向Y相交，且第一方向X垂直于第二方向Y为例进行说明。当然，该第一方向X与第二方向Y的夹角也可以为钝角或锐角。

在一些实施例中，光源装置10可以包括一个激光器11。该激光器11可以发出一束激光光束，也可以发出多束激光光束。例如，激光器11为多芯片激光二极管(Multi-Chip Laser Diode，MCL)型的激光器，且该MCL型的激光器包括多个阵列排布的激光芯片。激光器11发出的一束激光光束可以指一个激光芯片发出的激光光束或多个激光芯片发出的激光光束。激光器11发出的多束激光光束可以指多个激光芯片发出的多束激光光束。如，激光器11包括14个激光芯片，14个激光芯片按照7×2的阵列排布，从而激光器11可以发出14束激光光束。当然，光源装置10也可以包括多个激光器11，多个激光器11分别发出多束激光光束。

在一些实施例中，激光器11中的多个激光芯片可以在同一时间发光。此时，激光器11的多个激光芯片同时发光，该激光器11发出的激光光束的亮度较高，该激光光束在通过光源装置10中的各个光学元件后的亮度也较高，从而可以激发荧光轮15发出较高亮度的荧光。这样，激光投影设备1进行投影时得到的图像的亮度较高，提高了激光投影设备1的显示效果。

当然，激光器11中的多个激光芯片也可以在不同时间发光。例如，多个激光芯片分为第一激光芯片和第二激光芯片。所述第一激光芯片和所述第二激光芯片交替发光。此时，由于同一时间仅该激光器11中的部分激光芯片发光，故发出的激光光束的光束较细，并且该激光光束在通过光源装置10中的各个光学元件后的光束也较细。这样，经过各个光学元件后的激光光束可以全部通过光源装置10的出光口射出，避免光线的浪费，提高了光学利用率。另外，由于该激光器11中的激光芯片无需持续发光，故可以采用脉冲电流为激光芯片供电，而脉冲电流的能量较高，因此激光芯片可以发出亮度较高的激光光束。且激光芯片无需持续发光，提高了该激光器11中激光芯片的使用寿命。

由于激光器11的激光芯片发出的激光光束在快轴上发散的速度大于在慢轴上发散的速度，因此，该激光光束在快轴和慢轴上具有不同的发散角度，从而该激光光束的光斑呈椭圆形。为了使该激光光束以近似平行的光束入射至后续光路中，如图8所示，激光器11的出光面110处设置有准直透镜111，以准直所述激光芯片发出的激光光束。这样，经准直透镜111准直的激光光束可以以近似平行的光束从激光器11出射，且该激光光束形成的光斑的尺寸较小，利于提高激光光束的利用率。然而，经准直透镜111准直的激光光束在快轴和慢轴上具有不同的发散特性。例如，在经过准直透镜111准直后，该激光光束在慢轴上发散的速度大于在快轴上发散的速度。这样，该激光光束在微透镜阵列13处形成的光斑在慢轴上的尺寸大于该光斑在快轴上的尺寸，从而该激光光束在微透镜阵列13处形成的光斑呈椭圆形。

图9为根据一些实施例的一种微透镜阵列的结构图，图10为图9中框A的局部放大图。例如，如图9所示，在激光器11发出多束激光光束的情况下，多束激光光束照射在微透镜阵列13上形成多个第一光斑7，且多个第一光斑7分别呈椭圆形。如图10所示，第一光斑7包括第一区域71以及第二区域72，且第二区域72包围第一区域71。第一区域71为第一光斑7的中间区域，第二区域72为第一光斑7的周边区域。第一光斑7的光强呈高斯分布，第一光斑7在第一区域71内的光强较高，在第二区域72内的光强较低。

在此情况下，如图8所示，微透镜阵列13位于激光器11的出光侧，且被配置为增加入射 的激光光束在慢轴和快轴方向上的发散角度，以匀化和整形入射的激光光束。经过微透镜阵列13后的激光光束的光斑光强分布均匀，且该光斑的形状与光导管210的入光口的形状相匹配。

图11为根据一些实施例的另一种微透镜阵列的结构图，图12为根据一些实施例的激光光束经微透镜阵列后形成的光斑的示意图。例如，如图11和图12所示，微透镜阵列13包括第一基板130和多个微透镜131。第一基板130所在的平面垂直于激光器11的出光方向(如第二方向Y)，多个微透镜131设置在第一基板130的远离激光器11的表面或者设置在第一基板130的靠近激光器11的表面上、且阵列排布。此时，该微透镜阵列13为单面微透镜阵列。

当一束激光光束经过微透镜阵列13时，多个微透镜131可以将该激光光束分束成多束激光光束，并使该多束激光光束分别以一定的发散角度发散，从而匀化入射至微透镜阵列13的激光光束。需要说明的是，单面微透镜阵列仅匀化入射的激光光束，且匀化后的激光光束并不能直接成像于荧光轮15。如，经单面微透镜阵列匀化后的激光光束经第一透镜组14会聚至荧光轮15的受光面153上，并在荧光轮15上形成尺寸较小、光强均匀的光斑。

在本公开一些实施例中，通过设置单面微透镜阵列，可以提高激光光束对荧光轮15中的荧光材料的激发效果，提高了的光源装置10发出的照明光束的质量。并且，单面微透镜阵列可以接收并匀化的大角度的入射光，降低了激光器11的出光角度的限制，减小了光损失，提高了光线利用率。当然，本公开一些实施例中的微透镜阵列13也可以为双面微透镜阵列。这里，双面微透镜阵列的相对的两各表面上的微透镜131的曲面半径可以相等，且经双面微透镜阵列匀化后的激光光束可以直接成像于荧光轮15。

以下以微透镜阵列13采用单面微透镜阵列为例进行说明。

入射至微透镜131的激光光束沿该微透镜131在二维空间上的两个不同方向进行不同角度的发散，以使该激光光束在经微透镜131发散后在不同的维度方向上具有不同的发散角度。这里，不同的维度方向可以指激光光束在快轴和慢轴上的方向，也可以指微透镜131在二维空间上的两个不同方向。需要说明的是，该二维空间可以指平行于第一基板130的平面。

在一些实施例中，在光导管210的入光口呈矩形的情况下，经微透镜阵列13发散后的激光光束的在慢轴和快轴方向上的发散角度的比值、正相关于光导管210的入光口的长宽比。例如，微透镜131在第一基板130上的正投影呈矩形。经微透镜131发散后的激光光束的在微透镜131的长边方向的发散角度、大于该激光光束在短边方向上的发散角度。如图12所示，经微透镜阵列13发散后的激光光束的第二光斑8在微透镜131的长边方向上的第一最大间距L1大于第二光斑8在微透镜131的短边方向上的第二最大间距L2。

这里，微透镜131的长边方向为第二光斑8的发散角度较大的方向，微透镜131的短边方向为第二光斑8的发散角度较小的方向。需要说明的是，第一最大间距L1与第二最大间距L2的比值小于预设阈值，以匹配投影画面的形状比例，避免投影画面的形状过度扁长。另外，图12中微透镜131的长边方向和短边方向、可以与激光光束的慢轴和快轴方向相同或者不同。如，在激光光束的慢轴方向与微透镜131的长边方向相同、以及激光光束的快轴方向与微透镜131的短边方向相同的情况下，微透镜131对激光光束在慢轴方向上的发散角度大于微透镜131对激光光束在快轴方向上的发散角度。这样，呈椭圆形的第一光斑7在经过微透镜阵列13后可以变为近似矩形的第二光斑8，以匹配光导管210的入光口的形状。当然，激光光束的慢轴方向也可以与微透镜131的短边方向相同，微透镜131的长边方向与激光光束的快轴方向相同。

在本公开一些实施例中，在激光光束的传输过程中，若激光光束处于非聚焦状态，则该激光光束具有一定的发散角度和一定的尺寸(如该激光光束形成的光斑的尺寸)。微透镜阵列13可以改变激光光束的发散角度，使激光光束在不同方向上形成不同的发散角度，且不同方向上的发散角度的比值正相关于光导管210的入光口的长宽比。这样，当经过微透镜阵列13后的激光光束传播至光导管210的入光口处时，该激光光束在入光口处的光斑的形状可以与光导管210的入光口的形状相匹配。例如，在激光光束在入光口处的光斑、以及光导管210的入光口分别呈矩形的情况下，该光斑的长宽比正相关于微透镜131在长边方向和短边方向上对激光光束的发散角度的比值。如图7B所示，在微透镜131在长边方向和短边方向上对激光光束 的发散角度的比值等于光导管210的入光口的长宽比的情况下，第四光斑P3的长宽比与光导管210的入光口P1的长宽比相等。这样，可以减少光损，提高光导管210对入射的激光光束的利用率，并且避免了入光口P1处光斑的光圈分界现象造成的色度不均匀问题。

在一些实施例中，如图10所示，多个微透镜131包括多个第一微透镜1311和多个第二微透镜1312。多个第一微透镜1311对应第一区域71，多个第二微透镜1312对应第二区域72。并且，第一微透镜1311的匀光能力高于第二微透镜1312的匀光能力。例如，如图10所示，根据第一区域71的尺寸，设置相应数量的第一微透镜1311，以使多个第一微透镜1311形成的第一匀光区域13A覆盖第一区域71。根据第二区域72的尺寸，设置相应数量的第二微透镜1312，以使多个第二微透镜1312形成的第二匀光区域13B覆盖第二区域72。第一匀光区域13A的匀光能力大于第二匀光区域13B的匀光能力即可。

在一些实施例中，第一微透镜1311的尺寸小于第二微透镜1312的尺寸。这样，在第一匀光区域13A和第二匀光区域13B尺寸相同的情况下，第一匀光区域13A内微透镜131的数量大于第二匀光区域13B内微透镜131的数量，从而第一匀光区域13A分束的激光光束的数量大于第二匀光区域13B分束的激光光束的数量，第一匀光区域13A的匀光能力大于第二匀光区域13B的匀光能力。需要说明的是，微透镜131的尺寸可以指微透镜131的受光面(即微透镜131被激光光束照射的部分)的面积。如，在微透镜131的受光面呈矩形的情况下，微透镜131的尺寸指该受光面的长度与宽度的乘积。匀光区域(第一匀光区域13A和第二匀光区域13B)的尺寸可以指该匀光区域内的多个微透镜131在第一基板130上的正投影的面积。

在一些实施例中，在第一光斑7的中心靠近第一光斑7的边缘的方向上，第一微透镜1311的尺寸或第二微透镜1312的尺寸中的至少一个增大。例如，位于第一区域71中心处的第一微透镜1311的尺寸、小于位于第一区域71边缘处的第一微透镜1311的尺寸。这样，沿第一光斑7的中心朝靠近第一光斑7的边缘的方向上，微透镜131的尺寸增大，可以匹配光强呈高斯分布的第一光斑7，进一步提高微透镜阵列13对第一光斑7的匀光效果。

在一些实施例中，第一微透镜1311对激光光束的发散角度大于第二微透镜1312对激光光束的发散角度。例如，通过调整微透镜131的焦距或微透镜131的矩形受光面的长宽比，可以控制微透镜131对激光光束的发散角度。

在一些实施例中，如图11所示，微透镜阵列13还包括扩散层132(如扩散膜或扩散片)，扩散层132被配置为发散入射的激光光束。扩散层132可以覆盖第一基板130的远离激光器11的表面或靠近激光器11的表面，或者，扩散层132仅设置在第一基板130的对应第一光斑7的第一区域71的表面上。这样，扩散层132可以对第一光斑7的中心区域进行再次匀化，使得经过微透镜阵列13的光斑的光强分布更为均匀。

在本公开一些实施例中，通过设置多个第一微透镜1311和多个第二微透镜1312以分别对应第一光斑7的不同区域，可以针对性地对第一光斑7的不同区域进行匀光处理。并且，通过调整微透镜阵列13的结构，可以使对应第一区域71的第一微透镜1311的匀光能力高于对应第二区域72的第二微透镜1312的匀光能力，从而匹配第一光斑7的光强分布特点，降低第一光斑7的不同区域光强分布的差异性，提高微透镜阵列13的匀光效果。另外，通过设置较大尺寸的第二微透镜1312，可以提高微透镜阵列13对第一光斑7的外边缘部分的利用率，使位于第一光斑7的外边缘处的激光光束可以入射至微透镜131上、并在经微透镜131发散后入射至荧光轮15上，进一步提高了激光光束的利用率。

如图8所示，合光部件12位于微透镜阵列13的远离激光器11的一侧，且合光部件12相对于激光器11的出光方向(第二方向Y)倾斜设置。合光部件12包括反射区121以及透射区122，且反射区121和透射区122交替排布。反射区121被配置为反射入射的激光光束和荧光，透射区122被配置为透射入射的激光光束。

在一些实施例中，合光部件12为分体件。图13为根据一些实施例中的合光部件的结构图。如，如图13所示，合光部件12包括反射部1210和透射部1220。反射部1210位于反射区121，透射部1220位于透射区122。反射部1210被配置为反射入射的激光光束和荧光。透射部1220 被配置为透射来自激光器11的激光光束，且反射与该激光光束的颜色不同的激光光束和荧光。

例如，在激光器11发出蓝色激光光束的情况下，透射部1220为二向色镜，该二向色镜透射蓝色激光光束，反射其他颜色的激光光束和荧光。反射部1210可以为反射镜，或表面镀有全反射膜的镜片，以反射所有波段的激光光束和荧光，从而提高光线(如激光光束和荧光)的利用率。所述反射镜和所述二向色镜相连接以形成合光部件12。需要说明的是，透射部1220也可以为通孔或透明镜片，以透射来自激光器11的激光光束。

当然，在一些实施例中，合光部件12也可以为一体件。图14为根据一些实施例的另一种合光部件的结构图。例如，如图14所示，合光部件12包括第三基板120、第一镀膜123和第二镀膜124。第三基板120可以为透明基板。第一镀膜123和第二镀膜124设置在第三基板120上。第一镀膜123位于反射区121，以反射入射的激光光束和荧光。第一镀膜123可以为全波段反射膜，或者，第一镀膜123为针对红色光波段、绿色光波段和蓝色光波段中至少一种波段的反射膜。第二镀膜124位于透射区122，且第二镀膜124被配置为透射来自激光器11的激光光束，且反射与该激光光束的颜色不同的激光光束和荧光。例如，第二镀膜124为二向色膜。

当然，反射区121也可以直接采用反光材料制作而成，透射区122也可以直接采用具有二向色性的材料制备而成。在此情况下，可以无需设置反射膜和二向色膜。

图15为根据一些实施例的另一种光源装置的结构图，图16为根据一些实施例的又一种光源装置的结构图。相比于图8，图15和图16中的合光部件12包括多个反射区121和多个透射区122。在一些实施例中，如图8所示，合光部件12包括一个反射区121和一个透射区122。反射区121靠近荧光轮15，透射区122靠近激光器11。

当然，在一些实施例中，合光部件12也可以包括多个反射区121和多个透射区122，且多个透射区122间隔排布。例如，如图15和图16所示，合光部件12包括第一反射区121A、第二反射区121B、第一透射区122A和第二透射区122B。第一反射区121A、第一透射区122A、第二反射区121B和第二透射区122B依次交替排布。第一反射区121A靠近荧光轮15，第二透射区122B靠近激光器11。激光器11发出第一激光光束S1和第二激光光束S2，以分别入射至第一透射区122A和第二透射区122B。需要说明的是，由于多个透射区122间隔排布，因此，入射至多个透射区122的多束激光光束也可以间隔排布。在此情况下，微透镜阵列13中的多个微透镜131分为不同区域，且该不同区域间隔排布，以分别对应间隔排布的多束激光光束。例如，如图9所示，在激光器11发出第一激光光束S1和第二激光光束S2的情况下，微透镜阵列13分为间隔设置两部分。另外，在合光部件12包括一个反射部1210的情况下，多个反射区121可以为该反射部1210的不同部分。在合光部件12包括多个反射部1210的情况下，多个反射区121可以分别与多个反射部1210对应。

在一些实施例中，如图15和图16所示，入射至多个透射区122的多束激光光束中的任意两束激光光束在第一透镜组14上形成的光斑关于第一透镜组14的光轴H不对称。并且，该多束激光光束不经过第一透镜组14的光轴H。如，第一激光光束S1和第二激光光束S2分别入射至第一透射区122A和第二透射区122B。第一激光光束S1和第二激光光束S2分别透过第一透射区122A和第二透射区122B、并入射至第一透镜组14。第一激光光束S1在第一透镜组14上形成的光斑与第二激光光束S2在第一透镜组14上形成的光斑，相对于第一透镜组14的光轴H不对称。也就是说，第一透镜组14上的第一激光光束S1照射的位置、与第一透镜组14上的第二激光光束S2照射的位置，相对于第一透镜组14的光轴H不对称。例如，如图15和图16所示，第一激光光束S1相比于第二激光光束S2更靠近第一透镜组14的光轴H。当然，在一些实施例中，第一激光光束S1在第一透镜组14上形成的光斑中的任意位置、与第二激光光束S2在第一透镜组14上形成的光斑中的任意位置，也可以关于光轴H不对称。

这样，根据反射定律，当第一激光光束S1和第二激光光束S2关于第一透镜组14的光轴H非对称时，第一激光光束S1经荧光轮15反射后的光路不与第二激光光束S2的光路重叠，且第二激光光束S2经荧光轮15反射后的光路也不与第一激光光束S1的光路重叠，避免了荧光轮15反射的激光光束中的大部分入射至透射区122而导致光损。并且，由于激光光束沿光 轴H入射至第一透镜组14时不会有任何光学特性的变化。因此，若透射区122透射的激光光束沿第一透镜组14的光轴H穿过第一透镜组14射向荧光轮15，则从荧光轮15反射的激光光束也会沿第一透镜组14的光轴H穿过第一透镜组14再射向透射区122，从而激光光束无法到达合光部件12的反射区121，且不会被反射区121反射至光源装置10的出光口。因此，在一些实施例中，激光器11发出的激光光束需要射向第一透镜组14中除光轴H之外的区域。

需要说明的是，第一激光光束S1和第二激光光束S2可以为独立的两束激光光束，或者为一束激光光束中的两部分，或者，为激光器11发出的多束激光光束中的任意两束激光光束。

在一些实施例中，透射区122的面积可以小于反射区121的面积。例如，合光部件12中所有透射区122的总面积小于所有反射区121的总面积，或者，每个透射区122的面积小于其相邻的反射区121的面积，或者，每个透射区122的面积小于每个反射区121的面积。需要说明的是，合光部件12中的透射区122的面积仅需满足能够透过入射的激光光束即可。

在一些实施例中，如图15和图16所示，第一反射区121A与第二透射区122B的形状和尺寸相同，且相对于合光部件12的中心轴线F对称。第二反射区121B与第一透射区122A的形状和尺寸相同，且相对于合光部件12的中心轴线F对称。第一反射区121A在荧光轮15的受光面153上的至少一部分正投影与第二透射区122B在荧光轮15的受光面153上的至少一部分正投影关于光轴H对称，第二反射区121B在荧光轮15的受光面153上的至少一部分正投影与第一透射区122A在荧光轮15的受光面153上的至少一部分正投影关于光轴H对称。

这样，激光器11发出的第一激光光束S1经第一透射区122A透射至第一透镜组14，并经第一透镜组14会聚至荧光轮15。然后，该第一激光光束S1经荧光轮15反射后，大部分的第一激光光束S1可以入射至第二反射区121B。激光器11发出的第二激光光束S2经第二透射区122B透射至第一透镜组14，并经第一透镜组14会聚至荧光轮15。然后，该第二激光光束S2经荧光轮15反射后，大部分的第二激光光束S2可以入射至第一反射区121A。这样，减少了激光光束在经过透射区122和反射区121后的损失，提高了激光光束的利用率。并且，本公开提供的光源装置10中无需设置中继回路系统，仅使用一个合光部件12即可对激光光束和荧光的合束，光源装置10的架构紧凑，利于光源装置10的小型化。

需要说明的是，如果荧光轮15包括激光透射区，则需要额外设置由至少3个反射镜片组成的中继回路系统，从而将经过荧光轮15的激光透射区的激光光束反射至光源装置10的出光口。该中继回路的使用将使得光源装置10的光学元件增多，不利于激光投影设备1的小型化。由于合光部件12包括间隔排布的多个透射区122，因此，为了使激光器11发出的激光光束可以分别入射至多个透射区122，在一些实施例中，如图15所示，光源装置10还包括转折镜组18。转折镜组18位于激光器11和微透镜阵列13之间，且被配置为将激光器11发出的激光光束分束，以将该激光光束分成多束激光光束，并使所述多束激光光束与多个透射区122对应。并且，经转折镜组18分束后的激光光束的数量与透射区122的数量对应。例如，如图15所示，激光器11发出的激光光束经转折镜组18分束成两束激光光束，并分别反射至第一透射区122A以及第二透射区122B。例如，如图15所示，转折镜组18包括第一子转折镜组181和第二子转折镜组182。第一子转折镜组181包括第一转折镜片1811和第二转折镜片1812，且第一转折镜片1811和第二转折镜片1812互相平行设置。第一转折镜片1811将激光器11发出的部分激激光光束反射至第二转折镜片1812，第二转折镜片1812将入射的激光光束反射至第一透射区122A。第二子转折镜组182包括第三转折镜片1821和第四转折镜片1822，且第三转折镜片1821和第四转折镜片1822互相平行设置。第三转折镜片1821将激光器11发出的另一部分激激光光束反射至第四转折镜片1822，第四转折镜片1822将入射的激光光束反射至第二透射区122B。这样，转折镜组18可以将激光器11发出的激光光束分束成两束激光光束，并将该两束激光光束分别反射至第一透射区122A以及第二透射区122B。

需要说明的是，多个转折镜片与第二方向Y的夹角可以呈一定角度，以使经过两次反射后的激光光束仍然沿第二方向Y传播。另外，通过调整各个转折镜片的位置，可以调整分束得到的各束激光光束之间的间距，以匹配多个透射区122之间的间距，使得激光器11发出的 激光光束可以分入射至多个透射区122，减少光损失，提高激光光束的利用率。并且，还可以避免激光光束入射至第一透镜组14的光轴H，便于第一透镜组14对激光光束进行会聚。

当然，本公开一些实施例中的光源装置10并不局限于此。在一些实施例中，光源装置10也可以包括多个激光器11，多个激光器11与多个透射区122对应，以使多个激光器11发出的多束激光光束可以分别入射至多个透射区122。或者，如图16所示，光源装置10包括一个激光器11，且该激光器11发出多束激光光束，以对应多个透射区122。

本公开一些实施例以来自激光器11的、入射至合光部件12的激光光束的数量等于合光部件12中的透射区122的数量，且合光部件12中的透射区122与反射区121的数量相等为例进行说明。当然，合光部件12中的透射区122和反射区121的数量也可以大于激光器11发出的激光光束的数量，以使合光部件12在荧光轮15上的正投影可以覆盖第一透镜组14在荧光轮15上的正投影。例如，在激光器11发出两束激光光束的情况下，在图15所示的合光部件12的基础上，第二透射区122B的靠近激光器11的一侧还可以设置有一个反射区121，以使从第一透镜组14出射的激光光束和荧光最大程度上被合光部件12的反射区121反射至光源装置10的出光口，以提高激光光束和荧光的利用率。

图17为根据一些实施例的又一种光源装置的结构图。相比于图15，图17中的激光器11的出光方向(如图17中的第一方向X)平行于荧光轮15的受光面153。

前文主要以激光器11的出光方向垂直于荧光轮15的受光面153为例对转折镜组18进行说明。当然，在一些实施例中，激光器11的出光方向也可以平行于荧光轮15的受光面153。

例如，如图17所示，第一子转折镜组181包括第五转折镜片1813，且第二子转折镜组182包括第六转折镜片1823。激光器11与转折镜组18沿第一方向X依次排布，转折镜组18、微透镜阵列13、合光部件12、第一透镜组14和荧光轮15沿第二方向Y依次排布。

第五转折镜片1813和第六转折镜片1823分别被配置为反射激光器11发出的激光光束中的不同部分，以形成第一激光光束S1和第二激光光束S2。靠近激光器11的出光面110的第五转折镜片1813与合光部件12中的第一透射区122A对应，以将入射的激光光束反射至第一透射区122A。远离激光器11的出光面110的第六转折镜片1823与合光部件12中的第二透射区122B对应，以将入射的激光光束反射至第二透射区122B。如图17所示，第五转折镜片1813和第六转折镜片1823在第一方向X上的间距越大，经第五转折镜片1813和第六转折镜片1823分束后的两束激光光束之间的间距越大。这样，通过调整各个转折镜片在激光器11的出光方向上的间距，可以调整各个转折镜片射出的各束激光光束之间的间距。

在一些实施例中，每个转折镜片与激光器11的出光面110之间的距离包括：转折镜片的靠近激光器11的表面的任一点与激光器11的出光面110之间的最短距离。

如图17所示，第六转折镜片1823与激光器11的出光面110之间的最小距离D1大于第五转折镜片1813与激光器11的出光面110之间的最大距离D4。这样，第六转折镜片1823的靠近激光器11的表面的任一点、与激光器11的出光面110之间的距离，不等于第五转折镜片1813的靠近激光器11的表面的任一点、与激光器11的出光面110之间的距离。

例如，如图17所示，第六转折镜片1823与激光器11的出光面110之间的最短距离为D1，第六转折镜片1823与激光器11的出光面110之间的最大距离为D2。第五转折镜片1813与激光器11的出光面110之间的最短距离为D3，第五转折镜片1813与激光器11的出光面110之间的最大距离为D4，D1与D3以及D4均不相等，D4与D1以及D2均不相等。

在一些实施例中，在任意两个转折镜片中，一个转折镜片在激光器11的出光面110上的正投影的至少部分，与另一个转折镜片在激光器11的出光面110上的正投影不重叠。

在一些实施例中，至少转折镜片的朝向激光器11的出光面110的一侧的表面为反光面。例如，转折镜片的两个表面均为反光面，或者，仅转折镜片的朝向激光器11的出光面110的一侧的表面为反光面。

图18为根据一些实施例的又一种合光部件的结构图。相比于图14，图18中的合光部件12增加了增透膜125。在一些实施例中，如图18所示，合光部件12还包括增透膜125。增透 膜125设置在第三基板120的靠近激光器11的表面，且增透膜125被配置为增加合光部件12对激光光束的透过率。例如，增透膜125仅增加激光器11发出的激光光束(如蓝色激光光束)的透过率；或者，该增透膜125可以增加全波段的激光光束和荧光的透过率。

在一些实施例中，如图18所示，增透膜125覆盖第三基板120的靠近激光器11的表面。或者，增透膜125也可以仅设置在第三基板120的位于透射区122的表面上。这样，可以减小激光光束的损耗，提高激光光束的利用率。

如图8和图15所示，第一透镜组14位于合光部件12和荧光轮15之间。第一透镜组14被配置为会聚激光光束，以在荧光轮15的受光面153上形成较小的光斑。例如，第一透镜组14位于合光部件12的远离微透镜阵列13的一侧。第一透镜组14还被配置准直荧光轮15反射的激光光束和受激发出的荧光，以使荧光轮15反射的激光光束和受激发出的荧光入射至合光部件12。第一透镜组14包括凸透镜，且凸透镜的凸弧面朝合光部件12凸出。

在一些实施例中，第一透镜组14可以包括多个凸透镜，多个凸透镜可以沿合光部件12与荧光轮15的排布方向依次排布，且该多个凸透镜的光轴共线。这样，入射至第一透镜组14的激光光束可以精准地会聚在荧光轮15上，并且，荧光轮15反射的激光光束和受激发出的荧光可以精准地入射至合光部件12。例如，如图15所示，第一透镜组14包括第一凸透镜141和第二凸透镜142。第一激光光束S1和第二激光光束S2经过第一透镜组14后，第一激光光束S1和第二激光光束S2发生一定角度的折射、并会聚至荧光轮15上。例如，如图15所示，第一激光光束S1入射至第一凸透镜141上的位置C与其在荧光轮15上的会聚位置E的连线为第一连线CE，第一连线CE与第一透镜组14的光轴H之间的夹角呈锐角α。第二激光光束S2入射至第一凸透镜141上的位置D与其在荧光轮15上的会聚位置E的连线为第二连线DE，第二连线DE与第一透镜组14的光轴H之间的夹角呈锐角β。

由于第一透镜组14可以准直荧光轮15反射的激光光束和荧光轮15发出的荧光，因此，荧光轮15出射的激光光束和荧光以类似于朗伯体的形式经第一透镜组14准直后，可以以平行光的形式从第一透镜组14出射，并入射至合光部件12。需要说明的是，所述朗伯体可以指一种发光体，该发光体可以向四周各向同性地出射光线。

如图8和图15所示，荧光轮15位于第一透镜组14的远离合光部件12的一侧，且荧光轮15被配置为反射入射的激光光束，以及在入射的激光光束的照射下受激以发出荧光。图19为根据一些实施例的一种荧光轮的结构图。例如，如图19所示，荧光轮15包括激光区151以及荧光区152。激光区151和荧光区152围合以形成闭环形状(如环状)。激光区151被配置为反射入射的激光光束。荧光区152被配置为在入射的激光光束的照射下受激以发出荧光。需要说明的是，荧光轮15发出的荧光的颜色与激光器11发出的激光光束的颜色不同。

在一些实施例中，如图8和图19所示，光源装置10还包括转轴Z。荧光轮15可以绕转轴Z转动。例如，如图19所示，荧光轮15呈圆环状。转轴Z平行于第二方向Y，且转轴Z经过该圆环的圆心且垂直于荧光轮15的受光面153。荧光轮15可以绕转轴Z沿W方向或W方向的反方向转动。在荧光轮15的转动过程中，来自合光部件12的激光光束可以照射在荧光轮15中的不同区(如激光区151以及荧光区152)上。

当激光光束入射至激光区151时，激光区151反射该激光光束，且经激光区151反射的激光光束经第一透镜组14后入射至合光部件12。当激光光束入射至荧光区152时，荧光区152被该激光光束激发以发出荧光，且该荧光经第一透镜组14后入射至合光部件12。合光部件12的反射区121将入射的激光光束和荧光沿第一方向X反射至光源装置10的出光口。

在一些实施例中，荧光区152可以设置有绿色荧光材料、红色荧光材料或黄色荧光材料中的至少一种。荧光材料可以为荧光粉。每种颜色的荧光材料可以在激光光束的激发下发出对应颜色的荧光。例如，绿色荧光材料在激光光束的激发下发出绿色的荧光，红色荧光材料在激光光束的激发下发出红色的荧光，黄色荧光材料在激光光束的激发下发出黄色的荧光。

在一些实施例中，荧光区152包括子荧光区，每个子荧光区设置有一种颜色的荧光材料。

在一些实施例中，荧光区152包括多个子荧光区。例如，如图19所示，荧光区152包括 第一子荧光区1521和第二子荧光区1522。第一子荧光区1521和第二子荧光区1522中的一个设置有红色荧光材料，另一个设置有绿色荧光材料。在激光器11发出蓝色激光光束的情况下，激光区151可以反射蓝色激光光束，第一子荧光区1521和第二子荧光区1522在蓝色激光光束的照射下，受激以发出红色荧光和绿色荧光。这样，荧光轮15可以出射红绿蓝三原色光。

本公开一些实施例中以荧光区152中多个子荧光区的面积相等，且激光区151的面积与任意一个子荧光区的面积也相等为例进行说明。当然，多个子荧光区和激光区151的面积也可以不同，多个子荧光区和激光区151的面积可以根据其对应颜色的激光光束或荧光在所需得到的白光中的占比进行设计。例如，在激光器11发出蓝色激光光束、第一子荧光区1521采用红色荧光材料，第二子荧光区1522采用绿色荧光材料、且荧光轮15的转速不变的情况下，如果蓝色激光光束、红色荧光和绿色荧光以1:2:1的比例混合后可以得到白光，则激光区151的面积和第二子荧光区1522的面积相等，且第二子荧光区1522的面积为第一子荧光区1521的面积的一半。当然，激光器11发出的激光光束以及荧光轮15激发的荧光的颜色也可以为其它颜色。

需要说明的是，在激光器11中的激光芯片在不同时间发光的情况下，可以根据荧光轮15中激光区151与荧光区152的切换时序确定不同激光芯片的发光时间。如所述第一激光芯片发出的激光光束射向激光区151，所述第二激光芯片发出的激光光束射向荧光区152。并且，所述第二激光芯片也可以包括多个子激光芯片，以对应荧光区152中的多个子荧光区。并且，所述第一激光芯片与所述第二激光芯片的数量可以相同，也可以不同。

图20为根据一些实施例的另一种荧光轮的结构图。

在一些实施例中，如图20所示，荧光轮15包括第二基板150。第二基板150可以为反射基板。荧光轮15的激光区151和荧光区152位于该反射基板的靠近合光部件12的表面上。由于荧光区152受激发出的荧光以朗伯体的形式向各个方向出射，因此，通过反射基板，可以将荧光区152发出的部分荧光反射至合光部件12，从而使荧光区152的发光角度大致在0°～180°范围内，提高荧光的利用率。当然，荧光轮15的远离合光部件12的一侧也可以不透光。

由于荧光区152发出的荧光以及激光区151反射的激光光束可以大致覆盖第一透镜组14的靠近荧光轮15的整个表面。因此，从第一透镜组14射向合光部件12的光线(如激光光束或荧光)可以从第一透镜组14的靠近合光部件12的整个表面出射。经第一透镜组14准直后的激光光束或荧光的一部分入射至合光部件12的透射区122。在此情况下，合光部件12可以包括位于透射区122的二向色镜、或二向色膜，以在透射激光器11发出的激光光束的情况下反射来自荧光轮15的荧光，从而提高荧光的利用率。当然，在透射区122的面积较小的情况下，无需设置镀膜，也可以减少荧光因透过透射区122而造成的光损。

通常，人眼接收的蓝光波长与激光器11发出的蓝色激光光束的波长存在一定差异。例如，该蓝色激光光束偏紫，从而该蓝色激光光束形成的投影画面也偏紫，投影画面的颜色不均匀。

为解决该问题，在一些实施例中，荧光轮15的激光区151还被配置为在入射的激光光束的照射下，受激以发出第二荧光。该第二荧光与激光区151反射的激光光束混合，以调整激光区151反射的激光光束的波段范围。例如，在激光器11发出蓝色激光光束的情况下，激光区151反射蓝色激光光束，并在部分蓝色激光光束的照射下受激发出第二荧光(如绿色荧光)，从而改变激光区151反射的蓝色激光光束的波段范围。需要说明的是，从激光区151出射的光线为激光光束和第二荧光的混合光。并且，可以根据需要的激光光束的波段调整第二荧光的波段。此时，荧光轮15的荧光区152发出的荧光可以被称为第一荧光。

在此情况下，透射区122可以透射颜色与激光器11发出的激光光束相同的光线(如激光光束或荧光)，且反射与激光器11发出的激光光束颜色不同的光线。例如，在激光器11发出蓝色激光光束的情况下，透射区122可以透射经激光区151调和后的蓝色光线(即蓝色激光光束和第二荧光的混合光)，且反射荧光区152受激发出的第一荧光。当然，透射区122也可以反射与激光器11发出的激光光束颜色不同的所有颜色的光线。例如，该透射区122透射蓝色激光光束，且反射其他所有颜色的荧光(如第一荧光和第二荧光)，提高了光线的利用率。或者，透射区122也可以透射所有颜色的光线。

在一些实施例中，如图20所示，除第二基板150外，荧光轮15还包括第一调光部1511、第二调光部1512以及荧光部1520。荧光部1520位于荧光区152，且被配置为在入射的激光光束的照射下，受激发以发出所述第一荧光。第一调光部1511和第二调光部1512分别位于激光区151。第一调光部1511设置在第二基板150的靠近合光部件12的表面，且被配置为在入射的激光光束的照射下，受激以发出第二荧光。第二调光部1512的至少部分设置在第一调光部1511上，且被配置为反射入射的激光光束。由于第二调光部1512位于第一调光部1511的远离合光部件12的一侧，因此，当透过合光部件12的激光光束入射至荧光轮15的激光区151时，一部分激光光束被第二调光部1512反射，另一部分激光光束透过第二调光部1512入射至第一调光部1511，以激发第一调光部1511发出第二荧光。第二荧光与第二调光部1512反射的激光光束合光，从而改变激光区151反射的激光光束的波段。

在本公开一些实施例中，通过在荧光轮15的激光区151上设置第一调光部1511以及第二调光部1512，可以对激光区151反射的激光光束的波段进行调整，以使该激光光束的主波长发生变化，从而调整光源装置10的照明光束的颜色的纯度，提高投影画面的显示效果。例如，在激光器11发出455nm的蓝色激光光束的情况下，可以调整蓝色激光光束中靠近紫色波段的激光光束，以提高蓝色激光光束的色纯度，解决投影画面偏紫的问题。

在一些实施例中，通过改变第二调光部1512反射的激光光束与透过的激光光束的比例，可以调整激光区151反射的激光光束与发出的第二荧光的比例。如，第二调光部1512包括反射膜，通过改变该反射膜的反射率与透射率的比值，可以调整该反射膜反射的激光光束与第一调光部1511发出的第二荧光的比例，以改善激光器11发出的激光光束的偏色现象。第二调光部1512可以包括反射膜、二向色膜，或者是偏振膜等具有分光功能的膜片。基于上述第一调光部1511和第二调光部1512的结构，可以通过增加或减少第二调光部1512采用的膜片种类和膜片数量，调整激光器11发出的激光光束与第二荧光的比例，便于调整混光后光线的颜色。

当然，本公开一些实施例并不局限与此。图21为根据一些实施例的又一种荧光轮的结构图。相比于图20，图21中的第一调光部1511与第二调光部1512设置在荧光轮15的同一表面上。在一些实施例中，如图21所示，第一调光部1511与第二调光部1512分别设置在第二基板150上，且沿第二基板150的周向延伸。第一调光部1511位于第二调光部1512的一侧。当随着荧光轮15的转动，经第一透镜组14会聚的激光光束在荧光轮15上形成的光斑照射在激光区151时，该光斑中的一部分照射在第一调光部1511上以激发第一调光部1511发出第二荧光，该光斑中的另一部分照射在第二调光部1512上、并被第二调光部1512反射。

需要说明的是，在第二基板150呈圆形的情况下，由于第二基板150的边缘呈弧形，因此，第一调光部1511与第二调光部1512分别也呈弧形。当然，在第二基板150为其他形状的情况下，第一调光部1511与第二调光部1512也可以为其他形状。只要使经第一透镜组14会聚的激光光束可以随着荧光轮15的转动照射在第一调光部1511与第二调光部1512上即可。

在一些实施例中，光源装置10包括驱动部件，所述驱动部件被配置为驱动第一透镜组14沿第一方向X或第二方向Y中的至少一个方向在合光部件12和荧光轮15之间移动，以调整经第一透镜组14会聚的激光光束在荧光轮15上形成的光斑尺寸和位置，从而调整该光斑照射在第一调光部1511与第二调光部1512的面积。这样，可以调整激光区151反射的激光光束和发出的第二荧光的比例，便于调整激光区151反射的激光光束的波段。例如，所述驱动部件包括驱动电机。该驱动电机驱动第一透镜组14沿第二方向Y移动，以调节经第一透镜组14会聚的激光光束在荧光轮15上形成的光斑的尺寸。所述驱动电机驱动第一透镜组14沿第一方向X移动，以调节经第一透镜组14会聚的激光光束在荧光轮15上形成的光斑、与第二基板150的中心之间的距离，从而调节该光斑照射在第一调光部1511与第二调光部1512的面积的比例。

在本公开一些实施例中，通过使经第一透镜组14会聚的激光光束直接入射至第一调光部1511与第二调光部1512上，可以减少激光光束的损失，提高激光光束的利用率。并且，仅通过调整第一透镜组14的位置便可以调整光斑照射在第一调光部1511与第二调光部1512的面积的比例，无需调整第一调光部1511和第二调光部1512的结构，便于调整激光区151反射的 激光光束的波段。

在一些实施例中，如图15所示，光源装置10还包括第二透镜组16。第二透镜组16位于激光器11与微透镜阵列13之间，且第二透镜组16被配置为缩小入射的激光光束的光斑。第二透镜组16可以使射出第二透镜组16的激光光束的光束相比射入第二透镜组16的激光光束的光束更细。需要说明的是，虽然图15示出了第二透镜组16，但在一些实施例中，第二透镜组16是是可省略的。

在一些实施例中，第二透镜组16包括第一子透镜161和第二子透镜162。第一子透镜161为凸透镜，第二子透镜162为凹透镜。第一子透镜161和第二子透镜162沿第二方向Y依次排布。这样，第二透镜组16可以对激光器11发出的激光光束先会聚后发散，激光器11发出的激光光束以近似平行的光束入射至第二透镜组16后，仍可以以近似平行的光束从第二透镜组16出射，并且入射至合光部件12的激光光束平行于激光器11的出光方向(如第二方向Y)。例如，第二透镜组16为高倍率的望远镜系统，可以对激光光束进行较大程度的缩束。

需要说明的是，第二透镜组16的光轴G与第一透镜组14的光轴H可以不共线。这样，激光器11发出的激光光束可以关于第二透镜组16的光轴G对称，以使第二透镜组16对激光光束的进行相同程度的缩束。或者，第二透镜组16的光轴G与第一透镜组14的光轴H也可以共线。并且，由于第二透镜组16可以使射出第二透镜组16的激光光束的光束相比射入第二透镜组16的激光光束的光束更细。因此，微透镜阵列13以及合光部件12中的透射区122的尺寸可以较小，利于缩小合光部件12的体积以及光源装置10的小型化。

在一些实施例中，如图8所示，光源装置10还包括第三透镜组17。合光部件12和第三透镜组17沿第一方向X依次排布。第三透镜组17被配置为会聚合光部件12反射的激光光束和荧光，并将会聚后的激光光束和荧光经光源装置10的出光口入射至光导管210。需要说明的是，图8以第三透镜组17包括一个透镜为例进行说明。当然，本公开并不局限于此。

在一些实施例中，第三透镜组17可以为对称性较好的凸透镜，以对入射的激光光束或荧光的在各个方向上的发散角度进行均匀改变。例如，第三透镜组17将入射的激光光束或荧光的在各个方向上的发散角度分别缩小相同角度，以减小第三透镜组17对入射的激光光束或荧光的在不同方向上的发散角度之间差异性的影响。

在一些实施例中，如图15所示，光源装置10还包括滤色轮19。滤色轮19设置在第三透镜组17的出光侧，且滤色轮19被配置为对入射的激光光束和荧光进行滤色，以提高从光源装置10出射的照明光束的颜色的饱和度(Saturation)，以提高投影画面的显示效果。

前文主要以第一透镜组14和荧光轮15设置在合光部件12的远离激光器11的一侧为例进行说明。当然，本公开一些实施例并不局限于此。图22为根据一些实施例的又一种光源装置的结构图。相比于图15，图22中的第一透镜组14和荧光轮15的排布方向平行于第一方向X。

在一些实施例中，如图22所示，第一透镜组14以及荧光轮15分别设置在合光部件12的一侧。荧光轮15、第一透镜组14以及合光部件12沿第一方向X依次排布。经转折镜组18分束后的激光光束分别入射至多个反射区121，并经多个反射区121反射至第一透镜组14。经多个反射区121反射的激光光束经第一透镜组14会聚至荧光轮15上。入射至荧光轮15的激光光束经荧光轮15反射至第一透镜组14，或者，入射至荧光轮15的激光光束激发荧光轮15发出荧光，该荧光入射至第一透镜组14。第一透镜组14将来自荧光轮15的激光光束和荧光准直成平行光束，并入射至合光部件12。入射至合光部件12的激光光束和荧光透过合光部件12中的多个透射区122入射至光源装置10的出光口，以用于显示投影画面。需要说明的是，此时转折镜组18分束的激光光束与合光部件12中的多个反射区121对应设置，此处不再赘述。

本领域的技术人员将会理解，本发明的公开范围不限于上述具体实施例，并且可以在不脱离本申请的精神的情况下对实施例的某些要素进行修改和替换。本申请的范围受所附权利要求的限制。

Claims (20)

1. 一种激光投影设备，包括：

   光源装置，被配置发出照明光束；

   光机，被配置为将所述照明光束进行调制以获得投影光束；以及

   镜头，被配置为将所述投影光束进行成像；

   所述光源装置包括：

   激光器，被配置为发出多束激光光束；

   微透镜阵列，位于所述激光器的一侧，且被配置为匀化所述多束激光光束；

   合光部件，位于所述微透镜阵列的远离所述激光器一侧，且相对于所述激光器的出光方向倾斜设置，所述合光部件包括：

   至少一个反射区，被配置为反射入射的激光光束和荧光；以及

   至少一个透射区，被配置为透射所述激光器发出的多束激光光束，所述至少一个透射区与所述至少一个反射区交替排布；

   第一透镜组，位于所述合光部件的远离所述微透镜阵列的一侧，且被配置为会聚所述至少一个透射区透射的激光光束；以及

   荧光轮，位于所述第一透镜组的远离所述合光部件的一侧，所述荧光轮被配置为反射所述第一透镜组会聚的激光光束，以及在所述激光光束的照射下，受激以发出荧光；

   所述荧光轮反射的激光光束和所述荧光轮发出的荧光，经所述第一透镜组后分别入射至所述合光部件，并经所述合光部件反射至所述光源装置的出光口，从所述光源装置的所述出光口出射的激光光束和荧光构成所述照明光束。
2. 根据权利要求1所述的激光投影设备，其中，

   所述激光器发出的所述多束激光光束在所述微透镜阵列上形成多个第一光斑，且所述多个第一光斑中的每个第一光斑包括：

   第一区域；以及

   第二区域，所述第二区域包围所述第一区域；

   所述微透镜阵列包括：

   第一基板；以及

   多个微透镜，包括：

   多个第一微透镜，设置在所述第一基板上、且对应所述第一区域，所述多个第一微透镜形成第一匀光区域，所述第一匀光区域覆盖所述第一光斑的第一区域；以及

   多个第二微透镜，设置在所述第一基板上、对应所述第二区域，所述多个第二微透镜形成第二匀光区域，所述第二匀光区域覆盖所述第一光斑的第二区域，所述多个第一微透镜中的至少一个的匀光能力高于所述多个第二微透镜中的至少一个的匀光能力。
3. 根据权利要求2所述的激光投影设备，其中，所述多个第一微透镜的尺寸、小于所述多个第二微透镜的尺寸。
4. 根据权利要求2或3所述的激光投影设备，其中，在所述第一光斑的中心靠近所述第一光斑的边缘的方向上，所述多个第一微透镜或所述多个第二微透镜中的至少一个的尺寸增大。
5. 根据权利要求2至4中任一项所述的激光投影设备，其中，所述多个第一微透镜对入射的激光光束的发散角度、大于所述多个第二微透镜对入射的激光光束的发散角度。
6. 根据权利要求2至5中任一项所述的激光投影设备，其中，所述微透镜阵列还包括：

   扩散层，设置在所述第一基板的表面上，且对应所述第一区域设置，所述扩散层被配置为匀化入射的激光光束。
7. 根据权利要求1所述的激光投影设备，其中，

   所述光机包括：

   光导管，被配置为接收所述光源装置提供的照明光束，并对所述照明光束进行匀化，所述光导管的入光口呈矩形；

   所述微透镜阵列被配置为增加所述激光器发出的多束激光光束在慢轴和快轴方向上 的发散角度，以使经所述微透镜阵列后的激光光束在慢轴和快轴方向上的发散角度的比值、正相关于所述光导管的入光口的长宽比，所述微透镜阵列包括：

   第一基板；以及

   多个微透镜，设置在所述第一基板上、且阵列排布。
8. 根据权利要求7所述的激光投影设备，其中，

   所述激光器的出光面上设置有准直透镜，所述准直透镜被配置为准直所述激光器发出的多束激光光束，经所述准直透镜准直后的激光光束在快轴方向上的发散角度小于在慢轴方向上的发散角度；

   所述多个微透镜中的至少一个微透镜在慢轴方向上对所述激光光束的发散角度、大于所述至少一个微透镜在快轴方向上对所述激光光束的发散角度。
9. 根据权利要求7或8所述的激光投影设备，其中，所述多个微透镜中的至少一个微透镜在所述第一基板上的正投影呈矩形，所述至少一个微透镜在其长边方向上对激光光束的发散角度、大于所述至少一个微透镜在其短边方向上对激光光束的发散角度。
10. 根据权利要求1所述的激光投影设备，其中，所述荧光轮包括：

    荧光区，被配置为在入射的激光光束的照射下，受激以发出第一荧光；

    激光区，被配置为反射入射的激光光束，以及在入射的激光光束的照射下，受激以发出第二荧光，所述第二荧光与所述激光区反射的激光光束混合，以调整所述激光区反射的激光光束的波段。
11. 根据权利要求10所述的激光投影设备，其中，所述荧光轮还包括：

    第二基板，所述荧光区和所述激光区分别位于所述第二基板的靠近所述合光部件的表面，且所述荧光区与所述激光区围合成闭环；

    第一调光部，设置在所述第二基板的靠近所述合光部件的表面上、且位于所述激光区，所述第一调光部被配置为在入射的激光光束的照射下，受激以发出所述第二荧光；以及

    第二调光部，位于所述激光区，所述第二调光部的至少部分设置在所述第一调光部的远离所述第二基板的表面上，且所述第二调光部被配置为反射入射的激光光束，以及透射入射的激光光束中的至少一部分。
12. 根据权利要求10所述的激光投影设备，其中，所述荧光轮包括：

    第二基板，所述荧光区和所述激光区分别位于所述第二基板的靠近所述合光部件的表面，且所述荧光区与所述激光区围合成闭环；

    第一调光部，设置在所述第二基板的靠近所述合光部件的表面上、且位于所述激光区，所述第一调光部被配置为在入射的激光光束的照射下，受激以发出所述第二荧光；以及

    第二调光部，设置在所述第二基板的靠近所述合光部件的表面上、且位于所述激光区，所述第二调光部位于所述第一调光部的一侧，且所述第二调光部被配置为反射入射的激光光束。
13. 根据权利要求11或12所述的激光投影设备，其中，所述光源装置还包括：

    驱动部件，被配置为驱动所述第一透镜组在所述合光部件以及所述荧光轮之间移动，以调整经所述第一透镜组会聚的激光光束在所述荧光轮上形成的光斑的尺寸和位置，从而调整所述光斑照射在所述第一调光部和所述第二调光部的面积的比例。
14. 根据权利要求1至13中任一项所述的激光投影设备，其中，

    所述至少一个反射区包括多个反射区；

    所述至少一个透射区包括多个透射区，所述多个反射区和所述多个透射区交替排布；其中

    入射至所述多个透射区的多束激光光束中的任意两束激光光束在所述第一透镜组上形成的光斑关于所述第一透镜组的光轴非对称。
15. 根据权利要求14所述的激光投影设备，其中，

    所述激光器被配置为发出第一激光光束和第二激光光束；

    所述多个反射区包括第一反射区和第二反射区，且所述多个透射区包括第一透射区和第二透射区，所述第一反射区、所述第一透射区、所述第二反射区、以及所述第二透射区 依次交替排布，所述第一反射区靠近所述荧光轮，所述第二透射区靠近所述激光器；其中

    所述第一激光光束经所述第一透射区透射至所述第一透镜组，所述第二激光光束经所述第二透射区透射至所述第一透镜组。
16. 根据权利要求15所述的激光投影设备，其中，

    所述第一反射区与所述第二透射区的形状和尺寸相同，且所述第一反射区与所述第二透射区相对于所述合光部件的中心轴线对称，所述第二反射区与所述第一透射区的形状和尺寸相同，且所述第二反射区与所述第一透射区相对于所述合光部件的中心轴线对称。
17. 根据权利要求14所述的激光投影设备，其中，所述光源装置还包括：

    转折镜组，位于所述微透镜阵列与所述激光器之间，所述转折镜组被配置为将所述激光器发出的多束激光光束分成两束或更多束激光光束，所述两束或更多束激光光束与所述多个透射区对应。
18. 根据权利要求1或14所述的激光投影设备，其中，所述合光部件中的所述至少一个透射区的面积小于所述至少一个反射区的面积。
19. 根据权利要求1至18中任一项所述的激光投影设备，其中，所述光源装置还包括：

    第二透镜组，位于所述微透镜阵列和所述激光器之间，所述第二透镜组被配置为缩小从所述激光器发出的多束激光光束的光斑；

    第三透镜组，位于所述合光部件的出光侧，所述第三透镜组被配置为会聚经所述合光部件反射的激光光束和荧光；以及

    滤色轮，设置在所述第三透镜组的出光侧，所述滤色轮被配置为对入射的激光光束和荧光进行滤色。
20. 一种激光投影设备，包括：

    光源装置，被配置发出照明光束；

    光机，被配置为将所述光源装置发出的照明光束进行调制以获得投影光束；以及

    镜头，被配置为将所述投影光束进行成像；

    所述光源装置包括：

    激光器，被配置为发出多束激光光束；

    微透镜阵列，位于所述激光器的一侧，且被配置为匀化所述多束激光光束；

    合光部件，位于所述微透镜阵列的远离所述激光器一侧，且相对于所述激光器的出光方向倾斜设置，所述合光部件包括：

    至少一个反射区，被配置为反射所述激光器发出的多束激光光束；以及

    至少一个透射区，被配置为透射入射的激光光束和荧光，所述至少一个透射区与所述至少一个反射区交替排布；

    第一透镜组，位于所述合光部件的一侧，且被配置为会聚所述至少一个反射区反射的激光光束；以及

    荧光轮，位于所述第一透镜组的远离所述合光部件的一侧，所述荧光轮被配置为反射所述第一透镜组会聚的激光光束，以及在所述激光光束的照射下，受激以发出荧光；

    所述荧光轮反射的激光光束和所述荧光轮发出的荧光，经所述第一透镜组后分别入射至所述合光部件，并经所述合光部件中的至少一个透射区透射至所述光源装置的出光口，从所述光源装置的所述出光口出射的激光光束和荧光构成所述照明光束。