CN217982111U - 一种光源系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光源系统，包括激光光源，用于发出激光束；透射式散射元件，用于透射并散射所述激光光源发出的激光束；收集透镜，用于对所述透射式散射元件透射的激光束进行收集；以及反射式散射元件，经过所述收集透镜收集的激光束斜入射至所述反射式散射元件，并被所述反射式散射元件反射并散射。本申请对激光束具有较好的消散斑效果且令出射的激光束具有较好的光斑均匀性，出射的激光束和入射的激光束相互避开互不干扰，有利于减小光源系统的体积。

Description

一种光源系统

技术领域

本申请属于光学技术领域，更具体地说，是涉及一种光源系统。

背景技术

目前，随着投影技术水平的不断提高，人们已经在投影亮度、克服环境光、视角范围等方面显著提升了观看体验。此外，投影仪因其显示尺寸大、投影位置灵活等优点，已经将应用环境从影院延伸至家庭应用环境。由于激光具有亮度高、颜色纯、定向发光、能耗底等许多优点，激光应用在投影显示领域将会有明显的技术优势，但是激光一个明显的问题就是散斑现象特别严重，而投影、显示对显示画面的要求特别高，因此，如何解决激光散斑现象严重成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种光源系统，以解决现有技术中激光散斑现象严重的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种光源系统，包括激光光源，用于发出激光束；透射式散射元件，用于透射并散射所述激光光源发出的激光束；收集透镜，用于对所述透射式散射元件透射的激光束进行收集；以及反射式散射元件，经过所述收集透镜收集的激光束斜入射至所述反射式散射元件，并被所述反射式散射元件反射并散射。

可选地，所述激光光源为红色激光器、绿色激光器或蓝色激光器中的一种。

可选地，所述反射式散射元件连接有驱动件，所述驱动件用于驱动所述反射式散射元件作周期性运动。

可选地，所述反射式散射元件为圆盘结构，所述驱动件为马达，所述驱动件用于驱动所述反射式散射元件转动。

可选地，所述反射式散射元件为长条结构，所述驱动件为气缸，所述驱动件用于驱动所述反射式散射元件来回移动。

可选地，所述反射式散射元件包括反射式基板和散射层，所述散射层设置在所述反射式基板上。

可选地，所述激光光源包括第一激光器、第二激光器和第三激光器，所述第一激光器、所述第二激光器和所述第三激光器分别分时地发出第一激光束、第二激光束和第三激光束，所述第一激光束、所述第二激光束和所述第三激光束的波长各不相同。

可选地，所述反射式散射元件为圆盘结构，所述反射式散射元件连接有驱动件，所述驱动件为马达，所述驱动件用于驱动所述反射式散射元件转动。

可选地，所述反射式散射元件设置有第一散射区、第二散射区和第三散射区，所述第一散射区的散射角度小于所述第二散射区的散射角度，所述第二散射区的散射角度小于所述第三散射区的散射角度；所述第一激光束的光学扩展量大于所述第二激光束的光学扩展量，所述第二激光束的光学扩展量大于所述第三激光束的光学扩展量；所述第一散射区用于反射并散射所述第一激光束，所述第二散射区用于反射并散射所述第二激光束，所述第三散射区用于反射并散射所述第三激光束。

可选地，所述光源系统还包括反射元件、第一合光元件和第二合光元件，所述反射元件用于反射所述第一激光束，所述第一合光元件用于透射所述第一激光束并反射所述第二激光束，所述第二合光元件用于透射所述第一激光束、透射所述第二激光束并反射所述第三激光束。

本申请实施例至少具有以下有益效果：由于激光束在传播过程中先后经过了两次散射，而且透射式散射元件增加了激光束的面分布，反射式散射元件散射并反射出去的激光束增加了角分布，因此对激光束具有较好的消散斑效果且令出射的激光束具有较好的光斑均匀性；另外，通过使斜入射至反射式散射元件，令反射的激光束可以斜出射，即反射式散射元件入射的激光束和出射的激光束构成V字型分布，使出射的激光束和入射的激光束相互避开互不干扰，且有利于减小光源系统的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中光源系统的一种结构示意图；

图2为本申请实施例中光源系统的另一种结构示意图；

图3为本申请实施例中光源系统的另一种结构示意图；

图4为本申请实施例中光源系统的另一种结构示意图；

图5为本申请实施例中反射式透射元件的一种结构示意图。

其中，图中各标记为：

1、激光光源；11、第一激光器；12、第二激光器；13、第三激光器；2、透射式散射元件；3、收集透镜；4、反射式散射元件；41、第一散射区；42、第二散射区；43、第三散射区；44、驱动件；5、反射镜；61、反射元件；62、第一合光元件；63、第二合光元件。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本申请实施例公开了一种光源系统，如图1所示，光源系统包括激光光源1、透射式散射元件2、收集透镜3和反射式散射元件4。其中，激光光源1用于发出激光束；该激光束经过透射式散射元件2，透射式散射元件2用于透射并散射该激光束；然后，该激光束经过收集透镜3，收集透镜3用于对该激光束进行收集；再然后，该激光束反射式散射元件4斜入射至所述反射式散射元件4，所述反射式散射元件4用于反射并散射该激光束；最后，该激光束可以经过收集透镜3被再次收集，再经过反射镜5改变方向并对外输出。

本申请实施例提供的光源系统，激光束在传输过程中先后经过了透射式散射元件2收集透镜3和反射式散射元件4。激光束经过透射式散射元件2进行第一次消散斑，透射式散射元件2增加激光束的面分布(可以理解为激光束光斑变大)，而收集透镜3改变激光束的传播方向，令激光束能够斜入射至反射式散射元件4的表面，且收集透镜3还可以对激光束进行收集，使激光束聚焦在反射式散射元件4的表面并具有较小的光斑面积，基于光学扩展量守恒原理，经过反射式散射元件4散射并反射出去的激光束的角分布增加(可以理解为激光束的光锥角变大)，激光束经过反射式散射元件4进行第二次消散斑。

上述光源系统中，由于激光束在传播过程中先后经过了两次散射(透射式散射和反射式散射)，而且透射式散射元件2增加了激光束的面分布，反射式散射元件4散射并反射出去的激光束增加了角分布，因此对激光束具有较好的消散斑效果且令出射的激光束具有较好的光斑均匀性；另外，通过使斜入射至反射式散射元件4，令反射的激光束可以斜出射，即反射式散射元件4入射的激光束和出射的激光束构成V字型分布，使出射的激光束和入射的激光束相互避开互不干扰，且有利于减小光源系统的体积。

在其中一些实施例中，如图1和图2所示，激光光源1为红色激光器、绿色激光器或蓝色激光器中的一种，即激光光源1持续地发出单一波长的红色激光束、绿色激光束或蓝色激光束。激光光源1也可以是其它颜色的激光器，并持续地发出单一波长的其它颜色激光束。

在其中一些实施例中，如图1所示，透射式散射元件2可以固定地设置，即与激光光源1相对保持固定；反射式散射元件4也可以固定地设置，即与激光光源1相对保持固定。这样有利于减小光源系统的体积和占用空间。

由于收集透镜3对激光束进行收集，使激光束聚焦在反射式散射元件4的表面并具有较小的光斑面积，将令反射式散射元件4的表面的热量聚集。在其中一些实施例中，如图2所示，反射式散射元件4连接有驱动件44，驱动件44用于驱动反射式散射元件4作周期性运动。通过驱动件44驱动反射式散射元件4作周期性运动，可以令激光束不聚焦在反射式散射元件4表面的某一固定位置，从而增加反射式散射元件4的散热效果。

为实现反射式散射元件4作周期性运动，在其中一些实施例中，如图2所示，反射式散射元件4为圆盘结构，驱动件44为马达，驱动件44用于驱动所述反射式散射元件4转动。为实现反射式散射元件4作周期性运动，在其中一些实施例中，反射式散射元件4为长条结构，驱动件44为气缸，驱动件44用于驱动所述反射式散射元件4来回移动。

在其中一些实施例中，反射式散射元件4包括反射式基板和散射层，散射层设置在反射式基板上。反射式基板可以是镀有反射膜的铝基板，具有良好的反射和散热效果；散射层可以是高斯散射层或微透镜阵列，可对激光束角度分布进行正交两个方向上独立的扩大。

在其中一些实施例中，如图3和图4所示，激光光源1包括第一激光器11、第二激光器12和第三激光器13，第一激光器11、第二激光器12和第三激光器13分别分时地发出第一激光束、第二激光束和第三激光束，第一激光束、第二激光束和第三激光束的波长各不相同。例如，第一激光束为红色激光束，第二激光束为绿色激光束、第三激光束为蓝色激光束；在0至t1时间段，第一激光器11开启，第二激光器12和第三激光器13关闭，在t1至t2时间段，第二激光器12开启，第一激光器11和第三激光器13关闭，在t2至t3时间段，第三激光器13开启，第一激光器11和第二激光器12关闭，如此不断循环，实现第一激光束、第二激光束和第三激光束分时地发出。

在其中一些实施例中，如图4所示，反射式散射元件4为圆盘结构，反射式散射元件4连接有驱动件44，驱动件44为马达，驱动件44用于驱动反射式散射元件4转动，以增加反射式散射元件4的散热效果。

在其中一些实施例中，如图5所示，反射式散射元件4设置有第一散射区41、第二散射区42和第三散射区43，第一散射区41的散射角度小于第二散射区42的散射角度，第二散射区42的散射角度小于第三散射区43的散射角度；第一激光束的光学扩展量大于第二激光束的光学扩展量，第二激光束的光学扩展量大于第三激光束的光学扩展量；第一散射区41用于反射并散射第一激光束，第二散射区42用于反射并散射第二激光束，第三散射区43用于反射并散射第三激光束，使得经过反射式散射元件4反射并散射后出射的第一激光束、第二激光束、第三激光束具有相同的光学扩展量，以提高匀光效果。

在其中一些实施例中，如图3和图4所示，光源系统还包括反射元件61、第一合光元件62和第二合光元件63，反射元件61用于反射第一激光束，第一合光元件62用于透射第一激光束并反射第二激光束，第二合光元件63用于透射第一激光束、透射第二激光束并反射第三激光束。例如，第一激光束为红色激光束，第二激光束为绿色激光束、第三激光束为蓝色激光束；反射元件61为反射红色激光束的反光镜，第一合光元件62为透射红色激光束并反射绿色激光束的二向色片，第二合光元件63为透射红色激光束、透射绿色激光束并反射蓝色激光束的二向色片。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光源系统，其特征在于，包括：

激光光源，用于发出激光束；

透射式散射元件，用于透射并散射所述激光光源发出的激光束；

收集透镜，用于对所述透射式散射元件透射的激光束进行收集；以及

反射式散射元件，经过所述收集透镜收集的激光束斜入射至所述反射式散射元件，并被所述反射式散射元件反射并散射。

2.根据权利要求1所述的一种光源系统，其特征在于，所述激光光源为红色激光器、绿色激光器或蓝色激光器中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种光源系统，其特征在于，所述反射式散射元件连接有驱动件，所述驱动件用于驱动所述反射式散射元件作周期性运动。

4.根据权利要求3所述的一种光源系统，其特征在于，所述反射式散射元件为圆盘结构，所述驱动件为马达，所述驱动件用于驱动所述反射式散射元件转动。

5.根据权利要求3所述的一种光源系统，其特征在于，所述反射式散射元件为长条结构，所述驱动件为气缸，所述驱动件用于驱动所述反射式散射元件来回移动。

6.根据权利要求1所述的一种光源系统，其特征在于，所述反射式散射元件包括反射式基板和散射层，所述散射层设置在所述反射式基板上。

7.根据权利要求1所述的一种光源系统，其特征在于，所述激光光源包括第一激光器、第二激光器和第三激光器，所述第一激光器、所述第二激光器和所述第三激光器分别分时地发出第一激光束、第二激光束和第三激光束，所述第一激光束、所述第二激光束和所述第三激光束的波长各不相同。

8.根据权利要求7所述的一种光源系统，其特征在于，所述反射式散射元件为圆盘结构，所述反射式散射元件连接有驱动件，所述驱动件为马达，所述驱动件用于驱动所述反射式散射元件转动。

9.根据权利要求8所述的一种光源系统，其特征在于，所述反射式散射元件设置有第一散射区、第二散射区和第三散射区，所述第一散射区的散射角度小于所述第二散射区的散射角度，所述第二散射区的散射角度小于所述第三散射区的散射角度；所述第一激光束的光学扩展量大于所述第二激光束的光学扩展量，所述第二激光束的光学扩展量大于所述第三激光束的光学扩展量；所述第一散射区用于反射并散射所述第一激光束，所述第二散射区用于反射并散射所述第二激光束，所述第三散射区用于反射并散射所述第三激光束。

10.根据权利要求7所述的一种光源系统，其特征在于，所述光源系统还包括反射元件、第一合光元件和第二合光元件，所述反射元件用于反射所述第一激光束，所述第一合光元件用于透射所述第一激光束并反射所述第二激光束，所述第二合光元件用于透射所述第一激光束、透射所述第二激光束并反射所述第三激光束。

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