CN218887796U - 激光器及投影光源 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光器及投影光源，属于光电技术领域。所述激光器包括底板、多个管壁、多组发光芯片和多个准直镜组；不同组发光芯片发出的激光颜色不同；该多个管壁与该多组发光芯片均位于底板上；管壁呈环状，该多个管壁与该多组发光芯片一一对应，每个管壁包围对应的一组发光芯片；每组发光芯片均沿第一方向排成一排；该多个准直镜组与该多个管壁一一对应，每个准直镜组位于对应的管壁远离底板的一侧；每个准直镜组包括多个准直透镜，该多个准直透镜与该准直镜组对应的管壁包围的各个发光芯片一一对应，每个准直透镜位于对应的发光芯片发出的激光的传输路径上。本申请解决了激光器的出光准直度较低的问题。本申请用于发光。

Description

激光器及投影光源

本申请实施例要求于2022年3月14日提交的申请号为202210246346.4，发明名称为“激光器及投影光源”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，特别涉及一种激光器及投影光源。

背景技术

随着光电技术的发展，激光器被广泛应用，对激光器的出光要求也越来越高。

图1是相关技术提供的一种激光器的结构示意图。如图1所示，激光器00包括：底板001、环状的侧壁002、多个导电引脚003、多个发光芯片004和准直镜组005。其中，侧壁002与发光芯片004均固定于底板001上，且侧壁002包围该多个发光芯片004。该多个发光芯片004可以包括至少两类发光芯片，不同类发光芯片发出的激光颜色不同。该多个导电引脚003贯穿侧壁002，以向发光芯片004传输电流。该准直镜组005包括一体成型的多个准直透镜T，该多个准直透镜T与该多个发光芯片004一一对应，每个发光芯片004发出的激光传输至对应的准直透镜T，进而被该准直透镜T准直后出射。

在组装准直镜组005时，需要将各个准直透镜T与对应的发光芯片004进行对准。相关技术中，在进行准直镜组005的对准时产生误差的可能性较大，进而导致激光器00的出光准直度较低。

实用新型内容

本申请提供了一种激光器及投影光源，可以解决激光器的出光准直度较低的问题。该技术方案包括：

一方面提供了一种激光器，激光器包括：底板、多个管壁、多组发光芯片和多个准直镜组；不同组发光芯片发出的激光颜色不同；

多个管壁与多组发光芯片均位于底板上；管壁呈环状，多个管壁与多组发光芯片一一对应，每个管壁包围对应的一组发光芯片；多组发光芯片中每组发光芯片均沿第一方向排成一排；

多个准直镜组与多个管壁一一对应，每个准直镜组位于对应的管壁远离底板的一侧；每个准直镜组包括多个准直透镜，多个准直透镜与准直镜组对应的管壁包围的各个发光芯片一一对应，每个准直透镜位于对应的发光芯片发出的激光的传输路径上。

另一方面，提供了一种投影光源，投影光源包括：上述激光器，以及合光镜组、会聚透镜和匀光部件；

合光镜组位于激光器的出光侧，合光镜组、会聚透镜和匀光部件沿目标方向依次排布；

合光镜组用于将激光器发出的激光混合后沿目标方向射向会聚透镜，会聚透镜用于将射入的激光会聚至匀光部件，匀光部件用于将射入的激光匀化后射出。

再一方面，提供了一种投影光源，该投影光源包括至少两个激光器以及合光镜组、扩散部件和匀光部件；合光镜组用于将至少两个激光器发出的激光合光，并射向扩散部件；扩散部件用于对合光光束进行角度扩散并入射至匀光部件进行匀光后输出；其中，每个激光器的合光均为三色激光。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请中，激光器包括多组发光芯片、多个管壁和多个准直镜组，每个准直镜组位于对应的管壁远离底板的一侧，以对该管壁包围的各个发光芯片发出的激光进行准直。在进行激光器的制备时，仅需针对每组发光芯片分别进行该组发光芯片对应的准直镜组的对准即可。由于将激光器中的发光芯片分别置于多个管壁中，故每个管壁中的发光芯片数量较少。进而，准直镜组中的各个准直透镜与对应的发光芯片的对准效果较好，可以保证准直镜组对对应的管壁中的各个发光芯片发出的激光进行较好地对准准直，可以提高激光器发出的激光的准直度。以及，本申请的激光器还易于实现小型化的封装结构。

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是相关技术提供的一种激光器的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种激光器的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种激光器的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的再一种激光器的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的又一种激光器的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种投影光源的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的另一种投影光源的合光结构示意图；

图8是本申请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，激光器的应用越来越广泛，例如激光器可以作为激光投影设备或激光电视的光源。目前对于激光器的发光效果、小型化以及可靠性等方面的要求也越来越高。本申请实施例提供了一种激光器，可以提高激光器发出的激光的准直度，保证激光器的发光效果，且可以一定程度地利于激光器的小型化，以及提高激光器的可靠性和使用灵活性。

图2是本申请实施例提供的一种激光器的结构示意图，图3是本申请实施例提供的另一种激光器的结构示意图，图3可以为图2所示的激光器的截面a-a’的示意图。请结合图2和图3，激光器10可以包括底板101、多个环状的管壁102、多组发光芯片103和多个准直镜组104。本申请实施例中以激光器10包括两个管壁102，两组发光芯片103和两个准直镜组104为例进行示意。可选地，激光器10中管壁102的数量、发光芯片103的组数以及准直镜组104的数量也可以为3、4或者其他值，本申请实施例不做限定。

其中，该多个管壁102与该多组发光芯片103均位于底板101上。该多个管壁102与该多组发光芯片103一一对应，每个管壁102包围对应的一组发光芯片103。该多组发光芯片103中不同组发光芯片103发出的激光颜色不同。每组发光芯片103可以包括多个发光芯片103，每组中的多个发光芯片103可以均沿第一方向排成一排。如该第一方向也即是图2与图3中的y方向。

该多个准直镜组104与该多个管壁102一一对应，每个准直镜组104位于对应多个管壁102远离底板101的一侧。每个准直镜组104可以包括多个准直透镜T，该多个准直透镜T与该管壁102包围的多个发光芯片103一一对应，每个准直透镜T位于对应的发光芯片103发出的激光的传输路径上。可选地，在底板101上，每个准直透镜T的正投影可以覆盖对应的发光芯片103的正投影。

需要说明的是，发光芯片103发出的激光为锥形光，具有一定的发散角度。若激光持续以该发散角度传输，则激光形成的光斑会越来越大，其能量会越来越发散，较难进行后续的激光利用。本申请实施例中可以通过准直镜组104对发光芯片103发出的激光进行准直后再出射。对光线进行准直也即是对该光线的发散角度进行调整，使调整后的光线接近平行光。每个发光芯片103发出的激光可以沿远离底板101的方向(如z方向)传输，进而射向对应的准直透镜T，之后被该准直透镜T准直后射出，以实现激光器10的出光。

本申请实施例中每个准直镜组104中的各个准直透镜T可以一体成型。示例地，准直镜组104大致呈板状，该准直镜组104靠近底板101的一面为平面，远离底板101的一面具有多个凸弧面，该多个凸弧面中每个凸弧面所在的部分均为一个准直透镜T。准直镜组104中的各个准直透镜T可以依据设计规则中规定好的尺寸以及间距形成。

激光器10中的各个发光芯片103可以贴装于与准直透镜T的设计规则相匹配的装贴位置。发光芯片103的贴装过程中有较大可能出现贴装误差，也即是实际贴装位置与设计好的贴装位置存在些许偏差。在组装准直镜组104时，需将每个准直镜组104中的各个准直透镜T与对应的发光芯片103进行对准，以使每个发光芯片103发出的激光尽可能全部射入对应的准直透镜T。

本申请实施例中，由于在激光器10多个管壁102的包围区域中分别设置多组发光芯片103，并对每组发光芯片103采用对应的准直镜组104进行准直。如此即使某一组发光芯片103的贴装位置存在误差，也不会对其他组发光芯片103的准直效果造成影响。且每个准直镜组104可以对应较少数量的发光芯片103，故可以较容易保证准直镜组104中各个准直透镜T与对应的发光芯片103的对准。进而各个发光芯片103发出的激光可以较多地射向对应的准直透镜T，可以提高激光器10发出的激光的准直度。

综上所述，本申请实施例提供的激光器可以包括多组发光芯片、多个管壁和多个准直镜组，每个准直镜组位于对应的管壁远离底板的一侧，以对该管壁包围的各个发光芯片发出的激光进行准直。在进行激光器的制备时，仅需针对每组发光芯片分别进行该组发光芯片对应的准直镜组的对准即可。由于将激光器中的发光芯片分别置于多个管壁中，故每个管壁中的发光芯片数量较少。进而，准直镜组中的各个准直透镜与对应的发光芯片的对准效果较好，可以保证准直镜组对各个发光芯片发出的激光进行较好地准直，可以提高激光器发出的激光的准直度。

可选地，管壁102与底板101可以通过钎焊的方式进行固定，而在钎焊的过程中会产生较高的热量，会导致管壁102与底板101中会产生热应力。若该热应力较大，则管壁102与底板101可能会发生损伤。本申请实施例中，激光器10中的多个管壁102可以与底板101分时固定。如可以在一个管壁102焊接在底板101上，且该管壁102与底板101均冷却后，再在底板101上焊接另一个管壁102。

如此，由于每个管壁102的体积较小，每个管壁102与底板101的接触面积较小。由于两物体焊接时的热应力与该两物体的接触面积正相关，因此，在底板101上分时焊接各个管壁102时，每次焊接产生的热应力较小。且在前一个管壁102焊接完毕焊接后一个管壁102时，前一个管壁102与底板101之间产生的应力可以基本得以释放，进而可以降低管壁102与底板101在焊接时由于热应力而损伤的风险。

另外，本申请实施例中激光器10中设置独立的多个管壁102，且在各个管壁102中进行发光芯片103的设置。如此相当于将激光器10模块化，每个管壁102所在部分相当于一个小激光器。进而可以灵活地进行激光器10的结构更改，在不同的应用场景中灵活地调整激光器10的结构，提高激光器10的使用灵活性。

请继续参考图3，激光器10还可以包括多个热沉105和多个反射棱镜106。该多个热沉105和该多个反射棱镜106可以均与激光器10中的各个发光芯片103一一对应。每个发光芯片103位于对应的热沉105上，热沉105用于辅助对应的发光芯片103散热。热沉105的材料可以包括陶瓷。每个反射棱镜106位于对应的发光芯片103的出光侧。发光芯片103可以向对应的反射棱镜106发出激光，反射棱镜106可以将该激光朝远离底板101的方向(如z方向)反射向相应的准直透镜T。

可选地，激光器10还可以包括多个透光密封层108。每个透光密封层108位于一个管壁102远离底板101的一侧，用于密封该管壁102远离底板101一侧的开口，以与管壁102和底板101共同围成密封空间。可选地，透光密封层108的边缘区域可以直接与管壁102远离底板101的表面固定。或者，激光器还可以包括密封框，透光密封层可以通过该密封框实现与管壁的固定，本申请未对此种方式进行示意。如将透光密封层的边缘与密封框的内边缘固定，将密封框的外边缘与管壁远离底板的表面固定，进而实现透光密封层与管壁的固定。

可选地，激光器10也可以不包括透光密封层108，而由准直镜组104直接与管壁102远离底板101的表面固定。如此，准直镜组104与管壁102和底板101共同围成密封空间。

可选地，激光器10中的各个管壁102均可以呈方环状。每个管壁102在底板101上的正投影可以均呈长方形或者大致呈长方形。如该正投影可以呈圆角长方形或倒角长方形。圆角长方形也即是将长方形的角更改为圆角所得的形状，倒角长方形也即是将长方形的角更改为倒角所得的形状。

示例地，如图2所示，管壁102在底板101上的正投影呈长方形。该长方形的长度方向为第一方向，也即y方向；宽度方向为第二方向，也即x方向。该第一方向垂直第二方向。该第一方向也可以为管壁102的长度方向，该第二方向也可以为管壁102的宽度方向。z方向可以为管壁102的高度方向。z方向垂直x方向，且垂直y方向。可选地，对于管壁102也可以宽度方向为第一方向，长度方向为第二方向，本申请实施例不做限定。

可选地，激光器10中的多个管壁102可以沿第二方向依次排布。由于该第二方向为管壁102的宽度方向，各个管壁102沿第二方向依次排布可以保证激光器10整体的形状较为方正，便于存放、运输及使用。可选地，该多个管壁102也可以沿第一方向依次排布，本申请实施例不做限定。如在管壁102的宽度方向为第一方向，长度方向为第二方向时，该多个管壁102可以沿第一方向依次排布。

可选地，每个管壁102包围的发光芯片103发出的激光的慢轴可以均平行第一方向，也即是该管壁102中发光芯片103的排布方向。需要说明的是，激光在不同的光矢量方向上的传输速度会存在差异，传输速度快的光矢量方向为快轴，即角度发散较快的方向为快轴，传播速度慢的光矢量方向为慢轴，即角度发散较慢的方向为慢轴方向，快轴垂直于慢轴。在本示例中，快轴方向平行于第二方向，即多个管壁的宽度方向。其中，第一方向和第二方向构成的屏幕相对于发光芯片103的出光面平行。激光在快轴上的发散角度大于在慢轴上的发散角度，如在快轴上的发散角基本是在慢轴上的发散角度的3倍以上。

本申请实施例中，发光芯片103以发出的激光的慢轴作为排布方向进行排布。由于该方向上激光的发散角度较小，故在避免相邻发光芯片103发出的激光干扰重叠的基础上，发光芯片103之间的距离可以较小，管壁102包围的区域中发光芯片103的设置密度可以较大。进而，在与相关技术的激光器设置相同数量的发光芯片103时，本申请中管壁102的体积可以更小，激光器10的体积也可以相应地更小，有利于激光器的小型化。

本申请实施例中不同组发光芯片103发出的激光颜色均不同，每组发光芯片103均可以包括多个发光芯片103，在具体实施时，当激光器包括多组发光芯片时，一组发光芯片可以发出同一颜色的激光，另一组发光芯片可以发出不同颜色的激光。以及在一些实施例中，每组发光芯片103中的发出相同颜色的激光的多个发光芯片103相邻排列。在一些实施例中，每组发光芯片103中的发光芯片103与发出不同颜色的激光的发光芯片103相邻排列。

下面对激光器10中的各组发光芯片103进行具体介绍。

在一种可选方式中，每组发光芯片103中的各个发光芯片103均用于发出同一颜色的激光。示例地，图4是本申请实施例提供的再一种激光器的结构示意图。激光器10可以包括三组发光芯片，该三组发光芯片分别位于依次排布的三个管壁102中。其中，第一组发光芯片均为红色发光芯片103a，用于发出红色激光；第二组发光芯片均为绿色发光芯片103b，用于发出绿色激光；第三组发光芯片均为蓝色发光芯片103c，用于发出蓝色激光。红色发光芯片103a的数量可以大于绿色发光芯片103b的数量，且可以大于蓝色发光芯片103c的数量。如红色发光芯片103a的数量为5，绿色发光芯片103b的数量为4，蓝色发光芯片103c的数量为3。

可选地，激光器10中发光芯片的组数也可以为2、4或其他值，发光芯片也可以为黄色、紫色或其他颜色的发光芯片，各发光芯片的数量也可以进行调整，本申请实施例不做限定。如可以依据需要激光器提供的各色激光分量的配比来相应地设置各色发光芯片的数量。若需要较多的蓝色分量，则可以设置更多的蓝色发光芯片；若需要较多的绿色分量，则可以设置更多的绿色发光芯片。

在另一种可选方式中，激光器10的多组发光芯片103中存在至少一组发光芯片103包括至少两类发光芯片。每类发光芯片用于发出一种颜色的激光，且不同类发光芯片发出的激光颜色不同。

示例地，图5是本申请实施例提供的又一种激光器的结构示意图。图5可以为图2的俯视图，图3也可以为图5所示的激光器的界面a-a’的示意图。如图5所示，激光器10可以包括两组发光芯片。其中一组发光芯片包括第一类发光芯片，另一组发光芯片包括第二类发光芯片和第三类发光芯片。该第一类发光芯片、第二类发光芯片和第三类发光芯片发出的激光的波长依次递减，该三类发光芯片用于分别发出不同颜色的激光。如该第一类发光芯片、第二类发光芯片和第三类发光芯片依次分别为：红色发光芯片103a，绿色发光芯片103b和蓝色发光芯片103c，该三类发光芯片依次分别用于发出红色激光、绿色激光和蓝色激光。该红色发光芯片103a单独被一个管壁102包围，该绿色发光芯片103b和蓝色发光芯片103c被同一个管壁102包围。

可选地，第一类发光芯片的数量可以大于第二类发光芯片的数量，且大于第三类发光芯片的数量。可选地，第一类发光芯片的数量可以等于或小于所述第二类发光芯片与所述第三类发光芯片的数量和。

在一些实施例中，第一类发光芯片的数量小于第二类发光芯片与第三类发光芯片的数量和，且第二类发光芯片的数量大于所述第三类发光芯片的数量。

在一些实施例中，第一类发光芯片中各个发光芯片发出的激光的波长相差4nm至10nm。第一类发光芯片发出红色激光。

如图5中红色发光芯片103a的数量为5，绿色发光芯片103b的数量为3，蓝色发光芯片103c的数量为2。此时，红色发光芯片103a的数量等于绿色发光芯片103b和蓝色发光芯片103c的数量和。相应地，如图2所示，两个准直镜组104均包括5个准直透镜T。或者，也可以设置红色发光芯片103a的数量为5，绿色发光芯片103b的数量为3，蓝色发光芯片103c的数量为3。或者，红色发光芯片103a的数量为4，绿色发光芯片103b的数量为3，蓝色发光芯片103c的数量为2。并且，可以相应地调整准直镜组104中准直透镜T的数量。此时，红色发光芯片103a的数量小于绿色发光芯片103b和蓝色发光芯片103c的数量和。

需要说明的是，各类发光芯片的数量也可以基于具体需求进行相应的调整，本申请实施例对发光芯片的数量不做限定。可选地，激光器10中也可以存在一组发光芯片包括三类或者更多类发光芯片，或者也可以存在多组发光芯片包括至少两类发光芯片，本申请实施例不做限定。

可选地，请继续参考图2至图5，本申请实施例中激光器10还可以包括多个供电引脚107。该多个供电引脚107位于底板101上各个管壁102的包围区域外。该多个供电引脚107连通外部电源，且可以与各个管壁102包围的发光芯片103电连接，进而实现向各个发光芯片103传输电流，触发各个发光芯片103发出激光。该多个供电引脚107可以位于激光器10中该多个管壁102的同一侧。如此可以便于各个管壁102包围的发光芯片103进行统一的电流供应，便于各个管壁102及对应的发光芯片103的设置。

该多个供电引脚107可以包括多个正极引脚和至少一个负极引脚。正极引脚用于与外部电源的正极连接，负极引脚用于与外部电源的负极连接。每个发光芯片103均与一个正极引脚和一个负极引脚电连接。

可选地，激光器10中的至少两组发光芯片103连接相同的负极引脚，且连接不同的正极引脚，也即该至少两组发光芯片103共用负极引脚。且每个正极引脚仅连接用于发出同一颜色激光的发光芯片，也即是同一类发光芯片连接同一正极引脚，不同类发光芯片连接不同的正极引脚。由于不同类发光芯片发出相应颜色的激光所需的电流大小不同，故需要向不同类发光芯片施加不同的电流，不同类发光芯片连接的正极引脚和负极引脚中需要有至少一个引脚不同。当各个发光芯片均共用负极引脚时，便不能再共用正极引脚。

示例地，如图4与5所示，激光器10包括四个供电引脚107，该四个供电引脚中三个供电引脚为正极引脚，剩余一个供电引脚为负极引脚。该负极引脚与激光器中的各个发光芯片均电连接。该三个正极引脚用于分别与红色发光芯片103a、绿色发光芯片103b和蓝色发光芯片103c电连接，以分别向对应的发光芯片传输电流。

可选地，激光器10中的至少两类发光芯片也可以连接相同的正极引脚，且连接不同的负极引脚，也即该至少两类发光芯片共用正极引脚。或者，任意两类发光芯片连接不同的正极引脚，且连接不同的负极引脚，也即各类发光芯片均不共用供电引脚。

可选地，同一组发光芯片中的同一类发光芯片可以串联。如可以在该类发光芯片中的各个发光芯片之间采用打线工具设置导线，以对各个发光芯片进行串联。可选地，该导线可以为金线，该导线与其他部件的固定工艺也可以称为金线键合工艺。

请继续参考图4和图5，本申请实施例中激光器10还可以包括多个供电端子109。每个管壁102上可以具有至少两个开孔(图中未标出)，该供电端子109可以通过相应的开孔穿入管壁102，进而供电端子109的部分被管壁102包围，部分位于管壁102的包围区域之外。供电端子109可以起到将管壁102包围区域中的部件与管壁102外的部件连通的作用。可以在发光芯片与供电端子被管壁102包围的部分之间设置导线，以将发光芯片连通至管壁102外部。

每组发光芯片中每类发光芯片可以对应两个供电端子109，一个供电端子109用于与正极引脚连接，另一个供电端子109用于与负极引脚连接。该类发光芯片的两端分别连接该两个供电端子109。若一组发光芯片中的多类发光芯片共用一个负极引脚或者共用一个正极引脚，则该多类发光芯片也可以共用一个供电端子109，该供电端子109与共用的供电引脚107连接。可选地，激光器10的底板101中可以嵌入有传输电路，该传输电路可以用于连接供电端子109及对应的供电引脚107。

示例地，图4中每组发光芯片仅包括一类发光芯片，且该类发光芯片均串联，故每个管壁102上可以均固定有两个供电端子109。每个管壁102上固定的两个供电端子109中一个与该组发光芯片对应的正极引脚连接，另一个与各组发光芯片共用的负极引脚连接。图5中位于左侧的管壁102中仅设置有一类发光芯片，也即红色发光芯片103a，该管壁102上固定有两个供电端子109。位于右侧的关闭102中设置有两类发光芯片，分别为绿色发光芯片103b和蓝色发光芯片103c。且该两类发光芯片共用一个供电端子，故该管壁102上可以固定有三个供电端子109。

可选地，同一组发光芯片103中共用同一供电引脚107的不同类发光芯片，也可以对应不同的两个供电端子109，如图5中的绿色发光芯片103b和蓝色发光芯片103c相互靠近的一端，也可以分别连接至两个不同的供电端子109，本申请实施例未对此种方式进行示意。

综上所述，本申请实施例提供的激光器可以包括多组发光芯片、多个管壁和多个准直镜组，每个准直镜组位于对应的管壁远离底板的一侧，以对该管壁包围的各个发光芯片发出的激光进行准直。在进行激光器的制备时，仅需针对每组发光芯片分别进行该组发光芯片对应的准直镜组的对准即可。由于将激光器中的发光芯片分别置于多个管壁中，故每个管壁中的发光芯片数量较少。进而，准直镜组中的各个准直透镜与对应的发光芯片的对准效果较好，可以保证准直镜组对各个发光芯片发出的激光进行较好地准直，可以提高激光器发出的激光的准直度。

图6是本申请实施例提供的一种投影光源组件的结构示意图。如图6所示，该投影光源可以包括激光器10、合光镜组20、会聚透镜30和匀光部件40。合光镜组20位于激光器10的出光侧，合光镜组20、会聚透镜30和匀光部件40可以沿目标方向依次排布。如该目标方向为x方向。

激光器10射出的激光可以射向合光镜组20。合光镜组20将激光器10发出的各种颜色的激光混合后沿目标方向射向会聚透镜30。会聚透镜30可以对该激光进行会聚并射向匀光部件40。匀光部件40可以对射入的激光进行匀化后射出。匀光部件40射出的激光可以用于后续的画面投射，以用于形成投影画面。

合光镜组20可以包括沿目标方向排布的多个合光镜片。每个合光镜片位于激光器10中一个准直镜组104远离底板101的一侧，且合光镜片倾斜设置。在激光器10的底板101上，每个合光镜片的正投影可以覆盖对应的准直镜组104。可选地，合光镜组20中最远离会聚透镜30的合光镜片可以为针对全光谱的反射镜；其余合光镜片可以为二向色镜，用于反射从激光器10射向该二向色镜的激光，且透射相对其远离会聚透镜30的合光镜片射出的激光。可选地，最远离会聚透镜30的合光镜片也可以为二向色镜，本申请实施例不做限定。

如图6所示，合光镜组20包括第一反射镜201和第一二向合光镜片202，用于对激光器的两个管壁内的发光芯片进行合光，该两个管壁内的发光芯片可以共同发出三色激光。该两个芯片组的设置可参见前述实施例。

其中，第一反射镜201被配置为反射多种颜色的激光中的至少一种颜色的激光。第一反射镜201位于第一二向合光镜202远离会聚透镜30的一侧。第一二向合光镜202位于第一反射镜201的出光路径中，并靠近会聚透镜30设置，第一二向合光镜202被配置为透射至少一种颜色的激光，并反射多种颜色的激光中剩余颜色的激光。如此，第一合光反射镜片201将激光器10射向第一合光反射镜片201的激光进行反射后射入第一二向合光镜片202。第一二向合光镜片202将激光器10射向第一二向合光镜片202的激光进行反射后射入会聚透镜30，并将第一反射镜201射向第一二向合光镜202的激光进行透射后射入会聚透镜30。

在一些实施例中，第一反射镜201对应其中一个管壁内的发光芯片组设置，该组发光芯片可以发出两种颜色的光，比如蓝色激光和绿色激光，第一二向合光镜202对应另一个管壁内的发光芯片组设置，该组发光芯片可以发出一种颜色的光，比如红色激光。

在一些实施例中，第一二向合光镜202通过波长合光原理进行合光，比如能够透射蓝色和绿色波长的光，反射红色波长的光。

以及，通过将发出红色激光光束管壁靠近会聚透镜设置，可以减轻红色激光光束本身发散程度较大而再经过长距离传输后导致的光斑尺寸增加，减小收光的难度。

以及，在一些实施例中，第一二向合光镜202可以通过偏振原理合光，比如蓝色激光和绿色激光具有相同的偏振方向，且与红色激光的偏振方向不同，通常相差90度，从而第一二向合光镜202可以一种偏振方向的光(本示例中为蓝色激光和绿色激光)，反射另一种偏振方向的光(本示例中为红色激光)。

可选地，本申请实施例中匀光部件40可以为光导管，或者也可以为复眼透镜等用于匀光的部件。

图7为根据一些实施例的一种投影光源的光路原理图。图7中，不同类型的虚线箭头表示不同颜色的激光。如图7所示，在一些实施例中，合光镜组20包括合光棱镜203、第二反射镜204、第三反射镜205和第二二向合光镜206，用于对激光器的两个管壁内的发光芯片组进行合光。该两个管壁内的发光芯片可以共同发出三色激光。本实施例提到的发光芯片组的设置可参见前述实施例。

其中，合光棱镜203相对于其中一个管壁内的发光芯片组设置，包括相对设置的第一镜面2031和第二镜面2032。第一镜面2031被配置为反射第一颜色的激光，且透射第二颜色的激光，第三颜色的激光在第一镜面2031上折射，从而透射进入合光棱镜203内部。第二镜面2032被配置为反射第三颜色的激光，反射后的第三颜色的激光在第一镜面2031上再次折射，从合光棱镜203射出。合光棱镜203具有一定的厚度，通过调控合光棱镜203的镜片厚度，可以实现对第一颜色的激光和第三颜色的激光的光斑的轴对称合光。

具体地，如图7所示，第三颜色的激光在第一镜面2031处发生折射后进入合光棱镜203的内部。在合光棱镜203的内部，折射后的第三颜色的激光在第二镜面2031处发生反射，反射后的第三颜色的激光在第一镜面2031处再次发生折射后从合光棱镜203的内部射出。如此，由于合光棱镜203具有一定的厚度，第三颜色的激光发生折射在内部传输一段距离后所入射至第二镜面2032的光斑位置，相比于首次入射至第一镜面2031的光斑位置的法线与第二镜面2032的交点位置相比发生了偏移，以及第三颜色的激光还被第二镜面2032反射后再次入射至第一镜面2031，此时第三激光在第一镜面2031上的光斑位置相比于其在第二镜面2032的光斑位置因为反射的原因也存在偏移。这样，第三颜色的激光在经合光棱镜203的二次透射和一次反射后，可以与第一颜色的激光入射至第一镜面2031上的光斑位置产生叠加，从而实现第一颜色的激光和第三颜色的激光的光斑的轴对称合光，提高两种颜色激光合光的光斑重合度，而且，第一颜色的激光和第三颜色的激光的合光光斑尺寸也会较小。

从合光棱镜203射出的第一颜色的激光和第三颜色的激光射入第二反射镜204。第二反射镜204位于合光棱镜203的反射光路上，第二反射镜204被配置为反射第一颜色的激光和第三颜色的激光；

另一个管壁内的发光芯片组发出的第二颜色的激光射入第三反射镜205。第三反射镜205被配置为仅反射第二颜色的激光。

第二二向合光镜206位于第二反射镜204的反射光路和第三反射镜205的反射光路的交点处，第二二向合光镜206被配置为透射第一颜色的激光和第三颜色的激光，且反射第二颜色的激光。

如此，第一颜色的激光和第三颜色的激光在经第二反射镜204的反射和第二二向合光镜的206的透射后，以及第二颜色的激光在经第三反射镜205和第二二向合光镜206的反射后，可以实现在合光镜组20出口处的合光。

在一些实施例中，如图7所示，投影光源1的光出口处设置有会聚透镜，用于对合光光束的角度进行压缩。以及，为了提高消散斑的效果，投影光源还包括扩散轮50匀光部件40为光导管，或者为其他用于匀光的部件(例如，复眼透镜)。扩散轮50设置在会聚透镜30和匀光部件40之间，扩散轮50被配置为接收混合后的激光，并对该混合后的激光进行角度扩散整形后沿目标方向射出。

在一些实施例中，还可以在会聚透镜和扩散轮之间再设置光匀化或光扩散部件，比如可以再固定设置扩散片或者复眼透镜组。通过固定扩散片和运动的扩散轮的配合，能够具有更好的消散斑的效果。

在一些实施例中，投影光源可以包括多个激光器，每个激光器可以包括多个管壁，每个管壁内对应设置一组发光芯片。如图8所示，投影光源包括两个激光器10a和10b，其中激光器10a和激光器10b均可以包括两个管壁，两个管壁分别发出不同颜色的激光，每个激光器输出的光为三色激光。参见图6的光路，激光器10a和激光器10b分别通过反射镜片201a、合光镜片202a以及反射镜片201b、合光镜片202b进行合光，两个激光器的合光输出光路不重叠，但两个合光光路靠近，以减小两个合光光斑之间的间隙。

激光器10a和激光器10b输出的合光光斑入射至扩散部件60，该扩散部件60可以为振动的扩散片，也可以为转动的扩散片，能够对三色合光光斑进行扩散增加光学扩展量进而减轻激光的散斑效应。

经过扩散部件60扩散输出的光束入射匀光部件70，匀光部件70为复眼透镜，能够对入射的光斑进行匀化，提高照明光束的均匀性。在图8所示的光源架构中，三色激光的合光光斑均以原始的合光尺寸入射至扩散部件60，由于扩散效果与光斑尺寸正相关，因此扩散部件60直接接收原始合光尺寸时的扩散效果较佳。以及，由于经过扩散部件60的扩散后的光斑尺寸会较大，相比于图6中通过光导管进行收光，复眼透镜更适合接收大尺寸的光斑进行匀化，而光导管适合接收大角度小尺寸的光斑。

在一些实施例中，两个激光器10a和10b在入射扩散部件60之前还可以经过缩束处理以减小光斑的尺寸，可以减小扩散部件60的受光面积而减小扩散部件60的尺寸。

以及，在扩散部件60和复眼透镜70之间还可以设置透镜对扩散光束进行角度压缩后，尽量以平行光束入射复眼透镜70，可获得更佳的匀化照明光束。

综上所述，本申请实施例提供的投影光源中，由于该激光器发出的激光的准直度较好，进而该投影光源基于该准直度较好的激光进行光束整形的效果可以较好。进一步地，基于投影光源发出的激光进行画面投射可以得到显示效果较好的投影画面，可以提高投影光源所在的投影设备的画面投射效果。

以及，每个管壁内设置对应的一组发光芯片，不同组的发光芯片发出的激光颜色不同，当设置多个管壁时可用于发出三色激光，而每个管壁包围封装有至少发出一种颜色的发光芯片。这种封装结构利于单元化的结构拓展或拼接，也利用三色激光器的小型化的应用。

以及，通过对上述具有多个管壁封装单元的激光器的应用，易于实现三色激光的合光，并且由于激光器的光束的准直效果较佳，可以减少光路中光学镜片的使用，简化光路，可以将光路的主要目的用于对激光光束的扩散整形，着重实现消散斑的目的。扩散部件可以是转动的扩散轮也可以是振动的扩散片。

以及，在对上述激光器进行合光时，如图6所示的合光光路，通过将红色发光芯片的管壁靠近合光出光口设置，可以减轻红光光束传播过程中的发散，利于光学镜片的收光效率，降低光损。

如图7所示的合光光路，通过先将蓝色激光和绿色激光通过棱镜合光，可以提高蓝色激光和绿色激光的光斑位置重合度，从而压缩蓝绿激光的合光光斑尺寸。

在一些实施例中，为了提高蓝绿激光合光光斑与红色激光光斑合光的重合度，可以在蓝色激光和绿色激光的出光面位置设置扩散片，比如在图6和图7所示的光路结构中均可适用。扩散片对蓝色激光和绿色激光的发散角度进行增加，这样最终蓝色激光和绿色激光与发散角度较大的红色激光进行合光时，发散角度相当，利于合光颜色的均匀性。

以及，在一些实施例中，为了提高消散斑的效果，也可以在设置有运动的扩散部件的基础上，在三色激光的合光光路中设置固定的扩散片，比如可以在图6所示的光路中，三色激光合光路径中设置固定的扩散后，使得合光光束先通过固定静止的扩散片后再通过运动的扩散部件。以及，可以在图7或图8所示的光路中，在扩散轮或振动的扩散片之前再设置一片固定的扩散片。

本申请以上多个实施例提供的投影光源，应用前述实施例中的激光器，能够进行高效的合光，实现三色激光的输出，同时通过光路的设置实现对三色激光的消散斑。

需要指出的是，在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”和“第三”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。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。本申请中术语“和/或”，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/或B，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。“大致”、“约”、“基本”以及“接近”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。

在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。通篇相似的参考标记指示相似的元件。

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 (13)

1.一种激光器，其特征在于，所述激光器包括：底板、多个管壁、多组发光芯片和多个准直镜组；不同组发光芯片发出的激光颜色不同；

所述多个管壁与所述多组发光芯片均位于所述底板上；所述管壁呈环状，所述多个管壁与所述多组发光芯片一一对应，每个所述管壁包围对应的一组发光芯片；所述多组发光芯片中每组发光芯片均沿第一方向排成一排；

所述多个准直镜组与所述多个管壁一一对应，每个所述准直镜组位于对应的管壁远离所述底板的一侧；每个所述准直镜组包括一体成型的多个准直透镜，所述多个准直透镜与所述准直镜组对应的管壁包围的各个发光芯片一一对应，每个所述准直透镜位于对应的所述发光芯片发出的激光的传输路径上。

2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，每个所述发光芯片发出的激光的慢轴均平行所述第一方向。

3.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述多个管壁沿第二方向依次排布，所述第二方向垂直所述第一方向。

4.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述管壁在所述第一方向上的长度大于在所述第二方向上的长度。

5.根据权利要求1至4任一所述的激光器，其特征在于，所述多组发光芯片包括两组发光芯片，所述两组发光芯片中一组发光芯片包括第一类发光芯片，另一组发光芯片包括第二类发光芯片和第三类发光芯片，所述第一类发光芯片、所述第二类发光芯片和所述第三类发光芯片发出的激光的波长依次递减；

所述第一类发光芯片的数量大于所述第二类发光芯片的数量，且大于所述第三类发光芯片的数量。

6.根据权利要求5所述的激光器，其特征在于，

所述第一类发光芯片的数量等于或小于所述第二类发光芯片与所述第三类发光芯片的数量和；和/或，

所述第二类发光芯片的数量大于所述第三类发光芯片的数量。

7.根据权利要求1至4任一所述的激光器，其特征在于，所述多组发光芯片包括两组发光芯片，一组发光芯片为第一类发光芯片，发出同一颜色的激光且所述第一类发光芯片中各个发光芯片发出的激光的波长相差4nm至10nm；

另一组发光芯片包括第二类发光芯片和第三类发光芯片，所述另一组发光芯片发出不同颜色的激光。

8.一种投影光源，其特征在于，所述投影光源包括：权利要求1至7任一所述的激光器，以及合光镜组、会聚透镜和匀光部件；

所述合光镜组位于所述激光器的出光侧，所述合光镜组、所述会聚透镜和所述匀光部件沿目标方向依次排布；

所述合光镜组用于将所述激光器发出的激光混合后沿所述目标方向射向所述会聚透镜，所述会聚透镜用于将射入的激光会聚至所述匀光部件，所述匀光部件用于将射入的激光匀化后射出。

9.根据权利要求8所述的投影光源，其特征在于，

所述合光镜组包括：

第一反射镜，被配置为反射多种颜色的激光中的至少一种颜色的激光；和

第一二向合光镜，位于所述第一反射镜靠近所述会聚透镜的一侧，所述第一二向合光镜被配置为透射所述至少一种颜色的激光，并反射所述多种颜色的激光中剩余颜色的激光。

10.根据权利要求8所述的投影光源，其特征在于，

所述合光镜组包括：

合光棱镜，包括：

第一镜面，被配置为反射第一颜色的激光，且透射第二颜色的激光，第三颜色的激光在所述第一镜面上折射；和

第二镜面，被配置为反射所述第三颜色的激光，反射后的所述第三颜色的激光在所述第一镜面上再次折射；

第二反射镜，位于所述合光棱镜的反射光路上，被配置为反射所述第一颜色的激光和所述第三颜色的激光；

第三反射镜，被配置为反射所述第二颜色的激光；和

第二二向合光镜，位于所述第二反射镜的反射光路和所述第三反射镜的反射光路的交汇处，被配置为透射所述第一颜色的激光和所述第三颜色的激光，且反射所述第二颜色的激光。

11.一种投影光源，其特征在于，所述投影光源包括至少两个权利要求1至7任一所述的激光器，以及合光镜组、扩散部件和匀光部件；

所述合光镜组用于将所述至少两个激光器发出的激光合光，并射向所述扩散部件；

所述扩散部件用于对合光光束进行角度扩散并入射至所述匀光部件进行匀光后输出；

其中，每个激光器的合光均为三色激光。

12.根据权利要求11所述的投影光源，其特征在于，所述合光镜组包括多个反射镜片和多个二向合光镜片，分别用于对每个激光器发出的激光光束进行合光，且每个激光器的合光光束之间不重叠。

13.根据权利要求11所述的投影光源，其特征在于，所述扩散部件包括振动的扩散片或者转动的扩散片。

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