CN220105505U - 激光单元和投影设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光单元以及激光投影设备，属于激光技术领域。该激光单元包括：底座、多个激光芯片、快轴准直镜组以及光束转换器；多个激光芯片位于底座上，且多个激光芯片在底座上沿平行于激光芯片出射光束慢轴方向排布；快轴准直镜组位于多个激光芯片出光侧；光束转换器位于快轴准直镜组出光侧，且光束转换器包括柱面透镜，柱面透镜焦线与激光芯片出射光束快轴以及慢轴夹角均为45度。其中的光束转换器可以将接收到光束以其主光轴为轴旋转90度，如此便可以缩小多个激光芯片出射光束快轴以及慢轴质量差异。解决了相关技术中激光单元出射光束质量较低问题，实现了提升激光单元出射光束质量效果。

Description

激光单元和投影设备

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，特别涉及一种激光单元和投影设备。

背景技术

激光单元是一种用于提供光源组件，激光单元可以应用于各种设备，如投影设备中。

一种激光单元包括管壳、位于管壳中多个激光芯片以及准直镜，准直镜位于多个激光芯片出光侧，用于对激光芯片出射光束进行准直处理，并将光束导出激光单元。

但是，上述激光单元出射光束质量较低。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种激光单元和投影设备。所述技术方案如下：

根据本实用新型实施例一方面，提供一种激光单元所述激光单元包括：底座、多个激光芯片、快轴准直镜组以及光束转换器；

所述多个激光芯片位于所述底座上，且多个激光芯片在所述底座上沿平行于所述激光芯片出射光束慢轴方向排布；

所述快轴准直镜组位于所述多个激光芯片出光侧；

所述光束转换器位于所述快轴准直镜组出光侧，且所述光束转换器包括柱面透镜，所述柱面透镜焦线与所述激光芯片出射光束快轴以及慢轴夹角均为45度。

可选地，所述光束转换器包括多个子光束转换器，所述多个子光束转换器分别与所述多个激光芯片对应，且所述子光束转换器接收对应的激光芯片发出的光束，所述子光束转换器包括至少一个所述柱面透镜。

可选地，柱面透镜包括双凸柱面透镜。

可选地，双凸柱面透镜包括第一平凸柱面透镜以及第二平凸柱面透镜，第一平凸柱面透镜和第二平凸柱面透镜均包括相对柱面以及平面，第一平凸柱面透镜平面与第二平凸柱面透镜平面相对设置。

可选地，双凸柱面透镜中，一面上柱面透镜焦距范围为0.17毫米至0.21毫米，靠近激光芯片一面柱面透镜有效孔径范围为0.20毫米至0.22毫米；

双凸柱面透镜与激光芯片距离范围为0.2毫米至0.4毫米；

双凸柱面透镜与快轴准直镜组贴合，快轴准直镜组焦距范围为125微米至300微米。

可选地，激光单元还包括慢轴准直镜组，慢轴准直镜位于光束转换器出光侧。

可选地，激光单元还包括反射镜，激光芯片、快轴准直镜组、光束转换器以及反射镜在底座上沿激光芯片出光方向依次排布；

慢轴准直镜组位于反射镜远离底座一侧，反射镜用于将光束转换器出射光反射向慢轴准直镜。

可选地，所述激光单元包括管壳，所述管壳包括管状壳体以及位于所述管状壳体一端底板，所述底座位于所述底板上，所述慢轴准直镜组位于所述管状壳体另一端，且所述慢轴准直镜组与所述管状壳体所述另一端密封连接。

可选地，激光单元还包括慢轴准直镜组，慢轴准直镜位于光束转换器和快轴准直镜组之间。

根据本实用新型实施例另一方面，提供一种激光投影设备，激光投影设备包括光源装置、光机装置以及投影镜头，光源装置包括至少一个上述激光单元。

本实用新型实施例提供技术方案带来有益效果至少包括：

提供了一种包括多个激光芯片、快轴准直镜组以及光束转换器激光单元，其中快轴准直镜组可以对激光芯片发出光束快轴进行准直，以提升该光束快轴质量，光束转换器由于其包括的柱面透镜焦线与激光芯片快轴以及慢轴夹角均为45度，进而该光束转换器可以将接收到光束以其主光轴为轴旋转90度，如此便可以缩小多个激光芯片出射光束快轴以及慢轴质量差异。解决了相关技术中激光单元出射光束质量较低问题，实现了提升激光单元出射光束质量效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中附图仅仅是本实用新型一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是相关技术中一种激光单元示意图；

图2是图1所示激光单元中激光芯片以及出射光示意图；

图3是本实用新型实施例提供一种激光单元结构示意图；

图4是图3所示激光单元俯视图；

图5是本实用新型实施例提供的激光芯片的出射光束在透过光束转换器之前的光斑示意图，以及透过光束转换器之后的光斑示意图；

图6是图3所示激光单元中一种光束转换器结构示意图；

图7是图5所示光束转换器一种平面结构示意图；

图8是图7所示光束转换器的俯视图；

图9是图3所示激光单元中另一种光束转换器结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供另一种激光单元结构示意图；

图11是图10所示激光单元中一种快轴准直镜组结构示意图；

图12是图11所示快轴准直镜组的俯视图；

图13是图11所示快轴准直镜组的侧视图；

图14是本实用新型实施例提供另一种激光单元结构示意图；

图15是图14所示激光单元俯视图。

通过上述附图，已示出本实用新型明确实施例，后文中将有更详细描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本实用新型构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型概念。

具体实施方式

为使本实用新型目、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

激光显示技术是继黑白显示、彩色显示、数字显示之后第四代显示技术。随着半导体激光技术快速发展，激光投影产品具有大尺寸、高色域等优点，使得激光显示技术成为了未来发展趋势和主流方向，是未来显示领域竞争焦点。随着激光投影设备对更大尺寸要求，对激光投影亮度要求也越来越高。激光投影设备中用于提供光源组件可以包括激光单元。

图1是相关技术中一种激光单元示意图，图2是图1所示激光单元中激光芯片以及出射光示意图，请参考图1以及图2，其中，激光单元10包括管壳11、多个激光芯片12以及准直镜13，激光芯片12位于管壳11底部，准直镜13位于管壳11中，且位于激光芯片12出光侧，准直镜13可以用于将多个激光芯片12发出光束进行准直处理，经过准直处理后光束可以从激光单元中射出。

但是，激光芯片12出射光具有快轴121以及慢轴122，快轴121发散角一般较大(如40度至60度)，慢轴方向光场模式较为复杂，光束质量较差，且发散角度较小(如6度至15度)。如此便使得该激光单元出射光束在快轴以及慢轴上光束质量差异较大，导致激光单元出射光束质量较差，影响激光投影设备投影效果。

另外，上述激光单元通过一个准直镜13对光束进行准直，但对于激光投影设备中常用边发射激光器，其快轴发散角以及慢轴发散角束腰并不在同一个位置，如果采用单个准直镜同时对两个方向进行准直，准直效果较差，存在剩余发散角，进而也会导致激光单元出射光束质量较差，影响激光投影设备投影效果。

本实用新型实施例提供了一种激光单元以及激光投影设备，可以解决上述相关技术中存在一些问题。

图3是本实用新型实施例提供一种激光单元结构示意图，图4是图3所示激光单元俯视图，请参考图3以及图4，该激光单元30包括：底座31、多个激光芯片32、快轴准直镜组33以及光束转换器34。

多个激光芯片32位于底座31上，且多个激光芯片32在底座31上沿平行于激光芯片32出射光束的慢轴方向f1平行。

快轴准直镜组33位于多个激光芯片32出光侧。

光束转换器34位于快轴准直镜组33出光侧，且光束转换器34包括柱面透镜341，柱面透镜341焦线与激光芯片32出射光束快轴以及慢轴夹角均为45度。

其中，快轴准直镜组33可以用于对多个激光芯片32出射光束快轴方向进行准直，如此可以避免光束光斑在透过光束转换器34后尺寸过大。

另外，柱面透镜341焦线始终与柱面透镜341曲面平行，焦线可以为柱面透镜341焦点所在线。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种包括多个激光芯片、快轴准直镜组以及光束转换器激光单元，其中快轴准直镜组可以对激光芯片发出光束快轴进行准直，以提升该光束快轴质量，光束转换器由于其包括的柱面透镜焦线与激光芯片快轴以及慢轴夹角均为45度，进而该光束转换器可以将接收到光束以其主光轴为轴旋转90度，如此便可以缩小多个激光芯片出射光束快轴以及慢轴质量差异。解决了相关技术中激光单元出射光束质量较低问题，实现了提升激光单元出射光束质量效果。

本实用新型实施例中，激光芯片出射光束质量可以利用BPP表示：

BPP_x＝ω_x×θ_x；

BPP_y＝ω_y×θ_y；

其中，BPP_x可以为出射光束在x轴(慢轴可以与x轴平行)方向质量，BPP_y可以为出射光束在y轴(快轴可以与y轴平行)方向上质量，ω_x为出射光束在x轴方向上束腰半径，ω_y为出射光束在y轴方向上束腰半径，θx为出射光束在x轴方向上远场发散角的一半，即远场发散角的半角，θ_y为出射光束在y轴方向上远场发散角的一半，即远场发散角的半角。由于激光芯片出射光束在快轴方向质量好于在慢方向质量，则可以得到：

BPP_x＞BPP_y；

本实用新型实施例提供激光单元可以包括多个激光芯片，且这多个激光芯片沿平行于慢轴方向排列，那么对于整个激光单元来说，激光单元出射光束在慢轴方向上质量会进一步增大，也即是：

BPP′_x＝N*BPP_x；

BPP′_y＝BPP_y；

BPP′_x>>BPP′_y；

其中，N为激光单元中在慢轴方向激光芯片数量，BPP′_x为激光单元出射光束在x轴方向上质量，BPP′_y为激光单元出射光束在y轴方向上质量。从上述公式中能够明显看出，多个激光芯片构成激光单元出射光束在慢轴方向上质量和在快轴方向上质量会进一步不对称，如此便会影响激光单元构成光源组件合光及光束整形效率，进而可能降低光源组件输出功率，影响输出亮度。

而本实用新型实施例提供激光单元中，在快轴准直镜出光侧增加光束转换器，该光束转换器也可以称为斜45度透镜阵列，45度透镜阵列可以具有与2f转像系统类似的功能。具体的，对于从快轴准直镜组33出射的光束，经过光束转换器前表面的透镜，会同步聚焦并旋转45°，光束从光束转换器后表面的透镜出射后，经过后表面透镜的准直并再次旋转了45°，如此便实现了以主光轴为轴，90度的旋转。

示例性的如图5所示，图5是本实用新型实施例提供的激光芯片的出射光束在透过光束转换器之前的光斑示意图以及透过光束转换器之后的光斑示意图，可以看出，光束转换器可以将出射光束的慢轴旋转至原先快轴方向，使慢轴与方向f2平行，并将出射光束快轴旋转至原先慢轴方向，使快轴与方向f1平行。方向f1可以是多个激光芯片32在底座31上的排布方向，方向f2可以是与方向f1垂直的方向。

如此便可以得到：

BPP′_x＝N*BPP_y；

BPP′_y＝BPP_x；

如此可以看出，相较于相关技术，本实用新型实施例提供激光单元，通过光束转换器，缩小了BPP′_y和BPP_x差距，使得激光单元出射光束在慢轴方向以及快轴方向上光束质量更为接近，如此便可以提升激光单元构成光源组件合光及光束整形效率，进而提升了光源组件输出功率以及输出亮度。

在一个具体示例性实施例中，激光单元中包括5个激光芯片，激光芯片为蓝色455纳米激光芯片，且发光单元腔面尺寸为1μm*45μm，进而光斑半径为0.0005毫米*0.0225毫米，发散角为快轴49°，慢轴9°，发散角的全角换算为mrad(毫弧度)为快轴855.21mrad，慢轴157.08mrad，进而θ_x＝78.5mrad，θ_y＝427.61mrad。

因此，一个激光芯片光束质量为：

BPP_x＝ω_x×θ_x＝0.0225mm*78.5mrad＝1.76mm·mrad；

BPP_y＝ω_y×θ_y＝0.0005mm*427.61mrad＝0.21mm·mrad；

对于图1所示处相关技术中激光单元整体出射光束质量为：

BPP′_y＝5*BPP_x＝8.8mm·mrad；

BPP′_y＝BPP_y＝0.21mm·mrad；

可以看出，慢轴方向上的光束质量是快轴方向上光束质量的42倍左右，差距巨大。

而本实用新型实施例提供图3所示激光单元出射光束质量为：

BPP″_x＝N*BPP_y＝1.05mm·mrad；

BPP″_y＝BPP_x＝1.76mm·mrad；

从上式能够明显看出，在光束快慢轴旋转后，两个方向光束质量很明显更加均匀，如此便可以提升激光单元构成光源组件合光及光束整形效率，进而提升了光源组件输出功率以及输出亮度。

图6是图3所示激光单元中一种光束转换器结构示意图，请参考图6，在一种示例性实施例中，光束转换器34包括多个子光束转换器34a，多个子光束转换器34a分别与多个激光芯片32对应，且子光束转换器34a可以用于接收对应的激光芯片发出的光束，每个子光束转换器34a包括至少一个柱面透镜341。

图7是图5所示光束转换器一种平面结构示意图(图7可以是图6中沿垂直于柱面透镜341焦线方向观察光束转换器视图)，图8是图7所示光束转换器的俯视图，请参考图7、图8以及图6，方向f2可以为激光芯片出射光束快轴方向f2。如此结构下，每个柱面透镜341可以分别用于对每个激光芯片发出光束进行旋转，如此可以提升旋转效果。当然，本实用新型实施例提供激光单元中，也可以由一个柱面透镜来对多个激光芯片出射光束进行旋转，示例性，可以由每个柱面透镜对两个激光芯片出射光束进行旋转，或者，由每个柱面透镜对三个激光芯片出射光束进行旋转，或者，由每个柱面透镜对四个激光芯片出射光束进行旋转等等，本实用新型实施例对此不进行限制。

其中，柱面透镜341焦线j1可以与激光芯片出射光束快轴方向f2，以及激光芯片出射光束慢轴方向f1均呈45度夹角。

在一种示例性实施例中，柱面透镜341包括双凸柱面透镜341a。图6示出即为柱面透镜341为双凸柱面透镜结构，双凸柱面透镜是一种具有两个凸面柱面透镜，这两个凸面可以均为柱面透镜。当然，柱面透镜341还可以为其他结构，如平凸柱面透镜等，本实用新型实施例对此不进行限制。

请参考图9，图9是图3所示激光单元中另一种光束转换器结构示意图，在该光束转换器中，双凸柱面透镜可以包括第一平凸柱面透镜3411以及第二平凸柱面透镜3412，第一平凸柱面透镜3411和第二平凸柱面透镜3412均包括相对柱面m1以及平面m2，第一平凸柱面透镜3411平面m2与第二平凸柱面透镜平面相对设置。此种包括两个平凸柱面透镜的光束转换器，由于具有两个柱面透镜，进而可以增大光束转换器贴装容忍误差，即能够实现光束旋转功能。此外，此种结构还可以降低光束转换器制造难度。

在一种示例性实施例中，请参考图3以及图6，本实用新型实施例提供光束转换器双凸柱面透镜341a中，一面上透镜焦距范围为0.17毫米至0.21毫米(双凸柱面透镜341a两面透镜焦距范围可以均为0.17毫米至0.21毫米)，靠近激光芯片32一面m3(该面也为双凸柱面透镜用于接收光束一面)透镜有效孔径范围为0.20毫米至0.22毫米；双凸柱面透镜341a与激光芯片32距离范围为0.2毫米至0.4毫米。

图10是本实用新型实施例提供另一种激光单元结构示意图，图11是图10所示激光单元中一种快轴准直镜组结构示意图，图12是图11所示快轴准直镜组的俯视图，图13是图11所示快轴准直镜组的侧视图，请参考图10、图11、图12以及图13。其中，双凸柱面透镜341a与快轴准直镜组33贴合，快轴准直镜组33焦距范围为125微米至300微米。

快轴准直镜组33可以包括一个平凸柱面透镜，该平凸柱面透镜可以包括一个凸面m4以及平面m5，平面m5朝向激光芯片32，凸面m4朝向光束装换器34，该快轴准直镜组33可以单独对激光芯片32出射光束在快轴方向上进行准直。

对于边发射激光器，其快慢轴发散角束腰并不在同一处，如果采用单个透镜同时对两个方向进行准直，其准直效果并不理想，存在剩余发散角。因此，在本实施例中，通过快轴准直镜组单独对激光器快轴方向进行准直，以提升准直效果，如此还可以避免光束光斑在透过光束转换器34后尺寸过大。进而可以缩小激光单元的整体尺寸。

快轴方向发散角较大，因而该快轴准直镜组中包括透镜可以为短焦透镜，同时，该快轴准直镜组中包括透镜还可以为非球面短焦透镜，以便于在准直同时校正像差。

在一种示例性实施例中，该激光单元还包括慢轴准直镜组35，慢轴准直镜35位于光束转换器34出光侧。该慢轴准直镜组35可以用于对激光芯片32出射光束在慢轴方向上进行准直，如此便分别通过快轴准直镜组33以及慢轴准直镜组35对激光芯片32出射光束在快轴方向以及慢轴方向上进行准直，实现了激光单元出射光束质量匀化，能够有效提高激光单元光效利用率，提高激光单元亮度。需要说明是，慢轴准直镜35位于光束转换器34出光侧可以是指在该激光单元光路上，慢轴准直镜35位于光束转换器34后方，慢轴准直镜35可以用于接收从光束转换器34射出光束，但慢轴准直镜35与光束转换器34之间还可以包括其他一些结构，本实用新型实施例对此不进行限制。

可选地，激光单元还包括反射镜36，激光芯片32、快轴准直镜组33、光束转换器34以及反射镜36在底座37上沿激光芯片32出光方向依次排布。

慢轴准直镜组35位于反射镜36远离底座31一侧，反射镜36可以用于将光束转换器34出射光反射向慢轴准直镜35。反射镜36的材料可以包括BK7(一种光学玻璃材料)，或者，反射镜36的材料可以包括硅。

可选地，激光单元包括管壳37，管壳37包括管状壳体371以及位于管状壳体371一端底板372，底座31位于底板372上，慢轴准直镜组35位于管状壳体371另一端，且慢轴准直镜组35与管状壳体371另一端密封连接。如此该慢轴准直镜组35还起到了封闭管壳37作用。

图14是本实用新型实施例提供另一种激光单元结构示意图，图15是图14所示激光单元俯视图，请参考图14以及图15，其中，底座31可以为热沉，该热沉材料可以包括氮化铝(ALN)陶瓷材料，也可以采用金刚石等高热导率材料。另外，各个激光芯片32之间可以通过金线连接，各个激光芯片32中，任意两个相邻激光芯片32间距范围可以是1毫米～1.5毫米不等。管壳37中可以封装相同颜色激光芯片32，也可以根据需求对不同颜色激光芯片32进行封装，本实用新型实施例对此不进行限制。

激光芯片32可以通过金锡共晶的方式固定于底座31上。激光芯片32的腔面尺寸范围可以为15微米～25微米，而对于双发光点的激光芯片，两个发光点的间距范围可以为0.15毫米左右，如0.13毫米～0.17毫米。

快轴准直镜组33可以包括非球面透镜，也可以为自由曲面的透镜。

图15所示的激光单元中，包括多个快轴准直镜组33、多个子光束转换器34a以及多个反射镜36，每个激光芯片32可以对应一个快轴准直镜组33、一个子光束转换器34a以及一个反射镜36，激光芯片32的出射光束可以依次经过对应的快轴准直镜组33、子光束转换器34a以及反射镜36。当然，激光单元中的多个快轴准直镜组33、多个子光束转换器34a以及多个反射镜36中的至少一种结构可以为一体结构，示例性的，多个快轴准直镜组33可以为一体结构，多个子光束转换器34a可以为一体结构，多个反射镜36也可以为一体结构，如此可以降低执照难度，简化制造工艺。

在一个具体的实施例中，激光芯片32的出射光光束在透过光束转换器之前，慢轴方向的发散角范围可以为6°～10°，该光束在透过光束转换器时，由于还未经过慢轴准直镜组35，进而慢轴方向并未进行准直处理，因此该光束在慢轴方向上光斑尺寸会持续增加。在一种示例性的实施例中，激光芯32片与光束转换器34之间的距离可以为0.3毫米，因此在光束转换器接收光束的一面上，慢轴方向上的光斑尺寸最大约为0.2毫米，光束转换器接收光束的一面的柱面透镜的焦距范围可以为0.17毫米～0.21毫米。在本实用新型实施例中，光束转换的中每个柱面透镜的接收面的有效孔径可以为0.21毫米，焦距可以选择0.17毫米，同时考虑到贴片公差和光学元件的加工公差，可以使用两个柱面透镜阵列组成光束转换器34。光束转换器34在方向f1上的尺寸可以与底座31的相同，方向f3上的尺寸可以稍大于2f，为0.4毫米。发光芯片32通过金锡共晶的方式，固晶在底座31上，发光芯片32的发光点与底座31的距离可以约为0.3毫米。考虑到通过银胶固定光束转换器34，因此光束转换器34与底座31的距离可以为0.4毫米。

快轴准直镜组33的焦距可以为125微米，快轴准直镜组33沿光路方向的尺寸可以为0.3毫米，而快轴准直镜组33可以与光束转换器34贴合，对于本实用新型实施例提供的激光单元，光束转换器34对于激光单元内部的光束的影响可以是使光路增大了约为0.7毫米。由于在内部光路中，在经过光束转换器34前，已经通过快轴准直镜组33对光束在快轴方向进行了准直，进而输出光束的光斑尺寸不会增大。因此，该光束转换器34在增大了一部分光路的同时并不会对后续整体激光单元的出射光束产生影响。另外，对于快轴准直镜组33和光束转换器34这两个光学元件，为了减少光效损失，可以在快轴准直镜组33和光束转换器34这两个光学元件的表面设置增透减反膜，以使快轴准直镜组33和光束转换器34这两个光学元件的透过率能够达到99.9％或以上，降低光能量的损失，当然，本实用新型实施例提供的激光单元中，其他光学元件上也可以设置增透减反膜，本实用新型实施例对此不进行限制。

本实用新型实施例提供的激光单元在装配时，各个器件之间的安装公差可以控制在5微米以内。

另外，上述实施例提供了激光单元中，慢轴准直镜组位于光束转换器出光侧，但本实用新型实施例提供激光单元中慢轴准直镜组还可以位于其他位置，示例性，慢轴准直镜还可以位于光束转换器和快轴准直镜组之间，如此也可以实现对激光芯片出射光在慢轴方向上准直效果。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种包括多个激光芯片、快轴准直镜组以及光束转换器激光单元，其中快轴准直镜组可以对激光芯片发出光束快轴进行准直，以提升该光束快轴质量，光束转换器由于其包括柱面透镜焦线与激光芯片快轴以及慢轴夹角均为45度，进而该光束转换器可以将接收到光束以其主光轴为轴旋转90度，如此便可以缩小多个激光芯片出射光束快轴以及慢轴质量差异。解决了相关技术中激光单元出射光束质量较低问题，实现了提升激光单元出射光束质量效果。

此外，本实用新型实施例还提供一种激光投影设备，该激光投影设备可以包括光源装置、光机装置以及投影镜头，光源装置包括至少一个上述实施例提供的激光单元。该光源装置可以用于向光机装置提供光源，光机装置可以用于基于光源装置提供的光源生成影像光束，并将影像光束提供给投影镜头，投影镜头用于将接收到的影像光束处理后射出激光投影设备。

当光源装置包括多个激光单元时，这多个激光单元可以包括上述实施例提供的多种激光单元中的至少一种激光单元。

由于该激光投影设备包括上述实施例提供的激光单元，进而该激光投影设备也可以具有类似的效果。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种激光投影设备，该激光投影设备可以包括光源装置、光机装置以及投影镜头，其中的光源装置包括至少一个激光单元，该激光单元包括多个激光芯片、快轴准直镜组以及光束转换器激光单元，其中快轴准直镜组可以对激光芯片发出光束快轴进行准直，以提升该光束快轴质量，光束转换器由于其包括柱面透镜焦线与激光芯片快轴以及慢轴夹角均为45度，进而该光束转换器可以将接收到光束以其主光轴为轴旋转90度，如此便可以缩小多个激光芯片出射光束快轴以及慢轴质量差异。实现了提升激光投影设备的亮度的效果。

本实用新型中术语“A和B至少一种”，仅仅是一种描述关联对象关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和B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。同理，“A、B和C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。同理，“A、B、C和D至少一种”表示可以存在十五种关系，可以表示：单独存在A，单独存在B，单独存在C，单独存在D，同时存在A和B，同时存在A和C，同时存在A和D，同时存在C和B，同时存在D和B，同时存在C和D，同时存在A、B和C，同时存在A、B和D，同时存在A、C和D，同时存在B、C和D，同时存在A、B、C和D，这十五种情况。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确限定。

以上所述仅为本实用新型可选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型精神和原则之内，所作任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光单元，其特征在于，所述激光单元包括：底座、多个激光芯片、快轴准直镜组以及光束转换器；

所述多个激光芯片位于所述底座上，且多个激光芯片在所述底座上沿平行于所述激光芯片出射光束慢轴方向排布；

所述快轴准直镜组位于所述多个激光芯片出光侧；

所述光束转换器位于所述快轴准直镜组出光侧，且所述光束转换器包括柱面透镜，所述柱面透镜焦线与所述激光芯片出射光束快轴以及慢轴夹角均为45度。

2.根据权利要求1所述激光单元，其特征在于，所述光束转换器包括多个子光束转换器，所述多个子光束转换器分别与所述多个激光芯片对应，且所述子光束转换器接收对应的激光芯片发出的光束，所述子光束转换器包括至少一个所述柱面透镜。

3.根据权利要求2所述激光单元，其特征在于，所述柱面透镜包括双凸柱面透镜。

4.根据权利要求3所述激光单元，其特征在于，所述双凸柱面透镜包括第一平凸柱面透镜以及第二平凸柱面透镜，所述第一平凸柱面透镜和所述第二平凸柱面透镜均包括相对柱面以及平面，所述第一平凸柱面透镜平面与所述第二平凸柱面透镜平面相对设置。

5.根据权利要求3所述激光单元，其特征在于，所述双凸柱面透镜中，一面上柱面透镜焦距范围为0.17毫米至0.21毫米，靠近所述激光芯片一面柱面透镜有效孔径范围为0.20毫米至0.22毫米；

所述双凸柱面透镜与所述激光芯片距离范围为0.2毫米至0.4毫米；

所述双凸柱面透镜与所述快轴准直镜组贴合，所述快轴准直镜组焦距范围为125微米至300微米。

6.根据权利要求1至5任一所述激光单元，其特征在于，所述激光单元还包括慢轴准直镜组，所述慢轴准直镜位于所述光束转换器出光侧。

7.根据权利要求6所述激光单元，其特征在于，所述激光单元还包括反射镜，所述激光芯片、所述快轴准直镜组、所述光束转换器以及所述反射镜在所述底座上沿所述激光芯片出光方向依次排布；

所述慢轴准直镜组位于所述反射镜远离所述底座一侧，所述反射镜用于将所述光束转换器出射光反射向所述慢轴准直镜。

8.根据权利要求6所述激光单元，其特征在于，所述激光单元包括管壳，所述管壳包括管状壳体以及位于所述管状壳体一端底板，所述底座位于所述底板上，所述慢轴准直镜组位于所述管状壳体另一端，且所述慢轴准直镜组与所述管状壳体所述另一端密封连接。

9.根据权利要求1至5任一所述激光单元，其特征在于，所述激光单元还包括慢轴准直镜组，所述慢轴准直镜位于所述光束转换器和所述快轴准直镜组之间。

10.一种激光投影设备，其特征在于，所述激光投影设备包括光源装置、光机装置以及投影镜头，所述光源装置包括至少一个权利要求1至9任一所述激光单元。