投影光源及投影设备的制作方法

1.本技术涉及光电技术领域，特别涉及一种投影光源及投影设备。


背景技术：

2.随着光电技术的发展，投影设备被广泛应用，对于投影画面的显示效果的要求也越来越高。
3.投影设备中的投影光源可以发出多种颜色的激光，进而基于该激光投射以形成投影画面。相关技术中，投影光源可以包括激光器和合光镜组，该合光镜组可以将激光器发出的不同颜色的激光混合后射出。之后该激光可以射向后续的调制光路，以基于待投影画面对激光进行调制后射出，进而实现投影画面的显示。
4.但是，相关技术中基于投影光源发出的激光形成的投影画面的显示效果较差。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种投影光源及投影设备，可以解决投影画面的显示效果较差的问题。该技术方案包括：
6.一方面，提供了一种投影光源，所述投影光源包括：第一激光器、第二激光器、第一合光镜和第二合光镜；所述第一激光器与所述第二激光器沿第一方向依次排布，所述第一合光镜与所述第二合光镜沿所述第一方向依次排布；
7.所述第一激光器与所述第二激光器均用于发出颜色不同的第一激光和第二激光；所述第一激光器和所述第二激光器中，所述第一激光的出射区域与所述第二激光的出射区域均平行所述第一方向；
8.所述第一激光器发出的激光射向所述第一合光镜，所述第一合光镜用于将射入的激光沿所述第一方向反射向所述第二合光镜；所述第二激光器发出的激光射向所述第二合光镜，所述第二合光镜用于将由所述第二激光器射出的激光沿所述第一方向反射，且用于将所述第一合光镜射出的激光沿所述第一方向透射。
9.另一方面，提供了一种投影设备，所述投影设备包括：上述的投影光源，以及光阀和镜头；
10.所述投影光源用于向所述光阀射出激光，所述光阀用于将射入的激光调制后射向所述镜头，所述镜头用于将射入的激光进行投射以形成投影画面。
11.本技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
12.本技术中，投影光源可以包括多个激光器，进而投影光源可以发出更高亮度的激光，基于该激光形成的投影画面的显示亮度较高，进行可以提高投影画面的显示效果。并且，第一合光镜和第二合光镜可以将第一激光器和第二激光器发出的激光沿该两个激光器的排布方向混合并出射。如此混合后的激光形成的光斑的长宽比可以较小，更符合收光及激光投射的要求，可以提高激光利用率，基于该激光形成的投影画面的显示效果较好。
附图说明
13.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。
14.图1是本技术实施例提供的一种投影光源的结构示意图；
15.图2是本技术实施例提供的另一种投影光源的结构示意图；
16.图3是本技术实施例提供的一种投影光源发出的激光形成的光斑的示意图；
17.图4是本技术实施例提供的再一种投影光源的结构示意图；
18.图5是本技术实施例提供的又一种投影光源的结构示意图；
19.图6是本技术实施例提供的一种激光器的结构示意图；
20.图7为本技术实施例提供的另一种激光器的结构示意图；
21.图8是本技术另一实施例提供的一种投影光源的结构示意图；
22.图9是本技术另一实施例提供的另一种投影光源的结构示意图；
23.图10是本技术另一实施例提供的再一种投影光源的结构示意图；
24.图11是相关技术提供的一种投影光源发出的激光形成的光斑的示意图；
25.图12是本技术另一实施例提供的又一种投影光源的结构示意图；
26.图13是本技术再一实施例提供的一种投影光源的结构示意图；
27.图14是本技术再一实施例提供的另一种投影光源的结构示意图；
28.图15是本技术再一实施例提供的再一种投影光源的结构示意图；
29.图16是本技术再一实施例提供的又一种投影光源的结构示意图；
30.图17是本技术实施例提供的一种投影设备的结构示意图。
具体实施方式
31.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
32.随着光电技术的发展，投影设备的应用越来越广泛，对投影设备投射的投影画面的显示效果的要求也越来越高。本技术实施例提供了一种投影光源及投影设备，该投影光源发出的激光的亮度较高，且各种颜色的激光的对称性较高，混光效果较好，可以形成显示效果较好的投影画面。
33.图1是本技术实施例提供的一种投影光源的结构示意图，图2是本技术实施例提供的另一种投影光源的结构示意图。图1可以为图2所示的投影光源的正视图，图2可以为图1所示的投影光源的俯视图。如图1与图2所示，投影光源10可以包括第一激光器101、第二激光器102、第一合光镜103和第二合光镜104。
34.第一激光器101与第二激光器102可以沿第一方向依次排布，如第一方向为图中的x方向。第一激光器101与第二激光器102均为多色激光器。第一激光器101与第二激光器102均用于沿第三方向(如图中的z方向)激光。每个激光器均可以发出颜色不同的第一激光和第二激光，该第一激光和第二激光由激光器中的不同区域出射。每个激光器中第一激光的出射区域与第二激光的出射区域也平行于第一方向。第一方向垂直第三方向。
35.第一合光镜103位于第一激光器101的出光侧，第二合光镜104位于第二激光器102的出光侧，第一合光镜103和第二合光镜104也沿第一方向依次排布。第一激光器101发出的激光射向第一合光镜103，且第一激光和第二激光射向第一合光镜103中的不同区域，第一合光镜103可以将射入的激光沿第一方向反射向第二合光镜104。第二激光器102发出的激光可以射向第二合光镜104，且第一激光和第二激光射向第一合光镜103中的不同区域。第二合光镜104为二向色镜。第二合光镜104可以将第二激光器102射出的激光沿第一方向反射，且可以将第一合光镜103射出的激光沿第一方向透射。
36.可选地，第一合光镜103可以为针对全波段的反射镜，或者也可以为二向色镜，仅需保证第一合光镜103可以反射第一激光和第二激光即可，对于其他颜色的激光的反射性能不做考虑。
37.图3是本技术实施例提供的一种投影光源发出的激光形成的光斑的示意图。
38.其中，光斑g1可以为第一激光形成的光斑，光斑g2和光斑g3可以为第二激光形成的光斑。如图3所示，投影光源10中该两个激光器发出的激光混合后形成的整体光斑的长宽比较小。第二激光可以包括两种不同颜色的激光，光斑g2和光斑g3可以分别为该两种激光形成的光斑。
39.激光器101发出的激光经过合光镜混合后，还需射入匀光部件进行匀化，才进行后续的激光调制以及投射。合光镜射出的激光形成的光斑与匀光部件的匹配度越高，则该激光的利用率越高，且被匀化的效果越好。光斑与匀光部件的匹配可以指光斑的形状与匀光部件的入光面形状的匹配，或者与匀光部件的入光口形状的匹配。匀光部件的入光口的长宽比较小，如可以为16:9。由图3可知，本技术实施例中合光镜发出的激光形成的光斑的长宽比较小，该光斑与匀光部件的匹配程度较高。因此投影光源发出的该激光的利用率可以较高，匀光部件对该激光的匀化效果较好，基于该激光形成的投影画面的显示效果可以较好。
40.综上所述，本技术实施例中，投影光源可以包括多个激光器，进而投影光源可以发出更高亮度的激光，基于该激光形成的投影画面的显示亮度较高，进行可以提高投影画面的显示效果。并且，第一合光镜和第二合光镜可以将第一激光器和第二激光器发出的激光沿该两个激光器的排布方向混合并出射。如此混合后的激光形成的光斑的长宽比可以较小，更符合收光及激光投射的要求，可以提高激光利用率，基于该激光形成的投影画面的显示效果较好。
41.可选地，在垂直第一方向的参考平面上，第一合光镜103与第二合光镜104的正投影至少部分重合。需要说明的是，本技术中所述的参考平面仅为用于描述各个器件之间的位置及大小关系的假想平面，可以并非投影光源中实际存在的面。示例地，第二合光镜104中，第二激光器102射出的第一激光的照射区域与第一合光镜103射出的第二激光的照射区域至少部分重合，且第二激光器102射出的第二激光的照射区域与第一合光镜103射出的第一激光的照射区域至少部分重合。如第一合光镜103与第二合光镜104的尺寸相同，该两个合光镜在参考平面上的正投影可以完全重合。
42.请继续参考图2，第一激光器101发出的第一激光射向第一合光镜103中的第一区域(图中未标出)，第一激光器101发出的第二激光射向第一合光镜103中的第二区域(图中未标出)。第二激光器102发出的第一激光射向第二合光镜104中的第三区域(图中未标出)，
第二区域反射的第二激光也射向该第三区域。第三区域用于反射第一激光且透射第二激光，进而可以将射入的激光均沿第一方向出射。第二激光器102发出的第二激光射向第二合光镜104中的第四区域(图中未标出)，第一区域反射的第一激光也射向该第四区域。第四区域用于反射第二激光且透射第一激光，进而可以将射入的激光均沿第一方向出射。在垂直第一方向的参考平面上，第一区域与第四区域的正投影至少部分重合，第二区域与第三区域的正投影至少部分重合。
43.可选地，在垂直第一方向的参考平面上，第一合光镜103的正投影也可以位于第二合光镜104的正投影之外。此时该第一合光镜103与第二合光镜104射出的激光的传输路径不存在重叠。该第一合光镜103与第二合光镜104可以均为针对全波段的反射镜。又可选地，在该参考平面上，第一合光镜103中的第一区域与第二合光镜104中的第四区域的正投影重合，第一合光镜103中的第二区域的正投影位于第二合光镜104中的第三区域的正投影之外。
44.在合光镜的一种可选实现方式中，如图1和图2所示，第一合光镜103与第二合光镜104均为整块的镜片。该种方式中，第一激光器101中第一激光的出射区域与第二激光的出射区域可以沿第一方向依次排布，第二激光器102中第一激光的出射区域与第二激光的出射区域沿第一方向的反方向依次排布。如第一方向为x方向，则投影光源中激光的出射方式可以如图1所示。可选地，第一方向也可以为x方向的反方向，此时激光器中不同激光的出射区域可以相应地更改。
45.该种可选方式中，第一合光镜103与第二合光镜104的镜面可以相互平行。该种可选实现方式中，仅需在第一激光器101和第二激光器102的出光侧设置两个合光镜即可实现对该两个激光器发出的激光的合光，该投影光源的结构较为简单。
46.在合光镜的另一种可选实现方式中，第一合光镜103与第二合光镜104可以包括多个独立的子镜片。不同子镜片对激光的透反特性可以不同。图4是本技术实施例提供的再一种投影光源的结构示意图。如图4所示，第一合光镜103可以包括第一子镜片j1和第二子镜片j2，第二合光镜104包括第三子镜片j3和第四子镜片j4。在第一激光器101上，第一子镜片j1的正投影可以覆盖第一激光的出射区域，第二子镜片j2的正投影可以覆盖第二激光的出射区域。在第二激光器上，第三子镜片j3的正投影可以覆盖第一激光的出射区域，第四子镜片j4的正投影可以覆盖第二激光的出射区域。在垂直第一方向的参考平面上，第一子镜片j1的正投影位于第二子镜片j2的正投影之外，第三子镜片j3的正投影位于第四子镜片j4的正投影之外。第一子镜片j1与第四子镜片j4的正投影至少部分重合，第二子镜片j2和第三子镜片j3的正投影至少部分重合。
47.第一激光器101射出的第一激光可以射向第一子镜片j1，第一激光器射出的第二激光射向第二子镜片j2。第二激光器102射出的第一激光射向第三子镜片j3，第二激光器射出的第二激光射向第四子镜片j4。第一子镜片j1用于将射入的第一激光沿第一方向反射向第三子镜片j3，第二子镜片j2用于将射入的第二激光沿第一方向反射向第四子镜片j4。第三子镜片j3和第四子镜片j4均为二向色镜。第三子镜片j3用于沿第一方向透射第一激光且反射第二激光，第四子镜片j4用于沿第一方向透射第二激光且反射第一激光。该种可选实现方式可以看做将图1中整块的合光镜按照射入的激光的不同，划分成多块独立的镜片得到。
48.该种可选实现方式中，激光器中不同激光的出射区域的排布方向可以灵活设置。示例地，图5是本技术实施例提供的又一种投影光源的结构示意图。如图5所示，第一激光器101中第一激光的出射区域与第二激光的出射区域可以沿第一方向依次排布，第二激光器102中第一激光的出射区域与第二激光的出射区域也可以沿第一方向依次排布。
49.该种可选实现方式中，不论第一激光与第二激光的出射区域如何排布，均可以通过调整对应的子镜片来实现对两个激光器发出的激光的混合出射。示例地，第一合光镜103和第二合光镜104中各个子镜片的镜面平行，仅需保证第一子镜片j1距第一激光器101的距离与第四子镜片j4距第二激光器102的距离相同，第二子镜片j2距第一激光器101的距离与第三子镜片j3距第二激光器102的距离相同即可。镜片与激光器的距离可以指该镜片的中心与激光器在第三方向上的间距。
50.可选地，第一合光镜103与第二合光镜104可以平行，且均倾斜设置。该第一合光镜103与第一方向和第三方向的夹角均可以呈45度，以对射入的激光的传输方向进行90度的转折。第一合光镜103与第二合光镜104在包括多个子镜片时，各个子镜片也可以平行，且均倾斜设置。
51.下面结合附图对投影光源10中的激光器101进行介绍。本技术实施例中，第一激光器101与第二激光器102的可以为相同的激光器，对于第二激光器102的结构本技术实施例不再赘述。
52.本技术实施例中，第一激光器101发出的第一激光和第二激光的颜色不同。第一激光和第二激光可以均为一种颜色的激光，或者第一激光和第二激光中的至少一种激光满足该激光包括多种颜色的激光。下面以第一激光为一种颜色的激光，第二激光包括第一颜色的激光和第二颜色的激光，且第一激光为红色激光，第一颜色的激光为蓝色激光，第二颜色的激光为绿色激光为例进行介绍。可选地，第一激光也可以包括多种颜色的激光。也可以第一颜色的激光为绿色激光，第二颜色的激光为蓝色激光；或者第一颜色的激光或者第二颜色的激光也可以为黄色激光或其他颜色的激光。
53.图6是本技术实施例提供的一种激光器的结构示意图。图7为本技术实施例提供的另一种激光器的结构示意图。图6可以为图7所示的激光器的俯视图，图7可以为图6所示的激光器中截面a-a’的示意图。如图6所示，激光器101中第二激光的出射区域可以包括第一出光区q1和第二出光区q2，第一出光区q1用于射出第一颜色的激光，第二出光区q2用于射出第二颜色的激光。第一出光区q1和第二出光区q2可以沿第二方向(如y方向)依次排布，第二方向垂直第一方向且垂直第三方向。第一激光的出射区域可以为图6中的区域q3，下面将该区域q3称为第三出光区。
54.请参考上述图1至图7，激光器101可以包括底板1011和两个发光模组(图中未标出)。其中一个发光模组用于射出第一激光，该发光模组包括第三出光区q3；另一个发光模组用于射出第二激光，该发光模组包括第一出光区q1和第二出光区q2。本技术实施例中所述的某器件(如调光镜或合光镜)在激光器101上的正投影，均可以指该器件在激光器101的底板1011上的正投影。
55.该两个发光模组均位于底板1011上，且该两个发光模组可以沿第一方向依次排布。每个发光模组可以包括环状的管壁1012和被管壁1012包围的多个发光芯片1013。可选地，每个发光模组可以呈长条状，每个发光模组在底板1011上的正投影可以大致呈长方形。
该长方形的长度方向可以平行于第二方向，宽度方向可以平行于第一方向。
56.如图6所示，每个发光模组中的多个发光芯片1013可以沿第一方向排成至少一排。本技术实施例以该多个发光芯片仅排成一排为例；可选地，该多个发光芯片也可以排成多排，如两排或三排，本技术实施例不做限定。可选地，每个发光模组中的多个发光芯片1013发出的激光的慢轴可以均平行第一方向。
57.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，传播速度慢的光矢量方向为慢轴，快轴垂直于慢轴。快轴可以垂直于发光芯片1013的表面，慢轴平行于发光芯片1013的表面，如快轴为z方向，慢轴为y方向。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。发光芯片1013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1013发出的激光干扰重叠的基础上，发光芯片1013之间的距离可以较小，发光芯片1013的设置密度可以较大，有利于激光器的小型化。可选地，发光模组中的多个发光芯片1013也可以阵列排布，排成多行多列，本技术实施例不做限定。
58.每个发光模组还可以包括准直镜组1014、多个热沉1015、多个反射棱镜1016和透光密封层1018。该多个热沉1015和该多个反射棱镜1016可以均与发光模组中的多个发光芯片1013一一对应。每个发光芯片1013位于对应的热沉1015上，热沉1015用于辅助对应的发光芯片1013散热。热沉1015的材料可以包括陶瓷。每个反射棱镜1016位于对应的发光芯片1013的出光侧。透光密封层1018位于管壁1012远离底板1011的一侧，用于密封管壁1012远离底板1011的一侧的开口，以与底板1011和管壁1012共同围成密封空间。可选地，激光器101也可以不包括透光密封层1018，而由准直镜组1014直接与管壁1012远离底板1011的表面固定。如此，准直镜组1014与管壁1012和底板1011共同围成密封空间。
59.准直镜组1014位于透光密封层1018远离底板1011的一侧。准直镜组1014包括与该多个发光芯片1013一一对应的多个准直透镜(图中未标出)。本技术实施例中每个准直镜组1014中的各个准直透镜可以一体成型。示例地，准直镜组1014大致呈板状，该准直镜组1014靠近底板1011的一面为平面，远离底板1011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。
60.发光芯片1013可以向对应的反射棱镜1016发出激光，反射棱镜1016可以沿远离底板1011的方向(如z方向)，将该激光反射向准直镜组1014中该发光芯片1013对应的准直透镜，进而该激光可以被该准直透镜准直后出射。需要说明的是，发光芯片1013发出的激光在经过准直透镜的调整后，激光的快轴上的发散角度可以小于慢轴上的发散角度。
61.需要说明的是，发光芯片可以按照发光颜色进行划分，每类发光芯片可以发出一种颜色的激光，且不同类发光芯片用于发出不同颜色的激光。本技术实施例中，激光器101中的不同发光模组可以包括不同类发光芯片。每个发光模组可以仅包括一类发光芯片，或者也可以存在发光模组包括多类发光芯片。
62.示例地，如图6和图7所示，激光器101可以包括第一发光模组和第二发光模组，该第一发光模组可以为图6中位于左侧的发光模组，第二发光模组可以为图6中位于右侧的发光模组。该第一发光模组可以包括多个第一类发光芯片1013a，第二发光模组可以包括多个第二类发光芯片1013b和多个第三类发光芯片1013c。第一类发光芯片1013a、第二类发光芯
片1013b和第三类发光芯片1013c发出的激光的波长依次递减。例如，第一类发光芯片1013a用于发出红色激光，第二类发光芯片1013b用于发出蓝色激光，第三类发光芯片1013c用于发出绿色激光。也即上述第一激光为红色激光，第二激光为蓝色激光，第三激光为绿色激光。该三类发光芯片发出的激光也可以为其他颜色，如第三类发光芯片1013b用于发出黄色激光，本技术实施例不做限定。
63.需要说明的是，本技术实施例以第一发光模组中第一类发光芯片1013a的数量为4，第二发光模组中第二类发光芯片1013b的数量为3，第三类发光芯片1013c的数量为2为例进行示意。该三类发光芯片的数量也可以根据需求进行相应地调整，如第一类发光芯片1013a的数量也可以为5或其他值，第二类发光芯片1013b的数量也可以为4或其他值，第三类发光芯片1013c的数量也可以为3或其他值，本技术实施例不做限定。
64.可选地，激光器101也可以仅包括一个管壁1012，如图1中所示的激光器。激光器101中的多个发光芯片1013可以在该一个管壁1012中排布成多行多列。该多个发光芯片1013的排布方式可以与图6和图7中发光芯片1013的排布方式相同，本技术实施例不再赘述。此种激光器101中，各个出光区即为各类发光芯片所在的区域。
65.上述内容中均以每个激光器射出的激光直接射向对应的合光镜为例进行介绍。可选地，针对上图6与图7所示的激光器，投影光源10还可以包括位于激光器与对应的合光镜之间的调光镜组。对于发出的第一激光和第二激光均仅为一种颜色的激光的激光器，投影光源中可以不设置该调光镜组。
66.图8是本技术另一实施例提供的一种投影光源的结构示意图，图9是本技术另一实施例提供的另一种投影光源的结构示意图，图10是本技术另一实施例提供的再一种投影光源的结构示意图。图9可以为图8所示的投影光源的右视图，图10可以为图8所示的投影光源的俯视图。如图8至图10所示，投影光源10可以包括位于激光器与合光镜之间的调光镜组，该调光镜组包括沿第二方向依次排布的第一调光镜105和第二调光镜106。该两个调光镜可以均呈长条状，调光镜的长度方向平行第一方向。第一调光镜105和第二调光镜106位于第一激光器101与第一合光镜103之间，且位于第二激光器102与第二合光镜104之间。
67.可选地，第一调光镜105可以包括两个子镜片，该两个子镜片中一个子镜片位于第一激光器101与第一合光镜103之间，另一个子镜片位于第二激光器102与第二合光镜104之间。第二调光镜106也可以包括两个子镜片，该两个子镜片中一个子镜片位于第一激光器101与第一合光镜103之间，另一个子镜片位于第二激光器102与第二合光镜104之间。本技术实施例未对此种方式进行示意，此种方式下的投影光源与设置整块调光镜的投影光源相同中激光的传输方式相同，具体结构可以基于设置整块调光镜的投影光源进行类推。
68.如图8至10所示，第一调光镜105在每个激光器上的正投影均覆盖第一激光的出射区域中的部分区域，如将该部分区域称为第一子区。第一调光镜105的正投影还覆盖第一出光区q1的部分区域，如将该部分区域称为第二子区。第二调光镜106在激光器上的正投影位于第二出光区q2远离第一出光区q1的一侧。激光器射出的第一激光中的部分激光和第一出光区q1射出的部分激光可以射向第一调光镜105，如第一子区和第二子区射出的激光射向第一调光镜105。第一调光镜105可以将射入的激光沿第二方向反射向第二调光镜106，该第二调光镜106可以将射入的激光反射向第一合光镜103和第二合光镜104。具体地，第二调光镜106将源自第一激光器101的激光反射向第一合光镜103，将源自第二激光器102的激光反
射向第二合光镜104。
69.示例地，第一子区可以为激光器的第一发光模组中位于一端的部分第一类发光芯片1013a所在区域。第二子区可以为第二发光模组中位于该一端的部分第二类发光芯片1013b所在区域。第一子区与第二子区在第一方向上对齐。如第一子区与第二子区中靠近出光区中其他区域的一端在第一方向上对齐。第一子区与第二子区的面积可以相等或者也可以不相等，本技术实施例不做限定。
70.可选地，第二子区可以为第一出光区q1的一半区域，或者第二子区也可以稍大于或小于第一出光区q1的一半区域。第一子区的大小可以基于该第二子区的大小进行相应地设置。如此，可以将第一出光区q1发出的第一颜色的激光平均分成两部分，使该两部分激光在射向合光镜时分别位于第二颜色的激光的两侧，进而可以保证第一颜色的激光的对称性最高。示例地，本技术实施例中第一出光区q1中包括两个第二类发光芯片1013b，第二子区可以为其中远离第三类发光芯片1013c的第二类发光芯片1013b所在区域。相应地，第一子区可以为一个第二类发光芯片1013b所在的区域。第一子区与第二子区的大小也可以根据各类发光芯片的数量及排布进行相应地调整，本技术实施例不做限定。
71.本技术实施例中，调光镜组可以将第一子区和第二子区射出的激光，调整至从第二出光区q2远离第一出光区q1的一侧射向合光镜。如此可以使第一出光区q1射出的第一颜色的激光被分为两部分。该两部分激光分别位于第二出光区q2射出的第二颜色的激光的两侧。在合光镜上，该两部分激光形成的光斑分别位于该第二出光区q2射出的激光形成的光斑的两侧。如此可以保证第一颜色的激光与第二颜色的激光的对称情况更加相近。如第一颜色的激光整体形成的光束的中心与第二颜色的激光整体形成的光束的中心可以接近甚至重合。进而第一颜色的激光与第二颜色的激光射入后续的匀光部件时的入射角度的差异可以较小，匀光部件对该两种颜色的激光的匀化效果一致性可以较好，该两种颜色的激光。
72.并且，调光镜组102在调整第二激光时，还将第一激光中一端的部分激光调整至另一端。如此可以保证合光镜中第一激光的照射位置，与第二激光的照射位置偏差较小。进而第一合光镜103与第二合光镜104将射入的激光均沿第一方向出射后，各种颜色的激光关于投影光源的主光轴的对称性较好，不同颜色的激光的中心可以接近甚至重合，可以保证投影光源发出的各种颜色的激光的混光效果较好。
73.需要说明的是，激光器发出的红色激光的发散角度大于绿色激光与蓝色激光的发散角度。也即激光器101的第三出光区q3射出的激光的发散角度，大于第一出光区q1和第二出光区q2射出的激光的发散角度。按照该发散角度传输，则红色激光的光斑面积与绿色激光和蓝色激光的光斑面积差异将越来越大。如图11是相关技术提供的一种投影光源发出的激光形成的光斑的示意图。如图11所示，相关技术中红色光斑的面积远大于绿色光斑和红色光斑的面积。如此一来，不同颜色的激光的混合效果较差，不利于后续投影画面的形成。
74.本技术实施例还可以在上述投影光源的基础上进行改进，保证投影光源发出的不同颜色的激光的发散角度差异较小，进一步提升不同颜色的激光的混光效果，提高基于该激光形成的投影画面的显示效果。
75.本技术实施例中，可以在激光器与其射出的激光射向的合光镜之间，设置对激光的发散角度进行调整的部件，以保证射向合光镜的不同颜色的激光的发散角度更接近，保证合光后的各色激光在传输过程中的光斑一致性较高。
76.在一种可选实现方式中，图12是本技术另一实施例提供的又一种投影光源的结构示意图。如图12所示，投影光源10还可以包括：复眼透镜107。复眼透镜107可以位于激光器与合光镜之间，如位于第一激光器101与第一合光镜103之间，以及第二激光器102和第二合光镜104之间。复眼透镜107在激光器上的正投影覆盖第一出光区q1、第二出光区q2和第三出光区q3，激光器射出的激光均可以经复眼透镜107匀化后射向合光镜。
77.示例地，投影光源10可以仅包括一个复眼透镜107，该复眼透镜107同时位于第一激光器101与第一合光镜103之间，以及第二激光器102和第二合光镜104之间。可选地，投影光源10也可以包括两个复眼透镜107，一个复眼透镜107位于第一激光器101与第一合光镜103之间，另一个复眼透镜107位于第二激光器102和第二合光镜104之间，本技术实施例以此种方式为例进行示意。每个激光器射出的激光经过对应的复眼透镜107匀化后射向对应的合光镜。
78.可选地，当投影光源10包括调光镜组时，复眼透镜107可以位于激光器与调光镜组之间，或者也可以位于调光镜组102与合光镜之间，本技术实施例不做限定。
79.复眼透镜107对光学扩展量具有限制作用。复眼透镜107可以使入射角度小于复眼透镜107的孔径角的激光，以复眼透镜107的孔径角出射。本技术实施例中，激光器101发出的各种颜色的激光通过复眼透镜107后，不同颜色的激光的发散角度可以均被调整为复眼透镜107的孔径角，保证各色激光形成的光斑尺寸一致性较好，各色激光的混光效果可以较好。且复眼透镜107还可以对射入的激光进行匀化，降低激光之间的相干性，可以进一步提高各色激光的混光效果，且可以减弱基于该激光形成的投影画面的散斑效应，提高投影画面的显示效果。
80.复眼透镜107可以由多个微透镜阵列排布形成。每个微透镜的直径可以在毫米、微米甚至纳米量级。示例地，复眼透镜107中的各个微透镜在射入的激光的慢轴上的长度大于在快轴上的长度。如该快轴平行第一方向，也即图12中垂直纸面的方向；慢轴平行第二方向，也即图12中的y方向。微透镜的孔径角与其直径正相关，微透镜在该慢轴方向上的孔径角可以大于在快轴方向上的孔径角。由于射向复眼透镜107的激光在慢轴上的发散角度较大，如此设置复眼透镜107可以保证复眼透镜107中不同方向上的孔径角与该方向上激光的发散角度相匹配，保证每个方向上复眼透镜的孔径角均大于射入的激光的发散角度，进而复眼透镜107可以将在每个方向上均将各色激光的发散角度调整至基本一致。
81.可选地，复眼透镜107的位置可以固定不变，相对激光器保持静止。或者，在激光器发光时，复眼透镜107也可以相对激光器运动。如复眼透镜107可以在第一方向上一定范围内来回移动，或者也可以在第二方向上一定范围内来回移动。该范围可以较小，需保证复眼透镜107移动至任意位置激光器射出的激光均可以射入该复眼透镜107。
82.在另一种可选实现方式中，图13是本技术再一实施例提供的一种投影光源的结构示意图。如图13所示，投影光源10还可以包括两个扩散片组，每个扩散片组与一个激光器对应，每个扩散片组包括第一扩散片108和第二扩散片109。该第一扩散片108对射入的激光的扩散程度可以小于第二扩散片109对射入的激光的扩散程度。如对于第一激光器101，第一扩散片108在激光器101上的正投影覆盖第三出光区q3，第二扩散片109在激光器101上的正投影覆盖第一出光区q1与第二出光区q2。第三出光区q3射出的激光可以经第一扩散片108扩散匀化后射向第一合光镜103，第一出光区q1和第二出光区q2射出的激光经第二扩散片
109扩散匀化后射向第一合光镜103。
83.扩散片可以对射入的激光进行匀化，且对该激光的发散角度进行调整。本技术实施例中，第一扩散片108对射入的激光的扩散程度小于第二扩散片109对射入的激光的扩散程度，进而第一扩散片108射出的激光的发散角度可以接近第二扩散片109射出的激光的发散角度。如此可以保证各色激光的光斑大小一致性较高，各色激光的混合效果更好，且各色激光的均匀性较高，基于混合后的激光形成的投影画面的显示效果较好。
84.可选地，扩散片可以包括多个平行排布的微型条状棱镜，该棱镜的截面可以呈三角形。该棱镜的顶角越大，则该扩散片对射入的光线的扩散程度越大。该顶角指的是该微型条状棱镜的三角形截面中远离扩散片的角。本技术实施例中，第一扩散片108中各个微型条状棱镜的顶角可以小于第二扩散片109中各个微型条状棱镜的顶角，第一扩散片108中微型条状棱镜的排布密度可以大于第二扩散片109中微型条状棱镜的排布密度。
85.可选地，当投影光源10包括调光镜组时，该两个扩散片可以位于激光器与调光镜组之间，或者也可以位于调光镜组102与合光镜之间，本技术实施例不做限定。本技术实施例中以第一扩散片108和第二扩散片109独立设置为例进行示意。可选地，该两个扩散片也可以为一较大的扩散片中的两部分。
86.可选地，第一扩散片108和第二扩散片109的位置可以固定不变，相对激光器保持静止。或者，在激光器发光时，第一扩散片108和第二扩散片109中的至少一个扩散片也可以相对激光器运动。如该扩散片可以在第一方向上一定范围内来回移动，或者也可以在第二方向上一定范围内来回移动，或者也可以旋转或振动，或者也可以在一定角度范围内来回翻转。若扩散片旋转，则该旋转的转轴可以位于扩散片的中心位置，或者也可以一定程度的偏离该中心位置。扩散片位置变化的范围可以较小，需保证扩散片移动至任意位置激光器101射出的激光均可以射入扩散片。
87.本技术实施例中，以第一扩散片108和第二扩散片109均呈平板形为例进行示意，也即是扩散片的入光面与出光面可以平行。可选地，扩散片也可以呈楔形，扩散片的入光面与出光面可以不平行。本技术实施例中，第一扩散片108和第二扩散片109均为透射式扩散片。
88.需要说明的是，在激光器与合光镜之间设置匀光部件的上述方式，也可以在其他的投影光源中使用。如也可以在相关技术中的投影光源中使用该方式，本技术实施例不做限定。
89.通常投影光源中在激光器射出的各色激光混合之后的光路中，还设置有扩散片，以对混合后的各色激光进行匀化。可选地，投影光源10中按照上述方式设置复眼透镜107或者设置第一扩散片108和第二扩散片109时，投影光源10中在各色激光混合之后的光路中可以不再设置扩散片，以简化投影光源的结构，便于投影光源的小型化。或者，各色激光混合之后的光路中也可以仍设置扩散片，以对混合后的各色激光进行更近一步地匀化。
90.下面结合附图对投影光源10中在各色激光混合之后的光路中扩散片的设置情况进行介绍。下述扩散片的设置情况可以用于上述任一投影光源10，本技术实施例以上图1所示的投影光源10为基础，来对其中各色激光混合之后的光路中扩散片的设置情况进行介绍。
91.图14是本技术再一实施例提供的另一种投影光源的结构示意图，图15是本技术再
一实施例提供的再一种投影光源的结构示意图。如图14和图15所示，投影光源10还可以包括至少一个扩散片，该至少一个扩散片位于第一合光镜103和第二合光镜104射出的激光的传输路径上。如该至少一个扩散片位于第二合光镜104远离第一合光镜103的一侧。图14和图15均以该至少一个扩散片包括两个扩散片，分别为第三扩散片110和第四扩散片111为例进行示意。可选地，该至少一个扩散片也可以仅包括一个扩散片，本技术实施例未对此种情况进行示意。
92.可选地，该至少一个扩散片中每个扩散片对射入的激光在快轴上的扩散程度可以强于在慢轴上的扩散程度。由于激光在射向扩散片时在快轴上的发散角度可以小于在慢轴上的发散角度，如在慢轴上的发散角度可以大于1度，在快轴上的发散角度小于1度。本技术实施例中使扩散片在快轴上的扩散程度较强，进而可以使激光通过扩散片后快轴和慢轴上的发散角度较为接近，激光形成的光斑的长宽比可以较小，可以较为符合对投影光源发出的激光的形状要求。
93.本技术实施例中，该第三扩散片110和第四扩散片111中每个扩散片均可以满足下述条件中的至少一种：扩散片为反射式扩散片或者透射式扩散片；扩散片为扩散片呈楔形或者平板形；以及，扩散片保持静止，或者扩散片用于在目标范围内平移，或者扩散片用于沿目标方向旋转，或者扩散片用于在目标角度范围内翻转。扩散片在运动时其位置移动的范围可以较小，以避免移动至激光的照射范围之外的情况。第三扩散片110和第四扩散片111中任一扩散片均可以按照任意组合该三种条件来实现。如扩散片可以为平板形的反射式扩散片，且该扩散片可以在1度范围内来回翻转；或者扩散片可以为楔形的透射式扩散片，该扩散片可以在第二方向上一定范围内来回移动；或者扩散片可以为平板形的透射式扩散片，该扩散片以其中心为旋转轴顺时针方向旋转。扩散片还可以有多种可选实现方式，本技术实施例不再列举。
94.示例地，如图14所示，第三扩散片110可以反射式扩散片，第四扩散片111可以为透射式扩散片，且该两个扩散片均呈平板形。第一合光镜103、第二合光镜104与第三扩散片110可以沿x方向依次排布，第三扩散片110与第四扩散片111可以沿z方向依次排布。第二合光镜104沿x方向射出的激光可以被第三扩散片110扩散，并沿z方向反射至第四扩散片111。第四扩散片111将射入的激光进一步扩散后沿z方向射出。可选地，第三扩散片110可以在x方向和z方向所在平面内进行1度或2度范围内的来回翻转。该过程中第三扩散片110射出的激光会在x方向上存在位移，进而第三扩散片110射出的激光可以具有较为随机的相位，可以减弱该激光形成的投影画面的散斑效应。
95.如图15所示，第三扩散片110与第四扩散片111可以均为透射式扩散片，第三扩散片110呈楔形，第四扩散片111呈平板形。第一合光镜103、第二合光镜104、第三扩散片110与第四扩散片111可以沿x方向依次排布。第二合光镜104沿x方向射出的激光可以依次被第三扩散片110与第四扩散片111扩散，并沿x方向出射。可选地，第三扩散片110以其中心为转轴进行旋转。第三扩散片110呈楔形，该扩散片108射出的激光可以偏向扩散片108中较宽的部分所在侧。在第三扩散片110的旋转过程中，扩散片108射出的激光的位置可以在圆周方向上持续移动，进而第三扩散片110射出的激光可以具有较为随机的相位，可以减弱该激光形成的投影画面的散斑效应。
96.本技术实施例中，投影光源10还可以包括匀光部件112。该匀光部件可以作为投影
光源10的出光部件，位于投影光源10中光路的末端。该匀光部件可以将激光进行收集匀化后射向后续的调制光路，以便于后续的画面投影。
97.如图14和图15所示，该匀光部件112可以为复眼透镜。第三扩散片110和第四扩散片111可以均位于合光镜与复眼透镜之间。可选地，扩散片距复眼透镜的距离可以较大，如第四扩散片111与复眼透镜的距离可以大于10毫米。如此可以使激光从扩散片传输至复眼透镜经过较长距离，使光斑进行一定地扩大。由于复眼透镜对射入的激光的光学扩展量为面积与射入角度的积分，如此复眼透镜射出的激光较多，且对激光的匀光效果较好。
98.图16是本技术再一实施例提供的又一种投影光源的结构示意图。如图16所示，投影光源10中的匀光部件112也可以为光导管。此时该匀光部件112之前还可以设置有会聚透镜113，以将激光会聚至光导管的入光口。第三扩散片110、会聚透镜113、第四扩散片111和光导管110可以依次排布。可选地，第三扩散片110和第四扩散片111也可以均位于会聚透镜113之前的光路中，本技术实施例不做限定。光导管入光口的长度方向与可以与激光器的慢轴(也即射入的激光的慢轴)平行，宽度方向可以与激光器快轴平行，以保证激光在光导管入光口处形成的光斑与入光口形状的匹配。
99.综上所述，本技术实施例中，投影光源可以包括多个激光器，进而投影光源可以发出更高亮度的激光，基于该激光形成的投影画面的显示亮度较高，进行可以提高投影画面的显示效果。并且，第一合光镜和第二合光镜可以将第一激光器和第二激光器发出的激光沿该两个激光器的排布方向混合并出射。如此混合后的激光形成的光斑的长宽比可以较小，更符合收光及激光投射的要求，可以提高激光利用率，基于该激光形成的投影画面的显示效果较好。
100.图17是本技术实施例提供的一种投影设备的结构示意图。如图17所示，投影设备可以包括投影光源10，光阀20和镜头30。该投影光源可以为上述的任一种投影光源，如可以为图3至图16中的任一投影光源。图17以该投影设备包括图14所示的投影光源为例。
101.可选地，该投影设备还可以包括位于投影光源10与光阀20之间的照明镜组40和全内反射棱镜50。投影光源10射出的激光可以射向照明镜组40，以被该照明镜组40会聚并射向全内反射棱镜50；进而该全内反射棱镜50将射入的激光射至光阀20。光阀20用于将射入的激光调制后射向镜头30，镜头30用于将射入的激光进行投射以形成投影画面。
102.示例地，光阀20可以包括多个反射片，每个反射片可以用于形成投影画面中的一个像素，光阀可以根据待显示的图像使其中需呈亮态显示的像素对应的反射片将激光反射至镜头，以实现对光线的调制。
103.示例地，该镜头30可以为长焦镜头，或者也可以为超短焦镜头。镜头可以包括多个透镜，各个透镜可以沿某一方向依次排布。从光阀20射出的激光可以依次通过镜头30中的多个透镜射至屏幕，以实现镜头对激光的投射，实现投影画面的显示。
104.本技术实施例提供的投影设备中，投影光源发出的各色激光的对称性较高，且光斑的一致性较好，进而基于投影光源发出的激光可以形成显示效果较好的投影画面。
105.需要指出的是，在本技术实施例中，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。本技术中术语“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。本技术中术语“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。
106.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。本技术中的投影光源实施例可以与投影设备实施例相互参考。
107.以上所述仅为本技术的可选实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种投影光源，其特征在于，所述投影光源包括：第一激光器、第二激光器、第一合光镜和第二合光镜；所述第一激光器与所述第二激光器沿第一方向依次排布，所述第一合光镜与所述第二合光镜沿所述第一方向依次排布；所述第一激光器与所述第二激光器均用于发出颜色不同的第一激光和第二激光；所述第一激光器和所述第二激光器中，所述第一激光的出射区域与所述第二激光的出射区域均平行所述第一方向；所述第一激光器发出的激光射向所述第一合光镜，所述第一合光镜用于将射入的激光沿所述第一方向反射向所述第二合光镜；所述第二激光器发出的激光射向所述第二合光镜，所述第二合光镜用于将由所述第二激光器射出的激光沿所述第一方向反射，且用于将所述第一合光镜射出的激光沿所述第一方向透射。2.根据权利要求1所述的投影光源，其特征在于，所述第二合光镜中，所述第二激光器射出的第一激光的照射区域与所述第一合光镜射出的第二激光的照射区域至少部分重合，且所述第二激光器射出的第二激光的照射区域与所述第一合光镜射出的第一激光的照射区域至少部分重合。3.根据权利要求2所述的投影光源，其特征在于，所述第一合光镜与所述第二合光镜均为整块的镜片；所述第一激光器中所述第一激光的出射区域与所述第二激光的出射区域沿所述第一方向依次排布，所述第二激光器中所述第一激光的出射区域与所述第二激光的出射区域沿所述第一方向的反方向依次排布。4.根据权利要求2所述的投影光源，其特征在于，所述第一合光镜包括第一子镜片和第二子镜片，所述第二合光镜包括第三子镜片和第四子镜片；所述第一激光器射出的所述第一激光射向所述第一子镜片，所述第一激光器射出的所述第二激光射向所述第二子镜片；所述第二激光器射出的所述第一激光射向所述第三子镜片，所述第二激光器射出的所述第二激光射向所述第四子镜片；所述第一子镜片用于将射入的所述第一激光沿所述第一方向反射向所述第三子镜片，所述第二子镜片用于将射入的所述第二激光沿所述第一方向反射向所述第四子镜片，所述第三子镜片用于沿所述第一方向透射所述第一激光且反射所述第二激光，所述第四子镜片用于沿所述第一方向透射所述第二激光且反射所述第一激光。5.根据权利要求1至4任一所述的投影光源，其特征在于，所述投影光源还包括沿所述第二方向依次排布的第一调光镜和第二调光镜；对于所述第一激光器和所述第二激光器中的每个激光器：所述第二激光的出射区域包括沿第二方向依次排布的第一出光区和第二出光区，所述第一出光区与所述第二出光区用于分别射出不同颜色的激光；所述第一调光镜在所述激光器上的正投影覆盖所述第一激光的出射区域中的部分区域，且覆盖所述第一出光区中的部分区域，所述第二调光镜在所述激光器上的正投影位于所述第二出光区远离所述第一出光区的一侧；所述第一激光中的部分激光和所述第一出光区射出的部分激光射向所述第一调光镜，所述第一调光镜用于将射入的激光反射向所述第二调光镜，所述第二调光镜用于将射入的激光反射向所述第一合光镜和所述第二合光镜。
6.根据权利要求1至4任一所述的投影光源，其特征在于，所述第一激光的发散角度大于所述第二激光的发散角度；对于所述第一激光器和所述第二激光器中的每个激光器：所述投影光源还包括复眼透镜，所述复眼透镜在所述激光器上的正投影覆盖所述第一激光的出射区域和所述第二激光的出射区域，所述激光器射出的激光经所述复眼透镜匀化后射向所述第一合光镜和所述第二合光镜；或者，所述投影光源还包括第一扩散片和第二扩散片，所述第一扩散片对激光的扩散程度小于所述第二扩散片对激光的扩散程度；所述第一扩散片在所述激光器上的正投影覆盖所述第一激光的出射区域，所述第二扩散片在所述激光器上的正投影覆盖所述第二激光的出射区域，所述第一激光经所述第一扩散片扩散匀化后射向所述第一合光镜，所述第二激光经所述第二扩散片扩散匀化后射向所述第二合光镜。7.根据权利要求1至4任一所述的投影光源，其特征在于，所述投影光源还包括：至少一个扩散片，所述至少一个扩散片位于所述第一合光镜和所述第二合光镜射出的激光的传输路径上；所述扩散片对射入的激光在快轴上的扩散程度强于在慢轴上的扩散程度。8.根据权利要求7所述的投影光源，其特征在于，所述扩散片满足下述条件中的至少一种：所述扩散片为反射式扩散片或者透射式扩散片；所述扩散片为所述扩散片呈楔形或者平板形；以及，所述扩散片保持静止，或者所述扩散片用于在目标范围内平移，或者所述扩散片用于沿目标方向旋转，或者所述扩散片用于在目标角度范围内翻转。9.根据权利要求7所述的投影光源，其特征在于，所述投影光源还包括复眼透镜，所述至少一个扩散片位于所述第一合光镜与所述复眼透镜之间；或者，所述投影光源还包括会聚透镜和光导管；所述至少一个扩散片、所述会聚透镜与所述光导管依次排布；或者，所述至少一个扩散片包括第三扩散片和第四扩散片，所述第三扩散片、所述会聚透镜、所述第四扩散片与所述光导管依次排布。10.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备包括：权利要求1至9任一所述的投影光源，以及光阀和镜头；所述投影光源用于向所述光阀射出激光，所述光阀用于将射入的激光调制后射向所述镜头，所述镜头用于将射入的激光进行投射以形成投影画面。

技术总结
本申请公开了一种投影光源及投影设备，属于光电技术领域。所述投影光源中第一激光器与第二激光器沿第一方向依次排布，第一合光镜与第二合光镜沿第一方向依次排布；第一激光器和第二激光器中，第一激光的出射区域与第二激光的出射区域均平行第一方向；第一激光器发出的激光射向第一合光镜，第一合光镜用于将射入的激光沿第一方向反射向第二合光镜；第二激光器发出的激光射向第二合光镜，第二合光镜用于将由第二激光器射出的激光沿第一方向反射，且用于将第一合光镜射出的激光沿第一方向透射。本申请解决了基于投影光源发出的激光形成的投影画面的显示效果较差的问题。本申请用于发光。光。光。


技术研发人员：李巍 顾晓强 田有良
受保护的技术使用者：青岛海信激光显示股份有限公司
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/5/25