激光照明设备及使用该设备的投影系统技术方案

本发明专利技术提供一种激光照明设备，所述激光照明设备包括激光光源、合光组件、微透镜组件及若干柱面镜组件，若干所述柱面镜组件装设于所述激光光源的传输光路上，所述微透镜组件装设于所述合光组件的一侧，每一所述柱面镜组件包括第一柱面镜阵列及第二柱面镜阵列，所述第一柱面镜阵列及第二柱面镜阵列相互形成一预设的夹角。本发明专利技术还提供一种采用该激光照明设备的投影系统。本发明专利技术提供的激光照明设备，结构紧凑，能耗低，能够输出均匀的平行矩形激光束。本发明专利技术的投影系统，能够实现图片及视频的高动态范围投影成像，具有良好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
激光照明设备及使用该设备的投影系统
本专利技术涉及光源领域，尤其涉及一种激光照明设备及使用该设备的投影系统。
技术介绍
目前，投影显示技术具有愈加广泛的应用。由于激光具有能量密度高、光学扩展量小的优势，能够提供高亮度与长寿命的光源，降低了光学系统的设计难度，在投影显示领域正逐步取代传统灯泡与LED光源。现有的投影系统，需要借助色轮才能进行色彩投影，增大了投影系统的体积。同时激光器需要在大功率下持续激发不同材料的荧光粉以得到三基色的荧光，投影系统的功耗很大，也无法输出均匀的矩形光。
技术实现思路
本专利技术提供一种激光照明设备，用于投影系统，包括激光光源、合光组件、微透镜组件及若干柱面镜组件，若干所述柱面镜组件装设于所述激光光源的传输光路上，所述微透镜组件装设于所述合光组件的一侧，每一所述柱面镜组件包括第一柱面镜阵列及第二柱面镜阵列，所述第一柱面镜阵列与第二柱面镜阵列相互形成一预设的夹角，所述激光光源通过调整自身的亮度实现投影系统对应像素点的灰度输出。本专利技术还提供一种采用上述激光照明设备的投影系统，包括扩散器、方棒组件、光中继组件、光调制组件及输出组件，所述扩散器装设于所述激光照明设备向外传输激光束的光路上，所述方棒组件装设于所述扩散器远离所述激光照明设备的一侧，所述光中继组件装设于所述方棒组件及光调制组件之间，所述输出组件装设于所述光调制组件向外传输调制后激光束的光路上，所述光调制器组件调控图像信号中每一像素点对应的所述激光光源的输出亮度，所述光调制器组件控制所述激光光源通过调整自身的亮度实现投影系统对应像素点的灰度输出。本专利技术提供的激光照明设备，通过在激光光源的传输光路上装设柱面镜组件，将不均匀的激光束汇聚为均匀的矩形激光束，经微透镜组件的转换作用后将发散的激光束转变为平行的激光束，从而输出均匀的平行矩阵激光束，其结构紧凑，能耗低。本专利技术的投影系统，能够实现图片及视频的高动态范围投影成像，具有良好的经济效益。附图说明图1为本专利技术一实施例中的激光照明设备的立体示意图。图2为激光光源发出的激光束的空间分布示意图。图3为本专利技术第一实施例中投影系统的结构示意图。图4为本专利技术第二实施例中投影系统的结构示意图。图5为扫描镜扫描图像信号的示意图。图6为本专利技术第三实施例中投影系统的结构示意图。图7为合光镜的结构示意图。主要元件符号说明激光照明设备100激光光源1红色光源11绿色光源12蓝色光源13柱面镜组件2红光柱面镜组件21第一柱面镜阵列211第二柱面镜阵列212绿光柱面镜组件22蓝光柱面镜组件23合光组件3微透镜组件4投影系统200、200a、200b扩散器20方棒组件30光中继组件40光调制组件50空间光调制器51输出组件60成像物镜61扫描镜62光回收组件70LCD调制器71PBS板72反射镜组件73第一反射镜731第二反射镜732半波片74中继透镜75合光镜76AR镀膜761高反膜762如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参阅图1，图1为本专利技术一实施例中的激光照明设备的立体示意图，所述激光照明设备100作为照明光源，用于输出均匀的平行矩阵光，所述激光照明设备100包括激光光源1、柱面镜组件2、合光组件3及微透镜组件4，所述柱面镜组件2装设于所述激光光源1的传输光路上，所述微透镜组件4装设于所述合光组件3的一侧，所述激光光源1用于输出照明激光束，所述柱面镜组件2用于汇聚照明激光束，使不均匀的激光束汇聚为均匀的矩阵激光束，所述合光组件3用于将多束激光合成为一束激光，增大激光束的功率与光能量密度，所述微透镜组件4用于将发散的激光束转变为平行的线性激光束，从而输出均匀的平行矩阵激光。所述激光光源1由阵列排布的激光芯片构成，所述激光光源1包括输出红色激光的红色光源11、输出绿色激光的绿色光源12及输出蓝色激光的蓝色光源13，所述红色光源11、绿色光源12及蓝色光源13输出的激光束相互叠加，基于RGB模式输出色彩。本实施方式中，所述红色光源11输出的红色激光的波长为638nm，所述绿色光源12输出的绿色激光的波长为520nm，所述蓝色光源13输出的蓝色激光的波长为455nm，所述红色光源11、绿色光源12及蓝色光源13呈“品”状分布，环绕在所述合光组件3的侧面。可以理解，所述红色光源11输出的激光束的波长不限于本实施方式中的638nm，还可为其他长度的波长；所述绿色光源12输出的激光束的波长不限于本实施方式中的520nm，还可为其他长度的波长；所述蓝色光源13输出的激光束的波长不限于本实施方式中的455nm，还可为其他长度的波长。所述柱面镜组件2包括装设于所述红色光源11光路上的红光柱面镜组件21、装设于所述绿色光源12光路上的绿光柱面镜组件22及装设于所述蓝色光源13光路上的蓝光柱面镜组件23。所述红光柱面镜组件21用于均匀所述红色光源11发出的激光束，所述绿光柱面镜组件22用于均匀所述绿色光源12发出的激光束，所述蓝光柱面镜组件23用于均匀所述蓝色光源13发出的激光束。所述红光柱面镜组件21包括第一柱面镜阵列211及第二柱面镜阵列212，所述第一柱面镜阵列211的中心轴线与第二柱面镜阵列212的中心轴线之间形成一预设的夹角。本实施方式中，所述第一柱面镜阵列211的中心轴线与第二柱面镜阵列212的中心轴线相互垂直。目前的激光器封装工艺中，通常采用旋转对称的透镜来准直激光器芯片的输出光，使得输出光的空间分布为矩形形状，输出光两正交方向的发散角度不同，呈现出不均匀的矩形激光分布。请一并参阅图2，图2为所述激光光源1发出的激光束的空间分布示意图，所述激光光源1发出的激光束的空间分布为矩形，角度分布为正交方向σ角度不同的高斯分布，为方便描述，矩形在长度方向的尺寸为h1，在宽度方向的尺寸为h2，将激光束矩形空间分布中宽所在的水平面记为S1，将激光束矩形空间分布中长所在的垂直面记为S2，所述激光束与面S1形成的发散角度为σ1，与面S2形成的发散角度为σ2。所述第一柱面镜阵列211及第二柱面镜阵列212用于调整激光束的发散角度，使得激光束在两正交方向上的发散角度相同，呈现出均匀的矩阵光。所述第一柱面镜阵列211的焦距为f1，所述第二柱面镜阵列212的焦距为f2，经第一柱面镜阵列211及第二柱面镜阵列212的聚焦后，激光束的空间分布在长度方向的尺寸h1与宽度方向的尺寸h2满足：h1＝f1×tanσ1h2＝f2×tanσ2设置第一柱面镜阵列211及第二柱面镜阵列212的焦距，使其满足：则所述激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光照明设备，用于投影系统，其特征在于：包括激光光源、合光组件、微透镜组件及若干柱面镜组件，若干所述柱面镜组件装设于所述激光光源的传输光路上，所述微透镜组件装设于所述合光组件的一侧，每一所述柱面镜组件包括第一柱面镜阵列及第二柱面镜阵列，所述第一柱面镜阵列与第二柱面镜阵列相互形成一预设的夹角，所述激光光源通过调整自身的亮度实现投影系统对应像素点的灰度输出。

【技术特征摘要】
1.一种激光照明设备，用于投影系统，其特征在于：包括激光光源、合光组件、微透镜组件及若干柱面镜组件，若干所述柱面镜组件装设于所述激光光源的传输光路上，所述微透镜组件装设于所述合光组件的一侧，每一所述柱面镜组件包括第一柱面镜阵列及第二柱面镜阵列，所述第一柱面镜阵列与第二柱面镜阵列相互形成一预设的夹角，所述激光光源通过调整自身的亮度实现投影系统对应像素点的灰度输出。2.如权利要求1所述的激光照明设备，其特征在于：所述第一柱面镜阵列与第二柱面镜阵列相互垂直。3.如权利要求1所述的激光照明设备，其特征在于：所述激光光源包括输出红色激光的红色光源、输出绿色激光的绿色光源及输出蓝色激光的蓝色光源，所述柱面镜组件的数量为三个，三个所述柱面镜组件分别装设于所述红色光源、绿色光源及蓝色光源的传输光路上。4.如权利要求3所述的激光照明设备，其特征在于：所述红色光源输出的红色激光的波长为638nm，所述绿色光源输出的绿色激光的波长为520nm，所述蓝色光源输出的蓝色激光的波长为455nm。5.一种采用权利要求1-4任意一项所述激光照明设备的投影系统，包括扩散器、方棒组件、光中继组件、光调制组件及输出组件，所述扩散器装设于所述激光照明设备向外传输激光束的光路上，所述方棒组件装设于所述扩散器远离所述激光照明设备的一侧，所述光中继组件装设于所述方棒组件及光调制组件之间，所述输出组件装设于所述光调制组件向外传输调制后激光束的光路上，所述光调制器组件调控图像信号中每一像素点对应的所述激光光源的输出亮度，所述光调制器组件控制所述激光光源通过调整自身的亮度实现投影系统对应像素点的灰度输出。6.如权利要求5所述的投影系统，其特征在于：所述光调制组件为空间光调制器。7.如权利要求6所述的投影系统，其特征在于：所述输出组件为成像物镜。8.如权利要求5所述的投影系统，其特征在于：所述投影系统获取的图像信号中通过算法获得亮度最高像素点的灰度值为A，该像素点对应的所述激光光源的亮度最大值为Imax；如果某一像素点的灰度值为a，则所述该像素点对应的所述激光光源的亮度Ia按照公式计算得到，以实现所述投影系统高动态范围的投影成像。9.如权利要求5所述的投影系统，其特征在于：所述输出组件为扫描镜，所述扫描镜获取的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡飞，郭祖强，杜鹏，李屹，
申请(专利权)人：深圳市光峰光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44