一种激光二极管模块，用于将激光光束耦合至积分棒，所述激光二极管模块包括依次排列的光源阵列、透镜阵列、光束处理器及光扩散器。所述光源阵列包括多个激光二极管，所述透镜阵列包括多个准直透镜，每一所述激光二极管与每一所述准直透镜一一对应。所述光束处理器用于将从所述透镜阵列输出的平行光束压缩成近似平行的第一光束或压缩成具有一预设角度的聚焦光束，所述第一光束的截面积或所述聚焦光束的光斑面积小于所述积分棒的截面积。本发明专利技术还提供一种激光投影系统。上述激光二极管模块及激光投影系统，通过光束处理器将准直激光光束压缩成更小的输出光束截面，其简化了光路设计，可减少中继透镜的使用数量，提高了光学效率。
Laser diode module and laser projection system
【技术实现步骤摘要】
激光二极管模块及激光投影系统
本专利技术涉及激光
，尤其涉及一种激光二极管模块及包含该激光二极管模块的激光投影系统。
技术介绍
当今，作为将个人计算机画面、视频图像、以及存储在存储卡等的图像数据的图像等投影到屏幕的图像投影装置，数据投影仪被广泛应用。在这样的投影仪中，以往主流采用高亮度的放电灯作为光源。近年来，使用发光二极管(LED)及激光二极管(LD)等半导体发光组件作为光源装置的发光组件的开发及提案正在变多。由于单颗激光光源的输出效果有限，为了达到甚至超越传统超高功率光源的亮度，激光光源的数量会成比例增加，且激光光源为了设计方便会将激光光源以阵列的方式进行排列，并搭配各自的准直透镜将光源准直化。激光光源的直向排列与纵向排列的面积越大，相对的光路设计越复杂，需要的中继透镜组件数量也越多，使得最终成型的激光光源模块尺寸也相对越大，导致成本提高且组装工艺复杂，同时由于光学组件数量过多，降低了光学效率。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种激光二极管模块及激光投影系统，其简化了光路设计，可减少中继透镜的使用数量，提高了光学效率。本专利技术一实施方式提供一种激光二极管模块，用于将激光光束耦合至积分棒，所述激光二极管模块包括依次排列的光源阵列、透镜阵列及光扩散器，所述光扩散器临近所述积分棒设置，所述光源阵列包括多个激光二极管，所述透镜阵列包括多个准直透镜，每一所述激光二极管与每一所述准直透镜一一对应。所述激光二极管模块还包括位于所述透镜阵列与所述光扩散器之间的光束处理器，所述光束处理器用于将从所述透镜阵列输出的平行光束压缩成近似平行的第一光束或压缩成具有一预设角度的聚焦光束，所述第一光束的截面积或所述聚焦光束的光斑面积小于所述积分棒的截面积。优选地，述光束处理器包括第一光曲面反射镜与第二光曲面反射镜，所述第一光曲面反射镜的反射面朝向与所述第二光曲面反射镜的反射面朝向相反，所述第一光曲面反射镜临近所述透镜阵列设置，所述第二光曲面反射镜临近所述光扩散器设置，所述第一光曲面反射镜的焦距小于所述第二光曲面反射镜的焦距。优选地，所述光束处理器包括第一光曲面反射镜、第二光曲面反射镜及无焦透镜，所述第一光曲面反射镜的反射面朝向与所述第二光曲面反射镜的反射面朝向相反，所述第一光曲面反射镜临近所述透镜阵列设置，所述无焦透镜临近所述光扩散器设置，所述第二光曲面反射镜位于所述第一光曲面反射镜与所述无焦透镜之间，所述第一光曲面反射镜的焦距小于所述第二光曲面反射镜的焦距。优选地，所述光扩散器与所述积分棒之间的距离小于预设距离，以使得所述光扩散器的输出光束全部耦合至所述积分棒。本专利技术一实施方式还提供一种激光投影系统，包括投影镜头、光调制器、激光二极管模块及照明系统，所述激光二极管模块用于将激光光束耦合至所述照明系统，所述照明系统包括积分棒，所述激光二极管模块包括依次排列的光源阵列、透镜阵列及光扩散器，所述光扩散器临近所述积分棒设置，所述光源阵列包括多个激光二极管，所述透镜阵列包括多个准直透镜，每一所述激光二极管与每一所述准直透镜一一对应。所述激光二极管模块还包括位于所述透镜阵列与所述光扩散器之间的光束处理器，所述光束处理器用于将从所述透镜阵列输出的平行光束压缩成近似平行的第一光束或压缩成具有一预设角度的聚焦光束，所述第一光束的截面积或所述聚焦光束的光斑面积小于所述积分棒的截面积。优选地，所述光束处理器包括第一光曲面反射镜与第二光曲面反射镜，所述第一光曲面反射镜的反射面朝向与所述第二光曲面反射镜的反射面朝向相反，所述第一光曲面反射镜临近所述透镜阵列设置，所述第二光曲面反射镜临近所述光扩散器设置，所述第一光曲面反射镜的焦距小于所述第二光曲面反射镜的焦距。优选地，所述光束处理器包括第一光曲面反射镜、第二光曲面反射镜及无焦透镜，所述第一光曲面反射镜的反射面朝向与所述第二光曲面反射镜的反射面朝向相反，所述第一光曲面反射镜临近所述透镜阵列设置，所述无焦透镜临近所述光扩散器设置，所述第二光曲面反射镜位于所述第一光曲面反射镜与所述无焦透镜之间，所述第一光曲面反射镜的焦距小于所述第二光曲面反射镜的焦距。优选地，所述光扩散器与所述积分棒之间的距离小于预设距离，以使得所述光扩散器的输出光束全部耦合至所述积分棒。优选地，所述照明系统具有一最佳光入射角度，所述第一光束与所述平行光束形成第一角度，所述第一角度与所述光扩散器的扩散角度之和等于所述最佳光入射角度。优选地，所述照明系统具有一最佳光入射角度，所述聚焦光束与所述平行光束形成第二角度，所述第二角度与所述光扩散器的扩散角度之和等于所述最佳光入射角度。与现有技术相比，上述二极管模块及激光投影系统，通过双曲面反射镜将准直激光光束压缩成更小的输出光束截面，搭配光扩散装置匹配输出至照明系统入口端所支持的入射角度，从而实现不需要太多的光学组件便可直接将激光光源耦合到照明系统中，可有效的缩小光学组件尺寸及光路传输距离，降低所需的光学组件的数量，提高了光学效率。附图说明图1是本专利技术一实施方式的激光投影系统的结构示意图。图2是本专利技术第一实施方式中的激光二极管模块的结构示意图。图3是本专利技术第二实施方式中的激光二极管模块的结构示意图。图4是本专利技术第三实施方式中的激光二极管模块的结构示意图。主要元件符号说明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。具体实施方式请参阅图1，一种激光投影系统100，可利用激光光束来投射出画面。所述激光投影系统100包括投影镜头10、光调制器20、激光二极管模块30及照明系统40。所述投影镜头10、所述光调制器20及所述照明系统40可以采用现有的激光投影模块进行设计，在此不再详述。请同时参阅图2-4，所述激光二极管模块30可以作为所述激光投影系统100的光源模块。所述激光二极管模块30用于将激光光束耦合至所述照明系统40，所述照明系统40至少包括一积分棒402，所述积分棒402可以是长方体或正方体形状，所述积分棒402内部可以为实心或空心的积分棒，所述积分棒402用以将经过光扩散器308的光束重新塑形为一均匀的输出光源。所述述激光二极管模块30包括依次排列的光源阵列302、透镜阵列304、光束处理器306及光扩散器308。所述光扩散器308优选临近所述积分棒402设置，所述光扩散器308可以是动态转件(DiffuserWheel)或者是静态的组件，所述光扩散器308用于将经过所述光束处理器306处理后的光束进行扩散处理，并将经过扩散处理后的光束传输至所述积分棒402。所述光源阵列302包括多个激光二极管3020，所述透镜阵列304包括多个准直透镜3040，每一所述激光二极管3020与每一所述准直透镜3040一一对应，即所述激光二极管3020的数量优选与所述准直透镜3040的数量相同。所述透镜阵列304用于对所述光源阵列302发出的激光进行准直处理。所述光束处理器306用于将从所述透镜阵列304输出的平行光束压缩成近似平行的第一光束或压缩成具有一预设角度θ11的聚焦光束，所述第一光束的截面积或所述聚焦光束的光斑面积小于所述积分棒402的截面积。如图2所示，所述光束处理器306将从所述透镜阵列304输出的平行光束压缩成近似平行的第一光束且所述第一光束的截面积小于所述积分棒402的截面积。所述第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光二极管模块，用于将激光光束耦合至积分棒，所述激光二极管模块包括依次排列的光源阵列、透镜阵列及光扩散器，所述光扩散器临近所述积分棒设置，所述光源阵列包括多个激光二极管，所述透镜阵列包括多个准直透镜，每一所述激光二极管与每一所述准直透镜一一对应，其特征在于：所述激光二极管模块还包括位于所述透镜阵列与所述光扩散器之间的光束处理器，所述光束处理器用于将从所述透镜阵列输出的平行光束压缩成近似平行的第一光束或压缩成具有一预设角度的聚焦光束，所述第一光束的截面积或所述聚焦光束的光斑面积小于所述积分棒的截面积。
【技术特征摘要】
1.一种激光二极管模块，用于将激光光束耦合至积分棒，所述激光二极管模块包括依次排列的光源阵列、透镜阵列及光扩散器，所述光扩散器临近所述积分棒设置，所述光源阵列包括多个激光二极管，所述透镜阵列包括多个准直透镜，每一所述激光二极管与每一所述准直透镜一一对应，其特征在于：所述激光二极管模块还包括位于所述透镜阵列与所述光扩散器之间的光束处理器，所述光束处理器用于将从所述透镜阵列输出的平行光束压缩成近似平行的第一光束或压缩成具有一预设角度的聚焦光束，所述第一光束的截面积或所述聚焦光束的光斑面积小于所述积分棒的截面积。2.如权利要求1所述的激光二极管模块，其特征在于：所述光束处理器包括第一光曲面反射镜与第二光曲面反射镜，所述第一光曲面反射镜的反射面朝向与所述第二光曲面反射镜的反射面朝向相反，所述第一光曲面反射镜临近所述透镜阵列设置，所述第二光曲面反射镜临近所述光扩散器设置，所述第一光曲面反射镜的焦距小于所述第二光曲面反射镜的焦距。3.如权利要求1所述的激光二极管模块，其特征在于：所述光束处理器包括第一光曲面反射镜、第二光曲面反射镜及无焦透镜，所述第一光曲面反射镜的反射面朝向与所述第二光曲面反射镜的反射面朝向相反，所述第一光曲面反射镜临近所述透镜阵列设置，所述无焦透镜临近所述光扩散器设置，所述第二光曲面反射镜位于所述第一光曲面反射镜与所述无焦透镜之间，所述第一光曲面反射镜的焦距小于所述第二光曲面反射镜的焦距。4.如权利要求1-3任意一项所述的激光二极管模块，其特征在于：所述光扩散器与所述积分棒之间的距离小于预设距离，以使得所述光扩散器的输出光束全部耦合至所述积分棒。5.一种激光投影系统，包括投影镜头、光调制器、激光二极管模块及照明系统，所述激光二极管模块用于将激光光束耦合至所述照明系统，所述照明系统包括积分棒，所述激光二极管模块包括依次排列的光源阵列、透镜阵列及光扩散器，所述光扩散器临近所述积...
【专利技术属性】
技术研发人员：卓俊贤，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业武汉有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。