一种用于投影的光源整形方法及结构技术

本发明专利技术提供了一种激光光源整形方法、装置，及激光投影装置，所述光源整形装置包括一个或多个反射镜单元，用于调整光源的传输方向，反射镜单元包括一组或多组置于同一平面的反射镜，每组反射镜的各反射镜间有间隙，每一反射镜用于反射多个光束，反射镜单元将所述光源整形输出方向一致的合成光束。多个反射单元可以实现对光束的多次整形，可最大限度的调整光斑大小。这种配置能明显提高光束的光学质量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种激光光源整形方法、装置，及激光投影装置，所述光源整形装置包括一个或多个反射镜单元，用于调整光源的传输方向，反射镜单元包括一组或多组置于同一平面的反射镜，每组反射镜的各反射镜间有间隙，每一反射镜用于反射多个光束，反射镜单元将所述光源整形输出方向一致的合成光束。多个反射单元可以实现对光束的多次整形，可最大限度的调整光斑大小。这种配置能明显提高光束的光学质量。【专利说明】一种用于投影的光源整形方法及结构
本专利技术涉及光电学领域，具体而言，涉及一种光源整形结构、方法及激光显示设备。
技术介绍
目前投影显示产品发展迅猛，亮度不断提高。投影产品使用的光源多为三原色LED,由于LED输出光的空间光束质量不好光学扩展量大，很难实现光亮度输出。因此激光激发荧光粉方案应运而生。通常用来激发的激光功率都在几十瓦以上，这是通过小功率的蓝色激光器阵列来实现的。主流的激光光源投影机一般都是利用一束激光激发一个荧光粉轮产生所需要的显示用光源，当对亮度需求高的情况下，需要的激光功率可能高达几十瓦，甚至一百瓦以上。如此高的激光功率一般都是通过一颗颗小功率的激光器出射的光束合成。光束合束整形前都是由这些众多独立的激光器发射的一束单独的激光束，通过在特定的位置安放特定角度的反射镜就可以将这些独立的光束整形到一个大的激光光束。如附图1所示，最初激光是独立的向上传输，整个光束的宽度是a，通过在每一束光束前增加反射镜使得每一束光束都在不同的位置被反射到同一个方向，向右传输。经过反射后整个光束的宽度变为b，可以看到b的宽度远远小于a。即进行了简单的光束整形合束的过程。但是在反射镜的装配过程由于镜座或固定部加工公差和装配公差等原因，导致每一个反射镜的角度都不可能非常理想，从而反射后的光束方向就存在了一定的偏差。可以想象，由于光束之间存在的角度偏差，随着光束的传输距离增加，光束将会越来越分离，从而降低了光束的光学质量。传统的合束结构各个光束的角度偏差在0.3度以上，随着激光束的增加，0.3度的偏离越来越难保证光束的质量。产生这种情况的原因主要是每个反射面之间的关系仅仅是平行，但是并不重合，同时机械精度要求过于苛刻难以实现。众多的激光器都有着其独立的光束，在使用前需要将这些离散的光束整合为方向一致、光斑较小的激光束来使用。如上所述采用单阵列激光器整体偏转整形合束，还可以采用反射镜配合多阵列激光器实现光束整形至某一阵列激光束，例如采用两组垂直放置的激光器阵列，一组阵列光束经过平面镜反射后与另外一组平行交叉组成一束光束，但这些处理方式对光束之间的间隔减少有限，受反射镜排布的影响，不能进一步压缩光斑大小，即不能根据需要灵活控制光斑大小。另外，不论是单阵列还是多阵列激光器，采用反射镜进行光束整形时，每一激光器光束配置一独立的反射镜实现光束整形，或者激光器阵列的每一组激光器配置一独立反射镜实现光束整形，这种配置结构，在激光束传输方向偏转的过程中都不可能完全按照设计要求实现或很难达到完全的精度需求，因此整形之后的光斑是由多个传输方向有稍许偏差的众多小光束组成，而并不是完全的方向一致，大大降低了合束后的光束光学质量。由于上述现有结构的广泛使用，普遍采取提高机械精度等优化措施予以降低偏差，至今没有资料显示存在突破这种结构的设计，尤其是改进反射镜单元的结构。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种新型光源整形结构、方法及激光显示设备，这种光源整形结构主要应用于投影显示类产品的光源部分，用以解决上述现有技术中存在的多种问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供一种激光光源整形装置，采用了以下技术方案: 激光光源整形装置包括一个或多个反射镜单元，所述反射镜单元由一组或多组置于同一平面的反射镜及其固定部组成，每组反射镜中各反射镜间保留预定间隔，每一反射镜用于反射多个光束，反射镜单元将所述光源整形输出一种方向一致的合成光束。 所述反射镜单元配置在激光光源前方，用于实现第一次光束整形，以实现各光束间隔的调整，或者反射镜单元配置在另一反射镜单元反射合成光束的前方，用于实现第二次光束整形，同样实现各光束间隔的调整。第一次和第二次整形可分别用于调整激光器阵列发出的光束的横向或纵向间隔，以实现调整光斑大小。所述反射镜单元一般设置两个，但也可根据需要设置一个反射镜单元，从而实现一次反射整形即可满足需要，或着设置更多反射镜单元，从而依次进行多次反射整形以满足需要。其次，所述激光光源由激光器阵列发出的若干光束组成，每组反射镜中的各反射镜平行配置，且每组反射镜的各反射镜之间存在一个或多个固定部，以使该组反射镜能保持在一个平面上。各反射镜可呈条形等形状结构，或者每组反射镜与固定部一起呈窗格或网格状结构。再次，多组反射镜构成的反射镜单元，其每组反射镜平行配置，每组反射镜中各反射镜间隔大于或等于该组反射镜背面一组反射镜中各反射镜间隔，每组反射镜的镜面宽度不大于其背面一组反射镜的镜面宽度，以便于其背面其他组反射镜反射的光束能顺利通过，这样可最大限度的实现降低光束间隔。进一步地，所述反射镜单元的每组反射镜可以一体成型，以使各反射镜能更稳定地保持在一个平面上，根据激光器阵列的需要，每组反射镜的各反射镜间间隔可以不同，当激光阵列的部分激光间隔不规则或与其它部分不一致时，对应于该部分所使用的反射镜组的反射镜也可以配置成相应的间隔。根据本专利技术的另外一个方面，提供一种激光光源整形方法，采用以下技术方案实现: 首先，将激光光源的全部光束划分为η个部分，分别对应于η组反射镜，每组反射镜均位于同一平面，其中η为整数且不小于I ;然后将激光光源的第η部分光束入射到第η组反射镜，该组反射镜以预定角度反射各入射光束，该组反射镜的部分或全部反射镜反射多个入射光束，全部或部分反射后的光束依次从第η-1组至第I组反射镜的各反射镜间隙穿过；将激光光源的第η-1部分光束入射到第η-1组反射镜，该组反射镜也以上述预定角度反射各入射光束，该组反射镜的部分或全部反射镜反射多个入射光束，全部或部分反射后的光束从第η-2组至第I组反射镜的各反射镜间隙穿过……将激光光源的第I部分光束入射到第I组反射镜，该组反射镜的部分或全部反射镜反射多个入射光束，该组反射镜也以上述预定的角度反射各入射光束，全部反射后的光束与其他组反射镜反射的光束合束。上述反射步骤分别进行，但同时实现。激光光源的全部光束经过上述第一次整形合束后向同一方向传输。另外，当光源的部分光束满足需要时，可省略上述其中一组反射镜，即相应减少一个反射步骤，使上述其它组经预定角度反射后的光束的传输方向与所省略的该组反射镜相对应部分光束的传输方向保持一致即可实现全部光束的合束。进一步地，对经过所述第一次整形合束后的光束进行第二次整形:将合束后的光束重新划分为m部分，分别对应于m组反射镜，每组反射镜均位于同一平面，其中m为整数且不小于I ;将激光光源的第m部分光束入射到第m组反射镜，该组反射镜以预定角度反射各入射光束，该组反射镜的部分或全部反射镜反射多个入射光束，全部或部分反射后的光束依次从第m-Ι组至第I组反射镜的各反射镜间隙穿过；将激光光源的第m-Ι部分光束入射到第m-Ι组反射镜，该组反射镜也以上述预定角度反射各入射光束，该组反射镜的部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光光源整形装置，包括一个或多个反射镜单元，所述反射镜单元配置在光源前方或前一反射镜单元反射光前方，用于调整光源或反射光的传输方向和形状，其特征在于，所述反射镜单元由一组或多组置于同一平面的反射镜及其固定部组成，每组反射镜中各反射镜间保留预定间隔，每组反射镜的至少部分反射镜用于反射多个光束，反射镜单元将所述光源整形输出一方向一致的合成光束。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田有良，
申请(专利权)人：海信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37