[发明专利]一种缩束装置、激光光源及激光投影设备

说明书

技术领域

本发明涉及激光显示技术领域，尤其涉及一种缩束装置、激光光源及激光投影设备。

背景技术

激光是一种高亮度、方向性强、发出单色相干光束的光源，激光光源作为一种优良的相干光源，具有单色性好，方向性强，光通量高等优点，近年来逐渐作为光源应用于投影显示技术领域。

为了实现激光投影设备的高亮度输出，通常采用多个激光装置组成模组式的激光器作为光源。由于激光模组内的各激光装置的排列有一定的空间间隔，尤其当多个激光装置排列时，会造成激光器出射的总光斑尺寸较大，因此通常在激光器与后端的激光转化光路之间增加聚焦装置来会聚激光器所发射的光束。目前，主要有两种缩束的实现方式，一种是反射碗的形式，另一种是同轴望远镜系统。由于反射碗式光源系统存在激光器遮挡会聚光路、影响激光器散热等问题，所以目前通常采用同轴望远镜系统进行光束缩束。图1为采用望远镜缩束的激光光源系统的基本结构示意图。如图1所述，该系统包括激光器组10、望远镜缩束装置20、以及激光转化光路30，其中，望远镜缩束装置20由一个凸透镜和一个凹透镜组成。激光在图1中的光学系统中的传输路径如下所述：从激光器发射的激光光束经过望远镜缩束装置20的两个透镜会聚准直后到达激光转化光路30，然后，利用激光转化光路30中的二向色镜301透射后的激光光束到达经聚焦准直透镜组302出射的光束打到荧光轮303(以反射型荧光轮为例)上激发荧光轮发出荧光，荧光轮103将荧光反射，反射的荧光经过聚焦准直透镜组302收光，进行会聚准直为平行或近似平行光束出射至二向色镜301，二向色镜301将该荧光反射出去，同时，由荧光轮投射的激光光束经过基色光回路304(如蓝光回路)和二向色镜301透射出去；最后，从二向色镜301出射的荧光和激光合后形成白光，以提供照明。

由于上述望远镜缩束装置20中的透镜材料对不同波长光束的折射率不同，因此，需要针对不同波长的激光束需采用不同的望远镜透镜材料达到缩束的目的，尤其是，在激光器组10发射的为多波长光束时，该望远镜缩束装置20在准直和缩束时很难对各个波段的光束进行一致的处理。另外，由于望远镜缩束装置20中的透镜的散热结构为设置于透镜边缘镜框金属材料，因此，会造成整个透镜的温度梯度较大，使透镜的折射率及空气间隔出现偏差，劣化了透镜的性能，更加无法达到有效的缩束准直的目的。

发明内容

本发明实施例提供了一种缩束装置、激光光源及激光投影设备，以解决激光光源中的望远镜缩束装置缩束准直效果差的问题。

根据本发明实施的第一方面，提供了一种缩束装置，其特征在于，所述缩束装置包括凹面反射镜和凸面反射镜，其中：

所述凹面反射镜用于将光源发出的平行光会聚至所述凸面反射镜；

所述凸面反射镜的曲率半径小于所述凹面反射镜的曲率半径，用于将所述凹面反射镜反射的光束进行准直形成平行光。

根据本发明实施的第二方面，提供了一种激光光源，该激光光源包括本发明第一方面所述的缩束装置，还包括发出激光的激光器组、以及激光转化光路，其中：

所述缩束装置中的凹面反射镜用于将所述激光器组发出的光束会聚至所述凸面反射镜；

所述缩束装置中的凸面反射镜用于将所述凹面反射镜反射的光束进行准直，形成平行或近似平行光束；

所述激光转化光路用于接收所述缩束装置缩束和准直后的光束。

根据本发明实施例的第三方面，提供了一种激光投影设备，包括光机、镜头、以及如本发明第二方面所述的激光光源；

所述的激光光源为所述光机提供照明，所述光机对光源光束进行调制，并输出至所述镜头进行成像，投射至投影介质形成投影画面。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种缩束装置、激光光源及激光投影设备，首先，利用设置在光源出光处的凹面反射镜，将光源发出的平行光反射至凸面反射镜并对该光束进行聚焦，实现光束的缩束作用，然后，利用设置在凹面反射镜出光方向的凸面反射镜，将所述凹面反射镜反射光进行准直形成平行光并输出给后端的激光转化光路。利用上述凹面反射镜和凸面反射镜构成的缩束装置，可以实现对作为光源的激光器发出的平行光束进行缩束，由于反射型结构不会因为波长范围的不同而对光束进行不同折射率的透射，从而有利于保证多色光源光束整形的一致性；同时，反射镜结构可以在其的非反射面设置散热结构，实现对对反射镜部件的均匀散热，减轻光学部件因热聚集对光学性能的影响，进而可以得到空间重合度较高、分布比较均匀的光束光斑。

附图说明