[实用新型]一种新型激光投影照明系统

说明书

技术领域

本实用新型属于激光投影技术领域，具体涉及一种新型激光投影照明系统。

背景技术

激光电视作为第四代电视，是当前研究热点。已有照明系统中，光源采用以下实施方案：

(1)激光和荧光混合光源；

(2)激光+LED混合光源；

(3)激光+荧光+LED混合光源；

(4)红、绿、蓝三色纯激光光源；

其中，由于激光的单色性好，色彩纯度高，亮度高、数值孔径小等优点，可用于大屏幕激光电视，因此第(4)种方案成为激光投影领域的未来发展方向，但该种方案中，最大的挑战来自于激光的散斑不容易消除，特别是绿色激光更为严重。

第(4)种方案虽然有诸多非常明显的优点，但存在以下三个问题(1)红色激光和绿色激光价格非常高，普通消费类产品难以接受，(2)散热和寿命达不到实际使用要求，存在持续改进的需要，(3)绿激光的散斑消除比较困难。因此，目前光源的主流方案仍然是第(1)、(2)、(3)方案。

但随着激光技术的发展和市场对更高质量激光显示的需求，第(4)种方案将是激光显示的未来重点发展方向。当前，红、绿、蓝三色纯激光光源方案，主要用于影院或者高端工程应用领域，一台都要几十万甚至几百万。在系统实现上，要通过非常复杂的几何光路或者光纤导光传输方式进行传输，传输效率很低。

如图1所示几何光路处理系统，上述方案的光路系统复杂，主要包括激光光源11、准直系统12、分色片13、聚光系统14、激光消散斑系统15、光棒或者光斑整形系统16、中继镜系统17、DMD芯片18，设计难度大，需要用分色片13将不同颜色的光源进行合光，再用光棒16进行匀光和光斑形状整形，光路布局复杂，同时还要在光路中加入复杂的激光消散斑系统，结构系统也非常复杂。

如图2所示是光纤导光传输系统，上述方案的光路系统主要包括激光光源21、准直系统22、导光光纤束23、激光24、激光消散斑系统24、光棒或者光斑整形系统25、中继镜系统26、DMD芯片27。先要通过聚焦系统，将激光束聚焦在直径几有几微米或者几十微米的光纤束里面，再通过光纤束进行传输。在把激光耦合到光纤的过程中，需要复杂的光纤耦合光学系统，同时耦合过程中，激光能量损失也非常大，同时也需要在光路中加入复杂的激光消散斑系统，整个系统的光路、结构都非常复杂，要求的装配精度非常高，成本高，无法用于民用的激光显示产品。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种结构简单、可有效提高光学效率的新型激光投影照明系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种新型激光投影照明系统，包括激光光源、准直压缩系统、二向色镜、二元光学元件以及DMD芯片，所述激光光源发出激光经准直压缩系统进行压缩，并保持平行光出射照射至二向色镜上进行分光，再入射到二元光学元件上，经二元光学元件再到达DMD芯片，所述的二元光学元件用于根据所用的显示芯片的比例对入射激光进行整形，和/或对入射激光进行消散斑处理。

优选地，该激光投影照明系统还包括TIR棱镜，所述激光光源发出激光经准直压缩系统进行压缩，并保持平行光出射照射至二向色镜上进行分光，再入射到二元光学元件上，经二元光学元件照射至TIR棱镜，经TIR棱镜的反射再到达DMD芯片。

优选地，所述激光光源发出的激光包括红激光、绿激光、蓝激光中的至少一种。

二元光学元件采用平板形状，厚度为1～3mm。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的新型激光投影照明系统，采用二元光学元件实现对激光光源发出的激光进行整形、匀光、消散斑处理，取代了现有技术中采用的聚光系统、光棒、消散斑系统和中继系统，使整个系统简化，结构紧凑，且相对于目前常用的照明系统，光学效率提高一倍以上，组装和生产简单，有效提高安装可靠性和生产效率，利用率高，适于规模化生产，值得在业内推广。

附图说明

图1是现有技术中激光投影所采用的照明系统；

图2是本实用新型激光投影照明系统的结构示意图；

图3是本实用新型激光投影照明系统一实施方式的结构示意图；

图4是本实用新型激光投影照明系统另一实施方式的结构示意图。

附图标记说明：31、激光光源；32、准直压缩系统；33、二向色镜；34、二向色镜；35、二元光学元件；36、DMD芯片；41、激光光源；42、准直压缩系统；43、二向色镜；44、二向色镜；45、二元光学元件；47、TIR棱镜；46、DMD芯片。