[发明专利]激光二极管模块及激光投影系统

说明书

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。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

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。

本发明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。

本发明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。