一種激光光源及激光投影設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種激光光源及激光投影設(shè)備。本發(fā)明提供了一種激光光源，包括光學(xué)鏡片，所述光學(xué)鏡片的激光光束入射的一側(cè)，設(shè)置有光引導(dǎo)元件；所述光引導(dǎo)元件受驅(qū)進行運動，引導(dǎo)需要入射到所述光學(xué)鏡片的激光光束發(fā)生平移或者入射方向發(fā)生改變。本發(fā)明能夠提高激光光源中光學(xué)鏡片的使用壽命。
【專利說明】
一種激光光源及激光投影設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及投影技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光光源及激光投影設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]激光是一種高亮度，方向性強，發(fā)出單色相干光束的光源，激光光源作為一種優(yōu)良的相干光源，具有單色性好，方向性強，光通量高等優(yōu)點，被越來越廣泛地應(yīng)用在多個技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]在投影技術(shù)領(lǐng)域，激光光源作為投影光源被普遍應(yīng)用于投影設(shè)備中。目前投影設(shè)備中所應(yīng)用的激光光源，通常是用小功率的激光器組成激光器陣列，提供三基色中一種或兩種顏色的光，激光陣列中激光器發(fā)出的光束經(jīng)過光束整形后在光路中傳輸，并入射至熒光輪，激發(fā)熒光粉產(chǎn)生三基色中其他顏色的光的方式進行照明。
[0004]而隨著投影圖像亮度的提升需求，激光光源的功率也越來越大，激光光束的高能特性需要光路中的光學(xué)鏡片要耐高溫，不變形，且光學(xué)特性穩(wěn)定，但實際應(yīng)用中，激光光束的熱效應(yīng)對光學(xué)鏡片的透過率以及使用壽命將造成負面的影響，由于長時間局部接收高密度光能量的照射，光學(xué)鏡片的表面會發(fā)生變形，局部區(qū)域光學(xué)特性會加劇劣化，有些鍍膜的區(qū)域會出現(xiàn)老化，進而導(dǎo)致光處理效率急劇下降，以及光學(xué)鏡片的使用壽命的減少。圖1示出了一些光學(xué)鏡片在老化前后的光譜衰減曲線的示意圖，可以看到，光線鏡片在老化后的透過率(圖1示出的曲線b)均要低于在老化前的透過率(圖1示出的曲線a)。
[0005]因此，如何提高激光光源中光學(xué)鏡片的使用壽命，是業(yè)界所亟待研究和解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例提供一種激光光源及激光投影設(shè)備，用以提高激光光源中光學(xué)鏡片的使用壽命。
[0007]本發(fā)明的一個實施例提供的激光光源，包括光學(xué)鏡片，所述光學(xué)鏡片的激光光束入射的一側(cè)，設(shè)置有光引導(dǎo)元件；
[0008]所述光引導(dǎo)元件受驅(qū)進行運動，引導(dǎo)需要入射到所述光學(xué)鏡片的激光光束發(fā)生平移或者入射方向發(fā)生改變。
[0009]可選地，所述光引導(dǎo)元件受驅(qū)進行周期性或者非周期性的運動。
[0010]可選地，所述光引導(dǎo)元件受驅(qū)沿轉(zhuǎn)動軸進行轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)動軸與所述光引導(dǎo)元件的平面平行。
[0011 ]可選地，所述光弓I導(dǎo)元件為反射元件，或透射元件。
[0012]可選地，所述反射元件為平面反射鏡或者為MEMS振鏡。
[0013]可選地，所述透射元件為平片玻璃。
[0014]可選地，所述平片玻璃的厚度均勻。
[0015]可選地，所述光傳導(dǎo)元件的入射激光光束為平行激光光束。
[0016]可選地，所述光傳導(dǎo)元件的出射激光光束為平行激光光束。
[0017]可選地，所述激光光源中還包括單色激光器陣列；所述單色激光器陣列發(fā)出的激光的傳輸光路上包括有第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片；
[0018]在所述單色激光器陣列和所述第一光學(xué)鏡片之間，和/或在所述第一光學(xué)鏡片和所述第二光學(xué)鏡片之間，設(shè)置有光引導(dǎo)元件。
[0019]可選地，所述激光光源中還包括第一激光器陣列、第二激光器陣列;所述第一激光器陣列發(fā)出的激光的傳輸光路上包括有第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片;所述第二激光器陣列發(fā)出的激光的傳輸光路上包括有第三光學(xué)鏡片和第四光學(xué)鏡片；
[0020]在以下位置中的一種或組合，設(shè)置有光引導(dǎo)元件:
[0021 ]所述第一激光器陣列與所述第一光學(xué)鏡片之間、所述第一光學(xué)鏡片和所述第二光學(xué)鏡片之間、所述第二激光器陣列與所述第三光學(xué)鏡片之間、所述第三光學(xué)鏡片與所述第四光學(xué)鏡片之間。
[0022]本發(fā)明的一個實施例提供的激光投影設(shè)備，包括:光機、鏡頭、以及如本發(fā)明上述任一實施例所提供的激光光源:
[0023]所述激光光源為所述光機提供照明，所述光機對光源光束進行調(diào)制，并輸出至所述鏡頭進行成像，投射至投影介質(zhì)形成投影畫面。
[0024]本發(fā)明實施例提供的激光光源中，在光學(xué)鏡片的激光光束入射的一側(cè)，設(shè)置有光引導(dǎo)元件，通過光引導(dǎo)元件受驅(qū)進行運動，從而能夠引導(dǎo)需要入射到光學(xué)鏡片的激光光束發(fā)生平移或者入射方向發(fā)生改變，進而使得激光光束照射到光學(xué)鏡片上的不同位置，在光學(xué)鏡片的不同位置形成光斑?？梢钥吹剑景l(fā)明實施例提供的激光光源，通過設(shè)置光引導(dǎo)元件以及光引導(dǎo)元件的運動，能夠使得激光光束照射到光學(xué)鏡片上的位置發(fā)生變化，從而避免了高能的激光光束長期照射到光學(xué)鏡片上的同一位置，進而降低了局部光學(xué)特性劣化的程度，能夠達到提高光學(xué)鏡片使用壽命的效果。相應(yīng)地，本發(fā)明實施例提供的激光投影設(shè)備，通過應(yīng)用本發(fā)明實施例提供的激光光源，能夠相應(yīng)地提高設(shè)備的使用壽命，增強產(chǎn)品的競爭力。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為光學(xué)鏡片老化前后的光譜衰減曲線的示意圖；
[0027]圖2為激光光源中激光光束整形光路的示意圖；
[0028]圖3為基于雙色光源架構(gòu)的激光光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明的一個實施例提供的激光光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明的一個實施例提供的激光光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6中的(a)為本發(fā)明的一個實施例提供的光引導(dǎo)元件運動示意圖；
[0032]圖6中的(b)為本發(fā)明的一個實施例提供的光引導(dǎo)元件運動示意圖；
[0033]圖6中的(C)為本發(fā)明的一個實施例提供的光引導(dǎo)元件運動示意圖；
[0034]圖7為本發(fā)明的一個實施例提供的激光光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖8為本發(fā)明的一個實施例提供的激光光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖9為本發(fā)明的一個實施例提供的基于雙色光源架構(gòu)的激光光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖10為本發(fā)明的一個實施例提供的激光投影設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0038]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部份實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0039]在激光光源中，往往存在有數(shù)量較多的光學(xué)鏡片，一般可以包括有比如凸透鏡，凹透鏡，鍍膜透鏡，收光透鏡組等光學(xué)鏡片。激光器發(fā)出的光束在光路中的各個鏡片中傳輸，被折射或透射，進行光學(xué)處理。
[0040]圖2示出了一種激光光源中激光光束整形的光路示意圖。
[0041]如圖2所示，激光器陣列(或稱為激光器組)201組成激光的光源，發(fā)出激光光束，激光光束以平行光光束入射至凸透鏡202，經(jīng)過會聚到達凹透鏡203，凹透鏡對呈會聚趨勢的光束進行發(fā)散，再次形成平行光束?？梢钥吹剑?jīng)過凸透鏡202和凹透鏡203后，激光光束被壓縮，形成了光束面積較小的激光光束。
[0042]圖3示出了一個基于雙色光源架構(gòu)的激光光源示例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]如圖3所示，激光器陣列301提供藍色激光，激光器陣列302提供紅色激光，藍色激光經(jīng)過凸透鏡303到達二向色鏡304，再經(jīng)二向色鏡304透射至聚焦透鏡305，紅色激光經(jīng)過凸透鏡306以及反射鏡307后到達二向色鏡304，再經(jīng)二向色鏡304反射至聚焦透鏡305，藍色激光和紅色激光經(jīng)過聚焦透鏡305和擴散片308，入射至透射式熒光輪309(包括透明基底和熒光粉層)，熒光輪307上設(shè)置有藍光透射區(qū)和熒光粉區(qū)，熒光粉至少包括綠色熒光粉，能夠受激產(chǎn)生綠色熒光，從而與藍色激光，紅色激光形成三基色。綠色熒光與藍色激光、紅色激光按照時序，從熒光輪309背面透射，經(jīng)過收光透鏡組310后，經(jīng)過同一套光路(比如圖3示出的反射鏡311以及聚焦透鏡312)傳輸至光棒313，進行勻光，提供照明光束。
[0044]可以看到，在激光光源中，激光器陣列發(fā)出的光束經(jīng)過光束縮束整形后形成較小的光斑在光路中傳輸，一般為了得到最佳光處理效率，通常將光斑對準光學(xué)鏡片中心入射，光學(xué)鏡片中心光處理效率最高，比如凸透鏡，邊緣部位容易發(fā)生光線折射的變形，中心部位及附近對光線的會聚作用最強，光損也較小。
[0045]然而，由于光路設(shè)計的精確性，一般各個光學(xué)鏡片在光路調(diào)整好后不再改變位置，在使用過程中，光學(xué)鏡片上長期接收高能激光照射的位置將會出現(xiàn)起霧現(xiàn)象，表現(xiàn)為鏡片上長期受照射的位置發(fā)蒙，出現(xiàn)白色斑塊等。而伴隨著照射時間的增長，霧化面積將會逐漸擴大，透過率則會逐漸下降，當無法滿足原本設(shè)計中的可靠性要求時，則需要更換元件。尤其是隨著投影圖像亮度的提升需求，激光光源的功率也越來越大，更是加劇了光學(xué)鏡片的表面由于長時間局部接收高密度光能量的照射發(fā)生的變形，光處理效率以及使用壽命急劇下降。
[0046]通常地，一片光學(xué)鏡片的使用壽命可以通過該片光學(xué)鏡片的透過率降低至原始數(shù)值的50%時之前所使用的小時數(shù)來衡量;或者通過該片光學(xué)鏡片后端亮度降低至原始數(shù)值的50 %時之前所使用的小時數(shù)來衡量。
[0047]針對于激光光源中，光學(xué)鏡片上長期接收高能密度光能量激光照射的區(qū)域，光學(xué)特性不斷劣化，光傳輸效率降低，光學(xué)鏡片使用壽命降低的問題，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有很好的解決方案。
[0048]為了克服現(xiàn)有激光光源中的上述缺陷，提高激光光源中光學(xué)鏡片的使用壽命，本發(fā)明實施例提出一種激光光源及激光投影設(shè)備。本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案中，對于接受激光光束照射的光學(xué)鏡片，在其激光光束入射的一側(cè)，設(shè)置了光引導(dǎo)元件，通過光引導(dǎo)元件的運動使得需要入射到所述光學(xué)鏡片的激光光束發(fā)生平移或者入射方向發(fā)生改變，從而使得激光光束照射在光學(xué)鏡片上的位置能夠不斷變化，避免了高能的激光光束長期照射到光學(xué)鏡片上的同一位置，降低了局部光學(xué)特性劣化的程度，整體上達到了提高光學(xué)鏡片使用壽命的效果。
[0049]具體地，本發(fā)明的一些實施例所提供的激光光源中包括有光學(xué)鏡片，該光學(xué)鏡片的激光光束入射的一側(cè)，設(shè)置有光引導(dǎo)元件。
[0050]進一步地，該光引導(dǎo)元件受驅(qū)進行運動，從而引導(dǎo)需要入射到所述光學(xué)鏡片的激光光束發(fā)生平移或者入射方向發(fā)生改變。
[0051]可選地，光引導(dǎo)元件具體可以是反射元件，或者可以是透射元件。
[0052]由于傳輸激光的光路與所采用的光學(xué)元件的光學(xué)特性密切相關(guān)，因此，為了更清楚的描述本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案，下面將以本發(fā)明的一些采用透射元件作為光引導(dǎo)元件的實施例、以及本發(fā)明的一些采用反射元件作為光引導(dǎo)元件的實施例為示例，分別結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進行詳細描述。
[0053]應(yīng)當理解的是，本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案并不限定光引導(dǎo)元件的類型?？蛇x地，在本發(fā)明的一些實施例中，光引導(dǎo)元件可以是不改變激光光束的光能量密度的光學(xué)元件。還應(yīng)當理解的是，本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案也不限定光學(xué)鏡片的類型?？蛇x地，在本發(fā)明的一些實施例提供的激光光源中，對于諸如凸透鏡，或者二向色鏡，或者其他可以允許光束透射的光學(xué)鏡片，都可以在其接收激光光束入射的一側(cè)，設(shè)置有光引導(dǎo)元件。光引導(dǎo)元件的類型以及具體的設(shè)置位置(也可以理解為光引導(dǎo)元件對應(yīng)的光學(xué)鏡片)具體可以依據(jù)本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案在實際場景中的應(yīng)用來決定。
[0054]圖4示出了本發(fā)明的一些實施例提供的激光光源中采用透射元件作為光引導(dǎo)元件的示意圖。其中，在如圖4所示的示例中，光學(xué)鏡片401具體為凸透鏡。
[0055]如圖4所示的光路中，光學(xué)鏡片401的激光光束入射的一側(cè)，設(shè)置有光引導(dǎo)元件402(透射元件)，光引導(dǎo)元件402受驅(qū)進行運動(如圖4所示的轉(zhuǎn)動)。
[0056]如圖4所示，激光光束入射到光引導(dǎo)元件402上，經(jīng)過光引導(dǎo)元件402透射后(圖4中實線表示的出射激光光束)，照射到光學(xué)鏡片401上后在位置A處形成光斑;在光引導(dǎo)元件402受驅(qū)進行轉(zhuǎn)動后(設(shè)轉(zhuǎn)動角度α)，光引導(dǎo)元件402相對于激光光束入射方向發(fā)生傾斜，激光光束入射到光引導(dǎo)元件402表面上的入射角度相應(yīng)發(fā)生變化，由于光引導(dǎo)元件402具有一定厚度，根據(jù)折射定律，激光光束在光引導(dǎo)元件402內(nèi)部傳輸發(fā)生折射，從另一表面再次折射出射(圖4中虛線表示的出射激光光束)，出射激光光束的方向?qū)⑾鄬τ诠庖龑?dǎo)元件402轉(zhuǎn)動前的出射激光光束的方向發(fā)生平行的位移，即入射到光學(xué)鏡片401的激光光束將發(fā)生平移，照射到光學(xué)鏡片401上后將在位置B處形成光斑。
[0057]可以看到，光引導(dǎo)元件402(透射元件)的運動將能夠使得激光光束入射到光引導(dǎo)元件402表面上的入射角度發(fā)生改變，從而能夠使得經(jīng)過光引導(dǎo)元件402(透射元件)透射后的出射激光光束(即入射到光學(xué)鏡片401的激光光束)發(fā)生平移，進而照射到光學(xué)鏡片上后將能夠在不同位置形成光斑。
[0058]可選地，在本發(fā)明的一些采用透射元件作為光引導(dǎo)元件的實施例中，透射元件受驅(qū)進行轉(zhuǎn)動的可轉(zhuǎn)動角度范圍可以是正5度到負5度。
[0059]可選地，在本發(fā)明的一些采用透射元件作為光引導(dǎo)元件的實施例中，透射元件的表面光滑。
[0060]可選地，在本發(fā)明的一些采用透射元件作為光引導(dǎo)元件的實施例中，透射元件具體可以是平片玻璃。
[0061]可選地，本發(fā)明的一些采用透射元件作為光引導(dǎo)元件的實施例中，透射元件的厚度均勻的同種透明材質(zhì)形成，比如厚度均勻的平片玻璃等。
[0062]其中，平片玻璃過厚將會增加光損，較薄則會使得光斑位置的改變不明顯?？蛇x地，平片玻璃的厚度的取值范圍在3毫米到5毫米之間。
[0063]圖5示出了本發(fā)明的一些實施例提供的激光光源中采用反射元件作為光引導(dǎo)元件的示意圖。其中，在如圖5所示的示例中，光學(xué)鏡片501具體為凸透鏡。
[0064]如圖5所示的光路中，光學(xué)鏡片501的激光光束入射的一側(cè)，設(shè)置有光引導(dǎo)元件502(反射元件)，光引導(dǎo)元件502受驅(qū)進行運動(如圖5所示的轉(zhuǎn)動)。
[0065]如圖5所示，激光光束入射到光引導(dǎo)元件502上，經(jīng)過光引導(dǎo)元件502反射后(圖5中實線表不的出射激光光束)，照射到光學(xué)鏡片501上后在位置C處形成光斑；在光引導(dǎo)元件502受驅(qū)進行轉(zhuǎn)動后(設(shè)轉(zhuǎn)動角度β)，激光光束照射到光引導(dǎo)元件502表面上的入射角度也發(fā)生相應(yīng)的變化，根據(jù)反射定律，入射角度的改變將導(dǎo)致激光光束經(jīng)光引導(dǎo)元件502反射后的出射激光光束(圖5中虛線表示的出射激光光束)的出射方向相對于光引導(dǎo)元件502轉(zhuǎn)動前的出射激光光束的方向發(fā)生改變，即入射到光學(xué)鏡片501的激光光束的入射方向?qū)l(fā)生改變，照射到光學(xué)鏡片401上后將在位置D處形成光斑。
[0066]可以看到，光引導(dǎo)元件502(反射元件)的運動能夠使得激光光束入射到光引導(dǎo)元件502表面上的入射角度發(fā)生改變，從而能夠使得經(jīng)過光引導(dǎo)元件502(反射元件)反射后的出射激光光束的出射方向(即入射到光學(xué)鏡片401的激光光束的入射方向)發(fā)生變化，進而照射到光學(xué)鏡片上后將能夠在不同位置形成光斑。
[0067]可選地，在本發(fā)明的一些采用反射元件作為光引導(dǎo)元件的實施例中，反射元件受驅(qū)進行轉(zhuǎn)動的可轉(zhuǎn)動角度一般較小，具體地可轉(zhuǎn)動角度范圍可以是正N度到負N度，其中，N的取值范圍為0.3到0.5，即正負0.3?0.5度范圍內(nèi)。
[0068]可選地，在本發(fā)明的一些采用反射元件作為光引導(dǎo)元件的實施例中，反射元件接收激光光束入射側(cè)的表面光滑。
[0069]可選地，在本發(fā)明的一些采用反射元件作為光引導(dǎo)元件的實施例中，反射元件具體可以是平面反射鏡或者可以是壓電陶瓷微機電系統(tǒng)(MEMS ,Micro-Electro-MechanicalSystem)振鏡。
[0070]可選地，在本發(fā)明的一些采用平面反射鏡作為光引導(dǎo)元件的實施例中，平面反射鏡可以受驅(qū)進行周期性轉(zhuǎn)動，具體地，平面反射鏡的轉(zhuǎn)動頻率可以取值在300赫茲到500赫茲之間。
[0071]可選地，在本發(fā)明的一些采用壓電陶瓷MEMS振鏡作為光引導(dǎo)元件的實施例中，壓電陶瓷MEMS振鏡可以受驅(qū)進行周期性轉(zhuǎn)動，具體地，壓電陶瓷MEMS振鏡的轉(zhuǎn)動頻率可以達到幾千赫茲到幾十千(萬)赫茲，即可以取值在千級赫茲到萬級赫茲之間。
[0072]應(yīng)當理解的是，圖4以及圖5僅示意性地表示了本發(fā)明的一些實施例所提供的激光光源中光學(xué)鏡片、光引導(dǎo)元件、以及其所形成的光路的示例，本發(fā)明實施例所提供的激光光源具體還可以包括有激光陣列，熒光輪，以及凸透鏡、凹透鏡、鍍膜透鏡、收光透鏡組等多個光學(xué)鏡片。還應(yīng)當指出的是，本發(fā)明實施例所提供的激光光源的具體光路設(shè)計可以與現(xiàn)有技術(shù)中激光光源的設(shè)計相同、或不同，本申請并不限定激光光源的具體光路設(shè)計以及所采用的光學(xué)元件。
[0073]本發(fā)明的一些具體實施例中，光引導(dǎo)元件可以是在驅(qū)動元件的驅(qū)動下進行運動。其中，驅(qū)動元件可以作為光引導(dǎo)元件中的一部分，也可以作為單獨的元件與光引導(dǎo)元件相連接。比如，驅(qū)動元件可以是電磁線圈或者壓電陶瓷，通過一個夾持結(jié)構(gòu)(如支撐框框架等)，與光引導(dǎo)元件相連接。
[0074]進一步地，驅(qū)動元件可以由控制元件進行控制，具體比如控制元件對驅(qū)動元件進行信號控制，根據(jù)信號輸出對應(yīng)地驅(qū)動電流(如PWM波)，隨著驅(qū)動電流的改變，驅(qū)動光引導(dǎo)元件進行相應(yīng)地運動，又比如控制元件按照設(shè)置的軟件程序，控制驅(qū)動元件驅(qū)動光引導(dǎo)元件進行相應(yīng)的運動。
[0075]可選地，控制元件可以為CUP控制器，向驅(qū)動元件輸出控制信號。
[0076]可選地，本發(fā)明的一些實施例中，光引導(dǎo)元件可以是受驅(qū)沿轉(zhuǎn)動軸進行轉(zhuǎn)動，其中，轉(zhuǎn)動軸可以與光引導(dǎo)元件的平面平行。
[0077]具體地，比如圖6中的(a)、(b)、(c)所示出的光引導(dǎo)元件受驅(qū)進行運動的示意圖。
[0078]圖6中的(a)示出了在本發(fā)明的一些實施例中，光引導(dǎo)元件具體可以是受驅(qū)沿第一轉(zhuǎn)動軸a進行轉(zhuǎn)動，其中，第一轉(zhuǎn)動軸a與光引導(dǎo)元件的平面平行；圖6中的(b)示出了在本發(fā)明的又一些實施例中，光引導(dǎo)元件具體可以是受驅(qū)沿第二轉(zhuǎn)動軸b進行轉(zhuǎn)動，其中，第二轉(zhuǎn)動軸b與光引導(dǎo)元件的平面平行。
[0079]圖6中的(C)示出了在本發(fā)明的又一些實施例中，光引導(dǎo)元件具體可以是同時受驅(qū)進行如圖6中的(a)和圖6中的(b)所示出的運動?？梢钥吹?，當光引導(dǎo)元件受驅(qū)同時受驅(qū)進行如圖6中的(a)和圖6中的(b)所示出的運動時，能夠使得入射到光學(xué)鏡片的激光光束在光學(xué)鏡片上形成的光斑的中心相對均勻的移動，比如能夠使得光斑在以初始位置為圓心的圓的范圍內(nèi)移動。
[0080]其中，如圖6中的(a)或如圖6中的(b)所示出的光引導(dǎo)元件受驅(qū)沿一個轉(zhuǎn)動軸進行轉(zhuǎn)動，也可以理解為光引導(dǎo)元件受驅(qū)進行一維的轉(zhuǎn)動;如圖6中的(c)所示出的光引導(dǎo)元件受驅(qū)同時進行如圖6中的(a)或如圖6中的(b)所示出的轉(zhuǎn)動，也可以理解為光引導(dǎo)元件受驅(qū)進行二維的轉(zhuǎn)動。
[0081]考慮到通常情況下，光學(xué)鏡片由于設(shè)計加工原因，邊緣10%的圓周區(qū)域光學(xué)性能可能會比中心圓周區(qū)域下降，比如出現(xiàn)像差現(xiàn)象，一般地，光學(xué)鏡片的中心光處理效率最高。進一步地，本發(fā)明的一些實施例中，光引導(dǎo)元件受驅(qū)所進行的運動，應(yīng)當能夠引導(dǎo)入射到所述光學(xué)鏡片的激光光束在光學(xué)鏡片上所形成的光斑，其移動軌跡的覆蓋面積限制在整個光學(xué)鏡片的95%范圍內(nèi)，不偏離光學(xué)鏡片上光處理能力較強的區(qū)域，以及不過于靠近光學(xué)鏡片的邊緣部位，從而保證光斑的位置移動不影響光學(xué)鏡片對激光光束的處理效率。
[0082]可選地，本發(fā)明的一些實施例中，光引導(dǎo)元件可以受驅(qū)進行周期性的運動，也可以受驅(qū)進行非周期性的運動。
[0083]比如，光引導(dǎo)元件可以在每個設(shè)定時長到達時進行運動;又比如，可以根據(jù)光學(xué)鏡片的光衰情況控制光引導(dǎo)元件進行運動，例如在測試到光學(xué)鏡片的透過率下降了 10-20%時，控制光引導(dǎo)元件進行運動。
[0084]可選地，光引導(dǎo)元件受驅(qū)可以進行勻速運動，也可以進行非勻速運動。比如，可以根據(jù)光衰情況調(diào)整光引導(dǎo)元件的運動速度。
[0085]其中，在激光光源中光學(xué)鏡片的光衰是由激光照射形成的，激光長時間照射到光學(xué)鏡片上的某一位置，將使得該位置處形成發(fā)霧，導(dǎo)致透過率下降，光學(xué)鏡片的光衰情況可以由光學(xué)鏡片的透過率下降百分比來表示。
[0086]可選地，在本發(fā)明的一些實施例中，光傳導(dǎo)元件的入射激光光束為平行激光光束?？蛇x地，在本發(fā)明的一些實施例中，光傳導(dǎo)元件的出射激光光束為平行激光光束。
[0087]具體地，光引導(dǎo)元件可以設(shè)置在激光光源的光路中接受平行激光光束照射的光學(xué)鏡片的前方。比如在圖2所示的激光光束整形光路部分，光引導(dǎo)元件具體可以設(shè)置在圖2所示的凹透鏡203與接受凹透鏡203的出射激光光束的光學(xué)鏡片之間。
[0088]基于圖2所示出的激光光束的整形光路示意圖，圖7示出了如圖4所示的本發(fā)明的一些采用透射元件作為光引導(dǎo)元件的實施例應(yīng)用與圖2所示激光光束整形光路部分的示意圖。圖8示出了如圖5所示的本發(fā)明的一些采用反射元件作為光引導(dǎo)元件的實施例應(yīng)用與圖2所示激光光束整形光路部分的示意圖。
[0089]如圖7所示，在該激光光束整形光路上，采用了透射元件701作為光引導(dǎo)元件，設(shè)置在凹透鏡703與光學(xué)鏡片704之間，透射元件701受驅(qū)沿進行轉(zhuǎn)動。
[0090]如圖7所示，平行激光光束入射至凸透鏡702，經(jīng)過會聚到達凹透鏡703，凹透鏡703對呈會聚趨勢的光束進行發(fā)散，形成面積較小的平行激光光束，該平行激光光束垂直入射透射元件701，經(jīng)過透射元件701透射后再次平行出射至光學(xué)鏡片704(圖7中實線所示出射光束)，在光學(xué)鏡片704上的一位置處形成光斑;而當透射元件701受驅(qū)進行轉(zhuǎn)動后(如圖7所示透射元件701轉(zhuǎn)動角度γ )，透射元件701相對于激光光束入射方向發(fā)生傾斜，激光光束不再垂直入射透射元件701表面，而是與透射元件701表面具有一入射角度，透射元件701具有一厚度，根據(jù)折射定律，激光光束在透射元件701材質(zhì)內(nèi)部傳輸發(fā)生折射，并從另一表面再次折射出射，出射的激光光束(圖7中虛線所示出射光束)將相對于原先出射的光束(圖7中實線所示出射光束)發(fā)生平行的位移，從而入射到光學(xué)鏡片704表面上的位置將相應(yīng)發(fā)生變化，如圖7所示，在光學(xué)鏡片704上的另一位置處形成光斑。
[0091]如圖8所示，在該激光光束整形光路上采用了反射元件801作為光引導(dǎo)元件，設(shè)置在凹透鏡803與光學(xué)鏡片804之間，反射元件801可以受驅(qū)進行轉(zhuǎn)動。
[0092]如圖8所示，平行激光光束入射至凸透鏡802，經(jīng)過會聚到達凹透鏡803，凹透鏡803對呈會聚趨勢的光束進行發(fā)散，形成面積較小的平行激光光束，該平行激光光束經(jīng)過反射元件801的反射在光學(xué)鏡片804上的一位置處形成光斑(圖8中實線所示出射光束)；而當反射元件801受驅(qū)進行轉(zhuǎn)動后(如圖8所示反射元件801轉(zhuǎn)動角度Θ)，改變了激光光束入射在反射元件801表面上的入射角度，基于反射定律，入射角度的改變將導(dǎo)致激光光束從反射元件801表面出射的角度相應(yīng)發(fā)生改變(圖8中虛線所示出射光束)，因此激光光束經(jīng)過轉(zhuǎn)動后的反射元件801反射后將在光學(xué)鏡片804上的另一位置處形成光斑。
[0093]對于如圖7以及圖8所示的本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案在圖2所示的激光光束整形光路中的應(yīng)用示意，通過實際的測試，可以得到通過采用平面反射鏡作為光引導(dǎo)元件，并使其在正負0.3到0.5度范圍內(nèi)進行轉(zhuǎn)動的措施，以及通過采用平片玻璃作為光引導(dǎo)元件，并使其在相對于激光光束入射方向的垂直面在正負5度以內(nèi)的傾斜角的范圍內(nèi)進行轉(zhuǎn)動的措施，能夠使得入射到光學(xué)鏡片上的激光光束在光學(xué)鏡片上形成的光斑在0.5毫米到I毫米的范圍內(nèi)移動，同時通過實際測試還得到了在檢測到光學(xué)鏡片透過率下降10%時采用上述措施，可以使得光學(xué)鏡片的透過率提高2到3個百分點，從而使得光學(xué)鏡片總的透過率變?yōu)?個百分點，壽命也因此相應(yīng)提升約三分之一。
[0094]應(yīng)當理解的是，在本發(fā)明實施例所提供的激光光源的實際光源光路中，存在的光學(xué)鏡片數(shù)量往往可能非常多，在這些光學(xué)鏡片中的一片或多片的前方均可以設(shè)置光引導(dǎo)元件，從而能夠相應(yīng)地提高激光光源的使用壽命。
[0095]比如，本發(fā)明的一些實施例所提供的激光光源中還可以包括單色激光器陣列，其激光傳輸光路的設(shè)計可以與現(xiàn)有技術(shù)中基于單色光源架構(gòu)的激光光源的光路設(shè)計相同，也可以不相同。
[0096]可選地，在本發(fā)明的一些實施例所提供的包括單色激光器陣列的激光光源中，在該單色激光器陣列發(fā)出的激光的傳輸光路上包括有第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片，具體地，可以在諸如單色激光器陣列與第一光學(xué)鏡片之間，和/或第一光學(xué)鏡片與第二光學(xué)鏡片之間，設(shè)置光引導(dǎo)元件。
[0097]又比如，本發(fā)明的一些實施例所提供的激光光源中還可以包括第一激光器陣列和第二激光器陣列，第一激光器陣列與第二激光器陣列為兩個不同顏色的單色激光器陣列，具體地，其激光傳輸光路的設(shè)計可以與現(xiàn)有技術(shù)中基于雙色光源架構(gòu)的激光光源的光路設(shè)計相同，也可以不相同。比如可以與圖3所示的基于雙色光源架構(gòu)的激光光源的光路設(shè)計相同。
[0098]可選地，在本發(fā)明的一些實施例所提供的包括第一激光器陣列和第二激光器陣列的激光光源中，在第一激光器陣列發(fā)出的激光的傳輸光路上包括有第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片，在第二激光器陣列發(fā)出的激光的傳輸光路上包括有第三光學(xué)鏡片和第四光學(xué)鏡片，具體地，可以在諸如在以下位置中的一種或組合，設(shè)置光引導(dǎo)元件:第一激光器陣列與第一光學(xué)鏡片之間、第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片之間、第二激光器陣列與第三光學(xué)鏡片之間、第三光學(xué)鏡片與第四光學(xué)鏡片之間。
[0099]舉例來說，基于圖3所示的基于雙色光源架構(gòu)的激光光源的示意結(jié)構(gòu)，圖9示出了本發(fā)明的一些實施例所提供的基于雙色光源架構(gòu)的激光光源的結(jié)構(gòu)示意圖。與圖3所示的激光光源類似的，本發(fā)明的一些實施例所提供的激光光源中包括有多個凸透鏡，凹透鏡，鍍膜透鏡，收光透鏡組等。其中，激光光源包括藍色激光光源(第一激光器陣列901)，紅色激光光源(第二激光器陣列902)，熒光輪903，其中熒光輪上設(shè)置有藍光透射區(qū)和熒光粉區(qū)，熒光粉至少包括綠色熒光粉，用于受激產(chǎn)生綠色熒光，從而與紅色激光，藍色激光混合形成白光。
[0100]在如圖9所示的本發(fā)明的一些實施例所提供的基于雙色光源架構(gòu)的激光光源中，激光光束的傳輸光路與圖3類似:第一激光器陣列901發(fā)出的激光光束經(jīng)過第一凸透鏡904(即可以理解為第一光學(xué)鏡片)光束縮束整形形成較小的光斑到達二向色鏡907(即可以理解為第二光學(xué)鏡片)，第二激光器陣列902發(fā)出的激光光束經(jīng)過第二凸透鏡905 (即可以理解為第三光學(xué)鏡片)光束縮束整形后形成較小的光斑，通過反射鏡906(即可以理解為第四光學(xué)鏡片)的反射到達二向色鏡907，經(jīng)過二向色鏡907、聚焦透鏡908以及擴散片909后入射至熒光輪903 ο熒光輪903發(fā)出熒光，從熒光輪背面透射(透射式熒光輪，包括透明基底+熒光粉層)，經(jīng)過收光透鏡組910后，與藍色激光、紅色激光按照時序，經(jīng)過同一套光路(反射鏡911和聚焦透鏡912)傳輸至光棒913，進行勾光。
[0101]具體地，在如圖9所示的激光光源的光源光路中，在激光光束平行出射的光路中可以設(shè)置有光傳導(dǎo)元件，具體可以如圖9中所示出的，第一激光器陣列901與第一凸透鏡904之間可以設(shè)置光傳導(dǎo)兀件914、第一凸透鏡904與二向色鏡907之間可以設(shè)置光傳導(dǎo)兀件915、第二激光器陣列902與第二凸透鏡905之間可以設(shè)置光傳導(dǎo)元件916、第二凸透鏡905與反射鏡906之間可以設(shè)置光傳導(dǎo)元件917等。
[0102]通過以上描述可以看出，本發(fā)明實施例中提供的激光光源中，在光學(xué)鏡片的激光光束入射的一側(cè)，設(shè)置有光引導(dǎo)元件，通過光引導(dǎo)元件受驅(qū)進行運動，引導(dǎo)需要入射到光學(xué)鏡片的激光光束發(fā)生平移或者入射方向發(fā)生改變，從而能夠使得入射到光學(xué)鏡片的激光光束照射到光學(xué)鏡片上后，在光學(xué)鏡片的不同位置形成光斑。可以看到，本發(fā)明實施例提供的激光光源，通過設(shè)置光引導(dǎo)元件以及光引導(dǎo)元件的運動，能夠使得激光光束照射到光學(xué)鏡片上的位置發(fā)生變化，從而避免了高能的激光光束長期照射到光學(xué)鏡片上的同一位置，進而降低了局部光學(xué)特性劣化的程度，降低了光學(xué)鏡片的老化速度，同時，也充分利用了光學(xué)鏡片的其他周圍局域，達到了提高光學(xué)鏡片使用壽命的效果。相應(yīng)地，光學(xué)鏡片使用壽命的提升，也利于整機產(chǎn)品使用壽命的提升，增強產(chǎn)品競爭力。
[0103]基于相同的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明實施例還提供一種激光投影設(shè)備，該激光投影設(shè)備可以包括本發(fā)明上述任一實施例所提供的激光光源，該激光投影設(shè)備具體可以是激光影院或者激光電視，或者其他激光投影儀器等。
[0104]圖10示出了本發(fā)明的一些實施例提供的激光投影設(shè)備。如圖10所示，所述激光投影設(shè)備包括:激光光源1001，光機1002，鏡1003。
[0105]其中，激光光源1001可以是本發(fā)明上述任一實施例所提供的激光光源，具體可參見前述實施例，在此將不再贅述。
[0106]具體地，激光光源1001為光機1002提供照明，光機1002對光源光束進行調(diào)制，并輸出至鏡頭1003進行成像，投射至投影介質(zhì)1004(比如屏幕或者墻體等)形成投影畫面。
[0107]本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
[0108]這些計算機程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
[0109]這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
[0110]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0111]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種激光光源，其特征在于，包括光學(xué)鏡片，所述光學(xué)鏡片的激光光束入射的一側(cè)，設(shè)置有光引導(dǎo)元件； 所述光引導(dǎo)元件受驅(qū)進行運動，引導(dǎo)需要入射到所述光學(xué)鏡片的激光光束發(fā)生平移或者入射方向發(fā)生改變。2.如權(quán)利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述光引導(dǎo)元件受驅(qū)進行周期性或者非周期性的運動。3.如權(quán)利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述光引導(dǎo)元件受驅(qū)沿轉(zhuǎn)動軸進行轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)動軸與所述光引導(dǎo)元件的平面平行。4.如權(quán)利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述光引導(dǎo)元件為反射元件，或透射元件。5.如權(quán)利要求4所述的激光光源，其特征在于，所述反射元件為平面反射鏡或者為壓電陶瓷微機電系統(tǒng)MEMS振鏡。6.如權(quán)利要求4所述的激光光源，其特征在于，所述透射元件為平片玻璃。7.如權(quán)利要求6所述的激光光源，其特征在于，所述平片玻璃的厚度均勻。8.如權(quán)利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述光傳導(dǎo)元件的入射激光光束為平行激光光束。9.如權(quán)利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述光傳導(dǎo)元件的出射激光光束為平行激光光束。10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的激光光源，其特征在于，所述激光光源中還包括單色激光器陣列;所述單色激光器陣列發(fā)出的激光的傳輸光路上包括有第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片； 在所述單色激光器陣列和所述第一光學(xué)鏡片之間，和/或在所述第一光學(xué)鏡片和所述第二光學(xué)鏡片之間，設(shè)置有光引導(dǎo)元件。11.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的激光光源，其特征在于，所述激光光源中還包括第一激光器陣列、第二激光器陣列;所述第一激光器陣列發(fā)出的激光的傳輸光路上包括有第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片;所述第二激光器陣列發(fā)出的激光的傳輸光路上包括有第三光學(xué)鏡片和第四光學(xué)鏡片； 在以下位置中的一種或組合，設(shè)置有光引導(dǎo)元件: 所述第一激光器陣列與所述第一光學(xué)鏡片之間、所述第一光學(xué)鏡片和所述第二光學(xué)鏡片之間、所述第二激光器陣列與所述第三光學(xué)鏡片之間、所述第三光學(xué)鏡片與所述第四光學(xué)鏡片之間。12.—種激光投影設(shè)備，包括光機、鏡頭、以及如權(quán)利要求1至11中任一項所述的激光光源: 所述激光光源為所述光機提供照明，所述光機對光源光束進行調(diào)制，并輸出至所述鏡頭進行成像，投射至投影介質(zhì)形成投影畫面。
【文檔編號】G02B27/48GK105911808SQ201610511521
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】李巍, 劉顯榮, 田有良
【申請人】海信集團有限公司