一種投影用激光引擎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及投影顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種投影用激光引擎。
【背景技術(shù)】
[0002]激光全色顯示技術(shù)是一種新興的顯示技術(shù)，相比于超高壓汞燈(Ultra HighPerformance, UHP)、金屬齒化物燈(Metal Halide Lamp, MHP)作為光源，半導(dǎo)體激光器采用直流驅(qū)動；相比于發(fā)光二極管(Light Emiss1n D1de, LED)作為光源，激光具有高單色性、高色彩飽和度的特點；相比于采用色輪的結(jié)構(gòu)，全激光顯示克服了色輪使用壽命短的問題，同時可以提高系統(tǒng)的整體的亮度。
[0003]目前，投影儀光學(xué)引擎按空間調(diào)制技術(shù)的不同主要分為數(shù)字光處理(DigitalLight Process, DLP)、娃基液晶(Liquid Crystal on Silicon, LC0S)、液晶光閥(LiquidCrystal Light Valve, LCLV)三類，其中LCD和LCOS結(jié)構(gòu)需要入射光為單偏振，DLP結(jié)構(gòu)對入射光偏振無要求，所以性能優(yōu)秀的線偏光源成為光源的最佳選擇。
[0004]目前，激光投影采用光纖耦合和空間光耦合兩種方式。光纖耦合的缺點是器件無法小型化，空間光耦合多采用X棱鏡或雙分色鏡結(jié)構(gòu)，X棱鏡工藝復(fù)雜，成本高，雙分色鏡結(jié)構(gòu)無法進(jìn)一步小型化。更進(jìn)一步地，上述的兩種耦合方式都需要一定數(shù)量的透鏡來對光束進(jìn)行變換，這會增加光能量的損耗，從而降低整個系統(tǒng)的光能利用率，影響投影儀的亮度。
[0005]因此，為了降低投影儀的光損耗，提高投影儀的亮度，就必須改進(jìn)光學(xué)引擎的結(jié)構(gòu)。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種投影用激光引擎。
[0007]本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0008]一種投影用激光引擎，包括有控制開關(guān)、半導(dǎo)體激光器陣列模塊、反射鏡陣列和消散斑及光束整形模塊，所述的半導(dǎo)體激光器陣列模塊是由RGB三色半導(dǎo)體激光器密排布的方式排列組成的，所述的反射鏡陣列包括有多個反射鏡按拋物面方式排列組成的，反射鏡陣列安裝有半導(dǎo)體激光器陣列模塊的正右方，且半導(dǎo)體激光器與反射鏡是一一對應(yīng)的，所述的消散斑及光束整形模塊包括有散射片和凹透鏡，所述的散射片和凹透鏡依次安裝在反射鏡陣列的正下方，所述的控制開關(guān)與半導(dǎo)體激光器陣列模塊電連接。
[0009]在半導(dǎo)體激光器陣列模塊上安裝有TEC元件的散熱裝置，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
[0010]在各個半導(dǎo)體激光器前安裝有準(zhǔn)直鏡，用于準(zhǔn)直半導(dǎo)體激光器的出射光束。
[0011]所述的按照拋物面方式進(jìn)行排列的反射鏡上鍍有金屬膜或者介質(zhì)膜，以實現(xiàn)對陣列激光的尚效率反射。
[0012]所述的凹透鏡與所述的反射鏡構(gòu)成共焦系統(tǒng)，從而獲得光斑大小合適的用于投影的平行光束。
[0013]所述的散射片可以是電機控制旋轉(zhuǎn)的，也可以是靜止的或者選擇電控液晶裝置，從而可以消除散斑。
[0014]針對不同的微顯示面板，如DMD芯片、LCOS芯片以及IXD面板，本實用新型中半導(dǎo)體激光器可以同時運行，也可以分時運行。
[0015]使用RGB三色激光器提供的三種基色光來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的利用單一激光光源照射色輪產(chǎn)生三色光的方法，徹底解決了色輪使用壽命短的問題，同時，全激光顯示具有色彩還原度更好、亮度更高的優(yōu)點，而且，由于商用的半導(dǎo)體激光器技術(shù)越發(fā)成熟，大大降低了使用RGB三色半導(dǎo)體激光器的成本。
[0016]采用按拋物面方式排布的反射鏡陣列來取代傳統(tǒng)的利用X棱鏡或雙分色鏡進(jìn)行三基色光束合光的方法，極大的減少了整形用透鏡的使用數(shù)量，同時，在反射鏡上鍍有金屬膜或介質(zhì)膜，實現(xiàn)了對激光光束的高效率反射。由于在本實用新型中，從半導(dǎo)體激光器模塊到消散斑整形模塊之間使用透鏡的數(shù)量為零，減少了系統(tǒng)的光損耗，所以可以提高光能利用率，獲得高亮度的出射光束。
[0017]本實用新型的優(yōu)點是:本實用新型通過按拋物面方式排布的反射鏡陣列可以減少投影光源模塊中整形用透鏡的使用數(shù)量，提高了系統(tǒng)光能利用率，同時由于采用的是反射鏡，結(jié)構(gòu)簡單，降低了整個系統(tǒng)的成本。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型激光投影光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實用新型半導(dǎo)體激光器陣列結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為按拋物面方式排布的反射鏡陣列二維結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1、2、3所示，一種投影用激光引擎，包括有控制開關(guān)1、半導(dǎo)體激光器陣列模塊2、反射鏡陣列3和消散斑及光束整形模塊4，所述的半導(dǎo)體激光器陣列模塊2是由RGB三色半導(dǎo)體激光器5密排布的方式排列組成的，所述的反射鏡陣列包括有多個反射鏡6按拋物面方式排列組成的，反射鏡陣列3安裝有半導(dǎo)體激光器陣列模塊2的正右方，且半導(dǎo)體激光器5與反射鏡6是一一對應(yīng)的，所述的消散斑及光束整形模塊4包括有散射片7和凹透鏡8，所述的散射片7和凹透鏡8依次安裝在反射鏡陣列3的正下方，所述的控制開關(guān)I與半導(dǎo)體激光器陣列模塊2電連接。
[0022]在半導(dǎo)體激光器陣列模塊2上安裝有TEC元件的散熱裝置，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
[0023]在各個半導(dǎo)體激光器5前安裝有準(zhǔn)直鏡，用于準(zhǔn)直半導(dǎo)體激光器的出射光束。
[0024]所述的按照拋物面方式進(jìn)行排列的反射鏡6上鍍有金屬膜或者介質(zhì)膜，以實現(xiàn)對陣列激光的高效率反射。
[0025]所述的凹透鏡8與所述的反射鏡6構(gòu)成共焦系統(tǒng)，從而獲得光斑大小合適的用于投影的平行光束。
[0026]所述的散射片7可以是電機控制旋轉(zhuǎn)的，也可以是靜止的或者選擇電控液晶裝置，從而可以消除散斑。
[0027]所述的半導(dǎo)體激光器陣列模塊由RGB三色激光器密排布構(gòu)成，陣列上光源的排布方式可以采用多種方式；可以通過調(diào)整各基色半導(dǎo)體激光器的數(shù)目比例，來獲得高質(zhì)量的白光。由于半導(dǎo)體激光器的發(fā)散角比較大，所以在各個激光器之后放置準(zhǔn)直用鼓鏡以獲得平行光?？刂崎_關(guān)用于控制激光器是同時工作還是分時工作，從而適用于不同的微顯示元件，如DMD芯片、LCOS芯片以及IXD面板。
[0028]三基色半導(dǎo)體激光器陣列結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，將RGB三色的激光器以密排布的方式排列，圖2只是列出了一種可能的排布方式，實際的激光器數(shù)目由最終需要滿足的白平衡的要求決定。
[0029]所述的拋物面方式排布的反射鏡陣列是本實用新型的關(guān)鍵部分，如圖3所示，由拋物面結(jié)構(gòu)模塊和鍍有金屬膜或介質(zhì)膜的反射鏡組成。反射鏡的數(shù)量并不局限于圖2中的數(shù)量，其數(shù)量應(yīng)與半導(dǎo)體激光器陣列模塊中的激光器數(shù)量相一致，而且位置上應(yīng)該一一對應(yīng)。由于經(jīng)過鼓鏡之后的光束平行度比較好，同時光斑大小也比較小，所以反射鏡的大小應(yīng)與光斑大小相適配。反射鏡可以利用上的卡槽進(jìn)行固定，也可以利用強力膠固定在模塊上。由于是拋物面結(jié)構(gòu)的，所以反射的激光光束都會聚于該拋物面的焦點處。需要注意的是，為了方便理解，圖3只給出了二維的截面圖，實際的器件應(yīng)是類似于拋物反光碗的器件，具有拋物面型的結(jié)構(gòu)。
[0030]散射片的作用是消除由激光的相干引起的散斑效應(yīng)。會聚的光束先經(jīng)過散射片，再經(jīng)過凹透鏡。消除散斑的裝置可以是電機控制旋轉(zhuǎn)的散射片，或者是靜止的散射片，也可以采用電控液晶裝置來消除散斑。凹透鏡的焦點和反射鏡陣列的焦點重合，從而得到平行光束出射，能夠有效均勻的利用光能量。
【主權(quán)項】
1.一種投影用激光引擎，其特征在于:包括有控制開關(guān)、半導(dǎo)體激光器陣列模塊、反射鏡陣列和消散斑及光束整形模塊，所述的半導(dǎo)體激光器陣列模塊是由RGB三色半導(dǎo)體激光器密排布的方式排列組成的，所述的反射鏡陣列包括有多個反射鏡按拋物面方式排列組成的，反射鏡陣列安裝有半導(dǎo)體激光器陣列模塊的正右方，且半導(dǎo)體激光器與反射鏡是一一對應(yīng)的，所述的消散斑及光束整形模塊包括有散射片和凹透鏡，所述的散射片和凹透鏡依次安裝在反射鏡陣列的正下方，所述的控制開關(guān)與半導(dǎo)體激光器陣列模塊電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影用激光引擎，其特征在于:在半導(dǎo)體激光器陣列模塊上安裝有TEC元件的散熱裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影用激光引擎，其特征在于:在各個半導(dǎo)體激光器前安裝有準(zhǔn)直鏡。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影用激光引擎，其特征在于:所述的按照拋物面方式進(jìn)行排列的反射鏡上鍍有金屬膜或者介質(zhì)膜。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影用激光引擎，其特征在于:所述的凹透鏡與所述的反射鏡構(gòu)成共焦系統(tǒng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影用激光引擎，其特征在于:所述的散射片可以是電機控制旋轉(zhuǎn)的，也可以是靜止的或者選擇電控液晶裝置。
【專利摘要】本實用新型公開了一種投影用激光引擎，半導(dǎo)體激光器陣列模塊是由RGB三色半導(dǎo)體激光器密排布的方式排列組成的，所述的反射鏡陣列包括有多個反射鏡按拋物面方式排列組成的，反射鏡陣列安裝有半導(dǎo)體激光器陣列模塊的正右方，且半導(dǎo)體激光器與反射鏡是一一對應(yīng)的，所述的消散斑及光束整形模塊包括有散射片和凹透鏡，所述的散射片和凹透鏡依次安裝在反射鏡陣列的正下方，所述的控制開關(guān)與半導(dǎo)體激光器陣列模塊電連接。本實用新型通過按拋物面方式排布的反射鏡陣列可以減少投影光源模塊中整形用透鏡的使用數(shù)量，提高了系統(tǒng)光能利用率，同時由于采用的是反射鏡，結(jié)構(gòu)簡單，降低了整個系統(tǒng)的成本。
【IPC分類】G03B21/20, G03B21/14, G03B21/28
【公開號】CN204667037
【申請?zhí)枴緾N201520393180
【發(fā)明人】顧春, 許立新, 李 根, 顏珂, 林一楠, 張萬兵
【申請人】合肥恒銳光電科技有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月8日