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激光器、激光光源及激光投影设备实质审查 发明

技术领域

[0001] 本申请涉及投影显示领域,特别涉及一种激光器、激光光源及激光投影设备。

相关背景技术

[0002] 随着光电技术的发展,对于激光投影设备的投影画面的要求越来越高。目前为了保证投影画面的显示亮度,通常采用激光器为激光投影设备提供照明,激光器发出的激光光束具有单色性好及亮度高的优点,是较为理想的光源。
[0003] 目前,激光投影设备所发出的光线通常是由激光器提供的。如图1和图2所示,图1是相关技术中提供的一种激光器的结构示意图,图2是图1示出的激光器中的激光单元的分布示意图。激光器包括一行用于发出蓝色激光的发光芯片,一行用于发出绿色激光的发光芯片以及两行用于发出红色激光的发光芯片。示例的,每行用于发出不同颜色的激光的发光芯片的数量为七个。
[0004] 然而,目前的激光器中的激光芯片的个数较多,导致激光器的整体的体积较大,进而导致激光投影设备的体积较大。

具体实施方式

[0033] 为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
[0034] 请参考图3和图4,图3是本申请实施例提供的一种激光器的结构示意图,图4是图3中示出的激光器中的激光单元的分布示意图。激光器000可以包括:基板100,以及位于基板上的阵列排布的多个激光单元200。其中,该多个激光单元200可以呈阵列排布的方式集成在激光器000中,多个激光单元200可以在激光器000中阵列排布为两行。在这两行激光单元200中,一行激光单元200中的各个激光单元200均可以为用于发出红色激光的红光激光单元;另一行激光单元200中的一部分激光单元200可以为用于发出绿色激光的绿光激光单元,另一部分激光单元200可以为用于发出蓝色激光的蓝光激光单元。且在用于发出绿色激光和蓝色激光这一行激光单元中位于端部的两个激光单元200均为用于发出蓝色激光的蓝光激光单元。
[0035] 在本申请中,红光激光单元的发光功率范围可以为24W~56W,蓝光激光单元的发光功率范围可以为48W~115W,绿光激光单元的发光功率范围可以为12W~28W。示例的,红光激光单元的发光功率为48W,蓝光激光单元的发光功率为82W,绿光激光单元的发光功率为24W。
[0036] 在本申请实施例中,当激光器000包括一行用于发出红色激光的红光激光单元,一行用于发出绿色激光的绿光激光单元和用于发出蓝色激光的蓝光激光单元时,可以在保证了激光器000所发出的激光光束的亮度的前提下,减少了激光器000中激光单元200的数量。如此,能够有效的减小激光器000的整体体积,进而使得集成了该激光器000的激光投影设备的体积较小。
[0037] 另外,在后续利用光导管收光的过程中,由于光导管的收光具有一定的角度,导致激光器000每一行端部的激光在导向光导管时损失量较大。而由于人眼对于蓝色激光的感知函数小于对绿色激光的感知函数。因此,当包含蓝光激光单元和绿光激光单元这一行的激光单元200的端部均为蓝光激光单元时,能够有效的均衡人眼对于三种颜色的激光合光后的感知效果,进行有效的提高了集成有该激光器000的激光投影设备的显示效果。示例的,本申请中用于发出三色激光的激光器000可以采用MCL型激光器。
[0038] 综上所述,本申请实施例提供的激光器,包括:基板,以及位于基板上的阵列排布的多个激光单元。在本申请中,激光器包括两行激光单元,一行用于发出红色激光的红光激光单元,另一行用于发出绿色激光的绿光激光单元和用于发出蓝色激光的蓝光激光单元。在保证了激光器所发出的激光光束的亮度的前提下,减少了激光器中激光单元的数量。如此,能够有效的减小激光器的整体体积,进而使得集成了该激光器的激光投影设备的体积较小。另外,当包含蓝光激光单元和绿光激光单元这一行的激光单元的端部均为蓝光激光单元时,能够有效的均衡人眼对于三种颜色的激光合光后的感知效果,进行有效的提高了集成有该激光器的激光投影设备的显示效果。
[0039] 在本申请实施例中,请参考图5,图5是本申请实施例提供的另一种激光单元的分布示意图。激光器00中每一行激光单元200中相邻两个激光单元200之间的距离d可以为1.3毫米至3毫米。示例的,每一行激光单元200中相邻两个激光单元200之间的距离可以为1.5毫米。这样,使得每一行激光单元200中相邻两个激光单元200之间的距离较小,即可以进一步有效的减小激光器000的整体体积。
[0040] 可选的,在用于发出绿色激光和蓝色激光这一行激光单元200中,位于端部的两个蓝光激光单元200a之间可以排布有至少一个蓝光激光单元200a。且该至少一个蓝光激光单元200a可以排布在两个用于发出绿色激光的绿光激光单元200b之间。这样,将蓝光激光单元200a和绿光激光单元200b相间排列,能够有效的提高蓝色激光、绿色激光和红色激光在后续通过合光镜组合光后光束的均匀性。
[0041] 需要说明的是,相关技术中采用激光器000作为投影设备的光源进行投影显示时通常会产生散斑效应。散斑效应指的是相干光源发出的两束激光在照射粗糙的物体(如投影设备的屏幕)发生散射后,该两束激光就会在空间中产生干涉,最终在屏幕上出现颗粒状的明暗相间的斑点的效应。激光器中发出波长相同相位恒定的激光的两个相邻的发光芯片为相干光源。散斑效应使得投影图像的显示效果较差,且明暗相间的这些未聚焦的斑点在人眼看来处于闪烁状态,长时间观看易产生眩晕感,用户的观看体验较差。
[0042] 在本申请实施例中,在一行均发出红色激光的红光激光单元200c中,红光激光单元200c发出的红色激光的中心波长可以沿两侧向中间的方向依次增大。这样,对于发出的激光的中心波长均位于同一波长范围内的相邻的两个发光芯片,该两个发光芯片发出的激光的中心波长不同,故该两个发光芯片并非相干光源。因此,该两个发光芯片发出的激光较难产生干涉,进而可以降低采用激光器000作为投影设备的光源进行投影显示时的散斑效应,避免投影图像变花,提高投影图像的显示效果,避免人眼观看产生的眩晕感。另外,由于发出中心波长较短的红色激光的红光激光单元200c对于温度的变化敏感且发热量大。将发出中心波长较短的红色激光的红光激光单元200c设置在该行激光单元的端部。因此,能够使得激光单元发出的热量有效的散发到外界环境中,且尽可能的避免了对其他激光单元的影响。
[0043] 可选的,一行均发出红色激光的红光激光单元200c中可以包括:位于一行红光激光单元200c中央区域的至少一个第一红光激光单元c1,以及位于至少一个第一红光激光单元c1两侧的至少两个第二红光激光单元c2。其中,位于中央区域的各个第一红光激光单元c1的中心波长均可以相同。在位于至少一个第一红光激光单元c1两侧的至少两个第二红光激光单元c2中,与中央区域之间的距离相等的两个第二红光激光单元c2的中心波长可以相同。示例的,一行均发出红色激光的红光激光单元200c中可以包括四个第二红光激光单元c2,即第二红光激光单元c21和第二红光激光单元c22。例如,第一红光激光单元c1的中心波长可以为647纳米,第二红光激光单元c21的中心波长为643纳米,第二红光激光单元c22的中心波长为639纳米。
[0044] 在本申请实施例中,请参考图6,图6是本申请实施例提供的另一种激光器的结构示意图。激光器000还可以包括位于基板100上的三个第一导电引脚300和一个第二导电引脚400。基板100上的三个第一导电引脚300可以分别与串联的多个红光激光单元200c的第一端、串联的多个绿光激光单元200b的第一端和串联的多个蓝光激光单元200a的第一端连接。一个第二导电引脚400可以同时与串联的多个红光激光单元200c的第二端、串联的多个绿光激光单元200b的第二端和串联的多个蓝光激光单元200a的第二端连接。其中,第一导电引脚300和第二导电引脚400中的一个可以为正极引脚,另一个可以为负极引脚。在本申请中,当第一导电引脚300为正极引脚,第二导电引脚400为负极引脚时,三个第一导电引脚300分别与串联的多个红光激光单元200c的第一端、串联的多个绿光激光单元200b的第一端和串联的多个蓝光激光单元200a的第一端连接。第二导电引脚400同时与串联的多个红光激光单元200c的第二端、串联的多个绿光激光单元200b的第二端和多个蓝光激光单元
200a的第二端连接。即串联的多个红光激光单元200c、串联的多个绿光激光单元200b和串联的多个蓝光激光单元200a共用一个负极引脚,例如,(R、G、B)‑、R+、G+、B+。当第一导电引脚300为负极引脚,第二导电引脚400为正极引脚时,三个第一导电引脚300分别与串联的多个红光激光单元200c的第一端、串联的多个绿光激光单元200b的第一端和串联的多个蓝光激光单元200a的第一端连接。第二导电引脚400同时与串联的多个红光激光单元200c的第二端、串联的多个绿光激光单元200b的第二端和多个蓝光激光单元200a的第二端连接。即串联的多个红光激光单元200c、串联的多个绿光激光单元200b和串联的多个蓝光激光单元
200a共用一个正极引脚,例如,(R、G、B)+、R‑、G‑、B‑,本申请实施例对此不做限定。这样,激光器000通过共用正极引脚或者负极引脚,在减少激光器000的制造成本的同时,简化了激光器000的封装工艺。
[0045] 示例的。红光激光单元200c、绿光激光单元200b和蓝光激光单元200a分别与第一导电引脚300和第二导电引脚400的一端连接,第一导电引脚300和第二导电引脚400用于传输信号使用于发出不同颜色的激光单元200发光,第一导电引脚300和第二导电引脚400的另一端向基板100的外侧伸出。其中,第一导电引脚300和第二导电引脚400还用于和激光投影设备中的电路板(图中未示出)连接,以导通激光器单元200和电路板,从而使激光器单元200的发光芯片发光。
[0046] 可选的,多个激光单元200中的每个激光单元200可以包括一个发光芯片,即激光器000可以包括阵列排布的多个发光芯片。该多个发光芯片中每行发光芯片用于发出不同颜色的激光。在本申请中,激光器000包括排布成两行七列的发光芯片,其中一行发光芯片用于发出红色激光,一行发光芯片用于发出绿色激光和蓝色激光。示例的,红光激光单元200c的个数可以为七个,绿光激光单元200b的个数可以为四个,蓝光激光单元200a的个数可以为三个。在其他的可能的实现方式中,多个发光芯片还可以采用其他的排列方式进行排布,本申请实施例对此不做限定。
[0047] 综上所述,本申请实施例提供的激光器,包括:基板,以及位于基板上的阵列排布的多个激光单元。在本申请中,激光器包括两行激光单元,一行用于发出红色激光的红光激光单元,另一行用于发出绿色激光的绿光激光单元和用于发出蓝色激光的蓝光激光单元。在保证了激光器所发出的激光光束的亮度的前提下,减少了激光器中激光单元的数量。如此,能够有效的减小激光器的整体体积,进而使得集成了该激光器的激光投影设备的体积较小。另外,当包含蓝光激光单元和绿光激光单元这一行的激光单元的端部均为蓝光激光单元时,能够有效的均衡人眼对于三种颜色的激光合光后的感知效果,进行有效的提高了集成有该激光器的激光投影设备的显示效果。
[0048] 通常情况下,激光光源中的激光器的多个激光单元向合光镜组发出激光,被合光镜组反射后的激光光束合光后形成的光斑的形状通常为矩形,且该光斑在激光的慢轴方向上的宽度(即,光斑的长边的尺寸),大于在激光的快轴方向上的宽度(即,光斑短边的尺寸)。例如,激光光束合光后形成的光斑的长边的尺寸与短边的尺寸之间的比值为3:1。
[0049] 根据光学原理中的光学扩展量的计算公式可知,激光投影设备的照明的扩展量计算公式为:
[0050] π×S×(SinQ)2;
[0051] 其中,S为激光投影设备中的光阀的受光面的面积,这里,光阀的受光面通常为矩形,因此,光阀的受光面的面积S可以用受光面的长边的宽度H1与短边的宽度H2的乘积表示;Q为激光光束经过激光投影设备中的投影镜头的出射角度,在投影镜头的型号确定后,投影镜头的F#的值是确定的,因此,可以根据投影镜头的F#确定激光光束经过投影镜头后的出射角Q,其中,F#与Q之间的关系如下:Q=1/2F#。
[0052] 也即是,激光投影设备的照明的扩展量计算公式为:
[0053] π×H1×H2×Sin2(1/2F#);
[0054] 根据上述公式可知,在光阀的型号和投影镜头的型号确定后,激光投影设备的照明的扩展量是确定的,对应的长边和短边的拉格朗日不变量是确定的。然而,由于激光器000发出的激光光束经合光镜组合光后形成的光斑的长边的尺寸大于短边的尺寸,因此,射向光导管的激光光束在光斑的长边方向上的出射角大于在光斑在短边方向上的出射角。如此,光斑的长边和短边中的至少一个的拉格朗日不变量是不满足要求的。
[0055] 例如,拉格朗日不变量的公式如下:
[0056] n×SinQ×Y=n'×SinQ'×Y';
[0057] 其中,n与n’为传输介质的折射率,在激光投影设备中,n与n’均可以为空气的折射率,因此,n=n’;Q为激光光束经过激光投影设备中的投影镜头的出射角度;Y为成像物体的像高;Q’为激光光束射向投影镜头的入射角度,由于激光光源中激光光束从光导管出射后会经过多次反射后射向投影镜头,因此,Q’可以用光导管的出射角度来表示;Y’为成像物体的物高。
[0058] 由于激光光束经过投影镜头后的成像画面的长宽比与光阀的受光面的长宽比相同。因此,根据拉格朗日不变量的公式可知,光斑的长边在经过投影镜头出射后的表达式可以为:n×Sin(1/2F#)×H1,光斑的短边在经过投影镜头出射后的表达式可以为:n×Sin(1/2F#)×H2。而光斑的长边在射向投影镜头时的表达式可以为:n’×Sin(Q1’)×d1,光斑的短边在射向投影镜头时的表达式可以为:n’×Sin(Q2’)×d2。其中,d1为激光光束合光后形成的光斑的长边的尺寸,d2为激光光束合光后形成的光斑的短边的尺寸;Q1’为射向光导管03的激光光束在光斑的长边方向上的出射角,Q2’为射向光导管的激光光束在光斑的短边方向上的出射角。
[0059] 为了保证激光投影设备对出光效率较高,通常需要让光斑的长边满足拉格朗日不变量。也即,需要保证k×Sin(1/2F#)×H1=Sin(Q1’)×d1。其中,k为常数。
[0060] 上述表达式中的Q1’与Q2’满足以下关系式:
[0061]
[0062] 其中,D1为光导管的长边的宽度,D2为光导管的短边的宽度,F为光导管的焦距。在激光光源中,光阀需要与光导管对应。也即,光导管的长宽比需要与光阀的受光面的长宽比近似相同。如此,根据上述关系是可以得出:Q1’与Q2’之间的比值近似等于H1:H2。
[0063] 由上可知,由于激光光束合光后形成的光斑的长边的尺寸大于短边的尺寸,因此,当k×Sin(1/2F#)×H1=Sin(Q1’)×d1时,k×Sin(1/2F#)×H2>Sin(Q2’)×d2。如此,激光光束在光斑的短边方向上的扩展量损失量较大,进而导致激光光源中的光阀对激光器发出的激光光束的传输效率较低。
[0064] 请参考图7,图7是本申请实施例提供的一种激光光源的部分结构示意图。激光光源00可以包括:激光器000、合光镜组001、整形镜组002、透镜组件003以及光导管004。激光器000可以为图3、图5或图6示出的激光光源。
[0065] 该合光镜组001可以位于激光器000的出光侧,且该激光器000与合光镜组001的排布方向(如图7中的Y轴方向),垂直于合光镜组001、整形镜组002、透镜组件003以及光导管004的排布方向(如图7中的X轴方向)。
[0066] 其中,激光光源00中的激光器000可以用于向合光镜组001发出三种颜色的激光。示例的,三种颜色的激光可以包括:蓝色激光、绿色激光和红色激光。需要说明的是,本申请中的实施例均是以激光器000同时发出蓝色激光、绿色激光和红色激光的三种颜色的激光为例进行示意性说明的。
[0067] 在本申请中,在激光器000发出的激光光束射向合光镜组001后,合光镜组001将激光光束反射向整形镜组002,整形镜组002对激光光束整形后,将激光光束导向透镜组件003,该透镜组件003用于将接收到的激光光束进行调整,并将调整后的激光光束导向光导管004。这样,激光光源00可以通过整形镜组002对合光镜组001合光后的激光光束进行整形,使得整形后的激光光束的光斑在激光的慢轴方向上的宽度较小,进而使得整形后的激光光束的光斑在激光的慢轴方向上的宽度与整形后的激光光束的光斑在激光的快轴方向上的宽度(即,光斑的短边的尺寸)之间的差值较小。如此,可以有效的减小激光光束在光斑的短边方向上的扩展量损失量,进而提高了激光光源中的光阀对激光器000发出的激光光束的传输效率。
[0068] 在本申请实施例中,整形镜组002对激光光束进行整形后的激光光束的光斑在激光的慢轴方向上的宽度,可以等于整形镜组002对激光光束进行整形后的激光光束的光斑在激光的快轴方向上的宽度。即整形镜组002对激光光束进行整形后的激光光束的光斑在激光的慢轴方向上的宽度,与整形镜组002对激光光束进行整形后的激光光束的光斑在激光的快轴方向上的宽度之间的比值可以为1。示例的,当k×Sin(1/2F#)×H1=Sin(Q1’)×d1时,由于d1:d2的值为1,因此,可以满足k×Sin(1/2F#)×H2=Sin(Q2’)×d2。如此,能够进一步有效的减小激光光束在光斑的短边方向上的扩展量损失量,进一步提高了激光光源中的光阀对激光器发出的激光光束的传输效率。
[0069] 本申请中的光导管004是一种由四片平面反射片拼接而成的矩形管状器件,也即为空心光导管,光线在光导管004内部多次反射,达到匀光的效果,光导管也可以采用实心光导管,光导管004的入光口和出光口为形状面积均一致的矩形,光束从光导管004的入光口进入,再从光导管004的出光口射向光阀组件,在经过光导管004的过程中完成光束匀化以及光斑优化。
[0070] 光束匀化是指将强度分布不均匀的光束通过光束变换,整形成横截面分布均匀的光束。光斑是指当激光光源用来照亮例如屏幕的粗糙表面或产生漫反射或漫射透光的任何其它物体时,这些光束干涉形成亮点或者暗点,产生随机的粒状强度图案。
[0071] 可选的,请参考图9,图9是图7示出的激光光源的俯视图。激光光源00中的整形镜组002可以具有第一柱形弧面A和第二柱形弧面B。该第一柱形弧面A相对于该第二柱形弧面B可以靠近合光镜组001。
[0072] 该整形镜组002可以用于通过第一柱形弧面A在激光的慢轴方向上将合光后的激光光束进行汇聚,且该整形镜组002还可以用于通过第二柱形弧面B将汇聚后的激光光束进行准直,以得到被整形镜组300整形后的激光光束。
[0073] 在本申请实施例中,参考图9和图10,图10是本申请实施例提供的另一种激光光源的结构示意图。该激光光源00中的整形镜组002可以包括:两个柱形透镜。示例的,这两个柱形透镜可以分别为:第一柱形透镜0021和第二柱形透镜0022。其中,该第一柱形透镜0021为两个柱形透镜中靠近合光镜组001的柱形透镜,该第二柱形透镜0022为两个柱形透镜中靠近光导管004的柱形透镜。
[0074] 该第一柱形透镜0021和第二柱形透镜0022的排布方向(如图7中的X轴方向)可以垂直于激光器000和合光镜组001的排布方向(如图7中的Y轴方向),且整形镜组002中的两个柱形透镜中靠近合光镜组001的第一柱形透镜0021可以具有第一柱形弧面A,两个柱形透镜中靠近光导管的第二柱形透镜0022可以具有第二柱形弧面B。
[0075] 其中,参考图9和图10,第一柱形透镜0021的入光面,即第一柱形弧面A可以为柱形凸透面,第一柱形透镜0021的出光面可以为平面;第二柱形透镜0022的入光面,即第二柱形弧面B可以为柱形凹透面,第二柱形透镜0022的出光面可以为平面。这样,激光光束在经过第一柱形透镜0021时,第一柱形透镜0021可以对激光光束在激光的慢轴方向上进行汇聚,即使得激光光束合光后的光斑在激光的慢轴方向上的宽度进行整形后与激光光束合光后的光斑在激光的快轴方向上的宽度相同。第二柱形透镜0022可以对从第一柱形透镜0021射出的激光光束进行准直后导向光导管004。
[0076] 激光光源00还可以包括:平面反射镜005,平面反射镜005可以位于两个柱形透镜之间,平面反射镜005可以用于将两个柱形透镜中靠近合光镜组001的柱形透镜出射的激光光束方向调整至朝向两个柱形透镜中靠近光导管004的柱形透镜。
[0077] 需要说明的是,当投影设备内的空间较小时,比如沿合光镜组001的中心轴线方向(图10中的X轴方向)不能同时容纳整形镜组002和透镜组件003时,可以对整形镜组002和透镜组件003的位置进行调整,进而在平面反射镜005的作用下,将整形镜组002中靠近合光镜组001的柱形透镜出射的激光光束的方向调整至朝向整形镜组002中靠近光导管004的柱形透镜,经该柱形透镜对激光光束整形后导向透镜组件003。
[0078] 在本申请实施例中,合光镜组001可以包括:沿图10中X轴方向依次排布的第一镜片0011和第二镜片0012。在平行于第一柱形透镜0021的出光面的平面上,第一镜片0011的正投影和第二镜片0012的正投影至少部分重合。这样,激光器000用于向第一镜片0011和第二镜片0012发出激光光束。其中,该激光光束可以包括三种颜色的激光(例如,蓝色激光、绿色激光和红色激光)。例如,激光器000可以用于向第一镜片0011发出蓝色激光和绿色激光,且第一镜片0011可以用于将蓝色激光和绿色激光反射向整形镜组002;激光器000可以用于向第二镜片0012发出红色激光,且第二镜片0012可以用于将红色激光反射向整形镜组002。
[0079] 示例的,合光镜组001中的第一镜片0011可以为用于反射所有颜色的激光的反射镜,或者可以为用于反射绿色激光和蓝色激光且透射其他颜色的激光的二向色片;合光镜组001中的第二镜片0012可以为用于反射红色激光且透射其他颜色的激光的二向色片。
[0080] 可选的,请参考图11,图11是本申请实施例提供的又一种激光光源的结构示意图。激光光源00还可以包括:扩散片006。该扩散片006可以位于整形组件002和透镜组件003之间。从整形组件300射出的激光光束可以沿图10中X轴方向射向扩散片006,该扩散片006可以对射入的激光光束进行匀化后射向透镜组件003。
[0081] 由于光源为纯三色激光光源,散斑是激光特有的现象,为了获得较高投影画面显示质量,需要进一步对三色激光进行消散斑处理。在本申请,透镜组件003和光导管004之间还设置有扩散轮007,即旋转的扩散片。扩散轮可以对呈会聚状态的光束进行扩散,增加光束的发散角度,增加随机相位。这样,由于在前端光路中设置了匀化扩散片006,激光光束经过匀化后,被透镜组件003会聚,并入射至扩散轮007。激光光束先经过了一片静止的扩散片006,再经过一片运动的扩散片007,这样,在静止的扩散片006对光束匀化的基础上,再次对激光光束进行扩散匀化,可以增强激光光束的匀化效果,降低激光光束光轴附近光束的能量占比,从而降低激光光束的相干程度,投影画面呈现的散斑现象也就可以较大程度的改善。
[0082] 在本申请实施例中,激光器000所发出的蓝色激光和绿色激光的偏振极性与红色激光的偏振极性相反。例如,蓝色激光和绿色激光为S偏振光,红色激光为P偏振光。为此,参考图12,图12是本申请实施例提供的再一种激光光源的部分结构示意图。该激光光源00还可以包括:半波片008。该半波片008可以位于激光器000和第一镜片0011之间,该半波片008可以用于将射入的蓝色激光和绿色激光由S偏振光转换为P偏振光后,射向第一镜片0011,使得射入光导管004的蓝色激光和绿色激光的偏振方向均和红色激光的偏振方向相同。这样,采用统一偏振方向的激光形成投影画面,可以避免由于光学镜片对于不同偏振光的透反效率不同,导致形成的投影画面存在色块的问题。
[0083] 在上述提供的实施例中,通过在蓝色激光和绿色激光的出光路径中设置半波片,在分别针对蓝色激光和绿色激光设置对应波长的半波片时,能针对性的蓝色激光和绿色激光的偏振方向都可以发生90度的改变,在本示例中从S光偏振方向变为P光偏振方向,与红色激光的偏振方向一致,从而在经过同一套光学成像系统并经投影屏幕反射入人眼的过程时,变为P偏振光的蓝色激光和绿色激光在光学镜片中的透过率与为P光的红色激光的透过率相当,光处理过程的一致性接近,以及投影屏幕对三色激光的反射率差异也减小,整个投影系统对三色基色光的光处理过程一致性提高,从根本上能够消除投影画面上局部区域呈现的“色斑”“色块”的偏色现象,提高投影画面显示质量。
[0084] 另外,由于在光学系统中光学镜片对P偏振光的透过率通常大于对S偏振光的透过率,以及本实例中应用的投影屏幕对于P偏振光的反射率也大于对S偏振光的反射率,因此,通过将S偏振光的蓝色激光和绿色激光转换为P偏振光,这样红,绿,蓝三色激光均为P光,还能够提高整个系统中投影光束的光传递效率,能够提高整个投影画面的亮度,提高投影画面质量。
[0085] 综上所述,本申请实施例提供的激光器,包括:基板,以及位于基板上的阵列排布的多个激光单元。在本申请中,激光器包括两行激光单元,一行用于发出红色激光的红光激光单元,另一行用于发出绿色激光的绿光激光单元和用于发出蓝色激光的蓝光激光单元。在保证了激光器所发出的激光光束的亮度的前提下,减少了激光器中激光单元的数量。如此,能够有效的减小激光器的整体体积,进而使得激光投影设备的体积较小。另外,包含蓝光激光单元和绿光激光单元这一行的激光单元的端部均为蓝光激光单元。如此,能够有效的提高人眼对于三种颜色的激光合光后的感知效果。
[0086] 图13是本申请实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图。该激光投影设备可以包括:激光光源00、透镜组01、棱镜组02、光阀03以及投影镜头04。该激光光源000可以为图7、图10、图11或图12示出的激光光源。图11以该激光投影设备包括图11示出的激光光源000为例进行说明。
[0087] 该透镜组01可以位于光导管004远离合光镜组001的一侧,该棱镜组02和光阀03均可以位于透镜组01远离光导管004的一侧。其中,该透镜组01可以用于将从光导管004出射的激光光束导向棱镜组02,该棱镜组02可以包括:全内反射(英文:Total Internal Reflectionprism,简称:TIR)棱镜。该棱镜组02可以用于将激光光束导向光阀03,该光阀03可以用于对激光光束进行调制后导向投影镜头04。
[0088] 示例的,该光阀03可以包括多个反射片(图中未示出),每个反射片可以用于形成投影画面中的一个像素,光阀03可以根据待显示的图像使其中需要呈亮态显示的像素对应的反射片将激光反射至投影镜头04,以实现对激光光束的调制。示例的,光阀03可以为数字微镜装置(英文:Digital Micromirror Device;简称:DMD)。
[0089] 从激光器000射出的激光光束可以沿图13中Z轴方向射向光导管004,光导管004可以将射入的激光匀化后射向透镜组01,透镜组01可以用于将从光导管004出射的激光光束导向棱镜组02,该棱镜组02可以用于将激光光束导向光阀03,该光阀03可以用于对激光光束进行调制后导向投影镜头04,该投影镜头04可以对射入的激光进行投射以形成投影画面。投影镜头04可以包括多个透镜(图中未示出),从光阀03射出的激光可以依次通过投影镜头04中的多个透镜射至屏幕,以实现投影镜头04对激光的投射,实现投影画面的显示。
[0090] 本申请实施例中,通过在激光光源00中设置整形镜组002,激光光源可以通过整形镜组002对合光镜组001合光后的光束进行整形,使得整形后的激光光束的光斑在激光的慢轴方向上的宽度较小,进而使得整形镜组002整形后的激光光束的光斑在激光的慢轴方向上的宽度与整形后的激光光束的光斑在激光的快轴方向上的宽度之间的差值较小。如此,可以有效的减小激光光束在光斑的短边方向上的扩展量损失量。进而将这些激光用于投影产生的干涉较弱,可以减弱激光投影设备进行投影显示时的散斑效应,避免投影图像变花,提高投影图像的显示效果,避免人眼观看产生的眩晕感。
[0091] 在本申请中,术语“第一”和“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上,除非另有明确的限定。
[0092] 以上所述仅为本申请的可选的实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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