用於雷射顯示的雷射光源系統及應用該系統的投影設備的製作方法

2023-10-17 15:42:59 1

本發明涉及一種在雷射顯示情況下使用的雷射光源模塊。更具體地說，本發明涉及一種用在的雷射顯示情況下用於雷射顯示的雷射光源系統及應用該系統的投影設備。

背景技術：

近年來，隨著雷射光源技術的不斷發展和進步，雷射顯示作為新型顯示技術被不斷推向市場，並以其具有的高亮度、廣色域和長壽命等優勢成為高端顯示的引領者。而在雷射顯示產品中，特別是高亮度的投影產品中，因光源系統的布局問題，使得目前市面上普遍採用的是光源機櫃和投影機分離的方式，光源輸出的雷射通過光纖傳輸給投影機，不但體積龐大，而且作為關鍵部件的光纖在使用過程中易於損壞，大大降低了雷射顯示產品的穩定性。

技術實現要素：

本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，並提供至少後面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種用於雷射顯示的雷射光源系統，其通過對光源系統進行合理的空間布局，進而通過簡單的結構設計實現雷射在空間上的無光纖傳輸，且佔用面積較小，可實施效果好，空間利用率高，利於設備的一體化設計。

本發明還有一個目的是提供一種應用該雷射光源系統的投影設備，解決了現有技術中雷射光源與投影儀分體設計，二者需要用光纖進行傳輸的技術問題，利於產品的集成化管理，結構設計的優化。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種雷射光源系統，包括：

設置在投影設備內部的預設位置上，以產生相應分雷射束的雷射發射單元；

與所述雷射發射單元相配合，以將出射的各分雷射束傳導輸出至預定位置的光傳導單元；

與所述光傳導單元相配合以將各分雷射束匯聚構成一主雷射束輸出的聚光單元；

其中，各所述分雷射束均被配置為垂直於主雷射束的輸出方向。

優選的是，其中，所述雷射發射單元包括三個用於產生紅、綠、藍三色分雷射束的雷射器陣列，以在空間上構成分別產生紅、綠、藍三色雷射的光區；

其中，各雷射器陣列被設置在垂直於主雷射束輸出方向的一側。

優選的是，其中，所述光區的位置分布被配置為在主雷射束的輸出方向上呈藍、綠、紅的分布方式。

優選的是，其中，所述光傳導單元包括分別與各雷射器陣列相配合，以實現出射的分雷射束準直並傳導的準直陣列、反射陣列。

優選的是，其中，所述準直陣列被配置為與各雷射器陣列中的各雷射器相配合的準直透鏡。

優選的是，其中，所述反射陣列被配置為與各準直陣列中的各準直透鏡相配合的反射鏡；

其中，各光區的反射鏡在與其反射膜相對的一面上，均被配置為具有可透射其在前光區光色的透射膜。

優選的是，其中，各光區的各反射鏡在與主雷射束的平行空間上被配置為呈錯落分布，相鄰光區的反射鏡在與主雷射束的平行空間上，被配置為間隔預設距離與其在前光區的輸出雷射相配合，以完成各光區分雷射束的透射。

本發明的目的還可以通過一種雷射光源系統的投影設備來實現，包括：設置在殼體內部預設位置的雷射光源系統；

與所述雷射光源模塊相配合以實現光線處理及投影畫面顯示的光學器件模塊及DLP組件；

與雷射光源系統、光學器件模塊及DLP組件相配合的驅動面板，雷射光源系統包括設置在投影設備內部的預設位置上，以產生相應分雷射束的雷射發射單元；

與所述雷射發射單元相配合，以將出射的各分雷射束傳導輸出至預定位置的光傳導單元；

與所述光傳導單元相配合以將各分雷射束匯聚構成一主雷射束輸出的聚光單元；

其中，各所述分雷射束均被配置為垂直於主雷射束的輸出方向。

本發明至少包括以下有益效果：其一，本發明通過對光源系統進行合理的空間布局，進而通過簡單的結構設計實現雷射在空間上的無光纖傳輸，且佔用面積、體積較小，可實施效果好，空間利用率高，利於設備的一體化設計。

其二，本發明通過將光源系統中的雷射器與準直部件均設置於垂直於主雷射束的一側，使得雷射光源的體積進一步可控，更能適應實際設備生產的需要，具有適應性好，穩定性強的效果。

其三，本發明通過對光傳導單元中反射鏡的結構設計，使其空間排布更加緊湊合理，同時節約了成本。

其四，本發明通過應用該雷射光源系統的投影設備，解決了現有技術中雷射光源與投影儀分體設計，二者需要用光纖進行傳輸的技術問題，利於產品的集成化管理以及結構設計的優化。

本發明的其它優點、目標和特徵將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。

附圖說明

圖1為本發明的一個實施例中雷射光源系統的結構示意圖；

圖2為本發明的另一個實施例中投影設備的組成框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

應當理解，本文所使用的諸如「具有」、「包含」以及「包括」術語並不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。

圖1示出了根據本發明的一種雷射光源系統的實現形式，包括：

設置在投影設備內部的預設位置上，以產生相應分雷射束的雷射發射單元1，其用於產生雷射顯示用的紅、綠、藍三色雷射；

與所述雷射發射單元相配合，以將出射的各分雷射束傳導輸出至預定位置的光傳導單元2，其用於將各分雷射束傳輸到聚光單元，使得其傳輸路徑上無需合光組件，有利於節省成本；

與所述光傳導單元相配合以將各分雷射束匯聚構成一主雷射束輸出的聚光單元3，該雷射光源模塊通過一定數量的透鏡以組合的形式構成，用於將紅光區、綠光區和藍光區發出的三色雷射匯聚到一起，聚光單元可根據需要由不少於1個的透鏡組成，圖1中示例的為兩個透鏡，但本專利權利要求的並不限於兩個透鏡的情況；

其中，各所述分雷射束均被配置為垂直於主雷射束的輸出方向。採用這種方案的該雷射光源模塊採用空間光設計，將分雷射束均被配置為垂直於主雷射束的輸出方向上，節約了空間，同時因其不採用光纖作為雷射傳輸介質，可以方便將光源模塊與投影機集成到一起，具有體積小和穩定性高的優勢；具有可實施效果好，可操作性強，適應性好，集成性高的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

如圖1所示，在另一種實例中，所述雷射發射單元包括三個用於產生紅、綠、藍三色分雷射束的雷射器陣列10、11、12，雷射器以陣列的形式排布，但雷射光源模塊橫截面雷射器的數量並不限於圖1中所顯示的情況，以在空間上構成分別產生紅、綠、藍三色雷射的光區40、41、42；

其中，各雷射器陣列被設置在垂直於主雷射束輸出方向的一側。採用這種方案的雷射發射部件10、11、12分別用於產生紅、綠、藍三色雷射；紅光區、綠光區和藍光區中的雷射發射部件10、11、12、準直部件20、21、22排布在同一側，具有空間布局合理，結構緊湊，可實施效果好，適應性強的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

如圖1所示，在另一種實例中，所述光區的位置分布被配置為在主雷射束的輸出方向上呈藍、綠、紅的分布方式。採用這種方案通過對光區的空間分布，以適應不同的空間雷射傳輸需要，傳輸效果更好，色彩分布佳，具有可實施效果好，可操作性強，穩定性好的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

如圖1所示，在另一種實例中，所述光傳導單元包括分別與各雷射器陣列相配合，以實現出射的分雷射束準直並傳導的準直陣列20、21、22、反射陣列23、24、25。採用這種方案用於將雷射發射部件10、11、12產生的雷射進行準直，輸出近似的平行光；準直部件20、21、22分別反射部件23、24、25分別用於將紅、綠、藍三色雷射反射進入聚光單元中,並無需合光組件,節省成本，具有可實施效果好，可操作性強，適應性好，成本可控的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

在另一種實例中，所述準直陣列被配置為與各雷射器陣列中的各雷射器相配合的準直透鏡。採用這種方案的準直透鏡用於將雷射發射部件10、11、12產生的雷射進行準直，輸出近似的平行光，準直部件20、21、22分別包括與紅色雷射器相配合的準直透鏡陣列20、與綠色雷射器相配合的準直透鏡陣列21，以及與藍色雷射器相配合的準直透鏡陣列22，每個準直透鏡用於準直與其對應雷射器發出的雷射束，具有可實施效果好，結構簡單，可操作性強的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

在另一種實例中，所述反射陣列被配置為與各準直陣列中的各準直透鏡相配合的反射鏡23、24、25，其用於將紅、綠、藍三色雷射反射進入聚光單元中，反射部件23、24、25分別包括與各準直陣列相配合的紅光反射鏡組23、綠光反射鏡組24和藍光反射鏡組25，每一片反射鏡對應一組雷射器和準直透鏡，圖1中所示的為反射鏡的橫截面；

其中，各光區的反射鏡在與其反射膜相對的一面上，均被配置為具有可透射其在前光區光色的透射膜，具體來說，紅光反射鏡組23除了能反射紅光，還要能透射綠光和藍光，而綠光反射鏡組24除了能反射綠光，還要能透射藍光，這樣就無需合光器件，節省成本。採用這種方案具有可實施效果好，光傳輸的空間布局合理，成本可控，可操作性強的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

在另一種實例中，各光區的各反射鏡在與主雷射束的平行空間上被配置為呈錯落分布，相鄰光區的反射鏡在與主雷射束的平行空間上，被配置為間隔預設距離與其在前光區的輸出雷射相配合，以完成各光區分雷射束的透射。採用這種方案具有可實施效果好，光傳輸的空間布局合理，成本可控，可操作性強的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

如圖2所示，本發明的目的還可以通過一種雷射光源系統的投影設備來實現，包括：設置在殼體5內部預設位置的雷射光源系統6，其產生相應的光束用於投影；

與所述雷射光源模塊相配合以實現光線處理及投影畫面顯示的光學器件模塊7及DLP組件8，光學器件模塊用於對光線進行處理以方便投射，負責對焦工作，DLP組件或LCD面板用來顯示畫面並通過透過(LCD)或反射(DLP)的方式使光線能夠投影出畫面；

與雷射光源系統、光學器件模塊及DLP組件相配合的驅動面板9，其用於指揮其它部件發揮工作，還可以包括輸入面板及電源等，雷射光源系統包括設置在投影設備內部的預設位置上，以產生相應分雷射束的雷射發射單元；

與所述雷射發射單元相配合，以將出射的各分雷射束傳導輸出至預定位置的光傳導單元；

與所述光傳導單元相配合以將各分雷射束匯聚構成一主雷射束輸出的聚光單元；

其中，各所述分雷射束均被配置為垂直於主雷射束的輸出方向。採用這種方案的應用該雷射光源系統的投影設備，解決了現有技術中雷射光源與投影儀分體設計，二者需要用光纖進行傳輸的技術問題，利於產品的集成化管理以及結構設計的優化，具有可實施效果好，可操作性強，適應性好，成本可控，利於集成化管理的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

實施例一

在本實施例中，雷射光源模塊包括紅光區、綠光區、藍光區和聚光單元，每個區又分別包括雷射發射部件10、11、12、準直部件20、21、22和反射部件23、24、25，而聚光單元由透鏡30和31組成，如圖2所示。圖2中所顯示的是雷射光源模塊的側視圖，從中只能看到紅光區、綠光區和藍光區的雷射發射部件、準直部件和反射部件排布於同一側，而實際的雷射器和準直透鏡以陣列的形式排布，不止一行。在本實施例中，每一行對應紅、綠、藍三色雷射器的數量分別為10個、6個和3個，雷射器發出的雷射首先經過對應的準直透鏡，其發出的光束被準直成近似平行光，入射到後面的反射鏡上，反射鏡將光束彎折90°，然後入射到聚光單元上。在本實施例中，聚光單元由兩個透鏡組成，其目的是將入射的準平行光束匯聚一起，並在一定程度上消除像差和色差。

在本實施例中，紅、綠、藍三色雷射器依次排列，準直後的綠光被綠光反射鏡反射後還要經過紅光反射鏡，而準直後的藍光被藍光反射鏡反射後要依次經過綠光反射鏡和藍光反射鏡。因此，紅光反射鏡鍍有反射紅光以及透過綠光和藍光的膜層，綠光反射鏡鍍有反射綠光和透過藍光的膜層。

這裡說明的設備數量和處理規模是用來簡化本發明的說明的。對本發明的雷射光源系統及應用該系統的投影設備的應用、修改和變化對本領域的技術人員來說是顯而易見的。

儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用。它完全可以被適用於各種適合本發明的領域。對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改。因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。