激光白光模組及激光光源、放映設(shè)備、投影設(shè)備、激光電視、成像裝置、顯示裝置、激光燈的制作方法
【專利摘要】激光白光模組及激光光源、放映設(shè)備、投影設(shè)備、激光電視、成像裝置、顯示裝置、激光燈，激光白光模組包括至少一個(gè)紅光激光器、至少一個(gè)藍(lán)光激光器和至少一個(gè)綠光激光器，與每一激光器相匹配的復(fù)數(shù)個(gè)具有第一芯徑的光纖構(gòu)成的第一光纖束，具有第二芯徑的第二光纖；第一光纖束包括分支段和合束段，第一光纖束的分支段的每一端頭均設(shè)置有第一耦合接頭，通過(guò)第一耦合接頭與相應(yīng)的激光器相耦接，用于將激光器產(chǎn)生的激光耦合至該第一光纖束中；第一光纖束合束段端頭通過(guò)第二耦合接頭與一根第二光纖相耦接，用于將所有通過(guò)第一光纖束傳輸?shù)墓怦詈现烈桓诙饫w；第二光纖的芯徑不小于第一光纖束合束段端頭所有光纖頭的通光孔徑之和。本申請(qǐng)還提供激光光源和激光投影顯示設(shè)備。本申請(qǐng)的光源照度和色度均勻性好。
【專利說(shuō)明】
激光白光模組及激光光源、放映設(shè)備、投影設(shè)備、激光電視、成像裝置、顯示裝置、激光燈
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請(qǐng)涉及激光顯示技術(shù)領(lǐng)域和激光燈光領(lǐng)域，具體涉及一種用于激光投影顯示裝置和激光燈的激光白光模組、激光光源以及激光電影放映設(shè)備、激光投影設(shè)備、激光電視、一維成像裝置、整行掃描式激光投影顯示裝置、激光燈。
【背景技術(shù)】
[0002]激光顯不技術(shù)可分為若干個(gè)種類(lèi)。其中一種稱為L(zhǎng)PD(Laser Phosphor Display,激光熒光粉顯示)，其結(jié)構(gòu)與CRT類(lèi)似，不過(guò)其用激光束代替了電子束;半導(dǎo)體藍(lán)光激光器發(fā)出的藍(lán)色激光束，照射到涂有熒光粉的屏上激發(fā)熒光粉發(fā)光，通過(guò)視頻信號(hào)控制激光束二維掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像顯示。第二種是使用激光激發(fā)熒光粉光源的投影顯示，不再使用氣體燈泡，消除了以往頻繁更換燈泡的維護(hù)工作，同時(shí)畫(huà)面質(zhì)量也有所改善。第三種激光顯示技術(shù)是使用紅綠藍(lán)三基色激光光源的投影顯示，大多采用DMD(Digital Micromirror Device)光閥。其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，紅綠藍(lán)三基色激光(圖1中的激光白光光源)通過(guò)光纖束傳輸?shù)焦鈱W(xué)積分棒，經(jīng)積分棒勻場(chǎng)整形后再分成紅、綠、藍(lán)三色光束，分別均勻照射到對(duì)應(yīng)的DMD光閥上。經(jīng)過(guò)視頻信號(hào)調(diào)制后的DMD將三色光反射后透過(guò)投影鏡頭，三色圖像在屏幕上疊加成彩色圖像。
[0003]激光白光光源一般由η臺(tái)獨(dú)立的紅光激光器、m臺(tái)獨(dú)立的綠光激光器以及q臺(tái)藍(lán)光激光器構(gòu)成，如圖2中所不，Rl.._Rn為紅光激光器，Gl.._Gm為綠光激光器，BI.._Bq為藍(lán)光激光器，LRl."LRn ,LGl…LGm ,LBl…LBq為親合透鏡，分別將各個(gè)激光器產(chǎn)生的激光親合至光纖FRl..-FRn，F(xiàn)Gl..-FGm,FBI...FBq中，上述n+m+q根光纖形成一束光纖束4。
[0004]如圖3所示，一個(gè)激光器對(duì)應(yīng)一根光纖，光纖束輸出頭端面的所有光纖排列成圓對(duì)稱分布。光纖束輸出頭與激光投影顯不產(chǎn)品中的積分棒之間通過(guò)一機(jī)械適配件連接在一起，從而使激光傳輸?shù)椒e分棒里。
[0005]如上所述的現(xiàn)有紅綠藍(lán)三基色激光光源的光纖耦合傳輸結(jié)構(gòu)具有如下缺點(diǎn):其形成的畫(huà)面上三基色均勻度不一致，從而導(dǎo)致白場(chǎng)色度值均勻性較差。圖4中由左到右分別示出了紅場(chǎng)、綠場(chǎng)與藍(lán)場(chǎng)的照度的均勻度。紅綠藍(lán)疊加成白色光場(chǎng)后，由于九個(gè)區(qū)域中紅綠藍(lán)照度的比例不一致，白場(chǎng)色度值均勻性有較大偏差。比如左上角區(qū)域的紅綠藍(lán)照度值比例為85:90:95，而右下角的比例為:85:95:87，白場(chǎng)配比不一致，偏色明顯。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于激光投影顯示裝置或激光燈的激光白光模組和激光光源，以解決現(xiàn)有的光纖耦合傳輸結(jié)構(gòu)的上述問(wèn)題。本申請(qǐng)還提供一種采用所述白光模組的激光投影顯示設(shè)備。
[0007]本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N用于激光投影顯示裝置或激光燈的激光白光模組，其包括至少一個(gè)紅光激光器、至少一個(gè)藍(lán)光激光器和至少一個(gè)綠光激光器，與每一激光器相匹配的復(fù)數(shù)個(gè)具有第一芯徑的光纖構(gòu)成的第一光纖束，以及具有第二芯徑的第二光纖；
[0008]所述第一光纖束包括分支段和合束段，所述第一光纖束的分支段的每一端頭均設(shè)置有第一耦合接頭，通過(guò)第一耦合接頭與相應(yīng)的激光器相耦接，用于將激光器產(chǎn)生的激光耦合至該第一光纖束中；
[0009]所述第一光纖束合束段端頭通過(guò)第二耦合接頭與一根第二光纖相耦接，用于將所有通過(guò)第一光纖束傳輸?shù)墓怦詈现烈桓诙饫w，所述第二光纖的另一端作為出光端；
[0010]所述第二光纖的芯徑不小于第一光纖束合束段端頭所有光纖頭的通光孔徑之和。
[0011]可選的，所述第一耦合接頭為但不限于SMA905接口或FC接口；所述第二耦合接頭為但不限于SMA905接口或FC接口。
[0012]可選的，所述綠光激光器為全固態(tài)激光器或綠光半導(dǎo)體激光管。
[0013]可選的，所述紅光激光器和藍(lán)光激光器為半導(dǎo)體激光管。
[0014]可選的，所述紅光激光器、藍(lán)光激光器和綠光激光器均為一個(gè)，所述第二芯徑光纖束的出光端構(gòu)成掃描式激光投影顯示裝置的一個(gè)像素的照明單元。
[0015]此外，本申請(qǐng)還提供一種用于激光投影顯示裝置的激光光源，其包括復(fù)數(shù)個(gè)激光白光模組；
[0016]所述每一激光白光模組包括至少一個(gè)紅光激光器、至少一個(gè)藍(lán)光激光器和至少一個(gè)綠光激光器，與每一激光器相匹配的復(fù)數(shù)個(gè)具有第一芯徑的光纖構(gòu)成的第一光纖束，以及具有第二芯徑的第二光纖;所述第一光纖束包括分支段和合束段，所述第一光纖束的分支段的每一端頭均設(shè)置有第一耦合接頭，通過(guò)第一耦合接頭與相應(yīng)的激光器相耦接，用于將激光器產(chǎn)生的激光耦合至該第一光纖束中；所述第一光纖束合束段端頭通過(guò)第二耦合接頭與一根第二光纖相耦接，用于將所有通過(guò)第一光纖束傳輸?shù)墓怦詈现烈桓诙饫w，所述第二光纖的另一端作為出光端;所述第二光纖的芯徑不小于第一光纖束合束段端頭所有光纖頭的通光孔徑之和;所有激光白光模組的第二光纖構(gòu)成第二光纖束，其出光端側(cè)光纖段合束后，出光端端面相平齊，作為該激光光源的出光端。
[0017]此外，本申請(qǐng)還提供一種激光電影放映設(shè)備，包括激光光源，其中，所述激光光源為所述的用于激光投影顯示裝置的激光光源。
[0018]此外，本申請(qǐng)還提供一種激光投影設(shè)備，包括激光光源，其中所述激光光源為所述的用于激光投影顯示裝置的激光光源。
[0019]此外，本申請(qǐng)還提供一種激光電視，包括激光光源，其中所述激光光源為所述的用于激光投影顯示裝置的激光光源。
[0020]此外，本申請(qǐng)還提供一種一維成像裝置，其包括:包括復(fù)數(shù)個(gè)激光白光模組；
[0021]所述每一激光白光模組包括至少一個(gè)紅光激光器、至少一個(gè)藍(lán)光激光器和至少一個(gè)綠光激光器，與每一激光器相匹配的復(fù)數(shù)個(gè)具有第一芯徑的光纖構(gòu)成的第一光纖束，以及具有第二芯徑的第二光纖;所述第一光纖束包括分支段和合束段，所述第一光纖束的分支段的每一端頭均設(shè)置有第一耦合接頭，通過(guò)第一耦合接頭與相應(yīng)的激光器相耦接，用于將激光器產(chǎn)生的激光耦合至該第一光纖束中；所述第一光纖束合束段端頭通過(guò)第二耦合接頭與一根第二光纖相耦接，用于將所有通過(guò)第一光纖束傳輸?shù)墓怦詈现烈桓诙饫w，所述第二光纖的另一端作為出光端;所述第二光纖的芯徑不小于第一光纖束合束段端頭所有光纖頭的通光孔徑之和;所有激光白光模組的第二光纖構(gòu)成第二光纖束，其出光端側(cè)光纖段合束后，出光端端面相平齊，并沿第一方向一維排列。
[0022]此外，本申請(qǐng)還提供一種整行掃描式激光投影顯示裝置，其包括:一維成像裝置、掃描裝置、控制裝置以及投影鏡頭；
[0023]所述一維成像裝置包括復(fù)數(shù)個(gè)激光白光模組；
[0024]所述每一激光白光模組包括至少一個(gè)紅光激光器、至少一個(gè)藍(lán)光激光器和至少一個(gè)綠光激光器，與每一激光器相匹配的復(fù)數(shù)個(gè)具有第一芯徑的光纖構(gòu)成的第一光纖束，以及具有第二芯徑的第二光纖;所述第一光纖束包括分支段和合束段，所述第一光纖束的分支段的每一端頭均設(shè)置有第一耦合接頭，通過(guò)第一耦合接頭與相應(yīng)的激光器相耦接，用于將激光器產(chǎn)生的激光耦合至該第一光纖束中；所述第一光纖束合束段端頭通過(guò)第二耦合接頭與一根第二光纖相耦接，用于將所有通過(guò)第一光纖束傳輸?shù)墓怦詈现烈桓诙饫w，所述第二光纖的另一端作為出光端;所述第二光纖的芯徑不小于第一光纖束合束段端頭所有光纖頭的通光孔徑之和;所有激光白光模組的第二光纖構(gòu)成第二光纖束，其出光端側(cè)光纖段合束后，出光端端面相平齊，并沿第一方向一維排列；
[0025]掃描裝置設(shè)置有至少一反射面，所述掃描裝置設(shè)置于所述第二光纖束出光端出射的激光的光路中；用于將所述第二光纖束出光端的出射光反射至所述投影鏡頭；
[0026]所述投影鏡頭，將沿第一方向一維排列的出光端成像到屏幕上；
[0027]所述控制裝置與所述激光白光模組相連接，用于控制所述激光白光模組的每一激光器出射的激光在不同時(shí)刻的光強(qiáng)；
[0028]其中，所述掃描裝置設(shè)置有與所述第一方向平行的旋轉(zhuǎn)軸，在所述掃描裝置繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)被投影的第一方向的一維出射光沿垂直于所述第一方向的第二方向掃描。
[0029]此外，本申請(qǐng)還提供一種激光燈，其包括復(fù)數(shù)個(gè)激光白光模組；
[0030]所述每一激光白光模組包括至少一個(gè)紅光激光器、至少一個(gè)藍(lán)光激光器和至少一個(gè)綠光激光器，與每一激光器相匹配的復(fù)數(shù)個(gè)具有第一芯徑的光纖構(gòu)成的第一光纖束，以及具有第二芯徑的第二光纖;所述第一光纖束包括分支段和合束段，所述第一光纖束的分支段的每一端頭均設(shè)置有第一耦合接頭，通過(guò)第一耦合接頭與相應(yīng)的激光器相耦接，用于將激光器產(chǎn)生的激光耦合至該第一光纖束中；所述第一光纖束合束段端頭通過(guò)第二耦合接頭與一根第二光纖相耦接，用于將所有通過(guò)第一光纖束傳輸?shù)墓怦詈现烈桓诙饫w，所述第二光纖的另一端作為出光端;所述第二光纖的芯徑不小于第一光纖束合束段端頭所有光纖頭的通光孔徑之和;所有激光白光模組的第二光纖構(gòu)成第二光纖束，其出光端側(cè)光纖段合束后，出光端端面相平齊，作為該激光光源的出光端。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)的其中一個(gè)方面具有以下優(yōu)點(diǎn):本申請(qǐng)的一種用于激光投影顯示裝置的激光白光模組，包括至少一個(gè)紅光激光器、至少一個(gè)藍(lán)光激光器和至少一個(gè)綠光激光器，與每一激光器相匹配的復(fù)數(shù)個(gè)具有第一芯徑的光纖構(gòu)成的第一光纖束，以及具有第二芯徑的第二光纖；
[0032]所述第一光纖束包括分支段和合束段，所述第一光纖束的分支段的每一端頭均設(shè)置有第一耦合接頭，通過(guò)第一耦合接頭與相應(yīng)的激光器相耦接，用于將激光器產(chǎn)生的激光耦合至該第一光纖束中；所述第一光纖束合束段端頭通過(guò)第二耦合接頭與一根第二光纖相耦接，用于將所有通過(guò)第一光纖束傳輸?shù)墓怦詈现烈桓诙饫w，所述第二光纖的另一端作為出光端;所述第二光纖的芯徑不小于第一光纖束合束段端頭所有光纖頭的通光孔徑之和。通過(guò)數(shù)個(gè)直徑較小的第一光纖構(gòu)成的第一光纖束將單色激光聚合后，耦合至單根的第二光纖中，使得三基色激光產(chǎn)生的光束在第二光纖中混合并傳輸，從而在出射端疊加產(chǎn)生色度均勻度和照度均勻度較高的白光。本申請(qǐng)的激光白光模組產(chǎn)生的白光光場(chǎng)各點(diǎn)色度均勻度可達(dá)到96%以上，照度均勻度可達(dá)到99%以上。將上述的白光模組聚合后(通過(guò)兩個(gè)以上的白光模組)可產(chǎn)生不同的白光激光光源，所述白光激光光源可以應(yīng)用于激光投影、電影放映機(jī)、電視等各種激光顯示設(shè)備以及激光燈中。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是現(xiàn)有一種采用DMD光閥的激光投影顯示的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2和圖3為用于圖1的激光投影顯示的激光光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖4為采用圖2和圖3所示的激光光源產(chǎn)生的白光光場(chǎng)的各基色光的不同位置照度值；
[0036]圖5和圖6為本申請(qǐng)的用于激光投影顯示裝置的激光白光模組的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖7和圖8為本實(shí)用新型的用于激光投影顯示裝置的激光光源的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖9和圖10為本申請(qǐng)的整行掃描式激光投影顯示裝置的實(shí)施例中的一維成像裝置的不意圖；
[0039]圖11為本申請(qǐng)的整行掃描式激光顯示裝置的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖12為用于圖9和圖10的激光白光模組的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。
[0042]本申請(qǐng)的實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于激光投影顯示裝置的激光白光模組，其包括至少一個(gè)紅光激光器、至少一個(gè)藍(lán)光激光器和至少一個(gè)綠光激光器，與每一激光器相匹配的復(fù)數(shù)個(gè)具有第一芯徑的光纖構(gòu)成的第一光纖束，以及具有第二芯徑的第二光纖；
[0043]所述第一光纖束包括分支段和合束段，所述第一光纖束的分支段的每一端頭均設(shè)置有第一耦合接頭，通過(guò)第一耦合接頭與相應(yīng)的激光器相耦接，用于將激光器產(chǎn)生的激光耦合至該第一光纖束中；
[0044]所述第一光纖束合束段端頭通過(guò)第二耦合接頭與一根第二光纖相耦接，用于將所有通過(guò)第一光纖束傳輸?shù)墓怦詈现烈桓诙饫w，所述第二光纖的另一端作為出光端；
[0045]所述第二光纖的芯徑不小于第一光纖束合束段端頭所有光纖頭的通光孔徑之和。
[0046]下面結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)的用于激光投影顯示裝置的激光白光模組的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。請(qǐng)參考圖5，其為本申請(qǐng)的用于激光投影顯示裝置的激光白光模組的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖。本實(shí)施例中，激光白光模組包括紅光激光器、綠光激光器和藍(lán)光激光器。與每一激光器相應(yīng)設(shè)置一具有第一芯徑的第一光纖，如圖中所示的光纖11、13和15。在每一第一光纖的其中一端設(shè)置有第一耦合接頭，紅光激光器、綠光激光器和藍(lán)光激光器產(chǎn)生的激光通過(guò)上述第一耦合接頭耦合至相應(yīng)的第一光纖中。所述第一耦合接頭可以為但不限于SMA905接口或FC接口；激光光束在出射后，可以通過(guò)準(zhǔn)直光學(xué)元件如準(zhǔn)直透鏡系統(tǒng)準(zhǔn)直后，再耦合至所述第一光纖中。
[0047]連接一個(gè)白光模組所有激光器的第一芯光纖合束成第一光纖束;所述第一光纖束可分為分支段和合束段，如圖5中所示，分支段所有第一光纖的自由端端頭通過(guò)第一耦合接頭與激光器相藕接;合束段135將所有第一光纖合并為一束，每一第一光纖各自保持其獨(dú)立功能，在合束段的輸出端光纖頭(也稱為合束段端頭)通過(guò)第二耦合接頭與如圖6所示的第二光纖235相藕接，所述第二光纖235具有第二芯徑。所述第一光纖束合束段135的光纖頭輸出端面相平齊，相鄰光纖通過(guò)粘結(jié)劑粘結(jié)。圖5示了該端面135a的放大的結(jié)構(gòu)，圖中每個(gè)小圓圈表示一根光纖，本圖為12根光纖，可以耦合12個(gè)獨(dú)立的紅綠藍(lán)激光器，如果芯徑為200微米，則通光孔徑小于800微米。
[0048]所述第二光纖235為單根光纖，其芯徑不小于第一光纖束合束段135端頭所有第一光纖頭的通光孔徑之和，本實(shí)施例中第二芯徑光纖的芯徑為1000微米。第一光纖束的出射光通過(guò)第二耦合接頭耦合至第二光纖235中。其中，連接所述第一光纖束合束段的出光端光纖頭(也稱為第一光纖束合束段端頭)與第二光纖的第二耦合接頭可以為但不限于SMA905接口或FC接口。第二芯徑光纖的另一端235a為出光端。
[0049]本實(shí)施例中，所述綠光激光器為全固態(tài)激光器或綠光半導(dǎo)體激光管或其它類(lèi)型激光器。所述紅光激光器和藍(lán)光激光器為半導(dǎo)體激光管或其它類(lèi)型激光器。所述各單色激光器(本申請(qǐng)中將綠光激光器、紅光激光器及藍(lán)光激光器均統(tǒng)稱稱為單色激光器)的數(shù)目也可以一個(gè)也可以為多個(gè)，根據(jù)其功率以及與其它單色激光器相配合產(chǎn)生白光的需要而選擇。相應(yīng)的第一光纖的數(shù)目與所有激光器的數(shù)目相同。所有第一光纖將單色激光器的激光合束后再耦合至單獨(dú)的第二光纖中，由第二光纖的另一端出射。
[0050]本實(shí)施例中，通過(guò)數(shù)個(gè)直徑較小第一光纖構(gòu)成的第一光纖束將單色激光聚合后，耦合至單根的第二光纖中，使得三基色激光產(chǎn)生的光束在第二光纖中混合并傳輸，從而在出射端疊加產(chǎn)生色度均勻度和照度均勻度較高的白光。本實(shí)施例產(chǎn)生的白光光場(chǎng)各點(diǎn)色度均勻度可達(dá)到96%以上，照度均勻度可達(dá)到99%以上。將上述的白光模組聚合后(通過(guò)兩個(gè)以上的白光模組)可產(chǎn)生不同的白光激光光源，所述白光激光光源可以應(yīng)用于激光投影、電影放映機(jī)、電視等各種激光顯示設(shè)備以及激光燈中。
[0051 ] 特別的，上述實(shí)施例中，所述紅光激光器、藍(lán)光激光器和綠光激光器可以均為一個(gè)，所述第二光纖的出光端即構(gòu)成掃描式激光投影顯示裝置的其中一個(gè)像素的照明單元。該掃描式激光投影顯示設(shè)備可以是單一方向掃描的一維成像設(shè)備，也可以為在兩個(gè)垂直方向掃描的二維逐點(diǎn)掃描設(shè)備。
[0052]此外，本實(shí)用新型還提供一種用于激光投影顯示裝置的激光光源。如圖7所示，其為本實(shí)用新型的用于激光投影顯示裝置的激光光源的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中，所述激光光源包括復(fù)數(shù)個(gè)激光白光模組。每一激光白光模組包括均可以為上述實(shí)施例所述的激光白光模組。所有激光白光模組的第二光纖235構(gòu)成第二光纖束，其出光端側(cè)光纖段合束后，稱為合束段335，其出光端335a作為激光光源的出射端；出光端335a所有第二光纖端面相平齊，圖8中示出了出光端335a的放大后各第二光纖235的端面排布的示意圖。相鄰第二光纖235可通過(guò)粘結(jié)劑粘結(jié)為一體。在用于激光投影設(shè)備或裝置時(shí)，所述出光端335a可以用于與光學(xué)積分棒相對(duì)接。即可以替換如圖1中所示的激光白光光源。
[0053]此外，本申請(qǐng)還提供一種激光燈，其包括復(fù)數(shù)個(gè)激光白光模組;本實(shí)施例中，每一激光白光模組包括均可以為上述實(shí)施例所述的激光白光模組。所述復(fù)數(shù)個(gè)激光白光模組的第二光纖可以與上述激光光源中第二光纖相同的方式設(shè)置，這里不再贅述。
[0054]此外，本實(shí)用新型還提供一種激光電影放映設(shè)備、一種激光投影設(shè)備和一種激光電視，所述的激光電影放映設(shè)備、一種激光投影設(shè)備和一種激光電視中的激光光源均采用上述的用于激光投影顯示裝置的激光光源，在此不再對(duì)上述的設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0055]此外，本實(shí)用新型提供一種整行掃描式激光投影顯示裝置。該裝置包括:一維成像裝置、掃描裝置、控制裝置以及投影鏡頭;所述一維成像裝置包括復(fù)數(shù)個(gè)激光白光模組；
[0056]所述每一激光白光模組包括至少一個(gè)紅光激光器、至少一個(gè)藍(lán)光激光器和至少一個(gè)綠光激光器，與每一激光器相匹配的復(fù)數(shù)個(gè)具有第一芯徑的光纖構(gòu)成的第一光纖束，以及具有第二芯徑的第二光纖;所述第一光纖束包括分支段和合束段，所述第一光纖束的分支段的每一端頭均設(shè)置有第一耦合接頭，通過(guò)第一耦合接頭與相應(yīng)的激光器相耦接，用于將激光器產(chǎn)生的激光耦合至該第一光纖束中；所述第一光纖束合束段端頭通過(guò)第二耦合接頭與一根第二光纖相耦接，用于將所有通過(guò)第一光纖束傳輸?shù)墓怦詈现烈桓诙饫w，所述第二光纖的另一端作為出光端;所述第二光纖的芯徑不小于第一光纖束合束段端頭所有光纖頭的通光孔徑之和；
[0057]所有激光白光模組的第二光纖構(gòu)成第二光纖束，其出光端側(cè)光纖段合束后，出光端端面相平齊，并沿第一方向一維排列；
[0058]掃描裝置設(shè)置有至少一反射面，所述掃描裝置設(shè)置于所述第二芯徑光纖出光端出射的激光的光路中；用于將所述第二芯徑光纖出光端的出射光反射至所述投影鏡頭；
[0059]所述投影鏡頭，將沿第一方向一維排列的出光端成像到屏幕上；
[0060]所述控制裝置與所述激光白光模組相連接，用于控制所述激光白光模組的每一激光器出射的激光在不同時(shí)刻的光強(qiáng)；
[0061]其中，所述掃描裝置設(shè)置有與所述第一方向平行的旋轉(zhuǎn)軸，在所述掃描裝置繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)被投影的第一方向的一維出射光沿垂直于所述第一方向的第二方向掃描；
[0062]下面分別就構(gòu)成本實(shí)施例的整行掃描式激光投影顯示裝置的各個(gè)部分及其相互關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0063]請(qǐng)參看圖9和圖10，其為本申請(qǐng)的整行掃描式激光投影顯示裝置的實(shí)施例中的一維成像裝置的示意圖。本實(shí)施例中，一維成像裝置包括復(fù)數(shù)個(gè)由三基色激光器組成的白光模組100，每一白光模組的結(jié)構(gòu)如圖12所示，即與上述實(shí)施例中的用于激光投影顯示裝置的激光白光模組的結(jié)構(gòu)相同，這里不再贅述。所不同的是，每一白光模組僅包括一紅光激光器、一白光激光器和一藍(lán)光激光器。
[0064]每一白光模組對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素，其色彩通過(guò)控制該三基色激光器發(fā)射的紅、綠、藍(lán)三色激光的光強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)激光驅(qū)動(dòng)器20控制三基色激光器的驅(qū)動(dòng)電流可以實(shí)現(xiàn)對(duì)出射激光強(qiáng)度的控制，而驅(qū)動(dòng)電流可以通過(guò)視頻解碼器10的視頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。復(fù)數(shù)個(gè)白光模組100的所有第二光纖的另一端合束后端面相平齊，并沿第一方向一維排列，即構(gòu)成一幀二維圖像的其中一維。
[0065]如上所述，將所述的單個(gè)像素沿一維方向排列，并粘合在一起，即形成如圖9和圖10中的一維像素陣列200c。其中，圖10中示出了一維像素陣列200c的局部放大圖，單個(gè)像素218a沿一維排列為陣列結(jié)構(gòu)，所述白光模組出光端粘結(jié)為一體，且出光端端面平齊設(shè)置。所述單個(gè)像素的個(gè)數(shù)可以根據(jù)待顯示像素?cái)?shù)而決定。例如可以為768或1024或2048。對(duì)于每一個(gè)像素而言，都需要三個(gè)激光器。其中，紅光激光器和藍(lán)光激光器可以采用半導(dǎo)體激光管，綠光激光器可以為全固態(tài)激光器或綠光半導(dǎo)體激光管。
[0066]請(qǐng)參考圖11，其為本申請(qǐng)的整行掃描式激光顯示裝置的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，在圖11中，省略了顯示組件。請(qǐng)參考圖11，除了上述的一維成像裝置外，還包括掃描裝置300、設(shè)置于所述一維成像裝置200b與掃描裝置300之間的光路中的準(zhǔn)直透鏡300a、柱透鏡300b和設(shè)置于掃描裝置300的出射側(cè)的投影透鏡400。
[0067]本實(shí)施例中，所述掃描裝置300為可旋轉(zhuǎn)多棱鏡，本實(shí)施例具體為八棱鏡。所述八棱鏡具有八個(gè)反射側(cè)面，將所述正八棱鏡300(實(shí)際不限于正八棱鏡)設(shè)置于所述一維成像裝置200b的出光光路中，所述一維成像裝置200b發(fā)出的光通過(guò)準(zhǔn)直透鏡以及柱透鏡300b后，會(huì)聚到所述八棱鏡300的其中一反射側(cè)面上，并經(jīng)由反射側(cè)面反射后經(jīng)過(guò)投影透鏡400后照射在投影屏幕500上。本實(shí)施例中所述八棱鏡具有旋轉(zhuǎn)軸(及其中心軸)，其旋轉(zhuǎn)軸沿平行于所述一維成像裝置的一維陣列方向設(shè)置，若沿所述八棱鏡的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)所述八棱鏡，即可以實(shí)現(xiàn)投射于所述投影屏幕500上的一維圖像在垂直于所述一維圖像的方向掃描，形成二維彩色圖像。
[0068]以屏幕產(chǎn)生1024X 768分辨率的圖像為例，若一維成像裝置發(fā)射出768個(gè)彩色光束，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡和柱面透鏡后，照射到正八棱鏡300的一個(gè)面上;正八棱鏡300以角速度ω繞其中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，反射光束以2 ω角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，反射光束的轉(zhuǎn)動(dòng)角度最大范圍為90°。反射光束經(jīng)過(guò)投影鏡頭投射到屏幕500上，當(dāng)多棱鏡靜止時(shí)，反射光束在屏幕上形成一行(或一列)彩色像素(本例中有768個(gè)像素)；當(dāng)多棱鏡以ω角速度繞其中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反射光束以2 ω角速度勾速掃描屏幕;反射光束掃描屏幕一次，每個(gè)像素的色彩在一個(gè)掃描周期內(nèi)變換1024次，屏幕上便可產(chǎn)生1024 X 768分辨率的二維彩色圖像;如果每個(gè)像素的色彩變換2048次，屏幕上便產(chǎn)生2048 X 768分辨率的圖像。
[0069]其中，所述掃描裝置還可以是其它光學(xué)元件，例如復(fù)數(shù)面面鏡反射面朝外且側(cè)邊首尾相接而形成的面鏡組合或者掃描擺鏡。其中，掃描擺鏡的擺動(dòng)軸即為本申請(qǐng)所述旋轉(zhuǎn)軸，需要說(shuō)明的是，在本申請(qǐng)中采用掃描擺鏡，則形成的圖像交替在相向方向?qū)ζ聊贿M(jìn)行掃描。
[0070]在上述的實(shí)施例中，公開(kāi)了一種整行掃描式激光顯示裝置，通過(guò)一維成像裝置可產(chǎn)生一維圖像，在該一維成像裝置中，多個(gè)導(dǎo)光器件的出光端一維陣列排布，使得一維圖像在空間上鋪開(kāi)而形成，將所述一維圖像投射到諸如八棱鏡的掃描裝置上，在垂直于所述一維圖像的一維方向掃描，并在掃描過(guò)程中同步變化一維圖像的出射光強(qiáng)，便可形成二維圖像，連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)所述八棱鏡，即可實(shí)現(xiàn)視頻播放。本實(shí)施例的裝置，僅僅需要在其中二維圖像的其中一個(gè)維度掃描，大大減小了掃描時(shí)間周期，從而可以顯著提高屏幕圖像的刷新頻率。此外，本申請(qǐng)的方案中，對(duì)于每一個(gè)像素，通過(guò)直徑較小的第一光纖將單色激光聚合后，耦合至單獨(dú)整根的第二光纖中，使得單色激光產(chǎn)生的光束在第二光纖中混合并傳輸，從而在出射端疊加產(chǎn)生色度均勻度和照度均勻度較高的白光信號(hào)，本實(shí)施例產(chǎn)生的白光光場(chǎng)各點(diǎn)色度均勻度可達(dá)到96%以上，照度均勻度可達(dá)到99%以上。將上述的白光模組聚合后形成產(chǎn)生一維成像裝置，成像的圖像的色度和照度均有大幅提高。本實(shí)施例的掃描裝置還充分利用了激光作為點(diǎn)光源的特點(diǎn)，使得利用本申請(qǐng)的裝置形成的圖像亮度高，色彩好，同等光通量輸出情況下，本實(shí)施例的方案光束光強(qiáng)比逐點(diǎn)掃描方式要弱得多(1/1000數(shù)量級(jí))，所以安全性較高;此外，本申請(qǐng)的方案不再使用光閥，分辨率可以超過(guò)4K( S卩4096 X 2160的像素分辨率)；本申請(qǐng)的方案光學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔使得光能利用率更高;采用紅綠藍(lán)三基色激光保證了很高的色彩覆蓋率;激光器數(shù)目與像素?cái)?shù)目相關(guān)，可以輸出更高的光通量;不用拼接方式即可獲得超大屏幕顯示，且像素很小，畫(huà)面非常細(xì)膩、明亮、艷麗；
[0071]本實(shí)用新型雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本實(shí)用新型權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于激光投影顯示裝置或激光燈的激光白光模組，其特征在于:包括至少一個(gè)紅光激光器、至少一個(gè)藍(lán)光激光器和至少一個(gè)綠光激光器，與每一激光器相匹配的復(fù)數(shù)個(gè)具有第一芯徑的光纖構(gòu)成的第一光纖束，以及具有第二芯徑的第二光纖； 所述第一光纖束包括分支段和合束段，所述第一光纖束的分支段的每一端頭均設(shè)置有第一耦合接頭，通過(guò)第一耦合接頭與相應(yīng)的激光器相耦接，用于將激光器產(chǎn)生的激光耦合至該第一光纖束中； 所述第一光纖束合束段端頭通過(guò)第二耦合接頭與一根第二光纖相耦接，用于將所有通過(guò)第一光纖束傳輸?shù)墓怦詈现烈桓诙饫w，所述第二光纖的另一端作為出光端； 所述第二光纖的芯徑不小于第一光纖束合束段端頭所有光纖頭的通光孔徑之和。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光投影顯示裝置或激光燈的激光白光模組，其特征在于，所述第一耦合接頭為但不限于SMA905接口或FC接口；所述第二耦合接頭為但不限于SMA905接口或FC接口。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光投影顯示裝置或激光燈的激光白光模組，其特征在于，所述綠光激光器為全固態(tài)激光器或綠光半導(dǎo)體激光管。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光投影顯示裝置或激光燈的激光白光模組，其特征在于，所述紅光激光器和藍(lán)光激光器為半導(dǎo)體激光管。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光投影顯示裝置或激光燈的激光白光模組，其特征在于，所述紅光激光器、藍(lán)光激光器和綠光激光器均為一個(gè)，所述第二光纖的出光端構(gòu)成掃描式激光投影顯示裝置的一個(gè)像素的照明單元。6.一種用于激光投影顯示裝置的激光光源，其特征在于:包括復(fù)數(shù)個(gè)激光白光模組； 所述每一激光白光模組包括至少一個(gè)紅光激光器、至少一個(gè)藍(lán)光激光器和至少一個(gè)綠光激光器，與每一激光器相匹配的復(fù)數(shù)個(gè)具有第一芯徑的光纖構(gòu)成的第一光纖束，以及具有第二芯徑的第二光纖;所述第一光纖束包括分支段和合束段，所述第一光纖束的分支段的每一端頭均設(shè)置有第一耦合接頭，通過(guò)第一耦合接頭與相應(yīng)的激光器相耦接，用于將激光器產(chǎn)生的激光耦合至該第一光纖束中；所述第一光纖束合束段端頭通過(guò)第二耦合接頭與一根第二光纖相耦接，用于將所有通過(guò)第一光纖束傳輸?shù)墓怦詈现烈桓诙饫w;所述第二光纖的另一端作為出光端;所述第二光纖的芯徑不小于第一光纖束合束段端頭所有光纖頭的通光孔徑之和； 所有激光白光模組的第二光纖構(gòu)成第二光纖束，其出光端側(cè)光纖段合束后，出光端端面相平齊，作為該激光光源的出光端。7.—種激光電影放映設(shè)備，包括激光光源，其特征在于，所述激光光源為權(quán)利要求6所述的用于激光投影顯示裝置的激光光源。8.一種激光投影設(shè)備，包括激光光源，其特征在于，所述激光光源為權(quán)利要求6所述的用于激光投影顯示裝置的激光光源。9.一種激光電視，包括激光光源，其特征在于，所述激光光源為權(quán)利要求6所述的用于激光投影顯示裝置的激光光源。10.一種一維成像裝置，其特征在于包括:包括復(fù)數(shù)個(gè)激光白光模組； 所述每一激光白光模組包括至少一個(gè)紅光激光器、至少一個(gè)藍(lán)光激光器和至少一個(gè)綠光激光器，與每一激光器相匹配的復(fù)數(shù)個(gè)具有第一芯徑的光纖構(gòu)成的第一光纖束，以及具有第二芯徑的第二光纖;所述第一光纖束包括分支段和合束段，所述第一光纖束的分支段的每一端頭均設(shè)置有第一耦合接頭，通過(guò)第一耦合接頭與相應(yīng)的激光器相耦接，用于將激光器產(chǎn)生的激光耦合至該第一光纖束中；所述第一光纖束合束段端頭通過(guò)第二耦合接頭與一根第二光纖相耦接，用于將所有通過(guò)第一光纖束傳輸?shù)墓怦詈现烈桓诙饫w，所述第二光纖的另一端作為出光端;所述第二光纖的芯徑不小于第一光纖束合束段端頭所有光纖頭的通光孔徑之和； 所有激光白光模組的第二光纖構(gòu)成第二光纖束，其出光端側(cè)光纖段合束后，出光端端面相平齊，并沿第一方向一維排列。11.一種整行掃描式激光投影顯示裝置，其特征在于包括:一維成像裝置、掃描裝置、控制裝置以及投影鏡頭； 所述一維成像裝置包括復(fù)數(shù)個(gè)激光白光模組； 所述每一激光白光模組包括至少一個(gè)紅光激光器、至少一個(gè)藍(lán)光激光器和至少一個(gè)綠光激光器，與每一激光器相匹配的復(fù)數(shù)個(gè)具有第一芯徑的光纖構(gòu)成的第一光纖束，以及具有第二芯徑的第二光纖;所述第一光纖束包括分支段和合束段，所述第一光纖束的分支段的每一端頭均設(shè)置有第一耦合接頭，通過(guò)第一耦合接頭與相應(yīng)的激光器相耦接，用于將激光器產(chǎn)生的激光耦合至該第一光纖束中；所述第一光纖束合束段端頭通過(guò)第二耦合接頭與一根第二光纖相耦接，用于將所有通過(guò)第一光纖束傳輸?shù)墓怦詈现烈桓诙饫w，所述第二光纖的另一端作為出光端;所述第二光纖的芯徑不小于第一光纖束合束段端頭所有光纖頭的通光孔徑之和； 所有激光白光模組的第二光纖構(gòu)成第二光纖束，其出光端側(cè)光纖段合束后，出光端端面相平齊，并沿第一方向一維排列； 掃描裝置設(shè)置有至少一反射面，所述掃描裝置設(shè)置于所述第二光纖束出光端出射的激光的光路中；用于將所述第二光纖束出光端的出射光反射至所述投影鏡頭； 所述投影鏡頭，將沿第一方向一維排列的出光端成像到屏幕上； 所述控制裝置與所述激光白光模組相連接，用于控制所述激光白光模組的每一激光器出射的激光在不同時(shí)刻的光強(qiáng)； 其中，所述掃描裝置設(shè)置有與所述第一方向平行的旋轉(zhuǎn)軸，在所述掃描裝置繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)被投影的第一方向的一維出射光沿垂直于所述第一方向的第二方向掃描。12.一種激光燈，其特征在于:包括復(fù)數(shù)個(gè)激光白光模組； 所述每一激光白光模組包括至少一個(gè)紅光激光器、至少一個(gè)藍(lán)光激光器和至少一個(gè)綠光激光器，與每一激光器相匹配的復(fù)數(shù)個(gè)具有第一芯徑的光纖構(gòu)成的第一光纖束，以及具有第二芯徑的第二光纖;所述第一光纖束包括分支段和合束段，所述第一光纖束的分支段的每一端頭均設(shè)置有第一耦合接頭，通過(guò)第一耦合接頭與相應(yīng)的激光器相耦接，用于將激光器產(chǎn)生的激光耦合至該第一光纖束中；所述第一光纖束合束段端頭通過(guò)第二耦合接頭與一根第二光纖相耦接，用于將所有通過(guò)第一光纖束傳輸?shù)墓怦詈现烈桓诙饫w，所述第二光纖的另一端作為出光端;所述第二光纖的芯徑不小于第一光纖束合束段端頭所有光纖頭的通光孔徑之和； 所有激光白光模組的第二光纖構(gòu)成第二光纖束，其出光端側(cè)光纖段合束后，出光端端面相平齊，作為激光光源的出光端。
【文檔編號(hào)】F21Y111/00GK205427419SQ201521029336
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年12月10日
【發(fā)明人】鄭光
【申請(qǐng)人】北京天影視訊激光技術(shù)有限公司