[发明专利]光源装置、光源产生方法及包含光源装置的激光投影机

说明书

技术领域

本发明涉及光投影技术，尤其涉及一种光源装置、光源产生方法及包含该光源装置的激光投影机。

背景技术

近年来，激光投影机因其原理简单、制造难度低、色彩丰富以及视觉影响小等优点而被广泛地应用于多种场合。但是，激光投影机要求的输入光源为面光源，并且对其输入的面光源有较高的要求。例如，对于某些激光投影机，其输入的面光源只能是直径在数十毫米量级的面光源。因此，如何获得良好的输入光源就成为发展激光投影技术的一项重要课题。

目前，将激光发生器作为激光投影机的原始光源，经过光线的传导和耦合而输出点光源，再经过一系列光学元件，将点光源转化为面光源，以供激光投影机使用。

在实践中，存在许多由点激光光源得到面激光光源的方案。例如，中国专利申请CN101872071公开了一种一维光纤压缩耦合激光传输装置。图1示出了现有的一维光纤压缩耦合激光传输装置的结构示意图。如图1所示，一维光纤压缩耦合激光传输装置由半导体激光器10、光纤11和准直光学透镜组12组成。其中，半导体激光器10、光纤11和准直光学透镜组12这三部分被顺序地封装为一个整体。准直光学透镜组12为一胶合透镜，包括激光入射透镜与出射透镜。

半导体激光器10用于发射激光脉冲信号；光纤11用于沿自身的快轴对来自于半导体激光器10的激光脉冲信号进行一维压缩，以减小激光脉冲信号的光束发散角并使该激光脉冲的能量集中；准直光学透镜组12用于对经过压缩的激光光束进行耦合准直并向外发射传输。

可根据几何光学原理确定半导体激光器10、光纤11、准直光学透镜组12这三个光学元件的参数及位置关系，具体来说，光纤11为具有一维压缩作用的柱状光纤，光纤半径为0.5mm，与半导体激光器发光之间的距离为0.07mm；准直光学透镜组12中的激光入射透镜为平凹透镜，曲率半径为36.813mm，出射透镜为双凸透镜，曲率半径分别为36.813mm和-20.045mm；并且准直光学透镜组12与光纤11之间的距离为33.8mm。

在CN101872071所公开的方案中，虽然半导体激光器发出的激光脉冲信号在光纤和准直透镜组的作用下，能够从点光源转化为面光源。但是，CN101872071中的技术方案仅是针对小发射全角的激光光束的情形，并不能适用于大发射全角的激光光束的情形。例如，现有的技术方案不能够确保得到的面光源的直径在数十毫米量级，即前述准直光学透镜组输出的面光源并不能够满足激光投影机对输入光源的要求。

此外，CN101872071仅简单地给出了各个光学元件的参数及位置关系，而并未公开通过何种手段来保证这样的参数及位置关系。在前述参数和位置关系位于毫米量级，尤其一些参数的精度需要达到百分位、甚至千分位时，没有有效的调整和支撑装置，这样的精度完全无法保证。在参数及位置关系出现偏差的情况下，激光的能量存在大幅度消耗的可能性，从而光利用率较低。

因此，存在一种对能够输出符合激光投影机所需面光源的光源装置的需要。

发明内容

本发明的实施例提供一种光源装置、光源产生方法及包含该光源装置的激光投影机，能够为激光投影机提供可用的面光源。

在本发明的实施例中，光源装置包括用于发射激光脉冲信号的激光器和用于将激光器发射的激光脉冲信号引导为沿第一方向传输的激光光束的光纤，其特征在于，该光源装置进一步包括：第一准直部件、散射部件和第二准直部件，第一准直部件用于对沿第一方向传输的激光光束进行第一准直处理，以得到发射全角小于或等于第一角度阈值的激光光束并使第一准直处理后的激光光束沿第一方向出射；位于第一准直部件与第二准直部件之间的散射部件，用于对经过第一准直处理的激光光束进行消散斑处理，并使消散斑处理后的激光光束沿第一方向出射；光轴沿第一方向布置的第二准直部件，用于对接收到的沿第一方向传输的激光光束进行第二准直处理，以得到发射全角小于或等于第二角度阈值的激光光束。

其中，第一角度阈值为10度，第二角度阈值为5度。

其中，第一准直部件与第二准直部件同心安装。

所述第一准直部件包括包含至少一片正透镜的第一准直透镜，第一准直透镜的焦距为正焦距。

所述第二准直部件包括包含至少一片正透镜的第二准直透镜，第二准直透镜的焦距为正焦距。

其中，所述光纤包括位于靠近第一准直透镜的端部处的光纤头，第一准直透镜的焦距为f₁，所述光纤头的出射点与第一准直透镜的焦点之间的距离在±0.1f₁范围内。