[发明专利]一种高亮度宽色域低光斑的激光扫描投影模组

说明书

一种高亮度宽色域低光斑的激光扫描投影模组，至少包括激光二极管单元、及聚光镜单元、及组合光纤、及准直镜单元、及扫描微电机、及扫描反射镜、及投射屏，所述激光二极管单元由两种颜色或三种颜色的单色激光二极管组成，每种颜色包括两个或两个以上的单色激光二极管；同一颜色的单色激光二极管的激光波长选择采用CIE1931色阶图与麦克亚当椭圆进行判定，激光波长至少三阶偏差。该投影模组增加同一颜色光谱激光二极管数量并采用聚光镜聚焦方式和光纤导入方式，使得投影亮度高，同时采用CIE1931色阶图与麦克亚当椭圆选择频谱至少三阶偏差的同一颜色激光，通过增加频谱宽度来破坏激光同调性，从而减少光斑，使得投影宽色域低光斑。

技术领域

本发明涉及车载激光投影装置，特别涉及一种增加同一颜色光谱激光二极管数量和增加频谱宽度、并采用聚光镜聚焦方式和光纤导入方式、使得投影高亮度宽色域低光斑的激光扫描投影模组。

背景技术

目前车载投影模组主要有三类，DLP（Digital Light Processing 数字光处理）投影模组、液晶投影模组和激光扫描模组，其中DLP和液晶这两类投影模组工作原理是一致的，以DLP芯片或液晶显示芯片作为图像显示源，采用投影的方式将图像投影到需要的区域，这两种方式具有亮度高的优点，但同时有对比度低的缺点，而激光扫描投影模组是通过逐点扫描的方式将图像投影到需要的区域，所以具有对比度高的优点，但同时有亮度低的缺点。

如图1，一种典型常见的激光扫描投影模组主要由红色（R）激光二极管1’、绿色（G）激光二极管2’、蓝色（B）激光二极管3’、光束整形单元4’、合束镜5’、合束镜6’、微电机（mems）8’、反射镜7’、光束整形单元9’、投射屏组成10’；

红色（R）的激光二极管1’发出具有一定发散角度的激光，经过光束整形单元4’后形成准直的激光，穿透过合束镜4’、合束镜5’，打在由微电机8’带动的反射镜7’上，同样，绿色（G）、蓝色（B）的激光二极管也经过类似的路径到达由微电机8’带动的反射镜7’上；

微电机8’以一定的步进角度带动反射镜7’进行水平方向和垂直方向的运动，例如在水平40°、垂直20°的范围内进行1200X800个点的扫描，再配合上R/G/B三种颜色的激光二极管在每个扫描点的显示时间比列，激光扫描投影模组就可以在投射屏10’上显示出需要的彩色图像。

目前的激光扫描投影模组特点是，一种颜色只能采用一颗激光二极管，这是因为扫描式成像，必须要求打出去的光束是近似准直的，也就是说要求光源的光源扩展量必须小到一定的程度，所以单纯的在空间上去增加激光二极管，必然会大幅增加光源扩展量，从而达不到提升亮度的作用，具体说明如下。

在一种颜色一颗激光二极管的方式下：

激光二极管发光点面积S_LD≈0，发光角度SINθ_LD=0.64（典型值），所以激光二极管的光源扩展量为S_LD*SINθ_LD≈0，为了达到扫描成像的效果，所以要求扫描出射光的角度近似于0°，也就是SINθ_SCAN≈0，而扫描反射镜的面积S_SCAN≈1mm²，所以要求扫描反射镜输出的光源扩展量为S_SCAN*SINθ_SCAN≈0，

S_LD*SINθ_LD≈S_SCAN*SINθ_SCAN≈0，也就是说激光二极管的光源扩展量与要求的扫描出射光源扩展量大致相等甚至要小，所以一种颜色一颗激光二极管的方式是可以几乎完全利用激光二极管的能量。

在一种颜色有N颗激光二极管的方式下：