[發明專利]激光模組和發光光源

有效

• 申請號: 201110450155.1
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN103186020A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 胡飛
• 申請（專利權）人: 深圳市光峰光電技術有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G03B21/14;G02B5/20;G02B27/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光學技術領域，特別是涉及激光模組和發光光源。

背景技術

目前，基于波長轉換的投影顯示技術越來越受到人們的關注。該技術方案由于其高亮度、長壽命的優點被認為代表了投影顯示技術未來發展的方向。

美國專利7547114首次公開了該技術方案的整體光學架構。在該技術方案中，一個激發光源被用來激發的一個旋轉的熒光粉色輪，該熒光粉色輪上涂覆有紅、綠、藍三種顏色的熒光粉；隨著該色輪的旋轉，不同顏色的熒光粉依次被激發光源發射的激發光所激發，并受激發射出不同顏色受激光。該紅、綠、藍基色光序列經過一個光閥的調制后再經過投影鏡頭的投影可以在屏幕上得到各基色光的圖像，并經過人眼的視覺暫留效應在時域混合在一起而形成彩色圖像。

應用該技術方案制造的投影光源的效率取決于熒光粉的能量轉換效率。為了提高熒光粉的能量轉換效率，人們做了大量的實驗和嘗試。實驗結果表明，激發光源發出的激發光在熒光粉色輪表面形成的激發光斑的功率密度越低，則熒光粉的能量轉換效率越高。

常用的激發光源的結構如圖1a所示。其中采用激光二極管作為發光源；由于單顆激光二極管的光功率往往不足以滿足使用要求，所以需要使用一個激光二極管陣列101作為發光源，該激光二極管陣列包括多顆激光二極管101a。為了提高后續光路的光學性能，每一顆激光二極管需要一個準直透鏡102a用來準直其發出的光線。準直后的激發光經過會聚透鏡105后聚焦于目標面107上形成一個光斑108；由于激光二極管的光束很集中，所示該光斑108的直徑可以很小。在這個光斑108內，由于集中了所有的激光二極管發射的光能量，所以能量密度很高。

為了降低激發光的能量密度，可以使用散光片109使每一顆激光二極管的發光都擴散為一個圓形光斑118，如圖1b所示。使用散光片109散光后得到的圓形光斑并不是均勻的，而是一個近似于高斯分布，如圖1c所示。顯而易見的，多個高斯分布的光斑的疊加仍然是高斯分布，且分布寬度不變。

考慮到投影顯示中的所需要的光斑形狀是長方形的，圓形的高斯光斑的形狀不能很好匹配，同時由于高斯光斑本身的均勻性很差，因此光斑108的能量密度仍然有很大的下降空間。因此需要一種激光模組，可以提供形狀更接近于所需要的形狀，同時均勻性更好的光斑。

發明內容

本發明解決的主要技術問題是激光光源的光斑的能量密度過高的問題。

本發明提出一種激光模組，包括：

至少兩個光源組，每個光源組至少包括一顆激光二極管；

用于分別收集至少兩個光源組發出的光的至少兩個會聚系統；

位于至少兩個會聚系統的光路后端的目標面，至少兩個會聚系統將至少兩個光源組發出的光在該目標面上分別會聚為至少兩個光斑；

該至少兩個光斑部分交疊，并共同形成一個與一特定形狀更接近的總光斑。

本發明還提出一種發光光源，包括：

激發源，包括上述的激光模組，該激發源用于發射激發光；

放置于該激發源的激光模組的目標面并覆蓋該激光模組的總光斑的波長轉換層，用于吸收激發光并發射受激光。

在本發明的激光模組和發光光源中，將激光二極管至少分為兩個組，再將每一組所形成的光斑進行拼接，實現形狀更接近于所需要的形狀同時均勻性更好的光斑。

附圖說明

圖1a是現有技術中的激光模組的結構示意圖；

圖1b和1c是現有技術中激光模組所產生的光斑的形狀和光分布；

圖2a和2b是本發明第一實施例及其變形的結構示意圖；

圖3a至3d是本發明的激光模組的激發光斑形狀和光分布的示意圖；

圖4a和4b是本發明第二實施例及其變形的結構示意圖；

圖5是本發明第三實施例的結構示意圖。

具體實施方式

本發明的思路在于，將激光二極管陣列分為至少兩組，并使每一組都形成一個獨立的光斑，再將這些光斑在目標面上部分交疊的組合在一起，進而形成一個與特定形狀更接近的總光斑，同時組合的過程還可以兼顧光斑的均勻性。