[发明专利]激光光源准直装置、准直装置阵列及照明系统和投影设备

说明书

技术领域

本发明属于光学技术领域，尤其涉及一种激光光源准直装置、准直装置阵列、包括该准直装置的照明系统及包括该照明系统的投影设备。

背景技术

激光光源常被用于照明系统的发光部件使用，例如，投影系统需要高亮度的照明系统将光线投射到成像元件上，现有投影系统的照明部分多采用高压汞灯、LED和激光为光源，半导体激光器是一种使用较为广泛的照明光源。半导体激光器单体发出的光线具有一定的发散角度，且由于半导体激光器单体的功率较低，不足以达到投影需要的亮度，一般需要使用激光器阵列来满足投影所需的亮度。为了适应投影照明的需要，要保证多束激光光束可以汇聚为一点以达到最大效率，因此就需要保证多束激光光束具有较高且较一致的准直度。

现有技术中多采用凸透镜对光线进行准直，因此便需要一种准直装置，用于准确固定激光器和凸透镜，以达到最佳的准直效果。目前出现一种准直装置，其两端各有一圆孔，装置内部设有一圈用于定位凸透镜与激光器的凸缘，凸缘的上下表面分别用于安置凸透镜和激光器，凸缘的厚度决定了凸透镜和激光器的间距。在加工该准直装置的过程中，需要严格控制两圆孔的同心度来保证激光光束和透镜共轴，以保证最佳的准直效果；并且，由于凸缘的存在，使得上下两个圆孔必须分两次加工，其同心度极难保证；另外，还需要精确控制凸缘的厚度来保证激光光束的准直度达到预先要求，该厚度的控制也较难保证。这种准直装置的加工过程非常复杂，难以批量生产，生产效率较低。同时，也由于其加工难度较大使得两端圆孔的同心度和凸缘的厚度不易满足高精度要求，进而不可避免的影响了激光束的准直效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光光源准直装置，旨在解决现有准直装置加工难度大及加工精度难以保证的问题，同时使激光的准直效果得到进一步改善。

本发明是这样实现的，一种激光光源准直装置，用于安装激光光源和准直透镜，包括内套筒和外套筒；

所述外套筒的一端具有第一敞口，另一端设有一向内延伸的第一凸缘，所述第一凸缘与第一敞口的中心轴重合；

所述内套筒靠近所述第一敞口的一端具有第二敞口，另一端设有一向内延伸的第二凸缘；

所述第二凸缘的上表面抵接于所述第一凸缘的下表面，且第二凸缘相对第一凸缘向内凸出，形成一台阶结构，用于安装所述准直透镜；

所述第二敞口缩于所述外套筒之内，使所述第一敞口端和第二敞口端形成另一台阶结构，用于安装所述激光光源。

本发明的另一目的在于提供一种激光光源准直装置阵列，由多个上述的激光光源准直装置于同一平面排布而成，所述多个激光光源准直装置的外套筒为一体结构。

本发明的又一目的在于提供一种照明系统，包括由多个光源单体组成的光源阵列，每个所述光源单体均包括上述的激光光源准直装置，在所述激光光源准直装置的内套筒的第二敞口处设有激光器，在所述内套筒的第二凸缘上设有准直透镜，所述激光器与所述准直透镜的中心轴重合。

本发明的再一目的在于提供一种投影设备，包括成像系统及为所述成像系统提供照明光的照明系统，所述照明系统采用上述的照明系统。

本发明提供的激光光源准直装置用于装配激光光源和准直透镜时，激光光源的固定端抵接于内套筒的第二敞口端，准直透镜则抵接于内套筒的第二凸缘的上表面，因此，内套筒的高度限定了激光器与准直透镜的间距；同时，激光光源和准直透镜在水平方向的位置又分别通过共轴的第一敞口和第一凸缘限定，进而保证了激光光源和准直透镜的同心度。这样，本发明将激光光源和准直透镜的间距和同心度设计分别通过两个独立的套筒实现，而内套筒和外套筒可以单独制作且加工方便。外套筒的两端圆孔（第一敞口和第一凸缘）的中段无阻隔，可以一次加工得到，不用转换基准，精度较高，进而保证激光光源与准直透镜的同心度较高；内套筒的高度可以通过研磨得到，精度极高且易控制，进而保证激光光源与准直透镜的间距精度较高；并且，内外套筒加工精度的可重复性较好，十分适合批量生产。同时，由于其加工精度容易保证，也使得激光准直的效果更佳。

采用该激光光源准直装置的照明系统输出的光束准直性好，并且在采用多个该准直装置的照明系统中，可以得到准直效果好且准直度非常一致的输出光束，十分适用于投影系统。进而，采用该照明系统的投影设备也具有较佳的投影效果。

附图说明

图1是本发明实施例激光光源准直装置的剖视图；

图2是本发明实施例激光光源准直装置与激光器和准直透镜装配后的剖视图；

图3是本发明实施例激光光源准直装置的外套筒的立体图；