[发明专利]激光照明设备及使用该设备的投影系统

权利要求书

1.一种激光照明设备，用于投影系统，其包括激光光源、柱面镜组件、合光组件及微透镜组件，所述激光光源用于出射至少一个激光束，每一所述激光束对应一个所述柱面镜组件，所述合光组件用于对所述柱面镜组件出射的光束进行合光后入射至所述微透镜组件，进而射出所述激光照明设备，其中：

所述激光束在长度方向的尺寸为h₁，在宽度方向的尺寸为h₂；

所述柱面镜组件装设于所述激光光源的传输光路上，每一所述柱面镜组件包括第一柱面镜阵列及第二柱面镜阵列，所述第一柱面镜阵列的焦距为f₁，所述第二柱面镜阵列的焦距为f₂，设置所述第一柱面镜阵列与第二柱面镜阵列相互形成一预设的夹角；

所述第一柱面镜阵列、第二柱面镜阵列与所述激光束三者的结构关系满足f₂/f₁＝h₂/h₁以使所述激光束经由所述柱面镜组件后形成在正交方向的发散角相同的均匀的矩阵光，进而通过调整每一所述激光束的亮度实现投影系统对应像素点的灰度输出。

2.如权利要求1所述的激光照明设备，其特征在于：所述第一柱面镜阵列与第二柱面镜阵列相互垂直。

3.如权利要求1所述的激光照明设备，其特征在于：所述激光光源包括输出红色激光的红色光源、输出绿色激光的绿色光源及输出蓝色激光的蓝色光源，所述柱面镜组件的数量为三个，三个所述柱面镜组件分别装设于所述红色光源、绿色光源及蓝色光源的传输光路上。

4.如权利要求3所述的激光照明设备，其特征在于：所述红色光源输出的红色激光的波长为638nm，所述绿色光源输出的绿色激光的波长为520nm，所述蓝色光源输出的蓝色激光的波长为455nm。

5.一种采用权利要求3或4所述激光照明设备的投影系统，包括扩散器、方棒组件、光中继组件、光调制组件及输出组件，所述扩散器装设于所述激光照明设备向外传输激光束的光路上，所述方棒组件装设于所述扩散器远离所述激光照明设备的一侧，所述光中继组件装设于所述方棒组件及光调制组件之间，所述输出组件装设于所述光调制组件向外传输调制后激光束的光路上，所述光调制器组件调控图像信号中每一像素点对应的所述激光光源的输出亮度，所述光调制器组件控制所述激光光源通过调整自身的亮度实现投影系统对应像素点的灰度输出。

6.如权利要求5所述的投影系统，其特征在于：所述光调制组件为空间光调制器。

7.如权利要求6所述的投影系统，其特征在于：所述输出组件为成像物镜。

8.如权利要求5所述的投影系统，其特征在于：所述投影系统获取的图像信号中通过算法获得亮度最高像素点的灰度值为A，该像素点对应的所述激光光源的亮度最大值为I_max；如果某一像素点的灰度值为a，则所述某一像素点对应的所述激光光源的亮度I_a按照公式计算得到，以实现所述投影系统高动态范围的投影成像。

9.如权利要求5所述的投影系统，其特征在于：所述输出组件为扫描镜，所述扫描镜获取的图片及视频信号中某一像素点的RGB信号为(x，y，z)，所述红色光源输出的红色激光的最大光强为I_R，所述绿色光源输出绿色激光的最大光强为I_G，所述蓝色光源输出的蓝色激光的最大光强为I_B，所述激光光源的最大灰度等级为I_L，所述光调制组件控制激光照明设备中激光光源依据获取的RGB信号输出光强，所述红色光源输出的红色激光光强为I_R*x/I_L，所述绿色光源输出的绿色激光光强为I_G*y/I_L，所述蓝色光源输出的蓝色激光光强为I_B*z/I_L。