CN102591120B - 光源装置、光源产生方法及包含光源装置的激光投影机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光源装置、光源产生方法和包括该光源装置的激光投影机。光源装置包括光源，该光源包括具有不同主波长的第一光源、第二光源和第三光源，该光源装置进一步包括：准直部件位于第一光源、第二光源和第三光源的射出侧，对接收到的光源进行准直处理；反射部件将第一光源和第二光源反射至会聚反射部件；会聚反射部件对反射部件反射的第一光源和第二光源进行反射处理，对准直处理后的第三光源进行会聚处理；会聚部件对接收到的第一光源、第二光源和第三光源进行会聚处理，以使得第一光源、第二光源和第三光源沿同一方向入射至所述光接收部件。本发明可有效减少光源装置中的部件数量，简化光路，提高能量利用率，并且安装维修简单。

Description

光源装置、光源产生方法及包含光源装置的激光投影机

技术领域

本发明涉及激光投影技术，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，例如电视投影、微型投影以及一些商用和娱乐系统等。

众所周知，光学画面至少需要由不同主波长的光波组成，例如蓝色、绿色和红色光波。基于目前的技术，通常情况下会以一种波长的光源作为激发光来生成另一种波长的光源，而后再与其他波长的光源分时发射，在投影屏幕上显示出各种画面。例如以蓝光半导体激光器所发出的蓝色激光作为激发光，激发绿光荧光粉来产生绿光。

图1是现有技术中光源装置的结构及原理示意图。参见图1，这里的光源包括：波长各不相同的第一光源101、第二光源(未示出)和第三光源116。该光源装置包括：准直镜102、反射镜群103、第一聚光透镜104、第一二向色片105、第二聚光透镜106、荧光轮107、第一转向镜109a、第二转向镜109b、第一反射镜110a、第二反射镜110b、第二二向色片111、第三聚光透镜112、光棒113、第四聚光透镜114和第三转向镜115。

其中第一二向色片105允许第一光源和第三光源透过、对第二光源进行反射，第二二向色片111允许第一光源透过，对第二光源和第三光源进行反射。

并且，荧光轮107的部分区域内涂敷有荧光粉，在以第一光源101为激发光的情况下，涂敷有荧光粉的区域产生第二光源。由于荧光轮可旋转，第一光源照射到荧光轮107的不同区域，会产生不同波长的光。

在图1中，第一光源101出射的具有第一波长的光束呈发散状入射至准直镜102，准直镜102将该光束准直成平行光束；反射镜的反射作用使得该平行光束的光轴旋转90度，第一聚光透镜104对旋转光轴后的平行光束进行会聚，向第一二向色片105出射；第一光源的光束透过第一二向色片105后，经第二聚光透镜106会聚处理后，到达荧光轮107。

荧光轮107在驱动马达117的驱动下旋转。对于旋转中的荧光轮107，若第一光源101入射于荧光粉区域时，激发荧光粉发射出具有第二波长的第二光源，该第二光源以相反于第一光源入射方向的方向出射，到达第一二向色片105后，其光轴在反射作用下被旋转90度，再经过第一转向镜109a、第一反射镜110a、第二转向镜109b后，向第二二向色片111入射；由于第二二向色片111对第二光源进行反射，则第二光源的光束射向第三聚光透镜112，最后聚焦到光棒113内。简言之，第一光源101入射于荧光轮107的荧光粉区域时，光棒113收集到的是具有第二波长的第二光源。

若第一光源101入射于荧光轮107上未涂敷荧光粉的透过区域时，第一光源101透射荧光轮107，经第四聚光透镜114、第二反射镜110b和第三转向镜115的会聚、反射和转向后，透过第二二向色片111传输至第三聚光透镜112，最终聚焦到光棒113内。也就是说，第一光源101入射于荧光轮107的透过区域时，光棒113收集到的是具有第一波长的第一光源。

具有第三波长的第三光源116以平行于第一光源的光轴的方向出射，经过第二聚光透镜106的会聚后，到达第一二向色片105，由于第一二向色片105允许第三光源透过，则第三光源再经过第一转向镜109a、第一反射镜110a、第二转向镜109b的转向、反射和再转向后，到达第二二向色片111；第二二向色片111将第三光源116的光轴旋转90度，经过第三聚光透镜112，最终聚焦到光棒113内。

基于以上的结构和原理，通过控制第一光源和第三光源的点亮时间，同时控制荧光轮的旋转速度，可以实现第一光源、第二光源、第三光源分时进入光棒113内，得到不同颜色的光斑，进而构成显示画面。

虽然上述现有的光源装置使得激光投影得以实现，但是，从图1中可以非常直观地发现，该光源装置中的光学部件过多、光路过长。光束每经过一个光学部件，都会损失一部分能量，并且光路的长短也会影响光束的能量损耗。因此各个光源在图1所示的光源装置中传输之后，能量会有较大程度的降低，能量利用率较低。

而且，现有的光源装置中，光学部件数量较多导致整体结构较为复杂，并且体积也会相应地较大。这样的光源装置显然无法适应越来越明显的小型化要求。

此外，为了保证光源装置的正常运行，必须保证每个光学部件自身安装位置及相对位置的正确性，装配难度较大；当其中的光学部件出现故障时，无法短时间找到问题所在，维修难度较高。

因此，存在一种对能够提高能量利用率的光源装置的需要。

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，能够提高能量利用率。

在本发明的实施例中，光源装置包括光源，该光源包括具有不同主波长的第一光源、第二光源和第三光源，该光源装置进一步包括：准直部件、反射部件、会聚反射部件、会聚部件和光接收部件，其中反射部件、会聚反射部件和会聚部件同心安装；所述准直部件位于第一光源、第二光源和第三光源的射出侧，用于对接收到的光源进行准直处理，得到平行光束；所述反射部件将准直处理后的第一光源和第二光源反射至所述会聚反射部件；所述会聚反射部件对所述反射部件反射的第一光源和第二光源进行反射处理，对准直处理后的第三光源进行会聚处理，并将第一光源、第二光源和第三光源向所述会聚部件传输；所述会聚部件对接收到的第一光源、第二光源和第三光源进行会聚处理，以使得第一光源、第二光源和第三光源沿同一方向入射至所述光接收部件。

在本发明的一个实施例中，所述反射部件、会聚反射部件和会聚部件的中心连线方向为第一方向；所述准直部件进一步将准直处理后的第一光源、第二光源和第三光源沿与所述第一方向平行或一致的方向出射。

其中，所述反射部件包括反射镜，接收从所述准直部件出射的第一光源和第二光源，进行反射和会聚处理后，向所述会聚反射部件传输；所述会聚反射部件包括：第一聚光透镜，所述第一聚光透镜在背向所述准直部件的表面上包含分光膜，以对所述反射部件出射的第一光源和第二光源进行反射、而对所述准直部件出射的第三光源进行会聚，并向所述会聚部件传输；所述会聚部件包括负焦距透镜，对来自所述会聚反射部件的第一光源、第二光源和第三光源进行会聚处理，得到直径缩小至接收阈值并沿所述第一方向出射的光束。

其中所述反射镜为凹面反射镜，非球面反射镜，或者自由曲面反射镜。

所述凹面反射镜包括环形凹面反射镜。

其中，第一光源和第二光源以环形光束出射至所述准直部件，其中第一光源和第二光源的光束以第一方向所在平面为分界面；第三光源以圆形光束出射至所述准直部件，其中该圆形光束位于第一光源和第二光源的环形光束的内环之内；或者，第一光源和第二光源以环形光束出射至所述准直部件，第三光源以圆形光束出射至所述准直部件，其中第一光源的环形光束在第二光源的环形光束与第三光源的圆形光束之间；或者，第一光源和第二光源以环形光束出射至所述准直部件，第三光源以圆形光束出射至所述准直部件，其中第二光源的环形光束在第一光源的环形光束与第三光源的圆形光束之间；所述环形光束和圆形光束的中心点落在第一方向的延长线上。

其中，所述反射镜包括第一子反射部和第二子反射部：在第一光源和第二光源的光束以第一方向所在平面为分界面的情形中，第一光源经过准直处理后由第一子反射部和第二子反射部反射至第一聚光透镜，第二光源经过准直处理后由第一子反射部和第二子反射部反射至第一聚光透镜；和在第一光源的环形光束在第二光源的环形光束与第三光源的圆形光束之间的情形中，第一光源经过准直处理后由第二子反射部反射至第一聚光透镜，第二光源经过准直处理后由第一子反射部反射至第一聚光透镜；在第二光源的环形光束在第一光源的环形光束与第三光源的圆形光束之间的情形中，第一光源经过准直处理后由第一子反射部反射至第一聚光透镜，第二光源经过准直处理后由第二子反射部反射至第一聚光透镜。

其中，第一子反射部和第二子反射部根据第一光源和第二光源出射的环形光束的分布和数量而设置。

其中，所述负焦距透镜和所述反射镜组成第二望远镜系统，所述负焦距透镜和所述环形凹面反射镜组成第i望远镜系统，i＝2，3，...，，n+1，i和n均为自然数，n大于等于1并且其值由环形反射镜的环数决定；所述第一聚光透镜和所述负焦距透镜组成第一望远镜系统。

所述第一望远镜系统的倍率小于所述第i望远镜系统的倍率，第i望远镜系统倍率随环离圆心的距离增大而增大。

其中，所述光接收部件与所述会聚反射部件、所述会聚部件和所述反射部件同心安装。

其中，所述光接收部件包括：第二聚光透镜和光棒，第二聚光透镜用于对待进入所述光接收部件的所述光源进行会聚处理，所述光棒用于收集经第二聚光透镜的会聚处理的光源。

或者，所述光接收部件包括：复眼透镜，用于接收并收集待进入所述光接收部件的所述光源。

在本发明实施例的光源产生方法中，用于包括光源、准直部件、反射部件、会聚反射部件、会聚部件和光接收部件的光源装置中，光源包括具有不同主波长的第一光源、第二光源和第三光源，该方法包括：对准直部件接收到的光源进行准直处理，得到平行光束；由反射部件对准直处理后的第一光源和第二光源进行反射；由所述会聚反射部件对所述反射部件反射的第一光源和第二光源进行反射处理，对准直处理后的第三光源进行会聚处理，并将第一光源、第二光源和第三光源向所述会聚部件传输；由所述会聚部件对接收到的第一光源、第二光源和第三光源进行会聚处理，以使得第一光源、第二光源和第三光源沿同一方向入射至所述光接收部件。

本发明的激光投影机，包括：光机模块、控制模块、电源驱动模块和前述的光源装置，其中，所述光机模块由匀光照明部件、显示芯片和投影镜头组成；所述光源装置为激光投影机提供可用的光源；所述光机模块接收所述光源装置提供的光源，其中的匀光照明部件对光源进一步匀光，显示芯片在控制模块的实时控制下生成画面，所生成的画面再经过投影镜头投射出所要显示的画面；所述电源驱动模块为所述光源装置和显示芯片提供驱动电能。

在本发明的示例光源装置中，通过准直部件、会聚反射部件、会聚部件和反射部件，对具有不同波长的各个光源进行准直、会聚以及反射处理，即可引导为沿同一方向入射至光接收部件。该光源装置中所包含的部件数量较少，光路较短。与现有的光源装置相比，本发明的光源装置能够有效地降低激光光束在传输过程中的能量损耗，从而提高能量利用率。

相应地，在光利用率高的情况下，本发明中的激光投影机就能够提供色彩丰富、层次感强、画面清晰的显示图像。

本发明既可适用于普遍使用的激光投影机，还可以适用于复眼激光投影机，通用性较强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1是现有技术中光源装置的结构及原理示意图。

图2是根据本发明实施例的光源装置的示例性原理示意图。

图3是根据本发明实施例的光源装置的结构示意图。

图4是根据本发明实施例的光源装置的另一结构示意图。

图5是根据本发明实施例的激光投影机的原理图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

图2是根据本发明实施例的光源装置的示例性原理示意图。如图2所示，本发明实施中的光源装置包括：包含具有不同波长的第一光源201、第二光源208、第三光源216的入射光源，准直部件202，会聚反射部件217、会聚部件218、反射部件219以及光接收部件221。

其中，反射部件219、会聚反射部件217和会聚部件218同心安装；

准直部件202位于第一光源201、第二光源208和第三光源216的射出侧，用于对接收到的光源进行准直处理，得到平行光束；反射部件219将准直处理后的第一光源201和第二光源208反射至会聚反射部件217；

会聚反射部件217对反射部件219反射的第一光源201和第二光源208进行反射处理，对准直处理后的第三光源216进行会聚处理，并将第一光源201、第二光源208和第三光源216向所述会聚部件传输；

会聚部件217对接收到的第一光源201、第二光源208和第三光源216进行会聚处理，以使得第一光源201、第二光源208和第三光源216沿同一方向入射至所述光接收部件221。

上述光源装置，通过准直部件、会聚反射部件、会聚部件和反射部件，对具有不同波长的各个光源进行准直、会聚以及反射处理，即可引导为沿同一方向入射至光接收部件。该光源装置中所包含的部件数量较少，光路较短。与现有的光源装置相比，本发明的光源装置能够有效地降低激光光束在传输过程中的能量损耗，从而提高能量利用率。而且，本发明实施例的光源装置中对光路改变起关键作用的会聚反射部件、会聚部件和反射部件仅要求同心安装，装配要求非常简单；当其中的任意部件出现故障时，即使对所有部件逐一排查，找出故障所在需要的时间和难度都较现有技术有明显的降低。

根据本发明，反射部件219、会聚反射部件217和会聚部件218的中心连线方向为第一方向；准直部件202进一步将准直处理后的第一光源201、第二光源208和第三光源216沿与第一方向平行或一致的方向出射。

反射部件219例如包括反射镜，该反射镜可以是凹面反射镜，非球面反射镜，或者自由曲面反射镜，用于接收从准直部件202出射的第一光源201和第二光源208，进行反射和会聚处理后，向会聚反射部件217传输；会聚反射部件217例如可以包括第一聚光透镜，该第一聚光透镜背向准直部件202的表面包括分光膜，能够对第一光源201进行反射而对第三光源216进行会聚，并向会聚部件218传输；会聚部件218可以包括负焦距透镜，对来自会聚反射部件217的第一光源201、第二光源208和第三光源216进行会聚处理，得到直径缩小至接收阈值并沿第一方向出射的光束，即出射光束的直径小于入射光束的直径。本发明中，凹面反射镜包括环形凹面反射镜。

这里的光接收部件221可以与会聚反射部件217、会聚部件218和反射部件219同心安装；会聚部件218将直径缩小至接收阈值的第一光源201、第二光源208和第三光源216沿第一方向向光接收部件221传输。

在本发明的一个实施例中，光源产生方法用于包括光源、准直部件、反射部件、会聚反射部件、会聚部件和光接收部件的光源装置中，光源包括具有不同主波长的第一光源、第二光源和第三光源，该方法包括：对准直部件接收到的光源进行准直处理，得到平行光束；由反射部件对准直处理后的第一光源和第二光源进行反射；由会聚反射部件对反射部件反射的第一光源和第二光源进行反射处理，对准直处理后的第三光源进行会聚处理，并将第一光源、第二光源和第三光源向会聚部件传输；由会聚部件对接收到的第一光源、第二光源和第三光源进行会聚处理，以使得第一光源、第二光源和第三光源沿同一方向入射至所述光接收部件。

在本发明的一个实施例中，激光投影机包括：如前所述的光源装置、光机模块、控制模块和电源驱动模块。其中，光机模块由匀光照明部件、显示芯片和投影镜头组成。光源装置为激光投影机提供可用的光源。光机模块接收光源装置提供的光源，其中的匀光照明部件对光源进一步匀光，显示芯片在控制模块的实时控制下生成画面，生成的画面再经过投影镜头投射出所要显示的画面。电源驱动模块为光源装置和显示芯片提供驱动电能。

以下将详细描述本发明实施例中的具体方案。

图3是根据本发明实施例的光源装置的结构示意图。

参见图3，本实施例中，入射光源包括为各自具有不同波长的第一光源301、第二光源308和第三光源316。这三个光源可以在同侧出射。具体来说，这三个光源可以按照如下的方式发出激光光束：

方式1、第一光源301和第二光源308以环形光束出射至准直部件，其中第一光源301和第二光源308的光束以第一方向所在平面为分界面；第三光源316以圆形光束出射至准直部件，其中该圆形光束位于前述环形光束的内环之内。

方式2、第一光源301和第二光源308以环形光束出射至准直部件，第三光源以圆形光束出射至准直部件，其中第一光源301的环形光束在第二光源308的环形光束与第三光源316的圆形光束之间。

方式3、第一光源301和第二光源308以环形光束出射至准直部件，第三光源以圆形光束出射至准直部件，其中第二光源308的环形光束在第一光源301的环形光束与第三光源316的圆形光束之间。

上述环形光束和圆形光束的中心点均落在第一方向的延长线上。

本实施例中的光源装置包括：准直透镜系统302、第一聚光透镜317、负焦距透镜318、反射镜319、第二聚光透镜312和光棒313。第一聚光透镜317、负焦距透镜318、反射镜319、第二聚光透镜312和光棒313均同心安装。以下将同心安装的各个部件的中心连线方向称为第一方向。

准直透镜系统302包括至少一个准直透镜，均位于第一光源301、第二光源308和第三光源316的射出侧，对接收到的第一光源301、第二光源308和第三光源316的光束进行准直处理，得到平行光束，并沿与第一方向平行或重合的方向出射。

第一聚光透镜317在面向准直透镜系统302的一侧为具有正焦距的透镜，在背向准直透镜系统302的表面(A面)上具有分光膜，该分光膜对第一光源301和第二光源308进行反射，而对第三光源316进行透射。第一光源301和第二光源308入射到第一聚光透镜317上时，由于分光膜的作用，只能被反射；第三光源316入射到该第一聚光透镜317上时，因首先接触到具有正焦距的透镜的一侧而被会聚，再接触到分光膜时，被透射出去，即第三光源316经过第一聚光透镜317时变换为直径有所缩小的光束并沿第一方向出射。

负焦距透镜318例如是凹面镜，该透镜对接收到的光束进行会聚处理；反射镜319例如是凹面反射镜，非球面反射镜，或者自由曲面反射镜，对接收到的光束进行反射并向第一方向会聚。在本实施例中各个光源的出射方式下，第一光源301和第二光源308经过准直透镜系统302后，首先到达反射镜319，被反射并会聚后再射向负焦距透镜318。然后，经过负焦距透镜318的会聚处理后，形成直径缩小至接收阈值平行光束，沿第一方向向第二聚光透镜312出射。第三光源316经过准直透镜系统302后，被第一聚光透镜317透射并会聚，而后在负焦距透镜318处被再次会聚，得到直径缩小至接收阈值平行光束，沿第一方向向第二聚光透镜312出射。

第二聚光透镜312将接收到的光束聚焦至光棒313，得到符合光棒313接收要求的光束，并向光棒313出射；光棒313收集第二聚光透镜312出射的光束，以作为激光投影机的光源。本实施例中的第二聚光透镜312和光棒313二者组成光接收部件321。

在本实施例中，每个光源的传输光路为：

第一光源301和第二光源308经过准直透镜系统302的准直处理后变换成平行光束，并入射至反射镜319；反射镜319将第一光源301和第二光源308的光束向第一聚光透镜317反射；第一聚光透镜317面向反射镜319的表面上的分光膜，将第一光源301和第二光源308的光束向负焦距透镜318反射；经过负焦距透镜318的会聚处理后，形成直径缩小至接收阈值平行光束，再到达第二聚光透镜312和光棒313中。

第三光源316经过准直透镜系统302的处理后变换成平行光束，并入射至第一聚光反射透镜317；第一聚光反射透镜317的分光膜允许第三光源316的光束会聚透射至负焦距透镜318；负焦距透镜318对接收到的第三光源316的光束进行会聚处理后，形成直径缩小至接收阈值平行光束，再传送到第二聚光透镜312和光棒313中。

图4是根据本发明实施例的光源装置的另一结构示意图。在该图所示的方案中，第一光源301和第二光源308以前述的方式1至方式3中的环形光束出射，此时，反射镜319可以包括第一子反射部319A和第二子反射部319B。其中，在第一光源301和第二光源308的光束以第一方向所在平面为分界面的情形中，第一光源301经过准直处理后由第一子反射部319A和第二子反射部319B反射至第一聚光透镜，第二光源308经过准直处理后由第一子反射部319A和第二子反射部319B反射至第一聚光透镜；在第一光源301的环形光束在第二光源308的环形光束与第三光源316的圆形光束之间的情形中，第一光源301经过准直处理后由第二子反射部319B反射至第一聚光透镜317，第二光源308经过准直处理后由第一子反射部319A反射至第一聚光透镜317；在第二光源308的环形光束在第一光源301的环形光束与第三光源316的圆形光束之间的情形中，第一光源301经过准直处理后由第一子反射部319A反射至第一聚光透镜317，第二光源308经过准直处理后由第二子反射部319B反射至第一聚光透镜317。

本实施例中的第一子反射部319A和第二子反射部319B可依据第一光源301和第二光源308出射的环形光束分布和数量来进行设置。第一子反射部319A和第二子反射部319B例如可以在反射镜319上呈环状分布。若第一光源301或第二光源308各自所形成的环形光束多于一个，相应地，第一子反射部319A或第二子反射部319B的数量也可以是多于一个。

本实施例中，具有不同波长的第一光源、第二光源和第三光源分离出射，只要按照实际需求调整各个光源的出射时间，即可实现在不同时间显示不同的色彩，以满足激光投影的要求。

在各个光源的传输过程中，本实施例具有分光膜的第一聚光透镜317和负焦距透镜318、负焦距透镜318和反射镜319形成两套望远镜系统，将不同波长的光源引导成不同的光路，但最终所有的光源都以相近直径进入到光接收部件中。本实施例中由负焦距透镜318和反射镜319形成的望远镜系统对第一光源和第二光源进行处理，第一聚光透镜317和负焦距透镜318形成的望远镜系统对第三光源进行处理，第一光源在第三光源的外圈，因此，由负焦距透镜318和反射镜319形成的望远镜系统的倍率大于由第一聚光透镜317和负焦距透镜318形成的望远镜系统。在反射镜为环形凹面反射镜的情形中，所述负焦距透镜和所述环形凹面反射镜组成n个望远镜系统，n为大于等于1的自然数并且其值由环形反射镜的环数决定。负焦距透镜318和反射镜319形成的望远镜系统的倍率小于所述负焦距透镜和所述反射镜组成的n个望远镜系统的倍率，并且n个望远镜系统倍率随环离圆心的距离增大而增大。

由前可见，本实施例仅通过三个光学元件即可实现光路引导，能量损耗十分有限，能量利用率的提升幅度较大；并且，部件数量的减少以及同心安装的设计要求，使得安装、调试及维修难度均大大降低。

在本实施例中，光接收部件与前端光路上的第一聚光透镜317、负焦距透镜318和反射镜319同心安装，此时无需再引入其他的光学部件即可完成对第一光源、第二光源和第三光源的引导。

此外，本实施例的光源装置中的第二聚光透镜和光棒所组成的光接收部件也可以被替换为复眼透镜，用于接收并收集待进入光接收部件的光源。

图5是根据本发明实施例的激光投影机的原理图。参见图5，激光投影机包括：如前所述的光源装置500、光机模块501、电源驱动模块502和控制模块503。其中，光机模块501由匀光照明部件、显示芯片和投影镜头组成。光源装置500为激光投影机提供可用的光源。光机模块501用于接收所述光源装置提供的光源，其中的匀光照明部件对光源进一步匀光，显示芯片在控制模块503的实时控制下生成画面，生成的画面再经过投影镜头投射出所要显示的画面。所述电源驱动模块502为光源装置和显示芯片提供驱动电能。

通过本发明提供的各实施例，将不同主波长的各个光源传输至光接收部件的过程中，仅使用了光学原理较为简单的会聚反射部件，并且这些部件的数量较少，有效简化了光源装置的结构、缩短了光路，从而提高了能量利用率，进而提高了激光投影机的画面质量。

此外，本发明各个实施例中通过较为简单的结构即可满足光路改变的多样性要求，设计巧妙，但安装、调制及维修难度均较低。

本发明各个实施例中的光源装置既可适用于普遍使用的激光投影机，还可以适用于复眼激光投影机，具有较高的通用性。

显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种光源装置，包括光源，该光源包括具有不同主波长的第一光源、第二光源和第三光源，其特征在于，该光源装置进一步包括：

准直部件、反射部件、会聚反射部件、会聚部件和光接收部件，其中反射部件、会聚反射部件和会聚部件同心安装；

所述准直部件位于第一光源、第二光源和第三光源的射出侧，用于对接收到的光源进行准直处理，得到平行光束；

所述反射部件将准直处理后的第一光源和第二光源反射至所述会聚反射部件；

所述会聚反射部件对所述反射部件反射的第一光源和第二光源进行反射处理，对准直处理后的第三光源进行会聚处理，并将第一光源、第二光源和第三光源向所述会聚部件传输；

所述会聚部件对接收到的第一光源、第二光源和第三光源进行会聚处理，以使得第一光源、第二光源和第三光源沿同一方向入射至所述光接收部件。

2.根据权利要求1所述的光源装置，所述反射部件、会聚反射部件和会聚部件的中心连线方向为第一方向；

所述准直部件进一步将准直处理后的第一光源、第二光源和第三光源沿与所述第一方向平行或一致的方向出射。

3.根据权利要求2所述的光源装置，所述反射部件包括反射镜，接收从所述准直部件出射的第一光源和第二光源，进行反射和会聚处理后，向所述会聚反射部件传输；

所述会聚反射部件包括：第一聚光透镜，所述第一聚光透镜在背向所述准直部件的表面上包含分光膜，以对所述反射部件出射的第一光源和第二光源进行反射、而对所述准直部件出射的第三光源进行会聚，并向所述会聚部件传输；

所述会聚部件包括负焦距透镜，对来自所述会聚反射部件的第一光源、第二光源和第三光源进行会聚处理，得到直径缩小至接收阈值并沿所述第一方向出射的光束。

4.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于，所述反射镜为凹面反射镜，非球面反射镜，或者自由曲面反射镜。

5.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，所述凹面反射镜包括环形凹面反射镜。

6.根据权利要求3至5任意之一所述的光源装置，其特征在于，第一光源和第二光源以环形光束出射至所述准直部件，其中第一光源和第二光源的光束以第一方向所在平面为分界面；第三光源以圆形光束出射至所述准直部件，其中该圆形光束位于第一光源和第二光源的环形光束的内环之内；

或者，第一光源和第二光源以环形光束出射至所述准直部件，第三光源以圆形光束出射至所述准直部件，其中第一光源的环形光束在第二光源的环形光束与第三光源的圆形光束之间；

或者，第一光源和第二光源以环形光束出射至所述准直部件，第三光源以圆形光束出射至所述准直部件，其中第二光源的环形光束在第一光源的环形光束与第三光源的圆形光束之间；

上述环形光束和圆形光束的中心点均落在第一方向的延长线上。

7.根据权利要求6所述的光源装置，其特征在于，所述反射镜包括第一子反射部和第二子反射部：

在第一光源和第二光源的光束以第一方向所在平面为分界面的情形中，第一光源经过准直处理后由第一子反射部和第二子反射部反射至第一聚光透镜，第二光源经过准直处理后由第一子反射部和第二子反射部反射至第一聚光透镜；和

在第一光源的环形光束在第二光源的环形光束与第三光源的圆形光束之间的情形中，第一光源经过准直处理后由第二子反射部反射至第一聚光透镜，第二光源经过准直处理后由第一子反射部反射至第一聚光透镜；

在第二光源的环形光束在第一光源的环形光束与第三光源的圆形光束之间的情形中，第一光源经过准直处理后由第一子反射部反射至第一聚光透镜，第二光源经过准直处理后由第二子反射部反射至第一聚光透镜。

8.根据权利要求7所述的光源装置，其特征在于，第一子反射部和第二子反射部根据第一光源和第二光源出射的环形光束的分布和数量而设置。

9.根据权利要求5或7所述的光源装置，其特征在于，所述负焦距透镜和所述环形凹面反射镜组成第i望远镜系统，i=2,3，...，n+1，i和n均为自然数并且n大于等于1，并且n由环形反射镜的环数决定，所述第一聚光透镜和所述负焦距透镜组成第一望远镜系统；

所述第一望远镜系统的倍率小于所述第i望远镜系统的倍率，第i望远镜系统倍率随环离圆心的距离增大而增大。

10.根据权利要求3、4、5或7所述的光源装置，其特征在于，所述光接收部件与所述会聚反射部件、所述会聚部件和所述反射部件同心安装。

11.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述光接收部件包括：

第二聚光透镜和光棒，第二聚光透镜用于对待进入所述光接收部件的所述光源进行会聚处理，所述光棒用于收集经第二聚光透镜的会聚处理的光源。

12.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述光接收部件包括：复眼透镜，用于接收并收集待进入所述光接收部件的所述光源。

13.一种光源产生方法，其特征在于，用于包括光源、准直部件、反射部件、会聚反射部件、会聚部件和光接收部件的光源装置中，所述光源包括具有不同主波长的第一光源、第二光源和第三光源，该方法包括：

对准直部件接收到的光源进行准直处理，得到平行光束；

由反射部件对准直处理后的第一光源和第二光源进行反射；

由所述会聚反射部件对所述反射部件反射的第一光源和第二光源进行反射处理，对准直处理后的第三光源进行会聚处理，并将第一光源、第二光源和第三光源向所述会聚部件传输；

由所述会聚部件对接收到的第一光源、第二光源和第三光源进行会聚处理，以使得第一光源、第二光源和第三光源沿同一方向入射至所述光接收部件。

14.一种激光投影机，其特征在于，该激光投影机包括：光机模块、控制模块、电源驱动模块和根据权利要求1至12之一所述的光源装置，其中，

所述光机模块由匀光照明部件、显示芯片和投影镜头组成；

所述光源装置为激光投影机提供可用的光源；

所述光机模块接收所述光源装置提供的光源，其中的匀光照明部件对光源进一步匀光，显示芯片在控制模块的实时控制下生成画面，所生成的画面再经过投影镜头投射出所要显示的画面；

所述电源驱动模块为所述光源装置和显示芯片提供驱动电能。