具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

随着光电技术的发展，对于投影设备的投影画面的显示效果的要求越来越高。目前投影设备的光源包括单个三色激光器时，激光器发出的蓝色激光光束和绿色激光光束相比红色激光光束均较细。在垂直合光镜组的光束出射方向的平面上，该三种颜色的激光光束的光斑尺寸差异较大，该三种颜色的激光光束经合光镜组合光并射出形成的光斑的颜色均匀性较差，合光镜组对该三种颜色的激光管束的混光效果较差。因此基于该激光光束形成的投影画面的颜色均匀性也较差，投影画面的显示效果较差。

本申请实施例提供了一种多色光源和投影设备，可以提高投影设备中不同颜色的激光的混光效果，提高投影设备中各个颜色的激光合光后形成的光斑的颜色均匀性，进而提高投影设备依据该激光形成的投影画面的显示效果。

图2是本申请实施例提供的一种多色光源的结构示意图。如图2所示，多色光源10可以包括：激光器101、弧面反光结构102、漫反射部件103和匀光部件104。

激光器101、弧面反光结构102和漫反射部件103沿目标方向(如图1中的y方向)依次排布，弧面反光结构102朝漫反射部件103所在侧弯曲。匀光部件104位于弧面反光结构102远离激光器101的一侧。匀光部件104具有入光区和出光区，匀光部件104的入光区朝向弧面反光结构102，出光区位于匀光部件远离弧面反光结构102的一侧。弧面反光结构102可以具有透射区和反射区。

激光器101用于向弧面反光结构102的透射区发出多种颜色的激光，以使该多种颜色的激光均穿过透射区射向漫反射部件103。漫反射部件103用于使射入的激光发生漫反射后射向弧面反光结构102的反射区，反射区用于将射入的激光反射向匀光部件104的入光口区。

需要说明的是，漫反射部件对射入的光线进行漫反射后，可以使该光线朝四面八方出射，光线的最大出射角度接近180度。本申请实施例中，激光器可以将其发出的多种颜色的激光均射向漫反射部件，漫反射部件对将该多种颜色的激光进行漫反射后，使该多种颜色的激光的出光角度范围基本一致，如均在0～180度的范围内射出。如此该多种颜色的激光可以均射向相同的区域(如弧面反光结构的反射区)并在传输过程中进行混光，该多种颜色的激光的混光效果较好，混光均匀性较高。该反射区可以将射入的激光均反射向匀光部件的入光区，进而保证射向匀光部件的激光的均匀性较高。

综上所述，本申请实施例提供的多色光源中，激光器可以将激光射向漫反射部件，漫反射部件对该激光进行漫反射，之后该激光可以通过弧面反光结构反射向匀光部件。漫反射部件对射入的激光的混光效果较好，因此可以提高多色光源发出的激光的混光均匀性，提高多色光源所在的投影设备的投影效果。

本申请实施例中，激光器101发出的激光可以射向漫反射部件103的全部区域，或者也可以仅射向漫反射部件103的部分区域，本申请实施例不做限定。本申请实施例中将漫反射部件103中被激光照射的区域称为激光照射区。示例地，请继续参考图2，漫反射部件103可以为一个位置固定不进行运动的板状结构，该板状结构靠近弧面反光结构102的一侧设置有漫反射体或漫反射膜。如该板状结构可以呈矩形、圆形或者其他形状，本申请实施例不做限定。激光器101发出的激光可以射向该漫反射部件103靠近弧面反光结构102的一侧的固定区域。

又示例地，图3是本申请实施例提供的另一种多色光源的结构示意图。图4是本申请实施例提供的一种漫反射部件的结构示意图，且图4示出的为图3中漫反射体的俯视图。请结合图3与图4，漫反射部件103可以呈圆环形。漫反射部件103可以绕转轴Z旋转，该转轴Z可以平行于目标方向(如x方向)，该转轴Z可以位于该圆环形的圆心处。漫反射部件103可以绕转轴Z沿顺时针方向旋转，或者沿逆时针方向旋转，或者也可以交替沿顺时针方向和逆时针方向旋转。随着漫反射部件103绕转轴Z旋转，漫反射部件103的不同区域接受激光器101发出的激光的照射，故随着漫反射部件103的旋转，漫反射部件103的激光照射区持续发生改变。需要说明的是，由于漫反射部件在激光的持续照射下会积聚能量发热，而漫反射部件在温度过高时对光线的漫反射效果会发生变化，且较容易发生损伤。本申请实施例中使漫反射部件绕转轴旋转，以保证漫反射部件的同一位置受激光连续照射的时间较短，避免漫反射部件上各个位置的热量积聚，可以延长漫反射部件的寿命，且提高漫反射部件对光线的漫反射效果。

需要说明的是，漫反射部件是否运动可以基于激光器发出的激光的功率密度决定。若激光器发出的激光的功率密度大于密度阈值，则该激光照射在漫反射部件上会导致热量较快地积聚，较易对漫反射部件的性能产生不利影响。此时可以设置运动的漫反射部件，如图3所示的可旋转的漫反射部件。若激光器发出的激光的功率密度小于密度阈值，则即使该激光持续照射在漫反射部件，漫反射部件的热量积聚也较慢，对漫反射部件的性能影响较小。此时可以设置固定的漫反射部件，如图2所示的固定不动的漫反射部件。

可选地，漫反射部件103与匀光部件104的设置位置可以基于弧面反光结构来确定。示例地，漫反射部件103的激光照射区与匀光部件104的入光区的位置，满足弧面反光结构102成像时的物像位置关系，如弧面反光结构102对漫反射部件103的激光照射区所成的像位于匀光部件104的入光区。工作人员可以先确定弧面反光结构的参数，如尺寸、弧面的曲率以及形状等；之后基于该弧面反光结构的参数，确定满足该弧面反光结构成像时的一组物像位置；接着基于该物像位置设置漫反射部件与匀光部件的位置，使漫反射部件的激光照射区域与匀光部件的入光区分别位于在物像所在位置。可选地，在弧面反射光结构确定后，可以确定该弧面反光结构可成像的多组物像位置，可以基于该多组物像位置中的任一组物像位置，确定漫反射部件103的激光照射区与匀光部件104的入光区的位置。或者，也可以基于该多组物像位置中物与像相距最近的一组物像位置，确定漫反射部件103的激光照射区与匀光部件104的入光区的位置。

可选地，请继续参考图2和图3，本申请实施例中弧面反光结构102可以为半球形壳体。可选地，该弧面反光结构102可以不精确地呈半球形，该弧面反光结构102也可以呈球冠形。球冠形也即是从球上用平面截一小部分所得的结构的形状。可选地，该弧面反光结构的形状也可以为与半球形和球冠形不同的其他弧面，本申请实施例不做限定。该弧面反光结构102可以为反光碗。可选地，在半球形壳体的基础上，该弧面反光结构102也可以还包括从该半球形壳体的边缘继续延伸的辅助反光部分。

可选地，请继续参考图2和图3，漫反射部件103的激光照射区域和匀光部件104的入光区，可以分别位于该半球形壳体的球心的两侧。如漫反射部件103和匀光部件104可以分别位于该半球形壳体的球心的两侧。对于图3所示的漫反射部件103的结构，图3以漫反射部件103的转轴Z与匀光部件104位于球心的不同侧为例。可选地，该转轴也可以与匀光部件104位于球心的同侧，仅需保证漫反射部件103的激光照射区域和匀光部件104的入光区位于球心的不同侧即可。可选地，若相对于过球心且垂直目标方向的平面，漫反射部件103与匀光部件104中的一者更靠近弧面反光结构102，则另一者可以更远离弧面反光结构102。该一者靠近的距离与该另一者远离的距离可以不相等，如该另一者远离的距离可以为该一者靠近的距离的两倍或三倍。

在弧面反光结构102的一种可选实现方式中，弧面反光结构102可以仅包括一个呈弧面的结构，弧面反光结构102远离激光器101的一侧开口，弧面反光结构102的形状类似于敞口的碗状。漫反射部件103和匀光部件104可以通过固定部件固定在该弧面反光结构102的开口处。该种可选方式中，激光照射在弧面反光结构102上后，该弧面反光结构102并不包括封闭的空间，该弧面反光结构102与外部空气的接触面积较大，可以有利于弧面反光结构102的散热，避免弧面反光结构102中的热量聚集对弧面反光结构102的影响。

在弧面反光结构102的另一种可选实现方式中，弧面反光结构102可以包括连接的弧面结构和一个平板结构，该弧面反光结构102远离激光器101的一侧可以由该平板结构遮挡。在该平板结构的一可选方式中，该平板结构可以具有供漫反射部件103和匀光部件104设置的开口，漫反射部件103和匀光部件104可以分别嵌在对应的开口中。在该平板结构的另一可选方式中，该平板结构由透明材质制成，该平板结构将该弧面结构远离激光器101一侧的开口全部遮挡。漫反射部件103和匀光部件104可以均位于该平板结构远离该弧面结构的一侧；或者，漫反射部件103和匀光部件104中一者位于该平板结构远离该弧面结构的一侧，另一者位于该平板结构靠近该弧面结构的一侧。

对于弧面反光结构103中的反射区：在一种可选实现方式中，弧面反光结构103中可以贴附有反射膜，以通过该反射膜实现该弧面反光结构103对激光的反射功能。在另一种可选实现方式中，弧面反光结构103可以包括多个微型反射镜，该多个微型反射镜拼接成近似于弧面的形状，以通过该多个微型反射镜实现该弧面反光结构103对激光的反射功能。

对于弧面反光结构103中的透射区：在第一种可选实现方式中，该透射区为弧面反光结构具有的通孔。如该弧面反光结构为顶部具有通孔的半球形壳体，该通孔可以覆盖半球形壳体的顶部，也即是半球形壳体的顶点所在区域。激光器101发出的激光直接穿过该通孔射向漫反射部件103。在第二种可选实现方式中，透射区可以包括透明结构。示例地，弧面反光结构包括整体反光的壳体，该壳体为弧面反光结构的反射区。该壳体顶部具有通孔，该通孔处设置有透明结构，该透明结构即为弧面反光结构的透射区。又示例地，弧面反光结构整体为透明壳体，弧面反光结构上贴附有反射膜，仅顶部的部分区域未贴附反射膜，该未贴附反射膜的区域即为弧面反光结构的透射区。该反射膜可以设置在该透明壳体的内表面或者也可以设置在外表面，本申请实施例不做限定。

可选地，在透射区采用上述第二种可选实现方式时，弧面反光结构103的顶部仍呈弧形，弧面反光结构103可以呈一个标准的半球形或者球冠形(如图3所示的形状)。在透射区采用上述第一种可选实现方式，或者采用上述第二种可选实现方式中在通孔处设置透明结构的方式时，弧面反光结构103的顶部可以不呈弧形，弧面反光结构103呈顶部被压平的半球形或者球冠形(如图2所示的形状)。

可选地，本申请实施例中，匀光部件104可以为楔形光导管、矩形光导管或者复眼透镜。光导管具有入光口和出光口，光导管的入光区即为该入光口，光导管的出光区即为该出光口。复眼透镜的入光区即为复眼透镜朝向弧面反光结构102的表面，复眼透镜的出光区即为复眼透镜背离弧面反光节后120的表面。需要说明的是，楔形光导管的入光口的面积小于出光口的面积，矩形光导管的入光口的面积等于出光口的面积。本申请图2中以匀光部件104为楔形光导管为例进行示意，图3以匀光部件104为矩形光导管为例进行示意，图2和图3也可以使用上述任一种匀光部件，本申请实施例不做限定。

本申请实施例中，从弧面反光结构102射向匀光部件104的激光的入射角度分布在0～180度的范围内。若匀光部件104为楔形光导管，激光在楔形光导管中多次反射后，射出的激光的出光角度范围可以进行一定的收缩，且出射的激光的光斑能进行一定的扩大。若匀光部件104为矩形光导管，激光在矩形光导管中多次反射后，射出的激光的出光角度范围与形成的光斑均不发生改变。

图5是本申请实施例提供的再一种多色光源的结构示意图。如图5所示，在图2的基础上，多色光源10还可以包括会聚透镜105，会聚透镜105位于激光器101与弧面反光结构102之间。激光器101可以向会聚透镜105发出多种颜色的激光，会聚透镜105可以使射入的激光会聚后穿过弧面反光结构102的透射区射向漫反射部件103。示例地，可以在基于弧面反光结构102确定漫反射部件103与匀光部件104的位置后，基于漫反射部件103的位置，确定会聚透镜105的参数以及会聚透镜105的设置位置，以保证会聚透镜105可以将激光器101发出的激光精准地会聚至漫反射部件103。

可选地，会聚透镜105可以为凸透镜或者半凸透镜。图5以该会聚透镜105为半凸透镜为例，如图5所示，半凸透镜具有一个平面和一个凸弧面，该凸弧面可以朝向激光器101。可选地，会聚透镜105可以通过固定部件固定在激光器101与弧面反光结构102之间的某一位置。或者，弧面反光结构102的透射区为通孔，会聚透镜105也可以直接嵌在该通孔中。

下面对多色光源10中的激光器101进行介绍。本申请实施例中的激光器101为多色激光器。激光器101可以包括多种发光芯片，该多种反光芯片分别用于发出不同颜色的激光，以保证激光器101能发出多种颜色的激光。示例地，图6是本申请实施例提供的一种激光器中发光芯片的排布示意图。如图6所示，激光器101包括用于发出第一颜色的激光的第一发光芯片1011，用于发出第二颜色的激光的第二发光芯片1012，以及用于发出第三颜色的激光的第三发光芯片1013。该第一颜色可以为绿色，该第二颜色可以为蓝色，该第三颜色可以为红色。可选地，激光器中的该第一颜色，第二颜色和第三颜色也可以为其他颜色，激光器也可以仅发出两种颜色的激光，或者也可以发出四种颜色的激光，本申请实施例对此不做限定。

示例地，请继续参考图6，激光器101中，第一发光芯片1011的数量可以大于或等于第二发光芯片1012的数量，第三发光芯片1013的数量可以大于第一发光芯片1011的数量，如第三发光芯片1013的数量可以等于第一发光芯片1011与第二发光芯片1012的数量之和。需要说明的是，需使激光器发出的多种颜色的激光混合得到白光，进而基于该白光形成投影画面。由于由红光、绿光和蓝光混合得到白光所需的红光分量较多，也即形成投影画面所需的红色分量较多，故可以使发出红色激光的第三发光芯片的数量较多。激光器可以包括阵列排布的多个发光芯片，该多个发光芯片中每行发光芯片用于发出同一种颜色的激光。图6以激光器包括排布成四行七列的28个发光芯片，且包括一行第一发光芯片、一行第二发光芯片以及两行第三发光芯片为例进行示意。可选地，激光器也可以包括排布成三行六列的18个发光芯片，四行五列的20个发光芯片，或者排布成其他方式的其他数量的发光芯片。激光器中用于发出不同颜色的激光的发光芯片的数量也可以均不同，如第三发光芯片的数量可以多于第一发光芯片的数量，第一发光芯片的数量可以多于第二发光芯片的数量。或者用于发出不同颜色的激光的发光芯片的数量也可以均相同，或者也可以基于形成投影画面所需的其他颜色配比，使不同发光芯片的数量满足其他关系，本申请实施例不做限定。

可选地，激光器中的各个发光芯片可以同时发光，或者可以交替发光。示例地，激光器中的第一发光芯片、第二发光芯片和第三发光芯片可以依次循环发光，同一时间激光器仅发出一种颜色的激光。可选地，每种发光芯片每次发光的发光时长可以均相等，或者也可以不等。示例地，每种发光芯片的发光时长可以依据形成投影画面时，该发光芯片对应的颜色所占的比例来确定。如形成投影画面所需的红色激光较多，则可以使红色激光的发光时长较长。可选地，此种情况下，激光器中用于发出各个颜色的激光的发光芯片的数量可以均相等，或者有较多需求的激光对应的发光芯片的数量也可以少于其他发光芯片的数量，而通过增长该激光的发光时长来控制发出的该激光的量。

可选地，本申请实施例中多色光源中的激光器也可以包括多个用于发出不同颜色的激光的单色激光器。如多色光源包括用于发出第一颜色的激光的第一激光器，用于发出第二颜色的激光的第二激光器，用于发出第三颜色的激光的第三激光器。该三个激光器均向会聚透镜发出激光。可选地，该三个激光器可以直接向会聚透镜发光，也可以设置反光镜，以使激光器向对应的反光镜发出激光，由该反光镜将射入的激光反射向会聚透镜，进而由会聚透镜将射入的激光会聚至漫反射部件。

可选地，请继续参考图2、图3或图5，激光器101还可以包括准直镜组，该准直镜组可以包括多个准直透镜T。每个准直透镜T可以与激光器101中的一个发光芯片对应，每个发光芯片发出的激光射向对应的准直透镜T，经该准直透镜T准直后再射出，如此完成激光器的出光。

可选地，本申请实施例中还可以在激光器的出光侧设置半波片，以使激光器射出的蓝色激光和绿色激光穿过该半波片后射向会聚透镜。由于半波片可以将激光的偏振方向翻转90度，而激光器发出的蓝色激光和绿色激光为S偏振光，红色激光为P偏振光，S偏振光的偏振方向垂直P偏振光的偏振方向。如此，蓝色激光和绿色激光穿过该半波片后可以变为P偏振光，进而射向会聚透镜的蓝色激光、绿色激光和红色激光的偏振方向相同，均为P偏振光，如此可以进一步提高激光器发出的不同颜色的激光的混光效果。且采用统一偏振方向的激光形成投影画面，可以避免由于光学镜片对于不同偏振光的透反效率不同，导致形成的投影画面存在色块的问题，提高了投影画面的显示效果。

综上所述，本申请实施例提供的多色光源中，激光器可以将激光射向漫反射部件，漫反射部件对该激光进行漫反射，之后该激光可以通过弧面反光结构反射向匀光部件。漫反射部件对射入的激光的混光效果较好，因此可以提高多色光源发出的激光的混光均匀性，提高多色光源所在的投影设备的投影效果。

图7是本申请实施例提供的一种投影设备的结构示意图。如图7所示，在图5的基础上，投影设备还可以包括光阀110和镜头111。多色光源10中的匀光部件108可以将激光射向光阀110，光阀110可以将射入的激光进行调制后射向镜头111，镜头111可以对射入的激光进行投射以形成投影画面。

示例地，光阀110可以包括多个反射片，每个反射片可以用于形成投影画面中的一个像素，光阀110可以根据待显示的图像使其中需呈亮态显示的像素对应的反射片将激光反射至镜头111，以实现对光线的调制。镜头111可以包括多个透镜(图中未示出)，对于图7所示的投影设备中各个结构的排布方式，镜头111中的各个透镜可以按照垂直纸面向外的方向依次排布。从光阀110射出的激光可以依次通过镜头111中的多个透镜射至屏幕，以实现镜头111对激光的投射，实现投影画面的显示。

可选地，请继续参考图7，投影设备还可以包括位于匀光部件108与光阀110之间的照明镜组112，经匀光部件108匀化后射出的激光可以通过照明镜组112射向光阀110。该照明镜组112可以包括反射片F、透镜T以及全内反射(total internal reflection prism，TIR)棱镜L。匀光部件108射出的激光可以射向反射片F，反射片F可以将射入的光线反射至凸透镜H，凸透镜H可以将射入的激光会聚至全内反射棱镜L，全内反射棱镜L将射入的激光反射至光阀110。

综上所述，本申请实施例提供的投影设备中，多色光源中激光器可以将激光射向漫反射部件，漫反射部件对该激光进行漫反射，之后该激光可以通过弧面反光结构反射向匀光部件。漫反射部件对射入的激光的混光效果较好，因此可以提高多色光源发出的激光的混光均匀性，提高多色光源所在的投影设备的投影效果。

本申请中术语“A和B的至少一种”可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B这三种情况。“A、B和C的至少一种”表示可以存在七种关系，可以表示：单独存在A，单独存在B，单独存在C，同时存在A和B，同时存在A和C，同时存在C和B，同时存在A、B和C这七种情况。在本申请实施例中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。