CN113777869A - 激光器、投影设备和投影系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光器、投影设备和投影系统，属于光电技术领域。所述激光器包括：管壳，管壳的一面具有开口；多个发光芯片，位于管壳中；其中，该多个发光芯片中用于发出同一颜色的激光的发光芯片包括：第一部分发光芯片和第二部分发光芯片，第一部分发光芯片发出的激光的中心波长不同于第二部分发光芯片发出的激光的中心波长。本申请解决了激光器作为投影设备的光源时，投影设备投射的投影画面的显示效果较差的问题。本申请用于发光。

Description

激光器、投影设备和投影系统

技术领域

本申请涉及光电技术领域，特别涉及一种激光器、投影设备和投影系统。

背景技术

随着光电技术的发展，激光器被广泛应用，如激光器可以被用作投影设备的光源。

相关技术中，投影设备可以包括激光器、光阀和镜头。激光器发出的激光可以射向光阀，光阀可以基于待显示的画面对接收的激光进行调制，进而将调制后的激光射向镜头以投射投影画面，如此实现投影设备的画面投射。

但是相关技术中激光器发出的激光之间的干涉现象较强，进而基于该激光形成的投影画面中较容易出现明暗相间的斑点，因此投影设备的投影效果较差。

发明内容

本申请提供了一种激光器、投影设备和投影系统，可以解决激光器作为投影设备的光源时，投影设备投射的投影画面的显示效果较差的问题。该技术方案如下：

一方面，提供了一种激光器，所述激光器包括：

管壳，所述管壳的一面具有开口；

多个发光芯片，位于所述管壳中；

其中，所述多个发光芯片中用于发出同一颜色的激光的发光芯片包括：第一部分发光芯片和第二部分发光芯片，所述第一部分发光芯片发出的激光的中心波长不同于所述第二部分发光芯片发出的激光的中心波长。

另一方面，提供了一种投影设备，所述投影设备包括：上述的激光器，以及光阀和镜头；

所述激光器向所述光阀发出激光；所述光阀用于基于待投射的图像调制射入的激光，且将调制后的激光射向所述镜头；所述镜头用于将射入的激光进行投射以形成投影画面。

再一方面，提供了一种投影系统，所述投影系统包括三维眼镜，以及上述的投影设备；

所述投影设备用于交替投射左眼图像和右眼图像；

所述三维眼镜包括左眼镜片和右眼镜片；所述左眼镜片用于透射形成所述左眼图像的激光，且阻挡形成所述右眼图像的激光；所述右眼镜片用于透射形成所述右眼图像的激光，且阻挡形成所述左眼图像的激光。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请提供的激光器中，用于发出同一颜色的激光的发光芯片包括：发出的激光的中心波长不同的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片。如此，该第一部分发光芯片发出的激光与第二部分发光芯片发出的激光的相干性较弱，将该激光器作为投影设备的光源形成投影画面时，可以降低由于激光相互干涉导致投影画面中出现明暗相间的斑点的情况，进而可以提高投影画面的显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种激光器的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种激光器的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的再一种激光器的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的又一种激光器的结构示意图；

图5是本申请另一实施例提供的一种激光器的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种投影设备的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的另一种投影设备的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的再一种投影设备的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的又一种投影设备的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的一种投影系统的结构示意图。

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，激光器的应用越来越广，例如激光器可以作为激光投影设备的光源。激光投影设备投射的投影画面的显示效果与激光器发出的激光关联甚密。相关技术中，激光器发出的激光的相干性较强，激光器发出的激光在射向屏幕发生散射后，激光会在空间中产生干涉，最终在屏幕上显示颗粒状的明暗相间的斑点，该种现象称为散斑效应。散斑效应使得投影画面的显示效果较差，且明暗相间的这些未聚焦的斑点在人眼看来处于闪烁状态，长时间观看易产生眩晕感，用户的观看体验较差。

本申请实施例中提供了一种激光器、投影设备和投影系统，该激光器发出的激光的相干性较低，进而可以减弱基于该激光形成的投影画面的散斑效应，提高投影设备的投影效果。

图1是本申请实施例提供的一种激光器的结构示意图。如图1所示，激光器10可以包括管壳101和多个发光芯片102。管壳101的一面具有开口，管壳101具有容置空间，该多个发光芯片102可以位于管壳101的容置空间中。该多个发光芯片102中用于发出同一颜色的激光的发光芯片包括：第一部分发光芯片和第二部分发光芯片，第一部分发光芯片发出的激光的中心波长不同于第二部分发光芯片发出的激光的中心波长。

需要说明的是，发光芯片较难发出仅具有一个波长的激光，发光芯片发出的激光包含一个波长范围中多个波长的光。发光芯片发出的激光的中心波长为该多个波长的中值，或者也可以用发光芯片发出的激光的最小波长与最大波长的平均值来表示。如发光芯片发出中心波长为550纳米的激光，那么该发光芯片实际发出的可能是549纳米～551纳米范围内不同波长的激光。中心波长相同的激光的相干性较强。

还需要说明的是，中心波长不同的激光的颜色会存在一定的差别，本申请实施例中所述的同一颜色的激光指的是波长均位于同一颜色对应的波长范围内的激光。示例地，红色对应的波长范围为640纳米～780纳米，则中心波长位于该范围内的激光本申请实施例中均认为是同一颜色的激光，也即是均为红色激光。绿色对应的波长范围为505纳米～525纳米，则中心波长位于该范围内的激光本申请实施例中均认为是同一颜色的激光，也即是均为绿色激光。蓝色对应的波长范围为470纳米～505纳米，则中心波长位于该范围内的激光本申请实施例中均认为是同一颜色的激光，也即是均为蓝色激光。

相关技术中，同一激光器中用于发出同一颜色的发光芯片发出的激光的中心波长均相同，故该颜色的激光的相干性较强，导致形成的投影画面的散斑效应较强。而本申请实施例中，将激光器中同一颜色的激光分为两套波长，发出该颜色激光的发光芯片中第一部分发光芯片发出的激光的中心波长，不同于第二部分发光芯片发出的激光的中心波长。如此可以在保证该两部分发光芯片发出的激光颜色相同的基础上，减少了中心波长相同的激光，进而降低了激光的相干性，减弱了形成的投影画面的散斑效应。

综上所述，本申请实施例提供的激光器中，用于发出同一颜色的激光的发光芯片包括：发出的激光的中心波长不同的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片。如此，该第一部分发光芯片发出的激光与第二部分发光芯片发出的激光的相干性较弱，将该激光器作为投影设备的光源形成投影画面时，可以降低由于激光相互干涉导致投影画面中出现明暗相间的斑点的情况，进而可以提高投影画面的显示效果。

可选地，激光器10中用于发出同一颜色的激光的发光芯片中，第一部分发光芯片发出的激光的中心波长与第二部分发光芯片发出的激光的中心波长之差的绝对值可以大于2纳米。如此可以保证有效地降低第一部分发光芯片发出的激光与第二部分发光芯片发出的激光的相干性，且可以保证对第一部分发光芯片发出的激光与第二部分发光芯片发出的激光的有效区分。

示例地，激光器可以发出红色激光。发出红色激光的第一部分发光芯片发出的激光的中心波长可以为638纳米，发出红色激光的第二部分发光芯片发出的激光的中心波长为642纳米。又示例地，激光器可以发出绿色激光。发出绿色激光的第一部分发光芯片发出的激光的中心波长可以为532纳米，发出绿色激光的第二部分发光芯片发出的激光的中心波长可以为525纳米。又示例地，激光器可以发出蓝色激光。发出蓝色激光的第一部分发光芯片发出的激光的中心波长可以为465纳米，发出蓝色激光的第二部分发光芯片发出的激光的中心波长可以为455纳米。可选地，第一部分发光芯片和第二部分发光芯片发出的激光的中心波长也可以对调。本示例中第一部分发光芯片和第二部分发光芯片发出的激光的中心波长可以基于具体的场景进行相应调整，本申请实施例不作限定。

可选地，针对激光器发出的每种颜色的激光，发出该种颜色的激光的第一部分发光芯片的数量可以等于发出该种颜色的激光的第二部分发光芯片的数量。如此可以保证第一部分发光芯片和第二部分发光芯片发出的激光的差异较小，即使第一部分发光芯片和第二部分发光芯片分时发光，也可以保证激光器不同时段的发光效果的一致性。可选地，针对激光器发出的任意颜色的激光，发出该种颜色的激光的第一部分发光芯片的数量也可以不等于发出该种颜色的激光的第二部分发光芯片的数量。各部分发光芯片的数量可以基于各部分发光芯片发出的激光的用途确定。

本申请实施例中，激光器10可以为单色激光器，也即激光器10中的所有发光芯片均用于发出同一颜色的激光；或者激光器10也可以为多色激光器，也即是激光器10中包括多类发光芯片，不同类发光芯片用于发出不同颜色的激光。若激光器10为多色激光器，激光器10中的每类发光芯片均包括第一部分发光芯片和第二部分发光芯片。

对于单色激光器，其中的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片可以有多种可选排布方式，下面结合附图对其中的三种排布方式进行介绍。

在第一种排布方式中，图1以激光器10为单色激光器为例。请继续参考图1，激光器10中的多个发光芯片102排成多行多列，本申请实施例以激光器10包括排成四行七列的28个发光芯片102为例进行介绍。图1以该多个发光芯片102的行方向为x方向，列方向为y方向为例。该多行发光芯片102中每行发光芯片102发出的激光的中心波长相同，也即是位于同行的任两个发光芯片102发出的激光的中心波长相同。相邻行发光芯片102发出的激光的中心波长不同，也即是任意相邻两行发光芯片102中一行发光芯片102属于第一部分发光芯片，另一行发光芯片102属于第二部分发光芯片。如第一行发光芯片102和第三行发光芯片102属于第一部分发光芯片，第二行发光芯片102和第四行发光芯片102属于第二部分发光芯片。

该种排布方式中，第一部分发光芯片中的两行发光芯片102之间还设置有第二部分发光芯片，第二部分发光芯片中的两行发光芯片102之间还设置有第一部分发光芯片。任一部分发光芯片中的两行发光芯片之间的间距可以较大，故该部分发光芯片发出的激光之间的间距较大，进而该部分发光芯片发出的激光的相干性较弱。并且第一部分发光芯片中的两行发光芯片102之间的间距，与第二部分发光芯片中的两行发光芯片102之间的间距相等，可以保证第一部分发光芯片和第二部分发光芯片发出的激光光束差异较小。

在第二种排布方式中，激光器10中的第一部分发光芯片可以分布于第二部分发光芯片的两侧。图2是本申请实施例提供的另一种激光器的结构示意图。如图2所示，第一部分发光芯片分布于第二部分发光芯片在列方向(如y方向)上的两侧。图2中的激光器10包括排成四行七列的28个发光芯片102，同行中的发光芯片102发出的激光的中心波长相同。第一部分发光芯片可以包括第一行和第四行发光芯片102，第二部分发光芯片可以包括第二行和第三行发光芯片102。该种排布方式中，第一部分发光芯片中的两行发光芯片104的距离较远，第一部分发光芯片发出的激光的相干性较弱。

可选地，同行的发光芯片102发出的激光的中心波长也可以不同。如每行发光芯片中既有第一部分发光芯片，又有第二部分发光芯片。第一部分发光芯片也可以位于第二部分发光芯片在行方向(如x方向)上的两侧。示例地，图2中最靠左的两列发光芯片102和最靠右的两列发光芯片102可以为第一部分发光芯片，中间的三列发光芯片102可以为第二部分发光芯片。

在第三种排布方式中，激光器10中的第一部分发光芯片与第二部分发光芯片沿指定方向依次排布，也即所有的第一部分发光芯片均位于所有的第二部分发光芯片的同一侧。图3是本申请实施例提供的再一种激光器的结构示意图。如图3所示，激光器10中的第一部分发光芯片与第二部分发光芯片沿列方向(如y方向)依次排布。图2中的激光器10包括排成四行七列的28个发光芯片102，同行中的发光芯片102发出的激光的中心波长相同。第一部分发光芯片可以包括第一行和第二行发光芯片102，第二部分发光芯片可以包括第三行和第四行发光芯片102。该种排布方式中，任一部分发光芯片均集中设置，如此在贴装发光芯片时，可以按顺序一次性地对一种发光芯片进行贴装，无需中途更换发光芯片的种类，进而可以有利于芯片的贴装简易性。

可选地，同行的发光芯片102发出的激光的中心波长也可以不同。如每行发光芯片中既有第一部分发光芯片，又有第二部分发光芯片。第一部分发光芯片与第二部分发光芯片也可以沿行方向(如x方向)依次排布。示例地，图3中靠左的三列发光芯片102可以为第一部分发光芯片，靠右的四列发光芯片102可以为第二部分发光芯片。

需要说明的是，图1至图3均以激光器10包括排成四行七列的28个发光芯片102，且第一部分发光芯片和第二部分发光芯片均包括两行发光芯片102为例。可选地，激光器10中发光芯片102的行数和列数均可以调整，第一部分发光芯片和第二部分发光芯片的数量也可以调整。如激光器可以包括排成五行四列的20个发光芯片，第一部分发光芯片可以包括三行发光芯片，第二部分发光芯片可以包括两行发光芯片；或者排成六行四列的24个发光芯片，第一部分发光芯片和第二部分发光芯片均可以包括三行发光芯片；或者激光器还可以包括其他排布方式下的其他数量的发光芯片，本申请实施例不作限定。

可选地，激光器发出的激光可以射向光导管进行匀化，之后再进行后续的激光利用。光导管的入光口的中心可以与激光器的出光面的中心对应，从激光器出光面的中心射出的激光可以垂直射向光导管的入光口的中心。由于光导管对光线进行匀化是通过光线在光导管中多次反射来实现的，光线在光导管中的反射次数越多，该光线在射出光导管后的匀化效果越好。而光线射入光导管的入光口时倾斜角度越大，则该光线在光导管中反射的次数可以越多，光线的匀化效果越好。光线射入该入光口时的倾斜角度指的是：光线的入射方向与垂直入光口所在平面的方向的夹角。由于从激光器出光面的中心射出的激光可以垂直射向光导管的入光口的中心，如此激光器发出的激光距其出光面的中心越远，则该激光射入光导管的入口时倾斜角度越大，故发出激光的发光芯片距中心越远该激光射入光导管的入口时倾斜角度越大，进而匀化效果越好。

上述第一种和第三种排布方式中，激光器中的第一部分发光芯片的位置整体偏向激光器的一端，第二部分发光芯片的位置整体偏向激光器的另一端，该两部分发光芯片发出的激光在射向光导管的入光口时并非直接射向入光口的中间，激光射入该入光口时的倾斜角度较大，故该两部分激光的匀化效果均较好。且第三种排布方式中激光射入光导管的入光口时的倾斜角度更大，激光的匀化效果更好。并且，第一部分发光芯片中两行发光芯片与激光器的中心的相对位置关系相同，第一部分发光芯片中两行发光芯片的间距与第二部分发光芯片中两行发光芯片的间距相等；故第一部分发光芯片与第二部分发光芯片发出的激光射向光导管的入光口时的倾斜角度基本一致，该两部分发光芯片发出的激光的匀化效果基本相同。上述第二种排布方式中，第一部分发光芯片发出的激光射入光导管的入光口时的倾斜角度很大，第一部分发光芯片发出的激光的匀化效果较好。

对于多色激光器，图4是本申请实施例提供的又一种激光器的结构示意图。本申请实施例中以激光器10包括三类发光芯片102为例，该三类发光芯片102用于分别发出三种不同颜色的激光。如其中第一类发光芯片用于发出红色激光，第二类发光芯片用于发出绿色激光，第三类发光芯片用于发出蓝色激光。每类发光芯片均可以包括发出不同中心波长的激光的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片。示例地，图4中的激光器10包括排成四行七列的28个发光芯片102，同行中的发光芯片102属于同一类发光芯片。如第一行和第二行发光芯片102属于第一类发光芯片，用于发出红色激光；第三行发光芯片102属于第三类发光芯片，用于发出蓝色激光；第四行发光芯片102属于第二类发光芯片，用于发出绿色激光。

例如，该四行发光芯片102中靠左的三列发光芯片为第一部分发光芯片，靠右的四列发光芯片为第二部分发光芯片。也即第一行和第二行中的前三个发光芯片102为第一类发光芯片中的第一部分发光芯片，第一行和第二行中的后四个发光芯片102为第一类发光芯片中的第二部分发光芯片。第三行中的前三个发光芯片102为第三类发光芯片中的第一部分发光芯片，第三行中的第四个发光芯片为第三类发光芯片中的第二部分发光芯片。第四行中的前三个发光芯片102为第二类发光芯片中的第一部分发光芯片，第四行中的第四个发光芯片为第二类发光芯片中的第二部分发光芯片。

可选地，每类发光芯片中第一部分发光芯片和第二部分发光芯片的数量可以相等，每行发光芯片中的芯片数量可以为双数，其中第一部分发光芯片和第二部分发光芯片各占一半。可选地，同行也可以存在不同类发光芯片，各类发光芯片中第一部分发光芯片和第二部分发光芯片的设置方式也可以进行相应地调整，本申请实施例不作限定。

图5是本申请另一实施例提供的一种激光器的结构示意图，图1至4均可以为2所示的激光器10的截面b-b’的是示意图，图5可以为图1-4所示的激光器的俯视图。请结合图1至图5，管壳101可以包括底板1011和环状的侧壁1012，侧壁1012和激光器10中的多个发光芯片102均固定在底板1011上，且侧壁1012可以包围该多个发光芯片102。

激光器10还可以包括多个热沉103、多个反射棱镜104、透光密封组件(图中未标出)和准直镜组107。该多个热沉103与多个发光芯片102一一对应，该多个反射棱镜104也与该多个发光芯片102一一对应。热沉103和反射棱镜104均固定在底板1011上，每个发光芯片102固定于对应的热沉103上，每个反射棱镜104位于对应的发光芯片102的出光侧。透光密封组件可以包括密封框105和透光密封层106。密封框105呈环形，密封框105的外边缘固定于管壳101的侧壁1012远离底板1011的表面，密封框105的内边缘相对于外边缘朝底板1011凹陷。透光密封层106的边缘与密封框105的内边缘固定。准直镜组107位于可以位于透光密封层106远离管壳101的一侧。准直镜组107可以包括与激光器10中的多个发光芯片102一一对应的多个准直透镜。

每个发光芯片102可以向对应的反射棱镜104发出激光，该反射棱镜104用于将射入的激光沿远离底板1011的方向(如图5中的z方向)反射，如反射向透光密封层106。该激光透射透光密封层106后，可以射向该发光芯片102对应的准直透镜。准直透镜T可以将射入的激光准直后射出，进而实现激光器10的发光。

本申请实施例中，激光器10中用于发出同一颜色的激光的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片可以同时发光，或者也可以分时发光。该激光器10可以用作投影设备的光源，该投影设备既可以进行二维投影也可以进行三维投影。在投影设备进行二维投影时，激光器中发出同一颜色的激光的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片可以同时发光或者也可以分时发光。在投影设备进行三维投影时，激光器发出同一颜色的激光的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片看可以分时发光。第一部分发光芯片和第二部分发光芯片发出的激光可以分别用于形成左眼图像和右眼图像，该左眼图像用于使用户的左眼看到，该右眼图像用于使用户的右眼看到。进而用户看到的左眼图像和右眼图像经过用户脑部的处理可以形成三维图像，如此实现用户看到三维图像，也即实现投影设备的三维投影。

综上所述，本申请实施例提供的激光器中，用于发出同一颜色的激光的发光芯片包括：发出的激光的中心波长不同的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片。如此，该第一部分发光芯片发出的激光与第二部分发光芯片发出的激光的相干性较弱，将该激光器作为投影设备的光源形成投影画面时，可以降低由于激光相互干涉导致投影画面中出现明暗相间的斑点的情况，进而可以提高投影画面的显示效果。

另外，激光器中的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片可以同时发光，也可以分时发光。激光器作为投影设备的光源，可以使投影设备实现二维投影且还可以实现三维投影，如此可以丰富投影设备的投影功能，提高投影设备的投影灵活性。

图6是本申请实施例提供的一种投影设备的结构示意图。如图6所示，投影设备包括：激光器10、光阀20和镜头30。该激光器10用于向光阀20发出激光，该光阀20用于基于待投射的图像将射入的激光调制后射向镜头30，镜头30用于将射入的激光进行投射以形成投影画面。激光器10可以为图1至图5中的任一所示的激光器。镜头30可以由多个透镜组合而成，图6仅以其中一个透镜为例对该镜头30进行示意。

综上所述，本申请实施例提供的投影设备中，由于作为光源的激光器发出的激光的相干性较弱，因此基于该激光器发出的激光形成投影画面时，可以降低由于激光相互干涉导致投影画面中出现明暗相间的斑点的情况，可以减轻投影画面中的散斑效应，进而可以提高投影画面的显示效果。

本申请实施例中的投影设备既可以实现二维投影，也可以实现三维投影。可选地，投影设备上可以具有投影模式切换按钮，用户可以通过操作该按钮来触发投影设备进行二维投影或者进行三维投影。在投影设备进行二维投影时，投影设备中的激光器10中用于发出同一颜色的激光的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片可以同时发光，或者也可以分时发光。在第一部分发光芯片和第二部分发光芯片分时发光时，该第一部分发光芯片发出的激光和第二部分发光芯片发出的激光分别用于形成不同的投影画面。

在投影设备进行三维投影时，投影设备可以交替投射左眼图像和右眼图像，该左眼图像可以供用户的左眼观看，该右眼图像可以供用户的右眼观看。该左眼图像的投射时长可以等于右眼图像的投射时长。投影设备的投射的每帧画面的显示时长可以小于人眼对影像的刷新时长，如此依次投射的左眼图像和右眼图像在人眼看来几乎是同时呈现的，进而基于左右眼的视角差和会聚功能，可以使用户看到三维图像。在三维投影模式下，投影设备中激光器中用于发出同一颜色的激光的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片可以分时发光，第一部分发光芯片和第二部分发光芯片发出的激光分别用于形成左眼图像和右眼图像。

可选地，投影设备进行三维投影时还可以搭配三维眼镜，用户需佩戴三维眼镜观看投影设备投射的画面才可看到三维图像。三维眼镜的左眼镜片和右眼镜片均具有选择透过性。该三维眼镜的左眼镜片用于透射形成左眼图像的激光，且阻挡形成右眼图像的激光；三维眼镜的右眼镜片用于透射形成右眼图像的激光，且阻挡形成左眼图像的激光。如此保证用户佩戴该三维眼镜后，左眼仅能看到投影设备投射的左眼图像，右眼仅能看到投影设备投射的右眼图像。本申请实施例中激光器发出的同一颜色的激光具有的两种中心波长之差大于2纳米，该两种中心波长相差较大，可以保证三维眼镜的左眼镜片和右眼镜片可以有效地区分该两种中心波长的激光。如此，可以保证第一部分发光芯片发出的激光仅透过左眼镜片，第二部分发光芯片发出的激光仅透过右眼镜片，保证了用户佩戴三维眼镜可以有效地观看三维图像。

本申请实施例中，投影设备可以进行彩色图像的投射，投影设备中的激光器需发出至少两种不同颜色的激光。本申请实施例中，投影设备可以仅包括一个激光器，该激光器为多色激光器，该激光器包括至少两类发光芯片，分别发出该至少两种不同颜色的激光。或者，投影设备也可以包括至少两个激光器，该激光器为单色激光器，该至少两个激光器分别发出该至少两种颜色的激光。本申请实施例以该至少两种颜色的激光包括红、绿、蓝这三种颜色的激光为例，可选地，该至少两种颜色的激光也可以包括其他颜色的激光，该至少两种颜色的激光的种类也可以不为三种，本申请实施例不作限定。在投影设备包括一个多色激光器时，该多色激光器可以包括三类发光芯片，该三类发光芯片分别发出红绿蓝三色激光。或者，投影设备也可以包括三个单色激光器，该三个单色激光器分别发出红绿蓝三色激光。

可选地，投影设备可以包括至少一个数字光处理(Digital Light Processing，DLP)系统，每个DLP系统可以基于光阀20实现可视数字信息显示。光阀20可以为数字微镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)。可选地，投影设备还可以包括控制器，该控制器可以基于待投射的图像，控制光阀20对射入的激光进行相应地调制。

本申请实施例中，投影设备中激光器发出的激光的颜色可以与投影设备中的光阀相对应，每种颜色的激光射向对应的光阀。本申请实施例中，投影设备可以仅包括一个光阀，投影设备中的激光器发出的激光的所有颜色均与该光阀对应，激光器发出的所有激光均通过该光阀进行调制。或者，投影设备也可以包括至少两个光阀，该至少两个光阀与激光器发出的激光具备的至少两种颜色一一对应，每种颜色的激光射向对应的光阀，每个光阀仅用于调制对应颜色的激光。在投影设备仅包括一个光阀时，各种颜色的激光均需分时发光；且在投影设备进行三维投影时，每种颜色的两种不同中心波长的激光也需要分时发光。在投影设备包括至少两个光阀时，不同颜色的激光可以同时发光；但在投影设备进行三维投影时，每种颜色的两种不同中心波长的激光需要分时发光。

可选地，投影设备还可以包括位于激光器和光阀之间的匀光部件，本申请实施例以该匀光部件为光导管为例。投影设备可以包括一个匀光部件，或者也可以包括至少两个匀光部件，匀光部件的数量可以与光阀的数量相同，投影设备中的匀光部件可以与光阀一一对应。激光器射出的激光可以射向匀光部件，匀光部件可以将射入的激光进行匀化后射向对应的光阀。示例地，请继续参考图6，投影设备可以包括一个激光器10，一个光阀20，以及位于该激光器10与该光阀20之间的光导管40。

可选地，如图6所示，投影设备还可以包括位于激光器10和光导管40之间的会聚透镜601，该会聚透镜601用于将激光器10发出的激光会聚至光导管40的入光口。可选地，激光器10的出光面的中心可以与光导管40的入光口的中心对应，从激光器10出光面的中心射出的激光可以射向光导管40入光口的中心。可选地，投影设备还可以包括位于光导管40与光阀20之间的全内反射棱镜(total internal reflection prism，TIR)602，且光阀20和镜头30位于全内反射棱镜602的两侧。光导管40射出的激光可以在全内反射棱镜602中反射后可以射向光阀20。光阀20调制后的激光可以再穿过全内反射棱镜602射向镜头30。图6中镜头30可以向垂直纸面向外的方向射出激光，以进行画面的投射。需要说明的是，投影设备中还可以包括图6示出的器件之外的其他光学器件，如进行光路转折的反射镜等，本申请实施例不做限定。

本申请实施例中，投影设备中激光器的可选设置数量和光阀的可选设置数量可以进行相互组合，进而得到多种不同的激光器，不同的激光器进行画面投射的方式也略有差别。如投影设备中激光器的数量可以为一个或三个，光阀的数量也可以为一个或三个，如此可以组合得到四种不同的投影设备。第一种投影设备(如图6所示)包括一个激光器和一个光阀，第二种投影设备包括一个激光器和三个光阀，第三种投影设备包括三个激光器和一个光阀，第四种投影设备包括三个激光器和三个光阀。下面针对该四种投影设备及其进行画面投射的具体方式进行介绍。

对于第一种投影设备，如继续参考图6所示的投影设备，该投影设备包括一个激光器10、一个光阀20和一个光导管40。该激光器10可以为多色激光器，该激光器10可以包括用于发出红色激光的第一类发光芯片，用于发出绿色激光的第二类发光芯片，以及用于发出蓝色激光的第三类发光芯片。每类发光芯片均包括发出两种不同中心波长的激光的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片。该激光器10可以为图4所示的激光器。为了便于理解，下面将第一类发光芯片、第二类发光芯片和第三类发光芯片分别称为红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片。

在投影设备需进行三维投影时，激光器10中该三类发光芯片均需分时发光，且每类发光芯片中的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片也需分时发光。如该三类发光芯片中的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片可以按照设定的发光顺序依次循环发光。由于激光器10中各类发光芯片中的第一部分发光芯片发出的激光用于形成左眼图像，第二部分发光芯片发出的激光用于形成右眼图像，且投影设备需交替投射左眼图像和右眼图像；因此，激光器10中该三类发光芯片中的第一部分发光芯片的发光时序相邻，该三类发光芯片中的第二部分发光芯片的发光时序相邻。如设定的发光顺序依次可以为红色发光芯片中的第一部分发光芯片、绿色发光芯片中的第一部分发光芯片、蓝色发光芯片中的第一部分发光芯片、红色发光芯片中的第二部分发光芯片、绿色发光芯片中的第二部分发光芯片、蓝色发光芯片中的第二部分发光芯片。可选地，实际应用中该顺序也可以进行调整，本申请实施例不做限定。每类发光芯片中的任一部分发光芯片发出的激光，均可以通过光导管40进行匀化之后射向光阀20，由光阀20进行调制后通过镜头30射出实现投射。

在该三类发光芯片中的第一部分发光芯片的总发光时段中，投影设备需进行左眼图像的投射，该总发光时段也即是左眼图像的投射时段。示例地，光阀20可以基于需在该时段中投射的左眼图像中各个像素对于每种颜色的分量值，对该种颜色的激光进行相应地调制。光阀20对激光的调制程度可以由控制器基于左眼图像确定，光阀20可以在控制器的控制下实现激光调制。需要说明的是，任一图像中的每个像素均可以具有红绿蓝三种颜色的分量值，每种颜色的分量值可以为像素在该种颜色分量下的灰阶。如某像素的像素值为(255，255，255)，则该像素的红绿蓝三种颜色的分量值均为255，也即该像素在红绿蓝三种颜色分量下的灰阶均为255。在红色发光芯片中的第一部分发光芯片的发光时段中，光阀20可以基于待投射的左眼图像中各个像素的红色分量值，对射入的红色激光进行调制后射出。在绿色发光芯片中的第一部分发光芯片的发光时段中，光阀20可以基于待投射的左眼图像中各个像素的绿色分量值，对射入的绿色激光进行调制后射出。在蓝色发光芯片中的第一部分发光芯片的发光时段中，光阀20可以基于待投射的左眼图像中各个像素的蓝色分量值，对射入的蓝色激光进行调制后射出。左眼图像的投射时段的时长可以小于人眼对影像的刷新时长，该三种颜色的激光分时调制并投射后，用户也仅会看到该三种颜色的激光形成的同一帧图像，也即左眼图像。

在该三类发光芯片中的第二部分发光芯片的总发光时段中，投影设备需进行右眼图像的投射，该总发光时段也即是右眼图像的投射时段。示例地，光阀20可以基于需在该时段中投射的右眼图像中各个像素对于每种颜色的分量值，对该种颜色的激光进行相应地调制。在红色发光芯片中的第二部分发光芯片的发光时段中，光阀20可以基于待投射的右眼图像中各个像素的红色分量值，对射入的红色激光进行调制后射出。在绿色发光芯片中的第二部分发光芯片的发光时段中，光阀20可以基于待投射的右眼图像中各个像素的绿色分量值，对射入的绿色激光进行调制后射出。在蓝色发光芯片中的第二部分发光芯片的发光时段中，光阀20可以基于待投射的右眼图像中各个像素的蓝色分量值，对射入的蓝色激光进行调制后射出。右眼图像的投射时段的时长可以小于人眼对影像的刷新时长，该三种颜色的激光分时调制并投射后，用户也仅会看到该三种颜色的激光形成的同一帧图像，也即右眼图像。

在投影设备进行三维投影时，用户可以佩戴该投影设备对应的三维眼镜观看投影设备投射的画面。在左眼图像的投射时段中，投影设备投射的激光可以透过三维眼镜的左眼镜片，射入用户的左眼，以使用户的左眼看到左眼图像；但该激光被三维眼镜的右眼镜片阻挡，用户的右眼无法看到该左眼图像。在右眼图像的投射时段中，投影设备投射的激光可以透过三维眼镜的右眼镜片，射入用户的右眼，以使用户的右眼看到右眼图像；但该激光被三维眼镜的左眼镜片阻挡，用户的左眼无法看到该右眼图像。如此，用户通过左右眼看到不同的图像可以产生立体图像的视觉体验。

在投影设备需进行二维投影时，激光器10中的该三类发光芯片需分时发光，如按照设定的发光顺序依次循环发光。如该发光顺序为红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片依次发光。每类发光芯片中的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片可以同时发光，以提高发光亮度。光阀20可以在激光器10发出任一颜色的激光时，直接基于待投射的二维图像中各个像素对于该颜色的分量值对射入的激光进行调制。该三类发光芯片的总发光时长可以小于人眼对影像的刷新时长，该三种颜色的激光分时调制并投射后，用户也仅会看到该三种颜色的激光形成的同一帧图像。该种投影方式中光阀20对各个颜色的激光的调制方式，可以参考投影设备进行三维投影时针对左眼图像或右眼图像的光阀调制方式，本申请实施例不再赘述。

对于第二种投影设备，图7是本申请实施例提供的另一种投影设备的结构示意图。如图7所示，投影设备可以包括一个激光器10、三个光阀20和三个光导管40。需要说明的是，图7中未对镜头以及全内反射棱镜进行示意。对于激光器10的介绍，如激光器中发光芯片的类型以及发光芯片的发光方式等，请参考第一种投影设备中的相关介绍，本申请实施例不再赘述。该三个光导管40可以依次与激光器10中的红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片一一对应，每类发光芯片发出的激光可以射向对应的光导管40。该三个光导管40和该三个光阀20可以一一对应，每个光导管40用于将射入的激光匀化后射向对应的光阀20。

在投影设备需进行三维投影时，激光器中各类发光芯片的发光方式以及发光时序也可以参考对第一种投影设备的相关介绍，如各类发光芯片中的各部分发光芯片可以按照第一种投影设备中的发光顺序均进行分时发光，进而各个光阀可以分时对激光进行调制，本申请实施例不做限定。

可选地，第二种投影设备进行三维投影时，在对左眼图像的投射时段内，红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片中的第一部分发光芯片可以同时发光。该三类发光芯片发出的激光分别通过对应的光导管射向对应的光阀。投影设备中的该三个光阀可以分别基于左眼图像中各个像素的红色分量值、绿色分量值和蓝色分量值同时进行激光的调制。在第二种投影设备对右眼图像的投射时段内，红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片中的第二部分发光芯片也可以同时发光。该三类发光芯片发出的激光分别通过对应的光导管射向对应的光阀。投影设备中的该三个光阀可以分别基于右眼图像中各个像素的红色分量值、绿色分量值和蓝色分量值同时进行激光的调制。关于光阀对激光的调制方式也请参考第一种投影设备中的相关介绍，本申请实施例不再赘述。

第二种投影设备中不同颜色的激光可以同时射出同时调制进而同时投射，同一时刻投影设备可以直接投射完整的一帧左眼图像或右眼图像。各类发光芯片中每一部分发光芯片的发光持续时长可以较长，无需基于人眼对影像的刷新时长来使各类发光芯片中每一部分发光芯片快速地在发光状态与不发光状态之间切换。如此可以降低发光芯片由于长期快速切换发光状态导致的损伤风险，且可以提高图像的显示亮度，进而提高投影设备的投影效果。

在第二种投影设备进行二维投影时，激光器中的所有发光芯片可以同时发光，进而不同颜色的激光分别通过对应的光导管射向对应的光阀，以供光阀对射入的激光进行调制。在二维投影的过程中，对于任一帧图像的投射该图像的投射过程中激光器中的发光芯片均发光，如此投影设备可以基于较多的激光形成该帧图像，图像的显示亮度较高。

对于第三种投影设备，图8是本申请实施例提供的再一种投影设备的结构示意图，如图8所示，投影设备包括三个激光器10、一个光阀20和一个光导管40。该激光器10为单色激光器，该激光器10中的各个发光芯片均发出同一颜色的激光，该激光器可以为图1至图3任一所述的激光器。该三个激光器10可以分别为用于发出红色激光的第一激光器，用于发出绿色激光的第二激光器，以及用于发出蓝色激光的第三激光器。关于该三个激光器请分别参考第一种投影设备中红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片的相关介绍，第三种投影设备中关于光导管和光阀也请参考第一种投影设备中光导管和光阀的相关介绍，本申请实施例不再赘述。

可选地，如图8所示，该种投影设备中还可以包括位于激光器出光侧的反光镜片或者二向色镜。该三个激光器可以并排设置，以通过反光镜和二向色镜实现将激光射向同一会聚透镜，以通过该会聚透镜射向光导管。如图8中第一个激光器出光侧可以设置有反光镜，第二个激光器和第三个激光器的出光侧可以设置有二向色镜。第二个激光器出光侧的二向色镜可以反射该第二个激光器射出的激光，且透射第一个激光器射出的激光。第三个激光器出光侧二向色镜可以反射该第三个激光器射出的激光，且透射第一个和第二个激光器射出的激光。如此实现各个激光器发出的激光均可以射向同一会聚透镜。

第三种投影设备中，由于每种颜色的激光均通过一个单独的激光器来提供，故该种投影设备中每种颜色的激光的亮度可以较高。如此一来，该种投影设备投射的画面的亮度可以较高，可以提高该种投影设备的投影效果。

对于第四种投影设备，图9是本申请实施例提供的又一种投影设备的结构示意图。如图9所示，该投影设备可以包括三个激光器10、三个光阀20和三个光导管40。图9未对投影设备中的镜头和全内反射棱镜进行示意。关于该三个激光器可以参考第三种投影设备中三个激光器的相关介绍，第四种投影设备中关于该三个光导管和三个光阀请参考第二种投影设备中光导管和光阀的相关介绍，本申请实施例不再赘述。

可选地，该三个激光器中发光芯片的发光方式也可以参考第二种投影设备中三类发光芯片的发光方式。如第四种投影设备进行三维投影时，在对左眼图像的投射时段内，该三个激光器中的第一部分发光芯片可以同时发光。该三个激光器发出的激光分别通过对应的光导管射向对应的光阀。投影设备中的该三个光阀可以分别基于左眼图像中各个像素的红色分量值、绿色分量值和蓝色分量值同时进行激光的调制。在对右眼图像的投射时段内，该三个激光器中的第二部分发光芯片也可以同时发光。该三个激光器发出的激光分别通过对应的光导管射向对应的光阀。投影设备中的该三个光阀可以分别基于右眼图像中各个像素的红色分量值、绿色分量值和蓝色分量值同时进行激光的调制。在第四种投影设备进行二维投影时，该三个激光器中的所有发光芯片可以同时发光，进而不同颜色的激光分别通过对应的光导管射向对应的光阀，以供光阀对射入的激光进行调制。

第四种投影设备中，各个激光器可以同时发光，以同时发出不同颜色的激光用作画面投射。在进行三维投影时同一时刻投影设备可以直接投射完整的一帧左眼图像或右眼图像，在进行二维投影时同一时刻投影设备可以直接投射完整的一帧图像。如此激光器中的各个发光芯片无需快速地在发光状态与不发光状态之间切换，可以降低发光芯片由于长期快速切换发光状态导致的损伤风险。并且，在形成一帧图像时多个激光器同时发光，可以提高图像的显示亮度，进而提高投影设备的投影效果。

综上所述，本申请实施例提供的投影设备中，由于作为光源的激光器发出的激光的相干性较弱，因此基于该激光器发出的激光形成投影画面时，可以降低由于激光相互干涉导致投影画面中出现明暗相间的斑点的情况，可以减轻投影画面中的散斑效应，进而可以提高投影画面的显示效果。另外，该投影设备既可以实现二维投影还可以实现三维投影，如此可以丰富投影设备的投影功能，提高投影设备的投影灵活性。

图10是本申请实施例提供的一种投影系统的示意图。如图10所示，该投影系统可以包括投影设备60和三维眼镜70。该投影设备可以为图6至图9任一所示的投影设备，该投影设备可以进行三维投影，如交替投射左眼图像和右眼图像。三维眼镜可以包括左眼镜片和右眼镜片。左眼镜片用于透射形成左眼图像的激光，且阻挡形成右眼图像的激光；右眼镜片用于透射形成右眼图像的激光，且阻挡形成左眼图像的激光。

该投影设备60的具体投射方式请参考对于图6至图9的相关介绍，本申请实施例不再赘述。如该投影设备60可以将形成图像的激光投射到幕布M上，进而该激光可以通过幕布进行反射，以反射向用户的眼镜。在投影设备进行三维投影时，用户可以佩戴该三维眼镜进行观看，左眼仅能看到左眼图像，右眼仅能看到右眼图像，进而通过脑部的处理使用户视觉感受观看到三维图像。

需要指出的是，在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”和“第三”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“至少一个”指的是一个或多个。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。“大致”，“基本”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。通篇相似的参考标记指示相似的元件。

本申请的激光器实施例、投影设备实施例以及投影系统实施例均可以相互参考。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。

Claims (10)

1.一种激光器，其特征在于，所述激光器包括：

管壳，所述管壳的一面具有开口；

多个发光芯片，位于所述管壳中；

其中，所述多个发光芯片中用于发出同一颜色的激光的发光芯片包括：第一部分发光芯片和第二部分发光芯片，所述第一部分发光芯片发出的激光的中心波长不同于所述第二部分发光芯片发出的激光的中心波长。

2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述第一部分发光芯片发出的激光的中心波长与所述第二部分发光芯片发出的激光的中心波长之差的绝对值大于2纳米。

3.根据权利要求1或2所述的激光器，其特征在于，所述多个发光芯片均用于发出同一颜色的激光，所述多个发光芯片排成多行；

每行所述发光芯片发出的激光的中心波长相同，相邻行所述发光芯片发出的激光的中心波长不同；或者，所述第一部分发光芯片分布于所述第二部分发光芯片的两侧；或者，所述第一部分发光芯片与所述第二部分发光芯片沿指定方向依次排布。

4.根据权利要求1或2所述的激光器，其特征在于，所述多个发光芯片包括至少两类发光芯片，所述至少两类发光芯片与至少两种不同的颜色一一对应，每类发光芯片用于发出对应的颜色的激光，且每类发光芯片均包括所述第一部分发光芯片和所述第二部分发光芯片。

5.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备包括：激光器、光阀和镜头，所述激光器包括权利要求1至4任一所述的激光器；

所述激光器向所述光阀发出激光；所述光阀用于基于待投射的图像调制射入的激光，且将调制后的激光射向所述镜头；所述镜头用于将射入的激光进行投射以形成投影画面。

6.根据权利要求5所述的投影设备，其特征在于，所述投影设备用于交替投射左眼图像和右眼图像，相邻的所述左眼图像与所述右眼图像用于供人眼观看到三维图像。

7.根据权利要求6所述的投影设备，其特征在于，所述激光器包括至少两种不同颜色中每种颜色对应的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片，所述每种颜色对应的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片用于分别发出不同中心波长的所述每种颜色的激光；所述每种颜色还与光阀对应，所述每种颜色的激光射向对应的所述光阀；

在所述左眼图像的投射时段中，所述至少两种不同颜色对应的第一部分发光芯片依次发光；在所述每种颜色对应的所述第一部分发光芯片发光的过程中，所述每种颜色对应的光阀基于所述左眼图像中各个像素的所述每种颜色的分量值，调制射入的激光；调制后的激光经所述镜头投射形成所述左眼图像；

在所述右眼图像的投射时段中，所述至少两种不同颜色对应的第二部分发光芯片依次发光；在所述每种颜色对应的所述第二部分发光芯片发光的过程中，所述每种颜色对应的光阀基于所述右眼图像中各个像素的所述每种颜色的分量值，调制射入的激光；调制后的激光经所述镜头投射形成所述右眼图像。

8.根据权利要求7所述的投影设备，其特征在于，

所述投影设备包括至少两个激光器，所述至少两个激光器与所述至少两种不同颜色一一对应，每个所述激光器包括对应的颜色所对应的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片；或者，所述投影设备包括一个激光器，所述一个激光器包括所述至少两种不同颜色中每种颜色对应的第一部分发光芯片和第二部分发光芯片；

所述投影设备包括至少两个光阀，所述至少两种不同颜色与所述至少两个光阀一一对应；或者，所述投影设备包括一个光阀，所述至少两种不同颜色均对应所述一个光阀。

9.根据权利要求5至8任一所述的投影设备，其特征在于，所述投影设备还包括光导管，所述光导管位于所述激光器与所述光阀之间，所述光导管用于将所述激光器射出的激光匀化后射向所述光阀。

10.一种投影系统，其特征在于，所述投影系统包括三维眼镜，以及权利要求5至9任一所述的投影设备；

所述投影设备用于交替投射左眼图像和右眼图像；

所述三维眼镜包括左眼镜片和右眼镜片；所述左眼镜片用于透射形成所述左眼图像的激光，且阻挡形成所述右眼图像的激光；所述右眼镜片用于透射形成所述右眼图像的激光，且阻挡形成所述左眼图像的激光。

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