投影光源和投影设备

本申请实施例要求于2021年9月27日提交的申请号为202111135121.3，发明名称为“投影光源和投影设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请实施例中。

技术领域

本申请涉及光电技术领域，特别涉及一种投影光源和投影设备。

背景技术

随着光电技术的发展，对于投影设备中投影光源的小型化的要求越来越高。

相关技术中，如图1所示，投影光源包括：激光器001、二向色镜002、第一准直透镜组003、荧光轮004、光导管005和中继回路系统，该中继回路系统包括第二准直透镜组006、第一反射镜片007、第一准直透镜008、第二反射镜片009、第二准直透镜010、第三反射镜片011和第三准直透镜012。二向色镜002和荧光轮004沿激光器001的出光方向(如x方向)依次排布于激光器001的出光侧，光导管005与二向色镜002的排布方向(如y方向)与激光器001的出光方向垂直。二向色镜002用于透过蓝光且反射红光和绿光。激光器001可以向二向色镜002发出蓝色激光，该蓝色激光穿过二向色镜002射向第一准直透镜组003，进而透过该第一准直透镜组003射向荧光轮004。荧光轮004包括荧光区和透射区，荧光轮004可以绕平行于该出光方向的转轴转动，在荧光轮004转动过程中蓝色激光射向该荧光轮004的不同区域。当蓝色激光射向荧光轮004的透射区时，蓝色激光穿过该透射区射向中继回路系统，进而通过中继回路系统传输至光导管005。当蓝色激光射向荧光轮004的荧光区时，激发荧光区发出红光和绿光，该红光和绿光穿过第一准直透镜组003射向二向色镜002，进而被二向色镜002反射至光导管005。如此光导管005可以接收红光和绿光以及蓝色激光，进而可以将光导管005接收的光进行画面投射。

但是，相关技术的投影光源中的部件较多，导致投影光源的体积较大。

发明内容

本申请提供了一种投影光源和投影设备，可以解决投影光源的体积较大的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种投影光源，所述投影光源包括：两个激光器、两个聚焦镜、合光镜片、会聚透镜和荧光轮；所述合光镜片包括两个透射区以及多个反射区；所述荧光轮包括第一区和第二区；

所述两个激光器与所述两个聚焦镜一一对应，所述两个聚焦镜还与所述两个透射区一一对应；每个所述激光器用于向对应的所述聚焦镜发出激光，每个所述聚焦镜用于将射入的激光会聚向对应的所述透射区，所述透射区用于将射入的激光透射向所述会聚透镜；所述会聚透镜上被所述两个透射区射出的激光照射的位置关于所述会聚透镜的光轴对称，所述会聚透镜用于将射入的激光会聚向所述荧光轮；

所述荧光轮被配置为绕转轴旋转，在所述荧光轮的旋转过程中所述荧光轮中的不同区接受激光的照射；所述第一区用于反射接受的激光，反射后的激光穿过所述会聚透镜射向所述反射区；所述第二区用于在接受的激光的激发下发出荧光，所述荧光穿过所述会聚透镜射向所述反射区；所述反射区用于沿目标方向反射射入的光。

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

所述投影光源用于向所述光阀发出激光，所述光阀用于将射入的激光进行调制后射向所述镜头，所述镜头用于对射入的激光进行投射以形成投影画面。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请提供的投影光源中，合光镜片包括透射区和反射区，荧光轮包括第一区和第二区，激光器发出的激光可以通过合光镜片的透射区射向会聚透镜，进而被会聚透镜会聚向荧光轮。激光在射向荧光轮的第一区时，被该第一区反射回合光镜片，再被合光镜片的反射区沿目标方向反射。激光在射向荧光轮的第二区时激发该第二区发出荧光，该荧光在合光镜片上沿目标方向反射。如此不设置中继回路系统，仅通过合光镜片就可实现激光与荧光的合光，该投影光源的体积较小。

另外，投影光源包括一一对应的两个激光器和两个聚焦透镜，每个激光器发出的激光通过对应的聚焦透镜会聚向对应的透射区，激光穿过透射区后会分散传输以射向会聚透镜。会聚透镜上被两个透射区射出的两束激光照射的位置关于会聚透镜的光轴对称，该两束激光在通过会聚透镜会聚向荧光轮的第一区时，被第一区反射后该两束激光仍可以关于会聚透镜的光轴对称，该第一区射出的激光的分布范围较广。而第二区被激发出荧光，被激发得到的荧光出光角度范围较大，接近于整面出射。如此一来，可以保证第一区射出的激光与第二区射出的荧光的分布范围相差较小，可以提高激光与荧光的混光均匀性。

并且，由于激光器发出的激光经过聚焦透镜会聚向合光镜片中的透射区，故透射区的面积可以较小。该激光在穿过透射区后可以再发散传输至会聚透镜，进而激光经会聚透镜会聚至荧光轮进而被第一区反射后，再射向合光镜片时的光斑较大。即使从一个透射区射向会聚透镜的激光，在经过荧光轮的第一区反射向合光镜片后射向另一个透射区；由于反射向合光镜片的光斑较大，而透射区的面积较小，故反射向合光镜片的激光从透射区射出的部分较少，对于激光的利用率影响较低，可以保证投影光源的正常工作。

应用上述投影光源的投影设备，通过投影光源的小型化，也利于实现激光投影设备光学引擎结构的小型化，并且还可以为设备内的其他结构，比如散热结构或电路板排布带来便利。由于投影光源可以发出混光均匀性较高的光，进而采用该混光均匀性较高的光形成投影画面，可以提高该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是相关技术提供的一种投影光源的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种投影光源的结构示意图；

图3是相关技术提供的另一种投影光源的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的另一种投影光源的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的再一种投影光源的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的又一种投影光源的结构示意图；

图7是本申请另一实施例提供的一种投影光源的结构示意图；

图8是本申请另一实施例提供的另一种投影光源的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种荧光轮的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的一种投影设备的结构示意图。

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。

图1是相关技术提供的一种投影光源的结构示意图。如图1所示，该投影光源包括：激光器001、二向色镜002、第一准直透镜组003、荧光轮004、中继回路系统以及光导管005。二向色镜002、第一准直透镜组003和荧光轮004位于激光器001的出光侧，且沿激光器001的出光方向依次排布。中继回路系统包括：第二准直透镜组006、第一反射镜片007、第一准直透镜008、第二反射镜片009、第二准直透镜010、第三反射镜片011和第三准直透镜012。其中，第二准直透镜组006和第一反射镜片007位于荧光轮004远离激光器001的一侧，且沿激光器001的出光方向(如图1中的y方向)依次排布。第一反射镜片007、第一准直透镜008和第二反射镜片009沿目标方向(如图1中的x方向)的反方向依次排布，该目标方向垂直于激光器001的出光方向。第二反射镜片009、第二准直透镜010和第三反射镜片011沿激光器001的出光方向的反方向依次排布。第三反射镜片011、第三准直透镜012、二向色镜002以及光导管005沿目标方向依次排布，且二向色镜002朝光导管005倾斜。该光导管005位于投影光源的出光口。

激光器001可以发出蓝色激光，该二向色镜002可以透过蓝光。激光器001发出的该蓝色激光可以穿过二向色镜002和第一准直透镜组003射向荧光轮004。该荧光轮004包括荧光区和透射区(图1中未示出)，该荧光区具有荧光材料，该荧光材料可以在蓝色激光的照射下发出荧光(如红色荧光和绿色荧光)。该荧光轮004可以绕平行于激光器001的出光方向的转轴转动，荧光轮004在转动时蓝色激光可以射向该荧光轮004的不同区域。当该蓝色激光射向荧光轮004的透射区时，该蓝色激光可以穿过该透射区以及第二准直透镜组006射向第一反射镜片007，进而被第一反射镜片007反射以穿过第一准直透镜008射向第二反射镜片009。接着该蓝色激光可以被第二反射镜片009反射以穿过第二准直透镜010射向第三反射镜片011，且被第三反射镜片011反射以穿过第三准直透镜012以及二向色镜002射向光导管005。随着荧光轮004的转动，当激光器001发出的蓝色激光射向荧光轮004的荧光区时，该蓝色激光可以激发该荧光区的荧光材料向二向色镜002发出荧光。该二向色镜002还可以反射红光和绿光，故该荧光可以在二向色镜002上再次反射以射向光导管005。如此一来，光导管005可以接收荧光和蓝色激光，该荧光和蓝色激光可以在光导管005的作用下混合，进而会聚透镜可以将混合后的光线用于投影设备的投射。

但是，相关技术中的该投影光源的体积较大，本申请以下实施例提供了一种投影光源，该投影光源的体积较小，且该投影光源射出的激光的均匀性较高，有利于投影设备的投影画面的显示。

图2是本申请实施例提供的一种投影光源的结构示意图。如图2所示，该投影光源10可以包括：两个激光器101、两个聚焦镜102、合光镜片103、会聚透镜104和荧光轮105。

合光镜片103包括多个反射区1031以及两个透射区1032。图2以合光镜片103包括三个反射区1031和两个透射区1032为例，且反射区1031和透射区1032可以沿合光镜片103的延伸方向一一交替排布，每个透射区1032可以位于两个反射区1031之间。荧光轮105可以包括第一区和第二区(图2中未标出第一区和第二区)，荧光轮105不设置有透光区。该第一区可以为反射区，该第二区可以为荧光区。该第一区可以对激光进行反射，该第二区可以在激光的照射下被激发出荧光。

激光器101、聚焦镜102、合光镜片103、会聚透镜104和荧光轮105可以沿辅助方向(如图2中的y方向)依次排布。投影光源中的两个激光器101与两个聚焦镜102可以一一对应，该两个聚焦镜102还可以与合光镜片103中的两个透射区1032一一对应。每个激光器101可以向对应的聚焦镜102发出激光，如图2所示，该两个激光器101可以分别发出激光束L1和L2，该两个激光束分别射向两个聚焦镜102，聚焦镜102为正透镜。每个聚焦镜102可以将射入的激光会聚向对应的透射区1032，每个透射区1032可以将射入的激光透射向会聚透镜104。聚焦镜102可以将射入的激光会聚到一点，该点即为聚焦镜102的焦点。每个聚焦镜102射出的激光在被聚焦到该聚焦镜102的焦点后，可以分散开来继续传播。聚焦镜102的焦点位于聚焦镜102与会聚透镜104之间。

可选地，从该两个透射区射出的激光并不经过会聚透镜104的光轴。可选地，分别从该两个透射区1032射出的两束激光在会聚透镜104上照射的镜面位置，可以关于会聚透镜104的光轴h对称。可选地，每个镜面位置可以指会聚透镜104上一束激光照射的所有位置，或者也可以指会聚透镜104上一束激光中主光线照射的位置。示例地，本申请实施中该两束激光在会聚透镜104上形成的光斑面积可以相同，此时该两束激光在会聚透镜104上形成的光斑，关于会聚透镜104的光轴对称。或者该两束激光在会聚透镜104上形成的光斑面积也可以略微存在差别，此时，该两束激光形成的光斑对称可以指该两束激光形成的光斑的中心位置对称。

会聚透镜104可以将射入的激光会聚向荧光轮105。荧光轮105可以绕转轴Z旋转，在荧光轮105的旋转过程中，荧光轮105中的不同区接受会聚后的激光(也即是从会聚透镜104射出的激光)的照射。当会聚后的激光射向荧光轮105的第一区时，该第一区可以对会聚后的激光进行反射，进而反射后的激光可以再次穿过会聚透镜104射向合光镜片103，如射向合光镜片103的反射区1031。当会聚后的激光射向荧光轮105中的第二区时，该第二区被激发出荧光，该荧光的颜色与射入的荧光轮105的激光的颜色不同。该荧光可以穿过会聚透镜104射向合光镜片103，如射向合光镜片103中的反射区1031。可选地，会聚透镜104可以将荧光轮105射出的激光和荧光，均调制为近似平行光后射向合光镜片103。

合光镜片103的反射区可以沿目标方向，反射由会聚透镜104射向该反射区的光；也即该反射区可以将由会聚透镜104射向该反射区的激光和荧光均沿目标方向反射，以实现该激光和荧光的混光。本申请实施例中，辅助方向与目标方向相交。图2以本申请实施例以辅助方向与目标方向垂直为例，可选地，该辅助方向与目标方向的夹角也可以为钝角或锐角。

本申请实施例中，荧光轮105上的第二区在激光的激发下发出荧光时，该第二区中被激光照射的区域向各个方向发光。而荧光轮105远离会聚透镜104的一侧不透光，故第二区中被激光照射的区域的发光角度可以大致在0～180度范围内，该区域射出荧光时类似朗伯体。第二区射出的荧光的覆盖范围较广，第二区发出的荧光在会聚透镜104上形成的光斑可以接近于覆盖会聚透镜104的整个镜面。荧光轮105中的第一区可以接受关于会聚透镜104的光轴对称的两束激光的照射，进而第一区可以基于镜面反射原理对该两束激光进行反射。从第一区射出的激光的覆盖范围较广，进而第一射出的激光与第二区射出的荧光的覆盖范围差异较小，激光与荧光的混光均匀性可以较高。

并且，本申请实施例中通过聚焦镜102对激光器101发出的激光进行会聚，之后激光在会聚到一点后再分散传播至会聚透镜104。如此射向会聚透镜104的激光的光斑较大，进而会聚透镜104射向荧光轮105的第一区的激光的光斑较大，进一步增大了第一区反射的激光的覆盖范围，可以优化该荧光与该激光的混光效果。

由于聚焦镜102对激光进行会聚会对激光进行缩束，聚焦镜102将激光会聚向合光镜片103的透射区1032，故透射区1032受到激光照射的区域面积可以较小，透射区1032的面积仅需设置的较小即可。由于两个激光器101发出的两束激光关于会聚透镜104的光轴对称，该两束激光在通过荧光轮105的第一区反射后，每一束激光的反射光有可能沿着另一束激光的入射方向的反方向传输；如此可能会存在部分激光射向合光镜片103中的透射区1032。由于透射区1032的面积较小，而经过第一区反射后的激光的光斑较大，即使射向透射区1032的激光从透射区1032射出而无法被利用，但是由于透出的光在整个光束中的占比较小，因此投影光源的光损较小。

综上所述，本申请实施例提供的投影光源中，合光镜片包括透射区和反射区，荧光轮包括第一区和第二区，激光器发出的激光可以通过合光镜片的透射区射向会聚透镜，进而被会聚透镜会聚向荧光轮。激光在射向荧光轮的第一区时，被该第一区反射回合光镜片，再被合光镜片的反射区沿目标方向反射。激光在射向荧光轮的第二区时激发该第二区发出荧光，该荧光在合光镜片上沿目标方向反射。如此不设置中继回路系统，仅通过合光镜片就可实现激光与荧光的合光，该投影光源的体积较小。

另外，投影光源包括一一对应的两个激光器和两个聚焦透镜，每个激光器发出的激光通过对应的聚焦透镜会聚向对应的透射区，激光穿过透射区后会分散传输以射向会聚透镜。会聚透镜上被两个透射区射出的两束激光照射的位置关于会聚透镜的光轴对称，该两束激光在通过会聚透镜会聚向荧光轮的第一区时，被第一区反射后该两束激光仍可以关于会聚透镜的光轴对称，该第一区射出的激光的分布范围较广。而第二区被激发出荧光，被激发得到的荧光出光角度范围较大，接近于整面出射。如此一来，可以保证第一区射出的激光与第二区射出的荧光的分布范围相差较小，可以提高激光与荧光的混光均匀性。

并且，由于激光器发出的激光经过聚焦透镜会聚向合光镜片中的透射区，故透射区的面积可以较小。该激光在穿过透射区后可以再发散传输至会聚透镜，进而激光经会聚透镜会聚至荧光轮进而被第一区反射后，再射向合光镜片时的光斑较大。即使从一个透射区射向会聚透镜的激光，在经过荧光轮的第一区反射向合光镜片后射向另一个透射区；由于反射向合光镜片的光斑较大，而透射区的面积较小，故反射向合光镜片的激光从透射区射出的部分较少，对于激光的利用率影响较低，可以保证投影光源的正常工作。

需要说明的是，图3是相关技术提供的另一种投影光源的结构示意图。如图3所示，投影光源00可以包括激光器001、二向色镜002、第一会聚透镜003、荧光轮004、第二会聚透镜005和光导管006。二向色镜002包括交替排布的透射区0021和反射区0022。激光器001向二向色镜002中的透射区0021发出激光(如图3的激光束L1和L2)，该激光通过透射区0021射向第一会聚透镜003，并被第一会聚透镜003会聚至荧光轮004。荧光轮004包括反射区和荧光区，荧光轮004可以绕其转轴Z旋转，随着荧光轮004的旋转，激光交替射向反射区和荧光区。该反射区可以将激光直接进行反射，以使该激光再次穿过第一会聚透镜003射向二向色镜002。该荧光区可以在激光的激发下发出与该激光颜色不同的荧光，该荧光可以整面出射以穿过第一会聚透镜003射向二向色镜002。该激光与荧光可以均通过第二会聚透镜005会聚至光导管006，进而经光导管006匀化后射出，以形成投影画面。

为了防止激光在被反射区反射后从二向色镜002的透射区0021射出，导致激光无法被利用，相关技术中任两个透射区0021均不关于第一会聚透镜003的光轴对称。如此，射向第一会聚透镜003的激光整体偏向第一会聚透镜003的一侧，该激光经过荧光轮004中的反射区反射后，再通过第一会聚透镜003和二向色镜002射向第二会聚透镜005后也整体偏向一侧。该激光通过第二会聚透镜005射入光导管006时，该激光的偏心程度较大，也即是与光导管006的入光口的中心的偏离程度较大。在一定长度的光导管006中，该激光仅在一侧进行反射，或者在光导管006中上下表面上的反射情况不对称，光导管006射出的激光会偏向一侧。然而，荧光轮004发出的荧光基本是整面出光，荧光在经过第一会聚透镜003、二向色镜002和第二会聚透镜005射向光导管006时，在光导管006的入口处的分布较为均匀，进而荧光在光导管006中匀化射出后的光线分布也较为均匀。如此一来，激光和荧光在光导管006出口处的能量分布差别较大，投影光源输出的光线的色彩均匀性较差，也即激光与荧光的混光均匀性较差，进而基于该投影光源发出的光形成的投影画面的显示效果较差。

图4是本申请实施例提供的另一种投影光源的结构示意图。如图4所示，在图2的基础上，投影光源10还可以包括匀光部件106，合光镜片103与匀光部件106可以沿目标方向(如x方向)依次排布。合光镜片103中的反射区1031可以将射入的光(如激光和荧光)沿目标方向反射向匀光部件106，匀光部件106用于将射入的激光匀化后射出。本申请实施例中该匀光部件106可以为光导管。可选地，如图4和5所示，投影光源还可以包括位于合光镜片102与匀光部件106之间的收光透镜107。合光镜片103反射的光均可以先射向该收光透镜107，以由该收光透镜107将射入的光会聚至匀光部件106。可选地，图5是本申请实施例提供的再一种投影光源的结构示意图，如图5所示，该匀光部件106也可以为复眼透镜。当该匀光部件106为复眼透镜时，投影光源10可以不包括收光透镜107。可选地，该匀光部件106也可以为其他具有匀光功能的部件，本申请实施例不做限定。

本申请实施例中，射向会聚透镜104的激光关于会聚透镜104的光轴对称，该激光经过荧光轮105中的第一区反射后，再通过会聚透镜104和合光镜片102射向收光透镜107后，也相对收光透镜107均匀分布。该激光射入光导管106时，该激光关于光导管106的入光口的中心的对称性较高，在光导管006中该激光在上下表面上的反射情况相近，光导管006射出的激光较为均匀。激光和荧光在光导管106出口处的能量分布差别较小，投影光源输出的光线的色彩均匀性较差，也即激光与荧光的混光均匀性较好，进而基于该投影光源发出的光形成的投影画面的显示效果较好。

需要说明的是，合光镜片102相对会聚透镜104的光轴倾斜设置，且会聚透镜104与匀光部件106位于合光镜片102的同一侧，以保证将会聚透镜104射出的光线沿目标方向反射。例如合光镜片102的镜面与x方向和y方向的夹角均为45度。可选地，本申请实施例中合光镜片103中的每个透射区1032可以位于对应的聚焦镜102的焦点处。如此聚焦镜102可以将对应的激光器101发出的激光在透射区1032会聚成一点，可以最大程度地减小透射区1032的面积，降低投影光源的光损。合光镜片102中的两个透射区1032与会聚透镜104的间距不同。可选地，本申请实施例中合光镜片103中的每个透射区1032的面积均可以小于合光镜片103的面积的1/10。

可选地，本申请实施例中两个聚焦镜102的焦距可以相等。如此，两个激光器101分别发出的两束激光在从对应的聚焦镜102射出后，该两束激光的发散角度基本相同，该两束激光分别射向对应的透射区1032时形成的光斑尺寸相近，该两束激光的对称性较高。进而可以保证该两束激光在整个光路系统中的对称性较高，保证投影光源发出的激光的均匀性和对称性均较高。

如图2、4和5所示，当投影光源10中该两个聚焦镜102的焦距相等时，该两个聚焦镜102与对应的透射区1032的间距相等，该两个聚焦镜102与会聚透镜104的间距不同。如第一聚焦镜与第二聚焦镜沿目标方向排布，由于第一聚焦镜对应的透射区1032更靠近会聚透镜104，故第一聚焦镜相对第二聚焦镜更靠近会聚透镜104。可选地，在平行会聚透镜104的光轴h的方向(如y方向)上，投影光源10中的两个聚焦镜102与会聚透镜104的间距不同。该间距指的是聚焦镜102的主平面与会聚透镜104的主平面的距离。本申请实施例中所述的透镜与其他部件的间距均指的是该透镜的主平面与其他部件的间距。

可选地，投影光源10中该两个聚焦镜102的焦距也可以不相等。为了便于描述，本申请实施例将激光束L1射向的聚焦镜102称为第一聚焦镜，将激光束L2射向的聚焦镜102称为第二聚焦镜。如第一聚焦镜的焦距可以大于第二聚焦镜的焦距，或者第一聚焦镜的焦距可以小于第二聚焦镜的焦距。

图6是本申请实施例提供的又一种投影光源的结构示意图。如图6所示，第一聚焦镜的焦距可以大于第二聚焦镜的焦距，且第一聚焦镜与第二聚焦镜的焦距差可以等于该两个聚焦镜对应的透射区1032在y方向的间距。此种方式中，第一聚焦镜与会聚透镜104的间距等于第二聚焦镜与会聚透镜104的间距。如此第一聚焦镜与第二聚焦镜可以沿x方向上对齐，可以便于该两个聚焦镜的固定。例如可以将该两个聚焦镜直接固定在一个板状的固定支架上的两个固定孔位中。可选地，第一聚焦镜与第二聚焦镜的焦距差也可以不等于该两个聚焦镜对应的透射区1032在y方向的间距，第一聚焦镜与第二聚焦镜的设置位置也可以在x方向和y方向上错开，本申请实施例不做限定。

本申请实施例中，会聚透镜104的焦距可以大于第一聚焦镜的焦距，也可以小于或等于第一聚焦镜的焦距。会聚透镜104的焦距可以大于第二聚焦镜的焦距，也可以小于或等于第二聚焦镜的焦距。本申请实施例对会聚透镜104的焦距的大小不做限定。

本申请实施例中，投影光源10中的该两个聚焦镜102可以分别与会聚透镜104组成两个光学系统(也即是透镜组)，如第一聚焦镜与会聚透镜组成第一透镜组，第二聚焦镜与会聚透镜104组成第二透镜组。激光在经过会聚透镜104后的会聚位置由该激光经过的透镜组的焦距决定。如激光束L1经过第一透镜组后在第一透镜组的焦点处会聚，激光束L2经过第二透镜组后在第二透镜组的焦点处会聚。

需要说明的是，对于双镜片组成的光学系统，如两个透镜的焦距分别为f1和f2，该两个透镜的间距为d，则该两个透镜组成的光学系统的整体焦距f满足以下关系：

本申请实施例中，荧光轮105中接受激光照射的面(以下简称为受光面)可以垂直会聚透镜104的光轴。荧光轮105的受光面可以位于第一透镜组的焦平面之外，且位于第二透镜组的焦平面之外；也即是荧光轮105的受光面不位于第一透镜组的焦平面处，也不位于第二透镜组的焦平面处。透镜的焦平面也即是该透镜的焦点所在的垂直透镜的光轴的平面。如此一来，每束激光在荧光轮105上并不会会聚成一个点，而是会形成一个较大的光斑。此种方式中增加了荧光轮105中激光的照射面积，由于激光的能量未发生改变但是照射面积增大了，故可以降低了荧光轮105上激光照射区域的光功率密度。进而，荧光轮105上单位面积接收的激光能量较低，有助于荧光轮105的散热，以及保证荧光轮105中荧光区维持较好的激发效率。

可选地，荧光轮105的受光面可以位于第一透镜组的焦平面和第二透镜组的焦平面之间。示例地，图7是本申请另一实施例提供的一种投影光源的结构示意图。如图7所示，第一透镜组的焦点可以为点A，第一透镜组的焦平面为点A所在的垂直y方向的平面。第二透镜组的焦点可以为点B，第二透镜组的焦平面为点B所在的垂直y方向的平面。荧光轮105的受光面S位于第一透镜组的焦平面和第二透镜组的焦平面之间。如此一来，激光束L1在经过第一透镜组后可以先会聚于焦点A，之后再发散出射向受光面S。激光束L2在经过第二透镜组后可以在会聚于焦点B之前便射向受光面S。激光束L1和激光束L2受光面S上形成两个光斑。该两个光斑可以不存在重叠区域，或者也可以有至少部分重叠，本申请实施例不做限定。

可选地，荧光轮105的受光面S上该两个激光束形成的两个光斑的面积差异较小，如面积差可以小于目标值。该两个光斑的面积也可以相同，如形状大小可以完全相同。如此，该两个激光束在荧光轮105上反射后形成的激光束差异较小，该激光束经过会聚透镜104和合光镜片103中的反射区1031射出后的对称性较高，可以提高激光与荧光的混光效果。

由于荧光轮105的受光面S位于第一透镜组的焦平面和第二透镜组的焦平面之间，故该受光面S距该两个透镜组的焦平面均较近，该两个透镜组射出的激光束在该受光面S上形成的光斑的尺寸可以较小。可以保证该激光均照射至荧光轮105，避免射向荧光轮105之外导致的激光浪费。并且，该两个透镜组的焦平面之间两个激光束形成的光斑的尺寸差异较小，较容易保证受光面S上两个光斑的尺寸相同。

可选地，荧光轮105的受光面S上的该两个光斑可以关于会聚透镜104的光轴h对称，或者该两个光斑的对称轴也可以相对会聚透镜104的光轴h存在一定的偏移。该对称轴不为会聚透镜104的光轴h时，可以较大程度地确保反射的激光束在通过会聚透镜104射向合光镜片103时，射向透射区1032之外。进而，可以降低激光穿过透射区1032射向激光器101导致激光器101损伤的风险，还可以减少激光的浪费，提高激光的利用率。

可选地，该荧光轮105的受光面也可以位于第一透镜组的焦平面与会聚透镜104之间，或者位于第二透镜组的焦平面远离会聚透镜104的一侧，本申请实施例不做限定。

可选地，在平行会聚透镜104的光轴h的方向(如y方向)上，第一聚焦镜与会聚透镜104的间距d1以及第二聚焦镜与会聚透镜104的间距d2，均不等于会聚透镜104的焦距f3。如d1＜f3，则f13＜f3；d1＞f3，则f13＞f3。D2＜f3，则f23＜f3；d2＞f3，则f23＞f3。如此一来，任一聚焦镜102与会聚透镜104组成的光学系统的焦距均不等于会聚透镜104的焦距，也即是第一透镜组的焦距和第二透镜组的焦距均不等于会聚透镜104的焦距。

可选地，本申请实施例中，荧光轮105位于会聚透镜104的焦平面处，也即是荧光轮105与会聚透镜104的中心的间距等于会聚透镜104的焦距。每个激光器101发出的激光接近于准直光，该激光射向该激光器101对应的聚焦镜102，进而经过该聚焦镜102与会聚透镜104组成的光学系统射向荧光轮105。由于该光学系统的整体焦距并不等于会聚透镜104的焦距，故尽管荧光轮105位于会聚透镜104的焦平面处，但并未位于该光学系统的焦平面处。因此，两个激光器101发出的两束激光在荧光轮105上并不会会聚成一个点，而是会形成两个光斑，或者一个能量较为分散的较大的光斑。可选地，本申请实施例中，荧光轮105也可以位于会聚透镜104的焦平面之外，也即是荧光轮105与会聚透镜104的中心的间距大于或小于会聚透镜104的焦距。

本申请实施例中，如图2和图4至7所示，投影光源10中两个激光器101可以沿x方向对齐设置，如此可以便于该两个激光器101的摆放及固定。可选地，投影光源10中的两个激光器101与对应的聚焦镜102的距离可以相同，也可以不同。示例地，如图2、图4、图5和图7，该两个激光器101与对应的聚焦镜102的距离不同。可选地，如图6所示，两个聚焦镜102对齐设置时，该两个激光器101与对应的聚焦镜102的距离也可以相同。

可选地，图8是本申请另一实施例提供的另一种投影光源的结构示意图。如图8所示，投影光源10中两个激光器101也可以在x方向和y方向上错开。可选地，该两个聚焦镜102可以在x方向和y方向上错开，该两个激光器101与对应的聚焦镜102的距离可以相同。

基于上述实施例的投影光源架构，下面结合附图对荧光轮105进行介绍：

图9是本申请实施例提供的一种荧光轮的结构示意图，且图9示出的是图2至图8中荧光轮105的俯视图。请结合图2至图9，荧光轮105可以绕转轴Z转动，以使从会聚透镜104会聚至荧光轮105的激光(如包括第一激光束和第二激光束)在第一区1051和第二区1052之间切换。可选地，该荧光轮105可以呈圆环状，该圆环的环面可以与辅助方向(y方向)相交，该转轴Z可以平行于y方向，该转轴Z可以经过该圆环的圆心且垂直于圆环的环面。可选地，荧光轮105可以包括反光基板，该反光基板上部分区域可以设置有荧光材料(如荧光粉)；部分区域可以不设置任何材料，或者设置反光材料。设置有荧光材料的区域即为荧光轮105的第二区1052，未设置荧光材料的区域即为荧光轮105的第一区1051。每种颜色的荧光材料可以被激发出该种颜色的激光。

激光射向荧光轮105的第一区1051时，可以被反射向会聚透镜104。激光射向第二区1052时，可以激发其上的荧光粉发出对应颜色的荧光，该荧光与激光的颜色不同，该荧光可以被反光基板反射向会聚透镜104。示例地，荧光轮105的第二区中可以至少设置有绿色荧光材料。该第二区中也可以设置有红色荧光材料和黄色荧光材料中的至少一种。荧光轮105的第二区发出的荧光可以为绿色荧光、红色荧光或者其他颜色的荧光，如黄色荧光。可选地，该荧光也可以为一种激光。该荧光的颜色与激光器101发出的激光的颜色不同，如激光器101可以发出蓝色激光。可选地，激光器101发出的激光的颜色也可以为其他颜色，本申请实施例不做限定。

示例地，本申请实施例中荧光轮105中的第二区1052可以包括至少一个子区域，每个子区域可以设置一种颜色的荧光材料。当该第二区1052包括多个子区域时，该多个子区域与第一区1051可以呈圆周排布。如该第二区1052可以包括两个子区域G1和G2。荧光轮105可以绕转轴Z沿w方向或w方向的反方向转动。如该两个子区域可以分别包括绿色荧光材料和红色荧光材料，或者该两个子区域可以分别包括绿色荧光材料和黄色荧光材料，或者该两个子区域可以分别包括绿色荧光材料和桔色荧光材料。需要说明的是，本申请实施例仅以第二区中各个子区域的面积相等，且第一区的面积与任一子区域的面积也相等为例进行示意。可选地，荧光轮的第二区中各个子区域和第一区的面积也可以不同，各个子区域和荧光轮的第一区的面积可以根据其射出的光线在所需得到的光中的占比进行设计。

从荧光轮105的第二区1052射出的荧光以及从荧光轮105的第一区1051射出的激光，均可以在较大的出光角度范围内射向会聚透镜104。可选地，该激光与荧光在经过会聚透镜104后可以均呈平行光。由于荧光轮中该第二区与第一区在出射光时均类似于朗伯体，朝会聚透镜整面出光，会聚透镜可以将射入的光进行准直，以使该光以一整束类似于平行光的形式出射。可选地，本申请实施例以会聚透镜104仅为一个凸透镜为例，可选地，该会聚透镜104也可以由多个透镜组成，以提高会聚透镜对光的会聚效果。

下面结合附图2至图8对合光镜片103进行介绍：

合光镜片103的镜面可以倾斜设置，以保证将会聚透镜射出的光线沿目标方向反射。从会聚透镜104射向合光镜片103的光(如激光或荧光)类似于平行光。射向合光镜片103的光可以射向合光镜片103中的反射区1031。可选地，该射向合光镜片103的光还可能射向合光镜片103中的透射区1032。合光镜片103中的反射区1031可以反射该激光和荧光，对于该反射区1031是否反射颜色与该激光和荧光均不同的光，本申请实施例不做限定。如该反射区1031可以为全光谱高反射膜，也即对所有颜色的光均进行反射。合光镜片103可以具有相对的第一面和第二面，该第一面可以朝向激光器101，该第二面可以朝向会聚透镜104。该第一面也即是合光镜片103的入光面，该第二面也即是合光镜片103的出光面。可选地，从会聚透镜104射向合光镜片103的光可以在该第二面便被反射。

可选地，合光镜片103中的透射区1032可以由透光材质制成，也可以直接为镂空的区域，如可以为反光基板中的小孔。可选地，合光镜片103中的透射区1032可以具有二向色性。该透射区1032可以透射荧光轮105的第一区1051反射的激光(也是激光器101发出的激光)，且反射荧光轮105的第二区1052被激发出的荧光。可选地，该透射区1032也可以反射与该激光颜色不同的所有颜色的光。示例地，该透射区1032可以用于透射蓝光，且反射红光和绿光。如此荧光轮105的第二区1052被激发出的荧光在射向合光镜片103后可以被全部沿目标方向反射，以用于后续形成投影画面，保证了荧光的利用率。可选地，合光镜片103中的透射区1032也可以针对所有光均透射。

可选地，合光镜片103靠近聚焦镜102的表面(也即第一面)设置有增透膜，以增加合光镜片103的激光透过率。如该增透膜可以仅针对激光器101发出的激光(如蓝色激光)增加透过率，该增透膜为蓝光增透膜；或者该增透膜可以针对全光谱的光线增加透过率，该增透膜为全光谱增透膜。合光镜片103靠近聚焦镜102的表面可以整面设置增透膜。可选地，由于合光镜片103中仅透射区用于透射激光，故也可以仅在透射区设置增透膜。如此可以保证从合光镜片103透过的激光较多，激光的损耗较少，提高激光的利用率。

可选地，合光镜片103靠近聚焦镜102的表面设置有光扩散结构。示例地，该光扩散结构可以为扩散片，或者由多个微棱镜结构组成的结构，或者包括多个平行的条状凸起。该光扩散结构为小角度扩散结构，该光扩散结构对光线的扩散角度小于角度阈值。该光扩散结构可以将射向合光镜片103的激光进行扩散，以保证从合光镜片103射出的激光的能量分布均匀性较高，进而该激光射向荧光轮105的第二区后，第二区被激发发出的荧光的能量分布较为均匀。

综上所述，本申请实施例提供的投影光源中，两个激光器和两个聚焦透镜一一对应，每个激光器发出的激光通过对应的聚焦透镜会聚向对应的透射区，激光穿过透射区后会分散传输以射向会聚透镜。会聚透镜上被两个透射区射出的两束激光照射的位置关于会聚透镜的光轴对称，该两束激光在通过会聚透镜会聚向荧光轮的第一区时，被第一区反射后该两束激光仍可以关于会聚透镜的光轴对称，该第一区射出的激光的分布范围较广。而第二区被激发出荧光，被激发得到的荧光出光角度范围较大，接近于整面出射。如此一来，可以保证第一区射出的激光与第二区射出的荧光的分布范围相差较小，可以提高激光与荧光的混光均匀性。

并且，由于激光器发出的激光经过聚焦透镜会聚向合光镜片中的透射区，故透射区的面积可以较小。该激光在穿过透射区后可以再发散传输至会聚透镜，进而激光经会聚透镜会聚至荧光轮进而被第一区反射后，再射向合光镜片时的光斑较大。即使从一个透射区射向会聚透镜的激光，在经过荧光轮的第一区反射向合光镜片后射向另一个透射区；由于反射向合光镜片的光斑较大，而透射区的面积较小，故反射向合光镜片的激光从透射区射出的部分较少，对于激光的利用率影响较低，可以保证投影光源的正常工作。

图10是本申请实施例提供的一种投影设备的结构示意图。该投影设备可以包括上述任一的投影光源10。如图10所示，在图4的基础上，投影设备还可以包括光阀110和镜头111。投影光源10中的匀光部件106可以将光射向光阀110，光阀110可以将射入的光进行调制后射向镜头111，镜头111可以对射入的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10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10，投影设备还可以包括位于匀光部件106与光阀110之间的照明镜组112，经匀光部件106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106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T，凸透镜T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的投影光源中，投影光源包括一一对应的两个激光器和两个聚焦透镜，每个激光器发出的激光通过对应的聚焦透镜会聚向对应的透射区，激光穿过透射区后会分散传输以射向会聚透镜。会聚透镜上被两个透射区射出的两束激光照射的位置关于会聚透镜的光轴对称，该两束激光在通过会聚透镜会聚向荧光轮的第一区时，被第一区反射后该两束激光仍可以关于会聚透镜的光轴对称，该第一区射出的激光的分布范围较广。而第二区被激发出荧光，被激发得到的荧光出光角度范围较大，接近于整面出射。如此一来，可以保证第一区射出的激光与第二区射出的荧光的分布范围相差较小，可以提高激光与荧光的混光均匀性。

并且，由于激光器发出的激光经过聚焦透镜会聚向合光镜片中的透射区，故透射区的面积可以较小。该激光在穿过透射区后可以再发散传输至会聚透镜，进而激光经会聚透镜会聚至荧光轮进而被第一区反射后，再射向合光镜片时的光斑较大。即使从一个透射区射向会聚透镜的激光，在经过荧光轮的第一区反射向合光镜片后射向另一个透射区；由于反射向合光镜片的光斑较大，而透射区的面积较小，故反射向合光镜片的激光从透射区射出的部分较少，对于激光的利用率影响较低，可以保证投影光源的正常工作。

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。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。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。

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。