一种激光消散斑光路及激光投影光源系统技术方案

本发明专利技术公开了一种激光消散斑光路及激光投影光源系统，涉及激光显示技术领域。它包括扩散组件及用于准直或聚光的透镜组件，所述扩散组件至少由两个扩散部件组成，其中，至少一个扩散部件为动态消散斑装置，其余扩散部件为静态消散斑装置，所述动态消散斑装置的运动方式为周期旋转；所述透镜组件设置于扩散部件之间。通过动态扩散部件与静态扩散部件的组合使用，实现较佳的消散斑及光斑匀化功能。本发明专利技术中激光光束反复发散、准直，极大的降低了激光束的空间相干性，从而有效的解决了散斑问题。本发明专利技术所提供的激光消散斑光路结构简单、体积较小，容易集成在激光显示系统中，使得光机结构更加紧凑。

A laser dissipating spot light path and laser projection light source system

The invention discloses a laser speckle eliminating light path and a laser projection light source system, and relates to the technical field of laser display. It comprises a diffusion component and a lens component for collimation or focusing. The diffusion component is composed of at least two diffusion components, of which at least one diffusion component is a dynamic speckle eliminating device and the rest is a static speckle eliminating device. The motion mode of the dynamic speckle eliminating device is periodic rotation. The parts are arranged between the diffusion parts. Through the combination of dynamic diffusion component and static diffusion component, the better function of speckle elimination and homogenization can be achieved. The laser beam in the invention is repeatedly divergent and collimated, which greatly reduces the spatial coherence of the laser beam and effectively solves the speckle problem. The laser speckle eliminating optical path provided by the invention has simple structure and small volume, and is easy to be integrated in the laser display system, thus making the optical mechanical structure more compact.

【技术实现步骤摘要】
一种激光消散斑光路及激光投影光源系统
本专利技术涉及激光显示
，尤其涉及一种用于激光投影照明系统光路中的激光消散斑光路及激光投影光源系统。
技术介绍
激光投影作为一种新发展起来的投影技术，以二极管激光器作为光源，光线经照明系统匀光后投射在光调制芯片(DMD、LCD、LCOS等)上，然后经投影镜头成像在像面上。其中，激光的高相干性引起了激光投影显示中的散斑效应，散斑是指相干光源照射粗糙物体时，散射后的光由于相位差恒定，光波频率相同，振动方向一致，在空间中产生干涉，有些部分干涉相长，有的部分干涉相消，最终的结果就是在屏幕上出现明暗相间的斑点，也即散斑，这些未聚焦的斑点在人眼看来是闪烁的，长时间观看容易引起不适，更严重影响投影画面的质量，降低用户的观看体验。激光投影中消散斑早已成为一大课题，消散斑亦即消相干，降低激光束的空间相干性和时间相干性是解决散斑问题的有效途径；在激光投影显示技术中，在照明光路中设置动态或静态扩散片进行消散斑处理，而扩散片设置的位置及方式不同，得到不同的消散斑效果。现有的技术方案中，激光消散斑效果一般，投影画面仍可观察到散斑现象，仍需进一步优化扩散片设置方式，达到最佳的消散斑效果。
技术实现思路
本专利技术的目的针对上述
技术介绍
，提供一种激光消散斑光路及激光投影光源系统，实现较佳的消散斑及光斑匀化功能。为了达到上述的技术效果，本专利技术采取以下技术方案：一种激光消散斑光路，它包括扩散组件及用于准直或聚光的透镜组件，所述扩散组件至少由两个扩散部件组成，其中，至少一个扩散部件为动态消散斑装置，其余扩散部件为静态消散斑装置，所述动态消散斑装置的运动方式为周期旋转；所述透镜组件设置于扩散部件之间。通过动态扩散部件与静态扩散部件的组合使用，实现较佳的消散斑及光斑匀化功能。进一步的技术方案是：所述扩散组件由两个扩散部件或者三个扩散部件组成，当所述扩散组件由两个扩散部件组成时，两个扩散部件均为动态消散斑装置，或者其中一个扩散部件为静态消散斑装置，另一个扩散部件为动态消散斑装置；当所述扩散组件由三个扩散部件组成时，其中两个扩散部件为静态消散斑装置，另一个扩散部件为动态消散斑装置。进一步的技术方案是：所述动态消散斑装置包括扩散轮和马达及同轴连接装置，所述马达带动扩散轮做周期旋转运动。进一步的技术方案是：所述扩散轮是由单层圆片形扩散片组成的单层扩散轮或者是由两层圆片形扩散片组成的双层扩散轮。进一步的技术方案是：所述双层扩散轮包括第一扩散轮和第二扩散轮，所述第一扩散轮和第二扩散轮安装在马达及同轴连接装置的同一端，第一扩散轮和第二扩散轮之间采用间隔安装或紧贴安装。进一步的技术方案是：所述双层扩散轮包括第一扩散轮和第二扩散轮，所述第一扩散轮和第二扩散轮安装在马达及同轴连接装置的不同端，所述第一扩散轮和第二扩散轮的中间放置透镜组件。进一步的技术方案是：所述圆片形扩散片包括红、绿、蓝三个扩散区，每个扩散区根据红、绿、蓝激光器波长的消散斑差异设置为不同的扩散半角。进一步的技术方案是：所述第一扩散轮无分区，各区域的扩散半角相同；第二扩散轮分为红、绿、蓝三个扩散区，各扩散分区的扩散半角不同或相同。进一步的技术方案是：所述静态消散斑装置为静态扩散片，材质为玻璃或石英薄片或塑料，单面或双面漫散射。同时本专利技术还提供一种激光投影光源系统，它包括如上所述的一种激光消散斑光路，以及驱动电源装置，绿色激光器阵列，红色激光器阵列，蓝色激光器阵列，合光组件，望远组件和光棒；所述驱动电源装置输出脉冲信号，驱动红、绿、蓝激光阵列依次分时发出红、绿、蓝激光，并通过合光组件完成合光，再通过望远组件实现光束口径压缩后入射到激光消散斑光路中，在激光消散斑光路中激光束被多次扩散、准直后，聚焦于光棒入口。下面对本专利技术做进一步解释说明：所述的激光消散斑光路中设置有三个扩散部件，第一扩散部件和第二扩散部件设置为静态，第三扩散部件设置为动态，用于对激光束进行扩散、匀化，扩散部件之间设置有透镜组，用于扩散后的光束准直或光束会聚，经三次以上的扩散后，特别是本专利技术中描述的两静态加一动态的方法，前序激光束的空间相干性大幅度降低，有效消除了激光干涉产生的条纹，由此投影画面散斑的问题得到极大改善。优选的，所述第一扩散部件和第二扩散部件为静态扩散片，材质为玻璃或石英薄片或塑料，单面或双面漫散射。优选的，所述第三扩散部件设置为动态，由马达组件与扩散轮组合而成，马达带动扩散轮做周期旋转运动。优选的，所述扩散轮为两层圆片形扩散片组成双层扩散轮，所述扩散轮被分为绿光扩散区，红光扩散区和蓝光扩散区；当绿色激光器发光时，扩散轮转到绿光扩散区；当红色激光器发光时，扩散轮转到红色扩散区；当蓝色激光器发光时，扩散轮转到蓝色扩散区，即通过驱动电源输出的时序脉冲点亮激光器实现分时发光并与扩散轮对应扩散段实现同步。扩散轮分为红绿蓝三个扩散区，其优点为可根据红绿蓝单色场的消散斑效果对单一色场进行散斑微调优化而不影响其他色场，如当红色消散斑效果略差，而绿色和蓝色场消散斑效果较好时，只需更改红色扩散区的扩散片特性即可优化红色场的散斑效果；同时，扩散轮分区还可微调红绿蓝光束的发散角。或者优选的，所述扩散轮为单层扩散片组成的单层扩散轮，也分为绿光扩散区，红光扩散区和蓝光扩散区，功能及控制方式与上述双层方式相同。特别地，本专利技术所描述的静态扩散部件和动态扩散部件的位置总是可以在本消散斑光路的透镜或透镜组中进行变换位置，但扩散部件总数保持为三个。特别地，本专利技术所描述的消散斑方法除被用于蓝、绿、红三色激光照明或投影系统，对应三种光束中的任意一种也同样有效。本专利技术的有益效果是：本专利技术的激光消散斑光路中，设置两个静态扩散部件和一个动态扩散部件的方式实现激光投影显示消散斑目的，与现有技术相比，无论是白场还是红绿蓝单色场均能实现较好的消散斑效果；把动态扩散部件分为红绿蓝不同的扩散区，通过与激光器发光的分时同步控制，可分别根据红绿蓝单色画面的散斑效果，调整对应动态扩散区的扩散角度实现消散斑效果微调；本专利技术中激光光束反复发散、准直，极大的降低了激光束的空间相干性，从而有效的解决了散斑问题。本专利技术所提供的激光消散斑光路结构简单、体积较小，容易集成在激光显示系统中，使得光机结构更加紧凑。附图说明图1为本专利技术实施例一中激光消散斑光路及激光投影光源示意图；图2为本专利技术实施例一中第三扩散部件的结构示意图(双层)；图3为本专利技术实施例一中第三扩散部件的结构示意图(单层)；图4为本专利技术实施例二中激光消散斑光路及激光投影光源示意图；图5为本专利技术实施例二中第一扩散部件的结构示意图；图6为本专利技术实施例三中激光消散斑光路及激光投影光源示意图；图7为本专利技术实施例三中第二扩散部件的结构示意图；图8为本专利技术实施例四中激光消散斑光路及激光投影光源示意图。图9为本专利技术实施例四中第三扩散部件安装位置示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。实施例一如图1所示，在本实施例中，提供一种激光消散斑光路及激光投影光源系统，驱动电源装置10发出脉冲信号，分时驱动绿色激光器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光消散斑光路，其特征在于：它包括扩散组件及用于准直或聚光的透镜组件，所述扩散组件至少由两个扩散部件组成，其中，至少一个扩散部件为动态消散斑装置，其余扩散部件为静态消散斑装置，所述动态消散斑装置的运动方式为周期旋转；所述透镜组件设置于扩散部件之间。

【技术特征摘要】
1.一种激光消散斑光路，其特征在于：它包括扩散组件及用于准直或聚光的透镜组件，所述扩散组件至少由两个扩散部件组成，其中，至少一个扩散部件为动态消散斑装置，其余扩散部件为静态消散斑装置，所述动态消散斑装置的运动方式为周期旋转；所述透镜组件设置于扩散部件之间。2.根据权利要求1所述的一种激光消散斑光路，其特征在于：所述扩散组件由两个扩散部件或者三个扩散部件组成，当所述扩散组件由两个扩散部件组成时，两个扩散部件均为动态消散斑装置，或者其中一个扩散部件为静态消散斑装置，另一个扩散部件为动态消散斑装置；当所述扩散组件由三个扩散部件组成时，其中两个扩散部件为静态消散斑装置，另一个扩散部件为动态消散斑装置。3.根据权利要求1所述的一种激光消散斑光路，其特征在于：所述动态消散斑装置包括扩散轮和马达及同轴连接装置，所述马达带动扩散轮做周期旋转运动。4.根据权利要求3所述的一种激光消散斑光路，其特征在于：所述扩散轮是由单层圆片形扩散片组成的单层扩散轮或者是由两层圆片形扩散片组成的双层扩散轮。5.根据权利要求4所述的一种激光消散斑光路，其特征在于：所述双层扩散轮包括第一扩散轮和第二扩散轮，所述第一扩散轮和第二扩散轮安装在马达及同轴连接装置的同一端，第一扩散轮和第二扩散轮之间采用间隔安装或紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜银磊，何龙，梁其鹏，
申请(专利权)人：四川长虹电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51