一种光学引擎及激光投影设备制造技术

本申请公开了一种光学引擎及激光投影设备。本申请中，光路中包括：匀光部件、运动漫射体；匀光部件的入光面和/或出光面设置有相位片；运动漫射体的位置与成像的位置共轭。本申请中，一方面通过相位片和运动漫射体扩散作用的叠加，使光束的发散角度多样化，光束发散角度多样化使光束的光程差异多样化，从而随机相位产生的概率增大并产生随机的散斑图样，随机性的散斑图样在人眼产生积分效应时会减弱散斑效应；另一方面运动漫射体的位置与成像的位置共轭，在该位置光束产生的随机相位最大程度的反映成像面产生的随机相位，随机相位产生随机的散斑图样，随机性的散斑图样在人眼产生积分效应时散斑效应减弱，从而成像面的散斑现象减弱。

Optical engine and laser projection device

The invention discloses an optical engine and a laser projection device. In the application, the light path comprises a light dividing component and a moving diffuser; the light entering surface and the light emitting surface of the light dividing member are provided with a phase plate. In this application, a phase plate and a moving diffuser diffusion superposition, to diversify the divergence angle of the beam, the beam divergence angle of beam path difference to diversify diversification, which has increased the probability of random phase and random speckle patterns, with speckle pattern machine in the human eye integral effect will weaken the speckle effect; on the other hand, the position and the position of the conjugate imaging of moving diffuser, random phase reflection imaging plane random phase maximum generated in the position of the light beam generated by the random phase generated random speckle patterns, random speckle patterns generated in the eye when the integral effect of speckle reducing effect thus, the imaging speckle phenomenon weakened.

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及激光显示领域，尤其涉及一种光学引擎及激光投影设备。
技术介绍
激光是一种高亮度，方向性强，发出单色相干光束的光源，激光光源作为一种优良的相干光源，具有单色性好，方向性强，光通量高等优点，近年来逐渐作为光源应用于投影显示
激光的高相干性也带来了激光投影显示时的散斑效应，散斑是相干光源在照射粗糙的物体时，散射后的光由于其波长相同，相位恒定，就会在空间中产生干涉，空间中有些部分发生干涉相长，有些部分发生干涉相消，最终的结果是在屏幕上出现颗粒状的明暗相间的斑点，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不适感，更会造成投影图像质量的劣化，降低用户的观看体验。因此，减轻激光散斑问题是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本申请实施例提供一种光学引擎及激光投影设备，用以减轻激光散斑，投影图像质量劣化的问题。本专利技术实施例提供的一种光学引擎，包括光机和至少一种光源，发出至少一种颜色的光束，在所述光源发出的光束的传输光路中包括：匀光部件、运动漫射体；所述匀光部件的入光面和/或出光面设置有相位片；所述运动漫射体设置在所述匀光部件的出光面出射的光束的传输路径上，所述运动漫射体所在的位置与投影成像的位置共轭，其中，所述光束经过所述运动漫射体产生随机相位。可选地，在所述匀光部件入光面设置的相位片的入射光束的传输路径上，设置有振动的反射型相位片；或者，在所述匀光部件入光面设置的相位片的出射光束的传输路径上，设置有振动的反射型相位片。可选地，所述振动的反射型相位片的振动方式是平动方式。可选地，所述匀光部件的入光面设置的相位片包括透射型相位片或反射型相位片。可选地，所述匀光部件的出光面设置的相位片包括透射型相位片或反射型相位片。可选地，所述运动漫射体包括透射型运动漫射体或反射型运动漫射体。可选地，所述匀光部件包括光棒或复眼透镜阵列。可选地，所述至少一种光源包括：发出第一颜色激光的激光器、发出第二颜色激光的激光器和发出第三颜色激光的激光器；或者，所述至少一种光源包括：至少发出第一颜色激光的激光器，以及受激产生至少第二颜色和第三颜色荧光的光源；或者，所述至少一种光源包括：至少发出第一颜色和第二颜色激光的激光器，以及受激产生至少第三颜色荧光的光源。可选地，所述第一颜色为蓝色，所述第二颜色为绿色，所述第三颜色为红色。本专利技术实施例提供的激光投影设备，包括上述的光学引擎；所述光学引擎中的光源为所述光学引擎中的光机提供照明，所述光机对光源光束进行调制，并输出至所述光机的镜头进行成像，投影至投影介质形成投影画面。。本申请实施例提供的光学引擎中，包括光机和至少一种光源，发出至少一种颜色的光束，在光源发出的光束的传输光路中包括：匀光部件、运动漫射体；匀光部件的入光面和/或出光面设置有相位片；运动漫射体设置在匀光部件的出光面出射的光束的传输路径，运动漫射体所在的位置与投影成像的位置共轭，运动漫射体使光束产生随机相位。本申请实施例中，一方面，在匀光部件的入光面设置相位片，其扩散作用使得进入匀光部件的光束的发散角度变得多样化，从而改变光束的相位；在匀光部件的出光面设置相位片，其扩散作用使从匀光部件出射的光束的发散角度变得多样化，从而改变光束的相位；运动漫射体可对光束进行扩散，使光束的发散角度多样化，且因其运动可提高产生随机独立相位的个数或概率，这样，通过相位片和运动漫射体的扩散作用的叠加，使光束的发散角度变得多样化，而光束发散角度的多样化使得光束的光程差异变得多样化，光程决定了相位的变化，因此光束的相位发生变化，从而光程差异使得随机相位产生的概率增大，随机相位能够产生随机的散斑图样，而具有随机性的散斑图样在人眼产生积分效应时，散斑效应会减弱，从而降低了图像的散斑现象；另一方面，运动漫射体所在的位置与投影成像的位置共轭，因为该位置对应投影成像的位置，在该位置光束产生的随机相位分布能最大程度的反映对应位置的成像面产生的随机相位分布，而在该位置上产生的随机相位越多，由于能够最为直观或最大程度的影响在对应位置的成像面上由随机相位产生的独立散斑图样的个数，从而成像面上的散斑图样的个数也随之越多，利用人眼产生积分效应，散斑效应会减弱，从而成像面的散斑现象减弱。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要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的光学引擎的架构示意图；图2为本申请实施例提供的光束入射至图1所示的透射型固定扩散片103之前高斯能量的分布示意图；图3为本申请实施例提供的光束经过图1所示的透射型固定扩散片103之后的能量分布示意图；图4为本申请实施例提供的光束经过图1所示的匀光部件之后的能量分布示意图；图5为本申请实施例提供的光束经过透射型旋转扩散片106之后的能量分布示意图；图6为本申请实施例提供在图1所示的匀光部件之前添加振动反射镜的激光投影设备的示意图；图7为本申请实施例提供的激光投影系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本申请实施例进行详细描述。在激光传输的光路中，往往存在较多的光学镜片，一般可以包括有比如：凸透镜，凹凸镜，二向色镜，准直透镜等光学镜片。激光器发出的光束在光路中的各个镜片中传输，被透射或反射，进行光学处理。在激光传输光路中，使用扩散片或旋转的散射片进行消散斑，主要是运用空间迭加的方法使散斑细化和运用时间平均的方法使散斑叠加的原理。通过将光束拆分为多个子光束，将散斑细化，并将不同时间点的散斑图样进行叠加匀化，通过在人眼中的积分作用，使散斑现象淡化、减弱。本申请实施例中通过应用相位片、匀光部件和运动漫射体，对激光光束光斑进行一定程度的扩散，扩散使得光束的发散角度变得多样化，而光束发散角度的多样化使得光束的光程差异变得多样化，光程决定了相位的变化，从而使得相位发生变化，光程决定了相位的变化，从而光程的差异使得随机相位产生的概率增大，增加了激光光束空间相位的个数，降低了激光光束的相干性，对光束起到一定的匀化作用，进而提高匀光效果。通过相位片的扩散作用，再经过匀光部件的多次反射和运动漫射体的进一步扩散，使光束出射时的相位发生变化，且因其运动可提高产生随机相位的个数，且运动漫射体所在的位置与成像的位置共轭，因此成像的位置的随机相位的个数也增多，随机相位的个数增多，从而使形成的光斑位置发生移动，从而避免了激光光束长期照射到光学镜片的同一位置，减轻了激光散斑、投影图像质量劣化的问题。在一些实施例中，本申请中采用旋转扩散片实现运动漫射体的可以改变相位的作用，但不限于旋转扩散片，本申请实施例对采用什么部件以什么运动方式实现改变相位的作用不做具体的限制，只要可以使光束的相位发生改变即可。在一些实施例中，本申请中采用固定扩散片实现相位片可以改变入射光束的相位分布的作用，但不限于固定扩散片，本申请实施例对采用什么部件实现相位片的可以改变入射光束的相位分布的作用不做具体的限制，只要可以改变入射光束的相位分布即可。在一些实施例中，本申请中采用振动反射镜实现振动的反射型相位片使光束的角度变得多样化的作用，但不限于振动反射镜，本申请实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学引擎，包括光机和至少一种光源，所述光源发出至少一种颜色的光束，其特征在于，在所述光源发出的光束的传输光路中包括：匀光部件、运动漫射体；所述匀光部件的入光面和/或出光面设置有相位片；所述运动漫射体设置在所述匀光部件的出光面出射的光束的传输路径上，所述运动漫射体所在的位置与投影成像的位置共轭，其中，所述光束经过所述运动漫射体产生随机相位。

【技术特征摘要】
1.一种光学引擎，包括光机和至少一种光源，所述光源发出至少一种颜色的光束，其特征在于，在所述光源发出的光束的传输光路中包括：匀光部件、运动漫射体；所述匀光部件的入光面和/或出光面设置有相位片；所述运动漫射体设置在所述匀光部件的出光面出射的光束的传输路径上，所述运动漫射体所在的位置与投影成像的位置共轭，其中，所述光束经过所述运动漫射体产生随机相位。2.如权利要求1所述的光学引擎，其特征在于，在所述匀光部件入光面设置的相位片的入射光束的传输路径上，设置有振动的反射型相位片；或者，在所述匀光部件入光面设置的相位片的出射光束的传输路径上，设置有振动的反射型相位片。3.如权利要求2所述的光学引擎，其特征在于，所述振动的反射型相位片的振动方式是平动方式。4.如权利要求1至3中任一项所述的光学引擎，其特征在于，所述匀光部件的入光面设置的相位片包括透射型相位片或反射型相位片。5.如权利要求1至3中任一项所述的光学引擎，其特征在于，所述匀光部件的出光面设置的相位片包括透射型相位片或反射型相位...

【专利技术属性】
技术研发人员：田有良，李巍，刘显荣，
申请(专利权)人：海信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37