一种激光投影散斑测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种激光投影散斑测量系统，包括内部设有光源模块和成像测量装置的箱体，且所述光源模块和成像测量装置分别通过可对光源模块和成像测量装置的位置角度进行调节的光源支撑机构和探测器支撑机构设置在箱体内；光源模块由激光光源和非相干光源组成。在测试中，所述光源模块或者被测激光发出的光投射至投影屏上形成光斑，进一步光斑图像被成像至成像测量装置的探测面上实现测量；与传统设备相比，本装置创新性地在箱体内集成了激光光源、非相干光源和成像测量装置，并可以通过对应的支撑机构进行位置角度对准，实现了校准和测试功能于一体，不仅保证了散斑测量的准确度，而且使测量更加便捷、适用于实验室以及现场测量。

【技术实现步骤摘要】
一种激光投影散斑测量系统
本专利技术涉及激光投影显示测量的
，具体涉及一种激光投影散斑测量系统。
技术介绍
随着显示技术的迅速发展，激光显示凭借诸多优势成为新一代的显示技术，其突出优势包括色域覆盖率高、高亮度、高对比度等，并成为最有前景的新一代显示技术；激光显示的优势主要来源于激光光源的采用，换句话说，激光光源具有很好的相干性、单色性、色纯度高、色域大；然而，相对于激光波长，投影光学器件或者投影屏表面粗糙，激光经过粗糙表面产生干涉，进而在投影画面中出现“散斑”现象，散斑的存在不仅会严重影响照明光斑的均匀性和图像质量，而且还会引起视觉疲劳。因此，业内专家也做了大量关于消除或降低散斑的研究，也发表了一系列的研究成果。在测量方面，激光散斑的准确测量对于激光投影显示散斑程度的评价至观重要，同时也是验证消散斑技术效果的重要手段；目前通常采用散斑对比度来对激光散斑程度进行评价。对于激光散斑的检测，业内相关企业和专家也提出了一些解决方案；如公开号为CN201520785210的专利公开了一种基于人眼特征的激光图像散斑的测量系统，主要包括激光、成像镜头、感应元件，并通过采用与人眼通孔、焦距匹配的成像镜头和匹配视网膜的光强响应曲线的感光元件模拟了人眼对于散斑效应的感知，进而实现散斑进行测量；再者，日本公开号为JP2014-32371A的专利技术公开了一种激光散斑发生器和散斑评估系统，主要包括激光光源、漫射板，并通过驱动漫射板移动并改变激光光束相位，产生不同类型的散斑，并通过散斑测量仪器测量散斑对比度，其中散斑测量仪器包括针孔光阑、成像感应元件、成像镜头。从上述可知，现有的对于激光投影散斑的检测技术和测量装置中均只可以实现散斑对比度的测量，不能实现设备散斑对比度的现场校准功能；如果要对传统激光散斑测试技术进行散斑对比度校准，则需要提供合适的场所、光源夹持设备、校准光源、测量设备安装装置等进行校准，不仅过程繁琐、设备及场地成本相对较高，往往还会由于环境中其他光源或者来自与墙面等的反射光进入测量设备中导致产生较大的杂散光，影响结果的准确度；加之激光散斑测试技术在现场测量中的应用非常广泛，如电影院、会议室等场所，在测量现场实现设备的快速校准对于保证测量的准确性尤显重要。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种激光投影散斑测量系统，通过集成化设计，不仅可以实现激光投影仪以及待测屏幕的散斑特性，而且可随时对测量装置的散斑特性值(如散斑对比度)进行校准，高度保证和提高散斑对比度的测量准确度，实现被测对象的客观科学评价。本装置可实现散斑对比度的校准以及激光投影仪、投影屏的散斑对比度测量。本专利技术通过以下技术方案实现：一种激光投影散斑测量系统，其特征在于，包括：内部设有光源模块和成像测量装置的箱体；其中所述的光源模块由激光光源和非相干光源组成，且所述的光源模块通过可对激光光源和/或非相干光源的位置角度进行调节的光源支撑机构与箱体连接；所述的成像测量装置包括光学成像单元和二维阵列探测器；在箱体内或箱体外设置投影屏，所述光源模块或被测激光发出的光投射在投影屏上形成光斑图像，所述的成像测量装置对准光斑，并通过光学成像单元将光斑成像到二维阵列探测器上。本专利技术装置在创新性的将激光光源和非相干光源集成在了测试装置箱体内，为激光散斑参数的校准和测试提供了必要的光源设备，并通过手动或机械控制装置自动控制激光装置和非相干光源在入射光路中的位置角度的切换、调节，使得入射光束在屏幕上的光斑充满测试区域，并同时充满成像测量装置的视场范围；本装置的光路实现主要为：光源模块或者被测光源发出的光通过投射至投影屏表面形成光斑，进一步地光斑图像经过成像测量装置的光学成像单元后最终成像至成像测量装置的探测面上进行测量。本装置中所提到的投影屏可以为标准参考屏幕(如标准漫反射屏)，也可以为待测的投影屏；并可以根据实际需要将标准参考屏幕设置在箱体内部或外部。以下就激光散斑测试设备的校准和测试功能进行详细介绍：校准功能：本装置的校准主要通过分别将装置箱体内部的激光光源和非相干光源依次切入到入射光路中，并将入射光投射至投影屏上形成光斑，光斑图像进一步经过孔径光阑后成像至成像测量装置的探测面上进行测量得到最高和最低的散斑对比度，并根据理想的散斑对比度对测量值进行校准。一般地，校准时采用的投影屏为标准漫反射屏，且采用激光照射标准漫反射屏时的散斑对比度值理想值为1，校准后测得的散斑对比度应不低于0.97；采用非相干光源照射标准漫反射屏时的散斑对比度的理想值为0，校准后测得的散斑对比度应值应不高于0.02；测试功能：对于已经完成校准的测量装置，则可用来对被测对象(包括激光、激光投影仪、投影屏等)的散斑进行测量。具体地，在对激光投影仪的散斑进行测量时，可将设备箱体内置的光源装置切出光路，进而使得激光投影仪的入射光束照射在投影屏上形成光斑，进一步地，由成像测量装置对散斑进行测量；在对被测投影屏的散斑进行测量时，则可通过将光源装置中的激光切入到入射光路中进发生光束至被测屏幕上形成散斑，进而由成像测量装置对散斑进行测量。与传统激光散斑对比度测试仪器相比，本专利技术测量装置在设备中集成了激光光源和非相干光源，可以便捷地完成散斑对比度的校准功能，在实验室以及现场激光散斑测量场合均可以适用，并具有操作便捷、成本低、功能强大以及测量准确度高的特点，保证了散斑特性测量和评价的准确度，对于指导业内进行激光散斑相关研究提供了技术支撑。本专利技术可以通过以下技术方案进一步限定和完善：作为一种技术方案，所述的成像测量装置中包括使二维阵列探测器中各像素的相对光谱响应度与人眼光视效率函数相匹配的滤色片；即所述的成像测量装置的光谱响应与人眼光视效率函数相匹配。由于人眼观察到的散斑图像除了会受到显示设备光学系统的影响外，还与人眼的光学成像和感光机制有关，尤其是彩色散斑，人眼的光视效率随波长变化，因此传统简单采用相机代替人眼进行散斑图像采集的方法往往无法表征人眼对散斑图像的真实感知，因此，本方案采用光谱响应曲线与人眼光视效率函数相匹配的成像装置，可以更加直观的体现人眼对散斑图像的感知。作为优选，所述的成像测量装置为成像亮度计。作为优选，上述方案中的成像测量装置的位置满足：成像测量装置的中心轴线与光源模块或被测激光的发射光束中心轴线相对于投影屏的法线非对称设置。成像测量装置的中心轴线与入射光束中心轴线非对称设计的目的是避免入射光的镜面反射光对测量结果的影响，更加客观的反射被测对象本身对于散斑产生的特性。作为一种技术方案，所述箱体上设有箱体上设有用于将被测激光的光线引入箱体内的入光口和/或用于采集投影屏表面信号的采样口。本方案中在测量装置的箱体设置将被测激光的光线引入箱体内部的入光口和/或用来采集投影屏表面信号的采样口，进而可以激光投影仪、激光光源或者投影屏幕的散斑特性测试；具体对应三种实施方式，分别为：当箱体同时设有入光口和采样口时，则本设备兼备激光投影和投影屏幕的散斑特性测试；当箱体仅具有入光口，则本设备仅针对备激光投影的散斑测量；当箱体仅具有采样口时，则本设备仅针对备投影屏幕的散斑相关特性测量。作为优选，所述箱体上设有箱体上设有用于将被测激光的光线引入箱体内的入光口和用于采集投影本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光投影散斑测量系统，其特征在于，包括：内部设有光源模块(2)和成像测量装置(3)的箱体(1)；其中所述的光源模块(2)由激光光源(2‑1)和非相干光源(2‑2)组成，且所述的光源模块(2)通过可对激光光源(2‑1)和/或非相干光源(2‑2)的位置角度进行调节的光源支撑机构(4‑1)与箱体(1)连接；所述的成像测量装置(3)包括光学成像单元(3‑1)和二维阵列探测器(3‑2)；在箱体(1)内或箱体(1)外设置投影屏(5)，所述光源模块(2)或被测激光发出的光投射在投影屏(5)上形成光斑，所述的成像测量装置(3)对准光斑，并通过光学成像单元(3‑1)将光斑成像到二维阵列探测器(3‑2)上。

【技术特征摘要】
1.一种激光投影散斑测量系统，其特征在于，包括：内部设有光源模块(2)和成像测量装置(3)的箱体(1)；其中所述的光源模块(2)由激光光源(2-1)和非相干光源(2-2)组成，且所述的光源模块(2)通过可对激光光源(2-1)和/或非相干光源(2-2)的位置角度进行调节的光源支撑机构(4-1)与箱体(1)连接；所述的成像测量装置(3)包括光学成像单元(3-1)和二维阵列探测器(3-2)；在箱体(1)内或箱体(1)外设置投影屏(5)，所述光源模块(2)或被测激光发出的光投射在投影屏(5)上形成光斑，所述的成像测量装置(3)对准光斑，并通过光学成像单元(3-1)将光斑成像到二维阵列探测器(3-2)上。2.如权利要求1所述的激光投影散斑测量系统，其特征在于，所述的成像测量装置(3)中包括使二维阵列探测器(3-2)中各像素的相对光谱响应度与人眼光视效率函数相匹配的滤色片。3.如权利要求1或2所述的激光投影散斑测量系统，其特征在于，所述的箱体(1)上设有用于将被测激光的光线引入箱体(1)内的入光口(1-1)和用于采集投影屏(5)表面信号的采样口(1-2)。4.如权利要求3所述的激光投影散斑测量系统，其特征在于，还包括一个标准漫反射屏(5-1)，且所述的标准漫反射屏(5-1)集成设置在箱体(1)内部，并可从光路中切入或切出。5.如权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘建根，黄艳，蔡欢庆，
申请(专利权)人：杭州远方光电信息股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33