一种消散斑光路及三色激光投影系统技术方案

本发明专利技术公开了一种消散斑光路及三色激光投影系统，涉及激光显示技术领域。包括反射光路组件、动态消散斑装置和光棒；所述动态消散斑装置包括扩散部件和与扩散部件连接的驱动部件；所述反射光路组件将透过扩散部件的激光束经过至少一次反射后聚焦于光棒的入口处。通过反射光路组件使光路多次转折，只用一个动态消散斑装置实现多个动态消散斑装置的功能，达到较佳的消散斑效果。本发明专利技术所提供的激光消散斑光路结构简单，反射或者折反射组合的光路设计使得光机结构更加紧凑，易于实现三色激光投影系统小型化。

【技术实现步骤摘要】
一种消散斑光路及三色激光投影系统
本专利技术涉及激光显示
，尤其涉及一种消散斑光路及三色激光投影系统。
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。现有的激光投影显示技术中的消散斑方案为：在照明光路中设置多个动态或静态扩散部件，或动态与静态部件组合方式进行消散斑处理，这种消散斑方式在三色激光显示中达到的消散斑效果仍不能满足显示要求，并且使用较多的动态消散斑部件成本较高且噪音较大，仍需进一步优化消散斑方案，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
，提供一种消散斑光路及三色激光投影系统，实现较佳的消散斑效果。为了达到上述的技术效果，本专利技术采取以下技术方案：一种消散斑光路，包括反射光路组件、动态消散斑装置和光棒；所述动态消散斑装置包括扩散部件和与扩散部件连接的驱动部件；所述反射光路组件将透过扩散部件的激光束经过至少一次反射后聚焦于光棒的入口处。进一步的，所述反射光路组件包括第一反射镜和第二反射镜，且扩散部件设置在第一反射镜和第二反射镜之间，所述第一反射镜和第二反射镜组成反射光路将透过扩散部件的激光束经过两次反射后聚焦于光棒的入口处。进一步的，所述第一反射镜和第二反射镜至少其中一个为曲面镜或至少其中一个为平面镜。进一步的，所述扩散部件为至少一片方形扩散片，驱动部件为振动控制器，带动扩散部件按预设轨迹进行周期运动。进一步的，所述扩散部件为至少一片垂直设置的方形扩散片，第一反射镜用于将透过方形扩散片的激光束反射并再次穿过方形扩散片，第二反射镜用于将二次穿过方形扩散片的激光束反射并再次穿过方形扩散片并聚焦于光棒的入口处。进一步的，所述第一反射镜和第二反射镜均为曲面镜。进一步的，所述第一反射镜为平面镜，在方形扩散片前面光路中设置有用于收光的第一聚光透镜；所述第二反射镜均为曲面镜。既能起到转折光路的作用，又可以替代透镜达到收光聚光的目的。进一步的，所述第一反射镜和第二反射镜均为平面镜，在方形扩散片前面光路中设置有用于收光的第一聚光透镜；方形扩散片后面的光路中设置有用于收光的第二聚光透镜，且第二聚光透镜设置在方形扩散片和光棒之间。进一步的，所述扩散部件为至少一片垂直设置的方形扩散片，第一反射镜用于将透过方形扩散片的激光束反射并再次穿过方形扩散片，第二反射镜用于将二次穿过方形扩散片的激光束反射并直接聚焦于光棒的入口处。进一步的，所述扩散部件为至少一片倾斜设置的方形扩散片，所述第一反射镜和第二反射镜均为曲面镜；第一反射镜用于将透过方形扩散片的激光束反射并再次穿过方形扩散片，第二反射镜用于将二次穿过方形扩散片的激光束反射并直接聚焦于光棒的入口处。进一步的，所述方形扩散片与入射激光束的入射角在0°-75°之间。进一步的，所述扩散部件可以在x、y、z三个坐标轴方向任意振动，或者只在x轴、y轴、z轴中的一个方向振动，或在xy平面、yz平面、xz平面中的任一面内振动。进一步的，所述扩散部件为圆形扩散片，驱动部件为马达；圆形扩散片与马达同轴连接，马达带动圆形扩散片绕轴高速旋转。进一步的，第一反射镜用于将透过圆形扩散片的激光束反射并再次穿过圆形扩散片，第二反射镜用于将二次穿过圆形扩散片的激光束反射并再次穿过圆形扩散片并聚焦于光棒的入口处。进一步的，所述第一反射镜和第二反射镜均为曲面镜。进一步的，所述第一反射镜和第二反射镜分别设置在马达旋转轴的两侧。进一步的，所述第一反射镜和第二反射镜分别设置在马达旋转轴的同侧。进一步的，所述反射光路组件包括椭球面镜和第一聚焦透镜，扩散部件设置在椭球面镜和第一聚焦透镜之间，所述第一聚焦透镜和椭球面镜组成反射光路将透过扩散部件的激光束经过反射后聚焦于光棒的入口处。进一步的，所述扩散部件为方形扩散片，驱动部件为振动控制器，带动扩散部件按预设轨迹进行周期运动；第一聚焦透镜把激光束聚焦于椭球面镜的第一焦点，穿过方形扩散片的激光束经过椭球面镜的反射聚焦于椭球面镜的第二焦点，然后穿过扩散部件并聚焦于光棒的入口处。进一步的，所述扩散部件为圆形扩散片，驱动部件为马达；圆形扩散片与马达同轴连接，马达带动圆形扩散片绕轴高速旋转；第一聚焦透镜把激光束聚焦于椭球面镜的第一焦点，穿过方形扩散片的激光束经过椭球面镜的反射聚焦于椭球面镜的第二焦点，然后穿过扩散部件并聚焦于光棒的入口处。进一步的，所述扩散部件与椭球面镜的端面平行放置，且扩散部件位于椭球面镜的第一焦点和第二焦点面±5mm范围内。进一步的，所述第一聚光透镜的光轴与扩散部件的表面法线夹角为α，经椭球面镜镜反射后的光轴与扩散部件表面的法线夹角为β，所述α、β在0°-75°范围内。进一步的，所述α与β角度相等。进一步的，所述光棒位于出射光焦点位置，光棒入口端与入射到光棒的光束的光轴垂直。进一步的，所述扩散部件为玻璃或石英扩散片，单面或双面漫散射面。进一步的，第一反射镜和第二反射镜表面镀有介质反射膜或者金属反射膜。进一步的，第一聚焦透镜和第二聚焦透镜为单个透镜或透镜组。同时本专利技术还提供一种三色激光投影系统，它包括上述的一种消散斑光路，以及绿色激光器阵列，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；所述红色激光器阵列、绿色激光器阵列、蓝激光器阵列分别发出红绿蓝激光束，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消散斑光路中，在消散斑光路中激光束被多次反射、扩散后，聚焦于光棒入口。通过光棒的匀光及整形透镜组的整形，光束照射到显示芯片表面，经芯片表面微镜反射后，激光束透过镜头成像。特别的，本专利技术中消散斑光路技术方案可应用于单片、双片或三片DMD投影显示系统，或者LCD、LCOS投影显示系统。所述动态消散斑装置包括扩散部件和驱动部件，所述扩散部件为方形或圆片型扩散片，材料为玻璃或石英等透光材料，单面或双面漫散射面；当扩散部件为方形扩散片时，驱动部件为振动控制器，带动扩散部件按预设轨迹进行周期运动；当扩散部件为圆片型扩散片时，驱动部件为马达，带动扩散部件进行周期旋转运动；所述动态消散斑装置位于第一反射镜和第二反射镜之间，反射镜表面镀有介质反射膜或金属反射膜。激光光源发出的激光束照射到扩散部件并透射，透射出的激光束照射到第一反射镜上，第一反射镜把激光束反射并第二次透过扩散部件，激光束照射到第二反射镜上，并被反射后第三次透过扩散部件并聚焦于光棒入口。通过光路反射转折，激光束可以实现两次或三次以上透过扩散部件，使用一个动态消散斑装置即可达到两个或三个以上动态消散斑装置的效果，可以达到较佳的消散斑效果，同时光的反射不会产生色差，可以减小红绿蓝激光色差问题。所述光棒为中空矩形体或者锥形体；优选的，所述动态消散斑装置的扩散部件垂直于入射激光束放置，入射光束为平行光。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消散斑光路，其特征在于：包括反射光路组件、动态消散斑装置和光棒；所述动态消散斑装置包括扩散部件和与扩散部件连接的驱动部件；所述反射光路组件将透过扩散部件的激光束经过至少一次反射后聚焦于光棒的入口处。

【技术特征摘要】
1.一种消散斑光路，其特征在于：包括反射光路组件、动态消散斑装置和光棒；所述动态消散斑装置包括扩散部件和与扩散部件连接的驱动部件；所述反射光路组件将透过扩散部件的激光束经过至少一次反射后聚焦于光棒的入口处。2.根据权利要求1所述的一种消散斑光路，其特征在于：所述反射光路组件包括第一反射镜和第二反射镜，且扩散部件设置在第一反射镜和第二反射镜之间，所述第一反射镜和第二反射镜组成反射光路将透过扩散部件的激光束经过两次反射后聚焦于光棒的入口处。3.根据权利要求2所述的一种消散斑光路，其特征在于：所述第一反射镜和第二反射镜至少其中一个为曲面镜或至少其中一个为平面镜。4.根据权利要求3所述的一种消散斑光路，其特征在于：所述扩散部件为至少一片方形扩散片，驱动部件为振动控制器，带动扩散部件按预设轨迹进行周期运动。5.根据权利要求4所述的一种消散斑光路，其特征在于：所述扩散部件为至少一片垂直设置的方形扩散片，第一反射镜用于将透过方形扩散片的激光束反射并再次穿过方形扩散片，第二反射镜用于将二次穿过方形扩散片的激光束反射并再次穿过方形扩散片并聚焦于光棒的入口处。6.根据权利要求5所述的一种消散斑光路，其特征在于：所述第一反射镜和第二反射镜均为曲面镜。7.根据权利要求5所述的一种消散斑光路，其特征在于：所述第一反射镜为平面镜，在方形扩散片前面光路中设置有用于收光的第一聚光透镜；所述第二反射镜均为曲面镜。8.根据权利要求5所述的一种消散斑光路，其特征在于：所述第一反射镜和第二反射镜均为平面镜，在方形扩散片前面光路中设置有用于收光的第一聚光透镜；方形扩散片后面的光路中设置有用于收光的第二聚光透镜，且第二聚光透镜设置在方形扩散片和光棒之间。9.根据权利要求4所述的一种消散斑光路，其特征在于：所述扩散部件为至少一片垂直设置的方形扩散片，第一反射镜用于将透过方形扩散片的激光束反射并再次穿过方形扩散片，第二反射镜用于将二次穿过方形扩散片的激光束反射并直接聚焦于光棒的入口处。10.根据权利要求2所述的一种消散斑光路，其特征在于：所述扩散部件为至少一片倾斜设置的方形扩散片，所述第一反射镜和第二反射镜均为曲面镜；第一反射镜用于将透过方形扩散片的激光束反射并再次穿过方形扩散片，第二反射镜用于将二次穿过方形扩散片的激光束反射并直接聚焦于光棒的入口处。11.根据权利要求10所述的一种消散斑光路，其特征在于：所述方形扩散片与入射激光束的入射角在0°-75°之间。12.根据权利要求4-11任一所述的一种消散斑光路，其特征在于：所述扩散部件可以在x、y、z三个坐标轴方向任意振动，或者只在x轴、y轴、z轴中的一个方向振动，或在xy平面、yz平面、xz平面中的任一面内振动。13.根据权利要求3所述的一种消散斑光路，其特征在于：所述扩散部件为圆形扩散片，驱动部件为马达；圆形扩散片与马达同轴连接，马达带动圆形扩散片绕轴高速旋转。14.根据权利要求13所述的一种消散斑光路，其特征在于：第一反射镜用于将透过圆形扩散片的激光束反射并再次...

【专利技术属性】
技术研发人员：何龙，姜银磊，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