一种激光投影装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的激光投影装置，入射的激光光束经前固定扩束镜组扩束后进入变倍镜组，变倍镜组选择扩束后的光束直径并入射至补偿镜组，补偿镜组对经变倍镜组输出的光进行补偿并输出准直光束，准直光束经聚焦镜组后汇聚于聚焦镜组的后焦面处，并经位于后焦面处的随机位相片发散后的光束被后固定准直镜组准直后进入固定准直镜组，并经后固定准直镜组输出扩束后的准直光束，本发明专利技术提供的激光投影装置，扩束后再聚焦的光束可被聚集成更小的焦点，可近似视为后面准直镜组的标准焦点，将随机位相片放置于该聚焦点位置，可以起到匀光和消散斑作用，从而实现连续变倍扩束、准直、匀光与消散斑。

A laser projection device

【技术实现步骤摘要】
一种激光投影装置
本专利技术涉及激光显示
，特别涉及一种激光投影装置。
技术介绍
激光具有方向性、相干性好与高亮度的特点，广泛应用于投影显示、投影光刻照明系统等领域。特别是微纳加工领域的激光投影光刻照明系统，对扩束后的激光的均匀度、准直度要求较高。同时，由于激光所具有的相干性使激光经过元器件或到达显示面板时，会因反射、折射、干涉、衍射和散射等效应产生较严重的散斑噪声，严重影响光刻质量。目前，激光扩束器件有固定倍率和变倍两种激光扩束器。固定倍率扩束器，通常是通过固定透镜组组合来扩展激光发散角；变倍扩束器，是改变镜组的相对位置来调节光束发散角。激光扩束准直镜，即将光束直径按一定倍率进行扩大。从激光器输出的激光束的光斑尺寸和发散角的乘积是光学不变量，近似为一定值。压缩激光发散角实际就是激光准直。压缩发散角并不能改善光束质量，即单纯的激光扩束不能改善光束质量。所以目前的技术是在激光扩束准直镜后的准直光路中加入微透镜阵列或位相片等器件进匀光及消散斑。激光扩束准直镜与消散斑器件独立，结构松散，匀光后的光束是面发散光，很难用镜组得到高质量的准直光束。另一种技术是在原始激光束上加入振动位相片，再用傅里叶透镜准直。由于一般激光器输出光束直径大于3mm，经过有一定发散角的位相片后，用集成的镜组准直同样很难得到高质量的均匀准直光束。目前的激光显示或投影光刻照明系统中，消散斑、匀光准直一般是采用多个分立光学元件实现，结构复杂、松散，稳定性差，系统功耗高。
技术实现思路
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种可同时实现连续变倍扩束、准直、匀光与消散斑的激光投影装置。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术提供的一种激光投影装置，包括：沿激光光束传播方向依次设置的前固定扩束镜组、变倍镜组、补偿镜组、聚焦镜组、随机位相片及后固定准直镜组，其中：入射的激光光束经所述前固定扩束镜组扩束后进入所述变倍镜组，所述变倍镜组选择扩束后的光束直径并入射至所述补偿镜组，所述补偿镜组对经所述变倍镜组输出的光进行补偿并输出准直光束，所述准直光束经所述聚焦镜组后汇聚于所述聚焦镜组的后焦面处，并经位于所述后焦面处的随机位相片发散后的光束进入所述固定准直镜组，并经所述后固定准直镜组准直后输出准直光束，其中，所述随机位相片对入射的准直光束起到减弱空间相干性的作用。在一些较佳的实施例中，所述前固定扩束镜组可放大光束发散角，所述前固定扩束镜组为单透镜或多透镜组合。在一些较佳的实施例中，所述变倍镜组可通过前后调节位置来选择光束直径，所述变倍镜组为单透镜或多透镜组合。在一些较佳的实施例中，所述补偿镜组可通过前后调节位置来准直光束，所述补偿镜组为单透镜或多透镜组合。在一些较佳的实施例中，所述聚焦镜组为单透镜或多透镜组合。在一些较佳的实施例中，所述随机位相片安装有振动驱动器，所述振动驱动器可使所述随机位相片高速旋转或径向快速振动，振动频率大于1000Hz。在一些较佳的实施例中，所述随机位相片为在石英玻璃或其它透明硬质材料上刻蚀微结构的薄形元器件，所述微结构为随机排布的凹凸纹。在一些较佳的实施例中，所述前端变倍镜组与所述补偿镜组联动可实现变倍扩束，所述变倍扩束的扩束倍率连续变化范围为0.3X～10X，所述后端聚焦镜组与后固定准直镜组的组合扩束倍数为5X。在一些较佳的实施例中，所述激光投影装置对光束扩束倍数可在1.5X～50X范围内连续变化。本专利技术采用上述技术方案的优点是：本专利技术提供的激光投影装置，入射的激光光束经所述前固定扩束镜组扩束后进入所述变倍镜组，所述变倍镜组选择扩束后的光束直径并入射至所述补偿镜组，所述补偿镜组对经所述变倍镜组输出的光进行补偿并输出准直光束，所述准直光束经所述聚焦镜组后汇聚于所述聚焦镜组的后焦面处，并经位于所述后焦面处的随机位相片发散后的光束进入所述固定准直镜组，并经所述后固定准直镜组输出扩束后的准直光束。其中，所述随机位相片对入射的准直光束起到减弱空间相干性的作用，本专利技术提供的激光投影装置，和未经扩束的激光光束相比，扩束后再聚焦的光束可被聚集成更小的焦点，可近似视为后面准直镜组的一个标准焦点。将随机位相片放置于该聚焦点位置，可以起到很好的匀光和消散斑作用，同时不影响后面的准直镜组实现高质量的准直光束，从而实现连续变倍扩束、准直、匀光与消散斑，简化光路设计，更加便于光路集成、小形化，并降低了光路调校难度，提高安装精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术的一些实施例，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它的附图。图1为本专利技术实施例提供的激光投影装置结构示意图。图2为本专利技术实施例提供的激光投影装置连续变倍扩束过程中，变倍镜组及补尝镜组联动方式示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术提供了一种激光投影装置，包括沿激光光束传播方向依次设置的前固定扩束镜组01、变倍镜组02、补偿镜组03、聚焦镜组04、随机位相片05及后固定准直镜组07。上述激光投影装置的工作方式如下：入射的激光光束经所述前固定扩束镜组01扩束后进入所述变倍镜组02，所述变倍镜组02选择扩束后的光束直径并入射至所述补偿镜组03，所述补偿镜组03对经所述变倍镜组02输出的光进行补偿并输出准直光束，所述准直光束经所述聚焦镜组04后汇聚于所述聚焦镜组04的后焦面处，并经位于所述后焦面处的随机位相片发散后的光束被所述后固定准直镜组07准直后进入所述固定准直镜组07，并经所述后固定准直镜组07输出扩束后的准直光束，其中，所述随机位相片05对入射的准直光束起到减弱空间相干性的作用。在一些较佳的实施例中，所述前固定扩束镜组01可放大光束发散角，所述前固定扩束镜组01为单透镜或多透镜组合。在一些较佳的实施例中，所述变倍镜组02可通过前后调节位置来选择光束直径，所述变倍镜组02为单透镜或多透镜组合。可以理解，通过变倍镜组02的位置来选择光束直径，变倍镜组02与前固定扩束镜组01最小距离为两者不接触即可。在一些较佳的实施例中，所述补偿镜组03可通过前后调节位置来准直光束，所述补偿镜组03为单透镜或多透镜组合。可以理解，补偿镜组03与聚焦镜组04最小距离是两者不接触，补偿镜组03的位置还受变倍镜组02位置约束，两者联动，以实现最佳的距离。在一些较佳的实施例中，所述聚焦镜组04为单透镜或多透镜组合，所述聚焦镜组04可对入射的光束进行聚焦，所述聚焦镜组04本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光投影装置，其特征在于，包括：沿激光光束传播方向依次设置的前固定扩束镜组、变倍镜组、补偿镜组、聚焦镜组、随机位相片及后固定准直镜组，其中：/n入射的激光光束经所述前固定扩束镜组扩束后进入所述变倍镜组，所述变倍镜组选择扩束后的光束直径并入射至所述补偿镜组，所述补偿镜组对经所述变倍镜组输出的光进行补偿并输出准直光束，所述准直光束经所述聚焦镜组后汇聚于所述聚焦镜组的后焦面处，并经位于所述后焦面处的随机位相片发散后的光束进入所述固定准直镜组，并经所述后固定准直镜组准直后输出准直光束，其中，所述随机位相片对入射的准直光束起到减弱空间相干性的作用。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光投影装置，其特征在于，包括：沿激光光束传播方向依次设置的前固定扩束镜组、变倍镜组、补偿镜组、聚焦镜组、随机位相片及后固定准直镜组，其中：
入射的激光光束经所述前固定扩束镜组扩束后进入所述变倍镜组，所述变倍镜组选择扩束后的光束直径并入射至所述补偿镜组，所述补偿镜组对经所述变倍镜组输出的光进行补偿并输出准直光束，所述准直光束经所述聚焦镜组后汇聚于所述聚焦镜组的后焦面处，并经位于所述后焦面处的随机位相片发散后的光束进入所述固定准直镜组，并经所述后固定准直镜组准直后输出准直光束，其中，所述随机位相片对入射的准直光束起到减弱空间相干性的作用。


2.如权利要求1所述的激光投影装置，其特征在于，所述前固定扩束镜组可放大光束发散角，所述前固定扩束镜组为单透镜或多透镜组合。


3.如权利要求1所述的激光投影装置，其特征在于，所述变倍镜组可通过前后调节位置来选择光束直径，所述变倍镜组为单透镜或多透镜组合。


4.如权利要求1所述的激光投影装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王笑冰，柯华恒，黄燕燕，郑邦坚，成刚，
申请(专利权)人：深圳市深大极光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44