一种消散斑装置、激光光源及激光投影设备制造方法及图纸

本申请提供了一种消散斑装置、激光光源及激光投影设备，包括声光晶体和超声波激励源，超声波激励源通过耦合介质层与所述声光晶体连接。耦合介质层设置在所述声光晶体上，利用超声波激励源通过耦合介质层向声光晶体注入频率随时间变化的超声波，该频率随时间变化的超声波通过声光晶体时，会使晶体中各点的折射率随时间和空间变化。由于声光晶体的折射率可随时间和空间变化，进而射入上该声光晶体内的激光光束，在其内部的传输光程也会存在差异。而不同的光程可以使出射激光光束的相位不同，所以上述声光晶体出射激光光束的相位相同或者相位差恒定的概率就大大降低，减轻出射激光的相干程度，可大大减轻散斑效应，提高投影画面的显示质量。

A speckle eliminating device, laser light source and laser projection equipment

【技术实现步骤摘要】
一种消散斑装置、激光光源及激光投影设备
本公开涉及投影显示
，尤其涉及一种消散斑装置、激光光源及激光投影设备。
技术介绍
激光因具有单色性好、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
然而，激光的单色高相干性也会造成激光投影显示时的散斑效应，其中，散斑是指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且相位恒定，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，更造成投影图像质量的劣化。为减小激光由于其自身特性带来的散斑效应，目前有多种消散斑的方法。其中，有一种在投影系统中使用振动的显示屏，通过屏的振动来减弱散斑斑点在人眼内的积分作用，但是对于大尺寸屏幕的控制来说，该方法并不适用，并且目前投影也正朝向无屏化方向发展。还有一种就是通过在激光光路中设置扩散部件增加激光的空间相位，以破坏相位恒定的干涉条件进行减弱散斑。但是上述扩散部件的消散斑效果与扩散部件本身设置的发散角度相关，并不能有效抑制或者避免上述散斑现象，因此无法有效提高投影画面的显示质量。因此，如何有效减轻激光光源相干性所造成的投影图像散斑是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种消散斑装置、激光光源及激光投影设备，以解决激光光源应用时的散斑效应问题。根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种消散斑装置，包括声光晶体和超声波激励源，其中：所述超声波激励源通过耦合介质层与所述声光晶体连接，用于向所述声光晶体注入频率随时间变化的超声波，所述耦合介质层设置在所述声光晶体上；所述声光晶体，用于在所述超声波的作用下，对射入所述声光晶体的激光光束的相位进行调制，所述激光光束在所述声光晶体中的传播方向与所述超声波的传播方向相垂直。根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种激光光源，包括激光器，同时所述激光器所发出激光光束的传输光路中设置有如本专利技术实施例第一方面所述的消散斑装置。根据本专利技术实施例的第三方面，提供了一种激光投影设备，包括光机、镜头、以及如本专利技术实施例第二方面所述的激光光源，其中：所述的激光光源为所述光机提供照明，所述光机对光源光束进行调制，并输出至所述镜头进行成像，投射至投影介质形成投影画面。由上述实施例可见，本专利技术实施例提供的消散斑装置、激光光源及激光投影设备，利用超声波激励源通过耦合介质层向声光晶体注入频率随时间变化的超声波，该频率随时间变化的超声波通过声光晶体时，会使晶体中各点的折射率随时间和空间变化。由于声光晶体的折射率可随时间和空间变化，进而射入上该声光晶体内的激光光束，在其内部的传输光程也会存在差异。而不同的光程可以使出射激光光束的相位不同，所以上述声光晶体出射激光光束的相位相同或者相位差恒定的概率就大大降低，即破坏发生干涉的条件之一，减轻出射激光的相干程度。因此，将该消散斑装置应用于激光光源后，可大大减轻散斑效应，提高投影画面的显示质量。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。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，对于本领域普通技术人员而言，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一种消散斑装置的基本结构示意图；图2为本申请实施例提供的图1中消散斑装置的激光通过方向和超声波传播方向示意图；图3为本申请实施例提供的图1中的消散斑装置对激光光束的相位调制原理示意图；图4为本申请实施例提供的激光光束没有经过消散斑装置和经过消散斑装置之后的能量分布；图5为本申请实施例提供的另一种消散斑装置的基本结构示意图；图6为本申请实施例提供的图5中消散斑装置的激光通过方向和超声波传播方向示意图；图7为本申请实施例提供的一种声光晶体表面微结构的示意图；图8为本申请实施例提供的一种激光光源的基本结构示意图；图9为本申请实施例提供的一种激光投影设备的基本结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，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他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。针对现有激光光源在投影显示时存在散斑效应问题，本专利技术实施提供了一种消散斑装置、激光光源及激光投影设备。当光波和声波同时射到晶体上时，声波会与晶体发生作用，使晶体的光学性质发生改变，从而改变光波的性质，如使光束发生偏转、使光强和频率发生变化等，这种晶体称为声光晶体。当超声波在声光晶体中传播时，由于超声波是一种弹性波(纵向应力波)，使声光晶体产生相应的弹性形变，激起各质点沿声波的传播方向振动，引起声光晶体的密度呈疏密相间的交替变化，进而引起声光晶体的折射率也随着发生相应的周期性变化。当光通过上述有超声波作用的声光晶体时，相位就要受到调制，将会引起相位的变化，本实施例便是声光晶体对光的相位调制，来减轻激光光束的相干性。基于上述原理，下面将对本专利技术实施提供的消散斑装置进行详细介绍。图1为本申请实施例提供的一种消散斑装置的基本结构示意图。如图1所示，该装置主要包括超声波激励源10、耦合介质层20以及声光晶体30。其中，超声波激励源10可以由驱动电源101与电声转换器102构成。驱动电源101与电声转换器102连接，用以产生控制信号施加于电声换能器102的两端电极上，驱动电声换能器102工作；电声换能器102通过设置在声光晶体30上的耦合介质层20与声光晶体连接，并利用来自驱动电源101的控制信号把电震荡信号转换为超声振动，在通过耦合介质层20把超声振动注入到声光晶体30中。图2为本申请实施例提供的图1中消散斑装置的激光通过方向和超声波传播方向示意图。如图2所示，在进行激光散斑消除时，设计使用驱动电源101发出的控制信号可以使电声转换器102输出频率随时间变化的超声波信号给声光晶体30。基于布拉格衍射是对于高频超声波而产生的衍射，并且布拉格衍射的光能量主要分布在一级衍射光的特点，本实施例使激光光束在声光晶体30中产生拉曼-奈斯衍射，使激光光束在声光晶体30中的传播方向与超声波的传播方向相垂直，即使激光光束沿垂直超声波的传播方向射入声光晶体30内部。图3为本申请实施例提供的图1中的消散斑装置对激光光束的相位调制原理示意图。如图1所示，声光晶体30作为声光相互作用的场所，在行波声场的作用下，其折射率出现增大或减小的交替变换，并以声速向前推荐，由于声速仅为光速的数十万分之一，所以为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消散斑装置，其特征在于，包括声光晶体和超声波激励源，其中：/n所述超声波激励源通过耦合介质层与所述声光晶体连接，用于向所述声光晶体注入频率随时间变化的超声波，所述耦合介质层设置在所述声光晶体上；/n所述声光晶体，用于在所述超声波的作用下，对射入所述声光晶体的激光光束的相位进行调制，所述激光光束在所述声光晶体中的传播方向与所述超声波的传播方向相垂直。/n

【技术特征摘要】
1.一种消散斑装置，其特征在于，包括声光晶体和超声波激励源，其中：
所述超声波激励源通过耦合介质层与所述声光晶体连接，用于向所述声光晶体注入频率随时间变化的超声波，所述耦合介质层设置在所述声光晶体上；
所述声光晶体，用于在所述超声波的作用下，对射入所述声光晶体的激光光束的相位进行调制，所述激光光束在所述声光晶体中的传播方向与所述超声波的传播方向相垂直。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声波激励源用于向所述声光晶体施加频率随机变化的两个超声波，所述两个超声波的传播方向相互垂直。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述两个超声波的频率随时间变化规律不同。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括超声波吸声模块，其中：
所述超声波吸声模块设置在所述声光晶体输出超声波的端面，用于吸收所述声光晶体输出的超声波。


5.根据权利要求1所述的装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐德刚，王晶晶，郭汝海，刘显荣，田有良，严德贤，
申请(专利权)人：青岛海信激光显示股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37