一种激光散斑消除装置及其激光显示设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及激光显示技术领域，具体涉及一种激光散斑消除装置及其激光显示设备，该装置包括：两个以上叠放的压电层，压电层由压电材料构成；每个压电层的两侧面上分别设有电极，电极与电源相导通，电源上设有电源输出控制器，电源输出控制器用于控制电源向每个压电层上的电极输出变化的电压，使得通电后的各个压电层的长度互不相同；激光从压电层的前端面进入至压电层的内部，并压电层的后端面射出。本发明专利技术的电源在电源控制器的控制下，向每个压电层输出变化的电压，使得每个压电层在通电时刻下其长度均不相一致，有效地降低了各激光之间的相干性，从而达到消除激光散斑的效果；且其无需额外的机械辅助结构，有效地降低了产品的尺寸。

A laser speckle eliminating device and its laser display device

【技术实现步骤摘要】
一种激光散斑消除装置及其激光显示设备
本专利技术涉及激光显示
，具体涉及一种激光散斑消除装置以及一种激光显示设备。
技术介绍
在激光显示技术中，以红绿蓝三基色激光作为光源，可以真实地再现客观世界中丰富的色彩。但是，由于激光具有良好的相干性，当激光照射在粗糙物体表面时反射或投射的光之间会出现干涉的现象，呈现出无规则分布明暗不等的颗粒状的点，即激光散斑。激光散斑是影响成像质量非常关键的因素，历年来都一直是激光显示领域研究的重点和难点。激光散斑导致的颗粒感的存在会严重影响激光显示图像的质量，带来不好的观看体验，因此激光散斑必须要减弱或者消除。现有的激光散斑消除方法中，最常见的是在激光光路中设置消散斑光学元件，并为光学元件引入机械扰动，例如设置运动的扩散片或散射片等，这种方法只能较粗略地消除散斑，并且由于引入机械扰动，结构不稳定，尺寸也相对较大。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本专利技术的目的即在于提供一种基于逆压电效应的激光散斑消除装置以及其激光显示设备。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术是一种激光散斑消除装置，包括：两个以上叠放的压电层，所述压电层由压电材料构成；每个压电层的两侧面上分别设有电极，所述电极与电源相导通，所述电源上设有电源输出控制器，所述电源输出控制器用于控制所述电源向每个压电层上的电极输出变化的电压，使得通电后的各个压电层的长度互不相同；激光从所述压电层的前端面进入至所述压电层的内部，并所述压电层的后端面射出。本专利技术是一种激光显示设备，包括：发光器件和如上所述的激光散斑消除装置，所述发光器件与所述激光散斑消除装置的前端面相对准，所述发光器件所发射的激光从所述激光散斑消除装置的前端面进入至所述激光散斑消除装置中，并从所述激光散斑消除装置的后端面射出。本专利技术的激光散斑消除装置由若干个压电层构成，且在每个压电层中连接有电源，所述电源在电源控制器的控制下，向每个压电层输出变化的电压，由于逆压电效应，压电材料在通电后，其长度会发生变化，使得每个压电层在通电时刻下其长度均不相一致，进而使得通过各压电层之间的激光的光程互不相同，有效地降低了通过各个压电层后的激光之间的相干性，从而达到消除激光散斑的效果；且本专利技术的结构简单稳定，无需额外的机械辅助结构，有效地降低了产品的尺寸。附图说明为了易于说明，本专利技术由下述的较佳实施例及附图作详细描述。图1为逆压电效应的原理示意图；图2为本专利技术激光散斑消除装置实施例一的结构示意图；图3为本专利技术中的压电层组成结构示意图；图4为本专利技术激光散斑消除装置中红绿蓝三基色激光的相位差与电压之间的关系图；图5为本专利技术激光散斑消除装置实施例二的结构示意图；图6为未采用激光散斑消除装置的显示效果图；图7为采用了本专利技术激光散斑消除装置的显示效果图。标号说明：10、压电层；11、压电材料；12、前端面；20、电极；30、黏合剂。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术的激光散斑消除装置是基于压电材料的逆压电效应而设计，其中，逆压电效应是指当在电介质的极化方向施加电场，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失；具体参照图1所示。实施例一请参阅图2至图4，下面对本专利技术的一种激光散斑消除装置进行具体描述，其包括：四个叠放的压电层10，所述压电层10由压电材料11构成，所述压电材料11为锆钛铅酸镧压电陶瓷(PLZT)，每个所述压电层10的长度均不相同，压电层10由下到上的尺寸分别为4mm×5mm、4mm×4mm、4mm×3mm、4mm×2mm，四个压电层10层叠为阶梯形状；其中，该压电层10可以采用矩形结构，故在不施加电压的情况下，该激光散斑消除装置本身就具有一定的从空间上减弱相干性的能力；每个压电层10的两侧面上分别设有电极20，所述电极20与电源相导通；所述电源上设有电源输出控制器，所述电源输出控制器用于控制所述电源在相同时刻下向每个压电层上的电极输出相同的电压，使得通电后的各个压电层的长度互不相同；激光从所述压电层10的前端面12进入至所述压电层10的内部，并所述压电层10的后端面射出。在本实施例中，从发光器件射出的激光激光束垂直入射至所有压电层10的前端面12，其将单束激光分为多束非相干光，在空间上破坏了激光的相干性；并在通过电源在压电材料11的极化方向上施加电场，且该电源所输入的电压采用脉冲电压的形式，可以是周期性的或随机的，使得各个压电层10发生不同的形变量，空间上使激光产生光程差，打乱激光的相干性；而输入电压随时间的变化，使压电材料11组随时间的形变量不同，使激光在时间上的相干性被破坏，导致激光在压电材料11中传输的光程存在差异，这就会使激光的相位产生无序的分布，从而减弱了激光的相干性，使激光光源在应用过程中散斑效应减弱，有效消除激光散斑。本专利技术通过时间相干性和空间相干性的结合，使激光散斑现象得到抑制，达到比较好的激光光源散斑消除效果。其中，逆压电效应中对压电材料11所加电场与材料产生的形变关系具体为：当对压电材料11所加电场不是很强的情况下，一级近似下由电场引起的应变电场强度的关系是线性的，即为：Sjk＝dijkEi(i，j，k＝1，2，3)(1)若应力很大，或电场很强时，由电场引起的应变电场之间还存在非线性的关系，即Sjk＝dijkEi+γiljkEiEl(i，j，k，l＝1，2，3)(2)其中dijk为逆压电系数张量，表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光散斑消除装置，其特征在于，包括：两个以上叠放的压电层，所述压电层由压电材料构成；每个压电层的两侧面上分别设有电极，所述电极与电源相导通，所述电源上设有电源输出控制器，所述电源输出控制器用于控制所述电源向每个压电层上的电极输出变化的电压，使得通电后的各个压电层的长度互不相同；激光从所述压电层的前端面进入至所述压电层的内部，并所述压电层的后端面射出。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光散斑消除装置，其特征在于，包括：两个以上叠放的压电层，所述压电层由压电材料构成；每个压电层的两侧面上分别设有电极，所述电极与电源相导通，所述电源上设有电源输出控制器，所述电源输出控制器用于控制所述电源向每个压电层上的电极输出变化的电压，使得通电后的各个压电层的长度互不相同；激光从所述压电层的前端面进入至所述压电层的内部，并所述压电层的后端面射出。


2.根据权利要求1所述的激光散斑消除装置，其特征在于，每个所述压电层的长度均不相同，所述电源输出控制器控制所述电源在每个时刻中输出至每个压电层上的电极电压均相同。


3.根据权利要求1所述的激光散斑消除装置，其特征在于，每个所述压电层的长度均相同，所述电源输出控制器控制所述电源在每个时刻中输出至每个压电层上的电极电压均不相同。


4.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐德刚，王晶晶，郭汝海，刘显荣，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