一种基于角度多样性的空间分布紧凑型散斑抑制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于角度多样性的空间分布紧凑型散斑抑制装置，其设置在激光光源之后，包括：平行且间隔设置的两块立体反射板，用于激光光束的定向高效反射；旋转取光装置，用于实现激光光束的时序选择及空间分离；支撑装置，用于固定立体反射板并带动旋转取光装置旋转；光束汇聚装置，用于将空间分离光束进行汇聚及时序叠加。本发明专利技术提供的装置可完成对光束的空间分离及时序叠加，基于角度多样性原理，高效实现激光散斑的抑制。高效实现激光散斑的抑制。高效实现激光散斑的抑制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于角度多样性的空间分布紧凑型散斑抑制装置


[0001]本专利技术涉及基于激光光源的显示及成像领域，特别涉及一种基于角度多样性的空间分布紧凑型散斑抑制装置。

技术介绍

[0002]激光投影显示具有色域空间大、色饱和度高、屏幕尺寸灵活、光源寿命长以及节能环保等显著优点，被视作新一代显示技术的突破口。激光投影显示的初始研究主力以日本的索尼、三菱，韩国的三星、LG和比利时的巴可等国外传统显示巨头为代表。目前，我国在激光显示领域也已经取得了“百花齐放”的大好局面，全球激光投影显示也已逐步交由海信、小米、视美乐、长虹等中国企业主导。
[0003]然而，当高相干的激光光源照射在光学粗糙的表面上时，会引起光强的随机分布，表现为屏幕上无规则的亮点和暗点。这种随机分布的颗粒状图案即为激光散斑。激光散斑会严重降低画面的质量，增加观众的视疲劳。因此，激光散斑的抑制是破除制约和阻碍激光显示快速发展以及市场化的关键技术。
[0004]激光散斑的抑制主要通过非相干散斑的动态叠加实现。非相干散斑的产生既可以通过激光光源的波长、角度及偏振多样性实现，也可以通过在光路中加入运动的散射介质实现。其中波长多样性方法不适用于激光光源，偏振多样性方法产生效果有限，角度多样性方法旨在通过引入满足角度多样性原理的多个非相干光束叠加实现散斑抑制，是较好的选择。但角度多样性带来了光束数量多且空间分离、装置空间占有较大的问题，不利于激光投影设备小型化。
[0005]因此，寻找一种结构简单、能够实现散斑抑制且空间分布紧凑的装置具有重大的意义。专利CN2020112191645公开了一种基于角度多样性的散斑抑制及焦深拓展装置，但是该装置存在以下问题：由于光线投射到光线汇聚装置上的镜向位置不同，为实现光线严格汇聚到同一点，不能使用通常的透镜进行光线汇聚，需要对汇聚装置进行特殊处理方能到达预想效果；装置要求两反射镜严格平行，但该装置存在处于动态的旋转反射镜，旋转过程中的晃动易引起光路的偏移，导致光束无法正常从出光口出射，降低光的利用率。因此，该装置的空间利用率有限，导致散斑抑制稳定性较差。

技术实现思路

[0006]为克服上述现有技术所存在的不足，本专利技术提供一种基于角度多样性的空间分布紧凑型散斑抑制装置，旨在提高散斑抑制率。
[0007]本专利技术为解决技术问题，采用如下技术方案：
[0008]一种基于角度多样性的空间分布紧凑型散斑抑制装置，其特点在于：所述装置设置在激光光源之后，包括：平行且间隔设置的两块立体反射板，用于激光光束的定向高效反射；旋转取光装置，用于实现激光光束的时序选择及空间分离；支撑装置，用于固定立体反射板并带动旋转取光装置旋转；光束汇聚装置，用于将空间分离光束进行汇聚及时序叠加。
其中：
[0009]两块立体反射板垂直于所述激光光源所发出光束的方向设置；靠近所述激光光源的立体反射板为第一立体反射板、另一个为第二立体反射板，在第一立体反射板上设置有入射孔；
[0010]在两个所述立体反射板的相对面上皆设计有周期性排列的倾斜反射平面，用于实现光在两立体反射板之间的折返传播，且使得光从第一立体反射板到第二立体反射板的传播方向与激光光源所发出光束的方向平行、光从第二立体反射板到第一立体反射板的传播方向与激光光源所发出光束的方向不平行；
[0011]两个所述立体反射板中心的连线构成装置的中轴线；所述旋转取光装置是由两个反射镜构成的潜望镜结构，第一反射镜设置在两立体反射板之间，第二反射镜设置在两立体反射板所构成的区域之外；所述旋转取光装置可围绕中轴线进行旋转，且随着旋转取光装置的旋转，由第一立体反射板到第二立体反射板的光经旋转取光装置的两次反射，以平行方向取出至两立体反射板所构成的区域之外，并照射到光束汇聚装置，实现光束在空间上的分离以及在时序上的切换；
[0012]所述支撑装置用于固定两块立体反射板，并带动旋转取光装置旋转；
[0013]所述光束汇聚装置设置在两个所述立体反射板的后方，且所述光束汇聚装置的焦点位于装置中轴线上，用于将旋转取光装置所取出的光汇聚至焦点处，实现空间分离光束的汇聚及时序叠加。
[0014]进一步地：所述倾斜反射平面是以所述立体反射板的中心为圆点呈射状均布的若干斜切面。斜切面的倾斜角度、数量以及两立体发射板之间的间距相互配合，使光在两立体发射板之间的折返方向满足：光从第一立体反射板到第二立体反射板的传播方向与激光光源所发出光束的方向平行、光从第二立体反射板到第一立体反射板的传播方向与激光光源所发出光束的方向不平行。
[0015]进一步地，所述光束汇聚装置的参数(包括装置的半径和装置的焦距)满足：经旋转取光装置在旋转一周的时序内所导出的任意两条空间上分离的光束，在经过所述的光束汇聚装置汇聚后，两光束的夹角满足角度多样性原理，并且时序叠加在所述的光束汇聚装置的焦点处。
[0016]进一步地，装置使用过程中，所述立体反射板相对于光源处于相对静止状态，所述旋转取光装置由支撑装置带动旋转。
[0017]进一步地，所述旋转取光装置的旋转周期应小于探测器或人眼的积分时间。
[0018]与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
[0019]1、利用本专利技术的装置，使得激光光源所发出的光束在立体反射板的反射下，由旋转取光装置通过旋转在不同位置处取出，并通过光束汇聚装置以满足角度多样性的若干光线汇聚至同一焦点处，实现高效率的散斑抑制效果。且经旋转取光装置旋转一周所取出的光线，位于以装置中轴线为中轴的同一圆柱面上，可以有效提高空间利用率。
[0020]2、本专利技术的装置中，立体反射板相对于光源处于相对静止状态，通过旋转取光装置饶中轴线的旋转来取光，使得两立体反射板之间的光路位置固定，从而使装置具有较高的稳定性。
附图说明
[0021]图1为本专利技术散斑抑制装置的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术的散斑抑制装置中立体反射板的结构示意图；
[0023]图3为本专利技术实施例中利用散斑抑制装置对光进行处理的光路图；
[0024]图中标号：1为激光光源，2为立体反射板，2
‑
1为入射孔，2
‑
2为倾斜反射平面，3为旋转取光装置，4为支撑装置，5为光束汇聚装置。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。
[0026]实施例1
[0027]如图1和图2所示，本实施例公开了一种基于角度多样性的空间分布紧凑型散斑抑制装置，其设置在激光光源1之后，包括：平行且间隔设置的两块立体反射板2，旋转取光装置3，支撑装置4以及光束汇聚装置5，其中：
[0028]两块立体反射板2垂直于激光光源1所发出光束的方向设置；靠近激光光源1的立体反射板2为第一立体反射板、另一个为第二立体反射板，在第一立体反射板上设置有入射孔2
‑
1；
[0029]在两个立体反射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于角度多样性的空间分布紧凑型散斑抑制装置，其特征在于：所述装置设置在激光光源(1)之后，包括：平行且间隔设置的两块立体反射板(2)，旋转取光装置(3)，支撑装置(4)以及光束汇聚装置(5)，其中：两块立体反射板(2)垂直于所述激光光源(1)所发出光束的方向设置；靠近所述激光光源(1)的立体反射板(2)为第一立体反射板、另一个为第二立体反射板，在第一立体反射板上设置有入射孔(2
‑
1)；在两个所述立体反射板(2)的相对面上皆设计有周期性排列的倾斜反射平面(2
‑
2)，用于实现光在两立体反射板之间的折返传播，且使得光从第一立体反射板到第二立体反射板的传播方向与激光光源(1)所发出光束的方向平行、光从第二立体反射板到第一立体反射板的传播方向与激光光源(1)所发出光束的方向不平行；两个所述立体反射板(2)中心的连线构成装置的中轴线；所述旋转取光装置(3)是由两个反射镜构成的潜望镜结构，第一反射镜设置在两立体反射板(2)之间，第二反射镜设置在两立体反射板(2)所构成的区域之外；所述旋转取光装置(3)可围绕中轴线进行旋转，且随着旋转取光装置(3)的旋转，由第一立体反射板到第二立体反射板的光经旋转取光装置的两次反射，以平行方向取出至两立体反射板(2)所构成的区域之外，并照射到光束汇聚装置，实现光束...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓辉，傅文博，王亮，冯文韬，张程，张恩铭，张维，周勇，方文坛，陈小林，黄松，高伟清，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：