專利名稱：一種消除激光散斑效應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)和激光領(lǐng)域，尤其涉及激光顯示領(lǐng)域的，特別是消除激光散斑效 應(yīng)方面。
背景技術(shù)：
激光光源作為投影顯示光源與其它顯示光源相比，具有單色性好、方向性好、亮度 高且光束細膩柔和，色彩豐富，飽和度高，顯示畫面尺寸靈活可變，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。但是， 由于激光的高度相干性，當(dāng)激光照射到粗糙物體的表面時會形成激光散斑，激光散斑的存 在將嚴(yán)重影響激光投影顯示的成像質(zhì)量，降低圖像的對比度和分辨率，也成為制約和阻礙 激光投影顯示快速發(fā)展以及市場化的主要原因之一。為了消除激光散斑，人們已提出了多種方法，例如利用不同波長的光源；利用脈沖 激光的疊加；移動散射體；移動孔徑光闌或振動屏幕等。其中采用破壞激光輸出波陣面的 位相是消除激光散斑效應(yīng)的一種重要方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是基于上述方式，而提出一種簡單可行的，用于消除激光散斑效應(yīng)的方 法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種消除激光散斑效應(yīng)的方法，具體是通過一振動源驅(qū)使激光光路中的可通光 的液體發(fā)生振動，從而使該液體的界面產(chǎn)生隨機無序分布的波面，進而破壞透射的激光的 輸出波陣面的位相，實現(xiàn)消除激光散斑效應(yīng)。進一步的實施方式一所述的液體是二種互不相溶且折射率不同的可通光的液 體，形成液體分層，上述的振動源使該二層液體的分隔界面產(chǎn)生隨機無序分布的波面。更進一步優(yōu)選的，所述的二層液體內(nèi)或者其中的任意一層液體內(nèi)分布有氣泡或者 空氣間隙。進一步的實施方式二 所述的液體是二種折射率不同的可通光的液體，在該二種 液體間設(shè)置一彈性通光隔膜，形成液體分層，上述的振動源使該二層液體的分隔界面產(chǎn)生 隨機無序分布的波面。更進一步優(yōu)選的，所述的二層液體內(nèi)或者其中的任意一層液體內(nèi)分布有氣泡或者 空氣間隙。進一步的，所述的二種液體是置于一密封外殼內(nèi)，該密封外殼的二個通光的限制 層界面是由可通光的材料制成。更進一步的，所述的限制層界面的二個或者其中的一個是由柔軟而具有彈性的可 通光的材料制成。進一步的實施方式三所述的液體是一種可通光的液體，上述的振動源使該液體 的限制層界面產(chǎn)生隨機無序分布的波面。
更進一步優(yōu)選的，所述的液體內(nèi)分布有氣泡或者空氣間隙。進一步的，所述的液體是置于一密封外殼內(nèi)，該密封外殼的二個通光的限制層界 面的二個或者其中的一個是由柔軟而具有彈性的可通光的材料制成。更進一步的，所述的液體的其中一個限制層界面上鍍有反射膜層?；蛘?，所述的液 體的其中一個限制層界面下方設(shè)有反射鏡。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，通過一種簡單且可行的方式，使激光光路中的可通光 的液體發(fā)生振動，從而使該液體的界面產(chǎn)生隨機無序分布的波面，進而破壞透射的激光的 輸出波陣面的位相，實現(xiàn)消除激光散斑效應(yīng)。


圖Ia是本發(fā)明的實施例1的示意圖；圖Ib是本發(fā)明的實施例2的示意圖；圖2a是本發(fā)明的實施例5的示意圖；圖2b是本發(fā)明的實施例6的示意圖；圖3a是本發(fā)明的實施例9的示意圖；圖3b是本發(fā)明的實施例10的示意圖；圖4a是本發(fā)明的實施例11的示意圖；圖4b是本發(fā)明的實施例12的示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進一步說明。本發(fā)明中消除激光散斑效應(yīng)的方法是通過一振動源使激光光路中的可通光的液 體發(fā)生振動，從而使該液體的界面產(chǎn)生隨機無序分布的波面，進而破壞透射的激光的輸出 波陣面的位相，實現(xiàn)消除激光散斑效應(yīng)。該界面可以是二層液體的間隔層界面的振動，可以 是一層液體外的限制層界面的振動，也可以是二者兼具。優(yōu)選的，還可以在液體內(nèi)增加氣泡 或者空氣間隙以獲得更佳的效果。如果沒有氣泡或空氣空隙，則振動時，液體分界面的振動 很??；有氣泡或空氣隙時，振動將較大。實施例1 參閱圖Ia所示，將可通光的第一液體102和第二液體103按一定比例，如1 1、 1 2或其他比例充入一限制液體的密封外殼101內(nèi)。其中，該密封外殼101的上下二個限 制層界面1011和1012是可通光的材料制成，以保證激光可透射通過。該第一液體102和 第二液體103為二種互不相溶且折射率不同的可通光的液體，例如，第一液體102是油，第 二液體103是水。因此，二種液體會自然形成一個液體分層界面的間隔層界面106。該密封 外殼101上設(shè)置有一個用于產(chǎn)生振動的振動源104，該振動源104可以是一微型電機或者 低頻驅(qū)動的PZT等，通過該振動源104可以帶動密封外殼101內(nèi)的第一液體102和第二液 體103發(fā)生振動，從而使該第一液體102和第二液體103的間隔層界面106產(chǎn)生隨機無序 分布的波面，當(dāng)入射激光1071經(jīng)過該裝置后，出射激光1072就可以獲得產(chǎn)生隨機的位相分 布，以實現(xiàn)消除激光散斑效應(yīng)的目的。優(yōu)選的，在第一液體102內(nèi)注入有氣泡105或者空氣間隙，氣泡105或者空氣間隙可以使振動時液面的振動幅度加大，可以獲得更佳的位相分布的效果。實施例2:參閱圖Ib所示，在如圖Ia所示的實施例結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，也在第二液體103內(nèi)注入 氣泡105或者空氣間隙，可以獲得相比實施例1中更佳的位相分布的效果。需要注意的，此 時該裝置必須縱向分布設(shè)置于光路中，否則氣泡105或者空氣間隙將因浮力的原因，而擠 壓入密度較低的液體層中。當(dāng)然，如果橫向分布也可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的，只是氣泡105或 者空氣間隙僅分布于其中的任意一層密度較小的液體內(nèi)而已，則轉(zhuǎn)變成實施例1的結(jié)構(gòu)。實施例3 在如圖Ia和圖Ib所示的實施例1和實施例2的結(jié)構(gòu)中，密封外殼101的上下二 個限制層界面1011和1012 —般是可通光的硬性材料制成，當(dāng)振動源104帶動密封外殼101 內(nèi)的第一液體102和第二液體103發(fā)生振動時，僅其間隔層界面106或者氣泡105發(fā)生振 動，而限制層界面1011和1012不發(fā)生振動形變。而本實施例3則是在實施例1或者實施 例2的基礎(chǔ)上，將一個限制層界面1011選用柔軟而具有彈性的可通光的材料制成，當(dāng)振動 源104帶動密封外殼101內(nèi)的第一液體102和第二液體103發(fā)生振動時，不僅其間隔層界 面106或者氣泡105發(fā)生振動，其中的一個柔軟而具有彈性的可通光的材料制成的限制層 界面1011也發(fā)生振動形變，可以獲得相比上述2個實施例更佳的位相分布的效果。實施例4 相比上述的實施例3，該實施例是將二個限制層界面1011和1012均采用柔軟而具 有彈性的可通光的材料制成，則振動源104振動時，限制層界面1011和1012同時均發(fā)生振 動形變，可以獲得相比上述實施例3還更佳的位相分布的效果。實施例5 參閱圖2a所示，將可通光的第一液體102和第二液體103，充入一限制液體的密 封外殼101內(nèi)。其中，該密封外殼101的上下二個限制層界面1011和1012是可通光的材 料制成，以保證激光可透射通過。該第一液體102和第二液體103為二種折射率不同的可 通光的液體，可以是可互溶的或者同上述實施例一樣的互不相溶的且折射率不同的2種液 體，或者是同種類液體但摻入其他物質(zhì)以產(chǎn)生不同折射率的液體，如一層為蒸餾水，一層為 加入一定量食鹽的水溶液。二種液體間設(shè)置一彈性通光隔膜108，用于將兩種液體分隔開， 形成不相混合的液體分層。同樣的，該密封外殼101上設(shè)置有一個用于產(chǎn)生振動的振動源 104，該振動源104可以是一微型電機或者低頻驅(qū)動的PZT等，通過該振動源104可以帶動 密封外殼101內(nèi)的第一液體102和第二液體103發(fā)生振動，從而使該第一液體102和第二 液體103之間間隔的彈性通光隔膜108振動，而使這2種液體的分隔界面產(chǎn)生隨機無序分 布的波面，當(dāng)入射激光經(jīng)過該裝置后，出射激光就可以獲得產(chǎn)生隨機的位相分布，以實現(xiàn)消 除激光散斑效應(yīng)的目的。優(yōu)選的，在第一液體102內(nèi)注入有氣泡105或者空氣間隙，氣泡105或者空氣間隙 可以使振動時液面的振動幅度加大，可以獲得更佳的位相分布的效果。實施例6 參閱圖2b所示，類似于圖Ib的實施例2的，在如圖2a所示的實施例結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ) 上，也在第二液體103內(nèi)注入氣泡105或者空氣間隙，可以獲得相比實施例5中更佳的位相 分布的效果。由于有彈性通光隔膜108的存在，此時該裝置可以任意方向設(shè)置于光路中，而不會像圖Ib的實施例2中的氣泡105或者空氣間隙將因浮力的原因而全部擠入密度較低 的液體層中。實施例7 在上述圖2a和圖2b所示的實施例5和實施例6的結(jié)構(gòu)中，密封外殼101的上下 二個限制層界面1011和1012 —般是可通光的硬性材料制成，當(dāng)振動源104帶動密封外殼 101內(nèi)的第一液體102和第二液體103發(fā)生振動時，僅其間隔層界面106或者氣泡105發(fā)生 振動，而限制層界面1011和1012不發(fā)生振動形變。而本實施例7則是在實施例5或者實 施例6的基礎(chǔ)上，將一個限制層界面1011選用柔軟而具有彈性的可通光的材料制成，當(dāng)振 動源104帶動密封外殼101內(nèi)的第一液體102和第二液體103發(fā)生振動時，不僅其間隔層 界面106或者氣泡105發(fā)生振動，其中的一個柔軟而具有彈性的可通光的材料制成的限制 層界面1011也發(fā)生振動形變，可以獲得相比上述2個實施例更佳的位相分布的效果。實施例8 相比上述的實施例7，該實施例是將二個限制層界面1011和1012均采用柔軟而具 有彈性的可通光的材料制成，則振動源104振動時，限制層界面1011和1012同時均發(fā)生振 動形變，可以獲得相比上述實施例7還更佳的位相分布的效果。實施例9 參閱圖3a所示，將可通光的液體109充入一限制液體的密封外殼101內(nèi)。其中， 該密封外殼101的上下二個限制層界面1011和1012是可通光的材料制成，以保證激光可 透射通過。并且必要的，該密封外殼的二個通光的限制層界面的二個均是或者其中的一個 是由柔軟而具有彈性的可通光的材料制成。同樣的，該密封外殼101上設(shè)置有一個用于產(chǎn) 生振動的振動源104，該振動源104可以是一微型電機或者低頻驅(qū)動的PZT等，通過該振動 源104可以帶動密封外殼101內(nèi)的液體109，通光液體109的振動力，從而迫使限制層界面 1011和1012的一個或者二個發(fā)生振動形變，而使該液體的通光的限制層界面產(chǎn)生隨機無 序分布的波面，當(dāng)入射激光經(jīng)過該裝置后，出射激光就可以獲得產(chǎn)生隨機的位相分布，以實 現(xiàn)消除激光散斑效應(yīng)的目的。實施例10 參閱圖3b所示，在如圖3a所示的實施例結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在液體109內(nèi)注入氣泡 105或者空氣間隙，氣泡105或者空氣間隙可以使振動時液面的振動幅度加大，可以獲得更 佳的位相分布的效果。實施例11 參閱圖4a所示，類似于實施例9的，將可通光的液體109充入一限制液體的密封 外殼101內(nèi)。其中，該密封外殼101的上下二個限制層界面1011和1012是可通光的材料制 成，以保證激光可透射通過。并且必要的，該密封外殼的二個通光的限制層界面的二個均是 或者其中的一個是由柔軟而具有彈性的可通光的材料制成。同樣的，該密封外殼101上設(shè) 置有一個用于產(chǎn)生振動的振動源104，該振動源104可以是一微型電機或者低頻驅(qū)動的PZT 等，通過該振動源104可以帶動密封外殼101內(nèi)的液體109，通光液體109的振動力，從而迫 使限制層界面1011和1012的一個或者二個發(fā)生振動形變，而使該液體的通光的限制層界 面產(chǎn)生隨機無序分布的波面。并且，在其中的一個限制層界面1012鍍有反射膜層110，或者 在限制層界面1012下方設(shè)有反射鏡。此時激光以一定傾角入射，入射激光1071穿過限制層界面1011及液體109，在限制層界面1012的反射膜層110表面或者限制層界面1012下 方的反射鏡發(fā)生反射，并再次穿過液體109及限制層界面1011透射而出，出射激光1072就 可以獲得產(chǎn)生隨機的位相分布，以實現(xiàn)消除激光散斑效應(yīng)的目的。實施例12 參閱圖4b所示，在如圖4a所示的實施例結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在液體109內(nèi)注入氣泡 105或者空氣間隙，氣泡105或者空氣間隙可以使振動時液面的振動幅度加大，可以獲得更 佳的位相分布的效果。利用本發(fā)明的方法制成的任一結(jié)構(gòu)的消除激光散斑效應(yīng)的裝置，可以放在任何激 光投影儀鏡頭前，用于消除或減少激光散斑效應(yīng)。優(yōu)選的，本發(fā)明通光的液體可以用透明軟 質(zhì)膠狀體的液體。盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明 白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上可以對 本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種消除激光散斑效應(yīng)的方法，其特征在于通過一振動源驅(qū)使激光光路中的可通光的液體發(fā)生振動，從而使該液體的界面產(chǎn)生隨機無序分布的波面，進而破壞透射的激光的輸出波陣面的位相，實現(xiàn)消除激光散斑效應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除激光散斑效應(yīng)的方法，其特征在于所述的液體是二種 互不相溶且折射率不同的可通光的液體，形成液體分層，上述的振動源使該二層液體的分 隔界面產(chǎn)生隨機無序分布的波面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的消除激光散斑效應(yīng)的方法，其特征在于所述的二層液體內(nèi) 或者其中的任意一層液體內(nèi)分布有氣泡或者空氣間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除激光散斑效應(yīng)的方法，其特征在于所述的液體是二種 折射率不同的可通光的液體，在該二種液體間設(shè)置一彈性通光隔膜，形成液體分層，上述的 振動源使該二層液體的分隔界面產(chǎn)生隨機無序分布的波面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的消除激光散斑效應(yīng)的方法，其特征在于所述的二層液體內(nèi) 或者其中的任意一層液體內(nèi)分布有氣泡或者空氣間隙。
6.根據(jù)2至5任一權(quán)利要求所述的消除激光散斑效應(yīng)的方法，其特征在于所述的二 種液體是置于一密封外殼內(nèi)，該密封外殼的二個通光的限制層界面是由可通光的材料制 成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的消除激光散斑效應(yīng)的方法，其特征在于所述的限制層界面 的二個或者其中的一個是由柔軟而具有彈性的可通光的材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除激光散斑效應(yīng)的方法，其特征在于所述的液體是一種 可通光的液體，上述的振動源使該液體的限制層界面產(chǎn)生隨機無序分布的波面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的消除激光散斑效應(yīng)的方法，其特征在于所述的液體內(nèi)分布 有氣泡或者空氣間隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的消除激光散斑效應(yīng)的方法，其特征在于所述的液體是 置于一密封外殼內(nèi)，該密封外殼的二個通光的限制層界面的二個或者其中的一個是由柔軟 而具有彈性的可通光的材料制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的消除激光散斑效應(yīng)的方法，其特征在于所述的液體的其中 一個限制層界面上鍍有反射膜層。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的消除激光散斑效應(yīng)的方法，其特征在于所述的液體的其中 一個限制層界面下方設(shè)有反射鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及光學(xué)和激光領(lǐng)域，尤其涉及激光顯示領(lǐng)域的，特別是消除激光散斑效應(yīng)方面。本發(fā)明的消除激光散斑效應(yīng)的方法，具體是通過一振動源驅(qū)使激光光路中的可通光的液體發(fā)生振動，從而使該液體的界面產(chǎn)生隨機無序分布的波面，進而破壞透射的激光的輸出波陣面的位相，實現(xiàn)消除激光散斑效應(yīng)。本發(fā)明的優(yōu)點是通過簡單可行的方案實現(xiàn)了消除激光散斑效應(yīng)的目的。
文檔編號G02B26/06GK101950087SQ20101026270
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者吳礪, 陳燕平 申請人:福州高意通訊有限公司