專利名稱：采用雙復(fù)眼透鏡的激光投影光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及投影顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種采用雙復(fù)眼透鏡的激光投影光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
激光光源通過光束整形器整形和擴(kuò)大成面光源，會(huì)產(chǎn)生任意性的干涉影像點(diǎn)，稱為“散斑”。采用激光光源的光學(xué)系統(tǒng)具有光效高、色域廣的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在著激光散斑的問題。散斑表現(xiàn)為一種干擾紋，是亮度的高低有規(guī)律地反復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象。同時(shí)在使用復(fù)眼透鏡做整形和光均勻化的系統(tǒng)中也容易在畫面中形成 網(wǎng)格紋理。在傳統(tǒng)的使用激光光源的光學(xué)系統(tǒng)中，一般在光路中會(huì)使用一個(gè)光管或復(fù)眼透鏡作為光斑整形及能量均勻化的核心光學(xué)元件，此外，在光路中還會(huì)增加擴(kuò)散片(Difuser)用于減弱散斑，這些擴(kuò)散片為固定安裝方式，或是采用震動(dòng)或旋轉(zhuǎn)方式。但是，為了更好的消除散斑及光束通過復(fù)眼透鏡后形成的網(wǎng)格紋理，需要采用有一定擴(kuò)散角的擴(kuò)散片。但擴(kuò)散片通常透過率較低，會(huì)造成光學(xué)系統(tǒng)的光效率損失過大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種采用雙復(fù)眼透鏡的激光投影光學(xué)系統(tǒng)，應(yīng)用本發(fā)明能夠有效改善投影畫面中出現(xiàn)的激光散斑及網(wǎng)格紋理現(xiàn)象，同時(shí)復(fù)眼透鏡本身的透過率較高可以將光損失控制在可接受的范圍內(nèi)。采用雙復(fù)眼透鏡的激光投影光學(xué)系統(tǒng)，包含光源及合色模塊、用于光源擴(kuò)展的第一復(fù)眼透鏡、振動(dòng)反射鏡、準(zhǔn)直模塊、光斑整形及能量均勻化的第二復(fù)眼透鏡、匯聚模塊、調(diào)制成像及投射模塊。從光源及合色模塊中出射的激光光束通過第一復(fù)眼透鏡后，會(huì)被擴(kuò)展成能量分布相對(duì)更均勻，截面更大的光束，之后光束通過振動(dòng)反射鏡反射后進(jìn)入準(zhǔn)直模塊，光束經(jīng)準(zhǔn)直后再通過第二復(fù)眼透鏡，后經(jīng)匯聚透鏡及調(diào)整成像裝置后由投射模塊進(jìn)行投射。所述光源中至少有一個(gè)為激光光源。本發(fā)明提供的采用雙復(fù)眼透鏡的激光投影光學(xué)系統(tǒng)，在準(zhǔn)直模塊與振動(dòng)反射鏡之間增加第一復(fù)眼透鏡，光束經(jīng)過該復(fù)眼透鏡后光束的擴(kuò)散角增大，光束的能量均勻性提高。在準(zhǔn)直模塊與匯聚模塊之間增加第二復(fù)眼透鏡，光束通過該復(fù)眼透鏡實(shí)現(xiàn)光斑整形及均勻性的提聞。本發(fā)明所提供的激光投影系統(tǒng)中，采用兩個(gè)復(fù)眼透鏡，兩個(gè)復(fù)眼透鏡都是由多個(gè)小透鏡體排列組成，且兩個(gè)復(fù)眼透鏡的參數(shù)可以相同也可以相異。本發(fā)明所提供的激光投影系統(tǒng)中，在準(zhǔn)直模塊前有一振動(dòng)的反射鏡，反射鏡的振動(dòng)方向與反射面的法線相同。光束從第一個(gè)復(fù)眼透鏡出射后光束得到了擴(kuò)束，且能量均勻性提高，再經(jīng)過振動(dòng)反射鏡反射后光束的光程會(huì)隨振動(dòng)反射鏡的振動(dòng)而改變，從而有效破壞激光的相干性達(dá)到減弱散斑的目的。而光束在經(jīng)過第一個(gè)復(fù)眼透鏡后光束的發(fā)散角增大可以有效改善由于第二個(gè)復(fù)眼透鏡而引起的網(wǎng)格紋理現(xiàn)象。


圖I本發(fā)明提供的采用雙復(fù)眼透鏡的激光投影光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖2本發(fā)明中隨振動(dòng)反射鏡的振動(dòng)光束光程的變化示意 圖3本發(fā)明中光束經(jīng)過第一復(fù)眼透鏡后光束的發(fā)散角擴(kuò)大示意圖。
具體實(shí)施方案以下結(jié)合各個(gè)附圖對(duì)本發(fā)明提出的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的描述。圖I為本發(fā)明提供的采用雙復(fù)眼透鏡的激光投影光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的具體實(shí)施方案為在有激光光源的光路中，由各光源及合色模塊(101) 形成的光束，先通過第一個(gè)復(fù)眼透鏡(102)使光束得到擴(kuò)束及均勻化后，經(jīng)過振動(dòng)反射鏡(103)反射再由準(zhǔn)直模塊(104)將光線準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后的光束再到達(dá)第二復(fù)眼透鏡(105)，在對(duì)光束進(jìn)行整形和均勻化后出射到匯聚模塊(106)經(jīng)匯聚后的光束再經(jīng)由調(diào)制成像及投射模塊(107)投射到屏幕。本發(fā)明提供的解決方案中通過第一復(fù)眼透鏡(102)增大光束的擴(kuò)散角后再通過振動(dòng)反射鏡對(duì)光束進(jìn)行反射，由于反射鏡振動(dòng)的方向?yàn)榉瓷涿娴姆ň€方向，則經(jīng)反射后的光束的光程隨反射鏡的振動(dòng)而發(fā)生變化(如附圖2中所示)，從而有效破壞激光的相干性，減弱投影畫面的散斑現(xiàn)象。光束通過第一復(fù)眼透鏡(102)后發(fā)散角及光束截面積的增加(如附圖3中所示)，能有效地降低由于光束通過第二復(fù)眼透鏡(105)時(shí)由于衍射而出現(xiàn)的網(wǎng)格紋理問題。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.采用雙復(fù)眼透鏡的激光投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述激光投影光學(xué)系統(tǒng)包括光源及合色模塊、用于光源擴(kuò)展的復(fù)眼透鏡、振動(dòng)反射鏡、準(zhǔn)直模塊、光斑整形及能量均勻化的復(fù)眼透鏡、匯聚模塊、調(diào)制成像及投射模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用雙復(fù)眼透鏡的激光投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述光源至少有一個(gè)為激光光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用雙復(fù)眼透鏡的激光投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述光學(xué)系統(tǒng)中有兩個(gè)復(fù)眼透鏡且兩個(gè)復(fù)眼透鏡可以相同也可以相異。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的采用雙復(fù)眼透鏡的激光投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述兩個(gè)復(fù)眼透鏡一個(gè)在所述準(zhǔn)直模塊的前面為第一復(fù)眼透鏡，另一個(gè)在所述準(zhǔn)直模塊的后面為第二復(fù)眼透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用雙復(fù)眼透鏡的激光投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述振動(dòng)反射鏡位于準(zhǔn)直模塊之前。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的采用雙復(fù)眼透鏡的激光投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述振動(dòng)反射鏡的振動(dòng)方向?yàn)榉瓷涿娴姆ň€方向。
全文摘要
本發(fā)明提供一種采用雙復(fù)眼透鏡的激光投影光學(xué)系統(tǒng)，包含光源及合色模塊、用于光源擴(kuò)展的復(fù)眼透鏡、震動(dòng)折鏡、準(zhǔn)直模塊、光斑整形及能量均勻化的復(fù)眼透鏡、匯聚模塊、調(diào)制成像及投射模塊。在使用復(fù)眼透鏡進(jìn)行光斑整形及能量均勻化的投影系統(tǒng)中，為了減弱激光通過復(fù)眼透鏡產(chǎn)生的網(wǎng)格紋理和在投影屏上相干干涉產(chǎn)生的散斑，以及上述在過程中盡可能減少光損失，在準(zhǔn)直模塊和光源之間再增加一個(gè)用于光源擴(kuò)展的復(fù)眼透鏡以及一個(gè)震動(dòng)的折鏡達(dá)到減弱激光衍射產(chǎn)生的網(wǎng)格紋理及相干干涉散斑問題。
文檔編號(hào)G03B21/20GK102722028SQ201110080100
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者劉治新, 吳中雄 申請(qǐng)人:上海三鑫科技發(fā)展有限公司