一種降低散斑效果的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種能夠降低激光散斑效果的裝置，包括激光光源、光纖耦合傳輸裝置、漫反射腔體、振動(dòng)裝置及光束整形透鏡組。所述的激光光源通過光纖耦合傳輸裝置，以一定角度入射到漫反射腔體內(nèi)；所述漫反射腔體安裝在振動(dòng)裝置上；所述光纖可以纏繞在振動(dòng)裝置上；所述振動(dòng)裝置帶動(dòng)光纖和漫反射腔產(chǎn)生高頻的微振動(dòng)，隨機(jī)改變光纖和漫反射腔內(nèi)的激光相位；激光從所述光束整形透鏡組輸出，從而實(shí)現(xiàn)降低散斑效果。
【專利說明】一種降低散斑效果的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及激光投影顯示領(lǐng)域，特別是一種降低散斑效果的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 三基色激光作為激光投影顯示技術(shù)的主要光源，使得激光投影顯示具有更廣的色 域、更高的亮度及相對(duì)于普通投影顯示更低的功耗，因此激光投影顯示更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。然 而，由于激光屬于高相干光源，在粗糙的屏幕前，其漫反射激光會(huì)發(fā)生干涉，產(chǎn)生干涉加強(qiáng) 或干涉減弱的隨機(jī)圖樣，即激光散斑現(xiàn)象。散斑嚴(yán)重影響了激光投影顯示的觀看效果。然 而，由于高相干性是激光本質(zhì)屬性，完全消除散斑是不可能。
[0003] 實(shí)用新型專利200820110227. 1說明書公開了一種激光散斑消除裝置，此裝置中 的電磁鐵上可以施加隨機(jī)的脈沖電流信號(hào)，在這個(gè)隨機(jī)的脈沖電流的驅(qū)動(dòng)下，電磁鐵產(chǎn)生 隨機(jī)變化的磁場(chǎng)，從而使永磁鐵帶動(dòng)光纖束的一段產(chǎn)生隨機(jī)振動(dòng)，這樣在光纖束的出射端 產(chǎn)生的激光散斑圖樣也在隨機(jī)變化，在人眼的積分時(shí)間內(nèi)這些隨機(jī)變化的激光散斑圖樣進(jìn) 行平均后，得到的消散斑的效果比光纖束做有規(guī)則的振動(dòng)的效果更佳明顯。但是，該裝置機(jī) 械穩(wěn)定性較差，容易出故障，增加了這種裝置的維護(hù)成本。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型提出一種兼具勻光和降低散斑效果的裝置，具有機(jī)械可靠性高、勻光 效果好、光能利用率高的特點(diǎn)。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的降低散斑效果裝置由一個(gè)或多個(gè)激光光 源，一根光纖，一個(gè)光纖連接器，一個(gè)球形漫反射腔體，一個(gè)振動(dòng)裝置及其驅(qū)動(dòng)組成。其特征 在于所述的激光光源發(fā)射出的激光耦合到光纖中，球形漫反射腔體固定在振動(dòng)裝置內(nèi)，光 纖纏繞在振動(dòng)裝置上，光纖的另一頭通過光纖連接器固定在漫反射腔體上將激光入射到腔 內(nèi)，振動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)輸出高頻信號(hào)，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)裝置產(chǎn)生振動(dòng)，激光光束從漫反射腔體上的方形 出射窗口出射。
[0006] 該降低激光散斑效果裝置的漫反射腔體為空心球型結(jié)構(gòu)；漫反射腔體由塑料或者 具有粗糙漫反射面的高反射率陶瓷材料制成；漫反射腔體具有一個(gè)小的入射圓孔，用于安 裝光纖連接器連接光纖輸入；漫反射腔體具有一個(gè)較大的方形出射窗口，用于輸出方形光 斑。
[0007] 該降低激光散斑效果裝置的球形漫反射腔內(nèi)壁涂覆高達(dá)95%以上的全反射率及 94%以上漫反射率的納米涂料，或者涂覆材料Fluorilon-99WTM，或者其內(nèi)壁涂覆具有高反 射率的漫反射材料BaS0 4或CaS04。
[0008] 該降低激光散斑效果裝置的振動(dòng)裝置為壓電陶瓷片，或者微電機(jī)振動(dòng)機(jī)構(gòu)制成， 并通過特定的驅(qū)動(dòng)使其做隨機(jī)的上下或左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0009] 該降低激光散斑效果裝置的漫反射腔體固定在振動(dòng)裝置內(nèi)，使腔體能夠做隨機(jī)的 上下或左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0010] 該降低激光散斑效果裝置的光纖纏繞在振動(dòng)裝置上，使光纖和漫反射腔體一起做 隨機(jī)的上下或左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0011] 本實(shí)用新型原理：本實(shí)用新型的降低散斑效果的光機(jī)結(jié)構(gòu)，由一個(gè)或多個(gè)激光光 源，一根光纖，一個(gè)光纖連接器，一個(gè)球形漫反射腔體，一個(gè)振動(dòng)裝置及其驅(qū)動(dòng)組成。通過振 動(dòng)光纖和漫反射腔體，使在光纖以及漫反射腔體內(nèi)傳輸?shù)募す獾奈幌喟l(fā)生隨機(jī)改變，可以 有效降低散斑效果。同時(shí)，高頻振動(dòng)的漫反射腔體還可以使剩余的散斑高速移動(dòng)，產(chǎn)生沸騰 的效果，當(dāng)移動(dòng)的頻率超過人眼的積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的頻率時(shí)，將降低人眼對(duì)散斑效果的感觀。
[0012] 采用了這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，本實(shí)用新型的降低散斑效果的裝置具有較高的機(jī)械穩(wěn) 定性，并同時(shí)具備勻光和降低散斑效果的作用；并且可以獲得符合顯示芯片尺寸的方形出 射光斑，具有較高的光能利用效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的降低散斑效果裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的降低散斑效果裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖3為本實(shí)用新型漫散射腔開孔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖4為本實(shí)用新型漫反射腔內(nèi)光線分布模擬示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下結(jié)合具體實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型專利進(jìn)一步說明，但不做限定：
[0018] 以下通過實(shí)施例來詳細(xì)說明這種降低散斑效果的裝置。
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 如圖1所示，將綠色激光光源2耦合到多模光纖3a中，通過光纖連接器3b固定在 漫反射腔體la上，漫反射腔體內(nèi)壁涂覆涂覆高漫反射材料Fluorilon-99WTM ;漫反射腔體 具有一個(gè)較大的方形出射窗口 lb，用于輸出方形光斑；漫反射腔體la固定在由壓電陶瓷片 制成的振動(dòng)裝置4a內(nèi)；振動(dòng)裝置4a通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4b驅(qū)動(dòng)其做隨機(jī)振動(dòng)。
[0021] 使用時(shí)，將該裝置安裝在投影系統(tǒng)中，使其出射窗口 lb與投影光學(xué)模塊對(duì)準(zhǔn)，將 降低散斑效果后的激光輸入到投影系統(tǒng)中，即可獲得良好的顯示效果。
[0022] 實(shí)施例2
[0023] 如圖2所示將紅色激光光源2a、綠色激光光源2b、藍(lán)色激光光源2c耦合到多根多 模光纖3a中，通過光纖連接器3b固定在漫反射腔體la上，漫反射腔體內(nèi)壁涂覆涂覆高漫 反射材料Fluorilon-99WTM ;漫反射腔體具有一個(gè)較大的方形出射窗口 lb，用于輸出方形 光斑；漫反射腔體la固定在由壓電陶瓷片制成的振動(dòng)裝置4a上方；振動(dòng)裝置4a通過驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)4b驅(qū)動(dòng)其做隨機(jī)振動(dòng)。
[0024] 使用時(shí)，將該裝置安裝在投影系統(tǒng)中，使其出射窗口 lb與投影光學(xué)模塊對(duì)準(zhǔn)，將 降低散斑效果后的激光輸入到投影系統(tǒng)中，即可獲得良好的顯示效果。
[0025] 如圖3所示，為了達(dá)到更好的漫反射效果，漫反射腔體上入射孔和出射孔的開口 位置有最優(yōu)化位置，可以用Trace Pro進(jìn)行光線追跡計(jì)算模擬，將入射孔即光纖連接器的固 定孔開出射孔旁邊距離為L(zhǎng)處，L值是根據(jù)整機(jī)系統(tǒng)參數(shù)算得最優(yōu)化的值。
[0026] 圖4為漫反射腔內(nèi)光線分布的模擬示意圖，激光通過多模光纖和光纖連接器入射 到漫反射腔體內(nèi)，腔內(nèi)激光在內(nèi)壁經(jīng)過多次隨機(jī)反射后得到位相各不相同的隨機(jī)分布激 光，并通過漫反射腔體上的開孔出射，即可獲得降低散斑效果后的激光。
【權(quán)利要求】
1. 一種降低激光散斑效果的裝置，其特征在于：所述裝置包括激光光源（2)，一根光纖 (3a)，一個(gè)光纖連接器（3b)，一個(gè)球形漫反射腔體（la)，一個(gè)振動(dòng)裝置（4a)及其驅(qū)動(dòng)（4b); 其中所述的激光光源（2)發(fā)射出的激光耦合到光纖（3a)中，球形漫反射腔體（la)固定在 振動(dòng)裝置（4a)內(nèi)，光纖（3a)纏繞在振動(dòng)裝置（4a)上，光纖（3a)的另一頭通過光纖連接器 (3b)固定在漫反射腔體（la)上將激光入射到腔內(nèi)，振動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)（4b)與振動(dòng)裝置（4a)相 連，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)裝置（4a)產(chǎn)生振動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低激光散斑效果的裝置，其特征在于：所述的漫反射 腔體（la)為空心球型結(jié)構(gòu)；漫反射腔體（la)由塑料或者具有粗糙漫反射面的高反射率陶 瓷材料制成；漫反射腔體（la)具有一個(gè)小的入射圓孔，用于安裝光纖連接器（3b)連接光纖 (3a)輸入；漫反射腔體（la)具有一個(gè)較大的方形出射窗口（ lb)，用于輸出方形光斑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低激光散斑效果的裝置，其特征在于：所述的球形漫 反射腔（la)內(nèi)壁涂覆高達(dá)95%以上的全反射率及94%以上的漫反射率的納米涂料，或者涂 覆材料Fluorilon-99WTM，或者其內(nèi)壁涂覆具有高反射率的漫反射材料BaS0 4或CaS04。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低激光散斑效果的裝置，其特征在于：振動(dòng)裝置（4a) 為壓電陶瓷片，或者微電機(jī)振動(dòng)機(jī)構(gòu)制成。
【文檔編號(hào)】G02B27/48GK203882020SQ201420249783
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】梁萬國, 周煌, 繆龍, 鄒小林, 陳懷熹, 馮新凱 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所