本發(fā)明屬于激光投影技術(shù)領(lǐng)域，具體說是涉及一種降低散斑的激光投影系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

以激光為光源的投影機(jī)已經(jīng)成為未來投影機(jī)的趨勢，激光因其具有廣色域、高亮度、高壽命等優(yōu)點(diǎn)，使激光投影技術(shù)更具有競爭力，然而，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，因激光固有的相干性導(dǎo)致其在經(jīng)過粗糙的表面時(shí)引起光程差，使圖像成不規(guī)則的顆粒狀斑紋，即激光散斑，而激光散斑則嚴(yán)重影響了投影機(jī)成像的質(zhì)量。

目前解決上述問題的技術(shù)，主要是基于疊加不相關(guān)和統(tǒng)計(jì)獨(dú)立散斑圖像的散斑抑制原理，在光強(qiáng)基礎(chǔ)上進(jìn)行空間或時(shí)間平均實(shí)現(xiàn)散斑抑制作用，如可采用偏振多樣性原理、機(jī)械振動(dòng)原理以及旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)等原理進(jìn)行抑制，就本領(lǐng)域而言，常用的方式多使得散散片以震動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行散斑抑制，但是該方法在高亮度的激光投影系統(tǒng)中，由于單憑一個(gè)散射片無法將激光散斑降到人眼可接受的程度，則需要設(shè)置多個(gè)散射片來消除散斑，至少需要2-3個(gè)散射片，但是多個(gè)散射片的設(shè)置方案又會(huì)使得光學(xué)系統(tǒng)的透光效率有所降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是要提供一種能夠有效降低激光散斑效果的激光投影系統(tǒng)，其具有多角度霧化的散射片，該散射片能夠在解決單個(gè)散射片所帶來的激光散斑抑制不足的問題，同時(shí)也一并解決了設(shè)置多個(gè)散射片所帶來的亮度下降的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種降低散斑的激光投影系統(tǒng)，其包括結(jié)構(gòu)本體，其特征在于，還包括，設(shè)置于所述結(jié)構(gòu)本體內(nèi)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)結(jié)構(gòu)具有：

作為發(fā)射光源的激光發(fā)射部，所述激光發(fā)射部采用多光點(diǎn)封裝二極管；

被設(shè)置于激光發(fā)射部的激光束輸出路徑上的散斑抑制部，該散斑抑制部具有能夠旋轉(zhuǎn)的多角度霧化的散射片，所述散射片采用表面沿圓周方向分割成多個(gè)扇形區(qū)域且每一扇形區(qū)域的霧化角度各不相同的圓形散射片玻璃基底。

作為本發(fā)明的優(yōu)選

所述光學(xué)結(jié)構(gòu)還具有被設(shè)置于激光發(fā)射部所發(fā)出的激光束輸出路徑上的激光準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選

所述圓形散射片玻璃基底表面沿圓周方向等間隔分割成多個(gè)扇形區(qū)域。

作為本發(fā)明的優(yōu)選

所述圓形散射片玻璃基底表面上各所述扇形區(qū)域所對應(yīng)的霧化角度具有呈依次遞增的趨勢。

作為本發(fā)明的優(yōu)選

所述散射片由旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括：基于旋轉(zhuǎn)控制器的控制信號進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及隨主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)所述散射片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選

所述主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為設(shè)置于驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸上的主動(dòng)齒輪；所述從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為與所述主動(dòng)齒輪相配合的從動(dòng)齒輪，所述從動(dòng)齒輪內(nèi)部具有能夠安裝所述散射片的空腔結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過散斑抑制部將單個(gè)散射片劃分為多個(gè)具有不同霧化角度或稱為擴(kuò)散角度的扇形區(qū)域來實(shí)現(xiàn)在投影畫面可以分視域地呈現(xiàn)出不同狀態(tài)的散斑，從而有效解決單個(gè)散射片所帶來的激光散斑抑制不足問題的同時(shí)一并解決光學(xué)結(jié)構(gòu)中設(shè)置多個(gè)散射片所帶來的亮度下降的問題；并通過旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)將多角度霧化散射片高速旋轉(zhuǎn)從而本不規(guī)則的散斑均勻的分布在屏幕，從而降低散斑對比度，提高成像質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述激光投影結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述光學(xué)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所述實(shí)施例1對應(yīng)的散射片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所述準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明所述陣列透鏡結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5對應(yīng)的陣列透鏡與透鏡II空間排布示意圖；

圖7為本發(fā)明所述準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理示意圖；

圖8為本發(fā)明所述實(shí)施例2對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)芯片電路原理圖。

圖中：1、激光發(fā)射部，11、多光點(diǎn)封裝二極管，12、發(fā)光點(diǎn)，2、散斑抑制部，21、散射片，211、第一扇形區(qū)域，212、第二扇形區(qū)域，213、第三扇形區(qū)域，214、第四扇形區(qū)域，22、旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，221、主動(dòng)齒輪，222、驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸，223、從動(dòng)齒輪，3、陣列透鏡，31、透鏡I，4、透鏡II，5、勻光棒，6、投影鏡頭，7、激光準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為了實(shí)現(xiàn)有效降低散斑對比度，提高激光投影機(jī)的成像質(zhì)量的目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種降低散斑的激光投影結(jié)構(gòu)，其包括設(shè)置于結(jié)構(gòu)本體內(nèi)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，如圖1，所述光學(xué)結(jié)構(gòu)具有：

作為發(fā)射光源的激光發(fā)射部1；

被設(shè)置于激光發(fā)射部1的激光束輸出路徑上的散斑抑制部2，該散斑抑制部具有能夠旋轉(zhuǎn)的多角度霧化的散射片21，所述散射片采用表面沿圓周方向分割成多個(gè)扇形區(qū)域且每一扇形區(qū)域的霧化角度各不相同的圓形散射片玻璃基底。作為本發(fā)明的優(yōu)選所述圓形散射片玻璃基底表面沿圓周方向等間隔分割成多個(gè)扇形區(qū)域且各所述扇形區(qū)域所對應(yīng)的霧化角度具有呈依次遞增的趨勢。具體的，具有每一扇形區(qū)域的霧化角度各不相同的圓形散射片玻璃基底是通過在散射片玻璃基底上分角度進(jìn)行不同的表面擴(kuò)散處理即使得每一扇形區(qū)域的霧化角度不同所獲得多角度霧化的散射片，具體設(shè)置多少扇形區(qū)域以及每一扇形區(qū)域的霧化角度依據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置。若想實(shí)現(xiàn)激光投影機(jī)的投影畫面上可以分視域地呈現(xiàn)出不同狀態(tài)的散斑即由于每一扇形區(qū)域的霧化角度各不相同則使得投射于投影畫面上的各散斑能夠處于不同的視域范圍，進(jìn)而降低散斑對比度；同時(shí)需要多角度霧化散射片能夠高速旋轉(zhuǎn)。則作為本發(fā)明的優(yōu)選所述散射片由旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)22帶動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括：基于旋轉(zhuǎn)控制器的控制信號進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及隨主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)所述散射片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。進(jìn)一步的作為本發(fā)明的優(yōu)選所述主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為設(shè)置于驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸222上的主動(dòng)齒輪221；所述從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為與所述主動(dòng)齒輪相配合的從動(dòng)齒輪223，所述從動(dòng)齒輪內(nèi)部具有能夠安裝所述散射片的空腔結(jié)構(gòu)。

同時(shí)由于半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得它自發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的激光光束在垂直于結(jié)平面方向上的遠(yuǎn)場發(fā)散角(30°左右)以及平行于結(jié)平面方向的遠(yuǎn)場發(fā)散角相差較大(10°左右)，因此在幾乎所有的要求較高的投影設(shè)備中,其輸出光束都必須通過特殊的光學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)直。由于圓柱透鏡具有結(jié)構(gòu)簡單、材料便宜以及加工容易而在半導(dǎo)體激光束準(zhǔn)直領(lǐng)域獲得較多的應(yīng)用,但普通的圓柱透鏡其準(zhǔn)直能力非常有限,對于多發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的激光光束來說，單憑一個(gè)透鏡則無法光束準(zhǔn)直要求，需要在激光光束輸出路徑上持續(xù)添加多個(gè)透鏡來提高整個(gè)光學(xué)結(jié)構(gòu)的光束準(zhǔn)直能力,但是這樣又會(huì)造成整個(gè)光學(xué)結(jié)構(gòu)整體布局空間上的矛盾，因此有必要設(shè)計(jì)在不改變現(xiàn)有準(zhǔn)直系統(tǒng)的條件下，保證激光投影機(jī)的光學(xué)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)直效果的準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)。則若作為發(fā)射光源的激光發(fā)射部采用多光點(diǎn)封裝二極管11，作為本發(fā)明的優(yōu)選所述光學(xué)結(jié)構(gòu)還具有被設(shè)置于激光發(fā)射部所發(fā)出的激光束輸出路徑上的激光準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)，其包括：由若干設(shè)置于激光發(fā)射部所發(fā)出的激光束輸出路徑上并呈陣列排布的透鏡I 31所構(gòu)成的陣列透鏡3以及設(shè)置于各所述透鏡I光束信號出射路徑上，能夠?qū)ψ酝哥RI射出的光束信號進(jìn)行準(zhǔn)直的透鏡II 4。進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案所述透鏡I的數(shù)量依據(jù)所述激光發(fā)射部的發(fā)光點(diǎn)數(shù)量而定即使得所述陣列透鏡中各透鏡I與所述激光發(fā)射部的各發(fā)光點(diǎn)一一對應(yīng)。進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案所述透鏡I的中心位于與其對應(yīng)的發(fā)光點(diǎn)的發(fā)光角的角平分線上，且所述透鏡I與該發(fā)光點(diǎn)的距離d＝(a/2)/tan(∠A)，其中，a為該發(fā)光點(diǎn)與鄰近發(fā)光點(diǎn)間的距離，∠A為該發(fā)光點(diǎn)對應(yīng)的半發(fā)光角度。

下面以具體實(shí)例對本發(fā)明對應(yīng)的技術(shù)方案作以細(xì)致說明：

實(shí)施例1、如圖3所示，所述激光投影結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于結(jié)構(gòu)本體內(nèi)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)結(jié)構(gòu)具有：作為發(fā)射光源的激光發(fā)射部1；被設(shè)置于激光發(fā)射部的激光束輸出路徑上的散斑抑制部2，該散斑抑制部具有能夠旋轉(zhuǎn)的多角度霧化的散射片21，所述多角度霧化的散射片為設(shè)置于激光投影機(jī)的激光束輸出路徑上的圓形散射片玻璃基底，所述圓形散射片玻璃基底表面沿圓周方向等分成4個(gè)扇形區(qū)域且各所述扇形區(qū)域所對應(yīng)的霧化角度具有呈依次遞增的趨勢，如使得其中一個(gè)扇形區(qū)域即第一扇形區(qū)域211的霧化角度為2°，與第一扇形區(qū)域211相鄰的第二扇形區(qū)域212的霧化角度為5°，與第二扇形區(qū)域212相鄰的第三扇形區(qū)域213的霧化角度為7°，與第三扇形區(qū)域213相鄰的第四扇形區(qū)域214的霧化角度為10°。

實(shí)施例2、如圖2、圖3所示，所述激光投影結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于結(jié)構(gòu)本體內(nèi)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)結(jié)構(gòu)具有：作為發(fā)射光源的激光發(fā)射部1；被設(shè)置于激光發(fā)射部的激光束輸出路徑上的散斑抑制部2，該散斑抑制部具有能夠旋轉(zhuǎn)的多角度霧化的散射片21，所述多角度霧化的散射片為設(shè)置于激光投影機(jī)的激光束輸出路徑上的圓形散射片玻璃基底，所述圓形散射片玻璃基底表面沿圓周方向分割成多個(gè)扇形區(qū)域且各所述扇形區(qū)域所對應(yīng)的霧化角度具有呈依次遞增的趨勢，同時(shí)通過旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)22使得所述散射片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括：基于旋轉(zhuǎn)控制器的控制信號進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及隨主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)所述散射片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)采用主從傳動(dòng)結(jié)構(gòu)即所述主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為主動(dòng)齒輪221，其可通過軸承設(shè)置于驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸222上；所述從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為與所述主動(dòng)齒輪相配合的從動(dòng)齒輪223，其內(nèi)部具有能夠安裝所述散射片的空腔結(jié)構(gòu)，所述散射片嵌套于所述空腔結(jié)構(gòu)，隨從動(dòng)齒輪同步旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步的，如圖8，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)對應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用A4988驅(qū)動(dòng)芯片，A4988驅(qū)動(dòng)芯片是一款待轉(zhuǎn)換器與過流保護(hù)的DMOS微步驅(qū)動(dòng)器，其可以在全、1/2、1/4、1/8、1/16步進(jìn)模式下操作對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)作。

實(shí)施例3、如圖4-圖7，本例所述激光投影機(jī)，其包括：上述實(shí)施例2所述光學(xué)結(jié)構(gòu)、激光發(fā)射部1、勻光棒5以及投影鏡頭6；激光發(fā)射部采用多光點(diǎn)封裝二極管11，激光發(fā)射部發(fā)出激光，激光通過所述光學(xué)結(jié)構(gòu)內(nèi)的進(jìn)行高速的多角度霧化程度的散射片后，再通過勻光棒、投影鏡頭將影像投射出去，即可以在投影畫面上分視域地呈現(xiàn)出不同狀態(tài)的散斑，但由于多角度霧化散射片21為高速旋轉(zhuǎn)，使原本不規(guī)則的散斑均勻的分布在屏幕，從而降低散斑對比度，提高成像質(zhì)量。同時(shí)所述光學(xué)結(jié)構(gòu)中還具有被設(shè)置于所述多光點(diǎn)封裝二極管光束信號出射路徑上的激光準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)，若所述多光點(diǎn)封裝二極管1具有4個(gè)發(fā)光點(diǎn)12；以及，該準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)包括由4個(gè)設(shè)置于所述多光點(diǎn)封裝二極管光束信號出射路徑上并呈陣列排布的透鏡I31所構(gòu)成的陣列透鏡3以及設(shè)置于各所述透鏡I光束信號出射路徑上，能夠?qū)ψ酝哥RI射出的光束信號進(jìn)行準(zhǔn)直，以輸出平行光的透鏡II4。進(jìn)一步的，其中任意透鏡I的中心位于均與其對應(yīng)的發(fā)光點(diǎn)的發(fā)光角的角平分線上，且所述透鏡I與發(fā)光點(diǎn)的距離d＝0.179cm，其中，該發(fā)光點(diǎn)與鄰近發(fā)光點(diǎn)間的距離a為0.3cm，該發(fā)光點(diǎn)對應(yīng)的半發(fā)光角度∠A為40°。通過準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在簡化準(zhǔn)直透鏡占用空間的同時(shí)保證了原有的準(zhǔn)直效果，即可以在任意激光投影機(jī)的光學(xué)結(jié)構(gòu)中通過添加陣列透鏡的方式在不增加技術(shù)難度和生產(chǎn)成本的同時(shí)兼具結(jié)構(gòu)相對簡單,設(shè)計(jì)容易且精度較高有很好的實(shí)用價(jià)值等優(yōu)點(diǎn)。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。