本發(fā)明涉及激光顯示技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種楔形鏡消除激光散斑裝置、激光光源及激光顯示系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

以激光作為光源，可應(yīng)用于包括激光投影和液晶激光背光顯示等領(lǐng)域，具有色域廣、壽命長(zhǎng)和亮度高等優(yōu)點(diǎn)。但由于激光的高相干性，顯示畫面存在激光相干散斑的缺點(diǎn)。激光相干散斑是由于激光在粗糙表面散射或反射的相干子波交互相干形成、在視網(wǎng)膜上呈現(xiàn)出來的一種干涉噪聲。散斑在屏幕上表現(xiàn)為斑狀噪點(diǎn)，會(huì)降低影像畫面質(zhì)量，容易造成眼花和視力疲勞，是激光顯示技術(shù)領(lǐng)域需要解決的技術(shù)問題之一。

現(xiàn)有技術(shù)基于角度多樣性來降低散斑的裝置主要有：采用轉(zhuǎn)動(dòng)的平面鏡的裝置、采用超聲光柵的裝置和采用動(dòng)態(tài)衍射光柵的裝置。但這三種裝置由于獨(dú)立散斑圖像數(shù)目有限，造成消除激光散斑的效果不明顯。除消除激光散斑的效果不明顯這個(gè)普遍問題之外，采用超聲光柵的裝置還存在實(shí)現(xiàn)難度較大的問題。

因此，需要提供一種能夠有效消除激光散斑，抑制激光顯示畫面中的散斑現(xiàn)象的楔形鏡消除激光散斑裝置、激光光源及激光顯示系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種楔形鏡消除激光散斑裝置、激光光源及激光顯示系統(tǒng)，以解決激光散斑的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種楔形鏡消除激光散斑裝置，包括沿光路依次設(shè)置的光偏轉(zhuǎn)器和勻光棒；所述光偏轉(zhuǎn)器包括至少一組轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和楔形鏡的組合；

楔形鏡，在轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下繞激光光束的初始空間傳播方向周期性轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)激光光束的空間傳播方向進(jìn)行周期性偏轉(zhuǎn)；所述周期性轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期遠(yuǎn)小于人眼積分時(shí)間，以期在人眼積分時(shí)間內(nèi)盡可能多的實(shí)現(xiàn)散斑圖樣；由于在不同時(shí)刻對(duì)激光光束的偏轉(zhuǎn)角度不同，所以產(chǎn)生的散斑圖樣也不同，在人眼積分時(shí)間內(nèi)，疊加的散斑圖樣越多，消除激光散斑的效果越好；

勻光棒，收集周期性偏轉(zhuǎn)后的激光光束，輸出成像光束。其中對(duì)勻光棒的要求是其橫截面足以收集所有的周期性偏轉(zhuǎn)后的激光光束，以保證光能量的損失最小。

優(yōu)選地，所述楔形鏡的出射面為玻璃表面、毛玻璃表面或附著有微透鏡陣列的玻璃表面。

優(yōu)選地，所述楔形鏡的入射面與出射面的夾角值的取值范圍為10°至60°之間，這樣的取值范圍使得對(duì)光束的偏轉(zhuǎn)能達(dá)到消除激光散斑的效果且又不會(huì)使得周期性偏轉(zhuǎn)后的光束的空間傳播方向的角度范圍過大，便于收集。

優(yōu)選地，所述光偏轉(zhuǎn)器包括至少兩組轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和楔形鏡的組合，各楔形鏡的入射面與出射面的夾角值不同，這樣的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了角度多樣性，使得消除激光散斑的效果更好。例如光偏轉(zhuǎn)器包括兩組轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和楔形鏡的組合，一個(gè)楔形鏡的入射面與出射面的夾角為30°，另一個(gè)楔形鏡的入射面與出射面的夾角為60°。

優(yōu)選地，所述光偏轉(zhuǎn)器包括至少兩組轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和楔形鏡的組合，各楔形鏡的出射面為玻璃表面、毛玻璃表面和附著有微透鏡陣列的玻璃表面中的至少兩種，這樣的設(shè)置使得消除激光散斑的效果更好。例如光偏轉(zhuǎn)器包括兩組轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和楔形鏡的組合，一個(gè)楔形鏡的出射面為毛玻璃表面，另一個(gè)楔形鏡的出射面為附著有微透鏡陣列的玻璃表面。

一種激光光源，包括出射激光的激光器和接收激光并出射激光光束的擴(kuò)束器，還包括如上所述的楔形鏡消除激光散斑裝置。

一種激光顯示系統(tǒng)，包括投射成像光束的成像鏡頭，還包括如上所述的激光光源。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明所述技術(shù)方案可消除激光散斑，大幅地降低了散斑對(duì)比度，弱化了激光顯示系統(tǒng)的散斑現(xiàn)象，顯著地改善激光顯示畫面質(zhì)量，提高激光顯示畫面的亮度均勻度以及色彩飽和度，提升激光顯示畫面的觀賞舒適度。且本發(fā)明所述技術(shù)方案制造工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，適宜大量投入生產(chǎn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；

圖1示出本發(fā)明公開的楔形鏡消除激光散斑裝置的示意圖。

圖2示出實(shí)施例1提供的楔形鏡消除激光散斑裝置的示意圖。

圖3示出實(shí)施例2提供的楔形鏡消除激光散斑裝置的示意圖。

圖4示出實(shí)施例3提供的楔形鏡消除激光散斑裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明公開的楔形鏡消除激光散斑裝置，包括沿光路依次設(shè)置的光偏轉(zhuǎn)器和勻光棒1；光偏轉(zhuǎn)器包括至少一組轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和楔形鏡2的組合；

楔形鏡2，在轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下繞激光光束的初始空間傳播方向周期性轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)激光光束的空間傳播方向進(jìn)行周期性偏轉(zhuǎn)；所述周期性轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期遠(yuǎn)小于人眼積分時(shí)間，以期在人眼積分時(shí)間內(nèi)盡可能多的實(shí)現(xiàn)散斑圖樣；由于在不同時(shí)刻對(duì)激光光束的偏轉(zhuǎn)角度不同，所以產(chǎn)生的散斑圖樣也不同，在人眼積分時(shí)間內(nèi)，疊加的散斑圖樣越多，消除激光散斑的效果越好；

勻光棒1，收集周期性偏轉(zhuǎn)后的激光光束，輸出成像光束。其中對(duì)勻光棒的要求是其橫截面足以收集所有的周期性偏轉(zhuǎn)后的激光光束，以保證光能量的損失最小。

其中，

楔形鏡2的出射面為玻璃表面、毛玻璃表面或附著有微透鏡陣列的玻璃表面。

楔形鏡2的入射面與出射面的夾角值的取值范圍為10°至60°之間，這樣的取值范圍使得對(duì)光束的偏轉(zhuǎn)能達(dá)到消除激光散斑的效果且又不會(huì)使得周期性偏轉(zhuǎn)后的光束的空間傳播方向的角度范圍過大，便于收集。

光偏轉(zhuǎn)器包括至少兩組轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和楔形鏡2的組合：

各楔形鏡2的入射面與出射面的夾角值不同，這樣的設(shè)置使得消除激光散斑的效果更好。例如光偏轉(zhuǎn)器包括兩組轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和楔形鏡2的組合，一個(gè)楔形鏡2的入射面與出射面的夾角為30°，另一個(gè)楔形鏡2的入射面與出射面的夾角為60°。

各楔形鏡2的出射面為玻璃表面、毛玻璃表面和附著有微透鏡陣列的玻璃表面中的至少兩種，這樣的設(shè)置使得消除激光散斑的效果更好。例如光偏轉(zhuǎn)器包括兩組轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和楔形鏡2的組合，一個(gè)楔形鏡2的出射面為毛玻璃表面，另一個(gè)楔形鏡2的出射面為附著有微透鏡陣列的玻璃表面。

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明公開的楔形鏡消除激光散斑裝置做進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例1

如圖2所示，本實(shí)施例提供的楔形鏡消除激光散斑裝置包括沿光路依次設(shè)置的光偏轉(zhuǎn)器和勻光棒1，光偏轉(zhuǎn)器包括一組轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和楔形鏡2的組合，楔形鏡2的出射面為毛玻璃表面，楔形鏡2的入射面與出射面的夾角值為60°。

實(shí)施例2

如圖3所示，本實(shí)施例提供的楔形鏡消除激光散斑裝置包括沿光路依次設(shè)置的光偏轉(zhuǎn)器和勻光棒1，光偏轉(zhuǎn)器包括兩組轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和楔形鏡2的組合，沿光路方向(即圖3中由左至右的方向)的兩個(gè)楔形鏡2的出射面分別為毛玻璃表面和附著有微透鏡陣列的玻璃表面，沿光路方向的兩個(gè)楔形鏡2的入射面與出射面的夾角值分別為30°和60°。

實(shí)施例3

如圖4所示，本實(shí)施例提供的楔形鏡消除激光散斑裝置包括沿光路依次設(shè)置的光偏轉(zhuǎn)器和勻光棒1，光偏轉(zhuǎn)器包括三組轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和楔形鏡2的組合，沿光路方向(即圖3中由左至右的方向)的三個(gè)楔形鏡2的出射面分別為未經(jīng)任何處理的玻璃表面、毛玻璃表面和附著有微透鏡陣列的玻璃表面，沿光路方向的三個(gè)楔形鏡2的入射面與出射面的夾角值分別為50°、30°和60°。

除上述楔形鏡消除激光散斑裝置外，本發(fā)明還公開了一種激光光源，包括出射激光的激光器和接收激光并出射激光光束的擴(kuò)束器，還包括上述的楔形鏡消除激光散斑裝置，周期性轉(zhuǎn)動(dòng)的楔形鏡對(duì)擴(kuò)束器出射的激光光束進(jìn)行周期性偏轉(zhuǎn)，在不同時(shí)刻形成不同偏轉(zhuǎn)角度的激光光束。進(jìn)一步，本發(fā)明還公開了一種激光顯示系統(tǒng)，包括投射成像光束的成像鏡頭，還包括如上所述的激光光源，由于該激光顯示系統(tǒng)采用了上述包括楔形鏡消除激光散斑裝置的激光光源，該激光顯示系統(tǒng)弱化了散斑現(xiàn)象，顯著地改善激光顯示畫面質(zhì)量，提高激光顯示畫面的亮度均勻度以及色彩飽和度，提升激光顯示畫面的觀賞舒適度。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定，對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。