CN102053386A - 激光显示技术中激光光源用散斑抑制装置 - Google Patents

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石云波
唐国先
刘俊
薛晨阳
唐军
徐美芳
冯楠
党旭
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Abstract

本发明涉及激光显示技术领域，具体是一种激光显示技术中激光光源用散斑抑制装置。解决了现有散斑消除方法存在的消除散斑效果不佳、实现结构复杂、易损坏、成本高等问题，包括光束扫描机构、汇聚透镜，所述光束扫描机构包含具有电光效应特性的透明材料，透明材料的两相对端面分别作为激光入射面、激光出射面，透明材料外设有成对设置、并施加交变电压的电极板，透明材料置于成对电极板产生的交变电场内，且交变电场的电场方向与透明材料的激光光束通过方向垂直或平行，汇聚透镜的设置位置与透明材料激光出射面的光束出射区域正对。本发明基于电光效应实现，散斑消除效果好，无需机械振动，实现结构简单，成本低，损耗低，使用寿命长。

Description

激光显示技术中激光光源用散斑抑制装置
技术领域
本发明涉及激光显示技术领域，具体是一种激光显示技术中激光光源用散斑抑制装置。
背景技术
以激光为光源照射屏幕时，由于激光的相干性及屏幕的粗糙，导致人眼看到被散斑覆盖的图像，严重影响图像显示质量，阻碍观察者从图像中提取有用信息。因此，如何消除散斑一直是以激光为光源的光学仪器领域和显示技术领域中的研发热点。而就目前的研究结果来看，为消除散斑所用的方法大致可以分为两大类：一、通过控制激光光源的时间相干性来降低散斑，其原理是通过调整激光波长(或者频率)及多波长光源产生沸腾散斑，目前通过控制激光时间相干性成功消除光斑达到实用要求的技术方案以多光源叠加为主；二、通过控制激光光束空间相干性消除散斑，是目前消除散斑的主要方法，基本原理是调整激光光束中基元光波的相位分布，从而改变散斑的空间分布，将多个散斑图像在人眼积分时间内相叠加，得到一个光能分布均匀的图像，进而实现消除散斑的目的。具体的方法有：采用旋转散射体、振动屏幕、振动具有Hadamard图形散射体、高频振动光纤等。上述方法，或要借助机械振动，甚至需要高频或大幅振动，或要集成多光源，实现结构复杂、易损坏、成本高，更主要的是散斑消除效果不佳。 
发明内容
本发明为了解决现有散斑消除方法存在的消除散斑效果不佳、实现结构复杂、易损坏、成本高等问题，提供了一种激光显示技术中激光光源用散斑抑制装置。
本发明是采用如下技术方案实现的：激光显示技术中激光光源用散斑抑制装置，包括用于将激光光源发出的激光光束变角度输出的光束扫描机构、置于光束扫描机构后将光束扫描机构输出光束汇聚的汇聚透镜，所述光束扫描机构包含具有电光效应特性的透明材料，透明材料的两相对端面分别作为激光入射面、激光出射面，透明材料外设有成对设置、并施加交变电压的电极板，透明材料置于成对电极板产生的交变电场内，且交变电场的电场方向与透明材料的激光光束通过方向（即通光方向，由透明材料的激光入射面指向激光出射面的方向）垂直或平行（即具有电光效应特性的透明材料依据其光学特性在电场作用下的变化状况，在本发明所述技术方案中可以纵向运用-纵向电光调制或横向运用-横向电光调制），汇聚透镜的设置位置与透明材料激光出射面的光束出射区域正对。
应用时，激光经入射面入射透明材料，透射透明材料，经出射面出射，透射过程中，在交变电场作用下，透明材料折射率改变，致使激光的出射角分布改变，投影至屏幕后，不同出射角分布的出射光分别会对应产生一个散斑图像；在人眼积分时间（50ms）内，多个散斑图像相叠加，就会得到一个光能分布均匀的图像，进而实现了消除散斑现象的目的。
所述具有电光效应特性的透明材料种类众多，例如：铌酸锂（LiNbO3）晶体、磷酸二氢钾（KH2PO4）晶体。
本发明基于电光效应实现，散斑消除效果好，无需机械振动，实现结构简单，成本低，损耗低，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为本发明的另一种结构示意图；
图中：1-激光光束；2-汇聚透镜；3-透明材料；4-电极板；5-屏幕。
具体实施方式
激光显示技术中激光光源用散斑抑制装置，包括用于将激光光源发出的激光光束1变角度输出的光束扫描机构、置于光束扫描机构后将光束扫描机构输出光束汇聚的汇聚透镜2，所述光束扫描机构包含具有电光效应特性的透明材料3，透明材料3的两相对端面分别作为激光入射面、激光出射面，透明材料3外设有成对设置、并施加交变电压的电极板4，透明材料3置于成对电极板4产生的交变电场内，且交变电场的电场方向与透明材料3的激光光束1通过方向（即通光方向，由透明材料3的激光入射面指向激光出射面的方向）垂直或平行（即具有电光效应特性的透明材料依据其光学特性在电场作用下的变化状况，在本发明所述技术方案中可以纵向运用-纵向电光调制，如图2所示，或横向运用-横向电光调制，如图1所示），汇聚透镜2的设置位置与透明材料3激光出射面的光束出射区域正对。 

Claims (2)

1.一种激光显示技术中激光光源用散斑抑制装置，包括用于将激光光源发出的激光光束（1）变角度输出的光束扫描机构、置于光束扫描机构后将光束扫描机构输出光束汇聚的汇聚透镜（2），其特征在于：所述光束扫描机构包含具有电光效应特性的透明材料（3），透明材料（3）的两相对端面分别作为激光入射面、激光出射面，透明材料（3）外设有成对设置、并施加交变电压的电极板（4），透明材料（3）置于成对电极板（4）产生的交变电场内，且交变电场的电场方向与透明材料（3）的激光光束通过方向垂直或平行，汇聚透镜（2）的设置位置与透明材料（3）激光出射面的光束出射区域正对。
2.根据权利要求1所述的激光显示技术中激光光源用散斑抑制装置，其特征在于：所述具有电光效应特性的透明材料（3）为铌酸锂晶体或磷酸二氢钾晶体。
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