CN106707672A - 一种具有多角度雾化散射片光学结构的投影机 - Google Patents

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孔维成
杜健
杨思文
付瑶
陈易
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Abstract

本发明公开了一种具有多角度雾化散射片光学结构的投影机，其包括：能够发射激光光源的激光发射器；被设置于激光光源的激光束输出路径上的光学结构，所述光学结构至少包括多角度雾化散射片以及匀光棒；以及能够将经匀光处理的激光投射出去的投影镜头。本发明通过将单个散射片划分为多个具有不同雾化角度或称为扩散角度的扇形区域来实现在投影画面可以分视域地呈现出不同状态的散斑，从而有效解决单个散射片所带来的激光散斑抑制不足的问题，同时一并解决光学结构中设置多个散射片所带来的亮度下降的问题；且通过将多角度雾化散射片高速旋转使原本不规则的散斑均匀的分布在屏幕，从而降低散斑对比度，提高成像质量。

Description

一种具有多角度雾化散射片光学结构的投影机
技术领域
本发明属于激光投影技术领域，具体说是涉及一种具有多角度雾化散射片光学结构的投影机。
背景技术
以激光为光源的投影机已经成为未来投影机的趋势，激光因其具有广色域、高亮度、高寿命等优点，使激光投影技术更具有竞争力，然而，在实际应用当中，因激光固有的相干性导致其在经过粗糙的表面时引起光程差，使图像成不规则的颗粒状斑纹，即激光散斑，而激光散斑则严重影响了投影机成像的质量。
目前解决上述问题的技术，主要是基于叠加不相关和统计独立散斑图像的散斑抑制原理，在光强基础上进行空间或时间平均实现散斑抑制作用，如可采用偏振多样性原理、机械振动原理以及旋转相应的光学结构等原理进行抑制，就本领域而言，常用的方式多使得散散片以震动和旋转的方式进行散斑抑制，但是该方法在高亮度的激光投影系统中，由于单凭一个散射片无法将激光散斑降到人眼可接受的程度，则需要设置多个散射片来消除散斑，至少需要2-3个散射片，但是多个散射片的设置方案又会使得光学系统的透光效率有所降低。
发明内容
鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种具有多角度雾化散射片光学结构的投影机，该投影机能够有效降低散斑对比度，提高投影机的成像质量。
为了实现上述目的，本发明的技术方案：
一种具有多角度雾化散射片光学结构的投影机，其特征在于，包括：
能够发射激光光源的激光发射器；
被设置于激光光源的激光束输出路径上的光学结构，所述光学结构至少包括能够通过自身旋转将所述激光光源对应的散斑划分为多个视域范围的多角度雾化散射片以及能够进行匀光处理的匀光棒；
以及能够将经匀光处理的激光投射出去的投影镜头。
作为发明的优选
所述多角度雾化散射片为被沿圆周方向分割成多个扇形区域且每一扇形区域的雾化角度各不相同的圆形散射片玻璃基底。
作为发明的优选
所述多角度雾化散射片通过采用主从传动形式的旋转结构进行旋转。
作为发明的优选
所述旋转结构包括：基于旋转控制器的控制信号进行旋转的主传动机构以及随主传动机构的旋转带动所述多角度雾化散射片进行旋转的从传动机构。
作为发明的优选
所述主传动机构为设置于驱动电机输出轴上的主动齿轮；所述从传动机构为与所述主动齿轮相配合的从动齿轮，所述从动齿轮内部具有能够安装所述多角度雾化散射片的空腔结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明通过将单个散射片划分为多个具有不同雾化程度或称为雾化角度的扇形区域来实现在投影画面可以分视域地呈现出不同状态的散斑，从而有效解决单个散射片所带来的激光散斑抑制不足的问题，同时一并解决光学结构中设置多个散射片所带来的亮度下降的问题；且通过将多角度雾化散射片高速旋转使原本不规则的散斑均匀的分布在屏幕，从而降低散斑对比度，提高成像质量。
附图说明
图1为本发明所述投影机片结构示意图；
图2为本发明所述散射片结构示意图；
图3为本发明所述实施例1对应的散射片结构示意图；
图4为本发明所述实施例2对应的光学结构的结构示意图。
图中：1、多角度雾化散射片，11、扇形区域，111、第一扇形区域，112、第二扇形区域，113、第三扇形区域，114、第四扇形区域，2、旋转结构，21、主动齿轮，22、驱动电机输出轴，23、从传齿轮，3、激光发射器，4、匀光棒,5、投影镜头。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了实现有效降低散斑对比度，提高成像质量的目的，本发明设计了一种在散射片玻璃基底上分角度进行不同的表面扩散处理即雾化角度的多角度雾化的散射片，其具体结构为：
被设置于激光投影机的激光束输出路径上的圆形散射片玻璃基底，所述圆形散射片玻璃基底表面沿圆周方向分割成多个扇形区域且每一扇形区域的雾化角度各不相同，具体设置多少扇形区域以及每一扇形区域的雾化角度依据系统实际需要进行设置。
若想实现激光投影机的投影画面上可以分视域地呈现出不同状态的散斑即由于每一扇形区域的雾化角度各不相同则使得投射于投影画面上的各散斑能够处于不同的视域范围，进而降低散斑对比度；则需要多角度雾化散射片能够高速旋转。
基于上述原理，如图1，本发明所述的投影机，其特征在于，包括：
能够发射激光光源的激光发射器3；
被设置于激光光源的激光束输出路径上的光学结构，所述光学结构至少包括能够通过自身旋转将所述激光光源对应的散斑划分为多个视域范围的多角度雾化散射片1以及能够进行匀光处理的匀光棒4；优选的，所述多角度雾化散射片为被沿圆周方向分割成多个扇形区域11且每一扇形区域的雾化角度各不相同的圆形散射片玻璃基底且所述多角度雾化散射片通过采用主从传动形式的旋转结构2进行旋转
以及能够将经匀光处理的激光投射出去的投影镜头5。
进一步的，作为发明的优选方案
所述旋转结构包括：基于旋转控制器的控制信号进行旋转的主传动机构以及随主传动机构的旋转带动所述多角度雾化散射片进行旋转的从传动机构；其中所述主传动机构为设置于驱动电机输出轴22上的主动齿轮21；所述从传动机构为与所述主动齿轮相配合的从动齿轮23，所述从动齿轮内部具有能够安装所述多角度雾化散射片的空腔结构。
下面以具体实例对本发明所对应的技术方案作以细致说明：
实施例1、如图2-图3，所述投影机包括能够发射激光光源的激光发射器；被设置于激光光源的激光束输出路径上的光学结构，所述光学结构包括多角度雾化散射片以及匀光棒；所述多角度雾化散射片为被沿圆周方向分割成4个扇形区域且每一扇形区域的雾化角度各不相同的圆形散射片玻璃基底且所述多角度雾化散射片通过采用主从传动形式的旋转结构进行旋转；以及能够将经匀光处理的激光投射出去的投影镜头。同时所述圆形散射片玻璃基底上的4个扇形区域所对应的雾化角度具有呈依次递增的趋势，如使得其中一个扇形区域即第一扇形区域111的雾化角度为2°，与第一扇形区域111相邻的第二扇形区域112的雾化角度为5°，与第二扇形区域112相邻的第三扇形区域113的雾化角度为7°，与第三扇形区域113相邻的第四扇形区域114的雾化角度为10°。
实施例2、如图4，所述投影机包括能够发射激光光源的激光发射器；被设置于激光光源的激光束输出路径上的光学结构，所述光学结构包括多角度雾化散射片以及匀光棒；以及能够将经匀光处理的激光投射出去的投影镜头。所述光多角度雾化散射片通过能够带动其进行旋转的旋转结构；所述多角度雾化散射片为表面沿圆周方向等间隔分割成多个扇形区域的所述圆形散射片玻璃基底；所述旋转结构包括：基于旋转控制器的控制信号进行旋转的主传动机构以及随主传动机构的旋转带动所述散射片进行旋转的从传动机构；其中所述旋转结构采用主从传动结构即所述主传动机构为主动齿轮21，其可通过轴承设置于驱动电机输出轴22上；所述从传动机构为与所述主动齿轮相配合的从动齿轮23，其内部具有能够安装所述散射片的空腔结构，所述散射片嵌套于所述空腔结构，随从动齿轮同步旋转。进一步的，所述驱动电机对应的电机驱动模块采用A4988驱动芯片，A4988驱动芯片是一款待转换器与过流保护的DMOS微步驱动器，其可以在全、1/2、1/4、1/8、1/16步进模式下操作对应的驱动电机进行动作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有多角度雾化散射片光学结构的投影机，其特征在于，包括：
能够发射激光光源的激光发射器；
被设置于激光光源的激光束输出路径上的光学结构，所述光学结构至少包括能够通过自身旋转将所述激光光源对应的散斑划分为多个视域范围的多角度雾化散射片以及能够进行匀光处理的匀光棒；
以及能够将经匀光处理的激光投射出去的投影镜头。
2.根据权利要求1所述的具有多角度雾化散射片光学结构的投影机，其特征在于：
所述多角度雾化散射片为被沿圆周方向分割成多个扇形区域且每一扇形区域的雾化角度各不相同的圆形散射片玻璃基底。
3.根据权利要求1所述的具有多角度雾化散射片光学结构的投影机，其特征在于：
所述多角度雾化散射片通过采用主从传动形式的旋转结构进行旋转。
4.根据权利要求3所述的具有多角度雾化散射片光学结构的投影机，其特征在于：
所述旋转结构包括：基于旋转控制器的控制信号进行旋转的主传动机构以及随主传动机构的旋转带动所述多角度雾化散射片进行旋转的从传动机构。
5.根据权利要求4所述的具有多角度雾化散射片光学结构的投影机，其特征在于：
所述主传动机构为设置于驱动电机输出轴上的主动齿轮；所述从传动机构为与所述主动齿轮相配合的从动齿轮，所述从动齿轮内部具有能够安装所述多角度雾化散射片的空腔结构。
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