CN110927982A - 一种激光匀化装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种激光匀化装置及方法，该激光匀化装置包括包括激光发射器、压电摆镜、驱动电路及激光镜头，压电摆镜与驱动电路连接，激光镜头设置在反射光路上，压电摆镜表面粘贴一层全反射膜；激光发射器发出的激光束照射到全反射膜上，压电摆镜根据驱动电路的电压和频率高速摆动，使激光束发生高速偏转后再进入激光镜头进行光束缩放，从而使激光束以高速抖动的方式均匀照射到照射目标上。本发明通过调节驱动电路的电压和频率，实现压电摆镜摆动角度和摆动频率的调节，使激光束能够在照射目标上实现指定的幅度进行扫描，从而实现宽幅照射的效果，匹配16：9宽屏幕，充分利用激光光源，避免资源的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及激光匀化技术领域，更具体地说，是涉及一种激光匀化装置及方法。
背景技术
激光由于具有极高的发光效率和发光强度，被广泛应用于照明设备上，但是由于激光本身的空间相干性，在被照射目标上生成出大量的亮暗相间的花纹，致使照射光斑不均匀，影响视觉效果。如果用来成像设备的辅助照明，拍摄的图像也会被一层不规则的亮暗纹路覆盖。激光的这种特性，严重限制了激光器在照明领域的应用，因此需要对激光进行匀化处理，使其达到实用化的程度。
现有的激光匀化技术主要有两种：一、采用多管光源融合技术，将多个光源耦合进一根光纤，在光纤内进行多模混合叠加后再由光纤输出进行投射，从而降低了激光的空间相干性的影响，但其匀化效率低，匀化效果差，激光的利用率不高；二、采用阵列式半导体激光发射器，阵列式半导体激光发射器上设置有上千个激光发射器同时投射，在空间上可以得到充分叠加，匀化效果得到加强，但仍然没有达到理想化程度，且其存在成本高、发热严重、散热通路难以设计等问题。
同时，以上两种技术手段，激光照射的光斑固定为圆形，和宽屏幕显示器不匹配，如果实现满屏照亮效果，则需要使光斑扩到足够大，导致大量激光光线照射到了屏幕以外区域，造成光源的浪费。
以上不足，有待改进。
发明内容
为了克服现有的技术的不足, 本发明提供一种激光匀化装置及方法。
本发明技术方案如下所述：
一种激光匀化装置，其特征在于，包括激光发射器、压电摆镜、驱动电路及激光镜头，所述压电摆镜与所述驱动电路连接，所述激光镜头设置在反射光路上，所述压电摆镜表面粘贴一层全反射膜；
所述激光发射器发出的激光束照射到所述全反射膜上，所述压电摆镜根据所述驱动电路的电压和频率高速摆动，使所述激光束发生高速偏转后再进入所述激光镜头进行光束缩放，从而使所述激光束以高速抖动的方式均匀照射到照射目标上。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述激光镜头与驱动电机与连接，所述驱动电机带动所述激光镜头在所述反射光路上移动。
进一步的，其特征在于，所述激光镜头为凸透镜。
进一步的，其特征在于，所述激光镜头为凹透镜。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述激光发射器为多芯片半导体激光发射器。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述激光发射器的激光发射口与所述压电摆镜的中部正对设置。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述压电摆镜未摆动时，与所述激光发射器发出的激光束形成的夹角为45度。
另一方面的，一种基于上述的激光匀化装置的激光匀化方法，其特征在于，包括：
将激光发射器发出的激光束照射到所述全反射膜上；
压电摆镜根据驱动电路的电压和频率高速摆动，使所述激光束发生高速偏转；
偏转后的所述激光束进入激光镜头进行光束缩放，从而使所述激光束以高速抖动的方式均匀照射到照射目标上；。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述驱动电路的电压越大，所述压电摆镜的摆动幅度越大；所述驱动电路的频率越大，所述压电摆镜的摆动频率越快。
本发明得益效果在于：本发明通过调节驱动电路的电压和频率，实现压电摆镜摆动角度和摆动频率的调节，使激光束能够在照射目标上实现指定的幅度进行扫描，从而实现宽幅照射的效果，匹配16：9宽屏幕，充分利用激光光源，避免资源的浪费；通过对激光镜头位置的调节，实现对照明光斑大小的调节；成本低，匀化效果好，同时可与市场上的匀化激光器结合，进一步的进行匀化，使得最终的匀化效果更佳。
附图说明
图1为本发明一实施例的光路示意图；
图2为本发明一实施例的流程图；
在图中，1、激光发射器；2、压电摆镜；3、激光镜头；4、照射目标；21、全反射膜。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，一种激光匀化装置，包括激光发射器1、压电摆镜2、驱动电路及激光镜头3，压电摆镜2与驱动电路连接，激光镜头3设置在反射光路上，压电摆镜2表面粘贴一层全反射膜21。激光发射器1发出的激光束照射到全反射膜21上，压电摆镜2根据驱动电路的电压和频率高速摆动，使激光束发生高速偏转后再进入激光镜头3进行光束缩放，从而使激光束以高速抖动的方式到均匀照射到照射目标4上。通过控制压电摆镜2的摆动幅度和照明光斑的缩放，并利用人眼或图像传感器的视觉暂留效应，达到均匀照射的目的。
在本实施例中，激光镜头3与驱动电机与连接，驱动电机带动激光镜头3在反射光路上移动，通过调节激光镜头3在反射光路位置，实现对照明光斑大小的调节。
进一步的，激光镜头3为凸透镜，激光镜头3对比偏转后的激光束进行光束发散，从而使激光束以高速抖动的方式到照射目标4上。
进一步的，激光镜头3为凹透镜，激光镜头3对比偏转后的激光束进行光束聚焦，从而使激光束以高速抖动的方式到照射目标4上。
在本实施例中，激光发射器1为多芯片半导体激光发射器1，采用多芯片半导体激光发射器1作为激光发射器1，使发射的激光束在照射到压电摆镜22前先进行初步匀化，使得最终的匀化效果更佳。
在本实施例中，激光发射器1的激光发射口与压电摆镜2的中部正对设置，因此激光束照射到压电摆镜22的中部，能够更好的控制激光束的反射角度。
在本实施例中，压电摆镜2未摆动时，与激光发射器1发出的激光束形成的夹角为45度，能够使压电摆镜22摆动时，更好的控制激光束的偏转后的角度。
如图2所示，一种基于上述的激光匀化装置的激光匀化方法，包括一下步骤：
步骤S1：将激光发射器1发出的激光束照射到全反射膜21上；
步骤S2：压电摆镜2根据驱动电路的电压和频率高速摆动，使激光束发生高速偏转；
步骤S3：偏转后的激光束进入激光镜头3进行光束缩放，从而使激光束以高速抖动的方式到照射目标4上；。
在本实施例中，驱动电路的电压越大，压电摆镜2的摆动幅度越大；驱动电路的频率越大，压电摆镜2的摆动频率越快。通过调节驱动电路的电压和频率，使激光束能够在照射目标4上实现指定的幅度进行扫描，从而实现宽幅照射的效果，匹配16：9宽屏幕。
本发明得益效果在于：本发明通过调节驱动电路的电压和频率，实现压电摆镜摆动角度和摆动频率的调节，使激光束能够在照射目标上实现指定的幅度进行扫描，从而实现宽幅照射的效果，匹配16：9宽屏幕，充分利用激光光源，避免资源的浪费；通过对激光镜头位置的调节，实现对照明光斑大小的调节；成本低，匀化效果好，同时可与市场上的匀化激光器结合，进一步的进行匀化，使得最终的匀化效果更佳。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种激光匀化装置，其特征在于，包括激光发射器、压电摆镜、驱动电路及激光镜头，所述压电摆镜与所述驱动电路连接，所述激光镜头设置在反射光路上，所述压电摆镜表面粘贴一层全反射膜；
所述激光发射器发出的激光束照射到所述全反射膜上，所述压电摆镜根据所述驱动电路的电压和频率高速摆动，使所述激光束发生高速偏转后再进入所述激光镜头进行光束缩放，从而使所述激光束以高速抖动的方式均匀照射到照射目标上。
2.根据权利要求1所述的激光匀化装置，其特征在于，所述激光镜头与驱动电机与连接，所述驱动电机带动所述激光镜头在所述反射光路上移动。
3.根据权利要求2所述的激光匀化装置，其特征在于，所述激光镜头为凸透镜。
4.根据权利要求2所述的激光匀化装置，其特征在于，所述激光镜头为凹透镜。
5.根据权利要求1所述的激光匀化装置，其特征在于，所述激光发射器为多芯片半导体激光发射器。
6.根据权利要求1所述的激光匀化装置，其特征在于，所述激光发射器的激光发射口与所述压电摆镜的中部正对设置。
7.根据权利要求1所述的激光匀化装置，其特征在于，所述压电摆镜未摆动时，与所述激光发射器发出的激光束形成的夹角为45度。
8.一种基于权利要求1-7所述的激光匀化装置的激光匀化方法，其特征在于，包括：
将激光发射器发出的激光束照射到所述全反射膜上；
压电摆镜根据驱动电路的电压和频率高速摆动，使所述激光束发生高速偏转；
偏转后的所述激光束进入激光镜头进行光束缩放，从而使所述激光束以高速抖动的方式均匀照射到照射目标上；。
9.根据权利要求8所述的激光匀化方法，其特征在于，所述驱动电路的电压越大，所述压电摆镜的摆动幅度越大；所述驱动电路的频率越大，所述压电摆镜的摆动频率越快。
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