CN203882020U

CN203882020U - 一种降低散斑效果的装置

Info

Publication number: CN203882020U
Application number: CN201420249783.2U
Authority: CN
Inventors: 梁万国; 周煌; 缪龙; 邹小林; 陈怀熹; 冯新凯
Original assignee: Fujian Institute of Research on the Structure of Matter of CAS
Current assignee: Fujian Institute of Research on the Structure of Matter of CAS
Priority date: 2014-05-16
Filing date: 2014-05-16
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2024-05-16

Abstract

本实用新型涉及一种能够降低激光散斑效果的装置，包括激光光源、光纤耦合传输装置、漫反射腔体、振动装置及光束整形透镜组。所述的激光光源通过光纤耦合传输装置，以一定角度入射到漫反射腔体内；所述漫反射腔体安装在振动装置上；所述光纤可以缠绕在振动装置上；所述振动装置带动光纤和漫反射腔产生高频的微振动，随机改变光纤和漫反射腔内的激光相位；激光从所述光束整形透镜组输出，从而实现降低散斑效果。

Description

一种降低散斑效果的装置

技术领域

本实用新型涉及激光投影显示领域，特别是一种降低散斑效果的装置。

背景技术

三基色激光作为激光投影显示技术的主要光源，使得激光投影显示具有更广的色域、更高的亮度及相对于普通投影显示更低的功耗，因此激光投影显示更具市场竞争力。然而，由于激光属于高相干光源，在粗糙的屏幕前，其漫反射激光会发生干涉，产生干涉加强或干涉减弱的随机图样，即激光散斑现象。散斑严重影响了激光投影显示的观看效果。然而，由于高相干性是激光本质属性，完全消除散斑是不可能。

实用新型专利200820110227.1说明书公开了一种激光散斑消除装置，此装置中的电磁铁上可以施加随机的脉冲电流信号，在这个随机的脉冲电流的驱动下，电磁铁产生随机变化的磁场，从而使永磁铁带动光纤束的一段产生随机振动，这样在光纤束的出射端产生的激光散斑图样也在随机变化，在人眼的积分时间内这些随机变化的激光散斑图样进行平均后，得到的消散斑的效果比光纤束做有规则的振动的效果更佳明显。但是，该装置机械稳定性较差，容易出故障，增加了这种装置的维护成本。

实用新型内容

本实用新型提出一种兼具匀光和降低散斑效果的装置，具有机械可靠性高、匀光效果好、光能利用率高的特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型的降低散斑效果装置由一个或多个激光光源，一根光纤，一个光纤连接器，一个球形漫反射腔体，一个振动装置及其驱动组成。其特征在于所述的激光光源发射出的激光耦合到光纤中，球形漫反射腔体固定在振动装置内，光纤缠绕在振动装置上，光纤的另一头通过光纤连接器固定在漫反射腔体上将激光入射到腔内，振动装置驱动输出高频信号，驱动振动装置产生振动，激光光束从漫反射腔体上的方形出射窗口出射。

该降低激光散斑效果装置的漫反射腔体为空心球型结构；漫反射腔体由塑料或者具有粗糙漫反射面的高反射率陶瓷材料制成；漫反射腔体具有一个小的入射圆孔，用于安装光纤连接器连接光纤输入；漫反射腔体具有一个较大的方形出射窗口，用于输出方形光斑。

该降低激光散斑效果装置的球形漫反射腔内壁涂覆高达95%以上的全反射率及94%以上漫反射率的纳米涂料，或者涂覆材料Fluorilon-99WTM，或者其内壁涂覆具有高反射率的漫反射材料BaSO₄或CaSO₄。

该降低激光散斑效果装置的振动装置为压电陶瓷片，或者微电机振动机构制成，并通过特定的驱动使其做随机的上下或左右往复运动。

该降低激光散斑效果装置的漫反射腔体固定在振动装置内，使腔体能够做随机的上下或左右往复运动。

该降低激光散斑效果装置的光纤缠绕在振动装置上，使光纤和漫反射腔体一起做随机的上下或左右往复运动。

本实用新型原理：本实用新型的降低散斑效果的光机结构，由一个或多个激光光源，一根光纤，一个光纤连接器，一个球形漫反射腔体，一个振动装置及其驱动组成。通过振动光纤和漫反射腔体，使在光纤以及漫反射腔体内传输的激光的位相发生随机改变，可以有效降低散斑效果。同时，高频振动的漫反射腔体还可以使剩余的散斑高速移动，产生沸腾的效果，当移动的频率超过人眼的积分时间对应的频率时，将降低人眼对散斑效果的感观。

采用了这样的结构设计后，本实用新型的降低散斑效果的装置具有较高的机械稳定性，并同时具备匀光和降低散斑效果的作用；并且可以获得符合显示芯片尺寸的方形出射光斑，具有较高的光能利用效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的降低散斑效果装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的降低散斑效果装置的结构示意图；

图3为本实用新型漫散射腔开孔结构示意图；

图4为本实用新型漫反射腔内光线分布模拟示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型专利进一步说明，但不做限定：

以下通过实施例来详细说明这种降低散斑效果的装置。

实施例1

如图1所示，将绿色激光光源2耦合到多模光纤3a中，通过光纤连接器3b固定在漫反射腔体1a上，漫反射腔体内壁涂覆涂覆高漫反射材料Fluorilon-99WTM；漫反射腔体具有一个较大的方形出射窗口1b，用于输出方形光斑；漫反射腔体1a固定在由压电陶瓷片制成的振动装置4a内；振动装置4a通过驱动系统4b驱动其做随机振动。

使用时，将该装置安装在投影系统中，使其出射窗口1b与投影光学模块对准，将降低散斑效果后的激光输入到投影系统中，即可获得良好的显示效果。

实施例2

如图2所示将红色激光光源2a、绿色激光光源2b、蓝色激光光源2c耦合到多根多模光纤3a中，通过光纤连接器3b固定在漫反射腔体1a上，漫反射腔体内壁涂覆涂覆高漫反射材料Fluorilon-99WTM；漫反射腔体具有一个较大的方形出射窗口1b，用于输出方形光斑；漫反射腔体1a固定在由压电陶瓷片制成的振动装置4a上方；振动装置4a通过驱动系统4b驱动其做随机振动。

如图3所示，为了达到更好的漫反射效果，漫反射腔体上入射孔和出射孔的开口位置有最优化位置，可以用Trace Pro进行光线追迹计算模拟，将入射孔即光纤连接器的固定孔开出射孔旁边距离为L处，L值是根据整机系统参数算得最优化的值。

图4为漫反射腔内光线分布的模拟示意图，激光通过多模光纤和光纤连接器入射到漫反射腔体内，腔内激光在内壁经过多次随机反射后得到位相各不相同的随机分布激光，并通过漫反射腔体上的开孔出射，即可获得降低散斑效果后的激光。

Claims

1.一种降低激光散斑效果的装置，其特征在于：所述装置包括激光光源（2），一根光纤（3a），一个光纤连接器（3b），一个球形漫反射腔体（1a），一个振动装置（4a）及其驱动（4b）；其中所述的激光光源（2）发射出的激光耦合到光纤（3a）中，球形漫反射腔体（1a）固定在振动装置（4a）内，光纤（3a）缠绕在振动装置（4a）上，光纤（3a）的另一头通过光纤连接器（3b）固定在漫反射腔体（1a）上将激光入射到腔内，振动装置驱动（4b）与振动装置（4a）相连，驱动振动装置（4a）产生振动。

2.根据权利要求1所述的一种降低激光散斑效果的装置，其特征在于：所述的漫反射腔体（1a）为空心球型结构；漫反射腔体（1a）由塑料或者具有粗糙漫反射面的高反射率陶瓷材料制成；漫反射腔体（1a）具有一个小的入射圆孔，用于安装光纤连接器（3b）连接光纤（3a）输入；漫反射腔体（1a）具有一个较大的方形出射窗口（1b），用于输出方形光斑。

3.根据权利要求1所述的一种降低激光散斑效果的装置，其特征在于：所述的球形漫反射腔（1a）内壁涂覆高达95%以上的全反射率及94%以上的漫反射率的纳米涂料，或者涂覆材料Fluorilon-99WTM，或者其内壁涂覆具有高反射率的漫反射材料BaSO₄或CaSO₄。

4.根据权利要求1所述的一种降低激光散斑效果的装置，其特征在于：振动装置（4a）为压电陶瓷片，或者微电机振动机构制成。