CN208270923U - 一种激光投影显示用匀光板透镜一体化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种激光投影显示用匀光板透镜一体化系统，包括激光光源组件、第一透镜组件、反射镜、第二透镜组件以及匀光棒，所述激光光源组件包括绿色、蓝色和红色激光阵列以及X型分光棱镜，将匀光板的微结构集成在透镜组件的一个或多个表面上加工有微特征结构。该系统具有结构简单，成本低，成像质量好、体积小等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种激光投影显示用匀光板透镜一体化系统。
背景技术
从目前的市场分析，激光投影显示取代传统的灯泡投影显示已经成为一种必然的趋势，而这两种投影显示的主要区别就是光源，激光投影显示是以激光为光源，而灯泡投影显示是以高压水银汞灯为光源，相比于水银汞灯激光光源的优点非常的明显，激光光源的寿命可以达到2万小时，而传统水银汞灯只有不到5000小时，激光光源在色彩还原上也明显的优于灯泡光源，NTSC色域覆盖率能够达到灯泡光源的2倍以上；同样激光光源的也有着非常难解决的技术课题，现阶段最大的课题之一就是由于激光存在激光单色性优，线性好激光能量集中，在成像系统中伴随着严重的不均匀斑块现象，现阶段比较成熟的匀光消斑块方案是，在光路中加入匀光板，尽可能的破坏激光的线性及能量尖峰，从实际产品来看效果还是可以的。因为是在激光产品中使用，匀光板的基材都是石英玻璃或者是蓝宝石玻璃等等耐高温耐腐蚀的稳定性好的玻璃，但是这种玻璃材料成本非常的高，造成制造成本增加，同时增加匀光板结构会使得投影显示系统的结构复杂，体积增大，并且现有技术的激光光源由绿色激光阵列、蓝色激光阵列、红色激光阵列、绿光反射镜阵列。
如图1所示为现有技术中常用的激光投影的显示系统的光源原理图，包括依次水平布置绿色激光阵列10、蓝色激光阵列11、红色激光阵列12以及绿色激光反射镜阵列101、蓝色波长选择反射透过镜111和红色波长选择反射透过镜121，其产生三色激光，三色激光通过第一透镜组件20、第一匀光板201入射到反射镜30，反射镜30将入射激光反射到第二透镜组件40和第二匀光板401后通过匀光棒50射出。在该光源中由于三色激光水平布置、同时还具有第一匀光板、第二匀光板等组件，使得激光投影装置整体结构变得复杂、体积较大、不易安装，成本较高，同时由于匀光板采用石英玻璃或者是蓝宝石玻璃等等耐高温耐腐蚀的稳定性好的玻璃，造成系统的成本非常高。
实用新型内容
本实用新型针对以上的问题提出了一种激光投影显示用匀光板透镜一体化系统，在该系统中，在透镜系统的表面上加工有微特征结构，该微特征结构可以对入射的激光进行定向的散射以破坏激光的能量尖峰及不均匀光斑问题，同时可以缩小系统的体积及降低成本。
本实用新型采用的技术手段如下：
一种激光投影显示用匀光板透镜一体化系统，包括激光光源组件、第一透镜组件、反射镜、第二透镜组件以及匀光棒，所述激光光源组件产生三色激光，三色激光通过第一透镜组件汇聚后入射至反射镜，所述反射镜将入射光反射至第二透镜组件，三色激光通过第二透镜组件汇聚后入射到匀光棒中以形成激光投影，所述激光光源组件包括绿色激光阵列、蓝色激光阵列、红色激光阵列和X型分光棱镜，所述绿色激光阵列、蓝色激光阵列和红色激光阵列分别置于X型分光棱镜的左侧、右侧和正后方，三色激光模块发出三种激光通过X型分光棱镜后耦合成单路光场，所述第一透镜组件中至少一个透镜表面具有匀光作用的微特征结构和/或所述第二透镜组件中至少一个透镜表面具有匀光作用的微特征结构；
进一步地，所述微特征结构为规则或者不规则的V型凹槽阵列、U型凸槽阵列、金字塔阵列、圆环阵列和微透镜结构阵列中的任意一种；
进一步地，所述第一透镜组件的第一入射面或最后的出射面上具有微特征结构；
进一步地，所述第二透镜组件的第一入射面或最后的出射面上具有微特征结构；
进一步地，所述第一透镜组件的第一入射面和第二透镜组件的最后的出射面上具有微特征结构。
与现有技术比较，本实用新型所述的一种激光投影显示用匀光板透镜一体化系统具有以下有益效果：1、在沿光路方向上，透镜组件的一个或多个镜面上具有匀光作用的微特征结构，该微特征结构起到对入射激光进行消除能量尖峰及不均匀光斑作用，消除了由于激光能量尖峰而易引起干涉产生光斑的问题；2、由于直接在透镜上加工微特征结构，因此在光路中不需要单独增加匀光板结构，简化了结构设计；3、匀光板结构直接在透镜上加工，相对于现有技术中心需要单独在1mm厚度左右的石英玻璃或蓝宝石玻璃上加工微特征结构形成匀光板，该结构具有更好的散热性能，减少了光学器件的热变形，保证了光源质量；4、本实用新型不在需要石英玻璃或蓝宝石作为匀光板微结构的基板，降低了生产成本；5、激光光源模块采用X型分光棱镜，简化了结构，缩小了光源的体积。
附图说明
图1为现有技术中激光投影显示用匀光板透镜一体化系统的示意图；
图2为本实用新型公开的激光投影显示用匀光板透镜一体化系统的示意图；
图3为本实用新型公开的激光投影显示用匀光板透镜一体化系统的绿光光路示意图；
图4为本实用新型公开的激光投影显示用匀光板透镜一体化系统的蓝色光路示意图；
图5为本实用新型公开的激光投影显示用匀光板透镜一体化系统的红色光路示意图；
图6为本实用新型公开的激光投影显示用匀光板透镜一体化系统的第一种实施例；
图7为本实用新型公开的激光投影显示用匀光板透镜一体化系统的第二种实施例；
图8为本实用新型公开的激光投影显示用匀光板透镜一体化系统的第三种实施例。
具体实施方式
如图2所示为本实用新型公开的激光投影显示用匀光板透镜一体化系统，包括激光光源组件、第一透镜组件20、反射镜30、第二透镜组件40以及匀光棒50，所述激光光源组件产生三色激光，具体地，所述激光光源组件包括绿色激光阵列10、蓝色激光阵列11、红色激光阵列12和X型分光棱镜13，并且分别置于X型分光棱镜13的左侧、右侧和正后方，在本实施例中，如图3所示，绿色激光阵列10产生绿色激光并从X型分光棱镜13的左侧进入X型分光棱镜13，如图4所示，蓝色激光阵列11产生蓝色激光并从X型分光棱镜13的正后方进入X型分光棱镜13，如图5所示，红色激光阵列12产生红色激光并从X型分光棱镜13的右侧进入X型分光棱镜13。绿色激光和红色激光分别被X型分光棱镜13的一个棱面反射，蓝色激光直接透过X型分光棱镜，三种激光通过X型分光棱镜13后耦合成单路光场。
耦合后的三色激光入射至第一透镜组件20中并由第一透镜组件20汇聚后入射至反射镜30，所述反射镜30将入射光反射至第二透镜组件40，三色激光通过第二透镜组件40汇聚后入射到匀光棒50中以形成激光投影。为了消除由于采用激光而引起的散斑，在本实用新型中，第一透镜组件20或第二透镜组件40或第一透镜组件20和第二透镜组件40的一个或多个表面上加工有微特征结构60，即将现有技术中匀光板结构与透镜组件集成在一起，以实现对入射激光进行消除能量尖峰及不均匀光斑作用，消除了由于激光能量尖峰而易引起干涉产生光斑的问题。
如图6所示为在第一透镜组件20的第一入射面上通过光刻或化学腐蚀等方法加工有具有匀光作用的微特征结构60，微特征结构60可以为V型凹槽阵列、U型凸槽阵列、金字塔阵列、圆环阵列和微透镜结构阵列中的任意一种，优先的，微特征结构采用微透镜结构阵列。由于微特征结构是在光路进行汇聚之前对其进行扩散以防止其产生散斑，因此具有较好的消散斑效果。第一透镜组件可以包括一组或多组透镜结构，透镜的具体个数依据实际需要进行设计和加工，在该图中只是示意性的画了一个透镜。
如图7所示，微特征结构是在第一透镜组件的最后的出射面上加工的。如图8所示为第三种实施例，在该实施例中，微特征结构是在第一透镜组第一入射面和第二透镜组件的最后出射面上进行加工。以上仅为三种实施例，在具体应用中，微特征结构还可以在第一透镜组件和/或第二透镜组件的一个或多面透镜镜面上加工，以实现对入射激光的匀光作用。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种激光投影显示用匀光板透镜一体化系统，包括激光光源组件、第一透镜组件(20)、反射镜(30)、第二透镜组件(40)以及匀光棒(50)，所述激光光源组件产生三色激光，三色激光通过第一透镜组件(20)汇聚后入射至反射镜(30)，所述反射镜(30)将入射光反射至第二透镜组件(40)，三色激光通过第二透镜组件(40)汇聚后入射到匀光棒(50)中以形成激光投影，其特征在于：所述激光光源组件包括绿色激光阵列(10)、蓝色激光阵列(11)、红色激光阵列(12)和X型分光棱镜(13)，所述绿色激光阵列(10)、蓝色激光阵列(11)和红色激光阵列(12)分别置于X型分光棱镜(13)的左侧、右侧和正后方，三色激光模块发出三种激光通过X型分光棱镜(13)后耦合成单路光场，所述第一透镜组件(20)中至少一个的透镜表面具有匀光作用的微特征结构(60)和/或所述第二透镜组件(40)中至少一个透镜表面上具有匀光作用的微特征结构(60)。
2.根据权利要求1所述的激光投影显示用匀光板透镜一体化系统，其特征在于：所述微特征结构(60)为规则或者不规则的V型凹槽阵列、U型凸槽阵列、金字塔阵列、圆环阵列和微透镜结构阵列中的任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的激光投影显示用匀光板透镜一体化系统，其特征在于：所述第一透镜组件(20)的第一入射面或最后的出射面上具有微特征结构(60)。
4.根据权利要求1或2所述的激光投影显示用匀光板透镜一体化系统，其特征在于：所述第二透镜组件(40)的第一入射面或最后的出射面上具有微特征结构(60)。
5.根据权利要求1或2所述的激光投影显示用匀光板透镜一体化系统，其特征在于：所述第一透镜组件(20)的第一入射面和第二透镜组件(40)的最后的出射面上具有微特征结构(60)。
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| CN201820639648.7U CN208270923U (zh) | 2018-04-29 | 2018-04-29 | 一种激光投影显示用匀光板透镜一体化系统 |
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| CN (1) | CN208270923U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114217429A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-03-22 | 杭州有人光电技术有限公司 | 一种用于两组激光模组耦合及匀光的全反射棱镜光学系统 |
| CN115327793A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-11-11 | 西安应用光学研究所 | 一种消除激光照明狭缝目标光斑散射的装置 |
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2018
- 2018-04-29 CN CN201820639648.7U patent/CN208270923U/zh active Active
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