[发明专利]一种消相干和匀场装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光领域，具体涉及激光显示领域中的消相干和匀场装置。

背景技术

激光由于其高亮度、单色性、方向性而在显示领域中具有无可比拟的优势。激光显示的基本原理是：R、G、B三色激光分别经过整形、扩束、匀场、消相干等步骤后，再经过光阀调制后由合色棱镜合色，最后经过投影物镜采用前投或背投方式投影到屏幕。与其他显示技术所采用的非相干光源不同，激光具有相干性，如果没有对其进行消相干处理直接作为光源投影，在接收屏上我们会看到明显的亮度不均的斑纹图像，即所谓的散斑，这样的图像质量非常影响观者感受，因此在激光显示技术中，消相干是必不可少的一道步骤。

公开号分别为CN1900813和CN1734308以及授权号为CN2555523的专利均采用转动的漫透射元件来调制激光，打乱其相位以实现消相干，然后将透射光耦合进聚光棒进行匀场，这种方法中消相干和匀场功能由不同的装置完成，且由于漫透射元件透过率有限，造成激光的利用率低下；另外，这种方法对部件的安装精度要求较高(在转动时，入射光需始终垂直入射到漫透射元件表面)；此外，这种方法造成消相干和匀场装置之间还有耦合装置，使得系统部件较多，难以缩减体积。

发明内容

因此，为了克服现有技术不足，本发明提供一种能同时实现消相干和匀场功能的装置。

一方面，本发明提供一种用于激光光束的消相干匀场装置，包括，

漫反射板，具有漫反射面，所述漫反射面用于接收并漫反射所述激光光束以得到多束散射激光；

全反射腔，用于在其内壁全反射所述散射激光并产生定向输出的出射光束，其中，所述全反射腔具有相对的两端，所述漫反射板设置在所述全反射腔的一端并覆盖所述端，其漫反射面朝向全反射腔；

匀化透镜，所述匀化透镜设置在所述出射光束的光路中，以使得所述出射光束在到达目标区域时照度均匀分布。

上述的用于激光光束的消相干匀场装置，其中还包括光束引导装置，用于将所述激光光束导向所述漫反射板。

上述的用于激光光束的消相干匀场装置，其中，还包括偏振透射元件，所述偏振透射元件仅允许所述定向输出的出射光束中沿某方向偏振的光束透过。

上述的用于激光光束的消相干匀场装置，其中，还包括电机，所述电机用于驱动所述漫反射板在自身平面内发生使得所述激光光束在所述漫反射板上的入射点时刻变换的转动。

上述的用于激光光束的消相干匀场装置，其中，还包括电机，所述电机用于驱动所述光束引导装置发生使得所述激光光束在所述漫反射板上的入射点时刻变换的转动或振动。

上述的用于激光光束的消相干匀场装置，其中，所述匀化透镜为自由曲面透镜或中继透镜组。

上述的用于激光光束的消相干匀场装置，其中所述漫反射板的漫反射面涂覆有高反射率的漫反射材料BaSO₄或CaSO₄，或者所述漫反射板由具有粗糙漫反射面的高反射率陶瓷制成。

上述的用于激光光束的消相干匀场装置，其中，所述光束引导装置为带孔全反射镜或局部反射镜或仅允许以45°入射的光束透过的镀制特殊膜的玻璃板。

上述的用于激光光束的消相干匀场装置，其中，所述全反射腔为轴对称结构或旋转对称结构。

上述的用于激光光束的消相干匀场装置，其中，所述全反射腔形状为CPC形或棱台形或棱柱形。

上述的用于激光光束的消相干匀场装置，其中，所述全反射腔为中空腔体，所述中空腔体的内壁镀有针对所述激光光束的全反膜。

上述的用于激光光束的消相干匀场装置，其中，所述全反射腔为由均匀透光物质制成的实心体，所述实心体的两端面镀有针对所述激光光束的增透膜，外壁抛光并镀制或不镀制针对所述激光光束的全反膜。

另一方面，本发明提供一种采用上述的用于激光光束的消相干匀场装置的激光显示系统。

本发明的有益效果是：

1.能同时实现消相干和匀场功能；

2.激光利用率高；

3.占用体积小，有助于显示系统实现微型化；

4.可以全静态工作，无噪音并几乎不耗电，适用于便携式显示系统。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：

图1A为本发明的一个实施例的示意图；

图1B为在图1A的基础上改进后的本发明装置的示意图；

图2为本发明的另一种实施例的示意图；

图3为将图1A中所示的装置用于一种单片式DLP投影系统的示意图；