[实用新型]一种减弱激光散斑的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光显示领域，特别是涉及一种减弱激光散斑的装置。

背景技术

激光显示技术由于使用激光作为光源，从而具备更宽的颜色再现能力以实现更大的色域，并且由于激光的高准直性以及高的电光转换效率使得激光显示技术更具竞争力。然而，由于该显示技术使用的激光属于相干光源，相干光束在屏幕粗糙面前端干涉叠加会形成散斑现象。散斑是影响激光显示成像质量的关键因素，因此在激光显示技术中，消除激光散斑是一项重要的任务，事实上，由于相干性是激光内生的属性，完全消除激光的相干性是不大可能的，操作中只需将散斑减弱到人眼观测极限之下，不影响观众感受即可。

在现有的激光显示技术中，还有一个对激光进行匀场的步骤，一般采用积分棒（也称聚光棒）对激光束进行匀场，虽然积分棒对激光也有一定的减弱激光散斑作用，但效果很微弱，所以需要另设一个单独的消除激光散斑的装置，而其在减弱散斑的同时几乎必然带来激光利用率的降低，且大多数消除激光散斑的装置不可避免地引入噪音，同时带来可靠性和体积方面的问题，而且大多数成本较高，无法满足系统的集成化、小型化和低成本的要求。目前有人将匀场和消相干的功能在一个积分棒上同时实现，使得系统部件得以减少，成本降低，如公开号为WO2007072334的美国专利利用积分棒同时实现匀场和减弱激光散斑的功能，其采用的积分棒为内部中空的棒状体，两端面分别为光入射面和光出射面，积分棒的入射端面镀有针对入射光的全反射膜，其出射面镀有对入射光的部分反射膜，激光通过两个反射膜的作用在积分棒内进行多次反射后从出射面射出，光束在积分棒内进行多达几十次的反射，最终出射面的光束为多次反射叠加的光束，彼此之间互不相干，相比入射光而言降低了相干性。然而这一装置的缺点也是很明显的：1）多次反射造成一部分的光能在积分棒内被损耗，积分棒出射面的光能量为入射光能量的83.3%，然而激光散斑效应仅减弱10%，以至于肉眼根本无法感受到改善作用；2）从积分棒出射的光束光学扩展量也很大，无法保证出射光能完全被后续光学系统接受，超出后续光学系统光学扩展量的光束不能被利用。

进一步解释如下，光源发出的光能受到下游光学部件可接受的光量的限制，光学部件可接受的光量为光学扩展量E。

光学扩展量公式为：                                                

其中E为光学扩展量，n为发光元所处的环境介质的折射率；α为光源的发射半角；S为光源的发光面积。

一个光学系统的光源的光学扩展量实际上确立了整个光学系统的光学扩展量的下限，光学系统若要完全利用光源的能量，其所有部件的光学扩展量必须大于光源的光学扩展量。

从积分棒出射的光相当于光源光，若光源光大于投影显示系统的光学扩展量，则超出的这部分光不能有效耦合入投影显示系统。

发明内容

鉴于以上问题，本实用新型的主要目的在于提供一种减弱激光散斑的装置，该装置不仅能有效减弱激光散斑，而且还能有效的提高光能利用率。

为了达到以上目的，本实用新型提供的该种减弱激光散斑的装置，包括匀光装置及角度选择滤光膜，其中：

所述角度选择滤光膜设于匀光装置光出射端；

所述匀光装置主要由实心积分棒和漫反射板组成，所述漫反射板朝向所述匀光装置内部的一面为漫反射面，所述漫反射板由具有粗糙漫反射表面的高反射率陶瓷制成，或者所述漫反射面涂覆有材料Fluorilon-99W^TM，或者覆有高反射率的漫反射材料BaSO₄或CaSO₄；所述实心积分棒朝向漫反射板的底面镀有增透膜；所述实心积分棒为玻璃或其他透明材料制成；

另，所述匀光装置还可以主要由漫反射筒和透明介质组成，所述漫反射筒内壁均为漫反射面，且所述漫反射筒一端封闭另一端开口，开口端由透明介质封闭，所述透明介质的一表面镀有所述角度选择滤光膜；所述透明介质另一个表面还可以镀有增透膜；所述漫反射筒其内表面涂覆材料Fluorilon-99W^TM，或者其内表面涂覆高反射率的漫反射材料BaSO₄或CaSO₄，或者所述漫反射筒由具有粗糙漫反射面的高反射率陶瓷制成。

所述匀光装置为轴对称结构或旋转对称结构；所述匀光装置除采用圆柱形外，还可以采用长方体、正方体等；