[发明专利]一种用于激光投影系统的静态消散斑装置

说明书

本发明涉及激光显示技术领域，更具体而言，涉及一种用于激光投影系统的静态消散斑装置，具体是一种结合角度多样性和空间平均的非运动式有效减少或消除激光投影显示系统中散斑的静态装置；该装置只需在投影镜头的出瞳面上放置设计好的静态多孔掩模板，无需对激光投影系统做任何改变，就可通过非运动方式实现角度多样性和空间平均的激光散斑减少；本发明包括：激光器、散射片、会聚透镜、多孔掩模板和屏幕，所述激光器、散射片、会聚透镜、多孔掩模板和屏幕依次排列，所述激光器将激光束通过散射片散射后经会聚透镜收集并由多孔掩模板分成不同区域以不同角度成像在屏幕上；本发明主要应用在激光投影方面。

技术领域

本发明涉及激光显示技术领域，更具体而言，涉及一种用于激光投影系统的静态消散斑装置，具体是一种结合角度多样性和空间平均的非运动式有效减少或消除激光投影显示系统中散斑的静态装置。

背景技术

激光以其广色域、高亮度、高色饱和度、低能耗、长寿命等优点，被认为是信息显示领域中取代传统光源（如高压汞灯或氙气灯）的理想光源，广泛地应用于背投电视，投影机，微型投影仪，车载显示等行业，以及现代高端显示技术领域。

然而，激光光源是一种高度相干光，其固有的空间和时间相干性使其经粗糙表面（如屏幕）反射或透射时，由于粗糙表面基元的高度涨落不同引起光程差，导致有限孔径的强度检测器（如观察者的眼睛）接收到的图像呈颗粒状图样斑纹，即激光散斑，这一现象严重影响了显示图像的质量。因此，减小由于激光引入的散斑噪声问题成为激光投影显示提高画质、进入市场的关键技术。

目前存在很多消散斑方法的装置，如旋转散射片、振动衍射光学元件或屏幕、电/磁振动光纤、超声波驱动液晶单元、高频驱动二维扫描复面转镜或MEMS扫描微镜等均是用于产生多帧统计独立的散斑图像，利用在人眼积分时间内对这些散斑图像进行平均来降低散斑视觉。由于这类装置所需的高频振动或旋转会导致系统不稳定、产生噪声，而且驱动电机还需要空间等缺点，使得激光投影系统结构复杂、成本高、难于微型化。

理论上，采用角度多样性来抑制散斑最多可以使散斑对比度减小到原来的1/倍，其中，N为统计独立散斑图像的数目。除了上述技术中采用运动型结构方案（如高频驱动二维扫描复面转镜或MEMS扫描微镜）实现角度多样性的抑制散斑外，公开号为CN104777626 A的中国专利，通过对集束光纤的子光纤进行间隔排布使其输出端的子光束满足角度多样性条件来实现静态散斑抑制。该技术方案中需要采用多个非相干的激光器和多个光纤耦合器与相应集束光纤配合使用才能达到有效消除散斑的效果。可见，这种技术中因使用过多的激光器、光纤耦合器、集束光纤不仅会增大系统体积、提高成本、降低光效率，还会造成系统结构复杂、稳定性差、维护困难，因此，实际应用并不理想，有必要对其进行改进。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的不足，提供一种用于激光投影系统的静态消散斑装置，该装置只需在投影镜头的出瞳面上放置设计好的静态多孔掩模板，无需对激光投影系统做任何改变，就可通过非运动方式实现角度多样性和空间平均的激光散斑减少。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种用于激光投影系统的静态消散斑装置，包括：激光器、散射片、会聚透镜、多孔掩模板和屏幕，所述激光器、散射片、会聚透镜、多孔掩模板和屏幕依次排列，所述激光器将激光束通过散射片散射后经会聚透镜收集并由多孔掩模板分成不同区域以不同角度成像在屏幕上。

所述散射片和屏幕分别置于会聚透镜的成像共轭面上。

所述激光器有多个，多个激光器发出不同颜色的激光束经合束后照射在散射片上。

所述激光器有三个，三个激光器分别发出红、绿、蓝激光束照射在各自的散射片上，再经合束后到达会聚透镜。

所述激光器可以是固态激光器、半导体激光器、气体激光器、光纤激光器中的一种或多种。

所述多孔掩模板可以是圆形、方形或棱形。