[发明专利]基于透镜阵列的静态消散斑装置及激光投影仪

说明书

本发明提供了一种基于透镜阵列的静态消散斑装置，其设置在激光投影仪的激光源和投影透镜之间，透镜阵列位于激光源后方，其包含阵列排布的多个子透镜，该些子透镜所在的平面与光轴垂直，用于分割激光源射出的光从而产生子光束；静态相位调制器位于透镜阵列光路后方并与透镜阵列位置匹配，用于使子光束携带相互独立的图样；积分透镜位于相位片阵列光路后方与透镜阵列共焦的位置，图像发生器位于积分透镜的焦平面，图像发生器的光路后方为投影透镜，积分透镜将携带有相互独立图样的子光束汇聚叠加在其焦平面的图像发生器，图像发生器依据子光束携带的相互独立图样，产生携带有相互独立图样叠加的图像。

技术领域

本发明涉及激光显示技术领域，尤其涉及一种基于透镜阵列的静态消散斑装置及激光投影仪。

背景技术

相对于传统显示，激光投影显示具有亮度高，饱和度好，色域广等优点。但因为激光光源的高相干性，会在投影时产生散斑现象，严重影响了图像的质量。消除散斑有多种方式，大体分为动态和静态两种。动态消散斑会带来机械振动，导致仪器的体积和能耗增大，例如，通过振动Hadamard(哈达玛)矩阵相位片，使得每个探测器每个探测点所对应的分辨点在积分时间内叠加多幅具有不同相位分布的独立图样，达到消散斑的目的。通过振动哈达玛矩阵相位片就会产生很多彼此独立的相位分布图样。但是这种方法带来了机械振动和额外的能量损耗，增大了系统的尺寸和复杂度，又因为振动的存在，在一定时间内，有一部分的相位片不能够被利用，降低了相位片的利用率。通过给液体透镜阵列的各子透镜加载不同电压实现相位调制的静态消散斑方式，其缺点在于液体透镜阵列结构复杂，制造难度大，不易实现小型化，后期维护耗费大，需要单独给每个子透镜加载电压，驱动电路复杂。

因此，本领域亟需一种结构简单、无需驱动装置和能量消耗的静态方式消散斑的投影光路，以弥补上述的缺点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于透镜阵列的静态消散斑装置及激光投影仪。

(二)技术方案

本发明提供了一种基于透镜阵列的静态消散斑装置，其设置在激光投影仪的激光源1010和投影透镜1007之间，包括：透镜阵列1003、静态相位调制器、积分透镜1005和图像发生器1006；其中，所述透镜阵列1003位于激光源后方，其包含阵列排布的多个子透镜，用于分割激光源射出的光从而产生子光束；所述静态相位调制器位于透镜阵列光路后方并与透镜阵列位置匹配，用于使子光束携带相互独立的图样；所述积分透镜1005位于相位片阵列光路后方与透镜阵列共焦的位置，所述图像发生器1006位于积分透镜的焦平面，所述图像发生器的光路后方为投影透镜1007，所述积分透镜1005将携带有相互独立图样的子光束汇聚叠加在其焦平面的图像发生器1006，所述图像发生器1006依据子光束携带的相互独立图样，产生携带有相互独立图样叠加的图像。

优选地，所述静态相位调制器为相位片阵列1004，其包含阵列排布的多个子相位片，该些子相位片所在的平面与光轴垂直。

优选地，所述静态相位调制器为空间光调制器。

优选地，所述透镜阵列1003为由子透镜组成的N×M阶透镜阵列，所述相位片阵列1004由N×M个子相位片组成，子相位片的尺寸和排列方式与透镜阵列子透镜的尺寸和排列方式匹配。

优选地，所述子相位片包括两种矩阵单元按照哈达玛矩阵的行或列向量排布而成的图样，两种矩阵单元的相位差为π，不同子相位片的图样相互独立。

优选地，所述两种矩阵单元的相位分别为0和π。

优选地，所述透镜阵列1003为由子透镜组成的N×M阶透镜阵列，空间光调制器电控调制出相互独立的图样，其图样尺寸和排列方式与子透镜尺寸和排列方式匹配。

优选地，所述图样由两种矩阵单元按照哈达玛矩阵的行或列向量排布构成，两种矩阵单元的相位差为π。