[发明专利]一种基于柔性衍射光学元件的散斑抑制运动装置

说明书

一种基于柔性衍射光学元件的散斑抑制运动装置，所述装置包括带有衍射光学微结构的柔性薄膜和用于带动柔性薄膜运动的传动系统，所述柔性薄膜包括中间部分和两侧部分，所述中间部分刻有衍射光学微结构，两侧部分为粘连结构；所述粘连结构与所述传动系统联动。本发明提供一种传动效率高并且稳定性好、柔性衍射光学元件使用寿命长、能消除拼缝影响的散斑抑制运动装置。

技术领域

本发明属于激光显示投影领域，尤其涉及使用柔性衍射光学元件进行激光散班抑制的适配运动装置。

背景技术

随着社会和经济的发展，人们对观影的要求越来越高，家庭观影从当年的黑白电视，到现在的大屏液晶电视，以及越来越流行的激光投影仪。

激光是一种亮度高、色域广的光源，具有寿命长、节能环保等优点。将激光应用在投影仪当中，不仅可以使得投影仪体积更小，还能最真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩，提供更具震撼的表现力。

但同时由于激光相干性产生的散斑降低了投影图像的质量，激光散斑已成为激光光源投影显示系统获得高质量图像的主要障碍。到目前为止，世界各国研究人员提出了许多种抑制散斑的方法，比如引入偏振多样性、运动的屏幕、宽频激光、消除光束相干性等方法。这些方法为了得到较好的散斑抑制效果，往往需要对元器件进行震动、线性位移、旋转运动等机械运动方式。

与本发明最为接近的技术有：一种柔性变角度阵列衍射光学微结构及其履带式运动方法(专利号：ZL201710998312.X)、基于衍射光学元件的散斑抑制运动装置(专利申请号：201811274730.5)。

一种柔性变角度阵列衍射光学微结构及其履带式运动方法(ZL201710998312.X)中，带有衍射光学微结构的柔性薄膜首尾相连套在两根旋转立柱上，其中一个旋转立柱连接了两个弹簧，弹簧对旋转立柱施加拉力，使得柔性变角度阵列衍射光学微结构始终处于拉伸状态。两根旋转立柱安装在一个基于齿轮传动的履带式传送装置上，该装置带动旋转立柱转动后，柔性变角度阵列衍射光学微结构由于与立柱之间的摩擦力随之进行履带式运动，产生动态变化的衍射光学结构，改变激光光束的相位分布，破坏激光的空间相干性，达到抑制散斑的效果。但该技术方案有以下缺陷：1)柔性薄膜仅靠摩擦力转动并且薄膜不断与立柱接触，在长期使用时会出现薄膜打滑，光学结构磨损、变形、位移等问题，降低衍射光学微结构的精确性和柔性薄膜的使用寿命；2)将柔性薄膜首尾相连粘成环状必定会有一条较为明显的拼缝，拼缝处由于透光度、平整度与薄膜上其它地方不同，会对后续的投影成像有很大影响。

基于衍射光学元件的散斑抑制运动装置(专利申请号：201811274730.5)，对上述技术中的传动装置做了改进，将带有衍射光学微结构的柔性薄膜分为柔性变角度阵列衍射光学微结构和传动段两部分，其中传动段为具有梯形齿或弧齿的单面同步带结构，套在能与之啮合的两根旋转立柱上，其中一根立柱与电机相连，另一根立柱与弹簧相连拉紧柔性薄膜。该装置采用带齿与立柱的齿槽相啮合来传递动力，避免了仅靠摩擦力传动时立柱对衍射光学微结构的磨损，延长了带有衍射光学微结构的柔性薄膜的使用寿命。但该技术有以下缺点：1)在柔性薄膜上制作梯形齿或弧齿的传动结构较为困难，并且齿的深度太浅、柔性薄膜又软，很难与立柱上的齿槽啮合来传递动力；2)弹簧与立柱相连拉紧柔性薄膜会使得薄膜产生形变，对衍射光学微结构损伤极大，影响了散斑抑制效果。

总之现有的技术存在柔性薄膜传动效率低、衍射光学微结构损伤大、拼缝影响投影成像的问题。

发明内容

为了克服已有消散斑装置存在的柔性薄膜传动效率低、衍射光学微结构损伤大、拼缝影响投影成像的不足，本发明提供一种传动效率高并且稳定性好、柔性衍射光学元件使用寿命长、能消除拼缝影响的散斑抑制运动装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：