專利名稱：一種消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光投影顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種利用消散斑的旋轉(zhuǎn)楔角片及利 用此楔角片消散斑來(lái)消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
激光顯示技術(shù)是一種新型的顯示技術(shù)，與傳統(tǒng)的投影顯示相比，具有更大的色域、 更高的亮度、對(duì)比度和色飽和度，顏色更加鮮艷亮麗，更能反映自然世界的真實(shí)色彩，顯示 畫(huà)面尺寸靈活可變，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。另外，還具有偏振(聲光調(diào)制)和相干(衍射調(diào)制) 的特點(diǎn)，能獲得高速率的影像信號(hào)調(diào)制。顯示畫(huà)面尺寸靈活，可實(shí)現(xiàn)任意形狀屏幕投影。然 而，激光的高度相干性使得顯示屏幕中出現(xiàn)了散斑，散斑的存在嚴(yán)重影響激光投影顯示的 成像質(zhì)量，降低圖像的清晰度和分辨率，成為激光投影顯示發(fā)展的關(guān)鍵制約因素之一。投影顯示中的激光散斑可分為一次散斑和二次散斑，一次散斑一般是指直接在顯 示屏上體現(xiàn)的散斑；二次散斑是指激光經(jīng)顯示屏反射或透射后，光在空間發(fā)生干涉產(chǎn)生的 散斑。為了解決激光投影顯示中的激光散斑問(wèn)題，人們從光源、光路器件、顯示芯片、顯 示屏幕等方面提出多種抑制散斑的方法。如增加激光光源譜線寬度，雖然有望根除散斑，但 目前技術(shù)難度比較大，很難實(shí)現(xiàn)；利用振動(dòng)屏幕，振動(dòng)顯示芯片，波前調(diào)制顯示芯片等方法 雖然也能消除散斑，但實(shí)用性也受到限制；利用光纖、棱鏡、玻璃平板、雙折射晶體等光路器 件消散斑，技術(shù)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為“CN 100367079C”的“能夠消除激光散 斑的照明系統(tǒng)及采用其的投影系統(tǒng)”的技術(shù)方案是將旋轉(zhuǎn)楔元件置于第一衍射光學(xué)元件 之前或之后，周期性地改變光束路徑來(lái)消除散斑。然而，此專利也只能消除一次散斑，系統(tǒng) 中還存在二次散斑。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的、利用楔角片旋 轉(zhuǎn)器進(jìn)行消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)。本實(shí)用新型的消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)，包括依次設(shè)置于光路上的—激光光源模塊，產(chǎn)生投影顯示所需的單色或多色激光光束；一激光投影模塊，對(duì)激光光束進(jìn)行投影控制處理，至少包括一投影鏡頭；一楔角片旋轉(zhuǎn)器，包括一楔角片及連接于其上的微型電機(jī)，設(shè)置于所述的激光投 影模塊的投影鏡頭與屏幕之間；及一屏幕。進(jìn)一步的，所述的激光光源模塊包括一紅色激光光源、綠色激光光源及藍(lán)色激光 光源，并分別通過(guò)分色鏡分色合成三色激光光束輸出。進(jìn)一步的，所述的激光投影模塊包括一聚光透鏡，將光束聚焦至光導(dǎo)管；[0014]一光導(dǎo)管，將光束多次反射，進(jìn)行勻光整形后輸出；第一中繼透鏡和第二中繼透鏡，將光束中繼后輸出至偏振分束器；一偏振分束器，將光束的S偏振光反射成像在微顯示器件；一微顯示器件，將S偏振光調(diào)制為P偏振光，并透過(guò)偏振分束器輸出至投影鏡頭；一投影鏡頭，將光束進(jìn)行放大投影。更進(jìn)一步的，所述的微顯示器件是IX0S(硅基液晶顯示)的微顯示器件。更進(jìn)一步的，當(dāng)采用如上所述的激光投影模塊時(shí)，即，所述的激光投影模塊包括 一聚光透鏡，將光束聚焦至光導(dǎo)管；一光導(dǎo)管，將光束多次反射，進(jìn)行勻光整形后輸出；第 一中繼透鏡和第二中繼透鏡，將光束中繼后輸出至偏振分束器；一偏振分束器，將光束的S 偏振光反射成像在微顯示器件；一微顯示器件，將S偏振光調(diào)制為P偏振光，并透過(guò)偏振分 束器輸出至投影鏡頭；一投影鏡頭，將光束進(jìn)行放大投影。楔角片旋轉(zhuǎn)器設(shè)置于所述的偏振 分束器與微顯示器件之間或者設(shè)置于所述的偏振分束器與投影鏡頭之間，以取代楔角片旋 轉(zhuǎn)器原來(lái)的光路位置?；蛘撸龅募す馔队澳K是至少包括一投影鏡頭的激光掃描裝置。更進(jìn)一步的，上述的投影鏡頭是MEMS微鏡面，上述的激光掃描裝置是MEMS微機(jī)電 掃描裝置。進(jìn)一步的，所述的所述的楔角片是玻璃楔角片或塑料楔角片或晶體楔角片。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是采用楔角片旋轉(zhuǎn)器，通過(guò)微型電機(jī)旋轉(zhuǎn)楔角片，形成位 相混合變化的激光光源，以減弱激光投影中的散斑效應(yīng)。楔角片旋轉(zhuǎn)器楔角大小的選擇以 加入楔角片后不顯著降低顯示分辨率為標(biāo)準(zhǔn)。一般地，要求加入楔角片所致像素點(diǎn)的位移 量為0.5至1個(gè)像素尺寸。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。將楔角片旋轉(zhuǎn)器設(shè)置在微顯示器件 與投影鏡頭之間，或投影鏡頭與屏幕之間，改變光束位相以減弱激光投影中的二次散斑。

圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1 參閱圖1所示，第1實(shí)施例中激光光源模塊1中的紅色、綠色、藍(lán)色激光光源101A、 101B、101C，分別通過(guò)分色鏡102A、102B、102C分色合成三色激光光束，出射后的光束通過(guò) 經(jīng)激光投影模塊2，該激光投影模塊2包括一聚光透鏡103，光導(dǎo)管104及中繼透鏡105A和 105B，聚光透鏡103將光束聚焦在光導(dǎo)管104的入射端，光束在光導(dǎo)管104內(nèi)多次反射，進(jìn) 行勻光整形，使其形成與微顯示器件107具有相同或相近長(zhǎng)寬比的矩形光束。光導(dǎo)管出射 端的光束經(jīng)中繼透鏡105A和105B，其中S偏振光經(jīng)偏振分束器(PBQ 106反射成像在微顯
5示器件107上，微顯示器件107將S偏振光調(diào)制為P偏振光，透過(guò)偏振分束器(PBQ 106，將 攜帶圖像信息的P偏振光投射到投影鏡頭108上，經(jīng)投影鏡頭108放大投影在屏幕110上。 所述的微顯示器件是LCOS (硅基液晶顯示)的微顯示器件。本實(shí)施例的楔角片旋轉(zhuǎn)器，包括一楔角片111及連接于其上的微型電機(jī)112，設(shè)置 于上述的投影鏡頭108與屏幕110之間。通過(guò)微型電機(jī)112旋轉(zhuǎn)使得光束發(fā)生偏折，從而 改變位相來(lái)消散斑。實(shí)施例2 參閱圖2所示，第2實(shí)施例中激光光源模塊1中的紅色、綠色、藍(lán)色激光光源101A、 101B、101C，分別通過(guò)分色鏡102A、102B、102C分色合成三色激光光束，出射后的光束通過(guò) 經(jīng)激光投影模塊2，該激光投影模塊2包括一聚光透鏡103，光導(dǎo)管104及中繼透鏡105A和 105B，聚光透鏡103將光束聚焦在光導(dǎo)管104的入射端，光束在光導(dǎo)管104內(nèi)多次反射，進(jìn) 行勻光整形，使其形成與微顯示器件107具有相同或相近長(zhǎng)寬比的矩形光束。光導(dǎo)管出射 端的光束經(jīng)中繼透鏡105A和105B，其中S偏振光經(jīng)偏振分束器(PBQ 106反射成像在微顯 示器件107上，微顯示器件107將S偏振光調(diào)制為P偏振光，透過(guò)偏振分束器(PBQ 106，將 攜帶圖像信息的P偏振光投射到投影鏡頭108上，經(jīng)投影鏡頭108放大投影在屏幕110上。 所述的微顯示器件是LCOS (硅基液晶顯示)的微顯示器件。本實(shí)施例的楔角片旋轉(zhuǎn)器，包括一楔角片111及連接于其上的微型電機(jī)112，設(shè)置 于上述的偏振分束器106與微顯示器件107之間。通過(guò)微型電機(jī)112旋轉(zhuǎn)使得光束發(fā)生偏 折，從而改變位相來(lái)消散斑。實(shí)施例3 參閱圖3所示，第3實(shí)施例中激光光源模塊1中的紅色、綠色、藍(lán)色激光光源101A、 101B、101C，分別通過(guò)分色鏡102A、102B、102C分色合成三色激光光束，出射后的光束通過(guò) 經(jīng)激光投影模塊2，該激光投影模塊2包括一聚光透鏡103，光導(dǎo)管104及中繼透鏡105A和 105B，聚光透鏡103將光束聚焦在光導(dǎo)管104的入射端，光束在光導(dǎo)管104內(nèi)多次反射，進(jìn) 行勻光整形，使其形成與微顯示器件107具有相同或相近長(zhǎng)寬比的矩形光束。光導(dǎo)管出射 端的光束經(jīng)中繼透鏡105A和105B，其中S偏振光經(jīng)偏振分束器(PBQ 106反射成像在微顯 示器件107上，微顯示器件107將S偏振光調(diào)制為P偏振光，透過(guò)偏振分束器(PBQ 106，將 攜帶圖像信息的P偏振光投射到投影鏡頭108上，經(jīng)投影鏡頭108放大投影在屏幕110上。 所述的微顯示器件是LCOS (硅基液晶顯示)的微顯示器件。本實(shí)施例的楔角片旋轉(zhuǎn)器，包括一楔角片111及連接于其上的微型電機(jī)112，設(shè)置 于上述的偏振分束器106與投影鏡頭108之間。通過(guò)微型電機(jī)112旋轉(zhuǎn)使得光束發(fā)生偏 折，從而改變位相來(lái)消散斑。實(shí)施例4 參閱圖4所示，第4實(shí)施例中激光光源模塊1中的紅色、綠色、藍(lán)色激光光源101A、 101B、101C，分別通過(guò)分色鏡102A、102B、102C分色合成三色激光光束，出射后的光束通過(guò) 經(jīng)激光投影模塊2，該激光投影模塊2是激光掃描裝置109 (優(yōu)選的，如MEMS微機(jī)電掃描 鏡)，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)制MEMS微鏡面108a，將光束反射到投影屏110上，利用人眼視覺(jué)暫留效 應(yīng)，不同時(shí)間、不同位置的反射光斑在投影屏幕上形成完整的圖像。楔角片旋轉(zhuǎn)器，包括一 楔角片111及連接于其上的微型電機(jī)112。楔角片旋轉(zhuǎn)器，設(shè)置在激光掃描裝置111的MEMS微鏡面108a與投影屏幕110之間。通過(guò)微型電機(jī)112旋轉(zhuǎn)使得光束發(fā)生偏折，從而改變位 相來(lái)消散斑。 盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié) 上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)，其特征在于包括依次設(shè)置于光路上的 一激光光源模塊(1)，產(chǎn)生投影顯示所需的單色或多色激光光束；一激光投影模塊O)，對(duì)激光光束進(jìn)行投影控制處理，至少包括一投影鏡頭(108)； 一楔角片旋轉(zhuǎn)器，包括一楔角片(111)及連接于其上的微型電機(jī)(112)，設(shè)置于所述的 激光投影模塊⑵的投影鏡頭(108)與屏幕(110)之間；及一屏幕(110)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)，其特征在于所述的 激光光源模塊(1)包括一紅色激光光源(101A)、綠色激光光源(101B)及藍(lán)色激光光源 (101C)，并分別通過(guò)第一分色鏡(102A)、第二分色鏡(102B)、第三分色鏡(102C)分色合成 三色激光光束輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)，其特征在于所述的激 光投影模塊( 包括一聚光透鏡(103)，將光束聚焦至光導(dǎo)管(104)； 一光導(dǎo)管(104)，將光束多次反射，進(jìn)行勻光整形后輸出；第一中繼透鏡(105A)和第二中繼透鏡(105B)，將光束中繼后輸出至偏振分束器 (106)；一偏振分束器(106)，將光束的S偏振光反射成像在微顯示器件(107)； 一微顯示器件(107)，將S偏振光調(diào)制為P偏振光，并透過(guò)偏振分束器(106)輸出至投 影鏡頭(108)；一投影鏡頭(108)，將光束進(jìn)行放大投影。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所示的消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)，其特征在于所述的微 顯示器件(107)是硅基液晶顯示的微顯示器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所示的消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)，其特征在于所述的激 光投影模塊( 包括一聚光透鏡(103)，將光束聚焦至光導(dǎo)管(104)； 一光導(dǎo)管(104)，將光束多次反射，進(jìn)行勻光整形后輸出；第一中繼透鏡(105A)和第二中繼透鏡(105B)，將光束中繼后輸出至偏振分束器 (106)；一偏振分束器(106)，將光束的S偏振光反射成像在微顯示器件(107)； 一微顯示器件(107)，將S偏振光調(diào)制為P偏振光，并透過(guò)偏振分束器(106)輸出至投 影鏡頭(108)；一投影鏡頭(108)，將光束進(jìn)行放大投影；楔角片旋轉(zhuǎn)器設(shè)置于上述的偏振分束器(106)與微顯示器件(107)之間，以取代楔角 片旋轉(zhuǎn)器原來(lái)的光路位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所示的消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)，其特征在于所述的激 光投影模塊( 包括一聚光透鏡(103)，將光束聚焦至光導(dǎo)管(104)； 一光導(dǎo)管(104)，將光束多次反射，進(jìn)行勻光整形后輸出；第一中繼透鏡(105A)和第二中繼透鏡(105B)，將光束中繼后輸出至偏振分束器 (106)；一偏振分束器(106)，將光束的S偏振光反射成像在微顯示器件(107)； 一微顯示器件(107)，將S偏振光調(diào)制為P偏振光，并透過(guò)偏振分束器(106)輸出至投 影鏡頭(108)；一投影鏡頭(108)，將光束進(jìn)行放大投影；楔角片旋轉(zhuǎn)器設(shè)置于所述的偏振分束器(106)與投影鏡頭(108)之間，以取代楔角片 旋轉(zhuǎn)器原來(lái)的光路位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所示的消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)，其特征在于所述的激 光投影模塊( 是至少包括一投影鏡頭(108)的激光掃描裝置(109)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所示的消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)，其特征在于所述的投 影鏡頭(108)是MEMS微鏡面，所述的激光掃描裝置(109)是MEMS微機(jī)電掃描裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所示的消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)，其特征在于所述的楔 角片(111)是玻璃楔角片或塑料楔角片或晶體楔角片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及激光投影顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種利用消散斑的旋轉(zhuǎn)楔角片及利用此楔角片消散斑來(lái)消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)。本實(shí)用新型的消除二次散斑的激光投影顯示系統(tǒng)，包括依次設(shè)置于光路上的一激光光源模塊，產(chǎn)生投影顯示所需的單色或多色激光光束；一激光投影模塊，對(duì)激光光束進(jìn)行投影控制處理，至少包括一投影鏡頭；一楔角片旋轉(zhuǎn)器，包括一楔角片及連接于其上的微型電機(jī)，設(shè)置于所述的激光投影模塊的投影鏡頭與屏幕之間；及一屏幕。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，改變光束位相以減弱激光投影中的二次散斑。
文檔編號(hào)G02B27/48GK201845132SQ20102028681
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
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