一種用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]單片DLP (Digital Light Processor數(shù)字光處理器)投影機(jī)由于需要在一個(gè)成像裝置上同時(shí)提供紅、綠、藍(lán)三種顏色，其成像原理是通過一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的色輪來產(chǎn)生全色彩的投影圖像，色輪由紅、綠、藍(lán)三色塊組成。目前備受注目的光源當(dāng)屬激光光源，但是由于純色激光的高相干性使得投影圖像的散斑效應(yīng)比較明顯，影響了投影顯示的成像質(zhì)量。
[0003]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)，利用驅(qū)動裝置驅(qū)動承載板做靠近一光源組然后再遠(yuǎn)離該光源組的周期性平動或者用于驅(qū)動承載板繞著承載板一頭上設(shè)置的轉(zhuǎn)軸做微小轉(zhuǎn)動，以使得相鄰時(shí)間同一 LD出射的光線在同一光學(xué)器件上的光斑位置改變，進(jìn)而可降低激光散斑的不良影響，進(jìn)而可提高投影顯示的畫面質(zhì)量。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)，包括:
[0006]藍(lán)色LD光源組；
[0007]紅色LD光源組；
[0008]承載板，設(shè)置于藍(lán)色LD光源組和紅色LD光源組之間，所述承載板的兩個(gè)相對的表面?zhèn)壬戏謩e設(shè)置有一組反射鏡，其中，一組反射鏡用于反射藍(lán)色LD光源組出射的藍(lán)光，另一組反射鏡用于反射紅色LD光源組出射的紅光；
[0009]驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動承載板在藍(lán)色LD光源組發(fā)射的藍(lán)光的行進(jìn)的路徑上做先靠近然后再遠(yuǎn)離藍(lán)色LD光源組的周期性平動或者用于驅(qū)動承載板繞著承載板一頭上設(shè)置的轉(zhuǎn)軸做微小轉(zhuǎn)動，其中，所述轉(zhuǎn)軸垂直于LD的出射光線，以使得相鄰時(shí)間同一 LD出射的光在同一光學(xué)器件上的光斑位置發(fā)生變化；
[0010]分光裝置，設(shè)置于藍(lán)光的傳播路徑上，用于透射藍(lán)光并用于反射熒光色輪新產(chǎn)生的色光；
[0011]熒光色輪，設(shè)置于分光裝置透射的藍(lán)光的傳播路徑上，包括沿其中心軸呈扇環(huán)形的至少兩個(gè)區(qū)域，第一區(qū)域用于透射藍(lán)光，第二區(qū)域用于轉(zhuǎn)換藍(lán)光為綠光并反射綠光；
[0012]第一合光裝置，設(shè)置于紅光及分光裝置反射的熒光色輪新產(chǎn)生的色光的傳播路徑的交叉點(diǎn)上，用于通過透射紅光及反射新產(chǎn)生的色光的方式將紅光及新產(chǎn)生的色光光路合并；
[0013]第二合光裝置，用于通過反射藍(lán)光而透射其他色光的方式將紅光、藍(lán)光和新產(chǎn)生的色光光路合并；
[0014]濾光色輪，設(shè)置于第二合光裝置合并的色光的下游傳播路徑上，所述濾光色輪包括沿其中心軸呈扇環(huán)形的至少三個(gè)濾光區(qū)，第一濾光區(qū)僅允許藍(lán)光通過，第二濾光區(qū)僅允許綠光通過，第三濾光區(qū)僅允許紅光通過；
[0015]控制裝置，用于根據(jù)各色光的目標(biāo)光功率控制熒光色輪沿其中心軸轉(zhuǎn)動時(shí)從熒光色輪出射的色光和同一時(shí)刻濾光色輪所允許通過的色光相對應(yīng)，同時(shí)用于控制紅色LD光源組和藍(lán)色LD光源組電源的工作狀態(tài)；
[0016]光收集裝置，用于收集經(jīng)濾光色輪透射的不同顏色的時(shí)序光；
[0017]其中，所述藍(lán)光和紅光的傳播路徑上各設(shè)置有擴(kuò)散片。
[0018]其中，所述熒光色輪進(jìn)一步包括沿?zé)晒馍喼行妮S呈扇環(huán)形分布的用于轉(zhuǎn)換藍(lán)光為黃光并反射黃光的第三區(qū)域，濾光色輪的至少三個(gè)濾光區(qū)進(jìn)一步包括第四濾光區(qū)，所述第四濾光區(qū)用于僅允許黃光通過。
[0019]其中，所述熒光色輪進(jìn)一步包括沿?zé)晒馍喼行妮S呈扇環(huán)形分布的用于轉(zhuǎn)換藍(lán)光為青光并反射青光的第四區(qū)域，濾光色輪的至少三個(gè)區(qū)域進(jìn)一步包括第五區(qū)域，所述第五區(qū)域用于僅允許青光通過。
[0020]其中，所述第二合光裝置和濾光色輪之間設(shè)置有光隔離器。
[0021]其中，所述驅(qū)動裝置驅(qū)動所述承載板平動的幅度為微米到厘米量級。
[0022]其中，所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動頻率大于20HZ。
[0023]其中，所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動頻率是濾光色輪轉(zhuǎn)動頻率的η倍，其中，η是自然數(shù)。
[0024]其中，η=I。
[0025]其中，所述承載板上的一組反射鏡中的每個(gè)反射鏡的鏡面與承載板的夾角不同，所述承載板上的另一組反射鏡中的每個(gè)反射鏡的鏡面與承載板的夾角也不同。
[0026]其中，所述承載板上的一組反射鏡中的每個(gè)反射鏡的鏡面與承載板的夾角相同，所述承載板上的另一組反射鏡中的每個(gè)反射鏡的鏡面與承載板的夾角相同。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明提供的用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)，利用驅(qū)動裝置驅(qū)動承載板做靠近一光源組然后再遠(yuǎn)離該光源組的周期性平動或者用于驅(qū)動承載板繞著承載板一頭上設(shè)置的轉(zhuǎn)軸做微小轉(zhuǎn)動，以使得相鄰時(shí)間同一 LD出射的光在同一光學(xué)器件上的光斑位置改變，進(jìn)而再配合藍(lán)光和紅光傳播路徑上設(shè)置的擴(kuò)散板，可消除激光散斑，進(jìn)而可提高投影顯示的畫面質(zhì)量。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明的用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明的用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3是圖1所示的本發(fā)明的用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)的熒光色輪的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0031]圖4是圖1所示的本發(fā)明的用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)的濾光色輪的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0032]圖5是圖1所示的本發(fā)明的用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)的熒光色輪的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0033]圖6是圖1所示的本發(fā)明的用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)的濾光色輪的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0034]圖7是圖1所示的本發(fā)明的用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)的熒光色輪的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0035]圖8是圖1所示的本發(fā)明的用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)的濾光色輪的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]請參見圖1，圖1是本發(fā)明的用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例的用于消除激光散斑的光源系統(tǒng)包括:藍(lán)色LD光源組11、紅色LD光源組12、承載板13、驅(qū)動裝置(未標(biāo)示)、分光裝置18、熒光色輪20、第一合光裝置31、第二合光裝置23、濾光色輪36、控制裝置(未圖示)以及光收集裝置38。其中，藍(lán)色LD光源組11包括多個(gè)用于發(fā)射藍(lán)光的藍(lán)色LD111，紅色LD光源組12包括多個(gè)用于發(fā)射紅光的紅色LD121。
[0037]在本實(shí)施例中，承載板13設(shè)置于藍(lán)色LD光源組11和紅色LD光源組12之間，承載板13的兩個(gè)相對的表面?zhèn)壬戏謩e設(shè)置有一組反射鏡，其中，一組反射鏡(面向藍(lán)色LD的一組反射鏡)用于反射藍(lán)色LD光源組11出射的藍(lán)光，另一組反射鏡用于反射紅色LD光源組12出射的紅光。具體地，每一個(gè)LD在承載板13上都存在一個(gè)與之一一對應(yīng)的反射鏡，用來反射該LD的出射光，且每個(gè)反射鏡都不影響其他反射鏡反射的色光的傳播。
[0038]在本實(shí)施例中，承載板13具有配套的驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置用于驅(qū)動承載板13在藍(lán)色LD光源組11發(fā)射的藍(lán)光的行進(jìn)的路徑上做先靠近然后再遠(yuǎn)離藍(lán)色LD光源組11的周期性平動或者用于驅(qū)動承載板13繞著承載板13 —頭上設(shè)置的轉(zhuǎn)軸做微小轉(zhuǎn)動。其中，轉(zhuǎn)軸垂直于LD的出射光線，以使得相鄰時(shí)間同一 LD出射的光落在同一光學(xué)器件上的光斑位置發(fā)生變化。
[0039]實(shí)際中，在驅(qū)動裝置驅(qū)動承載板13周期性平動的過程中，承載板13周期性地靠近紅色LD光源組12然后再遠(yuǎn)離紅色LD光源組12。驅(qū)動裝置驅(qū)動承載板13轉(zhuǎn)動的實(shí)施例中，對第一個(gè)聚焦鏡(如圖1中的聚焦鏡14和24)的要求較高，要求第一個(gè)聚焦鏡的尺寸較大，且具體的轉(zhuǎn)動最大角由選擇的聚焦透鏡、承載板的尺寸共同決定，以保證承載板13上的反射鏡反射后的光線不超出聚焦鏡的范圍。驅(qū)動裝置驅(qū)動承載板13平動或轉(zhuǎn)動使得相鄰時(shí)間相干光形成的光斑位置發(fā)生了改變，當(dāng)變化頻率超出人眼的分辨范圍時(shí)，激光相干引起的散斑獲得平均，可減弱干涉引起的激光散斑的不良影響。另外，在紅色激光和藍(lán)色激光的傳播路徑上還設(shè)置有擴(kuò)散板(例如，擴(kuò)散板16和擴(kuò)散板26)，驅(qū)動裝置驅(qū)動承載板13平動或轉(zhuǎn)動，再聯(lián)合擴(kuò)散板的作用，可消除激光散斑的影響。
[0040]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，優(yōu)選驅(qū)動裝置驅(qū)動承載板13平動的幅度為微米到厘米量級。
[0041]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，驅(qū)動裝置的驅(qū)動頻率大于20HZ。
[0042]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，優(yōu)選驅(qū)動裝置的驅(qū)動頻率為濾光色輪36的轉(zhuǎn)動頻率的η倍，其中η為自然數(shù)。
[0043]在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，優(yōu)選η=1。
[0044]在本發(fā)明的實(shí)施例中，承載板13上的每組反射鏡的鏡面可以選擇相互平行。優(yōu)選每組反射鏡的鏡面相互不平行，承載板13的一組反射鏡中的每個(gè)反射鏡的鏡面與承載板13的夾角不同，且承載板13的另一組反射鏡中的每個(gè)反射鏡的鏡面與承載板13的夾角也不同，但是各個(gè)夾角只是略有不同。反射鏡與承載板的夾角不同，使得反射鏡反射之后的激光的振動方向不同，且使得反射之后的激光表現(xiàn)為匯聚光，進(jìn)而使得對第一聚焦鏡的尺寸要求得到降低。在本實(shí)施例中，紅色LD光源組12出射的紅光首先經(jīng)由承載板13上的一組反射鏡反射到透鏡24上，經(jīng)聚焦之后的紅光依次經(jīng)過反射鏡25、反射鏡28以及反射鏡30的反射后入射到第一合光裝置31上。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，聚焦鏡24到第一合光裝置31之間的光路上設(shè)置的光學(xué)器件不限于圖1所示。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，可以在反射鏡25到反射鏡28的光路上再設(shè)置一個(gè)聚焦鏡27，在反射鏡28和反射鏡30之間的光路上設(shè)置聚焦鏡29，當(dāng)然也可以根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)條件略去聚焦鏡27和29。
[0045]在本發(fā)明的實(shí)施例中，藍(lán)色LD光源組11出射的藍(lán)光首先經(jīng)過聚焦鏡14聚焦后入射到反射鏡15上，然后再經(jīng)聚焦鏡17聚焦后入射到分光裝置18上，藍(lán)光經(jīng)分光裝置18透射后入射到熒光色輪20上。熒光色輪20包括沿其中心軸呈扇環(huán)形的至少兩個(gè)區(qū)域，第一區(qū)域用于透射藍(lán)光，第二區(qū)域用于轉(zhuǎn)換藍(lán)光為綠光并反射綠光。經(jīng)熒光色輪20波長轉(zhuǎn)換產(chǎn)