一種用于實現均勻無散斑照明的激光投影光源的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及激光投影顯示領域的光源，特別涉及一種用于實現均勻無散斑照明的激光投影光源。
【背景技術】
[0002]激光投影顯示具有色域廣、亮度高、屏幕尺寸靈活、使用壽命長、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。但是由于激光光束的發(fā)散角小，相干性高的特點，激光投影顯示會產生散斑效應和投影面積也過小的問題。散斑的產生主要是由于投影光路中光學表面散射次波的相干疊加。作為一種噪聲，它會降低成像的分辨率。投影面積過小，主要是因為激光的發(fā)散角很小。
[0003]為了降低散斑效果，常會采用通過動態(tài)調制元件的規(guī)律性運動，使散斑也發(fā)生動態(tài)變化，散斑平均化的效果就會使散斑的視覺效果得到改善。但是動態(tài)調制需要外部動力來驅動元件的運動，不可避免的會帶來機械振動和噪聲以及額外的能量損耗。這些因素會影響著激光投影顯示的節(jié)能性，穩(wěn)定性和小型化。于是，尋求一種靜態(tài)的消相干勻場方法顯得尤為重要。編號為CN201285473Y的新型實用專利即通過在空波導內注入散射媒質，利用瑞利散射和波導的共同作用實現消相干勻場的目的。但是，上述專利也存在著若干問題。首先，結構較為復雜，需要在波導內注入散射媒質，并對波導管兩端面進行密封，抬高了制造難度和使用成本；其次，維護較為麻煩，一旦波導管破損，封裝在內的散射媒質液體發(fā)生泄露，就會對波導管周圍的電路等元器件造成損壞，增大了器材的損傷風險和維修成本。
[0004]因此，尋找一種結構簡單，穩(wěn)定性好，效率高且無需引入外部動態(tài)裝置，兼具勻光和消散斑的激光投影光源，就可以明顯改善上述的不足。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提出利用靜態(tài)元件實現均勻無散斑的激光光源。靜態(tài)元件相比動態(tài)元件擁有更好的穩(wěn)定性和低噪聲，更具節(jié)能優(yōu)勢。
[0006]本發(fā)明采用的技術方案為:一種用于實現均勻無散斑照明的激光投影光源，包括消散斑勻光模塊和集光勻光模塊；其中，所述消散斑勻光模塊負責對激光進行勻場和消相干；所述集光勻光模塊負責對經所述消散斑勻光模塊的出射光進行收集，勻場和提高平行度。
[0007]所述消散斑勾光模塊，包括:兩片散射片和一根光學積分棒；其中所述的兩散射片分別緊貼所述光學積分棒的兩端面處。
[0008]所述集光勻光模塊，包括；反射碗，復眼透鏡陣列和場鏡。
[0009]所述反射碗的面形經過優(yōu)化，且放置于所述光學積分棒右端的合適位置處。
[0010]所述復眼透鏡陣列為共焦排列，且緊挨所述反射碗的出光面，適用于反射碗的尺寸。
[0011]所述場鏡放置于所述復眼透鏡陣列右側合適位置處。
[0012]所述的消散斑勻光和集光勻光模塊，其抑制散斑，提高光線分布均勻度并收集光線的方法包括以下步驟:光束經由散射片發(fā)生散射，初步增大了光束的發(fā)散角，擴大了光源面積，初步抑制了光束的相干性；散射后的光線在光學積分棒內發(fā)生多次反射，使光場的能量分布均勻化，同時進一步的抑制了光束的相干性；經積分棒出射的光再次通過散射片并發(fā)生散射，再次增大了光束發(fā)散角，減小了光束的相干性；用面型經過優(yōu)化且位置放置合理的反光碗來收集光線，達到減小光線發(fā)散角，增大光線出射的平行度的目的；緊挨反射碗的共焦復眼透鏡陣列繼續(xù)收集光束，再次減小光束的發(fā)散角，并提高光束分布的均勻度和平行度；位于合適位置的場鏡會對光線進行進一步的收集，減小光束發(fā)散角，提高分布均勻度。
[0013]本發(fā)明的一種用于實現均勻無散斑照明的激光投影光源，包括:激光器，作為光源，用于產生激光；散射片，使光束發(fā)生散射，增大光束的傳輸包絡，增大發(fā)散角，擴大光源面積，同時降低光束的相干性；光學積分棒，使光束在其內部發(fā)生多次反射，提高光能分布的均勻度，進一步的降低光束的相干性；反射碗，用于收集由積分棒端口出射的光，初步減小光束發(fā)散角，讓盡可能多的光線平行出射，提高平行度；雙排復眼透鏡陣列，用于收集反射碗的光線，進一步減小光線發(fā)散角，提高光線分布的均勻性和平行度；場鏡，用于將光線匯聚，再一次減小發(fā)散角，提高光線的平行度，提高光線分布的均勻性。
[0014]根據本發(fā)明的一個方面，所述的積分棒，反射碗和復眼透鏡陣列，其尺寸和擺放位置可以包括多種組合。作為一個實例，我們使用直徑為5_的積分棒，把面型經過優(yōu)化的反射碗放置在積分棒右端，使其焦點位于積分棒右端面中心處，讓盡可能多的光線可以被收集并且使光束的發(fā)散角減小，令盡可能多的光線平行出射。共焦復眼透鏡陣列中每個透鏡包含11*11個子透鏡，該陣列緊挨著反射碗的邊緣，經過選擇合適的焦距，保證盡可能多的光線平行輸出。
[0015]本發(fā)明與現有技術相比的優(yōu)點在于:
[0016]應用本發(fā)明的激光投影光源，避免了動態(tài)調制元件，提高了光源的穩(wěn)定性，降低了系統的復雜度，同時實現了擴大光源面積，均勻光束分布，消除散斑的目的。
【附圖說明】
[0017]圖1是根據本發(fā)明的具體實施實例的激光投影光源示意圖；
[0018]圖中附圖標記含義為:11為激光器，12為第一散射片，13為光學積分棒，14為第二散射片，15為反光碗，16為共焦復眼透鏡陣列，17為場鏡，18為屏幕。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合附圖詳細描述本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0020]如圖1所示，根據本發(fā)明的實施例的一種用于實現均勻無散斑照明的激光投影光源，包括:激光器11，用于產生激光，制造光源；第一散射片12，用于光束散射，增大了光束的發(fā)散角，擴大了光源面積，抑制了光束的相干性；光學積分棒13，用于使光線在棒內發(fā)生多次反射，使光場的能量分布均勻化，同時進一步抑制了光束的相干性；第二散射片14，用于出射光的再次發(fā)生散射，再次增大了光束發(fā)散角，減小光束相干性；反光碗15，用于對光線進行收集，減小光線發(fā)散角，讓盡可能多的光