[發明專利]采用雙復眼透鏡的激光投影光學系統

無效

• 申請號: 201110080100.6
• 申請日: 2011-03-31
• 公開（公告）號: CN102722028A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 劉治新;吳中雄
• 申請（專利權）人: 上海三鑫科技發展有限公司
• 主分類號: G02B27/18
• 分類號: G02B27/18;G02B27/48;G02B27/09;G03B21/20
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技術領域

?本發明涉及投影顯示領域，尤其涉及一種采用雙復眼透鏡的激光投影光學系統。

背景技術

激光光源通過光束整形器整形和擴大成面光源，會產生任意性的干涉影像點，稱為“散斑”。采用激光光源的光學系統具有光效高、色域廣的優點，同時也存在著激光散斑的問題。散斑表現為一種干擾紋，是亮度的高低有規律地反復出現的現象。同時在使用復眼透鏡做整形和光均勻化的系統中也容易在畫面中形成網格紋理。在傳統的使用激光光源的光學系統中，一般在光路中會使用一個光管或復眼透鏡作為光斑整形及能量均勻化的核心光學元件，此外，在光路中還會增加擴散片（Difuser）用于減弱散斑，這些擴散片為固定安裝方式，或是采用震動或旋轉方式。

但是，為了更好的消除散斑及光束通過復眼透鏡后形成的網格紋理，需要采用有一定擴散角的擴散片。但擴散片通常透過率較低，會造成光學系統的光效率損失過大。

發明內容

本發明目的在于提供一種采用雙復眼透鏡的激光投影光學系統，應用本發明能夠有效改善投影畫面中出現的激光散斑及網格紋理現象，同時復眼透鏡本身的透過率較高可以將光損失控制在可接受的范圍內。

采用雙復眼透鏡的激光投影光學系統，包含光源及合色模塊、用于光源擴展的第一復眼透鏡、振動反射鏡、準直模塊、光斑整形及能量均勻化的第二復眼透鏡、匯聚模塊、調制成像及投射模塊。從光源及合色模塊中出射的激光光束通過第一復眼透鏡后，會被擴展成能量分布相對更均勻，截面更大的光束，之后光束通過振動反射鏡反射后進入準直模塊，光束經準直后再通過第二復眼透鏡，后經匯聚透鏡及調整成像裝置后由投射模塊進行投射。所述光源中至少有一個為激光光源。

本發明提供的采用雙復眼透鏡的激光投影光學系統，在準直模塊與振動反射鏡之間增加第一復眼透鏡，光束經過該復眼透鏡后光束的擴散角增大，光束的能量均勻性提高。在準直模塊與匯聚模塊之間增加第二復眼透鏡，光束通過該復眼透鏡實現光斑整形及均勻性的提高。

本發明所提供的激光投影系統中，采用兩個復眼透鏡，兩個復眼透鏡都是由多個小透鏡體排列組成，且兩個復眼透鏡的參數可以相同也可以相異。

本發明所提供的激光投影系統中，在準直模塊前有一振動的反射鏡，反射鏡的振動方向與反射面的法線相同。光束從第一個復眼透鏡出射后光束得到了擴束，且能量均勻性提高，再經過振動反射鏡反射后光束的光程會隨振動反射鏡的振動而改變，從而有效破壞激光的相干性達到減弱散斑的目的。而光束在經過第一個復眼透鏡后光束的發散角增大可以有效改善由于第二個復眼透鏡而引起的網格紋理現象。

附圖說明

圖1?本發明提供的采用雙復眼透鏡的激光投影光學系統結構圖；

圖2?本發明中隨振動反射鏡的振動光束光程的變化示意圖；

圖3本發明中光束經過第一復眼透鏡后光束的發散角擴大示意圖。

具體實施方案

以下結合各個附圖對本發明提出的內容進行詳細的描述。圖1為本發明提供的采用雙復眼透鏡的激光投影光學系統結構圖。

本發明的具體實施方案為：在有激光光源的光路中，由各光源及合色模塊（101）形成的光束，先通過第一個復眼透鏡（102）使光束得到擴束及均勻化后，經過振動反射鏡（103）反射再由準直模塊（104）將光線準直，準直后的光束再到達第二復眼透鏡（105），在對光束進行整形和均勻化后出射到匯聚模塊（106）經匯聚后的光束再經由調制成像及投射模塊（107）投射到屏幕。

本發明提供的解決方案中通過第一復眼透鏡（102）增大光束的擴散角后再通過振動反射鏡對光束進行反射，由于反射鏡振動的方向為反射面的法線方向，則經反射后的光束的光程隨反射鏡的振動而發生變化（如附圖2中所示），從而有效破壞激光的相干性，減弱投影畫面的散斑現象。

光束通過第一復眼透鏡（102）后發散角及光束截面積的增加（如附圖3中所示），能有效地降低由于光束通過第二復眼透鏡（105）時由于衍射而出現的網格紋理問題。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。