[發(fā)明專利]一種用于實(shí)現(xiàn)均勻無(wú)散斑照明的激光投影光源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510304927.9
• 申請(qǐng)日: 2015-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104865785B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬曉輝;崔哲;王安廷;明海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G03B21/20
• 分類號(hào): G03B21/20;G02B27/48
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司11251
• 代理人: 楊學(xué)明,顧煒

1.一種用于實(shí)現(xiàn)均勻無(wú)散斑照明的激光投影光源，其特征在于：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(fù)責(zé)對(duì)激光進(jìn)行勻場(chǎng)和消相干；所述集光勻光模塊負(fù)責(zé)對(duì)經(jīng)所述消散斑勻光模塊的出射光進(jìn)行收集，勻場(chǎng)和提高平行度；

所述消散斑勻光模塊，包括：兩片散射片和一根光學(xué)積分棒；其中所述的兩片散射片分別緊貼所述光學(xué)積分棒的兩端面處；

所述集光勻光模塊，包括；反射碗，復(fù)眼透鏡陣列和場(chǎng)鏡；

所述反射碗，放置于所述光學(xué)積分棒右端的位置處；

所述復(fù)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；

所述場(chǎng)鏡放置于所述復(fù)眼透鏡陣列右側(cè)位置處；

所述的消散斑勻光模塊和集光勻光模塊，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(jīng)由散射片發(fā)生散射，初步增大了光束的發(fā)散角，擴(kuò)大了光源面積，初步抑制了光束的相干性；

激光器（11）是固態(tài)激光器、半導(dǎo)體激光器、氣體激光器中的一種，光線經(jīng)由第一散射片（12）發(fā)生散射，增大了光束的發(fā)散角，降低了光束的相干性，散射后的光線進(jìn)入直徑為5毫米的光學(xué)積分棒（13）中，進(jìn)行勻光和消相干，在積分棒右端出口處的第二散射片（14）進(jìn)一步的對(duì)光線進(jìn)行擴(kuò)束和消相干，且焦點(diǎn)與積分棒右端面中心重合的反射碗（15）對(duì)出射光線進(jìn)行收集，使光線向光軸靠攏，以提高出射光的平行度，隨后，通過(guò)2個(gè)由11*11個(gè)子透鏡構(gòu)成的共焦復(fù)眼透鏡陣列（16）來(lái)提高光線的均勻度和平行度，最后由場(chǎng)鏡（17）實(shí)現(xiàn)對(duì)光線的收集匯聚，進(jìn)一步提高光線的均勻度和平行度，并投影到屏幕（18）上。

2.一種用于實(shí)現(xiàn)均勻無(wú)散斑照明的激光投影光源，其特征在于：包括：激光器，作為光源，用于產(chǎn)生激光；散射片，使光束發(fā)生散射，增大光束的傳輸包絡(luò)，增大發(fā)散角，擴(kuò)大光源面積，同時(shí)降低光束的相干性；光學(xué)積分棒，使光束在其內(nèi)部發(fā)生多次反射，提高光能分布的均勻度，進(jìn)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，讓光線平行出射，提高平行度；雙排復(fù)眼透鏡陣列，用于收集反射碗的光線，進(jìn)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(chǎng)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；

所述的積分棒，反射碗和復(fù)眼透鏡陣列，其尺寸和擺放位置包括多種組合，使用直徑為5mm的積分棒，把反射碗放置在積分棒右端，使其焦點(diǎn)位于積分棒右端面中心處，讓光線被收集并且使光束的發(fā)散角減小，令光線平行出射，共焦復(fù)眼透鏡陣列中每個(gè)透鏡包含11*11個(gè)子透鏡，該陣列緊挨著反射碗的邊緣，保證光線平行輸出；

激光器（11）是固態(tài)激光器、半導(dǎo)體激光器、氣體激光器中的一種，光線經(jīng)由第一散射片（12）發(fā)生散射，增大了光束的發(fā)散角，降低了光束的相干性，散射后的光線進(jìn)入直徑為5毫米的光學(xué)積分棒（13）中，進(jìn)行勻光和消相干，在積分棒右端出口處的第二散射片（14）進(jìn)一步的對(duì)光線進(jìn)行擴(kuò)束和消相干，且焦點(diǎn)與積分棒右端面中心重合的反射碗（15）對(duì)出射光線進(jìn)行收集，使光線向光軸靠攏，以提高出射光的平行度，隨后，通過(guò)2個(gè)由11*11個(gè)子透鏡構(gòu)成的共焦復(fù)眼透鏡陣列（16）來(lái)提高光線的均勻度和平行度，最后由場(chǎng)鏡（17）實(shí)現(xiàn)對(duì)光線的收集匯聚，進(jìn)一步提高光線的均勻度和平行度，并投影到屏幕（18）上。