[發明專利]基于透鏡陣列的靜態消散斑裝置及激光投影儀

有效

• 申請號: 201610308180.9
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN105759444B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 馬曉輝;王梓;王書路;王安廷
• 申請（專利權）人: 安徽省中威鼎盛信息技術有限公司
• 主分類號: G02B27/48
• 分類號: G02B27/48;G03B21/14
• 代理公司: 深圳中細軟知識產權代理有限公司 44528
• 代理人: 仉玉新

本發明提供了一種基于透鏡陣列的靜態消散斑裝置，其設置在激光投影儀的激光源和投影透鏡之間，透鏡陣列位于激光源后方，其包含陣列排布的多個子透鏡，該些子透鏡所在的平面與光軸垂直，用于分割激光源射出的光從而產生子光束；靜態相位調制器位于透鏡陣列光路后方并與透鏡陣列位置匹配，用于使子光束攜帶相互獨立的圖樣；積分透鏡位于相位片陣列光路后方與透鏡陣列共焦的位置，圖像發生器位于積分透鏡的焦平面，圖像發生器的光路后方為投影透鏡，積分透鏡將攜帶有相互獨立圖樣的子光束匯聚疊加在其焦平面的圖像發生器，圖像發生器依據子光束攜帶的相互獨立圖樣，產生攜帶有相互獨立圖樣疊加的圖像。

技術領域

本發明涉及激光顯示技術領域，尤其涉及一種基于透鏡陣列的靜態消散斑裝置及激光投影儀。

背景技術

相對于傳統顯示，激光投影顯示具有亮度高，飽和度好，色域廣等優點。但因為激光光源的高相干性，會在投影時產生散斑現象，嚴重影響了圖像的質量。消除散斑有多種方式，大體分為動態和靜態兩種。動態消散斑會帶來機械振動，導致儀器的體積和能耗增大，例如，通過振動Hadamard(哈達瑪)矩陣相位片，使得每個探測器每個探測點所對應的分辨點在積分時間內疊加多幅具有不同相位分布的獨立圖樣，達到消散斑的目的。通過振動哈達瑪矩陣相位片就會產生很多彼此獨立的相位分布圖樣。但是這種方法帶來了機械振動和額外的能量損耗，增大了系統的尺寸和復雜度，又因為振動的存在，在一定時間內，有一部分的相位片不能夠被利用，降低了相位片的利用率。通過給液體透鏡陣列的各子透鏡加載不同電壓實現相位調制的靜態消散斑方式，其缺點在于液體透鏡陣列結構復雜，制造難度大，不易實現小型化，后期維護耗費大，需要單獨給每個子透鏡加載電壓，驅動電路復雜。

因此，本領域亟需一種結構簡單、無需驅動裝置和能量消耗的靜態方式消散斑的投影光路，以彌補上述的缺點。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種基于透鏡陣列的靜態消散斑裝置及激光投影儀。

(二)技術方案

本發明提供了一種基于透鏡陣列的靜態消散斑裝置，其設置在激光投影儀的激光源1010和投影透鏡1007之間，包括：透鏡陣列1003、靜態相位調制器、積分透鏡1005和圖像發生器1006；其中，所述透鏡陣列1003位于激光源后方，其包含陣列排布的多個子透鏡，用于分割激光源射出的光從而產生子光束；所述靜態相位調制器位于透鏡陣列光路后方并與透鏡陣列位置匹配，用于使子光束攜帶相互獨立的圖樣；所述積分透鏡1005位于相位片陣列光路后方與透鏡陣列共焦的位置，所述圖像發生器1006位于積分透鏡的焦平面，所述圖像發生器的光路后方為投影透鏡1007，所述積分透鏡1005將攜帶有相互獨立圖樣的子光束匯聚疊加在其焦平面的圖像發生器1006，所述圖像發生器1006依據子光束攜帶的相互獨立圖樣，產生攜帶有相互獨立圖樣疊加的圖像。

優選地，所述靜態相位調制器為相位片陣列1004，其包含陣列排布的多個子相位片，該些子相位片所在的平面與光軸垂直。

優選地，所述靜態相位調制器為空間光調制器。

優選地，所述透鏡陣列1003為由子透鏡組成的N×M階透鏡陣列，所述相位片陣列1004由N×M個子相位片組成，子相位片的尺寸和排列方式與透鏡陣列子透鏡的尺寸和排列方式匹配。

優選地，所述子相位片包括兩種矩陣單元按照哈達瑪矩陣的行或列向量排布而成的圖樣，兩種矩陣單元的相位差為π，不同子相位片的圖樣相互獨立。

優選地，所述兩種矩陣單元的相位分別為0和π。

優選地，所述透鏡陣列1003為由子透鏡組成的N×M階透鏡陣列，空間光調制器電控調制出相互獨立的圖樣，其圖樣尺寸和排列方式與子透鏡尺寸和排列方式匹配。

優選地，所述圖樣由兩種矩陣單元按照哈達瑪矩陣的行或列向量排布構成，兩種矩陣單元的相位差為π。