本發(fā)明涉及激光顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種激光光源及激光投影設(shè)備。

背景技術(shù)：

激光是一種高亮度，方向性強(qiáng)，發(fā)出單色相干光束的光源，激光光源作為一種優(yōu)良的相干光源，具有單色性好，方向性強(qiáng)，光通量高等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)逐漸作為光源應(yīng)用于投影顯示技術(shù)領(lǐng)域。

激光的高相干性也帶來(lái)了激光投影顯示時(shí)的散斑效應(yīng)，散斑是相干光源在照射粗糙的物體時(shí)，散射后的光，由于其波長(zhǎng)相同，相位恒定，就會(huì)在空間中產(chǎn)生干涉，空間中有些部分發(fā)生干涉相長(zhǎng)，有些部分發(fā)生干涉相消，最終的結(jié)果是在屏幕上出現(xiàn)顆粒狀的明暗相間的斑點(diǎn)，這些未聚焦的斑點(diǎn)在人眼看來(lái)處于閃爍狀態(tài)，長(zhǎng)時(shí)間觀看易產(chǎn)生眩暈不適感，更造成投影圖像質(zhì)量的劣化，降低用戶的觀看體驗(yàn)。

因此，減輕激光散斑問(wèn)題是目前亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種激光光源及激光投影設(shè)備，用以減輕現(xiàn)有技術(shù)中激光散斑、投影圖像質(zhì)量劣化的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光光源，包括至少一種顏色的激光器，發(fā)出至少一種顏色的激光，其特征在于，在至少一種顏色的激光傳輸光路中包括消散斑部件，所述消散斑部件包括光學(xué)鏡片組和驅(qū)動(dòng)部件，所述光學(xué)鏡片組中包括N個(gè)疊放的光學(xué)鏡片，N為大于等于1的整數(shù)，所述N個(gè)光學(xué)鏡片中至少有一個(gè)斷面為楔形的楔形鏡片，所述光學(xué)鏡片組的入射面、出射面、反射面中的至少一個(gè)為面為楔形光學(xué)鏡片中的斜面；

所述光學(xué)鏡片組由所述驅(qū)動(dòng)部件帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

可選地，所述的光學(xué)鏡片組包括第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片，其中，所述第一光學(xué)鏡片為楔形鏡片，所述第二光學(xué)鏡片為平片或楔形鏡片。

可選地，所述楔形鏡片的斷面為直角梯形；

在光束入射的方向上依次包括第一光學(xué)鏡片的第一平面和第二平面，第二光學(xué)鏡片的第一平面和第二平面；

所述第一光學(xué)鏡片的第二平面與所述第二光學(xué)鏡片的第一平面平行。

可選地，所述驅(qū)動(dòng)部件包括旋轉(zhuǎn)軸部件，所述旋轉(zhuǎn)軸部件帶動(dòng)所述光學(xué)鏡片組旋轉(zhuǎn)，所述光學(xué)鏡片組的旋轉(zhuǎn)軸與所述楔形鏡片的第二平面垂直。

可選地，所述第一光學(xué)鏡片和所述第二光學(xué)鏡片是透射鏡。

可選地，在光束入射的方向上依次包括第一光學(xué)鏡片的第一平面和第二平面、第二光學(xué)鏡片的第一平面和第二平面；

所述第二光學(xué)鏡片的第二平面鍍有高反射膜。

可選地，所述第一光學(xué)鏡片和所述第二光學(xué)鏡片中至少一個(gè)是擴(kuò)散片。

可選地，所述N個(gè)光學(xué)鏡片同步旋轉(zhuǎn)或非同步旋轉(zhuǎn)。

可選地，所述激光光源中，在至少一種顏色的激光傳輸光路中依次包括：半導(dǎo)體激光器、準(zhǔn)直透鏡、二向色鏡、微透鏡陣列；

在以下一種或多種位置之間設(shè)置有消散斑部件：所述半導(dǎo)體激光器和所述準(zhǔn)直透鏡之間，所述準(zhǔn)直透鏡和所述二向色鏡之間，所述二向色鏡和所述微透鏡陣列之間。

可選地，所述激光光源中的半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光束為純激光光束，或激光光束和發(fā)光二極管LED光束的混合光束，或激光光束與熒光光束的混合光束。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種激光投影設(shè)備，包括光機(jī)、鏡頭、以及所述的激光光源；

所述的激光光源為所述光機(jī)提供照明，所述光機(jī)對(duì)光源光束進(jìn)行調(diào)制，并輸出至所述鏡頭進(jìn)行成像，投射至投影介質(zhì)形成投影畫面。

本發(fā)明實(shí)施例提供的激光光源中，包括消散斑部件，所述消散斑部件包括光學(xué)鏡片組和驅(qū)動(dòng)部件，所述光學(xué)鏡片組中包括N個(gè)疊放的光學(xué)鏡片，N為大于等于1的整數(shù)，所述N個(gè)光學(xué)鏡片中至少有一個(gè)斷面為楔形的楔形鏡片，所述光學(xué)鏡片組的入射面、出射面、反射面中的至少一個(gè)為面為楔形光學(xué)鏡片中的斜面；所述光學(xué)鏡片組由所述驅(qū)動(dòng)部件帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述光學(xué)鏡片組旋轉(zhuǎn)使得同一入射光束與光學(xué)鏡片形成的角度發(fā)生變化，該角度發(fā)生變化使得光束出射時(shí)的角度也發(fā)生變化，從光學(xué)鏡片組出射的光束的發(fā)散角度就變得多樣化。光束發(fā)散角度的多樣化使光束的光程差異也變得多樣化，光程決定了相位的變化，從而光程的差異使得隨機(jī)相位產(chǎn)生的概率增大，隨機(jī)相位能夠產(chǎn)生隨機(jī)的散斑圖樣，而具有隨機(jī)性的散斑圖樣在人眼產(chǎn)生積分效應(yīng)時(shí)，散斑效應(yīng)減弱，從而降低圖像的散斑現(xiàn)象。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中應(yīng)用消散斑部件的基于雙色激光光源的光學(xué)架構(gòu)示意圖；

圖2a為本發(fā)明實(shí)施例中的消散斑部件構(gòu)成透射型部件時(shí)在兩種時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下光學(xué)鏡片組排列的關(guān)系示意圖；

圖2b為本發(fā)明實(shí)施例中的消散斑部件在兩種時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下另一種光學(xué)鏡片組排列的關(guān)系示意圖；

圖2c為本發(fā)明實(shí)施例中的消散斑部件在構(gòu)成反射型部件時(shí)在兩種時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下光學(xué)鏡片組排列的關(guān)系示意圖；

圖3a為本發(fā)明實(shí)施例中楔形鏡片旋轉(zhuǎn)形成光斑的示意圖；

圖3b為本發(fā)明實(shí)施例中楔形鏡片在另一種時(shí)刻下形成光斑的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中光束經(jīng)過(guò)傾斜面反射達(dá)到消散斑的原理示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用消散斑部件的基于三色激光光源的光學(xué)架構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用另一種消散斑部件的基于三色激光光源的光學(xué)架構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的激光投影設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部份實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在激光傳輸?shù)墓饴分?，往往存在較多的光學(xué)鏡片，一般可以包括有比如：凸透鏡，凹凸鏡，二向色鏡，準(zhǔn)直透鏡等光學(xué)鏡片。激光器發(fā)出的光束在光路中的各個(gè)鏡片中傳輸，被透射或反射，進(jìn)行光學(xué)處理。

激光是一種高亮度，方向性強(qiáng)，發(fā)出單色相干光束的光源，激光光源作為一種優(yōu)良的相干光源，具有單色性好，方向性強(qiáng)，光通量高等優(yōu)點(diǎn)，但是激光的高相干性也帶來(lái)了激光投影顯示時(shí)的散斑效應(yīng)，散斑是相干光源在照射粗糙的物體時(shí)，散射后的光，由于其波長(zhǎng)相同，相位恒定，就會(huì)在空間中產(chǎn)生干涉，空間中有些部分發(fā)生干涉相長(zhǎng)，有些部分發(fā)生干涉相消，最終的結(jié)果是在屏幕上出現(xiàn)顆粒狀的明暗相間的斑點(diǎn)，這些未聚焦的斑點(diǎn)在人眼看來(lái)處于閃爍狀態(tài)，長(zhǎng)時(shí)間觀看易產(chǎn)生眩暈不適感，更造成投影圖像質(zhì)量的劣化，降低用戶的觀看體驗(yàn)。

為解決上述提到的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種消散斑部件及激光光源。

本發(fā)明實(shí)施例提供的激光光源中，包括消散斑部件，消散斑部件包括光學(xué)鏡片組和驅(qū)動(dòng)部件，所述光學(xué)鏡片組由所述驅(qū)動(dòng)部件旋轉(zhuǎn)。所述光學(xué)鏡片旋轉(zhuǎn)使入射光束與鏡片表面形成的夾角隨時(shí)間改變，引導(dǎo)入射到所述光學(xué)鏡片的激光光束出射時(shí)發(fā)生不同位置的偏移，進(jìn)而使光束的出光位置也發(fā)生偏移，使形成的光斑位置隨時(shí)間發(fā)生變化，從而避免了激光光束長(zhǎng)期照射到光學(xué)鏡片上的同一位置，減輕了激光散斑，投影圖像質(zhì)量劣化的問(wèn)題。

為了更清楚的描述本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，下面將以本發(fā)明應(yīng)用消散斑部件的實(shí)施例為示例，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

參見圖1，為本發(fā)明實(shí)施例中應(yīng)用消散斑部件的基于雙色光源的光學(xué)架構(gòu)示意圖。

如圖1所示，雙色激光光源架構(gòu)中包括：激光器陣列101，凸透鏡102，凹透鏡103，聚焦透鏡105，熒光輪106，收光透鏡107，二向色鏡108，光棒115及本發(fā)明實(shí)施例提供的消散斑部件113。

如圖1所示，激光器陣列101提供藍(lán)色激光，發(fā)出藍(lán)色激光光束，藍(lán)色激光光束以平行光束入射至凸透鏡102，經(jīng)過(guò)凸透鏡匯聚到達(dá)凹凸鏡103，凹凸鏡對(duì)呈會(huì)聚趨勢(shì)的光束進(jìn)行發(fā)散，再次形成平行光束。可以看到，藍(lán)色激光光束經(jīng)過(guò)凸透鏡102和凹凸鏡103組成的縮束鏡組(望遠(yuǎn)鏡)104后激光光束被壓縮，形成了光束面積較小的平行激光光束，再到達(dá)聚焦透鏡105，經(jīng)聚焦透鏡105后到達(dá)熒光輪106，熒光輪106上涂覆有綠色熒光粉，以及設(shè)置有藍(lán)光透射區(qū)，隨著熒光輪的旋轉(zhuǎn)，熒光輪會(huì)依次輸出從聚焦透鏡105傳輸過(guò)來(lái)的藍(lán)色激光和熒光輪上涂覆的綠色熒光粉受激產(chǎn)生的綠色熒光，從熒光輪輸出的光再經(jīng)過(guò)收光透鏡107收光后經(jīng)反射至二向色鏡108。激光器陣列109提供紅色激光，發(fā)出紅色激光光束，紅色激光光束以平行光束入射至凸透鏡102，經(jīng)過(guò)凸透鏡匯聚到達(dá)凹凸鏡103，凹凸鏡對(duì)呈會(huì)聚趨勢(shì)的光束進(jìn)行發(fā)散，再次形成平行光束?？梢钥吹?，紅色激光光束經(jīng)過(guò)凸透鏡110和凹凸鏡111組成的縮束鏡組(望遠(yuǎn)鏡)112后激光光束被壓縮，形成了光束面積較小的平行激光光束，激光光束再到達(dá)二向色鏡108，此時(shí)紅色激光再與藍(lán)色激光、綠色熒光一起經(jīng)過(guò)二向色鏡108，二向色鏡108對(duì)三色光中一定波長(zhǎng)的光幾乎完全透過(guò)，而對(duì)另一些波長(zhǎng)的光幾乎完全反射后，再通過(guò)消散斑部件113，此處的消散斑部件包括光學(xué)鏡片組和旋轉(zhuǎn)軸，通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)光學(xué)鏡片組旋轉(zhuǎn)，使光束出射時(shí)形成的光斑都在凸透鏡114上，因?yàn)楣鈱W(xué)鏡片組的不斷旋轉(zhuǎn)使在凸透鏡上形成的光斑位置隨時(shí)間發(fā)生變化，達(dá)到消散斑的目的，之后光束經(jīng)過(guò)凸透鏡114匯聚后進(jìn)入光棒115，光棒對(duì)激光光束進(jìn)行勻光，為后端提供照明光束。

其中，到達(dá)二向色鏡的的光束可以為純激光光束，或激光光束和發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，簡(jiǎn)稱LED)光束的混合光束，或激光光束與熒光光束的混合光束，本發(fā)明實(shí)施例中應(yīng)用的光束是激光光束和熒光光束的混合光束。

可以看到，在激光光源中，激光器陣列發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)光束縮束整形后形成較小的光斑在光路中傳輸，一般為了得到最佳光處理效率，通常將光斑對(duì)準(zhǔn)光學(xué)鏡片中心入射，光學(xué)鏡片中心光處理效率最高，比如凸透鏡，邊緣部位容易發(fā)生光線折射的變形，中心部位及附近對(duì)光線的會(huì)聚作用最強(qiáng)，光損也較小。

從圖1可以看到，紅色激光、藍(lán)色激光和綠色熒光經(jīng)過(guò)消散斑部件，即雙擴(kuò)散片輪進(jìn)行消散斑處理。

圖1所示的光源為雙色光源，當(dāng)然也可以用別的數(shù)量的光源，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做具體的限制。

圖1僅是對(duì)基于激光光源的光學(xué)架構(gòu)的一種示例，當(dāng)然也有別的光學(xué)架構(gòu)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限制。

下面結(jié)合圖2a、圖2b、圖2c、圖3a、圖3b，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的的消散斑部件進(jìn)行消散的原理進(jìn)行詳細(xì)的描述。

參見圖2a、圖2b，為圖1所示消散斑部件113在兩種不同光學(xué)鏡片組排列且在兩種時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的位置關(guān)系示意圖。

如圖2a所示，光學(xué)鏡片中，當(dāng)?shù)谝还鈱W(xué)鏡片為201a所示的鍥形鏡片，第二光學(xué)鏡片為所示的平片，且第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片固定在旋轉(zhuǎn)軸上，第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片由驅(qū)動(dòng)部件帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。其中，所述的光學(xué)鏡片旋轉(zhuǎn)時(shí)可以是同步旋轉(zhuǎn)或非同步旋轉(zhuǎn)，所述的非同步旋轉(zhuǎn)可以是第一光學(xué)鏡片和第二鏡片的旋轉(zhuǎn)周期不同；或者第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片旋轉(zhuǎn)的方向不一樣；或者一個(gè)光學(xué)鏡片旋轉(zhuǎn)，另一個(gè)光學(xué)鏡片固定；或者一個(gè)光學(xué)鏡片旋轉(zhuǎn)，一個(gè)光學(xué)鏡片擺動(dòng)。

當(dāng)?shù)谝还鈱W(xué)鏡片201a和第二光學(xué)鏡片202a均為透射型元件時(shí)，第一光學(xué)鏡片201a和第二光學(xué)鏡片202a可以是普通玻璃，優(yōu)選地，平片可以為擴(kuò)散片，或者第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片均由擴(kuò)散片制成。因?yàn)楣馐诮?jīng)過(guò)擴(kuò)散層片時(shí)會(huì)不斷的在兩個(gè)折射率相異的介質(zhì)中穿過(guò)，發(fā)生許多折射、反射與散射的現(xiàn)象，如此便造成光束擴(kuò)散的效果，光束擴(kuò)散的效果會(huì)提供一個(gè)均勻的顯示畫面，因此優(yōu)選地，平片可以為擴(kuò)散片，或者第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片均由擴(kuò)散片制成。

當(dāng)消散斑部件的光學(xué)鏡片的排列關(guān)系如圖201a，202a所示時(shí)，光束沿旋轉(zhuǎn)軸的方向入射至楔形光學(xué)鏡片201a的斜面，入射光束與旋轉(zhuǎn)軸平行，隨著光學(xué)鏡片組的旋轉(zhuǎn)，入射光束與楔形鏡片201a的表面形成一定的夾角，由于楔形鏡片201a不斷旋轉(zhuǎn)，使入射光與楔形鏡片201a中的斜面形成的夾角也隨之變化，從而使光束投射時(shí)會(huì)發(fā)生不同位置的偏移，所以從楔形鏡片201a的出光面表面的出光位置也發(fā)生位移，當(dāng)再入射至平片時(shí)，入射到平片的光斑位置也會(huì)發(fā)生改變，經(jīng)過(guò)平片的擴(kuò)散作用，使得最終出射的光束的發(fā)散程度能夠呈現(xiàn)多樣化。

參見圖3a和圖3b，示出了兩種時(shí)刻下光束經(jīng)過(guò)楔形鏡片產(chǎn)生光斑的示意圖。楔形鏡片隨著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，形成圖3a，3b所示的狀態(tài)，可以看出每個(gè)時(shí)刻光束與楔形鏡片的斜面形成的夾角是不一樣的，因此光束出射時(shí)形成的光斑位置不一樣。

因?yàn)樵诘诙鈱W(xué)鏡片202a平片的遠(yuǎn)離入光面的一側(cè)鍍有高反射膜，所以第一光學(xué)鏡片201a和第二光學(xué)鏡片202a可以組成反射型元件，具體地，構(gòu)成反射型元件時(shí)光束的路徑示意圖可見圖2c所示。

如圖2c所示，光束經(jīng)過(guò)圖201c所示的光學(xué)鏡片結(jié)構(gòu)，光束沿旋轉(zhuǎn)軸的方向入射至楔形光學(xué)鏡片201c的斜面，入射光束與旋轉(zhuǎn)軸成一定的夾角，隨著光學(xué)鏡片組的旋轉(zhuǎn)入射光束與楔形鏡片201c的表面形成一定的夾角，由于楔形鏡片201c不斷旋轉(zhuǎn)，使入射光與楔形鏡片201c中的斜面形成的夾角也隨之變化。當(dāng)入射光束經(jīng)過(guò)第一光學(xué)鏡片201c再到第二光學(xué)鏡片202c之后會(huì)經(jīng)過(guò)反射再次經(jīng)過(guò)楔形鏡片201c反射出去，因?yàn)榻?jīng)過(guò)第二光學(xué)鏡片202c時(shí)，在遠(yuǎn)離平片入光面的一側(cè)鍍有高反射膜，反射后再次經(jīng)過(guò)楔形鏡片反射出去，此時(shí)要使反射出去的光束都形成在圖1所示的凸透鏡114上，旋轉(zhuǎn)軸與楔形鏡片的放置位置如圖2c所示。

參見圖2c，為本發(fā)明實(shí)施例中的消散斑部件在構(gòu)成反射型部件時(shí)在兩種時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下光學(xué)鏡片組排列的關(guān)系示意圖。

如圖2c所示的光學(xué)鏡片結(jié)構(gòu)下，當(dāng)光束從201c入射經(jīng)過(guò)202c時(shí)，因?yàn)樵阽R片202c遠(yuǎn)離入光面的一側(cè)鍍有反射膜，所以光束被反射回來(lái)，反射回來(lái)的光束形成的光斑形成在凸透鏡上。因?yàn)榈谝还鈱W(xué)鏡片201c是楔形鏡片且是不斷旋轉(zhuǎn)的，因此會(huì)提供不同傾斜角度的光接收面，光束經(jīng)過(guò)傾斜面會(huì)達(dá)到消散斑的目的。光束經(jīng)過(guò)傾斜面達(dá)到消散斑的具體過(guò)程可參見圖4。

下面結(jié)合圖4，對(duì)光束經(jīng)過(guò)傾斜表面反射后進(jìn)行消散斑的過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

參見圖4，為本發(fā)明實(shí)施例中經(jīng)過(guò)傾斜面反射達(dá)到消散斑的原理示意圖。

圖4中楔形鏡片通過(guò)旋轉(zhuǎn)，提供不同傾斜角度的光接收面且在兩種時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)示意圖。圖4中所示的黑色位置及白色位置兩種情況，僅是指出兩種時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。

如圖4所示，同一入射光入射至光學(xué)鏡片時(shí)，光學(xué)鏡片與旋轉(zhuǎn)軸之間的夾角應(yīng)該保證使反射出去形成的光斑都在準(zhǔn)直透鏡上。

如圖4所示，白色位置標(biāo)識(shí)為狀態(tài)1，黑色位置標(biāo)識(shí)為狀態(tài)2，同一入射光入射到狀態(tài)1和狀態(tài)2所示的反射鏡，由反射原理可知，同一入射光在狀態(tài)1的反射鏡上反射時(shí)，光束經(jīng)過(guò)反射到達(dá)準(zhǔn)直透鏡，此時(shí)的反射光在圖中標(biāo)識(shí)為反射光1，此時(shí)形成的光斑向準(zhǔn)直透鏡中心上方移動(dòng)；同一入射光在狀態(tài)2的反射鏡上反射時(shí)，光束經(jīng)過(guò)反射到達(dá)準(zhǔn)直透鏡，此時(shí)的反射光在圖中標(biāo)識(shí)為反射光2，此時(shí)形成的光斑向準(zhǔn)直透鏡中心下方移動(dòng)。

實(shí)際上隨著時(shí)間的連續(xù)性，斜面是在持續(xù)的旋轉(zhuǎn)，光束入射到斜面上呈螺旋形的軌跡，傾斜角度逐漸變化，光束照射到該斜面時(shí)，反射后的光束的角度也在不斷的發(fā)生變化。隨著旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，反射光束的發(fā)散角度變的多樣化，使得光斑位置也隨之移動(dòng)。

光斑位置的移動(dòng)以及光束發(fā)散角度的多樣化，一方面能夠使得光斑得到勻化，另一方面，由于發(fā)散角度的多樣化，使得激光光束高斯型能量的分布能夠遠(yuǎn)離光軸，光束角度的多樣化也使能量分布變得均勻。因此，通過(guò)消散斑部件使激光光束照射到光學(xué)鏡片上的光斑位置發(fā)生變化，從而避免了激光光束長(zhǎng)期照射到光學(xué)鏡片上的同一位置，這樣不同時(shí)間點(diǎn)形成的散斑圖樣進(jìn)行疊加勻化，通過(guò)人眼的積分作用散斑效果減弱,進(jìn)而減輕了光源散斑、投影圖像質(zhì)量劣化的問(wèn)題。

參見圖2b，為圖1所示圖中消散斑部件113在另一種光學(xué)鏡片組排列方式下的兩種時(shí)刻旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的位置關(guān)系示意圖。

如圖2b所示，光學(xué)鏡片中當(dāng)?shù)谝还鈱W(xué)鏡片為201b所示的鍥形鏡片，第二光學(xué)鏡片也為202b所示的楔形鏡片時(shí)，圖中示出了光學(xué)鏡片的排列關(guān)系同時(shí)也示出了兩個(gè)時(shí)刻下光學(xué)鏡片的旋轉(zhuǎn)位置。其中，所述的光學(xué)鏡片旋轉(zhuǎn)時(shí)可以是同步旋轉(zhuǎn)或非同步旋轉(zhuǎn)，所述的非同步旋轉(zhuǎn)可以是第一光學(xué)鏡片和第二鏡片的旋轉(zhuǎn)周期不同；或者第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片旋轉(zhuǎn)的方向不一樣；或者一個(gè)光學(xué)鏡片旋轉(zhuǎn)，另一個(gè)光學(xué)鏡片固定；或者一個(gè)光學(xué)鏡片旋轉(zhuǎn)，一個(gè)光學(xué)鏡片擺動(dòng)。本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選非同步旋轉(zhuǎn)的方式。圖2b所示的實(shí)施例采用的旋轉(zhuǎn)方式就是非同步旋轉(zhuǎn)。

圖2b中第一光學(xué)鏡片201b和第二光學(xué)鏡片202b可以是普通玻璃，也可以是擴(kuò)散片，或者第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片中其中之一是擴(kuò)散片。因?yàn)楣馐诮?jīng)過(guò)擴(kuò)散片時(shí)會(huì)不斷的在兩個(gè)折射率相異的介質(zhì)中穿過(guò)，發(fā)生許多折射、反射與散射的現(xiàn)象，如此便造成光束擴(kuò)散的效果，光束擴(kuò)散的效果會(huì)提供一個(gè)均勻的顯示畫面，因此，優(yōu)選地，光學(xué)鏡片其中之一是擴(kuò)散片，或者都是擴(kuò)散片。

圖2b中第一光學(xué)鏡片201b和第二光學(xué)鏡片202b的排列關(guān)系滿足所述光學(xué)鏡片組的入射面、出射面均為楔形的光學(xué)鏡片中的斜面，圖2b中光束沿旋轉(zhuǎn)軸的方向入射至楔形光學(xué)鏡片201b的斜面，入射光束與旋轉(zhuǎn)軸平行，隨著光學(xué)鏡片組的旋轉(zhuǎn)，入射光束與楔形鏡片201b的表面形成一定的夾角，由于楔形鏡片201b不斷旋轉(zhuǎn)，使入射光與楔形鏡片201b中的斜面形成的夾角也隨之變化，所以相對(duì)于入射光束始終形成具有傾斜角度的光接收面。當(dāng)圖2b的第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片是透射型鏡片時(shí)，第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片組成透射型元件；當(dāng)圖2b的第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片都是透鏡，且第二光學(xué)鏡片的原理入光面的一側(cè)鍍有反射膜時(shí)，第一光學(xué)鏡片和第二光學(xué)鏡片組成反射型元件，從而無(wú)論是構(gòu)成透射型元件還是反射型元件，均可以對(duì)光束進(jìn)行多樣化的發(fā)散。

具體的消散斑原理可以理解為，出射或者反射光束的發(fā)散角度的多樣性，使得激光高斯型能量分布變得均勻，形成多個(gè)距離光軸具有偏移發(fā)散角度的光束部分，這些光束部分分散了原集中光軸附近的相干性較強(qiáng)的激光光束部分，從而降低了激光的相干性，進(jìn)而減輕了光源散斑，投影圖像質(zhì)量劣化的問(wèn)題。

出射或者反射光束多樣化發(fā)散后，不從能量勻化角度分析，而從另外一個(gè)角度分析。光束發(fā)散角度的多樣性，使得光束的光程差異也變得多樣化，光程決定了相位的變化，從而光程的差異使得隨機(jī)相位產(chǎn)生的概率增大，隨機(jī)相位能夠產(chǎn)生多個(gè)隨機(jī)的散斑圖樣，而具有隨機(jī)性的散斑圖樣在人眼產(chǎn)生積分效應(yīng)時(shí)，散斑效應(yīng)會(huì)大大減弱，從而降低圖像的散斑現(xiàn)象。

基于圖2a、2b、2c所示的結(jié)構(gòu)中都運(yùn)用了兩片光學(xué)鏡片，驅(qū)動(dòng)部件旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)光學(xué)鏡片組旋轉(zhuǎn)，楔形鏡片旋轉(zhuǎn)使入射光束與鏡面的角度發(fā)生變化，該角度變化使得光束出射時(shí)的角度發(fā)生變化，出射光束的角度變的多樣化，使光束發(fā)散角度多樣化，改變光斑光束的發(fā)散程度可以起到一定的光束分布勻化作用，該發(fā)散角度多樣化的光束再經(jīng)過(guò)第二光學(xué)鏡片：

當(dāng)該光束再經(jīng)過(guò)的第二光學(xué)鏡片是平片時(shí)，光束通過(guò)折射透過(guò)平片進(jìn)行光路偏移，經(jīng)過(guò)平片后在楔形鏡片改變光束出射角度基礎(chǔ)上又進(jìn)一步增強(qiáng)了光束的光路偏移，有利于消散斑；

當(dāng)該光束再經(jīng)過(guò)的第二光學(xué)鏡片是楔形鏡片時(shí)，光束的折射程度會(huì)更大，從而光路偏移更厲害，再次經(jīng)過(guò)楔形鏡片時(shí)在第一次經(jīng)過(guò)楔形鏡片改變光束出射角度基礎(chǔ)上又進(jìn)一步增強(qiáng)了光束出的角度變化，更有利于消散斑；

上述通過(guò)光束的發(fā)散角度變得多樣化在一定程度上對(duì)光束起到了勻化作用，來(lái)說(shuō)明采用兩片光學(xué)鏡片的好處，下面不從光束勻化得角度來(lái)說(shuō)明，從另外一個(gè)角度分析：

對(duì)于消散斑來(lái)說(shuō)，光束發(fā)散的厲害，并且差異性大，這是消散斑需要的，因此對(duì)于兩個(gè)鏡片來(lái)說(shuō)，其運(yùn)動(dòng)方式的差異，可以增強(qiáng)光束在時(shí)間上依次的透過(guò)第一鏡片后，第二鏡片后的相位變化差異，而光程決定相位的變化，相位變化的差異是隨機(jī)相位產(chǎn)生的概率增大，隨機(jī)相位能產(chǎn)生多個(gè)隨機(jī)的散斑圖樣，而具有隨機(jī)性的散斑圖樣在人眼產(chǎn)生積分效應(yīng)時(shí)，散斑圖樣會(huì)減弱，從而降低圖像的散斑現(xiàn)象。

基于以上所述，本發(fā)明實(shí)施例中光學(xué)鏡片組采用兩片光學(xué)鏡片。

圖5示出了一種投影系統(tǒng)光學(xué)架構(gòu)，應(yīng)用了上述的消散斑部件。其中，所述的消散斑部件結(jié)構(gòu)如上述圖2a、2b所示。

參見圖5，為本發(fā)明實(shí)施例中應(yīng)用消散斑部件的投影系統(tǒng)光學(xué)架構(gòu)示意圖。從圖5可以看出激光光源光學(xué)架構(gòu)中，包含：半導(dǎo)體激光器501，準(zhǔn)直透鏡502，二向色鏡503，微透鏡陣列506，積分透鏡507，DMD芯片508，投影鏡頭509，投影屏幕510，及本發(fā)明實(shí)施例提供的消散斑部件504。其中，半導(dǎo)體激光器501，準(zhǔn)直透鏡502，二向色鏡503，微透鏡陣列506(也稱為復(fù)眼透鏡陣列)是激光光源中的部件。

如圖5所示，從半導(dǎo)體激光器501可以具體包括三種顏色的激光器，發(fā)出三色激光束，因?yàn)橐话阌砂雽?dǎo)體激光器出射的光束呈一定的發(fā)散角度，需要對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)直。因此三色激光束到達(dá)準(zhǔn)直透鏡502進(jìn)行準(zhǔn)直后到達(dá)二向色鏡503，二向色鏡503對(duì)三色激光中一定波長(zhǎng)的光幾乎完全透過(guò)，而對(duì)另一些波長(zhǎng)的光幾乎完全反射后到達(dá)消散斑部件504，經(jīng)消散斑部件達(dá)到圖像消散斑的目的，本實(shí)施例中應(yīng)用的消散斑部件504的作用過(guò)程可參見前述實(shí)施例，由于經(jīng)過(guò)消散斑部件504后，光束發(fā)散程度變大，為了提高光收集效果，具體地，可在消散斑部件504后設(shè)置聚焦透鏡，對(duì)光束進(jìn)行會(huì)聚，并再次經(jīng)過(guò)勻光部件506進(jìn)行勻化，其中，勻光部件506可以是復(fù)眼透鏡組，其由多個(gè)微透鏡陣列組成，每個(gè)微透鏡將一個(gè)完整的激光波前在空間上分成許多微小的部分,每一部分都被相應(yīng)的小透鏡聚焦在焦平面上,一系列微透鏡就可以得到由一系列焦點(diǎn)組成的平面，可以提高出射光束的照明均勻性。如果激光光束為理想的光束那么在微透鏡陣列焦平面上就可以得到一組均勻而且規(guī)則的焦點(diǎn)分布對(duì)光束進(jìn)行勻化，示例性地，激光光源部分經(jīng)過(guò)了消散斑和勻化后，再經(jīng)過(guò)積分透鏡507收光后到達(dá)DMD芯片508，DMD芯片前端的照明系統(tǒng)(圖中未示出)將光源光束引導(dǎo)至DMD表面，DMD由成千上萬(wàn)的小反射鏡組成，它將光束反射入投影鏡頭509成像，并投射至投影屏幕510，形成投影圖像。

圖6示出了一種投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，應(yīng)用了上述的消散斑部件。其中，所述的消散斑部件結(jié)構(gòu)如上述圖2c所示，圖6與圖5的不同在于采用的消散斑部件的結(jié)構(gòu)不同，其余的光束傳輸過(guò)程與圖5一致，在此不做具體的描述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的激光光源架構(gòu)及投影系統(tǒng)，通過(guò)散斑部件的使用，能夠使從光學(xué)鏡片出射的光束的發(fā)散角度就變得多樣化。光束發(fā)散角度的多樣化使光束的光程差異也變得多樣化，光程決定了相位的變化，從而光程的差異使得隨機(jī)相位產(chǎn)生的概率增大，隨機(jī)相位能夠產(chǎn)生隨機(jī)的散斑圖樣，而具有隨機(jī)性的散斑圖樣在人眼產(chǎn)生積分效應(yīng)時(shí)，散斑效應(yīng)減弱，從而降低圖像的散斑現(xiàn)象。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)光學(xué)鏡片的數(shù)量不做限制，但是所用的光學(xué)鏡片中至少有一片為楔形鏡片。例如，如果只用一片光學(xué)鏡片時(shí)，此光學(xué)鏡片為楔形鏡片。

基于相同的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種激光投影設(shè)備，該激光投影設(shè)備可以包括本發(fā)明上述實(shí)施例所提供的激光光源，該激光投影設(shè)備具體可以是激光影院或者激光電視，或者其他激光投影儀器等。

圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的激光投影設(shè)備示意圖。

如圖7所示，所述激光投影設(shè)備包括：激光光源601，光機(jī)602，鏡頭603、投影介質(zhì)604。

其中，激光光源601是本發(fā)明上述實(shí)施例所提供的激光光源，具體可參見前述實(shí)施例，在此將不再贅述。

具體地，激光光源601為光機(jī)602提供照明，光機(jī)602對(duì)光源光束進(jìn)行調(diào)制，并輸出至鏡頭603進(jìn)行成像，投射至投影介質(zhì)604(比如屏幕或者墻體等)形成投影畫面。其中，所述的光機(jī)602包括上述投影系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的積分透鏡、DMD芯片。

本實(shí)施例提供的激光投影設(shè)備通過(guò)提供的激光光源中的消散斑部件，能夠使從光學(xué)鏡片組出射的光束的發(fā)散角度就變得多樣化。光束發(fā)散角度的多樣化使光束的光程差異也變得多樣化，光程決定了相位的變化，從而光程的差異使得隨機(jī)相位產(chǎn)生的概率增大，隨機(jī)相位能夠產(chǎn)生隨機(jī)的散斑圖樣，而具有隨機(jī)性的散斑圖樣在人眼產(chǎn)生積分效應(yīng)時(shí)，散斑效應(yīng)減弱，從而降低圖像的散斑現(xiàn)象。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來(lái)描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。