消散斑装置、激光光源及激光投影系统的制作方法

本实用新型涉及激光技术领域。更具体地，涉及一种消散斑装置、激光光源及激光投影系统。

背景技术：

激光光源作为投影系统的光源时，由于激光的高相干性会造成激光束自身产生光斑干涉(自相干)，激光束产生自相干的条件是：激光频率相同、振动方向一致和相位差恒定。光斑干涉会导致在激光出射光斑旁边形成亮度不均匀的杂光，称为激光散斑，激光散斑现象会影响投影的成像效果。激光投影到的表面越粗糙激光散斑现象越明显。

因此，需要提供一种通过使激光束中激光的振动方向不同消除激光散斑现象的消散斑装置、激光光源及激光投影系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种消散斑装置、激光光源及激光投影系统，以通过使激光束中激光的振动方向不同消除激光散斑现象。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

本实用新型公开一种消散斑装置，包括控制器和位于激光束出射光路上的液晶面板，所述液晶面板包括至少两个液晶子面板，所述控制器向各液晶子面板施加不同电压值的偏转电压，以使得各液晶子面板中的液晶的偏转方向不同。

优选地，所述液晶面板包括至少两个独立的液晶子面板。

优选地，所述液晶子面板包括第一基板、第二基板、设于第一基板与第二基板之间的液晶，所述第一基板设有第一电极，所述第二基板设有第二电极，所述控制器向所述第一电极和第二电极施加偏转电压。

优选地，所述液晶面板包括至少两个作为液晶子面板的液晶区域。

优选地，所述液晶面板包括第一基板、第二基板、设于第一基板与第二基板之间的液晶，所述第一基板设有与液晶区域对应的至少两个第一电极，所述第二基板设有与液晶区域对应的至少两个第二电极，所述控制器向所述第一电极和第二电极施加偏转电压。

优选地，所述控制器向各液晶子面板分别施加电压值为正弦波形式的偏转电压。

优选地，所述液晶面板包括两个液晶子面板，两个液晶子面板中的液晶的偏转方向相差为90°。

优选地，所述控制器向各液晶子面板施加偏转电压中的一个电压值为0V。

本实用新型还公开一种激光光源，包括出射激光的激光器，还包括上述消散斑装置。

本实用新型还公开一种激光投影系统，包括上述激光光源。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型所述技术方案通过使激光束中激光的振动方向不同，或者说通过使激光束中激光的偏振态不同消除激光散斑现象，且本实用新型所述技术方案体积小、结构简单、可靠性高、能耗较低。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出消散斑装置的示意图。

图2示出包括另一种结构的液晶面板的消散斑装置的示意图。

图3示出激光光源的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

如图1和图2共同所示，本实施例提供的消散斑装置，包括控制器10和位于激光束出射光路上的液晶面板，液晶面板包括至少两个液晶子面板，控制器10向各液晶子面板施加不同电压值的偏转电压，以使得各液晶子面板中的液晶的偏转方向不同，本实施例中仅以液晶面板包括两个液晶子面板为例进行说明，则液晶面板包括在图1中位于上方的第一液晶子面板20和在图1中位于下方的第二液晶子面板30，控制器10向第一液晶子面板20和第二液晶子面板30施加不同电压值的偏转电压，以使得第一液晶子面板20中的液晶201和第二液晶子面板30中的液晶301的偏转方向不同。

液晶在不同偏转电压的作用下的偏转方向不同，由于液晶具有旋光性，入射到液晶的激光束中激光的振动方向(或者说偏振方向或偏振态)会随着液晶偏转方向不同而改变。本实施提供的消散斑装置中，控制器10向第一液晶子面板20和第二液晶子面板30施加不同电压值的偏转电压，以使得第一液晶子面板20中的液晶201和第二液晶子面板30中的液晶301的偏转方向不同，也就是说，由于第一液晶子面板20中的液晶201和第二液晶子面板30中的液晶301的偏转方向不同，入射到液晶201的激光束中的部分激光的振动方向和入射到液晶301的激光束中的部分激光的振动方向也就不同，从而，激光束中的激光被分为了两部分振动方向不同的激光，这两部分激光之间不会形成干涉，因此也就消除了入射激光束的激光散斑现象。另外，控制器10向第一液晶子面板20和第二液晶子面板30施加不同电压值的偏转电压限定于第一液晶子面板20和第二液晶子面板30的输入电压范围，否则会损坏第一液晶子面板20和第二液晶子面板30。

在上述以液晶面板包括两个液晶子面板为例进行说明的基础上，本领域技术人员可以了解将液晶面板设置为包括更多的液晶子面板时只要控制器10向各液晶子面板施加不同电压值的偏转电压，以使得各液晶子面板中的液晶的偏转方向不同，即可实现消除入射激光束的激光散斑现象。

下面通过函数公式进一步说明本实施例消除激光散斑的原理：液晶分子的偏转方向改变位相关系的公式为：公式中n_o为慢轴方向折射率，n_e为快轴方向折射率，θ为入射角和快轴方向夹，位相关系为其中，d为液晶厚度，n为折射率。在控制器10向第一液晶子面板20和第二液晶子面板30施加不同电压值的偏转电压的情况下，第一液晶子面板20中的液晶201和第二液晶子面板30中的液晶301的偏转方向不同，所以第一液晶子面板20和第二液晶子面板30的折射率不同，最终导致第一液晶子面板20和第二液晶子面板30的位相关系不同。激光的波函数为：其中A为波函数的振幅函数，为波函数的位相函数；总的自相干波函数为：对于小尺寸的光斑，在第一液晶子面板20和第二液晶子面板30的振幅近似相等，即Ai相等，而每个区域的不同，且取值随机。最终因为位相不同，Φ的求和值为0，这样就使得经过第一液晶子面板20的激光束中的部分激光和经过第二液晶子面板30的激光束中的部分激光的偏振态不同，这两部分激光之间不会形成干涉，即可消除入射激光束的激光散斑现象。

在具体实施时，

一种可选的方式是，液晶面板包括至少两个独立的液晶子面板。进一步，液晶子面板包括第一基板、第二基板、设于第一基板与第二基板之间的液晶，第一基板设有第一电极，第二基板设有第二电极，控制器10向第一电极和第二电极施加偏转电压。如图1所示，本实施例中还是仅以液晶面板包括两个液晶子面板为例进行说明，液晶面板包括在图1中位于上方的第一液晶子面板20和在图1中位于下方的第二液晶子面板30，第一液晶子面板20和第二液晶子面板30是相互独立的。第一液晶子面板20包括第一基板202、第二基板203和设于第一基板202与第二基板203之间的液晶201，第一基板202设有第一电极2021，第二基板203设有第二电极2031。第二液晶子面板30包括第一基板302、第二基板303和设于第一基板302与第二基板303之间的液晶301，第一基板302设有第一电极3021，第二基板303设有第二电极3031。控制器10向第一液晶子面板20的第一电极2021和第二电极2031施加偏转电压，并向第二液晶子面板30的第一电极3021和第二电极3031施加偏转电压。

另一种可选的方式是，液晶面板包括至少两个作为液晶子面板的液晶区域。进一步，液晶面板包括第一基板、第二基板、设于第一基板与第二基板之间的液晶，第一基板设有与液晶区域对应的至少两个第一电极，第二基板设有与液晶区域对应的至少两个第二电极，控制器向第一电极和第二电极施加偏转电压。如图2所示，本实施例中还是仅以液晶面板包括两个液晶子面板为例进行说明，液晶面板40包括在图2中位于上方的作为第一液晶子面板的第一液晶区域和在图2中位于下方的作为第二液晶子面板的第二液晶区域，第一液晶区域和第二液晶区域同属于液晶面板，第一液晶区域和第二液晶区域是对液晶面板整体的液晶区域划分得到的。液晶面板40包括第一基板402、第二基板403、设于第一基板402与第二基板403之间的液晶，其中，液晶包括属于作为第一液晶子面板的第一液晶区域的液晶401和属于作为第二液晶子面板的第二液晶区域的液晶401`，第一基板402设有与第一液晶区域对应的第一电极4021和与第二液晶区域对应的第一电极4022，第二基板403设有与第一液晶区域对应的第二电极4031和与第二液晶区域对应的第二电极4032，图2中液晶面板40中间的虚线示意的是第一液晶区域和第二液晶区域的分界。控制器10向与第一液晶区域对应的第一电极4021和第二电极4031施加偏转电压，并与第二液晶区域对应的第一电极4022和第二电极4032施加偏转电压。

在具体实施时，控制器10可向液晶面板施加电压值为正弦波形式的偏转电压，即控制器10向各液晶子面板施加的不同电压值的偏转电压分别为正弦波形式的偏转电压，这样可满足向各液晶子面板施加的偏转电压的电压值不同的，同时，控制器10向各液晶子面板施加的偏转电压的电压值易调制且易控制。

在具体实施时，与前述举例相似的是，液晶面板优选地包括两个液晶子面板，进一步，控制器10向液晶两个液晶子面板施加的不同电压值的偏转电压使得两个液晶子面板中的液晶的偏转方向相差为90°，则经过一个液晶子面板的激光束中的部分激光的振动方向和经过另一个液晶子面板的激光束中的部分激光的振动方向也相差90°，例如经过一个液晶子面板的激光束中的部分激光为S态线偏振光则经过另一个液晶子面板的激光束中的部分激光为P态线偏振光，这样可最大化实现消散斑的效果。

在具体实施时，控制器10向各液晶子面板施加偏转电压中的一个电压值为0V，这样可降低能耗且不会影响消散斑的效果。

如图3所示，本实施例还提供了一种激光光源，包括出射激光的激光器50和上述消散斑装置，激光器50出射的激光束经过液晶面板后即可消除激光散斑现象，进一步，在激光器50和液晶面板之间的激光束出射光路上，激光光源还包括用于将激光器50出射的发散激光束转换为平行激光束的准直透镜60。

本实施例还提供了一种激光投影系统，包括上述激光光源。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

还需要说明的是，在本实用新型的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。