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，或者说通过使激光束中激光的位相关系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，所述控制器向液晶面板的不同位置分别施加电压值不同且电压值随时间变化的偏转电压，以使得液晶面板中不同位置的液晶的偏转方向不同且各位置的液晶的偏转方向随时间变化。

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，所述第一基板设有多个位置不同的第一电极，所述第二基板设有多个与第一电极相对的第二电极，所述控制器向不同位置的第一电极和相对的第二电极分别施加偏转电压。

优选地，所述控制器向液晶面板的不同位置分别施加电压值为正弦波形式的偏转电压。

优选地，所述控制器向液晶面板的不同位置分别交替施加第一电压值和第二电压值的偏转电压。

优选地，所述第一电压值或第二电压值为0V。

优选地，所述控制器向液晶面板的不同位置分别施加第一电压值的偏转电压和施加第二电压值的偏转电压的时长均为0.5-1ms。

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位相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20，控制器10在不同时刻向液晶面板20的不同位置分别施加电压值不同且电压值随时间变化的偏转电压，以使得液晶面板20中不同位置的液晶201(可以理解为液晶分子)的偏转方向不同且各位置的液晶201的偏转方向随时间变化。本领域技术人员可以理解的是，控制器10在不同时刻向液晶面板20的不同位置分别施加电压值不同且电压值随时间变化的偏转电压的意思是，在某一时刻，控制器10向液晶面板20的不同位置分别施加的偏转电压的电压值不同，且控制器10向液晶面板20的不同位置分别施加的偏转电压的电压值均随时间变化。其中，控制器10向液晶面板20的不同位置分别施加的偏转电压的变化可以是有规律的变化也可以是随机变化，控制器10向液晶面板20的不同位置分别施加的偏转电压的变化规律可以相同也可以不同。

不同位置的液晶201在不同偏转电压的作用下的偏转方向不同，由于液晶201具有双折射特性，不同偏转状态的液晶的折射率是不同的，入射到液晶201的激光束中激光的位相信息会随着液晶201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在不同时刻向液晶面板20的不同位置分别施加电压值不同且电压值随时间变化的偏转电压，以使得液晶面板20中不同位置的液晶201的偏转方向不同且各液晶201的偏转方向随时间变化。也就是说，由于液晶面板20中不同位置的液晶201的偏转方向不同，入射到不同位置的液晶201的激光束中激光的相位延迟也就不同，激光束中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，各位置的液晶201的偏转方向随时间变化进一步增强了消除入射激光束的激光散斑现象的效果。本领域技术人员可以了解的是，施加的偏转电压电压值随时间的变化限定于液晶面板20的输入电压范围，即虽然施加的偏转电压电压值是随时间变化的，但该变化不能超出限定的范围，否则会损坏液晶面板20。

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：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，光斑振幅近似相等，即Axi＝Ayj，而每一个位置的液晶旋转角度不同，所以导致每个位置的位相不同并随机排布，那么因为X方向和Y方向的位相随机，在使用的时候整体相加后的相干函数为0。这样就可以消除入射激光束的激光散斑现象。

在具体实施时，液晶面板20包括第一基板202、第二基板203、设于第一基板202与第二基板203之间的液晶201，第一基板202设有位置不同的第一电极2021和2022，第二基板203设有与第一电极2021相对的第二电极2031和与第一电极2022相对的第二电极2032，控制器10向第一电极2021和第二电极2031施加第一偏转电压并向第一电极2022和第二电极2032施加第二偏转电压。本领域技术人员可以理解的是，该结构仅以控制器10向液晶面板20的两个不同位置分别施加电压值不同且电压值随时间变化的偏转电压的情况举例，控制器10向液晶面板20的两个以上的不同位置分别施加电压值不同且电压值随时间变化的偏转电压与此类似，在此不再赘述。

在具体实施时，

一种可选的方式是，控制器10向液晶面板20的不同位置分别施加电压值为正弦波形式的偏转电压。以图1所示为例，即控制器10向液晶面板20的上、下位置分别施加电压值为正弦波形式的偏转电压，若要满足相同时刻向上、下位置施加的偏转电压值不同，可采用使两个正弦波存在相位差等方式。这样可满足向液晶面板20的不同位置分别施加电压值不同且电压值随时间变化的偏转电压，同时，偏转电压的电压值易调制且易控制；

另一种可选的方式是，控制器10向液晶面板20的不同位置分别交替施加第一电压值的和第二电压值的偏转电压，这样也可满足向液晶面板20的不同位置分别施加电压值不同(例如通过使向不同位置施加的第一电压值的和第二电压值的偏转电压的时段长度不同或时序不同步等方式)且电压值随时间变化的偏转电压，同时，偏转电压的电压值也易调制且易控制。进一步，第一电压值或第二电压值为0V，这样可降低能耗且不会影响消散斑的效果。进一步，控制器10向液晶面板20的不同位置分别施加第一电压值的偏转电压和施加第二电压值的偏转电压的时长均为0.5-1ms，以0.5-1ms的时段交替施加第一电压值和第二电压值即可保证消散斑的效果。

如图2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30和上述消散斑装置，激光器30出射的激光束经过液晶面板20后即可消除激光散斑现象，进一步，在激光器30和液晶面板20之间的激光束出射光路上，激光光源还包括用于将激光器30出射的发散激光束转换为平行激光束的准直透镜40。

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。