本发明涉及一种激光投影显示用匀光板透镜一体化系统。
背景技术：
从目前的市场分析，激光投影显示取代传统的灯泡投影显示已经成为一种必然的趋势，而这两种投影显示的主要区别就是光源，激光投影显示是以激光为光源，而灯泡投影显示是以高压水银汞灯为光源，相比于水银汞灯激光光源的优点非常的明显，激光光源的寿命可以达到2万小时，而传统水银汞灯只有不到5000小时，激光光源在色彩还原上也明显的优于灯泡光源，ntsc色域覆盖率能够达到灯泡光源的2倍以上；同样激光光源的也有着非常难解决的技术课题，现阶段最大的课题之一就是由于激光存在激光单色性优，相干性非常好，在成像系统中伴随着严重的散斑现象，现阶段比较成熟的消散斑方案是，在光路中加入匀光板，尽可能的破坏激光的相干性，从实际产品来看效果还是可以的。因为是在激光产品中使用，匀光板的基材都是石英玻璃或者是蓝宝石玻璃等等耐高温耐腐蚀的稳定性好的玻璃，但是这种玻璃材料成本非常的高，造成制造成本增加。
技术实现要素：
本发明针对以上的问题提出了一种激光投影显示用匀光板透镜一体化系统，在该系统中，在透镜系统的面上加工有微特征结构，该微特征结构可以对入射的激光进行散射以消除激光干涉的问题。
本发明采用的技术手段如下：
一种激光投影显示用匀光板透镜一体化系统，包括激光光源组件、第一透镜组件、反射镜、第二透镜组件以及匀光棒，所述激光光源组件产生三色激光，三色激光通过第一透镜组件汇聚后照射至反射镜，所述反射镜将入射光反射至第二透镜组件，三色激光通过第二透镜组件的汇聚入射到匀光棒中以形成激光投影，所述第一透镜组件中至少一个透镜表面具有微特征结构和/或所述第二透镜组件中至少一个透镜表面具有微特征结构；
进一步地，所述微特征结构的为v型凹槽阵列、u型凸槽阵列、金字塔阵列、圆环阵列和微透镜结构阵列中的任意一种；
进一步地，所述第一透镜组件的第一入射面或最后的出射面上具有微特征结构；
进一步地，所述第二透镜组件的第一入射面或最后的出射面上具有微特征结构；
进一步地，所述第一透镜组件的第一入射面和第二透镜组件的最后的出射面上具有微特征结构；
进一步地，所述激光光源组件包括依次布置的绿色激光模块、蓝色激光模块和红色激光模块，三个激光模块依次发出绿色激光、蓝色激光和红色激光形成三色激光；
进一步地，所述绿色激光模块包括第一绿色激光阵列、第二绿色激光阵列和绿光反射镜阵列，所述第一绿色激光阵列和第二绿色激光阵列垂直布置，所述绿光反射镜阵列包括透绿光基板和在基板上间隔阵列布置的绿光反射膜，所述绿光反射镜阵列置于第一绿色激光阵列和第二绿色激光阵列之间并成45°布置；所述蓝色激光模块包括蓝色激光阵列和蓝色波长选择反射透过镜，所述蓝色波长选择反射透过镜透绿光反蓝光，所述红色激光模块包括红色激光阵列和红色波长选择反射透过镜，所述红色波长选择反射透过镜透绿蓝光反红光；
进一步地，还包括三个波长选择透过反射镜位置调整装置，所述波长选择透过反射镜位置调整装置上依次安装有绿光反射镜阵列、蓝色波长选择反射透过镜和红色波长选择反射透过镜，所述波长选择透过反射镜位置调整装置包括：波长选择透过反射镜基座、弹性部件、调整基座、调整螺钉、调整链接架；所述波长选择透过反射镜基座底端设置连接架，所述调整连接架设置于所述连接架和所述调整基座之间，所述连接架、所述调整链接架以及所述调整基座通过所述调整螺钉连接，所述调整链接架与所述调整基座之间设置弹性部件。
进一步地，邻近所述弹性部件的位置设置导向孔和导向柱，所述调整链接架为条形结构，分别设置于所述连接架两侧，所述弹性部件设置于所述连接架的两端。
进一步地，还包括：用于将波长选择透过反射镜固定于所述波长选择透过反射镜基座内的波长选择透过反射镜压片，所述波长选择透过反射镜压片设置于所述波长选择透过反射镜基座两侧，所述波长选择透过反射镜基座两侧设置与所述波长选择透过反射镜压片连接的连接耳，所述连接耳设置滑槽，所述滑槽方向与所述波长选择透过反射镜基座相垂直，所述波长选择透过反射镜压片通过所述滑槽调整与所述波长选择透过反射镜基座之间的距离，所述导向柱与导向孔连接处设置盛胶结构，所述波长选择透过反射镜基座、所述连接架以及所述调整基座为矩形。
与现有技术比较，本发明所述的一种激光投影显示用匀光板透镜一体化系统具有以下有益效果：1、在沿光路方向上，第一透镜组件的第一入射镜面上具有微特征结构，该微特征结构起到对入射激光进行扩散的作用，消除了由于激光单色性好而易引起干涉产生散斑的问题；2、由于直接在透镜上加工微特征结构，因此在光路中不需要单独增加匀光板结构，简化了结构设计；3、扩散结构直接在透镜上加工，相对于现有技术中心需要单独在1mm厚度左右的石英玻璃或蓝宝石玻璃上加工微特征结构形成匀光板，该结构具有更好的散热性能，减少了光学器件的热变形，保证了光源质量；4、本发明不在需要石英玻璃或蓝宝石作为匀光板，降低了生产成本；5、绿色激光模块具有两组绿色激光阵列，减小了现有技术中不同颜色激光二极管的功率不同引起光强度不同的问题。
附图说明
图1为本发明公开的激光投影显示系统的第一种实施例；
图2为本发明公开的激光投影显示系统的第二种实施例；
图3为本发明公开的激光投影显示系统的第三种实施例；
图4为本发明波长选择透过反射镜位置调整装置结构示意图；
图5为本发明组装状态光路原理简图；
图6为本发明整体分解状态的不同角度的三维视图；
图7为本发明整体分解状态的不同角度另一的三维视图；
图8为本发明波长选择透过反射镜基座分解状态的三维视图；
图9为本发明工作原理剖视图；
图10为本发明工作原理剖视图。
其中：1、波长选择透过反射镜基座，2、弹性部件(共4点)，3、调整基座，4、调整螺钉(共4点)，5、导向孔，6、导向柱，7、盛胶结构，a、波长选择透过反射镜，b、波长选择透过反射镜压片(共2点)，c、压片固定螺钉(共4点)，d、连接架固定螺钉(共4点)，e、连接架，f、调整链接架，g、连接耳，10、第一绿色激光阵列，11、第二绿色激光阵列，101、绿光反射镜阵列，12、蓝色激光阵列，121、蓝色波长选择反射透过镜，13、红色激光阵列，131、红色波长选择反射透过镜，20、第一透镜组件，30、反射镜，40、第二透镜组件，50、匀光棒，60、微特征结构。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2和图3所示为本发明公开的激光投影显示系统，包括激光光源组件、第一透镜组件20、反射镜30、第二透镜组件40以及匀光棒50。所述激光光源组件包括依次布置的绿色激光模块、蓝色激光模块和红色激光模块，三个激光模块依次发出绿色激光、蓝色激光和红色激光形成三色激光。具体地，所述绿色激光模块包括第一绿色激光阵列10、第二绿色激光阵列11和绿光反射镜阵列101，所述第一绿色激光阵列10和第二绿色激光阵11列垂直布置，所述绿光反射镜阵列101包括透绿光基板和在基板上间隔阵列布置的绿光反射膜，所述绿光反射镜阵列101置于第一绿色激光阵列10和第二绿色激光阵列11之间并成45°布置，第一绿色激光阵列10发出的绿光可以透过透绿光基板上没有涂有反射膜部分直接形成绿色光光路，第二绿色激光阵列11产生的绿色光经过绿光反射镜阵列上的绿光反射膜反射与透过的绿光一同形成绿光光路。所述蓝色激光模块包括蓝色激光阵列12和蓝色波长选择反射透过镜121，所述蓝色波长选择反射透过镜121透绿光反蓝光，蓝色激光阵列12产生的蓝光由蓝色波长选择反射透过镜121进行反射，由绿色激光模块产生的绿光入射到蓝色波长选择反射透过镜121上并透过蓝色波长选择反射透过镜121后与反射的蓝光形成蓝绿光光路，所述红色激光模块包括红色激光阵列13和红色波长选择反射透过镜131，所述红色波长选择反射透过镜131透绿蓝光反红光，红色激光阵列13产生的红光由红色波长选择反射透过镜131进行反射，蓝绿光入射到红色波长选择反射透过镜上并透过红色波长选择反射透过镜与反射的红色形成红绿蓝三色光源。绿色激光阵列、蓝色激光阵列和红色激光阵列分别由绿色半导体激光二极管、蓝色半导体激光二极管和红色半导体激光二极管排成阵列而形成，由于现有技术中，绿色半导体激光二极管、蓝色半导体激光二极管和红色半导体激光二极管的功率不同，绿色半导体激光二极管的单颗功率为1w左右，蓝色半导体激光二极管的单颗功率为4.5w左右，红色半导体激光二极管的单颗功率为2.5w左右，因此激光光源采用两组绿色激光阵列可以减少不同光源之间的强度差异。
所述激光光源组件产生三色激光，三色激光通过第一透镜组件20汇聚后入射至反射镜30，所述反射镜30将入射的三色激光反射至第二透镜组件40，三色激光通过第二透镜组件40的汇聚入射到匀光棒50中以形成激光投影。
由于激光具有较好的单一性，因此在作为光源时易产生干涉而形成散斑影响成像质量，因此，在所述第一透镜组件20的至少一个透镜表面上具有由光刻或化学腐蚀形成的微特征结构60；或者在所述第二透镜组件40的至少一个透镜表面上具有由光刻或化学腐蚀形成的微特征结构60；或者在第一透镜组件20的至少一个透镜表面和第二透镜组件40的至少一个透镜表面上具有由光刻或化学腐蚀形成的微特征结构60，即将现有技术中匀光板结构与透镜组件集成在一起，以实现对入射激光进行消除能量尖峰及不均匀光斑作用，消除了由于激光能量尖峰而易引起干涉产生光斑的问题。所述微特征结构60的可以是v型凹槽阵列、u型凸槽阵列、金字塔阵列、圆环阵列和微透镜结构阵列中的任意一种。由于透镜的入射面上加工有微特征结构，微特征结构对入射的三色激光进行扩散，消除了由于激光的具有良好的单色性，当使用激光作为光源时，在成像过程中将伴随着严重的散斑现象。提高了投影系统的质量，同时简化了投影系统的结构，节省生产成本。
图1为本发明的第一种实施例，该实施例中，微特征结构为在第一透镜组件的第一入射面上加工。图2为本发明的第二种实施例，该实施例中，微特征结构为在第二透镜组件的最后出射面上加工。图3为本发明的第三种实施例，该实施例中，在第一透镜组件的第一入射面上和第二透镜组件的最后出射面上均加工微特征结构。
进一步地，本系统还包括三个波长选择透过反射镜位置调整装置，所述波长选择透过反射镜位置调整装置上依次安装有绿光反射镜阵列、蓝色波长选择反射透过镜和红色波长选择反射透过镜，图4到图10所示为本系统中的波长选择透过反射镜位置调整装置结构示意图，如图所示，本实施例的装置可以包括：波长选择透过反射镜基座1、弹性部件2、调整基座3、调整螺钉4和调整链接架f。所述波长选择透过反射镜基座1底端设置连接架e，所述调整链接架f设置于所述连接架和所述调整基座3之间，所述连接架、所述调整链接架以及所述调整基座通过所述调整螺钉4连接，所述调整链接架f与所述调整基座3之间设置弹性部件。
具体而言，波长选择透过反射镜基座1与调整基座3之间设置弹性部件2，本实施例弹性部件为弹簧，弹簧支撑该波长选择透过反射镜基座1。对通过调整螺钉实现波长选择透过反射镜的位置调整，该调整为悬浮式调整。
进一步地，邻近所述弹性部件的位置设置导向孔5和导向柱6。
具体而言，本实施例的导向孔5和导向柱6使波长选择透过反射镜基座1与调整基座3安装时起到导向作用，从而使波长选择透过反射镜基座具备一定的调整余量的同时，又能够保持调整方向。
进一步地，还包括：用于将波长选择透过反射镜固定于所述波长选择透过反射镜基座内的波长选择透过反射镜压片b，所述波长选择透过反射镜压片b设置于所述波长选择透过反射镜基座1两侧。
具体而言，本实施例的波长选择透过反射镜压片设置于波长选择透过反射镜基座两侧，不仅实现了对波长选择透过反射镜的稳固作用。还保证了波长选择透过反射镜不受到遮挡，实现了透射光的通过。
进一步地，所述调整链接架f为条形结构，分别设置于所述连接架两侧。
具体而言，本实施例的条形结构调整链接架设置于连接架的两侧，加固的波长选择透过反射镜的稳定性。
进一步地，所述弹性部件设置于所述连接架的两端。
具体而言，对应两个条形结构的调整链接架，设置四个弹性部件，该四个弹性部件设置于每个调整链接架的两端，实现了对波长选择透过反射镜基座的支撑。
进一步地，所述波长选择透过反射镜基座两侧设置与所述波长选择透过反射镜压片连接的连接耳g，所述连接耳设置滑槽，所述滑槽方向与所述波长选择透过反射镜基座相垂直，所述波长选择透过反射镜压片通过所述滑槽调整与所述波长选择透过反射镜基座之间的距离。
具体而言，本实施例波长选择透过反射镜基座两侧设置连接耳，波长选择透过反射镜压片通过该连接耳与波长选择透过反射镜基座连接。该连接耳设置滑槽，通过压片固定螺钉c固定该波长选择透过反射镜压片，该螺钉在滑槽内调整该波长选择透过反射镜压片与波长选择透过反射镜基座之间的距离，在不拆卸该波长选择透过反射镜压片的情况下，方便了激光分束片的安装。
进一步地，所述导向柱与导向孔连接处设置盛胶结构7。
具体而言，通过胶将导向柱与导向孔粘连，调整螺钉与安装孔粘连。该胶设置于导向柱与导向孔连接处的盛胶结构。
进一步地，所述波长选择透过反射镜基座、所述连接架以及所述调整基座为矩形。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。