激光扫描装置及激光显示系统的制作方法_3

文档序号:9399546阅读:来源:国知局
,合光器11由两片互相垂直的光学镜片18、19组成,其中三基色激光器中的两个激光器的激光光轴28分别与一个光学镜片成45度角,第三个激光器的输出激光光轴28与另一个光学镜片成45度角,这样保证三束激光经合光器混合后同轴。例如红光激光器出射的红光与光学镜片18成45度角入射到光学镜片18上,并发生折射,绿光激光器出射的绿光与光学镜片18成45度角入射到光学镜片18上,并发生反射,蓝光激光器出射的蓝光与光学镜片19成45度角入射到光学镜片19上,并发生反射,这三束光同轴输出。当然,本领域技术人员根据本发明的教导,也能想到其它结构形式,例如红光激光器出射的红光与光学镜片18成45度角入射到光学镜片18上,并发生折射,绿光激光器出射的绿光与光学镜片18成45度角入射到光学镜片18上,并发生反射,蓝光激光器出射的蓝光与光学镜片19成45度角入射到光学镜片19上,并发生折射,这三束光同轴输出。
[0067]在一个优选示例中,如I所示,合光后的光束经过电光晶体29,在电光晶体上施加有随机变化的电压,随机改变合成光束的相位,从而消除相干噪声所带来的散斑。
[0068]在一个更优选示例中,电光晶体29可以设置在三基色激光器与合光器11之间的光路上,例如设置在红光激光器8、绿光激光器9以及蓝光激光器10中至少一个与合光器11之间的光路上,并施加有随机变化的电压,随机改变对应光束的相位,从而消除合成后相干噪声所带来的散斑。
[0069]行扫描信号调制电路13接收从信号分离电路3分离出的行扫描信号并经行扫描信号非线性调节补偿电路15补偿后发送到扫描控制装置12。在一个具体示例中,行扫描信号调制电路13的信号输入端与信号分离电路3分离出行扫描信号输出端连接,行扫描信号调制电路13的信号输出端与行扫描信号非线性调节补偿电路15的信号输入端连接。
[0070]场扫描信号调制电路14接收信号分离电路3分离出的场扫描信号并经场扫描信号非线性调制补偿电路16补偿后发送到扫描控制装置12。在一个具体示例中,场扫描信号调制电路14的信号输入端与信号分离电路3分离出场扫描信号输出端连接,场扫描信号调制电路14的信号输出端与场扫描信号非线性调制补偿电路16的信号输入端连接。
[0071]扫描控制装置12接收合成光束,在补偿后的行和场扫描信号驱动下对接收的合成光束进行行扫描和场扫描,并将输出信号投射到屏幕17上形成图像。在一个具体示例中,扫描控制装置12中的扫描装置的信号输入端a与合光器11的信号输出端连接;扫描装置的信号输入端b与行扫描信号非线性调节补偿电路15的信号输出端连接;扫描装置的信号输入端c与场扫描信号非线性调制补偿电路16的信号输出端接。
[0072]在上述合光后的光束经过电光晶体29的实施例中,扫描控制装置12接收从电光晶体29出射的合成光束。
[0073]在电光晶体29位于激光器与合光器11之间的光路上的实施例中,扫描控制装置12直接从合光器11接收合成光束。
[0074]在本发明的一个具体示例中,扫描控制装置12是以电致伸缩陶瓷微位移器(WTDS)为核心部件,由四个WTDS器件组成的光反射装置,在场和行扫描信号电路及场和行扫描信号非线性调节补偿电路的驱动下,可以将激光反射并扫描成一幅画面。
[0075]其中,所述的WTDS是由PLZT陶瓷材料(在电场作用下,该材料晶格定位引起介电驰豫而发生形变)以叠层工艺制作而成的。它是一种高位移分辨率电压控制微小形变的器件。具有位移分辨率高(几十纳米)、响应快、滞后小、回零再现性好、稳定性好等突出优点。它是光学、机械加工、电子、航空、生物、医学、遗传工程和光纤通讯等领域中实现超精定位、超精加工、误差补偿、相位调制等功能的理想执行器件。
[0076]本发明采用的是由薄片状电致伸缩陶瓷粘成的柱状WTDS器件,器件的位移量S =ηΜΕ2, η为层叠数,M是应变系数,E是施加的电场。WTDS器件为电容性负载,每个陶瓷单元片相当于一个电容器,电容越大,响应速度越慢,所以优选地,本发明采用的WTDS器件中陶瓷单元片间采用串联或者串并联结合的方式,用以减小总电容,提高响应速度,可以满足实现规定的电视场、行扫描的速度。
[0077]在一个具体示例中,该光反射装置包括如图3(A)所示的行扫描单元和如图3(B)所示的场扫描单元。
[0078]其中,行扫描单元如下构成:两个柱状WTDS器件25、26的一端竖直固定在基板24上表面,柱状WTDS器件25、26的另一端附接(包括但不限于粘接)光学反射镜27,光学反射镜27转动轴向与基板24转动轴向在同一平面内且互相垂直。柱状WTDS器件25、26两端分别通过各自的电极对连接行扫描信号电路13和行扫描信号非线性调节补偿电路15,柱状WTDS器件25、26的各自的电极对用于将行扫描信号施加到对应的柱状WTDS器件25、
26 ο
[0079]场扫描单元如下构成:另外两个柱状WTDS器件20、21的一端竖直固定在基板22上,其排列方向与下面柱状WTDS器件25、26成正交垂直。基板22固装在底座23上。柱状WTDS器件20、21的另一端附接(包括但不限于粘接)基板24的下表面,柱状WTDS器件20、21两端分别通过各自的电极对连接场信号电路14和场信号非线性调节补偿电路16,柱状WTDS器件20、21的各自的电极对用于将场扫描信号施加到对应的柱状WTDS器件20、21。
[0080]这样,在位相相差Ji的两个行扫描信号施加到行扫描单元中的两个柱状WTDS器件25、26的各自的电极对上时,柱状WTDS器件25、26做相向运动,一个伸长,另一个收缩,由此带动连接二者之间的光学反射镜27随时间进行匀速的往复转动。
[0081]类似地,在位相相差的两个场扫描信号施加到场扫描单元中的两个柱状WTDS器件20、21的各自的电极对上时,柱状WTDS器件20、21也相向运动,一个伸长,另一个收缩,由此带动连接二者上表面的基板24绕其中心转轴随时间进行匀速往复转动。
[0082]由电视信号调制的三色激光经合光器合成一束信号激光后,投射到光学反射镜27上,产生一激光点。在转轴相互垂直的基板24及光学反射镜27转动作用下,扫描成一幅画面。上面两个柱状WTDS器件25、26组成的行扫描单元实现的是行扫描,在行扫描信号电路及非线性调节电路的驱动下,将投射到光学反射镜上表面中心处的激光点扫描成一条直线;下面两柱状WTDS器件20、21组成的场扫描单元实现的是场扫描,在场扫描信号电路及非线性调节电路的驱动下将扫描线延展成一幅画面。
[0083]由于WTDS器件的位移量与施加电场成平方关系,为达到匀速扫描的目的,即使镜面摆动角度与扫描时间成线性关系,优选地,该行扫描信号非线性调节补偿电路和/或场扫描信号非线性调节补偿电路进一步包括由微处理器控制的非线性调节电路。
[0084]本发明用激光器作为光源,以电致伸缩陶瓷微位移器作为扫描控制装置的核心部件,以电光晶体来消除合成光束的相干噪声,从而可以消除激光散斑提高画质高清晰度和/或可
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