專利名稱：一種消相干和勻場裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光領(lǐng)域，具體涉及激光顯示領(lǐng)域中的消相干和勻場裝置。
背景技術(shù)：
激光由于其高亮度、單色性、方向性而在顯示領(lǐng)域中具有無可比擬的優(yōu)
勢。激光顯示的基本原理是R、 G、 B三色激光分別經(jīng)過整形、擴(kuò)束、勻場、 消相干等步驟后，再經(jīng)過光閥調(diào)制后由合色棱鏡合色，最后經(jīng)過投影物鏡采 用前投或背投方式投影到屏幕。與其他顯示技術(shù)所采用的非相干光源不同， 激光具有相干性，如果沒有對其進(jìn)行消相干處理直接作為光源投影，在接收 屏上我們會看到明顯的亮度不均的斑紋圖像，即所謂的散斑，這樣的圖像質(zhì) 量非常影響觀者感受，因此在激光顯示技術(shù)中，消相干是必不可少的一道步 驟。
公開號分別為CN1900813和CN1734308以及授斥又號為CN2555523的 專利均采用轉(zhuǎn)動的漫透射元件來調(diào)制激光，打亂其相位以實(shí)現(xiàn)消相干，然后 將透射光耦合進(jìn)聚光棒進(jìn)行勻場，這種方法中消相干和勻場功能由不同的 裝置完成，且由于漫透射元件透過率有限，造成激光的利用率低下；另外， 這種方法對部件的安裝精度要求較高(在轉(zhuǎn)動時，入射光需始終垂直入射到 漫透射元件表面)；此外，這種方法造成消相干和勻場裝置之間還有耦合裝 置，使得系統(tǒng)部件較多，難以縮減體積。 發(fā)明內(nèi)容
因此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本實(shí)用新型提供一種能同時實(shí)現(xiàn)消相干 和勻場功能的裝置。
一方面，本實(shí)用新型提供一種用于激光光束的消相干勻場裝置，包括，
漫反射板，具有漫反射面，所述漫反射面用于接收并漫反射所述 激光光束以得到多束散射激光；
全反射腔，用于在其內(nèi)壁全反射所述散射激光并產(chǎn)生定向輸出的 出射光束，其中，所述全反射腔具有相對的兩端，所述漫反射板設(shè)置 在所述全反射腔的 一端并覆蓋所述端，其漫反射面朝向全反射腔；勻化透鏡，所述勻化透鏡設(shè)置在所述出射光束的光路中，以使得 所述出射光束在到達(dá)目標(biāo)區(qū)域時照度均勻分布。
上述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中還包括光束引導(dǎo)裝 置，用于將所述激光光束導(dǎo)向所述漫反射板。
上述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中，還包括偏振透射
振的光束透過。
上述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中，還包括電機(jī)，所 述電機(jī)用于驅(qū)動所述漫反射板在自身平面內(nèi)發(fā)生使得所述激光光束 在所述漫反射板上的入射點(diǎn)時刻變換的轉(zhuǎn)動。
上述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中，還包括電機(jī)，所 述電機(jī)用于驅(qū)動所述光束引導(dǎo)裝置發(fā)生使得所述激光光束在所述漫 反射板上的入射點(diǎn)時刻變換的轉(zhuǎn)動或振動。
上述的用于激光光束的消相千勻場裝置，其中，所述勻化透鏡為 自由曲面透鏡或中繼透鏡組。
上述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中所述漫反射板的漫
反射面涂覆有高反射率的漫反射材料BaS0,或CaSO,,或者所述漫反射 板由具有粗糙漫反射面的高反射率陶瓷制成。
上述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中，所述光束引導(dǎo)裝 置為帶孔全反射鏡或局部反射鏡或僅允許以45°入射的光束透過的鍍
制特殊膜的玻璃板。
上述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中，所述全反射腔為 軸對稱結(jié)構(gòu)或旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)。
上述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中，所述全反射腔形 狀為CPC形或棱臺形或棱柱形。
上述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中，所述全反射腔為 中空腔體，所述中空腔體的內(nèi)壁鍍有針對所述激光光束的全反膜。
上述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中，所述全反射腔為 由均勻透光物質(zhì)制成的實(shí)心體，所述實(shí)心體的兩端面鍍有針對所述激 光光束的增透膜，外壁拋光并鍍制或不鍍制針對所述激光光束的全反 膜。
另一方面，本實(shí)用新型提供一種采用上述的用于激光光束的消相干勻場裝置的激光顯示系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的有益效果是
1. 能同時實(shí)現(xiàn)消相干和勻場功能；
2. 激光利用率高；
3. 占用體積小，有助于顯示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)微型化；
4. 可以全靜態(tài)工作，無噪音并幾乎不耗電，適用于便攜式顯示系統(tǒng)。


以下，結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中 圖1A為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的示意圖； 圖1B為在圖U的基礎(chǔ)上改進(jìn)后的本實(shí)用新型裝置的示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例的示意圖3為將圖1A中所示的裝置用于一種單片式DLP投影系統(tǒng)的示意圖； 圖4為將圖1A中所示的裝置用于一種三片式DLP投影系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。 實(shí)施例1:
圖1A為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的示意圖，本實(shí)施例中的裝置包括帶 孔反射鏡102、漫反射板103以及帶動漫反射板103轉(zhuǎn)動的電機(jī)104、全反 射腔105和自由曲面透鏡106。
下面對本實(shí)施例中的本實(shí)用新型裝置的構(gòu)造加以詳細(xì)說明。本實(shí)施例采 用帶孔反射鏡102(在申請?zhí)枮镃N200720305226. 8的實(shí)用新型專利中披露了 這種結(jié)構(gòu)的帶孔反射鏡)來引導(dǎo)具有相干性的入射激光光束101進(jìn)入全反射 腔105，為了盡量減小帶孔反射鏡102對光路的影響，帶孔反射鏡102上小 孔的尺寸應(yīng)盡量小，可只比光束101的光束直徑略大。本實(shí)施例中全反射腔 105采用四棱臺(設(shè)計(jì)為四棱臺是由于其底面形狀與DMD光閥108形狀匹配) 形狀的中空腔(只有棱臺的側(cè)面，沒有棱臺的上下底面)，其內(nèi)壁鍍有對光 束101的波長全反射的膜。漫反射板103為能完全覆蓋全反射腔105上底 面的圓形平板，其由電機(jī)104帶動繞通過漫反射板103中心且垂直于漫反射 板103的軸在漫反射板103所在的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，漫反射板103應(yīng)盡量平行地 靠近但不緊貼全反射腔105的上底面放置，以使盡量少的光束從二者之間的縫隙漏出，二者之間應(yīng)留有適當(dāng)空隙以保證漫反射板103在轉(zhuǎn)動時與全反射 腔105之間沒有摩^^,漫反射板103的迎光面均勻地涂覆有BaS04或CaS04 粉體材料，涂覆后的迎光面應(yīng)為朗伯漫反射面，上述兩種粉體材料在可見光 波段具有高反射率。自由曲面透鏡106的入射表面和出射表面均應(yīng)鍍有針對 光束101的波長的增透膜。自由曲面透鏡106應(yīng)緊貼并完全覆蓋全反射腔10 5 的出射端面(即四棱臺的下底面)，以防止光束從兩者之間的縫隙漏出。自 由曲面透鏡106的作用是重新調(diào)整從全反射腔105出射端面的光束的能量分 布，其設(shè)計(jì)要使得最終落在DMD光閥108上的光束107的光照度均勻分布。 在設(shè)計(jì)自由曲面透鏡106的尺寸、材料以及表面形狀等一系列參數(shù)時應(yīng)考慮 帶孔反射鏡102上的小孔和本實(shí)施例的光路中可能存在的所有對畫D光閥 108的光照度的影響，設(shè)計(jì)工作可以由Zemax 2005或LightTools 6.0或 Tracepro 3. 0或其他類似光學(xué)設(shè)計(jì)軟件完成，本領(lǐng)域技術(shù)人員在熟悉上述軟 件使用方法后可以勝任這項(xiàng)設(shè)計(jì)工作。
下面對本實(shí)施例中的本實(shí)用新型裝置實(shí)現(xiàn)消相干和勻場功能的工作原 理作出詳細(xì)說明。光束101為具有相千性的激光，其通過帶孔反射鏡102的 小孔，穿過自由曲面透鏡106進(jìn)入全反射腔105,并照射在漫反射板103上， 照射的位置優(yōu)選偏離漫反射板103轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)軸所處的位置。由于漫反射板 103表面粗糙且對光束101具有高反射率，光束101在漫反射板103表面發(fā) 生幾乎無能量損失的漫反射，分成的多束散射光向空間各個方向散射，這些 散射光在全反射腔105內(nèi)部發(fā)生一次或多次(通常為多次)全反射，經(jīng)過各 自不同的路徑傳播后從全反射腔105的出射端面出射，此時各散射光彼此間 的光程差已被隨機(jī)調(diào)制，全反射腔105出射端面處的光束相干性大為減弱； 由于漫反射板103在電機(jī)104帶動下不停轉(zhuǎn)動，使得每一時刻由漫反射板103 上不同的部位(這些部位表面的粗糙情況不同)對入射光束101進(jìn)行漫反射， 得到的散射光在空間的分布時刻都在變化，從而進(jìn)一步減弱了激光的相干 性?；陲@示領(lǐng)域熟知的聚光棒勻場原理，經(jīng)過全反射腔105對散射光的多 次反射，其出射端面處的光照度已分布均勻，經(jīng)過自由曲面透鏡106后出射 的光束一小部分穿過帶孔反射鏡102的小孔損失掉，絕大部分光束被帶孔反 射鏡102反射后進(jìn)入后續(xù)光路。經(jīng)過自由曲面透鏡106對光場的能量再分布， 可以在DMD光閥108處得到光照度均勻分布的非相干的光束107。至此，本 實(shí)用新型裝置實(shí)現(xiàn)了對激光光束101的消相干和勻場功能。由于漫反射板 103的散射作用造成的退偏，全反射腔105出射端面處的光束為部分偏振光，從而光束107也為部分偏振光，其用于照射DMD光閥是完全可以接受的，但 不能直接用于照明LCD光閥或LC0S光閥等偏振性光調(diào)制元件。
圖1B為在圖1A的基礎(chǔ)上改進(jìn)后的本實(shí)用新型裝置的示意圖。采用圖IB 中的裝置產(chǎn)生的光束可用于照明LCD光閥或LC0S光閥等偏振性光調(diào)制元件。 與圖1A不同的是，圖1B在自由曲面透鏡106和全反射腔105之間設(shè)置一個 偏振透射元件109,偏振透射元件109應(yīng)比全反射腔105的出射端面的尺寸 大，并緊貼全反射腔105的出射端面放置，自由曲面透鏡106則緊貼偏振透 射元件109。偏振透射元件109可以是鍍制了特殊膜的透光板，這種鍍制了 特殊膜的透光板只允許入射光束101以及從全反射腔105出射的與入射光束 101相同偏振方向的光透過，而將從全反射腔105出射的其他偏振方向的光 反射回全反射腔105內(nèi)重新參與散射和勻場過程。使用偏振透射元件109可 以在LCD光閥111處得到非相干、線偏振且照度分布均勻的光束110。在全 反射腔105的上底面邊緣還可以設(shè)置擋板112，從漫反射板103和全反射腔 105的縫隙漏出的光被擋板112收集并反射回全反射腔105重新利用，減少 了對光束的損耗。
漫反射板103的轉(zhuǎn)軸優(yōu)選位于其中心處，但是也可以不在中心處，漫反 射板103優(yōu)選為圓形平板，但是也可以是任何形狀的平板，只要漫反射板103 在轉(zhuǎn)動一周的過程中均能完全覆蓋全反射腔105的上底面即可?？蛇x地，自 由曲面透鏡106也可以與全反射腔105留有縫隙地分開放置。偏振透射元件 109還可以是本領(lǐng)域常見的偏振片和PBS棱鏡等輸出偏振光的元件，根據(jù)實(shí) 際情況可放置在光路中光閥前的其他適當(dāng)位置。
通常情況下，由于漫反射板103的迎光面涂覆的BaS04或CaS04粉體材料 反射率非常高，可在可見光波段達(dá)到98%以上，而全反射腔105的內(nèi)壁對入 射光束101的散射光反射率可以達(dá)到99%以上，而自由曲面透鏡106表面鍍 制的針對入射光束101的增透膜透射率可以達(dá)到99%以上，忽略少量從漫反 射板103和全反射腔105之間的縫隙漏掉的光束，整個發(fā)明裝置對激光幾乎 無損耗，光能的利用率極高，這對激光顯示是極為重要的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例2:
圖2為本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例采用局部反射 鏡202來引導(dǎo)具有相干性的入射激光光束201進(jìn)入全反射腔205，局部反 射鏡202反射部位鍍有針對光束201的波長的高反膜，局部反射鏡202透
8射部分鍍有針對光束201的波長的增透膜，使用這種新型結(jié)構(gòu)的局部反射
鏡202是因?yàn)槠涑叽缈梢宰龅酵耆邮芄饴分兴械墓馐瑥亩植糠瓷?鏡202的固定裝置不必出現(xiàn)在光路中，對光路沒有干擾。光束201在局部 反射鏡202上的法線為L軸，M軸通過光束201在局部反射鏡202上的入 射點(diǎn)且稍稍偏離L軸一定角度，而電機(jī)204帶動局部反射鏡202繞M軸旋 轉(zhuǎn)。當(dāng)局部反射鏡202旋轉(zhuǎn)時，光束201在局部反射鏡202上的入射角在 一個小范圍內(nèi)變化，從而改變光束201經(jīng)局部反射鏡202反射后在漫反射 板203上的落點(diǎn)，以時刻改變后續(xù)散射光的空間分布，加強(qiáng)消相干的效果。 漫反射板203為矩形，由于局部反射鏡202在轉(zhuǎn)動，漫反射板203就可以設(shè) 置成緊貼全反射腔205設(shè)置并處于靜止?fàn)顟B(tài)，這樣做的好處是沒有光束從漫 反射板203和全反射腔205之間漏出。全反射腔205采用稱為復(fù)合拋物形聚 光器(CPC, Compound Parabolic Concentrator, —種軸對稱體)的中空腔， 其上下底面均為矩形(下底面形狀與DMD光閥208形狀匹配)，其內(nèi)壁鍍有 針對光束201的波長的全反射膜，使用這種形狀的空腔對光束勻場可以得到 發(fā)散角很小的近平行光束，這意味著勻場后的光束的光學(xué)擴(kuò)展量很小，這種 性能在投影顯示中極為有利。從全反射腔205出射的光束為非相干照度均勻 的光束，其經(jīng)過局部反射鏡202后，形成類似日環(huán)食形狀的光束206，雖然 陰影部分只占很小的一部分，但是不能將光束206直接照明DMD光閥208, 必須使用一中繼透鏡組207對全反射腔205出射端面的光束成像，使像面落 在DMD光閥208上，在光閥208處得到照度均勻的光束。
局部反射鏡202的作用和實(shí)施例1中帶孔反射鏡102的作用本質(zhì)上相同， 這里可以統(tǒng)稱為光束引導(dǎo)裝置。光束引導(dǎo)裝置還可采用鍍制特殊膜的玻璃 板，該特殊膜僅允許以45。入射其上的光透過，以其他角度入射的光則發(fā)生 全反射。因此將該鍍制特殊膜的玻璃板相對入射激光45。放置即可將激光引 導(dǎo)至漫反射板。光束引導(dǎo)裝置的形式可以是多種多樣，只要是可以將入射 激光引導(dǎo)至漫反射板，同時對整個光路不會造成結(jié)構(gòu)性影響的實(shí)現(xiàn)方式均 可。
本實(shí)施例中采用轉(zhuǎn)動局部反射鏡202改變?nèi)肷涔馐?01在漫反射板 203上的入射位置，使得漫反射板203不必轉(zhuǎn)動，可以緊貼全反射腔205 放置，這樣就不會留有空隙讓光束漏出，當(dāng)然上述局部反射鏡202的轉(zhuǎn)動 也可以改成振動來實(shí)現(xiàn)讓漫反射板不同部位來散射入射光的目的，但是一 般來講振動電機(jī)的壽命沒有轉(zhuǎn)動電機(jī)壽命長。當(dāng)然，為了不留有空隙讓光束漏出，也可將漫反射板203緊貼全反射腔205,使二者一同轉(zhuǎn)動，但這 種方法既不簡便，同時又對轉(zhuǎn)動精度要求較高，因此不常用到。
中繼透鏡組207的設(shè)置屬于投影顯示領(lǐng)域的公知技術(shù)，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員可以勝任這項(xiàng)工作。需要特別說明的是，使用中繼透鏡組207是因?yàn)槠?成本比自由曲面透鏡低，易獲得，且可以根據(jù)光路的具體情況進(jìn)行調(diào)整，而 自由曲面透鏡根據(jù)使用環(huán)境定制而成，通用性較差，因此在某些場合例如實(shí) 驗(yàn)或低成本場合，中繼透鏡組可以作為自由曲面透鏡的良好的替代。并且因 為自由曲面透鏡和中繼透鏡組所起的作用相似，均用于對出射光束進(jìn)一步勻 化以在目標(biāo)區(qū)域處(例如光閥)得到照度均勻的光束，這里可以統(tǒng)稱為勻化 透鏡。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本實(shí)施例中的裝置在加入偏振透射元件后，可 用于照明LCD光閥或LCOS光閥等偏振性光調(diào)制元件。
實(shí)施例3:
圖3為將圖1A中所示的裝置用于一種單片式DLP投影系統(tǒng)的示意圖。 本實(shí)施例中，三基色激光光源由紅光激光器301、綠光激光器302和藍(lán)光激 光器303組成，并分別發(fā)射具有相干性的紅光321、綠光322、藍(lán)光323。紅 光321、綠光322、藍(lán)光323分時復(fù)用地穿過帶孔反射鏡305的孔后，經(jīng)由 自由曲面透鏡309入射到漫反射板306上，漫反射板306由電機(jī)307帶動轉(zhuǎn) 動。全反射腔308的內(nèi)壁鍍有對紅光321、綠光322、藍(lán)光323全反射的薄 膜，三基色激光分別經(jīng)過漫反射板306、全反射腔308和自由曲面透鏡309 的處理后形成非相干光入射到TIR (total internal reflection)棱鏡311 上，然后由DMD光閥310對其進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后產(chǎn)生的圖像經(jīng)由投影透鏡312 的放大被投射到屏幕313上。此處，自由曲面透鏡309的設(shè)計(jì)需要考慮帶孔 反射鏡305的孔以及TIR棱鏡311對光路的影響，使得落在DMD光閥310上 的光束光照度分布均勻。
本實(shí)施例由于采用了分時復(fù)用技術(shù)，因此可以使用單片DMD光閥分時復(fù) 用地對三基色光調(diào)制實(shí)現(xiàn)全彩色投影?？蛇x地，不必使三基色激光從同一個 小孔入射，而是在在帶孔反射鏡305上設(shè)置3個孔讓各色激光分別通過。
可選地，還可以去掉電機(jī)307,將漫反射板306緊貼全反射腔308與其 相對固定地設(shè)置，這樣雖然會得到稍遜于有電機(jī)307時的消相干效果，但仍 在人眼可接受范圍內(nèi)，并且去掉電機(jī)307可以有效減少能耗；此外，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)表明，若沒有電機(jī)307,漫反射板306、全反射腔308和自由曲面透鏡 309三者的總體積可以做到30mmx 10mmx 10mm以內(nèi)，所以不采用電機(jī)307 的裝置適合用于微型或便攜式激光投影系統(tǒng)。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，圖1B中所示的本實(shí)用新型裝置可用于單 片式LCD投影系統(tǒng)或單片式LCOS投影系統(tǒng)。
實(shí)施例4:
圖4為將圖1A中的裝置用于一種三片式DLP投影系統(tǒng)的示意圖。激光 光源由紅光激光器401、綠光激光器402和藍(lán)光激光器403組成，其分別發(fā) 射紅光、綠光和藍(lán)光。本實(shí)施例采用了三套圖1A中所示的裝置分別對紅光、 綠光和藍(lán)光進(jìn)行消相干和勻場處理。這里僅以綠光404為例進(jìn)行說明，紅光 和藍(lán)光的工作過程與綠光404基本相同。綠光404穿過帶孔反射鏡405的小 孔并穿過自由曲面透鏡406入射到漫反射板408上，漫反射板408由電機(jī)409 帶動進(jìn)行轉(zhuǎn)動，被分成的多束散射光在全反射腔407內(nèi)壁(全反射腔407內(nèi) 壁鍍有對綠光404全反射的薄膜)來回反射后經(jīng)自由曲面透鏡406出射，出 射光束經(jīng)帶孔反射4竟405的反射后入射到TIR( total internal reflection) 棱鏡410，在綠光DMD光閥411上形成非相干的光照度均勻分布的光束，經(jīng) 綠光DMD光閥411調(diào)制后的光束進(jìn)入X-cube合色棱鏡412與其他兩種顏色 的激光合色，其中三色激光各自的光閥到X-cube合色棱鏡412的光程設(shè)計(jì) 成相等，最后從X-cube合色棱鏡412出射的合色光通過投影透鏡組413投 影到屏幕414。
本實(shí)用新型裝置中的全反射腔可以為軸對稱體或旋轉(zhuǎn)對稱體，其出射端 面形狀應(yīng)與后續(xù)光路中的光閥形狀匹配(即長寬比例一致)。在本實(shí)施例中， 使用棱臺形狀的全反射腔，是出于壓縮出射光束發(fā)散角的考慮，事實(shí)上，由 于自由曲面透鏡有重整光場的作用，全反射腔也可以采用棱柱形狀。此外， 全反射腔也可以是由均勻透光物質(zhì)(例如玻璃和透明塑料)制成的實(shí)心體， 實(shí)心體的外壁須拋光，外壁可鍍針對入射光束波段的全反射膜或不鍍膜(若 材料折射率和形狀合適，光束在側(cè)壁界面會發(fā)生全反射)，實(shí)心體的兩端面 應(yīng)鍍有針對入射光束波段的增透膜。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本 實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍 當(dāng)中。
權(quán)利要求1. 一種用于激光光束的消相干勻場裝置，包括，漫反射板，具有漫反射面，所述漫反射面用于接收并漫反射所述激光光束以得到多束散射激光；全反射腔，用于在其內(nèi)壁全反射所述散射激光并產(chǎn)生定向輸出的出射光束，其中，所述全反射腔具有相對的兩端，所述漫反射板設(shè)置在所述全反射腔的一端并覆蓋所述端，其漫反射面朝向全反射腔；勻化透鏡，所述勻化透鏡設(shè)置在所述出射光束的光路中，以使得所述出射光束在到達(dá)目標(biāo)區(qū)域時照度均勻分布。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中 還包括光束引導(dǎo)裝置，用于將所述激光光束導(dǎo)向所述漫反射板。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中， 還包括偏振透射元件，所述偏振透射元件僅允許所述定向輸出的出射光 束中沿某方向偏振的光束透過。
4. 如權(quán)利要求1所述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中， 還包括電機(jī)，所述電機(jī)用于驅(qū)動所述漫反射板在自身平面內(nèi)發(fā)生使得 所述激光光束在所述漫反射板上的入射點(diǎn)時刻變換的轉(zhuǎn)動。
5. 如權(quán)利要求1所述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中， 還包括電機(jī)，所述電機(jī)用于驅(qū)動所述光束引導(dǎo)裝置發(fā)生使得所述激光 光束在所述漫反射板上的入射點(diǎn)時刻變換的轉(zhuǎn)動或振動。
6. 如權(quán)利要求1所述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中， 所述勻化透鏡為自由曲面透鏡或中繼透鏡組。
7. 如權(quán)利要求1所述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中 所述漫反射板的漫反射面涂覆有高反射率的漫反射材料BaS04或 CaS04,或者所述漫反射板由具有粗糙漫反射面的高反射率陶瓷制成。
8. 如權(quán)利要求2所述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中， 所述光束引導(dǎo)裝置為帶孔全反射鏡或局部反射鏡或僅允許以45。入射 的光束透過的鍍制特殊膜的玻璃板。
9. 如權(quán)利要求1-8之一所述的用于激光光束的消相干勻場裝 置，其中，所述全反射腔為軸對稱結(jié)構(gòu)或旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)。
10. 如權(quán)利要求9所述的用于激光光束的消相干勻場裝置，其中，所述全反射腔形狀為CPC形或棱臺形或棱柱形。
11. 如權(quán)利要求1-8之一所述的用于激光光束的消相干勻場裝 置，其中，所述全反射腔為中空腔體，所述中空腔體的內(nèi)壁鍍有針對 所述激光光束的全反膜。
12. 如權(quán)利要求1-8之一所述的用于激光光束的消相干勻場裝 置，其中，所述全反射腔為由均勻透光物質(zhì)制成的實(shí)心體，所述實(shí)心 體的兩端面鍍有針對所述激光光束的增透膜，外壁拋光并鍍制或不鍍 制針對所述激光光束的全反膜。
13. —種采用權(quán)利要求1-8之一所述的用于激光光束的消相干勻 場裝置的激光顯示系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種消相干勻場裝置，包括漫反射板、全反射腔以及勻化透鏡。本實(shí)用新型利用光束引導(dǎo)裝置將待處理光束導(dǎo)向漫反射板，待處理光束經(jīng)漫反射板漫反射后形成多束散射光。上述多束散射光在全反射腔內(nèi)以各自不同的傳播路徑在全反射腔側(cè)壁一次或多次全反射，彼此間的光程差被隨機(jī)調(diào)制，互不相干，因此從全反射腔的出射端口出射的光束為非相干光，然后該非相干光再經(jīng)過勻化透鏡在目標(biāo)區(qū)域形成光照度均勻分布的光束。另外本實(shí)用新型還可采取機(jī)械手段使得待處理光束在漫反射板上的入射點(diǎn)時刻變換，以提升消相干的效果。
文檔編號G02B5/02GK201285471SQ20082010944
公開日2009年8月5日 申請日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者瑛 張, 華 成, 勇 畢, 賈中達(dá), 顏世鵬 申請人:北京中視中科光電技術(shù)有限公司;中國科學(xué)院光電研究院