一種激光掃描式投影裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種激光掃描式投影裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]激光投影顯示技術(shù)(LDT)，也稱激光投影技術(shù)或者激光顯示技術(shù)，它是以紅、綠、藍(lán)(RGB)三基色激光為光源的顯示技術(shù)。同傳統(tǒng)的顯示光源相比，首先，激光具有很好的單色性、方向性的優(yōu)點(diǎn)，使用激光三基色作為顯示光源，包含了人眼所能分辨顏色的90%，色域空間大、色彩豐富、色飽和度高；其次，光源壽命長(zhǎng)、維護(hù)費(fèi)用總體使用成本低；生產(chǎn)裝備投資規(guī)模小，可以分期投入；環(huán)保節(jié)能，功耗僅是傳統(tǒng)電視的1/3，且生產(chǎn)過(guò)程中不使用對(duì)環(huán)境有威脅的重金屬材料；隨著激光顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)變革，成本下降潛力大。激光投影技術(shù)除了目前較為流行的使用面陣空間光調(diào)制器的投影技術(shù)，其中包括LCD (Liquid CrystalD isplay，液晶顯不器)、LCOS(Liquid Crystal on Silicon，娃基液晶)和 DLP(D igitalLight Processor，數(shù)碼光路處理器)等投影技術(shù)，除此之外還有一種更重要的投影技術(shù)，即激光掃描式投影技術(shù)。
[0003]激光掃描式投影技術(shù)原理如圖1所示，一般使用二維振鏡掃描器、多面轉(zhuǎn)鏡掃描器或聲光偏轉(zhuǎn)器實(shí)現(xiàn)激光掃描投影顯示，通常對(duì)于行掃描的頻率要求比較高，目前振鏡的掃描頻率為20kHz-100kHz，而對(duì)場(chǎng)掃描的頻率要求比較低，只要達(dá)到50Hz左右即可。專利CN201010179954和CN201210156931均記載了采用兩個(gè)反射鏡組成的二維振鏡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)掃描投影的技術(shù)方案；專利CN200310117132記載了使用多面轉(zhuǎn)鏡掃描器實(shí)現(xiàn)掃描的激光投影方法。在常用的掃描裝置中，二維振鏡掃描器和多面轉(zhuǎn)鏡掃描器采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)或者微電子機(jī)械系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)體積較大，且能耗較大，不利于節(jié)能減排，不利于較狹小空間的安裝使用。開發(fā)一種體積精巧、能耗低的激光掃描式投影裝置，成為當(dāng)前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種激光掃描式投影裝置。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]一種激光掃描式投影裝置，包括可使入射激光在X方向偏轉(zhuǎn)的行掃描反射鏡，所述行掃描反射鏡與電機(jī)連接并轉(zhuǎn)動(dòng)，還包括用于場(chǎng)掃描的液晶偏轉(zhuǎn)透鏡，在所述液晶偏轉(zhuǎn)透鏡上通過(guò)電源加載掃描電壓可使液晶分子狀態(tài)發(fā)生變化，使入射線偏振激光出射時(shí)在Y方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，出射激光偏轉(zhuǎn)角度隨掃描電壓變化；通過(guò)行掃描反射鏡和液晶偏轉(zhuǎn)透鏡聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)激光行和場(chǎng)掃描，在顯示平面投影出二維圖像。
[0007]優(yōu)選的，所述液晶偏轉(zhuǎn)透鏡為分層結(jié)構(gòu)，包括ITO導(dǎo)電玻璃基板和填充層；液晶偏轉(zhuǎn)透鏡兩側(cè)外層分別為相互平行的ITO導(dǎo)電玻璃基板，所述電源正、負(fù)極分別連接在ITO導(dǎo)電玻璃基板的導(dǎo)電層上，提供所述掃描電壓；所述填充層由聚合物光介質(zhì)和液晶共同填充，聚合物光介質(zhì)和液晶的分界面為一個(gè)平面，所述分界面與外層所述ITO導(dǎo)電玻璃基板的夾角Θ為銳角；激光自填充液晶一側(cè)的ITO導(dǎo)電玻璃基板垂直入射，自對(duì)側(cè)的ITO導(dǎo)電玻璃基板出射；加載電壓可改變填充液晶的偏振狀態(tài)，從而改變線偏振入射激光的出射方向。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述ITO導(dǎo)電玻璃基板由外層的玻璃基板和內(nèi)層淀積的ITO透明導(dǎo)電膜組成，所述電源連接在所述ITO透明導(dǎo)電膜上；IT0(Indium-Tin Oxide，氧化銦錫)是一種N型氧化物半導(dǎo)體材料，ITO膜層的厚度不同會(huì)導(dǎo)致其導(dǎo)電性能和透光性能的差異，因其透過(guò)率好，常用在光電器件上作為電極；ITO膜常淀積在玻璃上面，稱為ITO導(dǎo)電玻璃，具有高的導(dǎo)電率、高的可見光透過(guò)率、高的機(jī)械硬度和良好的化學(xué)穩(wěn)定性。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的，調(diào)整所述填充層使其垂直于所述ITO導(dǎo)電玻璃基板的橫截面為兩個(gè)直角三角形斜邊拼合的長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)，其中聚合物光介質(zhì)和液晶的分界線恰好為該長(zhǎng)方形的對(duì)角線。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述液晶采用尋常光折射率η。為1.488，非尋常光折射率n1.642的正性液晶；所述聚合物光介質(zhì)各向同性，折射率η與所述η。相同！所述]；?導(dǎo)電玻璃基板折射率Y為1.45;設(shè)置所述夾角Θ為60°。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述行掃描反射鏡為振鏡或多面轉(zhuǎn)鏡。
[0012]優(yōu)選的，所述掃描電壓頻率為50Ηζ-200Ηζ。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述掃描電壓頻率為20kHz_100kHz。
[0014]優(yōu)選的，激光光路中包括光束整形裝置和/或光束放大裝置；所述投影裝置還包括連接并控制所述電機(jī)和電源的掃描控制系統(tǒng)；掃描控制系統(tǒng)可同時(shí)控制電機(jī)的運(yùn)行和掃描電壓變化，使入射激光光束在顯示平面上通過(guò)行掃描和場(chǎng)掃描形成二維投影畫面。
[0015]本發(fā)明技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)，解決了因掃描器機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)受限于電機(jī)轉(zhuǎn)速及反射鏡慣量導(dǎo)致掃描頻率不易提高且易產(chǎn)生機(jī)械損壞的缺陷，也同時(shí)克服了現(xiàn)有的激光掃描式投影儀體積龐大的問(wèn)題，發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，容易操作，能耗較低。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為現(xiàn)有技術(shù)采用二維振鏡掃描器的投影原理示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1采用振鏡的裝置基本結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2采用多面轉(zhuǎn)鏡的裝置基本結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本發(fā)明液晶偏轉(zhuǎn)透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5a為本發(fā)明液晶偏轉(zhuǎn)透鏡的工作狀態(tài)原理示意圖，液晶處于液晶態(tài)I ;
[0021]圖5b為本發(fā)明液晶偏轉(zhuǎn)透鏡的工作狀態(tài)原理示意圖，液晶處于液晶態(tài)II ；
[0022]其中:
[0023]1.振鏡；2.多面轉(zhuǎn)鏡；3.電機(jī)；4.液晶偏轉(zhuǎn)透鏡；5.1TO導(dǎo)電玻璃基板；51.玻璃基板；52.1TO透明導(dǎo)電膜；6.填充層；61.聚合物光介質(zhì)；62.液晶；62A.液晶態(tài)I ;62B.液晶態(tài)II ;63.分界面；7.電源；8.激光光源；81.入射激光；82.出射激光；9.顯示平面。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例1:
[0026]圖1所示的是現(xiàn)有技術(shù)中采用二維振鏡進(jìn)行激光掃描投影的原理，入射的光線通過(guò)兩個(gè)振鏡分別進(jìn)行行掃描和場(chǎng)掃描，形成顯示平面上的二維圖像。本發(fā)明技術(shù)方案將現(xiàn)有技術(shù)中的場(chǎng)掃描振鏡用液晶偏轉(zhuǎn)透鏡4代替。入射激光81首先入射到行掃描振鏡1，反射光的偏轉(zhuǎn)方向?yàn)閄軸方向，反射光線再入射到液晶偏轉(zhuǎn)透鏡4，利用液晶62分子在外加電壓變化下的不同狀態(tài)實(shí)現(xiàn)透射光偏轉(zhuǎn)，從而使出射激光82在掃描電壓作用下，沿豎直方向，即圖中Y軸方向完成場(chǎng)掃描。激光在行掃描和場(chǎng)掃描結(jié)合下在顯示平面9上形成二維掃描畫面。雖然圖2中并未示出，但為控制驅(qū)動(dòng)振鏡掃描的電機(jī)3的動(dòng)作以及對(duì)液晶偏轉(zhuǎn)透鏡4施加所需的掃描電壓，設(shè)置有連接電機(jī)3和產(chǎn)生掃描電壓的電源7的掃描控制系統(tǒng)；同時(shí)為使激光光源8出射的激光更滿足投影需要，光路中還可加入輔助性的附加