CN102402113A - 一种激光投影屏幕 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光投影屏幕，包括光学散射屏或柱面镜屏，还包括用于消除激光散斑的消相干屏，所述消相干屏包括透明基板和多个透明泡，在所述透明泡和透明基板之间设置有透明电极，所述透明电极连接于外部的电极调制装置，可促使设置在透明电极上的透明泡膨胀或伸缩。采用了上述设计以后，由于激光在透过上述消相干屏的过程中，消相干屏的表面形貌时刻发生变化，导致在消相干屏表面的图像的散斑平面也随之起伏波动，处于人眼积分时间内的多幅瞬时的散斑图样经过叠加，在人眼中形成观感上没有散斑的图像，达到了减弱或消除激光散斑现象的效果。

Description

一种激光投影屏幕

技术领域

本发明涉及一种激光投影屏幕，属于激光显示领域。

背景技术

目前，激光背投影屏幕主要包括菲涅尔屏以及散射屏或柱面镜屏，激光正投影屏幕主要为散射屏，激光光源发出的激光经过光学引擎后投射到菲涅尔屏并转化成平行光，平行光通过菲涅尔屏或者柱面镜屏后到达人的眼中形成图像。

激光投影***所采取的光源为激光光源。由于激光的高度相干性，在光学成像的过程中普遍存在着散斑现象，尤其在激光背投投影***之中，激光散斑的现象就更加明显。如果没有对其进行消相干处理直接作为投影光源进行投影的话，那么我们在接收屏幕上就会看到带有明显的干涉条纹的图像，即所谓的激光散斑，这样的话非常影响图像质量。因此在激光显示技术中，必须要对激光进行消相干处理。

目前消相干的方法有振动屏幕、振动光学镜、使用旋转漫反射板或采用全息方法等等。但是，这些消相干装置的方法或者设计都显得相对复杂，并且都有一定的使用范围限制。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决上述传统的消相干装置缺点，提出了一种新型的激光投影屏幕，所述激光投影屏幕能够较好地消除激光相干所带来的显示干涉条纹。其具体技术方案如下面所描述：

一种激光投影屏幕，包括光学散射屏或柱面镜屏，还包括用于消除激光散斑的消相干屏，所述消相干屏包括透明基板和多个透明泡，在所述透明泡和透明基板之间设置有透明电极，所述透明电极连接于外部的电极调制装置，可促使设置在透明电极上的透明泡膨胀或伸缩。

进一步地，优选的结构是，还包括菲涅尔屏，所述消相干屏设置在菲涅尔屏和光学散射屏或柱面镜屏之间。

进一步地，优选的结构是，所述消相干屏设置在光学散射屏或柱面镜屏的靠近观看者的一侧。

进一步地，优选的结构是，所述透明泡的直径小于20mm。

进一步地，优选的结构是，所有透明泡面积的总和大于或等于透明基板面积的50％。

进一步地，优选的结构是，所述透明泡的形状是圆形、矩形、三角形、平行四边形、五边形或六边形任意一种。

进一步地，优选的结构是，所述电极调制装置和透明电极能够控制透明泡使得在同一时间内部分透明泡处于工作状态，另一部分透明泡处于不工作的状态。

进一步地，优选的结构是，所述透明泡在所述透明基板上设置成单层或者多层。

进一步地，优选的结构是，所述透明泡为透明气泡或液泡。

进一步地，优选的结构是，所述透明气泡或液泡均匀分布在所述透明基板上面。

采用了上述设计以后，由于激光在透过上述消相干屏的过程中，消相干屏的表面形貌时刻发生变化，导致在消相干屏表面的图像的散斑平面也随之起伏波动，，处于人眼积分时间内的多幅瞬时的散斑图样经过叠加，在人眼中形成观感上没有散斑的图像，达到了减弱或消除激光散斑现象的效果。

附图说明

通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是本发明激光投影屏幕一个实施例的结构示意图；

图2是本发明激光投影屏幕的消相干屏的结构示意图；

图3是本发明激光投影屏幕另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

一般来说，激光背投影显示***主要包括激光投影装置以及激光投影屏幕。激光投影装置由激光光源、光学引擎组成，光学引擎包含光学整形部件、三原色光阀、投影镜头和调制电路，在工作的时候，调制电路使光阀上分别生成红、绿、蓝三色对应的小画面，然后分别引入三色激光照明投射到激光投影屏幕上，从而产生全色显示图像。

同时我们也知道，高度相干的激光产生的干涉图样俗称散斑，激光散斑是由于激光固有的相干性产生的，在上述投影***中，若不对激光加以消相干处理，在屏幕上就不可避免地会出现激光散斑的现象。本发明对激光投影屏幕作出改进，在背投影屏幕的菲涅尔屏和散射屏之间设置一层透明基板上布置大量透明泡的消相干屏，或者在正投影屏幕的散射屏与观众之间紧贴散射屏设置一层透明基板上布置大量透明泡的消相干屏，透明泡在透明电极的作用下膨胀收缩工作，其目的是使得投影屏幕最终呈现的图像散斑得到减弱或消除。

实施例1：

图1是本发明所述的激光投影屏幕的一个实施例的结构示意图。如图所示，该激光投影屏幕主要适用于激光背投影***中，因此，我们设计上将消相干装置设置在激光投影屏幕的内部，因而，其具有较好的组装效果以及显示效果。即该投影屏幕包括菲涅尔屏1、消相干屏5以及散射屏4，从投影装置的光通过菲涅尔屏1、消相干屏5以及散射屏4后，再进入到人眼6。由于在该装置中，所述菲涅尔屏1可以将入射进来的激光汇聚成平行光线，在一定的视角范围内增加屏幕的亮度。并且，由于从激光投影装置发出的激光光束多是比较发散，其通过菲涅尔屏1后变成平行光或收敛光后，还需要通过消相干屏5进行处理，再由散射屏4将光束散射并被人眼观看。

本发明的原理是借助于消相干屏干扰激光光路而达到消除激光相干性的效果，图2是本发明激光投影屏幕的消相干屏5的结构示意图，如图所示，所述消相干屏5包括透明基板2以及透明泡3，并且，在透明泡3的下面设置有透明电极(现有技术，图中未示出)，如图所示，透明泡3均匀分布在透明基板2的上面。

在本实施例中，所述透明泡3采取透明的液泡或气泡，由于透明电极可以外接外部的电极调制装置，电极调制装置可以促发透明电极，进而使设置在上面的液泡或气泡膨胀或者伸缩，采用了上述设计以后，由于激光在透过上述消相干屏的过程中，消相干屏的表面形貌时刻发生变化，导致在消相干屏表面的图像的散斑平面也随之起伏波动，，处于人眼积分时间内的多幅瞬时的散斑图样经过叠加，在人眼中形成观感上没有散斑的图像，达到了减弱或消除激光散斑现象的效果。

另外，所述透明泡3的分布可以是均匀的，也可以是不均匀的。并且，我们可以控制同一时刻只让部分透明泡3工作，而下一时刻让另一些透明泡3进行工作，藉此，在消除散斑方面的调节更加随机，并且，消除激光散斑的效果更好。

原则上，透明泡3在透明基板2上的分布以均匀分布为佳，但是也可以不是均匀分布的。考虑到观众视距一般为2～10米，人眼角度分辨率极限为1分(500nm黄绿光)，因此要求每个透明泡3的直径须小于20mm，在此前提下，透明泡3的形状可以是圆形、矩形、三角形、平行四边形、五边形或六边形等各种几何形状，每一个透明泡3的形状、面积大可以小不一样，只需满足所有透明泡3面积总和大于或等于透明基板2的面积的50％即可。

消相干屏5在菲涅尔屏1和散射屏4之间的位置以图像能成像于透明泡3上为宜，此处的消相干效果最好。

本领域普通技术人员应能理解，菲涅尔屏在背投影屏幕中并不是必需的，在某些不强调广视角而追求高增益的场合，譬如背投影电视的屏幕中，一般设置有菲涅尔屏，而在诸如广场大屏幕背投影显示等要求广视角的场合中，菲涅尔屏则不是必需的。

需要注意的是，上述散射屏4也可以换成柱面镜屏，都可以达到相同的消除或减弱激光相干现象的结果。另外，所述透明泡3可以为一层的设计，也可以为多层的设计，都可以达到相同的技术效果。

实施例2：

图3是本发明激光投影屏幕的另一个实施例的结构示意图，如图所示，该激光投影屏幕主要用于正投影***。如图所示，所述激光投影屏幕包括消相干屏5以及散射屏4，与图1所公开的结构不同，消相干屏5是设置在散射屏4的外侧，即设置在投影屏幕靠近人眼6的一侧。

正投影屏幕和实施例1中背投影屏幕的工作原理是类似的，即电极调制装置可以促发透明电极，进而使设置在上面的透明泡膨胀或者伸缩，由于上述透明泡膨胀或伸缩，致使通过透明泡的激光被打乱，从而达到消相干效果。

另外，所述透明泡3是透明液泡或透明气泡，所述透明泡3的分布可以是均匀的，也可以是不均匀的。并且，我们可以控制同一时刻只让部分透明泡3工作，而下一时刻让另一些透明泡3进行工作，藉此，在消除散斑方面的调节更加随机，并且，消除激光散斑的效果更好。

原则上，透明泡3在透明基板2上的分布以均匀分布为佳，但是也可以不是均匀分布的。考虑到观众视距一般为2～10米，人眼角度分辨率极限为1分(500nm黄绿光)，因此要求每个透明泡3的直径须小于20mm，透明泡3的形状可以是圆形、矩形、三角形、平行四边形、五边形或六边形等各种几何形状，每一个透明泡的形状、面积大可以小不一样，只需满足所有透明泡面积总和大于或等于透明基板面积的50％即可。

消相干屏5在菲涅尔屏1和散射屏4之间的位置以图像能成像于透明泡3上为宜，此处的消相干效果最好。

同样地，在该种正投影屏幕结构之中，所述透明泡3可以为一层的设计，也可以为多层的设计，都可以达到相同的技术效果。

下面，我们针对该激光投影屏幕的气泡层或液泡层的制作方式进行一个简单的描述，一般来说，该气泡层(或者液泡层)可以直接采取膜压法的加工方式进行加工，从而，在透镜基板上产生符合要求的气泡(或液泡)。

接着，我们将布满液泡(气泡)的透明基板和上述散射屏(或柱面镜屏)组装起来，就构成了我们所述的激光投影屏幕。

上述具体实施例是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种激光投影屏幕，包括光学散射屏或柱面镜屏，其特征在于，还包括用于消除激光散斑的消相干屏，所述消相干屏包括透明基板和多个透明泡，在所述透明泡和透明基板之间设置有透明电极，所述透明电极连接于外部的电极调制装置，可促使设置在透明电极上的透明泡膨胀或伸缩。

2.根据权利要求1所述的激光投影屏幕，其特征在于，还包括菲涅尔屏，所述消相干屏设置在菲涅尔屏和光学散射屏或柱面镜屏之间。

3.根据权利要求1所述的激光投影屏幕，其特征在于，所述消相干屏设置在光学散射屏或柱面镜屏的靠近人眼的一侧。

4.根据权利要求1～3任一所述的激光投影屏幕，其特征在于，所述透明泡的直径小于20mm。

5.根据权利要求4所述的激光投影屏幕，其特征在于，所有透明泡面积的总和大于或等于透明基板面积的50％。

6.根据权利要求5所述的激光投影屏幕，其特征在于，所述透明泡的形状是圆形、矩形、三角形、平行四边形、五边形或六边形任意一种。

7.根据权利要求6所述的激光投影屏幕，其特征在于，所述电极调制装置和透明电极能够控制透明泡使得在同一时间内部分透明泡处于工作状态，另一部分透明泡处于不工作的状态。

8.根据权利要求6所述的激光投影屏幕，其特征在于，所述透明泡在所述透明基板上设置成单层或者多层。

9.根据权利要求8所述的激光投影屏幕，其特征在于，所述透明泡为透明气泡或液泡。

10.根据权利要求9所述的激光投影屏幕，其特征在于，所述透明气泡或液泡均匀分布在所述透明基板上面。

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