專利名稱：激光投影電視照明系統(tǒng)中的光束均勻化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及是一種激光投影電視照明系統(tǒng)中的光束均勻化裝置，屬于激光顯示技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前的電視具有亮度低、壽命短、視角窄等缺陷。投影電視的出現(xiàn)和發(fā)展是顯示技術(shù)在本世紀(jì)的重大突破，其具有綠色環(huán)保、零輻射、體積小、重量輕、高分辨率，功耗小等特點(diǎn)。隨著數(shù)字電視，高清晰度電視標(biāo)準(zhǔn)的確立，投影電視有了更加廣泛的應(yīng)用前景和市場，最終會(huì)成為理想的顯示終端。激光光源相對(duì)其他照明光源，有以下優(yōu)勢色度三角形大，具有很好的單色性和方向性，激光顯示具有色彩鮮艷逼真、飽和度好、色彩表現(xiàn)力豐富等優(yōu)點(diǎn)。激光是迄今為止投影顯示最好的光源，而且激光光源壽命長。激光光束振幅分布函數(shù)是一個(gè)高斯函數(shù)，其波面上各點(diǎn)的振幅不相等，因此激光光束的均勻化是采用激光作為激光電視光源必須解決的一個(gè)重要問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種激光投影電視照明系統(tǒng)中的光束均勻化裝置，以實(shí)現(xiàn)光調(diào)制器上照明均勻性良好。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是激光投影電視照明系統(tǒng)中的光束均勻化裝置，其特點(diǎn)在于它由擴(kuò)束以后激光光束、衍射光學(xué)元件(DOE)和光調(diào)制器組成，擴(kuò)束后的激光光束入射到起均勻化作用的衍射光學(xué)元件上，形成所需形狀的均勻照明區(qū)域，照明光調(diào)制器。
本發(fā)明使擴(kuò)束后的圓形或環(huán)形或橢圓形激光光束轉(zhuǎn)換為方形照明光束，且光能利用率高，被照明區(qū)域光調(diào)制器上照明均勻性良好。適合于采用激光作為照明光源的激光投影電視系統(tǒng)。
所述的衍射光學(xué)元件(DOE)為位相型或振幅型衍射光學(xué)元件，其可以制作在單個(gè)或兩個(gè)透射面上、也可以制作在單個(gè)反射面上。
所述的光調(diào)制器為液晶光調(diào)制器LCOS或LCD器件，或是數(shù)字微反射鏡DMD器件，或其他類型能用激光照明的光調(diào)制器。


圖1為本發(fā)明的原理框圖；圖2為本發(fā)明的擴(kuò)束后的激光光束振幅分布曲線圖；圖3為本發(fā)明的光調(diào)制器上激光光束振幅分布曲線圖；圖4為本發(fā)明擴(kuò)束后圓形激光光束形狀圖；圖5為本發(fā)明的光調(diào)制器上激光光束形狀圖；圖6為本發(fā)明擴(kuò)束后橢圓形激光光束形狀圖；圖7為本發(fā)明擴(kuò)束后環(huán)形激光光束形狀圖；圖8為將本發(fā)明應(yīng)用投影電視中的示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明由擴(kuò)束以后激光光束、衍射光學(xué)元件(DOE)和光調(diào)制器組成。由于激光器輸出的激光光束的口徑一般較小，需要擴(kuò)束，擴(kuò)束后的光束口徑外接于衍射光學(xué)元件(DOE)通光口徑。擴(kuò)束后激光光束形狀一般如圖4所示為圓形，也可能如圖6所示為橢圓形、如圖7所示為圓環(huán)形，振幅分布如圖2所示，為高斯分布。擴(kuò)束后的激光光束經(jīng)衍射光學(xué)元件(DOE)均勻化后照明光調(diào)制器，此時(shí)光調(diào)制器上激光光束形狀如圖5所示為矩形，振幅分布如圖3所示為矩形。這就實(shí)現(xiàn)了照明區(qū)域與光調(diào)制器在形狀的匹配，從而保證光能的高利用率；同時(shí)光調(diào)制器上的光能分布均勻，從而達(dá)到了均勻照明的效果。
衍射光學(xué)元件可以制作在一個(gè)或兩個(gè)透射面上，也可以制作在單個(gè)反射面上。衍射光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)圓形(圖4)或橢圓形(圖6)或環(huán)形(圖7)擴(kuò)束光束向方形(圖5)照明光束的轉(zhuǎn)換，因?yàn)楣庹{(diào)制器一般為方形，因而衍射光學(xué)元件能有效地提高光能利用率。衍射光學(xué)元件為位相型或振幅型衍射光學(xué)元件。
光調(diào)制器可以是液晶光調(diào)制器LCOS或LCD器件，或是數(shù)字微反射鏡DMD器件，也可以為其他類型能用激光照明的光調(diào)制器。衍射光學(xué)元件能夠?qū)崿F(xiàn)像方遠(yuǎn)心光路，從而保證了光調(diào)制器上的照明質(zhì)量。
激光投影電視示意圖如圖8所示。擴(kuò)束后的激光光束1、衍射光學(xué)元件2、光調(diào)制器3組成激光投影電視照明系統(tǒng)。在激光投影電視中，紅、綠、籃三基色激光分別經(jīng)過激光投影電視照明系統(tǒng)，然后經(jīng)合色裝置合色后，再經(jīng)投影物鏡4投射到屏幕5上，從而實(shí)現(xiàn)激光的大屏幕顯示。
權(quán)利要求
1.激光投影電視照明系統(tǒng)中的光束均勻化裝置，其特征在于它由擴(kuò)束以后激光光束、衍射光學(xué)元件和光調(diào)制器組成，擴(kuò)束后的激光光束入射到起均勻化作用的衍射光學(xué)元件上，形成所需形狀的均勻照明區(qū)域，照明光調(diào)制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光投影電視照明系統(tǒng)中的光束均勻化裝置，其特征在于所述的衍射光學(xué)元件為位相型或振幅型衍射光學(xué)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光投影電視照明系統(tǒng)中的光束均勻化裝置，其特征在于所述的衍射光學(xué)元件可以制作在單個(gè)或兩個(gè)透射面上、也可以制作在單個(gè)反射面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光投影電視照明系統(tǒng)中的光束均勻化裝置，其特征在于所述的擴(kuò)束以后激光光束為圓形或環(huán)形或橢圓形入射激光光束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光投影電視照明系統(tǒng)中的光束均勻化裝置，其特征在于所述的光調(diào)制器為液晶光調(diào)制器LCOS或LCD器件，或是數(shù)字微反射鏡DMD器件，或其他類型能用激光照明的光調(diào)制器。
全文摘要
本發(fā)明是一種激光投影電視照明系統(tǒng)中的光束均勻化裝置，屬激光顯示技術(shù)領(lǐng)域。擴(kuò)束后的激光光束入射到起均勻化作用的衍射光學(xué)元件上，形成所需形狀的均勻照明區(qū)域，照明光調(diào)制器。本發(fā)明能使擴(kuò)束后的圓形或環(huán)形或橢圓形激光光束轉(zhuǎn)換為方形照明光束，且光能利用率高，被照明區(qū)域光調(diào)制器上照明均勻性良好，適合于采用激光作為照明光源的激光投影電視系統(tǒng)。在激光投影電視中，紅、綠、藍(lán)三基色激光分別經(jīng)過本發(fā)明的光束均勻化裝置，然后經(jīng)合色裝置合色后，再經(jīng)投影物鏡投射到屏幕上，從而實(shí)現(xiàn)激光的大屏幕顯示。
文檔編號(hào)G02F1/00GK1727938SQ20041000937
公開日2006年2月1日 申請日期2004年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月28日
發(fā)明者廖志遠(yuǎn), 邢廷文, 林嫵媚 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所