一种激光投影系统的制作方法

本发明涉及投影显示，尤其涉及一种激光投影系统。

背景技术：

1、激光投影显示技术也称为激光投影技术或者激光显示技术，是以激光作为光源进行投影显示的技术。激光投影的色域覆盖率可以达到人眼所能识别色彩空间的90％以上，是传统显示色域覆盖率的两倍以上，其可以最真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩，提供更加震撼的表现力。

2、目前激光投影系统通常会在激光光源的出光侧设置光导管、复眼透镜等光学元件对光束进行整形匀化。光束在光导管、复眼透镜等光学元件中传播的过程中容易造成能量损失，并且导致整个光学系统的长度很长，无法实现更小的体积。

技术实现思路

1、本发明提供一种激光投影系统，包括：

2、多个激光器；各激光器出射的激光的波长不同；

3、多个衍射光学元件，一个衍射光学元件与一个激光器相对应；衍射光学元件位于对应的激光器的出光侧；衍射光学元件用于将对应的激光器的出射激光匀化整形为强度分布均匀的矩形光斑；

4、合光组件，位于各衍射光学元件背离对应的激光器的一侧，用于对各衍射光学元件匀化整形后的光线进行合光；

5、其中，各衍射光学元件的相位分布分别根据对应的激光器的出射激光的初始参数以及经过该衍射光学元件后的输出参数进行确定，各激光器的出射激光经过对应的衍射光学元件和合光组件之后在相同的位置合并为尺寸相同强度分布均匀的矩形光斑。

6、对各激光器对应的衍射光学元件进行针对性的设计，可以使各激光器的出射激光经过对应的衍射光学元件的匀化整形和合光组件的合光之后，在相同的位置合并为尺寸相同强度分布均匀的矩形光斑，从而可以在投影系统中省略光导管等匀光部件，由此可以避免由于光导管等匀光部件造成的能量损失，同时还可以将实现投影系统的小型化设计。

7、本发明一些实施例中，衍射光学元件包括多个衍射结构，各衍射结构呈二维分布；衍射结构包括锯齿状结构、梯形结构、倾斜矩形结构或者阶梯状结构中的至少一种。

8、本发明一些实施例中，激光器出射的激光的初始参数包括：激光器的出射激光的波长、光束质量和束腰半径；激光器的出射激光经过衍射光学元件之后的输出参数包括：从衍射光学元件出射的激光光斑的大小、出射距离和衍射级次。

9、本发明一些实施例中，多个激光器包括：第一激光器、第二激光器和第三激光器；第一激光器用于出射红色激光，第二激光器用于出射绿色激光，第三激光器用于出射蓝色激光；多个衍射光学元件包括：位于第一激光器的出光侧的第一衍射光学元件、位于第二激光器出光侧的第二衍射光学元件和位于第三激光器出光侧的第三衍射光学元件。

10、本发明一些实施例中，合光组件为合光棱镜；合光棱镜为长方体结构；合光棱镜包括第一入光面、第二入光面、第三入光面和出光面；第一入光面与第三入光面相对设置，第二入光面与出光面相对设置；第一衍射光学元件相对第一入光面设置，第二衍射光学元件相对第二入光面设置，第三衍射光学元件相对第三入光面设置；合光棱镜包括沿长方体的对角面设置的第一透反射层和第二透反射层；第一透反射层和第二透反射层相互交叉；第一透反射层用于接收第一激光器的出射激光，向出光面反射，并透射第二激光器和第三光器的出射激光；第二透反射层用于接收第三激光器出射的激光，向出光面反射，并透射第一激光器和第二激光器的出射激光。

11、本发明一些实施例中，还包括：聚焦透镜，位于合光组件的出光侧；聚焦透镜为平凸透镜；平凸透镜的平面与合光棱镜的出光面贴合。

12、本发明一些实施例中，合光组件包括反射镜、第一合光镜和第二合光镜；第一合光镜和第二合光镜均为二向色镜；第一激光器、第二激光器和第三激光器并排设置，第二激光器位于第一激光器和第三激光器之间；反射镜位于第三衍射光学元件背离第三激光器的一侧，第一合光镜位于反射镜的反射光线与第二衍射光学元件的出射激光的交汇处，第二合光镜位于第一合光镜的出射激光与第一衍射光学元件的出射激光的交汇处；反射镜用于接收第三激光器的出射激光向第一合光镜反射；第一合光镜用于透射第三激光器的出射激光，反射第二激光器的出射激光；第二合光镜用于透射第三激光器的出射激光和第二激光器的出射激光，反射第一激光器的出射激光；或者，反射镜位于第一衍射光学元件背离第一激光器的一侧，第一合光镜位于反射镜的反射光线与第二衍射光学元件的出射激光的交汇处，第二合光镜位于第一合光镜的出射激光与第三衍射光学元件的出射激光的交汇处；反射镜用于接收第一激光器的出射激光向第一合光镜反射；第一合光镜用于透射第一激光器的出射激光，反射第二激光器的出射激光；第二合光镜用于透射第一激光器的出射激光和第二激光器的出射激光，反射第三激光器的出射激光。

13、本发明一些实施例中，还包括：运动扩散片，位于合光组件的出光侧；运动扩散片以合光组件的出射激光的光轴为轴自转以降低入射激光的相干性。

14、本发明一些实施例中，还包括：光阀调制部件，位于合光组件的出光侧，合光组件的出射激光以设定角度入射光阀调制部件；光阀调制部件用于对入射光线进行调制；投影镜头，位于光阀调制部件的出光侧，用于对接收的光线进行成像。

15、本发明一些实施例中，还包括：反射组件，位于合光组件的出光侧；反射组件用于接收合光组件的出射激光，并以设定角度向光阀调制部件反射；反射组件为反射镜或者全反射棱镜。

技术特征：

1.一种激光投影系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的激光投影系统，其特征在于，所述衍射光学元件包括多个衍射结构，各所述衍射结构呈二维分布；所述衍射结构包括锯齿状结构、梯形结构、倾斜矩形结构或者阶梯状结构中的至少一种。

3.如权利要求1所述的激光投影系统，其特征在于，所述激光器出射的激光的初始参数包括：所述激光器的出射激光的波长、光束质量和束腰半径；

4.如权利要求1～3任一项所述的激光投影系统，其特征在于，所述多个激光器包括：第一激光器、第二激光器和第三激光器；所述第一激光器用于出射红色激光，所述第二激光器用于出射绿色激光，所述第三激光器用于出射蓝色激光；

5.如权利要求4所述的激光投影系统，其特征在于，所述合光组件为合光棱镜；

6.如权利要求5所述的激光投影系统，其特征在于，还包括：

7.如权利要求4所述的激光投影系统，其特征在于，所述合光组件包括反射镜、第一合光镜和第二合光镜；所述第一合光镜和所述第二合光镜均为二向色镜；

8.如权利要求1～3任一项所述的激光投影系统，其特征在于，还包括：

9.如权利要求1～3任一项所述的激光投影系统，其特征在于，还包括：光阀调制部件，位于所述合光组件的出光侧，所述合光组件的出射激光以设定角度入射所述光阀调制部件；所述光阀调制部件用于对入射光线进行调制；

10.如权利要求9所述的激光投影系统，其特征在于，还包括：

技术总结本发明公开了一种激光投影系统，包括：多个激光器，对应设置在各激光器的出光侧的多个衍射光学元件以及位于衍射光学元件的出光侧的合光组件，其中，各衍射光学元件的相位分布分别根据对应的激光器的出射激光的初始参数以及经过该衍射光学元件后的输出参数进行确定，各激光器的出射激光经过对应的衍射光学元件和合光组件之后在相同的位置合并为尺寸相同强度分布均匀的矩形光斑用于投影成像，从而可以在投影系统中省略光导管等匀光部件，由此可以避免由于光导管等匀光部件造成的能量损失，同时还可以将实现投影系统的小型化设计。技术研发人员：张锋,李巍受保护的技术使用者：青岛海信激光显示股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19