[实用新型]一种激光投影显示系统

说明书

【技术领域】

本实用新型属于激光显示技术领域，具体涉及一种带有光纤显示屏的激光投影显示系统。

【背景技术】

传统投影显示设备普遍使用的是金属卤素灯、UHE灯泡、UHP灯泡等光源。这些光源由于其固有的发光机理，其寿命通常只有几千小时，辐射光谱中含有紫外UV和红外IR光，因此需要紫外和红外滤光片，增加光路系统设计的复杂性。近年来采用LED光源替代传统灯泡光源，用于投影显示系统，具有使用寿命长、体积小，响应速度快，无紫外或红外辐射等优点。然而，由于其属于朗伯发光光源，在高亮度、大屏幕显示方面显得不足，大大影响了LED在投影显示技术上的应用空间。

采用激光作为投影系统的光源相对于其他光源具有很多优势：激光单色性好，为线光谱，具有很高的饱和度，其色域覆盖率可以达到人眼所能识别色彩空间的90％以上，即NTSC标准的2倍以上，突破现有显示技术色域空间的不足，实现更加真实的色彩还原。由于激光光线的波长是固定的，因而看上去更舒服，没有那种灯泡刺眼的不舒服感觉。更重要的是，没有传统光源的紫外线，使得眼睛看画面的时候很放松。同时激光的电光转换效率高，方向性好，易于实现高亮度投影显示。激光器出射光束通常为线偏振光，对于基于LOCS或者LCD光调制器的投影系统来说，偏振光源将减少偏振片数量的使用，增加光透过率，减小光路系统设计的复杂性，提高激光显示的亮度。此外，激光显示技术还具有对比度高、寿命长、环保、节能等优点，必将成为下一代显示即全色显示时代的主流显示技术之一。

由于激光的相干特性使得当一束激光照射到具有漫射特性的粗糙表面上时，屏幕显示中出现了斑点，即激光散斑，这大大影响了活动影像再现的清晰度，要解决这个问题，使得光学和屏幕系统变得复杂。要消除激光散斑，其本质是降低激光的空间和时间相干性。目前较常用的方法是采用空间位相调制技术来降低激光的相干性，通过周期性振动激光传输路径中的元器件或显示屏幕，利用时间上的平均效应，降低激光散斑效应，提高图像的清晰度。申请号为200510115472.2，名称为“消除激光散斑的照明系统以及使用该照明系统的投影系统”的中国专利采用衍射光学元件，用于将从激光源发出的激光束分为多个子光束，并且周期性地运动，以将激光束的散斑时间平均。申请号为200820108219.3，名称为“一种消相干装置”的中国专利通过振动装置带动激光投影装置发生振动，使得投影屏幕上所产生的图像快速变化，利用视觉停留达到减少散斑的目的。申请号为200910110896.8，名称为“一种消除激光散斑的光学结构”的中国专利采用电压调制信号控制PZT调制元件，通过PZT元件的变化来快速移动微透镜，使通过微透镜后进入多模光纤的光纤的入射角快速发生变化，从而使出射激光产生偏振及位相的无序，来降低光源的相干性，达到较少散斑的目的。现有技术中采用扩展激光频谱来降低激光的相干性的技术较为复杂，更多的是利用位相调制元件来降低激光的相干性，这就降低了系统的可靠性和使用寿命，增加了系统噪音。

现在市场上对大屏幕显示器的需求日益增加，采用LED作为像素点拼接而成的大尺寸显示屏幕已被广泛应用于各类户内外公共场所，如广场、商场、运动场等。但现有的LED类显示屏在结构设计上还有待进一步完善，如生产成本高、能耗大、保养维修困难等。此外，大屏幕LED显示屏在色域空间上仍然无法完全真实还原自然空间的颜色。光纤显示屏作为一种大屏幕显示技术，以投影机提供影像，将影像投射到光纤的入射端面，经由光纤传导至大面积的出射端面，每一根光纤的端面相当于一个像素点。此类显示器的亮度取决于投影机的亮度，不存在像LED显示屏长时间使用会引起老化，产生亮度降低或不均匀的问题，并且光纤显示屏使用方式灵活，与激光投影技术结合使用，增加显示屏的亮度、饱和度、对比度和色彩还原能力，具有更为广阔的应用前景。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种激光投影显示系统，能较好地降低激光的相干性，减少激光显示中的散斑效应。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种激光投影显示系统，包括：

作为投影光源的激光器；

对所述激光器发出光束进行扩束的扩束系统；

对所述准直扩束系统的出射光束进行整形和均匀化的光束整形、匀化器件；

用于加载图像源的空间光调制器；

对所述空间光调制器出射光束进行聚焦成像的投影透镜；

带有输入端和输出端的用于显示所述图像源的光纤显示屏。

所述的激光器可以是单色或者三色的复合光源。