[发明专利]激光投影显示系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光领域，特别涉及一种激光投影显示系统和方法。

背景技术

激光显示技术和传统的显示技术相比，在色彩还原能力上有着卓越的表现，解决了显示技术领域长期以来悬而未决的大色域色彩再现的难题。激光显示技术能够最完美地再现自然色彩，在投影显示领域有无与伦比的技术优越性，然而同时也带来了令人烦恼的散斑问题。散斑效应出现在几乎所有的激光应用领域中，当激光入射到粗糙物体表面经反射后，来自粗糙表面各个小面元反射来的基元光波在空间相互干涉形成振幅、强度和位相随机分布的呈颗粒状图样的斑纹，即激光散斑。而这种由于激光的高相干性在空间及成像系统（如人眼）内产生的散斑问题，严重影响了画面质量和人的视觉感受，引起分辨率下降和人眼不适。由激光相干性引起的散斑效应已经成为制约激光投影显示技术发展的关键问题之一。

一直以来，针对散斑抑制技术国内外都开展了广泛的研究，目前实际采用的散斑抑制方法主要包括利用不同波长的光源照明来降低激光相干性，利用脉冲激光的叠加、移动散射体、移动孔径光阑、振动屏幕等方法来抑制散斑。这些方法从原理上来讲可归纳为降低光束的时间/空间相干性；产生动态散斑图样，使得散斑在人眼积分时间内得到平均；控制散射屏上成像镜头分辨单元内散射波有效相干面元数目使斑纹减弱等。这些方法虽能在一定程度上起到抑制散斑的目的，但效果并不十分明显，这影响了激光显示的画面质量，给人眼造成不适。

发明内容

为了解决激光显示中图像的质量问题，本发明实施例提供了一种能够有效抑制散斑的激光投影显示系统和方法。所述技术方案如下：

一种激光投影显示系统，所述系统包括：激光光源、光调制元件、第一定向散射元件、光阀、投影镜头和显示屏幕，所述光调制元件、所述第一定向散射元件、所述光阀、所述投影镜头和所述显示屏幕依次设置在所述激光光源的光路上；

所述激光光源，用于产生激光组束；

所述光调制元件，用于将所述激光组束分成多个独立的子光束；

所述第一定向散射元件，用于对所述多个独立的子光束进行散射；

所述光阀，用于对散射后的子光束进行调制，得到包含图像信息的子光束；

所述投影镜头，用于将包含图像信息的子光束投射至所述显示屏幕；

所述显示屏幕，用于显示所述图像信息。

所述系统还包括：

匀场装置，用于对所述第一定向散射元件的输出光束进行整形，所述匀场装置设置在所述激光光源的光路上，位于所述第一定向散射元件和所述光阀之间。

所述系统还包括：

第二定向散射元件，用于对经过所述匀场装置整形后的光束进行散射；所述第二定向散射元件设置在所述激光光源的光路上，位于所述匀场装置和所述光阀之间。

所述系统还包括：

光纤阵列，用于传输所述激光组束，所述光纤阵列设置在所述激光光源的光路上，位于所述激光光源和所述光调制元件之间。

所述系统还包括：

耦合器，用于控制所述光纤阵列输出的激光组束的出射角度，使得成像均匀。

所述系统还包括：

电机，用于驱动所述光调制元件运动。

一种激光投影显示方法，包括：

所述激光光源产生激光组束，并将所述激光组束入射至所述光调制元件；

所述光调制元件对所述激光组束进行分光处理，得到多个独立的子光束，将所述多个独立的子光束入射至所述第一定向散射元件；

所述第一定向散射元件对所述多个独立的子光束进行散射处理，得到散射后的子光束，将所述散射后的子光束入射至所述光阀；

所述光阀对所述散射后的子光束进行调制，得到包含图像信息的子光束，并将所述包含图像信息的子光束入射至所述投影镜头；

所述投影镜头将所述包含图像信息的子光束投射至所述显示屏幕；

所述显示屏幕显示所述图像信息。

所述第一定向散射元件对所述多个独立的子光束进行散射处理，得到散射后的子光束，将所述散射后的子光束入射至所述光阀，包括：

所述第一定向散射元件对所述多个独立的子光束进行散射处理，得到散射后的子光束，将所述散射后的子光束入射至匀场装置，通过所述匀场装置的整形，入射至所述光阀。

所述第一定向散射元件对所述多个独立的子光束进行散射处理，得到散射后的子光束，将所述散射后的子光束入射至所述光阀，包括：