[实用新型]基于衍射光学元件的散斑抑制运动装置

说明书

一种基于衍射光学元件的散斑抑制运动装置，包括带有衍射光学微结构的柔性薄膜和同步带轮立柱，所述带有衍射光学微结构的柔性薄膜包括柔性变角度阵列衍射光学微结构和传动段，所述传动段与所述柔性变角度阵列衍射光学微结构联动，所述传动段为具有梯形齿或弧齿的单面同步带结构，所述传动段套在左右两个所述同步带轮立柱上，所述传动段与所述同步带轮立柱啮合，其中一个同步带轮立柱与用于带动同步带轮旋转的驱动装置连接，另外一个同步带轮立柱安装在机架上。本实用新型提高传动效率、减少旋转立柱对薄膜的磨损、提高系统的稳定性、延长带有衍射光学微结构的柔性薄膜的使用寿命、改善激光散斑抑制效果的基于衍射光学元件的散斑抑制运动装置。

技术领域

本实用新型属于激光显示投影领域，尤其涉及使用衍射光学器件进行激光散班抑制的适配运动装置。

背景技术

随着激光、通信与计算机技术的发展，人类进入了信息时代。激光光源由于其亮度高、耗能低、方向性好等特性，正成为诸多领域的首选光源。但由于激光的高相干性，当其在粗糙表面反射或透射时，不可避免地会在散射体表面产生一种无规则分布的斑点，我们称之为散斑。散斑的存在降低了图像质量，限制了其在显示成像等领域的应用。因此，研究激光散斑的抑制技术和器件十分重要。

在已有的研究中，解决散斑造成的成像缺陷的方式有以下几类型：(1)在空间维度上改变光源的入射角、波长或偏振态等参数，破坏激光的相干性；(2)在光路中添加快速变化的散射片，在时间维度上抑制散斑；(3)使用宽带激光器。其中最常用的方法是基于运动的衍射光学器件，包括周期性光栅结构，基于伪随机编码、M序列编码、Barker码、Hadamard矩阵的微光学结构等等；同时，为了形成动态变化的衍射光场的叠加，需要对衍射光学器件进行震动、线性位移、旋转运动等机械运动方式。

已有技术基于履带式运动的散斑抑制技术(专利号：201710998312.X)，是与本发明最接近的已有技术。其使用带有衍射光学微结构的柔性薄膜首尾相连套在两根立柱上形成履带式运动结构。我们发现这种运动结构在长期使用时会出现薄膜打滑，光学结构磨损、变形、位移等问题，降低衍射光学微结构的精确性和柔性薄膜的使用寿命，且使用便利性差，并进而影响激光散斑的抑制效果。因此亟须对器件的传动结构进行改进，提高传动效率，减少旋转立柱对薄膜的磨损，提高系统的稳定性，延长带有衍射光学微结构的柔性薄膜的使用寿命，改善激光散斑抑制效果。

发明内容

为了克服已有基于履带式运动的散斑抑制方式的传动效率较低、磨损较大、稳定性较低、激光散斑抑制效果较差的不足，本实用新型提供一种提高传动效率、减少旋转立柱对薄膜的磨损、提高系统的稳定性、延长带有衍射光学微结构的柔性薄膜的使用寿命、改善激光散斑抑制效果的基于衍射光学元件的散斑抑制运动装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于衍射光学元件的散斑抑制运动装置，包括带有衍射光学微结构的柔性薄膜和同步带轮立柱，所述带有衍射光学微结构的柔性薄膜包括柔性变角度阵列衍射光学微结构和传动段，所述传动段与所述柔性变角度阵列衍射光学微结构联动，所述传动段为具有梯形齿或弧齿的单面同步带结构，所述传动段套在左右两个所述同步带轮立柱上，所述传动段与所述同步带轮立柱啮合，其中一个同步带轮立柱与用于带动同步带轮旋转的驱动装置连接，另外一个同步带轮立柱安装在机架上。

进一步，将柔性薄膜材料分为上、中、下三段，中间透明的一段制作柔性变角度阵列衍射光学微结构，上段和下段为具有梯形齿或弧齿的单面同步带结构，作为传动机构的一部分，所述的柔性薄膜材料以同步带结构向内的方向首尾相连，套在两根由电机驱动旋转的同步带立柱上组成单向循环的运动结构。这是优选的一种方案，实现了所述传动段与所述柔性变角度阵列衍射光学微结构的联动。

再进一步，所述柔性薄膜材料的三段结构是同一种薄膜材料划分成三个区域分别加工制成，或者是相同长度的不同薄膜材料分别制造衍射光学段和传动段再连接制成。所述三段结构连接和薄膜首尾相连的方式均不改变光学薄膜的透明、柔性可弯折的特性。