一种光纤激光宽幅投影装置的制作方法

专利名称：一种光纤激光宽幅投影装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光投影装置，尤其涉及一种光纤激光宽幅投影 装置。
背景技术：
激光投影装置在当前的生产、生活中有着日益广泛的应用。激光投影 装置可以应用在显示领域中，可为观众提供大屏幕投影图像，也可以应用 在照明领域中，诸如室外大型彩灯，还可以应用在印刷、排版打印领域中， 诸如激光照排机等。
在现有技术中，存在着多种应用于不同设备中的激光投影装置。例如，
在公开号为JP2007140009的日本专利中公开了一种光纤传导图像的投影 显示装置，如图l所示，它包括红、绿、蓝半导体激光器IOIR、 IOIG和 IOIB，第一扫描振镜102和第二扫描振镜103、光纤105和屏幕110。在 上迷投影显示装置中，在屏幕110之前的各个部件可以看作是一个激光投 影装置。在该激光投影装置中，红、绿、蓝半导体激光器IOIR、 IOIG和 101B提供光源，第一扫描振镜102和第二扫描振镜103分别完成水平方 向(X轴向)和垂直方向(Y轴向)的扫描，从第二扫描振镜输出的光束 再通过光纤105传导到屏幕110。
与传统的激光显示系统相比采用上述激光投影装置的激光投影显示 装置，虽然利用了激光投影装置中的直接发光特性解决了显示画面亮度低 的问题，但是，它自身也存在一定的缺陷。具体而言，包括以下缺陷
1、 该半导体激光投影显示装置在投影过程中采用了先调制后耦合分 光的方式，因此，光束通过多个光学元件之后，由于散射、离焦等原因导 致光束质量降低，当再进行光学耦合分光时就会导致其出射光的光学质量 变差，降低了光源利用率。
2、 该半导体激光投影显示装置由于采用振镜逐点扫描同一显示屏的 扫描方式，每一个扫描点对其相邻扫描点的亮度和色度均会有影响，造成 屏幕对比度低。3、 该半导体激光投影显示装置由于采用振镜扫描方式，屏幕边缘的 光束入射角大，所以入射光斑面积增大，功率密度降低，导致屏幕边缘的 光亮度降低，致使整个屏幕的亮度变得不均匀。
4、 该半导体激光投影显示装置的光纤束耦合面为圆弧面，此种圓弧 面制作时必须保证每根光纤的轴线垂直于此圆弧面切面，而一台投影装置 需要上万根光纤，要保证每根光纤轴线垂直于此圓弧切面的制作工艺难度 非常大。
从该半导体激光投影显示装置的上述缺陷可以看出，激光投影显示装 置的缺陷基本上都与激光投影装置的结构有关，只有对激光投影装置从结 构上做根本上的改进，才能使激光投影显示装置克服上述的缺陷。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有的光纤激光投影装置由于自身结构以 及投影工作原理所造成的投影质量较差、屏幕对比度低等缺陷，从而提供 一种投影质量好、屏幕对比度高的光纤激光宽幅投影装置。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种光纤激光宽幅投影装置，
包括光源、耦合透镜组、传输装置、固定体以及调制器；其中，所述的耦 合透镜组对所述光源所发出的光做整形耦合，然后将整形耦合后的光传输 到所述传输装置内，由所述传输装置的安装在所述固定体上的输出端将光 射出后，再由所述的调制器对光进行调制。
上述技术方案中，还包括微耦合透镜组，所述的微耦合透镜组位于所 述的固定体与所述的调制器之间，用于将经由传输装置传输的光聚焦。
上述技术方案中，所述光源包括至少三基色光源，所述光源满足功率 配比白平tf原则。
上述技术方案中，所述光源采用固体激光器、半导体激光器、光纤激 光器或气体激光器。
上述技术方案中，所述的耦合透镜组包括用于分别传输所述光源的耦 合透镜，所述耦合透镜的个数与所述光源的个数相一致。
上述技术方案中，所述的耦合透镜釆用自聚焦透镜、柱透镜、非球面 透4竟或3求面透镜组。
上述技术方案中，所述的传输装置包括多根光纤，所述光纤分成多扎 光纤扎，所述的光纤扎放置于所述的耦合透镜后，并与所述的耦合透镜一
6一对应。
上述技术方案中，所述的一扎光纤扎传输同一颜色的光，同一扎所迷 的光纤扎中的光纤所传导的光功率相同。
上述技术方案中，由所述每扎光纤扎中的至少一根光纤组成一组光纤 束，所述的一组光纤束构成一个像素单元，所述像素单元中的每根光纤传 导一种颜色的光，传导一种颜色的光纤至少为一根，所述的每个像素单元 传导的光满足功率配比白平衡原则。
上述技术方案中，所述的固定体包括有用于放置所述像素单元的多个 孔洞，所述孔洞与所述像素单元——对应，所有所述像素单元的输出端在 同一光l命出面内。
上述技术方案中，所述像素单元采用纤心折射率大于包层折射率的常 规光纤。
上述技术方案中，所述像素单元的输出端由所述常规光纤的输出端面 集合而成一个发光面，所述发光面安装在所述的固定体内。
上述技术方案中，所述像素单元采用包含有全反段和漏光段的光纤， 其中所述全反段的纤心折射率大于包层折射率，光束在光纤内发生全反
射；所述漏光段的纤心折射率小于包层折射率，光束从光纤圓周面透射出 去。
上述技术方案中，所述像素单元的输出端采用所述漏光段，其余部分 采用所述全反段，每根所述光纤的漏光段在一个平面内缠绕形成一个发光 源，所述所有发光源安装到所述的固定体内，形成一个所述发光面。
上述技术方案中，传导同种颜色光的光纤间具有长度差，所述传导同 种颜色光的光纤内所传导的光所产生的光程差大于相干长度。
上述技术方案中，所述的调制器包括多个微调制单元，所述的微调制 单元与所述像素单元——对应，所述的每个微调制单元包括多个微小调制 器。
上述技术方案中，所述的微小调制器采用微小液晶调制器或体布拉格 光栅。
上述技术方案中，所述的微耦合透镜组包括多个微耦合透镜，所述的 每个微耦合透镜固定在所述像素单元的输出端面上，并与所述像素单元一 一对应。
上述技术方案中，在所述的每个微耦合透镜后安装有所述的微调制单元，所述的微耦合透镜与所述的微调制单元——对应。
上述技术方案中，所述每个微调制单元内的微d、调制器的数量与所述 像素单元内光纤的数量相一致或是与所述像素单元所传导的光的颜色的 数量相一致。
上述技术方案中，所述的一种光纤激光宽幅投影装置还包括用于将所 迷调制器调制后的光增大散射角并散射出去的散射透镜。
上述技术方案中，所述的一种光纤激光宽幅投影装置还包括用于显示 的显示屏。
上述技术方案中，所述的散射透镜采用菲涅尔透镜、球面透镜组或非 球面透镜。
本实用新型的优点在于
1、 本实用新型的光纤激光宽幅投影装置釆用了先耦合分光、后调制 的方式，激光从光源传导到调制器的过程中除了耦合透镜和光纤外没有经 过其他的光学器件，所以在此过程中激光的光束质量较好，使得激光的耦 合效率相应提高、光能损耗小，因此激光光源利用率提高。
2、 本实用新型的光纤激光宽幅投影装置对每根光纤使用单独的微小 液晶调制器进行单独调制，使得调制系统的调制效率高，并且相邻像素点 之间不会发生相互影响，使得采用该光纤激光宽幅投影装置的显示装置具 有更高的图像对比度。
3、 本实用新型的光纤激光宽幅投影装置在不同的像素单元中传导同 色光的光纤长度不同，由此使得光束所经历的光程不等，通过对传导同种 颜色光的光纤长度的调整，使得同种颜色激光光束的光程各不相等且光程 差均大于相干长度，从而减弱了投影显示中的散斑效应。
4、 本实用新型的光纤激光宽幅投影装置的光纤耦合面为平面，制作 工艺简单。


图1为现有技术中的激光投影装置的结构示意图2为在一个实施例中采用本实用新型的光纤激光宽幅投影装置的光 纤激光大屏幕显示装置的结构示意图3为本实用新型的光纤激光宽幅投影装置中的像素单元放置在固定 体上的示意8图4是本实用新型所使用的另一种结构的光纤；
图5是采用图4所示的光纤缠绕而成的光纤输出端示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一 步说明。 图2为在一个实施例中采用本实用新型的光纤激光宽幅投影装置的光 纤激光大屏幕显示装置的结构示意图，光纤激光宽幅投影装置包括红光激 光光源201a、绿光激光光源201b、蓝光激光光源201c、耦合透镜组202、 传输装置203、固定体204、微耦合透镜组205和调制器206,其中耦合透 镜组202包括红光耦合透镜202a、绿光耦合透镜202b和蓝光耦合透镜 202c。本实用新型的光纤激光宽幅投影装置在实际应用中可与现有技术结 合成为用于显示、照明、打印等各种装置，在本实施例中，以光纤激光宽 幅投影显示装置与大屏幕显示结合为例，对采用本实用新型的光纤激光宽 幅投影装置的光纤激光投影显示装置进行说明，这一光纤激光投影显示装 置在本实用新型中被称为光纤激光大屏幕显示装置。光纤激光大屏幕显示 装置除了上述部件外，还包括散射透镜207和显示屏208。其中，红光、 绿光和蓝光激光光源201a、 201b和201c所发出的激光分别由红光、绿光 和蓝光耦合透镜202a、 202b和202c耦合入用于传输激光的传输装置203， 传输装置203的输出端固定于固定体204上，传输装置203传输的激光依 次经微耦合透镜组205、调制器206以及散射透镜207依次做聚焦、图像 调制和扩束后，投射到显示屏208上成像。下面对上述部件的具体实现分 别进行说明。
红光、绿光和蓝光激光光源201a、 201b和201c在本实用新型中用于 提供显示所需的光源，本实施例中采用三个激光光源，其中红光激光光源 201a采用波长为635nm的红光固体激光器，绿光激光光源201b采用波长 为532nm的绿光固体激光器，蓝光激光光源201c采用波长为457nm的蓝 光固体激光器。为了提高显示装置的显示效果，红、绿、蓝三色激光光源 应满足功率配比白平衡原则，具体在本实施例中，根据红、绿、蓝三色激 光的波长，红、绿、蓝三色激光光源的功率配比为1.3634: 1: 0.7510,以 满足白平衡。红光、绿光和蓝光耦合透镜202a、 202b和202c分别将红光、 绿光、蓝光激光光源发出的激光整形并耦合到传输装置203内。耦合透镜 组202的耦合透镜的个数与激光光源的个数相等，本实施例中的耦合透镜组202采用3个自聚焦透镜，分别对应红、绿、蓝三个激光光源。
传输装置203包括多根光纤，这些光纤分成多扎光纤扎， 一扎光纤扎 放置于一个耦合透镜后。从每扎光纤扎中抽取至少一根光纤组成一组光纤 束，这组光纤束便构成一个像素单元209,像素单元209中的每根光纤传 导一种颜色的激光，每个像素单元209包含传导所有颜色的光纤并且传导 一种颜色的光纤至少为 一根，每个像素单元209传导的光满足功率配比白 平衡原则。本实施例中所使用的光纤是纤心折射率高于包层折射率的常规 光纤。由图2可见，红、绿、蓝三基色激光分别由红光、绿光、蓝光耦合 透镜202a、 202b和202c耦合入传llT装置203的光纤扎内。红、绿、蓝耦 合透镜202a、 202b和202c后各对应一扎光纤扎，每4L光纤扎由紧固环固 定为一扎，三扎光纤扎内的光纤数量均相等且同一扎光纤扎中的光纤所传 导的激光功率相同，即传导相同颜色的光的光纤所传导的激光功率相同。 每扎光纤扎传导其相对应的耦合透镜所透射的激光，如红光耦合透镜202a 后的一扎光纤扎都用于传导红光耦合透镜202a所透射的红光。从三扎光 纤扎中的每一扎光纤扎中分别选取一根光纤重新组合为一组光纤束，这一
组光纤束就构成像素单元209。图2中的像素单元209就是由分别传输红、 绿、蓝光的三根光纤所组成的光纤束。因为三扎光纤扎内的光纤数量均相 同且同一扎光纤扎中的光纤所传导的激光功率相同，并且又因为红光、绿 光和蓝光三色激光光源的功率配比已经满足白平衡原则，所以每一个像素 单元209传导的红光、绿光和蓝光的光功率也是满足白平衡配比的。
像素单元209中的光纤束的排布方式1存在多种实现方式-，其牛一幹 方式如图3所示，像素单元209中的三根光纤都以两两相切的方式排布成 等边三角形并整体呈圆形包裹在一起。像素单元209的入射端(即光纤束 的入射端)在耦合透镜组后，像素单元209的输出端(即光纤束的输出端) 则固定在所述的固定体204上。固定体204上设置有和像素单元209个数 相等的孔洞，像素单元209的输出端安装在固定体204上的孔洞内，且所 有像素单元209在固定体204上的输出端在同一平面内，并且构成光输出 面。在本实施例中，像素单元209在所述的固定体204上以图3所示方式 呈矩形排列，用于固定像素单元209的固定体204也为矩形，固定体204 的长为L、宽为K,固定体204根据像素单元的个数i殳置有MxN个孔洞 (M和N均为正整数，行数为M，列^:为N)，此MxN个孔洞用于安装 像素单元209。每个孔洞中心横向间距和纵向间距均为v, MxN个像素单元209——只于应地安插在固定体204的MxN个孔洞内，并用月交固定于固 定体204上，其中孔洞的大小根据像素单元209的大小而定，满足可使像 素单元209能够排布在孔洞内即可。本实用新型的显示装置的显示图像的 清晰度与像素单元209的间距与显示屏到观众的距离的比例关系有关，因 为人眼的最小分辨角是0.3mrad，若观众与显示屏的距离为V ,要使得观 众能够清晰地观看显示装置上的图像，则相邻像素单元209的间距v和显
示屏到观众的距离"应满足如下关系式t/s-^-，所以相邻像素单
2 x《0扁15
元209的间距必须考虑屏幕到观众的距离，以保证图像的清晰度。当然每 个孔洞中心横向间距和纵向间距也可以不等，但是横向间距和纵向间距也 需满足上述要求。固定体204上所需要固定的像素单元209的个数与本实 用新型的显示装置的像素要求有关，例如在本实施例中M取1024、 N取 1280，即显示装置的像素为1024x1280,则在固定体204上需要1024x1280 个孔洞放置1024x1280个像素单元209，即共需要3x1024x1280根光纤。
通过像素单元209实现对光束的传输后，再先后通过微耦合透镜组205 和调制器206对光束做聚焦和图像调制。微耦合透镜组205包括多个微耦 合透镜，用于将像素单元209的输出光分别聚焦耦合到调制器上，微耦合 透镜与像素单元——对应，本实施例中，微耦合透镜采用球面透镜组。调 制器206包括多个微调制单元，微调制单元与微耦合透镜——对应，在本 实施例中，即为1024x1280个微调制单元。每个微调制单元包括多个微小 调制器，每个微调制单元内的微小调制器数量与像素单元209内的光纤数 量相一致或者与像素单元209内传导的光的颜色的数量相一致，本实施例 中，微调制单元采用3个微小液晶调制器。在具体实现时，在每一个像素 单元209的输出端面上分别固定一个球面透镜组，可以通过机械套筒或焊 接等方法实现，每一个球面透镜组的输出光路上分别放置3个微小液晶调 制器，球面透镜组将对应的像素单元209传导的3束红、绿、蓝光分别聚 焦到3个微小液晶调制器后，由3个微小液晶调制器分别对红、绿、蓝光 进行调制，所需的球面透镜组数量与像素单元209的数量相等，即 1024x1280个，而微小液晶调制器的的数量与传输装置203内光纤的数量 相等，即1024x1280x3个。本实施例中，由于^象素单元209的三根光纤紧 密排布并且光纤直径较小，所以像素单元209的输出光束可近似为三束近 轴光束入射到一个微耦合透镜，并得到三束光输出，当然也可以采用三个微耦合透镜分别对应一个j象素单元209中的三才艮光纤，如果^^素单元209 内的光纤数量大于三根，微耦合透镜的数量也可相应调整。
在实现对光束的调制后，可通过散射透镜207增大光束发散角。所述 的散射透镜207设置在调制器206的输出光路上，本实施例中该散射透镜 207为菲涅尔透镜，经过每个微小液晶调制器调制后的图像再经过菲涅尔 透镜散射后投射到显示屏208。
在上述实施例中，像素单元209中所采用的光纤为纤心折射率大于包 层折射率的常规光纤，在本实用新型的另一个实施例中，采用一种特殊结 构的光纤。例如图4所示，此类光纤包括两段全反段401和漏光段402, 其中的全反段401的纤心折射率大于包层折射率，光束在光纤的全反段401 内发生全反射；漏光段402的纤心折射率小于包层折射率，光束会从光纤 的漏光段402的圓周面透射出去。像素单元209中的光纤束只有靠近固定 体204 —端的才采用漏光段402，其余部分都釆用全反段401。当像素单 元209中的光奸束固定在所述的固定体204上时，并非像使用常规光纤束 一样将光纤端头直接安装在所述固定体204内，而是在同一平面内将光纤 束的漏光段402缠绕成如图5所示的蛇盘状，蛇盘状的漏光段402形成一 个发光面，然后再将这一发光面安装到所述的固定体204内，三种颜色的 光纤盘成的发光面以等边三角形放置，形成如图5所示的像素单元。与前 述实施例中只将光纤端头安装到周定体204内相比，此种方法所形成的发 光点大，而且可以有效地减小像素单元209的相互间隔，使显示的画面更 加细腻。当然，漏光段402缠绕的形状不限于图5所示的形状，图5只是 作为示例，实际使用时，可以改变漏光段402的缠绕间距和缠绕形状，只 要满足显示需要的形状和间距均可。采用本实施例中所述的上述光纤后， 光纤激光大屏幕显示装置中的其他部件以及装置的整个结构都可保持不 变。
在上述两个实施例中，传导同一种颜色激光的光纤扎内的光纤长度都 不相等，使得光纤内所传导的光束产生光程差，当光纤长度差满足使所传 导的光束产生的光程差不等且光程差大于相干长度时，此种颜色的各个光 束之间的干涉得到削弱。因此通过调整光纤长度，使得传导的每种颜色的 光束之间的干涉都得到削弱，从而可以减弱投影显示中的散斑效应。
以上是对采用了本实用新型的光纤激光宽幅投影装置的光纤激光大 屏幕显示装置的说明，这一显示装置可以有进一步的应用，例如将两组或
12两组以上的光纤激光显示装置组合在一起构成更大面积的显示装置。而本 实用新型中所采用的光源的类型也不局限于固体激光器，其它形式的激光 器，如半导体激光器、光纤激光器或气体激光器等都可应用于本实用新型， 而红、绿、蓝三色激光光源除各有一个激光器的情况外，也可以在满足三 色激光光源的前提下改变光源的数量，例如，有两个红光光源，而绿光和 蓝光光源各有一个，此时只要三基色光源总体上满足功率配比白平衡原则 即可。当然，本领域技术人员应该理解，光源除了为红、绿、蓝三基色激 光光源，还可以为四基色、五基色或更多基色的光源，只要这些光源满足 多基色功率配比白平衡原则即可。此外，还可以使用能够同时发出多种颜 色激光的激光器，对于此类激光器，可根据其发出激光的路径个数确定其 光源个数，例如一个光源装置由两台激光器组成，其中的一台激光器发射 两路激光，分别提供红光和蓝光，另一台激光器只发射一路绿光，则此光
源装置则视为具有三个激光光源。耦合透镜组202的耦合透镜除了为自聚 焦透镜外，还可以为柱透镜、非球面透镜或球面透镜组，耦合透镜的数量 和光源的个数相等且一^^对应，并且耦合透镜的数量可根据光源数量做适 应性的调整，例如一个光源装置有两个红光光源、 一个绿光光源和一个蓝 光光源，则需要将所述耦合透镜的个数调整为4个，以分别对应4个光源， 相应地光纤扎也调整为4扎，像素单元内的光纤的数量也调整为4根，2 根光纤传导红光、1根光纤传导蓝光和1根光纤传导绿光，相应地微调制 单元内的微小调制器可以为4个，也可以为3个，在用3个的情况下即两 束红光共用 一个微小调制器。像素单元209的光纤束包含的光纤数量可以 根据光源数量和光纤的总数量做适应性调整。例如，当红、绿、蓝三色光 源的数量为3个，但是传导绿光激光光源和蓝光激光光源的光纤数量相等， 而传导红光激光光源的光纤数量是传导绿光激光光源光纤数量的二倍时， 像素单元209的光纤束的光纤数量也相应地调整为4根，其中2根用来传 导红光，相应地后续光路上的每个微调制单元内的微小调制器可调整为4 个，也可以用3个，在用3个的情况下，两根传导红光的光纤共用一个微 小调制器。当然随着条件的变化，像素单元209的光纤束的光纤数量也可 相应地调整为5根或6根，甚至更多的数量。本领域的普通技术人员可以 理解，随着像素单元209的光纤束的光纤数量的变化，包裹光纤的像素单 元209的整体形状还可以为正方形、梯形或圆环形等，像素单元209的光 纤束的光纤可排布为"一"、"I ，，或"田"字形等其它形状，并且光纤的间距也可根据实际需要发生变化。所有像素单元209的输出端除在同一平
面外，还可以在同一平滑凹面或同一平滑凸面内或在其它能够满足投影成
像需求的一个相对平滑的光输出面内，并且像素单元209的排布方式除了 如图3所示的方式外，还可以釆用其它的排布方式，例如两两相邻的像素 单元209以等边三角形的形状排布，总之，排布的方式只要能够满足成像 的需求即可。
微耦合透镜组205中的微耦合透镜除采用球面透镜组外，还可以采用 非球面透镜，也可以通过将像素单元209的输出端烧蚀为球面，从而具有 增大发散角的功能，从而可以省却微耦合透镜组205。调制器206除使用 微小液晶调制器外，还可以采用体布拉格光栅(Volume Bragg Grating), 它们都可以达到相应的调制效果。所述的散射透镜207除采用菲涅尔透镜 外，还可以采用球面透镜组或非球面透镜。显示屏208也可以取消不用。 当然散射透镜207和显示屏208也可以由具有散射特性的显示屏所代替。 本实用新型的光纤激光宽幅投影装置除了可以应用于上述实施例中 的光纤激光大屏幕显示装置外，还可以应用于其它领域，如采用激光投影 方式实现照明的照明装置、激光照排机等。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非 限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细iJt明，本领域的普通技术人 员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本 实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围 当中。
1权利要求1、一种光纤激光宽幅投影装置，其特征在于，包括光源、耦合透镜组(202)、传输装置(203)、固定体(204)以及调制器(206)；其中，所述的耦合透镜组(202)对所述光源所发出的光做整形耦合，然后将整形耦合后的光传输到所述传输装置(203)内，由所述传输装置(203)的安装在所述固定体(204)上的输出端将光射出后，再由所述的调制器(206)对光进行调制。
2、 根据权利要求1所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于，还 包括微耦合透镜組(205 ),所述的微耦合透镜组(205 )位于所述的固定 体(204 )与所述的调制器(206 )之间，用于将经由传输装置(203 )传 输的光聚焦。
3、 根据权利要求1或2所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于， 所述光源包括至少三基色光源，所述的光源满足功率配比白平衡原则。
4、 根据权利要求3所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于，所 述光源釆用固体激光器、半导体激光器、光纤激光器或气体激光器。
5、 根据权利要求l或2所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于， 所述的耦合透镜组(202)包括用于分别传输所述光源的耦合透镜，所述 耦合透镜的个数与所述光源的个数相一致。
6、 根据权利要求5所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于，所 述的耦合透镜采用自聚焦透镜、柱透镜、非球面透#:或5^面透镜组。
7、 根据权利要求1或2所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于， 所述的传输装置包括多根光纤，所述光纤分成多扎光纤扎，所述的光纤扎 放置于所述的耦合透镜后，并与所述的耦合透镜——对应。
8、 根据权利要求7所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于，所 述的一扎光纤扎传输同一颜色的光，同一扎所述的光纤扎中的光纤所传导 的光功率相同。
9、 根据权利要求8所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于，由 所述每扎光纤扎中的至少一根光纤组成一组光纤束，所述的一组光纤束构 成一个像素单元(209 )，所述像素单元(209)中的每根光纤传导一种颜 色的光，传导一种颜色的光纤至少为一根，所述的每个像素单元(209) 传导的光满足功率配比白平衡原则。
10、 根据权利要求9所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于，所述的固定体(204 )包括有用于放置所述像素单元(209)的多个孔洞，所 述孔洞与所述像素单元(209)——对应，所有所述i^象素单元(209)的输 出端在同一光输出面内。
11、 根据权利要求9所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于，所 述像素单元(209 )采用纤心折射率大于包层折射率的常规光纤。
12、 根据权利要求11所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于， 所述像素单元(209 )的输出端由所述常规光纤的输出端面集合而成一个 发光面，所述发光面安装在所述的固定体(204)内。
13、 根据权利要求9所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于，所 述像素单元(209 )采用包含有全反段(401)和漏光段(402)的光纤， 其中所述全反段(401)的纤心折射率大于包层折射率，光束在光纤内发 生全反射；所述漏光段(402 )的纤心折射率小于包层折射率，光束会从 光纤圓周面透射出去。
14、 根据权利要求13所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于， 所述像素单元(209)的输出端采用所述漏光段(402 ),其余部分釆用所 述全反段(401)，每根所述光纤的漏光段(402 )在一个平面内缠绕形成 一个发光源，所述所有发光源安装到所述的固定体(204 )内，形成一个 所述发光面。
15、 根据权利要求8所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于，传 导同种颜色激光的光纤间具有长度差，所述传导同种颜色激光的光纤内所 传导的光所产生的光程差大于相干长度。
16、 根据权利要求9所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于，所 述的调制器(206 )包括多个微调制单元，所述的^:调制单元与所述像素 单元——对应，所述的每个微调制单元包括多个微小调制器。
17、 根据权利要求16所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于， 所述的微小调制器釆用微小液晶调制器或体布拉格光栅。
18、 根据权利要求9所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于，所 述的微耦合透镜组(205 )包括多个微耦合透镜，所述的每个微耦合透镜 固定在所述像素单元(209)的输出端面上，并与所述像素单元——对应。
19、 根据权利要求18所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于， 在所述的每个微耦合透镜后安装有所述的微调制单元，所述的微耦合透镜与所述的微调制单元一一对应。
20、 根据权利要求19所述的光纤激光宽幅投影装置，其特征在于，所述每个微调制单元内的微小调制器的数量与所述像素单元(209 )内光 纤的数量相一致或是与所述像素单元所传导的光的颜色的数量相一致。
21、 一种光纤激光大屏幕显示装置，其特征在于，包括权利要求1-19 之一所述的光纤激光宽幅投影装置。
22、 根据权利要求21所述的光纤激光大屏幕显示装置，其特征在于， 还包括用于将所述调制器(206)调制后的光增大散射角并散射出去的散 射透镜(207 )。
23、 根据权利要求21或22所述的光纤激光大屏幕显示装置，其特征 在于，还包括用于显示的显示屏(208 )。
24、 根据权利要求22所述的光纤激光大屏幕显示装置，其特征在于， 所述的散射透镜(207)釆用菲涅尔透镜、球面透镜组或非球面透镜。
专利摘要本实用新型提供一种光纤激光宽幅投影装置，包括光源、耦合透镜组、传输装置、固定体以及调制器；其中，所述耦合透镜组对所述光源所发出的光做整形耦合，然后将整形耦合后的光传输到所述传输装置内，由所述传输装置的安装在所述固定体上的输出端将光射出后，再由所述的调制器对光进行调制。所述传输装置包括多根光纤，所述光纤分成多扎光纤扎，由所述每扎光纤扎中的至少一根光纤组成一组光纤束即像素单元，所述像素单元的输出端固定于固定体上，并在同一光输出面内输出光。本实用新型提高了光源利用率、耦合效率以及图像对比度，并可消除散斑效应。
文档编号G02B6/02GK201340509SQ20082012399
公开日2009年11月4日 申请日期2008年12月3日 优先权日2008年12月3日
发明者叶成伟, 勇 毕, 斌 王 申请人:北京中视中科光电技术有限公司;中国科学院光电研究院