一种返回光检测装置及激光显示系统的制作方法

1.本实用新型涉及激光显示技术领域，更具体地说，是涉及一种返回光检测装置及激光显示系统。


背景技术：

2.激光显示作为一种新型显示技术，其色域、对比度以及亮度相比于传统显示技术具有突出优势，因而愈发受到市场青睐。激光显示光源包括三基色激光模块，其在使用过程中会因为老化等原因，导致光源的输出光波长和功率发生改变，导致光通量、色坐标等指标发生漂移，影响画面的最终显示效果。
3.为了对输出光的光通量、色坐标指标进行实时检测，现有检测装置常利用分光的方式检测对输出光进行检测。然而，这样的检测方式由于需要对输出光进行分光，不仅会影响输出光功率，而且整体结构复杂，安装不便。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种返回光检测装置及激光显示系统，以解决现有检测装置对输出光进行检测时影响输出光功率、整体结构复杂的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一方面，本实用新型提供一种返回光检测装置，包括：
7.返回光光纤，所述返回光光纤用于与光源组件连接，以传导所述光源组件的返回光；
8.散射器，所述散射器设于所述返回光光纤的出光光路上，用于调整所述返回光的发散角；
9.匀光器，所述匀光器设于所述散射器的出光光路上，用于将所述返回光混合均匀；
10.透镜组件，所述透镜组件设于所述匀光器的出光光路上，用于对所述返回光在检测面上成像；
11.检测组件，所述检测组件设置于所述检测面，用于检测所述返回光。
12.在一个实施例中，所述返回光光纤与所述光源组件的输出光纤集成，所述光源组件中激光光源的输出光通过所述输出光纤传导，所述激光光源的返回光通过所述返回光光纤传导。
13.在一个实施例中，所述散射器包括用于对所述返回光进行扩散的散射片，或者，所述散射器包括掺杂有扩散粒子或散射粒子的透明介质薄片。
14.在一个实施例中，所述散射器为散射体，所述散射体包括由多个散射面，或者，所述散射体包括掺杂有扩散粒子或散射粒子的透明介质体。
15.在一个实施例中，所述散射器包括至少一个透镜，用于调整所述返回光的发散角。
16.在一个实施例中，所述匀光器包括匀光棒，所述匀光棒的长度方向沿光轴方向设置。
17.在一个实施例中，所述透镜组件包括至少一个透镜，用于将所述返回光在检测面上成像。
18.在一个实施例中，所述检测组件包括栅格和光敏传感器；
19.所述栅格设于所述检测面，用于将检测面划分为多个检测格，每个所述检测格的尺寸与所述光敏传感器的探测面尺寸相适应；
20.所述光敏传感器检测的所述返回光的信息至少包括所述返回光的亮度和/或色坐标。
21.在一个实施例中，所述检测组件还包括移动单元，所述移动单元与所述光敏传感器连接，用于带动所述光敏传感器移动。
22.另一方面，本实用新型还提供一种激光显示系统，所述激光显示系统包括控制组件、光源组件以及上述的返回光检测装置；
23.所述光源组件包括激光光源和输出光纤，所述控制组件与所述激光光源连接，所述返回光光纤与所述输出光纤集成，所述激光光源的输出光通过所述输出光纤传导，所述激光光源的返回光通过所述返回光光纤传导；
24.所述检测组件的光敏传感器与所述控制组件连接。
25.本实用新型提供的返回光检测装置及激光显示系统的有益效果至少在于：本实用新型通过在激光显示系统中设置返回光检测装置，一方面，由于返回光与光源组件的输出光在光通量、色坐标指标上具有一致性，通过对返回光进行检测，避免了对输出光进行分光，在不影响输出光功率的情况下，达到检测输出光的目的，有效保障了后续根据检测结果对激光光源进行调整，确保显示效果；另一方面，由于不需要对输出光进行分光，从而不用设置分光装置，使得整体结构更加简单，便于安装；不仅如此，返回光可以通过返回光光纤传导出，从而降低了返回光对光源组件的影响，有利于提高光源组件的稳定性。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型实施例提供的返回光检测装置的结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例提供的激光显示系统的结构示意图。
29.其中，图中各附图标记：
30.31.具体实施方式
32.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.由于激光显示系统的激光光源在使用过程中会因为温度、老化等原因，导致光源的输出光波长和功率发生变化，从而导致光通量、色坐标等指标发生漂移，会对画面最终显示效果产生不良影响，因而需要对输出光的光通量、色坐标指标进行实时检测，并根据检测结果对激光光源进行调整，以确保显示效果。
35.一种可以考虑的对输出光的光通量、色坐标指标进行实时检测的方式是：利用分光的方式对输出光进行分光，通过对分光部分进行检测，以获得输出光的光通量、色坐标指标数据。然而，由于这种方式在进行检测时，一方面需要对输出光进行分光，导致输出光的功率下降，另一方面，对输出光进行分光的装置结构复杂，导致整体结构复杂，安装不便。
36.在激光光源产生激光的过程中或者通过光纤输出的过程中，由于高反光的反射率无法达到100％、各个熔点的微弱反射损耗、输出端可能存在的菲涅耳反射等因素，会产生与所需激光传输方向相反的后向激光(即返回光)，从而会影响激光光源的稳定性。本实施例正是考虑到返回光的不可避免性，且返回光与激光光源的输出光在光通量、色坐标指标上具有一致性，通过对返回光进行检测，在不影响输出光功率的情况下，达到检测输出光各项指标的目的。
37.图1是本实施例提供的返回光检测装置10的结构示意图。返回光检测装置10包括
沿光路设置的返回光光纤11、散射器12、匀光器13、透镜组件14和检测组件15。其中，返回光光纤11用于与光源组件20连接，以传导光源组件20的返回光。散射器12设于返回光光纤11的出光光路上，用于调整返回光的发散角，以增加返回光的发散程度，有利于提高返回光的均匀性。匀光器13设于散射器12的出光光路上，用于将返回光混合均匀，进一步提高返回光的均匀性。透镜组件14设于匀光器13的出光光路上，用于将返回光在检测面上成像。检测组件15设于透镜组件14的出光光路上且设置于检测面，用于检测返回光的各项指标。
38.在对光源组件的返回光进行检测时，通过返回光光纤11与光源组件20连接，光源组件20的输出光通过输出光纤22传导(请参阅图2)，光源组件20的返回光通过返回光光纤11进行传导，通过散射器12将返回光的发散角扩大，再通过匀光器13将返回光混合均匀，再通过透镜组件14将混合均匀的返回光在检测面上成像，设置于该检测面的检测组件15对返回光进行检测，以获取返回光的光通量、色坐标等指标信息，从而实现第光源组件20的输出光的检测。
39.本实施例通过设置返回光检测装置10，一方面，由于返回光与光源组件20的输出光在光通量、色坐标指标上具有一致性，通过对返回光进行检测，避免了对输出光进行分光，在不影响输出光功率的情况下，达到检测输出光各项指标的目的，有效保障了后续根据检测结果对激光光源进行调整，确保显示效果；另一方面，由于不需要对输出光进行分光，从而不用设置分光装置，使得整体结构更加简单，便于安装。不仅如此，返回光可以通过返回光光纤11传导出，从而降低了返回光对光源组件20的影响，有利于提高光源组件20的稳定性。
40.进一步地，返回光光纤11与光源组件20的输出光纤22集成，光源组件20中激光光源21的输出光通过输出光纤22传导，激光光源21的返回光通过返回光光纤11传导。通过将返回光光纤11与光源组件20集成，可以确保返回光能够有效通过返回光光纤11传导。可以理解的是，返回光光纤11与输出光纤22的具体集成方式可以根据需要进行设置，只要能够确保返回光通过返回光光纤11传导、输出光通过输出光纤22传导即可。
41.进一步地，散射器12沿光轴方向设置且与光轴垂直，其尺寸与返回光光纤11输出端的尺寸相适应，以确保对所有从返回光光纤11出射的返回光都能够进行散射，且散射器12的数值孔径与后续的匀光器13相适配。散射器12的具体类型可以根据需要进行设置。
42.在一个实施例中，散射器12为散射面的形式，其包括用于对返回光进行扩散的散射片，此时散射片构成该散射面，可以对返回光起到良好的扩散效果。
43.在一个实施例中，散射器12为散射面的形式，其包括掺杂有扩散粒子或散射粒子的透明介质薄片，此时该透明介质薄片构成该散射面，可以对返回光起到良好的扩散效果。
44.在一个实施例中，散射器为散射体的形式，其为由多个散射面构成的散射体，通过多个散射面对返回光进行散射，起到良好的扩散效果。
45.在一个实施例中，散射器为散射体的形式，其为掺杂有扩散粒子或散射粒子的透明介质体，返回光进入散射体后，在扩散粒子或散射粒子的扩散作用下进行散射，从而起到良好的扩散效果。
46.在一个实施例中，散射器为可以调整光束发散角的器件，包括至少一个透镜，该透镜可以是负透镜，或者是其他类型的透镜，当然，为了进一步提高散射效果，负透镜的数量还可以为多个，此处不做限制。
47.进一步地，匀光器13朝向散射器12的一端的尺寸与散射器12的尺寸相适应，以确保经过散射器12后出射的返回光均能够入射至匀光器13中进行均匀混合。匀光器13的具体形式可以根据需要进行设置。在本实施例中，匀光器13包括匀光棒，匀光棒的长度方向沿光轴方向设置，其长度可以根据需要进行设置。光源组件20中包括三色激光，故返回光中也包括三色光束，在进入匀光棒中后，三色光束进行充分混合后分布均匀，得到的返回光为混合白光。当然，在其他实施例中，匀光器13还可以为其他形式，例如还可以为匀光板等，此处不做限制。
48.进一步地，透镜组件14包括至少一个透镜，用于将返回光在检测面上成像。为了确保成像效果，透镜组件14中透镜的数量以及类型可以根据需要进行设置。
49.进一步地，检测组件15包括栅格151和光敏传感器152，栅格151优选为矩形栅格，包括多个格子，其设于检测面，通过其设置的多个格子将检测面划分为多个检测格，每个检测格的尺寸与光敏传感器152的探测面尺寸相适应。其中，每个格子的大小可以相同，也可以不同，其可以是规则排列，也可以是不规则排列，此处不做限制。光敏传感器152检测的返回光的信息至少包括返回光的亮度和色坐标中的一种。
50.进一步地，检测组件15还包括移动单元，移动单元与光敏传感器152连接，用于带动光敏传感器152移动。移动单元可以是任何可以带动光敏传感器152移动的机械装置，此处不做限定。
51.请参阅图2，本实施例的目的还在于提供一种激光显示系统，包括上述的返回光检测装置10、光源组件20以及控制组件30。其中，光源组件20包括激光光源21和输出光纤22，控制组件30与激光光源21连接，用于对激光光源21进行控制。激光光源21可以为三基色半导体激光模组，用于产生三色激光。返回光光纤11与输出光纤22集成，激光光源21的输出光通过输出光纤22传导，激光光源21的返回光通过返回光光纤11传导。检测组件15的光敏传感器152与控制组件30连接。
52.激光显示系统在工作过程中，控制组件30控制光源组件20工作，光源组件20产生激光，光源组件20的输出光通过输出光纤传导，光源组件20的返回光通过返回光光纤11进行传导，通过散射器12将返回光的发散角扩大，再通过匀光器13将返回光混合均匀形成混合白光，再通过透镜组件14将混合均匀的返回光在检测面上成像，设置于该检测面的检测组件15对返回光进行检测，以获取返回光的信息。
53.栅格151优选为矩形栅格，矩形栅格将方形的检测平面划分为大小相等的九宫格，光敏传感器152为as73211xyz颜色传感器，检测的信息包括返回光的亮度信息。在进行检测时，移动单元带动光敏传感器152移动至每个检测格中心进行探测，获取每个格子的亮度信息并将亮度信息(亮度信息为xyz色度系统中的xyz值)传递至控制组件30，控制组件30优选为stm32f207单片机，将各个检测格的亮度信息取平均值作为混合白光的最终亮度信息，控制组件30根据实时获取的亮度信息对光源组件20进行控制，以确保激光光源21产生的激光满足要求，保证画面质量。
54.本实施例提供的激光显示系统的有益效果至少在于：本实施例通过在激光显示系统中设置返回光检测装置10，一方面，由于返回光与光源组件20的输出光在光通量、色坐标指标上具有一致性，通过对返回光进行检测，避免了对输出光进行分光，在不影响输出光功率的情况下，达到检测输出光各项指标的目的，有效保障了控制组件30根据检测结果实时
对激光光源进行调整，确保显示效果；另一方面，由于不需要对输出光进行分光，从而不用设置分光装置，使得整体结构更加简单，便于安装。不仅如此，返回光可以通过返回光光纤11传导出，从而降低了返回光对光源组件20的影响，有利于提高光源组件20的稳定性。
55.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。