激光光斑消除装置及其操作方法与流程

1.本公开涉及一种激光光斑消除装置。


背景技术：

2.应用激光作为投影机的光源已成为业界发展趋势。然而，由于激光具有高准直性、偏振以及单一波长等特性。导致激光光源具有光斑问题。
3.在现有技术中，激光光路一般通过消除光斑(despeckle)元件破坏同调性。然而，激光通过消除光斑元件一次之后，投影机投影画面的光斑减轻程度较小。若要使激光通过多个光斑消除元件，则会增加成本，并使激光投影机体积增加。
4.有鉴于此，如何在不增加成本的状况下，提供一种可多次破坏激光的同调性的激光光斑消除装置，仍是目前业界亟需研究的目标之一。


技术实现要素：

5.本公开的一技术实施方式为一种激光光斑消除装置。
6.在本公开一实施例中，激光光斑消除装置包含光源、光斑消除元件以及复数个光路传输模块。光源配置以发出激光。光斑消除元件设置于激光的光轴上。光路传输模块交错地设置在光斑消除元件的相对两侧。
7.在本公开一实施例中，光斑消除元件为扩散片。
8.在本公开一实施例中，激光光斑消除装置还包含致动器，配置以震动光斑消除元件。
9.在本公开一实施例中，致动器配置以平移光斑消除元件。
10.在本公开一实施例中，致动器配置以倾斜光斑消除元件。
11.在本公开一实施例中，激光光斑消除装置还包含轮轴，配置以旋转光斑消除元件。
12.在本公开一实施例中，光路传输模块包含反射镜及透镜。
13.在本公开一实施例中，光路传输模块包含曲面反射镜。
14.在本公开一实施例中，光路传输模块包含光纤。
15.本公开的另一技术实施方式为一种激光光斑消除装置的操作方法。
16.在本公开一实施例中，激光光斑消除装置的操作方法包含通过光源发出第一激光；使第一激光通过光斑消除元件以产生第二激光；以及通过光路传输模块传输第二激光以再次通过光斑消除元件。
17.在本公开一实施例中，激光光斑消除装置的操作方法还包含通过致动器震动或旋转光斑消除元件。
18.在本公开一实施例中，激光光斑消除装置的操作方法还包含通过轮轴旋转光斑消除元件。
19.在本公开一实施例中，光路传输模块包含反射镜及透镜，操作方法还包含通过反射镜及透镜聚焦并传输通过光斑消除元件的第二激光，使第二激光朝向光斑消除元件行
进。
20.在本公开一实施例中，光路传输模块包含曲面反射镜，操作方法还包含通过曲面反射镜聚焦并传输通过光斑消除元件的第二激光，使第二激光朝向光斑消除元件行进。
21.在本公开一实施例中，光路传输模块包含光纤，操作方法还包含通过光纤聚焦并传输通过光斑消除元件的第二激光，使第二激光朝向光斑消除元件行进。
22.在上述实施例中，综上所述，本公开的激光光斑消除装置可使来自光源的激光多次通过单一个光斑消除元件达到多次降低同调性的技术效果。如此一来，可减少设置光斑消除元件的成本，并减少激光投影机的光斑问题。
附图说明
23.图1为根据本公开一实施例的激光光斑消除装置的示意图。
24.图2为根据本公开另一实施例的激光光斑消除装置的示意图。
25.图3为根据本公开另一实施例的激光光斑消除装置的示意图。
26.图4为根据本公开另一实施例的激光光斑消除装置的示意图。
27.图5为图1的激光光斑消除装置的局部示意图。
28.图6为根据本公开另一实施例的激光光斑消除装置的局部示意图。
29.图7为根据本公开另一实施例的激光光斑消除装置的局部示意图。
30.图8为根据本公开另一实施例的激光光斑消除装置的局部示意图。
31.图9为根据本公开另一实施例的激光光斑消除装置的局部示意图。
32.附图标记说明：
33.100,200,300,400,500,600,700,800：激光光斑消除装置
34.110：光源
35.120,220,320,420：光斑消除元件
36.130,530,630,730,830：光路传输模块
37.132,134：反射镜
38.136,536,538：凸透镜
39.222,322,422：扩散片
40.224,324：致动器
41.424：轮轴
42.732,734：曲面反射镜
43.832：光纤
44.8322,8324：末端
45.l：激光
46.l1：第一激光
47.l2：第二激光
48.l3：第三激光
49.l4：第四激光
50.d1：第一方向
51.d2：第二方向
52.r1,r2：轴心
53.c：中心位置
54.i：倾斜位置
55.p1,p2：位置
具体实施方式
56.以下将以附图公开本发明的复数个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式示出之。且为了清楚起见，附图中的层和区域的厚度可能被夸大，并且在附图的描述中相同的元件符号表示相同的元件。
57.图1为根据本公开一实施例的激光光斑消除装置100的示意图。激光光斑消除装置100包含光源110、光斑消除元件120以及复数个光路传输模块130。光源110配置以发出激光l。光斑消除元件120设置于激光l的光轴上。光路传输模块130配置以传输激光l，以使激光l朝向光斑消除元件120行进，并使激光l多次通过光斑消除元件120。光路传输模块130位在光斑消除元件120的相对两侧。光路传输模块130在第一方向d1上交错排列，使激光l按序通过光路传输模块130多次朝向光斑消除元件120行进。借此使激光l多次穿过光斑消除元件120以达到去同调性的效果。激光光斑消除装置100可应用在激光投影机中，借此减少激光投影机显示画面出现光斑(speckle)的问题。
58.如图1所示，激光光斑消除装置100通过光源110发出沿着第二方向d2行进的第一激光l1。第一激光l1通过光斑消除元件120以产生第二激光l2。接着，再通过光路传输模块130a汇聚并传输第二激光l2以再次通过光斑消除元件120。沿着第二方向d2行进的第二激光l2经由光路传输模块130a汇聚并传输而朝向第二方向d2的反方向行进。第二激光l2通过光斑消除元件120后产生第三激光l3。
59.在本实施例中，光斑消除元件120为扩散片。扩散片可为棱镜结构、或是表面具有网点图案的结构、或是埋设颗粒的导光材料。光斑消除元件120可使入射光线产生散射或漫射以破坏入射光线的同调性。也就是说，准直的第一激光l1经过光斑消除元件120后，部分光线被散射或漫射而朝向不同方向行进。换句话说，经过光斑消除元件120一次的第二激光l2比第一激光l1具有较低的同调性，且经过光斑消除元件120两次的第三激光l3比第二激光l2具有较低的同调性。
60.第三激光l3可接续地通过另一光路传输模块130b汇聚并传输而通过光斑消除元件120。借此，第三激光l3的同调性可再度通过光斑消除元件120而降低，并产生第四激光l4。接续地，可按序再通过其他光路传输模块130而多次地降低第四激光l4的同调性。
61.根据上述可知，本公开的激光光斑消除装置100可使来自光源110的激光l多次通过单一个光斑消除元件120达到多次降低同调性的技术效果。如此一来，可减少设置光斑消除元件120的成本。此外，若采用多个光斑消除元件120的设计(例如沿第二方向d2排列多个光斑消除元件120)，还需考虑到通过光斑消除元件120后的光线需要传播一段距离以增加发散角度的需求。如此一来，会造成每个光斑消除元件120之间须保留一段距离，导致激光光斑消除装置体积增加。本公开的激光光斑消除装置100通过光路传输模块130多次传输激
光l朝向单一的光斑消除元件120，即可达到多次破坏激光l同调性的技术效果，借此减少激光投影机的光斑问题。
62.图2为根据本公开另一实施例的激光光斑消除装置200的示意图。激光光斑消除装置200与图1所示的激光光斑消除装置100大致相同，其差异在于激光光斑消除装置200的光斑消除元件220包含扩散片222与致动器224。致动器224可配置以震动扩散片222。在本实施例中，致动器224可装设在光斑消除元件220的一边缘，使光斑消除元件220倾斜。举例来说，光斑消除元件220可沿着图中的轴心r1自中心位置c旋转而倾斜，接着在旋转回到中心位置c。如此一来，可使得激光l在每次经过光斑消除元件220时被散射或漫射而朝向不同方向行进的几率增加。
63.在本实施例中，以激光l总共经过光斑消除元件220两次为例。如图2所示，第一激光l1经过光斑消除元件220时，光斑消除元件220是位在中心位置c。第二激光l2经由光路传输模块130传输并经过光斑消除元件220时，光斑消除元件220可以是位在倾斜位置i。在其他实施例中，光斑消除元件220也可以是在中心位置c的两侧来回倾斜。因此，通过搭配致动器224与扩散片222可进一步增加破坏换激光l同调性的效果。激光光斑消除装置200还具有与激光光斑消除装置100相同的技术技术效果，于此不再赘述。
64.图3为根据本公开另一实施例的激光光斑消除装置300的示意图。激光光斑消除装置300与图2所示的激光光斑消除装置200大致相同，其差异在于激光光斑消除装置300的光斑消除元件320包含扩散片322与致动器324。致动器324是配置以平移扩散片322。如图3所示，致动器324可使扩散片322在垂直于第二方向d2的平面上移动，例如自位置p1移动到位置p2。如此一来，可使得激光l在每次经过扩散片322时被散射或漫射而朝向不同方向行进的几率增加。此外，在垂直于第二方向d2的平面上移动并不会影响激光l在光轴方向(即第二方向d2)上的聚焦位置，因此可避免影响光路的精确度。因此，通过搭配致动器324与扩散片322可进一步增加破坏激光l同调性的效果。激光光斑消除装置300还具有与激光光斑消除装置200相同的技术技术效果，于此不再赘述。
65.图4为根据本公开另一实施例的激光光斑消除装置400的示意图。激光光斑消除装置400与图1所示的激光光斑消除装置100大致相同，其差异在于激光光斑消除装置400的光斑消除元件420还包含一轮轴424。轮轴424设置在扩散片422的中心，且轮轴424配置以沿着轴心r2旋转扩散片422。轴心r2的方向是平行于第二方向d2。如此一来，可使得激光l在每次经过扩散片422时被散射或漫射而朝向不同方向行进的几率增加。因此，通过搭配轮轴424与扩散片422可进一步增加破坏激光l同调性的效果。激光光斑消除装置400还具有与激光光斑消除装置100相同的技术技术效果，于此不再赘述。
66.图5为图1的激光光斑消除装置100的局部示意图。激光光斑消除装置100的光路传输模块130包含平面反射镜132、平面反射镜134以及位在两平面反射镜132、134之间的凸透镜136。在本实施例中，第二激光l2经由平面反射镜132反射朝向凸透镜136，接着第二激光l2通过凸透镜136汇聚后再通过另一平面反射镜134反射朝向光斑消除元件120。因此，凸透镜136可汇聚第二激光l2，避免第二激光l2在光路传输过程中损耗。通过光斑消除元件120并朝向第二方向d2行进的第二激光l2可通过光路传输模块130而再次通过光斑消除元件120，达到破坏激光l同调性的技术效果。
67.图6为根据本公开另一实施例的激光光斑消除装置500的局部示意图。激光光斑消
除装置500与图5所示的激光光斑消除装置100大致相同，其差异在于激光光斑消除装置500的光路传输模块530包含两个平面反射镜132、134及两个凸透镜536、538。凸透镜536位在光斑消除元件120与平面反射镜132之间。凸透镜538位在光斑消除元件120与平面反射镜134之间。在本实施例中，第二激光l2先经由凸透镜536汇聚后再朝向平面反射镜132行进。平面反射镜132将第二激光l2反射朝向另一平面反射镜134行进。另一平面反射镜134再将第二激光l2反射朝向凸透镜538行进，且第二激光l2经由凸透镜538汇聚后朝向光斑消除元件120。因此，凸透镜536、538可汇聚第二激光l2，避免第二激光l2在光路传输过程中损耗。通过光斑消除元件120并朝向第二方向d2行进的第二激光l2可通过光路传输模块530而再次通过光斑消除元件120，达到破坏激光l同调性的技术效果。此外，激光光斑消除装置500的光斑消除元件120也可以是如图2至图4所示的光斑消除元件220、320、420。
68.图7为根据本公开另一实施例的激光光斑消除装置600的局部示意图。激光光斑消除装置600与图6所示的激光光斑消除装置500大致相同，其差异在于激光光斑消除装置600的光路传输模块630包含如图5所示的平面反射镜132、134、凸透镜136、以及图6所示的凸透镜536、538。换句话说，激光光斑消除装置600的光路传输模块630可通过位在平面反射镜132、134之间的凸透镜136以及位在光斑消除元件120与平面反射镜132、134之间的凸透镜536、538而多次汇聚第二激光l2，避免第二激光l2在光路传输过程中损耗。通过光斑消除元件120并朝向第二方向d2行进的第二激光l2可通过光路传输模块630而再次通过光斑消除元件120，达到破坏激光l同调性的技术效果。此外，激光光斑消除装置600的光斑消除元件120也可以是如图2至图4所示的光斑消除元件220、320、420。
69.图8为根据本公开另一实施例的激光光斑消除装置700的局部示意图。激光光斑消除装置700的光路传输模块730包含曲面反射镜732、734。第二激光l2经由曲面反射镜732汇聚并反射为平行光而朝向另一曲面反射镜734行进。借着曲面反射镜734将第二激光l2汇聚并反射朝向光斑消除元件120。换句话说，曲面反射镜732、734可汇聚第二激光l2，避免第二激光l2在光路传输过程中损耗。通过光斑消除元件120并朝向第二方向d2行进的第二激光l2可通过光路传输模块730而再次通过光斑消除元件120，达到破坏激光l同调性的技术效果。此外，激光光斑消除装置700的光斑消除元件120也可以是如图2至图4所示的光斑消除元件220、320、420。
70.图9为根据本公开另一实施例的激光光斑消除装置800的局部示意图。激光光斑消除装置800的光路传输模块830包含光纤832(optical fiber)。第二激光l2经由光纤832的一末端8322进入后，通过光纤832内部的聚光元件而汇聚并传输至光纤832的另一末端8324。第二激光l2自末端8324朝向光斑消除元件120行进。因此，光纤832可汇聚第二激光l2，避免第二激光l2在光路传输过程中损耗。通过光斑消除元件120并朝向第二方向d2行进的第二激光l2可通过光路传输模块830而再次通过光斑消除元件120，达到破坏激光l同调性的技术效果。此外，激光光斑消除装置800的光斑消除元件120也可以是如图2至图4所示的光斑消除元件220、320、420。
71.综上所述，本公开的激光光斑消除装置可使来自光源的激光多次通过单一个光斑消除元件达到多次降低同调性的技术效果。如此一来，可减少设置光斑消除元件的成本，并减少激光投影机的光斑问题。
72.虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术
人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。