激光散斑抑制系统

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产品说明
  • 通过改变光源的入射角度来抑制激光投影显示中因光源相干性产生的激光散斑
  • 由双通道信号发生器控制MEMS扫描镜的扫描频率与驱动电压,便于观察扫描角度的改变对散斑抑制效果的影响
  • 可直接对比经过MEMS扫描镜出射的光束与激光模组出射的光束在投影显示中图像质量的差异

     LBTEK的激光散斑抑制系统主要由激光模块、分束模块、扫描模块、光纤模块、散射模块和CMOS相机模块组成: 1)激光器输出的激光经过线偏振片衰减后,由反射镜调节入射至非偏振分束立方的角度; 2)光束经非偏振分束立方分束,一部分光束入射至MEMS微扫描镜进行散斑抑制,另一部分光束作为参考光; 3)调节双通道信号发生器输出的频率及幅值,控制扫描镜扫描出射稳定的方形Lissajous图形; 4)将扫描镜出射的光束聚焦耦合进入光纤之中,对扫描模块出射的光束进行整形,使出射光能量分布均匀,选择数值孔径较大的多模光纤可提高耦合效率; 5)两路光束分别经过磨砂玻璃散射片与分辨率靶后成像,散射距离会影响散斑颗粒的尺寸; 6)调节透镜位置,使得在CMOS感光面成清晰像,将相机快门时间调节至30 ms左右,对比观察采集图像的散斑情况。

示意图

 

模块

核心参数

元件型号

规格

数量

光源模块

1,激光模组,安装于SM1外螺纹夹持器;
532nm+/-5nm
自由空间输出,半导体固体激光器
输出光功率50mW
工作温度范围25
功率稳定性≤1%1 min),≤2%8 hour
工作电压6V

2,线偏振片,400 nm-700 nm,消光比5000:1@532 nm,调节激光器能量;

3,反射镜,光路偏转 

 

LM15-532

532 nm,最大光功率50 mW

1

TAD-15

转接件,SM1外螺纹,夹持直径 15 mm圆柱体

1

OP-50

不锈钢接杆,直径 12.7 mm,顶部M4 ×12螺柱,底部M6螺纹孔,L=50 mm

2

LPH-50

连体式接杆支架,夹持直径 12.7 mm接杆,叉块可360°旋转,底部磁性底座,H=50 mm

2

OPM-12.5BS

紧凑型 30 mm同轴安装板,42 mm × 42 mm × 12.5 mm,带双卡环,安装直径 25.4 mm光学元件

1

FLP20-VIS

薄膜偏振片,通光孔径 21.5 mm,安装于外径 25.4 mm的机械卡环中,工作波长 400 nm  700 nm

1

CRM-1AS

紧凑型旋转调整架,42 mm × 42 mm × 15.9 mm,带SM1螺纹

1

MOP-150-P4

Ø6 mm接杆,长度 150 mm,一包四根

1

PM10-AG

金属膜平面反射镜,Borofloat,直径 25.4 mm,银膜 450 nm-20.0 μm,带二氧化硅保护层

1

RAMC-1B

直角光学调整架,光壁孔安装同轴接杆,适用安装直径 25.4 mm最小厚度 3 mm光学元件

1

分束模块

非偏振分束立方,400 nm-700 nm,分光比50:50,安装于30 mm同轴立方体安装座中

MBS1455-A

非偏振分束立方,N-BK7L=25.4 mm,分光比 5050 (R T),增透膜 400 nm-700 nm,安装于 30 mm同轴立方体安装座中

1

MOP-250-P4

Ø6 mm接杆,长度 250 mm,一包四根

1

OP-50

不锈钢接杆,直径 12.7 mm,顶部M4 × 12螺柱,底部M6螺纹孔,L=50 mm

1

LPH-50

连体式接杆支架,夹持直径 12.7 mm接杆,叉块可360°旋转,底部磁性底座,H=50 mm

1

MOP-100-P4

Ø6 mm接杆,长度 100 mm,一包四根

2

散射模块

1,散射片,220

2,分辨率测试靶

 

DW110-220

磨砂玻璃散射片,N-BK7,直径 25.4 mm220砂,未镀膜

2

RB-N

分辨率测试靶,USAF1951,直径25.4 mm,负测试靶,适合背照和高亮照明应用

2

OPM-9BS

紧凑型 30 mm同轴安装板,42 mm × 42 mm × 9 mm,带双卡环,安装直径 25.4 mm光学元件

2

MFLF1CA

30 mm磁性快拆同轴板,兼容 30 mm同轴系统,底部中心带有M4螺纹安装孔

2

扫描模块

1,平凸透镜,f=25.4 mm,聚焦光束进入光纤模块

2,电磁驱动微扫描镜,电磁驱动二维扫描,快轴谐振频率1.2-1.3 kHz,慢轴谐振频率160-180 Hz,扫描角度30°×20°

3,双通道函数发生器控制微扫描镜的谐振扫描频率与扫描电压

EM-MSM-5-1.2K-KIT

电磁驱动微扫描镜,二维扫描,镜面直径5 mm,快轴谐振频率1.2-1.3 kHz,兼容30 mm同轴系统

1

AFG1022

函数发生器,带宽 25 MHz,双通道,带数据线

1

MCX10606-A

平凸透镜,N-BK7,直径 25.4 mm,焦距 25.4 mm,增透膜 400 nm-700 nm,安装于SM1标准透镜套筒中

1

TXY1

位移调节架,XY方向 ±1.0 mm行程,适用安装直径 25.4 mm光学元件,附带1个SM1R卡环,兼容 30 mm同轴系统

1

MOP-500-P4

Ø6 mm接杆,长度 500 mm,一包四根

 1

LPH-50

连体式接杆支架,夹持直径 12.7 mm接杆,叉块可360°旋转,底部磁性底座,H=50 mm

1

OP-50

Ø12.7 mm接杆,顶部M4 × 12螺柱,底部M6螺纹孔,L=50 mm

1

光纤模块

1400 nm-700 nm多模光纤,L=0.5 m

2,光纤法兰,FC/PC接头

3,对扫描模块出射的光束进行整形,使出射光能量分布均匀

MMF1500

多模光纤跳线,护套外径 3.0 mmL=0.5 m,波长范围 400 nm-700 nmFC/PC

1

SM1E-FPC

光纤法兰,SM1外螺纹,FC/PC连接头

2

OPM-9BS

紧凑型 30 mm同轴安装板,42 mm × 42 mm × 9 mm,带双卡环,安装直径 25.4 mm光学元件

2

LPH-50

连体式接杆支架,夹持直径 12.7 mm接杆,叉块可360°旋转,底部磁性底座,H=50 mm

2

OP-50

Ø12.7 mm接杆,顶部M4 × 12螺柱,底部M6螺纹孔,L=50 mm

2

CMOS相机模块

1CMOS黑白相机
2
USB2.0数据传输接口
3
,有效像素500万,像元尺寸2.2 um×2.2 um
4
,平凸透镜,f=25.4 mm,调节图像大小

MCX10609-A

平凸透镜,N-BK7,直径 25.4 mm,焦距 40.0 mm,增透膜 400 nm-700 nm,安装于SM1标准透镜套筒中

2

TXY1

CMOS相机,USB2.0数据传输接口,有效像素500万,像元尺寸2.2 um×2.2 um,黑白传感器

2

MV-UBS500M-T

CMOS相机,USB2.0数据传输接口,有效像素500万,像元尺寸2.2 um×2.2 um,黑白传感器

2

LPH-50

连体式接杆支架,夹持直径 12.7 mm接杆,叉块可360°旋转,底部磁性底座,H=50 mm

2

OP-50

Ø12.7 mm接杆,顶部M4 × 12螺柱,底部M6螺纹孔,L=50 mm

2

SM1-CC

螺纹转接件,SM1外螺纹和C外螺纹

2

CRM-1AS

旋转调整架,兼容 30 mm同轴系统,附带一个SM1R卡环安装直径 25.4 mm光学元件

2

光路调试工具

用于光路高度,光路水平,光路准直调节

OWR-1A

卡槽式卡环扳手,适用SM1螺纹规格卡环

1

CT-1

30 mm同轴系统对准板,带直径 0.9 mm通孔

1

LSSM1

激光安全遮光板,200 mm×75 mm,底部带磁铁,含提起把手,M6安装槽

1

SSB-M6

12格装M6螺丝套件

1

PG-1

激光防护镜,532nm

1

09101CH

内六扳手炫彩球头9件装

1

面包板及把手

面包板450×600 mm,双把手

MBB-4560

标准光学面包板,尺寸 450 mm×600 mm×12.7 mm,M6螺纹贯穿孔

1

MBBH1

面包板把手,两个装

1

AVF25

面包板底座

1

安装服务可选(选配)

工程师上门安装调试+培训

 

 

 

激光散斑抑制系统

一、背景介绍

       激光是一种人造光源,与普通光源相比具有方向性强、亮度高、单色性和相干性好等特性,在显示领域中有很大的优势。然而,激光的高相干性也使其经粗糙表面漫反射或透射之后会形成散斑,散斑在图像显示中作为噪声信号出现,影响观察者从图像中提取有效信息。因此,激光散斑成为激光显示技术领域必须要解决的问题之一。

二、激光散斑形成的原理

       相对于波长在380 nm-760 nm的可见光,物体表面可以看作是由大量无规则分布的小面元组成。当激光入射到物体表面时,各散射面元给入射光附加产生不同的位相。经由表面不同面元透射或反射的子光束在空间相遇时发生干涉。由于各面元彼此无关且数量很大,随着空间点的改变,干涉光强无规则的急剧变化,从而形成具有无规则分布的颗粒状结构的斑纹结构,如图1所示为自由空间传播时,激光照射在粗糙物体表面时反射光干涉形成散斑的原理图。如图2所示,在成像系统中,经过一些面元的光线在同一像点处叠加干涉,形成的像面散斑,影响成像质量。

图1 自由传播散斑形成原理图

图2 成像系统散斑形成原理图

       显示图像散斑的严重程度我们一般通过散斑对比度来表示,散斑对比度C可以写作如下:

表示图片上强度的标准差,表示图片上强度的平均值。对于公式而言,只有图片亮度均匀的时候才适用,散斑对比度C的取值范围是0-1。散斑对比度的值越大,散斑现象越严重;反之,散斑现象越弱。

三、激光散斑抑制的方法介绍

       散斑的本质是一种随机的相干叠加,可以通过降低光源相干性,或将多幅独立非相关的散斑图样进行动态叠加,来实现对于散斑的抑制。具体的方法有:

3.1 加大光源的线宽,降低光源的时间相干性来抑制散斑,适当的调节光源的线宽可以使激光既保持颜色的优异特性,又能达到抑制散斑的效果;

3.2 由于人眼或是摄像器件的积分效应,可在光路中加入DOE元件并振动DOE元件或振动投影屏幕,通过时间平均来抑制视觉散斑;

3.3 将光源通过多模光纤,振动多模光纤造成模式混乱,由多种混乱的模式形成多套散斑的平均;

3.4 由超声波产生动态的折射率光栅,光经过该结构形成动态的衍射光斑,从而产生动态的散斑图样,通过动态的散斑平均来抑制散斑;

3.5 将激光器出射的光源分束,形成多个不相干的子束,再合束作为光源。

       本系统采用电磁驱动微扫描镜进行二维扫描,改变入射到屏幕上的照明方向使散斑图样发生变化,在强度基础上叠加这些散斑图样,实现观察图像中散斑的抑制。MEMS微镜的运动方式包括平动和扭转两种机械运动。主要功能是实现激光的指向偏转、图形化扫描。当其开始工作时,入射光开始扫描,其出射的被扫描的光束都可以看作是一个虚拟光源。通过改变MEMS扫描镜扫描角度,来改变光源的发光角度。由于人眼或是摄像器件的积分效应,通过时间平均来抑制散斑视觉。

四、电磁驱动微扫描镜的介绍

       电磁驱动微扫描镜(EM-MSM)是一种矢量扫描设备,能使入射光按照特定的方式和时间来发生反射,从而实现扫描成像。传统的光学扫描镜体积大、成本高且多为散装。相较于传统扫描镜,电磁驱动微扫描镜由于其可靠性高、小型化和重量轻等优点,得以在激光显示、激光雷达、激光散斑抑制等领域应用。详细相关介绍可点击电磁驱动微扫描镜详情页内的技术说明。

五、效果对比

图3 经过激光散斑抑制系统前后效果

       图3为经过激光散斑抑制系统后CMOS相机所拍摄的图片,可以明显的观察到右图的图像边缘更为平滑,图像更为清晰,可以从中获取更多的有效信息。

 

 

CMOS相机软件的百度网盘下载链接:点击下载 提取码: n5uh

 

 

激光散斑抑制系统
  • 激光波长:532 nm
  • 系统大小:可安装于45 cm×60 cm便携式光学面包板上
  • MEMS扫描镜的扫描角度范围为30°×20°
  • CMOS黑白相机,2592×1944像素,单像素大小2.2 um×2.2 um

LBTEK 基于角度多样性的激光散斑抑制系统为零部件发货,包含系统部件、系统安装工具、CMOS相机安装软件和详细的产品手册。用户可以根据产品手册中的系统安装步骤自行安装使用,也可以自由选择工程师上门安装服务。

散斑抑制效果对比
产品型号 描述 对比 单价 发货日期 购物车
LSR-V1 激光散斑抑制系统,基于角度多样性,实现激光散斑抑制
¥52214 3周
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LSR-SC 激光散斑抑制系统安装服务费用(选配)
¥5000 1周
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电磁驱动微扫描镜套件
  • 大光学转角
  • 对称式扫描
  • 电磁驱动微扫描镜套件包括微扫描镜主体、外壳、驱动转接板

LBTEK所提供的电磁驱动微扫描镜,主体部分由反射镜、永久磁铁(汝铁硼磁铁)和绕闸线圈三部分组成,反射镜采用半导体加工工艺(光刻和刻蚀),在硅片基底上进行镀金,最终裂片得到。微扫描镜底部粘有永久磁铁,通过绕闸线圈的电磁感应现象,和永久磁铁间产生排斥力和吸引力,线圈产生的磁场的极性恰好相反且交替变化,产生方向相反的转矩。两组线圈所加的电流相互独立,从而实现二维扫描。
LBTEK电磁驱动微扫描镜套件包括微扫描镜主体、外壳和驱动转接板三部分。微扫描镜通过4个M2×8螺丝呈45°安装于机械外壳内部,镜面中心与入射口的中心等高。机械外壳兼容30 mm同轴系统,底部带M4螺纹孔,可与光学接杆连接。

电磁驱动微扫描镜应用于30 mm同轴系统
产品型号 工作波长 镜面直径 扫描角度 对比 单价 发货日期 购物车
EM-MSM-5-1.2K-KIT 800 nm-20 um 5 mm 30°×20°
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