提供減少的散斑偽像的投影裝置制造方法及圖紙

一種用于產生具有減少的散斑偽像的彩色圖像的投影裝置，該裝置包括：至少三個窄帶光源，具有第一、第二和第三可見波段；數字圖像源，提供彩色數字圖像數據；至少一個空間光調制器，響應于彩色數字圖像數據用于使用光形成彩色圖像；投影顯示表面，包括反射第一、第二和第三波段中的入射照明的反射層；以及熒光劑，吸收第一可見波段中的入射光的一部分并發射對應的第一發射可見波段中的光；以及投影透鏡，將彩色圖像投影到投影顯示表面上；其中，來自投影顯示表面的回光包含第一入射可見波段和第一發射可見波段兩者中的光，從而減少了散斑偽像。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術一般涉及數字圖像投影，更具體地涉及一種具有包含熒光材料以減少被顯示圖像中的散斑噪聲的投影屏幕的激光投影機。激光照明顯示了提高數字投影裝置的色域和實現數字投影裝置所需亮度水平的一些前景，數字投影裝置包括能夠提供電影品質成像的數字投影機和提供便攜式投影以更容易地共享圖像的微型投影機。然而，使用窄帶光源的投影系統的一個公認的問題涉及散斑。散斑是光波長的量級的由光學表面的隨機粗糙度引起的小尺度的空間變化的強度起伏。激光的增加的相干性在投影系統中引入顯著影響，其中，在該投影系統中，粗糙度產生互相干擾的隨機相位子源。該隨機強度起伏降低了圖像的有效質量，尤其是在較高頻率基本產生使細節模糊的“閃光效應(shimmer effect)”，但也產生是真正偽像的強度清晰度。許多研究人員詳細研究了散斑現象，并且知識的全面總結已由JosephGoodman在《光學中的散斑現象理論和應用》(“Speckle Phenomena in Optics, Theory andApplication”)(科羅拉多州格林伍德村，羅伯茨和公司出版商(Robertsand CompanyPublishers, Greenwood Village, CO), 2007)一書中公開。Goodman 提出全巾貞顯不應當具有如下散斑水平強度變化的標準偏差小于調制設備的強度分辨率的最低有效位的幅度。對于數字電影應用，12比特的強度分辨率和約2000:1的對比率是常見的。其他電影標準傾向于表明散斑“應當不可見”的不同的標準，這可定量假設具有相當于白光投影機在通用屏幕上的散斑水平的散斑水平。散斑噪聲可按照散斑對比度C被量化，C按百分比給出如下其中，Istd是關于平均強度I_n的強度起伏的標準偏差。充分顯影的散斑的散斑對比度是100%。散斑降低了成像系統分辨小空間細節的能力并且在圖像中產生可高度視覺干擾的噪聲水平。在最壞的情況下，沒有某些形式的校正，散斑可能是十分令人反感的，以致相干照明不適合用于顯示目的。已存在很多用于降低在成像顯示中的散斑效應的可見度的方法。用于散斑減少的傳統策略包括修改照明的空間或時間相干性、將多個不相關的散斑圖案互相疊加、或更改它的偏振狀態。一種方法提供了顯示屏幕的振動或振蕩運動。隨著振蕩超過閾值速度，感知到的散斑可被顯著減少。其他方法包括展寬激光照明的光譜線寬度和通過使用靜態擴散器和振蕩擴散器或振蕩纖維或通過振動照明或成像光的路徑中各種光學組件來降低空間相干性。Goodman已表征一些常用方法來減少顯不應用中的散斑
技術介紹
I.引入偏振多樣性；2.引入移動屏幕；3.引入使散斑生成最少的專門設計的屏幕；4.針對每種顏色，展寬源的光譜或使用略微不同頻率的多個激光器，從而實現照明中的波長多樣性；5.針對每種顏色，使用空間上分離的多個獨立的激光器，從而實現照明中的角度多樣性；6.與眼睛的分辨率相比,超裕度設計(overdesign)投影光學器件；7.將具有隨機相位單元的變化擴散器成像到屏幕上；以及8.將具有確定性或正交相位編碼的變化擴散器成像到屏幕上。這些方法中的每一個具有一些好處和負面屬性。它們中的一些很好地應用于高端數字電影投影，而其他的則不然。此外，在很多情況下單一方法可能不夠有效以將散斑減少到可接受的閾值。例如，由于需要偏振調制光或產生立體成像的任何投影機不允許不純的狀態到達觀看者，因此偏振多樣性在許多情況下是不需要的。能夠使屏幕抖動的專門設計的屏幕可能有效，然而，它們需要顯著修改演出地點，這是不符合需要的。由于設備大而且昂貴，大屏幕尤其難以修改以使屏幕能夠抖動。光源的光譜展寬能夠充分地降低散斑的水平，然而，由于產生顯示應用所需的可見固態源的許多方法使用將波長控制在約Inm的倍頻晶體，因此這可能在激光器制備中難以控制。多個獨立的激光器可能是一個很好的方法，但是取決于用于控制散斑的元件的數量。由于1000流明的投影機需要和10，000流明的投影機一樣無散斑，但是其源的數量可能是10，000流明的投影機的10倍，因此這不能在從低照度水平(low-light-level)到高照度水平(high-light-level)投影系統的整個范圍上很好的工作。例如，在Mooradian等人的文章“高功率擴展的垂直腔表面發射二極管激光器和陣列及它們的應用(High power extended vertical cavity surface emitting diodelasers andarrays and their applications)，，(《微光學會議》，日本東京，2005 (Micro-OpticsConference, Tokyo, Japan, 2005))中公開了當使用Novalux擴展腔表面發射激光器(NECSELS)時改善的散斑性能。在該情況下30至40個獨立的(互相不相干的)發射器將散斑減少至百分之幾(several percent)。當通過較大數量的發射器來減少散斑時,它不總是被減少至嚴格的數字電影要求所要求的白光水平。在Mooradian等人的題為“投影顯示裝置、系統和方法(Projectiondisplay apparatus, system, and method)”的美國專利7，296, 897中公開了單獨的和組合的技術以減少類似于Goodman所述的那些的激光散斑。第一，增加相對于彼此基本不相干的激光器的數量。第二，可使用光譜展寬的激光。(在Manni等人的美國專利6，975，294中也描述了該技術。)第三，在陣列中的單獨的激光器可被設計成按照多個頻率、相位和方向(角度)分布工作。最后，光學兀件可被用于擾亂方向、相位和偏振信息。如前所述，增加激光器的數量在減少散斑方面是有效的，然而該效果是不完整的。所描述的附加的方法一般是難以實現的、昂貴的或光學上不合乎需要的。Govorkov等人的題為“激光照明的投影顯示器(Laser illuminatedprojectiondisplays)”的美國專利7，244，028描述了使用傳遞至掃描裝置的至少一個激光器在時間上增加到透鏡里的激光光束發散度，該透鏡將光傳遞到照明空間光調制器的光束均勻器。當與具有至少一個特征以進一步減少散斑的屏幕相結合時，這將激光散斑減少至可接受的水平。時間上改變激光光束發散度一般是減少散斑的好方法，然而，這也需要修改屏幕以徹底減少散斑。這是一般投影目的所不需要的。Ji等人的題為“用于減少使用激光器的顯示器中的圖像質量退化的設備(Devicefor reducing deterioration of image quality in display using laser)，，的美國專利7，116，017描述了由在激光器和屏幕之間的光路中的振動鏡組成的特定設備。單獨這樣不能將散斑減少至可接受的水平。Roddy等人的題為“使用多波長多普勒頻移光束的散斑抑制激光投影系統(Speckle suppressed laser projection system usingamulti-wavelength Doppler shifted beam)”的共同轉讓的美國專利6，445，487描述了使用激光的頻率調制協同在時間上角度地偏離本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·A·馬克斯，B·D·西爾弗斯坦，A·F·庫爾茨，
申請(專利權)人：伊斯曼柯達公司，
類型：
國別省市：