[發(fā)明專利]用來降低顯示器系統(tǒng)里散斑效應的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110055704.5
• 申請日: 2011-03-09
• 公開（公告）號: CN102207634A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設計）人: 陳奕泉;馮耀軍;李致淳;陳浩然
• 申請（專利權(quán)）人: 香港應用科技研究院有限公司
• 主分類號: G02B27/48
• 分類號: G02B27/48;G02B26/08
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明通常涉及一個投影數(shù)字圖像的裝置，特別涉及一種去散斑(de-speckling)裝置和方法，其能夠降低或去除激光投影儀形成圖像里的散斑(speckle)。

【背景技術(shù)】

我們總是在接收視覺信息，如看電影。如今，由于消費電子如數(shù)碼相機的易用性，產(chǎn)生了大量的視覺信息。類似地，對于我們從中接收視覺信息的顯示器，也有大量的需求。顯示器技術(shù)的發(fā)展異常迅速，而且出現(xiàn)越來越多的顯示圖像的不同方法，如陰極射線管(CRT)顯示器、液晶裝置(LCD)顯示器、發(fā)光二極管(LED)顯示器、有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器、平視顯示器(HUD)、激光掃描投影(LSP)顯示器和投影儀。在本發(fā)明里，無論何時提到圖像，同樣也適用于被稱為視頻的動態(tài)圖像。

人類視覺對噪聲很敏感，因而一個無噪聲的高質(zhì)量圖像是非常令人期待的。有一種噪聲被稱為散斑(speckle)，對具有相干光源(coherent?lightsource)的顯示器，如在使用激光的顯示器中，如HUD、或LSP顯示器，這類型的散斑噪聲是很常見的。例如，在激光為光源的投影儀的例子里，投影到屏幕上的圖像里將出現(xiàn)散斑，因為激光被如圖1所示的屏幕表面反射。當與可視光波長比較時，任何屏幕的表面都可以看作是粗糙的，因此發(fā)生散射。從屏幕表面上的各個獨立散射區(qū)域到達觀察者眼睛的反射光線有相對相位差(relative?phase?difference)，并互相干擾，產(chǎn)生顆粒狀亮暗圖案，稱為散斑。

已經(jīng)有多種方法通過破壞激光束的相干性以降低散斑。如果破壞了激光束的相干性，散斑被平均，因為散斑效應不再有關(guān)。對N個獨立的散斑，降低系數(shù)可以通過以下等式(1)來計算：

R=N---(1)]]>

這些方法包括提供角度分集、波長分集、偏振分集或基于屏幕的解決方案。如Joseph?W.Goodman在“光學散斑現(xiàn)象：理論和應用”(Englewood，Colo.：Roberts?&?Co.，@2007)里所討論的，之前已經(jīng)嘗試提供各種去斑的解決方案。在業(yè)界，一些方法已經(jīng)成為習慣做法，如：

(1)使用幾個激光作為照明光源；

(2)從不同角度照明光源；

(3)照明時產(chǎn)生波長分集；

(4)使用不同偏振狀態(tài)的激光；

(5)使用一個專門設計的屏幕來最小化產(chǎn)生散斑，如活動屏幕；和

(6)使用一個旋轉(zhuǎn)漫射器。

這些用來降低散斑的解決方案各有其優(yōu)缺點。有些需要額外部件，如將在系統(tǒng)里提供一個漫射器，這會使系統(tǒng)小型化面臨挑戰(zhàn)，例如，為了減少散斑，漫射器將引導漫射的激光到一個擺動鏡，如在美國專利4,155,630標題為“通過隨機空間相位調(diào)制來消除散斑”里所述，或者如在美國專利5,313,479標題為“使用相干光線的無散斑顯示器系統(tǒng)”里所述的一個旋轉(zhuǎn)漫射器。

使用額外部件還可能進一步加大將散斑降低方案集成到現(xiàn)有系統(tǒng)的難度，而且有些甚至需要外部的致動器，這會產(chǎn)生額外的能耗。例如，歐洲專利申請EP1,949,166描述使用致動器電極(actuator?pad)朝向這些致動器電極方向來驅(qū)動一個鋁涂敷的微加工薄膜；鋁涂敷的微加工薄膜使一個平面鏡發(fā)生變形，其使光發(fā)生散射以降低散斑。這個致動機制也限制了平面鏡朝著一個單方向變形。

還有一些解決方案，需要一個活動屏幕，這不僅使圖像不能顯示在任何靜止的屏幕上，而且當屏幕尺寸增大時很難找到一個合適的裝置來移動屏幕。例如，在美國專利5,272,473標題為“降低散斑的顯示器系統(tǒng)”里所描述的換能器(transducer)將很難用于一個大型屏幕，其中換能器需要連接到一個顯示屏幕以產(chǎn)生橫過顯示屏幕的表面聲波。在美國專利6,122,023標題為“無散斑的液晶投影顯示器”里，有另一種類型的活動顯示器，其在顯示器屏幕上提供一層液晶分子，在高于60Hz的頻率上輕微振動。

現(xiàn)有技術(shù)里，仍有需要降低顯示時的散斑。

【發(fā)明概述】