提供减少的散斑伪像的投影装置制造方法及图纸

一种用于产生具有减少的散斑伪像的彩色图像的投影装置，该装置包括：至少三个窄带光源，具有第一、第二和第三可见波段；数字图像源，提供彩色数字图像数据；至少一个空间光调制器，响应于彩色数字图像数据用于使用光形成彩色图像；投影显示表面，包括反射第一、第二和第三波段中的入射照明的反射层；以及荧光剂，吸收第一可见波段中的入射光的一部分并发射对应的第一发射可见波段中的光；以及投影透镜，将彩色图像投影到投影显示表面上；其中，来自投影显示表面的回光包含第一入射可见波段和第一发射可见波段两者中的光，从而减少了散斑伪像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及数字图像投影，更具体地涉及一种具有包含荧光材料以减少被显示图像中的散斑噪声的投影屏幕的激光投影机。激光照明显示了提高数字投影装置的色域和实现数字投影装置所需亮度水平的一些前景，数字投影装置包括能够提供电影品质成像的数字投影机和提供便携式投影以更容易地共享图像的微型投影机。然而，使用窄带光源的投影系统的一个公认的问题涉及散斑。散斑是光波长的量级的由光学表面的随机粗糙度引起的小尺度的空间变化的强度起伏。激光的增加的相干性在投影系统中引入显著影响，其中，在该投影系统中，粗糙度产生互相干扰的随机相位子源。该随机强度起伏降低了图像的有效质量，尤其是在较高频率基本产生使细节模糊的“闪光效应(shimmer effect)”，但也产生是真正伪像的强度清晰度。许多研究人员详细研究了散斑现象，并且知识的全面总结已由JosephGoodman在《光学中的散斑现象理论和应用》(“Speckle Phenomena in Optics, Theory andApplication”)(科罗拉多州格林伍德村，罗伯茨和公司出版商(Robertsand CompanyPublishers, Greenwood Village, CO), 2007)一书中公开。Goodman 提出全巾贞显不应当具有如下散斑水平强度变化的标准偏差小于调制设备的强度分辨率的最低有效位的幅度。对于数字电影应用，12比特的强度分辨率和约2000:1的对比率是常见的。其他电影标准倾向于表明散斑“应当不可见”的不同的标准，这可定量假设具有相当于白光投影机在通用屏幕上的散斑水平的散斑水平。散斑噪声可按照散斑对比度C被量化，C按百分比给出如下其中，Istd是关于平均强度I_n的强度起伏的标准偏差。充分显影的散斑的散斑对比度是100%。散斑降低了成像系统分辨小空间细节的能力并且在图像中产生可高度视觉干扰的噪声水平。在最坏的情况下，没有某些形式的校正，散斑可能是十分令人反感的，以致相干照明不适合用于显示目的。已存在很多用于降低在成像显示中的散斑效应的可见度的方法。用于散斑减少的传统策略包括修改照明的空间或时间相干性、将多个不相关的散斑图案互相叠加、或更改它的偏振状态。一种方法提供了显示屏幕的振动或振荡运动。随着振荡超过阈值速度，感知到的散斑可被显著减少。其他方法包括展宽激光照明的光谱线宽度和通过使用静态扩散器和振荡扩散器或振荡纤维或通过振动照明或成像光的路径中各种光学组件来降低空间相干性。Goodman已表征一些常用方法来减少显不应用中的散斑
技术介绍
I.引入偏振多样性；2.引入移动屏幕；3.引入使散斑生成最少的专门设计的屏幕；4.针对每种颜色，展宽源的光谱或使用略微不同频率的多个激光器，从而实现照明中的波长多样性；5.针对每种颜色，使用空间上分离的多个独立的激光器，从而实现照明中的角度多样性；6.与眼睛的分辨率相比,超裕度设计(overdesign)投影光学器件；7.将具有随机相位单元的变化扩散器成像到屏幕上；以及8.将具有确定性或正交相位编码的变化扩散器成像到屏幕上。这些方法中的每一个具有一些好处和负面属性。它们中的一些很好地应用于高端数字电影投影，而其他的则不然。此外，在很多情况下单一方法可能不够有效以将散斑减少到可接受的阈值。例如，由于需要偏振调制光或产生立体成像的任何投影机不允许不纯的状态到达观看者，因此偏振多样性在许多情况下是不需要的。能够使屏幕抖动的专门设计的屏幕可能有效，然而，它们需要显著修改演出地点，这是不符合需要的。由于设备大而且昂贵，大屏幕尤其难以修改以使屏幕能够抖动。光源的光谱展宽能够充分地降低散斑的水平，然而，由于产生显示应用所需的可见固态源的许多方法使用将波长控制在约Inm的倍频晶体，因此这可能在激光器制备中难以控制。多个独立的激光器可能是一个很好的方法，但是取决于用于控制散斑的元件的数量。由于1000流明的投影机需要和10，000流明的投影机一样无散斑，但是其源的数量可能是10，000流明的投影机的10倍，因此这不能在从低照度水平(low-light-level)到高照度水平(high-light-level)投影系统的整个范围上很好的工作。例如，在Mooradian等人的文章“高功率扩展的垂直腔表面发射二极管激光器和阵列及它们的应用(High power extended vertical cavity surface emitting diodelasers andarrays and their applications)，，(《微光学会议》，日本东京，2005 (Micro-OpticsConference, Tokyo, Japan, 2005))中公开了当使用Novalux扩展腔表面发射激光器(NECSELS)时改善的散斑性能。在该情况下30至40个独立的(互相不相干的)发射器将散斑减少至百分之几(several percent)。当通过较大数量的发射器来减少散斑时,它不总是被减少至严格的数字电影要求所要求的白光水平。在Mooradian等人的题为“投影显示装置、系统和方法(Projectiondisplay apparatus, system, and method)”的美国专利7，296, 897中公开了单独的和组合的技术以减少类似于Goodman所述的那些的激光散斑。第一，增加相对于彼此基本不相干的激光器的数量。第二，可使用光谱展宽的激光。(在Manni等人的美国专利6，975，294中也描述了该技术。)第三，在阵列中的单独的激光器可被设计成按照多个频率、相位和方向(角度)分布工作。最后，光学兀件可被用于扰乱方向、相位和偏振信息。如前所述，增加激光器的数量在减少散斑方面是有效的，然而该效果是不完整的。所描述的附加的方法一般是难以实现的、昂贵的或光学上不合乎需要的。Govorkov等人的题为“激光照明的投影显示器(Laser illuminatedprojectiondisplays)”的美国专利7，244，028描述了使用传递至扫描装置的至少一个激光器在时间上增加到透镜里的激光光束发散度，该透镜将光传递到照明空间光调制器的光束均匀器。当与具有至少一个特征以进一步减少散斑的屏幕相结合时，这将激光散斑减少至可接受的水平。时间上改变激光光束发散度一般是减少散斑的好方法，然而，这也需要修改屏幕以彻底减少散斑。这是一般投影目的所不需要的。Ji等人的题为“用于减少使用激光器的显示器中的图像质量退化的设备(Devicefor reducing deterioration of image quality in display using laser)，，的美国专利7，116，017描述了由在激光器和屏幕之间的光路中的振动镜组成的特定设备。单独这样不能将散斑减少至可接受的水平。Roddy等人的题为“使用多波长多普勒频移光束的散斑抑制激光投影系统(Speckle suppressed laser projection system usingamulti-wavelength Doppler shifted beam)”的共同转让的美国专利6，445，487描述了使用激光的频率调制协同在时间上角度地偏离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·马克斯，B·D·西尔弗斯坦，A·F·库尔茨，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：
国别省市：