一種散斑抑制方法及其裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光學技術領域，尤其涉及一種抑制激光顯示散斑的散斑抑制方法及其
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]激光顯示系統(tǒng)具有色域寬、亮度高、色彩好等諸多優(yōu)點，因此被認為是下一代投影顯示或電視產品的發(fā)展方向。但是由于激光的強相干性，作為光源的激光照射到屏幕上，光束間的干涉會導致投影像面產生一種無規(guī)則分布的亮暗斑點，稱為激光散斑(LaserSpeckle)。圖5為存在嚴重散斑的圖像激光顯示因為散斑的存在，將造成顯示圖像模糊、分辨率下降、對比度下降，并導致觀察者易疲勞等現(xiàn)象，嚴重阻礙了當前激光顯示市場的快速發(fā)展。在激光顯示系統(tǒng)中，散斑必須要得到有效抑制。
[0003]散斑現(xiàn)象產生的原因在于激光的相干性，破壞或降低激光的相干性有助于抑制散斑，圍繞抑制散斑問題已經提出了多種方法來消除散斑，如利用不同波長的光源增加譜帶寬度，利用單光纖或纖維束照明等來降低激光相干性從而減弱散斑；利用脈沖激光的疊加、移動散射體、移動孔徑光闌、屏幕振動等方法來減少散斑。圖5為存在嚴重散斑的圖像，所要顯示的字母圖像模糊不清。圖6為圖5的局部圖，可以很明顯地看到雜亂的、亮暗相間的圖案，這種現(xiàn)象即為激光散斑。圖7為散斑得到較好抑制的圖像，圖中所顯示的字母清晰可辨。
[0004]從抑制散斑的原理上看，抑制激光散斑的方法可以分類歸結為:運用空間迭加的方法將散斑細化；運用時間平均的方法將散斑疊加；利用短脈沖加寬頻譜寬度降低光源的相干性；利用頻率迭加減弱激光相干性。
[0005]在一定光源條件下，現(xiàn)有比較有效抑制散斑的技術之一是旋轉散射片，其抑制散斑的原理是前述“運用空間迭加的方法將散斑細化”和“運用時間平均的方法將散斑疊加”的綜合，散射片可以將光束拆散為多個子光束，將散斑細化，通過轉動散射片將不同時點的散斑圖像疊加勻化，從而達到抑制散斑的目的?，F(xiàn)有技術中的一個重要特點在于散斑抑制元件是作周期性運動的，其對光束的影響也是周期性。如果對圖像在一定時間內做積分(類似于一個拍照的過程)，就可以得到一個穩(wěn)定的圖像。
[0006]但是實際上，人眼觀看圖像的過程也是一個對時間取積分的過程。由于散斑抑制元件的振動頻率是周期性的，所以其形成的干涉圖像容易在一定程度上形成周期性顯示，肉眼看到的圖像中仍然存在散斑。所以，該技術能夠在相當大程度上抑制散斑，但效果仍不十分理想。
[0007]為了克服現(xiàn)有技術中周期性振動導致散斑抑制效果不理想的缺陷，提出一種散斑抑制方法及其裝置。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明提出了一種散斑抑制方法，包括如下步驟:
[0009]步驟一:生成至少一個非周期性信號；
[0010]步驟二:由所述非周期性信號驅動被激光透射的界面做非周期性運動；
[0011]步驟三:所述激光透過所述界面后發(fā)生散射，生成與時間和空間關系上均為隨機無序的光束；
[0012]步驟四:所述光束投影成非周期性抖動的圖像，實現(xiàn)抑制散斑。
[0013]本發(fā)明提出的散斑抑制方法中，所述步驟二進一步包括，兩個非周期性信號驅動所述界面沿兩個方向同時做非周期性運動。
[0014]本發(fā)明提出的散斑抑制方法中，所述界面沿兩個相互垂直的方向同時做非周期性運動。
[0015]本發(fā)明還提出了一種散斑抑制裝置，包括散射部件、第一致動部件、第二致動部件和供電部件；所述第一致動部件和所述第二致動部件分別與所述散射部件連接；所述供電部件分別為所述第一致動部件和所述第二致動部件提供非周期性信號，使所述第一致動部件和所述第二致動部件驅使所述散射部件作非周期運動。
[0016]本發(fā)明提出的散斑抑制裝置中，所述散射部件為可透射可見光的片狀材料，所述散射部件的一面為拋光面，另一面為非拋光面；所述非拋光面用于使入射光束發(fā)生散射。
[0017]本發(fā)明提出的散斑抑制裝置中，所述第一致動部件包括第一致動器和第一彈性簧片；所述第一致動器與所述供電部件電氣連接，并通過所述第一彈性簧片與所述散射部件連接。
[0018]本發(fā)明提出的散斑抑制裝置中，所述第二致動部件包括第二致動器和第二彈性簧片；所述第二致動器與所述供電部件電氣連接，并通過所述第二彈性簧片與所述散射部件連接。
[0019]本發(fā)明提出的散斑抑制裝置中，所述第一致動部件和所述第二致動部件的致動方向相互垂直。
[0020]本發(fā)明提出的散斑抑制裝置中，所述第一致動器或所述第二致動器的運動頻率在1-100赫茲之間，運動幅度為0.1-3毫米之間。
[0021]本發(fā)明的有益效果包括:散射片通過兩個相互垂直的彈性簧片分別連接到相應的致動器上，每個致動器由相互獨立的隨機信號驅動，并通過相應的彈性簧片帶動散射片做無規(guī)則運動，且兩個彈性簧片的運動方向相互垂直，因此散射片在相互垂直的兩個運動方向所形成的的二維平面內做無規(guī)則運動。通過散射片的激光束經過投影系統(tǒng)投射到屏幕上，由于散射片是非周期性二維無規(guī)運動的，在屏幕上就不會形成穩(wěn)定的散斑圖樣，由于人眼的時間積分效應，人眼就不會觀察到散斑現(xiàn)象，從而起到提高圖像分辨率、改善圖像清晰度、提高人眼觀察圖像舒適度的效果。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明散斑抑制方法的流程圖。
[0023]圖2為本發(fā)明散斑抑制裝置的結構示意圖。
[0024]圖3為采用本發(fā)明散斑抑制裝置的激光投影裝置的光學系統(tǒng)圖。
[0025]圖4是采用現(xiàn)有技術與本發(fā)明的散斑抑制后的圖像對比；其中，圖4a表示利用現(xiàn)有技術散斑抑制后的圖像，圖4b表示利用本發(fā)明散斑抑制后的圖像。
[0026]圖5為【背景技術】中存在嚴重散斑的圖像。
[0027]圖6為【背景技術】中存在嚴重散斑圖像的局部放大圖。
[0028]圖7為【背景技術】中散斑得到較好抑制的圖像。
【具體實施方式】
[0029]結合以下具體實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施本發(fā)明的過程、條件、實驗方法等，除以下專門提及的內容之外，均為本領域的普遍知識和公知常識，本發(fā)明沒有特別限制內容。
[0030]參閱圖1，本發(fā)明散斑抑制方法包括如下步驟:
[0031]步驟SI，生成至少一個非周期性信號。該非周期性信號的電壓值在時間先后上不存在關聯(lián)。
[0032]步驟S2，由非周期性信號驅動被激光透射的界面做非周期性運動。該界面是由具有一定透光性的晶體或材料的表面所形成的，其對于入射的激光產生散射作用。
[0033]步驟S3，激光透過界面后發(fā)生散射，生成與時間和空間關系上均為隨機無序的光束；
[0034]步驟S4:光束投影成非周期性抖動的圖像，實現(xiàn)抑制散斑。
[0035]如圖2所示，本發(fā)明的散斑抑制裝置包括散射部件1、第一致動部件2、第二致動部件3和供電部件4。第一致動部件2與散射部件I的側邊連接，第二致動部件3與散射部件I的底部連接。供電部件4生成兩路非周期性信號分別輸送至第一致動部件2和第二致動部件3，分別為第一致動部件2和第二致動部件3提供非周期性信號，非周期性信號(即，隨機電壓)是一種在幅度和相位前后不相關的電壓信號，使第一致動部件2和第二致動部件3驅使散射部件I在二維平面內作非周期運動。該非周期運動是指散射部件I在二維平面內、在一定幅度內的運動是無規(guī)律的。
[0036]散射部件I是用于實現(xiàn)光的散射，采用對可見光透明的材料制成，常用的材料包括玻璃、石英和光學塑料等。散射部件I 一般為片狀，其一面為良好的平面，另一面做成可以使光束散射的非平面結構，比如磨砂、或者一些特殊結構。使用時散射部件I 一般以垂直于光束主光線方向放置，具有非平面結構的表面形成激光散射的界面，激光經該界面散射后再經投影系統(tǒng)投射至屏幕上。
[0037]第一致動部件2包括第一致動器21和第一彈性簧片22。第一致動器21與供電部件4電氣連接，并通過第一彈性簧片22與散射部件I連接。第二致動部件3包括第二致動器31和第二彈性簧片32。第二致動器31與供電部件4電氣連接，并通過第二彈性簧片32與散射部件I連接。
[0038]以上第一致動器21和第二致動器31為壓電陶瓷致動器，其分別根據(jù)不同的輸入電壓產生振動，其振動頻率為1-100赫茲隨機變化，振動的幅度在0.1-3毫米之間隨機變化。
[0039]第一彈性簧片22與第二彈性簧片32是一種可以在一個方向彎曲的、在彎曲方向具有彈性的、扁平狀的片材，一般由金屬材料制成，也有采用塑料或其他材料制作。本實施例中第一彈性簧片22與第二彈性簧片