减弱散斑的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于减弱散斑的方法，尤其但不排除地涉及一种通过多个光束的光斑叠加所产生的干涉条纹来减弱显示屏幕上投影像素(或多个像素)中的散斑的方法。
【背景技术】
[0002]散斑图案是由一组波前的相互干涉所产生的强度图案。在使用激光器的图像投影系统中，散斑图案由在粗糙显示面上发生的相干光干涉导致。因为投影图像的每个像素将具有不均匀的强度，因此散斑会降低投影图像的质量;对于投影图像的每个像素而言，像素的某些区域将会比像素的其它区域显得更亮。本领域将由散斑图案所导致的像素强度不均匀称作“散斑效应”。
[0003]为了减弱投影系统中的散斑效应，已知对于每个像素产生多个散斑图案;对于每个像素，所述多个散斑图案被布置成彼此部分重叠，因此，跨像素的亮度中的变化被减弱。对于每个像素所产生的散斑图案越多，能够获得的跨像素的亮度中变化的减少就越大。
[0004]此方案的其中一个困难是，对于一个像素，必须在投影系统投影下一个像素之前产生多个散斑图案；因此，多个散斑图案必须在非常短的时期内产生。因此，对于每个像素提供多个散斑图案的投影系统就要求较大的处理能力。
[0005]进一步地，对于每个像素而能够产生的散斑图像的数量受投影系统的处理能力的限制。因而，具有对能够获得的跨像素的亮度中变化的减少的限制。
[0006]此外，为了获得跨像素的亮度中变化的减少，多个散斑图案彼此间必须不完全重叠(多个散斑图案必须每个彼此部分重叠)；而同时，多个散斑图案的每一个必须投影在像素的预先定义的区域内，否则像素将显得模糊。难以确保多个像素图案的每一个都被投影在像素的预先定义的区域内，并且还不彼此完全重叠。
[0007]减弱投影系统中的散斑效应的另一个解决方案是使用干涉条纹。干涉条纹是由光的干涉和衍射所生成的亮暗带。已知使用迈克尔逊(Michelson)干涉仪将光分成两个子光束，并将所述子光束在显示面重新组合。当子光束被重新合并时，干涉条纹生成，这是由于子光束之间的相长和相消干涉。干涉条纹减弱散斑是因为独立的散斑图案由每个单独的条纹在观察者的分辨点之内产生。观察者的分辨点是由观察者在特定的距离能够分辨的在屏幕上最小的特征尺寸。分辨点内的多个散斑图案不重叠且是独立的，因而它们被观察者的眼睛平均化而散斑的对比度被减弱。
[0008]不利地，此解决方案要求两个镜;第一个镜反射其中一个子光束到显示屏幕，而第二个镜使另一个子光束偏转至显不屏幕。
[0009]进一步地，因为只有两个光束能够被重新组合，作为结果，在观察者的分辨点内非常少的干涉条纹被提供，而因此具有散斑的较少的减弱。
[0010]此外，对于使用振荡镜而跨显示面扫描投影光束的投影系统，振荡镜必须总是被布置以使得它能够扫描从迈克尔逊干涉仪输出的光。如振荡镜被布置以使得它扫描输入至迈克尔逊干涉仪的光，那么子光束将不会在显示面上重新组合且没有干涉条纹将形成。不利地，因为振荡镜必须总是被布置以使得它扫描从迈克尔逊干涉仪输出的光，因此振荡镜必须足够大，以使得它能够接收两个子光束。
[0011]本发明的目的是避免或者减轻至少一些在上面所提及的不利之处。
【发明内容】
[0012]根据本发明，提供了一种减弱在显示面上显示的投影图像中的散斑效应的方法，其包括以下步骤:将输入光束传输至第一干涉仪，使用输入光束在第一干涉仪产生多个初级传输光束，使用所述多个初级传输光束在显示面产生干涉条纹。
[0013]使用输入光束在第一干涉仪产生多个初级传输光束的步骤可以包括使用输入光束在第一干涉仪处产生多于两个初级传输光束。
[0014]使用所述多个初级传输光束产生干涉条纹的步骤可以包括:将初级传输光束传输至显示面上的一个位置，使得由所述多个初级传输光束所产生的光斑至少部分重叠。
[0015]优选地，该方法包括使用多个初级传输光束产生干涉条纹的步骤，该步骤包括将初级传输光束传输至显示面上的一个位置，使得由所述多个初级传输光束所产生的光斑彼此完全重叠。
[0016]优选地，该方法进一步包括使用传输至显示面上的一个位置的初级传输光束来定义图像像素的步骤。优选地，该方法包括将所述多个初级传输光束聚焦至显示面上的一个点的步骤，使得，由所述多个初级传输光束所产生的光斑在所述的点定义一个图像像素。
[0017]使用所述多个初级传输光束产生干涉条纹的步骤可以包括以下步骤:将初级传输光束传输至第二干涉仪，使用初级传输光束中的每一个在第二干涉仪处产生多个次级传输光束，将次级传输光束传送至显示面上的一个位置，使得，由所述多个次级传输光束所产生的光斑至少部分重叠。
[0018]优选地，该方法包括将次级传输光束传输至显示面上的一个位置的步骤，使得由所述多个次级传输光束所产生的光斑完全重叠。
[0019]优选地，该方法进一步包括使用传输至显示屏幕上的一个位置的次级传输光束来定义图像像素的步骤。优选地，该方法包括将所述多个次级传输光束聚焦到显示面上的一个点的步骤，使得由多个次级传输光束所产生的光斑在所述点定义一个图像像素。
[0020]优选地，所述多个初级传输光束的每一个沿着第一平面传输。优选地，从每个初级传输光束产生的次级传输光束的每一个沿着第二平面传输。优选地，第一和第二平面彼此垂直。
[0021]将输入光束传输至第一干涉仪的步骤可以包括:使用MEMS镜将来自光源的光束引导至第一干涉仪，该MEMS镜围绕至少一个振荡轴振荡来扫描该输入光束。
[0022]优选地，MEMS镜沿着光源和第一干涉仪之间的光路来安置。有利地，在干涉仪之前提供MEMS镜将会确保要求更小的MEMS镜，因为MEMS镜仅被要求扫描输入光束，相对而言，如果在干涉仪之后提供MEMS镜，在此情况下MEMS镜将需要足够更大以接收和扫描所述多个初级传输光束的每一个。
[0023]优选地，该方法进一步包括测量在提供输入光束的光源与显示面上的点之间的距离的步骤。优选地，该方法进一步包括使用致动器移动分束器和/或镜的步骤，使得初级或者次级传输光束将被聚焦于在所测量的距离处的显示面上的上述一个点上。使用所测量的距离，该系统，该致动器能够确定与分束器镜之间所要求的角度，以使传输光束聚焦到显示面上的一个点。如果，例如，将本发明的方法在投影系统中实施，如果用户移动投影系统以改变光源和显示面上的点之间的距离，则该方法可以包括根据改变的距离自动地适应聚焦的步骤，使得图像保持尖锐;换句话说，系统将自动聚焦。例如，如果投影仪和投影面之间的距离增加，那么第一和/或第二镜与第一和/或第二分束器之间的夹角可以减小。本发明的方法可包括调整第一和/第二干涉仪的镜和分束器之间的角度的步骤。
[0024]优选地，该方法进一步包括测量用于提供输入光束的光源和显示面上的多个点之间的距离的步骤。使用致动器调整第一和/或第二干涉仪的镜和分束器之间的夹角，以改变对于每个像素的初级或次级传输光束聚焦在显示面上的点。
[0025]第一干涉仪可包括布置成与第一镜光学通信的第一分束器，其中该方法可以进一步包括移动第一干涉仪的第一镜和/或移动第一干涉仪的第一分束器的步骤。第一镜和/或第一分束器可围绕支点振荡。
[0026]第二干涉仪可包括布置成与第二镜光学通信的第二分束器，其中该方法可以进一步包括移动第二干涉仪的第二镜和/或移动第二干涉仪的第二分束器的步骤。第二镜和/或第二分束器可围绕支点振荡。
[0027]第一干涉仪可包括配置为通过部分内反射来提供多个初级传输光束的第一分束器。该方法可以进一步包括移动第一干涉仪的第一分束器的步骤。第一分束器可围绕支点振荡。
[0028]第二干涉仪可包括配置为通过初级传输光束的部分内反射来提供多个次级传输光束的第二分束器。该方法进一步可包括移动第一干涉仪的第二分束器的步骤。第二分束器可围绕支点振荡。
[0029]第一干涉仪可包括布置为与第一镜光学通信的第一分束器，在第一干涉仪处产生多个初级传输光束的步骤可以包括以下步骤:将输入光束传输至第一分束器;使用第一分束器将该光束分束以形成第一光束和第二光束，所述第一光束从第一分束器反射以形成第一初级传输光束，所述第二光束传输通过第一分束器;将第二光束传送至第一镜并使用第一镜将该第二光束反射回第一分束器;使用第一分束器将第二光束分束以形成第三光束和第四光束，所述第三光束形成第二初级传输光束;使用第一分束器将第四光束反射回所述第一镜;使用第四光束形成多个初级传输光束，其中所述多个初级传输光束的每一个是通过将从第一镜反射至第一分束器的光束分束从而形成初级传输光束和被反射回第一镜的反射光束而生成的。
[0030]第一干涉仪可包括布