CN111061062B - 一种激光散斑的抑制元件和抑制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种激光散斑的抑制元件和抑制方法,用于提高散斑抑制的效率并增强散斑抑制效果。该元件采用透光材料;包括多个透光区域构成的阵列;其中,透光区域的横向尺寸小于人眼的空间分辨率,相邻透光区域的纵向尺寸的差值使得透过相邻透光区域的激光束的光程差不小于激光束的相干长度,这样,可以将相邻子激光束间的时间相干性破坏,进而能够破坏激光的空间相干性,使得相邻子激光束彼此成为了非相关光,从而可以在人眼的分辨率内实现多个独立散斑的空间叠加,实现散斑的有效抑制。
Description
技术领域
本发明涉及光学技术领域,特别是涉及一种激光散斑的抑制元件和抑制方法。
背景技术
激光光源由于其亮度高、颜色纯、寿命长等优点,已经逐步取代氙灯光源作为投影系统的光源。由于激光具有很强的时间和空间相干性,当激光照射到粗糙物体表面时会产生明暗分布的颗粒状光强分布,称之为散斑。散斑的存在严重影响投影图片的质量,从而影响观看效果,比如,在激光电影机放映画面中若存在这种散斑,将严重影响电影画面的质量。
目前,常用的散斑抑制方法为振动屏幕或旋转散射片,二者均是在人眼的积分时间内,通过时间叠加不同的散斑图片来实现散斑的抑制,采用振动屏幕进行散斑抑制时,需要采用机械马达等驱动装置,会产生噪声、使屏幕变形并缩短其使用寿命、系统稳定性低。而采用旋转散射片(或旋转光学平板)进行散斑抑制时,抑制系统的稳定性低、散斑抑制效率不高。
因此,如何提高散斑抑制效率并增强散斑抑制效果,已成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例的主要目的在于提供一种激光散斑的抑制元件和抑制方法,能够提高散斑抑制效率并增强散斑抑制效果。
第一方面,本申请实施例提供了一种激光散斑的抑制元件;
所述元件采用透光材料;包括多个透光区域构成的阵列;所述透光区域的横向尺寸小于人眼的空间分辨率;所述相邻透光区域的纵向尺寸的差值使得透过所述相邻透光区域的激光束的光程差不小于激光束的相干长度。
在一种可能的实现方式中,所述多个透光区域的面积是一致的。
在一种可能的实现方式中,所述多个透光区域截面为四边形、圆形、六边形中的一种。
在一种可能的实现方式中,所述元件具有n×n的最小重复单元的透光区域,所述n×n个透光区域中的每一个透光区域彼此作为相邻透光区域。
本实施例还提供一种激光散斑的抑制方法,所述激光散斑的抑制方法应用于上述的激光散斑的抑制元件,所述方法包括:
接收激光束;
根据所述多个透光区域构成的阵列,将所述激光束分割成多个光强相等的子激光束;
对每一所述子激光束进行光程调制,使得相邻所述每一子激光束的光程差不小于所述激光束的相干长度。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述多个透光区域构成的阵列,将所述激光束分割成多个相同的子激光束,包括:
根据人眼与所述激光散斑的抑制元件的距离,确定人眼分辨率的直径;
根据所述人眼分辨率的直径,在所述人眼的分辨率内,将所述激光束分割成多个光强相等的子激光束。
在一种可能的实现方式中,所述方法还包括:
根据空气的折射率和所述激光散斑的抑制元件的折射率,计算所述相邻所述每一子激光束的光程差。
在一种可能的实现方式中,所述方法还包括:
根据所述相邻所述每一子激光束的光程差,计算所述人眼的分辨率内空间叠加后的散斑对比度;
根据所述散斑对比度,得到所述激光散斑的抑制元件的激光散斑抑制效果。
本申请实施例还提供了一种投影屏幕,所述投影屏幕包括普通屏幕和上述的激光散斑的抑制元件。
本申请实施例还提供了一种激光背光电视,所述激光背光电视包括上述的激光散斑的抑制元件。
本申请实施例提供了一种激光散斑的抑制元件和抑制方法,该元件采用透光材料;包括多个透光区域构成的阵列;其中,透光区域的横向尺寸小于人眼的空间分辨率,相邻透光区域的纵向尺寸的差值使得透过相邻透光区域的激光束的光程差不小于激光束的相干长度,这样,可以将相邻子激光束间的时间相干性破坏,进而能够破坏激光的空间相干性,使得子激光束彼此成为了非相关光,从而可以在人眼的分辨率内实现多个独立散斑的空间叠加,实现散斑的有效抑制,且整个抑制过程无需外部供电,有效提高散斑抑制效率并增强了散斑抑制效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种激光散斑的抑制元件的扫描电子显微镜示意图;
图2为本申请实施例提供的一种激光散斑的抑制方法的流程图;
图3为本申请实施例提供的人眼的分辨率大小与激光散斑的抑制元件的横向尺寸大小的关系图;
图4为本申请实施例提供的未采用激光散斑的抑制元件的情况下人眼观察屏幕的示意图;
图5为本申请实施例提供的采用了激光散斑的抑制元件的情况下人眼观察屏幕的示意图;
图6为本申请实施例提供的普通屏幕上的散斑图片的示意图;
图7为本申请实施例提供的安装有激光散斑的抑制元件的屏幕上的散斑图片的示意图;
图8为本申请实施例提供的采用了激光散斑的抑制元件的反射式投影屏幕的示意图;
图9为本申请实施例提供的采用了激光散斑的抑制元件的透射式投影屏幕的示意图;
图10为本申请实施例提供的采用了激光散斑的抑制元件的激光背光电视的示意图。
具体实施方式
在一些激光散斑的抑制方法中,通常是在人眼的积分时间内,通过时间叠加不同的散斑图片来实现散斑的抑制,比如,可以采用振动屏幕的方法,通过机械马达等驱动装置进行激光散斑抑制,但在抑制过程中会产生噪声、使屏幕变形并缩短其使用寿命、系统稳定性低;或者,也可以采用旋转光学平板进行散斑抑制,但这种抑制方式仅可以实现消除激光在散射片上干涉引起的粗散斑,而无法消除由激光在屏幕上干涉引起的细散斑,因此,散斑抑制效率不高。
为解决上述缺陷,本申请实施例提供了一种激光散斑的抑制元件,该元件采用透光材料;包括多个透光区域构成的阵列;其中,透光区域的横向尺寸小于人眼的空间分辨率,相邻透光区域的纵向尺寸的差值使得透过相邻透光区域的激光束的光程差不小于激光束的相干长度,这样,可以将相邻子激光束间的时间相干性破坏,进而能够破坏激光的空间相干性,使得子激光束彼此成为了非相关光,从而可以在人眼的分辨率内实现多个独立散斑的空间叠加,实现散斑的有效抑制,且整个抑制过程无需外部供电,有效提高散斑抑制效率并增强了散斑抑制效果。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
参见图1,为本实施例提供的一种激光散斑的抑制元件的扫描电子显微镜示意图,如图1所示,该元件采用透光材料制成,采用的透光材料可以是透明玻璃或透明有机材质如聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,简称PDMS)或者聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,简称PMMA)等。该元件包括多个透光区域构成的阵列,比如图1所示的三维台阶状光学结构,其中,透光区域的横向尺寸小于人眼的空间分辨率;相邻透光区域的纵向尺寸的差值使得透过相邻透光区域的激光束的光程差不小于激光束的相干长度。
在本实施例的一种可能的实现方式中,本实施例提供的激光散斑的抑制元件中的多个透光区域的面积是一致的,且多个透光区域截面为可以但不限于四边形、圆形、六边形中的一种。
具体来讲,一种可选的实现方式是,本实施例提供的激光散斑的抑制元件具有n×n的最小重复单元的透光区域,并将这n×n个透光区域中的每一个透光区域彼此作为相邻透光区域。
如图1所示,本实施例提供的激光散斑的抑制元件具有2×2的最小重复单元的台阶状光学结构。该台阶状光学结构的横截面可以但不限于为圆形、四边形、六边形等形状,此处我们以四边形为例进行阐述。图1则为具有2×2重复的台阶状光学结构的激光散斑的抑制元件的扫描电子显微镜表征图,
这样,本实施例提供的一种激光散斑的抑制元件,采用透光材料;包括多个透光区域构成的阵列;其中,透光区域的横向尺寸小于人眼的空间分辨率,相邻透光区域的纵向尺寸的差值使得透过相邻透光区域的激光束的光程差不小于激光束的相干长度,这样,可以将相邻子激光束间的时间相干性破坏,进而能够破坏激光的空间相干性,使得子激光束彼此成为了非相关光,从而可以在人眼的分辨率内实现多个独立散斑的空间叠加,实现散斑的有效抑制,且整个抑制过程无需外部供电,有效提高散斑抑制效率并增强了散斑抑制效果。
基于本实施例提供的上述激光散斑的抑制元件,本申请还提供了应用于该元件的激光散斑的抑制方法,如图2所示,该方法包括以下步骤:
S201:接收激光束。
在本实施例中,为了能够提高散斑抑制效率,并增强散斑抑制效果,首先,激光散斑的抑制元件需要接收到相干光源发出的激光束,该激光束可以是经由扩束整形装置处理后的激光束。
S202:根据多个透光区域构成的阵列,将激光束分割成多个光强相等的子激光束。
在本实施例中,由于激光散斑的抑制元件是由多个面积是一致的透光区域组成的三维台阶状光学结构,且该元件具有n×n的最小重复单元,所述n×n个透光区域中的每一个透光区域彼此作为相邻透光区域,如图1所示,且该透光区域的横向尺寸小于人眼的空间分辨率,因此,利用该台阶状光学结构可以将人眼在激光散斑的抑制元件上的分辨率内的激光束分割为多个光强相等的子激光束。
具体来讲,一种可选的实现方式是,本步骤S202的具体实现过程可以包括下述步骤A1-A2:
步骤A1:根据人眼与激光散斑的抑制元件的距离,确定人眼分辨率的直径。
在本实现方式中,为了将激光束分割成多个相同的子激光束,首先需要将人眼作为一个简单的透镜成像系统,并通过下述公式(1)计算出人眼分辨率的直径:
其中,d表示人眼分辨率的直径;λ表示激光束的波长;D表示人眼瞳孔的直径;Z表示人眼与激光散斑的抑制元件的距离。
步骤A2:根据人眼分辨率的直径,在人眼的分辨率内,将激光束分割成多个光强相等的子激光束。
通过步骤A1确定出人眼分辨率的直径d后,进一步利用该直径值,在人眼的分辨率内,将激光束分割成多个光强相同的子激光束。
举例说明:假设激光散斑的抑制元件是具有2×2的最小重复单元的台阶状光学结构,且其横截面为四边形,如图1所示,假设该激光散斑的抑制元件的横向尺寸为200μm,台阶的高度差为固定值,预先选取的半导体激光器发出的激光束的波长为525nm,即λ=525nm,人眼瞳孔的直径为3.2mm,即D=3.2mm,则当人眼与激光散斑的抑制元件的距离为Z为3.2m时,通过上述公式(1)可以计算出人眼分辨率的直径为640μm,如图3所示。图中301、302、303、304四种灰度值不同的单元分别代表所述具有2×2的最小重复单元的、具有四种不同高度的台阶状光学结构(即激光散斑的抑制元件),图中305代表人眼在激光散斑的抑制元件处的分辨率。在此距离处,人眼在上述激光散斑的抑制元件上的分辨率大于该激光散斑的抑制元件的横向尺寸。激光束入射到该激光散斑的抑制元件后,被301、302、303、304四种具有不同高度的台阶状光学结构分割为四束光强相等的子激光束。
S203:对每一子激光束进行光程调制,使得相邻每一子激光束的光程差不小于激光束的相干长度。
在本实施例中,通过步骤S202将激光束分割成多个光强相等的子激光束后,进一步可以对每一子激光束进行光程调制,使得相邻每一子激光束的光程差不小于激光束的相干长度。
具体来讲,以激光散斑的抑制元件具有等高度差的台阶状光学结构为例进行说明。激光的时间相干性可以通过相干时间和相干长度来表示,此处,以光谱线型为高斯线型的激光为例进行说明,则激光的相干时间和相干长度可以表示为:
其中,τc表示激光束的相干时间;Lc表示激光束的相干长度;Δλ表示激光束的半峰全宽;λ表示激光束的中心波长;c表示激光束在真空中的光速。
在通过激光散斑的抑制元件对每一子激光束进行光程调制的过程中,首先可以根据空气的折射率和激光散斑的抑制元件的折射率,计算相邻每一子激光束的光程差,具体计算公式如下:
ΔL=(n2-n1)Δh (4)
其中,ΔL表示相邻每一子激光束的光程差;n2表示激光散斑的抑制元件的折射率;n1表示空气的折射率;Δh表示激光散斑的抑制元件中台阶的高度差。
在本申请实施例的一种可能的实现方式中,在相邻每一子激光束的光程差后,进一步可以根据相邻每一子激光束的光程差,计算人眼的分辨率内空间叠加后的散斑对比度,并根据该散斑对比度,得到激光散斑的抑制元件的激光散斑抑制效果。
具体来讲,在本实方式中,对于一个完全发展的散斑,其散斑对比度C0=1,对于N个完全发展的散斑叠加后的散斑对比度可以表示为:
其中,σm、σn、<Im>、<In>分别为第m个和第n个散斑的标准差和平均值;ρm,n表示第m个和第n个散斑的相关系数。对于完全发展的散斑,第m个和第n个散斑的平均值分别等于其标准差。激光束经过扩束整形装置匀光后入射到该激光散斑的抑制元件,台阶状光学结构的激光散斑的抑制元件中每个台阶的横截面积相等。因此,每束子激光束的光强相等,即,第m个和第n个散斑的平均值相等,由此,可以将公式(5)改写为:
当相邻子激光束之间的光程差ΔL大于等于激光束的相干长度Lc时,相关系数ρm,n满足:ρm≠n=0,ρm=n=1,则N个独立散斑在人眼的空间分辨率内空间叠加后散斑对比度为:C∑=1/N1/2。
当相邻子激光束之间的光程差ΔL大于零且小于激光束的相干长度Lc时,相关系数ρm,n满足:0<ρm≠n<1,ρm=n=1,则N个独立散斑在人眼的空间分辨率内空间叠加后散斑对比度为:1>C∑>1/N1/2,散斑抑制效率降低。
举例说明:基于上述举例,在图3中,激光束入射到该激光散斑的抑制元件后,被301、302、303、304四种具有不同高度的台阶状光学结构分割为四束光强相等的子激光束后,相邻子激光束之间的光程差大于激光的相干长度,子激光束间的时间相干性被破坏,进而破坏激光的空间相干性,此时子激光束彼此为非相干光。
如图4所示,其示出了未采用激光散斑的抑制元件的情况下,人眼观察屏幕的情况,图5则示出了采用了激光散斑的抑制元件的情况下,人眼观察屏幕的情况。图4中激光器发出的激光束直接入射到散射片表面,被散射片散射的激光在空间自由传播后相干叠加产生散斑并被人眼捕捉到。图5中激光器发出的激光束入射到激光散斑的抑制元件上,该激光散斑的抑制元件将激光束分割为多个彼此非相干的子激光束,子激光束入射到散射片表面,被散射片散射的子激光束在空间自由传播后非相干叠加并被人眼捕捉到,实现散斑的抑制。图6和图7分别为相机拍摄的普通屏幕上的散斑图片和安装有激光散斑的抑制元件的屏幕上的散斑图片,二者的散斑对比度分别为0.68和0.42。由此可见,在普通屏幕上贴合该激光散斑的抑制元件后,散斑被有效地抑制。
可见,该激光散斑的抑制元件的台阶状光学结构的横向尺寸越小,人眼在该激光散斑的抑制元件上的分辨率被分割为的子单元数量就越多,被空间叠加的子激光束数量就越多,散斑抑制效果越好。其中,该激光散斑的抑制元件的台阶状光学结构的纵向高度差可以根据激光束的相干性确定,激光束的相干性越好,其相干长度越长,对于相干性不同的激光器,会有不同的台阶状光学结构纵向的高度差使得相邻透光区域的激光束的光程差满足大于等于激光束的相干长度的条件。
综上,本申请实施例提供了一种激光散斑的抑制元件和抑制方法,该元件采用透光材料;包括多个透光区域构成的阵列;其中,透光区域的横向尺寸小于人眼的空间分辨率,相邻透光区域的纵向尺寸的差值使得透过相邻透光区域的激光束的光程差不小于激光束的相干长度,这样,可以将相邻子激光束间的时间相干性破坏,进而能够破坏激光的空间相干性,使得相邻子激光束彼此成为了非相关光,从而可以在人眼的分辨率内实现多个独立散斑的空间叠加,实现散斑的有效抑制,且整个抑制过程无需外部供电,有效提高散斑抑制效率并增强了散斑抑制效果。
本实施例还提供了一种投影屏幕,该投影屏幕包括普通屏幕和上述实施例中介绍的激光散斑的抑制元件807,下面将结合附图对本实施例提供的投影屏幕进行介绍。
参见图8,该图为本申请实施例提供的采用了激光散斑的抑制元件的反射式投影屏幕的示意图。
如图8所示,激光器801发出的激光束垂直入射到工程漫射体802上,激光束经过所述工程漫射体802和光通管803的匀光后,由中继镜头804将匀光后的光场聚焦至微显示芯片805上,由微显示芯片产生的图像信息被投影镜头806放大成像至激光散斑的抑制元件807上,将该激光散斑的抑制元件807作为屏幕贴膜贴合在反射式屏幕808上。被投影至该激光散斑的抑制元件807的匀光光场经过该激光散斑的抑制元件807后被反射式屏幕反射,再次通过激光散斑的抑制元件807,激光束被该激光散斑的抑制元件807光程调制的次数为两次。基于此,在距离激光散斑的抑制元件807较远的地方,可以采用人眼809进行观察。
本实施例还提供了另一种投影屏幕,该投影屏幕包括普通屏幕和上述实施例中介绍的激光散斑的抑制元件907,下面将结合附图对本实施例提供的投影屏幕进行介绍。
参见图9,该图为本申请实施例提供的采用了激光散斑的抑制元件的透射式投影屏幕的示意图。
如图9所示,激光器901发出的激光束垂直入射到工程漫射体902上,激光束经过所述工程漫射体902和光通管903的匀光后,由中继镜头904将匀光后的光场聚焦至微显示芯片905上,由微显示芯片产生的图像信息被投影镜头906放大成像至激光散斑的抑制元件907上,将激光散斑的抑制元件907作为屏幕贴膜贴合在透射式屏幕908上。被投影至激光散斑的抑制元件907的匀光光场经过改激光散斑的抑制元件907被投射式屏幕将散射光透射至自由空间。在距离散斑抑制装置较远的地方用人眼908进行观察。
可见,相比于采用图8中的反射式屏幕的激光投影系统,采用透射式屏幕的激光投影系统中的激光散斑的抑制元件907对激光进行光程调制的次数为一次,所以采用透射式屏幕的激光投影系统中的激光散斑的抑制元件907的台阶状光学结构的高度差较采用反射式屏幕的激光投影系统中的激光散斑的抑制元件807增加一倍,才能实现与之相同的光程调制,达到与之同样的散斑抑制效果。
本实施例还提供了一种激光背光电视,该激光背光电视包括上述实施例中介绍的激光散斑的抑制元件1003,下面将结合附图对本实施例提供的激光背光电视进行介绍。
参见图10,该图为本申请实施例提供的采用了激光散斑的抑制元件的激光背光电视的示意图。
如图10所示,激光器1001发出激光通过扩束系统1002进行扩束,经过扩束的激光入射到激光散斑的抑制元件1003上,散激光散斑的抑制元件1003将激光束分割为多个子激光束并对子激光束进行光程调制,使得相邻子激光束之间的光程差大于等于激光的相干长度,破坏了子激光束间的时间相干性,进而破坏激光的空间相干性。其中,子激光束入射到光学耦合部件1004上,由光学耦合部件1004将子激光束耦合到液晶显示装置1005内。子激光束在被光学耦合部件1004耦合的过程中实现空间叠加,进而实现了散斑的抑制。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种激光散斑的抑制元件,其特征在于,
所述元件采用透光材料;包括多个透光区域构成的阵列;所述多个透光区域构成的阵列为三维台阶状光学结构;所述三维台阶状光学结构为具有n×n的最小重复单元的、具有n×n种不同高度的台阶状光学结构;所述透光区域的横向尺寸小于人眼的空间分辨率;相邻透光区域的纵向尺寸的差值使得透过所述相邻透光区域的激光束的光程差不小于激光束的相干长度。
2.根据权利要求1所述的元件,其特征在于,所述多个透光区域的面积是一致的。
3.根据权利要求1所述的元件,其特征在于,所述多个透光区域的截面为四边形、圆形、六边形中的一种。
4.根据权利要求1所述的元件,其特征在于,所述元件具有n×n的最小重复单元的透光区域,n×n个所述透光区域中的每一个透光区域彼此作为相邻透光区域。
5.一种激光散斑的抑制方法,其特征在于,所述激光散斑的抑制方法应用于如权利要求1至4任一项所述的激光散斑的抑制元件,所述方法包括:
接收激光束;
根据所述多个透光区域构成的阵列,将所述激光束分割成多个光强相等的子激光束;
对每一所述子激光束进行光程调制,使得相邻每一所述子激光束的光程差不小于所述激光束的相干长度。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述多个透光区域构成的阵列,将所述激光束分割成多个光强相等的子激光束,包括:
根据人眼与所述激光散斑的抑制元件的距离,确定人眼分辨率的直径;
根据所述人眼分辨率的直径,在所述人眼的分辨率内,将所述激光束分割成多个光强相等的子激光束。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据空气的折射率和所述激光散斑的抑制元件的折射率,计算相邻每一所述 子激光束的光程差。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述相邻所述每一子激光束的光程差,计算所述人眼的分辨率内空间叠加后的散斑对比度;
根据所述散斑对比度,得到所述激光散斑的抑制元件的激光散斑抑制效果。
9.一种投影屏幕,其特征在于,所述投影屏幕包括普通屏幕和权利要求1-4中所述的激光散斑的抑制元件。
10.一种激光背光电视,其特征在于,所述激光背光电视包括权利要求1-4中所述的激光散斑的抑制元件。
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JP2000199872A (ja) * | 1998-12-29 | 2000-07-18 | Sony Corp | 照明装置及び画像表示装置 |
US7379651B2 (en) * | 2003-06-10 | 2008-05-27 | Abu-Ageel Nayef M | Method and apparatus for reducing laser speckle |
JP3762773B2 (ja) * | 2004-04-27 | 2006-04-05 | 三菱電機株式会社 | レーザビーム均一照射光学系 |
US7586959B2 (en) * | 2004-09-27 | 2009-09-08 | Applied Materials, Israel, Ltd. | Speckle reduction with transparent blocks |
JP2006323104A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 可干渉性低減光学素子およびこれを用いた光源装置 |
KR100858084B1 (ko) * | 2006-12-01 | 2008-09-10 | 삼성전자주식회사 | 스펙클 노이즈를 저감하는 형상을 갖는 확산자 및 이를채용한 레이저 프로젝션 시스템 |
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