專利名稱：消除激光散斑的照明系統(tǒng)以及使用該照明系統(tǒng)的投影系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種被設計為用于消除由激光生成的散斑的照明系統(tǒng)以及一種使用該照明系統(tǒng)的投影系統(tǒng)，更具體地講，涉及一種通過將從激光源發(fā)出的光束分為子光束并將子光束時間或空間平均來有效地減小或消除散斑的照明系統(tǒng)、以及一種使用該照明系統(tǒng)的投影系統(tǒng)。
背景技術：
使用激光源的投影系統(tǒng)由于寬的色域而提供寬范圍的顏色再現，同時由于優(yōu)良的準直而實現高的光學效率。但是，基于激光的投影系統(tǒng)由于激光束的相干性而受到散斑影響。從粗糙表面反射的隨機定相的相干光束之間的干涉產生散斑。散斑是降低圖像的分辨率和質量的主要因素。
圖1示出了傳統(tǒng)的被設計為用于消除散斑的照明裝置，其公開在第6248381號美國專利中。參照圖1，在該傳統(tǒng)的照明裝置中，由激光源10發(fā)出的激光入射在透鏡11上。然后，激光被透鏡11會聚并入射在光纖束12的入射端上。激光穿過光纖束12和光纖13，并且穿過透鏡14照射作為透射型液晶顯示器的空間調制器15。該傳統(tǒng)的照明裝置還包括投影透鏡16和在其上形成圖像的屏幕17。
由于光纖束12由多個具有不同長度的光纖組成，所以經過每個光纖的光束具有不同的光程長度，由此導致光束的相干性降低。
但是，由于經過光纖束12的光束具有不同的相位，所以散斑去除的效率被降低。此外，制造具有長度不同的光纖的光纖束12很復雜。

發(fā)明內容
本發(fā)明總體構思提供一種能夠通過使用衍射光學元件將激光束空間平均或使用反射型振動器將激光束時間平均來有效減小或消除激光散斑的纖細和緊湊的照明系統(tǒng)，以及一種使用該照明系統(tǒng)的投影系統(tǒng)。
本發(fā)明總體構思的另外方面將在下面的描述中部分地闡明，并且從描述中部分是清楚的，或者通過本發(fā)明的實施可以被理解。
可通過提供一種去除激光束的散斑的照明系統(tǒng)來實現本發(fā)明總體構思的上述和/或其它方面，該照明系統(tǒng)包括激光源，具有至少一個用于發(fā)出激光束的激光器；衍射光學元件，用于將從激光源發(fā)出的激光束分為多個第一子光束，并且周期性地運動以將激光束的散斑時間平均；和光纖束，包括多個具有相同長度的光纖，用于將所述第一子光束分為更細的第二子光束。
所述多個第一子光束每個包括多個細光束，所述多個細光束以彼此重疊的方式被聚焦。衍射光學元件可旋轉。
還可通過提供一種去除激光束的散斑的照明系統(tǒng)來實現本發(fā)明總體構思的上述和/或其它方面，該照明系統(tǒng)包括激光源，具有至少一個用于發(fā)出激光束的激光器；光纖束，包括多個具有相同長度的光纖，用于將從激光源發(fā)出的激光束分為多個子光束；和振動器，用于振動以將所述多個子光束時間平均。
振動器可包括反射鏡；和壓電元件，用于振動反射鏡。
照明系統(tǒng)還可包括光束整形單元，沿著激光束的路徑布置在光纖束之后，用于將所述多個子光束每個的橫截面轉換為預定的顯示裝置的形狀。光束整形單元可以是導光管。光束整形單元可包括準直透鏡以及第一復眼透鏡陣列和第二復眼透鏡陣列，或者可包括準直透鏡以及具有衍射圖樣的光束整形衍射光學元件。。
還可通過提供一種照明系統(tǒng)來實現本發(fā)明總體構思的上述和/或其它方面，該照明系統(tǒng)包括激光源單元，用于發(fā)出激光束；可運動時間平均單元，用于將從激光源發(fā)出的激光束時間平均；和光纖束，具有多個長度相同的光纖，用于將從激光源發(fā)出的激光束分為多個子光束。
還可通過提供一種照明系統(tǒng)來實現本發(fā)明總體構思的上述和/或其它方面，該照明系統(tǒng)包括激光源，用于發(fā)出激光束；第一平均單元，用于將激光束平均；光纖束，用于將由第一平均單元平均的激光束分為子光束；和第二平均單元，用于將所述子光束平均。
還可通過提供一種去除激光束的散斑的投影系統(tǒng)來實現本發(fā)明總體構思的上述和/或其它方面，該投影系統(tǒng)包括激光源，具有至少一個用于發(fā)出激光束的激光器；衍射光學元件，用于將從激光源發(fā)出的激光束分為多個第一子光束，并且周期性地運動以將激光束的散斑時間平均；光纖束，包括多個具有相同長度的光纖，用于將所述第一子光束分為更細的第二子光束；光束整形單元，用于整形從光纖束輸出的第二子光束；顯示裝置，用于使用由光束整形單元整形的第二子光束來生成圖像；屏幕；和投影透鏡單元，用于放大所述圖像并將其投射到屏幕上。
還可通過提供一種去除激光束的散斑的投影系統(tǒng)來實現本發(fā)明總體構思的上述和/或其它方面，該投影系統(tǒng)包括激光源，具有至少一個用于發(fā)出激光束的激光器；光纖束，包括多個具有相同長度的光纖，用于將從激光源發(fā)出的激光束分為多個子光束；光束整形單元，用于整形經過光纖束的所述多個子光束；振動器，用于振動以將所述多個子光束時間平均；顯示裝置，用于使用由振動器時間平均的所述多個子光束來生成圖像；屏幕；和投影透鏡單元，用于放大所述圖像并將其投射到屏幕上。
還可通過提供一種圖像投影系統(tǒng)來實現本發(fā)明總體構思的上述和/或其它方面，該圖像投影系統(tǒng)包括激光源，用于發(fā)出激光束；第一平均單元，用于將激光束平均；光纖束，用于將由第一平均單元平均的激光束分為子光束；第二平均單元，用于將所述子光束平均；和顯示裝置，用于使用所述子光束來形成圖像并將其顯示。
還可通過提供一種圖像投影系統(tǒng)來實現本發(fā)明總體構思的上述和/或其它方面，該圖像投影系統(tǒng)包括激光源，用于發(fā)出激光束；光纖束，具有多個光纖，用于將激光束分為第一子光束；準直透鏡，用于將第一子光束準直；第一復眼透鏡陣列，用于將準直的第一子光束分為第二子光束；第二復眼透鏡陣列，用于聚焦第二子光束以使所述第二子光束彼此重疊，并且提供預定形狀的光束；平均單元，用于將所述預定形狀的光束時間平均；和顯示裝置，用于使用所述時間平均的預定形狀的子光束來形成圖像并將其顯示。
還可通過提供一種圖像投影系統(tǒng)來實現本發(fā)明總體構思的上述和/或其它方面，該圖像投影系統(tǒng)包括激光源，用于發(fā)出激光束；光纖束，具有多個光纖，用于將激光束分為子光束；準直透鏡，用于將子光束準直；光束整形衍射光學元件，具有預定的衍射圖樣，用于整形子光束的橫截面，平均單元，用于將由光束整形衍射光學元件整形的子光束時間平均，和顯示裝置，用于使用時間平均的子光束來形成圖像并將其顯示。


通過結合附圖，從下面的實施例的描述中，本發(fā)明總體構思的這些和/或其它方面將會變得清楚，并且更易于理解，其中圖1示出了傳統(tǒng)的照明裝置；圖2示意性地示出了根據本發(fā)明總體構思的實施例的包括照明系統(tǒng)的投影系統(tǒng)；圖3示出了由圖2中的投影系統(tǒng)的衍射光學元件生成的子光束的輪廓；圖4A示出了圖2中的光纖束的截面A-A的視圖；圖4B示出了圖2中的光纖束的截面B-B的視圖；圖5和圖6示出了根據本發(fā)明總體構思的不同實施例的圖2中的投影系統(tǒng)的修改的例子；圖7示意性地示出了根據本發(fā)明總體構思的另一實施例的包括照明系統(tǒng)的投影系統(tǒng)；圖8示意性地示出了圖7中的照明系統(tǒng)的反射型振動器的結構；和圖9和圖10示出了根據本發(fā)明總體構思的不同實施例的圖7中的投影系統(tǒng)的修改的例子。
具體實施例方式
現在將詳細描述本發(fā)明總體構思的實施例，其示例在附圖中示出，其中，相同的標號始終表示相同的部件。下面通過參照附圖來描述這些實施例以解釋本發(fā)明總體構思。
圖2示出了根據本發(fā)明總體構思的實施例的用于消除激光散斑的投影系統(tǒng)。參照圖2，該投影系統(tǒng)包括激光源50；衍射光學元件(DOE)52，用于去除由激光源50發(fā)出的激光束的散斑；光纖束54，用于將通過DOE 52的激光束分為子光束；光束整形單元56，用于整形子光束；和顯示裝置62，用于從由光束整形單元56整形的子光束生成圖像。
該投影系統(tǒng)還可包括會聚透鏡58，布置在光束整形單元56和顯示裝置62之間的光路上，用于會聚子光束；投影透鏡單元64，用于放大由顯示裝置62生成的圖像并將其投射到屏幕66上；和光路變換器60(例如，反射鏡)，布置在會聚透鏡58和顯示裝置62之間的光路上，用于改變會聚的子光束的傳播路徑，從而會聚的子光束被引導朝向顯示裝置62。
激光源50可包括多個激光器，以發(fā)出具有不同波長的激光束。每個激光器可以是固態(tài)激光器、半導體激光器和氣體激光器中的一個。
DOE 52周期性地移動或旋轉，以使得從激光源50發(fā)出的激光束被時間平均，由此有效地去除了激光散斑。圖3示出了圖2中的DOE 52。參照圖2和圖3，DOE 52包括多個單元52a。這些多個單元52a中的每個具有預定的形狀，例如圓形或其它不同的形狀。從激光源50發(fā)出的激光束隨著其經過多個單元52a被分為具有不同相位和光路的多個子光束53。多個子光束53中的每個包括多個細光束53a，所述多個細光束53a以彼此重疊的方式聚焦，從而將激光束空間平均。此外，DOE 52可被電機M旋轉，以將激光束時間平均，由此有效地消除激光散斑。
圖4A和圖4B分別示出了沿圖2中的線A-A和圖2中的線B-B所取的光纖束54。參照圖2至圖4B，光纖束54包括具有相同長度的多個光纖54a，以將由DOE 52生成的子光束53進一步分為更細的子光束。因此，DOE 52和光纖束54將激光束空間平均，以消除激光束的相干性。
當激光散斑的對比度小于4％時，激光散斑不能被肉眼檢測到。激光散斑的對比度由方程(1)定義C=<Ii2>-<Ii>2<Ii>=σμ×100(%)...(1)]]>其中，Ii是經過DOE 52的第i個單元52a的激光束的平均強度，σ表示強度值的標準差，μ是平均強度值。
由激光源50發(fā)出的具有高斯分布的激光束(高斯光束)隨著其經過DOE52而被轉換為具有均勻強度分布的光束。即，DOE 52將高斯光束分為多個子光束53，然后這些多個子光束53以重疊的方式聚焦并被轉換為具有均勻強度分布的光束。光纖束54接著將子光束53進一步分為更細的子光束，由此增加激光束的均勻性。
光束整形單元56然后整形激光束的橫截面，以使其與顯示裝置62的形狀相匹配。顯示裝置62可以是透射型液晶顯示器(LCD)、硅基液晶(LCoS)顯示器、可變形微鏡裝置(DMD)、光柵光閥(GLV)等。顯示裝置62可具有長寬比為4∶3或16∶9的矩形。為了實現高的光學效率，從激光源50發(fā)出的具有圓橫截面的光束可被整形為與顯示裝置62的矩形相匹配。例如，光束整形單元56可以是導光管。入射在導光管上的光束具有均勻的強度分布，并且該光束隨著其在導光管內被全反射而被整形為與導光管的橫截面相匹配。導光管可具有與顯示裝置62相似的長寬比為4∶3或16∶9的矩形橫截面。
會聚透鏡58將由光束整形單元56整形的光束聚焦在顯示裝置62上。光路變換器60，例如反射鏡，布置在會聚透鏡58和顯示裝置62之間的光路上，并且改變激光束的傳播路徑。由于可有效地使用光路變換器60來允許投影系統(tǒng)中的光學元件的有效安裝，由此提供纖細和緊湊的投影系統(tǒng)，所以如有必要，可布置多個光路變換器60。
由光束整形單元56整形的光束入射到顯示裝置62上，并且由顯示裝置62生成的圖像被投影透鏡單元64放大并投射到屏幕66上。
激光源50可包括多個激光器以順序地發(fā)出具有不同波長的顏色光束。例如，激光源50可包括第一、第二和第三激光器，以分別發(fā)出紅(R)、綠(G)和藍(B)光束。與R、G和B相應的圖像被順序地生成并被投射到屏幕66上，以生成彩色圖像。
圖5示出了根據本發(fā)明總體構思的實施例的具有修改的光束整形單元56′的投影系統(tǒng)。除了光束整形單元56′之外，圖5的投影系統(tǒng)具有與圖2的投影系統(tǒng)相同的結構。參照圖5，光束整形單元56′包括準直透鏡68，用于將入射光束準直為平行光束；以及第一復眼透鏡陣列69a和第二復眼透鏡陣列69b。
從光纖束54發(fā)出的光束被準直透鏡68準直為平行光束，然后入射到第一復眼透鏡陣列69a上。入射光束被第一復眼透鏡陣列69a的單元分為多個子光束，這些子光束然后聚焦在第二復眼透鏡陣列69b的相應單元上。第二復眼透鏡陣列69b以重疊的方式聚焦來自第一復眼透鏡陣列69a的子光束，以提供均勻的整形光束。
由光束整形單元56′整形的光束由會聚透鏡58聚焦在顯示裝置62上。由顯示裝置62生成的圖像被投影透鏡單元64放大并投射到屏幕66上。
圖6示出了根據本發(fā)明總體構思的另一實施例的與圖2的投影系統(tǒng)類似的具有修改的光束整形單元56″的投影系統(tǒng)。除了光束整形單元56″之外，圖5的投影系統(tǒng)具有與圖2的投影系統(tǒng)類似的結構。此外，圖6的投影系統(tǒng)不包括光束整形單元56″和光路變換器60之間的會聚透鏡。參照圖6，光束整形單元56″包括準直透鏡70，用于將入射光束準直為平行光束；和光束整形DOE 71，用于整形平行光束。光束整形DOE 71整形從激光源50發(fā)出的光束的橫截面以使其與顯示裝置62的形狀相匹配。此外，光束整形DOE 71的衍射圖樣可用于控制光束的發(fā)散角。光束整形DOE 71的衍射圖樣可用于將平行光束空間平均。通過控制光束的發(fā)散角以增加照明系統(tǒng)的F數，可提供纖細和緊湊的投影系統(tǒng)。
由光束整形DOE 71整形的光束入射到顯示裝置62上，并且由顯示裝置62生成的圖像被投影透鏡單元64放大并投射到屏幕66上。
如圖2所示，根據本發(fā)明總體構思的實施例的照明系統(tǒng)包括激光源50，具有多個激光器以發(fā)出具有不同波長的光束；DOE 52，用于將由激光源50發(fā)出的激光束分為多個子光束53；光纖束54，用于將子光束53分為更細的子光束；和光束整形單元56，用于整形更細的子光束以使其與顯示裝置62的形狀相匹配，以生成圖像。
光束整形單元56可按照不同的方式被構造，以將從激光源50發(fā)出的激光束的橫截面轉換為顯示裝置62的矩形。例如，盡管圖2示出了作為導光管的光束整形單元56，但是圖5示出了包括準直透鏡68以及第一復眼透鏡陣列69a和第二復眼透鏡陣列69b的光束整形單元56′，并且圖6示出了包括準直透鏡70和光束整形DOE 71的光束整形單元56″。
如上所述的照明系統(tǒng)和使用該照明系統(tǒng)的投影系統(tǒng)使用旋轉的DOE 52將激光束時間和空間平均，并使用光纖束54將激光束進一步空間平均，由此有效地從激光束去除激光散斑。
圖7示意性地示出了根據本發(fā)明總體構思的另一實施例的投影系統(tǒng)，圖9和圖10示出了根據本發(fā)明總體構思的不同實施例的圖7中的投影系統(tǒng)的修改的例子。
參照圖7，該投影系統(tǒng)包括激光源80；光纖束82，用于將從激光源80發(fā)出的光束分為子光束；光束整形單元86，用于整形子光束；振動器90，用于振動由光束整形單元86整形的子光束以從其去除激光散斑；和顯示裝置92，用于使用由振動器90振動的子光束來生成圖像。
該投影系統(tǒng)還包括第一會聚透鏡84，布置在光纖束82和光束整形單元86之間的光路上；第二會聚透鏡88，布置在光束整形單元86和振動器90之間；和投影透鏡單元94，用于放大由顯示裝置92生成的圖像并將其投射到屏幕96上。
激光源80順序地發(fā)出具有不同波長的激光束。光纖束82包括具有相同長度的多個光纖，并且順序地執(zhí)行與參照圖4A和圖4B中所示的光纖束54描述的操作相同的操作。從激光源80發(fā)出的光束被光纖束82分為子光束，然后這些子光束被第一會聚透鏡84聚焦在光束整形單元86上。
光束整形單元86將從激光源80發(fā)出的光束的橫截面轉換為顯示裝置92的形狀。例如，光束整形單元86可以是如圖7所示的導光管?；蛘撸馐螁卧?6可包括如圖9所示的準直透鏡101以及第一復眼透鏡陣列102a和第二復眼透鏡陣列102b，或者，光束整形單元86可包括如圖10所示的準直透鏡104和具有衍射圖樣的光束整形DOE 105。與如圖7的投影系統(tǒng)相反的是，圖9所示的投影系統(tǒng)可不包括光纖束82和光束整形單元86之間的第一會聚透鏡84。圖10所示的投影系統(tǒng)可不包括光纖束82和光束整形單元86之間的第一會聚透鏡84以及光束整形單元86和振動器90之間的第二會聚透鏡88。
圖8示意性地示出了振動器90的結構。參照圖8，振動器90包括反射鏡89，用于反射入射的光束Li；以及第一壓電元件91a和第二壓電元件91b，用于振動反射鏡89。入射光束Li被反射鏡89反射，并且當反射鏡89不振動時出射為第一光束L01，或者當反射鏡89振動時出射為第二光束L02。從反射鏡89出射的第一光束L01和第二光束L02被混合并被空間平均，由此顯著地減小或消除激光散斑。振動器90可以是反射型或透射型。
當振動器90是反射型時，如圖7所示，振動器90還改變從激光源80發(fā)出的光束的傳播路徑，由此有助于減小投影系統(tǒng)的尺寸。雖然以上描述了振動器90被布置在光束整形單元86和顯示裝置92之間，但是振動器90也可以被布置在光纖束82和光束整形單元86之間。
被振動器90反射的光束入射在顯示裝置92上，并且根據輸入信號被空間調制，以生成圖像，然后該圖像被投影透鏡單元94放大并投射到屏幕96上。
參照圖7，根據本發(fā)明總體構思的另一實施例的照明系統(tǒng)包括激光源80，具有多個激光器以發(fā)出具有不同波長的光束；光纖束82，用于將從激光源80發(fā)出的光束分為子光束；光束整形單元86，用于整形子光束以使其與顯示裝置92的形狀相匹配，以生成圖像；和振動器90，用于振動由光束整形單元86整形的子光束以將子光束時間平均。
根據圖7的實施例的照明系統(tǒng)使用光纖束82將從激光源80發(fā)出的光束分為子光束，并使用振動器90將子光束時間平均，由此顯著地減小或消除激光散斑。
光束整形單元86可按照不同的結構被設計。由于光束整形單元86順序地執(zhí)行與圖2的光束整形單元56的操作相同的操作，所以將省略對其的描述。
本發(fā)明總體構思的實施例提供一種能夠減小或消除由于激光束的相干性而生成的激光散斑的照明系統(tǒng)，以及一種使用該照明系統(tǒng)的能夠提供改進的圖像質量的投影系統(tǒng)。
本發(fā)明總體構思的實施例使用旋轉的DOE或振動器來將子光束時間或空間平均，由此有效地去除激光散斑。本發(fā)明總體構思的實施例也使用具有多個長度相同的光纖的光纖束來將從激光源發(fā)出的激光束分為子光束，由此減小激光束的相干性和激光光斑。
雖然描述和顯示了本發(fā)明總體構思的一些實施例，但是本領域的普通技術人員應該理解，在不脫離由權利要求及其等同物限定其范圍的本發(fā)明總體構思的原理和精神的情況下，可以對這些實施例做出改變。
權利要求
1.一種去除激光束的散斑的照明系統(tǒng)，所述照明系統(tǒng)包括激光源，具有至少一個用于發(fā)出激光束的激光器；衍射光學元件，用于將從激光源發(fā)出的激光束分為多個第一子光束，并且周期性地運動以將激光束的散斑時間平均；和光纖束，包括多個具有相同長度的光纖，用于將所述第一子光束分為更細的第二子光束，從而圖像根據所述更細的第二子光束而形成。
2.根據權利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中，所述多個第一子光束每個包括多個細光束，所述多個細光束以彼此重疊的方式被聚焦。
3.根據權利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中，衍射光學元件相對于激光束可旋轉。
4.根據權利要求1所述的照明系統(tǒng)，還包括光束整形單元，用于將所述第二子光束每個的橫截面轉換為預定的形狀。
5.一種去除激光束的散斑的照明系統(tǒng)，所述照明系統(tǒng)包括激光源，具有至少一個用于發(fā)出激光束的激光器；光纖束，包括多個具有相同長度的光纖，用于將從激光源發(fā)出的激光束分為多個子光束；和振動器，用于振動以將所述多個子光束時間平均，從而圖像根據所述子光束而形成。
6.根據權利要求5所述的照明系統(tǒng)，其中，振動器包括反射鏡；和壓電元件，用于振動反射鏡。
7.根據權利要求5所述的照明系統(tǒng)，還包括光束整形單元，沿著激光束的路徑布置在光纖束之后，用于將所述多個子光束每個的橫截面轉換為預定的顯示裝置的形狀。
8.根據權利要求7所述的照明系統(tǒng)，其中，光束整形單元包括導光管。
9.根據權利要求7所述的照明系統(tǒng)，其中，光束整形單元包括準直透鏡以及第一復眼透鏡陣列和第二復眼透鏡陣列。
10.根據權利要求8所述的照明系統(tǒng)，其中，光束整形單元包括準直透鏡以及具有預定的衍射圖樣的光束整形衍射光學元件。
11.一種照明系統(tǒng)，包括激光源單元，用于發(fā)出激光束；可運動時間平均單元，用于將從激光源發(fā)出的激光束時間平均；和光纖束，具有多個長度相同的光纖，用于將從激光源發(fā)出的被平均的激光束分為多個子光束，從而圖像根據所述子光束而形成。
12.根據權利要求11所述的照明系統(tǒng)，其中，可運動時間平均單元包括衍射光學元件，用于通過將從激光源發(fā)出的激光束分為多個重疊的光束來將所述激光束空間平均；和驅動單元，用于使衍射光學元件周期性地運動以將從激光源發(fā)出的激光束時間平均。
13.根據權利要求11所述的照明系統(tǒng)，其中，光纖束被布置在激光源和可運動時間平均單元之間，并且可運動時間平均單元包括反射鏡，用于反射從光纖束輸出的所述多個子光束；和一個或多個壓電元件，用于振動反射鏡以將所述多個子光束時間平均。
14.一種去除激光束的散斑的投影系統(tǒng)，所述投影系統(tǒng)包括激光源，具有至少一個用于發(fā)出激光束的激光器；衍射光學元件，用于將從激光源發(fā)出的激光束分為多個第一子光束，并且周期性地運動以將激光束的散斑時間平均；和光纖束，包括多個具有相同長度的光纖，用于將所述第一子光束分為更細的第二子光束；光束整形單元，用于整形由光纖束輸出的第二子光束；顯示裝置，用于使用由光束整形單元整形的第二子光束來生成圖像；屏幕；和投影透鏡單元，用于放大所述圖像并將其投射到屏幕上。
15.根據權利要求14所述的投影系統(tǒng)，其中，所述多個第一子光束每個包括多個細光束，所述多個細光束以彼此重疊的方式被聚焦。
16.根據權利要求14所述的投影系統(tǒng)，其中，衍射光學元件可旋轉。
17.根據權利要求14所述的投影系統(tǒng)，還包括光路變換器，布置在光束整形單元和顯示裝置之間。
18.一種去除激光束的散斑的投影系統(tǒng)，所述投影系統(tǒng)包括激光源，具有至少一個用于發(fā)出激光束的激光器；光纖束，包括多個具有相同長度的光纖，用于將從激光源發(fā)出的激光束分為多個子光束；光束整形單元，用于整形由光纖束輸出的所述多個子光束；振動器，用于振動以將所述多個子光束時間平均；顯示裝置，用于使用由振動器時間平均的所述多個子光束來生成圖像；屏幕；和投影透鏡單元，用于放大所述圖像并將其投射到屏幕上。
19.根據權利要求18所述的投影系統(tǒng)，其中，振動器包括反射鏡；和壓電元件，用于振動反射鏡。
20.根據權利要求18所述的投影系統(tǒng)，其中，光束整形單元包括導光管。
21.根據權利要求20所述的投影系統(tǒng)，還包括會聚透鏡，布置在光纖束和光束整形單元之間。
22.根據權利要求18所述的投影系統(tǒng)，其中，光束整形單元包括準直透鏡以及第一復眼透鏡陣列和第二復眼透鏡陣列。
23.根據權利要求18所述的投影系統(tǒng)，其中，光束整形單元包括準直透鏡以及具有衍射圖樣的光束整形衍射光學元件。
24.根據權利要求18所述的投影系統(tǒng)，其中，顯示裝置包括透射型液晶顯示器、硅基液晶顯示器、可變形微鏡裝置和光柵光閥中的一種。
25.一種圖像投影系統(tǒng)，包括激光源，用于發(fā)出激光束；第一平均單元，用于將激光束平均；光纖束，用于將由第一平均單元平均的激光束分為子光束；第二平均單元，用于將所述子光束平均；和顯示裝置，用于使用所述子光束來形成圖像并將其顯示。
26.一種圖像投影系統(tǒng)，包括激光源，用于發(fā)出激光束；光纖束，具有多個光纖，用于將激光束分為第一子光束；準直透鏡，用于將第一子光束準直；第一復眼透鏡陣列，用于將準直的第一子光束分為第二子光束；第二復眼透鏡陣列，用于聚焦第二子光束以使所述第二子光束彼此重疊，并且提供預定形狀的光束；平均單元，用于將所述預定形狀的光束時間平均；和顯示裝置，用于使用所述時間平均的預定形狀的子光束來形成圖像并將其顯示。
全文摘要
公開了一種被設計為用于去除激光散斑的照明系統(tǒng)以及一種包括該照明系統(tǒng)的投影系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括激光源，具有至少一個激光器；衍射光學元件，用于將從激光源發(fā)出的激光束分為多個子光束，并且周期性地運動以將激光束的散斑時間平均；和光纖束，包括多個具有相同長度的光纖，用于將所述子光束分為更細的子光束。該照明系統(tǒng)將從激光源發(fā)出的激光束分為子光束，并且將所述子光束時間或空間平均，由此有效地減小或去除激光散斑。使用該照明系統(tǒng)的投影系統(tǒng)能夠提供改進的圖像質量。
文檔編號G02B27/09GK1790094SQ20051011547
公開日2006年6月21日 申請日期2005年11月4日 優(yōu)先權日2004年12月15日
發(fā)明者金成河, 都尚會 申請人:三星電子株式會社