[发明专利]光调制器、光调制器模块以及包括其的扫描显示装置

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2007年12月3日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2007-0124566号的权益，将其全部公开内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种光调制器(光学调制器)，更具体地涉及一种可以减少激光散斑(laser speckle)的光调制器以及光调制器模块。

背景技术

人眼具有有限的分辨率。当注视一个目标时，人眼根据分辨率将目标量子化(quantize)成多个点。例如，在人眼注视放置在人眼前方约3米的距离处的特定目标的表面的情况下，人眼将该特定目标的表面分解(resolve)成直径为1mm的点。

图1示出了人眼是如何注视漫射表面的。参照图1，从激光源发射出的激光束16被投射在漫射表面14上，对应于漫射表面14的点18的图像聚焦在人眼12的视网膜上。人眼12不能分辨漫射表面14上的尺寸小于点18的形状。点18包括多个散射中心，其散射激光束16。

由于激光束16具有干涉(interference)，因此散射中心在人眼12上产生了干涉。干涉使得人眼12能够识别在最亮点与最暗点之间的灰度级中的点18。每个散射中心变成不同光波的中心。每种光波产生传导性干涉和/或破坏性干涉以确定点18的灰度级。

例如，点18由于光波的传导性干涉而变成亮点或由于破坏性干涉而变成暗点。这造成人眼12形成了粒化图案(粒状图案，particulate pattern)，在该粒化图案上，亮点、中等亮度的点以及暗点被随机地图案化(形成，pattern)。该粒化图案被称作散斑。

与图1中的人眼12一样，同样还适用于典型的光学系统。因此，如果诸如激光束的干涉光束在诸如漫射表面14的粗糙表面上聚焦，则可能会探测到散斑。

图2是包括亮点、中等亮度的点以及暗点的粒状图案的照片。因为散斑使所显示的图像的质量变差，所以需要减少散斑。

通过使数量为N的无关联的散斑图案重叠可以减少图2所示的种类的散斑。如果N个无关联的散斑图案具有相同的平均强度，则散斑减少因子(speckle reduction factor)可以为。如果N个无关联的散斑图案具有不同的平均强度，则散斑减少因子可能等于或小于。此外，可以通过空间重合(重叠)、时间平均、频率或局部波来获得无关联的散斑图案。

图3是示出了用于减少激光散斑的传统显示装置的简化平面图。

激光源305发射激光束372。包括发散透镜(divergence lens)312、准直透镜(collimation lens)314以及柱面透镜(cylinder lens)316的照明光学装置310将激光束372汇聚在光调制器320上。被光调制器320调制的调制光束通过纹影光学器件330和投影器件350而投射在屏幕360上。此处，纹影光学器件330包括第一释放透镜(release lens)332、第二释放透镜336以及纹影阻挡器(纹影光圈，schlieren stop)334，并且具有二维矩形布置以通过重复的扫描操作来产生相移(相位移)的投影器件350包括漫散器(漫散板，diffuser)340、投影透镜352以及扫描镜354。

此处，通过具有二维矩形布置并根据N个无关联的散斑图案以便在重复的扫描操作中产生相移的漫散器340来减少激光散斑。在传统的显示装置300中要求分开地设置漫散器340。并且，中间像平面(image plane)是必需的。这导致显示装置300的增加且复杂的总体体积。因此，很难将传统的显示装置300用于小尺寸的投影机。

发明内容

本发明提供了一种光调制器以及一种光调制器模块，其可以产生(allow)能够减少激光散斑的相位控制图案，而无需在该光调制器或光调制器模块上形成附加的装置(即，增加体积)。

本发明还提供了一种光调制器和一种光调制器模块，其可以防止图像的质量由于减少激光散斑而劣化。

本发明还提供了一种光调制器和一种光调制器模块，其可以用于小尺寸的光学系统，诸如可移动的光学系统。