[发明专利]具有斑点噪声消减器的相干光波导照明系统有效

专利信息
申请号: 201480040619.3 申请日: 2014-07-14
公开(公告)号: CN105765298B 公开(公告)日: 2019-07-16
发明(设计)人: Y·蒂索 申请(专利权)人: L·E·S·S·有限责任公司
主分类号: F21V8/00 分类号: F21V8/00
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 申屠伟进;王传道
地址: 瑞士*** 国省代码: 瑞士;CH
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摘要:
搜索关键词: 具有 斑点 噪声 消减 相干光 波导 照明 系统
【说明书】:

一种波导,在该波导中相干光要沿着其纵轴传播,在其中形成有第一散射区域(103),其沿着纵轴延伸并且要相对于纵轴以非零角度将传播的相干光(105)散射到波导外部。提供用于相对于波导振动相干光的光斑的构件或者用于动态地改变光斑的焦点的构件,使得进入波导的相干光的光耦合随时间改变,从而在波导中生成与第一散射区域重叠的不同的斑点图案。其他实施例也被描述并且要求保护,包括一个实施例,在实施例中提供功能或者散射涂层(102),其与第一散射区域结合产生消减的斑点图案。

本非临时申请要求于2013年7月15日提交的题为“Coherent Light WaveguideIllumination System with Integrated Speckle Noise Reducer”的美国临时申请号61/846,183的较早提交日期的优先权。

技术领域

本发明的实施例涉及一种照明装置,其呈现降低的相干度以及由此呈现低的斑点噪声对比度。其他实施例也被描述。

背景技术

已知的是,在照明表面上的照射相干光生成了也称为斑点的闪烁照明图案。例如,如图1中图示的,斑点图案起因于在来自相干光源的入射波前和来自照明表面的散射波前之间生成的局部干涉。更具体地说,斑点图案可以起源于起因于照明表面中的贡献点的随机离散波前的叠加。

在多模波导的特定情况下,也已知的是,波导的芯中相干光的传播生成了强度的强烈斑点分布。在波导端部处的斑点图案可以通过各种传播模式之间的随机干涉来产生。

在许多应用(例如,检验照明)中,这些照明系统的产生的随机强度图案是一个缺点,其中投射的斑点被转变为成像噪声。

用于消减照明表面上的斑点噪声的技术包括动态地去相关相干光源的斑点(见图2A),即通过时变以下参数的一个或所有:相干光源的偏振、相位、以及波长。

另一方法是动态地去相关由照明表面或者光学投射系统生成的投射斑点(图2B)。通常,移动光学元件(例如,散射体)位于相干光源和照明表面之间的光路内。该光学元件的动态移动整体地降低了入射相干光的空间相干性并且因此实现总体斑点对比度的降低。然而,在这种情况下,需要明显的移动幅度,并且通常通过例如折射元件的机械旋转(美国专利申请公开号2007/0223091,PCT专利申请公开号WO2009133111,以及美国专利号6,081,381)、平面散射体的机械振动或位移(美国专利申请公开号2007/0251916,以及美国专利申请公开号2011/0267680)、屏幕振动(美国专利申请公开号2013/0010356 A1)或者使用分节镜(美国专利号7,502,160 B2)来提供明显的移动幅度。

另一方法是通过在光路内使用至少两个连续的光学元件以动态地去相关投射斑点,以及将这些元件的一个相对于另一个光学元件整体地移动(图2C)。在这种情况下,需要更小得多的移动幅度来实现对最终照明表面的总体斑点对比度的相同消减(″SpeckleRemoval by a Slowly Moving Diffuser associated with a motionless diffuser,J.Opt.Soc.Am.,61,pp.847-851,1971)。两个光学元件可以例如是折射、衍射或者散射光学元件。

这些方法中的一些方法需要大的、不同的光学元件或者包括光学元件的整体移动,其可能难以直接集成至激光波导照明系统,诸如例如(美国专利号7,437,035和PCT专利申请公开号WO2012146960 A1),其中斑点图案可以遍布在细长的表面。包括相干光源的去相关的其它解决方案可能不适于某些应用。

发明内容

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