[發(fā)明專利]投影儀及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880131821.1
• 申請日: 2008-10-31
• 公開（公告）號: CN102203670A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設計）人: 加藤厚志
• 申請（專利權）人: NEC顯示器解決方案株式會社
• 主分類號: G03B21/14
• 分類號: G03B21/14
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 孫志湧;安翔

技術領域

本發(fā)明涉及適合于激光光源的投影儀及其控制方法。

背景技術

對于投影儀，積極地進行取代放電燈而使用固態(tài)光源的商業(yè)產(chǎn)品的研究和開發(fā)，旨在改善性能并且降低尺寸和成本。例如，可以商業(yè)方式獲得使用LED光源的背投電視機和口袋型投影儀。

對于投影儀的固態(tài)光源，將激光光源看作也像LED那樣有前途。雖然每人都認識到激光光源作為光源的高可能性，但是還沒有可以商業(yè)方式獲得使用激光光源的投影儀。原因是由于激光束的屬性而需要各種限制，更不必說便宜的綠色半導體激光還沒有實際使用。

例如，與現(xiàn)有的投影儀比較，可以幾乎超乎想象地在尺寸上減小光束掃描型投影儀，該光束掃描型投影儀使用MEMS掃描儀來水平地和垂直地掃描激光束以顯示圖像。然而，它們必須符合在用于激光產(chǎn)品的安全的國際標準IEC?60825等中規(guī)定的安全標準。在IEC?60825等級中，光源的光輸出被限制得小。因為這一點，所以說難以實現(xiàn)對于投影儀充分實用的亮度或實現(xiàn)與使用放電燈的傳統(tǒng)投影儀相同的亮度。另外，因為激光束可以直接地進入人眼的風險，所以對于單獨的等級指定安全亮度，并且調(diào)節(jié)根據(jù)人眼向激光束暴露的條件而改變。

另一方面，已知間接地掃描激光束的正投影型投影儀。例如，參見JP2008-58454A。這是下述類型：將激光束引導到諸如液晶光閥或DMD(數(shù)字鏡裝置)這樣的二維微型顯示器，并且使用諸如投影儀鏡頭這樣的光學系統(tǒng)來放大和投影在微型顯示器上顯示的圖像。

與光束掃描類型的投影儀比較，這種類型的投影儀被認為實現(xiàn)了更亮的投影儀。

現(xiàn)在，當操作使用激光光源的正投影類型的投影儀時，引起最大風險的狀態(tài)是當人眼最接近投影儀鏡頭(投影鏡頭)時的狀態(tài)。

通常，因為經(jīng)常使用具有大約一英寸或更小的尺寸的微型顯示器，所以可以認為，通過位于投影儀鏡頭的顯露端側的部分，即人們最近地接觸的部分的光束的尺寸大于幾個毫米的直徑，該幾個毫米是人眼瞳孔的平均尺寸。因此，具有在幾個毫米的直徑的范圍內(nèi)的直徑的激光光束的功率可以被認為足夠安全。因此，所計算的AEL(Accessible?Emission?Limit：可達的發(fā)射極限)應當被設置來滿足投影儀的安全等級。

在使用激光光源的投影儀中，更具體地，在正投影型投影儀的情況下，為了用戶方便和產(chǎn)品的優(yōu)點，經(jīng)常將變焦鏡頭用作投影儀鏡頭。例如，在未提供與屏幕尺寸匹配的足夠的投影儀安裝距離的情況下，如果改變變焦鏡頭的變焦放大率，則可以將要在屏幕上投影的圖像區(qū)域與屏幕尺寸匹配。在本說明書中，術語“廣角”(wide?angle)表示變焦鏡頭的焦距f的設置狀態(tài)，其中，當投影預定尺寸的圖像區(qū)域時，使得到屏幕的投影距離是最短的長度，并且術語“遠角”(tele?angle)表示變焦鏡頭的焦距f的設置狀態(tài)，其中，當投影與廣角的圖像區(qū)域相同尺寸的圖像區(qū)域時，使得到屏幕的投影距離是最長的長度。

通常，在投影儀的變焦鏡頭中，在從廣角向遠角改變的過程中，改變通過透鏡元件的出光側的表面的光束的位置和角度。因此，在透鏡的出光側的表面上照射的區(qū)域(激光光束通過的部分的面積)根據(jù)變焦鏡頭放大率調(diào)整而改變。這個區(qū)域的尺寸在廣角處較大，并且在“遠角”處較小(參見圖1)。

結果，在光源的激光輸出不變的條件下，在廣角和遠角之間出現(xiàn)在安全上的差別，更具體地，在AEL上的差別。

遠角對于人眼危險，因為其激光功率密度比在廣角時更高。因為這個原因，當激光輸出被設計來滿足符合在遠角處的安全等級的AEL或更低時，可以對于變焦鏡頭的整個可變功率區(qū)域補償該安全等級。然而，關于這些措施，根據(jù)AEL的安全余裕可能性未被優(yōu)化。換句話說，雖然亮得多的圖像在廣角處會被合法地投影，但是亮度不增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供可以解決如上所述的問題的一種投影儀和一種用于投影儀的控制方法。這個目的的示例是實現(xiàn)一種投影儀，其中，可以在變焦鏡頭的廣角側執(zhí)行對于光輸出的設置，這可以實現(xiàn)較高的亮度，并且保證在變焦鏡頭的整個可變功率區(qū)域上的安全性。而且，一個目的是使得投影儀的光輸出在變焦鏡頭的整個可變功率區(qū)域上相同。

本發(fā)明涉及一種放大和投影來自光源的光束的投影儀。具體地說，本發(fā)明提供一種投影儀，其中，在變焦鏡頭的出光側的表面上出現(xiàn)的光束區(qū)域中的能量密度在變焦鏡頭的整個可變倍率區(qū)域上等于或小于預定安全值。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面的一種投影儀具有透光窗口，所述透光窗口沿著光軸可移動地布置在變焦鏡頭的出光側的表面的前方。而且，所述投影儀具有控制裝置，用于控制所述透光窗口的位置，使得當改變所述變焦鏡頭的焦距時，不改變在所述透光窗口的外表面上出現(xiàn)的光束區(qū)域。