[發明專利]照明裝置和顯示單元

有效

• 申請號: 201210086759.7
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN102734700B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 安井利文
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G02B27/48
• 分類號: G02B27/48;F21S8/00;F21V14/00;G03B21/14;G03B21/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本發明涉及發射包括激光的光的照明裝置，以及使用這種照明裝置進行視頻顯示的顯示裝置。

背景技術

光學模塊作為投影儀(即，投影顯示裝置)中的一個主要組件，通常由照明光學系統構成，即包括光源的照明裝置以及包括光調節元件的投影光學系統。在這種投影儀的領域中，稱為微型投影儀的小尺寸(手掌尺寸)的輕質便攜式投影儀變得日益流行。在該微型投影儀中，照明裝置的光源主要是LED(Light?Emitting?Diode，發光二極管)。

另一方面，近來受到關注的照明裝置的一種新光源是激光器。作為使用紅(R)、綠(G)和藍(B)三原色的激光的投影儀，例如，已知的是使用氣體激光器的投影儀。例如，在未審查日本專利申請第55-65940和第6-208089號中說明了光源是激光器的投影儀。由于光源是激光器，使得投影儀具有大范圍的色彩再現并且減小了耗電量。

發明內容

當諸如激光的相干光被引入到漫射(diffuse)面時，出現不同于任何普通光的斑紋圖案。這種圖案被稱為斑紋圖案。該斑紋圖案由于在漫射面各點上分散的光根據與漫射面上的微觀粗糙度對應的隨機相位關系干涉而產生。

通過使用上述激光器作為光源的投影儀，斑紋圖案(干涉圖案)疊加在屏幕上的顯示圖像上。結果，人眼將該現象感知為強烈的隨機噪聲，從而導致顯示質量的下降。

在這種情況下，為了抑制在使用激光器作為光源的投影儀中產生這種斑紋圖案(斑紋噪聲)，提出微振動投影儀中的激光所通過的預定光學元件或其它元件。人眼或人腦通常不能感知在約20至50ms內的圖像閃爍。這意味著在該時間范圍內的圖像被集成然后在人眼中均布。這樣，在該時間范圍內，大量獨立的斑紋圖案在屏幕上疊加，目的在于使斑紋噪聲均布達到不成為人眼中的干擾的程度。這種方法可防止生成由激光引起的任何干涉圖案。

當光學元件被如此微振動時，確實抑制了干涉圖案，但在一些情況中，照明光中亮度不均勻更突出。因此這引起了顯示質量的下降。

期望提供一種能夠抑制亮度不均勻同時抑制干涉圖案的照明裝置和顯示裝置。

根據本發明實施方式的照明裝置包括：光源部，包括激光源，并且該光源部以預定頻率間斷地發射從激光源發射出的激光；光學元件，從光源部間斷地發射的激光通過該光學元件，以及驅動部，使該光學元件以預定振動頻率振動。滿足以下式1或式2，其中，f1[Hz]表示該頻率，f2[Hz]表示從該光學元件發射的照明光中由該光學元件的振動產生的亮度的變化頻率，n1表示0以上且10以下的任意整數，n2表示1以上的預定整數，

|n1×f1-f2|≥20????????...式1

|n2×f1-f2|≤3?????????...式2

典型地，光學元件由正弦波驅動(例如，參見下文將說明的圖10B)。在這種情況中，上述“亮度的變化頻率(f2)”是正弦波頻率。然而，光學元件的驅動波形不必限制為正弦波波形。在這種情況中，上述“亮度的變化頻率(f2)”可以是具有最大振幅分量的主頻率。然而，典型地，激光源使用矩形脈沖間斷地進行光發射(例如，參見下文將要說明的圖10A)。該矩形脈沖通常包括基本頻率的諧波分量，但上述“頻率(f1)”表示驅動脈沖的基本頻率自身，例如，矩形脈沖。

根據本發明實施方式的顯示裝置包括發射照明光的照明裝置，以及基于視頻信號調制照明光的光調制元件。該照明裝置包括：光源部，包括激光源，并且該光源部以預定頻率間斷地發射從激光源發射的激光；光學元件，從該光源部間斷地發射的激光通過該光學元件，以及驅動部，使光學元件以預定振動頻率振動。滿足以下式1或式2，其中，f1[Hz]表示該頻率，f2[Hz]表示從該光學元件發射的照明光中由該光學元件的振動產生的亮度的變化頻率，n1表示0以上并且10以下的任意整數，n2表示1以上的預定整數，

|n1×f1-f2|≥20??????...式1

|n2×f1-f2|≤3???????...式2。

通過根據本發明實施方式的照明裝置和顯示裝置，通過使來自激光源的激光所通過的光學元件振動，抑制由激光源引起的干涉圖案的發生。此外，滿足上述式1或2使得難以感知照明光中由光學元件的振動所產生的亮度的變化頻率(振動頻率)和上述頻率之間的關系所導致的拍現象(beat?phenomenon)。