[發明專利]投射裝置

有效

• 申請號: 201280052703.8
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN103890640A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 倉重牧夫
• 申請（專利權）人: 大日本印刷株式會社
• 主分類號: G02B27/48
• 分類號: G02B27/48;G03B21/00;H04N5/74
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 何欣亭;王忠忠

技術領域

本發明涉及能夠使斑點的產生不顯眼的投射裝置。

背景技術

廣泛使用具備屏幕和將影像光投射至屏幕上的投射裝置的投射型影像顯示裝置。在典型的投射型影像顯示裝置中，通過使用液晶微型顯示器或DMD（數字微鏡器件，Digital?Micromirror?Device）這樣的光調制器來生成成為基礎的二維圖像，利用投射光學系統來將該二維圖像放大投影于屏幕上，從而將影像顯示于屏幕上。

作為投射裝置，包括被稱為所謂的“光學式投影機”的市售品，提出了各種各樣的方式的投射裝置。在一般的光學式投影機中，采用這樣的方式：使用由高壓水銀燈等白色光源構成的照明裝置對液晶顯示器等光調制器進行照明，利用透鏡來將所得到的調制圖像放大投影于屏幕上。例如，在日本特開2004-264512號公報中，公開了這樣的技術：由分光鏡將利用超高壓水銀燈來產生的白色光分成R、G、B的三原色成分，將這些光向每個原色的光調制器引導，由正交分光棱鏡將所生成的每個原色的調制圖像合成并投影于屏幕上。

但是，高壓水銀燈等高輝度放電燈，壽命比較短，在利用于光學式投影機等的情況下，有必要頻繁地進行燈更換。另外，由于為了取出各原色成分的光，有必要利用分光鏡等比較大型的光學系統，因而存在裝置整體大型化這一難點。

為了應付這樣的問題，還提出了使用激光器等相干光源的方式。例如，在產業上廣泛地利用的半導體激光器，與高壓水銀燈等高輝度放電燈相比而壽命極其長。另外，由于是能夠生成單一波長的光的光源，因而不需要分光鏡等分光裝置，還具有能夠將裝置整體小型化這一優點。

另一方面，在使用激光等相干光源的方式中，產生斑點的產生這一新的問題。斑點（speckle）是在將激光等相干光照射至散射面時出現的斑點狀的模樣，如果在屏幕上產生，則作為斑點狀的輝度不均勻（亮度的不均勻）而觀察，成為對觀察者帶來生理的壞影響的主要原因。一般認為，在使用相干光的情況下產生斑點的理由是，在屏幕等散射反射面的各部分反射的相干光，由于其極其高的可干涉性而互相干涉，由此，產生光斑。例如，在Speckle?Phenomena?in?Optics,?Joseph?W.?Goodman,?Roberts?&?Co.,?2006中，進行對斑點的產生的詳細的理論的考察。

這樣，在使用相干光源的方式中，由于產生斑點的產生這一固有的問題，因而提出了用于抑制斑點的產生的技術。例如，在日本特開平6-208089號公報中，公開了這樣的技術：將激光照射至散射板，將從該處得到的散射光引導至光調制器，并且，由電動機將散射板旋轉驅動，由此，降低斑點。

如上所述，在使用相干光源的投射裝置和投射型影像顯示裝置中，提出了降低斑點的技術，但在到此為止提出的手法中，不能有效率地且充分地抑制斑點。例如，在上列的日本特開平6-208089號公報所公開的方法中，由于將激光照射至散射板而使其散射，因而一部分的激光未完全貢獻于影像顯示，而是被浪費。另外，為了降低斑點，有必要使散射板旋轉，但那樣的機械的旋轉機構成為比較大型的裝置，另外，電力消耗也變大。而且，由于即使使散射板旋轉，照明光的光軸的位置也不變，因而不能充分地抑制起因于屏幕上的漫射而產生的斑點。

可是，相干光，如以激光為代表，能夠作為具有優異的直線前進性且能量密度非常高的光而照射。因此，作為實際開發的照明裝置，優選與這樣的相干光的特性相對應地設計相干光的光路。

另外，在將DMD用作光調制器的情況下，有必要對每個幀期間切換與各像素相對應的微鏡的反射角度。更具體而言，考慮到，為了切換控制微鏡的反射角度，設置脈沖寬度調制信號，對每個幀期間切換該脈沖寬度調制信號的脈沖寬度和脈沖產生時刻。

不過，在即使幀改變，微鏡的反射角度的切換定時也相同的情況下，來自微鏡的光始終在各幀期間內的相同時刻到達投射屏幕，成為斑點穩定化的主要原因。

本案的發明者們立足于以上的點而重復專心研究，結果，發明了投射使用由全息圖記錄介質等衍射的相干光來生成的調制圖像的投射裝置。另外，本案的發明者們進一步推進研究，能夠改善該投射裝置，從而在利用由全息圖記錄介質衍射的相干光來生成調制圖像時，能夠穩定地防止亮度突出而變亮的區域的產生。而且，本案的發明者們的目的在于，提供一種投射裝置，該投射裝置在使用具備能夠個別地切換反射角度的多個微鏡的光調制器時，能夠不取決于灰度而使斑點不顯眼，而且，能夠有效地抑制亮度的不均勻的發生。

為了解決上述的課題，在本發明的一個方式中，提供一種投射裝置，其特征在于，具備：

光學元件，能夠使相干光漫射；