[發明專利]投射型影像顯示裝置

有效

• 申請號: 201410573547.0
• 申請日: 2010-09-07
• 公開（公告）號: CN104267570A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 倉重牧夫;石田一敏;高野倉知枝;大八木康之
• 申請（專利權）人: 大日本印刷株式會社
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G03B21/14
• 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

本申請是申請日為2010年9月7日、申請號為201080069008.3、發明名稱為“投射型影像顯示裝置”的專利申請的分案申請，其全部內容結合于此作為參考。

技術領域

本發明涉及一種投射型影像顯示裝置，尤其涉及使用來自相干光源的光照明空間光調制器以在屏幕上進行影像顯示的技術。

背景技術

向屏幕上投射光以進行影像顯示的投射型影像顯示裝置已提出包括被稱為所謂“光學式投影機”的市售品的各種方式。此種投射型影像顯示裝置的基本原理是利用液晶微顯示器或DMD(數字微鏡器件：Digital?Micromirror?Device)等空間光調制器，產生作為基礎的二維圖像，并利用投射光學系統將該二維圖像放大投影到屏幕上。

在一般的光學式投影機，采用使用高壓水銀燈等白色光源照明液晶顯示器等空間光調制器，利用透鏡將得到的調制影像放大投影到屏幕上的方式。例如，在日本特開2004-264512號公報公開經由二向色鏡將以超高壓水銀燈產生的白色光分成R、G、B的三原色成分，將這些光導向各原色的空間光調制器，通過十字分色棱鏡將產生的各原色的調制影像合成，并投影到屏幕上的技術。

然而，高壓水銀燈等的高亮度放電燈壽命較短，在用于光學式投影機等時，必須頻繁地進行燈的更換。而且，為了取出各原色成分的光，必須利用二向色鏡等比較大型的光學系統，因此，有裝置整體大型化的缺點。因此，也提出使用激光等相干光源的方式。例如，在產業上廣泛利用的半導體激光，比起高壓水銀燈等高亮度放電燈，壽命極長。而且，由于是可產生單一波長的光的光源，因此具有不需要二向色鏡等分光裝置且能使裝置整體小型化的優點。

另一方面，使用激光等相干光源的方式出現產生斑點的新問題。斑點(speckle)是將激光光等的相干光照射至擴散面時產生的斑點狀的花紋，若發生在屏幕上，則可觀察到斑點狀的亮點不均，成為對觀察者造成生理上的不良影響的主要原因。

例如，在用激光指針指示了屏幕上的1點時，可觀察到激光的光點在屏幕上閃爍發光。其原因是，在屏幕上產生斑點噪聲。使用相干光則產生斑點的原因是，在屏幕等的擴散反射面的各部反射后的相干光因其極高的可干涉性而彼此干涉。例如，在“Speckle?Phenomena?in?Optics,Joseph?W.Goodman,Roberts&Co.,2006”進行了關于斑點產生的詳細理論上研究。

若是激光指針的用途，觀察者僅觀察到微小的點，因此不會產生大問題。然而，在影像顯示裝置的用途中，必須在具有寬區域的屏幕整面顯示影像，因此若在屏幕上產生斑點，則對觀察者造成生理上的不良影響，出現不舒服等癥狀。

當然，也提出有各種用以降低這種斑點噪聲的具體方法。例如，在日本特開平6-208089號公報已公開將激光光照射至散射板并將從其得到的散射光導向空間光調制器且通過馬達旋轉驅動散射板從而降低斑點的技術。而且，在日本特開2004-144936號公報已公開在激光光源與空間光調制器之間配置散射板并通過使該散射板振動以降低斑點的技術。

然而，使散射板旋轉、振動需要大型的機械驅動機構，裝置整體大型化且耗電也增加。而且，在該方法中，由于散射板使來自激光光源的光散射，因此一部分激光完全無助于影像顯示，而是被浪費了。再者，即使使散射板旋轉、振動，照明光的光軸的位置也不變，因此無法充分抑制在屏幕的擴散面產生的斑點。

因此，本發明的目的在于提供一種在使用了相干光源的投射型影像顯示裝置中高效且充分地抑制斑點的產生的技術。

發明內容

(1)本發明的第一方式是一種投射型影像顯示裝置，是將光投射至屏幕上以進行影像顯示的投射型影像顯示裝置，其特征在于，具備：空間光調制器，根據作為顯示對象的影像，對射入的光實施與入射位置對應的調制后射出；照明單元，對所述空間光調制器供給照明光；以及投射光學系統，通過將由所述空間光調制器調制后的照明光導向所述屏幕，從而將所述影像投射至所述屏幕上，所述照明單元具有：相干光源，產生相干光束；全息圖記錄介質，記錄有散射板(30)的像；以及光束掃射裝置，將所述光束照射至所述全息圖記錄介質，且以所述光束對所述全息圖記錄介質的照射位置隨時間變化的方式進行掃射，在所述全息圖記錄介質中，使用沿規定光路照射的參照光，記錄有所述散射板的像作為全息圖，所述相干光源產生具有能再現所述散射板的像的波長的光束，所述光束掃射裝置以所述光束對所述全息圖記錄介質的照射方向是沿所述參照光的光路的方向的方式，進行所述光束的掃射，所述空間光調制器配置在由所述全息圖記錄介質得到的所述散射板的再現像的生成位置。