[發明專利]投射裝置和投射控制裝置

有效

• 申請號: 201510341279.4
• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN104898364B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 倉重牧夫;谷口幸夫;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: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李嘯,姜甜

技術領域

本發明涉及使用照射相干光的光源的投射裝置和投射控制裝置。

背景技術

將影像光投射至屏幕上的投射裝置得到廣泛使用。在典型的投射裝置中，通過使用液晶微型顯示器或DMD（數字微鏡器件：Digital Micromirror Device）這種空間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“光學式投影儀”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儀中，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空間光調制器進行照明，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2009-282083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產生的白色光分成R、G、B的三原色成分，將這些光向各個原色的空間光調制器引導，由正交分光棱鏡將所生成的各個原色的調制圖像合成而投影于屏幕上。

但是，高壓水銀燈等高輝度放電燈壽命比較短，在用于光學式投影儀等的情況下，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的難點。

為了應對這樣的問題，還提出了使用激光等相干光源的方式。例如，在產業上得到廣泛利用的半導體激光器，與高壓水銀燈等高輝度放電燈相比壽命極長。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的優點。

例如，在日本特開2008-224760號公報中，公開了由振鏡掃描器（ガルバノスキャナ）使激光掃射而在光漫射板形成二維圖像的技術。該日本特開2008-224760號公報所公開的光漫射板，是為了擴大視場角而設置的，由于形成于光漫射板的二維圖像原樣地投射至屏幕，因而投射圖像的畫質變差。

此外，在使用激光等相干光源的方式中，產生斑點的產生這種新的問題。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，則觀察為斑點狀的輝度不均勻（亮度的不均勻），成為對觀察者帶來生理上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緣由是，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，由此產生斑點。例如，在文獻Speckle Phenomena in Optics（光學中的斑點現象）, Joseph W. Goodman, Roberts & Co., 2006中，進行了關于斑點的產生的詳細的理論研究。

這樣，在使用相干光源的方式中，由于產生斑點的產生這種固有的問題，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空間光調制器，并且，由電動機旋轉驅動散射板，由此降低斑點。

發明內容

如上所述，在使用相干光源的投射裝置中，提出了降低斑點的技術，但在到此為止提出的方案中，不能有效率地且充分地抑制斑點。例如，在上述的日本特開平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，因而一部分激光完全沒有貢獻于影像顯示而被浪費。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，由于照明光的光軸的位置不變，因而不能充分地抑制起因于屏幕上的漫射而產生的斑點。

此外，相干光如以激光為代表，能夠作為具有優異的直線傳播性且能量密度非常高的光而照射。所以，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。

本案的發明者們立足于以上的點而反復專心研究，結果，發明了在由相干光對光調制器進行照明的狀態下使由光調制器生成的調制圖像投射的投射裝置。另外，本案的發明者們進一步推進研究，改善了該照明裝置，從而在由相干光對光調制器進行照明時，能夠穩定地防止在照明區域內產生亮度突出而變亮的區域。即，本發明的目的在于，提供這樣的投射裝置和投射控制裝置：能夠使斑點不顯眼，而且能夠有效地抑制照明區域內的亮度的不均勻的產生，而且能夠提高照明區域內的照明強度。

為了解決上述的課題，在本發明的一個形態中，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；

照射裝置，以相干光在所述光學元件上掃射的方式，將所述相干光照射至所述光學元件；