CN100590510C

CN100590510C - 投影机

Info

Publication number: CN100590510C
Application number: CN200610107703A
Authority: CN
Inventors: 米窪政敏; 武田高司
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2026-07-20
Also published as: CN1900813A; JP4311382B2; US7477435B2; JP2007025466A; US20070019921A1

Abstract

本发明提供可以抑制投影到屏幕的激光的闪耀的发生，并使装置整体的可靠性提高的投影机。该投影机的特征在于，具备：向被投影面(52)射出激光的光源装置(10)，对从该光源装置(10)所射出的激光进行扫描的扫描单元(30)，对通过该扫描单元(30)所扫描的激光进行扩散的光扩散构件(40)，和将从该光扩散构件(40)所射出的激光聚光到被投影面(52)的聚光单元(50)。

Description

投影机

技术领域

本发明，涉及将从光源装置所射出的光投影到被投影面而进行图像显示的投影机。

背景技术

从前，通过使激光在屏幕(被投影面)上扫描而显示图像的背面投影型的投影机已被提出。在该投影机中，因为通过停止激光的供给而能够显示完全的黑色，所以相比较于例如采用了液晶光阀的投影机可以实现高对比度的显示。并且，因为激光指向性高，所以能够使投影光学系统简略化。因此，能够使投影机成为小型而且简易的构成。进而，通过使红色、绿色、蓝色等的多色的激光组合起来而能够容易地彩色化，而且，因为激光单色性高所以可以实现色纯度高的彩色显示。

作为背面投影型的投影机，采用了红色激光光源、绿色激光光源及紫外线激光光源的投影型激光图像显示装置已被提出(例如，参照专利文献1。)。记载于该专利文献1中的投影型激光图像显示装置，在屏幕上涂敷荧光体，从红色激光光源及绿色激光光源所射出的激光，在屏幕面上被扩散。并且，从紫外线激光光源所射出的激光，被荧光体所激励而发出蓝色光，该蓝色光，在屏幕面上被扩散。

【专利文献1】特开平7-67064号公报

但是，在采用了上述的背面投影型的投影机的情况下，存在问题点：在投影到屏幕的激光中，会发生被称为闪烁或斑点的闪耀。在此，在记载于上述专利文献1中的投影型激光图像显示装置中，因为使激光在屏幕上扩散，所以在抑制闪耀的发生方面不充分。并且，考虑到在由于非预期的原因，屏幕损坏的情况下，激光不被扩散，继续直接照射到外部，装置整体的可靠性不充分。

发明内容

本发明，为了解决上述的问题而作出，目的在于提供可以抑制投影到屏幕的激光的闪耀的发生，并使装置整体的可靠性提高的投影机。

为了达到上述目的，本发明，提供以下的单元。

本发明的投影机，其特征在于，具备：向被投影面射出激光的光源装置，使从该光源装置所射出的激光进行扫描的扫描单元，对通过该扫描单元所扫描的激光进行扩散的光扩散构件，和将从该光扩散构件所射出的激光聚光到前述被投影面的聚光单元。

在本发明的投影机中，从光源装置所射出的激光通过扫描单元而扫描，入射到光扩散构件。入射到光扩散构件的激光被扩散之后，通过聚光单元聚光到被投影面。从而，通过使从光源装置所射出的激光被光扩散构件所扩散，聚光到被投影面的激光，因为相干性降低，所以可抑制闪耀(闪烁，斑点)的发生。并且，从光源装置所射出的激光，通过聚光单元被聚光之前，因为通过光扩散构件被扩散，所以即使在由于非预期的原因，被投影面损坏的情况下，也因为不会有强激光射出到外部，所以可以使装置整体的可靠性提高。

并且，本发明的投影机，优选：具备使从前述光源装置所射出的激光聚光到前述光扩散构件上的其他的聚光单元。

在本发明的投影机中，从光源装置所射出的激光，通过其他的聚光单元被聚光到光扩散构件上。从而，从光源装置所射出的激光，因为不散射到光扩散构件的外部而入射到光扩散构件，所以可以使从光源装置所射出的激光的利用效率提高。

并且，本发明的投影机，优选：具备对从前述扫描单元所射出的激光进行平行化的平行化单元。

在本发明的投影机中，从光源装置所射出、通过扫描单元所扫描的光，通过了平行化单元之后，入射到光扩散构件。此时，入射到光扩散构件的激光，通过平行化单元被平行化。从而，从光扩散构件所射出的激光，变成对于光扩散构件在大致垂直方向上具有指向性的激光。从而，因为从光扩散构件所射出、入射到聚光单元的光束的宽度通过平行化单元而确定，所以聚光单元的设计变得容易。

并且，本发明的投影机，优选：具备使从前述光扩散构件所射出的激光的扩散状态时间性地发生变化的扩散状态变化单元。

在本发明的投影机中，通过具备扩散状态变化单元，通过了光扩散构件的激光，扩散状态时间性地变化。即，通过了光扩散构件的激光，因为闪耀的图形时间性地变化，所以通过视觉暂留效果而被时间积分，能够防止激光的斑纹图样的发生。其结果，通过聚光单元投影到被投影面的激光，变成抑制了闪耀的光。从而，能够在被投影面显示良好的图像。

并且，本发明的投影机，优选：前述扩散状态变化单元，是使前述光扩散构件在该光扩散构件的入射面内旋转的旋转单元。

在本发明的投影机中，通过旋转单元使光扩散构件在入射面内旋转，使从光源装置所射出的激光的扩散状态时间性地变化。即，从光扩散构件所射出、通过聚光单元投影到被投影面的激光，通过光扩散构件的旋转被均匀化，辉度不均减少，并且消除了粗糙感。从而，能够通过简易的构成，在被投影面显示良好的图像。

并且，本发明的投影机，优选：前述扩散状态变化单元，是使前述光扩散构件在该光扩散构件的入射面内移动的移动单元。

在本发明的投影机中，通过移动单元使光扩散构件在入射面内移动，使从光源装置所射出的激光的扩散状态时间性地变化。由此，从光扩散构件所射出、通过聚光单元投影到被投影面的激光，辉度不均减少，并且消除了粗糙感。从而，可以实现装置整体的小型化，并能够在被投影面显示良好的图像。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的投影机的构成的模式图。

图2(a)表示图1的光扩散构件的平面图，图2(b)是表示图2(a)的A-A’线向视图的从光扩散构件所射出的激光的状态的平面图。

图3是表示本发明的第2实施方式的投影机的构成的模式图。

图4是表示从图3的光扩散构件所射出的激光的状态的平面图。

图5是表示本发明的第3实施方式的投影机的构成的模式图。

图6是表示从图5的光扩散构件所射出的激光的状态的平面图。

图7是表示各实施方式中的光扩散构件的变形例的平面图。

符号说明

1、70、90...投影机，10、71...光源装置，40、85...光扩散板(光扩散构件)，40a、85a...光扩散板的入射面，20...聚光透镜(其他的聚光单元)，30...电流镜(golvano mirror)(扫描单元)，41...电动机(扩散状态变化单元、旋转单元)，50...投影透镜(聚光单元)，52...屏幕(被投影面)，80...致动器(扩散状态变化单元、移动单元)，81...X扫描器(扫描单元)，82...Y扫描器(扫描单元)，91...场透镜(平行化单元)

具体实施方式

接下来，对本发明的实施方式，参照附图进行说明。在用于以下的说明中的各附图中，为了使各构件为可以识别的大小，适当改变了各构件的比例尺。

接下来，对本发明的第1实施方式，参照图1及图2进行说明。

作为本实施方式的投影机，采用从屏幕的背面照射激光的背面型激光投影机进行说明。

投影机1，如在图1中所示地，具备：设置于壳体2内，射出激光的光源装置10；通过聚光透镜(其他的聚光单元)20而使从光源装置10所射出的激光在2维方向上进行扫描的电流镜(扫描单元)30；对通过电流镜30所扫描的光进行扩散的光扩散板(光扩散构件40)；使从光扩散板40入射的激光投影到反射镜51的投影透镜(聚光单元)50；和对光源装置10、电流镜30及光扩散板40进行控制的控制电路60。该反射镜51，对向于在壳体2的表面2a所具备的屏幕(被投影面)52而设置，使从投影透镜50所射出的激光投影到屏幕52。另外，聚光透镜20，使从光源装置10所射出的激光聚光到光扩散板40。

光源装置10，夹着屏幕52与观看侧对向而设置(在本实施方式中在壳体2内部)，输出相应于来自控制电路60的图像信号的强度的激光。

电流镜30，以互相正交的X轴及Y轴的2轴为中心可以旋转，能够在任意的角度方向倾斜驱动。该电流镜30，通过使从聚光透镜20所射出的激光在2维方向进行扫描而形成图像。而且，电流镜30的工作，通过控制电路60同步于光源装置10的图像输出地进行。

光扩散板40，如在图2(a)中所示地，通过在入射面40a具有微细的凹凸的圆盘状的毛玻璃而构成。并且，在光扩散板40，设置使从入射面40a入射、从该光扩散板40的射出面40b所射出的激光的扩散状态时间性地变化的扩散状态变化单元。在本实施方式中，作为该扩散状态变化单元，如在图2(b)中所示地，采用使光扩散板40在入射面40a内旋转的电动机(旋转单元)41，光扩散板40，通过控制电路60以旋转轴O为中心可以旋转。由此，从光扩散板40的入射面40a入射的激光45，如在图2(b)中所示地，从射出面40b射出之时，被扩散而朝向投影透镜50。还有，电动机41的旋转速度，以约高于或等于70Hz而旋转。

还有，光扩散板40，具有光透射性，尤其是若对耐热性进行考虑则优选为由无机材料构成的玻璃。

并且，投影透镜50的NA(数值孔径)，可根据从光扩散板40所射出的激光的扩散度而设计。通过如此的构成，能够不浪费从光扩散板40所射出的激光而通过投影透镜50使之聚光，可以使激光的利用效率提高。进而，投影透镜50，放大透射了光扩散板40的激光而将其投影到反射镜51。

其次，采用由以上的构成构成的本实施方式的投影机1，对将图像投影到屏幕52的方法进行说明。

首先，若驱动光源装置10，则激光从光源装置10射出到聚光透镜20。然后，通过聚光透镜20被聚光的激光，通过电流镜30在X轴、Y轴的2维方向扫描之后，射出到光扩散板40。入射到光扩散板40的激光，因为通过电动机41而使光扩散板40旋转，所以被均匀化，变成抑制了斑纹图样的发生的激光。其后，该激光，被投影透镜50通过反射镜51投影到屏幕52。

在本发明的投影机1中，通过使从光源装置10所射出的激光被光扩散板40所扩散，而使被投影到屏幕52的激光的相干性降低，所以可抑制闪耀(闪烁，斑点)的发生。并且，从光源装置10所射出的激光，通过投影透镜50被聚光之前，因为通过光扩散板40被扩散，所以即使在由于非预期的原因、屏幕52损坏的情况下，也因为不会有强激光射出到外部，所以可以使投影机1整体的可靠性提高。

并且，通过具备电动机41，从光扩散板40射出、通过投影透镜50投影到屏幕52的激光，通过光扩散板40的旋转而被均匀化，辉度不均减少，并且消除了粗糙感。从而，能够通过简易的构成，在被投影面显示良好的图像。

投影机的第2实施方式

其次，对本发明的第2实施方式，参照图3及图4进行说明。还有，在以下进行说明的各实施方式中，对与上述的第1实施方式的投影机1为同样构成的部位附加同一符号，省略说明。

在本实施方式的投影机70中，在光源装置71的构成及采用致动器(移动单元)80作为扩散状态变化单元之点与第1实施方式不相同。

光源装置71，如在图3中所示地，具备：射出红色的激光的红色激光二极管71R，射出绿色的激光的绿色激光二极管71G，和射出蓝色的激光的蓝色激光二极管71B。这些激光二极管71R、71G、71B，输出相应于来自控制电路60的图像信号的强度的激光。并且，在光源装置71中，具备：使从红色激光二极管71R所射出的激光进行透射，并对从绿色激光二极管71G所射出的激光进行反射的第1分色镜72；和使从红色激光二极管71R所射出的激光进行透射，并对从蓝色激光二极管71B所射出的激光进行反射的第2分色镜73。

并且，在第1实施方式中，虽然采用了以X轴及Y轴的2轴为中心可以旋转的电流镜30，但是在本实施方式中，采用仅在X轴方向可以旋转的X扫描器(扫描单元)81；采用仅在Y轴方向可以旋转的Y扫描器(扫描单元)82，来代替第1实施方式的反射镜51。

并且，光扩散板85的入射面85a，如在图4中所示地，与第1实施方式的光扩散板40同样地，通过具有微细的凹凸的平板状的毛玻璃而构成。而且，这些光源装置71、X扫描器81、Y扫描器82及光扩散板(光扩散构件)85，通过控制电路60而被控制。

致动器80，如在图4中所示地，对光扩散板85进行驱动，使该光扩散板85在入射面85a内可以移动。即，致动器80，通过控制电路60使光扩散板85在X轴方向可以移动，使从光扩散板85的射出面85b所射出的激光的扩散状态时间性地变化。由此，从光扩散板85的入射面85a入射的激光87，如在图4中所示地，从射出面85b射出之时，被扩散而朝向投影透镜50。还有，致动器80的移动速度，以约高于或等于70Hz而移动。

并且，X扫描器81，通过致动器80而使从光源装置10所射出的、被聚光透镜20所聚光的激光在X轴方向进行扫描。并且，Y扫描器82，通过致动器80，使被光扩散板85扩散的、被投影透镜50聚光的激光在Y轴方向进行扫描。

还有，作为致动器80，例如，能够通过以电磁力使光扩散板85在X轴方向移动的电磁致动器构成。并且，也可以采用通过电压的施加而进行伸缩(或者变形)的压电元件作为致动器(压电致动器)。

其次，采用由以上的构成构成的本实施方式的投影机70，对将图像投影到屏幕52的方法进行说明。

首先，若驱动各激光二极管71R、71G、71B，则从各激光二极管71R、71G、71B射出红色光、绿色光、蓝色光。然后，这些红色光、绿色光、蓝色光，通过聚光透镜20被聚光之后，以X扫描器81在X轴方向扫描，射出到光扩散板85。入射到光扩散板85的激光，因为光扩散板85通过致动器80在X轴方向移动，所以被均匀化，变成抑制了斑纹图样的发生的激光。其后，该激光，通过投影透镜50投影到Y扫描器82之后，通过Y扫描器82在Y轴方向扫描而被投影到屏幕52。

在本发明的投影机70中，通过使从光源装置71所射出的激光被光扩散板85所扩散，使被投影到屏幕52的激光的相干性降低，所以可抑制闪耀(闪烁，斑点)的发生。并且，通过致动器80使光扩散板85在入射面85a内移动，使从光源装置71所射出的激光的扩散状态时间性地变化。由此，从光扩散板85射出、通过投影透镜50投影到屏幕52的激光，辉度不均减少，并且消除了粗糙感。从而，可以实现投影机70整体的小型化，并能够在屏幕52显示良好的图像。

投影机的第3实施方式

其次，对本发明的第3实施方式，参照图5及图6进行说明。

在本实施方式的投影机90中，在第3实施方式中，在具备场透镜(平行化单元)91之点与第1、第2实施方式不相同。

场透镜91，可以配置于第1、第2实施方式的各自的半导体装置1、70的光扩散板40、85的前级，在本实施方式中举第1实施方式为例进行说明。

场透镜91，如在图5中所示地，设置于电流镜30和光扩散板40之间，如在图6中所示地，对从电流镜30所射出的激光进行平行化，并使之入射到光扩散板40。由此，从光扩散板40的入射面40a入射的激光92，从射出面40b射出之时，变成朝向投影透镜50而在对于光扩散板40大致垂直方向具有指向性的激光。

在本发明的投影机90中，从光源装置10所射出、通过电流镜30所扫描的光，通过了场透镜91之后，入射到光扩散板40。此时，从光扩散板40所射出的激光，变成在对于光扩散板40大致垂直方向具有指向性的激光。从而，从光扩散板40所射出、入射到投影透镜50的光束的宽度成为预定范围。即，因为能够相应于场透镜91来设计投影透镜50的NA，所以投影透镜50的设计变得容易。

还有，本发明的技术范围并不限定于上述各实施方式。可以在不脱离本发明的主旨的范围加以种种的改变。

例如，作为扩散状态变化单元，也可以采用液晶面板。在采用液晶面板的情况下，能够通过电信号使空间性的光的相位分布发生变化，而使激光扩散。

在此，作为液晶面板，例如，也能够采用对非平行的2块基板封进液晶的构成。在该构成的情况下，液晶面板的单元间隙在基板平面内变得不均匀，激光的空间性的相位分布不止改变一次，成为时间性地不同的相位分布。其结果，在被投影的像中，因为闪耀的图形时间性地变化，所以通过视觉暂留效果而被时间性积分，难以感觉该闪耀。

并且，作为光扩散板40、85，虽然采用了毛玻璃，但是并不限定于此，只要能够对入射的激光进行扩散就行。例如，也可以为如在图7中所示地，通过公知的光刻法在玻璃的表面95a形成无序的凹凸图形的相位差板95。并且，形成于玻璃的表面95a的凹凸，也可以为具有周期性的光学图形的衍射光栅。在该构成的情况下，入射到相位差板95的激光，在透射相位差板95的过程中，会部分性地产生相位差。即使通过配置如此的相位差板95，也能够与光扩散板40、85的情况同样地防止激光的斑纹图样的发生。另外，也可以利用了激光的干涉的全息光栅、HOE(全息光学元件)等，来代替光扩散板40、85。

并且，作为光扩散板，并不限于上述的具有透射性的器件，只要为对入射的激光进行反射使之扩散的器件即可。

Claims

1.一种投影机，其特征在于，具备：

向被投影面射出相应于图像信号的强度的激光的光源装置；

对从该光源装置所射出的激光在2维方向上进行扫描的扫描单元；

对通过该扫描单元所扫描的激光进行扩散的光扩散构件；

将从该光扩散构件所射出的激光聚光到前述被投影面的聚光单元；

另外的聚光单元，其使从前述光源装置所射出的激光经由前述扫描单元聚光到前述光扩散构件上；和

平行化单元，其设置于前述扫描单元和前述光扩散构件之间，并使从前述扫描单元所射出的激光变成在对于前述光扩散构件大致垂直方向具有指向性的激光。

2.按照权利要求1所述的投影机，其特征在于：

具备扩散状态变化单元，其使从前述光扩散构件所射出的激光的扩散状态时间性地变化。

3.按照权利要求2所述的投影机，其特征在于：

前述扩散状态变化单元，是旋转单元，其使前述光扩散构件在该光扩散构件的入射面内旋转。

4.按照权利要求2所述的投影机，其特征在于：

前述扩散状态变化单元，是移动单元，其使前述光扩散构件在该光扩散构件的入射面内移动。