CN101051179A - 投影机 - Google Patents

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Abstract

提供一种可利用简单的构造来减少光斑的投影机。该投影机具有：液晶型空间光调制装置(14R、14G、14B)，它们是使用来自具有固体光源的光源部(11R、11G、11B)的光来形成图像的图像形成部；设置在由图像形成部形成的像的成像位置上、使光进行漫射的漫射部(17)；和将来自漫射部17的光进行投影的投影光学系统(18)，并且，漫射部(17)在光入射的每个位置上都使光的相位变化。

Description

投影机
技术领域
本发明涉及投影机、特别是涉及使用激光光源的投影机的技术。
背景技术
当将作为相干光的激光照射到漫射面(散射面)上时，会出现明点和暗点无规则(随机)地分布、称作光斑图样的干涉图样。光斑图样是因在漫射面的各点上进行漫射的光彼此之间无规则地相互干涉而产生的。当在进行图像显示时能识别出光斑时，就会给观察者带来耀眼的闪烁感，所以会对图像观赏产生不良影响。例如，前投影式投影机优选使用从光源到投影光学系统的光路中的构造来谋求减少光斑图样。例如在专利文献1中提出了一种使用设置在从光源到投影光学系统的光路中的蝇眼透镜来减少光斑的技术。
专利文献1：日本特开平11-64789号公报
根据专利文献1的技术，通过使蝇眼透镜旋转，将多个光斑图样重叠。在使蝇眼透镜旋转的情况下，不仅需要使蝇眼透镜进行旋转的部件，还必须确保对于旋转驱动的足够的耐久性，因此可以料到会增加成本。另外，为了通过用于将光束分割成多个的蝇眼透镜的旋转，而使光斑图样充分地变化，需要高速地进行蝇眼透镜的旋转。为了进行蝇眼透镜的高速旋转，不仅需要较大且复杂的构造，还会使安静性恶化。这样，根据现有技术，会产生难以通过简单的构造来减少光斑的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而发明的，其目的在于提供一种能利用简单的构造来减少光斑的投影机。
为了解决上述课题、达成目的，根据本发明，能提供一种投影机，该投影机的特征在于，具有：使用来自固体光源的光来形成图像的图像形成部，设置在由图像形成部形成的像的成像位置上、使光进行漫射的漫射部，和将来自漫射部的光进行投影的投影光学系统。
通过构成为在漫射部上形成中间像，从而能使用由漫射部进行漫射后的光在屏幕等上成像。借助漫射部将光的漫射角扩大，由此可减少光彼此之间的干涉。通过减少光彼此之间的干涉，从而就可利用使用了漫射部的简单构造来减少光斑。这样，就能得到可利用简单的构造来减少光斑的投影机。由于可以使用设置在从光源到投影光学系统的光路中的漫射部来谋求减少光斑，所以即使在使用了没有用于减少光斑的构造的一般屏幕等的情况下，也可以显示出光斑被减少的图像。当借助漫射部使光进行漫射时，能将投影光学系统的射出侧的光的强度分散。由于借助漫射部使光的强度分散，所以还能防止因光集中而产生不良情况。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选漫射部在光入射的每个位置上都使光的相位无规则地变化。通过在光入射的每个位置上都使光的相位无规则地变化，从而能进一步地减少光彼此之间的干涉。这样，可进一步减少光斑。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选漫射部具有在与光轴大致垂直的二维方向上，使光轴方向的厚度以及折射率中的至少一方无规则地分布的部件。通过使用使光轴方向的厚度以及折射率中的至少一方无规则地分布的部件，可以在漫射部上的每个入射位置上都使在漫射部内传播光的光学距离变化。这样，可在光入射的每个位置上都使在漫射部的射出面上的光的相位无规则地变化。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选漫射部通过衍射使光进行漫射。通过衍射使光进行漫射，这样可适当地控制光的漫射角。由此，不仅能减少光斑，还能减少光的损失。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选以光轴为中心使漫射部进行旋转。通过使漫射部进行旋转，可以使从漫射部射出的光的光斑图样连续地变化。使多个光斑图样重叠从而使特定的光斑图样难以识别，这样可以有效地减少光斑。例如在使用了形成有足够小的凹凸部的漫射部的情况下，与使用于将光束分割成多个的蝇眼透镜进行旋转这样的现有构造相比较，能通过漫射部的微小位移来使光斑图样充分地进行变化。将单位时间的漫射部的位移变小，这样就能使用于旋转漫射部的构造变得简单。由此，可以使用简单的构造进一步减少光斑。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选对漫射部施加振动。通过使漫射部振动，可以使从漫射部射出的光的光斑图样连续地变化。通过使多个光斑图样重叠从而使特定的光斑图样难以识别，可有效地减少光斑。在使用漫射部的情况下，能通过漫射部的微小位移来使光斑图样充分地变化，所以能使用于向漫射部施加振动的构造变得简单。这样，可以使用简单的构造进一步减少光斑。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选漫射部具有：将对光进行漫射的带电粒子分散到流体中的分散层，和向分散层施加电压的电极。通过使用分散层以及电极，在因电场引起的带电粒子的移动、以及带电粒子彼此之间的排斥的作用下，能使带电粒子一直无规则地位移。通过使带电粒子一直无规则地位移，可以使从漫射部射出的光的光斑图样变化。通过使多个光斑图样重叠从而使特定的光斑图样难以识别，由此可有效地减少光斑，这样，能进一步减少光斑。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选漫射部具有使液晶分子分散到具有聚合物部件的层中的聚合物弥散液晶部，通过使液晶分子的取向变化，将聚合物弥散液晶部反复变化成：使来自聚合物弥散液晶部的光进行漫射的第一状态、和比起第一状态光的漫射被减少的第二状态。聚合物弥散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal；PDLC)，与电压施加的图形相对应地使分散到聚合物中的液晶分子的取向(定向)变化。通过使液晶分子的取向变化，可使来自聚合物弥散液晶部的光的漫射特性连续变化。通过使光的漫射特性变化，能使从漫射部射出的光的光斑图样变化。通过将多个光斑图样重叠从而使特定的光斑图样难以识别，由此可有效地减少光斑。这样，可以进一步减少光斑。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选在漫射部形成的像比投影光学系统所投影出的图像要小。这样，可以使用小型的漫射部。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选图像形成部具有与图像信号对应地对来自固体光源的光进行调制的空间光调制装置，并且，具有在漫射部使空间光调制装置的像成像的成像光学系统。通过将空间光调制装置和成像光学系统组合在一起来使用，可以在漫射部上使空间光调制装置的像成像。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选成像光学系统具有远心光学系统。通过使用远心光学系统，可以使从空间光调制装置上的任意位置射出的光都均匀地入射到漫射部。另外，通过使主光线与光轴大致平行的光入射到漫射部，来自漫射部的光就能以光轴方向为中心大致均匀地进行漫射。通过以光轴方向为中心使光进行漫射，使来自漫射部的光效率良好地入射到投影光学系统，从而还能减少光的损失。这样就可显示出明亮、且亮度均匀的图像。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选成像光学系统使为上述空间光调制装置的0.2倍至10倍大小的像在漫射部上成像。这样，就可以使用小型的漫射部。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选成像光学系统的光圈数比投影光学系统的光圈数大。通常，空间光调制装置射出较窄角度范围的光。由于能借助漫射部将光的漫射角变大，所以成像光学系统可以设置成，获取来自空间光调制装置的较窄角度范围的光，使较小漫射角的光入射到漫射部。借助漫射部将光的漫射角变大，这样投影光学系统获取来自漫射部的较大漫射角的光，能以较小的后焦距射出较大漫射角的光。由此，就可以使用以较少透镜构成的成像光学系统、和设计容易的投影光学系统。这样，可以减少成像光学系统以及投影光学系统的制造成本。另外，可使来自投影光学系统的光充分地进行漫射，从而还能防止因光集中而产生不良情况。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选空间光调制装置是液晶型空间光调制装置。这样，可以形成与图像信号对应的图像。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选空间光调制装置具有微镜阵列器件。这样，可以形成与图像信号对应的图像。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选图像形成部具有通过使来自固体光源的光进行扫描来形成图像的光扫描装置。通过使用光扫描装置，可以在漫射部上使中间像成像。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选光扫描装置具有：将来自固体光源的光整形成在第一方向上具有长度方向(纵向)的线状光束的光束整形部，与上述图像信号对应地对线状光束进行调制的空间光调制装置，和使来自空间光调制装置的线状光束向与第一方向大致垂直的第二方向进行扫描的扫描部。这样，可以形成与图像信号对应的图像。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选光扫描装置具有使来自固体光源的光向第一方向、以及与第一方向大致垂直的第二方向进行扫描的扫描部。这样，可以形成与图像信号对应的图像。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选固体光源是激光光源。激光，由于是单一的波长，所以具有色纯度高、相干性高、整形容易等特点。激光光源具有小型、能瞬间点亮等的优点。由此，可利用小型的构造来显示出高品质的图像。根据本发明，能减少因作为相干光的激光而引起的光斑。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施例的投影机的概略构造的图。
图2是表示用于R光的供给以及调制的构造的图。
图3是说明从成像光学系统到投影光学系统的构造的图。
图4是表示漫射部的主要部分剖视构造的图。
图5是说明液晶型空间光调制装置、中间像、图像的各自大小的图。
图6是表示使折射率无规则地分布的漫射部的图。
图7是表示通过衍射使光进行漫射的漫射部的图。
图8是表示可旋转地设置的漫射部的图。
图9是表示与振动施加部组合在一起地设置的漫射部的图。
图10是表示使用电场使带电粒子移动的漫射部的图。
图11是表示具有聚合物弥散液晶部的漫射部的图。
图12是说明漫射部的第一状态的图。
图13是说明漫射部的第二状态的图。
图14是表示本发明的第二实施例的投影机的概略构造的图。
图15是表示本发明的第三实施例的投影机的概略构造的图。
图16是表示本发明的第四实施例的投影机的概略构造的图。
标号说明
10    投影机                11R、11G、11B    光源部
12R、12G、12B    波长转换元件
13R、13G、13B    衍射光学元件
14R、14G、14B    液晶型空间光调制装置
15    十字分色棱镜          15a   第一分色膜
15b   第二分色膜            16    成像光学系统
17    漫射部                18    投影光学系统
20    屏幕                  21    第一透镜
22    第二透镜              25    像
AX    光轴                  31    凹凸面
35    中间像                36    图像
40    漫射部                41    区域
42    漫射部                44    漫射部
46    振动施加部            50    漫射部
51    第一电极              52    第二电极
53    带电粒子              54    流体
55    分散层                56    透明基板
58    驱动部                60    扩散部
61    入射侧透明基板        62    射出侧透明基板
63    粒子                          64    液晶分子
65    聚合物部件                    66    第一电极
67    第二电极                      68    驱动部
69    聚合物弥散液晶部              70    投影机
71    微镜阵列器件                  80    投影机
81R   R光用光源部                   81G   G光用光源部
81B   B光用光源部                   82    扫描部
83    反射镜                        84    外框部
85    光扫描装置                    90    投影机
92    柱形透镜                      93    准直透镜
94R、94G、94B    空间光调制装置
95    扫描部                        96    光扫描装置
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明本发明的实施例。
〔第一实施例〕
图1表示本发明的第一实施例的投影机10的概略构造。投影机10是通过向屏幕20供给光来观察被屏幕20反射的光来观赏图像的、所谓的前投影式投影机。投影机10使用红色激光(下面称作“R光”)、绿色激光(下面称作“G光”)、蓝光(下面称作“B光”)来显示图像。
图2表示投影机10中用于进行R光的供给以及调制的构造。光源部11R供给均相同或近似的波长范围的四个激光。通过使用多个激光，能供给较多光量的光。光源部11R具有作为固体光源的四个半导体激光器。除此之外，光源部11R还可使用使四个发光部并列的面发光型半导体激光器。波长转换元件12R对来自光源部11R的多个激光的波长进行转换，射出R光。作为波长转换元件12R可以使用例如二次谐波振荡(Second-HarmonicGeneration；SHG)元件。SHG元件将入射的激光转换成二分之一波长的激光再将其射出。
作为SHG元件可以使用例如非线性光学结晶。通过使用波长转换元件12R，就可成为能使用容易得到的通用激光光源的构造。作为波长转换元件12R，还可以使用SHG元件以外的其他元件，例如三次谐波振荡(Third Harmonic Generation；THG)元件、或光参量振荡(OpticalParametric Oscillation)元件。另外还可以是省略了波长转换元件12R的构造，或者使用了二极管抽运(泵浦)固态(Diode Pumped Solid State；DPSS)激光器的构造。
衍射光学元件13R使来自波长转换元件12R的四个R光进行衍射。衍射光学元件13R使液晶型空间光调制装置14R所具有的矩形照明区域上的光束的强度分布均匀化。作为衍射光学元件13R可使用例如计算机生成全息图(Computer Generated Hologram；CGH)。液晶型空间光调制装置14R是与图像信号对应地调制R光的透射型液晶显示装置，是使用R光来形成图像的图像形成部。再来看图1，由液晶型空间光调制装置14R调制得到的R光，入射到作为色合成光学系统的十字分色棱镜15。
用于进行G光的供给以及调制的构造，与用于进行R光的供给以及调制的构造相同。来自光源部11G的四个激光由波长转换元件12G进行波长转换。衍射光学元件13G使来自波长转换元件12G的四个G光进行衍射。液晶型空间光调制装置14G是与图像信号对应地对G光进行调制的透射型液晶显示装置，是使用G光来形成图像的图像形成部。由液晶型空间光调制装置14G调制得到的G光，入射到作为色合成光学系统的十字分色棱镜15。
用于进行B光的供给以及调制的构造与用于进行R光的供给以及调制的构造相同。来自光源部11B的四个激光由波长转换元件12B进行波长转换。衍射光学元件13B使来自波长转换元件12B的四个B光进行衍射。液晶型空间光调制装置14B是与图像信号对应地对B光进行调制的透射型液晶显示装置，是使用B光来形成图像的图像形成部。由液晶型空间光调制装置14B调制得到的B光，入射到作为色合成光学系统的十字分色棱镜15。并且，并不局限于从光源部11R、11G、11B供给的激光是四个的情况，是任意个都可以。
十字分色棱镜15具有配置成相互大致垂直的两个分色膜15a、15b。第一分色膜15a将R光反射，使G光以及B光透射。第二分色膜15b将B光反射，使G光以及R光透射。十字分色棱镜15对从不同方向入射的R光、G光以及B光进行合成。在十字分色棱镜15以及投影光学系统18之间的光路中设置有成像光学系统16以及漫射部17。
图3是说明从成像光学系统16开始到投影光学系统18的构造的图。成像光学系统16具有第一透镜21以及第二透镜22。成像光学系统16使液晶型空间光调制装置的像25在漫射部17成像。成像光学系统16的第一透镜21以及第二透镜22构成远心光学系统。从液晶型空间光调制装置的像25侧，主光线与光轴AX大致平行的光入射到成像光学系统16的第一透镜21。成像光学系统16的第二透镜22向漫射部17侧射出主光轴大致与光轴AX平行的光。
漫射部17设置在由液晶型空间光调制装置形成的像25的成像位置上。漫射部17使来自成像光学系统16的进行光漫射。投影光学系统18将来自漫射部17的光投影到屏幕20(参照图1)。通过设成在漫射部17上形成中间像的构造，可使用由漫射部17所漫射的光在屏幕20上进行成像。
图4表示漫射部17的主要部分剖视构造图。漫射部17，其入射面是平坦的，与此相对，在射出面上设置有具有凹凸的凹凸面31。凹凸面31的凹凸在与光轴大致垂直的二维方向上无规则地形成。漫射部17在与光轴大致垂直的二维方向上，其光轴方向的厚度无规则地分布。漫射部17可以由透明部件构成。
入射到漫射部17的光通过从凹凸面31射出而进行漫射。另外，在与光轴大致垂直的二维方向上使光轴方向的厚度无规则地分布，这样可在每个入射到漫射部17的位置上，使在漫射部17内传播光的光学距离发生变化。通过改变光学距离，可以在光入射到漫射部17的每个位置上都使在漫射部17的射出面上的光的相位无规则地变化。
借助漫射部17将光的漫射角扩大，这样可减少光彼此之间的干涉。通过减少光彼此之间的干涉，就能利用使用了漫射部17的简单构造来减少光斑。这样能起到利用简单的构造来减少光斑的效果。由于能使用设置在从光源部到投影光学系统18的光路中的漫射部17来谋求光斑减少，所以即使在使用了不具有用于减少光斑的构造的一般屏幕20的情况下，也能显示出减少了光斑的图像。
当借助漫射部17使光进行漫射时，能将在投影光学系统18的射出侧的光的强度分散。由于借助漫射部17将光的强度分散，所以能防止因激光集中而产生不良情况。并且，漫射部17也可以是将对光进行漫射的漫射件分散到透明部件中。通过将漫射件分散，漫射部17能进一步地使光进行漫射。
通过使用具有远心光学系统的成像光学系统16(参照图3)，对从液晶型空间光调制装置上的任意位置射出的光来说，都能使其均匀地入射到漫射部17。另外，使主光线与光轴AX大致平行的光入射到漫射部17，这样来自漫射部17的光以光轴AX为中心大致均匀地进行漫射。通过以光轴AX方向为中心使光进行漫射，使来自漫射部17的光有效地入射到投影光学系统18，从而还能减少光的损失。这样，就能显示出明亮、且亮度均匀的图像。
图5是说明液晶型空间光调制装置14R、漫射部17中的中间图像35，屏幕20中的图像36的各自大小的图。各个液晶型空间光调制装置14R、14G、14B均具有大致相同的大小。成像光学系统16形成与液晶型空间光调制装置14R大致相同大小的中间像35。另外，中间像35要小于由投影光学系统18投影得到的图像36。成像光学系统16的倍率比投影光学系统18的倍率小。这样，就能以与液晶型空间光调制装置14R大致相同的大小来使用小型的漫射部17。成像光学系统16并不局限于能形成与液晶型空间光调制装置大致相同大小的中间像35的构造，还可以是能在漫射部17上使至少是液晶型空间光调制装置的0.2倍至10倍大小的中间像成像的构造。漫射部17可以设定为液晶型空间光调制装置的0.2倍至10倍大小。
对于液晶型空间光调制装置，其能有效利用的光线的角度范围被进行了限定，所以射出较窄角度范围的光。另外，来自液晶型空间光调制装置的较窄角度范围的光借助漫射部17将漫射角变大后入射到投影光学系统18。因此，可使成像光学系统16的光圈数大于投影光学系统18的光圈数。成像光学系统16可被设置成，获取来自液晶型空间光调制装置的较窄角度范围的光，使较小漫射角的光入射到漫射部17。投影光学系统18获取来自漫射部17的较大漫射角的光，从而能以较小的后焦距将较大漫射角的光射出。
因此，投影机10就能使用以较少的透镜构成的成像光学系统16、和设计容易的投影光学系统18。这样，可减少成像光学系统16以及投影光学系统18的制造成本。另外，可充分地分散来自投影光学系统18的光的强度，所以能防止因激光集中而产生不良情况。
图6至图13表示漫射部的变形例。图6所示的漫射部40其入射面以及射出面都被形成得很平坦。漫射部40由在与光轴大致垂直的二维方向上使折射率各不相同的区域41无规则地分布的部件构成。入射到漫射部40的光透射过折射率各不相同的区域41而进行漫射。另外，使折射率在与光轴大致垂直的二维方向上无规则地分布，这样，能在向漫射部40入射的每个位置上都使在漫射部40内传播光的光学距离变化。由此，可使在漫射部40的射出面上的光的相位无规则地变化。并且，也可以使漫射部的光轴方向的厚度以及折射率均无规则分布。
图7所示的漫射部42是通过衍射使光进行漫射的衍射光学元件。作为衍射光学元件，可以使用例如CGH。漫射部42例如，将以光轴为基准以±几度以内的角度范围入射的光漫射(散射)到θ＝±20度左右，并且减少漫射到25度以上的光。这样，通过衍射使光进行漫射，由此能适当地控制光的漫射角。通过减少漫射角大于必要以上的光，可以减少因向投影光学系统18以外的方向射出而引起的光的损失。这样，既能减少光斑又能减少光的损失。
图8所示的漫射部44被设置成能以光轴AX为中心进行旋转。漫射部44与图4所示的漫射部17一样，使光轴AX方向的厚度无规则地分布。另外，漫射部44具有以光轴AX为中心的圆形状。漫射部44被形成为能收纳由成像光学系统16产生的中间像的大小。漫射部44例如可以使用旋转轮以及对旋转轮进行驱动的电动马达(都未进行图示)等来进行旋转运动。
通过以光轴AX为中心使漫射部44旋转，能使从漫射部44射出的光的光斑图样连续地变化。通过将多个光斑图样重叠，从而使特定的光斑图样难以识别，这样就能有效地减少光斑。漫射部44为了能减少光的干涉，形成了十分细小的凹凸(参照图4)。通过使用形成有十分细小凹凸的漫射部44，从而与使用于将光束分割成多个的蝇眼透镜旋转这样的现有构造相比较，能通过漫射部44的微小位移(变位)使光斑图样充分地变化。由于可将单位时间的漫射部44的位移变小，这样就能使用于旋转漫射部44的构造变得简单。由此，可使用简单的构造进一步减少光斑。并且，除了使光轴AX方向的厚度无规则地分布的漫射部44旋转之外，还可以使无规则地分布折射率的漫射部旋转。
如图9所示的漫射部17与振动施加部46组合设置。作为振动施加部46例如可以使用使漫射部17在与光轴大致垂直的面上反复呈圆状或椭圆状进行位移的电动马达。除此之外，作为振动施加部46还能使用振动马达。振动马达例如可以是使重心偏移的转子旋转来产生振动的构造。通过使用振动施加部46使漫射部17振动，可以使从漫射部17射出的光的光斑连续变化。通过使多个光斑图样重叠从而使特定的光斑图样难以识别，这样能有效地减少光斑。并且，除了使光轴AX方向的厚度无规则地分布的漫射部17振动之外，还可以使折射率无规则地分布的漫射部40(参照图6)振动。
如图10所示的漫射部50是使用电场来使带电粒子53移动的电泳装置。带电粒子53被分散在分散层55的流体54中。带电粒子53具有单一的极性、例如正电荷。另外，带电粒子53使激光进行漫射。分散层55是由两片透明基板56夹持着分散有带电粒子53的流体54而构成的。带电粒子53是直径为1μm至10μm的大致球状。作为带电粒子53例如可以使用利用氧化钛等对直径为1μm至10μm的树脂粒子的表面进行涂敷而得到的粒子。
流体54优选对于带电粒子53的溶解能力小、能将带电粒子53稳定地分散，并且具有不含有离子、且施加电压也不产生离子这样的绝缘性。并且，为了有效地使带电粒子53位移，还要求其与带电粒子53的比重大致相等从而能防止带电粒子53的沉浮，以及粘性低。相对于作为带电粒子53所使用的各种材料，作为流体54，例如可以应用己烷、癸烷、十六烷、ケロセン、甲苯、二甲苯、橄榄油、磷酸三甲苯酯、异丙醇、三氯三氟乙烷、二溴四氟乙烷、四氯乙烯等的绝缘性液体。并且，流体54还可以通过混合多种材料调整与带电粒子53之间的比重。
分散层55进而被第一电极51以及第二电极52夹持。第一电极51被形成在分散层55的一侧、例如分散层55的入射侧。第二电极52被形成在分散层55中的与形成有第一电极51侧相反的一侧、例如分散层55的射出侧。在第一电极51以及第二电极52上连接有驱动部58。第一电极51以及第二电极52向分散层55施加电压。第一电极51以及第二电极52例如可以由作为金属氧化物的ITO或IZO构成。
考虑例如向分散层55施加电压，使得第一电极51为正极、第二电压52为负极的情况。在这种情况下，对于带正电荷的带电粒子53来说，在它与第一电极51之间生成排斥力，并在它与第二电极52之间生成吸引力。接下来，向分散层55施加电压，使得第一电极51成为负极、第二电极52成为正极。在这种情况下对于带电粒子53来说，在它与第二电极52之间生成排斥力，并在它与第一电极51之间生成吸引力。这样驱动部58交替切换第一电极51、第二电极52的正负。另外，带电粒子53彼此因都带有正电荷故相互排斥。带电粒子53除了由第一电极51以及第二电极52施加的电压，还在带电粒子53彼此之间的排斥力等的作用下在分散层55中无规则地移动。通过使带电粒子53在流体54中分散，可使带电粒子53在流体54中一直无规则地位移。
使带电粒子53一直无规则地位移，这样可使从漫射部50射出的光的光斑变化。通过将多个光斑图样重叠从而使特定的光斑图样难以识别，可有效地减少光斑。这样，可进一步减少光斑。并且，漫射部50还可以构成为，在分散层55的入射面整体上设置多个第一电极、在分散层55的射出侧整体上设置多个第二电极。通过使每对第一电极、第二电极的正负切换定时不同，从而能使带电粒子53进一步无规则地位移。
图11所示的漫射部60具有聚合物弥散液晶部69。聚合物弥散液晶部69是使液晶分子64分散到聚合物部件65中而构成的。聚合物弥散液晶部69采用将含有液晶分子64的粒子63分散到聚合物部件65中、即所谓的微囊(micro capsul)方式。聚合物弥散液晶部69可以通过例如在伴随有聚合反应的分相的作用下使聚合物部件65与液晶分子64分离来形成。
漫射部60对应着第一电极66以及第二电极67所施加电压的特性曲线，使液晶分子64的取向变化。例如，液晶分子64具有通过向聚合物弥散液晶部69施加电压而被取向为朝向电场的方向的性质。第一电极66被形成在聚合物弥散液晶部69的一侧、例如入射侧。第二电极67被形成在聚合物弥散液晶部69中的与形成有第一电极66的一侧相反的一侧、例如射出侧。第一电极66、聚合物弥散液晶部69、第二电极67由入射侧透明基板61以及射出侧透明基板62夹持。在第一电极66以及第二电极67上连接有驱动部68。第一电极66以及第二电极67例如可以由作为金属氧化物的ITO或IZO构成。
图12是说明停止向聚合物弥散液晶部69施加电压后的第一状态的图。当停止向聚合物弥散液晶部69施加电压时，液晶分子64成为无规则的取向状态。聚合物弥散液晶部69，当液晶分子64成为无规则的取向状态时，聚合物部件65和粒子63的折射率相互各异。当聚合物部件65和粒子63的折射率相互各异时，入射到聚合物弥散液晶部69的光在聚合物部件65和粒子63之间的界面进行折射从而进行漫射。漫射部60通过停止向聚合物弥散液晶部69施加电压，使透射过聚合物弥散液晶部69的激光进行漫射。另外，当停止向聚合物弥散液晶部69施加电压时，激光的漫射成为最大。
图13是说明通过向聚合物弥散液晶部69施加电压使液晶分子64的取向一致的第二状态的图。聚合物弥散液晶部69当为液晶分子64的取向一致的状态时，聚合物部件65的折射率和粒子63的折射率之差比在液晶分子64为无规则的取向状态时的要小。通过使聚合物部件65的折射率和粒子63的折射率之差变小，从而比起液晶分子64为无规则的取向状态时，聚合物弥散液晶部69中的光的漫射得到了抑制。这样，漫射部60借助施加电压使液晶分子64的取向一致，由此能射出减少了漫射的激光。另外，当施加在聚合物弥散液晶部69上的电压最大时，由于液晶分子64的取向变得大致均匀，激光的漫射成为最小。
通过反复实施施加电压、以及停止施加电压，漫射部60使聚合物弥散液晶部69反复变化成第一状态和第二状态。通过使液晶分子64的取向变化，使来自漫射部60的光的漫射特性连续变化。利用光的漫射特性的变化，可以使从漫射部60射出的光的光斑图样变化。通过使多个光斑图样重叠从而使特定的光斑图样难以识别，可有效地减少光斑。这样，能进一步减少光斑。
并且，漫射部60也可以构成为，使用了使液晶分子分散到在三维方向上形成为网格状的聚合物部件中、即所谓的聚合物网络型的聚合物弥散液晶部。在这种情况下同样，也使来自漫射部60的光的漫射特性连续变化，从而与使用了微型胶囊型的聚合物弥散液晶部69的情况一样也能减少光斑。
〔第二实施例〕
图14表示本发明的第二实施例的投影机70的概略构造。投影机70其特征在于，具有作为空间光调制装置的微镜阵列器件71。与上述第一实施例相同的部分赋予相同符号，并省略重复的说明。来自波长转换元件12R的R光经由衍射光学元件13R入射到十字分色棱镜15。来自波长转换元件12G的G光经由衍射光学元件13G入射到十字分色棱镜15。来自波长转换元件12B的B光经由衍射光学元件13B入射到十字分色棱镜15。十字分色棱镜15使R光、G光、B光入射到微镜阵列器件71。
微镜阵列器件71具有形成在各色光入射的面上的多个活动镜元件(图未示)。活动镜元件选择地变位至第一反射位置、第二反射位置。通过顺次点亮各个光源部11R、11G、11B，向微镜阵列器件71顺次供给各色光。微镜阵列器件71对顺次供给的各色光进行调制。借助活动镜元件向成像光学系统16的方向行进的光，在经过成像光学系统16、漫射部17以及投影光学系统18后，在屏幕20上形成投影像。
漫射部17设置在由作为图像形成部的微镜阵列器件71所形成的像的成像位置上。在本实施例中，与上述第一实施例的情况一样，可利用简单的构造来减少光斑。本实施例的投影机70还可以使用反射型液晶显示装置(LCOS)，来取代微镜阵列器件71。
〔第三实施例〕
图15是表示本发明的第三实施例的投影机80的概略构造。投影机80具有使来自光源部81R、81G、81B的激光进行扫描的光扫描装置85。与上述第一实施例相同的部分赋予相同的符号，并省略重复的说明。光扫描装置85是使用来自光源部81R、81G、81B的激光来形成图像的图像形成部。
R光用光源部81R供给对应着图像信号被调制后的R光。G光光源部81G供给对应着图像信号被调制后的G光。B光用光源部81B供给对应着图像信号被调制后的B光。与图像信号对应的调制可以使用调幅、脉宽调制中的任一种。各个光源部81R、81G、81B具有作为固体光源的半导体激光器。各个光源部81R、81G、81B还可以是使用了波长转换元件的构造、或使用了DPSS激光器的构造。
扫描部82形成了具有反射镜83和设置在反射镜83周围的外框部84的双重万向架构造。反射镜83通过反射镜83与外框部84之间的旋转轴进行旋转，使激光向第一方向进行扫描。外框部84与反射镜83一起进行旋转，使激光向与第一方向大致垂直的第二方向进行扫描。利用这种构造，扫描部82使来自各个光源部81R、81G、81B的激光向第一方向以及第二方向进行扫描。漫射部17设置在由作为图像形成部的光扫描装置85形成的像的成像位置上。在本实施例中，与上述第一实施例的情况一样，也能利用简单的构造来减少光斑。
〔第四实施例〕
图16表示本发明的第四实施例的投影机90的概略构造。投影机90具有使线状光束进行扫描的光扫描装置96。与上述第三实施例相同的部分赋予相同符号，并省略重复说明。光扫描装置96是使用来自光源部81R、81G、81B的激光来形成图像的图像形成部。
在R光用光源部81R与扫描部95之间的光路中，具有柱形透镜92、准直透镜93以及空间光调制装置94R。柱形透镜92将来自R光用光源部81R的激光发散到第一方向。准直透镜93将来自柱形透镜92的光平行化。柱形透镜92以及准直透镜93是将来自R光用光源部81R的光整形成在第一方向上具有长度方向的线状光束的光束整形部。
空间光调制装置94R对应着图像信号对线状光束进行调制。作为空间光调制装置94R例如可以使用将光衍射元件排成一列而构成的GLV(Grating Light Valve，光栅光阀)。从G光用光源部81G到空间光调制装置94G的构造和从B光用光源部81B到空间光调制装置94B的构造，与从R光用光源部81R到空间光调制装置94R的构造相同。
来自各个空间光调制装置94R、94G、94B的线状光束入射到扫描部95。扫描部95以旋转轴为中心进行旋转，使线状光束向与第一方向大致垂直的第二方向进行扫描。漫射部17设置在由作为图像形成部的光扫描装置96形成的像的成像位置上。在本实施方式中，与上述第一实施例的情况相同，也能利用简单的构造来减少光斑。
上述各个投影机还可以使用半导体激光器以外的固体光源，例如固体激光器、发光二极管元件(LED)等等。另外，各个投影机并不局限于前(正投)投影式的投影机，还可以是将光投影到屏幕的一面来观察从屏幕的另一面射出的光的后(背投)投影机。
如上所述，本发明的投影机可以在使用了激光光源的情况下进行应用。

Claims (19)

1.一种投影机，其特征在于，具有：
使用来自固体光源的光形成图像的图像形成部，
设置于由上述图像形成部形成的像的成像位置、使光进行漫射的漫射部，和
将来自上述漫射部的光投影的投影光学系统。
2.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，上述漫射部在光入射的每个位置上都使光的相位无规则地变化。
3.如权利要求2所述的投影机，其特征在于，上述漫射部具有在与光轴大致垂直的二维方向上，使光轴方向的厚度以及折射率中的至少一方无规则地分布的部件。
4.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，上述漫射部通过衍射使光进行漫射。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的投影机，其特征在于，以光轴为中心使上述漫射部进行旋转。
6.如权利要求1至4中的任一项所述的投影机，其特征在于，对上述漫射部施加振动。
7.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，上述漫射部具有：
使对光进行漫射的带电粒子分散到流体中的分散层，和
向上述分散层施加电压的电极。
8.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，上述漫射部具有使液晶分子分散到具有聚合物部件的层中的聚合物弥散液晶部，通过使上述液晶分子的取向变化，将上述聚合物弥散液晶部反复变化成：使来自上述聚合物弥散液晶部的光进行漫射的第一状态、和与上述第一状态相比光的漫射被减少的第二状态。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的投影机，其特征在于，形成于上述漫射部的像比上述投影光学系统所投影的图像小。
10.如权利要求1至9中的任一项所述的投影机，其特征在于，上述图像形成部具有与图像信号对应地对来自上述固体光源的光进行调制的空间光调制装置，
并且，具有在上述扩散部使上述空间光调制装置的像成像的成像光学系统。
11.如权利要求10所述的投影机，其特征在于，上述成像光学系统具有远心光学系统。
12.如权利要求10或11所述的投影机，其特征在于，上述成像光学系统使为上述空间光调制装置的0.2倍至10倍大小的像成像于上述漫射部。
13.如权利要求10至12中的任一项所述的投影机，其特征在于，上述成像光学系统的光圈数比上述投影光学系统的光圈数大。
14.如权利要求10至13中的任一项所述的投影机，其特征在于，上述空间光调制装置是液晶型空间光调制装置。
15.如权利要求10至13中的任一项所述的投影机，其特征在于，上述空间光调制装置具有微镜阵列器件。
16.如权利要求1至9中的任一项所述的投影机，其特征在于，上述图像形成部具有通过使来自上述固体光源的光进行扫描来形成图像的光扫描装置。
17.如权利要求16所述的投影机，其特征在于，上述光扫描装置具有：
将来自上述固体光源的光整形成在第一方向上具有长度方向的线状光束的光束整形部，
与图像信号对应地对上述线状光束进行调制的空间光调制装置，和
使来自上述空间光调制装置的上述线状光束向与上述第一方向大致垂直的第二方向进行扫描的扫描部。
18.如权利要求16所述的投影机，其特征在于，上述光扫描装置具有使来自上述固体光源的光向第一方向、以及与上述第一方向大致垂直的第二方向进行扫描的扫描部。
19.如权利要求1至18中的任一项所述的投影机，其特征在于，上述固体光源是激光光源。
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