投射型影像顯示裝置制造方法及圖紙

使激光光源(50)所產生的激光束(L50)被光束掃射裝置(60)反射，并照射至全息圖記錄介質(45)。在全息圖記錄介質(45)中，使用會聚于掃射基點(B)的參照光將散射板的像(35)記錄為全息圖。光束掃射裝置(60)使激光束(L50)在掃射基點(B)彎折后照射至全息圖記錄介質(45)。此時，使激光束的彎折狀態隨時間變化，從而以使折曲后的激光束(L60)對全息圖記錄介質(45)的照射位置隨時間變化的方式進行掃射。來自全息圖記錄介質(45)的衍射光(L45)在空間光調制器(200)上生成散射板的再現像(35)而與束的照射位置無關?？臻g光調制器(200)上的調制影像通過投射光學系統(300)投射至屏幕(400)上。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術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。
技術介紹
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I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“SpecklePhenomena 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力口。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，本專利技術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。
技術實現思路
(I)本專利技術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。(2)本專利技術的第二方式是上述第一方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，光束掃射裝置使光束在指定的掃射基點彎折，并將彎折后的光束照射至全息圖記錄介質，且通過使所述光束的彎折狀態隨時間變化，從而使彎折后的光束對所述全息圖記錄介質的照射位置隨時間變化，在所述全息圖記錄介質中，使用會聚于特定的會聚點的參照光或從特定的會聚點發散的參照光，記錄有將散射板的像作為全息圖，所述光束掃射裝置以所述會聚點作為所述掃射基點進行光束的掃射。(3)本專利技術的第三方式是上述第二方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，在全息圖記錄介質中，使用沿以會聚點為頂點的圓錐的側面三維地會聚或發散的參照光，記錄有散射板的像。(4)本專利技術的第四方式是上述第三方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，光束掃射裝置具有使光束以在包含掃射基點的平面上擺動運動的方式進行彎折的功能，且在全息圖記錄介質上在一維方向掃射光束。(5)本專利技術的第五方式是上述第三方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，光束掃射裝置具有使光束以在包含掃射基點的第I平面上擺動運動的方式進行彎折的功能及使光束以在包含掃射基點且與所述第I平面正交的第2平面上擺動運動的方式進行彎折的功能，并且在全息圖記錄介質上在二維方向掃射光束。(6)本專利技術的第六方式是上述第二方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，在全息圖記錄介質中，使用沿包含會聚點的平面二維地會聚或發散的參照光，記錄有散射板的像。(7)本專利技術的第七方式是上述第六方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，光束掃射裝置具有使光束以在包含掃射基點的平面上擺動運動的方式進行彎折的功能，并在全息圖記錄介質上在一維方向掃射光束。(8)本專利技術的第八方式是上述第一方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，光束掃射裝置通過使光束在平行移動的同時照射至全息圖記錄介質，從而使所述光束對所述全息圖記錄介質的照射位置隨時間變化，在所述全息圖記錄介質中，使用由平行光束構成的參照光，記錄有散射板的像作為全息圖，所述光束掃射裝置從與所述參照光平行的方向將光束照射至所述全息圖記錄介質，以進行光束的掃射。(9)本專利技術的第九方式是上述第一至第八方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，相干光源是產生激光束的激光光源。(10)本專利技術的第十方式是上述第一至第九方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，全息圖記錄介質記錄有散射板的像作為體積型全息圖。(11)本專利技術的第十一方式是上述第一至第九方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，全息圖記錄介質記錄有散射板的像作為表面浮雕型全息圖。(12)本專利技術的第十二方式是上述第一至第九方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，記錄于全息圖記錄介質的全息圖是計算機合成全息圖。(13)本專利技術的第十三方式是上述第一至第九方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，記錄于全息圖記錄介質的全息圖是傅立葉變換全息圖。(14)本專利技術的第十四方式是上本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種投射型影像顯示裝置，是將光投射至屏幕(400)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(200)，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(100、110)，對所述空間光調制器(200)供給照明光(L45、L46);以及投射光學系統(300、350)，通過將由所述空間光調制器(200)調制后的照明光(L300)導向所述屏幕(400)，從而將所述影像投射至所述屏幕上， 所述照明單元(IOOUlO)具有: 相干光源(50),產生相干光束(L50)； 全息圖記錄介質(45、46、85)，記錄有散射板(30)的像(35);以及光束掃射裝置(60、65)，將所述光束(L60、L65)照射至所述全息圖記錄介質(45、46、85)，且以所述光束(L60、L65)對所述全息圖記錄介質(45、46、85)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( 45、46、85)中，使用沿規定光路照射的參照光(L23、Lref),記錄有所述散射板(30)的像作為全息圖， 所述相干光源(50)產生具有能再現所述散射板的像(35)的波長的光束(L50)， 所述光束掃射裝置(60、65)以所述光束(L60、L65)對所述全息圖記錄介質(45、46、85)的照射方向是沿所述參照光(L23、Lref)的光路的方向的方式，進行所述光束(L60、L65)的掃射， 所述空間光調制器(200)配置在由所述全息圖記錄介質(45、46、85)得到的所述散射板(30)的再現像(35)的生成位置。2.根據權利要求1所述的投射型影像顯示裝置，其中， 光束掃射裝置(60)使光束(L50)在指定的掃射基點(B)彎折，并將彎折后的光束(L60)照射至全息圖記錄介質(45)，且通過使所述光束(L50)的彎折狀態隨時間變化，從而使彎折后的光束(L60)對所述全息圖記錄介質(45)的照射位置隨時間變化， 在所述全息圖記錄介質(45)中，使用會聚于特定的會聚點(C)的參照光(L23)或從特定的會聚點(C)發散的參照光(L23)，記錄有散射板(30)的像作為全息圖， 所述光束掃射裝置(60)以所述會聚點(C)作為所述掃射基點(B)進行光束(L60)的掃射。3.根據權利要求2所述的投射型影像顯示裝置，其中， 在全息圖記錄介質(45)中，使用沿以會聚點(C)為頂點的圓錐的側面三維地會聚或發散的參照光，記錄有散射板(30)的像。4.根據權利要求3所述的投射型影像顯示裝置，其中， 光束掃射裝置出0)具有使光束(L60)以在包含掃射基點(B)的平面上擺動運動的方式進行彎折的功能，且在全息圖記錄介質(45)上在一維方向掃射光束(L60)。5.根據權利要求3所述的投射型影像顯示裝置，其中， 光束掃射裝置出0)具有使光束(L60)以在包含掃射基點(B)的第I平面上擺動運動的方式進行彎折的功能及使光束(L60)以在包含掃射基點(B)且與所述第I平面正交的第2平面上擺動運動的方式進行彎折的功能，并且在全息圖記錄介質(45)上在二維方向掃射光束(L60)。6.根據權利要求2所述的投射型影像顯示裝置，其中， 在全息圖記錄介質(45)中，使用沿包含會聚點(C)的平面二維地會聚或發散的參照光，記錄有散射板(30)的像。7.根據權利要求6所述的投射型影像顯示裝置，其中， 光束掃射裝置出0)具有使光束(L60)以在包含掃射基點(B)的平面上擺動運動的方式進行彎折的功能，并在全息圖記錄介質(45)上在一維方向掃射光束(L60)。8.根據權利要求1所述的投射型影像顯示裝置，其中， 光束掃射裝置(65)通過使光束(L65)在平行移動的同時照射至全息圖記錄介質(46)，從而使所述光束(L65)對所述全息圖記錄介質(46)的照射位置隨時間變化， 在所述全息圖記錄介質(46)中，使用由平行光束構成的參照光(Lref),記錄有散射板(30)的像(35)作為全息圖， 所述光束掃射裝置(65)從與所述參照光(Lref)平行的方向將光束(L65)照射至所述全息圖記錄介質(46)，以進行光束(L65)的掃射。9.根據權利要求 1至8中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，相干光源(50)是產生激光束的激光光源。10.根據權利要求1至9中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，全息圖記錄介質(45、46、85)記錄有散射板(30)的像作為體積型全息圖。11.根據權利要求1至9中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，全息圖記錄介質(45、46、85)記錄有散射板(30)的像作為表面浮雕型全息圖。12.根據權利要求1至9中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，記錄于全息圖記錄介質(45、46、85)的全息圖是計算機合成全息圖。13.根據權利要求1至9中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，記錄于全息圖記錄介質(45、46、85)的全息圖是傅立葉變換全息圖。14.根據權利要求1至9中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，記錄于全息圖記錄介質(45、46、85)的全息圖是反射型全息圖,將光束(L60、L65)的反射衍射光用作照明光。15.根據權利要求1至9中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，記錄于全息圖記錄介質(45、46、85)的全息圖是透射型全息圖，并將光束(L60、L65)的透射衍射光用作照明光。16.根據權利要求1至15中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，光束掃射裝置(60、65)是掃射型鏡器件、全反射棱鏡、折射棱鏡或光電晶體。17.根據權利要求1至16中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，空間光調制器(200)由透射型或反射型液晶顯示器、透射型或反射型LCOS元件、或者數字微鏡器件構成。18.根據權利要求1至17中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，投射光學系統(300,350)進行前方投射，所述前方投射將影像投射到屏幕(400)的觀察面側。19.根據權利要求1至18中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，相干光源(50)具有產生分別具有三原色的各波長的單色光的激光束的3臺激光光源(50R、50G、50B)以及將所述3臺激光光源所產生的激光束合成以生成合成光束(L(R、G、B))的光合成器(15、16)， 光束掃射裝置(60、65)在全息圖記錄介質(45、46、85)上掃射由所述光合成器(15、16)生成的所述合成光束(L(R、G、B))， 在所述全息圖記錄介質(45、46、85)中，以通過所述3臺激光光源所產生的各激光束能分別獲得再現像的方式，記錄有散射板(30)的像(35)作為3種全息圖， 空間光調制器200具有配置在空間上的像素排列，所述三原色的任一原色與各像素關聯對應，所述空間光調制器(200)具有各像素獨立進行光的調制的功能，而且在各像素的位置分別設有對應的原色的濾光器。20.根據權利要求1至18中任一項所述的投射型影像顯示裝置，具備: 第I空間光調制器(200R)，根據具有第I原色成分的第I影像進行調制； 第I照明單元(100R)，對所述第I空間光調制器(200R)供給具有與所述第I原色對應的波長的第I照明光； 第2空間光調制器(200G)，根據具有第2原色成分的第2影像進行調制； 第2照明單元(100G)，對所述第2空間光調制器(200G)供給具有與所述第2原色對應的波長的第2照明光； 第3空間光調制器( 200B)，根據具有第3原色成分的第3影像進行調制；以及第3照明單元(100B)，對所述第3空間光調制器(200B)供給具有與所述第3原色對應的波長的第3照明光， 投射光學系統(300、350)通過將由所述第I空間光調制器(200R)調制后的照明光、由所述第2空間光調制器(200G)調制后的照明光、及由所述第3空間光調制器(200B)調制后的照明光導向屏幕(400)，從而將所述第I影像、所述第2影像、所述第3影像重疊投射至所述屏幕上。21.根據權利要求1至18中任一項所述的投射型影像顯示裝置，具備: 第I空間光調制器(200R)，根據具有第I原色成分的第I影像進行調制； 第2空間光調制器(200G)，根據具有第2原色成分的第2影像進行調制；以及 第3空間光調制器(200B)，根據具有第3原色成分的第3影像進行調制， 相干光源(50)具有產生具有與所述第I原色對應的波長的第I激光束的第I激光光源(50R)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：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，
類型：
國別省市：