專利名稱：投影機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明，涉及將從光源裝置所射出的光投影到被投影面而進行圖像顯示的投影機。
背景技術：
從前，通過使激光在屏幕(被投影面)上掃描而顯示圖像的背面投影型的投影機已被提出。在該投影機中，因為通過停止激光的供給而能夠顯示完全的黑色，所以相比較于例如采用了液晶光閥的投影機可以實現(xiàn)高對比度的顯示。并且，因為激光指向性高，所以能夠使投影光學系統(tǒng)簡略化。因此，能夠使投影機成為小型而且簡易的構(gòu)成。進而，通過使紅色、綠色、藍色等的多色的激光組合起來而能夠容易地彩色化，而且，因為激光單色性高所以可以實現(xiàn)色純度高的彩色顯示。
作為背面投影型的投影機，采用了紅色激光光源、綠色激光光源及紫外線激光光源的投影型激光圖像顯示裝置已被提出(例如，參照專利文獻1。)。記載于該專利文獻1中的投影型激光圖像顯示裝置，在屏幕上涂敷熒光體，從紅色激光光源及綠色激光光源所射出的激光，在屏幕面上被擴散。并且，從紫外線激光光源所射出的激光，被熒光體所激勵而發(fā)出藍色光，該藍色光，在屏幕面上被擴散。
專利文獻1特開平7-67064號公報但是，在采用了上述的背面投影型的投影機的情況下，存在問題點在投影到屏幕的激光中，會發(fā)生被稱為閃爍或斑點的閃耀。在此，在記載于上述專利文獻1中的投影型激光圖像顯示裝置中，因為使激光在屏幕上擴散，所以在抑制閃耀的發(fā)生方面不充分。并且，考慮到在由于非預期的原因，屏幕損壞的情況下，激光不被擴散，繼續(xù)直接照射到外部，裝置整體的可靠性不充分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，為了解決上述的問題而作出，目的在于提供可以抑制投影到屏幕的激光的閃耀的發(fā)生，并使裝置整體的可靠性提高的投影機。
為了達到上述目的，本發(fā)明，提供以下的單元。
本發(fā)明的投影機，其特征在于，具備向被投影面射出激光的光源裝置，使從該光源裝置所射出的激光進行掃描的掃描單元，對通過該掃描單元所掃描的激光進行擴散的光擴散構(gòu)件，和將從該光擴散構(gòu)件所射出的激光聚光到前述被投影面的聚光單元。
在本發(fā)明的投影機中，從光源裝置所射出的激光通過掃描單元而掃描，入射到光擴散構(gòu)件。入射到光擴散構(gòu)件的激光被擴散之后，通過聚光單元聚光到被投影面。從而，通過使從光源裝置所射出的激光被光擴散構(gòu)件所擴散，聚光到被投影面的激光，因為相干性降低，所以可抑制閃耀(閃爍，斑點)的發(fā)生。并且，從光源裝置所射出的激光，通過聚光單元被聚光之前，因為通過光擴散構(gòu)件被擴散，所以即使在由于非預期的原因，被投影面損壞的情況下，也因為不會有強激光射出到外部，所以可以使裝置整體的可靠性提高。
并且，本發(fā)明的投影機，優(yōu)選具備使從前述光源裝置所射出的激光聚光到前述光擴散構(gòu)件上的其他的聚光單元。
在本發(fā)明的投影機中，從光源裝置所射出的激光，通過其他的聚光單元被聚光到光擴散構(gòu)件上。從而，從光源裝置所射出的激光，因為不散射到光擴散構(gòu)件的外部而入射到光擴散構(gòu)件，所以可以使從光源裝置所射出的激光的利用效率提高。
并且，本發(fā)明的投影機，優(yōu)選具備對從前述掃描單元所射出的激光進行平行化的平行化單元。
在本發(fā)明的投影機中，從光源裝置所射出、通過掃描單元所掃描的光，通過了平行化單元之后，入射到光擴散構(gòu)件。此時，入射到光擴散構(gòu)件的激光，通過平行化單元被平行化。從而，從光擴散構(gòu)件所射出的激光，變成對于光擴散構(gòu)件在大致垂直方向上具有指向性的激光。從而，因為從光擴散構(gòu)件所射出、入射到聚光單元的光束的寬度通過平行化單元而確定，所以聚光單元的設計變得容易。
并且，本發(fā)明的投影機，優(yōu)選具備使從前述光擴散構(gòu)件所射出的激光的擴散狀態(tài)時間性地發(fā)生變化的擴散狀態(tài)變化單元。
在本發(fā)明的投影機中，通過具備擴散狀態(tài)變化單元，通過了光擴散構(gòu)件的激光，擴散狀態(tài)時間性地變化。即，通過了光擴散構(gòu)件的激光，因為閃耀的圖形時間性地變化，所以通過視覺暫留效果而被時間積分，能夠防止激光的斑紋圖樣的發(fā)生。其結(jié)果，通過聚光單元投影到被投影面的激光，變成抑制了閃耀的光。從而，能夠在被投影面顯示良好的圖像。
并且，本發(fā)明的投影機，優(yōu)選前述擴散狀態(tài)變化單元，是使前述光擴散構(gòu)件在該光擴散構(gòu)件的入射面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單元。
在本發(fā)明的投影機中，通過旋轉(zhuǎn)單元使光擴散構(gòu)件在入射面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使從光源裝置所射出的激光的擴散狀態(tài)時間性地變化。即，從光擴散構(gòu)件所射出、通過聚光單元投影到被投影面的激光，通過光擴散構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)被均勻化，輝度不均減少，并且消除了粗糙感。從而，能夠通過簡易的構(gòu)成，在被投影面顯示良好的圖像。
并且，本發(fā)明的投影機，優(yōu)選前述擴散狀態(tài)變化單元，是使前述光擴散構(gòu)件在該光擴散構(gòu)件的入射面內(nèi)移動的移動單元。
在本發(fā)明的投影機中，通過移動單元使光擴散構(gòu)件在入射面內(nèi)移動，使從光源裝置所射出的激光的擴散狀態(tài)時間性地變化。由此，從光擴散構(gòu)件所射出、通過聚光單元投影到被投影面的激光，輝度不均減少，并且消除了粗糙感。從而，可以實現(xiàn)裝置整體的小型化，并能夠在被投影面顯示良好的圖像。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的投影機的構(gòu)成的模式圖。
圖2(a)表示圖1的光擴散構(gòu)件的平面圖，圖2(b)是表示圖2(a)的A-A’線向視圖的從光擴散構(gòu)件所射出的激光的狀態(tài)的平面圖。
圖3是表示本發(fā)明的第2實施方式的投影機的構(gòu)成的模式圖。
圖4是表示從圖3的光擴散構(gòu)件所射出的激光的狀態(tài)的平面圖。
圖5是表示本發(fā)明的第3實施方式的投影機的構(gòu)成的模式圖。
圖6是表示從圖5的光擴散構(gòu)件所射出的激光的狀態(tài)的平面圖。
圖7是表示各實施方式中的光擴散構(gòu)件的變形例的平面圖。
符號說明1、70、90...投影機，10、71...光源裝置，40、85...光擴散板(光擴散構(gòu)件)，40a、85a...光擴散板的入射面，20...聚光透鏡(其他的聚光單元)，30...電流鏡(golvano mirror)(掃描單元)，41...電動機(擴散狀態(tài)變化單元、旋轉(zhuǎn)單元)，50...投影透鏡(聚光單元)，52...屏幕(被投影面)，80...致動器(擴散狀態(tài)變化單元、移動單元)，81...X掃描器(掃描單元)，82...Y掃描器(掃描單元)，91...場透鏡(平行化單元)具體實施方式
接下來，對本發(fā)明的實施方式，參照附圖進行說明。在用于以下的說明中的各附圖中，為了使各構(gòu)件為可以識別的大小，適當改變了各構(gòu)件的比例尺。
接下來，對本發(fā)明的第1實施方式，參照圖1及圖2進行說明。
作為本實施方式的投影機，采用從屏幕的背面照射激光的背面型激光投影機進行說明。
投影機1，如在圖1中所示地，具備設置于殼體2內(nèi)，射出激光的光源裝置10；通過聚光透鏡(其他的聚光單元)20而使從光源裝置10所射出的激光在2維方向上進行掃描的電流鏡(掃描單元)30；對通過電流鏡30所掃描的光進行擴散的光擴散板(光擴散構(gòu)件40)；使從光擴散板40入射的激光投影到反射鏡51的投影透鏡(聚光單元)50；和對光源裝置10、電流鏡30及光擴散板40進行控制的控制電路60。該反射鏡51，對向于在殼體2的表面2a所具備的屏幕(被投影面)52而設置，使從投影透鏡50所射出的激光投影到屏幕52。另外，聚光透鏡20，使從光源裝置10所射出的激光聚光到光擴散板40。
光源裝置10，夾著屏幕52與觀看側(cè)對向而設置(在本實施方式中在殼體2內(nèi)部)，輸出相應于來自控制電路60的圖像信號的強度的激光。
電流鏡30，以互相正交的X軸及Y軸的2軸為中心可以旋轉(zhuǎn)，能夠在任意的角度方向傾斜驅(qū)動。該電流鏡30，通過使從聚光透鏡20所射出的激光在2維方向進行掃描而形成圖像。而且，電流鏡30的工作，通過控制電路60同步于光源裝置10的圖像輸出地進行。
光擴散板40，如在圖2(a)中所示地，通過在入射面40a具有微細的凹凸的圓盤狀的毛玻璃而構(gòu)成。并且，在光擴散板40，設置使從入射面40a入射、從該光擴散板40的射出面40b所射出的激光的擴散狀態(tài)時間性地變化的擴散狀態(tài)變化單元。在本實施方式中，作為該擴散狀態(tài)變化單元，如在圖2(b)中所示地，采用使光擴散板40在入射面40a內(nèi)旋轉(zhuǎn)的電動機(旋轉(zhuǎn)單元)41，光擴散板40，通過控制電路60以旋轉(zhuǎn)軸O為中心可以旋轉(zhuǎn)。由此，從光擴散板40的入射面40a入射的激光45，如在圖2(b)中所示地，從射出面40b射出之時，被擴散而朝向投影透鏡50。還有，電動機41的旋轉(zhuǎn)速度，以約高于或等于70Hz而旋轉(zhuǎn)。
還有，光擴散板40，具有光透射性，尤其是若對耐熱性進行考慮則優(yōu)選為由無機材料構(gòu)成的玻璃。
并且，投影透鏡50的NA(數(shù)值孔徑)，可根據(jù)從光擴散板40所射出的激光的擴散度而設計。通過如此的構(gòu)成，能夠不浪費從光擴散板40所射出的激光而通過投影透鏡50使之聚光，可以使激光的利用效率提高。進而，投影透鏡50，放大透射了光擴散板40的激光而將其投影到反射鏡51。
其次，采用由以上的構(gòu)成構(gòu)成的本實施方式的投影機1，對將圖像投影到屏幕52的方法進行說明。
首先，若驅(qū)動光源裝置10，則激光從光源裝置10射出到聚光透鏡20。然后，通過聚光透鏡20被聚光的激光，通過電流鏡30在X軸、Y軸的2維方向掃描之后，射出到光擴散板40。入射到光擴散板40的激光，因為通過電動機41而使光擴散板40旋轉(zhuǎn)，所以被均勻化，變成抑制了斑紋圖樣的發(fā)生的激光。其后，該激光，被投影透鏡50通過反射鏡51投影到屏幕52。
在本發(fā)明的投影機1中，通過使從光源裝置10所射出的激光被光擴散板40所擴散，而使被投影到屏幕52的激光的相干性降低，所以可抑制閃耀(閃爍，斑點)的發(fā)生。并且，從光源裝置10所射出的激光，通過投影透鏡50被聚光之前，因為通過光擴散板40被擴散，所以即使在由于非預期的原因、屏幕52損壞的情況下，也因為不會有強激光射出到外部，所以可以使投影機1整體的可靠性提高。
并且，通過具備電動機41，從光擴散板40射出、通過投影透鏡50投影到屏幕52的激光，通過光擴散板40的旋轉(zhuǎn)而被均勻化，輝度不均減少，并且消除了粗糙感。從而，能夠通過簡易的構(gòu)成，在被投影面顯示良好的圖像。
投影機的第2實施方式其次，對本發(fā)明的第2實施方式，參照圖3及圖4進行說明。還有，在以下進行說明的各實施方式中，對與上述的第1實施方式的投影機1為同樣構(gòu)成的部位附加同一符號，省略說明。
在本實施方式的投影機70中，在光源裝置71的構(gòu)成及采用致動器(移動單元)80作為擴散狀態(tài)變化單元之點與第1實施方式不相同。
光源裝置71，如在圖3中所示地，具備射出紅色的激光的紅色激光二極管71R，射出綠色的激光的綠色激光二極管71G，和射出藍色的激光的藍色激光二極管71B。這些激光二極管71R、71G、71B，輸出相應于來自控制電路60的圖像信號的強度的激光。并且，在光源裝置71中，具備使從紅色激光二極管71R所射出的激光進行透射，并對從綠色激光二極管71G所射出的激光進行反射的第1分色鏡72；和使從紅色激光二極管71R所射出的激光進行透射，并對從藍色激光二極管71B所射出的激光進行反射的第2分色鏡73。
并且，在第1實施方式中，雖然采用了以X軸及Y軸的2軸為中心可以旋轉(zhuǎn)的電流鏡30，但是在本實施方式中，采用僅在X軸方向可以旋轉(zhuǎn)的X掃描器(掃描單元)81；采用僅在Y軸方向可以旋轉(zhuǎn)的Y掃描器(掃描單元)82，來代替第1實施方式的反射鏡51。
并且，光擴散板85的入射面85a，如在圖4中所示地，與第1實施方式的光擴散板40同樣地，通過具有微細的凹凸的平板狀的毛玻璃而構(gòu)成。而且，這些光源裝置71、X掃描器81、Y掃描器82及光擴散板(光擴散構(gòu)件)85，通過控制電路60而被控制。
致動器80，如在圖4中所示地，對光擴散板85進行驅(qū)動，使該光擴散板85在入射面85a內(nèi)可以移動。即，致動器80，通過控制電路60使光擴散板85在X軸方向可以移動，使從光擴散板85的射出面85b所射出的激光的擴散狀態(tài)時間性地變化。由此，從光擴散板85的入射面85a入射的激光87，如在圖4中所示地，從射出面85b射出之時，被擴散而朝向投影透鏡50。還有，致動器80的移動速度，以約高于或等于70Hz而移動。
并且，X掃描器81，通過致動器80而使從光源裝置10所射出的、被聚光透鏡20所聚光的激光在X軸方向進行掃描。并且，Y掃描器82，通過致動器80，使被光擴散板85擴散的、被投影透鏡50聚光的激光在Y軸方向進行掃描。
還有，作為致動器80，例如，能夠通過以電磁力使光擴散板85在X軸方向移動的電磁致動器構(gòu)成。并且，也可以采用通過電壓的施加而進行伸縮(或者變形)的壓電元件作為致動器(壓電致動器)。
其次，采用由以上的構(gòu)成構(gòu)成的本實施方式的投影機70，對將圖像投影到屏幕52的方法進行說明。
首先，若驅(qū)動各激光二極管71R、71G、71B，則從各激光二極管71R、71G、71B射出紅色光、綠色光、藍色光。然后，這些紅色光、綠色光、藍色光，通過聚光透鏡20被聚光之后，以X掃描器81在X軸方向掃描，射出到光擴散板85。入射到光擴散板85的激光，因為光擴散板85通過致動器80在X軸方向移動，所以被均勻化，變成抑制了斑紋圖樣的發(fā)生的激光。其后，該激光，通過投影透鏡50投影到Y(jié)掃描器82之后，通過Y掃描器82在Y軸方向掃描而被投影到屏幕52。
在本發(fā)明的投影機70中，通過使從光源裝置71所射出的激光被光擴散板85所擴散，使被投影到屏幕52的激光的相干性降低，所以可抑制閃耀(閃爍，斑點)的發(fā)生。并且，通過致動器80使光擴散板85在入射面85a內(nèi)移動，使從光源裝置71所射出的激光的擴散狀態(tài)時間性地變化。由此，從光擴散板85射出、通過投影透鏡50投影到屏幕52的激光，輝度不均減少，并且消除了粗糙感。從而，可以實現(xiàn)投影機70整體的小型化，并能夠在屏幕52顯示良好的圖像。
投影機的第3實施方式其次，對本發(fā)明的第3實施方式，參照圖5及圖6進行說明。
在本實施方式的投影機90中，在第3實施方式中，在具備場透鏡(平行化單元)91之點與第1、第2實施方式不相同。
場透鏡91，可以配置于第1、第2實施方式的各自的半導體裝置1、70的光擴散板40、85的前級，在本實施方式中舉第1實施方式為例進行說明。
場透鏡91，如在圖5中所示地，設置于電流鏡30和光擴散板40之間，如在圖6中所示地，對從電流鏡30所射出的激光進行平行化，并使之入射到光擴散板40。由此，從光擴散板40的入射面40a入射的激光92，從射出面40b射出之時，變成朝向投影透鏡50而在對于光擴散板40大致垂直方向具有指向性的激光。
在本發(fā)明的投影機90中，從光源裝置10所射出、通過電流鏡30所掃描的光，通過了場透鏡91之后，入射到光擴散板40。此時，從光擴散板40所射出的激光，變成在對于光擴散板40大致垂直方向具有指向性的激光。從而，從光擴散板40所射出、入射到投影透鏡50的光束的寬度成為預定范圍。即，因為能夠相應于場透鏡91來設計投影透鏡50的NA，所以投影透鏡50的設計變得容易。
還有，本發(fā)明的技術范圍并不限定于上述各實施方式?？梢栽诓幻撾x本發(fā)明的主旨的范圍加以種種的改變。
例如，作為擴散狀態(tài)變化單元，也可以采用液晶面板。在采用液晶面板的情況下，能夠通過電信號使空間性的光的相位分布發(fā)生變化，而使激光擴散。
在此，作為液晶面板，例如，也能夠采用對非平行的2塊基板封進液晶的構(gòu)成。在該構(gòu)成的情況下，液晶面板的單元間隙在基板平面內(nèi)變得不均勻，激光的空間性的相位分布不止改變一次，成為時間性地不同的相位分布。其結(jié)果，在被投影的像中，因為閃耀的圖形時間性地變化，所以通過視覺暫留效果而被時間性積分，難以感覺該閃耀。
并且，作為光擴散板40、85，雖然采用了毛玻璃，但是并不限定于此，只要能夠?qū)θ肷涞募す膺M行擴散就行。例如，也可以為如在圖7中所示地，通過公知的光刻法在玻璃的表面95a形成無序的凹凸圖形的相位差板95。并且，形成于玻璃的表面95a的凹凸，也可以為具有周期性的光學圖形的衍射光柵。在該構(gòu)成的情況下，入射到相位差板95的激光，在透射相位差板95的過程中，會部分性地產(chǎn)生相位差。即使通過配置如此的相位差板95，也能夠與光擴散板40、85的情況同樣地防止激光的斑紋圖樣的發(fā)生。另外，也可以利用了激光的干涉的全息光柵、HOE(全息光學元件)等，來代替光擴散板40、85。
并且，作為光擴散板，并不限于上述的具有透射性的器件，只要為對入射的激光進行反射使之擴散的器件即可。
權(quán)利要求
1.一種投影機，其特征在于，具備向被投影面射出激光的光源裝置，對從該光源裝置所射出的激光進行掃描的掃描單元，對通過該掃描單元所掃描的激光進行擴散的光擴散構(gòu)件，和將從該光擴散構(gòu)件所射出的激光聚光到前述被投影面的聚光單元。
2.按照權(quán)利要求1所述的投影機，其特征在于具備另外的聚光單元，其使從前述光源裝置所射出的激光聚光到前述光擴散構(gòu)件上。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的投影機，其特征在于具備平行化單元，其對從前述掃描單元所射出的激光進行平行化。
4.按照權(quán)利要求1～3中的任何一項所述的投影機，其特征在于具備擴散狀態(tài)變化單元，其使從前述光擴散構(gòu)件所射出的激光的擴散狀態(tài)時間性地變化。
5.按照權(quán)利要求4所述的投影機，其特征在于前述擴散狀態(tài)變化單元，是旋轉(zhuǎn)單元，其使前述光擴散構(gòu)件在該光擴散構(gòu)件的入射面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
6.按照權(quán)利要求4所述的投影機，其特征在于前述擴散狀態(tài)變化單元，是移動單元，其使前述光擴散構(gòu)件在該光擴散構(gòu)件的入射面內(nèi)移動。
全文摘要
本發(fā)明提供可以抑制投影到屏幕的激光的閃耀的發(fā)生，并使裝置整體的可靠性提高的投影機。該投影機的特征在于，具備向被投影面(52)射出激光的光源裝置(10)，對從該光源裝置(10)所射出的激光進行掃描的掃描單元(30)，對通過該掃描單元(30)所掃描的激光進行擴散的光擴散構(gòu)件(40)，和將從該光擴散構(gòu)件(40)所射出的激光聚光到被投影面(52)的聚光單元(50)。
文檔編號G02B26/10GK1900813SQ20061010770
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月20日
發(fā)明者米窪政敏, 武田高司 申請人:精工愛普生株式會社