專利名稱：投影型顯示裝置及斑點(diǎn)降低元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用激光的投影型顯示裝置、及降低斑點(diǎn)噪聲的斑點(diǎn)降低元件。
背景技術(shù)：
近年來，由于高輸出的藍(lán)色半導(dǎo)體激光器被商業(yè)化，再加上紅色半導(dǎo)體激光器及基于二次諧波發(fā)生(以下簡(jiǎn)稱為SHG)的綠色激光器，使用三原色的激光光源的投影型顯示 裝置的開發(fā)在不斷推進(jìn)。作為光源采用作為單色光的激光器，從而可得到可再現(xiàn)的色彩范 圍廣，并且消耗電力也較少的投影型激光裝置。在如上所述的使用激光光源的投影型顯示 裝置中，斑點(diǎn)噪聲成為問題。斑點(diǎn)噪聲，是在使用作為干涉性高的光的激光在屏幕上成像 時(shí)，由具有微細(xì)凹凸的屏幕所反射的激光彼此干涉而產(chǎn)生的無規(guī)則的干涉圖案。在以往的 投影型顯示裝置中，通過讓擴(kuò)散板機(jī)械性地運(yùn)動(dòng)，從而使干涉圖案在屏幕上高速運(yùn)動(dòng)，以 使斑點(diǎn)噪聲不被人眼觀測(cè)到。(例如參照日本專利公開公報(bào)特開平6—208089號(hào)(以下稱 作"專利文獻(xiàn)l"))。圖12是表示專利文獻(xiàn)1中記載的以往的投影型顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖。在圖12中，從紅 色激光器101、藍(lán)色激光器103及綠色激光器105射出的激光，由分色鏡(dichroic mirror)102、 104、 106波長(zhǎng)選擇性地分別反射后，合成在同一光軸上。合成后的激光， 經(jīng)毛玻璃等構(gòu)成的擴(kuò)散元件107擴(kuò)散后，通過透鏡109照明空間光調(diào)制元件110。被由空 間光調(diào)制元件110調(diào)制的激光，通過投影透鏡111在屏幕112上成像。利用馬達(dá)108旋 轉(zhuǎn)擴(kuò)散元件107，從而讓上述干涉圖案在屏幕112上高速運(yùn)動(dòng)，以此使斑點(diǎn)噪聲消失。然而，在以往的投影型顯示裝置的結(jié)構(gòu)中，需要使擴(kuò)散元件機(jī)械性地運(yùn)動(dòng)，因此必需 要有馬達(dá)108等致動(dòng)器，從而存在裝置趨于大型化，機(jī)械部磨損等引起可靠性降低等問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在解決上述問題，其目的在于提供一種可實(shí)現(xiàn)小型化且能提高可靠性、而且 可降低斑點(diǎn)噪聲的投影型顯示裝置及斑點(diǎn)降低元件。本發(fā)明所涉及的投影型顯示裝置，包括激光光源；空間光調(diào)制元件，調(diào)制從上述激7光光源射出的激光；投影透鏡，將由上述空間光調(diào)制元件調(diào)制的光投影到屏幕上；多個(gè)擴(kuò) 散元件，沿著光軸排列在上述激光光源與上述空間光調(diào)制元件之間，用于時(shí)間性且電氣性 地改變上述激光的擴(kuò)散程度。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，從激光光源射出激光，從激光光源射出的激光由空間光調(diào)制元件調(diào)制， 被由空間光調(diào)制元件調(diào)制的光通過投影透鏡投影于屏幕。而且，利用沿著光軸排列在激光 光源和空間光調(diào)制元件之間的多個(gè)擴(kuò)散元件，時(shí)間性且電氣性地改變激光的擴(kuò)散程度。
因此，并非如以往技術(shù)那樣使用致動(dòng)器機(jī)械性地改變擴(kuò)散程度，而是電氣性地改變擴(kuò) 散程度，因此可實(shí)現(xiàn)小型化且能提高可靠性。此外，時(shí)間性地改變激光的擴(kuò)散程度，因此 可降低斑點(diǎn)噪聲。
本發(fā)明所涉及的斑點(diǎn)降低元件，包括多個(gè)擴(kuò)散元件，沿著光軸排列在射出激光的激 光光源與對(duì)從上述激光光源射出的激光進(jìn)行調(diào)制的空間光調(diào)制元件之間；驅(qū)動(dòng)部，對(duì)上述 多個(gè)擴(kuò)散元件施加周期性變化的電壓，并時(shí)間性且電氣性地改變上述激光的擴(kuò)散程度。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，多個(gè)擴(kuò)散元件沿著光軸排列在射出激光的激光光源和對(duì)從激光光源射出 的激光進(jìn)行調(diào)制的空間光調(diào)制元件之間。而且，通過驅(qū)動(dòng)部對(duì)多個(gè)擴(kuò)散元件施加周期性變 化的電壓，并時(shí)間性且電氣性地改變激光的擴(kuò)散程度。
因此，并非如以往技術(shù)那樣使用致動(dòng)器機(jī)械性地改變擴(kuò)散程度，而是電氣性地改變擴(kuò) 散程度，因此可實(shí)現(xiàn)小型化且能提高可靠性。此外，時(shí)間性地改變激光的擴(kuò)散程度，因此 可降低斑點(diǎn)噪聲。


圖l是表示第一實(shí)施例的投影型顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示第一實(shí)施例的擴(kuò)散元件的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖3是表示電源電壓的時(shí)間變化和施加于兩個(gè)擴(kuò)散元件的電壓的時(shí)間變化的圖。
圖4是表示第一擴(kuò)散元件的施加電壓為0、第二擴(kuò)散元件的施加電壓為V時(shí)的各擴(kuò)散
元件的散射情況的圖。
圖5是表示第一擴(kuò)散元件的施加電壓為V\第二擴(kuò)散元件的施加電壓為V—V時(shí)的各
擴(kuò)散元件的散射情況的圖。
圖6是表示第一擴(kuò)散元件的施加電壓為V、第二擴(kuò)散元件的施加電壓為0時(shí)的各擴(kuò)散
元件的散射情況的圖。
圖7是表示第二實(shí)施例的投影型顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖8是表示第二實(shí)施例的擴(kuò)散元件的側(cè)視圖。
圖9是表示第二實(shí)施例的擴(kuò)散元件的電極的俯視圖。
圖10是表示對(duì)各擴(kuò)散元件獨(dú)立地施加電壓時(shí)的擴(kuò)散元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖11是表示分別施加于兩個(gè)擴(kuò)散元件的電壓的時(shí)間變化的圖。
圖12是表示以往的投影型顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。另外，本發(fā)明可在不變更其要點(diǎn)的范圍內(nèi) 適宜變更后實(shí)施。 (第一實(shí)施例)
圖l是表示第一實(shí)施例的投影型顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖1中，投影型顯示裝置包括 藍(lán)色激光器l、紅色激光器2、綠色激光器3、反射鏡4、分色鏡(dichroic mirror)5、 6、 聚光透鏡7、第一擴(kuò)散元件8、第二擴(kuò)散元件9、驅(qū)動(dòng)電路10、棒狀積分器(rod integrator)ll、透鏡(lens)12、偏振光束分離器(polarization beam splitter、 PBS)13、 空間光調(diào)制元件14以及投影透鏡15。另外，斑點(diǎn)降低元件具備第一擴(kuò)散元件8、第二擴(kuò) 散元件9以及驅(qū)動(dòng)電路10。 .
藍(lán)色激光器l射出藍(lán)色激光，紅色激光器2射出紅色激光，綠色激光器3射出綠色激 光。作為藍(lán)色激光器1和紅色激光器2，可適宜地采用半導(dǎo)體激光器。作為綠色激光器3， 可適宜地采用使用SHG的固體激光器。
反射鏡4反射藍(lán)色激光。分色鏡5選擇性地反射紅色激光，并讓除此以外波長(zhǎng)的光透 過。分色鏡6選擇性地反射綠色激光，并透過其以外的波長(zhǎng)的光。聚光透鏡7，將從藍(lán)色 激光器1、紅色激光器2以及綠色激光器3射出的各激光聚光到棒狀積分器11的入射面。
第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9由用兩片透明電極夾住使液晶已分散的透明薄膜而構(gòu)成， 在本實(shí)施例中使用日本板硝子制"UMUfilm"。第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9，在兩電極 間未施加電壓時(shí)為不透明，如果施加電壓，則擴(kuò)散度對(duì)應(yīng)于施加電壓的大小而減小，最終 成為透明。第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9的擴(kuò)散度的最大值大致相同。驅(qū)動(dòng)電路10通過對(duì) 第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9施加電壓來驅(qū)動(dòng)第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9。棒狀積分器ll 由長(zhǎng)方體的玻璃部件構(gòu)成，將射入的激光的光量分布均勻化。
透鏡12將棒狀積分器11的射出端面的像成像于空間光調(diào)制元件14。偏振光束分離 器13將射入的激光分離為相互垂直的兩個(gè)偏振光成分。本實(shí)施例的偏振光束分離器13透過P偏振光成分，并反射S偏振光成分?？臻g光調(diào)制元件14，在本實(shí)施例中由反射型液 晶面板構(gòu)成，對(duì)棒狀積分器ll的射出端面的像進(jìn)行調(diào)制。投影透鏡15將被由空間光調(diào)制 元件14調(diào)制的像投影在屏幕16上。以下，結(jié)合圖l說明本發(fā)明第一實(shí)施例的投影型顯示裝置的動(dòng)作。從藍(lán)色激光器l射 出的藍(lán)色激光被反射鏡4反射，從紅色激光器2以及綠色激光器3射出的紅色激光以及綠 色激光分別被分色鏡5、 6波長(zhǎng)選擇性地反射，各激光被合成在同一光軸上。被合成的激 光由聚光透鏡7聚光于棒狀積分器11的入射端面。被合成的激光在透過第一以及第二擴(kuò) 散元件8、 9時(shí)，對(duì)應(yīng)于從驅(qū)動(dòng)電路10施加于第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9的電壓的大小 而擴(kuò)散。被由第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9擴(kuò)散的激光射入棒狀積分器11。射入棒狀積分器11 的激光在內(nèi)部多重反射，因此在射出端面得到大致均勻的光量分布。從棒狀積分器11射 出的激光，通過透鏡12和偏振光束分離器13照射于空間光調(diào)制元件14。透鏡12被設(shè)置 為使棒狀積分器ll的射出端面和空間光調(diào)制元件14形成共軛(conjugate)關(guān)系。此外，射 入偏振光束分離器13的激光為S偏振光，由偏振光束分離器13的反射面反射后射入空間 光調(diào)制元件14?？臻g光調(diào)制元件14基于來自未圖示的控制電路的信號(hào)對(duì)被照射的光進(jìn)行空間調(diào)制， 并反射調(diào)制光使其成為相對(duì)于偏振分光鏡13的P偏振光。成為P偏振光的調(diào)制光透過偏 振光束分離器13后，通過投影透鏡15成像于屏幕16。藍(lán)色激光器1、紅色激光器2和綠 色激光器3依次進(jìn)行脈沖發(fā)光，空間光調(diào)制元件14與該脈沖發(fā)光同步地基于各色的成分 信息對(duì)激光進(jìn)行空間調(diào)制，從而獲得彩色影像。接下來，結(jié)合圖2 圖6對(duì)第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖2是表 示擴(kuò)散元件的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的模式圖。另外，圖2中與圖l相同的部件標(biāo)注相同編號(hào)并 省略說明。在圖2中，第一擴(kuò)散元件8由透明電極8a、 8c及被由透明電極8a、 8c夾住的 液晶分散薄膜8b構(gòu)成。第二擴(kuò)散元件9由透明電極9a、 9c及被由透明電極9a、 9c夾住 的液晶分散薄膜9b構(gòu)成。第一擴(kuò)散元件8的其中一個(gè)透明電極8a接地，另一個(gè)透明電極8c與第二擴(kuò)散元件9 的其中一個(gè)透明電極9a連接并與交流電源10a連接。此外，第二擴(kuò)散元件9的其中一個(gè) 透明電極9c(應(yīng)為9a)，與第一擴(kuò)散元件8的另一個(gè)透明電極8c連接并與交流電源10a連 接，另一個(gè)透明電極9c與輸出與交流電源10a的輸出電壓最大值相同的電壓的直流電源 10b連接。透明電極9c由直流電源10b被施加有電壓V。透明電極8c與透明電極9a連接，分 別由交流電源10a施加0到V的交流電壓。電壓變化的周期例如為60Hz。當(dāng)透明電極8c 和透明電極9a的電壓為0時(shí)，第一擴(kuò)散元件8的施加電壓為0,第一擴(kuò)散元件8成為散 射體。同時(shí)，第二擴(kuò)散元件9的施加電壓為V，第二擴(kuò)散元件9成為透明體。另一方面， 當(dāng)透明電極8c和透明電極9a的電壓為V時(shí)，第一擴(kuò)散元件8的施加電壓為V，第一擴(kuò)散 元件8成為透明體。同時(shí)，第二擴(kuò)散元件9的施加電壓為0，第二擴(kuò)散元件9成為散射體。圖3是表示電源電壓的時(shí)間變化、和施加于第一以及第二兩個(gè)擴(kuò)散元件8、 9的電壓 的時(shí)間變化的圖。如圖3所示，交流電源10a的電源電壓在0至V變化，第一以及第二擴(kuò) 散元件8、 9，在每周期重復(fù)散射狀態(tài)和透過狀態(tài)各一次。第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9當(dāng) 被施加最大的交流電壓值V時(shí)，成為透過狀態(tài)，而當(dāng)被施加最小的交流電壓值O時(shí)，成為 最大散射狀態(tài)。而且，當(dāng)電壓值從V向O變化時(shí)，第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9從透過狀 態(tài)(最小散射狀態(tài))向最大散射狀態(tài)變化，當(dāng)電壓值從O向V變化時(shí)，第一以及第二擴(kuò)散 元件8、 9從最大散射狀態(tài)向透過狀態(tài)(最小散射狀態(tài))變化。另外，第一擴(kuò)散元件8的 電壓波形和第二擴(kuò)散元件9的電壓波形錯(cuò)開l/2周期。即，第一擴(kuò)散元件8為透明體時(shí)， 第二擴(kuò)散元件9為散射體，第一擴(kuò)散元件8為散射體時(shí)，第二擴(kuò)散元件9為透明體。圖4 圖6表示在擴(kuò)散元件中的散射情況。圖4是表示第一擴(kuò)散元件8的施加電壓為 0、第二擴(kuò)散元件9的施加電壓為V時(shí)的各擴(kuò)散元件的散射情況的圖，圖5是表示第一擴(kuò) 散元件8的施加電壓為V\第二擴(kuò)散元件9的施加電壓為V—V時(shí)的各擴(kuò)散元件的散射情 況的圖，圖6是表示第一擴(kuò)散元件8的施加電壓為V、第二擴(kuò)散元件9的施加電壓為0時(shí) 的各擴(kuò)散元件的散射情況的圖。另外，電壓V為0 V之間的值。如圖4 圖6所示，施加于透明電極8c和透明電極9a的交流電壓從0變化為V的期 間，在第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9中的光散射情況按照?qǐng)D4、圖5以及圖6順序變化。 即，如圖4所示，當(dāng)交流電壓為0時(shí)，第一擴(kuò)散元件8將射入的激光散射，第二擴(kuò)散元件 9透過被由第一擴(kuò)散元件8散射的激光。并且，如圖5所示，當(dāng)交流電壓為V5 (0 V之 間的值)時(shí)，第一擴(kuò)散元件8將射入的激光散射，第二擴(kuò)散元件9進(jìn)一步散射被由第一擴(kuò) 散元件8散射的激光。進(jìn)一步，如圖6所示，當(dāng)交流電壓為V時(shí)，第一擴(kuò)散元件8透過所 射入的激光，第二擴(kuò)散元件9散射被由第一擴(kuò)散元件8透過的激光。這樣，由于第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9交替重復(fù)散射以及透過，因此，可起到與散 射激光的位置在第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9之間移動(dòng)相同的作用。因此，在圖1中，照 明空間光調(diào)制元件14的各像素的光的角度高速變化，所以屏幕16上的干涉圖案即斑點(diǎn)噪聲以人眼無法追蹤到的速度變動(dòng)，其結(jié)果可降低斑點(diǎn)噪聲。
進(jìn)一步，如考慮光譜發(fā)光效能(spectral luminous efficiency)，與紅色激光器或藍(lán) 色激光器的斑點(diǎn)噪聲相比，綠色激光器的斑點(diǎn)噪聲更容易檢測(cè)出。因此，通過使綠色激光 器3發(fā)光時(shí)施加于第一以及第二擴(kuò)散元件8、9的電壓VI小于藍(lán)色激光器1和紅色激光器 2發(fā)光時(shí)施加于第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9的電壓V2，可以使綠色激光的擴(kuò)散度大于藍(lán) 色激光以及紅色激光的擴(kuò)散度，使綠色激光的斑點(diǎn)噪聲減少，且可降低因藍(lán)色激光以及紅 色激光的擴(kuò)散引起的光利用效率損失。
另外，在本實(shí)施例中，電壓變化的周期例為60Hz，但本發(fā)明并不限定于此，只要是 10Hz以上即可。雖然人眼感知圖像閃爍的頻率(臨界閃爍頻率(critical flicker frequency))隨著年齡或視覺環(huán)境而有所變化，但一般而言為60Hz左右。該圖像的閃爍 為畫面整體閃爍時(shí)的知覺，對(duì)于斑點(diǎn)噪聲那樣的畫面內(nèi)亮度差的知覺，可感知的頻率則更 低。在亮度變化為0%時(shí)不存在圖像的閃爍(臨界閃爍頻率二OHz)。另夕卜，如設(shè)能夠以 60Hz左右的頻率知覺亮度變化達(dá)到100G/Q的畫面整體的閃爍，則對(duì)于斑點(diǎn)噪聲那樣的20 30%左右的亮度變化，以10 20Hz以上的頻率驅(qū)動(dòng)第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9足以。
此外，將兩個(gè)擴(kuò)散元件中的投影透鏡一側(cè)的第二擴(kuò)散元件9臨近棒狀積分器11設(shè)置， 如設(shè)棒狀積分器11的開口徑為A、光源一側(cè)的第一擴(kuò)散元件8和投影透鏡一側(cè)的第二擴(kuò) 散元件9的間隔為L(zhǎng)、第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9的最大擴(kuò)散角為e (rad)，則擴(kuò)散元 件的間隔L滿足下述(1)式。
L<A/ (20) (1)
通過如上述(1)式所示地設(shè)定擴(kuò)散元件的間隔L，即便光源一側(cè)的第一擴(kuò)散元件8 以最大擴(kuò)散角擴(kuò)散激光，激光也會(huì)全部射入棒狀積分器11的開口內(nèi)，因此無光量損失， 且可獲得最大的光擴(kuò)散效果，斑點(diǎn)噪聲的除去效果也達(dá)到最大。
另外，較為理想的是，當(dāng)擴(kuò)散元件為三個(gè)以上時(shí)，也將最靠近激光光源的擴(kuò)散元件和 最靠近投影透鏡的擴(kuò)散元件的間隔L設(shè)定為滿足上述(1)式。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，沿光軸方向排列設(shè)置第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9，且使第一以及第二 擴(kuò)散元件8、 9的擴(kuò)散度的變化周期錯(cuò)開半周期，從而可降低斑點(diǎn)噪聲。另外，由于對(duì)應(yīng) 于激光波長(zhǎng)改變第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9的擴(kuò)散度，因此可針對(duì)各波長(zhǎng)進(jìn)行斑點(diǎn)噪聲 降低的最優(yōu)化。此外，由于第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9設(shè)置于聚光透鏡7的會(huì)聚光路中， 因此可使由第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9擴(kuò)散的擴(kuò)散光小于投影透鏡15的物側(cè)NA (數(shù)值 孔徑)，從而可防止擴(kuò)散光大于投影透鏡15的物側(cè)NA所引起的利用效率的降低。另外，本實(shí)施例中，也可使用內(nèi)部中空的光管(light pipe)替代棒狀積分器ll。此 外，擴(kuò)散元件也可為三個(gè)以上的多個(gè)。另外，雖然使用反射型液晶元件作為空間光調(diào)制元 件，但也可使用數(shù)字微鏡裝置(Digital Mirror Device)等空間光調(diào)制元件。此外，棒狀 積分器11僅用于光量分布的均勻化，與斑點(diǎn)噪聲的降低無關(guān)。因此，在允許光量分布存 在一定程度的不均的情況下也可省去棒狀積分器ll。此外，在本實(shí)施例中，第一以及第二 擴(kuò)散元件8、 9的擴(kuò)散度大致相同，但擴(kuò)散度也可不同。例如，還可通過使第一擴(kuò)散元件8 的擴(kuò)散度小于第二擴(kuò)散元件9的擴(kuò)散度，從而減少在棒狀積分器11的入射端面的光量損 失。(第二實(shí)施例)下面，對(duì)第二實(shí)施例的投影型顯示裝置進(jìn)行說明。圖7是表示第二實(shí)施例的投影型顯 示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。在圖7中，對(duì)于與圖l相同的結(jié)構(gòu)要素使用相同的符號(hào)，并省略其說 明。在圖7中，投影型顯示裝置包括藍(lán)色激光器l、紅色激光器2、綠色激光器3、凹透鏡 17a 17c、凸透鏡18a 18c、擴(kuò)散元件19a 19c、驅(qū)動(dòng)電路20a 20c、透鏡21a 21c、 空間光調(diào)制元件22a 22c、色合成棱鏡23以及投影透鏡15。凹透鏡17a 17c與凸透鏡18a 18c，構(gòu)成各自的光束擴(kuò)展器(beam expander)光 學(xué)系統(tǒng)，凹透鏡17a 17c擴(kuò)展射入的激光，凸透鏡18a 18c將射入的激光轉(zhuǎn)換為平行光。 擴(kuò)散元件19a 19c使射入的激光擴(kuò)散。另外，關(guān)于對(duì)擴(kuò)散元件19a 19c將在后面敘述。 驅(qū)動(dòng)電路20a 20c，通過對(duì)擴(kuò)散元件19a 19c施加電壓來驅(qū)動(dòng)擴(kuò)散元件19a 19c。透 鏡21a 21c，將被由擴(kuò)散元件19a 19c擴(kuò)散的各激光成像于空間光調(diào)制元件22a 22c。 空間光調(diào)制元件22a 22c，在本實(shí)施例中由透過型液晶面板構(gòu)成，調(diào)制被由擴(kuò)散元件 19a 19c擴(kuò)散的各激光。色合成棱鏡23，合成被由空間光調(diào)制元件22a 22c調(diào)制的各 激光。以下，結(jié)合圖7說明本發(fā)明第二實(shí)施例的投影型顯示裝置的動(dòng)作。另外，從藍(lán)色激光 器l射出的激光受到的作用，與從紅色激光器2以及綠色激光器3射出的激光受到的作用 相同，因此僅對(duì)從圖7中藍(lán)色激光器1射出的激光進(jìn)行說明，省略對(duì)其他激光的說明。從藍(lán)色激光器1射出的激光，通過由凹透鏡17a和凸透鏡18a構(gòu)成的光束擴(kuò)展器光學(xué) 系統(tǒng)放大后射入擴(kuò)散元件19a。擴(kuò)散元件19a，通過驅(qū)動(dòng)電路20a時(shí)間性以及空間性地被 調(diào)制擴(kuò)散度，擴(kuò)散透過的激光。被由擴(kuò)散元件19a擴(kuò)散的激光，透過透鏡21a后照明空間光調(diào)制元件22a?？臻g光調(diào)制元件22a，基于投影圖像的藍(lán)色成分的色彩信號(hào)對(duì)激光進(jìn)行 空間調(diào)制。經(jīng)空間調(diào)制的激光，通過色合成棱鏡23和其他色彩的激光合成于同一光軸上。 被由色合成棱鏡23合成的激光，通過投影透鏡15成像于未圖示的屏幕上。結(jié)合圖8以及圖9說明擴(kuò)散元件19a的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作。圖8以及圖9是表示擴(kuò)散元件 19a的結(jié)構(gòu)的圖，圖8是表示第二實(shí)施例的擴(kuò)散元件19a的側(cè)視圖，圖9是表示第二實(shí)施 例的擴(kuò)散元件19a的電極的俯視圖。另外，擴(kuò)散元件19b、 19c的結(jié)構(gòu)與擴(kuò)散元件19a的 結(jié)構(gòu)相同。在圖8中，擴(kuò)散元件19a由第一擴(kuò)散元件25、第二擴(kuò)散元件26、及共用基板24構(gòu) 成。第一擴(kuò)散元件25由透明電極25a、 25c及被由透明電極25a、 25c夾住的液晶分散薄 膜25b構(gòu)成。第二擴(kuò)散元件26由透明電極25a、 26c及被由透明電極25a、 26c夾住的液 晶分散薄膜26b構(gòu)形。共用基板24將被由第一擴(kuò)散元件25透過或擴(kuò)散的激光引導(dǎo)到第二 擴(kuò)散元件26。以第一擴(kuò)散元件25的透明電極25c與第二擴(kuò)散元件26的透明電極26a相 對(duì)的狀態(tài)，第一擴(kuò)散元件25和第二擴(kuò)散元件26被貼合于共用基板24。在圖9中，環(huán)狀透明電極27，是將透明電極26c分割為以光軸為中心的多個(gè)環(huán)狀區(qū)域 而形成的。在圖9中，僅圖示了環(huán)狀透明電極中的一個(gè)，在激光通過的整個(gè)區(qū)域內(nèi)，在同 軸上形成有多個(gè)環(huán)狀透明電極27。 g卩，透明電極25a與透明電極26c相同，被分割為多 個(gè)環(huán)狀區(qū)域，形成有環(huán)狀透明電極27。第二實(shí)施例的擴(kuò)散元件19a的動(dòng)作與第一實(shí)施例的第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9的動(dòng) 作不同之處在于，形成了環(huán)狀透明電極27，也可空間性地改變擴(kuò)散度。即，分別將不同的 電壓施加于形成環(huán)狀透明電極27的多個(gè)環(huán)狀區(qū)域。例如，在環(huán)狀透明電極27的中心部分 施加增大擴(kuò)散度的電壓，在周邊部分施加減小擴(kuò)散度的電壓。關(guān)于激光的光強(qiáng)度分布，由 于在中心部分的光強(qiáng)度高，而在周邊部分的光強(qiáng)度低，因此通過使光強(qiáng)度高的區(qū)域大幅度 擴(kuò)散，光強(qiáng)度低的區(qū)域小幅度擴(kuò)散，從而可使透過擴(kuò)散元件19a之后的激光的光強(qiáng)度分布 均勻化。另外，本實(shí)施例的環(huán)狀區(qū)域，不僅包含以光軸為中心的圓形區(qū)域，也包含以光軸為中 心的橢圓形區(qū)域。這樣，如圖9所示，在第一擴(kuò)散元件25的透明電極25a和第二擴(kuò)散元件26的透明電 極26c設(shè)置環(huán)狀透明電極27，分別施加不同的電壓并且對(duì)透明電極25c和透明電極26a 施加交流電壓，從而可時(shí)間性以及空間性地調(diào)制激光的擴(kuò)散程度，實(shí)現(xiàn)斑點(diǎn)噪聲的降低和 強(qiáng)度分布的均勻化。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過時(shí)間性以及空間性地調(diào)制擴(kuò)散元件的擴(kuò)散程度，可使激光的強(qiáng)度分布均勻化，并且可降低斑點(diǎn)噪聲。
此外，由于多個(gè)區(qū)域包含以光軸為中心的多個(gè)環(huán)狀區(qū)域，因此可根據(jù)激光的光束截面 形狀空間性地改變擴(kuò)散程度，使激光的強(qiáng)度分布均勻化。此外，對(duì)于多個(gè)環(huán)狀區(qū)域，也可 從中心部分的環(huán)狀區(qū)域向著周邊部分的環(huán)狀區(qū)域，減小激光的擴(kuò)散程度。即，激光的強(qiáng)度 分布為中心部分的強(qiáng)度高，周邊部分的強(qiáng)度低。因此，使強(qiáng)度高的區(qū)域大幅度擴(kuò)散，強(qiáng)度 低的區(qū)域小幅度擴(kuò)散，從而可使透過擴(kuò)散元件19a之后的激光的強(qiáng)度分布更加均勻化。此 外，通過在透明的共用基板24的與光軸垂直的面上相互對(duì)置地形成第一擴(kuò)散元件25以及 第二擴(kuò)散元件26，可由共用基板24預(yù)先確定第一擴(kuò)散元件25和第二擴(kuò)散元件26的間隔， 無需進(jìn)行擴(kuò)散元件相互的位置調(diào)整，還可實(shí)現(xiàn)薄型化。
另外，在第一、第二實(shí)施例中，對(duì)第一以及第二兩個(gè)擴(kuò)散元件8、 9的共用電極(透 明電極8c、 9a)施加交流電壓，但本發(fā)明并不限定于此，亦可分別對(duì)第一以及第二兩個(gè)擴(kuò) 散元件8、 9單獨(dú)地施加電壓。
圖10是表示對(duì)各擴(kuò)散元件獨(dú)立地施加電壓時(shí)的擴(kuò)散元件的結(jié)構(gòu)的圖。第一擴(kuò)散元件8 的透明電極8a、8c與施加從一V到+V周期性地變化的交流電壓的第一交流電源31連接， 第二擴(kuò)散元件9的透明電極9a、 9c與施加從一V到+V周期性地變化的交流電壓的第二 交流電源32連接。當(dāng)?shù)谝灰约暗诙U(kuò)散元件8、 9的施加電壓為+V以及一V時(shí)，第一以 及第二擴(kuò)散元件8、 9成為散射體，當(dāng)?shù)谝灰约暗诙U(kuò)散元件8、 9的施加電壓為0時(shí)，第 一以及第二擴(kuò)散元件8、 9成為透明體。
圖ll是表示分別施加于兩個(gè)擴(kuò)散元件的電壓的時(shí)間變化圖。如圖ll所示，第一擴(kuò)散 元件8的電壓波形33和第二擴(kuò)散元件9的電壓波形34錯(cuò)開l/4周期。因此，當(dāng)?shù)谝粩U(kuò)散 元件8的施加電壓為+V時(shí)，第一擴(kuò)散元件8成為散射體。此時(shí)，第二擴(kuò)散元件9的施加 電壓為0，第二擴(kuò)散元件9成為透明體。另外，當(dāng)?shù)谝粩U(kuò)散元件8的施加電壓為0時(shí)，第 一擴(kuò)散元件8成為透明體。此時(shí)，第二擴(kuò)散元件9的施加電壓為+V，第二擴(kuò)散元件9成 為散射體。此外，當(dāng)?shù)谝粩U(kuò)散元件8的施加電壓為一V時(shí)，第一擴(kuò)散元件8成為散射體。 此時(shí)，第二擴(kuò)散元件9的施加電壓為0，第二擴(kuò)散元件9成為透明體。
第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9被施加交流電壓值士V時(shí)，成為最大散射狀態(tài)，被施加交 流電壓值0時(shí)，成為透過狀態(tài)。而且，當(dāng)電壓值從+V向0變化時(shí)，第一以及第二擴(kuò)散元 件8、 9從最大散射狀態(tài)向透過狀態(tài)(最小散射狀態(tài))變化，當(dāng)電壓值從0向一V變化時(shí)， 第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9從透過狀態(tài)(最小散射狀態(tài))向最大散射狀態(tài)變化。另外， 在電壓值從一V向O變化時(shí)，第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9從最大散射狀態(tài)向透過狀態(tài)(最小散射狀態(tài))變化，當(dāng)電壓值從0向+V變化時(shí)，第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9從透過狀 態(tài)(最小散射狀態(tài))向最大散射狀態(tài)變化。這樣，分別對(duì)第一以及第二擴(kuò)散元件8、 9單獨(dú)地施加電壓的情況下，照明空間光調(diào) 制元件14的各像素的光的角度也高速變化，因此屏幕16上的干涉圖案即斑點(diǎn)噪聲以人眼 無法追蹤到的速度變動(dòng)，其結(jié)果可降低斑點(diǎn)噪聲。另外，上述的投影型顯示裝置設(shè)置有兩個(gè)擴(kuò)散元件，對(duì)各擴(kuò)散元件單獨(dú)地施加電壓， 但本發(fā)明并不限定于此，也可設(shè)置三個(gè)以上擴(kuò)散元件，對(duì)各擴(kuò)散元件單獨(dú)地施加電壓。特 別是，在設(shè)置有n (n為自然數(shù))個(gè)擴(kuò)散元件、且對(duì)各擴(kuò)散元件單獨(dú)地施加電壓時(shí)，施加 于各擴(kuò)散元件的電壓的相位差設(shè)定為1/ (2n)周期。據(jù)此，在分別對(duì)n個(gè)擴(kuò)散元件單獨(dú)地 施加電壓的情況下，照明空間光調(diào)制元件14的各像素的光的角度也高速變化，因此屏幕 16上的干涉圖案即斑點(diǎn)噪聲以人眼無法追蹤到速度變動(dòng)，其結(jié)果可降低斑點(diǎn)噪聲降低。此外，本實(shí)施例的兩個(gè)擴(kuò)散元件，模擬式地改變擴(kuò)散程度，但本發(fā)明并不限定于此， 在設(shè)置有三個(gè)以上擴(kuò)散元件時(shí)，也可數(shù)字式地改變這些擴(kuò)散元件的擴(kuò)散程度。此時(shí)，可使 用價(jià)格低且耐電路噪聲的數(shù)字電路作為驅(qū)動(dòng)擴(kuò)散元件的驅(qū)動(dòng)電路。通過增加擴(kuò)散元件數(shù)， 可更高精度地改變擴(kuò)散程度。另外，即便擴(kuò)散元件數(shù)為兩個(gè)，也可通過模擬式地(以多值) 驅(qū)動(dòng)，從而與增加擴(kuò)散元件數(shù)的情形相同地、可以更高的精度改變擴(kuò)散程度。此外，本實(shí)施例的擴(kuò)散元件的施加電壓為正弦波，但本發(fā)明并不限定于此，例如也可 為三角波，只要各施加電壓為相互抵消的波形即可。另外，在上述的具體實(shí)施方式
中，主要包括具有以下結(jié)構(gòu)的發(fā)明。本發(fā)明所涉及的投影型顯示裝置，包括激光光源；空間光調(diào)制元件，調(diào)制從上述激 光光源射出的激光；投影透鏡，將由上述空間光調(diào)制元件調(diào)制的光投影到屏幕上；及多個(gè) 擴(kuò)散元件，沿著光軸排列在上述激光光源與上述空間光調(diào)制元件之間，用于時(shí)間性且電氣 性地改變上述激光的擴(kuò)散程度。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，從激光光源射出激光，而從激光光源射出的激光被由空間光調(diào)制元件調(diào) 制，被由空間光調(diào)制元件調(diào)制的光通過投影透鏡被投影于屏幕。而且，利用沿著光軸排列 在激光光源和空間光調(diào)制元件之間的多個(gè)擴(kuò)散元件，時(shí)間性且電氣性地改變激光的擴(kuò)散程 度。因此，并非如以往技術(shù)那樣使用致動(dòng)器機(jī)械性地改變擴(kuò)散程度，而是電氣性地改變擴(kuò) 散程度，因此可實(shí)現(xiàn)小型化且能提高可靠性。而且，由于時(shí)間性地改變激光的擴(kuò)散程度， 因此可降低斑點(diǎn)噪聲。此外，較為理想的是，在上述投影型顯示裝置中，上述多個(gè)擴(kuò)散元件的擴(kuò)散程度各自 周期性地改變，且每個(gè)上述擴(kuò)散元件的周期性的擴(kuò)散程度的變化的相位錯(cuò)開。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，多個(gè)擴(kuò)散元件的擴(kuò)散程度分別周期性地改變，各擴(kuò)散元件的周期性的擴(kuò) 散程度的變化的相位錯(cuò)開，因此可時(shí)間性地變動(dòng)斑點(diǎn)噪聲。
此外，較為理想的是，在上述投影型顯示裝置中，上述多個(gè)擴(kuò)散元件被設(shè)置在聚光路 中。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，多個(gè)擴(kuò)散元件設(shè)置在會(huì)聚光路中，因此可使由多個(gè)擴(kuò)散元件擴(kuò)散的擴(kuò)散 光小于投影透鏡的物一側(cè)數(shù)值孔徑，防止擴(kuò)散光大于投影透鏡的物一側(cè)數(shù)值孔徑所引起的 利用效率的降低。
此外，較為理想的是，在上述的投影型顯示裝置中，上述多個(gè)擴(kuò)散元件包含在一個(gè)周 期內(nèi)從散射狀態(tài)到透明狀態(tài)變化一次的兩個(gè)擴(kuò)散元件，上述兩個(gè)擴(kuò)散元件的相位差為半個(gè) 周期。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在一個(gè)周期內(nèi)從散射狀態(tài)到透明狀態(tài)變化一次的兩個(gè)擴(kuò)散元件的相位差 為半個(gè)周期，因此如果其中一側(cè)擴(kuò)散元件為散射狀態(tài)，則另一側(cè)擴(kuò)散元件為透明狀態(tài)，照 明空間光調(diào)制元件的各像素的光的角度高速變化，因此斑點(diǎn)噪聲以人眼無法追蹤到的速度 變動(dòng)，其結(jié)果可降低斑點(diǎn)噪聲。此外，較為理想的是，在上述投影型顯示裝置中，上述多個(gè)擴(kuò)散元件包含第一擴(kuò)散元 件和第二擴(kuò)散元件，每個(gè)擴(kuò)散元件具有使液晶已分散的透明薄膜及用于夾住上述透明薄膜 的兩個(gè)透明電極，其中，第一擴(kuò)散元件的其中一側(cè)透明電極被接地，另一側(cè)透明電極與第 二擴(kuò)散元件的其中一側(cè)透明電極連接并與交流電源連接，第二擴(kuò)散元件的其中一側(cè)透明電 極與第一擴(kuò)散元件的另一側(cè)透明電極連接并與交流電源連接，另一側(cè)透明電極與輸出與上 述交流電源的輸出電壓的最大值相同的電壓的直流電源連接。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，第一擴(kuò)散元件以及第二擴(kuò)散元件分別具有使液晶己分散的透明薄膜、及 用于夾住透明薄膜的兩個(gè)透明電極。而且，第一擴(kuò)散元件的其中一側(cè)透明電極被接地，另 一側(cè)透明電極與第二擴(kuò)散元件的其中一側(cè)透明電極連接并與交流電源連接。此外，第二擴(kuò) 散元件的其中一側(cè)透明電極與第一擴(kuò)散元件的另一側(cè)透明電極連接并與交流電源連接，另 一側(cè)透明電極與輸出與交流電源的輸出電壓的最大值相同的電壓的直流電源連接。
艮P，從交流電源分別對(duì)第一擴(kuò)散元件的另一側(cè)透明電極和第二擴(kuò)散元件的其中一側(cè)透
明電極施加o到v的交流電壓的情況下，當(dāng)交流電壓為o時(shí)，對(duì)第一擴(kuò)散元件施加的電壓
為0，第一擴(kuò)散元件成為散射體。同時(shí)，對(duì)第二擴(kuò)散元件施加的電壓為V，第二擴(kuò)散元件 成為透明體。另一方面，當(dāng)交流電壓為V時(shí)，對(duì)第一擴(kuò)散元件施加的電壓為V，第一擴(kuò)散元件成為透明體。同時(shí)，對(duì)第二擴(kuò)散元件施加的電壓為0，第二擴(kuò)散元件成為散射體。因
此，可利用對(duì)兩個(gè)擴(kuò)散元件施加交流電壓這一簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，將兩個(gè)擴(kuò)散元件切換為散射狀態(tài) 和透過狀態(tài)。
此外，較為理想的是，在上述投影型顯示裝置中，上述多個(gè)擴(kuò)散元件包含在一個(gè)周期
內(nèi)從散射狀態(tài)到透明狀態(tài)變化兩次的n個(gè)擴(kuò)散元件，其中，各擴(kuò)散元件的相位差為1/(2n) 周期。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在一個(gè)周期內(nèi)從散射狀態(tài)到透明狀態(tài)變化兩次的n個(gè)擴(kuò)散元件的各相位 差為l/(2n)周期，例如擴(kuò)散元件為兩個(gè)時(shí)，如果其中一側(cè)擴(kuò)散元件為散射狀態(tài)，則另一 側(cè)擴(kuò)散元件為透明狀態(tài)，照明空間光調(diào)制元件的各像素的光的角度高速變化，因此斑點(diǎn)噪 聲以人眼無法追蹤到的速度變動(dòng)，其結(jié)果可降低斑點(diǎn)噪聲。
此外，較為理想的是，在上述投影型顯示裝置中，上述擴(kuò)散元件包含使液晶已分散的 透明薄膜及用于夾住上述透明薄膜的兩個(gè)透明電極，各擴(kuò)散元件的兩個(gè)透明電極與交流電 源連接。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，擴(kuò)散元件包含使液晶已分散的透明薄膜及用于夾住透明薄膜的兩個(gè)透明 電極。而且，各擴(kuò)散元件的兩個(gè)透明電極與交流電源連接。因此，對(duì)各擴(kuò)散元件分別單獨(dú) 地施加交流電壓，因此可分別將多個(gè)擴(kuò)散元件切換為散射狀態(tài)和透射狀態(tài)，從而可更精確 地改變擴(kuò)散程度。
此外，較為理想的是，在上述投影型顯示裝置中，上述激光光源包含射出紅色激光的 紅色激光光源、射出藍(lán)色激光的藍(lán)色激光光源、及射出綠色激光的綠色激光光源，上述多 個(gè)擴(kuò)散元件，對(duì)應(yīng)于上述紅色激光、上述藍(lán)色激光以及上述綠色激光的波長(zhǎng)來改變擴(kuò)散程 度。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于根據(jù)紅色激光、藍(lán)色激光以及綠色激光的波長(zhǎng)改變擴(kuò)散程度，因此 可以對(duì)各激光的波長(zhǎng)分別進(jìn)行斑點(diǎn)噪聲降低的優(yōu)化。
此外，較為理想的是，在上述投影型顯示裝置中，上述多個(gè)擴(kuò)散元件的擴(kuò)散程度，當(dāng) 從上述綠色激光光源射出的綠色激光射入時(shí)達(dá)到最大。
如考慮光譜發(fā)光效能，則相比于紅色或藍(lán)色光的斑點(diǎn)噪聲，更容易檢測(cè)出綠色光的斑 點(diǎn)噪聲。因此，多個(gè)擴(kuò)散元件，當(dāng)從綠色激光光源射出的綠色激光射入時(shí)擴(kuò)散程度達(dá)到最 大，因此可使綠色激光的擴(kuò)散程度大于藍(lán)色激光以及紅色激光的擴(kuò)散程度，減少綠色激光 的斑點(diǎn)噪聲，且可降低藍(lán)色激光以及紅色激光的擴(kuò)散引起的光利用效率的損失。
此外，較為理想的是，在上述投影型顯示裝置中，上述多個(gè)擴(kuò)散元件的擴(kuò)散程度大致
18相同。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，多個(gè)擴(kuò)散元件的擴(kuò)散程度大致相同，因此可將施加于各擴(kuò)散元件的電 壓的最大值設(shè)置為大致相同，從而可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。
此外，較為理想的是，在上述投影型顯示裝置中，上述多個(gè)擴(kuò)散元件被分割為多個(gè)區(qū) 域，按每個(gè)上述區(qū)域分別時(shí)間性且電氣性地改變擴(kuò)散程度。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，多個(gè)擴(kuò)散元件被分割為多個(gè)區(qū)域，并按各個(gè)區(qū)域時(shí)間性且電氣性地改變 擴(kuò)散程度，因此可空間性地改變激光的擴(kuò)散程度，使激光的強(qiáng)度分布均勻化。
此外，較為理想的是，在上述投影型顯示裝置中，上述多個(gè)區(qū)域包含以上述光軸為中 心的多個(gè)環(huán)狀區(qū)域。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，多個(gè)區(qū)域包含以光軸為中心的多個(gè)環(huán)狀區(qū)域，因此可按 照激光的光束截面形狀空間性地改變擴(kuò)散程度，使激光的強(qiáng)度分布均勻化。
此外，較為理想的是，在上述投影型顯示裝置中，上述多個(gè)擴(kuò)散元件被相互對(duì)置地形 成在透明的共用基板的與光軸垂直的面上。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，多個(gè)擴(kuò)散元件被相互對(duì)置地形成 于透明的共用基板的與光軸垂直的面上，因此各擴(kuò)散元件的間隔由共用基板預(yù)先確定，無 需進(jìn)行擴(kuò)散元件的相互的位置調(diào)整，還可實(shí)現(xiàn)薄型化。
此外，較為理想的是，在上述投影型顯示裝置中還包括均勻器，接近上述多個(gè)擴(kuò)散元 件中的最靠近上述投影透鏡的擴(kuò)散元件，使射入的激光的光量分布均勻化，并且，最靠近
上述激光光源的擴(kuò)散元件與最靠近上述投影透鏡的擴(kuò)散元件的間隔L、各擴(kuò)散元件的最大 擴(kuò)散角e、及上述均勻器的入射面的開口徑A之間的關(guān)系為L(zhǎng)〈A/ (26)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，均勻器接近多個(gè)擴(kuò)散元件中的最靠近投影透鏡的擴(kuò)散元件，使射入的激 光的光量分布均勻化。而且，最靠近激光光源的擴(kuò)散元件和最靠近投影透鏡的擴(kuò)散元件的 間隔L、各擴(kuò)散元件的最大擴(kuò)散角6、及均勻器的入射面的開口徑A的關(guān)系為L(zhǎng)<A/(29)。
因此，即便最靠近激光光源的擴(kuò)散元件以最大擴(kuò)散角擴(kuò)散激光，激光也可全部射入均 勻器的開口內(nèi)，無光量損失，且可獲得最大的光擴(kuò)散效果，斑點(diǎn)噪聲的除去效果也達(dá)到最 大。
本發(fā)明所涉及的斑點(diǎn)降低元件，包括沿著光軸排列在射出激光的激光光源與對(duì)從上
述激光光源射出的激光進(jìn)行調(diào)制的空間光調(diào)制元件之間的多個(gè)擴(kuò)散元件；對(duì)上述多個(gè)擴(kuò)散
元件施加周期性變化的電壓、并時(shí)間性且電氣性地改變上述激光的擴(kuò)散程度的驅(qū)動(dòng)部。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，多個(gè)擴(kuò)散元件，沿著光軸排列在射出激光的激光光源和對(duì)從激光光源射
出的激光進(jìn)行調(diào)制的空間光調(diào)制元件之間。而且，通過驅(qū)動(dòng)部對(duì)多個(gè)擴(kuò)散元件施加周期性
地變化的電壓，時(shí)間性且電氣性地改變激光的擴(kuò)散程度。
因此，并非如以往技術(shù)那樣使用致動(dòng)器機(jī)械性地改變擴(kuò)散程度，而是電氣性地改變擴(kuò)散程度，因此可實(shí)現(xiàn)小型化且能提高可靠性。此外，時(shí)間性地改變激光的擴(kuò)散程度，因此 可降低斑點(diǎn)噪聲。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的投影型顯示裝置以及斑點(diǎn)降低元件，可實(shí)現(xiàn)小型化并可提高可靠性，而且可 降低斑點(diǎn)噪聲，可用作為使用激光的投影型顯示裝置以及降低斑點(diǎn)噪聲的斑點(diǎn)噪聲降低元 件。
此外，本發(fā)明的投影型顯示裝置包括斑點(diǎn)噪聲降低的激光光學(xué)系統(tǒng)，也可用作為前投 型投影裝置或背投型投影裝置等。此外也可僅利用其照明光學(xué)系統(tǒng)，應(yīng)用于照明裝置或液 晶顯示器的背面板(back panel)等用途。
權(quán)利要求
1.一種投影型顯示裝置，其特征在于包括激光光源；空間光調(diào)制元件，調(diào)制從所述激光光源射出的激光；投影透鏡，將由所述空間光調(diào)制元件調(diào)制的光投影到屏幕上；以及多個(gè)擴(kuò)散元件，沿著光軸排列在所述激光光源與所述空間光調(diào)制元件之間，用于時(shí)間性且電氣性地改變所述激光的擴(kuò)散程度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)擴(kuò)散元件的擴(kuò)散程度各自周期性地變化，且每個(gè)所述擴(kuò)散元件的周期性的擴(kuò) 散程度的變化的相位錯(cuò)開。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)擴(kuò)散元件包含在一個(gè)周期內(nèi)從散射狀態(tài)向透明狀態(tài)變化一次的兩個(gè)擴(kuò)散元件，所述兩個(gè)擴(kuò)散元件的相位差為半個(gè)周期。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)擴(kuò)散元件包含第一擴(kuò)散元件和第二擴(kuò)散元件，每個(gè)擴(kuò)散元件具有使液晶已分 散的透明薄膜及用于夾住所述透明薄膜的兩個(gè)透明電極，其中，第一擴(kuò)散元件的其中一個(gè)透明電極被接地，另一個(gè)透明電極與第二擴(kuò)散元件的其中一 個(gè)透明電極連接并與交流電源連接，第二擴(kuò)散元件的其中一個(gè)透明電極與第一擴(kuò)散元件的另一個(gè)透明電極連接并與交流 電源連接，另一個(gè)透明電極與輸出與交流電源的輸出電壓的最大值相同的電壓的直流電源 連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述激光光源包含射出紅色激光的紅色激光光源、射出藍(lán)色激光的藍(lán)色激光光源、及 射出綠色激光的綠色激光光源，所述多個(gè)擴(kuò)散元件，對(duì)應(yīng)于所述紅色激光、所述藍(lán)色激光以及所述綠色激光的波長(zhǎng)來 改變擴(kuò)散程度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)擴(kuò)散元件的擴(kuò)散程度，當(dāng)從所述綠色激光光源射出的綠色激光射入時(shí)達(dá)到最大。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的投影型顯示裝置，其特征在于 所述多個(gè)擴(kuò)散元件的擴(kuò)散程度大致相同。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)擴(kuò)散元件被分割為多個(gè)區(qū)域，按每個(gè)所述區(qū)域分別時(shí)間性且電氣性地改變擴(kuò) 散程度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影型顯示裝置，其特征在于 所述多個(gè)區(qū)域包含以所述光軸為中心的多個(gè)環(huán)狀區(qū)域。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)擴(kuò)散元件被相互對(duì)置地形成在透明的共用基板的與光軸垂直的面上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的投影型顯示裝置，其特征在于還包括均勻器，接近所述多個(gè)擴(kuò)散元件中的最靠近所述投影透鏡的擴(kuò)散元件，使射入的激光 的光量分布均勻化，并且，最靠近所述激光光源的擴(kuò)散元件與最靠近所述投影透鏡的擴(kuò)散元件的間隔L、各擴(kuò)散元件的最大擴(kuò)散角e、及所述均勻器的入射面的開口徑A之間的關(guān)系為L(zhǎng)〈A/ (26)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的投影型顯示裝置，其特征在于 所述多個(gè)擴(kuò)散元件被設(shè)置在聚光路中。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)擴(kuò)散元件包含在一個(gè)周期內(nèi)從散射狀態(tài)向透明狀態(tài)變化兩次的n個(gè)擴(kuò)散元件，各擴(kuò)散元件的相位差為1/ (2n)周期。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述擴(kuò)散元件包含使液晶已分散的透明薄膜及用于夾住所述透明薄膜的兩個(gè)透明電極，各擴(kuò)散元件的兩個(gè)透明電極與交流電源連接。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影型顯示裝置，其特征在于 所述多個(gè)擴(kuò)散元件被設(shè)置在聚光路中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)擴(kuò)散元件包含在一個(gè)周期內(nèi)從散射狀態(tài)向透明狀態(tài)變化一次的兩個(gè)擴(kuò)散元件，所述兩個(gè)擴(kuò)散元件的相位差為半個(gè)周期。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)擴(kuò)散元件包含第一擴(kuò)散元件和第二擴(kuò)散元件，每個(gè)擴(kuò)散元件分別具有使液晶 已分散的透明薄膜及用于夾住所述透明薄膜的兩個(gè)透明電極，其中，第一擴(kuò)散元件的其中一個(gè)透明電極被接地，另一個(gè)透明電極與第二擴(kuò)散元件的其中一 個(gè)透明電極連接并與交流電源連接，第二擴(kuò)散元件的其中一個(gè)透明電極與第一擴(kuò)散元件的另一個(gè)透明電極連接并與交流 電源連接，另一個(gè)透明電極與輸出與交流電源的輸出電壓的最大值相同的電壓的直流電源 連接。
18. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)擴(kuò)散元件包含在一個(gè)周期內(nèi)從散射狀態(tài)到透明狀態(tài)變化兩次的n個(gè)擴(kuò)散元件，各擴(kuò)散元件的相位差為1/ (2n)周期。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述擴(kuò)散元件包含使液晶已分散的透明薄膜及用于夾住所述透明薄膜的兩個(gè)透明電極，各擴(kuò)散元件的兩個(gè)透明電極與交流電源連接。
20. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 15 19中任一項(xiàng)所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述激光光源包含射出紅色激光的紅色激光光源、射出藍(lán)色激光的藍(lán)色激光光源、及 射出綠色激光的綠色激光光源，所述多個(gè)擴(kuò)散元件，對(duì)應(yīng)于所述紅色激光、所述藍(lán)色激光以及所述綠色激光的波長(zhǎng)來 改變擴(kuò)散程度。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)擴(kuò)散元件的擴(kuò)散程度，當(dāng)從所述綠色激光光源射出的綠色激光射入時(shí)達(dá)到最大。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 15 20中任一項(xiàng)所述的投影型顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)擴(kuò)散元件的擴(kuò)散程度大致相同。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 15 22中任一項(xiàng)所述的投影型顯示裝置，其特征在于-所述多個(gè)擴(kuò)散元件被分割為多個(gè)區(qū)域，按每個(gè)所述區(qū)域分別時(shí)間性且電氣性地改變擴(kuò)散程度。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的投影型顯示裝置，其特征在于 所述多個(gè)區(qū)域包含以所述光軸為中心的多個(gè)環(huán)狀區(qū)域。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 15 24中任一項(xiàng)所述的投影型顯示裝置，其特征在于 所述多個(gè)擴(kuò)散元件被相互對(duì)置地形成于透明的共用基板的與光軸垂直的面上。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 15 25中任一項(xiàng)所述的投影型顯示裝置，其特征在于還包括均勻器，接近所述多個(gè)擴(kuò)散元件中的最靠近所述投影透鏡的擴(kuò)散元件，使射入的激光 的光量分布均勻化，其中，最靠近所述激光光源的擴(kuò)散元件與最靠近所述投影透鏡的擴(kuò)散元件的間隔L、各擴(kuò)散元件的最大擴(kuò)散角e、及所述均勻器的入射面的開口徑A之間的關(guān)系為L(zhǎng)〈A/ (26)。
27. —種斑點(diǎn)降低元件，其特征在于包括多個(gè)擴(kuò)散元件，沿著光軸排列在射出激光的激光光源與對(duì)從所述激光光源射出的激光 進(jìn)行調(diào)制的空間光調(diào)制元件之間；驅(qū)動(dòng)部，對(duì)所述多個(gè)擴(kuò)散元件施加周期性變化的電壓、并時(shí)間性且電氣性地改變所述 激光的擴(kuò)散程度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可實(shí)現(xiàn)小型化，提高可靠性，并且減少斑點(diǎn)噪聲的投影型顯示裝置及減少斑點(diǎn)元件。藍(lán)色激光器(1)、紅色激光器(2)以及綠色激光器(3)分別射出藍(lán)色激光、紅色激光以及綠色激光，空間光調(diào)制元件(14)調(diào)制從藍(lán)色激光器(1)、紅色激光器(2)以及綠色激光器(3)射出的藍(lán)色激光、紅色激光以及綠色激光，投影透鏡(15)將由空間光調(diào)制元件(14)調(diào)制的光投影于屏幕，第一以及第二擴(kuò)散元件(8)、(9)沿著光軸排列于藍(lán)色激光器(1)、紅色激光器(2)以及綠色激光器(3)與空間光調(diào)制元件(14)之間，時(shí)間性且電氣性地改變藍(lán)色激光、紅色激光以及綠色激光的擴(kuò)散程度。
文檔編號(hào)G03B21/00GK101410752SQ200780011438
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月12日
發(fā)明者伊藤達(dá)男, 山本和久, 水島哲郎 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社