掃描型投影裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種掃描型投影裝置，能夠以簡單的構(gòu)成來投影明亮且高畫質(zhì)的圖像。本發(fā)明的掃描型投影裝置，二維投射激光而生成圖像，包括：射出具有與上述圖像的像素對應(yīng)的光強(qiáng)度的橢圓光束的激光的光源；把從上述光源射出的激光平行化的準(zhǔn)直透鏡；縮小從上述準(zhǔn)直透鏡射出的激光的預(yù)定方向的光束寬度的光束縮小整形元件；把從上述光束縮小整形單元射出的激光變換成與投影距離對應(yīng)的會聚光的聚光透鏡；以及二維掃描并投射從上述聚光透鏡射出的激光的二維掃描單元。另外，從上述光源射出的橢圓光束的激光的橢圓長軸方向與上述光束縮小整形元件的光束縮小方向一致。
【專利說明】掃描型投影裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及二維掃描激光而進(jìn)行圖像顯示的掃描型投影裝置，涉及提供高分辨率的圖像的激光的光學(xué)元件的構(gòu)成。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，通過提高可見光半導(dǎo)體激光器的輸出和降低價格，實現(xiàn)了使從半導(dǎo)體激光器射出的激光在被投影面上二維掃描而顯示圖像的掃描型投影裝置。該掃描型投影裝置，由于直接調(diào)制激光的光強(qiáng)度而顯示圖像，所以與現(xiàn)有的使用液晶屏等的投影裝置相比具有對比度極高的優(yōu)點。而且，與以液晶屏、數(shù)字微鏡器件(DMD)為圖像調(diào)制元件的投影裝置不同，掃描型投影裝置由于直接調(diào)制激光的光強(qiáng)度而顯示圖像，所以具有投影光的能效高的特征，所以作為下一代顯示器件備受期待。
[0003]例如，在專利文獻(xiàn)I中公開了光掃描型投影儀的技術(shù)的一例。具體地，公開了包括:分別發(fā)出R、G、B光的光源部；使光源光的光束直徑大致相等的兩個楔形棱鏡；在同軸上合成多個光源光的光束的色合成部；使合成光在二維方向上偏轉(zhuǎn)的光束掃描部；以及使偏轉(zhuǎn)的合成光的偏轉(zhuǎn)角擴(kuò)大而投射光的自由曲面棱鏡的光掃描型投影儀。
[0004]<專利文獻(xiàn)1>日本特開2010 - 32797號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](發(fā)明要解決的問題)
[0006]為了用掃描型投影裝置得到高輝度、高效率的投影圖像，必須使與顯示圖像對應(yīng)地調(diào)制了光強(qiáng)度的激光在掃描型投影裝置內(nèi)部無損失地射出。因此，需要提高掃描反射鏡的反射率，提高光路中的透鏡和反射鏡的透射率、反射率。
[0007]而且，在掃描型投影裝置中，為了得到被投影面上的光束直徑與I個像素相當(dāng)?shù)母弋嬞|(zhì)，被投射面上的激光的光束直徑必須具有與分辨率一致的尺寸。
[0008]另一方面，從作為光源的半導(dǎo)體激光器輸出的激光的截面為橢圓形狀。因此，為了使激光無損失地通過光學(xué)部件且在被投影面上成為預(yù)定的尺寸，希望對激光進(jìn)行光束整形。
[0009]在上述專利文獻(xiàn)I中公開了，通過兩個楔形棱鏡使光軸合成的激光光源的光束直徑相等，但沒有提及激光的效率和被投影面上的光束形狀。
[0010]本發(fā)明的目的在于提供可以以簡單的構(gòu)成來投影明亮且高畫質(zhì)的圖像的掃描型投影裝置。
[0011](用來解決問題的手段)
[0012]為了解決上述問題，本發(fā)明的掃描型投影裝置，二維投射激光而生成圖像，包括:射出具有與上述圖像的像素對應(yīng)的光強(qiáng)度的橢圓光束的激光的光源；把從上述光源射出的激光平行化的準(zhǔn)直透鏡；縮小從上述準(zhǔn)直透鏡射出的激光的預(yù)定方向的光束寬度的光束縮小整形元件；把從上述光束縮小整形單元射出的激光變換成與投影距離對應(yīng)的會聚光的聚光透鏡；以及二維掃描并投射從上述聚光透鏡射出的激光的二維掃描單元。另外，從上述光源射出的橢圓光束的激光的橢圓長軸方向與上述光束縮小整形元件的光束縮小方向一致。
[0013](發(fā)明的效果)
[0014]根據(jù)本發(fā)明，通過根據(jù)光束掃描部的形狀對橢圓形狀的光源光束進(jìn)行整形，可以降低激光的損失，并且可以根據(jù)分辨率對被投射面上的激光的光束直徑進(jìn)行調(diào)整，所以可以得到高輝度、高效率的投影圖像。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是實施例的掃描型投影裝置的構(gòu)成圖。
[0016]圖2是說明光束縮小整形棱鏡的功能的圖。
[0017]圖3是示出掃描元件上的激光的光束直徑的示意圖。
[0018]圖4是示出現(xiàn)有的掃描型投影裝置中的掃描元件上的激光的光束直徑的示意圖。
[0019]圖5是用掃描型投影裝置向被投射面上投影圖像的示意圖。
[0020]圖6是示出實施例1的出射光束直徑dy、dz與理想像素的寬度L的關(guān)系的圖。
[0021]圖7是示出現(xiàn)有的掃描型投影裝置的出射激光的光束直徑dz、dy與理想像素的寬度L的關(guān)系的圖。
[0022]圖8是其它實施例的掃描型投影裝置的說明圖。
[0023]圖9是其它實施例的掃描型投影裝置的說明圖。
[0024]圖10是其它實施例的掃描型投影裝置的說明圖。
[0025]圖11是其它實施例的掃描型投影裝置的說明圖。
[0026]圖12是其它實施例的掃描型投影裝置的說明圖。
[0027](附圖標(biāo)記說明)
[0028]101,102,103:激光光源；102、103、104:準(zhǔn)直透鏡;107、108:反射鏡；109:光束縮小整形棱鏡；110:聚光透鏡；111:掃描元件；112:透明蓋
【具體實施方式】
[0029]以下用附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。
[0030](實施例1)
[0031]圖1是示出實施例1的掃描型投影裝置100的構(gòu)成的圖。掃描型投影裝置100射出與顯示圖像對應(yīng)地調(diào)制的激光，在被投射面1000上形成投影像。圖中，單點劃線表示激光的光軸。在圖1中，以被投射面1000的面方向為x-y軸面，以被投射面1000的垂直方向為z軸方向。
[0032]實施例的掃描型投影裝置100包括:激光光源101、102、103，準(zhǔn)直透鏡104、105、106，反射鏡107、108，光束縮小整形棱鏡109，聚光透鏡110，掃描元件111和透明蓋112。
[0033]激光光源101、102、103是分別作為發(fā)散光輸出綠色波長光、紅色波長光、藍(lán)色波長光的半導(dǎo)體激光器。準(zhǔn)直透鏡104、105、106把激光光源101、102、103的出射光變換成平行光。反射鏡107、108是透射或反射特定波長的光的波長選擇性反射鏡，進(jìn)行半導(dǎo)體激光的光束合成。
[0034]反射鏡107是使綠色波長的光透射、使紅色波長的光反射的波長選擇性反射鏡。在反射鏡107中，從激光光源101輸出且被準(zhǔn)直透鏡104變換成平行光的綠色波長的激光透射，從激光光源102輸出且被準(zhǔn)直透鏡105變換成平行光的紅色波長的激光被反射。由此，得到綠色波長的激光和紅色波長的激光的合成光。
[0035]反射鏡108是具有使紅色和綠色波長的光透射，使藍(lán)色波長的光反射的功能的波長選擇性反射鏡。在反射鏡108中，來自反射鏡107的綠色波長的激光和紅色波長的激光的合成光透射，從激光光源103輸出且被準(zhǔn)直透鏡106變換成平行光的藍(lán)色波長的激光被反射。由此，得到綠色波長的激光、紅色波長的激光和藍(lán)色波長的激光的合成光。
[0036]然后，激光入射到光束縮小整形棱鏡109。光束縮小整形棱鏡109，與圖中y方向垂直，相對于圖中x-z平面是斜面。光束縮小整形棱鏡109利用其形狀使激光的光束截面縮小整形，細(xì)節(jié)見后述。被光束縮小整形棱鏡109進(jìn)行了光束整形的激光入射到聚光透鏡110。
[0037]聚光透鏡110具有把激光變換成弱會聚光以使得在外部設(shè)置的被投射面1000上光束直徑為與預(yù)定的分辨率一致的最佳尺寸的功能。關(guān)于它的細(xì)節(jié)也見后述。通過聚光透鏡110的激光入射到掃描元件111。
[0038]掃描元件111具有激光的反射面，以使得反射面朝兩個方向傾斜的方式被雙軸地支撐。該支撐軸為水平掃描軸和垂直掃描軸，通過繞各掃描軸偏轉(zhuǎn)驅(qū)動反射鏡面，在被投射面1000上二維掃描激光。掃描兀件111可以通過使用例如,微電機(jī)械系統(tǒng)(以下簡稱MEMS)鏡、電流鏡等實現(xiàn)。
[0039]在用掃描元件111 二維掃描的激光的出射部設(shè)置有透明蓋112。透明蓋112由三色波長的透射率十分高的透明玻璃或塑料構(gòu)成，可以防止因進(jìn)入掃描型投影裝置100內(nèi)的粉塵等造成的光學(xué)部件的透射率劣化、掃描元件111的故障等。
[0040]下面，說明激光光源101、102、103的設(shè)置內(nèi)容。通常，從半導(dǎo)體激光器射出的激光的截面為橢圓形。因此，從激光光源101、102、103射出的激光的截面形狀也具有橢圓形。因此，光束縮小整形棱鏡109的光束整形方向與激光光源101、102、103的光束的橢圓形狀的長軸方向?qū)?yīng)。像后面詳細(xì)描述的那樣，旋轉(zhuǎn)調(diào)整而設(shè)置激光光源101、102、103以使得其光束截面的長軸方向與圖中z方向平行。
[0041]另外，眾所周知，一般地，棱鏡的折射率因波長而異。本實施例的光束縮小整形棱鏡109也是，對于綠色波長的激光、紅色波長的激光、藍(lán)色波長的激光折射率不同，所以通過光束縮小整形棱鏡109的三色的激光的折射角不同。由此，激光的光軸會發(fā)生錯離。
[0042]為了消除該光軸錯離，將激光光源101、102、103設(shè)置成可以分別相對于準(zhǔn)直透鏡104、105、106在平面內(nèi)移動調(diào)整。通過該調(diào)整機(jī)構(gòu)，使入射到光束縮小整形棱鏡109的各激光的光軸的角度變成預(yù)定角度，調(diào)整成使從光束縮小整形棱鏡109出射后的三色的激光的光軸為大致相同。
[0043]接著，用圖2說明光束縮小整形棱鏡109的細(xì)節(jié)。為了簡單起見，只描述掃描型投影裝置100的構(gòu)成部件中的光束縮小整形棱鏡109，其它部件省略。
[0044]一般地，從半導(dǎo)體激光器射出的激光的截面為高斯分布。從實施例的激光光源101、102、103射出的激光截面的強(qiáng)度分布也為高斯分布。在以下的實施例中，把激光的截面的從最大強(qiáng)度開始成為1/exp2 (13.5%)的圓的直徑定義為光束直徑。
[0045]圖2的單點劃線表示激光的光軸，直線113a表示強(qiáng)度為光束截面的最大強(qiáng)度的I/exp2 (13.5%)的光線的光路。即，夾著光軸的兩個直線113a間的長度作為光束直徑。入射到光束縮小整形棱鏡109之前為光束直徑dl，射出后為光束直徑d2。
[0046]光束縮小整形棱鏡109，像圖2所示的那樣，向y軸方向入射，是具有出射面的棱鏡。像圖示的那樣，光束縮小整形棱鏡109的頂角為頂角A。如果在夾著頂角A的兩面處進(jìn)行激光的入射、出射，則在X-Z面處激光中發(fā)生折射,激光縮小。由于在I軸方向不發(fā)生激光的折射，所以入射到光束縮小整形棱鏡109的激光的單方向的光束直徑縮小。
[0047]這樣的棱鏡的光束縮小功能,作為變形(anamorphic )棱鏡已經(jīng)公知。如果改變頂角A，則激光的折射角也變化，所以通過使頂角A為預(yù)定的值，可以把光束直徑dl與光束直徑d2的比率即光束整形比也設(shè)計成預(yù)定的值。
[0048]在本實施例中，光束縮小整形棱鏡109和激光光源101、102、103設(shè)置成激光光源101、102、103的光束的橢圓形狀的長軸方向為Z軸方向。由此，利用光束縮小整形棱鏡109縮小激光的橢圓形狀的光束的光的長軸，進(jìn)行光束整形，從光束縮小整形棱鏡109射出激光。
[0049]下面，用圖3和圖4說明MEMS反射鏡等的掃描元件111和激光的光束直徑的關(guān)系。圖4示出現(xiàn)有的掃描型投影裝置中的掃描元件150和激光器光束的光113a。激光的截面形狀的長軸方向的光束直徑為dm’，與長軸方向平行的掃描元件150的直徑為M，。
[0050]如前所述，由于從半導(dǎo)體激光器射出的激光為橢圓形，所以掃描元件150處的激光的截面形狀，像圖示那樣為橢圓率高的橢圓形。掃描元件150直徑M’以外的激光不被掃描元件150反射而成為損失。因此，投影的激光的利用效率低，圖像的亮度低。
[0051]圖3說明用前面說明的光束縮小整形棱鏡109進(jìn)行光束整形后向掃描元件111照射激光時的、MEMS反射鏡等的掃描元件111與激光的光束直徑的關(guān)系。
[0052]在此，一般地，掃描元件的尺寸和掃描速度是折衷(trade-off)的關(guān)系。為了高畫質(zhì)如果選擇掃描速度快的掃描元件，則掃描元件的尺寸小。因此，像圖4所示的那樣，具有掃描元件造成產(chǎn)生激光的反射損失的可能性。
[0053]在投影明亮的圖像時，必須用掃描元件無能量損失地反射激光。為了以高的掃描速度投影明亮的圖像，用小尺寸的掃描元件更有效地反射激光是很重要的一點。
[0054]基于圖3說明實施例的掃描元件111中的激光的光束直徑。圖3的掃描元件111大致為圓形，但不僅限于此，也可以是例如四角形等。激光113a的截面形狀的長軸方向的光束直徑為dm,與長軸方向平行的掃描兀件111的直徑為M。
[0055]像從圖3清楚地看出的那樣，在本實施例中，將光束縮小整形棱鏡的頂角A確定為使光束直徑dm比掃描元件111的直徑M小。因此，掃描元件111可以幾乎無損失地反射激光的能量。
[0056]這樣的話，在本實施例中，通過使光束縮小整形棱鏡109的頂角A為預(yù)定的角度，把激光光束整形成與掃描元件111的尺寸一致的大小。因此，可以用掃描元件111更有效地反射激光，可以投影明亮的圖像。
[0057]下面，用圖5?7說明聚光透鏡110的功能。
[0058]圖5是示出利用掃描型投影裝置100把圖像1001投影到被投射面1000上的狀態(tài)的示意圖。為了簡單起見，省略掃描型投影裝置100的構(gòu)成部件中的除掃描元件111以外的部件。在此，掃描元件111與被投影面1000之間的距離為R。投影圖像1001是例如，圖中I方向上短、圖中Z方向上長的長方形的圖像。投影圖像1001的z方向的寬度為S。
[0059]位于圖中的投影圖像1001內(nèi)的正方形是寬度S除以預(yù)定的像素數(shù)而算出的理想像素1002。理想像素1002的z方向的寬度設(shè)為L。例如，如果理想像素1002的形狀設(shè)為正方形，則投影的圖像的z方向和y方向的分辨率相等。理想像素1002設(shè)為正方形時I方向的寬度也是與z方向相同的寬度L。
[0060]位于圖中的理想像素1002內(nèi)的圓是從掃描型投影裝置100射出的激光的截面1003。激光的截面1003中，y方向的光束直徑設(shè)為dy，z方向的光束直徑設(shè)為dz。
[0061]下面，說明理想像素1002的寬度L與光斑1003的光束直徑dy、dz的關(guān)系。像上述那樣，激光的截面1003與投影圖像1001的I個像素相當(dāng)。因此，如果光束直徑dy、dz與理想像素1002的寬度L相比過大，則分辨率劣化。
[0062]在此，說明調(diào)制傳遞函數(shù)(ModulationTransferfunction,以下簡稱MTF)。MTF是每單位空間的線數(shù)即空間頻率的應(yīng)答函數(shù)，一般在評價分辨率時使用。如果MTF為0%，則不能看到條紋模樣。本實施例中，具有預(yù)定的焦點距離的光束直徑dy、dz為寬度L的2倍以下。這樣，可以在顯示每一點的線時使MTF為30%以上，得到良好的分辨率。
[0063]圖6是示出在具有實施例的聚光透鏡110的構(gòu)成中，以掃描元件111與被投射面1000之間的距離R為參數(shù)的、光束直徑dy、dz和理想像素1002的寬度L的關(guān)系的曲線圖。另外，圖中的虛線畫的是寬度L的2倍的值。在此，假設(shè)掃描元件111與被投射面1000之間的距離R為IOOmm左右。該值是假設(shè)適用于例如游戲機(jī)設(shè)定的，但可以根據(jù)該掃描型投影裝置的用途進(jìn)行設(shè)定。
[0064]掃描型投影裝置100中投射的投影圖像1001隨著距離R變遠(yuǎn)而增大。因此，理想像素1002的寬度L也與距離R成正比例地增大。
[0065]聚光透鏡110具有把激光變換成弱會聚光以在預(yù)定的被投影面1000的位置使光束直徑比理想像素1002的寬度L的2倍小的功能。在此，例如，聚光透鏡110的焦點距離與距離R相等為約100mm。像圖示那樣，距離R處的光束直徑dz、dy為理想像素1002的寬度L的2倍以下，可以在被投影面1000中投影分辨率良好的圖像。
[0066]圖7是示出從沒有實施例的光束縮小整形棱鏡109和聚光透鏡110的現(xiàn)有的掃描型投影裝置射出的激光的光束直徑dz、dy與理想像素1002的寬度L的關(guān)系的曲線圖。與圖6同樣地，掃描元件111與被投射面1000之間的距離R作為參數(shù)。而且，畫的是寬度L的2倍的值。
[0067]在現(xiàn)有的掃描型投影裝置中，是為了在預(yù)定的投射距離R處得到良好的投影圖像，用準(zhǔn)直透鏡104、105、106把激光變換成弱會聚光的構(gòu)成。由此，圖7的光束直徑dz是與圖6同樣的值，但如上所述從半導(dǎo)體激光器射出的激光為橢圓形，所以光束直徑dy增大。另外，如上所述，也存在產(chǎn)生掃描元件111處的光損失的可能性。
[0068]如上所述，通過實施例的光束縮小整形棱鏡109可以修正從半導(dǎo)體激光器射出的激光為橢圓形造成的影響。但是，在現(xiàn)有的掃描型投影裝置中僅僅追加實施例的光束縮小整形棱鏡109會產(chǎn)生以下的問題。
[0069]在現(xiàn)有的掃描型投影裝置中，如上所述，是用準(zhǔn)直透鏡104、105、106把激光變換成弱會聚光的構(gòu)成。因此，在簡單地在光路中追加光束縮小整形棱鏡109時，弱會聚光的激光入射到光束縮小整形棱鏡109中。[0070]像上述那樣，光束縮小整形棱鏡109具有通過使光束截面的一方縮小來進(jìn)行光束整形的功能。但是，還同時具有激光的波面的曲率也同時縮小的功能。由于縮小的X — Z平面方向和不縮小的I方向的激光的波面的曲率變化，所以x-z平面方向和y方向的聚光點是不同的位置。一般把這種現(xiàn)象稱為像散。
[0071]如果激光被賦予像散，則在假設(shè)配置被投影面1000的距離R為IOOmm左右時，可以像圖示那樣，使光束直徑dz減小到寬度L以下，而光束直徑dy與寬度L相比變得相當(dāng)大。因此，分辨率劣化。
[0072]這樣的話，僅僅在現(xiàn)有的掃描型投影裝置中追加實施例的光束縮小整形棱鏡109，得不到被投影面1000處的光束縮小整形棱鏡109的效果。
[0073]本實施例的掃描型投影裝置100，無需用準(zhǔn)直透鏡104、105、106變換成弱會聚光地變換成平行光，入射到光束縮小整形棱鏡109的光束的曲率為零。因此，激光即使通過光束縮小整形棱鏡109，波面的曲率也不變化，不賦予像散。而且，通過用聚光透鏡110變換成弱會聚光，可以在被投影面1000上使光束直徑dy、dz兩者都為理想像素1002的寬度L的2倍以下。
[0074]像以上那樣，本實施例通過用光束縮小整形棱鏡109進(jìn)行光束整形以使光束直徑比掃描元件111的尺寸小，可以無損失地全部反射激光的能量，投射明亮的圖像。而且，具有通過用聚光透鏡110使被投影面1000上的光束直徑為預(yù)定的尺寸以下來得到高分辨率的特征。
[0075]另外，本實施例假設(shè)掃描元件111與被投影面1000的距離R為IOOmm左右，但不限于此，只要使用預(yù)定的焦點距離的聚光透鏡Iio以在預(yù)定的距離R成為預(yù)定的光束直徑就可以。
[0076]本實施例的掃描型投影裝置100，只要至少像上述那樣構(gòu)成激光光源101、102、103、準(zhǔn)直透鏡104、105、106、反射鏡107、108、聚光透鏡110、掃描元件111就可以，當(dāng)然也可以在中間追加衍射光柵、波長片等的光學(xué)元件、利用反射鏡使光路彎折的構(gòu)成。以下說明其它構(gòu)成的實施例。
[0077](實施例2)
[0078]本發(fā)明的掃描型投影裝置100，只要通過利用光束縮小整形棱鏡109進(jìn)行光束整形，使光束直徑比掃描元件111的尺寸小，且用聚光透鏡110使被投影面1000上的光束直徑為預(yù)定的尺寸以下就可以。因此，只要在光束縮小整形棱鏡109的激光的出射側(cè)配置聚光透鏡110就可以，即使交換聚光透鏡110和掃描元件111的配置也沒有問題。
[0079]圖8示出取代圖1的透明蓋112而配置聚光透鏡110的情況。
[0080](實施例3)
[0081]在掃描型投影裝置中，紅、綠色的激光對畫質(zhì)影響大。
[0082]利用該特性，也可以是像圖9所示的那樣，在反射鏡107與反射鏡108之間配置光束縮小整形棱鏡109的構(gòu)成，反射鏡107使從激光光源101輸出且被準(zhǔn)直透鏡104變換成平行光的綠色波長的激光透射，使從激光光源102輸出且被準(zhǔn)直透鏡105變換成平行光的紅色波長的激光反射，射出綠色波長的激光和紅色波長的激光的合成光，反射鏡108使來自上述反射鏡107的綠色波長的激光和紅色波長的激光的合成光透射，使從激光光源103輸出且被準(zhǔn)直透鏡106變換成平行光的藍(lán)色波長的激光反射，得到綠色波長的激光、紅色波長的激光和藍(lán)色波長的激光的合成光。
[0083]在圖9的構(gòu)成中，不進(jìn)行藍(lán)色的激光的光束整形，但藍(lán)色的靈敏度低，所以對畫質(zhì)沒有大的影響。在圖9的構(gòu)成中，不會發(fā)生藍(lán)色的激光的光束縮小整形棱鏡造成的光軸錯離，所以不需要藍(lán)色激光器的安裝位置調(diào)整。
[0084](實施例4)
[0085]在上述實施例中，說明了激光的截面形狀被光束縮小整形棱鏡109整形的例子，但也可以由棱鏡以外的元件進(jìn)行光束整形。例如，像圖10所示的那樣，也可以不用光束縮小整形棱鏡109，而由凸柱透鏡200和凹柱透鏡201構(gòu)成。
[0086](實施例5)
[0087]在上述實施例中，說明了掃描元件111在被投射面1000上二維掃描激光的例子，但也可以像圖11所示的那樣，由具有水平掃描軸的偏轉(zhuǎn)反射鏡300和具有垂直掃描軸的偏轉(zhuǎn)反射鏡301構(gòu)成，由該兩個反射鏡在被投影面1000上二維掃描。另外，掃描元件只要是在被投影面1000上二維掃描的構(gòu)成就可以，即使交換偏轉(zhuǎn)反射鏡300和301也沒有問題。
[0088](實施例6)
[0089]激光光源101、102、103的合成順序不限于圖1、圖8、圖10、圖11的順序，即使交換激光光源101、102、103的配置也沒有問題。另外，即使是替換反射鏡107、108而使用圖12所示的交叉棱鏡400的構(gòu)成也沒有問題。
【權(quán)利要求】
1.一種掃描型投影裝置，二維投射激光而生成圖像，其特征在于包括: 光源，射出具有與上述圖像的像素對應(yīng)的光強(qiáng)度的橢圓光束的激光； 準(zhǔn)直透鏡，把從上述光源射出的激光平行化； 光束縮小整形元件，縮小從上述準(zhǔn)直透鏡射出的激光的預(yù)定方向的光束寬度； 聚光透鏡，把從上述光束縮小整形單元射出的激光變換成與投影距離對應(yīng)的會聚光；以及 二維掃描單元，二維掃描并投射從上述聚光透鏡射出的激光。
2.如權(quán)利要求1所述的掃描型投影裝置，其特征在于: 從上述光源射出的橢圓光束的激光的橢圓長軸方向與上述光束縮小整形元件的光束縮小方向一致。
3.如權(quán)利要求2所述的掃描型投影裝置，其特征在于: 上述光束縮小整形元件是在夾著與縮小寬度對應(yīng)的頂角(A)的兩面上進(jìn)行激光的入射、出射的棱鏡。
4.如權(quán)利要求3所述的掃描型投影裝置，其特征在于: 具有調(diào)整機(jī)構(gòu)，該調(diào)整機(jī)構(gòu)與上述光源的波長對應(yīng)地平行移動射出上述光源的橢圓光束的激光的光軸和上述準(zhǔn)直透鏡的光軸。
5.如權(quán)利要求2所述的掃描型投影裝置，其特征在于: 上述光束縮小整形元件由凸柱透鏡和凹柱透鏡構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的掃描型投影裝置，其特征在于: 上述準(zhǔn)直透鏡不把上述光源的激光變換成會聚光。
7.如權(quán)利要求1所述的掃描型投影裝置，其特征在于: 上述光束縮小整形元件把光束寬度縮小到二維掃描單元的掃描面的大小以內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的掃描型投影裝置，其特征在于: 上述光源和上述準(zhǔn)直透鏡對于紅色、綠色、藍(lán)色分別獨立地設(shè)置； 具有紅色激光、綠色激光和藍(lán)色激光的光束合成單元； 分別針對紅色、綠色、藍(lán)色，通過上述準(zhǔn)直透鏡把上述光源的激光平行化； 平行化了的紅色激光、綠色激光和藍(lán)色激光通過上述光束合成單元進(jìn)行合成； 由上述光束合成單元合成了的光束的光入射到上述光束縮小整形元件，從而光束被縮小; 上述光束縮小整形元件的出射光束入射到上述聚光透鏡，而變換成會聚光； 將從上述聚光透鏡射出的激光照射到上述二維掃描單元。
9.如權(quán)利要求8所述的掃描型投影裝置，其特征在于: 上述紅色、綠色、藍(lán)色的各光源以使射出的橢圓光束的激光的橢圓長軸方向一致的方式設(shè)置； 通過上述準(zhǔn)直透鏡平行化，入射到上述光束合成單元。
10.如權(quán)利要求9所述的掃描型投影裝置，其特征在于: 由上述光束合成單元合成了的激光的橢圓長軸方向與上述光束縮小整形元件的使光束寬度縮小的方向一致。
11.如權(quán)利要求10所述的掃描型投影裝置，其特征在于:上述光束縮小整形元件是在夾著與縮小寬度對應(yīng)的頂角(A)的兩面進(jìn)行激光的入射、出射的棱鏡； 針對上述紅色、綠色、藍(lán)色分別具有調(diào)整機(jī)構(gòu)，該調(diào)整機(jī)構(gòu)與上述光源的波長對應(yīng)地平行移動射出上述光源的橢圓光束的激光的光軸和上述準(zhǔn)直透鏡的光軸。
12.一種掃描型投影裝置，在被投影面上掃描激光而投影二維圖像，其特征在于包括: 射出上述激光的光源； 掃描上述激光的掃描兀件；以及 光學(xué)元件群， 上述光學(xué)元件群進(jìn)行光束整形，以使得在上述掃描元件的直徑設(shè)為M、上述二維圖像的寬度除以像素數(shù)得到的長度設(shè)為L、在上述激光的截面中從最大強(qiáng)度成為Ι/exp2的強(qiáng)度的圓的直徑設(shè)為光束直徑、上述掃描元件上的上述光束直徑設(shè)為dm、上述被投影面上的上述光束直徑設(shè)為d時，滿足dm < Md < 2L。
13.一種掃描型投影裝置，在被投影面上掃描激光而投影二維圖像，其特征在于包括: 射出上述激光的光源； 掃描上述激光的掃描兀件；以及 光學(xué)兀件群， 上述光學(xué)元件群包 括:把上述激光變換成大致平行光的準(zhǔn)直透鏡、對上述激光進(jìn)行光束整形的光束縮小整形元件、和把上述激光變換成弱會聚光的聚光透鏡，且在上述掃描元件的直徑設(shè)為M、上述二維圖像的寬度除以像素數(shù)得到的長度設(shè)為L、在上述激光的截面中從最大強(qiáng)度成為Ι/exp2的強(qiáng)度的圓的直徑設(shè)為光束直徑、上述掃描元件上的上述光束直徑設(shè)為dm、上述被投影面上的上述光束直徑設(shè)為d時，滿足dm < Md < 2XL。
14.如權(quán)利要求13所述的掃描型投影裝置，其特征在于: 上述光束縮小整形元件進(jìn)行光束整形，以使dm < M ; 上述聚光透鏡把激光變換成弱會聚光，以使d < 2XL。
15.如權(quán)利要求13所述的掃描型投影裝置，其特征在于: 通過上述光束縮小整形元件之前的光束的截面為橢圓形； 上述光束縮小整形元件針對該光束的截面的長軸方向進(jìn)行縮小整形。
16.如權(quán)利要求13所述的掃描型投影裝置，其特征在于: 上述光束縮小整形元件由至少I個以上的錐臺形或楔形的棱鏡構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求13所述的掃描型投影裝置，其特征在于: 上述光束縮小整形元件由至少I個以上的柱透鏡構(gòu)成。
【文檔編號】G02B27/09GK103676144SQ201310388673
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月14日
【發(fā)明者】日下裕美, 瀨尾欣穂, 大內(nèi)敏, 畑木道生 申請人:日立視聽媒體股份有限公司