[发明专利]激光图像显示装置和激光图像显示屏幕

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像显示装置或用于显示图像的装置及其图像显示屏幕。具体地，本发明涉及一种使用激光光源作为光源形成图像的激光图像显示装置，以及所述激光图像显示装置使用的激光图像显示屏幕。

背景技术

当前广泛地采用使用各种方法的图像显示装置。在这么多种图像显示装置中使用的一种图像显示方法是投影显示方法，其中将来自调制光源的光投影到屏幕上并且显示图像。通常，在使用这种方法的图像显示装置中采用的光源是灯光源。然而，灯光源具有寿命短、色彩再现区域有限以及光使用效率低的问题。

为了解决灯光源中的问题，近来试验将激光光源用作投影显示器的光源。在该应用中，将使用激光光源作为光源的图像显示装置称为激光图像显示装置，并且类似地，将使用激光光源作为光源显示图像的屏幕称为激光图像显示屏幕。激光图像显示装置的激光光源具有比灯光源更长的寿命，并且由于激光的强方向性而易于提高光使用效率。另外，激光光源发射的激光单色性极佳，与灯光源相比扩大了颜色再现区域，并且能够实现彩色图像显示。

然而，激光图像显示装置散斑噪声的问题。散斑噪声是一种由图像显示器中使用的激光的高相干性引起的噪声。这种问题在使用灯光源的图像显示装置中不存在。当具有高相干性的激光在屏幕上散射并且到达观察者时，散射的激光彼此干涉，并且观察者识别出精细的不均匀噪声。已经建议了涉及激光图像屏幕和激光图像显示装置的各种技术用于减小散斑噪声。

专利文献1(日本公开专利出版物No.55-65940)公开了一种通过使激光图像显示屏幕振动来去除散斑噪声的方法。然而，当对于较大的激光图像显示屏幕采用这种方法时，用于使激光图像显示屏幕振动的驱动单元必须较大，因此驱动单元的体积和功耗增加。

专利文献2(日本公开专利出版物No.2003-98601)公开了一种激光图像显示屏幕，可以用在背投型激光图像显示装置中，其中从与观察者相对一侧的激光图像显示屏幕的背面投影图像、并且通过透射的激光向观察者提供图像。在专利文献2中公开的激光图像显示屏幕通过使用包括两种类型光漫射板的结构减小了散斑噪声。

图1是在专利文献2中公开的激光图像显示屏幕的示意图。激光图像显示屏幕包括第一和第二漫射板28a和29b。该图是描述了由激光图像显示屏幕相对于两个激光束25和27产生的光路长度差的视图，所述两个激光束以相同的角度进入第一漫射板29a，透射通过所述第一漫射板，并且到达视网膜上在观察者V识别时认为是相同的一个区域。进入第一光漫射层29a的激光被第一漫射板29a漫射，并且沿各个方向传播。已经从第一光漫射板层29a出射的至少一部分激光进一步进入第二光漫射层29b，被漫射，并且从该层出射到达观察者V。该屏幕是用于背投型激光图像显示装置的激光图像显示屏幕，目的在于通过使用具有不同漫射效果的两个漫射板29a和29b减小散斑噪声。

当将这种屏幕用于激光图像显示屏幕时，沿各个方向漫射的无穷数目的激光束从屏幕出射。这无穷数目的激光束包括激光束25和27。激光束25和27从图的右侧以相同的入射角度进入第一漫射板29a。由于第一散射板29a的漫射效应，激光束25以相对于漫射板29a和29b的主表面θ角度从第一漫射板29a出射，然后进入第二漫射板29b，其中由于第二漫射板29b的漫射效应，光路返回到与相对于第一漫射板29a的入射角度相同的方向，并且到达观察者V的眼睛。另一方面，激光束27以与激光束25相同的入射角度进入第一漫射板29，通过与激光束27进入所述板时的光路相同方向的光路，透射第一和第二漫射板29a和29b，从所述板出射并且到达观察者V的眼睛。

激光束25和激光束27的光路长度差近似为：T((1/cosθ)-1)，其中T是第一漫射板29a和第二漫射板29b之间的距离，θ是第一漫射层29a的漫射角度。当θ接近0时，激光束25和27在观察者V的视网膜处彼此强烈地干涉。在这种情况下，光路长度差逐渐接近0。因此，观察者V可识别的散斑噪声仍然具有较强强度。

在专利文献2中，没有针对由两种类型光漫射板引起的诸如多重反射等问题进行描述，这被认为是应该进行的。

不可能将在专利文献2中公开的激光图像显示屏幕用于正面投影类型的激光图像显示装置，其中从与观察者相同的一侧(即激光图像显示屏幕的正面)投影图像，并且通过反射激光向观察者提供图像。

在专利文献1中公开的方法可应用于正面投影类型的激光图像显示装置。然而如上所述，在专利文献1中公开的方法难以在用于显示大图像的大激光图像显示屏幕上实现。