[发明专利]使用扫描镜进行激光光栅扫描的激光投影仪

说明书

发明领域

本发明涉及激光投影仪(laser projector)，具体涉及使用扫描镜进行激光光栅扫描(laser raster scanning)的激光投影仪。

背景技术

已经提出与激光投影仪有关的用于显示清晰图像的各种技术。

例如，在日本专利公开No.2007-264554所公开的激光投影仪中，投影光学系统包括用于反射进入投影光学系统并且包括投影图像的成像光线的反射构件以及由设置在被反射构件的反射表面所反射的光线的光路上的一个或多个透镜组成的成像透镜系统。反射构件设置成使得反射表面相对于成像光线具有可变倾角，并且成像透镜系统设置在可变位置，使得它可位于按照倾角的变化所改变的反射光的光路上。由此，变得能够改变图像投影到其上的投影目标表面的位置，并且清晰图像可投影到这样改变的投影目标表面。

日本专利公开No.2002-328428所公开的激光投影仪从便携式数据处理装置接收图像数据，从半导体激光器的光源发出激光，反射激光以将其施加到壁表面，并且由反射镜驱动器在控制器的控制下改变反射镜的角度。激光经过二维扫描以投射图像。光接收器检测壁表面所反射的激光以计算到壁表面的距离，并且按照所计算距离来校正反射镜的角度。由此可校正投影图像的变形。

在日本专利公开No.2003-075768所公开的激光投影仪中，从光源发出的光线由第一和第二集光透镜引向DMD(数字微镜装置)，由DMD反射以进行光调制，因此所调制的光线由投影透镜投射。使投影透镜沿平行于光轴的方向移动，用于使投影位置位移。在投影透镜的同步移动中，第一集光透镜的中心相对于光学参考轴位移，以改变对DMD的光线入射角。上述配置提供一种具有简单结构、属于未使用棱镜的非远心类型、允许所谓的“透镜位移”并且使用DMD的投影仪光学系统(即，用于投影仪的光学系统)。

日本专利公开No.2006-091471所公开的激光投影仪包括对应于从光源发出的光线的波长的延迟片以及用于驱动延迟片以改变从光源发出的光线的偏振的驱动部件。由此，加入了延迟片的光线的偏振随时间改变，并且这使得难以由肉眼识别斑点噪声。

日本专利公开No.08-015639所公开的激光器投影仪包括光源、用于从光源发出的光束中去除热射线的热射线截止滤光件、使从其中去除了热射线的光束大致上平行的聚光透镜、按照图像信号来调制平行光束的修改的反射镜类型的空间光调制元件、将从空间光调制元件而来的反射光投射到屏幕上的投影透镜以及截止除了在其光轴方向的反射光线之外的空间光调制元件所调制的光线、并形成投影透镜的入射光瞳的挡板。修改的反射镜类型的空间光调制元件配置成使得当这个元件中的所有反射镜定向为允许光束进入投影透镜的方向时，元件总体上具有一定的能力，并且将从光源发散的光束收集或汇聚到投影透镜的入射光瞳。由此，空间光调制元件所制备的并且具有大面积的图像可被投射和显示，而无需增加光学系统。

但是，根据上述五个公布的技术，激光投影仪发出激光的平行射线，使得出现以下问题。

参照图6，激光投影仪99发出平行射线并将其投射到屏幕上。屏幕上的光束直径为D，与屏幕和激光投影仪之间的距离无关。

但是，当从屏幕到激光投影仪99的距离很长时，屏幕上的投影图像的显示尺寸很大。因此，在发出光束之间出现间隔，从而导致投影图像的亮度的不规则。

相反，当从屏幕与激光投影仪99之间的距离很短时，屏幕上的投影图像的显示尺寸很小。因此，发出的光束重叠在一起，从而降低屏幕上的投影图像的分辨率。

发明内容

本发明的目的是提供一种即使当到投影表面的距离改变时也可始终显示清晰图像的激光投影仪。

根据本发明，激光投影仪包括：发出激光的激光源；以及扫描从激光源发出的激光的扫描镜。此外，激光投影仪包括放大光学单元，它将从激光源发出的激光的光束(light flux)放大至具有与扫描镜的摆角(swing angle)对应的发散角(diverging angle)。放大光学单元将激光的光束放大至具有下式(1)所确定的发散角α：

α＝arctan((tan(θ/2)/(YN/2))…(1)

其中，θ表示扫描镜的水平和垂直方向的摆角，以及YN表示投影图像的垂直方向的像素数。

另外，根据本发明，激光投影仪包括：发出激光的激光源；以及扫描从激光源发出的激光的扫描镜。此外，激光投影仪包括放大光学单元，它将从激光源发出的激光的光束放大至具有与扫描镜的摆角对应的发散角。