[发明专利]投射型影像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种投射型影像显示装置，尤其涉及使用来自相干光源的光照明空间光调制器以在屏幕上进行影像显示的技术。

背景技术

向屏幕上投射光以进行影像显示的投射型影像显示装置已提出包括被称为所谓“光学式投影机”的市售品的各种方式。此种投射型影像显示装置的基本原理是利用液晶微显示器或DMD(数字微镜器件：Digital Micromirror Device)等空间光调制器，产生作为基础的二维图像，并利用投射光学系统将该二维图像放大投影到屏幕上。

在一般的光学式投影机，采用使用高压水银灯等白色光源照明液晶显示器等空间光调制器，利用透镜将得到的调制影像放大投影到屏幕上的方式。例如，在日本特开2004-264512号公报公开经由二向色镜将以超高压水银灯产生的白色光分成R、G、B的三原色成分，将这些光导向各原色的空间光调制器，通过十字分色棱镜将产生的各原色的调制影像合成，并投影到屏幕上的技术。

然而，高压水银灯等的高亮度放电灯寿命较短，在用于光学式投影机等时，必须频繁地进行灯的更换。而且，为了取出各原色成分的光，必须利用二向色镜等比较大型的光学系统，因此，有装置整体大型化的缺点。因此，也提出使用激光等相干光源的方式。例如，在产业上广泛利用的半导体激光，比起高压水银灯等高亮度放电灯，寿命极长。而且，由于是可产生单一波长的光的光源，因此具有不需要二向色镜等分光装置且能使装置整体小型化的优点。

另一方面，使用激光等相干光源的方式出现产生斑点的新问题。斑点(speckle)是将激光光等的相干光照射至扩散面时产生的斑点状的花纹，若发生在屏幕上，则可观察到斑点状的亮点不均，成为对观察者造成生理上的不良影响的主要原因。

例如，在用激光指针指示了屏幕上的1点时，可观察到激光的光点在屏幕上闪烁发光。其原因是，在屏幕上产生斑点噪声。使用相干光则产生斑点的原因是，在屏幕等的扩散反射面的各部反射后的相干光因其极高的可干涉性而彼此干涉。例如，在“Speckle Phenomena in Optics，Joseph W.Goodman，Roberts&Co.，2006”进行了关于斑点产生的详细理论上研究。

若是激光指针的用途，观察者仅观察到微小的点，因此不会产生大问题。然而，在影像显示装置的用途中，必须在具有宽区域的屏幕整面显示影像，因此若在屏幕上产生斑点，则对观察者造成生理上的不良影响，出现不舒服等症状。

当然，也提出有各种用以降低这种斑点噪声的具体方法。例如，在日本特开平6-208089号公报已公开将激光光照射至散射板并将从其得到的散射光导向空间光调制器且通过马达旋转驱动散射板从而降低斑点的技术。而且，在日本特开2004-144936号公报已公开在激光光源与空间光调制器之间配置散射板并通过使该散射板振动以降低斑点的技术。

然而，使散射板旋转、振动需要大型的机械驱动机构，装置整体大型化且耗电也增加。而且，在该方法中，由于散射板使来自激光光源的光散射，因此一部分激光完全无助于影像显示，而是被浪费了。再者，即使使散射板旋转、振动，照明光的光轴的位置也不变，因此无法充分抑制在屏幕的扩散面产生的斑点。

因此，本发明的目的在于提供一种在使用了相干光源的投射型影像显示装置中高效且充分地抑制斑点的产生的技术。

发明内容

(1)本发明的第一方式是一种投射型影像显示装置，是将光投射至屏幕上以进行影像显示的投射型影像显示装置，其特征在于，具备：空间光调制器，根据作为显示对象的影像，对射入的光实施与入射位置对应的调制后射出；照明单元，对所述空间光调制器供给照明光；以及投射光学系统，通过将由所述空间光调制器调制后的照明光导向所述屏幕，从而将所述影像投射至所述屏幕上，所述照明单元具有：相干光源，产生相干光束；全息图记录介质，记录有散射板(30)的像；以及光束扫射装置，将所述光束照射至所述全息图记录介质，且以所述光束对所述全息图记录介质的照射位置随时间变化的方式进行扫射，在所述全息图记录介质中，使用沿规定光路照射的参照光，记录有所述散射板的像作为全息图，所述相干光源产生具有能再现所述散射板的像的波长的光束，所述光束扫射装置以所述光束对所述全息图记录介质的照射方向是沿所述参照光的光路的方向的方式，进行所述光束的扫射，所述空间光调制器配置在由所述全息图记录介质得到的所述散射板的再现像的生成位置。