[发明专利]照明装置和显示单元

说明书

技术领域

本发明涉及发射包括激光的光的照明装置，以及使用这种照明装置进行视频显示的显示装置。

背景技术

光学模块作为投影仪(即，投影显示装置)中的一个主要组件，通常由照明光学系统构成，即包括光源的照明装置以及包括光调节元件的投影光学系统。在这种投影仪的领域中，称为微型投影仪的小尺寸(手掌尺寸)的轻质便携式投影仪变得日益流行。在该微型投影仪中，照明装置的光源主要是LED(Light Emitting Diode，发光二极管)。

另一方面，近来受到关注的照明装置的一种新光源是激光器。作为使用红(R)、绿(G)和蓝(B)三原色的激光的投影仪，例如，已知的是使用气体激光器的投影仪。例如，在未审查日本专利申请第55-65940和第6-208089号中说明了光源是激光器的投影仪。由于光源是激光器，使得投影仪具有大范围的色彩再现并且减小了耗电量。

发明内容

当诸如激光的相干光被引入到漫射(diffuse)面时，出现不同于任何普通光的斑纹图案。这种图案被称为斑纹图案。该斑纹图案由于在漫射面各点上分散的光根据与漫射面上的微观粗糙度对应的随机相位关系干涉而产生。

通过使用上述激光器作为光源的投影仪，斑纹图案(干涉图案)叠加在屏幕上的显示图像上。结果，人眼将该现象感知为强烈的随机噪声，从而导致显示质量的下降。

在这种情况下，为了抑制在使用激光器作为光源的投影仪中产生这种斑纹图案(斑纹噪声)，提出微振动投影仪中的激光所通过的预定光学元件或其它元件。人眼或人脑通常不能感知在约20至50ms内的图像闪烁。这意味着在该时间范围内的图像被集成然后在人眼中均布。这样，在该时间范围内，大量独立的斑纹图案在屏幕上叠加，目的在于使斑纹噪声均布达到不成为人眼中的干扰的程度。这种方法可防止生成由激光引起的任何干涉图案。

当光学元件被如此微振动时，确实抑制了干涉图案，但在一些情况中，照明光中亮度不均匀更突出。因此这引起了显示质量的下降。

期望提供一种能够抑制亮度不均匀同时抑制干涉图案的照明装置和显示装置。

根据本发明实施方式的照明装置包括：光源部，包括激光源，并且该光源部以预定频率间断地发射从激光源发射出的激光；光学元件，从光源部间断地发射的激光通过该光学元件，以及驱动部，使该光学元件以预定振动频率振动。满足以下式1或式2，其中，f1[Hz]表示该频率，f2[Hz]表示从该光学元件发射的照明光中由该光学元件的振动产生的亮度的变化频率，n1表示0以上且10以下的任意整数，n2表示1以上的预定整数，

|n1×f1-f2|≥20        ...式1

|n2×f1-f2|≤3         ...式2

典型地，光学元件由正弦波驱动(例如，参见下文将说明的图10B)。在这种情况中，上述“亮度的变化频率(f2)”是正弦波频率。然而，光学元件的驱动波形不必限制为正弦波波形。在这种情况中，上述“亮度的变化频率(f2)”可以是具有最大振幅分量的主频率。然而，典型地，激光源使用矩形脉冲间断地进行光发射(例如，参见下文将要说明的图10A)。该矩形脉冲通常包括基本频率的谐波分量，但上述“频率(f1)”表示驱动脉冲的基本频率自身，例如，矩形脉冲。

根据本发明实施方式的显示装置包括发射照明光的照明装置，以及基于视频信号调制照明光的光调制元件。该照明装置包括：光源部，包括激光源，并且该光源部以预定频率间断地发射从激光源发射的激光；光学元件，从该光源部间断地发射的激光通过该光学元件，以及驱动部，使光学元件以预定振动频率振动。满足以下式1或式2，其中，f1[Hz]表示该频率，f2[Hz]表示从该光学元件发射的照明光中由该光学元件的振动产生的亮度的变化频率，n1表示0以上并且10以下的任意整数，n2表示1以上的预定整数，

|n1×f1-f2|≥20      ...式1

|n2×f1-f2|≤3       ...式2。

通过根据本发明实施方式的照明装置和显示装置，通过使来自激光源的激光所通过的光学元件振动，抑制由激光源引起的干涉图案的发生。此外，满足上述式1或2使得难以感知照明光中由光学元件的振动所产生的亮度的变化频率(振动频率)和上述频率之间的关系所导致的拍现象(beat phenomenon)。