雷射投射裝置的製作方法
2023-05-08 09:31:51
專利名稱：雷射投射裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及雷射投射裝置，特別是涉及利用相干光的光信息領域中使用的雷射投射裝置。
背景技術：
近年來，作為投影裝置，開發了將雷射用作投射光的雷射投射裝置，在WO96/038757中公開了反射型的雷射投射裝置。
以下，說明這樣的現有的雷射投射裝置。
圖14(a)是表示現有的雷射投射裝置的結構圖。
現有的雷射投射裝置600有輸出雷射41的雷射投射部40；以及來自該雷射投射部40的雷射41投影在其上面的屏幕610。上述屏幕610由反射雷射41等入射的光的反射體611、以及配置在上述反射體611前面的使光散射的散射體612構成，該散射體612中使用具有淺凹凸的毛玻璃或微小平面透鏡組等。
這裡，上述雷射投射部40作為產生紅、藍、綠三色雷射的短波長雷射光源，具有紅色雷射器1、藍色雷射器2、綠色雷射器3。該雷射投射部40具有反射來自該短波長雷射光源的三色雷射P1、P2、P3的、對應於各雷射器的反射鏡51a、52a、53a、以及對上述三色雷射P1～P3進行調製的光調製部20。
圖14(b)是表示該光調製部20的具體的結構圖。
上述光調製部20有調製來自各雷射器1、2、3的光的根據視頻信號Sv進行調製的液晶單元71、72、73；反射被上述各反射鏡51a、52a、53a反射的雷射P1、P2、P3的反射鏡51b、52b、53b；以及將被該各反射鏡51b、52b、53b反射的雷射P1～P3投射到對應的液晶單元71、72、73上的透鏡系統61a、62a、63a。另外，在圖14(a)中，對應於各雷射PI～P3的液晶單元71、72、73簡單地記作液晶單元7，對應於各雷射P1～P3的透鏡系統61a、62a、63a簡單地記作透鏡系統6a。
另外，上述光調製部20有使各自的光軸一致地輸出被上述液晶單元71、72、73調製了的雷射P1～P3的光學裝置8；以及將從該光學裝置8輸出的雷射放大後照射在上述屏幕610上的透鏡系統6b。
另外，這裡，上述紅色雷射器1是將半導體雷射器的輸出光作為紅色雷射輸出的雷射器，藍色雷射器2及綠色雷射器3是採用半導體雷射器的波長變換方法，輸出藍色雷射及綠色雷射的雷射器。另外，作為上述屏幕610，使用通常的採用了水銀燈的投影機中使用的放大係數為1的屏幕(尺寸為90英寸)。
其次，說明工作情況。
在這樣的雷射投射裝置600中，從各雷射器1、2、3輸出的雷射P1、P2、P3經過反射鏡後被投影到液晶單元7上，在該液晶單元中調製了的雷射被投影到屏幕610上。
具體地說，紅色雷射器1連續地進行發光工作，從這裡輸出的紅色雷射P1在反射鏡51a、51b上被反射而改變方向。然後，被反射鏡5反射的紅色雷射P1通過透鏡系統61a，投射到液晶單元71中，由液晶單元72根據視頻信號Sv進行調製。用上述液晶單元71調製的紅色雷射P1被輸入到光學裝置8，從光學裝置8輸出的紅色雷射P1用透鏡系統6b放大後，投影在屏幕610上。同樣，從藍色雷射器2及綠色雷射器3輸出的藍色雷射P2及綠色雷射P3，通過反射鏡52a、53a、52b、53b及透鏡系統62a、63a，投射到對應的液晶單元72及73中，用各液晶單元調製的藍色雷射P2及綠色雷射P3，通過光學裝置8及透鏡系統6b，投影在屏幕610上。
這裡，投射上述雷射的現有的上述屏幕610的反射率如圖16所示，在視覺靈敏度、即人的眼睛對光的靈敏度顯著下降的波長(即≤400nm或≥700nm)以外的波長的情況下，大致相同。
該屏幕610是人在該屏幕610之前(在雷射投射部一側)觀察該屏幕610上反射、散射的光的屏幕，屏幕610全部呈白色時，該屏幕610的亮度約為200勒克司左右。
可是，如上所述，在將雷射41投射到屏幕610上，人從該屏幕610的前面觀測該屏幕上反射的雷射41的情況下，例如，如圖15所示，如果室內照明30或室外的光31照射在屏幕610上，則存在產生浮黑、就是說屏幕610上的圖像本來呈黑色的地方卻看到發白的現象的問題。另外，圖15中，32是照明光的反射光，42是雷射的反射光。
具體地說，在點亮了室內照明30時屏幕610上的亮度為20勒克司的狀況下，本來熄滅了上述室內照明30時，屏幕610上的圖像的對比度為1000∶1，但由於上述室內照明30的點亮，對比度下降到10∶1。
本發明就是為了解決上述的問題而完成的，目的在於提供一種能防止由於來自室內照明裝置或室外的光的影響，而難以看到屏幕上的圖像的雷射投射裝置。
發明內容
為了解決上述課題，本發明的雷射投射裝置是一種調製並投射雷射的雷射投射裝置，備有至少產生紅、藍、綠三色雷射的短波長雷射光源；根據圖像信號調製來自上述雷射光源的雷射的調製部；以及被投射被調製了的雷射的屏幕，上述屏幕的反射入射光的特性，是入射光的反射峰值位於由上述短波長雷射光源產生的上述至少紅、藍、綠三色雷射的波長及其附近。
因此，即使除了承載了視頻信息的雷射以外，該雷射以外的光(例如室內照明裝置、太陽等的外界光)照射在屏幕上，也能使該雷射以外的光在上述屏幕上不反射，其結果，能防止由於該雷射以外的光的影響，而難以看到屏幕上的圖像。
另外，本發明的雷射投射裝置，是上述屏幕具有隻反射由上述短波長雷射光源產生的上述至少紅、藍、綠三色雷射及其附近的波段的光的反射體的裝置。
因此，能具有在上述屏幕上只反射雷射及其附近的波長的光，而使除此以外的光(例如室內照明裝置、太陽等的外界光)透過的反射特性。
另外，本發明的雷射投射裝置中，由上述反射體反射的上述至少紅、藍、綠三色雷射的波長附近的波長範圍在以該各雷射的波長為中心的≥3nm且≤10nm的範圍內。
因此，更能防止屏幕上的圖像的浮黑，能改善該圖像的對比度。
另外，本發明的雷射投射裝置，是一種上述反射體是電介質多層膜的裝置。
因此，能簡單地實現具有隻反射雷射的波長及其附近波長的光的反射特性的屏幕。
另外，本發明的雷射投射裝置，是用全息記錄材料形成了上述反射體的裝置。
因此，能實現具有隻反射雷射的波長及其附近波長的光的反射特性、且彎曲強度大的屏幕。
另外，本發明的雷射投射裝置，是用去掉了相當於由上述短波長雷射光源產生的上述至少紅、藍、綠三色雷射波長的波長分量的水平的照明光照亮配置上述屏幕的投射室的裝置。
因此，即使雷射以外的光照射在屏幕上，也能使屏幕上的圖像幾乎不產生浮黑的現象，能大幅度地改善屏幕上的圖像的對比度。
本發明的雷射照射裝置是一種調製並投射雷射的雷射投射裝置，備有至少產生紅、藍、綠三色雷射的短波長雷射光源；根據圖像信號調製來自上述雷射光源的雷射的調製部；被投射被調製了的雷射的屏幕，以及觀察投射在上述屏幕上的圖像用的觀察器具，上述觀察器具是通過入射光透過的峰值，位於從上述短波長雷射光源發生的上述至少紅、藍、綠三色雷射的波長及其附近的光透過部件，觀察投射到上述屏幕上的圖像的器具。
因此，用現有的雷射投射裝置時，雷射以外的光照射在屏幕上時，也能使屏幕上的圖像不產生浮黑的現象。
本發明的雷射照射裝置是一種調製並投射雷射的雷射投射裝置，備有至少產生紅、藍、綠三色雷射的短波長雷射光源；根據圖像信號調製來自上述雷射光源的雷射的調製部；以及被投射被調製了的雷射的屏幕，上述屏幕的入射光透過的特性，是入射光的透過峰值位於從上述短波長雷射光源產生的上述至少紅、藍、綠三色雷射的波長及其附近的特性。
因此，即使承載了視頻信息的雷射以外的光(例如室內照明光、太陽光等外界光)照射在屏幕上，也不能從該屏幕透過，只透過上述至少紅、藍、綠三色雷射，即使在背面型雷射投射裝置中，也能防止難以看見圖像的現象。
另外，本發明的雷射投射裝置，是一種上述屏幕具有使從上述短波長雷射光源產生的上述至少紅、藍、綠三色雷射及其附近的波段的光、以及視覺靈敏度顯著下降的波段的光透過的吸收體的裝置。
因此，上述屏幕上能具有隻透過雷射及其附近的波長的光，而吸收除此以外的光(例如室內照明裝置、太陽等的外界光)的透射特性。
另外，本發明的雷射投射裝置，是一種從上述吸收體透過的上述至少紅、藍、綠三色雷射的波長附近的波長範圍在以該各雷射的波長為中心的≥3nm且≤10nm的範圍的裝置。
因此，更能防止屏幕上的圖像浮黑，能改善該圖像的對比度。
另外本發明的雷射裝置中，上述吸收體是重疊只遮斷各個入射到該吸收體上的光中的規定波長的光的多個濾光片構成的。
因此，能實現吸收雷射的波長及其附近的波長以外的光，不發生屏幕上的圖像浮黑的現象的屏幕。
另外，本發明的雷射投射裝置，是一種將上述雷射光源配置在上述屏幕的背面側，從上述屏幕前面側觀察從上述雷射光源投射到該屏幕上的投射光的裝置。
因此，即使在背面投射型圖像投射裝置中，也能改善屏幕上的圖像的對比度。
另外，本發明的雷射投射裝置，是一種用去掉了相當於由上述短波長雷射光源產生的上述至少紅、藍、綠三色雷射波長的波長分量的水平的照明光照亮配置上述屏幕的投射室的裝置。
因此，即使雷射以外的光照射在屏幕上，也能使屏幕上的圖像幾乎不產生浮黑的現象，能大幅度地改善屏幕上的圖像的對比度。
圖1是表示本發明的實施方式1的雷射投射裝置的結構圖。
圖2是詳細地表示本發明的實施方式1的雷射投射裝置的雷射投射部的圖。
圖3是表示本發明的實施方式1的反射體的一個例子的圖。
圖4是表示本發明的實施方式1的屏幕的反射特性的圖。
圖5是表示本發明的實施方式2的雷射投射裝置的結構圖。
圖6是詳細地表示本發明的實施方式2的雷射投射裝置的雷射投射部的圖。
圖7(a)是表示本發明的實施方式2的反射體的一個例子的圖。
圖7(b)是表示本發明的實施方式2的反射體的生成方法的圖。
圖8是表示本發明的實施方式3的雷射投射裝置的結構圖。
圖9(a)是表示本發明的實施方式3的室內照明裝置的一個例圖。
圖9(b)是表示本發明的實施方式3的室內照明裝置的另一個例圖。
圖10是表示本發明的實施方式4的雷射投射裝置的結構圖。
圖11是詳細地表示本發明的實施方式4的雷射投射裝置的雷射投射部的圖。
圖12是表示本發明的實施方式4的屏幕的透射特性的圖。
圖13是表示本發明的實施方式5的雷射投射裝置的結構圖。
圖14(a)是說明現有的雷射投射裝置的總體結構圖。
圖14(b)是表示現有的雷射投射裝置的光調製部的具體的結構圖。
圖15是說明現有的雷射投射裝置的問題的圖。
圖16是表示現有的雷射投射裝置的屏幕的反射特性的圖。
具體實施例方式
(實施方式1)以下，用圖1～圖4說明本發明的實施方式1。
本發明的實施方式1的雷射投射裝置是一種使屏幕的反射特性只反射從雷射投射部輸出的雷射的波長及其附近的波長的反射型的雷射投射裝置，是將來自上述雷射投射部的雷射調製後投影在具有這樣的反射特性的屏幕上的裝置。
圖1是說明本發明的實施方式1的雷射投射裝置100的圖。
本實施方式1的雷射投射裝置100具有輸出雷射41的雷射投射部40、以及被投影來自該雷射投射部40的雷射41的屏幕110。
而且，在該實施方式1中，上述屏幕110由只反射入射到該屏幕110上的光中特定的波長、就是說只反射從上述雷射投射部40輸出的雷射及其附近的波段的光，而透射除此以外的波長的光的反射體111；以及配置在上述反射體111的前面的使光散射的散射體112構成。另外，與現有的雷射投射裝置600中的散射體相同，該散射體112中也使用具有淺凹凸的毛玻璃或微小平面透鏡組等。
在該實施方式1中，上述雷射投射部40具有與現有的雷射投射裝置600實質上相同的結構，但下面，首先簡單地說明在實施方式1中作為短波長光源用的雷射器。
上述紅色雷射器1是將640nm的紅色半導體雷射器的輸出光作為紅色雷射輸出的雷射器，藍色雷射器2及綠色雷射器3是對半導體雷射器的輸出光進行了波長變換後輸出藍色雷射、以及綠色雷射的雷射器。
這裡，作為紅色雷射器1使用640nm的紅色半導體雷射器，藍色雷射器2及綠色雷射器3，採用對半導體雷射器的雷射輸出進行光波長變換的短波長雷射光源。另外，進行光波長變換的光波長變換元件，採用摻雜MgO的LiNbO3基板。作為藍色雷射器2及綠色雷射器3用的短波長雷射光源，其結構相同，所以簡單地說明藍色雷射光源。
這裡使用的半導體雷射器是波長為930nm、輸出功率為600mW的雷射器。利用該600mW的半導體雷射器，能獲得200mW的藍色光(波長465nm)，另外，用綠色雷射器能獲得200mW的雷射輸出，用紅色半導體雷射器能獲得400mW的雷射輸出。從各雷射器輸出的雷射是其橫模及功率穩定、色再現性好的雷射，而且是能在屏幕上獲得對比度好的圖像的雷射。
其次，說明本實施方式1的雷射投射裝置100的屏幕110。
在該實施方式1中，構成上述屏幕110的反射體111，例如是使用電介質多層膜的反射體。
如圖3所示，該電介質多層膜是將SiO2層111a及TiO2層111b交替地層疊起來的多層膜，SiO2層111a及TiO2層111b分別層疊50層左右。
圖4表示由上述電介質多層膜構成的反射體111的反射特性，該反射體111如圖4所示，是具有對入射的藍色光(465nm)、綠色光(532nm)、紅色光(635nm)的95％進行反射的反射特性的反射體。
而且，在將散射體112配置在具有這樣的反射特性的反射體111的前面構成的屏幕110上，利用反射體111和散射體112兩者的特性，反射光相對於入射光的、以上述各雷射器輸出的波長為中心的波長允許幅度A為一定範圍內的值。這裡，波長允許幅度A表示反射率為中心波長的反射率(Rp)的1/2以上的波長範圍。
另外，該波長允許幅度A優選是≥3nm且≤10nm，以下對該波長允許幅度A的下限值和上限值的依據，簡單地進行說明。
例如，如圖2所示，在室內照明裝置30之下，進行本實施方式1的雷射投射裝置100的投影的情況下，如果雷射41從上述雷射投射部40投影到屏幕110上，則該雷射41在屏幕110上被反射，但來自室內照明裝置30的照明光31在屏幕110上幾乎不反射，只是其一部分與雷射的波長相同的波長分量在屏幕上反射。其結果，能防止由於來自室內照明裝置30的照明光31的影響，致使不容易看到屏幕110上的圖像的現象。
這樣即使在有照明光31的房間內，屏幕上的圖像也很少浮黑，能獲得對比度好的畫面，之所以能這樣，是因為從上述雷射投射部40發生的雷射的振蕩波長幅度極其狹窄。
例如，如果上述波長允許幅度A為≥10nm，則具有從雷射投射部40產生的雷射41的波長分量以外的分量的室內照明裝置等的光在屏幕110反射，致使屏幕110上的圖像浮黑。因此，上述反射波長幅度A最好為≤10nm。
另外，即使考慮環境溫度的變化，雷射器的振蕩波長的偏差或變化也≤2nm。例如，紅色雷射器1在振蕩波長具有1nm的個體偏差、而且隨著溫度變化而發生0.06nm/℃的波長變化的情況下，例如，在30℃的溫度範圍內，其振蕩波長的變化幅度為2nm，如果將它與紅色雷射器1的振蕩波長的個體偏差1nm合併起來，則該雷射器的波長偏差幅度為3nm。
根據以上所述，在本實施方式1的屏幕110上反射的雷射41的波長允許幅度A優選為以上述雷射41的波長為中心在≥3nm且≤10nm的範圍內的值。
在此情況下，具體地說，與使用現有的屏幕的情況相比，能獲得屏幕上的圖像的對比度能改善約10倍的效果。
其次說明工作效果。
在本實施方式1的雷射投射裝置100中，與現有的雷射投射裝置600相同，從各雷射器1、2、3輸出的雷射P1、P2、P3通過反射鏡投影在液晶單元7上，由該液晶單元調製過的雷射P1、P2、P3投影在屏幕110上。
而且，在該實施方式1中，在屏幕110上，只反射與投影的各雷射器的輸出雷射41相同波長分量的光，就是說，只反射藍色光(465nm)、綠色光(532nm)、紅色光(635nm)及其周邊波長的光。
因此，如圖2所示，即使室內照明裝置30的照明光31入射到屏幕110上，其大部分波長分量的光透過屏幕，而在屏幕110上反射的照明反射光132，只是照明光31中包含的波長分量中與各雷射器的輸出雷射41相同波長分量的光。
這樣如果採用本實施方式1，則在將從雷射投射部40輸出的調製過的雷射投影在屏幕上的反射型雷射投射裝置100中，由於使構成屏幕110的反射體112具有這樣的反射特性只反射入射光中的從雷射投射部40投射的紅、藍、綠三色雷射及其周邊波段的光，除此以外的波段的光透射，所以能保持來自屏幕110的反射光中的根據視頻信號調製過的投影雷射142，相對於照明光132等不接受視頻信號的調製的光的強度比率大，因此，能防止由於來自室內照明裝置或室外的光的影響，而難以看見屏幕110上的圖像的現象。
另外，如果採用本實施方式1，則由於從上述屏幕110的反射體111反射的波長幅度，以從上述雷射投射部40發生的各雷射的波長為中心在≥3nm且≤10nm的範圍內，所以考慮實際的雷射器的輸出光的波長偏差，在屏幕110上只是有效地反射所投影的雷射器的輸出光，能極大地改善屏幕上的圖像的對比度。
(實施方式2)以下，用圖5～圖7說明本發明的實施方式2。
本實施方式2的雷射投射裝置，備有由全息記錄材料構成了反射體的屏幕，用來代替實施方式1的用電介質多層膜構成反射體的屏幕，以下詳細說明。
圖5是說明本發明的實施方式1的雷射投射裝置100的圖。
本實施方式2的雷射投射裝置200與實施方式1的雷射投射裝置100相同，具有輸出雷射41的雷射投射部40、以及被投影來自該雷射投射部40的雷射41的屏幕210。
而且，在該實施方式2中，上述屏幕210由只反射入射到該屏幕210上的光中特定的波長、就是說只反射在上述雷射投射部40中產生的雷射及其附近的波段，而透射除此以外的波長的反射體211；以及配置在上述反射體211的前面的使光散射的散射體212構成。另外，與現有的雷射投射裝置600中的散射體相同，該散射體212中也使用具有淺凹凸的毛玻璃或微小平面透鏡組等。
另外，在本實施方式2中，作為上述雷射投射部40的短波長雷射光源，使用對產生三原色的三種固體雷射器的雷射輸出進行波長變換的光源，以下具體地說明該實施方式2的短波長雷射光源。
這裡，雷射器輸出的波長為1320nm、1064nm的固體雷射器為使用Nd:YAG晶體的固體雷射器，雷射器輸出的波長為914nm的固體雷射器為使用Nd:YVO4晶體的固體雷射器。而且，在該實施方式2中，上述雷射投射部40的短波長雷射光源利用進行光波長變換的第二高次諧波發生電路(圖中未示出)，將這些固體雷射器的雷射輸出變換成具有其一半波長的雷射，輸出4W的紅色雷射P1(波長660nm)、1W的綠色雷射P3(波長532nm)、1W的藍色雷射P2(波長457nm)。另外，固體雷射器由於溫度變化而雷射器輸出的波長几乎不變，所以通過使用固體雷射器，能使用利用反射的波段窄的窄波段的反射膜的反射體。
其次，詳細說明本實施方式2的雷射投射裝置200的屏幕210。
在本實施方式2中，用全息記錄材料製成了構成上述屏幕210的反射體211。而且，短波長雷射光源輸出紅色雷射(波長660nm)、綠色雷射(波長532nm)、藍色雷射(波長457nm)，所以上述反射體211是具有能有選擇地反射入射的藍色光(457nm)、綠色光(532nm)、紅色光(660n)的反射特性的反射體。
另外，需在上述反射體211上反射的波長是藍457nm、綠532nm、紅660nm三種，所以在全息記錄材料上重疊地形成周期不同的三個光柵。
圖7(a)表示在全息記錄材料上形成的周期不同的三個光柵，211a是構成具有第一周期的光柵的第一曝光層，211b是構成具有第二周期的光柵的第二曝光層，211c是構成具有第三周期的光柵的第三曝光層。
另外，例如圖7(b)所示，通過對全息記錄材料進行三次幹涉曝光，形成周期不同的三個光柵。在圖7(b)中，Ep1～Ep3分別是第一次～第三次幹涉曝光中用的相位一致的一對光，這些光Ep1～Ep3是相對於全息記錄材料的入射角不同的光。
另外，上述散射體212與以往一樣，被配置在上述反射體211的前面，使從該反射體211輸出的光散射，這裡使用微小平面透鏡組。另外，通過將數值孔徑為0.1、直徑為0.5mm的微小平面透鏡排列成平面，能獲得損失少、功能有效的散射體。
另外，作為上述散射體212，也可以不將上述的微小平面透鏡組排列在多個光柵多重化了的全息記錄材料的一個側面上，而是例如，通過對該全息記錄材料的表面部分進行模壓，加工成微小平面透鏡組排列的形狀，形成散射體212。如果這樣做，則能呈一體地形成反射體211和散射體212，其結果，能更廉價地提供具有上述的反射特性的屏幕210。
其次說明工作效果。
在本實施方式2的雷射投射裝置200中，與實施方式1的雷射投射裝置100相同，從各雷射器1、2、3輸出的雷射P1、P2、P3通過反射鏡投影在液晶單元7上，由該液晶單元調製過的雷射P1、P2、P3投影在屏幕210上。
而且，在該實施方式2中，如圖6所示，在屏幕210上，只反射與投影的各雷射器的輸出雷射41相同波長分量的光，就是說，只反射藍色光(457nm)、綠色光(532nm)、紅色光(660nm)及其周邊波長的光。
因此，如圖6所示，即使室內照明裝置30的照明光31入射到屏幕210上，其大部分波長分量的光透過屏幕，而在屏幕210上反射的照明反射光132，只是照明光31中包含的波長分量中與各雷射器的輸出雷射41相同波長分量的光。
其結果，能防止由於來自室內照明裝置30的照明光31的影響，而難以看見屏幕210上的圖像的現象。
在本實施方式2中，作為該雷射投射部40的短波長雷射光源，使用固體雷射器，所以與上述實施方式1相比，能使屏幕的反射體允許波長幅度A小。具體地說，這裡能設定上述允許波長幅度A為5nm，所以與使用以往的屏幕的情況相比，能獲得屏幕210上的圖像的對比度能改善到20的結果。
這樣，如果採用實施方式2，則由於使屏幕210的反射體211隻反射入射光中的從雷射投射部40投射的三色雷射41的波長及其附近的波長的光，除此以外的光透過，所以即使室內照明裝置30點亮，屏幕210上的圖像也不會產生浮黑。
另外，如果採用實施方式2，則由於作為上述屏幕210的反射體211，使用全息記錄材料，所以彎曲強度好，另外能呈一體地形成散射體212和反射體211，還有能廉價地提供具有上述的反射特性的屏幕的效果。
(實施方式3)以下，用圖8及圖9說明本發明的實施方式3。
本實施方式3的雷射投射裝置與實施方式1的雷射投射裝置相同，在該實施方式3中，作為室內照明裝置，使用利用濾光片遮擋對應於實施方式1中的各雷射器輸出的波長的光的燈。
圖8是說明本發明的實施方式3的雷射投射裝置300的圖。
本實施方式3的雷射投射裝置300與實施方式1的雷射投射裝置100相同，具有輸出雷射41的雷射投射部40、以及被投影來自該雷射投射部40的雷射41的屏幕110。
而且，本實施方式3的室內照明裝置330輸出對應於從上述雷射投射部40產生的雷射，在這裡，紅635nm附近、藍465nm附近、綠532nm附近的波長被截止了的照明光331。
這裡，例如圖9(a)所示，室內照明裝置330是在市售的螢光燈331的周圍粘貼了使對應於由上述雷射投射部40產生的雷射的波長分量截止的濾光片332的裝置。
另外，本實施方式3中用的室內照明裝置不限於圖9(a)所示的裝置，例如，如圖9(b)所示，也可以是使覆蓋螢光燈341等照明用燈的罩，具有將對應於從上述雷射投射部40產生的雷射的波長分量截止的濾光片的裝置。
如果將這樣的室內照明裝置330設置在投射室中，則由於來自上述室內照明裝置330的照明光331是在屏幕110上反射的波長預先被截止的光，所以如圖8所示，在上述屏幕110上不反射照明光331，全部透過，在屏幕110上只是從上述雷射投射部40投射的雷射41從上述屏幕110反射。其結果，能更有效地防止屏幕110上的圖像上產生的浮黑。
具體地說，在附加照明的狀態下，與使用現有的屏幕的情況相比，能獲得將屏幕上的圖像的對比度改善到300的效果。
這樣，如果採用本實施方式3，則由於使屏幕110的反射體111隻反射入射光中的從雷射投射部40投射的三色雷射41的波長及其附近的波長的光，除此以外的光透過，同時使設置了該雷射投射部40的投射室的室內照明裝置330輸出對應於從上述雷射投射部40產生的雷射的波長分量被截止了的照明光331，所以即使室內照明裝置330點亮，屏幕110上的圖像也不會浮黑。
另外，在實施方式3中，作為設置在投射室的室內照明裝置，雖然使用利用濾光片將螢光燈的光的特定波長分量截止的燈，但也可以將雷射器用於室內照明裝置。
例如，通過將輸出470nm、550nm、620nm波長的雷射的雷射器用於上述室內照明裝置，更加增大了在屏幕上反射的光的波長選擇性，因此，能改善屏幕110上的圖像的對比度，而且該屏幕110上的圖像也能完全不會浮黑。
另外，作為設置在投射室的室內照明裝置330，也可以使用與從雷射投射部40產生的雷射波長41不同的發光波長的LED，如果這樣做，則由於LED照明燈便宜，所以有能廉價地提供設置在投射室的室內照明裝置330的效果。
另外，在實施方式3中，雖然說明了雷射投射裝置與實施方式1的雷射投射裝置的結構相同，但實施方式3的雷射投射裝置也可以是有與實施方式2相同結構的裝置，在此情況下也能獲得相同的效果。
(實施方式4)以下，用圖10～圖12說明本發明的實施方式4。
本實施方式4的雷射投射裝置，是從屏幕的背面投射雷射的背面投射型的雷射投射裝置，是使屏幕的光投射特性成為使從雷射投射部輸出的雷射的波長及其附近的波長的光、以及視覺靈敏度顯著下降的波段的光透過的特性的雷射投射裝置。
圖10是說明本發明的實施方式4的雷射投射裝置400的圖。
本實施方式4的雷射投射裝置400具有輸出雷射51的雷射投射部50、以及被投影來自該雷射投射部50的雷射51的屏幕410。
而且，在該實施方式4中，上述屏幕410由使入射到該屏幕410上的光中特定的波長、就是說使從上述雷射投射部50輸出的雷射及其附近的波段的光、以及視覺靈敏度顯著下降的波段的光透過，而吸收除此以外的波長的光的吸收體413；以及配置在該吸收體413的前面的使光散射的散射體412構成。另外，該散射體412中也使用具有淺凹凸的毛玻璃或微小平面透鏡組等散射體412等。
上述雷射投射部50分別調製短波長雷射光源中產生的三色雷射，一邊進行水平方向及垂直方向的掃描，一邊投影在屏幕410上。就是說，上述雷射投射部50有作為產生紅、藍、綠三色雷射的短波長雷射光源的紅、藍、綠色雷射器1、2、3；以及調製來自該短波長雷射光源的三色雷射P1～P3的、由對應於各雷射P1～P3的調製電路54a～54c構成的調製部54。上述雷射投射部50有為了在屏幕上進行水平方向的掃描而使該調製了的各雷射偏向的、使用多面鏡的水平偏向部55a、55b、55c；以及為了在屏幕上進行垂直方向的掃描而使該調製了的各雷射偏向的、使用電流反射鏡的垂直偏向部56a、56b、56c。另外，在本實施方式4中，上述紅色雷射器1是將640nm的紅色半導體雷射器的輸出光作為紅色雷射輸出的雷射器，藍色雷射器2及綠色雷射器3是對半導體雷射器的輸出光進行波長變換後輸出藍色雷射、以及綠色雷射的雷射器。
這裡，與實施方式1相同，作為紅色雷射器1使用640nm的紅色半導體雷射器，藍色雷射器2及綠色雷射器3，採用對半導體雷射器的雷射輸出進行光波長變換的短波長雷射光源。另外，進行光波長變換的光波長變換元件，採用摻雜MgO的LiNbO3基板。作為藍色雷射器2及綠色雷射器3用的短波長雷射光源，其結構相同，所以簡單地說明藍色雷射光源。
這裡使用的半導體雷射器是波長為930nm、輸出功率為600mW的雷射器。利用該600mW的半導體雷射器，能獲得200mW的藍色光(波長465nm)，另外，用綠色雷射器能獲得200mW的雷射輸出，用紅色半導體雷射器能獲得400mW的雷射輸出。從各雷射器輸出的雷射是其橫模及功率穩定、色再現性好的雷射，而且是能在屏幕上獲得對比度好的圖像的雷射。
其次，說明本實施方式4的雷射投射裝置400的屏幕410。
圖12是表示該屏幕410的透射特性的圖。
本實施方式4的屏幕410，如上所述由吸收體413和散射體412構成。而且，如圖12所示，上述吸收體413有兩個重疊的濾色片，以便對應於上述雷射投射部50中產生的三色雷射各自的波長，藍457nm、綠532nm、紅650nm的光透射率為90％。另外，在圖12中，作為兩個濾色片，作為例子能舉出505nm處有吸收峰值的濾色片、以及在590nm處有吸收峰值的濾色片。另外，該吸收體413雖然也使≤400nm的波長、以及≥700nm的波長透過，但由於這些波長的視覺靈敏度顯著地降低，所以該波段的光即使透過吸收體413，在視覺上也能忽視。
另一方面，上述屏幕110的上述散射體412是使在上述吸收體413上透過的光發生某種程度的散射用的散射體，這裡使用有淺凹凸的毛玻璃。
如果使用具有這樣的透射特性的屏幕410，則如圖11所示，只有從上述雷射投射部50投射的雷射51及其附近的波段的光、以及視覺靈敏度顯著下降的波段的光能透過上述吸收體413，除此以外的波段的光被該吸收體413吸收。其結果，能防止屏幕410上的圖像浮黑。
這樣即使在有照明光31的房間內，屏幕上的圖像也很少浮黑，能獲得對比度好的畫面，之所以能這樣，是因為從上述雷射投射部50產生的雷射的振蕩波長幅度極其狹窄。
例如，如果以來自各雷射器的輸出光的波長為中心波長的透過吸收體413的波長允許幅度B≥10nm，則從雷射投射部50產生的雷射51的波長分量以外的人的眼睛有光感的波長分量的光透過吸收體413，致使屏幕410上的圖像浮黑。因此，透過上述吸收體413的光的允許波長幅度B最好≤10nm。
另外，即使考慮環境溫度的變化，雷射器的振蕩波長的偏差或變化也≤2nm。例如，紅色雷射器1在振蕩波長具有1nm的個體偏差、而且隨著溫度變化而發生0.06nm/℃的波長變化的情況下，例如，在30℃的溫度範圍內，其振蕩波長的變化幅度為2nm，如果將它與紅色雷射器1的振蕩波長的個體偏差1nm合併起來，則該雷射器的波長偏差幅度為3nm。
根據以上所述，在本實施方式4的屏幕410上透過的雷射51的波長允許幅度B優選為以上述雷射51的波長為中心在≥3nm且≤10nm的範圍內。
在此情況下，具體地說，與使用現有的屏幕的情況相比，能獲得屏幕上的圖像的對比度能改善約10倍的效果。
其次說明工作效果。
在本實施方式4的雷射投射裝置400中，從各雷射器1、2、3輸出的雷射P1、P2、P3由分別對應的調製電路54a～54c根據視頻信號(圖中未示出)進行調製，被調製的雷射通過水平偏向部55a～55c及垂直偏向部56，投影在屏幕410的背面側。
具體地說，紅色雷射器1進行連續發光工作，從這裡輸出的雷射P1在調製電路54a中被載以視頻信號，用使用多面鏡的水平偏向裝置55a、以及使用電流反射鏡的垂直偏向裝置56，在屏幕410上進行掃描。同樣，從藍色雷射器2及綠色雷射器3輸出的藍色雷射P2及綠色雷射P3，也在上述調製電路54b、54c中進行被載以視頻信號用的調製，投影在屏幕410上。
然後，在上述屏幕410的吸收體413上，雷射51及來自室內照明裝置30的照明光31中的藍465nm、綠532nm、紅635nm的周邊波長的光、以及視覺靈敏度顯著下降的≤400nm且≥700nm波長的光透過，該雷射透射光452、以及照明光透射光432被散射體412在某種程度上向各方向散射，從屏幕410上發散。在該背面透射型雷射投射裝置400的情況下，人從該屏幕410的前側(與雷射投射部相反一側)能看到屏幕410上的圖像。
這樣，如果採用本實施方式4，則在將從雷射投射部50輸出的調製過的雷射投影在屏幕的背面側的背面透射型雷射投射裝置400中，由於使構成屏幕410的吸收體413具有隻透射入射光中的從雷射投射部50投射的紅、藍、綠三色雷射及其附近波段的光、以及視覺靈敏度顯著下降的波段的光的透射特性，所以能防止由於來自室內照明裝置或室外的光的影響，而難以看見屏幕410上的圖像的現象。
另外，如果採用本實施方式4，則由於從上述屏幕410的吸收體413透過的波長幅度以從上述雷射投射部50產生的各雷射的波長為中心在≥3nm且≤10nm的範圍內，所以考慮實際的雷射器的輸出光的波長偏差，在屏幕410上有效地透過所投射的雷射器的輸出光，能極大地改善屏幕上的圖像的對比度。
另外，在這樣的背面投射型的雷射投射裝置400中，也能使用上述實施方式3中說明的照明燈。如果這樣做，則能使屏幕410上的圖像的對比度更好。
(實施方式5)以下，用圖13說明本實施方式5。
本實施方式5的雷射投射裝置500是使用有特定的光透射特性的眼鏡等光透射部件，看屏幕上的投影的圖像的雷射投射裝置。
圖13是說明本發明的實施方式5的雷射投射裝置500的圖。
本實施方式5的雷射投射裝置500具有輸出雷射41的雷射投射部40、被投影來自該雷射投射部40的雷射41的屏幕610、以及觀測投影在該屏幕610上的圖像用的眼鏡510，上述雷射投影部40的結構與實施方式2的結構相同，屏幕610與現有的雷射投射裝置的結構相同。
而且，在本實施方式5中，看屏幕600上的圖像用的眼鏡510，是使用只透過從各雷射器輸出的三色雷射的濾光片的眼鏡。
其次說明工作效果。
在本實施方式5中，由於使看屏幕600上的圖像用的眼鏡510，具有隻透過從各雷射器輸出的三色雷射的濾光片，所以即使在點亮了室內照明裝置30的狀態下，用該眼鏡510看屏幕上的圖像時屏幕610上的對比度也能提高到100。
具體地說，在本實施方式中，通過眼鏡只能看見雷射器的輸出光，就是說只能看見660nm附近、532nm附近、457nm附近波長的光511，在屏幕上反射的照明光32等其他波長的光被截止，不進入眼睛。
另外，在上述實施方式5中，作為看屏幕上的圖像用的有特定的光透射特性的光透射部件，雖然舉出了眼鏡，但該光透射部件不限於眼鏡，也可以是墨鏡等遮蓋眼睛的部件。
另外，在上述實施方式5中，室內照明裝置30雖然採用螢光燈等一般的燈，但室內照明裝置也可以使用產生波長為480nm、555nm、630nm的雷射的雷射器。在此情況下，眼鏡等光透射部件的波長選擇性增大，所以能改善屏幕410上的圖像的對比度，而且能使該屏幕410上的圖像不浮黑。另外，這裡用於室內照明裝置的雷射的波長不限於上述的波長，這是不言而喻的。
另外，在本實施方式5中，雖然說明了雷射投射裝置與實施方式2的雷射投射裝置結構相同的情況，但該實施方式5的雷射投射裝置即使與現有的雷射投射裝置或實施方式1的雷射投射裝置的結構相同，或者，與實施方式4中舉出的背面透射型的雷射投射裝置的結構相同，也能獲得同樣的效果。
另外，在上述各實施方式中，作為短波長雷射光源，雖然使用了三原色的紅、藍、綠色的雷射器1、2、3，但也可以使用例如藍色為450nm和490nm的兩個雷射器，合計使用四種波長的雷射器，另外還可以使用更多的雷射器。
(工業上利用的可能性)本發明的雷射投射裝置，作為在雷射以外的光照射在屏幕上的場所，能看到對比度好的圖像的裝置，是有用的。
權利要求
1.一種雷射投射裝置，調製並投射雷射，其特徵在於備有至少產生紅、藍、綠三色雷射的短波長雷射光源；根據圖像信號調製來自上述雷射光源的雷射的調製部；以及被投射被調製了的雷射的屏幕，上述屏幕的反射入射光的特性，是入射光的反射峰值位於由上述短波長雷射光源產生的上述至少紅、藍、綠三色雷射的波長及其附近。
2.根據權利要求1所述的雷射投射裝置，其特徵在於上述屏幕具有隻反射由上述短波長雷射光源產生的上述至少紅、藍、綠三色雷射及其附近的波段的光的反射體。
3.根據權利要求2所述的雷射投射裝置，其特徵在於由上述反射體反射的上述至少紅、藍、綠三色雷射的波長附近的波長幅度在以該各雷射的波長為中心的≥3nm且≤10nm的範圍內。
4.根據權利要求2所述的雷射投射裝置，其特徵在於上述反射體是電介質多層膜。
5.根據權利要求2所述的雷射投射裝置，其特徵在於上述反射體是用全息記錄材料形成的反射體。
6.根據權利要求1所述的雷射投射裝置，其特徵在於用去掉了相當於由上述短波長雷射光源產生的上述至少紅、藍、綠三色雷射波長的波長分量的水平的照明光照亮配置上述屏幕的投射室。
7.一種雷射投射裝置，調製並投射雷射，其特徵在於備有至少產生紅、藍、綠三色雷射的短波長雷射光源；根據圖像信號調製來自上述雷射光源的雷射的調製部；被投射被調製了的雷射的屏幕，以及觀察投射在上述屏幕上的圖像用的觀察器具，上述觀察器具是通過入射光透射峰值位於從上述短波長雷射光源產生的上述至少紅、藍、綠三色雷射的波長及其附近的光透射部件，觀測投射到上述屏幕上的圖像的器具。
8.一種雷射投射裝置，調製並投射雷射，其特徵在於備有至少產生紅、藍、綠三色雷射的短波長雷射光源；根據圖像信號調製來自上述雷射光源的雷射的調製部；以及被投射被調製了的雷射的屏幕，上述屏幕的入射光透射的特性，是入射光的透射峰值位於從上述短波長雷射光源產生的上述至少紅、藍、綠三色雷射的波長及其附近的特性。
9.根據權利要求8所述的雷射投射裝置，其特徵在於上述屏幕具有使從上述短波長雷射光源產生的上述至少紅、藍、綠三色雷射及其附近的波段的光、以及視覺靈敏度顯著下降的波段的光透過的吸收體。
10.根據權利要求9所述的雷射投射裝置，其特徵在於從上述吸收體透過的上述至少紅、藍、綠三色雷射的波長附近的波長幅度，在以該各雷射的波長為中心的≥3nm且≤10nm的範圍內。
11.根據權利要求9所述的雷射投射裝置，其特徵在於上述吸收體是把遮斷各個入射到該吸收體上的光中的規定波長的光的多個濾光片重疊而構成的吸收體。
12.根據權利要求8所述的雷射投射裝置，其特徵在於將上述雷射光源配置在上述屏幕的背面側，從上述屏幕前面側觀察從上述雷射光源投射到該屏幕上的投射光。
13.根據權利要求1或權利要求8所述的雷射投射裝置，其特徵在於用去掉了相當於由上述短波長雷射光源產生的上述至少紅、藍、綠三色雷射波長的波長分量的水平的照明光照亮配置上述屏幕的投射室。
全文摘要
本發明提供一種雷射投射裝置，是將從雷射投射部(40)輸出的調製過的雷射投影在屏幕上的反射型雷射投射裝置(100)，使構成屏幕(110)的反射體(112)具有隻反射入射光中從雷射投射部(40)投射的紅、藍、綠三色雷射及其周邊波段的光，使除此以外波段的光透過的反射特性，因此，能防止由於來自室內照明裝置或室外的光的影響，而難以看見屏幕(110)上的圖像的現象。
文檔編號A61K33/42GK1799002SQ20048001496
公開日2006年7月5日 申請日期2004年6月4日 優先權日2003年6月6日
發明者山本和久, 水內公典, 北岡康夫, 笠澄研一 申請人:松下電器產業株式會社