光扫射装置、照明装置、投射装置及光学元件制造方法及图纸

技术编号:22237243 阅读:44 留言:0更新日期:2019-10-09 17:13
本发明专利技术提供光扫射装置、照明装置、投射装置及光学元件,能够不使结构复杂化而提高斑点的削减效果。照明装置(40)具备:扩散部件(67),其具有各向异性扩散面;旋转轴部件(68),其在来自光源的相干光照射到各向异性扩散面上的状态下使各向异性扩散面旋转;光学元件(50),其使被各向异性扩散面扩散的相干光进一步扩散,被各向异性扩散面扩散的相干光以线状扩散,该线状的扩散光线根据各向异性扩散面的旋转而在光学元件上描绘出朝向一个方向旋转的轨道。

Optical Scanning Device, Lighting Device, Projection Device and Optical Elements

【技术实现步骤摘要】
光扫射装置、照明装置、投射装置及光学元件本申请是申请日为2014年12月10日,国家申请号为201480023149.X(国际申请号为PCT/JP2014/082750),专利技术名称为“光扫射装置、照明装置、投射装置及光学元件”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及将相干光用作光源的光扫射装置、照明装置、投射装置及光学元件。
技术介绍
在半导体激光的高输出化及价格降低以及用于使相干光发生反射的MEMS(MicroElectroMechanichalSystem:微机电系统)镜的性能提高等背景下,将半导体激光用作光源的投射装置正在普及。但是,存在从相干光源出射的相干光在投射屏幕上产生斑点的问题。斑点(speckle)是当对散射面照射激光等相干光时出现的斑点状的纹样,如果斑点产生在屏幕上则会作为斑点状的亮度不匀(明亮度不匀)被观察到,会成为对观察者造成生理上的不良影响的原因。认为在使用相干光的情况下产生斑点的理由如下:在屏幕等散射反射面的各部分发生了反射的相干光由于其极高的相干性而互相干渉,由此而产生斑点。本专利技术的专利技术人此前专利技术了一种照明装置,该照明装置在利用相干光对被照明区域LZ进行照明时,通过光扫射装置使相干光进行扫射并使其入射至光学元件,通过光学元件对被照明区域LZ反复进行照明,由此,使被照明区域LZ内的斑点变得不显眼,并且,还专利技术了一种投射装置,该投射装置在使用这种照明装置将光调制图像投射到屏幕上时,能够使产生在屏幕上的斑点也变得不显眼(参照日本特开2012-58481号公报)。
技术实现思路
光扫射装置由具有反射面的MEMS镜等构成,使反射面在1轴或者2轴方向上以规定的振动角转动,来切换相干光的反射方向。被反射面反射的相干光直接或者间接地入射至光学元件。从削减斑点的观点考虑,期望相干光在光学元件上尽可能密集地进行扫射。这是由于在这种情况下,入射到被照明区域LZ的相干光的角度多重度、即角度的密度变大,并通过使其兼具使入射方向连续变化的作用,由此能够最大限度地提高斑点的削减效果。但是,要想使相干光在光学元件上尽可能密集地进行扫射,必须精密且高速地驱动光扫射装置的反射面,光扫射装置变得大规模,设备成本也增加。此外,在稳定且长时间工作的光扫射装置中,大多数情况下设有共振机构,控制信号的波形为大致正弦波。正弦波在各个周期的每一个内具有正的峰值和负的峰值,在这些峰值处,由于切换旋转方向,反射面会暂时停止。这即意味着在各个扫射周期内会产生2次相干光的扫射速度几乎为零的位置。在相干光的扫射速度变慢并几乎变为零的期间,斑点的削减程度变弱。这样,如果使光扫射装置的反射面以规定的振动角转动,则斑点的削减程度根据时间而变化,无法提高平均的斑点削减效果。本专利技术是为了解决上述课题而完成的,其目的是提供能够不使结构复杂化而提高斑点的削减效果的光扫射装置、照明装置、投射装置及光学元件。为了解决上述课题,在本专利技术的一个方式中,提供一种光扫射装置,其特征在于,该光扫射装置具备:扩散部件,其具有各向异性扩散面;以及旋转轴部件,在来自光源的相干光照射到所述各向异性扩散面上的状态下,该旋转轴部件使所述各向异性扩散面旋转,照射到所述各向异性扩散面上的相干光从所述各向异性扩散面以线状扩散,并且根据所述各向异性扩散面的旋转,所述以线状扩散的相干光在规定的平面上描绘出使线状光束旋转的轨道。所述各向异性扩散面可以是在第1轴方向上曲率连续变化、在与所述第1轴交叉的第2轴方向上曲率固定的面。所述各向异性扩散面可以是柱面。所述旋转轴部件可以使所述各向异性扩散面不偏心地旋转。所述旋转轴部件可以使所述各向异性扩散面偏心并使其旋转。在本专利技术的另一实施方式中,提供一种照明装置,其特征在于,该照明装置具备:扩散部件,其具有各向异性扩散面;旋转轴部件,在来自光源的相干光照射到所述各向异性扩散面上的状态下,该旋转轴部件使所述各向异性扩散面旋转;以及光学元件,其使被所述各向异性扩散面扩散的相干光进一步扩散,被所述各向异性扩散面扩散的相干光以线状扩散,该线状的扩散光线根据所述各向异性扩散面的旋转而在所述光学元件上描绘出朝向一个方向旋转的轨道。该照明装置可以具备准直透镜,该准直透镜将被所述各向异性扩散面扩散的相干光转换为平行光,被所述准直透镜转换的平行光入射至所述光学元件。该照明装置可以具备聚光光学系统,该聚光光学系统将被所述光学元件扩散的相干光聚光,并反复对规定的区域进行照明。该照明装置可以具备均匀化光学系统,该均匀化光学系统配置于所述规定的区域或者所述规定的区域的光轴后方,使入射的相干光在内壁发生全反射并传播之后将其出射。可以具备:上述的照明装置;光调制器,其配置于所述规定的区域或者所述规定的区域的光轴后方,并且被通过所述规定的区域的相干光照明而生成调制图像;以及投射光学系统,其将所述调制图像投射到规定的投射部件上。在本专利技术的另一实施方式中,提供一种光学元件,其特征在于,该光学元件将来自上述光扫射装置的所述各向异性扩散面的光作为入射光而使其扩散。该光学元件可以具备包含多个单元透镜的透镜阵列,所述多个单元透镜分别将来自所述各向异性扩散面的光作为入射光而使其扩散。该光学元件可以具备将来自所述各向异性扩散面的光作为入射光而使其扩散的全息图记录介质。根据本专利技术,能够不使结构复杂化而提高斑点的削减效果。附图说明图1是示出投射装置的概略结构的框图,该投射装置具备基于本专利技术的一个实施方式的照明装置。图2是对图1的扫射器件65所进行的激光的扫射进行说明的图。图3是示出图2的线状激光束LB1的轨迹的俯视图。图4是示出具备使柱面66偏心并旋转的扫射器件65的投射装置的一例的框图。图5是对图4的扫射器件65所进行的激光的扫射进行说明的图。图6是示出图5的线状激光束LB2的轨迹的俯视图。图7是示出设有反射部件的本公司的装置的概略结构的框图。图8是示出基于图1的一个变形例的投射装置的概略结构的框图。图9是示出对图8追加了中继光学系统的投射装置的概略结构的框图。图10是示出将全息图记录介质55用作光学元件50的投射装置20的一例的框图。具体实施方式以下,对本专利技术的实施方式进行详细的说明。另外,在本说明书的附图中,为了便于图示和易于理解,根据各个实物对缩小比例尺以及纵横的尺寸比等进行适当变更或夸大。此外,本说明书中使用的对形状及几何学的条件以及它们的程度进行特定的例如“平行”、“垂直”、“相同”等词语及长度及角度的值等并不局限于严格的意思,可将其解释为包含能够期待同样的功能的程度的范围。图1是示出投射装置的概略结构的框图,该投射装置具备基于本专利技术的一个实施方式的照明装置。图1的投射装置20具备:照射装置60、准直透镜90、光学元件50、聚光透镜(聚光光学系统)70、光调制器30以及投射光学系统80。由光学元件50与照射装置60构成照明装置40。光学元件50例如由透镜阵列53构成。另外,如后述那样,光学元件50也可以由透镜阵列53以外的扩散元件、例如全息图记录介质构成。在使用全息图记录介质的情况下,可以不需要准直透镜90。此外,在作为光学元件50使用透镜阵列53的情况下,准直透镜90也不是必须的,但是,以下,主要对使用准直透镜90与透镜阵列53的例子进行说明。照射装置60对透镜阵列53照射相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光扫射装置,其特征在于,该光扫射装置具备:扩散部件,其具有各向异性扩散面;以及旋转轴部件,其沿着从所述各向异性扩散面的法线方向倾斜的方向延伸,在来自光源的相干光照射到所述各向异性扩散面上的状态下使所述各向异性扩散面偏心地旋转,所述各向异性扩散面是在第1轴方向上曲率连续变化、在与所述第1轴交叉的第2轴方向上曲率固定的柱面,来自光源的相干光直接入射至所述各向异性扩散面上的曲率连续变化的位置,照射到所述各向异性扩散面上的相干光从所述各向异性扩散面以线状扩散,并且根据所述各向异性扩散面的旋转,所述以线状扩散的相干光在规定的平面上描绘出使线状光束旋转的轨道。

【技术特征摘要】
2013.12.13 JP 2013-2584831.一种光扫射装置,其特征在于,该光扫射装置具备:扩散部件,其具有各向异性扩散面;以及旋转轴部件,其沿着从所述各向异性扩散面的法线方向倾斜的方向延伸,在来自光源的相干光照射到所述各向异性扩散面上的状态下使所述各向异性扩散面偏心地旋转,所述各向异性扩散面是在第1轴方向上曲率连续变化、在与所述第1轴交叉的第2轴方向上曲率固定的柱面,来自光源的相干光直接入射至所述各向异性扩散面上的曲率连续变化的位置,照射到所述各向异性扩散面上的相干光从所述各向异性扩散面以线状扩散,并且根据所述各向异性扩散面的旋转,所述以线状扩散的相干光在规定的平面上描绘出使线状光束旋转的轨道。2.一种照明装置,其特征在于,该照明装置具备:扩散部件,其具有各向异性扩散面;旋转轴部件,其沿着从所述各向异性扩散面的法线方向倾斜的方向延伸,在来自光源的相干光照射到所述各向异性扩散面上的状态下使所述各向异性扩散面偏心地旋转;光学元件,其使被所述各向异性扩散面扩散的相干光进一步扩散;以及准直透镜,其将被所述各向异性扩散面扩散的相干光转换为平行光,所述各向异性扩散面是在第1轴方向上曲率连续变化、在与所述第1轴交叉的第2轴方向上曲率固定的柱面,来自光源的相干光直接入射至所述各向异性扩散面上的曲率连续变化的位置,被所述各向异性扩散面扩散的相干光以线状扩散,该线状的扩散光线根据所述各向异性扩散面的旋转而在所述光学元件上描绘出朝向一个方向旋转的轨道,被所述准直透镜转换的平行光入射至所述光学元件。3.根据权利要求2所述的照明装置,其中,该照明装置具备聚光光学系统,该聚光光学系统将被所述光学元件扩散的相干光聚光,并反复对规定的区域...

【专利技术属性】
技术研发人员:仓重牧夫
申请(专利权)人:大日本印刷株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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