投影型显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种人员直接观察激光时也可确保安全的投影型显示装置。本发明专利技术的激光驱动控制部，在照明光学系统的数值孔径Ｂ已设定时，设定至少一个激光光源的输出功率，以使至少一个空间光调制元件上的激光的强度Ａ（ｍＷ／ｍｍ↑［２］）满足Ａ＜６８６×Ｂ↑［２］。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种将根据影像信息、文字信息等输入信息调制的激光投影于屏幕上的投影型显示装置。                           
技术介绍
作为大画面显示装置，投影型显示装置及背面投影型显示装置为公众所知。以往，使用高压水银灯作为光源，但近年来，因优良的色彩再现性和较低的电力消耗，使用3原色的激光的投影型显示装置的开发在不断推进。相对于高压水银灯的光，激光为单色光，波阵面整齐，进入人的眼球时聚光于视网膜上的一点，可能会对视网膜造成损伤。因此，对于使用激光的产品，根据国际标准IEC60825、或在日本国内根据JIS C6802：2005进行激光产品的分级，对每一级别分别设定制造者及使用者应遵守的准则，以求提高使用激光产品的安全性。JIS C6802：2005中，规定了最大允许曝光量(Maximum Permissible Exposure：以下称作MPE)这一用语，以激光波长及光源尺寸、曝光时间、所危及的组织、激光脉冲宽度等为参数，表示通常环境下即使照射到人体也不至于造成有害影响的激光放射的程度(level)。MPE由国际电工委员会(IEC)的工作组根据激光引起的事故案例和使用动物进行的实验性研究得到的信息而决定。在以往的投影型显示装置中，为了避免激光的直接观察而引起的视网膜损伤，采用检测出有人员闯入了图像投影领域内，阻断激光输出或将激光输出减弱至MPE以下的安全程度的措施(例如参照日本专利公报特许2994469号)。上述以往的结构，存在以下的问题。第一，由于是在检测到有人员闯入了检测图像投影领域内的事实后而减弱激光的输出，因此，如果检测是否有人员侵入的检测装置发生故障，或即使检测装置正常运转，但用于阻断激光的电路发生故障时，有可能出现激光保持高输出状态，从而出现人员接近投影型显示装置并观察到激光，其结果导致视网膜的损伤的情况。第二，在使用激光器的设备中，不限于投影型显示装置，当试图打开筐体接触激光光源时，尽管为了确保安全让联锁(interlock)装置启动而使激光器停止发光，但存在不怀-->好意之人取出高输出功率的激光光源转用于其他用途的可能性。                            
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，其一个目的是，提供一种人员直接观察激光时也可确保安全的投影型显示装置。为实现上述目的，本专利技术所涉及的投影型显示装置包括，至少一个激光光源、照明光学系统、至少一个空间光调制元件、投影光学系统、激光驱动控制部。上述照明光学系统将上述激光光源射出的激光照射于上述至少一个空间光调制元件上。上述至少一个空间光调制元件根据输入信息调制由上述照明光学系统照射的激光的强度。上述投影光学系统将由上述空间光调制元件调制的激光投影于屏幕。上述激光驱动控制部，在上述照明光学系统的数值孔径B已设定时，设定上述至少一个激光光源的输出功率，以使上述空间光调制元件上的激光的强度A(mW/mm2)满足A＜686×B2。                             附图说明图1是本专利技术第一实施例的投影型显示装置的概略结构及光程的示意图。图2是本专利技术第一实施例的投影型显示装置的光量计算用模型及光程的示意图。图3是本专利技术第二实施例的投影型显示装置的概略结构及光程的示意图。图4是本专利技术第三实施例的投影型显示装置的概略结构及光程的示意图。图5A是本专利技术第三实施例的投影型显示装置的逆电压产生电路的一个实例的结构图。图5B是本专利技术第三实施例的投影型显示装置的逆电压产生电路的另一个实例的结构图。图6A是本专利技术第四实施例的投影型显示装置的概略结构及光程的示意图。图6B是本专利技术第四实施例的投影型显示装置的绿色激光光源的结构图。图7A是本专利技术第五实施例的投影型显示装置中的激光单元固定于筐体上时的部分结构图。图7B是本专利技术第五实施例的投影型显示装置中的激光单元脱离开筐体时的部分结构图。图8A是表示本专利技术第六实施例的投影型显示装置中焊接在线路板上的罐型半导体激光器及线路板的剖视图。-->图8B是表示本专利技术第六实施例的投影型显示装置中从线路板上取下的罐型半导体激光器及线路板的剖视图。图9A是表示本专利技术第七实施例的投影型显示装置中焊接在线路板上的罐型半导体激光器及线路板的剖视图。图9B是表示本专利技术第七实施例的投影型显示装置中从线路板上取下的罐型半导体激光器及线路板的剖视图。                      具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的各实施例进行说明。(第一实施例)图1是本专利技术第一实施例的投影型显示装置的概略结构及光程的示意图。第一实施例中，使用射出单一波长带域(wavelength band)的激光或射出波长带域不同的多个激光的一个激光光源，和照射有经照明光学系统射出的至少一个激光的一个透射型空间光调制元件。图1中，11表示激光光源，包括单一波长带域或多个波长带域的半导体激光器或半导体激光激励固体激光器。12表示照明光学系统，其包括复眼透镜(fly-eye lens)或棒状积分器(rod integrator)等射束均匀器(beam homogenizer)，和投射由射束均匀器整形为具有矩形或线形的均匀光量分布的激光的光的中继光学系统。较为理想的是，照明光学系统12内设置扩散板以均匀激光。13表示空间光调制元件。空间光调制元件13根据影像信息或文字信息等输入信息调制由照明光学系统12投射的激光的强度。14表示投影光学系统，其将由空间光调制元件13调制的激光投影于屏幕15。16表示激光。17表示激光驱动控制部，通过控制输入激光光源11的驱动电流，控制激光光源11的输出功率。以下，对图1所示的投影型显示装置的动作进行简单说明。驱动电流由激光驱动控制部17提供给激光光源11后，激光光源11射出激光，从激光光源11射出的激光16经由照明光学系统12成为具有规定的光量分布和收束角的光束而被照射在空间光调制元件13上。所谓规定的光量分布，是指大致均匀地照射空间光调制元件13的空间调制区域，所谓规定的收束角，与照明光学系统12的像侧的数值孔径相等，并且也与投影光学系统14的物侧的数值孔径基本相等。由空间光调制元件13根据例如影像信息调制的激光16通过投影光学系统14而被放大投影于屏幕15上。通过由屏幕15反射或散射激光16，观众则可以看到影像等。-->图2是投影型显示装置的光量计算用模型及光程的示意图，图2中，对与图1相同的要素标注相同的符号，并省略其说明。图2中，21表示开口，是具有直径7mm的孔的板。开口21的孔直径对应于人的瞳孔直径。22表示透镜，其紧贴于开口21。23表示视场光阑(field stop)，是开有孔的板。视场光阑23设置在透镜22的焦平面(focal plane)上。关于视场光阑23的孔径，如果透镜22的焦距为f，则被设定为0.1×f。将视场光阑23的孔径设定为0.1×f后，在通过透镜22的光中，只有视野角0.1弧度(θmax)以内的光能够通过视场光阑23。24表示光检测器，其检测通过了视场光阑23的光的光量。25表示光量测定光学系统，其包括开口21、透镜22、视场光阑23、光检测器24。通过使用光量测定光学系统25，测定从投影光学系统14射出的激光16的光量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影型显示装置，其特征在于包括：至少一个激光光源；照明光学系统，照射上述激光光源射出的激光；至少一个空间光调制元件，根据输入信息调制由上述照明光学系统照射的激光的强度；投影光学系统，将由上述空间光调制元件调制的激光投影于屏幕上；激光驱动控制部，在上述照明光学系统的数值孔径Ｂ已设定时，设定上述至少一个激光光源的输出功率，使上述空间光调制元件上的激光的强度Ａ（ｍＷ／ｍｍ↑［２］）满足Ａ＜６８６×Ｂ↑［２］。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-8-26 245603/20051.一种投影型显示装置，其特征在于包括：至少一个激光光源；照明光学系统，照射上述激光光源射出的激光；至少一个空间光调制元件，根据输入信息调制由上述照明光学系统照射的激光的强度；投影光学系统，将由上述空间光调制元件调制的激光投影于屏幕上；激光驱动控制部，在上述照明光学系统的数值孔径B已设定时，设定上述至少一个激光光源的输出功率，使上述空间光调制元件上的激光的强度A(mW/mm2)满足A＜686×B2。2.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其特征在于：上述至少一个激光光源，是分别射出波长带域不同的N个激光的N个激光光源，上述至少一个空间光调制元件，是根据上述输入信息调制由上述照明光学系统照射的上述波长带域不同的N个激光的强度的一个空间光调制元件。3.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其特征在于：上述至少一个激光光源，是分别射出波长带域不同的N个激光的N个激光光源，上述至少一个空间光调制元件，是分别根据上述输入信息调制由上述照明光学系统照射的上述波长带域不同的N个激光的强度的N个空间光调制元件。4.根据权利要求2或3所述的投影型显示装置，其特征在于：上述激光驱动控制部具有第一功率控制模式，设定上述N个激光光源的输出功率，以使上述波长带域不同的N个激光的各自在上述空间光调制元件上的强度的合计强度A满足上述A＜686×B2。5.根据权利要求2或3所述的投影型显示装置，其特征在于：上述激光驱动控制部具有第二功率控制模式，设定射出上述波长带域不同的N个激光中、具有光视效率最高的波长带域的激光的激光光源的输出功率，以使上述具有光视效率最高的波长带域的激光在上述空间光调制元件上的强度A满足A＜686×B2，并停止其他激光光源的发光。6.根据权利要求5所述的投影型显示装置，其特征在于还包括：输入信息判定部，判定上述输入信息是影像信息还是文字信息，其中，上述激光驱动控制部，在上述输入信息判定部判定上述输入信息为影像信息时，设定上述第一功率控制模式，在上述输入信息判定部判定上述输入信息为文字信息时，设定上述第二功率控制模式。7.根据权利要求5所述的投影型显示装置，其特征在于还包括：外光传感器，检测外光中包含的上述波长带域不同的光的照度，其中，上述激光驱动控制部具有第三功率控制模式，根据由上述外光传感器检测出的照度，降低射出上述波长带域不同的N个激光中、具有与由上述外光传感器检测出的照度最高的光的波长带域所对应的波长带域的激光的激光光源的输出功率。8.根据权利要求7所述的投影型显示装置，其特征在于还包括：操作部，用于输入用户的指示，其中，上述激光驱动控制部根据用户通过操作部输入的指示，设定上述第一功率控制模式、上述第二功率控制模式及上述第三功率控制模式的其中之一。9.根据权利要求1～8中任一项所述的投影型显示装置，其特征在于：上述照明光学系统的数值孔径B为0.25或者不满0.25，上述空间光调制元件上的激光的强度A为43mW/mm2或者不满43mW/mm2。10.根据权利要求1～9中任一项所述的投影型显示装置，其特征在于：上述照明光学系统包含，使激光的光量分布均匀化的射束均匀器；和将通过射束均匀器而被均匀化的光量分布投影在上述空间光调制元件上的中继光学系统。11.根据权利要求1～10中任一项所述的投影型显示装置，其特征在于：上述照明光学系统包含扩散板。12.根据权利要求1～11中任一项所述的投影型显示装置，其特征在于还包括：激光单元，至少收纳上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤达男，山本和久，笠澄研一，水内公典，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]