照明方法及其显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术实现在使用了光阀的投影型显示装置中，能够得到期望的画面亮度的显示方法，通过使用该显示方法实现轻量、薄型的显示装置。设置光扫描单元（３）来替代玻璃棱镜，使照明光入射到光阀（４）的一部分区域，并且通过使该区域移动来以期望的照度对光阀４整体进行照明。通过使光扫描单元（３）薄型化并设置在光阀（４）和投影单元（５）的之间，来减少投影单元（５）的后聚焦长度，以实现小型的装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在电视图像的显示等中使用的显示装置的结构，具体地涉及下述的照明方法和显示装置的结构，该照明方法通过将光源发出的光作为照明光入射到小型光阀上，从而得到所需的照度，该显示装置使用由光阀对照明光进行调制后，将其发射出来以形成图像的方式。
技术介绍
在传统的投影型显示装置中，例如构成为将光源发出的光引导到光阀上，光阀对入射的光进行与图像相对应的调制，从而生成表示图像的光(以下，称为ON光)，使ON光向投影单元射出，投影单元将上述ON光投影到对象物体上。入射到光阀上的照明光照射到光阀的整个面上以形成所期望的照度分布，例如均匀的照度。形成均匀照度的照明的方法例如是下述方法预先使光源发出的光通过由复眼透镜薄板或柱状光学元件构成的光学积分器，由此将出射光的截面形状修正为与光阀相似的形状，使该截面形状的像在光阀面上成像。作为一个示例，使从光阀面射出的ON光通过投影单元，由此在屏幕等投影对象物体面上成像，从成像状态的像发出的光线散射并由人观察到。并且，作为另一示例，使用物镜光学单元来成像，通过目镜光学单元等进行观察。当被观察的ON光中混入入射到光阀上的照明光，或者混入从光阀射出的未被投影的光(以下，称为OFF光)等的不需要的光时，由于变成因迷光而产生的噪声，所以会产生难以看清图像的问题。因此，为了只对ON光进行观察，设计了只能选择性地通过ON光的单元。在光阀为微型反射镜装置的情况下，因为ON光和OFF光的行进方向不同，所以使用光的透射和不透射根据光线的行进方向而发生变化的全反射棱镜(专利文献1，图1)。在光阀为透射型液晶元件或反射型液晶元件的情况下，因为ON光和OFF光的偏振方向不同，所以例如通过设置偏振片或偏光分离棱镜，只将ON光传送到投影单元(专利文献2，第5～6页，图1)。为了显示电视等的彩色图像，例如通过使用一个或多个光阀，形成各个原色的图像，将这些图像合成，由此显示彩色图像。在为了进行颜色合成而使用棱镜的情况下，仅因棱镜的尺寸就使装置变大(专利文献2，第5～6页，图1)。作为不需要颜色合成棱镜的方式，使用如下的方法在一个光阀上按颜色依次照射红绿蓝的原色光的照明光，使各颜色的ON光依次出射(专利文献3，第3～4页，图4)，在这种情况下，可容易地实现装置的小型化。在微型反射镜元件或反射型液晶元件中，由于显示元件的接通和断开的切换动作的速度与要显示的图像的帧时间相比足够快，所以能够在1图像帧的时间内进行3种原色的投影光的切换，可以用于按颜色依次形成图像的方式。作为其他的方法，还存在如下构成的装置具有一个光阀，在照明光的光路上设置原色的滤色镜，按照光阀的每个像素来显示不同的原色(专利文献4，图1和图3)。另外，也存在使用微型反射镜元件，但不使用用于分离ON光的全反射棱镜的装置(专利文献5，第4页，图1)。并且，也存在在反射型液晶元件中使用板状的反射型偏光分离单元来代替偏光分离棱镜的装置(专利文献6，图1)。并且，还存在如下所述的激光扫描方式的显示装置以图像信号为基础，对激光光源所发出的光的强度进行调制，通过使用扫描单元(例如非专利文献1，第209～223页，图5～图61所记载的电流计和反射镜)使该光源的光在对象物体上扫描来显示图像。专利文献1美国专利，第5552922号说明书(图1)专利文献2特开平11-38365号公报(第5～6页，图1)专利文献3特开平8-51633号公报(第3～4页，图4)专利文献4美国专利，第6254237号说明书(图1，图3)专利文献5特开2002-268010号公报(第4页，图1)专利文献6美国专利，第6447120号说明书(图1) 专利文献7特开2003-121922号公报(图1，图4)非专利文献1平井纪光著，《实用激光技术》，共立出版株式会社，1987年12月20日，p.222～223在传统的显示装置中，当想要实现装置的小型化和薄型化时，存在不能均匀地对光阀进行照明，在图像中混入噪声等问题。下面对问题的发生原因进行说明。在使用了反射型光阀的显示装置中，在光阀的附近必须有设置场所来设置用于均匀地对光阀进行照明的照明光的光路、以及除去不需要的光以使在观察ON光时看不到噪声的单元。为了实现这些必需的功能，使用全反射棱镜(专利文献1)和偏光分离棱镜(专利文献2)等玻璃棱镜。这些玻璃棱镜对于进行焦阑照明也是有效的。为了减少噪声的混入，必须避免迷光返回到光路中，为此需要包含光路的足够体积的玻璃棱镜，所以很难实现装置的小型化和薄型化。并且，玻璃棱镜是以均质的玻璃材料为原料，经过研磨和粘结等工序制作而成的，存在价格较高，重量大的问题。在投影型显示装置中，因为这些玻璃棱镜设置在光阀和投影单元之间(专利文献1和专利文献2)，所以投影单元的后聚焦长度变长，在这种情况下，很难将投影单元设计为在很好地保持色像差等光学特性的同时以大的像角来进行投影。为此，很难缩短投影距离，制作小型的装置。在设置了板状的偏光分离装置来代替偏光分离棱镜的装置(专利文献6)中，与使用了棱镜的结构相比可以减小质量。但是，从光阀到投影单元的光路上，如果除去偏光分离单元，则因为介质是折射率大约为1的空气，所以很难缩短投影单元的有效后聚焦长度。并且，在以往的显示装置(专利文献5)中，尽管使用透镜和反射镜来代替全反射棱镜，但存在很难以需要的均匀照度分布来对光阀进行照明的问题。即使在使用了透射型光阀的显示装置(专利文献4)中，也需要用于对光阀进行均匀照明的复眼透镜那样的均匀照明光学单元及其光路，所以难以实现装置的进一步小型化。在激光扫描方式的显示装置等中，对于光源的光学特性存在如下的制约条件为显示像素而使光源像足够小，并且足够亮，这样的光源就必须使用大型的高价激光振荡装置，这是个问题。在图像信号中存在各种画面外观的信号，例如，在电视信号中混合使用16比9和4比3的信号。以往的光学积分器被构成为射出规定的截面形状的照明光，所以光阀被以一定的照度分布进行照明。当考虑使用了上述的任意一种外观的光阀的情况时，在显示外观与光阀形状不同的图像的情况下，在光阀的外周上产生虽然被照明但在图像显示中完全没有被使用的OFF状态的像素区域。在这种情况下，当根据面积比计算时，作为OFF光，产生了约25％的无用废弃的光，因此存在光的利用效率降低的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而提出的，实现能够得到期望的画面亮度的显示方法，通过使用该显示方法，实现轻量薄型的显示装置。本专利技术的显示装置的特征在于，具有射出光线的光源；光阀，其具有由多个像素区域构成的画面；光截面转换单元，其接收光源发出的光线，将其转换为具有对多个像素区域分别独立地进行照明的截面形状的照明光线；光扫描单元，其通过将照明光线依次对上述多个像素区域进行照明，来对上述多个像素区域进行扫描，上述光扫描单元通过对扫描上述多个像素的顺序、速度及次数中的至少一个进行控制，在不长于图像的一帧期间内，使画面的整体变成期望的照度分布。本专利技术的照明方法的特征在于，包括下列步骤从光源射出光线；接收上述光线，将其转换为具有对光阀的像素区域分别独立地进行照明的截面形状的照明光线，上述光阀具有由多个像素区域构成的画面；对照明光线进行控制，以使上述照明光线依次对多个像素区域进行照明，对多个像素区域进行扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示装置，其特征在于，具有：射出光线的光源；光阀，其具有由多个像素构成的画面；光截面转换单元，其接收上述光线，将其转换为具有１次可照明至少一个像素的截面形状的照明光线；光扫描单元，其对上述照明光线的行进方 向进行控制，以使得上述照明光线扫描上述多个像素，上述光扫描单元通过对扫描上述多个像素的顺序、速度及次数中的至少一个进行控制，在不长于图像的一帧期间内，使画面的整体变成期望的照度分布。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：日比武利，中野勇三，冈森伸二，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]