專利名稱：投影裝置和用于該投影裝置的投影方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于掃描和投影通過采用一維型光調(diào)制裝置光學(xué)根據(jù)圖像 信息調(diào)制光而獲得的圖像光以顯示對應(yīng)于圖像光的二維圖像的投影裝置，及 用于本裝置的投影方法。本發(fā)明包含涉及2007年3月18日在日本專利局申請的日本專利申請JP 2007-133529的主題內(nèi)容，在這里參考并入其全部內(nèi)容。
背景技術(shù)：
高逼真感顯示器要求有高解晰度、寬色域、寬視角及高幀率。當(dāng)用一個 投影器即一個投影裝置實現(xiàn)寬視角時，通過二維型空間光調(diào)制裝置例如液晶 面板或數(shù)字微鏡裝置(DMD)在大屏幕或曲面屏幕上投影圖像的方法被廣 為使用。在這樣的實例中，由于圖像質(zhì)量在端部尤其是在屏幕的四角劣化， 因此目前，圖像質(zhì)量和寬視角還是一對矛盾。另一方面， 一維型空間光調(diào)制裝置(下文中稱為"一維型光調(diào)制裝置") 發(fā)出一維圖像光，所述圖像光沿著分別對應(yīng)于各像素布置光調(diào)制元件的方 向，即沿一維型光調(diào)制裝置的主軸方向(縱向)延伸。因此，組合使用一維 型光調(diào)制裝置和光偏轉(zhuǎn)裝置，例如沿垂直于光調(diào)制裝置主軸的方向掃描圖像 光的掃描鏡(即掃描元件)，可以在屏幕上顯示出二維圖像。另外，若在使用一維型光調(diào)制裝置的投影裝置中采用具有布置在隨后的 階段側(cè)，即布置在包括投影物鏡等的投影光學(xué)系統(tǒng)的射出側(cè)的光偏轉(zhuǎn)裝置的 后投影掃描系統(tǒng)，就可在狹窄的投影空間中輕松實現(xiàn)寬的可視角度。此外， 當(dāng)使用柱形屏幕作為成像投影平面時，其優(yōu)勢在于屏幕四角的圖像惡化程度 較小，從而能夠在不損傷圖像質(zhì)量的情況下實現(xiàn)寬視角。本項技術(shù)在例如曰 本專利No. 2003-207730中描述。另外，若在使用 一維型光調(diào)制裝置的投影裝置中采用具有布置在投影物 鏡前的掃描部分的預(yù)投影掃描系統(tǒng)，在由投影物鏡和非球面透鏡組合成的校 正透鏡系統(tǒng)會使得不用校正圖像信號就能夠投影出矩形圖像。按如上所述使用一維型光調(diào)制裝置，可顯示具有寬的橫向視角的圖像 成。這就是說，可以投影具有大的橫向長度和縱向長度比值(水平垂直比)， 即大的長寬比的圖像。因此使得能夠進(jìn)一步提高逼真感。如提供具有投影相對大的長寬比的圖像的功能和投影具有相對小的長 寬比的圖像的功能并具有與現(xiàn)有裝置相同的橫向可視角的裝置，增加了例如 選擇圖像軟件的自由度。這使得實用價值能夠被進(jìn)一步提高。但是，僅用于實現(xiàn)上面描述的兩種投影方法的投影裝置還沒有被提出。 目前，這種情況下必須準(zhǔn)備多個投影裝置。當(dāng)使用多個投影裝置時，存在的 問題是整個裝置的結(jié)構(gòu)成比例增大并變得復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容受前述思想的啟發(fā)，本發(fā)明被設(shè)計以提供能夠在投影具有不同長寬比的 圖像的同時又能抑制各個圖像的質(zhì)量的惡化并能夠在使用不同系統(tǒng)的投影 方法之間簡單切換的投影裝置，及用于該投影裝置的投影方法。為實現(xiàn)上述需求，依據(jù)本發(fā)明的實施例，提供的投影裝置包括用以根 據(jù)圖像信息調(diào)制光的一維型光調(diào)制裝置；投影光學(xué)系統(tǒng)；沿近似垂直于從一 維型光調(diào)制裝置發(fā)出的一維圖像光的延伸方向的方向偏轉(zhuǎn)圖像光的光偏轉(zhuǎn) 裝置；所述光偏轉(zhuǎn)裝置包括布置在投影光學(xué)系統(tǒng)和一維型光調(diào)制裝置之間的 第一光偏轉(zhuǎn)裝置和布置在投影光學(xué)系統(tǒng)的射出側(cè)上的第二光偏轉(zhuǎn)裝置。第二 光偏轉(zhuǎn)裝置被可拆卸地安裝。依據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供的投影裝置包括用以根據(jù)圖像信息 調(diào)制光的一維型光調(diào)制裝置；投影光學(xué)系統(tǒng)；沿近似垂直于從一維型光調(diào)制 裝置發(fā)出的一維圖像光的延伸方向的方向偏轉(zhuǎn)圖像光的光偏轉(zhuǎn)裝置；所述光 偏轉(zhuǎn)裝置包括布置在投影光學(xué)系統(tǒng)和一維型光調(diào)制裝置之間的第一光偏轉(zhuǎn) 裝置和布置在投影光學(xué)系統(tǒng)的射出側(cè)上的第二光偏轉(zhuǎn)裝置；布置在第二光偏 轉(zhuǎn)裝置內(nèi)或布置在第二光偏轉(zhuǎn)裝置和投影光學(xué)系統(tǒng)之間的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置有 移動一幾構(gòu)。仍是依據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供了^:影方法，本方法包括穿過 第 一光偏轉(zhuǎn)裝置和投影光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出由光調(diào)制裝置調(diào)制獲得的圖像光以投 射出具有第一長寬比的圖像光；和穿過布置在所述投影光學(xué)系統(tǒng)的射出側(cè)上 的第二光偏轉(zhuǎn)裝置發(fā)出由光調(diào)制裝置調(diào)制獲得的圖像光以投射出具有不同于第一長寬比的第二長寬比的圖像光。
如前所述，依據(jù)本發(fā)明的實施例，通過光偏轉(zhuǎn)裝置偏轉(zhuǎn)由一維型光調(diào)制 裝置調(diào)制獲得的圖像光、并由投影光學(xué)系統(tǒng)將生成的圖像投射到外部圖像生 成表面例如屏幕上以進(jìn)行投影的投影裝置具有第一和第二光偏轉(zhuǎn)裝置。另 外，第一光偏轉(zhuǎn)裝置布置在一維型光調(diào)制裝置和投影光學(xué)系統(tǒng)之間，第二光 偏轉(zhuǎn)裝置布置在投影光學(xué)系統(tǒng)的射出側(cè)上。這也就是說，當(dāng)使用第一光偏轉(zhuǎn) 裝置時，可使用預(yù)投影掃描系統(tǒng)進(jìn)行投影，而當(dāng)使用第二光偏轉(zhuǎn)裝置時，可 使用后投影掃描系統(tǒng)進(jìn)行投影。
另外，依據(jù)本發(fā)明的實施例，第二光偏轉(zhuǎn)裝置被可拆卸地安裝，這使得
可簡單地選擇如下兩種狀態(tài)通過第一光偏轉(zhuǎn)裝置偏轉(zhuǎn)光以進(jìn)行投影，或者 通過第二光偏轉(zhuǎn)裝置偏轉(zhuǎn)光以進(jìn)行投影。
而且，第二光偏轉(zhuǎn)裝置設(shè)置有移動機(jī)構(gòu)，或布置在第二光偏轉(zhuǎn)裝置和偏 轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)之間的例如折疊鏡的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置有移動機(jī)構(gòu)，這使得能夠類似 于如上實例而簡單地相互切換由第 一光偏轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行偏轉(zhuǎn)和投影或由第二 光偏轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行偏轉(zhuǎn)和投影。
由此，由第 一光偏轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行偏轉(zhuǎn)而第二光偏轉(zhuǎn)裝置被檢測或從投影光 學(xué)系統(tǒng)的發(fā)光光路上的位置移動，從而可以采用在圖像光入射到投影光學(xué)系 統(tǒng)之前掃描圖像光的預(yù)投影掃描系統(tǒng)進(jìn)行投影。另一方面，由第二光偏轉(zhuǎn)裝 置進(jìn)行光的偏轉(zhuǎn)并且停止第一光偏轉(zhuǎn)裝置，使得可采用當(dāng)圖像光從投影光學(xué) 系統(tǒng)發(fā)出后掃描圖像光的所謂的后投影掃描系統(tǒng)進(jìn)行投影。依據(jù)本發(fā)明的實 施例，可以簡單地相互切換分別使用這兩種系統(tǒng)的方法。這就是說，能夠才殳 影具有不同長寬比的圖像，同時抑制各個圖像質(zhì)量的惡化。
另外，依據(jù)本發(fā)明的另外一個實施例，如上所述，該^:影方法包括通 過第一光偏轉(zhuǎn)裝置和投影光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出由光調(diào)制裝置調(diào)制獲得的圖像光，以 投影具有第一長寬比的圖像光；并通過布置在投影光學(xué)系統(tǒng)的射出側(cè)上的第 二光偏轉(zhuǎn)裝置發(fā)出由光調(diào)制裝置調(diào)制獲得的圖像光，以投影具有不同于第一 長寬比的第二長寬比的圖像光。因此，能夠簡單地相互切換具有不同長寬比 的圖像光，并且偏轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)也各不相同。由此使得在這兩種投影方法中 都能夠抑制圖像質(zhì)量的惡化。
依據(jù)本發(fā)明的投影裝置和投影方法，能夠在投影具有不同長寬比的圓像 的同時抑制各個圖像質(zhì)量的惡化，另外分別使用這兩種系統(tǒng)的投影方法能夠簡單地相互切換。


圖1是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例的投影裝置的結(jié)構(gòu)的平面視圖2是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例的投影裝置的變化的結(jié)構(gòu)的平面視圖； 圖3是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例的投影裝置的另一個變化的主要部分的 結(jié)構(gòu)的平面^L圖；和
圖4A和4B是分別說明依據(jù)本發(fā)明的投影方法的平面結(jié)構(gòu)的視圖。
具體實施例方式
盡管下文中將詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明不僅限于此。 圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的實施例的投影裝置的示意性結(jié)構(gòu)視圖。 投影裝置100包括光源10; —維型光調(diào)制裝置1;由Offner中繼或類 似器件構(gòu)成的中繼光學(xué)系統(tǒng)2;第一光偏轉(zhuǎn)裝置3;校正光學(xué)系統(tǒng)4;例如投 影物鏡的投影光學(xué)系統(tǒng)5;控制器6;移動機(jī)構(gòu)7;由折疊鏡或類似構(gòu)件構(gòu)成 的光學(xué)系統(tǒng)8;及第二光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置9。在本實例中，校正光學(xué)系統(tǒng)4執(zhí)行 圖像平面曲率校正、像差校正及類似功能。另外，移動機(jī)構(gòu)7移動光學(xué)系統(tǒng) 8。
例如相位反射型衍射光柵等光調(diào)制元件能夠被用作 一維型光調(diào)制裝置， 例如美國硅光儀器公司(Silicon Light Machines Corporation)生產(chǎn)的光柵閥 (GLV)。在使用這種相位反射型衍射光柵的一維型光調(diào)制裝置中，衍射光 柵類的光調(diào)制元件-故沿垂直于圖1所在的紙面的方向直線布置以分別對應(yīng)于 多個像素。另外， 一維型(線型)相干光沿它的排列方向即主軸(縱向)方 向射向衍射光柵類的光調(diào)制元件，從而根據(jù)圖像信息通過靜電驅(qū)動力或類似 力使衍射光柵變形。由此使得相干光被調(diào)制成對應(yīng)于圖像信息的 一維圖像光 發(fā)出。
當(dāng)一維型光調(diào)制裝置由例如GLV這樣的光調(diào)制元件構(gòu)成時，需要提供 光源10，這是由于例如GLV這樣的光調(diào)制元件是非自發(fā)光型，另外還要使 用相干光源，例如半導(dǎo)體激光器。當(dāng)投影彩色圖像時，優(yōu)選地提供對應(yīng)于紅、 藍(lán)和綠色的彩色光源和與其對應(yīng)的一維型光調(diào)制裝置。 —
應(yīng)注意到，當(dāng)使用包括沿一維方向布置的發(fā)光二極管或類似器件的自發(fā)光型元件作為一維型光調(diào)制裝置時，不必提供如圖1中所示的光源10。
中繼光學(xué)系統(tǒng)2由Offner中繼或類似器件構(gòu)成，因此，是由反射鏡組合 而獲得的中繼光學(xué)系統(tǒng)。由此，中繼光學(xué)系統(tǒng)2形成具有與一維圖像相同的 放大倍率的圖像。
第一光偏轉(zhuǎn)裝置3由例如包括平面鏡3m和用以驅(qū)動平面鏡的部件的電 反射鏡(galvano-mirror)或類似組件構(gòu)成。另外，第一光偏轉(zhuǎn)裝置3被布置 在中繼光學(xué)系統(tǒng)2的圖像位置的前面，并與圖像信號同步掃描一維圖像。
另外，當(dāng)?shù)谝还馄D(zhuǎn)裝置3被移動至指定位置，則一維中間圖像能夠在 校正光學(xué)系統(tǒng)4和投影物鏡5之間形成。另夕卜，平面鏡3m由例如驅(qū)動器(未 示出)的驅(qū)動部分驅(qū)動而在垂直于一維型光調(diào)制裝置1的布置方向的平面(圖 1所在的紙張的平面)中沿如圖中箭頭s所標(biāo)明的方向樞轉(zhuǎn)，從而掃描來自 一維型光調(diào)制裝置1的一維中間圖像。由此能夠在校正光學(xué)系統(tǒng)4和投影光 學(xué)系統(tǒng)5之間形成二維中間圖像。
由投影物鏡或類似器件構(gòu)成的投影光學(xué)系統(tǒng)5放大并投影一維中間圖像 或由此形成在外部屏幕上的平面二維中間圖像。
例如折疊鏡等光學(xué)系統(tǒng)8具有包括例如滑動機(jī)構(gòu)等的移動機(jī)構(gòu)7，并可 以由圖1中箭頭a標(biāo)明的那樣移動。由此能夠在如下兩種情況之間相互切換 在投影光學(xué)系統(tǒng)5發(fā)出的光沿圖1中標(biāo)明實線的方向直線傳播的情況；和光 路由如圖1中虛線所示的通過反射或類似操作偏向光偏轉(zhuǎn)裝置9一側(cè)而發(fā)生 改變的情況。
例如，在投影以作為標(biāo)準(zhǔn)水平垂直比率的第一長寬比的圖像至平面屏幕 (未示出)上的第一投影過程中，圖像光被偏轉(zhuǎn)，即，由第一光偏轉(zhuǎn)裝置3 依據(jù)從用以控制裝置主體的控制器6輸出的信號進(jìn)行掃描。另外，光學(xué)系統(tǒng) 8的位置依據(jù)從控制器6輸出的信號被調(diào)整至使從投影光學(xué)系統(tǒng)5發(fā)出的光 直線傳播的位置。
另外，還可以進(jìn)行用以投影所具有的長寬比不同于第 一 長寬比的圖像的 第二投影過程，例如，投影具有橫向長度相對大于縱向長度的圖像至柱形屏 幕上(未示出)或類似屏幕上。在這種情況下，第一光偏轉(zhuǎn)裝置3停止在預(yù) 定的位置，另外光學(xué)系統(tǒng)8的位置依據(jù)從控制器6輸出的信號被調(diào)整至使從 投影光學(xué)系統(tǒng)5發(fā)出的光能夠被反射至第二光偏轉(zhuǎn)裝置9的一側(cè)的位置。這 就是說，在第二投影過程中，例如折疊鏡等反射部分被插入圖像光的^光軸，以將圖像光導(dǎo)向第二光偏轉(zhuǎn)裝置9。
例如，具有正多棱橫截面的多棱鏡和用以驅(qū)動本多棱鏡的部件，平面鏡 和用以驅(qū)動本平面鏡的部件或者類似構(gòu)件能夠被用作第二光偏轉(zhuǎn)裝置9。當(dāng)
光學(xué)系統(tǒng)8的位置被以上述的方式調(diào)整使得圖像光由例如折疊鏡等反射部分 引導(dǎo)至第二光偏轉(zhuǎn)裝置9時，采用本結(jié)構(gòu)使得一維型圖像被與圖像信號同步
掃描并由后投影掃描系統(tǒng)進(jìn)行投影。在本實例中，可以采用本結(jié)構(gòu)使得圖像 被以例如第二長寬比投影在柱形屏幕或類似屏幕上。
應(yīng)注意，由折疊鏡構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)8通過滑動機(jī)構(gòu)等^^皮移動以使光路改 變成為另外一個光路。然而，當(dāng)然，也能夠依據(jù)例如平面屏幕或柱形屏幕的 布置等采用在第二光偏轉(zhuǎn)裝置9中設(shè)置移動機(jī)構(gòu)和通過滑動機(jī)構(gòu)等移動第二 光偏轉(zhuǎn)裝置9以改變光路至另一個光路的結(jié)構(gòu)。
另外，除滑動機(jī)構(gòu)之外，提供在光學(xué)系統(tǒng)8或第二光偏轉(zhuǎn)裝置9中的移 動機(jī)構(gòu)能夠由轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。
依據(jù)具有這樣的結(jié)構(gòu)的投影裝置100 ，可以實現(xiàn)依據(jù)本發(fā)明的投影方法， 本方法中光偏轉(zhuǎn)裝置的一部分被停止、拆卸或可移動，或者另外使用任何其 它適用的光偏轉(zhuǎn)裝置。依據(jù)本發(fā)明的投影方法，具有不同長寬比的圖像光能 夠被簡單地相互切換，并且偏轉(zhuǎn)裝置在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了改變使得在每一種投影 方法中圖像質(zhì)量的惡化都能夠被抑制。
圖2示出了位置調(diào)整機(jī)構(gòu)11和13分別裝配在投影光學(xué)系統(tǒng)5和第二光 偏轉(zhuǎn)裝置9中的實例，作為依據(jù)本發(fā)明的實施例的投影裝置改變的實例。圖 2中與圖1相對應(yīng)的部分用相同的附圖標(biāo)記指代，并且為筒練起見，省略對 其的描述。
裝配在投影光學(xué)系統(tǒng)5中的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)11可以如下構(gòu)成。即，例如， 投影光學(xué)系統(tǒng)5的投影物鏡1的位置能夠沿一維型光調(diào)制裝置1的布置方向 (垂直于本實例中圖2所在的紙張)進(jìn)行調(diào)整，即沿一維圖像光的延伸方向 的方向進(jìn)行調(diào)整。從而，圖像能夠沿例如屏幕的垂直方向移動。另外，投影 光學(xué)系統(tǒng)5可以如下所述構(gòu)造。這就是說，能夠?qū)ν队拔镧R進(jìn)行例如左手側(cè) 和右手側(cè)的調(diào)整、縮放調(diào)整及類似調(diào)整。
設(shè)置在第一光偏轉(zhuǎn)裝置9中的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)13能夠?qū)?yīng)于投影光學(xué)系 統(tǒng)5發(fā)出的光的位置來移動第二光偏轉(zhuǎn)裝置9的位置。令人擔(dān)心的是在第二 光偏轉(zhuǎn)裝置9中，光路依據(jù)投影光學(xué)系統(tǒng)5的位置而被射向第二光&轉(zhuǎn)裝置9的反射鏡部分之外的部分，這樣會使得屏幕上的圖像邊緣變暗。為避免這
種情況，第二光偏轉(zhuǎn)裝置9被移動使得第二光偏轉(zhuǎn)裝置9的位置與由位置檢 測傳感器檢測的與投影光學(xué)系統(tǒng)5的物鏡或類似構(gòu)件的位置對應(yīng)的先儲存在 控制器6的存儲器部分中的位置數(shù)據(jù)一致。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，第二光偏轉(zhuǎn)裝置9的光學(xué)元件的數(shù)目能夠保持最 小化，光學(xué)元件的成本能夠更低，并且用以驅(qū)動第二光偏轉(zhuǎn)裝置9的部件的 小型化和低的能量消耗也能夠被實現(xiàn)。
圖3示出了一個實例，作為依據(jù)本發(fā)明的實施例的投影裝置的另一個改 變，實例中的全部構(gòu)成元件例如第二光偏轉(zhuǎn)裝置9和光學(xué)系統(tǒng)8被用一個機(jī) 殼14封裝。
機(jī)殼14封裝設(shè)置有移動機(jī)構(gòu)7的光學(xué)系統(tǒng)8、第二光偏轉(zhuǎn)裝置9、及用 于第二光偏轉(zhuǎn)裝置9的控制器17。另外，機(jī)殼14能夠被安裝到投影光學(xué)系 統(tǒng)5的發(fā)光部分，同時它的結(jié)構(gòu)不會遮擋圖像光的光路。另外，透光的窗15 被提供在機(jī)殼14的投影光學(xué)系統(tǒng)5的發(fā)光光路上及它的第二光偏轉(zhuǎn)裝置9 的發(fā)光光路上。使得例如由例如提供在投影裝置內(nèi)的第一光偏轉(zhuǎn)裝置(未示 出)掃描的具有第 一長寬比的圖像光和由第二光偏轉(zhuǎn)裝置9掃描的具有第二 長寬比的圖像光被投影到外側(cè)。從而，令人滿意地顯示對應(yīng)的這些圖像光的 兩個圖像。
另外，通過采用使用包括以這種方式形成的窗15的機(jī)殼14來封裝用以 發(fā)出圖像光的部分的結(jié)構(gòu)，可以增強(qiáng)避免手和手指碰到可移動機(jī)構(gòu)的安全性 及眼睛免受激光束傷害的安全性。此外，可以防止砂粒和灰塵被粘附到光學(xué) 零件上。
而且，窗15的橫截面優(yōu)選地為近似以第二光偏轉(zhuǎn)裝置9的反射表面16 為圓心形成的圓形。窗15的橫截面采用圓形具有如下的優(yōu)點。即，以確保 了最小化免受激光束傷害的安全區(qū)，使機(jī)殼14小型化，另外也能夠輕松確 保窗15的透過率。
另外，例如，為了安全地保持投影光的強(qiáng)度，互鎖機(jī)構(gòu)，即用以互相限 制第一和第二光偏轉(zhuǎn)裝置的操作或約束第一和第二光偏轉(zhuǎn)裝置的操作的安
全機(jī)構(gòu)可以設(shè)置在本實施例的投影裝置中。
例如，雖然未在任何一個圖中顯示，可以提供位置檢測傳感器，用以檢 測設(shè)置在光學(xué)系統(tǒng)8中的折疊鏡或類似構(gòu)件的位置。在本實例中，位置檢測傳感器檢測折疊鏡狀態(tài)是否處于第一投影狀態(tài)，其中折疊鏡位于使從投影光學(xué)系統(tǒng)5發(fā)出的光直線傳播的位置；或是否處于第二投影狀態(tài)，其中折疊 鏡位于使發(fā)出的光被反射至光偏轉(zhuǎn)裝置9的位置；或折疊鏡既不處于第一投 影狀態(tài)也不處于第二投影狀態(tài)。而且，合適的互鎖方法能夠被選擇使得基于從位置檢測傳感器獲得的信 息使從投影光學(xué)系統(tǒng)5發(fā)出的光不會具有預(yù)期之外的強(qiáng)度。當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)8的 構(gòu)成元件，例如折疊鏡被定位在使發(fā)出的光如圖3中實線所示直線傳播的位 置時，例如，在控制器6中執(zhí)行互鎖操作使得除第一光偏轉(zhuǎn)裝置3正常運(yùn)轉(zhuǎn) 之外不允許發(fā)出光。當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)8的構(gòu)成元件，例如折疊鏡被定位在使發(fā)出 的光被反射至第二光偏轉(zhuǎn)裝置9的位置時，同樣執(zhí)行互鎖操作使得除第二光 偏轉(zhuǎn)裝置9正常運(yùn)轉(zhuǎn)之外不允許發(fā)出光。即，本結(jié)構(gòu)被采用使得第一或第二 光偏轉(zhuǎn)裝置3或9的操作被停止時，盡管裝置應(yīng)處于有效狀態(tài)，也不會有圖 像光被發(fā)射到外部。另外，當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)8的構(gòu)成元件，例如既不在第一投影狀態(tài)也不在第二 狀態(tài)時，發(fā)光被抑制。當(dāng)采用這種包括這樣的互鎖機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)時，可以增強(qiáng) 投影裝置的安全性。應(yīng)注意到，上面描述的實例示出了位置檢測傳感器被安裝到設(shè)置在光學(xué) 系統(tǒng)8中的移動機(jī)構(gòu)7的情況。但是，即使在本實例中采用通過滑動機(jī)構(gòu)等 移動第二光偏轉(zhuǎn)裝置9以改變光路至另一個光路的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然還可以通過安現(xiàn)在，第二光偏轉(zhuǎn)裝置9的旋轉(zhuǎn)速度由于環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生微小變 化，而轉(zhuǎn)速的微小變化使得投影在柱形屏幕上的圖像產(chǎn)生橫向樞轉(zhuǎn)。為減小 橫向樞轉(zhuǎn)，有效的方法是調(diào)整機(jī)殼14內(nèi)的溫度使其保持在給定的溫度值。 作為一個實例，圖3示出了依據(jù)本發(fā)明的投影裝置的另一個變化，在本實例 中熱交換器19被分別設(shè)置在溫度控制元件18例如珀耳帖元件(Peltier element)的吸熱表面和發(fā)熱表面上，并進(jìn)行溫度調(diào)整使得機(jī)殼14內(nèi)的溫度 被控制在給定的范圍內(nèi)。圖4A和4B分別示出了通過依據(jù)本發(fā)明的實施例的投影裝置21投影圖 像光至外部屏幕上的結(jié)構(gòu)性實例。參考圖4A，包括具有例如圖3中所示的 各個結(jié)構(gòu)的第二光偏轉(zhuǎn)裝置9、光學(xué)系統(tǒng)8和移動機(jī)構(gòu)7的偏轉(zhuǎn)疼置22,控 制器17和類似構(gòu)件被可拆卸地安裝在投影裝置21的射出側(cè)。另外，當(dāng)圖像光被第一光偏轉(zhuǎn)裝置3掃描以投影到屏幕上時，投影通過利用預(yù)投影掃描系 統(tǒng)執(zhí)行。因此，如圖4A中所示，具有標(biāo)準(zhǔn)長寬比的圖像，即，具有相對小的水平垂直比率的圖像被投影至平面屏幕23上。在利用預(yù)投影掃描系統(tǒng)的 實例中，圖像光能夠被投影在平面屏幕23上以顯示出令人滿意的圖像，同 時又能在不用校正圖像信號的情況下抑制圖像的變形。另一方面，當(dāng)圖像光由第二光偏轉(zhuǎn)裝置9掃描到屏幕上時，投影通過利 用后投影掃描系統(tǒng)執(zhí)行。當(dāng)圖像被投影在柱形屏幕24上時，具有大的水平 垂直比率的圖像，即大的長寬比的圖像能夠被顯示出來，所顯示的圖像在柱 形屏幕24的四角或類似位置不產(chǎn)生變形，圖像質(zhì)量令人滿意。另外，顯示 在屏幕上的圖像具有極佳的逼真感。如已經(jīng)描述的，依據(jù)本發(fā)明的實施例，可以提供的投影裝置能夠在圖像 長寬比較小時在平面屏幕上簡單投影出具有令人滿意的圖像質(zhì)量的圖像，同 時當(dāng)圖像長寬比較大時能夠在在柱形屏幕上投影出具有令人滿意的圖像質(zhì) 量的圖像。另外，采用依據(jù)本發(fā)明的實施例的投影裝置，具有大的長寬比的圖像被 投影到柱形屏幕上時，與投影小的長寬比的圖像至平面屏幕上一樣，所顯示 的圖像在屏幕的四角不會產(chǎn)生變形。而且，當(dāng)相位反射型和衍射光柵型靜電驅(qū)動元件被用作依據(jù)本發(fā)明的實 施例的投影裝置中的一維型光調(diào)制裝置時，通過使用例如激光束的相干光， 利用了光的干涉。因此，控制具有高精度的粒度，從而可以顯示出高質(zhì)量圖 像。在依據(jù)本發(fā)明的實施例的投影裝置中，全部構(gòu)成元件，例如第二光偏轉(zhuǎn) 裝置、光學(xué)系統(tǒng)、移動機(jī)構(gòu)和控制器用一個機(jī)殼封裝。使得可以增強(qiáng)手部和手指受免可移動機(jī)構(gòu)傷害的安全性和眼部免受激光束損傷的安全性。另外， 可以防止^>、粒和灰塵粘附到光學(xué)元件上。另外，位置檢測傳感器12檢測第二光偏轉(zhuǎn)裝置或光學(xué)系統(tǒng)的位置，以 致動適合的互鎖操作。使得可以防止具有預(yù)料之外的強(qiáng)度的發(fā)光被輸出，從 而可以進(jìn)一步增強(qiáng)安全性。應(yīng)注意到，依據(jù)本發(fā)明的投影裝置決不是為了局限于上面描述的實施 例。也就是說，應(yīng)明白，在不偏離本發(fā)明的要旨的前提下能夠才M居其它類型 的一維型光調(diào)制裝置及它的材料組成、調(diào)制光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)及類似構(gòu)件進(jìn)行了不同的改動和修正。另夕卜，還可以采用能夠控制光偏轉(zhuǎn)裝置的操作的結(jié)構(gòu)，從而允許投影具 有三種或更多種長寬比的圖像。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解可以依據(jù)設(shè)計需求和其它因素進(jìn)行多種修正、組 合、子組合和替代，只要它們在權(quán)利要求或其等效文檔的范圍要求之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種投影裝置，包括用以根據(jù)圖像信息調(diào)制光的一維型光調(diào)制裝置；投影光學(xué)系統(tǒng)；和沿近似垂直于從所述一維型光調(diào)制裝置發(fā)出的一維圖像光的延伸方向的方向偏轉(zhuǎn)圖像光的光偏轉(zhuǎn)裝置，其中，所述光偏轉(zhuǎn)裝置包括布置在所述投影光學(xué)系統(tǒng)和所述一維型光調(diào)制裝置之間的第一光偏轉(zhuǎn)裝置、和布置在所述投影光學(xué)系統(tǒng)的射出側(cè)上的第二光偏轉(zhuǎn)裝置，所述第二光偏轉(zhuǎn)裝置被可拆卸地安裝。
2、 如權(quán)利要求1所述的圖像投影裝置，其中還包括 設(shè)置在所述第二光偏轉(zhuǎn)裝置中的移動機(jī)構(gòu)； 設(shè)置在所述投影光學(xué)系統(tǒng)中的位置檢測傳感器；和控制器，用以依據(jù)從所述位置檢測傳感器輸出的檢測值來控制設(shè)置在所 述第二光偏轉(zhuǎn)裝置中的所述移動機(jī)構(gòu)的移動量。
3、 如權(quán)利要求1所述的圖像投影裝置，其中還包括用以控制所述第二光偏轉(zhuǎn)裝置和用于該第二光偏轉(zhuǎn)裝置的控制器的溫 度的溫度控制器。
4、 如權(quán)利要求1所述的圖像投影裝置，其中還包括覆蓋所述第二光 偏轉(zhuǎn)裝置的機(jī)殼。
5、 如權(quán)利要求4所述的投影裝置，其中，由所述機(jī)殼封裝的所述第二 光偏轉(zhuǎn)裝置發(fā)出的光穿過的區(qū)域的橫截面形成為近似以所述第二光偏轉(zhuǎn)裝 置的發(fā)光位置為圓心的圓形。
6、 一種投影裝置，包括用以根據(jù)圖像信息調(diào)制光的 一 維型光調(diào)制裝置； 投影光學(xué)系統(tǒng)；和沿近似垂直于從所述一維型光調(diào)制裝置發(fā)出的一維圖像光的延伸方向 的方向偏轉(zhuǎn)圖像光的光偏轉(zhuǎn)裝置；其中，所述光偏轉(zhuǎn)裝置包括布置在所述投影光學(xué)系統(tǒng)和所述一維型光 調(diào)制裝置之間的第一光偏轉(zhuǎn)裝置；和布置在所述投影光學(xué)系統(tǒng)的射出側(cè)上的第二光偏轉(zhuǎn)裝置；和布置在所述第二光偏轉(zhuǎn)裝置中或布置在所述第二光偏轉(zhuǎn)裝置和所述投 影光學(xué)系統(tǒng)之間的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置有移動機(jī)構(gòu)。
7、 如權(quán)利要求6所述的投影裝置，其中還包括 設(shè)置在所述第二光偏轉(zhuǎn)裝置中的移動機(jī)構(gòu)； 設(shè)置在所述投影光學(xué)系統(tǒng)中的位置檢測傳感器；和控制器，用以依據(jù)由所述位置傳感器輸出的檢測值來控制設(shè)置在所述第 二光偏轉(zhuǎn)裝置中的所述移動機(jī)構(gòu)的移動量。
8、 如權(quán)利要求6所述的投影裝置，其中，所述第一光偏轉(zhuǎn)裝置、用于 該第一光偏轉(zhuǎn)裝置的控制器、和所述移動機(jī)構(gòu)可從所述投影裝置的主體拆 卸。
9、 如權(quán)利要求6所述的投影裝置，其中還包括用以控制所述第二光 偏轉(zhuǎn)裝置和用于該第二光偏轉(zhuǎn)裝置的控制器的溫度的溫度控制器。
10、 如權(quán)利要求6所述的投影裝置，其中還包括用以覆蓋所述第二光 偏轉(zhuǎn)裝置、所述移動機(jī)構(gòu)、和所述光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)殼。
11、 如權(quán)利要求10所述的投影裝置，其中，由所述機(jī)殼覆蓋的所述第 二光偏轉(zhuǎn)裝置發(fā)出的光穿過的區(qū)域的橫截面形成為近似以所述第二光偏轉(zhuǎn) 裝置的發(fā)光位置為圓心的圓形。
12、 如權(quán)利要求6所述的投影裝置，其中還包括用以檢測設(shè)置在具有 移動機(jī)構(gòu)的所述第二光偏轉(zhuǎn)裝置中、或設(shè)置在所述第二光偏轉(zhuǎn)裝置和所述投 影光學(xué)系統(tǒng)之間的光學(xué)系統(tǒng)的移動位置的位置檢測傳感器；其中，基于從所述位置檢測傳感器獲得的位置信息而自動確認(rèn)是否處于 如下兩個狀態(tài)進(jìn)行投影并且未由所述第二光偏轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的第 一投影 狀態(tài)；或由所述第二光偏轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的第二投影狀態(tài)；并且其中，所述投影裝置還包括根據(jù)所述第一投影狀態(tài)和所述第二投影狀 態(tài)來限制發(fā)光強(qiáng)度的互鎖功能。
13、投影方法，包括如下步驟通過第 一光偏轉(zhuǎn)裝置和投影光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出經(jīng)由光調(diào)制裝置調(diào)制獲得的 圖像光，以投射出具有第一長寬比的圖像光；和通過布置在所述投影光學(xué)系統(tǒng)的射出側(cè)上的第二光偏轉(zhuǎn)裝置發(fā)出經(jīng)由 所述光調(diào)制裝置調(diào)制獲得的圖像光，以投射出具有不同于第 一長寬比的第二長寬比的圖像光。
14、如權(quán)利要求13所述的投影方法，其中還包括步驟 在所述投影光學(xué)系統(tǒng)和所述第二光偏轉(zhuǎn)裝置之間將反射部分插入圖像光的光軸，所述插入步驟處于投影具有第一長寬比的圖像光的步驟和投影具有第二長寬比的圖像光的步驟之間。
全文摘要
本發(fā)明提供投影裝置及其投影方法，所述投影裝置包括用以根據(jù)圖像信息調(diào)制光的一維型光調(diào)制裝置；投影光學(xué)系統(tǒng)；用以沿垂直于從一維型光調(diào)制裝置發(fā)出的一維圖像光的延伸方向的方向偏轉(zhuǎn)圖像光的光偏轉(zhuǎn)裝置，其中，光偏轉(zhuǎn)裝置包括布置在投影光學(xué)系統(tǒng)和一維型光調(diào)制裝置之間的第一光偏轉(zhuǎn)裝置和布置在投影光學(xué)系統(tǒng)的射出側(cè)上的第二光偏轉(zhuǎn)裝置；第二光偏轉(zhuǎn)裝置被可拆卸地安裝。
文檔編號G02B26/10GK101308252SQ20081009714
公開日2008年11月19日 申請日期2008年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者中村明, 井藤功久, 小嶌章弘, 小林出志, 菅原豐 申請人:索尼株式會社