JP2004341211A - プロジェクタ及びプロジェクタの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1色レーザ光と、第2色レーザ光と、第3色レーザ光との各色レーザ光を、それぞれ画像信号に応じて変調し、射出するレーザ光発生装置20と、前記レーザ光発生装置20からの前記各色レーザ光を反射する反射面を有し、互いに直交する所定の2軸を中心として前記反射面を回動させることにより、前記各色レーザ光を二次元方向に走査させる光走査部30と、前記光走査部30により走査された前記各色レーザ光によって投写像を表示するスクリーン40と、を有し、前記光走査部30は、前記各色レーザ光が前記スクリーン40の法線と0度以外の所定の角度をもって、前記スクリーン40の略中央部分に入射するような位置に配置される。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタ及びプロジェクタの制御方法、特に、変調されたレーザ光を二次元方向に走査させることにより画像を表示するレーザプロジェクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
プロジェクタは、コンピュータ等の画像供給装置から供給された画像信号に応じて画像を表す光を投写することにより、画像を表示する画像表示装置である。従来、プロジェクタの光源部には、超高圧水銀ランプ等のメタルハライドランプが主に用いられている。近年、光源光にレーザ光を用いるレーザプロジェクタが提案されている。レーザ光は、単色性及び指向性が高いことを特徴とする。また、レーザ光発生装置を光源部とすることにより、プロジェクタの光学系を小型にすることができる。このため、レーザプロジェクタは、従来のメタルハライドランプを使用するプロジェクタに比較して、小型かつ軽量で、色再現性の良い投写像を得られるという利点を有する。レーザプロジェクタとしては、例えば、特許文献1に提案されているものがある。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−67064号公報
【0004】
レーザ光を走査することにより画像表示を行う場合、レーザ光による被曝の可能性がある。レーザ光の走査を密閉空間内で行うことにより、レーザ光による被曝の危険性を低減することができる。例えば、従来知られているリア型の筐体を使用することにより、レーザ光の走査を密閉空間内で行うことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、レーザ光を二次元方向に走査することによって画像表示をする場合、光走査を行う部分からスクリーンまでの間には、所定の距離が必要となる。このため、例えばリア型プロジェクタの筐体内でレーザ光を走査すると、スクリーンを正面とした場合の筐体の奥行きが大きくなってしまうという問題を生じる。本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、小型で、かつ良質な投写像のプロジェクタ、及びプロジェクタの制御方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、第1色レーザ光と、第2色レーザ光と、第3色レーザ光との各色レーザ光を、それぞれ画像信号に応じて変調し、射出するレーザ光発生装置と、前記レーザ光発生装置からの前記各色レーザ光を反射する反射面を有し、互いに直交する所定の2軸を中心として前記反射面を回動させることにより、前記各色レーザ光を二次元方向に走査させる光走査部と、前記光走査部により走査された前記各色レーザ光によって投写像を表示するスクリーンと、を有し、前記光走査部は、前記各色レーザ光が前記スクリーンの法線と0度以外の所定の角度をもって、前記スクリーンの略中央部分に入射するような位置に配置されることを特徴とするプロジェクタを提供することができる。
【0007】
スクリーンの略中央部分に入射する各色レーザ光が、スクリーンの法線と0度以外の所定の角度をもって入射する構成とする。このため、光走査部とスクリーンとの間の、スクリーンの法線方向の距離を短くすることができる。光走査部とスクリーンとの間の距離を短くすることができることから、例えば、筐体内でレーザ光を走査する場合であっても、筐体の奥行きを小さくすることができる。これにより、小型のプロジェクタを得られる。
【0008】
また、本発明の好ましい態様としては、前記光走査部は、前記反射面を前記所定の2軸を中心にそれぞれ一定の角度範囲で回動することにより、前記スクリーンの第1の方向と、前記第1の方向と略直交する第2の方向とに前記各色レーザ光を走査させ、かつ、前記各色レーザ光を前記スクリーンの前記第1の方向へ走査させた後、前記スクリーンの前記第2の方向に所定の空間的間隔をおいて、前記スクリーンの前記第1の方向へ走査することをくり返して行うことにより、前記各色レーザ光を前記スクリーン全体に走査し、前記レーザ光発生装置は、前記スクリーンの前記第1の方向における、変調された前記各色レーザ光の投写幅と、前記スクリーンの前記第1の方向の幅とが略一致するように、前記各色レーザ光の変調を調整することが望ましい。
【0009】
レーザ光発生装置が、変調されたレーザ光の投写幅とスクリーンの幅とが略一致するように各色レーザ光を変調することにより、レーザ光をスクリーンに対して斜め方向から入射させる場合でも、画像の歪みを低減することができる。さらに、画像信号により変調したレーザ光をすべてスクリーンに入射させることができることから、画質の劣化を低減することができる。これにより、良質な投写像のプロジェクタを得られる。
【0010】
また、本発明の好ましい態様としては、前記レーザ光発生装置は、前記各色レーザ光が走査している前記スクリーンの前記第2の方向の位置に対応して、前記スクリーンの前記第1の方向における、変調された前記各色レーザ光の投写幅を連続的に変化させることが望ましい。
【0011】
スクリーンの第1の方向において、スクリーンの幅と、変調されたレーザ光の投写幅とを略一致するように変調光の投写を開始、終了するタイミングは、各色レーザ光が走査しているスクリーンの第2の方向の位置によって異なる。スクリーンの第2の方向の位置に対応して変調された各色レーザ光の投写幅を決定し、また変化させることにより、スクリーンの幅と、変調されたレーザ光の投写幅とを略一致させることができる。これにより、良質な投写像のプロジェクタを得られる。
【0012】
また、本発明の好ましい態様としては、前記光走査部は、前記反射面を所定の周期で回動させ、前記レーザ光発生装置は、前記各色レーザ光が走査している前記スクリーンの前記第2の方向の位置に対応して、前記スクリーンにおいて前記各色レーザ光の光点の分布が略均一となるように、前記光点に対応するクロック信号又は発光タイミングを調整することが望ましい。
【0013】
レーザ光発生装置は、所定のタイミングでレーザ光を発生させている。所定のタイミングで発生したレーザ光は、スクリーンに光点として投写される。スクリーン上の光点は、投写像の画素に対応する。そして、レーザ光をスクリーンに対して斜め方向から入射し、さらに光走査部の反射面を所定の周期で回動させている。この場合、レーザ光発生装置が時間的に等間隔でレーザ光を射出していても、スクリーンにおける各色レーザ光の光点どうしの間隔は、スクリーンの第2の方向の位置により異なる。本態様によれば、各色レーザ光の光点の分布が略均一となるように調整することにより、スクリーンにおける光点の分布の偏りを低減することができる。これにより、光点が略等間隔で良質な投写像のプロジェクタを得られる。
【0014】
また、本発明の好ましい態様としては、前記レーザ光発生装置は、さらに、前記クロック信号又は前記発光タイミングに対応して、前記スクリーンにおいて前記各色レーザ光の強度が略均一となるように、前記各色レーザ光の強度を調整することが望ましい。
【0015】
光点に対応するクロック信号又は発光タイミングを調整すると、スクリーンの第2の方向の位置によって、スクリーンにおける各色レーザ光の強度の不均一を生じ得る。各色レーザ光の強度が略均一となるように調整することにより、スクリーンにおける各色レーザ光の強度の不均一を低減することができる。これにより、各色レーザ光の強度が均一で、良質な投写像のプロジェクタを得られる。
【0016】
また、本発明の好ましい態様としては、前記各色レーザ光の前記光点の形状を整形する光整形部をさらに有することが望ましい。これにより、投写像の歪みを低減し、良質な投写像のプロジェクタを得られる。
【0017】
また、本発明の好ましい態様としては、前記光走査部からの前記各色レーザ光を反射する少なくとも1つの反射ミラーをさらに有し、前記光走査部からの前記各色レーザ光は、前記反射ミラーで反射された後に前記スクリーンへ入射することが望ましい。これにより、プロジェクタをさらに薄型とすることができる。
【0018】
また、本発明の好ましい態様としては、前記レーザ光発生装置と前記光走査部とを内部に備えた筐体をさらに有し、前記筐体は、所定面に前記スクリーンを備え、前記反射ミラーは、前記スクリーンを備えた前記所定面に隣接する面の少なくとも1つの面の内部側に設けられていることが望ましい。
【0019】
スクリーンが備えられている所定面に隣接する面の少なくとも1つの面の内部側、例えば、筐体の底面、天井面に反射ミラーを設けると、筐体の小型化を維持したまま光走査部からスクリーンまでの光路をより長くすることができる。スクリーンまでの光路がより長くなることにより、光走査部による走査角度をより小さくすることができる。これにより、プロジェクタをさらに小型化し、光走査部の走査角度をより小さくすることができる。
【0020】
また、本発明によれば、第1色レーザ光と、第2色レーザ光と、第3色レーザ光との各色レーザ光を、それぞれ画像信号に応じて変調し、射出するレーザ光発生工程と、前記レーザ光発生工程からの前記各色レーザ光を反射する反射面を、互いに直交する所定の2軸を中心として回動させることにより、前記各色レーザ光を二次元方向に走査させる光走査工程と、前記走査された前記各色レーザ光によりスクリーンに投写像を表示する投写工程と、を含み、前記光走査工程において、前記スクリーンの略中央部分に入射する前記各色レーザ光を、前記スクリーンの法線と0度以外の所定の角度をもって入射させることを特徴とするプロジェクタの制御方法を提供することができる。
【0021】
スクリーンの略中央部分に入射する各色レーザ光を、スクリーンの法線と所定の角度をもって入射させる。このため、光走査工程を、スクリーンに対し、スクリーンの法線方向に近い位置で行うことができる。この結果、例えば、筐体内でレーザ光を走査する場合でも、筐体の奥行きを小さくすることができる。これにより、プロジェクタを小型化することができる。
【0022】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光走査工程では、前記反射面を前記所定の2軸を中心にそれぞれ一定の角度範囲で回動することにより、前記スクリーンの第1の方向と、前記第1の方向と略直交する第2の方向とに前記各色レーザ光を走査させ、かつ、前記各色レーザ光を前記スクリーンの前記第1の方向へ走査させた後、前記スクリーンの前記第2の方向に所定の空間的間隔をおいて、前記スクリーンの前記第1の方向へ走査することをくり返して行うことにより、前記各色レーザ光を前記スクリーン全体に走査し、前記レーザ光発生工程において、前記スクリーンの前記第1の方向における、変調された前記各色レーザ光の投写幅と、前記スクリーンの前記第1の方向の幅とが略一致するように、前記各色レーザ光の変調を調整することが望ましい。
【0023】
レーザ光発生工程において、変調されたレーザ光の投写幅とスクリーンの幅とが略一致するように各色レーザ光を変調することにより、変調されたレーザ光をスクリーンに対して斜め方向から入射させる場合でも、画像の歪みを軽減することができる。さらに、画像信号により変調したレーザ光をすべてスクリーンに入射させることができることから、画質の劣化を低減することができる。これにより、良質な投写像を得られる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1(a)は、本発明の第1実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す。レーザプロジェクタ100は、スクリーンの一方の面に変調光を投写し、スクリーンの他方の面から投写像を鑑賞するリアプロジェクタである。レーザプロジェクタ100は、筐体10と、筐体10の正面である所定面にスクリーン40を有する。筐体10は、内部にレーザ光発生装置20、光走査部30を有する。筐体10は、レーザ光発生装置20からのレーザ光が筐体10の外部へ射出されることを防ぐために、密閉構造をなしている。
【0025】
図1(b)に、レーザ光発生装置20の概略構成を示す。レーザ光発生装置20は、第1色レーザ光を射出する第1色レーザ光源22Rと、第2色レーザ光を射出する第2色レーザ光源22Gと、第3色レーザ光を射出する第3色レーザ光源22Bとを有する。ここで、第1色レーザ光は赤色レーザ光(以下、「R光」という。)、第2色レーザ光は緑色レーザ光(以下、「G光」という。)、第3色レーザ光は青色レーザ光(以下、「B光」という。)である。R光、G光、B光の各色レーザ光は、光源駆動部24によりそれぞれ画像信号に応じて変調され、開口部28から射出する。各レーザ光源22R、22G、22Bは、光源駆動部24により、駆動を制御される。各レーザ光源22R、22G、22Bには、半導体レーザや、固体レーザを用いることができる。
【0026】
ダイクロイックミラー26Gは、R光を透過し、G光を反射する。ダイクロイックミラー26Bは、R光とG光とを透過し、B光を反射する。各レーザ光源22R、22G、22Bからの各色レーザ光は、ダイクロイックミラー26G、26Bで合成されて、開口部28から射出する。このようにして、レーザ光発生装置20は、各色レーザ光の変調光を射出する。レーザ光発生装置20は、各色レーザ光を、例えば、直径0.5mmのビーム形状として射出する。なお、画像信号に応じた変調は、振幅変調、パルス幅変調のいずれを用いても良い。
【0027】
レーザ光発生装置20からの各色レーザ光の変調光は、光走査部30に入射する。光走査部30は、各色レーザ光を反射する反射面を有する。光走査部30は、互いに直交する所定の2軸を中心として反射面を回動させることにより、各色レーザ光を二次元方向に走査させる。光走査部30には、例えば、2軸のガルバノミラー、2軸のティルトミラーデバイス等を用いることができる。光走査部30からの各色レーザ光は、スクリーン40に入射する。スクリーン40は、光走査部30により走査された各色レーザ光によって投写像を表示する。なお、スクリーン40は、筐体10の内部側の第1面S1に各色レーザ光が投写され、筐体10の外部側の第2面S2から投写像を鑑賞する透過型スクリーンである。
【0028】
レーザプロジェクタ100は、レーザ光発生装置20、光走査部30を筐体10の内部に設ける。また、光走査部30は、各色レーザ光をスクリーン40の第1面S1の二次元方向に走査する。この構成により、レーザプロジェクタ100は、レーザ光を筐体10の密閉空間内にとどめ、外部へ不用意に射出することを低減できる。これにより、レーザ光による被曝の危険性を低減し、高い安全性を確保することができる。
【0029】
光走査部30は、各色レーザ光がスクリーン40の法線Nと0度以外の所定の角度θをもって、スクリーン40の略中央部分に入射するような位置に配置される。このため、光走査部30とスクリーン40との間の、スクリーン40の法線Nの方向の距離を短くすることができる。光走査部30とスクリーン40との間の距離を短くすることができることから、筐体10内でレーザ光を走査する場合でも、筐体10の奥行きdを小さくすることができる。これにより、筐体10を薄型にし、レーザプロジェクタ100を小型化することができるという効果を奏する。筐体10を薄型とするために、角度θは45度以上であることが好ましい。本実施形態のレーザプロジェクタ100は、角度θ=75度である。また、スクリーン40の略中央部分に入射するレーザ光を斜め方向から入射する構成とすることにより、光走査部30からスクリーン40までの光路はより長くなる。光走査部30からスクリーン40までの光路が長くなることにより、光走査部30による走査角度をより小さくすることができるという効果を奏する。
【0030】
さらに、スクリーン40の表面は、フレネルレンズの形状に加工されている。このため、入射した各色レーザ光を、スクリーン40に対し略垂直方向に主軸がある拡散光に変換して射出する。このように、スクリーン40の法線Nと所定の角度θをもって入射する光を、観察者の方向に偏向し、かつ拡散させる。これにより、投写像の歪みを低減し、良質な投写像を得られる。
【0031】
以下、光走査部30による各色レーザ光の走査について説明する。図2は、筐体10内部を光走査部30からスクリーン40の方向、即ちZ軸の正方向に向かって目視した様子を示す。矢印SCは、スクリーン40の第1面S1を走査する各色レーザ光の軌跡の一部を概略的に示す。光走査部30は、互いに直交する所定の2軸を中心に反射面を回動させることにより、各色レーザ光を、スクリーン40の第1の方向であるX方向と、X方向と略直交する第2の方向であるY方向とに走査させる。なお、各色レーザ光の走査軌跡SCは、スクリーン40にレーザ光が照射しているときの軌跡のみを示すのではなく、レーザ光発生装置20の変調によりレーザ光が射出されていないときの軌跡をも含むものとする。
【0032】
R光、G光、B光の各レーザ光は、重ねて投写することができる。これにより、各色レーザ光の変調光を一体とし、投写像の色ずれを低減することができる。また、これとは別の態様として、R光、G光、B光の各レーザ光は、一定の空間的間隔をおいて投写することとしても良い。これにより、レーザ光のエネルギー集中を低減することができる。さらに、各色レーザ光のスクリーン40における光点の径は、1画素に相当する大きさであることが望ましい。これにより、各色レーザ光について画像信号に応じて変調し、スクリーン40にカラーの像を表示することができる。
【0033】
光走査部30の反射面は、所定の2軸を中心にそれぞれ一定の角度範囲で回動する。このため、各色レーザ光は、X方向とY方向とにおいて、一定の範囲内を走査する。各色レーザ光が走査する一定の範囲内とは、図2に示すように、X方向へは実線aから実線dで示す間、Y方向へはスクリーン40の長辺m1から長辺mnの間で示す範囲である。光走査部30は、各色レーザ光が実線a又は実線dに到達すると、走査方向をX方向について逆に切り替える。また、光走査部30は、各色レーザ光がスクリーン40の長辺m1又は長辺m2に到達すると、走査方向をY方向について逆に切り替える。
【0034】
光走査部30は、各色レーザ光をスクリーン40のX方向へ走査させた後、スクリーン40のY方向に所定の空間的間隔をおいてスクリーン40のX方向へ走査する。光走査部30は、これをくり返して行うことにより、各色レーザ光をスクリーン40全体に走査させる。図2において、各色レーザ光は位置a1からX方向に走査を開始し、位置d1に到達する。X方向に走査し、位置d1に到達した各色レーザ光は、それまでの走査軌跡とはY方向に所定の間隔(|y2−y1|)をおいて、X方向を逆向きに走査する。そして、各色レーザ光は、位置a2に到達する。ここで、Y方向の所定の空間的間隔とは、例えば1画素相当の間隔である。このような走査をくり返して行うことにより、各色レーザ光は、スクリーン40全体を走査する。そして各色レーザ光が位置an、位置dnに到達すると、各色レーザ光は、それまでの走査軌跡SCを逆に戻り、最初の走査位置a1に到達する。光走査部30は、このようにして各色レーザ光を走査する。
【0035】
次に、光走査部30による各色レーザ光の走査とスクリーン40での投写像の表示について説明する。レーザ光発生装置20は、各色レーザ光のスクリーン40のX方向における変調光の投写幅とスクリーン40のX方向の幅とが略一致するように、各色レーザ光の変調を調整する。本実施形態のレーザプロジェクタ100では、スクリーン40のX方向の幅とは、スクリーン40の長辺の長さmをいう。
【0036】
図2に示す走査軌跡SCを用いて、レーザ光発生装置20による各色レーザ光の変調の調整について説明する。レーザ光発生装置20は、光走査部30により各色レーザ光が位置b1から位置c1の間を走査する間、各色レーザ光の変調光を射出する。レーザ光発生装置20は、位置a1から位置b1の間、位置c1から位置d1の間を走査する間、各色レーザ光の射出を停止する。このようにして、レーザ光発生装置20は、各色レーザ光がスクリーン40のX方向に位置b、位置c(図2参照)を通過するときに変調光の発生を開始、または停止するように変調を調整する。ここで、位置b、位置cは、スクリーン40の短辺に相当する位置である。
【0037】
レーザ光発生装置20が、変調されたレーザ光の投写幅をスクリーン40の幅に略一致するように各色レーザ光を変調する。これにより、レーザ光をスクリーン40に対して斜め方向から入射するために発生する画像の歪みを低減することができる。さらに、画像信号により変調したレーザ光をすべてスクリーン40に入射することができることから、画質の劣化を低減することができる。これにより、良質な投写像を得られるという効果を奏する。
【0038】
図3は、各色レーザ光が走査しているスクリーン40のY方向の位置と、各色レーザ光の投写タイミング、投写幅との関係を示す。図3に示すa、b、c、dは、各色レーザ光が図2に示す実線a、b、c、dを走査するタイミングを示す。各色レーザ光の変調光は、図2に示す位置bから位置cを走査する間のみスクリーン40に投写される。レーザ光発生装置20は、X方向への走査を開始(タイミングa)した後、一定の時間を経過した後、変調された各色レーザ光を射出する(タイミングb)。そして、各色レーザ光がX方向への走査向きを切り替える(タイミングd)前に、変調光の射出を遅らせたのと同じ時間だけ早く、変調光の射出を停止する(タイミングc)。レーザ光発生装置20は、このようにして、各色レーザ光の射出タイミングを調整する。
【0039】
Y方向の位置y1から、Y方向を正の向きに各色レーザ光が走査するに従って、X方向の走査幅である実線aから実線dまでの距離に対するスクリーン40の長辺の長さmの割合が大きくなる。Y方向の位置ynにおいては、X方向の走査幅とスクリーン40の長辺の長さmとが略同一となる(an=bn、dn=cn)。変調された各色レーザ光の投写幅も、スクリーン40の長辺長さmと同様、Y方向の位置によって、X方向の走査幅に対する割合が変化する。このため、レーザ光発生装置20は、各色レーザ光が走査しているスクリーン40のY方向の位置によって、スクリーン40のX方向における、変調された各色レーザ光の投写幅を決定することができる。さらに、図3に示すように、各色レーザ光が走査しているスクリーン40のY方向の位置に対応して、スクリーン40のX方向における、変調された各色レーザ光の投写幅を連続的に変化させる。
【0040】
各色レーザ光のX方向への走査において、スクリーン40の幅と、変調されたレーザ光の投写幅とを略一致するように投写を開始、終了するタイミングは、各色レーザ光が走査しているスクリーン40のY方向の位置によって異なる。スクリーン40のY方向の位置に対応して、変調された各色レーザ光の投写幅を決定し、また変化させることにより、スクリーン40の幅と、変調されたレーザ光の投写幅とを略一致させることができる。これにより、良質な投写像を得られるという効果を奏する。なお、スクリーン40の幅と各色レーザ光の変調光の投写幅を略均一にするための、各色レーザ光の変調の調整は、光源駆動部24により行うことができる。
【0041】
次に、変調された各色レーザ光の投写幅を調整したことに伴う、クロック信号又は発光タイミングの調整について説明する。図4(a)は、クロック信号又は発光タイミングの調整を行う前のスクリーン40を示す。図4(a)、(b)においては、スクリーン40上を走査する各色レーザ光の変調光の軌跡を実線で示し、各色レーザ光の変調光の光点の照射位置をドットで示している。レーザ光発生装置20は、所定のタイミングでレーザ光を発生させている。所定のタイミングで発生したレーザ光は、スクリーン40に光点として投写される。図4(a)、(b)においてドットで示しているスクリーン40上の光点とは、投写像の画素に対応する。また、各色レーザ光の軌跡と光点とは、スクリーン40上の一部について概略的に示すものとする。
【0042】
光走査部30は、スクリーン40の略中央部分に入射するレーザ光を、斜め方向から入射させる(図1(a)参照)。さらに、光走査部30の反射面は、所定の周期で回動する。いずれのY方向の位置においても、各色レーザ光はX方向へ同じ時間で走査することから、X方向の走査距離が長いほどX方向へ走査する速度が大きい。このため、スクリーン40において、Y方向、即ちスクリーン40の上部に行くほど、各色レーザ光の走査速度が速いこととなる。各色レーザ光の光点におけるクロック信号又は発光タイミングが常に一定であれば、走査速度が大きくなるに従い、各色レーザ光の光点の数量が少なくなる。したがって、スクリーン40の上部に行くほど、各色レーザ光の光点の数量が少ないこととなる。スクリーン40における各色レーザ光の光点分布の偏りは、投写像の質を低下する原因となり得る。
【0043】
このような光点の分布の偏りを解決するために、レーザ光発生装置20は、各色レーザ光の光点に対応するクロック信号又は発光タイミングを調整する。クロック信号又は発光タイミングを調整することにより、図4(b)に示すように、光点の分布を略均一とすることができる。なお、クロック信号又は発光タイミングは、変調光の投写幅の調整と同様に、Y方向の位置ごとに調整するものする。そして、X方向の走査幅(スクリーン40の長辺の長さm)と各色レーザ光の変調光の投写幅が略均一である、Y方向の位置ynの光点分布に合わせて調整するのが望ましい。このような調整により、スクリーン40における光点の分布の偏りを低減することができる。これにより、光点が略等間隔となり、良質な投写像を得られるという効果を奏する。
【0044】
次に、クロック信号又は発光タイミングの調整に伴う、各色レーザ光の強度の調整について説明する。各色レーザ光のクロック信号又は発光タイミングの調整により、各色レーザ光の光点分布は略均一である。スクリーン40において、Y方向、即ちスクリーン40の上部に行くほど、各色レーザ光の走査速度は大きい。このため、スクリーン40に各色レーザ光の光点を照射するための時間は、スクリーン40の上部に行くほど、短いこととなる。各色レーザ光の強度が常に一定であれば、光点を照射する時間が短くなるに従い、光点における各色レーザ光の強度は弱くなる。したがって、各色レーザ光の強度は、Y方向、即ちスクリーン40の上部へ行くほど弱いために、スクリーン40上にて、各色レーザ光の強度に不均一が生じる。スクリーン40における各色レーザ光の強度の不均一は、投写像の質を低下する原因になり得る。
【0045】
このような各色レーザ光の強度の不均一を解決するために、レーザ光発生装置20は、スクリーン40における各色レーザ光の強度が略均一となるように、各色レーザ光の強度を調整する。各色レーザ光の強度を調整することにより、スクリーン40における各色レーザ光の強度の不均一を低減することができる。なお、各色レーザ光の強度は、変調光の投写幅の調整と同様に、Y方向の位置ごとに調整するものとする。そして、X方向の走査幅(スクリーン40の長辺の長さm)と各色レーザ光の変調光の投写幅が略均一である、Y方向の位置ynの各色レーザ光の強度に合わせて調整するのが望ましい。
【0046】
例えば、X方向の各色レーザ光の走査幅(図2に示す位置a〜d)を1とした場合に、変調された各色レーザ光の投写幅(図2に示す位置b〜c)が略1/2であったとする。このとき、各色レーザ光の強度は、略2倍となるように調整する。このように、各色レーザ光の強度を、各色レーザ光の走査幅に対する変調光の投写幅の逆数倍とすることにより、スクリーン40における各色レーザ光の強度を略均一とすることができる。これにより、各色レーザ光の強度を均一とし、良質な投写像を得られるという効果を奏する。なお、光点分布を略均一にするため、またはレーザ光の強度を略均一にするための各色レーザ光の変調の調整は、いずれも光源駆動部24により行うことができる。
【0047】
本発明のレーザプロジェクタ100は、さらに、光整形部を有することが望ましい。以下、光整形部による各色レーザ光の整形について説明する。図5は、光整形部と、光整形部によるレーザ光整形の例を示す。光整形部35には、図5(a)に示す形状のガラス製プリズムを用いることができる。光整形部35は、レーザ光発生装置20と光走査部30との間の光路中に配置され、スクリーン40上における各色レーザ光の光点の形状を整形する。
【0048】
具体的には、光整形部35は、X方向については屈折を行わず、Y方向については径を縮小するように屈折を行う。例えば、光整形部35は、図5(a)に示す円状の光点を図5(c)に示す楕円形状に変換する。図5(b)は、各色レーザ光の光点を矢印N1の方向から目視した様子であって、図5(a)に示す破線K1の位置における断面を示す。図5(c)は、各色レーザ光の光点を矢印N2の方向から目視した様子であって、破線K2の位置における断面を示す。
【0049】
図5(c)に示す楕円形状の光点は、図5(b)に示す円状の光点をY方向に縮小したものである。光整形部35からのレーザ光は、スクリーン40に対して斜め方向(図1(a)参照)に投写されることにより、図5(c)に示す楕円形状の光点は、図5(b)に示す円状の光点となって表示される。これにより、投写像の歪みを低減し、良質な投写像を得られるという効果を奏する。
【0050】
さらに、本実施形態に係るレーザプロジェクタ100は、光走査部30により走査する各色レーザ光のスクリーン40での位置と、走査時間との非線形性を発光タイミングにより調整する構成としても良い。光走査部30は、図2の走査軌跡SCに示すように、X方向の向きを切り替える部分において、カーブを描くように各色レーザ光を走査する。このため、レーザ光は、スクリーン40において走査距離と走査時間とはリニアではないこととなる。レーザ光発生装置20の発光タイミングの調整により各色レーザ光のスクリーン40での位置と、走査時間との非線形性を補正する構成とすることにより、各色レーザ光の光点分布をより精密に均一化することができる。
【0051】
(第2実施形態)
図6は、第2実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す。上記第1実施形態のレーザプロジェクタ100と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。レーザプロジェクタ600は、スクリーン40が設けられている面に対向する面である筐体10の背面に、反射ミラー610を有する。光走査部30からの各色レーザ光は、反射ミラー610に入射する。反射ミラー610は、光走査部30からの各色レーザ光をスクリーン40の方向に反射する。スクリーン40は、反射ミラー610を反射した各色レーザ光により投写像を表示する。この構成により、さらに筐体10を薄型にできる。
【0052】
(第2実施形態の第1変形例)
図7は、第2実施形態の第1変形例に係るレーザプロジェクタの概略構成を示す。上記第1実施形態のレーザプロジェクタ100と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。レーザプロジェクタ700は、筐体10の正面部にレーザ光発生装置20と、光走査部30とを備えている。また、筐体10内部に反射ミラー710を有する。光走査部30からの各色レーザ光は、反射ミラー710に入射する。反射ミラー710は、光走査部30からの各色レーザ光をスクリーン40の方向に反射する。スクリーン40は、反射ミラー710を反射した各色レーザ光により投写像を表示する。この構成により、光走査部30による走査角度を小さくすることができる。なお、本変形例においては、筐体10の正面部にレーザ光発生装置20と光走査部30と反射ミラー710とをZ軸方向に並べた構成としている。これに限られず、レーザ光発生装置20と光走査部30と反射ミラー710とをX軸方向に並べた構成としても良い。
【0053】
(第2実施形態の第2変形例)
図8は、第2実施形態の第2変形例に係るプロジェクタの概略構成を示す。上記第1実施形態のレーザプロジェクタ100と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。レーザプロジェクタ800は、反射型スクリーン810を有する。光走査部30からの各色レーザ光は、反射型スクリーン810の反射面に入射する。観察者は、反射型スクリーン810に表示された投写像を、カバーガラス820を介して鑑賞する。この構成により、さらに筐体10を薄型にできる。また、カバーガラス820を有するため、筐体10の密閉を保持し、高い安全性を確保することができる。
【0054】
(第2実施形態の第3変形例)
図9(a)は、第2実施形態の第3変形例に係るプロジェクタの概略構成を示す。上記第1実施形態のレーザプロジェクタ100と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。レーザプロジェクタ900は、スクリーン40が設けられている面に隣接する1つの面である、筐体10の底面に、反射ミラー910を有する。光走査部30からの各色レーザ光は、反射ミラー910に入射する。反射ミラー910は、各色レーザ光をスクリーン40の方向に反射する。スクリーン40は、反射ミラー910を反射した各色レーザ光により投写像を表示する。
【0055】
この構成により、筐体10の小型化を維持したまま、光走査部30からスクリーン40の略中央部分までの光路をより長くすることができる。スクリーン40までの光路がより長くなることにより、光走査部30による走査角度をより小さくすることができる。これにより、レーザプロジェクタ900を薄型とし、さらに小型化を可能とし、走査角度をより小さくすることができるという効果を奏する。
【0056】
図9(b)に示すレーザプロジェクタ1000は、反射ミラー910に加えて、さらに、スクリーン40が設けられている面に隣接する1つの面である、筐体10の天井面に、反射ミラー1010を設けている。反射ミラー1010は、反射ミラー910に対向して設けられている。光走査部30からの各色レーザ光は、反射ミラー1010に入射する。反射ミラー1010を走査する各色レーザ光は、反射ミラー910を反射した後、スクリーン40に入射する。この構成により、光走査部30からスクリーン40までの光路がさらに長くなる。これにより、さらに筐体10の小型化を可能とし、光走査部30による走査角度をさらに小さくすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図2】光走査部による各色レーザ光の走査について説明する図。
【図3】各色レーザ光の投写タイミングについて説明する図。
【図4】クロック信号又は発光タイミングの調整について説明する図。
【図5】光整形部と、光整形部によるレーザ光整形の例を示す図。
【図6】第2実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図7】第2実施形態の第1変形例の概略構成を示す図。
【図8】第2実施形態の第2変形例の概略構成を示す図。
【図9】第2実施形態の第3変形例の概略構成を示す図。
【符号の説明】
10 筐体、20 レーザ光発生装置、22R,22G,22B レーザ光源、24 光源駆動部、 26G,26B ダイクロイックミラー、28 開口部、30 光走査部、35 光整形部、40 スクリーン、100,600,700,800,900,1000 レーザプロジェクタ、610,710,910,1010 反射ミラー、810 反射型スクリーン、820 カバーガラス
Claims (10)
- 第1色レーザ光と、第2色レーザ光と、第3色レーザ光との各色レーザ光を、それぞれ画像信号に応じて変調し、射出するレーザ光発生装置と、
前記レーザ光発生装置からの前記各色レーザ光を反射する反射面を有し、互いに直交する所定の2軸を中心として前記反射面を回動させることにより、前記各色レーザ光を二次元方向に走査させる光走査部と、
前記光走査部により走査された前記各色レーザ光によって投写像を表示するスクリーンと、を有し、
前記光走査部は、前記各色レーザ光が前記スクリーンの法線と0度以外の所定の角度をもって、前記スクリーンの略中央部分に入射するような位置に配置されることを特徴とするプロジェクタ。 - 前記光走査部は、前記反射面を前記所定の2軸を中心にそれぞれ一定の角度範囲で回動することにより、前記スクリーンの第1の方向と、前記第1の方向と略直交する第2の方向とに前記各色レーザ光を走査させ、かつ、前記各色レーザ光を前記スクリーンの前記第1の方向へ走査させた後、前記スクリーンの前記第2の方向に所定の空間的間隔をおいて、前記スクリーンの前記第1の方向へ走査することをくり返して行うことにより、前記各色レーザ光を前記スクリーン全体に走査し、
前記レーザ光発生装置は、前記スクリーンの前記第1の方向における、変調された前記各色レーザ光の投写幅と、前記スクリーンの前記第1の方向の幅とが略一致するように、前記各色レーザ光の変調を調整することを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタ。 - 前記レーザ光発生装置は、前記各色レーザ光が走査している前記スクリーンの前記第2の方向の位置に対応して、前記スクリーンの前記第1の方向における、変調された前記各色レーザ光の投写幅を連続的に変化させることを特徴とする請求項2に記載のプロジェクタ。
- 前記光走査部は、前記反射面を所定の周期で回動させ、
前記レーザ光発生装置は、前記各色レーザ光が走査している前記スクリーンの前記第2の方向の位置に対応して、前記スクリーンにおいて前記各色レーザ光の光点の分布が略均一となるように、前記光点に対応するクロック信号又は発光タイミングを調整することを特徴とする請求項3に記載のプロジェクタ。 - 前記レーザ光発生装置は、さらに、前記クロック信号又は前記発光タイミングに対応して、前記スクリーンにおいて前記各色レーザ光の強度が略均一となるように、前記各色レーザ光の強度を調整することを特徴とする請求項4に記載のプロジェクタ。
- 前記各色レーザ光の前記光点の形状を整形する光整形部をさらに有することを特徴とする請求項4又は5に記載のプロジェクタ。
- 前記光走査部からの前記各色レーザ光を反射する少なくとも1つの反射ミラーをさらに有し、
前記光走査部からの各色レーザ光は、前記反射ミラーで反射された後に前記スクリーンへ入射することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のプロジェクタ。 - 前記レーザ光発生装置と前記光走査部とを内部に備えた筐体をさらに有し、
前記筐体は、所定面にスクリーンを備え、
前記反射ミラーは、前記スクリーンを備えた前記所定面に隣接する面の少なくとも1つの面の内部側に設けられていることを特徴とする請求項7に記載のプロジェクタ。 - 第1色レーザ光と、第2色レーザ光と、第3色レーザ光との各色レーザ光を、それぞれ画像信号に応じて変調し、射出するレーザ光発生工程と、
前記レーザ光発生工程からの前記各色レーザ光を反射する反射面を、互いに直交する所定の2軸を中心として回動させることにより、前記各色レーザ光を二次元方向に走査させる光走査工程と、
前記走査された前記各色レーザ光によりスクリーンに投写像を表示する投写工程と、を含み、
前記光走査工程において、前記スクリーンの略中央部分に入射する前記各色レーザ光を、前記スクリーンの法線と0度以外の所定の角度をもって入射させることを特徴とするプロジェクタの制御方法。 - 前記光走査工程では、前記反射面を前記所定の2軸を中心にそれぞれ一定の角度範囲で回動することにより、前記スクリーンの第1の方向と、前記第1の方向と略直交する第2の方向とに前記各色レーザ光を走査させ、かつ、前記各色レーザ光を前記スクリーンの前記第1の方向へ走査させた後、前記スクリーンの前記第2の方向に所定の空間的間隔をおいて、前記スクリーンの前記第1の方向へ走査することをくり返して行うことにより、前記各色レーザ光を前記スクリーン全体に走査し、
前記レーザ光発生工程において、前記スクリーンの前記第1の方向における、変調された前記各色レーザ光の投写幅と、前記スクリーンの前記第1の方向の幅とが略一致するように、前記各色レーザ光の変調を調整することを特徴とする請求項9に記載のプロジェクタの制御方法。
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