JP2005266466A - プロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】 投影画像における画素の見え方を任意に変更可能とするとともに、輝度低下や輝度むらの少ない投影画像を形成できるプロジェクタを提供する。
【解決手段】プロジェクタは、光源装置から射出される光束の照明光軸上で光変調装置の光路後段に配置され、光源装置から射出される光束の入射方向と交差する方向に移動自在に構成される複屈折性部材63,64を備える。これら複屈折性部材63,64は、照明光軸上の所定位置に配置した状態で、その光学軸62Aが光源装置から射出される光束の入射方向およびこの入射方向に直交する方向に対して傾斜するとともに、照明光軸方向の厚み寸法が移動方向に沿って異なるように形成されている。
【選択図】 図2
【解決手段】プロジェクタは、光源装置から射出される光束の照明光軸上で光変調装置の光路後段に配置され、光源装置から射出される光束の入射方向と交差する方向に移動自在に構成される複屈折性部材63,64を備える。これら複屈折性部材63,64は、照明光軸上の所定位置に配置した状態で、その光学軸62Aが光源装置から射出される光束の入射方向およびこの入射方向に直交する方向に対して傾斜するとともに、照明光軸方向の厚み寸法が移動方向に沿って異なるように形成されている。
【選択図】 図2
Description
本発明は、プロジェクタに関する。
従来、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調素子と、この光変調素子にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタが知られている。
このうち、光変調装置としては、例えば、一対の基板間に液晶等の電気光学材料が密閉封入されたアクティブマトリックス駆動方式の光変調素子が一般的に採用される。具体的に、この光変調素子を構成する一対の基板は、液晶に駆動電圧を印加するためのデータ線、走査線、スイッチング素子、画素電極等が形成された駆動基板と、共通電極、ブラックマトリックス等が形成された対向基板とで構成されている。
このようなプロジェクタにおいて、投射光学装置から投射される投影画像は、ブラックマトリックス等の非表示画素部分における継ぎ目の存在により、画素の離散的な配列が目立ち、モザイク状の点描画的画像となる。
このうち、光変調装置としては、例えば、一対の基板間に液晶等の電気光学材料が密閉封入されたアクティブマトリックス駆動方式の光変調素子が一般的に採用される。具体的に、この光変調素子を構成する一対の基板は、液晶に駆動電圧を印加するためのデータ線、走査線、スイッチング素子、画素電極等が形成された駆動基板と、共通電極、ブラックマトリックス等が形成された対向基板とで構成されている。
このようなプロジェクタにおいて、投射光学装置から投射される投影画像は、ブラックマトリックス等の非表示画素部分における継ぎ目の存在により、画素の離散的な配列が目立ち、モザイク状の点描画的画像となる。
近年では、以下に示すように、上述したモザイク状の点描画的画像を、ブラックマトリックス等の非表示画素部分の継ぎ目のない連続的な画像にする光学装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この光学装置は、光学的に透明で強誘電液晶等からなるスイッチ型の位相変調光学素子と光学的に透明な複屈折光学素子とからなるウォブリング素子を複数積層した構造を有している。
そして、位相変調光学素子の動作を切り替えることで、複屈折光学素子を通過する光の偏光方向が直交方向に交互に切り替わり、位相変調光学素子および複屈折光学素子を経て射出される光の光路が所定の寸法だけずれることとなる。これにより、投影画像において、非表示画素部分が埋められ、モザイク状の点描画的画像を継ぎ目のない連続的な画像としている。
この光学装置は、光学的に透明で強誘電液晶等からなるスイッチ型の位相変調光学素子と光学的に透明な複屈折光学素子とからなるウォブリング素子を複数積層した構造を有している。
そして、位相変調光学素子の動作を切り替えることで、複屈折光学素子を通過する光の偏光方向が直交方向に交互に切り替わり、位相変調光学素子および複屈折光学素子を経て射出される光の光路が所定の寸法だけずれることとなる。これにより、投影画像において、非表示画素部分が埋められ、モザイク状の点描画的画像を継ぎ目のない連続的な画像としている。
ところで、プロジェクタにて投射される投影画像の画質は、観察者の好みがあり、画素が1つ1つ見えてもくっきりした投影画像を好む人と、多少ボケ気味に見えても画素が見えない連続した投影画像を好む人がいる。
しかしながら、特許文献1に記載のプロジェクタでは、位相変調光学素子および複屈折光学素子を経て射出される光の光路のずれ量が所定量に設定されているため、投影画像における画素の見え方を観察者の好みに応じて任意に変更することができない、という問題がある。
また、特許文献1に記載のプロジェクタでは、ある程度以上の透過率低下を避けることができず、透過率むらの発生も回避できないので、投影画像の輝度低下や輝度むらが不可避的に発生する。
しかしながら、特許文献1に記載のプロジェクタでは、位相変調光学素子および複屈折光学素子を経て射出される光の光路のずれ量が所定量に設定されているため、投影画像における画素の見え方を観察者の好みに応じて任意に変更することができない、という問題がある。
また、特許文献1に記載のプロジェクタでは、ある程度以上の透過率低下を避けることができず、透過率むらの発生も回避できないので、投影画像の輝度低下や輝度むらが不可避的に発生する。
本発明の目的は、投影画像における画素の見え方を任意に変更可能とするとともに、輝度低下や輝度むらの少ない投影画像を形成できるプロジェクタを提供することにある。
本発明のプロジェクタは、光源装置と、この光源装置から射出される光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、この光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記光源装置から射出される光束の照明光軸上で前記光変調装置の光路後段に配置され、前記光源装置から射出される光束の入射方向と交差する方向に移動自在に構成される複屈折性部材を備え、前記複屈折性部材は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、その光学軸が前記光源装置から射出される光束の入射方向およびこの入射方向に直交する方向に対して傾斜するとともに、前記照明光軸方向の厚み寸法が前記移動方向に沿って異なるように形成されていることを特徴とする。
ここで、複屈折性部材の配置位置は、光変調装置の光路後段であれば、いずれの位置でもよく、例えば、光変調装置と投射光学装置との間に配置してもよく、投射光学装置の光路後段に配置してもよい。
本発明では、プロジェクタを構成する複屈折性部材は、光源装置から射出される光束の入射方向、およびこの入射方向に直交する方向に対して傾斜した光学軸を有する。このため、光変調装置から射出された光束は、複屈折性部材を透過する際、屈折する角度の異なる常光線および異常光線に分離される。このことにより、光変調装置がブラックマトリックス等を有し離散的な画素からなる場合であっても、光変調装置から射出される光束を複屈折性部材を透過させることで、画素の隙間を埋めるような画素ずらしを生じさせることができるだけでなく、継ぎ目のないあるいは目立たない連続的な滑らかな画像を安定した状態で投射できるとともに、輝度低下や輝度むらの少ない投影画像を形成できる。
また、複屈折性部材は、光源装置から射出される光束の入射方向と交差する方向に移動自在に構成され、照明光軸方向の厚み寸法が移動方向に沿って異なるように形成されている。このため、例えば、複屈折性部材を移動させ、該複屈折性部材を照明光軸位置の厚み寸法が小さい位置となる状態とした場合には、複屈折性部材内を屈折して進む光束、例えば異常光線の光路長が短くなる。また、例えば、複屈折性部材を移動させ、該複屈折性部材を照明光軸位置の厚み寸法が大きい位置となる状態とした場合には、複屈折性部材内を屈折して進む光束、例えば異常光線の光路長が長くなる。したがって、複屈折性部材を移動させることで複屈折性部材からの例えば異常光線の射出位置がずれ、常光線および異常光線の分離幅が可変となる。このため、光変調装置がブラックマトリックス等を有し離散的な画素からなる場合であっても、複屈折性部材を移動させることで画素のずれ幅が可変となり、投影画像における画素の見え方を任意に変更可能とする。
ここで、複屈折性部材の配置位置は、光変調装置の光路後段であれば、いずれの位置でもよく、例えば、光変調装置と投射光学装置との間に配置してもよく、投射光学装置の光路後段に配置してもよい。
本発明では、プロジェクタを構成する複屈折性部材は、光源装置から射出される光束の入射方向、およびこの入射方向に直交する方向に対して傾斜した光学軸を有する。このため、光変調装置から射出された光束は、複屈折性部材を透過する際、屈折する角度の異なる常光線および異常光線に分離される。このことにより、光変調装置がブラックマトリックス等を有し離散的な画素からなる場合であっても、光変調装置から射出される光束を複屈折性部材を透過させることで、画素の隙間を埋めるような画素ずらしを生じさせることができるだけでなく、継ぎ目のないあるいは目立たない連続的な滑らかな画像を安定した状態で投射できるとともに、輝度低下や輝度むらの少ない投影画像を形成できる。
また、複屈折性部材は、光源装置から射出される光束の入射方向と交差する方向に移動自在に構成され、照明光軸方向の厚み寸法が移動方向に沿って異なるように形成されている。このため、例えば、複屈折性部材を移動させ、該複屈折性部材を照明光軸位置の厚み寸法が小さい位置となる状態とした場合には、複屈折性部材内を屈折して進む光束、例えば異常光線の光路長が短くなる。また、例えば、複屈折性部材を移動させ、該複屈折性部材を照明光軸位置の厚み寸法が大きい位置となる状態とした場合には、複屈折性部材内を屈折して進む光束、例えば異常光線の光路長が長くなる。したがって、複屈折性部材を移動させることで複屈折性部材からの例えば異常光線の射出位置がずれ、常光線および異常光線の分離幅が可変となる。このため、光変調装置がブラックマトリックス等を有し離散的な画素からなる場合であっても、複屈折性部材を移動させることで画素のずれ幅が可変となり、投影画像における画素の見え方を任意に変更可能とする。
本発明のプロジェクタでは、前記複屈折性部材は、少なくとも2体で構成され、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、光路最前段に配置される複屈折性部材の光束入射側端面、および光路最後段に配置される複屈折性部材の光束射出側端面が平行となるように並列配置し、前記少なくとも2体の複屈折性部材のうち少なくともいずれかの複屈折性部材は、前記移動方向に沿って移動自在に構成されていることが好ましい。
ここで、少なくとも2体の複屈折性部材は、それぞれ同一方向の光学軸を有する構成としてもよく、少なくともいずれかの複屈折性部材の光学軸が他の複屈折性部材の光学軸と異なるように構成してもよい。
また、少なくとも2体の複屈折性部材の配置状態は、照明光軸上の所定位置に配置されていればよく、例えば、互いに当接した状態、互いに離間した状態のいずれの配置状態でも構わない。
さらに、少なくとも2体の複屈折性部材の形状は、全て同一の形状とする構成に限らず、少なくともいずれかの複屈折性部材の形状が他の複屈折性部材の形状と異なるように構成してもよい。
本発明によれば、複屈折性部材が少なくとも2体で構成され、光路最前段に配置される複屈折性部材の光束入射側端面、および光路最後段に配置される複屈折性部材の光束射出側端面が平行となるように並列配置しているので、複屈折性部材に入射した光束と、複屈折性部材から射出される光束とを同一方向に設定できる。したがって、汎用のプロジェクタにおいて、光変調装置、および投射光学装置等のレイアウトを変更することなく、光源装置から射出される照明光軸上で光変調装置の光路後段に複屈折性部材を配置するだけで本発明の目的を達成できる。
ここで、少なくとも2体の複屈折性部材は、それぞれ同一方向の光学軸を有する構成としてもよく、少なくともいずれかの複屈折性部材の光学軸が他の複屈折性部材の光学軸と異なるように構成してもよい。
また、少なくとも2体の複屈折性部材の配置状態は、照明光軸上の所定位置に配置されていればよく、例えば、互いに当接した状態、互いに離間した状態のいずれの配置状態でも構わない。
さらに、少なくとも2体の複屈折性部材の形状は、全て同一の形状とする構成に限らず、少なくともいずれかの複屈折性部材の形状が他の複屈折性部材の形状と異なるように構成してもよい。
本発明によれば、複屈折性部材が少なくとも2体で構成され、光路最前段に配置される複屈折性部材の光束入射側端面、および光路最後段に配置される複屈折性部材の光束射出側端面が平行となるように並列配置しているので、複屈折性部材に入射した光束と、複屈折性部材から射出される光束とを同一方向に設定できる。したがって、汎用のプロジェクタにおいて、光変調装置、および投射光学装置等のレイアウトを変更することなく、光源装置から射出される照明光軸上で光変調装置の光路後段に複屈折性部材を配置するだけで本発明の目的を達成できる。
本発明のプロジェクタでは、前記複屈折性部材は、それぞれ同一方向の前記光学軸を有し、光束入射側に配置され光束入射側端面が前記照明光軸と直交する第1複屈折性部材、および光束射出側に配置され光束射出側端面が前記照明光軸と直交する第2複屈折性部材の2体で構成され、前記第1複屈折性部材の光束射出側端面、および前記第2複屈折性部材の光束入射側端面は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、前記照明光軸に直交する平面に対してそれぞれ同一方向に傾斜して互いに当接し、前記第1複屈折性部材および前記第2複屈折性部材のうち少なくともいずれかの複屈折性部材は、前記当接する端面に沿って移動自在に構成されていることが好ましい。
本発明によれば、第1複屈折性部材の光束入射側端面、および第2複屈折性部材の光束射出側端面が照明光軸と直交しているので、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材のうち少なくともいずれかの複屈折性部材を移動して複屈折性部材全体での照明光軸位置の厚み寸法を変更することで、複屈折性部材からの異常光線の射出位置をずらし、光変調装置から射出される光束の分離幅を変更することができる。
また、複屈折性部材が第1複屈折性部材および第2複屈折性部材の2体で構成されているので、最低限の個数で、複屈折性部材に入射した光束と複屈折性部材から射出される光束とを同一方向に設定できる。
さらに、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材がそれぞれ同一方向の光学軸を有し、第1複屈折性部材の光束射出側端面、および第2複屈折性部材の光束入射側端面が照明光軸に直交する平面に対してそれぞれ同一方向に傾斜しているので、1つの複屈折性部材を所定の平面で分割することで、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材を容易に製造できる。
さらにまた、第1複屈折性部材の光束射出側端面、および第2複屈折性部材の光束入射側端面が互いに当接するので、複屈折性部材をコンパクトにまとめることができるとともに、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材のうち少なくともいずれかの複屈折性部材を当接する端面に沿って容易に移動できる。
また、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材の光学軸がそれぞれ同一方向であるので、複屈折性部材をコンパクトにまとめつつ、可変とする光束の分離幅を大きく設定できる。
本発明によれば、第1複屈折性部材の光束入射側端面、および第2複屈折性部材の光束射出側端面が照明光軸と直交しているので、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材のうち少なくともいずれかの複屈折性部材を移動して複屈折性部材全体での照明光軸位置の厚み寸法を変更することで、複屈折性部材からの異常光線の射出位置をずらし、光変調装置から射出される光束の分離幅を変更することができる。
また、複屈折性部材が第1複屈折性部材および第2複屈折性部材の2体で構成されているので、最低限の個数で、複屈折性部材に入射した光束と複屈折性部材から射出される光束とを同一方向に設定できる。
さらに、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材がそれぞれ同一方向の光学軸を有し、第1複屈折性部材の光束射出側端面、および第2複屈折性部材の光束入射側端面が照明光軸に直交する平面に対してそれぞれ同一方向に傾斜しているので、1つの複屈折性部材を所定の平面で分割することで、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材を容易に製造できる。
さらにまた、第1複屈折性部材の光束射出側端面、および第2複屈折性部材の光束入射側端面が互いに当接するので、複屈折性部材をコンパクトにまとめることができるとともに、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材のうち少なくともいずれかの複屈折性部材を当接する端面に沿って容易に移動できる。
また、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材の光学軸がそれぞれ同一方向であるので、複屈折性部材をコンパクトにまとめつつ、可変とする光束の分離幅を大きく設定できる。
本発明のプロジェクタでは、前記第1複屈折性部材および前記第2複屈折性部材の前記光学軸は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、前記光源装置から射出される光束の入射方向、および前記移動方向を含む平面内で前記入射方向に対して45°傾斜していることが好ましい。
本発明によれば、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材の光学軸は、光源装置から射出される光束の入射方向、および移動方向を含む平面内に含まれるので、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材のうち少なくともいずれかの移動方向と略同一方向に、光変調装置から射出される光束を分離できる。すなわち、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材のうち少なくともいずれかの移動方向と画素のずれ方向とを略同一方向とすることができ、複屈折性部材の移動量と画素ずらし量との関係を認識しやすく、複屈折性部材の設計を容易とする。また、光束の入射方向に対して45°傾斜しているので、光変調装置から射出される光束を良好に分離できる。
本発明によれば、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材の光学軸は、光源装置から射出される光束の入射方向、および移動方向を含む平面内に含まれるので、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材のうち少なくともいずれかの移動方向と略同一方向に、光変調装置から射出される光束を分離できる。すなわち、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材のうち少なくともいずれかの移動方向と画素のずれ方向とを略同一方向とすることができ、複屈折性部材の移動量と画素ずらし量との関係を認識しやすく、複屈折性部材の設計を容易とする。また、光束の入射方向に対して45°傾斜しているので、光変調装置から射出される光束を良好に分離できる。
本発明のプロジェクタでは、前記複屈折性部材は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、光束入射側に配置され光束入射側端面が前記照明光軸と直交し前記光学軸を有する第1複屈折性部材、および、光束射出側に配置され光束射出側端面が前記照明光軸と直交し光学軸が存在しない第1透光性部材の2体で構成され、前記第1複屈折性部材の光束射出側端面、および前記第1透光性部材の光束入射側端面は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、前記照明光軸に直交する平面に対してそれぞれ同一方向に傾斜して互いに当接し、前記第1複屈折性部材は、前記当接する端面に沿って移動自在に構成されていることが好ましい。
本発明では、複屈折性部材を、上述のように第1複屈折性部材および第1透光性部材の2体で構成した場合でも、上述のように複屈折性部材を第1複屈折性部材および第2複屈折性部材の2体で構成した場合と略同様の作用・効果を享受できる。
本発明では、複屈折性部材を、上述のように第1複屈折性部材および第1透光性部材の2体で構成した場合でも、上述のように複屈折性部材を第1複屈折性部材および第2複屈折性部材の2体で構成した場合と略同様の作用・効果を享受できる。
本発明のプロジェクタでは、前記複屈折性部材は、光束入射側に配置され光束入射側端面が前記照明光軸と直交する第1複屈折性部材、前記第1複屈折性部材の光路後段に配置る第2複屈折性部材、前記第2複屈折性部材の光路後段に配置され光束入射側端面が前記第2複屈折性部材の光束射出側端面と当接する第3複屈折性部材、および、前記第3複屈折性部材の光路後段に配置され光束射出側端面が前記照明光軸と直交する第4複屈折性部材の4体で構成され、前記第1複屈折性部材の光束射出側端面、前記第2複屈折性部材の光束入射側端面、前記第3複屈折性部材の光束射出側端面、および前記第4複屈折性部材の光束入射側端面は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、前記照明光軸に直交する平面に対してそれぞれ同一方向に傾斜し、前記第2複屈折性部材および前記第3複屈折性部材は、それぞれ異なる方向の前記光学軸を有し、互いに一体化して前記第1複屈折性部材の光束射出側端面、および前記第4複屈折性部材の光束入射側端面の傾斜方向に移動自在に構成されていることが好ましい。
本発明によれば、第1複屈折性部材の光束射出側端面、第2複屈折性部材の光束入射側端面、第3複屈折性部材の光束射出側端面、および第4複屈折性部材の光束入射側端面は、平行配置され、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材がこれら端面の傾斜方向に沿って移動自在に構成されているので、第1複屈折性部材および第4複屈折性部材に対して第2複屈折性部材および第3複屈折性部材を移動した場合であっても、複屈折性部材全体での照明光軸位置の厚み寸法を同一の状態で維持できる。
また、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材の光学軸は、それぞれ異なる方向に設定されている。このことにより、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材を第1複屈折性部材および第4複屈折性部材に対して移動させることで、第1複屈折性部材内にて分離される常光線または異常光線において、第2複屈折性部材を透過する際の光路長が異なるものとなるとともに、第3複屈折性部材を透過する際の光路長も異なるものとなり、第4複屈折性部材からの光束の射出位置をずらし、光変調装置から射出される光束の分離幅を変更することができる。
ここで、例えば、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材の光学軸を、第1複屈折性部材内にて常光線となる光束に対して、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材内にて常光線として同様に透過させるように設定すれば、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材を第1複屈折性部材および第4複屈折性部材に対して移動させた場合でも、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材を透過する際の常光線の光路長が変化することがない。このため、複屈折性部材を例えば光変調装置と投射光学装置との間に配置し、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材を第1複屈折性部材および第4複屈折性部材に対して移動させた場合であっても、常光線の光路長が変化することなく、投射光学装置に対する光変調装置のバックフォーカス位置が変更されず、投射光学装置にてフォーカス状態の良好な画像を投影できる。
本発明によれば、第1複屈折性部材の光束射出側端面、第2複屈折性部材の光束入射側端面、第3複屈折性部材の光束射出側端面、および第4複屈折性部材の光束入射側端面は、平行配置され、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材がこれら端面の傾斜方向に沿って移動自在に構成されているので、第1複屈折性部材および第4複屈折性部材に対して第2複屈折性部材および第3複屈折性部材を移動した場合であっても、複屈折性部材全体での照明光軸位置の厚み寸法を同一の状態で維持できる。
また、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材の光学軸は、それぞれ異なる方向に設定されている。このことにより、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材を第1複屈折性部材および第4複屈折性部材に対して移動させることで、第1複屈折性部材内にて分離される常光線または異常光線において、第2複屈折性部材を透過する際の光路長が異なるものとなるとともに、第3複屈折性部材を透過する際の光路長も異なるものとなり、第4複屈折性部材からの光束の射出位置をずらし、光変調装置から射出される光束の分離幅を変更することができる。
ここで、例えば、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材の光学軸を、第1複屈折性部材内にて常光線となる光束に対して、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材内にて常光線として同様に透過させるように設定すれば、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材を第1複屈折性部材および第4複屈折性部材に対して移動させた場合でも、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材を透過する際の常光線の光路長が変化することがない。このため、複屈折性部材を例えば光変調装置と投射光学装置との間に配置し、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材を第1複屈折性部材および第4複屈折性部材に対して移動させた場合であっても、常光線の光路長が変化することなく、投射光学装置に対する光変調装置のバックフォーカス位置が変更されず、投射光学装置にてフォーカス状態の良好な画像を投影できる。
本発明のプロジェクタでは、前記第1複屈折性部材および前記第2複屈折性部材の前記光学軸は、それぞれ同一方向に設定され、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、前記光源装置から射出される光束の入射方向、および前記移動方向を含む平面内で前記入射方向に対して45°傾斜し、前記第3複屈折性部材および前記第4複屈折性部材の前記光学軸は、それぞれ同一方向に設定され、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、前記光源装置から射出される光束の入射方向、および前記移動方向を含む平面内で前記第1複屈折性部材および前記第2複屈折性部材の前記光学軸に対して直交していることが好ましい。
本発明によれば、第1複屈折性部材、第2複屈折性部材、第3複屈折性部材、および第4複屈折性部材の光学軸は、光源装置から射出される光束の入射方向、および前記移動方向を含む平面内に含まれるので、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材の移動方向と略同一方向に、光変調装置から射出される光束を分離できる。すなわち、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材の移動方向と画素のずれ方向とを略同一方向とすることができ、複屈折性部材の移動量と画素ずらし量との関係を認識しやすく、複屈折性部材の設計を容易とする。また、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材の光学軸が光束の入射方向に対して45°傾斜し、前記第3複屈折性部材および前記第4複屈折性部材の光学軸と直交するので、光変調装置から射出される光束を良好に分離できる。
本発明によれば、第1複屈折性部材、第2複屈折性部材、第3複屈折性部材、および第4複屈折性部材の光学軸は、光源装置から射出される光束の入射方向、および前記移動方向を含む平面内に含まれるので、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材の移動方向と略同一方向に、光変調装置から射出される光束を分離できる。すなわち、第2複屈折性部材および第3複屈折性部材の移動方向と画素のずれ方向とを略同一方向とすることができ、複屈折性部材の移動量と画素ずらし量との関係を認識しやすく、複屈折性部材の設計を容易とする。また、第1複屈折性部材および第2複屈折性部材の光学軸が光束の入射方向に対して45°傾斜し、前記第3複屈折性部材および前記第4複屈折性部材の光学軸と直交するので、光変調装置から射出される光束を良好に分離できる。
本発明のプロジェクタでは、前記複屈折性部材は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、光束入射側に配置され光束入射側端面が前記照明光軸と直交し前記光学軸を有する第1複屈折性部材、前記第1複屈折性部材の光路後段に配置され光束射出側端面が前記照明光軸と直交し前記光学軸を有する第2複屈折性部材、前記第2複屈折性部材の光路後段に配置され光束入射側端面が前記照明光軸と直交し光学軸が存在しない第1透光性部材、および、前記第1透光性部材の光路後段に配置され光束射出側端面が前記照明光軸と直交し光学軸が存在しない第2透光性部材の4体で構成され、前記第1複屈折性部材の光束射出側端面、前記第2複屈折性部材の光束入射側端面、前記第1透光性部材の光束射出側端面、および前記第2透光性部材の光束入射側端面は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、前記照明光軸に直交する平面に対してそれぞれ同一方向に傾斜し、前記第2複屈折性部材および前記第1透光性部材は、互いに一体化して前記第1複屈折性部材の光束射出側端面、および前記第2透光性部材の光束入射側端面の傾斜方向に移動自在に構成されていることが好ましい。
本発明では、複屈折性部材を、上述のように第1複屈折性部材、第2複屈折性部材、第1透光性部材、および第2透光性部材の4体で構成した場合でも、上述のように複屈折性部材を第1複屈折性部材、第2複屈折性部材、第3複屈折性部材、および第4複屈折性部材の4体で構成した場合と略同様の作用・効果を享受できる。
本発明では、複屈折性部材を、上述のように第1複屈折性部材、第2複屈折性部材、第1透光性部材、および第2透光性部材の4体で構成した場合でも、上述のように複屈折性部材を第1複屈折性部材、第2複屈折性部材、第3複屈折性部材、および第4複屈折性部材の4体で構成した場合と略同様の作用・効果を享受できる。
本発明のプロジェクタでは、前記光変調装置は、複数で構成され、前記複数の光変調装置にて変調された各光束を合成して射出する色合成光学装置を備え、前記複屈折性部材は、前記色合成光学装置の光路後段に配置されていることが好ましい。
本発明によれば、プロジェクタが色合成光学装置を備え、複屈折性部材が色合成光学装置の光路後段に配置されるので、光変調装置が複数で構成され、各光変調装置が離散的な画素からなる場合であっても、複屈折性部材を1つのみ設けるだけで、投影されるカラー画像における画素の見え方を任意に変更可能とする。また、このような構成とすることで、各光変調装置と色合成光学装置との間にそれぞれ複屈折性部材を設ける構成と比較して、部材を省略でき、プロジェクタの小型化も図れる。
本発明によれば、プロジェクタが色合成光学装置を備え、複屈折性部材が色合成光学装置の光路後段に配置されるので、光変調装置が複数で構成され、各光変調装置が離散的な画素からなる場合であっても、複屈折性部材を1つのみ設けるだけで、投影されるカラー画像における画素の見え方を任意に変更可能とする。また、このような構成とすることで、各光変調装置と色合成光学装置との間にそれぞれ複屈折性部材を設ける構成と比較して、部材を省略でき、プロジェクタの小型化も図れる。
本発明のプロジェクタでは、前記色合成光学装置および前記複屈折性部材の間には、波長板が介在配置されていることが好ましい。
本発明によれば、色合成光学装置および複屈折性部材の間には、波長板が介在配置されているので、各光変調装置から射出され色合成光学装置を介し複屈折性部材に入射する各光束の偏光状態を所定の偏光状態に設定でき、複屈折性部材にて入射する各光束を良好に分離できる。
本発明によれば、色合成光学装置および複屈折性部材の間には、波長板が介在配置されているので、各光変調装置から射出され色合成光学装置を介し複屈折性部材に入射する各光束の偏光状態を所定の偏光状態に設定でき、複屈折性部材にて入射する各光束を良好に分離できる。
本発明のプロジェクタでは、前記画像情報、および/または、外部から設定入力される設定入力情報に基づいて、前記複屈折性部材を前記移動方向に移動させる制御装置を備えていることが好ましい。
本発明によれば、プロジェクタが制御装置を備えているので、例えば、光変調装置にて形成させる画像の特性、および/または、ユーザが設定入力した画素ずらし量に応じた適切な位置に複屈折性部材を自動的に移動させることができる。このため、プロジェクタの利便性の向上が図れる。
本発明によれば、プロジェクタが制御装置を備えているので、例えば、光変調装置にて形成させる画像の特性、および/または、ユーザが設定入力した画素ずらし量に応じた適切な位置に複屈折性部材を自動的に移動させることができる。このため、プロジェクタの利便性の向上が図れる。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図1は、プロジェクタ1の概略構成を模式的に示す図である。なお、説明を簡略化するために、図1では、投射方向をZ軸とし、これと直交する2軸、すなわち、図1の紙面と直交する方向をX軸、図1中、左右方向をY軸とするXYZ直交座標系を採用する。
プロジェクタ1は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、形成した光学像をスクリーン上に拡大投射するものである。このプロジェクタ1は、図1に示すように、所定の照明光軸A上に配置される、インテグレータ照明光学系10、色分離光学系20、リレー光学系30、光学装置40、投射光学装置50、および画質調整部60と、ここでは図示しない制御装置80とを備える。
インテグレータ照明光学系10は、光学装置40を構成する後述する液晶パネルの画像形成領域を略均一に照明するための光学系である。このインテグレータ照明光学系10は、図1に示すように、光源装置11と、第1レンズアレイ12と、第2レンズアレイ13と、偏光変換素子14と、重畳レンズ15とを備える。
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図1は、プロジェクタ1の概略構成を模式的に示す図である。なお、説明を簡略化するために、図1では、投射方向をZ軸とし、これと直交する2軸、すなわち、図1の紙面と直交する方向をX軸、図1中、左右方向をY軸とするXYZ直交座標系を採用する。
プロジェクタ1は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、形成した光学像をスクリーン上に拡大投射するものである。このプロジェクタ1は、図1に示すように、所定の照明光軸A上に配置される、インテグレータ照明光学系10、色分離光学系20、リレー光学系30、光学装置40、投射光学装置50、および画質調整部60と、ここでは図示しない制御装置80とを備える。
インテグレータ照明光学系10は、光学装置40を構成する後述する液晶パネルの画像形成領域を略均一に照明するための光学系である。このインテグレータ照明光学系10は、図1に示すように、光源装置11と、第1レンズアレイ12と、第2レンズアレイ13と、偏光変換素子14と、重畳レンズ15とを備える。
光源装置11は、放射状の光線を射出する光源ランプ111と、この光源ランプ111から射出された放射光を反射するリフレクタ112とを備える。光源ランプ111としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが多用される。また、リフレクタ112としては、図1では、放物面鏡を採用しているが、これに限らず、楕円面鏡で構成し、光束射出側に該楕円面鏡により反射された光束を平行光とする平行化凹レンズを採用した構成としてもよい。
第1レンズアレイ12は、光軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源装置11から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。
第2レンズアレイ13は、第1レンズアレイ12と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第2レンズアレイ13は、重畳レンズ15とともに、第1レンズアレイ12の各小レンズの像を光学装置40の後述する液晶パネル上に結像させる機能を有している。
第1レンズアレイ12は、光軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源装置11から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。
第2レンズアレイ13は、第1レンズアレイ12と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第2レンズアレイ13は、重畳レンズ15とともに、第1レンズアレイ12の各小レンズの像を光学装置40の後述する液晶パネル上に結像させる機能を有している。
偏光変換素子14は、第2レンズアレイ13と重畳レンズ15との間に配置され、第1レンズアレイ12により分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の直線偏光(例えば、P偏光光束)に揃える。
この偏光変換素子14は、照明光軸Aに対して傾斜配置される偏光分離膜および反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるP偏光光束およびS偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Aに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子14の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、略全ての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子14を用いることにより、光源装置11から射出される光束を、略一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置40で利用する光源光の利用率を向上することができる。
この偏光変換素子14は、照明光軸Aに対して傾斜配置される偏光分離膜および反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるP偏光光束およびS偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Aに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子14の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、略全ての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子14を用いることにより、光源装置11から射出される光束を、略一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置40で利用する光源光の利用率を向上することができる。
色分離光学系20は、図1に示すように、2枚のダイクロイックミラー21,22と、反射ミラー23とを備え、ダイクロイックミラー21,22によりインテグレータ照明光学系10から射出された複数の部分光束を、赤、緑、青の3色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学系30は、図1に示すように、入射側レンズ31、リレーレンズ33、および反射ミラー32,34を備え、色分離光学系20で分離された赤色光を光学装置40の後述する赤色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。
リレー光学系30は、図1に示すように、入射側レンズ31、リレーレンズ33、および反射ミラー32,34を備え、色分離光学系20で分離された赤色光を光学装置40の後述する赤色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。
この際、色分離光学系20のダイクロイックミラー21では、インテグレータ照明光学系10から射出された光束の青色光成分が反射するとともに、赤色光成分と緑色光成分とが透過する。ダイクロイックミラー21によって反射した青色光は、反射ミラー23で反射し、フィールドレンズ41を通って光学装置40の後述する青色光用の液晶パネルに達する。このフィールドレンズ41は、第2レンズアレイ13から射出された各部分光側をその中心軸(主光線)に対して平行な光束に変換する。他の緑色光用、赤色光用の液晶パネルの光入射側に設けられたフィールドレンズ41も同様である。
ダイクロイックミラー21を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイックミラー22によって反射し、フィールドレンズ41を通って光学装置40の後述する緑色光用の液晶パネルに達する。一方、赤色光はダイクロイックミラー22を透過してリレー光学系30を通り、さらにフィールドレンズ41を通って光学装置40の後述する赤色光用の液晶パネルに達する。なお、赤色光にリレー光学系30が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ31に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ41に伝えるためである。
光学装置40は、入射した光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものである。この光学装置40は、図1に示すように、光変調装置としての液晶パネル42(赤色光用の液晶パネルを42R、緑色光用の液晶パネルを42G、青色光用の液晶パネルを42Bとする)と、入射側偏光板43と、射出側偏光板44と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム45とを備える。
液晶パネル42は、具体的な図示は省略するが、ガラスなどからなる一対の基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有している。一対の基板のうち、一方の基板は、液晶を駆動するための駆動基板であり、互いに平行に配列形成される複数のデータ線と、複数のデータ線と直交する方向に配列形成される複数の走査線と、走査線およびデータ線の交差に対応してマトリクス状に配列形成される画素電極と、データ線、走査線、および画素電極と電気的に接続されるTFT(Thin Film Transistor)あるいはMIM(Metal Insulator Metal)等のスイッチング素子とを有している。また、他方の基板は、一方の基板に対して所定間隔を空けて対向配置される対向基板であり、所定の電圧Vcomが印加される共通電極、および対向する一方の基板における複数のデータ線およびスイッチング素子を覆うようにマトリクス状に形成され複数のデータ線およびスイッチング素子に入射する光束を遮光するブラックマトリックスを有している。
液晶パネル42は、具体的な図示は省略するが、ガラスなどからなる一対の基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有している。一対の基板のうち、一方の基板は、液晶を駆動するための駆動基板であり、互いに平行に配列形成される複数のデータ線と、複数のデータ線と直交する方向に配列形成される複数の走査線と、走査線およびデータ線の交差に対応してマトリクス状に配列形成される画素電極と、データ線、走査線、および画素電極と電気的に接続されるTFT(Thin Film Transistor)あるいはMIM(Metal Insulator Metal)等のスイッチング素子とを有している。また、他方の基板は、一方の基板に対して所定間隔を空けて対向配置される対向基板であり、所定の電圧Vcomが印加される共通電極、および対向する一方の基板における複数のデータ線およびスイッチング素子を覆うようにマトリクス状に形成され複数のデータ線およびスイッチング素子に入射する光束を遮光するブラックマトリックスを有している。
入射側偏光板43は、各フィールドレンズ41および各液晶パネル42の間にそれぞれ配置され、フィールドレンズ41から射出される光束のうち、一定方向の偏光光(例えば、P偏光光束)のみ透過させ、その他の光束(例えば、S偏光光束)を吸収する。
射出側偏光板44は、入射側偏光板43と略同様な構成であり、各液晶パネル42およびクロスダイクロイックプリズム45間にそれぞれ配置される。この射出側偏光板44は、入射側偏光板43の偏光軸と略直交するように配置され、液晶パネル42から射出される光束のうち、一定方向の偏光光(例えば、S偏光光束)のみ透過させ、その他の光束(例えば、P偏光光束)を吸収する。
クロスダイクロイックプリズム45は、射出側偏光板44から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム45は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶パネル42R,42Bから射出され射出側偏光板44を介した色光を反射し、液晶パネル42Gから射出され射出側偏光板44を介した色光を透過する。このようにして、各液晶パネル42R,42G,42Bにて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。
なお、具体的な図示は省略するが、クロスダイクロイックプリズム45の3つの光束入射側端面のうち、G色光側の光束入射側端面には、位相差板が貼り付けられ、前記位相差板によりG色光側の射出側偏光板44から射出された偏光光(例えば、S偏光光束)の偏光状態が変更される(例えば、P偏光光束に変更される)。
射出側偏光板44は、入射側偏光板43と略同様な構成であり、各液晶パネル42およびクロスダイクロイックプリズム45間にそれぞれ配置される。この射出側偏光板44は、入射側偏光板43の偏光軸と略直交するように配置され、液晶パネル42から射出される光束のうち、一定方向の偏光光(例えば、S偏光光束)のみ透過させ、その他の光束(例えば、P偏光光束)を吸収する。
クロスダイクロイックプリズム45は、射出側偏光板44から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム45は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶パネル42R,42Bから射出され射出側偏光板44を介した色光を反射し、液晶パネル42Gから射出され射出側偏光板44を介した色光を透過する。このようにして、各液晶パネル42R,42G,42Bにて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。
なお、具体的な図示は省略するが、クロスダイクロイックプリズム45の3つの光束入射側端面のうち、G色光側の光束入射側端面には、位相差板が貼り付けられ、前記位相差板によりG色光側の射出側偏光板44から射出された偏光光(例えば、S偏光光束)の偏光状態が変更される(例えば、P偏光光束に変更される)。
投射光学装置50は、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成される。そして、この投射光学装置50は、光学装置40にて形成された光学像(カラー画像)を図示しないスクリーン上に拡大投射する。
画質調整部60は、投射光学装置50および光学装置40を構成するクロスダイクロイックプリズム45の間に配置され、プロジェクタ1にて形成する光学像の画質調整を可能とするものである。なお、画質調整部60の詳細な構造については、後述する。
制御装置80は、ユーザによる設定入力、外部から入力する映像信号等に応じて、画質調整部60の後述する複屈折性部材を駆動制御するものである。なお、制御装置80による詳細な制御構造については、画質調整部60の詳細な構造を説明した後に、説明する。
画質調整部60は、投射光学装置50および光学装置40を構成するクロスダイクロイックプリズム45の間に配置され、プロジェクタ1にて形成する光学像の画質調整を可能とするものである。なお、画質調整部60の詳細な構造については、後述する。
制御装置80は、ユーザによる設定入力、外部から入力する映像信号等に応じて、画質調整部60の後述する複屈折性部材を駆動制御するものである。なお、制御装置80による詳細な制御構造については、画質調整部60の詳細な構造を説明した後に、説明する。
〔画質調整部の構造〕
画質調整部60は、図1に示すように、クロスダイクロイックプリズム45の光路後段に配置される1/4波長板61と、この1/4波長板61の光路後段に配置される複屈折性部材62とで構成される。
1/4波長板61は、クロスダイクロイックプリズム45から射出される光束の位相をπ/2ずらし、クロスダイクロイックプリズム45から射出される直線偏光光束(例えば、R,B色光のS偏光光束、およびG色光のP偏光光束)を円偏光光束に変換するものである。
画質調整部60は、図1に示すように、クロスダイクロイックプリズム45の光路後段に配置される1/4波長板61と、この1/4波長板61の光路後段に配置される複屈折性部材62とで構成される。
1/4波長板61は、クロスダイクロイックプリズム45から射出される光束の位相をπ/2ずらし、クロスダイクロイックプリズム45から射出される直線偏光光束(例えば、R,B色光のS偏光光束、およびG色光のP偏光光束)を円偏光光束に変換するものである。
図2は、複屈折性部材62の構造の一例を示す図である。なお、図2では、図1と同様に、XYZ直交座標系を採用する。具体的に、図2(A)は、複屈折性部材62を光束入射側から見た平面図である。図2(B)は、図2(A)において、XY平面内における−X方向および+Y方向とそれぞれなす角度AG1,AG2が45°となる方向D1から複屈折性部材62を見た図である。
複屈折性部材62は、1/4波長板61から射出される光束を常光線および異常光線に分離して、画質調整を実施するものである。この複屈折性部材62は、図2に示すように、照明光軸A(Z軸)と略同一方向の軸を有する円柱形状を有し、その光学軸62A(図2(B))が後述する矢印D3方向および照明光軸Aを含む平面内で照明光軸Aに対して45°傾斜するように形成されている。そして、この複屈折性部材62は、図2(B)に示すように、所定の平面で第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の2体に分割されている。
複屈折性部材62は、1/4波長板61から射出される光束を常光線および異常光線に分離して、画質調整を実施するものである。この複屈折性部材62は、図2に示すように、照明光軸A(Z軸)と略同一方向の軸を有する円柱形状を有し、その光学軸62A(図2(B))が後述する矢印D3方向および照明光軸Aを含む平面内で照明光軸Aに対して45°傾斜するように形成されている。そして、この複屈折性部材62は、図2(B)に示すように、所定の平面で第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の2体に分割されている。
第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64は、図2(B)に示すように、方向D1に直交する方向D2(図2(B)中、上下方向)に向かうにしたがって、照明光軸A方向の厚み寸法が異なるくさび形状となるように分割形成されたものである。
そして、これら第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64は、図2(B)に示すように、互いの斜面63A,64Aに沿って、矢印D3方向に相対位置を変更可能に構成されている。
本実施形態では、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の双方が矢印D3方向に移動自在に構成されている。
また、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64は、具体的な図示は省略するが、ステッピングモータ、パルスモータ等の駆動部により矢印D3方向に移動自在に構成されているものとする。なお、これら駆動部により第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を自動で移動させる構成の他、手動にて第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を移動させる構成を採用してもよい。
なお、本発明は、上述した構成に限らず、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64が矢印D3方向に相対位置を変更可能とする構成であればよく、例えば、第1複屈折性部材63に対して第2複屈折性部材64のみを矢印D3方向に移動自在とする構成としてもよい。また、例えば、第2複屈折性部材64に対して第1複屈折性部材63を矢印D3方向に移動自在とする構成としてもよい。
そして、これら第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64は、図2(B)に示すように、互いの斜面63A,64Aに沿って、矢印D3方向に相対位置を変更可能に構成されている。
本実施形態では、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の双方が矢印D3方向に移動自在に構成されている。
また、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64は、具体的な図示は省略するが、ステッピングモータ、パルスモータ等の駆動部により矢印D3方向に移動自在に構成されているものとする。なお、これら駆動部により第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を自動で移動させる構成の他、手動にて第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を移動させる構成を採用してもよい。
なお、本発明は、上述した構成に限らず、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64が矢印D3方向に相対位置を変更可能とする構成であればよく、例えば、第1複屈折性部材63に対して第2複屈折性部材64のみを矢印D3方向に移動自在とする構成としてもよい。また、例えば、第2複屈折性部材64に対して第1複屈折性部材63を矢印D3方向に移動自在とする構成としてもよい。
〔制御装置の構造〕
図3は、制御装置80による制御構造を模式的に示すブロック図である。
制御装置80は、ユーザによる設定入力、外部から入力する映像信号等に応じて、画質調整部60の第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を駆動制御し、プロジェクタ1から投射される投影画像の画質調整を実施する。なお、図3では、説明を簡略化するために、本発明に係る画質調整をするための制御構造を主に図示し、その他の制御構造を省略している。
この制御装置80は、図3に示すように、映像信号入力部81と、制御部82とを備える。
映像信号入力部81は、各種外部機器から出力される映像信号を入力するものである。そして、例えば、パーソナルコンピュータからのデジタル画像信号、ビデオ再生装置等からのビデオ画像信号等が映像信号入力部81を介して制御部82に入力される。
図3は、制御装置80による制御構造を模式的に示すブロック図である。
制御装置80は、ユーザによる設定入力、外部から入力する映像信号等に応じて、画質調整部60の第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を駆動制御し、プロジェクタ1から投射される投影画像の画質調整を実施する。なお、図3では、説明を簡略化するために、本発明に係る画質調整をするための制御構造を主に図示し、その他の制御構造を省略している。
この制御装置80は、図3に示すように、映像信号入力部81と、制御部82とを備える。
映像信号入力部81は、各種外部機器から出力される映像信号を入力するものである。そして、例えば、パーソナルコンピュータからのデジタル画像信号、ビデオ再生装置等からのビデオ画像信号等が映像信号入力部81を介して制御部82に入力される。
制御部82は、CPU(Central Processing Unit)等の演算処理装置から構成され、図示しないROM(Read Only Memory)等に格納される制御プログラムを読み込んで実行するものであり、液晶パネル42の駆動制御、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の駆動制御を実施する機能を有している。この制御部82は、図3に示すように、操作信号受付部821と、液晶パネル駆動制御部822と、複屈折性部材駆動制御部823とを備える。
操作信号受付部821は、プロジェクタ1の外面に設けられる操作パネル821Aにてユーザが設定入力した情報に基づく操作信号を入力する部分である。ユーザが設定入力する情報としては、例えば、投影画像の画質調整を実施する旨の情報等がある。
操作信号受付部821は、プロジェクタ1の外面に設けられる操作パネル821Aにてユーザが設定入力した情報に基づく操作信号を入力する部分である。ユーザが設定入力する情報としては、例えば、投影画像の画質調整を実施する旨の情報等がある。
液晶パネル駆動制御部822は、映像信号入力部81から出力された映像信号に対して所定の処理を施し、処理を施した画像に対応する画像信号を各液晶パネル42R,42G,42Bに出力して所定の光学像を形成させる。この液晶パネル駆動制御部822における前記所定の処理としては、例えば、拡大・縮小等の画像サイズ調整処理、台形歪補正処理、ガンマ補正処理等がある。これら各処理は、周知の技術であるので詳細な説明は省略する。
また、この液晶パネル駆動制御部822は、映像信号入力部81から出力された映像信号の種類(デジタル画像信号、ビデオ画像信号)や、画像の種類(例えば白が支配的な画像であるか否か、スライド的な画像であるか否か等)に応じた信号を複屈折性部材駆動制御部823に出力する。
複屈折性部材駆動制御部823は、液晶パネル駆動制御部822から出力された信号、または、操作信号受付部821にて入力した操作信号に基づいて、駆動部823Aに駆動信号を出力し、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を矢印D3方向に移動させる。
また、この液晶パネル駆動制御部822は、映像信号入力部81から出力された映像信号の種類(デジタル画像信号、ビデオ画像信号)や、画像の種類(例えば白が支配的な画像であるか否か、スライド的な画像であるか否か等)に応じた信号を複屈折性部材駆動制御部823に出力する。
複屈折性部材駆動制御部823は、液晶パネル駆動制御部822から出力された信号、または、操作信号受付部821にて入力した操作信号に基づいて、駆動部823Aに駆動信号を出力し、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を矢印D3方向に移動させる。
〔制御装置80による画質調整制御〕
次に、制御装置80にて画質調整を実施する制御動作を説明する。
図4および図5は、画質調整を実施する制御動作を説明するための図である。具体的に、図4(A)は、常光線と異常光線との分離幅が小さくなる場合の複屈折性部材62の状態を示す図である。図4(B)は、常光線と異常光線との分離幅が大きくなる場合の複屈折性部材62の状態を示す図である。図4(C)は、ユーザによる設定入力に基づく画質調整制御を説明するための図である。また、図5は、投影画像の一部を拡大したものであり、図5(A)、図5(B)、図5(C)は、図4(A)、図4(B)、図4(C)のそれぞれの状態での投影画像における画素位置を示す図である。なお、図4は、異常光線の屈折率をne、常光線の屈折率をnoとした時、ne>noの場合を示している。
制御装置80による画質調整制御は、上述したように、外部機器から入力される映像信号に基づく画質調整制御、および、ユーザによる設定入力に基づく画質調整制御があり、以下では、2つの画質調整制御を順に説明する。
次に、制御装置80にて画質調整を実施する制御動作を説明する。
図4および図5は、画質調整を実施する制御動作を説明するための図である。具体的に、図4(A)は、常光線と異常光線との分離幅が小さくなる場合の複屈折性部材62の状態を示す図である。図4(B)は、常光線と異常光線との分離幅が大きくなる場合の複屈折性部材62の状態を示す図である。図4(C)は、ユーザによる設定入力に基づく画質調整制御を説明するための図である。また、図5は、投影画像の一部を拡大したものであり、図5(A)、図5(B)、図5(C)は、図4(A)、図4(B)、図4(C)のそれぞれの状態での投影画像における画素位置を示す図である。なお、図4は、異常光線の屈折率をne、常光線の屈折率をnoとした時、ne>noの場合を示している。
制御装置80による画質調整制御は、上述したように、外部機器から入力される映像信号に基づく画質調整制御、および、ユーザによる設定入力に基づく画質調整制御があり、以下では、2つの画質調整制御を順に説明する。
〔映像信号に基づく画質調整制御〕
例えば、外部機器から画像情報としての映像信号が制御装置80に入力され、液晶パネル駆動制御部822にて映像信号の種類がデジタル画像信号であると判定された場合には、液晶パネル駆動制御部822から複屈折性部材駆動制御部823に所定の信号が出力される。そして、複屈折性部材駆動制御部823は、所定の駆動信号を駆動部823Aに出力し、図4(A)に示すように、複屈折性部材62の斜面63A,64Aに沿って、第1複屈折性部材63を矢印R3A方向に、第2複屈折性部材64を矢印R3B方向に移動させる。
この状態では、図4(A)に示すように、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64は、照明光軸A方向の厚み寸法の小さい部分で相互に接続した状態となり、複屈折性部材62全体での照明光軸A位置の厚み寸法が小さい状態となる。
この状態において、1/4波長板61から射出された円偏光光束の直交する2つの直線偏光成分は、常光線および異常光線として分離される。
具体的に、図4(A)に示すように、2つの直線偏光成分のうち、その偏光面に複屈折性部材62の光学軸62Aが含まれない直線偏光成分Sは、常光線となり、複屈折性部材62内にて屈折することなく透過する。
一方、2つの直線偏光成分のうち、その偏光面に複屈折性部材62の光学軸62Aが含まれる直線偏光成分Pは、異常光線となり、複屈折性部材62内にて光学軸62A方向に屈折し第2複屈折性部材64の光束射出側端面から直線偏光成分Sと平行するように射出される。
例えば、外部機器から画像情報としての映像信号が制御装置80に入力され、液晶パネル駆動制御部822にて映像信号の種類がデジタル画像信号であると判定された場合には、液晶パネル駆動制御部822から複屈折性部材駆動制御部823に所定の信号が出力される。そして、複屈折性部材駆動制御部823は、所定の駆動信号を駆動部823Aに出力し、図4(A)に示すように、複屈折性部材62の斜面63A,64Aに沿って、第1複屈折性部材63を矢印R3A方向に、第2複屈折性部材64を矢印R3B方向に移動させる。
この状態では、図4(A)に示すように、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64は、照明光軸A方向の厚み寸法の小さい部分で相互に接続した状態となり、複屈折性部材62全体での照明光軸A位置の厚み寸法が小さい状態となる。
この状態において、1/4波長板61から射出された円偏光光束の直交する2つの直線偏光成分は、常光線および異常光線として分離される。
具体的に、図4(A)に示すように、2つの直線偏光成分のうち、その偏光面に複屈折性部材62の光学軸62Aが含まれない直線偏光成分Sは、常光線となり、複屈折性部材62内にて屈折することなく透過する。
一方、2つの直線偏光成分のうち、その偏光面に複屈折性部材62の光学軸62Aが含まれる直線偏光成分Pは、異常光線となり、複屈折性部材62内にて光学軸62A方向に屈折し第2複屈折性部材64の光束射出側端面から直線偏光成分Sと平行するように射出される。
この状態では、上述したように、複屈折性部材62の照明光軸A方向の厚み寸法が小さいために、直線偏光成分Pの複屈折性部材62を進む光路の長さが短く、直線偏光成分Sおよび直線偏光成分Pの分離幅W1(図4(A))は小さいものとなる。
そして、この結果、投影画像は、図5(A)に示すように、常光線に対応する画素PX0と異常光線に対応する画素PX1が略重畳し、液晶パネル42の対向基板に形成されるブラックマトリックス領域BAが消滅することなく、各画素PXが離散的に配置され、クッキリとした高解像度感のある画像となる。
そして、この結果、投影画像は、図5(A)に示すように、常光線に対応する画素PX0と異常光線に対応する画素PX1が略重畳し、液晶パネル42の対向基板に形成されるブラックマトリックス領域BAが消滅することなく、各画素PXが離散的に配置され、クッキリとした高解像度感のある画像となる。
また、例えば、外部機器から映像信号が制御装置80に入力され、液晶パネル駆動制御部822にて映像信号の種類がビデオ画像信号であると判定された場合には、液晶パネル駆動制御部822から複屈折性部材駆動制御部823に所定の信号が出力される。そして、複屈折性部材駆動制御部823は、所定の駆動信号を駆動部823Aに出力し、図4(B)に示すように、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を上記と逆方向(矢印R3B,R3A方向)にそれぞれ移動させる。
この状態では、図4(B)に示すように、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64は、照明光軸A方向の厚み寸法の大きい部分で相互に接続した状態となり、複屈折性部材62全体での照明光軸A位置の厚み寸法が大きい状態となる。このため、直線偏光成分Pの複屈折性部材62を進む光路の長さが長く、直線偏光成分Sおよび直線偏光成分Pの分離幅W2(図4(B))は大きいものとなる。
この状態では、図4(B)に示すように、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64は、照明光軸A方向の厚み寸法の大きい部分で相互に接続した状態となり、複屈折性部材62全体での照明光軸A位置の厚み寸法が大きい状態となる。このため、直線偏光成分Pの複屈折性部材62を進む光路の長さが長く、直線偏光成分Sおよび直線偏光成分Pの分離幅W2(図4(B))は大きいものとなる。
そして、この結果、投影画像は、図5(B)に示すように、常光線に対応する画素PX0に対して異常光線に対応する画素PX1が、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の移動方向に、すなわち、斜め方向にずれた位置に形成され、ブラックマトリックス領域BAを消しつつも高解像度を維持しつつ滑らかな画像となる。
すなわち、制御装置80は、外部機器から入力した映像信号がパーソナルコンピュータ等からのデジタル画像信号の場合には、例えばプレゼンテーションにて用いられるスライド的な画像であると判断し、図5(A)に示すようなクッキリとした高解像度感のある画像に画質調整する。また、制御装置80は、外部機器から入力した映像信号がビデオ再生装置等からのビデオ画像信号の場合には、例えばホームシアターとして利用する映画やアニメ等の画像であると判断し、図5(B)に示すようなブラックマトリックス領域BAを消しつつも高解像度を維持しつつ滑らかな画像に画質調整する。
なお、図4(A)および図4(B)に示す第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の移動位置は、上述した位置に限らない。また、映像信号に基づく画質調整を実施する際には、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の移動位置を予め図示しないメモリ等に設定入力しておき、制御部82が前記メモリに記憶された情報に基づいて第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を所定の移動位置に移動させる構成を採用できる。また、この際、メモリに記憶された情報は、例えばユーザによる操作パネル821Aによる設定入力により、適宜、変更可能に構成されている。このため、上述した画質調整制御では、ユーザの好みに応じた画質に調整されることとなる。
すなわち、制御装置80は、外部機器から入力した映像信号がパーソナルコンピュータ等からのデジタル画像信号の場合には、例えばプレゼンテーションにて用いられるスライド的な画像であると判断し、図5(A)に示すようなクッキリとした高解像度感のある画像に画質調整する。また、制御装置80は、外部機器から入力した映像信号がビデオ再生装置等からのビデオ画像信号の場合には、例えばホームシアターとして利用する映画やアニメ等の画像であると判断し、図5(B)に示すようなブラックマトリックス領域BAを消しつつも高解像度を維持しつつ滑らかな画像に画質調整する。
なお、図4(A)および図4(B)に示す第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の移動位置は、上述した位置に限らない。また、映像信号に基づく画質調整を実施する際には、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の移動位置を予め図示しないメモリ等に設定入力しておき、制御部82が前記メモリに記憶された情報に基づいて第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を所定の移動位置に移動させる構成を採用できる。また、この際、メモリに記憶された情報は、例えばユーザによる操作パネル821Aによる設定入力により、適宜、変更可能に構成されている。このため、上述した画質調整制御では、ユーザの好みに応じた画質に調整されることとなる。
〔ユーザによる設定入力に基づく画質調整制御〕
プロジェクタ1が駆動し、スクリーン上に画像が投影されている際、ユーザが操作パネル821Aを操作し、投影画像の画質調整を実施する旨の情報を設定入力すると、操作パネル821Aから制御装置80に設定入力情報としての操作信号が出力される。
制御装置80は、入力した操作信号に基づく投影画像の画質調整量を認識し、認識した画質調整量に基づいて駆動部823Aに駆動信号を出力し、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を認識した画質調整量に基づく所定量だけ移動させる。
ここで、画質調整量の認識は、例えば、ユーザが操作パネル821Aに直接、画質調整量を入力し、入力された画質調整量を制御装置80が認識する構成としてもよい。また、例えば、操作パネル821Aに画質調整用ボタンを設けておき、ユーザが画質調整用ボタンを押下し続けた時間に応じて制御装置80が画質調整量を認識する構成としてもよい。
具体的に、ユーザの設定入力に基づく画質調整制御では、制御装置80は、画質調整量に基づく所定量だけ第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を移動させるので、図4(C)に示すように、上述した例えば小さい分離幅W1〜大きい分離幅W2の範囲内で画質調整量に応じて常光線および異常光線の分離幅W3を変更可能とする。
そして、この結果、図5(C)に示すように、常光線に対応する画素PX0および異常光線に対応する画素PX1の位置ずれ量DV3が、例えば小さい位置ずれ量DV1(図5(A))〜大きい位置ずれ量DV2(図5(B))の範囲で変更可能となる。
プロジェクタ1が駆動し、スクリーン上に画像が投影されている際、ユーザが操作パネル821Aを操作し、投影画像の画質調整を実施する旨の情報を設定入力すると、操作パネル821Aから制御装置80に設定入力情報としての操作信号が出力される。
制御装置80は、入力した操作信号に基づく投影画像の画質調整量を認識し、認識した画質調整量に基づいて駆動部823Aに駆動信号を出力し、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を認識した画質調整量に基づく所定量だけ移動させる。
ここで、画質調整量の認識は、例えば、ユーザが操作パネル821Aに直接、画質調整量を入力し、入力された画質調整量を制御装置80が認識する構成としてもよい。また、例えば、操作パネル821Aに画質調整用ボタンを設けておき、ユーザが画質調整用ボタンを押下し続けた時間に応じて制御装置80が画質調整量を認識する構成としてもよい。
具体的に、ユーザの設定入力に基づく画質調整制御では、制御装置80は、画質調整量に基づく所定量だけ第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を移動させるので、図4(C)に示すように、上述した例えば小さい分離幅W1〜大きい分離幅W2の範囲内で画質調整量に応じて常光線および異常光線の分離幅W3を変更可能とする。
そして、この結果、図5(C)に示すように、常光線に対応する画素PX0および異常光線に対応する画素PX1の位置ずれ量DV3が、例えば小さい位置ずれ量DV1(図5(A))〜大きい位置ずれ量DV2(図5(B))の範囲で変更可能となる。
上述した第1実施形態においては、液晶パネル42の光路後段には複屈折性部材62が配置され、この複屈折性部材62は、照明光軸A、およびこの照明光軸Aに直交する方向に対して傾斜した光学軸62Aを有するので、液晶パネル42から射出された複屈折性部材62に入射した光束を常光線および異常光線に分離できる。このため、液晶パネル42から射出される光束を複屈折性部材62を透過させることで、ブラックマトリックス領域BAを埋めるように画素PX1をずらすことができるだけでなく、ブラックマトリックス領域BAの継ぎ目のないあるいは目立たない連続的な滑らかな画像を安定した状態で投射できるとともに、輝度低下や輝度むらの少ない投影画像を形成できる。
また、複屈折性部材62を構成する第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64は、照明光軸Aと交差する矢印D3方向に移動自在に構成され、移動した際に複屈折性部材62全体での照明光軸A位置での厚み寸法が異なるので、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を移動すると異常光線の光路長が変化して複屈折性部材62からの異常光線の射出位置がずれ、常光線および異常光線の分離幅W1,W2,W3が可変となる。このため、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を移動させることで画素PX1のずれ量DV1,DV2,DV3が可変となり、投影画像における画素の見え方を任意に変更可能とする。
また、複屈折性部材62を構成する第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64は、照明光軸Aと交差する矢印D3方向に移動自在に構成され、移動した際に複屈折性部材62全体での照明光軸A位置での厚み寸法が異なるので、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を移動すると異常光線の光路長が変化して複屈折性部材62からの異常光線の射出位置がずれ、常光線および異常光線の分離幅W1,W2,W3が可変となる。このため、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を移動させることで画素PX1のずれ量DV1,DV2,DV3が可変となり、投影画像における画素の見え方を任意に変更可能とする。
ここで、複屈折性部材62は、第1複屈折性部材63の光束入射側端面、および第2複屈折性部材64の光束射出側端面が平行となるように照明光軸A上で並列配置しているので、複屈折性部材62に入射した光束と、複屈折性部材62から射出される光束とを同一方向に設定できる。したがって、汎用のプロジェクタにおいて、液晶パネル42、および投射光学装置50等のレイアウトを変更する必要がない。
また、複屈折性部材62が第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の2体で構成されているので、最低限の個数で、複屈折性部材62に入射した光束と複屈折性部材62から射出される光束とを同一方向に設定できる。
また、複屈折性部材62が第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の2体で構成されているので、最低限の個数で、複屈折性部材62に入射した光束と複屈折性部材62から射出される光束とを同一方向に設定できる。
さらに、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64がそれぞれ同一方向の光学軸62Aを有し、第1複屈折性部材63の光束射出側端面、および第2複屈折性部材64の光束入射側端面が照明光軸Aに直交する平面に対してそれぞれ矢印D3方向に傾斜しているので、1つの複屈折性部材63を所定の平面で分割することで、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を容易に製造できる。
さらにまた、第1複屈折性部材63の光束射出側端面、および第2複屈折性部材64の光束入射側端面が互いに当接するので、複屈折性部材62をコンパクトにまとめることができるとともに、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を矢印D3方向に容易に移動できる。
また、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64がそれぞれ同一方向の光学軸62Aを有しているので、複屈折性部材62をコンパクトにまとめつつ、可変とする光束の分離幅を大きく設定できる。
さらにまた、第1複屈折性部材63の光束射出側端面、および第2複屈折性部材64の光束入射側端面が互いに当接するので、複屈折性部材62をコンパクトにまとめることができるとともに、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64を矢印D3方向に容易に移動できる。
また、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64がそれぞれ同一方向の光学軸62Aを有しているので、複屈折性部材62をコンパクトにまとめつつ、可変とする光束の分離幅を大きく設定できる。
そして、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の光学軸62Aは、照明光軸Aおよび移動方向D3を含む平面内に含まれるので、移動方向D3に液晶パネル42から射出された光束を分離できる。すなわち、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の移動方向D3と画素PX1のずれ方向とを略同一方向とすることができ、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の移動量と画素PX1の画素ずらし量との関係を認識しやすく、複屈折性部材62の設計を容易とする。
ここで、移動方向D3は、投射方向と直交する平面内において、+X方向および+Y方向とそれぞれなす角度が45°となる方向に設定されているので、画素PX1を画素PX0に対して斜め方向にずらすことができる。したがって、移動方向D3をX方向またはY方向に設定し、画素PX1を画素PX0に対して縦方向または横方向にずらす構成と比較して、ブラックマトリックス領域BAを埋める面積を大きくでき、ブラックマトリックス領域BAの継ぎ目のないあるいは目立たない連続的な滑らかな画像を良好に形成できる。
また、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の光学軸62Aは、照明光軸Aに対して45°傾斜しているので、液晶パネル42から射出される光束を良好に分離できる。
ここで、移動方向D3は、投射方向と直交する平面内において、+X方向および+Y方向とそれぞれなす角度が45°となる方向に設定されているので、画素PX1を画素PX0に対して斜め方向にずらすことができる。したがって、移動方向D3をX方向またはY方向に設定し、画素PX1を画素PX0に対して縦方向または横方向にずらす構成と比較して、ブラックマトリックス領域BAを埋める面積を大きくでき、ブラックマトリックス領域BAの継ぎ目のないあるいは目立たない連続的な滑らかな画像を良好に形成できる。
また、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の光学軸62Aは、照明光軸Aに対して45°傾斜しているので、液晶パネル42から射出される光束を良好に分離できる。
そしてまた、複屈折性部材62がクロスダイクロイックプリズム45および投射光学装置50の間に配置されるので、液晶パネル42が3つで構成されている場合であっても、複屈折性部材62を1つのみ設けるだけで、投影されるカラー画像における画素の見え方を任意に変更可能とする。また、このような構成とすることで、各液晶パネル42R,42G,42Bとクロスダイクロイックプリズム45との間にそれぞれ複屈折性部材62を設ける構成と比較して、部材を省略でき、プロジェクタ1の小型化も図れる。
ところで、クロスダイクロイックプリズム45から射出された光束を直接、複屈折性部材62に入射させた場合には、G色光と、R,B色光とが、クロスダイクロイックプリズム45のG色光側の光束入射側端面に貼り付けられた位相差板により偏光軸が直交しているので、複屈折性部材62を透過させた場合かつ、図2のAG1またはAG2=0の場合、R,B色光が常光線、G色光が異常光線となったり、逆に、G色光が常光線、R,B色光が異常光線となり、R,B色光に対応する画素、または、G色光に対応する画素のみが画素PX1としてずれる。また、図2のAG1=AG2の場合は良好に機能するが、AG1≠AG2の場合は分離したR,G,B色光のバランスが変化してしまう。ただし、ダイクロイックプリズム45への入射光束の偏光が揃っている場合は、AG1,AG2に関係なく良好に機能する。
本実施形態では、クロスダイクロイックプリズム45および複屈折性部材62の間には、1/4波長板61が配置されているので、直線偏光光束である各色光を円偏光光束とすることができ、複屈折性部材62にて常光線および異常光線に良好に分離できる。また、R,G,B各色光を良好に分離し、各色光相互の画素ずれのない良好なカラー画像を投射できる。
本実施形態では、クロスダイクロイックプリズム45および複屈折性部材62の間には、1/4波長板61が配置されているので、直線偏光光束である各色光を円偏光光束とすることができ、複屈折性部材62にて常光線および異常光線に良好に分離できる。また、R,G,B各色光を良好に分離し、各色光相互の画素ずれのない良好なカラー画像を投射できる。
そしてさらに、制御装置80により複屈折性部材62が駆動制御されるので、外部機器から入力した映像信号、および、ユーザが操作パネル821Aに設定入力した画質調整量に応じた適切な位置に、複屈折性部材62を自動的に移動させることができ、ユーザの好みに応じた画質に調整できる。したがって、プロジェクタ1の利便性が向上する。
[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
前記第1実施形態では、複屈折性部材62は、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の2体で構成され、該複屈折性部材62全体での照明光軸A位置の厚み寸法を変更することで、投影画像の画質調整を実施している。
これに対して第2実施形態では、複屈折性部材72は、4つの複屈折性部材から構成され、該複屈折性部材72全体での照明光軸A位置の厚み寸法を変更することなく、投影画像の画質調整を実施可能とするものである。複屈折性部材72以外の構成は、前記第1実施形態と同様の構成とする。
以下、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
前記第1実施形態では、複屈折性部材62は、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64の2体で構成され、該複屈折性部材62全体での照明光軸A位置の厚み寸法を変更することで、投影画像の画質調整を実施している。
これに対して第2実施形態では、複屈折性部材72は、4つの複屈折性部材から構成され、該複屈折性部材72全体での照明光軸A位置の厚み寸法を変更することなく、投影画像の画質調整を実施可能とするものである。複屈折性部材72以外の構成は、前記第1実施形態と同様の構成とする。
図6は、第2実施形態に係る複屈折性部材72の構造の一例を示す図である。なお、図6では、前記第1実施形態で説明した図2と同様に、XYZ直交座標系を採用する。具体的に、図6(A)は、複屈折性部材72を光束入射側から見た平面図である。図6(B)は、図6(A)において、XY平面内における−X方向および+Y方向とそれぞれなす角度AG1,AG2が45°となる方向D1から複屈折性部材74を見た図である。
複屈折性部材72は、前記第1実施形態で説明した複屈折性部材62と同様に、1/4波長板61から射出される光束を常光線および異常光線に分離して、画質調整を実施するものである。この複屈折性部材72は、前記第1実施形態で説明した複屈折性部材62と同様に、図6に示すように、照明光軸A(Z軸)と略同一方向の軸を有する円柱形状を有している。この複屈折性部材72は、図6(B)に示すように、第1複屈折性部材73、第2複屈折性部材74、第3複屈折性部材75、および第4複屈折性部材76を備える。
複屈折性部材72は、前記第1実施形態で説明した複屈折性部材62と同様に、1/4波長板61から射出される光束を常光線および異常光線に分離して、画質調整を実施するものである。この複屈折性部材72は、前記第1実施形態で説明した複屈折性部材62と同様に、図6に示すように、照明光軸A(Z軸)と略同一方向の軸を有する円柱形状を有している。この複屈折性部材72は、図6(B)に示すように、第1複屈折性部材73、第2複屈折性部材74、第3複屈折性部材75、および第4複屈折性部材76を備える。
第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74は、前記第1実施形態で説明した第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64と同様の形状を有し、その光学軸72A1(図6(B))も同様に矢印D3方向および照明光軸Aを含む平面内で照明光軸Aに対して45°傾斜するように形成されている。
第3複屈折性部材75および第4複屈折性部材76は、第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74とそれぞれ略同一形状を有し、異なる点は、その光学軸72A2(図6(B)が矢印D3方向および照明光軸Aを含む平面内で第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74の光学軸72A1と直交するように形成されている点のみである。
第3複屈折性部材75および第4複屈折性部材76は、第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74とそれぞれ略同一形状を有し、異なる点は、その光学軸72A2(図6(B)が矢印D3方向および照明光軸Aを含む平面内で第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74の光学軸72A1と直交するように形成されている点のみである。
これら複屈折性部材72のうち、第2複屈折性部材74の光束射出側端面および第3複屈折性部材75の光束入射側端面が固着され、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75が一体化されている。
そして、第1複屈折性部材73および第4複屈折性部材76は、照明光軸A上の所定位置に固定される。また、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75は、第1複屈折性部材73および第4複屈折性部材76に対して、互いの斜面73A,74A、および斜面75A,76Aに沿って、矢印D3方向に移動自在に構成されている。すなわち、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75を第1複屈折性部材73および第4複屈折性部材76に対して移動させても、複屈折性部材72における照明光軸A位置の厚み寸法は変化しない。
本実施形態では、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75は、具体的な図示は省略するが、ステッピングモータ、パルスモータ等の駆動部により矢印D3方向に移動自在に構成されているものとする。なお、これら駆動部により第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75を自動で移動させる構成の他、手動にて第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75を移動させる構成を採用してもよい。
そして、第1複屈折性部材73および第4複屈折性部材76は、照明光軸A上の所定位置に固定される。また、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75は、第1複屈折性部材73および第4複屈折性部材76に対して、互いの斜面73A,74A、および斜面75A,76Aに沿って、矢印D3方向に移動自在に構成されている。すなわち、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75を第1複屈折性部材73および第4複屈折性部材76に対して移動させても、複屈折性部材72における照明光軸A位置の厚み寸法は変化しない。
本実施形態では、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75は、具体的な図示は省略するが、ステッピングモータ、パルスモータ等の駆動部により矢印D3方向に移動自在に構成されているものとする。なお、これら駆動部により第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75を自動で移動させる構成の他、手動にて第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75を移動させる構成を採用してもよい。
図7は、複屈折性部材72による入射光束の分離状態の一例を示す図である。なお、図7は、図4と同様に、異常光線の屈折率をne、常光線の屈折率をnoとした時、ne>noの場合を示している。
例えば、図7の実線で示すような状態では、1/4波長板61から射出された円偏光光束の直交する2つの直線偏光成分S,Pのうち、その偏光面に複屈折性部材72の光学軸72A1,72A2が含まれない直線偏光成分Sは、前記第1実施形態と同様に、常光線となり、複屈折性部材72内にて屈折することなく透過する。
一方、2つの直線偏光成分S,Pのうち、その偏光面に複屈折性部材72の光学軸72A1,72A2が含まれる直線偏光成分Pは、前記第1実施形態と同様に異常光線となる。ここで、この異常光線は、第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74内において、光学軸72A1方向に屈折して進む。さらに、この異常光線は、第3複屈折性部材75および第4複屈折性部材76内において、第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74の進む方向に対して光学軸72A2方向に屈折して進み、第4複屈折性部材76の光束射出側端面から直線偏光成分Sと平行するように射出される。
以上のように、1/4波長板61から射出された光束は、所定の分離幅W4を有する常光線および異常光線に分離される。
例えば、図7の実線で示すような状態では、1/4波長板61から射出された円偏光光束の直交する2つの直線偏光成分S,Pのうち、その偏光面に複屈折性部材72の光学軸72A1,72A2が含まれない直線偏光成分Sは、前記第1実施形態と同様に、常光線となり、複屈折性部材72内にて屈折することなく透過する。
一方、2つの直線偏光成分S,Pのうち、その偏光面に複屈折性部材72の光学軸72A1,72A2が含まれる直線偏光成分Pは、前記第1実施形態と同様に異常光線となる。ここで、この異常光線は、第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74内において、光学軸72A1方向に屈折して進む。さらに、この異常光線は、第3複屈折性部材75および第4複屈折性部材76内において、第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74の進む方向に対して光学軸72A2方向に屈折して進み、第4複屈折性部材76の光束射出側端面から直線偏光成分Sと平行するように射出される。
以上のように、1/4波長板61から射出された光束は、所定の分離幅W4を有する常光線および異常光線に分離される。
また、図7の実線で示す状態から、図7の二点鎖線で示すように第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75を矢印D3方向に移動させた場合には、上記同様に、1/4波長板61から射出された光束が常光線および異常光線に分離されるが、図7の一点鎖線で示すように異常光線における第2複屈折性部材74、第3複屈折性部材75、および第4複屈折性部材76を通る際の光路の長さが実線で示した状態での光路の長さとそれぞれ異なることとなり、すなわち、常光線および異常光線の分離幅W5が上記の分離幅W4と異なるものとなる。
そして、上述したように、第1複屈折性部材73および第4複屈折性部材76に対して第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75を移動させることで、分離幅が変更され、前記第1実施形態と同様に、投影画像の画質が調整される。
なお、制御装置80による画質調整制御は、前記第1実施形態で説明した画質調整制御と略同様に実施でき、詳細な説明を省略する。
そして、上述したように、第1複屈折性部材73および第4複屈折性部材76に対して第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75を移動させることで、分離幅が変更され、前記第1実施形態と同様に、投影画像の画質が調整される。
なお、制御装置80による画質調整制御は、前記第1実施形態で説明した画質調整制御と略同様に実施でき、詳細な説明を省略する。
上述した第2実施形態においては、前記第1実施形態と比較して、第1複屈折性部材73の光束射出側端面、第2複屈折性部材74の光束入射側端面、第3複屈折性部材75の光束射出側端面、および第4複屈折性部材76の光束入射側端面は、照明光軸Aに直交する平面に対してそれぞれ矢印D3方向に傾斜し、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75が矢印D3方向に移動するので、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75を移動した場合であっても、複屈折性部材72全体での照明光軸A位置の厚み寸法を同一状態で維持できる。
また、第2複屈折性部材74の光学軸72A1、および第3複屈折性部材75の光学軸72A2は、それぞれ異なる方向に設定されているので、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75を矢印D3方向に移動させることで、第1複屈折性部材73内にて分離された異常光線において、第2複屈折性部材74を透過する際の光路長が異なるものとなるとともに、第3複屈折性部材75を透過する際の光路長も異なるものとなり、第4複屈折性部材76からの異常光線の射出位置がずれ、複屈折性部材72から射出される光束の分離幅W4,W5が可変となる。
また、第2複屈折性部材74の光学軸72A1、および第3複屈折性部材75の光学軸72A2は、それぞれ異なる方向に設定されているので、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75を矢印D3方向に移動させることで、第1複屈折性部材73内にて分離された異常光線において、第2複屈折性部材74を透過する際の光路長が異なるものとなるとともに、第3複屈折性部材75を透過する際の光路長も異なるものとなり、第4複屈折性部材76からの異常光線の射出位置がずれ、複屈折性部材72から射出される光束の分離幅W4,W5が可変となる。
ここで、複屈折性部材72の光学軸72A1,72A2は、移動方向D3および照明光軸Aを含む平面内に設定されているので、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75を移動させた場合でも、複屈折性部材72を透過する際の常光線の光路長が変化することがない。このため、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75を移動させた場合であっても、常光線の光路長が変化することがなく、投射光学装置50に対する各液晶パネル42のバックフォーカス位置が変更されず、投射光学装置50にてフォーカス状態の良好な画像を投影できる。
また、複屈折性部材72の光学軸72A1,72A2は、照明光軸Aおよび移動方向D3を含む平面内に含まれるので、移動方向D3に液晶パネル42から射出された光束を分離できる。すなわち、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75の移動方向D3と画素PX1のずれ方向とを略同一方向とすることができ、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75の移動量と画素PX1の画素ずらし量との関係を認識しやすく、複屈折性部材72の設計を容易とする。
さらに、第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74の光学軸72A1が照明光軸Aに対して45°傾斜し、第3複屈折性部材75および第4複屈折性部材76の光学軸72A2と直交するので、液晶パネル42から射出される光束を良好に分離できる。
さらに、第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74の光学軸72A1が照明光軸Aに対して45°傾斜し、第3複屈折性部材75および第4複屈折性部材76の光学軸72A2と直交するので、液晶パネル42から射出される光束を良好に分離できる。
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記各実施形態では、複屈折性部材62,72は、それぞれ2体、4体で構成されていたが、これに限らず、1体のみで構成しても本発明の目的を十分に達成できる。
前記各実施形態において、複屈折性部材62,72の配置位置は、液晶パネル42の光路後段であれば、いずれの位置でもよく、各液晶パネル42とクロスダイクロイックプリズム45との間にそれぞれ配置してもよく、投射光学装置50内、投射光学装置50の光路後段に配置してもよい。
前記各実施形態では、複屈折性部材62,72は、それぞれ2体、4体で構成されていたが、これに限らず、1体のみで構成しても本発明の目的を十分に達成できる。
前記各実施形態において、複屈折性部材62,72の配置位置は、液晶パネル42の光路後段であれば、いずれの位置でもよく、各液晶パネル42とクロスダイクロイックプリズム45との間にそれぞれ配置してもよく、投射光学装置50内、投射光学装置50の光路後段に配置してもよい。
前記第1実施形態において、光学軸62Aは、照明光軸A、およびこの照明光軸Aと直交する方向に対して傾斜していれば、いずれの方向であっても構わない。また、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64がそれぞれ同一方向の光学軸62Aを有する構成であったが、これに限らず、それぞれ異なる方向の光学軸を有する構成としてもよい。さらに、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64は、互いに当接するように構成されていたが、互いに離間配置するように構成してもよい。さらにまた、複屈折性部材62の形状は、円柱形状であったが、これに限らず、例えば、四角柱状の形状等のその他の形状を採用してもよい。また、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64は、同一形状に限らず、異なる形状となるように構成してもよい。
前記第2実施形態では、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75の光学軸は、照明光軸A、およびこの照明光軸Aと直交する方向に対して傾斜し、それぞれ異なる方向となるように設定されていればよく、前記第2実施形態で説明した光学軸72A1,72A2の方向に限らない。また、各複屈折性部材73,74,75,76は、互いに当接するように構成されていたが、互いに離間配置するように構成してもよい。さらに、複屈折性部材72の形状は、円柱形状であったが、これに限らず、例えば、四角柱状の形状等のその他の形状を採用してもよい。さらにまた、各複屈折性部材73,74,75,76は、同一形状に限らず、異なる形状となるように構成してもよい。
前記各実施形態において、1/4波長板61を省略した場合でも本発明の目的を十分に達成できる。
前記各実施形態では、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64、ならびに、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75の移動方向D3は、XY平面内において、X方向およびY方向とそれぞれなす角度が45°となる方向であったが、その他の方向に設定してもよい。
例えば、XY平面内において、X方向およびY方向とそれぞれなす角度が45°以外の角度で傾斜した方向に移動させる構成としてもよい。
また、例えば、XY平面内において、X方向、またはY方向に移動させる構成としてもよい。
前記各実施形態では、第1複屈折性部材63および第2複屈折性部材64、ならびに、第2複屈折性部材74および第3複屈折性部材75の移動方向D3は、XY平面内において、X方向およびY方向とそれぞれなす角度が45°となる方向であったが、その他の方向に設定してもよい。
例えば、XY平面内において、X方向およびY方向とそれぞれなす角度が45°以外の角度で傾斜した方向に移動させる構成としてもよい。
また、例えば、XY平面内において、X方向、またはY方向に移動させる構成としてもよい。
また、前記第1実施形態において、複屈折性部材62または画質調整部60を複数設ける構成としてもよい。この際、複数の複屈折性部材62における移動方向を同一方向に設定してもよく、異なる方向に設定してもよい。前記第2実施形態でも同様である。
前記第2実施形態において、第3複屈折性部材75および第4複屈折性部材76を光学軸の存在しない透光性部材で構成してもよい。
具体的に、図8は、第3複屈折性部材75および第4複屈折性部材76を透光性部材とした構成を示す図である。
この際、第1透光性部材75’および第2透光性部材76’の形状は、第3複屈折性部材75および第4複屈折性部材76と同様のものとする。また、第2複屈折性部材74および第1透光性部材75’は、一体化され、前記第2実施形態と同様に、第1複屈折性部材73および第2透光性部材76’に対して移動自在に構成されている。この際、第1透光性部材75’および第2透光性部材76’の屈折率は、第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74の屈折率に近接させることが好ましい。
このように構成した場合であっても、前記第2実施形態と略同様の作用・効果を享受できる。
なお、上述した構成では、前記第2実施形態において、第3複屈折性部材75および第4複屈折性部材76を透光性部材としていたが、第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74を、上記同様に、透光性部材で構成した場合であっても、前記第2実施形態と略同様の作用・効果を享受できる。
具体的に、図8は、第3複屈折性部材75および第4複屈折性部材76を透光性部材とした構成を示す図である。
この際、第1透光性部材75’および第2透光性部材76’の形状は、第3複屈折性部材75および第4複屈折性部材76と同様のものとする。また、第2複屈折性部材74および第1透光性部材75’は、一体化され、前記第2実施形態と同様に、第1複屈折性部材73および第2透光性部材76’に対して移動自在に構成されている。この際、第1透光性部材75’および第2透光性部材76’の屈折率は、第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74の屈折率に近接させることが好ましい。
このように構成した場合であっても、前記第2実施形態と略同様の作用・効果を享受できる。
なお、上述した構成では、前記第2実施形態において、第3複屈折性部材75および第4複屈折性部材76を透光性部材としていたが、第1複屈折性部材73および第2複屈折性部材74を、上記同様に、透光性部材で構成した場合であっても、前記第2実施形態と略同様の作用・効果を享受できる。
また、第1実施形態でも同様に、第2複屈折性部材64を光学軸が存在しない透光性部材で構成してもよい。
具体的に、図9は、第2複屈折性部材64を透光性部材とした構成を示す図である。
この際、第1透光性部材74’の形状は、第2複屈折性部材64と同様のものとする。また、第1複屈折性部材63は、第1透光性部材74’に対して前記第1実施形態で説明したように移動自在に構成されている。この際、第1透光性部材64’の屈折率は、第1複屈折性部材63の屈折率に近接させることが好ましい。
このように構成した場合であっても、前記第1実施形態と略同様の作用・効果を享受できる。
なお、上述した構成では、前記第1実施形態において、第2複屈折性部材64を透光性部材としていたが、第1複屈折性部材63を透光性部材として構成した場合であっても、第2複屈折性部材64を前記透光性部材に対して移動自在に構成すれば、前記第1実施形態と略同様の作用・効果を享受できる。
具体的に、図9は、第2複屈折性部材64を透光性部材とした構成を示す図である。
この際、第1透光性部材74’の形状は、第2複屈折性部材64と同様のものとする。また、第1複屈折性部材63は、第1透光性部材74’に対して前記第1実施形態で説明したように移動自在に構成されている。この際、第1透光性部材64’の屈折率は、第1複屈折性部材63の屈折率に近接させることが好ましい。
このように構成した場合であっても、前記第1実施形態と略同様の作用・効果を享受できる。
なお、上述した構成では、前記第1実施形態において、第2複屈折性部材64を透光性部材としていたが、第1複屈折性部材63を透光性部材として構成した場合であっても、第2複屈折性部材64を前記透光性部材に対して移動自在に構成すれば、前記第1実施形態と略同様の作用・効果を享受できる。
前記各実施形態では、3つの液晶パネル42を用いたプロジェクタ1の例のみを挙げたが、本発明は、1つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、2つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、あるいは、4つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
前記各実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調素子を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板は省略できる。
前各記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投写を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投写を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
前記各実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調素子を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板は省略できる。
前各記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投写を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投写を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
前記各実施形態では、複屈折性部材62,72をプロジェクタに搭載した構成を説明したが、これに限らず、液晶、プラズマ、EL(エレクトロルミネッセンス)等の如く画素が離散的なディスプレイや、撮像画素が離散的なCCD(電荷結合素子)等を有する撮像装置等に搭載してもよい。
例えば、CCDを有する撮像装置に複屈折性部材62,72を搭載する場合には、以下のように実施する。
すなわち、従来の前記撮像装置では、画像情報の空間周波数の高い成分を除去し、モアレ縞および色偽信号等の問題を回避するために、CCDとレンズとの間には、光学ローパスフィルタとして水晶が配置されている。ここで、前記水晶を本発明の複屈折性部材62,72に替えることで、カットオフ周波数を可変とした撮像装置を実現できる。このような構成により、画素数の異なるCCDやレンズの交換を行った際でも同じ複屈折性部材62,72で対応が可能となる、という効果がある。
例えば、CCDを有する撮像装置に複屈折性部材62,72を搭載する場合には、以下のように実施する。
すなわち、従来の前記撮像装置では、画像情報の空間周波数の高い成分を除去し、モアレ縞および色偽信号等の問題を回避するために、CCDとレンズとの間には、光学ローパスフィルタとして水晶が配置されている。ここで、前記水晶を本発明の複屈折性部材62,72に替えることで、カットオフ周波数を可変とした撮像装置を実現できる。このような構成により、画素数の異なるCCDやレンズの交換を行った際でも同じ複屈折性部材62,72で対応が可能となる、という効果がある。
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
本発明のプロジェクタは、投影画像における画素の見え方を任意に変更可能とするとともに、輝度低下や輝度むらの少ない投影画像を形成できるため、ホームシアターやプレゼンテーションにて有効に利用できる。
1・・・プロジェクタ、11・・・光源装置、42,42R,42G,42B・・・液晶パネル(光変調装置)、45・・・クロスダイクロイックプリズム(色合成光学装置)、50・・・投射光学装置、61・・・1/4波長板、62,72・・・複屈折性部材、63,73・・・第1複屈折性部材、64,74・・・第2複屈折性部材、64’,75’・・・第1透光性部材、70・・・制御装置、75・・・第3複屈折性部材、76・・・第4複屈折性部材、76’・・・第2透光性部材、62A,72A1,72A2・・・光学軸、A・・・照明光軸、D3・・・移動方向。
Claims (11)
- 光源装置と、この光源装置から射出される光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、この光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記光源装置から射出される光束の照明光軸上で前記光変調装置の光路後段に配置され、前記光源装置から射出される光束の入射方向と交差する方向に移動自在に構成される複屈折性部材を備え、
前記複屈折性部材は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、その光学軸が前記光源装置から射出される光束の入射方向およびこの入射方向に直交する方向に対して傾斜するとともに、前記照明光軸方向の厚み寸法が前記移動方向に沿って異なるように形成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記複屈折性部材は、少なくとも2体で構成され、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、光路最前段に配置される複屈折性部材の光束入射側端面、および光路最後段に配置される複屈折性部材の光束射出側端面が平行となるように並列配置し、
前記少なくとも2体の複屈折性部材のうち少なくともいずれかの複屈折性部材は、前記移動方向に沿って移動自在に構成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項2に記載のプロジェクタにおいて、
前記複屈折性部材は、それぞれ同一方向の前記光学軸を有し、光束入射側に配置され光束入射側端面が前記照明光軸と直交する第1複屈折性部材、および光束射出側に配置され光束射出側端面が前記照明光軸と直交する第2複屈折性部材の2体で構成され、
前記第1複屈折性部材の光束射出側端面、および前記第2複屈折性部材の光束入射側端面は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、前記照明光軸に直交する平面に対してそれぞれ同一方向に傾斜して互いに当接し、
前記第1複屈折性部材および前記第2複屈折性部材のうち少なくともいずれかの複屈折性部材は、前記当接する端面に沿って移動自在に構成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項3に記載のプロジェクタにおいて、
前記第1複屈折性部材および前記第2複屈折性部材の前記光学軸は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、前記光源装置から射出される光束の入射方向、および前記移動方向を含む平面内で前記入射方向に対して45°傾斜していることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記複屈折性部材は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、光束入射側に配置され光束入射側端面が前記照明光軸と直交し前記光学軸を有する第1複屈折性部材、および、光束射出側に配置され光束射出側端面が前記照明光軸と直交し光学軸が存在しない第1透光性部材の2体で構成され、
前記第1複屈折性部材の光束射出側端面、および前記第1透光性部材の光束入射側端面は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、前記照明光軸に直交する平面に対してそれぞれ同一方向に傾斜して互いに当接し、
前記第1複屈折性部材は、前記当接する端面に沿って移動自在に構成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項2に記載のプロジェクタにおいて、
前記複屈折性部材は、光束入射側に配置され光束入射側端面が前記照明光軸と直交する第1複屈折性部材、前記第1複屈折性部材の光路後段に配置される第2複屈折性部材、前記第2複屈折性部材の光路後段に配置され光束入射側端面が前記第2複屈折性部材の光束射出側端面と当接する第3複屈折性部材、および、前記第3複屈折性部材の光路後段に配置され光束射出側端面が前記照明光軸と直交する第4複屈折性部材の4体で構成され、
前記第1複屈折性部材の光束射出側端面、前記第2複屈折性部材の光束入射側端面、前記第3複屈折性部材の光束射出側端面、および前記第4複屈折性部材の光束入射側端面は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、前記照明光軸に直交する平面に対してそれぞれ同一方向に傾斜し、
前記第2複屈折性部材および前記第3複屈折性部材は、それぞれ異なる方向の前記光学軸を有し、互いに一体化して前記第1複屈折性部材の光束射出側端面、および前記第4複屈折性部材の光束入射側端面の傾斜方向に移動自在に構成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項6に記載のプロジェクタにおいて、
前記第1複屈折性部材および前記第2複屈折性部材の前記光学軸は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、それぞれ同一方向に設定され、前記光源装置から射出される光束の入射方向、および前記移動方向を含む平面内で前記入射方向に対して45°傾斜し、
前記第3複屈折性部材および前記第4複屈折性部材の前記光学軸は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、それぞれ同一方向に設定され、前記光源装置から射出される光束の入射方向、および前記移動方向を含む平面内で前記第1複屈折性部材および前記第2複屈折性部材の前記光学軸に対して直交していることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記複屈折性部材は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、光束入射側に配置され光束入射側端面が前記照明光軸と直交し前記光学軸を有する第1複屈折性部材、前記第1複屈折性部材の光路後段に配置され光束射出側端面が前記照明光軸と直交し前記光学軸を有する第2複屈折性部材、前記第2複屈折性部材の光路後段に配置され光束入射側端面が前記照明光軸と直交し光学軸が存在しない第1透光性部材、および、前記第1透光性部材の光路後段に配置され光束射出側端面が前記照明光軸と直交し光学軸が存在しない第2透光性部材の4体で構成され、
前記第1複屈折性部材の光束射出側端面、前記第2複屈折性部材の光束入射側端面、前記第1透光性部材の光束射出側端面、および前記第2透光性部材の光束入射側端面は、前記照明光軸上の所定位置に配置した状態で、前記照明光軸に直交する平面に対してそれぞれ同一方向に傾斜し、
前記第2複屈折性部材および前記第1透光性部材は、互いに一体化して前記第1複屈折性部材の光束射出側端面、および前記第2透光性部材の光束入射側端面の傾斜方向に移動自在に構成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記光変調装置は、複数で構成され、
前記複数の光変調装置にて変調された各光束を合成して射出する色合成光学装置を備え、
前記複屈折性部材は、前記色合成光学装置の光路後段に配置されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項9に記載のプロジェクタにおいて、
前記色合成光学装置および前記複屈折性部材の間には、波長板が介在配置されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1から請求項10のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記画像情報、および/または、外部から設定入力される設定入力情報に基づいて、前記複屈折性部材を前記移動方向に移動させる制御装置を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004080413A JP2005266466A (ja) | 2004-03-19 | 2004-03-19 | プロジェクタ |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011170008A (ja) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Seiko Epson Corp | プロジェクター |
-
2004
- 2004-03-19 JP JP2004080413A patent/JP2005266466A/ja not_active Withdrawn
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