JP2006023378A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクタ、特に、画像信号に応じて変調された光をスクリーンに透過させることによって画像を表示するリアプロジェクタの技術に関する。 The present invention relates to a projector, and more particularly, to a technology of a rear projector that displays an image by transmitting light modulated in accordance with an image signal through a screen.
従来、画像信号に応じて変調された光をスクリーンに透過させることによって画像を表示する、いわゆるリアプロジェクタが提案されている。リアプロジェクタは大画面化が比較的容易であることから、近年、リアプロジェクタの普及に対する期待が高まりつつある。リアプロジェクタのスクリーンには、例えば、広い視野角を得るためのレンチキュラーレンズやマイクロレンズ等の光学素子が設けられる。アレイ状に配置された光学素子をスクリーンに設ける場合、光学素子を設けることによるスクリーンの周期構造と空間光変調装置の画素構造とが重なり合うことでモアレが発生することがある。モアレは、リアプロジェクタ内の構成要素における周期構造どうしによって起きる以外に、リアプロジェクタにおける周期構造と、画像の模様とが重なり合うことで起きる場合もある。モアレは、本来画像信号に無い色彩や模様を出現させることにより画質の低下を引き起こす。従来、モアレを低減する技術としては、例えば、特許文献1及び2に提案されているものがある。 Conventionally, a so-called rear projector has been proposed that displays an image by transmitting light modulated in accordance with an image signal to a screen. Since rear projectors are relatively easy to increase in screen size, in recent years, expectations for the spread of rear projectors are increasing. The screen of the rear projector is provided with optical elements such as a lenticular lens and a microlens for obtaining a wide viewing angle, for example. When the optical elements arranged in an array are provided on the screen, moire may occur due to the overlap of the periodic structure of the screen and the pixel structure of the spatial light modulator provided by the optical elements. In addition to the occurrence of moiré due to the periodic structures in the components in the rear projector, the moiré may also occur due to the overlapping of the periodic structure in the rear projector and the image pattern. Moire causes degradation of image quality by causing colors and patterns that are not originally included in the image signal to appear. Conventionally, as a technique for reducing moire, for example, there are techniques proposed in Patent Documents 1 and 2.
特許文献1及び2に提案されている技術は、いずれもスクリーンの構成によって光の干渉を防ぐものである。特許文献1及び2に提案されている技術によると、スクリーンは、構造上、光の干渉を防止可能とするための制約を受けざるを得ない。このような制約は、リアプロジェクタにより精細な画像を表示するための構成、あるいはコストを削減可能な構成を実現する上での障害になる場合がある。さらに、リアプロジェクタのスクリーンとして、光射出面に遮光部と開口部とを交互に設ける技術が提案されている。遮光部は、外光の反射を防ぐことでコントラストの低下を軽減するための構成である。リアプロジェクタのスクリーンは、遮光部と開口部とが周期構造をなすことによってさらにモアレ発生の頻度が増加してしまう。このように、従来のリアプロジェクタは、モアレの発生を低減して精細な画像を得ることが困難であるという問題がある。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、モアレの発生を低減して精細な画像を表示可能なプロジェクタを提供することを目的とする。 The techniques proposed in Patent Documents 1 and 2 both prevent light interference by the configuration of the screen. According to the techniques proposed in Patent Documents 1 and 2, the screen must be constrained to prevent light interference due to its structure. Such a restriction may be an obstacle to realizing a configuration for displaying a fine image by the rear projector or a configuration capable of reducing the cost. Further, as a screen for a rear projector, a technique has been proposed in which light-shielding portions and openings are alternately provided on the light exit surface. The light shielding unit is configured to reduce a decrease in contrast by preventing reflection of external light. The screen of the rear projector further increases the frequency of moiré due to the periodic structure of the light shielding portion and the opening. Thus, the conventional rear projector has a problem that it is difficult to obtain a fine image by reducing the occurrence of moire. The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a projector that can display a fine image by reducing the occurrence of moire.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、行列状に配列される複数の画素部を備え、入射光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、所定の周期で配置される構造体を備え、空間光変調装置からの光を透過するスクリーンと、空間光変調装置とスクリーンとの間の光路中に設けられるローパスフィルタと、を有す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。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the present invention, a spatial light modulation device that includes a plurality of pixel units arranged in a matrix and modulates incident light according to an image signal, and a predetermined And a screen that transmits light from the spatial light modulation device, and a low-pass filter that is provided in an optical path between the spatial light modulation device and the screen. A projector can be provided.
ローパスフィルタは、屈折面を有するプリズム素子、回折格子、水晶板等の光学素子を備える。空間光変調装置からの光がローパスフィルタを透過することにより、画素部の像は、複数に分割してスクリーンに投影される。画素部の像を複数に分割することで、行列状に画素部を配列することによる周期性、及び規則的な模様等の周期性を弱めることとなる。また、スクリーンには、例えば、レンチキュラーレンズ等の光学素子や遮光部等の構造体が所定の周期で配置される。投写光の周期性を弱めてスクリーンに入射することにより、周期構造を有するスクリーンを用いる場合であっても光の干渉効果が低減される。このようにして、ローパスフィルタを設けることによってモアレを低減することが可能となる。本発明によると、空間光変調装置とスクリーンとの間の光路中にローパスフィルタを設けるため、スクリーンは、構造上光の干渉効果に関する制約を必要としない。スクリーンは、精細な画像を表示可能、あるいはコストを削減可能な構成とすることができる。これにより、モアレの発生を低減して精細な画像を表示可能なプロジェクタを得られる。 The low-pass filter includes a prism element having a refractive surface, a diffraction grating, an optical element such as a quartz plate. When the light from the spatial light modulator passes through the low-pass filter, the image of the pixel portion is divided into a plurality of images and projected onto the screen. By dividing the image of the pixel portion into a plurality, the periodicity due to the arrangement of the pixel portions in a matrix and the periodicity such as a regular pattern are weakened. In addition, on the screen, for example, optical elements such as a lenticular lens and structures such as a light shielding portion are arranged at a predetermined period. By weakening the periodicity of the projected light and entering the screen, the light interference effect is reduced even when a screen having a periodic structure is used. In this way, it is possible to reduce moire by providing a low-pass filter. According to the present invention, since the low-pass filter is provided in the optical path between the spatial light modulation device and the screen, the screen does not need a restriction on the light interference effect structurally. The screen can be configured to display a fine image or to reduce costs. As a result, it is possible to obtain a projector that can reduce the occurrence of moire and display a fine image.
また、本発明の好ましい態様によれば、ローパスフィルタは、少なくとも屈折面を備えるプリズム素子からなるプリズム群を有し、前記プリズム素子は、照明光学系又は投写光学系で定められる単位面積内に3周期以上の周期で設けられ、屈折面は、一の画素部からの光を所定方向へ屈折することが望ましい。一の画素部からの光は、プリズム群に入射する。プリズム群に入射した光は、プリズム素子の屈折面で屈折して、光路を所定方向へ折り曲げられる。一の画素部からの光を所定方向へ折り曲げることにより、画素部の像を分割してスクリーンに投影する。画素部の像は、プリズム素子に備える屈折面の数に応じて複数に分割することができる。これにより、画素部の像を複数に分割することができる。 According to a preferred aspect of the present invention, the low-pass filter has a prism group including prism elements each having at least a refracting surface, and the prism elements are 3 in a unit area defined by the illumination optical system or the projection optical system. It is desirable that the refractive surface be provided with a period equal to or greater than the period and refract the light from one pixel portion in a predetermined direction. Light from one pixel portion enters the prism group. The light incident on the prism group is refracted by the refracting surface of the prism element, and the optical path is bent in a predetermined direction. By bending light from one pixel portion in a predetermined direction, an image of the pixel portion is divided and projected onto a screen. The image of the pixel portion can be divided into a plurality according to the number of refractive surfaces provided in the prism element. Thereby, the image of a pixel part can be divided | segmented into plurality.
プリズム群のプリズム素子は、単位面積内において3個以上、又は3周期以上の周期で設けることで、略均一な画像を得られる。単位面積は、空間光変調装置に入射する照明光により規定されるFナンバー、又はスクリーンに光を投写する投写光学系で規定することができる。ここで、プリズム素子の周期は、プリズム素子がマトリクス状に設けられている場合に、プリズム素子どうしの境界を形成する境界線の数で定義できる。 A substantially uniform image can be obtained by providing three or more prism elements or three or more periods in the unit area. The unit area can be defined by an F number defined by illumination light incident on the spatial light modulator or a projection optical system that projects light onto a screen. Here, the period of the prism elements can be defined by the number of boundary lines forming the boundary between the prism elements when the prism elements are provided in a matrix.
好ましくは、プリズム群のプリズム素子は、単位面積内において5個以上、又は5周期以上の周期で設けることが望ましい。これにより、画像の端部においても略均一な投写像を得ることができる。このように、単位面積内に適度な数のプリズム素子を配置することにより、略均一な画像を得ることができる。また、プリズム素子を周期的に設けることで回折光を生じると、画像のコントラストを低下させる原因となり得る。プリズム素子は、単位面積内において15個以下、又は15周期以下の周期で設けることで、回折現象の発生を低減し、良好な画像を得ることができる。さらに、プリズム素子は、単位面積内において12個以下、又は12周期以下の周期で設けるのが望ましい。これにより、さらに回折現象の発生を低減し良好なコントラストの画像を得られる。 Preferably, the prism elements of the prism group are provided in a unit area with 5 or more, or 5 cycles or more. Thereby, a substantially uniform projected image can be obtained even at the edge of the image. As described above, a substantially uniform image can be obtained by arranging an appropriate number of prism elements in a unit area. Further, if diffracted light is generated by periodically providing prism elements, it may cause a decrease in image contrast. By providing 15 or less prism elements in a unit area, or less than 15 periods, the occurrence of diffraction phenomenon can be reduced and a good image can be obtained. Furthermore, it is desirable that the prism elements are provided with a period of 12 or less or 12 periods or less within the unit area. As a result, the occurrence of the diffraction phenomenon is further reduced, and an image with good contrast can be obtained.
従って、プリズム群は、単位面積内において3個以上15個以下、又は3周期以上15周期以下の周期でプリズム素子を設けることが望ましい。さらに、プリズム群は、単位面積内において5個以上12個以下、又は5周期以上12周期以下の周期でプリズム素子を設けることが望ましい。これにより、略均一な強度の光をスクリーンに投写し、モアレの低減及びコントラスト低下の低減によってさらに良好な画像を得ることができる。 Accordingly, it is desirable that the prism group is provided with a prism element in a unit area of 3 to 15 or less, or 3 to 15 cycles. Furthermore, it is desirable that the prism group is provided with prism elements at a cycle of 5 to 12 or 5 cycles to 12 cycles within a unit area. Thereby, light with substantially uniform intensity can be projected onto the screen, and a better image can be obtained by reducing moire and reducing contrast.
また、本発明の好ましい態様によれば、プリズム素子は、画素部からの光を透過する平坦部を有し、屈折面と光軸との交点で平坦部から最も離れた位置において光軸に略垂直方向に形成される面を基準面とする場合に、基準面から平坦部までの距離をd、入射光の波長をλ、プリズム素子の屈折率をnとそれぞれするとき、以下の条件式(1)又は(2)を満足することが望ましい。
d<0.95×λ/{2×(n−1)} (1)
d>1.05×λ/{2×(n−1)} (2)
According to a preferred aspect of the present invention, the prism element has a flat portion that transmits light from the pixel portion, and is substantially aligned with the optical axis at a position farthest from the flat portion at the intersection of the refractive surface and the optical axis. When the surface formed in the vertical direction is used as a reference surface, when the distance from the reference surface to the flat portion is d, the wavelength of incident light is λ, and the refractive index of the prism element is n, the following conditional expression ( It is desirable to satisfy 1) or (2).
d <0.95 × λ / {2 × (n−1)} (1)
d> 1.05 × λ / {2 × (n−1)} (2)
プリズム群は、屈折面による屈折光と共に、プリズム群を構成する各プリズム素子の深さに起因して回折光を生ずる。基準面から平坦部までの距離dが条件式(A)
d=λ/{2×(n−1)} (A)
の条件を満足する場合、プリズム群は、回折効果を向上させてしまう。回折光は、周期構造を有するスクリーンにおいて光が干渉することによるモアレを引き起こす場合がある。本発明では、モアレを発生する原因となる回折光を生じさせないこと、又は回折光が生じても観察者がモアレを認識しない程度であることが望ましい。本発明では、上記の条件式(1)又は(2)を満足することで、深さdを、上記の条件式(A)で規定される数値と異なる数値とすることができる。上記の条件式(1)又は(2)を満足することにより、プリズム群における回折光の発生を低減することができる。これにより、モアレの発生を低減することができる。
The prism group generates diffracted light due to the refracted light from the refractive surface and the depth of each prism element constituting the prism group. The distance d from the reference surface to the flat portion is the conditional expression (A)
d = λ / {2 × (n−1)} (A)
When the above condition is satisfied, the prism group improves the diffraction effect. Diffracted light may cause moiré due to light interference on a screen having a periodic structure. In the present invention, it is desirable that diffracted light that causes moiré is not generated, or that the observer does not recognize moiré even when diffracted light is generated. In the present invention, when the conditional expression (1) or (2) is satisfied, the depth d can be set to a numerical value different from the numerical value defined by the conditional expression (A). By satisfying the above conditional expression (1) or (2), generation of diffracted light in the prism group can be reduced. Thereby, generation | occurrence | production of a moire can be reduced.
好ましくは、以下の条件式(3)又は(4)を満足することが望ましい。
d<0.9×λ/{2×(n−1)} (3)
d>1.1×λ/{2×(n−1)} (4)
さらに好ましくは、以下の条件式(5)又は(6)を満足することが望ましい。
d<0.7×λ/{2×(n−1)} (5)
d>1.3×λ/{2×(n−1)} (6)
上記条件式(3)〜(6)のいずれかを満足することで、プリズム素子からの回折光の強度をさらに小さくすることができる。これにより、さらにモアレの発生を低減することができる。
It is preferable that the following conditional expression (3) or (4) is satisfied.
d <0.9 × λ / {2 × (n−1)} (3)
d> 1.1 × λ / {2 × (n−1)} (4)
More preferably, it is desirable to satisfy the following conditional expression (5) or (6).
d <0.7 × λ / {2 × (n−1)} (5)
d> 1.3 × λ / {2 × (n−1)} (6)
By satisfying any one of the conditional expressions (3) to (6), the intensity of the diffracted light from the prism element can be further reduced. Thereby, generation | occurrence | production of a moire can be reduced further.
また、本発明の好ましい態様としては、プリズム素子は、画素部からの光を透過する平坦部を有し、光軸に対し略垂直でありプリズム群が形成されている基板の一方の面を基準面とする場合に、基準面から平坦部までの距離と、基準面から屈折面上の所定位置までの距離と、がそれぞれ非周期的となるように形成されていることが望ましい。 In a preferred aspect of the present invention, the prism element has a flat portion that transmits light from the pixel portion, is substantially perpendicular to the optical axis, and is based on one surface of the substrate on which the prism group is formed. In the case of a surface, it is desirable that the distance from the reference surface to the flat portion and the distance from the reference surface to a predetermined position on the refracting surface are aperiodic.
プリズム群により回折光が生ずる構造の一つとして、プリズム素子の周期的な構造を挙げることができる。プリズム群は、基準面から平坦部までの距離と、基準面とから屈折面上の所定位置までの距離と、がそれぞれ非周期的となるように形成されている。プリズム群を非周期的となるように形成することにより、プリズム素子の周期的構造に起因する回折光の発生を低減することができる。これにより、モアレの発生を低減することができる。 One of the structures in which diffracted light is generated by the prism group is a periodic structure of prism elements. The prism group is formed such that the distance from the reference surface to the flat portion and the distance from the reference surface to a predetermined position on the refractive surface are aperiodic. By forming the prism group to be aperiodic, generation of diffracted light due to the periodic structure of the prism element can be reduced. Thereby, generation | occurrence | production of a moire can be reduced.
また、本発明の好ましい態様としては、プリズム素子は、前記単位面積内において15周期以下の周期で設けられることが望ましい。プリズム群により回折光が生ずる構造の一つとして、プリズム素子の配列の周期的な構造を挙げることができる。プリズム群は、単位面積あたりに15周期以下の周期でプリズム素子を設けるように構成する。プリズム素子の周期は、プリズム素子がマトリクス状に設けられている場合に、プリズム素子どうしの境界を形成する境界線の数で定義できる。プリズム素子の周期を15周期以下とすることにより、プリズム素子の配列の周期的構造に起因する回折光の発生を低減することができる。これにより、モアレの発生を低減することができる。また、好ましくは、プリズム素子は、単位面積あたりに10〜12周期で設けられることが望ましい。さらに好ましくは、プリズム素子は、単位面積あたりに7〜9周期で設けられることが望ましい。これにより、さらにモアレの発生を低減することができる。 As a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the prism elements are provided with a period of 15 periods or less within the unit area. One of the structures in which diffracted light is generated by the prism group is a periodic structure of an array of prism elements. The prism group is configured to provide prism elements with a period of 15 periods or less per unit area. The period of the prism elements can be defined by the number of boundary lines forming the boundary between the prism elements when the prism elements are provided in a matrix. By setting the period of the prism elements to 15 periods or less, generation of diffracted light due to the periodic structure of the arrangement of the prism elements can be reduced. Thereby, generation | occurrence | production of a moire can be reduced. Moreover, it is preferable that the prism elements are provided in 10 to 12 cycles per unit area. More preferably, it is desirable that the prism elements are provided in a period of 7 to 9 per unit area. Thereby, generation | occurrence | production of a moire can be reduced further.
また、本発明の好ましい態様としては、ローパスフィルタは、一の前記画素部からの光のうち1次回折光を所定方向へシフトした位置に入射させる位相回折格子素子を有し、位相回折格子素子は、単位面積内において5周期以上の周期で設けられることが望ましい。一の画素部からの光は、位相回折格子素子に入射する。位相回折格子素子は、回折光を所定方向へ進行させる。例えば、位相回折格子素子は、入射光を0次光と1次光とに分離することにより、入射光を複数に分割する。これにより、画素部の像を複数に分割することができる。また、位相回折格子素子は、単位面積内において5周期以上の周期で設けることにより、略均一な強度の回折光を得ることができる。 As a preferred aspect of the present invention, the low-pass filter has a phase diffraction grating element that makes the first-order diffracted light incident on a position shifted in a predetermined direction out of the light from the one pixel unit, In addition, it is desirable to provide at a period of 5 cycles or more in the unit area. Light from one pixel portion enters the phase diffraction grating element. The phase diffraction grating element advances diffracted light in a predetermined direction. For example, a phase diffraction grating element divides incident light into a plurality of parts by separating incident light into zero-order light and first-order light. Thereby, the image of a pixel part can be divided | segmented into plurality. In addition, the phase diffraction grating element can provide diffracted light with substantially uniform intensity by providing it with a period of 5 cycles or more in the unit area.
また、本発明の好ましい態様としては、ローパスフィルタは、一の画素部からの光のうち一部の光を所定方向へ屈折して分離する複屈折部であることが望ましい。一の画素部からの光は、複屈折部に入射する。複屈折部は、例えば複屈折部の結晶方位に対応して、入射光を2つの直線偏光に分離する。複数の複屈折部を用いることにより、一の画素部からの光を複数に分割することができる。これにより、画素部の像を複数に分割することができる。 As a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the low-pass filter is a birefringent portion that refracts and separates a part of light from one pixel portion in a predetermined direction. Light from one pixel part enters the birefringent part. The birefringent portion separates incident light into two linearly polarized light, for example, corresponding to the crystal orientation of the birefringent portion. By using a plurality of birefringent portions, light from one pixel portion can be divided into a plurality of portions. Thereby, the image of a pixel part can be divided | segmented into plurality.
さらに、本発明の好ましい態様としては、複屈折部の入射側に、さらに位相板を有することが望ましい。例えば、空間光変調装置として透過型の液晶表示装置を用いる場合、画像信号に応じて変調された光は、特定の振動方向を有する直線偏光である。直線偏光は、例えばλ/4位相板を透過することにより、円偏光に変換される。複屈折部は、変調光を円偏光に変換することにより、変調光のうちの一部の光を所定方向へ屈折して分離することができる。これにより、変調光のうちの一部の光を所定方向へ屈折して分離することができる。 Furthermore, as a preferred embodiment of the present invention, it is desirable to further have a phase plate on the incident side of the birefringent portion. For example, when a transmissive liquid crystal display device is used as the spatial light modulator, the light modulated according to the image signal is linearly polarized light having a specific vibration direction. Linearly polarized light is converted into circularly polarized light by passing through, for example, a λ / 4 phase plate. The birefringence unit can refract and separate a part of the modulated light in a predetermined direction by converting the modulated light into circularly polarized light. Thereby, a part of the modulated light can be refracted and separated in a predetermined direction.
また、本発明の好ましい態様としては、ローパスフィルタは、スクリーンにおいて、複数の画素部のピッチの略2分の1以下の距離の位置へ画素部の投影像を導くことが望ましい。複数の画素部のピッチとは、隣り合う画素部どうしにおける画素部の中心位置間の距離をいう。各画素について、画素ピッチの略2分の1以下の距離の位置へ画素部の投影像を導くことにより、スクリーンへ入射する光の周期性を有効に低減することができる。これにより、モアレの発生を効果的に低減すると共に高精細な映像を得ることができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the low-pass filter guides the projected image of the pixel portion to a position at a distance of approximately one half or less of the pitch of the plurality of pixel portions on the screen. The pitch of a plurality of pixel portions refers to the distance between the center positions of the pixel portions between adjacent pixel portions. For each pixel, the periodicity of light incident on the screen can be effectively reduced by guiding the projected image of the pixel portion to a position at a distance of approximately one half or less of the pixel pitch. Thereby, generation | occurrence | production of a moire can be reduced effectively and a high definition image | video can be obtained.
また、本発明の好ましい態様としては、スクリーンは、周期構造を有することが望ましい。また、周期構造は、遮光部及び開口部であることが望ましい。スクリーンの周期構造と空間光変調装置の画素構造とが重なり合うことで、モアレが発生する場合がある。また、モアレは、リアプロジェクタ内の構成要素における周期構造と画像の模様とが重なり合うことで起きる場合もある。本発明のプロジェクタは、周期構造を有するスクリーンを用いても、モアレの発生を低減し、高品質な画像を得られる。 As a preferred embodiment of the present invention, the screen desirably has a periodic structure. The periodic structure is preferably a light shielding portion and an opening. Moire may occur when the periodic structure of the screen and the pixel structure of the spatial light modulator overlap. In addition, moire may occur when the periodic structure of the components in the rear projector and the image pattern overlap. The projector of the present invention can reduce the generation of moire and obtain a high-quality image even when a screen having a periodic structure is used.
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1に係るプロジェクタ10の概略構成を示す。本発明のプロジェクタ10は、画像信号に応じて変調された光をスクリーン30に透過させることによってスクリーン30に画像を表示する、いわゆるリアプロジェクタである。光源部である超高圧水銀ランプ11は、第1色光である赤色光(以下、「R光」という。)、第2色光である緑色光(以下、「G光」という。)、及び第3色光である青色光(以下、「B光」という。)を含む光を供給する。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
インテグレータ12は、超高圧水銀ランプ11からの光の照度分布を略均一にする。照度分布が均一化された光は、偏光変換素子13にて特定の振動方向を有する偏光光、例えばs偏光光に変換される。s偏光光に変換された光は、色分離光学系を構成するR光透過ダイクロイックミラー14Rに入射する。R光透過ダイクロイックミラー14Rは、R光を透過し、G光、B光を反射する。R光透過ダイクロイックミラー14Rを透過したR光は、反射ミラー15に入射する。反射ミラー15は、R光の光路を90度折り曲げる。光路を折り曲げられたR光は、R光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置17Rに入射する。空間光変調装置17Rは、R光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。なお、ダイクロイックミラーを透過しても、光の偏光方向は変化しないため、空間光変調装置17Rに入射するR光は、s偏光光のままの状態である。
The
空間光変調装置17Rに入射したs偏光光は、p偏光光に変換された後、不図示の液晶パネルに入射する。液晶パネルは、2つの透明基板の間に、画像表示のための液晶層を封入している。液晶パネルに入射したp偏光光は、画像信号に応じた変調によりs偏光光に変換される。空間光変調装置17Rは、変調によりs偏光光に変換されたR光を射出する。このようにして、空間光変調装置17Rで変調されたR光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム18に入射する。
The s-polarized light incident on the spatial
R光透過ダイクロイックミラー14Rで反射されたG光及びB光は、光路を90度折り曲げられる。光路を折り曲げられたG光及びB光は、B光透過ダイクロイックミラー14Gに入射する。B光透過ダイクロイックミラー14Gは、G光を反射し、B光を透過する。B光透過ダイクロイックミラー14Gで反射されたG光は、G光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置17Gに入射する。空間光変調装置17GはG光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。
The G light and B light reflected by the R light transmitting
空間光変調装置17Gに入射するG光は、s偏光光に変換されている。空間光変調装置17Gに入射したs偏光光は、そのまま液晶パネルに入射する。液晶パネルに入射したs偏光光は、画像信号に応じた変調によりp偏光光に変換される。空間光変調装置17Gは、変調によりp偏光光に変換されたG光を射出する。このようにして、空間光変調装置17Gで変調されたG光は、クロスダイクロイックプリズム18に入射する。
The G light incident on the spatial
B光透過ダイクロイックミラー14Gを透過したB光は、2枚のリレーレンズ16と、2枚の反射ミラー15とを経由して、B光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置17Bに入射する。空間光変調装置17Bは、B光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。なお、B光にリレーレンズ16を経由させるのは、B光の光路の長さがR光及びG光の光路の長さよりも長いためである。リレーレンズ16を用いることにより、B光透過ダイクロイックミラー14Gを透過したB光を、そのまま空間光変調装置1
7Bに導くことができる。
The B light transmitted through the B light transmitting
7B.
空間光変調装置17Bに入射するB光は、s偏光光に変換されている。空間光変調装置17Bに入射したs偏光光は、p偏光光に変換された後液晶パネルに入射する。液晶パネルに入射したp偏光光は、画像信号に応じた変調によりs偏光光に変換される。空間光変調装置17Bは、変調によりs偏光光に変換されたB光を射出する。このようにして、空間光変調装置17Bで変調されたB光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム18に入射する。色分離光学系を構成するR光透過ダイクロイックミラー14RとB光透過ダイクロイックミラー14Gとは、超高圧水銀ランプ11から供給される光を、R光、G光、B光に分離する。
The B light incident on the spatial
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム18は、2つのダイクロイック膜18a、18bをX字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜18aは、B光を反射し、R光、G光を透過する。ダイクロイック膜18bは、R光を反射し、B光、G光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム18は、空間光変調装置17R、17G、17Bでそれぞれ変調されたR光、G光及びB光を合成する。
The cross
なお、上述のように、空間光変調装置17R及び空間光変調装置17Bからクロスダイクロイックプリズム18に入射される光は、s偏光光となるように設定される。また、空間光変調装置17Gからクロスダイクロイックプリズム18に入射される光は、p偏光光となるように設定される。このようにクロスダイクロイックプリズム18に入射される光の偏光方向を異ならせることで、クロスダイクロイックプリズム18において各色光用空間光変調装置から射出される光を有効に合成できる。ダイクロイック膜18a、18bは、通常、s偏光光の反射特性に優れる。このため、ダイクロイック膜18a、18bで反射されるR光及びB光をs偏光光とし、ダイクロイック膜18a、18bを透過するG光をp偏光光としている。
As described above, the light incident on the cross
投写レンズ20は、クロスダイクロイックプリズム18で合成された光を反射ミラー21の方向へ投写する。図2に示すように、投写レンズ20は、複数の凹レンズや凸レンズを光軸上に並列して構成されている。投写レンズ20は、絞りの共役位置である瞳位置にローパスフィルタであるプリズム群25が配置されている。プリズム群25は、空間光変調装置17R、17G、17Bとスクリーン30との間の光路中に設けられている。プリズム群25の構成の詳細については、後述する。
The
図1に戻って、反射ミラー21は、投写レンズ20からの投写光をスクリーン30の方向へ反射する。スクリーン30は、フレネルレンズ30a、視野角調整部30b、図示しない前面板から構成されている。反射ミラー21から視野角調整部30bの方向へ反射した光は、フレネルレンズ30aを透過した後スクリーン30に入射する。フレネルレンズ30aは、入射する光を略平行な光に変換して射出する。フレネルレンズ30aで平行光に変換された光は、視野角調整部30bに入射する。スクリーン30は、投写光を透過させることにより観察者OBS側の面に投写像を表示する透過型スクリーンである。フレネルレンズ30aは、同心円状の周期構造を有している。
Returning to FIG. 1, the
図3は、スクリーン30の要部斜視構成を示す。スクリーン30は、投写レンズ20からの投写光が入射する面に、視野角調整部30bであるレンチキュラーレンズシート32を有する。レンチキュラーレンズ33は、投写光の入射側に凸面を有する形状をなしている。また、レンチキュラーレンズ33は、観察者から見て上下方向であるY方向に長手方向を有し、かつY方向に略垂直なX方向に関して曲率をもつ円筒形状の一部のような曲面を有する。レンチキュラーレンズシート32は、複数のレンチキュラーレンズ33がX方向に配列して構成されている。なお、レンチキュラーレンズシート32は、X方向に長手方向を有するレンチキュラーレンズ33を、Y方向に配列して構成しても良い。
FIG. 3 shows a perspective configuration of a main part of the
図4は、スクリーン30の要部断面構成を示す。スクリーン30の光射出面には、複数の遮光部34と、複数の開口部41とが設けられている。遮光部34及び開口部41は、図5に示すように、所定幅のストライプを形成するように所定の周期で配置される構造体である。スクリーン30の光入射面には、複数のレンチキュラーレンズ33からなるレンチキュラーレンズシート32が設けられている。レンチキュラーレンズ33は、開口部41に対応する位置に設けられている。レンチキュレーレンズ33も、遮光部34及び開口部41と同様に、所定の周期で配置される構造体である。このように、スクリーン30は、投写光の入射側と射出側とに、それぞれ規則性を持ったパターンの周期構造を有する。なお、レンチキュラーレンズ33を設ける所定の周期は、例えば、空間光変調装置17R、17G、17Bの画素部像の幅に対応して決定することができる。また、開口部41及び遮光部34を配置する所定の周期は、レンチキュラーレンズ33の配置に対応して決定することができる。
FIG. 4 shows a cross-sectional configuration of the main part of the
レンチキュラーレンズ33は、対応する開口部41に入射光を集光する。レンチキュラーレンズ33を設けることにより、投写光が遮光部34で遮られることを回避し、投写光の損失を低減することができる。遮光部34は、開口部41どうしの間に設けられる。遮光部34は、観察者側からスクリーン30の方向へ進行する外光、例えば照明器具からの照明光や室外からの太陽光を吸収する。スクリーン30は、遮光部34を設けることにより外光の反射を低減し、画像のコントラストを向上することができる。
The
図6は、空間光変調装置17Rにおける周期構造を説明するものである。空間光変調装置17Rの液晶パネルは、2つの透明基板の間に、画像表示のための液晶層を封入している。液晶層の光入射側には、遮光のためのブラックマトリックス部62が設けられている。ブラックマトリックス部62は、超高圧水銀ランプ11から入射したR光を遮光することにより、スクリーン30側へ射出しない。また、ブラックマトリックス部62に囲まれている矩形状の領域は開口部61を形成する。
FIG. 6 illustrates a periodic structure in the spatial
開口部61は、超高圧水銀ランプ11からのR光を通過させる。開口部61を透過するR光は、基板及び液晶層を透過する。空間光変調装置17Rに入射したR光は、液晶層において偏光成分が変調される。このように、投写された画像における画素を形成するのは、液晶層で変調されて開口部61を透過した光である。開口部61は、画素を形成する光を透過する画素部である。空間光変調装置17Rは、画素部である開口部61を複数備え、行列状に配列している。
The
空間光変調装置17Rは、開口部61と、開口部61の周辺のブラックマトリックス部62とからなる矩形の周期領域が配列しているとみなすことができる。隣接する周期領域は、隙間なく周期的に繰り返して配列している。このように、空間光変調装置17Rは、変調光の射出側に、規則性を持ったパターンの周期構造を有する。なお、空間光変調装置17G、17Bの構成は、いずれも空間光変調装置17Rと同様である。
The spatial
空間光変調装置17R、17G、17Bは、いずれも同様の構成を有することから、各空間光変調装置17R、17G、17Bの開口部61からの光は、ちょうど重なり合うようにして投写される。そのため、プリズム群25を設けない場合、各空間光変調装置17R、17G、17Bからの光により、周期領域が繰り返し配列するパターンの像がそのままスクリーン30に形成される。以下、本発明の構成は、適宜スクリーン30に投写された投写像を用いて説明を行う。
Since the spatial
図7は、プリズム群25の斜視構成を示す。複数のプリズム素子71からなるプリズム群25は、硝子又は透明樹脂からなる透明プレート70の射出側表面に形成されている。空間光変調装置17Rと投写レンズ20内のプリズム群25とは、図8に示す関係で配置される。理解を容易にするため、図8では、空間光変調装置17Rとプリズム群25とを除く反射ミラー21等の他の構成部の図示を省略する。
FIG. 7 shows a perspective configuration of the
一の画素部である開口部61を透過したR光は、円錐形状の発散光となって進行する。そして、このR光は、プリズム群25のうち、少なくとも一部のプリズム群25に入射する。プリズム群25は、少なくとも屈折面72と、平坦部73とを備えるプリズム素子71から構成されている。平坦部73は、開口部61が形成されている面80aに略平行な面である。プリズム素子71は、いずれも、幅PT、屈折面72どうしの稜線から平坦面73までの深さHが略同一である。従って、プリズム群25は、複数のプリズム素子71が一定周期で規則的に配列されて構成されている。
The R light transmitted through the
平坦部73は、開口部61からのR光をそのまま透過させる。また、屈折面72は、開口部61からのR光を屈折させて透過させる。屈折面72は、スクリーン30において、開口部61像をブラックマトリックス部62像上へ導くような屈折面72の向き、及び傾斜角度を有する。屈折面72は、一の開口部61からの光をブラックマトリックス部62像上へ導くような所定方向へ屈折する。この結果、スクリーン30において、ブラックマトリックス部62像の領域に重畳的に開口部61像が形成される。
The
図9−1、9−2、9−3は、開口部61とプリズム群25との位置関係を示す平面図である。各プリズム素子71は、図9−3に示すように、略正方形形状をしている。そして、図9−1で示す帯状のブラックマトリックス部62の中心線CLの方向に対して、図9−2に示すように各プリズム素子71の辺部71aに沿った方向とが略45°をなすように構成されている。上述したように、一の開口部61を透過した光は、複数のプリズム素子71からなる一部のプリズム群25へ入射する。
9A, 9B, and 9C are plan views showing the positional relationship between the
図10は、プリズム群25を拡大して示す。プリズム群25とスクリーン30との間の媒質(例えば空気)は屈折率n1、プリズム群25を構成する部材は屈折率n2を有する場合を考える。また、屈折面72は、平坦部73を延長した基準面73aに対して角度θとなるように形成されている。以下、角度θを傾斜角度という。投写レンズ20を透過する光のうち、光軸方向の光は、平坦部73に対して略垂直に入射する。平坦部73に対して垂直に入射した光は、平坦部73で屈折作用を受けることなく、そのまま直進してスクリーン30上に投写像を形成する。
FIG. 10 shows the
これに対して、屈折面72に入射した光は、以下に示す条件式を満足するように屈折される。
n1・sinβ=n2・sinα
ここで、角度αは屈折面72の法線Nを基準とする入射角度、角度βは射出角度である。また、プリズム群25と距離Lだけ離れたスクリーン30において、直進した光の位置と屈折された光の位置との間の距離Sは、次式で表される。
In contrast, the light incident on the refracting
n1 · sinβ = n2 · sinα
Here, the angle α is an incident angle with respect to the normal line N of the refracting
S=L×Δβ
Δβ=β−α
このように、屈折面72のプリズム傾斜角度θを制御することで、スクリーン30における開口部像61Pの移動量である距離Sを任意に設定することができる。また、図10から明らかなように、光線LL2が屈折される方向は屈折面72の向きに依存している。換言すると、開口部61に対して屈折面72の向きを制御することで、スクリーン30において開口部像61Pを形成する方向を任意に設定できる。
S = L × Δβ
Δβ = β-α
Thus, by controlling the prism inclination angle θ of the refracting
上述した構成の空間光変調装置17Rを用いた場合に、スクリーン30に投写されるR光による投写像について図11−1〜図11−4を参照して説明する。図11−1は、スクリーン30における一つの周期領域像63Pを示す。プリズム素子71の平坦部73に略垂直に入射した光は、平坦部73で屈折作用を受けずに直進する。直進した光は、スクリーン30で、周期領域像63Pの中央部に開口部像(直接透過像)61Pを形成する。
When the spatial
次に、プリズム素子71の屈折面72aに入射した光を考える。屈折面72aに入射した光は、屈折面72aの向き、傾斜角度θ、面積P1にそれぞれ対応した屈折方向、屈折量、屈折光量による屈折作用を受ける。上述のように、プリズム素子71は、ブラックマトリックス部62の中心線CLに対して辺部71aが略45°をなすように構成されている。このため、例えば、屈折面72aで屈折された光は、図11−1で示すように、開口部像(直接透過像)61Pから矢印方向に上述した距離Sだけ離れた位置に開口部像61Paを形成する。なお、以下全ての説明において、投写レンズ20の結像作用による像の上下左右の反転は無いものとする。
Next, consider the light incident on the
同様に、屈折面72bで屈折された光は、図11−2で示す位置に開口部像61Pbを形成する。屈折面72cで屈折された光は、図11−3で示す位置に開口部像61Pcを形成する。屈折面72dで屈折された光は、図11−4で示す位置に開口部像61Pdを形成する。図11−1〜図11−4は、同一の周期領域像63Pについて、各開口部像61Pa、61Pb、61Pc、61Pdを分けて説明したものである。
Similarly, the light refracted by the
実際は、これら4つの開口部像61Pa、61Pb、61Pc、61Pdが重なって、図12に示すように投写される。このように、プリズム素子71は、4つの屈折面72を備えることにより、開口部61の開口部像61Pを4つの開口部像61Pa、61Pb、61Pc、61Pdに分割してスクリーン30に投影する。開口部像61Pを複数に分割することで、行列状に開口部61を配列することによる投写光の周期性を弱めることとなる。また、開口部像61Pを複数に分割することにより、画像における規則的な模様等の周期性を弱めることも可能である。スクリーン30に入射する投写光の周期性を弱めることにより、周期構造を有するスクリーン30を用いる場合であっても光の干渉効果が低減される。また、プロジェクタ10によって表示解像度よりも細かい(解像度の高い)画像を表示する場合であっても、プロジェクタ10における周期構造と画像の周期性とに起因する光の干渉を低減することもできる。
Actually, these four opening images 61Pa, 61Pb, 61Pc, and 61Pd are superimposed and projected as shown in FIG. As described above, the
このようにして、ローパスフィルタであるプリズム群25を設けることによって、モアレの発生を低減することができる。空間光変調装置17R、17G、17Bとスクリーン30との間の光路中にプリズム群25を設ける構成とすることにより、スクリーン30の構成によらず光の干渉を低減可能であることから、スクリーン30は、光の干渉を低減するための構成とする必要が無くなる。スクリーン30は、光の干渉を防止可能とするための構造上の制約を受けること無く、精細な画像の表示や、コストの削減が可能な構成とすることができる。これにより、モアレの発生を低減して精細な画像を表示できるという効果を奏する。
Thus, by providing the
特に、本実施例では、周期領域像63P内を隙間なく開口部像61Pa、61Pb、61Pc、61Pdで埋めている。このように、プリズム素子71は、ブラックマトリックス部像62Pの中心線像CLPの交点CPa、CPb、CPc、CPdと、開口部像(直接透過像)61Pの一の角部とが略一致するように、屈折面72の向き及び傾斜角度θを設定する。このため、スクリーン30への投写光のムラを低減し、投写光の周期性を低減することができる。
In particular, in the present embodiment, the
図9−3に戻って、正方形のプリズム素子71の一辺は長さLa、平坦部73の一辺は長さLbを有するものとする。プリズム群25のうち一のプリズム素子71が占める面積La×Laを単位面積とする。平坦部73は面積FS=Lb×Lbを有する。また、4つの屈折面72a、72b、72c、72dは各々面積P1、P2、P3、P4を有する。ここで、平坦部73を透過して直進した光の光量は、単位面積に占める平坦部73の面積FSに対応する。同様に、4つの屈折面72a、72b、72c、72dで屈折される光の総光量は、単位面積に占める屈折面72a、72b、72c、72dの総面積P1+P2+P3+P4に対応する。ここで、4つの屈折面72a、72b、72c、72dの面積P1、P2、P3、P4はそれぞれ略同一の大きさとすると、総面積P1+P2+P3+P4=4×P1となる。換言すると、平坦部73又は屈折面72の面積を制御することで、直進させる光の光量と、屈折させる光の光量を任意に設定できる。
9-3, it is assumed that one side of the
モアレを効果的に低減するためには、平坦部73を透過して直進した投写像(直接透過像)の光量と、屈折面72で屈折された投写像の光量とが同等であることが望ましい。例えば、長さLa=1.0、長さLb=0.707とすると、プリズム素子71の単位面積は1.0(=1.0×1.0)、平坦部73の面積FSは0.5(=0.707×0.707)となる。また、それぞれ等しい面積を有する4つの屈折面72a、72b、72c、72dを合計した総面積(4×P1)は0.5(=1.0−0.5)である。このようにプリズム素子71を設計すると、平坦部73を透過して直進した光の光量と、4つの屈折面72a、72b、72c、72dで屈折した光の総光量とを等しくすることができる。このように、プリズム面の面積比を所望の比に設計することで光線強度比を自由に設計できる。
In order to effectively reduce moiré, it is desirable that the amount of light of the projected image (directly transmitted image) transmitted straight through the
ローパスフィルタであるプリズム群25は、空間光変調装置17R、17G、17Bとスクリーン30との間の光路中に配置する構成であれば良い。例えば、図13に示すプロジェクタ130のように、クロスダイクロイックプリズム18の射出面にプリズム群135を設ける構成としても良い。クロスダイクロイックプリズム18で合成した各色光をプリズム群135に入射する構成とすることにより、プリズム群135を1つにでき、プロジェクタ130を簡易な構成にできる。なお、各空間光変調装置17R、17G、17Bとクロスダイクロイックプリズム18との間に、それぞれプリズム群25を設ける構成としても良い。色光ごとにプリズム群25を設ける構成とすると、各波長に対応した屈折角度設定を行うことができる。さらに好ましい実施の形態としては、図2に示す通り、光路の瞳位置に挿入することで投写光が高密度に集光する位置にローパスフィルタを挿入することでローパスフィルタの小型化と光強度の均一化とを両立できる。
The
スクリーン30の構成は、上記のものに限らず、規則性を持ったパターンの周期構造を有する構成であれば良い。例えば、スクリーン30は、遮光部34を設けない構成としても良い。プロジェクタ10は、スクリーン30に遮光部34を設けない場合も、レンチキュラーレンズ33を規則的に配置することに起因するモアレの発生を低減する効果を得ることができる。また、遮光部34を設けない構成であれば、レンチキュラーレンズシート32は、スクリーン30の観察者側へ設ける構成としても良い。レンチキュラーレンズシート32は、スクリーン30の観察者側に設けることにより、スクリーン30の視野角を広げる役割を果たす。この場合も、プリズム群25を用いることでモアレの発生を低減することができる。
The configuration of the
また、スクリーン30は、レンチキュラーレンズシート32に代えて、マイクロレンズアレイを設ける構成としても良い。マイクロレンズアレイとしては、例えば円形のマイクロレンズ素子をマトリックス状に配置するものを用いることができる。さらに、例えば光を略均一にする複数のロッドインテグレータを規則的に配置する場合や、光を散乱させる構造物を規則的に配置する場合においても、プリズム群25を用いることでモアレの発生を低減することができる。
Further, the
本実施例のスクリーン30は、フレネルレンズ30a及びレンチキュラーレンズシート32の双方を有する。本発明は、周期構造を持つ空間光変調装置と、周期性を持つスクリーンの構造物とに起因するモアレを低減することを目的としている。このため、本発明は、スクリーン30内にフレネルレンズ30a及びレンチキュラーレンズシート32の双方を有するプロジェクタ100のほか、スクリーン内に少なくとも1つの周期構造を有するプロジェクタに有効である。
The
また、空間光変調装置としては透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。液晶表示装置としては、反射型液晶表示装置を用いても良い。例えばティルトミラーデバイスであるDMDは、マイクロミラーを行列状に配置する構造を有する。このため、空間光変調装置としてDMDを用いる場合であっても、液晶表示装置を用いる場合と同様にもモアレを低減することができる。また、自発光素子、例えば有機EL素子を用いる場合も、画素の周期構造に起因するモアレの発生を低減することができる。 Further, the spatial light modulator is not limited to the case where a transmissive liquid crystal display device is used. As the liquid crystal display device, a reflective liquid crystal display device may be used. For example, a DMD that is a tilt mirror device has a structure in which micromirrors are arranged in a matrix. For this reason, even when DMD is used as the spatial light modulator, moire can be reduced as in the case of using a liquid crystal display device. In addition, when using a self-luminous element such as an organic EL element, it is possible to reduce the occurrence of moire due to the periodic structure of the pixel.
図14は、プリズム群25を設けることによる投写光の強度分布の変化を説明するものである。図14に示すグラフは、いずれも縦軸を投写光の強度I、横軸をX方向における距離x(I、xはいずれも任意単位)としている。開口部像61Pの移動量である距離S(図10参照)は、プリズム群25の屈折面72の傾斜角度θにより複数の開口部61のピッチの略2分の1以下の距離である。ここで、複数の開口部61のピッチとは、隣り合う開口部61の中心位置間の距離をいう。
FIG. 14 illustrates changes in the intensity distribution of the projection light caused by providing the
スクリーン30においてx=0、20、40のそれぞれの位置を中心として画素部である開口部61の像が3つ配列しているとする。プリズム群25を設けない場合、投写光A1は、開口部61像の中心をピークとする強度分布を示す。また、開口部61像がそのままスクリーン30に投影されるため、ブラックマトリックス部62の像が形成されるx=10、30の位置は、投写光の強度Iが略ゼロになる。投写光の強度Iの最大値と最小値と差ΔIが大きいほど投写光の周期性が強められ、モアレが発生し易い状態になる。
It is assumed that three images of the
開口部61のピッチの略2分の1の距離の位置に開口部61像を形成するプリズム群25を設ける場合、開口部61からの光は、屈折する光と直進する光とに分離される。開口部61から直進する光B2の強度は、光A1と比較して、一部の光を分離した分弱められる。プリズム群25で屈折した光は、半ピッチずれた位置であるx=10、30の位置をピークとする強度の光C2となる。プリズム群25を直進する光B2と屈折する光C2を合わせた光A2は、光A1と比較して強度差ΔIを小さくすることができる。
When the
開口部61のピッチの略4分の1の距離の位置に開口部像を形成するプリズム群25を設ける場合、開口部61からの光は、直進する光B3と、4分の1ピッチずれた位置をピークとする光C3、D3とに分離される。光B3、C3、D3を合わせた光A3は、光A1と比較して強度差ΔIを小さくすることができる。強度差ΔIを小さくすると、画素構造に起因する投写光の規則性を弱め、スクリーン30の周期構造における光の干渉を低減できる。また、プロジェクタ10における周期構造と、画像の模様との重なり合いによる光の干渉も低減できる。このように、画素部である開口部61のピッチの略2分の1以下の距離の位置へ開口部61の投影像を導くようなプリズム群25を設けることにより、モアレの発生を低減することができる。
When the
ここでは、開口部61の投影像をX方向にシフトする例を用いて説明したが、X方向に限らず、Y方向についても、開口部61のピッチの略2分の1以下の距離の位置へ開口部61の投影像を導くこととしても良い。さらに、開口部61の投影像を斜め方向の位置にシフトする場合において、複数の開口部61の斜め方向のピッチの略2分の1以下の距離の位置へ投写像を導くこととしても良い。
Here, the example in which the projected image of the
プリズム群25は、屈折面72の向きや傾斜角度に応じて開口部61像の位置を適宜設定することができる。例えば、図15−1に示すように、開口部像151Pを矢印で示す斜め45°方向に距離Sだけ離れた位置に分離する。そして、4つの開口部像151Pa、151Pb、151Pc、151Pdにより新たな開口部像150Pを形成しても良い。また、図15−2に示すように、開口部像152Pを距離Sだけ離れた位置に分離し、2つの開口部像152Pa、152Pbを重ね合わせることで新たな開口部像153Pを形成しても良い。
In the
図16−1〜16−4は、プリズム素子の形状の様々なバリエーションの例を示す。例えば、図16−1は、屈折面161aと平坦部161bとを有する台形形状のプリズム素子が所定の間隔で設けられたプリズム群161を示す。図16−2は、屈折面162aと平坦部162bとを有し、台形形状のプリズム素子が隙間無く設けられたプリズム群162を示す。図16−3は、屈折面163aと平坦部163bとを有し、三角形形状のプリズム素子が所定の間隔で設けられたプリズム群163を示す。図16−4は、屈折面164aのみからなるブレーズ型のプリズム群164を示す。このように、屈折面の向き、傾斜角度、面積をパラメータとして様々なバリエーションをとることができる。
FIGS. 16-1 to 16-4 show examples of various variations of the shape of the prism elements. For example, FIG. 16A shows a
図17は、プリズム群の他の形態の一部を拡大した概略構成を示す。プリズム群210は、四角錐形状の第1のプリズム素子211と、四角錐形状の第2のプリズム素子212とから構成されている。第1のプリズム素子211は、その一辺が中心線CLに略45°をなすように形成されている。第2のプリズム素子212は、その一辺が中心線CLに略平行となるように形成されている。さらに、第1のプリズム素子211と、第2のプリズム素子212との周囲には平坦部215が設けられている。
FIG. 17 shows a schematic configuration in which a part of another form of the prism group is enlarged. The
図18に示すように、平坦部215を透過した光により、開口部像(直接透過像)220Pが形成される。そして、第1のプリズム素子211の屈折面213により、中心線像CLPに対して45°方向へ開口部像213Pが形成される。第2のプリズム素子212の屈折面214により、中心線像CLPに平行な方向へ開口部像214Pが形成される。そして、これらの投写像がブラックマトリックス部62像を隙間なく埋めるように屈折面の向き、傾斜角度を設定する。これにより、投写像の強度ムラを少なくすることができる。また、プリズム群210と同様の屈折作用を生じさせるプリズム群の形状は様々な変形をとることができる。例えば、図19に示すような屈折面231と平坦部232とを有するプリズム群230を用いることもできる。このように、プリズム屈折面と平坦面を所望の面積比で任意の形状で形成することが可能である。
As shown in FIG. 18, an aperture image (direct transmission image) 220P is formed by the light transmitted through the
図20は、実施例2に係るローパスフィルタであるプリズム群240の要部斜視構成を示す。本実施例のプリズム群240は、上記の実施例1のプロジェクタ10に適用することができる。上記実施例1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。プリズム群240は、2組のプリズム素子241a、241bとから構成されている。プリズム素子241aは、第1の方向であるy軸方向における断面形状が略台形形状である。また、プリズム素子241aは、第1の方向であるy軸方向に略直交する第2の方向であるx軸方向に長手方向を有している。プリズム素子241aのy軸方向における断面形状の台形形状のうち、2つの斜面Y1、Y2は屈折面として機能する。また、プリズム素子241aのy軸方向における断面形状のうち、上面Y0は平坦部として機能する。このため、斜面Y1又は斜面Y2に入射した光は、斜面の角度に対応する方向へ屈折する。屈折した光により屈折透過像が形成される。また、上面Y0に入射した光は、そのまま透過する。そのまま透過した光により直接透過像が形成される。
FIG. 20 illustrates a perspective configuration of a main part of a
プリズム素子241bは、プリズム素子241aと同様の構成である。プリズム素子241bのx軸方向における断面形状のうち、2つの斜面X1、X2は屈折面として機能する。また、プリズム素子241bのx軸方向における断面形状のうち、上面X0は平坦部として機能する。そして、2組のプリズム素子241a、241bは、それぞれの長手方向どうしが略直交するように設けられている。
The
本実施例のプリズム群240は、プリズム素子241aの平面側と、プリズム素子241bの平面側とを向かい合わせて固着している。しかし、これに限られず、以下の(1)〜(3)のいずれの構成でも良い。
(1)プリズム素子241aの斜面Y1、Y2等が形成されている面と、プリズム素子241bの斜面X1、X2等が形成されている面とを向かい合わせて固着する構成。
(2)プリズム素子241aの斜面Y1、Y2等が形成されている面と、プリズム素子241bの平面側とを向かい合わせて固着する構成。
(3)プリズム素子241aの平面側と、プリズム素子241bの斜面X1、X2等が形成されている面とを向かい合わせて固着する構成。
なお、図20ではプリズム面が接する構成で説明しているが、両面が空気と接する構成でもよい。
In the
(1) A configuration in which the surface on which the slopes Y1, Y2, etc. of the
(2) A configuration in which the surface on which the slopes Y1, Y2, etc. of the
(3) A configuration in which the flat surface side of the
Although FIG. 20 illustrates the configuration in which the prism surfaces are in contact, a configuration in which both surfaces are in contact with air may be employed.
図21は、プリズム群240による入射光の分岐を示す。図21において、向かって左側から右側へ向かって入射光XYが進行する。なお、図21の一部では、説明の便宜上、斜面Y0、Y1、Y2の符号を用いて光線を特定する。入射光XYは、点線で示すプリズム素子241aにより、斜面で屈折する光線Y1、Y2と、上面をそのまま透過する光線Y0との3つの光線に分岐される。分岐された3つの光線Y0、Y1、Y2は、さらにプリズム素子241bにより、それぞれ3つの光線に分岐される。この結果、入射光XYは、9つの光線Y1X1、Y1X0、Y1X2、Y0X1、Y0X0、Y0X2、Y2X1、Y2X0、Y2X2に分岐される。
FIG. 21 shows the splitting of incident light by the
次に、分岐された9つの光線の投影面における位置を、図22を用いて説明する。光線Y0X0による直接透過像の領域を太い枠で囲って示す。屈折した光による画素部の投影像は、プリズム素子241a、241bの長手方向に対してそれぞれ直交する方向へ形成することができる。プリズム群240は、2組のプリズム素子241a、241bの長手方向どうしが略直交するように構成されている。これにより、光線Y0X0による直接透過像の領域の周辺に、8つの光線Y1X1、Y1X0、Y1X2、Y0X1、Y0X2、Y2X1、Y2X0、Y2X2による屈折透過像の領域が形成される。図22では、それぞれの領域に光線の符号を付して示す。また、光線Y0X0による直接透過像は、複数の開口部61の位置に対応して周期的に隣接して形成される。プリズム群240は、プリズム素子241a、241bにより、光線Y0X0による直接透過像どうしの間の領域に屈折透過像を形成する。これにより、投写光の周期性を低減することができる。
Next, the positions of the nine branched light beams on the projection plane will be described with reference to FIG. A region of a direct transmission image by the light ray Y0X0 is shown surrounded by a thick frame. Projected images of the pixel portion by the refracted light can be formed in directions orthogonal to the longitudinal directions of the
また、プリズム群240は、平坦面であるプリズム素子241aの上面Y0、プリズム素子241bの上面X0を経由した光強度の総和をPW0、屈折面である斜面Y1、Y2、X1、X2を経由した光強度の総和をPW1とそれぞれしたとき、
PW0≧PW1
を満足している。なお、PW0、PW1は、いずれもスクリーン30における光強度である。
The
PW0 ≧ PW1
Is satisfied. PW0 and PW1 are the light intensities on the
光線Y0X0による直接透過像の光強度の総和は、平坦部である上面Y0、X0の面積に対応する。また、光線Y1X1、Y1X0、Y1X2、Y0X1、Y0X2、Y2X1、Y2X0、Y2X2による屈折透過像の光強度の総和は、屈折面である斜面Y1、Y2、X1、X2の面積に対応する。ここで、光線Y1X1、Y1X0、Y1X2、Y0X1、Y0X2、Y2X1、Y2X0、Y2X2による屈折透過像の光強度の総和PW1が、直接透過像の光強度の総和PW0よりも大きくなってしまうと、観察者は、例えばゴーストのような二重の画像を認識する場合がある。 The sum of the light intensities of the directly transmitted image by the light beam Y0X0 corresponds to the areas of the upper surfaces Y0 and X0 which are flat portions. Further, the sum of the light intensities of the refracted transmission images by the light rays Y1X1, Y1X0, Y1X2, Y0X1, Y0X2, Y2X1, Y2X0, and Y2X2 corresponds to the areas of the inclined surfaces Y1, Y2, X1, and X2 that are refracting surfaces. Here, if the total light intensity PW1 of the refracted transmission image by the light rays Y1X1, Y1X0, Y1X2, Y0X1, Y0X2, Y2X1, Y2X0, Y2X2 becomes larger than the total light intensity PW0 of the direct transmission image, the observer May recognize double images such as ghosts, for example.
本実施例では、PW0≧PW1を満足するように構成されている。このため、上記実施例1と同様にモアレの発生を低減することができる。また、好ましくは、PW0>PW1を満足することが望ましい。さらに好ましくは、PW0>0.9×PW1を満足することが望ましい。これにより、画素配列による光強度分布を均一化しつつ元の画素情報を維持できることで、モアレを低減でき、さらに高精細な投写像が得られる。 In the present embodiment, PW0 ≧ PW1 is satisfied. For this reason, generation | occurrence | production of a moire can be reduced similarly to the said Example 1. FIG. Moreover, it is preferable that PW0> PW1 is satisfied. More preferably, it is desirable to satisfy PW0> 0.9 × PW1. As a result, the original pixel information can be maintained while uniforming the light intensity distribution by the pixel arrangement, so that moire can be reduced and a higher definition projection image can be obtained.
図23−1は、スクリーン30における投写像の光強度分布を示す。図23−1の横軸はスクリーン30上の位置座標、縦軸は任意の強度単位をそれぞれ示す。説明の簡単のため、図22に示す直接透過像の領域Iと、隣接する直接透過像の領域Kと、これらの領域の間の領域Jとの3つの領域の略中心を通るBB断面について説明する。即ち、図23−1の横軸の符号Iで示す部分は図22の領域Iに相当し、符号Jで示す部分は図22の領域Jに相当し、符号Kで示す部分は図22の領域Kに相当する。
FIG. 23A shows the light intensity distribution of the projected image on the
図23−1に示すように、スクリーン30において、平坦部である上面Y0、X0からの光により形成される開口部61の投影像の領域I、領域Kの強度分布の第1のピーク値Paは、屈折面である斜面Y1、Y2、X1、X2を経由した光により形成される開口部61の投影像の領域Jの強度分布の第2のピーク値Pbよりも大きい。例えば、第2のピーク値Pbは、第1のピーク値Paの略半分のパワー配分に設定する。この光強度のパワー配分は、プリズム素子241a、241bの上面Y0、X0と、斜面Y1、Y2、X1、X2との面積比に応じて制御できる。さらに、第1のピーク値Paと第2のピーク値Pbとの間の領域については、所定の強度分布曲線CVに応じた光強度となる。これにより、投写光の周期性を低減し、モアレの発生を低減することができる。
As shown in FIG. 23A, in the
光強度分布の変形例を図23−2、23−3、23−4にそれぞれ示す。図23−2において、領域I、領域Kの光強度分布のそれぞれ2つの第1のピーク値Pcは、領域Jの第2のピーク値Pcよりも大きい。図23−3において、領域I、領域Kの光強度分布の第1のピーク値Peは、領域Jの2つの第2のピーク値Pfよりも大きい。図23−4において、領域I、領域Kの光強度分布のそれぞれの第1のピーク値Pgは、領域Jの第2のピーク値Pgと略同じ大きさである。これらのパワー配分のとき、投写光の周期性を低減し、モアレの発生を低減することができる。 Modified examples of the light intensity distribution are shown in FIGS. 23-2, 23-3, and 23-4, respectively. In FIG. 23-2, each of the two first peak values Pc of the light intensity distributions of the region I and the region K is larger than the second peak value Pc of the region J. In FIG. 23C, the first peak value Pe of the light intensity distribution in the region I and the region K is larger than the two second peak values Pf in the region J. In FIG. 23-4, the first peak values Pg of the light intensity distributions in the region I and the region K are substantially the same as the second peak value Pg in the region J. In these power distributions, the periodicity of the projection light can be reduced, and the occurrence of moiré can be reduced.
図24は、実施例3に係るローパスフィルタであるプリズム群280の要部断面構成を示す。本実施例のプリズム群280は、上記の実施例1のプロジェクタ10に適用することができる。上記実施例1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。プリズム群280は、2つの屈折面280aが周期的なV字形状の溝を形成している。屈折面280aと光軸AXとの交点で平坦部280bから最も離れた位置において光軸AXに略垂直方向に形成される基準面281と、平坦部280bとは距離dだけ離れている。距離dはV字形状の溝の深さに対応する。以下、適宜、距離dのことを深さdと呼ぶ。そして、距離dは、条件式(1)又は(2)を満足している。
d<0.95×λ/{2×(n−1)} (1)
d>1.05×λ/{2×(n−1)} (2)
FIG. 24 illustrates a cross-sectional configuration of a main part of a
d <0.95 × λ / {2 × (n−1)} (1)
d> 1.05 × λ / {2 × (n−1)} (2)
ここで、プリズム群280を構成する部材の屈折率をn、プリズム群280へ入射する光の波長をλとそれぞれする。本実施例では、距離d(深さ)を1100nmとしている。V字形状の溝の深さが条件式(A)、
d=λ/{2×(n−1)} (A)
の条件を満足すると、プリズム群280による回折効果が向上してしまう。
Here, the refractive index of the members constituting the
d = λ / {2 × (n−1)} (A)
If the above condition is satisfied, the diffraction effect by the
本実施例では、入射光として超高圧水銀ランプ11からの光のうち可視光領域の光を用いる。例えば、入射光の波長λ=480nm、プリズム群280の屈折率n=1.46の場合、条件式(A)より、
d=480/{2×(1.46−1)}
=522nm
となる。
In this embodiment, light in the visible light region is used as the incident light among the light from the ultrahigh
d = 480 / {2 × (1.46-1)}
= 522nm
It becomes.
同様に、入射光の波長λ=650nm、プリズム群280の屈折率n=1.46の場合、条件式(A)より、
d=650/{2×(1.46−1)}
=707nm
となる。
Similarly, when the wavelength λ of incident light is 650 nm and the refractive index n of the
d = 650 / {2 × (1.46-1)}
= 707nm
It becomes.
このように、入射光の波長λが480nmの場合、V字形状の溝の深さdが522nmの時に回折光が有効に生じてしまう。また、入射光の波長λが650nmの場合、V字形状の溝の深さdが707nmの時に回折光が有効に生じてしまう。回折光は、周期構造を有するスクリーン30で光が干渉することにより、モアレを引き起こす場合がある。本実施例では、V字溝の深さdが回折光を生じさせないこと、又は回折光が生じても観察者が認識しない程度であることが望ましい。
Thus, when the wavelength λ of the incident light is 480 nm, diffracted light is effectively generated when the depth d of the V-shaped groove is 522 nm. Further, when the wavelength λ of the incident light is 650 nm, diffracted light is effectively generated when the depth d of the V-shaped groove is 707 nm. The diffracted light may cause moiré when the light interferes with the
このため、本実施例では、条件式(1)又は(2)を満足することで、条件式(A)で規定される距離d(深さ)と異ならせることができる。例えば、本実施例において、波長λ=480nmの場合、条件式(1)より、
d<0.95×λ/{2×(n−1)}
=0.95×480/{2×(1.46−1)}
=496nm
条件式(2)より、
d>1.05×λ/{2×(n−1)}
=1.05×480/{2×(1.46−1)}
=548nm
となる。
For this reason, in the present embodiment, the distance d (depth) defined by the conditional expression (A) can be made different from satisfying the conditional expression (1) or (2). For example, in this embodiment, when the wavelength λ = 480 nm, from the conditional expression (1),
d <0.95 × λ / {2 × (n−1)}
= 0.95 × 480 / {2 × (1.46-1)}
= 496nm
From conditional expression (2),
d> 1.05 × λ / {2 × (n−1)}
= 1.05 × 480 / {2 × (1.46-1)}
= 548nm
It becomes.
さらに、波長λ=650nmで、同様の計算を行うと、条件式(1)より、
d<0.95×λ/{2×(n−1)}
=0.95×650/{2×(1.46−1)}
=671nm
条件式(2)より、
d>1.05×λ/{2×(n−1)}
=1.05×650/{2×(1.46−1)}
=742nm
となる。本実施例では、上述のように深さd=1100nmとしている。これにより、何れの波長λにおいても条件式(2)を満足するため、プリズム群における回折光の発生を低減することができる。これにより、モアレの発生を低減することができるという効果を奏する。
Further, when the same calculation is performed at the wavelength λ = 650 nm, from the conditional expression (1),
d <0.95 × λ / {2 × (n−1)}
= 0.95 × 650 / {2 × (1.46-1)}
= 671nm
From conditional expression (2),
d> 1.05 × λ / {2 × (n−1)}
= 1.05 × 650 / {2 × (1.46-1)}
= 742nm
It becomes. In this embodiment, the depth d is 1100 nm as described above. Thereby, since the conditional expression (2) is satisfied at any wavelength λ, generation of diffracted light in the prism group can be reduced. Thereby, there exists an effect that generation | occurrence | production of a moire can be reduced.
本実施例において、好ましくは、以下の条件式(3)又は(4)を満足することが望ましい。
d<0.9×λ/{2×(n−1)} (3)
d>1.1×λ/{2×(n−1)} (4)
さらに好ましくは、以下の条件式(5)又は(6)を満足することが望ましい。
d<0.7×λ/{2×(n−1)} (5)
d>1.3×λ/{2×(n−1)} (6)
上記条件式(3)〜(6)のいずれかを満足することで、プリズム群280からの回折光の強度をさらに小さくすることができる。これにより、さらにモアレの発生を低減することができる。
In the present embodiment, it is preferable that the following conditional expression (3) or (4) is satisfied.
d <0.9 × λ / {2 × (n−1)} (3)
d> 1.1 × λ / {2 × (n−1)} (4)
More preferably, it is desirable to satisfy the following conditional expression (5) or (6).
d <0.7 × λ / {2 × (n−1)} (5)
d> 1.3 × λ / {2 × (n−1)} (6)
By satisfying any one of the conditional expressions (3) to (6), the intensity of the diffracted light from the
図25は、本実施例の変形例1に係るローパスフィルタであるプリズム群290の要部断面構成を示す。上記のプリズム群280と同一の部分については、重複する説明を省略する。本変形例では、基準面291から平坦部290bまでの距離d1、d3、d5と、基準面291から屈折面290a上の所定位置までの距離d2、d4、d6と、がそれぞれ非周期的となるように形成されている。基準面291は、光軸AXに対し略垂直でありプリズム群290が形成されている基板の一方の面である。ここで、屈折面290a上の所定位置とは、屈折面290aのうち最も基準面291に近い位置をいう。
FIG. 25 illustrates a cross-sectional configuration of a main part of a
プリズム群290により回折光が生ずる構造の一つとして、プリズム素子の周期的な構造を挙げることができる。本実施例では上述の非周期的な構成により、プリズム素子の周期的構造に起因する回折光の発生を低減することができる。プリズム群における回折光の発生を低減することにより、モアレの発生を低減することができる。
One of the structures in which diffracted light is generated by the
図26は、本実施例の変形例2に係るローパスフィルタであるプリズム群300の要部斜視構成を示す。上記のプリズム群280と同一の部分については、重複する説明を省略する。本変形例では、プリズム群300のプリズム素子301は、略直線La1、La2、La3、La4、La5の形状に沿って、透明プレート302上に配列されている。そして、略直線La1、La2、La3、La4、La5の数が単位面積aφあたりに5本である。なお、略直線La1、La2、La3、La4、La5の数は、単位面積あたり15本以下であれば良い。プリズム素子301は、単位面積あたり15周期以下の周期で設けられている。単位面積aφの説明は、後述する。
FIG. 26 illustrates a perspective configuration of a main part of a
図27は、単位面積aφ近傍の正面図である。略直線La1、La2、La3、La4、La5に略直交して、略直線Lb1、Lb2、Lb3、Lb4、Lb5、Lb6の6つの直線が形成されている。直線Lb1、Lb2、Lb3、Lb4、Lb5、Lb6についても、単位面積あたり15本以下であれば良い。このように、プリズム群300のプリズム素子301は、略直交する格子状に形成されている。
FIG. 27 is a front view of the vicinity of the unit area aφ. Six straight lines Lb1, Lb2, Lb3, Lb4, Lb5, and Lb6 are formed substantially orthogonal to the substantially straight lines La1, La2, La3, La4, and La5. The straight lines Lb1, Lb2, Lb3, Lb4, Lb5, and Lb6 may also be 15 or less per unit area. Thus, the
図28は、単位面積aφを説明するための超高圧水銀ランプ11からスクリーン30までの光路を示す。図28では、説明の簡便のため、光学系としては、照明系ILLを構成する超高圧水銀ランプ11とインテグレータ12、及び投写系PLを構成する投写レンズ20のみを示し、他の色分解光学系などの図示を省略する。また、便宜上、投写レンズ20は、両凸形状の単レンズとして示している。図28において、投写レンズ20と投写系PLとは一致している。また、便宜上、空間光変調装置17Rを透過する光について示している。
FIG. 28 shows an optical path from the ultrahigh
超高圧水銀ランプ11からの照明光はインテグレータ12に入射する。インテグレータ12は、超高圧水銀ランプ11からの照明光を重畳させて空間光変調装置17Rを照明する。インテグレータ12からの照明光は、所定の角度分布をもって空間光変調装置17Rに入射する。空間光変調装置17R上の位置OBJは、様々な入射角度の光により重畳的に照明される。そして、位置OBJからの光は、照明系ILLのFナンバーで空間的に拡がりながらプリズム群300に入射する。空間光変調装置17Rを射出した光は、プリズム群300を透過して投写レンズ20へ入射する。
Illumination light from the ultra-high
空間光変調装置17Rの変調面とスクリーン30とは共役関係にある。このため、空間光変調装置17R上の位置OBJは、スクリーン30上の位置IMGに結像する。このとき、空間光変調装置17R上の位置OBJからの光は、投写レンズ20のFナンバーと同一、又は小さいFナンバーの光が、投写レンズ20によりスクリーン30に投写される。照明系ILLのFナンバーと投写系PLのFナンバーとは、以下の3通りの関係(B)、(C)、(D)が考えられる。
(B) 照明系ILLのFナンバー>投写系PLのFナンバー
(C) 照明系ILLのFナンバー=投写系PLのFナンバー
(D) 照明系ILLのFナンバー<投写系PLのFナンバー
The modulation surface of the spatial
(B) F number of illumination system ILL> F number of projection system PL (C) F number of illumination system ILL = F number of projection system PL (D) F number of illumination system ILL <F number of projection system PL
何れの関係においても、空間光変調装置17R上で、照明系ILL又は投写系PLの小さいほうのFナンバーで規定される角度範囲の光だけが有効にスクリーン30に投写される。例えば、関係(B)又は(C)の場合、次式が成立する。
1/(2FILL)=sinθa
ここで、FILLは投写系PLのFナンバー、θaは位置OBJから射出した光の光軸とのなす角度、である。
In any relationship, only the light in the angular range defined by the smaller F number of the illumination system ILL or the projection system PL is effectively projected on the
1 / (2FILL) = sin θa
Here, FILL is the F number of the projection system PL, and θa is the angle formed with the optical axis of the light emitted from the position OBJ.
空間光変調装置17Rから空間的な拡がり角度θaで射出した光は、プリズム群300上の円形領域である単位面積aφを照射する。このように、プリズム群300上の単位面積aφのからの光は、全て投写レンズ20でスクリーン30に投写される。また、これに対して、上記関係条件式(D)の場合、照明系ILLのFナンバーでスクリーン30に有効に投写されるプリズム群300上の単位面積aφが規定される。
The light emitted from the spatial
従って、何れの関係(B)、(C)、(D)においても、プリズム群300上の単位面積aφからの光は、投写レンズ20により有効にスクリーン30に投写される。上述したように、プリズム群300により回折光が生ずる構造の一つとして、プリズム素子の配列の周期的な構造を挙げることができる。本変形例では、プリズム群300が単位面積aφあたりに略直線La1〜La5、Lb1〜Lb6の形状に沿って配列されている。このため、略直線の数が単位面積aφあたりに15本以下である。これにより、プリズム素子の配列の周期的構造に起因する回折光の発生を低減し、モアレの発生を低減することができる。また、プリズム素子は、単位面積aφ内に3周期以上の周期で設けることで、略均一な画像を得ることができる。
Accordingly, in any of the relationships (B), (C), and (D), the light from the unit area aφ on the
さらに、単位面積aφあたりの、所定の方向に屈折させる屈折面72の面積の総和、及び平坦部73の面積の総和は、何れの単位面積においても同一の値としても良い。これにより、投写される画像は回折光が低減され、かつ、プリズム群300から所定距離だけ離れたスクリーン30において、ブラックマトリックス部62の投影像の領域に重畳的に開口部61の投影像が形成される。従って、スクリーン30への投写光のムラを低減し、投写光の周期性を低減することができる。
Further, the total area of the refracting
また、本変形例で好ましくは、プリズム群は、単位面積aφあたり3個以上15個以下、又は3周期以上15周期以下の周期でプリズム素子を設けることが望ましい。さらに好ましくは、プリズム群は、単位面積aφあたり5個以上12個以下、又は5周期以上12周期以下の周期でプリズム素子を設けることが望ましい。これにより、プリズム素子の配列の周期的構造に起因する回折光の発生を確実に低減し、モアレを確実に低減することができると共に均一な映像が得られる。 In the present modification, it is preferable that the prism group is provided with prism elements at a period of 3 to 15 per unit area aφ, or 3 to 15 cycles. More preferably, in the prism group, it is desirable to provide the prism elements at a period of 5 or more and 12 or less, or 5 or more and 12 or less per unit area aφ. Accordingly, the generation of diffracted light due to the periodic structure of the arrangement of the prism elements can be surely reduced, moire can be surely reduced, and a uniform image can be obtained.
図29−1は、プリズム群330を硝子で構成する場合の要部断面構成を示す。この場合、深さd1=約30nm、基準面331に対する角度θ1=約0.06°である。また、図29−2は、プリズム群330をアクリル又はゼオネックス(商品名)で構成する場合の要部断面構成を示す。プリズム群330上には、さらに光学的に透明な樹脂基板332と硝子基板333とを形成する。この場合、深さd2=約1μm、角度θ2=約0.97°である。このように、図29−1の構成に比較して、深さ、角度ともに大きくなるため、プリズム群330の製造が容易となる。
FIG. 29A shows a cross-sectional configuration of a main part when the
図30は、本実施例の変形例3に係るローパスフィルタであるプリズム群340の要部断面構成を示す。上記のプリズム群280と同一の部分については、重複する説明を省略する。本変形例のプリズム群340は、3つのプリズム素子341a、341b、341cを交互に配列して光学的接着剤で固着して構成されている。図31に示すように、プリズム素子341a、341cは、互いに屈折面351a、352cの傾斜する方向が反対に形成されている帯状のプリズム素子である。また、プリズム素子341bは、平坦部351bが形成されている平行平板である。そして、プリズム素子341a、341b、341cを一組として、複数の組を配列してプリズム群340を構成する。さらに、プリズム群340を略直交する2方向に重ねて設ける。これにより、平坦部351bと、略直交する2方向に屈折させる屈折面351a、351cとを有するプリズム群と同様の機能を有する。
FIG. 30 illustrates a cross-sectional configuration of a main part of a
本変形例では、略平板状のプリズム素子341a、341b、341cを製造すれば良い。このため、極めて簡便にプリズム群340を製造することができる。また、単位面積aφあたりに、プリズム素子341a、341b、341cを15本以下配列することで、回折光を低減できる。
In this modification, substantially
図32は、本実施例の変形例4に係るローパスフィルタであるプリズム群360の要部上面構成を示す。上記のプリズム群280と同一の部分については、重複する説明を省略する。本変形例のプリズム群360は、プリズム素子361a、361b、361cの位置、深さ、がそれぞれ非周期(ランダム)に単位面積aφ内に配列されている。これにより、回折光を低減できる。また、単位面積aφあたりの、所定の方向に屈折させる屈折面362の面積の総和、及び平坦部363の面積の総和は、何れの単位面積aφにおいても同一の値としても良い。なお、本発明は、本実施例で述べた各構成に限られない。プリズム群が、回折光を生じさせない構成、又は回折光を生じていても観察者が認識しない構成は、本実施例の各構成を任意に組み合わせる構成でも良い。
FIG. 32 shows a top view of a main part of a
図33は、実施例4に係るローパスフィルタである位相回折格子素子370の要部斜視構成を示す。本実施例の位相回折格子素子370は、上記の実施例1のプロジェクタ10に適用することができる。上記実施例1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。位相回折格子素子370は、透明プレート372の表面に、略正方形の凹部371を市松模様状に配置して構成されている。実施例1と同様に、位相回折格子素子370を設けない場合、空間光変調装置17R、17G、17Bからの光により、周期領域が繰り返し配列するパターンの像がそのままスクリーン30に投写される。位相回折格子素子370は、一の画素部からの光のうち1次回折光を所定方向へシフトした位置に入射させる。
FIG. 33 illustrates a perspective configuration of a main part of a phase diffraction
図34は、空間光変調装置17R、位相回折格子素子370及びスクリーン30の関係を示す。理解を容易にするため、空間光変調装置17R、位相回折格子素子370、及びスクリーン30を除く反射ミラー21等他の構成部の図示を省略する。一の画素部である開口部61を透過したR光は、円錐形状の発散光となって進行する。そして、このR光は、位相回折格子素子370のうちの一部に入射する。
FIG. 34 shows the relationship among the spatial
位相回折格子素子370の凹部371、及び凹部371の周辺の凸部は、空間光変調装置17Rの射出面に略平行な面を有する。光軸方向の光は、空間光変調装置17Rに略平行な位相回折格子素子370の面に対して略垂直に入射する。位相回折格子素子370に対して略垂直に入射した光は、位相回折格子素子370で屈折作用を受けることなく、そのまま0次光となって直進する。
The
位相回折格子素子370は、0次光の他に回折光を生じさせる。位相回折格子素子370で生じる回折光のうち、1次回折光は、強度が最大である。本実施例の位相回折格子素子370は、回折光のうち強度が大きい1次回折光を用いて開口部61像を形成する構成としている。位相回折格子素子370へ入射する光の入射角αと回折角βとの関係は、位相回折格子素子370のピッチd1及び入射光の波長λにより、以下に示す条件式で表すことができる。
Phase
mλ=d1(sinα+sinβ)
ここで、mは回折光の次数である。1次回折光を利用することから、
λ=±d1(sinα+sinβ)
である。
mλ = d1 (sin α + sin β)
Here, m is the order of the diffracted light. From using the first-order diffracted light,
λ = ± d1 (sin α + sin β)
It is.
回折方向に関して、ある角度差Δθだけ異なる一対の光線のうちの一方を直進させ、他方を回折させて同一位置に入射させる場合、
d1=λ/{sinα−sin(α−Δθ)}
となる。空間光変調装置17Rを射出する光束が略平行光であるとすると、α≒0°であるから、
d1≒λ/sinθ
となる。
In the diffraction direction, when one of a pair of light beams that differ by a certain angle difference Δθ goes straight, and the other is diffracted and incident at the same position,
d1 = λ / {sin α−sin (α−Δθ)}
It becomes. If the light beam emitted from the spatial
d1≈λ / sinθ
It becomes.
位相回折格子素子370からの0次光は、位相回折格子素子370から直進して開口部61像を形成する。位相回折格子素子370と距離Lだけ離れたスクリーン30において、0次光の入射位置と1次回折光の入射位置との距離Sは、次式で表される。
S=L×Δθ
従って、
S≒(λ×L)/d1
となる。
The 0th-order light from the phase diffraction
S = L × Δθ
Therefore,
S≈ (λ × L) / d1
It becomes.
位相回折格子素子370の凹部371のピッチd1を制御することで、スクリーン30における開口部像61Pの移動量である距離Sを任意に設定することができる。位相回折格子素子370の凹部371のピッチd1は、例えば400〜700nmとすることができる。また、1次回折光の入射位置をシフトさせる方向は、位相回折格子素子370の向きを制御することで任意に設定できる。
By controlling the pitch d1 of the
位相回折格子素子370の凹部371の深さd2は、位相回折格子素子370の屈折率がnである場合、次式で表される。
d2=λ/{2(n−1)}
この場合、特定の透過波長λに対して理論上70パーセント程度の1次回折光を取り出すことができる。
The depth d2 of the
d2 = λ / {2 (n−1)}
In this case, about 70% of the first order diffracted light can be extracted theoretically with respect to the specific transmission wavelength λ.
位相回折格子素子370で生じた0次光は、位相回折格子素子370で屈折せずそのまま直進して開口部61像を形成する。また、位相回折格子素子370で生じた1次光は、所定方向へシフトした位置に入射することで、ブラックマトリックス部62像の上に開口部61像を形成する。このようにして、位相回折格子素子370は、上記実施例1のプリズム群25と同様に、開口部61の像を複数に分割してスクリーン30に投影する。これにより、モアレの発生を低減して精細な画像を表示できるという効果を奏する。このとき単位面積内に5周期以上のパターンを有することで略均一な強度の回折光が得られる。
The 0th-order light generated by the phase diffraction
なお、位相回折格子素子370は、矩形の位相格子パターンを設ける構成に限らず、正弦波形状、ブレーズ型、台形型、三角形等の位相格子パターンを設ける構成としても良い。位相回折格子素子370によって投影する開口部61像のパターンは、上記実施例1のプリズム群25の場合と同様に、位相回折格子素子370の設計に応じて適宜設定することができる。また、位相回折格子素子370は、上記実施例1のプリズム群25と同様に、投写レンズ20の瞳に設ける構成に限らず、クロスダイクロイックプリズム18の射出面に設けても良い。
The phase diffraction
図35は、実施例5に係るローパスフィルタである複屈折部390の要部斜視構成を示す。本実施例の複屈折部390は、上記の実施例1のプロジェクタ10に適用することができる。上記実施例1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。複屈折部390は、水晶板392、394を有する。また、各水晶板392、394の入射側には、それぞれλ/4位相板391、393が設けられている。水晶板392、394は、光の振動面の向きによって異なる屈折率を示す、いわゆる異方性媒質である。各水晶板392、394は、1つの入射光をそれぞれ異なる振動方向を有する2つの偏光光に分離する。
FIG. 35 shows a perspective configuration of a main part of a
図36は、複屈折部390における光の偏光状態を示す。実施例1で説明したように、各空間光変調装置17R、17G、17Bから射出する変調光は、特定の振動方向を有する直線偏光である。また、水晶板392から射出する光も、それぞれ特定の振動方向を有する直線偏光である。各水晶板392、394は、単一の振動方向の直線偏光のみがそのまま入射する場合は、入射光を2つに分離することができない。
FIG. 36 shows the polarization state of light in the
水晶板392の入射側に設けられたλ/4位相板391は、各空間光変調装置17R、17G、17Bからの直線偏光を円偏光に変換する。入射光を円偏光に変換することにより、水晶板392は、入射光を2つに分離することができる。また、水晶板392は、互いに振動方向が直交する直線偏光を射出する。水晶板394の入射側に設けられたλ/4位相板393は、水晶板392からの直線偏光をそれぞれ円偏光に変換する。入射光を円偏光に変換することにより、水晶板394は、それぞれの入射光をさらに2つに分離することができる。
A λ / 4
複屈折部390は、入射側から水晶板391、λ/4位相板392、水晶板393、λ/4位相板394の順で構成することで、所望の方向に変調光を2つに分離することができる。なお、複屈折部390は、水晶板392、394、λ/4位相板391、393を互いに間隔を設けて配置する場合に限らず、互いに重ね合わせる構成としても良い。
The
なお、例えば空間光変調装置としてDMDを用いる場合、画像信号に応じた変調は、偏光光の振動方向とは何ら関わり無く行われる。この場合、変調光が単一の振動方向の直線偏光のみとはならないことから、変調光を直接複屈折部390に入射することができる。従って、DMDのように、偏光とは関わり無く変調を行う空間光変調装置を用いる場合、水晶板392の入射側のλ/4位相板391が不要となる。
For example, when a DMD is used as a spatial light modulator, modulation according to an image signal is performed regardless of the vibration direction of polarized light. In this case, since the modulated light is not only linearly polarized light in a single vibration direction, the modulated light can be directly incident on the
図37は、水晶板392、394による光の分離を説明するものである。ここでは、λ/4位相板391、393の図示を省略して説明を行う。水晶板392は、結晶方位に対する回転角が0°となるように設けられているとする。例えば、光線Aのうち鉛直方向に振動する直線偏光である光線Bは、水晶板392においてあたかも等方性媒質中を進行するかのようにふるまう。例えば、光線Bは、水晶板392において所定の屈折率による屈折作用を受けて進行する。
FIG. 37 explains the separation of light by the
これに対して、水晶板392は、光線Aのうち光線Bの振動方向に略直交する方向に振動する光線Cについて、光線Bの場合とは異なる屈折率を示す。このため、光線Cは、水晶板392において光線Bとは異なる方向へ進行するような屈折作用を受ける。水晶板392は、このようにして単独の光線Aを、互いに振動方向が略直交する2つの直線偏光である光線B及び光線Cに分離する。なお、図において点B、点Cはそれぞれ光線B、光線Cを示し、それぞれに付した両矢印は、それぞれの直線偏光の振動方向を示す。
On the other hand, the
水晶板392を射出する光線B及び光線Cの間隔、即ち光線の分離幅p1は、水晶板392の厚みt1によって決定される。水晶板による光線の分離幅pは、水晶板の厚みtを用いて、次式により簡易的に決定することができる。
d=5.9×10-3×t
The distance between the light beam B and the light beam C exiting the
d = 5.9 × 10 −3 × t
水晶板394は、結晶方位に対して角度θだけ回転させて配置されているとする。水晶板394は、例えば、入射光のうち、水平面に対して角度θをなす直線の方向に振動する直線偏光を屈折する。例えば、光線Bのうちの一部である光線Eは、水晶板394においてあたかも等方性媒質中を進行するかのようにふるまう。光線Eは、水平面に対して角度θをなす面に対して、略垂直な方向に振動する直線偏光である。例えば、光線Eは、水晶板394において所定の屈折率による屈折作用を受けて進行する。
It is assumed that the
これに対して、水晶板394は、光線Bのうち光線Eの振動方向に略直行する方向、即ち水平面に対して角度θをなす方向に振動する光線Fについて、光線Eの場合とは異なる屈折率を示す。このため、光線Fは、水晶板394において光線Eとは異なる屈折作用を受け、光線Eとは異なる方向へ進行する。水晶板394は、このようにして単独の光線Bを、互いに振動方向が略直交する2つの直線偏光である光線E及び光線Fに分離する。光線Cは、光線Bの場合と同様に、光線Gと光線Hとに分離される。水晶板394による光線の分離幅p2は、水晶板394の厚みt2によって決定される。
On the other hand, the
このようにして、水晶板392、394は、光線Aを4つの光線F、G、E、Hに分離する。光線F、G、E、Hは、光軸に垂直な平面において、角度θを有する平行四辺形の頂点に位置するように分離されている。水晶板392、394による光線の分離パターンは、各水晶板392、394の厚みt1、t2と、結晶方位に対する角度とによって、適宜設定することができる。
In this way, the
複屈折部390は、1つの開口部61像から4個の開口部61像を投影することが可能となる。複屈折部390に入射した光のうち一部の光は、所定方向へ屈折することで、ブラックマトリックス部62像の上に開口部61像を形成する。このようにして、複屈折部390は、上記実施例1のプリズム群25と同様に、開口部61の像を複数に分割してスクリーン30に投影する。これにより、モアレの発生を低減して精細な画像を表示できるという効果を奏する。1つの光線は、単独の水晶板によって2つの光線に分離可能である。このため、複屈折部390に設ける水晶板の数に応じて、1つの開口部61像から分割して投影する開口部61像の数を適宜設定することが可能である。
The
入射光の偏光成分に偏りがある場合、複屈折部390によって分割された光の強度に偏りを生じる場合がある。この場合、例えば偏光解消板を用いることにより、偏光成分の偏りを解消し、分割された光の強度の偏りを低減することができる。これにより、一の開口部61からの光によって分割された各開口部61像の光強度を略同一とし、投写光の周期性を有効に低減することができる。
When the polarization component of incident light is biased, the intensity of the light divided by the
図38は、複屈折部390を設けることによる投写光の強度分布の変化を説明するものである。図38に示すグラフは、いずれも縦軸を投写光の強度I、横軸をX方向における距離x(I、xはいずれも任意単位)としている。上記実施例1と同様に、複屈折部390での屈折による開口部61像の移動量は、複数の開口部61のピッチの略2分の1以下の距離である。
FIG. 38 illustrates changes in the intensity distribution of the projected light due to the provision of the
スクリーン30においてx=0、20、40のそれぞれの位置を中心として画素部である開口部61の像が3つ配列しているとする。複屈折部390を設けない場合、投写光は、各開口部61像の中心をピークとする強度の光A1となる。また、開口部61の像がそのままスクリーン30に投影されるため、ブラックマトリックス部62の像が形成されるx=10、30の位置は、投写光の強度Iが略ゼロになる。投写光の強度Iの最大値と最小値との差ΔIが大きいほど、投写光の周期性が強められてモアレが発生し易いこととなる。
It is assumed that three images of the
開口部61のピッチの略2分の1の距離の位置に開口部61像を形成する複屈折部390を設ける場合、開口部61からの光は、屈折する光と直進する光とに分離される。開口部61から直進する光B5の強度は、光A1と比較して、一部の光を分離した分弱められる。複屈折部390で屈折した光は、半ピッチずれた位置であるx=10、30の位置をピークとする強度の光C5となる。複屈折部390を直進する光B5と屈折する光C5とを合わせた光A5は、光A1と比較して強度差ΔIを小さくすることができる。
When the
強度差ΔIを小さくすると、画素構造に起因する投写光の規則性を弱め、スクリーン30の周期構造における光の干渉を低減できる。また、プロジェクタ10における周期構造と、画像の模様との重なり合いによる光の干渉も低減できる。このように、画素部である開口部61のピッチの略2分の1以下の距離の位置へ開口部61の投影像を導くような複屈折部390を設けることにより、モアレの発生を低減することができる。
When the intensity difference ΔI is reduced, the regularity of the projection light due to the pixel structure is weakened, and the light interference in the periodic structure of the
複屈折部390によって投影する開口部61像のパターンは、上記実施例1のプリズム群25の場合と同様に、複屈折部390の設計に応じて適宜設定することができる。特に、複屈折部390は、開口部61の像を分割する数に応じて、水晶板の枚数を変更することができる。複屈折部390は、上記実施例1のプリズム群25と同様に、投写レンズ20の瞳に設ける構成に限らず、クロスダイクロイックプリズム18の射出面に設けても良い。また、複屈折部390は、異方性媒質として水晶を用いる構成に限らず、他の光学結晶、例えばニオブ酸リチウムや方解石を用いることができる。
The pattern of the image of the
なお、上記のプロジェクタ10において、各実施例のローパスフィルタを冷却する冷却部を設ける構成としても良い。ローパスフィルタを冷却可能な構成とすることにより、熱によるローパスフィルタの劣化を低減し、モアレの発生を確実に低減することができる。また、上記のプロジェクタ10は、光源部として超高圧水銀ランプ11を用いているが、例えば、レーザ光源や、発光ダイオード素子(LED)等の固体発光素子を用いても良い。
In the
以上のように、本発明に係るプロジェクタは、高画質な画像を用いるプレゼンテーションや高精細の動画を鑑賞する場合に有用である。 As described above, the projector according to the present invention is useful for viewing presentations using high-quality images and viewing high-definition moving images.
10 プロジェクタ、11 超高圧水銀ランプ、12 インテグレータ、13 偏光変換素子、14R R光透過ダイクロイックミラー、14G B光透過ダイクロイックミラー、15 反射ミラー、16 リレーレンズ、17R、17G、17B 各空間光変調装置、18 クロスダイクロイックプリズム、18a、18b ダイクロイック膜、20 投写レンズ、21 反射ミラー、25 プリズム群、30 スクリーン、30a フレネルレンズ、30b 視野角調整部、32 レンチキュラーレンズシート、33 レンチキュラーレンズ、34 遮光部、41 開口部、61 開口部、61P、61Pa、61Pb、61Pc、61Pd 開口部像、62 ブラックマトリックス部、62P ブラックマトリックス部像、63P 周期領域像、70 透明プレート、71 プリズム素子、71a 辺部、72、72a、72b、72c、72d 屈折面、73 平坦部、73a 基準面、80a 面、CL 中心線、CLP 中心線像、130 プロジェクタ、135 プリズム群、150P、151P、151Pa、152P、152Pa、153P 開口部像、161、162、163、164 プリズム群、161a、162a、163a、164a 屈折面、161b、162b、163b 平坦部、210 プリズム群、211、212 プリズム素子、213、214 屈折面、213P、214P、220P 開口部像、215 平坦部、230 プリズム群、231 屈折面、232 平坦部、240 プリズム群、241a、241b プリズム素子、280 プリズム群、280a 屈折面、280b 平坦部、281 基準面、AX 光軸、290 プリズム群、290a 屈折面、290b 平坦部、291 基準面、300 プリズム群、301 プリズム素子、302 透明プレート、ILL 照明系、PL 投写系、330 プリズム群、331 基準面、332 樹脂基板、333 硝子基板、340 プリズム群、341a、341b、341c プリズム素子、351a、351c 屈折面、351b 平坦部、360 プリズム群、361a、361b、361c プリズム素子、362 屈折面、363 平坦部、370 位相回折格子素子、371 凹部、372 透明プレート、390 複屈折部、391、393 λ/4位相板、392、394 水晶板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Projector, 11 Super high pressure mercury lamp, 12 Integrator, 13 Polarization conversion element, 14R R light transmission dichroic mirror, 14GB light transmission dichroic mirror, 15 Reflection mirror, 16 Relay lens, 17R, 17G, 17B Each spatial light modulation device, 18 cross dichroic prism, 18a, 18b dichroic film, 20 projection lens, 21 reflection mirror, 25 prism group, 30 screen, 30a Fresnel lens, 30b viewing angle adjustment unit, 32 lenticular lens sheet, 33 lenticular lens, 34 light shielding unit, 41 Aperture, 61 Aperture, 61P, 61Pa, 61Pb, 61Pc, 61Pd Aperture image, 62 Black matrix portion, 62P Black matrix portion image, 63P Periodic region image, 70 through Plate, 71 Prism element, 71a Side, 72, 72a, 72b, 72c, 72d Refraction surface, 73 Flat part, 73a Reference surface, 80a surface, CL center line, CLP center line image, 130 projector, 135 prism group, 150P , 151P, 151Pa, 152P, 152Pa, 153P Aperture image, 161, 162, 163, 164 Prism group, 161a, 162a, 163a, 164a Refractive surface, 161b, 162b, 163b Flat part, 210 Prism group, 211, 212 prism Element, 213, 214 refracting surface, 213P, 214P, 220P Aperture image, 215 flat portion, 230 prism group, 231 refracting surface, 232 flat portion, 240 prism group, 241a, 241b prism element, 280 prism group, 280a refracting surface 280b Flat part, 281 Reference plane, AX optical axis, 290 prism group, 290a refracting surface, 290b Flat part, 291 Reference plane, 300 prism group, 301 prism element, 302 Transparent plate, ILL illumination system, PL projection system, 330 prism Group, 331 Reference surface, 332 Resin substrate, 333 Glass substrate, 340 Prism group, 341a, 341b, 341c Prism element, 351a, 351c Refractive surface, 351b Flat part, 360 Prism group, 361a, 361b, 361c Prism element, 362 Refraction Surface, 363 flat portion, 370 phase diffraction grating element, 371 concave portion, 372 transparent plate, 390 birefringence portion, 391, 393 λ / 4 phase plate, 392, 394 quartz plate
Claims (11)
所定の周期で配置される構造体を備え、前記空間光変調装置からの光を透過するスクリーンと、
前記空間光変調装置と前記スクリーンとの間の光路中に設けられるローパスフィルタと、を有することを特徴とするプロジェクタ。 A spatial light modulator that includes a plurality of pixel units arranged in a matrix and modulates incident light according to an image signal;
A screen having a structure disposed at a predetermined cycle, and transmitting light from the spatial light modulator;
A projector comprising: a low-pass filter provided in an optical path between the spatial light modulator and the screen.
前記プリズム素子は、照明光学系又は投写光学系で定められる単位面積内において3周期以上の周期で設けられ、
前記屈折面は、一の前記画素部からの光を所定方向へ屈折することを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタ。 The low-pass filter has a prism group composed of prism elements having at least a refractive surface,
The prism element is provided with a period of three or more periods within a unit area determined by an illumination optical system or a projection optical system,
The projector according to claim 1, wherein the refracting surface refracts light from the one pixel unit in a predetermined direction.
前記屈折面と光軸との交点で前記平坦部から最も離れた位置において前記光軸に略垂直方向に形成される面を基準面とする場合に、
前記基準面から前記平坦部までの距離をd、
前記入射光の波長をλ、
前記プリズム素子の屈折率をnとそれぞれするとき、以下のいずれかの条件式を満足することを特徴とする請求項2に記載のプロジェクタ。
d<0.95×λ/{2×(n−1)}
d>1.05×λ/{2×(n−1)} The prism element has a flat portion that transmits light from the pixel portion,
When a surface formed in a direction substantially perpendicular to the optical axis at a position farthest from the flat portion at the intersection of the refracting surface and the optical axis is a reference plane,
The distance from the reference plane to the flat portion is d,
The wavelength of the incident light is λ,
The projector according to claim 2, wherein when the refractive index of the prism element is n, one of the following conditional expressions is satisfied.
d <0.95 × λ / {2 × (n−1)}
d> 1.05 × λ / {2 × (n−1)}
光軸に対し略垂直であり前記プリズム群が形成されている基板の一方の面を基準面とする場合に、
前記基準面から前記平坦部までの距離と、前記基準面から前記屈折面上の所定位置までの距離と、がそれぞれ非周期的となるように形成されていることを特徴とする請求項2に記載のプロジェクタ。 The prism element has a flat portion that transmits light from the pixel portion,
When one surface of the substrate that is substantially perpendicular to the optical axis and on which the prism group is formed is a reference surface,
The distance from the reference surface to the flat portion and the distance from the reference surface to a predetermined position on the refractive surface are formed so as to be aperiodic, respectively. The projector described.
前記位相回折格子素子は、前記単位面積内において5周期以上の周期で設けられることを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタ。 The low-pass filter has a phase diffraction grating element that makes the first-order diffracted light incident on a position shifted in a predetermined direction out of light from the one pixel unit,
The projector according to claim 1, wherein the phase diffraction grating element is provided with a period of 5 periods or more in the unit area.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008152781A1 (en) * | 2007-06-12 | 2008-12-18 | Panasonic Corporation | Projection type image display device |
US7557994B2 (en) | 2006-12-27 | 2009-07-07 | Seiko Epson Corporation | Optical device, transfer mold, and image pickup apparatus |
JP2012517026A (en) * | 2009-02-02 | 2012-07-26 | マイクロソフト コーポレーション | Diffuse screen |
JP2019191310A (en) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | 株式会社モリテックス | Projector and spatial frequency component reduction method using the same |
JP2022505302A (en) * | 2018-10-18 | 2022-01-14 | サイバーオプティクス コーポレーション | 3D sensor with facing channels |
-
2004
- 2004-07-06 JP JP2004199420A patent/JP2006023378A/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7557994B2 (en) | 2006-12-27 | 2009-07-07 | Seiko Epson Corporation | Optical device, transfer mold, and image pickup apparatus |
WO2008152781A1 (en) * | 2007-06-12 | 2008-12-18 | Panasonic Corporation | Projection type image display device |
JPWO2008152781A1 (en) * | 2007-06-12 | 2010-08-26 | パナソニック株式会社 | Projection-type image display device |
JP4635102B2 (en) * | 2007-06-12 | 2011-02-16 | パナソニック株式会社 | Projection-type image display device |
US8226247B2 (en) | 2007-06-12 | 2012-07-24 | Panasonic Corporation | Projection type image display device |
JP2012517026A (en) * | 2009-02-02 | 2012-07-26 | マイクロソフト コーポレーション | Diffuse screen |
JP2019191310A (en) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | 株式会社モリテックス | Projector and spatial frequency component reduction method using the same |
JP2022505302A (en) * | 2018-10-18 | 2022-01-14 | サイバーオプティクス コーポレーション | 3D sensor with facing channels |
US11604062B2 (en) | 2018-10-18 | 2023-03-14 | Cyberoptics Corporation | Three-dimensional sensor with counterposed channels |
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