JP2008191236A - 投影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】コンパクトな構成で広画面の像を投影する投影装置を提供する。
【解決手段】投影装置は、入射光を偏光分離する第1偏光分離素子12と、第1偏光分離素子12で分離された第1成分の光を変調する第1変調素子13と、第1偏光分離素子12で分離された第2成分の光を偏光分離する第2偏光分離素子16と、第2偏光分離素子16で分離された第1成分の光を変調する第2変調素子14と、第1変調素子13で変調された光および第2変調素子14で変調された光を投射する投射光学系17とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】投影装置は、入射光を偏光分離する第1偏光分離素子12と、第1偏光分離素子12で分離された第1成分の光を変調する第1変調素子13と、第1偏光分離素子12で分離された第2成分の光を偏光分離する第2偏光分離素子16と、第2偏光分離素子16で分離された第1成分の光を変調する第2変調素子14と、第1変調素子13で変調された光および第2変調素子14で変調された光を投射する投射光学系17とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、投影装置に関する。
偏光ビームスプリッタ(PBS)を用いて相互に直交する偏光光を抽出し、輝度信号光変調手段および色信号光変調手段へ光分配し、各光変調手段により偏光状態が光変調された変調光を再びPBSで光合成し、その合成光を投射レンズでスクリーンに向けて拡大投射する技術が知られている(特許文献1参照)。
従来技術では、1画面分しか投影できないという問題があった。
(1)本発明による投影装置は、入射光を偏光分離する第1偏光分離素子と、第1偏光分離素子で分離された第1成分の光を変調する第1変調素子と、第1偏光分離素子で分離された第2成分の光を偏光分離する第2偏光分離素子と、第2偏光分離素子で分離された第1成分の光を変調する第2変調素子と、第1変調素子で変調された光および第2変調素子で変調された光を投射する投射光学系とを備えることを特徴とする。
(2)請求項1に記載の投影装置はさらに、第1偏光分離素子および第2偏光分離素子間に配置された1/2波長素子を備えてもよい。この場合に第1変調素子が変調する光および第2変調素子が変調する光は、偏光方向が同じであると好ましい。
(3)請求項1または2に記載の投影装置において、第1変調素子および第2変調素子は、それぞれ反射型液晶素子で構成してもよい。
(4)本発明による投影装置は、入射光を偏光分離する第1偏光分離素子と、第1偏光分離素子で分離された第1成分の光を変調する第1変調素子と、第1偏光分離素子で分離された第2成分の光を変調する第2変調素子と、第1変調素子で変調された光および第2変調素子で変調された光を投射する投射光学系とを備えることを特徴とする。
(5)請求項1に記載の投影装置はさらに、第1偏光分離素子および第2変調素子間に配置された1/2波長素子を備えてもよい。この場合の第1変調素子が変調する光および第2変調素子が変調する光は、偏光方向が同じであると好ましい。
(6)請求項1または2に記載の投影装置において、第1変調素子および第2変調素子は、それぞれ透過型液晶素子で構成してもよい。
(7)請求項2、3、5、6のいずれか一項に記載の投影装置はさらに、第1変調素子で変調された光および第2変調素子で変調された光が入射する偏光素子を備えてもよい。
(8)請求項1〜8のいずれか一項に記載の投影装置において、投射光学系は、第1変調素子で変調された光および第2変調素子で変調された光に共通の投射レンズで構成されることが好ましい。
(9)請求項1〜8のいずれか一項に記載の投影装置において、投射光学系は、第1変調素子で変調された光を投射する第1投射レンズと、第2変調素子で変調された光を投射する第2投射レンズとを含むことが好ましい。
(10)請求項9に記載の投影装置において、投影装置による投影面において第1投射レンズからの投射像と第2投射レンズからの投射像とが隣接することが好ましい。
(11)請求項10に記載の投影装置において、投影装置による投影面において第1投射レンズからの投射像および第2投射レンズからの投射像の少なくとも一部が重なることが好ましい。
(12)請求項1〜3のいずれか一項に記載の投影装置はさらに、投射光学系を介して入力され、第1偏光分離素子または第2偏光分離素子で分離された光を光電変換する撮像素子を備えてもよい。
(2)請求項1に記載の投影装置はさらに、第1偏光分離素子および第2偏光分離素子間に配置された1/2波長素子を備えてもよい。この場合に第1変調素子が変調する光および第2変調素子が変調する光は、偏光方向が同じであると好ましい。
(3)請求項1または2に記載の投影装置において、第1変調素子および第2変調素子は、それぞれ反射型液晶素子で構成してもよい。
(4)本発明による投影装置は、入射光を偏光分離する第1偏光分離素子と、第1偏光分離素子で分離された第1成分の光を変調する第1変調素子と、第1偏光分離素子で分離された第2成分の光を変調する第2変調素子と、第1変調素子で変調された光および第2変調素子で変調された光を投射する投射光学系とを備えることを特徴とする。
(5)請求項1に記載の投影装置はさらに、第1偏光分離素子および第2変調素子間に配置された1/2波長素子を備えてもよい。この場合の第1変調素子が変調する光および第2変調素子が変調する光は、偏光方向が同じであると好ましい。
(6)請求項1または2に記載の投影装置において、第1変調素子および第2変調素子は、それぞれ透過型液晶素子で構成してもよい。
(7)請求項2、3、5、6のいずれか一項に記載の投影装置はさらに、第1変調素子で変調された光および第2変調素子で変調された光が入射する偏光素子を備えてもよい。
(8)請求項1〜8のいずれか一項に記載の投影装置において、投射光学系は、第1変調素子で変調された光および第2変調素子で変調された光に共通の投射レンズで構成されることが好ましい。
(9)請求項1〜8のいずれか一項に記載の投影装置において、投射光学系は、第1変調素子で変調された光を投射する第1投射レンズと、第2変調素子で変調された光を投射する第2投射レンズとを含むことが好ましい。
(10)請求項9に記載の投影装置において、投影装置による投影面において第1投射レンズからの投射像と第2投射レンズからの投射像とが隣接することが好ましい。
(11)請求項10に記載の投影装置において、投影装置による投影面において第1投射レンズからの投射像および第2投射レンズからの投射像の少なくとも一部が重なることが好ましい。
(12)請求項1〜3のいずれか一項に記載の投影装置はさらに、投射光学系を介して入力され、第1偏光分離素子または第2偏光分離素子で分離された光を光電変換する撮像素子を備えてもよい。
本発明による投影装置では、光源からの光を効率よく利用した像を投影できる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
(第一の実施形態)
図1は、本発明の第一の実施形態による投影装置の光学系の構成を例示する図である。図1において、投影装置の光学系は、白色光を発するLED(発光ダイオード)光源10と、集光光学系11と、第1の偏光ビームスプリッタ(以降PBSとする)12と、第1の液晶パネル13と、第2の液晶パネル14と、1/2波長板15と、第2のPBS16と、投射レンズ17とを有する。第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14は、それぞれ反射型液晶によって構成されている。
(第一の実施形態)
図1は、本発明の第一の実施形態による投影装置の光学系の構成を例示する図である。図1において、投影装置の光学系は、白色光を発するLED(発光ダイオード)光源10と、集光光学系11と、第1の偏光ビームスプリッタ(以降PBSとする)12と、第1の液晶パネル13と、第2の液晶パネル14と、1/2波長板15と、第2のPBS16と、投射レンズ17とを有する。第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14は、それぞれ反射型液晶によって構成されている。
LED光源10には、不図示の投射制御回路から駆動電流が供給される。LED光源10は、供給電流に応じた明るさで発光する。集光光学系11は、LED光源10からの光を略平行光にして第1のPBS12へ入射させる。第1のPBS12へ入射される光は、S偏光およびP偏光の混合光である。第1のPBS12は、入射された光束のうちS偏光成分を偏光分離部12aで下方へ反射(折り曲げる)する。第1のPBS12から下方へ射出された光束は、反射型の液晶パネルである第1の液晶パネル13を照明する。第1のPBS12へ入射された光束のうちP偏光成分は、偏光分離部12aを透過して第2のPBS16方向へ進む。
第1の液晶パネル13には、投射制御回路(不図示)から投影すべき画像に応じた液晶パネル駆動信号が供給される。第1の液晶パネル13は、赤、緑、青のフィルターが形成された複数の画素から構成されており、供給された駆動信号によってカラー画像を生成する。具体的には、液晶層に対して画像信号(液晶パネル駆動信号)に応じた電圧を画素ごとに印加する。電圧が印加された液晶層は液晶分子の配列が変わり、当該液晶層を通過する光の偏光方向が変化する。
第1の液晶パネル13の液晶層を透過する光は、第1の液晶パネル13へ入射されると当該液晶層を下向きに進行し、第1の液晶パネル13の反射面で反射された後、液晶層を上向きに進行して第1の液晶パネル13から射出され、第1のPBS12へ再度入射される。電圧が印加された液晶層は位相板として機能するので、第1のPBS12へ再度入射される光は、白画素からのP偏光と黒画素からのS偏光が混合している。
第1のPBS12は、再入射された光束のうちP偏光成分である変調光のみを偏光分離部12aから透過し、上方の投射レンズ17へ向けて投影光として射出する。これにより、変調された画像が生成される。再入射されたS偏光成分の光は、LED光源10側へ反射されて廃棄される。
一方、第1のPBS12へ入射された光束のうちP偏光成分は、偏光分離部12aを透過して左方へ射出される。第1のPBS12から左方へ射出された光束は、1/2波長板15によってS偏光に変換されて第2のPBS16へ入射される。第2のPBS16は、入射された光束を偏光分離部16aで下方へ反射(折り曲げる)する。第2のPBS16から下方へ射出された光束は、第2の液晶パネル14を照明する。
第2の液晶パネル14には、投射制御回路(不図示)から投影すべき画像に応じた液晶パネル駆動信号が供給される。ここで、第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14には、スクリーン30上の投影像が横並びに連続したワイド画像となるように液晶パネル駆動信号が供給される。具体的には、投影像の左側の像を第1の液晶パネル13が生成し、投影像の右側の像を第2の液晶パネル14が生成する。
第2の液晶パネル14は、第1の液晶パネル13と同様に、赤、緑、青のフィルターが形成された複数の画素から構成される。第2の液晶パネル14の液晶層を透過する光は、第2の液晶パネル14へ入射されると当該液晶層を下向きに進行し、第2の液晶パネル14の反射面で反射された後、液晶層を上向きに進行して第2の液晶パネル14から射出され、第2のPBS16へ再度入射される。電圧が印加された液晶層は位相板として機能するので、第2のPBS16へ再度入射される光は、白画素からのP偏光と黒画素からのS偏光が混合している。
第2のPBS16は、再入射された光束のうちP偏光成分である変調光のみを偏光分離部16aから透過し、上方の投射レンズ17へ向けて投影光として射出する。再入射されたS偏光成分の光は、LED光源10側へ反射されて廃棄される。
投射レンズ17は、第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14を含むイメージサークルに設定されており、スクリーン30に向けてワイド画像を投影する。この場合、投射レンズ17の垂直方向の一部(たとえば上下)を省いた構成とすれば、図1の光学系を小型の筐体に収容することができる。図2は、投射レンズ17側から見た投影装置の外観を例示する図である。図2において、投射レンズ17は左右方向のサイズに比べて垂直方向のサイズが小さい。なお、投射レンズ17側にS偏光を除去するための偏光板24aおよび24bを挿入すれば、投影像のコントラストが高まる。
以上説明した第一の実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
(1)第1のPBS12で偏光分離した光を、それぞれ第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14で変調し、両変調光をスクリーン30へ投射する構成にした。これにより、第1の液晶パネル13で生成した画像と第2の液晶パネル14で生成した画像とをそれぞれスクリーン30へ投影するので、一画像のみを投影する場合に比べて広画面の像を投影できる。第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14は、それぞれ投影像全体の画素数に比べて小さな画素数の液晶パネルで構成できるため、投影装置をコンパクトに構成できる。
(1)第1のPBS12で偏光分離した光を、それぞれ第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14で変調し、両変調光をスクリーン30へ投射する構成にした。これにより、第1の液晶パネル13で生成した画像と第2の液晶パネル14で生成した画像とをそれぞれスクリーン30へ投影するので、一画像のみを投影する場合に比べて広画面の像を投影できる。第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14は、それぞれ投影像全体の画素数に比べて小さな画素数の液晶パネルで構成できるため、投影装置をコンパクトに構成できる。
(2)第1のPBS12で偏光分離した両成分の光をそれぞれ第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14へ導く構成にしたので、LED光源10からの光を無駄にしない。
(3)第1のPBS12および第2のPBS16間に1/2波長板15を設けたので、第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14が変調する偏光成分を揃えることができる。これにより、第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14による変調光に対して挿入する偏光板24aおよび24bの偏光面が共通になり、同じ偏光板を用いることができる。
(4)偏光板24aおよび24bを設けたことにより、コントラストを高めた高品位の投影像が得られる。
(5)第1の液晶パネル13による変調光と第2の液晶パネル14による変調光とで投射レンズ17を共通にしたので、投射レンズを分ける場合に比べてコスト低減が図れる。
(変形例1)
反射型液晶パネルの代わりに透過型液晶パネルを用いた構成にしてもよい。図3は、変形例1による投影装置の光学系の構成を例示する図である。図3において、液晶パネルが第1の液晶パネル21および第2の液晶パネル22によって構成される点と、第2のPBS16に代えてミラー23が配設される点で図1に例示した構成と異なる。さらに、第1のPBS12は、偏光分離面12aの向きが図1の場合と異なる。なお、図1と同様の構成には同じ符号を記して説明を省略する。
反射型液晶パネルの代わりに透過型液晶パネルを用いた構成にしてもよい。図3は、変形例1による投影装置の光学系の構成を例示する図である。図3において、液晶パネルが第1の液晶パネル21および第2の液晶パネル22によって構成される点と、第2のPBS16に代えてミラー23が配設される点で図1に例示した構成と異なる。さらに、第1のPBS12は、偏光分離面12aの向きが図1の場合と異なる。なお、図1と同様の構成には同じ符号を記して説明を省略する。
第1のPBS12は、LED光源10側から入射された光束のうちS偏光成分を偏光分離部12aで上方へ反射(折り曲げる)する。第1のPBS12から上方へ射出された光束は、第1の液晶パネル21を照明する。第1のPBS12へ入射された光束のうちP偏光成分は、偏光分離部12aを透過してミラー23方向へ進む。
第1の液晶パネル21の液晶層を透過する光は、第1の液晶パネル21へ入射されると当該液晶層を上向きに進行して第1の液晶パネル21から射出される。電圧が印加された液晶層は位相板として機能するので、第1の液晶パネル21から射出される光は白画素からのP偏光と黒画素からのS偏光が混合している。投射レンズ17側にS偏光を除去するための偏光板24aを挿入すれば、投影像のコントラストを高められる。
一方、第1のPBS12へ入射された光束のうちP偏光成分は、偏光分離部12aを透過して左方へ射出される。この光束は1/2波長板15を介してS偏光としてミラー23へ導かれる。ミラー23は、入射された光束を上方へ反射(折り曲げる)する。ミラー23による反射光束は、第2の液晶パネル22を照明する。
ここで、第1の液晶パネル21および第2の液晶パネル22に、スクリーン30上の投影画像が左右に連続したワイド画像となるように液晶パネル駆動信号が供給される点は図1の場合と同様である。
第2の液晶パネル22の液晶層を透過する光は、第2の液晶パネル22へ入射されると当該液晶層を上向きに進行して第2の液晶パネル22から射出される。電圧が印加された液晶層は位相板として機能するので、第2の液晶パネル22から射出される光は白画素からのP偏光と黒画素からのS偏光が混合している。投射レンズ17側にS偏光を除去するための偏光板24bを挿入すれば、投影像のコントラストを高められる点は第1の液晶パネル21の場合と同様である。
第1の液晶パネル21による変調光束および第2の液晶パネル22による変調光束は、それぞれ投射レンズ17によってスクリーン30へ向けて投射される。以上説明したように、透過型液晶パネルを用いてもスクリーン30に向けてワイド画像を投影することができる。
(第二の実施形態)
図4は、本発明の第二の実施形態による投影装置の光学系の構成を例示する図である。図4において、投射レンズが第1の投射レンズ18および第2の投射レンズ19によって構成される点が図1に例示した構成と異なる。なお、図1と同様の構成には同じ符号を記して説明を省略する。
図4は、本発明の第二の実施形態による投影装置の光学系の構成を例示する図である。図4において、投射レンズが第1の投射レンズ18および第2の投射レンズ19によって構成される点が図1に例示した構成と異なる。なお、図1と同様の構成には同じ符号を記して説明を省略する。
第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14には、スクリーン30上の投影画像が左右に独立した2画像となるように液晶パネル駆動信号が供給される。つまり、投影像の右側の第1像を第1の液晶パネル13が生成し、投影像の左側の第2像を第2の液晶パネル14が生成する。左右の画像は、たとえば、いわゆるパノラマ画像を左右に分割したものでもよいし、同一被写体の撮影画像であって撮影条件が異なるものでもよいし、一方が画像で他方がその説明テキストでもよいし、一方が日本語文で他方が外国語文のように言語が異なるものでもよい。
投射レンズ18は、第1の液晶パネル13を含むイメージサークルに設定され、投射レンズ19は、第2の液晶パネル14を含むイメージサークルに設定される。
以上説明した第二の実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
(1)第1の液晶パネル13による変調光を投射するレンズ18と、第2の液晶パネル14による変調光を投射するレンズ19とを分けたので、スクリーン30上に独立した2画像を投影できる。LED光源10からの光を共用し、コンパクトな構成で広範囲の投影像(2画面)が得られる。
(1)第1の液晶パネル13による変調光を投射するレンズ18と、第2の液晶パネル14による変調光を投射するレンズ19とを分けたので、スクリーン30上に独立した2画像を投影できる。LED光源10からの光を共用し、コンパクトな構成で広範囲の投影像(2画面)が得られる。
(2)2画像のそれぞれに投射レンズ18、19を設けたことにより、各画像のフォーカスを正確に調節できる。
(変形例2)
スクリーン30上の左右の投影像(第1像および第2像)を重ねるように構成してもよい。図5は、変形例2による投影装置の光学系の構成を例示する図である。なお、図4と同様の構成には同じ符号を記して説明を省略する。変形例2では、第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14に対して、スクリーン30上の投影画像が左右に連続したワイド画像となるように液晶パネル駆動信号が供給される。左右の画像は、いわゆるパノラマ画像を左右に分割したものでもよいし、本投影装置で投影するとパノラマ投影像が得られるような画像であってもよい。
スクリーン30上の左右の投影像(第1像および第2像)を重ねるように構成してもよい。図5は、変形例2による投影装置の光学系の構成を例示する図である。なお、図4と同様の構成には同じ符号を記して説明を省略する。変形例2では、第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14に対して、スクリーン30上の投影画像が左右に連続したワイド画像となるように液晶パネル駆動信号が供給される。左右の画像は、いわゆるパノラマ画像を左右に分割したものでもよいし、本投影装置で投影するとパノラマ投影像が得られるような画像であってもよい。
図5において、スクリーン30上の左右の2画像は互いに一部が重なる。この場合に第1の液晶パネル13に供給される駆動信号は、第1の液晶パネル13が投影する像のうち重なり領域の最も左側(第2の液晶パネル14による投影像側)の明るさを0、重ならない領域の明るさを1として、上記重なり領域内の明るさを0〜1で徐々に変化させる駆動信号である。
同様に、第2の液晶パネル14に供給される駆動信号は、第2の液晶パネル14が投影する像のうち上記重なり領域の最も右側(第1の液晶パネル13による投影像側)の明るさを0、重ならない領域の明るさを1として、上記重なり領域内で明るさを0〜1で徐々に変化させる駆動信号である。
以上説明した変形例2によれば、スクリーン30上の左右2つの投影像を切れ目なくつなげることができる。加えて、2画像の重なり領域を設けたことで、左右の画像が厳密に連続した画像でない場合でも、接合部がぼかされて違和感を感じにくくすることができる。さらに、2画像の重なり部分の明るさについて、左右の像の明るさをそれぞれ徐々に変化させることによって左右像を合わせて1とするようにしたので、重なり部分が他の領域に比べて明るく強調されてしまうことがない。このため、スクリーン30を観察する人が感じる違和感が軽減される。
変形例2におけるスクリーン30上の左右の画像の重なり範囲は、適宜変更して構わない。一般に、スクリーン30までの距離が長いほど重なり範囲が広くなる。第1の投射レンズ18および第2の投射レンズ19のズーム倍率を調節することにより、スクリーン30上の重なり範囲を調節できる。この場合、不図示の操作部材から上記投射制御回路へ重なり領域の範囲を示す信号を伝える構成にすれば、スクリーン30上の左右の画像の重なり範囲に応じて、当該領域内の明るさを0〜1で徐々に変化させる制御を行わせることができる。
(変形例3)
変形例2では、左右2つの画像をつなぐことによって横長の画像を投影したが、左右2つの画像をつなぐことによって通常の画像と同じアスペクト比をもった画像を投影することもできる。図5に示す投影装置においては、液晶パネル13、14の配置は通常の表示装置と同じように横長(液晶パネルの長辺方向が水平方向になる)になるように配置していた。しかし液晶パネル13、14を縦長(液晶パネルの長辺方向が鉛直方向になる)に配置し、変形例2と同様にスクリーン30に投射することによって、左右2つの画像で通常の1つの液晶パネルで投射したのと同じアスペクト比の画像を投射するようにしても構わない。この場合、2つの画像を投射したときに通常のアスペクト比になるようなアスペクト比をもった液晶パネルを使用してもよいし、液晶パネル13、14を照明する光の形状(縦横比)を調整して2つの画像を投射したときに通常のアスペクト比になるようにしてもよい。S偏光に加えて従来は投射に使用していなかったP偏光の光も使用して通常のアスペクト比を持った1つの画像を投射するので、従来のS偏光のみを使用した画像に比べて投射画像を明るくすることができる。
変形例2では、左右2つの画像をつなぐことによって横長の画像を投影したが、左右2つの画像をつなぐことによって通常の画像と同じアスペクト比をもった画像を投影することもできる。図5に示す投影装置においては、液晶パネル13、14の配置は通常の表示装置と同じように横長(液晶パネルの長辺方向が水平方向になる)になるように配置していた。しかし液晶パネル13、14を縦長(液晶パネルの長辺方向が鉛直方向になる)に配置し、変形例2と同様にスクリーン30に投射することによって、左右2つの画像で通常の1つの液晶パネルで投射したのと同じアスペクト比の画像を投射するようにしても構わない。この場合、2つの画像を投射したときに通常のアスペクト比になるようなアスペクト比をもった液晶パネルを使用してもよいし、液晶パネル13、14を照明する光の形状(縦横比)を調整して2つの画像を投射したときに通常のアスペクト比になるようにしてもよい。S偏光に加えて従来は投射に使用していなかったP偏光の光も使用して通常のアスペクト比を持った1つの画像を投射するので、従来のS偏光のみを使用した画像に比べて投射画像を明るくすることができる。
(変形例4)
スクリーン30上で投影像(第1像および第2像)を1つに重ねるように構成してもよい。図6は、変形例4による投影装置の光学系の構成を例示する図である。第1の液晶パネル13による投影像と第2の液晶パネル14による投影像とを重ねるため、投射レンズ18および投射レンズ19がそれぞれ内側へ傾けられている点が図5と相違する。変形例4の場合、第1の液晶パネル13および第2の液晶パネルに対して共通の液晶パネル駆動信号が供給される。つまり、第1の液晶パネル13が生成する第1像と、第2の液晶パネル14が生成する第2像は同じである。
スクリーン30上で投影像(第1像および第2像)を1つに重ねるように構成してもよい。図6は、変形例4による投影装置の光学系の構成を例示する図である。第1の液晶パネル13による投影像と第2の液晶パネル14による投影像とを重ねるため、投射レンズ18および投射レンズ19がそれぞれ内側へ傾けられている点が図5と相違する。変形例4の場合、第1の液晶パネル13および第2の液晶パネルに対して共通の液晶パネル駆動信号が供給される。つまり、第1の液晶パネル13が生成する第1像と、第2の液晶パネル14が生成する第2像は同じである。
第1の液晶パネル13が投影する像の明るさを1、第2の液晶パネル14が投影する像の明るさを1とすれば、スクリーン30上で高輝度の合成された投影像が得られる。このように変形例4によれば、第1の液晶パネル13側で変調に用いられなかった偏光成分の光(図6においてP成分)を第2の液晶パネル14側で(S成分に変換した上で)変調に用い、第1の液晶パネル13による変調光および第2の液晶パネル14による変調光を合成投影したので、一方の偏光成分のみを変調して投影する場合に比べて明るく高品質の像を投影できる。さらに、第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14のそれぞれから射出される変調光成分を揃えた(図6の例ではともにP成分)ので、高コントラストの合成像が得られる。なお、第1の液晶パネル13と第2の液晶パネル14とで生成する像を異ならせて、異なる像を同一領域へ投影しても構わない。
(第三の実施形態)
図7は、本発明の第三の実施形態による投影装置の光学系の構成を例示する図である。図7において、第2のPBS16の左側に撮像素子20が設けられている点が図1に例示した構成と異なる。なお、図1と同様の構成には同じ符号を記して説明を省略する。
図7は、本発明の第三の実施形態による投影装置の光学系の構成を例示する図である。図7において、第2のPBS16の左側に撮像素子20が設けられている点が図1に例示した構成と異なる。なお、図1と同様の構成には同じ符号を記して説明を省略する。
撮像素子20は、第2のPBS16の左側面から射出される光像を撮像する。本実施形態では、投影装置のユーザがレーザポインタ装置100を操作してスクリーン30上へポインタ(不図示)を照射する。レーザポインタ装置100からの光はS偏光成分を含む。スクリーン30上で散乱したポインタ光は、その一部が投射レンズ17を介して第2のPBS16へ入射される。
第2のPBS16へ入射された光束のうちS偏光成分は、偏光分離部16aで反射(折り曲げる)されて左方へ射出される。この光束は、撮像素子20の撮像面上へ導かれる。撮像素子20によって撮像された画像信号(光電変換信号)は、不図示の制御回路へ送られる。制御回路は、ポインタ光に対応する画素位置に基づいて、たとえば、LED光源10のオン/オフ指示や投影画像の切替指示など、所定の操作指示を発生する。
なお、スクリーン30上のポインタ光が投射レンズ17を介して第1のPBS12へ入射された場合は、第1のPBS12へ入射された光束のうちS偏光成分が偏光分離部12aで反射(折り曲げる)されて1/2波長板15側へ射出される。この光束は1/2波長板15でP偏光に変換され、第2のPBS16内の偏光分離部16aを透過して撮像素子20の撮像面上へ導かれる。つまり、スクリーン30上に照射されたポインタ位置にかかわらず、撮像画面中のポインタ位置を検出できる。
以上説明した第三の実施形態によれば、図1の構成に撮像素子20を追加するだけの簡単な構成により、外部からのポインタ装置100を用いた操作信号を検出し、投影装置に所定の動作を行わせることができる。
(変形例5)
撮像素子20で撮像されたスクリーン30上の投影像について輪郭を検出し、投影像の台形補正有無の判定材料として用いてもよい。この場合の制御回路(不図示)は、撮像画面の中で輝度が高い領域である投影像の輪郭を検出し、当該輪郭が台形状の場合に投影像の台形補正が必要と判定する。制御回路は投射制御回路(不図示)へ指示を送り、投影像を台形状から長方形状に補正するために画像処理による電気的なキーストン補正を行わせる。なお、投射制御回路内には、あらかじめ投影像を方形状に補正するための補正値が記憶されている。投射制御回路は補正値を読み出し、読み出した補正値をもとに投影する画像データに対するキーストン補正処理をメモリ上で施し、キーストン補正処理後の画像データに基づく液晶パネル駆動信号を、第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14へそれぞれ送出する。
撮像素子20で撮像されたスクリーン30上の投影像について輪郭を検出し、投影像の台形補正有無の判定材料として用いてもよい。この場合の制御回路(不図示)は、撮像画面の中で輝度が高い領域である投影像の輪郭を検出し、当該輪郭が台形状の場合に投影像の台形補正が必要と判定する。制御回路は投射制御回路(不図示)へ指示を送り、投影像を台形状から長方形状に補正するために画像処理による電気的なキーストン補正を行わせる。なお、投射制御回路内には、あらかじめ投影像を方形状に補正するための補正値が記憶されている。投射制御回路は補正値を読み出し、読み出した補正値をもとに投影する画像データに対するキーストン補正処理をメモリ上で施し、キーストン補正処理後の画像データに基づく液晶パネル駆動信号を、第1の液晶パネル13および第2の液晶パネル14へそれぞれ送出する。
以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。たとえば、第一の実施形態〜第三の実施形態に、変形例1、変形例2、変形例3、変形例4または変形例5の構成を適宜組み合わせて用いることもできる。
10…LED光源
12、16…PBS
13、14…液晶パネル(反射型)
15…1/2波長板
17、18、19…投射レンズ
20…撮像素子
21、22…液晶パネル(透過型)
24a、24b…偏光板
30…スクリーン
12、16…PBS
13、14…液晶パネル(反射型)
15…1/2波長板
17、18、19…投射レンズ
20…撮像素子
21、22…液晶パネル(透過型)
24a、24b…偏光板
30…スクリーン
Claims (12)
- 入射光を偏光分離する第1偏光分離素子と、
前記第1偏光分離素子で分離された第1成分の光を変調する第1変調素子と、
前記第1偏光分離素子で分離された第2成分の光を偏光分離する第2偏光分離素子と、
前記第2偏光分離素子で分離された第1成分の光を変調する第2変調素子と、
前記第1変調素子で変調された光および前記第2変調素子で変調された光を投射する投射光学系とを備えることを特徴とする投影装置。 - 請求項1に記載の投影装置において、
前記第1偏光分離素子および前記第2偏光分離素子間に配置された1/2波長素子をさらに備え、
前記第1変調素子が変調する光および前記第2変調素子が変調する光は、偏光方向が同じであることを特徴とする投影装置。 - 請求項1または2に記載の投影装置において、
前記第1変調素子および前記第2変調素子は、それぞれ反射型液晶素子であることを特徴とする投影装置。 - 入射光を偏光分離する第1偏光分離素子と、
前記第1偏光分離素子で分離された第1成分の光を変調する第1変調素子と、
前記第1偏光分離素子で分離された第2成分の光を変調する第2変調素子と、
前記第1変調素子で変調された光および前記第2変調素子で変調された光を投射する投射光学系とを備えることを特徴とする投影装置。 - 請求項1に記載の投影装置において、
前記第1偏光分離素子および前記第2変調素子間に配置された1/2波長素子をさらに備え、
前記第1変調素子が変調する光および前記第2変調素子が変調する光は、偏光方向が同じであることを特徴とする投影装置。 - 請求項1または2に記載の投影装置において、
前記第1変調素子および前記第2変調素子は、それぞれ透過型液晶素子であることを特徴とする投影装置。 - 請求項2、3、5、6のいずれか一項に記載の投影装置において、
前記第1変調素子で変調された光および前記第2変調素子で変調された光が入射する偏光素子をさらに備えることを特徴とする投影装置。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の投影装置において、
投射光学系は、前記第1変調素子で変調された光および前記第2変調素子で変調された光に共通の投射レンズで構成されることを特徴とする投影装置。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の投影装置において、
投射光学系は、前記第1変調素子で変調された光を投射する第1投射レンズと、前記第2変調素子で変調された光を投射する第2投射レンズとを含むことを特徴とする投影装置。 - 請求項9に記載の投影装置において、
投影装置による投影面において前記第1投射レンズからの投射像と前記第2投射レンズからの投射像とが隣接することを特徴とする投影装置。 - 請求項10に記載の投影装置において、
投影装置による投影面において前記第1投射レンズからの投射像および前記第2投射レンズからの投射像の少なくとも一部が重なることを特徴とする投影装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の投影装置において、
前記投射光学系を介して入力され、前記第1偏光分離素子または前記第2偏光分離素子で分離された光を光電変換する撮像素子をさらに備えることを特徴とする投影装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007023064A JP2008191236A (ja) | 2007-02-01 | 2007-02-01 | 投影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007023064A JP2008191236A (ja) | 2007-02-01 | 2007-02-01 | 投影装置 |
Publications (1)
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JP2008191236A true JP2008191236A (ja) | 2008-08-21 |
Family
ID=39751430
Family Applications (1)
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JP2007023064A Pending JP2008191236A (ja) | 2007-02-01 | 2007-02-01 | 投影装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2008191236A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6432002B2 (ja) * | 2016-03-09 | 2018-11-28 | 富士フイルム株式会社 | 投写型表示装置、投写制御方法、投写制御プログラム |
-
2007
- 2007-02-01 JP JP2007023064A patent/JP2008191236A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP6432002B2 (ja) * | 2016-03-09 | 2018-11-28 | 富士フイルム株式会社 | 投写型表示装置、投写制御方法、投写制御プログラム |
JPWO2017154360A1 (ja) * | 2016-03-09 | 2019-02-14 | 富士フイルム株式会社 | 投写型表示装置、投写制御方法、投写制御プログラム |
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