JP2009042373A - Projector - Google Patents

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JP2009042373A
JP2009042373A JP2007205430A JP2007205430A JP2009042373A JP 2009042373 A JP2009042373 A JP 2009042373A JP 2007205430 A JP2007205430 A JP 2007205430A JP 2007205430 A JP2007205430 A JP 2007205430A JP 2009042373 A JP2009042373 A JP 2009042373A
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Taisuke Yamauchi
泰介 山内
Hidefumi Sakata
秀文 坂田
Takashi Takeda
高司 武田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector and a projection device, for surely reducing speckle with simpler constitution. <P>SOLUTION: The projector is equipped with light sources 10R, 10G and 10B emitting light, optical modulation devices 20R, 20B and 20B modulating the light emitted from the light sources 10R, 10G and 10B in accordance with an image signal, and a projection device 40 projecting the image formed by the optical modulation devices 20R, 20G and 20B to a surface to be projected 50. The projection device 40 includes a first optical system for enlarging the image formed by the optical modulation devices 20R, 20G and 20B and forming an intermediate image, a light diffusion member arranged at a position where the intermediate image is formed and diffusing the light emitted from the first optical system, and a second optical system for enlarging and projecting the light diffused by the light diffusion member to the surface to be projected 50. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、プロジェクタに関する。   The present invention relates to a projector.

近年、照明装置により光変調装置を照明し、その光変調装置から射出された画像光を投射レンズ等の投射光学系によりスクリーンに拡大投射するプロジェクタが広く知られている。
そのプロジェクタの照明装置として、従来はメタルハライドランプやハロゲンランプ等が利用されていたが、近時では照明装置およびプロジェクタの小型化を図るため、半導体レーザ(LD)の利用が提案されている。レーザ光源の利点として、小型化以外にも、色再現性がよいことや、輝度およびコントラストの高い映像表示が可能であること、瞬時点灯が可能であることなどが挙げられる。
2. Description of the Related Art In recent years, projectors that illuminate a light modulation device with an illumination device and enlarge and project image light emitted from the light modulation device onto a screen using a projection optical system such as a projection lens are widely known.
Conventionally, metal halide lamps, halogen lamps, and the like have been used as projector illumination devices. Recently, however, the use of semiconductor lasers (LDs) has been proposed in order to reduce the size of illumination devices and projectors. Advantages of the laser light source include not only miniaturization but also good color reproducibility, video display with high brightness and contrast, and instant lighting.

しかしながら、レーザ光はコヒーレント光であるため、拡大投射された映像光には、明点および暗点がランダムに分布したスペックルパターンが生じる。スペックルパターンは、投射光学系の各点からの出射光が不規則な位相関係で干渉することによって生じるものである。このスペックルパターンを有する映像は、観察者にぎらぎらとしたちらつき感を与えるため問題である。   However, since the laser light is coherent light, a speckle pattern in which bright spots and dark spots are randomly distributed is generated in the enlarged projected image light. The speckle pattern is generated when light emitted from each point of the projection optical system interferes with an irregular phase relationship. An image having this speckle pattern is a problem because it gives a glare and glimmer to the observer.

この問題を解決するため、特許文献1には、拡散素子を外力によって振動・回転させることにより、人間の知覚できる表示の書き換え時間より短い時間でスペックルパターンを変化させ、積分効果による平均化によって観察者の目がスペックルを視覚に留めないようにしたディスプレイ装置が開示されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。   In order to solve this problem, Patent Document 1 discloses that the speckle pattern is changed in a time shorter than the display rewriting time that can be perceived by humans by vibrating and rotating the diffusing element by an external force, and averaging is performed by integration effect. A display device is disclosed in which the eyes of the observer do not keep speckles visually (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特許文献1に記載の投射型画像表示装置は、複数の発光部または光変調部を一方向に配列した1次元表示素子と、1次元表示素子から射出された光を走査し2次元中間像を形成する光走査手段と、2次元中間像を表示部へ拡大投射する投射レンズとを備えている。また、光走査手段と投射レンズとの間にディフューザを配置し駆動させて、ディフューザを通過する光に時間的な位相変調を与える。このようにして、スペックルノイズを低減して良好な画像を得ている。
また、特許文献2に記載の表示光学系は、光を発する光源と、光源から射出された光を走査する走査手段と、走査手段により走査される光を表示面に表示させる第1光学系及び第2光学系とを備えている。この第1光学系は、走査手段により走査された光に中間像を形成させる光学系であり、第2光学系は、中間像からの光を表示面上に結像させる光学系である。また、第1光学系と第2光学系との間には、入射したレーザビームの拡がり角を拡大して第2光学系に入射させる光拡散角変換素子が設けられている。この光拡散角変換素子により、観察者が観察する走査面上への光束の入射角(拡がり角)を大きくすることで、第2光学系に入射する光の入射角が異なる複数の光成分を生成することができる。これにより、スペックルノイズを低減することが可能である。
特開2005−84117号公報 特開2006−53495号公報
A projection-type image display device described in Patent Document 1 scans a one-dimensional display element in which a plurality of light emitting units or light modulation units are arranged in one direction, and light emitted from the one-dimensional display element, and displays a two-dimensional intermediate image. An optical scanning unit to be formed and a projection lens for enlarging and projecting the two-dimensional intermediate image onto the display unit are provided. Further, a diffuser is disposed and driven between the light scanning means and the projection lens, and temporal phase modulation is applied to the light passing through the diffuser. In this manner, speckle noise is reduced and a good image is obtained.
Further, the display optical system described in Patent Document 2 includes a light source that emits light, a scanning unit that scans light emitted from the light source, a first optical system that displays light scanned by the scanning unit on a display surface, and And a second optical system. The first optical system is an optical system that forms an intermediate image on the light scanned by the scanning unit, and the second optical system is an optical system that forms light from the intermediate image on the display surface. In addition, a light diffusion angle conversion element that increases the divergence angle of the incident laser beam and makes it incident on the second optical system is provided between the first optical system and the second optical system. By this light diffusion angle conversion element, by increasing the incident angle (expansion angle) of the light beam on the scanning surface observed by the observer, a plurality of light components having different incident angles of light incident on the second optical system can be obtained. Can be generated. Thereby, speckle noise can be reduced.
JP 2005-84117 A JP 2006-53495 A

しかしながら、上記特許文献1に記載及び特許文献2に記載の技術では、入射した光を拡散させる光学素子を用いているが、単にこのような光学素子を用いただけでは、効果的にスペックルノイズを低減するのは困難である。   However, in the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, an optical element that diffuses incident light is used. However, simply using such an optical element effectively reduces speckle noise. It is difficult to reduce.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、より簡易な構成で確実にスペックルを低減することが可能なプロジェクタ及び投射装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a projector and a projection apparatus that can reliably reduce speckles with a simpler configuration.

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のプロジェクタは、光を射出する光源と、該光源から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、該光変調装置により形成された画像を被投射面に投射する投射装置とを備え、前記投射装置が、前記光変調装置により形成される画像を拡大し中間像を形成する第1光学系と、前記中間像が形成される位置に配置され前記第1光学系から射出された光を拡散する光拡散部材と、該光拡散部材により拡散された光を前記被投射面に拡大投射する第2光学系とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The projector of the present invention includes a light source that emits light, a light modulation device that modulates light emitted from the light source according to an image signal, and a projection that projects an image formed by the light modulation device onto a projection surface. A first optical system for enlarging an image formed by the light modulation device to form an intermediate image, and a position from which the intermediate image is formed. A light diffusing member for diffusing the emitted light and a second optical system for enlarging and projecting the light diffused by the light diffusing member onto the projection surface are characterized.

本発明に係るプロジェクタでは、光源から射出された光は光変調装置に入射され、光変調装置において所望の大きさの画像を形成する。そして、第1光学系により光変調装置において形成された画像を拡大し中間像を形成した後、光拡散部材により拡散させ、第2光学系により画像を被投射面に投射する。
このとき、被投射面に光拡散材により拡散された光の散乱パターンが投射される。本発明では、第1光学系により拡大された中間像を光拡散部材により拡散しているため、被投射面上の散乱パターンのピッチが、第1光学系が等倍の光学系である場合に比べて、第1光学系の倍率の逆数分だけ小さくなる。すなわち、簡易な構成により、被投射面上に細かい散乱パターンのピッチを形成することが可能となる。したがって、第2光学系から射出される光は、確実にスペックルノイズが抑えられた光となる。
また、逆に、スペックルノイズを低減させるための被投射面上での散乱パターンのピッチを光拡散部材により形成するには、第1光学系として等倍のレンズ群を用いたときの光拡散部材の散乱中心のピッチに比べて、第1光学系の倍率分だけ大きくなる。すなわち、光拡散部材の散乱中心のピッチの大きさを大きくすることができるため、光拡散部材の製造が容易となる。
In the projector according to the present invention, the light emitted from the light source enters the light modulation device, and forms an image of a desired size in the light modulation device. Then, the image formed in the light modulation device by the first optical system is enlarged to form an intermediate image, and then diffused by the light diffusion member, and the image is projected onto the projection surface by the second optical system.
At this time, a light scattering pattern diffused by the light diffusing material is projected onto the projection surface. In the present invention, since the intermediate image magnified by the first optical system is diffused by the light diffusing member, the pitch of the scattering pattern on the projection surface is the same as that of the optical system of the first optical system. Compared to the reciprocal of the magnification of the first optical system, it becomes smaller. That is, it is possible to form a fine scattering pattern pitch on the projection surface with a simple configuration. Therefore, the light emitted from the second optical system is light in which speckle noise is reliably suppressed.
Conversely, in order to form the pitch of the scattering pattern on the projection surface for reducing speckle noise by the light diffusing member, the light diffusion when using a lens unit of the same magnification as the first optical system is used. It becomes larger by the magnification of the first optical system than the pitch of the scattering center of the member. That is, since the size of the scattering center pitch of the light diffusing member can be increased, the manufacture of the light diffusing member is facilitated.

また、本発明のプロジェクタは、前記光拡散部材は、基材中に複数の光散乱材が分散されており、前記光変調装置により形成された画像を前記被投射面に投射する投影倍率をA倍とし、前記第1光学系により前記光拡散部材に中間像を形成する倍率をB倍とし、前記第2光学系により前記被投射面に中間像を投射する倍率をC倍とし、前記光拡散部材の隣接する前記光散乱材間のピッチをDとすると、D≦[(B/A)×50]=(1/C)×50μmであることが好ましい。   In the projector according to the aspect of the invention, the light diffusion member may include a plurality of light scattering materials dispersed in a base material, and a projection magnification for projecting an image formed by the light modulation device onto the projection surface may be A. The magnification for forming an intermediate image on the light diffusion member by the first optical system is B, the magnification for projecting the intermediate image on the projection surface by the second optical system is C, and the light diffusion When the pitch between the light scattering materials adjacent to each other is D, it is preferable that D ≦ [(B / A) × 50] = (1 / C) × 50 μm.

本発明に係るプロジェクタでは、上述した式を満たすように光散乱材のピッチを設定し、光拡散部材を形成することにより、被投射面上でのスペックルノイズを確実に抑えることが可能となる。詳細については後述する。   In the projector according to the present invention, it is possible to reliably suppress speckle noise on the projection surface by setting the pitch of the light scattering material so as to satisfy the above-described formula and forming the light diffusion member. . Details will be described later.

また、本発明のプロジェクタは、前記光拡散部材が、ホログラム素子であることが好ましい。   In the projector according to the aspect of the invention, it is preferable that the light diffusion member is a hologram element.

本発明に係るプロジェクタでは、光拡散部材が、ホログラム素子としては、例えば、ガラス基板に計算機で計算して人工的に作成した凹凸構造が形成された計算機合成ホログラム(CGH:Computer Generated Hologram、以下CGHと称す。)を用いることができる。このCGHは回折現象を利用して入射光の波面を変換する波面変換素子である。特に位相変調型のCGHは入射光波のエネルギをほとんど失うことなく波面変換が可能である。このように、CGHは均一な強度分布や単純な形状の強度分布を発生させることができるので、光源装置に好適に用いることができる。さらに、CGHは、回折格子の分割領域の自由な設定が可能であり、収差の問題が生じないので好適である。
また、第1光学系が、光変調装置により形成される画像を拡大し中間像を形成するため、第1光学系の倍率に合わせた大きさのホログラム素子を形成する。このように、ホログラム素子の大きさを大きくすることにより、ガラス基板に形成される凹凸の数を増やすことができる。これにより、ホログラム素子から射出される光の散乱パターンがより複雑に変化するため、スペックルノイズをより低減させることが可能となる。
In the projector according to the present invention, the light diffusing member may be a hologram element, for example, a computer generated hologram (CGH: Computer Generated Hologram, hereinafter referred to as CGH) in which a concavo-convex structure artificially created by computer calculation is formed on a glass substrate. Can be used. This CGH is a wavefront conversion element that converts the wavefront of incident light using a diffraction phenomenon. In particular, the phase modulation type CGH can perform wavefront conversion with almost no loss of incident light wave energy. In this way, CGH can generate a uniform intensity distribution or a simple intensity distribution, and thus can be suitably used for a light source device. Furthermore, CGH is preferable because it allows a free setting of the divided region of the diffraction grating and does not cause aberration problems.
Further, the first optical system enlarges an image formed by the light modulation device and forms an intermediate image, so that a hologram element having a size matching the magnification of the first optical system is formed. Thus, by increasing the size of the hologram element, the number of irregularities formed on the glass substrate can be increased. Thereby, since the scattering pattern of the light emitted from the hologram element changes in a more complicated manner, speckle noise can be further reduced.

さらに、一般に用いられる体積型の光拡散板は、CGHに比べて光軸方向の厚みが厚いため、光拡散版により拡散され第2光学系により被投射面に投射された画像は像ボケが発生してしまう。しかしながら、CGHは、光拡散板に比べて厚みが薄いため、像ボケが発生しないので、鮮明な画像を表示することが可能となる。
さらに、第2光学系が取り込めるように光の拡散度合いが制御されたCGHを作製することも可能となる。これにより、CGHにより拡散された光が、第2光学系から外れることがないため、光の損失を抑えることが可能となる。
Furthermore, since the generally used volume type light diffusion plate is thicker in the optical axis direction than CGH, the image that is diffused by the light diffusion plate and projected onto the projection surface by the second optical system is blurred. Resulting in. However, since the CGH is thinner than the light diffusing plate, image blur does not occur, so that a clear image can be displayed.
Furthermore, it becomes possible to produce a CGH in which the degree of light diffusion is controlled so that the second optical system can capture it. As a result, the light diffused by the CGH does not deviate from the second optical system, so that it is possible to suppress light loss.

また、本発明のプロジェクタは、前記第2光学系がレンズを有し、前記光拡散部材は、当該光拡散部材により拡散される光の拡散角が前記レンズの取り込み角と同じ、あるいは、取り込み角以下となるように形成されていることが好ましい。   In the projector according to the aspect of the invention, the second optical system may include a lens, and the light diffusing member may have a diffusion angle of light diffused by the light diffusing member equal to or larger than a capturing angle of the lens. It is preferable to be formed as follows.

本発明に係るプロジェクタでは、光拡散部材は、当該光拡散部材により拡散される光の拡散角がレンズの取り込み角と同じ、あるいは、取り込み角以下となるように形成されている。これにより、光拡散部材において拡散された中間像が確実に第2光学系に入射する。したがって、第1光学系により拡大されたすべての光が第2光学系により被投射面に投射されるため、光量の損失を抑えることが可能となる。   In the projector according to the present invention, the light diffusing member is formed so that the diffusion angle of the light diffused by the light diffusing member is the same as or smaller than the capturing angle of the lens. Thereby, the intermediate image diffused in the light diffusing member surely enters the second optical system. Accordingly, since all the light expanded by the first optical system is projected onto the projection surface by the second optical system, it is possible to suppress the loss of light amount.

また、本発明のプロジェクタは、前記第1光学系による前記中間像の拡大倍率に比べて前記第2光学系による中間像の拡大倍率の方が大きいことが好ましい。   In the projector according to the aspect of the invention, it is preferable that the magnification of the intermediate image by the second optical system is larger than the magnification of the intermediate image by the first optical system.

本発明に係るプロジェクタでは、第1光学系の倍率に比べて第2光学系の倍率の方が大きいため、光拡散部材の大きさをある程度の大きさに抑えることが可能となる。したがって、装置全体の小型化を図ることが可能となる。   In the projector according to the present invention, since the magnification of the second optical system is larger than the magnification of the first optical system, the size of the light diffusion member can be suppressed to a certain size. Therefore, it is possible to reduce the size of the entire apparatus.

以下、図面を参照して、本発明に係るプロジェクタの実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。   Embodiments of a projector according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

[第1実施形態]
本発明のプロジェクタの第1実施形態について、図1から図4を参照して説明する。
本実施形態においては、プロジェクタとして空間光変調装置で生成された画像情報を含む色光を投射系を介してスクリーン(被投射面)上に投射する投射型のプロジェクタを例に挙げて説明する。
[First Embodiment]
A first embodiment of a projector according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, a projector that projects color light including image information generated by a spatial light modulator as a projector on a screen (projected surface) through a projection system will be described as an example.

本実施形態のプロジェクタ1では、図1に示すように、反射型のスクリーン50を用い、スクリーン50の正面側からスクリーン50上に画像情報を含む光を投射する。
プロジェクタ1は、図1に示すように、光源装置10と、光変調装置(画像形成部)20と、ダイクロイックプリズム(色合成手段)30と、投射装置40とを備えている。また、以下の説明においては、光変調装置を液晶ライトバルブと称する。
光源装置10は、赤色光を射出する赤色光源装置(光源)10Rと、緑色光を射出する緑色光源装置(光源)10Gと、青色光を射出する青色光源装置(光源)10Bとからなる。
また、液晶ライトバルブ20は、赤色光源装置10Rから射出された光を画像情報に応じて光変調する2次元の赤色用光変調装置20Rと、緑色光源装置10Gから射出された光を画像情報に応じて光変調する2次元の緑色用光変調装置20Gと、青色光源装置10Bから射出された光を画像情報に応じて光変調する2次元の青色用光変調装置20Bとからなる。さらに、ダイクロイックプリズム30は、各光変調装置20R,20G,20Bにより変調された各色光を合成するものである。
また、投射装置40は、ダイクロイックプリズム30で合成された光をスクリーン50上に投射するものである。
As shown in FIG. 1, the projector 1 according to the present embodiment uses a reflective screen 50 and projects light including image information onto the screen 50 from the front side of the screen 50.
As shown in FIG. 1, the projector 1 includes a light source device 10, a light modulation device (image forming unit) 20, a dichroic prism (color combining unit) 30, and a projection device 40. In the following description, the light modulation device is referred to as a liquid crystal light valve.
The light source device 10 includes a red light source device (light source) 10R that emits red light, a green light source device (light source) 10G that emits green light, and a blue light source device (light source) 10B that emits blue light.
In addition, the liquid crystal light valve 20 converts the light emitted from the red light source device 10R into two-dimensional red light modulation device 20R that modulates light according to the image information, and the light emitted from the green light source device 10G as image information. A two-dimensional green light modulation device 20G that performs light modulation in response to this and a two-dimensional blue light modulation device 20B that performs light modulation according to image information on the light emitted from the blue light source device 10B. Further, the dichroic prism 30 synthesizes each color light modulated by each light modulator 20R, 20G, 20B.
The projection device 40 projects the light synthesized by the dichroic prism 30 onto the screen 50.

各光源装置10R,10G,10Bは、光を射出する光源11と、光源11から射出された光を回折する回折光学素子12と、回折光学素子12において回折した光の射出角度を調整する角度調整用光学素子14とを備えている。なお、光源装置10R,10G,10Bの構成はこれに限るものではない。   Each of the light source devices 10R, 10G, and 10B includes a light source 11 that emits light, a diffractive optical element 12 that diffracts light emitted from the light source 11, and an angle adjustment that adjusts an emission angle of light diffracted by the diffractive optical element 12. Optical element 14. In addition, the structure of light source device 10R, 10G, 10B is not restricted to this.

投射装置40について図2を用いて説明する。なお、図2は、液晶ライトバルブに入射した光がスクリーン50に投射される光路図を見易くするために、液晶ライトバルブ20R,20G,20B、投射装置40、スクリーン50を直線配置として示しまた、ダイクロイックプリズム30を省略している。
投射装置40は、図2に示すように、光路上に第1レンズ群41と、ディフューザ43と、第2レンズ群45とをこの順に備えている。
The projection device 40 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B, the projection device 40, and the screen 50 as a linear arrangement in order to make it easier to see the optical path diagram in which the light incident on the liquid crystal light valve is projected onto the screen 50. The dichroic prism 30 is omitted.
As shown in FIG. 2, the projection device 40 includes a first lens group 41, a diffuser 43, and a second lens group 45 in this order on the optical path.

第1レンズ群(第1光学系)41は、ダイクロイックプリズム30において合成された光をディフューザ43上またはその近傍に中間像として形成する。本実施形態の第1レンズ群41は、液晶ライトバルブ20R,20G,20Bにより形成される画像のB(B>1)倍の大きさの中間像を形成する拡大光学系である。
また、第1レンズ群41は、開口絞り42に対して略対称に配置された前段レンズ群41a、後段レンズ群41bからなる結像レンズである。
また、前段レンズ群41a、後段レンズ群41bは、液晶ライトバルブ20R,20G,20Bの視野角特性を考慮して両側テレセントリック特性を有することが望ましい。前段レンズ群41a、後段レンズ群41bは、複数の凸レンズおよび凹レンズを含んで構成されているが、レンズの形状、大きさ、配置間隔および枚数、テレセントリック性、倍率その他のレンズ特性は、要求される特性によって適宜変更されるものである。
The first lens group (first optical system) 41 forms the light combined in the dichroic prism 30 as an intermediate image on or near the diffuser 43. The first lens group 41 of the present embodiment is a magnifying optical system that forms an intermediate image B (B> 1) times larger than the image formed by the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B.
The first lens group 41 is an imaging lens that includes a front lens group 41 a and a rear lens group 41 b that are arranged substantially symmetrically with respect to the aperture stop 42.
Further, it is desirable that the front lens group 41a and the rear lens group 41b have both-side telecentric characteristics in consideration of the viewing angle characteristics of the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B. The front lens group 41a and the rear lens group 41b are configured to include a plurality of convex lenses and concave lenses, but the lens shape, size, arrangement interval and number, telecentricity, magnification and other lens characteristics are required. It is appropriately changed depending on the characteristics.

第2レンズ群(第2光学系)45は、図2に示すように、ディフューザ43上またはその近傍に形成された中間像をスクリーン50に拡大投射するものである。ここで、投射装置40が、液晶ライトバルブ20R,20G,20Bにより形成される画像をA倍にしてスクリーン50に投射する場合、第2レンズ群45としては、A/B=C倍のレンズを用いる。
なお、第2レンズ群45として、図2に示すように、1枚の凸レンズを示したが、実際には複数のレンズにより構成されており、レンズの形状、大きさ、配置間隔および枚数は、要求される特性によって適宜変更されるものである。
As shown in FIG. 2, the second lens group (second optical system) 45 enlarges and projects an intermediate image formed on or near the diffuser 43 onto the screen 50. Here, when the projection device 40 projects the image formed by the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B to the screen 50 with A magnification, the second lens group 45 is a lens with A / B = C magnification. Use.
As the second lens group 45, as shown in FIG. 2, a single convex lens is shown, but it is actually composed of a plurality of lenses, and the shape, size, arrangement interval, and number of lenses are as follows. It is appropriately changed depending on required characteristics.

具体的には、第1レンズ群41は、2倍(B=2)の拡大レンズである。また、第1レンズ群41により、液晶ライトバルブ20R,20G,20Bにより形成される画像は、ディフューザ43上に2倍に拡大される。このとき、液晶ライトバルブ20R,20G,20Bにより形成される画像と中間像との大きさは相似形となっている。
本実施形態では、例えばスクリーン50に液晶ライトバルブ20R,20G,20Bにより形成される画像を100倍(A=100)にして投射する場合、第2レンズ群45として100/2=50倍(C=50)のレンズを用いれば良い。
Specifically, the first lens group 41 is a double (B = 2) magnifying lens. In addition, the image formed by the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B by the first lens group 41 is magnified twice on the diffuser 43. At this time, the size of the image formed by the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B and the intermediate image are similar.
In the present embodiment, for example, when an image formed by the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B is projected on the screen 50 at 100 times (A = 100), the second lens group 45 is 100/2 = 50 times (C = 50) lens may be used.

ディフューザ(光拡散部材)43は、第1レンズ群41から射出された光を拡散して拡散光を生成し、射出端面43bより射出させる。本実施形態においては、ディフューザ43は、射出端面43bでレーザ光を拡散させることによって、その光を拡散させる。   The diffuser (light diffusing member) 43 diffuses the light emitted from the first lens group 41 to generate diffused light, which is emitted from the emission end face 43b. In the present embodiment, the diffuser 43 diffuses the light by diffusing the laser light at the emission end face 43b.

次に、図3に、ディフューザ43の一部を拡大した側面図を示す。ディフューザ43は、例えば石英(ガラス)、透明な合成樹脂等、光を透過可能な基材43cに光拡散粒子(光散乱材)43dが不規則に分散されている。また、光拡散粒子43dの散乱中心距離(光拡散粒子43dのピッチ)はDである。この散乱中心距離Dは、第2レンズ群45により投射される画像に発生するスペックルを低減可能な距離である。   Next, FIG. 3 shows an enlarged side view of a part of the diffuser 43. In the diffuser 43, light diffusion particles (light scattering material) 43d are irregularly dispersed in a base material 43c that can transmit light, such as quartz (glass), transparent synthetic resin, or the like. The scattering center distance of the light diffusion particle 43d (the pitch of the light diffusion particle 43d) is D. The scattering center distance D is a distance that can reduce speckles generated in an image projected by the second lens group 45.

また、本実施形態では、第1レンズ群41として2倍のレンズを用い、第2レンズ群45として50倍のレンズを用いている。これにより、第1レンズ群41において、液晶ライトバルブ20R,20G,20Bにより形成される画像を2倍に拡大して中間像を形成した後、ディフューザ43により拡散させる。そして、第2レンズ群45により中間像を50倍に拡大し、スクリーン50に投射する。このとき、スクリーン50上に投射されるディフューザ43に起因する散乱パターンのピッチは50Dとなる。
ここで、第1レンズ群が等倍レンズを用いた投射装置と比較する。すなわち、第1レンズ群が等倍のレンズである場合、ディフューザ43には、液晶ライトバルブ20R,20G,20Bにより形成される画像と同じ大きさの中間像が形成される。そして、第2レンズ群により、中間像が100倍に拡大されて投射されるため、ディフューザ43に起因するスクリーン50上の散乱パターンのピッチは100Dとなる。
In the present embodiment, a double lens is used as the first lens group 41, and a 50 × lens is used as the second lens group 45. As a result, in the first lens group 41, the image formed by the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B is doubled to form an intermediate image, and then diffused by the diffuser 43. Then, the intermediate lens is magnified 50 times by the second lens group 45 and projected onto the screen 50. At this time, the pitch of the scattering pattern caused by the diffuser 43 projected onto the screen 50 is 50D.
Here, the first lens group is compared with a projection apparatus using a 1 × lens. That is, when the first lens group is an equal magnification lens, an intermediate image having the same size as the image formed by the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B is formed on the diffuser 43. Since the intermediate image is projected by being magnified 100 times by the second lens group, the pitch of the scattering pattern on the screen 50 caused by the diffuser 43 is 100D.

本実施形態に係るプロジェクタ1では、第1レンズ群41により、液晶ライトバルブ20R,20G,20Bにより形成される画像を拡大して形成された中間像をディフューザ43により拡散している。これにより、第1レンズ群が等倍のレンズである場合に比べて、スクリーン50上の散乱パターンのピッチが1/2(1/B)となる。すなわち、ディフューザ43を回転(揺動等)させることなく、簡易な構成により、スクリーン50上に細かい散乱パターンのピッチを形成することが可能となる。したがって、第2レンズ群45から射出される光は、スペックルノイズが抑えられた光となる。これにより、スクリーン50と視聴者との間に生じていたシンチレーションが低減されてぎらつき感がなくなり、投射光による画像が良好に視認でき、視聴者の疲労も軽減される。したがって、高画質な画像を投影することが可能となる。   In the projector 1 according to the present embodiment, an intermediate image formed by enlarging an image formed by the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B is diffused by the diffuser 43 by the first lens group 41. As a result, the pitch of the scattering pattern on the screen 50 is ½ (1 / B) as compared with the case where the first lens group is an equal magnification lens. That is, it is possible to form a fine scattering pattern pitch on the screen 50 with a simple configuration without rotating (swinging) the diffuser 43. Therefore, the light emitted from the second lens group 45 is light in which speckle noise is suppressed. As a result, the scintillation generated between the screen 50 and the viewer is reduced, the feeling of glare is eliminated, the image by the projected light can be viewed well, and the viewer's fatigue is reduced. Therefore, it is possible to project a high quality image.

また、スペックルを低減させるためのスクリーン50上での散乱パターンのピッチ100D1をディフューザにより形成するには、第1レンズ群として等倍のレンズ群を用いたときのディフューザの散乱中心のピッチはD1となる。そして、本実施形態のプロジェクタで用いるディフューザ43の散乱中心のピッチは2D1(D1のB倍)となる。すなわち、等倍のレンズを用いた場合に比べて、ディフューザ43の散乱中心のピッチを大きくして、スペックルノイズを低減させることができるため、ディフューザ43の製造が容易となる。
つまり、本実施形態のプロジェクタ1は、より簡易な構成でスペックルを低減することが可能である。
In addition, in order to form the scattering pattern pitch 100D1 on the screen 50 for reducing speckles by the diffuser, the pitch of the scattering center of the diffuser when the same-magnification lens group is used as the first lens group is D1. It becomes. The scattering center pitch of the diffuser 43 used in the projector according to the present embodiment is 2D1 (B times D1). That is, as compared with the case where an equal magnification lens is used, the pitch of the scattering center of the diffuser 43 can be increased and speckle noise can be reduced, so that the manufacture of the diffuser 43 is facilitated.
That is, the projector 1 according to the present embodiment can reduce speckles with a simpler configuration.

なお、第1レンズ群41は、液晶ライトバルブ20R,20G,20Bにより形成される画像を相似形となるように拡大して中間像を形成したが、中間像の面積が液晶ライトバルブ20R,20G,20Bにより形成される画像より大きくする光学系であれば良い。
また、ディフューザ43は、当該ディフューザ43により拡散される光の拡散角が第2レンズ群45の取り込み角と同じ、あるいは、取り込み角以下となるように形成されていることが好ましい。この構成では、ディフューザ43において拡散された中間像が確実に第2レンズ群45に入射する。したがって、第1レンズ群41により拡大されたすべての光が第2レンズ群45によりスクリーン50に投射されるため、光量の損失を抑えることが可能となる。
また、本発明のプロジェクタは、第1レンズ群41による中間像の拡大倍率(2倍)に比べて第2レンズ群45による中間像の拡大倍率(50倍)の方が大きいため、ディフューザ43の大きさをある程度の大きさに抑えることが可能となる。したがって、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
The first lens group 41 enlarges the image formed by the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B so as to have a similar shape, and forms an intermediate image, but the area of the intermediate image is the liquid crystal light valves 20R, 20G. , 20B may be used as long as the optical system is larger than the image formed.
The diffuser 43 is preferably formed such that the diffusion angle of light diffused by the diffuser 43 is the same as or smaller than the capture angle of the second lens group 45. In this configuration, the intermediate image diffused in the diffuser 43 is reliably incident on the second lens group 45. Accordingly, since all the light expanded by the first lens group 41 is projected onto the screen 50 by the second lens group 45, it is possible to suppress the loss of the light amount.
In the projector of the present invention, the magnification of the intermediate image (50 times) by the second lens group 45 is larger than the magnification (2 times) of the intermediate image by the first lens group 41. The size can be suppressed to a certain size. Therefore, it is possible to reduce the size of the entire apparatus.

[第1実施形態の変形例]
図1に示す第1実施形態では、ディフューザ43として、基材43cに光拡散粒子43dが分散されているものを用いたが、ディフューザ(光拡散部材)51として、ホログラム素子を用いても良い。このような変形例について、図4を参照して説明する。
[Modification of First Embodiment]
In the first embodiment shown in FIG. 1, the diffuser 43 in which the light diffusing particles 43 d are dispersed in the base material 43 c is used, but a hologram element may be used as the diffuser (light diffusing member) 51. Such a modification will be described with reference to FIG.

図4に、ディフューザ51の一部を拡大した側面図を示す。ディフューザ51は、例えば石英(ガラス)、透明な合成樹脂等、光を透過可能な材料で形成することが可能である。また、本実施形態では、ディフューザ51として表面レリーフ型のホログラム素子を用いる。ホログラム素子としては、例えば、ガラス基板に計算機で計算して人工的に作成した凹凸構造が形成された計算機合成ホログラム(CGH :Computer Generated Hologram、以下CGHと称す。)を用いることができる。このCGHは回折現象を利用して入射光の波面を変換する波面変換素子である。特に位相変調型のCGHは入射光波のエネルギをほとんど失うことなく波面変換が可能である。このように、CGHは均一な強度分布や単純な形状の強度分布を発生させることができる。   FIG. 4 shows an enlarged side view of a part of the diffuser 51. The diffuser 51 can be formed of a material that can transmit light, such as quartz (glass) or a transparent synthetic resin. In this embodiment, a surface relief type hologram element is used as the diffuser 51. As the hologram element, for example, a computer generated hologram (CGH: Computer Generated Hologram, hereinafter referred to as CGH) in which a concavo-convex structure artificially created by calculation with a computer is formed on a glass substrate can be used. This CGH is a wavefront conversion element that converts the wavefront of incident light using a diffraction phenomenon. In particular, the phase modulation type CGH can perform wavefront conversion with almost no loss of incident light wave energy. Thus, the CGH can generate a uniform intensity distribution or a simple shape intensity distribution.

具体的には、ディフューザ51は、その表面に互いに異なる深さの複数の矩形状の凹部(凹凸構造)51Mを有している。また、凹部51Mどうしの間の複数の凸部も互いに異なる高さを有している。
そして、凹部51Mどうしのピッチd及び凹部51Mの深さ(凸部の高さ)tを含むディフューザ51の表面条件を適宜調整することにより、ディフューザ51に所定の拡散機能を持たせることができる。その表面条件を最適化する設計手法としては、例えば反復フーリエ法など、所定の演算手法(シミュレーション手法)が挙げられる。
また、例えば、図4に示すディフューザ51の深さt1は、約100nmであり、光軸O方向の厚みは1μm〜10μm程度であることが好ましい。
また、ディフューザ51は、デジタル的なデータであるため、凹部および凸部に発生する位相段差の境界自体も散乱中心として機能する。例えば、d=0.5umであった場合は、0.5umピッチで散乱材が配置されていることと同様な機能を有する。
Specifically, the diffuser 51 has a plurality of rectangular recesses (uneven structure) 51M having different depths on the surface thereof. In addition, the plurality of convex portions between the concave portions 51M have different heights.
The diffuser 51 can be provided with a predetermined diffusion function by appropriately adjusting the surface conditions of the diffuser 51 including the pitch d between the recesses 51M and the depth (height of the protrusions) t of the recesses 51M. As a design method for optimizing the surface condition, a predetermined calculation method (simulation method) such as an iterative Fourier method is exemplified.
For example, the depth t1 of the diffuser 51 shown in FIG. 4 is about 100 nm, and the thickness in the optical axis O direction is preferably about 1 μm to 10 μm.
Further, since the diffuser 51 is digital data, the boundary of the phase step generated in the concave portion and the convex portion itself functions as a scattering center. For example, when d = 0.5 μm, it has a function similar to that of the scattering material disposed at a pitch of 0.5 μm.

また、第1レンズ群41が、液晶ライトバルブ20R,20G,20Bにより形成される画像を拡大するレンズであるため、第1レンズ群41の倍率に合わせた大きさの、ディフューザ51を形成する。
このように、第1レンズ群41として等倍のレンズを用いたときのディフューザの大きさに比べて、本実施形態のディフューザ51の大きさは大きいため、ガラス基板に形成される凹部51Mの数を増やすことができる。そして、このディフューザ51に第1レンズ群41から射出された光が入射することにより、ディフューザ51から射出される光の散乱パターンがより複雑に変化する。これにより、ディフューザ51から射出され第2レンズ群45によりスクリーン50に投射される光は、スペックルノイズが抑えられた光となる。
Further, since the first lens group 41 is a lens that enlarges an image formed by the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B, the diffuser 51 having a size that matches the magnification of the first lens group 41 is formed.
Thus, since the size of the diffuser 51 of the present embodiment is larger than the size of the diffuser when the same-size lens is used as the first lens group 41, the number of recesses 51M formed on the glass substrate. Can be increased. When the light emitted from the first lens group 41 enters the diffuser 51, the scattering pattern of the light emitted from the diffuser 51 changes more complicatedly. As a result, the light emitted from the diffuser 51 and projected onto the screen 50 by the second lens group 45 becomes light in which speckle noise is suppressed.

ここで、第1実施形態のディフューザ43と比較する。ディフューザ43の光軸O方向の厚みは、1〜2mmである。ここで、スクリーン50に投射される像は、第2レンズ群45の後側焦点位置に形成される像である。そのため、拡散板44は、本実施形態で用いるディフューザ51に比べて厚みが厚いため、第2レンズ群45として焦点深度が大きいレンズを用いなくてはならない。しかしながら、ディフューザ51を用いることにより、第2レンズ群45として焦点深度が小さいレンズを用いれば良いため、レンズのコストを抑えることが可能となる。さらには、本実施形態のディフューザ51はホログラム素子であるため、第2レンズ群45が取り込めるように光の拡散度合いを制御することも可能となる。これにより、ディフューザ51により拡散された光が、第2レンズ群45から外れることがないため、光の損失を抑えることが可能となる。
なお、ディフューザ51として、図4に示すレリーフ型に限らず、斜面を有する三角形状の凹部を有する、いわゆる、ブレーズ型のものであってもよい。
Here, it compares with the diffuser 43 of 1st Embodiment. The thickness of the diffuser 43 in the optical axis O direction is 1 to 2 mm. Here, the image projected on the screen 50 is an image formed at the rear focal position of the second lens group 45. Therefore, the diffuser plate 44 is thicker than the diffuser 51 used in the present embodiment, and therefore, a lens having a large depth of focus must be used as the second lens group 45. However, by using the diffuser 51, it is only necessary to use a lens having a small depth of focus as the second lens group 45, so that the cost of the lens can be suppressed. Furthermore, since the diffuser 51 of the present embodiment is a hologram element, it is possible to control the degree of light diffusion so that the second lens group 45 can be captured. Thereby, since the light diffused by the diffuser 51 does not come off from the second lens group 45, it is possible to suppress light loss.
The diffuser 51 is not limited to the relief type shown in FIG. 4 but may be a so-called blaze type having a triangular recess having a slope.

[第2実施形態]
次に、本発明に係る第2実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の図面において、上述した第1実施形態に係るプロジェクタ1と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係るプロジェクタでは、第1レンズ群41の倍率、第2レンズ群45の倍率、ディフューザ43の散乱中心のピッチの関係を具体的に規定する点及びディフューザ43が回転する点において第1実施形態と異なる。全体的な構成においては第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. In the drawings of the respective embodiments described below, portions having the same configuration as those of the projector 1 according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the projector according to this embodiment, the first lens group 41, the second lens group 45, the scattering center pitch of the diffuser 43, and the diffuser 43 rotate. Different from the embodiment. The overall configuration is the same as that of the first embodiment.

ディフューザ(光拡散部材)43は、図5に示すように、中心軸Pを中心に回転し、第1レンズ群41から射出された光を拡散して拡散光を生成し、射出端面43bより射出させる。本実施形態においては、ディフューザ43は、射出端面43bでレーザ光を拡散させることによって、その光を拡散させる。
本発明者の経験によれば、スクリーン50上での散乱パターンのピッチが50μmのランダムな散乱パターンを60Hz程度で変化させる。すなわち、ディフューザ43を60Hz程度の回転速度で回転させることによりスペックルを知覚することができなくなる。
なお、ディフューザ43の回転速度は、60Hzに限ることはなく、人間が感知可能なフリッカの周波数よりも高い周波数、例えば、30Hz以上に設定すれば良い。
As shown in FIG. 5, the diffuser (light diffusing member) 43 rotates around the central axis P, diffuses the light emitted from the first lens group 41, generates diffused light, and exits from the exit end face 43b. Let In the present embodiment, the diffuser 43 diffuses the light by diffusing the laser light at the emission end face 43b.
According to the experience of the present inventor, a random scattering pattern having a pitch of 50 μm on the screen 50 is changed at about 60 Hz. That is, speckles cannot be perceived by rotating the diffuser 43 at a rotation speed of about 60 Hz.
The rotational speed of the diffuser 43 is not limited to 60 Hz, and may be set to a frequency higher than the flicker frequency that can be detected by humans, for example, 30 Hz or more.

本実施形態では、例えばスクリーン50に液晶ライトバルブ20R,20G,20Bにより形成される画像を100倍(A=100)にして投射する場合について説明する。
具体的には、投射装置40により、対角線の長さが1.0インチの液晶ライトバルブ20R,20G,20Bを用いて、対角線の長さが100インチの拡大投射を行う。
ここで、第1レンズ群41として等倍のレンズ(B=1)を用いると、第2レンズ群45として100倍のレンズを用いるため、スクリーン50上での散乱パターンピッチを50μmにするために、ディフューザ43の散乱中心距離Dは、D=50μm/100=0.5μmであると、理想的な散乱パターンをスクリーン50に投射することが可能となる。ところが、光拡散粒子43dの散乱中心距離Dが0.5μmであるディフューザ43を作製するのは容易ではない。
そこで、第1実施形態で用いた投射装置40のディフューザ43の散乱中心距離Dを、D≦[(B/A)×50]=(1/C)×50μm…(式1)と規定する。すなわち、第1実施形態では、A=100、B=2、C=50であるので、D=1μmとなる。したがって、第1実施形態で用いた投射装置40のディフューザ43の散乱中心距離Dを1μm以下にすることにより、スペックルノイズを抑えるための理想的な散乱パターンをスクリーン50に投射することができる。
In the present embodiment, for example, a case where an image formed by the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B on the screen 50 is projected 100 times (A = 100) will be described.
Specifically, the projection device 40 performs enlarged projection with a diagonal length of 100 inches using the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B with a diagonal length of 1.0 inches.
Here, when a 1 × lens (B = 1) is used as the first lens group 41, a 100 × lens is used as the second lens group 45, so that the scattering pattern pitch on the screen 50 is 50 μm. When the scattering center distance D of the diffuser 43 is D = 50 μm / 100 = 0.5 μm, an ideal scattering pattern can be projected onto the screen 50. However, it is not easy to manufacture the diffuser 43 in which the scattering center distance D of the light diffusing particles 43d is 0.5 μm.
Therefore, the scattering center distance D of the diffuser 43 of the projection device 40 used in the first embodiment is defined as D ≦ [(B / A) × 50] = (1 / C) × 50 μm (Expression 1). That is, in the first embodiment, since A = 100, B = 2, and C = 50, D = 1 μm. Therefore, an ideal scattering pattern for suppressing speckle noise can be projected onto the screen 50 by setting the scattering center distance D of the diffuser 43 of the projection device 40 used in the first embodiment to 1 μm or less.

本実施形態に係るプロジェクタでは、光拡散粒子43dの散乱中心距離Dを2倍にしても、スクリーン50上での散乱パターンのピッチが50μmとなる。したがって、本実施形態では、第1レンズ群として等倍のレンズを用いた場合に比べて、ディフューザ43の製造が容易になる。このように、上述した式1を満たすように、光拡散粒子43dの散乱中心距離Dを規定してディフューザ43を形成することにより、スクリーン50上でのスペックルを確実に抑えることが可能となる。
なお、回転軸Pはディフューザ43に形成される液晶ライトバルブ20R,20G,20Bの中間像の対角線の中心に限らず、図6に示すように、中間像の形成領域Kから外れた領域に回転軸Pが配置されたディフューザ60であっても良い。この構成では、ディフューザ60の大きさは、ディフューザ43の約2倍の大きさとなっている。このディフューザ60上の中間像が形成されない領域を回転軸Pとして回転させることにより、ディフューザ60に入射した光は死点(動きが一瞬止まる点)が発生しないため、スペックルノイズの発生をより効果的に抑えることが可能となる。
In the projector according to the present embodiment, even if the scattering center distance D of the light diffusing particles 43d is doubled, the pitch of the scattering pattern on the screen 50 is 50 μm. Therefore, in the present embodiment, the manufacture of the diffuser 43 is facilitated as compared with a case where an equal magnification lens is used as the first lens group. As described above, by forming the diffuser 43 by defining the scattering center distance D of the light diffusion particle 43d so as to satisfy the above-described formula 1, speckles on the screen 50 can be reliably suppressed. .
Note that the rotation axis P is not limited to the center of the diagonal line of the intermediate image of the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B formed in the diffuser 43, and rotates to an area that is out of the intermediate image formation area K as shown in FIG. The diffuser 60 in which the axis P is disposed may be used. In this configuration, the size of the diffuser 60 is approximately twice that of the diffuser 43. By rotating the region where the intermediate image is not formed on the diffuser 60 as the rotation axis P, the light incident on the diffuser 60 does not generate a dead point (a point where the movement stops for a moment), so that the generation of speckle noise is more effective. Can be suppressed.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、色光合成手段として、クロスダイクロイックプリズムを用いたが、これに限るものではない。色光合成手段としては、例えば、ダイクロイックミラーをクロス配置とし色光を合成するもの、ダイクロイックミラーを平行に配置し色光を合成するものを用いることができる。
また、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いても良いし、反射型のライトバルブを用いても良い。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micromirror Device)が挙げられる。投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。
さらに、プロジェクタに限らず、レーザ加工機、露光装置のようなレーザ光を用いたすべての投射光学系に適用が可能である。
また、第1光学系の構成としては、両側テレセントリック特性を有する光学系としが、液晶ライトバルブにより形成された画像を拡大する拡大レンズと、拡大された光を平行化するコリメータレンズとを有する構成であっても良い。
また、プロジェクタの構成としては、フロントプロジェクタに限らず、リアプロジェクタであっても良い。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, although a cross dichroic prism is used as the color light combining means, the present invention is not limited to this. As the color light synthesizing means, for example, a dichroic mirror having a cross arrangement to synthesize color light, or a dichroic mirror arranged in parallel to synthesize color light can be used.
Further, although a transmissive liquid crystal light valve is used as the light modulator, a light valve other than liquid crystal may be used, or a reflective light valve may be used. Examples of such a light valve include a reflective liquid crystal light valve and a digital micromirror device. The configuration of the projection optical system is appropriately changed depending on the type of light valve used.
Furthermore, the present invention is not limited to projectors, and can be applied to all projection optical systems using laser light such as laser processing machines and exposure apparatuses.
The first optical system has a double-sided telecentric optical system, and has a magnifying lens that magnifies an image formed by the liquid crystal light valve and a collimator lens that collimates the magnified light. It may be.
Further, the configuration of the projector is not limited to the front projector, and may be a rear projector.

本発明の第1実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す光路図である。1 is an optical path diagram illustrating a schematic configuration of a projector according to a first embodiment of the present invention. 図1の投射装置の概略構成を示す光路図である。It is an optical path figure which shows schematic structure of the projection apparatus of FIG. 図1に用いられる光拡散部材を示す平面図である。It is a top view which shows the light-diffusion member used for FIG. 図1に用いられる光拡散部材の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the light-diffusion member used for FIG. 図2の光拡散部材の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the light-diffusion member of FIG. 図2の光拡散部材の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the light-diffusion member of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

D…散乱中心距離、1…プロジェクタ、10R…赤色光源装置(光源)、10G…緑色光源装置(光源)、10B…青色光源装置(光源)、20R,20G,20B…液晶ライトバルブ(光変調装置)、40…投射装置、41…第1レンズ群(第1光学系)、43,51…ディフューザ(光拡散部材)、45…第2レンズ群(第2光学系)、50…スクリーン(被投射面)   D ... scattering center distance, 1 ... projector, 10R ... red light source device (light source), 10G ... green light source device (light source), 10B ... blue light source device (light source), 20R, 20G, 20B ... liquid crystal light valve (light modulation device) , 40 ... Projection device, 41 ... First lens group (first optical system), 43, 51 ... Diffuser (light diffusion member), 45 ... Second lens group (second optical system), 50 ... Screen (projected) surface)

Claims (5)

光を射出する光源と、
該光源から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
該光変調装置により形成された画像を被投射面に投射する投射装置とを備え、
前記投射装置が、前記光変調装置により形成される画像を拡大し中間像を形成する第1光学系と、
前記中間像が形成される位置に配置され前記第1光学系から射出された光を拡散する光拡散部材と、
該光拡散部材により拡散された光を前記被投射面に拡大投射する第2光学系とを有することを特徴とするプロジェクタ。
A light source that emits light;
A light modulation device that modulates light emitted from the light source in accordance with an image signal;
A projection device that projects an image formed by the light modulation device onto a projection surface;
A first optical system in which the projection device enlarges an image formed by the light modulation device to form an intermediate image;
A light diffusing member that is disposed at a position where the intermediate image is formed and diffuses light emitted from the first optical system;
And a second optical system for enlarging and projecting the light diffused by the light diffusing member onto the projection surface.
前記光拡散部材は、基材中に複数の光散乱材が分散されており、
前記光変調装置により形成された画像を前記被投射面に投射する投影倍率をA倍とし、前記第1光学系により前記光拡散部材に中間像を形成する倍率をB倍とし、前記第2光学系により前記被投射面に中間像を投射する倍率をC倍とし、前記光拡散部材の隣接する前記光散乱材間のピッチをDとすると、
D≦[(B/A)×50]=(1/C)×50μmであることを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタ。
The light diffusing member has a plurality of light scattering materials dispersed in a base material,
The projection magnification for projecting the image formed by the light modulation device onto the projection surface is A times, the magnification for forming an intermediate image on the light diffusion member by the first optical system is B times, and the second optical When the magnification for projecting the intermediate image onto the projection surface by the system is C, and the pitch between the light scattering materials adjacent to the light diffusing member is D,
The projector according to claim 1, wherein D ≦ [(B / A) × 50] = (1 / C) × 50 μm.
前記光拡散部材が、ホログラム素子であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のプロジェクタ。   The projector according to claim 1, wherein the light diffusion member is a hologram element. 前記第2光学系がレンズを有し、
前記光拡散部材は、当該光拡散部材により拡散される光の拡散角が前記レンズの取り込み角と同じ、あるいは、取り込み角以下となるように形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のプロジェクタ。
The second optical system has a lens;
2. The light diffusing member is formed so that a diffusion angle of light diffused by the light diffusing member is equal to or smaller than a capturing angle of the lens. Item 4. The projector according to any one of Items 3.
前記第1光学系による前記中間像の拡大倍率に比べて前記第2光学系による中間像の拡大倍率の方が大きいことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のプロジェクタ。   The magnification of the intermediate image by the second optical system is larger than the magnification of the intermediate image by the first optical system, according to any one of claims 1 to 4. projector.
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