JP2010244021A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光線束の中心軸に対して偏光分布が対称であるベクトルビームL2を射出する光源部と、ベクトルビームL2をスクリーン1000上で走査して画像を描画する走査光学系50と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
この構成によれば、特別な構成の光源を用いることなく本発明の効果を得ることができる。
この構成によれば、液晶分子の旋光性を利用して軸対称偏光を形成することができる。また、偏光形成手段を制御することで、軸対称偏光の発生有無を制御することが可能となる。そのため暗い画像や視感度の低い青色が主体となった画像など、スペックルがあまり気にならないような画像を表示する際には、偏光形成手段を時間分割で機能させることにより、偏光形成手段における光の損失を減らし、光の利用効率を上げることができる。
この構成によれば、光ファイバーで軸対称偏光を形成するとともに、光ファイバーによって自由な位置にビームを導くことができるため、光学系設計の自由度が高くなる。
この構成によれば、可動部分がないため信頼性が高い画像表示装置とすることができる。
この構成によれば、合成光は様々な方向に電場振動方向の偏光成分を有することとなるため、それぞれの偏光成分が形成する様々なスペックルパターンが、更に複雑に観察者の網膜上で重畳することとなり、スペックルの低減を実現することが可能な画像表示装置とすることができる。
この構成によれば、拡大されたレーザー光が偏光形成手段に入射するため、偏光形成手段を微細化する必要性が少なくなり、素子作成負荷を低減することができる。
この構成によれば、光源部が共振構造によって増幅された軸対称偏光を射出するため、軸対称偏光の形成による光の損失を考慮する必要がない。
この構成によれば、外部共振器と偏光形成手段とが一体化しているため、装置構成を小型化することができる。また、外部共振器のアライメントと偏光形成手段のアライメントとを同時に行うことができるため、装置組立が容易となる。
この構成によれば、スペックル低減に最も効果のある色の光に対して個別に対策を施すこととなるため、偏光形成手段の使用数を必要最小限にとどめることができ、スペックルを低減した上で構成を簡素化し小型化された画像表示装置を提供することが可能となる。
この構成によれば、より効果的にスペックルを低減することができる。
この構成によれば、偏光形成手段の数を減らすことができるため、スペックルを低減した上で構成を簡素化し小型化された画像表示装置を提供することが可能となる。
以下、図1〜図2を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る画像表示装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
以下、プロジェクター1の各構成について説明する。
本実施形態のプロジェクター1は、以上のような構成となっている。
図3は、本発明の第2実施形態に係るプロジェクター2の説明図である。本実施形態のプロジェクター2は、第1実施形態のプロジェクター1と一部共通している。異なるのは、赤色、緑色、青色の3色のレーザー光を合成した後にベクトルビーム形成素子を配置することである。したがって、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図4は、本発明の第3実施形態に係るプロジェクター3の説明図である。本実施形態のプロジェクター3は、第1、第2実施形態のプロジェクター1,2と一部共通している。異なるのは、赤色、緑色、青色の3色のレーザー光を合成した後に再度2つに分岐し、分岐した光を各々ベクトルビームに変換して再合成することである。したがって、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態のプロジェクター3は、以上のような構成となっている。
図5は、本発明の第4実施形態に係るプロジェクター4の説明図である。上述の第1〜第3実施形態では、被投射面上で2次元的に走査して投射画像を描画する走査型プロジェクターについて言及したが、本実施形態のプロジェクター4は、ベクトルビームを射出する光源部が一方向に配列した画像形成部71を有し、画像形成部71から射出される光をスクリーン上で走査することにより画像を表示する構成となっている。以下説明する。
本実施形態のプロジェクター4は、以上のような構成となっている。
図6は、本発明の第5実施形態に係るプロジェクター5の説明図である。上述の第1〜第4実施形態では、走査型プロジェクターについて言及したが、本実施形態のプロジェクター5は、ベクトルビームを射出する光源部が2次元マトリクス状に配列した画像形成部を有し、画像形成部から射出される光をスクリーンに投写することにより画像を表示する構成となっている。以下説明する。
本実施形態のプロジェクター5は、以上のような構成となっている。
図7は、本発明の第6実施形態に係るプロジェクター6の説明図である。本実施形態のプロジェクター6は、第5実施形態のプロジェクター5と一部共通しており、ベクトルビーム変換部の配置位置が異なっている。したがって、本実施形態において第5実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図8は、本発明の第7実施形態に係るプロジェクターに用いる光源の説明図である。 上述の第1〜第6実施形態のプロジェクターでは、いずれもレーザー光を射出する光源と、射出されたレーザー光をベクトルビームに変換するベクトルビーム変換素子と、により軸対称偏光を射出する光源部を構成するものとしたが、本発明はこれに限らない。本実施形態で説明するような、軸対称偏光を射出する半導体レーザー素子を、本発明の光源部として用いることもできる。
Claims (13)
- 光線束の中心軸に対して偏光分布が対称である軸対称偏光を射出する光源部と、
前記軸対称偏光を被投射面上で走査して画像を描画する走査手段と、を備えることを特徴とする画像表示装置。 - 光線束の中心軸に対して偏光分布が対称である軸対称偏光を射出する光源部が、表示する画像を構成する画素に対応して2次元マトリクス状に複数配列され、前記軸対称偏光を用いて被投射面上に前記画像を形成することを特徴とする画像表示装置。
- 前記光源部は、レーザー光を射出するレーザー光源と、
前記レーザー光の光路上に配置され、入射する前記レーザー光を前記軸対称偏光に変換する偏光形成手段と、を有することを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。 - 前記偏光形成手段は、一対の基板間に液晶層を挟持した液晶変調素子であり、
前記一対の基板の前記液晶層に対向する面は、同心円状に前記液晶層の液晶分子を配向させる配向規制力が付与されていることを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。 - 前記偏光形成手段は、LP11モードの伝搬モードを有する光ファイバーであることを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。
- 前記偏光形成手段は位相差板であり、
前記位相差板は、照射される前記レーザー光のビームスポット内において、前記レーザー光の偏光方向を第1の方向とする第1領域と、前記第1の方向とは異なる第2の方向とする第2領域と、を有することを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。 - 前記偏光形成手段は、前記レーザー光を第1分離光および第2分離光に分岐する分岐手段と、
前記第1分離光および前記第2分離光を1つの合成光に合成する光合成手段と、
前記第1分離光または前記第2分離光の光路上の少なくともいずれか一方に配置され、前記第1分離光および前記第2分離光の偏光方向を異ならせる偏光素子と、を有することを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。 - 前記レーザー光源と前記偏光形成手段との間の光路上に、拡大光学系が配置されていることを特徴とする請求項3から7のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記光源部は、光を射出する発光部と、
前記発光部から射出された光の一部を、前記発光部に向けて反射させる外部共振器と、
前記発光部と前記外部共振器との間の光路上に配置され、入射する前記光を前記軸対称偏光に変換する偏光形成手段と、を有することを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。 - 前記光源部は、光を射出する発光部と、
前記発光部から射出された光の一部を、前記発光部に向けて反射させる外部共振器と、を有し、
前記外部共振器は、入射する前記光を前記軸対称偏光に変換して反射するグレーティングミラーであることを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。 - 前記光源部と、
前記光源部から射出される前記軸対称偏光とは異なる色のレーザー光を射出するレーザー光源と、
前記軸対称偏光および前記異なる色のレーザー光を合成する色合成光学系と、を有し、
前記軸対称偏光は、前記異なる色のレーザー光よりも視感度が高い色光であることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の画像表示装置。 - 互いに異なる色の前記軸対称偏光を射出する複数の前記光源部と、
複数の前記異なる色の軸対称偏光を合成する色合成光学系と、を有することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の画像表示装置。 - 互いに異なる色のレーザー光を射出する複数のレーザー光源と、
複数の前記異なる色のレーザー光を合成する色合成光学系と、
前記色合成光学系から射出された合成レーザー光の光路上に配置された前記偏光形成手段と、を有することを特徴とする請求項3から8のいずれか1項に記載の画像表示装置。
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