JP2012058482A - 照明装置、投射装置および投射型映像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】照明装置40は、ホログラム記録媒体を含む第1および第2光学素子と、コヒーレント光が第1光学素子50aのホログラム記録媒体55a上を走査するように、第1光学素子に前記光を照射する照射装置60と、を備える。第2光学素子50bは、第1光学素子のホログラム記録媒体を0次光として透過した照射装置からの光が入射し得る位置に配置されている。第1光学素子の各位置に入射した光が被照明領域LZに重ねて像5を再生し、且つ、第2光学素子の各位置に入射した光が前記被照明領域に重ねて像を再生する。
【選択図】図10
Description
散乱板の像を再生し得るホログラム記録媒体を含む複数の光学素子と、
前記複数の光学素子のうちの第1光学素子の前記ホログラム記録媒体上をコヒーレント光が走査するようにして、前記第1光学素子に前記コヒーレント光を照射する照射装置と、を備え、
前記複数の光学素子は、一の光学素子の前記ホログラム記録媒体を0次光として透過した前記照射装置からのコヒーレント光が次の光学素子の前記ホログラム記録媒体に入射し得るように、順に並べて配置され、これにより、前記照射装置から前記第1の光学素子に照射されたコヒーレント光の一部が、各光学素子へ、当該光学素子の前記ホログラム記録媒体上を走査するようにして、入射するようになっており、
前記第1光学素子の前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、被照明領域に重ねて像を再生し、且つ、前記第1光学素子以外の各光学素子の前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光も、それぞれ、前記被照明領域に重ねて像を再生するように、前記照射装置および前記複数の光学素子が配置されている。
散乱板の像を再生し得るホログラム記録媒体を、含む第1および第2の光学素子と、
コヒーレント光が前記第1光学素子の前記ホログラム記録媒体上を走査するように、前記第1光学素子に前記コヒーレント光を照射する照射装置と、を備え、
前記第2光学素子は、前記第1光学素子の前記ホログラム記録媒体を0次光として透過した前記照射装置からのコヒーレント光が入射し得る位置に配置され、これにより、当該0次光としての前記コヒーレント光が前記第2光学素子の前記ホログラム記録媒体上を走査するようになり、
前記照射装置から前記第1光学素子の前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、被照明領域に重ねて像を再生し、且つ、前記第1光学素子を0次光として透過し前記第2光学素子の前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記被照明領域に重ねて像を再生するように、前記照射装置、前記第1光学素子および前記第2光学素子が配置されている。
前記第3光学素子は、前記第1光学素子の前記ホログラム記録媒体および前記第2光学素子の前記ホログラム記録媒体を0次光として透過した前記照射装置からのコヒーレント光が入射し得る位置に配置され、これにより、当該0次光としての前記コヒーレント光が前記第3光学素子の前記ホログラム記録媒体上を走査するようになり、
前記第2光学素子を0次光として透過し前記第3光学素子の前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記被照明領域に重ねて像を再生するように、前記照射装置、前記第1光学素子、前記第2光学素子および前記第3光学素子が配置されていてもよい。
入射光の進行方向を変化させるレンズアレイを含む複数の光学素子と、
前記複数の光学素子のうちの第1光学素子の前記レンズアレイ上をコヒーレント光が走査するようにして、前記第1光学素子に前記コヒーレント光を照射する照射装置と、を備え、
前記複数の光学素子は、一の光学素子を直進して透過した前記照射装置からのコヒーレント光が次の光学素子の前記レンズアレイに入射し得るように、順に並べて配置され、これにより、前記照射装置から前記第1の光学素子に照射されたコヒーレント光の一部が、各光学素子へ、当該光学素子の前記レンズアレイ上を走査するようにして、入射するようになっており、
前記第1光学素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記レンズアレイによって進行方向を変化させられて被照明領域を照明し、且つ、前記第1光学素子以外の各光学素子の各位置に入射した前記コヒーレント光も、それぞれ、前記レンズアレイによって進行方向を変化させられて前記被照明領域を照明するように、前記照射装置および前記複数の光学素子が配置されている。
入射光の進行方向を変化させるレンズアレイをそれぞれ含む第1および第2の光学素子と、
コヒーレント光が前記第1光学素子の前記レンズアレイ上を走査するように、前記第1光学素子に前記コヒーレント光を照射する照射装置と、を備え、
前記第2光学素子は、前記第1光学素子を直進して透過した前記照射装置からのコヒーレント光が入射し得る位置に配置され、これにより、当該直進透過光としての前記コヒーレント光が前記第2光学素子の前記レンズアレイ上を走査するようになり、
前記第1光学素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記レンズアレイによって進行方向を変化させられて被照明領域を照明し、且つ、前記第1光学素子を直進して透過し前記第2光学素子の各位置に入射した前記コヒーレント光も、それぞれ、前記レンズアレイによって進行方向を変化させられて前記被照明領域を照明するように、前記照射装置、前記第1光学素子および前記第2光学素子が配置されている。
入射光の進行方向を変化させる光学要素を含む複数の光学素子と、
前記複数の光学素子のうちの第1光学素子の前記光学要素上をコヒーレント光が走査するようにして、前記第1光学素子に前記コヒーレント光を照射する照射装置と、を備え、
前記複数の光学素子は、一の光学素子を直進して透過した前記照射装置からのコヒーレント光が次の光学素子の前記光学要素に入射し得るように、順に並べて配置され、これにより、前記照射装置から前記第1の光学素子に照射されたコヒーレント光の一部が、各光学素子へ、当該光学素子の前記光学要素上を走査するようにして、入射するようになっており、
前記第1光学素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光学要素によって進行方向を変化させられて被照明領域を照明し、且つ、前記第1光学素子以外の各光学素子の各位置に入射した前記コヒーレント光も、それぞれ、前記光学要素によって進行方向を変化させられて前記被照明領域を照明するように、前記照射装置および前記複数の光学素子が配置されている。
前記走査デバイスは、前記コヒーレント光を反射する反射面であって少なくとも一つの軸線を中心として回動可能な反射面を有した反射デバイスを有するようにしてもよい。
上述した本発明による第1〜第5の照明装置のいずれかと、
前記被照明領域と重なる位置に配置され、前記照明装置によって照明される空間光変調器と、を備える。
上述した本発明による投射装置のいずれかと、
前記空間光変調器上に得られる変調画像を投影されるスクリーンと、を備える。
上述した本発明による第1〜第5の照明装置のいずれかと、
前記被照明領域と重なる位置に配置されたスクリーンと、を備える。
〔基本形態の構成〕
まず、コヒーレント光を投射する照明装置および投射装置を含み且つスペックルを目立たなくさせることができる投射型映像表示装置の構成を、主として図1〜図9を参照して説明する。
次に、以上の構成からなる照明装置40、投射装置20および投射型映像表示装置10の作用について説明する。
図1〜5に例示された一具体例に基づいて説明してきた基本形態に対して、種々の変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いており、重複する説明を省略する。
上述した形態によれば、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる。ただし、この作用効果は、主として照明装置40に起因したものである。したがって、この照明装置40を種々の態様で有用に使用することができる。例えば、照明装置40を単なる照明として用いることができ、この場合、明るさのムラ(輝度ムラ、ちらつき)を目立たなくさせることができる。
上述した形態によれば、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる。ただし、この作用効果は、主として照明装置40に起因したものである。そして、この照明装置40を、種々の既知な空間光変調器、投射光学系、スクリーン等と組み合わせても、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる。この点から、空間光変調器、投射光学系、スクリーンは、例示したものに限られず、種々の既知な部材、部品、装置等を用いることができる。
また、ホログラム記録媒体55が、空間光変調器30の入射面に対応した形状を有した平面状の散乱板6を用いて、干渉露光法により作製される例を示したが、これに限られず、ホログラム記録媒体55が、何らかのパターンを有した散乱板を用いて、干渉露光法により作製されてもよい。この場合、ホログラム記録媒体55によって、何らかのパターンを持った散乱板の像が再生されるようになる。言い換えると、光学素子50(ホログラム記録媒体55)は、何らかのパターンを持った被照明領域LZを照明するようになる。この光学素子50を用いる場合、空間光変調器30を、さらには投射光学系25をも上述の基本形態から省き、スクリーン15を被照明領域LZと重なる位置に配置することによって、スクリーン15上にホログラム記録媒体55に記録された何らかのパターンを表示することが可能となる。この表示装置においても、コヒーレント光がホログラム記録媒体55上を走査するように、照射装置60が光学素子50にコヒーレント光を照射することによって、スクリーン15上でのスペックルを目立たなくさせることができる。
上述した形態では、照射装置60が、レーザ光源61aと、走査デバイス65と、を有する例を示した。走査デバイス65は、コヒーレント光の進行方向を反射によって変化させる一軸回動型のミラーデバイス66からなる例を示したが、これに限られない。走査デバイス65は、図8に示すように、ミラーデバイス66のミラー(反射面66a)が、第1の回動軸線RA1だけでなく、第1の回動軸線RA1と交差する第2の回動軸線RA2を中心としても回動可能となっていてもよい。図8に示された例では、ミラー66aの第2の回動軸線RA2は、ホログラム記録媒体55の板面上に定義されたXY座標系のY軸と平行に延びる第1回動軸線RA1と、直交している。そして、ミラー66aが、第1軸線RA1および第2軸線RA2の両方を中心として回動可能なため、照射装置60からのコヒーレント光の光学素子50への入射点IPは、ホログラム記録媒体55の板面上で二次元方向に移動可能となる。このため、一例として図8に示されているように、コヒーレント光の光学素子50への入射点IPが円周上を移動するようにすることもできる。
上述した形態において、光学素子50が、フォトポリマーを用いた反射型の体積型ホログラム55からなる例を示したが、これに限られない。既に説明したように、光学素子50は複数のホログラム記録媒体55を含んでいてもよい。また、光学素子50は、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプの体積型ホログラムを含んでもよい。さらに、光学素子50は、透過型の体積型ホログラム記録媒体を含んでいてもよいし、レリーフ型(エンボス型)のホログラム記録媒体を含んでいてもよい。
上述した形態において、照射装置60が光学素子50上でコヒーレント光を一次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、光学素子50のホログラム記録媒体55(またはレンズアレイ)が各位置に照射されたコヒーレント光を二次元方向に拡散するよう(拡げるように、発散させるように)に構成され、これにより、照明装置40が二次元的な被照明領域LZを照明する例を示した。ただし、既に説明してきたように、このような例に限定されることはなく、例えば、照射装置60が光学素子50上でコヒーレント光を二次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、光学素子50のホログラム記録媒体55(またはレンズアレイ)が各位置に照射されたコヒーレント光を二次元方向に拡散するよう(拡げるように、発散させるように)に構成され、これにより、照明装置40が二次元的な被照明領域LZを照明してもよい(図8を参照しながら、既に説明した態様)。
なお、以上において上述した基本形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
〔付加形態の構成および付加形態の作用〕
次に、上述してきた基本形態に付加され得る付加形態について、図10に例示された照明装置40、投射装置20および投射型映像表示装置10を参照しながら、説明する。以下の説明では、上述の基本形態に追加される点についてのみ説明し、その他の部分については、図10においても上述の基本形態と同様の符号を用いているように、上述の基本形態と同様にすることができる。
図10に例示された一具体例を参照しながら説明してきた付加形態に対して、種々の変更を加えることが可能である。以下、変更(変形)の一例について説明する。
6 散乱板
10 投射型映像表示装置
15 スクリーン
20 投射装置
25 投射光学系
30 空間光変調器
40 照明装置
50 光学素子
50a 第1光学素子
50b 第2光学素子
50c 第3光学素子
55 ホログラム記録媒体
55a ホログラム記録媒体
55b ホログラム記録媒体
55c ホログラム記録媒体
58 ホログラム感光材料
60 照射装置
61a 光源
65 走査デバイス
66 ミラーデバイス(反射デバイス)
66a ミラー(反射面)
67 集光レンズ
LZ 被照明領域
Claims (19)
- 散乱板の像を再生し得るホログラム記録媒体を含む複数の光学素子と、
前記複数の光学素子のうちの第1光学素子の前記ホログラム記録媒体上をコヒーレント光が走査するようにして、前記第1光学素子に前記コヒーレント光を照射する照射装置と、を備え、
前記複数の光学素子は、一の光学素子の前記ホログラム記録媒体を0次光として透過した前記照射装置からのコヒーレント光が次の光学素子の前記ホログラム記録媒体に入射し得るように、順に並べて配置され、これにより、前記照射装置から前記第1の光学素子に照射されたコヒーレント光の一部が、各光学素子へ、当該光学素子の前記ホログラム記録媒体上を走査するようにして、入射するようになっており、
前記第1光学素子の前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、被照明領域に重ねて像を再生し、且つ、前記第1光学素子以外の各光学素子の前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光も、それぞれ、前記被照明領域に重ねて像を再生するように、前記照射装置および前記複数の光学素子が配置されている、照明装置。 - 前記複数の光学素子は一方向に沿って並べて配置されており、一の光学素子の前記ホログラム記録媒体を0次光として透過した前記コヒーレント光が、進行方向を維持したまま、次の光学素子の前記ホログラム記録媒体に入射し得るようになっている、請求項1に記載の照明装置。
- 前記複数の光学素子の前記ホログラム記録媒体は、互いに同一な大きさである、請求項1または2に記載の照明装置。
- 入射光の進行方向を変化させるレンズアレイを含む複数の光学素子と、
前記複数の光学素子のうちの第1光学素子の前記レンズアレイ上をコヒーレント光が走査するようにして、前記第1光学素子に前記コヒーレント光を照射する照射装置と、を備え、
前記複数の光学素子は、一の光学素子を直進して透過した前記照射装置からのコヒーレント光が次の光学素子の前記レンズアレイに入射し得るように、順に並べて配置され、これにより、前記照射装置から前記第1の光学素子に照射されたコヒーレント光の一部が、各光学素子へ、当該光学素子の前記レンズアレイ上を走査するようにして、入射するようになっており、
前記第1光学素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記レンズアレイによって進行方向を変化させられて被照明領域を照明し、且つ、前記第1光学素子以外の各光学素子の各位置に入射した前記コヒーレント光も、それぞれ、前記レンズアレイによって進行方向を変化させられて前記被照明領域を照明するように、前記照射装置および前記複数の光学素子が配置されている、照明装置。 - 前記複数の光学素子は一方向に沿って並べて配置されており、一の光学素子を直進して透過した前記コヒーレント光が、進行方向を維持したまま、次の光学素子の前記レンズアレイに入射し得るようになっている、請求項4に記載の照明装置。
- 前記複数の光学素子の前記レンズアレイは、互いに同一な大きさである、請求項4または5に記載の照明装置。
- 入射光の進行方向を変化させる光学要素を含む複数の光学素子と、
前記複数の光学素子のうちの第1光学素子の前記光学要素上をコヒーレント光が走査するようにして、前記第1光学素子に前記コヒーレント光を照射する照射装置と、を備え、
前記複数の光学素子は、一の光学素子を直進して透過した前記照射装置からのコヒーレント光が次の光学素子の前記光学要素に入射し得るように、順に並べて配置され、これにより、前記照射装置から前記第1の光学素子に照射されたコヒーレント光の一部が、各光学素子へ、当該光学素子の前記光学要素上を走査するようにして、入射するようになっており、
前記第1光学素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光学要素によって進行方向を変化させられて被照明領域を照明し、且つ、前記第1光学素子以外の各光学素子の各位置に入射した前記コヒーレント光も、それぞれ、前記光学要素によって進行方向を変化させられて前記被照明領域を照明するように、前記照射装置および前記複数の光学素子が配置されている、照明装置。 - 前記複数の光学素子のうちの少なくとも一つの光学素子の前記光学要素は、散乱板の像を再生し得るホログラム記録媒体であり、
前記複数の光学素子のうちの少なくとも一つの光学素子の前記光学要素は、レンズアレイである、請求項7の記載の照明装置。 - 前記複数の光学素子は一方向に沿って並べて配置されており、一の光学素子を直進して透過した前記コヒーレント光が、進行方向を維持したまま、次の光学素子の前記光学要素に入射し得るようになっている、請求項7または8に記載の照明装置。
- 前記複数の光学素子の前記光学要素は、互いに同一な大きさである、請求項7〜9のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記複数の光学素子は、前記コヒーレント光の入射面が互いに平行となるようして、配置されている、請求項1〜10のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記照射装置は、一基準点から発散する発散光束をなす一光線の光路に沿って、前記第1光学素子へ前記コヒーレント光を照射する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記照射装置は、前記コヒーレント光を生成する光源と、前記光源からの前記コヒーレント光の進行方向を変化させて、当該コヒーレント光が前記第1光学素子上を走査するようにする走査デバイスと、を有し、
前記走査デバイスは、前記コヒーレント光を反射する反射面であって少なくとも一つの軸線を中心として回動可能な反射面を有した反射デバイスを有する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の照明装置。 - 前記照射装置は、平行光束をなす一光線の光路に沿って、前記第1光学素子へ前記コヒーレント光を照射する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記照射装置は、前記コヒーレント光を生成する光源と、前記光源からの前記コヒーレント光の進行方向を変化させて、当該コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査するようにする走査デバイスと、を有し、
前記走査デバイスは、前記コヒーレント光を反射する反射面であって少なくとも一つの軸線を中心として回動可能な反射面を有した反射デバイスと、反射デバイスで反射された光の進行方法を一定の方向に偏向させるレンズと、を有する、請求項1〜11および14のいずれか一項に記載の照明装置。 - 請求項1〜15のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記被照明領域と重なる位置に配置され、前記照明装置によって照明される空間光変調器と、を備える投射装置。 - 前記空間光変調器上に得られる変調画像をスクリーン上に投射する投射光学系を、さらに備える、請求項16に記載の投射装置。
- 請求項16または17に記載の投射装置と、
前記空間光変調器上に得られる変調画像を投影されるスクリーンと、を備える、投射型映像表示装置。 - 請求項1〜15のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記被照明領域と重なる位置に配置されたスクリーンと、を備える、投射型映像表示装置。
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