JP2014115556A - プロジェクター - Google Patents
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Abstract
【課題】クロストークの少ない映像や明るい映像等の所望の映像を得ることが可能なプロジェクターを提供する。
【解決手段】光源と、光変調装置と、投射光学系と、第1ホイールと、第2ホイールと、制御装置と、を含み、制御装置は、第1ホイールの第1選択領域と第2ホイールの第1透過領域とを重ねるとともに第1ホイールの第2選択領域と第2ホイールの第2透過領域とを重ねた状態で第1ホイールと第2ホイールとを同期して回転させ、制御装置は、第1ホイールの遮光領域と第2ホイールの遮光領域との重なり部分の大きさを調整可能である。
【選択図】図1
【解決手段】光源と、光変調装置と、投射光学系と、第1ホイールと、第2ホイールと、制御装置と、を含み、制御装置は、第1ホイールの第1選択領域と第2ホイールの第1透過領域とを重ねるとともに第1ホイールの第2選択領域と第2ホイールの第2透過領域とを重ねた状態で第1ホイールと第2ホイールとを同期して回転させ、制御装置は、第1ホイールの遮光領域と第2ホイールの遮光領域との重なり部分の大きさを調整可能である。
【選択図】図1
Description
本発明は、プロジェクターに関する。
近年、表示画像を立体的に観察可能な機能(3D表示機能)を備えたプロジェクターの開発が進められている。
例えば、特許文献1では、左側映像用フィルターと右側映像用フィルターとが遮光領域を挟んで形成された円偏光フィルター部を備え、円偏光フィルター部を回転させることで映像を時分割し3D映像を得る構成が開示されている。
左側映像用フィルターと右側映像用フィルターとの間に遮光領域を配置することにより、プロジェクターから照射される左側映像と右側映像の切替時における両映像間のクロストークを減少させることができる。しかしながらその背反として、プロジェクターから照射される映像の明るさの低下等の問題が生じるという課題がある。
本発明の目的は、クロストークの少ない映像や明るい映像等の所望の映像を得ることが可能なプロジェクターを提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
(1)すなわち、本発明の一態様におけるプロジェクターは、光源と、前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学系と、前記光源と前記投射光学系との間の光路上に配置された第1ホイールと、前記第1ホイールと前記投射光学系との間の光路上または前記第1ホイールと前記光源との間の光路上に配置された第2ホイールと、前記第1ホイールと前記第2ホイールとの双方の回転を制御する制御装置と、を含み、右眼用画像と左眼用画像のいずれか一方を第1画像、いずれか他方を第2画像としたときに、前記第1ホイールには、第1画像用の光を透過し第2画像用の光を遮光する第1選択領域と前記第1画像用の光を遮光し前記第2画像用の光を透過する第2選択領域とが、前記第1画像用の光と前記第2画像用の光との双方を遮光する遮光領域を挟んで、前記第1ホイールの回転方向に沿って設けられており、前記第2ホイールには、前記第1画像用の光を透過する第1透過領域と前記第2画像用の光を透過する第2透過領域とが、前記第1画像用の光と前記第2画像用の光との双方を遮光する遮光領域を挟んで、前記第2ホイールの回転方向に沿って設けられており、前記制御装置は、前記第1ホイールの前記第1選択領域と前記第2ホイールの前記第1透過領域とを重ねるとともに前記第1ホイールの前記第2選択領域と前記第2ホイールの前記第2透過領域とを重ねた状態で前記第1ホイールと前記第2ホイールとを同期して回転させ、前記制御装置は、前記第1ホイールの前記遮光領域と前記第2ホイールの前記遮光領域との重なり部分の大きさを調整可能である。
(1)すなわち、本発明の一態様におけるプロジェクターは、光源と、前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学系と、前記光源と前記投射光学系との間の光路上に配置された第1ホイールと、前記第1ホイールと前記投射光学系との間の光路上または前記第1ホイールと前記光源との間の光路上に配置された第2ホイールと、前記第1ホイールと前記第2ホイールとの双方の回転を制御する制御装置と、を含み、右眼用画像と左眼用画像のいずれか一方を第1画像、いずれか他方を第2画像としたときに、前記第1ホイールには、第1画像用の光を透過し第2画像用の光を遮光する第1選択領域と前記第1画像用の光を遮光し前記第2画像用の光を透過する第2選択領域とが、前記第1画像用の光と前記第2画像用の光との双方を遮光する遮光領域を挟んで、前記第1ホイールの回転方向に沿って設けられており、前記第2ホイールには、前記第1画像用の光を透過する第1透過領域と前記第2画像用の光を透過する第2透過領域とが、前記第1画像用の光と前記第2画像用の光との双方を遮光する遮光領域を挟んで、前記第2ホイールの回転方向に沿って設けられており、前記制御装置は、前記第1ホイールの前記第1選択領域と前記第2ホイールの前記第1透過領域とを重ねるとともに前記第1ホイールの前記第2選択領域と前記第2ホイールの前記第2透過領域とを重ねた状態で前記第1ホイールと前記第2ホイールとを同期して回転させ、前記制御装置は、前記第1ホイールの前記遮光領域と前記第2ホイールの前記遮光領域との重なり部分の大きさを調整可能である。
この構成によれば、第1ホイールの遮光領域と第2ホイールの遮光領域との重なり部分の大きさを適宜調整することにより、所望の映像が得られる。例えば、第1ホイールの遮光領域と第2ホイールの遮光領域との重なり部分の大きさを大きくすることにより、明るい映像が得られる。一方、第1ホイールの遮光領域と第2ホイールの遮光領域との重なり部分の大きさを小さくすることにより、クロストークの少ない映像が得られる。従って、制御装置の制御により、明るさ優先モードと、クロストーク低減モードとを適宜切り替えることができる。
(2)本発明の一態様におけるプロジェクターは、光源と、前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学系と、前記光源と前記投射光学系との間の光路上に配置された第1ホイールと、前記第1ホイールと前記投射光学系との間の光路上に配置された第2ホイールと、前記第1ホイールと前記第2ホイールとの双方の回転を制御する制御装置と、を含み、右眼用画像と左眼用画像のいずれか一方を第1画像、いずれか他方を第2画像としたときに、前記第1ホイールには、第1画像用の光を透過し第2画像用の光を遮光する第1選択領域と前記第2画像用の光を透過する第2透過領域とが、前記第1画像用の光と前記第2画像用の光との双方を遮光する遮光領域を挟んで、前記第1ホイールの回転方向に沿って設けられており、前記第2ホイールには、前記第1画像用の光を遮光し前記第2画像用の光を透過する第2選択領域と前記第1画像用の光を透過する第1透過領域とが、前記第1画像用の光と前記第2画像用の光との双方を遮光する遮光領域を挟んで、前記第2ホイールの回転方向に沿って設けられており、前記制御装置は、前記第1ホイールの前記第1選択領域と前記第2ホイールの前記第1透過領域とを重ねるとともに前記第1ホイールの前記第2透過領域と前記第2ホイールの前記第2選択領域とを重ねた状態で前記第1ホイールと前記第2ホイールとを同期して回転させ、前記制御装置は、前記第1ホイールの前記遮光領域と前記第2ホイールの前記遮光領域との重なり部分の大きさを調整可能である。
この構成によれば、第1ホイールの遮光領域と第2ホイールの遮光領域との重なり部分の大きさを適宜調整することにより、所望の映像が得られる。例えば、第1ホイールの遮光領域と第2ホイールの遮光領域との重なり部分の大きさを大きくすることにより、第1及び第2ホイールの1回転中の遮光状態の割合を小さくし、明るい映像が得られる。一方、第1ホイールの遮光領域と第2ホイールの遮光領域との重なり部分の大きさを小さくすることにより、第1及び第2ホイールの1回転中の遮光状態の割合を大きくし、クロストークの少ない映像が得られる。従って、制御装置の制御により、明るさ優先モードと、クロストーク低減モードとを適宜切り替えることができる。
(3)上記(1)または(2)に記載のプロジェクターでは、前記第1透過領域と前記第2透過領域は、いずれも前記第1画像用の光と前記第2画像用の光との双方を透過するように構成されていてもよい。
この構成によれば、第1透過領域と第2透過領域は概ね透明な領域として構成される。この場合、波長選択膜の形成などの手間が省け、製造コストが低減される。
(4)上記(1)から(3)までのいずれか一項に記載のプロジェクターでは、前記光源と前記光変調装置との間の光路上には、前記光源から射出された光を平行化するコリメート光学系と、前記コリメート光学系から射出された光の輝度分布を均一化する一対のレンズアレイと、が配置されており、前記第1ホイール及び前記第2ホイールの双方は、前記一対のレンズアレイの間の光路上に配置されていてもよい。
光源から射出された光の平行度は、光源と光変調装置との間の光路上の位置によって異なる。
仮に、各ホイールが一対のレンズアレイと光変調装置との間の光路上に配置される構成であると、各ホイールに様々な角度から光が入射する。波長選択膜は光の入射角度によって、膜の透過特性が変化する。この場合、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切な波長分離ができず、本来第2画像用の色光である波長域の光が一部含まれた光により第1画像が投射され、本来第1画像用の色光である波長域の光が一部含まれた光により第2画像が投射されて、色分離メガネの左眼用及び左眼用カラーフィルターの両方を右眼用画像及び左眼用画像が含まれる光が透過して立体画像が視認しにくくなるクロストークの原因となる。
これに対し、各ホイールが一対のレンズアレイの間の光路上に配置される構成によれば、各ホイールが一対のレンズアレイと光変調装置との間の光路上に配置される構成に比べて、各ホイールへ入射する光のホイール入射面に対する角度が垂直となりやすい。
従って、この構成によれば、各ホイールを通過する光は、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切に波長分離され、観察者はクロストークが少ない映像を得ることができる。
仮に、各ホイールが一対のレンズアレイと光変調装置との間の光路上に配置される構成であると、各ホイールに様々な角度から光が入射する。波長選択膜は光の入射角度によって、膜の透過特性が変化する。この場合、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切な波長分離ができず、本来第2画像用の色光である波長域の光が一部含まれた光により第1画像が投射され、本来第1画像用の色光である波長域の光が一部含まれた光により第2画像が投射されて、色分離メガネの左眼用及び左眼用カラーフィルターの両方を右眼用画像及び左眼用画像が含まれる光が透過して立体画像が視認しにくくなるクロストークの原因となる。
これに対し、各ホイールが一対のレンズアレイの間の光路上に配置される構成によれば、各ホイールが一対のレンズアレイと光変調装置との間の光路上に配置される構成に比べて、各ホイールへ入射する光のホイール入射面に対する角度が垂直となりやすい。
従って、この構成によれば、各ホイールを通過する光は、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切に波長分離され、観察者はクロストークが少ない映像を得ることができる。
(5)上記(1)から(3)までのいずれか一項に記載のプロジェクターでは、前記光変調装置は、第1色光を変調する第1光変調装置と、第2色光を変調する第2光変調装置と、第3色光を変調する第3光変調装置と、を含み、前記光変調装置と前記投射光学系との間の光路上には、前記光変調装置によって変調された各色光を合成して射出する色合成光学系が配置されており、前記第1ホイール及び前記第2ホイールの双方は、前記色合成光学系と前記投射光学系との間の光路上に配置されていてもよい。
光変調装置によって変調された光の平行度は、光変調装置と投射面との間の光路上の位置によって異なる。
仮に、各ホイールが光変調装置と投射面の間の光路上に配置される構成であると、各ホイールに様々な角度から光が入射する。波長選択膜は光の入射角度によって、膜の透過特性が変化する。この場合、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切な波長分離ができず、クロストークの原因となる。
これに対し、各ホイールが色合成光学系と前記投射光学系の間の光路上に配置される構成によれば、各ホイールが光変調装置と投射面との間の光路上に配置される構成に比べて、各ホイールへ入射する光のホイール入射面に対する角度が垂直となりやすい。
従って、この構成によれば、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切に波長分離ができ、観察者はクロストークが少ない映像を得ることができる。
従って、この構成によれば、光を各ホイールの所定領域に効果的に入射させやすくなる。
仮に、各ホイールが光変調装置と投射面の間の光路上に配置される構成であると、各ホイールに様々な角度から光が入射する。波長選択膜は光の入射角度によって、膜の透過特性が変化する。この場合、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切な波長分離ができず、クロストークの原因となる。
これに対し、各ホイールが色合成光学系と前記投射光学系の間の光路上に配置される構成によれば、各ホイールが光変調装置と投射面との間の光路上に配置される構成に比べて、各ホイールへ入射する光のホイール入射面に対する角度が垂直となりやすい。
従って、この構成によれば、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切に波長分離ができ、観察者はクロストークが少ない映像を得ることができる。
従って、この構成によれば、光を各ホイールの所定領域に効果的に入射させやすくなる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施系形態に係るプロジェクター1の概略構成を示す図である。
プロジェクター1は、例えばDVDプレイヤー、PCなどの信号源から供給される画像データに従って画像を形成し、形成した画像をスクリーンや壁などの投射面SCR(表示画面)に投射する。
図1は、本発明の第1実施系形態に係るプロジェクター1の概略構成を示す図である。
プロジェクター1は、例えばDVDプレイヤー、PCなどの信号源から供給される画像データに従って画像を形成し、形成した画像をスクリーンや壁などの投射面SCR(表示画面)に投射する。
プロジェクター1は、画像を3次元的に表現することができる。プロジェクター1は、左右の眼の視差が加味された1対の視差画像の情報を含む画像データを信号源から供給されて、この画像データに従って視差画像を投射する。プロジェクター1は、一対の視差画像のうちの右眼用画像を形成し、続いて右眼用画像とは異なる波長帯の光で左眼用画像を形成する。これにより、右眼用画像と左眼用画像は、時間順次で交互に投射される。
観察者は、例えば、色分離めがねを用いることによって、1対の視差画像のうち左眼用画像を左眼で観察し、1対の視差画像のうち右眼用画像を右眼で観察することができ、プロジェクター1が投射した画像を立体的に感じることができる。
ここで、色分離めがねは、右眼用画像と左眼用画像とを波長帯域の違いによって分離し、右眼用画像を観察者の右眼に振り分けるとともに、左眼用画像を観察者の左眼に振り分けるものである。
ここで、色分離めがねは、右眼用画像と左眼用画像とを波長帯域の違いによって分離し、右眼用画像を観察者の右眼に振り分けるとともに、左眼用画像を観察者の左眼に振り分けるものである。
図1に示すように、プロジェクター1は、光源2と、コリメート光学系3と、一対のレンズアレイ(第1レンズアレイ4及び第2レンズアレイ5)と、第1ホイール6と、第2ホイール7と、制御装置8と、色分離導光光学系9と、光変調装置15(液晶光変調装置15R、液晶光変調装置15G及び液晶光変調装置15B)と、クロスダイクロイックプリズム16(色合成光学系)と、投射光学系17と、を備えている。
光源2は、第1色光(赤色光)、第2色光(緑色光)、及び第3色光(青色光)を含む光を発する。光源2は、超高圧水銀ランプ(UHP)などのランプ光源と、当該ランプ光源からの光を所定の方向へ反射するリフレクターを備える。
図1では、光源2から射出される光の光軸をAXで示す。
図1では、光源2から射出される光の光軸をAXで示す。
例えば、赤色光は波長が700nmの光を含み、赤色光の波長帯域は590nm以上780nm未満である。緑色光は波長が546.1nmの光を含み、緑色光の波長帯域は500nm以上590nm未満である。青色光は波長が435.8nmの光を含み、青色光の波長帯域は430nm以上500nm未満である。
コリメート光学系3は、光源2と第1レンズアレイ4との間の光路上に配置されている。コリメート光学系3は、光源2から射出された光を略平行化した状態で第1レンズアレイ4に入射させる。
尚、図1では、コリメート光学系3が1枚の凸レンズを備えているが、レンズの枚数は1枚に限定されず、適宜変更可能である。また、レンズは凸レンズに限定されず、適宜変更可能である。また、光源2のリフレクターがランプ光源からの光を光軸AXに対して平行な方向に反射する場合は、当該リフレクターをコリメート光学系3とすることができる。
尚、図1では、コリメート光学系3が1枚の凸レンズを備えているが、レンズの枚数は1枚に限定されず、適宜変更可能である。また、レンズは凸レンズに限定されず、適宜変更可能である。また、光源2のリフレクターがランプ光源からの光を光軸AXに対して平行な方向に反射する場合は、当該リフレクターをコリメート光学系3とすることができる。
一対のレンズアレイ4,5は、コリメート光学系3から射出された光の輝度分布を均一化する。
第1レンズアレイ4は、複数の小レンズ4aを有する。第1レンズアレイ4は、コリメート光学系3から射出された光を複数の部分光束に分割する。図示はしないが、小レンズ4aは、光軸AXと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配置されている。小レンズ4aの外形形状は、液晶光変調装置15R、液晶光変調装置15G、液晶光変調装置15Bの画像形成領域の外形形状と略相似形である。
第2レンズアレイ5は、第1レンズアレイ4の複数の小レンズ4aに対応する複数の小レンズ5aを有する。第2レンズアレイ5は、第1レンズアレイ4の各小レンズ4aの像を液晶光変調装置15R、液晶光変調装置15G、液晶光変調装置15Bの画像形成領域近傍に結像させる。
尚、第2レンズアレイ5と色分離導光光学系9との間の光路上には、第1レンズアレイ4により分割された各部分光束を、偏光方向の揃った直線偏光光として射出する偏光変換素子が配置されていてもよい。
また、偏光変換素子と色分離導光光学系9との間の光路上には、偏光変換素子から射出された各部分光束を液晶光変調装置15R、液晶光変調装置15G、液晶光変調装置15Bの画像形成領域近傍に重畳させる重畳レンズが配置されていてもよい。
また、偏光変換素子と色分離導光光学系9との間の光路上には、偏光変換素子から射出された各部分光束を液晶光変調装置15R、液晶光変調装置15G、液晶光変調装置15Bの画像形成領域近傍に重畳させる重畳レンズが配置されていてもよい。
第1レンズアレイ4と第2レンズアレイ5との間の光路上には、第1ホイール6及び第2ホイール7の双方が配置されている。
第2ホイール7は、第1ホイール6と第2レンズアレイ5との間の光路上に配置されている。尚、これに限らず、第2ホイール7が第1ホイール6と第1レンズアレイ4との間の光路上に配置されていてもよい。
第1ホイール6及び第2ホイール7は、光源2から射出された光を右眼用と左眼用の2つの光に分離する。
図2(a)は第1ホイール6の平面図であり、図2(b)は第2ホイール7の平面図である。
図2(a)に示すように、第1ホイール6には、第1選択領域60aと第2選択領域60bとが遮光領域60cを挟んで第1ホイール6の回転方向に沿って設けられている。第1ホイール6には、時計回りにおいて、第1選択領域60a、遮光領域60c、第2選択領域60b及び遮光領域60cがこの順に配置されている。
第1ホイール6の平面形状は円形であり、第1選択領域60a及び第2選択領域60bの平面形状はそれぞれ鈍角の中心角を有する扇形であり、2つの遮光領域60cの平面形状はそれぞれ鋭角の中心角を有する扇形である。第1選択領域60a及び第2選択領域60bの中心角の角度は、互いに略同じ角度である。2つの遮光領域60cの中心角の角度は、互いに略同じ角度である。
図2(b)に示すように、第2ホイール7には、第1透過領域70aと第2透過領域70bとが遮光領域70cを挟んで第2ホイール7の回転方向に沿って設けられている。第2ホイール7には、時計回りにおいて、第1透過領域70a、遮光領域70c、第2透過領域70b及び遮光領域70cがこの順に配置されている。
第2ホイール7の平面形状は円形であり、第1透過領域70a及び第2透過領域70bの平面形状はそれぞれ鈍角の中心角を有する扇形であり、2つの遮光領域70cの平面形状はそれぞれ鋭角の中心角を有する扇形である。第2ホイール7の平面サイズは、第1ホイール6の平面サイズと略同じである。第1透過領域70aの中心角の角度は、第1選択領域60aの中心角の角度と略同じである。第2透過領域70bの中心角の角度は、第2選択領域60bの中心角の角度と略同じである。各遮光領域70cの中心角の角度は、各遮光領域60cの中心角の角度と略同じである。
尚、各遮光領域70cの中心角の角度は、各遮光領域60cの中心角の角度と異なっていてもよい。例えば、各遮光領域70cの中心角の角度が各遮光領域60cの中心角の角度よりも小さくてもよい。
右眼用画像と左眼用画像のうちいずれか一方を第1画像、いずれか他方を第2画像とすると、第1選択領域60aは、第1画像用の光を透過し第2画像用の光を遮光する。第2選択領域60bは、第1画像用の光を遮光し第2画像用の光を透過する。第1透過領域70aは、少なくとも第1画像用の光を透過する。第2透過領域70bは、少なくとも第2画像用の光を透過する。遮光領域60c及び遮光領域70cは、第1画像用の光と第2画像用の光との双方を遮光する。「遮光」とは、光を反射もしくは吸収することを意味する。
本実施形態において、各透過領域70a,70bは、いずれも第1画像用の光と第2画像用の光との双方を含む光を透過するように構成されているが、各透過領域70a,70bの構成はこれに限らない。例えば、第1透過領域70aは、第1選択領域60aと同様に、第1画像用の光を透過し第2画像用の光を遮光してもよいし、第2透過領域70bは、第2選択領域60bと同様に、第1画像用の光を遮光し第2画像用の光を透過してもよい。しかし、各透過領域70a,70bが第1画像用の光と第2画像用の光との双方を含む光を透過するように構成される場合、各透過領域70a,70bは概ね透明な領域として構成されるので、波長選択膜の形成などの手間が省け、製造コストが低減される。
第1画像用の光は、例えば、図8のr1、g1、b1で示す波長領域の光である。第2画像用の光は、例えば、図8のr2、g2、b2で示す波長領域の光である。本実施形態の場合、第1画像を右眼用画像とし第2画像を左眼用画像とするが、どちらを右眼用画像としどちらを左眼用画像とするかは任意に設定することができる。
第1画像及び第2画像の明度、色相及び彩度の差が小さくなるように、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの波長域内で、第1画像用の波長帯域と第2画像用の波長帯域は配分される。
例えば、図8に示すように、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの波長域内の短波長側の帯域を、第1画像用の光r1、g1、b1とし、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの波長域内の長波長側の帯域を、第2画像用の光r2、g2、b2と設定することができる。
ただし、各波長帯域は、各波長領域の光の光強度分布のうち光強度が低い部分を除くこととする。具体的には、各波長帯域は、各波長領域の光の光強度分布の全幅の99%の帯域とする。
例えば、図8に示すように、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの波長域内の短波長側の帯域を、第1画像用の光r1、g1、b1とし、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの波長域内の長波長側の帯域を、第2画像用の光r2、g2、b2と設定することができる。
ただし、各波長帯域は、各波長領域の光の光強度分布のうち光強度が低い部分を除くこととする。具体的には、各波長帯域は、各波長領域の光の光強度分布の全幅の99%の帯域とする。
第1ホイール6は、例えば、透明ガラスや透明樹脂等からなる円形状の透明部材の一面に、互いに異なる波長選択特性を有する2つの波長選択膜を隣接して配置し、2つの波長選択膜の境界部分に遮光膜を配置することによって作製することができる。この場合、波長選択膜が配置された領域が選択領域となり、遮光膜が配置された領域が遮光領域となる。
第2ホイール7は、例えば、透明ガラスや透明樹脂等からなる円形状の透明部材の一面に、2つの遮光膜を対向して配置することによって作製することができる。この場合、遮光膜が配置された領域が遮光領域となり、遮光膜が配置されていない透明部材の露出した領域が透過領域となる。
尚、透明部材の露出した領域に開口部を設け、開口部を設けた領域を透過領域としてもよい。
尚、透明部材の露出した領域に開口部を設け、開口部を設けた領域を透過領域としてもよい。
制御装置8は、各ホイール6,7の回転を制御する。
具体的には、制御装置8は、第1ホイール6の第1選択領域60aと第2ホイール7の第1透過領域70aとを重ねるとともに第1ホイール6の第2選択領域60bと第2ホイール7の第2透過領域70bとを重ねた状態で第1ホイール6と第2ホイール7とを同期して回転させる。
制御装置8は、第1ホイール6の遮光領域60cと第2ホイール7の遮光領域70cとの重なり部分の大きさを調整可能である。
具体的には、制御装置8は、第1ホイール6の第1選択領域60aと第2ホイール7の第1透過領域70aとを重ねるとともに第1ホイール6の第2選択領域60bと第2ホイール7の第2透過領域70bとを重ねた状態で第1ホイール6と第2ホイール7とを同期して回転させる。
制御装置8は、第1ホイール6の遮光領域60cと第2ホイール7の遮光領域70cとの重なり部分の大きさを調整可能である。
以下、各ホイール6,7の回転制御について図3を用いて説明する。
図3に示すように、第1ホイール6の回転軸には第1モーター62が設けられている。第2ホイール7の回転軸には第2モーター72が設けられている。各モーター62,72は、駆動装置80と電気的に接続されている。駆動装置80は、制御装置8と電気的に接続されている。駆動装置80は、制御装置8の制御により、各モーター62,72を駆動させる。第1モーター62は、駆動装置80の駆動により、第1ホイール6を回転させる。第2モーター72は、駆動装置80の駆動により、第2ホイール7を回転させる。
第1ホイール6の側方には、遮光領域60cの端縁を検出する第1センサー81が設けられている。第2ホイール7の側方には、遮光領域70cの端縁を検出する第2センサー82が設けられている。
各センサー81,82は、制御装置8と電気的に接続されている。制御装置8は、第1センサー81による遮光領域60cの端縁の検出結果に基づいて、第1ホイール6の回転位置を算出する。制御装置8は、第2センサー82による遮光領域70cの端縁の検出結果に基づいて、第2ホイール7の回転位置を算出する。
尚、各ホイール6,7の回転位置の算出方法はこれに限らない。例えば、各ホイール6,7の外周縁にマークが付されていてもよい。この場合、制御装置8は、各センサー81,82による各マークの検出結果に基づいて、各ホイール6,7の回転位置を算出する。
例えば、制御装置8の制御により、各ホイール6,7の同期回転を行うには、以下の方法が挙げられる。
先ず、制御装置8において、各センサー81,82による各遮光領域60c,70cの端縁の検出結果に基づいて、各ホイール6,7の回転位置を算出する。
次に、制御装置8において、各ホイール6,7の回転位置から、各モード(明るさ優先モードまたはクロストーク低減モード)に設定するために必要なずらし量(例えばホイールの回転時間または回転角)を算出する。
そして、算出したずらし量に基づいて、駆動装置80により各モーター62,72を駆動する。
例えば、明るさ優先モードからクロストーク低減モードに切り替える場合、一方のホイールを1°〜10°の範囲で回転させる。
先ず、制御装置8において、各センサー81,82による各遮光領域60c,70cの端縁の検出結果に基づいて、各ホイール6,7の回転位置を算出する。
次に、制御装置8において、各ホイール6,7の回転位置から、各モード(明るさ優先モードまたはクロストーク低減モード)に設定するために必要なずらし量(例えばホイールの回転時間または回転角)を算出する。
そして、算出したずらし量に基づいて、駆動装置80により各モーター62,72を駆動する。
例えば、明るさ優先モードからクロストーク低減モードに切り替える場合、一方のホイールを1°〜10°の範囲で回転させる。
各モードの切替方式としては、例えば、プロジェクター1の筐体にダイヤル式の調整部が設けられていてもよいし、タッチパネル式の調整部が設けられていてもよい。各モードの切替方式は、ユーザーが必要に応じて各モードを自由に調整可能な方式であれば種々の方式を採用することができる。
図4は、明るさ優先モードにおける各ホイール6,7の配置を説明するための図である。
図4(a)は、各ホイール6,7の側面図であり、図4(b)は、各ホイール6,7を重ね合わせた状態を光軸AXから見た図である。
図5は、光路を横切るホイール6,7上の領域が時間とともにどのように変化するかを示すタイミングチャートである。
図4(a)は、各ホイール6,7の側面図であり、図4(b)は、各ホイール6,7を重ね合わせた状態を光軸AXから見た図である。
図5は、光路を横切るホイール6,7上の領域が時間とともにどのように変化するかを示すタイミングチャートである。
図4(a)及び(b)に示すように、制御装置8は、明るさ優先モードにおいて、第1ホイール6の遮光領域60cと第2ホイール7の遮光領域70cとの重なり部分の大きさS1が大きくなるように、第1ホイール6の遮光領域60cと第2ホイール7の遮光領域70cとを重ねた状態で第1ホイール6と第2ホイール7とを同期して回転させる。
図4では、一例として、第1ホイール6の遮光領域60cと第2ホイール7の遮光領域70cとの重なり部分の大きさS1(重なり部分の円弧の長さ)が最大となるように(光軸AXから見て第2ホイール7の遮光領域70cが第1ホイール6の遮光領域60cからはみ出ないように)、第1ホイール6の遮光領域60cと第2ホイール7の遮光領域70cとを重ねた状態としている。
図5に示すように、各ホイール6,7が同期回転することにより、第1レンズアレイ4からの光が入射する各選択領域60a,60bが切り替えられる間に、遮光領域60c,70cが介在する。
期間T11においては、第1ホイール6の第1選択領域60aと第2ホイール7の第1透過領域70aとが光路上に現れる。次に、期間T12においては、第1ホイール6の遮光領域60cと第2ホイール7の遮光領域70cとが光路上に現れる。次に、期間T13においては、第1ホイール6の第2選択領域60bと第2ホイール7の第2透過領域70bとが光路上に現れる。次に、期間T14においては、第1ホイール6の遮光領域60cと第2ホイール7の遮光領域70cとが光路上に現れる。この時点で各ホイール6,7が一回転するので、期間T11からT14まで、以降、同様の変換を繰り返す。
このようにして、第1ホイール6における第1選択領域60a、第2選択領域60b及び遮光領域60cと、第2ホイール7における第1透過領域70a、第2透過領域70b及び遮光領域70cとは、各領域の相対位置関係が維持される。これにより、第2ホイール7からは、第1画像用の光と第2画像用の光とが時間順次で射出される。
図6は、クロストーク低減モードにおける各ホイール6,7の配置を説明するための図である。
図6(a)は、各ホイール6,7の側面図であり、図6(b)は、各ホイール6,7を重ね合わせた状態を光軸AXから見た図である。
図7は、光路を横切るホイール6,7上の領域が時間とともにどのように変化するかを示すタイミングチャートである。
図6(a)は、各ホイール6,7の側面図であり、図6(b)は、各ホイール6,7を重ね合わせた状態を光軸AXから見た図である。
図7は、光路を横切るホイール6,7上の領域が時間とともにどのように変化するかを示すタイミングチャートである。
図6(a)及び(b)に示すように、制御装置8は、クロストーク低減モードにおいて、第1ホイール6の遮光領域60cと第2ホイール7の遮光領域70cとの重なり部分の大きさS2(重なり部分の円弧の長さ)が明るさ優先モードにおける重なり部分の大きさS1よりも小さくなるように第1ホイール6の遮光領域60cと第2ホイール7の遮光領域70cとを重ねた状態で第1ホイール6と第2ホイール7とを同期して回転させる(S2<S1)。
図6では、一例として、第1ホイール6の遮光領域60cの一部と第2ホイール7の遮光領域70cの一部とが重なるように(光軸AXから見て第2ホイール7の遮光領域70cの一部が第1ホイール6の遮光領域60cからはみ出るように)、第1ホイール6の遮光領域60cと第2ホイール7の遮光領域70cとを重ねた状態としている。
図7に示すように、各ホイール6,7が同期回転することにより、第1レンズアレイ4からの光が入射する各選択領域60a,60bが切り替えられる間に、遮光領域60cが介在する。
期間T21においては、第1ホイール6の第1選択領域60aと第2ホイール7の第1透過領域70aとが光路上に現れる。期間T21の長さは、明るさ優先モードにおける期間T11の長さよりも短い(T21<T11)。
次に、期間T22においては、第1ホイール6の遮光領域60cの一部が光路上に現れ、続いて第1ホイール6の残りの遮光領域60cと第2ホイール7の一部の遮光領域70cとが現れ、その後第2ホイール7の残りの遮光領域70cが現れる。期間T22の長さは、明るさ優先モードにおける期間T12の長さよりも長い(T22>T12)。
次に、期間T23においては、第1ホイール6の第2選択領域60bと第2ホイール7の第2透過領域70bとが光路上に現れる。期間T23の長さは、明るさ優先モードにおける期間T13の長さよりも短い(T23<T13)。
次に、期間T24においては、第1ホイール6の遮光領域60cの一部が光路上に現れ、続いて第1ホイール6の残りの遮光領域60cと第2ホイール7の一部の遮光領域70cとが現れ、その後第2ホイール7の残りの遮光領域70cが現れる。期間T24の長さは、明るさ優先モードにおける期間T14の長さよりも長い(T24>T14)。
この時点で各ホイール6,7が一回転するので、期間T21からT24まで、以降、同様の変換を繰り返す。
次に、期間T22においては、第1ホイール6の遮光領域60cの一部が光路上に現れ、続いて第1ホイール6の残りの遮光領域60cと第2ホイール7の一部の遮光領域70cとが現れ、その後第2ホイール7の残りの遮光領域70cが現れる。期間T22の長さは、明るさ優先モードにおける期間T12の長さよりも長い(T22>T12)。
次に、期間T23においては、第1ホイール6の第2選択領域60bと第2ホイール7の第2透過領域70bとが光路上に現れる。期間T23の長さは、明るさ優先モードにおける期間T13の長さよりも短い(T23<T13)。
次に、期間T24においては、第1ホイール6の遮光領域60cの一部が光路上に現れ、続いて第1ホイール6の残りの遮光領域60cと第2ホイール7の一部の遮光領域70cとが現れ、その後第2ホイール7の残りの遮光領域70cが現れる。期間T24の長さは、明るさ優先モードにおける期間T14の長さよりも長い(T24>T14)。
この時点で各ホイール6,7が一回転するので、期間T21からT24まで、以降、同様の変換を繰り返す。
このようにして、第1ホイール6における第1選択領域60a、第2選択領域60b及び遮光領域60cと、第2ホイール7における第1透過領域70a、第2透過領域70b及び遮光領域70cとは、各領域の相対位置関係が維持される。これにより、第2ホイール7からは、第1画像用の光と第2画像用の光とが遮光状態を介在して時間順次で射出される。
図1に戻り、第2ホイール7から射出された光は、第2レンズアレイ5を透過し、色分離導光光学系9に入射する。
色分離導光光学系9は、第1ダイクロイックミラー10、第2ダイクロイックミラー11及び反射ミラー12,13,14を備えている。色分離導光光学系9は、第2ホイール7から射出された光を赤色光、緑色光、青色光に分離するとともに、各色光を各液晶光変調装置15R,15G,15Bに導く。
第1ダイクロイックミラー10は、赤色光(図8のr1,r2で示す波長領域の光)を反射し、緑色光(図8のg1,g2で示す波長領域の光)及び青色光(図8のb1,b2で示す波長領域の光)を透過する。
第2ダイクロイックミラー11は、緑色光(図8のg1,g2で示す波長領域の光)を反射し、青色光(図8のb1,b2で示す波長領域の光)を透過する。
第2ダイクロイックミラー11は、緑色光(図8のg1,g2で示す波長領域の光)を反射し、青色光(図8のb1,b2で示す波長領域の光)を透過する。
赤色光は、第1ダイクロイックミラー10で反射した後に、反射ミラー12で反射して液晶光変調装置15Rに入射する。
緑色光は、第1ダイクロイックミラー10を透過した後に、第2ダイクロイックミラー11で反射して液晶光変調装置15Gに入射する。
青色光は、第1ダイクロイックミラー10及び第2ダイクロイックミラー11を透過した後に、反射ミラー13、反射ミラー14で反射して液晶光変調装置15Bに入射する。
なお、青色光の光路は、他の色の光路より長いことにより、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するため、第2ダイクロイックミラー11以降にリレー光学系を備えることができる。
また、各液晶光変調装置15R,15G,15Bの光入射側にはフィールドレンズがそれぞれ配置される。部分光束は、その主光線に略平行な光になるようにフィールドレンズにより屈折され各液晶光変調装置15R,15G,15Bに入射する。
緑色光は、第1ダイクロイックミラー10を透過した後に、第2ダイクロイックミラー11で反射して液晶光変調装置15Gに入射する。
青色光は、第1ダイクロイックミラー10及び第2ダイクロイックミラー11を透過した後に、反射ミラー13、反射ミラー14で反射して液晶光変調装置15Bに入射する。
なお、青色光の光路は、他の色の光路より長いことにより、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するため、第2ダイクロイックミラー11以降にリレー光学系を備えることができる。
また、各液晶光変調装置15R,15G,15Bの光入射側にはフィールドレンズがそれぞれ配置される。部分光束は、その主光線に略平行な光になるようにフィールドレンズにより屈折され各液晶光変調装置15R,15G,15Bに入射する。
本実施形態のプロジェクター1は、光変調装置15として3つの液晶光変調装置15R,15G,15Bを備える、いわゆる3板式のプロジェクターである。
各液晶光変調装置15R,15G,15Bは、色分離導光光学系9から入射した各色光を画像情報に応じて変調する。各液晶光変調装置15R,15G,15Bは、水平走査線ごとに線順次で画像を形成する。
各液晶光変調装置15R,15G,15Bは、右眼用画像の水平走査線を形成した後に、この水平走査線を非表示(黒表示)にし、続いて左眼用画像の水平走査線を形成する。このようにして、各液晶光変調装置15R,15G,15Bは、右眼用画像を例えば図5に示す期間T11(図7に示す期間T21)において形成し、左眼用画像を図5に示す期間T13(図7に示す期間T23)において形成する。以降、同じ要領で、右眼用画像を期間T11(T21)において形成し、左眼用画像を期間T13(T23)において形成し、同様の画像形成を繰り返す。
右眼用画像が形成される期間(第1期間)と左眼用画像が形成される期間(第2期間)とは、略同じ期間に設定される。例えば、1枚の立体画像を表示する期間が1/60秒である場合、第1期間と第2期間とは、それぞれ1/120秒程度に設定される。
制御装置8は、第1期間では第1選択領域60aに第1レンズアレイ4からの光が入射する位置になるように、かつ、第2期間では第2選択領域60bに第1レンズアレイ4からの光が入射する位置になるように、各ホイール6,7を回転させるように制御する。
各液晶光変調装置15R,15G,15Bは、第1期間では第1画像用の光を第1画像の画像情報に応じて変調し、第2期間では第2画像用の光を第2画像の画像情報に応じて変調する。
各液晶光変調装置15R,15G,15Bが形成した画像に応じた光(以下、画像光という)は、図1に示すように、クロスダイクロイックプリズム16を経由することで、投射光学系17に導かれる。投射光学系17は、各液晶光変調装置15R,15G,15Bが形成した画像を投射面SCRに投射する。
ここで、色分離めがねは、プロジェクター1が画像を投射している投射面SCRからの光を波長に応じて分離するカラーフィルターを備える。カラーフィルターは、右眼用のフィルター及び左眼用のフィルターを有する。
図8は、第1ホイール6における各選択領域60a,60bの特性及び色分離めがねにおける各フィルターf1,f2の特性を示す図である。
図8において、縦軸は各選択領域の透過率及び各フィルターの透過率、横軸は波長を示す。
図8において、縦軸は各選択領域の透過率及び各フィルターの透過率、横軸は波長を示す。
図8に示すように、第1画像用のフィルターf1は、第1画像に応じた画像光(r1、g1、b1の波長領域の光)を透過し、第2画像に応じた画像光(r2、g2、b2の波長領域の光)を遮光する。
第2画像用のフィルターf2は、第2画像に応じた画像光(r2、g2、b2の波長領域の光)を透過し、第1画像に応じた画像光(r1、g1、b1の波長領域の光)を遮光する。
プロジェクター1から射出されて投射面SCRを経由した画像光は、このような色分離めがねを介することで、観察者の左眼又は右眼に振り分けられる。
以上、本実施形態に係るプロジェクター1によれば、第1ホイール6の遮光領域60cと第2ホイール7の遮光領域70cとの重なり部分の大きさを適宜調整することにより、所望の映像が得られる。例えば、第1ホイール6の遮光領域60cと第2ホイール7の遮光領域70cとの重なり部分の大きさを大きくすることにより、第1及び第2ホイール6,7の1回転中に光が遮光される時間の割合を小さくでき、明るい映像が得られる。一方、第1ホイール6の遮光領域60cと第2ホイール7の遮光領域70cとの重なり部分の大きさを小さくすることにより、第1画像用の光が透過する期間と第2画像用の光が透過する期間との間の光が遮光される時間を十分確保でき、クロストークの少ない映像が得られる。具体的には、液晶光変調装置15R,15G,15Bでの第1画像と第2画像との書き換え期間中、第1及び第2ホイール6,7により第1画像用の光も第2画像用の光も遮断されることにより、第1画像用の光により第2画像が投射されることや第2画像用の光により第1画像が投射されることを防止できる。従って、制御装置8の制御により、明るさ優先モードと、クロストーク低減モードとを適宜切り替えることができる。
光源2から射出された光の平行度は、光源2と光変調装置15との間の光路上の位置によって異なる。
仮に、各ホイール6,7がレンズアレイ5と光変調装置15との間の光路上に配置される構成であると、一対のレンズアレイ4,5等で光が屈折することにより各ホイール6,7に様々な角度から光が入射する。波長選択膜は光の入射角度によって、膜の透過特性が変化する。この場合、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切な波長分離ができず、本来第2画像用の色光である波長域の光が一部含まれた光により第1画像が投射され、本来第1画像用の色光である波長域の光が一部含まれた光により第2画像が投射されて、色分離メガネの左眼用及び左眼用カラーフィルターの両方を右眼用画像及び左眼用画像が含まれる光が透過して立体画像が視認しにくくなるクロストークの原因となる。
これに対し、各ホイール6,7が一対のレンズアレイ4,5の間の光路上に配置される構成によれば、各ホイール6,7がレンズアレイ5と光変調装置15との間の光路上に配置される構成に比べて、各ホイール6,7へ入射する光のホイール入射面に対する角度が垂直となりやすい。
従って、各ホイール6,7が一対のレンズアレイ4,5の間の光路上に配置される構成によれば、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切に波長分離ができ、観察者はクロストークが少ない映像を得ることができる。
仮に、各ホイール6,7がレンズアレイ5と光変調装置15との間の光路上に配置される構成であると、一対のレンズアレイ4,5等で光が屈折することにより各ホイール6,7に様々な角度から光が入射する。波長選択膜は光の入射角度によって、膜の透過特性が変化する。この場合、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切な波長分離ができず、本来第2画像用の色光である波長域の光が一部含まれた光により第1画像が投射され、本来第1画像用の色光である波長域の光が一部含まれた光により第2画像が投射されて、色分離メガネの左眼用及び左眼用カラーフィルターの両方を右眼用画像及び左眼用画像が含まれる光が透過して立体画像が視認しにくくなるクロストークの原因となる。
これに対し、各ホイール6,7が一対のレンズアレイ4,5の間の光路上に配置される構成によれば、各ホイール6,7がレンズアレイ5と光変調装置15との間の光路上に配置される構成に比べて、各ホイール6,7へ入射する光のホイール入射面に対する角度が垂直となりやすい。
従って、各ホイール6,7が一対のレンズアレイ4,5の間の光路上に配置される構成によれば、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切に波長分離ができ、観察者はクロストークが少ない映像を得ることができる。
尚、本実施形態では、各ホイール6,7が一対のレンズアレイ4,5の間の光路上に配置された例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、各ホイール6,7がコリメート光学系3と第1レンズアレイ4との間の光路上に配置されていてもよい。この構成においても、各ホイール6,7へ入射する光のホイール入射面に対する角度が垂直となりやすい。
従って、この構成によれば、各ホイール6,7を通過する光は、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切に波長分離され、観察者はクロストークが少ない映像を得ることができる。
従って、この構成によれば、各ホイール6,7を通過する光は、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切に波長分離され、観察者はクロストークが少ない映像を得ることができる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る各ホイールの構成について図9(a)、(b)を用いて説明する。
次に、本発明の第2実施形態に係る各ホイールの構成について図9(a)、(b)を用いて説明する。
図9(a)は第1ホイール106の平面図であり、図9(b)は第2ホイール107の平面図である。
本実施形態に係る各ホイール106,107は、図9(a)、(b)に示すように、選択領域160a,170aと透過領域160b,170bとが遮光領域160c,170cを挟んで配置されている
その他の点は、第1実施形態に係る構成と同様であるので、第1実施形態で使用した図と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
その他の点は、第1実施形態に係る構成と同様であるので、第1実施形態で使用した図と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図9(a)に示すように、第1ホイール106には、第1選択領域160aと第2透過領域160bとが遮光領域160cを挟んで第1ホイール106の回転方向に沿って設けられている。第1ホイール106には、時計回りにおいて、第1選択領域160a、遮光領域160c、第2透過領域160b及び遮光領域160cがこの順に配置されている。
第1ホイール106の平面形状は円形であり、第1選択領域160a及び第2透過領域160bの平面形状はそれぞれ鈍角の中心角を有する扇形であり、2つの遮光領域160cの平面形状はそれぞれ鋭角の中心角を有する扇形である。第1選択領域160a及び第2透過領域160bの中心角の角度は、互いに略同じ角度である。2つの遮光領域160cの中心角の角度は、互いに略同じ角度である。
図9(b)に示すように、第2ホイール107には、第2選択領域170aと第1透過領域170bとが遮光領域170cを挟んで第2ホイール107の回転方向に沿って設けられている。第2ホイール107には、時計回りにおいて、第2選択領域170a、遮光領域170c、第1透過領域170b及び遮光領域170cがこの順に配置されている。
第2ホイール107の平面形状は円形であり、第2選択領域170a及び第1透過領域170bの平面形状はそれぞれ鈍角の中心角を有する扇形であり、2つの遮光領域170cの平面形状はそれぞれ鋭角の中心角を有する扇形である。第2ホイール107の平面サイズは、第1ホイール106の平面サイズと略同じである。第2選択領域170aの中心角の角度は、第1選択領域160aの中心角の角度と略同じである。第1透過領域170bの中心角の角度は、第2透過領域160bの中心角の角度と略同じである。各遮光領域170cの中心角の角度は、各遮光領域160cの中心角の角度と略同じである。
尚、各遮光領域170cの中心角の角度は、各遮光領域160cの中心角の角度と異なっていてもよい。例えば、各遮光領域170cの中心角の角度が各遮光領域160cの中心角の角度よりも小さくてもよい。
右眼用画像と左眼用画像のうちいずれか一方を第1画像、いずれか他方を第2画像とすると、第1選択領域160aは、第1画像用の光を透過し第2画像用の光を遮光する。第2選択領域170aは、第1画像用の光を遮光し第2画像用の光を透過する。第1透過領域170bは、第1画像用の光と第2画像用の光との双方を含む光を透過する。第2透過領域160bは、第1画像用の光と第2画像用の光との双方を含む光を透過する。遮光領域160c及び遮光領域170cは、第1画像用の光と第2画像用の光との双方を遮光する。
第1画像用の光は、例えば、図8のr1,g1,b1で示す波長領域の光である。第2画像用の光は、例えば、図8のr2,g2,b2で示す波長領域の光である。本実施形態の場合、第1画像を右眼用画像とし第2画像を左眼用画像とするが、どちらを右眼用画像としどちらを左眼用画像とするかは任意に設定することができる。
本実施形態に係る制御装置8は、各ホイール106,107の回転を制御し、画像を3次元的に表現する3Dモードと、画像を2次元的に表現する2Dモードと、を切替可能である。
具体的には、制御装置8は、3Dモードにおいて、第1ホイール106の第1選択領域160aと第2ホイール107の第2選択領域170aとが重ならないように第1ホイール106と第2ホイール107とを同期して回転させる。
一方、制御装置8は、2Dモードにおいて、第1ホイール106の第2透過領域160bと第2ホイール107の第1透過領域170bとを光路上(光軸AX上)において重ねた状態で第1ホイール106と第2ホイール107との双方の回転を停止させる。
具体的には、制御装置8は、3Dモードにおいて、第1ホイール106の第1選択領域160aと第2ホイール107の第2選択領域170aとが重ならないように第1ホイール106と第2ホイール107とを同期して回転させる。
一方、制御装置8は、2Dモードにおいて、第1ホイール106の第2透過領域160bと第2ホイール107の第1透過領域170bとを光路上(光軸AX上)において重ねた状態で第1ホイール106と第2ホイール107との双方の回転を停止させる。
以下、各ホイール106,107の回転制御について図10から図12を用いて説明する。
図10は、3Dモードにおける各ホイール106,107の配置を説明するための図である。
図10(a)は、各ホイール106,107の側面図であり、図10(b)は、各ホイール106,107を重ね合わせた状態を光軸AXから見た図である。
図10(a)は、各ホイール106,107の側面図であり、図10(b)は、各ホイール106,107を重ね合わせた状態を光軸AXから見た図である。
図10(a)及び(b)に示すように、制御装置8は、3Dモードにおいて、第1ホイール106の第1選択領域160aと第2ホイール107の第1透過領域170bとを重ねるとともに第1ホイール106の第2透過領域160bと第2ホイール107の第2選択領域170aとを重ねた状態で第1ホイール106と第2ホイール107とを同期して回転させる。
図10(a)及び(b)では、一例として、各ホイール106,107を明るさ優先モードの配置としている。具体的には、第1ホイール106の遮光領域160cと第2ホイール107の遮光領域170cとの重なり部分の大きさS1が最大となるように、第1ホイール106の遮光領域160cと第2ホイール107の遮光領域170cとを重ねた状態としている。
各ホイール106,107が同期回転することにより、第1レンズアレイ4からの光が入射する各選択領域160a,170aが切り替えられる。
尚、図10(a)及び(b)では、一例として、各ホイール106,107を明るさ優先モードの配置としているが、これに限らない。
例えば、各ホイール106,107をクロストーク低減モードの配置としてもよい。具体的には、第1ホイール106の遮光領域160cと第2ホイール107の遮光領域170cとの重なり部分の大きさS2(図6参照)が重なり部分の大きさS1よりも小さくなるように第1ホイール106の遮光領域160cと第2ホイール107の遮光領域170cとを重ねた状態としてもよい。
図11は、2Dモードにおける各ホイール106,107の配置を説明するための図である。
図11(a)は、各ホイール106,107の側面図であり、図11(b)は、各ホイール106,107を重ね合わせた状態を光軸AXから見た図である。
図12は、光路を横切るホイール106,107上の領域が時間とともにどのように変化するかを示すタイミングチャートである。
図11(a)は、各ホイール106,107の側面図であり、図11(b)は、各ホイール106,107を重ね合わせた状態を光軸AXから見た図である。
図12は、光路を横切るホイール106,107上の領域が時間とともにどのように変化するかを示すタイミングチャートである。
図11(a)及び(b)に示すように、制御装置8は、2Dモードにおいて、第1ホイール106の第2透過領域160bと第2ホイール107の第1透過領域170bとを光路上において重ねた状態で第1ホイール106と第2ホイール107との双方の回転を停止させる。
図12に示すように、各ホイール106,107が停止することにより、第2ホイール107からの光が入射するホイール106,107上の領域は、透過領域160b,170bに固定される。これにより、第2ホイール107からは、第1画像用の光と第2画像用の光の双方が常時射出される。
この構成によれば、第1ホイール106の遮光領域160cと第2ホイール107の遮光領域170cとの重なり部分の大きさを適宜調整することにより、所望の映像が得られる。例えば、第1ホイール106の遮光領域160cと第2ホイール107の遮光領域170cとの重なり部分の大きさを大きくすることにより、明るい映像が得られる。一方、第1ホイール106の遮光領域160cと第2ホイール107の遮光領域170cとの重なり部分の大きさを小さくすることにより、クロストークの少ない映像が得られる。従って、制御装置8の制御により、明るさ優先モードと、クロストーク低減モードとを適宜切り替えることができる。
また、第1ホイール106の第2透過領域160bと第2ホイール107の第1透過領域170bとを光路上において重ねた状態で第1ホイール106と第2ホイール107との双方の回転を停止させることにより、2Dモードを実現できる。この場合、ホイールを光路上から進退させるといった機構は不要である。従って、簡素な構成で、光源2から光を第1及び第2ホイールによりそれぞれ波長域の異なる第1画像用の光と第2画像用の光とで第1画像と第2画像とを順次交互に投射することができる3Dモードと、第1画像用の光と第2画像用の光との双方を含む光とで明るい二次元画像を投射することができる2Dモードとを切り替えることが可能となる。
また、第1ホイール106の第2透過領域160bと第2ホイール107の第1透過領域170bとを光路上において重ねた状態で第1ホイール106と第2ホイール107との双方の回転を停止させることにより、2Dモードを実現できる。この場合、ホイールを光路上から進退させるといった機構は不要である。従って、簡素な構成で、光源2から光を第1及び第2ホイールによりそれぞれ波長域の異なる第1画像用の光と第2画像用の光とで第1画像と第2画像とを順次交互に投射することができる3Dモードと、第1画像用の光と第2画像用の光との双方を含む光とで明るい二次元画像を投射することができる2Dモードとを切り替えることが可能となる。
尚、上記実施形態におけるプロジェクター1においては、第1レンズアレイ4と第2レンズアレイ5との間の光路上、又はコリメート光学系3と第1レンズアレイ4との間の光路上に、第1ホイール6及び第2ホイール7の双方が配置されている例を挙げて説明したが、これに限らない。
例えば、図13に示すように、プロジェクター101において、第1ホイール6及び第2ホイール7の双方がクロスダイクロイックプリズム16と投射光学系17との間の光路上に配置されていてもよい。
例えば、図13に示すように、プロジェクター101において、第1ホイール6及び第2ホイール7の双方がクロスダイクロイックプリズム16と投射光学系17との間の光路上に配置されていてもよい。
液晶光変調装置15によって変調された光の平行度は、液晶光変調装置15と投射面SCRとの間の光路上の位置によって異なる。
仮に、各ホイール6,7が投射光学系17と投射面SCRとの間の光路上に配置される構成であると、投射光学系17で光が屈折することにより各ホイール6,7に様々な角度から光が入射する。波長選択膜は光の入射角度によって、膜の透過特性が変化する。この場合、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切な波長分離ができず、クロストークの原因となる。
これに対し、各ホイール6,7がクロスダイクロイックプリズム16と投射光学系17との間の光路上に配置される構成によれば、各ホイール6,7が投射光学系17と投射面SCRとの間の光路上に配置される構成に比べて、各ホイール6,7へ入射する光のホイール入射面に対する角度が垂直となりやすい。
従って、この構成によれば、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切に波長分離ができ、観察者はクロストークが少ない映像を得ることができる。
仮に、各ホイール6,7が投射光学系17と投射面SCRとの間の光路上に配置される構成であると、投射光学系17で光が屈折することにより各ホイール6,7に様々な角度から光が入射する。波長選択膜は光の入射角度によって、膜の透過特性が変化する。この場合、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切な波長分離ができず、クロストークの原因となる。
これに対し、各ホイール6,7がクロスダイクロイックプリズム16と投射光学系17との間の光路上に配置される構成によれば、各ホイール6,7が投射光学系17と投射面SCRとの間の光路上に配置される構成に比べて、各ホイール6,7へ入射する光のホイール入射面に対する角度が垂直となりやすい。
従って、この構成によれば、第1画像用の光と第2画像用の光とに適切に波長分離ができ、観察者はクロストークが少ない映像を得ることができる。
また、上記第1実施形態においては、第1ホイール6に第1選択領域60aと第2選択領域60bとが遮光領域60cを挟んで一つずつ設けられ、第2ホイール7に第1透過領域70aと第2透過領域70bとが遮光領域70cを挟んで一つずつ設けられている例を挙げて説明したが、これに限らない。
例えば、図14(a)、(b)に示すように、第1ホイール206には、第1選択領域260a1と第2選択領域260a2とが遮光領域260cを挟んで2つずつ交互に設けられ、第2ホイール207には、第1透過領域270b1と第2透過領域270b2とが遮光領域270cを挟んで2つずつ交互に設けられていてもよい。
尚、第1ホイールに2種類の選択領域が遮光領域を挟んで3つ以上の複数ずつ交互に設けられていてもよいし、第2ホイールに2種類の透過領域が遮光領域を挟んで3つ以上の複数ずつ交互に設けられていてもよい。
また、上記第2実施形態においては、第1ホイール106に第1選択領域160aと第2透過領域160bとが遮光領域160cを挟んで一つずつ設けられ、第2ホイール107に第2選択領域170aと第1透過領域170bとが遮光領域170cを挟んで一つずつ設けられている例を挙げて説明したが、これに限らない。
例えば、図15(a)、(b)に示すように、第1ホイール306には、第1選択領域360aと第2透過領域360bとが遮光領域360cを挟んで2つずつ交互に設けられ、第2ホイール307には、第2選択領域370aと第1透過領域370bとが遮光領域370cを挟んで2つずつ交互に設けられていてもよい。
尚、第1ホイールに第1選択領域と第2透過領域とが遮光領域を挟んで3つ以上の複数ずつ交互に設けられていてもよいし、第2ホイールに第2選択領域と第1透過領域とが遮光領域を挟んで3つ以上の複数ずつ交互に設けられていてもよい。
尚、上記実施形態においては、それぞれ赤色光、緑色光、青色光の画像で右眼用画像と左眼用画像とを形成しているが、これに限定されるものではない。例えば、それぞれ1色又は2色又は4色以上の画像で右眼用画像と左眼用画像とを形成することもできる。
また、上記実施形態におけるプロジェクターは、光源として第1色光(赤色光)、第2色光(緑色光)、及び第3色光(青色光)を含む光を発するランプ光源を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、光源として第1色光を発する第1光源、第2色光を発する第2光源及び第3色光を発する第3光源を用いることもできる。
また、上記実施形態におけるプロジェクターは透過型のプロジェクターであるが、これに限定されるものではない。例えば、反射型のプロジェクターであってもよい。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶素子等のように光変調素子が光を透過するタイプであることを意味している。「反射型」とは、反射型の液晶素子等のように光変調素子が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクターに本発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。
また、上記実施形態におけるプロジェクターは3つの光変調装置を用いた3板式のプロジェクターであるが、これに限定されるものではない。例えば、1つの光変調装置を用いた単板式のプロジェクターにも適用することができる。
また、上記実施形態におけるプロジェクターは、光変調装置における基板素子として高温ポリシリコンTFT液晶(HTPS)、LCOS(Liquid crystal on silicon)等を用いることができる。
本発明は、投射画像を観察する側から投射するフロント投射型プロジェクターに適用する場合にも、投射画像を観察する側とは反対の側から投射するリア投射型プロジェクターに適用する場合にも、適用することができる。
以上、図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されないことは言うまでもない。上記の実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
その他、プロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料、形成方法等に関する具体的な記載は、上記の実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。
その他、プロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料、形成方法等に関する具体的な記載は、上記の実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。
1,101…プロジェクター、2…光源、3…コリメート光学系、4…第1レンズアレイ、5…第2レンズアレイ、6,106,206,306…第1ホイール、7,107,207,307…第2ホイール、8…制御装置、15,15R,15G,15B…光変調装置、16…クロスダイクロイックプリズム(色合成光学系)、17…投射光学系、60a,160a,260a1,360a…第1選択領域、60b,170a,260a2,370a…第2選択領域、70a,170b,270b1,360b…第1透過領域、70b,160b,270b2,360b…第2透過領域、60c,160c,260c,360c…第1ホイールの遮光領域、70c,170c,270c,370c…第2ホイールの遮光領域
Claims (5)
- 光源と、
前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学系と、
前記光源と前記投射光学系との間の光路上に配置された第1ホイールと、
前記第1ホイールと前記投射光学系との間の光路上または前記第1ホイールと前記光源との間の光路上に配置された第2ホイールと、
前記第1ホイールと前記第2ホイールとの双方の回転を制御する制御装置と、を含み、
右眼用画像と左眼用画像のいずれか一方を第1画像、いずれか他方を第2画像としたときに、
前記第1ホイールには、第1画像用の光を透過し第2画像用の光を遮光する第1選択領域と前記第1画像用の光を遮光し前記第2画像用の光を透過する第2選択領域とが、前記第1画像用の光と前記第2画像用の光との双方を遮光する遮光領域を挟んで、前記第1ホイールの回転方向に沿って設けられており、
前記第2ホイールには、前記第1画像用の光を透過する第1透過領域と前記第2画像用の光を透過する第2透過領域とが、前記第1画像用の光と前記第2画像用の光との双方を遮光する遮光領域を挟んで、前記第2ホイールの回転方向に沿って設けられており、
前記制御装置は、前記第1ホイールの前記第1選択領域と前記第2ホイールの前記第1透過領域とを重ねるとともに前記第1ホイールの前記第2選択領域と前記第2ホイールの前記第2透過領域とを重ねた状態で前記第1ホイールと前記第2ホイールとを同期して回転させ、
前記制御装置は、前記第1ホイールの前記遮光領域と前記第2ホイールの前記遮光領域との重なり部分の大きさを調整可能であるプロジェクター。 - 光源と、
前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学系と、
前記光源と前記投射光学系との間の光路上に配置された第1ホイールと、
前記第1ホイールと前記投射光学系との間の光路上に配置された第2ホイールと、
前記第1ホイールと前記第2ホイールとの双方の回転を制御する制御装置と、を含み、
右眼用画像と左眼用画像のいずれか一方を第1画像、いずれか他方を第2画像としたときに、
前記第1ホイールには、第1画像用の光を透過し第2画像用の光を遮光する第1選択領域と前記第2画像用の光を透過する第2透過領域とが、前記第1画像用の光と前記第2画像用の光との双方を遮光する遮光領域を挟んで、前記第1ホイールの回転方向に沿って設けられており、
前記第2ホイールには、前記第1画像用の光を遮光し前記第2画像用の光を透過する第2選択領域と前記第1画像用の光を透過する第1透過領域とが、前記第1画像用の光と前記第2画像用の光との双方を遮光する遮光領域を挟んで、前記第2ホイールの回転方向に沿って設けられており、
前記制御装置は、前記第1ホイールの前記第1選択領域と前記第2ホイールの前記第1透過領域とを重ねるとともに前記第1ホイールの前記第2透過領域と前記第2ホイールの前記第2選択領域とを重ねた状態で前記第1ホイールと前記第2ホイールとを同期して回転させ、
前記制御装置は、前記第1ホイールの前記遮光領域と前記第2ホイールの前記遮光領域との重なり部分の大きさを調整可能であるプロジェクター。 - 前記第1透過領域と前記第2透過領域は、いずれも前記第1画像用の光と前記第2画像用の光との双方を透過するように構成されている請求項1または2に記載のプロジェクター。
- 前記光源と前記光変調装置との間の光路上には、前記光源から射出された光を平行化するコリメート光学系と、前記コリメート光学系から射出された光の輝度分布を均一化する一対のレンズアレイと、が配置されており、
前記第1ホイール及び前記第2ホイールの双方は、前記一対のレンズアレイの間の光路上に配置されている請求項1から3までのいずれか一項に記載のプロジェクター。 - 前記光変調装置は、第1色光を変調する第1光変調装置と、第2色光を変調する第2光変調装置と、第3色光を変調する第3光変調装置と、を含み、
前記光変調装置と前記投射光学系との間の光路上には、前記光変調装置によって変調された各色光を合成して射出する色合成光学系が配置されており、
前記第1ホイール及び前記第2ホイールの双方は、前記色合成光学系と前記投射光学系との間の光路上に配置されている請求項1から3までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012271109A JP2014115556A (ja) | 2012-12-12 | 2012-12-12 | プロジェクター |
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JP2012271109A Pending JP2014115556A (ja) | 2012-12-12 | 2012-12-12 | プロジェクター |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106249519A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-12-21 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种投影仪 |
-
2012
- 2012-12-12 JP JP2012271109A patent/JP2014115556A/ja active Pending
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