JP2016177131A - プロジェクター - Google Patents

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Abstract

【課題】画像に乱れが生じることを抑制できるプロジェクターを提供すること。【解決手段】光源装置3と、光源装置3から出射された光を変調して、第1変調光として出射する第1光変調装置(輝度調整ライトバルブ62)と、第1変調光を変調して、第2変調光として出射する第2光変調装置(色変調ライトバルブ71)と、第2変調光を投射する投射光学装置8と、第1光変調装置(輝度調整ライトバルブ62)と第2光変調装置(色変調ライトバルブ71)との間の光路上に設けられるリレー装置64と、を備え、リレー装置64は、第1変調光を第2光変調装置(色変調ライトバルブ71)の変調面に結像させる結像レンズ642と、結像レンズ642の瞳位置に配置され、入射される第1変調光を反射させる反射部材643と、を有し、反射部材643は、第1変調光を散乱させる散乱構造を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、プロジェクターに関する。
従来、光源から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をス
クリーン等の被投射面上に拡大投射するプロジェクターが知られている。このようなプロ
ジェクターとして、空間変調素子を直列に2つ並べたものが知られている(例えば、特許
文献1参照)。
この特許文献1に記載のプロジェクターでは、2つ以上の空間変調素子(色変調ライト
バルブ及び輝度変調ライトバルブ)が直列に配置される他、リレー光学系が、これら空間
変調素子の間に設けられている。そして、一方の空間変調素子(色変調ライトバルブ)か
ら出射された光は、リレー光学系を介して、他方の空間変調素子(輝度変調ライトバルブ
)に入射される。これにより、形成及び投射される画像のコントラストが高められる。
なお、上記特許文献1に記載のプロジェクターでは、リレー光学系は、上記一方の空間
変調素子の像を他方の空間変調素子に完全には結像させず、デフォーカス状態としている
。これにより、空間変調素子の画素間のブラックマトリクスによるモアレの発生が抑制さ
れている。
特開2007−218946号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載のプロジェクターでは、デフォーカス像は、上記
一方の空間変調素子に入射される光の配向分布に依存する。このため、配光分布が離散的
である場合(例えばインテグレーター系を通過後)は、デフォーカス像も離散的になり、
空間変調素子の画素間のブラックマトリクスが消えにくく、モアレが発生しやすいという
問題がある。また、光源の位置ずれなどにより配光分布に偏りが生じた場合、照明分布に
変化が生じ、投射画像に本来はないスジのようなものが生じてしまう。
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決することを目的としたものであり、画像に
乱れが生じることを抑制できるプロジェクターを提供することを目的の1つとする。
本発明の一態様に係るプロジェクターは、光源装置と、前記光源装置から出射された光
を変調して、第1変調光として出射する第1光変調装置と、前記第1変調光を変調して、
第2変調光として出射する第2光変調装置と、前記第2変調光を投射する投射光学装置と
、前記第1光変調装置と前記第2光変調装置との間の光路上に設けられるリレー装置と、
を備え、前記リレー装置は、前記第1変調光を前記第2光変調装置の変調面に結像させる
結像レンズと、前記結像レンズの瞳位置に配置され、入射される前記第1変調光を反射さ
せる反射部材と、を有し、前記反射部材は、前記第1変調光を散乱させることを特徴とす
る。
上記一態様によれば、入射される第1変調光を第2光変調装置の変調面に結像させる結
像レンズの瞳に位置する反射部材が、入射される第1変調光を散乱させる。これによれば
、第1光変調装置による第1変調光の像が、ぼやけた状態で、第2光変調装置の変調面に
入射され、第1光変調装置の画素による第1変調光を、第2光変調装置において対応する
画素を含む広い範囲に入射させることができる。このため、第2光変調装置に入射される
光の照明分布を、配光分布に依存しない照明分布とすることができるので、第2光変調装
置がブラックマトリクスを有する場合には、当該ブラックマトリクスを消しやすくするこ
とができ、ひいては、投射画像にモアレが生じることを抑制できる。更に、第1光変調装
置に入射される光の配向分布に変化が生じた場合でも、投射画像に本来はないスジが現れ
ることを抑制できる。従って、投射画像が乱れることを抑制できる。
上記一態様では、前記反射部材は、入射される前記第1変調光を反射させる反射面を有
し、前記反射面には、凹凸が形成されていることが好ましい。
上記一態様によれば、上記散乱構造を比較的容易に構成できる。従って、当該散乱構造
を簡略化できるので、プロジェクターの製造コストの増大を抑制できる。
上記一態様では、前記反射面に形成された前記凹凸は、曲面形状であることが好ましい

上記一態様によれば、第1変調光が、反射面によって偏った位置に反射されることを抑
制できる。従って、第2光変調装置において対応する画素を含む比較的広い範囲を均一に
照明できるので、配光分布に依存しない照明分布とすることができ、第1光変調装置に入
射される光の配向分布にずれが生じた場合でも、画像が乱れるのを抑制できる。
上記一態様では、前記反射部材は、前記反射面の前記凹凸が可変である可変形鏡である
ことが好ましい。
上記一態様によれば、反射部材は、可変形鏡(デフォーマブルミラー)であるので、反
射面を時間変化させることができる。これによれば、第1変調光を確実に散乱させて第2
光変調装置に入射させることができるので、第1光変調装置による第1変調光の像を、ぼ
やけた状態で、確実に第2光変調装置の変調面に入射させることができる。従って、上記
画像の乱れが生じることを確実に抑制できる。
上記一態様では、前記反射部材は、入射される前記第1変調光を反射させる反射面と、
入射される前記第1変調光の中心軸に交差した第1方向に沿う第1回動軸を中心として回
動させる駆動部と、を有することが好ましい。
上記一態様によれば、第1変調光を反射させる反射面は、駆動部によって上記第1回動
軸を中心として回動される。これによれば、当該第1変調光を確実に散乱させて第2光変
調装置の変調面に入射させることができる。従って、上記画像の乱れが生じることを確実
に抑制できる。
上記一態様では、前記駆動部は、前記第1方向に沿う前記第1回動軸、及び、前記第1
回動軸に略直交する第2方向に沿う第2回動軸のそれぞれを中心として、前記反射面を回
動させ、前記第1回動軸を中心とする回動の周波数と、前記第2回動軸を中心とする回動
の周波数とは、それぞれ異なることが好ましい。
上記一態様によれば、駆動部が、上記のように反射面を回動させることにより、第1光
変調装置の画素毎の第1変調光の中心位置を、当該中心位置の移動可能範囲内において至
る所に移動させることができる。これによれば、当該画素毎の第1変調光により、第2光
変調装置において対応する画素を含む広い範囲を均一に照明できる。従って、上記画像の
乱れが生じることを一層確実に抑制できる。
上記一態様では、前記駆動部は、前記第1回動軸を中心とする前記反射面の回動量、及
び、前記第2回動軸を中心とする前記反射面の回動量の少なくとも一方を、時間経過とと
もに変化させることが好ましい。
上記一態様によれば、第1光変調装置の画素毎の第1変調光の中心位置を、当該中心位
置の移動可能範囲内において、より一層分散配置させることができる。従って、第2光変
調装置において対応する画素を含む広い範囲をより一層均一に照明できるので、上記画像
の乱れが生じることをより一層確実に抑制できる。
本発明の第1実施形態に係るプロジェクターの内部構成を示す模式図。 上記第1実施形態における輝度調整ライトバルブから出射され、対応する色変調ライトバルブに入射される光の光路を示す図。 上記第1実施形態における反射部材の断面を示す図。 上記第1実施形態における反射部材の変形を示す断面図。 本発明の第3実施形態に係るプロジェクターが備える反射部材を示す図。 本発明の第4実施形態に係るプロジェクターが有する反射部材に入射される光の軌跡を示す模式図。 上記第4実施形態における反射板の構成を示す模式図。 上記第4実施形態における第1変調光の中心位置の移動量を示すタイムチャート。 上記第4実施形態における第1変調光の中心位置の軌跡を示す図。 上記第4実施形態における第1変調光の照度分布を示す図。 上記第4実施形態における第1変調光の照度分布を示すグラフ。 本発明の第5実施形態に係る第1変調光の中心位置の移動量を示すタイムチャート。 上記第5実施形態における第1変調光の中心位置の軌跡を示す図。 上記第5実施形態における第1変調光の照度分布を示す図。 上記第5実施形態における第1変調光の照度分布を示すグラフ。 上記第5実施形態の変形における第1変調光の中心位置の移動量を示すタイムチャート。 上記第5実施形態の変形における第1変調光の中心位置の軌跡を示す図。 上記第5実施形態の変形における第1変調光の照度分布を示す図。 上記第5実施形態の変形における第1変調光の照度分布を示すグラフ。 本発明の第6実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。 本発明の第7実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。 上記第7実施形態における調光装置の光路を示す図。 本発明の第8実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。 本発明の第9実施形態に係るプロジェクターの内部構造を側方から見た模式図。 上記第9実施形態における上段に位置する照明装置、色分離装置及び全反射ミラーを示す平面図。 上記第9実施形態における下段に位置する調光装置、画像形成装置及び投射光学装置を示す平面図。 本発明の第10実施形態に係るプロジェクターの内部構造を側方から見た模式図。 上記第10実施形態における上段に位置する照明装置、色分離装置及び調光装置の一部を示す平面図。 上記第10実施形態における下段に位置する調光装置の一部、画像形成装置及び投射光学装置を示す平面図。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図面に基づいて説明する。
[プロジェクターの構成]
図1は、本実施形態に係るプロジェクター1の内部構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター1は、内部に配置された光源から出射された光を変調
して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射す
るものである。
このプロジェクター1は、図1に示すように、照明装置2、色分離装置5、3つの調光
装置6(6R,6G,6B)、画像形成装置7及び投射光学装置8と、これら装置2〜8
を内部に収納する外装筐体(図示省略)と、を備える。この他、プロジェクター1は、図
示を省略するが、プロジェクター1の動作を制御する制御装置、当該プロジェクター1の
電子部品に電力を供給する電源装置、及び、冷却対象を冷却する冷却装置を備える。
このようなプロジェクター1は、詳しくは後述するが、調光装置6の輝度調整ライトバ
ルブ62によって、照明装置2から入射される光を画素毎に変調して画像情報に応じて光
量を調整した光(第1変調光)を、画像形成装置7の色変調ライトバルブ71において対
応する画素に入射させ、当該色変調ライトバルブ71よって更に変調して当該画像情報に
応じた画像を形成及び投射する。これにより、投射画像のコントラストを高めている。
このプロジェクター1において、輝度調整ライトバルブ62と色変調ライトバルブ71
との間の光路上に位置するリレー装置64の結像レンズ642が、輝度調整ライトバルブ
62の像を色変調ライトバルブ71の画像形成面7111に結像させる。また、当該リレ
ー装置64の反射部材643が、輝度調整ライトバルブ62の画素(以下、調光画素とい
う場合がある)毎の第1変調光の像を散乱させて、当該画像形成面7111において対応
する画素に入射させる。これにより、当該対応する画素に入射される調光画素による第1
変調光の照明範囲が拡大され、色変調ライトバルブ71の画像形成面7111におけるブ
ラックマトリクスが消えやすくなり、投射される画像においてモアレ等の乱れが発生する
ことが抑制される。
以下、プロジェクター1の各構成について説明する。
[照明装置の構成]
照明装置2は、光源装置3及び均一化装置4を備え、赤、緑及び青の色光を含む光を出
射する。これらのうち、光源装置3は、青色光Bを出射する第1光源装置31と、緑色光
G及び赤色光Rを含む蛍光を出射する第2光源装置32と、を備え、均一化装置4は、第
1光源装置31に応じて設けられる第1均一化装置41と、第2光源装置32に応じて設
けられる第2均一化装置42と、を有する。
[第1光源装置及び第1均一化装置の構成]
第1光源装置31は、青色光Bを出射する固体光源311と、当該固体光源311から
出射された青色光Bを平行化する平行化レンズ312と、当該平行化レンズ312から入
射される青色光Bを集光して第1均一化装置41に出射する集光レンズ313と、を有す
る。
これらのうち、固体光源311は、p偏光及びs偏光のうち、一方の偏光光(本実施形
態ではp偏光)である青色光Bを出射する。このような固体光源として、LD(Laser Di
ode)やLED(Light Emitting Diode)を採用可能である。
第1均一化装置41は、第1光源装置31から入射される青色光Bの中心軸に直交する
面内の照度分布(輝度分布)を均一化する。この第1均一化装置41は、ロッドインテグ
レーター411、集光レンズ412及び全反射ミラー413を有する。
ロッドインテグレーター411は、ガラス等の透光性材料により断面矩形状に構成され
、第1光源装置31から入射される青色光Bを繰り返し内面反射させることにより、当該
青色光Bの上記面内の照度分布を均一化する。この後、当該青色光Bは、集光レンズ41
2を介して、全反射ミラー413に入射され、青用の調光装置6Bに向けて反射される。
[第2光源装置及び第2均一化装置の構成]
第2光源装置32は、励起光を出射する固体光源321、平行化レンズ322、集光レ
ンズ323及び波長変換装置324を有する。
固体光源321は、上記励起光として青色光を出射するLDであり、当該固体光源32
1から出射された励起光は、平行化レンズ322及び集光レンズ323を介して、波長変
換装置324の回転蛍光板3242に入射される。
波長変換装置324は、入射された光の波長を変換して出射する。この波長変換装置3
24は、回転装置3241と、当該回転装置3241によって回転される回転蛍光板32
42と、を有する。
回転装置3241は、回転蛍光板3242の中心軸を回転軸として回転させるホイール
モーターにより構成されている。この回転装置3241によって回転蛍光板3242が回
転されることにより、当該回転蛍光板3242が冷却される。
回転蛍光板3242は、回転装置3241により回転される円板3243上に、入射さ
れる光の波長を変換する蛍光体層3244が、当該円板3243の周方向に沿って形成さ
れたものである。この回転蛍光板3242は、励起光が入射される側とは反対側に向けて
赤色光R及び緑色光Gを含む蛍光を出射する。
円板3243は、青色光を透過する材料からなる。円板3243の材料としては、例え
ば、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス及び透明樹脂等が挙げられる。
上記固体光源321から出射された励起光は、円板3243側から蛍光体層3244に
入射される。この蛍光体層3244と円板3243との間には、青色光を透過し、赤色光
R及び緑色光Gを反射させるダイクロイック膜3245が設けられている。
蛍光体層3244は、上記励起光を、赤色光R及び緑色光Gを含む蛍光に波長変換する
。このような蛍光体層3244は、例えば、YAG系蛍光体である(Y,Gd)(Al
,Ga)12:Ceを含有する層である。
なお、蛍光体層3244にて波長変換された蛍光は散乱され、一部の光は、蛍光体層3
244から円板3243側に出射される。しかしながら、当該一部の光は、ダイクロイッ
ク膜3245によって反射される。これにより、当該蛍光に含まれる赤色光R及び緑色光
Gは、第2均一化装置42側に出射される。
第2均一化装置42は、第2光源装置32から入射される上記蛍光の中心軸に直交する
面内の強度分布(照度分布)を均一化する。この第2均一化装置42は、コリメートレン
ズ421、第1レンズアレイ422、第2レンズアレイ423、偏光変換素子424及び
重畳レンズ425を有する。
コリメートレンズ421は、凸レンズであり、第2光源装置32から入射される光を略
平行化する。
第1レンズアレイ422は、図示を省略するが、コリメートレンズ421から入射され
る光を複数の部分光束に分割する複数の第1小レンズを有する。これら第1小レンズは、
照明光軸Ax(設計上の光軸のうち、第2光源装置32から入射される光の中心軸)と直
交する面内にマトリクス状に配列されている。
第2レンズアレイ423は、図示を省略するが、上記複数の第1小レンズに対応する複
数の第2小レンズを有する。この第2レンズアレイ423は、重畳レンズ425とともに
、各第1小レンズの像を後述する調光装置6の輝度調整ライトバルブ62R,62Gを構
成する液晶パネル621の変調面6211に結像させる。これら第2小レンズも、上記照
明光軸Axに直交する面内にマトリクス状に配列されている。
偏光変換素子424は、第2レンズアレイ423から入射される各部分光束の偏光方向
を揃える機能を有する。
具体的に、偏光変換素子424は、入射される光のうち、一方の直線偏光成分を透過さ
せ、他方の直線偏光成分を当該一方の直線偏光成分の進行方向に対する直交方向に反射さ
せる偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分の
進行方向と平行な方向に反射させる反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を
一方の直線偏光成分に変換する位相差層と、を有する。なお、本実施形態では、偏光変換
素子424は、p偏光を出射する構成とされているが、s偏光を出射する構成としてもよ
い。
[色分離装置の構成]
色分離装置5は、第2均一化装置42から入射される蛍光から、緑色光G及び赤色光R
を分離する。具体的に、色分離装置5は、緑色光Gを透過させ、赤色光Rを反射させるダ
イクロイックミラーにより構成されている。このような色分離装置5により分離された緑
色光Gは、緑色光用の調光装置6Gに入射され、赤色光Rは、赤色光用の調光装置6Rに
入射される。
[調光装置の構成]
調光装置6は、上記制御装置により制御され、入射される光の中心軸に対する直交面内
の照度分布(輝度分布)を画像情報に応じて調整する。これら調光装置6のうち、青色光
用の調光装置6Bには、全反射ミラー413によって反射された青色光Bが入射され、緑
色光用の調光装置6G及び赤色光用の調光装置6Rには、それぞれ色分離装置5により分
離された緑色光G及び赤色光Rがそれぞれ入射される。
このような調光装置6は、それぞれ、フィールドレンズ61、輝度調整ライトバルブ6
2、偏光分離装置63及びリレー装置64を有する。
これらのうち、フィールドレンズ61は、入射された光の進行方向を揃えて出射する機
能を有する。
[輝度調整ライトバルブの構成]
輝度調整ライトバルブ62(青、緑及び赤用の輝度調整ライトバルブを、それぞれ62
B,62G,62Rとする)は、本発明の第1光変調装置に相当する。これら輝度調整ラ
イトバルブ62は、透過型の液晶パネル621と、当該液晶パネル621を挟む入射側偏
光板622及び出射側偏光板623と、を有する。
これら輝度調整ライトバルブ62は、上記制御装置により制御される液晶パネル621
によって、入射側偏光板622を介して入射される光を領域毎に変調し、変調された光が
出射側偏光板623を介して出射されることにより、上記直交面内の照度分布が調整され
る。このようにして輝度調整ライトバルブ62によって輝度が調整された光(第1変調光
)は、対応する偏光分離装置63に入射される。
[偏光分離装置の構成]
偏光分離装置63(青、緑及び赤用の偏光分離装置を、それぞれ63B,63G,63
Rとする)は、入射される光のうち、一方の直線偏光成分を透過し、他方の直線偏光成分
を反射させる偏光分離層631が内部に配置されたプリズム型PBS(Polarizing Beam
Splitter)である。これら偏光分離装置63は、対応する輝度調整ライトバルブ62から
入射されるs偏光である第1変調光をリレー装置64に向けて反射させ、当該リレー装置
64から入射されるp偏光である第1変調光を、画像形成装置7を構成する色変調ライト
バルブ71に入射させる。
[リレー装置の構成]
リレー装置64(青、緑及び赤用のリレー装置を、それぞれ64B,64G,64Rと
する)は、偏光分離装置63から入射される第1変調光を、対応する色変調ライトバルブ
71に結像させる機能を有する。これらリレー装置64は、位相差板641と、結像レン
ズ642と、反射部材643と、を有する。
位相差板641は、λ/4板であり、入射される光に位相差を与え、偏光を変化させる
。この位相差板641には、偏光分離装置63からリレー装置64に第1変調光が入射さ
れるときと、リレー装置64の反射部材643によって反射された第1変調光が偏光分離
装置63に入射されるときとの2回、第1変調光が入射される。このため、偏光分離装置
63からリレー装置64に入射されるs偏光の第1変調光は、リレー装置64を経由する
過程にてp偏光の第1変調光となって、当該偏光分離装置63に入射される。そして、当
該p偏光の第1変調光は、偏光分離装置63の偏光分離層631を通過して、対応する色
変調ライトバルブ71に入射される。
結像レンズ642は、反射部材643とともに、入射される第1変調光を、対応する色
変調ライトバルブ71に結像させる。この結像レンズ642は、前段レンズ群、開口絞り
及び後段レンズ群を有する従来のリレー装置における前段レンズ群及び後段レンズ群の一
方と同様のレンズ構成を有し、このようなレンズには、メニスカスレンズや、ダブルガウ
スレンズの一方のレンズが含まれる。
反射部材643は、偏光分離装置63から入射された第1変調光を反射させて往復させ
、当該第1変調光を再度偏光分離装置63に入射させる。この反射部材643は、結像レ
ンズ642の光学的な瞳位置に配置される。
このような反射部材643は、第1変調光を反射させる反射面6431を有し、詳しく
は後述するが、当該反射面6431には、散乱構造としての微細で不定形な凹凸6432
(図3参照)が形成されている。そして、反射部材643は、上記結像レンズ642によ
って対応する色変調ライトバルブ71に結像される第1変調光を散乱させる。
このように、本実施形態では、リレー装置64は、入射される第1変調光を反射部材6
43によって折り返す構造であるので、前段レンズ群、開口絞り及び後段レンズ群が直列
に配置され、第1変調光がこれらを一方向に通過するリレー装置が採用される場合に比べ
て、リレー装置64の小型化を図ることができる。
[画像形成装置の構成]
画像形成装置7は、各調光装置6を介して入射される青、緑及び赤の第1変調光を更に
変調して画像情報に応じた画像を形成し、これら画像を合成して、投射光学装置8によっ
て投射される投射画像を形成する。この画像形成装置7は、各調光装置6から入射される
色光に応じて設けられる3つの色変調ライトバルブ71と、1つの色合成装置72と、を
有する。
[色変調ライトバルブの構成]
色変調ライトバルブ71(青、緑及び赤用の色変調ライトバルブを、それぞれ71B,
71G,71Rとする)は、本発明の第2変調装置に相当する。これら色変調ライトバル
ブ71は、それぞれ対応する色光の第1変調光を変調して、画像情報に応じた画像(対応
する色光の画像)を形成する。これら色変調ライトバルブ71は、透過型の液晶パネル7
11と、当該液晶パネル711を挟む入射側偏光板712及び出射側偏光板713と、を
有する。
これら色変調ライトバルブ71は、上記制御装置によって制御される液晶パネル711
によって、入射側偏光板712を介して入射される第1変調光を画像情報に応じて画素毎
に変調し、第2変調光として色合成装置72に出射側偏光板713を介して出射する。
なお、本実施形態では、液晶パネル711は、上記輝度調整ライトバルブ62を構成す
る液晶パネル621と同じ解像度である。このため、各液晶パネル621,711の各画
素は、互いに対応しており、液晶パネル621の或る調光画素により変調された第1変調
光は、液晶パネル711の画素(以下、色変調画素という場合がある)のうち、対応する
色変調画素に主に入射される。しかしながら、これに限らず、輝度調整ライトバルブ62
を構成する液晶パネル621の変調単位である領域を画素単位とするのではなく、複数画
素毎(領域毎)として、当該変調単位の数を色変調ライトバルブ71の解像度より少なく
する構成としてもよい。
[色合成装置の構成]
色合成装置72は、各色変調ライトバルブ71から入射される青、緑及び赤の各第2変
調光を合成して投射画像を形成し、当該投射画像を投射光学装置8に向けて出射する。こ
の色合成装置72は、本実施形態では、3つの入射面と1つの出射面を有するクロスダイ
クロイックプリズムにより構成され、各入射面は、対応する色変調ライトバルブ71に対
向し、出射面は、投射光学装置8に対向する。
[投射光学装置の構成]
投射光学装置8は、色合成装置72から入射される投射画像を上記被投射面上に拡大投
射する。この投射光学装置8は、図示を省略するが、鏡筒と、当該鏡筒内に収納配置され
る複数のレンズとを有する組レンズとして構成されている。
[反射部材の構成]
図2は、輝度調整ライトバルブ62を構成する液晶パネル621の変調面6211から
出射され、対応する色変調ライトバルブ71を構成する液晶パネル711の変調面である
画像形成面7111に入射される光の光路を示す図である。なお、図2においては、見易
さを考慮して、変調面6211から出射され、画像形成面7111に入射される光の一部
を省略している。
上記のように、輝度調整ライトバルブ62から出射された第1変調光は、色変調ライト
バルブ71に入射される。詳述すると、輝度調整ライトバルブ62を構成する液晶パネル
621の変調面6211から出射された第1変調光は、図2に示すように、偏光分離装置
63及びリレー装置64を介する過程で、上記結像レンズ642によって色変調ライトバ
ルブ71を構成する液晶パネル711の画像形成面7111に結像される。
しかしながら、結像レンズ642によって、第1変調光の像が画像形成面7111に完
全に結像してしまうと、光源からの光の配向分布が変化した際に、投射画像にブラックマ
トリクスが目立つ他、モアレが発生する等の乱れが生じるおそれがある。
図3は、反射部材643の断面を示す図である。
これに対し、本実施形態では、図3に示すように、反射部材643の反射面6431を
曲面形状とし、当該反射面6431に微細でランダムな凹凸6432を形成する。これに
より、当該反射面6431にて反射される第1変調光は散乱されて、上記画像形成面71
11に入射される。これにより、調光画素から出射され、対応する色変調画素に入射され
る第1変調光の照明範囲を拡大させることができる。従って、ブラックマトリクスが目立
たなくされる他、モアレ等の画像の乱れが生じることが抑制される。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター1によれば、以下の効果がある。
入射される第1変調光を色変調ライトバルブ71の画像形成面7111に結像させる結
像レンズ642の瞳位置に位置する反射部材643が、入射される第1変調光を散乱させ
る。これによれば、輝度調整ライトバルブ62による第1変調光の像が、ぼやけた状態で
、画像形成面7111に入射される他、反射部材643によって当該第1変調光が散乱さ
れる。これによれば、配光分布に依存しないぼやけた照明の分布にすることができる。従
って、投射光学装置8によって投射される画像に、モアレ等の乱れが生じることを抑制で
きる。また、配光分布に依存しないため、輝度調整ライトバルブ62に入射される光の配
向分布にずれが生じた場合でも、投射画像に本来はないスジが現れてしまうことを抑制で
きる。
反射部材643の反射面6431には、凹凸6432が形成されている。これによれば
、当該散乱構造を比較的容易に構成できる。従って、当該散乱構造を簡略化できるので、
プロジェクター1の製造コストの増大を抑制できる。
反射部材643の反射面6431は、凹凸6432を有する曲面形状に形成されている
。これによれば、第1変調光が、反射面6431によって偏った位置に反射されることを
抑制できる。従って、色変調ライトバルブ71において対応する色変調画素を含む比較的
広い範囲を均一に照明できるので、輝度調整ライトバルブ62に入射される光の配向分布
にずれが生じた場合でも、モアレ等の画像の乱れが生じることを好適に抑制できる。
[第1実施形態の変形]
図4は、反射部材643の変形である反射部材643Aを示す断面図である。
上記プロジェクター1では、反射部材643は、反射面6431に微細でランダムな凹
凸6432を有する構成であった。しかしながら、反射面6431に形成される凹凸は、
上記凹凸6432の形状に限らない。
例えば、図4に示すように、凸レンズ形状(断面円弧状)の凸部が規則的に繰り返し形
成されることにより、当該反射面6431に凹凸6432が形成された反射部材643A
を採用してもよい。このような凸部は、反射面6431の面内にて互いに直交する2軸の
それぞれに沿ってマトリクス状に配列されていることが好ましい。
このような反射部材643Aを用いた場合でも、上記プロジェクター1と同様の効果を
奏することができる。
[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター1と同様の構成を有する。こ
こで、当該プロジェクター1では、反射面6431に凹凸6432が形成されることによ
り、反射部材643の反射面6431に、画像形成面7111に入射される第1変調光を
散乱させる凹凸を形成した。これに対し、本実施形態では、反射部材をデフォーマブルミ
ラーとすることにより、画像形成面7111に入射される第1変調光を散乱させる。この
点で、本実施形態に係るプロジェクターと上記プロジェクター1とは相違する。なお、以
下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を
付して説明を省略する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記反射部材643がデフォーマブルミラーによ
り構成されている他は、上記プロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。
このデフォーマブルミラーは、図示を省略するが、反射面6431の裏面に、ピエゾ等
のアクチュエーターが複数配設され、反射面6431を振動させて当該反射面6431の
形状を時間変化させるものである。すなわち、当該デフォーマブルミラーにより構成され
る反射部材643において反射面6431の凹凸形状は時間変化される。
このような反射部材643が採用される場合でも、上記プロジェクター1と同様の効果
を奏することができる。また、反射面6431に形成される凹凸形状を時間変化させるこ
とにより、第1変調光を確実に散乱させて画像形成面7111に入射させることができる
ので、配光分布に依存しない照明分布(ぼやけた照明分布)にすることができる。従って
、投射画像に上記モアレが発生することをより確実に抑制できる。更に、配光分布に依存
しないため、輝度調整ライトバルブ62に入射される光の配向分布にずれが生じた場合で
も、投射画像に本来はないスジが現れることを抑制できる。従って、投射画像に乱れが生
じることを確実に抑制できる。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記第2実施形態に係るプロジェクターと同様の
構成を有する。ここで、当該プロジェクターでは、反射部材643をデフォーマブルミラ
ーにより構成し、反射面6431上の凹凸6432を時間変化させることにより、画像形
成面7111に入射される第1変調光を散乱させた。これに対し、本実施形態では、反射
部材において凹凸が形成された反射面を有する基板を回転させて、第1変調光が入射され
る範囲内の凹凸に時間変化を生じさせて、当該第1変調光を散乱させる。この点で、本実
施形態に係るプロジェクターと上記プロジェクター1とは相違する。なお、以下の説明で
は、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明
を省略する。
図5は、本実施形態に係るプロジェクターが備える反射部材644を示す図である。な
お、図5においても、見易さを考慮して、変調面6211から出射され、画像形成面71
11に入射される光の一部を省略している。
本実施形態に係るプロジェクターは、反射部材643に代えて反射部材644を有する
他は、上記プロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。
この反射部材644は、上記反射部材643を回転させるようなものであり、詳しくは
、図5に示すように、モーター等により構成される回転装置6441と、基板6442と
、を備える。
これらのうち、基板6442は、結像レンズ642側から見て円形状に形成されており
、当該基板6442の中心を通る法線に沿う回転軸を中心として、上記回転装置6441
により回転される。この基板6442は、結像レンズ642側に、入射される第1変調光
を反射させて折り返す反射面6443を有し、当該反射面6443には、上記凹凸643
2が形成されている。
そして、回転装置6441によって基板6442が回転されると、反射面6443にお
いて結像レンズ642から第1変調光が入射される領域内の凹凸形状が時間変化する。
これにより、上記デフォーマブルミラーにより構成された反射部材が採用される場合と
同様に、調光画素による第1変調光を散乱させて、画像形成面7111に入射させること
ができるので、配光分布に依存しない照明分布にすることができる。従って、投射画像に
上記モアレが発生することをより確実に抑制できる他、配向分布にずれが生じた場合でも
、投射画像に本来はないスジが現れることを抑制できる。従って、投射画像に乱れが生じ
ることを確実に抑制できる。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、上記第2実施形態にて示した
プロジェクターと同様の効果を奏することができる。
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記第1〜第3実施形態にて示したプロジェクタ
ーと同様の構成を有する。ここで、上記第2及び第3実施形態にて示したプロジェクター
では、反射部材の反射面を動かすことにより、凹凸を時間変化させ、入射される第1変調
光を散乱させた。これに対し、本実施形態に係るプロジェクターでは、入射される第1変
調光の中心軸に直交し、かつ、互いに直交する2軸を中心として反射板を回動させること
により、第1変調光を散乱させる。この点で、本実施形態に係るプロジェクターと上記第
2及び第3実施形態にて示したプロジェクター1とは相違する。なお、以下の説明では、
既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省
略する。
図6は、本実施形態に係るプロジェクターが有する反射部材645の反射板6451に
入射された反射される光の軌跡を示す模式図である。なお、図6においても、見易さを考
慮して、変調面6211から出射され、画像形成面7111に入射される光の一部を省略
している。
本実施形態に係るプロジェクターは、反射部材643に代えて反射部材645を有する
他は、上記プロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。
反射部材645は、図6に示すように、平坦な反射面6452を有する反射板6451
と、当該反射板6451を回動させる駆動部6459と、を有する。そして、反射部材6
45は、駆動部6459によって、反射面6452に入射される第1変調光の中心軸にそ
れぞれ交差し、かつ、互いに直交する2方向(一方をX方向、他方をY方向とする)に沿
う回動軸を中心として反射板6451を回動させ、画像形成面7111に入射される第1
変調光を散乱させる。
これらX方向及びY方向は、それぞれ本発明の第1方向及び第2方向に相当する。
図7は、反射板6451の構成を示す模式図である。
反射板6451は、図7に示すように、上記反射面6452が中央に配置され、一対の
磁石6453が当該反射面6452を挟む位置に配置され、更に一対の磁石6454が当
該一対の磁石6453を挟む位置に配置された構成を有する。
そして、駆動部6459が、一対の磁石6453及び一対の磁石6454に応じて配設
された電磁石に通電することによって、X方向に沿う回動軸及びY方向に沿う回動軸を中
心として反射板6451をそれぞれ一方及び他方に回動(傾斜)させる。すなわち、駆動
部6459は、反射板6451に入射される第1変調光を散乱させる。
図8は、駆動部6459による反射板6451の回動に伴う1つの調光画素による第1
変調光の中心位置の移動量を示すタイムチャートである。なお、図8では、X方向(+X
方向)及びY方向(+Y方向)に1画素分移動した場合を「1」とし、X方向とは反対方
向(−X方向)及びY方向とは反対方向(−Y方向)に1画素分移動した場合を「−1」
として示している。
駆動部6459は、上記Y方向に沿う回動軸及びY方向に沿う回動軸のそれぞれを中心
として反射板6451を一方及び他方にそれぞれ回動させることにより、図8に示すよう
に、上記調光画素による第1変調光の中心位置が、±X方向に1画素分、及び、±Y方向
に1画素分、周期的に往復移動させる。
ここで、液晶パネル621の解像度と、色変調ライトバルブ71の液晶パネル711の
解像度とは同じである。このため、反射板6451が回動されて、1つの調光画素による
第1変調光が1画素分移動されることにより、当該第1変調光は、対応する色変調画素に
隣接する色変調画素に入射されることとなる。
この際、駆動部6459は、±X方向へのそれぞれ1画素分の往復移動の周期と、±Y
方向へのそれぞれ1画素分の往復移動の周期とを、異ならせている。具体的に、駆動部6
459は、或る調光画素による第1変調光の中心を、所定期間内に±X方向に6往復させ
るのに対し、±Y方向に5往復させる。
図9は、1つの調光画素による第1変調光の中心位置の所定期間における軌跡を示す図
である。
上記のように反射板6451が回動されると、或る調光画素による第1変調光の中心位
置は、図9に示すように、±X方向及び±Y方向にそれぞれ1画素分の範囲内にて、X方
向及びY方向にそれぞれ傾斜する方向に移動し続け、ある周期で元の位置に戻る。
図10は、1つの調光画素による第1変調光の照度分布を示す図であり、図11は、当
該照度分布を示すグラフである。なお、図10においては、反射板6451が回動されて
いない場合、すなわち、当該1つの調光画素による第1変調光の中心位置が移動されない
場合の照明範囲を一点鎖線によって示している。また、図11において横軸は、1つの調
光画素による第1変調光の移動前の中心位置を「0」とし、1画素の寸法を「1」とした
場合に当該第1変調光が照射される範囲を示し、縦軸は、照度(輝度)を示している。
上記のように、調光画素による第1変調光の中心位置が移動されると、図10に示すよ
うに、当該中心位置が移動されない場合に比べて広い範囲に第1変調光が入射される。
具体的に、図11に示すように、1つの調光画素による第1変調光の中心位置が移動さ
れる場合には、当該第1変調光の照射範囲は、当該中心位置が移動していない場合(図1
1において一点鎖線によって示す場合)より外側に1画素分広い範囲となる。また、当該
範囲は、中央の1画素分の照度が最も高く、外側に向かうに従って照度が下がる。
以上のように、駆動部6459は、Y方向に沿う回動軸を中心として反射板6451を
一方及び他方に回動させることによって、或る調光画素による第1変調光の中心位置を±
X方向に往復移動させる。また、これとともに、駆動部6459は、X方向に沿う回動軸
を中心として反射板6451を一方及び他方に回動させることによって、当該或る調光画
素による第1変調光の中心位置を±Y方向に往復移動させる。
これにより、第1変調光の像は、反射部材645によって散乱されるので、画像形成面
7111に入射される光による照明分布を、配光分布に依存しない照明分布にすることが
できる。従って、色変調画素を囲むブラックマトリクスを消しやすくすることができ、上
記モアレが発生することを抑制できる他、配向分布に変化が生じた場合でも、投射画像に
本来はないスジが現れることを抑制できる。従って、投射画像が乱れることをより確実に
抑制できる。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、上記プロジェクター1と同様
の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
第1変調光を反射させる反射面6452を有する反射板6451は、駆動部6459に
よって互いに直交する2つの回動軸を中心として回動される。これによれば、当該反射面
6452に入射される第1変調光を確実に散乱させて、画像形成面7111に入射させる
ことができる。従って、上記のように、投射画像に上記モアレやスジ等の乱れが生じるこ
とを確実に抑制できる。
この他、反射部材645は、平坦な反射面6452を有する反射板6451を回動させ
ることによって上記第1変調光を散乱させる。このため、上記凹凸6432を有する反射
部材643を反射板6451として採用する場合に比べて、反射板6451を容易に製造
できる。この他、当該反射板6451を用いた場合に生じる回折の0次光の発生を抑制で
きるので、第1変調光を確実に散乱させることができる。
駆動部6459が、反射板6451を回動させることにより、輝度調整ライトバルブ6
2の調光画素毎の第1変調光の中心位置を、当該中心位置の移動可能範囲内において至る
所に移動させることができる。これによれば、当該画素毎の第1変調光により、対応する
色変調画素を含む広い範囲を均一に照明できる。従って、上記画像の乱れが生じることを
一層確実に抑制できる。
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記第4実施形態にて示したプロジェクターと同
様の構成を有する。
ここで、第4実施形態に係るプロジェクターでは、1つの調光画素による第1変調光の
中心位置の±X方向及び±Y方向への移動量は、+方向に1画素、及び、−方向に1画素
の2画素であった。具体的に、±X方向に移動される場合には、X方向における移動前の
位置を基準位置とすると、まず、当該中心位置が+X方向に1画素分移動した後に−X方
向に移動して基準位置に戻り、更に−X方向に1画素分移動した後に+X方向に移動して
基準位置に戻る。当該中心位置が±Y方向に移動される場合も同様である。
これに対し、本実施形態に係るプロジェクターでは、±X方向及び±Y方向への1往復
の移動量を一定期間において変化させる。この点で、本実施形態に係るプロジェクターと
上記第4実施形態にて示したプロジェクターとは相違する。なお、以下の説明では、既に
説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略す
る。
図12は、本実施形態に係るプロジェクターにおいて1つの調光画素による第1変調光
の中心位置の移動量を示すタイムチャートである。なお、図12においても、当該中心位
置が+X方向及び+Y方向に1画素分移動した場合を「1」とし、−X方向及び−Y方向
に1画素分移動した場合を「−1」として示している。
本実施形態に係るプロジェクターは、駆動部6459によって反射板6451が回動さ
れて調光画素毎の第1変調光の中心位置が移動する態様が異なる他は、上記第4実施形態
にて示したプロジェクターと同様の構成及び機能を有する。
本実施形態においては、駆動部6459は、図12に示すように、反射板6451を上
記Y方向に沿う回動軸及び上記X方向に沿う回動軸のそれぞれを中心としてそれぞれ一方
及び他方に回動させて、上記調光画素による第1変調光の中心位置を±X方向及び±Y方
向のそれぞれに移動させる際の移動量を時間変化させる。
具体的に、各調光画素による第1変調光の中心位置は、上記と同様に±X方向及び±Y
方向に移動されるが、これら±X方向及び±Y方向への当該中心位置の移動量は、最大1
画素分の範囲でsin波(正弦波)のように変化される。すなわち、当該中心位置の±X
方向への振幅は、次第に増加した後、次第に減少し、また、±Y方向への振幅も、次第に
増加した後、次第に減少する。これら±X方向及び±Y方向への当該中心位置の振幅周期
は同じであるが、各周期の位相は90°ずれている。
図13は、1つの調光画素による第1変調光の中心位置の所定期間における軌跡を示す
図である。
上記のように、駆動部6459によって反射板6451が回動されると、或る調光画素
による第1変調光の中心位置は、図13に示すように、±X方向及び±Y方向にそれぞれ
1画素分の範囲内にて、+Y方向側にずれた位置から渦巻状に広がりながら移動した後、
同様に渦巻状に縮小しつつ移動して、ある周期で元の位置に戻る。
図14は、1つの調光画素による第1変調光の照度分布を示す図であり、図15は、当
該照度分布を示すグラフである。なお、図14においては、図10と同様に、反射板64
51が回動されていない場合、すなわち、当該1つの調光画素による第1変調光の中心位
置が移動されない場合の照明範囲を一点鎖線によって示している。また、図15において
横軸は、1つの調光画素による第1変調光の移動前の中心位置を「0」とし、1画素の寸
法を「1」とした場合に当該第1変調光が照射される範囲を示し、縦軸は、照度(輝度)
を示している。
上記のように、調光画素による第1変調光の中心位置が移動されると、図14に示すよ
うに、当該中心位置が移動されない場合に比べて第1変調光による照明範囲が広がる。
具体的に、図15に示すように、或る調光画素による第1変調光の中心位置が移動され
る場合には、当該第1変調光の照射範囲は、当該中心位置が移動していない場合(図15
において一点鎖線によって示す場合)より外側に1画素分広い範囲となる。また、当該範
囲は、中央の1画素分の照度が最も高く、外側に向かうに従って照度が下がる。この照度
の下降率(上昇率)は、上記図11にて示した照度の下降率(上昇率)より低く、当該照
度の下降曲線(上昇曲線)は、上記図11にて示した照度の下降曲線(上昇曲線)より緩
やかになっている。
このような構成により、或る調光画素による第1変調光の像は、反射部材645によっ
て散乱され、対応する色変調画素を中心とする広い範囲に入射される。従って、対応する
色変調画素、及び、当該色変調画素を囲むブラックマトリクスを含む範囲に、1つの調光
画素による第1変調光を入射させることができる。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、上記第4実施形態に係るプロ
ジェクターと同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
調光画素による第1変調光の中心位置が±X方向及び±Y方向に移動される際の振幅は
、sin波のように時間変化され、これにより、当該中心位置が移動していない場合の照
明範囲から外側への照度の低下が緩やかとなる。これによれば、画像形成面7111に入
射される光の照明分布を、配向分布に依存しないぼやけた照明分布にすることができる。
従って、投射画像にモアレ等の乱れが生じることを抑制できる。また、光源として超高圧
水銀ランプ等の放電光源ランプが採用され、発光部内にて生じるアークの位置が劣化等の
要因によって適正位置からずれる等して輝度調整ライトバルブ62に入射される光の配向
分布にずれが生じた場合でも、投射画像に本来はないスジが現れることを抑制できる。従
って、投射画像に乱れが生じることを抑制できる。
[第5実施形態の変形]
図16は、反射板6451の回動態様を上記から変更した場合の1つの調光画素による
第1変調光の中心位置の移動量を示すタイムチャートである。なお、図16においても、
当該中心位置が+X方向及び+Y方向に1画素分移動した場合を「1」とし、−X方向及
び−Y方向に1画素分移動した場合を「−1」として示している。
上記第5実施形態に係るプロジェクターでは、調光画素による第1変調光の中心位置の
±X方向及び±Y方向への振幅がsin波のように時間変化するように、駆動部6459
が上記反射板6451を回動させた。しかしながら、これに限らず、±X方向及び±Y方
向のうち少なくともいずれかの方向への振幅が時間変化するように、駆動部6459が、
反射板6451を回動させればよい。
例えば、駆動部6459が、図16に示すように反射板6451を回動させてもよい。
具体的に、各調光画素による第1変調光の中心位置の振幅を±X方向及び±Y方向のそ
れぞれに5回振幅させる間に、当該中心位置の移動量を最大1画素分の範囲で次第に増加
させた後、次第に減少させ、+方向への移動量と−方向への移動量とを逆にして、当該中
心位置を±X方向及び±Y方向のそれぞれに更に5回振幅させる。そして、上記5回ずつ
計10回の振幅を1周期とした場合に、±Y方向への振幅の位相に対して、±X方向への
振幅の位相を1/4周期ずらしている。換言すると、それぞれの上記1周期に応じた時間
は同じである状態で、±X方向への振幅が開始されてから、1/4周期に応じた時間が経
過した後に、±Y方向への振幅が開始される。
図17は、1つの調光画素による第1変調光の中心位置の所定期間における軌跡を示す
図である。
上記のように、駆動部6459によって反射板6451が回動されると、或る調光画素
による第1変調光の中心位置は、図17に示すように、±X方向及び±Y方向にそれぞれ
1画素分の範囲内にて、中心を起点とする花型(花模様)の軌跡を描くように移動する。
図18は、1つの調光画素による第1変調光の照度分布を示す図であり、図19は、当
該照度分布を示すグラフである。なお、図18においては、図10と同様に、反射板64
51が回動されていない場合、すなわち、当該1つの調光画素による第1変調光の中心位
置が移動されない場合の照明範囲を一点鎖線によって示している。また、図19において
横軸は、1つの調光画素による第1変調光の移動前の中心位置を「0」とし、1画素の寸
法を「1」とした場合に当該第1変調光が照射される範囲を示し、縦軸は、照度(輝度)
を示している。
上記のように、調光画素による第1変調光の中心位置が移動されると、図18に示すよ
うに、当該中心位置が移動されない場合に比べて第1変調光による照明範囲が広がる。
具体的に、図19に示すように、或る調光画素による第1変調光の中心位置が移動され
る場合には、当該第1変調光の照射範囲は、当該中心位置が移動していない場合(図19
において一点鎖線によって示す場合)より外側に1画素分広い範囲となる。また、当該範
囲は、中央の1画素分の照度が最も高く、外側に向かうに従って照度が下がる。この照度
の下降率(上昇率)は、上記図11にて示した照度の下降率(上昇率)より低く、上記図
15に示した照度の下降率(上昇率)に近い値となる。すなわち、当該照度の下降曲線(
上昇曲線)は、上記図11にて示した照度の下降曲線(上昇曲線)より緩やかであり、上
記図15に示した照度の下降曲線(上昇曲線)に類似している。
このような構成により、或る調光画素による第1変調光の像は、反射部材645によっ
て散乱され、対応する色変調画素を中心とする広い範囲に入射される。従って、対応する
色変調画素、及び、当該色変調画素を囲むブラックマトリクスを含む範囲に、1つの調光
画素による第1変調光を入射させることができる。
以上説明したように、駆動部6459が反射板6451を回動させるプロジェクターに
よっても、上記と同様の効果を奏することができる。
[第6実施形態]
次に、本発明の第6実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター1と同様の構成を有するが、
光学部品の配置が異なる点で、当該プロジェクター1と相違する。なお、以下の説明では
、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を
省略する。
図20は、本実施形態に係るプロジェクター1Aの構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター1Aは、図20に示すように、調光装置6に代えて調
光装置6Aを有する他は、上記プロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。
調光装置6Aは、上記第1光源装置31から第1均一化装置41及びレンズSLを介し
て入射される青色光Bの輝度を画素毎に調整する青用の調光装置6ABと、上記第2光源
装置32から出射されて第2均一化装置42及びレンズSLを通過し、色分離装置5によ
り分離された緑色光G及び赤色光Rの輝度をそれぞれ画素毎に調整する緑用の調光装置6
AG及び赤用の調光装置6Rと、を含む。これら調光装置6A(6AB,6AG,6AR
)は、上記調光装置6と同様の構成及び機能を有するが、当該調光装置6Aを構成する各
装置の配置が調光装置6と異なる。
具体的に、調光装置6Aは、フィールドレンズ61、輝度調整ライトバルブ62A、偏
光分離装置63及びリレー装置64を有する。
これらのうち、偏光分離装置63は、フィールドレンズ61から入射される光を透過さ
せて輝度調整ライトバルブ62Aに入射させ、当該輝度調整ライトバルブ62Aから入射
される第1変調光を反射させてリレー装置64に入射させ、当該リレー装置64から入射
される第1変調光を透過させて、対応する色変調ライトバルブ71に入射させる。
輝度調整ライトバルブ62A(青、緑及び赤用の輝度調整ライトバルブを、それぞれ6
2AB,62AG,62ARとする)は、上記制御装置により制御される反射型の液晶パ
ネルにより構成されている。そして、輝度調整ライトバルブ62Aは、偏光分離装置63
から入射される光を当該偏光分離装置63に反射させる過程で、当該光を画像情報に応じ
て変調する。このような輝度調整ライトバルブ62Aにより変調されて、調光画素毎に光
量が調整された光である第1変調光は、偏光分離装置63及びリレー装置64を介して、
対応する色変調ライトバルブ71に入射される。すなわち、当該第1変調光は、色変調ラ
イトバルブ71の入射側偏光板712を介して液晶パネル711に入射され、画像情報に
応じて更に変調される。
このような調光装置6Aを備えるプロジェクター1Aによっても、上記プロジェクター
1と同様の効果を奏することができる。
なお、リレー装置64を構成する反射部材643に代えて、上記反射部材643Aを採
用してもよく、上記デフォーマブルミラーにより構成された反射部材を採用してもよい。
更に、反射部材643に代えて、上記反射部材644又は反射部材645を採用してもよ
い。
[第7実施形態]
次に、本発明の第7実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター1Aと同様の構成を有するが
、照明装置及び色分離装置の構成が異なる他、調光装置を通過する光の光路が異なる。こ
の点で、本実施形態に係るプロジェクターと、上記プロジェクター1Aとは相違する。な
お、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の
符号を付して説明を省略する。
図21は、本実施形態に係るプロジェクター1Bの構成を模式的に示す平面図である。
本実施形態に係るプロジェクター1Bは、図21に示すように、照明装置2B、色分離
装置5B、調光装置6A(6AB,6AG,6AR)、画像形成装置7、投射光学装置8
及び伝達装置9Bと、これらを内部に収納する外装筐体(図示省略)を備える。この他、
図示を省略するが、プロジェクター1Bは、上記制御装置、電源装置及び冷却装置を備え
る。
照明装置2Bは、光源装置3B及び均一化装置4Bを有し、色分離装置5Bに向けて光
を出射する。
光源装置3Bは、超高圧水銀ランプ等の光源ランプ3B1と、当該光源ランプ3B1か
ら出射された光を均一化装置4Bに向けて反射させるリフレクター3B2と、を有する。
均一化装置4Bは、光源装置3Bから入射される光の中心軸に対する直交面内の照度分
布(輝度分布)を均一化するものである。この均一化装置4Bは、上記第2均一化装置4
2と同様に、第1レンズアレイ422、第2レンズアレイ423、偏光変換素子424及
び重畳レンズ425を有する。
色分離装置5Bは、照明装置2Bから入射される光から、青、緑及び赤の各色光を分離
する。この色分離装置5Bは、ダイクロイックミラー5B1,5B2、全反射ミラー5B
3及び2つの凸レンズ5B4を有する。
ダイクロイックミラー5B1は、照明装置2Bから入射される光に含まれる青色光Bを
反射させ、緑色光G及び赤色光Rを透過させる。
ダイクロイックミラー5B2は、ダイクロイックミラー5B1を透過した緑色光G及び
赤色光Rのうち、緑色光Gを反射させ、赤色光Rを透過させる。
全反射ミラー5B3は、ダイクロイックミラー5B1により反射された青色光Bが入射
され、当該青色光Bを青用の調光装置6ABに向けて反射させる。
2つの凸レンズ5B4は、ダイクロイックミラー5B1,5B2の間、及び、ダイクロ
イックミラー5B1と全反射ミラー5B3との間に設けられている。
伝達装置9Bは、ダイクロイックミラー5B2を透過する赤色光Rの光路上に設けられ
、当該赤色光Rを赤用の調光装置6A(6AR)に導く。この伝達装置9Bは、入射側レ
ンズ9B1、反射ミラー9B2、リレーレンズ9B3及び反射ミラー9B4を有する。
図22は、プロジェクター1Bが有する調光装置6Aにおける光路を示す図である。
調光装置6A(6AB,6AG,6AR)は、上記のように、入射される各色光を変調
して調光画素毎に光量を調整した第1変調光を、対応する色変調ライトバルブ71(71
B,71G,71R)に入射させる。この調光装置6Aは、図22に示すように、フィー
ルドレンズ61、輝度調整ライトバルブ62A、偏光分離装置63及びリレー装置64を
有する。
これらのうち、輝度調整ライトバルブ62A及びリレー装置64は、偏光分離装置63
に対して、上記色分離装置5Bによって分離される青、緑及び赤の各色光の中心軸が含ま
れる仮想面の法線に沿う一方側及び他方側に位置する。具体的に、輝度調整ライトバルブ
62Aは、偏光分離装置63に対して下側に位置し、リレー装置64は、偏光分離装置6
3に対して上側に位置する。なお、これらの配置は逆でもよい。
このため、上記偏光変換素子424によって一方の偏光方向に揃えられ、フィールドレ
ンズ61を介して偏光分離装置63に入射された偏光光は、偏光分離層631によって反
射されて、輝度調整ライトバルブ62Aに入射される。この輝度調整ライトバルブ62A
の調光画素により反射に伴って変調された第1変調光(調光画素毎に光量調整された光)
は、偏光分離層631を透過してリレー装置64に入射される。そして、リレー装置64
から再度偏光分離装置63に入射された第1変調光の像は、偏光分離層631にて反射さ
れて、偏光分離装置63の光路後段に位置する色変調ライトバルブ71の画像形成面71
11に結像される。
画像形成装置7は、上記のように、各色光B,G,Rに応じた3つの色変調ライトバル
ブ71(71B,71G,71R)と、色合成装置72と、を有する。これら色変調ライ
トバルブ71によって変調された第1変調光である各色の第2変調光は、色合成装置72
によって合成され、投射光学装置8によって投射される。
このような構成を有するプロジェクター1Bによっても、上記プロジェクター1と同様
の効果を奏することができる。
なお、リレー装置64を構成する反射部材643に代えて、上記反射部材643Aを採
用してもよく、上記デフォーマブルミラーにより構成された反射部材を採用してもよい。
更に、反射部材643に代えて、上記反射部材644又は反射部材645を採用してもよ
い。
[第8実施形態]
次に、本発明の第8実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、プロジェクター1と同様の構成を有する。ここで
、当該プロジェクター1では、3つの調光装置6が設けられ、色合成装置72は、3つの
透過型の色変調ライトバルブ71によって変調された各色の第2変調光を合成して出射す
るものであった。
これに対し、本実施形態に係るプロジェクターは、1つの調光装置6を有する他、色合
成装置72が入射される光から3つの色光を分離して3つの反射型の色変調ライトバルブ
に出射し、当該各色変調ライトバルブから入射される各色光を色合成装置72が合成して
出射する構成である。この点で、本実施形態に係るプロジェクターと、上記プロジェクタ
ー1とは相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部
分については、同一の符号を付して説明を省略する。
図23は、本実施形態に係るプロジェクター1Cの構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター1Cは、図23に示すように、照明装置2C、調光装
置6、画像形成装置7C、偏光板9C及び投射光学装置8を備える。
照明装置2Cは、1種の直線偏光であり、光軸直交面内の照度分布が均一化された光を
、調光装置6に向けて出射する。このような照明装置2Cは、例えば、上記照明装置2B
と同様の構成とすることができる。この他、照明装置2Cは、上記光源装置3及び上記第
2均一化装置42を有し、当該光源装置3から出射される青、緑及び赤の各色光が第2均
一化装置42を通過する過程にて、上記照度分布が均一化された光を得る構成とすること
ができる。
調光装置6では、輝度調整ライトバルブ62が、照明装置2Cから入射される光を変調
し、調光画素毎に光量を調整した第1変調光を偏光分離装置63に入射させる。
偏光分離装置63は、輝度調整ライトバルブ62から入射される第1変調光を偏光分離
層631にて反射させてリレー装置64に向けて出射する。
リレー装置64では、偏光分離装置63から入射される光を反射部材643にて散乱さ
せるとともに、結像レンズ642によって、入射される第1変調光の像を各色変調ライト
バルブ71Cの画像形成面7111に結像させる。なお、リレー装置64に入射された第
1変調光は、上記のように、位相差板641を2回通過することにより偏光方向が90°
回転され、偏光分離層631を通過して、画像形成装置7Cに入射される。
画像形成装置7Cでは、色合成装置72が、調光装置6から入射される第1変調光から
、青、緑及び赤の各色光B,G,Rを分離し、これら色光B,G,Rを色変調ライトバル
ブ71Cに入射させる。これら色変調ライトバルブ71C(71CB,71CG,71C
R)は、反射型の液晶パネルであり、色光毎に設けられる。これら色変調ライトバルブ7
1Cは、入射される色光を反射させる過程で変調して、第2変調光として色合成装置72
に再度入射させる。そして、色合成装置72は、各色の第2変調光を合成して、再度、偏
光分離装置63に入射させる。
偏光分離装置63に入射された第2変調光は、偏光分離層631にて投射光学装置8側
に反射される。この偏光分離装置63と投射光学装置8との間には、色変調ライトバルブ
71Cによって変調された第2変調光を透過し、他の偏光光を吸収する偏光板9Cが配置
されている。そして、偏光板9Cを介して投射光学装置8に入射された第2変調光は、当
該投射光学装置8によって上記被投射面上に拡大投射される。
このような構成を有するプロジェクター1Cによっても、上記プロジェクター1と同様
の効果を奏することができる。
なお、リレー装置64を構成する反射部材643に代えて、上記反射部材643Aを採
用してもよく、上記デフォーマブルミラーにより構成された反射部材を採用してもよい。
更に、反射部材643に代えて、上記反射部材644又は反射部材645を採用してもよ
い。
[第9実施形態]
次に、本発明の第9実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、照明装置及び色分離装置が上段に配置され、調光
装置、画像形成装置及び投射光学装置が下段に配置されている点で、上記プロジェクター
1と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分に
ついては、同一の符号を付して説明を省略する。
図24は、本実施形態に係るプロジェクター1Dの内部構造を側方から見た模式図であ
る。
本実施形態に係るプロジェクター1Dは、図24に示すように、照明装置2C、色分離
装置5D、全反射ミラー9D、調光装置6、画像形成装置7及び投射光学装置8と、これ
らを内部に収納する外装筐体(図示省略)を有する。この他、図示を省略するが、プロジ
ェクター1Dは、上記制御装置、上記電源装置及び上記冷却装置を備える。
これらのうち、照明装置2C、色分離装置5D及び全反射ミラー9Dは、上段に配置さ
され、3つの調光装置6、画像形成装置7及び投射光学装置8は、下段に配置されている
。そして、上段に配置された色分離装置5Dによって分離された青、緑及び赤の各色光B
,G,Rは、それぞれ全反射ミラー9Dによって反射されて、下段に位置する調光装置6
(6B,6G,6R)に導かれる。
以下、これらの構成について説明する。
図25は、上段にそれぞれ位置する照明装置2C、色分離装置5D及び全反射ミラー9
Dを示す平面図である。
照明装置2Cから出射された光(1種の直線偏光であり、光軸直交面内の照度分布が均
一化された光)は、図25に示すように、色分離装置5Dに入射される。
色分離装置5Dは、内部に2種の誘電体多層膜が交差して配置されたクロスダイクロイ
ックプリズムにより構成され、照明装置2Cから入射される光から青、緑及び赤の色光B
,G,Rを分離する。このようにして分離された緑色光Gは、色分離装置5Dを通過して
、全反射ミラー9Dによって下段側に反射され、また、青色光B及び赤色光Rは、上記2
種の誘電体多層膜によって互いに反対側に反射されて、対応する全反射ミラー9Dに入射
され、当該全反射ミラー9Dによって、下段側に反射される。
図26は、下段にそれぞれ位置する調光装置6(6B,6G,6R)、画像形成装置7
及び投射光学装置8を示す平面図である。
各全反射ミラー9Dによって反射された各色光B,G,Rは、それぞれ対応する調光装
置6に入射される。
そして、調光装置6の各輝度調整ライトバルブ62によって画素毎に変調されて光量が
調整された第1変調光は、図26に示すように、偏光分離装置63及びリレー装置64を
介して、対応する色変調ライトバルブ71(71B,71G,71R)に入射される。
これら色変調ライトバルブ71B,71G,71Rによって画像情報に応じて変調され
た各色の第2変調光は、色合成装置72に入射されて合成され、合成された各色光は、投
射光学装置8によって上記被投射面上に拡大投射される。
このような構成を有するプロジェクター1Dによっても、上記プロジェクター1と同様
の効果を奏することができる。
なお、リレー装置64を構成する反射部材643に代えて、上記反射部材643Aを採
用してもよく、上記デフォーマブルミラーにより構成された反射部材を採用してもよい。
更に、反射部材643に代えて、上記反射部材644又は反射部材645を採用してもよ
い。また、透過型の液晶パネルを有する輝度調整ライトバルブ62を備える調光装置6に
代えて、反射型の液晶パネルを有する輝度調整ライトバルブ62Aを備える調光装置6A
を採用してもよい。
[第10実施形態]
次に、本発明の第10実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクター1Eは、調光装置の構成が異なる点で、上記プロジェ
クター1Dと相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一であ
る部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
図27は、本実施形態に係るプロジェクター1Eの内部構造を側方から見た模式図であ
る。
本実施形態に係るプロジェクター1Eは、図27に示すように、調光装置6に代えて調
光装置6Eを有する他は、上記プロジェクター1Dと同様の構成及び機能を有する。
調光装置6E(青用、緑用及び赤用の調光装置を、それぞれ6EB,6EG,6ERと
する)は、それぞれ、輝度調整ライトバルブ62及びリレー装置64を有するが、上記調
光装置6と異なり、偏光分離装置63を備えない他、リレー装置64が位相差板641を
備えない。また、調光装置6Eは、3つの全反射ミラー646を有し、これら3つの全反
射ミラー646には、凹曲面状の全反射ミラー6461,6463と、凸曲面状の全反射
ミラー6462とが含まれる。
図28は、上段にそれぞれ位置する照明装置2C、色分離装置5D及び調光装置6Eの
一部を示す平面図である。
このようなプロジェクター1Eでは、図27及び図28に示すように、照明装置2Cか
ら出射された光(1種の直線偏光であり、光軸直交面内の照度分布が均一化された光)は
、色分離装置5Dに入射される。
色分離装置5Dは、上記のように、照明装置2Cから入射される光から青、緑及び赤の
色光B,G,Rを分離する。これらのうち、緑色光Gは、色分離装置5Dを通過して、調
光装置6EGの輝度調整ライトバルブ62Gに入射される。また、青色光B及び赤色光R
は、図28に示すように、上記2種の誘電体多層膜によって互いに反対側に反射されて、
調光装置6EB,6EGの輝度調整ライトバルブ62B,62Rにそれぞれ入射される。
これらのうち、輝度調整ライトバルブ62Gによって変調された緑の第1変調光は、図
27に示すように、凹曲面状の全反射ミラー6461によって反射され、中段に位置する
凸曲面状の全反射ミラー6462に入射される。この全反射ミラー6462は、入射され
た第1変調光を、結像レンズ642に向けて反射させる。この第1変調光は、それぞれ中
段に位置する結像レンズ642及び反射部材643に入射された後、当該反射部材643
によって反射され、再度結像レンズ642を通過して、再び全反射ミラー6462に入射
されて反射される。この全反射ミラー6462によって再度反射された第1変調光は、下
段にて全反射ミラー6462に対向配置される全反射ミラー6463にて更に反射され、
対応する色変調ライトバルブ71Gに入射される。
なお、図示を省略したが、輝度調整ライトバルブ62B,62Rにより変調された青及
び赤の第1変調光も、同様に調光装置6EB,6EGを通過し、対応する色変調ライトバ
ルブ71B,71Rに入射される。
図29は、下段にそれぞれ位置する調光装置6E(6EB,6EG,6ER)の一部、
画像形成装置7及び投射光学装置8を示す平面図である。
各色変調ライトバルブ71B,71G,71Rに入射された各色の第1変調光は、図2
9に示すように、当該各色変調ライトバルブ71B,71G,71Rにて変調され、各色
の第2変調光として出射される。これら各色の第2変調光は、色合成装置72によって合
成され、合成された各色の第2変調光は、投射光学装置8によって上記被投射面上に拡大
投射される。
このような構成を有するプロジェクター1Eによっても、上記プロジェクター1Dと同
様の効果を奏することができる。
なお、リレー装置64を構成する反射部材643に代えて、上記反射部材643Aを採
用してもよく、上記デフォーマブルミラーにより構成された反射部材を採用してもよい。
更に、反射部材643に代えて、上記反射部材644又は反射部材645を採用してもよ
い。
[実施形態の変形]
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で
の変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記第1実施形態では、反射部材643の反射面6431に形成された凹凸6432は
、微細で不定形であるとし、当該第1実施形態の変形にて、凹凸6432は、凸レンズ形
状に形成されているとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわり、反射面
に形成される凹凸の形状は、適宜変更可能である。しかしながら、1つの調光画素による
第1変調光を散乱させる凹凸は、微細なものとなる。
上記第4及び第5実施形態では、反射面6452は、平坦に形成されているとした。し
かしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、当該反射面6452にも凹凸が形成さ
れていてもよい。
上記第4及び第5実施形態では、駆動部6459は、上記Y方向に沿う回動軸及び上記
X方向に沿う回動軸のそれぞれを中心として反射板6451を一方及び他方に回動(振動
)させ、第1変調光の中心位置を±X方向及び±Y方向に振幅させるとした。しかしなが
ら、本発明はこれに限らない。例えば、これら2つの回動軸のうち、一方のみを中心とし
て反射板6451が回動(振動)される構成としてもよい。
上記第4実施形態では、第1変調光の中心位置の往復移動の周期を、±X方向及び±Y
方向のそれぞれで異ならせた。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、それぞ
れ同じでもよく、異ならせる場合でも、上記の周期に限らず、適宜変更可能である。
上記第5実施形態では、第1変調光の中心位置の移動量をsin波のように時間変化さ
せるとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、上記第5実施形態の変形
として示した態様でもよく、ランダムに移動量を時間変化させてもよい。すなわち、当該
中心位置の移動量の時間変化は、他の態様でもよい。
上記各実施形態にて示した光学部品の配置は一例であり、他の構成及び配置でもよい。
1,1A,1B,1C,1D,1E…プロジェクター、3,3B…光源装置、62(6
2B,62G,62R),62A(62AB,62AG,62AR)…輝度調整ライトバ
ルブ(第1光変調装置)、64(64B,64G,64R)…リレー装置、642…結像
レンズ、643,643A,644,645…反射部材、6431,6452…反射面、
6432…凹凸、6459…駆動部、71(71B,71G,71R),71C(71C
B,71CG,71CR)…色変調ライトバルブ(第2光変調装置)、8…投射光学装置

Claims (7)

  1. 光源装置と、
    前記光源装置から出射された光を変調して、第1変調光として出射する第1光変調装置
    と、
    前記第1変調光を変調して、第2変調光として出射する第2光変調装置と、
    前記第2変調光を投射する投射光学装置と、
    前記第1光変調装置と前記第2光変調装置との間の光路上に設けられるリレー装置と、
    を備え、
    前記リレー装置は、
    前記第1変調光を前記第2光変調装置の変調面に結像させる結像レンズと、
    前記結像レンズの瞳位置に配置され、入射される前記第1変調光を反射させる反射部材
    と、を有し、
    前記反射部材は、前記第1変調光を散乱させることを特徴とするプロジェクター。
  2. 請求項1に記載のプロジェクターにおいて、
    前記反射部材は、入射される前記第1変調光を反射させる反射面を有し、
    前記反射面には、凹凸が形成されていることを特徴とするプロジェクター。
  3. 請求項2に記載のプロジェクターにおいて、
    前記反射面に形成された前記凹凸は、曲面形状であることを特徴とするプロジェクター
  4. 請求項2に記載のプロジェクターにおいて、
    前記反射部材は、前記反射面の前記凹凸が可変である可変形鏡であることを特徴とする
    プロジェクター。
  5. 請求項1に記載のプロジェクターにおいて、
    前記反射部材は、
    入射される前記第1変調光を反射させる反射面と、
    入射される前記第1変調光の中心軸に交差した第1方向に沿う第1回動軸を中心として
    回動させる駆動部と、を有することを特徴とするプロジェクター。
  6. 請求項5に記載のプロジェクターにおいて、
    前記駆動部は、前記第1方向に沿う前記第1回動軸、及び、前記第1回動軸に略直交す
    る第2方向に沿う第2回動軸のそれぞれを中心として、前記反射面を回動させ、
    前記第1回動軸を中心とする回動の周波数と、前記第2回動軸を中心とする回動の周波
    数とは、それぞれ異なることを特徴とするプロジェクター。
  7. 請求項6に記載のプロジェクターにおいて、
    前記駆動部は、前記第1回動軸を中心とする前記反射面の回動量、及び、前記第2回動
    軸を中心とする前記反射面の回動量の少なくとも一方を、時間経過とともに変化させるこ
    とを特徴とするプロジェクター。
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