JP2022127856A - プロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】設計の制約に起因した様々な問題を解決することができるプロジェクタを提供する。【解決手段】プロジェクタは、レーザ光源と、前記レーザ光源が発したレーザ光を整形する整形部と、前記整形部によって整形されたレーザビームをスクリーン上で2次元走査する走査部と、を備え、前記レーザビームの光学出射面から前記スクリーンまでの距離が一定である状況の下で、前記レーザ光源および前記整形部は、前記走査部から前記レーザビームのビームウエストまでの前記レーザビームの先細り部分の複数の位置の断面のそれぞれに対応する前記レーザビームの先端を用いて、前記レーザビームの前記スクリーン上での2次元走査を実行するように構成されている。【選択図】図7
Description
本開示は、プロジェクタに関する。
近年、レーザビームを用いたプロジェクタの開発が行われている。そのようなプロジェクタは、たとえば、下記の特許文献1に開示されている。そのプロジェクタは、レーザ光源と、レーザ光源が発したレーザ光をレーザビームに整形する整形部と、整形部によって整形されたレーザビームをスクリーン上で2次元走査する走査部と、を備えている。
上記したプロジェクタは、プロジェクタとスクリーンとの間の距離が可変である状況の下において使用される。そのため、ビームサイズが光学出射面から離れるにしたがって大きくなる部分のレーザビームのみをスクリーン上に投影する。これにより、プロジェクタとスクリーンとの間の距離がいかなるものであっても、画像をスクリーン上に投影することができる。しかしながら、ビームサイズが光学出射面から離れるにしたがって小さくなる部分のレーザビームをスクリーン上に投影することはなされていない。したがって、上記したプロジェクタには、設計の制約がある。そのため、たとえば、次のような問題が生じている。
上記したプロジェクタを用いて、スクリーン上に画像を投影すると、レーザビームのスクリーン上の各画素への入射角が異なる。そのため、スクリーン上の各画素でのレーザビームのスポットサイズの最小値と最大値との差がかなり大きくなってしまう場合がある。したがって、スクリーン上の各画素のスポットサイズ、すなわち、画素の大きさの均一化を図るための技術が求められている。
上記から分かるように、ビームサイズが光学出射面から離れるにしたがって大きくなる部分のレーザビームのみを使用する場合には、プロジェクタの設計に制約があるために、様々な問題が生じる。
本開示の一形態は、設計の制約に起因した様々な問題を解決することができるプロジェクタを提供することである。
本発明の一形態のプロジェクタは、レーザ光源と、前記レーザ光源が発したレーザ光を整形する整形部と、前記整形部によって整形されたレーザビームをスクリーン上で2次元走査する走査部と、を備え、前記レーザビームの光学出射面から前記スクリーンまでの距離が一定である状況の下で、前記レーザ光源および前記整形部は、前記走査部から前記レーザビームのビームウエストまでの前記レーザビームの先細り部分の複数の位置の断面のそれぞれに対応する前記レーザビームの先端を用いて、前記レーザビームの前記スクリーン上での2次元走査を実行するように構成されている。
本発明の一形態のプロジェクタは、レーザ光源と、前記レーザ光源が発したレーザ光を整形する整形部と、前記整形部によって整形されたレーザビームをスクリーン上で第1方向および前記第1方向に垂直な第2方向に2次元走査する走査部と、を備え、前記レーザ光源および前記整形部は、前記第1方向および前記第2方向のそれぞれにおいて、次の予め定められた条件を満たすように構成されており、前記予め定められた条件は、前記レーザビームの入射角が最も小さく、かつ、前記レーザビームの投影距離が最も小さい前記スクリーン上の位置を第1画素とし、前記レーザビームの入射角が最も小さく、かつ、前記レーザビームの投影距離が最も大きい前記スクリーン上の位置を第2画素とし、前記レーザビームの入射角が最も大きく、かつ、前記レーザビームの投影距離が最も小さい前記スクリーン上の位置を第3画素とし、前記レーザビームの入射角が最も大きく、かつ、前記レーザビームの投影距離が最も大きい前記スクリーン上の位置を第4画素としたとき、前記レーザビームのビームサイズと前記投影距離との関係を示すビーム伝搬特性のグラフが、前記投影距離が大きくなるにつれて、前記ビームサイズが小さくなるように描かれる減少部分を有し、前記減少部分の少なくとも一部の線が次の第1グラフ、第2グラフ、第3グラフ、および第4グラフによって囲まれた特定領域に重なるように描かれることであり、前記第1グラフは、前記スクリーン上の全ての画素の大きさが同一であると仮定した場合の前記第1画素から前記第2画素までの1-2画素列についての前記ビームサイズと前記投影距離との関係を示し、前記第2グラフは、前記スクリーン上の全ての画素の大きさが同一であると仮定した場合の前記第2画素から前記第4画素までの2-4画素列についての前記ビームサイズと前記投影距離との関係を示し、前記第3グラフは、前記スクリーン上の全ての画素の大きさが同一であると仮定した場合の前記第4画素から前記第3画素までの4-3画素列についての前記ビームサイズと前記投影距離との関係を示し、前記第4グラフは、前記スクリーン上の全ての画素の大きさが同一であると仮定した場合の前記第3画素から前記第1画素までの3-1画素列についての前記ビームサイズと前記投影距離との関係を示す。
以下、図面を参照しながら、本開示の実施の形態のプロジェクタを説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、同一又は同等の要素の重複する説明は、必要がなければ、繰り返さない。
(実施の形態1)
図1に示されるように、プロジェクタPRは、複数のレーザ光源1、複数の光学系23、および走査部4を備えている。複数のレーザ光源1と複数の光学系23とは、1対1の関係で対応している。本実施の形態においては、プロジェクタPRの光学出射面LOPから出射されたレーザビームLBは、平面であり、かつ、長方形のスクリーンSを構成する各画素に対して投影される。本実施の形態においては、スクリーンSは、レーザビームLBの投影面を意味し、実際の物を意味するものではない。スクリーンSは、垂れ膜材の表面、壁、天井、もしくは床の表面、または机の上面等、いかなる物の表面に形成されてもよい。
図1に示されるように、プロジェクタPRは、複数のレーザ光源1、複数の光学系23、および走査部4を備えている。複数のレーザ光源1と複数の光学系23とは、1対1の関係で対応している。本実施の形態においては、プロジェクタPRの光学出射面LOPから出射されたレーザビームLBは、平面であり、かつ、長方形のスクリーンSを構成する各画素に対して投影される。本実施の形態においては、スクリーンSは、レーザビームLBの投影面を意味し、実際の物を意味するものではない。スクリーンSは、垂れ膜材の表面、壁、天井、もしくは床の表面、または机の上面等、いかなる物の表面に形成されてもよい。
複数のレーザ光源1は、赤レーザ光源1R、緑レーザ光源1G、および青レーザ光源1Bを含んでいる。赤レーザ光源1R、緑レーザ光源1G、および青レーザ光源1Bは、それぞれ、赤、緑、および青の特定の波長範囲内のレーザ光を発するレーザダイオードにより構成されている。ただし、複数のレーザ光源1を構成する各レーザ光源は、赤レーザ光源1R、緑レーザ光源1G、および青レーザ光源1Bに限定されず、プロジェクタPRがスクリーンS上に画像を表示できるのであれば、いかなる色のレーザ光を発するものであってもよい。また、複数のレーザ光源1の数は、3つに限定されず、プロジェクタPRがスクリーンS上に画像を表示できるのであれば、いくつであってもよい。
複数の光学系23は、それぞれ、複数のレーザ光源1のそれぞれから発せられた複数のレーザ光を平行光線に整形することによって、レーザビームLBを生成する複数の整形部2を含んでいる。複数の整形部2は、赤コリメータレンズ2R、緑コリメータレンズ2G、および青コリメータレンズ2Bを含んでいる。なお、赤コリメータレンズ2R、緑コリメータレンズ2G、および青コリメータレンズ2Bのそれぞれが、レーザ光を平行光線に整形することによってレーザビームを生成する整形部として機能する。
また、光学系23は、複数のレーザビームを合波し、光学出射面LOPから出射されるレーザビームLBを生成する合波部3を含んでいる。合波部3は、赤ダイクロイックミラー3R、緑ダイクロイックミラー3G、および青ダイクロイックミラー3Bを含んでいる。そのため、複数のレーザビームの色を合成することにより、所望の色を作成することができる。
赤レーザ光源1R、緑レーザ光源1G、および青レーザ光源1Bのそれぞれから発せられた光の進路を個別に見ると、複数の光学系23は、赤光学系、緑光学系、および青光学系を含んでいる。赤光学系は、赤コリメータレンズ2Rおよび赤ダイクロイックミラー3Rを含んでいる。緑光学系は、緑コリメータレンズ2Gおよび緑ダイクロイックミラー3Gを含んでいる。青光学系は、青コリメータレンズ2Bおよび青ダイクロイックミラー3Bを含んでいる。なお、複数の光学系23は、赤、緑、および青のそれぞれの波長を有するレーザビームLBに共通の光学系であるMEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)ミラー33、およびフリーフォームレンズ34を備えている。
フリーフォームレンズ34は走査線を補正するためのものであり、プロジェクタPRはそれを有していなくてもよい。
赤コリメータレンズ2R、緑コリメータレンズ2G、および、青コリメータレンズ2Bは、それぞれ、赤レーザ光源1Rが発した赤レーザ光、緑レーザ光源1Gが発した緑レーザ光、および青レーザ光源1Bが発した青レーザ光を整形する。それにより、赤コリメータレンズ2R、緑コリメータレンズ2G、および、青コリメータレンズ2Bは、それぞれ、赤色のレーザビーム、緑色のレーザビーム、および青色のレーザビームを生成する。
青ダイクロイックミラー3Bは、青色のレーザビームを反射する。緑ダイクロイックミラー3Gは、緑色のレーザビームを反射するが、青色のレーザビームを透過する。赤ダイクロイックミラー3Rは、赤色のレーザビームを反射するが、青色および緑色のレーザビームを透過する。したがって、赤ダイクロイックミラー3R、緑ダイクロイックミラー3G、および青ダイクロイックミラー3Bは、赤色のレーザビーム、青色のレーザビーム、および緑色のレーザビームを合波する。なお、赤色のレーザビーム、緑色のレーザビーム、および青色のレーザビームは、合波部3で合波されることによって、1つのレーザビームLBとなっている。
本実施の形態においては、合波部3で合波される複数のレーザビームは、赤色のレーザビーム、緑色のレーザビーム、および青色のレーザビームである。しかしながら、合波部3で合波される複数のレーザビームは、それらに限定されず、互いに異なるピーク波長を有していれば、いかなるものであってもよい。
なお、本実施の形態においては、赤ダイクロイックミラー3R、緑ダイクロイックミラー3G、および青ダイクロイックミラー3Bは、一体化されたプリズムである。しかしながら、赤ダイクロイックミラー3R、緑ダイクロイックミラー3G、および青ダイクロイックミラー3Bのそれぞれが個別に設置されてもよい。
以上から分かるように、複数の整形部2は、それぞれ、複数のレーザ光源1が発したレーザ光を整形し、レーザビームLBを生成する。レーザビームLBは、プロジェクタPRの光学出射面LOPからプロジェクタPRの外部へ出射される。プロジェクタPRの光学出射面LOPは、プロジェクタPR内の光学系23の最も外側の表面である。
図2に示されるように、走査部4は、複数の整形部2によって整形されたレーザビームLBを、スクリーンS上で第1方向、たとえば、X軸方向、および、第1方向に垂直な第2方向、たとえば、Y軸方向に2次元走査する。走査部4は、MEMSミラー33を微小振動させることによって、2次元走査を実行する。
それにより、たとえば、レーザビームLBの投影位置は、X軸方向(第1方向)において、長方形のスクリーンS上で一方の端の画素から他方の端の画素まで仮想の画素列に沿うように移動する。その後、レーザビームLBの投影位置は、長方形のスクリーンS上でY軸方向(第2方向)において1画素分だけずれた他方の端の画素から一方の端の画素まで仮想の画素列に沿うように移動する。
レーザビームLBの投影位置は、前述のX軸方向における走査部4による往復走査、および、前述のY軸方向における走査部4による順次進行走査により、長方形のスクリーンS上のマトリックス状の画素群の全てを移動する。
図3および図4に示されるように、画素PXの大きさをほぼ一致させるためには、プロジェクタPRの光学出射面LOP(図1参照)からスクリーンSまでの投影距離DSが長いほど、スクリーンSに対するレーザビームLBの入射角θが大きくなり、かつ、ビームサイズBSが小さくなる。言い換えると、プロジェクタPRの光学出射面LOP(図1参照)からスクリーンSまでの投影距離DSが短いほど、スクリーンSに対するレーザビームLBの入射角θが小さくなり、かつ、ビームサイズBSが大きくなる。
第1方向(X軸方向)および第2方向(Y軸方向)のそれぞれにおいて、複数のレーザビームLB、たとえば、赤レーザビーム、緑レーザビーム、および青レーザビームのそれぞれのビームウエストの位置が同一であることが好ましい。これによれば、スクリーンS上の各画素PXにおいて、赤レーザビーム、緑レーザビーム、および青レーザビームのそれぞれの大きさをほぼ一致させることができる。そのため、各画素PXの全体の色を所望の色に制御することができる。
図5は、光軸OAに沿って進行するビームサイズBSについて、ビームサイズBS、スポットサイズSS、およびスクリーンSへの入射角θの関係を示す。図5に示されるように、レーザビームLBの光軸OAに対して垂直な仮想平面の幅がビームサイズBSである。スクリーンS上のレーザビームLBの投影領域が画素PXである。画素PXの幅がスポットサイズSSである。光軸OAとスクリーンSの法線とがなす角が、レーザビームLBのスクリーンSへの入射角θである。
X軸方向(第1方向)およびY軸方向(第2方向)のそれぞれに対応する方向においては、ビームサイズBSは、光軸OAに垂直なレーザビームLBの断面での幅で表される。たとえば、レーザビームLBの断面が円形の場合、円の直径である。X軸方向およびY軸方向のそれぞれにおいては、スポットサイズSSは、スクリーンSに投影されたレーザビームLBの投影面の幅、すなわち画素PXの幅である。具体的には、レーザビームLBの光軸OAのスクリーンSに対する入射角θが決まれば、スポットサイズSS、すわち、画素PXの大きさは、ビームサイズBS/COSθで表される。
図6および図7に示されるように、プロジェクタPRの光学出射面LOPから出射されるレーザビームLBの光軸OAに沿った距離である投影距離DSが大きくなれば、スポットサイズSS、すなわち、画素PXのサイズが小さくなる部分を有している。図6および図7から分かるように、レーザビームLBは、ビームサイズBSが最も小さいビームウエストBWを有している。
本実施の形態のプロジェクタPRは、後述されるように、ビームウエストBWよりもプロジェクタPRの光学出射面LOPから近い部分のレーザビームLBを使用する。言い換えると、ビームサイズBSが光学出射面LOPから離れるにしたがって小さい部分のレーザビームLBを使用する。この点において、本実施の形態のプロジェクタPRは、ビームサイズBSが光学出射面LOPから離れるにしたがって大きい部分のレーザビームLBのみを使用する比較例のプロジェクタと異なる。
本実施の形態のプロジェクタPRは、プロジェクタPRとスクリーンSとの間の位置関係が固定されている状況の下で用いられる。つまり、レーザビームLBの光学出射面LOPからスクリーンSまでの距離が一定である条件の下で用いられる。前述のように、スクリーンSは、垂れ膜材の表面、壁面、または机の上面等、いかなる物の表面に形成されてもよい。
また、レーザ光源1および整形部2は、走査部4からレーザビームLBのビームウエストBWまでのレーザビームLBの先細り部分Tの複数の位置の断面のそれぞれに対応するレーザビームLBの先端Eを用いて、レーザビームLBのスクリーンS上での2次元走査を実行する。この場合の2次元走査とは、レーザビームLBの先端EがスクリーンS上の少なくとも一部の領域に含まれる複数の画素PXのそれぞれをなぞるように移動することを意味する。言い換えると、レーザ光源1および整形部2は、走査部4からレーザビームLBのビームウエストBWまでのレーザビームLBの先細り部分Tのうちの複数の位置の断面のそれぞれに対応するレーザビームLBの先端Eを、スクリーンS上の少なくとも一部の領域に投影する。つまり、プロジェクタPRから離れるにしたがってビームサイズBSが小さくなる円錐状部分の複数の位置の断面のそれぞれに対応するレーザビームLBの先端EがスクリーンS上の少なくとも一部の領域に投影される。これによれば、設計の制約に起因した様々な問題を解決することができる。前述の複数のレーザビームLBの先端Eは、走査部4からレーザビームLBのビームウエストBWまでの間のいずれの複数の位置の断面であってもよい。スクリーンS上でのレーザビームLBの先端Eの複数の断面のそれぞれの形状(図5の画素PXの形状と同一)は、スクリーンSの少なくとも一部の領域上の複数の画素PXのそれぞれの位置に応じて異なっている。
レーザビームLBのビームサイズBSが徐々に大きくなっていく部分の複数の位置断面のそれぞれに対応するレーザビームLBの先端Eは、スクリーンSの少なくとも一部の領域以外の他の領域に投影されてもよい。この場合の複数のレーザビームLBの先端の断面は、レーザビームLBのビームウエストBWよりも走査部4からの距離が大きい複数の位置の断面であれば、いずれの複数の位置の断面であってもよい。また、複数のレーザビームLBの先端の断面の形状のそれぞれは、スクリーンSの少なくとも一部の領域以外の他の領域の複数の画素PXのそれぞれの位置に応じて異なっている。
レーザ光源1および整形部2は、走査部4からレーザビームLBのビームウエストBWまでのレーザビームLBの先細り部分Tの複数の位置の断面のそれぞれに対応するレーザビームLBの先端のみを用いて、レーザビームLBのスクリーンS上での2次元走査を実行することが好ましい。この場合の2次元走査とは、レーザビームLBの先端EがスクリーンS上の全ての領域に含まれる全ての画素PXのそれぞれをなぞるように移動することを意味する。言い換えると、レーザ光源1および整形部2は、走査部4からレーザビームLBのビームウエストBWまでのレーザビームのLBの先細り部分Tのうちの複数の位置の断面のそれぞれに対応するレーザビームLBの先端EのみをスクリーンSに投影することが好ましい。つまり。レーザ光源1および整形部2は、先細り部分Tのうちの複数の位置の断面のそれぞれに対応するレーザビームLBの先端EをスクリーンS上の全ての領域に投影するように構成されていることがより好ましい。なお、スクリーンS上での複数のレーザビームLBの先端Eの形状(図5の画素PXの形状と同一)のそれぞれは、スクリーンS上の全ての領域の複数の画素PXのそれぞれの位置に応じて異なっている。これによれば、後述されるように、スクリーンSに対向する位置から外れた位置にプロジェクタPRを設置したい場合に、スポットサイズSSの均一化を図るための設計がより容易になる。
本実施の形態においては、走査部4は、スクリーンSの輪郭が長方形をなすようにレーザビームLBを走査する。しかしながら、スクリーンSの輪郭は、長方形以外のいかなるものであってもよい。
図8は、プロジェクタPRとスクリーンSの関係を説明するための各要素を示している。図8の各要素の定義は、後述される。図9~図11は、実施の形態1のプロジェクタの光学出射面の位置とスクリーンの位置との関係を説明するための図である。図9~図11内の点A、点B、点D、および点Cによって特定された特定領域ABDCが、以下における考慮の対象である。なお、特定領域ABDCは、長方形をなしている。
図9~図11に示されるように、本実施の形態においては、プロジェクタPRの光学出射面LOPは、次のように位置付けられている。長方形DD’ D’ ’ D’ ’ ’の対向する短辺の中点同士を結ぶ直線を第1仮想直線とする。長方形DD’ D’ ’ D’ ’ ’の対向する長辺の中点同士を結ぶ直線を第2仮想直線とする。光学出射面LOPは、第1仮想直線と第2仮想直線との交点(0,0)である点Aから長方形DD’ D’ ’ D’ ’ ’内の領域であるスクリーンSに対して垂直な方向におけるいずれかの位置に設けられている。
なお、本実施の形態の「長方形DD’ D’ ’ D’ ’ ’」は、反時計回りに並べられた線分D-D’ 、線分D’ -D’ ’、線分D’ ’ -D’ ’ ’、および線分D’ ’ ’-Dによって特定される。本実施の形態の「短辺」は、線分D-D’または線分D’ ’ -D’ ’ ’によって特定される。本実施の形態の「第1仮想直線」は、X軸によって特定される。本実施の形態の「長辺」は、線分D’-D’ ’ またはD’ ’ ’-Dによって特定される。本実施の形態の「第2仮想直線」は、Y軸によって特定される。
図8~図11に示す条件の下で、次の数1~数8に関係式が成り立つ。
上記の数1~数8に示された関係式から、各画素PXのスポットサイズSS、すなわち、画素PXの大きさの均一化を図るために、本実施の形態のプロジェクタPRは次のように構成されることが好ましいことが理解される。
レーザ光源1および整形部2は、第1方向(X軸方向)および第2方向(Y軸方向)のそれぞれにおいて、次の予め定められた条件(i)~(iv)を満たすように構成されている。
(i) レーザビームLBの入射角θ(図5参照)が最も小さく、かつ、レーザビームLBの投影距離DS(図1参照)が最も小さいスクリーンS上の位置を第1画素とする。第1画素は、第1方向(X軸方向)および第2方向(Y軸方向)のそれぞれにおいて、スクリーンS上の点Aに対応する画素である。
(ii) レーザビームLBの入射角θが最も小さく、かつ、レーザビームLBの投影距離DSが最も大きいスクリーンS上の位置を第2画素とする。第2画素は、第1方向(X軸方向)の入射角θと投影距離DSとの関係を検討する場合には、スクリーンS上の点Bに対応する画素であり、第2方向(Y軸方向)の入射角θと投影距離DSとの関係を検討する場合には、スクリーン上の点Cに対応する画素である。
(iii) レーザビームLBの入射角θが最も大きく、かつ、レーザビームLBの投影距離DSが最も小さいスクリーンS上の位置を第3画素とする。第3画素は、第1方向(X軸方向)の入射角θと投影距離DSと関係を検討する場合には、スクリーンS上の点Cに対応する画素であり、第2方向(Y軸方向)の入射角θと投影距離DSとの関係を検討する場合には、スクリーン上の点Bに対応する画素である。
(iv) レーザビームLBの入射角θが最も大きく、かつ、レーザビームLBの投影距離DSが最も大きいスクリーンS上の位置を第4画素とする。第4画素は、第1方向(X軸方向)および第2方向(Y軸方向)のそれぞれにおいて、スクリーンS上の点Dに対応する画素である。
図12および図13に示される第1グラフG1、第2グラフG2、第3グラフG3、および第4グラフG4は、次の(I)~(IV)の関係を示すグラフである。
(I) 第1グラフG1は、スクリーンS上の全ての画素の大きさが同一であると仮定した場合の第1画素から第2画素までの1-2画素列についてのビームサイズBSと投影距離DSとの関係を示す。
(II) 第2グラフG2は、スクリーンS上の全ての画素の大きさが同一であると仮定した場合の第2画素から第4画素までの2-4画素列についてのビームサイズBSと投影距離DSとの関係を示す。
(III) 第3グラフG3は、スクリーンS上の全ての画素の大きさが同一であると仮定した場合の第4画素から第3画素までの4-3画素列についてのビームサイズBSと投影距離DSとの関係を示す。
(IV) 第4グラフG4は、スクリーンS上の全ての画素の大きさが同一であると仮定した場合の第3画素から第1画素までの3-1画素列についてのビームサイズBSと投影距離DSとの関係を示す。
図9のスクリーンS上の全画素PXの大きさが同一であると仮定した場合、水平方向(X軸方向:第1方向)の全ての画素PXのビームサイズBSおよび投影距離DSは、それぞれ、図12に示される特定領域ABDC内の全ての点に対応する。
図12に示されるように、水平方向(X軸方向:第1方向)のレーザビームLBのビームサイズBSと投影距離DSとの関係を示す水平方向(X軸方向:第1方向)の伝搬特性のグラフを、グラフHBRCとする。グラフHBRCは、プロジェクタPRのレーザ光源1および整形部2の構造に固有のものであるため、領域で描かれるのではなく、1つの線で描かれる。
図12から分かるように、前述の(i)~(iv)の条件の下で、本実施の形態のプロジェクタPRの水平方向のビーム伝搬特性のグラフHBRC(破線)は、次のようになる。グラフHBRCは、投影距離DSが大きくなるにつれて、ビームサイズBSが小さくなるように描かれる減少部分を有している。その減少部分の少なくとも一部の線が第1グラフG1、第2グラフG2、第3グラフG3、および第4グラフG4によって囲まれた特定領域ABDCに重なるように描かれている。
図12に示されるグラフHBRC(破線)の減少部分は、図6および図7に示される、投影距離DSが大きくなるにつれて、ビームサイズBSが小さくなるレーザビームLBの部分である。そのため、グラフHBRCの減少部分の少なくとも一部は、図12に描かれている比較例のプロジェクタの、投影距離DSが大きくなるにつれてビームサイズBSが大きくなるように描かれる一点鎖線とは異なる。
図12においては、グラフHBRC(破線)は、特定領域ABDCに重なる位置の全てにおいて、投影距離DSが大きくなるにつれて、ビームサイズBSが小さくなっている。しかしながら、グラフHBRC(破線)は、特定領域ABDCに重なる位置の一部の位置において、投影距離DSが大きくなるにつれて、ビームサイズBSが大きくなっていてもよい。
図12のグラフHBRC(破線)の減少部分は、図6および図7のビームウエストBWよりもプロジェクタPRから遠い部分のレーザビームLBのみをスクリーンS上に投影する比較例のプロジェクタよりも、特定領域ABDCに近い形状になる。そのため、スポットサイズSSの均一化、すなわち、画素PXの大きさの均一化を図ることができる。
ただし、図12に示されるように、前述の減少部分の破線は、少なくともスクリーンS上の投影距離DSの最小値aminとスクリーンS上の投影距離DSの最大値dmaxとの間の全てにわたって描かれることが好ましい。
このビーム伝搬特性のグラフHBRCの減少部分は、全体として、投影距離DSが大きくなるほど、ビームサイズBSが小さくなる特定領域ABDCに近い形を有しているグラフとなる。そのため、点A~点Dまでの投影距離DSの全範囲にわたって、実際のビームサイズBSと投影距離DSの関係が特定領域ABDCを描くための条件の下でのビームサイズBSと投影距離DSとの関係に近くなる。その結果、スクリーンS上の実際のレーザビームLBのX軸方向(第1方向:水平方向)におけるスポットサイズSSは、全体として、バラツキがさらに小さい、すなわち、さらに均一化されている。
グラフHBRCは、第1グラフG1と第2グラフG2との1-2接点(点B)または第3グラフG3と第4グラフG4との接点(点C)よりも、第1グラフG1と第4ラフG4との1-4接点(点A)に近い位置で、特定領域ABDCから離れるように描かれている。グラフHBRCは、第1グラフG1と第2グラフG2との1-2接点(点B)または第3グラフG3と第4グラフG4との3-4接点(点C)よりも、第2グラフG2と第3グラフG3との2-3接点(点D)に近い位置で、特定領域ABDCから離れるように描かれる。
これによれば、スクリーンS上の実際のレーザビームLBのX軸方向(第1方向:水平方向)におけるスポットサイズSSは、全体として、より一層バラツキが小さい、すなわち、より一層均一化されている。
なお、ビーム伝搬特性のグラフHBRCは、第1グラフG1と第4グラフG4との1-4接点(点A)および第2グラフG2と第3グラフG3の2-3接点(点D)のそれぞれに重なるように描かれることが好ましい。これによれば、スポットサイズSSの均一化を最も効果的に行うことができる。
図9のスクリーンS上の全画素PXの大きさが同一であると仮定した場合、垂直方向(Y軸方向:第2方向)の全ての画素PXのビームサイズBSおよび投影距離DSは、それぞれ、図13に示される特定領域ABDC内の全ての点に対応する。
図13に示されるように、垂直方向(Y軸方向:第2方向)のレーザビームLBのビームサイズBSと投影距離DSとの関係を示す垂直方向(Y軸方向:第2方向)の伝搬特性のグラフを、グラフVBRCとする。グラフVBRCも、プロジェクタPRのレーザ光源1と整形部2との構造に固有のものであるため、領域で描かれるのではなく、1つの線で描かれる。
図13に示されるように、前述の(i)~(iv)の条件の下で、本実施の形態のプロジェクタPRのビーム伝搬特性のグラフVBRC(破線)は、次のようになる。グラフVBRCは、投影距離DSが大きくなるにつれて、ビームサイズBSが小さくなるように描かれる減少部分を有している。その減少部分の少なくとも一部の線が第1グラフG1、第2グラフG2、第3グラフG3、および第4グラフG4によって囲まれた特定領域ABDCに重なるように描かれている。
図13に示されるグラフVBRC(破線)の減少部分は、図6および図7に示される、投影距離DSが大きくなるにつれてビームサイズBSが小さくなるレーザビームLBの部分である。そのため、グラフVBRCの減少部分の少なくとも一部は、図13に描かれている比較例のプロジェクタの、投影距離DSが大きくなるにつれて、ビームサイズBSが大きくなるように描かれる一点鎖線とは異なる。
図13においては、グラフVBRC(破線)は、特定領域ABDCに重なる位置の全てにおいて、投影距離DSが大きくなるにつれて、ビームサイズBSが小さくなっている。しかしながら、グラフVBRC(破線)は、特定領域ABDCに重なる位置の一部の位置において、投影距離DSが大きくなるにつれて、ビームサイズBSが大きくなっていてもよい。
図13のグラフVBRC(破線)の減少部分は、図6および図7のビームウエストBWよりもプロジェクタPRから遠い部分のレーザビームLBのみをスクリーンS上に投影する比較例のプロジェクタよりも、特定領域ABDCに近い形状になる。そのため、スポットサイズSSの均一化、すなわち、画素PXの大きさの均一化を図ることができる。
ただし、図13に示されるように、前述の減少部分の破線は、少なくともスクリーンS上の投影距離DSの最小値aminとスクリーンS上の投影距離DSの最大値dmaxとの間の全てにわたって描かれることが好ましい。
このビーム伝搬特性のグラフVBRCの減少部分は、全体として、投影距離DSが大きくなるほど、ビームサイズBSが小さくなる特定領域ABDCに近い形を有しているグラフとなる。そのため、点A~点Dまでの投影距離DSの全範囲にわたって、実際のビームサイズBSと投影距離DSの関係が特定領域ABDCを描くための条件の下でのビームサイズBSと投影距離DSとの関係に近くなる。その結果、スクリーンS上の実際のレーザビームLBのY軸方向(第2方向:垂直方向)におけるスポットサイズSSは、全体として、バラツキがさらに小さい、すなわち、さらに均一化されている。
グラフVBRCは、第1グラフG1と第2グラフG2との1-2接点(点B)または第3グラフG3と第4グラフG4との接点(点C)よりも、第1グラフG1と第4ラフG4との1-4接点(点A)に近い位置で、特定領域ABDCから離れるように描かれている。グラフVBRCは、第1グラフG1と第2グラフG2との1-2接点(点B)または第3グラフG3と第4グラフG4との3-4接点(点C)よりも、第2グラフG2と第3グラフG3との2-3接点(点D)に近い位置で、特定領域ABDCから離れるように描かれる。
これによれば、スクリーンS上の実際のレーザビームLBのY軸方向(第2方向:垂直方向)におけるスポットサイズSSは、全体として、より一層バラツキが小さい、すなわち、より一層均一化されている。
なお、ビーム伝搬特性のグラフVBRCは、第1グラフG1と第4グラフG4との1-4接点(点A)および第2グラフG2と第3グラフG3の2-3接点(点D)のそれぞれに重なるように描かれることが好ましい。これによれば、スポットサイズSSの均一化を最も効果的に行うことができる。
上記のプロジェクタPRによれば、図9におけるスクリーンS上の特定領域ABDC内の各画素PXの水平方向(X軸方向:第1方向)および垂直方向(Y軸方向:第2方向)のそれぞれのビームサイズBSのバラツキが小さい。そのため、図9におけるスクリーンS上の各画素PXのスポットサイズSSを均一化することができる。
また、前述の効果を得るために、本実施の形態のプロジェクタPRにおいては、レーザ光源1および整形部2の構造が、図12および図13のグラフが描かれるように設定されているだけである。したがって、光学系23の全体構成を複雑化させることなく、各画素PXのスポットサイズSSを均一化することができる。
(実施の形態2)
実施の形態2のプロジェクタPRを説明する。なお、下記において前述の実施の形態のプロジェクタPRと同様である点については、その説明は繰り返さない。本実施の形態のプロジェクタPRは、以下の点において、実施の形態1のプロジェクタPRと異なる。
実施の形態2のプロジェクタPRを説明する。なお、下記において前述の実施の形態のプロジェクタPRと同様である点については、その説明は繰り返さない。本実施の形態のプロジェクタPRは、以下の点において、実施の形態1のプロジェクタPRと異なる。
図14~図16に示されるように、プロジェクタPRの光学出射面LOPは、長方形D’DCC’の対向する長辺の中点同士を結ぶ第2仮想直線上のいずれか点×から、長方形D’DCC’を含む仮想平面に対して垂直な方向におけるいずれかの位置に設けられている。ただし、光学出射面LOPは、長方形D’DCC’の対向する短辺の中点同士を結ぶ第1仮想直線上のいずれかの点から、長方形D’DCC’を含む仮想平面に対して垂直な方向におけるいずれかの位置に設けられていてもよい。
なお、本実施の形態においては、光学出射面LOPは、スクリーンSに対向する位置以外の位置に設けられている。つまり、光学出射面LOPは、スクリーンS上の全ての位置における法線上の位置以外の位置に設けられている。より具体的に言うと、光学出射面LOPは、スクリーンSの外側のスクリーンSを含む仮想平面に対して垂直な方向における位置に設けられている。
なお、本実施の形態の「長方形」は、反時計周りに並べられた線分D’-D、線分D-C、線分C-C’、および線分C’-D’によって特定される。本実施の形態の「短辺」は、線分D-Cまたは線分C’-D’によって特定される。本実施の形態の「第1仮想直線」は、X軸によって特定される。本実施の形態の「長辺」は、線分C’-CまたはD’-Dによって特定される。本実施の形態の「第2仮想直線」は、Y軸によって特定される。
本実施の形態のプロジェクタPRにおいては、図9、図14~図16に示す条件の下で、次の数9および数10に記載の関係式が成り立つ。
図14のスクリーンS上の全画素PXの大きさが同一であると仮定した場合、水平方向(X軸方向:第1方向)の全ての画素PXのビームサイズBSおよび投影距離DSは、それぞれ、図17に示される特定領域ABDC内の全ての点に対応する。
図17に示されるように、本実施の形態においても、グラフHBRCの一部の線が、前述の第1グラフG1、第2グラフG2、第3グラフG3、および第4グラフG4によって囲まれた特定領域ABDCに重なるように描かれる。なお、実施の形態1と同様に、グラフHBRCは、本実施の形態のプロジェクタPRの水平方向(X軸方向)のレーザビームLBのビームサイズBSと投影距離DSとの関係を示す水平方向(X軸方向)の伝搬特性のグラフである。グラフHBRCは、プロジェクタPRのレーザ光源1と整形部2との構造に固有のものであるため、領域で描かれるのではなく、1つの線で描かれる。
したがって、図17においては、プロジェクタPRの水平方向のビーム伝搬特性のグラフHBRCは、投影距離DSが大きくなるにつれて、ビームサイズBSが小さくなるように描かれる減少部分を有している。その減少部分の少なくとも一部の線が特定領域ABDCに重なるように描かれている。
図17に示されるグラフHBRC(破線)の減少部分は、図6および図7に示される、投影距離DSが大きくなるにつれて、ビームサイズBSが小さくなるレーザビームLBの部分である。そのため、グラフHBRCの減少部分の少なくとも一部は、図17に描かれている比較例のプロジェクタの、投影距離DSが大きくなるにつれてビームサイズBSが大きくなるように描かれる一点鎖線とは異なる。
図17においては、グラフHBRC(破線)は、特定領域ABDCに重なる位置の全てにおいて、投影距離DSが大きくなるにつれてビームサイズBSが小さくなっている。しかしながら、グラフHBRC(破線)は、特定領域ABDCに重なる位置の一部の位置において、投影距離DSが大きくなるにつれてビームサイズBSが大きくなっていてもよい。
図17のグラフHBRC(破線)の減少部分は、図6および図7のビームウエストBWよりもプロジェクタPRから遠い部分のレーザビームLBのみをスクリーンS上に投影する比較例のプロジェクタよりも、特定領域ABDCに近い形状になる。そのため、スポットサイズSSの均一化、すなわち、画素PXの大きさの均一化を図ることができる。
ただし、図17に示されるように、前述の減少部分の破線は、少なくともスクリーンS上の投影距離DSの最小値aminとスクリーンS上の投影距離DSの最大値dmaxとの間の全てにわたって描かれることが好ましい。
このビーム伝搬特性のグラフHBRCの減少部分は、全体として、投影距離DSが大きくなるほど、ビームサイズBSが小さくなる特定領域ABDCに近い形を有しているグラフとなる。そのため、点A~点Dまでの投影距離DSの全範囲にわたって、実際のビームサイズBSと投影距離DSの関係が特定領域ABDCを描くための条件の下でのビームサイズBSと投影距離DSとの関係に近くなる。その結果、スクリーンS上の実際のレーザビームLBのY軸方向(第2方向:垂直方向)におけるスポットサイズSSは、全体として、バラツキがさらに小さい、すなわち、さらに均一化されている。
グラフHBRCは、第1グラフG1と第2グラフG2との1-2接点(点B)または第3グラフG3と第4グラフG4との接点(点C)よりも、第1グラフG1と第4ラフG4との1-4接点(点A)に近い位置で、特定領域ABDCから離れるように描かれている。グラフHBRCは、第1グラフG1と第2グラフG2との1-2接点(点B)または第3グラフG3と第4グラフG4との3-4接点(点C)よりも、第2グラフG2と第3グラフG3との2-3接点(点D)に近い位置で、特定領域ABDCから離れるように描かれる。
これによれば、ビーム伝搬特性のグラフHBRCが、スクリーンS上の実際のレーザビームLBのX軸方向(第1方向:水平方向)におけるスポットサイズSSは、全体として、より一層バラツキが小さい、すなわち、より一層均一化されている。
なお、ビーム伝搬特性のグラフHBRCは、第1グラフG1と第4グラフG4との1-4接点(点A)および第2グラフG2と第3グラフG3の2-3接点(点D)のそれぞれに重なるように描かれることが好ましい。これによれば、スポットサイズSSの均一化を最も効果的に行うことができる。
図14のスクリーンS上の全画素PXの大きさが同一であると仮定した場合、垂直方向(Y軸方向:第2方向)の全ての画素PXのビームサイズBSおよび投影距離DSは、それぞれ、図18に示される特定領域ABDC内の全ての点に対応する。
図18に示されるように、本実施の形態においても、グラフVBRCの一部の線が、前述の第1グラフG1、第2グラフG2、第3グラフG3、および第4グラフG4によって囲まれた特定領域ABDCに重なるように描かれる。なお、実施の形態1と同様に、グラフVBRCは、本実施の形態のプロジェクタPRの垂直方向(Y軸方向:第2方向)のレーザビームLBのビームサイズBSと投影距離DSとの関係を示す垂直方向(Y軸方向:第2方向)の伝搬特性のグラフである。グラフVBRCは、プロジェクタPRのレーザ光源1と整形部2との構造に固有のものであるため、領域で描かれるのではなく、1つの線で描かれる。
そのため、図18においては、プロジェクタPRの垂直方向のビーム伝搬特性のグラフVBRCは、投影距離DSが大きくなるにつれてビームサイズBSが小さくなるように描かれる減少部分を有している。その減少部分の少なくとも一部の線が特定領域ABDCに重なるように描かれている。
図18に示されるグラフVBRC(破線)の減少部分は、図6および図7に示される、投影距離DSが大きくなるにつれて、ビームサイズBSが小さくなるレーザビームLBの部分である。そのため、グラフHBRCの減少部分の少なくとも一部は、図18に比較例として描かれている比較例のプロジェクタの、投影距離DSが大きくなるにつれて、ビームサイズBSが大きくなるように描かれる一点鎖線とは異なる。
図18においては、グラフVBRC(破線)は、特定領域ABDCに重なる位置の全てにおいて、投影距離DSが大きくなるにつれて、ビームサイズBSが小さくなっている。しかしながら、グラフVBRC(破線)は、特定領域ABDCに重なる位置の一部の位置において、投影距離DSが大きくなるにつれてビームサイズBSが大きくなっていてもよい。
図18のグラフVBRC(破線)の減少部分は、図6および図7のビームウエストBWよりもプロジェクタPRから遠い部分のレーザビームLBのみをスクリーンS上に投影する比較例のプロジェクタよりも、特定領域ABDCに近い形状になる。その結果、スポットサイズSSの均一化、すなわち、画素PXの大きさの均一化を図ることができる。
ただし、図18に示されるように、前述の減少部分の破線は、少なくともスクリーンS上の投影距離DSの最小値aminとスクリーンS上の投影距離DSの最大値dmaxとの間の全てにわたって描かれることが好ましい。
このビーム伝搬特性のグラフVBRCの減少部分は、全体として、投影距離DSが大きくなるほど、ビームサイズBSが小さくなる特定領域ABDCに近い形を有しているグラフとなる。そのため、点A~点Dまでの投影距離DSの全範囲にわたって、実際のビームサイズBSと投影距離DSの関係が特定領域ABDCを描くための条件の下でのビームサイズBSと投影距離DSとの関係に近くなる。その結果、スクリーンS上の実際のレーザビームLBのY軸方向(第2方向:垂直方向)におけるスポットサイズSSは、全体として、バラツキが小さい、すなわち、均一化されている。
グラフVBRCは、第1グラフG1と第2グラフG2との1-2接点(点B)または第3グラフG3と第4グラフG4との接点(点C)よりも、第1グラフG1と第4ラフG4との1-4接点(点A)に近い位置で、特定領域ABDCから離れるように描かれている。グラフVBRCは、第1グラフG1と第2グラフG2との1-2接点(点B)または第3グラフG3と第4グラフG4との3-4接点(点C)よりも、第2グラフG2と第3グラフG3との2-3接点(点D)に近い位置で、特定領域ABDCから離れるように描かれる。
これによれば、ビーム伝搬特性のグラフVBRCが、スクリーンS上の実際のレーザビームLBのY軸方向(第2方向:垂直方向)におけるスポットサイズSSは、全体として、バラツキが小さい、すなわち、均一化されている。
なお、ビーム伝搬特性のグラフVBRCは、第1グラフG1と第4グラフG4との1-4接点(点A)および第2グラフG2と第3グラフG3の2-3接点(点D)のそれぞれに重なるように描かれることであるが好ましい。これによれば、スポットサイズSSの均一化を最も効果的に行うことができる。
以上から、本実施の形態のプロジェクタPRによっても、図14におけるスクリーンS上の特定領域ABDC内の各画素PXの水平方向(X軸方向:第1方向)および垂直方向(Y軸方向:第2方向)のそれぞれのビームサイズBSのバラツキが小さい。そのため、図14におけるスクリーンS上の各画素PXのスポットサイズSSを均一化することができる。
また、前述の効果を得るために、本実施の形態のプロジェクタPRにおいては、レーザ光源1および整形部2の構造が、図17および図18のグラフが描かれるように設定されているだけである。したがって、光学系23の全体構成を複雑化させることがない。
また、前述の数9および数10から分かるように、スクリーンS上の各画素PXのスポットサイズSSの大きさを均一化するための計算を容易に行うことができる。
図19に示されるように、本実施の形態のプロジェクタPRによれば、たとえば、机の表面であるスクリーンS上にパソコンのキーボードを映し出すことができる。
なお、図14を用いて説明された光学出射面LOPとスクリーンSとの位置関係の代わりに、図20を用いて説明された光学出射面LOPとスクリーンSとの位置関係であっても、スクリーンS上の各画素PXのスポットサイズSSを均一化することができる。また、スクリーンS上の各画素PXのスポットサイズSSを均一化するための計算を容易に行うことができる。
(実施の形態3)
実施の形態3のプロジェクタPRを説明する。なお、下記において前述の実施の形態のプロジェクタPRと同様である点については、その説明は繰り返さない。本実施の形態のプロジェクタPRは、以下の点において、実施の形態1および2のプロジェクタPRと異なる。
実施の形態3のプロジェクタPRを説明する。なお、下記において前述の実施の形態のプロジェクタPRと同様である点については、その説明は繰り返さない。本実施の形態のプロジェクタPRは、以下の点において、実施の形態1および2のプロジェクタPRと異なる。
図21および図22に示されるように、レーザ光源1は、前述の第1仮想直線(X軸)および第2仮想直線(Y軸)上のいずれかの点から、長方形を含む仮想平面に対して垂直な方向におけるいずれかの位置以外の位置に設けられている。
図示されていないが、本実施の形態においても、グラフHBRCは、図12および図17に示されたものと同様に、第1グラフG1、第2グラフG2、第3グラフG3、および第4グラフG4によって囲まれた特定領域ABDC内に描かれ得る。なお、グラフHBRCは、図12および図17に示されたグラフHBRCと同様に、水平方向(X軸方向)のレーザビームLBのビームサイズBSと投影距離DSとの関係を示す水平方向(X軸方向)の伝搬特性のグラフである。
また、図示されていないが、本実施の形態においても、グラフVBRCは、図13および図18に示されたものと同様に、第1グラフG1、第2グラフG2、第3グラフG3、および第4グラフG4によって囲まれた特定領域ABDC内に描かれ得る。なお、グラフVBRCは、図13および図18に示されたグラフVBRCと同様に、垂直方向(Y軸方向)のレーザビームLBのビームサイズBSと投影距離DSとの関係を示す垂直方向(Y軸方向)の伝搬特性のグラフである。
本実施の形態のプロジェクタPRによっても、実施の形態1および2と同様の理由で、スクリーンS上の各画素PXのスポットサイズSSを均一化することができる。
1(1B,1G,1R) レーザ光源
2(2B,2G,2R) 整形部
3 合波部
4 走査部
ABDC 特定領域
A 点(第1画素に対応:1-4接点)
B 点(第2画素または第3画素に対応:1-2接点)
C 点(第3画素または第2画素に対応:3-4接点)
D 点(第4画素に対応:2-4接点)
DS 投影距離
G1 第1グラフ
G2 第2グラフ
G3 第3グラフ
G4 第4グラフ
HBRC グラフ
VBRC グラフ
PR プロジェクタ
S スクリーン
LB レーザビーム
LOP 光学出射面
PX 画素
θ 入射角
amin 最小値
dmax 最大値
2(2B,2G,2R) 整形部
3 合波部
4 走査部
ABDC 特定領域
A 点(第1画素に対応:1-4接点)
B 点(第2画素または第3画素に対応:1-2接点)
C 点(第3画素または第2画素に対応:3-4接点)
D 点(第4画素に対応:2-4接点)
DS 投影距離
G1 第1グラフ
G2 第2グラフ
G3 第3グラフ
G4 第4グラフ
HBRC グラフ
VBRC グラフ
PR プロジェクタ
S スクリーン
LB レーザビーム
LOP 光学出射面
PX 画素
θ 入射角
amin 最小値
dmax 最大値
Claims (12)
- レーザ光源と、
前記レーザ光源が発したレーザ光を整形する整形部と、
前記整形部によって整形されたレーザビームをスクリーン上で2次元走査する走査部と、を備え、
前記レーザビームの光学出射面から前記スクリーンまでの距離が一定である状況の下で、前記レーザ光源および前記整形部は、前記走査部から前記レーザビームのビームウエストまでの前記レーザビームの先細り部分の複数の位置の断面のそれぞれに対応する前記レーザビームの先端を用いて、前記レーザビームの前記スクリーン上での2次元走査を実行するように構成されている、プロジェクタ。 - 前記レーザ光源および前記整形部は、前記レーザビームの先細り部分の複数の位置の断面のそれぞれに対応する前記レーザビームの先端のみを用いて、前記レーザビームの前記スクリーン上での2次元走査を実行するように構成されている、請求項1に記載のプロジェクタ。
- レーザ光源と、
前記レーザ光源が発したレーザ光を整形する整形部と、
前記整形部によって整形されたレーザビームをスクリーン上で第1方向および前記第1方向に垂直な第2方向に2次元走査する走査部と、を備え、
前記レーザ光源および前記整形部は、前記第1方向および前記第2方向のそれぞれにおいて、次の予め定められた条件を満たすように構成されており、
前記予め定められた条件は、
前記レーザビームの入射角が最も小さく、かつ、前記レーザビームの投影距離が最も小さい前記スクリーン上の位置を第1画素とし、
前記レーザビームの入射角が最も小さく、かつ、前記レーザビームの投影距離が最も大きい前記スクリーン上の位置を第2画素とし、
前記レーザビームの入射角が最も大きく、かつ、前記レーザビームの投影距離が最も小さい前記スクリーン上の位置を第3画素とし、
前記レーザビームの入射角が最も大きく、かつ、前記レーザビームの投影距離が最も大きい前記スクリーン上の位置を第4画素としたとき、
前記レーザビームのビームサイズと前記投影距離との関係を示すビーム伝搬特性のグラフが、前記投影距離が大きくなるにつれて、前記ビームサイズが小さくなるように描かれる減少部分を有し、
前記減少部分の少なくとも一部の線が次の第1グラフ、第2グラフ、第3グラフ、および第4グラフによって囲まれた特定領域に重なるように描かれることであり、
前記第1グラフは、前記スクリーン上の全ての画素の大きさが同一であると仮定した場合の前記第1画素から前記第2画素までの1-2画素列についての前記ビームサイズと前記投影距離との関係を示し、
前記第2グラフは、前記スクリーン上の全ての画素の大きさが同一であると仮定した場合の前記第2画素から前記第4画素までの2-4画素列についての前記ビームサイズと前記投影距離との関係を示し、
前記第3グラフは、前記スクリーン上の全ての画素の大きさが同一であると仮定した場合の前記第4画素から前記第3画素までの4-3画素列についての前記ビームサイズと前記投影距離との関係を示し、
前記第4グラフは、前記スクリーン上の全ての画素の大きさが同一であると仮定した場合の前記第3画素から前記第1画素までの3-1画素列についての前記ビームサイズと前記投影距離との関係を示す、プロジェクタ。 - 前記減少部分の線は、少なくとも前記スクリーン上の前記投影距離の最小値と前記スクリーン上の前記投影距離の最大値との間の全てにわたって描かれる、請求項3に記載のプロジェクタ。
- 前記ビーム伝搬特性のグラフは、
前記第1グラフと前記第2グラフとの1-2接点または前記第3グラフと前記第4グラフとの3-4接点よりも、前記第1グラフと前記第4グラフとの1-4接点に近い位置で、前記特定領域から離れるように描かれ、
前記第1グラフと前記第2グラフとの1-2接点または前記第3グラフと前記第4グラフとの3-4接点よりも、前記第2グラフと前記第3グラフとの2-3接点に近い位置で、前記特定領域から離れるように描かれる、請求項3または4に記載のプロジェクタ。 - 前記ビーム伝搬特性のグラフは、前記第1グラフと前記第4グラフとの1-4接点および前記第2グラフと前記第3グラフの2-3接点のそれぞれに重なるように描かれる請求項5に記載のプロジェクタ。
- 前記走査部は、前記スクリーンの輪郭が長方形をなすように前記レーザビームを走査し、
前記プロジェクタの光学出射面は、前記長方形の対向する短辺の中点同士を結ぶ第1仮想直線上のいずれかの点、または、前記長方形の対向する長辺の中点同士を結ぶ第2仮想直線上のいずれかの点から、前記長方形を含む仮想平面に対して垂直な方向におけるいずれかの位置に設けられた、請求項1~6のいずれかに記載のプロジェクタ。 - 前記プロジェクタの光学出射面は、前記第1仮想直線と前記第2仮想直線との交点から前記長方形に対して垂直な方向におけるいずれかの位置に設けられた、請求項7に記載のプロジェクタ。
- 前記光学出射面は、前記スクリーンの外側の前記仮想平面に対して垂直な方向における位置に設けられている、請求項7に記載のプロジェクタ。
- それぞれが前記レーザ光源である複数のレーザ光源と、
前記複数のレーザ光源と1対1の関係で対応するように設けられ、前記レーザビームを含む複数のレーザビームを合波する合波部と、を備えた、請求項1~9のいずれかに記載のプロジェクタ。 - 前記複数のレーザビームは、互いに異なるピーク波長を有する、請求項10に記載のプロジェクタ。
- 前記複数のレーザビームのそれぞれのビームウエストの位置が同一である、請求項10または11に記載のプロジェクタ。
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