JP5477342B2 - プロジェクタ - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態によるプロジェクタの一構成例を示すブロック図である。図1に示すプロジェクタ1は、レーザー光源11と、集光光学系12と、拡大光学系13aと、ホログラム記録媒体14と、振動素子15と、光変調素子16と、投射光学系17とを備える。図1では、レーザー光源11は一つだけ図示されているが、複数存在してもよい。
〔1〕プロジェクタ1においては、拡大光学系13aを挿抜することにより、低スペックルモードの投影方法と、フリーフォーカスモードの投影方法とを切り替えるものとした。しかし、プロジェクタ1をフリーフォーカスモードとするのは、拡大光学系13aをコリメート光の光路上から抜くだけでなく、拡大光学系13aの代わりにコリメート光の光束径を縮小する光学系を挿入することにしてもよい。図3は、拡大光学系13aの代わりにコリメート光の光束径を縮小する縮小光学系13bを挿入したプロジェクタ2のブロック構成図である。縮小光学系13bをコリメート光の光路上へ挿入することにより、ホログラム再生光像の投射開口数がより小さくなり、投影光像の焦点深度がより深くなり、フリーフォーカス性がさらに向上する。
図5は、本発明の第2の実施形態によるプロジェクタの一構成例を示すブロック図である。図5に示すプロジェクタ4は、レーザー光源11と、集光光学系12と、ホログラム記録媒体14と、光変調素子16と、投射光学系17と、走査光学系19とを備える。レーザー光源11と、集光光学系12と、ホログラム記録媒体14と、光変調素子16と、投射光学系17とは、第1の実施形態と同一のものであって、その説明を省略する。なお、レーザー光源11は図1と同様に一つだけ図示されているが、複数存在してもよい。また、投射光学系17の入射瞳位置についても、図1と同様に光変調素子16よりも光源側に位置し、ホログラム記録媒体14におけるホログラム再生光像の射出面上の位置173にある。
プロジェクタ1およびプロジェクタ2は、レーザー光を射出するレーザー光源11と、そのレーザー光をコリメートする集光光学系12と、ホログラム像が予め記録されており、再生照明光が入射されるとホログラム像に基づくホログラム再生光像を射出するホログラム記録媒体14と、画像表示領域を有し、画像表示領域においてホログラム再生光像を変調し投影光像として投射光学系17へ射出する光変調素子16と、投影光像に基づいた光束を投射する投射光学系17とを備える。プロジェクタ1およびプロジェクタ2は、低スペックルノイズモードおよびフリーフォーカスモードのいずれにも対応している。プロジェクタ1およびプロジェクタ2は投射光学系17の入射瞳位置がホログラム再生光像の射出面の位置と略一致しているため、各プロジェクタで利用可能な投影方法のいずれであっても投射光学系によるケラレなく投影光像を投影することができる。
第1実施形態および第2実施形態において、ホログラム記録媒体14は、透過型ホログラムを記録するものとしたが、反射型ホログラムを記録するものとしてもよい。また、光変調素子16は透過型の空間光変調器としたが、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)やDMD(Digital Mirror Device)のような反射型の光変調素子を用いてもよい。
11 レーザー光源
12 集光光学系
13a 拡大光学系
13b 縮小光学系
14 ホログラム記録媒体
15 振動素子
16 光変調素子
17 投射光学系
18 絞り部材
19 走査光学系
173 (投射光学系17の入射瞳位置を示す)位置
Claims (17)
- レーザー光を射出するレーザー光源と、
前記レーザー光を集光する集光光学系と、
前記レーザー光が入射されるとホログラム再生光像を射出するホログラム記録媒体と、
画像表示領域を有し、前記画像表示領域において前記ホログラム再生光像を変調し投影光像として射出する光変調素子と、
前記投影光像を投射し、前記ホログラム記録媒体がホログラム再生光像を射出する射出面の位置と略一致する位置に入射瞳を有する投射光学系と、を備え、
前記投射光学系は、前記投射光学系の絞りを前記入射瞳の位置に実像として結像することを特徴とするプロジェクタ。 - レーザー光を射出するレーザー光源と、
前記レーザー光を集光する集光光学系と、
前記レーザー光が入射されるとホログラム再生光像を射出するホログラム記録媒体と、
画像表示領域を有し、前記画像表示領域において前記ホログラム再生光像を変調し投影光像として射出する光変調素子と、
前記投影光像を投射し、前記ホログラム記録媒体が前記ホログラム再生光像を射出する射出面の位置と略一致する位置に入射瞳を有する投射光学系と、
前記ホログラム再生光像の開口数を調節することにより、前記投射光学系が投射する光束の焦点深度を調節する焦点深度調節手段と、を備えることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項2に記載のプロジェクタにおいて、
前記焦点深度調節手段は、前記集光光学系が集光した前記レーザー光の光束径を拡大可能な拡大光学系を有し、前記集光光学系が集光した前記レーザー光の光路上から前記拡大光学系を挿抜することにより前記ホログラム再生光像の投射開口数を調節することを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項3に記載のプロジェクタにおいて、
前記焦点深度調節手段は、前記集光光学系が集光した前記レーザー光の光束径を縮小可能な縮小光学系をさらに有し、前記集光光学系が集光した前記レーザー光の光路上から前記拡大光学系を抜いたとき、前記縮小光学系を前記光路上に挿入する
ことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項2または3に記載のプロジェクタにおいて、
前記焦点深度調節手段は、前記ホログラム記録媒体の光源側またはその裏面側に絞り部材をさらに有し、前記レーザー光の光束径または前記レーザー光に対応するホログラム再生光像の光束径を絞ることにより、前記ホログラム再生光像の投射開口数を調節する
ことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項2に記載のプロジェクタにおいて、
前記焦点深度調節手段は、前記集光光学系が集光した前記レーザー光を反射した反射光束により前記ホログラム記録媒体を走査する走査光学系をさらに有し、前記走査光学系が前記ホログラム記録媒体を走査するときに前記レーザー光を反射する角度範囲を調節することにより、前記ホログラム再生光像の投射開口数を調節することを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項6に記載のプロジェクタにおいて、
前記走査光学系は、MEMSミラーであることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
前記投射光学系は、前記ホログラム記録媒体の全領域から射出されるホログラム再生光像に対応した投影光像を蹴られなく投射可能な入射瞳半径を有することを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
前記ホログラム再生光像は、前記画像表示領域の全域を照射可能であることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
前記ホログラム記録媒体を振動させてスペックルノイズを低減するスペックルノイズ低減手段をさらに備えることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
前記ホログラム記録媒体から射出された前記ホログラム再生光像は、前記光変調素子に直接照射することを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項11に記載のプロジェクタにおいて、
前記ホログラム再生光像は、前記ホログラム記録媒体と前記光変調素子との間に光学素子を設けないことで、前記光変調素子に直接照射することを特徴とするプロジェクタ。 - レーザー光源から射出された光によってホログラム再生光像を射出されるホログラム記録媒体と、
前記ホログラム再生光像を変調する光変調素子と、
前記光変調素子によって変調された前記ホログラム再生光像を投射し、前記ホログラム記録媒体が前記ホログラム再生光像を射出する射出面の位置と略一致する位置に入射瞳を有する投射光学系と、を備え、
前記投射光学系は、前記投射光学系の絞りを前記入射瞳の位置に実像として結像することを特徴とするプロジェクタ。 - レーザー光源から射出された光によってホログラム再生光像を射出されるホログラム記録媒体と、
前記ホログラム再生光像を変調する光変調素子と、
前記光変調素子によって変調された前記ホログラム再生光像を投射し、前記ホログラム記録媒体が前記ホログラム再生光像を射出する射出面の位置と略一致する位置に入射瞳を有する投射光学系と、
前記ホログラム再生光像の開口数を調節することにより、前記投射光学系が投射する光の焦点深度を調節する焦点深度調節手段と、を備えることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項13または請求項14に記載のプロジェクタにおいて、
前記投射光学系は、前記ホログラム記録媒体の全領域から射出されるホログラム再生光像に対応した投影光像を蹴られなく投射可能な入射瞳半径を有することを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項13から15のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
前記ホログラム再生光像は、前記画像表示領域の全域を照射可能であることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項13から16のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
前記ホログラム記録媒体から射出された前記ホログラム再生光像は、前記光変調素子に直接照射することを特徴とするプロジェクタ。
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