JP7007014B2 - スペックル低減のための画像面モーダル振動を有するプロジェクタ - Google Patents

Description

本明細書は、概してプロジェクタに関し、具体的には、スペックル低減のための画像面モーダル振動を有するプロジェクタに関する。

レーザ光源を用いるプロジェクタ及び／又はレーザ投影システムは、一般的にスペックルに苦慮している。このようなプロジェクタにおいてスペックルを最小限にするための１つの解決手段は、投影スクリーンを振動することである。しかし、非常に大きくかつしばしば湾曲される傾向にある投影スクリーンの振動は、複雑なシステム及び高額な映画劇場のカスタマイズを必要とする。このようなプロジェクタにおいてスペックルを最小限にするための別の解決手段は、剛体モードでのプロジェクタ内の照射経路において光学素子（レンズ、インテグレータロッド、ディフューザ、ミラー等）を振動することである。しかし、このような振動は、常にスペックルを視聴者に見えないレベルに低減するわけではない。

概して、本開示は、レーザプロジェクタに関するものであって、レーザプロジェクタは、プロジェクタにおいて画像面に配置される少なくとも第１の領域を含み、第１の領域は、画像面に形成される画像と少なくとも同じ大きさであり、第１の領域は、画像面に形成される画像を透過及び反射することの一方又は両方を行うように構成される、表面と、表面に対して非対称的に位置決めされる少なくとも３つのアクチュエータであって、少なくとも３つのアクチュエータは、各周波数で第１の領域において各移動表面波を生成するように構成され、各周波数は互いの非整数倍を含む、少なくとも３つのアクチュエータと、を含む。故に、アクチュエータは、節のない、少なくとも第１の領域において表面波を生じ、画像面で形成される画像の点は、スペックルを最小限にしうる異なる光経路を経験する。一般的に、表面は、第１の領域での画像面での画像が、単にインテグレータの出力端の画像であるように、プロジェクタのインテグレータと光変調器との間の画像面に配置されるが、画像面は、また、例えば、光変調器と、投影光学系等のプロジェクタの投影レンズとの間に配置されうる。

本明細書において、要素は１以上の機能を実行するように「構成される」、もしくはこのような機能「のために構成される」として記載され得る。全般に、ある機能を実行するように、又はある機能のために構成される要素は、該機能を実行できるようにされている、又は該機能を実行するのに適している、又は該機能を実行するように適応されている、又は該機能を実行するように操作可能である、もしくは該機能を実行可能である。

本明細書の目的のために、表現「Ｘ、Ｙ、及びＺのうち少なくとも１つ」及び「Ｘ、Ｙ及びＺのうち１以上」は、Ｘのみ、Ｙのみ、Ｚのみ、又はＸ、Ｙ、及びＺのうち２以上の項目の組み合わせ（例えばＸＹＺ、ＸＹ、ＹＺ、ＺＺ、等）として解釈可能であることが理解される。同様の論理が「～のうち少なくとも１つ」及び「～のうち１以上」という表現における２以上の項目に適用可能である。

詳細な説明の一態様は、プロジェクタであって、レーザ光源と、光変調器と、前記レーザ光源から前記光変調器へ光を伝達し、前記光変調器からの変調された光を投影するように構成される光学系であって、前記光学系は、画像が前記レーザ光源からの光によって前記光学系により形成される画像面を含む、光学系と、前記画像面に配置される少なくとも第１の領域を含む表面であって、前記第１の領域は、前記画像面で形成される前記画像と少なくとも同じ大きさであり、前記第１の領域は、前記画像面で形成される前記画像を透過及び反射することの一方又は両方を行うように構成される、表面と、少なくとも３つのアクチュエータであって、前記表面と前記少なくとも３つのアクチュエータとの相互作用の位置は、前記表面に対して非対称であり、前記少なくとも３つのアクチュエータは、前記第１の領域において各周波数で各移動表面波を生成するように構成され、前記各周波数は互いの非整数倍を含む、少なくとも３つのアクチュエータと、を備えるプロジェクタを提供する。

前記各周波数は、互いの非高調波を更に含みうる。

前記表面への前記少なくとも３つのアクチュエータの相互作用の位置は、少なくとも前記第１の領域における前記各移動表面波によって形成される定常波節を排除するように選択されうる。

前記少なくとも３つのアクチュエータの各々は、第１の各周波数から１以上の各高調波周波数へ前記各移動表面波の各周波数を変更するように構成されうる。前記少なくとも３つのアクチュエータの各々は、第１の各周波数から１以上の各高調波周波数へ前記各移動表面波の各周波数を変更するように構成され、ある順序で前記第１の各周波数へ戻るように構成されうる。

前記少なくとも３つのアクチュエータの各々は、前記第１の領域外の前記表面と相互作用するように位置決めされうる。

前記少なくとも３つのアクチュエータの各々は、偏心して搭載された回転モータを含みうる。

前記第１の領域は、前記画像面に形成される前記画像を透過するように構成され、前記表面は、前記第１の領域と接続される第２の領域を更に含み、前記表面と前記少なくとも３つのアクチュエータとの相互作用の位置は、前記第２の領域に配置されうる。

前記表面は、前記画像面に配置される前側と、後側と、を含み、前記第１の領域は、前記前側に配置され、かつ前記画像面で形成される前記画像を反射するように構成され、前記表面への前記少なくとも３つのアクチュエータの相互作用の位置は、前記後側に配置されうる。

前記表面は、前記画像面に配置される前側と、後側と、を含み、第２の領域は、前記第１の領域に接続され、前記第１の領域は、前記前側に配置され、かつ前記画像面で形成される前記画像を反射するように構成され、前記表面への前記少なくとも３つのアクチュエータの相互作用の位置は、前記後側及び前記第２の領域の一方又は両方に配置されうる。

前記プロジェクタは、搭載装置を更に備え、前記表面は、１以上の搭載点で前記搭載装置に取り付けられうる。前記１以上の搭載点の各々は、前記第１の領域において前記各移動表面波の１以上を減衰するように構成される減衰装置を含みうる。前記１以上の搭載点の各々は、前記第１の領域の外側に配置されうる。

前記光学系は、前記レーザ光源と前記光変調器との間に配置されるインテグレーティングロッドを含み、前記画像面は、前記表面の前記第１の領域が、前記画像において前記レーザ光源からの光の相対的な光経路を変更するように、前記インテグレーティングロッドの出力面から画像を受け付けるように配置されうる。

前記表面は、ガラス、高温ガラス、プラスチック及び高温プラスチックのうちの１以上を含みうる。

前記プロジェクタは、前記表面の剛体振動を誘発するように構成される剛体振動装置を更に含みうる。

本明細書に記載の多様な実装をよりよく理解するために、また、これらを実施する方法をより明確に示すために、例示のみを目的として以下のような添付の図面を参照する。

図１は、非限定的な実装に係る、スペックル低減のための画像面モーダル振動を有するプロジェクタの概略図を示す。 図２は、非限定的な実装に係る、インテグレータ側と反対の側から、図１のプロジェクタの画像面に配置される表面の概略図を示す。 図３は、非限定的な実装に係る、動作時の図２の表面を示す。 図４は、別の非限定的な実装に係る、動作時の図２の表面を示す。 図５は、別の非限定的な実装に係る、スペックル低減のための画像面モーダル振動を有するプロジェクタの概略図を示す。 図６は、非限定的な実装に係る、図５のプロジェクタの画像面に配置される反射面の概略図を示す。 図７は、別の非限定的な実装に係る、図５のプロジェクタの画像面に配置される反射面の概略図を示す。

図１は、スペックル低減のための画像面モーダル振動を有するプロジェクタ１００の概略図を示す。プロジェクタ１００は、レーザ光源１０１と、光変調器１０３と、レーザ光源１０１から光変調器１０３へ光１０９を伝達し、光変調器１０３からの変調された光１１１を投影するように構成される光学系（インテグレータロッド１０４、レンズ１０５－１，１０５－２，１０５－３及びプリズム１０７によって概略的に表される）であって、画像がレーザ光源１０１からの光１０９によって光学系により形成される画像面１１３を含む、光学系と、画像面１１３に配置される少なくとも第１の領域（図２に関して以下説明される）を含む表面１１５であって、第１の領域は、画像面１１３で形成される画像と少なくとも同じ大きさであり、第１の領域は、画像面１１３で形成される画像を透過及び反射することの一方又は両方を行うように構成される、表面１１５と、少なくとも３つのアクチュエータ１１７－１，１１７－２，１１７－３であって、表面１１５と少なくとも３つのアクチュエータ１１７－１，１１７－２，１１７－３との相互作用の位置は、表面１１５に対して非対称であり、少なくとも３つのアクチュエータ１１７－１，１１７－２，１１７－３は、第１の領域において各周波数で各移動表面波を生成するように構成され、各周波数は互いの非整数倍を含む、少なくとも３つのアクチュエータ１１７－１，１１７－２，１１７－３と、を備える。

レンズ１０５－１，１０５－２，１０５－３は、以下、全体としてレンズ１０５（複数）として示され、総称としてレンズ１０５として示され、アクチュエータ１１７－１，１１７－２，１１７－３は、以下、全体としてアクチュエータ１１７（複数）として示され、総称としてアクチュエータ１１７として示される。

更に、３つのレンズ１０５が示されるが、プロジェクタ１００は、３より多い数のレンズ１０５又は３未満の数のレンズ１０５を含むことができ、実際、プロジェクタ１００の光学系は、レーザ光源１０１から光変調器１０３へ光１０９を伝達する、限定されないが、適切な種類のプリズム、ミラー、レンズ、更にインテグレータロッド等を含む、任意の数の光学構成要素を含むことができることが理解される。故に、プロジェクタ１００の光学系は、単に概略的に示されることが理解される。

同様に、光１０９，１１１は、また、単に、プロジェクタ１００を通じた光路を示すために概略的に示される。例えば、一般的には示されないが、インテグレータロッド１０４で受け付けられるレーザ光源１０１からの光１０９は、インテグレータロッド１０４によって集積及び／又は均一化されること、及びインテグレータロッド１０４から出る光１０９は、インテグレータロッド１０４の出力面の大きさに対応する画像を形成し（例えば、画像は、光変調器１０３のアスペクト比と同様のアスペクト比を有する矩形等を含む）、これは、画像面１１３上にレンズ１０５－１によって投影され、画像面１１３において光１０９によって形成される画像は、レンズ１０５－２及びプリズム１０７によって、光変調器１０３に伝達される。すなわち、光変調器１０３は、画像面１１３からそこへ伝達される画像によって照射され、光変調器１０３は、変調された光１１１を形成するために画像において光１０９を変調し、故に、プロジェクタ１００は、光変調器１０３の表面に配置される少なくとも第２の画像面１２３を含む。変調された光１０９は、一般的には、投影されるための画像を含み、これは、プリズム１０７及びレンズ１０５－３によってプロジェクタ１００の外に伝達される。

一部の実施では、レーザ光源１０１は、単一色レーザ光源を含むことができ、プロジェクタ１００は、更に、他の色の光源を含むことができ、プロジェクタ１００の更なる光変調器等及び光学系は、フルカラー画像を投影するために、更なる光源からの画像を、図示される変調された光１１１における画像と組み合わせることができる。それに代えて、レーザ光源１０１は、それぞれ変調されうる異なる色で光変調器１０３を連続的に照射するように構成されることができ、異なる色の画像は、連続的に投影されることができ、それによって、フルカラー画像を投影する。少なくとも光変調器１０３は、光１０９を変調して、変調された光１１１を生じるために、コントローラ（例えば、図示されないコンピューティングデバイス等）によって制御されうる。

故に、プロジェクタ１００のために広範囲な種類の構成が考えられることが理解するべきである。例えば、図示されないが、プロジェクタ１００は、限定されないが、冷却構成要素等を含む、プロジェクタ１００の動作のために他の構成要素と共に、ハウジング等、及び／又はそこに光学構成要素が搭載される内部機構を含みうることが更に理解される。

また、図１に示されるのは、限定されないが、画像面１１３での画像を含む、光１０９がそこを通じて送信されることを可能にするように構成されるフレーム等を含むことができる（断面における）搭載装置１３０であり、故に、搭載装置１３０は、画像面１１３と少なくとも同じ大きさであるアパーチャを含む。特に、表面１１５は、１以上の搭載点１３１（図示されるのは２つの搭載点１３１）で搭載装置１３０に取り付けられるように示される。一般に、搭載装置１３０及び１以上の搭載点１３１は、画像面１１３に表面１１５を位置決めするように構成されるが、一部の実施では、１以上の搭載点１３１の各々は、第１の領域において各移動表面波の１以上を減衰するように構成される減衰装置を含みうる。更に、搭載装置１３０は、プロジェクタ１００のハウジングの構成要素及び／又は部分を含みうる、及び／又は搭載装置１３０は、プロジェクタ１００のハウジングに次に搭載される１以上の別の機械構成要素を含みうる。

図示されないが、アクチュエータ１１７もまた搭載装置１３０に搭載されうる。

また、アクチュエータ１１７、搭載装置１３０及び搭載点１３１は、表面１１５のインテグレータ側とは反対側に配置されるが、他の実施では、アクチュエータ１１７、搭載装置１３０及び搭載点１３１は、表面１１５のインテグレータ側に配置されることができ、更に別の実施では、搭載装置１３０は、表面１１５の両側及び／又は表面１１５の一方又は両側に配置されることができ、同様に、アクチュエータ１１７及び搭載点１３１は、表面１１５の両側及び／又は表面１１５の一方又は両側に配置されることができる。

図１では、表面１１５、アクチュエータ１１７及び搭載点１３１は、側面視で概略的に示される。故に、次の図２は、レンズ１０５－２に面する側（例えば、表面１１５のインテグレータ側の反対側）から表面１１５、アクチュエータ１１７及び搭載点１３１の概略的な透視図を示す。特に、図２は、画像面１１３に配置される第１の領域２０１を示し、第１の領域２０１は、画像面１１３に形成される画像と少なくとも同じ大きさであり、第１の領域２０１は、図示されるように、画像面１１３で形成される画像を透過するように構成される。

すなわち、図示される実施では、第１の領域２０１は、画像面１１３で形成される画像を透過するように構成され、故に、少なくとも第１の領域２０１は、一般的に、光１０９及びそれによって形成される画像に対して透明である。実際に、第１の領域２０１のアスペクト比及び大きさは、画像面１１３で生成される画像と同様、及び／又はそれよりも大きくなり、画像は、第１の領域を通じて透過され、例えば、第１の領域２０１の大きさは、インテグレータロッド１０４を出る表面１１５を通じた光１０９の透過効率が最大化されるように、画像面１１３での画像よりも大きくなりうる。

故に、表面１１５、特に、第１の領域２０１は、一般的に、限定されないが、ガラス、高温ガラス、プラスチック、高温プラスチック等を含む、透明な材料を含むことができ、具体的には、第１の領域２０１、及び表面１１５の材料は、レーザプロジェクタで生じる温度と互換性があるように選択される。

また、少なくとも第１の領域２０１の材料は、アクチュエータ１１７によって生成される表面と互換性がある厚さの材料である。例えば、以下に説明されるように、アクチュエータ１１７の各々は、少なくとも第１の領域２０１において表面波を生じるように振動し、少なくとも第１の領域２０１の材料は、このような表面波が第１の領域２０１を通じて移動することが可能な厚さの材料である。例えば、一部の実施では、少なくとも第１の領域２０１は、約１ｍｍ以下の厚さのガラスプレートを含みうる。

しかし、第１の領域２０１及び画像面１１３は、正確に合致される必要はなく、例えば、図１を参照すると、画像面１１３は、表面１１５の内側に配置され、故に、第１の領域２０１に隣接する。

更に、図示されるように、表面１１５は、第１の領域２０１に接続される第２の領域２０２を更に備え、表面１１５との少なくとも３つのアクチュエータ１１７の相互作用の位置は、搭載点１３１の取り付け位置と同様に、第１の領域２０１を通過するときに、光１０９をブロックしないように、第２の領域２０２に配置される。

図示されるように、第２の領域２０２は、第１の領域２０１を取り囲み、実際、第２の領域２０２及び第１の領域２０１は、互いに一体となりうる。それに代えて、第２の領域２０２は、第１の領域２０１を支持するフレーム及び／又は他のデバイスを含みうる（代替的に搭載装置１３０と一体化されうる）。更に別の実施では、第２の領域２０２は、１以上のタブ等を含むことができ、第１の領域２０１からアクチュエータ１１７の相互作用の位置及び／又は搭載点１３１へ延びる。第２の領域２０２の実施にかかわらず、少なくとも３つのアクチュエータ１１７の各々は、第１の領域２０１の外側の表面１１５と相互作用するように位置決めされ、１以上の搭載点１３１の各々は、第１の領域２０１の外側に配置される。

更に、第２の領域２０２は、透明でありうるが、第２の領域２０２は、透明である必要はなく、故に、不透明及び／又は半不透明等でありうる。

実際、第２の領域２０２において起こるアクチュエータ１１７によって生成される表面波及び／又は振動が第１の領域２０１において表面波へ移る限り、広範囲な表面１１５、第１の領域２０１及び第２の領域２０２が考えられることが理解されるべきである。例えば、一部の実施では、第１の領域２０１及び第２の領域２０２は、約１ｍｍ以下の厚さであるガラスプレートを含むことができ、これらの実施では、アクチュエータ１１７及び搭載点１３１以外は、第１の領域２０１の外側に配置され、第２の領域２０２を第１の領域２０１と物理的に区別する必要はない。

表面１１５及びアクチュエータ１１７の動作は、図３で説明され、これは、図２と実質的に同様であり、同様の要素は同様の番号である。図３では、アクチュエータ１１７の各々は、「オン」にされており、移動表面波３１７－１，３１７－２，３１７－３を生成するために第２の領域を振動する。例えば、アクチュエータ１１７は、コントローラによって制御され、これは、光変調器１０３を制御するコントローラと同様又は異なっていることができ、それに代えて、アクチュエータ１１７は、プロジェクタ１００が操作可能なときに「オン」にされるように構成され、そうでなければ、アクチュエータ１１７は、光変調器１０３とは独立して動作することができる。

図３に示されるように、移動表面波３１７－１は、アクチュエータ１１７－１によって生成され、移動表面波３１７－２は、アクチュエータ１１７－２によって生成され、移動表面波３１７－３は、アクチュエータ１１７－３によって生成される。移動表面波３１７－１，３１７－２，３１７－３は、以下、全体として表面波３１７（複数）として、及び一般的に表面波３１７として、交互に示される。例えば、少なくとも３つのアクチュエータ１１７の各々は、生成された各移動表面波３１７の所望の周波数と同様の周波数で動作する偏心して搭載された回転モータを含むことができ、各偏心して搭載された回転モータは、表面１１５に対して及び／又は表面１１５に垂直に振動することができ、それによって、対応する表面波３１７を生成する。しかし、表面波３１７を生成しうる適切なアクチュエータ１１７は、本実施の範囲内にある。

更に、図３では、表面波３１７の各々は、例えば、各表面波３１７のピークを示す一連の円弧として示される。更に、一連の円弧の各々は、移動表面波３１７－１，３１７－２，３１７－３を互いに区別するために異なる線の太さで示される。また、一連の円弧の各々の全体は、第１の領域２０１の一部に亘ってのみ示され、移動表面波３１７は、少なくとも第１の領域２０１の全体に亘って移動するが、移動表面波３１７は、追加的に、搭載点１３１（及び／又は取付点及び／又は相互作用点及び／又は所与の表面波３１７を生成したアクチュエータ１１７とは異なるアクチュエータ１１７に対する接触点）で減衰されうる。

また、表面波３１７は、表面１１５の一方側のみに配置されるように示されるが、一部の実施では、表面波３１７は、表面１１５の両側に移ることができる。

特に、表面波３１７は、第１の領域２０１の垂線に垂直な少なくとも第１の領域２０１を通じて移動する表面１１５における波及び／又はリップルを含み、表面１１５の剛体移動とは異なる、つまり、一部の実施では、表面１１５は、生成される表面波３１７に加えて、剛体として振動することができ、表面波３１７は、光１０９が画像面１１３を通じて移動するときに光１０９の経路差を生成する。言い換えれば、表面波３１７は、光１０９のスペックル低減をもたらしうるこのような経路差を生成するために画像面１１３でモード形状を生成する。

しかし、表面波３１７は、第１の領域２０１において、表面１１５が、ランダム振動及び／又は疑似ランダム振動を含むような態様で生成され、更に、表面波３１７は、第１の領域２０１において定常波及び／又はノードの機会を最小化するように生成される。このようなランダム振動及び／又は疑似ランダム振動の生成は、少なくとも３つのアクチュエータ１１７を用いること、表面１１５に対して非対称的に少なくとも３つのアクチュエータ１１７を位置決めすること、表面１１５と非対称に相互作用するために少なくとも３つのアクチュエータ１１７を位置決めすること、及び互いに非整数倍である周波数を有する表面波１１７を生成するためにアクチュエータ１１７を制御することによって生じうる。

例えば、３つのアクチュエータ１１７の相互作用の位置は、表面１１５に対して非対称に位置決めされる。すなわち、アクチュエータ１１７は、表面１１５とのそれらの相互作用点間の対称を避けるために表面１１５に位置決めされ、故に、例えば、２つのアクチュエータ１１７間の直線は、表面１１５及び／又は第１の領域２０１を２つの等しい領域に等しく分割しない。言い換えれば、表面１１５に対する少なくとも３つのアクチュエータ１１７の位置は、第１の領域２０１において各移動表面波３１７によって形成された定常波節を排除及び／又は最小化するように選択される。

更に、アクチュエータ１１７は、互いの高調波ではない各々によって生成される各表面波３１７を確保するように動作される。例えば、アクチュエータ１１７－１は、周波数ｆ１を有する移動表面波３１７－１を生成し、アクチュエータ１１７－２は、周波数ｆ２を有する移動表面波３１７－２を生成し、アクチュエータ１１７－３は、周波数ｆ３を有する移動表面波３１７－３を生成する。更に、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の各々は、ｆ１≠ｎ＊ｆ２、ｆ１≠ｎ＊ｆ３及びｆ２≠ｆ＊ｆ３となるように選択され、ここでｎは整数である。つまり、移動表面波３１７－１，３１７－２，３１７－３の各周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３は、第１の領域２０１において定常波及び／又は節を生成する機会を低減及び／又は最小化及び／又は排除するために互いの非整数倍である。言い換えれば、各周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３は、互いの非高調波を含む。

故に、少なくとも第１の領域２０１では、表面波３１７は、表面波３１７が移動し、かつ表面波３１７の移動の総計がランダム及び／又は疑似ランダムであり、かつ節及び／又は定常波が低減及び／又は排除されると、表面１１５を通じた光１０９の経路差を点から点へと絶えず変化させることができ、これは、スペックルを低減及び／又は排除することができる。言い換えれば、図１に示される実施では、プロジェクタ１００の光学系は、レーザ光源１０１と光変調器１０３との間に配置されるインテグレーティングロッド１０４を含み、画像面１１３は、表面１１５の第１の領域２０１が、画像において光源１０１からの光１０９の相対的な光経路を変化するように、インテグレーティングロッド１０４の出力面から画像を受け付けるように配置される。

言い換えれば、表面波３１７の移動の総計は、ランダム及び／又は疑似ランダムとなる少なくとも第１の領域２０１において、与えられた点の移動をもたらしうる。

更に別の実施では、ランダム及び／又は疑似ランダムとなる少なくとも第１の領域２０１における所与の点の移動で生じる表面波３１７の移動の総計を更に支援するために、少なくとも３つのアクチュエータ１１７の各々の１以上は、第１の各周波数から１以上の各高調波周波数への各移動表面波３１７の各周波数を変更するように構成されうる。例えば、アクチュエータ１１７－１は、周波数ｆ１から周波数２＊ｆ１へ、及びその後周波数ｆ１へ戻る定常波３１７－１の周波数を変更するように構成されることができ、同様に、アクチュエータ１１７－２は、周波数ｆ２から周波数２＊ｆ２へ、周波数３＊ｆ２へ、及びその後周波数ｆ２へ戻る定常波３１７－２の周波数を変更するように構成されることができ、同様に、アクチュエータ１１７－２は、周波数ｆ３から周波数２＊ｆ３へ、周波数３＊ｆ３へ、及びその後周波数ｆ３へ戻る定常波３１７－２の周波数を変更するように構成されることができる。

しかし、アクチュエータ１１７及び／又は対応する移動表面波３１７が周波数を変更するとき、それらは、第１の高調波周波数、第２の高調波周波数、第３の高調波周波数等の順序を変更する必要はない。実際、アクチュエータ１１７及び／又は対応する移動表面波３１７が周波数を変更する順序は、ランダム及び／又は疑似ランダム及び／又は所与の順序でありうる。

更に、各アクチュエータ１１７が、第１の各周波数から第１の３つの各高調波周波数の１以上へ各移動表面波３１７の各周波数を変更するように説明されるが、アクチュエータ１１７の各々は、各周波数から任意の各高調波周波数へ変更するように構成されうる。

更に、アクチュエータ１１７が、各高調波周波数へ変更しうる実施では、所与のアクチュエータ１１７が各高調波周波数へ変更する時間は、他のアクチュエータ１１７が、各高調波周波数へ変更する時間と同一又は異なることができ、実際、各アクチュエータ１１７が各高調波周波数へ変更する時間は、ランダム及び／又は疑似ランダムでありうる。

故に、次に図４に注目し、図４は、図３と実質的に同様であり、同様の要素は同様の番号を有するが、移動表面波３１７－１，３１７－１３の各周波数は、他の移動表面波３１７の周波数とは独立した各高調波周波数に変更している。故に、移動表面波３１７－１は、３＊ｆ１の周波数を有し、移動表面波３１７－３は、２＊ｆ３の周波数を有する一方、移動表面波３１７－２は、ｆ２の周波数を有する。各例では、移動表面波３１７の各周波数は、以前に他の高調波周波数へ変更しており、その後図示される周波数へ変更していることができ、故に、図４は、単に、ある所与の時間での表面１１５のスナップショットを表す。

アクチュエータ１１７の１以上が各高調波周波数間で変化する一部の実施では、各高調波周波数間で変更するアクチュエータ１１７は、各高調波周波数間で連続的に変更する、及び／又は各高調波周波数間で掃引（スイープ）する、及び／又は各表面波３１７が一般に連続的な変更となるように各高調波周波数間をステップするように構成されうる。これらの実施では、アクチュエータ１１７は、アクチュエータ１１７が、所与の時間に、各周波数で第１の領域２０１において各移動表面波３１７を生成しているように、各駆動周波数の範囲を変更するように構成され、各周波数は、互いの非整数倍を含む。つまり、図４に示される実施は、第１の各周波数の整数倍である各表面波３１７を生成するアクチュエータ１１７を示すが、別の実施では、アクチュエータ１１７は、所与の時間に、第１の領域２０１において各移動表面波３１７の周波数が互いの非整数倍である限り、各周波数の範囲の間で連続的に掃引（スイープ）することができる。これらの実施の一部では、与えられたアクチュエータ１１７は、別のアクチュエータ１１７によって生成される移動表面波３１７の高調波である表面波３１７を発生することを防ぐために、掃引中に第１の周波数から第２の周波数へ非連続的にジャンプするように構成されうる。

図３及び図４では、移動表面波３１７の各々は、例えば、各アクチュエータ１１７の位置に基づいて、所与の方向での移動として示され、更に各移動表面波３１７は、所与の形状及び／又は所与のプロファイルを有するように示される。しかし、移動表面波３１７の所与の移動の方向及び／又は所与の形状及び／又は所与のプロファイルは、代替的に、表面１１５の形状及び／又は構成及び／又は第１の領域２０１に依存し、故に、移動表面波３１７の他の移動の方向及び／又は所与の形状及び／又は所与のプロファイルは、本実施の範囲内である。

当業者は、更により多くの代替的な実施及び修正が可能であることを理解するであろう。例えば、表面１１５は、表面１１５のインテグレータに面する側と相互作用する１以上のアクチュエータ１１７を含むように適合されることができ、これは、更なる表面波をインテグレータに面する側で形成させうる。

また、図１にも示されるように、プロジェクタ１００は、付加的に、例えば、表面１１５の剛体振動を誘発する振動モータ等の少なくとも１つの剛体振動装置１９９を含むことができ、付加的な装置１９９は表面１１５に取り付けられて示されているが、付加的な装置１９９は、代替的に、搭載装置１３０に取り付けられることができ、その剛体振動が搭載点１３１を介して表面１１５に移される。

一時的に図１に戻ると、表面１１５は、画像面１１３に示されるが、代替的に、表面１１５は、画像面１２３又はプロジェクタ１００における他の画像面に配置されることができ、それに応じて表面１１５及び第１の領域２０１の大きさが適合され、実際には、それに応じて、表面１１５の動作及び／又は位置決めと関連付けられる構成要素のいずれか又は全てが適合されうる。

更に別の実施では、プロジェクタ１００は、第１の表面１１５と同様の第２の表面を含むことができ、これは、画像面１１３に配置される表面１１５に加えて、画像面１２３に配置されることができ、それに応じて第２の表面及び関連する第１の領域の大きさが適合され、実際には、それに応じて、このような第２の表面の動作及び／又は位置決めと関連付けられる構成要素のいずれか又は全てが適合されうる。

更に、表面１１５が実質的に平坦又は平面的であるように示されるが、別の実施では、表面１１５及び／又はその一部は、実質的に平坦又は平面的である必要はなく、例えば、第２の領域２０２は、湾曲される及び／又は第１の領域２０１に垂直に延びることができ、実際に、表面１１５の形状及び／又は構成は、表面１１５が画像面１１３に配置される少なくとも第１の領域２０１を含む限り、本実施の範囲内にあり、第１の領域２０１は、画像面１１３に形成される画像と少なくとも同じ大きさであり、第１の領域２０１は、画像面１１３に形成される画像を透過及び反射することの一方又は両方を行うように構成され、少なくとも３つのアクチュエータ１１７は、表面１１５と非対称的に相互作用するように位置決めされ、少なくとも３つのアクチュエータ１１７は、各周波数で第１の領域２０１において各移動表面波を生成するように構成され、各周波数は上述されたように、互いの非整数倍を含む。

図１及び図２も参照すると、第１の領域２０１は、光１０９に透過するように示されるが（故に、第１の領域２０１は、画像面１１３で形成される画像に透過し、プロジェクタ１００及びその光学系は、光１０９が第１の領域２０１を通過するように構成される）、別の実施では、第１の領域２０１は、光１０９を反射するように構成されることができ、故に、第１の領域２０１は、画像面１１３に形成される画像を反射することができるが、プロジェクタ１００及びその光学系は、それに応じて適合される。

故に、図５は、スペックル低減のために画像面モーダル振動を有するプロジェクタ５００の概略的な図を示す。プロジェクタ５００は、プロジェクタ１００と同様であり、同様の要素は同様の番号を有するが、「１００」系ではなく「５００」系である。

故に、プロジェクタ５００は、レーザ光源５０１と、光変調器５０３と、レーザ光源５０１から光変調器１０３へ光５０９を伝達し、光変調器５０３からの変調された光５１１を投影するように構成される光学系（インテグレータロッド５０４、レンズ５０５－１，５０５－２，５０５－３及びプリズム５０７によって概略的に表される）であって、画像がレーザ光源５０１からの光５０９によって光学系により形成される画像面５１３を含む、光学系と、画像面５１３に配置される少なくとも第１の領域（第１の領域２０１と同様）を含む表面５１５であって、第１の領域は、画像面５１３で形成される画像と少なくとも同じ大きさであり、第１の領域は、画像面５１３で形成される画像を透過及び反射することの一方又は両方を行うように構成される、表面５１５と、少なくとも３つのアクチュエータ５１７－１，５１７－２，５１７－３であって、表面５１５と少なくとも３つのアクチュエータ５１７－１，５１７－２，５１７－３との相互作用の位置は、表面５１５に対して非対称であり、少なくとも３つのアクチュエータ５１７－１，５１７－２，５１７－３は、第１の領域において各周波数で各移動表面波を生成するように構成され、各周波数は互いの非整数倍を含む、少なくとも３つのアクチュエータ５１７－１，５１７－２，５１７－３と、を備える。

レンズ５０５－１，５０５－２，５０５－３は、以下、全体としてレンズ５０５（複数）として示され、総称としてレンズ５０５として示され、アクチュエータ５１７－１，５１７－２，５１７－３は、以下、全体としてアクチュエータ５１７（複数）として示され、総称としてアクチュエータ５１７として示される。

更に、プロジェクタ１００と同様に、プロジェクタ５００は、搭載装置５３０及び表面５１５を搭載装置に搭載する搭載点５３１と共に、光変調器１０３の表面に配置される少なくとも第２の画像面５２３を含みうる。

故に、プロジェクタ５００は、プロジェクタ１００と実質的に同様であるが、プロジェクタ５００は、インテグレータ５０４を出た光１０９を反射して表面５１５へ向けるミラー５５１と、プロジェクタ１００の場合のように透過型ではなく反射型の第１の領域と、表面５１５から受け付けた光１０９を光変調器５０３へ反射するミラー５５２と、を更に含む。つまり、プロジェクタ５００では、表面５１５の第１の領域は、透明型ではなく反射型であり、それに応じてプロジェクタ５００の光学系が適合される。実際、ミラー５５１，５５２を含むように示され、プロジェクタ５００の光学系は、表面５１５の反射型の第１の領域へ光を向けるために任意の態様で適合されうる。

図６は、表面５１５の前側を示し、これは、画像面５１３に配置される前側と、前側の反対である後側と、を含み、第１の領域６０１（第１の領域２０１と同様）は、前側に配置され、かつ画像面５１５に形成される画像を反射するように構成され、表面５１５での少なくとも３つのアクチュエータの１以上の位置は、後側及び／又は第２の領域６０２（第２の領域２０２と同様）に配置される。例えば、アクチュエータ５１７－１，５１７－２の位置及び搭載点５３１は、輪郭で示され、アクチュエータ５１７－１，５１７－２は、第１の領域６０１に対応する領域において表面５１５の後側に配置されることを含む一方で、アクチュエータ５１７－３の位置は、第１の領域６０１と同じ側の第２の領域６０２に配置される。

故に、表面５１５は、図２に示される表面５１５と同様でありうるが、表面５１５の対応する第１の領域６０１は、透過型ではなく反射型である。

更に、表面５１５は、第２の領域２０２と同様に、第２の領域６０２を含むことができるが、このような第２の領域６０２は、アクチュエータ５１７として任意選択であり、搭載点５３１は、反射型の第１の領域が配置される側の反対である、表面５１５の後側に配置されることができる。

例えば、図７は、代替の表面５１５ａを示し、これは、プロジェクタ５００において表面５１５を置き換えることができ、表面５１５ａは、第１の領域６０１のみを含み、第２の領域６０２を含まない、つまり、図示される実施では、表面５１５ａ及び反射型の第１の領域６０１は、一般的には、合致する及び／又は同一の大きさを有し、アクチュエータ５１７及び搭載点５３１は、アクチュエータ５１７によって示されるように、表面５１５ａの後側に配置されることができ、搭載点５３１は、図７に輪郭で示される。

更に、アクチュエータ５１７が表面５１５及び／又は表面５１５ａの後側に配置されるとき、表面５１５ａの後側で生じる移動表面波（移動表面波３１７と同様）は、反射型の第１の領域６０１が配置される場所と反対側に移ると仮定される。

更に、本明細書で説明される反射型の表面の実施は、本明細書で説明される透過型の表面と組み合わせられることができ、例えば、プロジェクタ５００は、画像面５１３において表面５１５に加えて、画像面５２３において表面１１５と同様の表面を含むように適合されうる。

本明細書で説明されるのは、レーザ光源と、画像面に配置される表面と、ランダム及び／又は疑似ランダムに表面波を生成するために表面と相互作用するアクチュエータと、を有し、画像面で画像の光の点での光路を変更し、プロジェクタのスペックルを最小限にするプロジェクタである。

当業者であれば、より多くの可能な代替的実装及び変形が存在し、上述の例は１以上の実装の例示にすぎないことを理解するだろう。したがって、発明の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ限定されるものである。

Claims (15)

1. プロジェクタであって、
   レーザ光源と、光変調器と、前記レーザ光源から前記光変調器へ光を伝達し、前記光変調器からの変調された光を投影するように構成される光学系であって、前記光学系は、像が前記レーザ光源からの光によって前記光学系により形成される像面を含む、光学系と、
   前記像面に配置される少なくとも第１の領域を含む表面であって、前記第１の領域は、前記像面で形成される前記像と少なくとも同じ大きさであり、前記第１の領域は、前記像面で形成される前記像を透過及び反射することの一方又は両方を行うように構成される、表面と、
   少なくとも３つのアクチュエータであって、前記表面と前記少なくとも３つのアクチュエータとの相互作用の位置は、前記表面に対して非対称であり、前記少なくとも３つのアクチュエータは、前記第１の領域において各周波数で各移動表面波を生成するように構成され、前記各周波数は互いの非整数倍を含む、少なくとも３つのアクチュエータと、
   を備え、
   前記表面への前記少なくとも３つのアクチュエータの相互作用の位置は、少なくとも前記第１の領域における前記各移動表面波によって形成される定常波節を排除するように選択される、プロジェクタ。
2. 前記各周波数は、互いの非高調波を更に含む、請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記少なくとも３つのアクチュエータの各々は、第１の各周波数から１以上の各高調波周波数へ前記各移動表面波の各周波数を変更するように構成される、請求項１に記載のプロジェクタ。
4. 前記少なくとも３つのアクチュエータの各々は、第１の各周波数から１以上の各高調波周波数へ前記各移動表面波の各周波数を変更するように構成され、ある順序で前記第１の各周波数へ戻るように構成される、請求項３に記載のプロジェクタ。
5. 前記少なくとも３つのアクチュエータの各々は、前記第１の領域外の前記表面と相互作用するように位置決めされる、請求項１に記載のプロジェクタ。
6. 前記少なくとも３つのアクチュエータの各々は、偏心して搭載された回転モータを含む、請求項１に記載のプロジェクタ。
7. 前記第１の領域は、前記像面に形成される前記像を透過するように構成され、前記表面は、前記第１の領域と接続される第２の領域を更に含み、前記表面と前記少なくとも３つのアクチュエータとの相互作用の位置は、前記第２の領域に配置される、請求項１に記載のプロジェクタ。
8. 前記表面は、前記像面に配置される前側と、後側と、を含み、前記第１の領域は、前記前側に配置され、かつ前記像面で形成される前記像を反射するように構成され、前記表面への前記少なくとも３つのアクチュエータの相互作用の位置は、前記後側に配置される、請求項１に記載のプロジェクタ。
9. 前記表面は、前記像面に配置される前側と、後側と、を含み、第２の領域は、前記第１の領域に接続され、前記第１の領域は、前記前側に配置され、かつ前記像面で形成される前記像を反射するように構成され、前記表面への前記少なくとも３つのアクチュエータの相互作用の位置は、前記後側及び前記第２の領域の一方又は両方に配置される、請求項１に記載のプロジェクタ。
10. 搭載装置を更に備え、前記表面は、１以上の搭載点で前記搭載装置に取り付けられる、請求項１に記載のプロジェクタ。
11. 前記１以上の搭載点の各々は、前記第１の領域において前記各移動表面波の１以上を減衰するように構成される減衰装置を含む、請求項１０に記載のプロジェクタ。
12. 前記１以上の搭載点の各々は、前記第１の領域の外側に配置される、請求項１０に記載のプロジェクタ。
13. 前記光学系は、前記レーザ光源と前記光変調器との間に配置されるインテグレーティングロッドを含み、前記像面は、前記表面の前記第１の領域が、前記像において前記レーザ光源からの光の相対的な光経路を変更するように、前記インテグレーティングロッドの出力面から像を受け付けるように配置される、請求項１に記載のプロジェクタ。
14. 前記表面は、ガラス、高温ガラス、プラスチック及び高温プラスチックのうちの１以上を含む、請求項１に記載のプロジェクタ。
15. 前記表面の剛体振動を誘発するように構成される剛体振動装置を更に含む、請求項１に記載のプロジェクタ。

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