JPH10115805A - レーザ投影におけるスポットの形成を低減する方法及び装置 - Google Patents
レーザ投影におけるスポットの形成を低減する方法及び装置Info
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- JPH10115805A JPH10115805A JP9169571A JP16957197A JPH10115805A JP H10115805 A JPH10115805 A JP H10115805A JP 9169571 A JP9169571 A JP 9169571A JP 16957197 A JP16957197 A JP 16957197A JP H10115805 A JPH10115805 A JP H10115805A
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- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/54—Accessories
- G03B21/56—Projection screens
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Abstract
(57)【要約】
例えばテレビやビデオで行われるように、レーザ投影器
を使用して映像を平坦な投影面に投影する際、レーザ光
の空間的なコヒーレンスにより、視覚上はスポットつま
りいわゆる「スペックル」が形成される。これにより、
視覚的には、一様に照射されたフィールドではなく、確
率的な明暗のひずみを持ったスポットが見える。反射性
微粒子の懸濁液の投影表面を使用することによって、目
の反応時間にわたってみたときには、ブラウン運動の結
果、スポット状の明暗パターンは平均化される。必要な
らば、このブラウン運動は、懸濁液を暖めたりピエゾ素
子を使って乱流を起こす等の別の手段によって増大させ
て、視覚に対して一様なイメージであるという印象を与
えるることができる。この比較的単純な構成は有益であ
ることがわかり、また実施に当たってかなり干渉を起こ
しがちというわけではないことが期待される。
を使用して映像を平坦な投影面に投影する際、レーザ光
の空間的なコヒーレンスにより、視覚上はスポットつま
りいわゆる「スペックル」が形成される。これにより、
視覚的には、一様に照射されたフィールドではなく、確
率的な明暗のひずみを持ったスポットが見える。反射性
微粒子の懸濁液の投影表面を使用することによって、目
の反応時間にわたってみたときには、ブラウン運動の結
果、スポット状の明暗パターンは平均化される。必要な
らば、このブラウン運動は、懸濁液を暖めたりピエゾ素
子を使って乱流を起こす等の別の手段によって増大させ
て、視覚に対して一様なイメージであるという印象を与
えるることができる。この比較的単純な構成は有益であ
ることがわかり、また実施に当たってかなり干渉を起こ
しがちというわけではないことが期待される。
Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は、レーザ投影によって均一に照
明された像及び投影面から反射された像の内容を見る際
のスポットの形成を少なくする方法、及びレーザ投影用
の装置に関する。
明された像及び投影面から反射された像の内容を見る際
のスポットの形成を少なくする方法、及びレーザ投影用
の装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】レーザ投影はラスタ手続に従って像を生
成する方法に基づく。この方法では、赤、緑及び青の三
原色がレーザから放出され、別々に混合され、再び結合
され、表面上で走査され、像は標準のテレビジョン受像
管の場合と同様に点によって形成される。像点の色は、
その原色成分の相対パワーによって定義される。通常、
ビームはポリゴン・ミラーによって水平方向に偏向さ
れ、ガルバノ・スキャナによって垂直方向に偏向され
る。
成する方法に基づく。この方法では、赤、緑及び青の三
原色がレーザから放出され、別々に混合され、再び結合
され、表面上で走査され、像は標準のテレビジョン受像
管の場合と同様に点によって形成される。像点の色は、
その原色成分の相対パワーによって定義される。通常、
ビームはポリゴン・ミラーによって水平方向に偏向さ
れ、ガルバノ・スキャナによって垂直方向に偏向され
る。
【０００３】これにより、レーザ光の空間コヒーレンス
のためにレーザ像投影中に像の非一様性（スポット）す
なわちいわゆる「スペックル」が生じる。その作用は、
発散したレーザ・ビームを壁に当てることによって簡単
に観測することができる。そのとき、視覚上は、均一に
照明された視野ではなく、確率的明暗分布を有するスポ
ットが見える。
のためにレーザ像投影中に像の非一様性（スポット）す
なわちいわゆる「スペックル」が生じる。その作用は、
発散したレーザ・ビームを壁に当てることによって簡単
に観測することができる。そのとき、視覚上は、均一に
照明された視野ではなく、確率的明暗分布を有するスポ
ットが見える。
【０００４】これを引き起こす機構は、次のように簡略
化された形で説明することができる。光は投影面から反
射されて目に到達する。投影面は常に波長の大きさと比
較して平らでない領域を有するので、投影面上の様々な
場所から反射された光は、異なる位相位置で目に到達す
る。したがって、目の中で干渉が起こる。観測者の所与
の視点からは、この干渉は空間的な二次元明暗パターン
を生成する。
化された形で説明することができる。光は投影面から反
射されて目に到達する。投影面は常に波長の大きさと比
較して平らでない領域を有するので、投影面上の様々な
場所から反射された光は、異なる位相位置で目に到達す
る。したがって、目の中で干渉が起こる。観測者の所与
の視点からは、この干渉は空間的な二次元明暗パターン
を生成する。
【０００５】三原色から構成されるレーザ放射を、干渉
現象によるそのようなスポットの形成を防ぐために、例
えば共通の光路内で３０〜４０ｒｐｍで回転する拡散要
素中を通過させてきれいな真の色の像を生成する、ヨー
ロッパ特許出願ＥＰ０５８９１７９Ａ１のレーザ投影シ
ステムが知られている。
現象によるそのようなスポットの形成を防ぐために、例
えば共通の光路内で３０〜４０ｒｐｍで回転する拡散要
素中を通過させてきれいな真の色の像を生成する、ヨー
ロッパ特許出願ＥＰ０５８９１７９Ａ１のレーザ投影シ
ステムが知られている。
【０００６】また、コヒーレント光源を使用して光ビー
ムを生成し、スポットの形成を少なくしたヨーロッパ特
許出願第ＥＰ０３８５７０６号の投影光像表示システム
が知られている。ここにおいて、信号に応答する既存の
光変調器は、光源からの光をスクリーン上に向ける。す
るとスクリーンはこのようにしてスクリーン上に生成さ
れた像を再生する。スクリーンはトランスデューザに結
合されて、このトランスデューサは像が再生されている
スクリーン中に表面超音波を生成する。この表面波は、
光ビームの波長よりも大きい振幅を有する。これは、目
がそれほどすばやく応答しないことを利用して、均一な
像内容を見る際のスポットの形成を防ぐと考えられる。
ムを生成し、スポットの形成を少なくしたヨーロッパ特
許出願第ＥＰ０３８５７０６号の投影光像表示システム
が知られている。ここにおいて、信号に応答する既存の
光変調器は、光源からの光をスクリーン上に向ける。す
るとスクリーンはこのようにしてスクリーン上に生成さ
れた像を再生する。スクリーンはトランスデューザに結
合されて、このトランスデューサは像が再生されている
スクリーン中に表面超音波を生成する。この表面波は、
光ビームの波長よりも大きい振幅を有する。これは、目
がそれほどすばやく応答しないことを利用して、均一な
像内容を見る際のスポットの形成を防ぐと考えられる。
【０００７】また、干渉パターンを人間の目によって知
覚できないほど迅速に動かすために回転する拡散要素が
レーザの光路中に配置された、スポットのないシステム
が米国特許第ＰＳ５３１３４７９号に記載されている。
覚できないほど迅速に動かすために回転する拡散要素が
レーザの光路中に配置された、スポットのないシステム
が米国特許第ＰＳ５３１３４７９号に記載されている。
【０００８】これらのシステムは、比較的費用がかか
り、機械式検出器及びトランスデューサを有する。
り、機械式検出器及びトランスデューサを有する。
【０００９】
【発明の概要】本発明の課題は、できるだけ簡単であ
り、特に、技術的に費用のかかる変換方法を使用しな
い、レーザ投影中のスポットの形成を少なくする方法を
与えることである。さらに、作成すべき構成は、できる
だけ干渉が起こらないものでなければならない。
り、特に、技術的に費用のかかる変換方法を使用しな
い、レーザ投影中のスポットの形成を少なくする方法を
与えることである。さらに、作成すべき構成は、できる
だけ干渉が起こらないものでなければならない。
【００１０】この課題は請求項１に記載の特徴によっ
て、本発明に従って解決される。
て、本発明に従って解決される。
【００１１】比較的簡単な方法により、実際上干渉のな
いレーザ投影が可能になる。
いレーザ投影が可能になる。
【００１２】請求項２ないし４に、この方法の有利な実
施形態が示されている。
施形態が示されている。
【００１３】好ましい実施形態では、懸濁液を温めるこ
とによって粒子のブラウン運動を増加させる。また、比
較的簡単かつほとんど干渉が起こらないと考えられる方
法を使用してこれを行うことが好ましい。
とによって粒子のブラウン運動を増加させる。また、比
較的簡単かつほとんど干渉が起こらないと考えられる方
法を使用してこれを行うことが好ましい。
【００１４】他の好ましい実施形態では、圧電力によっ
て微粒子を動かし続ける。これも、ほとんど干渉が起こ
らない比較的簡単な方法である。
て微粒子を動かし続ける。これも、ほとんど干渉が起こ
らない比較的簡単な方法である。
【００１５】この課題は、請求項５に記載の特徴によっ
て本発明の装置に従って解決される。請求項６ないし１
１には、本発明の装置の有利な実施形態が示されてい
る。
て本発明の装置に従って解決される。請求項６ないし１
１には、本発明の装置の有利な実施形態が示されてい
る。
【００１６】本発明による装置では、投影面は像の非一
様性（スポット）すなわちスペックルがまだ生じるが、
それらは時間がたつにつれて変動し、したがって二次元
明暗パターンは、視覚の反応時間を通して見る際に平均
化され、観測者は輝度が均一であるような印象を受ける
ようになされることが好ましい。
様性（スポット）すなわちスペックルがまだ生じるが、
それらは時間がたつにつれて変動し、したがって二次元
明暗パターンは、視覚の反応時間を通して見る際に平均
化され、観測者は輝度が均一であるような印象を受ける
ようになされることが好ましい。
【００１７】固体投影壁の代わりに、投影面は移動する
散乱中心を有する。これらは、流体中の微粒子の懸濁物
質によって実現される。微粒子は、ブラウン分子運動の
ために、すでに常時運動している。この運動が（おそら
く、例えば加熱やピエゾ素子によって生じる乱流など追
加の手段を使用して）レーザ・スポットによる照明中に
多数の様々な明暗パターンが生成されるほどに十分速く
なると、目は、像内容が均一な場合、像が均一であるよ
うな印象を受ける。
散乱中心を有する。これらは、流体中の微粒子の懸濁物
質によって実現される。微粒子は、ブラウン分子運動の
ために、すでに常時運動している。この運動が（おそら
く、例えば加熱やピエゾ素子によって生じる乱流など追
加の手段を使用して）レーザ・スポットによる照明中に
多数の様々な明暗パターンが生成されるほどに十分速く
なると、目は、像内容が均一な場合、像が均一であるよ
うな印象を受ける。
【００１８】また、常時撹拌することにより粒子の沈殿
を防ぐことが有利であることが分かっている。局所加熱
による乱流の他に、上述のピエゾ素子を使用して流体中
に乱流を引き起こすことも特に有利であると考えられ
る。
を防ぐことが有利であることが分かっている。局所加熱
による乱流の他に、上述のピエゾ素子を使用して流体中
に乱流を引き起こすことも特に有利であると考えられ
る。
【００１９】例示的実施形態では、その投影面としてミ
ルクを使用する。ミルクは、凝固したタンパク質及び水
中に懸濁した脂肪粒子を含んでいる。ミルクをレーザを
用いて直角に照明した。ミルクの表面上で観測されるス
ポットを、それが生成する輝度の印象の均一さに関し
て、同じレーザ・スポットを固体である厚紙上に当てた
場合と比較して判定した。ミルクの表面上のレーザ・ス
ポットの輝度は、厚紙上のスポットよりも均一であるよ
うに見えた。
ルクを使用する。ミルクは、凝固したタンパク質及び水
中に懸濁した脂肪粒子を含んでいる。ミルクをレーザを
用いて直角に照明した。ミルクの表面上で観測されるス
ポットを、それが生成する輝度の印象の均一さに関し
て、同じレーザ・スポットを固体である厚紙上に当てた
場合と比較して判定した。ミルクの表面上のレーザ・ス
ポットの輝度は、厚紙上のスポットよりも均一であるよ
うに見えた。
【００２０】
【実施例】本発明の目的について、図１及び図２を使用
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
【００２１】図１によれば、レーザ投影装置は、導入部
で引用した米国特許ＰＳ５３１３４７９号に記載されて
いるように、レーザの形態の赤、緑及び青の三原色用の
３つのコヒーレント放射源を有する。生成されたレーザ
放射は、投影装置の出口２から投影ハウジング１を出
て、投影面５に当たる。ビームは、垂直軸のまわりに案
内されたポリゴン・ミラーによって、方位角度αの範囲
内で、ガルバノ・スキャナによって高さ角度βの形で偏
向される。角度範囲は、図１及び図２において、角度α
は、上から見る際３０〜９０°の範囲内にあり、角度β
は、２５〜５０°の範囲内にあることが分かる。
で引用した米国特許ＰＳ５３１３４７９号に記載されて
いるように、レーザの形態の赤、緑及び青の三原色用の
３つのコヒーレント放射源を有する。生成されたレーザ
放射は、投影装置の出口２から投影ハウジング１を出
て、投影面５に当たる。ビームは、垂直軸のまわりに案
内されたポリゴン・ミラーによって、方位角度αの範囲
内で、ガルバノ・スキャナによって高さ角度βの形で偏
向される。角度範囲は、図１及び図２において、角度α
は、上から見る際３０〜９０°の範囲内にあり、角度β
は、２５〜５０°の範囲内にあることが分かる。
【００２２】図１及び図２から分かるように、ハウジン
グ７を具備する投影面５は、放射源の方を向いたその側
面に透過境界面６を有する。この透過境界面６は、ハウ
ジング７とともに、本願では概略的にしか示されていな
いが、境界面６から入射したレーザ・ビームを反射する
反射粒子９を有する懸濁液８を含んでいる。粒子の絶え
間ない運動は干渉パターンの形成を防止する。このこと
は、これらの粒子の運動による偏向が反射光の波長より
も大きくなり、その結果、観測者の目に対して様々な位
相位置が生成されないことを意味する。
グ７を具備する投影面５は、放射源の方を向いたその側
面に透過境界面６を有する。この透過境界面６は、ハウ
ジング７とともに、本願では概略的にしか示されていな
いが、境界面６から入射したレーザ・ビームを反射する
反射粒子９を有する懸濁液８を含んでいる。粒子の絶え
間ない運動は干渉パターンの形成を防止する。このこと
は、これらの粒子の運動による偏向が反射光の波長より
も大きくなり、その結果、観測者の目に対して様々な位
相位置が生成されないことを意味する。
【００２３】粒子の最大平均寸法は１０μｍ程度であ
る。
る。
【００２４】好ましい実施形態では、追加の加熱抵抗器
１１を用いて懸濁液８を加熱して、（すでに室温におい
て十分である）ブラウン運動を、スポットの形成が投影
面５から見る際に観測者の目の中でほとんど消失するほ
ど強く増大させる。
１１を用いて懸濁液８を加熱して、（すでに室温におい
て十分である）ブラウン運動を、スポットの形成が投影
面５から見る際に観測者の目の中でほとんど消失するほ
ど強く増大させる。
【００２５】しかしながら、１つまたは複数の膜に対し
て作用するピエゾ発振器を使用して、懸濁液中の粒子の
運動を増大させることもできる。また、圧電力の作用に
よって生じる粒子の偏向経路も、反射レーザ光の波長よ
りも大きくなる。
て作用するピエゾ発振器を使用して、懸濁液中の粒子の
運動を増大させることもできる。また、圧電力の作用に
よって生じる粒子の偏向経路も、反射レーザ光の波長よ
りも大きくなる。
【００２６】図２の垂直断面は、映画／テレビジョンま
たはビデオ目的に適した投影面を示す。また、レーザ投
影装置の投影ハウジング１を投影面５の像の下端の高さ
のところに配置することもできる。
たはビデオ目的に適した投影面を示す。また、レーザ投
影装置の投影ハウジング１を投影面５の像の下端の高さ
のところに配置することもできる。
【００２７】図１及び図２は、それぞれ投影面の平面図
及び長手方向断面を示す。各図中の放射は、透過境界面
６を通過し、懸濁した反射粒子９からなる投影面５に当
たり、反射される。
及び長手方向断面を示す。各図中の放射は、透過境界面
６を通過し、懸濁した反射粒子９からなる投影面５に当
たり、反射される。
【図１】投影面を有するレーザ投影配置の概略平面図を
示す。
示す。
【図２】例えば観客劇場(spectator arena)において使
用できる、投影面を有するレーザ投影配置の概略長手方
向図を示す。
用できる、投影面を有するレーザ投影配置の概略長手方
向図を示す。
１：投影ハウジング ２：出口 ５：投影面 ６：境界面 ７：ハウジング ８：懸濁液 ９：反射粒子 １１：加熱抵抗器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク・ディートリッヒ ドイツ ゲルメリング、ヴァルトホーンシ ュトラーセ 25 (72)発明者 アンドレアス・エヌ・ドーセル アメリカ合衆国メンロ・パーク、サンタ・ マルガリータ・アヴェニュー 140
Claims (11)
- 【請求項１】投影面がレーザ投影のレーザ放射に対して
常に相対運動をしている反射微粒子を有することを特徴
とする、レーザ投影によって均一に照明された像及び投
影面から反射された像の内容を見る際のスポットの形成
を少なくする方法。 - 【請求項２】前記微粒子は、その運動がブラウン運動の
ために生じる流体の懸濁液によって形成されることを特
徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記流体はまた微粒子の運動を増大させる
ために加熱されることを特徴とする請求項２に記載の方
法。 - 【請求項４】前記微粒子の運動が、圧電力によって生じ
る前記流体中の乱流によって増大させられることを特徴
とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】前記投影面（５）は流体中に懸濁物質とし
て溶解された移動反射微粒子（９）を有することを特徴
とする、投影面から反射された像の均一に照明された部
分を見る際にスポットの形成が少なくなったレーザ投影
用の装置。 - 【請求項６】前記投影面（５）は懸濁液（８）の形で粒
子を有し、少なくとも放射源の方向において可視光を透
過する境界面（６）によって閉じられることを特徴とす
る、請求項５に記載の装置。 - 【請求項７】前記投影面（５）はその懸濁物質として凝
固したタンパク質を有することを特徴とする、請求項６
に記載の装置。 - 【請求項８】前記懸濁液（８）はまた脂肪粒子を有する
ことを特徴とする、請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】前記投影面はその懸濁液（８）として酸化
アルミニウム粒子を有することを特徴とする、請求項６
に記載の装置。 - 【請求項１０】前記投影面はその懸濁液（８）として酸
化ケイ素粒子を有することを特徴とする、請求項６に記
載の装置。 - 【請求項１１】前記粒子（９）の平均サイズが１００μ
ｍ以下であることを特徴とする、請求項９または１０に
記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19623179A DE19623179C2 (de) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung der Fleckenbildung bei Laserprojektion |
| DE19623179.5 | 1996-06-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10115805A true JPH10115805A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=7796572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9169571A Pending JPH10115805A (ja) | 1996-06-11 | 1997-06-11 | レーザ投影におけるスポットの形成を低減する方法及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10115805A (ja) |
| DE (1) | DE19623179C2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010047089A1 (ja) * | 2008-10-23 | 2010-04-29 | 日本化薬株式会社 | レーザー光用の光拡散セル、これを用いた光源装置および画像表示装置 |
| US7780297B2 (en) | 2006-06-14 | 2010-08-24 | Seiko Epson Corporation | Screen, rear projector and image display apparatus with deformable scattering components |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69019043T2 (de) * | 1989-02-27 | 1995-08-31 | Texas Instruments Inc | Apparat und Verfahren für ein digitalisiertes Videosystem. |
| US5313479A (en) * | 1992-07-29 | 1994-05-17 | Texas Instruments Incorporated | Speckle-free display system using coherent light |
-
1996
- 1996-06-11 DE DE19623179A patent/DE19623179C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-11 JP JP9169571A patent/JPH10115805A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7780297B2 (en) | 2006-06-14 | 2010-08-24 | Seiko Epson Corporation | Screen, rear projector and image display apparatus with deformable scattering components |
| WO2010047089A1 (ja) * | 2008-10-23 | 2010-04-29 | 日本化薬株式会社 | レーザー光用の光拡散セル、これを用いた光源装置および画像表示装置 |
| CN102197322A (zh) * | 2008-10-23 | 2011-09-21 | 日本化药株式会社 | 激光用光扩散单元、使用该单元的透射及图像显示装置 |
| JP5442628B2 (ja) * | 2008-10-23 | 2014-03-12 | 日本化薬株式会社 | レーザー光用の光拡散セル、これを用いた光源装置および画像表示装置 |
| US8730580B2 (en) | 2008-10-23 | 2014-05-20 | Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha | Light diffusion cell for laser light, light source device and image display device using same |
| TWI486643B (zh) * | 2008-10-23 | 2015-06-01 | Nippon Kayaku Kk | 雷射光用光擴散單元、使用該單元之光源裝置及畫像顯示裝置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19623179A1 (de) | 1997-12-18 |
| DE19623179C2 (de) | 2001-03-29 |
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