JPWO2011046034A1 - 画像投射装置、画像投射方法および画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
画像投射装置は、集光角が異なる複数のビームを同一の方向に向けて重ねて出射するビーム生成手段1と、ビーム生成手段1からのビームで被投射面4を走査する走査手段3を有する。
Description
本発明は、ガウスビーム(例えばレーザ光)等の光ビームで被投射面上を走査して画像を表示する画像投射装置および画像表示装置に関する。
特許文献1には、画像信号に応じて変調された光ビームで被照射面上を走査することで画像を表示する画像表示装置が記載されている。この画像表示装置は、光源からの光ビームを集光する集光光学系と、この集光光学系で集光した光ビームを被照射面に向けて反射する反射ミラーを備えた走査部とを有する。
集光光学系は、反射ミラーと被照射面との中間位置よりも反射ミラーから遠い位置においてビームウェストを形成する。これにより、走査部の反射ミラー上でのビーム径を小さくでき、かつ、被照射面上でのビーム径の拡大を抑制することができるので、反射ミラーの小型化および高精細な画像表示を行うことができる。
レーザ光で被投射面上を走査して画像を表示する場合、レーザ光のコヒーレンスに起因するスペックルと呼ばれる斑点上のノイズが生じる。スペックルは、表示画像を観察する時に目障りであり、画質を低下させてしまう。
特許文献1に記載の画像表示装置においては、走査部の反射ミラーと被照射面との間であって、その中間位置よりも反射ミラーから遠い位置において、ビームウェストを形成する。この構成においても、上記のスペックルが発生し、それにより画質が低下する。
また、ビームウェストが中間位置近傍に配置された場合には、被照射面上のビーム径が大きくなるため、高精細な画像を得ることは困難である。
本発明の目的は、上記問題を解決し、解像度を維持しつつ、スペックルを低減することができる、画像投射装置、画像投射方法および画像表示装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一態様による画像投射装置は、集光角が異なる複数のビームを同一の方向に向けて重ねて出射するビーム生成手段と、前記ビーム生成手段からのビームで被投射面を走査する走査手段を有することを特徴とする。
本発明の一態様による画像投射方法は、集光角が異なる複数のビームを光軸に垂直なビーム断面におけるエネルギー密度が最も高くなるように合成し、該合成したビームで被投射面を走査することを特徴とする。
本発明の別の態様による画像投射方法は、
入射ビームを複数のビームに分割し、
焦点距離の異なる複数のレンズを用いて、前記複数のビームをそれぞれ集光し、
前記複数のレンズによって集光された各ビームを合成し、該合成したビームで被投射面を走査する画像表示方法であって、
前記複数のビームのそれぞれの光路に設けられた複数のシャッタを、一定の期間毎に順に開状態とすることを特徴とする。
入射ビームを複数のビームに分割し、
焦点距離の異なる複数のレンズを用いて、前記複数のビームをそれぞれ集光し、
前記複数のレンズによって集光された各ビームを合成し、該合成したビームで被投射面を走査する画像表示方法であって、
前記複数のビームのそれぞれの光路に設けられた複数のシャッタを、一定の期間毎に順に開状態とすることを特徴とする。
本発明の他の態様による画像投射方法は、
入力駆動信号に応じた画像光を生成する空間光変調器を用いて、入射ビームを空間的に変調し、該変調により得られたビームで被投射面を走査する画像投射方法であって、
焦点距離が異なる複数のフレネルゾーンプレートのそれぞれに対応する画像光を形成するための複数の駆動信号を一定の期間毎に順に前記空間光変調器に供給することを特徴とする。
入力駆動信号に応じた画像光を生成する空間光変調器を用いて、入射ビームを空間的に変調し、該変調により得られたビームで被投射面を走査する画像投射方法であって、
焦点距離が異なる複数のフレネルゾーンプレートのそれぞれに対応する画像光を形成するための複数の駆動信号を一定の期間毎に順に前記空間光変調器に供給することを特徴とする。
本発明の一態様による画像表示装置は、
被投射面と、
入射ビームを集光する集光手段と、
前記集光手段からのビームで前記被投射面を走査する走査手段を有し、
前記被投射面は、前記集光手段からのビームのビームウェストの位置よりも前記走査手段側であって、前記集光手段からのビームの収束側のレーリー長により規定される範囲内に設けられていることを特徴とする。
被投射面と、
入射ビームを集光する集光手段と、
前記集光手段からのビームで前記被投射面を走査する走査手段を有し、
前記被投射面は、前記集光手段からのビームのビームウェストの位置よりも前記走査手段側であって、前記集光手段からのビームの収束側のレーリー長により規定される範囲内に設けられていることを特徴とする。
1 ビーム生成手段
3 走査手段
4 被投射面
11 分割手段
12、13 反射ミラー
14、15 レンズ
16 合成手段
3 走査手段
4 被投射面
11 分割手段
12、13 反射ミラー
14、15 レンズ
16 合成手段
本願の発明者は、スペックルの発生要因を解析し、以下のような新たな知見を得た。
図1Aは、平行光を散乱物体に照射した場合に生じる合成波面の状態を示す模式図である。平行光100が散乱物体101に到達すると、散乱物体101にて2次球面波が発生する。この2次球面波と平行光100の波面との合成波面により規定される波数ベクトルの方向は、発散する方向となり、波数ベクトルの分散も大きくなる。波数ベクトルの分散が大きいほどスペックルが大きくなる。
図1Bは、発散光を散乱物体に照射した場合に生じる合成波面の状態を示す模式図である。発散光110が散乱物体111に到達すると、散乱物体111にて2次球面波が発生する。この2次球面波と発散光110の波面との合成波面により規定される波数ベクトルの方向は、図1Aに示した場合よりもさらに発散(拡散)する方向となる。この場合の波数ベクトルの分散は、図1Aに示した場合よりも大きくなるため、スペックルはさらに大きくなる。
図1Cは、収束光を散乱物体に照射した場合に生じる合成波面の状態を示す模式図である。収束光120が散乱物体121に到達すると、散乱物体121にて2次球面波が発生する。この2次球面波と収束光120の波面の合成波面により規定される波数ベクトルはほぼ平行となる。この場合の波数ベクトルの分散は、図1Aおよび図1Bに示した場合よりも小さいため、スペックルは小さくなる。
図1A〜図1Cから分かるように、スペックルを低減するためには、収束光で被投射面(散乱物体)を走査することが望ましい。
しかし、レーザ光を集光し、その集光したビームで被投射面を走査する光走査システムにおいて、当該システムから被投射面までの距離によっては、被投射面に投射されるビームが収束光にならない場合がある。
図2Aに、集光ビームで被投射面を走査する場合の波面の状態を模式的に示す。
図2Aに示す系では、レーザ光源200からのレーザ光を集光レンズ201で集光する。走査手段202は、集光レンズ201からのビームで被投射面203を走査する。集光レンズ201から出射されたビームは収束球面波205として伝搬し、ビームウェスト204が形成される位置を境にして、収束球面波205から発散球面波206に状態が変化する。
被投射面203がビームウェスト204よりも集光レンズ201側に位置する場合は、収束球面波205のビームで被投射面203を走査することになる。この場合は、収束光で被投射面203を走査することになるので、スペックルを低減することができる。
一方、被投射面203がビームウェスト204よりも集光レンズ201から遠い側に位置する場合は、発散球面波206のビームで被投射面203を走査することになる。この場合は、発散光で被投射面203を走査することになるので、スペックルを低減することは困難である。
図2Bに、ビームウェストの位置を基準として、被投射面をその前後に移動した場合のスペックルコントラスト(%)の変化を示す。スペックルコントラストは、スペックルの度合いを示すものであって、具体的には、スペックル画像についての、画素の値の標準偏差値を各画素の平均値で割った値である。図2Bにおいて、横軸は、ビームウェストからの距離(mm)を示す。ビームウェストの位置が0とされ、集光レンズ201側がマイナスで示され、その反対側がプラスで示されている。また、集光レンズ201の焦点距離を300mm、400mm、500mmとした場合のスペックルコントラスト変化がそれぞれ破線(短)、実線、破線(長)で示されている。
図2Bから分かるように、被投射面がビームウェストの位置よりも集光レンズ側に位置する場合は、スペックルコントラストが低減する。この場合、被投射面が集光レンズ側に近ければ近いほど、スペックルコントラストが低減する。また、焦点距離が短いほど、スペックルコントラストが低減する。
一方、被投射面がビームウェストの位置よりも集光レンズから遠くなる側に位置する場合は、スペックルコントラストが増大する。この場合、被投射面がビームウェストの位置から離れれば離れるほど、スペックルコントラストが増大する。また、焦点距離が短いほど、スペックルコントラストが増大する。
したがって、レーザ光(ガウシアンビーム)で被投射面を走査する光走査システムにおいて、スペックルコントラストを低減するためには、被投射面をビームウェストの位置よりも集光レンズ側に配置する必要がある。
また、被投射面上におけるビーム径が増大すると、解像度が低下する。したがって、解像度の低下を抑制するためには、被投射面は、ビームウェストの近傍に配置することが望ましい。具体的には、被投射面は、ビームウェストを基準にして、該基準からレーリー長により規定される範囲(ビーム径が√2倍になる距離の範囲)内に配置されることが望ましい。
以上のことから、スペックル低減効果を得るために、収束光で被投射面(スクリーン)を走査するように構成するとともに、高精細な画像を得るために、ビーム径の広がりを抑制する必要がある。
以下、本発明の実施形態として、収束光で被投射面(スクリーン)を走査することができ、かつ、ビーム径の広がりを抑制することができる画像投射装置(フロントプロジェクションタイプ)および画像表示装置(リアプロジェクションタイプ)について説明する。
(第1の実施形態)
図3は、本発明の第1の実施形態である画像投射装置の主要部の構成を示す模式図である。
図3は、本発明の第1の実施形態である画像投射装置の主要部の構成を示す模式図である。
図3を参照すると、画像投射装置は、集光角が異なる複数のビームを同一方向に向けて重ねて出射するビーム生成手段1と、ビーム生成手段1からのビームで被投射面4を走査する走査手段3とを有する。
ビーム生成手段1は、分割手段11、反射ミラー12、13、レンズ14、15および合成手段16を有する。分割手段11は、入射したレーザ光(映像信号に応じて変調されたビーム)を2つに分割する。分割手段11として、ビームスプリッタやハーフミラーが用いられる。
分割手段11からの第1のビーム(透過光)の進行方向に反射ミラー12が設けられており、この反射ミラー12で反射された第1のビームの進行方向にレンズ14が設けられている。
分割手段11からの第2のビーム(反射光)の進行方向に反射ミラー13が設けられており、この反射ミラー13で反射された第2のビームの進行方向にレンズ15が設けられている。
レンズ14の焦点距離は、レンズ15の焦点距離と異なる。本実施形態では、レンズ14の焦点距離を400mmとし、レンズ15の焦点距離を300mmとしている。なお、レンズ14、15の焦点距離は別の値にしてもよい。
合成手段16は、例えばビームスプリッタやハーフミラーである。合成手段16は、レンズ14からの第1のビームとレンズ15からの第2のビームとが交差する位置に設けられており、第1のビームの一部を反射し、第2のビームの一部を透過する。合成手段16からの第1および第2のビームの進行方向は一致しており、かつ、それらビームの断面の中心を通る軸は互いに一致している。
走査手段3は、合成手段16からの第1および第2のビームの進行方向に設けられている。走査手段3は、第1および第2のビームのそれぞれのビームウェストの位置よりも合成手段16側に設けられている。
図4に、レンズ14、15からの第1、第2のビームの波面の状態およびエネルギー密度の状態を模式的に示す。図4では、説明を簡単化するために、レンズ14、15の各光軸は、平行とされ、かつ、同一面内に含まれており、その面に対して垂直な方向から見た場合の第1および第2のビームの状態が示されている。
なお、図4において、走査手段は省略している。走査手段は、ビーム生成手段と被投射面の間であれば、どこに配置されていてもよい。例えば、走査手段は、ビーム生成手段から被投射面側に10mm離れた位置に設けてもよい。
第1のビームの集光角は、第2のビームの集光角より小さい。図4において、レンズ14、15のレンズ中心を結ぶ線によって示される位置P0を基準とする。位置P0からレンズ15の焦点距離(300mm)の位置P1(第2のビームのビームウェストが形成される位置)までの範囲Aにおいて、第1、2のビームはいずれも収束光(収束球面波のビーム)である。位置P1からレンズ14の焦点距離(400mm)の位置P2(第2のビームのビームウェストが形成される位置)までの範囲Bにおいて、第2のビームは発散光(発散球面波のビーム)であり、第1のビームは収束光(収束球面波のビーム)である。
位置P1において、第1のビームの径は375μmであり、第2のビームの径は200μmである。位置P2において、第1のビームの径は300μmであり、第2のビームの径は400μmである。位置P2において、第1のビームのエネルギー密度は第2のビームのエネルギー密度の1.78倍である。なお、ビーム径は、強度が1/eの2乗となる位置の直径で定義される(eは自然対数の底を意味する)。
第2のビームのレーリー長(ビーム径が√2倍になる距離)は59mmである。位置P1から位置P2側の方向にレーリー長(59mm)だけ離れた位置P3において、第1のビームの径は312μmであり、第2のビームの径は283μmである。
図5に、図4に示した第1および第2のビームの径の変化を示す。縦軸はビーム径(μm)を示し、横軸は図4に示す位置P0からの距離(mm)を示す。図5に示すように、位置P0から位置P3付近までの範囲において、第1のビームの径は、第2のビームの径よりも大きい。位置P3付近を超えると、第1のビームの径は、第2のビームの径よりも小さくなる。ビーム径はエネルギー密度により規定される。
本実施形態では、集光角が大きな第2のビームの発散球面波側のレーリー長により規定される位置(図4の位置P3)において、集光角が小さな第1のビームの径が第2のビームの径と一致、または、ほぼ一致する。これにより、解像度を維持しつつ、スペックルを低減することができる範囲をより広くとることができる。この理由を、以下に具体的に説明する。
図4に示した例において、集光角が大きな第2のビームの収束球面波側のレーリー長により規定される位置をP4とする。位置P0から位置P4までの範囲においては、第1および第2のビームはともに収束光であるので、この範囲に被投射面が位置するように画像投射装置を設置することで、スペックルコントラストを低減することができる。
しかし、この場合、第1のビームの径はビームウェストの位置P2におけるビーム径(300μm)の√2倍の値を超え、第2のビームの径もビームウェストの位置P1におけるビーム径(200μm)の√2倍の値を超える。このため、被投射面上におけるビーム径が大きくなり、表示画像の解像度が低くなる。
位置P4から位置P1までの範囲において、第1および第2のビームはともに収束光であるので、この範囲内に被投射面が位置するように画像投射装置を設置することで、スペックルコントラストを低減することができる。
上記の場合、第1のビームの径は、一部の範囲において、ビームウェストの位置P2におけるビーム径(300μm)の√2倍の値を超えるが、第2のビームの径は、全範囲において、ビームウェストの位置P1におけるビーム径(200μm)の√2倍の値以下である。表示画像の解像度は、主に、エネルギー密度の高い第2のビームによって決まるので、第1のビームの径が位置P2におけるビーム径(300μm)の√2倍の値を超えても、高い解像度を維持することができる。
位置P1から位置P3までの範囲において、第1のビームは収束光であるが、第2のビームは発散光である。図2Bに示したように、スペックルコントラストの大きさは、ビームウェストの位置からの距離に応じてリニアに変化する。したがって、ビームウェスト位置近傍(具体的には、レーリー長の範囲内)であれば、ビームが発散球面波であっても、スペックルコントラストの増加分は小さい。
また、位置P3において、第1のビームの径が第2のビームの径とほぼ一致する。この設定によれば、位置P1から位置P3までの範囲において、第1のビームのエネルギー密度を第2のビームのエネルギー密度に近い値とすることができる。
このように、第2のビーム(発散光)によるスペックルコントラストの増加分は小さいこと、および、第1のビームのエネルギー密度と第2のビームのエネルギー密度との差が少ないことから、第1および第2のビームを合成したビームにおいて、第1のビーム(収束光)によるスペックルコントラストの低減効果を十分に得ることができる。
位置P3から位置P2までの範囲において、第1のビームは収束光であるが、第2のビームは発散光である。この範囲においては、第1のビームのエネルギー密度は第2のビームのエネルギー密度以上であるので、第1のビーム(収束光)によるスペックルコントラストの低減効果を十分に得ることができる。
また、第1のビーム(収束光)のエネルギー密度は、位置P3における第2のビームのエネルギー密度とほぼ同等の値またはそれ以上の値とされるので、高い解像度を維持することができる。
以上のように、本実施形態の画像投射装置によれば、図4に示した位置P4から位置P2の範囲に被投射面が位置すれば、高い解像度を維持しつつ、スペックルコントラストを低減することができる。
また、本実施形態によれば、収束光による走査が可能とされる被投射面の配置範囲は、位置P4から位置P2の範囲であり、この範囲は、図2Aに示した系における被投射面203が配置可能な範囲よりも十分に大きい。このように被投射面を配置可能な範囲が広くなるので、画像投射装置の設置作業の煩わしさを改善することができる。
なお、図3に示した構成では、ビーム生成手段1は、集光角の異なる2つのビームを出射するように構成されているが、集光角の異なる3つ以上のビームを出射するように構成されてもよい。各ビームは、ビームの断面の中心を通る軸が一致した状態で出射される。
ただし、各ビームのエネルギー密度が次のような条件を満たす。第1のビームと、該第1のビームの集光角より大きく、その大きさが該集光角の次とされる第2のビームとの組み合わせにおいて、第1のビームのビームウェスト位置におけるエネルギー密度は、第2のビームのビームウェスト位置から発散側のレーリー長の位置の範囲(具体的には、図4に示す位置P1から位置P3の範囲)に存在する位置におけるエネルギー密度と一致する。このような組み合わせの場合は、2つのビームからなるものに比較して、被投射面を配置可能な範囲をさらに広くすることができる。なお、エネルギー密度が一致するとは、値が完全に一致するだけでなく、製造誤差等による値のずれを含む範囲内で値がほぼ一致することをも意味する。
次に、本実施形態の画像投射装置の全体の構成について説明する。
図6は、本実施形態の画像投射装置の全体の構成を示すブロック図である。図6を参照すると、画像投射装置は、ビーム生成手段1、走査手段3、ダイクロイックプリズム5a、5b、反射ミラー6、緑色レーザ光源7、赤色レーザ光源8、青色レーザ光源9、および光源駆動回路10を有する。ビーム生成手段1および走査手段3は、図3に示したものと同じである。
光源駆動回路10は、入力映像信号に応じて、緑色用レーザ変調信号、赤色用レーザ変調信号および青色用レーザ変調信号をそれぞれ生成する。緑色用レーザ変調信号は、緑色レーザ光源7に供給される。赤色用レーザ変調信号は、赤色レーザ光源8に供給される。青色用レーザ変調信号は、青色レーザ光源9に供給される。
図7Aに、赤色レーザ光源8や青色レーザ光源9として用いられるレーザ光源の構成を示す。
図7Aに示すレーザ光源は、電流変調回路71、半導体レーザ72、コリメート光学系73を有する。電流変調回路71は、光源駆動回路10からのレーザ変調信号(赤色用または青色用)に応じて半導体レーザ72に流れる電流を制御する。これにより半導体レーザ72の出力光の強度が変調される。半導体レーザ72からのレーザ光は、コリメート光学系73にて平行光束化される。
半導体レーザ72として発振波長が640nmの半導体レーザを用いたものが赤色レーザ光源8である。半導体レーザ72として発振波長が440nmの半導体レーザを用いたものが青色レーザ光源9である。
図7Bに緑色レーザ光源7の構成を示す。図7Bに示すレーザ光源は、駆動回路74、赤外個体レーザ75、第2高調波素子76、音響光学素子77、コリメート光学系78および集光光学系79a、79bを有する。
第2高調波素子76は、赤外個体レーザ75から集光光学系79aを介して入射する赤外レーザ(1064nm)の第2高調波(532nm)を出力する。第2高調波素子76からの第2高調波のビームは集光光学系79bを介して音響光学素子77に入射する。駆動回路74は、光源駆動回路10からのレーザ変調信号(緑色用)に応じて音響光学素子77を駆動する。これにより、第2高調波素子76からの第2高調波のビームの強度が変調される。音響光学素子77からのビームは、コリメート光学系78にて平行光束化される。
図7Cに緑色レーザ光源7の別の構成を示す。図7Cに示すレーザ光源は、電流変調回路80、赤外半導体レーザ81、集光光学系82、第2高調波素子83およびコリメート光学系84を有する。
電流変調回路80は、光源駆動回路10からのレーザ変調信号(緑色用)に応じて赤外半導体レーザ81に供給される電流を変調する。赤外半導体レーザ81からの赤外レーザは、集光光学系82を介して第2高調波素子83に入射する。
第2高調波素子83は、入射した赤外レーザの第2高調波を出力する。第2高調波素子83からの第2高調波のビームは、コリメート光学系84にて平行光束化される。
図6を再び参照する。緑色レーザ光源7からのレーザ光(緑色)の進行方向には反射ミラー6が設けられており、この反射ミラー6で反射されたレーザ光(緑色)の進行方向に、ダイクロイックプリズム5a、5b、ビーム生成手段1、走査手段3がこの順番で順に設けられている。
ダイクロイックプリズム5aは、緑色レーザ光源7からのレーザ光(緑色)と赤色レーザ光源8からのレーザ光(赤色)との交差部に配置されている。ダイクロイックプリズム5aは、緑色レーザ光源7からのレーザ光(緑色)を透過し、赤色レーザ光源8からのレーザ光(赤色)を反射する。これにより、レーザ光(緑色)とレーザ光(赤色)が色合成される。
ダイクロイックプリズム5bは、ダイクロイックプリズム5aからの色合成されたビーム(緑色+赤色)と青色レーザ光源9からのレーザ光(青色)との交差部に配置されている。ダイクロイックプリズム5bは、ダイクロイックプリズム5aからの色合成されたビーム(緑色+赤色)を透過し、青色レーザ光源9からのレーザ光(青色)を反射する。これにより、ビーム(緑色+赤色)とレーザ光(青色)が色合成される。
ダイクロイックプリズム5bからの色合成ビーム(緑色+赤色+青色)は、ビーム生成手段1に供給される。ビーム生成手段1は、ダイクロイックプリズム5bからの色合成ビームを、集光角が異なる複数のビームに分割し、各ビームを同一方向に向けて重ねて出射する。ビーム生成手段1からのビームは、走査手段3に供給される。
図7Dに、走査手段3の構成を示す。図7Dに示すように、走査手段3は、水平スキャナ31および垂直スキャナ32を有する。
水平スキャナ31は、例えば共振型マイクロメカニカル走査素子よりなる。共振型マイクロメカニカル走査素子は、往復走査が可能な素子である。触れ角は±20度であり、駆動周波数は15KHzである。ここでは、駆動周波数15KHzでの駆動を可能とするために、共振型マイクロメカニカル走査素子として、直径1400μmの矩形ミラーを用いる。
垂直スキャナ32は、ガルバノミラーよりなる。ガルバノミラーは、例えば、触れ角±15度とされており、60Hzのノコギリ波により駆動される。
図3〜図6および図7A〜図7Dに示した本実施形態の画像投射装置において、被投射面4をレンズ14の焦点距離400mmの位置に配置して第2のビームのみを投射した場合、スペックルコントラストは19.1%であった。被投射面4を同条件で配置し、第1および第2のビームを投射した場合、スペックルコントラストは16.4%であった。また、第1のビームのみを投射した場合、スペックルコントラストは16.8%であった。この結果から、集光角が異なる第1および第2のビームで走査することで、スペックルを低減することができることが分かる。
また、赤色レーザ光源8および青色レーザ光源9の各変調電流に300MHzの高周波電流を重畳することにより、それら光源の波長幅を広げることができる。これにより、赤色レーザ光および青色レーザ光で生じるスペックルコントラストを12.0%まで低減することができる。
なお、上記のスペックルコントラストの評価では、焦点距離が18mm、瞳径が2.25mmのレンズを装着したCMOSセンサを用いた。CMOSセンサの画素ピッチは2.2μmである。また、画像精細度は、水平が640画素、垂直が480画素のものとした。画面サイズは、投射距離400mmにおいて、水平が290cm、垂直が220cmのものとした。
(第2の実施形態)
図8は、本発明の第2の実施形態である画像投射装置の主要部の構成を示す模式図である。
図8は、本発明の第2の実施形態である画像投射装置の主要部の構成を示す模式図である。
図8を参照すると、画像投射装置は、集光角が異なる複数のビームを同一方向に向けて重ねて出射するビーム生成手段20と、ビーム生成手段20からのビームで被投射面を走査する走査手段3とを有する。
走査手段3は、第1の実施形態のものと同じである。ビーム生成手段20は、フレネルゾーンプレート(レンズ作用を有する回折格子)を用いた多重焦点レンズである。図9に、ビーム生成手段20を構成するフレネルゾーンプレートを模式的に示す。
図9に示すように、ビーム生成手段20は、焦点距離が異なる2つのフレネルゾーンプレート20a、20bを有する。フレネルゾーンプレート20a、20bは、透明な輪帯と不透明な輪帯が交互に配置された複数の同心円状の輪帯からなる。フレネルゾーンプレート20a、20bとして、透明な輪帯と不透明な輪帯のそれぞれの位相差が0、πである位相型のフレネルゾーンプレートや、透明な輪帯と不透明な輪帯のそれぞれの透過率が100%、0%である透過型のフレネルゾーンプレートを用いてもよい。不透明な輪帯は中間諧調であってもよい。
これらフレネルゾーンプレート20a、20bを互いの輪帯の中心位置が一致するように重ねることで多重焦点レンズが構成される。多重焦点レンズは、フレネルゾーンプレート20a、20bそれぞれの透明な輪帯と不透明な輪帯を同一のガラス板上に形成したものであってもよい。また、多重焦点レンズは、フレネルゾーンプレート20a、20bそれぞれの透明な輪帯と不透明な輪帯からなる画像を形成する空間光変調器(例えば液晶パネル)であってもよい。このような多重焦点レンズによりビーム生成手段20が構成される。
ビーム生成手段20では、フレネルゾーンプレート20aにより第1のビーム21aが生成され、フレネルゾーンプレート20bにより第2のビーム21bが生成される。第1のビーム21aの集光角は、第2のビーム21bの集光角よりも小さい。
走査手段3は、ビーム生成手段20からの第1および第2のビームで被投射面を走査する。
本実施形態の画像投射装置においても、第1の実施形態のものと同様、集光角が大きな第2のビーム21bの発散球面波側のレーリー長により規定される位置(図4の位置P3に相当する)において、集光角が小さな第1のビーム21aの径(またはエネルギー密度)が第2のビームの径(またはエネルギー密度)と一致、または、ほぼ一致する。これにより、解像度を維持しつつ、スペックルを低減することができる範囲をより広くとることができる。
また、収束光による走査が可能とされる被投射面の配置範囲が広くなるので、画像投射装置の設置作業の煩わしさを改善することができる。
なお、図8に示した構成では、ビーム生成手段20は、集光角の異なる2つのビームを出射するように構成されているが、集光角の異なる3つ以上のビームを出射するように構成されてもよい。この場合、各ビームのうち、第1のビームと、該第1のビームの集光角より大きく、その大きさが該集光角の次とされる第2のビームとの間において、第1のビームのビームウェスト位置におけるエネルギー密度は、第2のビームのビームウェスト位置から発散側のレーリー長の位置の範囲に存在する位置におけるエネルギー密度と一致する。3つ以上のビームを用いることで、被投射面を配置可能な範囲をさらに広くすることができる。なお、エネルギー密度が一致するとは、値が完全に一致するだけでなく、製造誤差等による値のずれを含む範囲内で値がほぼ一致することをも意味する。
本実施形態の画像投射装置の全体の構成は、第1の実施形態で説明した画像投射装置の全体の構成(図6および図7A〜図7D参照)と同じである。
(第3の実施形態)
図10は、本発明の第3の実施形態である画像投射装置の主要部の構成を示す模式図である。
図10は、本発明の第3の実施形態である画像投射装置の主要部の構成を示す模式図である。
図10を参照すると、画像投射装置は、図1に示したビーム生成手段1および走査手段3を有するが、ビーム生成手段1の一部が第1の実施形態のものと異なる。ビーム生成手段1は、図1に示した構成に加えて、シャッタ切り替え手段40およびシャッタ41、42を有する。
シャッタ41、42は、液晶シャッタやチョッパなどにより構成される。シャッタ41は、分割手段11と反射ミラー12の間に設けられている。シャッタ42は、反射ミラー13とレンズ15の間に設けられている。
シャッタ切り替え手段40は、垂直同期信号に従って、シャッタ41が開状態とされ、シャッタ42が閉状態とされる第1の状態と、シャッタ41が閉状態とされ、シャッタ42が開状態とされる第2の状態とを交互に切り替える。例えば、フレーム周波数が60Hzの映像信号の垂直同期信号がシャッタ切り替え手段40に供給された場合、シャッタ切り替え手段40は、1/60秒毎に、第1の状態と第2の状態とを交互に切り替える。
シャッタ41、42が第1の状態である場合、反射ミラー13からレンズ15へ向かうビームはシャッタ42で遮蔽され、レンズ14にて集光された第1のビームのみが走査手段3に到達する。走査手段3は、レンズ14からの第1のビームで被投射面4を走査する。
シャッタ41、42が第2の状態である場合、分割手段11から反射ミラー12へ向かうビームはシャッタ41で遮蔽され、レンズ15にて集光された第2のビームのみが走査手段3に到達する。走査手段3は、レンズ15からの第2のビームで被投射面4を走査する。
本実施形態においても、レンズ14からの第1のビームおよびレンズ15からの第2のビームは図4に示したような状態とされる。位置P1から位置P2までの範囲に被投射面4が配置された場合に、シャッタ41、42が第1および2の状態の間で切り替えられると、レンズ14からの第1のビーム(収束球面波)とレンズ15からの第2のビーム(発散球面波)とが時分割で交互に被投射面4に投射される。この場合、被投射面4上では、収束球面波のビームの強度と発散球面波のビームの強度との足し合わせが行われる。これは、インコヒーレントのビームを足し合わせることに相当し、これにより、第1の実施形態や第2の実施形態のものよりも大きなスペックル低減効果を得ることができる。
例えば、被投射面4が図4に示した位置P2に位置する場合、レンズ15からの第2のビームで被投射面4を走査した場合、スペックルコントラストは19.1%であった。これに対し、被投射面4を同条件で配置し、レンズ14からの第1のビームとレンズ15からの第2のビームとを時分割で交互に切り替えて被投射面4を走査した場合、スペックルコントラストは14.8%であった。
本実施形態の画像投射装置によれば、第1の実施形態と同様に、被投射面を配置可能な範囲を、図4に示した位置P4から位置P2の範囲とすることができるため、画像投射装置の設置作業が容易になる。
また、位置P1から位置P2までの範囲においては、レンズ14からの第1のビーム(収束球面波)とレンズ15からの第2のビーム(発散球面波)とを時分割で交互に切り替えることで、第1の実施形態に比べて、さらにスペックルを低減することができる。
シャッタ41、42に用いるチョッパとして、回転式チョッパを用いてもよい。図11に、回転式チョッパの一例を示す。
図11に示す回転式チョッパ43は、円盤状のものであって、周方向に90度毎に分割された第1から第4の領域を備える。第1および第3の領域は不透明な領域である。第2および第4の領域は透明な領域である。透明な領域と不透明な領域は交互に配置されている。
回転式チョッパ43の中心部は、不図示のモーターの回転軸に支持されている。モーターの回転数は、PLL(Phase-Locked Loop)回路などを用いて映像信号と同期させる。分割手段11からのビームがシャッタ41を構成する回転式チョッパの不透明な領域により遮られている期間は、反射ミラー13からのビームがシャッタ42を構成する回転式チョッパの透明な領域を通過する。反対に、反射ミラー13からのビームがシャッタ42を構成する回転式チョッパの不透明な領域により遮られている期間は、分割手段11からのビームがシャッタ41を構成する回転式チョッパの透明な領域を通過する。これにより、レンズ14からの第1のビームとレンズ15からの第2のビームとを時分割に切り替えることができる。
次に、本実施形態の画像投射装置の全体の構成について説明する。
図12は、本実施形態の画像投射装置の全体の構成を示すブロック図である。図12を参照すると、画像投射装置は、ビーム生成手段1、走査手段3、ダイクロイックプリズム5a、5b、反射ミラー6、緑色レーザ光源7、赤色レーザ光源8、青色レーザ光源9、および光源駆動回路10を有する。ビーム生成手段1および光源駆動回路10を除く構成は、図6に示したものと同じである。
光源駆動回路10は、緑色レーザ光源7、赤色レーザ光源8および青色レーザ光源9のそれぞれに対して、映像信号に応じたレーザ変調信号を供給するとともに、その映像信号との同期をとるための同期信号をビーム生成手段1に供給する。
ビーム生成手段1は、図10に示しものである。ビーム生成手段1では、シャッタ切り替え手段40が、光源駆動回路10からの同期信号に応じてシャッタ41、42を制御する。
(第4の実施形態)
図13は、本発明の第4の実施形態である画像投射装置の主要部の構成を示す模式図である。
図13は、本発明の第4の実施形態である画像投射装置の主要部の構成を示す模式図である。
図13を参照すると、画像投射装置は、集光角が異なる複数のビームを同一方向に向けて重ねて出射するビーム生成手段22と、ビーム生成手段22からのビームで被投射面を走査する走査手段3とを有する。
走査手段3は、第1の実施形態のものと同じである。ビーム生成手段22は、液晶パネル等の空間光変調器22aおよびその駆動回路22bを有する。
駆動回路22bは、垂直同期信号に従って、図9に示したフレネルゾーンプレート20aに対応する第1の画像を形成するための第1の駆動信号と、図9に示したフレネルゾーンプレート20bに対応する第2の画像を形成するための第2の駆動信号とを交互に出力する。第1および第2の駆動信号は、空間光変調器22aに供給される。
空間光変調器22aは、多重焦点レンズであって、駆動回路22bからの第1および第2の駆動信号に従って、フレネルゾーンプレート20a、20bそれぞれに対応する第1の画像、第2の画像を個別に形成する。
本実施形態では、垂直同期信号により特定されるフレーム毎に、第1および第2の駆動信号が交互に駆動回路22bから空間光変調器22aに供給される。
第1の駆動信号が空間光変調器22aに供給されると、空間光変調器22aは第1の画像を形成する。この結果、フレネルゾーンプレート20aにより集光された第1のビーム21aが走査手段3に供給される。走査手段3は、第1のビーム21aで被投射面を走査する。
第2の駆動信号が空間光変調器22aに供給されると、空間光変調器22aは第2の画像を形成する。この結果、フレネルゾーンプレート20bにより集光された第2のビーム21bが走査手段3に供給される。走査手段3は、第2のビーム21bで被投射面を走査する。
本実施形態においても、第1および第2のビームは、図4に示したような状態とされる。位置P1から位置P2までの範囲に被投射面4が配置された場合は、第1のビーム(収束球面波)と第2のビーム(発散球面波)とが時分割で交互に被投射面4に投射される。したがって、第3の実施形態と同様、被投射面4上では、収束球面波のビームの強度と発散球面波のビームの強度との足し合わせが行われることとなり、第1の実施形態や第2の実施形態のものよりも大きなスペックル低減効果を得ることができる。
また、第1の実施形態と同様に、被投射面を配置可能な範囲を、図4に示した位置P4から位置P2の範囲(または、位置P1から位置P2までの範囲)とすることができるため、画像投射装置の設置作業が容易になる。
なお、本実施形態の画像投射装置の全体の構成は、図12に示した構成において、ビーム生成手段1をビーム生成手段22に置き換えたものとなる。
また、ビーム生成手段22は、集光角の異なる2つのビームを出射するように構成されているが、集光角の異なる3つ以上のビームを出射するように構成されてもよい。この場合、各ビームのうち、第1のビームと、該第1のビームの集光角より大きく、その大きさが該集光角の次とされる第2のビームとの間において、第1のビームのビームウェスト位置におけるエネルギー密度は、第2のビームのビームウェスト位置から発散側のレーリー長の位置の範囲に存在する位置におけるエネルギー密度と一致する。3つ以上のビームを用いることで、被投射面を配置可能な範囲をさらに広くすることができる。なお、エネルギー密度が一致するとは、値が完全に一致するだけでなく、製造誤差等による値のずれを含む範囲内で値がほぼ一致することをも意味する。
以上の第1乃至第4の実施形態の画像投射装置は、フロントプロジェクションタイプのものであるが、リアプロジェクションタイプのものにも適用することができる。
例えば、第1及び第2の実施形態の画像投射装置をリアプロジェクションタイプのものに適用する場合は、被投射面として用いられるスクリーンを含めて、図6に示した全ての構成を、筐体に収容する。第3の実施形態の画像投射装置をリアプロジェクションタイプのものに適用する場合は、図12に示した全ての構成(スクリーンを含む)を、筐体に収容する。第4の実施形態の画像投射装置をリアプロジェクションタイプのものに適用する場合は、図12に示した構成(ビーム生成手段1をビーム生成手段22に置き換えたものであって、スクリーンを含む)を筐体に収容する。いずれの場合も、スクリーンは、拡散特性を有する。走査手段3からの光ビームでスクリーンの内面(筐体内部側の面)を走査する。光がスクリーンを透過する際に光の拡散が生じ、観察者は、その拡散した光を観察する。
上記のリアプロジェクションタイプの画像表示装置において、ビーム生成手段により集光角の異なるn本(nは2以上の整数)のビームが生成される場合、スクリーンは、集光角の最も小さな第1のビームのビームウェストの位置から集光角の最も大きな第nのビームの収束側のレーリー長の位置までの間に配置される。
上述した第1乃至第4の実施形態の画像投射装置または画像表示装置によれば、集光角の異なる複数のビームを重ねることで、その光路上における被投射面に対する収束光による走査が可能な範囲を広くすることができ、しかも、その範囲内におけるビームの広がりを抑制することができる。したがって、収束光を用いた走査によるスペックル低減効果を得ることができるとともに、高精細な画像を得ることができる。
(第5の実施形態)
図14は、本発明の第5の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
図14は、本発明の第5の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
図14に示す画像表示装置50は、ビーム生成手段1に代えて集光手段51を設け、被投射面4として拡散特性を有するスクリーン52を設けた点が、図6に示したものと異なる。走査手段3、ダイクロイックプリズム5a、5b、反射ミラー6、緑色レーザ光源7、赤色レーザ光源8、青色レーザ光源9、および光源駆動回路10は、図6に示したものと基本的に同じである。
集光手段51は、ダイクロイックプリズム5a、5bにて合成された各色(赤、緑、青)を含む光ビームを集光する。走査手段3は、集光手段51からの光ビームでスクリーン52上を走査する。光がスクリーン52を透過する際に光の拡散が生じ、観察者は、その拡散した光を観察する。
スクリーン52は、集光手段51からの光ビームのビームウェストよりも走査手段3側に配置される。より望ましくは、スクリーン52は、集光手段51からの光ビームのビームウェストよりも走査手段3側であって、その光ビームの収束側のレーリー長の範囲内に配置される。これにより、スクリーン52は、必ず収束ビームで照射され、かつ、スクリーン52上のビーム径は、ビームウェストにおけるビーム径の√2倍とされる。
このように、本実施形態の画像表示装置50によれば、必ず収束光でスクリーン52を走査することになるので、スクリーンがビームウェストの位置やビームの発散側に配置されるものに比較して、スペックルを低減することができる。
また、スクリーン52上のビーム径は、大きくても、ビームウェストにおけるビーム径の√2倍の大きさとされるので、高精細な画像を提供することができる。
以上説明した各実施形態は、本発明の一例であり、その構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更することができる。
各実施形態において、被投射面上に投射または表示される画像は、映像や写真などの画像データだけでなく、文字、図形、表など、電子データに基づいて被投射面上に投射または表示することが可能なものを含む。
本発明は、ラスター走査のもの以外に、ベクトル走査のものにも適用することができる。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成および動作については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、当業者が理解し得る様々な変更を行うことができる。
この出願は、2009年10月15日に出願された日本出願特願2009−238088を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
Claims (14)
- 集光角が異なる複数のビームを同一の方向に向けて重ねて出射するビーム生成手段と、
前記ビーム生成手段からのビームで被投射面を走査する走査手段を有する画像投射装置。 - 前記複数のビームのうちの、第1のビームと、該第1のビームの集光角より大きく、かつ、大きさが該集光角の次とされる第2のビームとの間において、前記第1のビームのビームウェスト位置におけるエネルギー密度は、前記第2のビームのビームウェスト位置から発散側のレーリー長の位置の範囲に存在する位置におけるエネルギー密度と一致する、請求の範囲第1項に記載の画像投射装置。
- 前記ビーム生成手段は、
入射ビームを複数のビームに分割する分割手段と、
前記分割手段からの前記複数のビームをそれぞれ集光する焦点距離の異なる複数のレンズと、
前記複数のレンズによって集光された各ビームを合成する合成手段を有する、請求の範囲第1項または第2項に記載の画像投射装置。 - 前記ビーム生成手段は、焦点距離が異なる複数のフレネルゾーンプレートからなる多重焦点レンズより構成される、請求の範囲第1項または第2項に記載の画像投射装置。
- 前記ビーム生成手段は、前記複数のビームを時分割で重ねる、請求の範囲第1項または第2項に記載の画像投射装置。
- 前記ビーム生成手段は、
入射ビームを複数のビームに分割する分割手段と、
前記分割手段からの前記複数のビームをそれぞれ集光する焦点距離の異なる複数のレンズと、
前記複数のレンズによって集光された各ビームを合成する合成手段と、
前記分割手段からの前記複数のビームのそれぞれの光路に設けられた複数のシャッタと、
一定の期間毎に前記複数のシャッタを順に開状態とするシャッタ切り替え手段を有する、請求の範囲第5項に記載の画像投射装置。 - 前記ビーム生成手段は、
入射ビームを空間的に変調して入力駆動信号に応じた画像光を生成する空間光変調器と、
焦点距離が異なる複数のフレネルゾーンプレートのそれぞれに対応する画像光を形成するための複数の駆動信号を一定の期間毎に順に前記空間光変調器に供給する駆動回路を有する、請求の範囲第5項に記載の画像投射装置。 - 前記入射ビームが映像信号に応じて変調されたビームであり、
前記一定の期間が前記映像信号を構成するフレームの期間である、請求の範囲第6項または第7項に記載の画像投射装置。 - 集光角が異なる複数のビームを光軸に垂直なビーム断面におけるエネルギー密度が最も高くなるように合成し、該合成したビームで被投射面を走査する、画像投射方法。
- 前記合成したビームが、前記複数のビームを時分割で重ねたものである、請求の範囲第9項に記載の画像投射方法。
- 入射ビームを複数のビームに分割し、
焦点距離の異なる複数のレンズを用いて、前記複数のビームをそれぞれ集光し、
前記複数のレンズによって集光された各ビームを合成し、該合成したビームで被投射面を走査する画像表示方法であって、
前記複数のビームのそれぞれの光路に設けられた複数のシャッタを、一定の期間毎に順に開状態とする、画像投射方法。 - 入力駆動信号に応じた画像光を生成する空間光変調器を用いて、入射ビームを空間的に変調し、該変調により得られたビームで被投射面を走査する画像投射方法であって、
焦点距離が異なる複数のフレネルゾーンプレートのそれぞれに対応する画像光を形成するための複数の駆動信号を一定の期間毎に順に前記空間光変調器に供給する、画像投射方法。 - 前記入射ビームが映像信号に応じて変調されたビームであり、前記一定の期間が前記映像信号を構成するフレームの期間である、請求の範囲第11項または第12項に記載の画像投射方法。
- 被投射面と、
入射ビームを集光する集光手段と、
前記集光手段からのビームで前記被投射面を走査する走査手段を有し、
前記被投射面は、前記集光手段からのビームのビームウェストの位置よりも前記走査手段側であって、前記集光手段からのビームの収束側のレーリー長により規定される範囲内に設けられている、画像表示装置。
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JP4088188B2 (ja) * | 2003-04-07 | 2008-05-21 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ |
JP4650336B2 (ja) * | 2005-08-10 | 2011-03-16 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ及びプロジェクタの製造方法 |
JP2007121539A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Seiko Epson Corp | 画像表示装置 |
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CN101646976B (zh) * | 2007-03-22 | 2012-09-26 | 松下电器产业株式会社 | 激光波长转换装置以及具备该激光波长转换装置的图像显示装置 |
WO2009044517A1 (ja) * | 2007-10-01 | 2009-04-09 | Panasonic Corporation | 波長変換レーザ装置およびこれを用いた画像表示装置 |
JP2009098544A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Sony Corp | 画像表示装置及び画像表示方法 |
JP4804498B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2011-11-02 | 三菱電機株式会社 | 画像表示装置及び画像表示方法 |
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