JPWO2012033179A1 - 照明装置、投射装置および投射型映像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第1波長域の第1コヒーレント光を再生照明光として散乱板の像を再生し得るとともに前記第1波長域とは異なる第2波長域の第2コヒーレント光を再生照明光として散乱板の像を再生し得るホログラム記録媒体を、含む光学素子と、
前記第1コヒーレント光および前記第2コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査するように、波長域が異なる複数のコヒーレント光を前記光学素子に照射する照射装置と、を備え、
前記照射装置から前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記第1コヒーレント光が、それぞれ、被照明領域に重ねて像を再生し、且つ、前記照射装置から前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記第2コヒーレント光が、それぞれ、前記被照明領域に重ねて像を再生するように、前記照射装置および前記光学素子が配置されている。
第1波長域の第1コヒーレント光および前記第1波長域とは異なる第2波長域の第2コヒーレント光を回折し得るホログラム記録媒体を、含む光学素子と、
前記第1コヒーレント光および前記第2コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査するように、波長域が異なる複数のコヒーレント光を前記光学素子に照射する照射装置と、を備え、
前記照射装置から前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記第1コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明し、且つ、前記照射装置から前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記第2コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明するように、前記照射装置および前記光学素子が配置されている、照明装置。
入射光の進行方向を変化させるレンズアレイを含む光学素子と、
第1波長域の第1コヒーレント光および前記第1波長域とは異なる第2波長域の第2コヒーレント光が前記レンズアレイ上を走査するように、波長域が異なる複数のコヒーレント光を前記光学素子に照射する照射装置と、を備え、
前記照射装置から前記レンズアレイの各位置に入射した前記第1コヒーレント光が、それぞれ、前記レンズアレイによって進行方向を変化させられて被照明領域を照明し、前記照射装置から前記レンズアレイの各位置に入射した前記第2コヒーレント光が、それぞれ、前記レンズアレイによって進行方向を変化させられて被照明領域を照明するように、前記照射装置および前記光学素子が配置されている。
入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を含む光学素子と、
第1波長域の第1コヒーレント光および前記第1波長域とは異なる第2波長域の第2コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査するように、波長域が異なる複数のコヒーレント光を前記光学素子に照射する照射装置と、を備え、
前記照射装置から前記光拡散素子の各位置に入射した前記第1コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて少なくとも一部分において重なり合う領域を照明し、前記照射装置から前記光拡散素子の各位置に入射した前記第2コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて少なくとも一部分において重なり合う領域を照明するように、前記照射装置および前記光学素子が配置されている。
上述した本発明による第1〜第4の照明装置のいずれかと、
前記照明装置によって照明されるべき領域と重なる位置に配置され、前記照明装置によって照明される空間光変調器と、を備える。
上述した本発明による投射装置のいずれかと、
前記空間光変調器上に得られる変調画像を投射されるスクリーンと、を備える。
上述した本発明による第1〜第4の照明装置のいずれかと、
前記照明装置によって照明されるべき領域と重なる位置に配置されたスクリーンと、を備える。
〔基本形態の構成〕
まず、コヒーレント光を投射する照明装置および投射装置を含み且つスペックルを目立たなくさせることができる投射型映像表示装置の構成を、主として図1〜図9を参照して説明する。
次に、以上の構成からなる照明装置40、投射装置20および投射型映像表示装置10の作用について説明する。
図1〜5に例示された一具体例に基づいて説明してきた基本形態に対して、種々の変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いており、重複する説明を省略する。
上述した形態によれば、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる。ただし、この作用効果は、主として照明装置40に起因したものである。したがって、この照明装置40を種々の態様で有用に使用することができる。例えば、照明装置40を単なる照明として用いることができ、この場合、明るさのムラ(輝度ムラ、ちらつき)を目立たなくさせることができる。
上述した形態によれば、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる。ただし、この作用効果は、主として照明装置40に起因したものである。そして、この照明装置40を、種々の既知な空間光変調器、投射光学系、スクリーン等と組み合わせても、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる。この点から、空間光変調器、投射光学系、スクリーンは、例示したものに限られず、種々の既知な部材、部品、装置等を用いることができる。
また、ホログラム記録媒体55が、空間光変調器30の入射面に対応した形状を有した平面状の散乱板6を用いて、干渉露光法により作製される例を示したが、これに限られず、ホログラム記録媒体55が、何らかのパターンを有した散乱板を用いて、干渉露光法により作製されてもよい。この場合、ホログラム記録媒体55によって、何らかのパターンを持った散乱板の像が再生されるようになる。言い換えると、光学素子50(ホログラム記録媒体55)は、何らかのパターンを持った被照明領域LZを照明するようになる。この光学素子50を用いる場合、空間光変調器30を、さらには投射光学系25をも上述の基本形態から省き、スクリーン15を被照明領域LZと重なる位置に配置することによって、スクリーン15上にホログラム記録媒体55に記録された何らかのパターンを表示することが可能となる。この表示装置においても、コヒーレント光がホログラム記録媒体55上を走査するように、照射装置60が光学素子50にコヒーレント光を照射することによって、スクリーン15上でのスペックルを目立たなくさせることができる。
上述した形態では、照射装置60が、レーザ光源61aと、走査デバイス65と、を有する例を示した。走査デバイス65は、コヒーレント光の進行方向を反射によって変化させる一軸回動型のミラーデバイス66からなる例を示したが、これに限られない。走査デバイス65は、図8に示すように、ミラーデバイス66のミラー(反射面66a)が、第1の回動軸線RA1だけでなく、第1の回動軸線RA1と交差する第2の回動軸線RA2を中心としても回動可能となっていてもよい。図8に示された例では、ミラー66aの第2の回動軸線RA2は、ホログラム記録媒体55の板面上に定義されたXY座標系のY軸と平行に延びる第1回動軸線RA1と、直交している。そして、ミラー66aが、第1軸線RA1および第2軸線RA2の両方を中心として回動可能なため、照射装置60からのコヒーレント光の光学素子50への入射点IPは、ホログラム記録媒体55の板面上で二次元方向に移動可能となる。このため、一例として図8に示されているように、コヒーレント光の光学素子50への入射点IPが円周上を移動するようにすることもできる。
上述した形態において、光学素子50が、フォトポリマーを用いた反射型の体積型ホログラム55からなる例を示したが、これに限られない。既に説明したように、光学素子50は複数のホログラム記録媒体55を含んでいてもよい。また、光学素子50は、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプの体積型ホログラムを含んでもよい。さらに、光学素子50は、透過型の体積型ホログラム記録媒体を含んでいてもよいし、レリーフ型(エンボス型)のホログラム記録媒体を含んでいてもよい。
上述した形態において、照射装置60が光学素子50上でコヒーレント光を一次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、光学素子50のホログラム記録媒体やレンズアレイ等から構成される光拡散素子55が各位置に照射されたコヒーレント光を二次元方向に拡散するよう(拡げるように、発散させるように)に構成され、これにより、照明装置40が二次元的な被照明領域LZを照明する例を示した。ただし、既に説明してきたように、このような例に限定されることはなく、例えば、照射装置60が光学素子50上でコヒーレント光を二次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、光学素子50のホログラム記録媒体55やレンズアレイ等から構成される光拡散素子55が各位置に照射されたコヒーレント光を二次元方向に拡散するよう(拡げるように、発散させるように)に構成され、これにより、照明装置40が二次元的な被照明領域LZを照明してもよい(図8を参照しながら、既に説明した態様)。
なお、以上において上述した基本形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
〔応用形態の構成および応用形態の作用〕
次に、上述してきた基本形態を応用してなる応用形態について、図10に例示された照明装置40、投射装置20および投射型映像表示装置10を参照しながら、説明する。以下の説明では、上述の基本形態に追加される点についてのみ説明し、上述の基本形態と同様に構成され得るその他の部分については、図10において上述の基本形態と同様の符号を付して、重複説明を省略する。
図10に例示された一具体例を参照しながら説明してきた応用形態に対して、種々の変更を加えることが可能である。以下、変更(変形)の一例について説明する。
Claims (16)
- 第1波長域の第1コヒーレント光および前記第1波長域とは異なる第2波長域の第2コヒーレント光を回折し得るホログラム記録媒体を、含む光学素子と、
前記第1コヒーレント光および前記第2コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査するように、波長域が異なる複数のコヒーレント光を前記光学素子に照射する照射装置と、を備え、
前記照射装置から前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記第1コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明し、且つ、前記照射装置から前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記第2コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明するように、前記照射装置および前記光学素子が配置されている、照明装置。 - 前記ホログラム記録媒体は、前記第1波長域および前記第2波長域とは異なる第3波長域の第3コヒーレント光を回折し得り、
前記照射装置から照射される前記波長域が異なる複数のコヒーレント光は、前記第3コヒーレント光をさらに含み、
前記照射装置から前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記第3コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明するように、前記照射装置および前記光学素子が配置されており、
前記第1波長域は第1の原色成分に対応し、前記第2波長域は第2の原色成分に対応し、前記第3波長域は第3の原色成分に対応している、請求項1に記載の照明装置。 - 前記ホログラム記録媒体は、各波長域のコヒーレント光にそれぞれ対応して設けられた複数の積層されたホログラム要素を含む、請求項1に記載の照明装置。
- 前記波長域が異なる複数のコヒーレント光は、同一光路で、前記照射装置から前記光学素子に照射される、請求項1に記載の照明装置。
- 前記照射装置は、前記波長域が異なる複数のコヒーレント光を合成してなる合成光を生成する光源機構と、前記光源機構からの前記合成光の進行方向を変化させて、当該合成光が前記光学素子上を走査するようにする走査デバイスと、を有する、請求項1に記載の照明装置。
- 前記光源機構は、各波長域のコヒーレント光をそれぞれ生成する複数の光源と、前記複数の光源からのコヒーレント光を合成する合成デバイスと、を有する、請求項5に記載の照明装置。
- 前記照射装置は、前記波長域が異なる複数のコヒーレント光を時分割で前記光学素子へ照射する、請求項1に記載の照明装置。
- 請求項1に記載の照明装置と、
前記照明装置によって照明されるべき領域と重なる位置に配置され、前記照明装置によって照明される空間光変調器と、を備える投射装置。 - 前記空間光変調器上に得られる変調画像をスクリーン上に投射する投射光学系を、さらに備える、請求項8に記載の投射装置。
- 請求項8に記載の投射装置と、
前記空間光変調器上に得られる変調画像を投射されるスクリーンと、を備える、投射型映像表示装置。 - 請求項1に記載の照明装置と、
前記照明装置によって照明されるべき領域と重なる位置に配置されたスクリーンと、を備える、投射型映像表示装置。 - 入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を含む光学素子と、
第1波長域の第1コヒーレント光および前記第1波長域とは異なる第2波長域の第2コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査するように、波長域が異なる複数のコヒーレント光を前記光学素子に照射する照射装置と、を備え、
前記照射装置から前記光拡散素子の各位置に入射した前記第1コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて少なくとも一部分において重なり合う領域を照明し、前記照射装置から前記光拡散素子の各位置に入射した前記第2コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて少なくとも一部分において重なり合う領域を照明するように、前記照射装置および前記光学素子が配置されている、照明装置。 - 前記照射装置から照射される前記波長域が異なる複数のコヒーレント光は、前記第1波長域および前記第2波長域とは異なる第3波長域の第3コヒーレント光をさらに含み、
前記照射装置から前記光拡散素子の各位置に入射した前記第3コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて少なくとも一部分において重なり合う領域を照明するように、前記照射装置および前記光学素子が配置され、
前記第1波長域は第1の原色成分に対応し、前記第2波長域は第2の原色成分に対応し、前記第3波長域は第3の原色成分に対応している、請求項12に記載の照明装置。 - 請求項12に記載の照明装置と、
前記照明装置によって照明されるべき領域と重なる位置に配置され、前記照明装置によって照明される空間光変調器と、を備える投射装置。 - 請求項14に記載の投射装置と、
前記空間光変調器上に得られる変調画像を投射されるスクリーンと、を備える、投射型映像表示装置。 - 請求項12に記載の照明装置と、
前記照明装置によって照明されるべき領域と重なる位置に配置されたスクリーンと、を備える、投射型映像表示装置。
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