JPWO2016017315A1 - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

本開示の投射型表示装置は、照明光（Ｌ１）を映像データに基づいて変調し、その変調光を出射するライトバルブ（２１）と、光源と、前記光源からの光に基づいて前記照明光（Ｌ１）を生成し、前記照明光（Ｌ１）を前記ライトバルブ（２１）へと導く複数の照明用光学部材とを有する照明部（１）と、前記ライトバルブ（２１）からの前記変調光を投影面（３０Ａ）上に投影すると共に、前記変調光の進行方向とは逆方向から検出光が入射される投射レンズ（２４）と、前記ライトバルブ（２１）と光学的に共役な位置に配置され、前記投射レンズを介して前記検出光が入射される撮像素子（２２）とを備える。前記複数の照明用光学部材のうち少なくとも１つが、前記照明部（１）の内部で発生した、前記検出光に対するノイズ成分を低減させる光学特性を有する。

Description

本開示は、投影面またはその近傍における物体の検出機能を有する投射型表示装置に関する。

近年、スマートフォンやタブレット端末等では、タッチパネルを用いることにより、画面に表示される映像のページ送りや拡大縮小を、人の直感に応じたポインティング操作で可能にしている。一方、映像をスクリーン上に投影することによって表示する表示装置がプロジェクタとして古くから知られている。

特開２０１３−３８５９号公報 特開２００７−５２２１８号公報 特開２００３−４４８３９号公報

近年では、プロジェクタにおいても、タブレット端末等のように、投影される映像を人の直感に応じる形でタッチパネルを手で操作するようにポインティング操作することが望まれている。特に、ハンディタイプの小型プロジェクタが近年市場に現れ、２０インチ〜３０インチ程度で投影された投影エリアの映像をポインティング操作することが望まれているが、映像が投影されるスクリーンや壁などにはタッチパネルが組み込まれていないため、手による操作を別の手段で検出する必要がある。また、この方法以外にプロジェクタではリモコン等を操作することで映像を動かすことが可能なものもあるが、小型のプロジェクタでは装置自体が小さく、リモコン等による操作はスマートでない。

特許文献１には、投影装置と手による操作（ジェスチャ）を検出する検出装置とを組み合わせることで、投影エリアをカバーする形で映像のポインティング操作を可能にした装置が提案されている。しかしながら、特許文献１で提案されている装置では、投影部と検出部とが別体となるため、システム全体のサイズが大きくなり易い。また、サイズが大きくなるだけでなく、投影しているエリアと検出するエリアとの相対位置座標の構成などに関して、精度を要求するキャリブレーション操作が必要となる。このキャリブレーションの精度はポインティング操作の精度に直接影響を及ぼすため重要であり、画面の隅々まで対応する必要があるため、煩雑である。

特許文献２および特許文献３には、プロジェクタに撮像機能を付加した装置が提案されている。しかしながら、特許文献３で提案されている装置では、超高圧水銀ランプなどの光源からの光束を特定の偏光成分に揃える偏光変換素子に入射させ、その偏光成分をライトバルブへ導いている。しかしこの種の偏光変換素子では特定の偏光成分に変換できなかった成分がライトバルブでなく撮像素子に入射して、撮像の際に投影用の照明光が悪影響を及ぼす。またそれを避けるために撮像用に専用の偏光変換素子を追加したのでは、投射レンズが大型化してしまい実用的でない。これに対して特許文献２で提案されている装置では、撮像の際に投影用の照明光を消灯することで、撮像専用の偏光変換素子を追加することなく、照明光の悪影響を防止している。しかしながら、撮像の際に照明光を消灯するので、例えば暗い外部環境下で使用する場合等には、撮像に必要な十分な明るさを確保するのが困難になるため、プロジェクタのように暗い環境下で使用されることの多い装置としては使用上の制約がある。

従って、物体検出の精度を向上させることができるようにした投射型表示装置を提供することが望ましい。

本開示の一実施の形態に係る投射型表示装置は、照明光を映像データに基づいて変調し、その変調光を出射するライトバルブと、光源と、光源からの光に基づいて照明光を生成し、照明光をライトバルブへと導く複数の照明用光学部材とを有する照明部と、ライトバルブからの変調光を投影面上に投影すると共に、変調光の進行方向とは逆方向から検出光が入射される投射レンズと、ライトバルブと光学的に共役な位置に配置され、投射レンズを介して検出光が入射される撮像素子とを備え、複数の照明用光学部材のうち少なくとも１つが、照明部の内部で発生した、検出光に対するノイズ成分を低減させる光学特性を有するものである。

本開示の一実施の形態に係る投射型表示装置では、複数の照明用光学部材のうち少なくとも１つによって、照明部の内部で発生した、検出光に対するノイズ成分が低減する。

本開示の一実施の形態に係る投射型表示装置によれば、複数の照明用光学部材のうち少なくとも１つによって、照明部の内部で発生した、検出光に対するノイズ成分を低減させるようにしたので、物体検出の精度を向上させることができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本開示の一実施の形態に係る投射型表示装置の全体構成の一例を示す構成図である。 投射型表示装置において映像表示および物体検出をしている状態の一例を示す外観図である。 図２に示した投射型表示装置を側面方向から見た状態の一例を示す構成図である。 ライトバルブと撮像素子とに入射する光の一例を示す要部断面図である。 映像表示および物体検出の概念を模式的に示す説明図である。 照明部内部で発生するノイズ成分を第２のダイクロイックプリズムによって低減する例を示した構成図である。 第２のダイクロイックプリズムの光学特性の一例を示す特性図である。 検出信号とノイズ成分の波長特性の一例を示す特性図である。 ノイズ成分を低減した例を示す特性図である。 偏光分離素子として偏光ビームスプリッタを用いた変形例を示す要部断面図である。 ノイズ成分を低減する第２の例を示した要部構成図である。 ノイズ成分を低減する第３の例を示した要部構成図である。 ノイズ成分を低減する第４の例を示した要部構成図である。 ノイズ成分を低減する第５の例を示した要部構成図である。 光源が１つである場合の照明部の構成例を示す構成図である。 光源の構成例を示す断面図である。 図１６に示した光源を光出射面側から見た構成図である。 光源の他の構成例を示す断面図である。 図１８に示した光源を光出射面側から見た構成図である。 図１８に示した光源の他の構成例を示す構成図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．検出機能を有する投射型表示装置の一実施の形態（図１〜図９）
１．１ 構成
１．２ 動作および作用
１．２．１ 基本動作
１．２．２ 偏光子の作用
１．２．３ 照明部内部で発生するノイズ成分の低減について
１．３ 効果
２．変形例
２．１ 第１の変形例（図１０）
２．２ 第２の変形例（図１１）
２．３ 第３の変形例（図１２）
２．４ 第４の変形例（図１３）
２．５ 第５の変形例（図１４）
２．６ 第６の変形例（図１５、図１６〜図２０）
２．７ 第７の変形例
２．８ その他の変形例
３．その他の実施の形態

＜１．検出機能を有する投射型表示装置の一実施の形態＞
［１．１ 構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係る投射型表示装置（プロジェクタ）の全体構成の一例を示している。この投射型表示装置は、映像表示と共に、近赤外光を用いて、アクティブに物体検出を行う機能を有している。図２は、投射型表示装置において映像表示および物体検出をしている状態の一例を示している。図３は、図２に示した投射型表示装置を側面方向から見た状態の一例を示している。図４は、図１に示した投射型表示装置において、ライトバルブ２１と撮像素子２２とに入射する光の一例を示している。図５は、この投射型表示装置による映像表示および物体検出の概念を模式的に示している。

この投射型表示装置は、図１に示したように、照明部１と、ライトバルブ２１と、撮像素子２２と、偏光分離素子としてのワイヤグリッド２７と、投射レンズ２４と、偏光部材としての偏光子２５Ｓと、画像処理部２６と、照明制御部２９とを備えている。

照明部１は、照明光Ｌ１を図４に示したように第１の方向Ｚ１からワイヤグリッド２７に向けて出射するものである。照明部１は、光源と、光源からの光に基づいて照明光Ｌ１を生成し、照明光Ｌ１をライトバルブ２１へと導く複数の照明用光学部材とを有している。光源としては、それぞれが異なる光路上に配置された複数の光源であってもよい。照明部１はまた、複数の光源のうちの２以上の光源の光路を合成する光路合成素子を有している。

より具体的には、照明部１は、それぞれが異なる光路上に配置された複数の光源として、青色レーザ１１Ｂと、緑色レーザ１１Ｇと、赤色レーザ１１Ｒとを有している。照明部１はまた、複数の照明用光学部材として、第１のカップリングレンズ１２Ｂと、第２のカップリングレンズ１２Ｇと，第３のカップリングレンズ１２Ｒと、駆動光学素子１４と、ミラー１８と、第１のダイクロイックプリズム１３１と、第２のダイクロイックプリズム１３２と、第１のフライアイレンズ１５１と、第２のフライアイレンズ１５２と、第１のコンデンサレンズ１６１と、第２のコンデンサレンズ１６２と、第３のコンデンサレンズ１６３と、第４のコンデンサレンズ１６４とを有している。

青色レーザ１１Ｂは例えば波長４５０ｎｍ程度の青色光を発するレーザ光源である。緑色レーザ１１Ｇは例えば波長５２０ｎｍ程度の緑色光を発するレーザ光源である。赤色レーザ１１Ｒは例えば波長６４０ｎｍ程度の赤色光を発するレーザ光源である。

照明制御部２９は、第１の光源（例えば青色レーザ１１Ｂ）、第２の光源（例えば緑色レーザ１１Ｇ）、および第３の光源（例えば赤色レーザ１１Ｒ）の発光制御を行うものである。照明制御部２９は例えば、第１乃至第３の光源をそれぞれフィールドシーケンシャル方式で発光制御するようになっている。

第２のカップリングレンズ１２Ｇは、緑色レーザ１１Ｇから出射された緑色光をコリメートして（平行光として）、第１のダイクロイックプリズム１３１と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。同様に、第１のカップリングレンズ１２Ｂは、青色レーザ１１Ｂから出射された青色光をコリメートして、第１のダイクロイックプリズム１３１と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。また、第３のカップリングレンズ１２Ｒは、赤色レーザ１１Ｒから出射された赤色光をコリメートして、第２のダイクロイックプリズム１３２と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。なお、これらのカップリングレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによって、入射した各レーザ光をコリメートする（平行光にする）ことが好ましい。

第１のダイクロイックプリズム１３１および第２のダイクロイックプリズム１３２はそれぞれ、２以上の光源の光路を合成する光路合成素子である。第１のダイクロイックプリズム１３１は、第１のカップリングレンズ１２Ｂを介して入射された青色光を選択的に透過させる一方、第２のカップリングレンズ１２Ｇを介して入射された緑色光を選択的に反射させるプリズムである。第２のダイクロイックプリズム１３２は、第１のダイクロイックプリズム１３１から出射された青色光および緑色光を選択的に透過させる一方、第３のカップリングレンズ１２Ｒを介して入射された赤色光を選択的に反射させるプリズムである。これにより、赤色光、緑色光および青色光に対する色合成（光路合成）がなされるようになっている。

駆動光学素子１４は、照明光Ｌ１におけるスペックルノイズおよび干渉縞を低減するための光学素子であり、第１のコンデンサレンズ１６１と第２のコンデンサレンズ１６２との間の光路上に配置されている。駆動光学素子１４は、例えば光軸に沿った方向や、光軸に対して垂直方向に微小振動することで、通過する光束の状態を変化させ、照明光Ｌ１におけるスペックルノイズおよび干渉縞を低減させることが可能となっている。

第１のフライアイレンズ１５１および第２のフライアイレンズ１５２はそれぞれ、基板上に複数のレンズが２次元配置された光学部材（インテグレータ）であり、複数のレンズの配列に応じて入射光束を空間的に分割して出射させるものである。第１のフライアイレンズ１５１は、第２のダイクロイックプリズム１３２と第１のコンデンサレンズ１６１との間の光路上に配置されている。第２のフライアイレンズ１５２は、第２のコンデンサレンズ１６２と第３のコンデンサレンズ１６３との間の光路上に配置されている。第１のフライアイレンズ１５１および第２のフライアイレンズ１５２によって、照明光Ｌ１の面内の光量分布の均一化が図られるようになっている。

ミラー１８は、照明光Ｌ１の光路を折り曲げる素子である。ミラー１８は、第１のコンデンサレンズ１６１と駆動光学素子１４との間の光路上に配置されている。第１のコンデンサレンズ１６１は、第１のフライアイレンズ１５１からの出射光を集光し、ミラー１８を介して駆動光学素子１４へ入射させるためのレンズである。第２のコンデンサレンズ１６２は、駆動光学素子１４からの出射光を集光し、第２のフライアイレンズ１５２へ入射させるためのレンズである。

第３のコンデンサレンズ１６３および第４のコンデンサレンズ１６４は、第２のフライアイレンズ１５２からの出射光を集光し、照明光Ｌ１としてワイヤグリッド２７に向けて出射させるためのレンズである。

ワイヤグリッド２７は、例えばガラス基板上に金属の格子を微小間隔をおいて形成したものである。ワイヤグリッド２７には、図４に示したように、第１の方向Ｚ１から照明光Ｌ１が入射されるようになっている。第２の方向Ｚ２にはライトバルブ２１が配置されている。第３の方向Ｚ３には偏光子２５Ｓおよび撮像素子２２が配置されている。第４の方向Ｚ４には投射レンズ２４が配置されている。

ワイヤグリッド２７は、入射した光を第１の偏光成分（例えばＰ偏光成分）と第２の偏光成分（例えばＳ偏光成分）とに分離し、それぞれを互いに異なる方向に出射する偏光分離素子である。ワイヤグリッド２７は、特定の第１の偏光成分を選択的に反射させると共に、特定の第２の偏光成分を選択的に透過させるようになっている。ワイヤグリッド２７は例えば、図４に示したように、第１の方向Ｚ１から入射した照明光Ｌ１に含まれるＰ偏光成分Ｌｐ１の多くを第２の方向Ｚ２に出射（反射）すると共に、Ｓ偏光成分Ｌｓ１の多くを第３の方向Ｚ３に出射（透過）するようになっている。ワイヤグリッド２７はまた、図４に示したように、第４の方向Ｚ４とは逆方向から入射した検出光Ｌ２に含まれるＰ偏光成分Ｌｐ３の多くを第３の方向Ｚ３に出射（反射）するようになっている。

ライトバルブ２１は、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の反射型の液晶素子である。ライトバルブ２１は例えば、図４に示したように、ワイヤグリッド２７を介して第２の方向Ｚ２から入射された、照明光Ｌ１に含まれる第１の偏光成分（例えばＰ偏光成分Ｌｐ１）を映像データに基づいて変調するようになっている。ライトバルブ２１はまた、その変調光をワイヤグリッド２７を介して第４の方向Ｚ４に向けて出射するようになっている。ライトバルブ２１からは、図４に示したように、入射時とは偏光状態が回転された例えばＳ偏光成分Ｌｓ２が変調光として出射されるようになっている。なお、ライトバルブ２１では、入射したＰ偏光成分Ｌｐ１をそのままの偏光状態でワイヤグリッド２７に戻すことで黒表示を行うことが可能である。

投射レンズ２４は、ワイヤグリッド２７を介して第４の方向Ｚ４から入射されたライトバルブ２１からの変調光を、スクリーンの３０の投影面３０Ａ上に投影するものである。また、投射レンズ２４には、図４に示したように、変調光の進行方向とは逆方向から検出光Ｌ２が入射されるようになっている。投射レンズ２４は、映像を投影するための投影光学系であると共に、物体検出のための結像光学系として機能する。

撮像素子２２は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの固体撮像素子で構成されている。撮像素子２２は、ライトバルブ２１と光学的に共役な位置に配置されている。より具体的には、ライトバルブ２１が反射型の液晶素子である場合、映像を作り出す表示面（液晶面）と撮像素子２２の撮像面とが光学的に共役な位置となるように配置する。撮像素子２２には、投射レンズ２４およびワイヤグリッド２７を介して、図４に示したように、第３の方向Ｚ３から検出光Ｌ２が入射されるようになっている。

偏光子２５Ｓは、照明光Ｌ１に含まれる第２の偏光成分を低減させる光学部材の１つである偏光部材である。偏光子２５Ｓは、撮像素子２２とワイヤグリッド２７との間に配置されている。偏光子２５Ｓは、入射した光に含まれる第２の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を除去する。偏光子２５Ｓは、第２の偏光成分として、図４に示したように、少なくともワイヤグリッド２７を介して入射された照明光Ｌ１に含まれるＳ偏光成分Ｌｓ１を除去するようになっている。

画像処理部２６は、撮像素子２２による撮影結果に基づいて、図２、図３、および図５に示したように、例えば人の指やポインタ等の指示物（物体）７１の特徴点の位置Ｐ１を、投影面３０Ａ上に投影された投影画像Ｖ２の座標に対応付けて検出するものである。特徴点の例として図２、図３、および図５では人の指の先端の位置を示しているが、これに限られず人の指の重心、手の重心などを適宜選択することができる。

図２および図３では、投射型表示装置が短焦点タイプである場合を想定した構成を示している。この投射型表示装置は、図２および図３に示したように、本体１００の下部に近赤外光投光部４０を備えている。投影面３０Ａは例えば平坦な床面となっている。近赤外光投光部４０は、投影面３０Ａに対して所定の高さｈから検出用の非可視光としての検出用近赤外光４１を出射する検出用光源部である。近赤外光投光部４０は、少なくとも投影面３０Ａ上の投影エリア３１が、検出用近赤外光４１によって所定の高さｈから覆われるように、検出用近赤外光４１を出射する。撮像素子２２には、指示物７１によって拡散された近赤外散乱光Ｌａが検出光Ｌ２として、投射レンズ２４およびワイヤグリッド２７を介して入射される。なお、近赤外光投光部４０は、検出用の非可視光として、高さｈ方向に厚みのある検出用近赤外光４１を投影面３０Ａに照射しても良い。この場合、必ずしも検出用近赤外光４１と投影面３０Ａとが所定の高さｈで完全に離間している必要はなく、例えば検出用近赤外光４１の厚み方向（高さｈ方向）の一部の光（高さｈ＝０の光）が投影面３０Ａに触れる（重なる）ような状態となっていてもよい。

この投射型表示装置において、投射レンズ２４は、スローレシオ（Throw Ratio）が０．３８以下の超短焦点レンズであってもよい。ここで、スローレシオとは、図２および図３に示したように、投射レンズ２４から投影面３０Ａまでの距離をＬ、投影エリアの幅をＨとすると、Ｌ／Ｈで表される。

［１．２ 動作および作用］
（１．２．１ 基本動作）
この投射型表示装置では、図１および図５に示したように、ライトバルブ２１に形成された映像情報Ｖ１を投射レンズ２４によってスクリーン３０の投影面３０Ａ上に投影し、投影画像Ｖ２として拡大表示する。この投射型表示装置はまた、投影面３０Ａ上における物体の位置、例えば人の指やポインタ等の指示物（物体）７１の特徴点の位置Ｐ１を撮像素子２２を用いて検出する。撮像素子２２は、投影面３０Ａ上の投影エリア３１と略同一のエリアを撮影エリア３２とした撮影を行う。

この投射型表示装置では、照明部１においてレーザ光源を用いていることで、照明光Ｌ１の偏光成分が支配的となるように揃えることができる。具体的には第１の偏光成分が９９％以上、より好ましくは９９．５％以上となるようにするとよい。ここで支配的とする第１の偏光成分は、偏光変換素子の特性に合わせて、Ｓ偏光成分Ｌｓ１、Ｐ偏光成分Ｌｐ１のいずれかを選択できる。

ワイヤグリッド２７は、第１の偏光成分をＰ偏光成分、第２の偏光成分をＳ偏光成分とすると、Ｐ偏光成分の多くを反射し、Ｓ偏光成分の多くを透過させるものとなっている。このため、例えば、照明光Ｌ１の９９．５％をＰ偏光成分Ｌｐ１にして支配的とし、残りの０．５％をＳ偏光成分Ｌｓ１にする。ワイヤグリッド２７は、例えば図４に示したように、支配的なＰ偏光成分Ｌｐ１の多くを反射してライトバルブ２１へ出射する。ライトバルブ２１に入射されたＰ偏光成分Ｌｐ１は、ライトバルブ２１で変調（回転）されてＳ偏光成分Ｌｓ２の変調光となった後、ワイヤグリッド２７を介して投射レンズ２４に入射される。変調光であるＳ偏光成分Ｌｓ２が、図５に示したように投射レンズ２４を介してスクリーン３０の投影面３０Ａ上に投影画像Ｖ２として投影される。

この投射型表示装置では、撮像素子２２が、ライトバルブ２１と光学的に共役な位置に配置されている。また、投射レンズ２４が、映像を投影するための投影光学系であると共に、物体検出のための結像光学系として機能している。このため、図５に示したように、投影エリア３１と同じエリアを撮影エリア３２として撮像素子２２で撮影することが可能となる。ライトバルブ２１と撮像素子２２とが共役な位置であるがゆえに、投影面３０Ａ上における人の指やポインタ等の指示物７１の特徴点の位置Ｐ１を投射レンズ２４を介して投影画像Ｖ２に重ねてモニタすることが可能となる。また例えば、画像処理部２６において、指示物７１の形状を画像処理し、指示物７１の特徴点の位置Ｐ１の座標を検出することで、投影画像Ｖ２のポインティング操作が可能となる。この際、投影エリア３１内の任意の座標位置が撮影エリア３２内の座標位置に１対１で対応するので、撮像素子２２側の検出位置Ｐ２の座標が指示物７１の特徴点の位置Ｐ１の座標に対応する。なお、指示物７１は２以上であってもよく、例えば両手の指の先端の座標を検出することができる。このようにして検出された指示物７１の特徴点の位置を用いることで、プロジェクタの投影画像Ｖ２にあたかもタッチパネルが組み込まれているような直観的な操作が可能となる。

この投射型表示装置では、図２および図３に示すように、投影エリア３１に、投影面３０Ａから例えば数ｍｍ〜数１０ｍｍの所定の高さｈに、高さ方向は２〜３ｍｍでエリア方向は投影エリア３１をカバーする範囲に膜状の近赤外バリアを張る。そうすると、通常、投影面３０Ａは平坦であるため、遮蔽物や、指、指示棒など何かしらの指示物７１が無ければ、放出された近赤外光の膜は途中で遮られることなく、直進するため、投影面３０Ａをモニタしている撮像素子２２には写らない。この状態で、指などを、近赤外光バリアのある投影面３０Ａから数ｍｍまで近づけるか、または、投影面３０Ａ上をタッチするなどの動作をすると、バリアの光が指で遮られ、そのポイントで拡散することとなる。指に当たり拡散した光は四方八方に向かい、その一部が投射レンズ２４の開口に戻る光が存在する。その戻る光は投射レンズ２４を通過し、ワイヤグリッド２７で反射され、撮像素子２２上に到達する。この時、映像を作るライトバルブ２１と撮像素子２２とが共役の位置に配置されているため、投影面３０Ａ上で点状に発生した輝点拡散ポイントは撮像素子２２上で結像し、投影された映像に１：１にあたる位置で結像する。そうすることで、位置を検出することが可能となる。また超短焦点タイプの場合は投射光が投影面３０Ａの近傍を通り、操作する人の体の一部が投射光を遮りにくいため、操作する際に画面が見やすいというメリットがある。

（１．２．２ 偏光子の作用）
次に、図４を参照して、偏光子２５Ｓの作用について説明する。ワイヤグリッド２７に入射される検出光Ｌ２には偏光成分としてＳ偏光成分Ｌｓ３とＰ偏光成分Ｌｐ３とが含まれている。ワイヤグリッド２７は、Ｐ偏光成分Ｌｐ３の多くを第３の方向Ｚ３に反射する。偏光子２５Ｓを、Ｓ偏光成分を除去するものとすれば、反射されたＰ偏光成分Ｌｐ３のほぼすべてが撮像素子２２に到達する。また、ワイヤグリッド２７に入射される照明光Ｌ１のうち、Ｓ偏光成分Ｌｓ１が第３の方向Ｚ３に出射される。このＳ偏光成分Ｌｓ１は、検出光Ｌ２に対してノイズ成分となり、撮像素子２２に入射すると、検出の際のＳ／Ｎ比が小さくなり、検出精度を悪化させる。偏光子２５Ｓを配置してＳ偏光成分Ｌｓ１を除去することで、Ｓ／Ｎ比を大きくして検出精度を上げることができる。

このように、照明光Ｌ１のうちＰ偏光成分Ｌｐ１がワイヤグリッド２７で撮像素子２２とは異なる方向に反射され、Ｓ偏光成分Ｌｓ１は偏光子２５Ｓによって除去されることで、理想的には撮像素子２２には検出光Ｌ２のみを入射させることができるが、ワイヤグリッド２７への光の入射角やワイヤグリッワイヤグリッド２７および偏光子２５Ｓの光学性能によっては、照明光Ｌ１に含まれる不要なノイズ成分が、撮像素子２２に入射するおそれがある。そこで、以下で説明する図６に示すように、照明部１の内部で、検出光に対するノイズ成分を低減させる構成にすることが望ましい。

（１．２．３ 照明部内部で発生するノイズ成分の低減について）
この投射型表示装置では、映像表示用のライトバルブ２１と物体検出用の撮像素子２２とを光学的に共役に配置することで投射レンズ２４を共通化し、光学系全体を小型化している。そして、検出のための赤外光は、映像表示用の光源とは別の光学系から照射することで、画像処理の負荷を低減した精度のよい物体検出を実現している。ただし、映像表示用の光源側に検出精度を低下させるノイズ成分となる光が発生した場合に、そのノイズ成分が撮像素子２２へと入射し、物体検出できない、もしくは検出精度が著しく低下するおそれがある。この場合、例えば撮像素子２２と照明部１との光路中にノイズ成分となる光をカットするフィルタ等の専用部品を配置することが考えられるが、フィルタ等の専用部品を追加することは、部品点数の追加や光学系の大型化を招き、また照明部１内の特性の根本的な解決にはならない。

このため、照明部１内の複数の照明用光学部材のうち少なくとも１つが、照明部１の内部で発生した、ノイズ成分を低減させる光学特性を有していることが好ましい。一例として、照明部１内において、赤色レーザ１１Ｒが、例えば波長６４０ｎｍ程度の赤色光Ｌ_Rの他に、ノイズ成分として例えば波長８００ｎｍ程度の微弱な赤外光Ｌ_IRを発する場合を例に説明する。この場合、例えば第２のダイクロイックプリズム１３２の波長特性を、図７に示したように、青色（Ｂ）帯域、緑色（Ｇ）帯域、および赤外（ＩＲ）帯域の光を透過し、赤色（Ｒ）帯域の光を反射する特性とすればよい。なお、図７において横軸は波長、縦軸は反射率を示す。これにより、図６に示したように、第１のダイクロイックプリズム１３１より導かれた青色および緑色の光を透過し、第３のカップリングレンズ１２Ｒより導かれた赤色光Ｌ_Rを反射する。かつ、第３のカップリングレンズ１２Ｒより導かれた赤外光Ｌ_IRを透過する。赤色レーザ１１Ｒから発せられる赤色光Ｌ_Rは、第２のダイクロイックプリズム１３２を反射して、照明光Ｌ１としてライトバルブ２１、投射レンズ２４、および投影面３０Ａへと導かれ映像を形成するが、赤外光Ｌ_IRは、第２のダイクロイックプリズム１３２を透過し、照明光Ｌ１の光路から外れた方向に導かれるため、撮像素子２２へと導かれず、検出光Ｌ２に対するノイズ成分を低減することができる。

ノイズ成分となる赤外光Ｌ_IRを低減させなかった場合、例えば図８に示したように、撮像素子２２には検出信号に対するノイズ成分が多く入射する。これに対して、第２のダイクロイックプリズム１３２によってノイズ成分を低減させた場合、例えば図９に示したように、検出信号に対するノイズ成分が小さくなり、赤外カットフィルタを照明光学系に入れたものと同等な特性が得られ、検出精度が向上する。なお、図８および図９において横軸は波長、縦軸は入射光量を示す。

なお、図６に示したように、第２のダイクロイックプリズム１３２を透過した赤外光Ｌ _IRの光路上に、赤外光Ｌ_IRを吸収する吸収体２００を備えていてもよい。また、照明部１を収容する筐体の内壁に赤外光Ｌ_IRを吸収させる加工が施されていても良い。これにより、例えば赤外光Ｌ_IRが筐体の内壁等で反射して照明光Ｌ１の光路上への戻り光となることを防止することができる。

［１．３ 効果］
以上のように、本実施の形態によれば、照明用光学部材の１つである第２のダイクロイックプリズム１３２に照明部１の内部で発生した、検出光に対するノイズ成分を低減させるようにしたので、物体検出の際に不要となるノイズ成分を低減し、物体検出の精度を向上させることができる。また、ノイズ成分を低減させる効果を照明部１の内部の光路合成と共通化することで、小型で安価な構成にすることができる。これらにより、小型・軽量の電子機器への搭載が可能な、小型かつ高精細かつインタラクティブなレーザプロジェクタの実現が可能となる。

なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。以降の他の実施の形態および変形例についても同様である。

＜２．変形例＞
［２．１ 第１の変形例］
図１および図４には、偏光分離素子としてワイヤグリッド２７を用いた構成例を示したが、図１０に示した第１の変形例のようにワイヤグリッド２７に代えて偏光ビームスプリッタ２３を用いた構成であっても良い。また、この第１の変形例では、Ｓ偏光成分を除去する偏光子２５Ｓに代えてＰ偏光成分を除去する偏光子２５を備えている。

偏光ビームスプリッタ２３は、多層膜がコートされたプリズムを貼り合わせた構成であってもよいし、偏光特性を有する素子をサンドしたプリズムに類するビームスプリッタでもよい。

図４の構成におけるワイヤグリッド２７は、第１の偏光成分をＰ偏光成分、第２の偏光成分をＳ偏光成分とし、Ｐ偏光成分を反射し、Ｓ偏光成分を透過させるものとしたが、偏光ビームスプリッタ２３はこれとは逆の特性を持っている。

偏光ビームスプリッタ２３は、４つの光学面を有している。ここでは、図１０における水平方向に対向する２つの面を第１の光学面および第３の光学面とし、垂直方向に対向する２つの面を第２の光学面および第４の光学面として説明する。図１０に示したように、偏光ビームスプリッタ２３の第１の光学面には、第１の方向Ｚ１から照明光Ｌ１が入射されるようになっている。偏光ビームスプリッタ２３の第２の光学面に対して、第２の方向Ｚ２にはライトバルブ２１が配置されている。偏光ビームスプリッタ２３の第３の光学面に対して、第３の方向Ｚ３には偏光子２５および撮像素子２２が配置されている。偏光ビームスプリッタ２３の第４の光学面に対して、第４の方向Ｚ４には投射レンズ２４が配置されている。

偏光ビームスプリッタ２３は、入射した光を第１の偏光成分（例えばＳ偏光成分）と第２の偏光成分（例えばＰ偏光成分）とに分離し、それぞれを互いに異なる方向に出射する偏光分離素子である。偏光ビームスプリッタ２３は、特定の第１の偏光成分を選択的に反射させると共に、特定の第２の偏光成分を選択的に透過させるようになっている。偏光ビームスプリッタ２３は例えば、図１０に示したように、第１の方向Ｚ１から入射した照明光Ｌ１に含まれるＳ偏光成分Ｌｓ１のほぼすべてを第２の方向Ｚ２に出射（反射）すると共に、Ｐ偏光成分Ｌｐ１のほぼすべてを第３の方向Ｚ３に出射（透過）するようになっている。偏光ビームスプリッタ２３はまた、図１０に示したように、第４の方向Ｚ４とは逆方向から入射した検出光Ｌ２に含まれるＳ偏光成分Ｌｓ３のほぼすべてを第３の方向Ｚ３に出射（反射）するようになっている。

偏光ビームスプリッタ２３は、第１の偏光成分をＳ偏光成分、第２の偏光成分をＰ偏光成分とすると、Ｓ偏光成分の多くを反射し、Ｐ偏光成分の多くを透過させるものとなっている。このため、例えば、照明光Ｌ１の９９．５％をＳ偏光成分Ｌｓ１にして支配的とし、残りの０．５％をＰ偏光成分Ｌｐ１にすることができる。偏光ビームスプリッタ２３は、図１０に示したように、支配的なＳ偏光成分Ｌｓ１をほぼすべて反射してライトバルブ２１へ出射する。ライトバルブ２１に入射されたＳ偏光成分Ｌｓ１は、ライトバルブ２１で変調（回転）されてＰ偏光成分Ｌｐ２の変調光となった後、偏光ビームスプリッタ２３を介して投射レンズ２４に入射される。変調光であるＰ偏光成分Ｌｐ２が、図５に示したように投射レンズ２４を介してスクリーン３０の投影面３０Ａ上に投影画像Ｖ２として投影される。

一方、偏光ビームスプリッタ２３に入射される検出光Ｌ２には偏光成分としてＳ偏光成分Ｌｓ３とＰ偏光成分Ｌｐ３とが含まれている。偏光ビームスプリッタ２３は、Ｓ偏光成分Ｌｓ３のほぼすべてを第３の方向Ｚ３に反射する。偏光子２５を、Ｐ偏光成分を除去するものとすれば、Ｓ偏光成分Ｌｓ３のほぼすべてが撮像素子２２に到達する。一方、偏光ビームスプリッタ２３に入射される照明光Ｌ１のうち、Ｐ偏光成分Ｌｐ１が第３の方向Ｚ３に出射される。このＰ偏光成分Ｌｐ１は、検出光Ｌ２に対してノイズ成分となり、撮像素子２２に入射すると、検出の際のＳ／Ｎ比が小さくなり、検出精度を悪化させる。偏光子２５を配置してＰ偏光成分Ｌｐ１を除去することで、Ｓ／Ｎ比を大きくして検出精度を上げることができる。

このように、照明光Ｌ１のうちＳ偏光成分Ｌｓ１が偏光ビームスプリッタ２３で撮像素子２２とは異なる方向に反射され、Ｐ偏光成分Ｌｐ１は偏光子２５によって除去されることで、理想的には撮像素子２２には検出光Ｌ２のみを入射させることができるが、偏光ビームスプリッタ２３への光の入射角や、偏光ビームスプリッタ２３および偏光子２５の光学性能によっては、照明光Ｌ１に含まれる不要なノイズ成分が、撮像素子２２に入射するおそれがある。そこで、図６に示したように、照明部１の内部で、検出光に対するノイズ成分を低減させる構成にしておくことが望ましい。

［２．２ 第２の変形例］
図１１は、第２の変形例に係る照明部１Ａとして、ノイズ成分を低減する第２の例を示している。図１１では、緑色レーザ１１Ｇが例えば波長５２０ｎｍ程度の緑色光Ｌ_Gの他に、例えば波長８００ｎｍ程度の微弱な赤外光Ｌ_IRを発する場合を例にしている。この場合、図１１に示したように、例えば第２のダイクロイックプリズム１３２を、青色光Ｌ_Bおよび緑色光Ｌ_Gを透過し、赤色光Ｌ_Rを反射し、赤外光Ｌ_IRを反射する特性にする。これにより、赤外光Ｌ_IRは、照明光Ｌ１の光路から外れた方向に導かれるため、撮像素子２２へと導かれず、検出光Ｌ２に対するノイズ成分を低減することができる。

なお、図１１に示したように、照明光Ｌ１の光路から外れた方向に導かれた赤外光Ｌ_IRの光路上に、赤外光Ｌ_IRを吸収する吸収体２００を備えていてもよい。また、照明部１Ａを収容する筐体の内壁に赤外光Ｌ_IRを吸収させる加工が施されていても良い。これにより、例えば赤外光Ｌ_IRが筐体の内壁等で反射して照明光Ｌ１の光路上への戻り光となることを防止することができる。以降の変形例についても同様である。

［２．３ 第３の変形例］
図１２は、第３の変形例に係る照明部１Ｂとして、ノイズ成分を低減する第３の例を示している。図１２では、図１１の例と同様に、緑色レーザ１１Ｇが例えば波長５２０ｎｍ程度の緑色光Ｌ_Gの他に、例えば波長８００ｎｍ程度の微弱な赤外光Ｌ_IRを発する場合を例にしている。この場合、図１２に示したように、例えば第１のダイクロイックプリズム１３１を、青色光Ｌ_Bを透過し、緑色光Ｌ_Gを反射し、赤外光Ｌ_IRを透過する特性にしてもよい。これにより、赤外光Ｌ_IRは、照明光Ｌ１の光路から外れた方向に導かれるため、撮像素子２２へと導かれず、検出光Ｌ２に対するノイズ成分を低減することができる。

［２．４ 第４の変形例］
図１３は、第４の変形例に係る照明部１Ｃとして、ノイズ成分を低減する第４の例を示している。図１３では、青色レーザ１１Ｂが例えば波長４５０ｎｍ程度の青色光Ｌ_Bの他に、例えば波長８００ｎｍ程度の微弱な赤外光Ｌ_IRを発する場合を例にしている。この場合、図１３に示したように、例えば第１のダイクロイックプリズム１３１を、青色光Ｌ_Bを透過し、緑色光Ｌ_Gを反射し、赤外光Ｌ_IRを反射する特性にしてもよい。これにより、赤外光Ｌ_IRは、照明光Ｌ１の光路から外れた方向に導かれるため、撮像素子２２へと導かれず、検出光Ｌ２に対するノイズ成分を低減することができる。

その他、図示しないが、例えば第２のダイクロイックプリズム１３２を、青色光Ｌ_Bを透過し、緑色光Ｌ_Gを透過し、赤色光Ｌ_Rを反射し、赤外光Ｌ_IRを反射する特性を有する構成にしても良い。

［２．５ 第５の変形例］
図１４は、第５の変形例に係る照明部１Ｄとして、ノイズ成分を低減する第５の例を示している。図１４に示したように、光路を折り曲げるミラー１８が、青色光Ｌ_B、緑色光Ｌ_G、および赤色光Ｌ_Rを反射し、赤外光Ｌ_IRを透過する特性を有する構成にしても良い。これにより、青色レーザ１１Ｂ、緑色レーザ１１Ｇ、および赤色レーザ１１Ｒのうちいずれの光源が赤外光Ｌ_IRを発する場合であっても、検出光Ｌ２に対するノイズ成分である赤外光Ｌ_IRを低減することができる。

ミラー１８に赤外光Ｌ_IRを低減させる特性を持たせることで、さらに、赤外光Ｌ_IRを発するものが光源以外の光学部材である場合にも対応可能となる。例えば第２のダイクロイックプリズム１３２の多層膜が赤色光を励起することで赤外光Ｌ_IRが発生する場合であっても、ミラー１８によって赤外光Ｌ_IRが照明光Ｌ１の光路から外れた方向に導かれるため、検出光Ｌ２に対するノイズ成分を低減することができる。

［２．６ 第６の変形例］
図１５は、第６の変形例に係る照明部１Ｅの構成例を示している。図１５に示したように、青色レーザ１１Ｂ、緑色レーザ１１Ｇおよび赤色レーザ１１Ｒに代えて、単一の光源１１とカップリングレンズ１２とを備えた構成であっても良い。この場合、第１のダイクロイックプリズム１３１と第２のダイクロイックプリズム１３２は省略することができる。

光源１１は、例えば図１６および図１７に示したように、それぞれが異なる色光を発する複数のチップ２１１Ａを有した構成であってもよい。例えば赤色光Ｌ_R、緑色光Ｌ_G、および青色光Ｌ_Bを発する３つのチップ２１１Ａを有していてもよい。この場合、ミラー１８が、図１５に示したように、青色光Ｌ_B、緑色光Ｌ_G、および赤色光Ｌ_Rを反射し、赤外光Ｌ_IRを透過する特性を有する構成にしても良い。これにより、光源１１から微弱な赤外光Ｌ_IRが発せられたとしても、検出光Ｌ２に対するノイズ成分である赤外光Ｌ_IRを低減することができる。

また、投射型表示装置が、例えばモノクロの映像表示を行うものであってもよい。この場合、例えば図１８ないし図２０に示したように、光源１１が単一の色光を発する１つのチップ２１１Ａを有した構成であってもよい。この場合にも、光源１１から発せられた微弱な赤外光Ｌ_IRを、図１５に示したように、ミラー１８によって照明光Ｌ１の光路から外れた方向に導けばよい。なお、図１６および図１７に示した構成において、複数のチップ２１１Ａがすべて同一の色光を発する構成であっても良い。

図１６および図１７、または図１８ないし図２０に示した構成例は、ステム２１３とキャップ２１４とによって囲まれた内部空間に、１または複数の端面発光型のチップ２１１Ａからなる固体発光素子２１１が収容されたキャンタイプの形態となっている。なお、図１７は、図１６に示した光源１１を光出射面側から見た構成を示している。図１９は、図１８に示した光源１１を光出射面側から見た構成を示している。図２０は、図１８に示した光源１１の他の構成例を示している。

チップ２１１Ａは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ発光素子（ＯＬＥＤ）、またはレーザダイオード（ＬＤ）からなる。

ステム２１３は、キャップ２１４とともに光源１１のパッケージを構成するものであり、例えば、サブマウント２１５を支持する支持基板２１３Ａと、支持基板２１３Ａの裏面に配置された外枠基板２１３Ｂと、複数の接続端子２１３Ｃとを有している。

サブマウント２１５は導電性および放熱性を有する材料からなる。支持基板２１３Ａおよび外枠基板２１３Ｂは、それぞれ、導電性および放熱性を有する基材に、１または複数の絶縁性のスルーホールと、１または複数の導電性のスルーホールとが形成されたものである。支持基板２１３Ａおよび外枠基板２１３Ｂは、例えば、円板形状となっており、双方の中心軸（図示せず）が互いに重なり合うように積層されている。外枠基板２１３Ｂの直径は、支持基板２１３Ａの直径よりも大きくなっている。外枠基板２１３Ｂの外縁は、外枠基板２１３Ｂの中心軸を法線とする面内において外枠基板２１３Ｂの中心軸から放射方向に張り出した環状のフランジとなっている。フランジは、製造過程においてキャップ２１４を支持基板２１３Ａに嵌合させるときの基準位置を規定する役割を有している。

複数の接続端子２１３Ｃは、少なくとも支持基板２１３Ａを貫通している。複数の接続端子２１３Ｃのうち少なくとも１つの端子を除いた端子（以下、便宜的に「端子α」とする。）は、個々のチップ２１１Ａの電極（図示せず）に１つずつ電気的に接続されている。端子αは、例えば、外枠基板２１３Ｂ側に長く突出しており、かつ支持基板２１３Ａ側に短く突出している。また、複数の接続端子２１３Ｃのうち上記の端子α以外の端子（以下、便宜的に「端子β」とする。）は、全てのチップ２１１Ａの他の電極（図示せず）に電気的に接続されている。端子βは、例えば、外枠基板２１３Ｂ側に長く突出しており、端子βの支持基板２１３Ａ側の端縁は、例えば、支持基板２１３Ａ内に埋め込まれている。各接続端子２１３Ｃのうち外枠基板２１３Ｂ側に長く突出している部分が、例えば基板などに嵌め込まれる部分に相当する。一方、複数の接続端子２１３Ｃのうち支持基板２１３Ａ側に短く突出している部分が、ワイヤ２１６を介して個々のチップ２１１Ａと１つずつ電気的に接続される部分に相当する。複数の接続端子２１３Ｃのうち支持基板２１３Ａ内に埋め込まれている部分が、例えば、支持基板２１３Ａおよびサブマウント２１５を介して全てのチップ２１１Ａと電気的に接続される部分に相当する。端子αは、支持基板２１３Ａおよび外枠基板２１３Ｂに設けられた絶縁性のスルーホールによって支持されており、そのスルーホールによって支持基板２１３Ａおよび外枠基板２１３Ｂから絶縁分離されている。さらに、個々の端子αは、上記の絶縁部材によって互いに絶縁分離されている。一方、端子βは、支持基板２１３Ａおよび外枠基板２１３Ｂに設けられた導電性のスルーホールによって支持されており、そのスルーホールと電気的に接続されている。

キャップ２１４は、固体発光素子２１１を封止するものである。キャップ２１４は、例えば、上端および下端に開口が設けられた筒部２１４Ａを有している。筒部２１４Ａの下端が、例えば、支持基板２１３Ａの側面に接しており、筒部２１４Ａの内部空間に、固体発光素子２１１が位置している。キャップ２１４は、筒部２１４Ａの上端側の開口を塞ぐようにして配置された光透過窓２１４Ｂを有している。光透過窓２１４Ｂは、固体発光素子２１１の光射出面と対向する位置に配置されており、固体発光素子２１１から出力された光を透過する機能を有している。

このように、チップ２１１Ａが端面発光型の素子からなる場合において、固体発光素子２１１は、単一もしくは複数の点状、または単一もしくは複数の非点状の発光スポットからなる光射出領域から光を発するようになっている。固体発光素子２１１は、例えば、所定の波長帯の光を発する単一のチップ２１１Ａからなっていてもよいし、同一の波長帯の光を発する複数のチップ２１１Ａからなっていてもよいし、互いに異なる波長帯の光を発する複数のチップ２１１Ａからなっていてもよい。固体発光素子２１１が複数のチップ２１１Ａからなる場合には、それらのチップ２１１Ａは、例えば、図１６および図１７に示したように、横方向に一列に配置されている。

固体発光素子２１１が単一のチップ２１１Ａからなる場合には、固体発光素子２１１としてのサイズ（Ｗ_V×Ｗ_H）は、例えば、図１９に示したように、単一のチップ２１１Ａのサイズ（Ｗ_V1×Ｗ_H1）に等しい。ただし、例えば図２０に示したように、固体発光素子２１１がモノリシック構造である場合には次のようになる。すなわち、図２０の例では、固体発光素子２１１としてのサイズ（Ｗ_V×Ｗ_H）は、Ｗ_V1×２Ｗ_H1以上である。一方、固体発光素子２１１が複数のチップ２１１Ａからなる場合には、固体発光素子２１１としてのサイズは、例えば、図１７に示したように、全てのチップ２１１Ａをひとまとまりとしたときのサイズに等しい。複数のチップ２１１Ａが横方向に一列に配置されている場合には、固体発光素子２１１としてのサイズ（Ｗ_V×Ｗ_H）は、図１７の例では、Ｗ_V1×３Ｗ_H1以上である。

［２．７ 第７の変形例］
以上の説明では、照明用光学部材の光学特性として反射または透過によってノイズ成分である赤外光Ｌ_IRを低減する例を述べたが、複数の照明用光学部材の１または２以上が、赤外光Ｌ_IRを吸収する特性を有してもよい。例えば、各カップリングレンズ１２Ｂ，１２Ｇ，１２Ｒ、各コンデンサレンズ１６１〜１６４、各フライアイレンズ１５１，１５２、および駆動光学素子１４のうち１または２以上が、青色光Ｌ_B、緑色光Ｌ_G、および赤色光Ｌ_Rを透過し、赤外光Ｌ_IRを吸収する特性を有してもよい。また、ミラー１８、第１のダイクロイックプリズム１３１、および第２のダイクロイックプリズム１３２のうち１または２以上が、赤外光Ｌ_IRを吸収する特性を有してもよい。

また、複数の照明用光学部材のすべてについて、反射、透過および吸収のいずれかによって赤外光Ｌ_IRを低減する特性を有していてもよい。

青色レーザ１１Ｂ、緑色レーザ１１Ｇ、および赤色レーザ１１Ｒの各光路を合成する順番が変わったとしても、以上のような種々の態様によって赤外光Ｌ_IRを低減することができる。

［２．８ その他の変形例］
図１の構成における照明部１において、第１のフライアイレンズ１５１および第２のフライアイレンズ１５２は、どちらか一方であってもよい。第２のフライアイレンズ１５２のみにする場合、第１のコンデンサレンズ１６１および第２のコンデンサレンズ１６２は不要となる。第１のフライアイレンズ１５１のみにする場合、第３のコンデンサレンズ１６３および第４のコンデンサレンズ１６４は不要となる。

また、十分に良好な偏光特性が得られる場合には、図１の構成における偏光子２５Ｓを省略しても良い。

また、本技術はデジタルミラーデバイス方式のプロジェクタとしても適用可能である。

また、検出光Ｌ２およびそのノイズ成分として赤外帯域の光を例にしたが、紫外域の光が検出光Ｌ２およびそのノイズ成分であってもよい。

＜３．その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記実施の形態および変形例の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。

例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）
照明光を映像データに基づいて変調し、その変調光を出射するライトバルブと、
光源と、前記光源からの光に基づいて前記照明光を生成し、前記照明光を前記ライトバルブへと導く複数の照明用光学部材とを有する照明部と、
前記ライトバルブからの前記変調光を投影面上に投影すると共に、前記変調光の進行方向とは逆方向から検出光が入射される投射レンズと、
前記ライトバルブと光学的に共役な位置に配置され、前記投射レンズを介して前記検出光が入射される撮像素子と
を備え、
前記複数の照明用光学部材のうち少なくとも１つが、前記照明部の内部で発生した、前記検出光に対するノイズ成分を低減させる光学特性を有する
投射型表示装置。
（２）
前記複数の照明用光学部材のうち少なくとも１つが、吸収、反射または透過により前記ノイズ成分を低減させる光学特性を有する
上記（１）に記載の投射型表示装置。
（３）
前記光源として、それぞれが異なる光路上に配置された複数の光源を備え、
前記複数の照明用光学部材として、前記複数の光源のうちの２以上の光源の光路を合成する光路合成素子を有し、
前記光路合成素子が、前記ノイズ成分を低減させる光学特性を有する
上記（１）または（２）に記載の投射型表示装置。
（４）
前記光路合成素子が、前記照明光の光路から外れた方向に前記ノイズ成分を反射または透過させる光学特性を有する
上記（３）に記載の投射型表示装置。
（５）
前記複数の照明用光学部材として、前記照明光の光路を折り曲げるミラーを有し、
前記ミラーが、前記ノイズ成分を低減させる光学特性を有する
上記（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の投射型表示装置。
（６）
前記ミラーが、前記照明光の光路から外れた方向に前記ノイズ成分を透過させる光学特性を有する
上記（５）に記載の投射型表示装置。
（７）
前記照明光の光路から外れた方向に配置され、前記ノイズ成分を吸収する吸収体をさらに備え、
前記複数の照明用光学部材のうち少なくとも１つが、反射または透過により前記ノイズ成分を前記照明光の光路から外れた方向に導く光学特性を有する
上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の投射型表示装置。
（８）
前記ノイズ成分は、非可視光帯域の光を含む
上記（１）ないし（７）のいずれか１つに記載の投射型表示装置。
（９）
前記ノイズ成分は、赤外帯域の光を含む
上記（１）ないし（８）のいずれか１つに記載の投射型表示装置。
（１０）
前記ノイズ成分は、前記検出光と同じ波長帯域の光を含む
上記（１）ないし（９）のいずれか１つに記載の投射型表示装置。
（１１）
前記ノイズ成分は、前記光源から発せられた光に含まれる成分である
上記（１）ないし（１０）のいずれか１つに記載の投射型表示装置。
（１２）
前記撮像素子による撮影結果に基づいて、前記投影面上もしくは前記投影面近傍における物体の特徴点の位置を、前記投影面上に投影された投影画像の座標に対応付けて検出する画像処理部をさらに備えた
上記（１）ないし（１１）のいずれか１つに記載の投射型表示装置。
（１３）
検出用の非可視光を前記投影面から所定の高さに出射する検出用光源部をさらに備え、
前記撮像素子には、物体に当たって拡散された前記非可視光が前記検出光として前記投射レンズを介して入射される
上記（１）ないし（１２）のいずれか１つに記載の投射型表示装置。
（１４）
前記検出用光源部は前記検出用の非可視光として赤外光を出射する
上記（１３）に記載の投射型表示装置。
（１５）
少なくとも前記投射レンズによる前記投影面上の投影エリアが検出用の非可視光によって所定の高さから覆われるように、前記検出用の非可視光を出射する検出用光源部をさらに備え、
前記撮像素子には、前記投影エリア近傍の物体に当たって拡散された前記非可視光が前記検出光として前記投射レンズを介して入射される
上記（１）ないし（１４）のいずれか１つに記載の投射型表示装置。

本出願は、日本国特許庁において２０１４年７月２９日に出願された日本特許出願番号第２０１４−１５３４０６号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。

当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (15)

1. 照明光を映像データに基づいて変調し、その変調光を出射するライトバルブと、
   光源と、前記光源からの光に基づいて前記照明光を生成し、前記照明光を前記ライトバルブへと導く複数の照明用光学部材とを有する照明部と、
   前記ライトバルブからの前記変調光を投影面上に投影すると共に、前記変調光の進行方向とは逆方向から検出光が入射される投射レンズと、
   前記ライトバルブと光学的に共役な位置に配置され、前記投射レンズを介して前記検出光が入射される撮像素子と
   を備え、
   前記複数の照明用光学部材のうち少なくとも１つが、前記照明部の内部で発生した、前記検出光に対するノイズ成分を低減させる光学特性を有する
   投射型表示装置。
2. 前記複数の照明用光学部材のうち少なくとも１つが、吸収、反射または透過により前記ノイズ成分を低減させる光学特性を有する
   請求項１に記載の投射型表示装置。
3. 前記光源として、それぞれが異なる光路上に配置された複数の光源を備え、
   前記複数の照明用光学部材として、前記複数の光源のうちの２以上の光源の光路を合成する光路合成素子を有し、
   前記光路合成素子が、前記ノイズ成分を低減させる光学特性を有する
   請求項１に記載の投射型表示装置。
4. 前記光路合成素子が、前記照明光の光路から外れた方向に前記ノイズ成分を反射または透過させる光学特性を有する
   請求項３に記載の投射型表示装置。
5. 前記複数の照明用光学部材として、前記照明光の光路を折り曲げるミラーを有し、
   前記ミラーが、前記ノイズ成分を低減させる光学特性を有する
   請求項１に記載の投射型表示装置。
6. 前記ミラーが、前記照明光の光路から外れた方向に前記ノイズ成分を透過させる光学特性を有する
   請求項５に記載の投射型表示装置。
7. 前記照明光の光路から外れた方向に配置され、前記ノイズ成分を吸収する吸収体をさらに備え、
   前記複数の照明用光学部材のうち少なくとも１つが、反射または透過により前記ノイズ成分を前記照明光の光路から外れた方向に導く光学特性を有する
   請求項１に記載の投射型表示装置。
8. 前記ノイズ成分は、非可視光帯域の光を含む
   請求項１に記載の投射型表示装置。
9. 前記ノイズ成分は、赤外帯域の光を含む
   請求項１に記載の投射型表示装置。
10. 前記ノイズ成分は、前記検出光と同じ波長帯域の光を含む
    請求項１に記載の投射型表示装置。
11. 前記ノイズ成分は、前記光源から発せられた光に含まれる成分である
    請求項１に記載の投射型表示装置。
12. 前記撮像素子による撮影結果に基づいて、前記投影面上もしくは前記投影面近傍における物体の特徴点の位置を、前記投影面上に投影された投影画像の座標に対応付けて検出する画像処理部をさらに備えた
    請求項１に記載の投射型表示装置。
13. 検出用の非可視光を前記投影面から所定の高さに出射する検出用光源部をさらに備え、
    前記撮像素子には、物体に当たって拡散された前記非可視光が前記検出光として前記投射レンズを介して入射される
    請求項１に記載の投射型表示装置。
14. 前記検出用光源部は前記検出用の非可視光として赤外光を出射する
    請求項１３に記載の投射型表示装置。
15. 少なくとも前記投射レンズによる前記投影面上の投影エリアが検出用の非可視光によって所定の高さから覆われるように、前記検出用の非可視光を出射する検出用光源部をさらに備え、
    前記撮像素子には、前記投影エリア近傍の物体に当たって拡散された前記非可視光が前記検出光として前記投射レンズを介して入射される
    請求項１に記載の投射型表示装置。

Images