KR20130124902A - 프로젝터 - Google Patents

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KR20130124902A
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요시따까 이또
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

복수의 발광부를 갖는 광원과,
상기 광원으로부터의 광을 화상 정보에 따라서 반사시키는 반사부를 구비한 광변조 장치와,
상기 광변조 장치에 의해 형성된 화상을 투사하는 투사 렌즈
를 포함하고,
상기 광원으로부터의 광은, 상기 반사부에 비스듬히 입사하고,
상기 광원은, 제1 밀도로 상기 복수의 발광부가 배치되는 제1 영역과, 상기 제1 밀도보다도 큰 제2 밀도로 상기 복수의 발광부가 배치되는 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 영역과 상기 반사부와의 거리는, 상기 제2 영역과 상기 반사부와의 거리보다도 작은 것을 특징으로 하는 프로젝터.

Description

프로젝터{PROJECTOR}
본 발명은, 프로젝터에 관한 것이다.
프로젝터의 광변조 장치로서, 복수의 마이크로미러를 구비함과 함께, 각 마이크로미러가 화상 데이터에 기초하여 시분할 구동됨으로써, 화상 데이터에 따른 화상을 스크린에 투영시키는 것이 가능한 DMD(Digital Micromirror Device)가 알려져 있다. DMD는, 반사형의 화상 형성 소자이며, 각 마이크로미러의 경사 방향을 화상 정보에 따라 제어하고, 광원으로부터의 광을 투사계의 방향으로 반사시킴으로써 화상을 형성한다. DMD는 반사형의 화상 형성 소자이므로, DMD의 화상 형성면(마이크로미러가 배열된 면, 반사부)의 법선에 대하여 경사진 방향으로부터 조명광속(照明光束)을 입사시킬 필요가 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
여기서, 프로젝터에서는, 일반적으로, 광속 단면 내에서의 광 강도 분포가 균일한 조명 광속으로 화상 형성 소자를 조명하는 것이 바람직하다.
일본 특허 출원 공개 제2004-279843호 공보
그러나, 상술한 바와 같이 DMD 등의 반사형의 광변조 장치에서는, 화상 형성면에 대하여 경사 방향으로부터 조명광속을 입사시키므로, 화상 형성면 상에서는, 불균일한 조도 분포가 된다. 그 때문에, 투사 화상에 밝기 얼룩이 발생하여, 투사 화상의 화질이 저하된다는 문제가 있었다.
본 발명의 몇 개의 양태에 따른 목적의 하나는, 종래보다도 투사 화상의 화질을 향상할 수 있는 프로젝터를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 프로젝터는,
복수의 발광부를 갖는 광원과,
상기 광원으로부터의 광을 화상 정보에 따라서 반사시키는, 반사부를 구비한 광변조 장치와,
상기 광변조 장치에 의해 형성된 화상을 투사하는 투사 렌즈
를 포함하고,
상기 광원으로부터의 광은, 상기 반사부에 비스듬히 입사하고,
상기 광원은, 제1 밀도로 상기 복수의 발광부가 배치되는 제1 영역과, 상기 제1 밀도보다도 큰 제2 밀도로 상기 복수의 발광부가 배치되는 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 영역과 상기 반사부와의 거리는, 상기 제2 영역과 상기 반사부와의 거리보다도 작다.
이와 같은 프로젝터에 따르면, 반사부에 입사하는 광의 강도 분포(조도 분포)를 균일화할 수 있다. 따라서, 밝기 얼룩이 저감된 화상을 얻을 수 있고, 투사 화상의 화질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 프로젝터는,
복수의 발광부를 갖는 광원과,
상기 광원으로부터의 광을 화상 정보에 따라서 반사시키는, 반사부를 구비한 광변조 장치와,
상기 광변조 장치에 의해 형성된 화상을 투사하는 투사 렌즈
를 포함하고,
상기 광원으로부터의 광은, 상기 반사부에 비스듬히 입사하고,
상기 광원은, 상기 화상을 투사할 때에 제1 발광 강도로 상기 발광부가 발광하는 제1 영역과, 상기 화상을 투사할 때에 상기 제1 발광 강도보다도 큰 제2 발광 강도로 상기 발광부가 발광하는 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 영역과 상기 반사부와의 거리는, 상기 제2 영역과 상기 반사부와의 거리보다도 작다.
이와 같은 프로젝터에 따르면, 반사부에 입사하는 광의 강도 분포(조도 분포)를 균일화할 수 있다. 따라서, 밝기 얼룩이 저감된 화상을 얻을 수 있고, 투사 화상의 화질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 프로젝터에서,
상기 발광부가 배치되는 영역의 윤곽 형상은, 상기 반사부의 평면 형상과 닮은 형상을, 상기 반사부와의 사이의 거리가 작은 부분일수록 확대하도록 변형시킨 형상을 갖고 있어도 된다.
이와 같은 프로젝터에 따르면, 광원으로부터의 광이 반사부에 대하여 비스듬히 조사됨으로써 발생하는 조명광속의 단면 형상의 변형을 보정할 수 있다. 따라서, 광원으로부터의 광을 반사부에 효율적으로 조사할 수 있어, 광의 이용 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 프로젝터에서,
상기 광원과 상기 광변조 장치 사이에 위치하는 로드 렌즈(rod lens)를 더 포함하고,
상기 로드 렌즈는, 상기 광원으로부터의 광이 입사하는 제1 단부면, 및 상기 제1 단부면으로부터 입사한 광이 사출(射出)하는 제2 단부면을 갖고,
상기 제1 단부면 및 상기 제2 단부면은, 상기 발광부가 배치되는 영역의 윤곽 형상과 동일한 형상을 갖고 있어도 된다.
이와 같은 프로젝터에 따르면, 로드 렌즈에 입사한 광의 강도 분포나 각도 분포를 유지하면서, 반사부에 광을 효율적으로 유도할 수 있다.
본 발명에 따른 프로젝터에서,
상기 제1 영역에서의 상기 발광부의 밀도와, 상기 제2 영역에서의 상기 발광부의 밀도는, 동일하여도 된다.
이와 같은 프로젝터에 따르면, 밝기 얼룩이 저감된 화상을 얻을 수 있고, 투사 화상의 화질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 프로젝터는,
복수의 발광부를 갖는 광원과,
상기 광원으로부터의 광의 확산 방향 및 확산 강도 분포 중 적어도 한쪽을 변화시키는 이방성 확산 소자와,
상기 이방성 확산 소자로부터 사출된 광을 화상 정보에 따라서 반사시키는, 반사부를 구비한 광변조 장치와,
상기 광변조 장치에 의해 형성된 화상을 투사하는 투사 렌즈
를 포함하고,
상기 이방성 확산 소자로부터 사출된 광은, 상기 반사부에 비스듬히 입사하고,
상기 이방성 확산 소자는, 상기 반사부에서 광 강도 분포가 균일화되는 광을 사출한다.
이와 같은 프로젝터에 따르면, 반사부에 입사하는 광의 강도 분포(조도 분포)를 균일화할 수 있다. 따라서, 밝기 얼룩이 저감된 화상을 얻을 수 있고, 투사 화상의 화질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 프로젝터를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 프로젝터의 광원을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 프로젝터의 광변조 장치를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 4는 제2 실시 형태에 따른 프로젝터의 광원을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 5는 제3 실시 형태에 따른 프로젝터를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 6은 제4 실시 형태에 따른 프로젝터를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 7은 제4 실시 형태에 따른 프로젝터의 광원을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
이하, 본 발명의 적절한 실시 형태에 대하여, 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시 형태는, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하는 것은 아니다. 또한, 이하에서 설명되는 구성 모두가 본 발명의 필수 구성 요건이라고는 할 수 없다.
1.제1 실시 형태
우선, 제1 실시 형태에 따른 프로젝터에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 프로젝터(100)를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
프로젝터(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 광원(10)과, 광변조 장치(40)와, 투사 렌즈(50)를 포함한다. 또한, 프로젝터(100)는, 로드 렌즈(20)와, 컬러 휠(color wheel)(30)을 포함할 수 있다.
광원(10)은, 광변조 장치(40)를 조사하기 위한 백색의 조명광속을 발생시킨다. 도 2는, 광이 사출되는 측에서 본 광원(10)을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
광원(10)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 발광부(발광체)(12)를 갖고 있다. 광원(10)은, 이 복수의 발광부(12)로부터 사출된 사출광속을 광변조 장치(40)의 반사부(42)에 조사한다. 즉, 광변조 장치(40)의 반사부(42)를 조사하는 조명광속은, 복수의 발광부(12)로부터 사출된 사출광속으로 이루어진다. 조명광속은, 반사부(42)의 법선에 대하여 경사진 방향으로부터 입사(비스듬히 입사)한다. 또한, 반사부(42)의 법선이란, 반사부(42)에 설치되는 후술한 마이크로미러(44)가 2차원 어레이 형상으로 배치되어 있는 면의 법선을 가리킨다. 발광부(12)는, 예를 들어, 발광 소자의 광의 사출부이다. 발광 소자로서는, 예를 들어, 반도체 레이저(LD), 수퍼루미네센트 다이오드(SLD), 발광 다이오드(LED), 유기 일렉트로루미네센스(OEL) 등을 들 수 있다. 각 발광부(12)는, 예를 들어 동일한 성능을 갖는 발광 소자로 구성되어 있고, 예를 들어, 각 발광부(12)의 화상 투사시의 발광 강도는, 동일하다
발광부(12)는, 광원(10)의 발광 영역(14) 내에 배열되어 있다. 예를 들어, 발광 소자를 복수 배치하고, 발광 소자의 사출부를 2차원 어레이 형상으로 배열함으로써, 발광부(12)를 배열할 수 있다. 발광부(12)는, 1개의 면 내에 배열되어 있다. 발광 영역(14)은, 발광부(12)가 배열되어 있는 영역이다. 예를 들어, 발광 영역(14)은, 가장 외측에 배치된 발광부(12)를 따른 윤곽선에 의해 둘러싸인 영역이라고 할 수 있다. 발광부(12)로부터 사출되는 사출광속은, 발광부(12)가 배열된 면의 수선을 따라 진행한다.
발광 영역(14) 내에서, 발광부(12)의 배치 밀도(단위 면적당 발광부의 수)는, 영역에 따라 상이하다. 구체적으로는, 발광 영역(14) 내에서는, 광변조 장치(40)의 반사부(42)와의 사이의 거리가 작은 영역일수록, 발광부(12)의 배치 밀도가 작다. 도시한 예에서는, 발광 영역(14)의 제1 영역(10a)과 광변조 장치(40)의 반사부(42)와의 사이의 거리는, 발광 영역(14)의 제2 영역(10b)과 광변조 장치(40)의 반사부(42)와의 사이의 거리보다도 작다. 그리고, 제1 영역(10a)에서의 발광부(12)의 배치 밀도는, 제2 영역(10b)에서의 발광부(12)의 배치 밀도보다도 작다. 이에 의해, 광원(10)은, 광변조 장치(40)의 반사부(42)에서 광 강도가 균일화되는 광(조명광속)을 사출할 수 있다. 또한, 제1 영역(10a)과 반사부(42)와의 사이의 거리는, 제1 영역(10a)에 위치하는 발광부(12)의 사출광속의 광로 길이(광축을 따른 거리)의 평균이다. 또한, 제2 영역(10b)과 반사부(42)와의 사이의 거리는, 제2 영역(10b)에 위치하는 발광부(12)의 사출광속의 광로 길이의 평균이다. 또한, 발광부(12)의 배치 밀도는, 인접하는 발광부(12)끼리의 거리로 치환할 수 있다. 즉, 발광부(12)의 배치 밀도가 작은 경우에는, 인접하는 발광부(12)끼리의 거리가 크고, 발광부(12)의 배치 밀도가 큰 경우에는, 인접하는 발광부(12)끼리의 거리가 작다.
제1 영역(10a) 및 제2 영역(10b)을 제외한 영역에서는, 각 영역과 반사부(42)와의 사이의 거리에 따라 발광부(12)의 배치 밀도가 설정되어 있다. 예를 들어, 제1 영역(10a)과 제2 영역(10b) 사이에 협지되는 영역에서는, 당해 영역과 반사부(42)와의 거리가, 제1 영역(10a)과 반사부(42)와의 거리보다도 크고, 제2 영역(10b)과 반사부(42)와의 거리보다도 작다. 따라서, 제1 영역(10a)과 제2 영역(10b) 사이에 협지되는 영역에서의 발광부(12)의 배치 밀도는, 제1 영역(10a)에서의 발광부(12)의 배치 밀도보다도 크고, 제2 영역(10b)에서의 발광부(12)의 배치 밀도보다도 작다.
상술한 바와 같이 각 영역에서의 발광부(12)의 배치 밀도를 설정함으로써, 발광부(12)의 발광 영역(14)과 광변조 장치(40)의 반사부(42)와의 사이의 거리에 따라, 발광부(12)의 배치 밀도는 거의 연속적으로 변화하도록 구성되어 있다.
발광 영역(14)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 광변조 장치(40)의 반사부(42)와 닮은 형상(도시한 예에서는 직사각형)을 변형시킨 형상을 갖고 있다. 구체적으로는, 발광 영역(14)의 형상(발광부(12)가 배치되는 영역의 윤곽 형상)은, 반사부(42)의 형상(예를 들어, 직사각형)을, 반사부(42)와의 사이의 거리가 작은 곳일수록 확대하여(반사부(42)와의 사이의 거리가 큰 곳일수록 축소하여) 변형시킨 형상을 갖고 있다. 이에 의해, 조명광속이 반사부(42)에 대하여 경사 방향으로부터 조사됨으로써 발생하는 조명광속의 단면 형상의 변형을 보정할 수 있다. 따라서, 예를 들어 반사부(42)에서의 조명광속의 형상을, 광변조 장치(40)의 반사부(42)의 형상(직사각형)과 동일한 형상으로 할 수 있다. 따라서, 광의 이용 효율을 높일 수 있다. 이하, 그 이유에 대하여 설명한다.
예를 들어, 광원(10)의 발광 영역(14)의 형상이 직사각형이라고 하면, 광변조 장치(40)의 반사부(42)의 법선에 따라 조명광속을 반사부(42)에 입사시킬 경우(조명광속의 반사부(42)로의 입사 각도가 0°인 경우), 반사부(42)에서, 조명광속의 형상은, 직사각형이다. 이에 대해, 광변조 장치(40)의 반사부(42)의 법선에 대하여, 경사진 방향으로부터 조명광속을 입사시켰을 경우, 반사부(42)에서, 조명광속의 형상은, 직사각형을, 반사부와의 사이의 거리가 커질수록 확대 되도록 변형시킨 형상으로 된다. 그 때문에, 반사부에 입사하지 않는 광의 비율이 커지고, 광의 이용 효율이 나빠져 버린다. 광원(10)에서는, 발광 영역(14)의 형상이, 반사부(42)의 형상(직사각형)을, 반사부(42)와의 사이의 거리가 작은 곳일수록 확대한 형상이므로, 조명광속이 반사부(42)에 대하여 경사 방향으로부터 입사하여도, 조명광속의 형상을, 반사부(42)에서, 반사부(42)의 형상(직사각형)에 근접하도록 보정할 수 있다. 이와 같이, 광원(10)에서는, 조명광속이 반사부(42)에 대하여 경사 방향으로부터 조사됨으로써 발생하는 조명광속의 단면 형상의 변형을 보정할 수 있다.
로드 렌즈(20)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 광원(10)과 광변조 장치(40) 사이에 위치하고 있다. 도시한 예에서는, 로드 렌즈(20)는, 광원(10)과 컬러 휠(color wheel)(30) 사이에 위치하고 있다. 로드 렌즈(20)는, 광원(10)의 각 발광부(12)로부터의 사출광속을, 조명 대상(광변조 장치(40)의 반사부(42))상에서 부분적으로 중첩시킬 수 있다. 그 때문에, 반사부(42)에서의 광 강도 분포(조도 분포)를 균일화할 수 있다. 또한, 로드 렌즈(20)는, 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 로드 렌즈(20)로서는 투광성을 갖는 막대 형상의 유리체나 수지체로 구성할 수 있는 것 외에, 관상체(管狀體)의 내면을 반사면으로 한 도광체를 사용할 수 있다.
로드 렌즈(20)는, 광원(10)로부터의 조명광속이 입사하는 입사 단부면(22)과, 입사 단부면(22)으로부터 입사한 조명광속이 사출하는 사출 단부면(24)을 갖고 있다. 입사 단부면(22) 및 사출 단부면(24)은, 발광 영역(14)과 닮은 형상을 갖고 있다. 이에 의해, 로드 렌즈(20)에 입사한 조명광속의 광 강도 분포를 유지하면서, 반사부(42)에 조명광속을 효율적으로 유도할 수 있다.
컬러 휠(color wheel)(30)은, 광원(10)과 광변조 장치(40) 사이에 위치하고 있다. 컬러 휠(color wheel)(30)은, 도시한 예에서는, 로드 렌즈(20)와 광변조 장치(40) 사이에 위치하고 있다. 또한, 컬러 휠(color wheel)(30)은, 광원(10)과 광변조 장치(40) 사이에 위치하고 있어도 된다. 컬러 휠(color wheel)(30)은, 광원(10)로부터의 광이 백색광인 경우, 당해 백색광으로부터 3원색의 광을 순차적으로 생성할 수 있다. 컬러 휠(color wheel)(30)은, 도시하지 않은 모터에 의해, 광변조 장치(40)로의 화상 정보의 입력과 동기하여 회전한다.
광변조 장치(40)는, 광원(10)로부터의 조명광속을, 화상 정보에 따라 반사시키는 반사부(42)를 구비하고 있다. 광변조 장치(40)는, 예를 들어, DMD(Digital Micromirror Device)이다.
도 3의 (A)는, 광변조 장치(40)를 모식적으로 도시하는 평면도이며, 도 3의 (B)는, 광변조 장치(40)의 마이크로미러(미러 소자)(44)를 모식적으로 도시하는 평면도이다. 또한, 도 3의 (A) 및 도 3의 (B)에서는, 서로 직교하는 3개의 축으로서 X축, Y축, Z축을 도시하고 있다.
반사부(42)의 평면 형상은, 예를 들어 직사각형이다. 도시한 예에서는, 반사부(42)는, X 축을 따르는 긴 변, Y 축을 따르는 짧은 변을 갖는 직사각형이다. 반사부(42)는, 2차원 어레이 형상으로 배치된 마이크로미러(44)로 구성되어 있다. 예를 들어, 반사부(42)는, 1024행 768열로 배열된 마이크로미러(44)로 구성되어 있다. 마이크로미러(44)가 2차원 어레이 형상으로 배치되어 있는 면의 법선에 대하여, 조명광속은 경사진 방향으로부터 입사한다. 즉, 조명광속은, 당해면의 수선(법선)과 평행하지 않은 방향으로부터 입사한다. 예를 들어, 조명광속은, 반사부의 평면에서 볼 때에, 반사부(42)의 긴 변에 대하여 45° 방향으로부터(도 3의 우측 상부로부터), 마이크로미러(44)가 배치되어 있는 면의 법선에 대하여 20°의 입사각으로, 마이크로미러(44)에 입사한다.
마이크로미러(44)는, 예를 들어 MOS 트랜지스터(도시하지 않음)에 의해 지지되어 있고, 이 MOS 트랜지스터의 온·오프에 의해 소정의 각도의 범위(예를 들어 +10°∼-10°의 범위)에서 요동한다. 도시한 예에서는, 마이크로미러(44)는, 정사각형이며, 정사각형의 대각선상의 축 A를 회전축(요동축)으로 하여, 우측 상단 및 좌측 하단이 Z축 방향으로 상하 이동하도록 요동한다. 반사부(42)에서는, 반사부(42)에 대하여 경사 방향으로부터 조명광속 L이 입사되면, MOS 트랜지스터가 온 하고 있는 마이크로미러(44)에서 반사된 광은, 투사 렌즈(50)에 입사한다. 한편, MOS 트랜지스터가 오프하고 있는 마이크로미러(44)에서 반사된 광은, MOS 트랜지스터가 온인 경우에 대하여 마이크로미러(44)의 경사 방향이 상이하므로, 투사 렌즈(50)에는 입사하지 않는다. 따라서, MOS 트랜지스터가 온 하여 광을 투사 렌즈(50)를 향해서 반사하는 마이크로미러(44)(밝은 화소)와 MOS 트랜지스터가 오프하여 광을 투사 렌즈(50)를 향해 반사하지 않는 마이크로미러(44)(어두운 화소)의 조합으로 화상을 재생할 수 있다.
도시한 예에서는, 조명광속 L의 입사 방향은, XY 평면에서, 축 A에 대하여 직교하는 방향이며, 조명광속 L의 입사 각도는, Z축에 대하여 20°이다. MOS 트랜지스터가 온 하고 있는 마이크로미러(44)에서 반사된 광은, 예를 들어, +Z 방향(반사부(42)의 수선 방향)으로 진행하여, 투사 렌즈(50)에 입사한다. MOS 트랜지스터가 오프하고 있는 마이크로미러(44)에서 반사된 광은, 예를 들어, 40°의 반사 각도(+Z축에 대하여 40°)로 반사되어, 투사 렌즈(50)에는 입사하지 않는다.
도시는 하지 않지만, 컬러 휠(color wheel)(30)과 광변조 장치(40) 사이에, 조명광속을 집광하여 광변조 장치(40)의 반사부(42)로 유도하기 위한 광학계가 배치되어 있어도 된다. 예를 들어, 광학계로서 릴레이 렌즈계를 배치할 수 있다. 그 경우, 로드 렌즈(20)의 사출 단부면(24)과 광변조 장치(40)의 반사부(42)를 광학적으로 공역의 관계라고 하면, 로드 렌즈(20)의 사출 단부면(24)로부터 사출된 조명광속을 효율적으로 광변조 장치(40)의 반사부(42)로 유도할 수 있다. 또한, 로드 렌즈(20)의 사출 단부면(24)로부터의 조명광속을 광변조 장치(40)의 반사부(42)로 유도하기 위해서 어떠한 광학계를 배치하는 경우, 배치한 광학계에 의해 광학 수차(예를 들어 배율색 수차)가 발생하는 경우가 많다. 따라서, 배치한 광학계에 의해 발생하는 광학 수차의 영향도 고려하여, 광원(10)에서의 발광부(12)의 배치의 방법이나, 후술하는 발광부(12)의 발광 강도, 이방성 확산 소자(310)의 확산 특성을 설정하는 것이 바람직하다.
투사 렌즈(50)는, 광변조 장치(40)와 스크린(60) 사이에 배치되어 있다. 투사 렌즈(50)는, 광변조 장치(40)에 의해 형성된 상을 확대하여, 스크린(표시면)(60)에 투사한다.
본 실시 형태에 따른 프로젝터(100)는, 예를 들어, 이하의 특징을 갖는다.
프로젝터(100)에서는, 발광 영역(14)의 제1 영역(10a)과 반사부(42)와의 사이의 거리는, 발광 영역(14)의 제2 영역(10b)과 반사부(42)와의 사이의 거리보다도 작고, 제1 영역(10a)에서의 발광부(12)의 배치 밀도는, 제2 영역(10b)에서의 발광부(12)의 배치 밀도보다도 작다. 이에 의해, 반사부(42)를 경사 방향으로부터 조사했을 경우라도, 반사부(42)에서의 광 강도 분포(조도 분포)를 균일화할 수 있다. 따라서, 프로젝터(100)에서는, 밝기 얼룩이 저감된 화상을 얻을 수 있고, 투사 화상의 화질을 향상시킬 수 있다.
프로젝터(100)에서는, 발광 영역(14)이, 반사부(42)와 닮은 형상을, 반사부(42)와의 사이의 거리가 작은 곳일수록 축소하여 변형시킨 형상을 갖고 있다. 이에 의해, 조명광속이 반사부(42)의 법선에 대하여 경사진 방향으로부터 조사됨으로써 발생하는 조명광속의 단면 형상의 변형을 보정할 수 있다. 그 때문에, 예를 들어, 반사부(42)에서의 조명광속의 형상을, 반사부(42)의 형상에 근접시킬 수 있다. 따라서, 조명광속을 반사부(42)에 효율적으로 조사할 수가 있어, 광의 이용 효율을 높일 수 있다.
프로젝터(100)에서는, 로드 렌즈(20)의 입사 단부면(22) 및 사출 단부면(24)이, 발광 영역(14)과 동일한 형상을 갖고 있다. 이에 의해, 로드 렌즈(20)에 입사한 조명광속의 광 강도 분포나 각도 분포를 유지하면서, 조명광속을 반사부(42)에 효율적으로 유도할 수 있다.
2.제2 실시 형태
다음으로, 제2 실시 형태에 따른 프로젝터에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 4는, 제2 실시 형태에 따른 프로젝터(200)의 광원(10)을 모식적으로 도시하는 평면도이다. 이하, 상술한 프로젝터(100)와 다른 점에 대하여 설명하고, 동일한 점에 대해서는 설명을 생략한다.
상술한 프로젝터(100)의 예에서는, 광원(10)은, 발광부(12)의 위치에 따라서 발광부(12)의 배치 밀도를 바꿈으로써, 반사부(42)에서의 광 강도 분포(조도 분포)를 균일화하였다.
이에 대해, 프로젝터(200)에서는, 광원(10)은, 발광부(12)의 위치에 따라서 발광부(12)의 발광 강도를 바꿈으로써, 반사부(42)에서의 광 강도 분포(조도 분포)를 균일화하고 있다.
프로젝터(200)의 광원(10)에서는, 제1 영역(10a)에 위치하는 발광부(12)의 화상 투사시의 발광 강도는, 제2 영역(10b)에 위치하는 발광부(12)의 화상 투사시의 발광 강도보다도 작다. 이에 의해, 반사부(42)에서의 광 강도 분포(조도 분포)를 균일화할 수 있다. 또한, 발광 영역(14) 내에서, 발광부(12)의 화상 투사시의 발광 강도는, 반사부(42)와의 사이의 거리가 작을수록 작게할 수도 있다. 즉, 발광 영역(14)에 배치된 각 발광부(12)는, 서로 화상 투사시의 발광 강도가 다르고, 반사부(42)와의 사이의 거리가 작을수록, 화상 투사시의 발광 강도가 작아도 좋다. 이에 의해, 마찬가지로, 반사부(42)에서의 광 강도 분포(조도 분포)를 균일화할 수 있다.
또한, 제1 영역(10a) 및 제2 영역(10b)을 제외한 영역에서는, 각 영역과 반사부(42)와의 사이의 거리에 따라 발광부(12)의 발광 강도가 설정되어 있다. 예를 들어, 제1 영역(10a)과 제2 영역(10b) 사이에 협지되는 영역에서는, 당해 영역과 반사부(42)와의 거리가, 제1 영역(10a)과 반사부(42)와의 거리보다도 크고, 제2 영역(10b)과 반사부(42)와의 거리보다도 작다. 따라서, 제1 영역(10a)과 제2 영역(10b) 사이에 협지되는 영역에서의 발광부(12)의 발광 강도는, 제1 영역(10a)에서의 발광부(12)의 발광 강도보다도 크고, 제2 영역(10b)에서의 발광부(12)의 발광 강도보다도 작다.
상술한 바와 같이 각 영역에서의 발광부(12)의 발광 강도를 설정함으로써, 발광부(12)의 발광 영역(14)과 광변조 장치(40)의 반사부(42)와의 사이의 거리에 따라, 발광부(12)의 발광 강도는 거의 연속적으로 변화하도록 구성되어 있다.
도시한 예에서는, 광원(10)에서는, 제1 영역(10a)에 위치하는 발광부(12)의 배치 밀도(단위 면적당 발광부의 수)는, 제2 영역(10b)에 위치하는 발광부(12)의 배치 밀도와 같다. 발광 영역(14) 내의 발광부(12)의 배치 밀도는, 치우침이 없고 일정하다. 발광부(12)는, 예를 들어, 등간격으로 배열되어 있다. 또한, 사출광속이 반사부(42)에 도달하지 않는 영역(영역(14a)의 외측의 영역)에 위치하는 발광부(12)는, 발광하지 않아도 된다.
프로젝터(200)에 따르면, 제1 영역(10a)에 위치하는 발광부(12)의 화상 투사시의 발광 강도는, 제2 영역(10b)에 위치하는 발광부(12)의 화상 투사시의 발광 강도보다도 작으므로, 반사부(42)의 법선에 대하여 경사진 방향으로부터 조사하였을 경우라도, 반사부(42)에서의 광 강도 분포(조도 분포)를 균일화할 수 있다. 따라서, 프로젝터(200)에서는, 밝기 얼룩이 저감된 화상을 얻을 수 있고, 투사 화상의 화질을 향상시킬 수 있다.
3.제3 실시 형태
다음으로, 제3 실시 형태에 따른 프로젝터에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 5는, 제3 실시 형태에 따른 프로젝터(300)를 모식적으로 도시하는 사시도이다. 이하, 프로젝터(300)에서, 프로젝터(100, 200)의 구성 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
상술한 프로젝터(100)의 예에서는, 광원(10)은, 각 영역(10a, 10b)에서의 발광부(12)의 배치 밀도를 바꿈으로써, 반사부(42)에서의 광 강도 분포(조도 분포)를 균일화하였다.
이에 대해, 프로젝터(300)에서는, 이방성 확산 소자(310)를 사용하여, 반사부(42)에서의 광 강도 분포(조도 분포)를 균일화하고 있다.
이방성 확산 소자(310)는, 광원(10)과 광변조 장치(40) 사이에 위치하고 있다. 도시한 예에서는, 이방성 확산 소자(310)는, 로드 렌즈(20)와 컬러 휠(color wheel)(30) 사이에 위치하고 있다. 또한, 이방성 확산 소자(310)는, 예를 들어, 광원(10)과 로드 렌즈(20) 사이에 위치하고 있어도 된다. 이방성 확산 소자(310)는, 광원(10)로부터의 사출광속의 확산 방향 및 확산 강도 분포의 적어도 한쪽을 변화시키고, 반사부(42)에서 광 강도 분포(조도 분포)가 균일화되는 광을 사출할 수 있다. 이방성 확산 소자(310)로서는, 광을 확산시키는 미소 구조체를 광학적으로 비대칭성의 형상으로 한 소자, 미소 구조체의 배치 상태(예를 들어, 배치 밀도)를 국소적으로 변화시킨 소자 등을 사용할 수 있다. 또한, 이방성 확산 소자(310)는, 홀로그램 소자이여도 된다.
프로젝터(300)에서는, 이방성 확산 소자(310)가, 광원(10)로부터의 사출광속의 확산 방향 및 확산 강도 분포의 적어도 한쪽을 변화시키는 소자이며, 당해 소자로의 광의 입사 위치에 의해 확산 특성이 다르다는 특성(확산성의 이방성)을 갖는다. 이 특성에 의해, 발광부(12)로부터 반사부(42)로의 광로 길이가 짧아지는 광속에 대해서는 크게 확산시키고, 발광부(12)로부터 반사부(42)로의 광로 길이가 길어지는 광속에 대해서는 작게 확산시킬 수 있다. 따라서, 반사부(42)에서 광 강도 분포(조도 분포)가 균일화되는 조명광속을 생성할 수 있다. 따라서, 반사부(42)를 경사 방향으로부터 조사하였을 경우라도, 반사부(42)에서의 광 강도 분포(조도 분포)를 균일화할 수 있다. 따라서, 프로젝터(300)에서는, 밝기 얼룩이 저감된 화상을 얻을 수 있고, 투사 화상의 화질을 향상시킬 수 있다.
4.제4 실시 형태
다음으로, 제4 실시 형태에 따른 프로젝터에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 6은, 제4 실시 형태에 따른 프로젝터(400)를 모식적으로 도시하는 사시도이다. 이하, 프로젝터(400)에서, 프로젝터(100, 200, 300)의 구성 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
상술한 프로젝터(100)의 예에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 컬러 휠(color wheel)(30)을 사용하여, 광원(10)로부터의 백색광으로부터 3원색의 광을 순차적으로 생성하고 있었다.
이에 대해, 프로젝터(400)에서는, 컬러 휠(color wheel)(30)을 사용하지 않고, 적색광을 출사하는 광원(10R)과, 녹색광을 출사하는 광원(10G)과, 청색광을 출사하는 광원(10B)과, 다이클로익 프리즘(410)을 포함하여 구성되어 있다.
도 7의 (A)는, 광이 사출되는 측으로부터 본 광원(10R)을 모식적으로 도시하는 평면도이며, 도 7의 (B)는, 광이 사출되는 측으로부터 본 광원(10G)을 모식적으로 도시하는 평면도이며, 도 7의 (C)는, 광이 사출되는 측으로부터 본 광원(10B)을 모식적으로 도시하는 평면도이다. 광원(10R)은, 적색광을 출사하는 복수의 발광 소자를 포함하여 구성되어 있다. 광원(10G)은, 녹색광을 출사하는 복수의 발광 소자를 포함하여 구성되어 있다. 광원(10B)은, 청색광을 출사하는 복수의 발광 소자를 포함하여 구성되어 있다. 광원(10R)으로부터 출사된 적색광, 및 광원(10B)으로부터 출사된 청색광은, 다이클로익 프리즘(410)에서 반사되어, 광변조 장치(40)의 반사부(42)를 조사한다. 광원(10B)으로부터 출사된 녹색광은, 다이클로익 프리즘(410)을 투과하여, 반사부(42)를 조사한다.
광원(10G)의 발광 영역(14)의 형상은, 상술한 프로젝터(100)의 광원(10)(도 2 참조)의 발광 영역(14)의 형상과 같다. 또한, 광원(10R)의 발광 영역(14)의 형상 및 광원(10B)의 발광 영역(14)의 형상은, 광원(10G)의 발광 영역(14)의 형상을 좌우 반전시킨 형상이다. 그 때문에, 광원(10R)으로부터 출사된 적색광, 및 광원(10B)으로부터 출사된 청색광은, 다이클로익 프리즘(410)에서 반사되어, 광원(10G)으로부터 출사된 녹색광과 같은 단면 형상을 갖을 수 있다. 이에 의해, 각 광원(10R, 10G, 10B)으로부터 출사된 색광이 반사부(42)에 대하여 경사 방향으로부터 조사됨으로써 발생하는 조명광속의 단면 형상의 변형을 보정할 수 있다. 따라서, 예를 들어 반사부(42)에서의 각 색광의 형상을, 광변조 장치(40)의 반사부(42)의 형상(직사각형)에 근접시킬 수 있다.
또한, 광원(10G)의 발광 영역(14) 내에서의 발광부(12)의 배치는, 상술한 프로젝터(100)의 광원(10)의 발광 영역(14) 내에서의 발광부(12)의 배치와 같다. 또한, 광원(10R)의 발광 영역(14) 내에서의 발광부(12)의 배치, 및 광원(10B)의 발광 영역(14) 내에서의 발광부(12)의 배치는, 광원(10G)의 발광부(12)의 배치를 좌우 반전시킨 것이다. 그 때문에, 광원(10R, 10G, 10B)은, 광변조 장치(40)의 반사부(42)에서 광 강도가 균일화되는 광을 사출할 수 있다.
다이클로익 프리즘(410)은, 광원(10R, 10G, 10B)으로부터의 광을, 로드 렌즈(20)를 통하여 광변조 장치(40)의 반사부(42)로 유도할 수 있다. 다이클로익 프리즘(410)은, 2개의 직각 프리즘을 접합하여 형성시켜, 그 내면에 적색광을 반사시키는 유전체 다층막, 및 청색광을 반사시키는 유전체 다층막이 배치되어 있다. 광원(10R)으로부터 출사된 적색광은, 이 유전체 다층막에서 반사되어, 로드 렌즈(20)로 입사하고, 광변조 장치(40)의 반사부(42)를 조사한다. 또한, 광원(10B)으로부터 출사된 청색광은, 이 유전체 다층막에서 반사되어, 로드 렌즈(20)에 입사하고, 광변조 장치(40)의 반사부(42)를 조사한다. 또한, 광원(10G)으로부터 출사된 녹색광은, 이들 유전체 다층막을 투과하고, 로드 렌즈(20)에 입사하여, 광변조 장치(40)의 반사부(42)를 조사한다.
프로젝터(400)에 따르면, 컬러 휠(color wheel)(30)을 사용할 일 없이, 컬러 화상을 투사할 수 있다.
프로젝터(400)에서는, 프로젝터(100)와 마찬가지로, 밝기 얼룩이 저감된 화상을 얻을 수 있고, 투사 화상의 화질을 향상시킬 수 있다.
상술한 실시 형태는 일례이며, 이들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 실시 형태를 적절하게 조합하는 것도 가능하다.
본 발명은, 실시 형태에서 설명한 구성과 실질적으로 동일한 구성(예를 들어, 기능, 방법 및 결과가 동일한 구성, 혹은 목적 및 효과가 동일한 구성)을 포함한다. 또한, 본 발명은, 실시 형태에서 설명한 구성의 본질적이지 않은 부분을 치환한 구성을 포함한다. 또한, 본 발명은, 실시 형태에서 설명한 구성과 동일한 작용 효과를 발휘하는 구성 또는 동일한 목적을 달성할 수 있는 구성을 포함한다. 또한, 본 발명은, 실시 형태에서 설명한 구성에 공지 기술을 부가한 구성을 포함한다.
10 : 광원
10a : 제1 영역
10b : 제2 영역
12 : 발광부
14 : 발광 영역
20 : 로드 렌즈
22 : 입사 단부면
24 : 사출 단부면
30 : 컬러 휠(color wheel)
40 : 광변조 장치
42 : 반사부(화상 형성부)
44 : 마이크로미러
50 : 투사 렌즈
60 : 스크린
100, 200, 300 : 프로젝터
310 : 이방성 확산 소자
400 : 프로젝터
410 : 다이클로익 프리즘
10R, 10G, 10B : 광원

Claims (6)

  1. 복수의 발광부를 갖는 광원과,
    상기 광원으로부터의 광을 화상 정보에 따라서 반사시키는, 반사부를 구비한 광변조 장치와,
    상기 광변조 장치에 의해 형성된 화상을 투사하는 투사 렌즈
    를 포함하고,
    상기 광원으로부터의 광은, 상기 반사부에 비스듬히 입사하고,
    상기 광원은, 제1 밀도로 상기 복수의 발광부가 배치되는 제1 영역과, 상기 제1 밀도보다도 큰 제2 밀도로 상기 복수의 발광부가 배치되는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역과 상기 반사부와의 거리는, 상기 제2 영역과 상기 반사부와의 거리보다도 작은 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  2. 복수의 발광부를 갖는 광원과,
    상기 광원으로부터의 광을 화상 정보에 따라서 반사시키는, 반사부를 구비한 광변조 장치와,
    상기 광변조 장치에 의해 형성된 화상을 투사하는 투사 렌즈
    를 포함하고,
    상기 광원으로부터의 광은, 상기 반사부에 비스듬히 입사하고,
    상기 광원은, 상기 화상을 투사할 때에 제1 발광 강도로 상기 발광부가 발광하는 제1 영역과, 상기 화상을 투사할 때에 상기 제1 발광 강도보다도 큰 제2 발광 강도로 상기 발광부가 발광하는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역과 상기 반사부와의 거리는, 상기 제2 영역과 상기 반사부와의 거리보다도 작은 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광부가 배치되는 영역의 윤곽 형상은, 상기 반사부의 평면 형상과 닮은 형상을, 상기 반사부와의 사이의 거리가 작은 부분일수록 확대하도록 변형시킨 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원과 상기 광변조 장치 사이에 위치하는 로드 렌즈(rod lens)를 더 포함하고,
    상기 로드 렌즈는, 상기 광원으로부터의 광이 입사하는 제1 단부면, 및 상기 제1 단부면으로부터 입사한 광이 사출(射出)하는 제2 단부면을 갖고,
    상기 제1 단부면 및 상기 제2 단부면은, 상기 발광부가 배치되는 영역의 윤곽 형상과 동일한 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역에서의 상기 발광부의 밀도와, 상기 제2 영역에서의 상기 발광부의 밀도는 동일한 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  6. 복수의 발광부를 갖는 광원과,
    상기 광원으로부터의 광의 확산 방향 및 확산 강도 분포 중 적어도 한쪽을 변화시키는 이방성 확산 소자와,
    상기 이방성 확산 소자로부터 사출된 광을 화상 정보에 따라서 반사시키는, 반사부를 구비한 광변조 장치와,
    상기 광변조 장치에 의해 형성된 화상을 투사하는 투사 렌즈
    를 포함하고,
    상기 이방성 확산 소자로부터 사출된 광은, 상기 반사부에 비스듬히 입사하고,
    상기 이방성 확산 소자는, 상기 반사부에서 광 강도 분포가 균일화되는 광을 사출하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
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