WO2013140591A1 - 拡散板回転機構、プロジェクター及びプロジェクターシステム - Google Patents

拡散板回転機構、プロジェクター及びプロジェクターシステム Download PDF

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剛 烏山
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    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/208Homogenising, shaping of the illumination light

Definitions

  • the present invention relates to a diffusing plate rotating mechanism for rotating a diffusing plate, a projector including the diffusing plate rotating mechanism, and a projector system.
  • a coherent light such as laser light
  • a rough surface for example, a screen
  • a speckled light and dark pattern called a “speckle pattern” or “speckle”
  • the light having a single wavelength scattered on the rough surface is irregularly overlapped on the observation surface to generate a complicated interference pattern.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 07-297111
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-76805
  • Patent Document 3 International Publication No. 2009/118902 pamphlet
  • Patent Document 3 International Publication No. 2009/118902 pamphlet
  • the diffusion plate is provided in the optical path and the diffusion plate is rotated or vibrated, the light in the optical path is diffused by the diffusion plate, so that the speckle pattern is spatially changed and the light to the diffusion plate is Since the speckle pattern also changes with time due to the fluctuation of the incident position, the speckle imaged on the observer's retina is integrated. Therefore, apparent speckle noise can be reduced.
  • Patent Documents 1 to 3 require a driving mechanism including a motor for rotating or vibrating the diffusion plate and a driving circuit for driving the motor, and the cost and mounting volume for that purpose are required. There is a problem that increases. In addition, since electric power for operating the driving mechanism and the driving circuit is also necessary, there is a problem that power consumption increases. Furthermore, there is a problem that noise increases due to the operation of the drive mechanism.
  • An object of the present invention is to provide a diffusion plate rotation mechanism that contributes to a reduction in cost, mounting volume, power consumption, noise, and the like, and a projector and a projector system including the diffusion plate rotation mechanism.
  • the diffusion plate rotating mechanism of the present invention includes a blower, A rotating blade that rotates by receiving a flow of air generated by the operation of the blower; A diffusion plate that rotates as the rotor blades rotate and diffuses and transmits incident light;
  • the projector of the present invention is a projector that projects an image on a projection surface in accordance with an image signal supplied from the outside,
  • the diffusion plate rotation mechanism An apparatus main body on which the diffusion plate rotating mechanism is installed;
  • the projector system of the present invention is a projector system that projects an image on a projection surface in accordance with an image signal supplied from the outside, A projector body provided with the diffusion plate rotation mechanism; A laser light source device including a laser light source that generates laser light, which serves as a light source for projecting the image; An optical fiber cable including an optical fiber for supplying laser light generated by the laser light source to the projector body; Have
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration example of a diffusion plate rotation mechanism according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration example of the diffusion plate rotation mechanism according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration example of the diffusion plate rotation mechanism according to the third embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a configuration example of the diffusion plate rotation mechanism according to the fourth embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an example of the appearance of the projector system of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration example of the projector system shown in FIG.
  • an actual optical component absorbs a part of incident light and generates heat by its energy.
  • a blower may be used to cool the optical component.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration example of a diffusion plate rotation mechanism according to the first embodiment.
  • the diffusion plate and the rod integrator are assumed as optical components to be cooled, and an example in which the diffusion plate is arranged on the incident surface side of the rod integrator will be described.
  • a rod integrator is a known optical element that emits light with uniform illuminance distribution by repeatedly totally reflecting light incident on the inside.
  • the diffusion plate rotating mechanism of the first embodiment includes a blower 1, a rotating blade 2 that rotates by receiving a flow of air generated by the operation of the blower 1, and a rotating blade 2.
  • the diffusing plate 3 has a diffusing plate 3 that rotates with rotation and diffuses and transmits incident light, and the rotating blade 2 is attached to the surface of the diffusing plate 3.
  • Laser light 30 emitted from the light source 20 is incident on the rod integrator 10 through the diffusion plate 3.
  • the blower 1 is a well-known air cooling fan or blower, and is fixed to a housing of a device including the diffusion plate 3, the rotor blade 2, and the rod integrator 10 shown in FIG.
  • the blower 1 cools the diffusion plate 3 and the rod integrator 10 by taking outside air into the apparatus and sending the air to the diffusion plate 3 and the rod integrator 10.
  • the blower 1 cools the diffusion plate 3 and the rod integrator 10 by taking outside air into the apparatus by negative pressure due to exhaust and guiding the outside air to the diffusion plate 3 and the rod integrator 10.
  • the blower 1 is installed at a position where the peak position of the air volume is in the vicinity of the rotor blade 2.
  • the rotary blade 2 includes a plurality of blades, and rotates by receiving a flow of air generated by the operation of the blower 1 by the plurality of blades.
  • Each blade of the rotary blade 2 is formed of a metal plate such as aluminum.
  • the diffusion plate 3 is a well-known optical element that reduces illumination unevenness by diffusing and transmitting incident light.
  • the diffusing plate 3 has, for example, a circular flat plate shape, and is rotatably installed at a position where light emitted from the light source 20 enters the effective area.
  • the speckle pattern is spatially changed by diffusing light by the diffusion plate 3 as described above, and the specular pattern is changed by changing the incident position of the light. Since the speckle pattern also changes over time, the speckle imaged on the observer's retina is integrated. Therefore, apparent speckle noise can be reduced.
  • the diffusion plate rotation mechanism of this embodiment the diffusion plate 3 is rotated by the force of the air that flows when the blower 1 operates, and therefore a dedicated drive mechanism or drive including a motor or the like for rotating the diffusion plate 3 is used. There is no need to provide a new circuit, and driving power is not required.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration example of the diffusion plate rotation mechanism according to the second embodiment.
  • the second embodiment will be described with an example in which the diffusion plate 3 is disposed on the incident surface side and the emission surface side of the rod integrator 10, respectively.
  • the diffusion plate rotating mechanism of the second embodiment includes a blower 1, a plurality of (two in FIG. 2) rotating blades 2 that rotate in response to the flow of air generated by the operation of the blower 1, and the rotating blades. And a plurality of (two in FIG. 2) diffuser plates 3 that diffuse and transmit incident light that rotates with the rotation of the rotary blades. 2 is attached.
  • the blower 1 is not described, but the blower 1 is provided at a position where air flows in the direction of the arrow in FIG. 2, as in the first embodiment.
  • Laser light 30 emitted from the light source 20 is incident on the rod integrator 10 through the diffusion plate 3.
  • the rotor blade 2 is installed in the vicinity of the peak position of the air volume obtained by the blower 1, and the rotor blade 2 is attached to the rotating shaft 4 fixed to the diffuser plate 3 to rotate the diffuser plate 3. It is the structure which obtains the motive power for making it. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • blower 1 Since the blower 1 is provided to cool the components that generate heat as described above, it may not be installed in the vicinity of the diffusion plate 3 depending on the cooling conditions.
  • the rotor blade 2 can be installed at a position away from the diffusion plate 3, for example, the peak position of the cooling air obtained by operating the blower 1 is one place, As shown in FIG. 2, even when two diffusion plates 3 are installed, if the two rotor blades 2 are arranged in the vicinity of the peak position of the air volume obtained by the blower 1, the power for rotating each diffusion plate 3 can be obtained. Each can be obtained.
  • the rotary blade 2 is directly attached to the rotary shaft 4 fixed to the diffusing plate 3 .
  • the rotary blade 2 and the rotary shaft 4 are, for example, via a gear or the like. May be combined.
  • the second embodiment an example in which two diffusion plates 3 are arranged on the incident surface side and the emission surface side of the rod integrator 10 is shown, but the number of diffusion plates 3 is limited to two. It may be three or more.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration example of the diffusion plate rotation mechanism according to the third embodiment.
  • the diffusion plate rotation mechanism of the third embodiment rotates with the rotation of the blower 1, the rotary blade 2 that rotates by receiving the flow of air generated by the operation of the blower 1, and the rotary blade 2. And a plurality of (two in FIG. 3) diffusion plates 3 that diffuse and transmit incident light.
  • a common rotating shaft 5 is fixed to each of the diffusion plates 3, and a rotating blade 2 is attached to the rotating shaft 5. It is the structure which was made.
  • the rotary blade 2 is installed in the vicinity of the peak position of the air volume obtained by the blower 1, for example.
  • the blower 1 is not described, but the blower 1 is provided at a position where air flows in the direction of the arrow in FIG. 3 as in the first embodiment.
  • Laser light 30 emitted from the light source 20 is incident on the rod integrator 10 through the diffusion plate 3.
  • the rotor blade 2 is mounted between two diffusion plates 3.
  • the incident surface side or the exit surface of the rod integrator 10 may be used.
  • the rotating shaft 5 extending outward from the diffusion plate 3 provided on the side may be fixed, and the rotating blade 2 may be attached to the extending rotating shaft 5. Since other configurations are the same as those of the second embodiment, description thereof is omitted.
  • the rotary blade 2 can be installed at a position away from the diffusion plate 3 as in the second embodiment.
  • the peak position of the air volume of the cooling air to be obtained is one place, and even when two diffusion plates 3 are installed as shown in FIG. 3, if the rotor blades 2 are arranged in the vicinity of the peak position of the air volume obtained by the blower 1, Power for rotating each diffusion plate 3 can be obtained.
  • the rotating shaft 5 extending in the direction of the peak position is provided on the diffusion plate 3. If the rotary blades 2 are attached to the rotary shaft 5, power for rotating the diffusion plates 3 can be obtained.
  • the rotary blade 2 is directly attached to the rotary shaft 5 fixed to the two diffusion plates 3 .
  • the rotary blade 2 and the rotary shaft 5 are, for example, a gear or the like. You may combine through.
  • the third embodiment an example in which two diffusion plates 3 are arranged on the incident surface side and the emission surface side of the rod integrator 10 is shown, but the number of diffusion plates 3 is limited to two. It may be three or more.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a configuration example of the diffusion plate rotation mechanism according to the fourth embodiment.
  • the diffusion plate rotating mechanism of the fourth embodiment rotates with the rotation of the blower 1, the rotating blade 2 that rotates by receiving the flow of air generated by the operation of the blower 1, and the rotating blade 2.
  • a diffuser plate 3 that diffuses and transmits incident light, the rotary blade 2 is attached to the surface of the diffuser plate 3, the diffuser plate 3 has a circular flat plate shape, and the center and the rotation axis are different. (Eccentric) configuration.
  • the diffusion plate 3 is installed at a position where the light incident from the light source 20 does not deviate from the effective area even when rotating.
  • Laser light 30 emitted from the light source 20 is incident on the rod integrator 10 through the diffusion plate 3.
  • the blower 1 is not described in FIG. 4, it is assumed that the blower 1 is provided at a position where air flows in the direction of the arrow in FIG. 4 as in the first embodiment.
  • the incident part of the light in the diffusing plate 3 fluctuates as the diffusing plate 3 rotates.
  • the speckle noise apparently changes and can be reduced.
  • FIG. 4 shows a configuration example in which the rotor blade 2 is attached to the diffuser plate 3.
  • the rotor blade 2 is a diffuser plate. You may provide in the position away from 3.
  • FIG. 4 shows a configuration example in which the rotor blade 2 is attached to the diffuser plate 3.
  • the rotor blade 2 is a diffuser plate. You may provide in the position away from 3.
  • the diffusion plate 3 does not necessarily need to be rotated.
  • a gear may be attached coaxially with the rotary blade 2 and the tooth surface of the gear may be pressed against the outer periphery of the effective area of the diffusion plate 3.
  • each tooth surface of the gear collides with the diffusion plate 3, so that the diffusion plate 3 can be vibrated.
  • the diffusing plate 3 Even if the diffusing plate 3 is vibrated in this way, the incident site of light in the diffusing plate 3 varies, so that the speckle pattern changes temporally and spatially, and the apparent speckle noise can be reduced.
  • the configuration in which the diffusion plate 3 is vibrated noise is generated when each tooth surface of the gear collides with the diffusion plate 3. For this reason, the configuration in which the diffusion plate 3 is rotated as shown in the first to fourth embodiments is preferable in order to reduce noise.
  • the diffusion plate 3 does not need to be a circular flat plate shape, and when rotating, However, any shape may be used as long as the light from the light source 20 can enter the effective area.
  • a projector system that employs the diffusion plate rotation mechanism shown in the first to fourth embodiments will be described.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an example of the appearance of the projector system of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the projector system shown in FIG.
  • the projector system includes a projector main body 100, a laser light source device 200, and a plurality of optical fibers for supplying laser light generated by the laser light source device 200 to the projector main body 100.
  • a projector main body 100 includes a laser light source device 200, and a plurality of optical fibers for supplying laser light generated by the laser light source device 200 to the projector main body 100.
  • the laser light source device 200 includes, for example, a plurality of laser light sources that generate red, green, and blue laser beams.
  • a known semiconductor laser, solid laser, gas laser, or the like is used as the laser light source.
  • the projector main body 100 projects an image on a projection surface (screen or the like) according to an image signal supplied from the outside, for example, using red, green, and blue laser light generated by the laser light source device 200 as a light source.
  • the optical fiber cable 301 is composed of a plurality of optical fibers for supplying, for example, green and blue laser lights generated by the laser light source device 200 to the projector main body 100.
  • the optical fiber cable 302 is composed of a plurality of optical fibers for supplying, for example, red laser light generated by the laser light source device 200 to the projector main body 100.
  • the projector main body 100 includes lenses 101 and 102, a dichroic mirror 103, a rod integrator 104, a lens group 105, a mirror 106, a TIR prism 107, a Philips prism 108, a DMD (Digital Mirror Device) 109, and a projection lens.
  • 111 a first diffusion plate 112, a second diffusion plate 113, and an air cooling fan 114.
  • the laser light source device 200 includes a first laser light source 201 that generates green laser light, a second laser light source 202 that generates blue laser light, and a third laser light source 203 that generates red laser light.
  • the green and blue laser lights generated by the first laser light source 201 and the second laser light source 202 are transmitted to the projector main body 100 through an optical fiber included in the optical fiber cable 301, and the red laser light generated by the third laser light source 203 is transmitted.
  • the laser light is transmitted to the projector main body 100 through an optical fiber included in the optical fiber cable 302.
  • the first laser light source 201 and the second laser light source 202 are described in common, but the laser light source device 200 includes the first laser light source 201 and the second laser light source 202 individually.
  • the laser light source device 200 includes one each of the first laser light source 201 to the third laser light source 203.
  • the first laser light source 201 to the third laser light source 203 are respectively provided.
  • a plurality may be provided.
  • optical fibers for transmitting the respective laser beams are provided.
  • the green and blue laser beams emitted from the optical fiber tips of the optical fiber cable 301 are incident on the rod integrator 104 via the lens 101, the dichroic mirror 103, and the first diffusion plate 112 included in the projector main body 100.
  • Red laser light emitted from the tip of each optical fiber included in the optical fiber cable 302 is incident on the rod integrator 104 via the lens 102, the dichroic mirror 103, and the first diffusion plate 112 included in the projector main body 100.
  • the dichroic mirror 103 synthesizes the emitted red, green, and blue laser beams and emits them.
  • the rod integrator 104 emits the laser light incident through the dichroic mirror 103 and the first diffusion plate 112 repeatedly and totally so that the illuminance distribution becomes uniform.
  • the laser light emitted from the rod integrator 104 is irradiated to the DMD 109 via the second diffusion plate 113, the lens group 105, the mirror 106, the TIR prism 107, and the Philips prism 108.
  • the first diffusion plate 112 is provided on the incident surface side of the rod integrator 104, and the second diffusion plate 113 is provided on the emission surface side of the rod integrator 104.
  • the first diffusion plate 112 diffuses the light incident on the rod integrator 104, and the second diffusion plate 113 diffuses the light emitted from the rod integrator 104.
  • the air cooling fan 114 is installed, for example, at a position for blowing air to the rod integrator 104, the second diffusion plate 113, and the DMD 109.
  • the blower 1 shown in the first to fourth embodiments is realized by the air cooling fan 114.
  • the first diffusing plate 112 and the second diffusing plate 113 are attached with the rotor blades (not shown) 2 shown in the first to fourth embodiments, and cooling obtained when the air cooling fan 114 is operated.
  • the first diffusing plate 112 and the second diffusing plate 113 are rotated by rotating the rotor blade 2 by the wind.
  • the lens group 105 is disposed at a position facing the emission surface of the rod integrator 104.
  • the optical axis of the lens 101, the optical axis of the lens group 105, and the central axis of the rod integrator 104 are coincident with each other.
  • the lens group 105 includes a relay optical system.
  • the mirror 106 reflects the laser light emitted from the lens group 105 toward the TIR prism 107.
  • the TIR prism 107 includes, for example, two triangular prisms 107a and 107b, and a part of the inclined surface of the triangular prism 107a is bonded to the inclined surface of the triangular prism 107b.
  • the laser beam reflected by the mirror 106 is totally reflected by the slope of the triangular prism 107a and emitted from the other surface.
  • the laser light emitted from the TIR prism 107 is incident on the Philips prism 108.
  • the Philips prism 108 separates the laser light emitted from the TIR prism 107 into light beams of red, green, and blue, and emits them from different surfaces.
  • Three DMDs 109 are provided corresponding to the red, green, and blue light beams, and the red, green, and blue light beams separated by the Philips prism 108 are spatially modulated to form image light for each color. It is an element. In FIG. 6, only one DMD 109 is shown.
  • the red, green, and blue image lights are color-combined by the Philips prism 108, then emitted to the projection lens 111 via the TIR prism 107, and projected onto a projection surface (screen or the like) (not shown) by the projection lens 111. Is done.
  • the lenses 101 and 102, the dichroic mirror 103, the rod integrator 104, the first diffusion plate 112, the second diffusion plate 113, and the lens group 105 constitute an illumination optical system.
  • FIG. 6 shows a configuration example in which the DMD 109 is used as the display element
  • other known display elements such as a reflective liquid crystal panel and a transmissive liquid crystal panel may be used as the display element.
  • the display element is a transmissive liquid crystal panel
  • a configuration may be adopted in which laser light emitted from the lens group 105 is irradiated to the liquid crystal panel including a spectral filter.
  • the projector main body 100 is provided with the diffusion plate rotation mechanism shown in the first to fourth embodiments, so that the first diffusion plate 112 and the second diffusion plate 113 are rotated. For this reason, it is not necessary to newly provide a dedicated drive mechanism or drive circuit including a motor or the like, and the drive power is not required. Therefore, an increase in cost and mounting volume due to the provision of a dedicated drive mechanism or drive circuit for rotating the first diffusion plate 112 and the second diffusion plate 113 is suppressed. Further, since power for operating the drive mechanism and the drive circuit is unnecessary, power consumption does not increase. Furthermore, no noise is generated due to the operation of the dedicated drive mechanism.
  • the projector main body 100 capable of reducing cost, mounting volume, power consumption, noise, and the like, and a projector system including the projector main body 100 are obtained.

Abstract

入射した光を拡散して透過させる拡散板(3)に回転翼(2)を取り付ける。回転翼は、送風機(1)が動作することで流れる空気の力で回転させ、該回転翼の回転に伴って拡散板を回転させる。そのため、拡散板を回転させるための専用の駆動機構や駆動回路が不要になり、コスト、実装容積、消費電力、騒音等を低減できる。

Description

拡散板回転機構、プロジェクター及びプロジェクターシステム
 本発明は、拡散板を回転させるための拡散板回転機構、それを備えたプロジェクター及びプロジェクターシステムに関する。
 レーザー光のようなコヒーレントな光が、該光の波長よりも大きな凹凸を持つ粗面(例えばスクリーン等)に照射されると、「スペックルパターン」または「スペックル」と呼ばれる斑点状の明暗模様ができる。具体的には、粗面上で散乱した単一波長の光が観測面上で不規則に重なり合って複雑な干渉パターンが生じる。
 例えばレーザー光を光源に用いるプロジェクターからスクリーン上に画像を投写した場合、レーザー光がスクリーン面で拡散され、光強度がランダムなノイズ(スペックルノイズ)が発生する。この場合、観察者の網膜上でスペックルが結像されると、そのスペックルは焦点の定まらない斑点状のチラツキとして認識される。その結果、観察者は、不快感や疲労感を覚える。また、観察者は、画像品質が極度に劣化したと感じてしまう。
 そこで、レーザー光を光源に用いる各種装置では、上記スペックルノイズを低減する様々な方法が提案されている。
 例えば特許文献1(特開平07-297111号公報)では、レーザー光を光源に用いる露光装置において、光源と露光部の光路中に光を拡散させる拡散板を配置し、該拡散板を回転させる構成が記載されている。また、特許文献2(特開2008-76805号公報)では、レーザー光を光源に用いるプロジェクターにおいて、照明光学系の光路中に拡散板を配置し、該拡散板を回転させる構成が記載されている。さらに、特許文献3(国際公開第2009/118902号パンフレット)では、レーザー光を光源に用いるプロジェクターにおいて、照明光学系の光路中に拡散板を配置し、該拡散板を振動させる構成が記載されている。
 このように光路中に拡散板を設け、該拡散板を回転または振動させる構成では、拡散板によって光路中の光が拡散されることでスペックルパターンが空間的に変化すると共に、拡散板に対する光の入射位置が変動することでスペックルパターンが時間的にも変化するため、観測者の網膜上に結像されるスペックルが積分される。そのため、見かけ上のスペックルノイズを低減できる。
 しかしながら、上記特許文献1~3に記載された技術では、拡散板を回転または振動させるためのモータを含む駆動機構や該モータを駆動するための駆動回路が必要であり、そのためのコストや実装容積が増大する問題がある。また、上記駆動機構や駆動回路を動作させるための電力も必要であるため、消費電力が増大する問題もある。さらに、上記駆動機構が動作することで、騒音が増大する問題も発生する。
特開平07-297111号公報 特開2008-76805号公報 国際公開第2009/118902号パンフレット
 本発明は、コスト、実装容積、消費電力、騒音等の低減に寄与する拡散板回転機構、それを備えたプロジェクター及びプロジェクターシステムを提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため本発明の拡散板回転機構は、送風機と、
 前記送風機が動作することで発生する空気の流れを受けて回転する回転翼と、
 前記回転翼の回転に伴って回転する、入射した光を拡散して透過させる拡散板と、
を有する。
 また、本発明のプロジェクターは、外部から供給される画像信号にしたがって投写面上に画像を投写するプロジェクターであって、
 上記拡散板回転機構と、
 前記拡散板回転機構が設置される装置本体と、
を有する。
 また、本発明のプロジェクターシステムは、外部から供給される画像信号にしたがって投写面上に画像を投写するプロジェクターシステムであって、
 上記拡散板回転機構を備えたプロジェクター本体と、
 前記画像を投写するための光源となる、レーザー光を生成するレーザー光源を備えたレーザー光源装置と、
 前記レーザー光源で生成されたレーザー光を前記プロジェクター本体へ供給する光ファイバを含む光ファイバケーブルと、
を有する。
図1は、第1の実施の形態の拡散板回転機構の構成例を示す斜視図である。 図2は、第2の実施の形態の拡散板回転機構の構成例を示す斜視図である。 図3は、第3の実施の形態の拡散板回転機構の構成例を示す斜視図である。 図4は、第4の実施の形態の拡散板回転機構の構成例を示す斜視図である。 図5は、本発明のプロジェクターシステムの外観例を示す斜視図である。 図6は、図5に示したプロジェクターシステムの一構成例を示す模式図である。
 次に本発明について図面を用いて説明する。
 一般に、各種の光学部品(レンズ、ミラー、プリズム、拡散板等)は、入射した光を全て反射または透過させることが理想である。しかしながら、実際の光学部品は入射した光の一部を吸収し、そのエネルギーによって発熱する。特に出力が大きいレーザー光が入射された場合は光学部品の発熱量も大きくなるため、該光学部品を冷却するために、例えば送風機を用いることがある。
 本発明では、この送風機の動作時に得られる冷却風を利用して上記拡散板を回転させるための機構を提案する。
(第1の実施の形態)
 図1は、第1の実施の形態の拡散板回転機構の構成例を示す斜視図である。
 第1の実施の形態では、冷却対象となる光学部品として、上記拡散板とロッドインテグレータとを想定し、該ロッドインテグレータの入射面側に拡散板を配置する例で説明する。ロッドインテグレータは、内部に入射した光を繰り返し全反射させることで照度分布を均一にして出射する、周知の光学素子である。
 図1に示すように、第1の実施の形態の拡散板回転機構は、送風機1と、送風機1が動作することで発生する空気の流れを受けて回転する回転翼2と、回転翼2の回転に伴って回転する、入射した光を拡散して透過させる拡散板3とを有し、回転翼2が拡散板3の表面に取り付けられた構成である。上記ロッドインテグレータ10には、光源20から出射されたレーザー光30が拡散板3を透過して入射される。
 送風機1は、周知の空冷ファンやブロワであり、例えば図1に示す拡散板3、回転翼2、ロッドインテグレータ10を含む装置の筐体に固定される。送風機1は、外気を装置内部に取り入れ、拡散板3やロッドインテグレータ10へ送風することで、該拡散板3やロッドインテグレータ10を冷却する。または、送風機1は、排気による負圧によって装置内に外気を取り入れ、該外気を拡散板3やロッドインテグレータ10へ導くことで、拡散板3やロッドインテグレータ10を冷却する。送風機1は、例えば、その風量のピーク位置が回転翼2の近傍となる位置に設置される。
 回転翼2は、複数の羽根を備え、該複数の羽根により、送風機1が動作することで発生する空気の流れを受けて回転する。回転翼2の各羽根は、例えばアルミニウム等の金属板で形成される。
 拡散板3は、入射した光を拡散して透過させることで照明ムラを低減する周知の光学素子である。拡散板3は、例えば円形平板状であり、その有効エリア内に光源20から出射された光が入射する位置で、回転可能に設置される。
 図1に示すような構成では、送風機1が動作すると、図1に示す矢印方向へ空気が流れる。回転翼2は、流れる空気を受けて回転し、併せて該回転翼2が取り付けられた拡散板3を回転させる。すなわち、本実施形態では、送風機1が動作することで流れる空気の力を、拡散板3を回転させるための動力として利用する。
 このようにして拡散板3を回転させることで、上述したように拡散板3により光が拡散されることでスペックルパターンが空間的に変化すると共に、その光の入射位置が変動することでスペックルパターンが時間的にも変化するため、観測者の網膜上に結像されるスペックルが積分される。そのため、見かけ上のスペックルノイズを低減できる。
 本実施形態の拡散板回転機構によれば、送風機1が動作することで流れる空気の力により拡散板3を回転させるため、拡散板3を回転させるためのモータ等を含む専用の駆動機構や駆動回路を新たに設ける必要がなく、またその駆動電力も不要となる。
 したがって、上記拡散板3を含む装置に、該拡散板3を回転させるための専用の駆動機構や駆動回路を設けることによるコストや実装容積の増大が抑制される。また、該駆動機構や駆動回路を動作させるための電力も不要であるため、消費電力が増大することがない。さらに、該専用の駆動機構が動作することによる騒音も発生しない。
 よって、コスト、実装容積、消費電力、騒音等の低減に寄与する拡散板回転機構が得られる。
(第2の実施の形態)
 図2は、第2の実施の形態の拡散板回転機構の構成例を示す斜視図である。
 第2の実施の形態は、ロッドインテグレータ10の入射面側及び出射面側にそれぞれ拡散板3を配置する例で説明する。
 第2の実施の形態の拡散板回転機構は、送風機1と、送風機1が動作することで発生する空気の流れを受けて回転する複数(図2では2つ)の回転翼2と、回転翼2の回転に伴って回転する、入射した光を拡散して透過させる複数(図2では2枚)の拡散板3とを有し、各拡散板3に対して、それぞれ離れた位置で回転翼2が取り付けられた構成である。図2では、送風機1が記載されていないが、送風機1は、第1の実施の形態と同様に、図2の矢印方向へ空気を流す位置に設けられているものとする。ロッドインテグレータ10には、光源20から出射されたレーザー光30が拡散板3を透過して入射される。
 本実施形態では、例えば回転翼2を該送風機1で得られる風量のピーク位置近傍に設置し、該回転翼2を拡散板3に固定された回転軸4に取り付けることで、拡散板3を回転させるための動力を得る構成である。その他の構成は第1の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
 送風機1は、上述したように発熱する部品を冷却するために設けられるものであるため、冷却条件によっては拡散板3の近傍に設置できない場合がある。
 第2の実施の形態の拡散板回転機構では、回転翼2を拡散板3から離れた位置に設置できるため、例えば送風機1が動作することで得られる冷却風のピーク位置が1ヶ所であり、図2に示すように拡散板3を2枚設置する場合でも、2つの回転翼2を送風機1で得られる風量のピーク位置近傍にそれぞれ配置すれば、各拡散板3を回転させるための動力をそれぞれ得ることができる。
 なお、第2の実施の形態では、拡散板3に固定された回転軸4に回転翼2を直接取り付ける例を示しているが、回転翼2と回転軸4とは、例えば歯車等を介して結合してもよい。また、第2の実施の形態では、ロッドインテグレータ10の入射面側及び出射面側に2枚の拡散板3を配置する例を示しているが、拡散板3の数は2枚に限定されるものではなく、3枚以上であってもよい。
 第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果に加えて、送風機1を、装置の冷却条件に応じてより自由に配置することができる。
(第3の実施の形態)
 図3は、第3の実施の形態の拡散板回転機構の構成例を示す斜視図である。
 第3の実施の形態では、第2の実施の形態と同様に、ロッドインテグレータ10の入射面側及び出射面側にそれぞれ拡散板3を配置する例で説明する。
 第3の実施の形態の拡散板回転機構は、送風機1と、送風機1が動作することで発生する空気の流れを受けて回転する回転翼2と、回転翼2の回転に伴って回転する、入射した光を拡散して透過させる複数(図3では2枚)の拡散板3とを有し、各拡散板3に共通の回転軸5が固定され、該回転軸5に回転翼2が取り付けられた構成である。回転翼2は、例えば送風機1で得られる風量のピーク位置近傍に設置される。図3では、送風機1が記載されていないが、送風機1は、第1の実施の形態と同様に図3の矢印方向へ空気を流す位置に設けられているものとする。ロッドインテグレータ10には、光源20から出射されたレーザー光30が拡散板3を透過して入射される。
 また、図3では、回転翼2が2枚の拡散板3間に取り付けられる例を示しているが、送風機1で得られる風量のピーク位置によっては、例えばロッドインテグレータ10の入射面側または出射面側に設けられた拡散板3から外側へ延伸する回転軸5を固定し、該延伸させた回転軸5に回転翼2を取り付けてもよい。その他の構成は第2の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
 第3の実施の形態の拡散板回転機構によれば、第2の実施の形態と同様に、回転翼2を拡散板3から離れた位置に設置できるため、例えば送風機1が動作することで得られる冷却風の風量のピーク位置が1ヶ所であり、図3に示すように拡散板3を2枚設置する場合でも、回転翼2を送風機1で得られる風量のピーク位置近傍に配置すれば、各拡散板3を回転させるための動力を得ることができる。さらに、冷却風の風量のピーク位置がロッドインテグレータ10の入射面側または出射面側に設けられた拡散板3よりも外側にある場合でも、該ピーク位置方向へ延伸する回転軸5を拡散板3に固定し、該回転軸5に回転翼2を取り付ければ各拡散板3を回転させるための動力を得ることができる。
 なお、第3の実施の形態では、2つの拡散板3に固定された回転軸5に回転翼2を直接取り付ける例を示しているが、回転翼2と回転軸5とは、例えば歯車等を介して結合してもよい。また、第3の実施の形態では、ロッドインテグレータ10の入射面側及び出射面側に2枚の拡散板3を配置する例を示しているが、拡散板3の数は2枚に限定されるものではなく、3枚以上であってもよい。
 第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果に加えて、送風機1を、装置の冷却条件に応じて第2の実施の形態よりもさらに自由に配置することができる。
(第4の実施の形態)
 図4は、第4の実施の形態の拡散板回転機構の構成例を示す斜視図である。
 第4の実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、ロッドインテグレータ10の入射面側に拡散板3を配置する例で説明する。
 第4の実施の形態の拡散板回転機構は、送風機1と、送風機1が動作することで発生する空気の流れを受けて回転する回転翼2と、回転翼2の回転に伴って回転する、入射した光を拡散して透過させる拡散板3とを有し、回転翼2が拡散板3の表面に取り付けられ、拡散板3が円形平板状であり、その中心と回転軸とが異なっている(偏心した)構成である。但し、拡散板3は、回転時でも光源20から入射される光が有効エリアから外れない位置に設置されるものとする。ロッドインテグレータ10には、光源20から出射されたレーザー光30が拡散板3を透過して入射される。図4では、送風機1が記載されていないが、送風機1は、第1の実施の形態と同様に図4の矢印方向へ空気を流す位置に設けられているものとする。
 図4に示すように拡散板3の中心と回転軸が異なっていても、拡散板3が回転することで該拡散板3における光の入射部位が変動するため、スペックルパターンが時間的・空間的に変化して見かけ上のスペックルノイズを低減できる。
 したがって、第4の実施の形態の拡散板回転機構でも、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
 なお、図4は、回転翼2を拡散板3に取り付けた構成例を示しているが、回転翼2は、第2の実施の形態や第3の実施の形態で示したように、拡散板3から離れた位置に設けてもよい。
 上述した第1の実施の形態~第4の実施の形態では、回転翼2の回転に伴って拡散板3を回転させる例を示したが、拡散板3は必ずしも回転させる必要はない。例えば回転翼2と同軸に歯車を取り付け、該歯車の歯面を拡散板3の有効エリアの外周に押し当てる構成としてもよい。そのような構成では、回転翼2の回転に伴って歯車が回転すると、該歯車の各歯面と拡散板3が衝突するため、拡散板3を振動させることができる。このように拡散板3を振動させても、拡散板3における光の入射部位が変動するため、スペックルパターンが時間的・空間的に変化して見かけ上のスペックルノイズを低減できる。但し、拡散板3を振動させる構成では、歯車の各歯面と拡散板3とが衝突することで騒音が発生する。そのため、第1の実施の形態~第4の実施の形態で示したように拡散板3を回転させる構成の方が騒音を低減するには好ましい。
 また、上述した第1の実施の形態~第4の実施の形態では、円形平板状の拡散板3を用いる例を示したが、拡散板3は、円形平板状である必要がなく、回転時でも有効エリア内に光源20からの光を入射できれば、どのような形状でもよい。
(第5の実施の形態)
 第5の実施の形態では、第1の実施の形態~第4の実施の形態で示した拡散板回転機構を採用したプロジェクターシステムについて説明する。
 図5は本発明のプロジェクターシステムの外観例を示す斜視図であり、図6は図5に示したプロジェクターシステムの一構成例を示す模式図である。
 図5に示すように、本実施形態のプロジェクターシステムは、プロジェクター本体100と、レーザー光源装置200と、レーザー光源装置200で生成されたレーザー光をプロジェクター本体100へ供給するための複数の光ファイバを含む光ファイバケーブル301、302とを有する。
 レーザー光源装置200は、例えば、赤、緑、青のレーザー光を生成する複数のレーザー光源を備える。レーザー光源には、周知の半導体レーザー、固体レーザー、ガスレーザー等が用いられる。
 プロジェクター本体100は、レーザー光源装置200で生成された赤、緑、青のレーザー光を光源に用いて、例えば外部から供給される画像信号にしたがって投写面(スクリーン等)上に画像を投写する。
 光ファイバケーブル301は、レーザー光源装置200で生成された、例えば緑及び青のレーザー光をプロジェクター本体100へ供給するための複数の光ファイバで構成される。光ファイバケーブル302は、レーザー光源装置200で生成された、例えば赤のレーザー光をプロジェクター本体100へ供給するための複数の光ファイバで構成される。
 図6に示すように、プロジェクター本体100は、レンズ101及び102、ダイクロイックミラー103、ロッドインテグレータ104、レンズ群105、ミラー106、TIRプリズム107、フィリップスプリズム108、DMD(Digital Mirror Device)109、投写レンズ111、第1拡散板112、第2拡散板113並びに空冷ファン114を備える。
 レーザー光源装置200は、緑のレーザー光を生成する第1レーザー光源201、青のレーザー光を生成する第2レーザー光源202及び赤のレーザー光を生成する第3レーザー光源203を備える。第1レーザー光源201及び第2レーザー光源202で生成された緑及び青のレーザー光は、光ファイバケーブル301が備える光ファイバでプロジェクター本体100へ伝送され、第3レーザー光源203で生成された赤のレーザー光は、光ファイバケーブル302が備える光ファイバでプロジェクター本体100へ伝送される。図6では、第1レーザー光源201と第2レーザー光源202とを共通に記載しているが、レーザー光源装置200は、第1レーザー光源201及び第2レーザー光源202を個別に備えている。また、図6では、レーザー光源装置200が、第1レーザー光源201~第3レーザー光源203をそれぞれ1台ずつ備える構成例を示しているが、第1レーザー光源201~第3レーザー光源203をそれぞれ複数備えていてもよい。その場合、複数の第1レーザー光源201~第3レーザー光源203に対応して、それぞれのレーザー光を伝送するための光ファイバが設けられる。
 光ファイバケーブル301の各光ファイバ先端から出射された緑及び青のレーザー光は、プロジェクター本体100が備えるレンズ101、ダイクロイックミラー103及び第1拡散板112を介してロッドインテグレータ104に入射される。光ファイバケーブル302が備える各光ファイバの先端から出射された赤のレーザー光は、プロジェクター本体100が備えるレンズ102、ダイクロイックミラー103及び第1拡散板112を介してロッドインテグレータ104に入射される。ダイクロイックミラー103は、入射された赤、緑及び青のレーザー光を色合成して出射する。
 ロッドインテグレータ104は、ダイクロイックミラー103及び第1拡散板112を介して入射されたレーザー光を繰り返し全反射させることで、照度分布が均一となるようにして出射する。ロッドインテグレータ104から出射されたレーザー光は、第2拡散板113、レンズ群105、ミラー106、TIRプリズム107及びフィリップスプリズム108を介してDMD109に照射される。
 第1拡散板112はロッドインテグレータ104の入射面側に設けられ、第2拡散板113はロッドインテグレータ104の出射面側に設けられている。第1拡散板112はロッドインテグレータ104への入射光を拡散し、第2拡散板113はロッドインテグレータ104の出射光を拡散する。
 空冷ファン114は、例えばロッドインテグレータ104、第2拡散板113及びDMD109に送風する位置に設置される。第1の実施の形態~第4の実施の形態で示した送風機1は、この空冷ファン114によって実現される。
 第1拡散板112及び第2拡散板113には、第1の実施の形態~第4の実施の形態で示した回転翼(不図示)2が取り付けられ、空冷ファン114の動作時に得られる冷却風により回転翼2が回転することで第1拡散板112及び第2拡散板113を回転させる。
 レンズ群105は、ロッドインテグレータ104の出射面と対向する位置に配置されている。レンズ101の光軸、レンズ群105の光軸、ロッドインテグレータ104の中心軸はそれぞれ一致している。レンズ群105には、リレー光学系を含む。ミラー106は、レンズ群105から出射されたレーザー光をTIRプリズム107に向けて反射する。TIRプリズム107は、例えば2つの三角プリズム107a、107bからなり、三角プリズム107aの斜面の一部が三角プリズム107bの斜面と貼り合わせられた構成である。ミラー106で反射したレーザー光は三角プリズム107aの斜面で全反射され、他方の面から出射される。TIRプリズム107から出射されたレーザー光は、フィリップスプリズム108に入射される。フィリップスプリズム108は、TIRプリズム107から出射されたレーザー光を、赤、緑及び青の光束に分離し、それぞれ異なる面から出射する。
 DMD109は、赤、緑及び青の光束に対応して3つ設けられ、フィリップスプリズム108で分離された赤、緑及び青の光束をそれぞれ空間的に変調し、色毎の画像光を形成する表示素子である。図6では、1つのDMD109のみ示している。
 赤、緑及び青の画像光は、フィリップスプリズム108にて色合成された後、TIRプリズム107を介して投写レンズ111へ出射され、投写レンズ111により不図示の投写面(スクリーン等)上に投写される。
 図6に示すプロジェクターシステムでは、レンズ101及び102、ダイクロイックミラー103、ロッドインテグレータ104、第1拡散板112、第2拡散板113並びにレンズ群105によって照明光学系が構成される。
 なお、図6では、表示素子としてDMD109を用いる構成例を示しているが、表示素子には、反射型の液晶パネルや透過型の液晶パネル等、周知のその他の表示素子を用いてもよい。表示素子が透過型の液晶パネルの場合、例えばレンズ群105から出射されたレーザー光を、分光フィルタ等を備えた該液晶パネル等へ照射する構成としてもよい。
 本実施形態によれば、プロジェクター本体100に第1の実施の形態~第4の実施の形態で示した拡散板回転機構を備えることで、第1拡散板112及び第2拡散板113を回転させるためのモータ等を含む専用の駆動機構や駆動回路を新たに設ける必要がなく、またその駆動電力も不要となる。そのため、第1拡散板112及び第2拡散板113を回転させるための専用の駆動機構や駆動回路を設けることによるコストや実装容積の増大が抑制される。また、該駆動機構や駆動回路を動作させるための電力も不要であるため、消費電力が増大することがない。さらに、該専用の駆動機構が動作することによる騒音も発生しない。
 したがって、コスト、実装容積、消費電力、騒音等を低減できるプロジェクター本体100、並びに該プロジェクター本体100を含むプロジェクターシステムが得られる。
 以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細は本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更が可能である。

Claims (8)

  1.  送風機と、
     前記送風機が動作することで発生する空気の流れを受けて回転する回転翼と、
     前記回転翼の回転に伴って回転する、入射した光を拡散して透過させる拡散板と、
    を有する拡散板回転機構。
  2.  請求項1記載の拡散板回転機構において、
     前記回転翼が、前記拡散板の表面に取り付けられた拡散板回転機構。
  3.  請求項1記載の拡散板回転機構において、
     前記回転翼が、前記拡散板から離れた位置に取り付けられた拡散板回転機構。
  4.  請求項3記載の拡散板回転機構において、
     前記拡散板に回転軸が固定され、前記回転軸に前記回転翼が取り付けられた拡散板回転機構。
  5.  請求項3記載の拡散板回転機構において、
     前記拡散板を複数備え、
     前記複数の拡散板に共通の回転軸が固定され、前記回転軸に前記回転翼が取り付けられた拡散板回転機構。
  6.  請求項1から5のいずれか1項記載の拡散板回転機構において、
     前記拡散板は円形平板状であり、その中心と回転軸とが異なっている拡散板回転機構。
  7.  外部から供給される画像信号にしたがって投写面上に画像を投写するプロジェクターであって、
     請求項1から6のいずれか1項記載の拡散板回転機構と、
     前記拡散板回転機構が設置される装置本体と、
    を有するプロジェクター。
  8.  外部から供給される画像信号にしたがって投写面上に画像を投写するプロジェクターシステムであって、
     請求項1から6のいずれか1項記載の拡散板回転機構を備えたプロジェクター本体と、
     前記画像を投写するための光源となる、レーザー光を生成するレーザー光源を備えたレーザー光源装置と、
     前記レーザー光源で生成されたレーザー光を前記プロジェクター本体へ供給する光ファイバを含む光ファイバケーブルと、
    を有するプロジェクターシステム。
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