JP2010079012A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】シンプルな構造でありながら光利用効率やコントラストを低下させることなく、スペックルノイズを低減し良好な投射映像が得られる構造を提供する。
【解決手段】本発明のプロジェクタ１は、光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂと、光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂから射出された光を変調する光変調素子３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂと、光変調素子３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂによって変調された光を被投射面１０上に投射する投射光学系３７と、光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂと光変調素子３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂと投射光学系３７とを収容する筐体２と、筐体２の内部または外部の少なくとも一方に設けられ、筐体２を振動させる振動付与手段３５と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタに関するものである。

近年、プロジェクタ等の投射型画像表示装置の分野において、その光源としては、ランプ光源に比べてエネルギー効率や色再現性に優れるレーザ光源が期待されている。しかしながら、レーザ光源を用いると、レーザ光の可干渉性（コヒーレンス性）に起因するスペックルノイズと呼ばれる干渉縞や斑が生じ易くなる。そのため、スペックルノイズが生じることで投射映像がぎらついて見え、投射映像の品質が低下してしまうという問題が生じる場合がある。

このような問題点を解決するための技術が各種検討されており、例えば特許文献1では、光源からの射出光の一部を反射し、他の一部を導光部内で循環させて、反射された光と循環された光を出力する技術を開示している。これにより、同一照射面に向けて光路長の異なる複数種類の光が出力され、干渉性の低い光を出力し、照射面への光の照射時に発生するスペックルノイズを低減することを可能にしている。

特許文献２では、光軸を中心として細かい凹凸が形成された拡散板を回転させて、照射面へ到達する光の振幅及び位相を、可視域を超える速さで次々と変化させる技術を開示している。これにより、照射面に生じる複数のスペックルノイズを重畳させて、均一に見えるようにしている。
特開２００８−１１２６２３号公報 特開２００７−２７９２０４号公報

しかしながら、特許文献1に開示された技術は、レーザ光の干渉が生じないコヒーレンス長以上の光路差を与える技術であり、一般にレーザ光のコヒーレンス長は数十ｃｍを超えることから、上記方法を実現するためには巨大な光学系が必要となる場合がある。

特許文献２のように、拡散板等の特別な光学系を導入することは、光利用効率の低減につながるとともに、コントラスト低下等の原因となる場合がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、シンプルな構造でありながら光利用効率やコントラストを低下させることなく、スペックルノイズを低減し良好な投射映像が得られるプロジェクタを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明のプロジェクタは、光源と、前記光源から射出された光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、前記光源と前記光変調素子と前記投射光学系とを収容する筐体と、前記筐体の内部または外部の少なくとも一方に設けられ、前記筐体を振動させる振動付与手段と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、振動付与手段によって筐体を振動させることでプロジェクタ全体を振動させ、投射光学系から投射される光を振動させることができる。これにより、被照射面に生じる光の散乱パターンは、時間的に変化するとともに、残像効果により時間積分される。その結果、スクリーンから射出される光は、スペックルノイズが抑えられた光となり、良質な投射映像が得られる。また、従来の技術では、導光部の導入による光学系の巨大化や、拡散板の導入による光利用効率の低減が問題になる場合があったが、本発明では振動付与手段のみによって筐体を振動させるため、シンプルな構造であり、かつ、光利用効率やコントラストの維持が可能である。

本発明においては、前記光変調素子が、複数の画素と、前記画素の周囲を囲むブラックマトリクスと、を有し、前記振動付与手段によって生じる前記被投射面上での投射画像の振動の振幅が、前記被投射面上での前記ブラックマトリクスの像の幅以下であることが望ましい。
この構成によれば、投射映像の解像感（画像が精緻に見える度合い）の低下を防ぐことができる。また、隣り合う画素が重なり合うことが無いので、画素の混色やムラを防ぎ、鮮鋭な投射映像を維持することが可能となる。

本発明の他のプロジェクタは、光源と、前記光源から射出された光を被投射面上で走査する走査光学系と、前記光源と前記走査光学系とを収容する筐体と、前記筐体の内部または外部の少なくとも一方に設けられ、前記筐体を振動させる振動付与手段と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、上記と同様、振動付与手段によって筐体を振動させることでプロジェクタ全体を振動させ、投射光学系から投射される光を振動させる結果、スペックルノイズが抑えられた光となり、良質な投射映像が得られる。また、シンプルな構造で光利用効率やコントラストの維持が可能である。

本発明においては、前記振動付与手段によって生じる前記投射光学系の光軸方向の振幅Ｈと、前記振動付与手段の非駆動時における前記投射光学系から前記被投射面までの距離ｆと、前記投射光学系の開口径Ｄと、前記投射画像の振動の誤差許容幅αとが、下記の式（１）を満たすことが望ましい。
Ｈ≦（ｆ／Ｄ）×α ……（１）
この構成によれば、式（１）の右辺の（ｆ／Ｄ）×αが焦点深度を表しており、投射光学系の光軸方向の振幅が焦点深度以下、言い換えると、解像度低下を招かない許容範囲以下ということになる。これにより、投射映像の解像度低下を防ぐことが可能となる。

本発明においては、前記振動付与手段が、筐体を平行移動させるように振動させても良いし、前記投射光学系から射出された光の中心軸と前記被投射面とのなす角を変化させるように振動を付与しても良い。
この構成によれば、投射光学系から前記被投射面までの距離がほとんど変わらないため、解像度低下を招くことなく、スペックルノイズを効果的に抑えることができる。

その具体的手段として、例えば前記筐体の下面に弾性部材からなる複数の脚部が設けられ、前記複数の脚部のうち、前記被投射面に対して相対的に近い位置に配置された脚部の弾性部材と、前記被投射面に対して相対的に遠い位置に配置された脚部の弾性部材とが異なる弾性を有する構成を採用することができる。
この構成によれば、例えば筐体のうちの被投射面に対して相対的に近い側を大きく、相対的に遠い側を小さく振動させたり、それとは逆に、相対的に近い側を小さく、相対的に遠い側を大きく振動させることができ、被投射面に対する投射光の入射角を変化させることができる。その結果、脚部を構成する弾性部材の材質を変えるなどの簡易な方法でより効果的にスペックルノイズを抑えることができる。

本発明においては、前記振動付与手段が筐体に付与する振動の周波数は、２０ｋＨｚ以上であることが望ましい。
この構成によれば、鑑賞者の可聴域を超える振動周波数でプロジェクタ全体が振動するので、鑑賞者が振動音を感じることなくスペックルノイズを抑えることが可能となる。

本発明においては、前記振動付与手段は、偏心モータ（振動モータ）等を用いても良いし、前記光源を冷却する空冷ファンを用いても良い。
空冷ファンを用いた場合、偏心モータのような新たな装置を設置することなく、光源を冷却する既存の空冷ファンに工夫をするだけでプロジェクタ全体を振動させることが可能となる。その結果、スペックルノイズを抑えるとともに、よりコンパクトかつシンプルなプロジェクタを提供することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１の構成を示す概略図である。プロジェクタ１は、筐体２の内部に、レーザ光源（光源）３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂと、回折光学素子３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂと、平行化レンズ３３と、透過型液晶ライトバルブ（光変調素子）３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂと、クロスダイクロイックプリズム３６と、投射レンズ（投射光学系）３７と、偏心モータ（振動付与手段）３５と、を備えている。投射レンズ３７から出射された光が画像としてスクリーン（被投射面）１０上に拡大投影されるようになっている。

レーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂは、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を射出する。レーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂから射出された各色光は、それぞれ回折光学素子３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂによって照度分布が均一化される。各回折光学素子３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂは、各レーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂと各平行化レンズ３３との間に配置されている。回折光学素子３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂにより照度分布が均一化されたレーザ光は、平行化レンズ３３に入射する。

平行化レンズ３３は、回折光学素子３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂからのレーザ光が入射する入射端面３３ａと、入射端面３３ａからのレーザ光が射出する射出端面３３ｂと、を有している。入射端面３３ａから入射したレーザ光は射出角度が調整され、平行化されて射出端面３３ｂから射出される。平行化レンズ３３は、回折光学素子３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂと液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂとの間に配置されている。平行化されたレーザ光は、液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂに入射する。液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂの詳細な構成については後述する。

液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム３６に入射する。クロスダイクロイックプリズム３６は、４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とがＸ字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投射レンズ３７によりスクリーン１０上に投射され、拡大された画像が表示される。

偏心モータ３５が、筐体２の内部の投射レンズ３７が配置された側の角部に固定されている。偏心モータ３５は、モータの回転軸に取り付けられたおもりの重心がモータの回転軸からずれていることにより振動を発生させ、プロジェクタ１全体を振動させるものである。偏心モータ３５は、１５０Ｈｚ〜２００Ｈｚの周波数で筐体２へ振動を伝え、プロジェクタ１全体に１００μｍ程度の変位を与える。これにより、投射レンズ３７からスクリーン１０の表面へ到達するレーザ光の振幅や位相が変化する。

（液晶ライトバルブ）
次に、図２及び図３を参照して液晶ライトバルブの詳細について説明する。上記したプロジェクタ１は、３枚の液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂを備えている。これら３枚の液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂは変調する光の波長領域が異なるだけであり、基本構成は同一である。このため、赤色光変調用の液晶ライトバルブ３４Ｒを例に挙げて以下に説明する。

図２は、液晶ライトバルブ３４Ｒの全体構成を示した平面図である。液晶ライトバルブ３４Ｒは、ＴＦＴアレイ基板２０８Ａと対向基板２００Ａとを重ね合わせ、両基板の間に設けられたシール材５２により貼り合わせた構成を有する。シール材５２によって区画された領域内には液晶層２０５（図３参照）が封入されている。シール材５２の形成領域の内側には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路３０１および外部回路実装端子３０２がＴＦＴアレイ基板２０８Ａの一辺に沿って平面視下側に形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路３０４が平面視左右に形成されている。ＴＦＴアレイ基板２０８Ａの残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路３０４の間を接続するための複数の配線３０５が設けられている。また、対向基板２００Ａの角部においては、ＴＦＴアレイ基板２０８Ａと対向基板２００Ａとの間で電気的導通をとるための基板間導通材３０６が配設されている。

図３は、液晶ライトバルブ３４Ｒの部分断面構成を示した斜視図である。対向基板２００Ａの基体をなす入射側ガラス基板２００の内側表面（液晶層２０５側の表面）には、遮光部材であるブラックマトリクス２０３ａと、対向電極２０４とが形成されている。対向電極２０４上には、液晶層２０５の初期配向制御を行う配向膜（図示略）が設けられている。ブラックマトリクス２０３ａは平面視で画素を区画するように格子状に形成されており、当該ブラックマトリクス２０３ａに囲まれている矩形状の領域が開口部２０３ｂになっている。したがって、開口部２０３ｂに対応する領域が、レーザ光源３１Ｒからの赤色光が通過する液晶ライトバルブ３４Ｒの画素を構成する。

なお、本実施形態では、入射側ガラス基板２００の内面側に直接ブラックマトリクス２０３ａが形成されている構成について示しているが、入射側ガラス基板２００の内面側に透明な接着層を介してカバーガラスを固着し、かかるカバーガラス上にブラックマトリクス部２０３ａを形成してもよい。

図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０８Ａの基体を構成する射出側ガラス基板２０８の内側表面には、透明な接着層２０７を介してＴＦＴ基板２０６が固着されている。ＴＦＴ基板２０６上には、画素電極２０６ａと、当該画素電極２０６ａを駆動するＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ、図示略）とが形成されている。画素電極２０６ａは、上述の画素の開口部２０３ｂと平面視で重なる領域に形成されている。ＴＦＴや当該ＴＦＴに電気信号を供給するデータ線、走査線等の配線（図示略）などは、ブラックマトリクス２０３ａと平面視で重なる領域に設けられている。また、ＴＦＴ基板２０６上には、画素電極２０６ａ、ＴＦＴ、配線等を覆う配向膜（図示略）が形成されている。

ＴＦＴアレイ基板２０８Ａと対向基板２００Ａとの間には、透過光を変調する液晶層２０５が封入されている。液晶層２０５の液晶モードとしては、ＴＮ（Twisted Nematic）モードのほか、ＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード、ＯＣＢ（Optical Compensated Bend）モード等を採用することができる。

レーザ光源３１Ｒからの赤色光は、図３の上側から液晶ライトバルブ３４Ｒに入射し、開口部２０３ｂ、対向電極２０４、液晶層２０５、画素電極２０６ａ、ＴＦＴ基板２０６と順に透過して、射出側ガラス基板２０８側からクロスダイクロイックプリズム３６（図１参照）の方向へ射出される。このとき、赤色光が液晶層２０５において変調されることで、偏光板（図示略）を透過する光量が画素ごとに制御されるようになっている。

図４は、スクリーン１０に投射された画像２０を拡大視した概略平面図である。スクリーン１０は、図示左右方向に長手を有する矩形状に設けられている。スクリーン１０上の中央部には、投射レンズ３７（図１参照）より投射された画像２０が表示されている。画像２０は複数の画素像２１によって構成されており、各々の画素像２１の周囲を囲むように平面視格子状のブラックマトリクスの像２２が存在している。ブラックマトリクスの像２２とは、上述した液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂのブラックマトリクス２０３ａによって遮光された光の影がスクリーン１０に投影されたものである。

上述した偏心モータ３５（図１参照）によって、プロジェクタ１全体が振動し、スクリーン１０上に投射される画像２０に振動が与えられる。図4においては、振動により変位する前の画素像を実線で示し、変位した後の画素像を破線で示す。ここでは、各画素像が画面の斜め方向に振動する例を示す。振動により画像２０の解像感が低下することが考えられるが、本実施形態では、画像２０を構成する画素像２１の振動の画面水平方向の振幅Ｌｘは、画素２１間のブラックマトリクスの像２２の画面水平方向の幅Ｗｘ以下に制御される。同様に、画素像２１の振動の画面垂直方向の振幅Ｌｙは、ブラックマトリクスの像２２の画面垂直方向の幅Ｗｙ以下に制御される。振動の振幅は、偏心モータ３５の回転速度を調整することで制御できる。なお、各画素像が画面の水平方向にのみ振動したり、垂直方向にのみ振動したりする構成でも良い。

例えば、複数の画素像２１は、偏心モータ３５によって振動が与えられ、最大で破線２１ａの位置まで変位したとする。このとき、各画素像２１の水平方向の振幅（変位量）Ｌｘは、ブラックマトリクスの像２２の水平方向の幅Ｗｘ以下となっている。また、各投射画素２１の垂直方向の振幅（変位量）Ｌｙは、ブラックマトリクスの像２２の垂直方向の幅Ｗｙ以下となっている。

仮に、ＸＧＡ（１０２４×７６８ピクセルの解像度）の画像２０を８０インチの画面の大きさでスクリーン１０上に投影した場合、１つの画素の大きさは１．３６ｍｍ角となる。また、開口率５０％の液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂを用いた場合、ブラックマトリクス２２の像の幅Ｗｘ，Ｗｙは０．３ｍｍ程度となる。

（焦点深度）
図５は、投射レンズ３７からスクリーン１０に光を投射する際の、解像度低下を招かない許容範囲である焦点深度について説明するための図である。筐体２に固定された投射レンズ３７から投射される光の光軸方向への振動（変位）が与えられることによって、投射レンズ３７からスクリーン１０までの距離ｆが変動する。このとき、焦点深度ｆｄは、投射レンズ３７の射出側Ｆ値（口径比）をＦ、誤差許容幅をαとすると、以下の式（１）が成立する。

ｆｄ＝Ｆ×α・・・・（１）

また、（１）式のＦを、投射レンズ３７からスクリーン１０までの距離ｆと、投射レンズ３７の開口径Ｄとの関係で表すと、以下の式（２）となる。

Ｆ＝ｆ／Ｄ・・・・（２）

上記した式（１）及び式（２）と、偏心モータ３５によって生じる光軸方向の振幅（変位量）をＨとすると、解像度の低下を防ぐためには以下の式（３）を満足することが必要である。
Ｈ≦（ｆ／Ｄ）×α・・・・（３）

ここで、投射レンズ３７からスクリーン１０までの距離ｆを２０００ｍｍ、投射レンズ３７の開口径Ｄを５０ｍｍ、誤差許容幅αを０．３ｍｍとすると、焦点深度ｆｄは、１２ｍｍとなる。よって、投射レンズ３７の光軸方向の振幅Ｈを１２ｍｍ以下に制御することによって解像度の低下を防ぐことが可能となる。

図６（ａ）は、筐体２の底面（設置される側）に設けられた弾性部材からなる脚部４０と、スクリーン１０との位置関係を示した平面図である。筐体２は図示左右方向に長手を有する矩形状に形成されている。筐体２底面の周辺部には複数の脚部４０が設けられており、各々の脚部４０は４角に配置されている。脚部４０を構成する弾性材料には、例えばゴム等を用いることができる。

脚部４０は、筐体２からスクリーン１０までの距離が相対的に小さい位置（投射レンズ側）に配置された第１脚部４０ａと、筐体２からスクリーン１０までの距離が相対的に大きい位置（投射レンズと反対側）に配置された第２脚部４０ｂと、から構成されている。すなわち、第１脚部４０ａからスクリーン１０までの距離Ｌａは、第２脚部４０ｂからスクリーン１０までの距離Ｌｂよりも小さくなっている。

図６（ｂ）は、筐体２の振動バラツキによって生じる投射レンズ３７から投射された光のスクリーン１０に対する入射角の変化を示した概略図である。第１脚部４０ａを構成する弾性材料と第２脚部４０ｂを構成する弾性材料とは異なる弾性を有している。例えば、第１脚部４０ａを弾性率の小さい、いわゆる固いゴムとし、第２脚部４０ｂを弾性率の大きい、いわゆる柔軟なゴムとした場合、筐体２の前方部（スクリーン１０に近い側）の振動に対する後方部（スクリーン１０に遠い側）の振動が大きくなる。すなわち、筐体２の偏心モータ３５（図１参照）によって生じる振幅は、第１脚部４０ａの配置された部分と第２脚部４０ｂが配置された部分とでその大きさが異なる。したがって、投射レンズ３７から投射された光のスクリーン１０に対する入射角を変化させることができる。

本実施形態のプロジェクタ１によれば、筐体２に偏心モータ３５が設けられているので、偏心モータ３５を駆動させることでプロジェクタ１全体を振動させ、投射レンズ３７から投射される光を振動させることができる。これにより、スクリーン１０に生じる光の散乱パターンが時間的に変化するとともに、残像効果により時間積分される。その結果、スクリーン１０から射出される光は、スペックルノイズが抑えられた光となり、良質な投射映像を得ることが可能となる。また、従来の技術では、導光部の導入による光学系の巨大化や、拡散板の導入による光利用効率の低減が問題になる場合があったが、本願では偏心モータ３５のみによって筐体２を振動させることで、シンプルな構造であり、かつ、光利用効率やコントラストを維持することを可能にしている。

また、この構成によれば、投射レンズ３７からスクリーン１０に投射される画像２０の偏心モータ３５によって生じる振幅Ｌｘ，Ｌｙは、投射レンズ３７からスクリーン１０に投影されるブラックマトリクスの像２２の幅Ｗｘ，Ｗｙ以下なので、投射映像の解像感（画像２０が精緻に見える度合い）の低下を防ぐことができる。また、隣り合う投射画素（画素）２１が重なり合うことが無いので、投射画素２１の混色やムラを防ぎ、鮮鋭な投射映像を維持することが可能となる。

また、この構成によれば、筐体の光の投射方向の振れ幅Ｈが焦点深度ｆｄ以下なので、投射映像の解像度低下を防ぐことが可能となる。

また、この構成によれば、筐体２の偏心モータ３５によって生じる振幅は、第１脚部４０ａの配置された部分と第２脚部４０ｂが配置された部分とで、その大きさが異なるので、投射された光のスクリーン１０に対する入射角を変化させることができる。その結果、スクリーン１０から射出される光は、より効果的にスペックルノイズが抑えられた光となり、格段に良質な投射映像を得ることが可能となる。

なお、本実施形態のプロジェクタ１は、振動付与手段として偏心モータ３５を筐体２の内部に設置する構造としているが、筐体２の外部に設置する構造としても良い。すなわち、プロジェクタの出荷時に偏心モータを予め筐体に内蔵しておく形態でも良いし、後から偏心モータを外付けする形態でも良い。また、偏心モータの振動をプロジェクタに伝える手段を介してプロジェクタと偏心モータとを構成しても良い。この場合、プロジェクタと偏心モータとを別体として構成できる。

（第２実施形態）
続いて、本発明のプロジェクタに係る第２実施形態について説明する。図７は本実施形態に係るプロジェクタ１Ａの構成を示す概略図である。本実施形態に係るプロジェクタ１Ａは、その筐体２の内部に振動付与手段として圧電素子４１を備えている。なお、本実施形態のプロジェクタ１Ａは、圧電素子４１を除いた構成、つまり振動付与手段を除いた構成は上記第１実施形態に係る構成と同一となっている。

圧電素子４１は、例えばピエゾアクチュエータからなるものであり、筐体２の後方部（投射レンズ３７が設けられている側と反対側）に設けられている。圧電素子４１は、圧電体に付与した電圧を振動に変換する圧電効果を利用した受動素子であり、高精度な振動を筐体２に付与することができる。この圧電素子４１に２０ｋＨｚ以上の周波数の駆動電圧を与えることによって、プロジェクタ１Ａ全体に超音波域の振動数を生じさせることが可能となる。

本実施形態のプロジェクタ１Ａによれば、圧電素子４１の筐体２に与える振動の周波数は２０ｋＨｚ以上なので、鑑賞者の可聴域を超える振動の周波数でプロジェクタ１Ａ全体が振動する。その結果、鑑賞者が振動音を感じることなくスペックルノイズを抑えることが可能となる。

なお、本実施形態のプロジェクタ１Ａは、振動付与手段として圧電素子４１を筐体２の内部に設ける構造としているが、筐体２の外部に設ける（外付け）構造としてもよい。

（第３実施形態）
続いて、本発明のプロジェクタに係る第３実施形態について説明する。図８は本実施形態に係るプロジェクタ１Ｂの構成を示す概略図である。本実施形態に係るプロジェクタ１Ｂは、その筐体２の内部にレーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを冷却する空冷ファン６０を備え、この空冷ファン６０が振動付与手段としての機能を有している。なお、本実施形態のプロジェクタ１Ｂは、空冷ファン６０を除いた構成、つまり振動付与手段を除いた構成は上記第１実施形態に係る構成と同一となっている。

空冷ファン６０は、モータ６１と、回転軸６２と、ファン６３と、を備えている。モータ６１は、回転軸６２の一方の端部に接続されている。この回転軸６２の他方の端部には、複数枚のファン６３が設けられている。複数枚のファン６３は、回転軸６２に対して対称的に配置されている。

モータ６１の駆動によって、複数枚のファン６３は回転軸６２を中心に回転する。ここで、空冷ファン６０の重心は、回転軸６２からずれた位置に設定されている。つまり、回転軸６２に設けられた複数枚のファン６３の重量を、いずれかのファン６３と残りのファン６３とで異ならせている。これにより、回転軸６２に取り付けられた複数枚のファン６３の重心は回転軸６２からずれている。

この構成によれば、空冷ファン６０が回転する際に回転軸６２に対して垂直方向に加速度を生じさせる。これにより、偏心モータのような新たな装置を設置することなく、レーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを冷却する既存の空冷ファン６０に工夫をするだけで、プロジェクタ１Ｂ全体を振動させることが可能となる。その結果、スペックルノイズを抑えるとともに、よりコンパクトかつシンプルなプロジェクタ１Ｂを提供することが可能となる。

なお、本実施形態のプロジェクタ１Ｂは、複数のレーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂに対応するように複数の空冷ファン６０を設けている。このとき、各レーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂに対応して設けられた各空冷ファン６０をそれぞれ異なる回転速度とすることが望ましい。これにより、プロジェクタ１Ｂ全体に格段に高い周波数の振動を生じさせることが可能となる。

なお、上述の実施形態のプロジェクタ１，１Ａ，１Ｂは、光源として干渉性の高いレーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを用いているが、その他、ＬＥＤ等の可干渉性を有する固体光源であれば効果的であり、さらにはランプ光源を用いてもよい。ランプ光源としては、例えば高圧水銀ランプ等であってもよい。

なお、上述の実施形態のプロジェクタ１，１Ａ，１Ｂは、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂを用いているが、反射型の液晶ライトバルブや液晶技術を用いていない光変調装置、例えばデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）等を用いてもよい。その際には、投射光学系の構成は適宜変更される。

なお、上述の実施形態のプロジェクタ１，１Ａ，１Ｂは、組み込み式のプロジェクタやハンドヘルド等の小型のプロジェクタにも適用することが可能である。

なお、上述の実施形態のプロジェクタ１，１Ａ，１Ｂは、色光合成手段として、クロスダイクロイックプリズム３６を用いているが、これに限るものではない。色光合成手段としては、ダイクロイックミラーをクロス配置とし色光を合成するもの、ダイクロイックミラーを平行に配置し色光を合成するもの、を用いることができる。

また、上記実施形態では、液晶ライトバルブ等の光変調素子を備えたプロジェクタを例示したが、その他、光変調素子に代えて、光源から射出された光を被投射面上で走査するガルバノミラー、ポリゴンミラー、ＭＥＭＳミラー等の走査光学系を備え、光源からの光で被投射面上に画像を直接描画する形態の走査型プロジェクタにも本発明の適用が可能である。

第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成図である。 液晶ライトバルブの全体構成を示した平面図である。 液晶ライトバルブの部分断面構成を示した斜視図である。 スクリーンに投射された画像を示した概略平面図である。 光の焦点深度の関係を示した図である。 筐体の底面に設けられた脚部とスクリーンとの位置関係を示した図である。 第２実施形態に係るプロジェクタの概略構成図である。 第３実施形態に係るプロジェクタの概略構成図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ…プロジェクタ、２…筐体、１０…スクリーン（被投射面）、２０…画像、２２…ブラックマトリクスの像、３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ…レーザ光源（光源）、３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調素子）、３５…偏心モータ（振動付与手段）、３７…投射レンズ（投射光学系）、４０…脚部、４０ａ…第１脚部、４０ｂ…第２脚部、４１…圧電素子（振動付与手段）、６０…空冷ファン（振動付与手段）、６２…回転軸、２０３ａ…ブラックマトリクス、２０３ｂ…開口部（画素）、Ｌｘ，Ｌｙ…投射画素の変位量（振幅）、Ｗｘ，Ｗｙ…ブラックマトリクスの像の幅、Ｈ…投射方向の振れ幅、ｆ…投射レンズ（投射光学系）からスクリーンまでの距離、Ｄ…投射レンズ（投射光学系）の開口径、α…誤差許容幅

Claims (8)

1. 光源と、
   前記光源から射出された光を変調する光変調素子と、
   前記光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、
   前記光源と前記光変調素子と前記投射光学系とを収容する筐体と、
   前記筐体の内部または外部の少なくとも一方に設けられ、前記筐体を振動させる振動付与手段と、を備えることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記光変調素子が、複数の画素と、前記画素の周囲を囲むブラックマトリクスと、を有し、
   前記振動付与手段によって生じる前記被投射面上での投射画像の振動の振幅が、前記被投射面上での前記ブラックマトリクスの像の幅以下であることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 光源と、
   前記光源から射出された光を被投射面上で走査する走査光学系と、
   前記光源と前記走査光学系とを収容する筐体と、
   前記筐体の内部または外部の少なくとも一方に設けられ、前記筐体を振動させる振動付与手段と、を備えることを特徴とするプロジェクタ。
4. 前記振動付与手段によって生じる前記投射光学系の光軸方向の振幅Ｈと、前記振動付与手段の非駆動時における前記投射光学系から前記被投射面までの距離ｆと、前記投射光学系の開口径Ｄと、前記投射画像の振動の誤差許容幅αとが、下記の式（１）を満たすことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
   Ｈ≦（ｆ／Ｄ）×α ……（１）
5. 前記振動付与手段が、前記投射光学系から射出された光の中心軸と前記被投射面とのなす角を変化させるように振動を付与することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
6. 前記筐体の下面に弾性部材からなる複数の脚部が設けられ、前記複数の脚部のうち、前記被投射面に対して相対的に近い位置に配置された脚部の弾性部材と、前記被投射面に対して相対的に遠い位置に配置された脚部の弾性部材とが異なる弾性を有していることを特徴とする請求項５に記載のプロジェクタ。
7. 前記振動付与手段が筐体に付与する振動の周波数が２０ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
8. 前記振動付与手段が前記光源を冷却する空冷ファンからなることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のプロジェクタ。

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