JP2011186195A - プロジェクター - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のプロジェクターの場合よりも自然な投写画像を投写することが可能なプロジェクターを提供する。
【解決手段】1次元的に配列される複数のレーザー光源を有する1次元レーザー光源アレイ10R,10G,10Bを備える照明装置100R,100G,100Bと、各照明装置から射出される光を導光するリレー光学系300と、各照明装置から射出される光を2次元投写画像を形成するように走査する1次元走査装置400と、各照明装置から射出される光を投写面に投写する投写光学系500とを備えるプロジェクターであって、各照明装置は、レーザー光源からの光の拡がりを抑制するコリメーターレンズ50R,50G,50Bをさらに備え、各コリメーターレンズにおける入射面又は射出面と、リレー光学系300における中間画像形成面Pとが光学的に共役の位置にあることを特徴とするプロジェクター1000。
【選択図】図1
【解決手段】1次元的に配列される複数のレーザー光源を有する1次元レーザー光源アレイ10R,10G,10Bを備える照明装置100R,100G,100Bと、各照明装置から射出される光を導光するリレー光学系300と、各照明装置から射出される光を2次元投写画像を形成するように走査する1次元走査装置400と、各照明装置から射出される光を投写面に投写する投写光学系500とを備えるプロジェクターであって、各照明装置は、レーザー光源からの光の拡がりを抑制するコリメーターレンズ50R,50G,50Bをさらに備え、各コリメーターレンズにおける入射面又は射出面と、リレー光学系300における中間画像形成面Pとが光学的に共役の位置にあることを特徴とするプロジェクター1000。
【選択図】図1
Description
本発明は、プロジェクターに関する。
従来、所定の方向に沿って1次元的に配列され、画像情報に応じて点滅する複数のレーザー光源を有する1次元レーザー光源アレイを備える照明装置と、照明装置から射出される光を導光するリレー光学系と、照明装置から射出される光を投写面において2次元投写画像を形成するように走査する1次元走査装置とを備え、1次元レーザー光源アレイの像を投写面に投写するプロジェクターが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
従来のプロジェクターによれば、光源ランプと違って瞬時点灯可能なレーザー光源を光源として用いているため、電源投入後すぐに投写画像を投写することが可能となる。また、高速点滅可能な1次元レーザー光源アレイと、高速走査可能な1次元走査装置とを用いて2次元投写画像を形成することとしているため、動きぼけのない滑らかな投写画像を投写することが可能となる。
しかしながら、現在の技術では、複数のレーザー光源を所定の方向に沿って隙間無く配列するのは困難であるため、1次元レーザー光源アレイとして、複数のレーザー光源が所定の方向に沿って離散的に配列された1次元レーザー光源アレイしか入手できないのが実情である。このため、従来のプロジェクターにおいては、複数のレーザー光源の像が所定の方向に沿って離散的に配列された状態で投写面に投写されることとなり、これに起因して、自然な投写画像を投写することが困難であるという問題がある。この問題は、投写画像を大きく投写しようとするときに特に顕著となる。
そこで、本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、電源投入後すぐに投写画像を投写することが可能で、動きぼけのない滑らかな投写画像を投写することが可能で、かつ、従来のプロジェクターの場合よりも自然な投写画像を投写することが可能なプロジェクターを提供することを目的とする。
[1]本発明のプロジェクターは、所定の第1方向に沿って1次元的に配列され、画像情報に応じて点滅する複数のレーザー光源を有する1次元レーザー光源アレイを備える照明装置と、前記照明装置から射出される光を導光するリレー光学系と、前記照明装置から射出される光を、投写面において2次元投写画像を形成するように走査する1次元走査装置と、前記照明装置から射出される光を前記投写面に投写する投写光学系とを備えるプロジェクターであって、前記照明装置は、前記1次元レーザー光源アレイに近接して配置され、前記レーザー光源からの光の拡がりを抑制するコリメーターレンズをさらに備え、前記コリメーターレンズにおける入射面又は射出面と、前記リレー光学系における中間画像形成面とが光学的に共役の位置にあることを特徴とする。
このため、本発明のプロジェクターによれば、レーザー光源からの光がある程度拡がった状態でコリメーターレンズの入射面又は射出面を通過するため、コリメーターレンズにおける入射面又は射出面においては、レーザー光源からの光が通過する光通過領域を所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列することが可能となる。また、本発明のプロジェクターによれば、コリメーターレンズにおける入射面又は射出面と、リレー光学系における中間画像形成面とが光学的に共役の位置にあるため、リレー光学系における中間画像形成面においては、コリメーターレンズの入射面又は射出面における複数の光通過領域の像が所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列された中間画像を形成することが可能となる。その結果、本発明のプロジェクターによれば、複数の光通過領域の像が所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列された中間画像を投写面に投写することが可能となり、ひいては、自然な投写画像を投写することが可能となる。
また、本発明のプロジェクターによれば、従来のプロジェクターの場合と同様に、光源ランプと違って瞬時点灯可能なレーザー光源を光源として用いているため、電源投入後すぐに投写画像を投写することが可能となる。また、本発明のプロジェクターによれば、従来のプロジェクターの場合と同様に、高速点滅可能な1次元レーザー光源アレイと、高速走査可能な1次元走査装置とを用いて2次元投写画像を形成することとしているため、動きぼけのない滑らかな投写画像を投写することが可能となる。
その結果、本発明のプロジェクターは、電源投入後すぐに投写画像を投写することが可能で、動きぼけのない滑らかな投写画像を投写することが可能で、かつ、従来のプロジェクターの場合よりも自然な投写画像を投写することが可能なプロジェクターとなる。
なお、本発明のプロジェクターにおいて、「画像情報に応じて点滅する」とは、画像情報に応じて光源が任意の明るさで点灯したり消灯したりすることを意味する。また、リレー光学系における中間画像形成面とは、投写光学系が投写面に拡大投写する対象となる中間画像が形成される面を意味する。
[2]本発明のプロジェクターにおいては、前記レーザー光源は、半導体レーザーからなることが好ましい。
このような構成とすることにより、半導体レーザーは比較的大きな射出角を有する光を射出するため、当該光をコリメーターレンズに入射させることにより、コリメーターレンズにおける入射面又は射出面において、レーザー光源からの光が通過する光通過領域を所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列することが可能となる。
[3]本発明のプロジェクターにおいては、前記半導体レーザーは、長方形形状の発光領域を有し、前記発光領域の長辺が、前記第1方向と略平行になるように配置されていることが好ましい。
一般的な半導体レーザーが有する長方形形状の発光領域から射出される光は、長辺に沿う方向には拡がりにくく、短辺に沿う方向には拡がりやすい傾向を有するため、このような構成とすることにより、隣接する半導体レーザーから射出される光同士の干渉を抑制することが可能となり、その結果、鮮明な投写画像を投写することが可能となる。
[4]本発明のプロジェクターにおいては、前記照明装置として、複数の赤色レーザー光源を有する赤色1次元レーザー光源アレイと、前記赤色レーザー光源に近接して配置され、前記赤色レーザー光源からの光の拡がりを抑制する赤色光用コリメーターレンズとを備える赤色照明装置と、複数の緑色レーザー光源を有する緑色1次元レーザー光源アレイと、前記緑色レーザー光源に近接して配置され、前記緑色レーザー光源からの光の拡がりを抑制する緑色光用コリメーターレンズとを備える緑色照明装置と、複数の青色レーザー光源を有する青色1次元レーザー光源アレイと、前記青色レーザー光源に近接して配置され、前記青色レーザー光源からの光の拡がりを抑制する青色光用コリメーターレンズとを備える青色照明装置との3つの照明装置を備え、前記3つの照明装置から射出される各色光を合成する色合成プリズムをさらに備え、前記色合成プリズムは、前記1次元走査装置より前段の光路中に配置されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、フルカラー画像を投写可能なプロジェクターとすることが可能となる。
[5]本発明のプロジェクターにおいては、前記色合成プリズムは、ダイクロイック膜が形成された略X字状の界面を有するクロスダイクロイックプリズムであり、前記3つの照明装置のうち、前記略X字状の界面をともに通過する色光を射出する照明装置は、p偏光成分からなる色光を射出するように構成され、前記略X字状の界面のうち少なくとも1つの界面で反射される色光を射出する照明装置は、s偏光成分からなる色光を射出するように構成されることが好ましい。
ダイクロイック膜においてはp偏光からなる光よりもs偏光からなる光の方が反射されやすいため、このような構成とすることにより、クロスダイクロイックプリズムにおける反射損を低減し、より高輝度なプロジェクターとすることが可能となる。
[6]本発明のプロジェクターにおいては、前記コリメーターレンズにおける前記入射面の表面又は前記射出面の表面には弱散乱層が形成されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、弱散乱層でレーザー光源からの光を弱く散乱することにより、光通過領域における面内光強度分布をより均一にすることができるため、より自然な投写画像を投写することが可能となる。
なお、上記の場合においては、入射面の表面と射出面の表面とのうち、リレー光学系における中間画像形成面と光学的に共役の位置にある方の表面に弱散乱層が形成されていることが好ましい。
[7]本発明のプロジェクターにおいては、前記コリメーターレンズは、前記第1方向に沿って1次元的に配列され、前記レーザー光源のそれぞれに対応する複数の平凸レンズを有する1次元レンズアレイからなることが好ましい。
このような構成とすることにより、コリメーターレンズがレーザー光源のそれぞれに対応する平凸レンズを有するため、隣接する半導体レーザーから射出される光同士の干渉を一層抑制することが可能となり、その結果、一層鮮明な投写画像を投写することが可能となる。
[8]本発明のプロジェクターにおいては、前記コリメーターレンズは、前記複数の平凸レンズにおける凸面側を前記1次元レーザー光源アレイに向けて配置されていることが好ましい。
コリメーターレンズにおいては、凸面側より平面側の方が凹凸が少なく、クリーニングを行いやすいため、このような構成とすることにより、メンテナンス性に優れるプロジェクターとすることが可能となる。
[9]本発明のプロジェクターにおいては、前記コリメーターレンズは、前記第1方向に垂直な平面で切断したときに、断面が平凸レンズ型となるシリンドリカルレンズからなることが好ましい。
このような構成とすることにより、第1方向に沿う方向に関しては1次元レーザー光源アレイとコリメーターレンズとの厳密な位置合わせが不要となり、位置のずれに起因する動作不良を抑制することが可能となる。
また、コリメーターレンズ全体として凹凸が少なく、清掃しやすい形状となるため、メンテナンス性に優れるプロジェクターとすることが可能となる。
また、比較的単純な形状であるため、比較的安価に製造することが可能となる。
また、コリメーターレンズ全体として凹凸が少なく、清掃しやすい形状となるため、メンテナンス性に優れるプロジェクターとすることが可能となる。
また、比較的単純な形状であるため、比較的安価に製造することが可能となる。
また、レーザー光源が半導体レーザーからなり、当該半導体レーザーが長方形形状の発光領域を有し、発光領域の長辺が、第1方向と略平行になるように配置されている場合においては、上記のようなシリンドリカルレンズからなるコリメーターレンズの光学性能は、上記[7]に記載の1次元レンズアレイからなるコリメーターレンズの光学性能と比較してもほとんど低下することもない。
これは、一般的な半導体レーザーが有する長方形形状の発光領域から射出される光は、長辺に沿う方向には拡がりにくく、短辺に沿う方向には拡がりやすい傾向を有するので、長辺方向に拡がる光をコリメートしなくても、レーザー光源からの光をリレー光学系でのみこめるためである。
これは、一般的な半導体レーザーが有する長方形形状の発光領域から射出される光は、長辺に沿う方向には拡がりにくく、短辺に沿う方向には拡がりやすい傾向を有するので、長辺方向に拡がる光をコリメートしなくても、レーザー光源からの光をリレー光学系でのみこめるためである。
[10]本発明のプロジェクターにおいては、前記1次元走査装置は、前記リレー光学系と前記投写光学系との間の光路中に配置されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、前記リレー光学系からの光を1次元走査装置で走査することが可能となる。
[11]本発明のプロジェクターにおいては、前記1次元走査装置は、前記照明装置と前記リレー光学系との間の光路中に配置されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、前記照明装置からの光を1次元走査装置で走査することが可能となる。
[12]本発明のプロジェクターにおいては、前記1次元走査装置は、ガルバノミラーからなることが好ましい。
ガルバノミラーは高速で高精度の走査が可能であるため、このような構成とすることにより、動きぼけのない滑らかな投写画像の投写を実現することが可能となる。
[13]本発明のプロジェクターにおいては、前記照明装置は、前記コリメーターレンズに入射する光又は前記コリメーターレンズから射出する光を、1つごとの前記レーザー光源から射出される光ごとに区切る遮光板をさらに備えることが好ましい。
このような構成とすることにより、遮光板によって隣接するレーザー光源から射出される光同士の干渉を抑制することが可能となり、その結果、より一層鮮明な投写画像を投写することが可能となる。
以下、本発明の照明装置及びプロジェクターについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
[実施形態1]
1.プロジェクター1000の構成
図1は、実施形態1に係るプロジェクター1000を説明するために示す図である。図1(a)はプロジェクター1000の光学系を示す側面図であり、図1(b)はプロジェクター1000の光学系を投写光学系500側から見た正面図である。図1並びに後述する図5、図7、図8及び図11において符号Pで示すのは、中間画像形成面である。
図2は、実施形態1における赤色照明装置100Rを説明するために示す図である。図2(a)は赤色照明装置100Rの斜視図であり、図2(b)は赤色照明装置100Rの部分拡大上面図であり、図2(c)は赤色照明装置100Rの部分拡大側面図である。なお、図2並びに後述する図3、図9、図10及び図12においては、一方の端部における1つの赤色レーザー光源30Rのみを符号で示し、残りの赤色レーザー光源30Rについては符号の表示を省略する。また、図2並びに後述する図4、図9及び図12においては、一方の端部における1つの平凸レンズ60のみを符号で示し、残りの平凸レンズ60については符号の表示を省略する。
1.プロジェクター1000の構成
図1は、実施形態1に係るプロジェクター1000を説明するために示す図である。図1(a)はプロジェクター1000の光学系を示す側面図であり、図1(b)はプロジェクター1000の光学系を投写光学系500側から見た正面図である。図1並びに後述する図5、図7、図8及び図11において符号Pで示すのは、中間画像形成面である。
図2は、実施形態1における赤色照明装置100Rを説明するために示す図である。図2(a)は赤色照明装置100Rの斜視図であり、図2(b)は赤色照明装置100Rの部分拡大上面図であり、図2(c)は赤色照明装置100Rの部分拡大側面図である。なお、図2並びに後述する図3、図9、図10及び図12においては、一方の端部における1つの赤色レーザー光源30Rのみを符号で示し、残りの赤色レーザー光源30Rについては符号の表示を省略する。また、図2並びに後述する図4、図9及び図12においては、一方の端部における1つの平凸レンズ60のみを符号で示し、残りの平凸レンズ60については符号の表示を省略する。
図3は、実施形態1における赤色1次元レーザー光源アレイ10Rを説明するために示す図である。図3(a)は赤色1次元レーザー光源アレイ10Rの斜視図であり、図3(b)は赤色1次元レーザー光源アレイ10Rの部分拡大斜視図である。
図4は、実施形態1における赤色光用コリメーターレンズ50Rを説明するために示す図である。図4(a)は赤色光用コリメーターレンズ50Rの斜視図であり、図4(b)は赤色光用コリメーターレンズ50Rの部分拡大斜視図である。
図4は、実施形態1における赤色光用コリメーターレンズ50Rを説明するために示す図である。図4(a)は赤色光用コリメーターレンズ50Rの斜視図であり、図4(b)は赤色光用コリメーターレンズ50Rの部分拡大斜視図である。
図5は、実施形態1においてリレーレンズ300が中間画像を形成する様子を示す図である。図5(a)はリレー光学系300の前後における結像関係を示す模式図であり、図5(b)は中間画像を示す模式図である。図5(a)並びに後述する図7(a)及び図8(a)においては、結像に関係しない光学要素(ダイクロイックプリズム200等)の図示を省略する。図5(b)並びに後述する図7(b)及び図8(b)において符号oで示すのは光通過領域又は発光領域であり、符号iで示すのは光通過領域の像又は発光領域の像である。なお、図5(b)、図7(b)及び図8(b)においては、明るい場所ほど白に近い色で示し、暗い場所ほど黒に近い色で示す。
図6は、実施形態1に係るプロジェクター1000による投写画像を説明するために示す図である。図6(a)は投写画像を展開し始めるときにおけるスクリーンSCRの様子を示す模式図であり、図6(b)は投写画像を途中まで展開したときにおけるスクリーンSCRの様子を示す模式図であり、図6(c)は投写画像を展開し終わったときにおけるスクリーンSCRの様子を示す模式図である。
図6は、実施形態1に係るプロジェクター1000による投写画像を説明するために示す図である。図6(a)は投写画像を展開し始めるときにおけるスクリーンSCRの様子を示す模式図であり、図6(b)は投写画像を途中まで展開したときにおけるスクリーンSCRの様子を示す模式図であり、図6(c)は投写画像を展開し終わったときにおけるスクリーンSCRの様子を示す模式図である。
なお、以下の説明においては、互いに直交する3つの方向をそれぞれz軸方向(図1におけるクロスダイクロイックプリズム200から1次元走査装置400までの光軸に平行な方向)、x軸方向(図1(a)における紙面に垂直かつz軸に垂直な方向)及びy軸方向(図1(a)における紙面に平行かつz軸に垂直な方向)とする。
実施形態1に係るプロジェクター1000は、図1に示すように、3つの照明装置(赤色照明装置100R、緑色照明装置100G及び青色照明装置100B)、クロスダイクロイックプリズム200、リレー光学系300、1次元走査装置400及び投写光学系500を備える。
赤色照明装置100Rは、図1及び図2に示すように、赤色1次元レーザー光源アレイ10Rと、赤色光用コリメーターレンズ50Rとを備える。赤色照明装置100Rは、s偏光成分からなる赤色光を射出する。s偏光成分からなる赤色光を射出するために、s偏光成分からなる赤色光を射出する赤色1次元レーザー光源アレイ10Rを用いてもよいし、p偏光成分からなる赤色光を射出する赤色1次元レーザー光源アレイ10Rと、p偏光成分からなる光をs偏光成分からなる光に変換するλ/2板とを用いてもよい。
赤色1次元レーザー光源アレイ10Rは、図2及び図3に示すように、基板20R及び複数の赤色レーザー光源30Rを有する。なお、赤色レーザー光源の個数については、投写する投写画像の総画素数及び縦横比並びに1次元走査装置の方式によって必要な個数が決まる。例えば、後述するように投写面に対して縦方向に走査することにより、縦1080画素、横1920画素からなる投写画像を投写する場合には、最低で1920個の赤色レーザー光源が必要となる。
基板20Rは、複数の赤色レーザー光源30Rを搭載する機能を有する。詳細な説明は省略するが、基板20Rは、複数の赤色レーザー光源30Rに対する電力の供給を仲介する機能や、複数の赤色レーザー光源30Rで発生する熱を放熱する機能等を併せて有する。
複数のレーザー光源30Rは、赤色照明装置100Rにおける所定の第1方向dR(z軸方向と平行な方向)に沿って1次元的に配列され、画像情報に応じて点滅する。
レーザー光源30Rは、赤色光を射出する半導体レーザーからなる。当該半導体レーザーは、図2及び図3に示すように、長方形形状の発光領域を有し、当該発光領域の長辺が、赤色照明装置100Rにおける第1方向dRと略平行になるように配置されている。
半導体レーザーにおける発光領域の大きさは、例えば、長辺が8μm、短辺が2μmである。また、ある赤色レーザー光源30Rの中心から隣接する赤色レーザー光源30Rの中心までの距離は、例えば20μmであり、つまりこの場合、ある赤色レーザー光源30Rと隣接する赤色レーザー光源30Rとの間には、12μmの隙間があることになる。
複数のレーザー光源30Rは、赤色照明装置100Rにおける所定の第1方向dR(z軸方向と平行な方向)に沿って1次元的に配列され、画像情報に応じて点滅する。
レーザー光源30Rは、赤色光を射出する半導体レーザーからなる。当該半導体レーザーは、図2及び図3に示すように、長方形形状の発光領域を有し、当該発光領域の長辺が、赤色照明装置100Rにおける第1方向dRと略平行になるように配置されている。
半導体レーザーにおける発光領域の大きさは、例えば、長辺が8μm、短辺が2μmである。また、ある赤色レーザー光源30Rの中心から隣接する赤色レーザー光源30Rの中心までの距離は、例えば20μmであり、つまりこの場合、ある赤色レーザー光源30Rと隣接する赤色レーザー光源30Rとの間には、12μmの隙間があることになる。
赤色光用コリメーターレンズ50Rは、図2及び図4に示すように、赤色1次元レーザー光源アレイ10Rに近接して配置され、赤色レーザー光源30Rからの光の拡がりを抑制する。赤色光用コリメーターレンズ50Rは、赤色照明装置100Rにおける第1方向dRに沿って1次元的に配列され、赤色レーザー光源30Rのそれぞれに対応する複数の平凸レンズ60を有する1次元レンズアレイからなる。赤色光用コリメーターレンズ50Rは、複数の平凸レンズ60における凸面側を赤色1次元レーザー光源アレイ10Rに向けて配置されている。
平凸レンズ60は、図2(c)及び図4(b)に示すように、入射面62、入射面の表面64及び射出面66を有する。
平凸レンズ60においては、凸面が赤色1次元レーザー光源アレイ10Rの方向を向いているため、入射面62及び入射面の表面64は図2(c)に示す位置となる。
なお、射出面66は平面であるため、射出面と当該射出面の表面とは同一の面となる。
平凸レンズ60においては、凸面が赤色1次元レーザー光源アレイ10Rの方向を向いているため、入射面62及び入射面の表面64は図2(c)に示す位置となる。
なお、射出面66は平面であるため、射出面と当該射出面の表面とは同一の面となる。
複数の平凸レンズ60の形状は、光通過領域の像が略正方形形状となるような形状(非球面形状)である。このような構成とすることにより、投写面において、投写光学系500が投写面に拡大投写する中間画像を、所定の方向と垂直な方向に沿ってもほぼ隙間無く配列することが可能となり、ひいては、一層自然な投写画像を投写することが可能となる。
緑色照明装置100Gは、図1に示すように、緑色照明装置100Gにおける所定の第1方向dG(x軸に平行な方向。図示せず。)に沿って1次元的に配列され、画像情報に応じて点滅する複数の緑色レーザー光源30G(図示せず。)を有する緑色1次元レーザー光源アレイ10Gと、緑色レーザー光源30Gからの光の拡がりを抑制する緑色光用コリメーターレンズ50Gとを備える。緑色照明装置100Gは、p偏光からなる緑色光を射出する点以外は基本的に赤色照明装置100Rと同様の構成を有するため、説明を省略する。
青色照明装置100Bは、青色照明装置100Bにおける所定の第1方向(z軸に平行な方向。図示せず。)に沿って1次元的に配列され、画像情報に応じて点滅する複数の青色レーザー光源30B(図示せず。)を有する青色1次元レーザー光源アレイ10Bと、青色レーザー光源30Bからの光の拡がりを抑制する青色光用コリメーターレンズ50Bとを備える。青色照明装置100Bは、青色光を射出する点以外は基本的に赤色照明装置100Rと同様の構成を有するため、説明を省略する。
青色照明装置100Bは、青色照明装置100Bにおける所定の第1方向(z軸に平行な方向。図示せず。)に沿って1次元的に配列され、画像情報に応じて点滅する複数の青色レーザー光源30B(図示せず。)を有する青色1次元レーザー光源アレイ10Bと、青色レーザー光源30Bからの光の拡がりを抑制する青色光用コリメーターレンズ50Bとを備える。青色照明装置100Bは、青色光を射出する点以外は基本的に赤色照明装置100Rと同様の構成を有するため、説明を省略する。
なお、実施形態1に示す赤色照明装置100R、緑色照明装置100G及び青色照明装置100Bの配置は一例であり、各照明装置の位置を入れ替えてもよい。その際においても、略X字状の界面をともに通過する色光を射出する照明装置をp偏光成分からなる色光を射出するように構成し、略X字状の界面のうち少なくとも1つの界面で反射される色光を射出する照明装置をs偏光成分からなる色光を射出するように構成すれば、実施形態1に係るプロジェクター1000が有する効果(後述)を損なうこともない。
クロスダイクロイックプリズム200は、3つの照明装置(赤色照明装置100R、緑色照明装置100G及び青色照明装置100B)から射出される各色光を合成する色合成プリズムである。クロスダイクロイックプリズム200は、図1に示すように、1次元走査装置300より前段の光路中に配置されている。
クロスダイクロイックプリズム200は、ダイクロイック膜である誘電体多層膜が形成された略X字状の界面を有する。略X字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射し、緑色光を通過させるものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射し緑色光を通過させるものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は反射され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、3つの色光が合成される。
クロスダイクロイックプリズム200は、ダイクロイック膜である誘電体多層膜が形成された略X字状の界面を有する。略X字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射し、緑色光を通過させるものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射し緑色光を通過させるものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は反射され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、3つの色光が合成される。
リレー光学系300は、3つの照明装置から射出される光を導光する。リレー光学系300は、凸レンズからなる。なお、リレー光学系は複数の光学素子からなるものであってもよい。
赤色光用コリメーターレンズ50Rにおける射出面66と、リレー光学系300における中間画像形成面Pとは、図5(a)に示すように、光学的に共役の位置にある。図示は省略するが、緑色光用コリメーターレンズ50Gにおける射出面66及び青色光用コリメーターレンズ50Bも赤色光用コリメーターレンズ50Rと同様に、リレー光学系300における中間画像形成面Pと光学的に共役の位置にある。このため、リレー光学系300における中間画像形成面Pにおいては、図5(b)に示すように、各コリメーターレンズの射出面における複数の光通過領域の像iが所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列された中間画像を形成することが可能となる。なお、図5(b)においては、説明を簡単にするために5つの光通過領域の像iのみを表示するが、実際にはさらに多数の光通過領域の像(例えば、投写面に対して縦方向に走査することにより、縦1080画素、横1920画素からなる投写画像を投写する場合には、1920個の光通過領域の像)が投写される。
赤色光用コリメーターレンズ50Rにおける射出面66と、リレー光学系300における中間画像形成面Pとは、図5(a)に示すように、光学的に共役の位置にある。図示は省略するが、緑色光用コリメーターレンズ50Gにおける射出面66及び青色光用コリメーターレンズ50Bも赤色光用コリメーターレンズ50Rと同様に、リレー光学系300における中間画像形成面Pと光学的に共役の位置にある。このため、リレー光学系300における中間画像形成面Pにおいては、図5(b)に示すように、各コリメーターレンズの射出面における複数の光通過領域の像iが所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列された中間画像を形成することが可能となる。なお、図5(b)においては、説明を簡単にするために5つの光通過領域の像iのみを表示するが、実際にはさらに多数の光通過領域の像(例えば、投写面に対して縦方向に走査することにより、縦1080画素、横1920画素からなる投写画像を投写する場合には、1920個の光通過領域の像)が投写される。
1次元走査装置400は、3つの照明装置から射出される光を、スクリーンSCRにおける投写面において2次元投写画像を形成するように走査する。1次元走査装置400は、リレー光学系300と投写光学系500との間の光路中に配置されている。1次元走査装置400は、ガルバノミラーからなり、光を反射するミラー部410と、電気信号によりミラー部410を駆動する駆動部420とを有する。
1次元走査装置400は、後述するように(図6参照。)スクリーンSCRにおける投写面に対して投写画像が縦方向に走査されるように1次元的な走査を行う。
投写光学系500は、3つの照明装置から射出される光をスクリーンSCRにおける投写面に投写する。
1次元走査装置400は、後述するように(図6参照。)スクリーンSCRにおける投写面に対して投写画像が縦方向に走査されるように1次元的な走査を行う。
投写光学系500は、3つの照明装置から射出される光をスクリーンSCRにおける投写面に投写する。
ここで、プロジェクター1000による投写画像の投写を、図6を用いて説明する。
まず、3つの光源装置からの光は、図6(a)に示すように、リレー光学系300、1次元走査装置400及び投写光学系500により、スクリーンSCRにおける投写面の上端に投写される。
次に、1次元走査装置の走査により、投写される光は下に移動する。このとき、投写される光の移動に合わせて各1次元レーザー光源アレイにおけるレーザー光源が画像情報に応じて点滅する。図6(b)の状態を経て図6(c)の状態になると、投写領域全体に1枚の2次元投写画像が展開される。以降、上記した方法に沿って投写画像の展開を繰り返す。展開を繰り返す頻度は任意に決定することができるが、例えば、1秒間に60回程度とすることができる。
まず、3つの光源装置からの光は、図6(a)に示すように、リレー光学系300、1次元走査装置400及び投写光学系500により、スクリーンSCRにおける投写面の上端に投写される。
次に、1次元走査装置の走査により、投写される光は下に移動する。このとき、投写される光の移動に合わせて各1次元レーザー光源アレイにおけるレーザー光源が画像情報に応じて点滅する。図6(b)の状態を経て図6(c)の状態になると、投写領域全体に1枚の2次元投写画像が展開される。以降、上記した方法に沿って投写画像の展開を繰り返す。展開を繰り返す頻度は任意に決定することができるが、例えば、1秒間に60回程度とすることができる。
2.プロジェクター1000の効果
上記のように、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、各レーザー光源からの光がある程度拡がった状態で各コリメーターレンズの射出面を通過するため、各コリメーターレンズにおける射出面においては、各レーザー光源からの光が通過する光通過領域を所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列することが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、各コリメーターレンズにおける射出面と、リレー光学系300における中間画像形成面Pとが光学的に共役の位置にあるため、リレー光学系300における中間画像形成面Pにおいては、各コリメーターレンズの射出面における複数の光通過領域の像が所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列された中間画像を形成することが可能となる。
その結果、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、複数の光通過領域の像が所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列された中間画像を投写面に投写することが可能となり、ひいては、自然な投写画像を投写することが可能となる。
上記のように、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、各レーザー光源からの光がある程度拡がった状態で各コリメーターレンズの射出面を通過するため、各コリメーターレンズにおける射出面においては、各レーザー光源からの光が通過する光通過領域を所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列することが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、各コリメーターレンズにおける射出面と、リレー光学系300における中間画像形成面Pとが光学的に共役の位置にあるため、リレー光学系300における中間画像形成面Pにおいては、各コリメーターレンズの射出面における複数の光通過領域の像が所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列された中間画像を形成することが可能となる。
その結果、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、複数の光通過領域の像が所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列された中間画像を投写面に投写することが可能となり、ひいては、自然な投写画像を投写することが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、従来のプロジェクターの場合と同様に、光源ランプと違って瞬時点灯可能な各レーザー光源を光源として用いているため、電源投入後すぐに投写画像を投写することが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、従来のプロジェクターの場合と同様に、高速点滅可能な各1次元レーザー光源アレイと、高速走査可能な1次元走査装置400とを用いて2次元投写画像を形成することとしているため、動きぼけのない滑らかな投写画像を投写することが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、従来のプロジェクターの場合と同様に、高速点滅可能な各1次元レーザー光源アレイと、高速走査可能な1次元走査装置400とを用いて2次元投写画像を形成することとしているため、動きぼけのない滑らかな投写画像を投写することが可能となる。
その結果、実施形態1に係るプロジェクター1000は、電源投入後すぐに投写画像を投写することが可能で、動きぼけのない滑らかな投写画像を投写することが可能で、かつ、従来のプロジェクターの場合よりも自然な投写画像を投写することが可能なプロジェクターとなる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、各レーザー光源が半導体レーザーからなるため、当該光を各コリメーターレンズに入射させることにより、各コリメーターレンズにおける射出面において、各レーザー光源からの光が通過する光通過領域を所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列することが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、半導体レーザーが長方形形状の発光領域を有し、発光領域の長辺が、各第1方向と略平行になるように配置されているため、隣接する半導体レーザーから射出される光同士の干渉を抑制することが可能となり、その結果、鮮明な投写画像を投写することが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、赤色照明装置100Rと、緑色照明装置100Gと、青色照明装置100Bとの3つの照明装置と、クロスダイクロイックプリズム(色合成プリズム)とを備えるため、フルカラー画像を投写可能なプロジェクターとすることが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、色合成プリズムがクロスダイクロイックプリズム200であり、3つの照明装置のうち、略X字状の界面をともに通過する色光を射出する照明装置(緑色照明装置100G)はp偏光成分からなる色光を射出するように構成され、略X字状の界面のうち少なくとも1つの界面で反射される色光を射出する照明装置(赤色照明装置100R及び青色照明装置100B)は、s偏光成分からなる色光を射出するように構成されているため、クロスダイクロイックプリズム200における反射損を低減し、より高輝度なプロジェクターとすることが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、各コリメーターレンズが複数の平凸レンズ60を有する1次元レンズアレイからなるため、隣接する各半導体レーザーから射出される光同士の干渉を一層抑制することが可能となり、その結果、一層鮮明な投写画像を投写することが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、各コリメーターレンズが複数の平凸レンズ60における凸面側を各1次元レーザー光源アレイに向けて配置されているため、メンテナンス性に優れるプロジェクターとすることが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、1次元走査装置400がリレー光学系300と投写光学系500との間の光路中に配置されているため、リレー光学系300からの光を1次元走査装置400で走査することが可能となる。
さらにまた、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、1次元走査装置400がガルバノミラーからなるため、動きぼけのない滑らかな投写画像の投写を実現することが可能となる。
[比較例1及び2]
次に、比較例1に係るプロジェクター1000a(図示せず。)及び比較例2に係るプロジェクター1000b(図示せず。)を用いて、実施形態1に係るプロジェクター1000の効果を説明する。
図7は、比較例1においてリレーレンズ300が中間画像を形成する様子を示す図である。図7(a)はリレー光学系300の前後における結像関係を示す模式図であり、図7(b)は中間画像を示す模式図である。
図8は、比較例2においてリレーレンズ300が中間画像を形成する様子を示す図である。図8(a)はリレー光学系300の前後における結像関係を示す模式図であり、図8(b)は中間画像を示す模式図である。
次に、比較例1に係るプロジェクター1000a(図示せず。)及び比較例2に係るプロジェクター1000b(図示せず。)を用いて、実施形態1に係るプロジェクター1000の効果を説明する。
図7は、比較例1においてリレーレンズ300が中間画像を形成する様子を示す図である。図7(a)はリレー光学系300の前後における結像関係を示す模式図であり、図7(b)は中間画像を示す模式図である。
図8は、比較例2においてリレーレンズ300が中間画像を形成する様子を示す図である。図8(a)はリレー光学系300の前後における結像関係を示す模式図であり、図8(b)は中間画像を示す模式図である。
比較例1に係るプロジェクター1000aは、基本的には実施形態1に係るプロジェクター1000と同様の構成を有するが、図7(a)に示すように、各照明装置がコリメーターレンズを備えず、各レーザー光源とリレー光学系における中間画像形成面とが光学的に共役の位置にある点で実施形態1に係るプロジェクター1000の場合とは異なる。図7(a)には赤色レーザー光源30Rのみを示すが、緑色レーザー光源30G及び青色レーザー光源30Bの場合も同様である。
このため、比較例1に係るプロジェクター1000aにおいては、図7(b)に示すように、複数の光通過領域の像が所定の方向に沿って離散的に配列された状態で投写面に投写されることとなり、これに起因して、自然な投写画像を投写することが困難となる。
このため、比較例1に係るプロジェクター1000aにおいては、図7(b)に示すように、複数の光通過領域の像が所定の方向に沿って離散的に配列された状態で投写面に投写されることとなり、これに起因して、自然な投写画像を投写することが困難となる。
比較例2に係るプロジェクター1000bは、基本的には実施形態1に係るプロジェクター1000と同様の構成を有するが、図8(a)に示すように、各レーザー光源とリレー光学系における中間画像形成面とが光学的に共役の位置にある点で実施形態1に係るプロジェクター1000の場合とは異なる。図8(a)には赤色レーザー光源30Rのみを示すが、緑色レーザー光源30G及び青色レーザー光源30Bの場合も同様である。
このため、比較例2に係るプロジェクター1000bにおいては、図8(b)に示すように、比較例1に係るプロジェクター1000aの場合よりも複数の光通過領域の像同士の隙間が減少してはいるが、複数の光通過領域の像同士の隙間が残存しているため、これに起因して、やはり自然な投写画像を投写することが困難となる。
このため、比較例2に係るプロジェクター1000bにおいては、図8(b)に示すように、比較例1に係るプロジェクター1000aの場合よりも複数の光通過領域の像同士の隙間が減少してはいるが、複数の光通過領域の像同士の隙間が残存しているため、これに起因して、やはり自然な投写画像を投写することが困難となる。
これらに対して、実施形態1に係るプロジェクター1000においては、図5(a)に示すように、各コリメーターレンズにおける射出面と、リレー光学系300における中間画像形成面Pとが光学的に共役の位置にあるため、図5(b)に示すように、中間画像形成面Pにおいては、各コリメーターレンズの射出面における複数の光通過領域の像が所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列された中間画像を形成することが可能となる。その結果、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、複数の光通過領域の像が所定の方向に沿ってほぼ隙間無く配列された中間画像を投写面に投写することが可能となり、ひいては、自然な投写画像を投写することが可能となる。
[実施形態2]
図9は、実施形態2における赤色照明装置102Rを説明するために示す図である。図9(a)は赤色照明装置102Rの斜視図であり、図9(b)は赤色照明装置102Rの部分拡大上面図であり、図9(c)は遮光板80を示す正面図である。
図9は、実施形態2における赤色照明装置102Rを説明するために示す図である。図9(a)は赤色照明装置102Rの斜視図であり、図9(b)は赤色照明装置102Rの部分拡大上面図であり、図9(c)は遮光板80を示す正面図である。
実施形態2に係るプロジェクター1002(図示せず。)は、基本的には実施形態1に係るプロジェクター1000と同様の構成を有するが、遮光板を備える照明装置を用いる点が実施形態1に係るプロジェクター1000とは異なる。すなわち、実施形態2に係るプロジェクター1002においては、図9に示すように、赤色照明装置102Rは、赤色光用コリメーターレンズ50Rに入射する光を、1つごとの赤色光用レーザー光源30Rから射出される光ごとに区切る遮光板80を備える。図示による説明は省略するが、緑色照明装置102G及び青色照明装置102Bも同様の構成を有する遮光板80を備える。
このように、実施形態2に係るプロジェクター1002は、照明装置が遮光板をさらに備える点が実施形態1に係るプロジェクター1000の場合とは異なるが、各コリメーターレンズにおける射出面とリレー光学系300における中間画像形成面Pとが光学的に共役の位置にあるため、実施形態1に係るプロジェクター1000と同様に、従来のプロジェクターの場合よりも自然な投写画像を投写することが可能なプロジェクターとなる。
また、実施形態2に係るプロジェクター1002によれば、各照明装置が遮光板80を備えるため、遮光板80によって隣接するレーザー光源から射出される光同士の干渉を抑制することが可能となり、その結果、より一層鮮明な投写画像を投写することが可能となる。
なお、実施形態2に係るプロジェクター1002は、遮光板を備える照明装置を用いる点以外の点においては実施形態1に係るプロジェクター1000と同様の構成を有するため、実施形態1に係るプロジェクター1000が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
[実施形態3]
図10は、実施形態3における赤色照明装置104Rを説明するために示す図である。図10(a)は赤色照明装置104Rの斜視図であり、図10(b)は赤色照明装置104Rの部分拡大上面図であり、図10(c)はコリメーターレンズ52Rを赤色光源装置104Rにおける第1方向dRに垂直な平面で切断したときの拡大断面図である。
図10は、実施形態3における赤色照明装置104Rを説明するために示す図である。図10(a)は赤色照明装置104Rの斜視図であり、図10(b)は赤色照明装置104Rの部分拡大上面図であり、図10(c)はコリメーターレンズ52Rを赤色光源装置104Rにおける第1方向dRに垂直な平面で切断したときの拡大断面図である。
実施形態3に係るプロジェクター1004(図示せず。)は、基本的には実施形態1に係るプロジェクター1000と同様の構成を有するが、コリメーターレンズの構成が実施形態1に係るプロジェクター1000とは異なる。すなわち、実施形態3に係るプロジェクター1004においては、図10に示すように、コリメーターレンズ52Rは、赤色照明装置104Rにおける第1方向dRに垂直な平面で切断したときに、断面が平凸レンズ型となるシリンドリカルレンズからなる。
赤色光用コリメーターレンズ52Rは、凸面側を赤色1次元レーザー光源アレイ10Rに向けて配置されている。赤色光用コリメーターレンズ52Rは、図10に示すように、入射面92、入射面の表面94及び射出面96を有する。
詳細な説明は省略するが、赤色光用コリメーターレンズ52R(特に入射面の表面94)の形状は、光通過領域の像が略正方形形状となるような形状である。このような構成とすることにより、投写面において、投写光学系500が投写面に拡大投写する中間画像を、所定の方向と垂直な方向に沿ってもほぼ隙間無く配列することが可能となり、ひいては、一層自然な投写画像を投写することが可能となる。
図示による詳しい説明は省略するが、緑色照明装置104Gも、赤色光用コリメーターレンズ52Rと同様の構成を有する緑色用コリメーターレンズ52Gを備える。また、青色光源装置104Bも、赤色光用コリメーターレンズ52Rと同様の構成を有する青色光用コリメーターレンズ52Bを備える。
詳細な説明は省略するが、赤色光用コリメーターレンズ52R(特に入射面の表面94)の形状は、光通過領域の像が略正方形形状となるような形状である。このような構成とすることにより、投写面において、投写光学系500が投写面に拡大投写する中間画像を、所定の方向と垂直な方向に沿ってもほぼ隙間無く配列することが可能となり、ひいては、一層自然な投写画像を投写することが可能となる。
図示による詳しい説明は省略するが、緑色照明装置104Gも、赤色光用コリメーターレンズ52Rと同様の構成を有する緑色用コリメーターレンズ52Gを備える。また、青色光源装置104Bも、赤色光用コリメーターレンズ52Rと同様の構成を有する青色光用コリメーターレンズ52Bを備える。
このように、実施形態3に係るプロジェクター1004は、コリメーターレンズの構成が実施形態1に係るプロジェクター1000の場合とは異なるが、各コリメーターレンズにおける射出面とリレー光学系300における中間画像形成面Pとが光学的に共役の位置にあるため、実施形態1に係るプロジェクター1000と同様に、従来のプロジェクターの場合よりも自然な投写画像を投写することが可能なプロジェクターとなる。
また、実施形態3に係るプロジェクター1004によれば、第1方向に沿う方向に関しては各1次元レーザー光源アレイと各コリメーターレンズとの厳密な位置合わせが不要となり、位置のずれに起因する動作不良を抑制することが可能となる。
また、実施形態3に係るプロジェクター1004によれば、コリメーターレンズ全体として凹凸が少なく、清掃しやすい形状となるため、メンテナンス性に優れるプロジェクターとすることが可能となる。
また、実施形態3に係るプロジェクター1004によれば、比較的単純な形状であるため、比較的安価に製造することが可能となる。
また、実施形態3に係るプロジェクター1004によれば、コリメーターレンズ全体として凹凸が少なく、清掃しやすい形状となるため、メンテナンス性に優れるプロジェクターとすることが可能となる。
また、実施形態3に係るプロジェクター1004によれば、比較的単純な形状であるため、比較的安価に製造することが可能となる。
また、実施形態3に係るプロジェクター1004によれば、各レーザー光源が半導体レーザーからなり、当該半導体レーザーが長方形形状の発光領域を有し、発光領域の長辺が、第1方向と略平行になるように配置されているため、上記のようなシリンドリカルレンズからなる各コリメーターレンズの光学性能は、実施形態1における1次元レンズアレイからなるコリメーターレンズの光学性能と比較してもほとんど低下することもない。
なお、実施形態3に係るプロジェクター1004は、コリメーターレンズの構成以外の点においては実施形態1に係るプロジェクター1000と同様の構成を有するため、実施形態1に係るプロジェクター1000が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
[実施形態4]
図11は、実施形態4に係るプロジェクター1006を説明するために示す図である。図11(a)はプロジェクター1006の光学系を示す側面図であり、図11(b)はプロジェクター1006の光学系を投写光学系500側から見た正面図である。
図11は、実施形態4に係るプロジェクター1006を説明するために示す図である。図11(a)はプロジェクター1006の光学系を示す側面図であり、図11(b)はプロジェクター1006の光学系を投写光学系500側から見た正面図である。
実施形態4に係るプロジェクター1006は、基本的には実施形態1に係るプロジェクター1000と同様の構成を有するが、1次元走査装置の位置が実施形態1に係るプロジェクター1000とは異なる。すなわち、実施形態4に係るプロジェクター1006においては、図11に示すように、1次元走査装置400は3つの照明装置とリレー光学系300との間の光路中に配置されている。
このように、実施形態4に係るプロジェクター1006は、1次元走査装置の位置が実施形態1に係るプロジェクター1000の場合とは異なるが、各コリメーターレンズにおける射出面とリレー光学系300における中間画像形成面Pとが光学的に共役の位置にあるため、実施形態1に係るプロジェクター1000と同様に、従来のプロジェクターの場合よりも自然な投写画像を投写することが可能なプロジェクターとなる。
また、実施形態4に係るプロジェクター1006によれば、1次元走査装置400が3つの照明装置とリレー光学系300との間の光路中に配置されているため、3つの照明装置からの光を1次元走査装置400で走査することが可能となる。
なお、実施形態4に係るプロジェクター1006は、1次元走査装置の位置以外の点においては実施形態1に係るプロジェクター1000と同様の構成を有するため、実施形態1に係るプロジェクター1000が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
(1)上記各実施形態においては、投写面に対して投写画像が縦方向に走査されるように1次元的な走査を行う1次元走査装置400を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。投写面に対して投写画像が横方向に走査されるように1次元的な走査を行う1次元走査装置を用いてもよい。
(2)上記各実施形態においては、長方形形状の発光領域を有する半導体レーザーを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、正方形形状の発光領域を有する半導体レーザーを用いてもよい。
(3)上記各実施形態においては、照明装置として3つの照明装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。照明装置として3つより少ない照明装置を用いてもよいし、3つより多い照明装置を用いてもよい。
(4)上記各実施形態においては、色合成プリズムとしてクロスダイクロイックプリズム200を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。色合成プリズムとして他の種類のプリズムを用いてもよい。
(5)上記各実施形態においては、入射面の表面又は射出面の表面に弱散乱層が形成されたコリメーターレンズを用いてもよい。図12は、変形例における赤色照明装置106Rを説明するために示す図である。図12(a)は赤色照明装置106Rの斜視図であり、図12(b)は赤色照明装置106Rにおける端部の部分拡大上面図であり、図12(c)は赤色照明装置106Rにおける側面の部分拡大側面図である。変形例におけるコリメーターレンズ54Rには、図12に示すように、射出面66の表面に弱散乱層70が形成されている。このような構成とすることにより、光通過領域における面内光強度分布をより均一にすることができるため、より自然な投写画像を投写することが可能となる。
(6)上記各実施形態においては、凸面側を各1次元レーザー光源アレイに向けて配置されているコリメーターレンズを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。平面側を1次元レーザー光源アレイに向けて配置されているコリメーターレンズを用いてもよい。
(7)上記各実施形態においては、ガルバノミラーからなる1次元走査装置400を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポリゴンミラーからなる1次元走査装置を用いてもよい。
(8)上記各実施形態においては、各コリメーターレンズにおける射出面とリレー光学系300における像形成面とが光学的に共役の位置にあるが、本発明はこれに限定されるものではない。コリメーターレンズにおける入射面とリレー光学系における像形成面とが光学的に共役の位置にあってもよい。
(9)本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも可能である。
10R…赤色1次元レーザー光源アレイ、20R…基板、30R…赤色レーザー光源、10G…緑色1次元レーザー光源アレイ、10B…青色1次元レーザー光源アレイ、50R,52R,54R…赤色光用コリメーターレンズ、50G…緑色光用コリメーターレンズ、50B…青色光用コリメーターレンズ、60…平凸レンズ、62,92…入射面、64,94…入射面の表面、66,96…射出面、70…弱散乱層、80…遮光板、100R,102R,104R…赤色照明装置、100G…緑色照明装置、100B…青色照明装置、300…リレー光学系、400…1次元走査装置、410…ミラー部、420…駆動部、500…投写光学系、1000,1006…プロジェクター、dR…赤色照明装置における第1方向、i…光通過領域の像、P…中間画像形成面、SCR…スクリーン
Claims (13)
- 所定の第1方向に沿って1次元的に配列され、画像情報に応じて点滅する複数のレーザー光源を有する1次元レーザー光源アレイを備える照明装置と、
前記照明装置から射出される光を導光するリレー光学系と、
前記照明装置から射出される光を、投写面において2次元投写画像を形成するように走査する1次元走査装置と、
前記照明装置から射出される光を前記投写面に投写する投写光学系とを備えるプロジェクターであって、
前記照明装置は、前記1次元レーザー光源アレイに近接して配置され、前記レーザー光源からの光の拡がりを抑制するコリメーターレンズをさらに備え、
前記コリメーターレンズにおける入射面又は射出面と、前記リレー光学系における中間画像形成面とが光学的に共役の位置にあることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1に記載のプロジェクターにおいて、
前記レーザー光源は、半導体レーザーからなることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項2に記載のプロジェクターにおいて、
前記半導体レーザーは、長方形形状の発光領域を有し、前記発光領域の長辺が、前記第1方向と略平行になるように配置されていることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記照明装置として、
複数の赤色レーザー光源を有する赤色1次元レーザー光源アレイと、前記赤色レーザー光源に近接して配置され、前記赤色レーザー光源からの光の拡がりを抑制する赤色光用コリメーターレンズとを備える赤色照明装置と、
複数の緑色レーザー光源を有する緑色1次元レーザー光源アレイと、前記緑色レーザー光源に近接して配置され、前記緑色レーザー光源からの光の拡がりを抑制する緑色光用コリメーターレンズとを備える緑色照明装置と、
複数の青色レーザー光源を有する青色1次元レーザー光源アレイと、前記青色レーザー光源に近接して配置され、前記青色レーザー光源からの光の拡がりを抑制する青色光用コリメーターレンズとを備える青色照明装置との3つの照明装置を備え、
前記3つの照明装置から射出される各色光を合成する色合成プリズムをさらに備え、
前記色合成プリズムは、前記1次元走査装置より前段の光路中に配置されていることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項4に記載のプロジェクターにおいて、
前記色合成プリズムは、ダイクロイック膜が形成された略X字状の界面を有するクロスダイクロイックプリズムであり、
前記3つの照明装置のうち、
前記略X字状の界面をともに通過する色光を射出する照明装置は、p偏光成分からなる色光を射出するように構成され、
前記略X字状の界面のうち少なくとも1つの界面で反射される色光を射出する照明装置は、s偏光成分からなる色光を射出するように構成されることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜5のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記コリメーターレンズにおける前記入射面の表面又は前記射出面の表面には弱散乱層が形成されていることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜6のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記コリメーターレンズは、前記第1方向に沿って1次元的に配列され、前記レーザー光源のそれぞれに対応する複数の平凸レンズを有する1次元レンズアレイからなることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項7に記載のプロジェクターにおいて、
前記コリメーターレンズは、前記複数の平凸レンズにおける凸面側を前記1次元レーザー光源アレイに向けて配置されていることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜6のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記コリメーターレンズは、前記第1方向に垂直な平面で切断したときに、断面が平凸レンズ型となるシリンドリカルレンズからなることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜9のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記1次元走査装置は、前記リレー光学系と前記投写光学系との間の光路中に配置されていることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜9のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記1次元走査装置は、前記照明装置と前記リレー光学系との間の光路中に配置されていることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜11のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記1次元走査装置は、ガルバノミラーからなることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜12のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記照明装置は、前記コリメーターレンズに入射する光又は前記コリメーターレンズから射出する光を、1つごとの前記レーザー光源から射出される光ごとに区切る遮光板をさらに備えることを特徴とするプロジェクター。
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