JP2014182322A - Projection display device and control method of projection display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スペックルノイズを低減する技術に関する。 The present invention relates to a technique for reducing speckle noise.
レーザー光はコヒーレンスの高い光であるため、例えばレーザー光源を用いたプロジェクターでは、投射面に拡大投射された画像に、明点及び暗点がランダムに分布したスペックルノイズ(スペックルパターンともいう。)が生じることがある。スペックルノイズは、投射光学系の各点からの出射光が不規則な位相関係で干渉することによって生じるもので、観察者にちらつき感を与える原因となる。特許文献1〜3は、スペックルノイズを低減させるための発明を開示している。
Since laser light is light with high coherence, for example, in a projector using a laser light source, speckle noise (also referred to as a speckle pattern) in which bright spots and dark spots are randomly distributed in an image that is enlarged and projected on a projection surface. ) May occur. Speckle noise is generated when light emitted from each point of the projection optical system interferes with an irregular phase relationship, and causes the viewer to flicker.
特許文献1に記載の発明は、光路差分布が時間的に変動するように光学部品を動かすものであるが、スクリーンに表示される映像に影響を与えない範囲内でしか動かせないため、スペックルノイズの低減効果が限定的になる可能性がある。仮に光学部品を動かす量を大きくすると、投射画像の位置の変化が観察者によって視認されてしまい、画像がぶれて認識されてしまう。特許文献2,3に記載の発明では、レーザー光(画像光)をp偏光又はs偏光に選択的に切り替えているが、この切り替えの範囲内でしかスペックルノイズの低減効果を得られない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、投射面に表示する画像に影響を与えることなく、スペックルノイズの低減効果を向上させることである。
The invention described in
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and one of its purposes is to improve the speckle noise reduction effect without affecting the image displayed on the projection surface.
上記目的を達成するために、本発明に係る投射型表示装置は、レーザー光を射出するレーザー光源と、前記レーザー光を画像信号に応じて変調して、画像光を射出する表示パネルと、前記表示パネルが射出した画像光を投射面に投射する投射レンズと、前記投射レンズを光軸に交差する方向に移動させる投射レンズ移動手段と、前記投射レンズ移動手段が前記投射レンズを移動させたときに、前記投射面に表示される画像の位置が変化しないように、前記画像光の光路を変更する光路変更手段とを備える。
本発明によれば、投射レンズの移動を原因とした投射面上の画像の位置の変化を相殺するように、画像光の光路を変更するので、投射面に表示する画像に影響を与えることなく、スペックルノイズの低減効果を向上させることができる。
To achieve the above object, a projection display device according to the present invention includes a laser light source that emits laser light, a display panel that emits image light by modulating the laser light according to an image signal, When a projection lens that projects image light emitted from the display panel onto a projection surface, a projection lens moving unit that moves the projection lens in a direction that intersects the optical axis, and the projection lens moving unit moves the projection lens And an optical path changing means for changing the optical path of the image light so that the position of the image displayed on the projection surface does not change.
According to the present invention, since the optical path of the image light is changed so as to cancel the change in the position of the image on the projection surface caused by the movement of the projection lens, the image displayed on the projection surface is not affected. The effect of reducing speckle noise can be improved.
本発明に係る投射型表示装置において、前記光路変更手段は、前記光軸と交差する方向に前記表示パネルを移動させるようにしてもよい。
本発明によれば、表示パネルを投射レンズの光軸に交差する方向に移動させることによって、投射面に表示する画像に影響を与えることなく、スペックルノイズを低減させることができる。
In the projection display device according to the present invention, the optical path changing means may move the display panel in a direction intersecting the optical axis.
According to the present invention, speckle noise can be reduced without affecting the image displayed on the projection surface by moving the display panel in a direction intersecting the optical axis of the projection lens.
本発明に係る投射型表示装置において、前記画像光の光路上に設けられた平行平板状の透光部材を備え、前記光路変更手段は、前記透光部材に対する前記画像光の入射角を変化させるように、当該透光部材を移動させるようにしてもよい。
本発明によれば、透光部材に対する画像光の入射角を変化させることによって、投射面に表示する画像に影響を与えることなく、スペックルノイズを低減させることができる。
The projection display device according to the present invention includes a parallel-plate-shaped translucent member provided on the optical path of the image light, and the optical path changing unit changes an incident angle of the image light with respect to the translucent member. As such, the translucent member may be moved.
According to the present invention, speckle noise can be reduced without affecting the image displayed on the projection surface by changing the incident angle of the image light with respect to the translucent member.
本発明に係る投射型表示装置において、入射した前記画像光を、指定された偏光方向に変換して射出する偏光手段と、前記偏光手段が射出した前記画像光の光路上に設けられ、当該画像光の偏光方向に応じて異なる屈折率を有する複屈折部材とを備え、前記光路変更手段は、前記偏光手段が変換する前記偏光方向を切り替えるようにしてもよい。
本発明によれば、投射レンズ以外の光学部品を移動させなくとも、複屈折部材に入射する画像光の偏光方向を変換することによって、投射面に表示する画像に影響を与えることなく、スペックルノイズを低減させることができる。
In the projection type display device according to the present invention, the incident image light is converted into a specified polarization direction and emitted, and the image is provided on the optical path of the image light emitted by the polarization means. A birefringent member having a different refractive index depending on the polarization direction of the light, and the optical path changing means may switch the polarization direction converted by the polarization means.
According to the present invention, the speckle can be changed without affecting the image displayed on the projection surface by changing the polarization direction of the image light incident on the birefringent member without moving any optical component other than the projection lens. Noise can be reduced.
本発明に係る投射型表示装置において、前記光路変更手段は、前記画像信号に応じて前記表示パネルに形成される画像の位置を変更するようにしてもよい。
本発明によれば、投射レンズ以外の光学部品を移動させなくとも、表示パネルに形成する画像の位置を変更することによって、投射面に表示する画像に影響を与えることなく、スペックルノイズを低減させることができる。
In the projection display device according to the present invention, the optical path changing means may change the position of an image formed on the display panel in accordance with the image signal.
According to the present invention, speckle noise is reduced without affecting the image displayed on the projection surface by changing the position of the image formed on the display panel without moving any optical component other than the projection lens. Can be made.
本発明に係る投射型表示装置において、前記投射レンズは、複数のレンズを含み、前記投射レンズ移動手段は、前記複数のレンズのうちの少なくともひとつを移動させるようにしてもよい。
本発明によれば、投射レンズを構成する複数のレンズのうちの一部のみを移動させるだけで、投射面に表示する画像に影響を与えることなく、スペックルノイズを低減させることができる。
In the projection display device according to the present invention, the projection lens may include a plurality of lenses, and the projection lens moving unit may move at least one of the plurality of lenses.
According to the present invention, speckle noise can be reduced without affecting the image displayed on the projection surface by moving only a part of the plurality of lenses constituting the projection lens.
なお、本発明は、投射型表示装置のほか、投射型表示装置の制御方法としても観念することが可能である。 The present invention can be conceived as a method for controlling a projection display device in addition to a projection display device.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
<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ーの構成を示す平面図である。プロジェクター1は、ここでは液晶プロジェクターであり、反射型のスクリーンSに画像光を投射する投射型表示装置である。図1に示すように、プロジェクター1は、光源部10R,10G,10Bと、表示パネル20R,20G,20Bと、ダイクロイックプリズム30と、投射部40とを備える。プロジェクター1の構成要素について、末尾の符号に「R」と付したものは赤(R)の色成分に対応する構成であり、「G」と付したものは緑(G)の色成分に対応する構成であり、「B」と付したものは青(B)の色成分に対応した構成である。光源部10R,10G及び10Bは、光源の色が異なるだけで、それ以外は共通した構成を有する。表示パネル20R,20G,20Bは、形成する画像の色が異なるだけで、それ以外は共通した構成を有する。
以下の説明において、各色成分の構成要素を特に区別する必要のないときは、符号の末尾のアルファベット(R,G又はB)を省略して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the projector according to the first embodiment of the invention. Here, the
In the following description, when it is not necessary to distinguish the components of each color component, the description will be made by omitting the alphabet (R, G or B) at the end of the reference numerals.
光源部10Rは、R色のレーザー光を射出する赤色光源部である。光源部10Gは、G色のレーザー光を射出する緑色光源部である。光源部10Bは、B色のレーザー光を射出する青色光源部である。光源部10は、レーザー光源11と、回折光学素子12と、角度調整用光学素子13とを備える。レーザー光源11は、ここでは半導体レーザーであり、レーザー光を射出する。回折光学素子12は、レーザー光源11から射出したレーザー光を回折する。角度調整用光学素子13は、回折光学素子12において回折したレーザー光の射出角度を調整する。
The
表示パネル20は、透過型の液晶ライトバルブであり、光源部10から入射したレーザー光を画像信号に応じて変調して、画像光を射出する光変調装置である。表示パネル20RはR色成分の画像を形成して、R色の光を射出する。表示パネル20GはG色成分の画像を形成して、G色の光を射出する。表示パネル20BはB色成分の画像を形成して、B色の光を射出する。表示パネル20R,20G,20Bが射出した画像光は、ダイクロイックプリズム30に3方向から入射する。ダイクロイックプリズム30において、R色及びB色の画像光は90度に屈折する一方、G色の画像光は直進する。ダイクロイックプリズム30は、表示パネル20R,20G,20Bにより変調された各色の画像光を合成して、合成後の画像光を投射部40に向けて射出する。
図1に破線で囲んで示すように、表示パネル20R,20G,20Bは、いわゆるPOP(Panel On Prism)構造によって、ダイクロイックプリズム30と一体に形成されている。
The
As shown by being surrounded by a broken line in FIG. 1, the
投射部40は、複数のレンズ(例えば凸レンズ及び凹レンズ)からなる投射レンズ41を有し、投射レンズ41により、ダイクロイックプリズム30で合成された画像光を、スクリーンS上に拡大投射する。ただし、投射レンズ41に含まれるレンズの形状、大きさ、配置間隔や枚数、テレセントリック性、倍率その他のレンズ特性は、要求される特性によって適宜設定可能である。
The
図2は、プロジェクター1の構成を示すブロック図である。図2に示すように、プロジェクター1は、図1を用いて説明した構成のほかに、制御部100と、表示制御部110と、第1駆動部120と、第2駆動部130とを備える。
制御部100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を有するマイクロコンピュータを備え、プロジェクター1の各部を制御する。制御部100は、例えば、光源部10R,10B,10Gにレーザー光を射出させるように制御する。表示制御部110は、プロジェクター1での画像表示に関する制御を司る。例えば、表示制御部110は、図示せぬインタフェースから入力された画像信号に応じて、表示パネル20に画像を形成する制御を行う。第1駆動部120は、アクチュエータ等の駆動手段であり、投射部40(つまり投射レンズ41)を移動させる(投射レンズ移動手段)。第2駆動部130は、アクチュエータ等の駆動手段であり、POP構造により一体化させられた表示パネル20及びダイクロイックプリズム30を移動させる(光路変更手段)。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
The
第1駆動部120は、制御部100の下、スペックルノイズを低減させるために、投射部40を移動させる。第2駆動部130は、制御部100の下、投射部40の移動を原因としたスクリーンS上の投射画像の位置が変化しないように、表示パネル20及びダイクロイックプリズム30を移動させる。第2駆動部130が表示パネル20及びダイクロイックプリズム30を移動させると、この移動に伴って、表示パネル20から射出する画像光の光路が変更させられる。
The
図3は、プロジェクター1における投射レンズ41、表示パネル20及びダイクロイックプリズム30の移動の様子を説明する図である。図3には、スクリーンSに画像光を投射するプロジェクター1を斜め上方向から見た様子を示している。図3に示す一点鎖線は、投射レンズ41の光軸を意味する。
矢印A1で示すように、制御部100は、第1駆動部120を制御して、投射レンズ41の光軸に交差する方向に、投射部40を往復移動させる。ここでは、制御部100は、投射部40を上下方向(つまり鉛直方向)に移動させる。この往復移動の周波数は、例えば10Hzであるが、スクリーンSに発生するスペックルノイズが観察者によって視認されない程度の周波数に設定されるとよい。
FIG. 3 is a diagram for explaining the movement of the
As indicated by an arrow A1, the
矢印A2で示すように、制御部100は、第2駆動部130を制御して、投射レンズ41の光軸に交差する方向に、表示パネル20及びダイクロイックプリズム30を往復移動させる。制御部100は、投射部40の移動と同期するように、投射部40の移動と同じ周波数で、表示パネル20及びダイクロイックプリズム30を上下方向に移動させる。具体的には、制御部100は、投射部40を上方向に移動させた場合には、表示パネル20及びダイクロイックプリズム30を下方向に移動させる(矢印A1,A2の実線矢印方向)。制御部100は、投射部40を下方向に移動させた場合には、表示パネル20及びダイクロイックプリズム30を上方向に移動させる(矢印A1,A2の破線矢印方向)。移動量については、制御部100は、投射部40の移動によるスクリーンS上の投射画像の位置の変化を相殺する程度の大きさとする。最適な移動量は、投射部40とスクリーンSとの距離によって変化すると考えられるが、プロジェクター1の使用時の投射部40とスクリーンSとの距離を勘案して、予め設定されていればよい。
As indicated by an arrow A2, the
図4は、表示パネル20及びダイクロイックプリズム30の位置と、表示パネル20から射出する画像光の光路との関係を説明する図である。ダイクロイックプリズム30の位置と、画像光の光路の変更との関係は考慮に入れないので、図示及び説明を省略する。ここでは、投射部40を上方向(矢印A1方向)に移動させ、表示パネル20を下方向(矢印A2方向)に移動させた場合について説明する。図4においては、図示を簡単にするため、投射レンズ41を1つの凸レンズで表している。また、表示パネル20を構成する正方形のひとつひとつは、それぞれ表示パネル20の1画素に相当する。
FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the positions of the
図4に示すように、画素p1から射出した画像光は光路L1で進む。具体的には、画素p1から射出した画像光は、投射レンズ41へ入射し、投射レンズ41の屈折率に応じて屈折して、スクリーンS上の位置Psに到達する。次に、投射レンズ41が、矢印A1の方向(上方向)に移動させられ、表示パネル20が、矢印A2の方向(下方向)に1画素分移動させられた場合を説明する。この場合、画素p1は、1画素下の画素p2の位置に移動する。ここで、画素p2から射出した画像光は光路L2で進む。具体的には、この画像光は、投射レンズ41へ入射し、投射レンズ41の屈折率に応じて屈折して、スクリーンS上の位置Psに到達する。光路L1,L2が、どちらもスクリーンS上の位置Psに到達するように、投射部40及び表示パネル20の移動量は設定されている。このように、制御部100は、表示パネル20と投射部40(つまり投射レンズ41)とを、投射レンズ41の光軸に交差する方向であり、互いに反対の方向に移動させることにより、スクリーンS上の投射画像の位置が変化しないようにする。
なお、投射部40の移動量を更に大きくした場合には、表示パネル20の移動量をその分だけ大きくすれば、投射部40の移動による投射画像の位置の変化を相殺することができる。ここでは、制御部100が、投射部40を上方向に移動させ、表示パネル20を下方向に移動させた場合を説明したが、投射部40を下方向に移動させ、表示パネル20を上方向に移動させた場合についても、同様に説明することができる。
As shown in FIG. 4, the image light emitted from the pixel p1 travels along the optical path L1. Specifically, the image light emitted from the pixel p1 enters the
When the movement amount of the
以上説明した第1実施形態では、プロジェクター1は、投射部40を移動させてスペックルノイズを低減させる場合に、この移動と同期して表示パネル20を移動させて画像光の光路を変更する。この結果、プロジェクター1では、投射部40の移動によってスクリーンS上の投射画像の位置が変化しないようにすることができる。前述したように、投射部40の移動量を大きくした場合であっても、表示パネル20の移動により投射画像の位置の変化を相殺することができるので、プロジェクター1によれば、投射画像に影響を与えることなく、スペックルノイズの低減効果を向上させることができる。
In the first embodiment described above, when the
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
この実施形態でも、プロジェクター1は、投射部40を移動させてスペックルノイズを低減させるとともに、この移動と同期して光学部品を移動させることにより、投射画像の位置が変化しないようにする。上述した第1実施形態の構成と異なる点は、この実施形態のプロジェクター1が、表示パネル20以外の光学部品を移動させる点にある。以下の説明において、上述した第1実施形態と同じ構成については同一の符号を付して表し、その説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
Also in this embodiment, the
図5は、第2実施形態に係るプロジェクター1の構成を示す平面図である。図5で図示省略した部分の構成は、上述した第1実施形態と同じである。ただし、表示パネル20及びダイクロイックプリズム30は、この実施形態ではPOP構造によって一体化されていなくてもよい。
図5に示すように、この実施形態のプロジェクター1には、ダイクロイックプリズム30と投射部40との間で、ダイクロイックプリズム30が射出した画像光の光路上に、透光部材50が設けられている。透光部材50は、ガラス等の透光性を有する素材で形成された平行平板状の透光部材である。図5に示す一点鎖線は投射レンズ41の光軸を意味する。図5に示す状態では、透光部材50の画像光の入射面及び射出面は、それぞれ投射レンズ41の光軸と直交する。
FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the
As shown in FIG. 5, in the
図6は、プロジェクター1の構成を示すブロック図である。図6に示すように、この実施形態のプロジェクター1においては、第2駆動部130が、透光部材50を移動させる。第2駆動部130は、例えばアクチュエータであり、ダイクロイックプリズム30が射出した画像光の光路を変更するように、透光部材50を移動させる(光路変更手段)。ここにおいて、制御部100は、投射部40の移動を原因として、スクリーンS上の投射画像の位置が変化しないように、透光部材50を移動させる。プロジェクター1におけるその他の構成の説明については省略する。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the
図7は、透光部材50の姿勢と画像光の光路との関係を説明する図である。図7には、図5と同じ方向(上方向)から透光部材50を見たときの様子を表す平面図を示す。図7(a)に示す状態の場合、投射レンズ41の光軸と透光部材50の入射面とが直交している。このため、ほぼ0度の入射角で透光部材50に入射した画像光は、そのまま直進して、光路L3で進む。図7(b)は、第2駆動部130は、透光部材50の重心を通る軸を回転軸として、矢印A3の方向に所定角度だけ回転させた状態を示す図である。図7(b)に示す状態の場合、図7(a)に示す状態の場合よりも、透光部材50に対する画像光の入射角が大きくなる。よって、画像光は、透光部材50の屈折率に応じて屈折して、光路L4で進む。このため、透光部材50が図7(a)に示す状態のとき(光路L3)と、図7(b)に示す状態のとき(光路L4)とでは、透光部材50の後段側において、画像光は左右方向(水平方向)に距離d1だけずれた光路となる。
FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the posture of the
そこで、制御部100は、投射部40の移動と同期して、透光部材50を移動させて画像光の光路を変更することにより、投射画像の位置を変化させないようにする。具体的には、制御部100は、投射部40の往復移動と同じ周期で、透光部材50の姿勢を、図7(a)に示す状態と図7(b)に示す状態とに交互に切り替える。制御部100は、投射部40を図中右方向に移動させた場合は、画像光が光路L3で進むように透光部材50に対する入射角を小さくし、投射部40を図中左方向に移動させた場合は、画像光が光路L4で進むように透光部材50に対する入射角を大きくする。ここにおいて、投射画像の位置が変化しないように、投射部40の移動方向や移動量に応じて、透光部材50の素材や角度、回転角等の移動条件が設定されるとよい。
Therefore, in synchronization with the movement of the
以上説明した第2実施形態によれば、プロジェクター1は、投射部40を移動させてスペックルノイズを低減させる場合に、投射部40の移動に同期して透光部材50を移動させることによって、投射画像の位置が変化しないようにすることができる。一般に、表示パネル20及びダイクロイックプリズム30よりも透光部材50の方が軽量であるから、この実施形態のプロジェクター1によれば、光学部品の移動を原因とした騒音の発生を抑えることもできる。
According to the second embodiment described above, the
ところで、平行平板状の透光部材を移動させる構成は、図7を用いて説明した構成に限定されない。図8に示すように、透光部材を円板状の透光部材50aとし、第1駆動部120が透光部材50aを回転させてもよい。図8(a),(c)は、第2駆動部130及び透光部材50aを、図7と同じ方向に見た様子を表している。図8(b)は、第2駆動部130及び透光部材50aを斜め下方向から見た様子を表している。この例では、第2駆動部130は、透光部材50aに回転力を与えるための駆動手段であり、例えばモーターである。第2駆動部130のモーター軸と、円形状の透光部材50aの中心とが、透光部材50aが回転可能となるように接続されている。ここにおいて、モーター軸の軸方向と透光部材50aの面とは直交しておらず、透光部材50aが光軸に対して傾いた姿勢で、モーター軸と接続されている。
By the way, the structure which moves a parallel plate-shaped translucent member is not limited to the structure demonstrated using FIG. As shown in FIG. 8, the translucent member may be a disc-shaped
図8(a)に示す状態の場合、画像光は透光部材50aに入射した後、図中左方向に屈折して、透光部材50aから射出する。図8(a)の状態から、透光部材50aを矢印A4方向に180度回転させると、透光部材50aは図8(c)に示す状態となる。図8(c)に示す状態の場合、画像光は透光部材50aに入射した後、図中右方向に屈折して、透光部材50aから射出する。図8(a)と図8(c)とを見て分かるように、透光部材50aの姿勢に応じて画像光の入射角が変化する。これにより、透光部材50aが回転する期間においては、図6に示した構成の場合と同様に、画像光の光路が変更させられる。透光部材50aの素材や回転速度(角速度)等の移動条件は、投射部40の移動によって、投射画像の位置が変化しない条件に予め設定されるとよい。
以上説明した第2実施形態によれば、プロジェクター1は、モーターの駆動力により透光部材50aを回転させればよいだけであり、第2駆動部130の構成を簡素化する点でも好ましい。
In the state shown in FIG. 8A, after the image light is incident on the
According to the second embodiment described above, the
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
この実施形態でも、プロジェクター1は、投射部40を移動させてスペックルノイズを低減させるとともに、画像光の光路を変更させることにより、投射画像の位置が変化しないようにする。上述した第1及び第2実施形態と異なる点は、この実施形態のプロジェクター1が、光学部品を移動させないで、画像光の光路を変更する点にある。以下の説明において、上述した第1実施形態と同じ構成については同一の符号を付して表し、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
Also in this embodiment, the
図9は、第3実施形態に係るプロジェクター1の構成を示す平面図である。図9で図示省略した部分の構成は、上述した第1実施形態と同じである。ただし、表示パネル20及びダイクロイックプリズム30は、この実施形態ではPOP構造によって一体化されていなくてもよい。
図9に示すように、この実施形態のプロジェクター1では、偏光素子60と、複屈折部材70とが、表示パネル20とダイクロイックプリズム30との間に設けられている。偏光素子60及び複屈折部材70は、それぞれ、表示パネル20が射出した画像光の光路上に位置する。偏光素子60は、例えば、液晶素子を用いた液晶パネルや波長板であり、透光部材50の両面が光軸と直交するように設けられた偏光手段である。ここでは、偏光素子60は、表示パネル20から入射した画像光の偏光方向を、p偏光とs偏光との一方に変換して射出する。偏光素子60がp偏光又はs偏光のどちらに変換するかについては、外部からの電圧印加により指定することができる。
FIG. 9 is a plan view showing the configuration of the
As shown in FIG. 9, in the
複屈折部材70は、例えば水晶により平行平板状に形成され、偏光素子60により偏光方向が変換させられた画像光が入射する。複屈折部材70は、光学軸が、入射する画像光の直線偏光と平行となるように構成されている。また、複屈折部材70は、投射レンズ41の光軸に対して傾いた状態で配置されている。この構成の下、複屈折部材70は、入射する画像光の偏光方向に応じて異なる屈折率を有するプリズムとして機能する。すなわち、複屈折部材70は、p偏光の画像光が入射した場合と、s偏光との画像光が入射した場合とで、それぞれ異なる屈折率で屈折した画像光を射出する。
The
図10は、プロジェクター1の構成を示すブロック図である。図10に示すように、この実施形態のプロジェクター1において、上述した第1実施形態の構成と異なる点は、第2駆動部130に代えて電圧制御部140を有する点にある。電圧制御部140は、偏光素子60に印加する電圧を制御して、偏光素子60に変換させる偏光方向を指定する。電圧制御部140は、制御部100の下、投射部40の移動を原因としたスクリーンS上の画像の位置が変化しないように、偏光素子60への印加電圧を制御して、画像光の光路を変更する(光路変更手段)。プロジェクター1におけるその他の構成の説明については省略する。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the
電圧制御部140が、偏光素子60にp偏光に変換させた場合、複屈折部材70に入射する画像光が常光線となるため、屈折率が小さくほぼ直進に近い光路L5で画像光が進行する。次に、電圧制御部140が、偏光素子60にs偏光に変換させた場合、s偏光の偏光方向が複屈折部材70の光学軸と直交するため、複屈折部材70に入射する画像光が異常光線となり、大きな屈折率で屈折して光路L6で画像光が進行する。このため、図9に示すように、偏光素子60がs偏光に変換する場合とp偏光に変換する場合とで、複屈折部材70の後段側においては、図中上下方向に距離d2だけずれた光路となる。
When the voltage control unit 140 converts the
そこで、制御部100は、投射部40の移動と同期して、偏光素子60に変換させる偏光方向を切り替えて、画像光の光路を変更することによって、投射部40の移動により投射画像の位置が変化しないようにする。この切り替えの周期は、投射部40の往復移動の周期と同じにすればよい。
Therefore, the
以上説明した第3実施形態によれば、プロジェクター1は、投射部40を移動させてスペックルノイズを低減させるとともに、投射画像の位置が変化しないようにすることができる。更に、このプロジェクター1では、投射部40以外の光学部品を移動させないで、画像光の光路を変更するので、モーターの駆動音等の光学部品の移動によって生じる騒音を抑える点でも好ましい。
According to the third embodiment described above, the
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
この実施形態でも、プロジェクター1は、投射部40を移動させてスペックルノイズを低減させるとともに、画像光の光路を変更することにより、投射画像の位置が変化しないようにする。上述した第1〜第3実施形態と異なる点は、この実施形態のプロジェクター1が、表示パネル20に形成する画像の位置を変更することにより、画像光の光路を変更する点にある。この実施形態のプロジェクター1の構成は、図1に示す構成でよい。ただし、表示パネル20及びダイクロイックプリズム30は、POP構造によって一体化されていなくてもよい。以下の説明において、上述した第1実施形態と同じ構成については同一の符号を付して表し、その説明を省略する。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
Also in this embodiment, the
図11は、プロジェクター1の構成を示すブロック図である。図11に示すように、個の実施形態のプロジェクター1において上述した第1実施形態の構成と異なる点は、プロジェクター1が第2駆動部130に相当する構成を備えなくてよい点にある。この実施形態では、表示制御部110が、投射部40の移動による投射画像の位置の変化を相殺するように、表示パネル20に書き込む画像の位置を変更する(光路変更手段)。プロジェクター1におけるその他の構成の説明については省略する。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of the
図12は、表示パネル20の画素の位置と、表示パネル20から射出する画像光の光路との関係を説明する図である。図12においては、図示を簡単にするため、投射レンズ41を1つの凸レンズで表している。また、表示パネル20を構成する正方形のひとつひとつは、それぞれ表示パネル20の1画素に相当する。
上述した第1実施形態のプロジェクター1では、表示パネル20を移動させることによって、画像光の光路を変更していた。この光路変更を、表示パネル20に書き込む画像の位置を変更して実現するのが、この実施形態のプロジェクター1である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the relationship between the pixel position of the
In the
図12に示すように、画素p1から射出した画像光は光路L7で進む。具体的には、この画像光は、投射レンズ41へ入射し、投射レンズ41の屈折率に応じて屈折して、スクリーンS上の位置Psに到達する。次に、投射部40(投射レンズ41)が、矢印A5の方向(上方向)に移動させられた場合を考える。この場合、画素p2から射出した画像光は光路L8で進む。具体的には、この画像光は、投射レンズ41へ入射し、投射レンズ41の屈折率に応じて屈折して、スクリーンS上の位置Psに到達する。そこで、表示制御部110は、画素p1に書き込むべき画像信号を、矢印A6の方向(下方向)に1画素分移動した画素p2に書き込んで、画像光の光路を変更すれば、投射部40の移動による投射画像の位置が変化しないようにすることができる。ここにおいて、制御部100は、投射部40の移動と同期するように、投射部40の往復移動と同じ周波数で、表示パネル20に形成する画像の位置を往復移動させる。
As shown in FIG. 12, the image light emitted from the pixel p1 travels along the optical path L7. Specifically, the image light is incident on the
投射部40の移動量を更に大きくした場合であっても、表示制御部110は、表示パネル20に形成する画像の位置を変化させる画素数をその分だけ多くすればよい。また、ここでは、投射部40を上方向に移動させる場合を説明したが、投射部40を上下左右のどの方向に移動させた場合であっても、表示パネル20に書き込む画像の位置をその反対の方向に変更することにより、投射画像の位置を変化させないようにすることができる。
Even when the movement amount of the
以上説明した第4実施形態によれば、プロジェクター1は、投射部40を移動させてスペックルノイズを低減させるとともに、投射画像の位置が変化しないようにすることができる。また、このプロジェクター1では、投射部40以外の光学部品を移動させずに済むので、光学部品の移動によって生じる騒音を抑える点でも好ましい。
According to the fourth embodiment described above, the
<変形例>
本発明は、上述した実施形態と異なる形態で実施することが可能である。また、以下に示す変形例は、各々を適宜に組み合わせてもよい。
上述した各実施形態では、プロジェクター1は、投射部40の全体を移動させ、すなわち、投射部40の全体を移動させていた。これに代えて、プロジェクター1は、投射部40の筐体等を移動させずに、投射レンズ41のみを移動させてもよい。この場合において、投射レンズ41が複数のレンズからなる場合には、プロジェクター1では、投射レンズ41の複数のレンズのうち少なくともひとつを移動させればよい。
<Modification>
The present invention can be implemented in a form different from the above-described embodiment. Further, the following modifications may be combined as appropriate.
In each embodiment mentioned above, the
また、プロジェクター1が、投射レンズ41とスクリーンSとの間に設けられた光学部品(レンズ)を備える場合、この光学部品を、投射レンズ41と同期して移動させることによっても、投射画像の位置の変化を抑えることができる。すなわち、プロジェクター1は、画像光の光路を変更できるのであれば、表示パネル20からスクリーンSとの間に設けられたどの光学部品を移動させてもよい。
Further, when the
上述した第1実施形態において、プロジェクター1は、POP構造により一体化させられた表示パネル20及びダイクロイックプリズム30を移動させている。プロジェクター1が、ダイクロイックプリズム30と独立して表示パネル20を移動させることができる場合には、ダイクロイックプリズム30を移動させないで、表示パネル20を移動させてもよい。
上述した第3実施形態において、偏光素子60及び複屈折部材70が、表示パネル20とダイクロイックプリズム30との間に設けられているが、例えば、ダイクロイックプリズム30と投射部40との間等の別の位置に設けられてもよい。
In the first embodiment described above, the
In the third embodiment described above, the
プロジェクター1は、各色成分に対応する複数のライトバルブを有するものに限定されない。プロジェクター1は、単一のライトバルブを有していてもよい。この場合、光学フィルター等を用いて画素毎に対応する色が設定される。また、ライトバルブは、透過型の液晶パネルを用いたものに限られず、反射型の液晶パネルを用いたものであってもよい。また、プロジェクター1は、液晶型のプロジェクターに限られず、例えば、DMD(Digital Mirror Device)やLCOS(Liquid Crystal On Silicon)等を用いたものであってもよい。
The
1…プロジェクター、10,10R,10G,10B…光源部、11,11R,11G,11B…レーザー光源、20,20R,20G,20B…表示パネル、30…ダイクロイックプリズム、40…投射部、41…投射レンズ、50,50a…透光部材、60…偏光素子、70…複屈折部材、100…制御部、110…表示制御部、120…第1駆動部、130…第2駆動部、140…電圧制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記レーザー光を画像信号に応じて変調して、画像光を射出する表示パネルと、
前記表示パネルが射出した画像光を投射面に投射する投射レンズと、
前記投射レンズを光軸に交差する方向に移動させる投射レンズ移動手段と、
前記投射レンズ移動手段が前記投射レンズを移動させたときに、前記投射面に表示される画像の位置が変化しないように、前記画像光の光路を変更する光路変更手段と
を備える投射型表示装置。 A laser light source for emitting laser light;
A display panel that emits image light by modulating the laser light according to an image signal;
A projection lens that projects image light emitted from the display panel onto a projection surface;
A projection lens moving means for moving the projection lens in a direction intersecting the optical axis;
A projection type display device comprising: an optical path changing unit that changes an optical path of the image light so that a position of an image displayed on the projection surface does not change when the projection lens moving unit moves the projection lens. .
前記光軸と交差する方向に前記表示パネルを移動させる
請求項1に記載の投射型表示装置。 The optical path changing means is
The projection display device according to claim 1, wherein the display panel is moved in a direction intersecting the optical axis.
前記光路変更手段は、
前記透光部材に対する前記画像光の入射角を変化させるように、当該透光部材を移動させる
請求項1に記載の投射型表示装置。 A parallel plate-shaped translucent member provided on the optical path of the image light;
The optical path changing means is
The projection display device according to claim 1, wherein the light transmissive member is moved so as to change an incident angle of the image light with respect to the light transmissive member.
前記偏光手段が射出した前記画像光の光路上に設けられ、当該画像光の偏光方向に応じて異なる屈折率を有する複屈折部材と
を備え、
前記光路変更手段は、
前記偏光手段が変換する前記偏光方向を切り替える
請求項1に記載の投射型表示装置。 Polarization means for converting the incident image light into a designated polarization direction and emitting the light; and
A birefringent member provided on the optical path of the image light emitted by the polarizing means, and having a different refractive index depending on the polarization direction of the image light,
The optical path changing means is
The projection display device according to claim 1, wherein the polarization direction converted by the polarization unit is switched.
前記画像信号に応じて前記表示パネルに形成される画像の位置を変更する
請求項1に記載の投射型表示装置。 The optical path changing means is
The projection display device according to claim 1, wherein a position of an image formed on the display panel is changed according to the image signal.
前記投射レンズ移動手段は、
前記複数のレンズのうちの少なくともひとつを移動させる
請求項1から5のいずれか1項に記載の投射型表示装置。 The projection lens includes a plurality of lenses,
The projection lens moving means includes
The projection type display device according to claim 1, wherein at least one of the plurality of lenses is moved.
前記レーザー光を画像信号に応じて変調して、画像光を射出する表示パネルと、
前記表示パネルが射出した画像光を投射面に投射する投射レンズと
を備える投射型表示装置の制御方法であって、
前記投射レンズを光軸に交差する方向に移動させ、
前記投射レンズを移動させたときに、前記投射面に表示される画像の位置が変化しないように、前記画像光の光路を変更する
投射型表示装置の制御方法。 A laser light source for emitting laser light;
A display panel that emits image light by modulating the laser light according to an image signal;
And a projection lens for projecting image light emitted from the display panel onto a projection surface.
Moving the projection lens in a direction intersecting the optical axis;
A method for controlling a projection display apparatus, wherein the optical path of the image light is changed so that the position of an image displayed on the projection surface does not change when the projection lens is moved.
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