JP6100080B2 - プロジェクタ及び携帯端末 - Google Patents
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Description
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1(a)〜図1(c)は、第1の実施形態に係るプロジェクタ及び携帯端末を例示する模式図である。
図1(a)は、プロジェクタ及び携帯端末、並びに、それらの使用状態を例示する模式的斜視図である。図1(b)は、図1(a)のA1−A2線に対応する断面図である。図1(c)は、プロジェクタからの光を例示する模式図である。
図2は、光走査部30を例示している。保持部32は、第1方向D1を軸とした第1回転動作が可能である。反射面31は、保持部32に保持される。反射面31は、第2方向D2を軸とする第2回転動作が可能である。第2方向D2は、第1方向D1と交差する方向である。
反射面31には、レーザ光L0が入射される。
ここで、第1方向D1と第2方向D2とを含む平面と、像面60と、の角度を角度θ(図1(b)参照)とする。本実施形態のように、第1回転動作に連動してレーザ光L0の収束度αを変更して、像面60上におけるレーザ光L0のスポットLsのサイズを変化させたときにおいて、像面60内の横方向の位置が変化したときのスポットLsのサイズの変化が、角度θに依存することが分かった。例えば、反射面31を、第1方向D1を軸として回転させ、さらに、第2方向D2を軸として回転させることで、画像が表示される。このとき、第1方向D1と第2方向D2との設定によっては、画面61内におけるスポットLsのサイズの変化が大きくなる場合と、小さくなる場合とがある。これは、レーザ光L0の走査において、第1方向D1の第1回転動作に連動して、第2方向D2の第2回転動作が行われるためである。
これらの図は、像面60上におけるレーザ光L0のスポットLsのシミュレーション結果を例示している。このシミュレーションでは、第2回転動作(例えば横方向)による走査においては、レーザ光L0の収束度αは変更されない。すなわち、第1回転動作に連動してレーザ光L0の収束度αが変更され、第2回転動作に関しては、収束度αは一定である。
この参考例においては、上記の角度θが33度である。角度θが87度である上記のプロジェクタ110においては、図1(b)に例示したように、反射面31に、斜め上方からレーザ光L0が照射される。一方、角度θが33度のこの参考例においては、反射面31に、下方からレーザ光L0が照射される。参考例における、面65を基準にした反射面31の位置は、プロジェクタ110における、面65を基準にした反射面31の位置と同じである。
本実施形態においては、光走査部30から出射したレーザ光L0が形成する像面60と、反射面31と、の間の角度は、実質的に90度に設定される。例えば、第1方向D1と第2方向D2とを含む平面と、像面60と、の角度θ(図1(b)参照)は、80度以上100度以下である。これにより、レーザ光L0のスポットのサイズが、縦方向だけではなく横方向も含めて像面60内で均一に、小さくできる。
図5は、角度θを変えたときの、像面60上におけるレーザ光L0のスポットLsのサイズの変化を例示している。横軸は、角度θである。縦軸は、所定のサイズの画面61内におけるレーザ光L0のスポットLsの最大値と最小値との差(変化ΔLs)を規格化して示している。スポットLsの変化ΔLsが小さいことが、画面61内においてスポットLsが均一に小さくなることを示す。
実施形態によれば、小型で高解像度のプロジェクタ及び携帯端末が提供できる。
図6は、プロジェクタ及び携帯端末、並びに、それらの使用状態を例示している。図6は、図1(a)のA1−A2線に相当する断面図である。
図7は、第1の実施形態に係るプロジェクタの一部を例示する模式的平面図である。
この例では、フォーカス制御部20として、液晶レンズ25が用いられる。液晶レンズ25においては、液晶に印加される電圧により焦点距離が制御される。液晶レンズ25においては、同心円状の複数の第1光透過性電極25aと、第2光透過性電極25bと、が設けられる。これらの電極の間に、液晶層25cが設けられる。駆動部25dが、複数の第1光透過性電極25aと、第2光透過性電極25bと、に接続される。駆動部25dは、第1光透過性電極25aと第2光透過性電極25bとに電圧を印加して、液晶層25cの液晶配向を変化させて、液晶層25cの屈折率分布を変化させる。屈折率分布の変化により、レンズ効果が得られる。電圧の値を変更することで、レンズの焦点距離が変更できる。
この例では、フォーカス制御部20として、液体レンズ26が用いられる。液体レンズ26においては、第1光透過性基板26aと、第2光透過性基板26bと、の間に、第1電極26e及び第2電極26fが設けられている。第1光透過性基板26aと、第2光透過性基板26bと、の間において、第1電極26eと第2電極26fとの間の領域に、第1液体26cと、第2液体26dと、が設けられる。第2液体26dの屈折率は、第1液体26cの屈折率とは異なる。第1液体26cと第2液体26dとの間において互いの溶解度は低い。これらの液体は、実質的に互いに混ざらない。すなわち、第1液体26cと第2液体26dとの間に界面26gが形成される。第1液体26cとして、例えば、水溶液が用いられる。第2液体26dとして、例えば、油が用いられる。駆動部26hは、第1電極26e及び第2電極26fに電圧を印加する。電圧により、界面26gの形状が変化する。駆動部26hは、界面26gの形状を変化させる。界面26gの形状の変化により、液体レンズ26は、焦点可変のレンズとして機能する。
この例では、フォーカス制御部20として、静電ミラー27が用いられる。静電ミラー27においては、基板27bに接続された保持体27aにより薄膜ミラー27dが保持される。基板27bの上に電極27cが設けられており、電極27cと薄膜ミラー27dとは、互いに離間している。駆動部27eは、電極27cに電圧を印加して、電極27cと薄膜ミラー27dとの間に静電力を生じさせる。これにより、駆動部27eは、薄膜ミラー27dを変形させる。薄膜ミラー27dの曲率が、静電力により変化する。これにより、静電ミラー27における焦点距離が制御できる。このように、フォーカス制御部20には、反射型の光学素子を用いても良い。
上記の他、小型化が可能の任意の構成を、フォーカス制御部20に適用できる。
図10は、第1の実施形態に係るプロジェクタの一部を例示する模式的断面図である。
図10は、光源部10の例を示している。この例では、光源部10は、第1光源素子11と、第2光源素子12と、第3光源素子13と、を含む。
この例においては、光源部10に含まれる部品の数を削減することができる。
本実施形態においては、像面60内において、画像を表示する部分が制御される。本実施形態においては、第1の実施形態に関して説明したプロジェクタ及び携帯端末、並びに、それらの変形のいずれかが用いられる。
図13(a)は、像面60におけるレーザ光L0の照射領域を例示している。図13(b)は、像面60に設定される表示領域を例示している。図13(c)は、変調されたレーザ光L0の照射状態を例示している。
図13(a)に表したように、レーザ光L0の照射領域R0の形状は、扇状の一部である。これは、反射面31が回転動作することにより、レーザ光L0が走査されるためである。像面60上において、走査されたレーザ光L0の軌跡62は、円弧状となる。
Claims (19)
- レーザ光を出射する光源部と、
第1方向を軸とした第1回転動作が可能な保持部と、
前記保持部に保持され前記第1方向と交差する第2方向を軸とした第2回転動作が可能で前記レーザ光が入射される反射面と、
を含み前記第1回転動作及び前記第2回転動作により前記レーザ光を走査する光走査部と、
前記レーザ光の光路上において前記光源部と前記光走査部との間に設けられ、前記第1回転動作に連動して前記レーザ光の収束度を変更するフォーカス制御部と、
を備え、
前記光走査部から出射した前記レーザ光が形成する像面と、前記第1方向及び前記第2方向を含む平面と、の間の角度は、80度以上100度以下であるプロジェクタ。 - 前記第1方向と、前記像面と、の間の角度の絶対値は、5度以下である請求項1記載のプロジェクタ。
- 前記光源部は、
第1ピーク波長を有する第1成分レーザ光を出射する第1光源素子と、
前記第1ピーク波長とは異なる第2ピーク波長を有する第2成分レーザ光を出射する第2光源素子と、
前記第1ピーク波長とは異なり前記第2ピーク波長とは異なる第3ピーク波長を有する第3成分レーザ光を出射する第3光源素子と、
を含む請求項1または2に記載のプロジェクタ。 - 前記光源部は、
前記第1成分レーザ光の少なくとも一部を透過させ、前記第2成分レーザ光の少なくとも一部を反射させる第1ダイクロイックミラーをさらに含む請求項3記載のプロジェクタ。 - 前記光源部は、
前記第2成分レーザ光の少なくとも一部を透過させ、前記第3成分レーザ光の少なくとも一部を反射させる第2ダイクロイックミラーをさらに含む請求項4記載のプロジェクタ。 - 前記光源部は、
第1ピーク波長を有する第1成分レーザ光を出射する第1光源素子と、
前記第1ピーク波長とは異なる第2ピーク波長を有する第2成分レーザ光を出射する第2光源素子と、
前記第1成分レーザ光の少なくとも一部を透過させ、前記第2成分レーザ光の少なくとも一部を反射させる第1ダイクロイックミラーと、
前記第1光源素子と前記第1ダイクロイックミラーとの間に設けられ前記第1成分レーザ光をコリメートする第1光源側コリメート光学素子と、
を含む請求項1または2に記載のプロジェクタ。 - 前記光源部は、
第1ピーク波長を有する第1成分レーザ光を出射する第1光源素子と、
前記第1ピーク波長とは異なる第2ピーク波長を有する第2成分レーザ光を出射する第2光源素子と、
前記第1成分レーザ光の少なくとも一部を透過させ、前記第2成分レーザ光の少なくとも一部を反射させる第1ダイクロイックミラーと、
前記第1成分レーザ光をコリメートするコリメート光学素子と、
を含み、前記第1光源素子と前記コリメート光学素子との間に前記第1ダイクロイックミラーが配置される請求項1または2に記載のプロジェクタ。 - 前記光源部は、
前記レーザ光を出射するレーザ素子と、
前記レーザ素子から出射した前記レーザ光をコリメートするコリメート光学素子と、
を含む請求項1または2に記載のプロジェクタ。 - 前記光源部は、
赤外レーザ光を出射する赤外レーザ素子と、
前記赤外レーザ光が入射され前記赤外レーザ光の波長の1/2の波長の光を出射する第二高調波発生素子と、
を含む請求項1または2に記載のプロジェクタ。 - 前記フォーカス制御部は、前記光源部から出射された前記レーザ光が入射される収束光学素子を含み、
前記収束光学素子は、収束するレーザ光を出射し、可動性である請求項1〜9のいずれか1つに記載のプロジェクタ。 - 前記収束光学素子の、前記収束光学素子を通過する前記レーザ光の前記光路に沿う移動距離は、2.0mm以下である請求項10記載のプロジェクタ。
- 前記フォーカス制御部は、
第1光透過性電極と、
第2光透過性電極と、
前記第1光透過性電極と前記第2光透過性電極との間に設けられた液晶層と、
前記第1光透過性電極と前記第2光透過性電極とに電圧を印加して前記液晶層の液晶配向を変化させて前記液晶層の屈折率分布を変化させる駆動部と、
を含む請求項1〜9のいずれか1つに記載のプロジェクタ。 - 前記フォーカス制御部は、
第1屈折率を有する第1液体と、
前記屈折率とは異なる第2屈折率を有し、前記第1液体との間に界面を形成可能な第2液体と、
前記第1液体と前記第2液体とに対向する電極と、
前記電極に電圧を印加して前記界面の形状を変化させる駆動部と、
を含む請求項1〜9のいずれか1つに記載のプロジェクタ。 - 前記フォーカス制御部は、
電極と、
前記電極と離間する薄膜ミラーと、
前記薄膜ミラーを保持する保持体と、
前記電極に電圧を印加して前記電極と前記薄膜ミラーとの間に静電力を生じさせて前記薄膜ミラーを変形させる駆動部と、
を含む請求項1〜9のいずれか1つに記載のプロジェクタ。 - 前記レーザ光の前記光路上において前記フォーカス制御部と前記光走査部との間に設けられ、前記フォーカス制御部から出射した前記レーザ光を反射して前記光走査部に入射させる反射光学素子をさらに備えた請求項1〜14のいずれか1つに記載のプロジェクタ。
- 前記フォーカス制御部から前記反射光学素子に向かう方向と、前記像面と、の間の角度は、80度以上100度以下である請求項15記載のプロジェクタ。
- 前記像面上において予め定められた表示領域と、前記表示領域の外側の外側領域と、が設けられ、
前記光源部は、前記外側領域に向けて進行する前記レーザ光の強度を、前記表示領域に向けて進行する前記レーザ光の強度よりも低くなるように、前記レーザ光の強度を変化させる請求項1〜16のいずれか1つに記載のプロジェクタ。 - 前記反射面に入射する前記レーザ光と、前記反射面に対して垂直な方向と、の間の角度は、10度以上80度以下である請求項1〜17のいずれか1つに記載のプロジェクタ。
- 請求項1〜18のいずれか1つに記載のプロジェクタと、
前記プロジェクタで表示されるデータを入手することが可能な通信部と、
を備えた携帯端末。
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