JP2008158190A - Lighting device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明装置及びプロジェクタに関する。 The present invention relates to a lighting device and a projector.
近年、プロジェクタが急速に普及してきている。主にビジネスプレゼンテーション用途で用いられてきたフロント投射型プロジェクタのほか、最近ではリアプロジェクタが、大型テレビ(PTV:プロジェクションテレビ)の一形態として認知度を高めてきている。プロジェクション方式の最大の利点は、液晶テレビ、PDPなどの直視型ディスプレイに比べて低価格で同画面サイズの商品を供給できることである。しかし、直視型においても低価格化が進展しており、プロジェクタ表示装置にもより高い画質性能が求められつつある。 In recent years, projectors are rapidly spreading. In addition to front projection projectors that have been used mainly for business presentation purposes, rear projectors have recently been gaining recognition as a form of large television (PTV: projection television). The greatest advantage of the projection system is that it can supply products with the same screen size at a lower price than direct-view displays such as liquid crystal televisions and PDPs. However, the price reduction is also progressing in the direct view type, and higher image quality performance is being demanded for the projector display device.
プロジェクタは、アークランプなどの光源から射出した光を液晶ライトバルブなどの光変調手段に照射し、光変調手段により変調された投射光をスクリーンに投射することで画像をスクリーンに表示するものである。このとき、スクリーンには、画像が表示されるだけでなく、スクリーン全面がぎらついて見える。これは、光線の干渉に伴う輝度ムラによるもので、スペックルノイズ、いわゆるシンチレーションと呼ばれる。 A projector irradiates light modulation means such as a liquid crystal light valve with light emitted from a light source such as an arc lamp, and projects projection light modulated by the light modulation means onto a screen to display an image on the screen. . At this time, not only an image is displayed on the screen, but the entire screen appears glaring. This is due to luminance unevenness caused by the interference of light rays and is called speckle noise, so-called scintillation.
ここで、シンチレーションの発生原理について簡単に説明する。図10に示すように、光源101から照射された光が液晶ライトバルブ102を透過して投射レンズ103によりスクリーン104へと投射される。スクリーン104に投射された投射光は、スクリーン104の散乱構造により回折し、それらが二次波源のように振舞うことによって拡散される。二次波源による2つの球面波が、互いの位相関係に応じて光の強め合いや弱め合いを起こすことによって、スクリーン104と鑑賞者との間に明暗の縞模様(干渉縞)となって現れる。この干渉縞が発生する像面105に鑑賞者の焦点が合ったとき、鑑賞者はスクリーンをぎらつかせるシンチレーションとして干渉縞を認識する。
シンチレーションは、スクリーン面に結像された画像を見ようとする鑑賞者にとって、スクリーン面と鑑賞者との間にあたかもベールやレース布、クモの巣などを張ったかのような不快感を与える。また、鑑賞者はスクリーン上の画像とシンチレーションとの2重の像を見ることになり、それぞれに視点を合わせようとするため、大きな疲労を招く。したがって、このシンチレーションは鑑賞者に大きなストレスを与えてしまう。
Here, the principle of scintillation generation will be briefly described. As shown in FIG. 10, the light emitted from the
Scintillation gives an uncomfortable feeling to a viewer who wants to see an image formed on the screen surface as if a veil, a lace cloth, a spider web, or the like is stretched between the screen surface and the viewer. In addition, the viewer sees a double image of the image on the screen and the scintillation and tries to match the viewpoint with each image, which causes great fatigue. Therefore, this scintillation gives a great stress to the viewer.
近年、従来の高圧水銀ランプに替わる新しい光源の開発が進められており、特にレーザ光源は、エネルギー効率や色再現性、長寿命、瞬時点灯などの点で優れている。しかし、レーザ光源によるスクリーン上の投射光は、隣接する領域の光線の位相がそろっていることから干渉性が非常に高いものとなる。また、レーザ光源のコヒーレント長は、数十メートルにも及ぶことがあるため、同一の光源を分割して再度合成すると、コヒーレント長より短い光路差を経て合成された光が強い干渉を引き起こすことになり、高圧水銀ランプを用いた場合よりもはっきりとしたシンチレーションが出現してしまう。 In recent years, new light sources that replace conventional high-pressure mercury lamps have been developed. In particular, laser light sources are excellent in terms of energy efficiency, color reproducibility, long life, and instantaneous lighting. However, the projection light on the screen by the laser light source has very high coherence because the phases of the light beams in the adjacent areas are aligned. In addition, the coherent length of a laser light source can be as long as several tens of meters. Therefore, if the same light source is divided and recombined, the light synthesized through an optical path difference shorter than the coherent length causes strong interference. Thus, a clearer scintillation appears than when a high-pressure mercury lamp is used.
そこで、拡散層、透明層(レンチキュラーレンズ)及び拡散層の3層構造からなって拡散性を最適化したスクリーンが提案されている(例えば、特許文献1参照)。ここでは、散乱層を複雑化することにより干渉斑のランダム性を高めることで、シンチレーションの低減を図っている。
また、光や電場、磁場、熱、応力などを光散乱層に付与することで、光拡散層に含有されている光散乱体の形状、相対的な位置関係や屈折率を時間的に変化させるというスクリーンが提案されている(例えば、特許文献2参照)。ここでは、光拡散層による散乱波の散乱分布や位相を時間的に変化させることによってシンチレーションの発生防止を図っている。
In addition, by applying light, electric field, magnetic field, heat, stress, etc. to the light scattering layer, the shape, relative positional relationship and refractive index of the light scatterer contained in the light diffusion layer are temporally changed. (See, for example, Patent Document 2). Here, scintillation is prevented from occurring by temporally changing the scattering distribution and phase of the scattered wave by the light diffusion layer.
しかしながら、上記記載のスクリーンにおいても、以下の課題が残されている。すなわち、前者のスクリーンでは、最終散乱面の散乱状態が固定されているので、散乱面上の各点から発した光線間の干渉がなすスクリーンと鑑賞者の間における空間の位相分布も固定されており、干渉斑も固定した像として視認されてしまう。そのため、完全に干渉斑が消えるということにはならず、特に、干渉性の高いレーザ光源を具備するプロジェクタではほとんど効果を得ることができない。また、このような高散乱化による構成では、画像ボケを発生することがあるため、高画質化が困難である。
また、後者のスクリーンでは、光散乱体の形状や相対的な位置関係、屈折率などを変化させるに多大な駆動エネルギーを必要とし、振動や音、不要電磁波、排熱となって快適な鑑賞を阻害することがある。そして、散乱層が焦点方向に移動してしまうような構成では、画像の大きさが変化してしまう。このため、水平方向における画像の輪郭線の位置も変わってしまい、画像ボケが生じる原因となる。
However, the following problems remain in the screen described above. That is, in the former screen, since the scattering state of the final scattering surface is fixed, the phase distribution of the space between the screen and the viewer that interferes with light rays emitted from each point on the scattering surface is also fixed. Therefore, the interference spots are also visually recognized as a fixed image. For this reason, the interference spots do not completely disappear, and in particular, a projector having a highly coherent laser light source can hardly obtain the effect. In addition, in such a configuration with high scattering, image blur may occur, and it is difficult to improve image quality.
The latter screen requires a large amount of driving energy to change the shape, relative positional relationship, refractive index, etc. of the light scatterer, and allows comfortable viewing with vibration, sound, unnecessary electromagnetic waves, and exhaust heat. May interfere. In a configuration in which the scattering layer moves in the focal direction, the size of the image changes. For this reason, the position of the contour line of the image in the horizontal direction also changes, which causes image blurring.
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、シンチレーションのさらなる低減化及び高画質化を図った照明装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an illumination device and a projector that further reduce scintillation and improve image quality.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる照明装置は、光源と、該光源から射出した光を導光する第1導光手段と、該第1導光手段から射出した光を被照射部材の被照射面に入射させる第2導光手段と、前記第1導光手段から射出した光の前記第2導光手段への入射角を時間的に変化させる駆動手段とを備えることを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the illumination device according to the present invention includes a light source, a first light guiding unit that guides light emitted from the light source, and light emitted from the first light guiding unit incident on the irradiated surface of the irradiated member. The second light guiding means to be driven, and the driving means for temporally changing the incident angle of the light emitted from the first light guiding means to the second light guiding means.
この発明では、例えばスクリーンなどの被投射部材への投射光の入射角を時間的に変化させることで、被投射部材に形成される干渉縞が時間的に変化する。これにより、シンチレーションのさらなる低減及び表示画質の向上が図れる。
すなわち、第1導光手段から射出した光の第2導光手段への入射角を時間的に変化させると、第2導光手段から射出した光の被照射面に対する入射角がこれに合わせて時間的に変化する。そして、被照射部材から射出した光の被投射部材に対する入射角が、被照射部材への入射角に応じて時間的に変化することとなる。そのため、被投射部材から射出する光の散乱状態が入射角に応じて時間的にさまざまに変化し、被投射部材で視認される干渉縞のパターンが変化する。これにより、干渉縞のパターンは複雑化する。そして、被投射部材から射出した光が鑑賞者の眼の残像特性によって時間積分されて平均化するので、干渉縞が視認されなくなる。これは、人間の眼に残像により画像がある一定時間保持された状態となることで画像が均一に表示されて見えるという特性に起因している。したがって、シンチレーションがさらに低減し、表示される画質が向上する。
In the present invention, for example, the interference fringes formed on the projection member change temporally by changing the incident angle of the projection light to the projection member such as a screen temporally. This can further reduce scintillation and improve display image quality.
That is, when the incident angle of the light emitted from the first light guide means to the second light guide means is changed with time, the incident angle of the light emitted from the second light guide means with respect to the irradiated surface is adjusted accordingly. Change over time. Then, the incident angle of the light emitted from the irradiated member with respect to the projected member changes with time according to the incident angle with respect to the irradiated member. Therefore, the scattering state of the light emitted from the projection member varies with time according to the incident angle, and the pattern of interference fringes visually recognized by the projection member changes. This complicates the interference fringe pattern. And since the light inject | emitted from the to-be-projected member is time-integrated and averaged by the afterimage characteristic of a viewer's eyes, an interference fringe is not visually recognized. This is due to the characteristic that the image appears to be displayed uniformly when the image is held for a certain period of time due to an afterimage in the human eye. Therefore, scintillation is further reduced and displayed image quality is improved.
また、本発明にかかる照明装置は、前記駆動手段が、前記第1導光手段を駆動することが好ましい。
この発明では、第2導光手段よりも光路上で光源に近接して配置されている第1導光手段を駆動することにより第2導光手段への光の入射角を変化させるので、第2導光手段を時間的に駆動することと比較して、変化量を小さくできる。これにより、照明装置の小型化が図れると共に、被照射部材に対する入射角を十分な速度で変化させることができる。
In the illumination device according to the present invention, it is preferable that the driving unit drives the first light guiding unit.
In this invention, the incident angle of the light to the second light guide means is changed by driving the first light guide means arranged closer to the light source on the optical path than the second light guide means. 2 The amount of change can be reduced as compared to driving the light guide means in terms of time. Thereby, while being able to achieve size reduction of an illuminating device, the incident angle with respect to a to-be-irradiated member can be changed at sufficient speed | velocity.
また、本発明にかかる照明装置は、前記第1導光手段が、可撓性を有する導光部材を有し、前記駆動手段が、前記導光部材の射出端部を駆動することとしてもよい。
この発明では、駆動手段が導光部材の射出端部を駆動することで、導光部材から射出する光の向きを時間的に変化させ、第1導光手段から射出した光の第2導光手段に対する入射角を時間的に変化させる。また、駆動手段が導光部材を駆動することで、導光部材中を導光する光のプロファイルを保持したまま入射角を時間的に変化させることができる。
In the illumination device according to the present invention, the first light guide unit may include a flexible light guide member, and the driving unit may drive an emission end of the light guide member. .
In this invention, the drive means drives the exit end of the light guide member to change the direction of the light emitted from the light guide member over time, and the second light guide of the light emitted from the first light guide means. The incident angle with respect to the means is changed with time. Further, the driving means drives the light guide member, so that the incident angle can be temporally changed while maintaining the profile of the light guided through the light guide member.
また、本発明にかかる照明装置は、前記第1導光手段が、前記光源から射出した光を反射させる第1反射鏡を有すると共に、前記第2導光手段が、前記第1反射鏡による反射光を前記被照射部材に向けて反射させる第2反射鏡を有し、前記駆動手段が、前記第1反射鏡による反射光を前記第2反射鏡の反射面上で走査させることとしてもよい。
この発明では、第1反射鏡による反射光を第2反射鏡の反射面上で走査させることで、第1反射鏡から射出する光の向きを時間的に変化させ、第1導光手段から射出した光の第2導光手段に対する入射角を時間的に変化させる。
In the illumination device according to the present invention, the first light guide unit includes a first reflecting mirror that reflects the light emitted from the light source, and the second light guide unit is reflected by the first reflecting mirror. It is good also as having a 2nd reflective mirror which reflects light toward the said to-be-irradiated member, and the said drive means scans the reflected light by a said 1st reflective mirror on the reflective surface of a said 2nd reflective mirror.
In this invention, the reflected light from the first reflecting mirror is scanned on the reflecting surface of the second reflecting mirror, so that the direction of the light emitted from the first reflecting mirror is changed temporally and emitted from the first light guiding means. The incident angle of the received light with respect to the second light guide means is changed with time.
また、本発明にかかる照明装置は、前記光源から射出する光量が所定値を超えたときに前記被照射面に入射する光を遮断する光ヒューズを備えることが好ましい。
この発明では、過剰な光量の光が入射することによって他の光学部材などに影響が発生することを防止できる。
Moreover, it is preferable that the illuminating device concerning this invention is equipped with the optical fuse which interrupts | blocks the light which injects into the said to-be-irradiated surface when the light quantity inject | emitted from the said light source exceeds predetermined value.
According to the present invention, it is possible to prevent other optical members and the like from being affected by an excessive amount of light incident.
また、本発明にかかるプロジェクタは、上記記載の照明装置と、該照明装置から射出した光を画像信号に応じて変調する光変調手段とを備え、該光変調手段により変調された光を被投射部材に投射することを特徴とする。
この発明では、上述のように、被投射部材への投射光の入射角が時間的に変化するので、干渉縞が時間的に変化する。これにより、シンチレーションのさらなる低減及び表示画質の向上が図れる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a projector comprising: the above-described illumination device; and a light modulation unit that modulates light emitted from the illumination device in accordance with an image signal. The light modulated by the light modulation unit is projected. It projects on a member.
In the present invention, as described above, since the incident angle of the projection light to the projection target changes with time, the interference fringes change with time. This can further reduce scintillation and improve display image quality.
また、本発明にかかるプロジェクタは、前記照明装置を複数有し、前記複数の光源が、同一の冷却ユニットに接続されていることが好ましい。
この発明では、複数の光源を同一の冷却ユニットに接続することで、光源の冷却を一括して行え、装置の小型化が図れる。
The projector according to the present invention preferably includes a plurality of the illumination devices, and the plurality of light sources are connected to the same cooling unit.
In the present invention, by connecting a plurality of light sources to the same cooling unit, the light sources can be cooled in a lump, and the apparatus can be downsized.
[第1の実施形態]
以下、本発明における照明装置及びプロジェクタの第1の実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図1はリアプロジェクタを示す(a)が概略斜視図、(b)が側断面図、図2は投射光学系を示す概略構成図、図3は照明装置を示す概略斜視図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of an illumination device and a projector according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 1A is a schematic perspective view showing a rear projector, FIG. 1B is a side sectional view, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a projection optical system, and FIG. 3 is a schematic perspective view showing an illumination device. .
本実施形態におけるリアプロジェクタ(プロジェクタ)1は、図1に示すように、筐体2と、筐体2の前面に設けられて画像が投影されるスクリーン(被投射部材)3とを備えており、筐体2の下方に設けられたフロントパネル4の左右側にスピーカからの音声を出力する開口部5が形成されている。
また、リアプロジェクタ1は、筐体2内に設けられた投射光学系10と、投射光学系10から射出した光を反射してスクリーン3に拡大投影する反射ミラー11、12とを備えている。
As shown in FIG. 1, a rear projector (projector) 1 according to the present embodiment includes a
Further, the rear projector 1 includes a projection
投射光学系10は、図2に示すように、赤色光を射出する赤色光照明装置15Aと、緑色光を射出する緑色光照明装置15Bと、青色光を射出する青色光照明装置15Cと、各照明装置15A〜15Cから照射されるレーザ光を変調するライトバルブ(光変調手段,被照射部材)16A〜16Cと、ダイクロイックプリズム17と、投射レンズ18とを備えている。なお、図2では、投射レンズ18とスクリーン3との間に配置される反射ミラー11、12の図示を省略している。
As shown in FIG. 2, the projection
まず、赤色光照明装置15Aについて説明する。なお、本実施形態では、各照明装置15A〜15Cの構成が同様であるため、赤色光照明装置15Aについてのみ説明し、緑色光照明装置15B及び青色光照明装置15Cの説明を省略する。
赤色光照明装置15Aは、図2及び図3に示すように、レーザ光源(光源)21Aと、レーザ光源21Aから射出した光を導光する導光部材(第1導光手段)22と、導光部材22から射出した光を導光してライトバルブ16Aに向けて射出する導光板(第2導光手段)23と、導光部材22を振動させるアクチュエータ(駆動手段)24とを備えている。
First, the red
As shown in FIGS. 2 and 3, the red
レーザ光源21Aは、内部にアレイ状に配置された複数のレーザ素子(図示略)を備えており、その射出端から赤色レーザ光を導光部材22に向けて射出する構成となっている。また、レーザ光源21Aは、これを冷却する例えばヒートシンクで構成された冷却ユニット25に接続されている。なお、レーザ光源21Aは、1つのレーザ素子のみを備える構成としてもよい。
The laser light source 21 </ b> A includes a plurality of laser elements (not shown) arranged in an array therein, and has a configuration in which red laser light is emitted from the emission end toward the
導光部材22は、光ファイバ31と、光ファイバ31の先端に設けられたレンズ32とを備えている。
光ファイバ31は、可撓性を有しており、基端がレーザ光源21Aの射出端に接続されている。そして、光ファイバ31は、レーザ光源21Aから射出する赤色レーザ光を導光し、先端(射出端)から射出する構成となっている。また、光ファイバ31には、光ファイバ31内を導光する光量が所定値を超えた時に光ファイバ31内の導光を遮断する光ヒューズ33が設けられている。この光ヒューズ33は、所定値以下の光量に対して透過性を有すると共に、所定値を超える光量に対して非透過性を有する材料によって構成されている。なお、光ファイバ31は、レーザ光源21Aに対してコネクタ(図示略)などにより着脱自在に接続されている。
レンズ32は、光ファイバ31の先端から射出した赤色レーザ光を拡大して導光板23に向けて射出する構成となっている。
The
The
The
導光板23は、ほぼ板状の透光性材料で構成されており、その一面がライトバルブ16Aに臨むと共に一側面がレンズ32の先端面に臨んでいる。また、導光板23の他面は、凹凸面となっている(図3に示す)。したがって、導光板23は、レンズ32から射出した赤色レーザ光をこの凹凸面で反射させて一面からライトバルブ16Aに向けて射出し、ライトバルブ16Aの画像表示領域(被照射面)の全面を均一に照射する構成となっている。
The
アクチュエータ24は、例えば電圧の印加によって伸縮するまたは歪むピエゾ素子を主体としたピエゾアクチュエータで構成されている。ここで、ピエゾ素子は、変位量を増大させるために、薄膜状のピエゾ膜と電極とを交互に積層した構成となっている。そして、アクチュエータ24は、光ファイバ31の先端部に設けられており、光ファイバ31の先端部をレンズ32と共に導光板23の厚さ方向で振動させる構成となっている。したがって、レンズ32から射出するレーザ光の導光板23に対する入射角は、アクチュエータ24により時間的に変化することになる。ここで、アクチュエータ24による振動周波数が例えば60Hzとなっており、アクチュエータ24による入射角の変化幅が例えば±20°となっている。
なお、アクチュエータ24は、電圧の印加によって伸縮するまたは歪むピエゾ素子を用いたアクチュエータに限らず、光ファイバ31の先端部を振動させることができれば、電磁力によって伸縮などする電磁アクチュエータや静電力によって伸縮する静電アクチュエータなど、他のアクチュエータを用いてもよい。
The
The
なお、上述したように、緑色光照明装置15B及び青色光照明装置15Cは、赤色光照明装置15Aと同様の構成であるため、緑色レーザ光を射出するレーザ光源(光源)21Bや青色レーザ光を射出するレーザ光源(光源)21Cをそれぞれ備えている。そして、これらレーザ光源21A〜21Cは、近接して配置されており、同一の冷却ユニット25に接続されている。
As described above, since the green light illumination device 15B and the blue light illumination device 15C have the same configuration as the red
各ライトバルブ16A〜16Cは、図2に示すように、例えば液晶装置で構成されており、それぞれが画像表示領域に供給された画像信号に基づいて各照明装置15A〜15Cから射出したレーザ光を変調する構成となっている。また、各ライトバルブ16A〜16Cの入射側及び射出側には、それぞれ偏光板(図示略)が設けられている。
ダイクロイックプリズム17は、4つの直角プリズムを貼り合わせることによって構成されており、その界面には赤色光を反射する誘電体多層膜17aと青色光を反射する誘電体多層膜17bとがX字状に形成されている。
投射レンズ18は、ダイクロイックプリズム17によって合成されたカラー画像を拡大してスクリーン3上に投影する構成となっている。
As shown in FIG. 2, each of the
The
The
以上のような構成のリアプロジェクタ1では、各照明装置15A〜15Cから射出した赤色レーザ光、緑色レーザ光及び青色レーザ光がライトバルブ16A〜16Cにそれぞれ入射する。そして、ライトバルブ16A〜16Cに入射した各レーザ光は、各ライトバルブ16A〜16Cに供給された画像信号に基づいて変調され、ダイクロイックプリズム17に入射する。その後、ダイクロイックプリズム17に入射した各レーザ光は、誘電体多層膜17a、17bにより合成され、投射レンズ18及び反射ミラー11、12を経てスクリーン3に投射される。
In the rear projector 1 configured as described above, red laser light, green laser light, and blue laser light emitted from the
ここで、赤色光照明装置15Aでは、レーザ光源21Aから射出した赤色レーザ光が光ファイバ31内を導光して光ファイバ31の先端面からレンズ32を経て導光板23の側面に向けて射出する。そして、導光板23内を導光した赤色レーザ光が導光板23の他面の凹凸面によって反射し、導光板23の一面からライトバルブ16Aに向けて射出する。
このとき、光ファイバ31の先端部に設けられたアクチュエータ24は、印加される電気信号に応じて、例えば60Hzの周波数で、レンズ32から導光板23の側面に入射する光の入射角の変化量が例えば±20°となるように光ファイバ31の先端部を振動させる。これにより、レンズ32から射出する赤色レーザ光の射出方向及び導光板23の側面に対する入射角が周期的に変化する。そのため、導光板23の一面から射出する赤色レーザ光のライトバルブ16Aに対する入射角が、図4(a)、(b)に示すように、周期的に変化する。したがって、赤色レーザ光のスクリーン3に対する入射角が時間的に変化する。
Here, in the red light illumination device 15 </ b> A, the red laser light emitted from the laser light source 21 </ b> A is guided through the
At this time, the
このとき、レンズ32から導光板23の側面に入射する光の入射角の変化量を例えば±20°としているので、スクリーン3への投射光の入射角の変化量が±5°以上となる。また、赤色レーザ光の入射位置が導光板23のいずれであっても、導光板23から射出する赤色レーザ光は、ライトバルブ16Aの画像表示領域の全面を均一に照射している。
なお、緑色光照明装置15B及び青色光照明装置15Cにおいても、赤色光照明装置15Aと同様に、緑色レーザ光及び青色レーザ光のスクリーン3に対する入射角を時間的に変化させる。
At this time, since the change amount of the incident angle of the light incident on the side surface of the
In the green light illuminating device 15B and the blue light illuminating device 15C, the incident angles of the green laser light and the blue laser light with respect to the
スクリーン3に発生する干渉縞のパターンは、スクリーン3への投射光の入射角に応じて変化する。そして、投射光の入射角は、各照明装置15A〜15Cに設けられたアクチュエータ24により例えば60Hzの周波数で周期的に変化している。このため、スクリーン3から射出する光の散乱状態がスクリーン3への入射角に応じてさまざまに変化し、スクリーン3で視認される干渉縞のパターンが時間的に変化して複雑化する。ここで、人間の眼には、残像により画像がある一定時間保持された状態となることで画像が均一に表示された状態で視認されるという特性がある。これにより、スクリーン3に形成される干渉縞のパターンが、鑑賞者の眼の残像特性によって時間積分されて平均化する。このとき、スクリーン3への投射光の入射角の変化量が±5°以上となっているので、干渉縞のパターンが十分に複雑化される。したがって、時間積分によって平均化された干渉縞のパターンが、鑑賞者によって視認されなくなる。
The pattern of interference fringes generated on the
以上のように、本実施形態における照明装置15A〜15C及びリアプロジェクタ1によれば、アクチュエータ24によりスクリーン3に入射する光の入射角が周期的に変化するので、スクリーン3に形成される干渉縞が時間的に変化する。これにより、シンチレーションのさらなる低減及び表示画質の向上が図れる。
また、光ファイバ31をアクチュエータ24により振動させているので、導光板23を振動させることによって各ライトバルブ16A〜16Cへの入射角を時間的に変化させることと比較して、振動による移動量を抑制できる。これにより、入射角を十分な速度で変化させることができると共に、照明装置15A〜15Cの小型化が図れる。
そして、光ファイバ31に光ヒューズ33を設けることで、ライトバルブ16A〜16Cなどの光学部材に過剰な光量のレーザ光が入射することを防止でき、照明装置15A〜15Cの信頼性が向上する。
さらに、各照明装置15A〜15Cを構成するレーザ光源21A〜21Cを同一の冷却ユニット25に接続することで、これらレーザ光源21A〜21Cを一体的に冷却でき、リアプロジェクタ1の小型化が図れる。
As described above, according to the illuminating
Further, since the
By providing the
Further, by connecting the
[第2の実施形態]
次に、本発明における照明装置及びプロジェクタの第2の実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図5は照明装置を示す概略構成図、図6は照明装置の概略斜視図である。なお、本実施形態では、第1の実施形態と照明装置の構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。また、本実施形態においても、赤色光照明装置、緑色光照明装置及び青色光照明装置の構成が同様であるため、赤色光照明装置のみについて説明し、緑色光照明装置及び青色光照明装置の説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the illumination device and the projector according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing the illumination device, and FIG. 6 is a schematic perspective view of the illumination device. In this embodiment, since the configuration of the lighting device is different from that of the first embodiment, this point will be mainly described, and the same reference numerals are given to the components described in the above embodiment, and the description thereof will be omitted. To do. Also in this embodiment, since the configurations of the red light illumination device, the green light illumination device, and the blue light illumination device are the same, only the red light illumination device will be described, and the green light illumination device and the blue light illumination device will be described. Is omitted.
本実施形態における赤色光照明装置50は、図5及び図6に示すように、光ファイバ31から射出した光をライトバルブ16Aに向けて均一に照射するフィールドレンズ(第2導光部材)51を備えている。
フィールドレンズ51は、レンズ32から射出した光をライトバルブ16Aの画像表示領域の全面を照射させる構成となっている。
アクチュエータ24は、レンズ32の先端部をフィールドレンズ51の曲面に沿う方向で例えば60Hzの周波数で振動させる構成となっている。したがって、レンズ32から射出するレーザ光のフィールドレンズ51に対する入射角は、フィールドレンズ51の周面に沿って走査するようにアクチュエータ24により周期的に変化する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the red
The
The
以上のような赤色光照明装置50では、上述と同様に、レーザ光源21Aから射出した赤色レーザ光がレンズ32の先端面からフィールドレンズ51に向けて射出する。そして、フィールドレンズ51から射出した赤色レーザ光は、ライトバルブ16Aの画像表示領域の全面を均一に照射する。
このとき、レンズ32から射出した赤色レーザ光は、アクチュエータ24によりフィールドレンズ51の周面を周期的に走査する。これにより、フィールドレンズ51から射出する赤色レーザ光のライトバルブ16Aに対する入射角が、図7に示すように、時間的に変化する。したがって、赤色レーザ光のスクリーン3に対する入射角が周期的に変化する。ここで、赤色レーザ光の入射位置がフィールドレンズ51のいずれにおいても、フィールドレンズ51から射出する赤色レーザ光は、ライトバルブ16Aの画像表示領域の全面を均一に照射する。
In the red
At this time, the red laser light emitted from the
以上のように、本実施形態における赤色光照明装置50及びこれを備えるリアプロジェクタにおいても、上述した第1の実施形態と同様の作用、効果を奏する。
As described above, the red
[第3の実施形態]
次に、本発明における照明装置及びプロジェクタの第3の実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図8は照明装置を示す概略構成図、図9は照明装置を示す概略斜視図である。なお、本実施形態では、第1の実施形態と照明装置の構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。また、本実施形態においても、赤色光照明装置、緑色光照明装置及び青色光照明装置の構成が同様であるため、赤色光照明装置のみについて説明し、緑色光照明装置及び青色光照明装置の説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the illumination device and the projector according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing the illumination device, and FIG. 9 is a schematic perspective view showing the illumination device. In this embodiment, since the configuration of the lighting device is different from that of the first embodiment, this point will be mainly described, and the same reference numerals are given to the components described in the above embodiment, and the description thereof will be omitted. To do. Also in this embodiment, since the configurations of the red light illumination device, the green light illumination device, and the blue light illumination device are the same, only the red light illumination device will be described, and the green light illumination device and the blue light illumination device will be described. Is omitted.
本実施形態における赤色光照明装置60は、図8及び図9に示すように、レーザ光源61から射出した光を反射する走査ミラー(第1導光手段)62と、走査ミラー62からの反射光をライトバルブ16Aに向けて反射させる光路補正ミラー(第2導光手段)63と、走査ミラー62を駆動するアクチュエータ64とを備えている。
レーザ光源61は、面状に拡大された赤色レーザ光を射出する構成となっている。
走査ミラー62は、レーザ光源21Aからの射出光を光路補正ミラー63に向けて反射する構成となっている。
光路補正ミラー63は、走査ミラー62からの反射光をライトバルブ16Aの画像表示領域の全面に向けて反射させる構成となっている。
アクチュエータ64は、例えばガルバノアクチュエータによって構成されており、走査ミラー62による反射光が光路補正ミラー63の反射面上を走査するように、走査ミラー62を回転軸の軸回りで揺動させる構成となっている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the red
The laser light source 61 is configured to emit red laser light expanded in a planar shape.
The
The optical
The
以上のような赤色光照明装置60では、レーザ光源61から射出した赤色レーザ光が走査ミラー62及び光路補正ミラー63により反射される。そして、光路補正ミラー63から射出した赤色レーザ光は、ライトバルブ16Aの画像表示領域の全面を均一に照射する。
このとき、走査ミラー62で反射された赤色レーザ光は、アクチュエータ64により光路補正ミラー63の反射面を周期的に走査する。これにより、光路補正ミラー63で反射された赤色レーザ光のライトバルブ16Aに対する入射角が、図8に示すように、時間的に変化する。したがって、赤色レーザ光のスクリーン3に対する入射角が周期的に変化する。ここで、赤色レーザ光の入射位置が光路補正ミラー63の反射面のいずれであっても、光路補正ミラー63で反射された赤色レーザ光は、ライトバルブ16Aの画像表示領域の全面を均一に照射する。
In the red
At this time, the red laser light reflected by the
以上のように、本実施形態における赤色光照明装置60及びこれを備えるリアプロジェクタにおいても、上述した第1及び第2実施形態と同様の作用、効果を奏する。
As described above, the red
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、第1導光手段を構成する光ファイバや反射ミラーをアクチュエータによって駆動することにより、第2導光手段を構成する導光板やフィールドレンズ、光路補正ミラーに入射するレーザ光の入射角を時間的に変化させているが、第2導光手段への入射光の入射角を時間的に変化できれば、第2導光手段をアクチュエータなどの駆動手段によって駆動する構成や第1及び第2導光手段の双方を駆動する構成としてもよい。
また、第1導光手段の構成は、レーザ光源からの射出光を導光できれば、導光部材や反射ミラーに限られず、他の導光部材を用いてもよい。同様に、第2導光手段の構成は、第1導光手段からの射出光をライトバルブの画像表示領域に照射できれば、導光板やフィールドレンズ、光路補正ミラーに限られず、他の導光部材を用いてもよい。
そして、アクチュエータによりライトバルブへの入射光の入射角を60Hzの周波数で周期的に変化させているが、鑑賞者の眼の残像特性によって干渉縞のパターンが視認されなくなれば、他の周波数であってもよく、周期的に変化しない構成であってもよい。
さらに、アクチュエータによって光ファイバや反射ミラーを駆動しているが、他の部材により光ファイバや反射ミラーを駆動させてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the above-described embodiment, the optical fiber and the reflection mirror that constitute the first light guide means are driven by the actuator, so that the laser light that enters the light guide plate, the field lens, and the optical path correction mirror that constitutes the second light guide means. However, if the incident angle of the incident light to the second light guide means can be changed with time, the second light guide means may be driven by a drive means such as an actuator or the first And it is good also as a structure which drives both the 2nd light guide means.
In addition, the configuration of the first light guide unit is not limited to the light guide member and the reflection mirror as long as the light emitted from the laser light source can be guided, and other light guide members may be used. Similarly, the configuration of the second light guide means is not limited to the light guide plate, the field lens, and the optical path correction mirror as long as the light emitted from the first light guide means can be irradiated onto the image display area of the light valve. May be used.
Then, the incident angle of the light incident on the light valve is periodically changed at a frequency of 60 Hz by the actuator. However, if the interference fringe pattern becomes invisible due to the afterimage characteristics of the viewer's eyes, the other frequencies are used. Alternatively, a configuration that does not change periodically may be used.
Furthermore, although the optical fiber and the reflection mirror are driven by the actuator, the optical fiber and the reflection mirror may be driven by other members.
また、レーザ光源は、複数のレーザ素子をアレイ状に配置した構成となっているが、1つのレーザ素子のみを備える構成としてもよい。
そして、光源としてレーザ光を射出するレーザ光源を用いているが、例えばLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)素子から射出する光など、他の光源を用いてもよい。
さらに、光ヒューズは、所定値を超える光量に対して非透過性を有する材料によって構成されているが、光量が所定値を超えた時にライトバルブへの光の照射が防止されれば、他の構成であってもよい。
また、3つのレーザ光源を近接して配置して同一の冷却ユニットに接続しているが、それぞれ異なる冷却ユニットに接続されてもよい。
The laser light source has a configuration in which a plurality of laser elements are arranged in an array, but may have a configuration including only one laser element.
Although a laser light source that emits laser light is used as a light source, other light sources such as light emitted from an LED (Light Emitting Diode) element may be used.
Furthermore, the optical fuse is made of a material that is impermeable to a light amount exceeding a predetermined value. However, if light irradiation to the light valve is prevented when the light amount exceeds a predetermined value, other light fuses may be used. It may be a configuration.
In addition, although three laser light sources are arranged close to each other and connected to the same cooling unit, they may be connected to different cooling units.
また、光変調手段として透過型の液晶装置であるライトバルブを用いているが、反射型の液晶装置や、デジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micromirror Device)など、他の光変調手段を用いてもよい。
そして、プロジェクタとしては、リアプロジェクタに限らず、投射光学系を有して投射光学系からの投射光を別途設けたスクリーンに投影して反射光を観察するフロント投射型のプロジェクタなど、他のプロジェクタであってもよい。
In addition, although a light valve that is a transmissive liquid crystal device is used as the light modulating means, other light modulating means such as a reflective liquid crystal device or a digital micromirror device may be used.
The projector is not limited to the rear projector, and other projectors such as a front projection projector that has a projection optical system and projects the projection light from the projection optical system onto a screen separately provided to observe the reflected light. It may be.
1 リアプロジェクタ(プロジェクタ)、3 スクリーン(被投射部材)、15A,50,60 赤色光照明装置(照明装置)、15B 緑色光照明装置(照明装置)、15C 青色光照明装置(照明装置)、16A〜16C ライトバルブ(被照射部材,光変調手段)、21A〜21C,61 レーザ光源(光源)、22 導光部材(第1導光手段)、23 導光板(第2導光手段)、24,64 アクチュエータ(駆動手段)、25 冷却ユニット、33 光ヒューズ、51 フィールドレンズ(第2導光手段)、62 走査ミラー(第1導光手段)、63 光路補正ミラー(第2導光手段) 1 Rear projector (projector), 3 screen (projected member), 15A, 50, 60 Red light illumination device (illumination device), 15B Green light illumination device (illumination device), 15C Blue light illumination device (illumination device), 16A ˜16C light valve (irradiated member, light modulation means), 21A to 21C, 61 laser light source (light source), 22 light guide member (first light guide means), 23 light guide plate (second light guide means), 24, 64 Actuators (drive means), 25 Cooling units, 33 Optical fuses, 51 Field lenses (second light guide means), 62 Scanning mirrors (first light guide means), 63 Optical path correction mirrors (second light guide means)
Claims (7)
該光源から射出した光を導光する第1導光手段と、
該第1導光手段から射出した光を被照射部材の被照射面に入射させる第2導光手段と、
前記第1導光手段から射出した光の前記第2導光手段への入射角を時間的に変化させる駆動手段とを備えることを特徴とする照明装置。 A light source;
First light guiding means for guiding light emitted from the light source;
Second light guide means for causing the light emitted from the first light guide means to enter the irradiated surface of the irradiated member;
An illuminating apparatus comprising: a driving unit that temporally changes an incident angle of light emitted from the first light guiding unit to the second light guiding unit.
前記駆動手段が、前記導光部材の射出端部を駆動することを特徴とする請求項2に記載の照明装置。 The first light guide means has a flexible light guide member;
The lighting device according to claim 2, wherein the driving unit drives an exit end of the light guide member.
前記第2導光手段が、前記第1反射鏡による反射光を前記被照射部材に向けて反射させる第2反射鏡を有し、
前記駆動手段が、前記第1反射鏡による反射光を前記第2反射鏡の反射面上で走査させることを特徴とする請求項2に記載の照明装置。 The first light guide means includes a first reflecting mirror that reflects light emitted from the light source, and
The second light guide means includes a second reflecting mirror that reflects light reflected by the first reflecting mirror toward the irradiated member;
The lighting device according to claim 2, wherein the driving unit scans light reflected by the first reflecting mirror on a reflecting surface of the second reflecting mirror.
該照明装置から射出した光を画像信号に応じて変調する光変調手段とを備え、
該光変調手段により変調された光を被投射部材に投射することを特徴とするプロジェクタ。 The lighting device according to any one of claims 1 to 5,
Light modulation means for modulating light emitted from the illumination device according to an image signal,
A projector that projects light modulated by the light modulation means onto a projection target member.
前記複数の光源が、同一の冷却ユニットに接続されていることを特徴とする請求項6に記載のプロジェクタ。 A plurality of the lighting devices;
The projector according to claim 6, wherein the plurality of light sources are connected to the same cooling unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006345930A JP2008158190A (en) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | Lighting device and projector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2006345930A JP2008158190A (en) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | Lighting device and projector |
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| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101714741B (en) * | 2009-11-25 | 2011-03-16 | 山东大学 | Laser column source with lateral luminescence |
| US8562139B2 (en) | 2006-07-21 | 2013-10-22 | Seiko Epson Corporation | Image display apparatus |
-
2006
- 2006-12-22 JP JP2006345930A patent/JP2008158190A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
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