(57)【要約】【課題】レーザ光におけるスペックルノイズを抑制し易くすることができるスペックル抑制装置および投影装置を提供する。【解決手段】スペックル抑制装置（２）は、レーザ光（Ｌ１）におけるスペックルノイズを抑制する。スペックル抑制装置は、封入部（３）と、支持部（４）と、駆動部（２１）とを備える。封入部は、光を透過する一対の透過窓（３１ａ，３１ｂ）を有し、一対の透過窓の間に、光を散乱する微粒子（５１）および微粒子を分散させる分散液（５０）が封入される。支持部は、封入部を駆動可能に支持する。駆動部は、支持部に支持された位置において封入部を駆動して、封入部の中で微粒子を、沈殿した状態から撹拌する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光におけるスペックルノイズを抑制するスペックル抑制装置であって、
光を透過する一対の透過窓を有し、前記一対の透過窓の間に、光を散乱する微粒子および前記微粒子を分散させる分散液が封入される封入部と、
前記封入部を駆動可能に支持する支持部と、
前記支持部に支持された位置において前記封入部を駆動して、前記封入部の中で前記微粒子を、沈殿した状態から撹拌する駆動部と
を備えるスペックル抑制装置。
【請求項２】
前記駆動部は、前記一対の透過窓を通過する回転軸の周りに前記封入部を回転させる
請求項１に記載のスペックル抑制装置。
【請求項３】
レーザ光が前記透過窓に照射されるときに、前記微粒子を撹拌するように前記駆動部を制御する制御部をさらに備える
請求項１又は２に記載のスペックル抑制装置。
【請求項４】
前記封入部における温度を検出する温度センサをさらに備え、
前記制御部は、前記封入部における温度が所定のしきい値を上回ったとき、前記駆動部の駆動を停止する
請求項３に記載のスペックル抑制装置。
【請求項５】
前記制御部は、所定期間毎に前記駆動部の駆動と停止を繰り返す
請求項３又は４に記載のスペックル抑制装置。
【請求項６】
前記制御部は、外部から供給される映像信号及び音響信号の少なくとも一方に基づいて、前記駆動部を制御する
請求項３又は４に記載のスペックル抑制装置。
【請求項７】
前記微粒子は、前記封入部において前記分散液中で凝集せずに沈殿する固体粒子である
請求項１〜６のいずれか１項に記載のスペックル抑制装置。
【請求項８】
前記微粒子は、１００ｎｍから１μｍの範囲内の粒径を有する
請求項１〜７のいずれか１項に記載のスペックル抑制装置。
【請求項９】
前記レーザ光を発光する投影光源と、
前記投影光源が発光したレーザ光が前記一対の透過窓を透過するように配置された、請求項１〜８のいずれか１項に記載のスペックル抑制装置と
を備える投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザ光におけるスペックルノイズを抑制するスペックル抑制装置、およびスペックル抑制装置を備えた投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いた投影装置等においては、レーザ光のコヒーレント特性に起因してスペックルノイズと呼ばれるノイズが発生することが知られている。近年、スペックルノイズを抑制するための技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
特許文献１は、レーザ光用の光拡散セル、及びこれを用いた画像表示装置を開示している。同文献には、特定の平均粒子径を有する微粒子がコロイド状に安定して分散している分散液は、意外にも、外部からの強制振動手段無しで、その微粒子が有するブラウン運動により、レーザ光をインコヒーレントの光に変換し、スペックルノイズを充分に除去できるとことを見出したとの知見が開示されている。この知見によって完成された光拡散セルにより、スペックルノイズ除去のための機械的な駆動装置等を無くし、コストを最小限におさえて、レーザ光を用いた画像表示装置でのスペックルノイズを除去することが図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４４６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、レーザ光におけるスペックルノイズを抑制し易くすることができるスペックル抑制装置および投影装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係るスペックル抑制装置は、レーザ光におけるスペックルノイズを抑制する装置である。スペックル抑制装置は、封入部と、支持部と、駆動部とを備える。封入部は、光を透過する一対の透過窓を有し、一対の透過窓の間に、光を散乱する微粒子および微粒子を分散させる分散液が封入される。支持部は、封入部を駆動可能に支持する。駆動部は、支持部に支持された位置において封入部を駆動して、封入部の中で微粒子を、沈殿した状態から撹拌する。
【０００７】
本開示に係る投影装置は、投影光源と、上記のスペックル抑制装置とを備える。投影光源は、レーザ光を発光する。スペックル抑制装置は、投影光源が発光したレーザ光が一対の透過窓を透過するように配置される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係るスペックル抑制装置及び投影装置によると、レーザ光におけるスペックルノイズを抑制し易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の実施形態１に係る投影装置の構成を示すブロック図
【図２】実施形態１に係るスペックル抑制装置の構成を例示する斜視図
【図３】スペックル抑制装置の構成例を示す分解斜視図
【図４】スペックル抑制器の構成例を示す分解斜視図
【図５】スペックル抑制器の内部構造を例示する断面図
【図６】スペックル抑制装置の動作の概要を説明するための図
【図７】実施形態１に係るスペックル抑制装置の動作を例示するフローチャート
【図８】実施形態２に係る投影装置の構成を示すブロック図
【図９】実施形態２に係るスペックル抑制装置の動作を例示するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１１】
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１２】
（実施形態１）
１．構成
実施形態１に係る投影装置及びスペックル抑制装置の構成を以下説明する。
【００１３】
１−１．投影装置について
本実施形態に係る投影装置の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る投影装置１の構成を示すブロック図である。
【００１４】
本実施形態の投影装置１は、例えばＤＬＰ（デジタルライトプロセッシング）方式において、ＲＧＢオールレーザを採用したプロジェクタである。投影装置１は、図１に示すように、ＲＧＢに対応する三原色の分のレーザ光源１０と、ライトバルブ１１と、各種光学系１２，１３，１４と、スペックル抑制装置２と、投影制御部１５とを備える。
【００１５】
投影装置１は、ＲＧＢ全てのレーザ光源１０によるレーザ光Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂに基づいて、ライトバルブ１１により得られる画像光Ｌ２をスクリーン等の投影面Ｓｃに照射する。これにより、画像光Ｌ２が示す投影画像Ｉｍが、投影面Ｓｃ上に表示される。投影画像Ｉｍにおける三原色が、各色のレーザ光Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂの照射で表示されることにより、投影画像Ｉｍの色域を拡大可能である。
【００１６】
ここで、一般的にレーザ光が投影面Ｓｃに照射されると、レーザ光のコヒーレント性に起因した特有のノイズであるスペックルノイズが、投影面Ｓｃ上に現れることが知られている。ＲＧＢオールレーザのプロジェクタでは、三原色全てのレーザ光が投影面Ｓｃに照射されることから、特にスペックルノイズが顕著になることが考えられる。
【００１７】
そこで、本実施形態では、投影装置１においてスペックル抑制装置２を組み込んで、スペックル抑制装置２によりレーザ光Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂのスペックルノイズを低減する。以下、投影装置１の各部の構成を説明する。
【００１８】
投影装置１のレーザ光源１０は、赤色域のレーザ光Ｌ１ｒを発光する赤色レーザ光源１０ｒと、緑色域のレーザ光Ｌ１ｇを発光する緑色レーザ光源１０ｇと、青色域のレーザ光Ｌ１ｂを発光する青色レーザ光源１０ｂとを含む。各レーザ光源１０ｒ，１０ｇ，１０ｂは、それぞれ半導体レーザ（ＬＤ）等の１つ又は複数のレーザ素子を含む。各レーザ光源１０ｒ，１０ｇ，１０ｂは、それぞれ各色のレーザ光Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂを発光する投影光源の一例である。
【００１９】
投影装置１の光学系１２，１３，１４は、三色のレーザ光Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂを合成する合成光学系１２と、ライトバルブ１１に入出射する光を導光する導光光学系１３と、画像光Ｌ２を外部に出射する投影光学系１４とを含む。又、投影装置１の光学系１２，１３，１４は、各種レーザ光Ｌ１，Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂのコリメートレンズ等を適宜、含む。以下、合成光学系１２の合成結果が白色のレーザ光Ｌ１である例を説明する。
【００２０】
合成光学系１２は、緑色レーザ光源１０ｇに対向配置されるミラー１２１と、青色レーザ光源１０ｂに対向配置されるダイクロイックミラー１２２と、赤色レーザ光源１０ｒに対向配置されるダイクロイックミラー１２３とを含む。ミラー１２１は、緑色レーザ光源１０ｇからの緑色レーザ光Ｌ１ｇをダイクロイックミラー１２２に向けて反射する。
【００２１】
ダイクロイックミラー１２２は、緑域の光を透過する一方、青域の光を反射する光学特性を有する。ダイクロイックミラー１２２は、青色レーザ光源１０ｂからの青色レーザ光Ｌ１ｂを反射して、ミラー１２１からの緑色レーザ光Ｌ１ｇと共にダイクロイックミラー１２３に向けて出射する。ダイクロイックミラー１２３は、青域及び緑域の光を反射する一方、赤域の光を透過する光学特性を有する。ダイクロイックミラー１２３は、赤色レーザ光源１０ｒからの赤色レーザ光Ｌ１ｒを透過すると共に、ダイクロイックミラー１２２からの各レーザ光Ｌ１ｂ，Ｌ１ｇを反射して、白色のレーザ光Ｌ１を導光光学系１３に向けて出射する。
【００２２】
本実施形態において、スペックル抑制装置２は、以上のようにＲＧＢ全てのレーザ光Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂが合成されたレーザ光Ｌ１が、合成光学系１２から導光光学系１３に到るまでの間の光路上に配置される。これにより、導光光学系１３には、合成されたレーザ光Ｌ１がスペックル抑制装置２を透過した透過光Ｌ１０が入射する。スペックル抑制装置２の構成については後述する。
【００２３】
導光光学系１３は、例えばＴＩＲ（内部全反射）プリズムを含む。導光光学系１３は、スペックル抑制装置２の透過光Ｌ１０をライトバルブ１１に入射させるように、且つライトバルブ１１が特定の方向に向けて反射した画像光を投影光学系１４に入射させるように導光する。導光光学系１３の構成は特に限定されず、例えばＴＩＲプリズムの代わりにクロスプリズム、クロスダイクロイックプリズム等が用いられてもよい。
【００２４】
ライトバルブ１１は光源からの光を、ライトバルブで変調し投影するものである。ライトバルブをフィルムと思えば、映写機やオーバーヘッドプロジェクタと構造は同じである。ライトバルブが１つで３色に対応しているもの、１色ずつ３つのライトバルブを用いて、その画像を合成するもの、透過ではなく、ライトバルブからの反射光を利用するものなど、いくつかの構造があり、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）、液晶、ＬＣＯＳ（反射型液晶素子）の方式がよくつかわれている。一例としてＤＭＤについて説明する。ＤＭＤは、アレイ状に配置された複数の可動式ミラーを含む。ＤＭＤの各ミラーは、例えば１画素に対応しており、２つの角度方向に制御可能である。ＤＭＤは、投影制御部１５の制御により映像信号に応じて各ミラーを駆動して、入射する光を空間変調する空間光変調素子の一例である。ＤＭＤにおいて上記２つの角度方向のうちの一方に反射された光により、画像光が生成される。投影装置１には、例えば、ＤＭＤの他方の角度方向に反射された光を遮光する光ダンパ等が適宜、設けられる。
【００２５】
投影光学系１４は、投影画像Ｉｍの画角を設定するズームレンズ、及びフォーカスを調整するフォーカスレンズ等を含む。
【００２６】
投影制御部１５は、投影装置１の全体動作を制御する。コントローラ５は、例えばソフトウェアと協働して所定の機能を実現するＣＰＵ又はＭＰＵを備える。例えば、投影制御部１５は、スペックル抑制装置２を制御する制御部２０を、機能的構成として含む。又、投影制御部１５は、内部メモリとしてのＲＯＭ及びＲＡＭ等を備える。内部メモリは、投影制御部１５の機能を実現するために必要なプログラム及びデータを記憶する記憶媒体を構成する。
【００２７】
スペックル抑制装置２の制御部２０は、投影装置１全体を制御する投影制御部１５とは別体で構成されてもよい。例えば、制御部２０は、所定の機能を実現するように設計された専用の電子回路や再構成可能な電子回路などのハードウェア回路であってもよい。制御部２０は、ＣＰＵ，ＭＰＵ，ＧＰＵ，マイコン、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等の種々の半導体集積回路で構成されてもよい。又、スペックル抑制装置２は、制御部２０を備えて構成されてもよい。
【００２８】
１−２．スペックル抑制装置について
本実施形態に係るスペックル抑制装置２の構成について、図２〜図５を用いて説明する。図２は、スペックル抑制装置２の構成を例示する斜視図である。図３は、スペックル抑制装置２の構成例を示す分解斜視図である。
【００２９】
本実施形態に係るスペックル抑制装置２は、図２に示すように、スペックル抑制器３と、支持部４と、駆動部２１と、温度センサ２２とを備える。本実施形態に係るスペックル抑制器３は、後述する微粒子の分散液が封入された封入部の一例である。スペックル抑制器３には、光を透過する透過窓が設けられる。図１の投影装置１において、スペックル抑制装置２は、例えば図２に示すように、レーザ光Ｌ１の光軸Ａｘがスペックル抑制器３の透過窓を通過するように配置される。
【００３０】
支持部４は、スペックル抑制器３を、回転などの駆動可能に支持する部材である。例えば、支持部４は、図３に示すように、フレーム４０と、可動部４１と、ベアリング４２と、止めネジ４３と、リテーナ４４とを備える。なお、止めネジ４３以外のネジ等の図示は適宜、省略する。
【００３１】
支持部４のフレーム４０は、可動部４１等が配置される開口を有する。可動部４１は、支持部４において回転可能な部分である。可動部４１は、スペックル抑制器３が嵌合する開口を有する。又、可動部４１は、駆動部２１によって回転されるプーリを構成する。
【００３２】
ベアリング４２は、フレーム４０の開口において、可動部４１の周りに沿って配置される。止めネジ４３は、リング状に形成され、可動部４１の開口においてスペックル抑制器３を固定する。リテーナ４４は、ベアリング４２がフレーム４０の開口の内部に位置するように固定される。
【００３３】
駆動部２１は、例えば回転によりスペックル抑制器３を駆動する機構である。例えば、駆動部２１は、モータ２３と、ベルト２４と、プーリ２５とを備える。モータ２３は、プーリ２５に連結される。ベルト２４は、駆動部２１のプーリ２５と、支持部４のプーリとしての可動部４１とを連結する。
【００３４】
駆動部２１は、例えば制御部２０の制御に従って、モータ２３の回転駆動によりベルト２４を介して可動部４１と共にスペックル抑制器３を回転させる。駆動部２１は、モータ２３を駆動する駆動回路などを含んでもよい。駆動部２１の構成は、特にベルト２４及びプーリ２５に限らず、適宜ギヤ機構あるいはカム機構などが用いられてもよい。
【００３５】
温度センサ２２は、例えば支持部４のフレーム４０上でスペックル抑制器３からの熱が伝達し易い、スペックル抑制器３の近傍に配置される。温度センサ２２は、スペックル抑制器３中の分散液の温度を検出するために用いられる。スペックル抑制装置２では、複数の温度センサ２２が用いられてもよく、例えばスペックル抑制器３の周囲を囲むように配置されてもよい。温度センサ２２としては、例えば熱電対、サーミスタ、白金抵抗等の測温抵抗体、半導体温度センサ、或いは放射型温度計など、種々の温度センサを採用できる。
【００３６】
スペックル抑制装置２では、例えば、温度センサ２２によって検出される温度と、封入領域Ｒ１中における液体温度との相関関係を予め測定しておき、測定された相関関係に従うＬＵＴ（ルックアップテーブル）等を用いることができる。例えば、ＬＵＴは、温度センサ２２による温度と液体温度とを対応付けて記録し、制御部２０の内部メモリ等に格納される。
【００３７】
図４は、スペックル抑制器３の構成例を示す分解斜視図である。スペックル抑制器３は、例えば、フレーム３０と、２つのガラス板３１ａ，３１ｂと、２つのガスケット３２ａ，３２ｂと、スペーサ３３と、押えフレーム３４とを備える。図５に、スペックル抑制器３の内部構造を例示する。スペックル抑制器３は、例えば各部３０〜３３により、微粒子５１及び分散液５０の封入領域Ｒ１を形成する容器を構成する。
【００３８】
スペックル抑制器３のフレーム３０は、例えば図４に示すように、中空の円筒状に形成される。フレーム３０の内部には順番に、ガラス板３１ａ、ガスケット３２ａ、スペーサ３３、ガスケット３２ｂ、及びガラス板３１ｂが配置される。
【００３９】
図５は、スペックル抑制器３の径方向における断面を示している。スペックル抑制器３に封入する微粒子５１は、例えば１００ｎｍ〜１μｍの粒径を有し、Ａｌ２Ｏ３等の金属粒子で構成できる。微粒子５１は、例えば可視光領域など白色のレーザ光Ｌ１が有する波長帯域の光を散乱する性質を有する。当該性質は、鏡面反射性あるいは拡散反射性など種々の反射性を含んでもよい。
【００４０】
微粒子５１は、特に金属粒子に限らず種々の非コロイド粒子といった固体粒子であってもよく、例えばマイクロカプセルで構成されてもよい。必ずしも非コロイド粒子に限らず、コロイド粒子であってもよい。微粒子５１は、セラミック微粒子、ガラスビーズ等であってもよい。
【００４１】
分散液５０は、微粒子５１の分散媒を構成する液体媒質である。分散液５０は、可視光領域などの波長帯域の光を透過する透光性を有し、例えば水である。分散液５０としては、微粒子５１が凝集せずに分散可能な各種の液体を採用できる。例えば、分散液５０は、メタノール等の各種有機溶剤を含むものであってもよい。分散液５０中で微粒子５１は沈殿する場合があってもよい。
【００４２】
図４に戻り、ガラス板３１ａ，３１ｂは、例えばフレーム３０の内径に対応した外径を有する円板状に形成される。ガラス板３１ａ，３１ｂは、可視光領域などの波長帯域の光を透過する透光性を有し、一対の透過窓を構成する。スペックル抑制器３の透過窓は、特にガラス板に限らず、例えばアクリル板など各種の透光性を有する部材で構成されてもよい。
【００４３】
ガスケット３２ａ，３２ｂは、例えばガラス板３１ａ，３１ｂと同じ外径の円環形状を有する。各ガスケット３２ａ，３２ｂは、フレーム３０内部で各ガラス板３１ａ，３１ｂとスペーサ３３間を密閉する。
【００４４】
スペーサ３３は、例えばガラス板３１ａ，３１ｂと同じ外径、及び所定の厚みを有する円環状に形成される。スペーサ３３の厚みは、封入領域Ｒ１として確保する空間サイズを考慮して適宜、設定される。
【００４５】
押えフレーム３４は、例えばガラス板３１ａ，３１ｂのサイズよりも小さい円形状の開口を有する。又、押えフレーム３４は、図５に示すように、フレーム３０に嵌合する凸部を有する。押えフレーム３４は、２つのガラス板３１ａ，３１ｂ間の封入領域Ｒ１に、微粒子５１及び分散液５０が封入された状態で、フレーム３０の内部に各部３１ａ〜３１ｂを固定するように、ネジ止め等でフレーム３０に結合される。各フレーム３０，３４等は、一対の透過窓としてのガラス板３１ａ，３１ｂを保持する保持部の一例である。
【００４６】
２．動作
以上のように構成されるスペックル抑制装置２及び投影装置１の動作を、図１及び図６を用いて説明する。図６は、スペックル抑制装置２の動作の概要を説明するための図である。
【００４７】
本実施形態の投影装置１は、例えば電源の投入時に、投影制御部１５の制御によってレーザ光源１０を発光させる。又、投影制御部１５は、外部から入力される映像信号に基づいてライトバルブ１１を制御して、映像信号に応じた画像光Ｌ２を生成する。画像光Ｌ２は、ライトバルブ１１から導光光学系１３及び投影光学系１４を介して投影装置１の外部に出射して、各種の投影面Ｓｃに投影画像Ｉｍを投影する。
【００４８】
以上のような投影装置１の動作時に、レーザ光源１０からのレーザ光Ｌ１は、スペックル抑制装置２の封入領域Ｒ１を透過して、透過光Ｌ１０としてライトバルブ１１に供給される。スペックル抑制装置２において、レーザ光Ｌ１が封入領域Ｒ１中で微粒子５１に散乱されることで、透過光Ｌ１０は透過前のレーザ光Ｌ１から拡散され、スペックルノイズを低減される。こうしたスペックル抑制装置２の透過光Ｌ１０に基づき、ライトバルブ１１で画像光Ｌ２を生成することで、投影画像Ｉｍにおけるスペックルノイズを抑制できる。
【００４９】
ここで、スペックルノイズを低減させるパターンが固定的な場合、例えば投影画像Ｉｍ上で当該パターンが視認されてしまい、視認性を低下させるような事態が想定される。これに対して、本実施形態のスペックル抑制装置２においてスペックルノイズを低減させるパターンは、封入領域Ｒ１中の微粒子５１の分布に応じてランダムに変化することから、上記のような事態を回避して、精度良くスペックルノイズを抑制することができる。
【００５０】
図６（Ａ）は、スペックル抑制装置２の動作前のスペックル抑制器３の状態を例示する。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）からスペックル抑制装置２の動作後のスペックル抑制器３の状態を例示する。
【００５１】
例えば電源投入の直後といった投影装置１の初期動作時には、図６（Ａ）に例示するように、スペックル抑制器３中で微粒子５１は沈殿した状態となることが想定される。そこで、本実施形態のスペックル抑制装置２は、上記の初期状態において、駆動部２１によりスペックル抑制器３を回転させて、図６（Ｂ）に示すように微粒子５１を撹拌する。これにより、投影装置１の初期動作時においてもスペックル抑制器３中でレーザ光Ｌ１が微粒子５１に充分に拡散されるようにすることができる。
【００５２】
一方、レーザ光Ｌ１が継続的にスペックル抑制器３に照射されると、温度の上昇とともに分散液５０の熱対流などによって微粒子５１の運動が生じ、自発的にランダムな分布を得られることが想定される。そこで、本実施形態では、レーザ光Ｌ１による加熱を利用してスペックル抑制器３の駆動を省き、より効率良くスペックルノイズを抑制する。以下、スペックル抑制装置２の動作の詳細を説明する。
【００５３】
２−１．スペックル抑制装置の動作
本実施形態に係るスペックル抑制装置２の動作の詳細を、図７を用いて説明する。
【００５４】
図７は、本実施形態に係るスペックル抑制装置２の動作を例示するフローチャートである。図７のフローチャートに示す処理は、投影装置１の電源が投入されたときに開始される。本フローチャートに示す各処理は、スペックル抑制装置２の制御部２０として機能する投影制御部１５により実行される。
【００５５】
まず、スペックル抑制装置２の制御部２０は、スペックル抑制器３を回転させるように、駆動部２１を制御する（Ｓ１）。ステップＳ１の処理は、例えば、投影装置１の電源投入後において投影制御部１５がレーザ光源１０を発光させる前に行われる。
【００５６】
次に、制御部２０は、温度センサ２２によって検出される温度に基づいて、スペックル抑制器３の封入領域Ｒ１中における液体温度の検出結果を示す検出温度を取得する（Ｓ２）。温度センサ２２は、例えば随時、温度の検出信号を制御部２０に出力する。制御部２０は、例えば予め設定されたＬＵＴを参照して、温度センサ２２からの検出信号の温度に対応する液体温度を検出温度として取得する。
【００５７】
次に、制御部２０は、取得した検出温度が所定のしきい値を上回ったか否かを判断する（Ｓ３）。しきい値は、スペックル抑制器３の封入領域Ｒ１中での微粒子５１の運動が、封入領域Ｒ１に入射するレーザ光Ｌ１のスペックルノイズをランダムに抑制可能な程度に生じることが想定される温度の基準を示す値に設定される。
【００５８】
制御部２０は、検出温度がしきい値を上回っていないと判断すると（Ｓ３でＮＯ）、ステップＳ１以降の処理を再度、行う。この際、駆動部２１によるスペックル抑制器３の回転が継続される（Ｓ１）。これにより、検出温度がしきい値以下の期間中には駆動部２１による微粒子５１の撹拌によって、ランダムなパターンでスペックルノイズを抑制できる。
【００５９】
一方、制御部２０は、検出温度がしきい値を上回ったと判断すると（Ｓ３でＹＥＳ）、スペックル抑制器３の回転を停止するように、駆動部２１を制御する（Ｓ４）。
【００６０】
その後、制御部２０は、所定期間が経過したか否かを判断する（Ｓ５）。所定期間は、例えばレーザ光Ｌ１によって加熱される微粒子５１の運動と共に撹拌を促進する観点から適宜設定され、例えば１〜５分である。制御部２０は、所定期間が経過するまで（Ｓ５でＮＯ）、スペックル抑制器３の回転を停止させる（Ｓ４）。
【００６１】
所定期間が経過すると（Ｓ５でＹＥＳ）、制御部２０は、スペックル抑制器３を再度、回転させるように駆動部２１を制御する（Ｓ６）。ステップＳ６による回転駆動は、例えば上記の所定期間よりも短い時間区間だけ行われる。
【００６２】
また、制御部２０は、投影装置１による投影の動作が終了したか否かを判断する（Ｓ７）。制御部２０は、投影動作が終了していないと判断すると（Ｓ７でＮＯ）、駆動したスペックル抑制器３の回転を再び停止する（Ｓ４）。ステップＳ４〜Ｓ７により、投影装置１の投影動作中、スペックル抑制器３は所定期間の周期で回転と停止を繰り返す。
【００６３】
制御部２０は、投影動作が終了したと判断すると（Ｓ７でＹＥＳ）、本フローチャートによる処理を終了する。
【００６４】
以上の処理によると、投影装置１の初期動作時に封入領域Ｒ１中で微粒子５１が沈殿していても、スペックル抑制器３を回転して微粒子５１を撹拌できる（Ｓ１）。これにより、投影装置１の初期動作時からスペックルノイズを抑制できる。
【００６５】
さらに、投影装置１の投影動作中にはレーザ光Ｌ１による加熱に応じて、分散液５０中で微粒子５１の運動が生じ、この運動によってランダムなパターンでスペックルノイズを抑制できることとなる。そこで、本実施形態のスペックル抑制装置２は、封入領域Ｒ１中における液体温度を検出して（Ｓ２）、検出温度に応じてスペックル抑制器３の回転を制御する（Ｓ３，Ｓ４）。これにより、スペックル抑制器３の回転を適切に省いて、効率良くスペックルノイズを抑制することができる。
【００６６】
上記のステップＳ２において、温度センサ２２の検出結果に対する相関関係を示すＬＵＴを用いて検出温度が取得される例を説明したが、ステップＳ２はＬＵＴを用いずに行われてもよい。例えば、ステップＳ３で用いるしきい値が、あらかじめ温度センサ２２の温度と液体温度との相関関係に従って設定されてもよいし、放射型温度計などを温度センサ２２として用いて直接、封入領域Ｒ１中の液体温度が検出されてもよい。これらの場合、制御部２０は、温度センサ２２が検出した温度を検出温度として用いて、ステップＳ３のしきい値判定を行える。
【００６７】
上記のステップＳ３において、駆動部２１がスペックル抑制器３を回転させる方法としては種々の方法を採用可能であり、例えば一方向に継続的に回転させてもよいし、一方向の回転と反対方向の回転とが交互に繰り返されてもよい。又、回転させる角度範囲も適宜、設定可能である。ステップＳ６も同様である。
【００６８】
上記のステップＳ５では、スペックル抑制器３を再度回転させるために所定期間の経過が判断されたが、これに代えて各種の判断が行われてもよい。例えば、温度センサ２２の検出結果に基づいて、検出温度が所定のしきい値を下回ったときに、スペックル抑制器３を再度、駆動部２１に回転駆動させてもよい（Ｓ６）。また、所定時間の経過または検出温度の低下のいずれかが判断されたとき、駆動部２１に回転駆動させてもよい（Ｓ６）
【００６９】
３．まとめ
以上のように、本実施形態に係るスペックル抑制装置２は、スペックル抑制装置２は、レーザ光Ｌ１におけるスペックルノイズを抑制する装置の一例である。スペックル抑制装置２は、スペックル抑制器３の一例のスペックル抑制器３と、支持部４と、駆動部２１とを備える。スペックル抑制器３は、光を透過する一対の透過窓の一例のガラス板３１ａ，３１ｂを有する。スペックル抑制器３においては、一対の透過窓の間に、光を散乱する微粒子５１および微粒子５１を分散させる分散液５０が封入される。支持部４は、スペックル抑制器３を駆動可能に支持する。駆動部２１は、支持部４に支持された位置においてスペックル抑制器３を駆動して、スペックル抑制器３の中で微粒子５１を、沈殿した状態から撹拌する。
【００７０】
以上のスペックル抑制装置２によると、レーザ光Ｌ１がスペックル抑制器３の各透過窓を通過した透過光Ｌ１０において、微粒子５１の拡散によりスペックルノイズを抑制することができる。駆動部２１により、スペックル抑制器３の中で微粒子５１が沈殿した状態にあっても撹拌され、ランダムな微粒子５１の分布によりスペックルノイズを抑制し易くすることができる。
【００７１】
本実施形態において、駆動部２１は、例えばレーザ光Ｌ１の光軸Ａｘなど、一対の透過窓を通過する回転軸の周りにスペックル抑制器３を回転させる。これにより、例えば投影装置１の姿勢に依らず、スペックル抑制器３を透過するレーザ光Ｌ１のスペックルノイズを効率良く抑制できる。
【００７２】
本実施形態において、スペックル抑制装置２は、制御部２０をさらに備えてもよい。制御部２０は、例えば投影装置１の電源投入時など、レーザ光Ｌ１が透過窓に照射されるときに、微粒子５１を撹拌するように駆動部２１を制御する（Ｓ１）。これにより、レーザ光Ｌ１が照射される状況に応じて駆動部２１を制御して、レーザ光Ｌ１のスペックルノイズを効率良く抑制できる。
【００７３】
本実施形態において、スペックル抑制装置２は、スペックル抑制器３における温度を検出する温度センサをさらに備えてもよい。制御部２０は、スペックル抑制器３における温度が所定のしきい値を上回ったとき（Ｓ３でＹＥＳ）、駆動部２１の駆動を停止する（Ｓ４）。例えばレーザ光Ｌ１の照射により、スペックル抑制器３における温度が充分に高くなると、分散液５０の熱対流等により微粒子５１の運動が生じ、微粒子５１のランダムなパターンを自発的に得られる。このような場合には駆動部２１の駆動を省き、レーザ光Ｌ１のスペックルノイズの抑制を効率良く行える。
【００７４】
本実施形態において、制御部２０は、所定期間毎に駆動部２１の駆動と停止を繰り返す（Ｓ４〜Ｓ６）。これにより、スペックル抑制器３中での微粒子５１の撹拌を促進して、効率良くスペックルノイズを抑制できる。
【００７５】
本実施形態において、微粒子５１は、例えばスペックル抑制器３において分散液５０中で凝集せずに沈殿する固体粒子である。こうした沈殿し得る微粒子５１を撹拌しながらスペックル抑制器３で用いることにより、例えばコロイド粒子のブラウン運動を用いる場合よりも、レーザ光Ｌ１を散乱してスペックルノイズを抑制する効果を大きく得ることができる。
【００７６】
本実施形態において、微粒子５１は、例えば１００ｎｍから１μｍの粒径を有する。こうした比較的大きい微粒子５１を撹拌しながらスペックル抑制器３で用いることにより、例えば粒径が比較的小さいコロイド粒子等を用いる場合よりもスペックルノイズを抑制する効果を大きく得ることができる。
【００７７】
本実施形態に係る投影装置１は、投影光源の一例のレーザ光源１０と、スペックル抑制装置２とを備える。レーザ光源１０は、レーザ光Ｌ１を発光する。スペックル抑制装置２は、レーザ光源１０が発光したレーザ光Ｌ１が、スペックル抑制器３における一対の透過窓を透過するように配置される。本実施形態の投影装置１では、スペックル抑制装置２により、レーザ光Ｌ１におけるスペックルノイズを抑制し易くすることができる。
【００７８】
本実施形態に係るスペックル抑制器３は、レーザ光Ｌ１におけるスペックルノイズを抑制する装置の一例である。スペックル抑制器３は、光を透過する一対の透過窓の一例のガラス板３１ａ，３１ｂと、保持部の一例の各フレーム３０，３４とを備える。保持部は、一対の透過窓の間に、光を反射する微粒子５１および微粒子５１を分散させる分散液５０が封入されるように、各透過窓を保持する。微粒子５１は、例えば保持部において分散液５０中で凝集せずに沈殿する固体粒子である。スペックル抑制器３を適宜駆動したり、或いはレーザ光Ｌ１等による加熱によって微粒子５１の運動を生じさせたりすることにより、レーザ光Ｌ１のスペックルノイズを抑制し易くすることができる。
【００７９】
（実施形態２）
以下、図８〜図９を用いて実施形態２を説明する。実施形態１では、駆動部２１の制御に温度センサ２２を用いるスペックル抑制装置２について説明した。実施形態２では、他の方法において駆動部２１を制御するスペックル抑制装置２Ａについて説明する。
【００８０】
以下、実施形態１に係るスペックル抑制装置２及び投影装置１と同様の構成、動作の説明は適宜、省略して、本実施形態に係るスペックル抑制装置２Ａ及び投影装置１を説明する。
【００８１】
図８は、投影装置１における本実施形態のスペックル抑制装置２Ａの構成を例示する。本実施形態のスペックル抑制装置２Ａは、実施形態１と同様の構成において、温度センサ２２の代わりに、光分布センサ２６を備える。光分布センサ２６は、レーザ光Ｌ１がスペックル抑制装置２Ａを透過した後の透過光Ｌ１０の光分布を検出するように配置される。光分布センサ２６は、例えばフォトダイオードである。光分布センサ２６の検出対象の光分布は、例えば透過光Ｌ１０が拡散された程度を示す分布であり、例えば中央部と外周部の輝度の差である。光分布センサ２６は、検出結果を示す信号を制御部２０Ａに出力する。
【００８２】
又、本実施形態におけるスペックル抑制装置２Ａの制御部２０Ａには、外部から映像信号及び音響信号が供給される。映像信号は、投影装置１による投影画像Ｉｍの映像データを示す。音響信号は、例えば投影画像Ｉｍと同期して、例えば外部スピーカから出力される音響データを示す。本実施形態の投影装置１では、例えば、投影制御部１５が映像信号が入力されてからライトバルブ１１の制御に用いるまでの間に、所定の遅延期間（例えば５〜６０秒）が設定される。
【００８３】
図９は、本実施形態に係るスペックル抑制装置２Ａの動作を例示するフローチャートである。本実施形態において、スペックル抑制装置２Ａの制御部２０Ａは、例えば実施形態１と同様の動作において、図７のＳ２，Ｓ３で用いた検出温度の代わりに、透過光Ｌ１０の光分布を用いる（Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａ）。
【００８４】
制御部２０Ａは、光分布センサ２６から光分布の検出結果を取得し（Ｓ２Ａ）、取得した検出結果が、透過光Ｌ１０が拡散した状態であることを示す所定条件を満たすか否かを判断する（Ｓ３Ａ）。制御部２０Ａは、透過光Ｌ１０が所定条件を満たすまで（Ｓ３ＡでＮＯ）、スペックル抑制器３の回転駆動を継続し（Ｓ１）、所定条件を満たすと（Ｓ３ＡでＹＥＳ）、スペックル抑制器３の回転駆動を停止する（Ｓ４）。
【００８５】
又、制御部２０Ａは、例えば図７のステップＳ５の代わりに、入力される映像信号及び音響信号を用いて、スペックル抑制器３の再駆動に関する判断を行う（Ｓ５Ａ，Ｓ５Ｂ）。
【００８６】
例えば、制御部２０Ａは、映像信号における輝度が、所定のしきい値を上回るか否かを判断する（Ｓ５Ａ）。当該しきい値は、映像信号に対応する投影画像Ｉｍの輝度が、スペックルノイズが顕著になり得る程度に高い基準を示す輝度に設定される。ステップＳ５Ａの判断対象とする映像信号は、例えば所定の遅延期間の経過後に投影される投影画像Ｉｍに対応する。制御部２０Ａは、映像信号の輝度が上回らない場合（Ｓ５ＡでＮＯ）、特にステップＳ６の回転駆動を行なわずに、ステップＳ７に進む。
【００８７】
一方、映像信号の輝度が上回る場合（Ｓ５ＡでＹＥＳ）、制御部２０Ａは、例えば音響信号による音量が、所定のしきい値を上回るか否かを判断する（Ｓ５Ｂ）。当該しきい値は、スペックル抑制器３の回転駆動による駆動音が、投影画像Ｉｍを視認するユーザにとって騒音になり得る程度に大きい基準を示す音量に設定される。
【００８８】
制御部２０は、音響信号の音量がしきい値を上回る場合（Ｓ５ＢでＹＥＳ）、スペックル抑制器３を回転駆動するように、駆動部２１を制御する（Ｓ６）。一方、制御部２０は、音響信号の音量がしきい値を上回らない場合（Ｓ５ＢでＮＯ）、ステップＳ６の回転駆動を行なわずに、ステップＳ７に進む。
【００８９】
上記のステップＳ２Ａ，Ｓ３Ａによると、透過光Ｌ１０の光分布に基づいて、実施形態１と同様に投影装置１の初期動作時にもスペックルノイズを効率良く抑制できる。
【００９０】
また、上記のステップＳ５Ａ〜Ｓ６によると、スペックルノイズが顕著となり得る投影画像Ｉｍが投影される前に、スペックル抑制器３を駆動され（Ｓ５ＡでＹＥＳ，Ｓ６）、微粒子５１の撹拌によりスペックルノイズを抑制し易くすることができる。この際、スペックル抑制器３の回転駆動が、投影画像Ｉｍと共に出力される音響信号の音量が大きいときに制限されることで（Ｓ５Ｂ）、スペックル抑制器３の駆動音がユーザにとって騒音になる事態を回避することができる。
【００９１】
映像信号及び音響信号を用いたスペックル抑制器３の再駆動に関する判断は、特に上記のステップＳ５Ａ，Ｓ５Ｂに限定されない。例えば、制御部２０は、音響信号を用いずに映像信号を用いてスペックル上記の判断を行ってもよく、例えばステップＳ５Ｂを省略してもよい。又、制御部２０は、映像信号を用いずに音響信号を用いてもよく、例えばステップＳ５Ａを省略してもよい。この際、例えばステップＳ５Ａの代わりに図７のステップＳ５が行われてもよい。
【００９２】
以上のように、本実施形態において、制御部２０Ａは、外部から供給される映像信号及び音響信号の少なくとも一方に基づいて、駆動部２１を制御する（Ｓ５Ａ，Ａ５Ｂ）。これにより、投影装置１による投影画像Ｉｍ等に合わせて、スペックルノイズを効率良く抑制できる。
【００９３】
また、本実施形態において、制御部２０Ａは、透過光Ｌ１０の光分布が拡散状態、即ち透過光Ｌ１０が充分に拡散されスペックルノイズが抑制された状態になったとき（Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａ）、スペックル抑制器３の駆動を停止する（Ｓ４）。これによっても、実施形態１と同様にレーザ光Ｌ１のスペックルノイズを効率良く抑制できる。
【００９４】
以上のような映像信号及び音響信号を用いた制御（Ｓ５Ａ，Ｓ５Ｂ）と、光分布によるスペックル抑制器３の駆動制御（Ｓ２Ａ，３Ａ）とは、特に組み合わせずそれぞれ実施することが可能である。例えば、映像信号及び音響信号を用いた制御は、図７のステップＳ３後に行われてもよい。又、制御部２０Ａは、映像信号及び音響信号を用いて、投影装置１の初期動作時におけるスペックル抑制器３の駆動の制御を行ってもよい。
【００９５】
（他の実施形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態１〜２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置換、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記各実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施形態を例示する。
【００９６】
上記の実施形態１〜２では、駆動部２１がスペックル抑制器３を回転駆動する例を説明した。駆動部２１によるスペックル抑制器３の駆動方法は、必ずしも回転に限らず、例えば揺動あるいは振動などであってもよい。本実施形態のスペックル抑制装置において、各種の駆動方法に応じた各種の機構を適宜、駆動部２１および支持部４に採用可能である。
【００９７】
上記の各実施形態では、各色のレーザ光Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂの合成後のレーザ光Ｌ１の光路上にスペックル抑制器３が配置される例を説明したが、スペックル抑制器３の配置は上記に限定されない。例えば、合成前の各色のレーザ光Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂの光路上に、それぞれスペックル抑制器３が配置されてもよい。この場合、各スペックル抑制器３の駆動部２１は、それぞれ独立であってもよいし、例えばモータ２３等が共通化されてもよい。
【００９８】
上記の各実施形態では、１つのライトバルブ１１を用いる投影装置１の構成を例示した。本実施形態の投影装置１において、ライトバルブ１１の個数は、複数であってもよく、例えば投影装置１は、ＲＧＢの各々にライトバルブ１１を用いる３ＤＬＰ方式であってもよい。
【００９９】
上記の各実施形態では、投影装置１の一例として、ＤＬＰ方式におけるＲＧＢオールレーザのプロジェクタを説明した。本実施形態において、投影装置１は、特にＲＧＢオールレーザのプロジェクタに限らず、青色など特定の色にレーザ光を用いるレーザプロジェクタであってもよい。この場合であっても、スペックル抑制装置２を用いて、上記のレーザ光によるスペックルノイズを抑制できる。又、投影装置１は、ＤＬＰ方式に限らない。投影装置１には、ライトバルブ１１の代わりに各種の空間光変調素子が用いられてもよい。
【０１００】
上記の各実施形態では、投影面Ｓｃの一例としてスクリーンを例示した。本実施形態において、投影装置１から投影画像Ｉｍが表示される投影面Ｓｃは、特にスクリーンに限定されず、種々の物体表面であってもよい。種々の物体は、例えば、構造物などの静止体および人物などの動体を含む。
【０１０１】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【０１０２】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【０１０３】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、種々の変更、置換、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本開示は、レーザ光を用いる各種の装置に適用可能であり、例えばプロジェクタ等に適用可能である。又、レーザ光を用いる照明装置、ヘッドマウントディスプレイ或いはヘッドアップディスプレイ等にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１    投影装置
１０    レーザ光源（投影光源）
１１    ライトバルブ
２，２Ａ    スペックル抑制装置
２０，２０Ａ    制御部
２１    駆動部
２２    温度センサ
３    スペックル抑制器（封入部）
３１ａ，３１ｂ    ガラス板（透過窓）
４    支持部
５０    分散液
５１    微粒子
【図１】
2020187253.tif 000003
【図２】
2020187253.tif 000004
【図３】
2020187253.tif 000005
【図４】
2020187253.tif 000006
【図５】
2020187253.tif 000007
【図６】
2020187253.tif 000008
【図７】
2020187253.tif 000009
【図８】
2020187253.tif 000010
【図９】
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