(57)【要約】【課題】  簡単な構成を用いてスペックルノイズを効果的に除去することができるプロジェクタを提供する。【解決手段】  レーザー光源４と、前記レーザー光源から射出された光を投射画像に基づき変調する光変調素子１２と、略平面な反射面２２を回転駆動する駆動部を備える電子部品１８とを備え、前記レーザー光源から射出された光を前記電子部品により回転駆動された前記反射面を介して、前記光変調素子に入射させることを特徴とする。【選択図】  図１
2012155048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光源と、
前記レーザー光源から射出された光を、投射画像に基づき変調する光変調素子と、
略平面な反射面を回転駆動する駆動部を備える電子部品とを備え、
前記レーザー光源から射出された光を前記電子部品により回転駆動された前記反射面を介して、前記光変調素子に入射させることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記電子部品は、ファンであることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記反射面は、前記駆動部の回転軸を回転中心として回転することを特徴とする請求項１または２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記レーザー光源から射出された光は、前記反射面の前記回転中心から所定距離離れた位置に入射することを特徴とする請求項３記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記回転軸と前記反射面とがなす角度は略垂直であることを特徴とする請求項３または４記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記レーザー光源から射出された光の前記反射面への入射角θは
０°＜θ＜９０°
であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記反射面はうねりを有し、前記反射面が１回転する間に前記反射面において反射された光の前記レーザー光源から前記光変調素子までの光路長差が前記レーザー光源から射出される光の波長より大きいことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記反射面の反射波面精度は前記レーザー光源から射出される光の波長程度であることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記回転軸と前記反射面とがなす角度φは
０°＜φ＜９０°
であることを特徴とする請求項３または４記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
前記反射面が１回転する間に前記反射面において反射された光の前記レーザー光源から前記光変調素子までの光路長差が前記レーザー光源から射出される光の波長より大きいことを特徴とする請求項１〜４、９の何れか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項１１】
前記反射面と前記光変調素子との間に分割光学系及び重畳光学系とを備えることを特徴とする請求項１〜４、９、１０の何れか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項１２】
前記反射面と前記分割光学系との間に光を略平行にする集光光学系を備えることを特徴とする請求項１１記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源として干渉性の強い光を射出するレーザー光源等を用いたプロジェクタにおいては、スクリーン等の投射面において光が散乱されたときに複雑な位相関係で光束が干渉しあい、不規則な粒状の照度分布として観察されるスペックルノイズと呼ばれる現象が生じる場合がある。そこで、凹凸の微細構造を施したミラーを用いてスペックルノイズを低減するプロジェクタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３７８８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このプロジェクタにおいては、フィルタの作製に手間がかかり、プロジェクタの製造コストが増大していた。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な構成を用いてスペックルノイズを効果的に除去することができるプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るプロジェクタは、レーザー光源と、前記レーザー光源から射出された光を、投射画像に基づき変調する光変調素子と、略平面な反射面を回転駆動する駆動部を備える電子部品とを備え、前記レーザー光源から射出された光を前記電子部品により回転駆動された前記反射面を介して、前記光変調素子に入射させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るプロジェクタによれば、簡単な構成を用いてスペックルノイズを効果的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタのミラーの拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタの他の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタの他の構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタのミラーの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタについて説明する。図１は、第１の実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。プロジェクタ２は光源であるレーザー光源４、レーザー光源４から射出された光を反射するミラー６、ミラー６により反射された光を略平行光とするコンデンサレンズ等を備える集光光学系８、入射した光をＰ偏光成分の光とＳ偏光成分の光とに分離するＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）１０、プロジェクタ２により投射する投射画像を表示するＬＣＯＳ（反射型液晶素子）１２、投射画像をスクリーン１６に対して投射するための投射レンズ等を備える投射光学系１４を備えている。
【００１０】
レーザー光源４は、赤色、緑色、青色を射出する光源を備えている。また、ミラー６は、プロジェクタ２の内部を冷却する電子部品であるファン１８と一体として構成されている。ここで、ミラー６はファン１８の上面に対して貼付または螺着等され一体として構成されている。即ち、ミラー６とファン１８とは共通の回転軸２０を有し、ミラー６は回転軸２０を回転中心としてファン１８の駆動力により回転可能に構成されている。また、略平面であるミラー６の反射面２２と回転軸２０とが略垂直となるように構成され、ミラー６の底面２４（ファン１８側の面）は反射面２２と略平行となっている。また、レーザー光源４から射出された光は、ミラー６に斜めに入射するように構成されている。即ち、レーザー光源４及びミラ−６は、レーザー光源４から射出された光の入射角θ（図２参照）が、０°＜θ＜９０°となるように配置されている。
【００１１】
ここで、この実施の形態に係るプロジェクタ２においては、ミラー６としてアルミ平面ミラーなどの一般的な光学用途ミラーを用いる。このようなミラーの略平面である反射面２２には、図２に示すようにうねりが存在する。このうねりは反射波面精度として表され、この実施の形態においては反射波面精度が例えば６３３ｎｍ等、レーザー光源４から射出される光の波長λ（可視光の波長である約３６０〜８３０ｎｍ）程度のミラー６を用いる。なお、図２においては、説明のためにうねりの大きさを極端に大きく示している。
【００１２】
また、図２に示すようにレーザー光源４から射出された光はミラー６の回転中心から所定距離離れた所定の位置に入射する。また、ミラー６の回転中に反射された光の光路長（レーザー光源４により射出された光がＬＣＯＳ１２またはスクリーン１６に到達するまでの光路長）は常時変化する。従って、図２において実線で示すミラー６の回転位置で反射される光と、点線で示すミラー６の回転位置で反射される光との間に光路長差Δ１が発生する。なお、反射波面精度をＰＶとし、反射角をθとすると、ミラー６が１回転する間に発生する光路長差は最大で２ＰＶ／ｃｏｓθとなる。また、反射波面精度がレーザー光源４から射出される光の波長λ程度であるため、光路長差の最大値はレーザー光源４から射出される光の波長以上となる。
【００１３】
また、光路長差が発生するため、ミラー６の回転中にミラー６により反射されスクリーン１６に投射される光の位相は常時変化し、スペックルパターンも位相に依存して常時変化する。ここで、スペックルパターンの変化速度が人間の目で認知できない速度であればスペックルノイズを低減することができる。即ち、ミラー６の回転速度が２４〜３０Ｈｚ以下である場合には人間の目によりスペックルパターンの変動がスペックルノイズとして認知されるが、この実施の形態においては、例えば、９０Ｈｚでミラー６を回転させる。従って、人間の目に認知されるスペックルノイズを低減することができる。
【００１４】
この第１の実施の形態に係るプロジェクタによれば、簡単な構成を用いてスペックルノイズを効果的に除去することができる。また、ファンとミラーとを一体化することで、放熱装置及びスペックル低減装置の駆動部を共通化させることができ、部品点数の削減及び消費電力の抑制を行うことができる。
【００１５】
なお、上述の実施の形態においては、ファン１８にミラー６を貼付または螺着する構成としたが、ファン１８のレーザー光源４側に位置する面に銀等を蒸着することより反射面を形成する構成としてもよい。
【００１６】
また、上述の実施の形態においては、ミラー６を９０Ｈｚで回転させる構成としたが、２４〜３０Ｈｚ以上であればよい。また、回転速度は可変としてもよい。
【００１７】
また、上述の実施の形態においては、反射波面精度が６３３ｎｍ等可視光の波長程度である光学用途のミラーを用いる構成としたが、反射波面精度が１μｍ以上等可視光の波長以上のミラーを用いる構成としてもよい。この場合には、より廉価なミラーを用いることができるため、よりコストを抑制することができる。
【００１８】
また、上述の実施の形態においては、表示部としてＬＣＯＳ１２を用いる構成としたが、図３に示すようにＰＢＳ１０及びＬＣＯＳ１２に代えてＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）２６を用いる構成としてもよい。また、図４に示すようにレーザー光源４から射出されミラー６により反射された光を操作するＭＥＭＳミラー２８を用いる構成としてもよい。この場合には、さらに部品点数を削減することができる。
【００１９】
次に、図面を参照して本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタについて説明する。この第２の実施の形態に係るプロジェクタは、第１の実施の形態に係るプロジェクタにおける底面と反射面とが略平行であるミラーを、底面と反射面とが平行ではないミラー、即ち、楔形のミラーに変更したものである。従って、第１の実施の形態と同一の構成についての詳細な説明は省略し、異なる部分のみについて詳細に説明する。また、第１の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付して説明する。
【００２０】
図５は、第２の実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。レーザー光源４、レーザー光源４から射出された光を反射するミラー３０、ミラー３０により反射された光を集光し略平行光とする第１コンデンサレンズ３２、第１コンデンサレンズ３２から射出される光を分割し拡散するマイクロレンズ３４、マイクロレンズ３４から射出された光を重畳する第２コンデンサレンズ３６、ＰＢＳ１０、ＬＣＯＳ１２、投射光学系１４を備えている。なお、第１の実施の形態においてはＬＣＯＳ１２をＰＢＳ１０の図中右方に配置する構成としたが（図１参照）、この実施の形態においてはＬＣＯＳ１２をＰＢＳ１０の図中下方に配置する構成としている。また、ミラー３０の回転中にミラー３０により反射された光は、時間によって異なった角度でミラー３０から射出される。この時間によって異なった角度で射出される光をＬＣＯＳ１２に対して均一に高効率で照射するために、マイクロレンズ３４により光束を分割し、第２コンデンサレンズ３６により光を重畳する構成としている。
【００２１】
ここで、この実施の形態に係るプロジェクタ２においては、ミラー３０として底面３８と反射面４０とが平行ではない楔形のミラーを用いる。また、第１の実施の形態と同様にミラー３０とファン１８とは一体として構成されている。即ち、ミラー３０とファン１８とは共通の回転軸２０を有し、ミラー３０は回転軸２０を回転中心としてファン１８の駆動力により回転可能に構成されている。また、略平面であるミラー３０の反射面４０と回転軸２０がなす角度φは、０°＜φ＜９０°となるように構成されている。
【００２２】
また、図６に示すようにレーザー光源４から射出された光はミラー３０の回転中心から所定距離離れた所定の位置に入射する。また、ミラー３０の回転中に反射された光の光路長（レーザー光源４により射出された光がＬＣＯＳ１２またはスクリーン１６に到達するまでの光路長）は常時変化する。従って、図６において実線で示すミラー３０の回転位置の点ａで反射される光と、点線で示すミラー３０の回転位置の点ｂで反射される光との間に光路長差Δ２が発生する。ここで、光路長差は可視光の波長（約３６０〜約８３０ｎｍ）以上であることが好ましく、５５０ｎｍ以上であることがより好ましく、６３０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。
【００２３】
また、光路長差が発生するため、ミラー３０の回転中にミラー３０により反射されスクリーン１６に投射される光の位相は常時変化し、スペックルパターンも位相に依存して常時変化する。この実施の形態においては、第１の実施の形態と同様に、例えば、９０Ｈｚでミラー３０及びファン１８を回転させる。従って、人間の目に認知されるスペックルノイズを低減することができる。
【００２４】
上述の実施の形態に係るプロジェクタによれば、簡単な構成を用いてスペックルノイズを効果的に除去することができる。
【００２５】
なお、上述の第２の実施の形態においては、光を分割し拡散するマイクロレンズ３４を用いる構成としたが、マイクロレンズ３４としては、光を分割すると共に図５に示す上下方向に対しては光を拡散し、図５の紙面垂直方向に対しては光を略平行光にするものを用いる構成としてもよい。
【００２６】
また、上述の第２の実施の形態においては、楔形のミラー３０を用いる構成としたが、反射面と底面とが略平行な平板状ミラーを用いる構成としてもよい。この場合には、平板状ミラーの反射面と回転軸２０とがなす角度φが、０°＜φ＜９０°となるように平板状ミラーを配置する。
【符号の説明】
【００２７】
２…プロジェクタ、４…レーザー光源、６…ミラー、１２…ＬＣＯＳ、１８…ファン、２０…回転軸、２２…反射面
【図１】
2012155048.tif 000003
【図２】
2012155048.tif 000004
【図３】
2012155048.tif 000005
【図４】
2012155048.tif 000006
【図５】
2012155048.tif 000007
【図６】
2012155048.tif 000008