【手続補正書】
【提出日】平成29年2月1日(2017.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コリメートされた像光線を形成する複数の表示部と、
前記複数の表示部から射出された像光線を一点に集光させない状態で互いに重畳させる重畳光学系と、
前記重畳光学系によって重畳された像光線に対応する像を投射する投射光学系と、
前記複数の表示部ごとに設定された局所的な像源領域から像光線を射出させることによって、像光線を重畳させる位置を光軸方向に関して異なる複数の重畳位置に設定する表示制御部と
を備えるプロジェクター。
【請求項２】
前記重畳光学系は、前記複数の表示部にそれぞれ対向する複数のレンズ要素と、前記複数のレンズ要素を経た像光線が互いに集まるように像光線を重畳させる重畳レンズとを備える、請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記像源領域の中心は、各表示部において、当該各表示部の相対的配置と前記重畳位置の設定とに応じて、基準となる標準位置からシフトさせた位置に設定される、請求項１及び２のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記各表示部において、前記像源領域の中心の前記標準位置からのシフト量は、前記重畳光学系の光軸が通る中央からの前記各表示部の中心までの距離に略比例する、請求項３に記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記複数の表示部に表示させる複数の画像は、前記中央からのズレに応じて基本画像に変形を施したものである、請求項４に記載のプロジェクター。
【請求項６】
前記各表示部において前記像源領域の中心が前記標準位置にあるとき、前記重畳位置は、前記重畳光学系に関して前記各表示部の共役位置になっている、請求項３〜５のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項７】
前記複数の表示部は、単一の表示素子に形成された複数の部分、又は、複数の表示素子に対応する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項８】
前記複数の表示部は、透過型の表示素子と、前記表示素子を照明する照明部とを有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項９】
前記照明部は、面発光レーザーを備える、請求項８に記載のプロジェクター。
【請求項１０】
前記複数の表示部は、一対のレンズアレイの間にピンホールアレイを挟んだ光線選択部を有し、当該光線選択部によって平行にされた像光線を選択的に通過させる、請求項１〜８のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項１１】
前記表示制御部は、前記重畳位置を時分割で変化させて前記投射光学系による投射位置を３次元的な範囲とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項１２】
前記表示制御部は、前記複数の表示部の前記像源領域において動画を表示させる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
図６（Ｂ）に概念的に示すように、投射光学系４０から共役位置ＰＣまでの距離をＣとし、投射光学系４０の焦点距離をＦ＿ｐｊとすると、レンズの一般式から
１／Ｃ＋１／Ｂ＝１／Ｆ＿ｐｊ
の関係が成り立つ。
図６（Ｃ）に概念的に示すように、表示装置２０自体によってフォーカスをスクリーンＳＣより距離Ａだけ手前に移動させる場合、投射光学系４０と第１点ＩＰ１との距離をＢ'とし、投射光学系４０と第１点ＩＰ１に対応する交差点ＩＰ３との距離をＣ'とすると、レンズの一般式から
１／Ｃ'＋１／Ｂ'＝１／Ｆ＿ｐｊ
の関係が成り立つ。つまり、スクリーン位置から距離Ａだけ手前にフォーカスを移動させたい場合、
１／（Ｃ＋Ｄ）＋１／（Ｂ−Ａ）＝１／Ｆ＿ｐｊ
となり、投射光学系４０の焦点距離Ｆ＿ｐｊ、距離Ａ等から、共役位置ＰＣから目的とする投射前焦点面ＦＣ又は交差点ＩＰ３までの距離Ｄを求めることができる。距離Ｄは、投射光学系４０の手前に形成される中間像（図１に示す小像Ｇ１に相当）のフォーカス移動量に対応する。つまり、この中間像のフォーカス移動量を共役位置ＰＣの前後で変化させる調整を行うことで、投射光学系４０による投射像のフォーカス位置を基本位置の前後で調整することができる。具体的には、結像位置をスクリーンＳＣ上の特定点（被投写位置）ＩＰ０から第１点（被投写位置）ＩＰ１に移動させることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図７（Ａ）を参照して、重畳レンズ３３側において、中間像又は図１に示す小像Ｇ１の位置（重畳位置又はフォーカス位置）を変更する条件、具体的には上述した光軸ＯＡ上の交差点ＩＰ３に像（中心像）を形成する条件について考える。この交差点ＩＰ３は、投射光学系４０に関して、図６（Ａ）に示す第１点ＩＰ１の共役点になっている。まず、重畳レンズ３３と共役位置ＰＣとの距離をＥとし、表示装置２０の特定の液晶パネル２１ａから交差点ＩＰ３に向けて射出される像光線ＩＭを考える。像光線ＩＭを共役位置ＰＣではなく手前の交差点ＩＰ３に入射させるため、像光線ＩＭの射出位置は分割光軸ＯＡ１上の標準位置から外れ、光軸ＯＡから遠ざかる。このときの像光線ＩＭの射出位置が全体の基準となる光軸ＯＡからから外れているズレ量をＧとする。フォーカス位置又は重畳位置の変更に伴って液晶パネル２１ａにおいて像光線ＩＭの射出位置をどの程度ずらすかは、その像光線ＩＭが共役位置ＰＣで光軸ＯＡからどの程度ずれているかと対応する。液晶パネル２１ａにおいて像光線ＩＭの射出位置を分割光軸ＯＡ１からシフトさせるズレ量Ｈ０に相当する共役位置ＰＣでのズレ量Ｈは、
Ｈ：Ｄ＝Ｇ：（Ｅ−Ｄ）
Ｈ＝Ｄ×Ｇ／（Ｅ−Ｄ）      …      （１）
と求まる。つまり、交差点ＩＰ３の像（中心像）については、像光線ＩＭの射出位置の光軸ＯＡから距離Ｇに比例してズレ量Ｈ又はズレ量Ｈ０が大きくなる。
次に、図７（Ｂ）を参照して、交差点ＩＰ３から光軸ＯＡに垂直な方向にずれた軸外点ＩＰ４に像（周辺像）を形成する条件について説明する。この軸外点ＩＰ４は、図６（Ａ）の第２点ＩＰ２に対応する。この際、共役位置ＰＣで像光線ＩＭが光軸ＯＡからずれる量は、軸外点ＩＰ４の光軸ＯＡからの距離Ｉと、像光線ＩＭの角度に起因するズレ量Ｈ'とを加算したものとなっている。ただし、軸外点ＩＰ４に着目した場合、液晶パネル２１ａにおいて像光線ＩＭの射出位置をフォーカス位置又は重畳位置の変更前の元の位置からどの程度ずらすかは、ズレ量Ｈ'だけを考えればよい。したがって、液晶パネル２１ａにおいて像光線ＩＭの射出位置を元の位置からシフトさせるズレ量Ｈ０'に相当する共役位置ＰＣでのズレ量Ｈ'は、像光線ＩＭの射出位置の光軸ＯＡからのズレ量をＧ'とし、周辺像であることに起因する追加分をＪとして、
Ｅ−Ｄ：Ｇ'＋Ｉ＝Ｄ：Ｈ'
Ｈ'＝Ｄ×（Ｇ'＋Ｉ）／（Ｅ−Ｄ）      …      （２）
＝Ｄ×（Ｇ＋Ｉ＋Ｊ）／（Ｅ−Ｄ）      …      （３）
となる。つまり、共役位置ＰＣにおいて光軸ＯＡからずれた軸外点ＩＰ４に対応するズレ量Ｈ'は、光軸ＯＡ上の交差点ＩＰ３に対応するズレ量Ｈと比較して僅かに異なるものとなっており、ズレ量Ｈ０及びズレ量Ｈ０'も、僅かに異なるものとなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
図９に示すように、第２実施形態のプロジェクター２の場合、表示装置１２０に平行光選択部（光線選択部）２５を設けている。平行光選択部２５は、重畳光学系３０のレンズアレイ３１と同様の構造を有し同芯となるように配置された一対のレンズアレイ２６，２７と、これらレンズアレイ２６，２７間にアライメントして配置されたピンホールアレイ２８とを有する。各表示部２１から射出された像光線は、レンズアレイ２６のレンズ要素２６ａを経て収束され、ピンホールアレイ２８の分割光軸上のピンホール２８ａを通過し、レンズアレイ２７のレンズ要素２７ａを経て平行光化すなわちコリメートされた状態でレンズアレイ３１のレンズ要素３１ａに入射する。平行光選択部２５を設けることにより、液晶パネル２１ａで発生した回折光等に起因する不要光を除去することができる。
なお、照明部１０として用いる光源は、面発光レーザーに限らず、ランプ、ミラー、コリメーターレンズ等で構成することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
表示装置２０における表示部２１の輪郭や配列方法は、矩形又は正方形の領域をマトリックス状に配列するものに限らず、様々なものとできる。表示部２１の配列は、例えば３角格子、６方格子等各種格子点上に配列とするパターンとでき、表示部２１の輪郭も多角形、円形等にすることができる。この場合、遮光枠部２１ｂの配列は、表示部２１の配列に対応させる。
さらに、表示部２１の配列は、稠密的である必要はなく、２次元的な任意の点に配置することもできる。この場合も、遮光枠部２１ｂの配列は、表示部２１の配列に対応させる。
表示装置２０を構成する表示部２１は、２つ以上であればその重畳によって投射が可能になると言えるが、明るい画像を投射する観点では、５×５或いはそれ以上のマトリックス配列等とすることが望ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
２…プロジェクター、  １０…照明部、  １０ａ…射出面、  ２０…表示装置、  ２１…表示部、  ２１ａ…液晶パネル、  ２１ｂ…遮光枠部、  ２５…平行光選択部、  ２６，２７…レンズアレイ、  ２８…ピンホールアレイ、  ３０…重畳光学系、  ３１…レンズアレイ、  ３１ａ…レンズ要素、  ３３…重畳レンズ、  ４０…投射光学系、  ５０…光学系部分、  ５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ…像形成部、  ５５…クロスダイクロイックプリズム、  ８０…回路装置、  ８０ａ…表示制御部、  ８１…画像処理部、  ８２…表示駆動部、  ８８…主制御部、  ＡＲ１１−ＡＲ１４…領域、  ＡＳ…像源領域、  ＡＳ１１−ＡＳ１４…像源領域、  ＦＣ'…投射後焦点面、  ＦＣ…投射前焦点面、  Ｇ１…小像、  Ｇ１１−Ｇ１４…画像範囲、  ＩＭ…像光線、  ＩＭ０，ＩＭ１，ＩＭ２…像光線、  ＩＰ０…特定点、  ＩＰ３…交差点、  ＩＰ４…軸外点、  ＬＩ…照明光、  ＯＡ…光軸、  ＯＡ１…分割光軸、  ＰＣ…共役位置、  ＰＯ…被投射体
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2015184619.tif 000001