(57)【要約】【課題】画像のタイリングやスタックによるコストの増大を抑制することができるプロジェクターを提供すること。【解決手段】本発明のプロジェクター１は、光源部から射出された光を画像信号に応じて変調して画像を形成させる複数の画像形成光学部４０と、複数の画像形成光学部ごとに対応して設けられ、画像形成光学部で変調された光を屈折させる複数の第１光学系５０と、複数の第１光学系で屈折された光が入射する位置に設けられ、入射した光を反射して被照射面に進行させる共通ミラー３１を備える第２光学系と、を有する。【選択図】図４
2010281932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部から射出された光を画像信号に応じて変調して画像を形成させる複数の画像形成光学部と、
前記複数の画像形成光学部ごとに対応して設けられ、前記画像形成光学部で変調された光を屈折させる複数の第１光学系と、
前記複数の第１光学系で屈折された光が入射する位置に設けられ、入射した光を反射して前記被照射面に進行させる共通ミラーを備える第２光学系と、を有することを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
前記共通ミラーは、前記第１光学系で屈折された光を広角化させる凹面ミラーであることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記共通ミラーは、前記１光学系で屈折された光を広角化させる凸面ミラーであることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記複数の画像形成光学部のうち少なくとも一の画像形成光学部によって形成される画像と、前記複数の画像形成光学部のうち他の画像形成光学部によって形成される画像とが、被照射面において並列させて表示されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記複数の画像形成光学部のうち少なくとも一の画像形成光学部によって形成される画像と、前記複数の画像形成光学部のうち他の画像形成光学部によって形成される画像とが、被照射面において略重ねて表示されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のプロジェクター。
【請求項６】
前記一の画像形成光学部によって形成される画像と、前記他の画像形成光学部によって形成される画像とが、互いに視差を有することを特徴とする請求項５に記載のプロジェクター。
【請求項７】
前記一の画像形成光学部によって形成される画像と、前記他の画像形成光学部によって形成される画像とが、互いに異なる偏光状態の光によって表示されることを特徴とする請求項５または６に記載のプロジェクター。
【請求項８】
前記共通ミラーは、前記光源装置からの光を反射する反射領域において、所定の平面に対して対称な形状で形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のプロジェクター。
【請求項９】
前記第１光学系は、前記第１光学系の光軸が前記所定の平面から所定方向にシフトして配置され、
光軸がシフトされた前記第１光学系に対応する前記画像形成光学部は、その画像形成光学部に形成された像の像面の中心軸が前記所定の平面から所定方向にシフトするように配置されていることを特徴とする請求項８に記載のプロジェクター。
【請求項１０】
前記第１光学系のシフト量よりも前記像面のシフト量の方が大きいことを特徴とする請求項９に記載のプロジェクター。
【請求項１１】
前記第１光学系のシフト量よりも前記像面のシフト量の方が小さいことを特徴とする請求項９に記載のプロジェクター。
【請求項１２】
前記第１光学系は、前記第１光学系の光軸が前記所定の平面に対して傾きを有して配置されていることを特徴とする請求項８に記載のプロジェクター。
【請求項１３】
光軸が所定の平面に対して傾きを有して配置された前記第１光学系に対応する前記画像形成光学部は、その画像形成光学部に形成された像の像面の中心軸が、前記第１光学系の光軸からシフトするように配置されていることを特徴とする請求項１２に記載のプロジェクター。
【請求項１４】
前記第１光学系は、複数のレンズを備えて構成され、
前記複数の第１光学系のうち一の第１光学系が備える前記複数のレンズの一部が、他の第１光学系が備える前記複数のレンズの一部と一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載のプロジェクター。
【請求項１５】
前記画像形成光学部で変調された光を反射して、前記共通ミラーに向けて折り返す折り返しミラーをさらに有し、
前記折り返しミラーは、前記画像形成光学部と前記第２光学系との間に配置されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクター、特に被照射面に向けて光を反射するミラーを有するプロジェクターの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置から射出された光を、被照射面に向けて反射させるミラーを備えて、被照射面に画像を表示させるプロジェクターがある。例えば、光源装置から射出された光を、ミラーによって広角化させて、被照射面であるスクリーンに近い位置から光を投写して画像を表示することを可能にした、いわゆる近接投写型のプロジェクターがある（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３５５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、プロジェクターによって表示される画像に対して、大画面化や高輝度化が要望される場合がある。これらの要望に対して、複数のプロジェクターを用いる場合がある。例えば、複数のプロジェクターによって表示される画像を、並列させて表示させる（以下、タイリングという。）ことで大画面化を図ることや、重ねて表示させる（以下、スタックという。）ことで画像の高輝度化を図ることが行われる場合がある。
【０００５】
しかしながら、大画面化や高輝度化のためにプロジェクターを複数用意する必要があるため、コストの増大が問題となる。一般的に、プロジェクターのコストのうち、ミラー部分の占めるコストが比較的大きなものである場合が多い。複数のプロジェクターを用意した場合、プロジェクターごとにミラーを備える必要があるため、コストの増大を招きやすいという問題がある。
【０００６】
また、表示される画像同士のタイリングやスタックのために、プロジェクターの設置時に設置位置の調整が必要となる。観察者に違和感を生じさせないようなタイリングやスタックを行うために、スクリーンに実際に表示される画像を見ながら、プロジェクターの設置位置を調整することは困難である場合が多く、設置位置の調整負担が大きくなってしまう場合がある。また、設置後に一部のプロジェクターの位置がずれてしまった場合には、再度の調整が必要になってしまうという問題もある。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、画像のタイリングやスタックによるコストの増大を抑制することができるプロジェクターを提供することを目的とする。また、画像のタイリングやスタックのための設置時の調整負担を軽減することのできるプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光源部から射出された光を画像信号に応じて変調して画像を形成させる複数の画像形成光学部と、複数の画像形成光学部ごとに対応して設けられ、画像形成光学部で変調された光を屈折させる複数の第１光学系と、複数の第１光学系で屈折された光が入射する位置に設けられ、入射した光を反射して被照射面に進行させる共通ミラーを備える第２光学系と、を有することを特徴とする。
【０００９】
共通ミラーが、複数の第１光学系で屈折された光の入射する位置に設けられているので、第１光学系ごとに対応させて別個にミラーを設ける必要がなく、必要なミラーの数を減らすことができる。したがって、複数の画像形成光学部により、被照射面に対して複数の画像を表示可能としつつ、ミラーの数を減らしてコストの増大を抑制することができるプロジェクターを得ることができる。また、ミラーの数を減らすことで、部品点数を減らすことができ、プロジェクターの大型化を抑制することができる。
【００１０】
また、複数の画像形成光学部、複数の第１光学系、共通ミラーを予めプロジェクターが有しているので、プロジェクターの組立時に適切な位置にそれぞれを配置しておけば、プロジェクターの設置時におけるそれらの位置関係の調整負担を軽減することができる。また、複数の画像形成光学部、複数の第１光学系、共通ミラーを予めプロジェクターが有しているので、複数のプロジェクターを用いる場合に比べて、位置関係にずれが生じにくくなる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様としては、共通ミラーは、第１光学系で屈折された光を広角化させる凹面ミラーであることが望ましい。凹面ミラーにより光を広角化させることで、被照射面に近い位置から光を投写して画像を表示する、いわゆる近接投射型のプロジェクターを実現することができる。また、第２光学系と被照射面との間に射出瞳が形成されるので、プロジェクターの筐体に設ける射出口を小さなものとすることができる。また、射出口を覆う透光性のカバーも小さくすることができるので、コストの抑制に寄与することができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、共通ミラーは、１光学系で屈折された光を広角化させる凸面ミラーであることが望ましい。凸面ミラーにより、光を広角化させることで、被照射面に近い位置から光を投写して画像を表示する、いわゆる近接投射型のプロジェクターを実現することができる。また、凸面ミラーを用いることで、凹面ミラーを用いるよりも、投写距離を短くすることができる。したがって、被照射面により近い位置から光を投写して画像を表示するプロジェクターとすることができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、複数の画像形成光学部のうち少なくとも一の画像形成光学部によって形成される画像と、複数の画像形成光学部のうち他の画像形成光学部によって形成される画像とが、被照射面において並列させて表示されることが望ましい。
【００１４】
被照射面において画像が並列されるので、プロジェクターによって表示される画像をタイリングすることができる。また、複数の画像形成光学部、複数の第１光学系、共通ミラーを予めプロジェクターが有しているので、プロジェクターの組立時に適切な位置にそれぞれを配置しておけば、プロジェクターの設置時におけるタイリングのための位置関係の調整負担を軽減することができる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様としては、複数の画像形成光学部のうち少なくとも一の画像形成光学部によって形成される画像と、複数の画像形成光学部のうち他の画像形成光学部によって形成される画像とが、被照射面において略重ねて表示されることが望ましい。
【００１６】
被照射面において画像が略重ねて表示されるので、プロジェクターによって表示される画像をスタックすることができる。また、複数の画像形成光学部、複数の第１光学系、共通ミラーを予めプロジェクターが有しているので、プロジェクターの組立時に適切な位置にそれぞれを配置しておけば、プロジェクターの設置時におけるスタックのための位置関係の調整負担を軽減することができる。また、同じ画像同士をスタックさせれば、画像の高輝度化を図ることができる。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様としては、一の画像形成光学部によって形成される画像と、他の画像形成光学部によって形成される画像とが、互いに視差を有することが望ましい。画像形成光学部によって形成される画像が視差を有することで、観察者に立体的な画像として認識させることができる。複数の画像形成光学部を有しているので、それぞれに異なる画像を表示させることができ、互いの画像形成光学部に形成される画像に容易に視差を持たせることができる。
【００１８】
また、立体的な画像を表示させる方式として、例えばアクティブシャッター方式を用いた場合には、画像形成光学部を複数持たないプロジェクターであれば、画像のちらつきを抑えるために、大きな周波数（例えば、１２０Ｈｚ）で駆動する必要がある。一方、画像形成光学部を２つ持たせてプロジェクターを構成した場合には、それぞれの画像形成光学部を半分の周波数（６０Ｈｚ）で駆動すれば、ちらつきを抑えた画像を表示させることができる。すなわち、プロジェクターの駆動部に要求される機能を抑えて、コスト抑制を図ることができる。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様としては、一の画像形成光学部によって形成される画像と、他の画像形成光学部によって形成される画像とが、互いに異なる偏光状態の光によって表示されることが望ましい。画像形成光学部によって形成される画像が、異なる偏光状態の光によって表示されることで、観察者に立体的な画像として認識させることができる。例えば、観察者に、左右のレンズで異なる偏光状態の光を通過させるめがねを掛けさせ、一の画像形成光学部には右目のレンズを通過する偏光状態の光で画像を表示させ、他の画像形成光学部には左目のレンズを通過する偏光状態の光で画像を表示させることで、観察者に立体的な画像として認識させることができる。なお、画像形成光学部が、光を変調させるための液晶パネルを備える構成のものであれば、光の偏光状態は揃えられて出力されるので、光の偏光状態を揃えるための特別な構造を準備することなく、立体的な画像表示を実現することができる。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様としては、共通ミラーは、光源装置からの光を反射する反射領域において、所定の平面に対して対称な形状で形成されていることが望ましい。共通ミラーの反射領域が所定の平面に対して対称な形状となっているので、画像形成光学部および第１光学系も所定の平面に対して対称に配置することができる。これにより、プロジェクターの組立性が向上し、画像形成光学部等の組付位置の調整も容易となるので、製造コストの抑制を図ることができる。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様としては、第１光学系は、第１光学系の光軸が所定の平面から所定方向にシフトして配置され、光軸がシフトされた第１光学系に対応する画像形成光学部は、その画像形成光学部に形成された像の像面の中心軸が所定の平面から所定方向にシフトするように配置されており、第１光学系のシフト量よりも像面のシフト量の方が大きいことが望ましい。第１光学系のシフト量よりも像面のシフト量の方が大きいので、共通ミラーへの光の入射位置を所定の平面方向にシフトさせることができる。さらに、共通ミラーの所望の位置に光を入射させやすくなる。また、共通ミラーへの光の入射位置をシフトさせるために第１光学系での無理な光の屈折を減らすことができ、光の利用効率の低下を抑えることができる。
【００２２】
また、本発明の好ましい態様としては、第１光学系は、第１光学系の光軸が所定の平面から所定方向にシフトして配置され、光軸がシフトされた第１光学系に対応する画像形成光学部は、その画像形成光学部に形成された像の像面の中心軸が所定の平面から所定方向にシフトするように配置されており、第１光学系のシフト量よりも像面のシフト量の方が小さいことが望ましい。第１光学系のシフト量よりも像面のシフト量の方が小さいので、共通ミラーへの光の入射位置を所定の平面から離れる方向にシフトさせることができる。さらに、共通ミラーの所望の位置に光を入射させやすくなる。また、共通ミラーへの光の入射位置をシフトさせるために第１光学系での無理な光の屈折を減らすことができ、光の利用効率の低下を抑えることができる。
【００２３】
また、本発明の好ましい態様としては、第１光学系は、第１光学系の光軸が所定の平面に対して傾きを有して配置されていることが望ましい。第１光学系の光軸の傾きによって、共通ミラーへの光の入射位置をシフトさせることができる。これにより、共通ミラーの所望の位置に光を入射させやすくなる。また、光軸の傾きにより、共通ミラーの所望の位置に光を入射させやすくなるので、第１光学系での光の屈折量を減らして、第１光学系を構成するレンズのサイズを小さくすることや、曲率を小さくすることができる。
【００２４】
また、本発明の好ましい態様としては、光軸が所定の平面に対して傾きを有して配置された第１光学系に対応する画像形成光学部は、その画像形成光学部に形成された像の像面の中心軸が、第１光学系の光軸からシフトするように配置されていることが望ましい。第１光学系の光軸の傾きに像面のシフトと組み合わせることで、共通ミラーへの光の入射位置がより一層制御しやすくなる。
【００２５】
また、本発明の好ましい態様としては、第１光学系は、複数のレンズを備えて構成され、複数の第１光学系のうち一の第１光学系が備える複数のレンズの一部が、他の第１光学系が備える複数のレンズの一部と一体に形成されていることが望ましい。レンズの一部が一体に形成されるので、部品点数を減らして製造コストの抑制を図ることができる。
【００２６】
また、本発明の好ましい態様としては、画像形成光学部で変調された光を反射して、共通ミラーに向けて折り返す折り返しミラーをさらに有し、折り返しミラーは、画像形成光学部と第２光学系との間に配置されることが望ましい。折り返しミラーによって画像形成光学部で変調された光を折り返すので、光軸の折り曲げが可能となり、画像形成光学部等のプロジェクター内での配置位置の自由度が増す。例えば、プロジェクターの内部で画像形成光学部同士が干渉してしまい、うまく配置できない場合には、折り返しミラーを設けることで画像形成光学部同士を離して配置することが可能となり、それらの配置スペースを確保することが可能となる。なお、画像形成光学部で変調された光を反射するとは、画像形成光学部から射出された直後の光を反射する場合に限らず、画像形成光学部から射出されて第１光学系に入射したあとの光を反射する場合も含む概念である。すなわち、折り返しミラーは、第１光学系の途中や、第１光学系と共通ミラーとの間に配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１に係るプロジェクター内部の概略構成を示す横断面図。
【図２】像形成光学部の概略構成を示す図。
【図３】屈折光学部の概略構成を示す図。
【図４】プロジェクターの内部構成を説明するための平面図。
【図５】第１屈折光学部および第２屈折光学部のレンズ前群部分を拡大した部分拡大図。
【図６】実施例１の変形例１に係るプロジェクターの内部構成を説明するための平面図。
【図７】実施例１の変形例２に係るプロジェクターの内部構成を説明するための平面図。
【図８】実施例１の変形例３に係るプロジェクターの内部構成を説明するための平面図。
【図９】実施例１の変形例４に係るプロジェクターの内部構成を説明するための平面図。
【図１０】一方のレンズ前群を拡大した部分拡大図。
【図１１】実施例１の変形例４の比較例を示す図。
【図１２】本発明の実施例２に係るプロジェクターの内部構成を説明するための平面図。
【図１３】屈折光学部を構成するレンズ前群部分を拡大した部分拡大図。
【図１４】実施例２の変形例１に係るプロジェクターの内部構成を説明するための平面図。
【図１５】屈折光学部部分を拡大した部分拡大図。
【図１６】本発明の実施例３に係るプロジェクターの内部構成を説明するための平面図。
【図１７】実施例３の変形例１に係るプロジェクターの内部構成を説明するための平面図。
【図１８】一方のレンズ前群を拡大した部分拡大図。
【図１９】実施例３の変形例１の比較例を示す図。
【図２０】実施例３の変形例２に係るプロジェクターの内部構成を説明するための平面図。
【図２１】本発明の実施例４に係るプロジェクターの内部構成を説明するための平面図。
【図２２】実施例４の変形例１に係るプロジェクターの内部構造を説明するための平面図。
【図２３】屈折光学部を構成するレンズ前群部分を拡大した部分拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本発明の実施例１に係るプロジェクター内部の概略構成を示す横断面図である。プロジェクター１はスクリーンに投写光を投写して画像を表示させるフロント投写型のプロジェクターである。観察者はスクリーンに表示された画像を観察する。プロジェクター１は、スクリーン１０に近い位置から広角化された投写光を投写して画像を表示させる近接投写型のプロジェクターである。
【００３０】
スクリーン１０は、反射型投影板であり、表側のスクリーン投写面（被照射面）１０ａに入射した入射光を拡散反射することにより画像を表示する。なお、スクリーン投写面１０ａの法線に沿う軸をＺ軸とする。Ｚ軸と直交し互いに垂直に交わる軸をＸ軸およびＹ軸とする。
【００３１】
プロジェクター１は、筐体２、像形成光学部（画像形成光学部）４０、屈折光学部（第１光学系）５０、反射光学部（第２光学系）５５を有して大略構成される。像形成光学部４０、屈折光学部５０、反射光学部５５は、筐体２の内部に備えられる。筐体２には、像形成光学部４０から射出され、反射光学部５５で反射された光を外部に射出させるための開口部（射出口）２ａが形成されている。
【００３２】
＜像形成光学部４０について＞
図２は、像形成光学部４０の概略構成を示す図である。像形成光学部４０は、プロジェクター１内に複数備えられ、本実施例１では、２つの像形成光学部４０が備えられる（図４に示す、第１像形成光学部４０ａと第２像形成光学部４０ｂ。）。２つの像形成光学部４０を構成する各要素は、各像形成光学部４０に共通して設けられているので、同一の符号を付してまとめて説明する。なお、プロジェクター１が備える像形成光学部４０は２つに限られず、より多くの像形成光学部４０を備えていてもよい。
【００３３】
発光管７０は、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光を含む光を射出する光源部であり、例えば、超高圧水銀ランプである。第１インテグレータレンズ７１および第２インテグレータレンズ７２は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子を有する。第１インテグレータレンズ７１は、発光管７０からの光束を複数に分割する。第１インテグレータレンズ７１の各レンズ素子は、発光管７０からの光束を第２インテグレータレンズ７２のレンズ素子近傍にて集光させる。第２インテグレータレンズ７２のレンズ素子は、第１インテグレータレンズ７１のレンズ素子の像を空間光変調装置上に形成する。
【００３４】
２つのインテグレータレンズ７１、７２を経た光は、偏光変換素子７３にて特定の振動方向の直線偏光に変換される。重畳レンズ７４は、第１インテグレータレンズ７１の各レンズ素子の像を空間光変調装置上で重畳させる。第１インテグレータレンズ７１、第２インテグレータレンズ７２および重畳レンズ７４は、発光管７０からの光の強度分布を空間光変調装置上にて均一化させる。重畳レンズ７４からの光は、第１ダイクロイックミラー７５に入射する。第１ダイクロイックミラー７５は、Ｒ光を反射し、Ｇ光およびＢ光を透過させる。第１ダイクロイックミラー７５で反射したＲ光は、第１ダイクロイックミラー７５、反射ミラー７６でそれぞれ光路が折り曲げられ、Ｒ光用フィールドレンズ７７Ｒへ入射する。Ｒ光用フィールドレンズ７７Ｒは、反射ミラー７６からのＲ光を平行化し、Ｒ光用空間光変調装置１４Ｒへ入射させる。
【００３５】
Ｒ光用空間光変調装置１４Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置である。Ｒ光用空間光変調装置１４Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム８０へ入射する。
【００３６】
第１ダイクロイックミラー７５を透過したＧ光およびＢ光は、第２ダイクロイックミラー８１へ入射する。第２ダイクロイックミラー８１は、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過させる。第２ダイクロイックミラー８１で反射したＧ光は、第２ダイクロイックミラー８１で光路が折り曲げられ、Ｇ光用フィールドレンズ７７Ｇへ入射する。Ｇ光用フィールドレンズ７７Ｇは、第２ダイクロイックミラー８１からのＧ光を平行化し、Ｇ光用空間光変調装置１４Ｇへ入射させる。Ｇ光用空間光変調装置１４Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置である。Ｇ光用空間光変調装置１４Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム８０のうちＲ光が入射した面とは異なる面へ入射する。なお、各光用空間光変調装置１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは、透過型変調素子であり、例えば、液晶パネルである。
【００３７】
第２ダイクロイックミラー８１を透過したＢ光は、リレーレンズ８２を透過した後、反射ミラー８３での反射により光路が折り曲げられる。反射ミラー８３からのＢ光は、さらにリレーレンズ８４を透過した後、反射ミラー８５での反射により光路が折り曲げられ、Ｂ光用フィールドレンズ７７Ｂへ入射する。Ｒ光の光路およびＧ光の光路よりもＢ光の光路が長いことから、空間光変調装置における照明倍率を他の色光と等しくするために、Ｂ光の光路には、リレーレンズ８２、８４を用いるリレー光学系が採用されている。
【００３８】
Ｂ光用フィールドレンズ７７Ｂは、反射ミラー８５からのＢ光を平行化し、Ｂ光用空間光変調装置１４Ｂへ入射させる。Ｂ光用空間光変調装置１４Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置である。Ｂ光用空間光変調装置１４Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム８０のうちＲ光が入射する面、Ｇ光が入射する面とは異なる面へ入射する。
【００３９】
クロスダイクロイックプリズム８０は、互いに略直交するように配置された２つのダイクロイック膜８６、８７を有する。第１ダイクロイック膜８６は、Ｒ光を反射し、Ｇ光およびＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜８７は、Ｂ光を反射し、Ｒ光およびＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム８０は、それぞれ異なる方向から入射したＲ光、Ｇ光およびＢ光を合成し、屈折光学部５０の方向へ射出する。クロスダイクロイックプリズム８０から射出された光は、屈折光学部５０を経て投写される。クロスダイクロイックプリズム８０の出射面側には、仮想的に像面６０が形成される。ここで、像面６０の中心法線を像面中心軸ＡＸとする。
【００４０】
＜屈折光学部５０について＞
屈折光学部５０は、像形成光学部４０から射出された光を屈折させ、反射光学部５５に入射させるためのものである。屈折光学部５０は、プロジェクター１内に複数設けられ、本実施例１では、２つの像形成光学部４０に対応して２つの屈折光学部５０が設けられる（図４に示す、第１屈折光学部５０ａと第２屈折光学部５０ｂ。）。２つの屈折光学部５０を構成する各要素は、各屈折光学部５０に共通して設けられているので、同一の符号を付してまとめて説明する。なお、プロジェクター１が備える屈折光学部は２つに限られず、像形成光学部４０の数に対応させて、より多くの屈折光学部を備えていてもよい。
【００４１】
図３は、屈折光学部５０の概略構成を示す図である。屈折光学部５０は、図１に示すスクリーン１０の下方において、スクリーン投写面１０ａに対して垂直に延びる光軸ＯＡに沿って配置された複数の屈折レンズで構成される。各レンズは、像面６０側から反射光学部５５に向かって配列されている。屈折光学部５０を構成する各レンズは、像面６０側のレンズ後群５１ｂと反射光学部５５側のレンズ前群５１ａとに分けられる。
【００４２】
レンズ後群５１ｂを構成する各レンズは、光軸ＯＡに対し回転対称になっている。なお、レンズ後群５１ｂを構成する各レンズの全部または一部が非回転対称になっていても構わない。レンズ前群５１ａは、屈折光学部５０を構成するレンズのうち、最も反射光学部５５寄りに配置された２枚の自由曲面レンズで構成されている。ここで、最も反射光学部５５寄りに配置されたレンズを自由曲面レンズとすることで、反射光学部５５へ入射させる光の制御がしやすくなり、光学性能を高めることができる。
【００４３】
なお、レンズ前群５１ａを１枚のレンズで構成したり、３枚以上のレンズで構成したりしても構わない。また、レンズ前群５１ａを構成するレンズを自由曲面レンズでなく、球面レンズや非球面レンズ、あるいはそれらの組み合わせで構成しても構わない。また、レンズ後群５１ｂを構成するレンズを自由曲面レンズで構成しても構わない。屈折光学部５０を構成するレンズのうち少なくとも１枚のレンズが自由曲面レンズであることが望ましい。
【００４４】
各レンズの配置は、反射光学部５５等の形状や配置との関係でスクリーン１０に最適な投写ができるように調整されている。なお、光軸ＯＡは、スクリーン投写面１０ａに対して垂直に延びる場合に限られない。
【００４５】
像面６０上の各点からは、一定の広がりを有する複数の光束が射出される。像面６０から射出した光束は、屈折光学部５０を通過する際に屈折されて、光軸ＯＡよりも下側方向に向かう。屈折光学系５０を通過した光は、光軸ＯＡよりも下側に設けられている反射光学部５５で反射され、放射状の投写光としてスクリーン１０に投写される。
【００４６】
＜反射光学部５５について＞
反射光学部５５は、１枚の共通ミラー３１で構成される。この共通ミラー３１は、反射面が非球面形状の凸面形状をなす凸面ミラーとなっている。共通ミラー３１は、屈折光学部５０を通過した光束を、スクリーン１０のスクリーン投写面１０ａに向けて反射させる。屈折光学部５０を通過した光束は、共通ミラー３１によって拡散するように反射される。すなわち、共通ミラー３１は、投写光を広角化させる機能を発揮する。このように、投写光を広角化する構成により、プロジェクター１を、スクリーン１０に近い位置から広角化された投写光を投写して画像を表示させる近接投写型のプロジェクターとすることができる。
【００４７】
反射光学部５５は、プロジェクター１が備える２つの屈折光学部５０によって屈折された光が入射する位置に設けられている。すなわち、１つの共通ミラー３１で、複数の屈折光学部５０で屈折された光を反射させることができる。この構成により、屈折光学部５０ごとに対応させて複数の共通ミラーを持たせる場合に比べて、プロジェクター１のコストを抑制することができる。
【００４８】
＜像面６０、屈折光学部５０、共通ミラー３１の平面的な位置関係について＞
図４は、プロジェクター１の内部構成を説明するための平面図である。説明簡単のために、像形成光学部４０を構成する各要素を省略する。また、屈折光学部５０を構成する各レンズも省略する。以下、プロジェクター１が備える２つの像形成光学部４０の一方を第１像形成光学部４０ａといい、他方を第２像形成光学部４０ｂという。また、第１像形成光学部４０ａによって形成される像面６０を第１像面６０ａといい、第２像形成光学部４０ｂによって形成される像面６０を第２像面６０ｂという。また、第１像形成光学部４０ａに対応して設けられた屈折光学部５０を第１屈折光学部５０ａといい、第２像形成光学部４０ｂに対応して設けられた屈折光学部５０を第２屈折光学部５０ｂという。
【００４９】
共通ミラー３１は、屈折光学部５０で屈折された光を反射する反射領域において、Ｘ−Ｙ平面に平行な所定の平面に対して対称な形状で形成されている。ここで、光軸ＯＡと平行で、所定の平面に含まれて共通ミラー３１と交差する軸をミラー中心軸ＢＸとする。
【００５０】
第１屈折光学部５０ａは、その光軸ＯＡ１がミラー中心軸ＢＸからＸ軸に沿った正の方向に偏芯（シフト）するように筐体２内に配置されている。また、第１像形成光学部４０ａは、第１像面６０ａの像面中心軸ＡＸ１がミラー中心軸ＢＸからＸ軸に沿った正の方向にシフトするように筐体２内に配置されている。本実施例１では、第１屈折光学部５０ａのシフト量Ｌ１と、第１像面６０ａのシフト量Ｌ２とは等しくなっている。
【００５１】
第１屈折光学部５０ａを通過し、共通ミラー３１に反射された光によって、像形成光学部４０によって形成された画像がスクリーン投写面１０ａの略半分に表示される。第１屈折光学部５０ａを通過した光によって表示される画像を画像Ａとする。画像Ａのほとんどの部分は、ミラー中心軸ＢＸに対して第１屈折光学部５０ａが配置された側、すなわち、Ｘ軸に沿う正の方向側のスクリーン投写面１０ａに表示される。それ以外の部分は、ミラー中心軸ＢＸに対してＸ軸に沿う負の方向側のスクリーン投写面１０ａに表示される。
【００５２】
第２像形成光学部４０ｂは、ミラー中心軸ＢＸに対して第１像形成光学部４０ａと対称となるように配置されている。第２屈折光学部５０ｂは、ミラー中心軸ＢＸに対して第１屈折光学部５０ａと対称となるように配置されている。上述したように共通ミラー３１は、ミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面に対称な形状で形成されているので、第２屈折光学部５０ｂを通過した光によって表示される画像Ｂは、スクリーン投写面１０ａにおいて、ミラー中心軸ＢＸに対して画像Ａと対称となるように表示される。これにより、画像Ａと画像Ｂは、スクリーン投写面１０ａの中央部分で一部の重なりを有するように並列させて表示され、画像Ａと画像Ｂとのタイリングが実現される。
【００５３】
ここで、共通ミラー３１が、第１屈折光学部５０ａおよび第２屈折光学部５０ｂで屈折された光の入射する位置に設けられているので、光を広角化させるための共通ミラー３１を１つ設ければよい。これにより、複数の像形成光学部により、スクリーン投写面１０ａに対して複数の画像を表示させつつ、共通ミラー３１の数を減らしてコストの増大を抑制することができるプロジェクターを得ることができる。また、共通ミラー３１の数を減らすことで、部品点数を減らすことができ、プロジェクターの大型化を抑制することができる。
【００５４】
また、複数の像形成光学部４０ａ，４０ｂ、複数の屈折光学部５０ａ，５０ｂ、共通ミラー３１を、予めプロジェクター１が有しているので、プロジェクター１の組立時に適切な位置にそれぞれを配置しておけば、プロジェクター１の設置時におけるそれら各要素の位置関係の調整負担を軽減することができる。特に、画像Ａと画像Ｂをタイリングして１つの大きな画像とするための上記各要素の位置関係の調整負担を軽減することができる。また、画像Ａと画像Ｂは一部に重なりを有して表示されるので、画像Ａと画像Ｂとの境界部分での表示を自然なものとし、観察者に違和感を感じさせにくくすることができる。
【００５５】
また、筐体２内に配置された屈折光学部５０等の各要素は、所定の平面に対して対称に配置されるので、プロジェクター１の組立性が向上し、各要素の組付位置の調整も容易とり、プロジェクター１の製造コストの抑制を図ることができる。
【００５６】
＜レンズ前群の一体化について＞
図５は、第１屈折光学部５０ａおよび第２屈折光学部５０ｂのレンズ前群５１ａ部分を拡大した部分拡大図である。図５に示すように、レンズ前群５１ａを構成する各レンズは、第１屈折光学部５０ａを構成するレンズと第２屈折光学部５０ｂを構成するレンズとが一体で成形されている。これにより、部品点数を削減し、プロジェクター１の製造コストを抑制することができる。
【００５７】
＜変形例１＞
図６は、本実施例１の変形例１に係るプロジェクター１の内部構成を説明するための平面図である。本変形例１では、屈折光学部５０の光軸ＯＡが、レンズ後群５１ｂとレンズ前群５１ａとの間で略９０度折り曲げられている。また、レンズ後群５１ｂとレンズ前群５１ａとの間に折り返しミラー３２が設けられている。折り返しミラー３２は、像形成光学部４０から射出され、レンズ後群５１ｂを通過した光を反射して、レンズ前群５１ａに向けて折り返させる。これにより、光軸ＯＡが折り曲げられていても、レンズ後群５１ｂを通過した光を、レンズ前群５１ａに通過させて共通ミラー３１に入射させることができる。
【００５８】
ここで、折り返しミラー３２を設けることで、光軸ＯＡの折り曲げが可能となり、プロジェクター１内での像形成光学部４０の配置位置の自由度が増す。例えば、像形成光学部４０同士が干渉してしまう場合でも、折り返しミラーを設けることで、図５に示すように、像形成光学４０部同士を離して配置することが可能となり、それらの配置スペースを確保することができる。
【００５９】
なお、本変形例１では、第１屈折光学部５０ａと第２屈折光学部５０ｂの両方の光軸ＯＡを折り曲げるように構成したが、いずれか一方の光軸ＯＡのみを折り曲げるように構成してもよい。光軸が折り曲げられた側に折り曲げミラー３２を設ければ、第１像形成光学部４０ａと第２像形成光学部４０ｂとの距離を離して、配置スペースの確保を図ることができる。
【００６０】
また、折り返しミラー３２を設ける位置は、レンズ後群５１ｂとレンズ前群５１ａとの間に限られない。折り曲げミラー３１を設ける位置は、像形成光学部４０と共通ミラー３１との間であればよく、光軸ＯＡの折り曲げ位置に合わせて、様々に変更可能である。例えば、像面６０と屈折光学部５０との間で光軸ＯＡを折り曲げた場合には、像面６０と屈折光学部５０との間に折り返しミラー３２を設ければよいし、屈折光学部５０と共通ミラー３１との間で光軸を折り曲げた場合には、屈折光学部５０と共通ミラー３１との間に折り返しミラー３２を設ければよい。
【００６１】
＜変形例２＞
図７は、本実施例１の変形例２に係るプロジェクター１の内部構成を説明するための平面図である。本変形例２では、屈折光学部５０のミラー中心軸ＢＸからのシフト量Ｌ１よりも、ミラー中心軸ＢＸからの像面６０のシフト量Ｌ２の方が小さくなっている。
【００６２】
ここで、シフト量Ｌ１よりもシフト量Ｌ２の方が小さくなっているので、共通ミラー３１への光の入射位置をミラー中心軸ＢＸから離れる方向にシフトさせることができる。これにより、共通ミラー３１の所望の位置に光を入射させやすくなる。また、共通ミラー３１への光の入射位置をシフトさせるためのレンズ前群５１ａ等での無理な光の屈折を減らすことができ、光の利用効率の低下を抑えることができる。また、シフト量Ｌ１とシフト量Ｌ２を調整することで、画像Ａと画像Ｂとの重なり量を調節することもできる。
【００６３】
＜変形例３＞
図８は、本実施例１の変形例３に係るプロジェクター１の内部構成を説明するための平面図である。本変形例３では、屈折光学部５０のミラー中心軸ＢＸからのシフト量Ｌ１よりも、ミラー中心軸ＢＸからの像面６０のシフト量Ｌ２の方が大きくなっている。
【００６４】
ここで、シフト量Ｌ１よりもシフト量Ｌ２の方が大きくなっているので、共通ミラー３１への光の入射位置をミラー中心軸ＢＸ方向にシフトさせることができる。これにより、共通ミラー３１の所望の位置に光を入射させやすくなる。また、共通ミラー３１への光の入射位置をシフトさせるためのレンズ前群５１ａ等での無理な光の屈折を減らすことができ、光の利用効率の低下を抑えることができる。また、シフト量Ｌ１とシフト量Ｌ２を調整することで、画像Ａと画像Ｂとの重なり量を調節することもできる。
【００６５】
なお、本変形例３のように、屈折光学部５０から射出された光同士が共通ミラー３１に入射する前に交差するように投写することを、以下、交差投写という。具体的には、屈折光学部５０から射出される光線のうち、平面視において最もミラー中心軸ＢＸに近い位置から射出される光線を最内光線ｉとし、最もミラー中心軸ＢＸから離れた位置から射出される光線を最外光線ｊとする。この場合に、一方の屈折光学部５０から射出された最内光線ｉが、他方の屈折光学部５０から射出された最外光線ｊと交差してから共通ミラー３１に入射しており、いずれの屈折光学部５０側から見てもこの関係が成り立つ場合に交差投写という。
【００６６】
一方、図４に示すように、屈折光学部５０から射出された光同士が共通ミラー３１に入射する前に交差しないように投写することを、以下、平行投写という。具体的には、一方の屈折光学部５０から射出された最内光線ｉが、他方の屈折光学部５０から射出された最外光線ｊと交差する前に共通ミラー３１に入射しており、いずれの屈折光学部５０側から見てもこの関係が成り立つ場合に平行投写という。
【００６７】
なお、シフト量Ｌ１とシフト量Ｌ２とを等しくして交差投写を実現してもよい。この場合、シフト量Ｌ１よりもシフト量Ｌ２が大きい場合に比べて、屈折光学部５０内での光の屈折量が大きくなる。
【００６８】
＜変形例４＞
図９は、本実施例１の変形例４に係るプロジェクター１の内部構成を説明するための平面図である。本変形例４では、共通ミラー３１に対して交差投写を行う。また、屈折光学部５０は、光軸ＯＡがミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面に対して傾きを有して配置されている。ここで、ミラー中心軸ＢＸと共通ミラー３１との交点を中心に、ミラー中心軸ＢＸをα度回転させて基準軸ＣＸとする。光軸ＯＡは、像形成光学部４０の位置では、基準軸ＣＸと平行とされ、さらにミラー中心軸ＢＸ方向にシフトされる。これにより、屈折光学部５０は、光軸ＯＡがミラー中心軸に対してα度の傾きを有する配置とされる。以下、光軸ＯＡがミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面に対して傾きを有するとは、上記説明の配置をいう。また、像面中心軸ＡＸは、光軸ＯＡに対してミラー中心軸ＢＸから離れる方向にシフトされる。
【００６９】
図１０は、一方のレンズ前群５１ａを拡大した部分拡大図である。また、図１１は、本実施例１の変形例４の比較例を示す図である。本変形例４では、交差投写を行っているため、共通ミラー３１への光の入射位置を大きくシフトさせる必要がある。図１１の比較例に示すように、屈折光学部５０の光軸ＯＡを、ミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面と平行にした場合には、光の入射位置を大きくシフトさせるために、像面６０のシフト量が大きくなる場合や、レンズ前群５１ａを構成するレンズの曲率やサイズが大きくなる場合がある。
【００７０】
一方、図１０に示すように、光軸ＯＡを、ミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面に対して傾けることで、像面６０のシフト量を大きくしたり、レンズ前群５１ａを構成するレンズの曲率やサイズを小さくしたりせずに、共通ミラー３１への光の入射位置を大きくシフトさせることが可能となる。
【００７１】
このように、ミラー後群５１ａを構成するレンズの曲率やサイズを小さくすることが可能となるので、ミラーの加工が容易になり、高精度かつコストを抑えたレンズとすることができる。また、温度変化に対するレンズの歪み等も生じにくくなり、環境条件に左右されにくく、安定的に動作可能なプロジェクター１とすることができる。
【００７２】
また、光軸ＯＡを傾けることで、第１像形成光学部４０ａと第２像形成光学部４０ｂとの距離が離れるため、それらの配置スペースを確保しやすくなる。また、折り返しミラーを設けて配置スペースを確保する場合に比べて、部品点数の削減を図ることができ、コスト抑制に寄与することができる。また、光軸ＯＡの回転角度αを変更することによっても、画像Ａと画像Ｂとの重なり量を変更することができる。
【実施例２】
【００７３】
図１２は、本発明の実施例２に係るプロジェクター１０１の内部構成を説明するための平面図である。実施例１と同様の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施例２に係るプロジェクター１０１が備える共通ミラー３１は、反射面が非球面形状の凹面形状をなす凹面ミラーとなっている。また、屈折光学部５０の光軸ＯＡのシフト量Ｌ１よりも像面６０のシフト量Ｌ２の方が小さくなっており、共通ミラー３１に対して平行投写が行われる。また、画像Ａと画像Ｂとは、スクリーン投写面１０ａに対してタイリングされる。
【００７４】
本実施例２では、凹面ミラーである共通ミラー３１により、光を広角化させることで、スクリーン１０に近い位置から光を投写して画像を表示する、いわゆる近接投射型のプロジェクターを実現することができる。また、共通ミラー３１とスクリーン投写面１０ａとの間に射出瞳が形成されるので、図１に示す筐体２に形成された開口部２ａを小さなものとすることができる。これにより、開口部２ａを覆う透光性のカバーも小さくすることができるので、コストの抑制に寄与することができる。なお、シフト量Ｌ１とシフト量Ｌ２とが等しくなるように構成しても構わない。
【００７５】
図１３は、屈折光学部５０を構成するレンズ前群５１ａ部分を拡大した部分拡大図である。本実施例２のように、共通ミラー３１に凹面ミラーを用い、平行投写を行った場合には、通常のレンズの半分の領域で、第１屈折光学部５０ａを通過する光をそのレンズに入射させることができる。したがって、第１屈折光学部５０ａを構成するレンズ前群５１ａと、第２屈折光学部５０ｂを構成するレンズ前群５１ａとが、一体で成形しやすい形状となる。例えば、二点鎖線で示した部分を含めてレンズ前群５１ａを一体に成形した場合にレンズの製造コストの一層の抑制を図ることができる。
【００７６】
＜変形例１＞
図１４は、本実施例２の変形例１に係るプロジェクター１０１の内部構成を説明するための平面図である。本変形例１では、共通ミラー３１に対して交差投写を行う。また、屈折光学部５０は、光軸ＯＡがミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面に対して傾きを有して配置されている。
【００７７】
図１５は、屈折光学部５０部分を拡大した部分拡大図である。実施例１の変形例４での説明と同様に、共通ミラー３１が凹面ミラーであっても交差投写を行う場合には、像面６０のシフト量が大きくなる場合や、レンズ前群５１ａを構成するレンズの曲率やサイズが大きくなる場合がある。
【００７８】
それに対し、本変形例１でも、光軸ＯＡを、ミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面に対して傾けることで、像面６０のシフト量を大きくしたり、レンズ前群５１ａを構成するレンズの曲率やサイズを小さくしたりせずに、共通ミラー３１への光の入射位置を大きくシフトさせることが可能となる。
【００７９】
このように、レンズ前群５１ａを構成するレンズの曲率やサイズを小さくすることが可能となるので、ミラーの加工が容易になり、高精度かつコストを抑えたレンズとすることができる。また、温度変化に対するレンズの歪み等も生じにくくなり、環境条件に左右されにくく、安定的に動作可能なプロジェクター１０１とすることができる。
【００８０】
また、光軸ＯＡを傾けることで、第１像形成光学部４０ａと第２像形成光学部４０ｂとの距離が離れるため、それらの配置スペースを確保しやすくなる。また、折り返しミラーを設けて配置スペースを確保する場合に比べて、部品点数の削減を図ることができ、コスト抑制に寄与することができる。なお、第１屈折光学部５０ａを構成するレンズ前群５１ａと、第２屈折光学部５０ｂを構成するレンズ前群５１ａとを一体成形しても構わない。
【実施例３】
【００８１】
図１６は、本発明の実施例３に係るプロジェクター１５１の内部構成を説明するための平面図である。上記実施例と同様の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施例３に係るプロジェクター１５１が備える共通ミラー３１は、反射面が非球面形状の凸面形状をなす凸面ミラーとなっている。また、共通ミラー３１に対して平行投写が行われ、屈折光学部５０の光軸ＯＡのシフト量Ｌ１よりも像面６０のシフト量Ｌ２の方が大きくなっている。また、画像Ａと画像Ｂとは、スクリーン投写面１０ａに対して略重ねて表示されて、スタックされるようになっている。
【００８２】
ここで、凸面ミラーである共通ミラー３１により、光を広角化させることで、スクリーン１０に近い位置から光を投写して画像を表示する、いわゆる近接投射型のプロジェクターを実現することができる。
【００８３】
本実施例３では、画像Ａと画像Ｂとが互いに視差を有するようになっている。すなわち、第１像面形成部４０ａと第２像面形成部４０ｂとが、互いに視差を有する異なる画像を形成する。また、画像Ａと画像Ｂとは、互いに異なる偏光状態の光によって表示される。
【００８４】
像形成光学部４０から射出される光は、空間光変調装置１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂを通過する際に、その偏光状態が揃えられるようになっている。例えば、第１像形成光学部４０ａでは、偏光状態がＳ偏光に揃えられた光が射出され、第２像形成光学部４０ｂでは、偏光状態がＰ偏光に揃えられた光が射出されるようにする。なお、光の偏光状態は、右回りの円偏光と、左回りの円偏光を含めて、画像Ａと画像Ｂとで異なる偏光状態の光で形成されるようにすればよい。
【００８５】
そして、右目のレンズはＳ偏光の光を通過し、左目のレンズはＰ偏光の光を通過するめがねを観察者に掛けさせれば、観察者が右目で観る画像と左目で観る画像とに視差ができ、観察者は画像を立体的に認識することとなる。このように、光の偏光状態を揃えるための特別な構造を準備することなく、立体的な画像表示を実現することができる。
【００８６】
なお、立体的な画像を表示させる方式として、アクティブシャッター方式を用いた場合には、第１像形成光学部４０ａと第２像形成光学部４０ｂとに、一定の周期で交互に画像を表示させる。ここで、画像Ａと画像Ｂとは、互いに視差を有する光で形成されるものの、異なる偏光状態の光で形成される必要はない。観察者は、その周期に合わせて左右のレンズが交互に開閉されるめがねを掛けて画像を観察することで、右目と左目とで観る画像とに視差ができ、観察者は画像を立体的に認識することとなる。
【００８７】
像形成光学部４０を複数持たないプロジェクターでアクティブシャッター方式を用いれば、画像のちらつきを抑えるために、大きな周波数（例えば、１２０Ｈｚ）で駆動する必要がある。一方、本実施例３では、第１像形成光学部４０ａと第２像形成光学部４０ｂとを半分の周波数（例えば、６０Ｈｚ）で駆動すれば、ちらつきを抑えた画像を表示させることができる。これにより、プロジェクター１５１の駆動部に要求される機能を抑えて、コスト抑制を図ることができる。
【００８８】
なお、画像Ａと画像Ｂとに視差を持たせずに表示してもよいし、画像Ａと画像Ｂとを同じ偏光状態の光で形成してもよい。この場合、同じ画像を重ねて表示することで、高輝度な画像を得ることができる。また、シフト量Ｌ１とシフト量Ｌ２とが等しくなるように構成しても構わない。また、第１屈折光学部５０ａを構成するレンズ前群と、第２屈折光学部５０ｂを構成するレンズ前群とを一体成形しても構わない。また、屈折光学系５０の光軸ＯＡを途中で折り曲げ、その折り曲げ部分に折り返しミラーを設けるように構成しても構わない。
【００８９】
＜変形例１＞
図１７は、本実施例３の変形例１に係るプロジェクター１５１の内部構成を説明するための平面図である。本変形例１では、共通ミラー３１に対して平行投写を行う。また、屈折光学部５０は、光軸ＯＡがミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面に対して傾きを有して配置されている。
【００９０】
図１８は、一方のレンズ前群５１ａを拡大した部分拡大図である。また、図１９は、本実施例３の変形例１の比較例を示す図である。図１９の比較例に示すように、屈折光学部５０の光軸ＯＡを、ミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面と平行にした場合には、レンズ前群５１ａを構成するレンズの一部に、光の通過しない無駄な領域が生じる。一方、本変形例１では、図１８に示すように、光軸ＯＡを、ミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面に対して傾けることで、レンズ前群５１ａを構成するレンズの略全面に光を通過させることができ、結果としてレンズ前群５１ａを構成するレンズのサイズを小さくすることができる。
【００９１】
また、実施例１の変形例４での説明と同様に、光軸ＯＡをミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面に対して傾けることで、像面６０のシフト量を大きくせずに、共通ミラー３１への光の入射位置をシフトさせることが可能となり、レンズ前群５１ａを構成するレンズのサイズを小さくすることができる。
【００９２】
このように、ミラー後群５１ａを構成するレンズを小さくすることが可能となるので、ミラーの加工が容易になり、高精度かつコストを抑えたレンズとすることができる。また、温度変化に対するレンズの歪み等も生じにくくなり、環境条件に左右されにくく、安定的に動作可能なプロジェクター１５１とすることができる。
【００９３】
また、光軸ＯＡを傾けることで、像形成光学部４０同士の距離が離れるため、それらの配置スペースを確保しやすくなる。また、折り返しミラーを設けて配置スペースを確保する場合に比べて、部品点数の削減を図ることができ、コスト抑制に寄与することができる。
【００９４】
＜変形例２＞
図２０は、本実施例３の変形例２に係るプロジェクター１５１の内部構成を説明するための平面図である。本変形例２では、共通ミラー３１に対して交差投写を行う。また、屈折光学部５０は、光軸ＯＡがミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面に対して傾きを有して配置されている。
【００９５】
実施例１の変形例４での説明と同様に、交差投写を行うことにより、像面６０のシフト量が大きくなる場合や、レンズ前群を構成するレンズの曲率やサイズが大きくなる場合がある。
【００９６】
それに対し、本変形例２でも、光軸ＯＡを、ミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面に対して傾けることで、像面６０のシフト量を大きくしたり、レンズ前群５１ａを構成するレンズの曲率やサイズを小さくしたりせずに、共通ミラー３１への光の入射位置を大きくシフトさせることが可能となる。
【００９７】
このように、ミラー後群を構成するレンズの曲率やサイズを小さくすることが可能となるので、ミラーの加工が容易になり、高精度かつコストを抑えたレンズとすることができる。また、温度変化に対するレンズの歪み等も生じにくくなり、環境条件に左右されにくく、安定的に動作可能なプロジェクター１５１とすることができる。
【００９８】
また、光軸ＯＡを傾けることで、第１像形成光学部４０ａと第２像形成光学部４０ｂとの距離が離れるため、それらの配置スペースを確保しやすくなる。また、折り返しミラーを設けて配置スペースを確保する場合に比べて、部品点数の削減を図ることができ、コスト抑制に寄与することができる。なお、第１屈折光学部５０ａを構成するレンズ前群と、第２屈折光学部５０ｂを構成するレンズ前群とを一体成形しても構わない。
【実施例４】
【００９９】
図２１は、本発明の実施例４に係るプロジェクター２０１の内部構成を説明するための平面図である。上記実施例と同様の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施例４に係るプロジェクター２０１が備える共通ミラー３１は、反射面が非球面形状の凹面形状をなす凹面ミラーとなっている。また、共通ミラー３１に対して平行投写が行われ、屈折光学部５０の光軸ＯＡのシフト量Ｌ１よりも像面６０のシフト量Ｌ２の方が小さくなっている。また、画像Ａと画像Ｂとは、スクリーン投写面１０ａに対してスタックされる。
【０１００】
本実施例４では、凹面ミラーである共通ミラー３１により、光を広角化させることで、スクリーン１０に近い位置から光を投写して画像を表示する、いわゆる近接投射型のプロジェクターを実現することができる。また、共通ミラー３１とスクリーン投写面１０ａとの間に射出瞳が形成されるので、図１に示す筐体２に形成された開口部２ａを小さなものとすることができる。これにより、開口部２ａを覆う透光性のカバーも小さくすることができるので、コストの抑制に寄与することができる。なお、シフト量Ｌ１とシフト量Ｌ２とが等しくなるように構成しても構わない。
【０１０１】
＜変形例１＞
図２２は、本実施例４の変形例１に係るプロジェクター２０１の内部構造を説明するための平面図である。本変形例１では、共通ミラー３１に対して交差投写を行う。また、屈折光学部５０は、光軸ＯＡがミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面に対して傾きを有して配置されている。
【０１０２】
図２３は、屈折光学部５０を構成するレンズ前群５１ａ部分を拡大した部分拡大図である。本変形例１のように、共通ミラー３１に凹面ミラーを用いて平行投写を行い、画像をスタックさせた場合には、通常のレンズの半分の領域で、屈折光学部５０を通過する光をそのレンズに入射させることができる。したがって、例えば１つのレンズを半分に切断することで、レンズ前群５１ａを構成する２つのレンズとすることができるので、材料費の抑制、製造コストの抑制を図ることができる。
【０１０３】
また、実施例１の変形例４での説明と同様に、共通ミラー３１が凹面ミラーであっても交差投写を行う場合には、像面６０のシフト量が大きくなる場合や、レンズ前群５１ａを構成するレンズの曲率やサイズが大きくなる場合がある。
【０１０４】
それに対し、本変形例１でも、光軸ＯＡを、ミラー中心軸ＢＸを含む所定の平面に対して傾けることで、像面６０のシフト量を大きくしたり、レンズ前群５１ａを構成するレンズの曲率やサイズを小さくしたりせずに、共通ミラー３１への光の入射位置を大きくシフトさせることが可能となる。
【０１０５】
このように、ミラー後群５１ａを構成するレンズの曲率やサイズを小さくすることが可能となるので、ミラーの加工が容易になり、高精度かつコストを抑えたレンズとすることができる。また、温度変化に対するレンズの歪み等も生じにくくなり、環境条件に左右されにくく、安定的に動作可能なプロジェクター２０１とすることができる。
【０１０６】
また、光軸ＯＡを傾けることで、第１像形成光学部４０ａと第２像形成光学部４０ｂとの距離が離れるため、それらの配置スペースを確保しやすくなる。また、折り返しミラーを設ける場合に比べて、部品点数の削減を図ることができ、コスト抑制に寄与することができる。なお、第１屈折光学部５０ａを構成するレンズ前群５１ａと、第２屈折光学部５０ｂを構成するレンズ前群５１ａとを一体成形しても構わない。
【０１０７】
なお、上記実施例において、プロジェクターを、２つの像形成光学部、２つの屈折光学部を有して構成したが、これに限られない。例えば、ミラー中心軸を光軸とする屈折光学系とそれに対応する像形成光学部をさらに設けて、３つの像形成光学部、３つの屈折光学部を有してプロジェクターを構成してもよい。また、複数の像形成光学部、屈折光学部は対称に配置される場合に限られない。例えば、上記実施例で説明した２つの像形成光学部、２つの屈折光学部のうち一方のみを設け、さらにミラー中心軸を光軸とする屈折光学部とそれに対応する像形成光学部を設けることで、屈折光学部を非対称に配置してもよい。また、上記実施例では、フロント投写方式のプロジェクターとして説明したが、もちろんリア投写方式のプロジェクターであっても構わない。
【符号の説明】
【０１０８】
ＡＸ，ＡＸ１  像面中心軸、ＢＸ  ミラー中心軸、ＣＸ  基準軸、Ｌ１，Ｌ２  シフト量、ＯＡ，ＯＡ１，ＯＡ２  光軸、ｉ  最内光線、ｊ  最外光線、１，１０１，１５１，２０１  プロジェクター、２  筐体、２ａ  開口部（射出口）、１０  スクリーン、１０ａ  スクリーン投写面、１４Ｒ  Ｒ光用空間光変調装置、１４Ｇ  Ｇ光用空間光変調装置、１４Ｂ  Ｂ光用空間光変調装置、３１  共通ミラー、３２  折り返しミラー、４０  像形成光学部（画像形成光学部）、４０ａ  第１像形成光学部、４０ｂ  第２像形成光学部、５０  屈折光学部（第１光学系）、５０ａ  第１屈折光学部、５０ｂ  第２屈折光学部、５１ａ  レンズ前群、５１ｂ  レンズ後群、５５  反射光学部（第２光学系）、６０  像面、６０ａ  第１像面、６０ｂ  第２像面、７０  発光管、７１  インテグレータレンズ、７２  インテグレータレンズ、７３  偏光変換素子、７４  重畳レンズ、７５  ダイクロイックミラー、７６  反射ミラー、７７Ｒ  Ｒ光用フィールドレンズ、７７Ｇ  Ｇ光用フィールドレンズ、７７Ｂ  Ｂ光用フィールドレンズ、８０  クロスダイクロイックプリズム、８１  ダイクロイックミラー、８２  リレーレンズ、８３  反射ミラー、８４  リレーレンズ、８５  反射ミラー、８６  ダイクロイック膜、８７  ダイクロイック膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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