(57)【要約】【課題】画像光の投写がユーザーやその所持物等によって遮られてしまうことを抑制可能なプロジェクターを提供する。【解決手段】プロジェクター本体２から直接、画像光をスクリーンＳに拡大投写した場合を想定すると、画像光は、図中の二点鎖線で示す光路を通ることになり、スクリーンＳの近傍にいるユーザーＡ４，Ａ８やその所持物が光路内に進入しやすい状態となる。これに対して、本実施形態のように、光学装置３で拡大する構成においては、画像光は、図中の破線で示す光路を通ることになり、プロジェクター本体２から光学装置３に至る光路を狭くできるため、光路内にユーザー等が進入してしまうことが抑制される。また、ユーザーＡ９のように、スクリーンＳの前面側近傍で説明を行うような場合にも、ユーザーが光路内に進入して、画像光の投写を遮ってしまうことが抑制される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装を構成する筐体を備え、光源から射出される光を変調して画像光を形成するとともに、前記筐体の外部に前記画像光を射出するプロジェクター本体と、
前記プロジェクター本体と空間を隔てて配置され、前記プロジェクター本体から射出された前記画像光を拡大して投写する光学装置と、
を備えたことを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクターであって、
前記プロジェクター本体は、形成した前記画像光を略等倍のまま、或いは縮小して射出することを特徴とするプロジェクター。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプロジェクターであって、
前記プロジェクター本体は、前記光学装置を支持する支持部材を備えていることを特徴とするプロジェクター。
【請求項４】
請求項３に記載のプロジェクターであって、
前記支持部材は、前記画像光の射出方向に沿って伸縮可能であることを特徴とするプロジェクター。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロジェクターであって、
前記プロジェクター本体は、前記画像光を拡大して投写する投写光学系を備え、
前記プロジェクター本体と前記光学装置との間には、前記投写光学系による前記画像光の拡大を抑制して略等倍に収束させる第２の光学装置がさらに配置されることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から射出された光を変調して投写するプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターは、液晶パネル等によって形成した画像光を投写レンズによって拡大し、スクリーンや壁面等の被投写物（以降、単に「スクリーン」と呼ぶ。）に投写する（例えば、特許文献１参照）。このようなプロジェクターでは、投写レンズからスクリーンに至る光路の途中に、ユーザーやその所持物等が進入してしまうと、画像光の投写が遮られてしまうことから、プロジェクターの投写方向側にいるユーザーは、投写を遮らないよう気を配らなければならない。
【０００３】
ここで、プロジェクターの投写レンズに短焦点のレンズを採用すれば、プロジェクターをスクリーンの間近に設置できるようになるため、ユーザー等が光路内に進入してしまうことを抑制することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９０８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、プロジェクターをスクリーンの近傍に配置した場合には、プロジェクターを操作するユーザーの位置や、プロジェクターに画像情報を供給する装置の位置がスクリーンの近傍に制限されてしまい、スクリーンから離れた位置にいるユーザーにとって利便性が悪くなってしまうという問題を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係るプロジェクターは、外装を構成する筐体を備え、光源から射出される光を変調して画像光を形成するとともに、前記筐体の外部に前記画像光を射出するプロジェクター本体と、前記プロジェクター本体と空間を隔てて配置され、前記プロジェクター本体から射出された前記画像光を拡大して投写する光学装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
このプロジェクターによれば、画像光を拡大して投写するための光学装置が、プロジェクター本体と空間を隔てて配置されているため、その空間内（プロジェクター本体と光学装置の間）では、光路を狭くしておくことが可能となる。この結果、ユーザー又はその所持物等が光路内に進入して、画像光の投写を遮ってしまうことが抑制される。また、プロジェクター本体をスクリーン等の被投写物に近づける必要がないため、多くのユーザーがプロジェクター本体にアクセスすることが容易になり、利便性が損なわれることはない。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記プロジェクター本体は、形成した前記画像光を略等倍のまま、或いは縮小して射出することが望ましい。
【００１０】
このプロジェクターによれば、プロジェクター本体が画像光を略等倍のまま、或いは縮小して射出するため、光学装置のサイズを大きくする必要がない。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記プロジェクター本体は、前記光学装置を支持する支持部材を備えていることが望ましい。
【００１２】
このプロジェクターによれば、光学装置を支持するための支持部材をプロジェクター本体が備えているため、プロジェクター本体と光学装置の位置合わせが容易になる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記支持部材は、前記画像光の射出方向に沿って伸縮可能であることが望ましい。
【００１４】
このプロジェクターによれば、光学部材を支持する支持部材が伸縮可能であるため、プロジェクターの収納や持ち運びを容易に行うことが可能となる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記プロジェクター本体は、前記画像光を拡大して投写する投写光学系を備え、前記プロジェクター本体と前記光学装置との間には、前記投写光学系による前記画像光の拡大を抑制して略等倍に収束させる第２の光学装置がさらに配置されることが望ましい。
【００１６】
このプロジェクターによれば、プロジェクター本体は、画像光を拡大して投写する投写光学系を備えたものであるため、一般的なプロジェクターをそのまま利用することができる。そして、投写光学系による画像光の拡大を抑制する第２の光学装置が備えられているため、プロジェクター本体と光学装置との間の光路を狭くすることが可能となる。つまり、一般的なプロジェクターを利用した場合であっても、第２の光学装置を備えれば、ユーザー又はその所持物等が光路内に進入してしまうことを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】プロジェクターの概略構成を示す斜視図であり、前方から見た図。
【図２】プロジェクターの概略構成を示す斜視図であり、後方から見た図。
【図３】プロジェクター本体の概略構成を示す構成図。
【図４】プロジェクターの利用例を示す図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、側面図。
【図５】変形例に係るプロジェクターの利用例を示す側面図。
【図６】変形例に係るプロジェクターの利用例を示す側面図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、変形例に係るプロジェクターの平面図。
【図８】（ａ）は、変形例に係るプロジェクター本体を示す平面図、（ｂ）は、変形例に係るプロジェクターを示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、光源から射出された光を変調して投写するプロジェクターについて図面を参照して説明する。
【００１９】
図１及び図２は、本実施形態のプロジェクターの概略構成を示す斜視図であり、図１は、前方から見た図、図２は、後方から見た図である。
両図に示すように、プロジェクター１は、プロジェクター本体２と光学装置３とを備えて構成されている。
プロジェクター本体２は、外装を構成する筐体４を有しており、筐体４の前面４ｆには、画像光を射出するための開口部５が設けられている。筐体４の上面４ｔには、プロジェクター本体２に対して各種指示を行うための入力操作部６が備えられ、筐体４の背面４ｒには、外部の画像出力装置（例えば、パーソナルコンピューター）から画像情報が入力される入力端子７が設けられている。プロジェクター本体２は、入力端子７に入力される画像情報に基づく画像光を形成し、この画像光を開口部５から光学装置３に向けて射出する。そして、光学装置３は、プロジェクター本体２から射出された画像光を拡大し、スクリーンや壁面等の被投写物（以降、単に「スクリーンＳ」と呼ぶ。）に投写する。
【００２０】
図３は、プロジェクター本体２の概略構成を示す構成図であり、光源装置１０から射出される光の光路を示している。
図３に示すように、プロジェクター本体２は、光源としての光源装置１０、インテグレーター光学系２０、色光分離光学系３０、リレー光学系４０、画像形成部５０等を備えており、これらは、筐体４の内部に適宜配置されている。画像形成部５０には、液晶パネル５１が備えられており、プロジェクター本体２は、光源装置１０から射出された光を液晶パネル５１で変調して画像光を形成する。
【００２１】
光源装置１０は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源ランプ１１と、放物面鏡や楕円面鏡等からなるリフレクター１２を備えて構成されている。光源ランプ１１から射出された放射状の光束は、光源ランプ１１を覆うように配置されたリフレクター１２で反射されて略平行光束となり、インテグレーター光学系２０へと射出される。
【００２２】
インテグレーター光学系２０は、第１のレンズアレイ２１と、第２のレンズアレイ２２と、偏光変換素子２３と、重畳レンズ２４とを備えて構成され、光源装置１０から射出された光束の輝度分布を一様する機能を有している。第１のレンズアレイ２１及び第２のレンズアレイ２２は、それぞれ微小なレンズ２１ａ，２２ａがマトリクス状に配置された構成になっており、光源装置１０から入射した光束は、第１のレンズアレイ２１によって多数の微小な部分光束に分割される。第２のレンズアレイ２２及び重畳レンズ２４は、分割された部分光束のそれぞれが、照明対象である液晶パネル５１の全体に照射するように備えられている。このため、各部分光束が液晶パネル５１で重畳され、液晶パネル５１の全体がほぼ均一に照明される。
【００２３】
偏光変換素子２３は、光源装置１０からの光を液晶パネル５１で効率よく利用可能とするため、特定の偏光方向を有する偏光光に揃える機能を有している。インテグレーター光学系２０を射出した偏光光は、色光分離光学系３０に入射する。
【００２４】
色光分離光学系３０は、第１のダイクロイックミラー３１と、第１の反射ミラー３２と、第２のダイクロイックミラー３３とを備えており、インテグレーター光学系２０から射出された光を、波長域の異なる３色の光に分離する。第１のダイクロイックミラー３１は、略赤色の光（赤色光Ｒ）を反射するとともに、赤色光Ｒよりも短波長の光を透過する。第１のダイクロイックミラー３１で反射した赤色光Ｒは、第１の反射ミラー３２でさらに反射し、平行化レンズ２５で平行化されて画像形成部５０の赤色光用の液晶パネル５１Ｒを照明する。
【００２５】
第２のダイクロイックミラー３３は、略青色の光（青色光Ｂ）を透過するとともに、透過する光よりも長波長の光を反射する。このため、第１のダイクロイックミラー３１を透過した光のうち、略緑色の光（緑色光Ｇ）は、第２のダイクロイックミラー３３によって反射し、平行化レンズ２５で平行化されて画像形成部５０の緑色光用の液晶パネル５１Ｇを照明する。また、青色光Ｂは、第２のダイクロイックミラー３３を透過してリレー光学系４０に入射する。そして、リレー光学系４０を経由した後、平行化レンズ２５で平行化されて画像形成部５０の青色光用の液晶パネル５１Ｂを照明する。
【００２６】
なお、青色光Ｂの経路は他の色光の経路に比べて長くなってしまうことから、青色光Ｂの経路には、光束の発散によって液晶パネル５１への照明効率が低下するのを抑制するために、リレー光学系４０が設けられている。リレー光学系４０は、入射側レンズ４１と、第２の反射ミラー４２と、リレーレンズ４３と、第３の反射ミラー４４とを備えており、リレー光学系４０に入射した青色光Ｂは、入射側レンズ４１によってリレーレンズ４３の近傍で収束し、平行化レンズ２５に向けて発散する。
【００２７】
画像形成部５０は、光変調装置としての３つの液晶パネル５１（赤色光用の液晶パネル５１Ｒ、緑色光用の液晶パネル５１Ｇ、青色光用の液晶パネル５１Ｂ）と、各液晶パネル５１の入射側及び射出側にそれぞれ配置された入射側偏光板５２及び射出側偏光板５３と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム５４と、リレーレンズ５５とを備えて構成されている。
【００２８】
液晶パネル５１は、一対の透明基板間に液晶が封入されたものであり、透明基板の内面には、液晶に対して微小領域（画素）毎に駆動電圧を印加可能な透明電極（画素電極）がマトリクス状に形成されている。入射側偏光板５２及び射出側偏光板５３は、それぞれ特定の偏光方向の偏光光のみを透過可能であり、入射側偏光板５２は、偏光変換素子２３によって揃えられた偏光方向の偏光光を透過可能になっている。このため、液晶パネル５１に向けて照射された各色光の大部分は入射側偏光板５２を透過して、液晶パネル５１に入射する。
【００２９】
ここで、液晶パネル５１の各画素に、入力端子７（図２参照）に入力された画像情報に基づく駆動電圧が印加されると、液晶パネル５１に入射した光は、駆動電圧に応じて変調され、画素毎に異なる偏光方向を有した偏光光となる。この偏光光のうち、射出側偏光板５３を透過可能な偏光成分のみが射出側偏光板５３から射出される。つまり、液晶パネル５１及び射出側偏光板５３が、画像情報に応じて画素毎に異なる透過率で入射光を透過させることによって、階調を有する画像光が色光毎に形成される。射出側偏光板５３から射出した各色光からなる画像光は、クロスダイクロイックプリズム５４に入射する。
【００３０】
クロスダイクロイックプリズム５４には、赤色光を反射する誘電体多層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられており、射出側偏光板５３からから射出された各色の画像光は、これらの誘電体多層膜によって合成される。クロスダイクロイックプリズム５４によって合成された画像光は、カラーの画像光として射出面５４ｘから射出され、リレーレンズ５５に入射する。
【００３１】
ここで、一般的なプロジェクターでは、クロスダイクロイックプリズム５４の射出面５４ｘ側に投写レンズが備わっており、画像形成部５０で形成された画像光を投写レンズで拡大して投写する構成になっているが、本実施形態のプロジェクター本体２では、投写レンズの代わりにリレーレンズ５５が備わっており、画像形成部５０で形成された画像光を略等倍のまま射出する。リレーレンズ５５から射出された画像光は、開口部５（図１参照）を通って筐体４の外部に射出され、空間を隔てて配置される光学装置３（図１、図２参照）に入射する。
【００３２】
光学装置３は、１つ又は複数のレンズによって構成されており、プロジェクター本体２から射出された画像光を拡大してスクリーンＳに投写する。なお、プロジェクター本体２、光学装置３、及びスクリーンＳは、画像光がスクリーンＳに適切に投写されるよう位置合わせ（位置の調整）がなされている。
【００３３】
図４は、プロジェクター１の利用例を示す図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、側面図である。なお、図４（ｂ）においては、ユーザー等の図示を一部省略している。
図４に示す例では、プロジェクター本体２は、長方形のテーブルＴＢの略中央に設置されており、テーブルＴＢの周囲には、複数のユーザーＡ１〜Ａ９が位置している。このうちの一人のユーザーＡ５のパーソナルコンピューターＰＣがプロジェクター本体２の入力端子７にケーブルを介して接続されており、プロジェクター本体２は、このパーソナルコンピューターＰＣから入力される画像情報に基づく画像光を略水平な方向に射出する。プロジェクター本体２から射出された画像光は、テーブルＴＢの端部に設置された光学装置３に入射し、光学装置３によって拡大されてスクリーンＳに投写される。
【００３４】
ここで、プロジェクター本体２から直接、画像光をスクリーンＳに拡大投写した場合を想定すると、画像光は、図４（ａ）中の二点鎖線で示す光路を通ることになり、スクリーンＳの近傍にいるユーザーＡ４，Ａ８やその所持物が光路内に進入しやすい状態となる。これに対して、本実施形態のように、光学装置３で拡大する構成においては、画像光は、図中の破線で示す光路を通ることになり、プロジェクター本体２から光学装置３に至る光路を狭くできるため、光路内にユーザー等が進入してしまうことが抑制される。また、図４（ａ）におけるユーザーＡ９のように、スクリーンＳの前面側近傍で説明を行うような場合にも、ユーザーが画像光の投写を遮ってしまうことが抑制される。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態のプロジェクター１によれば、画像光を拡大して投写するための光学装置３が、プロジェクター本体２と空間を隔てて配置されているため、その空間内（プロジェクター本体２と光学装置３の間）では、画像光の光路を狭くしておくことが可能となる。この結果、ユーザー又はその所持物等が光路内に進入して、画像光の投写を遮ってしまうことが抑制される。また、プロジェクター本体２をスクリーンＳに近づける必要がないため、多くのユーザーがプロジェクター本体２にアクセスすること（入力操作部６等を操作したり、入力端子７にケーブルを接続したりすること）が容易になり、利便性が損なわれることはない。さらに、本実施形態のプロジェクター１によれば、画像形成部５０で形成された画像光が略等倍のまま光学装置３に射出されるため、光学装置３のサイズを大きくする必要がない。
【００３６】
（変形例）
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
【００３７】
上記実施形態では、プロジェクター本体２及び光学装置３をテーブルＴＢ上に設置した例を示したが、図５に示すように、プロジェクター本体２及び光学装置３を天井ＣＥ等に取り付けた態様とすることも可能である。この場合でも、スクリーンＳの前面側に位置するユーザーＡ９によって画像光の投写が遮られてしまうことが抑制される。
【００３８】
上記実施形態では、レンズで構成された光学装置３を用いているが、図６に示すように、曲面ミラーで構成された光学装置３を用いることも可能である。図６に示す例では、天井ＣＥに取り付けられたプロジェクター本体２から画像光が射出されて、水平に進行する。この画像光は、壁面ＷＬに設置された曲面ミラー（光学装置３）の凸状の反射面で反射することによって拡大され、透過型のスクリーンＴＳの背面に投写される。スクリーンＴＳが透過型であることから、投写された画像光は、スクリーンＴＳの前面側から視認される。このような態様では、画像光がスクリーンＴＳの背面側から投写されるため、スクリーンＴＳの前面側に位置するユーザーＡ９によって画像光の投写が遮られてしまうことはない。
【００３９】
上記実施形態では、プロジェクター本体２と光学装置３とが分離した構成を示しているが、図７（ａ）に示すように、光学装置３を支持するための支持部材８をプロジェクター本体２に設けて、プロジェクター本体２に対する光学装置３の位置を規制するようにしてもよい。このような構成にすれば、プロジェクター本体２と光学装置３の位置合わせを容易に行うことが可能になる。また、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、この支持部材８を伸縮可能な構成としたり、支持部材８の一部を筐体４の内部に収容可能な構成にしたりすれば、プロジェクター１の収納や持ち運びを容易に行うことが可能となる。
【００４０】
上記実施形態では、プロジェクター本体２が画像光を略等倍のまま射出する構成になっているが、画像光を縮小して射出するようにしてもよい。また、図８（ａ）に示すように、画像形成部５０で形成した画像光を拡大して投写する投写レンズ６０を備えた構成としてもよい。つまり、プロジェクター本体２として、画像光を拡大して投写する一般的なプロジェクターを利用することができる。ただし、この場合には、図８（ｂ）に示すように、プロジェクター本体２（投写レンズ６０）の射出側で光学装置３の入射側に、投写レンズ６０による画像光の拡大を抑制して、略等倍の画像光に収束させる第２の光学装置９を備える必要がある。この第２の光学装置９は、投写レンズ６０から離れた位置に配置するほど、そのサイズを大きくしなければならなくなるため、投写レンズ６０の直後に配置することが望ましい。
【００４１】
上記実施形態では、光変調装置として３つの液晶パネル５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂを用いた３板式のプロジェクター１について説明したが、これに限定されない。例えば、各画素の中にそれぞれＲ光、Ｇ光、Ｂ光を透過可能なサブ画素を含んだ１つの液晶パネルによって画像光を形成する態様とすることも可能である。
【００４２】
上記実施形態では、光変調装置として、透過型の液晶パネル５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂを用いているが、反射型の液晶パネル等、反射型の光変調装置を用いることも可能である。また、入射した光の射出方向を、画素としてのマイクロミラー毎に制御することにより、光源から射出した光を変調する微小ミラーアレイデバイス等を用いることもできる。
【００４３】
上記実施形態では、光源装置１０は、放電型の光源ランプ１１によって構成されているが、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）光源等からなる固体光源装置や、その他の光源装置を用いることもできる。
【符号の説明】
【００４４】
１…プロジェクター、２…プロジェクター本体、３…光学装置、４…筐体、５…開口部、６…入力操作部、７…入力端子、８…支持部材、９…第２の光学装置、１０…光源装置、１１…光源ランプ、１２…リフレクター、２０…インテグレーター光学系、２１…第１のレンズアレイ、２２…第２のレンズアレイ、２３…偏光変換素子、２４…重畳レンズ、２５…平行化レンズ、３０…色光分離光学系、３１…第１のダイクロイックミラー、３２…第１の反射ミラー、３３…第２のダイクロイックミラー、４０…リレー光学系、４１…入射側レンズ、４２…第２の反射ミラー、４３…リレーレンズ、４４…第３の反射ミラー、５０…画像形成部、５１，５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ…液晶パネル、５２…入射側偏光板、５３…射出側偏光板、５４…クロスダイクロイックプリズム、５４ｘ…射出面、６０…投写レンズ、Ｓ，ＴＳ…スクリーン、Ａ１〜Ａ９…ユーザー、ＰＣ…パーソナルコンピューター、ＴＢ…テーブル、ＣＥ…天井、ＷＬ…壁面、Ｒ…赤色光、Ｇ…緑色光、Ｂ…青色光。
【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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