(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に応じて画像形成部で形成した画像を投射面上に拡大投射して投射画像を表示する投射型画像表示システムにおいて、
少なくとも、投射画像の短手方向となる短辺と長手方向となる長辺を有し縦横の長さが異なる画像を形成する画像形成部と、レンズで構成される第一光学系と該第一光学系からの投射光を前記投射面に向けて反射させるパワーを有した反射ミラーで構成される第二光学系とを含み前記画像形成部で形成した画像を拡大投射する投射光学系と、前記投射光学系と前記画像形成部を被うケースとを備えた投射装置と、
前記投射面と前記投射装置との間隔である投射距離を決定する投射距離設定手段と、
で構成されており、
前記投射距離設定手段は、角度可変に連結された２つの剛性部材の組からなる投射距離設定機構を２つ以上有する構成であり、それぞれの投射距離設定機構は、前記２つの剛性部材の連結部角度が可変できるように前記投射装置に支持され、前記２つの剛性部材の連結部角度を投射画像の短手方向に変化させることで前記投射装置から先端部が突出されるように構成されており、前記投射距離設定機構の先端部が前記投射装置から突出する箇所は、前記投射画像の長手方向に少なくとも２箇所設けられることを特徴とする投射型画像表示システム。
【請求項２】
請求項１に記載の投射型画像表示システムにおいて、
前記投射距離設定手段の少なくとも２つの投射距離設定機構は、連動部材により連結されていることを特徴とする投射型画像表示システム。
【請求項３】
請求項２に記載の投射型画像表示システムにおいて、
前記連動部材は、前記投射装置から突出する前記投射距離設定機構の先端部に位置することを特徴とする投射型画像表示システム。
【請求項４】
請求項１に記載の投射型画像表示システムにおいて、
前記投射距離設定機構の前記剛性部材の連結部と前記投射装置側で支持されている支持部との間隔をＴ１、前記投射装置から突出する前記先端部と前記投射装置側で支持されている支持部との間隔をＴ２としたとき、Ｔ１＜Ｔ２としたことを特徴とする投射型画像表示システム。
【請求項５】
請求項１に記載の投射型画像表示システムにおいて、
前記投射距離設定機構の前記投射装置から突出する先端部と前記投射装置側で支持されている支持部との間隔をＴ２としたとき、該Ｔ２は、前記投射装置の投射方向の奥行きＤより、大きくしたことを特徴とする投射型画像表示システム。
【請求項６】
請求項１に記載の投射型画像表示システムにおいて、
前記投射距離設定機構の前記投射装置から突出する先端部を有した剛性部材は、連動部材が一体となった板状の部材であり、該板状の部材の一辺が前記投射装置から突出する先端部となることを特徴とする投射型画像表示システム。
【請求項７】
請求項６に記載の投射型画像表示システムにおいて、
前記投射距離設定機構の前記投射装置から突出する先端部を有した剛性部材は、非投射時には、投射開口部からの投射光を遮るように、開口キャップを兼ねることを特徴とする投射型画像表示システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一つに記載の投射型画像表示システムにおいて、
前記投射距離設定機構の前記投射装置から突出する先端部に、更に投射方向に向かって突出する第二の突出部材を設けたことを特徴とする投射型画像表示システム。
【請求項９】
請求項８に記載の投射型画像表示システムにおいて、
前記第二の突出部材は、その突出量を調整できることを特徴とする投射型画像表示システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の投射型画像表示システムにおいて、
前記投射画像の短手方向に、前記投射距離設定手段が２段設けられていることを特徴とする投射型画像表示システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の投射型画像表示システムにおいて、
規定の投射サイズ、あるいは、規定の投射距離に応じて、前記投射距離設定手段の前記投射距離設定機構の突出量を設定できるようにガイド機能を有することを特徴とする投射型画像表示システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の投射型画像表示システムにおいて、
前記ガイド機能に連動して前記投射光学系の焦点合わせを自動で行うようにしたことを特徴とする投射型画像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の画像情報を投射面上に拡大投射して画像を表示する投射型画像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の画像情報をスクリーン等の投射面上に投射して拡大画像を得ることができる投射型画像表示装置（プロジェクタ装置等）が知られている。この投射型画像表示装置は、光源と、光源からの照射光によって画像を前方へ投射する液晶パネル等の画像源と、画像源からの投射画像を拡大結像する投射レンズと、投射画像の変倍率を調整して投射サイズを変倍する投射変倍機構と、投射された画像を投影し必要に応じて表示するスクリーン等の投射面を備えている。
【０００３】
液晶プロジェクタ等の従来の投射型画像表示装置に用いられる投射変倍機構は、投射レンズ側に搭載されて、投射画像の変倍率を光学的に変化させるいわゆるズーム機構により、光学的に行われている。また、ユーザが投射型画像表示装置と投射面との間隔を変えることにより、投射画面サイズを変化させることができる。
【０００４】
近年、特許文献１（特開２００９‐２５１２０４号公報）に開示されたような広角投写型映像表示装置が利用されてくるようになった。これは屈折型のレンズに反射型のミラーを用いて、ミラーの大きな反射屈折力を利用したことにより広角な投射レンズを利用して、短距離で大画面を得られる投写型映像表示装置である。
このような広角投写型映像表示装置では、装置の傾きによって投射画像が歪み、広角であるがゆえに、装置の傾きが少しでもあると、画像の歪み具合が著しく大きくなるといった不具合がある。そこで特許文献１では、４つの突き出しピンで、投射面との間隔を調整する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献１に開示された広角投写型映像表示装置によると、本体ケースから壁面に向かって突出させることができるように本体ケース内に収納された複数の棒状の突出物と、この突出物を進退させる突出物駆動部と、装置の運転操作を行う操作部とを備えており、前記複数の突出物は、全ての先端面により一定の平面を形成するように少なくとも３本から成るとともに、据置き設置の場合に、前記操作部において設定された初期設定寸法分を突出させることができるように構成されている。このように構成すると、設置時に操作部を操作して突出物を初期設定寸法分突出させた状態とし、突出物の先端が投影面を構成する壁面に当接するように設置することにより、投影面を形成する壁面と投写光軸との垂直性をできるだけ高めた状態で設置することができる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、突出物により投影面と投写型映像表示装置の間隔を位置決めするものの、突出物の突出量を個別に調整する必要がある。また、突出物の長さ以上に投射距離を設定できない。つまり、投射距離を大きく取りたい場合は、設定できないという課題があった。
また、投射距離を設定する際に、使用者が表示装置を壁等に突き当てて設置することが考えられるが、予め突出物が規定の突出量に設定されている場合、装置を壁等に当接させる際に、壁等に突き当てることになるので、突き当ての際には、突出物に投射方向の応力がかかり、その反動により、突出物の突出量に変化が生じる可能性がある。
つまり、使用者が装置を壁等に当接して設置する際に、多少なりとも壁等に突き当てる行為によって、装置の慣性により、突出物が押し込まれ、突出量が狂ってしまうという構造上の課題がある。
【０００７】
また、特許文献２（特開２００９−６９５７２号公報）には、近接又は広角のプロジェクタ装置であって、投射面とプロジェクタを有し、前記投射面とプロジェクタの間に設けられた連結部材で確実に投射面に対して垂直に位置し、更に前記連結部材によって投射面に投影された投影画像を調整することが容易に可能なプロジェクタ装置を提供することを課題として、投射面の左右端から伸びた連結部材は投射面の前面位置で交差可能にし、前記連結部材には距離判断手段を具備し、更に前記本体部の下面には前記距離判断手段と嵌め合う距離判断手段受部を具備し、前記距離判断手段と前記距離判断手段受部の組合せにより投影距離を判断する投影距離制御手段を具備してなるプロジェクタ装置が開示されている。
しかしながら、このプロジェクタ装置では、連結部材の連結箇所に、プロジェクタ（投射装置）を設置し、投射面の左右端から伸びた連結部材の連結角度で投射距離を調整できるものの、投射面と投射装置は連結部材の交点の一箇所で保持されているので、投射装置と投射面とを容易に平行にできるとは言いがたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は、スクリーン等の投射面に対する投射装置の設置位置や設置角度の微妙な変化が、画面サイズに大きい変化をもたらすことを利用して、簡単な機構により投射距離を一義的に設定でき、しかも横方向の歪みが最小となる技術を検討した。
ここで、スクリーン面から５０ｃｍ離間した位置から画像の投射により、スクリーン面に６０インチの画像サイズを投影する投射装置について検討する。このような装置の場合、投射レンズのスローレシオ、すなわち、投射距離／表示画面横幅比は、
６０×２．５４／１２０＝０．４１
となり、また、その半画角は７０度近くなる。
単純には当てはまらないが、投射距離が変ってもスローレシオが保たれる光学系であれば、投射装置の設置位置を投射方向に沿って１０ｃｍ後方へ移動すると、
（５０ｃｍ＋１０ｃｍ）／０．４１
の計算から、画像サイズは７２インチ相当となる。
つまり６０インチに対して、２割近く画面サイズを変えることが分かる。
すなわち、僅か１０ｃｍの投射距離の調整により１．２倍ズーム相当の効果があることが判る。投射レンズを、さらに短焦点、すなわち、スローレシオを小さいものにすればするほど、投射装置の設置場所による画面サイズの変化率が顕著になってくる。
【０００９】
本発明は、このようなスローレシオが１ないし、０．５を下回る投射装置において、壁などの表示面との距離を容易に位置決めできるようにするとともに、壁との平行度に関しても正確に位置決めできるようにするものである。
半画角７０度となる投射レンズで例にとると、左右で投射距離が１０ｍｍ変化するだけで、投射画像の位置は、
１０ｍｍ×tan７０°＝２７．４７４７７・・・ｍｍ
から、左右で２７ｍｍ以上の位置ズレが生じることとなる。
【００１０】
このように、画面サイズ以外にも、左右で表示画面との距離が１ｃｍ変るだけで、表示する位置が大きく変ってしまう現象が起こる。通常、画面は連続しているので、矩形とならず、左右で倍率の異なる台形となって表示される。
これらの現象は、短焦点になるほど、つまり、投射画角が大きくなればなるほど、投射装置のスクリーンからの距離、平行度の僅かな変化で歪みが顕著になってくる。
逆に、スクリーンへの投射光の角度をわずかに調整できる機構が備わっていれば、画面サイズを大きく変化させ、また、サイズ調整量も大きくなるわけである。
【００１１】
上下方向への台形歪みを画像処理による調整などにより補正できるようにした投射装置や、斜め横方向からの投影に起因して発生する横方向の歪みを補正可能な投射装置も登場しているが、小型の投射装置では、補正手段を微調整する等の画像処理による補正方法よりも、投射装置本体を移動、回転させる等の方法の方が手っ取り早く効果的であるとも考えられる。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、非常に簡単な機構、構成により、投射装置と、投射装置が投射する投射画像の表示位置（投射面）との間隔、すなわち投射距離を容易に設置することができ、微調整も可能とした投射型画像表示システムを提供することを課題とする。
また、表示位置となる投射面（スクリーン、壁面等）と、投射装置との平行度に関しても、投射距離を設定すると同時に、横方向の倍率誤差を極小となるように、正確に位置決めできるようにできる構造を有する投射型画像表示システムを提供することを課題とする。
さらには、装置設置時に際して、装置を壁等の投射面に押し当てた場合においても、壁面（投射面）と投射装置の間隔が狂うことなく、また、投射距離方向が容易にずれない機構を提供し、歪みのない投射画像を得られるようにした投射型画像表示システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するための手段として、本発明では以下の［１］〜［１２］に記載の技術的特徴を有している。
［１］：画像情報に応じて画像形成部で形成した画像を投射面上に拡大投射して投射画像を表示する投射型画像表示システムにおいて、「少なくとも、投射画像の短手方向となる短辺と長手方向となる長辺を有し縦横の長さが異なる画像を形成する画像形成部と、レンズで構成される第一光学系と該第一光学系からの投射光を前記投射面に向けて反射させるパワーを有した反射ミラーで構成される第二光学系とを含み前記画像形成部で形成した画像を拡大投射する投射光学系と、前記投射光学系と前記画像形成部を被うケースとを備えた投射装置」と、「前記投射面と前記投射装置との間隔である投射距離を決定する投射距離設定手段」と、で構成されており、「前記投射距離設定手段は、角度可変に連結された２つの剛性部材の組からなる投射距離設定機構を２つ以上有する構成であり、それぞれの投射距離設定機構は、前記２つの剛性部材の連結部角度が可変できるように前記投射装置に支持され、前記２つの剛性部材の連結部角度を投射画像の短手方向に変化させることで前記投射装置から先端部が突出されるように構成されており、前記投射距離設定機構の先端部が前記投射装置から突出する箇所は、前記投射画像の長手方向に少なくとも２箇所設けられる」ことを特徴とする（請求項１）。
【００１４】
［２］：［１］に記載の投射型画像表示システムにおいて、前記投射距離設定手段の少なくとも２つの投射距離設定機構は、連動部材により連結されていることを特徴とする（請求項２）。
【００１５】
［３］：［２］に記載の投射型画像表示システムにおいて、前記連動部材は、前記投射装置から突出する前記投射距離設定機構の先端部に位置することを特徴とする（請求項３）。
【００１６】
［４］：［１］に記載の投射型画像表示システムにおいて、前記投射距離設定機構の前記剛性部材の連結部と前記投射装置側で支持されている支持部との間隔をＴ１、前記投射装置から突出する前記先端部と前記投射装置側で支持されている支持部との間隔をＴ２としたとき、Ｔ１＜Ｔ２としたことを特徴とする（請求項４）。
【００１７】
［５］：［１］に記載の投射型画像表示システムにおいて、前記投射距離設定機構の前記投射装置から突出する先端部と前記投射装置側で支持されている支持部との間隔をＴ２としたとき、該Ｔ２は、前記投射装置の投射方向の奥行きＤより、大きくしたことを特徴とする（請求項５）。
【００１８】
［６］：［１］に記載の投射型画像表示システムにおいて、前記投射距離設定機構の前記投射装置から突出する先端部を有した剛性部材は、連動部材が一体となった板状の部材であり、該板状の部材の一辺が前記投射装置から突出する先端部となることを特徴とする（請求項６）。
【００１９】
［７］：［６］に記載の投射型画像表示システムにおいて、前記投射距離設定機構の前記投射装置から突出する先端部を有した剛性部材は、非投射時には、投射開口部からの投射光を遮るように、開口キャップを兼ねることを特徴とする（請求項７）。
【００２０】
［８］：［１］乃至［７］のいずれか一つに記載の投射型画像表示システムにおいて、前記投射距離設定機構の前記投射装置から突出する先端部に、更に投射方向に向かって突出する第二の突出部材を設けたことを特徴とする（請求項８）。
【００２１】
［９］：［８］に記載の投射型画像表示システムにおいて、前記第二の突出部材は、その突出量を調整できることを特徴とする（請求項９）。
【００２２】
［１０］：［１］に記載の投射型画像表示システムにおいて、前記投射画像の短手方向に、前記投射距離設定手段が２段設けられていることを特徴とする（請求項１０）。
【００２３】
［１１］：［１］乃至［１０］のいずれか一つに記載の投射型画像表示システムにおいて、規定の投射サイズ、あるいは、規定の投射距離に応じて、前記投射距離設定手段の前記投射距離設定機構の突出量を設定できるようにガイド機能を有することを特徴とする（請求項１１）。
【００２４】
［１２］：［１１］に記載の投射型画像表示システムにおいて、前記ガイド機能に連動して前記投射光学系の焦点合わせを自動で行うようにしたことを特徴とする（請求項１２）。
【発明の効果】
【００２５】
解決手段の［１］に記載の投射型画像表示システムでは、投射距離設定手段は、角度可変に連結された２つの剛性部材の組からなる投射距離設定機構を２つ以上有する構成であり、それぞれの投射距離設定機構は、２つの剛性部材の連結部角度が可変できるように投射装置に支持され、２つの剛性部材の連結部角度を投射画像の短手方向に変化させることで投射装置から先端部が突出されるように構成されており、投射距離設定機構の先端部が投射装置から突出する箇所は、投射画像の長手方向に少なくとも２箇所設けられることを特徴としているので、投射距離設定手段を構成する２以上の投射距離設定機構の先端部を、壁やスクリーン等の投射面に突き当てて設置することで、容易に適切な投射距離に投射装置を設置でき、かつ、投射画像の長手方向（横方向）の歪みを極小にすることができる。
【００２６】
［２］に記載の投射型画像表示システムでは、［１］の効果に加え、投射距離設定手段の少なくとも２つの投射距離設定機構は、連動部材により連結されているので、片方の投射距離設定機構の剛性部材を可動させることで、他方の投射距離設定機構の剛性部材を連動して可動させることができ、投射装置の長手方向に設けられた２つの投射距離設定機構の先端部と投射面の間隔（投射距離）を正確に設定することができる。
【００２７】
［３］に記載の投射型画像表示システムでは、［２］の効果に加え、連動部材は、投射装置から突出する投射距離設定機構の先端部に位置することにより、２つの投射距離設定機構の先端部が連動部材で連結されて線状となるため、両端の先端部の位置決めがしやすくなる。
【００２８】
［４］に記載の投射型画像表示システムでは、［１］の効果に加え、投射距離設定機構の剛性部材の連結部と投射装置側で支持されている支持部との間隔をＴ１、投射装置から突出する先端部と投射装置側で支持されている支持部との間隔をＴ２としたとき、Ｔ１＜Ｔ２とした位置としたので、より広い投射距離設定範囲を得ることができる。
【００２９】
［５］に記載の投射型画像表示システムでは、［１］の効果に加え、投射距離設定機構の投射装置から突出する先端部と投射装置側で支持されている支持部との間隔をＴ２としたとき、該Ｔ２は、投射装置の投射方向の奥行きＤより、大きくしたので、装置の奥行きに対して、より長い投射距離設定範囲を得ることができる。
【００３０】
［６］に記載の投射型画像表示システムでは、［１］の効果に加え、投射距離設定機構の投射装置から突出する先端部を有した剛性部材は、連動部材が一体となった板状の部材であり、該板状の部材の一辺が投射装置から突出する先端部となるので、先端部が壁等の硬い投射面と接触した場合にも、接触圧力に十分に耐えうる剛性を有しており、先端部の変形等を防止でき、正確な投射距離に位置決めできる。
【００３１】
［７］に記載の投射型画像表示システムでは、［６］の効果に加え、投射距離設定機構の投射装置から突出する先端部を有した剛性部材は、非投射時には、投射開口部からの投射光を遮るように、開口キャップを兼ねるので、埃の侵入などを未然に防ぐことができる。
【００３２】
［８］、［９］に記載の投射型画像表示システムでは、［１］乃至［７］のいずれかの効果に加え、投射距離設定機構の前記投射装置から突出する先端部に、更に投射方向に向かって突出する第二の突出部材を設けたので、画像を投射する壁やスクリーン等の投射面に出っ張りがあっても、投射面との平行度を保つことができ、また、先端部と投射面との接触位置の凸凹により平行度が狂ったとしても、第二の突出部材は、その突出量を調整できるので、平行度を調整することができる。
【００３３】
［１０］に記載の投射型画像表示システムでは、［１］の効果に加え、投射画像の短手方向に、投射距離設定手段が２段設けられているので、投射距離設定手段を投射装置の脚部としても用いることができ、机上投射など、投射装置の適用範囲を広げることができる。
【００３４】
［１１］に記載の投射型画像表示システムでは、［１］乃至［１０］のいずれかの効果に加え、規定の投射サイズ、あるいは、規定の投射距離に応じて、投射距離設定手段の投射距離設定機構の突出量を設定できるようにガイド機能を有するので、容易に必要な投射サイズを設定できるようになる。
【００３５】
［１２］に記載の投射型画像表示システムでは、［１１］の効果に加え、ガイド機能に連動して投射光学系の焦点合わせを自動で行うようにしたので、設定した投射サイズに応じて焦点合わせを自動で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第一の実施例に係る投射型画像表示システムの全体システム構成を示す図であり、投射面に平行な横方向から見たときの断面図である。
【図２】図１に示す投射型画像表示システムを投射面に正対（直交）する方向から見たときの断面図である。
【図３】図１に示す投射型画像表示システムの要部（投射距離設定手段の部分）を横から見たときの図であり、投射距離設定手段を構成する一つの投射距離設定機構の構成及び動作の説明図である。
【図４】図１に示す投射型画像表示システムの投射装置と投射距離設定手段を投射面側から見たときの図である。
【図５】アームの長さが異なる３種類（Ａ，Ｂ，Ｃ）の投射距離設定機構について、支点中心と可動部中心の間隔（Ｈ）を横軸として、突出量（Ｄ）をプロットした図である。
【図６】（ａ）は図１と同様に投射型画像表示システムを投射面に平行な横方向から見たときの断面図であり、（ｂ）は投射距離設定手段の投射距離設定機構の先端部を突出させた状態を示す断面図である。
【図７】（ｃ）は図６（ａ）の投射型画像表示システムを上方から見たときの投射装置及び投射距離設定手段の上面図、（ｄ）は図６（ｂ）の投射型画像表示システムを上方から見たときの投射装置及び投射距離設定手段の上面図である。
【図８】投射距離設定手段の投射距離設定機構に設けられた可動部（取っ手部）の構造の一例を示す概略斜視図である。
【図９】図８に示す可動部（取っ手部）がケースのガイド部内で固定される機構及び動作の一例を示す図であり、投射装置の上方部から見たガイド部の要部断面図である。
【図１０】投射型画像表示システムの要部（投射距離設定手段の部分）を横から見たときの図であり、投射距離設定手段を構成する投射距離設定機構の２つの剛性部材の長さが異なる場合の構成及び動作の説明図である。
【図１１】本発明の第二の実施例に係る投射型画像表示システムの全体システム構成の一例を示す図であり、投射面に平行な横方向から見たときの断面図である。
【図１２】本発明の第二の実施例に係る投射型画像表示システムの全体システム構成の別の例を示す図であり、投射面に平行な横方向から見たときの断面図である。
【図１３】本発明の第二の実施例に係る投射型画像表示システムのさらに別の構成例を示す図であり、投射距離設定手段を構成する一つの投射距離設定機構の構成及び動作の説明図である。
【図１４】本発明の第三の実施例に係る投射型画像表示システムの投射距離設定手段の構成、動作の説明図である。
【図１５】本発明の第四の実施例に係る投射型画像表示システムの投射距離設定手段の構成、動作の説明図であり、（ａ）は投射距離設定手段と投射装置を横方向から見たときの断面図、（ｂ）は投射距離設定手段と投射装置を上方から見たときの上面図である。
【図１６】本発明の第五の実施例に係る投射型画像表示システムの要部（２段の投射距離設定手段の部分）を横から見たときの図であり、２段の投射距離設定手段の構成及び動作の説明図である。
【図１７】図１６に示す投射型画像表示システムの投射装置を９０度回転して使用する場合の設置例を示す図である。
【図１８】本発明の第六の実施例に係る投射型画像表示システムの要部（投射距離設定手段の部分）を横から見たときの図であり、ガイド機能を有する場合の構成及び動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
まず、本発明に係る投射型画像表示システムの利用形態、設置面や投射面の想定について説明する。
【００３８】
［想定その１］
従来からある多くの投射型画像表示装置（いわゆるプロジェクタ装置）がそうであるように、適当な平面性を有した面を投射面として利用し、投射面に直交する面上に設置されることを想定している。
具体的には、投射面は壁面であり、その壁面に対して垂直な面とは床面や、床面に水平な机上面、投射装置設置台などである。
また、投射面としては、白板、衝立、建物の壁面、上方から吊り下げられたスクリーンなどが想定されるが、投射面そのもの、あるいは、投射面の位置を設定している保持部材等にある程度の剛性を持っていることを前提としている。
【００３９】
［想定その２］
投射面そのもの、あるいは投射面に平行な面上に投射型画像表示装置を設置する場合であって、投射面が水平である場合。このときも、投射面、あるいは投射面に平行な面は剛性を有している。
ただし、以上の想定は、以下の本発明の実施例を説明する上での想定であり、本発明をこれらの想定で限定するものではない。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明の具体的な実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４１】
［実施例１］
図１に本発明に係る投射型画像表示システムの全体システム構成を示す。図１は、投射型画像表示システムを投射面に平行な横方向から見たときの断面図であり、この投射型画像表示システムは、「外部入力装置１５から信号を受け取るインターフェース部１４と、インターフェース部１４から受け取る画像情報を処理する制御部１３と、光源５０１と、光源５０１からの光を画像形成部に導く照明光学系５と、画像形成部（画像表示パネル）１０と、画像形成部で形成した画像を拡大投射する投射光学系（第一光学系６および第二光学系（ミラー）９）と、上記の部品および光学系を一体保持してそれらを被うケース７とで構成される投射装置４」と、「投射装置４の投射側に配置されていて、投射面１との間に設置され、投射面１と投射装置４との間隔（投射距離）を決定する投射距離設定手段３」とで構成されている。
【００４２】
画像形成部（画像表示パネル）１０は、投射画像の短手方向となる短辺と長手方向となる長辺を有し縦横の長さが異なる画像を形成する画像形成部であって、いわゆる縦横の長さが異なるアスペクト比を有している。通常は、水平方向に横長のアスペクト比を有しており、横：縦の比率が、４：３、あるいは１６：９といった比率の横長の画像を形成（表示）する。
【００４３】
投射距離設定手段３は、角度可変に連結された２つの剛性部材（例えばアーム状、板状等の剛性部材）の組からなる投射距離設定機構を２つ以上有する構成であり、それぞれの投射距離設定機構は、２つの剛性部材の連結部角度が可変できるように投射装置４に支持され、２つの剛性部材の連結部角度を投射画像の短手方向に変化させることで投射装置４から先端部が突出されるように構成されており、投射距離設定機構の先端部が投射装置４から突出する箇所は、投射画像の長手方向に少なくとも２箇所設けられている。
【００４４】
図１では、紙面に垂直な方向（ｘ方向）が投射画像の長手方向、紙面の縦方向（ｙ方向）が投射画像の短手方向である。
図２は、図１に示す投射型画像表示システムを投射面に正対（直交）する方向から見たときの断面図であり、紙面の横方向（ｘ方向）が投射画像の長手方向、紙面の縦方向（ｙ方向）が投射画像の短手方向となる。
本実施例や後述する他の実施例においても、特に断らない限り、投射面１に投射される投射画像は横長であり、装置水平方向が長手方向とする。そして投射画像の比率も、上記の画像形成部と同様に、水平方向に横長のアスペクト比を有しており、横：縦の比率が、４：３、あるいは１６：９といった比率となる。
【００４５】
光源５０１は、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザダイオード）などが用いられ、必要に応じてリフレクタなどにより一方向に照明光を向かわせる。
照明光学系５は、図１、図２に示すように、光源（例えばランプ光源）５０１、カラーフィルター５０２、ライトトンネル５０４、ライトトンネルから出でた光束を集光するレンズ５０５（少なくとも１つ）、照明光折り返しミラー（第１照明光折り返しミラー５０６、第２照明光折り返しミラー５０３）などで構成される。
【００４６】
画像形成部１０は、いわゆるライトバルブなどで構成された画像表示パネルであり、一例としては、画素となる２次元配列された微小なミラーを各々傾斜させて、投射レンズへと向かわせるか否かを制御部１３で制御して光のスイッチングをするテキサスインスツルメント社製のＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）パネルなどが好適である。また、この他、液晶ライトバルブ等の画像表示パネルも用いることができる。
【００４７】
図１に示すように、拡大投射光学系は、複数のレンズで構成された第一光学系６と、パワーを有したミラー（凹面鏡、放物面鏡、非球面鏡等）で構成される第二光学系９とで構成され、所望の投射性能が得られるように形状が最適化されている。投射面に最も近い光学要素として、ミラーを用いる光学系では、その反射屈折力が非常に高いため、レンズ系のみで構成した拡大投射系より、超広角化が得やすい。
【００４８】
本発明の構成要件では必ずしもないが、外部入力装置１５として例えばパーソナルコンピュータ等からの画像情報を、装置内部にあるインターフェース部１４を介して、制御部１３で受け取り、画像情報に応じて、画像形成部（例えばＤＭＤパネル）１０を駆動する。制御部１３では、光源５０１であるランプ等の駆動を制御し、カラー情報に応じて、円盤型カラーフィルター５０２を回転させて色切り替え等を行なっている。
【００４９】
照明光は、照明光学系５により、画像形成部（例えばＤＭＤパネル）１０へと導かれ、その反射光を拡大投射光学系（第一光学系６および第二光学系９）により所望の投射位置の投射面（スクリーン面、壁面、机上面等）に拡大投射することにより、投射光による画像（投射画像）が表示される。
投射光は、投射装置４のケース７の一部に設けられた開口部８から出射する。開口部８としては、必要な開口幅を有した窓をケース７に設けてもよいし、その窓部に埃が入り込まないように、透明カバーを設けてもよい。
【００５０】
上記投射距離設定手段３は、前述したように角度可変に連結された２つの剛性部材（例えばアーム状の剛性部材）の組からなる投射距離設定機構を２つ以上有する構成であり、それぞれの投射距離設定機構は、２つの剛性部材の連結部角度が可変できるように投射装置４に支持され、２つの剛性部材の連結部角度を投射画像の短手方向に変化させることで投射装置４から先端部が突出されるように構成されている。また、投射距離設定機構の先端部が投射装置４から突出する箇所は、投射画像の長手方向（装置横方向）に少なくとも２箇所設けられている。
【００５１】
次に投射距離設定手段３について図３〜図９に基づいて詳細に説明する。
図３は、図１と同様に、投射型画像表示システムの要部（投射装置と投射距離設定手段）を横から見たときの図であり、投射距離設定手段の一つの投射距離設定機構の構成及び動作の説明図である。また、図４は、投射面側から投射装置と投射距離設定手段を見たときの図である。
投射距離設定手段３を構成する一つの投射距離設定機構は、投射装置４のケース７に一端側を支持された少なくとも２つのアーム状の剛性部材３０２，３０３が連結されていて、連結部３０５の角度を変化させることができ、その角度を変化させられる方向としては、画面短手方向（図３の紙面縦方向（ｙ方向））としている。
【００５２】
より具体的には、図３に示すように、投射距離設定機構を構成する第一アーム３０２と第二アーム３０３がアーム状の剛性部材であり、第一アーム３０２と第二アーム３０３の一端側は連結部３０５で連結され、角度が可変できるようになっている。第一アーム３０２の他端側は、支点３０４で投射装置４のケース７に揺動自在に固定支持されている。一方、第二アーム３０３の他端側には取っ手部（可動部）３０６が設けられており、この部分は投射装置４のケース７の側面に設けた上下に延びる溝状のガイド部３０７に可動可能に支持され、ガイド部３０７に沿って上下に可動できるようになっている。また、投射装置４のケース７の反対側の側面にも対称的に投射距離設定機構が設けられており、第三アーム３０２２と第四アーム３０３２が同様な構成で投射装置４に支持されている。
【００５３】
このように、投射距離設定手段３を構成する投射距離設定機構は、投射装置４を挟んで拡大投射画像の長手方向（横方向）に少なくとも２箇所以上設置され、投射面１と投射装置４の間に介在して投射距離を設定するように設けられており、その位置としては、投射面１の表示画面長手方向で、図４に示すように投射装置４の左右方向の両端側である。
【００５４】
また、図４に示すように、投射装置４から突出した投射距離設定機構の先端部（第一先端部、第二先端部）は、投射画像の長手方向において、少なくとも２箇所に設定されている。
そして、その２箇所の先端部どうしを結んだ線が、投射画像の水平方向と略平行となるように、ケース７とアーム連結部３０５の距離が変化調整できるようにしている。
【００５５】
なお、図３、図４の例では、各投射距離設定機構を構成する２つのアーム（剛性部材）の長さは同じであり、その先端部どうしが連結されているので、図３に示すように、２つのアームの連結部が各投射距離設定機構の先端部となる。このように各投射距離設定機構の先端部を２つのアームの連結部とすることにより剛性が強くなり、投射面に突き当てた際に変形等がしにくいという利点がある。
また、投射距離の設定時には、各投射距離設定機構の先端部（アーム連結部）を投射面に突き当てるため、少なくとも各アーム（剛性部材）の連結部側の端部は形状を丸くしてあり、投射面を傷つけないようにしている。
【００５６】
投射装置４を挟んで両側に設けた投射距離設定手段３の２つの投射距離設定機構は、投射画像の長手方向（横方向）に延びる長尺な板状の連動部材３０１で連結されており、一方の投射距離設定機構に設けた取っ手部（可動部）３０６をガイド部３０７に沿って上下に可動してアームの連結部角度を可変すると、他方の投射距離設定機構のアームの連結部角度も連動して可変するようになっている。また、２つの投射距離設定機構を連結する連動部材３０１は、各投射距離設定機構の先端部（図３の例では連結部３０５）の近傍に設けられているが、２つの投射距離設定機構の先端部（連結部）を連動部材で連結してもよい。連動部材が、投射装置から突出する２つの投射距離設定機構の先端部に位置する場合には、２つの投射距離設定機構の先端部が連動部材で連結されて線状となるため、両端の先端部の位置決めがしやすくなる。
なお、上記のように投射装置４の両側の２つの投射距離設定機構を連動部材３０１で連結した場合、図３（ａ）に示すように、２つのアームの連結部角度を略１８０度にした場合（すなわち各投射距離設定機構の先端部を投射装置側に引っ込めた状態した場合）には、連動部材３０１が投射装置４のケース７に当たるため、ケース７には投射画像の長手方向（横方向）に延びる凹溝状の連動部材の逃げ部７０１が設けられている。
【００５７】
次に、図５は、アームの長さが異なる３種類（Ａ，Ｂ，Ｃ）の投射距離設定機構について、支点中心と可動部中心の間隔（Ｈ）を横軸として、突出量（Ｄ）をプロットした図である。アームの長さは、可動部の中心と連結部の中心、あるいは、連結部の中心と支点の中心とした。また、前提として、第一アーム３０２と第二アーム３０３は長さが等しい場合とした。
Ａの曲線は、アームの長さ（可動部の中心と連結部の中心間隔、あるいは、連結部の中心と支点の中心間隔）が５０ｍｍの場合であり、Ｂは１００ｍｍ、Ｃは２００ｍｍのときである。
曲線Ｃについて説明すると、アームの長さが２００ｍｍであるから、支点中心と可動部中心の間隔（Ｈ）が４００ｍｍでは、図３において２つのアームが直線状となった図３（ａ）の状態を示し、そのとき突出量（Ｄ）はｄ０＝０ｍｍである。なお、突出量は、投射装置外形からではなく、支点中心−連結部中心間とする。
【００５８】
図６、図７に、投射距離設定手段３を作用させて、投射距離（投射装置４と投射面１の距離）を変化させた状態を示す。
図６の（ａ）は図１と同様に投射型画像表示システムを投射面に平行な横方向から見たときの断面図であり、（ｂ）は投射距離設定手段の投射距離設定機構の先端部を突出させた状態を示す断面図である。また、図７の（ｃ）は図６（ａ）の投射型画像表示システムを上方から見たときの投射装置及び投射距離設定手段の上面図、（ｄ）は図６（ｂ）の投射型画像表示システムを上方から見たときの投射装置及び投射距離設定手段の上面図である。
図６（ａ）及び図７（ｃ）に示すように、投射距離設定手段３の各投射距離設定機構の２つのアームの組の連結部のなす角度を１８０度にすることで（図３（ａ）の状態）、最短の投射距離に投射装置４を配置できる。
また、図６（ｂ）および図７（ｄ）に示すように、投射距離設定手段３の一方の投射距離設定機構に設けた可動部（取っ手部）３０６をガイド部に沿って上方向に引き上げることにより（図３（ｂ），（ｃ）の状態）、投射距離設定手段３の投射距離設定機構の連結部３０５がケース７より突出して先端部となるので、この突出した先端部と、スクリーン部材２の投射面１とで位置決めができる。
すなわち、投射装置４の使用者は、投射距離設定手段３に設けられた可動部（取っ手部）３０６を必要な位置に持ってくることで、投射装置４とスクリーン部材２の投射面１の間隔を、アームの長さで決まる所定の範囲内で任意に設定することができる。
【００５９】
図８は、投射距離設定手段３の投射距離設定機構に設けられた可動部（取っ手部）３０６の構造の一例を示す概略斜視図であり、図９（ａ）、（ｂ）は、可動部（取っ手部）３０６がケース７のガイド部３０７内で固定される機構及び動作の一例を示す図であり、投射装置の上方部から見たガイド部の要部断面図である。
取っ手部３０６の先端（ガイド部内部）にはネジが切ってあり、２つのストッパー（第１ストッパー３０６１、第２ストッパー３０６２）が設けられている。第１ストッパー３０６１は、取っ手部３０６の先端（ガイド部内部）に、第２ストッパー３０６２は、第１ストッパー３０６１と一定の間隔を持って取りつけられている。また、第２ストッパー３０６２には、取っ手部３０６のネジ山に対応したネジ穴（貫通）が設けられている。
ここで、２つのストッパー３０６１，３０６２は、ケース７のガイド部３０７内に取りこまれている。
【００６０】
投射装置４の使用者は、投射距離設定手段３の投射距離設定機構に設けられた取っ手部（可動部）３０６を必要な位置にまで移動させ、取っ手部３０６を回転させることで、２つのストッパー３０６１，３０６２の間隔が離れ、ガイド部３０７内部の側面との摩擦によって固定される。ストッパーは回転対称形でないため、ガイド部３０７内では回転されないような構造であるので、取っ手部３０６を回転することで、２つのストッパー３０６１，３０６２の間隔が調整できるようになっている。
【００６１】
なお、取っ手部３０６の固定方法に関しては、様々な構造を採用することができる。例えば、２つのストッパー３０６１，３０６２の間にガイド部３０７の壁面を配置して、２つのストッパー３０６１，３０６２で挟み込むことで固定しても良い。また、ネジ構造でなくても、バネ構造としてもよい。ストッパーの上記の構造は一例を示したものであり、本発明の主旨を限定するのもではない。
【００６２】
投射装置４の左右両側に設けられた投射距離設定手段３の２つの投射距離設定機構の先端部近傍は、図４、図７に示すように連動部材３０１で連結されており、ケース７からの突出量は同量となるように設定しているので、投射距離設定手段３の先端をスクリーン面に押し当てて投射装置４を設置することで、一義的に投射距離を確保することができる。また、突出量は同量なので、投射画面の左右方向と投射装置４の左右方向はほぼ平行にできる。
したがって、使用者は、単に、スクリーン面に押し当てて設置して投射させることで、左右方向の歪みがない表示が可能となる。
【００６３】
図３、図６、図７に示したように、投射距離設定手段３の２つの投射距離設定機構の先端部（２つのアームの連結部）の突出方向は投射距離方向と一致するが、突出量を決めるためには、投射距離設定手段３に設けた可動部（取っ手部）３０６を引き上げ、その可動部を固定して、一義的に設定できる。突出方向は図３のｚ方向で、調整可動方向はｙ方向で、両者は直交していることが本発明の従来にない特徴の一つである。
このような構成により、使用者が壁等へ投射装置４を突き当てる際にも、投射距離が変化する方向の応力はｚ方向であるが、調整方向であるｙ方向には突き当ての衝撃で生じる応力がかかりにくい。そのため、投射距離の狂いが生じにくい構造となった。
【００６４】
もちろん、本発明の投射型画像表示システムによる投射画像は、投射装置４の外形、すわなち、本発明でいうケース７の外形がスクリーン面に少なくとも水平方向に平行となった場合に、横方向の倍率差が最も小さくなるように投射系設計を行っていることが前提である。通常の投射装置（プロジェクタ）は、特に意図しない場合は、外形に対して平行に投射像を得ているので、本発明の投射装置の光学系も、通常の投射装置と同様な基準を持たせている。
【００６５】
ここで、投射装置４の両側に設けた投射距離設定機構の剛性部材からなる第１アーム３０２と第３アーム３０２２が前述の連動部材３０１で連結されていると更に都合がよい。
このような構成で、取っ手部である可動部３０６を上下にスライドすることによって、第１アーム３０２と第２アーム３０３が連結している連結部３０５の角度に応じて、ケース７から第１アーム３０２が突出して、ケース７とアーム連結部３０５の距離が変化する。また、第１アーム３０２と第３アーム３０２２は連動部材３０１で連結されているので、第３アーム３０２２は、第１アーム３０２と同じ挙動をする。
【００６６】
なお、連動部材３０１は、投射装置４の両側に設けた投射距離設定機構の第１アーム３０２と、第３アーム３０３２とが連動して移動するように連結されているが、投射装置４から突出させない、つまり投射距離を最短とする場合には、図３に示したように、投射装置４のケース側に連動部材の逃げ部７０１を設けるなどして、突出させないようにしている。なお、この逃げ部７０１は必要に応じて設ければよい。
また、連動部材３０１の設置位置は、第１アーム３０２と、第３アーム３０２２に限るものではなく、第２アーム３０３と第４アーム３０３２を連動させるように設けても良い。
【００６７】
なお、連動部材３０１は、投射距離設定機構の２つの剛性部材を連結している連結部３０５に設けてもよい。つまり、投射装置４の両側に設けた投射距離設定機構のそれぞれの剛性部材を連結している連結部（先端部）に連動部材を位置させると、更に都合がよい。
このような構成では、投射距離設定手段３の先端部が連動部材により線状となるため、両端の投射距離設定機構の先端部の位置決めがしやすくなる。
また、その線状となった先端部と、スクリーン部材２の投射面１との平行出しが非常に容易になる。つまり、投射面１から投射装置４までの間隔が左右同じで、平行に設置しやすくなるので、使用者は、単に、投射距離設定手段３の両端の投射距離設定機構の先端部を投射面１に押し当てて設置して投射させることで、左右方向の歪みがない表示画像がより容易に得られる。
【００６８】
また、一方の投射距離設定機構の第１アーム３０２と第２アーム３０３の連結部３０５で角度が変えられるようになっているので、必ずしも他方の投射距離設定機構の第４アーム３０３２は必要ではない。なぜならば、第１アーム３０２と第３アーム３０２２を連動部材３０１で連結することにより、投射画像の長手方向で２箇所の先端部の位置が確保されるからである。ただし、投射距離設定手段３の両側の先端部を壁等の硬い壁面に突き当てて設置する場合には、投射距離設定機構の強度（剛性）を確保するうえで、第４アーム３０３２は有ったほうがよい。
【００６９】
図５は、先に説明したとおり、投射距離設定機構の取っ手部（可動部）３０６と支点３０２との距離Ｈと、ケース７と連結部３０５の間隔Ｄをプロットしたものであるが、このグラフから明らかなように、距離Ｈが大きいところでは、その距離Ｈの変化による間隔Ｄの変化は大きくなる。従って、間隔Ｄの変化があまり大きくならないように、投射距離に応じてアームの長さを設定すればよい。また、アームの取っ手（可動部）３０６はガイド３０７に沿って可動させた場合、その移動距離が同じであっても、アームの長さによって投射距離の変化量が異なるため、投射距離に応じて適切なアームの長さを決定すればよい。
【００７０】
なお、投射距離設定手段３を構成する投射距離設定機構の２つの剛性部材の連結部の箇所は、図３では２つの剛性部材（第一アーム３０２と第二アーム３０３（または第三アーム３０２２と第四アーム３０３２））の先端部どうしであったが、必ずしも２つの剛性部材の先端部どうしでなくともよい。
【００７１】
例えば、図１０（ａ）〜（ｃ）に示す装置断面図で説明すると、投射距離設定手段３を構成する投射距離設定機構の第一剛性部材と第二剛性部材は長さが異なり、第一剛性部材と第二剛性部材は連結部で互いのなす角度を変えられるように連結されている。
より詳しく述べると、第一剛性部材は第二剛性部材よりも長さが長く、一端側を投射装置４と支持部で結合されていて、この近傍を中心として第一剛性部材が回転する。第二剛性部材は第一剛性部材よりも長さが短いので、その先端側は第一剛性部材の略中央付近に設けられた長孔もしくは溝部に移動可能に連結されており、その連結部と反対側の端部は投射装置４のケースに設けられた上下方向に延びる溝状のガイドに支持され、ガイド沿って、図では上下方向にスライドできるようになっている。このような構成で、連結部と投射装置側で支持されている第一剛性部材の支持部との間隔をＴ１、投射装置４から突出する第一剛性部材の先端部と投射装置側で支持されている第一剛性部材の支持部との間隔をＴ２としたとき、Ｔ１＜Ｔ２とした位置とすることで、より長い投射距離を得ることができる。
【００７２】
なお、前述の図３の例では、２つの剛性部材（第一アーム、第二アーム）の長さは同じで投射装置４の縦方向の長さの約半分であるので、投射距離は最大でも投射装置４の縦方向の長さの約半分である。これに対して図１０の例では、第二剛性部材は、図３の２つの剛性部材（アーム）と同様に投射装置４の縦方向の長さの約半分であるが、第一剛性部材の長さは投射装置４の縦方向の長さの４／５以上あるので、図１０（ｃ）に示す投射距離が最大の状態では、投射距離ｄmaxは投射装置４の縦方向の長さの４／５以上となり、図３の投射距離設定機構の構成に比べて、１．６倍以上の長い投射距離を得ることができる。
【００７３】
［実施例２］
次に本発明の第２の実施例として、投射装置４の設置形態を変形させることにより、投射装置４と投射位置の間隔をより遠くに設定することが可能となる手段を以下に示す。
具体的には、本実施例では、図１１に示すように、図１に示した投射装置４と同様の構成の投射装置４の拡大投射光学系の光路の途中（第一光学系と第二光学系（ミラー）の間）に、光路を折り曲げる投射光路折り返しミラーを設け、第一光学系からの投射光の光路を投射光路折り返しミラーで折り曲げてから第二光学系（ミラー）に入射し、第二光学系（ミラー）で反射して投射面１に拡大投射するようにしたものである。このように投射光路を途中で折り曲げて投射方向を変えることにより、投射装置４を立てて設置して使用することができるようにした。このような構成にすることで、例えば、投射装置４の高さ方向が長くなり、その長さ分に応じて投射距離設定手段３の投射距離設定機構の先端部を構成する剛性部材の長さを長く設定することができる。
つまり、投射装置４から突出する投射距離設定機構の剛性部材の先端部と、投射装置側で支持されている剛性部材の支持部との間隔Ｔ２は、投射装置４の投射方向の奥行きＤよりも大きくした構成とした。
【００７４】
図１１をつかって、本実施例を詳しく説明する。
図１の場合、投射装置４が横長に設置されるのに対して、本実施例では、図１１に示すように投射装置４を縦長に設置できる構成を採用した。
なお、投射面１の方向は同じである。すなわち紙面に垂直な方向が投射画像の長手方向（横方向）であり、紙面の縦方向が投射画像の短手方向（縦方向）であり、紙面の横方向が投射方向である。
【００７５】
図５で示したように、投射距離設定機構の剛性部材（アーム）の長さにより投射距離（投射装置と投射面の間隔）の長さがほぼ決定される。つまり、剛性部材（アーム）の長さを長くとればとるほど、剛性部材（アーム）のケースからの突出量を多く取ることが可能となる。一方、剛性部材（アーム）が長くなれば、収納時にも装置からはみ出してしまい、投射装置４の占有面積等が大きくなる。そこで、剛性部材（アーム）の長さは、装置の大きさ（縦方向の長さ）の範囲内にすると、装置の小型化に貢献できるメリットがある。
【００７６】
本実施例では、図１１に示したように、投射装置４の拡大投射光学系の光路の途中（第一光学系と第二光学系（ミラー）の間）に、光路を折り曲げる投射光路折り返しミラーを設け、投射光路を途中で折り曲げて投射方向を変えることにより、投射時に縦方向に長い投射装置４が実現できるので、投射距離設定手段の投射距離設定機構を構成する剛性部材（アーム）の長さを長く設定することができる。すなわち、投射装置４を投射時に立てて設置して縦長とし、投射距離設定機構の剛性部材（アーム）が縦方向に可動するように、投射距離設定手段３を設けた。
【００７７】
なお、図１１の構成では、投射装置４の第一光学系と第二光学系（ミラー）との間に、投射光路折り返しミラーを設けることで、投射光路を略９０度折り曲げている。そのため、図１に示した構成と同様の構成の投射装置を縦長に設置することができる。このような投射装置４とすることで、投射装置４の高さ方向が横方向より長くなり、投射距離設定手段３の投射距離設定機構を構成する剛性部材（アーム）の長さを長くすることができる。
そして、剛性部材（アーム）の長さを長くできるので、投射距離の調整範囲を広げることができる。図１１には、投射装置４のケースの投射面側の外形端より、ｄ１の距離（破線）、ｄ２の距離（実線）を、図３で示したものと同様の機構により設定することができる。また、図１１に示したように、投射装置４の設置部近傍の奥行きをＤとすると、Ｄよりも大きな投射距離ｄ２に設定することも可能となる。
このように投射装置４を縦型に配置して投射面を得るようにするのは、実施例１（図６など）ではなし得ない特有の効果である。
【００７８】
図１１の場合は、投射距離設定手段３の投射距離設定機構を構成する２つの剛性部材（アーム）は先端部で連結されているので、投射距離ｄ２は投射装置４の高さ方向の長さの約半分となるが、それでも、投射装置４の奥行きＤよりも高さが高い装置では投射距離を延ばす効果が高くなる。
【００７９】
また、別の実施形態として、図１２に示すように、投射距離設定手段３の投射距離設定機構を構成する２つの剛性部材（第一剛性部材、第二剛性部材）の長さが異なり、第一剛性部材と第二剛性部材の連結部が、２つの剛性部材の先端同士ではない場合には、図１０と同様の投射距離設定機構となり、更に効果的に、投射距離の設定範囲を延ばすことが可能となる。
すなわち図１２に示すように、投射装置４の支持部に支持された第一剛性部材の略中央付近に長孔状または溝状の連結部を設け、この連結部に第二剛性部材の一端側を移動自在に連結し、第二剛性部材の他端側を投射装置４のガイド部で移動自在に支持することにより、投射距離設定機構の先端部は第一剛性部材の先端部となり、第一剛性部材の長さを投射装置４の高さ方向の長さに近づけることにより、投射距離の設定範囲を更に延ばすことができる。
【００８０】
また、さらに別の実施形態として、図１３に示すように、投射距離設定手段３の投射距離設定機構を構成する２つの剛性部材（アーム）の長さを同じにして、投射装置４の高さ方向の長さに近づけ、２つの剛性部材（アーム）の連結部の角度が閉じたような形態も取ることができる。このような形態であると、さらに投射距離設定手段３の先端部１１０１と投射装置４の間隔を確保することができ、投射距離設定範囲を拡大することができる。
このように、投射距離設定手段３の投射装置４から突出する投射距離設定機構の先端部と投射装置側で支持されている支持部との間隔Ｔ２を、投射装置４の投射方向の奥行きＤより大きくすることにより、より投射距離の可動範囲を大きく設定することができるようなった。
【００８１】
また、以上のような構成に加えて、図３、図４と同様に、投射装置４に対して投射距離設定手段３の投射距離設定機構を投射画面の長手方向に２箇所設け、前述の連動部材により連結することにより、投射距離設定手段３の２箇所の投射距離設定機構の先端部の投射装置４からの突出量を同じ量とすることができ、この先端部を投射面（例えば壁面に投射する場合は、その壁面、板状のスクリーンに投射する場合は、そのスクリーン面）に接触して配置することで、投射距離を容易に設定することができる。しかも、投射画像の長手方向（横方向）の投射距離も一定にできるので、投射画像の長手方向（横方向）の倍率誤差をなくして、画面長手方向（画面横方向）の歪みのない投射画像を得ることが可能となった。
【００８２】
［実施例３］
次に本発明のさらに別の実施例として、第３の実施例では、投射距離設定手段３の投射距離設定機構を構成する、投射装置４から突出する先端部を有した剛性部材は、板状の部材（以下、板と言う）であり、該板の一辺が投射装置から突出する先端部となることを特徴とするものである。
また、投射装置４から突出する先端部を有した剛性部材は、非投射時には、投射装置４の投射開口部からの投射光を遮るように、開口キャップを兼ねることを特徴としている。
【００８３】
図１４を用いて、第３の実施例の構成、動作を詳しく説明する。図１４（ａ）に示すように、本実施例では投射距離設定手段３の投射距離設定機構を構成する剛性部材の一つを板８０２で構成している。そして、この板８０２は、投射装置４の横方向（投射画像の長手方向）の長さと同程度の長さを有しており、投射装置の両側に設けた投射距離設定機構で共用され、連動部材としての機能も有している。また、この板８０２は、未使用時には、投射窓８０８を塞ぐ開口キャップも兼ねている。
【００８４】
より具体的には、この板８０２は、支持部８０３で投射装置４のケース８０７と結合されていて、ここを支点として開くようになっている。また、板８０２の側面には溝状の連結部８０４が設けられており、この連結部８０４に、一方の投射距離設定機構を構成する剛性部材からなる第一アーム８０１の一端側が連結されている。そして、この連結部８０４では、第一アーム８０１と板８０２とは角度が可変である。また、第一アーム８０１は、投射装置４のケース８０７に設けられたガイド溝８０６に沿って上下方向に可動できるようになっている。従って、第一アーム８０１の可動部８０５をガイド溝８０６に沿って上下方向に動かすことにより、連結部８０４の角度が変化し、板８０２の先端部８０９の突出量を調整することができる。
また、図１４（ｅ）に示すように、板８０２の他方側の側面の第一アーム８０１と対向する位置には、他方側の投射距離設定機構の第二アーム８０１２が連結される連結部８０４２が設けられており、第一アーム８０１側と同様の機構で連結されている。
なお、本実施例では、投射距離設定手段３の２箇所の投射距離設定機構の先端部を構成する剛性部材に共通の板８０２を用いているので、必ずしも第二アーム８０１２は必要でない。しかし、投射距離設定機構の強度を維持し、投射距離設定の精度を上げるには、第二アーム８０１２を設けたほうがよい。
【００８５】
本実施例の投射距離設定手段３の動作及び作用を、図１４の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）により説明する。
図１４（ｂ）は、投射装置４と投射面１との間隔（投射距離）を最も長く設定した状態であり、同図（ｄ）は投射装置４と投射面１との間隔（投射距離）を最も短くした状態である。また、同図（ｃ）は、その中間の状態である。なお、同図（ｅ）は、（ｃ）の状態の投射距離設定手段と投射装置を上方から見た図である。投射画面の長手方向（横方向）は、図１４の（ａ）〜（ｄ）では紙面に垂直な方向であり、（ｅ）では、上下方向となる。
【００８６】
本実施例では、投射面１に当接する投射距離設定手段３の２箇所の投射距離設定機構の先端部は、共通の板状の剛性部材（板８０２）であるので、板８０２の突出した先端は投射面横方向に連続しており、投射面１に突き当てたときは、連続した接点が生まれる。
すなわち、前述の実施例１，２では、投射距離設定手段３の２箇所の投射距離設定機構に、それぞれ２つのアーム状の剛性部材を組み合わせた構成を用いているので、投射距離設定手段３の２箇所の投射距離設定機構の先端部は点であったが、本実施例では、板状の剛性部材（板８０２）により、長手方向に連続した点が配置されている線状の先端部となり、この連続した状態も２箇所以上を含んでいる。
【００８７】
本実施例の特徴としては、図１４に示すように、投射距離を決める剛性部材を板状の部材８０２としたことであり、それによって、スクリーンや壁等の投射面１との接触部分（先端部）が線状となる。効果としては、先端部が線状となるため、両端の先端部の位置決めがしやすくなる。また、その線状となった先端部と、投射面１との平行出しが非常に容易になる。つまり、投射面１から投射装置４までの間隔が左右同じで、平行に設置しやすくなる。従って使用者は、投射距離設定手段３の２箇所の投射距離設定機構で共通の板８０２の先端部を、単に、スクリーンや壁等の投射面１に押し当てて設置して投射させることで、左右方向（投射画像の長手方向）の歪みがない表示がより容易に得られる。
【００８８】
さらに本実施例の別の特徴としては、上記の構成に加え、投射距離設定手段３の２箇所の投射距離設定機構で共通の板状の剛性部材８０２を、未使用時には、図１４（ａ）に示すように、投射装置４の開口キャップと兼ねたことである。
その効果としては、投射距離を設定するために出っ張っていた部材が、未使用時には不要となるものの、その部材が、投射装置４の開口キャップと兼ねたことにより、部材の共有化で更なる部品点数の低減が実現し、軽量化、低コスト化に貢献できるようになったことである。また、これまで使用時に外していた開口キャップの紛失を防ぐことができるという効果も得られる。
【００８９】
［実施例４］
次に本発明のさらに別の実施例として、第４の実施例を図１５を用いて説明する。
本実施例では、投射装置４から突出する投射距離設定手段３の投射距離設定機構を構成する先端部を有した剛性部材に、投射方向に向かって更に突出する第二の突出部を設けたことを特徴としてる。
ここで、図１５の（ａ）は投射距離設定手段と投射装置を横方向から見たときの断面図、（ｂ）は投射距離設定手段と投射装置を上方から見たときの上面図である。
【００９０】
本実施例では、実施例３（図１４）と同様に、投射距離設定手段３の投射距離設定機構を構成する第一剛性部材を板状の部材（板）で構成している。そして、この板状の第一剛性部材は、投射装置４の横方向（投射画像の長手方向）の長さと同程度の長さを有しており、投射装置の両側に設けた投射距離設定機構で共用され、連動部材としての機能も有している。また、この板状の第一剛性部材の可動機構も実施例３（図１４）と同様である。そして本実施例では、この板状の第一の剛性部材の先端に更に第二の突出部が埋め込まれている構成としたものである。
【００９１】
詳細な図は記載していないが、第二の突出部の埋め込み部にはネジ機構が設けられており、例えば第一剛性部材（板）の先端部にはネジ穴が設けられ、第二の突出部にはそのネジ穴に螺合する雄ネジが切ってあり、ネジ送りにより突出量を調整することができる。
なお、突出量の調整機構はネジ送り機構に限るものではなく、精々１０ｍｍほどの長さの出っ張り量を調整できるものであれば別の機構でもよい。
【００９２】
以上のように、本実施例では、投射距離設定機構の投射装置４から突出する第一剛性部材の先端部に、更に投射方向に向かって突出する第二の突出部材を設けたので、画像を投射する壁やスクリーン等の投射面に出っ張りがあったとしても、投射面との平行度を保つことができ、また、先端部と投射面との接触位置の凸凹により投射距離設定手段３の平行度が狂ったとしても、第二の突出部材は、その突出量を調整できるので、平行度を調整することができる。
【００９３】
［実施例５］
次に本発明のさらに別の実施例として、第５の実施例を図１６を用いて説明する。
本実施例では、実施例１等で説明した構成の投射装置を有する投射型画像表示システムにおいて、投射画像の短手方向に、投射距離設定手段３を２段設けたことを特徴とするものである。
図１６に、その実施例を示す。図１６は、図３と同様に投射型画像表示システムの要部（２段の投射距離設定手段の部分）を横から見たときの図であり、２段の投射距離設定手段の構成及び動作の説明図である。
図１６においては、角度可変に連結された２つの剛性部材の組からなる投射距離設定機構を２つ以上有する投射距離設定手段３−１，３−２が、投射装置４の上下方向に２段に設定されている。つまり、本実施例では、投射距離設定手段の投射装置から突出する先端部を、縦方向に２箇所設けることができる。なお、個別の投射距離設定手段の作用動作は、実施例１，２，３のいずれかと同様なので、ここでは詳細な説明を省略する。
なお、一例としては、図１６に示すように、上下２段に設置された投射距離設定手段３−１，３−２の各投射距離設定機構は、実施例１の図３、図４の構成と同様であるが、各投射距離設定機構を構成する剛性部材（アーム）の長さは図３の場合の約半分でとなる。
【００９４】
本実施例では、図１６に示すように、投射装置４の上下方向２箇所に投射距離設定手段３−１，３−２を設けたので、投射装置４の倒れに対しても矯正することができるようになった。また、投射距離設定手段３−１，３−２を２段設けたので、図１７に示すように、投射装置４を９０度回転させて使用することができ、投射面１を水平方向に設定する投射スタイルを選択することができるようになる。また、その際に必要な投射装置４の足部を、投射距離設定手段３−１，３−２で兼ねることもできる。
【００９５】
［実施例６］
次に本発明のさらに別の実施例として、第６の実施例を図１８を用いて説明する。
本実施例では、規定の投射サイズ、あるいは、規定の投射距離に応じて、投射距離設定手段の投射距離設定機構の突出量を設定できるように投射装置４にガイド機能を有する構成としたものである。
図１８はその実施例を示しており、あらかじめ規定の投射距離となるようにアーム部材（第一アーム３０２と第二アーム３０３）の角度を、投射装置４に設けたガイド機能で設定できるようにしたものである。
【００９６】
図１８に示すように、投射距離設定手段３の投射距離設定機構を構成する剛性部材からなる第一アーム３０４の一端は投射装置４のケース７に設けた支持部（支点）３０４に揺動可能に支持されており、第一アーム３０２の他端側の連結部３０５には、剛性部材からなる第二アーム３０３の一端が連結されている。そして、第二アーム３０３の他端側は、投射装置４のケース７の縦（上下）方向に沿って設けた溝状のガイド部３０７に可動可能に支持されている。
【００９７】
図１８において、第一アーム３０２と第二アーム３０３を一直線上に伸ばした状態では投射距離を０（零）とし、最も可動部３０６と支持部（支点）３０４を近づけた状態では最大投射距離ｄとしている。そして、その間のガイド部３０７には、投射距離ａ、投射距離ｂ、投射距離ｃの位置に、ガイド部３０７を横断する方向の切り欠き溝を設けている。この切り欠き溝に、第二アーム３０３の可動部３０６に設けられた突出部を噛み合わせる事で、アーム部を固定することができるので、確実に投射距離を決めることができる。
また、投射装置４のケース７には投射サイズガイド表示が設けられており、可動部３０６の位置に応じて決まる投射距離に対応した画面サイズが記載されている。従って、使用者は、この所望の画面サイズを選択して、その位置に第二アーム３０３の可動部３０６を合わせれば、所望の画面サイズが得られる投射距離に設定することができる。
【００９８】
なお、投射装置４のケース７に設けた切り欠き溝は、図１７に示したように、投射装置４を９０度回転して、投射距離設定手段３を投射装置４の脚部として兼用する際には、非常に好適である。なぜなら、図１８に示す投射装置を９０度回転して使用す場合には、装置の自重方向に切り欠き溝が設けられていることになるので、自重によってガイド部３０７内の可動部３０６が切り欠き溝に係合され、ガイド内での可動部位置のズレを防止することができる。
また、ガイド部３０７の投射距離ａ、投射距離ｂ、投射距離ｃの位置に設けた各切り欠き溝の位置には、投射距離に応じた最適な投射サイズを明記しておけば、使用者が必要な画面サイズに設定するときに、装置の投射距離を決める目安ともなる。
【００９９】
なお、投射サイズガイド表示は、図１８に示したように、投射装置４のケース本体に直接記載しても良いが、第二アーム３０３の可動部３０６と連動して投射画像にて表示するようにしてもよい。
例えば第二アーム３０３の可動部３０６の位置を投射装置のガイド部３０７に設けたセンサ等で検知して、投射装置４を構成する制御部にて投射サイズを表示するようにしてもよい。また、表示の際には、外部入力画像とオーバラップさせてもよい。さらに、投射装置４に小型ＬＣＤ等の表示部（ディスプレイ装置）が設けられている場合には、その表示部に表示するようにしてもよい。
【０１００】
さらに本実施例では、第二アーム３０３の可動部３０６の位置を投射装置４のガイド部３０７に設けたセンサ等で検知することができるので、ガイド部３０７内の可動部３０６の位置で検知した投射画面サイズ及び投射距離に応じて、投射装置４の制御部で自動的に投射レンズを構成しているレンズ群を移動させて、焦点合わせを自動で行うようにすることができる。このように、設定した投射サイズに応じて焦点合わせを自動で行うことができるようにすれば、使用者が焦点合わせに費やす時間を省くことができ、投射画像の表示を迅速に行うことができる。
【０１０１】
なお、本発明の「前記投射面と前記投射装置との間隔である投射距離を決定する投射距離設定手段」は、投射型画像表示システムの構成要件であるが、上記実施例に示したように、必ずしも投射装置（ここでいう投射装置は、「少なくとも、投射画像の短手方向となる短辺と長手方向となる長辺を有し縦横の長さが異なる画像を形成する画像形成部と、レンズで構成される第一光学系と該第一光学系からの投射光を前記投射面に向けて反射させるパワーを有した反射ミラーで構成される第二光学系とを含み前記画像形成部で形成した画像を拡大投射する投射光学系と、前記投射光学系と前記画像形成部を被うケースとを備えた投射装置」である）と一体となった構成に限らない。すなわち、図示はしないが、「投射距離設定手段」と「投射装置」は別体としてもよい。
【０１０２】
すなわち、「投射距離設定手段」と「投射装置」は切り離しできるように構成してもよい。切り離しできるように構成することにより、「投射装置」を天井から吊り下げて投射する場合など、固定位置で投射する場合は、「投射距離設定手段」を切り離すことにより、重量軽減などシステムの簡素化が図られる。また、「投射距離設定手段」を複数の「投射装置」に兼用できるなど、ユーザビリティの向上が図られる。
【０１０３】
また、「投射装置」を設置する専用台あるいは、投射装置の設置台などに、前記「投射装置」に適した「投射距離設定手段」の機能が取りつけられていてもよい。つまり、投射装置専用台あるいは、投射装置の設置台などを介して、「投射距離設定手段」の機能により「投射装置」の投射距離を設定できるようにしても良い。「投射距離設定手段」は、「投射装置」本体ではなく、投射装置専用台あるいは、投射装置の設置台に取りつけられることで、「投射装置」のみを交換できるシステム構築が可能となるなどユーザビリティの向上が図られる。
また、「投射距離設定手段」は、投射面を保持しているスクリーンや壁側に設けてもよい。
【０１０４】
つまり、本発明の主旨は、スローレシオが１ないし０．５を下回る投射装置が、スクリーンや壁などの投射面（画像表示面）との距離を容易に位置決めできるようにするとともに、スクリーンや壁などの投射面（画像表示面）との平行度に関しても正確に位置決めできるようにするものであるので、投射装置の専用台や設置台を介して「投射面と前記投射装置との間隔である投射距離を決定する投射距離設定手段」が機能している投射型画像表示システムや、投射面側に「投射面と前記投射装置との間隔である投射距離を決定する投射距離設定手段」を設けて、スクリーンや壁などの投射面との平行度に関しても正確に位置決めできる投射型画像表示システムであれば、本発明の請求の範囲に含むものとする。
【符号の説明】
【０１０５】
１：投射面
２：スクリーン部材（または壁等）
３：投射距離設定手段（投射距離設定機構）
３−１，３−２：２段に設けた投射距離設定手段
４：投射装置
５：照明光学系
６：第一光学系
７：ケース
８：開口部
９：第二光学系（ミラー）
１０：画像形成部
１３：制御部
１４：インターフェース
１５：外部入力装置
３０１：連動部材
３０２：第一アーム（剛性部材）
３０３：第二アーム（剛性部材）
３０４：支点
３０５：連結部
３０６：取っ手部（可動部）
３０７：ガイド部
５０１：光源
５０２：カラーフィルター
５０３：第二照明光折り返しミラー
５０４：ライトトンネル
５０５：レンズ
５０６：第一照明光折り返しミラー
３０２２：第三アーム（剛性部材）
３０３２：第四アーム（剛性部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０６】
【特許文献１】特開２００９‐２５１２０４号公報
【特許文献２】特開２００９−６９５７２号公報
【図１】
0005447142.tif 000002
【図２】
0005447142.tif 000003
【図３】
0005447142.tif 000004
【図４】
0005447142.tif 000005
【図５】
0005447142.tif 000006
【図６】
0005447142.tif 000007
【図７】
0005447142.tif 000008
【図８】
0005447142.tif 000009
【図９】
0005447142.tif 000010
【図１０】
0005447142.tif 000011
【図１１】
0005447142.tif 000012
【図１２】
0005447142.tif 000013
【図１３】
0005447142.tif 000014
【図１４】
0005447142.tif 000015
【図１５】
0005447142.tif 000016
【図１６】
0005447142.tif 000017
【図１７】
0005447142.tif 000018
【図１８】
0005447142.tif 000019