(57)【要約】【課題】被投写面の法線方向に対して傾いた方向から良好な画像を投写表示可能でありながら、薄型化されたプロジェクターを提供する。【解決手段】光源１０と、光源１０から射出された光を変調する液晶ライトバルブ４０と、液晶ライトバルブ４０から射出された光が入射する光路長制御素子５０と、光路長制御素子５０から射出された光が入射する投写レンズ６０と、投写レンズ６０から射出された光が入射する偏角プリズム７０と、を備え、偏角プリズム７０に入射する光の中心軸を第１の中心軸ａｘ１とし、偏角プリズム７０から射出される光の中心軸を第２の中心軸ａｘ２としたとき、第２の中心軸ａｘ２は第１の中心軸ａｘ１に対して傾斜しており、光路長制御素子の光路長は、第１の中心軸ａｘ１と第２の中心軸ａｘ２とを含む平面内において、第１の中心軸ａｘ１に対する第２の中心軸ａｘ２の傾斜側に向かって漸次長くなっているプロジェクター１００。【選択図】図１
2014106453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から射出された光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子から射出された前記光が入射する光路長制御素子と、
前記光路長制御素子から射出された前記光が入射する投写光学系と、
前記投写光学系から射出された前記光が入射する偏角プリズムと、を備え、
前記偏角プリズムに入射する前記光の中心軸を第１の中心軸とし、前記偏角プリズムから射出される前記光の中心軸を第２の中心軸としたとき、前記第２の中心軸は前記第１の中心軸に対して傾斜しており、
前記光路長制御素子の光路長は、前記第１の中心軸と前記第２の中心軸とを含む平面内において、前記第１の中心軸に対する前記第２の中心軸の傾斜側に向かって漸次長くなっているプロジェクター。
【請求項２】
前記光路長制御素子の前記光が入射する面と前記光路長制御素子の前記光が射出する面との間の距離は、前記傾斜側に向かって漸次大きくなっている請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記光路長制御素子は、前記平面における断面が矩形を呈し、
前記光路長制御素子の屈折率は、前記傾斜側に向かって漸次大きくなっている請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記光路長制御素子は、前記光路長制御素子に対する入射光の光線軸と、前記光路長制御素子から射出される射出光の光線軸と、がなす角が、最も小さくなる姿勢で配置されている請求項１から３のいずれか１項に記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記光路長制御素子および前記偏角プリズムが、前記光の光路上から退避可能に設けられている請求項１から４のいずれか１項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、プロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクリーン等の被投写面に、画像を投写表示するプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、リアプロジェクションテレビにおいて、筐体に内蔵されたプロジェクターを用い、スクリーンの背面側にスクリーンの法線方向に対して傾いた方向から画像表示を行う例が記載されている。以下の説明においては、「被投写面の法線方向に対して傾いた方向から画像を投写表示する表示形式」を、「斜め投写」と称することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４７７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
斜め投写は、スクリーンの正面から画像表示を行うプロジェクターにおいても、通常の仕様態様において行われている。例えば、机上に設置したプロジェクターは、壁面のスクリーンに対して、斜め投写により画像表示を行う。
【０００５】
スクリーン正面から画像表示を行うプロジェクターにおいて、斜め投写を実現する場合、従来は、開口率の大きい投写光学系を用い、画像光の光線束の主軸が投写光学系の内部を斜めに透過する構成（第１の構成）や、内蔵される投写光学系自体を投写方向（斜め方向）に傾斜させる構成（第２の構成）を採用していた。
【０００６】
しかし、これらの構成を採用するプロジェクターでは、採用する構成に起因して、装置の薄型化が困難となっていた。すなわち、第１の構成においては、投写光学系の直径が大きくなってしまうこと、第２の構成においては、筐体内において投写光学系を傾斜させることにより、筐体内において投写光学系を配置するために必要な空間が広がってしまい、装置が厚く大型化してしまう。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、被投写面の法線方向に対して傾いた方向から良好な画像を投写表示可能でありながら、薄型化された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】
上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、光源と、前記光源から射出された光を変調する光変調素子と、前記光変調素子から射出された前記光が入射する光路長制御素子と、前記光路長制御素子から射出された前記光が入射する投写光学系と、前記投写光学系から射出された前記光が入射する偏角プリズムと、を備え、前記偏角プリズムに入射する前記光の中心軸を第１の中心軸とし、前記偏角プリズムから射出される前記光の中心軸を第２の中心軸としたとき、前記第２の中心軸は前記第１の中心軸に対して傾斜しており、前記光路長制御素子の光路長は、前記第１の中心軸と前記第２の中心軸とを含む平面内において、前記第１の中心軸に対する前記第２の中心軸の傾斜側に向かって漸次長くなっているプロジェクターを提供する。
【０００９】
画像光の光路内に光透過性を有する部材を配置すると、当該部材の光路長に対応して画像光の光路長が延長される。そのため、本発明の構成のように投写光学系の入射側において光路長制御素子を配置すると、投写光学系へ入射する画像光の光路長が延長されることとなる。すなわち、投写光学系の入射側において、光変調素子と投写光学系との間の光路長が延長されることとなる。
【００１０】
このとき、偏角プリズムに入射する光の中心軸を第１の中心軸とし、偏角プリズムから射出される光の中心軸を第２の中心軸とすると、第２の中心軸は第１の中心軸に対して傾斜しており、光路長制御素子の光路長は、第１の中心軸と前記第２の中心軸とを含む平面内において、第１の中心軸に対する第２の中心軸の傾斜側に向かって漸次長くなっている。光路長制御素子に入射する画像光の光路長は、光路長制御素子の光路長に対応して延長されるため、光変調素子と投写光学系との間において延長される光路長は、第２の中心軸の傾斜側に向かって漸次長くなる。すると、投写光学系の入射側においては、投写光学系の物体面の位置に配置される光変調素子を傾斜させて配置した状態と光学的に同様の状態となり、光変調素子の像が結像される位置（投写光学系の像面）が、光路長制御素子により延長された光路長に応じて変化する。その結果、本発明のプロジェクターにおいては、像面の傾斜を補正することができる。
【００１１】
また、このような像面の傾斜は、光変調素子を傾斜させることによっても実現可能である。しかし、本発明のプロジェクターにおいては、光変調素子を傾斜させる必要がないため、光変調素子に対する光源からの光照射にムラが生じにくく、輝度ムラのない良好な画像を形成し表示することができる。
【００１２】
したがって、このような構成のプロジェクターによれば、被投写面の法線方向に対して傾いた方向から良好な画像を投写表示可能でありながら、薄型化されたプロジェクターを提供することができる。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記光路長制御素子の前記光が入射する面と前記光路長制御素子の前記光が射出する面との間の距離は、前記傾斜側に向かって漸次大きくなっている構成としてもよい。
この構成によれば、光路長制御素子の形状を変更することにより、容易に光路長制御素子の光路長の制御が可能であるため、設計が容易となる。
【００１４】
本発明の一態様においては、前記光路長制御素子は、前記平面における断面が矩形を呈し、前記光路長制御素子の屈折率は、前記傾斜側に向かって漸次大きくなっている構成としてもよい。
この構成によれば、光路長制御素子の厚みにより光路長を調整する構成と比べ、光路長制御素子自体を小型、薄型の構成とすることができるため、プロジェクターの小型化に寄与することができる。
【００１５】
本発明の一態様においては、前記光路長制御素子は、前記光路長制御素子に対する入射光の光線軸と、前記光路長制御素子から射出される射出光の光線軸と、がなす角が、最も小さくなる姿勢で配置されている構成としてもよい。
この構成によれば、光路長制御素子の下流側において、光学系の配置空間の広がりを抑制することができ、装置の小型化に寄与することができる。
【００１６】
本発明の一態様においては、前記光路長制御素子および前記偏角プリズムが、前記光の光路上から退避可能に設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、斜め投写の要否に応じて、光路長制御素子および偏角プリズムを使い分けることができ、画像投写の状態に応じて適切な装置構成を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態のプロジェクター１００を示す概略断面図である。
【図２】プロジェクター１００の機能について説明する模式図である。
【図３】投写画像の輝度分布についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図４】投写画像の輝度分布についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図５】投写画像の輝度分布についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図６】光路長制御素子５０の姿勢について説明する説明図である。
【図７】光路長制御素子５０および偏角プリズム７０の説明図である。
【図８】実施形態の変形例に係るプロジェクター２００を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１〜図８を参照しながら、本発明の実施形態に係るプロジェクターについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
【００１９】
図１は、本実施形態のプロジェクター１００を示す概略断面図である。図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１００は、光源１０と、ピックアップレンズ２０と、偏光変換素子３０と、液晶ライトバルブ（光変調素子）４０と、光路長制御素子５０と、投写レンズ（投写光学系）６０と、偏角プリズム７０と、を有している。
【００２０】
プロジェクター１００は、投写レンズ６０の光軸と交差する方向（偏角プリズム７０へ入射する光の中心軸から傾斜した方向）に画像光を射出し、画像表示を行う。偏角プリズム７０へ入射する光の中心軸を第１の中心軸ａｘ１とし、偏角プリズム７０から射出される光の中心軸を第２の中心軸ａｘ２とする。
【００２１】
なお、以下の説明においては、第１の中心軸ａｘ１と直交する平面をｘｙ平面、第１の中心軸ａｘ１と第２の中心軸ａｘ２とを含む平面をｙｚ平面とするｘｙｚ座標系を採用して、適宜説明する。すなわち、第１の中心軸ａｘ１と平行な方向がｚ方向である。なお、図１においては投写レンズ６０の光軸を図示していないが、投写レンズ６０の光軸は第１の中心軸ａｘ１と一致している。
【００２２】
光源１０は、固体光源を用いることができる。光源１０は、たとえば発光ダイオードであり、赤色光、緑色光及び青色光を含む白色光（光源光）を射出する。このような光源１０を用いることにより、プロジェクター１００の小型化を図ることができる。
【００２３】
ピックアップレンズ２０は、光源１０の中心から射出された光が入射され、略平行化して射出するコリメート光学系である。ピックアップレンズ２０は、光源１０から射出される光線束の中心軸上に配置されている。
【００２４】
偏光変換素子３０は、ピックアップレンズ２０から入射する光Ｌの偏光状態を、所定の方向に偏光した直線偏光に変換するものである。
【００２５】
液晶ライトバルブ４０は、例えば、反射型カラーフィルター方式を採用する透過型液晶パネルである。液晶ライトバルブ４０は、一対のガラス基板に、反射型カラーフィルター、液晶素子等が挟持され、一対のガラス基板の外側面に、それぞれ偏光板が接合されて構成されている。本実施形態のプロジェクター１００では、液晶ライトバルブ４０を１枚のみ有する単板式を採用している。単板式とすることにより、色光毎に液晶ライトバルブを用いる３板式に比べて、プロジェクター１００を小型化することができる。
【００２６】
液晶ライトバルブ４０が有する２枚の偏光板は、例えば透過軸が互いに直交する構成（クロスニコル配置）となっている。
【００２７】
反射型カラーフィルターは、画素毎に設けられたＲフィルター、Ｇフィルター、Ｂフィルターで構成されている。Ｒフィルターは、赤色光を透過させ、他の色光を反射する。Ｇフィルターは、緑色光を透過させ、他の色光を反射する。Ｂフィルターは、青色光を透過させ、他の色光を反射する。反射型カラーフィルターは、Ｂａｙｅｒ配列の色配列構造を採用することができるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
液晶素子は、カラーフィルターとガラス基板の間に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子とし、与えられた画像情報に応じて、入射した直線偏光の偏光方向を変調する。
【００２９】
液晶ライトバルブ４０では、偏光変換素子３０から射出される直線偏光が入射側の偏光板を透過する。偏光板を透過した直線偏光はカラーフィルターに入射し、入射した領域のフィルターに応じた色光のみがカラーフィルターを透過する。カラーフィルターを透過した色光は、液晶素子を通過することによって、偏光方向が画像情報に応じて変調され、偏光方向が変調された色光が射出側の偏光板から射出される。したがって、液晶ライトバルブ４０では、偏光変換素子３０から射出される直線偏光が変調され、画像情報に応じて変調された色光（以下、画像光と称することがある）が射出される。
【００３０】
光路長制御素子５０は、液晶ライトバルブ４０にて変調された画像光の光路上に配置されている。光透過性を有する屈折率ｎの材料を形成材料とし、Ｘ軸方向に垂直な断面視において台形を呈している。すなわち、光路長制御素子５０において画像光が入射する面５１と画像光が射出する面５２とは、互いに平行ではなく、面５１に対して面５２が傾いている。詳しくは、光路長制御素子５０では、＋ｙ方向に面５１と面５２との間の距離が漸次大きくなっている。
【００３１】
投写レンズ６０は、光路長制御素子５０から射出される画像光を拡大投写し、スクリーン等の被投写面で画像を形成する。すなわち、投写レンズ６０の物体面（または物体面に共役な面）には液晶ライトバルブ４０が配置され、像面にはスクリーン等の被投写面が位置している。
【００３２】
偏角プリズム７０は、投写レンズ６０から射出される画像光を屈折させ、偏角プリズム７０の射出側において、偏角プリズム７０への入射方向に対して傾斜した方向に画像光を射出する機能を有している。つまり、第２の中心軸ａｘ２は、第１の中心軸ａｘ１に対して傾斜している。
【００３３】
プロジェクター１００は、偏角プリズム７０を有することにより、画像光をｙ方向に斜め投写することができる。例えば、机上に設置したプロジェクター１００から、斜め上方に向けて画像光を投写し、表示画像の中心を観察者の視点の高さと同程度の高さとすることで、視認しやすい画像表示を実現することができる。
本実施形態のプロジェクター１００は、以上のような構成を有している。
【００３４】
図２は、プロジェクター１００の機能について説明する模式図である。図２（ａ）は、光路長制御素子５０を有さないプロジェクター１００Ｘについての説明図であり、図２（ｂ）は、本実施形態のプロジェクター１００についての説明図である。図２においては、図１における光源１０、ピックアップレンズ２０および偏光変換素子３０については省略して図示している。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、光路長制御素子５０を有さないプロジェクター１００Ｘにおいては、液晶ライトバルブ４０で形成された画像光は、投写レンズ６０および偏角プリズム７０を介することでｙ方向に屈折して結像し、投写画像を形成する。その際、投写画像が結像する投写レンズ６０の像面Ｓ１は、＋ｙ側が−ｚ方向に傾斜したものとなる。
【００３６】
このような結像状態の投写画像では、ｘｙ平面におけるｙ方向のいずれかの位置においてピントを合わせたとしても、他の位置においてはピントが合わないこととなる。すなわち、プロジェクター１００を机上に設置して画像表示を行う場合、机上の設置面がｘｚ平面であることとすると、例えばｘｙ平面と平行な壁面における被投写面に対しては、高品質な画像表示が困難となる。
【００３７】
対して、図２（ｂ）に示すように、光路長制御素子５０を有するプロジェクター１００においては、以下の理由により、ピントズレのない良好な画像表示を行うことができる。
【００３８】
まず、光路長制御素子５０の光路長について説明する。光路長制御素子５０のある１点に入射した光が光路長制御素子５０の内部を通過する経路上での、光路長制御素子５０の屈折率ｎと通過距離との積が、光路長制御素子５０のある１点での光路長制御素子５０の光路長として定義される。しかし、その定義による光路長は、光路長制御素子５０のある１点での、面５１と面５２との距離ｄと屈折率ｎとの積（ｎ×ｄ）で近似することができる。従って、本明細書では、光路長制御素子５０のある１点での距離ｄと屈折率ｎとの積（ｎ×ｄ）を、光路長制御素子５０のある１点での光路長とする。
光の光路内に透明部材を配置すると、透明部材の光路長に応じて光の光路長が延長される。そのため、プロジェクター１００の構成のように投写レンズ６０の入射側において光路長制御素子５０を配置すると、投写レンズ６０へ入射する画像光の光路長が、光路長制御素子５０の光路長に対応して延長されることとなる。すなわち、液晶ライトバルブ４０と投写レンズ６０との間の光路長が延長される。
【００３９】
また、光路長制御素子５０では、面５１に対して面５２が傾いて設けられていることにより、＋ｙ方向に光路長が漸次長くなっている。そのため、光路長制御素子５０に入射する画像光は、ｙ方向における光路長制御素子５０に対する光の入射位置に応じ、延長される光路長が異なっている。
【００４０】
具体的には、光路長制御素子５０の光路長は、第１の中心軸ａｘ１と第２の中心軸ａｘ２とを含む平面内において、第１の中心軸ａｘ１に対する第２の中心軸ａｘ２の傾斜側（＋ｙ方向）に向かって漸次長くなっている。また、画像光のうち光路長制御素子５０においてｎ×ｄが相対的に大きい部分を透過した光の光路長は、画像光のうち光路長制御素子５０においてｎ×ｄが相対的に小さい部分を透過した光の光路長よりも大きく延長される。したがって、画像光の光路長の延長量は、第１の中心軸ａｘ１に対する第２の中心軸ａｘ２の傾斜側（＋ｙ方向）に向かって漸次長くなる。その結果、投写レンズ６０の射出側においては、液晶ライトバルブ４０（投写レンズ６０の物体面）の像を結像する位置（投写レンズ６０の像面）が、光路長制御素子５０により延長された光路長に応じて変化することとなる。
【００４１】
すなわち、図２（ｃ）に示すように、投写レンズ６０に対しては、液晶ライトバルブ４０が−ｚ方向に後退した状態（図中、符号４０Ｘで示す）と光学的に同様の状態となる。また、光路長制御素子５０は、＋ｙ方向に光路長が漸次長くなっているため、仮想的な液晶ライトバルブ４０Ｘは、図２（ｃ）に示すように＋ｙ側（相対的に光路長が長い側）がより−ｚ方向に後退するように傾斜した姿勢となる。
【００４２】
ここで、投写レンズ６０においては、図２（ｂ）に示す像面Ｓ２において物体面の倒立像が得られる。また、投写レンズ６０に対して物体面が遠ざかると、像面Ｓ２は投写レンズ６０に近づくように位置が変動する。
【００４３】
したがって、光路長制御素子５０を配置したプロジェクター１００の像面Ｓ２は、光路長制御素子５０を有さないプロジェクター１００Ｘの像面Ｓ１と比べ、画像光が光路長制御素子５０において光路長が相対的に長い領域を通過する−ｙ側の方が、＋ｙ側よりも大きく−ｚ方向に傾く。これにより、像面Ｓ２のｘｙ平面からの傾きを小さくする（像面の傾斜を補正する）ことができ、ｘｙ平面と平行な壁面における被投写面において、ピントズレの少ない良好な画像表示が可能となる。
【００４４】
このような光路長制御素子５０は、形状を変更することにより面５１と面５２との距離を調整し、容易に光路長制御素子の光路長の制御が可能であるため、光路長の設計が容易である。
【００４５】
また、図２を用いた説明において、プロジェクター１００では、光路長制御素子５０を用いることで、液晶ライトバルブ４０が傾斜した場合と同様の状態を作り出している旨の説明を行ったが、実際に液晶ライトバルブを傾斜させて構成したプロジェクターと比べると、プロジェクター１００の方がより高品質な画像表示が可能である。
【００４６】
すなわち、液晶ライトバルブを傾斜させると、液晶ライトバルブに対して平行光を入射したときに照明ムラが生じ、投写画像の品質を低下させてしまうおそれがあるが、プロジェクター１００のように光路長制御素子５０を用いた場合には、そのようなおそれがない。
【００４７】
図３から図５は、プロジェクターで表示する投写画像の輝度分布についてのシミュレーション結果を示す図である。各図において（ａ）はシミュレーションを行ったモデルを示す概略図であり、（ｂ）はシミュレーション結果を示す図である。各図（ｂ）においては、シミュレーション結果として得られる画像の輝度を、黒〜白の階調表示で示している。各図（ｂ）においては、白ほど明るい領域であり、黒に近づくほど暗い領域であることを示している。
【００４８】
なお、シミュレーションは、照明設計解析ソフトウェア「ＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ７．２．０」（Ｓｙｎｏｐｓｙｓ社製）を用いて行った。
【００４９】
図３は、図３（ａ）に示すような、プロジェクター１００が有する光路長制御素子５０および偏角プリズム７０のいずれも有さないプロジェクター１００Ｙについてのシミュレーション結果である。プロジェクター１００Ｙでは、図３（ｂ）に示すように、投写画像の中心ａ１の周囲において縦方向（ｙ方向）で同様の輝度の領域が広がっている。
【００５０】
図４は、図４（ａ）に示すような、光路長制御素子５０を用いずに液晶ライトバルブ４０を傾斜させてなるプロジェクター１００Ｚについてのシミュレーション結果である。プロジェクター１００Ｚでは、図４（ｂ）に示すように、投写画像の中心ａ２がプロジェクター１００Ｙの投写画像の中心ａ１よりも＋ｙ側に移動しており、斜め上方に投写表示可能となっていることが分かる。しかし、プロジェクター１００Ｚでは、投写画像の中心ａ２の周囲において＋ｙ側ほど輝度が低下しており、縦方向（ｙ方向）で輝度ムラが生じていることが分かる。
【００５１】
図５は、図５（ａ）に示すような、本実施形態のプロジェクター１００についてのシミュレーション結果である。プロジェクター１００では、図５（ｂ）に示すように、投写画像の中心ａ３がプロジェクター１００Ｙの投写画像の中心ａ１よりも＋ｙ側に移動しており、斜め上方に投写表示可能となっていることが分かる。また、プロジェクター１００では、投写画像の中心ａ３の周囲において、図４（ｂ）で認められた輝度ムラが解消しており、図３（ｂ）と同様に縦方向（ｙ方向）で同様の輝度の領域が広がっていることが分かる。
【００５２】
すなわち、本実施形態のプロジェクター１００では、光路長制御素子５０を用いて光路長を制御しているため、液晶ライトバルブ４０を実際に傾けた構成と比べ、輝度ムラの小さい良好な画像を表示することができる。
【００５３】
また、光路長制御素子５０は、光路長制御素子５０に対する入射光の光線軸と、光路長制御素子５０から射出される射出光の光線軸と、がなす角が、最も小さくなる姿勢で配置されている。
【００５４】
図６は、光路長制御素子５０の姿勢について説明する説明図である。まず、図６（ａ）のように、光路長制御素子５０の面５１がｘｙ平面と平行である場合を想定する。図６（ａ）においては、光路長制御素子５０への入射光の光線軸を符号ＰＬ１、射出光の光線軸を符号ＰＬ２で示している。
【００５５】
この場合、図６（ａ）に示すように、入射光である画像光が面５１の法線方向から入射する場合には、射出光の光線軸ＰＬ２は、面５２において屈折し、入射光の光線軸ＰＬ１に対して角度θ１傾斜することとなる。
【００５６】
対して、図６（ｂ）のように、面５１がｘｙ平面と交差するように、＋ｙ側が＋ｚ側に傾斜している場合を想定する。図６（ｂ）においては、光路長制御素子５０への入射光の光線軸を符号ＰＬ３、射出光の光線軸を符号ＰＬ４で示している。
【００５７】
この場合、図６（ｂ）に示すように、入射光である画像光が面５１の法線方向に対して角度θ２で入射する場合には、画像光は、面５１および面５２において屈折する。結果として、射出光の光線軸ＰＬ４が、入射光の光線軸ＰＬ３となす角度が図６（ａ）の角度θ１よりも小さくなる。
【００５８】
本実施形態のプロジェクター１００では、図６（ｂ）に示す光路長制御素子５０のように、入射光の光線軸ＰＬ３と射出光の光線軸ＰＬ４とがなす角が最も小さくなる姿勢で光路長制御素子５０が配置されている。そのため、光路長制御素子５０の下流側における光学系の配置空間の広がりを抑制することができ、装置の小型化に寄与することができる。
【００５９】
なお、プロジェクター１００においては、図７に示すように、光路長制御素子５０および偏角プリズム７０が、画像光の光路上から退避可能に設けられているとよい。このような構成とすることで、斜め投写が必要な場合には、光路長制御素子５０および偏角プリズム７０を光路上に配置し、斜め投写が不要な場合には、光路長制御素子５０および偏角プリズム７０を光路上から退避させるという使い分けが可能となる。すなわち、斜め投写の要否に応じて、光路長制御素子５０および偏角プリズム７０を使い分けることができ、画像投写の状態に応じて適切な装置構成を選択することができる。
【００６０】
光路長制御素子５０および偏角プリズム７０は、ｘ方向に平行移動して退避することとすると、プロジェクター１００の厚みを抑制することができるため、好ましい。
【００６１】
なお、図７では光路長制御素子５０および偏角プリズム７０がｘ方向に平行移動することとして示したが、光路上から退避可能であれば他の構成も採用可能である。例えば、光路長制御素子５０および偏角プリズム７０が、下端に設定されたｘ軸に平行な回動軸まわりを回動自在に設けられ、ｚ軸方向に回動して９０°倒れることで光路上から退避する構成としても構わない。
【００６２】
以上のような構成のプロジェクター１００によれば、被投写面の法線方向に対して傾いた方向から良好な画像を投写表示可能でありながら、薄型化されたプロジェクターを提供することができる。
【００６３】
なお、本実施形態においては、光路長制御素子５０を用いたが、これに限らない。図８は、本実施形態の変形例に係るプロジェクター２００を示す概略断面図であり、図１に対応した図である。
【００６４】
図８に示すプロジェクター２００は、図１に示すプロジェクター１００が有する光路長制御素子５０の代わりに、光路長制御素子５５を有している。光路長制御素子５５は、Ｘ軸方向に垂直な断面視矩形を呈し、第１の中心軸ａｘ１から＋ｙ方向に屈折率が漸次大きくなっている。
【００６５】
このような光路長制御素子５５は、面５６と面５７との距離をｄとしたとき、屈折率ｎと距離ｄとの積（ｎ×ｄ）で表される光路長を有する。光路長制御素子５５においては、屈折率ｎが漸次大きくなっていることから、第１の中心軸ａｘ１から＋ｙ方向に光路長が漸次長くなっている。そのため、上述の光路長制御素子５０と同様に、画像光の光路長の延長量は、ｙ方向における光路長制御素子５５に対する光の入射位置に応じ、第１の中心軸ａｘ１に対する第２の中心軸ａｘ２の傾斜側（＋ｙ方向）に向かって漸次長くなっている。
【００６６】
また、光路長制御素子５５は、光路長制御素子５５に対する入射光の光線軸と、光路長制御素子５５から射出される射出光の光線軸と、がなす角が、最も小さくなる姿勢で配置されている。光路長制御素子５５においては、面５６は面５７と平行となっており、面５６と面５７とが、ｘｙ平面と平行となるように設けられている。
【００６７】
このような光路長制御素子５５では、光路長制御素子５０のように厚みにより光路長を調整する構成と比べ、光路長制御素子自体を小型、薄型の構成とすることができるため、プロジェクターの小型化に寄与することができる。
【００６８】
このような構成のプロジェクター２００によっても、被投写面の法線方向に対して傾いた方向から良好な画像を投写表示可能でありながら、薄型化されたプロジェクターを提供することができる。
【００６９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７０】
上述の実施形態におけるプロジェクターは、机上に設置した状態から、斜め上方に向けて画像光を投写し、表示画像の中心を観察者の視点の高さと同程度の高さとすることで、視認しやすい画像表示を実現することができるものとして説明したが、これに限らない。例えば、偏角プリズム７０による偏角方向を、＋ｙ方向ではなくｘ方向とすることで、机上に設置した状態から、水平方向に画像光を斜め投写し、被投写面に画像表示するようなプロジェクターとすることも可能である。
【００７１】
このような構成のプロジェクターを用いると、被投写面と観察者との間にプロジェクターを配置することなく、被投写面に画像表示を行うことができ、設置されたプロジェクターにより視野を遮ることなく、視認しやすい画像表示を実現することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０…光源、４０…液晶ライトバルブ（光変調素子）、５０，５５…光路長制御素子、５１，５２，５６，５７…面、６０…投写レンズ（投写光学系）、７０…偏角プリズム、１００，１００Ｘ，１００Ｙ，１００Ｚ，２００…プロジェクター、ａ１，ａ２，ａ３…中心、ａｘ１…第１の中心軸、ａｘ２…第２の中心軸、ＰＬ１，ＰＬ３…入射光の中心軸、ＰＬ２，ＰＬ４…射出光の中心軸
【図１】
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【図２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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