(57)【要約】【課題】プロジェクタが投影する画像のアスペクト比と異なるアスペクト比の画像をスクリーンに表示する際に、表示される画像の画質を向上させることができる画像投影装置を提供する。【解決手段】画像投影装置１０は、画像を形成する光を照射する光源部３００と、光源部２００から照射された光を走査する走査部１０６と、走査部１０６によって走査された光を所定の領域２０に導く反射部２００と、を備え、反射部２００は、第１、第２、及び第３反射部２００ａ〜２００ｃを有し、第１反射部２００ａは、光の入射方向と交差する第１方向に第２反射部２００ｂと隣接して配置され、第３反射部２００ｃは、第１反射部２００ａに対して、第１方向と直交する第２方向に配置され、第１乃至第３反射部２００ａ〜２００ｃは、それぞれ入射した光を、所定の領域２０上にて、一列に位置する第１領域２０ａ、第２領域２０ｂ及び第３領域２０ｃに導く。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を形成する光を照射する光源部と、
前記光源部から照射された光を走査する走査部と、
前記走査部によって走査された光を所定の領域に導く反射部と、を備え、
前記反射部は、第１、第２、及び第３反射部を有し、
前記第１反射部は、光の入射方向と交差する第１方向に前記第２反射部と隣接して配置され、
前記第３反射部は、前記第１反射部に対して、前記第１方向と直交する第２方向に配置され、
前記第１乃至第３反射部は、それぞれ入射した光を、前記所定の領域上にて、一列に位置する第１領域、第２領域及び第３領域に導く、
画像投影装置。
【請求項２】
前記第１領域及び前記第２領域は離れており、前記第３領域は、前記第１領域及び前記第２領域の間に位置している、
請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項３】
前記第１乃至第３反射部は、前記入射する光に対して、予め定められた角度で配置され、前記所定の領域に画像を形成する、
請求項１又は２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記反射部は、更に、第４反射部を備え、前記第４反射部は、入射した光を、前記第１領域、前記第２領域及び前記第３領域と一列に並ぶ第４領域に導く、
請求項１乃至３の何れかに記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記各反射部は、前記光源部と前記所定の領域との間の光の経路上に配置され、入射した光を前記所定の領域に反射する、
請求項１乃至４の何れかに記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記各反射部は、前記光源部と前記所定の領域との間の光の経路上に配置され、入射した光を透過して、前記所定の領域に導く、
請求項１乃至４の何れかに記載の画像投影装置。
【請求項７】
前記第１乃至第３反射部の内の少なくとも一つは、前記光源部と前記所定の領域との間の光の経路上に配置され、入射した光を前記所定の領域に反射し、
前記第１乃至第３反射部の内の他の少なくとも一つは、前記光源部と前記スクリーンとの間の光の経路上に配置され、入射した光を透過して、前記所定の領域に出射する、
請求項1乃至４の何れかに記載の画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を走査することにより、画像を投影する画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプロジェクタは、所定のアスペクト比で画像をスクリーン等に投影するように設計されている。所定のアスペクト比としては、４：３又は１６：９が用いられることが多い。ところが、近年、デジタルサイネージなどにおいて、従来のアスペクト比と異なり、横長のアスペクト比（例えば１６：３など））で画像を投影することが求められる場合がある。
【０００３】
特許文献１には、プロジェクタが投影した画像の領域とは異なる形状の大きな画像の表示を簡単な構造で実現するための技術が開示されている。特許文献１では、垂直方向と水平方向とのいずれかに並ぶ複数の部分画像を個々独立に反射し、複数の部分画像の並び方向とは異なる方向に隣接する一の画像をスクリーンに表示する画像投影システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１８１５３４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、特許文献１の技術では、スクリーンの両端に表示される画像の歪みが大きくなる場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、プロジェクタが投影する画像のアスペクト比と異なるアスペクト比の画像を所定の領域に形成する際に、形成される画像の画質を向上させることができる画像投影装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る画像投影装置は、画像を形成する光を照射する光源部と、前記光源部から照射された光を走査する走査部と、前記走査部によって走査された光を所定の領域に導く反射部と、を備え、前記反射部は、第１、第２、及び第３反射部を有し、前記第１反射部は、光の入射方向と交差する第１方向に前記第２反射部と隣接して配置され、前記第３反射部は、前記第１反射部に対して、前記第１方向と直交する第２方向に配置され、前記第１乃至第３反射部は、それぞれ入射した光を、前記所定の領域上にて、一列に位置する第１領域、第２領域及び第３領域に導く。
【０００８】
この構成によれば、第１方向に互いに隣接する第１反射部及び第２反射部と、第１反射部に対して第１方向と直交する第２方向に配置された第３反射部とに入射した光を、一列に位置する第１領域、第２領域及び第３領域に導くことができる。このように、第１乃至第３反射部の各々に適した領域に光を導くことで、所定の領域に形成される画像の歪みを減少させることができ、画質を向上させることができる。
【０００９】
また例えば、前記第１領域及び前記第２領域は離れており、前記第３領域は、前記第１領域及び前記第２領域の間に位置してもよい。
【００１０】
この構成によれば、第１領域及び第２領域の間に第３領域を配置することができ、さらに画像の歪みを減少させることができる。
【００１１】
また例えば、前記第１乃至第３反射部は、前記入射する光に対して、予め定められた角度で配置され、前記所定の領域に画像を形成してもよい。
【００１２】
また例えば、前記反射部は、更に、第４反射部を備え、前記第４反射部は、入射した光を、前記第１領域、前記第２領域及び前記第３領域と一列に並ぶ第４領域に導いてもよい。
【００１３】
また例えば、前記各反射部は、前記光源部と前記所定の領域との間の光の経路上に配置され、入射した光を前記所定の領域に反射してもよい。
【００１４】
この構成によれば、光源部と所定の領域との間の光の経路上に配置された各反射部によって、入射した光を所定の領域に反射することができる。
【００１５】
また例えば、前記各反射部は、前記光源部と前記所定の領域との間の光の経路上に配置され、入射した光を透過して、前記所定の領域に導いてもよい。
【００１６】
この構成によれば、光源部と所定の領域との間の光の経路上に配置された各反射部によって、入射した光を所定の領域に透過することができる。したがって、光源部、導光部及び所定の領域を略直線的に配置することが可能となり、画像投影装置の小型化を図ることができる。
【００１７】
また例えば、前記第１乃至第３反射部の内の少なくとも一つは、前記光源部と前記所定の領域との間の光の経路上に配置され、入射した光を前記所定の領域に反射し、前記第１乃至第３反射部の内の他の少なくとも一つは、前記光源部と前記スクリーンとの間の光の経路上に配置され、入射した光を透過して、前記所定の領域に出射してもよい。
【００１８】
この構成によれば、光源部と所定の領域との間の光の経路上に配置された各反射部によって、入射した光を所定の領域に適切な角度で透過又は反射させることができる。
【００１９】
なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一態様に係る画像投影装置は、プロジェクタが投影する画像のアスペクト比と異なるアスペクト比の画像を所定の領域に形成する際に、形成される画像の歪みを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施の形態１に係る画像投影装置の斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るプロジェクタの構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る画像投影装置の平面図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る画像投影装置の断面図である。
【図５】図５は、実施の形態１においてプロジェクタが投影する画像の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１においてスクリーンに表示される画像の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１に係る画像投影装置による効果を説明するための比較例における走査線を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１に係る画像投影装置による効果を説明するための実施例における走査線を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態２に係る画像投影装置の平面図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２に係る画像投影装置の断面図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２に係るプロジェクタが投影する画像の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２に係る画像投影装置がスクリーンに表示する画像の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係る画像投影装置による効果を説明するための実施例における走査線を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態３に係る画像投影装置の平面図である。
【図１５】図１５は、実施の形態３に係る画像投影装置の断面図である。
【図１６】図１６は、実施の形態３に係るプロジェクタが投影する画像の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態３に係る画像投影装置がスクリーンに表示する画像の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態３に係る画像投影装置による効果を説明するための実施例における走査線を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態４に係る画像投影装置の平面図である。
【図２０】図２０は、実施の形態４に係る画像投影装置の断面図である。
【図２１】図２１は、実施の形態４に係るプロジェクタが投影する画像の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態４に係る画像投影装置がスクリーンに表示する画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２３】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２４】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態において、略Ｚ方向などの表現を用いている場合がある。例えば、略Ｚ方向は、完全にＺ方向と一致する方向であることを意味するだけでなく、実質的に一致する方向、すなわち、数％程度のＺ方向からのずれた方向を含むことも意味する。
【００２５】
また、以下の図において、スクリーンの水平方向及び垂直方向は、それぞれＸ方向及びＹ方向と定義され、スクリーンの法線方向はＺ方向と定義されている。なお、Ｘ方向は第１方向の一例であり、Ｙ方向は第２方向の一例である。
【００２６】
（実施の形態１）
［画像投影装置の構成］
図１は、実施の形態１に係る画像投影装置１０の斜視図である。本実施の形態に係る画像投影装置１０は、光を走査することによりスクリーン２０に画像を形成する。図１に示すように、画像投影装置１０は、プロジェクタ１００と、導光部２００とを備える。
【００２７】
ここでは、画像とは、機械的な処理により、感光材料、紙、スクリーン等の上に映し出された像を意味する。また、光とは、人間の目に明るさを感じさせるものであり、目を刺激して視覚を起こさせる物理的な原因である。
【００２８】
プロジェクタ１００は、レーザ走査型のプロジェクタである。具体的には、プロジェクタ１００は、レーザ光を走査し、走査したレーザ光を導光部２００に照射する。本実施の形態では、プロジェクタ１００は、スクリーン２０から離れる方向に光を照射している。
【００２９】
ここでは、照射とは、光や放射線などを当てることを意味する。また、走査とは、画像に対応する各点の明るさの光を順に照射することにより画像を組み立てる操作を意味する。
【００３０】
導光部２００は、反射部の一例であり、プロジェクタ１００から照射された光をスクリーン２０に導く。図１に示すように、導光部２００は、４つの光学部材（第１光学部材２００ａ、第２光学部材２００ｂ、第３光学部材２００ｃ及び第４光学部材２００ｄ）を備える。
【００３１】
ここでは、４つの光学部材は、ミラーである。第１光学部材２００ａ、第２光学部材２００ｂ、第３光学部材２００ｃ及び第４光学部材２００ｄの各々は、プロジェクタ１００から照射された光をスクリーン２０に向けて反射する。
【００３２】
スクリーン２０は、所定の領域の一例であり、プロジェクタ１００から照射された光によって画像を表示する面である。図１に示すように、スクリーン２０は、Ｘ方向に一列に並ぶ４つの表示領域（第１表示領域２０ａ、第２表示領域２０ｂ、第３表示領域２０ｃ及び第４表示領域２０ｄ）を有する。
【００３３】
［プロジェクタの構成］
次に、プロジェクタ１００の構成の一例について説明する。図２は、実施の形態１に係るプロジェクタ１００の構成を示すブロック図である。
【００３４】
プロジェクタ１００は、光源部１１１と、走査部１０６と、光検出部１０７と、ミラー駆動部１０８と、光源駆動部１０９と、制御部１１０と、を備える。以下に、プロジェクタ１００に含まれるこれらの各構成要素について説明する。
【００３５】
光源部１１１は、スクリーン上に画像を形成する光を照射する。光源部１１１は、第１光源１０１と、第２光源１０２と、第３光源１０３と、ビームスプリッタ１０４、１０５と、を備える。
【００３６】
第１光源１０１は、所定の波長を有するレーザ光を出射する。具体的には、第１光源１０１は、例えば青色のレーザ光を出射するレーザダイオードである。第１光源１０１から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ１０４を通って走査部１０６に到達する。
【００３７】
第２光源１０２及び第３光源１０３は、それぞれ、第１光源１０１が出射するレーザ光とは波長が異なるレーザ光を出射する。具体的には、第２光源１０２及び第３光源１０３は、それぞれ、例えば緑色のレーザ光及び赤色のレーザ光を出射するレーザダイオードである。第２光源１０２及び第３光源１０３から出射された緑色のレーザ光及び赤色のレーザ光は、ビームスプリッタ１０５、１０４を通って走査部１０６に到達する。
【００３８】
走査部１０６は、例えば、２軸走査型のＭＥＭＳミラーユニットである。走査部１０６は、互いに直交する２つの走査方向に光を走査する。具体的には、走査部１０６は、共振駆動によりミラーを高速で第１軸（例えば垂直軸）を中心に揺動させることにより、レーザ光を第１走査方向（例えば水平方向）に高速で走査する。また、走査部１０６は、直流駆動によりミラーを低速で第２軸（例えば水平軸）を中心に揺動させることにより、レーザ光を第２走査方向（例えば垂直方向）に低速で走査する。
【００３９】
光検出部１０７は、走査部１０６によって光検出部１０７の方向にレーザ光が走査されたときに、第１光源１０１、第２光源１０２及び第３光源１０３から出射されたレーザ光の光強度（optical power）を検出するセンサである。光検出部１０７は、例えばフォトダイオードである。
【００４０】
ミラー駆動部１０８は、走査部１０６に駆動信号を供給することにより、走査部１０６のミラーを揺動させる。ミラー駆動部１０８は、制御部１１０に制御される。
【００４１】
光源駆動部１０９は、第１光源１０１、第２光源１０２及び第３光源１０３の各々に駆動電流を供給することにより、第１光源１０１、第２光源１０２及び第３光源１０３の各々を駆動する。光源駆動部１０９は、制御部１１０に制御される。
【００４２】
制御部１１０は、例えば、プロセッサ及びメモリ、又は、専用電子回路によって実現される。制御部１１０は、光検出部１０７の出力信号に基づいて、ミラー駆動部１０８を介して走査部１０６を制御する。具体的には、制御部１１０は、走査部１０６のミラーの揺動を制御して、第１光源１０１、第２光源１０２及び第３光源１０３から出射されたレーザ光を走査する。
【００４３】
さらに、制御部１１０は、入力画像信号に基づいて、光源駆動部１０９を介して第１光源１０１、第２光源１０２及び第３光源１０３の光出力を制御する。制御部１１０は、第１光源１０１、第２光源１０２及び第３光源１０３の各々に供給される駆動電流値を制御することにより、第１光源１０１、第２光源１０２及び第３光源１０３の各々から出射されるレーザ光の光強度を制御する。
【００４４】
［光学部材の配置］
次に、このような画像投影装置１０の導光部２００に含まれる光学部材の配置について説明する。図３は、実施の形態１に係る画像投影装置１０の上面図である。図４は、実施の形態１に係る画像投影装置１０の断面図である。具体的には、図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【００４５】
第１光学部材２００ａは、第１反射部の一例であり、光を反射する第１投影領域２００ａｐを有するミラーである。第１光学部材２００ａは、プロジェクタ１００とスクリーン２０との間の光の経路上に配置されている。第１光学部材２００ａは、第１投影領域２００ａｐに入射した光を第１表示領域２０ａに反射する。つまり、第１投影領域２００ａｐに投影された画像は、第１表示領域２０ａに映し出される。
【００４６】
第２光学部材２００ｂは、第２反射部の一例であり、光を反射する第２投影領域２００ｂｐを有するミラーである。第２光学部材２００ｂは、プロジェクタ１００とスクリーン２０との間の光の経路上に配置されている。また、第２光学部材２００ｂは、第２投影領域２００ｂｐへの光の入射方向（ここでは略Ｚ方向）と交差するＸ方向に第１光学部材２００ａと隣接して配置されている。
【００４７】
第２光学部材２００ｂは、第２投影領域２００ｂｐに入射した光を第２表示領域２０ｂに反射する。つまり、第２光学部材２００ｂは、第２投影領域２００ｂｐに入射した光を、第１表示領域２０ａと離れた第２表示領域２０ｂに反射する。つまり、第２投影領域２００ｂｐに投影された画像は、第２表示領域２０ｂに映し出される。
【００４８】
そのため、第２投影領域２００ｂｐを有するミラー面は、第１投影領域２００ａｐを有するミラー面と異なる方向に向いている。具体的には、第２投影領域２００ｂｐを有するミラー面と、第１投影領域２００ａｐを有する面とは、Ｙ方向からみて、スクリーン２０の側に頂点を有する山形状に連結されており、Ｘ方向に互いに離れる方向へ光を反射する。
【００４９】
第３光学部材２００ｃは、第３反射部の一例であり、光を反射する第３投影領域２００ｃｐを有するミラーである。第３光学部材２００ｃは、プロジェクタ１００とスクリーン２０との間の光の経路上に配置されている。また、第３光学部材２００ｃは、第３投影領域２００ｃｐへの光の入射方向（ここでは略Ｚ方向）及びＸ方向と直交するＹ方向に第２光学部材２００ｂと隣接して配置されている。第３光学部材２００ｃは、第３投影領域２００ｃｐに入射した光を、第１表示領域２０ａ及び第２表示領域２０ｂの間に位置する第３表示領域２０ｃに反射する。つまり、第３投影領域２００ｃｐに投影された画像は、第３表示領域２０ｃに映し出される。
【００５０】
第４光学部材２００ｄは、第４反射部の一例であり、光を反射する第４投影領域２００ｄｐを有するミラーである。第４光学部材２００ｄは、プロジェクタ１００とスクリーン２０との間の光の経路上に配置されている。また、第４光学部材２００ｄは、Ｘ方向に第２光学部材２００ｂと隣接して配置され、かつ、Ｙ方向に第１光学部材２００ａと隣接して配置されている。第４光学部材２００ｄは、第４投影領域２００ｄｐに入射した光を、第１表示領域２０ａ及び第２表示領域２０ｂの間に位置し、かつ、第３投影領域２００ｃｐと隣接する第４表示領域２０ｄに反射する。つまり、第４投影領域２００ｄｐに投影された画像は、第４表示領域２０ｄに映し出される。
【００５１】
以上のように、第１投影領域２００ａｐ、第２投影領域２００ｂｐ、第３投影領域２００ｃｐ及び第４投影領域２００ｄｐは、行列状に配置されており、互いに異なる方向に光を反射する。具体的には、第１投影領域２００ａｐは、Ｘ方向に第２投影領域２００ｂｐと隣接しており、かつ、Ｙ方向に第４投影領域２００ｄｐと隣接している。また、第３投影領域２００ｃｐは、Ｘ方向に第４投影領域２００ｄｐと隣接しており、かつ、Ｙ方向に第２投影領域２００ｂｐと隣接している。
【００５２】
なお、各投影領域のサイズは、プロジェクタ１００及び各光学部材のミラー面の間の距離とプロジェクタ１００の走査角度とによって定まる。例えば、プロジェクタ及び各ミラー面との間の距離をＬと表し、水平走査角度をα及び垂直走査角度をβと表した場合、水平方向のミラー面の大きさは２Ｌｔａｎαであり、垂直方向のミラー面の大きさは２Ｌｔａｎβである。
【００５３】
［投影画像及び表示画像の関係］
ここで、プロジェクタ１００によって導光部２００の投影領域に形成される画像（以下、投影画像という）と、スクリーン２０上に形成される画像（以下、表示画像という）との関係について説明する。図５は、実施の形態１における投影画像３０Ａの一例を示す図である。図６は、実施の形態１における表示画像３０Ｂの一例を示す図である。
【００５４】
プロジェクタ１００から照射された光によって、導光部２００の第１投影領域２００ａｐ、第２投影領域２００ｂｐ、第３投影領域２００ｃｐ及び第４投影領域２００ｄｐには、それぞれ、第１部分画像３０ａ、第２部分画像３０ｂ、第３部分画像３０ｃ及び第４部分画像３０ｄが形成される。第１部分画像３０ａ、第２部分画像３０ｂ、第３部分画像３０ｃ及び第４部分画像３０ｄは、Ｘ方向及びＹ方向に行列状に配置され、投影画像３０Ａを形成する。投影画像３０Ａは、おおむね従来のアスペクト比（例えば、４：３又は１６：９）を有する。
【００５５】
導光部２００から反射された光によって、スクリーン２０の第１表示領域２０ａ、第２表示領域２０ｂ、第３表示領域２０ｃ及び第４表示領域２０ｄには、それぞれ、第１部分画像３０ａ、第２部分画像３０ｂ、第３部分画像３０ｃ及び第４部分画像３０ｄが形成される。第１部分画像３０ａ、第２部分画像３０ｂ、第３部分画像３０ｃ及び第４部分画像３０ｄは、Ｘ方向に一列に並んで配置され、表示画像３０Ｂを形成する。表示画像３０Ｂは、投影画像３０Ａのアスペクト比と異なるアスペクト比を有し、ここでは、より横長なアスペクト比（例えば、１６：３又は６４：９）を有する。
【００５６】
ここで、第１部分画像３０ａ及び第２部分画像３０ｂは、投影画像３０Ａ内では互いにＸ方向に隣接しているが、表示画像３０Ｂ内では互いにＸ方向に離間されている。そして、表示画像３０Ｂにおいて、第３部分画像３０ｃ及び第４部分画像３０ｄは、第１部分画像３０ａと第２部分画像３０ｂとの間に位置する。具体的には、表示画像３０Ｂにおいて、第２部分画像３０ｂ、第３部分画像３０ｃ、第４部分画像３０ｄ及び第１部分画像３０ａは、この順にＸ方向に並んでいる。
【００５７】
［効果］
以上のように、本実施の形態に係る画像投影装置１０によれば、互いに隣接する第１投影領域２００ａｐ及び第２投影領域２００ｂｐに入射した光を互いに離間する第１表示領域２０ａ及び第２表示領域２０ｂに導き、第３投影領域２００ｃｐ及び第４投影領域２００ｄｐに入射した光を第１表示領域２０ａ及び第２表示領域２０ｂの間に位置する第３表示領域２０ｃ及び第４表示領域２０ｄに導くことができる。このように、４つの投影領域の各々に適した表示領域に光を導くことで、表示される画像の歪みを減少させることができ、画質を向上させることができる。
【００５８】
この効果について、図７及び図８を用いて説明する。図７は、実施の形態１に係る画像投影装置１０による効果を説明するための比較例における走査線を示す図である。図８は、実施の形態１に係る画像投影装置１０による効果を説明するための実施例における走査線を示す図である。
【００５９】
図７及び図８において、縦軸は、スクリーン上の垂直方向の位置を示し、横軸は、スクリーン上の水平方向の位置を示す。そして、図７及び図８に描かれた線は、スクリーン上に走査される光線の軌跡（以下、走査線と呼ぶ）を示す。この走査線は、シミュレーションによって求められた。また、図７及び図８に描かれた矩形は、スクリーン上の表示領域を示す。
【００６０】
図７の比較例では、特許文献１に記載されているように、垂直方向に並ぶ２つの投影領域に入射した光を、水平方向に並ぶ２つの表示領域に反射している。
【００６１】
一方、図８の実施例では、上述したように、行列状に配置された４つの投影領域に入射した光を、水平方向に並ぶ４つの表示領域（第１表示領域２０ａ、第２表示領域２０ｂ、第３表示領域２０ｃ及び第４表示領域２０ｄ）に反射している。プロジェクタ１００から各光学部材までの距離は、約５０ｍｍである。また、第１投影領域２００ａｐ及び第２投影領域２００ｂｐが形成されたミラー面は、Ｘ方向に１４．２度傾いている。第３投影領域２００ｃｐ及び第４投影領域２００ｄｐが形成されたミラー面は、それぞれ、Ｘ方向に２．７度及びＹ方向に１７度傾いている。
【００６２】
図７では、水平方向に対する走査線の傾きが大きく、スクリーンに表示される画像の歪みも大きくなることが分かる。また、図７では、矩形で示される表示領域の左下には光が走査されない領域も存在する。一方、図８では、水平方向に対する走査線の傾きが小さく、表示領域に均一に光が走査され、スクリーンに表示される画像の歪みが小さくなることが分かる。つまり、図８では、図７に比べてスクリーンに表示される画像の画質が向上している。
【００６３】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、３つの投影領域を用いて、３つの表示領域に画像を表示する点が実施の形態１と主として異なる。以下に、本実施の形態について、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００６４】
［光学部材の配置］
まず、画像投影装置１１に含まれる光学部材の配置について説明する。図９は、実施の形態２に係る画像投影装置１１の上面図である。図１０は、実施の形態２に係る画像投影装置１１の断面図である。具体的には、図１０は、図９におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【００６５】
本実施の形態では、プロジェクタ１００は、スクリーン２０に近付く方向に光を照射している。図９及び図１０に示すように、導光部２０１は、第１光学部材２０１ａ、第２光学部材２０１ｂ、第３光学部材２０１ｃ及び第４光学部材２０１ｄを備える。
【００６６】
第１光学部材２０１ａは、光を反射する第１投影領域２０１ａｐを有するミラーである。第１光学部材２０１ａは、プロジェクタ１００とスクリーン２０との間の光の経路上に配置されている。第１光学部材２０１ａは、第１投影領域２０１ａｐに入射した光を第１表示領域２１ａに反射する。
【００６７】
第２光学部材２０１ｂは、光を反射する第２投影領域２０１ｂｐを有するミラーである。第２光学部材２０１ｂは、プロジェクタ１００とスクリーン２０との間の光の経路上に配置されている。また、第２光学部材２０１ｂは、第２投影領域２０１ｂｐへの光の入射方向（ここでは略Ｚ方向）と交差するＸ方向に第１光学部材２０１ａと隣接して配置されている。第２光学部材２０１ｂは、第２投影領域２０１ｂｐに入射した光を第１表示領域２１ａとは離れた第２表示領域２１ｂに反射する。
【００６８】
第３光学部材２０１ｃは、光を反射する第３投影領域２０１ｃｐを有するミラーである。第３光学部材２０１ｃは、プロジェクタ１００とスクリーン２０との間の光の経路上に配置されている。また、第３光学部材２０１ｃは、第３投影領域２０１ｃｐへの光の入射方向（ここでは略Ｚ方向）及びＸ方向と交差するＹ方向に第１光学部材２０１ａ及び第２光学部材２０１ｂと隣接して配置されている。第３光学部材２０１ｃは、第３投影領域２０１ｃｐに入射した光を、第１表示領域２１ａ及び第２表示領域２１ｂの間に位置する第３表示領域２１ｃに反射する。
【００６９】
以上のように、第２投影領域２０１ｂｐは、Ｘ方向に第１投影領域２０１ａｐと隣接しており、第３投影領域２０１ｃｐは、Ｙ方向に第１投影領域２０１ａｐ及び第２投影領域２０１ｂｐと隣接している。
【００７０】
第４光学部材２０１ｄは、光を反射するミラーである。第４光学部材２０１ｄは、プロジェクタ１００と第１光学部材２０１ａ、第２光学部材２０１ｂ及び第３光学部材２０１ｃとの間の光の経路上に配置されている。第４光学部材２０１ｄは、プロジェクタ１００から照射された光を、第４光学部材２０１ｄへの光の入射位置に応じて第１投影領域２０１ａｐ、第２投影領域２０１ｂｐ又は第３投影領域２０１ｃｐに反射する。
【００７１】
［投影画像及び表示画像の関係］
ここで、プロジェクタ１００によって導光部２０１の投影領域に形成される投影画像と、スクリーン２０上に形成される表示画像との関係について説明する。図１１は、実施の形態１における投影画像３１Ａの一例を示す図である。図１２は、実施の形態１における表示画像３１Ｂの一例を示す図である。
【００７２】
プロジェクタ１００から照射された光によって、導光部２０１の第１投影領域２０１ａｐ、第２投影領域２０１ｂｐ及び第３投影領域２０１ｃｐには、それぞれ、第１部分画像３１ａ、第２部分画像３１ｂ及び第３部分画像３１ｃが形成される。第１部分画像３１ａ、第２部分画像３１ｂ及び第３部分画像３１ｃは、Ｘ方向及びＹ方向に隣接しており、投影画像３１Ａを形成する。投影画像３１Ａは、おおむね従来のアスペクト比（例えば、４：３又は１６：９）を有する。
【００７３】
導光部２０１から反射された光によって、スクリーン２０の第１表示領域２１ａ、第２表示領域２１ｂ及び第３表示領域２１ｃには、それぞれ、第１部分画像３１ａ、第２部分画像３１ｂ及び第３部分画像３１ｃが形成される。第１部分画像３１ａ、第２部分画像３１ｂ及び第３部分画像３１ｃは、一列に並んで配置され、表示画像３１Ｂを形成する。表示画像３１Ｂは、投影画像３１Ａのアスペクト比と異なるアスペクト比を有し、ここでは、より横長なアスペクト比を有する。
【００７４】
第１部分画像３１ａ及び第２部分画像３１ｂは、投影画像３１Ａ内では互いにＸ方向に隣接していたが、表示画像３１Ｂ内では互いにＸ方向に離間されている。そして、表示画像３１Ｂにおいて、第３部分画像３１ｃは、第１部分画像３１ａと第２部分画像３１ｂとの間に位置する。具体的には、表示画像３１Ｂにおいて、第２部分画像３１ｂ、第３部分画像３１ｃ及び第１部分画像３１ａは、この順にＸ方向に並んでいる。
【００７５】
［効果］
以上のように、本実施の形態に係る画像投影装置１１によれば、互いに隣接する第１投影領域２０１ａｐ及び第２投影領域２０１ｂｐに入射した光を、互いに離れた第１表示領域２１ａ及び第２表示領域２１ｂに導くことができ、その第１表示領域２１ａ及び第２表示領域２１ｂの間に第３表示領域２１ｃを配置することができる。このように、３つの投影領域の各々に適した表示領域に光を導くことで、表示される画像の歪みを減少させることができ、画質を向上させることができる。
【００７６】
この効果について、図１３を用いて説明する。図１３は、実施の形態２に係る画像投影装置１１による効果を説明するための実施例における走査線を示す図である。
【００７７】
図１３において、縦軸は、スクリーン上の垂直方向の位置を示し、横軸は、スクリーン上の水平方向の位置を示す。そして、図１３に描かれた線は走査線を示す。この走査線は、シミュレーションによって求められた。また、図１３に描かれた矩形は、スクリーン上の表示領域を示す。
【００７８】
図１３の実施例では、上述したように、３つの投影領域に入射した光を、水平方向に並ぶ３つの表示領域（第１表示領域２１ａ、第２表示領域２１ｂ及び第３表示領域２１ｃ）に反射又は透過している。プロジェクタ１００から各光学部材までの距離は、約５０ｍｍである。また、第１投影領域２０１ａｐ及び第２投影領域２０１ｂｐが形成されたミラー面は、Ｘ方向に１２．４度及びＹ方向に１８．３度傾いている。
【００７９】
図１３では、水平方向に対する走査線の傾きが小さく、表示領域に均一に光が走査され、スクリーンの両端に表示される画像の歪みが小さくなることが分かる。つまり、図１３では、図７に比べてスクリーンの両端に表示される画像の画質が向上している。
【００８０】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。実施の形態３では、第３光学部材が光を透過してスクリーンに光を導く点が実施の形態１、２と主として異なる。以下に、本実施の形態について、実施の形態１、２と異なる点を中心に説明する。
【００８１】
［光学部材の配置］
まず、画像投影装置１２に含まれる光学部材の配置について説明する。図１４は、実施の形態３に係る画像投影装置１２の上面図である。図１５は、実施の形態３に係る画像投影装置１２の断面図である。具体的には、図１５は、図１４におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。
【００８２】
本実施の形態では、プロジェクタ１００は、スクリーン２０に近付く方向に光を照射している。図１４及び図１５に示すように、導光部２０２は、第１光学部材２０２ａ、第２光学部材２０２ｂ、第３光学部材２０２ｃ及び第４光学部材２０２ｄを備える。
【００８３】
第１光学部材２０２ａは、光を反射する第１投影領域２０２ａｐを有するミラーである。第１光学部材２０２ａは、プロジェクタ１００とスクリーン２０との間の光の経路上に配置され、第１投影領域２０２ａｐに入射した光を第１表示領域２１ａに反射する。
【００８４】
第２光学部材２０２ｂは、光を反射する第２投影領域２０２ｂｐを有するミラーである。第２光学部材２０２ｂは、プロジェクタ１００とスクリーン２０との間の光の経路上に配置されている。また、第２光学部材２０２ｂは、第２投影領域２０２ｂｐへの光の入射方向（ここでは略Ｚ方向）と交差するＸ方向に第１光学部材２０２ａと隣接して配置されている。第２光学部材２０２ｂは、第２投影領域２０２ｂｐに入射した光を第２表示領域２１ｂに反射する。つまり、第２光学部材２０２ｂは、第２投影領域２０２ｂｐに入射した光を、第１表示領域２１ａとは離れた第２表示領域２１ｂに反射する。
【００８５】
第３光学部材２０２ｃは、光を透過する第３投影領域２０２ｃｐを有するレンズである。第３光学部材２０２ｃは、プロジェクタ１００とスクリーン２０との間の光の経路上に配置されている。第３光学部材２０２ｃは、第３投影領域２０２ｃｐに入射した光を透過して、第１表示領域２１ａ及び第２表示領域２１ｂの間に位置する第３表示領域２１ｃに出射する。
【００８６】
第４光学部材２０２ｄは、光を反射するミラーである。第４光学部材２０２ｄは、プロジェクタ１００と第１光学部材２０２ａ及び第２光学部材２０２ｂとの間の光の経路上に配置されている。第４光学部材２０２ｄは、第３光学部材２０２ｃとＹ方向に隣接して配置され、プロジェクタ１００から照射された光を、第４光学部材２０２ｄへの光の入射位置に応じて第１投影領域２０２ａｐ又は第２投影領域２０２ｂｐに反射する。
【００８７】
［投影画像及び表示画像の関係］
ここで、プロジェクタ１００によって導光部２０２の投影領域に形成される投影画像と、スクリーン２０上に形成される表示画像との関係について説明する。図１６は、実施の形態３における投影画像３２Ａの一例を示す図である。図１７は、実施の形態３における表示画像３２Ｂの一例を示す図である。
【００８８】
プロジェクタ１００から照射された光によって、導光部２０２の第１投影領域２０２ａｐ、第２投影領域２０２ｂｐ及び第３投影領域２０２ｃｐには、それぞれ、第１部分画像３２ａ、第２部分画像３２ｂ及び第３部分画像３２ｃが形成される。第１部分画像３２ａ、第２部分画像３２ｂ及び第３部分画像３２ｃは、投影画像３２Ａを形成する。投影画像３２Ａは、おおむね従来のアスペクト比（例えば、４：３又は１６：９）を有する。
【００８９】
導光部２０１から反射された光によって、スクリーン２０の第１表示領域２１ａ、第２表示領域２１ｂ及び第３表示領域２１ｃには、それぞれ、第１部分画像３２ａ、第２部分画像３２ｂ及び第３部分画像３２ｃが形成される。第１部分画像３２ａ、第２部分画像３２ｂ及び第３部分画像３２ｃは、一列に並んで配置され、表示画像３２Ｂを形成する。表示画像３２Ｂは、投影画像３２Ａのアスペクト比と異なるアスペクト比を有し、ここでは、より横長なアスペクト比を有する。
【００９０】
また、第１部分画像３２ａ及び第２部分画像３２ｂは、投影画像３２Ａ内では互いに隣接していたが、表示画像３２Ｂ内では互いに離間されている。そして、表示画像３２Ｂにおいて、第３部分画像３２ｃは、第１部分画像３２ａと第２部分画像３２ｂとの間に位置する。具体的には、表示画像３２Ｂにおいて、第２部分画像３２ｂ、第３部分画像３２ｃ及び第１部分画像３２ａは、この順に並んでいる。
【００９１】
［効果］
以上のように、本実施の形態に係る画像投影装置１２によれば、光源部とスクリーンとの間の光の経路上に配置された３つの光学部材によって、３つの投影領域に入射した光を３つの表示領域に適切な角度で透過又は反射することができる。
【００９２】
この効果について、図１８を用いて説明する。図１８は、実施の形態３に係る画像投影装置１２による効果を説明するための実施例における走査線を示す図である。
【００９３】
図１８において、縦軸は、スクリーン上の垂直方向の位置を示し、横軸は、スクリーン上の水平方向の位置を示す。そして、図１８に描かれた線は走査線を示す。この走査線は、シミュレーションによって求められた。また、図１８に描かれた矩形は、スクリーン上の表示領域を示す。
【００９４】
図１８の実施例では、上述したように、３つの投影領域に入射した光を、水平方向に並ぶ３つの表示領域（第１表示領域２２ａ、第２表示領域２２ｂ及び第３表示領域２２ｃ）に反射又は透過している。プロジェクタ１００から各光学部材までの距離は、約５０ｍｍである。また、第１投影領域２０２ａｐ及び第２投影領域２０２ｂｐが形成されたミラー面は、Ｘ方向に１２．４度及びＹ方向に１８．３度傾いている。
【００９５】
図１８では、水平方向に対する走査線の傾きが小さく、表示領域に均一に光が走査され、スクリーンに表示される画像の歪みが小さくなることが分かる。つまり、図１８では、図７に比べてスクリーンに表示される画像の画質が向上している。
【００９６】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４について説明する。実施の形態４では、各光学部材が光を透過してスクリーンに光を導く点が実施の形態１〜３と主として異なる。以下に、本実施の形態について、実施の形態１〜３と異なる点を中心に説明する。
【００９７】
［光学部材の配置］
まず、画像投影装置１３に含まれる光学部材の配置について説明する。図１９は、実施の形態４に係る画像投影装置１３の上面図である。図２０は、実施の形態４に係る画像投影装置１３の断面図である。具体的には、図２０は、図１９におけるＸＩＸ−ＸＩＸ線断面図である。
【００９８】
本実施の形態では、プロジェクタ１００は、スクリーン２０に近付く方向に光を照射している。導光部２０３は、第１光学部材２０３ａ、第２光学部材２０３ｂ、第３光学部材２０３ｃを備える。
【００９９】
第１光学部材２０３ａは、光を透過する第１投影領域２０３ａｐを有するレンズである。具体的には、第１光学部材２０３ａは、例えば、屈折により光を偏向させるウェッジプリズムである。第１光学部材２０３ａは、プロジェクタ１００とスクリーン２０との間の光の経路上に配置され、第１投影領域２０３ａｐに入射した光を透過して第１表示領域２１ａに向けて出射する。
【０１００】
第２光学部材２０３ｂは、光を透過する第２投影領域２０３ｂｐを有するレンズである。具体的には、第２光学部材２０３ｂは、例えば、屈折により光の進行方向を変化させるプリズムである。第２光学部材２０３ｂは、プロジェクタ１００とスクリーン２０との間の光の経路上に配置されている。また、第２光学部材２０３ｂは、第２投影領域２０３ｂｐへの光の入射方向（ここでは略Ｚ方向）と交差するＸ方向に第１光学部材２０３ａと隣接して配置されている。第２光学部材２０３ｂは、第２投影領域２０３ｂｐに入射した光を透過して第２表示領域２１ｂへ向けて出射する。つまり、第２光学部材２０３ｂは、第２投影領域２０３ｂｐに入射した光を、第１表示領域２１ａとは離れた第２表示領域２１ｂに出射する。
【０１０１】
第３光学部材２０３ｃは、光を透過する第３投影領域２０３ｃｐを有するレンズである。具体的には、第３光学部材２０３ｃは、例えば、屈折により光の進行方向を変化させるプリズムである。第３光学部材２０３ｃは、プロジェクタ１００とスクリーン２０との間の光の経路上に配置されている。また、第３光学部材２０３ｃは、第３投影領域２０３ｃｐへの光の入射方向（ここでは略Ｚ方向）及びＸ方向と交差するＹ方向に第１光学部材２０３ａ及び第２光学部材２０３ｂと隣接して配置されている。第３光学部材２０３ｃは、第３投影領域２０３ｃｐに入射した光を透過して、第１表示領域２１ａ及び第２表示領域２１ｂの間に位置する第３表示領域２１ｃに出射する。
【０１０２】
［投影画像及び表示画像の関係］
ここで、プロジェクタ１００によって導光部２０３の投影領域に形成される投影画像と、スクリーン２０上に形成される表示画像との関係について説明する。図２１は、実施の形態３における投影画像３３Ａの一例を示す図である。図２２は、実施の形態３における表示画像３３Ｂの一例を示す図である。
【０１０３】
プロジェクタ１００から照射された光によって、導光部２０３の第１投影領域２０３ａｐ、第２投影領域２０３ｂｐ及び第３投影領域２０３ｃｐには、それぞれ、第１部分画像３３ａ、第２部分画像３３ｂ及び第３部分画像３３ｃが形成される。第１部分画像３３ａ、第２部分画像３３ｂ及び第３部分画像３３ｃは、投影画像３３Ａを形成する。投影画像３３Ａは、おおむね従来のアスペクト比（例えば、４：３又は１６：９）を有する。
【０１０４】
導光部２０１を透過した光によって、スクリーン２０の第１表示領域２１ａ、第２表示領域２１ｂ及び第３表示領域２１ｃには、それぞれ、第１部分画像３３ａ、第２部分画像３３ｂ及び第３部分画像３３ｃが形成される。第１部分画像３３ａ、第２部分画像３３ｂ及び第３部分画像３３ｃは、一列に並んで配置され、表示画像３３Ｂを形成する。表示画像３３Ｂは、投影画像３３Ａのアスペクト比と異なるアスペクト比を有し、ここでは、より横長なアスペクト比を有する。
【０１０５】
また、第１部分画像３３ａ及び第２部分画像３３ｂは、投影画像３３Ａ内では互いにＸ方向に隣接していたが、表示画像３３Ｂ内では互いにＸ方向に離間されている。そして、表示画像３３Ｂにおいて、第３部分画像３３ｃは、第１部分画像３３ａと第２部分画像３３ｂとの間に位置する。具体的には、表示画像３３Ｂにおいて、第２部分画像３３ｂ、第３部分画像３３ｃ及び第１部分画像３３ａは、この順にＸ方向に並んでいる。
【０１０６】
［効果］
以上のように、本実施の形態に係る画像投影装置１３によれば、光源部１１１とスクリーン２０との間の光の経路上に配置された３つの光学部材によって、３つの投影領域に入射した光を３つの表示領域に適切な角度で透過させることができる。したがって、光源部１１１、導光部２００及びスクリーン２０を直線的に配置することが可能となり、画像投影装置１３の小型化を図ることができる。
【０１０７】
（他の実施の形態）
以上、本発明の１つまたは複数の態様に係る画像投影装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の１つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０１０８】
例えば、上記実施の形態２では、第４光学部材が用いられていたが、実施の形態１と同様に、プロジェクタ１００から直接的に第１光学部材、第２光学部材及び第３光学部材に光が照射されてもよい。
【０１０９】
なお、上記各実施の形態において、複数の表示領域は、水平方向に並べられていたが、これに限定されない。例えば、複数の表示領域は、垂直方向に並べられてもよい。
【０１１０】
なお、上記各実施の形態において、複数の光学部材が用いられていたが、これらの複数の光学部材は、一体に形成されてもよい。例えば、実施の形態４において、３つの光学部材は、光学特性が異なる複数の領域を有する単一の光学部材として形成されてもよい。
【０１１１】
なお、上記各実施の形態において、プロジェクタと導光部とは、別々に設けられていたが、導光部は、プロジェクタの筐体内に内蔵されてもよい。
【０１１２】
なお、上記各実施の形態では、画像が形成される所定の領域がスクリーンである場合について説明したが、所定の領域はスクリーンに限定されない。例えば、所定の領域は、感光材料あるいは紙であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
プロジェクタが投影する画像のアスペクト比と異なるアスペクト比の画像をスクリーンに表示する画像投影装置として利用できる。
【符号の説明】
【０１１４】
１０、１１、１２、１３  画像投影装置
２０  スクリーン（所定の領域）
２０ａ、２１ａ  第１表示領域（第１領域）
２０ｂ、２１ｂ  第２表示領域（第２領域）
２０ｃ、２１ｃ  第３表示領域（第３領域）
２０ｄ  第４表示領域（第４領域）
３０Ａ、３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ  投影画像
３０Ｂ、３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂ  表示画像
３０ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａ  第１部分画像
３０ｂ、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ  第２部分画像
３０ｃ、３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ  第３部分画像
３０ｄ  第４部分画像
１００  プロジェクタ
１０１  第１光源
１０２  第２光源
１０３  第３光源
１０４、１０５  ビームスプリッタ
１０６  走査部
１０７  光検出部
１０８  ミラー駆動部
１０９  光源駆動部
１１０  制御部
１１１  光源部
２００、２０１、２０２、２０３  導光部（反射部）
２００ａ、２０１ａ、２０２ａ、２０３ａ  第１光学部材（第１反射部）
２００ａｐ、２０１ａｐ、２０２ａｐ、２０３ａｐ  第１投影領域
２００ｂ、２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ  第２光学部材（第２反射部）
２００ｂｐ、２０１ｂｐ、２０２ｂｐ、２０３ｂｐ  第２投影領域
２００ｃ、２０１ｃ、２０２ｃ、２０３ｃ  第３光学部材（第３反射部）
２００ｃｐ、２０１ｃｐ、２０２ｃｐ、２０３ｃｐ  第３投影領域
２００ｄ、２０１ｄ、２０２ｄ  第４光学部材（第４反射部）
２００ｄｐ  第４投影領域
【図１】
2018124350.tif 000003
【図２】
2018124350.tif 000004
【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】
2018124350.tif 000009
【図８】
2018124350.tif 000010
【図９】
2018124350.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2018124350.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2018124350.tif 000019
【図１８】
2018124350.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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