(57)【要約】      （修正有）【課題】デザイン設計の自由度を高くすることのできるプロジェクタを提供する。【解決手段】複数の輝度ピーク波長を有する光を用いた画像生成用光束を投射口１００ｅを通して投射する装置本体と、前記輝度ピーク波長を透過し、前記輝度ピーク波長を除いた波長領域のうちの所定の可視光領域の波長を反射もしくは吸収する光学特性を有し、前記投射口を覆うように前記装置本体に取り付けられた光学部材１０２と、を有することを特徴とするプロジェクタ１００。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の輝度ピーク波長を有する光を用いた画像生成用光束を投射口を通して投射する装置本体と、
前記輝度ピーク波長を透過し、前記輝度ピーク波長を除いた波長領域のうちの所定の可視光領域の波長を反射もしくは吸収する光学特性を有し、前記投射口を覆うように前記装置本体に取り付けられた光学部材と、
を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記輝度ピーク波長は、青色、緑色、赤色のそれぞれの波長領域に有することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記光学部材は、前記画像生成用光束の光軸に対して傾斜して前記装置本体に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記投射部と前記光学部材間の光路外に光吸収手段が備えられ、
前記光吸収手段は、前記光学部材による反射光を吸収することを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記光学部材に入射する前記画像生成用光束は、Ｐ偏光に揃えられていることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記光学部材は、曲面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。
【請求項７】
前記装置本体が載置面上に載置されている状態において、前記載置面上に画像生成用光束を投射することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタに関する。          
【背景技術】
【０００２】
スクリーンに光学像を投射する投射光学系を備えたプロジェクタが知られている。このようなプロジェクタには、光量を大きく得るために緑色の波長帯に強い輝度ピーク波長を有する光源が使用されているものがある。この場合、光学像の白色部分が緑がかった白色になってしまうため、５００〜５７０ｎｍの波長領域の光を３０％以上反射する光学フィルタを投射光学系の光路中に設けている。特許文献１参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９４１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のプロジェクタにおいては、プロジェクタ筐体内の光学系をキズや汚れ、埃から保護するために、プロジェクタ筐体の投射口を透明な光学部材で覆っている。従って、プロジェクタ筐体の投射窓をプロジェクタ筐体のデザインの一部として設計する上で自由度が低いという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明によるプロジェクタは、複数の輝度ピーク波長を有する光を用いた画像生成用光束を投射口を通して投射する装置本体と、
前記輝度ピーク波長を透過し、前記輝度ピーク波長を除いた波長領域のうちの所定の可視光領域の光を反射もしくは吸収する光学特性を有し、前記投射口を覆うように前記装置本体に取り付けられた光学部材と、
を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明によるプロジェクタは、請求項１に記載のプロジェクタであって、
前記輝度ピーク波長は、赤色、緑色、青色の波長領域にそれぞれピークを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明によるプロジェクタは、請求項１または請求項２に記載のプロジェクタであって、
前記光学部材は、前記画像生成用光束の光軸に対して傾斜して前記装置本体に取り付けられることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明によるプロジェクタは、請求項３に記載のプロジェクタであって、
前記投射部と前記光学部材間の光路外に光吸収手段が備えられ、
前記光吸収手段は、前記光学部材による反射光を吸収することを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明によるプロジェクタは、請求項３に記載のプロジェクタであって、
前記光学部材に入射する前記画像生成用光束は、Ｐ偏光に揃えられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の発明によるプロジェクタは、請求項１乃至請求項５に記載のプロジェクタであって、
前記光学部材は、曲面であることを特徴とする。
【００１１】
請求項７に記載の発明のよるプロジェクタは、請求項１乃至請求項６に記載のプロジェクタであって、
前記装置本体が載置面上に載置されている状態において、
前記載置面上に前記画像生成用光束を投射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プロジェクタ筐体のデザイン設計の自由度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるプロジェクタ１００の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかるプロジェクタ１００の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかるプロジェクタ１００における投射部１１０の投射光学系と光学部材１０２の配置を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかるプロジェクタ１００における投射光の分光特性と光学部材１０２の分光透過率特性を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかるプロジェクタ２００における投射部２１０の投射光学系と光学部材２０２の配置を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかるプロジェクタ２００における投射光の分光特性と光学部材２０２の分光透過率特性を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態にかかるプロジェクタ３００の斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施形態にかかるプロジェクタ３００における投射部３１０の投射光学系と光学部材３０２の配置を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態にかかるプロジェクタ３００における投射光の分光特性と光学部材３０２の分光透過率特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明にかかるプロジェクタについて、図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるプロジェクタ１００の斜視図である。図１に示すように、プロジェクタ１００は金属やプラスチック等の合成樹脂からなるプロジェクタ筐体１０１を備え、プロジェクタ筐体１０１の上面部１００ｂには電源スイッチ１００ｃ、各種機能の設定や調節等を行うための操作部材１００ｄが設けられている。プロジェクタ筐体１０１の前面部１００ａには、投射光を射出するための投射口１００ｅが形成され、当該投射口１００ｅには、プロジェクタ筐体１０１に収容される光学系等を埃やゴミから保護する光学部材１０２が取り付けられている。なお、プロジェクタ筐体１０１の背面部には、各種入力端子や冷却風の通気口等が設けられている。
【００１５】
投射口１００ｅに取り付けられる光学部材１０２は、ガラス基板や樹脂基板上に異なる屈折率を有する誘電体材料の薄膜を交互に積層して作製されるダイクロイック膜により構成される。ダイクロイック膜は、誘電体材料の屈折率や膜厚、膜数の設計を変化させることにより任意の透過波長及び反射波長を選択することができる。誘電体材料は高屈折率を有する材料としてＴｉＯ２やＺｎＯ２、低屈折率を有する材料としてＳｉＯ２等が使われる。ここで、光学部材１０２は、プロジェクタ筐体外からの埃やゴミ等による劣化を防ぐため、ダイクロイック膜を投射光の入射面側、基板を出射面側に向けて投射口１００ｅに取り付けるのが望ましい。
また、光学部材１０２は、ダイクロイック膜に替えて光吸収フィルタを用いても良い。光吸収フィルタは、ゼラチンやトリアセテート等といったガラス基板や樹脂基板の内部に光吸収剤を添加することで構成される。光学部材１０２に投射光が入射すると、当該光吸収剤により透過する光を制御することができる。
【００１６】
図２は、本発明の第１の実施形態にかかるプロジェクタ１００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、プロジェクタ筐体１０１には、投射口１００ｅから投射光を投射する投射部１１０と、投射部に電力を供給するバッテリ１１１と、バッテリ１１１のオン/オフ状態の切り替えを行う電源スイッチ回路１１２と、投射部１１０の動作を制御する制御回路１１３が収容されている。
【００１７】
バッテリ１１１がオン状態である場合、制御回路１１３はバッテリ１１１から投射部１１０に電力を供給する。また、外部から供給される画像信号に基づいて投射部１１０の光源や画像表示素子を制御する。
【００１８】
図３は、本発明の第１の実施形態にかかるプロジェクタ１００の投射部１１０と光学部材１０２の配置を示す図である。図３に示すように、投射部１１０は、白色光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたＬＥＤ光源１２０と、ＬＥＤ光源１２０から射出される光を集光するための集光レンズ１２１と、集光レンズ１２１を介して入射した光をＰ偏光成分の光とＳ偏光成分の光に分割する偏光ビームスプリッタ１２２と、偏光ビームスプリッタ１２２で分割された光を外部から供給される画像信号に基づいて変調する反射型液晶素子（ＬＣＯＳ）１２３と、ＬＣＯＳ１２３で変調された投射光を拡大して投射面に向かって投射する投射レンズ１２４により構成され、光学部材１０２は投射レンズ１２４後方のプロジェクタ筐体１０１の側面に形成された投射口１００ｅに取り付けられる。
【００１９】
第１の実施形態では、ＬＥＤ光源１２０として、青色光ＬＥＤと蛍光体を用いた白色光ＬＥＤを用いたが、異なる色光を発光する複数のＬＥＤ、例えばＲ、Ｇ、Ｂ（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ）を同時に発光するＬＥＤを用いて白色光を射出するようにしてもよい。なお、光源はＬＥＤに限定されるものではなく、ＬＥＤに替えて、例えばハロゲンランプやメタルハライドランプ、レーザでも良い。
【００２０】
ＬＣＯＳ１２３はシリコン基板上に直接液晶が載せられており、それを覆うアルミニウム層等が高い反射率を有する。ＬＣＯＳ１２３は単板式であり、ＲＧＢカラーフィルタを高速回転させることで、Ｒ、Ｇ、Ｂの映像を連続的に表示する。なお、第１の実施形態では、ＬＥＤ光源から射出された光を画像信号に応じて変調する素子としてＬＣＯＳを用いたが、ＬＣＯＳに替えて例えば、透過型液晶素子（ＬＣＤ）や集積回路上に可動式の微小ミラーを数百万個敷き詰めて形成したＤＭＤを用いたＤＬＰ方式の画像表示装置を用いることもできる。
【００２１】
ＬＥＤ光源１２０から射出された光は、集光レンズ１２１で集光され、偏光ビームスプリッタ１２２に入射する。偏光ビームスプリッタ１２２に入射した光のうちＳ偏光成分の光は接合面１２２aで反射されてＬＣＯＳ１２３に入射する。ここで、接合面１２２aを透過したＰ偏光成分の光は外部へ放出される。ＬＣＯＳ１２３は偏光ビームスプリッタ１２２で分割されたＳ偏光成分の光を外部から供給された画像信号に基づいて変調するとともに偏光面に直交する偏光面成分に変換して反射する。ＬＣＯＳ１２３でＰ偏光に変換された投射光は、偏光ビームスプリッタ１２２の接合面１２２aを透過して投射レンズ１２４を介して光学部材１０２に入射する。
【００２２】
図４は投射光の分光特性４０と光学部材１０２の分光透過率特性４１を示す図である。図４に示すように、例えば、光学部材１０２に入射する投射光が青色の波長領域と黄色の波長領域にそれぞれ輝度ピーク波長を有する分光特性４０を示し、光学部材１０２が緑色と青色の波長領域の光を反射する分光透過率特性４１を有する場合は、光学部材１０２は投射光のうち上記２つの輝度ピーク波長を透過しつつ、緑色と青色の波長領域の光を反射する。この場合、観察者には光学部材１０２がシアン色に着色して見えるとともに上記２つの輝度ピーク波長を含む白色光を投射面に向かって投射することができる。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態によれば、光学部材１０２に着色することが可能となるため、光学部材１０２及びプロジェクタ筐体１０１のデザイン設計の自由度を高くすることができる。さらに、投射光に含まれる輝度ピーク波長のスペクトル幅が狭くなるように光学部材１０２の透過波長を選択した場合は、投射画像の色域を拡大することができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態にかかるプロジェクタ２００について説明する。ここで、プロジェクタの構成及びプロジェクタの光源、画像表示素子の実施例については第１の実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００２５】
図５は、本発明の第２の実施形態にかかるプロジェクタ２００のプロジェクタ筐体２０１に収容される投射部２１０の投射光学系と光学部材２０２の配置を示す図である。図５に示すように、投射部２１０は白色光を発光するＬＥＤ光源２２０、ＬＥＤ光源２２０から射出される光を集光するための集光レンズ２２１と、入射した光をＰ偏光成分の光とＳ偏光成分の光に分割する偏光ビームスプリッタ２２２と、偏光ビームスプリッタ２２２で分割された光を外部から供給された画像信号に基づいて変調するＬＣＯＳ２２３と、ＬＣＯＳ２２３で変調された投射光を拡大する投射レンズ２２４により構成され、投射レンズ２２４と投射口２００ｅに取り付けられた光学部材２０２の間には光吸収体２２５が設けられている。
【００２６】
光学部材２０２は、図５に示すように投射レンズ２２４の光軸に対して傾斜してプロジェクタ筐体２０１に取り付けられる。ここで、光学部材２０２は、第１の実施形態と同様に誘電体膜を積層したダイクロイック膜や光吸収フィルタで構成される。
【００２７】
光吸収体２２５は、図５に示すように光学部材２０２へ入射した投射光の反射方向に設けられている。ここで、光吸収体２２５は黒色処理等の無反射処理が施され、光学部材２０２によって反射された投射光を吸収する。
【００２８】
ＬＥＤ光源２２０から出射された光は、集光レンズ２２１で集光され、偏光ビームスプリッタ２２２に入射する。偏光ビームスプリッタ２２２に入射した光のうちＳ偏光成分の光は接合面２２２aで反射されてＬＣＯＳ２２３に入射する。ここで、接合面２２２aを透過したＰ偏光成分の光は外部へ放出される。ＬＣＯＳ２２３は偏光ビームスプリッタ２２２で分割されたＳ偏光成分の光を画像信号に基づいて変調するとともに偏光面に直交する偏光面成分に変換して反射する。ＬＣＯＳ２２３でＰ偏光に変換された投射光は、偏光ビームスプリッタ２２２の接合面２２２aを透過して投射レンズ２２４を介して光学部材２０２に入射する。光学部材２０２は、その光学特性に応じて投射光のうち所定の波長領域の光を透過させて投射面に向かって投射する。一方、光学部材２０２により反射した投射光は、光吸収体２２５に入射して吸収される。
【００２９】
図６は投射光の分光特性５０と光学部材２０２の分光透過率特性５１を示す図である。図６に示すように、例えば、光学部材２０２に入射する投射光が青色の波長領域と黄色の波長領域にそれぞれ輝度ピーク波長を有する分光特性５０を示し、光学部材２０２が可視光の波長領域において赤色と紫色の波長領域の光を反射する分光透過率特性５１を有する場合は、光学部材２０２は投射光のうち上記２つの輝度ピーク波長を透過させつつ、赤色と紫色の波長領域の光を反射させる。この場合、観察者には光学部材２０２がマゼンダ色に着色して見えるとともに上記２つの輝度ピーク波長を含む白色光を投射面に向かって投射することができる。一方、光学部材２０２により反射された赤色の波長領域の光を含む投射光は光吸収体２２５に入射して吸収される。
【００３０】
以上説明したように、本実施例によれば、光学部材２０２に着色することが可能となるだけでなく、さらに、光学部材２０２が投射光の光軸に対して傾斜して取り付けられているため、光学部材２０２の反射光に基づくゴーストの発生を防ぐことができる。
【００３１】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態にかかるプロジェクタ３００について説明する。ここで、プロジェクタ３００の構成及びプロジェクタの光源、画像表示素子の実施例については第１の実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００３２】
図７は、本発明の第３の実施形態にかかるプロジェクタ３００の斜視図である。図７に示すようにプロジェクタ３００はプロジェクタ設置面上に直立するように設置され、プロジェクタ筐体３０１と、プロジェクタ筐体３０１の上面部３００ｂには電源スイッチ３００ｃ、各種機能の設定や調節等を行うための操作部材１００ｄが設けられている。また、プロジェクタ筐体３０１の前面部３００ａには、投射光を射出するための投射口３００ｅが形成され、当該投射口３００ｅには、プロジェクタ筐体３０１に収容される光学系等を埃やゴミから保護する光学部材３０２が取り付けられている。なお、プロジェクタ筐体３０１の背面部には、各種入力端子や冷却風の通気口等が設けられている。ここで、本実施例にかかるプロジェクタ３００はプロジェクタ設置面と同一平面上に投射光を投射するように投射口３００ｅの裏側には投射光を斜め下方に向けて投射するための投射ミラー３２５が備えられている。なお、図７ではプロジェクタ筐体３０１の上面部３００ｂに電源スイッチ３００ｃ及び操作部材３００ｄが設けられるとしたが、これに限定されるものではなく、電源スイッチ３００ｃ及び操作部材３００ｄはプロジェクタ筐体３０１の前面部３００ａに設けても良い。
【００３３】
図８は、本発明の第３の実施形態にかかるプロジェクタ３００のプロジェクタ筐体３０１に収容される投射部３１０と光学部材３０２の配置を示す図である。図８に示すように、投射部３１０は、白色光を発光するＬＥＤを用いたＬＥＤ光源３２０、ＬＥＤ光源３２０から射出される光を集光するための集光レンズ３２１、Ｐ偏光成分の光とＳ偏光成分の光に分割する偏光ビームスプリッタ３２２、偏光ビームスプリッタ３２２で分割された光を外部から供給される画像信号に基づいて変調するＬＣＯＳ３２３、ＬＣＯＳ３２３で変調された投射光を拡大して投射する投射レンズ３２４、プロジェクタ設置面上に向かって投射光を投射する投射ミラー３２５により構成される。
【００３４】
光学部材３０２は、第１の実施形態と同様に誘電体膜を積層したダイクロイック膜や光吸収フィルタで構成され、プロジェクタ筐体３０１の投射口３００ｅに取り付けられる。
【００３５】
ＬＥＤ光源３２０から出射された光は、集光レンズ３２１で集光され、偏光ビームスプリッタ３２２に入射する。偏光ビームスプリッタ３２２に入射した光のうちＳ偏光成分の光は接合面３２２aで反射されてＬＣＯＳ３２３に入射する。ここで、接合面３２２aを透過したＰ偏光成分の光は外部へ放出される。ＬＣＯＳ３２３は偏光ビームスプリッタ３２２で分割されたＳ偏光成分の光を外部から供給された画像信号に応じて変調するとともに偏光面に直交する偏光面成分に変換して反射する。ＬＣＯＳ３２３でＰ偏光に変換された投射光は、接合面３２２aを透過して投射レンズ３２４、投射ミラー３２５、光学部材３０２を介してプロジェクタ設置面上に向かって投射光を投射する。
【００３６】
図９は投射光の分光特性６０と光学部材３０２の分光透過率特性６１を示す図である。図９に示すように、例えば、投射ミラー３２５を介して光学部材３０２に入射する投射光が青色の波長領域と黄色の波長領域にそれぞれ輝度ピーク波長を有する分光特性６０を示し、光学部材３０２が黄色の波長領域の光を反射する分光透過率特性６１を有する場合は、光学部材３０２は投射光のうち上記２つの輝度ピーク波長を透過しつつ、黄色の波長領域の光を反射する。この場合、観察者には光学部材３０２が黄色に着色して見えるとともに上記２つの輝度ピーク波長を含む白色光を投射面に向かって投射することができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施例によれば、光学部材３０２に着色することが可能となる。さらに、投射光に含まれる輝度ピーク波長のスペクトル幅が狭くなるように光学部材３０２の透過波長を選択した場合は、投射画像の色域を拡大することができる。
【００３８】
上記第１から第３の実施例では、平面で形成される光学部材について述べたが、これに限定されるものではなく、所定の曲率を有する曲面で形成されていても良い。
また、実施例では直方体のプロジェクタ筐体について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、円柱形であるものや錐体形であるもの等も適用可能である。
さらに、投射光が青色及び黄色の波長領域に輝度ピーク波長を有する分光特性を示す実施例について述べたが、これに限定されるものではなく、青色、緑色、赤色の波長領域にそれぞれ輝度ピーク波長を有する分光特性を示す投射光や可視光の波長領域のいずれかに１つのピーク波長を有する分光特性を示す投射光でも良い。また、光学部材の分光透過率特性についても、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、可視光の波長領域において２つ以上の所定の波長領域を反射する分光透過率特性を示す光学部材のように任意の波長領域を反射するように選択することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１００    プロジェクタ                  １０１    プロジェクタ筐体
１００ａ  プロジェクタ筐体の前面部      １００ｂ  プロジェクタ筐体の上面部
１００ｃ  電源スイッチ                  １００ｄ  操作部材
１００ｅ  プロジェクタ筐体の投射口      １０２    光学部材
１１０    投射部                        １１１    バッテリ
１１２    電源スイッチ回路              １１３    制御回路
１２０    ＬＥＤ光源                    １２１    集光レンズ
１２２    偏光ビームスプリッタ          １２３    ＬＣＯＳ
１２４    投射レンズ                    ２００    プロジェクタ
２０１    プロジェクタ筐体              ２０２    光学部材
２１０    投射部                        ２２０    ＬＥＤ光源
２２１    集光レンズ                    ２２２    偏光ビームスプリッタ
２２３    ＬＣＯＳ                      ２２４    投射レンズ
２２５    光吸収体                      ３００    プロジェクタ
３００ａ  プロジェクタ筐体の前面部      ３００ｂ  プロジェクタ筐体の上面部
３００ｃ  電源スイッチ                  ３００ｄ  操作部材  
３００ｅ  プロジェクタ筐体の投射口      ３０２    光学部材
３１０    投射部                        ３２０    ＬＥＤ光源
３２１    集光レンズ                    ３２２    偏光ビームスプリッタ          ３２３    ＬＣＯＳ                      ３２４    投射レンズ
３２５    投射ミラー
【図１】
2011107577.tif 000003
【図２】
2011107577.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011107577.tif 000006
【図５】
2011107577.tif 000007
【図６】
2011107577.tif 000008
【図７】
2011107577.tif 000009
【図８】
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【図９】
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