(57)【要約】【課題】ミラーの再調節の手間を省くことのできるプロジェクタを提供する。【解決手段】プロジェクタ１２は、筐体２０と画像光生成部２１と光学系２２とを有する。画像光生成部２１及び光学系２２は筐体２０に収納される。画像光生成部２１は、画像光を放つ。画像光生成部２１から放たれた画像光は、筐体２０に設けられた開口２０ａを介して、スクリーンへ向かう。画像光生成部２１から放たれた画像光はスクリーンにあたり、スクリーンに画像が映し出される。光学系２２は、画像光生成部２１及び開口２０ａの間に設けられる。光学系２２は、画像光生成部２１から開口２０ａに向かって順次配される、偏光子対３８、プリズムブロック３６、ミラー３７ａ及びミラー３７ｂを有する。プリズムブロック３６は三角柱に形成される。プリズムブロック３６は、画像光生成部２１から放たれた画像光を反射する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１画像及び第２画像を含む画像により変調された画像光を生成する画像光生成手段と、
前記画像光のうち前記第１画像をなす第１画像光のみが投射される第１反射面、及び前記画像光のうち前記第２画像をなす第２画像光のみが投射される第２反射面を有し、前記第１反射面及び前記第２反射面により前記画像光を前記第１画像光及び前記第２画像光に分離するプリズムブロックと、
前記分離された前記第１画像光をスクリーンに向けて反射する第１反射部材及び前記分離された前記第２画像光をスクリーンに向けて反射する第２反射部材と、
前記第１及び第２反射部材の姿勢を個別に制御し、前記第１及び第２反射部材の反射により前記スクリーンに向かう前記第１画像光及び前記第２画像光の指向方向を調節する調節手段とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記第１反射部材は前記第１画像光を反射する第１反射面を有する第１ガラスブロックであり、
前記第２反射部材は前記第２画像光を反射する第２反射面を有する第２ガラスブロックであることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記プリズムブロックと前記第１ガラスブロックと前記第２ガラスブロックとが同一の形状を有することを特徴とする請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記第１画像及び前記第２画像は両眼視差を有する一対の立体視用画像であり、
前記調節手段は前記第１画像光及び前記第２画像光の指向方向を前記両眼視差に基づいて調節することを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記プリズムブロックには前記第１反射面及び前記第２反射面の稜線が形成され、
前記稜線は前記画像光の光軸上に位置し、
前記第１画像光及び前記第２画像光は前記稜線を挟んで前記プリズムブロックへ入射するように前記プリズムブロックが配されることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項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、スクリーンに所望の画像を映すプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタは、フィルムに記録された画像、あるいは液晶パネルやＣＲＴなどに表示された画像によって変調された画像光をスクリーンに投射するものであり、スクリーン上での画像サイズやピントを調節するための光学系を備える。また、このようなプロジェクタには、プロジェクタ本体の位置や角度を変えずにスクリーン上での画像の投射位置を調節することができるようにシフト機能をもたせたものも知られている。
【０００３】
このようなプロジェクタを用いて、視差を有する一対の画像をスクリーン上に投射して立体感のある画像が鑑賞できるようにする試み、または、スクリーンに空間的に連続した複数の画像を投射してパノラマ画像が鑑賞できるようにする試みがなされている。こうした場合、複数台のプロジェクタを使用するのが簡便であるが（例えば、特許文献１）、プロジェクタ個々のセッティングが煩雑になることに加え、動画を投射する場合には複数台のプロジェクタを正確に同期させなければならないなどの難点を考慮し、一台で複数の画像を同時に投射できるようにしたプロジェクタが考案されている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
特許文献２に記載のプロジェクタは立体視用の画像光を生成するものであり、プロジェクタ本体と、映像分離機構と、光学系である板状のミラーと、ミラーの向きを調節する制御部とを有する。プロジェクタ本体は、視差を有する一対の画像を含む画像光を映像分離機構へ投射する。映像分離機構は、投射された画像光から２つの画像光に分離する。制御部及びミラーは、分離された２つの画像光の指向方向を視差に基づいて調節する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１２５０４２号公報
【特許文献２】特開２００１−３０５４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
よく知られているように、プロジェクタは明るい画像光を得るために、光源として高輝度ランプを使用しているため、プロジェクタを使用している間には、光学系もかなりの高温になる。ところが、特許文献２に記載のプロジェクタを使用する際、ミラーの温度が上昇する結果、熱膨張によってミラーの反射面が湾曲する。そして、ミラーの反射面が湾曲すると、スクリーン上に映し出される画像の位置のずれ、画像のゆがみなどが生じる結果、立体画像を鑑賞することが困難となる。このため、プロジェクタを使用する際、ミラーの調節を行う必要が生じ、余分な手間がかかっていた。
【０００７】
本発明は、画像光の反射部材の姿勢の再調節の手間を省くことのできるプロジェクタ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】
上記課題を解決するために、本発明のプロジェクタは、第１画像及び第２画像を含む画像により変調された画像光を生成する画像光生成手段と、前記画像光のうち前記第１画像をなす第１画像光のみが投射される第１反射面、及び前記画像光のうち前記第２画像をなす第２画像光のみが投射される第２反射面を有し、前記第１反射面及び前記第２反射面により前記画像光を前記第１画像光及び前記第２画像光に分離するプリズムブロックと、前記分離された前記第１画像光をスクリーンに向けて反射する第１反射部材及び前記分離された前記第２画像光をスクリーンに向けて反射する第２反射部材と、前記第１及び第２反射部材の姿勢を個別に制御し、前記第１及び第２反射部材の反射により前記スクリーンに向かう前記第１画像光及び前記第２画像光の指向方向を調節する調節手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記第１反射部材は前記第１画像光を反射する第１反射面を有する第１ガラスブロックであり、前記第２反射部材は前記第２画像光を反射する第２反射面を有する第２ガラスブロックであることが好ましい。更に、前記プリズムブロックと前記第１ガラスブロックと前記第２ガラスブロックとが同一の形状を有することが好ましい。
【００１０】
前記第１画像及び前記第２画像は両眼視差を有する一対の立体視用画像であり、前記調節手段は前記第１画像光及び前記第２画像光の指向方向を前記両眼視差に基づいて調節することが好ましい。また、前記プリズムブロックには前記第１反射面及び前記第２反射面の稜線が形成され、前記稜線は前記画像光の光軸上に位置し、前記第１画像光及び前記第２画像光は前記稜線を挟んで前記プリズムブロックへ入射するように前記プリズムブロックが配されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、プリズムブロックを用いて画像光を反射するため、画像光の反射によってプリズムブロックの温度が上昇しても、プリズムブロックの熱膨張は起こりにくい。したがって、本発明によれば、画像光の反射部材の姿勢の再調節の手間を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１プロジェクタを有する立体視システムの概要を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１プロジェクタの概略図である。
【図３】第１プロジェクタが生成する複数画像の概略図である。
【図４】第１位置から物体をみたときの第１画像及び第２位置から物体をみたときの第２画像の説明図である。
【図５】第１プロジェクタからの複数画像がプリズムブロックに投射される様子を示す概略図である。
【図６】第１プロジェクタによりスクリーンに映し出された画像の概略図である。
【図７】本発明の第２プロジェクタの概略図である。
【図８】本発明の第３プロジェクタの概略図である。
【図９】本発明の第４プロジェクタの概略図である。
【図１０】本発明の第５プロジェクタによりスクリーンに映し出された画像の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示すように、立体視システム１０は、スクリーン１１と、プロジェクタ１２と、偏光メガネ１３とを有する。プロジェクタ１２は、スクリーン１１に所定の画像を映し出すものである。偏光メガネ１３を用いることにより、スクリーン１１に映し出された画像は立体画像をなす。
【００１４】
図２に示すように、プロジェクタ１２は、筐体２０と、画像光生成部２１と、光学系２２とを有する。画像光生成部２１及び光学系２２は筐体２０に収納される。
【００１５】
画像光生成部２１は、画像２５（図３参照）をなす光（以下、画像光と称する）を生成し、生成した画像光を放つものであり、光源及び変調部を有する。光源からの光は変調部へ投射される。変調部では、光源からの光を利用して、画像をなす画像光を生成する。画像光生成部２１から放たれた画像光は、筐体２０に設けられた開口２０ａを介して、スクリーン１１へ向かう。
【００１６】
図３に示すように、画像２５には、第１画像２５ａ及び第２画像２５ｂが含まれる。画像２５において、第１画像２５ａ及び第２画像２５ｂは重ならず、方向Ａに並ぶ。図３及び図４に示すように、第１画像２５ａは、第１位置３１ａから物体３２を見たときの画像であり、第２画像２５ｂは、第１位置３１ａと異なる第２位置３１ｂから物体３２を見たときの画像である。物体３２の輪郭は、第１画像２５ａでは二点鎖線で表す第１輪郭３２ａとなり、第２画像２５ｂでは実線で表す第２輪郭３２ｂとなる。
【００１７】
図２に戻って、光学系２２は画像光生成部２１及び開口２０ａの間に設けられる。光学系２２は、スクリーン１１上において画像が映し出される位置を調節するものである。光学系２２は、画像光生成部２１から開口２０ａに向かって順次配される、プリズムブロック３６と、ミラー３７ａ及びミラー３７ｂと、偏光子対３８とを有する。
【００１８】
プリズムブロック３６は、三角柱状に形成され、側面に第１反射面３６ａ及び第２反射面３６ｂを有する。第１反射面３６ａ及び第２反射面３６ｂは方向Ａに順次並ぶ。第１反射面３６ａ及び第２反射面３６ｂには、アルミニウムや銀などの金属の蒸着膜が設けられていることが好ましい。第１画像２５ａ（図３参照）をなす第１画像光が第１反射面３６ａへ、第２画像２５ｂ（図３参照）をなす第２画像光が第２反射面３６ｂにそれぞれ入射するようにプリズムブロック３６が配される。このため、画像光生成部２１からの画像光がプリズムブロック３６に投射されると、第１反射面３６ａには第１画像光のみが投射され、第２反射面３６ｂには第２画像光のみが投射される。この結果、第１反射面３６ａは第１画像光のみを反射し、第２反射面３６ｂは第２画像光のみを反射する。第１反射面３６ａにより反射された第１画像光はミラー３７ａに向かう。同様に、第２反射面３６ｂにより反射された第２画像光はミラー３７ｂに向かう。
【００１９】
図５に示すように、第１反射面３６ａ及び第２反射面３６ｂにより形成される稜線３６ｃが画像光生成部２１からの画像光の光軸上に位置し、第１画像光及び第２画像光が稜線３６ｃを挟んで入射するように、プリズムブロック３６が配置されることが好ましい。プリズムブロック３６の形成材料としては、例えば、光学ガラスであることが好ましい。なお、プリズムブロック３６は、三角柱状に限られず、四角柱状、五角柱状、その他柱状に形成されてもよい。
【００２０】
図２に戻って、ミラー３７ａ及びミラー３７ｂはそれぞれ板状に形成される。ミラー３７ａ及びミラー３７ｂは、それぞれ、第１反射面３６ａ及び第２反射面３６ｂによって反射された画像光の光軸上に設けられる。ミラー３７ａは、第１反射面３６ａにより反射された第１画像光を偏光子対３８に向けて反射し、ミラー３７ｂは、第２反射面３６ｂにより反射された第２画像光を偏光子対３８に向けて反射する。ミラー３７ａは支持棒３９ａにより支持される。支持棒３９ａは回動自在に設けられる。支持棒３９ａの回動により、ミラー３７ａは支持棒３９ａを中心に回動する。同様にして、ミラー３７ｂは回動自在の支持棒３９ｂにより支持される。そして、支持棒３９ａの回動により、ミラー３７ａは支持棒３９ａを中心に回動する。
【００２１】
偏光子対３８は偏光子３８ａ及び偏光子３８ｂを有する。偏光子３８ａはミラー３７ａにより反射した第１画像光の光軸上に設けられる。偏光子３８ｂはミラー３７ｂにより反射した第２画像光の光軸上に設けられる。また、偏光子３８ａ及び偏光子３８ｂは偏光方向が互いに直交となるように配される。
【００２２】
筐体２０において、画像光の光軸上には凸レンズ４０、４１ａ、４１ｂが適宜設けられる。凸レンズ４０は画像光生成部２１及びプリズムブロック３６の間に配される。凸レンズ４１ａはミラー３７ａ及び偏光子３８ａの間に、凸レンズ４１ｂはミラー３７ｂ及び偏光子３８ｂの間に、それぞれ配される。
【００２３】
駆動装置４５は支持棒３９ａ及び支持棒３９ｂをそれぞれ独立に回動する。制御部４７は、駆動装置４５による支持棒３９ａ及び支持棒３９ｂの回動量をそれぞれ独立に制御する。駆動装置４５及び制御部４７により、ミラー３７ａ及びミラー３７ｂは所望の回動量で独立して回動する。また、画像光生成部２１と、偏光子３８ａ〜３８ｂと、プリズムブロック３６と、支持棒３９ａ〜３９ｂと、凸レンズ４０、４１ａ〜４１ｂとは、図示しない取り付け部材により筐体２０に取り付けられる。
【００２４】
図１に戻って、偏光メガネ１３は、フレーム５０と、フレーム５０に取り付けられた偏光部材５１ａ及び偏光部材５１ｂとを有する。偏光部材５１ｂは、偏光部材５１ａの取り付け位置を第１位置３１ａ（図４参照）とみなしたときに、第２位置３１ｂ（図４参照）となる位置に取り付けられている。偏光部材５１ａの偏光方向は偏光子３８ａの偏光方向と平行であり、偏光部材５１ｂの偏光方向は偏光子３８ｂの偏光方向と平行である。偏光メガネ１３は、偏光部材５１ａ及び偏光部材５１ｂの並ぶ方向が偏光子３８ａ及び偏光子３８ｂの並ぶ方向となるように用いられる。
【００２５】
次に、本発明の作用について説明する。図１及び図２に示すように、画像２５（図３参照）をなす画像光は、画像光生成部２１から放たれる。図２及び図５に示すように、画像光生成部２１からの画像光は凸レンズ４０を介して、プリズムブロック３６に投射される。プリズムブロック３６は所定の位置に設けられているため、第１画像光は第１反射面３６ａにより反射され、第２画像光は第２反射面３６ｂにより反射される。こうして、プリズムブロック３６は、画像光生成部２１から放たれた画像光を第１画像光及び第２画像光に分離する。分離された第１画像光は、ミラー３７ａにより反射され、偏光子３８ａを透過した後、スクリーン１１上の所定の位置に投射される。同様にして、分離された第２画像光は、ミラー３７ｂにより反射され、偏光子３８ｂを透過した後、スクリーン１１上の所定の位置に投射される。
【００２６】
スクリーン１１には、第１画像２５ａ及び第２画像２５ｂを含む画像６０（図６参照）が映し出される。スクリーン１１を反射した第１画像光は偏光子３８ａを透過しているため、偏光部材５１ａを透過するものの、偏光部材５１ｂを透過しない。同様に、スクリーン１１を反射した第２画像光は偏光子３８ｂを透過しているため、偏光部材５１ｂを透過するものの、偏光部材５１ａを透過しない。更に、第１画像２５ａ及び第２画像２５ｂ（図３参照）がスクリーン１１上に映し出される位置は、駆動装置４５及び制御部４７により、第１位置３１ａ及び第２位置３１ｂ（図４参照）における両眼視差に基づいて調節されている。したがって、画像６０の反射光が偏光メガネ１３の偏光部材５１ａ及び５１ｂを透過することにより、立体視が可能となる。
【００２７】
本発明では、第１画像光を反射する第１反射面３６ａ及び第２画像光を反射する第２反射面３６ｂを有するプリズムブロック３６を画像光の反射部材として用いたため、反射部材の温度上昇に起因する各反射面の湾曲が抑えられる。したがって、本発明によれば、所定の画像をスクリーンに映す間における反射部材の姿勢の再調節の手間を省くことが可能となる。
【００２８】
上記実施形態では、板状の反射部材としてミラー３７ａ及びミラー３７ｂを用いたが、本発明はこれに限られず、図７に示すように、ミラー３７ａ及びミラー３７ｂに代えてプリズムブロック７１ａ及びプリズムブロック７１ｂを用いてもよい。また、図８に示すように、プリズムブロック３６、プリズムブロック７１ａ、及びプリズムブロック７１ｂを、同一形状に形成してもよい。
【００２９】
上記実施形態では、第１反射面３６ａ及び第２反射面３６ｂを有するプリズムブロック３６を用いたが、本発明はこれに限られず、図９に示すように、プリズムブロック３６に代えて、反射面７５ａと、反射面７５ｂと、反射面７５ａ及び７５ｂによって形成される稜線７５ｃを有するプリズム７５を用いてもよい。なお、図９において、ミラー３７ａ及びミラー３７ｂの代わりに、プリズムブロック７１ａ及びプリズムブロック７１ｂを用いてもよい。
【００３０】
なお、各プリズムによる反射は、図７に示すようなプリズムの外表面における反射でもよいし、図９に示すようなプリズム内部における全反射でもよい。
【００３１】
なお、画像光生成部２１としては、液晶表示装置など、公知の画像表示装置を用いてもよい。画像光生成部２１として液晶表示装置を用いる場合には、偏光子３８ａ、３８ｂのうちいずれか一方を省略し、他方の偏光子に代えて１／２板を設けてもよい。
【００３２】
上記実施形態では、プロジェクタ１２を立体視システム１０に用いたが、本発明はこれに限られず、図１０に示すように、駆動装置４５及び制御部４７（図２参照）を用いて、第１画像８０ａがスクリーン１１に映し出される位置、及び第２画像８０ｂがスクリーン１１に映し出される位置が互いに重ならないように調節してもよい。これにより、１つのスクリーン１１上に複数の画像を同時に映し出すことが可能になる。なお、同時に映し出される複数の画像は、一連のものであってもよいし、別々のものであってもよい。また、複数の画像は３つ以上でもよい。更に、上記実施形態では、スクリーン１１上において複数の画像をＡ方向に並べたが、本発明はこれに限られず、Ａ方向に直交する方向に複数の画像を並べてもよいし、Ａ方向及びＡ方向に直交する方向にそれぞれ複数の画像を並べてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０  立体視システム
１２  プロジェクタ
２１  画像光投射部
２２  光学系
３６、７１ａ、７１ｂ、７５  プリズムブロック
３６ａ、３６ｂ  反射面
【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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【図９】
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【図１０】
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