(57)【要約】【課題】１つの走査ミラー駆動装置を使って２つの画像を形成することができるプロジェクタを提供する。【解決手段】ハーフミラーＨＭによって分けられた２つの光が、走査ミラーＳＭの表面および裏面のそれぞれに入射し、それぞれの面で反射する。これによれば、１つの走査ミラーの駆動装置によって、表側および裏側のそれぞれに鏡面が設けられた走査ミラーＳＭを駆動することができるため、２つのスクリーンＳＲ１およびＳＲ２のそれぞれに同時に同一の画像を形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から発せられた光を一方の光と他方の光とに分けるビームスプリッターと、
前記一方の光および他方の光のうちの少なくともいずれか一方の進路を変更する少なくとも１以上のミラーと、
前記一方の光が入射し該一方の光を反射する一の鏡面と、前記他方の光が入射し該他方の光を反射する他の鏡面とを有する走査ミラーとを備えた、プロジェクタ。
【請求項２】
前記光源は、赤色光を発する赤色光源、緑色光を発する緑色光源、および青色光を発する青色光源を含み、
前記赤色光、前記緑色光、および前記青色光が合成された光が前記ビームスプリッターに入射する、請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記ビームスプリッターがハーフミラーであり、
前記一方の光が、前記ハーフミラーを透過した後、前記一の鏡面に入射し、
前記他方の光が、前記ハーフミーで反射し、その後、前記少なくとも１以上のミラーで反射した後、前記他の鏡面に入射する、請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
第１の光源と、
第２の光源と、
前記第１の光源から出射された光が入射する一の鏡と、前記第２の光源から出射された光が入射する他の鏡とを有する走査ミラーと、
前記一の鏡面で反射した光が入射し、その光を反射する第１のミラーと、
前記他の鏡面で反射した光が入射し、その光を反射する第２のミラーとを備えた、プロジェクタ。
【請求項５】
前記第１の光源は、第１の赤色光を発する第１の赤色光源、第１の緑色光を発する第１の緑色光源、および第１の青色光を発する第１の青色光源を含み、
前記第２の光源は、第２の赤色光を発する第２の赤色光源、第の２緑色光を発する第２の緑色光源、および第２の青色光を発する第２青色光源を含み、
前記第１の赤色光、前記第１の緑色光、および前記第１の青色光が合成された光が前記一の鏡面に入射し、
前記第２の赤色光、前記第２の緑色光、および前記第２の青色光が合成された光が前記他の鏡面に入射する、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、スクリーン上に画像を投射することができるプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スクリーン上に画像を投射することが可能なプロジェクタが用いられている。プロジェクタには、走査ミラーに光を入射させ、走査ミラーで反射した光をスクリーン上で走査することによって、画像をスクリーン上に映し出すプロジェクタがある。このプロジェクタによれば、走査ミラーの高速動作によって画像の生成が実現されている。
【特許文献１】特開２００５−１７３０９７号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記走査ミラーを用いるプロジェクタによれば、平板状の走査ミラーの一方の主表面上に設けられた鏡のみが用いられるため、１つの走査ミラーによっては１つの画像しか形成することができない。また、走査ミラーの振り幅には限界があるため、画像をこれ以上大きくすることができない。前述の問題を解決するために、複数の走査ミラーを用いると、走査ミラー駆動装置の構造が複雑になるとともに、プロジェクタが大きくなってしまう。
【０００４】
本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであり、その一の目的は、１つの走査ミラー駆動装置を使って２つの画像を形成することである。
【０００５】
また、本発明の他の目的は、走査ミラー駆動装置の振り幅、すなわち走査幅を大きくすることなく、１つの走査ミラー駆動装置を使って大きな画像を形成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の局面のプロジェクタは、光源と、光源から発せられた光を一方の光と他方の光とに分けるビームスプリッターと、一方の光および他方の光のうちの少なくともいずれか一方の進路を変更する少なくとも１以上のミラーと、一方の光が入射し該一方の光を反射する一の鏡面と、他方の光が入射しその他方の光を反射する他の鏡面とを有する走査ミラーとを備えている。
【０００７】
上記の構成によれば、走査ミラーの一の鏡面および他の鏡面の双方を用いることにより、１つの走査ミラー駆動装置によって２つのスクリーン上に同一の画像を同時に投射することができる。
【０００８】
また、前述の光源は、赤色光を発する赤色光源、緑色光を発する緑色光源、および青色光を発する青色光源を含み、赤色光、緑色光、および青色光が合成された光がビームスプリッターに入射してもよい。これによれば、カラー画像を表示することができる。
【０００９】
また、ビームスプリッターがハーフミラーであり、一方の光が、ハーフミラーを透過した後、一の鏡に入射し、他方の光が、ハーフミーで反射し、その後、少なくとも１以上のミラーで反射した後、他の鏡面に入射してもよい。これによれば、極めて簡単な構造で前述のプロジェクタを実現することができる。
【００１０】
本発明の他の局面のプロジェクタは、第１の光源と、第２の光源と、第１の光源から出射された光が入射する一の鏡面と、第２の光源から出射された光が入射する他の鏡とを有する走査ミラーと、一の鏡で反射した光が入射し、その光を反射する第１のミラーと、他の鏡面で反射した光が入射し、その光を反射する第２のミラーとを備えている。
【００１１】
上記の構成によれば、１つの走査ミラー駆動装置を用いて２種類の画像を２つのスクリーン上に投射することができる。
【００１２】
また、第１の光源が、第１の赤色光を発する第１の赤色光源、第１の緑色光を発する第１の緑色光源、および第１の青色光を発する第１の青色光源を含んでおり、第２の光源が、第２の赤色光を発する第２の赤色光源、第の２緑色光を発する第２の緑色光源、および第２の青色光を発する第２青色光源を含んでおり、第１の赤色光、第１の緑色光、および第１の青色光が合成された光が前記走査ミラーの表面に入射し、第２の赤色光、第２の緑色光、および第２の青色光が合成された光が走査ミラーの裏面に入射してもよい。これによれば、カラー画像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態のプロジェクタを説明する。
（実施の形態１）
まず、図１〜図８を用いて、本発明の実施の形態１のプロジェクタを説明する。
【００１４】
図１に示されるように、本実施の形態のプロジェクタＰＪは、赤色光源Ｒ、緑色光源Ｇ、および青色光源Ｂからなる光源を有している。また、本実施の形態のプロジェクタＰＪは、ダイクロイックミラーＤＭ１およびＤＭ２を有している。さらに、本実施の形態のプロジェクタＰＪは、ハーフミラーＨＭ、固定ミラーＦＭ１、固定ミラーＦＭ２、および走査ミラーＳＭを有している。
【００１５】
赤色光源Ｒから出射された光は、ダイクロイックミラーＤＭ１およびＤＭ２を透過しハーフミラーＨＭに至る。ただし、赤色光源Ｒから出射された光は、ダイクロイックミラーＤＭ１およびＤＭ２のそれぞれにおいて減衰している。つまり、ダイクロイックミラーＤＭ１およびＤＭ２のそれぞれの赤色光源Ｒの透光率は１００％ではない。
【００１６】
また、緑色光源Ｇから出射された光はダイクロイックミラーＤＭ１において反射する。つまり、ダイクロイックミラーＤＭ１は、赤色の光は透過するが、緑色の光は反射するミラーである。ダイクロイックミラーＤＭ１で反射された緑色の光は、ダイクロイックミラーＤＭ２を透過する。ただし、ダイクロイックミラーＤＭ２を透過するときに緑色の光は減衰している。つまり、ダイクロイックミラーＤＭ２の緑色の透過率は１００％ではない。
【００１７】
また、青色光源Ｂから出射された光はダイクロイックミラーＤＭ２で反射する。つまり、ダイクロイックミラーＤＭ２は、赤色の光および緑色の光を透過するが、青色の光を反射するミラーである。したがって、赤色光源Ｒから発せられた光、緑色光源Ｇから発せられた光、および青色光源Ｂから発せられた光は、ハーフミラーＨＭに入射するときには、既に重ね合わせられている。
【００１８】
なお、本実施の形態のプロジェクタにおいては、制御装置が、赤色光源Ｒから出射される光、緑色光源Ｇから出射される光、および青色光源Ｂから出射される光のそれぞれ強度を調整することによって、各画素の色を決定している。
【００１９】
また、本実施の形態においては、所定量の光だけがハーフミラーＨＭを透過し、走査ミラーＳＭの表面に設けられた鏡面に至る。一方、所定量以外の光は、ハーフミラーＨＭで反射し固定ミラーＦＭ１に至る。固定ミラーＦＭ1は、固定ミラーＦＭ２に向かって光を反射する。また、固定ミラーＦＭ２は、走査ミラーＳＭの裏面に設けられた鏡面に向かって光を反射する。
【００２０】
つまり、ハーフミラーＨＭによって分けられた２つの光は、それぞれ、走査ミラーＳＭの表側の鏡面および裏側の鏡面に入射する。
【００２１】
走査ミラーＳＭの表側の鏡面で反射した光はプロジェクタＰＪから外部に出射され、スクリーンＳＲ１上に入射する。これにより、走査ミラーＳＭが走査されれば、スクリーンＳＲ１上に画像が形成される。
【００２２】
一方、走査ミラーＳＭの裏側の鏡面で反射した光はスクリーンＳＲ２に至る。走査ミラーＳＭの走査によって、スクリーンＳＲ１上に画像が形成されているのと同じタイミングにおいて、スクリーンＳＲ２上にもスクリーンＳＲ１上に形成された画像と同一の画像が形成される。
【００２３】
スクリーンＳＲ１およびスクリーンＳＲ２のそれぞれにおいては、同一の種類の画像が形成されるが、それらの画像の大きさは、走査ミラーＳＭの鏡面からスクリーンＳＲ１までの距離Ｄ１と走査ミラーＳＭの鏡面からスクリーンＳＲ２までの距離Ｄ２との比率に応じて異なっている。つまり、走査ミラーＳＭの鏡面からスクリーンまでの距離が近いほど、スクリーン上には小さな画像が形成され、走査ミラーＳＭの鏡面からの距離が遠いほど、スクリーン上には大きな画像が形成される。
【００２４】
なお、走査ミラーＳＭは、図２および図３に示すように、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれ周りに自在に傾きを変えることが可能な二次元走査ミラーである。ほぼ円形の鏡面が平板状の走査ミラーＳＭの表面および裏面のそれぞれに設けられている。また、円形の鏡面を支持する回転軸ｘおよびｙが、それぞれ、Ｘ軸およびＹ軸に沿って延びている。回転軸ｘおよびｙが軸受けに挿入されている。また、走査ミラーＳＭの上下および左右には、磁石のＳ極およびＮ極が設けられている。また、コイル等に電流が流れる。それにより形成された磁力によって、走査ミラーＳＭの２つの鏡面は、それぞれ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向まわりに傾きを変える。
【００２５】
また、スクリーンＳＲ１およびＳＲ２上における走査線が、図４および図５に示されている。図４は、大きな画像が形成される場合における走査線を示している。一方、図５は、小さな画像が形成される場合における走査線を示している。本実施の形態においては、同一の駆動装置によって駆動される走査ミラーＳＭの表面および裏面のそれぞれで反射した光の走査が行われるため、スクリーンＳＲ１およびＳＲ２上での走査線の動きは図４および図５に示されるように同一である。
【００２６】
また、スクリーンＳＲ１およびＳＲ２に映される画像が図６および図７に示されている。図６および図７から分かるように、２つの画像の内容は同一であるが、画像の大きさが異なっている。前述したように、走査ミラーＳＭの鏡面からスクリーンまでの距離が大きければ、図６に示されるように、大きな画像が形成され、走査ミラーＳＭの鏡面からスクリーンまでの距離が小さければ、図７に示されるように、小さな画像が形成される。
【００２７】
上記本実施の形態のプロジェクタによれば、１つの走査ミラー駆動装置を用いて、同一種類の画像を２つのスクリーン上に投射することができる。これによれば、たとえば、プロジェクタを用いて多数の視聴者に何らかの事項を説明する場合において、相対的に大きな画像を多数の視聴者のためのスクリーン上に形成し、同時に、説明者の近傍のスクリーン上に相対的に小さな画像を形成することができる。そのため、説明者は、相対的に遠くに位置する大きな画像を見ることなく、相対的に近くに位置する小さな画像を見ながら、視聴者に対する説明を行うことができる。
【００２８】
また、図１に示されるプロジェクタにおいては、カラー画像を表示するために、青色光源、赤色光源、および緑色光源からなる３つの光源が用いられているが、本発明は、図８に示されるように、１つの光源Ｌのみが設けられているプロジェクタにも適用され得る。これによれば、モノトーン画像がスクリーンＳＲ１およびＳＲ２のそれぞれに形成される。
【００２９】
また、本実施の形態においては、本発明のビームスプリッターとしてハーフミラーが用いられているが、１つの光が２つに分けられるビームスプリッターであれば、いかなるビームスプリッターが用いられてもよい。また、２つに分けられた光をそれぞれどのようにして走査ミラーＳＭの表側の鏡面および裏側の鏡面に入射させるかは、発明の本質ではないため、いかなる手段によって達成されてもよい。本実施の形態においては、固定ミラーＦＭ１およびＦＭ２が用いられているが、さらに別のミラーが用いられてもよい。また、２つの分けられた光のうちの一方のみの進路を変えるのではなく、分けられた光のうちのそれぞれの進路が変更されて、走査ミラーＳＭの表側の鏡面および裏側の鏡面の双方に入射されてもよい。要するに、同一光源から出射され、２つに分けられた光が、それぞれ、走査ミラーＳＭの表側の鏡面および裏側の鏡面に入射すればよい。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、板状体の表面および裏面のそれぞれに設けられた２枚の鏡面が用いられているが、Ｖ字型の外側の２つの面のそれぞれに設けられた２枚の鏡面が用いられて、２つの画像が形成されてもよい。
【００３１】
（実施の形態２）
次に、図９〜図１４を用いて実施の形態２のプロジェクタＰＪを説明する。
【００３２】
本実施の形態のプロジェクタＰＪは、赤色光を発する赤色光源Ｒ１およびＲ２、緑色の光を発する緑色光源Ｇ１およびＧ２、ならびに、青色の光を発する青色光源Ｂ１およびＢ２を備えている。
【００３３】
また、本実施の形態のプロジェクタは、実施の形態１において説明されたダイクロイックミラーの機能と同様の機能を有するダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２、ＤＭ３、およびＤＭ４を備えている。また、本実施の形態のプロジェクタＰＪは、表面および裏面のそれぞれに鏡が設けられている走査ミラーＳＭを有している。また、本実施の形態のプロジェクタＰＪは、固定ミラーＦＭ１およびＦＭ２を備えている。赤色光源Ｒ１から発せられた光は、ダイクロイックミラーＤＭ１およびＤＭ２を透過して、走査ミラーＳＭの表面に至る。また、緑色光源Ｇ１から発せられた光はダイクロイックミラーＤＭ１で反射してダイクロイックミラーＤＭ２を透過し、走査ミラーＳＭの表面に至る。また、青色光源Ｂ１から発せられた光はダイクロイックミラーＤＭ２で反射して走査ミラーＳＭの表面に至る。
【００３４】
赤色光源Ｒ１から発せられた光、緑色光源Ｇ１から発せられた光、および青色光源Ｂ１から発せられた光は、１つに重なり走査ミラーＳＭの表面で反射し、固定ミラーＦＭ１に至る。また、固定ミラーＦＭ１で反射した光はスクリーンＳＲ１上に至る。
【００３５】
一方、赤色光源Ｒ２から発せられた光は、ダイクロイックミラーＤＭ３およびＤＭ４を透過して走査ミラーＳＭの裏面に至る。緑色光源Ｇ２から発せられた光はダイクロイックミラーＤＭ３で反射してダイクロイックミラーＤＭ４を透過し走査ミラーＳＭの裏面に至る。また、青色光源Ｂ２から発せられた光はダイクロイックミラーＤＭ４で反射して走査ミラーＳＭの裏面に至る。
【００３６】
赤色光源Ｒ２から発せられた光、緑色光源Ｇ２から発せられた光、および青色光源Ｂ２から発せられた光は、１つに重ねられて走査ミラーＳＭの裏面に至る。走査ミラーＳＭの裏面で反射した光は、固定ミラーＦＭ２に至る。その後、固定ミラーＦＭ２で反射した光はスクリーンＳＲ２に至る。
【００３７】
また、走査ミラーＳＭは、上記実施の形態１の走査ミラーと同様の構造を有する二次元走査ミラーである。したがって、図１０および図１１のそれぞれ示されるように、２つの画面上で走査ミラーＳＭの表面で反射した光と走査ミラーＳＭの裏面で反射した光のそれぞれが独立して走査される。図１０および図１１のうちのいずれのような形態で画像が投射されるかは、走査ミラーを水平面に平行に置き反射光を走査するか、または、走査ミラーを鉛直面に平行に置き反射光を走査するかによって異なる。なお、図１０および図１１に示される走査線は、本実施の形態では、異なる位置で、同一の軌跡を描いているものとする。
【００３８】
本実施の形態のプロジェクタＰＪによれば、走査ミラーＳＭの表側の鏡面に入射する光によって形成される画像と走査ミラーＳＭの裏側の鏡面に入射する光によって形成される画像とが異なるように、それぞれの光源が制御さると、図１２および図１３に示すように、スクリーンＳＲ１およびＳＲ２に異なる画像を同時に映し出すことができる。したがって、これらの異なる２つの画像が一体となって大きな１つの画像を形成することができる。これによれば、走査ミラーＳＭの振り幅を大きくすることなく、大きな画像を形成することができる。
【００３９】
なお、上記本実施の形態のプロジェクタＰＪは、カラー画像を表示するために、赤色光源、緑色光源、および青色光源が用いられているが、モノトーン画像が表示される場合には、図１４に示すように、光源Ｌ１およびＬ２のような白色光源が設けられ、光源Ｌ１から出射した光が走査ミラーＳＭの表面に入射し、光源Ｌ２から出射した光が走査ミラーＳＭの裏面に入射するようなプロジェクタであっても、１つの走査ミラーで振り幅を大きくすることなく大きな画像を形成することができる。また、白色光源の代わりに、ある特定の波長の光が出射される光源が用いられてもよい。
【００４０】
また、上記各実施の形態において用いられている固定ミラーＦＭ１およびＦＭ２は、それぞれ、制御されて姿勢を変化するミラーに置き換えられてもよい。これによれば、２つの画像を投射するスクリーンの位置に応じて、２つの画像を適正に投射することができる。
【００４１】
また、本実施の形態においても、板状体の表面および裏面のそれぞれに設けられた２枚の鏡面が用いられているが、Ｖ字型の外側の２つの面のそれぞれに設けられた２枚の鏡面が用いられて、２つの画像が形成されてもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施の形態１のプロジェクタの光学系を示す図である。
【図２】走査ミラーの正面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】相対的に大きな画像が形成される場合の走査線の軌跡を説明するための図である。
【図５】相対的に小さな画像が形成される場合の走査線の軌跡を説明するための図である。
【図６】相対的に大きな画像が形成されることを説明するための図である。
【図７】相対的に小さな画像が形成されることを説明するための図である。
【図８】実施の形態１のプロジェクタの変形例を説明するための図である。
【図９】実施の形態２のプロジェクタの光学系を説明するための図である。
【図１０】走査方向に沿って並んで２つの画像が形成されることを説明するための図である。
【図１１】走査方向とは垂直な方向に沿って並んで２つの画像が形成されることを説明するための図である。
【図１２】２つの画像が横に並んで形成される場合を説明するための図である。
【図１３】２つの画像が縦に並んで形成される場合を説明するための図である。
【図１４】実施の形態２のプロジェクタの変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２，Ｌ１，Ｌ２  光源、ＤＭ１，ＤＭ２，ＤＭ３，ＤＭ４  ダイクロイックミラー、ＨＭ  ハーフミラー、ＦＭ１，ＦＭ２  固定ミラー、ＳＭ  走査ミラー、ＳＲ１，ＳＲ２  スクリーン。
【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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【図１１】
2008083110.tif 000013
【図１２】
2008083110.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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