(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハーフミラーと、画像の光を前記ハーフミラーに向けて照射して反射させることによって、対象物に所定の画像を投影する投影手段と、前記ハーフミラーを介して前記対象物を撮像する撮像手段とにより構成される画像投影装置であって、
前記投影手段により照射された画像の光のうち、前記ハーフミラーを透過した透過光を反射させる反射面を有する凹面鏡と、
前記凹面鏡の反射面で反射した反射光を減衰させる第１の減衰面を有する減衰板とを有することを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
前記凹面鏡は、前記減衰板で反射した反射光を減衰させる第２の減衰面を有することを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項３】
前記第１の減衰面は、透過抑制コーティングがなされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記第１の減衰面は、更に、反射抑制コーティングがなされていることを特徴とする請求項３に記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記第２の減衰面は、透過抑制コーティングがなされていることを特徴とする請求項２に記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記第２の減衰面は、更に、反射抑制コーティングがなされていることを特徴とする請求項５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、対象物に画像を投影し、当該対象物を撮影する画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像投影装置として、対象物にパターンを投影する投影装置と、そのパターンが投影された対象物を撮影する投影装置とを一体化したものが存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような従来の画像投影装置２００は、図５に示すように、ハーフミラー２０１と、このハーフミラー２０１に向けて画像の光を照射して、ハーフミラー２０１で反射した反射光により対象物に所定の画像を投影する投影部２０２と、ハーフミラー２０１を介して対象物を撮像するカメラ２０３とを有する。投影部２０２によって照射された光は、一部がハーフミラー２０１において反射せずに透過する。平面状の光減衰フィルタ２０４は、この透過光の光軸に対して４５°傾けて配置されており、透過光を減衰させるが、一部は反射する。断面がコ字状の無反射体２０５は、光減衰フィルタ２０４によって反射した反射光が入射する位置に配置されており、当該反射光を吸収する。
【特許文献１】特開平９−５６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の画像投影装置２００では、光減衰フィルタ２０４及び無反射体２０５の配置位置は、ハーフミラー２０１を透過した透過光の光軸に応じて定められる。このため、画像投影装置の小型化には限界があった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、適切な構成により小型化を図った画像投影装置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】
【０００６】
本発明の画像投影装置は、ハーフミラーと、画像の光を前記ハーフミラーに向けて照射して反射させることによって、対象物に所定の画像を投影する投影手段と、前記ハーフミラーを介して前記対象物を撮像する撮像手段とにより構成されるものであり、前記投影手段により照射された画像の光のうち、前記ハーフミラーを透過した透過光を反射させる反射面を有する凹面鏡と、前記凹面鏡の反射面で反射した反射光を減衰させる第１の減衰面を有する減衰板とを有する。
【０００７】
この構成により、凹面鏡の反射面で反射した反射光は、狭い範囲に集光するようになるため、その集光位置に減衰板が配置されるようにすることで、減衰板を小型化して装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の画像投影装置は、前記凹面鏡が、前記減衰板で反射した反射光を減衰させる第２の減衰面を有する。
【０００９】
この構成により、減衰板で光が反射する場合においても、当該凹面鏡と減衰板との間で光の反射が繰り返されて、確実に光を減衰させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の画像投影装置は、前記第１の減衰面が、透過抑制コーティングがなされている。
【００１１】
また、本発明の画像投影装置は、前記第１の減衰面が、更に、反射抑制コーティングがなされている。
【００１２】
また、本発明の画像投影装置は、前記第２の減衰面が、透過抑制コーティングがなされている。
【００１３】
また、本発明の画像投影装置は、前記第２の減衰面が、更に、反射抑制コーティングがなされている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、画像投影装置を構成する部品の形状や配置を工夫して、装置の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態の画像投影装置について、図面を用いて説明する。図１は、本実施形態の画像投影装置の構成を示す図である。図１に示す画像投影装置１００は、ハーフミラー１０１、投影部１０２、カメラ１０３、凹面鏡１０４及び減衰板１０６によって構成される。
【００１６】
投影部１０２は、対象物に投影される画像に応じた光を照射する。ハーフミラー１０１は、この画像に応じた照射光の光軸に対して４５°傾けて配置されており、当該画像に応じた照射光を反射させる。ハーフミラー１０１によって反射した画像に応じた光は、図示しないスクリーン等の対象物に到達する。これにより、対象物には、画像が投影されることになる。
【００１７】
カメラ１０３は、ハーフミラー１０１を挟んで、画像が投影される対象物と対向する位置に配置されており、当該ハーフミラー１０１を介して、当愛対象物を撮像して、画像データを得る。
【００１８】
上述したように、投影部１０２によって照射された画像に応じた光は、ハーフミラー１０１で反射するが、その一部はハーフミラー１０１を透過する。凹面鏡１０４は、この透過光が到達する位置に配置されている。この凹面鏡１０４は、内面側の曲面ガラスに外面側の反射層としてのアルミニウムの層（図示せず）が蒸着等によって形成されることによって構成される。
【００１９】
ハーフミラー１０１を透過した透過光は、凹面鏡１０４によって反射する。凹面鏡１０４の反射面が曲面であるため、当該凹面鏡１０４で反射した反射光は、狭い範囲に集光するようになる。減衰板１０６は、水平板１０７及び垂直板１０８によって構成される。水平板１０７は、凹面鏡１０４で反射した反射光が集光する位置に配置されている。また、垂直板１０８は、水平板１０８のハーフミラー１０１から遠い方の端部に取り付けられている。
【００２０】
水平板１０７には、光減衰フィルタ１１０が構成されている。図２は、光減衰フィルタ１１０の断面図である。図２（ａ）に示す光減衰フィルタ１１０は、ガラス板１１１における光が入射する側の表面（以下、「上面」と称する）に光の透過を抑制する層（ＮＤコート）１１３が形成され、更に、当該ＮＤコート１１３の表面に光の反射を抑制する層（ＡＲコート）１１４が形成されている。また、ガラス板１１１における上面の対面（以下、「下面」と称する）には、光を反射させるアルミニウムの層（Ａｌコート）１１２が形成されている。
【００２１】
図２（ｂ）に示す光減衰フィルタ１１０は、ガラス板１１１の上面にＡｌコート１１２が形成され、当該ＡＬコート１１２の表面にＮＤコート１１３が形成され、更に、当該ＮＤコート１１３の表面にＡＲコート１１４が形成されている。
【００２２】
図２（ｃ）に示す光減衰フィルタ１１０は、ガラス板１１１の上面にＮＤコート１１３が形成され、ガラス板１１１の下面にＡｌコート１１２が形成されている。
【００２３】
図２（ｄ）に示す光減衰フィルタ１１０は、ガラス板１１１の上面にＡｌコート１１２が形成され、更に、当該Ａｌコート１１２の表面にＮＤコート１１３が形成されている。
【００２４】
光減衰フィルタ１１０に到達した光は、当該光減衰フィルタ１１０の表面で反射する反射光と、当該光減衰フィルタ１１０に入射して透過する透過光とに分かれる。透過光は、ＮＤコート１１３によって減衰した後、Ａｌコート１１２において反射し、更に、ＮＤコート１１３によって減衰した後、射出される。例えば、ＮＤコート１１３の透過率が０．３％であれば、このＮＤコート１１３から射出される光の光量は、当該ＮＤコート１１３に入射する透過光の光量の０．０００９％となる。光減衰フィルタ１１０から射出される光、すなわち、光減衰フィルタ１１０によって反射する反射光の光量は、表面で反射する反射光の光量と、ＮＤコート１１３から射出される光の光量との和となる。
【００２５】
光減衰フィルタ１１０によって反射した反射光は、凹面鏡１０４に向かう。凹面鏡１０４の内面における、光減衰フィルタ１１０によって反射した反射光が到達する位置には、光減衰フィルタ１０９が形成されている。
【００２６】
この光減衰フィルタ１０９は、例えば、上述した光減衰フィルタ１１０と同様の構成を有する。光減衰フィルタ１０９に到達した光は、減衰するが、一部が反射光となって光減衰フィルタ１１０に向かう。以後、光減衰フィルタ１０９と光減衰フィルタ１１０との間で光の反射が繰り返されて、徐々に光を減衰させることができる。
【００２７】
このように、画像投影装置１００では、ハーフミラー１１０を透過した透過光が到達する位置に凹面鏡１０４が配置されており、当該凹面鏡１０４の内面で反射した反射光が到達する位置に減衰板１０６が配置されている。凹面鏡１０４の内面で反射した反射光は、狭い範囲に集光するようになるため、その集光位置に配置される減衰板１０６は小さくて済み、画像装置１００の全体の小型化を図ることが可能となる。
【００２８】
図３は、投影部１０２の構成を示す図である。同図に示す投影部１０２は、超高圧水銀ランプ１５１、光インテグレータ１５２、偏光変換光学系１５３、視野レンズ１５４、ミラー１５５、ダイクロイックミラー１５６、ミラー１５７、液晶ライトバルブ１５８、偏光ビームスプリッタ１５９及び投射レンズ１６０により構成される。
【００２９】
超高圧水銀ランプ１５１は、光インテグレータ１５２に向けて光を照射する。光インテグレータ１５２は、この照射光を均質化する。偏光変換光学系１５３は、この均質化された光の偏光方向を揃える。偏光変換光学系１５３により偏光方向が揃えられた光は、視野レンズを介して、当該光の光軸に対して４５°傾けて配置されたミラー１５５で反射する。ミラー１５５における光の入射方向と反射方向とは直角をなす。
【００３０】
ミラー１５５で反射した反射光は、ダイクロイックミラー１５６に入射されて、赤、緑、青の三原色の光に分離される。これら三原色の各光は、直接に、あるいは、光の光軸に対して４５°傾けて配置されたミラー１５７を介して、それぞれ異なる液晶ライトバルブ１５８に入射する。各液晶ライトバルブ１５８には、入射される光の色に対応する画像が形成されており、これらによって変調された画像の光は、偏光ビームスプリッタ１５９によって合成され、更に、投射レンズ１６０に入射し、当該投射レンズ１６０から照射される。
【００３１】
図３に示す投影部１０２は、超高圧水銀ランプ１５１の光の照射方向と投射レンズ１６０の光の照射方向とが互いに反対方向となっており、超高圧水銀ランプ１５１の照射光は、ミラー１５５及び１５７、ダイクロイックミラー１５６、及び、偏光ビームスプリッタ１５９によって方向が反転されて、投射レンズ１６０に入射し、照射される。
【００３２】
この投影部１０２の構成は、図６に示す投影部２０２の構成と比較すると、光の照射方向の奥行が短くなっている。一方、投影部１０２の光の照射方向とは直角をなす方向の長さは、投影部２０２よりも長くなる。
【００３３】
しかし、画像投影装置全体として考えた場合、図４に示すように、画像投影装置１００において、投影部１０２の光の照射方向とは直角をなす方向に光軸を有するカメラ１０３が配置され、一方、図７に示すように、従来の画像投影装置２００においても同様に、投影部２０２の光の照射方向とは直角をなす方向に光軸を有するカメラ２０３が配置される。このため、画像投影装置１００及び従来の画像投影装置２００のいずれも、投影部の光の照射方向とは直角をなす方向は、カメラの設置スペースを確保するための長さが必要であり、同一である。従って、画像投影装置１００は、投影部１０２の構成が光の照射方向の奥行が短くなる分だけ、小型化される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上、説明したように、本発明に係る画像投影装置は、装置の小型化を図ることができ、画像投影装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】画像投影装置の構成を示す図である。
【図２】光減衰フィルタの断面図である。
【図３】投影部の構成を示す図である。
【図４】画像投影装置の外形を示す図である。
【図５】従来の画像投影装置の構成を示す図である。
【図６】従来の投影部の構成を示す図である。
【図７】従来の画像投影装置の外形を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００  画像投影装置
１０１  ハーフミラー
１０２  投影部
１０３  カメラ
１０４  凹面鏡
１０６  減衰板
１０９、１１０  光減衰フィルタ
１１１  ガラス板
１１２  Ａｌコート
１１３  ＮＤコート
１５１  超高圧水銀ランプ
１５２  光インテグレータ
１５３  偏光変換光学系
１５４  視野レンズ
１５５、１５７
１５６  ダイクロイックミラー
１５８  液晶ライトバルブ
１５９  偏光ビームスプリッタ
１６０  投射レンズ
【図１】
0004830398.tif 000002
【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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