(57)【要約】【課題】薄型化を実現可能な構成において高品質な画像を得るための調整を容易に行うことを可能とする投写光学系、及び薄型な構成にでき、かつ高品質な画像を表示することが可能なプロジェクタを提供すること。【解決手段】投写光の光路に配置された光学要素である第２ミラー１４等を有し、投写光の光路外に設定された調整軸である光軸ＡＸに沿って調整用ビームを進行させ、投写光の光路以外の位置に配置された調整用反射部５４における反射により調整用ビームを調整軸上の目標位置である出射部５２へ入射させるように調整用反射部５４を移動又は回転させる場合に、第２ミラー１４は、調整用反射部５４の移動に連動して移動させることによる位置調整、又は調整用反射部５４の回転に連動して回転させることによる傾き調整がなされる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投写光の光路に配置された光学要素を有し、
前記投写光の光路外に設定された調整軸に沿って調整用ビームを進行させ、前記投写光の光路以外の位置に配置された調整用反射部における反射により前記調整用ビームを前記調整軸上の目標位置へ入射させるように前記調整用反射部を移動又は回転させる場合に、
前記光学要素は、前記調整用反射部の移動に連動して移動させることによる位置調整、又は前記調整用反射部の回転に連動して回転させることによる傾き調整がなされることを特徴とする投写光学系。
【請求項２】
前記調整用反射部は、前記調整軸に直交する二次元方向へ移動可能、かつ前記二次元方向において互いに直交する２つの軸のそれぞれを中心として回転可能であることを特徴とする請求項１に記載の投写光学系。
【請求項３】
反射により前記調整用ビームを折り曲げる折り曲げ用反射部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の投写光学系。
【請求項４】
前記光学要素及び前記調整用反射部は、一体として配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項５】
前記光学要素は、前記調整軸に平行な方向へ移動させることによる位置調整、及び前記調整軸に平行な軸を中心として回転させることによる傾き調整の少なくとも一方がなされることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項６】
前記投写光を出射させる光学要素である投写レンズと、
前記投写レンズからの前記投写光を折り曲げる光学要素である第１ミラーと、
前記第１ミラーからの前記投写光を広角化させる光学要素である第２ミラーと、を有し、
前記投写レンズ、前記第１ミラー及び前記第２ミラーのうちの少なくとも１つは、前記調整用反射部の移動に連動して移動させることによる位置調整、又は前記調整用反射部の回転に連動して回転させることによる傾き調整がなされることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項７】
前記第２ミラーは、前記調整用反射部の移動に連動して移動させることによる位置調整、及び前記調整用反射部の回転に連動して回転させることによる傾き調整がなされることを特徴とする請求項６に記載の投写光学系。
【請求項８】
反射により前記調整用ビームを折り曲げ、かつ回転可能な折り曲げ用反射部を有し、
前記第１ミラーは、前記折り曲げ用反射部の回転に連動して回転させることによる傾き調整がなされ、
前記第２ミラーは、前記調整用反射部の移動に連動して移動させることによる位置調整がなされることを特徴とする請求項６に記載の投写光学系。
【請求項９】
前記調整用ビームは、前記調整軸上に配置された調整用ビーム供給部により供給されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項１０】
前記調整用反射部は、
前記調整用ビームを通過させる開口部が設けられた板部と、
前記開口部を通過した前記調整用ビームを反射させるミラー部と、を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項１１】
前記板部は、前記調整用ビームを吸収する光吸収部材を備えることを特徴とする請求項１０に記載の投写光学系。
【請求項１２】
前記調整用ビームの一部を分岐させる光分岐部からの前記調整用ビームを前記目標位置へ入射させるように前記調整用反射部を移動又は回転させることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項１３】
前記投写光を前記光学要素の光軸から特定の側へシフトさせて進行させることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項１４】
前記調整軸は、前記光軸であることを特徴とする請求項１３に記載の投写光学系。
【請求項１５】
前記光学要素は、偏心光学系を構成することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項１６】
前記目標位置を含む面のうち前記目標位置へ入射する前記調整用ビームの光量が最大となるように、前記調整用反射部を移動又は回転させることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項１７】
前記目標位置を含む面のうち少なくとも前記目標位置において前記調整用ビームを検出する検出部を有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項１８】
画像信号に応じて変調された光を、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の投写光学系を用いて投写させることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写光学系及びプロジェクタ、特に、プロジェクタに用いられる投写光学系の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リアプロジェクタの薄型化を図るために、例えば、スクリーンに対して斜めに投写光を入射させる光学系や、レンズとミラーとを組み合わせた光学系、光軸から特定の側へ投写光をシフトさせるシフト光学系を採用する構成が提案されている。プロジェクタにより高品質な画像を得るためには、投写光学系を構成する各光学要素がいずれも正確な位置及び傾きで配置されることが望まれる。鏡筒に複数のレンズが組み込まれた従来の投写光学系の場合、鏡筒内に各レンズを配置する通常の機械精度により、十分な光学性能を確保することが可能である。リアプロジェクタの薄型化を図る場合、従来の投写光学系と比較して光学要素同士の間隔が大きくなる上、投写光を広角化させるミラー等が光軸から離れた位置に配置されることとなる。この場合、各光学要素を配置する僅かな誤差によって与えられる光学性能への影響が大きくなる。投写光学系は、薄型化を実現するための構成とする場合、通常の機械精度による組立てのみによって十分な光学性能を確保することが非常に難しくなる。例えば、特許文献１には、薄型化を実現可能とする投写光学系において光学調整を行うための技術が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５０７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に提案されている技術では、投写光を用いて表示されるテスト用画像を評価しながら、各光学要素の位置及び傾きの微調整を行う。当該技術では、三次元空間での位置調整、及び傾き調整を全ての光学要素について行う必要があるために、調整すべきパラメータが非常に多い。全ての光学要素の位置及び傾きの調整を行うためには、大掛かりな調整装置も必要となる。また、各光学要素の位置ずれ及び傾きずれは投写光学系の光学性能に対して複雑に影響し合うため、テスト用画像の状態からいずれの光学要素をどのように調整すべきかを判断することも非常に困難である。例えば、テスト用画像のぼけが少なく良好な状態と判断した場合であっても、全ての光学要素が正確に調整された最良な状態にまでは至っていないということもあり得る。よって、従来の技術によると、高品質な画像を得るための調整に必要な時間及びコストが増大してしまうという問題が生じる。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、薄型化を実現可能な構成において高品質な画像を得るための調整を容易に行うことを可能とする投写光学系、及びその投写光学系を用いることにより薄型な構成にでき、かつ高品質な画像を表示することが可能な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】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、投写光の光路中に配置された光学要素を有し、投写光の光路外に設定された調整軸に沿って調整用ビームを進行させ、投写光の光路以外の位置に配置された調整用反射部における反射により調整用ビームを調整軸上の目標位置へ入射させるように調整用反射部を移動又は回転させる場合に、光学要素は、調整用反射部の移動に連動して移動させることによる位置調整、又は調整用反射部の回転に連動して回転させることによる傾き調整がなされることを特徴とする投写光学系を提供することができる。
【０００６】
投写光の光路外において調整軸を設定することにより、光学要素とは異なる位置に設置された調整用反射部を用いて光学要素の位置調整及び傾き調整を行うことが可能となる。調整用反射部は、設定された調整軸と光学要素との位置関係を基に、予め光学要素に連結させて設けることができる。光学要素の調整に先立ち、投写光学系の各光学要素は、通常の機械精度で配置できる。光学要素の位置調整は、調整用反射部へ調整用ビームを入射させるように調整用反射部を平行移動させることにより行う。光学要素の位置のずれは、調整用反射部へ入射する調整用ビームのずれによって明確に認識することができる。また、光学要素の傾き調整は、調整用反射部で反射した光を調整軸上の目標位置、例えば調整用ビームの出射部へ入射させるように調整用反射部を回転させることにより行う。光学要素の傾きのずれは、目標位置からの調整用ビームのずれによって明確に認識できる。光学要素の位置ずれ、傾きずれの調整は、調整用ビームのスポットを目標位置へ追い込むことにより的確に行うことができる。以上により、光学要素の位置調整及び傾き調整を容易かつ迅速に行うことができる。特に、投写光を光軸からシフトさせるシフト光学系や、光軸を持たない偏心光学系において、容易な調整によって良好な光学性能を得ることができる。これにより、薄型化を実現可能な構成において高品質な画像を得るための調整を容易に行うことが可能な投写光学系を得られる。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様としては、調整用反射部は、調整軸に直交する二次元方向へ移動可能、かつ二次元方向において互いに直交する２つの軸のそれぞれを中心として回転可能であることが望ましい。本態様では、光学要素は、調整軸に直交する二次元方向についての位置調整と、２つの軸のそれぞれを中心として回転させることによる傾きの調整がなされる。光学要素の調整軸方向の位置ずれ、及び調整軸を中心とする回転による傾きずれに対しては、調整用ビームを用いる以外の他の手法により容易に対処可能である。よって、容易かつ十分な調整を可能とし、良好な光学性能を得ることができる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様としては、反射により調整用ビームを折り曲げる折り曲げ用反射部を有することが望ましい。折り曲げ用反射部で調整用ビームを折り曲げることにより、光学要素間で投写光を折り返す投写光学系において、良好な光学性能を得るための調整を行うことができる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様としては、光学要素及び調整用反射部は、一体として配置されることが望ましい。これにより、調整用反射部の移動に連動して光学要素を移動させ、かつ調整用反射部の回転に連動して光学要素を回転させることができる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様としては、光学要素は、調整軸に平行な方向へ移動させることによる位置調整、又は調整軸に平行な軸を中心として回転させることによる傾き調整の少なくとも一方がなされることが望ましい。これにより、光学要素の調整軸方向の位置ずれ、及び調整軸に平行な軸を中心とする回転による傾きずれの少なくとも一方を修正することができる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様としては、投写光を出射させる光学要素である投写レンズと、投写レンズからの投写光を折り曲げる光学要素である第１ミラーと、第１ミラーからの投写光を広角化させる光学要素である第２ミラーと、を有し、投写レンズ、第１ミラー及び第２ミラーのうちの少なくとも１つは、調整用反射部の移動に連動して移動させることによる位置調整、又は調整用反射部の回転に連動して回転させることによる傾き調整がなされることが望ましい。投写光学系は、投写レンズ、第１ミラー、第２ミラーを用いることで、薄型化を図れる。また、投写レンズ、第１ミラー及び第２ミラーのうちの少なくとも１つの位置又は傾き調整を行うことで、良好な光学特性を確保することができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、第２ミラーは、調整用反射部の移動に連動して移動させることによる位置調整、及び調整用反射部の回転に連動して回転させることによる傾き調整がなされることが望ましい。投写レンズが設けられる位置から供給された調整用ビームを用いることで、投写レンズと第２ミラーとの相対位置及び傾きを正確に調整できる。例えば、投写レンズは、予め光学エンジン部との正確な軸合わせが可能である。この場合、投写光学系は、投写レンズを基準とする第２ミラーの高精度な位置調整及び傾き調整を可能とすることで、投写光学系全体として良好な光学特性を確保することができる。調整用ビームを用いることにより、投写レンズと第２ミラーとの間に第１ミラーが介在する構成に対しても、容易かつ正確に調整を行うことが可能である。よって、投写光学系の調整に必要な時間及びコストを低減でき、かつ良好な光学特性を確保することができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、反射により調整用ビームを折り曲げ、かつ回転可能な折り曲げ用反射部を有し、第１ミラーは、折り曲げ用反射部の回転に連動して回転させることによる傾き調整がなされ、第２ミラーは、調整用反射部の移動に連動して移動させることによる位置調整がなされることが望ましい。投写レンズを基準として第１ミラーの傾き及び第２ミラーの位置を調整することにより、投写光学系は、高品質な画像を得るための調整を行うことができる。第１ミラーについては傾き調整のための機構、第２ミラーについては位置調整のための機構をそれぞれ設ければ良い。傾き調整のための機構と位置調整のための機構とを別々に設置することで、それぞれの機構を簡易な構成とすることが可能となる。これにより、簡易な調整機構を用いることができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様としては、調整用ビームは、調整軸上に配置された調整用ビーム供給部により供給されることが望ましい。これにより、調整軸に沿って進行可能な調整用ビームを供給することができる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様としては、調整用反射部は、調整用ビームを通過させる開口部が設けられた板部と、開口部を通過した調整用ビームを反射させるミラー部と、を備えることが望ましい。開口部を通過した調整用ビームのみをミラー部で反射させる構成とすることで、光学要素の位置ずれを正確に検出することができる。また、ミラー部で反射した後開口部を通過した調整用ビームのみを調整用反射部から出射させる構成とすることで、光学要素の傾きずれを正確に検出することができる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様としては、板部は、調整用ビームを吸収する光吸収部材を備えることが望ましい。板部により遮蔽された調整用ビームは、光吸収部材に吸収される。板部で遮蔽された調整用ビームの反射を確実に無くすことにより、光学要素の位置調整及び傾き調整の精度を高めることができる。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様としては、調整用ビームの一部を分岐させる光分岐部からの調整用ビームを目標位置へ入射させるように調整用反射部を移動又は回転させることが望ましい。光分岐部を用いることにより、調整用ビームの出射部以外の位置に設定された目標位置にて調整用ビームのずれを確認することができる。これにより、目標位置における調整用ビームのずれを明確に確認可能とし、光学要素の位置調整及び傾き調整を正確に行うことができる。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様としては、投写光を光学要素の光軸から特定の側へシフトさせて進行させることが望ましい。これにより、薄型化を実現可能な構成とすることができる。本発明によると、シフト光学系を構成する光学要素について、位置調整及び傾き調整を容易に行うことができる。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様としては、調整軸は、光軸であることが望ましい。調整軸として光軸を用いることにより、光軸を基準として光学要素の位置調整及び傾き調整を行うことができる。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様としては、光学要素は、偏心光学系を構成することが望ましい。これにより、薄型化を実現可能な構成とすることができる。本発明によると、偏心光学系を構成する光学要素について、位置調整及び傾き調整を容易に行うことができる。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様としては、目標位置を含む面のうち目標位置へ入射する調整用ビームの光量が最大となるように、調整用反射部を移動又は回転させることが望ましい。例えば、投写レンズに調整用ビームを透過させる場合、調整用ビームは、投写レンズにて広げられた状態で進行することとなる。目標位置を含む面のうち目標位置において調整用ビームの光量が最大となるように調整用反射部を移動及び回転させることで、光学要素の位置調整及び傾き調整を行うことができる。
【００２２】
また、本発明の好ましい態様としては、目標位置を含む面のうち少なくとも目標位置において調整用ビームを検出する検出部を有することが望ましい。これにより、目標位置へ調整用ビームが入射するか否か、又は目標位置において調整用ビームの光量が最大となるか否かを正確に判断することができる。
【００２３】
さらに、本発明によれば、画像信号に応じて変調された光を、上記の投写光学系を用いて投写させることを特徴とするプロジェクタを提供することができる。上記の投写光学系を用いることにより、薄型化を可能とし、かつ高品質な画像を得るための調整を容易に行うことが可能となる。これにより、薄型な構成を有し、かつ容易な調整により高品質な画像を表示することが可能なプロジェクタを得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明の実施例１に係るリアプロジェクタ１０の概略構成を示す。リアプロジェクタ１０は、スクリーン１６の一方の面に光を投写し、スクリーン１６の他方の面から出射する光を観察することで画像を鑑賞するプロジェクタである。投写レンズ１２、第１ミラー１３、第２ミラー１４、及び第３ミラー１５は、投写光学系を構成する光学要素である。投写光学系は、画像信号に応じて変調された光を投写させる。
【００２６】
図２は、光学エンジン部１１の構成を説明するものである。光学エンジン部１１は、画像信号に応じて変調された光を供給する。超高圧水銀ランプ２０は、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、及び青色（Ｂ）光を含む光を供給する。第１インテグレータレンズ２１及び第２インテグレータレンズ２２は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子を有する。第１インテグレータレンズ２１は、超高圧水銀ランプ２０からの光束を複数に分割する。第１インテグレータレンズ２１の各レンズ素子は、超高圧水銀ランプ２０からの光束を第２インテグレータレンズ２２のレンズ素子近傍にて集光させる。第２インテグレータレンズ２２のレンズ素子は、第１インテグレータレンズ２１のレンズ素子の像を空間光変調装置上に形成する。
【００２７】
２つのインテグレータレンズ２１、２２を経た光は、偏光変換素子２３にて特定の振動方向を有する偏光光、例えばｓ偏光光に変換される。重畳レンズ２４は、第１インテグレータレンズ２１の各レンズ素子の像を空間光変調装置上で重畳させる。第１インテグレータレンズ２１、第２インテグレータレンズ２２及び重畳レンズ２４は、超高圧水銀ランプ２０からの光の強度分布を空間光変調装置上にて均一化させる。
【００２８】
重畳レンズ２４からの光は、第１ダイクロイックミラー２５に入射する。第１ダイクロイックミラー２５は、Ｒ光を反射させ、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第１ダイクロイックミラー２５で反射したＲ光は、第１ダイクロイックミラー２５、反射ミラー２６でそれぞれ光路を略９０度折り曲げられ、Ｒ光用フィールドレンズ２９Ｒへ入射する。Ｒ光用フィールドレンズ２９Ｒは、反射ミラー２６からのＲ光を平行化し、Ｒ光用空間光変調装置３０Ｒへ入射させる。
【００２９】
Ｒ光用空間光変調装置３０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。Ｒ光用空間光変調装置３０Ｒに設けられた不図示の液晶パネルは、２つの透明基板の間に、画像表示のための液晶層を封入している。液晶パネルに入射したｓ偏光光は、画像信号に応じた変調によりｐ偏光光に変換される。Ｒ光用空間光変調装置３０Ｒは、変調によりｐ偏光光に変換されたＲ光を出射する。Ｒ光用空間光変調装置３０Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム３１へ入射する。
【００３０】
第１ダイクロイックミラー２５を透過したＧ光及びＢ光は、第２ダイクロイックミラー２７へ入射する。第２ダイクロイックミラー２７は、Ｇ光を反射させ、Ｂ光を透過させる。第２ダイクロイックミラー２７で反射されたＧ光は、第２ダイクロイックミラー２７で光路を略９０度折り曲げられ、Ｇ光用フィールドレンズ２９Ｇへ入射する。Ｇ光用フィールドレンズ２９Ｇは、第２ダイクロイックミラー２７からのＧ光を平行化し、Ｇ光用空間光変調装置３０Ｇへ入射させる。Ｇ光用空間光変調装置３０Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。Ｇ光用空間光変調装置３０Ｇに入射したｓ偏光光は、液晶パネルでの変調によりｐ偏光光に変換される。Ｇ光用空間光変調装置３０Ｇは、変調によりｐ偏光光に変換されたＧ光を出射する。Ｇ光用空間光変調装置３０Ｇで変調されたＧ光は、Ｒ光とは異なる側からクロスダイクロイックプリズム３１へ入射する。
【００３１】
第２ダイクロイックミラー２７を透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ２８及び２枚の反射ミラー２６を経由して、Ｂ光用フィールドレンズ２９Ｂへ入射する。Ｂ光の光路は、Ｒ光の光路及びＧ光の光路よりも長い。空間光変調装置における照明倍率を他の色光と等しくするために、Ｂ光の光路には、リレーレンズ２８を用いるリレー光学系が採用されている。Ｂ光用フィールドレンズ２９Ｂは、反射ミラー２６からのＢ光を平行化し、Ｂ光用空間光変調装置３０Ｂへ入射させる。Ｂ光用空間光変調装置３０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。Ｂ光用空間光変調装置３０Ｂに入射したｓ偏光光は、液晶パネルでの変調によりｐ偏光光に変換される。Ｂ光用空間光変調装置３０Ｂは、変調によりｐ偏光光に変換されたＢ光を出射する。Ｂ光用空間光変調装置３０Ｂで変調されたＢ光は、Ｒ光及びＧ光とは異なる側からクロスダイクロイックプリズム３１へ入射する。なお、各空間光変調装置３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂは、変調によりｓ偏光光をｐ偏光光に変換するほか、ｐ偏光光をｓ偏光光に変換することとしても良い。
【００３２】
クロスダイクロイックプリズム３１は、互いに略直交するように配置された２つのダイクロイック膜３１ａ、３１ｂを有する。第１ダイクロイック膜３１ａは、Ｒ光を反射させ、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜３１ｂは、Ｂ光を反射させ、Ｒ光及びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム３１は、それぞれ異なる側から入射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、投写レンズ１２の方向へ出射させる。
【００３３】
図１に戻って、投写光学系の光学要素である投写レンズ１２、第１ミラー１３、第２ミラー１４、及び第３ミラー１５は、いずれも投写光の光路に配置されている。投写レンズ１２は、第１ミラー１３へ向けて投写光を出射させる。第１ミラー１３は、投写レンズ１２及び第２ミラー１４に対向する位置に設けられている。第１ミラー１３は、投写レンズ１２からの投写光を反射させることにより、第２ミラー１４の方向へ折り曲げる。第１ミラー１３は、略平坦な平面形状を有する。第１ミラー１３は、平行平板上に反射膜を形成することにより構成できる。反射膜としては、高反射性の部材の層、例えばアルミニウム等の金属部材の層や誘電体多層膜等を用いることができる。また、反射膜の上には、透明部材を有する保護膜を形成することとしても良い。
【００３４】
第２ミラー１４は、筐体１７の背面近傍に設けられている。第２ミラー１４は、非球面形状の曲面を有する。非球面形状の曲面は、中心軸に対して略回転対称な形状の曲面、例えば放物面や楕円面等、及び非回転対称な形状の自由曲面のいずれであっても良い。第２ミラー１４は、第１ミラー１３からの投写光を反射させることで、観察者から見て主に左右方向について投写光を広角化させるとともに、投写光を筐体１７の天井面の方向へ折り曲げる。第２ミラー１４は、非球面形状を有する基材上に反射膜を形成することにより構成できる。投写レンズ１２のみならず第２ミラー１４を用いて投写光を広角化させることで、投写レンズ１２のみにより投写光を広角化させる場合より投写レンズ１２を小型にすることができる。
【００３５】
第３ミラー１５は、筐体１７の天井面に設けられている。第３ミラー１５は、第２ミラー１４からの投写光をスクリーン１６の方向へ反射させる。第３ミラー１５は、第１ミラー１３と同様に、略平坦な平面形状を有する。なお、第３ミラー１５は、筐体１７の天井面に略平行に配置する他、天井面に対して傾けて配置しても良い。リアプロジェクタ１０は、第１ミラー１３から見て筐体１７の底面側に光学エンジン部１１を配置する構成に限られない。光学エンジン部１１は、第１ミラー１３から見て図１の紙面手前にある筐体１７の側面側、又は紙面奥側にある筐体１７の側面側に配置することとしても良い。スクリーン１６は、投写レンズ１２、及び各ミラー１３、１４、１５を経た光を透過させる透過型スクリーンである。
【００３６】
図３は、スクリーン１６の要部断面構成を示す。スクリーン１６は、画像信号に応じて変調された光を入射させる側に設けられたフレネルレンズ３５を有する。フレネルレンズ３５は、第３ミラー１５からの光を角度変換する。フレネルレンズ３５は、凸レンズの凸面を切り出した形状のプリズム部３４を平面上に並べて構成されている。複数のプリズム部３４は、略同心円状に配置されている。
【００３７】
第３ミラー１５からの光は、第１面３２からプリズム部３４へ入射する。プリズム部３４へ入射した光は、第２面３３で全反射した後、観察者の方向へ進行する。フレネルレンズ３５は、このようにして第３ミラー１５から斜めに入射する光を観察者の方向へ角度変換する。スクリーン１６は、フレネルレンズ３５以外の他の構成、例えば、フレネルレンズ３５からの光を拡散させるレンチキュラーレンズアレイやマイクロレンズアレイ、拡散材を分散させた拡散板等を設けることとしても良い。
【００３８】
図４は、投写光学系の構成について説明するものである。光学エンジン部１１、投写レンズ１２、第２ミラー１４及びスクリーン１６は、いずれも共通の光軸ＡＸを持つ、いわゆる共軸光学系を構成している。また、光学エンジン部１１、投写レンズ１２、第２ミラー１４及びスクリーン１６は、光学エンジン部１１からの光を光軸ＡＸから特定の側へシフトさせて進行させる、いわゆるシフト光学系を構成している。かかる構成により、第２ミラー１４から第３ミラー１５、及び第３ミラー１５からスクリーン１６において、スクリーン１６面に沿う方向へ投写光を進行させる（図１参照）。
【００３９】
スクリーン１６面に沿う方向へ投写光を進行させることにより、光学エンジン部１１から第３ミラー１５までの各部をスクリーン１６に近い位置に配置できる。よって、リアプロジェクタ１０は、薄型な構成とすることができる。なお、図４では、光軸ＡＸを一直線として表すために、第１ミラー１３及び第３ミラー１５における投写光の折り曲げについての図示を省略している。
【００４０】
光学エンジン部１１からスクリーン１６までの光路中の各部は、三次元空間において互いに位置決めされて配置されている。第３ミラー１５及びスクリーン１６は、筐体１７を基準として位置決めすることができる。図５に示すように、投写レンズ１２は、投写レンズ固定部４２を介して台座４１及び不図示の光学エンジン部１１に固定されている。投写レンズ１２は、投写レンズ固定部４２に固定することで、予め光学エンジン部１１との正確な軸合わせが可能である。
【００４１】
第１ミラー１３及び第２ミラー１４は、投写レンズ１２からの投写光の光路中であって、光軸ＡＸから離れた位置に配置されている。第１ミラー１３は、不図示の第１ミラー支持部により支持されている。第２ミラー１４は、第２ミラー支持部４４により支持されている。第１ミラー支持部及び第２ミラー支持部４４は、それぞれ不図示の連結部により台座４１に連結されている。光学エンジン部１１から第２ミラー１４までの光路中の各部は、台座４１に集約させて配置することにより、互いの位置関係を決定できる。また、筐体１７内に台座４１を固定することにより、台座４１に集約させた各部と第３ミラー１５、スクリーン１６との位置関係を決定できる。
【００４２】
図６及び図７は、投写光学系の調整について説明するものである。投写光学系の調整に先立ち、通常の機械精度により、光学エンジン部１１からスクリーン１６までの各部を配置する。リアプロジェクタ１０の投写光学系は、調整軸を使用する調整がなされる。調整軸は、投写光の光路外に設定される。本実施例では、調整軸として光軸ＡＸを用いる。投写光学系の調整の際、図６に示すように、投写レンズ固定部４２には、投写レンズ１２に代えて調整用ビーム供給部５１が設置される。調整用ビーム供給部５１は、投写レンズ固定部４２に設置されることで光軸ＡＸ上に配置される。図７に示すように、調整用ビーム供給部５１は、光軸ＡＸ上の出射部５２から、光軸ＡＸに沿って調整用ビームを出射させる。
【００４３】
調整用ビーム供給部５１としては、例えば、６３３ｎｍのレーザ光を供給する半導体レーザを用いることができる。高い指向性を特徴とするレーザ光を調整用ビームとして用いることにより、投写光学系の調整を正確に行うことが可能となる。また、調整用ビームとして、可視光であるレーザ光を用いることで、調整用ビームのスポットを目視することにより投写光学系の調整を行うことができる。
【００４４】
図６に戻って、折り曲げ用反射部５３は、第１ミラー１３の延長面と光軸ＡＸとが交わる位置に配置されている。折り曲げ用反射部５３は、反射により調整用ビームを折り曲げる。折り曲げ用反射部５３は、第１ミラー１３と略平行に配置されている。折り曲げ用反射部５３は、調整用ビーム供給部５１からの調整用ビームを反射し、光軸ＡＸに沿うように進行させる。また、折り曲げ用反射部５３は、調整用反射部５４で反射した調整用ビームを調整用ビーム供給部５１の方向へ反射させる。折り曲げ用反射部５３は、第１ミラー１３とは別に設ける他、第１ミラー１３と一体として設けることとしても良い。第１ミラー１３の一部を折り曲げ用反射部５３として機能させることとしても良い。光学要素間で投写光を折り返す投写光学系に対して、折り曲げ用反射部５３で調整用ビームを折り曲げることにより、良好な光学性能を得るための調整を行うことができる。なお、図７では、光軸ＡＸを一直線として表すために、折り曲げ用反射部５３における調整用ビームの折り曲げについての図示を省略している。
【００４５】
第２ミラー支持部４４には、第２ミラー１４の他、調整用反射部５４が設けられている。第２ミラー１４及び調整用反射部５４は、第２ミラー支持部４４により一体として配置されている。調整用反射部５４は、投写光の光路以外の位置に設けられている。第２ミラー１４及び調整用反射部５４は、光軸ＡＸに対する投写光のシフト量に対応する間隔で、第２ミラー支持部４４上に予め配置することができる。
【００４６】
図８は、第２ミラー１４の位置調整、及び傾き調整について説明するものである。第２ミラー支持部４４は、光軸ＡＸに直交するｘｙ面に沿って配置されている。第２ミラー支持部４４は、光軸ＡＸに直交する二次元方向であるｘ方向（ｘ−ｓｈｉｆｔ）、及びｙ方向（ｙ−ｓｈｉｆｔ）について平行移動可能に設けられている。また、第２ミラー支持部４４は、ｘ軸を中心として回転（ｙｚ−ｔｉｌｔ）可能、かつｙ軸を中心として回転（ｘｚ−ｔｉｌｔ）可能に設けられている。ｘ軸及びｙ軸は、光軸ＡＸに直交する二次元方向において互いに直交する。第２ミラー支持部４４の移動及び回転に連動して、第２ミラー支持部４４に固定されている調整用反射部５４及び第２ミラー１４も、移動及び回転する。
【００４７】
図９は、調整用反射部５４の断面構成を示す。調整用反射部５４は、調整用ビームの入射側に設けられた板部５６を有する。板部５６は、調整用ビームを通過させる開口部５５を備える。開口部５５は、調整用反射部５４の中央部に設けられている。ミラー部５７は、板部５６のうち調整用ビームの入射側とは反対側であって、開口部５５に対応する位置に設けられている。ミラー部５７は、開口部５５を通過した調整用ビームを反射させる。
【００４８】
図１０〜図１２は、調整用反射部５４の移動及び回転について説明するものである。開口部５５が光軸ＡＸ上にあるとき、調整用ビーム供給部５１からの調整用ビームは、開口部５５を通過した後、ミラー部５７へ入射する。調整用ビームがミラー部５７へ入射する場合、図１０に示すように、開口部５５内に調整用ビームのスポットｓｐが形成される。これに対して、開口部５５が光軸ＡＸからずれた位置にあるとき、調整用ビームは、開口部５５以外の位置、例えば板部５６上に入射する。板部５６へ調整用ビームが入射する場合、図１１に示すように、スポットｓｐは、板部５６上に形成される。また、調整用反射部５４が光軸ＡＸからずれた位置にある場合、調整用ビームは、調整用反射部５４以外の位置へ入射する。第２ミラー１４の位置のずれは、調整用反射部５４へ入射する調整用ビームのずれによって明確に認識することができる。
【００４９】
調整用ビームが開口部５５以外の位置へ入射することを確認した場合、開口部５５内にスポットｓｐが形成されるように、第２ミラー支持部４４ごと調整用反射部５４を平行移動させる。第２ミラー１４は、第２ミラー支持部４４と共に平行移動されることにより、光軸ＡＸに直交する二次元方向についての位置が調整される。
【００５０】
ミラー部５７に対して調整用ビームが垂直に入射する場合、ミラー部５７で反射した調整用ビームは、光軸ＡＸ上を進行する。ミラー部５７から光軸ＡＸに沿って調整用ビームが進行する場合、図１０に示すように、調整用ビームは、調整用ビーム供給部５１の出射部５２へ入射する。これに対して、ミラー部５７に対して調整用ビームが垂直方向以外の方向から入射した場合、ミラー部５７で反射した調整用ビームは、光軸ＡＸからずれて進行する。ミラー部５７から光軸ＡＸと離れて調整用ビームが進行する場合、調整用ビームは、出射部５２以外の位置、例えば調整用ビーム供給部５１のうち出射部５２の周辺部に入射する。
【００５１】
出射部５２の周辺部へ調整用ビームが入射する場合、図１２に示すように、スポットｓｐ’は、出射部５２の周辺部に形成される。また、調整用反射部５４が光軸ＡＸからずれた位置にある場合、調整用ビームは、光軸ＡＸから大きく離れて進行することにより、調整用ビーム供給部５１以外の位置へ入射する場合もある。さらに、調整用反射部５４の傾きが大きい場合、調整用ビームは、開口部５５の壁面にて遮られる場合もある。第２ミラー１４の傾きのずれは、調整用ビーム供給部５１へ入射する調整用ビームのずれによって明確に認識することができる。
【００５２】
調整用ビームが出射部５２以外の位置へ入射することを確認した場合、調整用反射部５４からの調整用ビームを出射部５２へ入射させるように、第２ミラー支持部４４ごと調整用反射部５４を回転させる。出射部５２は、調整用反射部５４からの調整用ビームを入射させる目標位置である。第２ミラー１４は、ｘ軸及びｙ軸（図８参照）を中心として回転させることにより、傾きが調整される。
【００５３】
このように、調整用反射部５４は、調整用ビームを反射して出射部５２へ入射させるように移動及び回転させることができる。第２ミラー１４は、調整用反射部５４の移動に連動して移動させることによる位置調整、及び調整用反射部５４の回転に連動して回転させることによる傾き調整がなされる。開口部５５が光軸ＡＸ上にあって、かつ調整用反射部５４からの調整用ビームが光軸ＡＸ上の出射部５２へ入射するとき、第２ミラー１４は、正しい位置、及び正しい傾きとなる。第２ミラー１４の位置ずれ、傾きずれの調整は、スポットｓｐを目標位置である出射部５２へ追い込むことにより的確に行うことができる。
【００５４】
以上により、第２ミラー１４の位置調整及び傾き調整を容易かつ迅速に行うことができる。なお、第２ミラー１４の光軸ＡＸ方向の位置ずれについては、通常の光学調整、例えば投写レンズ１２のフォーカス調整等により対処できる。また、光軸ＡＸを中心とする回転による第２ミラー１４の傾きずれについては、例えば、投写光を反射させるための反射領域を通常より広く確保するように第２ミラー１４を形成することで微調整を不要とすることができる。
【００５５】
各光学要素は、互いに連結し一体として構成することで、相対位置や傾きを決定することができる。この場合、各光学要素を一体とするために連結される部材が多くなるほど、投写光学系の高精度な調整は困難となる。また、各光学要素の間隔が大きくなるほど、各光学要素の位置調整について、高精度を課すことが困難となる。本実施例の場合、第２ミラー支持部４４のみを介して第２ミラー１４に連結された調整用反射部５４を用いて、第２ミラー１４の位置調整及び傾き調整を行う。よって、多くの部材により連結された光学要素同士の位置調整を行う場合と比較して、投写光学系は、高精度な調整を可能とし、かつ調整誤差を容易に低減できる。
【００５６】
また、光軸ＡＸから離れた位置に光学要素が配置される場合、投写光学系は、通常の機械精度による組立てのみによって十分な光学性能を確保することが困難である。特に、第２ミラー１４のように、投写光を広角化させる光学要素の位置ずれや傾きずれは、スクリーン１６に投写される画像の品質へ大きく影響を及ぼす。本実施例の場合、投写レンズ固定部４２（図６参照）に配置された調整用ビーム供給部５１からの調整用ビームを用いることで、投写レンズ１２に対する第２ミラー１４の相対位置及び傾きを正確に調整できる。
【００５７】
投写レンズ１２は、予め光学エンジン部１１との正確な軸合わせが可能である。投写レンズ１２を基準とする第２ミラー１４の高精度な位置調整及び傾き調整を可能とすることで、投写光学系全体として良好な光学特性を確保することができる。調整用ビームを用いることにより、投写レンズ１２と第２ミラー１４との間に第１ミラー１３が介在する構成に対しても、投写光学系の調整は容易かつ正確に行うことが可能である。よって、従来技術を用いる場合と比較して、投写光学系の調整に必要な時間及びコストを低減でき、かつ良好な光学特性を確保することができる。
【００５８】
このようにして、投写光を光軸ＡＸからシフトさせるシフト光学系において、容易な調整によって良好な光学性能を得ることができる。これにより、薄型化を実現するための構成において高品質な画像を得るための調整を容易に行うことができるという効果を奏する。リアプロジェクタ１０は、薄型な構成とし、かつ容易な調整により高品質な画像を表示することができる。
【００５９】
図１３は、調整用反射部５４を用いた調整の精度について説明するものである。調整用ビームのビーム径が１ｍｍであるとすると、開口部５５の直径は、例えば１．５ｍｍと設定することができる。また、板部５６の厚みは、例えば２ｍｍと設定することができる。調整用ビームのビーム径を小さくし、開口部５５の直径ｒを小さくするほど、第２ミラー１４の位置調整の精度を高めることが可能となる。また、ミラー部５７で反射した後調整用ビーム供給部５１へ戻った調整用ビームの位置と出射部５２との間隔ｄは、以下の式で表される。
ｄ＝Ｌ×ｔａｎθ
【００６０】
θは、ミラー部５７へ入射する調整用ビームの光線と、ミラー部５７で反射した調整用ビームの光線とがなす角度である。Ｌは、出射部５２からミラー部５７までの距離である。調整用ビーム供給部５１へ戻った調整用ビームと出射部５２とのずれを肉眼により確実に認識できる間隔ｄを０．５ｍｍ、距離Ｌを１００ｍｍとすると、θ＝０．２８度となる。よって、本発明によると、第２ミラー１４の０．２８度程度までの傾きずれを肉眼によって十分認識できる。第２ミラー１４の傾き調整については、調整用ビームのビーム径、及び開口部５５の直径ｒを小さくする他、板部５６を厚くするほど、さらに精度を高めることが可能となる。
【００６１】
調整用反射部は、光吸収部材を用いる構成としても良い。図１４に示す調整用反射部６０は、光吸収部材を備える板部６１を有する。板部６１は、調整用ビームを吸収する。板部６１は、全体を光吸収部材で構成する他、調整用ビームを入射させる側の面及び開口部５５の壁面に光吸収部材を成膜することとしても良い。板部６１により遮蔽された調整用ビームは、光吸収部材に吸収される。板部６１で遮蔽された調整用ビームの反射を確実に無くすことにより、光学要素の位置調整及び傾き調整の精度を高めることができる。
【００６２】
第２ミラー支持部４４は、光軸ＡＸに直交する二次元方向であるｘ方向（ｘ−ｓｈｉｆｔ）、及びｙ方向（ｙ−ｓｈｉｆｔ）について平行移動可能である他、図１５に示すように、光軸ＡＸに平行なｚ方向（ｚ−ｓｈｉｆｔ）について平行移動可能としても良い。これにより、光軸ＡＸに直交する二次元方向のみならず光軸ＡＸ方向についての光学要素の位置ずれを修正し、良好な光学特性を得られる。また、第２ミラー支持部４４は、ｘ軸を中心として回転（ｙｚ−ｔｉｌｔ）、ｙ軸を中心として回転（ｘｚ−ｔｉｌｔ）が可能である他、光軸ＡＸに平行なｚ軸を中心として回転（ｘｙ−ｔｉｌｔ）を中心として回転可能としても良い。これにより、ｘ軸回り、ｙ軸回りの回転による傾きずれのみならず、ｚ軸回りの回転による傾きずれを修正し、良好な光学特性を得られる。
【００６３】
投写光学系は、図１６に示すように、調整用反射部５４に設けられた板部５６と同様の板部６６を調整用ビーム供給部５１の出射側に設ける構成としても良い。調整用ビーム供給部５１の出射側に設けられた板部６６は、調整用ビームを通過させる開口部６５を備える。開口部６５は、板部６６の中央部であって、出射部５２に対応する位置に設けられている。調整用ビーム供給部５１からの調整用ビームは、開口部６５を通過した後、調整用反射部５４の方向へ進行する。
【００６４】
ミラー部５７で反射した後光軸ＡＸに沿って進行した調整用ビームは、開口部６５を通過した後出射部５２へ入射する。光軸ＡＸから離れて進行した調整用ビームは、板部６６で遮られる。光軸ＡＸから離れて進行する調整用ビームを板部６６で遮蔽することで、第２ミラー１４の傾き調整の精度を高めることができる。開口部を備える板部は、さらに、折り曲げ用反射部５３（図６参照）の入射側に設けても良い。この場合も、第２ミラー１４の傾き調整の精度を高めることができる。
【００６５】
投写光学系は、図１７に示すように、光分岐部７０を用いて調整を行うこととしても良い。光分岐部７０は、光軸ＡＸ上であって、調整用ビーム供給部５１と調整用反射部５４との間に配置されている。光分岐部７０は、半透過膜７１を有する。半透過膜７１は、調整用ビームの一部を反射させ、他の一部を透過させる。光分岐部７０は、調整用ビーム供給部５１と一体として配置されることが望ましい。これにより、調整用ビーム供給部５１の設置とともに光分岐部７０を光軸ＡＸ上に配置することができる。
【００６６】
調整用ビーム供給部５１から光分岐部７０へ入射し、半透過膜７１を透過した調整用ビームは、調整用反射部５４へ入射する。ミラー部５７で反射した後光軸ＡＸに沿って進行した調整用ビームは、光分岐部７０へ入射する。光分岐部７０へ入射した後半透過膜７１で反射した調整用ビームは、約９０度光路を折り曲げられ、調整用ビーム入射部７２の方向へ進行する。半透過膜７１を透過した調整用ビームは、そのまま調整用ビーム供給部５１の方向へ進行する。光分岐部７０は、半透過膜７１を用いることで、調整用反射部５４で反射された調整用ビームの一部を分岐させる。
【００６７】
図１８の平面構成に示すように、調整用ビーム入射部７２上には、アライメントマーク７３が形成されている。アライメントマーク７３は、互いに略直交する２つの線分からなる十字形状をなしている。２つの線分が交差する部分は、アライメントマーク７３の中心位置である。アライメントマーク７３の中心位置は、半透過膜７１を中心として光軸ＡＸを対称移動させた軸ＡＸ’（図１７参照）上の目標位置である。調整用反射部５４から光軸ＡＸ上を進行した後光分岐部７０で分岐された調整用ビームは、軸ＡＸ’上を進行し、アライメントマーク７３の中心位置へ入射する。この場合、スポットｓｐがアライメントマーク７３の中心位置にあるか否かにより、第２ミラー１４の傾きずれの有無を容易に認識することができる。アライメントマーク７３は十字形状である場合に限られず、中心位置を識別可能であれば他の形状であっても良い。
【００６８】
このように、光分岐部７０を用いることにより、調整用ビームの出射部５２以外の位置に設定された目標位置にて調整用ビームのずれを確認することができる。これにより、目標位置における調整用ビームのずれを明確に確認可能とし、光学要素の位置調整及び傾き調整を正確に行うことができる。なお、調整用ビーム入射部７２の入射側に、開口部を備える板部を設けることとしても良い。板部を設けることで、第２ミラー１４の位置調整及び傾き調整をさらに高い精度で行うことができる。
【００６９】
図１９は、光学エンジン部１１（不図示）の内部に調整用ビーム供給部５１を取り付ける場合の構成例を説明するものである。図１９に示す構成では、図１７に示す構成と同様に、光分岐部７０が設けられている。調整用ビーム供給部５１及び光分岐部７０は、例えば、光学エンジン部１１のうち空間光変調装置３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ及びクロスダイクロイックプリズム３１（図２参照）を支持するためのホルダ（不図示）に取り付けることができる。光学エンジン部１１の内部に調整用ビーム供給部５１を取り付けることにより、投写レンズ１２（図５参照）を取り外すこと無く、投写光学系の調整を行うことができる。
【００７０】
調整用ビーム供給部５１からの調整用ビームは、光分岐部７０、及び不図示の投写レンズ１２を通過した後、調整用反射部５４へ入射する。調整用反射部５４からの調整用ビームは、投写レンズ１２を通過した後、光分岐部７０へ入射する。光分岐部７０へ入射した後半透過膜７１で反射した調整用ビームは、検出部７５へ入射する。調整用ビームは、投写レンズ１２にて広げられた状態で検出部７５へ入射する。
【００７１】
検出部７５は、軸ＡＸ’上の目標位置を含む面のうち、目標位置及びその近傍において調整用ビームを検出する。調整用ビームの光量が最大となる位置は、調整用ビームが広げられた領域のうちの中心位置である。調整用反射部５４は、目標位置へ入射する調整用ビームの光量が最大となるように移動及び回転させる。調整用ビームの光量が最大である位置が目標位置と一致するとき、第２ミラー１４は、正しい位置、及び正しい傾きとなる。検出部７５により検出される調整用ビームの光量が目標位置において最大であるか否かにより、第２ミラー１４の位置ずれ及び傾きずれの有無を容易に認識することができる。調整用ビームの光量が最大であるか否かは、光量の積分値により判断することとしても良い。このように、光学エンジン部１１に調整用ビーム供給部５１を設置する場合、検出部７５を用いることにより、光学要素の位置調整及び傾き調整を正確に行うことができる。検出部７５としては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサを用いることができる。
【００７２】
調整用ビームの光量が目標位置において最大となるか否かは、目視により確認することとしても良い。この場合、検出部７５に代えて、上記の調整用ビーム入射部７２を用いることができる。なお、投写レンズ１２に代えて調整用ビーム供給部５１を配置する場合においても、検出部７５を用いても良い。検出部７５は、図１７に示す構成において、調整用ビーム入射部７２に代えて配置できる。検出部７５は、目標位置において調整用ビームを検出可能であれば良い。この場合、目標位置における調整用ビームの検出の有無により、第２ミラー１４の位置ずれ及び傾きずれの有無を容易に認識することができる。
【００７３】
投写光学系は、第２ミラー１４の位置調整及び傾き調整により調整を行う場合に限られない。各光学要素の相対位置を調整可能であれば良く、位置調整及び傾き調整を行う光学素子はいずれであっても良い。また、投写光学系は、投写レンズ１２及び各ミラー１３、１４、１５を備える構成に限られず、シフト光学系であれば他の構成としても良い。本発明は、レンズと非球面ミラーとの間に投写光を折り返すミラーが設けられた投写光学系の場合、特に効果的である。
【００７４】
図２０は、本実施例の変形例１に係る投写光学系について説明するものである。本変形例の投写光学系は、第１ミラー１３の傾き調整、及び第２ミラー１４の位置調整により調整が行われることを特徴とする。第２ミラー支持部４４には、調整用反射部７８が設けられている。調整用反射部７８は、上記の調整用反射部５４（図６参照）と同様の構成を有する。第２ミラー支持部４４は、光軸ＡＸに直交するｘ方向及びｙ方向について平行移動可能に設けられている。第２ミラー１４は、調整用反射部７８の移動に連動して移動させることによる位置調整がなされる。
【００７５】
図２１は、第１ミラー１３の傾き調整について説明するものである。第１ミラー１３の近傍には、折り曲げ用反射部７７が設けられている。折り曲げ用反射部７７は、上記の折り曲げ用反射部５３（図６参照）と同様の構成を有する。折り曲げ用反射部７７は、ｘ軸を中心として回転（ｙｚ−ｔｉｌｔ）可能、かつｙ軸を中心として回転（ｘｚ−ｔｉｌｔ）可能に設けられている。第１ミラー１３は、折り曲げ用反射部７７の回転に連動して回転させることによる傾き調整がなされる。投写レンズ１２を基準として第１ミラー１３の傾き及び第２ミラー１４の位置を調整することにより、投写光学系は、第２ミラー１４を移動及び回転させる上記の場合と同様な調整を行うことができる。
【００７６】
本変形例の投写光学系は、第１ミラー１３については傾き調整のための機構、第２ミラー１４については位置調整のための機構をそれぞれ設ければ良い。傾き調整のための機構と位置調整のための機構とを別々に設置することで、それぞれの機構を簡易な構成とすることが可能となる。これにより、簡易な調整機構を用いることができる。なお、折り曲げ用反射部７７の入射側に、開口部を備える板部を設けても良い。この場合、第１ミラー１３の傾き調整の精度を高めることができる。投写光学系は、第１ミラー１３の傾き調整及び第２ミラー１４の位置調整により調整を行う構成とする場合に限られない。ｘ方向の平行移動、ｙ方向の平行移動、ｘ軸を中心とする回転、ｙ軸を中心とする回転による各調整を、２以上の光学要素で分担するものであれば良い。
【００７７】
図２２は、本実施例の変形例２に係る投写光学系について説明するものである。本変形例の投写光学系は、偏心光学系である。偏心光学系は、共通の光軸を持たない光学要素により構成される。本変形例の投写光学系は、いずれも非球面形状の曲面を有する３つの非球面ミラー８２、８３、８４を有する。空間光変調装置の像８１は、不図示の光学エンジン部で形成される。投写光は、各非球面ミラー８２、８３、８４で反射した後、スクリーン１６へ入射する。投写光学系が偏心光学系である場合、通常の機械精度による組立てのみによって十分な光学性能を確保することが非常に困難である。
【００７８】
各非球面ミラー８２、８３、８４は、予め設定された基準軸Ｓとの相対位置に基づいて位置決めされている。基準軸Ｓは、投写光の光路外に設定された調整軸である。調整用ビーム供給部５１は、基準軸Ｓに沿って調整用ビームを進行させる。スクリーン１６の方向へ投写光を反射させる１の非球面ミラー８４には、調整用反射部８７が連結されている。他の２つの非球面ミラー８２、８３には、それぞれ折り曲げ用反射部８５、８６が連結されている。ここで、調整軸が「投写光の光路外に設定」されるとは、２つの非球面ミラーにより規定される区間ごとに、調整軸が投写光の光路外にあることをいうものとする。例えば、調整軸のうち折り曲げ用反射部８５、８６間の部分は、折り曲げ用反射部８５、８６に対応する２つの非球面ミラー８２、８３間における投写光の光路外に設定される。
【００７９】
投写光学系は、１の非球面ミラー８４について位置調整、及び傾き調整を行うことにより、上記の投写光学系と同様に良好な光学性能を得ることができる。このように、光軸を持たない偏心光学系においても、容易な調整によって良好な光学性能を得ることができる。なお、投写光学系は、スクリーン１６の方向へ投写光を反射させる１の非球面ミラー８４の位置調整及び傾き調整を行う場合に限られない。光学要素のうちの少なくとも１つについて位置調整又は傾き調整が可能な構成であれば良い。また、投写光学系は、３つの非球面ミラー８２、８３、８４を用いる構成に限らず、偏心光学系であれば他の構成としても良い。上記の共軸系の投写光学系（図７参照）においても、光軸ＡＸとは別に設定された調整軸を用いて調整を行うこととしても良い。
【実施例２】
【００８０】
図２３は、本発明の実施例２に係るプロジェクタ９０の概略構成を示す。プロジェクタ９０は、プロジェクタ９０外部のスクリーン９３へ画像信号に応じた光を投写し、スクリーン９３で反射する光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるフロント投写型のプロジェクタである。上記のリアプロジェクタ１０と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８１】
本実施例のプロジェクタ９０の投写光学系は、光学要素である投写レンズ１２、第１ミラー１３、及び第２ミラー１４を備える。プロジェクタ９０は、上記のリアプロジェクタ１０の第３ミラー１５（図１参照）に代えて、第２ミラー１４からの光を筐体９２外へ出射させる透過部９１が設けられている。透過部９１は、硝子等の透明部材により構成されている。透過部９１は、筐体９２の天井面に形成されている。第２ミラー１４で反射した光は、透過部９１を透過した後、スクリーン９３へ入射する。スクリーン９３は、観察者の方向へ光を拡散させる。
【００８２】
プロジェクタ９０は、スクリーン９３が設けられる壁面に密着させて配置される。本実施例のプロジェクタ９０は、上記実施例１のリアプロジェクタ１０と同様に、薄型とすることができる。よって、プロジェクタ９０は、スクリーン９３下の狭いスペースに配置することができる。また、スクリーン９３から観察者の方向へ進行する光がプロジェクタ９０によって遮られる事態を確実に回避可能とし、快適な映像観賞を行うことができる。本実施例のプロジェクタ９０も、上記のリアプロジェクタ１０と同様に、薄型な構成とし、かつ容易な調整により高品質な画像を表示することができる。
【００８３】
各実施例のプロジェクタは、超高圧水銀ランプ２０（図２参照）に代えて、例えば、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）等の固体発光素子を用いるものとしても良い。また、プロジェクタは、３つの透過型液晶表示装置を設けた、いわゆる３板式のプロジェクタに限らず、例えば、反射型液晶表示装置を用いたプロジェクタやティルトミラーデバイスを用いたプロジェクタであっても良い。プロジェクタは、光の回折効果を利用して光の向きや色等を制御する投影デバイス（例えば、ＧＬＶ（Grating Light Valve））を用いるものであっても良い。本発明の投写光学系と同様の光学系は、撮影機能を備える電子機器の光学系として用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、本発明に係る投写光学系は、薄型なプロジェクタに用いられる場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施例１に係るリアプロジェクタの概略構成を示す図。
【図２】光学エンジン部の構成を説明する図。
【図３】スクリーンの要部断面構成を示す図。
【図４】投写光学系の構成について説明する図。
【図５】投写レンズ、第１ミラー、第２ミラーを示す図。
【図６】投写光学系の調整について説明する図。
【図７】投写光学系の調整について説明する図。
【図８】第２ミラーの位置調整、及び傾き調整について説明する図。
【図９】調整用反射部の断面構成を示す図。
【図１０】調整用反射部の移動及び回転について説明する図。
【図１１】調整用反射部の移動及び回転について説明する図。
【図１２】調整用反射部の移動及び回転について説明する図。
【図１３】調整用反射部を用いた調整の精度について説明する図。
【図１４】光吸収部材を備える調整用反射部を示す図。
【図１５】光軸に平行な方向への移動による位置調整等を説明する図。
【図１６】調整用ビーム供給部の出射側に板部を設ける構成を説明する図。
【図１７】光分岐部を設ける構成を説明する図。
【図１８】アライメントマークを説明する図。
【図１９】光学エンジン部の内部に調整用ビーム供給部を取り付ける構成を示す図。
【図２０】実施例１の変形例１に係る投写光学系について説明する図。
【図２１】第１ミラーの傾き調整について説明する図。
【図２２】実施例１の変形例２に係る投写光学系について説明する図。
【図２３】本発明の実施例２に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００８６】
１０  リアプロジェクタ、１１  光学エンジン部、１２  投写レンズ、１３  第１ミラー、１４  第２ミラー、１５  第３ミラー、１６  スクリーン、１７  筐体、２０  超高圧水銀ランプ、２１  第１インテグレータレンズ、２２  第２インテグレータレンズ、２３  偏光変換素子、２４  重畳レンズ、２５  第１ダイクロイックミラー、２６  反射ミラー、２７  第２ダイクロイックミラー、２８  リレーレンズ、２９Ｒ  Ｒ光用フィールドレンズ、２９Ｇ  Ｇ光用フィールドレンズ、２９Ｂ  Ｂ光用フィールドレンズ、３０Ｒ  Ｒ光用空間光変調装置、３０Ｇ  Ｇ光用空間光変調装置、３０Ｂ  Ｂ光用空間光変調装置、３１  クロスダイクロイックプリズム、３１ａ  第１ダイクロイック膜、３１ｂ  第２ダイクロイック膜、３２  第１面、３３  第２面、３４  プリズム部、３５  フレネルレンズ、ＡＸ  光軸、４１  台座、４２  投写レンズ固定部、４４  第２ミラー支持部、５１  調整用ビーム供給部、５２  出射部、５３  折り曲げ用反射部、５４  調整用反射部、５５  開口部、５６  板部、５７  ミラー部、６０  調整用反射部、６１  板部、６５  開口部、６６  板部、７０  光分岐部、７１  半透過膜、７２  調整用ビーム入射部、ＡＸ’  軸、７３  アライメントマーク、７５  検出部、７７  折り曲げ用反射部、７８  調整用反射部、８１  像、８２〜８４  非球面ミラー、８５、８６  折り曲げ用反射部、８７  調整用反射部、Ｓ  基準軸、９０  プロジェクタ、９１  透過部、９２  筐体、９３  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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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