(57)【要約】【課題】装置の設置面に投影することにより、机上に投影することができ、スクリーンとなる場所を探す手間も省け、気軽に画像を投影できる。【解決手段】第一の設置姿勢では、画像投影装置１０の設置面９に画像を投影する。液晶ライトバルブにより形成された画像は、投射レンズ６により拡大され、反射光学素子７により光路が折り返され、画像投影装置１０が設置されている設置面９に投影され、使用者は投影面１１で反射した画像を見る。【選択図】図１
2007310194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光学系と、該照明光学系からの光束を変調し画像を形成する光変調装置と、該光変調装置により形成された画像を投影面に投射する投射光学系を有する画像投影装置において、前記投射光学系は前記光変調装置に近いほうからレンズ素子、反射光学素子の順で光学素子が配置され、前記画像投影装置の設置面と投影面が平行である第一の設置姿勢をとり得ることを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
前記反射光学素子は、ヒンジ部を有し、前記画像投影装置の設置面と平行な面に画像を投影するときの第一の設置姿勢と、前記照明光学系と、前記光変調装置と、前記投射光学系のレンズ素子とが配置されている筐体と一体となる第二の設置姿勢とをとり得ることを特徴とする請求項１記載の画像投影装置。
【請求項３】
前記反射光学素子の反射面は曲面ミラーであることを特徴とする請求項１記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記反射光学素子の反射面は反射型回折格子であることを特徴とする請求項１記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記画像投影装置が前記第二の設置姿勢で画像を投影する場合、前記レンズ素子のみで投射光学系が構成されることを特徴とする請求項２記載の画像投影装置。
【請求項６】
平面状部材と、設置面に投影可能な請求項１、３、４のいずれか１項に記載の画像投影装置と、前記画像投影装置を前記平面状部材に設置する設置機構とを有する可搬型画像投影装置において、前記平面状部材側にバッテリーを有することを特徴とする可搬型画像投影装置。
【請求項７】
前記バッテリーは着脱機構を有することを特徴とする請求項６記載の可搬型画像投影装置。
【請求項８】
平面状部材と、設置面に投影可能な請求項１、３、４のいずれか１項に記載の画像投影装置と、前記画像投影装置を前記平面状部材に設置する設置機構とを有する可搬型画像投影装置において、前記平面状部材側にメモリ装置を有することを特徴とする可搬型画像投影装置。
【請求項９】
前記メモリ装置は着脱機構を有することを特徴とする請求項８記載の可搬型画像投影装置。
【請求項１０】
平面状部材と、設置面に投影可能な請求項１、３、４のいずれか１項に記載の画像投影装置と、前記画像投影装置を前記平面状部材に設置する設置機構とを有する可搬型画像投影装置において、前記平面状部材側に無線通信手段を有することを特徴とする可搬型画像投影装置。
【請求項１１】
前記無線通信手段は着脱機構を有することを特徴とする請求項１０記載の可搬型画像投影装置。
【請求項１２】
平面状部材と、設置面に投影可能な請求項１、３、４のいずれか１項に記載の画像投影装置と、前記画像投影装置を前記平面状部材に設置する設置機構とを有する可搬型画像投影装置において、前記画像投影装置の操作指示部を前記平面状部材側に設置したことを特徴とする可搬型画像投影装置。
【請求項１３】
前記操作指示部は着脱機構を有することを特徴とする請求項１２記載の可搬型画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投影装置に関し、特に小型、軽量、薄型の画像投影装置および可搬型画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像投影装置の一例として、例えば液晶ライトバルブ等の光変調装置を用いて映像光を合成し、合成された映像光を投射レンズ等からなる投射光学系を通じてスクリーンに拡大投射する画像投影装置がある。図１５は、画像投影装置の一例を示す。図１５において、１１０は光源、１１３，１１４はダイクロイックミラー、１１５，１１６，１１７は反射ミラー、１２２，１２３，１２４は液晶ライトバルブ（光変調手段）、１２５はクロスダイクロイックプリズム、１２６は投射レンズを示す。光源１１０はメタルハライド等のランプ１１１とランプの光を反射するリフレクタ１１２とからなる。青色光・緑色光反射用のダイクロイックミラー１１３は、光源１１０からの光束のうち、赤色光ＬＲを透過させるとともに、青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを反射させる。透過した赤色光ＬＲは反射ミラー１１５で反射されて、赤色光用液晶ライトバルブ１２２に入射する。一方、ダイクロイックミラー１１３で反射した色光のうち、緑色光ＬＧは緑色光反射用のダイクロイックミラー１１４によって反射し、緑色光用液晶ライトバルブ１２３に入射する。一方、青色光ＬＢはダイクロイックミラー１１４も透過して、反射ミラー１１６，１１７を経て青色光用液晶ライトバルブ１２４に入射する。
【０００３】
各液晶ライトバルブ１２２，１２３，１２４によって変調された３色光は、クロスダイクロイックプリズム１２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３色光が合成されてカラー画像を表す光が形成される。合成された光は投射光学系である投射レンズ１２６により投射スクリーン１２７上に投射され、拡大された画像が表示される。
【０００４】
しかし、上記した構成では多数の光学部品が必要となり、装置の小型化、軽量化、薄型化が難しい。これを解決するものとして、例えば、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの各色光を出射可能な複数の発光ダイオード（Light  Emitting  Diode，以下、ＬＥＤ）が平面状または曲面状に配列されたＬＥＤアレイと、各ＬＥＤから出射される各色光の照度を均一化するための複数のロッドレンズが平面状または曲面状に配列されたロッドレンズアレイと、ロッドレンズアレイから出射される光の偏光変換を行うＰＢＳアレイと、ＰＢＳアレイから出射される各色光を変調して画像を合成する液晶ライトバルブと、液晶ライトバルブによって合成された画像をスクリーンに拡大投射する投射レンズとから構成された画像投影装置が提案されている（特許文献１を参照）。
【０００５】
また、このような小型の画像投影装置を携帯機器に内蔵した例が特許文献２の図１、特許文献３の図１などに示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２９５３１５号公報
【特許文献２】特開２００４−２４７８０４号公報
【特許文献３】特開２００３−６６５２８号公報
【非特許文献１】「プロジェクターの最新技術」（シーエムシー出版）ｐ７７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２、３は、通常のプロジェクタ（画像投影装置）同様に、投射レンズに対向する投射面（スクリーン面）に投影する構成を採っているので、プロジェクタ設置面に対し略垂直な壁やスクリーンが必要となる。ところが、携帯電話などの携帯機器に搭載されたプロジェクタの場合、装置自体が小さいので、通常のプロジェクタと同様の明るさを得ることは難しく、会議室などにおいて壁面などに大きく投影するのは明るさやレンズの性能などにおいて無理がある。
【０００８】
携帯電話などに内蔵されたプロジェクタの利用形態としては、数人でその投影画像を囲み議論する構図が考えられる。そのような場合、それほど大きな画像は必要なく、投影先も机上や手持ちのボードなどに投影するのが合理的であるが、しかし、従来例はそのような構成を採っていない。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、  本発明の目的は、装置の設置面に画像を投影する画像投影装置および可搬型画像投影装置を提供することにある。
【００１０】
すなわち、請求項１の目的は、設置面に投影することにより、机上に投影することができ、スクリーンとなる場所を探す手間も省け、気軽に画像を投影できる携帯機器内蔵の画像投影装置を提供することにある。
【００１１】
請求項２の目的は、反射光学素子を格納することにより、携帯時に反射光学素子部を保護するとともに、画像投影装置自体を携帯しやすくすることにある。
【００１２】
請求項３の目的は、反射光学素子を曲面ミラーにすることにより、投影時の画像歪を補正し適正な画像を投影することにある。
【００１３】
請求項４の目的は、反射光学素子を反射型回折素子とすることにより、平面素子で投影時の画像歪を補正し適正な画像を投影することにある。
【００１４】
請求項５の目的は、通常の壁投射もできるようにすることにある。
【００１５】
請求項６の目的は、可搬性平面状部材に設置面投影可能な画像投影装置を組み合わせることにより、手持ちディスプレイを実現するとともに、可搬性平面状部材側にバッテリー機能を持たせることにより、画像投影装置からバッテリー機能を削除または容量を減らし、画像投影装置をより小型化することにある。
【００１６】
請求項７の目的は、バッテリーを着脱可能にすることにより、バッテリーの充電をしやすくし、また収納をしやすく、取替え可能にすることなどにある。
【００１７】
請求項８の目的は、可搬性平面状部材に設置面投影可能な画像投影装置を組み合わせることにより、手持ちディスプレイを実現するとともに、可搬性平面状部材側にメモリ機能を持たせることにより、画像投影装置からメモリ機能を削除し、画像投影装置をより小型化することにある。
【００１８】
請求項９の目的は、メモリ装置を着脱可能にすることにより、メモリ内容の書き換えを容易にし、メモリ装置の取替えを可能にし、他人のメモリ装置も使えるようにすることなどにある。
【００１９】
請求項１０の目的は、可搬性平面状部材に設置面投影可能な画像投影装置を組み合わせることにより、手持ちディスプレイを実現するとともに、可搬性平面状部材側に無線通信手段を持たせることにより、画像投影装置からメモリ機能や制御機能の一部を削除し画像投影装置をより小型化することにある。
【００２０】
請求項１１の目的は、無線通信手段を着脱可能にすることにより、無線通信手段を取替え可能にし、収納しやすくすることなどにある。
【００２１】
請求項１２の目的は、可搬性平面状部材に設置面投影可能な画像投影装置を組み合わせることにより、手持ちディスプレイを実現するとともに、可搬性平面状部材側に操作部機能を持たせることにより、操作しやすくすることにある。
【００２２】
請求項１３の目的は、操作指示部を着脱可能にすることにより、収納しやすくすることなどにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の画像投影装置は、入力された画像情報から投射レンズにより投影面に投影される画像を形成する光変調装置（ライトバルブ）と、前記ライトバルブを照明する照明光学系と、ライトバルブにより変調された光を投射する投射光学系からなり、投射光学系は、ライトバルブに近い側からレンズ素子、反射光学素子の順に配置され、投射画像が画像投影装置の設置面または設置面に平行な面に投影されることを特徴とする。レンズ素子とは具体的には投射レンズであり、反射光学素子とはミラーや回折光学素子である。
【００２４】
照明光学系は、Ｒ，Ｇ，Ｂを発光する発光部を少なくとも１個ずつ含み、Ｒ，Ｇ，Ｂの色光を時間順次に出射可能であり、その光源が平面状または曲面状に配列された面状光源と、前記面状光源から出射される色光の照度を均一化して出射する均一照明手段と、前記光源から均一照明手段を経て時間順次に出射される各色光の出射タイミングに同期して時分割駆動されるライトバルブからなる光変調手段と、前記光変調手段によって変調された光を投射する投射手段を備え、前記投射手段は１枚以上のレンズで構成される投射レンズと、投射レンズから出射した光線を偏向させる反射光学素子より構成されたことを特徴とする。
【００２５】
前記照明光学系の具体的な形態としては、Ｒ，Ｇ，Ｂをそれぞれ出射可能なＬＥＤを少なくとも１個ずつ含むＬＥＤを平面状または曲面状に配列したＬＥＤアレイを用いることができる。現在、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光について高出力のＬＥＤが提供されており、この種のＬＥＤをアレイ状に平面的または曲面的に配列することによって、薄型で小型の画像投影装置に好適な面状光源を得ることができる。
【００２６】
前記均一照明手段の具体的な形態としては、複数のロッドレンズが平面状または曲面状に配列されたロッドレンズアレイを用いることが望ましい。画像投影装置に用いる均一照明手段としてはフライアイインテグレータもよく知られているが、フライアイインテグレータの場合、２つのフライアイレンズ間、もしくはフライアイインテグレータとライトバルブとの間に空間が必要であり、これが装置の小型化、薄型化の障害となる。それに比べて、複数のロッドレンズが平面状または曲面状に配列されたロッドレンズアレイの場合、フライアイインテグレータと照度均一化の原理が異なり、入射光がロッドレンズ内で内面反射を繰り返すことにより出射端面で既に照度が均一化された光が得られる。よって、フライアイインテグレータのような空間は必要なく、面状光源や後段のライトバルブ等に密着させることもでき、小型化、薄型化により有利となる。
【００２７】
さらに、前記面状光源から入射される光の偏光状態を一方向に揃える偏光変換手段を備えることが望ましい。具体的な形態としては、光源本体の光出射方向に対して後方側に設けられた反射板を備え、前記均一照明手段の出射端面に、所定の振動方向の偏光を透過させるとともに前記振動方向と異なる振動方向の偏光を反射させる反射型偏光子機能が重畳されていることを特徴とする。偏光変換手段を備えることにより、面状光源からの出射光をライトバルブで表示に寄与する一偏光方向の偏光に揃えることができるので、光の利用効率を高めることができる。
【００２８】
前記投射手段の具体的な形態としては、ライトバルブ上の画像をスクリーン上に拡大投影する通常の投射レンズと、投射レンズのスクリーン側に配置される反射光学素子とから構成され、前記反射光学素子により投射レンズから出射される投影光は偏向され、画像投影装置設置面もしくはそれに平行な面に投影される。前記反射光学素子には可動機構が形成されており、その反射光学素子は、投射レンズから出射される投影光を画像投影装置設置面もしくはそれに平行な面に投影されるように偏向させる所定位置から画像投影装置本体に格納できるように構成されている。
【００２９】
また、前記反射光学素子が格納された状態では、通常の画像投影装置同様、投影面が投射レンズの略正面に来るように画像投影装置を配置することにより、投射面上にライトバルブ上の画像を拡大投影できる構成になっている。つまり、本発明における画像投影装置は二つの設置姿勢を有し、一方の設置姿勢の場合には、前記反射光学素子を所定の位置に設置する事により、画像投影装置設置面もしくはそれに平行な面に画像を投影し、他方の設置姿勢の場合には、前記反射光学素子を画像投影装置本体に格納し、前記投影レンズに対向する面に画像を投影する構成になっている。
【００３０】
このとき前記反射光学素子は、画像投影装置設置面もしくはそれに平行な面に画像を投影したときの投影画像のゆがみを補正するような適当な曲面もしくは回折面で構成されていることが望ましいが、そのような曲面または回折面で構成されていない場合でも、画像投影装置のシステムとして、画像処理等により投影画像を補正する手段を有していれば問題がない。
【００３１】
また、このような画像投影装置を用い、可搬型のディスプレイを構成することができる。具体的な形態としては、前記画像投影装置とディスプレイとして機能する平板部材とから成り、画像投影装置と平板部材の片方もしくは両方にそれぞれを接合するための設置機構が形成されている。また、前記平板部材側には前記画像投影装置を駆動するための電源装置（バッテリー）が搭載されていることが望ましい。また、前記平板部材側には前記画像投影装置で投影するための画像データや制御に必要な情報を保存するメモリ装置、もしくは外部メモリ装置を接続できる端子が設置されていることが望ましい。また、前記平板部材側には前記画像投影装置の画像データや制御に必要な情報を送受信するための無線通信手段もしくは通信機能を有する外部装置を接続できる端子が設置されていることが望ましい。また、前記平板部材側には前記画像投影装置を操作するための指示部が形成されていることが望ましい。したがって、前記平板部材と前記画像投影装置の接合部には電気的な接点が形成されていることが望ましい。このような構成にすることにより、前記画像投影装置の本体を小型化することができ、可搬型ディスプレイとしての形態をよりシンプルにすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明（請求項１）によると、設置面に投影することにより、机上に投影することができ、スクリーンとなる場所を探す手間も省け、気軽に画像を投影できる携帯機器（携帯電話、デジタルカメラ、ノートパソコン、電子手帳など）に内蔵の画像投影装置を提供することができる。
【００３３】
本発明（請求項２）によると、反射光学素子を格納することにより、携帯時に反射光学素子部を保護するとともに、画像投影装置自体が携帯しやすくなる。
【００３４】
本発明（請求項３）によると、反射光学素子を曲面ミラーにすることにより、設置面に投影した場合でも、投影時の画像歪が少ない画像投影装置を提供することができる。
【００３５】
本発明（請求項４）によると、反射光学素子を反射型回折素子とすることにより、素子自体の作成が容易になる。
【００３６】
本発明（請求項５）によると、通常の壁投射もできるようになり、投影面の選択自由度が高い画像投影装置を提供できる。
【００３７】
本発明（請求項６）によると、可搬性平面状部材に設置面投影可能な画像投影装置を組み合わせることにより、安価な手持ちディスプレイを実現することができる。また、可搬性平面状部材側にバッテリー機能を持たせることにより、画像投影装置からバッテリー機能を削除または容量を減らことができ、より小型化の画像投影装置を提供することができ、画像投影装置部の小さい可搬型画像投影装置を提供することができる。
【００３８】
本発明（請求項７）によると、バッテリーを着脱可能にすることにより、バッテリーの充電がし易くなるとともに、収納し易くなり、また、バッテリーの取替えが簡単に行える可搬型画像投影装置を提供することができる。
【００３９】
本発明（請求項８）によると、可搬性平面状部材側にメモリ機能を持たせることにより、画像投影装置からメモリ機能を削除することができ、より小型化の画像投影装置を提供することができ、画像投影装置部の小さい可搬型画像投影装置を提供することができる。
【００４０】
本発明（請求項９）によると、メモリ装置を着脱可能にすることにより、メモリ内容の書き換えが容易になり、メモリ装置の取替えが容易になる。また、他人のメモリ装置も簡単に使えるようになり、使い勝手のよい可搬型画像投影装置を提供することができる。
【００４１】
本発明（請求項１０）によると、可搬性平面状部材側に無線通信手段を持たせることにより、画像投影装置からメモリ機能や制御機能の一部を削除することができ、より小型化の画像投影装置を提供することができ、画像投影装置部の小さい可搬型画像投影装置を提供することができる。
【００４２】
本発明（請求項１１）によると、無線通信手段を着脱可能にすることにより、無線通信手段が必要なときのみ取り付けられ、使い勝手のよい可搬型画像投影装置を提供することができる。また、無線通信手段が故障した場合など、取替えが容易になり、収納しやすくなる。
【００４３】
本発明（請求項１２）によると、可搬性平面状部材側に操作部機能を持たせることにより、操作しやすい可搬型画像投影装置を提供することができる。
【００４４】
本発明（請求項１３）によると、操作指示部を着脱可能にすることにより、収納しやすい可搬型画像投影装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。
【００４６】
実施例１：
本発明の実施例１を、図１〜図６を参照して説明する。本実施の形態では、色順次駆動方式の投射型カラー液晶表示装置の例を示す。図１は、画像投影装置の全体構成を示し、画像投影装置の設置面に画像を投影している図である。この設置姿勢を第一の設置姿勢とする。図１において、１０は画像投影装置本体、１１は画像が投影される投影面、１２はヒンジ部、１３は反射光学素子を保持する筐体、６は投射レンズ、７は反射光学素子、８は投影光、９は画像投影装置設置面である。
【００４７】
図２は、画像投影装置の別の設置姿勢示す。図２は、ヒンジ１２を折り曲げ、反射光学素子１３を本体１０に格納した状態で、投射レンズ６に対向した面１１に画像を投影している図である。この姿勢を第二の設置姿勢とする。
【００４８】
図３は、画像投影装置（第一の設置姿勢）の光学系を示す。図中、２はＬＥＤアレイ（面状光源）、３はロッドレンズアレイ（均一照明手段）、４は偏光子、５は液晶ライトバルブ（光変調手段）、６は投射レンズ（投射手段）、７は反射光学素子（投射手段）である。
【００４９】
図３の光源部分の詳細を図４に示す。一つのロッドレンズにカップリングされるＬＥＤは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光を出射可能なＬＥＤチップ２３（赤）、２４（緑）、２５（青）からなり、具体的にはそれぞれ赤１個、緑２個、青１個のＬＥＤチップを含むＬＥＤ群２２を１つの光源単位としている。そのＬＥＤ群２２を平面状または曲面状の単一基板２１（図５）上に配列させたＬＥＤアレイ２と、ＬＥＤ２３、２４、２５から出射される各色光の照度を均一化するためのロッドレンズ３１が複数個平面的に配列され、樹脂またはガラスにより一体に成型されたロッドレンズアレイ３と、ロッドレンズアレイ３から出射した各色光を変調して画像を合成する液晶ライトバルブ５と、液晶ライトバルブ５によって合成された画像を拡大投射するための投射レンズ６と、画像投影装置の設置面９の方向に投影光を偏向させる反射光学素子７から概略構成されている。
【００５０】
このとき、赤色１個、緑色２個、青色１個としたのは、前掲した非特許文献１を参考とした。色度座標（０．７００，０．２９９）、（０．２０６，０．７０９）、（０．１５２，０．０２６）の３原色のＬＥＤ光源を使った場合、色温度９０００Ｋの白色を得るためにはその光束比が赤：緑：青＝２１：７６：４となるので、緑色を２個用いた。しかし、これはＬＥＤの個数が問題ではなく、光束比が問題となるので、必要な光束比が得られるＬＥＤの個数を設定すればよい。また、フルカラーを必要としない場合は、２色または１色の光源を用いることも可能である。一方、より高精細な色表現を必要とする場合は４色以上の光源を用いることも可能である。
【００５１】
ＬＥＤアレイ２は図示せぬ光源駆動回路（光源駆動手段）に接続されており、この光源駆動回路によって各ＬＥＤ２３、２４、２５が発光するタイミングが制御され、各ＬＥＤ２３、２４、２５から例えばＲ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、…というように時間順次に色光を発光可能な構成となっている。このとき、同色のＬＥＤの同一端子は基板２１上で結線することにより配線を簡略化することができる。
【００５２】
ロッドレンズアレイ３は、ＬＥＤ基板２１に透明樹脂性接着剤などにより接着されている。その詳細を図５に示す。図４、図５ともロッドの左側の面（光源側の面）が入射端面３２、右側の面（ライトバルブ側）が出射端面３３となっている。ロッドレンズ３１の入射端面３２は平面である必要はなく、図５（ｂ）に示すような形態も考えられる。このとき、ロッドレンズとＬＥＤチップの間に透明樹脂３４を封入することにより、ＬＥＤチップ内での全反射が抑制され、ＬＥＤチップからの光の取り出し効率を改善することができる。透明樹脂３４は接着剤そのものでもよいが、シリコン樹脂など、光や熱による劣化の少ない透明媒質を充填することにより、長時間使用しても封止樹脂の劣化による透過率の低下を抑制することができる。
【００５３】
各ＬＥＤチップ２３、２４、２５から出射された光は、充填材または透明樹脂製の接着剤を介してロッドレンズアレイ３の入射端面３２に到達しロッドレンズにカップリングされる。カップリングされた光線は各ロッドレンズ３１で内面反射を繰り返し、出射端面３３から出射される時点では照度が均一化されている。ロッドレンズアレイ３から出射した光線は、偏光子４により偏光方向が一方向に揃えられライトバルブ５に入射する。このとき、第一の面（入射端面３２）および第二の面（出射端面３３）を繋ぐ面、つまりロッドの側面に光源光の波長の光線を反射する反射膜または構造を形成することにより、光源からの出射光の光利用効率を向上させることができる。また、図６に示すように、側面を適当な曲面にすることにより、光軸に対し大きい角度で出射した光線に対しても側面が全反射条件を満たし、反射膜または反射構造が無くてもロッドを透過してしまうロスを低減でき、光利用効率を向上させることができる。また、ロッドの側面を曲面にすることにより、出射光の発散角を狭く抑えることもできる。
【００５４】
液晶ライトバルブ５には、画素スイッチング用素子として薄膜トランジスタ（Thin  Film  Transistor，以下、ＴＦＴ）を用いたＴＮモードのアクティブマトリクス方式の透過型の液晶セルが使用され、液晶セルの外面には入射側偏光板、出射側偏光板がその透過軸が互いに直交するように配置されて設けられている。例えば、オフ状態では液晶ライトバルブ５に入射されたｓ偏光がｐ偏光に変換されて出射される一方、オン状態では光が遮断されるようになっている。以上のＬＥＤアレイ２、ロッドレンズアレイ３、偏光子４、液晶ライトバルブ５は離間して配置しても良いが、装置の小型化、薄型化のためには全てを密着させて配置することが望ましい。
液晶ライトバルブ５は図示せぬ液晶ライトバルブ駆動回路（光変調駆動手段）に接続されており、この液晶ライトバルブ駆動回路によって、入射される各色光に対応させて液晶ライトバルブ５を時間順次に駆動することが可能な構造になっている。また、本実施の形態の画像投影装置においては、同期信号発生回路（同期信号発生手段）が備えられており、この同期信号発生回路により、同期信号を発生させ、光源駆動回路および液晶ライトバルブ駆動回路に入力することにより、各ＬＥＤ２３、２４、２５から色光を出射するタイミングと、その色光に対応して液晶ライトバルブ５を駆動するタイミングとを同期させることができる構造になっている。
【００５５】
すなわち、本実施の形態の画像投影装置では、１フレームを時分割し、ＬＥＤ２３、２４、２５から時間順次にＲ、Ｇ、Ｂの各色光を出射させ、各ＬＥＤ２３、２４、２５から色光を出射するタイミングと液晶ライトバルブ５を駆動するタイミングとを同期させることにより、各ＬＥＤ２３、２４、２５から出射される色光に対応させて液晶ライトバルブ５を時間順次に駆動し、各ＬＥＤ２３、２４、２５から出射される色光に対応する画像信号を出力することにより、カラー画像を合成することが可能な構成になっている。
液晶ライトバルブ５により形成された画像は、投射レンズ６により拡大され、反射光学素子７により光路が折り返され、画像投影装置１０が設置されている設置面９に投影される構成となっている。使用者は投影面で反射した画像を見る構成である。また、反射光学素子７の反射面または回折面を適当な曲面（曲面ミラー）または回折構造（反射型回折格子）とすることにより、設置面９に投影した場合の像の歪を補正する構成となっている。
【００５６】
実施例２：
本発明の実施例２を、図７、８を参照して説明する。図７（ａ）は可搬型画像投影装置の全体を示す。１０は設置面に投影可能な画像投影装置、４０は可搬性を有する平面状部材、５０はバッテリーであり、これら全体で可搬型画像投影装置を構成している。画像投影装置１０は、画像投影装置が設置された平面状部材４０に投影画像４１を投影する。ここで、設置面に投影可能な画像投影装置１０は、実施例１で示したものと基本的に同等の光学系を有するものとする。すなわち、画像投影装置１０は第一の設置姿勢にあり、使用者は投影面で反射した画像を見る構成である。
【００５７】
図７（ｂ）は、（ａ）の右側面図を示す。１５は画像投影装置の設置機構であり、適当な弾性を有する素材からなるクリップ状の構造であり、前記平面状部材を挟んで画像投影装置を設置する構成になっている。前記画像投影装置１０と平面状部材４０とが接している面１６には電気的接点があり、バッテリーと画像投影装置は平面状部材上に形成された図示せぬ導線により結線されており、画像投影装置１０に電力が供給される構成となっている。また、図７（ａ）に示すように、バッテリー５０には充電用のプラグ穴５１が形成されており、バッテリー５０の蓄電量が少なくなった場合には充電できる構成となっている。
【００５８】
図８（ａ）は、バッテリーを着脱可能にした構成例を示す。図８（ｂ）はその右側面図、図８（ｃ）は着脱可能なバッテリーと組み合わせ、スクリーンとして使用する平面状部材のバッテリー装着部の拡大図である。図８（ｂ）において、バッテリー５０はヒンジ部５２を有し、電極ピン５３、位置決めピン５４が形成されている。図に示すように、バッテリー５０は平面状部材４０を挟んで固定される構成になっている。図８（ｃ）に示す平面状部材側には位置決め穴４２と電極４３が形成されており、位置決め穴４２に前記位置決めピン５４が一致するよう平面状部材４０を挟むことにより、電極ピン５３が電極４３とが接する構成となっている。また、図８（ａ）のような構成にすることにより、バッテリー５０自体が可搬型画像投影装置を手で持つときのグリップの役割を果たす。
【００５９】
また、スクリーンとしての機能を有する平面状部材４０の画像が投影される面には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光を効率よく反射する膜または構造が形成されているとなおよい。
【００６０】
実施例３：
本発明の実施例３を、図９、１０を参照して説明する。図９は、可搬型画像投影装置の全体を上面から見た図である。１０は設置面に投影可能な画像投影装置、４０は可搬性を有する平面状部材、６０はメモリ装置であり、これら全体で可搬型画像投影装置を構成している。ここで、設置面に投影可能な画像投影装置１０は、実施例１で示したものと基本的に同等の光学系を有するものとする。すなわち、画像投影装置１０は第一の設置姿勢にあり、使用者は投影面で反射した画像を見る構成である。
【００６１】
６１はメモリ装置６０を外部のパソコンなどに接続するためのインターフェースであり、このインターフェース６１を通じ外部メモリから投影すべき画像をメモリ装置６０に保存し、可搬型画像投影装置内の図示せぬ制御手段により、メモリ装置６０から画像を読み出し画像投影装置１０により画像を投影する。
【００６２】
図１０は、メモリ装置を外部メモリとした例を示し、６２は外部メモリ用端子で、６３は外部メモリである。外部メモリ６３を端子６２に接続することにより、可搬型画像投影装置内の図示せぬ制御手段により、外部メモリ装置６３から画像を読み出し画像投影装置１０により画像を投影する。
【００６３】
また、メモリ装置を図８（ａ）のバッテリーのような着脱可能な構成にし、可搬型画像投影装置を手で持つときのグリップと兼用する構成としてもよい。
【００６４】
実施例４：
本発明の第４の実施例を、図１１、１２を参照して説明する。図１１は、可搬型画像投影装置の全体を上面から見た図である。１０は設置面に投影可能な画像投影装置、４０は可搬性を有する平面状部材、７０は無線通信手段、７１は無線通信手段のアンテナである。これら全体で可搬型画像投影装置を構成している。ここで、設置面に投影可能な画像投影装置１０は、実施例１で示したものと基本的に同等の光学系を有するものとする。すなわち、画像投影装置１０は第一の設置姿勢にあり、使用者は投影面で反射した画像を見る構成である。
【００６５】
無線通信手段７０により外部のパソコンなどにアクセスし、外部メモリから投影すべき画像を図示せぬ可搬型画像投影装置上のメモリ装置に保存し、可搬型画像投影装置内の図示せぬ制御手段により、メモリ装置から画像を読み出し画像投影装置１０により画像を投影する。また、図示せぬ制御手段により前記無線通信手段７０を介してインターネットにアクセスし、メモリ装置を介さず画像投影装置１０により画像を投影することもできる。
【００６６】
また、無線通信手段を図８（ａ）のバッテリーのような着脱可能な構成にし、可搬型画像投影装置を手で持つときのグリップと兼用する構成としてもよい。
【００６７】
図１２は、無線通信手段７３を外部取り付け型とした例を示し、７２は無線通信手段の取り付け端子で、７３は無線通信手段である。無線通信手段７３を端子７２に接続することにより、可搬型画像投影装置内の図示せぬ制御手段により、外部パソコンのメモリやインターネットに無線アクセスし、画像を読み出し画像投影装置１０により画像を投影する。
【００６８】
実施例５：
本発明の実施例５を、図１３を参照して説明する。図１３は、可搬型画像投影装置の全体を上面から見た図である。１０は設置面に投影可能な画像投影装置、４０は可搬性を有する平面状部材、８０は操作指示部である。これら全体で可搬型画像投影装置を構成している。ここで、設置面に投影可能な画像投影装置１０は、実施例１で示したものと基本的に同等の光学系を有するものとする。すなわち、画像投影装置１０は第一の設置姿勢にあり、使用者は投影面で反射した画像を見る構成である。
【００６９】
操作指示部８０のボタンを操作することにより、可搬型画像投影装置上の図示せぬ制御手段を介して、図示せぬメモリ装置や無線通信手段から得られた画像を画像投影装置１０により投影したり、それらの画像の送りや戻し、動画であれば、再生や早送り、巻き戻し、停止などを実行する。
【００７０】
また、操作指示部８０を図８（ａ）のバッテリーのような着脱可能な構成にし、可搬型画像投影装置を手で持つときのグリップと兼用する構成としてもよい。また、前記バッテリー、メモリ装置、無線通信手段、操作指示部をひとつにまとめた着脱可能な操作指示部とする構成も可能である。
【００７１】
実施例６：
本発明の実施例６を、図１４を参照して説明する。図１４（ａ）は、可搬型画像投影装置の全体を側面から見た図である。図１４（ｂ）は、下側（使用者が画像を見る面の裏側）から見た図である。１０は設置面に投影可能な画像投影装置、４０は可搬性を有する平面状部材で、光透過性の材質で構成されており、表面は光が散乱するような構造が形成されている。８０は操作指示部である。これら全体で可搬型画像投影装置を構成している。ここで、設置面に投影可能な画像投影装置１０は、実施例１で示したものと基本的に同等の光学系を有するものとする。すなわち、画像投影装置１０は第一の設置姿勢にあり、使用者は投影面で透過した画像を見る（図１４（ａ）の矢印の方向より見る）構成である。
【００７２】
この場合、画像投影装置部が投影面の裏側になるので、画像投影装置の保護部材９０のような構造を付加することにより、可搬型画像投影装置を机などに置いたときに画像投影装置が破壊されるのを防ぐことができる。また、スクリーンとしての機能を有する平面状部材４０の画像が投影される面には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光を効率よく透過する膜または構造が形成されているとなおよい。
【００７３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば面状光源としてはＬＥＤの他、半導体レーザー、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子なども使用できる。また、各ＬＥＤ群内の各色のＬＥＤチップの数も赤１個、緑２個、青１個に限定されるものではなく、ＬＥＤの出射可能出力とホワイトバランスの関係から各色適当なチップ数で構成することができる。さらに、操作指示部のボタンの数は図に示した構成に限定されるものではなく、必要なボタン数で構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施例１の画像投影装置（第一の設置姿勢）の全体構成を示す。
【図２】実施例１の画像投影装置（第二の設置姿勢）を示す。
【図３】実施例１の画像投影装置の光学系を示す。
【図４】光源部分の詳細を示す。
【図５】ロッドレンズアレイがＬＥＤ基板に接着されている状態を示す。
【図６】ロッドの側面を曲面にしたロッドレンズアレイを示す。
【図７】実施例２の可搬型画像投影装置の全体を示す。
【図８】バッテリー部を着脱可能にした構成例（実施例２）を示す。
【図９】実施例３の可搬型画像投影装置の全体を示す。
【図１０】メモリ装置を外部メモリとした実施例３を示す。
【図１１】実施例４の可搬型画像投影装置の全体を示す。
【図１２】無線通信手段を外部取り付け型とした実施例４を示す。
【図１３】実施例５の可搬型画像投影装置の全体を示す。
【図１４】実施例６の可搬型画像投影装置の全体を示す。
【図１５】従来の画像投影装置の一例を示す
【符号の説明】
【００７５】
６  投射レンズ
７  反射光学素子
８  投影光
９  画像投影装置設置面
１０  画像投影装置本体
１１  投影面
１２  ヒンジ部
１３  筐体
【図１】
2007310194.tif 000003
【図２】
2007310194.tif 000004
【図３】
2007310194.tif 000005
【図４】
2007310194.tif 000006
【図５】
2007310194.tif 000007
【図６】
2007310194.tif 000008
【図７】
2007310194.tif 000009
【図８】
2007310194.tif 000010
【図９】
2007310194.tif 000011
【図１０】
2007310194.tif 000012
【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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