プロジェクタ
【課題】光学像の拡大を確実に行うことのできるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】プロジェクタは、平行光束からなる画像を形成、投射する画像投射装置と、画像投射装置からの画像の一方向を拡大して射出する第１導光体６と、第１導光体６から射出された画像の一方向に直交する方向を拡大して射出する第２導光体と、第２導光体からの画像を投影するスクリーンとを備える。第１および第２導光体は、画像としての光束が進行する光路とは屈折率の異なる媒質６１により構成され、入射光束に対して傾斜配置される光入出射面６１Ａと、光入出射面６１Ａと非平行に配置され、媒質内を進行する光束を反射して光入出射面６１Ａに導く光反射面６１Ｂとを備える。第１および第２導光体の光入出射面に入射した画像は、屈折して光反射面に入射し、光反射面から光入出射面６１Ａを介して射出される過程で、一方向および当該方向の直交方向に拡大される。
【解決手段】プロジェクタは、平行光束からなる画像を形成、投射する画像投射装置と、画像投射装置からの画像の一方向を拡大して射出する第１導光体６と、第１導光体６から射出された画像の一方向に直交する方向を拡大して射出する第２導光体と、第２導光体からの画像を投影するスクリーンとを備える。第１および第２導光体は、画像としての光束が進行する光路とは屈折率の異なる媒質６１により構成され、入射光束に対して傾斜配置される光入出射面６１Ａと、光入出射面６１Ａと非平行に配置され、媒質内を進行する光束を反射して光入出射面６１Ａに導く光反射面６１Ｂとを備える。第１および第２導光体の光入出射面に入射した画像は、屈折して光反射面に入射し、光反射面から光入出射面６１Ａを介して射出される過程で、一方向および当該方向の直交方向に拡大される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力する画像情報に応じて光学像を形成し、拡大投射するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭内でのホームシアター等の用途として、プロジェクタが普及しつつある。この種のプロジェクタとして、画像情報に応じた光学像を形成して投射画像として投射する画像投射装置と、投射画像を反射する反射ミラーと、透過型のスクリーンとを備えて構成され、スクリーンの後方側から当該スクリーンに向かって光学像を投影するリアプロジェクタが知られている。
【０００３】
このようなリアプロジェクタは、一般的には、画像投射装置で形成した光学像を、投射レンズを介して、反射ミラーに拡大投射し、当該反射ミラーは、入射した光学像としての光束をスクリーンに向かって反射して、当該スクリーンに光学像を投射する構成とされている。
このような構成のリアプロジェクタでは、画像投射装置で形成した光学像をスクリーンに拡大投射するためには、投射レンズが必要となるだけでなく、投射レンズからスクリーンまでの光学像を拡大するための長い光路が必要となるので、リアプロジェクタの薄型化を図りづらいという問題があった。
【０００４】
このような問題に対し、２つの拡大反射鏡を備えるリアプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなリアプロジェクタの拡大反射鏡は、光束入射順に、表面コート層、ミラーベースパネルおよび反射ミラーを備えて構成されている。このうち、表面コート層は、多層にコーティングされて形成され、入射角度が大きい光束が表面で反射するのを防止して、反射ミラー側に屈折させている。また、反射ミラーで反射した光束は、表面コート層に対して小さい入射角度で入射するので、ほとんど屈折・反射せずに表面コート層から射出される。これにより、画像投射装置（画像照射装置）で形成され、拡大反射鏡に入射した光学像は、当該拡大反射鏡によって拡大されるので、投射レンズを用いることなくリアプロジェクタを構成することができるとともに、画像投射装置からスクリーンまでの光路を短くして、リアプロジェクタの薄型化を図ることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２９５１１１号公報（第３頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一般的に、反射鏡に入射した光束は、当該反射鏡の入射面に対する入射角度と略同じ角度で射出されることとなるので、前述した特許文献１に記載の拡大反射鏡において、入射光束である光学像の高倍率な拡大を図るためには、表面コート層およびミラーベースパネルを屈折率の高い材料で構成する必要があるなど、実現が困難であるという問題がある。すなわち、特許文献１に記載の拡大反射鏡において、表面コート層およびミラーベースパネルを、屈折率の低い材料で構成した場合には、表面コート層から射出される光束は、当該表面コート層に入射した光束の入射角度と略同じ射出角度で射出されてしまうため、光学像の拡大が実現しづらいという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、光学像の拡大を確実に行うことのできるプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した目的を達するために、本発明のプロジェクタは、入力する画像情報に応じて光学像を形成し、拡大投射するプロジェクタであって、平行光束からなる前記光学像を形成して、投射画像として投射する画像投射装置と、前記画像投射装置から投射された投射画像の一方向を拡大して射出する第１導光体と、前記第１導光体から射出された光束の前記一方向に直交する方向を拡大して射出する第２導光体と、この第２導光体から射出された光束を投影するスクリーンとを備え、前記第１導光体および前記第２導光体は、前記投射画像が進行する光路とは屈折率の異なる媒質により構成され、入射光束に対して傾斜配置される光入出射面と、前記光入出射面と非平行に配置され、前記媒質内を進行する光束を反射して、当該光束を前記光入出射面に導く光反射面とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、第１導光体に入射した光学像としての光束は、一方向に拡大して射出され、当該第１導光体から射出された光束は、第２導光体に入射して、当該第２導光体により、第１導光体で拡大される光学像の一方向に直交する方向に拡大されて射出されるので、スクリーンに投射する光学像を確実に拡大することができる。
すなわち、それぞれの導光体は、投射画像である光束の進行する光路とは屈折率の異なる媒質で構成され、当該媒質の光入出射面に入射した光は、当該光入出射面の界面で屈折して光反射面に入射する。そして、光反射面に入射した光は、当該光反射面に対する光の入射角と同じ角度で反射する。このため、光入出射面の界面で屈折した分だけ、当該導光体への入射光束の範囲に対して、射出光束の範囲は拡大されることとなる。これにより、光束、すなわち、光学像の拡大を図ることができる。
このように、画像投射装置によって形成された光学像を第１導光体に入射させることにより、当該光学像を一方向に拡大することができ、また、この拡大した光学像を第２導光体に入射させることにより、当該光学像を第１導光体による拡大方向に直交する方向に拡大することができる。従って、確実に光学像の拡大を行うことができる。
【００１０】
本発明では、前記光反射面は、当該光反射面の延出方向に沿って鋸刃状に配列され、それぞれが互いに平行な複数の反射要素を備えていることが好ましい。
本発明によれば、導光体の薄型化を図ることができる。
ここで、導光体の光入出射面と、当該導光体の光反射面とは非平行に配置されているので、光反射面が１つの反射要素で構成されている場合では、導光体の厚さ寸法は、光入出射面の延出方向の寸法に応じて大きくなる。
これに対して、本発明では、光反射面は、当該光反射面に延出方向に沿って鋸刃状に配列される複数の反射要素で構成され、それぞれの反射要素の反射領域が互いに平行とされることによって、光入出射面と光反射面との交点とは反対側の寸法を小さくすることができ、ひいては、導光体の厚さ寸法を小さくすることができる。また、それぞれの反射要素を互いに平行とすることによって、光反射面が１つの反射要素から構成されている場合と同様に、入射する光学像の一方向の拡大が可能である。従って、第１および第２導光体の薄型化を図ることができる。
【００１１】
本発明では、前記第１導光体および前記第２導光体の少なくともいずれかの前記光反射面の前記光入出射面に対する傾斜角度は、当該光反射面に入射した光束を、前記光入出射面に直交する方向に反射するような角度とされていることが好ましい。
本発明によれば、光反射面で反射した光束は、光入出射面に直交する方向に入射するので、当該光入出射面を屈折せずに透過することとなる。
ここで、光反射面に入射した光束は、当該光反射面に入射した光束の入射角と同じ角度で反射して光入出射面を透過して射出される。この際、光入出射面から射出される光束は、当該光入出射面に角度をもって入射した光束は、当該光入出射面に入射した際の屈折率で屈折して射出される。
【００１２】
これに対し、光反射面の光入出射面に対する傾斜角度が、光反射面に入射した光束を、光入出射面に直交する方向に反射するような角度とされていることにより、光反射面で反射した光束を、屈折させずに光入出射面と直交方向に当該光入出射面から射出することができる。これにより、光学像としての光束の拡大を図ることができるほか、第１導光体と第２導光体との高さ方向の位置または幅方向の位置を一致させることができる。従って、光学像の拡大を確実に行うことができるとともに、プロジェクタの小型化を図ることができる。
【００１３】
本発明では、前記画像投射装置は、平行光束を射出する光源と、当該平行光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置とを備えていることが好ましい。
このような光源として、レーザ光を射出する半導体レーザを例示することができる。また、光変調装置としては、グレーティングライトバルブ（Grating Light Valve，ＧＬＶ）を例示することができる。
【００１４】
ここで、第１導光体および第２導光体による安定した光束の拡大を図るためには、それぞれの導光体に入射する光束は、それぞれの導光体から反射する光束の拡散を抑えるために、平行な直線光束であることが望まれる。
これに対し、本発明では、画像投射装置が、平行光束を射出する光源と、この光源を変調して光学像を形成する光変調装置を備えることにより、当該画像投射装置から光学像として射出される光束を平行光束とすることができる。従って、確実に平行光束からなる光学像を形成して、第１導光体および第２動光体に入射させることができ、これにより、拡大した光学像を安定して得ることができる。
【００１５】
本発明では、前記第１導光体は、前記スクリーンに対して略直交する位置に配置され、前記第２導光体は、前記スクリーンに対向する位置に配置され、前記画像投射装置は、前記スクリーンの下方に配置され、前記第１導光体に前記光学像としての光束を射出することが好ましい。
本発明によれば、画像投射装置から射出される光束が入射する第１導光体は、スクリーンに略直交する位置に配置される。これによれば、第１導光体は、画像投射装置から射出され、拡大される前の光学像としての光束を、スクリーンの縦方向または横方向に拡大することとなるので、当該第１導光体の幅寸法、すなわち、スクリーンに直交する方向の寸法を小さくすることができる。従って、プロジェクタの小型化を図ることができる。
また、画像投射装置は、スクリーンの下方に配置されることとなるので、プロジェクタにおける画像投射装置の配置位置が下方となる。これにより、プロジェクタの重心が下がることとなるので、当該プロジェクタの設置時の安定性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔１．第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るリアプロジェクタ１を示す斜視図である。また、図２および図３は、リアプロジェクタ１の内部構成を示す正面図（Ｚ方向と反対方向から見た図）および平面図（Ｙ方向と反対方向から見た図）である。なお、図１〜図３に示すＸ，Ｙ，Ｚ方向は、各図でそれぞれ同方向を示しており、観察者がリアプロジェクタ１を観察する方向と反対方向をＺ方向とし、このＺ方向に直交する方向のうち、水平方向をＸ方向とし、Ｚ方向およびＸ方向に直交する高さ方向をＹ方向としている。
本実施形態に係るリアプロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、この光学像をスクリーン３に拡大投射するものである。
【００１７】
（１）リアプロジェクタ１の全体構成
このリアプロジェクタ１は、図１および図２に示すように、合成樹脂製の筐体２と、当該筐体２の前面に露出して設けられる透光性のスクリーン３とを備えている。また、筐体２内には、図２および図３に示すように、スクリーン３の下方に配置され、画像情報に応じた光学像を形成、射出する画像投射装置４と、当該画像投射装置４の射出光束が入射する反射ミラー５と、当該反射ミラー５で反射した光束を一方向に拡大する第１ミラー６と、当該第１ミラー６で反射した光束が入射し、当該光束を第１ミラー６による拡大方向に直交する方向に拡大して、スクリーン３に向かって反射する第２ミラー７とを備えている。
なお、詳しい図示を省略したが、筐体２内には、これらの他に、リアプロジェクタ１全体を制御する制御基板と、リアプロジェクタ１を構成する電子部品に外部からの電力を供給する電源ユニットとが収納されている。
【００１８】
このうち、スクリーン３は、矩形状に形成され、かつ、筐体２内部に設けられた画像投射装置４から射出された光束を表示可能に形成されている。このようなスクリーン３は、レンチキュラーシート等で構成され、前面側がガラス基板で保護されている。
また、反射ミラー５は、当該画像投射装置４から射出された光束が入射し、当該光束を第１ミラー６に向かって反射するものであり、全反射ミラーで構成されている。具体的に、この反射ミラー５は、後述する画像投射装置４からＸ方向に略平行に射出された光束を、Ｙ方向に略平行に反射して、後述する第１ミラー６の光入出射面６１Ａに導くものである。
【００１９】
（２）画像投射装置４の構成
図４は、画像投射装置４の構成を示す模式図である。
画像投射装置４は、前述のように、スクリーン３の下方、すなわち、Ｙ方向の反対側に配置されている。この画像投射装置４は、図４に示すように、光源としてのレーザ発振器４１と、クロスダイクロイックプリズム４２と、照明レンズ４３と、ＧＬＶ４４と、ポリゴンミラー４５と、ｆθレンズ４６と、光ファイバ４７と、走査同期用ミラー４８と、光検出センサ４９とを備えている。
【００２０】
レーザ発振器４１は、６５０ｎｍの波長の赤色レーザを発振する赤色レーザ発振器４１Ｒと、５３２ｎｍの波長の緑色レーザを発振する緑色レーザ発振器４１Ｇ、および、４７３ｎｍの波長の青色レーザを発振する青色レーザ発振器４１Ｂから構成され、それぞれクロスダイクロイックプリズム４２の光束入射面に、各色のレーザ光を照射する。
これらレーザ発振器４１は、図示しない制御基板に電気的に接続されており、当該制御基板により駆動が制御されている。具体的に、各レーザ発振器４１は、制御基板により、後述するＧＬＶ４４の駆動周期に応じたタイミングで、各色のレーザ光照射が切り替わるように制御されている。
【００２１】
クロスダイクロイックプリズム４２は、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、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられて構成されている。そして、このクロスダイクロイックプリズム４２に赤色レーザ発振器４１Ｒから赤色レーザが入射した場合、赤色光を反射する誘電体多層膜によって、当該赤色レーザが反射して、クロスダイクロイックプリズム４２の光束射出面から、照明レンズ４３に向かって射出される。また、同様に、クロスダイクロイックプリズム４２に、青色レーザ発振器４１Ｂから青色レーザが入射した場合、青色光を反射する誘電体多層膜によって、当該青色レーザが反射して、照明レンズ４３に向かって射出される。なお、緑色レーザ発振器４１Ｇから緑色レーザが入射した場合は、それぞれの誘電体多層膜を透過して、光束射出面から照明レンズ４３に向かって射出される。
【００２２】
照明レンズ４３は、各レーザ発振器４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂにより一点照射された各レーザ光から、後述するＧＬＶ４４の光学像形成領域を照明する線状ビーム光束を形成するものである。このような照明レンズ４３は、円筒レンズで構成することができる。
【００２３】
ＧＬＶ（Grating Light Valve）４４は、反射型の光変調装置であり、マイクロリボンアレイを用いて入射光束を変調して光学像を形成するものである。このマイクロリボンアレイは、リボン状の光回折素子がシリコン基板上に１列に配置された構成を有し、１画素が複数の光回折素子で構成されている。
このＧＬＶ４４は、当該ＧＬＶ４４の光学像形成領域に照明レンズ４３から射出された線状レーザ光束が照射され、ＧＬＶ４４上で１フレーム分の画像を走査するように、画像情報に応じた垂直方向の１次元画像を形成する。この１次元画像としての光学像を、後述するポリゴンミラー４５の光反射面に射出することで、当該ポリゴンミラー４５の回転により、１次元画像が走査されて２次元画像が形成される。
【００２４】
なお、ＧＬＶ４４は、前述の制御基板と電気的に接続されている。このＧＬＶ４４には、リアプロジェクタ１外部から入力する画像情報に応じた画像信号が入力するとともに、制御基板により、当該ＧＬＶ４４の駆動が制御されている。具体的には、ＧＬＶ４４は、制御基板の制御により、前述の赤色レーザ発振器４１Ｒ、緑色レーザ発振器４１Ｇ、および、青色レーザ発振器４１Ｂによるレーザ発振と同期して、赤色成分用の画像形成、緑色成分用の画像形成、および、青色成分用の画像形成を、所定の周期で切り替えるように構成されている。
これにより、赤色レーザ発振器４１Ｒからの赤色レーザ発振時には、赤色成分用の画像が形成され、緑色レーザ発振器４１Ｇからの緑色レーザ発振時には、緑色成分用の画像が形成され、青色レーザ発振器４１Ｂからの青色レーザ発振時には、青色成分用の画像が形成される。
【００２５】
ポリゴンミラー４５は、６つの光反射面４５１を有する平面視略六角形状に形成され、図示を省略するが、ポリゴンミラー４５の平面中心を軸として矢印Ｓ方向に回転させるミラー回転モータが付属されている。
このポリゴンミラー４５は、ＧＬＶ４４から傾斜して入射する光束を、後述するｆθレンズ４６の球面レンズ４６１に射出する。この際、ポリゴンミラー４５は、ミラー回転モータの駆動によって当該ポリゴンミラー４５の中心を軸として回転するので、ＧＬＶ４４から射出された１次元画像としての光束は、回転するポリゴンミラー４５の光反射面４５１によって、画像を走査するようにｆθレンズ４６１に入射する。これにより、１次元画像としてＧＬＶ４４から射出された光束が、２次元画像として、ｆθレンズ４６に射出される。
【００２６】
ｆθレンズ４６は、光束入射順に、球面レンズ４６１およびトーリックレンズ４６２から構成され、ポリゴンミラー４５の光反射面４５１で反射した光束を、光ファイバ４７の平らな光束入射面に集光するためのレンズであり、光の倒れを補正するものである。このうち、トーリックレンズ４６２の光束射出面は、当該トーリックレンズ４６２から射出された光束が、ポリゴンミラー４５の光反射面と、入射する光ファイバ４７の光束入射面とに焦点位置が合うように、凸面に形成されている。
【００２７】
ここで、ポリゴンミラー４５の回転速度は一定であるので、ポリゴンミラー４５の光反射面４５１に対する光束の入射角度が小さい場合と大きい場合とでは、ポリゴンミラー４５の光反射面４５１から射出された光束が光ファイバ４７の光束入射面を走査する速度は、一定とはならないため、像面上に形成される光学像は、走査方向が歪んだ光学像となってしまう。このため、このようなｆθレンズ４６を設けることにより、像面における走査速度を一定として、適切な光学像を形成することができる。
なお、これらｆθレンズ４６は、球面レンズ４６１およびトーリックレンズ４６２に代えて、非球面プラスチックレンズ系によって構成することも可能である。
【００２８】
光ファイバ４７は、ｆθレンズ４６のトーリックレンズ４６２から射出された光学像としての光束を平行化するものである。この光ファイバ４７は、ＧＬＶ４４から射出された光学像としての光束が、像面上を走査するように、ポリゴンミラー４５によって反射される際に、当該ポリゴンミラー４５の反射によって光束が拡大してしまうのを抑えるものである。また、光ファイバ４７は、ポリゴンミラー４５から射出された光束を、平行光束として反射ミラー５に中継するものである。
【００２９】
走査同期用ミラー４８および光検出センサ４９は、レーザ発振器４１およびＧＬＶ４４による画像形成の同期を図るためのものである。具体的には、ポリゴンミラー４５で反射した光束が、走査同期用ミラー４８で反射して光検出センサ４９に入射すると、当該光検出センサ４９は、制御基板に所定の信号を出力する。当該信号が入力した制御基板は、レーザ発振器４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの駆動を切り替える信号、および、切り替えられたレーザ発振器４１のレーザ光の色に対応した画像形成をＧＬＶ４４に実行させる信号を出力する。
【００３０】
すなわち、ポリゴンミラー４５が回転して、ある光反射面４５１から隣接する光反射面４５１に、ＧＬＶ４４からの光束の入射が切り替えられた際に、当該光反射面４５１で反射した光束は、まず、走査同期用ミラー４８に入射して、光検出センサ４９に入射する。この光検出センサ４９により、光束の入射が検出された際に、レーザ発振器４１（４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ）の駆動切替、および、ＧＬＶ４４による画像形成の切替を行うことにより、ポリゴンミラー４５の回転に対応し、かつ、射出されるレーザ光の色に対応した光学像形成を行うことができる。
従って、１つの光反射面４５１には、赤色画像、緑色画像、または、青色画像を形成する１次元画像としての光束が入射し、ポリゴンミラー４５が１／２回転する際に、それぞれの色の画像が像面上で走査されて、１フレーム分の２次元画像を構成することができる。
【００３１】
（３）第１ミラー６および第２ミラー７の構成
第１ミラー６は、図２および図３に示すように、スクリーン３に直交するように配置される面のうち、スクリーン３に向かって左側（Ｘ方向とは反対方向）の面に傾斜して配置される。また、第２ミラー７は、図３に示すように、スクリーン３に対向する背面に傾斜して配置される。
これら第１ミラー６および第２ミラー７は、反射ミラー５を介して、画像投射装置４から平行光束として射出された光学像を拡大して、スクリーン３に射出する本発明の第１導光体および第２導光体に相当するものである。
【００３２】
すなわち、第１ミラー６は、画像投射装置４から射出された光学像としての光束を、Ｙ方向に拡大して反射する導光体であり、第２ミラー７は、当該第１ミラー６でＹ方向に拡大した光学像を、Ｙ方向に直交するＸ方向に拡大して反射する導光体である。そして、当該第１ミラー６および第２ミラー７でＹ方向およびＸ方向に拡大された光学像は、第２ミラー７を介して、スクリーン３に到達し、当該拡大された光学像が表示される。
【００３３】
図５は、第１ミラー６の断面を拡大した図である。なお、図５において示すＸ方向およびＹ方向は、図１において示したＸ方向およびＹ方向と、それぞれ同方向である。
第１ミラー６は、図５に示すように、入射光束の光路とは屈折率の異なる媒質としてのプリズム体６１と、当該プリズム体６１を固定する基板６２とから構成されている。
このうち、プリズム体６１は、断面が略直角三角形状を有する柱状体のプリズム要素６１１が、Ｙ方向に沿って並列に配置されて構成されている。具体的には、プリズム体６１は、各プリズム要素６１１の断面である略直角三角形状の斜辺が、それぞれ平行となり、かつ、当該直角三角形の直角を挟む二辺のうちの一辺が面一となるように配置されて構成されている。この面一とされた面が光入出射面６１Ａを形成し、斜辺であるそれぞれの面が反射要素として、第１ミラー６の光反射面６１Ｂを形成している。
【００３４】
すなわち、光入出射面６１Ａは、各プリズム要素６１１の光入射面から形成され、第１ミラー６の全面に亘って、平坦な面として形成されている。この光入出射面６１Ａには、当該光入出射面６１Ａに入射する光束の反射防止のための反射防止膜が形成されている。これにより、光入出射面６１Ａに入射する光束は、略全てプリズム要素６１１内に入射することとなる。
また、光反射面６１Ｂは、各プリズム要素６１１の斜面となる光反射面から形成されている。この光反射面６１Ｂを構成する各プリズム要素６１１の反射要素としての光反射面は、光入出射面６１Ａに対して所定の角度で傾斜しており、プリズム体６１の光反射面６１Ｂ全体が、鋸刃状に形成されている。
なお、光反射面６１Ｂは、基板６２に固定されるが、当該光反射面６１Ｂの基板６２に対向する面には、入射光束を全反射するアルミニウム加工等による反射膜が形成されている。
【００３５】
このようなプリズム要素６１１は、本実施形態では、水晶により形成されている。なお、このようなプリズム要素６１１は、水晶に限らず、透光性を有し、光入出射面６１Ａに入射した光束を所定の屈折率で屈折させて、光反射面６１Ｂに導く性質を備えた材質であれば、他のもので構成してもよい。このような材料として、例えば、サファイア等を挙げることができ、また、プリズム要素６１１を透光性の合成樹脂により構成してもよい。
【００３６】
以下に、プリズム要素６１１に入射する光の軌跡を説明する。
図６は、プリズム要素６１１に入射する光の軌跡を示した図である。なお、図６においては、プリズム要素６１１を拡大して示している。また、図６において示すＸ方向およびＹ方向は、図１において示したＸ方向およびＹ方向と、それぞれ同方向である。
プリズム体６１を構成するプリズム要素６１１の光入出射面６１Ａには、図６に示すように、画像投射装置４から射出された光学像としての光束が、反射ミラー５を介して入射する。反射ミラー５を介して入射する光束Ａは、光入出射面６１Ａに対して、入射角θ１で入射する。この光入出射面６１Ａに入射する光束Ａは、当該光入出射面６１Ａで、プリズム要素６１１が有する屈折率で屈折して、屈折角θ２を有する光束Ｂとして、プリズム要素６１１内に入射する。
【００３７】
プリズム要素６１１内に屈折して入射した光束Ｂは、入射角θ３で光反射面６１Ｂに入射する。そして、当該光束Ｂは、当該光束Ｂの光反射面６１Ｂに対する入射角θ３と同じ角度を有する反射角θ４で反射して、光束Ｃとして光入出射面６１Ａに向かって射出される。
この光束Ｃは、光入出射面６１Ａに対して入射角θ５で入射し、光入出射面６１Ａから射出される際に、当該光入出射面６１Ａにおいて再び屈折して、光束Ａが入射する光入出射面６１Ａに近接しない方向に光束Ｄとして射出される。この光束Ｄの射出方向は、前述のＸ方向に対して平行となるように、各プリズム要素６１１の光入出射面６１ＡのＹ方向に対する傾斜、および、光反射面６１Ｂの光入出射面６１Ａに対する傾斜が調整されている。これにより、光束Ｄは、光束Ａに対して直交する方向に射出される。
【００３８】
すなわち、第１ミラー６は、図２、図５および図６に示すように、画像投射装置４から射出され、反射ミラー５を介して第１ミラー６に入射する光束の角度、および、当該第１ミラー６を構成するプリズム要素６１１の屈折率に基づいて、当該第１ミラー６から射出される光束の方向が、Ｘ方向と平行になるように、Ｙ方向に対して傾斜して配置されている。また、各プリズム要素６１１の頂角、すなわち、光入出射面６１Ａと光反射面６１Ｂとによりなす角も、プリズム要素６１１の屈折率、および、光入出射面６１Ａに入射する光束の入射角に基づいて調整されている。
【００３９】
図７は、プリズム要素６１１内の光束の光路の角度を示す図である。
ここで、各プリズム要素６１１の頂角をθＰとした場合、光束Ｃの光入出射面６１Ａに対する入射角θ５と、光入出射面６１Ａにおける光束Ｂの屈折角θ２および頂角θＰとの間には、以下のような関係がある。
図７に示すように、光束Ｂの光路と、光入出射面６１Ａおよび光反射面６１Ｂとの交点を、それぞれ点Ｈおよび点Ｊとし、光束Ｃと光入出射面６１Ａとの交点を点Ｋとする。また、点Ｊを通り光入出射面６１Ａに直交する直線Ｅと、当該光入出射面６１Ａとの交点を点Ｌとすると、角度∠ＬＪＫは、以下の式（I）のように表される。
【００４０】
［数１］
∠ＬＪＫ＝θ５ …（I）
【００４１】
また、点Ｈを通り光入出射面６１Ａに直交する直線Ｆと、直線Ｅとは、平行になるので、直線Ｆと光反射面６１Ｂとの交点を点Ｔとすると、角度∠ＨＪＬは、以下の式（II）にように表される。
【００４２】
［数２］
∠ＨＪＬ＝∠ＪＨＴ＝θ２ …（II）
【００４３】
さらに、点Ｊを通り光入出射面６１Ａの形成方向に平行な直線Ｇと、直線Ｆとの交点を点Ｓとすると、角度∠ＳＪＨは、以下の式（III）のように表される。
【００４４】
［数３］
∠ＳＪＨ＝π／２−θ２ …（III）
【００４５】
また、直線Ｇと光入出射面６１Ａの形成方向とは平行となるので、角度∠ＴＪＳは、プリズム要素６１１の頂角と同じとなる。このため、角度∠ＴＪＳは、以下の式（IV）のように表される。
【００４６】
［数４］
∠ＴＪＳ＝θＰ …（IV）
【００４７】
一方、光束Ｂの入射角θ２および反射角θ３とは、光反射面６１Ｂの法線を挟んで同じ確度であるので、光反射面６１Ｂと、直線Ｓ、光束Ｂの光路、直線Ｅおよび光束Ｃの光路との交差角から、以下の式（V）を導くことができる。
【００４８】
［数５］
π＝２（∠ＴＪＳ＋∠ＳＪＨ）＋∠ＨＪＬ＋∠ＬＪＫ …（V）
【００４９】
ここで、上記式（V）に、式（I）〜（IV）を代入することにより、以下の式（VI）を導くことができる。
【００５０】
［数６］
θ５＝θ２−２θＰ …（VI）
【００５１】
従って、光束Ｃの光入出射面６１Ａに対する入射角θ５は、プリズム要素６１１の屈折率に応じて屈折して入射する光束Ｂの屈折角θ２と、プリズム要素６１１の頂角θＰとによって表すことができる。
なお、式（VI）により、入射角θ５が０より大きい角度となる場合は、光束Ｄは、光入出射面６１ＡからＹ方向寄りに射出され、入射角θ５が０より小さい角度となる場合は、光束Ｄは、光入出射面６１ＡからＹ方向と反対方向寄りに射出される。
【００５２】
このような第１ミラー６に、光学像としての光束を入射させることにより、図５に示すように、Ｙ方向の範囲がｎである入射光束を、当該Ｙ方向の範囲がｍである光束とすることができる。すなわち、第１ミラー６に光束を入射させることにより、当該光束をＹ方向にｍ／ｎ倍に拡大することができる。
【００５３】
第２ミラー７は、第１ミラー６と同様の構成を備えており、第１ミラー６でＹ方向に拡大され、当該第２ミラー７に入射した光束を、Ｘ方向にｍ／ｎ倍に拡大して射出する。
すなわち、第２ミラー７は、略直角三角形状の断面を有する三角柱形状のプリズム要素を備え、これらプリズム要素がＸ軸方向に沿って配置され、プリズム体が構成されている。これら各プリズム要素の光入出射面は、それぞれ面一とされ、また、光反射面は、互いに平行な鋸刃状とされている。
【００５４】
また、第２ミラー７は、図３に示すように、第１ミラー６が、Ｙ方向に傾斜して配置されたことと同様に、当該第２ミラー７に入射する光束の角度、および、第２ミラー７を構成するプリズム要素の屈折率および頂角に応じて、Ｘ方向に平行に配置されたスクリーン３に対して傾斜して配置されている。詳述すると、第２ミラー７は、第１ミラー６から射出された光束を拡大し、当該拡大した光束を、スクリーン３に対してＺ方向に略平行に投射するように傾斜して配置されている。
【００５５】
（４）第１実施形態の効果
以上のような本発明の第１実施形態に係るリアプロジェクタ１によれば、以下の効果を奏することができる。
すなわち、第１ミラー６および第２ミラー７に、画像投射装置４で形成された光学像としての光束を入射させることにより、当該光学像を第１ミラー６でＹ方向に拡大することができ、また、第１ミラー６でＹ方向に拡大した光学像を第２ミラー７に入射させることにより、当該光学像を第２ミラー７でＸ方向に拡大することができる。従って、Ｘ方向およびＹ方向に、それぞれ同じ倍率で拡大した光学像を、スクリーン３に表示することができる。
【００５６】
また、プリズム体６１を複数のプリズム要素６１１で構成し、光反射面６１Ｂが、当該複数のプリズム要素６１１の光反射面で形成され、当該光反射面６１Ｂの延出方向に沿って鋸刃状に形成されていることにより、第１ミラー６の薄型化を図ることができる。
ここで、画像投射装置４で形成された光学像を、スクリーン３の全面に亘って投射する場合には、スクリーン３のＹ方向の寸法より大きな寸法を有する第１ミラー６を設ける必要がある。このため、第１ミラー６が、１つのプリズム要素６１１で構成されている場合には、光入出射面６１Ａと光反射面６１Ｂとが交差する端部とは反対側の端部の寸法は、スクリーン３のＹ方向の寸法に応じて大きくなる。
これに対し、プリズム体６１を複数のプリズム要素６１１で構成し、それぞれのプリズム要素６１１の光反射面を平行として鋸刃状とすることにより、当該第１ミラー６による光学像のＹ方向の拡大を実現しつつ、光入出射面６１Ａと光反射面６１Ｂとが交差する端部とは反対側の端部の寸法を小さくすることができる。従って、第１ミラー６の薄型化を図ることができる。
なお、第１ミラー６と略同じ構成とされる第２ミラー７についても同様に、当該第２ミラー７の薄型化を図ることができるという効果を奏することができる。
【００５７】
また、第１ミラー６は、リアプロジェクタ１のＸ方向と反対方向の側面に対して傾斜して配置されているので、第１ミラー６の厚さ寸法は、リアプロジェクタ１のＸ方向の寸法に影響する。ここで、前述の構成により、第１ミラー６の薄型化を図ることができるので、リアプロジェクタ１のＸ方向の寸法、すなわち、幅方向の寸法を小さくすることができる。従って、リアプロジェクタ１の小型化を、一層促進することができる。
さらに、重量の大きい画像投射装置４が、リアプロジェクタ１の下方（Ｙ方向の反対側）に配置されているので、リアプロジェクタ１の重心が下がり、リアプロジェクタ１を安定して設置することができる。
【００５８】
画像投射装置４は、赤、緑、青のレーザ光を発振するレーザ発振器４１（４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ）を光源として備え、また、光変調装置としてＧＬＶ４４を備えて構成されている。これによれば、確実に、平行光束からなる光学像を形成して、第１ミラー６および第２ミラー７に入射させることができる。
ここで、第１ミラー６および第２ミラー７を用いて、光学像の拡大を行う場合、それぞれ第１ミラー６および第２ミラー７に平行でない光束が入射した場合では、それぞれのミラー６，７において光が拡散してしまうため、必要な光学像の拡大を図れないばかりか、光学像が劣化する可能性がある。これに対して、レーザ発振器４１およびＧＬＶ４４を備えて構成される画像投射装置４によって平行光束からなる光学像を確実に形成することができるので、適切な光学像の形成および拡大を、安定的に行うことができる。
【００５９】
また、第１ミラー６から射出される光束は、Ｘ軸方向に平行な光束となるように、第１ミラー６が、Ｙ方向に対して傾斜して配置されているので、当該第１ミラー６から射出される光束が、Ｙ方向またはＹ方向の反対方向にずれる場合に比べ、リアプロジェクタ１の高さ寸法が大きくならないようにすることができる。
すなわち、第１ミラー６から射出される光束の方向が、Ｙ方向またはＹ方向の反対方向にずれる場合には、第２ミラーのＸ方向先端側に入射する光束は、第１ミラー６からＸ方向と平行に射出される場合に比べ、Ｙ方向またはＹ方向と反対方向に大きくずれて入射することとなる。このような場合は、第１ミラー６からの射出光束のずれを考慮して第２ミラー７を配置することとなるので、リアプロジェクタ１の高さ寸法（Ｙ方向の寸法）が影響されることとなる。
これに対し、第１ミラー６の光束射出方向をＸ方向と略平行となるようにしたので、第１ミラー６の配置位置と略同じＹ方向の位置に、第２ミラー７を配置することができるので、リアプロジェクタ１の高さ寸法を小さくすることができる。
【００６０】
〔２．第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係るリアプロジェクタについて説明する。
第２実施形態に係るリアプロジェクタは、前述した第１実施形態に係るリアプロジェクタと略同じ構成を備えるが、反射ミラーを設けない構成とした点、および、第１ミラーの構成について、第１実施形態のリアプロジェクタと相違する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図８および図９は、第２実施形態に係るリアプロジェクタ１Ａの内部構成を示す正面図（Ｚ方向と反対方向から見た図）および平面図（Ｙ方向と反対方向から見た図）である。
リアプロジェクタ１Ａは、リアプロジェクタ１と同様に、筐体２を備え、当該筐体２内に、図８および図９に示すように、スクリーン３、画像投射装置４、第１ミラー６および第２ミラー７が収納されている。また、筐体２内には、図示を省略するが、これらのほかに、制御基板および電源ユニット等が収納されている。
このリアプロジェクタ１Ａでは、画像投射装置４から射出された光学像としての光束は、第１ミラー８に入射し、当該第１ミラー８に入射した光束は、第２ミラー７を介して、スクリーン３に投射される。この第１ミラー８および第２ミラー７における光束の反射過程で、当該光束は、Ｙ方向およびＸ方向に拡大される。
【００６２】
図１０は、第１ミラー８の断面を拡大した図である。
第１ミラー８は、図８および図９に示すように、当該第１ミラー８の光入出射面８１ＡがＹ方向に平行となるように、スクリーン３のＸ方向と反対方向の端部側に配置されている。
このような第１ミラー８は、図１０に示すように、入射光束の光路とは屈折率の異なる媒質としてのプリズム体８１と、当該プリズム体８１を固定する基板８２とから構成されている。
【００６３】
プリズム体８１は、前述のプリズム体６１と同様に、断面略直角三角形状を有する柱状体として構成されるプリズム要素８１１が、Ｙ方向に沿って複数並列配置されて構成されている。
詳述すると、各プリズム要素８１１は、当該プリズム要素８１１の光入出射面が面一となるように配置され、これら光入出射面により、第１ミラー８の光入出射面８１Ａが形成されている。また、各プリズム要素８１１の光反射面は、光入出射面８１Ａに対して傾斜しており、それぞれの光入出射面は平行となるように構成され、これらにより第１ミラー８の光反射面８１Ｂが、鋸刃状に形成されている。
なお、これら各プリズム要素８１１は、前述の第１実施形態で示したプリズム要素６１１と同様に水晶により形成されているが、他の材料によって形成してもよい。
【００６４】
このような第１ミラー８は、光入出射面８１Ａに入射した光束を、光反射面８１Ｂで反射して、光入出射面８１Ａに対して直交する光束として射出するように、光反射面８１Ｂの光入出射面８１Ａに対する傾斜角度、すなわち、各プリズム要素８１１の頂角が調整されている。具体的には、各プリズム要素８１１の頂角は、光反射面８１Ｂで反射した光束が光入出射面８１Ａに垂直に入射するように、前述の式（VI）に基づいて、光入出射面８１Ａに入射し、当該光入出射面８１Ａで屈折してプリズム要素８１１内に入射する光束の屈折角の１／２の角度とされている。
【００６５】
ここで、第１ミラー８に入射する光の軌跡を説明する。
第１ミラー８の光入出射面８１Ａに入射した光学像としての光束は、当該光入出射面８１Ａで屈折してプリズム体８１を通過する。そして、プリズム体８１内を通過する光束は、光反射面８１Ｂに入射して、当該光反射面８１Ｂへの入射角と同じ角度で、光入出射面８１Ａに向かって反射する。ここで、各プリズム要素８１１の頂角は、光入出射面８１Ａに屈折して入射する光束の屈折角の１／２とされているので、光反射面８１Ｂで反射した光束は、光入出射面８１Ａに対して入射角が０°、すなわち、光入出射面８１Ａに直交する方向で、当該光入出射面８１Ａに入射する。このため、光反射面８１Ｂで反射して光入出射面８１Ａに入射する光束は、当該光入出射面８１Ａを屈折せずに透過して、光入出射面８１Ａに直交する光束として射出される。このように、第１ミラー８に入射した光束は、Ｙ方向に拡大され、当該第１ミラー８の光入出射面８１Ａに直交する光束、すなわち、Ｘ方向に平行な光束として、第２ミラー７に射出される。
【００６６】
また、第２ミラー７は、リアプロジェクタ１の場合と同様に、当該第２ミラー７の光入出射面がＸ方向に対して傾斜し、スクリーン３に向かい合うように配置されている。
さらに、画像投射装置４は、スクリーン３の下方（Ｙ方向の反対方向）に、Ｙ方向に傾斜するように配置され、当該画像投射装置４で形成した光学像としての光束を、第１ミラー６の光入出射面６１Ａに対して傾斜するように射出する。
【００６７】
ここで、画像投射装置４から射出され各プリズム要素８１１の光入出射面８１Ａに入射する光学像としての光束は、光入出射面８１Ａに対する入射角が大きいほど、光学像の拡大率が大きくなる。
例えば、対角が１インチの画像としての光束を第１ミラー８および第２ミラー７に、それぞれ約８９．０４５°の入射角で入射させると、それぞれのミラー７，８によって、対角６０インチの画像に拡大することができる。同様に、第１ミラー８および第２ミラー７に、それぞれ約８８．８５４°または約８８．５６７°の入射角で入射させると、光学像としての光束を、５０倍または４０倍に拡大することができる。これにより、レンズ等を用いることなく光学像の拡大を図ることができる。なお、光入出射面に対する光束の入射角が大きいほど、光学像の拡大率が大きくなることは、前述の第１ミラー６においても同様である。
【００６８】
このような第２実施形態に係るリアプロジェクタ１Ａによれば、前述の第１実施形態に係るリアプロジェクタ１と略同じ効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
すなわち、第１ミラー８が、Ｙ方向に対して平行に配置され、画像投射装置４がＹ方向に対して傾斜して配置され、当該画像投射装置４は、当該第１ミラー８の光入出射面８１Ａに、光学像としての光束を傾斜して射出する。これによれば、リアプロジェクタ１Ａの幅方向（Ｘ方向）の寸法を、より小さくすることができる。
ここで、第１実施形態のリアプロジェクタ１では、第１ミラー６が、Ｙ方向に対して傾斜して配置されていたので、リアプロジェクタ１のＸ方向の寸法が、Ｙ方向と反対方向に向かうにしたがって、スクリーン３のＸ方向の寸法よりも大きくなる。
これに対し、第２実施形態のリアプロジェクタ１Ａでは、第１ミラー８をＹ方向に平行に配置したことにより、リアプロジェクタ１ＡのＸ方向の寸法を、スクリーン３のＸ方向の寸法と同じ程度に抑えることができる。従って、リアプロジェクタ１Ａの小型化を一層促進することができる。
【００６９】
また、各プリズム要素８１１の頂角は、光入出射面８１Ａで屈折してプリズム要素８１１に入射する光束の屈折角の１／２とされているので、光反射面８１Ｂで反射した光束を、光入出射面８１Ａに入射角０°で入射させることができ、これにより、光入出射面８１Ａで屈折させずに、当該光入出射面８１Ａから射出することができる。従って、画像投射装置４で形成した光学像を最も効率よく拡大することができる。
ここで、光反射面８１Ｂで反射して光束が、光入出射面８１Ａに垂直に入射しない場合は、当該光束は、光入出射面８１Ａを透過する際に屈折してしまうので、このような第１ミラーおよび第２ミラーを介して、画像投射装置４から射出された光学像としての光束を拡大した場合には、当該光束の拡大率が低下してしまう。これに対し、光入出射面８１Ａに対して光束を垂直に入射させることにより、当該光入出射面８１Ａでの屈折が生じないため、光学像を最大限に拡大することができる。従って、効率よく光学像の拡大を行うことができる。
【００７０】
〔３．実施形態の変形〕
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００７１】
前記各実施形態では、第１ミラー６，８を構成するプリズム体６１，８１、および、第２ミラー７を構成するプリズム体は、複数のプリズム要素６１１，８１１から構成され、当該プリズム要素６１１，８１１の光反射面はそれぞれ平行に配置され、全体として光反射面６１Ｂ，８１Ｂが、鋸刃状に形成されるとしたが、本発明はこれに限らない。
すなわち、第１ミラーおよび第２ミラーを、断面略直角三角形状を有する１つの柱状体で構成し、当該直角三角形状の斜辺となる面を光反射面とし、当該直角三角形状の直角を挟む一辺となる面を光入出射面とするように構成してもよい。
なお、第１ミラーおよび第２ミラーを、複数のプリズム要素を備えるプリズム体で構成し、光反射面が鋸刃状となるように構成すれば、第１ミラーおよび第２ミラーの薄型化を図ることができる。特に、第１ミラーがこのような構成であれば、リアプロジェクタの幅方向（Ｘ方向）の寸法を小さくでき、当該リアプロジェクタの小型化を図ることができる。
【００７２】
前記各実施形態では、画像投射装置４は、光源として赤、緑、青の各レーザ光を発振するレーザ発振器４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂと、光変調装置としてのＧＬＶ４４を備えて構成されるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、画像投射装置は、平行光束からなる光学像を形成、射出する構成であれば、他の構成であってもよい。
例えば、光源として高圧水銀ランプ等の放射光源を備え、液晶パネルおよびマイクロミラーデバイス等の光変調装置を備えた画像投射装置であってもよい。このような場合、第１ミラーおよび第２ミラーによる光の拡散を防ぐために、光束を平行化する前述の特許文献１の図７および図８に示されるような光ファイバ等を介して、画像投射装置から光束を射出するように構成すればよい。
また、ＧＬＶ４４等の光変調装置を設けずに、画像情報に応じてレーザ光を射出するレーザ発振器と、それぞれ直交する方向に配置され、レーザ発振器から射出されたレーザ光でスクリーンの縦方向および横方向に走査させて画像を形成する２つのカルバノミラーとを備えた画像投射装置で構成してもよい。
【００７３】
また、前記各実施形態では、ＧＬＶ４４は、画像投射装置４に１つ設けられ、当該ＧＬＶ４４をポリゴンミラー４５の回転に応じて、赤色光用の画像、緑色光用の画像、および青色光用の画像を切り替えて投射画像を形成するとしたが、本発明は、各色ごとにＧＬＶ４４を設ける構成としてもよい。
【００７４】
前記各実施形態では、第１ミラー６，８をスクリーン３のＸ方向と反対方向の端部側に配置し、第２ミラー７をスクリーン３に対向するように傾斜して配置し、画像投射装置４をスクリーン３の下方に配置したが、本発明はこのような配置位置に限るものではない。すなわち、第１ミラー６，８、第２ミラー７および画像投射装置４の配置位置は、適宜決定してよい。例えば、第１ミラー６，８を、スクリーン３に対向する位置に配置し、第２ミラー７をスクリーン３に直交する面に沿って配置してもよい。また、画像投射装置４を、スクリーン３の上方に設ける構成であってもよい。
なお、第１ミラー６，８をスクリーン３のＸ方向の両端部のうちのいずれかの端部側、または、Ｙ方向の両端部のうちのいずれかの端部側に配置すれば、第１ミラー６，８は、画像投射装置４からの光束を一方向に拡大するので、第１ミラー６，８のＺ方向の寸法を小さくすることができ、ひいては、リアプロジェクタ１，１Ａの薄型化を図ることができ、省資源化を図ることができる。
【００７５】
前記各実施形態では、スクリーン３を観察する方向とは反対側から光学像の投射を行なうリアタイプのプロジェクタ１，１Ａの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向から投写を行なうフロントタイプのプロジェクタにも適用可能である。この場合、第１ミラー６，８をプロジェクタの内部または近傍に配置し、第２ミラー７をスクリーン近傍に配置することにより、光学像の拡大を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、入力する画像情報に応じた光学像を形成し、当該光学像をスクリーン上に拡大投射するプロジェクタ、特にリアプロジェクタに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るリアプロジェクタの概要斜視図。
【図２】前記実施形態のリアプロジェクタの内部構成を示す正面図。
【図３】前記実施形態のリアプロジェクタの内部構成を示す平面図。
【図４】前記実施形態の画像投射装置の構成を示す模式図。
【図５】前記実施形態の第１ミラーの断面の拡大図。
【図６】前記実施形態のプリズム要素に入射する光の軌跡を示す図。
【図７】前記実施形態のプリズム要素内の光束の光路の角度を説明する図。
【図８】本発明の第２実施形態に係るリアプロジェクタの内部構成を示す正面図。
【図９】前記実施形態におけるリアプロジェクタの内部構成を示す平面図。
【図１０】前記実施形態における第１ミラーの断面の拡大図。
【符号の説明】
【００７８】
１，１Ａ…リアプロジェクタ（プロジェクタ）、３…スクリーン、４…画像投射装置、６，８…第１ミラー（第１導光体）、７…第２ミラー（第２導光体）、４１（４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ）…レーザ発振器（光源）、４４…ＧＬＶ（光変調装置）、６１，８１…プリズム体（媒質）、６１Ａ，８１Ａ…光入出射面、６１Ｂ，８１Ｂ…光反射面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力する画像情報に応じて光学像を形成し、拡大投射するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭内でのホームシアター等の用途として、プロジェクタが普及しつつある。この種のプロジェクタとして、画像情報に応じた光学像を形成して投射画像として投射する画像投射装置と、投射画像を反射する反射ミラーと、透過型のスクリーンとを備えて構成され、スクリーンの後方側から当該スクリーンに向かって光学像を投影するリアプロジェクタが知られている。
【０００３】
このようなリアプロジェクタは、一般的には、画像投射装置で形成した光学像を、投射レンズを介して、反射ミラーに拡大投射し、当該反射ミラーは、入射した光学像としての光束をスクリーンに向かって反射して、当該スクリーンに光学像を投射する構成とされている。
このような構成のリアプロジェクタでは、画像投射装置で形成した光学像をスクリーンに拡大投射するためには、投射レンズが必要となるだけでなく、投射レンズからスクリーンまでの光学像を拡大するための長い光路が必要となるので、リアプロジェクタの薄型化を図りづらいという問題があった。
【０００４】
このような問題に対し、２つの拡大反射鏡を備えるリアプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなリアプロジェクタの拡大反射鏡は、光束入射順に、表面コート層、ミラーベースパネルおよび反射ミラーを備えて構成されている。このうち、表面コート層は、多層にコーティングされて形成され、入射角度が大きい光束が表面で反射するのを防止して、反射ミラー側に屈折させている。また、反射ミラーで反射した光束は、表面コート層に対して小さい入射角度で入射するので、ほとんど屈折・反射せずに表面コート層から射出される。これにより、画像投射装置（画像照射装置）で形成され、拡大反射鏡に入射した光学像は、当該拡大反射鏡によって拡大されるので、投射レンズを用いることなくリアプロジェクタを構成することができるとともに、画像投射装置からスクリーンまでの光路を短くして、リアプロジェクタの薄型化を図ることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２９５１１１号公報（第３頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一般的に、反射鏡に入射した光束は、当該反射鏡の入射面に対する入射角度と略同じ角度で射出されることとなるので、前述した特許文献１に記載の拡大反射鏡において、入射光束である光学像の高倍率な拡大を図るためには、表面コート層およびミラーベースパネルを屈折率の高い材料で構成する必要があるなど、実現が困難であるという問題がある。すなわち、特許文献１に記載の拡大反射鏡において、表面コート層およびミラーベースパネルを、屈折率の低い材料で構成した場合には、表面コート層から射出される光束は、当該表面コート層に入射した光束の入射角度と略同じ射出角度で射出されてしまうため、光学像の拡大が実現しづらいという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、光学像の拡大を確実に行うことのできるプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した目的を達するために、本発明のプロジェクタは、入力する画像情報に応じて光学像を形成し、拡大投射するプロジェクタであって、平行光束からなる前記光学像を形成して、投射画像として投射する画像投射装置と、前記画像投射装置から投射された投射画像の一方向を拡大して射出する第１導光体と、前記第１導光体から射出された光束の前記一方向に直交する方向を拡大して射出する第２導光体と、この第２導光体から射出された光束を投影するスクリーンとを備え、前記第１導光体および前記第２導光体は、前記投射画像が進行する光路とは屈折率の異なる媒質により構成され、入射光束に対して傾斜配置される光入出射面と、前記光入出射面と非平行に配置され、前記媒質内を進行する光束を反射して、当該光束を前記光入出射面に導く光反射面とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、第１導光体に入射した光学像としての光束は、一方向に拡大して射出され、当該第１導光体から射出された光束は、第２導光体に入射して、当該第２導光体により、第１導光体で拡大される光学像の一方向に直交する方向に拡大されて射出されるので、スクリーンに投射する光学像を確実に拡大することができる。
すなわち、それぞれの導光体は、投射画像である光束の進行する光路とは屈折率の異なる媒質で構成され、当該媒質の光入出射面に入射した光は、当該光入出射面の界面で屈折して光反射面に入射する。そして、光反射面に入射した光は、当該光反射面に対する光の入射角と同じ角度で反射する。このため、光入出射面の界面で屈折した分だけ、当該導光体への入射光束の範囲に対して、射出光束の範囲は拡大されることとなる。これにより、光束、すなわち、光学像の拡大を図ることができる。
このように、画像投射装置によって形成された光学像を第１導光体に入射させることにより、当該光学像を一方向に拡大することができ、また、この拡大した光学像を第２導光体に入射させることにより、当該光学像を第１導光体による拡大方向に直交する方向に拡大することができる。従って、確実に光学像の拡大を行うことができる。
【００１０】
本発明では、前記光反射面は、当該光反射面の延出方向に沿って鋸刃状に配列され、それぞれが互いに平行な複数の反射要素を備えていることが好ましい。
本発明によれば、導光体の薄型化を図ることができる。
ここで、導光体の光入出射面と、当該導光体の光反射面とは非平行に配置されているので、光反射面が１つの反射要素で構成されている場合では、導光体の厚さ寸法は、光入出射面の延出方向の寸法に応じて大きくなる。
これに対して、本発明では、光反射面は、当該光反射面に延出方向に沿って鋸刃状に配列される複数の反射要素で構成され、それぞれの反射要素の反射領域が互いに平行とされることによって、光入出射面と光反射面との交点とは反対側の寸法を小さくすることができ、ひいては、導光体の厚さ寸法を小さくすることができる。また、それぞれの反射要素を互いに平行とすることによって、光反射面が１つの反射要素から構成されている場合と同様に、入射する光学像の一方向の拡大が可能である。従って、第１および第２導光体の薄型化を図ることができる。
【００１１】
本発明では、前記第１導光体および前記第２導光体の少なくともいずれかの前記光反射面の前記光入出射面に対する傾斜角度は、当該光反射面に入射した光束を、前記光入出射面に直交する方向に反射するような角度とされていることが好ましい。
本発明によれば、光反射面で反射した光束は、光入出射面に直交する方向に入射するので、当該光入出射面を屈折せずに透過することとなる。
ここで、光反射面に入射した光束は、当該光反射面に入射した光束の入射角と同じ角度で反射して光入出射面を透過して射出される。この際、光入出射面から射出される光束は、当該光入出射面に角度をもって入射した光束は、当該光入出射面に入射した際の屈折率で屈折して射出される。
【００１２】
これに対し、光反射面の光入出射面に対する傾斜角度が、光反射面に入射した光束を、光入出射面に直交する方向に反射するような角度とされていることにより、光反射面で反射した光束を、屈折させずに光入出射面と直交方向に当該光入出射面から射出することができる。これにより、光学像としての光束の拡大を図ることができるほか、第１導光体と第２導光体との高さ方向の位置または幅方向の位置を一致させることができる。従って、光学像の拡大を確実に行うことができるとともに、プロジェクタの小型化を図ることができる。
【００１３】
本発明では、前記画像投射装置は、平行光束を射出する光源と、当該平行光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置とを備えていることが好ましい。
このような光源として、レーザ光を射出する半導体レーザを例示することができる。また、光変調装置としては、グレーティングライトバルブ（Grating Light Valve，ＧＬＶ）を例示することができる。
【００１４】
ここで、第１導光体および第２導光体による安定した光束の拡大を図るためには、それぞれの導光体に入射する光束は、それぞれの導光体から反射する光束の拡散を抑えるために、平行な直線光束であることが望まれる。
これに対し、本発明では、画像投射装置が、平行光束を射出する光源と、この光源を変調して光学像を形成する光変調装置を備えることにより、当該画像投射装置から光学像として射出される光束を平行光束とすることができる。従って、確実に平行光束からなる光学像を形成して、第１導光体および第２動光体に入射させることができ、これにより、拡大した光学像を安定して得ることができる。
【００１５】
本発明では、前記第１導光体は、前記スクリーンに対して略直交する位置に配置され、前記第２導光体は、前記スクリーンに対向する位置に配置され、前記画像投射装置は、前記スクリーンの下方に配置され、前記第１導光体に前記光学像としての光束を射出することが好ましい。
本発明によれば、画像投射装置から射出される光束が入射する第１導光体は、スクリーンに略直交する位置に配置される。これによれば、第１導光体は、画像投射装置から射出され、拡大される前の光学像としての光束を、スクリーンの縦方向または横方向に拡大することとなるので、当該第１導光体の幅寸法、すなわち、スクリーンに直交する方向の寸法を小さくすることができる。従って、プロジェクタの小型化を図ることができる。
また、画像投射装置は、スクリーンの下方に配置されることとなるので、プロジェクタにおける画像投射装置の配置位置が下方となる。これにより、プロジェクタの重心が下がることとなるので、当該プロジェクタの設置時の安定性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔１．第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るリアプロジェクタ１を示す斜視図である。また、図２および図３は、リアプロジェクタ１の内部構成を示す正面図（Ｚ方向と反対方向から見た図）および平面図（Ｙ方向と反対方向から見た図）である。なお、図１〜図３に示すＸ，Ｙ，Ｚ方向は、各図でそれぞれ同方向を示しており、観察者がリアプロジェクタ１を観察する方向と反対方向をＺ方向とし、このＺ方向に直交する方向のうち、水平方向をＸ方向とし、Ｚ方向およびＸ方向に直交する高さ方向をＹ方向としている。
本実施形態に係るリアプロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、この光学像をスクリーン３に拡大投射するものである。
【００１７】
（１）リアプロジェクタ１の全体構成
このリアプロジェクタ１は、図１および図２に示すように、合成樹脂製の筐体２と、当該筐体２の前面に露出して設けられる透光性のスクリーン３とを備えている。また、筐体２内には、図２および図３に示すように、スクリーン３の下方に配置され、画像情報に応じた光学像を形成、射出する画像投射装置４と、当該画像投射装置４の射出光束が入射する反射ミラー５と、当該反射ミラー５で反射した光束を一方向に拡大する第１ミラー６と、当該第１ミラー６で反射した光束が入射し、当該光束を第１ミラー６による拡大方向に直交する方向に拡大して、スクリーン３に向かって反射する第２ミラー７とを備えている。
なお、詳しい図示を省略したが、筐体２内には、これらの他に、リアプロジェクタ１全体を制御する制御基板と、リアプロジェクタ１を構成する電子部品に外部からの電力を供給する電源ユニットとが収納されている。
【００１８】
このうち、スクリーン３は、矩形状に形成され、かつ、筐体２内部に設けられた画像投射装置４から射出された光束を表示可能に形成されている。このようなスクリーン３は、レンチキュラーシート等で構成され、前面側がガラス基板で保護されている。
また、反射ミラー５は、当該画像投射装置４から射出された光束が入射し、当該光束を第１ミラー６に向かって反射するものであり、全反射ミラーで構成されている。具体的に、この反射ミラー５は、後述する画像投射装置４からＸ方向に略平行に射出された光束を、Ｙ方向に略平行に反射して、後述する第１ミラー６の光入出射面６１Ａに導くものである。
【００１９】
（２）画像投射装置４の構成
図４は、画像投射装置４の構成を示す模式図である。
画像投射装置４は、前述のように、スクリーン３の下方、すなわち、Ｙ方向の反対側に配置されている。この画像投射装置４は、図４に示すように、光源としてのレーザ発振器４１と、クロスダイクロイックプリズム４２と、照明レンズ４３と、ＧＬＶ４４と、ポリゴンミラー４５と、ｆθレンズ４６と、光ファイバ４７と、走査同期用ミラー４８と、光検出センサ４９とを備えている。
【００２０】
レーザ発振器４１は、６５０ｎｍの波長の赤色レーザを発振する赤色レーザ発振器４１Ｒと、５３２ｎｍの波長の緑色レーザを発振する緑色レーザ発振器４１Ｇ、および、４７３ｎｍの波長の青色レーザを発振する青色レーザ発振器４１Ｂから構成され、それぞれクロスダイクロイックプリズム４２の光束入射面に、各色のレーザ光を照射する。
これらレーザ発振器４１は、図示しない制御基板に電気的に接続されており、当該制御基板により駆動が制御されている。具体的に、各レーザ発振器４１は、制御基板により、後述するＧＬＶ４４の駆動周期に応じたタイミングで、各色のレーザ光照射が切り替わるように制御されている。
【００２１】
クロスダイクロイックプリズム４２は、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、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられて構成されている。そして、このクロスダイクロイックプリズム４２に赤色レーザ発振器４１Ｒから赤色レーザが入射した場合、赤色光を反射する誘電体多層膜によって、当該赤色レーザが反射して、クロスダイクロイックプリズム４２の光束射出面から、照明レンズ４３に向かって射出される。また、同様に、クロスダイクロイックプリズム４２に、青色レーザ発振器４１Ｂから青色レーザが入射した場合、青色光を反射する誘電体多層膜によって、当該青色レーザが反射して、照明レンズ４３に向かって射出される。なお、緑色レーザ発振器４１Ｇから緑色レーザが入射した場合は、それぞれの誘電体多層膜を透過して、光束射出面から照明レンズ４３に向かって射出される。
【００２２】
照明レンズ４３は、各レーザ発振器４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂにより一点照射された各レーザ光から、後述するＧＬＶ４４の光学像形成領域を照明する線状ビーム光束を形成するものである。このような照明レンズ４３は、円筒レンズで構成することができる。
【００２３】
ＧＬＶ（Grating Light Valve）４４は、反射型の光変調装置であり、マイクロリボンアレイを用いて入射光束を変調して光学像を形成するものである。このマイクロリボンアレイは、リボン状の光回折素子がシリコン基板上に１列に配置された構成を有し、１画素が複数の光回折素子で構成されている。
このＧＬＶ４４は、当該ＧＬＶ４４の光学像形成領域に照明レンズ４３から射出された線状レーザ光束が照射され、ＧＬＶ４４上で１フレーム分の画像を走査するように、画像情報に応じた垂直方向の１次元画像を形成する。この１次元画像としての光学像を、後述するポリゴンミラー４５の光反射面に射出することで、当該ポリゴンミラー４５の回転により、１次元画像が走査されて２次元画像が形成される。
【００２４】
なお、ＧＬＶ４４は、前述の制御基板と電気的に接続されている。このＧＬＶ４４には、リアプロジェクタ１外部から入力する画像情報に応じた画像信号が入力するとともに、制御基板により、当該ＧＬＶ４４の駆動が制御されている。具体的には、ＧＬＶ４４は、制御基板の制御により、前述の赤色レーザ発振器４１Ｒ、緑色レーザ発振器４１Ｇ、および、青色レーザ発振器４１Ｂによるレーザ発振と同期して、赤色成分用の画像形成、緑色成分用の画像形成、および、青色成分用の画像形成を、所定の周期で切り替えるように構成されている。
これにより、赤色レーザ発振器４１Ｒからの赤色レーザ発振時には、赤色成分用の画像が形成され、緑色レーザ発振器４１Ｇからの緑色レーザ発振時には、緑色成分用の画像が形成され、青色レーザ発振器４１Ｂからの青色レーザ発振時には、青色成分用の画像が形成される。
【００２５】
ポリゴンミラー４５は、６つの光反射面４５１を有する平面視略六角形状に形成され、図示を省略するが、ポリゴンミラー４５の平面中心を軸として矢印Ｓ方向に回転させるミラー回転モータが付属されている。
このポリゴンミラー４５は、ＧＬＶ４４から傾斜して入射する光束を、後述するｆθレンズ４６の球面レンズ４６１に射出する。この際、ポリゴンミラー４５は、ミラー回転モータの駆動によって当該ポリゴンミラー４５の中心を軸として回転するので、ＧＬＶ４４から射出された１次元画像としての光束は、回転するポリゴンミラー４５の光反射面４５１によって、画像を走査するようにｆθレンズ４６１に入射する。これにより、１次元画像としてＧＬＶ４４から射出された光束が、２次元画像として、ｆθレンズ４６に射出される。
【００２６】
ｆθレンズ４６は、光束入射順に、球面レンズ４６１およびトーリックレンズ４６２から構成され、ポリゴンミラー４５の光反射面４５１で反射した光束を、光ファイバ４７の平らな光束入射面に集光するためのレンズであり、光の倒れを補正するものである。このうち、トーリックレンズ４６２の光束射出面は、当該トーリックレンズ４６２から射出された光束が、ポリゴンミラー４５の光反射面と、入射する光ファイバ４７の光束入射面とに焦点位置が合うように、凸面に形成されている。
【００２７】
ここで、ポリゴンミラー４５の回転速度は一定であるので、ポリゴンミラー４５の光反射面４５１に対する光束の入射角度が小さい場合と大きい場合とでは、ポリゴンミラー４５の光反射面４５１から射出された光束が光ファイバ４７の光束入射面を走査する速度は、一定とはならないため、像面上に形成される光学像は、走査方向が歪んだ光学像となってしまう。このため、このようなｆθレンズ４６を設けることにより、像面における走査速度を一定として、適切な光学像を形成することができる。
なお、これらｆθレンズ４６は、球面レンズ４６１およびトーリックレンズ４６２に代えて、非球面プラスチックレンズ系によって構成することも可能である。
【００２８】
光ファイバ４７は、ｆθレンズ４６のトーリックレンズ４６２から射出された光学像としての光束を平行化するものである。この光ファイバ４７は、ＧＬＶ４４から射出された光学像としての光束が、像面上を走査するように、ポリゴンミラー４５によって反射される際に、当該ポリゴンミラー４５の反射によって光束が拡大してしまうのを抑えるものである。また、光ファイバ４７は、ポリゴンミラー４５から射出された光束を、平行光束として反射ミラー５に中継するものである。
【００２９】
走査同期用ミラー４８および光検出センサ４９は、レーザ発振器４１およびＧＬＶ４４による画像形成の同期を図るためのものである。具体的には、ポリゴンミラー４５で反射した光束が、走査同期用ミラー４８で反射して光検出センサ４９に入射すると、当該光検出センサ４９は、制御基板に所定の信号を出力する。当該信号が入力した制御基板は、レーザ発振器４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの駆動を切り替える信号、および、切り替えられたレーザ発振器４１のレーザ光の色に対応した画像形成をＧＬＶ４４に実行させる信号を出力する。
【００３０】
すなわち、ポリゴンミラー４５が回転して、ある光反射面４５１から隣接する光反射面４５１に、ＧＬＶ４４からの光束の入射が切り替えられた際に、当該光反射面４５１で反射した光束は、まず、走査同期用ミラー４８に入射して、光検出センサ４９に入射する。この光検出センサ４９により、光束の入射が検出された際に、レーザ発振器４１（４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ）の駆動切替、および、ＧＬＶ４４による画像形成の切替を行うことにより、ポリゴンミラー４５の回転に対応し、かつ、射出されるレーザ光の色に対応した光学像形成を行うことができる。
従って、１つの光反射面４５１には、赤色画像、緑色画像、または、青色画像を形成する１次元画像としての光束が入射し、ポリゴンミラー４５が１／２回転する際に、それぞれの色の画像が像面上で走査されて、１フレーム分の２次元画像を構成することができる。
【００３１】
（３）第１ミラー６および第２ミラー７の構成
第１ミラー６は、図２および図３に示すように、スクリーン３に直交するように配置される面のうち、スクリーン３に向かって左側（Ｘ方向とは反対方向）の面に傾斜して配置される。また、第２ミラー７は、図３に示すように、スクリーン３に対向する背面に傾斜して配置される。
これら第１ミラー６および第２ミラー７は、反射ミラー５を介して、画像投射装置４から平行光束として射出された光学像を拡大して、スクリーン３に射出する本発明の第１導光体および第２導光体に相当するものである。
【００３２】
すなわち、第１ミラー６は、画像投射装置４から射出された光学像としての光束を、Ｙ方向に拡大して反射する導光体であり、第２ミラー７は、当該第１ミラー６でＹ方向に拡大した光学像を、Ｙ方向に直交するＸ方向に拡大して反射する導光体である。そして、当該第１ミラー６および第２ミラー７でＹ方向およびＸ方向に拡大された光学像は、第２ミラー７を介して、スクリーン３に到達し、当該拡大された光学像が表示される。
【００３３】
図５は、第１ミラー６の断面を拡大した図である。なお、図５において示すＸ方向およびＹ方向は、図１において示したＸ方向およびＹ方向と、それぞれ同方向である。
第１ミラー６は、図５に示すように、入射光束の光路とは屈折率の異なる媒質としてのプリズム体６１と、当該プリズム体６１を固定する基板６２とから構成されている。
このうち、プリズム体６１は、断面が略直角三角形状を有する柱状体のプリズム要素６１１が、Ｙ方向に沿って並列に配置されて構成されている。具体的には、プリズム体６１は、各プリズム要素６１１の断面である略直角三角形状の斜辺が、それぞれ平行となり、かつ、当該直角三角形の直角を挟む二辺のうちの一辺が面一となるように配置されて構成されている。この面一とされた面が光入出射面６１Ａを形成し、斜辺であるそれぞれの面が反射要素として、第１ミラー６の光反射面６１Ｂを形成している。
【００３４】
すなわち、光入出射面６１Ａは、各プリズム要素６１１の光入射面から形成され、第１ミラー６の全面に亘って、平坦な面として形成されている。この光入出射面６１Ａには、当該光入出射面６１Ａに入射する光束の反射防止のための反射防止膜が形成されている。これにより、光入出射面６１Ａに入射する光束は、略全てプリズム要素６１１内に入射することとなる。
また、光反射面６１Ｂは、各プリズム要素６１１の斜面となる光反射面から形成されている。この光反射面６１Ｂを構成する各プリズム要素６１１の反射要素としての光反射面は、光入出射面６１Ａに対して所定の角度で傾斜しており、プリズム体６１の光反射面６１Ｂ全体が、鋸刃状に形成されている。
なお、光反射面６１Ｂは、基板６２に固定されるが、当該光反射面６１Ｂの基板６２に対向する面には、入射光束を全反射するアルミニウム加工等による反射膜が形成されている。
【００３５】
このようなプリズム要素６１１は、本実施形態では、水晶により形成されている。なお、このようなプリズム要素６１１は、水晶に限らず、透光性を有し、光入出射面６１Ａに入射した光束を所定の屈折率で屈折させて、光反射面６１Ｂに導く性質を備えた材質であれば、他のもので構成してもよい。このような材料として、例えば、サファイア等を挙げることができ、また、プリズム要素６１１を透光性の合成樹脂により構成してもよい。
【００３６】
以下に、プリズム要素６１１に入射する光の軌跡を説明する。
図６は、プリズム要素６１１に入射する光の軌跡を示した図である。なお、図６においては、プリズム要素６１１を拡大して示している。また、図６において示すＸ方向およびＹ方向は、図１において示したＸ方向およびＹ方向と、それぞれ同方向である。
プリズム体６１を構成するプリズム要素６１１の光入出射面６１Ａには、図６に示すように、画像投射装置４から射出された光学像としての光束が、反射ミラー５を介して入射する。反射ミラー５を介して入射する光束Ａは、光入出射面６１Ａに対して、入射角θ１で入射する。この光入出射面６１Ａに入射する光束Ａは、当該光入出射面６１Ａで、プリズム要素６１１が有する屈折率で屈折して、屈折角θ２を有する光束Ｂとして、プリズム要素６１１内に入射する。
【００３７】
プリズム要素６１１内に屈折して入射した光束Ｂは、入射角θ３で光反射面６１Ｂに入射する。そして、当該光束Ｂは、当該光束Ｂの光反射面６１Ｂに対する入射角θ３と同じ角度を有する反射角θ４で反射して、光束Ｃとして光入出射面６１Ａに向かって射出される。
この光束Ｃは、光入出射面６１Ａに対して入射角θ５で入射し、光入出射面６１Ａから射出される際に、当該光入出射面６１Ａにおいて再び屈折して、光束Ａが入射する光入出射面６１Ａに近接しない方向に光束Ｄとして射出される。この光束Ｄの射出方向は、前述のＸ方向に対して平行となるように、各プリズム要素６１１の光入出射面６１ＡのＹ方向に対する傾斜、および、光反射面６１Ｂの光入出射面６１Ａに対する傾斜が調整されている。これにより、光束Ｄは、光束Ａに対して直交する方向に射出される。
【００３８】
すなわち、第１ミラー６は、図２、図５および図６に示すように、画像投射装置４から射出され、反射ミラー５を介して第１ミラー６に入射する光束の角度、および、当該第１ミラー６を構成するプリズム要素６１１の屈折率に基づいて、当該第１ミラー６から射出される光束の方向が、Ｘ方向と平行になるように、Ｙ方向に対して傾斜して配置されている。また、各プリズム要素６１１の頂角、すなわち、光入出射面６１Ａと光反射面６１Ｂとによりなす角も、プリズム要素６１１の屈折率、および、光入出射面６１Ａに入射する光束の入射角に基づいて調整されている。
【００３９】
図７は、プリズム要素６１１内の光束の光路の角度を示す図である。
ここで、各プリズム要素６１１の頂角をθＰとした場合、光束Ｃの光入出射面６１Ａに対する入射角θ５と、光入出射面６１Ａにおける光束Ｂの屈折角θ２および頂角θＰとの間には、以下のような関係がある。
図７に示すように、光束Ｂの光路と、光入出射面６１Ａおよび光反射面６１Ｂとの交点を、それぞれ点Ｈおよび点Ｊとし、光束Ｃと光入出射面６１Ａとの交点を点Ｋとする。また、点Ｊを通り光入出射面６１Ａに直交する直線Ｅと、当該光入出射面６１Ａとの交点を点Ｌとすると、角度∠ＬＪＫは、以下の式（I）のように表される。
【００４０】
［数１］
∠ＬＪＫ＝θ５ …（I）
【００４１】
また、点Ｈを通り光入出射面６１Ａに直交する直線Ｆと、直線Ｅとは、平行になるので、直線Ｆと光反射面６１Ｂとの交点を点Ｔとすると、角度∠ＨＪＬは、以下の式（II）にように表される。
【００４２】
［数２］
∠ＨＪＬ＝∠ＪＨＴ＝θ２ …（II）
【００４３】
さらに、点Ｊを通り光入出射面６１Ａの形成方向に平行な直線Ｇと、直線Ｆとの交点を点Ｓとすると、角度∠ＳＪＨは、以下の式（III）のように表される。
【００４４】
［数３］
∠ＳＪＨ＝π／２−θ２ …（III）
【００４５】
また、直線Ｇと光入出射面６１Ａの形成方向とは平行となるので、角度∠ＴＪＳは、プリズム要素６１１の頂角と同じとなる。このため、角度∠ＴＪＳは、以下の式（IV）のように表される。
【００４６】
［数４］
∠ＴＪＳ＝θＰ …（IV）
【００４７】
一方、光束Ｂの入射角θ２および反射角θ３とは、光反射面６１Ｂの法線を挟んで同じ確度であるので、光反射面６１Ｂと、直線Ｓ、光束Ｂの光路、直線Ｅおよび光束Ｃの光路との交差角から、以下の式（V）を導くことができる。
【００４８】
［数５］
π＝２（∠ＴＪＳ＋∠ＳＪＨ）＋∠ＨＪＬ＋∠ＬＪＫ …（V）
【００４９】
ここで、上記式（V）に、式（I）〜（IV）を代入することにより、以下の式（VI）を導くことができる。
【００５０】
［数６］
θ５＝θ２−２θＰ …（VI）
【００５１】
従って、光束Ｃの光入出射面６１Ａに対する入射角θ５は、プリズム要素６１１の屈折率に応じて屈折して入射する光束Ｂの屈折角θ２と、プリズム要素６１１の頂角θＰとによって表すことができる。
なお、式（VI）により、入射角θ５が０より大きい角度となる場合は、光束Ｄは、光入出射面６１ＡからＹ方向寄りに射出され、入射角θ５が０より小さい角度となる場合は、光束Ｄは、光入出射面６１ＡからＹ方向と反対方向寄りに射出される。
【００５２】
このような第１ミラー６に、光学像としての光束を入射させることにより、図５に示すように、Ｙ方向の範囲がｎである入射光束を、当該Ｙ方向の範囲がｍである光束とすることができる。すなわち、第１ミラー６に光束を入射させることにより、当該光束をＹ方向にｍ／ｎ倍に拡大することができる。
【００５３】
第２ミラー７は、第１ミラー６と同様の構成を備えており、第１ミラー６でＹ方向に拡大され、当該第２ミラー７に入射した光束を、Ｘ方向にｍ／ｎ倍に拡大して射出する。
すなわち、第２ミラー７は、略直角三角形状の断面を有する三角柱形状のプリズム要素を備え、これらプリズム要素がＸ軸方向に沿って配置され、プリズム体が構成されている。これら各プリズム要素の光入出射面は、それぞれ面一とされ、また、光反射面は、互いに平行な鋸刃状とされている。
【００５４】
また、第２ミラー７は、図３に示すように、第１ミラー６が、Ｙ方向に傾斜して配置されたことと同様に、当該第２ミラー７に入射する光束の角度、および、第２ミラー７を構成するプリズム要素の屈折率および頂角に応じて、Ｘ方向に平行に配置されたスクリーン３に対して傾斜して配置されている。詳述すると、第２ミラー７は、第１ミラー６から射出された光束を拡大し、当該拡大した光束を、スクリーン３に対してＺ方向に略平行に投射するように傾斜して配置されている。
【００５５】
（４）第１実施形態の効果
以上のような本発明の第１実施形態に係るリアプロジェクタ１によれば、以下の効果を奏することができる。
すなわち、第１ミラー６および第２ミラー７に、画像投射装置４で形成された光学像としての光束を入射させることにより、当該光学像を第１ミラー６でＹ方向に拡大することができ、また、第１ミラー６でＹ方向に拡大した光学像を第２ミラー７に入射させることにより、当該光学像を第２ミラー７でＸ方向に拡大することができる。従って、Ｘ方向およびＹ方向に、それぞれ同じ倍率で拡大した光学像を、スクリーン３に表示することができる。
【００５６】
また、プリズム体６１を複数のプリズム要素６１１で構成し、光反射面６１Ｂが、当該複数のプリズム要素６１１の光反射面で形成され、当該光反射面６１Ｂの延出方向に沿って鋸刃状に形成されていることにより、第１ミラー６の薄型化を図ることができる。
ここで、画像投射装置４で形成された光学像を、スクリーン３の全面に亘って投射する場合には、スクリーン３のＹ方向の寸法より大きな寸法を有する第１ミラー６を設ける必要がある。このため、第１ミラー６が、１つのプリズム要素６１１で構成されている場合には、光入出射面６１Ａと光反射面６１Ｂとが交差する端部とは反対側の端部の寸法は、スクリーン３のＹ方向の寸法に応じて大きくなる。
これに対し、プリズム体６１を複数のプリズム要素６１１で構成し、それぞれのプリズム要素６１１の光反射面を平行として鋸刃状とすることにより、当該第１ミラー６による光学像のＹ方向の拡大を実現しつつ、光入出射面６１Ａと光反射面６１Ｂとが交差する端部とは反対側の端部の寸法を小さくすることができる。従って、第１ミラー６の薄型化を図ることができる。
なお、第１ミラー６と略同じ構成とされる第２ミラー７についても同様に、当該第２ミラー７の薄型化を図ることができるという効果を奏することができる。
【００５７】
また、第１ミラー６は、リアプロジェクタ１のＸ方向と反対方向の側面に対して傾斜して配置されているので、第１ミラー６の厚さ寸法は、リアプロジェクタ１のＸ方向の寸法に影響する。ここで、前述の構成により、第１ミラー６の薄型化を図ることができるので、リアプロジェクタ１のＸ方向の寸法、すなわち、幅方向の寸法を小さくすることができる。従って、リアプロジェクタ１の小型化を、一層促進することができる。
さらに、重量の大きい画像投射装置４が、リアプロジェクタ１の下方（Ｙ方向の反対側）に配置されているので、リアプロジェクタ１の重心が下がり、リアプロジェクタ１を安定して設置することができる。
【００５８】
画像投射装置４は、赤、緑、青のレーザ光を発振するレーザ発振器４１（４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ）を光源として備え、また、光変調装置としてＧＬＶ４４を備えて構成されている。これによれば、確実に、平行光束からなる光学像を形成して、第１ミラー６および第２ミラー７に入射させることができる。
ここで、第１ミラー６および第２ミラー７を用いて、光学像の拡大を行う場合、それぞれ第１ミラー６および第２ミラー７に平行でない光束が入射した場合では、それぞれのミラー６，７において光が拡散してしまうため、必要な光学像の拡大を図れないばかりか、光学像が劣化する可能性がある。これに対して、レーザ発振器４１およびＧＬＶ４４を備えて構成される画像投射装置４によって平行光束からなる光学像を確実に形成することができるので、適切な光学像の形成および拡大を、安定的に行うことができる。
【００５９】
また、第１ミラー６から射出される光束は、Ｘ軸方向に平行な光束となるように、第１ミラー６が、Ｙ方向に対して傾斜して配置されているので、当該第１ミラー６から射出される光束が、Ｙ方向またはＹ方向の反対方向にずれる場合に比べ、リアプロジェクタ１の高さ寸法が大きくならないようにすることができる。
すなわち、第１ミラー６から射出される光束の方向が、Ｙ方向またはＹ方向の反対方向にずれる場合には、第２ミラーのＸ方向先端側に入射する光束は、第１ミラー６からＸ方向と平行に射出される場合に比べ、Ｙ方向またはＹ方向と反対方向に大きくずれて入射することとなる。このような場合は、第１ミラー６からの射出光束のずれを考慮して第２ミラー７を配置することとなるので、リアプロジェクタ１の高さ寸法（Ｙ方向の寸法）が影響されることとなる。
これに対し、第１ミラー６の光束射出方向をＸ方向と略平行となるようにしたので、第１ミラー６の配置位置と略同じＹ方向の位置に、第２ミラー７を配置することができるので、リアプロジェクタ１の高さ寸法を小さくすることができる。
【００６０】
〔２．第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係るリアプロジェクタについて説明する。
第２実施形態に係るリアプロジェクタは、前述した第１実施形態に係るリアプロジェクタと略同じ構成を備えるが、反射ミラーを設けない構成とした点、および、第１ミラーの構成について、第１実施形態のリアプロジェクタと相違する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図８および図９は、第２実施形態に係るリアプロジェクタ１Ａの内部構成を示す正面図（Ｚ方向と反対方向から見た図）および平面図（Ｙ方向と反対方向から見た図）である。
リアプロジェクタ１Ａは、リアプロジェクタ１と同様に、筐体２を備え、当該筐体２内に、図８および図９に示すように、スクリーン３、画像投射装置４、第１ミラー６および第２ミラー７が収納されている。また、筐体２内には、図示を省略するが、これらのほかに、制御基板および電源ユニット等が収納されている。
このリアプロジェクタ１Ａでは、画像投射装置４から射出された光学像としての光束は、第１ミラー８に入射し、当該第１ミラー８に入射した光束は、第２ミラー７を介して、スクリーン３に投射される。この第１ミラー８および第２ミラー７における光束の反射過程で、当該光束は、Ｙ方向およびＸ方向に拡大される。
【００６２】
図１０は、第１ミラー８の断面を拡大した図である。
第１ミラー８は、図８および図９に示すように、当該第１ミラー８の光入出射面８１ＡがＹ方向に平行となるように、スクリーン３のＸ方向と反対方向の端部側に配置されている。
このような第１ミラー８は、図１０に示すように、入射光束の光路とは屈折率の異なる媒質としてのプリズム体８１と、当該プリズム体８１を固定する基板８２とから構成されている。
【００６３】
プリズム体８１は、前述のプリズム体６１と同様に、断面略直角三角形状を有する柱状体として構成されるプリズム要素８１１が、Ｙ方向に沿って複数並列配置されて構成されている。
詳述すると、各プリズム要素８１１は、当該プリズム要素８１１の光入出射面が面一となるように配置され、これら光入出射面により、第１ミラー８の光入出射面８１Ａが形成されている。また、各プリズム要素８１１の光反射面は、光入出射面８１Ａに対して傾斜しており、それぞれの光入出射面は平行となるように構成され、これらにより第１ミラー８の光反射面８１Ｂが、鋸刃状に形成されている。
なお、これら各プリズム要素８１１は、前述の第１実施形態で示したプリズム要素６１１と同様に水晶により形成されているが、他の材料によって形成してもよい。
【００６４】
このような第１ミラー８は、光入出射面８１Ａに入射した光束を、光反射面８１Ｂで反射して、光入出射面８１Ａに対して直交する光束として射出するように、光反射面８１Ｂの光入出射面８１Ａに対する傾斜角度、すなわち、各プリズム要素８１１の頂角が調整されている。具体的には、各プリズム要素８１１の頂角は、光反射面８１Ｂで反射した光束が光入出射面８１Ａに垂直に入射するように、前述の式（VI）に基づいて、光入出射面８１Ａに入射し、当該光入出射面８１Ａで屈折してプリズム要素８１１内に入射する光束の屈折角の１／２の角度とされている。
【００６５】
ここで、第１ミラー８に入射する光の軌跡を説明する。
第１ミラー８の光入出射面８１Ａに入射した光学像としての光束は、当該光入出射面８１Ａで屈折してプリズム体８１を通過する。そして、プリズム体８１内を通過する光束は、光反射面８１Ｂに入射して、当該光反射面８１Ｂへの入射角と同じ角度で、光入出射面８１Ａに向かって反射する。ここで、各プリズム要素８１１の頂角は、光入出射面８１Ａに屈折して入射する光束の屈折角の１／２とされているので、光反射面８１Ｂで反射した光束は、光入出射面８１Ａに対して入射角が０°、すなわち、光入出射面８１Ａに直交する方向で、当該光入出射面８１Ａに入射する。このため、光反射面８１Ｂで反射して光入出射面８１Ａに入射する光束は、当該光入出射面８１Ａを屈折せずに透過して、光入出射面８１Ａに直交する光束として射出される。このように、第１ミラー８に入射した光束は、Ｙ方向に拡大され、当該第１ミラー８の光入出射面８１Ａに直交する光束、すなわち、Ｘ方向に平行な光束として、第２ミラー７に射出される。
【００６６】
また、第２ミラー７は、リアプロジェクタ１の場合と同様に、当該第２ミラー７の光入出射面がＸ方向に対して傾斜し、スクリーン３に向かい合うように配置されている。
さらに、画像投射装置４は、スクリーン３の下方（Ｙ方向の反対方向）に、Ｙ方向に傾斜するように配置され、当該画像投射装置４で形成した光学像としての光束を、第１ミラー６の光入出射面６１Ａに対して傾斜するように射出する。
【００６７】
ここで、画像投射装置４から射出され各プリズム要素８１１の光入出射面８１Ａに入射する光学像としての光束は、光入出射面８１Ａに対する入射角が大きいほど、光学像の拡大率が大きくなる。
例えば、対角が１インチの画像としての光束を第１ミラー８および第２ミラー７に、それぞれ約８９．０４５°の入射角で入射させると、それぞれのミラー７，８によって、対角６０インチの画像に拡大することができる。同様に、第１ミラー８および第２ミラー７に、それぞれ約８８．８５４°または約８８．５６７°の入射角で入射させると、光学像としての光束を、５０倍または４０倍に拡大することができる。これにより、レンズ等を用いることなく光学像の拡大を図ることができる。なお、光入出射面に対する光束の入射角が大きいほど、光学像の拡大率が大きくなることは、前述の第１ミラー６においても同様である。
【００６８】
このような第２実施形態に係るリアプロジェクタ１Ａによれば、前述の第１実施形態に係るリアプロジェクタ１と略同じ効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
すなわち、第１ミラー８が、Ｙ方向に対して平行に配置され、画像投射装置４がＹ方向に対して傾斜して配置され、当該画像投射装置４は、当該第１ミラー８の光入出射面８１Ａに、光学像としての光束を傾斜して射出する。これによれば、リアプロジェクタ１Ａの幅方向（Ｘ方向）の寸法を、より小さくすることができる。
ここで、第１実施形態のリアプロジェクタ１では、第１ミラー６が、Ｙ方向に対して傾斜して配置されていたので、リアプロジェクタ１のＸ方向の寸法が、Ｙ方向と反対方向に向かうにしたがって、スクリーン３のＸ方向の寸法よりも大きくなる。
これに対し、第２実施形態のリアプロジェクタ１Ａでは、第１ミラー８をＹ方向に平行に配置したことにより、リアプロジェクタ１ＡのＸ方向の寸法を、スクリーン３のＸ方向の寸法と同じ程度に抑えることができる。従って、リアプロジェクタ１Ａの小型化を一層促進することができる。
【００６９】
また、各プリズム要素８１１の頂角は、光入出射面８１Ａで屈折してプリズム要素８１１に入射する光束の屈折角の１／２とされているので、光反射面８１Ｂで反射した光束を、光入出射面８１Ａに入射角０°で入射させることができ、これにより、光入出射面８１Ａで屈折させずに、当該光入出射面８１Ａから射出することができる。従って、画像投射装置４で形成した光学像を最も効率よく拡大することができる。
ここで、光反射面８１Ｂで反射して光束が、光入出射面８１Ａに垂直に入射しない場合は、当該光束は、光入出射面８１Ａを透過する際に屈折してしまうので、このような第１ミラーおよび第２ミラーを介して、画像投射装置４から射出された光学像としての光束を拡大した場合には、当該光束の拡大率が低下してしまう。これに対し、光入出射面８１Ａに対して光束を垂直に入射させることにより、当該光入出射面８１Ａでの屈折が生じないため、光学像を最大限に拡大することができる。従って、効率よく光学像の拡大を行うことができる。
【００７０】
〔３．実施形態の変形〕
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００７１】
前記各実施形態では、第１ミラー６，８を構成するプリズム体６１，８１、および、第２ミラー７を構成するプリズム体は、複数のプリズム要素６１１，８１１から構成され、当該プリズム要素６１１，８１１の光反射面はそれぞれ平行に配置され、全体として光反射面６１Ｂ，８１Ｂが、鋸刃状に形成されるとしたが、本発明はこれに限らない。
すなわち、第１ミラーおよび第２ミラーを、断面略直角三角形状を有する１つの柱状体で構成し、当該直角三角形状の斜辺となる面を光反射面とし、当該直角三角形状の直角を挟む一辺となる面を光入出射面とするように構成してもよい。
なお、第１ミラーおよび第２ミラーを、複数のプリズム要素を備えるプリズム体で構成し、光反射面が鋸刃状となるように構成すれば、第１ミラーおよび第２ミラーの薄型化を図ることができる。特に、第１ミラーがこのような構成であれば、リアプロジェクタの幅方向（Ｘ方向）の寸法を小さくでき、当該リアプロジェクタの小型化を図ることができる。
【００７２】
前記各実施形態では、画像投射装置４は、光源として赤、緑、青の各レーザ光を発振するレーザ発振器４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂと、光変調装置としてのＧＬＶ４４を備えて構成されるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、画像投射装置は、平行光束からなる光学像を形成、射出する構成であれば、他の構成であってもよい。
例えば、光源として高圧水銀ランプ等の放射光源を備え、液晶パネルおよびマイクロミラーデバイス等の光変調装置を備えた画像投射装置であってもよい。このような場合、第１ミラーおよび第２ミラーによる光の拡散を防ぐために、光束を平行化する前述の特許文献１の図７および図８に示されるような光ファイバ等を介して、画像投射装置から光束を射出するように構成すればよい。
また、ＧＬＶ４４等の光変調装置を設けずに、画像情報に応じてレーザ光を射出するレーザ発振器と、それぞれ直交する方向に配置され、レーザ発振器から射出されたレーザ光でスクリーンの縦方向および横方向に走査させて画像を形成する２つのカルバノミラーとを備えた画像投射装置で構成してもよい。
【００７３】
また、前記各実施形態では、ＧＬＶ４４は、画像投射装置４に１つ設けられ、当該ＧＬＶ４４をポリゴンミラー４５の回転に応じて、赤色光用の画像、緑色光用の画像、および青色光用の画像を切り替えて投射画像を形成するとしたが、本発明は、各色ごとにＧＬＶ４４を設ける構成としてもよい。
【００７４】
前記各実施形態では、第１ミラー６，８をスクリーン３のＸ方向と反対方向の端部側に配置し、第２ミラー７をスクリーン３に対向するように傾斜して配置し、画像投射装置４をスクリーン３の下方に配置したが、本発明はこのような配置位置に限るものではない。すなわち、第１ミラー６，８、第２ミラー７および画像投射装置４の配置位置は、適宜決定してよい。例えば、第１ミラー６，８を、スクリーン３に対向する位置に配置し、第２ミラー７をスクリーン３に直交する面に沿って配置してもよい。また、画像投射装置４を、スクリーン３の上方に設ける構成であってもよい。
なお、第１ミラー６，８をスクリーン３のＸ方向の両端部のうちのいずれかの端部側、または、Ｙ方向の両端部のうちのいずれかの端部側に配置すれば、第１ミラー６，８は、画像投射装置４からの光束を一方向に拡大するので、第１ミラー６，８のＺ方向の寸法を小さくすることができ、ひいては、リアプロジェクタ１，１Ａの薄型化を図ることができ、省資源化を図ることができる。
【００７５】
前記各実施形態では、スクリーン３を観察する方向とは反対側から光学像の投射を行なうリアタイプのプロジェクタ１，１Ａの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向から投写を行なうフロントタイプのプロジェクタにも適用可能である。この場合、第１ミラー６，８をプロジェクタの内部または近傍に配置し、第２ミラー７をスクリーン近傍に配置することにより、光学像の拡大を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、入力する画像情報に応じた光学像を形成し、当該光学像をスクリーン上に拡大投射するプロジェクタ、特にリアプロジェクタに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るリアプロジェクタの概要斜視図。
【図２】前記実施形態のリアプロジェクタの内部構成を示す正面図。
【図３】前記実施形態のリアプロジェクタの内部構成を示す平面図。
【図４】前記実施形態の画像投射装置の構成を示す模式図。
【図５】前記実施形態の第１ミラーの断面の拡大図。
【図６】前記実施形態のプリズム要素に入射する光の軌跡を示す図。
【図７】前記実施形態のプリズム要素内の光束の光路の角度を説明する図。
【図８】本発明の第２実施形態に係るリアプロジェクタの内部構成を示す正面図。
【図９】前記実施形態におけるリアプロジェクタの内部構成を示す平面図。
【図１０】前記実施形態における第１ミラーの断面の拡大図。
【符号の説明】
【００７８】
１，１Ａ…リアプロジェクタ（プロジェクタ）、３…スクリーン、４…画像投射装置、６，８…第１ミラー（第１導光体）、７…第２ミラー（第２導光体）、４１（４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ）…レーザ発振器（光源）、４４…ＧＬＶ（光変調装置）、６１，８１…プリズム体（媒質）、６１Ａ，８１Ａ…光入出射面、６１Ｂ，８１Ｂ…光反射面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力する画像情報に応じて光学像を形成し、拡大投射するプロジェクタであって、
平行光束からなる前記光学像を形成して、投射画像として投射する画像投射装置と、
前記画像投射装置から投射された投射画像の一方向を拡大して射出する第１導光体と、
前記第１導光体から射出された光束の前記一方向に直交する方向を拡大して射出する第２導光体と、
この第２導光体から射出された光束を投影するスクリーンとを備え、
前記第１導光体および前記第２導光体は、前記投射画像が進行する光路とは屈折率の異なる媒質により構成され、
入射光束に対して傾斜配置される光入出射面と、
前記光入出射面と非平行に配置され、前記媒質内を進行する光束を反射して、当該光束を前記光入出射面に導く光反射面とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記光反射面は、当該光反射面の延出方向に沿って鋸刃状に配列され、それぞれが互いに平行な複数の反射要素を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１導光体および前記第２導光体の少なくともいずれかの前記光反射面の前記光入出射面に対する傾斜角度は、当該光反射面に入射した光束を、前記光入出射面に直交する方向に反射するような角度とされていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記画像投射装置は、平行光束を射出する光源と、当該平行光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記第１導光体は、前記スクリーンに対して略直交する位置に配置され、
前記第２導光体は、前記スクリーンに対向する位置に配置され、
前記画像投射装置は、前記スクリーンの下方に配置され、前記第１導光体に前記光学像としての光束を射出することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１】
入力する画像情報に応じて光学像を形成し、拡大投射するプロジェクタであって、
平行光束からなる前記光学像を形成して、投射画像として投射する画像投射装置と、
前記画像投射装置から投射された投射画像の一方向を拡大して射出する第１導光体と、
前記第１導光体から射出された光束の前記一方向に直交する方向を拡大して射出する第２導光体と、
この第２導光体から射出された光束を投影するスクリーンとを備え、
前記第１導光体および前記第２導光体は、前記投射画像が進行する光路とは屈折率の異なる媒質により構成され、
入射光束に対して傾斜配置される光入出射面と、
前記光入出射面と非平行に配置され、前記媒質内を進行する光束を反射して、当該光束を前記光入出射面に導く光反射面とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記光反射面は、当該光反射面の延出方向に沿って鋸刃状に配列され、それぞれが互いに平行な複数の反射要素を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１導光体および前記第２導光体の少なくともいずれかの前記光反射面の前記光入出射面に対する傾斜角度は、当該光反射面に入射した光束を、前記光入出射面に直交する方向に反射するような角度とされていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記画像投射装置は、平行光束を射出する光源と、当該平行光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記第１導光体は、前記スクリーンに対して略直交する位置に配置され、
前記第２導光体は、前記スクリーンに対向する位置に配置され、
前記画像投射装置は、前記スクリーンの下方に配置され、前記第１導光体に前記光学像としての光束を射出することを特徴とするプロジェクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１１９５３３（Ｐ２００６−１１９５３３Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０９７６７（Ｐ２００４−３０９７６７）
【出願日】平成１６年１０月２５日（２００４．１０．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２５日（２００４．１０．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]