プロジェクタ
【課題】液晶の表示範囲を照明する光に生じるムラを抑制する。
【解決手段】プロジェクタは、光を射出する固体発光素子１２３１と、投射する像を形成する投射像形成ユニット１２２と、固体発光素子１２３１と投射像形成ユニット１２２との間に配置される反射部材１２５とを備え、反射部材１２５は、少なくとも一部が投射像形成ユニット１２２の有効領域１２２Ａに対応する形状に形成され、有効領域１２２Ａに入射しない光を反射して固体発光素子１２３１へ戻し、固体発光素子１２３１へ戻された光を有効領域１２２Ａへ入射させる。
【解決手段】プロジェクタは、光を射出する固体発光素子１２３１と、投射する像を形成する投射像形成ユニット１２２と、固体発光素子１２３１と投射像形成ユニット１２２との間に配置される反射部材１２５とを備え、反射部材１２５は、少なくとも一部が投射像形成ユニット１２２の有効領域１２２Ａに対応する形状に形成され、有効領域１２２Ａに入射しない光を反射して固体発光素子１２３１へ戻し、固体発光素子１２３１へ戻された光を有効領域１２２Ａへ入射させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光源からの照明光のうち、液晶上における表示範囲以外の無効領域を照明する光を反射板により反射して照明光を再利用する画像表示装置が知られている（たとえば特許文献１）。
【特許文献１】特許第３６６０３７１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、反射板で反射された照明光は、光源と液晶との間に設けられた光学系内部で反射されて再び液晶を照明するので、表示範囲を照明する光がムラになるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の発明によるプロジェクタは、光を射出する固体発光素子と、投射する像を形成する投射像形成ユニットと、固体発光素子と投射像形成ユニットとの間に配置される反射部材とを備え、反射部材は、少なくとも一部が投射像形成ユニットの有効領域に対応する形状に形成され、有効領域に入射しない光を反射して固体発光素子へ戻し、固体発光素子へ戻された光を有効領域へ入射させることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプロジェクタにおいて、固体発光素子から射出された光を投射像形成ユニットへ導く照明光学系をさらに備え、反射部材は、照明光学系に対して固体発光素子側に設けられることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のプロジェクタにおいて、固体発光素子はドーム形状を有するカバー部材を備え、反射部材は、カバー部材の表面に設けられることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、偏光子をさらに備え、反射部材は、偏光子に対して固体発光素子側に設けられることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のプロジェクタにおいて、投射像形成ユニットは、前段に偏光ビームスプリッタを有する反射型画像形成素子であり、反射部材は、偏光ビームスプリッタの入射面に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、有効領域に入射しない光を反射して固体発光素子へ戻してから、固体発光素子へ戻された光を有効領域へ入射させるので、照明光のムラの発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
−第１の実施の形態−
図面を参照しながら、本発明の第１の実施の形態によるプロジェクタを備えるプロジェクタ付き電子カメラを説明する。図１に示すように、プロジェクタ付き電子カメラ１０の前面には、撮影レンズ１１、照明光窓１２、およびプロジェクタ投射窓１３が設けられている。プロジェクタ付き電子カメラ１０の上面には、レリーズボタン１４、ズームスイッチ１６、モード切替ダイヤル１５、およびメインスイッチ２２が設けられている。また図２に示すように、プロジェクタ付き電子カメラ１０の背面には、液晶表示器１７、電子ビューファインダー１８、および十字キー１９が設けられている。
【０００７】
プロジェクタ付き電子カメラ１０には、後述するプロジェクタ装置（プロジェクタ部）が搭載されており、たとえば、机上に載置されたプロジェクタ付き電子カメラ１０の正面側に配設されるスクリーンなどに向けて、画像などの情報をプロジェクタ投射窓１３から投影する。
【０００８】
モード切替えダイヤル１５は、撮影モードや投影モードなどのプロジェクタ付き電子カメラ１０の動作モードを切替えるためのモード切替え操作部材である。撮影モードは、被写体像を撮影し、撮影した画像データをメモリカードなどで構成される記録媒体に撮影画像ファイルとして保存する動作モードである。
【０００９】
投影モードは、撮影済みの画像データを記録媒体（たとえば、後述するメモリカード２００や不図示の内部メモリ）から読出すなどして、画像データによる再生画像をプロジェクタ部によってプロジェクタ投射窓１３から投影する動作モードである。なお、投影モードが設定されたとき、プロジェクタ部は、記録媒体以外から読出された画像データや、プロジェクタ付き電子カメラ１０の外部から供給される画像データによる再生画像を投影することも可能である。
【００１０】
図３は、以上説明したプロジェクタ付き電子カメラ１０の構成を説明するブロック図である。図３において、プロジェクタ付き電子カメラ１０はプロジェクタ部１２０、撮像部２２０、メモリ１０２、操作部材１０３、液晶表示器１０４、および照明装置１０８を有する。ＣＰＵ１０１Ａ等から構成される制御回路１０１の不図示のカードスロットには、メモリカード２００が着脱可能に装着されている。
【００１１】
ＣＰＵ１０１Ａは、制御プログラムに基づいて、プロジェクタ付き電子カメラ１０を構成する各部から入力される信号を用いて所定の演算を行うなどして、プロジェクタ付き電子カメラ１０の各部に対する制御信号を送出することにより、撮影動作および投影動作の制御を行う。なお、制御プログラムはＣＰＵ１０１Ａ内の不図示の不揮発性メモリに格納されている。
【００１２】
メモリ１０２はＣＰＵ１０１Ａの作業用メモリとして使用される。操作部材１０３は、図１におけるメインスイッチ２２、レリーズボタン１４、ズームスイッチ１６、モード切替えダイヤル１５、および図２における十字キー１９に対応する。操作部材１０３は、操作内容に対応する操作信号をＣＰＵ１０１Ａへ送出する。
【００１３】
メモリカード２００はフラッシュメモリなどの不揮発性メモリによって構成され、ＣＰＵ１０１Ａの指令により撮像部２２０で撮影された画像データなどのデータの書き込み、保存および読み出しが可能である。
【００１４】
照明装置１０８は、ＣＰＵ１０１Ａからの発光指示に応じて発光体を発光させ、被写体を照明する照明光を照明光窓１２からプロジェクタ付き電子カメラ１０の正面に向けて射出する。
【００１５】
液晶表示器１０４（図２において１７）は、ＣＰＵ１０１Ａの指令により画像やテキストなどの情報を表示する。テキスト情報は、プロジェクタ付き電子カメラ１０の動作状態、操作メニューなどである。
【００１６】
（撮像部）
撮像部２２０は、撮影レンズ２２１（図１において１１）、撮像素子２２２、レンズ駆動回路２２３、および撮影制御回路２２４を含む。撮像素子２２２としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ撮像素子などが用いられる。撮影制御回路２２４は、ＣＰＵ１０１Ａからの指令により撮像素子２２２およびレンズ駆動回路２２３を駆動制御するとともに、撮像素子２２２から出力される撮像信号（蓄積電荷信号）に対して所定の画像処理を行う。画像処理は、ホワイトバランス処理やガンマ処理などである。
【００１７】
撮影レンズ２２１は、撮像素子２２２の撮像面上に被写体像を結像させる。撮影制御回路２２４は、撮影開始指示に応じて撮像素子２２２に撮像を開始させ、撮像終了後に撮像素子２２２から蓄積電荷信号を読出し、上記画像処理を施した上で画像データとしてＣＰＵ１０１Ａへ送出する。
【００１８】
レンズ駆動回路２２３は、撮影制御回路２２４から出力されるフォーカス調節信号に基づいて、撮影レンズ２２１を構成するフォーカスレンズ（不図示）を光軸方向に進退駆動する。また、レンズ駆動回路２２３は、撮影制御回路２２４から出力されるズーム調節信号に基づいて、撮影レンズ２２１を構成するズームレンズ（不図示）を光軸方向（テレ側もしくはワイド側）へ進退駆動する。フォーカス調節量およびズーム調節量は、ＣＰＵ１０１Ａから撮影制御回路２２４へ指示される。
【００１９】
（プロジェクタ部）
図３〜図６を参照して、プロジェクタ部１２０について説明する。図３のブロック図、および図４のプロジェクタ部の構成図に示すように、プロジェクタ部１２０は、投影光学系１２１、反射型液晶パネル１２２、ＬＥＤ光源１２３、集光光学系１２４、ミラー１２５、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）ブロック１２６、投射制御回路１２７、および偏光子１２８を含む。投射像形成ユニットとしての反射型液晶パネル１２２は、投射制御回路１２７からの駆動信号に応じて反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａに投射像を生成する。すなわち、画像表示領域１２２Ａは、投射像を形成するために利用される有効領域である。なお、無効領域１２２Ｂには投射像は形成されない。投射制御回路１２７は、ＣＰＵ１０１Ａから出力される投影指令に応じてＬＥＤ光源１２３および反射型液晶パネル１２２へ制御信号を送出する。
【００２０】
ＬＥＤ光源１２３は、たとえば青色ＬＥＤと黄色蛍光体による白色ＬＥＤであり、投射制御回路１２７を介して入力したＣＰＵ１０１Ａの投影指令に基づいて白色光を射出する。集光光学系１２４は、ＬＥＤ光源１２３から射出されて入射した白色光をほぼ平行光にしてＰＢＳブロック１２６へ向けて射出するコリメート光学系である。ＰＢＳブロック１２６は、集光光学系１２４から出射される照明光の光軸に対して４５度の角度をなす偏光分離部１２６ａを有する偏光ビームスプリッタである。ＰＢＳブロック１２６の上側面には反射型液晶素子（ＬＣＯＳ）によって構成される反射型液晶パネル１２２が配設される。
【００２１】
ＰＢＳブロック１２６における集光光学系１２４側の面にはミラー１２５が配設されている。図５（ａ）のプロジェクタ部の概略配置図（斜視図）に示すように、ミラー１２５には、反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａの形状に対応した開口部１２５ＯＰが形成されている。この開口部１２５ＯＰは、たとえば矩形形状を有する。ミラー１２５は、たとえばＰＢＳブロック１２６にアルミなどを蒸着して形成され、ＬＥＤ光源１２３から射出された照明光のうち、反射型液晶パネル１２２の無効領域１２２Ｂに到達する光を反射して、ＬＥＤ光源１２３に再び入射させるための反射部材である。ミラー１２５は、図５（ｂ）に示すように、集光光学系１２４から射出される平行光の進行方向に対して直交するように設けられている。そのため、ミラー１２５により反射された光は、ミラー１２５への入射光とほぼ同一の光路を通ってＬＥＤ光源１２３へ戻る。ミラー１２５の開口部１２５ＯＰには、フィルム状の偏光子１２８が設けられている。すなわち偏光子１２８の周囲を囲むようにミラー１２５が配置されている。なお、偏光子１２８は、光の進行方向に沿ってミラー１２５から離間して配置されてもよい。
【００２２】
反射型液晶パネル１２２は、ＬＥＤ光源１２３から出射され、ミラー１２５の開口部１２５ＯＰを通過、すなわち偏光子１２８を透過した照明光により照明される。ＰＢＳブロック１２６の面１２６ｂには、たとえば、黒色処理などの無反射処理が施されている。
【００２３】
図６は、ＬＥＤ光源１２３を拡大して示す断面図である。ＬＥＤ光源１２３は、ベース部材１２３０、発光ダイオード素子（以下、ＬＥＤチップ）１２３１、カバー１２３２、電極１２３３、およびワイヤー１２３４等で構成されている。ベース部材１２３０上に設けられたＬＥＤチップ１２３１は、青色発光体（ＬＥＤ）を黄色発光蛍光体で覆った白色ＬＥＤである。すなわち、青色発光体から発せられた青色光は、黄色発光蛍光体を通過して青色成分の光として射出するとともに、黄色発光蛍光体を励起する。励起された蛍光体は黄色成分の光を発光する。その結果、ＬＥＤチップ１２３１から白色光が射出される。
【００２４】
カバー１２３２は、プラスチックなどの透明部材により半球面体で中空のドーム型形状に形成され、ＬＥＤチップ１２３１を覆うようにベース部材１２３０上に設けられている。また、カバー１２３２とベース部材１２３０との間に生じる空間Ｓには、カバー１２３２とほぼ同一の屈折率を有する透明なジェル状の物質が充填されている。
【００２５】
上述したミラー１２５で反射されてＬＥＤ光源１２３に戻され、ＬＥＤチップ１２３１に到達した光のうち青色成分の反射光は、ＬＥＤチップ１２３１を構成する黄色発光蛍光体を励起する。上述したように、ＬＥＤチップ１２３１の青色発光体から放射された青色成分の光も黄色発光蛍光体を励起し、それに加えて青色成分の反射光が入射するので黄色発光蛍光体の発光光量が増加する。また、反射部１２３２ｂの反射光のうち青色成分の反射光であって、上記の励起に使われなかった成分は、ＬＥＤチップ１２３１内部にも入射し、内部で反射や屈折を繰り返して再びＬＥＤチップ１２３１の外部に向かって射出する。また、反射部１２３２ｂで反射されてＬＥＤチップ１２３１に到達した光のうち黄色成分の光は、ＬＥＤチップ１２３１の内部で反射や屈折を繰り返し、再びＬＥＤチップ１２３１の外部に向かって射出する。
【００２６】
上述のようにして再びＬＥＤチップ１２３１から発した光の一部は開口部１２５ＯＰを透過し、その他の光はミラー１２５で反射されて再びＬＥＤチップ１２３１へ戻る。そして、ＬＥＤチップ１２３１へ戻った光は再度上述したようにＬＥＤチップ１２３１から射出される。したがって、反射型液晶パネル１２２の無効領域１２２Ｂの方向へ射出された光は、画像表示領域１２２Ａへ向かう光として利用することができるようになる。
【００２７】
上記構成のプロジェクタ部の動作を図４および図６を参照して説明する。
ＬＥＤチップ１２３１には、ワイヤー１２３４および電極１２３３を介して投射制御回路１２７からの制御信号に基づく駆動電流が供給される。ＬＥＤチップ１２３１は、駆動電流に応じた明るさの光を集光光学系１２４へ向けて射出する。集光光学系１２４はＬＥＤ光をほぼ平行光にして偏光子１２８へ入射させる。偏光子１２８は入射光を直線偏光に変換（または抽出）し、変換（または抽出）後の偏光光をＰＢＳブロック１２６へ向けて射出する。
【００２８】
ＰＢＳブロック１２６へ入射された偏光光束（たとえばＰ偏光）は、ＰＢＳブロック１２６を透過して反射型液晶パネル１２２を照明する。投射像形成ユニットである反射型液晶パネル１２２は、赤、緑、青のフィルターが形成された複数の画素から構成され、カラーの画像を生成する。反射型液晶パネル１２２の液晶層を透過する光は、反射型液晶パネル１２２へ入射されると液晶層を図４の上向きに進行し、反射型液晶パネル１２２の反射面で反射された後、液晶層を図４の下向きに進行して反射型液晶パネル１２２から射出され、ＰＢＳブロック１２６へ再度入射される。電圧が印加された液晶層は位相板として機能するので、ＰＢＳブロック１２６へ再度入射される光は、Ｓ偏光である変調光とＰ偏光である非変調光との混合光になる。ＰＢＳブロック１２６は、再入射された光束のうちＳ偏光成分である変調光のみを偏光分離部１２６ａで反射（折り曲げる）し、左方の投影光学系１２１へ向けて投影光として射出する。
【００２９】
以上で説明した第１の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）ＬＥＤ光源１２３と反射型液晶パネル１２２との間に、画像表示領域１２２Ａに対応する形状を有する開口部１２５ＯＰを有するミラー１２５を設けた。そして、ＬＥＤ光源１２３から射出した光のうち、画像表示領域１２２Ａに入射しない光をミラー１２５で反射してＬＥＤ光源１２３へ戻し、画像表示領域１２２Ａへ向かう光として再び射出させるようにした。したがって、ＬＥＤ光源１２３および反射型液晶パネル１２２の光路長と、ミラー１２５および反射型液晶パネル１２２の光路長とが幾何光学的に異なることに起因して生じる照明光のムラの発生を抑制することができるので、投射像の画質を向上できる。さらに、従来は利用されていない無効領域１２２Ｂに入射する光を利用することができるので、ＬＥＤ光源１２３の光利用効率を向上できるとともに、画像表示領域１２２Ａに入射する光量が向上して投影像の明るさを増加させることができる。
【００３０】
（２）ミラー１２５は、無効領域１２２Ｂに入射する光を反射してＬＥＤ光源１２３へ戻すので、反射光がＰＢＳブロック１２６に入射することがなくなり、ゴーストの原因となる散乱光の発生を防ぐことができる。
【００３１】
（３）ＬＥＤチップ１２３１は、ＬＥＤの発光による青色成分の光、および青色成分の光により蛍光体が励起されて発光する黄色成分の光により白色光を射出する白色ＬＥＤである。そして、上記の特性を有するＬＥＤチップ１２３１を用い、ミラー１２５からの反射光の青色成分によっても黄色蛍光体を励起することできる。すなわち、本来、投射光（照明光）として利用していなかったＬＥＤチップ１２３１の光を蛍光体の励起に再利用することができ、ＬＥＤ光源１２３から射出する光の光量を増加させることができる。
【００３２】
以上で説明した第１の実施の形態のプロジェクタ部１２０を、以下のように変形できる。
（１）図４に示すようにミラー１２５がＰＢＳブロック１２６に接するように設けられるものに代えて、ミラー１２５がＰＢＳブロック１２６から離間して設けられてもよい。また、ミラー１２５として、アルミなどをＰＢＳブロック１２６の下側面に蒸着してもよい。
【００３３】
（２）集光光学系１２４の周辺部において精度が得られない場合、すなわち集光光学系１２４の周辺部から射出される光が平行光とならない場合は、ミラー１２５を図７（ａ）に示すように設けてもよい。この場合、ミラー１２５からの反射光が、ミラー１２５への入射光と同一の光路を通ってＬＥＤ光源１２３へ戻るように、ミラー１２５に所定の曲率（光学パワー）を持たせればよい。なお、図７（ｂ）に示すように、集光光学系１２４の表面におけるＰＢＳブロック１２６への射出側にアルミなどを蒸着して反射部材としてもよい。
【００３４】
（３）集光光学系１２４が複数枚のレンズ１２４ａ、１２４ｂによって構成される場合、レンズ１２４ａとレンズ１２４ｂとの間にミラー１２５を設けるようにしてもよい。この場合の配置例を図８に示す。図８（ａ）は、レンズ１２４ａから射出される平行光の進行方向に対して直交するようにミラー１２５を配置した場合を示す。図８（ｂ）は、上記（２）の場合と同様に、レンズ１２４ａの周辺部から射出される光が平行光とならない時、ミラー１２５に所定の光学パワーを持たせるようにした場合を示す。なお、レンズ１２４ａにアルなどを蒸着させて反射部材としてもよい。
【００３５】
（４）ミラー１２５の形状が、少なくとも一部が画像表示領域１２２Ａに対応するように形成されるものでもよい。すなわち、反射型液晶パネル１２２の上下、もしくは左右方向の無効領域１２２Ｂに入射する光のみを反射させる形状でもよい。たとえば、図９に示すように、画像表示領域１２２Ａが辺Ｌ１と辺Ｌ２（Ｌ１＞Ｌ２）からなる略長方形とであるものとする。さらに、無効領域１２２Ｂのうち画像表示領域１２２Ａの長手方向の辺Ｌ１と接する領域を無効領域１２２Ｂａとし、画像表示領域１２２Ａの短手方向の辺Ｌ２と接する領域を無効領域１２２Ｂｂとする。このとき、無効領域１２２Ｂａの面積は、無効領域１２２Ｂａの面積より大きくなるので、ミラー１２５は、画像表示領域１２２Ａの長手方向の辺Ｌ１と接する無効領域１２２Ｂａに入射する光を反射させるように配置すればよい。
【００３６】
−第２の実施の形態−
図１０および図１１を参照して、本発明によるプロジェクタを備えるプロジェクタ付き電子カメラの第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、ミラー１２５に代えてＬＥＤ光源１２３に反射部材を設ける点で、第１の実施の形態と異なる。
【００３７】
図１０に示すように、偏光子１２８は、集光光学系１２４に対してＰＢＳブロック１２６側に配置されるものとする。すなわち、第２の実施の形態のプロジェクタ１２０においては、第１の実施の形態のミラー１２５に相当する反射部１２３２ｂ（図１１）は偏光子１２８よりもＬＥＤ光源１２３側に配置される。
【００３８】
図１１（ａ）のＬＥＤ光源１２３の断面図に示すように、第２の実施の形態におけるＬＥＤ光源１２３のカバー１２３２の外周面には、頂部近傍の所定領域を除く領域に反射膜が設けられている。すなわち、カバー１２３２には、ＬＥＤチップ１２３１から射出された光を透過させる透過部１２３２ａと、射出された光を反射させるための反射部１２３２ｂとが形成されている。透過部１２３２ａはカバー１２３２の頂部に設けられ、ＬＥＤチップ１２３１から射出された白色光を透過して、集光光学系１２４へ導く。図１１（ｂ）の外観図に示すように、この透過部１２３２ａの領域は、反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａの形状に基づいて決定される。すなわち、カバー１２３２を透過したすべての光が画像表示領域１２２Ａに入射するように、透過部１２３２ａの領域が設定されている。
【００３９】
反射部１２３２ｂは、ＬＥＤチップ１２３１から射出された光のうち、そのままでは画像表示領域１２２Ａには入射せず、照明光として利用されない光を光源に戻して再利用するために設けられ、たとえばアルミなどをカバー１２３２の表面に蒸着したものである。反射部１２３２ｂは半球面状のカバー１２３２の外周面に設けられているので、ＬＥＤチップ１２３１から射出され反射部１２３２ｂで反射された光は、半球のほぼ中心に位置するＬＥＤチップ１２３１に入射する。上述したように、透過部１２３２ａの領域は反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａに基づいて決定されているので、画像表示領域１２２Ａに入射しない光はすべて反射部１２３２ｂで反射されてＬＥＤチップ１２３１に戻される。
【００４０】
反射部１２３２ｂで反射されてＬＥＤチップ１２３１に到達した光は、第１の実施の形態の場合と同様に、ＬＥＤチップ１２３１内部にも入射し、内部で反射や屈折を繰り返して再びＬＥＤチップ１２３１の外部に向かって射出する。そして、再びＬＥＤチップ１２３１から発した光の一部は透過部１２３２ａを透過し、その他の光は反射部１２３２ｂで反射されて再びＬＥＤチップ１２３１へ戻る。したがって、反射型液晶パネル１２２の無効領域１２２Ｂの方向へ射出された光は、画像表示領域１２２Ａへ向かう光として利用することができるようになる。
【００４１】
以上で説明した第２の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）ＬＥＤ光源１２３のカバー１２３２の外周面に、画像表示領域１２２Ａに対応する形状を有する透過部１２３２ａと、射出された光を反射させるための反射部１２３２ｂとを設けた。そして、反射部１２３２ｂは、ＬＥＤチップ１２３１から射出した光のうち、画像表示領域１２２Ａに入射しない光をＬＥＤチップ１２３１へ戻し、画像表示領域１２２Ａへ向かう光として射出させるようにした。その結果、従来は利用されていない無効領域１２２Ｂに入射する光を利用することができるので、第１の実施の形態において得られた（１）の作用効果と同様の作用効果が得られる。
【００４２】
（２）図１１に示すように、反射部１２３２ｂの形状を、画像表示領域１２２Ａに対応する形状となるように形成し、ＬＥＤチップ１２３１から射出される光のうち集光光学系１２４に入射しない光についてもＬＥＤチップ１２３１に戻して再利用するようにした。したがって、図１２に示す従来のＬＥＤ光源２２３のように、ＬＥＤチップ２２３ａの側面方向に射出された有効利用できない光ＬＡを利用できるので、第１の実施の形態におけるＬＥＤ光源１２３に比べて、さらに射出した光の光利用効率を向上できる。
【００４３】
（３）反射部１２３２ｂをカバー１２３２に設ける、すなわち反射部１２３２ｂを偏光子１２８に対してＬＥＤチップ１２３１側に設けるようにした。したがって、反射部１２３２ｂで反射されてから透過部１２３２ａを通過して射出した光を確実に偏光子１２８へ導くことができる。
【００４４】
第２の実施の形態のプロジェクタ部１２０を、以下のように変形できる。
（１）ＬＥＤ光源１２３のカバー１２３２に透過部１２３２ａと反射部１２３２ｂを設けるものに代えて、透過部と反射部とを有するキャップを設けるようにしてもよい。図１３に、この場合のＬＥＤ光源１２３の断面を示す。ＬＥＤ光源１２３は、カバー１２３２とほぼ同一の屈折率を有する透明部材により半球面体で中空のドーム型形状に形成され、カバー１２３２を覆うようにして設けられたキャップ１２３５を有する。なお、キャップ１２３５とカバー１２３２とは図１３に示すように密着するものであっても、キャップ１２３５とカバー１２３２との間に空間が存在するものであってもよい。空間が存在する場合には、キャップ１２３５およびカバー１２３２とほぼ同一の屈折率を有する透明なジェル状の物質が充填される。
【００４５】
キャップ１２３５は、透過部１２３５ａと、キャップ１２３５の外周面にアルミ蒸着などが施された反射部１２３５ｂとを有する。透過部１２３５ａの領域は反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａに基づいて決定される。その結果、カバー１２３２および透過部１２３５ａは、ＬＥＤチップ１２３１から射出された白色光を透過して集光光学系１２４を介して画像表示領域１２２Ａへ導く。さらに、カバー１２３２を透過し反射部１２３５ｂで反射された白色光は、再びカバー１２３２を透過してＬＥＤチップ１２３１へ戻る。したがって、ＬＥＤチップ１２３１から射出される光のうち画像表示領域１２２Ａに入射しない光をＬＥＤチップ１２３１に戻して再利用することができる。
【００４６】
（２）カバー１２３２の外周部にアルミ蒸着などにより反射部１２３２ｂを設けるものに代えて、カバー１２３２の内周部に反射部１２３２ｂを設けるものでもよい。また、上記（１）のキャップ１２３５の外周部にアルミ蒸着などにより反射部１２３５ｂを設けるものに代えて、キャップ１２３５の内周部に反射部１２３５ｂを設けるものでもよい。
【００４７】
上述した第１の実施の形態および第２の実施の形態におけるプロジェクタ部１２０を、次のように変形できる。
（１）ＬＥＤ光源１２３は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色をそれぞれ発光する３つのＬＥＤチップを用いて白色光を発光するものを用いてもよい。この場合、反射部で反射されて３つのＬＥＤチップに戻ってきた光はＬＥＤ光源１２３内で反射を繰り返して外部へ射出される。その結果、本来投射像の照明光として有効に利用できなかった光を有効利用してＬＥＤ光源の射出光量の増大化に寄与できる。
【００４８】
（２）ＰＢＳブロック１２６に代えて、図１４（ａ）に示すワイヤグリッド偏光子、もしくは複屈折性反射型偏光子４００を用いてもよい。
（３）反射型液晶パネル１２２に代えて、図１４（ｂ）に示す透過型液晶パネル５００を用いることができる。この場合においても、ミラー１２５の開口１２５ＯＰ、もしくはＬＥＤ光源１２３の透過部１２３２ａは、透過型液晶パネル５００の画像表示領域５００Ａに対応した形状となるように形成される。
【００４９】
（４）プロジェクタ部１２０を搭載する携帯電話やＰＤＡなどの携帯型電子機器にも本発明を適用できる。
（５）固体発光素子は、実施の形態で説明した発光ダイオードに限定されない。また、光源としてランプを用いるものであってもよい。
【００５０】
また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態におけるプロジェクタ付き電子カメラの前面斜視図
【図２】実施の形態におけるプロジェクタ付き電子カメラの後面斜視図
【図３】実施の形態におけるプロジェクタ付き電子カメラの構成を説明するブロック図
【図４】第１の実施の形態におけるプロジェクタ部の構成を説明する図
【図５】第１の実施の形態におけるプロジェクタ部の概略配置図
【図６】第１の実施の形態におけるプロジェクタ部が備えるＬＥＤ光源の構成図
【図７】変形例におけるプロジェクタ部の構成を説明する図
【図８】変形例におけるプロジェクタ部の構成を説明する図
【図９】変形例におけるプロジェクタ部の構成を説明する図
【図１０】第２の実施の形態におけるプロジェクタ部の構成を説明する図
【図１１】第２の実施の形態におけるプロジェクタ部が備えるＬＥＤ光源を説明する図
【図１２】従来技術による光源付近の構成を説明する図
【図１３】変形例における光源の構成を説明する図
【図１４】変形例におけるプロジェクタ部の構成を説明する図
【符号の説明】
【００５２】
１２０・・・プロジェクタ部 １２２・・・反射型液晶パネル
１２２Ａ・・・画像表示領域 １２３・・・ＬＥＤ光源 １２５・・・ミラー
１２５ＯＰ・・・開口部 １２６・・・ＰＢＳブロック １２８・・・偏光子
１２３１・・・ＬＥＤチップ １２３２・・・カバー １２３２ａ・・・透過部
１２３２ｂ・・・反射部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光源からの照明光のうち、液晶上における表示範囲以外の無効領域を照明する光を反射板により反射して照明光を再利用する画像表示装置が知られている（たとえば特許文献１）。
【特許文献１】特許第３６６０３７１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、反射板で反射された照明光は、光源と液晶との間に設けられた光学系内部で反射されて再び液晶を照明するので、表示範囲を照明する光がムラになるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の発明によるプロジェクタは、光を射出する固体発光素子と、投射する像を形成する投射像形成ユニットと、固体発光素子と投射像形成ユニットとの間に配置される反射部材とを備え、反射部材は、少なくとも一部が投射像形成ユニットの有効領域に対応する形状に形成され、有効領域に入射しない光を反射して固体発光素子へ戻し、固体発光素子へ戻された光を有効領域へ入射させることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプロジェクタにおいて、固体発光素子から射出された光を投射像形成ユニットへ導く照明光学系をさらに備え、反射部材は、照明光学系に対して固体発光素子側に設けられることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のプロジェクタにおいて、固体発光素子はドーム形状を有するカバー部材を備え、反射部材は、カバー部材の表面に設けられることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、偏光子をさらに備え、反射部材は、偏光子に対して固体発光素子側に設けられることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のプロジェクタにおいて、投射像形成ユニットは、前段に偏光ビームスプリッタを有する反射型画像形成素子であり、反射部材は、偏光ビームスプリッタの入射面に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、有効領域に入射しない光を反射して固体発光素子へ戻してから、固体発光素子へ戻された光を有効領域へ入射させるので、照明光のムラの発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
−第１の実施の形態−
図面を参照しながら、本発明の第１の実施の形態によるプロジェクタを備えるプロジェクタ付き電子カメラを説明する。図１に示すように、プロジェクタ付き電子カメラ１０の前面には、撮影レンズ１１、照明光窓１２、およびプロジェクタ投射窓１３が設けられている。プロジェクタ付き電子カメラ１０の上面には、レリーズボタン１４、ズームスイッチ１６、モード切替ダイヤル１５、およびメインスイッチ２２が設けられている。また図２に示すように、プロジェクタ付き電子カメラ１０の背面には、液晶表示器１７、電子ビューファインダー１８、および十字キー１９が設けられている。
【０００７】
プロジェクタ付き電子カメラ１０には、後述するプロジェクタ装置（プロジェクタ部）が搭載されており、たとえば、机上に載置されたプロジェクタ付き電子カメラ１０の正面側に配設されるスクリーンなどに向けて、画像などの情報をプロジェクタ投射窓１３から投影する。
【０００８】
モード切替えダイヤル１５は、撮影モードや投影モードなどのプロジェクタ付き電子カメラ１０の動作モードを切替えるためのモード切替え操作部材である。撮影モードは、被写体像を撮影し、撮影した画像データをメモリカードなどで構成される記録媒体に撮影画像ファイルとして保存する動作モードである。
【０００９】
投影モードは、撮影済みの画像データを記録媒体（たとえば、後述するメモリカード２００や不図示の内部メモリ）から読出すなどして、画像データによる再生画像をプロジェクタ部によってプロジェクタ投射窓１３から投影する動作モードである。なお、投影モードが設定されたとき、プロジェクタ部は、記録媒体以外から読出された画像データや、プロジェクタ付き電子カメラ１０の外部から供給される画像データによる再生画像を投影することも可能である。
【００１０】
図３は、以上説明したプロジェクタ付き電子カメラ１０の構成を説明するブロック図である。図３において、プロジェクタ付き電子カメラ１０はプロジェクタ部１２０、撮像部２２０、メモリ１０２、操作部材１０３、液晶表示器１０４、および照明装置１０８を有する。ＣＰＵ１０１Ａ等から構成される制御回路１０１の不図示のカードスロットには、メモリカード２００が着脱可能に装着されている。
【００１１】
ＣＰＵ１０１Ａは、制御プログラムに基づいて、プロジェクタ付き電子カメラ１０を構成する各部から入力される信号を用いて所定の演算を行うなどして、プロジェクタ付き電子カメラ１０の各部に対する制御信号を送出することにより、撮影動作および投影動作の制御を行う。なお、制御プログラムはＣＰＵ１０１Ａ内の不図示の不揮発性メモリに格納されている。
【００１２】
メモリ１０２はＣＰＵ１０１Ａの作業用メモリとして使用される。操作部材１０３は、図１におけるメインスイッチ２２、レリーズボタン１４、ズームスイッチ１６、モード切替えダイヤル１５、および図２における十字キー１９に対応する。操作部材１０３は、操作内容に対応する操作信号をＣＰＵ１０１Ａへ送出する。
【００１３】
メモリカード２００はフラッシュメモリなどの不揮発性メモリによって構成され、ＣＰＵ１０１Ａの指令により撮像部２２０で撮影された画像データなどのデータの書き込み、保存および読み出しが可能である。
【００１４】
照明装置１０８は、ＣＰＵ１０１Ａからの発光指示に応じて発光体を発光させ、被写体を照明する照明光を照明光窓１２からプロジェクタ付き電子カメラ１０の正面に向けて射出する。
【００１５】
液晶表示器１０４（図２において１７）は、ＣＰＵ１０１Ａの指令により画像やテキストなどの情報を表示する。テキスト情報は、プロジェクタ付き電子カメラ１０の動作状態、操作メニューなどである。
【００１６】
（撮像部）
撮像部２２０は、撮影レンズ２２１（図１において１１）、撮像素子２２２、レンズ駆動回路２２３、および撮影制御回路２２４を含む。撮像素子２２２としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ撮像素子などが用いられる。撮影制御回路２２４は、ＣＰＵ１０１Ａからの指令により撮像素子２２２およびレンズ駆動回路２２３を駆動制御するとともに、撮像素子２２２から出力される撮像信号（蓄積電荷信号）に対して所定の画像処理を行う。画像処理は、ホワイトバランス処理やガンマ処理などである。
【００１７】
撮影レンズ２２１は、撮像素子２２２の撮像面上に被写体像を結像させる。撮影制御回路２２４は、撮影開始指示に応じて撮像素子２２２に撮像を開始させ、撮像終了後に撮像素子２２２から蓄積電荷信号を読出し、上記画像処理を施した上で画像データとしてＣＰＵ１０１Ａへ送出する。
【００１８】
レンズ駆動回路２２３は、撮影制御回路２２４から出力されるフォーカス調節信号に基づいて、撮影レンズ２２１を構成するフォーカスレンズ（不図示）を光軸方向に進退駆動する。また、レンズ駆動回路２２３は、撮影制御回路２２４から出力されるズーム調節信号に基づいて、撮影レンズ２２１を構成するズームレンズ（不図示）を光軸方向（テレ側もしくはワイド側）へ進退駆動する。フォーカス調節量およびズーム調節量は、ＣＰＵ１０１Ａから撮影制御回路２２４へ指示される。
【００１９】
（プロジェクタ部）
図３〜図６を参照して、プロジェクタ部１２０について説明する。図３のブロック図、および図４のプロジェクタ部の構成図に示すように、プロジェクタ部１２０は、投影光学系１２１、反射型液晶パネル１２２、ＬＥＤ光源１２３、集光光学系１２４、ミラー１２５、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）ブロック１２６、投射制御回路１２７、および偏光子１２８を含む。投射像形成ユニットとしての反射型液晶パネル１２２は、投射制御回路１２７からの駆動信号に応じて反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａに投射像を生成する。すなわち、画像表示領域１２２Ａは、投射像を形成するために利用される有効領域である。なお、無効領域１２２Ｂには投射像は形成されない。投射制御回路１２７は、ＣＰＵ１０１Ａから出力される投影指令に応じてＬＥＤ光源１２３および反射型液晶パネル１２２へ制御信号を送出する。
【００２０】
ＬＥＤ光源１２３は、たとえば青色ＬＥＤと黄色蛍光体による白色ＬＥＤであり、投射制御回路１２７を介して入力したＣＰＵ１０１Ａの投影指令に基づいて白色光を射出する。集光光学系１２４は、ＬＥＤ光源１２３から射出されて入射した白色光をほぼ平行光にしてＰＢＳブロック１２６へ向けて射出するコリメート光学系である。ＰＢＳブロック１２６は、集光光学系１２４から出射される照明光の光軸に対して４５度の角度をなす偏光分離部１２６ａを有する偏光ビームスプリッタである。ＰＢＳブロック１２６の上側面には反射型液晶素子（ＬＣＯＳ）によって構成される反射型液晶パネル１２２が配設される。
【００２１】
ＰＢＳブロック１２６における集光光学系１２４側の面にはミラー１２５が配設されている。図５（ａ）のプロジェクタ部の概略配置図（斜視図）に示すように、ミラー１２５には、反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａの形状に対応した開口部１２５ＯＰが形成されている。この開口部１２５ＯＰは、たとえば矩形形状を有する。ミラー１２５は、たとえばＰＢＳブロック１２６にアルミなどを蒸着して形成され、ＬＥＤ光源１２３から射出された照明光のうち、反射型液晶パネル１２２の無効領域１２２Ｂに到達する光を反射して、ＬＥＤ光源１２３に再び入射させるための反射部材である。ミラー１２５は、図５（ｂ）に示すように、集光光学系１２４から射出される平行光の進行方向に対して直交するように設けられている。そのため、ミラー１２５により反射された光は、ミラー１２５への入射光とほぼ同一の光路を通ってＬＥＤ光源１２３へ戻る。ミラー１２５の開口部１２５ＯＰには、フィルム状の偏光子１２８が設けられている。すなわち偏光子１２８の周囲を囲むようにミラー１２５が配置されている。なお、偏光子１２８は、光の進行方向に沿ってミラー１２５から離間して配置されてもよい。
【００２２】
反射型液晶パネル１２２は、ＬＥＤ光源１２３から出射され、ミラー１２５の開口部１２５ＯＰを通過、すなわち偏光子１２８を透過した照明光により照明される。ＰＢＳブロック１２６の面１２６ｂには、たとえば、黒色処理などの無反射処理が施されている。
【００２３】
図６は、ＬＥＤ光源１２３を拡大して示す断面図である。ＬＥＤ光源１２３は、ベース部材１２３０、発光ダイオード素子（以下、ＬＥＤチップ）１２３１、カバー１２３２、電極１２３３、およびワイヤー１２３４等で構成されている。ベース部材１２３０上に設けられたＬＥＤチップ１２３１は、青色発光体（ＬＥＤ）を黄色発光蛍光体で覆った白色ＬＥＤである。すなわち、青色発光体から発せられた青色光は、黄色発光蛍光体を通過して青色成分の光として射出するとともに、黄色発光蛍光体を励起する。励起された蛍光体は黄色成分の光を発光する。その結果、ＬＥＤチップ１２３１から白色光が射出される。
【００２４】
カバー１２３２は、プラスチックなどの透明部材により半球面体で中空のドーム型形状に形成され、ＬＥＤチップ１２３１を覆うようにベース部材１２３０上に設けられている。また、カバー１２３２とベース部材１２３０との間に生じる空間Ｓには、カバー１２３２とほぼ同一の屈折率を有する透明なジェル状の物質が充填されている。
【００２５】
上述したミラー１２５で反射されてＬＥＤ光源１２３に戻され、ＬＥＤチップ１２３１に到達した光のうち青色成分の反射光は、ＬＥＤチップ１２３１を構成する黄色発光蛍光体を励起する。上述したように、ＬＥＤチップ１２３１の青色発光体から放射された青色成分の光も黄色発光蛍光体を励起し、それに加えて青色成分の反射光が入射するので黄色発光蛍光体の発光光量が増加する。また、反射部１２３２ｂの反射光のうち青色成分の反射光であって、上記の励起に使われなかった成分は、ＬＥＤチップ１２３１内部にも入射し、内部で反射や屈折を繰り返して再びＬＥＤチップ１２３１の外部に向かって射出する。また、反射部１２３２ｂで反射されてＬＥＤチップ１２３１に到達した光のうち黄色成分の光は、ＬＥＤチップ１２３１の内部で反射や屈折を繰り返し、再びＬＥＤチップ１２３１の外部に向かって射出する。
【００２６】
上述のようにして再びＬＥＤチップ１２３１から発した光の一部は開口部１２５ＯＰを透過し、その他の光はミラー１２５で反射されて再びＬＥＤチップ１２３１へ戻る。そして、ＬＥＤチップ１２３１へ戻った光は再度上述したようにＬＥＤチップ１２３１から射出される。したがって、反射型液晶パネル１２２の無効領域１２２Ｂの方向へ射出された光は、画像表示領域１２２Ａへ向かう光として利用することができるようになる。
【００２７】
上記構成のプロジェクタ部の動作を図４および図６を参照して説明する。
ＬＥＤチップ１２３１には、ワイヤー１２３４および電極１２３３を介して投射制御回路１２７からの制御信号に基づく駆動電流が供給される。ＬＥＤチップ１２３１は、駆動電流に応じた明るさの光を集光光学系１２４へ向けて射出する。集光光学系１２４はＬＥＤ光をほぼ平行光にして偏光子１２８へ入射させる。偏光子１２８は入射光を直線偏光に変換（または抽出）し、変換（または抽出）後の偏光光をＰＢＳブロック１２６へ向けて射出する。
【００２８】
ＰＢＳブロック１２６へ入射された偏光光束（たとえばＰ偏光）は、ＰＢＳブロック１２６を透過して反射型液晶パネル１２２を照明する。投射像形成ユニットである反射型液晶パネル１２２は、赤、緑、青のフィルターが形成された複数の画素から構成され、カラーの画像を生成する。反射型液晶パネル１２２の液晶層を透過する光は、反射型液晶パネル１２２へ入射されると液晶層を図４の上向きに進行し、反射型液晶パネル１２２の反射面で反射された後、液晶層を図４の下向きに進行して反射型液晶パネル１２２から射出され、ＰＢＳブロック１２６へ再度入射される。電圧が印加された液晶層は位相板として機能するので、ＰＢＳブロック１２６へ再度入射される光は、Ｓ偏光である変調光とＰ偏光である非変調光との混合光になる。ＰＢＳブロック１２６は、再入射された光束のうちＳ偏光成分である変調光のみを偏光分離部１２６ａで反射（折り曲げる）し、左方の投影光学系１２１へ向けて投影光として射出する。
【００２９】
以上で説明した第１の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）ＬＥＤ光源１２３と反射型液晶パネル１２２との間に、画像表示領域１２２Ａに対応する形状を有する開口部１２５ＯＰを有するミラー１２５を設けた。そして、ＬＥＤ光源１２３から射出した光のうち、画像表示領域１２２Ａに入射しない光をミラー１２５で反射してＬＥＤ光源１２３へ戻し、画像表示領域１２２Ａへ向かう光として再び射出させるようにした。したがって、ＬＥＤ光源１２３および反射型液晶パネル１２２の光路長と、ミラー１２５および反射型液晶パネル１２２の光路長とが幾何光学的に異なることに起因して生じる照明光のムラの発生を抑制することができるので、投射像の画質を向上できる。さらに、従来は利用されていない無効領域１２２Ｂに入射する光を利用することができるので、ＬＥＤ光源１２３の光利用効率を向上できるとともに、画像表示領域１２２Ａに入射する光量が向上して投影像の明るさを増加させることができる。
【００３０】
（２）ミラー１２５は、無効領域１２２Ｂに入射する光を反射してＬＥＤ光源１２３へ戻すので、反射光がＰＢＳブロック１２６に入射することがなくなり、ゴーストの原因となる散乱光の発生を防ぐことができる。
【００３１】
（３）ＬＥＤチップ１２３１は、ＬＥＤの発光による青色成分の光、および青色成分の光により蛍光体が励起されて発光する黄色成分の光により白色光を射出する白色ＬＥＤである。そして、上記の特性を有するＬＥＤチップ１２３１を用い、ミラー１２５からの反射光の青色成分によっても黄色蛍光体を励起することできる。すなわち、本来、投射光（照明光）として利用していなかったＬＥＤチップ１２３１の光を蛍光体の励起に再利用することができ、ＬＥＤ光源１２３から射出する光の光量を増加させることができる。
【００３２】
以上で説明した第１の実施の形態のプロジェクタ部１２０を、以下のように変形できる。
（１）図４に示すようにミラー１２５がＰＢＳブロック１２６に接するように設けられるものに代えて、ミラー１２５がＰＢＳブロック１２６から離間して設けられてもよい。また、ミラー１２５として、アルミなどをＰＢＳブロック１２６の下側面に蒸着してもよい。
【００３３】
（２）集光光学系１２４の周辺部において精度が得られない場合、すなわち集光光学系１２４の周辺部から射出される光が平行光とならない場合は、ミラー１２５を図７（ａ）に示すように設けてもよい。この場合、ミラー１２５からの反射光が、ミラー１２５への入射光と同一の光路を通ってＬＥＤ光源１２３へ戻るように、ミラー１２５に所定の曲率（光学パワー）を持たせればよい。なお、図７（ｂ）に示すように、集光光学系１２４の表面におけるＰＢＳブロック１２６への射出側にアルミなどを蒸着して反射部材としてもよい。
【００３４】
（３）集光光学系１２４が複数枚のレンズ１２４ａ、１２４ｂによって構成される場合、レンズ１２４ａとレンズ１２４ｂとの間にミラー１２５を設けるようにしてもよい。この場合の配置例を図８に示す。図８（ａ）は、レンズ１２４ａから射出される平行光の進行方向に対して直交するようにミラー１２５を配置した場合を示す。図８（ｂ）は、上記（２）の場合と同様に、レンズ１２４ａの周辺部から射出される光が平行光とならない時、ミラー１２５に所定の光学パワーを持たせるようにした場合を示す。なお、レンズ１２４ａにアルなどを蒸着させて反射部材としてもよい。
【００３５】
（４）ミラー１２５の形状が、少なくとも一部が画像表示領域１２２Ａに対応するように形成されるものでもよい。すなわち、反射型液晶パネル１２２の上下、もしくは左右方向の無効領域１２２Ｂに入射する光のみを反射させる形状でもよい。たとえば、図９に示すように、画像表示領域１２２Ａが辺Ｌ１と辺Ｌ２（Ｌ１＞Ｌ２）からなる略長方形とであるものとする。さらに、無効領域１２２Ｂのうち画像表示領域１２２Ａの長手方向の辺Ｌ１と接する領域を無効領域１２２Ｂａとし、画像表示領域１２２Ａの短手方向の辺Ｌ２と接する領域を無効領域１２２Ｂｂとする。このとき、無効領域１２２Ｂａの面積は、無効領域１２２Ｂａの面積より大きくなるので、ミラー１２５は、画像表示領域１２２Ａの長手方向の辺Ｌ１と接する無効領域１２２Ｂａに入射する光を反射させるように配置すればよい。
【００３６】
−第２の実施の形態−
図１０および図１１を参照して、本発明によるプロジェクタを備えるプロジェクタ付き電子カメラの第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、ミラー１２５に代えてＬＥＤ光源１２３に反射部材を設ける点で、第１の実施の形態と異なる。
【００３７】
図１０に示すように、偏光子１２８は、集光光学系１２４に対してＰＢＳブロック１２６側に配置されるものとする。すなわち、第２の実施の形態のプロジェクタ１２０においては、第１の実施の形態のミラー１２５に相当する反射部１２３２ｂ（図１１）は偏光子１２８よりもＬＥＤ光源１２３側に配置される。
【００３８】
図１１（ａ）のＬＥＤ光源１２３の断面図に示すように、第２の実施の形態におけるＬＥＤ光源１２３のカバー１２３２の外周面には、頂部近傍の所定領域を除く領域に反射膜が設けられている。すなわち、カバー１２３２には、ＬＥＤチップ１２３１から射出された光を透過させる透過部１２３２ａと、射出された光を反射させるための反射部１２３２ｂとが形成されている。透過部１２３２ａはカバー１２３２の頂部に設けられ、ＬＥＤチップ１２３１から射出された白色光を透過して、集光光学系１２４へ導く。図１１（ｂ）の外観図に示すように、この透過部１２３２ａの領域は、反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａの形状に基づいて決定される。すなわち、カバー１２３２を透過したすべての光が画像表示領域１２２Ａに入射するように、透過部１２３２ａの領域が設定されている。
【００３９】
反射部１２３２ｂは、ＬＥＤチップ１２３１から射出された光のうち、そのままでは画像表示領域１２２Ａには入射せず、照明光として利用されない光を光源に戻して再利用するために設けられ、たとえばアルミなどをカバー１２３２の表面に蒸着したものである。反射部１２３２ｂは半球面状のカバー１２３２の外周面に設けられているので、ＬＥＤチップ１２３１から射出され反射部１２３２ｂで反射された光は、半球のほぼ中心に位置するＬＥＤチップ１２３１に入射する。上述したように、透過部１２３２ａの領域は反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａに基づいて決定されているので、画像表示領域１２２Ａに入射しない光はすべて反射部１２３２ｂで反射されてＬＥＤチップ１２３１に戻される。
【００４０】
反射部１２３２ｂで反射されてＬＥＤチップ１２３１に到達した光は、第１の実施の形態の場合と同様に、ＬＥＤチップ１２３１内部にも入射し、内部で反射や屈折を繰り返して再びＬＥＤチップ１２３１の外部に向かって射出する。そして、再びＬＥＤチップ１２３１から発した光の一部は透過部１２３２ａを透過し、その他の光は反射部１２３２ｂで反射されて再びＬＥＤチップ１２３１へ戻る。したがって、反射型液晶パネル１２２の無効領域１２２Ｂの方向へ射出された光は、画像表示領域１２２Ａへ向かう光として利用することができるようになる。
【００４１】
以上で説明した第２の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）ＬＥＤ光源１２３のカバー１２３２の外周面に、画像表示領域１２２Ａに対応する形状を有する透過部１２３２ａと、射出された光を反射させるための反射部１２３２ｂとを設けた。そして、反射部１２３２ｂは、ＬＥＤチップ１２３１から射出した光のうち、画像表示領域１２２Ａに入射しない光をＬＥＤチップ１２３１へ戻し、画像表示領域１２２Ａへ向かう光として射出させるようにした。その結果、従来は利用されていない無効領域１２２Ｂに入射する光を利用することができるので、第１の実施の形態において得られた（１）の作用効果と同様の作用効果が得られる。
【００４２】
（２）図１１に示すように、反射部１２３２ｂの形状を、画像表示領域１２２Ａに対応する形状となるように形成し、ＬＥＤチップ１２３１から射出される光のうち集光光学系１２４に入射しない光についてもＬＥＤチップ１２３１に戻して再利用するようにした。したがって、図１２に示す従来のＬＥＤ光源２２３のように、ＬＥＤチップ２２３ａの側面方向に射出された有効利用できない光ＬＡを利用できるので、第１の実施の形態におけるＬＥＤ光源１２３に比べて、さらに射出した光の光利用効率を向上できる。
【００４３】
（３）反射部１２３２ｂをカバー１２３２に設ける、すなわち反射部１２３２ｂを偏光子１２８に対してＬＥＤチップ１２３１側に設けるようにした。したがって、反射部１２３２ｂで反射されてから透過部１２３２ａを通過して射出した光を確実に偏光子１２８へ導くことができる。
【００４４】
第２の実施の形態のプロジェクタ部１２０を、以下のように変形できる。
（１）ＬＥＤ光源１２３のカバー１２３２に透過部１２３２ａと反射部１２３２ｂを設けるものに代えて、透過部と反射部とを有するキャップを設けるようにしてもよい。図１３に、この場合のＬＥＤ光源１２３の断面を示す。ＬＥＤ光源１２３は、カバー１２３２とほぼ同一の屈折率を有する透明部材により半球面体で中空のドーム型形状に形成され、カバー１２３２を覆うようにして設けられたキャップ１２３５を有する。なお、キャップ１２３５とカバー１２３２とは図１３に示すように密着するものであっても、キャップ１２３５とカバー１２３２との間に空間が存在するものであってもよい。空間が存在する場合には、キャップ１２３５およびカバー１２３２とほぼ同一の屈折率を有する透明なジェル状の物質が充填される。
【００４５】
キャップ１２３５は、透過部１２３５ａと、キャップ１２３５の外周面にアルミ蒸着などが施された反射部１２３５ｂとを有する。透過部１２３５ａの領域は反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａに基づいて決定される。その結果、カバー１２３２および透過部１２３５ａは、ＬＥＤチップ１２３１から射出された白色光を透過して集光光学系１２４を介して画像表示領域１２２Ａへ導く。さらに、カバー１２３２を透過し反射部１２３５ｂで反射された白色光は、再びカバー１２３２を透過してＬＥＤチップ１２３１へ戻る。したがって、ＬＥＤチップ１２３１から射出される光のうち画像表示領域１２２Ａに入射しない光をＬＥＤチップ１２３１に戻して再利用することができる。
【００４６】
（２）カバー１２３２の外周部にアルミ蒸着などにより反射部１２３２ｂを設けるものに代えて、カバー１２３２の内周部に反射部１２３２ｂを設けるものでもよい。また、上記（１）のキャップ１２３５の外周部にアルミ蒸着などにより反射部１２３５ｂを設けるものに代えて、キャップ１２３５の内周部に反射部１２３５ｂを設けるものでもよい。
【００４７】
上述した第１の実施の形態および第２の実施の形態におけるプロジェクタ部１２０を、次のように変形できる。
（１）ＬＥＤ光源１２３は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色をそれぞれ発光する３つのＬＥＤチップを用いて白色光を発光するものを用いてもよい。この場合、反射部で反射されて３つのＬＥＤチップに戻ってきた光はＬＥＤ光源１２３内で反射を繰り返して外部へ射出される。その結果、本来投射像の照明光として有効に利用できなかった光を有効利用してＬＥＤ光源の射出光量の増大化に寄与できる。
【００４８】
（２）ＰＢＳブロック１２６に代えて、図１４（ａ）に示すワイヤグリッド偏光子、もしくは複屈折性反射型偏光子４００を用いてもよい。
（３）反射型液晶パネル１２２に代えて、図１４（ｂ）に示す透過型液晶パネル５００を用いることができる。この場合においても、ミラー１２５の開口１２５ＯＰ、もしくはＬＥＤ光源１２３の透過部１２３２ａは、透過型液晶パネル５００の画像表示領域５００Ａに対応した形状となるように形成される。
【００４９】
（４）プロジェクタ部１２０を搭載する携帯電話やＰＤＡなどの携帯型電子機器にも本発明を適用できる。
（５）固体発光素子は、実施の形態で説明した発光ダイオードに限定されない。また、光源としてランプを用いるものであってもよい。
【００５０】
また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態におけるプロジェクタ付き電子カメラの前面斜視図
【図２】実施の形態におけるプロジェクタ付き電子カメラの後面斜視図
【図３】実施の形態におけるプロジェクタ付き電子カメラの構成を説明するブロック図
【図４】第１の実施の形態におけるプロジェクタ部の構成を説明する図
【図５】第１の実施の形態におけるプロジェクタ部の概略配置図
【図６】第１の実施の形態におけるプロジェクタ部が備えるＬＥＤ光源の構成図
【図７】変形例におけるプロジェクタ部の構成を説明する図
【図８】変形例におけるプロジェクタ部の構成を説明する図
【図９】変形例におけるプロジェクタ部の構成を説明する図
【図１０】第２の実施の形態におけるプロジェクタ部の構成を説明する図
【図１１】第２の実施の形態におけるプロジェクタ部が備えるＬＥＤ光源を説明する図
【図１２】従来技術による光源付近の構成を説明する図
【図１３】変形例における光源の構成を説明する図
【図１４】変形例におけるプロジェクタ部の構成を説明する図
【符号の説明】
【００５２】
１２０・・・プロジェクタ部 １２２・・・反射型液晶パネル
１２２Ａ・・・画像表示領域 １２３・・・ＬＥＤ光源 １２５・・・ミラー
１２５ＯＰ・・・開口部 １２６・・・ＰＢＳブロック １２８・・・偏光子
１２３１・・・ＬＥＤチップ １２３２・・・カバー １２３２ａ・・・透過部
１２３２ｂ・・・反射部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する固体発光素子と、
投射する像を形成する投射像形成ユニットと、
前記固体発光素子と前記投射像形成ユニットとの間に配置される反射部材とを備え、
前記反射部材は、少なくとも一部が前記投射像形成ユニットの有効領域に対応する形状に形成され、前記有効領域に入射しない光を反射して前記固体発光素子へ戻し、前記固体発光素子へ戻された光を前記有効領域へ入射させ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、
前記固体発光素子から射出された光を前記投射像形成ユニットへ導く照明光学系をさらに備え、
前記反射部材は、前記照明光学系に対して前記固体発光素子側に設けられ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２に記載のプロジェクタにおいて、
前記固体発光素子はドーム形状を有するカバー部材を備え、
前記反射部材は、前記カバー部材の表面に設けられることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
偏光子をさらに備え、
前記反射部材は、前記偏光子に対して前記固体発光素子側に設けられることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記投射像形成ユニットは、前段に偏光ビームスプリッタを有する反射型画像形成素子であり、
前記反射部材は、前記偏光ビームスプリッタの入射面に設けられることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１】
光を射出する固体発光素子と、
投射する像を形成する投射像形成ユニットと、
前記固体発光素子と前記投射像形成ユニットとの間に配置される反射部材とを備え、
前記反射部材は、少なくとも一部が前記投射像形成ユニットの有効領域に対応する形状に形成され、前記有効領域に入射しない光を反射して前記固体発光素子へ戻し、前記固体発光素子へ戻された光を前記有効領域へ入射させ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、
前記固体発光素子から射出された光を前記投射像形成ユニットへ導く照明光学系をさらに備え、
前記反射部材は、前記照明光学系に対して前記固体発光素子側に設けられ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２に記載のプロジェクタにおいて、
前記固体発光素子はドーム形状を有するカバー部材を備え、
前記反射部材は、前記カバー部材の表面に設けられることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
偏光子をさらに備え、
前記反射部材は、前記偏光子に対して前記固体発光素子側に設けられることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記投射像形成ユニットは、前段に偏光ビームスプリッタを有する反射型画像形成素子であり、
前記反射部材は、前記偏光ビームスプリッタの入射面に設けられ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１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−１９２７２４（Ｐ２００９−１９２７２４Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２０５７（Ｐ２００８−３２０５７）
【出願日】平成２０年２月１３日（２００８．２．１３）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１３日（２００８．２．１３）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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