JP2005043739A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】光学系を収容した筐体を傾斜させることなく、あるいは、複雑な照明光学系を用いることなく、正規投影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、光源１２と、該光源１２を射出した光が入射する照明光学系１４と、該照明光学系１４を射出した光によって照明されるマトリックス状に配置された複数のマイクロミラーで反射面を構成するＤＭＤ１７と、該ＤＭＤ１７によって反射した照明光を投影する投影光学系１８とを備える。そして、上記照明光学系１４を射出し上記ＤＭＤ１７の中心に入射する光線に対し所定の角度を有し、更に、上記ＤＭＤ１７の複数のマイクロミラーの配列方向であるＸ軸とＹ軸のうち、いずれか一軸と平行なＰ軸を含む、ミラー１９によって、上記投影光学系１８における主光線のうち上記ＤＭＤ１７の中心で反射した投影主光線ＰＢが折れ曲げられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スクリーン上に画像を投影するプロジェクタに関する。

小規模な打ち合わせ、会議、大人数の会議、セミナー等で複数の人が同時に映像情報を共有する手段として、プロジェクタが活用されている。即ち、プロジェクタは、持ち運びが可能で、参加者全員が同時に同じ資料を目にし内容を確認できるので、効率の良い会議や打ち合わせ、或いは、説得力のあるプレゼンテーションの実現に役立っている。

従来、プロジェクタの重量が手軽に運べる程軽くはなかったので、同一建物の部屋を移動する程度で携帯性は乏しかった。ただ最近では、電子機器の集積技術の発展等に伴い小型化、軽量化が進み、プロジェクタにおいてもコンパクト化により携帯できる商品が実現されつつある。

例えば、特許文献１には、光変調デバイスとして、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ：米国テキサス・インスツルメンツ社の登録商標）を使用したプロジェクタが提案されている。

ここで、ＤＭＤとは、図１０に示すように、マトリックス状に配置された複数の正方形マイクロミラー１００で反射面を構成したものである。各マイクロミラー１００は、その対角方向となる回動軸１０１、つまりミラーの配列方向に対し４５度傾斜した回動軸１０１を持ち、ＯＦＦ時とＯＮ時とでその向きを変えるように構成されている。即ち、図１１の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、照明光１０２及び反射光１０３が上記マイクロミラーの回動軸１０１に直角な平面１０４に沿って入射／出射するように構成した場合、図１１の（Ａ）に示すようなＯＦＦ時（ＯＦＦ位置）と、図１１の（Ｂ）に示すようなＯＮ時（ＯＮ位置）とでは、反射光１０３が射出する方向が異なることとなり、例えばＯＮ時に射出される方向に投影レンズ１０５を配置することで、その反射光１０３を図示しないスクリーンに投射することができる。

従って、このようなＤＭＤの各マイクロミラーを画素に対応させ、入力画像の各画素の値に従って各マイクロミラーをＯＮ／ＯＦＦすることで、入力画像に応じた画像を投影するプロジェクタを構成することが可能となる。即ち、上記特許文献１に開示のプロジェクタは、図１２の（Ａ）に示すように、光源１０６を射出した光をインテグレータロッド１０７を介して照明用光学系１０８に導き、該記照明用光学系１０８を射出した光の光路をＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズム１０９によって曲げて、ＤＭＤ用基板上１１０に配設されたＤＭＤ１１１に上記照明光１０２として入射させる。そして、このＤＭＤ１１１によって反射した反射光１０３（ＯＮ光）は、上記ＴＩＲプリズム１０９を透過し、投影光学系１１２によって不図示スクリーン面に投影される。

なお、ＤＭＤのミラーの回動軸１０１がミラーの配列方向に対し４５度傾斜しているので、ＤＭＤ１１１の照明光１０２は、ＤＭＤのミラーの配列方向に対し４５度傾いた方向から入射させる必要がある。そこで、図１２の（Ａ）に示すように、ＤＭＤ１１１を４５度傾けてＤＭＤ基板１１０に取り付けている。このように照明光を射出する照明用光学系１０８を傾けるのではなくてＤＭＤ１１１を傾ける理由は、小さく薄い筐体内に収容できるようにするためである。

しかしながら、このようにＤＭＤ１１１を４５度傾けて配置した場合、投影される画像は、図１２の（Ａ）に示すように、４５度傾いたものとなってしまう。そこで、上記特許文献１では、図１２の（Ｂ）に示すように、ＤＭＤに垂直な軸周りに４５度回動できるように、そのような構成を収容した投影ユニット１１３を回転ヒンジ１１４を回動軸として回動可能にプロジェクタベース１１５に取り付けた構成を開示している。即ち、投影時には、投影ユニット１１３を４５度傾けることで、正立した投影画像１１６が投影されるようになるものである。

また、特許文献２には、図１３の（Ａ）及び（Ｂ）に示すような光学系の配置構成を持ったプロジェクタが開示されている。即ち、光源１０６から射出した光をカラーホイール１１６を介してインテグレータロッド１０７に集光し、複数のミラー１１７、１１８によってＴＩＲプリズム１０９に導き、そのＴＩＲプリズム１０９で全反射させることにより、ＤＭＤ１１１に所要の方向から所要の入射角度を持って照明する。そして、このように照明した照明光をＤＭＤ１１１で反射させることにより光変調を行い、その光変調後にＴＩＲプリズム１０９を透過した光を投影光学系１１２で不図示のスクリーンに投影する。

このように複数のミラー１１７、１１８を使用した照明光学系とすることで、ＤＭＤ１１１を傾けて配置しなくても、正規投影が行えるものである。
ＵＳ ２００２／００２４６３７ Ａ１ 特開２００２−３５０９７５号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示のプロジェクタでは、光学系を収容した筐体（投影ユニット１１３）を回動させなければ正規投影が行えない。

また、上記特許文献２に開示のプロジェクタでは、複雑な光路を持った照明光学系を構成しなければならない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、光学系を収容した筐体を傾斜させることなく、あるいは、複雑な照明光学系を用いることなく、正規投影できるプロジェクタを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明によるプロジェクタは、
光源と、
前記光源を射出した光が入射する照明用光学手段（レンズ他）と、
前記照明用光学手段を射出した光によって照明されるマトリックス状に配置された複数の反射素子で反射面を構成する反射型光変調デバイスと、
前記反射型光変調デバイスによって反射した照明光を投影する投影用光学手段と、
を具備し、
前記投影用光学手段における主光線のうち前記反射型光変調デバイスの中心で反射した投影主光線は、
前記照明用光学手段を射出し前記反射型光変調デバイスの中心に入射する光線に対し所定の角度を有し、更に、
前記複数の反射素子の配列方向であるＸ軸とＹ軸のうち、いずれか一軸と平行なＰ軸を含む、
反射面によって折れ曲げられている、
ことを特徴とする。

この構成は、図１乃至図９に対応するものである。
即ち、請求項１に記載の発明のプロジェクタによれば、照明用光学手段を射出し反射型光変調デバイスの中心に入射する光線に対し所定の角度を有し、更に、反射型光変調デバイスの複数の反射素子の配列方向であるＸ軸とＹ軸のうち、いずれか一軸と平行なＰ軸を含む、反射面によって、反射型光変調デバイスの中心で反射した投影主光線を折り曲げるようにしているので、複雑な照明光学系を用いることなく、画像を正規投影できる。

また、請求項２に記載の発明によるプロジェクタは、請求項１に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
前記投影用光学手段は、投影用レンズとミラーによって構成され、
前記反射面は、このミラー面である、
ことを特徴とする。

この構成は、図１乃至図９に対応するものである。
即ち、請求項２に記載の発明のプロジェクタによれば、投影用光学手段のミラーという簡単な構成によって、上記投影主光線を折り曲げる反射面を構成できる。また、筐体を傾斜させることなく正規投影できる。

また、請求項３に記載の発明によるプロジェクタは、請求項２に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
前記ミラーは、前記Ｐ軸を中心として回動自在であることを特徴とする。

この構成は、図２の（Ｃ）及び図３の（Ｃ）及び図８に対応するものである。
即ち、請求項３に記載の発明のプロジェクタによれば、ミラーの回動角度により投影する角度を調整できる。

また、請求項４に記載の発明によるプロジェクタは、請求項３に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
前記ミラーは、
前記投影用レンズの後ろ側に配置され、且つ
該プロジェクタの非投影時には、ミラー面が前記投影用レンズの光軸に対して略直交する位置に配置されている、
ことを特徴とする。

この構成は、図３の（Ａ）に対応するものである。
即ち、請求項４に記載の発明のプロジェクタによれば、非投影時には、ミラーのミラー面が投影用レンズの光軸に対して略直交する位置となるように折りたたむことで、ミラーを投影用レンズのレンズカバーとして利用できる。

また、請求項５に記載の発明によるプロジェクタは、請求項４に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
前記ミラーは、該プロジェクタが非投影状態から投影状態に移行する際に、
前記投影用光学手段の光軸と平行な軸を中心として４５度回動された後、
前記投影主光線を折り曲げるように前記Ｐ軸を中心として回動され、
前記Ｐ軸は、
該プロジェクタが非投影状態の際、前記Ｘ軸及びＹ軸の両方となす角度が４５度であり、且つ、
該プロジェクタが投影状態の際、前記Ｘ軸又はＹ軸の何れかの方向となす角度が９０度である、
ことを特徴とする。

この構成は、図３の（Ａ）及び（Ｂ）に対応するものである。
即ち、請求項５に記載の発明のプロジェクタによれば、プロジェクタを非投影状態から投影状態に移行させるとき、ミラーを投影用光学手段の光軸と平行な軸を中心として回動させてからでないとＰ軸を中心として回動できないようにしておくことで、不用意にミラーが開かないようにすることができる。

また、請求項６に記載の発明によるプロジェクタは、請求項５に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
前記ミラーは、長方形形状を有しており、
前記Ｐ軸は、前記ミラーの長辺方向と直交する、
ことを特徴とする。

この構成は、図３の（Ａ）乃至（Ｃ）に対応するものである。
即ち、請求項６に記載の発明のプロジェクタによれば、非投影時にミラーを折りたたんだ際に、ミラーが筐体からはみ出ないようにすることができる。

また、請求項７に記載の発明によるプロジェクタは、請求項２に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
前記反射型光変調デバイスの支持ベース面は、該プロジェクタの載置面と略平行となる位置にプロジェクタ筐体内で配置されており、
前記ミラー面を反射した投影主光線は、前記載置面と略平行である、
ことを特徴とする。

この構成は、図３の（Ｂ）及び（Ｃ）、図８に対応するものである。
即ち、請求項７に記載の発明のプロジェクタによれば、装置の上側に射出した投影光をミラーで折り曲げるので、装置の真横に画像を投影できる。

また、請求項８に記載の発明によるプロジェクタは、請求項２に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
前記反射型光変調デバイスの支持ベース面は、前記投影用光学手段による前記反射型光変調デバイスの反射面が結像する面（通常はスクリーン面）の法線に略平行な線を含む面に配置されていることを特徴とする。

この構成は、図１及び図４の（Ａ）及び（Ｂ）に対応するものである。
即ち、請求項８に記載の発明のプロジェクタによれば、装置の側面から射出した投影光をミラーで折り曲げるので、装置の斜め上方に画像を投影できる。

また、請求項９に記載の発明によるプロジェクタは、請求項２に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
該プロジェクタの筐体は、プロジェクタベース部とプロジェクタ本体部とからなり、
前記反射型光変調デバイスの支持ベース面は、該プロジェクタの載置面と略直交する位置に前記プロジェクタ本体部内で配置されており、
前記プロジェクタ本体部は、前記プロジェクタベース部に対して回動自在に構成されており、
該プロジェクタの投影時には、前記Ｐ軸が前記戴置面に対して直交するように、前記プロジェクタ本体部は前記プロジェクタベース部に対して回動した位置で固定されている、
ことを特徴とする。

この構成は、図５及び図６に対応するものである。
即ち、請求項９に記載の発明のプロジェクタによれば、プロジェクタ本体部がプロジェクタベース部に対して回動自在に構成さ、投影時には、Ｐ軸が該プロジェクタの戴置面に対して直交するように、プロジェクタ本体部がプロジェクタベース部に対して回動した位置で固定されるので、投影方向を調整でき、略水平方向に投影できる。また、プロジェクタの前に書類等が置いてあっても邪魔にならない。

また、請求項１０に記載の発明によるプロジェクタは、請求項９に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
前記プロジェクタベース部を構成する面のうち、前記プロジェクタ本体部に対向する面上に、操作者が該プロジェクタの機能を制御するための操作スイッチを配置し、
前記操作スイッチは、前記プロジェクタ本体部が前記プロジェクタベース部に対して回動した位置で固定されている状態の時のみ操作可能である、
ことを特徴とする。

この構成は、図５及び図６に対応するものである。
即ち、請求項１０に記載の発明のプロジェクタによれば、プロジェクタベース部のプロジェクタ本体部に対向する面上に操作スイッチを配置し、しかも、その操作スイッチは、プロジェクタ本体部がプロジェクタベース部に対して回動した位置で固定されている状態の時のみ操作可能となるようにしているので、不用意に操作スイッチがオン操作されることがない。

また、請求項１１に記載の発明によるプロジェクタは、請求項１０に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
前記操作スイッチは、該プロジェクタヘの電源供給を制御する電源スイッチであることを特徴とする。

この構成は、図５及び図６に対応するものである。
即ち、請求項１１に記載の発明のプロジェクタによれば、不用意にプロジェクタが動作開始することがない。

また、請求項１２に記載の発明によるプロジェクタは、請求項９に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
前記プロジェクタ本体部を構成する面のうち、前記プロジェクタベース部に対向する面上に、前記プロジェクタ本体部内の放熱に用いる吸気口を配置し、
前記吸気口は、前記プロジェクタ本体部が前記プロジェクタベース部に対して回動した位置で固定されている状態の時のみ吸気を行える孔が現れる、
ことを特徴とする。

この構成は、図５及び図６に対応するものである。
即ち、請求項１２に記載の発明のプロジェクタによれば、プロジェクタ本体部がプロジェクタベース部に対して回動した位置で固定されている状態の時、つまり投影時にのみ吸気を行える孔が現れるようにしているので、非投影時にそこからのゴミや異物の進入を防ぐことができる。

また、請求項１３に記載の発明によるプロジェクタは、請求項９に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
前記プロジェクタ本体部を構成する面のうち、前記プロジェクタベース部に対向する面上に、前記プロジェクタ本体部内の放熱に用いる排気口を配置し、
前記排気口は、前記プロジェクタ本体部が前記プロジェクタベース部に対して回動した位置で固定されている状態の時のみ排気を行える孔が現れる、
ことを特徴とする。

この構成は、図６に対応するものである。
即ち、請求項１３に記載の発明のプロジェクタによれば、プロジェクタ本体部がプロジェクタベース部に対して回動した位置で固定されている状態の時、つまり投影時にのみ排気を行える孔が現れるようにしているので、非投影時にそこからのゴミや異物の進入を防ぐことができる。

また、請求項１４に記載の発明によるプロジェクタは、請求項１に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
前記反射型光変調デバイスは、ＤＭＤであり、
前記複数の反射素子は、複数のマイクロミラーである、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。

この構成は、図１乃至図９に対応するものである。
即ち、請求項１４に記載の発明のプロジェクタによれば、反射型光変調デバイスとしてＤＭＤを使用する。

また、請求項１５に記載の発明によるプロジェクタは、請求項１に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
前記反射型光変調デバイスは、前記投影主光線が前記投影用光学手段の光軸に対して傾くように、自らの反射面と平行であり且つ前記Ｐ軸と直交する方向に所定のオフセット距離分シフトした位置に配置されていることを特徴とする。

この構成は、図７及び図８に対応するものである。
即ち、請求項１５に記載の発明のプロジェクタによれば、反射型光変調デバイスをオフセット配置しているので、オフセットしていない場合に比べて上方に投影でき且つ画像にキーストーンが生じない。

また、請求項１６に記載の発明によるプロジェクタは、請求項１に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
少なくとも前記照明用光学手段と前記反射型光変調デバイスとを内部に固定する筐体を更に有し、
前記筐体は、前記Ｘ軸及びＹ軸の双方に対しなす角度が略４５度の軸を含む筐体面を少なくとも１枚含んでいる、
ことを特徴とする。

この構成は、図２乃至図４に対応するものである。
即ち、請求項１６に記載の発明のプロジェクタによれば、Ｘ軸及びＹ軸の双方に対しなす角度が略４５度の軸を含む筐体面を少なくとも１枚含む筐体内に、少なくとも照明用光学手段と反射型光変調デバイスとを固定する。

また、請求項１７に記載の発明によるプロジェクタは、請求項１６に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
該プロジェクタが載置面上に置かれた際に、前記筐体面は、前記載置面と略直交する位置にあることを特徴とする。

この構成は、図３の（Ａ）乃至（Ｃ）に対応するものである。
即ち、請求項１７に記載の発明のプロジェクタによれば、上記Ｘ軸及びＹ軸の双方に対しなす角度が略４５度の軸を含む筐体面がプロジェクタの載置面と略直交する位置となるように、該プロジェクタが載置面上に置かれる。

また、請求項１８に記載の発明によるプロジェクタは、請求項１６に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
該プロジェクタが載置面上に置かれた際に、前記筐体面は、前記載置面と略平行な位置にあることを特徴とする。

この構成は、図４の（Ａ）及び（Ｂ）に対応するものである。
即ち、請求項１８に記載の発明のプロジェクタによれば、上記Ｘ軸及びＹ軸の双方に対しなす角度が略４５度の軸を含む筐体面がプロジェクタの載置面と略平行な位置となるように、該プロジェクタが載置面上に置かれる。

また、請求項１９に記載の発明によるプロジェクタは、請求項１に記載の発明によるプロジェクタにおいて、
前記照明用光学手段は、透過性部材（レンズ）を備えることを特徴とする。

この構成は、図１乃至図３の（Ｂ）、図４の（Ａ）及び（Ｂ）、図７及び図８に対応するものである。
即ち、請求項１９に記載の発明のプロジェクタによれば、透過性部材（レンズ）という簡単な構成で照明用光学手段を構成できる。

本発明によれば、光学系を収容した筐体を傾斜させることなく、あるいは、複雑な照明光学系を用いることなく、正規投影できるプロジェクタを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の配置構成を示す斜視図であり、図２の（Ａ）及び（Ｂ）はその平面的な配置関係を示す図であり、図２の（Ｃ）は図２の（Ｂ）のＡ矢視図である。また、図３の（Ａ）は該プロジェクタの非投影時の外観斜視図であり、（Ｂ）は投影時の外観斜視図である。

本実施形態に係るプロジェクタは、筐体１１内に、光源１２、インテグレータロッド１３、照明光学系１４、ＴＩＲプリズム１５、ＤＭＤ用基板１６、ＤＭＤ１７、投影光学系１８を、上記特許文献１と同様に配置している。即ち、光源１２から射出した光を、インテグレータロッド１３に集光し、照明光学系１４によってＴＩＲプリズム１５に導き、そのＴＩＲプリズム１５で全反射させることにより、ＤＭＤ用基板１６上に配されたＤＭＤ１７を照明する。そして、このように照明した照明光をＤＭＤ１７で反射させることにより光変調を行い、その光変調後に上記ＴＩＲプリズム１５を透過した光を投影光学系１８で投影する。

この場合、ＤＭＤ１７が実装される支持ベース面であるＤＭＤ用基板１６は、該プロジェクタが載置される面、例えば机の天板の面、と略平行となる位置にプロジェクタ筐体１１内で配置されている。また、プロジェクタ筐体１１は、ＤＭＤ１７の複数のマイクロミラーの配列方向であるＸ軸及びＹ軸の双方に対しなす角度が略４５度の軸を含む筐体面を少なくとも１枚含んでおり、この筐体面は、該プロジェクタ筐体１１が上記載置面上に置かれた際に、上記載置面と略直交する位置にある。

本実施形態に係るプロジェクタは、そのような構成に加え、更に、投影光学系１８における主光線のうちＤＭＤ１７の中心で反射した投影主光線ＰＢを折り曲げるミラー１９を備えている。この場合、ミラーの反射面は、照明光学系１４を射出しＤＭＤ１７の中心に入射する光線に対し所定の角度を有し、更に、そのＤＭＤ１７の複数のマイクロミラーの配列方向であるＸ軸とＹ軸のうち、いずれか一軸（図の例ではＸ軸）と平行なＰ軸を含んでいる。即ち、入射系、出射系の平面からすればＤＭＤ１７は傾いて取り付けられているが、このＤＭＤ１７の傾きにミラー１９の一つの軸（Ｐ軸）を合わせることで、投影画像２０が正規投影されることになる。なお、プロジェクタ筐体１１の上側に射出した光をミラー１９で折り曲げる構成となっているため、このようなミラー１９の反射面を反射した投影主光線ＰＢは、上記プロジェクタ筐体１１の載置面と略平行となるものであるが、このミラー１９は上記Ｐ軸を中心として回動自在となっているので、図２の（Ｃ）及び図３の（Ｃ）に示すように、このミラー１９の回動角度つまり傾きを変更することで、投影画像２０の投影方向を調整できる。

さらに、このミラー１９は、該プロジェクタの非投影時には、図３の（Ａ）に示すように、その反射面が投影光学系１８の光軸に対して略直交する位置に配置されてレンズカバーとなり、投影光学系１８のレンズの傷付きや、レンズ表面への埃の付着を防止する機能を果たすことができる。なお、このミラー１９は、投影光学系１８の光軸と平行な軸を中心として４５度回動可能に構成されており、図３の（Ａ）に示すような非投影状態から図３の（Ｂ）に示すような投影状態にするためには、ミラー１９を、（１）投影光学系１８の光軸周りに４５度回動し、（２）投影主光線ＰＢを折り曲げるように上記Ｐ軸を中心として回動することが必要となっている。即ち、図３の（Ａ）に示す非投影状態では、ミラー１９は不図示の係止機構によりロックされ、不用意にミラー１９が開閉するのを防止している。そして、ミラー１９を４５度、投影光学系１８の光軸周りに回動することで、そのロックが解除されて、ミラー１９をＰ軸を中心として回動できるようになる。また、ここで４５度としたのは、４５度以外の回動角でミラー１９を開いて投影すると、投影画像２０が傾斜してしまい、正規投影できないからである。

なお、上記ミラー１９は、長方形形状を有しており、上記Ｐ軸はミラー１９の長辺方向と直交するようになっている。このようなミラー形状とすることにより、非投影時にプロジェクタ筐体１１からミラー１９がはみ出ることがない。

ここで、ミラー形状は長方形形状に限定されるものではなく、ミラー面で反射する際に、投影する画像が欠けないようにＰ軸と直交する方向の寸法が長い面形状であれば良く、例えば、楕円形形状であっても良い。

また、図４の（Ａ）又は（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ用基板１６のＤＭＤ１７支持ベース面を、投影光学系１８によるＤＭＤ１７のマイクロミラーが結像する面（通常はスクリーン面）の法線に略平行な線を含むプロジェクタ筐体１１内の面に配置しても良い。この場合、プロジェクタ筐体１１は、ＤＭＤ１７の複数のマイクロミラーの配列方向であるＸ軸及びＹ軸の双方に対しなす角度が略４５度の軸を含む筐体面を少なくとも１枚含んでおり、この筐体面は、該プロジェクタ筐体１１が上記載置面上に置かれた際に、上記載置面と略平行な位置にある。

この図４の（Ａ）又は（Ｂ）に示すような構成の場合には、投影する方向は斜め４５度上となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。

図５は、本第２実施形態に係るプロジェクタの投影時の外観斜視図である。このプロジェクタにおいては、プロジェクタ筐体１１は、プロジェクタベース部１１Ａとプロジェクタ本体部１１Ｂとからなる。この場合、ＤＭＤ用基板１６のＤＭＤ１７支持ベース面は、該プロジェクタの載置面と略直交する位置にプロジェクタ本体部１１Ｂ内で配置されており、そのプロジェクタ本体部１１Ｂは、プロジェクタベース部１１Ａに対して回動自在に構成されている。そして、プロジェクタの投影時には、上記ミラー１９のＰ軸が上記戴置面に対して直交するように、プロジェクタ本体部１１Ｂはプロジェクタベース部１１Ａに対して回動した位置で、図示しないロック機構により固定される。これにより、不用意にプロジェクタ本体部１１Ｂがプロジェクタベース部１１Ａに対して閉じないようになっている。もちろんこの場合、その固定位置を複数設定しておく、もしくは任意の位置で固定可能な構成としておけば、投影させるあおり角度を調整することが可能となる。

また、上記プロジェクタ本体部１１Ｂを構成する面のうち、プロジェクタベース部１１Ａに対向する面上に、そのプロジェクタ本体部１１Ｂ内の放熱に用いる吸気口２１を配置している。この吸気口２１は、該プロジェクタ本体部１１Ｂがプロジェクタベース部１１Ａに対して回動した位置で固定されている状態の時のみ吸気を行える孔が現れるようになっている。こうすることで、非投影時に、吸気口２１からの埃の進入を防ぐことができる。

一方、上記プロジェクタベース部１１Ａを構成する面のうち、プロジェクタ本体部１１Ｂに対向する面上には、操作者が該プロジェクタの機能を制御するための操作スイッチ、例えば該プロジェクタヘの電源供給を制御する電源ボタン２２や、色調整や明るさ調整のための各種操作ボタン２３、が配置されている。これら操作スイッチは、該プロジェクタ本体部１１Ｂがプロジェクタベース部１１Ａに対して回動した位置で固定されている状態の時のみ操作可能である。従って、不用意に操作スイッチが操作されることはない。また、上記のように、吸気口２１も、プロジェクタ本体部１１Ｂがプロジェクタベース部１１Ａに対して開いたときにしか吸気を行える孔が現れないので、そのように開いたときしか冷却を行えず、よって、このように開いていないときには電源ボタン２２が操作できないようにしておくことは、重要である。

なお、上記プロジェクタベース部１１Ａを構成する面のうち、プロジェクタ載置面に垂直となる面に、信号線２４や電源線２５が接続される構成となっている。即ち、外部との接続線がプロジェクタ本体部１１Ｂ側に接続されていると、例えばそれらの接続線に力を加えたときに、その力が小さなものであっても、投影画像２０が大きくスクリーン面で揺れてしまうので、このようにプロジェクタベース部１１Ａ側に接続するようにしている。

また、電源線２５の代わりに、図６に示すように、バッテリ２６を使用することもできる。この場合、重量物であるバッテリ２６をプロジェクタベース部１１Ａ側に取り付けることで、重心が下がり、より安定する。

さらに、プロジェクタ本体部１１Ｂを構成する面のうち、プロジェクタベース部１１Ａの上記バッテリ２６を取り付ける面１１Ａ１に対向する面上に、該プロジェクタ本体部１１Ｂ内の放熱に用いる排気口２７を配置しても良い。この排気口２７は、プロジェクタ本体部１１Ｂがプロジェクタベース部１１Ａに対して回動した位置で固定されている状態の時のみ排気を行える孔が現れるようになっている。こうすることで、非投影時に、排気口２７からの埃の進入を防ぐことができる。なおこの場合、上記プロジェクタベース部１１Ａの面１１Ａ１には、上記ミラー１９の起伏に合わせて、溝１１Ａ２が設けられている。

また、プロジェクタベース部１１Ａは、電源ボタン２２や操作ボタン２３等の操作スイッチが設けられた操作パネル２８が回動することで、操作し易くすると共に、開いたプロジェクタ本体部１１Ｂを支持する構成としても良い。

［第３実施形態］
図７は、本発明の第３実施形態に係るプロジェクタの光学系の配置関係を示す三面図である。

上記第１及び第２実施形態は、投影主光線ＰＢが投影光学系１８の光軸に一致するものとしたが、図７に示すように、ＤＭＤ１７を、投影主光線ＰＢが投影光学系１８の光軸に対して傾くように、自らのマイクロミラーと平行であり且つ上記Ｐ軸と直交する方向に所定のオフセット距離分シフトした位置に配置しても良い。即ち、ＤＭＤ中心軸２９に対し投影光学系中心軸３０をオフセットしている。

このようにオフセットした場合、図８に示すように、オフセットしない場合（図中、破線で示す）に比べ、上方に投影画像２０を投影でき、且つ、その投影画像２０にはキーストーンが生じないという効果が得られる。

［第４実施形態］
上記第１乃至第３実施形態は、ミラー１９を、投影光学系１８の後ろ側に配置するものとしたが、本発明はそれに限定されるものではない。

即ち、図９の（Ａ）に示すように、投影光学系１８のレンズ群の中に、ミラー１９を配置しても良い。この場合、そのような投影レンズ群の中にあるミラー１９として、図９の（Ｂ）に示すように、曲面を持つものを用い、レンズの機能も果たさせるようにしても良い。

あるいは、ミラー１９を用いるのではなく、図９の（Ｃ）に示すように、レンズの役割を果たすようその入射面及び出射面が曲面で構成された直角プリズム３１を、投影光学系１８とＤＭＤ１７の間に配置するようにしても良い。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

例えば、上記実施形態では、反射型光変調デバイスとしてＤＭＤを用いた例で説明してきたが、本発明はＤＭＤに限定されるわけではなく、他の反射型光変調デバイスを用いても良い。特に、本発明は、図２の（Ａ）乃至（Ｃ）に示したように変調素子（ＤＭＤの場合はマイクロミラー）の配列方向（Ｘ軸、Ｙ軸）に対して照明光学系を斜めに配置しなければならないような変調素子に対し最適に用いることができる。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の配置構成を示す斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の平面的な配置関係を示す図であり、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ矢視図である。 （Ａ）は第１実施形態に係るプロジェクタの非投影時の外観斜視図、（Ｂ）は同じく投影時の外観斜視図であり、（Ｃ）はミラーの回動角度と投影方向の関係を示す図である。 （Ａ）は第１実施形態に係るプロジェクタの変形例の投影時の外観斜視図、（Ｂ）は第１実施形態に係るプロジェクタの部の変形例の投影時の外観斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの投影時の外観斜視図である。 第２実施形態に係るプロジェクタの変形例の投影時の外観斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るプロジェクタの光学系の配置関係を示す三面図である。 第３実施形態に係るプロジェクタの投影時の外観斜視図である。 （Ａ）は本発明の第４実施形態に係るプロジェクタの投影光学系の配置関係を示す図、（Ｂ）は第４実施形態に係るプロジェクタの投影光学系の変形例の配置関係を示す図であり、（Ｃ）は第４実施形態に係るプロジェクタの投影光学系の別の変形例の配置関係を示す図である。 ＤＭＤの概略構成を示す図である。 （Ａ）はＯＦＦ時のマイクロミラーの向きと反射光の方向を示す図であり、（Ｂ）はＯＮ時のマイクロミラーの向きと反射光の方向を示す図である。 （Ａ）は特許文献１に開示のプロジェクタの光学系の配置構成を示す図であり、（Ｂ）は特許文献１に開示のプロジェクタでの投影状態を示す図である。 （Ａ）は特許文献２に開示のプロジェクタの光学系の配置構成を示す平面図であり、（Ｂ）は同じく光学系の配置構成を示す正面図である。

符号の説明

１１…プロジェクタ筐体、 １１Ａ…プロジェクタベース部、 １１Ａ１…面、 １１Ａ２…溝、 １１Ｂ…プロジェクタ本体部、 １２…光源、 １３…インテグレータロッド、 １４…照明光学系、 １５…プリズム、 １６…ＤＭＤ用基板、 １７…ＤＭＤ、 １８…投影光学系、 １９…ミラー、 ２０…投影画像、 ２１…吸気口、 ２２…電源ボタン、 ２３…操作ボタン ２４…信号線、 ２５…電源線、 ２６…バッテリ、 ２７…排気口、 ２８…操作パネル、 ２９…ＤＭＤ中心軸、 ３０…投影光学系中心軸、 ３１…直角プリズム、 ＰＢ…投影主光線。

Claims (19)

1. 光源と、
   前記光源を射出した光が入射する照明用光学手段と、
   前記照明用光学手段を射出した光によって照明されるマトリックス状に配置された複数の反射素子で反射面を構成する反射型光変調デバイスと、
   前記反射型光変調デバイスによって反射した照明光を投影する投影用光学手段と、
   を具備し、
   前記投影用光学手段における主光線のうち前記反射型光変調デバイスの中心で反射した投影主光線は、
   前記照明用光学手段を射出し前記反射型光変調デバイスの中心に入射する光線に対し所定の角度を有し、更に、
   前記複数の反射素子の配列方向であるＸ軸とＹ軸のうち、いずれか一軸と平行なＰ軸を含む、
   反射面によって折れ曲げられている、
   ことを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記投影用光学手段は、投影用レンズとミラーによって構成され、
   前記反射面は、このミラー面である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記ミラーは、前記Ｐ軸を中心として回動自在であることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記ミラーは、
   前記投影用レンズの後ろ側に配置され、且つ
   該プロジェクタの非投影時には、ミラー面が前記投影用レンズの光軸に対して略直交する位置に配置されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
5. 前記ミラーは、該プロジェクタが非投影状態から投影状態に移行する際に、
   前記投影用光学手段の光軸と平行な軸を中心として４５度回動された後、
   前記投影主光線を折り曲げるように前記Ｐ軸を中心として回動され、
   前記Ｐ軸は、
   該プロジェクタが非投影状態の際、前記Ｘ軸及びＹ軸の両方となす角度が４５度であり、且つ、
   該プロジェクタが投影状態の際、前記Ｘ軸又はＹ軸の何れかの方向となす角度が９０度である、
   ことを特徴とする請求項４に記載のプロジェクタ。
6. 前記ミラーは、長方形形状を有しており、
   前記Ｐ軸は、前記ミラーの長辺方向と直交する、
   ことを特徴とする請求項５に記載のプロジェクタ。
7. 前記反射型光変調デバイスの支持ベース面は、該プロジェクタの載置面と略平行となる位置にプロジェクタ筐体内で配置されており、
   前記ミラー面を反射した投影主光線は、前記載置面と略平行である、
   ことを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
8. 前記反射型光変調デバイスの支持ベース面は、前記投影用光学手段による前記反射型光変調デバイスの反射面が結像する面の法線に略平行な線を含む面に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
9. 該プロジェクタの筐体は、プロジェクタベース部とプロジェクタ本体部とからなり、
   前記反射型光変調デバイスの支持ベース面は、該プロジェクタの載置面と略直交する位置に前記プロジェクタ本体部内で配置されており、
   前記プロジェクタ本体部は、前記プロジェクタベース部に対して回動自在に構成されており、
   該プロジェクタの投影時には、前記Ｐ軸が前記戴置面に対して直交するように、前記プロジェクタ本体部は前記プロジェクタベース部に対して回動した位置で固定されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
10. 前記プロジェクタベース部を構成する面のうち、前記プロジェクタ本体部に対向する面上に、操作者が該プロジェクタの機能を制御するための操作スイッチを配置し、
    前記操作スイッチは、前記プロジェクタ本体部が前記プロジェクタベース部に対して回動した位置で固定されている状態の時のみ操作可能である、
    ことを特徴とする請求項９に記載のプロジェクタ。
11. 前記操作スイッチは、該プロジェクタヘの電源供給を制御する電源スイッチであることを特徴とする請求項１０に記載のプロジェクタ。
12. 前記プロジェクタ本体部を構成する面のうち、前記プロジェクタベース部に対向する面上に、前記プロジェクタ本体部内の放熱に用いる吸気口を配置し、
    前記吸気口は、前記プロジェクタ本体部が前記プロジェクタベース部に対して回動した位置で固定されている状態の時のみ吸気を行える孔が現れる、
    ことを特徴とする請求項９に記載のプロジェクタ。
13. 前記プロジェクタ本体部を構成する面のうち、前記プロジェクタベース部に対向する面上に、前記プロジェクタ本体部内の放熱に用いる排気口を配置し、
    前記排気口は、前記プロジェクタ本体部が前記プロジェクタベース部に対して回動した位置で固定されている状態の時のみ排気を行える孔が現れる、
    ことを特徴とする請求項９に記載のプロジェクタ。
14. 前記反射型光変調デバイスは、ＤＭＤであり、
    前記複数の反射素子は、複数のマイクロミラーである、
    ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
15. 前記反射型光変調デバイスは、前記投影主光線が前記投影用光学手段の光軸に対して傾くように、自らの反射面と平行であり且つ前記Ｐ軸と直交する方向に所定のオフセット距離分シフトした位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
16. 少なくとも前記照明用光学手段と前記反射型光変調デバイスとを内部に固定する筐体を更に有し、
    前記筐体は、前記Ｘ軸及びＹ軸の双方に対しなす角度が略４５度の軸を含む筐体面を少なくとも１枚含んでいる、
    ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
17. 該プロジェクタが載置面上に置かれた際に、前記筐体面は、前記載置面と略直交する位置にあることを特徴とする請求項１６に記載のプロジェクタ。
18. 該プロジェクタが載置面上に置かれた際に、前記筐体面は、前記載置面と略平行な位置にあることを特徴とする請求項１６に記載のプロジェクタ。
19. 前記照明用光学手段は、透過性部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。

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