JP2006084989A - 投射光学系及び投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、高性能化を維持するとともに小型化を達成する投射装置を提供する。
【解決手段】
投射画像を投射面に投射する投射装置用の投射光学系であって、第１のミラー群と、前記第１のミラー群の各ミラーの相対位置関係を維持させながら前記第１のミラー群を保持する第１の保持部と、第２のミラー群と、前記第２のミラー群の各ミラーの相対位置関係を維持させながら前記第２のミラー群を保持する第２の保持部とを有し、前記第１のミラー群は、前記第２のミラー群に対して相対的に移動可能であることを特徴とする投射光学系を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般には、投射装置に係り、特に、投射画像を投射面上に拡大投射するための投射光学系を内蔵する投射装置に好適である。

近年、プロジェクタなどの投射装置は、高性能化のみならず小型化の要請が高まっている。投射装置においては、レンズやミラーなどを用いた投射光学系が一般的に用いられてきた。そして、近年では、投射装置の使用環境の多様化から、より短い焦点距離を持った投射光学系が開発されるようになってきている。短焦点型の投射レンズでは、投射装置をより投射面（スクリーン）に近づけて投射することができ、なおかつ大画面投射が実現できる特徴がある。しかしながら、一般的に屈折系の焦点距離を短くしていくにはレンズを大口径化する必要があり、係る大口径化のために投射装置が大型化してしまうなどの問題があった。

一方で、レンズを用いずに自由曲面ミラーを用いた反射型の投射光学系は、屈折系のレンズに比べて容易に短焦点化することができ、スクリーンからおよそ数十センチの距離で、６０インチ以上の大画面を実現することが容易である。また、反射型の投射光学系は、レンズを用いないため、レンズを透過するときに生じるフレア成分が減少し、コントラストが改善されるほか、軸上色収差、倍率色収差もほとんどなく、良好な画質が得られるメリットもある。

しかしながら、自由曲面ミラーを用いた反射型の投射光学系は、複数の自由曲面ミラーで構成されており、それらが互いに干渉することなく、また光路をさえぎらないように構成するにはミラーとミラーの間にある程度の間隔が生じ、これによりミラーの間が中空となり、屈折系投射光学系と比較して体積が大きくなってしまう問題があった。そこで、上記の問題を解決するために、投射装置の使用時と収納時の形態を異なるものとし、投射装置の収納時にはスクリーンに最も近いミラー面を回転し折りたたむ投射装置がある（例えば、特許文献１を参照のこと）。
特開平１１−１１９３４３号

しかしながら、特許文献１の投射装置は、最終のミラー面を折りたたむだけの機構であったため、各ミラー同士の間は、依然として中空のままで、収納時の大きさは十分小さくなってはいなかった。その結果、特許文献１の投射装置は、小型化を実現できていなかった。

更に、特許文献１の投射装置は、最終のミラー端部を中心として回転させて収納するため、ミラーの位置が不安定となり、高いミラーの敏感度要求される場合には高性能な投射装置を提供することができなかった。

そこで、本発明は、高性能化を維持するとともに小型化を達成する投射装置を提供することを例示的な目的とする。

本発明の一側面としての投射光学系は、投射画像を投射面に投射する投射装置用の投射光学系であって、第１のミラー群と、前記第１のミラー群の各ミラーの相対位置関係を維持させながら前記第１のミラー群を保持する第１の保持部と、
第２のミラー群と、前記第２のミラー群の各ミラーの相対位置関係を維持させながら前記第２のミラー群を保持する第２の保持部とを有し、前記第１のミラー群は、前記第２のミラー群に対して相対的に移動可能であることを特徴とする。

本発明の別の側面としての投射装置は、上記投射光学系を有することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下の添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、高性能化を維持するとともに小型化を達成する投射装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の例示的一態様である投射装置１０について説明する。ここで、図１は、投射装置１０の構成を示す斜視図である。

投射装置１０は、光源部２０からの照射光を用いて、表示画像を投射面（スクリーン）上に投射する。投射装置１０は、光源部２０と、照明光学系３０と、合成光学系５０と、投射光学系１００とを有する。本実施形態では、投射装置１０として、液晶プロジェクタを用いて説明するが、液晶プロジェクタ装置に限定されず、ＣＲＴプロジェクタ、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）プロジェクタ等の各種構成形態のプロジェクタ装置に適用してもよい。尚、本実施形態の液晶プロジェクタは、前面投射型プロジェクタを使用して説明する。

光源部２０は、表示画像を照明する。光源部２０は、光源２１と、リフレクタ２３とを有する。光源２１には、一般的にランプを使用し、例えば、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプなどの高輝度放電（ＨＩＤ：Ｈｉｇｈ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）ランプがリフレクタと一体化されて用いられる。また、光源２１として、高指向性光源であるコンパクトな固体レーザ、マイクロ波励起の無電極ＨＩＤランプ、カーボンナノチューブ電子源と蛍光体で構成されたランプなどを使用することもできる。リフレクタ２３は、光源からの光を平行光に変換させる。そのため、リフレクタ２３は、放物面を内側に有し、反射材料で構成される。

照明光学系３０は、光源２０からの光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の三原色に分離する。照明光学系３０は、後述する合成光学系５０を均一に照明及び効率よく照明するようにレンズ系を組み合わせられている。また、照明光学系３０は、フライアイレンズ３１ａ及び３１ｂと、全反射ミラー３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄと、偏光変換素子３３と、コンデンサレンズ３４と、ダイクロミラー３５ａ及び３５ｂと、凹レンズ３６ａ及び３６ｂと、赤トリミングフィルタ３７と、フィールドレンズ３８と、リレーレンズ３９とを有する。

フライアイレンズ３１ａ及び３１ｂは、碁盤の目状に配置されたレンズ群の集まりであり、第１のフライアイレンズ３１ａで光束を分割し、それぞれの光束を２枚目の偏心した第２のフライアイレンズ３１ｂにより照射領域に導く。これによって、光源部２０の輝度むらを分散させることができるので、照射面で一様な照度分布を得ることができる。全反射ミラー３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄは、入射光を全反射する機能を有し、入射光の方向を変化させる位置に配置される。偏光変換素子３３は、光の偏光方向をそろえる機能を有し、本実施形態では、第２のフライアイレンズ３１ｂの近傍に配置される。コンデンサレンズ３４は、入射光を発散する。また、コンデンサレンズ３４は、偏光変換素子３３の近傍に配置される。

ダイクロミラー３５ａ及び３５ｂは、所定の周波数帯域の光を透過及び反射する。ダイクロミラー３５ａは、青の周波数帯域を反射し、緑及び赤の周波数帯域を透過する。また、本実施形態では、ダイクロミラー３５ａは、コンデンサレンズ34の近傍に配置される。ダイクロミラー３５ｂは、緑の周波数帯域を反射し、赤の周波数帯域を透過する。また、ダイクロミラー３５ｂは、凹レンズ３６ｂの近傍に配置される。凹レンズ３６ａ及び３６ｂは、光路長さを短くする機能を有し、ダイクロミラー３５ａの近傍に配置される。
赤トリミングフィルタ３７は、不要な光を除去する機能を有し、ダイクロミラー３５ｂとフィールドレンズ３８との間に配置される。

フィールドレンズ３８は、光の周辺の明るさを向上させ、明瞭な視野の確保をする機能を有し、赤トリミングフィルタ３７と全反射ミラー３２ｂとの間に配置される。リレーレンズ３９は、拡大若しくはそのままの大きさで光を伝達する機能を有し、全反射ミラー３２ｂと３２ｃとの間に配置される。

合成光学系５０は、照明光学系３０で分離された光（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の三原色）を合成する。合成光学系５０は、照明光学系３０とともに光学ボックス３０ａに内蔵されており、フィールドレンズ５１ａ、５１ｂ及び５１ｃと、偏光板５２ａ乃至５２ｆと、液晶パネル５３ａ、５３ｂ及び５３ｃと、プリズム５４とを有する。

フィールドレンズ５１ａ、５１ｂ及び５１ｃは、画像の周辺の明るさを向上させ、明瞭な視野を確保する機能を有する。フィールドレンズ５１ａは、赤光用の液晶パネル５３ａの前面に配置され、フィールドレンズ５１ｂは、緑光用の液晶パネル５３ｂの前面に配置され、フィールドレンズ５１ｃは、青光用の液晶パネル５３ｃの前面に配置されている。偏光板５２ａ乃至５２ｆは、所定方向の偏光を有する光のみを通過させる薄い板である。偏光板５２ａ及び５２ｄは、赤光用に使用され、赤光用の液晶パネル５３ａを挟んでそれぞれ配置される。偏光板５２ｂ及び５２ｅは、緑光用に使用され、緑光用の液晶パネル５３ｂを挟んでそれぞれ配置される。偏光板５２ｃ及び５２ｆは、青光用に使用され、青光用の液晶パネル５３ｃを挟んでそれぞれ配置される。

液晶パネル５３ａ、５３ｂ及び５３ｃは、照明光学系３０から入射する光を変調させる。液晶パネル５３ａ、５３ｂ及び５３ｃは、２次元面内の各空間位置における光学特性（透過、反射、位相、散乱、回折、屈折及び吸収）を制御する素子であり、光学特性を変化させることにより画像情報を形成する。液晶パネル５３ａ、５３ｂ及び５３ｃへの入力信号（画像情報）のアドレス（書き込み）方法は、ｐ−Ｓｉ ＴＦＴやｃ−Ｓｉ ＭＯＳＦＥＴなどの半導体集積回路を用いた電気アドレス方式、小型表示素子の光学像やレーザビームなどにより書き込む光アドレス方式、真空中の電子ビーム走査により情報を書き込む電子ビームアドレス方式などがある。また、液晶パネル５３ａは赤光用として使用され、液晶パネル５３ｂは緑光用として使用され、液晶パネル５３ｃは青光用として使用される。

プリズム５４は、分解された光を合成する。プリズム５４は、偏光板５２ｄ〜５２ｆが貼り付いており、液晶パネル５３ａ〜５３ｃからの光が入射する位置に配置される。

以下、図２乃至図５を参照して、本実施形態の投射光学系１００について説明する。ここで、図２は、投射光学系１００を示す斜視図である。図３は、投射光学系１００の部分拡大図である。図４は、投射光学系１００を内蔵した場合の投射装置１０を示す断面図である。図５は、投射光学系１００を内蔵した場合の投射装置１０を示す斜視図である。

投射光学系１００は、合成光学系５０で合成した光を投射する。投射光学系１００は、第１のミラー群１１０と、第１の第１の保持部１１１と、駆動部１２０と、第２のミラー群１３０と、第２の第２の保持部１３１とを有する。

第１のミラー群１１０は、光を反射するとともに複数のミラー（第１ミラー１１３及び第２ミラー１１５）を有する。

第１ミラー１１３及び第２ミラー１１５は、光を所定の角度に反射する。また、第１ミラー１１３及び第２ミラー１１５は、自由曲面反射ミラーによって構成される。第１ミラー１１３と第２ミラー１１５との敏感度は、高い必要があるため、第１ミラー１１３と第２ミラー１１５との反射位置関係は、第１の保持部１１１によって固定されている。ここでの敏感度とは、光の反射精度を指す。

第１の保持部１１１は、前記第１のミラー群１１０の各ミラーの相対位置関係を維持させながら前記第１のミラー群を保持する。第１の保持部１１１は、フランジ部１０１によって、光学ボックス３０ａと連結しており、第１ミラー１１３及び第２ミラー１１５を光の反射角度に応じて固定する。また、第１の保持部１１１は、本実施形態では、Ｌ字状に形成されている。

駆動部１２０は、ミラー群を所定方向へ駆動させる機能を有し、例えば、モータが採用される。駆動部１２０は、第１の保持部１１１に固定されている。また、駆動部１２０には、図示しないピニオンギアが取り付けられており、ピニオンギアは、後述する第２のミラー群１３０のガイド溝１３９に形成されたギア歯とかみ合うように構成されている。

第２のミラー群１３０は、第１のミラー群とは別の複数のミラー（第３ミラー１３３、第４ミラー１３５及び第５ミラー１３７）を含み、第１のミラー群１１０に対して相対的に移動可能に構成される。

第３ミラー１３３、第４ミラー１３５及び第５ミラー１３７は、光を所定の角度に反射する。また、第３ミラー１３３、第４ミラー１３５及び第５ミラー１３７は、自由曲面反射ミラーによって構成される。第３ミラー１３３と第４ミラー１３５と第５ミラー１３７との敏感度は、高い必要があるため、第３ミラー１３３と第４ミラー１３５と第５ミラー１３７との反射位置関係は、第２の保持部１３１によって固定されている。

尚、第２ミラー１１５と第３ミラー１３３との敏感度は、第１ミラー１１３と第２ミラー１１５との敏感度及び第３ミラー１３３と第４ミラー１３５と第５ミラー１３７との敏感度よりも低くてもよい。この場合、駆動する第２のミラー群１３０のミラー構成は、敏感度によって決定される。つまり、第２ミラー１１５と第３ミラー１３３との敏感度が高い必要がある場合には、固定して配置する必要がある。この場合の構成は、第１のミラー群には第１ミラーのみが固定され、第２のミラー群には第２ミラー〜第５ミラーが固定される構成となる。

第２の保持部１３１は、第２ミラー群１３０の各ミラーの相対位置関係を維持させながら第２のミラー群１３０を保持する。つまり、第２の保持部１３１は、第３ミラー１３３、第４ミラー１３５及び第５ミラー１３７を固定するとともに第３ミラー１３３、第４ミラー１３５及び第５ミラー１３７の相対位置を維持したまま移動させる。第２の保持部１３１は、反射角度に応じて第３ミラー１３３、第４ミラー１３５及び第５ミラー１３７を固定して保持している。また、第２の保持部１３１は、回転軸１２１を有しており、上部には開口１３８と、側面にはガイド溝１３９とが形成されている。開口１３８は、光を投射するために形成されており、ガイド溝１３９は、駆動部１２０のピニオンギアと共同して第２のミラー群１３０を移動させるために形成されている。そのため、ガイド溝１３９は、図示しないギア歯が形成されている。

以下、投射光学系１００の動作を説明する。

まず、駆動部１２０が駆動することにより、駆動部１２０の回転力はピニオンギアを介してガイド溝１３９へと伝達する。そして、ピニオンギアとガイド溝１３９がかみ合って、第２のミラー群１３０は回転軸１２１を中心に方向Ａへと回転運動を開始する。これにより、第２のミラー群１３０が第１のミラー群１１０の中空位置に移動する。その結果、投射装置１０は、反射誤差の少ない高性能な光学系を維持するとともに小型化を達成することができる。

以下、投射光学系１００が投射装置１０の筐体１１に配置されている場合の投射光学系１００の動作について説明する。

投射装置１０は、図４に示すように、投射光学系１００が出入りする筐体１１の開口部に上部蓋１２及び１３が取り付けられている。上部蓋１２は、支点１７を中心に回転し蓋が開閉する。上部蓋１２の側面には扇状の側板が取り付けられており、上部蓋１２とともにせり出してくる第２のミラー群１３０を保護することができる。また第２の保持部１３１は、側面がヒンジ１６及び１８によって上部蓋１３に取り付けられている。ヒンジ１８は、上部蓋１６に設けられた直進溝内を図中右上に示すように摺動することができる。よって、第２の保持部１３１が回転することによって、図４及び図５に示すように第２のミラー群１３０を筐体１１内に収納することができる。図５（ａ）には投射光学系から射出される光線Ｌが描かれている。図５（ｂ）にランプ消灯時の様子を示す。図５（ｃ）には第２の保持部１３１が収納された状態を示す。ユーザーは、図５に示すような投射装置１０が小型になった状態で持ち運びが可能となる。

これにより、ミラーによって反射される光束とミラーが干渉しないように構成された投射光学系１００が鉛直方向に大きかったものが、図２（ｂ）の状態においては第３ミラー１３３、第４ミラー１３５及び第５ミラー１３７が回動することによって装置の小型化を実現することができる。また、複数のミラーを第２の保持部１３１に対して位置決めして精度良く固定するため、ミラーを個々に可動させ収納する機構よりも、ミラー同士の相対位置誤差を少なくすることが可能となる。その場合、ミラーを個々に動かす機構よりも回転機構の数は少なくなる。

さらに、投射光学系において複数の自由曲面ミラーを構成する際にはミラーの倒れによる像劣化が大きい。よって、ミラーを平行に可動させる機構が像劣化が少なく、有効である。例えば図２（ａ）に示すように第２の保持部１３１が回転軸１２１を中心に回転する方法では、回転軸１２１は可動する各ミラーより充分離れた位置に設定し、かつミラーの第２の保持部１３１の回転によって、各ミラーの倒れの位置変化成分が少なくなるような位置に設定すると良い。特に移動する第２のミラー群１３０をそのままフォーカス移動群として使用する場合は、光軸に対して平行にシフトする必要があるので、このような略並行となる移動手段が有効である。

尚、本実施形態には記載しないが、より投射装置１００の小型化を行うために、例えば図２の第２の保持部１３１にとりつけられている第３ミラー１３３、第４ミラー１３５及び第５ミラー１３７をさらにいくつかの領域に分割し、分割したミラー群を取り付けた保持枠を第２の保持部１３１に対して移動可能することにより、ミラー間の空間をより有効利用して小型化をはかることができる。この場合、保持部同士の取り付け箇所が増加していくため、ミラーの敏感度やメカ構成に注意して設計する必要がある。

また、本実施形態においては、駆動部１２０を使用して第２の保持部１３１を可動させていたが、この動作を手動にしても良い。また、ピニオンギアとガイド溝１３９を使用しない場合は、第２の保持部１３１の位置が保持できないので、ガイド溝１３９の位置に複数の開口１１６Ｂを形成して、図６に示すような位置決め機構１２０Ｂを形成させてもよい。位置決め機構１２０Ｂは、スプリング１２５と、開口１１６Ｂにはめ合うような球状の先端部１２６とを有している。これにより、先端部１２６を複数の開口１１６Ｂに挿入することで、段階的に第２の保持部１３１を固定することができる。ここで、図６は、第２のミラー群１３０のガイド溝１３９の断面図である。

さらに本実施形態では投射光学系１００のすべての光学部品がミラーにて構成されているが、光学系の一部がレンズなどの結像光学素子を用いていても、ミラー同士の空間を有効に使用するために、上記のような折りたたみ構造を採用すれば、装置の小型化をはかることができる。また、本実施形態においては、透過型の液晶パネルを用いた例について述べたが、反射型の液晶パネルやマイクロミラーデバイス等の光変調素子を用いても良い。また、色合成、分解の光学系を用いない、単板式の光学系においても、本発明における投射光学系１００は有効である。

以下、投射装置１０の動作を説明する。

光源２１を出た光はリフレクタ２３により反射し、第一フライアイレンズ３１ａに入力され、全反射ミラー３２ａにより反射される。そして、反射した光は、第２フライアイレンズ３１ｂで集光され、各光束は偏光変換素子３３に入射する。偏光方向がそろえられた光は、コンデンサレンズ３４により集光される。次に、光は、青周波数帯域を反射するダイクロイックミラー３５ａに導かれる。ダイクロイックミラー３５ａにて反射された青光は、光路長さを短くする効果のある凹レンズ３６ａを透過し、全反射ミラー３２ｄにより反射する。そして、反射した光は、フィールドレンズ５１ｃ及び偏光板５２ｃを透過し、青光用の液晶パネル５３ｃに到達する。

また、ダイクロイックミラー３５ａを透過した光は凹レンズ３６ｂを透過した後、緑周波数帯域を反射するダイクロイックミラー３５ｂによって緑光と赤光に分離される。反射された緑光は、フィールドレンズ５１ｂ及び偏光板５２ｂを透過し、緑光用の液晶パネル５３ｂに到達する。

一方、透過した赤光は、赤透過ダイクロイックフィルタ３７によって不要な光を除去し、フィールドレンズ３８、全反射ミラー３２ｂ、リレーレンズ３９、全反射レンズ３２ｃ、フィールドレンズ５１ａ及び偏光板５２ａを透過した後、赤光用の液晶パネル５３ａに到達する。液晶パネル５３ａ乃至５３ｃに到達した光は、液晶パネル５３ａ乃至５３ｃにて画像信号に対応した光強度に変調された後、偏光板５２ｄ、５２ｅ及び５２ｆを透過し、ダイクロイック膜を蒸着したクロスプリズム５４で色合成される。さらにプリズム５４を出射した光は、投射光学系１００に入射する。

入射した光は、第１ミラー１１３で反射し、次に第２ミラー１１５、第３ミラー１３３、第４ミラー１３５及び第５ミラー１３７の順で反射し、投射光学系１００の上部に設けられた開口部１３８により射出し、スクリーン（図示せず）に拡大投影される。

以下、図７及び図８を参照して、第２の実施形態である投射光学系１００Ａを説明する。ここで、図７は、第２の実施形態である投射光学系１００Ａを示す斜視図である。図８は、投射光学系１００Ａの部分拡大図である。

本実施形態での投射光学系１００は、第２の保持部１３１を回転軸１２１を中心に回転させた形態であったが、回転軸１２１を使用せず、第２のミラー群１３０を平行に可動する機構を用いることも可能である。この場合、第２の保持部１３１Ａは、ガイド溝１３９Ａを有する必要がある。第１の保持部１１１Ａは、図７（ｃ）に示すように、突出部１１４を有している。図７（ｃ）は図７（ａ）を背面から見た図である。また、第２の保持部１３１Ａは、第３ミラー１３３、第４ミラー１３５及び第５ミラーを固定して保持している。第１の保持部１１１Ａは、第１ミラー１１３及び第２ミラーを固定して保持している。第１の保持部１１１Ａは、駆動部１２０が固定されており、さらに駆動部１２０にはピニオンギア１２２が取り付けられている。

ガイド溝１３９Ａは、図８に示すように、第２の保持部１３１ＡをＢ方向へ案内する。また、ガイド溝１３９Ａは、直進溝１３９ａＡと、直進溝１３９ｂＡとを有している。直進溝１３９ａＡは、例えば、ピニオンギア１２２とかみ合うようにギア歯が形成されている。直進溝１３９ｂＡは、突出部１１４と共同して、第２の保持部１３１ＡをＢ方向へ案内する。

投射光学系１００Ａの動作としては、駆動部１２０が駆動することによって、第２の保持部１３１Ａが第１の保持部１１１Ａに対して平行（Ｂ方向）に移動し図７（ｂ）に示すような収納状態となる。この場合、ガイド溝１３９ｂＡと突出部１１４は、第２の保持部１３１Ａが回転しないように第２の保持部１３１Ａを案内している。

投射光学系１００Ａは、第２のミラー群１３０Ａの動きを平行移動させることができるため、特に、ミラーの倒れによる像劣化を避けることができる。

第２の実施形態には記載しないが、より装置の小型化を行うために、例えば図７の第２の保持部１３１Ａにとりつけられている第３ミラー１３３、第４ミラー１１３５及び第５ミラー１３７をさらにいくつかの領域に分割し、分割したミラー群を取り付けた保持枠を第２の保持部１３１Ａに対して移動可能することにより、ミラー間の空間をより有効利用して小型化をはかることができる。この際は保持可動枠同士の取り付け箇所が増加していくため、ミラーの敏感度やメカ構成に注意して設計する必要がある。

さらに本実施形態では投射光学系のすべての光学部品がミラーにて構成されているが、光学系の一部がレンズなどの結像光学素子を用いていても、ミラー同士の空間を有効に使用するために、上記のような折りたたみ構造を採用すれば、装置の小型化をはかることができる。

以下、図１０を参照して、第３の実施形態である投射光学系１００Ｂを説明する。ここで、図１０は、第３の実施形態である投射光学系１００Ｂを示す斜視図である。

実施形態１における投射光学系は保持部を光軸に垂直な任意の平面において回転させた例であったが、光軸を含む平面に対して平行な任意の平面上の回転軸にて回転する機構であっても良い。この場合、投射光学系１００Ｂは、保持部１１３Ｂ及び１３１Ｂと、駆動部１２０Ａとを有している。

ミラーの回転軸１１１ａＢは、図１０（ｃ）に示すように、ヒンジ状になっており、第２の保持部１３１Ｂは手前方向Ｃに回転し、第３ミラー１３３、第４ミラー１３５及び第５ミラー１３７が収納される。図１０（ｂ）は収納された状態を示している。

第２の保持部１３１Ｂの駆動方法について図９に示す。ここで、図９は、図１０（ｃ）の詳細な構成図である。第１の保持部１１１Ｂに取り付けられた回転軸１１１ａＢの先端には扇状のギア１２２ａＡが固定されており、回転軸１１１ａＢは第１の保持部１１１Ｂに設けられた溝部に回転可能に保持されている。保持部が回転することにより、扇状ギア１２２ａＡも回転する。一方、第１の保持部１１１Ｂにはモータ１２４が固定部１１１ｂＢによって固定されており、モータ軸には扇状ギア１２２ａＡにかみ合うピニオンギア１２２Ａが取り付けられている。

その結果、ミラーを投影時から収納するときにはモータ１２４を駆動することによりモータ軸を回転し第２の保持部１３１Ｂを回転してミラー群を収納し実施形態１及び２にも示したのと同様に製品状態から突起したミラー部を収納することができるので、収納時には投射装置１０の大きさを小型にすることが可能となる。

モータ１２４の構成において詳述すると、第１の保持部１１１Ｂと第２の保持部１３１Ｂにそれぞれ回転規制部を設けて、モータ１２４側のギアにはスリップトルクで空回りする機構を設けることもできる。モータ１２４の軸にはギア１２２Ａが取り付けられており、ギア１２２Ａは回転軸１１１ａＢに取り付けられた扇状ギア１２２ａＡにかみ合っている。ギア１２２Ａはクラッチ板１２７と接触しており、Ｅリング１２８とスプリング１２９によって互いに押し付けられている。モータ１２４の回転時はクラッチ板１２７とギア１２２Ａの摩擦係数による応力とミラーおよび保持部の自重による応力に対して、モータ１２４のトルクが上回ることにより、ギア１２２Ａが回転する。同時に扇状ギア１２２ａＡが回転し、第２の保持部１３１Ｂが回転する。収納状態まで回転すると扇状ギア１２２ａＡが回転規制部１１１ｃＢにあたり、モータ１２４の軸が空回りする。モータ１２４の負荷の変化により流れる電流量の変化を検出することで、モータ１２４の回転を停止する。ミラーを格納状態から動作状態に変化させる場合も回転規制部を設けると同様に停止位置で止めることが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明の投射装置の構成を示す概略斜視図である。 図１に示す投射光学系を示す概略斜視図である。 図２に示す投射光学系の概略部分拡大図である。 図２に示す投射光学系を内蔵した場合の投射装置を示す概略断面図である。 図２に示す投射光学系を内蔵した場合の投射装置を示す概略斜視図である。 図２に示す第２のミラー群のガイド溝を示す概略断面図である。 第２の実施形態である投射光学系を示す概略斜視図である。 図７に示す投射光学系の概略部分拡大図である。 回転規制部を示す概略断面図である。 第３の実施形態である投射光学系を示す概略斜視図である。

符号の説明

１０ 投射装置
２０ 光源部
２１ 光源
２３ リフレクタ
３０ 照明光学系
３１ａ、３１ｂ フライアイレンズ
３３ 偏光変換素子
３４ コンデンサレンズ
４０ 合成光学系
１００ 投射光学系
１１０ 第１のミラー群
１１１ 第１の保持部
１１３ 第１ミラー
１１５ 第２ミラー
１２０ 駆動部
１３０ 第２のミラー群
１３１ 第２の保持部
１３３ 第３ミラー
１３５ 第４ミラー
１３７ 第５ミラー

Claims (9)

1. 投射画像を投射面に投射する投射装置用の投射光学系であって、
   第１のミラー群と、前記第１のミラー群の各ミラーの相対位置関係を維持させながら前記第１のミラー群を保持する第１の保持部と、
   第２のミラー群と、前記第２のミラー群の各ミラーの相対位置関係を維持させながら前記第２のミラー群を保持する第２の保持部とを有し、
   前記第１のミラー群は、前記第２のミラー群に対して相対的に移動可能であることを特徴とする投射光学系。
2. 前記投射光学系は、少なくとも一つが自由曲面ミラーであることを特徴とする請求項１記載の投射光学系。
3. 前記第１のミラー群の各ミラー間の敏感度又は前記第２のミラー群の各ミラー間の敏感度は、前記第１のミラー群と前記第２のミラー群間の敏感度よりも高いことを特徴とする請求項１記載の投射光学系。
4. 前記第１のミラー群は、前記第２のミラー群に対して所定の支点を中心に回転移動することを特徴とする請求項１記載の投射光学系。
5. 前記第１のミラー群は、前記第２のミラー群に対して平行に移動することを特徴とする請求項１記載の投射光学系。
6. 請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の投射光学系を有することを特徴とする投射装置。
7. 前記投射装置は、前記第１のミラー群の位置を固定する位置規制機構を更に有することを特徴とする請求項６記載の投射装置。
8. 前記投射装置は、前記第１及び第２のミラー群の一方には少なくとも１つのカム溝と、もう一方のミラー群には当該カム溝に係合する少なくとも１つのカムフォロアとから構成される案内機構を更に有することを特徴とする請求項６記載の投射装置。
9. 前記投射装置は、前記第１及び第２のミラー群の一方に配置されたギア部と、もう一方のミラー群に配置されるとともに当該ギア部を支持するギア係合部とから構成される支持部材とを更に有することを特徴とする請求項６記載の投射装置。