JP2012173377A - プロジェクターおよび画像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を抑制して光信号を出力する複数の発光部を収納するプロジェクターを提供する。
【解決手段】プロジェクターは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、第１画像および第２画像を時分割でスクリーン上に投影する。プロジェクター１は、変調した光束を投写する投写レンズ３６と、第１画像と第２画像との切り替えに同期する光信号を、スクリーンに向けて出力する複数の発光部７と、を備え、複数の発光部７は、投写レンズ３６の外周を囲むように環状に配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、プロジェクターおよび画像表示システムに関する。

従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、変調した光をスクリーンに投写するプロジェクターが知られている。また、近年、右目用画像および左目用画像をスクリーンに投影し、専用の眼鏡を用いることで観察者に立体画像として認識させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載されている多眼立体表示装置は、プロジェクターと赤外線発光機とを備えている。プロジェクターは、入力される映像信号に従って所定の映像をスクリーンに投影する。赤外線発光機は、プロジェクターに接続されてスクリーンの上方に配置され、発光によって映像信号に同期する赤外線信号を出力する。そして、専用の眼鏡（液晶シャッターメガネ）を装着した観察者は、左右のシャッターが赤外線信号に基づいて開閉することによって立体画像として認識する。

特開２００６−１２６５０１号公報

しかしながら特許文献１には、詳細な説明は記載されていないが、プロジェクターと赤外線発光機とがケーブル等を介して接続されていると考えられ、ケーブルの処理等によって多眼立体表示装置を設置することが煩わしいという課題がある。また、赤外線発光機をプロジェクターに内蔵するとプロジェクターが大型化することが考えられる。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係るプロジェクターは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、第１画像および第２画像を時分割でスクリーンに投影するプロジェクターであって、変調した光束を投写する投写レンズと、前記第１画像と前記第２画像との切り替えに同期する光信号を、前記スクリーンに向けて出力する複数の発光部と、を備え、前記複数の発光部は、前記投写レンズの外周を囲むように環状に配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、発光部は、第１画像および第２画像の画像情報に同期した光信号を、スクリーンに向けて出力するように複数設けられている。これによって、強度を高めて発光部から光信号を出力してスクリーンによって反射させ、この反射された光信号をより広範囲に位置する画像の観察者に到達させることが可能となる。よって、観察者は、光信号を受光することに対応して、シャッターが開閉する画像観察用眼鏡を装着することで、スクリーンに投写された画像を立体画像として認識したり、２種類の画像を観察したりすることがより確実に可能となる。
さらに、発光部は、投写レンズの外周を囲むように環状に配置されている。つまり、発光部は、デッドスペースになりがちな領域に配置されているので、プロジェクターは、大型化が抑制されて複数の発光部を収納することが可能となる。また、プロジェクターの外装筐体に光信号が通過する開口部を専用に形成しなくとも、投写レンズから投写される光（投写光）が通過する開口部からこの光信号を出力させることができる。これによって、プロジェクターは、外装筐体に凹凸や、穴部等が増えることが抑制されるので、デザイン性の向上が図れる。

［適用例２］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記複数の発光部が実装される回路基板をさらに備え、前記回路基板は、前記投写レンズが挿通される挿通孔を有し、前記発光部は、前記挿通孔の周縁部に沿って配置されていることが好ましい。

この構成によれば、発光部は、回路基板に実装され、投写レンズが挿通される挿通孔の周縁部に沿って配置されている。これによって、複数の発光部を簡単な構成でかつスペース効率良く投写レンズの外側に環状に配置することが可能となる。よって、複数の発光部を収納しつつプロジェクターの大型化をさらに抑制することが可能になると共に、プロジェクターの製造工程の簡素化が図れる。

［適用例３］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記発光部の前記光信号が出力される側を覆う光学フィルターをさらに備え、前記光学フィルターは、前記光信号が透過し、前記光信号と異なる波長領域の光を遮蔽する部材で形成されていることが好ましい。

この構成によれば、発光部の光信号が出力される側は、光信号が透過し、光信号と異なる波長領域の光を遮蔽する光学フィルターによって覆われている。これによって、例えば、光信号となる赤外光を出力する発光部を採用し、光学フィルターとして赤外光を透過し、可視光の透過を抑制する材料を採用することで、発光部や発光部周囲の内部の部材をプロジェクター外部から見えにくくしたり、プロジェクター内部から外部への漏れ光を抑制したりすることが可能となる。よって、デザイン性の向上がさらに図れ、また、漏れ光による観察者に不快感を与えることや、投写された画像の劣化の抑制が可能となる。

［適用例４］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記光学フィルターには、前記発光部から出力された前記光信号の進行方向に向かう程広がる角度分布を狭めるように前記光信号を屈折させるレンズ部が設けられていることが好ましい。

この構成によれば、発光部から出力された光信号は、光学フィルターのレンズ部によって角度分布が狭められるように屈折する。これによって、光信号が進行方向に向かう程広がる角度分布を有する、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光部を採用しても、光信号の拡散が抑制され、プロジェクターから離れた位置に設置されるスクリーンの外側にはみ出ること、つまり発光部から出力された光信号の損失が抑制される。よって、レンズ部を備えない構成に比べ、プロジェクターとスクリーンとの距離を大きくしても光信号を観察者に装着された画像観察用眼鏡に到達させることが可能となる。

［適用例５］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記投写レンズは、光軸が前記スクリーンに投写された画像の中心に対してずれるあおり投写するように構成され、前記光学フィルターには、前記投写レンズのあおり方向と同一方向に前記光信号を屈折させるレンズ部が設けられていることが好ましい。

この構成によれば、投写レンズは、あおり投写するように構成され、光信号は、レンズ部によってあおり方向と同一方向に屈折する。これによって、あおり投写する投写レンズを備えるプロジェクターにおいても、光信号をスクリーン内に確実に到達させることが可能となる。よって、発光部から出力された光信号の損失が抑制され、画像観察用眼鏡を装着した観察者は、スクリーンに投写された画像を確実に立体画像として認識することが可能となる。

［適用例６］本適用例に係る画像表示システムは、上記適用例に係るプロジェクターと、前記プロジェクターから出力された前記光信号を受光する受光部、および前記受光部で受光した前記光信号に対応して光が通過する開放状態と光が遮蔽される遮光状態とが切り替えられるシャッターを有する画像観察用眼鏡と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、上述した効果と同様の効果を得ることができる。

本実施形態のプロジェクターの外観を示す斜視図。 本実施形態のプロジェクター内部の概略構成を示す模式図。 本実施形態におけるフロントケース近傍のプロジェクターの分解斜視図。 本実施形態における投写レンズ、およびフロントケース近傍のプロジェクターの断面図。 本実施形態の発信装置および光学フィルターの斜視図。 本実施形態の画像観察用眼鏡の外観を模式的に示す斜視図。 本実施形態における発光部から出力された光信号がプロジェクター外部に出力されるまでの光路を説明するための模式図。 本実施形態の画像表示システムおよびスクリーンの模式図。

以下、本実施形態に係るプロジェクターおよび画像表示システムについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してスクリーンに拡大投写する。また、本実施形態のプロジェクターは、第１画像としての右目用画像、および第２画像としての左目用画像を時分割でスクリーンに投影できるように構成されている。また、本実施形態のプロジェクターは、この右目用画像と左目用画像との切り替えに同期した光信号をスクリーンに向けて出力するように構成されている。そして、スクリーンに投写された画像を観察する観察者は、専用の画像観察用眼鏡を装着することによって、画像観察用眼鏡がスクリーンから反射された光信号によって制御され、投写された画像を立体画像として認識することができる。
画像表示システムは、このプロジェクターおよび画像観察用眼鏡を備えて構成される。

〔プロジェクターの主な構成〕
図１は、本実施形態のプロジェクター１の外観を示す斜視図である。図２は、プロジェクター１内部の概略構成を示す模式図である。
プロジェクター１は、図１、図２に示すように、外装を構成する外装筐体２、制御部（図示省略）、光源装置３１を有する光学ユニット３、光源装置３１や制御部に電力を供給する電源装置４、発信装置５、および光学フィルター８等を備えている。なお、具体的な図示は省略したが、外装筐体２内には、プロジェクター１の内部を冷却するための冷却ファンや空気を導くダクト等が配置されている。また、以下では、説明の便宜上、光源装置３１から光束が射出される方向を＋Ｘ方向、プロジェクター１から投写される投写光が射出される方向を＋Ｙ方向（前方向）、図１における上方向を＋Ｚ方向（上方向）として記載する。

外装筐体２は、合成樹脂製であり、図１に示すように、アッパーケース２１、ロアーケース２２、およびフロントケース２３等を備えており、これらは、ネジ等により固定されている。

アッパーケース２１は、図１に示すように、外装筐体２の上部を構成する。アッパーケース２１の上面には、後方にプロジェクター１の各種指示を行うための操作パネル２０が配置され、操作パネル２０の前方には、後述するズームレバー３６３１およびフォーカスレバー３６４４が露出する開口部が設けられている。

ロアーケース２２は、外装筐体２の下部を構成する。ロアーケース２２の下方には、プロジェクター１が机上等に設置される際に設置面に当接する脚部２４が突出して設けられている。

フロントケース２３は、外装筐体２の前部を構成する。フロントケース２３の中央部には、前方から見て円形の開口部２３１が形成されており、この開口部２３１から投写される投写光が通過する。
フロントケース２３には、開口部２３１の＋Ｘ側に、外部の空気が取り込まれる吸気口２３２が設けられており、吸気口２３２の内側には、図示しない吸気用のダクトが配置されている。また、フロントケース２３には、開口部２３１の−Ｘ側に、外装筐体２内の温まった空気が外部に排出される排気口２３３が設けられており、排気口２３３の内側には、図示しない排気用のダクトが配置されている。

制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター１の動作の制御を行う。

光学ユニット３は、制御部による制御の下、光源３１１から射出された光束を光学的に処理して投写する。
光学ユニット３は、図２に示すように、光源装置３１、インテグレーター照明光学系３２、色分離光学系３３、リレー光学系３４、電気光学装置３５、投写レンズ３６、およびこれらの部材３１〜３６を光路上の所定位置に配置する光学部品用筐体３７を備える。
光学ユニット３は、図２に示すように平面視略Ｌ字状に形成され、一方の端部に光源装置３１が着脱可能に配置され、他方の端部に投写レンズ３６が配置される。

光源装置３１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源３１１、リフレクター３１２および光透過部材としての平行化レンズ３１３等を備えている。光源装置３１は、光源３１１から射出された光束をリフレクター３１２にて反射した後、平行化レンズ３１３よって射出方向を揃え、インテグレーター照明光学系３２に向けて射出する。

インテグレーター照明光学系３２は、第１レンズアレイ３２１、第２レンズアレイ３２２、偏光変換素子３２３、および重畳レンズ３２４を備える。
第１レンズアレイ３２１は、光源装置３１から射出された光束を複数の部分光束に分割する光学素子であり、光源装置３１から射出された光束の光軸Ｃに対して略直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えている。

第２レンズアレイ３２２は、第１レンズアレイ３２１と略同様の構成を有しており、重畳レンズ３２４とともに、第１レンズアレイ３２１から射出された部分光束を後述する液晶ライトバルブ３５１の表面に重畳させる。
偏光変換素子３２３は、第２レンズアレイ３２２から射出されたランダム偏光光を液晶ライトバルブ３５１で利用可能な略１種類の偏光光に揃える機能を有する。

色分離光学系３３は、２枚のダイクロイックミラー３３１，３３２、および反射ミラー３３３を備え、インテグレーター照明光学系３２から射出された光束を赤色光（以下「Ｒ光」という）、緑色光（以下「Ｇ光」という）、青色光（以下「Ｂ光」という）の３色の色光に分離する機能を有する。

リレー光学系３４は、入射側レンズ３４１、リレーレンズ３４３、および反射ミラー３４２，３４４を備え、色分離光学系３３で分離されたＲ光をＲ光用の液晶ライトバルブ３５１Ｒまで導く機能を有する。なお、光学ユニット３は、リレー光学系３４がＲ光を導く構成としているが、これに限らず、例えば、Ｂ光を導く構成としてもよい。

電気光学装置３５は、光変調装置としての液晶ライトバルブ３５１および色合成光学装置としてクロスダイクロイックプリズム３５２を備え、色分離光学系３３で分離された各色光を、右目用および左目用の画像情報に応じて変調し、変調した各色光を合成する。

液晶ライトバルブ３５１は、３色の色光毎に備えられており（Ｒ光用の液晶ライトバルブを３５１Ｒ、Ｇ光用の液晶ライトバルブを３５１Ｇ、Ｂ光用の液晶ライトバルブを３５１Ｂとする）、それぞれ透過型の液晶パネル、およびその両面に配置された入射側偏光板、射出側偏光板を有している。

液晶ライトバルブ３５１は、図示しない微小画素がマトリクス状に形成された矩形状の画素領域を有し、各画素が画像情報に応じた光透過率に設定され、画素領域内に表示画像を形成する。そして、色分離光学系３３で分離された各色光は、液晶ライトバルブ３５１にて変調された後、クロスダイクロイックプリズム３５２に射出される。

クロスダイクロイックプリズム３５２は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム３５２は、誘電体多層膜が液晶ライトバルブ３５１Ｒ，３５１Ｂにて変調された色光を反射し、液晶ライトバルブ３５１Ｇにて変調された色光を透過して、各色光を合成する。

投写レンズ３６は、複数のレンズを有して構成され、液晶ライトバルブ３５１にて変調され、クロスダイクロイックプリズム３５２にて合成された光をスクリーン上に拡大投写する。この結果、スクリーンには、左目用画像と右目用画像とがフレーム単位で交互に投影される。なお、投写レンズ３６については、後で詳細に説明する。

電源装置４は、詳細な説明は省略するが、電源ブロックおよび光源装置３１を駆動する光源駆動ブロック（いずれも図示省略）を備え、制御部および光源３１１等の電子部品に電力を供給する。

図３は、フロントケース２３近傍のプロジェクター１の分解斜視図である。
発信装置５は、複数の発光部７を有し、図３に示すように、フロントケース２３の内側に配置されている。発信装置５は、制御部の指示に基づいて、右目用画像と左目用画像との切り替えに同期する光信号をスクリーンに向けて出力する。

光学フィルター８は、光信号を透過する材料で形成され、図３に示すように、発信装置５の前方（＋Ｙ側）に配置されている。光学フィルター８は、発信装置５をプロジェクター１外部から見えにくくするように配置されると共に、発光部７から出力された光信号が効率良くスクリーンに向かうよう光信号を屈折させる機能を有している。なお、発信装置５および光学フィルター８については、後で詳細に説明する。

〔投写レンズの主な構成〕
ここで、投写レンズ３６の主な構成について説明する。
図４は、投写レンズ３６、およびフロントケース２３近傍のプロジェクター１の断面図であり、−Ｘ方向から見た図である。なお、図４は、投写レンズ３６の複数のレンズのうち、一部のレンズを省略した図である。

投写レンズ３６は、複数のレンズに加え、図３、図４に示すように、案内筒３６１、カム筒（図示省略）、前側筒３６２、ズームリング３６３、フォーカスリング３６４およびフランジ３６５を備えている。

詳細な説明は省略するが、複数のレンズは、投写レンズ３６の光軸３６Ｃ（図４参照）に沿って配置されており、投写された画像がズーム調整、およびフォーカス調整可能に構成されている。
案内筒３６１は、円筒状に形成され、内部に複数のレンズが収納される。また、案内筒３６１には、図４に示すように、光路後段側の外周面にネジ溝３６１１が形成されている。

図示しないカム筒は、円筒状に形成され、内側に案内筒３６１が嵌挿される。そして、カム筒が案内筒３６１に対して回転されると、ズーム調整に寄与するレンズは、光軸３６Ｃに沿って移動する。

前側筒３６２は、図４に示すように、案内筒３６１のネジ溝３６１１に螺合されて案内筒３６１に回転可能に取り付けられている。そして、前側筒３６２が回転されると、前側筒３６２に取り付けられたレンズが光軸３６Ｃに沿って移動し、フォーカスが調整される。

ズームリング３６３は、光軸３６Ｃ方向に段差を有する円筒状に形成され、カム筒の外面にネジ固定される。ズームリング３６３は、光路後段側より光路前段側の外形が大きく形成されており、光路前段側の外面には、光軸３６Ｃに交差する方向に突出するズームレバー３６３１が設けられている。投写レンズ３６は、このズームレバー３６３１が把持されて回転されることによって、カム筒が回転して投写された画像のズームが調整される。

フォーカスリング３６４は、光軸３６Ｃ方向に段差を有する円筒状に形成され、前側筒３６２の外面にネジ固定される。具体的に、フォーカスリング３６４は、図４に示すように、光路後段側より光路前段側に向かって順次外形寸法が大きくなるように形成された第１円筒部３６４１、第２円筒部３６４２および第３円筒部３６４３を有している。

第１円筒部３６４１は、前側筒３６２が挿通される大きさに形成され、第２円筒部３６４２および第３円筒部３６４３は、ズームリング３６３の光路前段側を覆うように形成されている。また、第３円筒部３６４３は、ズームレバー３６３１と同一側に、外面から光軸３６Ｃに交差する方向に突出するフォーカスレバー３６４４が設けられ、フォーカスレバー３６４４の反対側が切断されたように形成されている。フォーカスリング３６４は、第１円筒部３６４１が前側筒３６２の外面にネジ固定される。そして、投写レンズ３６は、このフォーカスレバー３６４４が把持されて回転されることによって、前側筒３６２が回転して投写された画像のフォーカスが調整される。

フランジ３６５は、図３に示すように、平面視矩形状に形成されており、四隅には、ネジが挿通される丸孔が形成されている。投写レンズ３６は、このフランジ３６５がネジ固定されることによって光学部品用筐体３７に取り付けられている。
また、投写レンズ３６は、光軸３６Ｃがスクリーンに投写された画像の中心よりずれるあおり投写するように構成されている。具体的に、投写レンズ３６は、プロジェクター１が机上等に設置された姿勢において、上方にあおり投写するように構成されている。

〔発信装置の構成〕
次に、発信装置５について詳細に説明する。
図５は、発信装置５および光学フィルター８の斜視図である。
発信装置５は、図５に示すように、複数の発光部７に加え、回路基板６を有している。

回路基板６は、図５に示すように、外形が平面視矩形状に形成され、中央部には、平面視円形の孔（挿通孔６１）が設けられている。挿通孔６１は、投写レンズ３６の前側（フォーカスリング３６４の第１円筒部３６４１）、および光学フィルター８の後述するカバー部８１の縁部８１５（図４参照）が挿通可能な大きさに形成されている。また、回路基板６の四隅には、ネジが挿通される丸孔６２が形成され、４つの丸孔６２の内、対角に位置する２つの丸孔６２の近傍には、回路基板６が光学フィルター８に対して位置決めされる位置決め用孔６３が設けられている。

複数の発光部７は、前方（＋Ｙ方向）に光信号を出力するように回路基板６の前側（＋Ｙ側）の面に実装されている。また、複数の発光部７は、挿通孔６１の周縁部に沿って配置されている。本実施形態の発光部７は、赤外光を出力するＬＥＤ（Light Emitting Diode）が採用されている。なお、発光部７は、赤外光を出力するＬＥＤに限らず、他の波長領域の光信号を出力する光学素子であってもよい。

発信装置５は、回路基板６の丸孔６２にネジが挿通されて光学フィルター８に固定される。そして、発信装置５は、回路基板６が図示しないケーブルを介して制御部に接続され、前述したように、制御部の指示に基づいて、発光部７が光信号を出力する。

〔光学フィルターの構成〕
次に、光学フィルター８について詳細に説明する。
光学フィルター８は、合成樹脂製であり、図５に示すように、環状のカバー部８１、およびカバー部８１の＋Ｘ側、−Ｘ側に形成された一対の取付部８２を有している。本実施形態の光学フィルター８は、発光部７が出力する赤外光を透過し、赤外光と異なる波長領域の可視光の透過を抑制するポリカーボネート樹脂が採用されている。なお、光学フィルター８は、発光部７から出力された光信号を透過する材料であればポリカーボネート樹脂に限らず他の材料を用いてもよい。

カバー部８１は、図５に示すように、中央部が前方（＋Ｙ方向）から見て円形の円孔８１１を有して形成され、この円孔８１１の内径は、図４に示すように、投写レンズ３６の前側（フォーカスリング３６４の第１円筒部３６４１）が挿通可能な大きさに形成されている。そして、カバー部８１の−Ｙ側は、周縁部に沿って窪む凹部８１２が形成されている。凹部８１２は、図４に示すように、発信装置５が光学フィルター８に取り付けられた際に、発光部７を覆うように形成されている。カバー部８１は、図４に示すように、内周側の縁部８１５が外周側の縁部より−Ｙ方向に突出して形成されており、この縁部８１５は、回路基板６の挿通孔６１に挿通される。

カバー部８１の凹部８１２の底面（＋Ｙ側の内面）には、各発光部７に対向してレンズ部８１３が個別に設けられている。レンズ部８１３は、光学フィルター８と同じ材料で、光学フィルター８と一体に形成されている。レンズ部８１３は、後で詳細に説明するが、発光部７から出力された光信号を屈折させ、光信号が効率良くスクリーンに向かうように形成されている。

また、カバー部８１には、＋Ｙ側の面に周縁部に沿って突出する円筒状の突起部８１４が形成されている。突起部８１４は、図４に示すように、内径がフロントケース２３の開口部２３１の内径と同等の寸法となるように形成されている。

一対の取付部８２は、図５に示すように、カバー部８１の側面からそれぞれ＋Ｘ方向、−Ｘ方向に延出する延出部８２１、および延出部８２１の先端から−Ｙ方向に屈曲した後、さらに＋Ｘ方向、−Ｘ方向にそれぞれ屈曲する屈曲部８２２を有している。

延出部８２１には、図５に示すように、回路基板６の丸孔６２に対応する位置にネジ穴（図示省略）を有するボス８２１１が形成されている。延出部８２１の−Ｙ側の面には、回路基板６の２つの位置決め用孔６３にそれぞれ挿通される位置決めピン８２１２（２つの位置決めピン８２１２の内１つは、図示省略）が設けられている。

一対の屈曲部８２２の四隅には、ネジが挿通される丸孔８２２１が形成され、４つの丸孔８２２１の内、対角に位置する２つの丸孔８２２１の近傍には、光学フィルター８がフロントケース２３に対して位置決めされる位置決め用孔８２２２が設けられている。

発信装置５は、延出部８２１の−Ｙ側の面にネジ固定される。発信装置５が取り付けられた光学フィルター８は、位置決め用孔８２２２にフロントケース２３に設けられた位置決めピン（図示省略）が挿通され、丸孔８２２１にネジが挿通されてフロントケース２３に固定される。

発信装置５および光学フィルター８が取り付けられたフロントケース２３は、挿通孔６１および円孔８１１に投写レンズ３６の前側（フォーカスリング３６４の第１円筒部３６４１）が挿通されてアッパーケース２１およびロアーケース２２に取り付けられる。そして、回路基板６は、発光部７が実装されている面が投写レンズ３６の光軸３６Ｃに対して略直交するように配置され、複数の発光部７は、投写レンズ３６の外周を囲むように環状に配置される。また、発光部７は、フォーカスレバー３６４４の光路後段側で、フロントケース２３の開口部２３１の近傍に配置される。そして、光学フィルター８は、発光部７の光信号が出力される側を覆い、フロントケース２３の開口部２３１の周縁部に配置される。

〔画像観察用眼鏡の主な構成〕
画像観察用眼鏡の主な構成について説明する。
図６は、本実施形態の画像観察用眼鏡１０の外観を模式的に示す斜視図である。
画像観察用眼鏡１０は、図６に示すように、装着される観察者にとって右目の前方に位置する右目用のシャッター（液晶シャッター１１Ｒ）、左目の前方に位置する左目用のシャッター（液晶シャッター１１Ｌ）、光信号を受光する受光部１２、および液晶シャッター１１Ｒ，１１Ｌを駆動する駆動部（図示省略）を備えている。

液晶シャッター１１Ｒ，１１Ｌは、それぞれ液晶パネルの表裏両側に偏光板が貼り付けられた構成を有している。液晶シャッター１１Ｒは、駆動部の駆動により右目に入射する光を、透過させる、つまり通過させる開放状態と遮蔽する遮光状態とが切り替えられる。同様に、液晶シャッター１１Ｌは、駆動部の駆動により左目に入射する光を、透過させる（通過させる）開放状態と遮蔽する遮光状態とが切り替えられる。そして、画像観察用眼鏡１０は、光信号に対応して駆動部が駆動することによって、左右の液晶シャッター１１Ｒ，１１Ｌが交互に開放状態と遮光状態とが切り替えられる。
画像表示システムは、前述したように、プロジェクター１および画像観察用眼鏡１０を備えて構成される。

〔光信号の光路〕
ここで、発光部７から出力された光信号の光路について説明する。
発光部７から出力された光信号は、光学フィルター８を透過した後、スクリーンにて反射され、投写された画像の観察者に装着された画像観察用眼鏡１０に受光される。

図７は、発光部７から出力された光信号がプロジェクター１外部に出力されるまでの光路を説明するための模式図であり、複数の発光部７の内、１つの発光部７近傍のプロジュター１の断面図である。図８は、本実施形態の画像表示システム１００およびスクリーンＳＣの模式図であり、プロジェクター１から出力された光信号が画像観察用眼鏡１０に受光されるまでの光路を説明するための図である。

発光部７から出力された光信号は、図７に示すように、発光部７の光軸７Ｃを中心として前方に向かう程（進行方向に向かう程）広がる所定の角度分布、つまり所定の指向特性を有して光学フィルター８のレンズ部８１３に出力される。本実施形態の発光部７は、光軸７Ｃに対して１０°程度の角度分布を有するＬＥＤが採用されている。なお、発光部７は、出力する光信号の角度分布が１０°程度に限らず、他の角度分布を有する光信号を発する光学素子であってもよく、また、角度分布が殆ど無く、直線的に出力される光学素子を採用してもよい。

レンズ部８１３に入射した光信号は、進行方向に向かう程、角度分布が狭められると共に、投写レンズ３６があおり投写を行うあおり方向と同一方向に屈折してフロントケース２３の開口部２３１から射出される。そして、開口部２３１から射出された光信号は、図７に示すように、プロジェクター１から離れた所定の位置で絞られた後、再び進行方向に向かう程広がるように射出する。図示は省略するが、他の発光部７から出力された光信号も、それぞれの発光部７に対応して形成されたレンズ部８１３によって同様に屈折し、開口部２３１から射出される。

プロジェクター１から出力された光信号は、図８に示すように、投写レンズ３６（図４参照）から投写される投写光と略同一の方向に射出され、スクリーンＳＣに投写された画像の領域内に到達する。なお、光信号は、赤外光なので、画像の領域内に達しても画像の品質を劣化させることがない。

スクリーンＳＣに到達した光信号は、スクリーンＳＣにて拡散反射される。そして、スクリーンＳＣにて拡散反射された光信号の一部は、スクリーンＳＣに投写された画像を観察する観察者に向かう。つまり、スクリーンＳＣにて拡散反射された光信号の一部は、観察者に装着されている画像観察用眼鏡１０の受光部１２（図６参照）に入射する。

左右の液晶シャッター１１Ｒ，１１Ｌは、受光部１２にて受光された光信号に応じて、開放状態と遮光状態とが切り替えられる。そして、画像観察用眼鏡１０を装着している観察者は、スクリーンＳＣに投写された左目用画像を左目のみで観察し、右目用画像を右目のみで観察し、立体画像として認識する。

このように、画像表示システム１００は、プロジェクター１および画像観察用眼鏡１０を備え、プロジェクター１は、右目用画像および左目用画像を時分割でスクリーンＳＣに投影させ、この右目用画像と左目用画像との切り替えに同期する光信号を出力する。そして、スクリーンＳＣに投写された画像を観察する観察者は、画像観察用眼鏡１０を装着することによって、投写された画像を立体画像として認識することができる。

以上説明したように、本実施形態のプロジェクター１および画像表示システム１００によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）発光部７は、右目用画像および左目用画像の画像情報に同期した光信号を、スクリーンＳＣに向けて出力するように複数設けられている。これによって、強度を高めて発光部７から光信号を出力してスクリーンＳＣによって反射させ、この反射された光信号をより広範囲に位置する画像の観察者に到達させることが可能となる。よって、観察者は、画像観察用眼鏡１０を装着することで、スクリーンＳＣに投写された画像をより確実に立体画像として認識することが可能となる。

（２）発光部７は、投写レンズ３６の外周を囲むように環状に配置されている。つまり、発光部７は、デッドスペースになりがちな領域に配置されているので、プロジェクター１は、大型化が抑制されて複数の発光部７を収納することが可能となる。また、吸気口２３２や排気口２３３の内側に配置されるダクトを構成しつつ、つまりプロジェクター１の効率的な冷却の構成を盛り込みつつ、複数の発光部７を収納することが可能となる。

（３）外装筐体２に光信号が通過する開口部を専用に形成しなくとも、開口部２３１からこの光信号を出力させることができる。これによって、プロジェクター１は、外装筐体２に凹凸や、穴部等が増えることが抑制されるので、デザイン性の向上が図れる。

（４）発光部７は、回路基板６に実装され、投写レンズ３６が挿通される挿通孔６１の周縁部に沿って配置されている。これによって、複数の発光部７を簡単な構成でかつスペース効率良く投写レンズ３６の外側に環状に配置することが可能となる。よって、複数の発光部７を収納しつつプロジェクター１の大型化をさらに抑制することが可能になると共に、プロジェクター１の製造工程の簡素化が図れる。

（５）発光部７の光信号が出力される側は、光学フィルター８によって覆われている。そして、光学フィルター８は、光信号となる赤外光を透過し、可視光の透過を抑制する材料で形成されている。これによって、発信装置５や発信装置５周囲の内部の部材をプロジェクター１外部から見えにくくしたり、プロジェクター１内部から外部への漏れ光を抑制したりすることが可能となる。よって、デザイン性の向上がさらに図れ、また、漏れ光による観察者に不快感を与えることや、投写された画像の劣化の抑制が可能となる。

（６）発光部７から出力された光信号は、光学フィルター８のレンズ部８１３によって角度分布が狭められるように屈折する。これによって、光信号の拡散が抑制され、プロジェクター１から離れた位置に設置されるスクリーンＳＣの外側にはみ出ること、つまり発光部７から出力された光信号の損失が抑制される。よって、レンズ部８１３を備えない構成に比べ、プロジェクター１とスクリーンＳＣとの距離を大きくしても光信号を画像観察用眼鏡１０に到達させることが可能となり、画像観察用眼鏡１０を装着した観察者は、スクリーンに投写された画像を立体画像として認識することが可能となる。

（７）投写レンズ３６は、あおり投写するように構成され、光信号は、レンズ部８１３によってあおり方向と同一方向に屈折する。これによって、あおり投写する投写レンズ３６を備えるプロジェクター１においても、光信号をスクリーンＳＣ内に確実に到達させることが可能となる。よって、発光部から出力された光信号の損失が抑制され、画像観察用眼鏡１０を装着した観察者は、スクリーンＳＣに投写された画像を確実に立体画像として認識することが可能となる。

（変形例）
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
前記実施形態の回路基板６は、発光部７が実装されている面が投写レンズ３６の光軸３６Ｃに対して略直交するように配置されているが、直交に限らず、発光部７の光軸７Ｃがあおり方向に傾くように傾斜させてもよい。これによって、レンズ部８１３における光信号をあおり方向に屈折させる機能を低減あるいは廃止し、レンズ部８１３設計の簡素化が図れる。

前記実施形態でレンズ部８１３は、光学フィルター８と同じ材料で一体に形成されているが、光学フィルター８と異なる材料で形成してもよい。

前記実施形態の投写レンズ３６は、あおり投写するように構成されているが、あおり投写せずに光軸３６Ｃがスクリーンに投写された画像の中心と略一致するように投写する構成としてもよい。そして、レンズ部８１３における光信号をあおり方向に屈折させる機能を廃止してもよい。

前記実施形態のプロジェクター１は、第１画像としての右目用画像、および第２画像としての左目用画像を時分割でスクリーンＳＣに投影できるように構成されているが、右目用画像、左目用画像に限らず、表示される内容等が異なる第１画像および第２画像を時分割でスクリーンＳＣに投影できるように構成してもよい。そして、前記実施形態の画像観察用眼鏡１０は、左右の液晶シャッター１１Ｒ，１１Ｌが交互に開放状態と遮光状態とが切り替えられるように構成されているが、左右の液晶シャッター１１Ｒ，１１Ｌが揃って開放状態および遮光状態となるように構成してもよい。そして、このプロジェクター１と、光信号に対応して開放状態に切り替えられるタイミングが異なる複数の画像観察用眼鏡１０とを備える画像表示システム１００を構成してもよい。これによって、開放状態に切り替えられるタイミングが異なる画像観察用眼鏡１０を装着する複数の観察者に、スクリーンＳＣに投写された画像を第１画像、第２画像としてそれぞれ観察させることが可能となる。

前記実施形態の画像観察用眼鏡１０に備えられた左右のシャッターは、液晶パネルを用いて構成されているが、この構成に限らず他の方式によるシャッターで構成してもよい。

前記実施形態のプロジェクター１は、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブ３５１を用いているが、反射型液晶ライトバルブを利用したものであってもよい。

光源３１１は放電型のランプに限らず、その他の方式のランプや発光ダイオード等の固体光源で構成してもよい。

１…プロジェクター、２…外装筐体、５…発信装置、６…回路基板、７…発光部、７Ｃ…光軸、８…光学フィルター、１０…画像観察用眼鏡、１１Ｌ…左目用の液晶シャッター、１１Ｒ…右目用の液晶シャッター、１２…受光部、２１…アッパーケース、２２…ロアーケース、２３…フロントケース、３１…光源装置、３６…投写レンズ、３６Ｃ…光軸、６１…挿通孔、８１…カバー部、２３１…開口部、３１１…光源、３５１，３５１Ｂ，３５１Ｇ，３５１Ｒ…液晶ライトバルブ、８１３…レンズ部、１００…画像表示システム、ＳＣ…スクリーン。

Claims (6)

1. 光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、第１画像および第２画像を時分割でスクリーンに投影するプロジェクターであって、
   変調した光束を投写する投写レンズと、
   前記第１画像と前記第２画像との切り替えに同期する光信号を、前記スクリーンに向けて出力する複数の発光部と、
   を備え、
   前記複数の発光部は、前記投写レンズの外周を囲むように環状に配置されていることを特徴とするプロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターであって、
   前記複数の発光部が実装される回路基板をさらに備え、
   前記回路基板は、前記投写レンズが挿通される挿通孔を有し、
   前記発光部は、前記挿通孔の周縁部に沿って配置されていることを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項１または請求項２に記載のプロジェクターであって、
   前記発光部の前記光信号が出力される側を覆う光学フィルターをさらに備え、
   前記光学フィルターは、前記光信号が透過し、前記光信号と異なる波長領域の光を遮蔽する部材で形成されていることを特徴とするプロジェクター。
4. 請求項３に記載のプロジェクターであって、
   前記光学フィルターには、前記発光部から出力された前記光信号の進行方向に向かう程広がる角度分布を狭めるように前記光信号を屈折させるレンズ部が設けられていることを特徴とするプロジェクター。
5. 請求項３または請求項４に記載のプロジェクターであって、
   前記投写レンズは、光軸が前記スクリーンに投写された画像の中心に対してずれるあおり投写するように構成され、
   前記光学フィルターには、前記投写レンズのあおり方向と同一方向に前記光信号を屈折させるレンズ部が設けられていることを特徴とするプロジェクター。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のプロジェクターと、
   前記プロジェクターから出力された前記光信号を受光する受光部、および前記受光部で受光した前記光信号に対応して光が通過する開放状態と光が遮蔽される遮光状態とが切り替えられるシャッターを有する画像観察用眼鏡と、
   を備えることを特徴とする画像表示システム。

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