JP2023136546A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】解像度が同一の拡大像を第１投写位置および第２投写位置に切り替えて投写することが可能なプロジェクターを提供すること。
【解決手段】プロジェクターは、光変調素子と、投写機構と、を有する。投写機構は、第１光学系と、第２光学系と、第２光学系を移動させるシフト機構とを有する。シフト機構は、第２光学系の光軸と直交する方向において、第２光学系を、第１位置と、第１位置とは異なる第２位置とに移動させる。第２光学系が第１位置のとき、投写機構は、投写画像光を、第２光学系および第１光学系からなる第１投写光学系を経由させて第１投写位置に、投写画像の第１拡大像を投写する。第２光学系が第２位置のとき、投写機構は、投写画像光を、第２光学系のみからなる第２投写光学系を経由させて、第１投写光学系の画角とは異なる画角で第１投写位置とは異なる第２投写位置に、投写画像の第２拡大像を投写する。
【選択図】図３

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

１つの画像表示素子の異なる第１表示領域と第２表示領域とにそれぞれ表示された投影用画像を、投写光学系により拡大して、異なる第１平面と第２平面とに投影するプロジェクターは、特許文献１に記載されている。同文献では、第１表示領域は、第２表示領域よりも大きい。投写光学系は、第１平面に投影する第１光学系と、第２平面に投影する第２光学系と、画像表示素子の第１表示領域に表示される投影用画像を第１光学系に入射させ、かつ、画像表示素子の第２表示領域に表示される投影用画像を第２光学系に入射させる共通光学系と、を備える。第１光学系の光軸は、共通光学系の光軸と一致する。第２光学系は、共通光学系の光軸から離間する位置に設けられた２つのミラーである。第１光学系及び共通光学系により投影される第１画角と、第２光学系及び共通光学系により投影される第２画角は、オーバーラップする、第１平面および第２平面のそれぞれに、同時に第１画像および第２画像を投影する。

ＷＯ２０１９／０６４９７７号公報

上記のプロジェクターにおいて、画像表示素子を、第１表示領域、第２表示領域、オーバーラップする領域に分けている。従って、画像表示素子の面積に対して、第１平面に投影される領域と、第２平面に投影される領域とに分割するため、解像度が大きく低下してしまう虞がある。

上記の課題を解決するために、本発明の投写光学系は、投写画像を形成する光変調素子と、前記光変調素子から射出される前記投写画像の投写画像光を拡大して投写するための投写機構と、を有し、前記投写機構は、第１光学系と、前記第１光学系と前記光変調素子との間に位置する第２光学系と、前記光変調素子に対して前記２光学系を移動させるシフト機構と、を有し、前記シフト機構は、前記第２光学系の光軸と直交する方向において、前記第２光学系を、第１位置と、前記第１位置とは異なる第２位置とに移動させ、前記第２光学系が前記第１位置のとき、前記投写機構は、前記投写画像光を、前記第２光学系および前記第１光学系からなる第１投写光学系を経由させて第１投写位置に、前記投写画像の第１拡大像を投写し、前記第２光学系が第２位置のとき、前記投写機構は、前記投写画像光を、前記第２光学系のみからなる第２投写光学系を経由させて、前記第１投写光学系の画角とは異なる画角で前記第１投写位置とは異なる第２投写位置に、前記投写画像の第２拡大像を投写することを特徴とする。

本発明のプロジェクターの概略構成を示す図である。 シフト機構の説明図である。 実施例１の投写機構の全体を模式的に表す光線図である。 実施例１における第１形態の投写機構の光線図である。 実施例１における第２形態の投写機構の光線図である。 投写光学系と液晶パネルの表示領域との位置関係を説明する図である。 実施例１における第１形態の投写機構の拡大側のＭＴＦを示す図である。 実施例１における第２形態の投写機構の拡大側のＭＴＦを示す図である。 実施例２の投写機構の全体を模式的に表す光線図である。 実施例２における第１形態の投写機構の光線図である。 実施例２における第２形態の投写機構の光線図である。 実施例３の投写機構の全体を模式的に表す光線図である。 実施例３における第１形態の投写機構の光線図である。 実施例３における第２形態の投写機構の光線図である。

以下に図面を参照して、本発明の実施形態に係るプロジェクターについて詳細に説明する。

（プロジェクター）
図１は本発明の投写機構３を備えるプロジェクターの概略構成図である。図１に示すように、プロジェクター１は、スクリーンＳに投写する投写画像を形成する画像形成部２と、画像形成部２から射出される投写画像の投写画像光を拡大してスクリーンＳに投写する投写機構３と、画像形成部２の動作を制御する制御部４と、を備える。

（画像生成光学系および制御部）
画像形成部２は、光源１０、第１インテグレーターレンズ１１、第２インテグレーターレンズ１２、偏光変換素子１３、重畳レンズ１４を備える。光源１０は、例えば、超高圧水銀ランプ、固体光源等で構成される。第１インテグレーターレンズ１１および第２インテグレーターレンズ１２は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子をそれぞれ有する。第１インテグレーターレンズ１１は、光源１０からの光束を複数に分割する。第１インテグレーターレンズ１１の各レンズ素子は、光源１０からの光束を第２インテグレーターレンズ１２の各レンズ素子の近傍に集光させる。

偏光変換素子１３は、第２インテグレーターレンズ１２からの光を所定の直線偏光に変換させる。重畳レンズ１４は、第１インテグレーターレンズ１１の各レンズ素子の像を、第２インテグレーターレンズ１２を介して、後述する液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇ、および、液晶パネル１８Ｂの表示領域上で重畳させる。

また、画像形成部２は、第１ダイクロイックミラー１５、反射ミラー１６、フィールドレンズ１７Ｒ、および、液晶パネル１８Ｒを備える。第１ダイクロイックミラー１５は、重畳レンズ１４から入射した光線の一部であるＲ光を反射させ、重畳レンズ１４から入射した光線の一部であるＧ光およびＢ光を透過させる。第１ダイクロイックミラー１５で反射されたＲ光は、反射ミラー１６およびフィールドレンズ１７Ｒを経て、液晶パネル１８Ｒへ入射する。液晶パネル１８Ｒは光変調素子である。液晶パネル１８ＲはＲ光を画像信号に応じて変調することにより、赤色の投写画像を形成する。

さらに、画像形成部２は、第２ダイクロイックミラー２１、フィールドレンズ１７Ｇ、および、液晶パネル１８Ｇを備える。第２ダイクロイックミラー２１は、第１ダイクロイックミラー１５からの光線の一部であるＧ光を反射させ、第１ダイクロイックミラー１５からの光線の一部であるＢ光を透過させる。第２ダイクロイックミラー２１で反射されたＧ光は、フィールドレンズ１７Ｇを経て、液晶パネル１８Ｇへ入射する。液晶パネル１８Ｇは光変調素子である。液晶パネル１８ＧはＧ光を画像信号に応じて変調することにより、緑色の投写画像を形成する。

また、画像形成部２は、リレーレンズ２２、反射ミラー２３、リレーレンズ２４、反射ミラー２５、フィールドレンズ１７Ｂ、および、液晶パネル１８Ｂを備える。第２ダイクロイックミラー２１を透過したＢ光は、リレーレンズ２２、反射ミラー２３、リレーレンズ２４、反射ミラー２５、およびフィールドレンズ１７Ｂを経て、液晶パネル１８Ｂへ入射する。液晶パネル１８Ｂは光変調素子である。液晶パネル１８ＢはＢ光を画像信号に応じて変調することにより、青色の投写画像を形成する。

液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇ、および、液晶パネル１８Ｂは、クロスダイクロイックプリズム１９を３方向から囲んでいる。クロスダイクロイックプリズム１９は、光合成用のプリズムであり、各液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂで変調された光を合成した投写画像を生成する。

ここで、投写機構３は、クロスダイクロイックプリズム１９が合成した投写画像（各液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが形成した投写画像の投写画像）を拡大した拡大像をスクリーンＳに投写する。スクリーンＳは、投写機構３の拡大側結像面である。

制御部４は、ビデオ信号等の外部画像信号が入力される画像処理部６と、画像処理部６から出力される画像信号に基づいて液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇおよび液晶パネル１８Ｂを駆動する表示駆動部７と、を備える。

画像処理部６は、外部の機器から入力された画像信号を各色の階調等を含む画像信号に変換する。表示駆動部７は、画像処理部６から出力された各色の投写画像信号に基づいて液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇおよび液晶パネル１８Ｂを動作させる。これにより、画像処理部６は、画像信号に対応した投写画像を液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇおよび液晶パネル１８Ｂに表示する。

（投写機構）
以下では、プロジェクター１に搭載される投写機構３の構成例として実施例１～３を説明する。実施例１～３において、投写機構３は、投写光学系３０と、シフト機構４１とを備える。投写光学系３０は、第１光学系３１と、第１光学系３１と液晶パネル１８との間に位置する第２光学系３２と、を備える。シフト機構４１は、液晶パネル１８に対して、第２光学系３２の光軸Ｎと直交する方向に、第２光学系３２を移動させる。

図２は、シフト機構４１の説明図である。シフト機構４１としては、例えば、投写光学系３０の第２光学系３２を保持する保持部４２と、保持部４２を第２光学系３２の光軸Ｎと直交する方向に移動可能に支持する支持部４３と、保持部４２を第１位置３２Ａまたは第２位置３２Ｂに移動させる駆動機構４４とを備える。本例では、第２光学系３２を保持する保持部４２が第１位置３２Ａまたは第２位置３２Ｂに移動するとき、第１光学系３１は、第２光学系３２と一体となって移動する。すなわち、保持部４２は、第１光学系３１も保持している。このとき、第２光学系３２の光軸Ｎは、第１光学系３１の光軸と一致する。また、第２光学系３２の光軸Ｎは、投写光学系３０の光軸Ｎでもある。よって、本例では、シフト機構４１は、液晶パネル１８に対して、投写光学系３０の光軸Ｎと直交する方向に、第１光学系３１および第２光学系３２（投写光学系３０）を移動させる。

ここで、以下の説明では、便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸とする。また、投写光学系３０の光軸Ｎに沿った方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向において、第１光学系３１が位置する側を第１方向Ｚ１、第２光学系３２が位置する側を第２方向Ｚ２とする。上下方向をＹ軸方向とする。Ｙ軸方向において、一方側を上方Ｙ１、他方側を下方Ｙ２とする。

駆動機構４４は、Ｙ軸方向において、保持部４２を第１位置３２Ａまたは第２位置３２Ｂに移動させる駆動部４５を備える。駆動機構４４は、投写光学系３０を第１位置３２Ａまたは第２位置３２Ｂに選択配置するための選択部４６を備える。駆動部４５は、モータなどの駆動源である。選択部４６は、ユーザが投写光学系３０の各位置を選択するためのスイッチなどである。ここで、制御部４は、駆動部４５を駆動制御するシフト制御部４７を備える。シフト制御部４７は、保持部４２の位置情報を記憶しており、選択部４６によって選択された位置情報に基づいて、駆動部４５を駆動制御して保持部４２を第１位置３２Ａまたは第２位置３２Ｂに配置する。

選択部４６によって投写光学系３０を第１位置３２Ａに配置することが選択されると、駆動部４５を駆動制御して保持部４２を第１位置３２Ａに配置する。また、選択部４６によって第２光学系３２を第２位置３２Ｂに配置することが選択されると、駆動部４５を駆動制御して投写光学系３０を第２位置３２Ｂに配置する。これにより、シフト機構４１は、Ｙ軸方向において、投写光学系３０を第１位置３２Ａまたは第２位置３２Ｂに移動させる。

投写光学系３０が第１位置３２Ａでは、シフト機構４１は、投写光学系３０を、上方Ｙ１に移動させる。投写光学系３０が第２位置３２Ｂでは、シフト機構４１は、投写光学系３０を、下方Ｙ２に移動させる。ここで、投写光学系３０が第１位置３２Ａでは、投写光学系３０の光軸Ｎ１は、液晶パネル１８の上方Ｙ１に位置し、投写光学系３０が第２位置３２Ｂでは、投写光学系３０の光軸Ｎ２は、液晶パネル１８の下方Ｙ２に位置する。なお、シフト機構４１は、投写光学系３０を、Ｘ軸方向に移動させる構成であってもよい。

各実施例１～３の投写機構の説明では、投写光学系３０が第１位置３２Ａに配置されているときを第１形態とし、投写光学系３０が第２位置３２Ｂに配置されているときを第２形態として、並列に示す。また、各実施例１～３において、投写機構の光線図では、液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇ、液晶パネル１８Ｂを、液晶パネル１８として表す。

（実施例１）
図３は、実施例１の投写機構３Ａの全体を模式的に表す光線図である。図４は、実施例１の第１形態における投写機構３Ａの光線図である。図５は、実施例１の第２形態におけるの投写機構３Ａの光線図である。図６は、投写光学系３０と液晶パネル１８の表示領域との位置関係を説明する図である。なお、図３では、第１形態における投写機構３Ａの光線と、第２形態におけるの投写機構３Ａの光線とを重ねている。図４および図５では、シフト機構を省略している。図６は、平面視した投写光学系３０および液晶パネル１８の外形の概略を示している。

図３に示すように、投写機構３Ａは、第１形態のときに、第１光学系３１から投写された第１拡大像を第１投写位置に位置する第１スクリーンＳ１に投写し、第２形態のときに、第２光学系３２から投写された第２拡大像を第１位置とは異なる第２位置に位置する第２スクリーンＳ２に投写する。本例では、第１スクリーンＳ１と第２スクリーンＳ２とは、平行であるとともに、第１スクリーンＳ１は、第２スクリーンＳ２より第２方向Ｚ２に位置する。

図３に示すように、第１形態の投写機構３Ａと第２形態の投写機構３Ａとの画角は異なっており、第１形態の投写機構３Ａは、第２形態の投写機構３Ａより、広角投影が可能である。図３では、本例の投写機構３Ａから各スクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１～Ｆ４により模式的に示す。光束Ｆ１は最も像高が低い位置に達する光束である。光束Ｆ４は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２およびＦ３は、光束Ｆ１と光束Ｆ４との間の位置に達する光束である。また、図３に示すように、第１形態の投写機構３Ａの第１投写距離は、第２形態の投写機構３Ａの第２投写距離より短い。

（実施例１の第１形態）
図３および図４に示すように、第１形態の投写機構３Ａでは、投写光学系３０は、シフト機構によって、第１位置３２Ａに配置されている。第１形態の投写機構３Ａでは、第１光学系３１、および第２光学系３２からなる第１投写光学系３０Ａが構成される。

第１投写光学系３０Ａの縮小側結像面には、画像形成部２の液晶パネル１８が配置されている。第１投写光学系３０Ａの拡大側結像面には、第１スクリーンＳ１が配置されている。

第１光学系３１は、３枚のレンズＬ１１～Ｌ１３を備える。レンズＬ１１～Ｌ１３は、拡大側から縮小側に向かってこの順に配置されている。第２光学系３２は、４枚のレンズＬ２１～Ｌ２４を備える。レンズＬ２１～Ｌ２４は、拡大側から縮小側に向かってこの順に配置されている。レンズＬ２１とレンズＬ２２との間には、絞り５１が配置されている。絞り５１は、Ｆナンバーを定義する上で設定された開口絞りである。

図４および図６に示すように、投写光学系３０が第１位置３２Ａでは、投写光学系３０の光軸Ｎ１は、液晶パネル１８の上方Ｙ１に位置する。すなわち、液晶パネル１８は、投写光学系３０の光軸Ｎ１に対して下方Ｙ２に位置する。

図３および図４に示すように、液晶パネル１８から射出された光線は、第２光学系３２を通過した後、光軸Ｎ１の上方Ｙ１に向かう。第２光学系３２から射出された光線は、第１光学系３１を通過した後、上方Ｙ１に拡大投写され、第１スクリーンＳ１に到達する。すなわち、投写機構３Ａは、投写画像光を、第２光学系３２および第１光学系３１からなる第１投写光学系３０Ａを経由させて第１スクリーンＳ１に、第１拡大像を投写する。

（実施例１の第２形態）
図３および図５に示すように、第２形態の投写機構３Ａでは、投写光学系３０は、シフト機構によって、第２位置３２Ｂに配置されている。より具体的には、投写光学系３０が第１位置３２Ａから第２位置３２Ｂに移動する場合、投写光学系３０は、シフト機構によって、下方Ｙ２に移動させられて、第２位置３２Ｂに配置される。第２形態の投写機構３Ａでは、第２光学系３２のみからなる第２投写光学系３０Ｂが構成される。

第２投写光学系３０Ｂの縮小側結像面には、画像形成部２の液晶パネル１８が配置されている。第２投写光学系３０Ｂの拡大側結像面には、第２スクリーンＳ２が配置されている。

図５および図６に示すように、投写光学系３０が第２位置３２Ｂでは、投写光学系３０の光軸Ｎ２は、液晶パネル１８の下方Ｙ２に位置する。すなわち、液晶パネル１８は、投写光学系３０の光軸Ｎ２に対して上方Ｙ１に位置する。なお、液晶パネル１８は、第１形態および第２形態において、同一形状の投写画像を形成する。

図３および図５に示すように、液晶パネル１８から射出された光線は、第２光学系３２を通過した後、光軸Ｎ２の下方Ｙ２に拡大投写され、第２スクリーンＳ２に到達する。すなわち、投写機構３Ａは、投写画像光を、第２光学系３２のみからなる第２投写光学系３０Ｂを経由させて、第１投写光学系３０Ａの画角とは異なる画角で第２スクリーンＳ２に、第２拡大像を投写する。

（レンズデータ）
第１形態における第１投写光学系３０Ａのレンズデータは以下のとおりである。面番号は、拡大側から縮小側に順番に付してある。符号は、レンズ、クロスダイクロイックプリズム、液晶パネルの符号である。Ｒは曲率半径である。ｄは軸上面間隔である。ｎｄはｄ線の屈折率である。νｄはｄ線のアッベ数である。Ｒ、ｄの単位はｍｍである。

符号 面番号 R d nd vd
S1 0 0.00000 478.881632
L11 1 70.00000 6.284397 1.743972 44.85
2 23.48106 18.624820
L12 3 70.00000 2.000000 1.743972 44.85
4 27.58649 34.234393
L13 5 -89.48399 20.000000 1.668587 32.20
6 -38.52206 52.000000
L21 7 -30.83096 3.000000 1.493154 67.03
8 -75.13558 10.000000
L22，51 9 19.10319 3.000000 1.654590 33.24
10 15.19880 20.000000
L23 11 237.38194 7.000000 1.620410 60.32
12 -30.44543 10.000000
L24 13 28.93771 6.394419 1.641320 56.50
14 252.89129 10.000000
19 15 0.00000 24.720000 1.516800 64.17
16 0.00000 0.100000
18 17 0.00000 0.000000

また、焦点距離をｆ、投写距離をＤ、半画角θ、ＦナンバーをＦｎとしたときに、第１形態における第１投写光学系３０Ａのデータは以下のとおりである。

ｆ ６．４６９３ｍｍ
Ｄ ４７８ｍｍ
θ ６４．０°
Ｆｎ ２．０５

第２形態における第２投写光学系３０Ｂのレンズデータは以下のとおりである。面番号は、拡大側から縮小側に順番に付してある。符号は、レンズ、クロスダイクロイックプリズム、液晶パネルの符号である。Ｒは曲率半径である。ｄは軸上面間隔である。ｎｄはｄ線の屈折率である。νｄはｄ線のアッベ数である。Ｒ、ｄの単位はｍｍである。

符号 面番号 R d nd vd
S2 0 0.00000 1707.335643
L21 7 -30.83096 3.000000 1.493154 67.03
8 -75.13558 10.000000
L22,51 9 19.10319 3.000000 1.654590 33.24
10 15.19880 20.000000
L23 11 237.38194 7.000000 1.620410 60.32
12 -30.44543 10.000000
L24 13 28.93771 6.394419 1.641320 56.50
14 252.89129 10.000000
19 15 0.00000 24.720000 1.516800 64.17
16 0.00000 0.100000
18 17 0.00000 0.000000

また、焦点距離をｆ、投写距離をＤ、半画角θ、ＦナンバーをＦｎとしたときに、第２形態における第２投写光学系３０Ｂのデータは以下のとおりである。

ｆ ２３．３５７５ｍｍ
Ｄ １８４０ｍｍ
θ １８．０°
Ｆｎ ２．０５

ここで、第１投写光学系３０Ａの投写距離を第１投写距離Ｄ１、第２投写光学系３０Ｂの投写距離を第２投写距離Ｄ２とした場合に、第２投写距離Ｄ２は、第１投写距離Ｄ１の３倍以上である。

本例では、第１投写距離Ｄ１は、４７８ｍｍであり、第２投写距離Ｄ２は、１８４０ｍｍである。よって、第２投写距離Ｄ２は、第１投写距離Ｄ１の３．８５倍である。

また、第１投写光学系３０Ａの半画角を第１画角、第２投写光学系３０Ｂの半画角を第２画角とした場合に、第１画角は、第２画角の３倍以上である。

本例では、第１画角θ１は、６４．０°であり、第２画角θ２は、１８．０°である。よって、第１画角は、第２画角の３．５５倍である。

（作用効果）
本例のプロジェクター１は、投写画像を形成する液晶パネル１８と、液晶パネル１８から射出される投写画像の投写画像光を拡大して投写するための投写機構３と、を有する。投写機構３は、第１光学系３１と、第１光学系３１と液晶パネル１８との間に位置する第２光学系３２と、液晶パネル１８に対して第１光学系３１および第２光学系３２（投写光学系３０）を移動させるシフト機構４１と、を有する。シフト機構４１は、第２光学系３２の光軸Ｎと直交するＹ軸方向において、投写光学系３０を、第１位置３２Ａと、第１位置３２Ａとは異なる第２位置３２Ｂとに移動させる。投写光学系３０が第１位置３２Ａのとき、投写機構３は、投写画像光を、第２光学系３２および第１光学系３１からなる第１投写光学系３０Ａを経由させて第１投写位置に位置する第１スクリーンＳ１に、第１拡大像を投写する。また、投写光学系３０が第２位置３２Ｂのとき、投写機構３は、投写画像光を、第２光学系３２のみからなる第２投写光学系３０Ｂを経由させて、第１投写光学系３０Ａの画角とは異なる画角で第２投写位置に位置する第２スクリーンＳ２に、第２拡大像を投写する。液晶パネル１８は、第１光学系３１および第２光学系３２が第１位置３２Ａおよび第２位置３２Ｂにおいて、同一形状の投写画像を形成する。

本例によれば、画角および投写位置が互いに異なる第１投写光学系３０Ａおよび第２投写光学系３０Ｂを選択的に変更することができるプロジェクターにおいて、第１投写光学系３０Ａおよび第２投写光学系３０Ｂは、同一形状の投写画像の投写画像光を拡大して投写するので、第１スクリーンＳ１および第２スクリーンＳ２に投写される各拡大像の解像度を同一とすることができる。

本例では、第２光学系３２がシフト機構４１によって移動するとき、第１光学系３１は、第２光学系３２と一体となって移動する。よって、第１光学系３１が固定されて第２光学系３２のみが移動する構成と比較して、第１光学系３１と第２光学系３２との光軸のズレが発生することを抑制することができる。

また、本例では、第２光学系３２が絞り５１を備える。したがって、第１投写光学系３０Ａおよび第２投写光学系３０Ｂで共通する第２光学系３２が絞りを備えるので、第１投写光学系３０Ａおよび第２投写光学系３０Ｂにおいて絞り５１を通過する光束の大きさが同等となる。よって、第１投写光学系３０Ａおよび第２投写光学系３０ＢのＦナンバーを同等の大きさとすることができる。

本例では、第１投写光学系３０Ａの投写距離を第１投写距離Ｄ１、第２投写光学系３０Ｂの投写距離を第２投写距離Ｄ２とした場合に、第２投写距離Ｄ２は、第１投写距離Ｄ１の３倍以上である。具体的には、第２投写距離Ｄ２は、第１投写距離Ｄ１の３．８５倍である。よって、本例のプロジェクター１は、第１投写光学系３０Ａおよび第２投写光学系３０Ｂを選択的に変更することによって、投写距離が大きく異なる２つのスクリーンに拡大像を投写することができる。

本例では、第１投写光学系３０Ａの半画角を第１画角、第２投写光学系３０Ｂの半画角を第２画角とした場合に、第１画角は、第２画角の３倍以上である。具体的には、第１画角は、第２画角の３．５５倍である。よって、本例のプロジェクター１は、第１投写光学系３０Ａおよび第２投写光学系３０Ｂを選択的に変更することによって、投写する際の画角を大きく異ならせることができる。

本例では、シフト機構４１は、第２光学系３２を保持する保持部４２と、保持部４２を光軸Ｎと直交するＹ軸方向に移動可能に支持する支持部４３と、保持部４２を移動させて投写光学系３０を第１位置３２Ａまたは第２位置３２Ｂに配置する駆動部４５と、を備える。制御部４は、駆動部４５を駆動制御して投写光学系３０を第１位置３２Ａまたは第２位置３２Ｂに配置するシフト制御部４７を備える。よって、シフト制御部４７によって投写光学系３０を第１位置３２Ａまたは第２位置３２Ｂに移動制御させることができる。

本例では、シフト機構４１は、投写光学系３０を第１位置３２Ａまたは第２位置３２Ｂに選択配置するための選択部４６を備える。シフト制御部４７は、選択部４６によって投写光学系３０を第１位置３２Ａに配置することが選択されると、駆動部４５を駆動制御して投写光学系３０を第１位置３２Ａに配置する。また、シフト制御部４７は、選択部４６によって投写光学系３０を第２位置３２Ｂに配置することが選択されると、駆動部４５を駆動制御して第２光学系３２を第２位置３２Ｂに配置する。よって、ユーザは、投写光学系３０の位置を選択部４６により選択すれば、第２光学系３２を各位置に容易に変更することができる。

図７は、第１形態の投写機構３Ａの縮小側のＭＴＦを示す図である。図８は、第２形態の投写機構３Ａの縮小側のＭＴＦを示す図である。図７および図８の横軸は空間周波数であり、縦軸はコントラスト再現比である。図７および図８に示すように、本例の投写機構３Ａは、第１形態および第２形態において、高い解像度を有する。

（実施例２）
図９は、実施例２の投写機構３Ｂの全体を模式的に表す光線図である。図１０は、実施例２の第１形態における投写機構３Ｂの光線図である。図１１は、実施例２の第２形態における投写機構３Ｂの光線図である。なお、図９では、第１形態における投写機構３Ｂの光線と、第２形態における投写機構３Ｂの光線とを重ねている。実施例２の投写機構３Ｂは、第１反射部材３３を備える点が実施例１の投写機構３Ａとは相違する。なお、実施例２の投写機構３Ｂの他の構成は実施例１の投写機構３Ａと同一なので、対応する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図９に示すように、投写機構３Ｂは、第１投写光学系３０Ａの拡大側に配置されて第１投写光学系３０Ａの投写方向を変化させる第１反射部材３３を備える。投写機構３Ｂは、第１形態のときに、第１反射部材３３によって第１光学系３１から投写された第１拡大像の投写方向を偏向して、第１拡大像を第１投写位置に位置する第１スクリーンＳ１に投写し、第２形態のときに、第２光学系３２から投写された第２拡大像を第１位置とは異なる第２位置に位置する第２スクリーンＳ２に投写する。本例では、第１スクリーンＳ１と第２スクリーンＳ２とは、交差するとともに、第１スクリーンＳ１は、第２スクリーンＳ２の上方Ｙ１に位置する。

図９に示すように、第１形態の投写機構３Ｂと第２形態の投写機構３Ｂとの画角は異なっており、第１形態の投写機構３Ｂは、第２形態の投写機構３Ｂより、広角投影が可能である。図９では、本例の投写機構３Ｂから各スクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１～Ｆ４により模式的に示す。光束Ｆ１は最も像高が低い位置に達する光束である。光束Ｆ４は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２およびＦ３は、光束Ｆ１と光束Ｆ４との間の位置に達する光束である。また、図９に示すように、第１形態の投写機構３Ｂの第１投写距離は、第２形態の投写機構３Ｂの第２投写距離より短い。

（実施例２の第１形態）
図９および図１０に示すように、第１形態の投写機構３Ｂでは、投写光学系３０は、シフト機構によって、第１位置３２Ａに配置されている。

第１反射部材３３は、第１光学系３１の拡大側に配置されている。第１反射部材３３は、投写光学系３０の光軸Ｎより上方Ｙ１であって、第１光学系３１より第１方向Ｚ１に配置されている。第１反射部材３３は、平面ミラーからなる。第１反射部材３３は、第２方向Ｚ２に向かうに従って、下方Ｙ２に傾斜している。

図１０に示すように、投写光学系３０が第１位置３２Ａでは、投写光学系３０の光軸Ｎ１は、液晶パネル１８の上方Ｙ１に位置する。すなわち、液晶パネル１８は、投写光学系３０の光軸Ｎ１に対して下方Ｙ２に位置する。

図９および図１０に示すように、液晶パネル１８から射出された光線は、第２光学系３２を通過した後、光軸Ｎ１の上方Ｙ１に向かう。第２光学系３２から射出された光線は、第１光学系３１を通過した後、上方Ｙ１に向かう。第１光学系３１から射出された光線は、第１反射部材３３によって、上方Ｙ１および第２方向Ｚ２に折り返される。第１反射部材３３によって投写方向が偏向された光線は、上方Ｙ１および第２方向Ｚ２に拡大投写され、第１スクリーンＳ１に到達する。すなわち、投写機構３Ｂは、投写画像光を、第２光学系３２および第１光学系３１からなる第１投写光学系３０Ａと、第１反射部材３３とを経由させて第１スクリーンＳ１に、第１拡大像を投写する。

（実施例２の第２形態）
図９および図１１に示すように、第２形態の投写機構３Ｂでは、投写光学系３０は、シフト機構によって、第２位置３２Ｂに配置されている。

図１１に示すように、投写光学系３０が第２位置３２Ｂでは、投写光学系３０の光軸Ｎ２は、液晶パネル１８の下方Ｙ２に位置する。すなわち、液晶パネル１８は、投写光学系３０の光軸Ｎ２に対して上方Ｙ１に位置する。

図９および図１１に示すように、液晶パネル１８から射出された光線は、第２光学系３２を通過した後、光軸Ｎ２の下方Ｙ２に拡大投写され、第２スクリーンＳ２に到達する。すなわち、投写機構３Ｂは、投写画像光を、第２光学系３２のみからなる第２投写光学系３０Ｂを経由させて、第１投写光学系３０Ａの画角とは異なる画角で第２スクリーンＳ２に、第２拡大像を投写する。

（作用効果）
本例のプロジェクター１では、投写機構３Ｂは、第１投写光学系３０Ａの拡大側に配置されて第１投写光学系３０Ａの投写方向を変化させる第１反射部材３３を備える。よって、本例のプロジェクター１は、第１反射部材３３によって第１スクリーンＳ１の位置を変更することができる。また、本例のプロジェクター１は、投写機構３Ｂが第１反射部材３３を備える点を除き、実施例１のプロジェクター１と同一の構成を備えるので、実施例１のプロジェクター１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例３）
図１２は、実施例３の投写機構３Ｃの全体を模式的に表す光線図である。図１３は、実施例３の第１形態における投写機構３Ｃの光線図である。図１４は、実施例３の第２形態におけるの投写機構３Ｃの光線図である。なお、図１２では、第１形態における投写機構３Ｃの光線と、第２形態におけるの投写機構３Ｃの光線とを重ねている。実施例３の投写機構３Ｃは、第２反射部材３４を備える点が実施例１の投写機構３Ａとは相違する。なお、実施例３の投写機構３Ｃの他の構成は実施例１の投写機構３Ａと同一なので、対応する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図１２に示すように、投写機構３Ｃは、第２投写光学系３０Ｂの拡大側に配置されて第２投写光学系３０Ｂの投写方向を変化させる第２反射部材３４を備える。投写機構３Ｃは、第１形態のときに、第１光学系３１から投写された第１拡大像を第１投写位置に位置する第１スクリーンＳ１に投写し、第２形態のときに、第２反射部材３４によって第２光学系３２から投写された第２拡大像の投写方向を偏向して、第２拡大像を第１位置とは異なる第２位置に位置する第２スクリーンＳ２に投写する。本例では、第１スクリーンＳ１と第２スクリーンＳ２とは、直交するとともに、第１スクリーンＳ１は、第２スクリーンＳ２の下方Ｙ２に位置する。

図１２に示すように、第１形態の投写機構３Ｃと第２形態の投写機構３Ｃとの画角は異なっており、第１形態の投写機構３Ｃは、第２形態の投写機構３Ｃより、広角投影が可能である。図１２では、本例の投写機構３Ｃから各スクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１～Ｆ４により模式的に示す。光束Ｆ１は最も像高が低い位置に達する光束である。光束Ｆ４は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２およびＦ３は、光束Ｆ１と光束Ｆ４との間の位置に達する光束である。また、図１２に示すように、第１形態の投写機構３Ｃの第１投写距離は、第２形態の投写機構３Ｃの第２投写距離より短い。

（実施例３の第１形態）
図１２および図１３に示すように、第１形態の投写機構３Ｃでは、投写光学系３０は、シフト機構によって、第１位置３２Ａに配置されている。

図１３に示すように、投写光学系３０が第１位置３２Ａでは、投写光学系３０の光軸Ｎ１は、液晶パネル１８の上方Ｙ１に位置する。すなわち、液晶パネル１８は、投写光学系３０の光軸Ｎ１に対して下方Ｙ２に位置する。

図１２および図１３に示すように、液晶パネル１８から射出された光線は、第２光学系３２を通過した後、光軸Ｎ１の上方Ｙ１に向かう。第２光学系３２から射出された光線は、第１光学系３１を通過した後、上方Ｙ１に拡大投写され、第１スクリーンＳ１に到達する。すなわち、投写機構３Ｃは、投写画像光を、第２光学系３２および第１光学系３１からなる第１投写光学系３０Ａを経由させて第１スクリーンＳ１に、第１拡大像を投写する。

（実施例３の第２形態）
図１２および図１４に示すように、第２形態の投写機構３Ｃでは、シフト機構によって、第２位置３２Ｂに配置されている。

第２反射部材３４は、投写光学系３０の光軸Ｎより下方Ｙ２であって、第１光学系３１より第１方向Ｚ１に配置されている。第２反射部材３４は、平面ミラーからなる。第２反射部材３４は、第２方向Ｚ２に向かうに従って、下方Ｙ２に傾斜している。

図１４に示すように、投写光学系３０が第２位置３２Ｂでは、投写光学系３０の光軸Ｎ２は、液晶パネル１８の下方Ｙ２に位置する。すなわち、液晶パネル１８は、投写光学系３０の光軸Ｎ２に対して上方Ｙ１に位置する。

図１２および図１４に示すように、液晶パネル１８から射出された光線は、第２光学系３２を通過した後、光軸Ｎ２の下方Ｙ２に向かう。第２光学系３２から射出された光線は、第２反射部材３４によって、上方Ｙ１および第２方向Ｚ２に折り返される。第２反射部材３４によって偏向された光線は、上方Ｙ１および第２方向Ｚ２に拡大投写され、第２スクリーンＳ２に到達する。すなわち、投写機構３Ｃは、投写画像光を、第２光学系３２のみからなる第２投写光学系３０Ｂと第２反射部材３４とを経由させて、第１投写光学系３０Ａの画角とは異なる画角で第２スクリーンＳ２に、第２拡大像を投写する。

（作用効果）
本例のプロジェクター１では、投写機構３Ｃは、第２投写光学系３０Ｂの拡大側に配置されて第２投写光学系３０Ｂの投写方向を変化させる第２反射部材３４を備える。よって、本例のプロジェクター１は、第２反射部材３４によって第２スクリーンＳ２の位置を変更することができる。また、本例のプロジェクター１は、投写機構３Ｃが第２反射部材３４を備える点を除き、実施例１のプロジェクター１と同一の構成を備えるので、実施例１のプロジェクター１と同様の作用効果を得ることができる。

（その他の実施の形態）
上記形態では、第２光学系３２がシフト機構４１によって移動するとき、第１光学系３１は、第２光学系３２と一体となって移動したが、第１光学系３１は、固定されていてもよい。この場合、保持部４２は、第２光学系３２のみを保持する。シフト機構４１は、液晶パネル１８に対して、第２光学系３２の光軸Ｎと直交する方向に、第２光学系３２のみを移動させる。また、第２光学系３２が第１位置３２Ａのとき、第１光学系３１の光軸は、第２光学系３２の光軸Ｎと一致し、第２光学系３２が第２位置３２Ｂのとき、第１光学系３１の光軸は、第２光学系３２の光軸Ｎと一致しない。このようにすれば、シフト機構４１は、第２光学系３２のみを移動させるので、第１光学系３１および第２光学系３２を移動させる場合と比較して、構成を簡素化することができる。

また、駆動機構４４は、手動で保持部４２を移動させる構成としてもよい。

また、投写機構３は、第１反射部材３３および第２反射部材３４を両方備える構成としてもよい。また、第１反射部材３３および第２反射部材３４は、凹面または凸面など曲面を有するミラーであってもよい。

１…プロジェクター、２…画像形成部、３・３Ａ・３Ｂ・３Ｃ…投写機構、４…制御部、６…画像処理部、７…表示駆動部、１０…光源、１１…インテグレーターレンズ、１２…インテグレーターレンズ、１３…偏光変換素子、１４…重畳レンズ、１５…ダイクロイックミラー、１６…反射ミラー、１７Ｒ…フィールドレンズ、１７Ｇ…フィールドレンズ、１７Ｂ…フィールドレンズ、１８・１８Ｂ・１８Ｒ・１８Ｇ…液晶パネル、１９…クロスダイクロイックプリズム、２１…ダイクロイックミラー、２２…リレーレンズ、２３…反射ミラー、２４…リレーレンズ、２５…反射ミラー、３０…投写光学系、３０Ａ…第１投写光学系、３０Ｂ…第２投写光学系、３１…第１光学系、３２…第２光学系、３３…第１反射部材、３４…第２反射部材、４１…シフト機構、４２…保持部、４３…支持部、４４…駆動機構、４５…駆動部、４６…選択部、４７…シフト制御部、５１…絞り、Ｌ１１～Ｌ１３…レンズ、Ｌ２１～Ｌ２４…レンズ、Ｎ…光軸、Ｓ…スクリーン、Ｓ１…第１スクリーン、Ｓ２…第２スクリーン。

Claims (9)

1. 投写画像を形成する光変調素子と、
   前記光変調素子から射出される前記投写画像の投写画像光を拡大して投写するための投写機構と、を有し、
   前記投写機構は、第１光学系と、前記第１光学系と前記光変調素子との間に位置する第２光学系と、前記光変調素子に対して前記２光学系を移動させるシフト機構と、を有し、
   前記シフト機構は、前記第２光学系の光軸と直交する方向において、前記第２光学系を、第１位置と、前記第１位置とは異なる第２位置とに移動させ、
   前記第２光学系が前記第１位置のとき、前記投写機構は、前記投写画像光を、前記第２光学系および前記第１光学系からなる第１投写光学系を経由させて第１投写位置に、前記投写画像の第１拡大像を投写し、
   前記第２光学系が第２位置のとき、前記投写機構は、前記投写画像光を、前記第２光学系のみからなる第２投写光学系を経由させて、前記第１投写光学系の画角とは異なる画角で前記第１投写位置とは異なる第２投写位置に、前記投写画像の第２拡大像を投写することを特徴とするプロジェクター。
2. 前記第２光学系が前記シフト機構によって移動するとき、前記第１光学系は、前記第２光学系と一体となって移動することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記第１光学系は、固定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ー。
4. 前記第１投写光学系の投写距離を第１投写距離、前記第２投写光学系の投写距離を第２投写距離とした場合に、前記第２投写距離は、前記第１投写距離の３倍以上であることを特徴とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載のプロジェクター。
5. 前記第１投写光学系の半画角を第１画角、前記第２投写光学系の半画角を第２画角とした場合に、前記第１画角は、前記第２画角の３倍以上であることを特徴とする請求項１から４のうちの何れか一項に記載のプロジェクター。
6. 前記投写機構は、前記第１投写光学系の拡大側に配置されて前記第１投写光学系の投写方向を変化させる第１反射部材を備えることを特徴とする請求項１から５のうちの何れか一項に記載のプロジェクター。
7. 前記投写機構は、前記第２投写光学系の拡大側に配置されて前記第２投写光学系の投写方向を変化させる第２反射部材を備えることを特徴とする請求項１から６のうちの何れか一項に記載のプロジェクター。
8. 制御部を有し、
   前記シフト機構は、前記第２光学系を保持する保持部と、前記保持部を前記光軸と直交する方向に移動可能に支持する支持部と、前記保持部を移動させて前記第２光学系を前記第１位置または前記第２位置に配置する駆動部と、を備え、
   前記制御部は、前記駆動部を駆動制御して前記第２光学系を前記第１位置または前記第２位置に配置するシフト制御部と、を備えることを特徴とする請求項１から７のうちの何れか一項に記載のプロジェクター。
9. 前記シフト機構は、前記第２光学系を前記第１位置または前記第２位置に選択配置するための選択部を備え、
   前記シフト制御部は、前記選択部によって前記第２光学系を前記第１位置に配置することが選択されると、前記駆動部を駆動制御して前記第２光学系を前記第１位置に配置し、前記選択部によって前記第２光学系を前記第２位置に配置することが選択されると、前記駆動部を駆動制御して前記第２光学系を前記第２位置に配置することを特徴とする請求項８に記載のプロジェクター。
   
   

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