JP4026670B1

JP4026670B1 - 画像投影装置および画像投影システム

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Publication number: JP4026670B1
Application number: JP2006345834A
Authority: JP
Inventors: 勉安部
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2026-12-22
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Abstract

【課題】光学素子の防塵機能を備え、投影系から撮影系への迷光を抑制することができる画像投影装置および画像投影システムを提供する。
【解決手段】この画像投影装置は、対象物２を撮影するカメラ１２と、対象物２とカメラ１２との間の光路の途中に配置されたハーフミラー１３と、ハーフミラー１３を介して対象物２に画像光１４ａを投影するプロジェクタ１４と、対象物２とハーフミラー１３との間の光軸１２０上に開口を有するとともに、少なくともハーフミラー１３を覆うことでハーフミラー１３を防塵する防塵カバーと、開口を閉塞するように防塵カバーに設けられ、プロジェクタ１４からの画像光１４ａを受けて反射した反射光１４ｂがカメラ１２の入射瞳１２ａに入射しないように光軸１２０に対して向きを変位させて配置された透光性防塵部材１８とを備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、画像投影装置および画像投影システムに関する。

照射系と撮像系の光路を一部共用化して小型化を図った同軸照射撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この従来の同軸照射撮像装置は、開口を有するハウジングと、光軸が開口を通るようにハウジング内に配置されたカメラと、カメラの光軸上に位置するようにハウジング内に配置されたハーフミラーと、出射光をハーフミラーで反射させて開口から外部に出射するようにハウジング内に配置された発光ダイオードと、発光ダイオードの光軸に対して傾斜して配置され、発光ダイオードの出射光のうちハーフミラーを透過した光を減衰させる光減衰フィルタと、光減衰フィルタで反射した光の光軸上に配置された無反射体とを備える。

上記の同軸照射撮像装置によれば、発光ダイオードから出射された光は、ハーフミラーで一部が反射して開口から外部に出射されるが、ハーフミラーを透過した光は、光減衰フィルタに到達して減衰し、光減衰フィルタで減衰し切れなかった光は、無反射体に吸収されるため、発光ダイオードの出射光の一部が迷光となってカメラに入射されるのを抑制することができる。
特開平９−５６６３号公報

本発明の目的は、光学素子の防塵部材を有していても、投影系から撮影系への迷光を抑制することができる画像投影装置および画像投影システムを提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の画像投影装置および画像投影システムを提供する。

［１］対象物を撮影する撮影部と、前記対象物と前記撮影部との間の光路の途中に配置され、光路を分岐する光学素子と、前記光学素子を介して前記対象物に画像光を投影する投影部と、前記対象物と前記光学素子との間の光軸上に開口を有するとともに、少なくとも前記光学素子を覆うことで前記光学素子を防塵する防塵カバーと、前記開口を閉塞するように前記防塵カバーに設けられ、前記投影部からの前記画像光を受けて反射した反射光が前記撮影部の入射瞳に入射しないような方向に向けられた反射面を備えた透光性防塵部材とを有することを特徴とする画像投影装置。

［２］前記透光性防塵部材は、前記対象物側に突出して湾曲した形状を有し、前記光軸に対して向きまたは位置を変位させて配置されたことを特徴とする前記［１］に記載の画像投影装置。

［３］前記透光性防塵部材は、前記反射面が略平面であり、前記光軸に対して向きを変位させて配置されたことを特徴とする前記［１］に記載の画像投影装置。

［４］前記透光性防塵部材は、反射を抑制する層を備えたことを特徴とする前記［１］に記載の画像投影装置。

［５］前記透光性防塵部材で反射した光を減衰させる減衰フィルタを、更に備えたことを特徴とする前記［１］に記載の画像投影装置。

［６］前記投影部からの前記画像光が前記光学素子によって前記対象物の方向と異なる方向に分岐された光を所定の方向に反射する反射光学素子を、更に備えたことを特徴とする前記［１］に記載の画像投影装置。

［７］前記所定の方向に配置され、前記透光性防塵部材で反射した光を減衰させるとともに、前記反射光学素子で前記所定の方向に反射された光を減衰させる共通の光減衰フィルタを、更に備えたことを特徴とする前記［６］に記載の画像投影装置。

［８］前記［１］乃至［７］のいずれか１に記載の画像投影装置と、前記画像投影装置の前記撮影部によって撮影された撮影画像を前記撮影部から受信する受信部、受信された前記撮影画像を表示する表示部、および描画コマンドを送信する送信部を有する端末装置と、前記端末装置の前記送信部から送信された前記描画コマンドに基づいて前記投影画像を生成し、前記投影画像に基づく前記画像光を前記対象物に投影するように前記投影部を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする画像投影システム。

請求項１に係る画像投影装置によれば、光学素子の防塵部材を有していても、投影系から撮影系への迷光を抑制することができる。

請求項２に係る画像投影装置によれば、平坦な透光性防塵部材と比較して、湾曲した透光性防塵部材で反射した光（迷光）が到達する領域を狭くすることができ、投影系から撮影系への迷光の抑制が容易となる。

請求項３に係る画像投影装置によれば、平面以外の面形状を有するものに比べて透光性防塵部材の製作が容易となる。

請求項４に係る画像投影装置によれば、透光性防塵部材で反射する光量が減り、迷光が少なくなる。

請求項５に係る画像投影装置によれば、光減衰フィルタを用いない構成と比較して迷光をより抑制することができる。

請求項６に係る画像投影装置によれば、透光性防塵部材で反射した光が筐体等で乱反射して撮影部の入射瞳に入射するのを抑制することができる。

請求項７に係る画像投影装置によれば、小型化を図ることができる。

請求項８に係る画像投影システムによれば、光学素子の防塵部材を有していても、投影系から撮影系への迷光を抑制することができる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像投影システムの外観を示す斜視図である。なお、図１中、ケースは想像線で示す。

この画像投影システム１は、対象物２を撮影する撮影系、および対象物２に注釈画像等の画像光１４ａを投影する投影系を有する画像投影装置１０と、画像投影装置１０を遠隔から制御する端末装置３とから構成されている。対象物２は、工業製品、模型等の立体的なものや、スクリーン等の平面的なものでもよい。

画像投影装置１０は、ベース１１を有し、ベース１１上に、対象物２を撮影するカメラ（撮影部）１２と、対象物２とカメラ１２との間の光路の途中に配置され、光路を分岐するハーフミラー（光学素子）１３と、ハーフミラー１３を介して対象物２に画像光１４ａを投影するプロジェクタ（投影部）１４と、カメラ１２およびプロジェクタ１４と端末装置３とを中継するサーバ（制御装置）１５とを各々配置し、これらのカメラ１２、ハーフミラー１３、プロジェクタ１４およびサーバ１５をケース１６により覆う構造を有する。また、ケース１６には、カメラ１２およびプロジェクタ１４の光路を妨げないように窓１６ａが形成されている。

なお、サーバ１５は、画像投影装置１０とは別個独立に設けられていてもよい。この場合、サーバ１５に複数の画像投影装置を接続した構成としてもよい。

カメラ１２は、例えば、受光素子にＣＣＤ（電荷結合デバイス）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）等を用いたものである。

プロジェクタ１４は、例えば、空間光変調器に液晶パネルを用いた液晶プロジェクタを用いる。なお、液晶プロジェクタの他に、空間光変調器に２次元マイクロミラーアレイを用いたプロジェクタや、カラーホイールを用いた時分割方式のプロジェクタ等を用いることができる。

図２は、画像投影装置１０の内部を示す平面図、図３は、防塵カバーの断面図である。画像投影装置１０は、ハーフミラー１３を覆うことでハーフミラー１３を防塵する防塵カバー１７を有する。防塵カバー１７は、第１の防塵カバー１７Ａと第２の防塵カバー１７Ｂによりハーフミラー１３を挟持する構造を有する。

第１の防塵カバー１７Ａは、樹脂、金属等からなり、窓１６ａ側に開口１７０を有し、開口１７０を閉塞するように透光性防塵部材１８を保持し、光軸１２０に直交する方向から投影レンズユニット１４９がパッキング２１を介して接触している構成となっている。

第２の防塵カバー１７Ｂは、樹脂、金属等からなり、凹面鏡（反射光学素子）１９を保持し、ガラス板２２が装着された保持体２３、および光減衰部２０が取り付けられる。

（光減衰部）
光減衰部２０は、透光性防塵部材１８で反射した光が集光する領域であって、凹面鏡１９で反射した光が集光する領域に設けられている。また、光減衰部２０は、図３に示すように、樹脂、金属等からなる箱状の支持体２００と、支持板２００の傾斜面の内側に設けられた光減衰フィルタ２０１Ａと、支持板２００の底面の内側に設けられた光減衰フィルタ２０１Ｂと、支持板２００の３箇所の垂直面の内側にそれぞれ設けられた光減衰フィルタ２０１Ｃとからなる。なお、光減衰フィルタ２０１（２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ）の詳細な構成については後述する。

（透光性防塵部材）
図４は、透光性防塵部材１８の要部断面図を示す。透光性防塵部材１８は、透明なガラス板１８０と、ガラス板１８０の内側に形成されたＡＲ(Anti-Reflection)コート１８１とを有する。なお、透光性防塵部材１８の構成は、図４のものに限定されない。

ガラス板１８０は、合成石英（ＢＫ７）、光学用白板ガラス等からなる。

ＡＲコート１８１は、例えば、屈折率の異なるＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＦ_２等の誘電体層を交互に積層して形成され、光の干渉効果を利用して反射光１４ｂを抑制する機能を有し、本実施の形態では、反射率０．３％のものを用いる。

透光性防塵部材１８は、プロジェクタ１４からの画像光１４ａを受けて反射した反射光１４ｂがカメラ１２の入射瞳（カメラのレンズ口部分に相当）に入射しないように反射光１４ｂの方向に対して異なる方向に法線１８２を有する反射面１８３を備えている。反射面１８３は、図４に示すように、透光性防塵部材１８の内側の面に限らず、ガラス板１８０とＡＲコート１８１との界面、ガラス板１８０の外側の面にも存在する。

具体的には、透光性防塵部材１８は、対象物２側に突出して湾曲した形状、例えば、曲率半径をカメラ１２の入射瞳の中心までの距離とした円弧状を有し、透光性防塵部材１８によって結像される投影レンズユニット１４９の射出瞳の像の位置がカメラ１２の入射瞳の外となるように、光軸１２０に対し透光性防塵部材１８の向きを凹面鏡１９側に変位させている。なお、透光性防塵部材１８の向きは、カメラ１２とプロジェクタ１４との間でもよい。

透光性防塵部材１８の曲率半径をカメラ１２の入射瞳の中心までの距離とすることにより、透光性防塵部材１８を傾けても画像光１４ａの中心と周辺とで透光性防塵部材１８による影響が同等に作用するため、投影画像や撮影画像の画質への影響は無視できる程度となる。

なお、透光性防塵部材１８を傾ける角度は、投影レンズユニット１４９の射出瞳像の大きさ、位置、歪曲収差量、像位置変化量等が許容値内となるように定める。傾斜角度は５〜１０度が好ましく、本実施の形態では、７．５度に定める。

プロジェクタ１４の射出瞳とカメラ１２の入射瞳とは、ハーフミラー１３を挟んで光学的に共役な位置に配置され、特に本実施の形態においては画角を一致させている。

（光減衰フィルタ）
図５（ａ）〜（ｄ）は、光減衰フィルタ２０１の要部断面図である。光減衰フィルタ２０１としては、図５（ａ）〜（ｄ）の各種のものを用いることができる。なお、光減衰フィルタ２０１は、図５のものに限定されない。

図５（ａ）に示す光減衰フィルタ２０１は、石英ガラス等からなるガラス板２０２と、ガラス板２０２の外側にアルミニウムを蒸着して形成された光を反射するＡｌコート２０３と、ガラス板２０２の内側に形成されたＮＤ(Neutral Density)コート２０４と、ＮＤコート２０４の内側に形成されたＡＲ(Anti-Reflection)コート２０５とから構成されている。

ＮＤコート２０４は、例えば、クロム、インコーネル、アルミニウム等の金属から形成され、光の透過を抑制する機能を有し、本実施の形態では透過率０．３％のものを用いる。

ＡＲコート２０５は、例えば、屈折率の異なるＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＦ_２等の誘電体層を交互に積層して形成され、光の干渉効果を利用して反射光を抑制する機能を有し、本実施の形態では反射率０．５％のものを用いる。

また、図５（ｂ）に示す光減衰フィルタ２０１は、図５（ａ）の光減衰フィルタ２０１に対してＡｌコート２０３をガラス板２０２の内側に形成したものである。

また、図５（ｃ）に示す光減衰フィルタ２０１は、図５（ａ）の光減衰フィルタ２０１に対してＡＲコート２０５を省略したものである。

また、図５（ｄ）に示す光減衰フィルタ２０１は、図５（ｂ）の光減衰フィルタ２０１に対してＡＲコート２０５を省略したものである。

例えば、図５（ａ）に示す光減衰フィルタ２０１において、光が光減衰フィルタ２０１に到達すると、ＡＲコート２０５で反射する反射光とＡＲコート２０５を透過する透過光とに分かれる。透過光はＮＤコート２０４によって減衰した後、ガラス板２０２を透過してＡｌコート２０３で反射し、再びＮＤコート２０４によって減衰した後、外部に出射される。

（凹面鏡）
図６は、凹面鏡１９の要部断面図である。凹面鏡１９は、円弧状を有し、石英ガラス等からなるガラス板１９０と、ガラス板１９０の外側にＡｌコート１９１と、ガラス板１９０の内側に形成されたＮＤ(Neutral Density)コート１９２と、ＮＤコート１９２の内側に形成されたＡＲ(Anti-Reflection)コート１９３とから構成されている。なお、凹面鏡１９は、図６のものに限定されない。

Ａｌコート１９１、ＮＤコート１９２およびＡＲコート１９３は、Ａｌコート２０３、光減衰フィルタ２０１のＮＤコート２０４およびＡＲコート２０５と同様の構成を有する。

なお、凹面鏡１９は、図５（ｂ）〜図５（ｄ）と同様の構成としてもよい。

（プロジェクタ）
図７は、プロジェクタ１４の構成の一例を示す。プロジェクタ１４は、画像光１４ａを出射する方向の長さの小型化を図ったものであり、光源部１４０と、光源部１４０からの光を均一化する光インテグレータ１４１と、均一化された光の偏光方向を所定の方向に統一する偏光ビームスプリッタ１４２と、偏光方向が統一された光を平行光に整形するフィールドレンズ１４３と、フィールドレンズ１４３からの光を全反射する全反射ミラー１４４Ａと、全反射ミラー１４４Ａで反射した光のうちＲ成分を反射してＧ成分、Ｂ成分を透過させるダイクロイックミラー１４５Ｒと、ダイクロイックミラー１４５Ｒで反射したＲ成分の光を全反射する全反射ミラー１４４Ｂと、ダイクロイックミラー１４５Ｒを透過した光のうちＧ成分を反射してＢ成分を透過させるダイクロイックミラー１４５Ｇと、このダイクロイックミラー１４５Ｇを透過したＢ成分の光を全反射する全反射ミラー１４４Ｃ，１４４Ｄと、全反射ミラー１４４Ｂで反射したＲ成分の光、ダイクロイックミラー１４５Ｇで反射したＧ成分の光、および全反射ミラー１４４Ｄで反射したＢ成分の光を、それぞれフィールドレンズ１４６により平行光に整形し、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号に基づいてＲ、Ｇ、Ｂの画像光に変調する液晶パネル１４７Ｒ，１４７Ｇ，１４７Ｂと、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像光を合成する合成プリズム１４８と、合成プリズム１４８によって合成されたカラーの画像光を対象物２に投影する複数の投影レンズ１４９ａからなる投影レンズユニット１４９とを備える。

光源部１４０は、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ等の発光体１４０ａと、放物面鏡からなり、発光体１４０ａから後方に発せられた光を略平行な光束として前方に反射するリフレクタ１４０ｂとからなる。

合成プリズム１４８は、直角三角形の４つの直角プリズム１４８０の直交する２辺同士を接合し、接合面にＢ成分の光を反射するダイクロイック層１４８１Ｂと、Ｒ成分の光を反射するダイクロイック層１４８１Ｒを形成したものである。

図８は、画像投影システム１の制御系を示すブロック図である。サーバ１５は、カメラ１２で撮影された撮影画像を端末装置３に送信する送信部１５０と、プロジェクタ１４に対する画像投影制御を行う制御部１５１とを有する。

端末装置３は、サーバ１５の送信部１５０から送信された撮影画像を受信する受信部３０と、注釈画像を記憶する画像記憶部３１と、撮影画像等を表示する表示部３２と、端末装置３の各部を制御する制御部３３と、キーボード、マウス等からなる入力部３４と、描画コマンドをサーバ１５に送信する送信部３５とを有する。このような端末装置３は、例えば、コンピュータを用いて実現することができる。

（画像投影システムの動作）
次に、画像投影システム１の動作を説明する。カメラ１２が対象物２を撮影し、その撮影画像をサーバ１５に送ると、サーバ１５の送信部１５０は、撮影画像を端末装置３の受信部３０に送信する。端末装置３の制御部３３は、撮影画像を表示部３２に表示する。端末装置３の操作者は、入力部３４を操作して表示部３２に表示されている撮影画像に対して注釈画像を選択する。制御部３３は、選択された注釈画像を画像記憶部３１から読み出し、表示部３２上に表示されている撮影画像に重畳させるとともに、選択された注釈画像の描画コマンドを送信部３５によりサーバ１５に送信する。サーバ１５の制御部１５１は、描画コマンドに対応した画像投影制御を行う。プロジェクタ１４は、制御部１５１の画像投影制御により注釈画像を画像光１４ａとして対象物２に投影する。

すなわち、光源部１４０からの光は、光インテグレータ１４１、光インテグレータ１４１、偏光ビームスプリッタ１４２、偏光ビームスプリッタ１４２、フィールドレンズ１４３、および全反射ミラー１４４Ａを介してダイクロイックミラー１４５Ｒに入射し、ダイクロイックミラー１４５Ｒで反射光（Ｒ成分）と透過光（Ｇ成分、Ｂ成分）とに分かれる。Ｒ成分の光は、フィールドレンズ１４６を介して液晶パネル１４７Ｒに入射する。

ダイクロイックミラー１４５Ｒを透過したＧ成分、Ｂ成分の光は、ダイクロイックミラー１４５Ｇで反射光（Ｇ成分）と透過光（Ｂ成分）とに分かれる。Ｇ成分の光は、フィールドレンズ１４６を介して液晶パネル１４７Ｇに入射する。

ダイクロイックミラー１４５Ｇを透過したＢ成分の光は、全反射ミラー１４４Ｃ，１４４Ｄ、およびフィールドレンズ１４６を介して液晶パネル１４７Ｂに入射する。

各液晶パネル１４７Ｒ，１４７Ｇ，１４７Ｂに入射したＲ、Ｇ、Ｂ光は、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号に基づいて変調され、合成プリズム１４８により合成され、注釈画像がカラーの画像光１４ａとして投影レンズユニット１４９によりハーフミラー１３および透光性防塵部材１８を介して対象物２に投影される。

図９は、画像投影装置１０の光学系を示す。プロジェクタ１４から出射された画像光１４ａがハーフミラー１３に到達したとき、ハーフミラー１３で反射する光と透過する光とに分岐され、反射する光は、透光性防塵部材１８を透過して対象物２に投影される。プロジェクタ１４からの画像光１４ａが透光性防塵部材１８を透過する際、画像光１４ａの一部が透光性防塵部材１８で反射する。透光性防塵部材１８で反射した反射光１４ｂは、透光性防塵部材１８が円弧状に形成されているため、ハーフミラー１３を透過して狭い領域に集光し、光減衰フィルタ２０１に到達して減衰する。光減衰フィルタ２０１に到達した光は、そこで減衰するが、一部が反射光となって他の光減衰フィルタ２０１に向かい、光減衰フィルタ２０１間で繰返し反射することで、徐々に減衰する。

一方、プロジェクタ１４から出射された画像光１４ａのうちハーフミラー１３を透過した光は、凹面鏡１９で反射する。凹面鏡１９で反射した光は、凹面鏡１９が円弧状に形成されているため、狭い領域に集光し、光減衰フィルタ２０１に到達して減衰する。光減衰フィルタ２０１に到達した光は、そこで減衰するが、一部が反射光となって他の光減衰フィルタ２０１に向かい、光減衰フィルタ２０１間で繰返し反射することで、徐々に減衰する。

［第２の実施の形態]
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る画像投影装置の光学系を示す図である。本実施の形態は、第１の実施の形態において、カメラとプロジェクタの位置を入れ替えたもの、すなわち開口１７０を通る光軸１２０上にプロジェクタ１４を配置し、光軸１２０に直交するようにカメラ１２を配置したものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。

対象物２から発せられた光がハーフミラー１３で反射してカメラ１２の入射瞳１２ａに入射することにより、カメラ１２は対象物２を撮影する。プロジェクタ１４から出射された画像光１４ａは、ハーフミラー１３および透光性防塵部材１８を透過して対象物２に投影される。

プロジェクタ１４から出射された画像光１４ａが透光性防塵部材１８を透過する際、画像光１４ａの一部が透光性防塵部材１８で反射するが、その反射光１４ｂは、第１の実施の形態と同様に、光減衰フィルタ２０１に到達して減衰する。

また、プロジェクタ１４から出射された画像光１４ａのうちハーフミラー１３で反射した光は、凹面鏡１９で更に反射し、第１の実施の形態と同様に、光減衰フィルタ２０１に到達して減衰する。

［第３の実施の形態]
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る画像投影装置の光学系を示す図である。本実施の形態は、第１の実施の形態において、円弧状の透光性防塵部材１８を光軸１２０に対して傾けずにその位置を凹面鏡１９側に変位させたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。

本実施の形態の透光性防塵部材１８は、プロジェクタ１４からの画像光１４ａを受けて反射した反射光１４ｂがカメラ１２の入射瞳１２ａに入射しないように反射光１４ｂの方向に対して異なる方向に法線を有するものであり、具体的には、曲率半径を第１の実施の形態よりも小さい値にしている。

第３の実施の形態において、プロジェクタ１４から出射され、透光性防塵部材１８に照射した画像光１４ａのうち透光性防塵部材１８で反射した反射光１４ｂは、第１の実施の形態と同様に、光減衰フィルタ２０１に到達して減衰する。また、プロジェクタ１４から出射された画像光１４ａのうちハーフミラー１３を透過した光は、凹面鏡１９で反射し、第１の実施の形態と同様に、光減衰フィルタ２０１に到達して減衰する。

［第４の実施の形態]
図１２は、本発明の第４の実施の形態に係る画像投影装置の光学系を示す図である。本実施の形態は、第１の実施の形態において、円弧状の透光性防塵部材１８の代わりに平坦な透光性防塵部材１８を用い、光軸１２０に対して向きを凹面鏡１９側に変位させたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。

本実施の形態のように平坦な透光性防塵部材１８を用いても、光軸１２０に対して傾けることにより、プロジェクタ１４からの画像光１４ａを受けて反射した反射光１４ｂがカメラ１２の入射瞳１２ａに入射しないように反射光１４ｂの方向に対して異なる方向に法線を有することになる。

第１乃至第３の実施の形態と比較して凹面鏡１９および光減衰部２０が大型化するが、プロジェクタ１４から出射され、平坦な透光性防塵部材１８に照射した画像光１４ａのうち透光性防塵部材１８で反射した反射光１４ｂは、第１の実施の形態と同様に、光減衰フィルタ２０１に到達して減衰する。また、プロジェクタ１４から出射された画像光１４ａのうちハーフミラー１３を透過した光は、凹面鏡１９で反射し、第１の実施の形態と同様に、光減衰フィルタ２０１に到達して減衰する。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々に変形実施が可能である。例えば、上記実施の形態では、光路分岐光学素子としてハーフミラーを用いたが、ビームスプリッタ等の他の光学素子を用いてもよい。

また、防塵カバーは、ハーフミラーの他に、カメラやプロジェクタの一部または全体を覆うものでもよい。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像投影システムの外観を示す斜視図である。図２は、画像投影装置の内部を示す平面図である。図３は、防塵カバーの断面図である。図４は、透光性防塵部材の要部断面図である。図５の（ａ）〜（ｄ）は、減衰フィルタの要部断面図である。図６は、凹面鏡の要部断面図である。図７は、プロジェクタの構成を示す図である。図８は、本発明の第１の実施の形態に係る画像投影システムの制御系を示すブロック図である。図９は、本発明の第１の実施の形態に係る画像投影装置の光学系を示す図である。図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る画像投影装置の光学系を示す図である。図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る画像投影装置の光学系を示す図である。図１２は、本発明の第４の実施の形態に係る画像投影装置の光学系を示す図である。

符号の説明

１画像投影システム
２対象物
３端末装置
１０画像投影装置
１１ベース
１２カメラ
１３ハーフミラー
１４プロジェクタ
１４ａ画像光
１４ｂ反射光
１５サーバ
１６ケース
１６ａ窓
１７防塵カバー
１７Ａ第１の防塵カバー
１７Ｂ第２の防塵カバー
１８透光性防塵部材
１９凹面鏡
２０光減衰部
２１パッキング
２２ガラス板
２３保持体
３０受信部
３１画像記憶部
３２表示部
３３制御部
３４入力部
３５送信部
１２０光軸
１４０光源部
１４０ａ発光体
１４０ｂリフレクタ
１４１光インテグレータ
１４２偏光ビームスプリッタ
１４３フィールドレンズ
１４４Ａ〜１４４Ｄ全反射ミラー
１４５Ｒダイクロイックミラー
１４５Ｇダイクロイックミラー
１４６フィールドレンズ
１４７Ｒ，１４７Ｇ，１４７Ｂ液晶パネル
１４８合成プリズム
１４９投影レンズユニット
１５０送信部
１５１制御部
１７０開口
１８０ガラス板
１８１ＡＲコート
１８２法線
１８３反射面
１９０ガラス板
１９１Ａｌコート
１９２ＮＤコート
１９３ＡＲコート
２０１，２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ光減衰フィルタ
２０２ガラス板
２０３Ａｌコート
２０４ＮＤコート
２０５ＡＲコート
１４８０直角プリズム
１４８１Ｂ，１４８１Ｒダイクロイック層

Claims

対象物を撮影する撮影部と、
前記対象物と前記撮影部との間の光路の途中に配置され、光路を分岐する光学素子と、
前記光学素子を介して前記対象物に画像光を投影する投影部と、
前記対象物と前記光学素子との間の光軸上に開口を有するとともに、少なくとも前記光学素子を覆うことで前記光学素子を防塵する防塵カバーと、
前記開口を閉塞するように前記防塵カバーに設けられ、前記投影部からの前記画像光を受けて反射した反射光が前記撮影部の入射瞳に入射しないような方向に向けられた反射面を備えた透光性防塵部材とを有することを特徴とする画像投影装置。
前記透光性防塵部材は、前記対象物側に突出して湾曲した形状を有し、前記光軸に対して向きまたは位置を変位させて配置されたことを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
前記透光性防塵部材は、前記反射面が略平面であり、前記光軸に対して向きを変位させて配置されたことを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
前記透光性防塵部材は、反射を抑制する層を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
前記透光性防塵部材で反射した光を減衰させる減衰フィルタを、更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
前記投影部からの前記画像光が前記光学素子によって前記対象物の方向と異なる方向に分岐された光を所定の方向に反射する反射光学素子を、更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
前記所定の方向に配置され、前記透光性防塵部材で反射した光を減衰させるとともに、前記反射光学素子で前記所定の方向に反射された光を減衰させる共通の光減衰フィルタを、更に備えたことを特徴とする請求項６に記載の画像投影装置。
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像投影装置と、
前記画像投影装置の前記撮影部によって撮影された撮影画像を前記撮影部から受信する受信部、受信された前記撮影画像を表示する表示部、および描画コマンドを送信する送信部を有する端末装置と、
前記端末装置の前記送信部から送信された前記描画コマンドに基づいて前記投影画像を生成し、前記投影画像に基づく前記画像光を前記対象物に投影するように前記投影部を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする画像投影システム。