JP5309724B2

JP5309724B2 - プロジェクタ

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Publication number: JP5309724B2
Application number: JP2008164672A
Authority: JP
Inventors: 宏樹松原; 裕高橋; 智久平井; 学村山
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2028-06-24
Also published as: JP2010008495A

Description

本発明は、レーザ光を走査しながら照射することによって壁面や机上などに画像を投影するプロジェクタに関する。

レーザ光によって壁面などに画像を投影する装置として、レーザプロジェクタが知られている。そのようなレーザプロジェクタの中には、ユーザの操作に応じて、壁面や机上などに画像を投影するタイプのものがある。

たとえば、特開２００７−２７４５２２号公報（特許文献１）には、画像情報に基づいた画像を投影面に投射する投影装置が開示されている。特開２００７−２７４５２２号公報（特許文献１）によれば、投影装置は、原画像の情報を入力する入力部と、投影面との距離の情報を取得する距離情報取得部と、原画像もしくは原画像に付加情報を加えた画像を入力画像とし、投影面との距離が所定範囲内であるときには入力画像における画像領域全体を選択し、投影面との距離が所定範囲以外のときには入力画像における画像領域のうち一部の画像領域の画像情報を部分的に選択する画像情報選択部と、画像情報選択部により選択した画像情報に基づいた画像を投影画像とし、投影面に投射する投射部とを備えた。

また、特開２００３−２０７８４６公報（特許文献２）には、画像表示装置が開示されている。特開２００３−２０７８４６公報（特許文献２）によると、画像表示装置は、画像信号を取り込む入力手段と、光源（ランプユニット）と、このランプユニットから照射される光を取り込まれた画像信号に応じて加工する画像処理手段と、該画像処理手段を経由した光による像を拡大投影する投影手段と、この投影手段を経由した光による像を偏向させる偏向手段と、光の像を反転する反転手段とを備えた。

また、特開２００３−１０１６２１号公報（特許文献３）には、画像表示機能付電話機が開示されている。特開２００３−１０１６２１号公報（特許文献３）によると、画像表示機能付電話機は、画像を表示するＬＣＤと、ＬＣＤで表示する画像を利用者が第１の倍率で観察可能なように投影する第１の光学系（ハーフミラー）と、ＬＣＤで表示する画像を利用者が第２の倍率で観察可能なように投影する第２の光学系（ハーフミラー、反射凹面鏡）と、利用者が第１の倍率を希望する場合は第１の光学系を、利用者が第２の倍率を希望する場合は第２の光学系を選択する光学系選択手段（スライドＳＷ）とを有する。

また、特開２００４−８５７５２号公報（特許文献４）には、画像投影装置が開示されている。特開２００４−８５７５２号公報（特許文献４）によると、画像投影装置は、底面部に設置基準面を持ち、設置基準面が被投影面（スクリーン）に当接するよう配置される。投影画像は設置基準面と同一平面であるスクリーンに投影される。投影光束は、画像投影装置の開口部からスクリーンの法線方向に射出し、アームに取り付けられた反射ミラーにより光路を折り曲げられてスクリーンに対し斜め上方から投影される。反射ミラーは、投影画像が歪みなく投影されるよう自由曲面形状を持つ。

また、特開２００４−２５２２８２号公報（特許文献５）には、プロジェクション表示システムが開示されている。特開２００４−２５２２８２号公報（特許文献５）によると、非球面ミラーを具備し極めて投射距離が短く投射角度が高い光学特性を有するフロント投射型プロジェクタを、家具などの収納筐体に回転軸を介して結合される回転板上に固定し、回転板を開閉することでプロジェクタの収納と使用が可能な構成と構造にした。プロジェクタからの投射光は、壁の表面または壁上のスクリーンに投射される。

また、特開２００３−１７７４６９号公報（特許文献６）には、画像投射装置が開示されている。特開２００３−１７７４６９号公報（特許文献６）によると、画像投射装置は、映像を拡大投影する画像投射手段と、画像投射手段の映像光の出射方向前方部に、画像投射手段と対向して配設され、映像光を反射して斜め方向に出射させる反射手段と、画像投射手段の側部に掲示手段の枠部に取り付るための取付手段とを備えている。
特開２００７−２７４５２２号公報特開２００３−２０７８４６号公報特開２００３−１０１６２１号公報特開２００４−８５７５２号公報特開２００４−２５２２８２号公報特開２００３−１７７４６９号公報

しかしながら、上記の従来技術においては、プロジェクタの使用者が、プロジェクタの本体自体の位置や姿勢を変更しなければ、画像を異なる方向に投影することができなかった。プロジェクタの本体は重量物であるため、プロジェクタの使用者は容易に画像を投影する方向を変更することができなかった。

本発明は問題点を解決するためになされたものであって、本発明の主たる目的は、使用者が容易に画像を投影する方向を変更することができるプロジェクタを提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明のある局面に従うプロジェクタは、入力される画像信号に応じてレーザ光を発するレーザ光源と、レーザ光を走査する走査手段と、走査されたレーザ光を第１の方向に反射させる第１のミラーと、走査されたレーザ光を第２の方向に反射させる第２のミラーと、第１のミラーと第２のミラーとを切り替える切替手段とを備える。

好ましくは、第１および第２のミラーの少なくともいずれかは、自由曲面形状を有する。

好ましくは、第１および第２のミラーは、反射されたレーザ光によって画像が投影される面において、投影された画像に実質的に歪みが生じないように設計される。

好ましくは、第１の方向は、第１のミラーにて反射されたレーザ光によって画像が投影される面に実質的に垂直である。第２の方向は、第２のミラーにて反射されたレーザ光によって画像が投影されるべき面に実質的に垂直でない。

好ましくは、第１の方向は、水平方向である。第２の方向は、斜め下方向である。
好ましくは、切替手段は、第１のミラーと第２のミラーとを互いに異なる方向に固定するベース部と、当該ベース部を回転可能に保持する回転軸とを含む。ベース部が回転することによって、第１のミラーおよび第２のミラーの配置が切り替わる。

以上のように、この発明によれば、使用者が容易に画像を投影する方向を変更することができるプロジェクタを提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜プロジェクタ１００の動作概要＞
図１〜図４を参照して、本実施の形態に係るプロジェクタ１００の動作概要について説明する。図１は、プロジェクタ１００が壁面１１１に画像を投影する状態を示した側面図である。なお、プロジェクタ１００は、たとえば携帯可能な大きさのモバイル型のプロジェクタであってもよいし、据付型のプロジェクタであってもよい。

図１に示すように、プロジェクタ１００は、たとえばテーブル１２０の表面（テーブル面１２１）上に配置されて使用される。プロジェクタ１００は、テーブル１２０から離れた壁１１０などに向けてプレゼンテーション用（表示用）の大きな画像を投影する。すなわち、プロジェクタ１００は、水平方向に向けてレーザ光を照射することによって、垂直な壁面１１１に画像を投影する。

図２は、プロジェクタ１００によって画像が投影された壁面１１１を示すイメージ図である。図２に示すように、本実施の形態に係るプロジェクタ１００は、壁面１１１に画像１１を投影することができる。本実施の形態に係るプロジェクタ１００は、実質的に長方形の投影エリアに、実質的に歪みのない画像１１を投影することができる。

図３は、プロジェクタ１００がテーブル面１２１に画像１２を投影する状態を示した側面図である。図３に示すように、プロジェクタ１００は、たとえばテーブル面１２１上に配置されて使用される。プロジェクタ１００は、テーブル面１２１などに向けて画像１２を投影する。すなわち、プロジェクタ１００は、斜め下方向に向けてレーザ光を照射することによって、水平なテーブル面１２１に画像１２を投影する。

図４は、プロジェクタ１００によって画像が投影されたテーブル面１２１を示すイメージ図である。図４に示すように、本実施の形態に係るプロジェクタ１００は、テーブル面１２１に画像１２を投影することができる。本実施の形態に係るプロジェクタ１００は、実質的に長方形の投影エリアに、実質的に歪みのない画像１２を投影することができる。

以下、このような動作を実現するための構成について詳述する。
＜プロジェクタ１００のハードウェア構成＞
図５を参照して、本実施の形態に係るプロジェクタ１００の具体的なハードウェア構成について説明する。図５は、プロジェクタ１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。

図５に示すように、本実施の形態に係るプロジェクタ１００は、フロントエンド用ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）３１０と、デジタル信号プロセッサ３２０と、操作パネル３３０と、バックエンドブロック３４０と、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）３４４と、ビデオＲＡＭ３４５と、３波長レーザ光源３５０とを含む。

フロントエンド用ＦＰＧＡ３１０は、データ／階調変換器３１４と、タイミングコントローラ３１１と、データコントローラ３１２と、ビットデータ変換器３１３とを含む。デジタル信号プロセッサ３２０は、ミラーサーボブロック３２１と、変換器３２２とを含む。

３波長レーザ光源３５０は、レーザ制御回路３５１，３５２，３５３と、緑色のＬＤ（Laser Diode）３６１と、赤青ＬＤ３６２と、偏光ビームスプリッタ３６３と、検出器３７０と、ガルバノミラー３７２と、アクチュエータ３７３とを含む光学系である。本実施の形態に係る赤青ＬＤ３６２は、赤色のＬＤと青色のＬＤとが一体として構成されているが、別個に構成されているものでもよい。

操作パネル３３０は、プロジェクタ１００の筐体の表面あるいは側面に設けられる。操作パネル３３０は、たとえば、操作内容を表示するディスプレイ装置（図示しない）と、プロジェクタ１００に対する操作入力を受け付けるスイッチ（たとえばプラス・マイナスボタン）とを含む。操作パネル３３０は、操作を受け付けると、当該操作に応じた信号をバックエンドブロック３４０のＣＰＵ３４１に送出する。

プロジェクタ１００の外部から与えられた画像信号は、ビデオインターフェイス３４２に入力される。また、ある局面において、プロジェクタ１００は、外部インターフェイス３４３を備える。外部インターフェイス３４３は、たとえばＳＤカード３８０の装着を受け付ける。外部インターフェイス３４３は、ＳＤカード３８０からデータを読み出し、そのデータは、ＳＤＲＡＭ３４４あるいはビデオＲＡＭ３４５に格納される。

ＣＰＵ３４１は、操作パネル３３０に対して与えられた操作入力に基づいて、ビデオインターフェイス３４２、外部インターフェイス３４３を介してプロジェクタ１００に入力された信号に基づく映像の投影を制御する。より詳しくは、ＣＰＵ３４１は、フロントエンド用ＦＰＧＡ３１０のタイミングコントローラ３１１と相互に通信することにより、ビデオＲＡＭ３４５に一時的に保持されている画像データに基づく映像の表示を制御する。

フロントエンド用ＦＰＧＡ３１０において、タイミングコントローラ３１１は、ＣＰＵ３４１から送られる指令に基づいてデータコントローラ３１２を介してビデオＲＡＭ３４５に保持されているデータを読み出す。データコントローラ３１２は、その読み出したデータをビットデータ変換器３１３に送出する。ビットデータ変換器３１３は、タイミングコントローラ３１１からの命令に基づいて、そのデータをデータ／階調変換器３１４に送出する。ビットデータ変換器３１３は、外部から与えられた画像データを、レーザ発光によって投影するための形式に適合したデータに変換する。

データ／階調変換器３１４は、ビットデータ変換器３１３から出力されたデータを、Ｇ（green）、Ｒ（Red）、Ｂ（Blue）の３色として表示するための色の階調に変換し、変換後のデータを、レーザ制御回路３５１，３５２，３５３にそれぞれ送出する。

一方、タイミングコントローラ３１１は、デジタル信号プロセッサ３２０との間で二軸ガルバノミラー３７２の駆動を制御する。より具体的には、タイミングコントローラ３１１は、ミラーサーボブロック３２１に命令を送出して、アクチュエータ３７３を駆動する。アクチュエータ３７３は、その命令に従って、二軸ガルバノミラー３７２の位置および傾きを変更する。すなわち、タイミングコントローラ３１１は、ミラーサーボブロック３２１を介してアクチュエータ３７３に信号を送り、当該信号に基づいてアクチュエータ３７３がガルバノミラー３７２の方向を変更することによって、３波長レーザ光源３５０は３波長レーザ光を走査する。

また、変換器３２２は、タイミングコントローラ３１１から送られる信号に基づいて、ＣＭＯＳアレイセンサ１１２から送られる信号をＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換し、変換後のデジタルデータをＣＰＵ３４１に送出する。たとえば、ＣＭＯＳアレイセンサ１１２がその撮影可能な範囲にある被写体を撮影すると、その被写体の画像信号は、ＣＰＵ３４１に送られる。ＣＰＵ３４１は、ＣＭＯＳアレイセンサ１１２によって撮影された画像を表示する設定が有効である場合には、そのデータに基づく画像を表示するようにタイミングコントローラ３１１に命令を送信する。

また、変換器３２２は、ミラーサーボブロック３２１から送られる信号を、ＣＰＵ３４１に伝送する。たとえば、変換器３２２は、アクチュエータ３７３に対して与えられている命令と、アクチュエータ３７３の状態とを含む信号を生成し、その信号をＣＰＵ３４１に送出する。

レーザ制御回路３５１は、データ／階調変換器３１４から送られる信号に基づいて緑ＬＤ３６１の駆動を制御する。同様に、レーザ制御回路３５２，３５３は、データ／階調変換器３１４から送られる命令に従って、赤ＬＤと青ＬＤとのそれぞれを制御する。緑ＬＤ３６１、赤青ＬＤ３６２は、それぞれ当該制御に応じてレーザ光を発する。

偏光ビームスプリッタ３６３は、緑ＬＤ３６１から発せられるレーザ光の光路上に配置されている。偏光ビームスプリッタ３６３は、緑ＬＤ３６１を透過する。また、偏光ビームスプリッタ３６３は、赤青ＬＤ３６２を一部透過し、一部反射する。検出器３７０は、赤青ＬＤ３６２から発せられる各レーザ光の光路上に配置されている。偏光ビームスプリッタ３６３を透過した各レーザ光は、レンズ３７１を介して一定範囲に集められ、二軸ガルバノミラー３７２によって反射される。その反射光は、プロジェクタ１００の外部に投影される。このとき、二軸ガルバノミラー３７２がアクチュエータ３７３の駆動によってその傾きを変更することによって、当該反射光が走査されながら３波長レーザ光源３５０から外部へ照射される。

次に、３波長レーザ光を壁面１１１に照射する場合における、ガルバノミラー３７２にて反射された後の３波長レーザ光の光学系について説明する。図６は、３波長レーザ光を壁面１１１に照射する場合におけるガルバノミラー３７２にて反射された後の３波長レーザ光の光学系を示すイメージ図である。すなわち、図６は、プロジェクタ１００が３波長レーザ光を水平方向に照射する場合を示すイメージ図である。一方、図７は、３波長レーザ光をテーブル面１２１に照射する場合におけるガルバノミラー３７２にて反射された後の３波長レーザ光の光学系を示すイメージ図である。すなわち、図７は、プロジェクタ１００が３波長レーザ光を斜め下方向に照射する場合を示すイメージ図である。

図６および図７に示すように、３波長レーザ光源３５０の上方には、３波長レーザ光の照射方向を変更するための方向変更手段１３０が配置されている。方向変更手段１３０は、２種類のミラー（第１のミラー１３１と第２のミラー１３２）を有する。方向変更手段１３０は、ユーザによる切替操作に応じて、３波長レーザ光源３５０からの３波長レーザ光の光路上に位置するミラーを切り替えることができる。

すなわち、方向変更手段１３０は、ユーザによる切替操作に応じて、３波長レーザ光の光路上に第１のミラー１３１を位置させたり、３波長レーザ光の光路上に第２のミラー１３２を位置させたりすることができる。

本実施の形態に係る方向変更手段１３０は、側面視略三角形状のベース部１３４と、ベース部１３４の一面に固設される第１のミラー１３１と、ベース部１３４の他の一面に固設される第２のミラー１３２とを有する。そして、ベース部１３４には、左右方向（図６における紙面に垂直な方向Ｘ）に回転軸１３５が固設される。回転軸１３５は、回転可能にプロジェクタ１００の筐体１０１に配置される。

換言すれば、方向変更手段１３０は、第１のミラー１３１と、第２のミラー１３２と、切替部１３３とを含む。そして、切替部１３３は、第１のミラー１３１と第２のミラー１３２とが取り付けられるベース部１３４と、筐体１０１に枢支される回転軸１３５とを含む。

このようにして、ベース部１３４は、ユーザ手動の回転軸１３５の回転操作によって、図６における時計方向あるいは半時計方向へと回転する。あるいは、筐体１０１内にベース部１３４や回転軸１３５を回転させるための図示しないモータなど備えてもよい。すなわち、ＣＰＵ３４１が、操作パネル３３０を介して入力される回転命令などを受け付けた際に、当該モータを駆動させることによって、ベース部１３４を時計方向あるいは半時計方向へと回転させる。

なお、筐体１０１内には、ベース部１３４が、第１のミラー１３１や第２のミラー１３２の各々が３波長レーザ光の光路上に位置する姿勢で停止しやすいように、ベース部１３４の回転を規制する規制部材（ストッパー）などを設けることが好ましい。

本実施の形態に係るプロジェクタ１００は、三角形状のベース部１３４に第１のミラー１３１と第２のミラー１３２とが固設される構成となっているが、３波長レーザ光の光路上に、第１のミラー１３１、第２のミラー１３２、図示しない第３のミラーなどが切替可能（配置可能）に備えられていればよい。

たとえば、多角形状のベース部のそれぞれの面にミラーが固設されていても良い。図６の紙面に垂直な方向Ｘに異なる角度で異なる形状のミラーが固設され、ユーザ操作に応じて当該ミラーが方向Ｘにスライドすることによって、所望のミラーが所定の角度にて３波長レーザ光の光路上に位置する構成であっても良い。

本実施の形態においては、壁面１１１に画像１１を投影する場合には、図６に示すように、ベース部１３４が回転し、第１のミラー１３１が３波長レーザ光の光路上に位置する角度で停止する。これによって、ガルバノミラー３７２によって走査されながら照射された３波長レーザ光は、３波長レーザ光源３５０の上方に配置される第１のミラー１３１へと照射される。

第１のミラー１３１は、３波長レーザ光源３５０からの３波長レーザ光を反射して、水平方向へと照射する。換言すれば、ベース部１３４は、第１のミラー１３１が３波長レーザ光源３５０からの３波長レーザ光を反射して水平方向へと照射する姿勢で停止する。３波長レーザ光は、第１のミラー１３１にて反射したのち、レーザ径を拡大しながら壁面１１１に向かって直進する。

図２および図６に示すように、第１のミラー１３１は３波長レーザ光が照射される面が自由曲面となるように設計されている。より詳細には、第１のミラー１３１は、３波長レーザ光が壁面１１１に垂直に照射された際に、壁面１１１において歪みが無い画像１１が形成されるように設計された自由曲面を有する。

第１のミラー１３１で反射された３波長レーザ光は水平方向に直進し、壁面１１１に垂直に照射される。しかしながら、ガルバノミラー３７２は、所定の軸あるいは点を中心にして３波長レーザ光を走査しながら第１のミラー１３１に照射するため、通常の凸ミラー（あるいは通常の平面ミラー）を使用した場合には、壁面１１１に投影される画像（図２における画像２１）に若干の歪みが生じてしまう。本実施の形態に係る第１のミラー１３１は、ガルバノミラー３７２が所定の軸あるいは点を中心にして３波長レーザ光を走査しながら第１のミラー１３１に照射した場合に、３波長レーザ光が壁面１１１において歪みが無い画像１１を現すように設計された自由曲面を有する。

一方、テーブル面１２１に画像を投影する場合には、図７に示すように、ベース部１３４が回転し、第２のミラー１３２が３波長レーザ光の光路上に位置する角度で停止する。これによって、ガルバノミラー３７２によって走査されながら照射された３波長レーザ光は、３波長レーザ光源３５０の上方に配置される第２のミラー１３２へと照射される。

第２のミラー１３２は、３波長レーザ光源３５０からの３波長レーザ光を反射して、斜め下方へと照射する。すなわち、第２のミラー１３２は、３波長レーザ光源３５０からの３波長レーザ光を反射して、テーブル面１２１へと照射する。換言すれば、ベース部１３４は、第２のミラー１３２が３波長レーザ光源３５０からの３波長レーザ光を反射して斜め下方向へと照射する姿勢で停止する。３波長レーザ光は、第２のミラー１３２にて反射したのち、レーザ径を拡大しながらテーブル面１２１に向かって直進する。

図４および図７に示すように、第２のミラー１３２は３波長レーザ光が照射される面が自由曲面となるように設計されている。より詳細には、第２のミラーは、３波長レーザ光が斜め下方向に照射された際に、テーブル面１２１において歪みが無い画像１２が形成されるように設計された自由曲面を有する。

第２のミラー１３２で反射された３波長レーザ光は斜め下方向に直進し、テーブル面１２１に斜め方向から照射される。そのため、通常の凸ミラー（あるいは通常の平面ミラー）を使用した場合には、テーブル面１２１に投影される画像（図４における画像２２）に大きな歪みが生じてしまう。より詳細には、通常、テーブル面１２１に投影される画像２２は、プロジェクタ１００側の横幅が小さく、プロジェクタ１００と反対側の横幅が広い台形状となる。

また、通常の凸ミラー（平面ミラー）あるいは第１のミラー１３１を利用して、３波長レーザ光をテーブル面１２１に斜め方向から照射した場合には、水平方向へ照射する場合と比較して、すなわち、壁面１１１に照射する場合と比較して、縦方向（図４における上下方向、あるいは図７におけるＹ方向）に長い画像２２が投影されてしまう。すなわち、壁面１１１に照射された画像２１（１１）と、テーブル面に照射された画像２２との縦横比が大きく異なってしまう。

ここで、通常の平面ミラーにて３波長レーザ光を垂直下方に反射した場合の投影画像について説明する。図８は、通常の平面ミラー１３２Ａにて３波長レーザ光を垂直下方に反射した場合の側面図である。図９は、通常の平面ミラー１３２Ａにて３波長レーザ光を垂直下方に反射した場合のテーブル面１２１に投影される光照度分布を示すイメージ図である。

なお、ここでの通常の平面ミラー１３２Ａは、そのＹＺ成分の曲率が０であって、ＸＺ成分の曲率が０である。そして、ミラーの傾き角度は０度である。テーブル面１２１から平面ミラー１３２Ａまでの距離（高さ）は６０ｍｍである。図８および図９に示すように、通常の平面ミラー１３２Ａであっても、３波長レーザ光を垂直下方に反射した場合には、テーブル面１２１に実質的に歪みのない画像が投影される。

次に、通常の平面ミラー１３２Ａにて３波長レーザ光を垂直下方に反射した場合の投影画像について説明する。図１０は、通常の平面ミラー１３２Ａにて３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合の側面図である。図１１は、通常の平面ミラー１３２Ａにて３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合のテーブル面１２１に投影される光照度分布を示すイメージ図である。

なお、ここでの通常の平面ミラー１３２Ａは、そのＹＺ成分の曲率が０であって、ＸＺ成分の曲率が０である。そして、ミラーの傾き角度は２５度である。テーブル面１２１から平面ミラー１３２Ａまでの距離（高さ）は６０ｍｍである。図１０および図１１に示すように、通常の平面ミラー１３２Ａによって３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合には、テーブル面１２１に台形状の（歪みがある）画像が投影されてしまう。

図４および図７を参照して、本実施の形態に係る第２のミラー１３２は、３波長レーザ光が斜め方向からテーブル面１２１に照射される場合において歪みが無い画像１２を現すように設計された自由曲面を有する。すなわち、第２のミラー１３２は、図７において左側部分の曲率（図７における紙面に垂直な方向Ｘの曲率）が小さくなるように、右側部分の曲率（図７における紙面に垂直な方向Ｘの曲率）が大きくなるように設計されている。

また、第２のミラー１３２は、第２のミラー１３２の横方向の曲率（図７における紙面に垂直な方向Ｘの曲率）が、第２のミラー１３２の縦方向の曲率（図７における紙面の左右方向Ｙの曲率）よりも大きくなるように設計されている。あるいは、第２のミラー１３２は、第２のミラー１３２の縦方向の拡大率が、第１のミラー１３１の縦方向の拡大率よりも小さくなるように設計されている。

次に、本実施の形態に係る第２のミラー１３２にて、テーブル面１２１から６２ｍｍの高さから３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合の投影画像について説明する。図１２は、本実施の形態に係る第２のミラー１３２にてテーブル面１２１から６２ｍｍの高さから３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合の側面図である。図１３は、本実施の形態に係る第２のミラー１３２にてテーブル面１２１から６２ｍｍの高さから３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合のテーブル面１２１に投影される光照度分布を示すイメージ図である。

なお、本実施の形態に係る第２のミラー１３２は、そのＹＺ成分のガウス曲率Ｋが−１であって、ＸＺ成分のガウス曲率Ｋが−１である。第２のミラー１３２は、そのＹＺ成分のオイラー数χが−０．０１２であって、そのＸＺ成分のオイラー数χが０．０１である。そして、ミラーの傾き角度は２５度である。テーブル面１２１から第２のミラー１３２までの距離は６２ｍｍである。図１２および図１３に示すように、本実施の形態に係る第２のミラー１３２によって３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合には、テーブル面１２１に実質的に歪みがない画像が投影されている。

次に、本実施の形態に係る第２のミラー１３２にて、テーブル面１２１から１６２ｍｍの高さから３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合の投影画像について説明する。図１４は、本実施の形態に係る第２のミラー１３２にてテーブル面１２１から１６２ｍｍの高さから３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合の側面図である。図１５は、本実施の形態に係る第２のミラー１３２にてテーブル面１２１から１６２ｍｍの高さから３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合のテーブル面１２１に投影される光照度分布を示すイメージ図である。

なお、本実施の形態に係る第２のミラー１３２の性質は、図１２および図１３にて説明したものと同様である。図１４および図１５に示すように、本実施の形態に係る第２のミラー１３２によって３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合には、テーブル面１２１に実質的に歪みがない画像が投影されている。

このように、本実施の形態に係るプロジェクタ１００は、３波長レーザ光を水平方向に照射するための第１のミラー１３１と、３波長レーザ光を斜め下方向に照射するための第２のミラー１３２と備えており、３波長レーザ光の光路上に位置するミラー１３１，１３２が容易に切り替えられるように構成されているため、プロジェクタ１００の使用者が容易に画像を投影する方向を変更することができる。

第１のミラー１３１は、３波長レーザ光を水平方向に照射し、垂直な壁面１１１に投影された画像１１に実質的に歪みが生じないように設計された自由曲面を有する。また、第２のミラー１３２は、３波長レーザ光を斜め下方向に照射し、水平なテーブル面１２１に投影された画像１２に実質的に歪みが生じないように設計された自由曲面を有する。このため、プロジェクタ１００が壁面１１１に画像を投影した場合には、壁面１１１上に歪みがない画像１１が表示され、プロジェクタ１００がテーブル面１２１に画像を投影した場合には、テーブル面１２１に歪みのない画像１２が表示される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

プロジェクタが壁面に画像を投影する状態を示した側面図である。プロジェクタによって画像が投影された壁面を示すイメージ図である。プロジェクタがテーブル面に画像を投影する状態を示した側面図である。プロジェクタによって画像が投影されたテーブル面を示すイメージ図である。プロジェクタのハードウェア構成を表わすブロック図である。３波長レーザ光を壁面に照射する場合におけるガルバノミラーにて反射された後の３波長レーザ光の光学系を示すイメージ図である。３波長レーザ光をテーブル面に照射する場合におけるガルバノミラーにて反射された後の３波長レーザ光の光学系を示すイメージ図である。通常の平面ミラーにて３波長レーザ光を垂直下方に反射した場合の側面図である。通常の平面ミラーにて３波長レーザ光を垂直下方に反射した場合のテーブル面に投影される光照度分布を示すイメージ図である。通常の平面ミラーにて３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合の側面図である。通常の平面ミラーにて３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合のテーブル面に投影される光照度分布を示すイメージ図である。本実施の形態に係る第２のミラーにてテーブル面から６２ｍｍの高さから３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合の側面図である。本実施の形態に係る第２のミラーにてテーブル面から６２ｍｍの高さから３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合のテーブル面に投影される光照度分布を示すイメージ図である。本実施の形態に係る第２のミラーにてテーブル面から１６２ｍｍの高さから３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合の側面図である。本実施の形態に係る第２のミラーにてテーブル面から１６２ｍｍの高さから３波長レーザ光を斜め下方に反射した場合のテーブル面に投影される光照度分布を示すイメージ図である。

符号の説明

１１，１２，２１，２２投影された画像、１００プロジェクタ、１０１筐体、１１０壁、１１１壁面、１２０テーブル、１２１テーブル面、１３１第１のミラー、１３２第２のミラー、１３４ベース部、１３５回転軸、３１１タイミングコントローラ、３１２データコントローラ、３１３ビットデータ変換器、３１４階調変換器、３２０デジタル信号プロセッサ、３２１ミラーサーボブロック、３２１ミラーサーボブロック、３２２変換器、３３０操作パネル、３４０バックエンドブロック、３４２ビデオインターフェイス、３４３外部インターフェイス、３５０波長レーザ光源、３５１，３５２，３５３レーザ制御回路、３６３偏光ビームスプリッタ、３７０検出器、３７２ガルバノミラー、３７３アクチュエータ、３８１コリメートレンズ、３８２空間光変調器、３８３ビームスプリッタ。

Claims

入力される画像信号に応じてレーザ光を発するレーザ光源と、
前記レーザ光を走査する走査手段と、
走査された前記レーザ光を第１の方向に反射させる第１のミラーと、
走査された前記レーザ光を第２の方向に反射させる第２のミラーと、
前記第１のミラーと前記第２のミラーとを切り替える切替手段とを備え、
前記第２のミラーは、反射された前記レーザ光によって画像が投影される面において、投影された画像に実質的に歪みが生じないように設計された自由曲面形状を有し、
前記投影される面における前記画像は第１側部分と当該第１側部分と相対する反対側の第２側部分を有し、且つ前記第１側部分は、前記第２側部分よりも前記走査手段に近い側に位置し、
前記第２のミラーの前記自由曲面は、
前記投影される面における前記画像の前記第１側部分に照射されるようにレーザ光を反射させるための第１反射部と、当該画像の前記第２側部分に照射されるようにレーザ光を反射させるための第２反射部とを有し、
前記第１反射部の曲率であって且つ前記投影される面に水平の投影幅方向に対応する第１の曲率は、前記第２反射部の曲率であって且つ前記水平の投影幅方向に対応する第２の曲率よりも小さく、
前記第２のミラーは、当該第２のミラーの前記水平の投影幅と直交する投影幅方向に対応する部分の拡大率が、前記第１のミラーの前記直交する投影幅方向に対応する部分の拡大率よりも小さい、プロジェクタ。
前記第２のミラーの前記自由曲面の、前記水平の投影幅と直交する投影幅方向に対応する部分の第３の曲率は、前記第１の曲率および前記第２の曲率よりも小さい、請求項１に記載のプロジェクタ。
前記第１のミラーは、自由曲面形状を有する、請求項１または２に記載のプロジェクタ。
前記第１のミラーは、反射された前記レーザ光によって画像が投影される面において、投影された画像に実質的に歪みが生じないように設計される、請求項３に記載のプロジェクタ。
前記第１の方向は、前記第１のミラーにて反射された前記レーザ光によって画像が投影される面に実質的に垂直であって、
前記第２の方向は、前記第２のミラーにて反射された前記レーザ光によって画像が投影される面に実質的に垂直でない、請求項１から４のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
前記第１の方向は、水平方向であって、
前記第２の方向は、斜め下方向である、請求項５に記載のプロジェクタ。
前記切替手段は、
前記第１のミラーと前記第２のミラーとを互いに異なる方向に固定するベース部と、
当該ベース部を回転可能に保持する回転軸とを含み、
前記ベース部が回転することによって、前記第１のミラーおよび前記第２のミラーの配置が切り替わる、請求項１から６のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
前記ベース部は、前記第１のミラーと前記第２のミラーの反射面どうしが交差するように、前記第１のミラーと前記第２のミラーとを互いに異なる方向に固定する、請求項７に記載のプロジェクタ。