JP6699277B2

JP6699277B2 - プロジェクター

Info

Publication number: JP6699277B2
Application number: JP2016058114A
Authority: JP
Inventors: 野中　利行; 利行野中
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2020-05-27
Anticipated expiration: 2036-03-23
Also published as: JP2017173489A

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

従来、会議室や店舗の天井に埋め込み設置されるプロジェクターが知られている（例え
ば、特許文献１参照）。特許文献１記載のプロジェクターは、天井より上の空間に設置さ
れ、反射鏡を用いて、スクリーンに画像を投射することが可能である。

特開２０１０−１６４６８５号公報

特許文献１記載のプロジェクターは、反射鏡を動かすことにより投射光の進路を変更す
る。ここで、投射光の進路を頻繁に、或いは速やかに変更したいというニーズに対しては
、より速やかに投射光の方向を変更できるようにする点で改善の余地がある。また、光の
方向を変更するための構成を簡易化したいというニーズもある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成によって、光を投射
する方向を速やかに変更可能なプロジェクターを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、光源が発する光を画像光に変調して投射するプ
ロジェクターであって、前記画像光の光学特性を調整する光学特性調整部と、前記光学特
性調整部の出射側に配置され、前記光学特性調整部により調整された前記画像光の光学特
性に基づいて、前記画像光の投射方向を変更する方向変更部と、を備えることを特徴とす
る。
本発明によれば、画像光の光学特性を調整することにより、投射方向を速やかに変更で
きる。これにより、簡易な構成によって光を投射する方向を速やかに変更可能なプロジェ
クターを実現できる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記方向変更部は、第１の光学特性を
有する光を反射して第１の方向に進行させ、第２の光学特性を有する光を透過させて第２
の方向に進行させる光学素子であること、を特徴とする。
本発明によれば、画像光の投射方向を、光学素子を透過する方向と光学素子により反射
される方向とに切り替えることができる。この構成では、画像光の方向を変える際に光学
素子を機械的に動かす必要がない。このため、より簡易な構成によって、光を投射する方
向を速やかに変更できる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記画像光を前記第１の方向及び前記
第２の方向のいずれか一方に進行させて照明光を投射する照明モードと、前記画像光を前
記第１の方向及び前記第２の方向のいずれか他方に進行させて画像を投射する画像モード
と、を実行可能であることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクターを照明モードで動作させて照明目的で利用することが
でき、画像モードで動作させて画像表示装置として利用することもできる。また、簡易な
構成により、照明モードと画像モードとで異なる方向に画像光を投射できる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記光学素子は、前記プロジェクター
の本体から出射される光に対する角度を変更可能に支持されることを特徴とする。
本発明によれば、光学素子の角度を変更して、光学素子が反射する画像光の方向を変更
できる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記光学素子を透過する光を拡散する
拡散部をさらに備えたことを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクターが画像光を拡散させて投射することができる。これに
より、例えば照明のために画像光を投射する場合に、照明範囲を拡大することができ、画
像光の分布の均質化を図ることができる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記光学特性調整部は、前記画像光の
偏光方向を調整することを特徴とする。
本発明によれば、画像光の偏光方向を調整することによって、プロジェクターが光を投
射する方向を変更できる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記方向変更部は、第１の偏光方向の
光を反射して第１の方向に進行させ、第２の偏光方向の光を透過させて第２の方向に進行
させる光学素子であることを特徴とする。
本発明によれば、画像光の偏光方向を調整することによって、光を投射する方向を速や
かに切り替えることができる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記光学特性調整部は、液晶素子を含
むことを特徴とする。
本発明によれば、画像光の偏光方向を速やかに調整できる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記液晶素子の表示モードは、強誘電
性液晶、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend Mode）モード、またはＥＣＢ（Electrica
lly Controlled Birefringence）モードのいずれかであることを特徴とする。
本発明によれば、液晶素子に対する電圧の印加状態を切り替えることにより、画像光の
偏光方向をより速やかに切替えることができる。

第１の実施形態に係るプロジェクターの側面視図。プロジェクターのブロック図。光学系の構成を示す図。プロジェクターの動作を示すフローチャート。プロジェクターの設置例を示す説明図。プロジェクターの別の設置例を示す図。第２の実施形態に係るプロジェクターの側面視図。

［第１の実施形態］
図１は、本発明を適用した第１の実施形態に係るプロジェクター１の側面視図である。
プロジェクター１は、箱形または円筒形状の本体１１を有し、本体１１には投射口１２
が形成される。プロジェクター１は、後述するように変調された画像光を投射することに
より、投射対象に画像を表示する投射型表示装置である。

投射口１２の外側には光路制御素子１４（方向変更部、光学素子）が配置される。光路
制御素子１４は、投射口１２から投射される画像光を受ける位置に配置される光学素子で
ある。

光路制御素子１４は、リンク１３を介して本体１１に回動可能に支持される。リンク１
３は、本体１１の内部または本体１１の側面に設置されるモーター３５（図２）に連結さ
れ、モーター３５の回転により光路制御素子１４を回動させる。また、リンク１３は、光
路制御素子１４を固定する機能を有する。従って、モーター３５の回転によって、投射口
１２から出射される光に対する光路制御素子１４の角度が変化する。また、リンク１３に
より、モーター３５が回転しない間は、本体１１に対する光路制御素子１４の角度は変化
しないよう保持される。

光路制御素子１４は、投射口１２から投射される画像光の光学特性に基づいて、画像光
の投射方向を変更する機能を有する。
画像光の光学特性としては、偏光方向、波長等が挙げられるが、以下では偏光方向を例
にとって具体例を述べる。
本実施形態の光路制御素子１４は、第１の偏光を有する画像光を反射面１５で反射する
反射型偏光子として構成される。光路制御素子１４は、上記第１の偏光以外の画像光（例
えば、第２の偏光といえる）を透過させる。例えば、第１の偏光をｓ偏光、第２の偏光を
ｐ偏光とすることができる。第１の偏光と第２の偏光とは、例えば、偏光面が互いに異な
る直線偏光であるが、偏光面が互いに直交する場合に限定されない。

本実施形態では、プロジェクター１が投射口１２からｓ偏光の画像光を投射する場合、
この画像光は光路制御素子１４で反射され、図中に符号Ａで示す第１投射方向に投射され
る。また、プロジェクター１が投射口１２からｓ偏光以外の偏光（例えば、ｐ偏光）を有
する画像光を投射する場合、この画像光は光路制御素子１４を透過して、図中に符号Ｂで
示す第２投射方向に投射される。プロジェクター１が、第１の偏光の画像光と第２の偏光
の画像光とを切り替えて投射する場合、光路制御素子１４により、画像光の投射方向が第
１投射方向Ａと第２投射方向Ｂとに切り替えられる。また、プロジェクター１が投射する
画像光に第１の偏光の成分と第２の偏光の成分とが混在する場合、第１の偏光の成分が光
路制御素子１４で反射されて第１投射方向Ａに進行し、第２の偏光の成分が光路制御素子
１４を透過して第２投射方向Ｂに進行する。この場合、プロジェクター１は、第１投射方
向Ａと第２投射方向Ｂとの両方に同時に画像光を投射できる。例えば、第１投射方向Ａは
、本発明の第１の方向に相当し、第２投射方向Ｂは第２の方向に相当する。

本実施形態のプロジェクター１は、画像光を第１投射方向Ａに投射する動作モードと、
第２投射方向Ｂに投射する動作モードとを切り替えて実行する。プロジェクター１の設置
方法として、天井面に埋設設置する方法、及び、後述するように机上に載置される方法が
想定される。この場合、画像光を第１投射方向Ａに投射すると、壁面や、壁面と平行に設
置されたスクリーン（図示略）等の投射面に画像を投射できる。このため、画像光を第１
投射方向Ａに投射する動作モードを画像モードと呼ぶ。また、画像光を第２投射方向Ｂに
投射すると、床面や天井面に対して照射される光を照明として利用できる。このため、画
像光を第２投射方向Ｂに投射する動作モードを、照明モードと呼ぶ。プロジェクター１が
画像を投射するスクリーンの具体的態様は、幕であってもよいし硬質の平板または曲面板
であってもよく、壁面に壁掛け設置される構成、天井面に吊り下げ設置される構成、床面
に立設される構成等、種々の構成とすることができる。

図２は、プロジェクター１のブロック図である。
プロジェクター１は、画像データを出力する画像供給装置２を接続するインターフェイ
ス（Ｉ／Ｆ）部２５を備える。

画像供給装置２は、例えば、ＤＶＤプレーヤー等の画像再生装置、デジタルテレビチュ
ーナー等の放送受信装置、ビデオゲーム機やパーソナルコンピューター等の画像出力装置
が挙げられる。画像供給装置２は、パーソナルコンピューター等と通信して画像データを
受信する通信装置等であってもよい。
インターフェイス部２５は、画像供給装置２に接続され、画像供給装置２からデジタル
画像データ或いはアナログ画像信号を入力するコネクター及びインターフェイス回路を備
える構成であってもよい。また、インターフェイス部２５は、ＳＤ（Secure Digital）メ
モリーカード等のカード型記録媒体や、ＵＳＢメモリーデバイス等、可搬型の記憶媒体を
接続可能なコネクター及びインターフェイス回路を備えてもよい。また、インターフェイ
ス部２５は、無線ＬＡＮ（ＷｉＦｉ（登録商標））や、Ｍｉｒａｃａｓｔ（登録商標）、
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信の規格に準じた無線データ通信を、画像供
給装置２との間で実行する構成であってもよい。

画像供給装置２は、インターフェイス部２５が対応可能なデータフォーマットでデジタ
ル画像データを出力する。画像供給装置２が入力するデータは、インターフェイス部２５
が対応可能なデータフォーマットであれば、データの内容が静止画像であっても動画像（
映像）であってもよい。以下の説明では、画像供給装置２からプロジェクター１に入力さ
れるデータを、画像データと呼ぶ。

プロジェクター１は、プロジェクター１の各部を制御する制御部２０を備える。制御部
２０は、プロジェクター１の各部を制御することにより、インターフェイス部２５に入力
される画像データに基づく画像を投射部４０によって表示（投射）する。

投射部４０は、光源４１、光源４１が発する光を変調して画像光を生成する光変調装置
４２、特性調整素子４３（光学特性調整部）、及び、光変調装置４２が変調した画像光を
投射して投射画像を結像する投射光学系４４を備える。
光源４１は、ハロゲンランプ、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ等のランプ、或いは
、ＬＥＤやレーザー光源等の固体光源で構成される。光源４１は、光源駆動部３１から供
給される電力により点灯し、光変調装置４２に向けて光を発する。

光変調装置４２は、光源４１が発する光を変調して画像光を生成し、画像光を投射光学
系４４に照射する。光変調装置４２は、例えば、透過型の液晶ライトバルブ、反射型の液
晶ライトバルブ、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）等の光変調素子を備える。光変調装
置４２の光変調素子には光変調装置駆動部３２が接続される。光変調装置駆動部３２は、
画像処理部２６が出力する画像信号に基づき、光変調素子を駆動して各画素の階調を設定
し、光変調素子にフレーム（画面）単位で画像を描画する。

投射光学系４４は、光変調装置４２で変調された光をスクリーン上に結像するレンズや
ミラーを備える。また、投射光学系４４は、ズームレンズ、フォーカスレンズ等の各種の
レンズまたはレンズ群を含んでもよい。

特性調整素子４３は、光変調装置４２と投射光学系４４との間の光路に配置される光学
素子であり、光変調装置４２によって変調された画像光の光学特性を調整する。特性調整
素子４３は、例えば、光変調装置４２が変調した画像光の偏光方向を調整する。この場合
、特性調整素子４３は、特定の偏光方向の画像光を投射光学系４４に出射する。具体的に
は、特性調整素子４３は、液晶素子によって画像光の偏光方向を切り替える構成とするこ
とができる。或いは、特性調整素子４３は、特定方向の偏光（例えば、ｓ偏光）の画像光
を透過させ、偏光方向が異なる光を反射あるいは吸収する光学素子（偏光板）であっても
よい。また、特性調整素子４３は、画像光の偏光を、特定方向の偏光（例えば、ｓ偏光）
に変換する偏光変換素子であってもよく、例えばλ／２波長板であってもよい。

投射部４０を構成する光変調装置４２、特性調整素子４３、及び投射光学系４４の具体
例については図３を参照して後述する。

インターフェイス部２５には、画像データを処理して表示用の画像信号を投射部４０に
出力する画像処理部２６が接続される。画像処理部２６は、画像供給装置２からインター
フェイス部２５に入力される画像データを取得し、取得した画像データに対する画像処理
を実行する。また、画像処理部２６は、インターフェイス部２５に可搬型の記憶媒体が接
続された場合に、この記憶媒体から画像データを読み出して取得し、画像供給装置２から
入力される画像データと同様に処理してもよい。

制御部２０は、例えば、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを備え、ＲＯＭ或いは
後述する記憶部２１が記憶するプログラムをＣＰＵが実行することにより、プロジェクタ
ー１の各部を制御する。
制御部２０には、記憶部２１、画像処理部２６、入力部２７、光源駆動部３１、光変調
装置駆動部３２、調整素子駆動部３３、及び反射体駆動部３４が接続される。制御部２０
は、これらの各部を制御する機能ブロックとして、投射制御部２２、及び投射方向制御部
２３を有する。投射制御部２２及び投射方向制御部２３は、制御部２０のＣＰＵがプログ
ラムを実行することにより、ソフトウェアとハードウェアの協働により実現される機能ブ
ロックである。

記憶部２１は、フラッシュメモリー等の不揮発性記憶装置により構成され、制御部２０
により処理されるデータや、制御部２０のＣＰＵが実行するプログラムを記憶する。また
、記憶部２１は、プロジェクター１が投射する画像データを記憶してもよい。

画像処理部２６は、インターフェイス部２５に接続され、インターフェイス部２５に入
力される画像データを取得する。画像処理部２６は、制御部２０の制御に従って、取得し
た画像データに対して各種処理を行う。例えば、画像処理部２６は、画像データの解像度
を光変調装置４２の表示解像度に合わせて変換する解像度変換処理を実行する。また、画
像処理部２６は、画像データの形状を補正する幾何補正処理、画像データの色調を補正す
る色調補正処理等を実行する。画像処理部２６は、処理後の画像データを表示するための
画像信号を生成し、光変調装置駆動部３２に出力する。
また、画像処理部２６は、記憶部２１が画像データを記憶する場合、記憶部２１が記憶
する画像データに対して上記画像処理を行ってもよい。この場合、制御部２０が記憶部２
１から画像データを読み出して画像処理部２６に出力する。画像処理部２６は画像データ
に対する処理を行って、処理後の画像信号を光変調装置駆動部３２に出力する。

光源駆動部３１は、光源４１に対して駆動電流やパルスを供給し、光源４１を発光させ
る。また、光源駆動部３１は光源４１の発光の輝度を調整可能であってもよい。
光変調装置駆動部３２は、制御部２０の制御に従って、画像処理部２６から入力される
画像信号に基づき、光変調装置４２を駆動して、光変調装置４２にフレーム単位で画像を
描画する。

調整素子駆動部３３は、特性調整素子４３を駆動して、特性調整素子４３による画像光
の光学特性の調整状態を制御する。例えば、調整素子駆動部３３は、特性調整素子４３が
画像光の光学特性を調整する状態と、調整しない状態とを切り替えさせる。また、例えば
、調整素子駆動部３３は、特性調整素子４３が画像光の光学特性を２通りに調整可能であ
る場合に、これら２通りの光学特性を切り替えさせる。

反射体駆動部３４は、リンク１３を動作させるモーター３５に接続される。反射体駆動
部３４は、制御部２０の制御に従って、モーター３５に駆動電流やパルスを出力し、モー
ター３５を回転させる。また、反射体駆動部３４は、モーター３５の回転方向及び回転量
を制御可能である。反射体駆動部３４は、モーター３５を回転させることで、投射光学系
４４が投射する画像光に対する光路制御素子１４の角度を調整する。

投射制御部２２は、投射部４０による画像の投射に係る制御を実行する。投射制御部２
２は、画像処理部２６が実行する処理の実行タイミング、実行条件等を制御する。また、
投射制御部２２は、光源駆動部３１を制御して、光源４１の輝度の調整等を行う。また、
投射制御部２２は、光変調装置駆動部３２が光変調装置４２に画像を描画する処理を制御
する。

制御部２０は、ユーザーの入力操作を受け付ける入力部２７に接続される。入力部２７
は、操作スイッチを備えた操作部２８に接続され、操作部２８における操作を検出する。
また、入力部２７は、リモコン３が送信する赤外線信号を受信する赤外線受光部として構
成され、リモコン３における操作を検出する。入力部２７は、操作部２８及びリモコン３
における操作を示す操作データを制御部２０に出力する。
投射制御部２２は、入力部２７から入力される操作データに基づき、画像を投射する指
示を検出した場合に、インターフェイス部２５に入力される画像データや記憶部２１が記
憶する画像データに基づいて投射を実行する。また、投射制御部２２は、入力部２７から
入力される操作データに基づき、投射終了の指示を検出した場合に、投射を終了する。

投射方向制御部２３は、入力部２７から入力される操作データに基づき、動作モードを
設定する。投射方向制御部２３は、操作データに基づいて画像光の投射方向の設定、或い
は、投射方向の切り替えの指示を検出した場合に、投射方向に対応する動作モードを設定
する。本実施形態では、投射方向制御部２３は、画像光を第１投射方向Ａ（図１）に投射
する画像モード、及び、第２投射方向Ｂに投射する照明モードを選択して設定できる。
投射方向制御部２３は、設定した動作モードに対応するように、調整素子駆動部３３を
制御して、特性調整素子４３による光学特性の調整状態を切り替える。

また、投射方向制御部２３は、入力部２７から入力される操作データに基づき、光路制
御素子１４の角度の変更の指示を検出した場合、反射体駆動部３４を制御して、モーター
３５を動作させる。プロジェクター１では、例えば、第１投射方向Ａに画像光を投射する
画像モードにおいて、画像光の投射位置や投射方向の変更を指示する操作を、リモコン３
で行うことができる。当該操作が行われた場合、入力部２７は画像光の投射位置或いは投
射方向の変更を指示する操作データを出力する。投射方向制御部２３は、検出した指示に
基づき、画像光の投射方向を変更する変更量（例えば、角度）と変更方向とを求める。投
射方向制御部２３は、求めた変更量と変更方向とに対応してモーター３５を動作させる。
このモーター３５の回転動作がリンク１３を介して光路制御素子１４に伝達され、光路制
御素子１４の角度が変更される。

図３は、投射部４０の具体的な一実施態様を示す図である。図３には投射部４０を構成
する各部を模式的に示しており、例えば各部を固定する構造については図示を省略する。
以下の説明において、赤（Ｒ）の色光を赤色光、緑（Ｇ）の色光を緑色光、青（Ｂ）の
色光を青色光と称する。

図３の投射部４０は、光変調装置４２として、３つの液晶ライトバルブ５２を備える。
液晶ライトバルブ５２は、赤色光を変調する液晶ライトバルブ５２Ｒ、緑色光を変調する
液晶ライトバルブ５２Ｇ、及び、青色光を変調する液晶ライトバルブ５２Ｂを含む。液晶
ライトバルブ５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂを総称して液晶ライトバルブ５２と呼ぶ。すなわち
、液晶ライトバルブ５２Ｒは赤色光用の液晶パネルであり、液晶ライトバルブ５２Ｇは緑
色光用の液晶パネルであり、液晶ライトバルブ５２Ｂは青色光用の液晶パネルである。

液晶ライトバルブ５２に光が入射する入射側には光学素子５１が配置され、液晶ライト
バルブ５２が光を出射する出射側には光学素子５３が配置される。すなわち、液晶ライト
バルブ５２Ｒに対応して光学素子５１Ｒ、５３Ｒが配置され、液晶ライトバルブ５２Ｇに
対応して光学素子５１Ｇ、５３Ｇが配置され、液晶ライトバルブ５２Ｂに対応して光学素
子５１Ｂ、５３Ｂが配置される。光学素子５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂを総称して光学素子５
１と呼ぶ。また、光学素子５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂを総称して光学素子５３と呼ぶ。

図３の投射部４０は、光源４１が発する光を赤色光、青色光、及び緑色光に分離して、
液晶ライトバルブ５２に導く分離光学系（光分離部）を有する。この分離光学系は、ダイ
クロイックミラー５８ａ、５８ｂ、及び、ミラー５７ａ、５７ｂ、５７ｃで構成される。

光源４１が発する光はダイクロイックミラー５８ａにより青色光成分と他の成分とに分
離される。ダイクロイックミラー５８ａは青色光を透過させ、この青色光はミラー５７ａ
に反射して液晶ライトバルブ５２Ｂに入射する。また、ダイクロイックミラー５８ａに反
射した光はダイクロイックミラー５８ｂにより赤色光と緑色光とに分離される。緑色光は
ダイクロイックミラー５８ｂに反射して液晶ライトバルブ５２Ｇに導かれる。また、赤色
光はダイクロイックミラー５８ｂを透過して、ミラー５７ｂ、５７ｃに反射して液晶ライ
トバルブ５２Ｒに導かれる。

また、図３の投射部４０は、液晶ライトバルブ５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂで変調された光
を合成する合成光学系（光合成部）を備える。この合成光学系はプリズム５６を備える。
プリズム５６の有する４面のうち、１つの面に液晶ライトバルブ５２Ｂが対向配置され、
他の１つの面に液晶ライトバルブ５２Ｇが対向配置され、他の１つの面に液晶ライトバル
ブ５２Ｒが対向配置された構成である。プリズム５６には、液晶ライトバルブ５２Ｒで変
調された赤色光と、液晶ライトバルブ５２Ｇで変調された緑色光と、液晶ライトバルブ５
２Ｂで変調された青色光とがそれぞれ入射する。プリズム５６は入射光を合成して、投射
レンズ５５に向けて出射する。
投射部４０が備える分離光学系、及び、合成光学系は、光変調装置４２の一部を構成す
るものとしてもよい。また、合成光学系を投射光学系４４の一部として含めてもよい。

光学素子５１、５３は、偏光分離機能を有する素子であり、例えば、高分子素材の偏光
板を用いることができる。光学素子５１は、光源４１が出力する光の一方の偏光成分だけ
を透過させ、他方の偏光成分を透過させない。このため、液晶ライトバルブ５２には、光
学素子５１を透過した、特定の偏光方向の光が入射する。また、光学素子５３は、液晶ラ
イトバルブ５２により変調された画像光の一方の偏光成分だけを透過させ、他方の偏光成
分を透過させない。光学素子５３により、液晶ライトバルブ５２で変調された画像光の偏
光が、さらに特定方向に揃えられる。液晶ライトバルブ５２で変調された画像光は、光学
素子５３により特定の偏光成分を有する光となってプリズム５６に入射する。

また、図３の投射部４０において、投射光学系４４は投射レンズ５５で構成される。投
射レンズ５５は、１枚のレンズに限らず、複数のレンズを備えるレンズ群として構成する
こともできる。投射レンズ５５は、投射口１２（図１）または投射口１２の近傍に配置さ
れる。プリズム５６で合成された画像光は、投射レンズ５５を透過して投射口１２から出
射される。

プリズム５６と投射レンズ５５との間には、特性調整素子４３として、偏光制御素子５
４（光学特性調整部、液晶素子）が配置される。偏光制御素子５４は、プリズム５６から
の出射光の偏光方向を制御する。例えば、偏光制御素子５４は、ノーマリーホワイトモー
ドの液晶セルで構成することもできる。この液晶セルは、電圧が印加されない状態（非印
加時）と電圧が印加された状態（印加時）との間で偏光に係る光学特性が変化する。例え
ば、液晶セルの屈折率差Δｎと光路長（セルの厚さ）ｄとの積Δｎｄの値が、非印加時と
印加時とで、０とλ／２との間で切換わる仕様とすることができる。この構成により、偏
光制御素子５４に対し調整素子駆動部３３から電圧を印加する状態と、電圧を印加しない
状態とを切り替えることで、プリズム５６から出射する画像光の偏光方向を切り替えて、
投射レンズ５５に入射させることができる。例えば、偏光制御素子５４は、電圧非印加時
に、プリズム５６から出射する画像光の偏光方向を維持したままで投射レンズ５５に入射
させる。また、偏光制御素子５４は、電圧印加時に、プリズム５６から出射する画像光の
偏光方向を９０°回転させた状態で投射レンズ５５に入射させる。

プリズム５６から出射する画像光は、光学素子５１及び光学素子５３により偏光方向が
整えられた光であり、偏光方向が一様な光である。従って、プリズム５６から出射する画
像光の偏光方向を、偏光制御素子５４の電圧の印加状態を切り替えることで、投射レンズ
５５から光路制御素子１４に出射する光の偏光方向を切り替えることができる。

これにより、制御部２０が調整素子駆動部３３を制御して、投射レンズ５５から出射す
る画像光の偏光方向を切り替えることにより、画像光の投射方向を、第１投射方向Ａと第
２投射方向Ｂとに切り替えることが可能となる。この切り替えを行う際に、プロジェクタ
ー１の構造部品が機械的に移動するような動作が不要であり、簡単な構成によって、速や
かに、画像光の投射方向を変更できる。

なお、偏光制御素子５４を構成する液晶セルの表示モードを、強誘電性液晶、ＯＣＢ（
Optically Compensated Bend Mode）モード、またはＥＣＢ（Electrically Controlled B
irefringence）モードとすることができる。この場合、偏光制御素子５４に対する電圧の
印加／非印加を切り替えることに伴い、偏光方向をより速やかに切替えることができる。

図４は、プロジェクター１の動作を示すフローチャートである。
制御部２０は、入力部２７から入力される操作データに基づいて投射開始の指示を検出
すると（ステップＳ１１）、プロジェクター１の動作モードを設定する（ステップＳ１２
）。制御部２０は、プロジェクター１が画像光を投射する方向が第１投射方向Ａに設定さ
れているか第２投射方向Ｂに設定されているかに応じて、動作モードを設定する。投射方
向の設定は、入力部２７から入力される操作データに基づいて制御部２０が実行する。投
射方向が第１投射方向Ａである場合、制御部２０は動作モードを画像モードに設定し、投
射方向が第２投射方向Ｂである場合は動作モードを照明モードに設定する。

制御部２０は、設定した動作モードを判定し（ステップＳ１３）、画像モードに設定さ
れた場合はステップＳ１４に移行し、照明モードに設定された場合はステップＳ１９に移
行する。
ステップＳ１４で、制御部２０は、画像処理部２６が出力する画像信号に基づき、光変
調装置駆動部３２によって光変調装置４２に画像を描画する処理を開始する（ステップＳ
１４）。制御部２０は、ステップＳ１４で、画像処理部２６による画像の処理を開始して
もよい。

制御部２０は、投射方向を、画像モードに対応する投射方向（第１投射方向Ａ）に設定
し（ステップＳ１５）、この投射方向に画像光を投射するため、調整素子駆動部３３によ
り特性調整素子４３を駆動する（ステップＳ１６）。例えば、制御部２０は、調整素子駆
動部３３から特性調整素子４３に電圧を印加する印加状態を切り替える。
制御部２０は、光源駆動部３１を制御して光源４１を点灯（発光）させ、画像光の投射
を開始する（ステップＳ１７）。

制御部２０は、投射を終了する終了条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１８
）。終了条件は、例えば、入力部２７から入力される操作データにより投射終了の指示を
検出すること等である。終了条件が成立しない場合（ステップＳ１８；Ｎｏ）、制御部２
０は投射を継続する。また、終了条件が成立した場合（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、本処
理を終了する。

動作モードを照明モードに設定した場合、ステップＳ１９で、制御部２０は、投射方向
を、照明モードに対応する投射方向（第２投射方向Ｂ）に設定する（ステップＳ１５）。
制御部２０は、設定した投射方向に画像光を投射するため、調整素子駆動部３３により特
性調整素子４３を駆動する（ステップＳ２０）。例えば、制御部２０は、調整素子駆動部
３３から特性調整素子４３に電圧を印加する印加状態を切り替える。制御部２０は、光源
駆動部３１を制御して光源４１を点灯（発光）させ、画像光の投射を開始し（ステップＳ
２１）、ステップＳ１８に移行する。

なお、ステップＳ１９で、照明モードに対応して投射方向を設定する前または後に、制
御部２０は、光変調装置駆動部３２を制御して、光変調装置４２が描画する画像を調整し
てもよい。例えば、制御部２０は、光変調装置４２が描画する画像を、白一色としてもよ
い。この場合、プロジェクター１が出射する画像光の輝度が最大となるので、より明るく
照明できる。また、例えば、制御部２０は、予め照明用に設定された色を照射するように
、光変調装置駆動部３２を制御して、光変調装置４２に描画させてもよい。この場合、光
変調装置４２は、画像全体が照明用に設定された色となるように光を変調する。また、照
明モードにおいても、制御部２０の制御によって、光変調装置４２に画像を描画してもよ
い。

図５は、プロジェクター１の設置例を示す説明図である。
図５の例では、プロジェクター１を設置室１０１の天井面１０２の上の空間に設置し、
投射口１２を天井面１０２から露出させる。この場合、プロジェクター１は、光路制御素
子１４で画像光を反射することにより、壁面１０５に設置されたスクリーン１０６に、画
像を投射できる。また、プロジェクター１が発する画像光が光路制御素子１４を透過して
、第２投射方向Ｂに照射されると、床面１１０を照明できる。

図６は、プロジェクター１の別の設置例を示す説明図である。
図６の例では、プロジェクター１を設置室１５１内の机１６０に載置し、投射口１２を
天井面１５２に向けて設置する。
この場合、プロジェクター１は、光路制御素子１４で画像光を反射することにより、壁
面１５３に設置されたスクリーン１５４に、画像を投射できる。また、プロジェクター１
が発する画像光が光路制御素子１４を透過して、第２投射方向Ｂに照射されると、天井面
１５２を照明できる。

図５に例示した設置状態と、図６に例示した設置状態とでは、プロジェクター１の設置
方向が上下逆となるので、光路制御素子１４で反射してスクリーン１０６、１５４に投射
される画像の向きが異なる。プロジェクター１において、リモコン３の操作または操作部
２８の操作により、設置方向を設定可能な構成としてもよい。この場合、制御部２０は、
設置方向に対応して、光変調装置駆動部３２が光変調装置４２に描画する画像の向きを設
定する構成であってもよい。

上記構成において、制御部２０が調整素子駆動部３３を制御して、特性調整素子４３に
よって、異なる偏光方向の光が混在する画像光が、投射口１２から出射されるようにして
もよい。この場合、画像光が第１投射方向Ａと第２投射方向Ｂとの両方に分散して照射さ
れる。例えば、色光毎に偏光方向が異なるようにすれば、スクリーン１０６（またはスク
リーン１５４）と、床面１１０（又は天井面１５２）とに異なる色の画像光を投射するこ
とができる。また、特性調整素子４３によって、例えば、画像光の偏光を、ｓ偏光成分と
ｐ偏光成分の両方を含む偏光とすれば、この画像光は光路制御素子１４により第１投射方
向Ａと第２投射方向Ｂとに分散して投射される。
また、モーター３５（図２）の動作により光路制御素子１４の角度を調整することで、
例えば、壁面１０５、１５３に設置されるスクリーン１０６、１５４の高さに対応して、
画像光の第１投射方向Ａを上下に移動させることができる。

また、上記構成において、制御部２０が調整素子駆動部３３を制御し、特性調整素子４
３の状態を切り替えることにより、複数の偏光方向の光を時分割で出射してもよい。この
場合、例えば、調整素子駆動部３３が偏光制御素子５４に電圧を印加する状態と、電圧を
印加しない状態とを時分割で切り替える動作を行う。この場合、第１投射方向Ａと第２投
射方向Ｂとに交互に光が出射されるので、スクリーン１０６（またはスクリーン１５４）
と床面１１０（または天井面１５２）の双方に同一の画像を投射することができる。さら
に、偏光制御素子５４の切り替えタイミングと同期して画像データを切り替えることによ
り、スクリーン１０６（又はスクリーン１５４）と床面１１０（または天井面１５２）に
それぞれ別の画像を投射することもできる。ここで、床面１１０（または天井面１５２）
に投射する画像を照明用の画像とすれば、第１投射方向Ａの出射光によりスクリーン１０
６、１５４等に画像を投射し、さらに、第２投射方向Ｂの出射光により照明を行うことが
できる。この時分割の切り替えを、例えば１秒あたり数回以上の短周期で行うことで、画
像の投射と照明との両方を同時に行うような視覚効果を得ることができる。この場合、偏
光制御素子５４として、強誘電性液晶、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend Mode）モ
ード、またはＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モードを有する液晶素
子を用いることにより、偏光方向切り替え時のタイムロスを極力減らすことができ、より
自然な視覚効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明を適用した第１の実施形態に係るプロジェクター１は、光
源４１が発する光を画像光に変調して投射するプロジェクター１である。プロジェクター
１は、画像光の光学特性を調整する特性調整素子４３と、特性調整素子４３の出射側に配
置され、特性調整素子４３により調整された画像光の光学特性に基づいて、画像光の投射
方向を変更する光路制御素子１４とを備える。このため、プロジェクター１は、投射口１
２から出射する画像光の光学特性により、光路制御素子１４において投射方向を変更でき
る。画像光が光路制御素子１４で反射され第１投射方向Ａに投射されるか、光路制御素子
１４を透過して第２投射方向Ｂに投射されるかを、制御部２０の制御により速やかに切り
替えることができる。これにより、簡易な構成によって光を投射する方向を速やかに変更
可能なプロジェクター１を実現できる。

光路制御素子１４は、第１の光学特性を有する光を反射して第１投射方向Ａに進行させ
、第２の光学特性を有する光を透過させて第２投射方向Ｂに進行させる光学素子である。
特性調整素子４３は、画像光の光学特性を第１の光学特性及び第２の光学特性のいずれか
に調整する。このため、プロジェクター１は、画像光の光学特性を調整することによって
、画像光の方向を、光学素子を透過する方向と光学素子により反射される方向とに切り替
えることができる。この切り替えの動作において、画像光の方向を変える際に光学素子を
機械的に動かす必要がないので、より簡易な構成によって、光を投射する方向を速やかに
変更できる。

特性調整素子４３は、画像光の偏光方向を調整することによって、光路制御素子１４に
より光を投射する方向を速やかに変更できる。

光路制御素子１４は、プロジェクター１の本体１１に対して、リンク１３によって回動
可能に支持される。従って、光路制御素子１４は、本体１１から出射される光に対する角
度を変更可能に支持される。このため、光路制御素子１４で反射する画像光の方向を変更
することができ、投射方向の自由度を高めることができる。

光路制御素子１４は、第１の偏光方向の光を反射して第１投射方向Ａに進行させ、第２
の偏光方向の光を透過させて第２投射方向Ｂに進行させるので、画像光の偏光方向を調整
することによって、光を投射する方向を速やかに切り替えることができる。

特性調整素子４３として、例えば液晶セルで構成される偏光制御素子５４を含む構成と
すれば、画像光の偏光方向を速やかに調整できる。
ここで、偏光制御素子５４の表示モードは、強誘電性液晶、ＯＣＢモード、またはＥＣ
Ｂモードのいずれかとすることができる。この場合、偏光制御素子５４に対する電圧の印
加状態を切り替えることにより、画像光の偏光方向をより速やかに切替えることができる
。

また、プロジェクター１は、画像光を第１投射方向Ａに進行させて照明光を投射する照
明モードと、画像光を第２投射方向Ｂに進行させて画像を投射する画像モードと、を実行
可能である。このため、プロジェクター１によって、照明を行う動作と、画像を投射する
動作とを実行できる。

［第２の実施形態］
図７は、本発明を適用した第２の実施形態に係るプロジェクター１Ａの構成を示す側面
視図である。本実施形態において、上記第１の実施形態で説明したプロジェクター１と共
通の構成については、図に同符号を付して説明を省略する。

プロジェクター１Ａは、光路制御素子１４（図１）に代えて、光路制御素子１４Ａ（方
向変更部、光学素子）を備える。光路制御素子１４Ａは、投射口１２から出射される画像
光の偏光方向に応じて、画像光を反射面１５で第１投射方向Ａに反射し、或いは、第２投
射方向Ｂに透過させる。この機能は光路制御素子１４と共通である。
光路制御素子１４Ａは、さらに、反射面１５とは反対側の面に拡散層１６（拡散部）を
備える。拡散層１６は、光路制御素子１４Ａを透過する画像光を拡散させる。拡散層１６
は、例えば、光路制御素子１４において反射面１５の反対側となる面に、光を拡散する拡
散板を貼付することで構成可能である。

プロジェクター１Ａでは、画像光を第２投射方向Ｂに投射する照明モードにおいて、画
像光を拡散させて、広い範囲の第２投射方向Ｂ´に照射できる。この構成によれば、画像
光を拡散させて、より広い範囲を均質に照明できる。

なお、上述した各実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の
範囲内で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上記各実施形態において、光路制御素子１４、１４Ａは、本体１１の外に配置
される構成として説明した。本発明はこれに限定されず、例えば、光路制御素子１４、１
４Ａを本体１１の内部に配置してもよい。この場合、本体１１は、光路制御素子１４、１
４Ａが画像光を反射する方向と、光路制御素子１４、１４Ａが画像光を透過させる方向と
に対応する投射口１２を備える構成とすることが好ましい。また、光路制御素子１４、１
４Ａは、投射レンズ５５の入射側に設けてもよい。この場合、光路制御素子１４、１４Ａ
が画像光を反射する方向と、光路制御素子１４、１４Ａが画像光を透過させる方向とのそ
れぞれに対応して、投射レンズ５５及び投射口１２を備える構成としてもよい。

また、上記各実施形態では、特性調整素子４３として、液晶セルを用いた偏光制御素子
５４を例示した。この例では、調整素子駆動部３３が偏光制御素子５４に対して電圧を印
加する状態と、電圧を印加しない状態とを切り替えることで、画像光の偏光方向を変更す
る例を説明した。本発明はこれに限定されず、特性調整素子４３は、画像光の偏光方向を
調整する機能を有するものであれば、液晶セルに限定されない。例えば、特性調整素子４
３は、光の偏光方向を変換する偏光変換素子を用いてもよい。偏光変換素子としては、偏
光方向を９０度回転させることが可能なλ／２波長板を用いることができる。この場合、
図３に示す偏光制御素子５４の位置、すなわちプリズム５６と投射レンズ５５との間の光
路上に、偏光変換素子を位置させる構成とすることができる。さらに、偏光変換素子を光
路に進退させる進退機構（図示略）を設け、偏光変換素子が光路上に位置する状態と、偏
光変換素子が光路から退出した状態とを切り替える構成としてもよい。この構成によれば
、プリズム５６から出射される合成光の偏光方向を変換する状態と、偏光方向を変換しな
い状態とを切り替えることができる。これは、偏光制御素子５４に電圧を印加する状態と
印加しない状態とを切り替える動作と同様の効果を奏する。
また、特性調整素子４３として、特定方向の偏光を透過させ、他の方向の偏光を反射あ
るいは吸収する偏光板を用いてもよい。例えば、画像光の偏光を、ｓ偏光成分とｐ偏光成
分の両方を含む偏光とするとともに、偏光板を回動させる回動機構を設けることにより、
ｓ偏光成分のみを透過させる状態と、ｐ偏光成分のみを透過させる状態とを切り替えるこ
とも可能である。

また、特性調整素子４３は、画像光の偏光方向を調整する構成に限定されない。例えば
、プロジェクター１が出射する画像光の波長成分を調整するものであってもよい。この場
合、光変調装置４２が特性調整素子４３として機能する。すなわち、画像光の波長成分を
、光変調装置４２を構成する液晶パネルやＤＭＤにより調整する構成としてもよい。この
場合、光路制御素子１４、１４Ａに代えて、所定の波長成分の光を反射し、他の波長成分
の光を透過させるダイクロイックミラーを用いればよい。

上記実施形態では、光変調装置４２が、３つの液晶ライトバルブ５２を備え、赤色光、
青色光、及び緑色光をそれぞれ変調する構成を例示したが、本発明はこれに限定されない
。例えば、液晶ライトバルブ５２に代えて、反射型の液晶パネルやＤＭＤを備える構成で
あってもよいことは上述の通りである。さらに、１つの液晶パネル或いはＤＭＤと、カラ
ーホイールとを備えた構成としてもよい。この場合、ミラー５７ａ、５７ｂ、５７ｃ及び
ダイクロイックミラー５８ａ、５８ｂで構成される色分離光学系は不要である。

また、上記実施形態では、図５及び図６で示したように、プロジェクター１は、光路制
御素子１４で反射した画像光により壁面やスクリーン等の投射面に画像を投射し、光路制
御素子１４を透過した光により、床面や天井面を照明するように設置されているが、光路
制御素子１４を透過した画像光により壁面やスクリーン等の投射面に画像を投射し、光路
制御素子１４で反射した光により、床面や天井面を照明するように設置してもよい。

また、図２に示した各機能ブロックはハードウェアとソフトウェアとの協働により実現
される機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に制限されない。従って、
必ずしも各機能ブロックに対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセ
ッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿
論可能である。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現される機能の一部をハー
ドウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現される機能の一部をソフトウ
ェアで実現してもよい。その他、プロジェクター１の他の各部の具体的な細部構成につい
ても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。

１、１Ａ…プロジェクター、２…画像供給装置、３…リモコン、１１…本体、１２…投
射口、１３…リンク、１４、１４Ａ…光路制御素子（方向変更部、光学素子）、１５…反
射面、１６…拡散層（拡散部）、２０…制御部、２１…記憶部、２２…投射制御部、２３
…投射方向制御部、２５…インターフェイス部、２６…画像処理部、２７…入力部、２８
…操作部、３１…光源駆動部、３２…光変調装置駆動部、３３…調整素子駆動部、３４…
反射体駆動部、３５…モーター、４０…投射部、４１…光源、４２…光変調装置、４３…
特性調整素子（光学特性調整部）、４４…投射光学系、５２、５２Ｂ、５２Ｇ、５２Ｒ…
液晶ライトバルブ、５４…偏光制御素子（光学特性調整部、液晶素子）、５５…投射レン
ズ、５６…プリズム、Ａ…第１投射方向（第１の方向）、Ｂ…第２投射方向（第２の方向
）。

Claims

光源が発する光を画像光に変調して投射するプロジェクターであって、
前記画像光の光学特性を調整する光学特性調整部と、
前記光学特性調整部の出射側に配置され、前記光学特性調整部により調整された前記画像光の光学特性に基づいて、前記画像光の投射方向を変更する方向変更部と、
を備え、
前記方向変更部は、第１の光学特性を有する光を反射して第１の方向に進行させ、第２の光学特性を有する光を透過させて第２の方向に進行させる光学素子であり、
前記光学素子は、前記プロジェクターの本体から出射される光に対する角度を変更可能に支持されることを特徴とするプロジェクター。
前記画像光を前記第１の方向及び前記第２の方向のいずれか一方に進行させて照明光を投射する照明モードと、前記画像光を前記第１の方向及び前記第２の方向のいずれか他方に進行させて画像を投射する画像モードと、を実行可能であることを特徴とする請求項１記載のプロジェクター。
前記光学素子を透過する光を拡散する拡散部をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクター。
前記光学特性調整部は、前記画像光の偏光方向を調整することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプロジェクター。
前記方向変更部は、第１の偏光方向の光を反射して第１の方向に進行させ、第２の偏光方向の光を透過させて第２の方向に進行させる光学素子であることを特徴とする請求項４記載のプロジェクター。
前記光学特性調整部は、液晶素子を含むことを特徴とする請求項４または５に記載のプロジェクター。
前記液晶素子の表示モードは、強誘電性液晶、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend Mode）モード、又はＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モードのいずれかであることを特徴とする請求項６記載のプロジェクター。