JP6843300B2 - 光学ユニット及び投影装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学ユニット及びこれを備える投影装置に関する。

液晶プロジェクタ等の投影装置は、光源と、光源からの光を空間変調する光変調素子と、光変調素子により変調して得られた画像光を投影する投影光学系と、これらを収容する筐体と、を備えるのが一般的である。

特許文献１には、２回屈曲される光路を形成する投影光学系を収容する光学部を筐体から突出させて設け、この光学部の一部を回転させることで、投影方向を鉛直方向に水平な面内にて変更することのできる投影装置が記載されている。

日本国特開２０１２−０９８５０６号公報

特許文献１に記載の投影装置は、設置面に垂直な方向に投影方向を切り替えることはできない。このような投影方向の切替えを想定すると、例えば横置きにしていた本体を縦置きにする等の対応が必要となり、その作業が煩雑となる。また、投影装置の設置スペースに制約がある場合又は本体の形状によっては、投影装置の置き方を変えることができず、投影方向の変更が難しくなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、設置スペースに制約がある場合等でも、投影方向を、例えば設置面に平行な方向と垂直な方向とで容易に切り替えることのできる投影装置と、その光学ユニットを提供することを目的とする。

本発明の光学ユニットは、光源からの光を空間変調して投影面に投影する投影装置の上記光源を内蔵する本体部によって支持される、上記投影面に上記光を投影するための投影光学系を含む光学ユニットであって、上記本体部の内部と繋がる中空部を有する第一部材と、上記第一部材の上記中空部と繋がる中空部を有し且つ上記第一部材に対し回動自在に連結された第二部材と、を含み、上記投影光学系は、上記本体部から上記第一部材の上記中空部に入射されて第一の方向に進む光を、上記第一の方向に垂直な第二の方向に反射させるための第一の反射部材を含み、上記第二部材は、上記第一の方向と上記第二の方向の各々に垂直な回転軸の回りに回動自在であり、上記第二部材は、上記第二部材の上記中空部に配置された上記投影光学系のうちの上記投影面に最も近いレンズの光軸方向と上記第一の方向とが垂直となる回動状態と、上記レンズの光軸方向と上記第一の方向とが平行となる回動状態と、をとり、前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが垂直となる前記第二部材の前記回動状態において前記第一の反射部材を前記光の光路上に移動させ、前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが平行となる前記第二部材の前記回動状態において前記第一の反射部材を前記光の光路上から退避させる移動機構を更に含むものである。
また、本発明の別の光学ユニットは、光源からの光を空間変調して投影面に投影する投影装置の前記光源を内蔵する本体部によって支持される、前記投影面に前記光を投影するための投影光学系を含む光学ユニットであって、前記本体部の内部と繋がる中空部を有する第一部材と、前記第一部材の前記中空部と繋がる中空部を有し且つ前記第一部材に対し回動自在に連結された第二部材と、を含み、前記投影光学系は、前記本体部から前記第一部材の前記中空部に入射されて第一の方向に進む光を、前記第一の方向に垂直な第二の方向に反射させるための第一の反射部材を含み、前記第二部材は、前記第一の方向と前記第二の方向の各々に垂直な回転軸の回りに回動自在であり、前記第二部材は、前記第二部材の前記中空部に配置された前記投影光学系のうちの前記投影面に最も近いレンズの光軸方向と前記第一の方向とが垂直となる回動状態と、前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが平行となる回動状態と、をとり、前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが垂直となる前記第二部材の前記回動状態において前記第一の反射部材を前記光の光路上から退避させ、前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが平行となる前記第二部材の前記回動状態において前記第一の反射部材を前記光の光路上に移動させる移動機構を更に含む、ものである。

本発明の投影装置は、上記光学ユニットと、上記本体部と、を備えるものである。

本発明によれば、設置スペースに制約がある場合等でも、投影方向を、例えば設置面に平行な方向と垂直な方向とで容易に切り替えることのできる投影装置と、その光学ユニットを提供することができる。

本発明の投影装置の一実施形態であるプロジェクタ１００の外観構成を示す模式図である。 図１の光源ユニット１１の内部構成の一例を示す模式図である。 図１に示すプロジェクタ１００の光学ユニット６の断面模式図である。 図３に示す収容部材４と収容部材３を方向Ｚの反対方向に見た図である。 収容部材４が第一の回動状態にあるときの光学ユニット６を収容部材３の面３３側から方向Ｙに見た模式図である。 収容部材４が第二の回動状態にあるときの光学ユニット６を収容部材３の面３３側から方向Ｙに見た模式図である。 光学ユニット６の第一の変形例である光学ユニット６Ａの断面模式図である。 光学ユニット６の第二の変形例である光学ユニット６Ｂの外観構成を示す模式図である。 図８に示す光学ユニット６Ｂを方向Ｙから見た外観模式図である。 図８に示す光学ユニット６Ｂを方向Ｙから見た外観模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の投影装置の一実施形態であるプロジェクタ１００の外観構成を示す模式図である。図２は、図１の光源ユニット１１の内部構成の一例を示す模式図である。図３は、図１に示すプロジェクタ１００の光学ユニット６の断面模式図である。図３は、本体部１から出射される光の光路に沿った面での断面を示している。

図１に示すように、プロジェクタ１００は、本体部１と、本体部１によって支持される光学ユニット６と、を備える。光学ユニット６は、本体部１に対し着脱自在に構成されていてもよい。

本体部１は、光学ユニット６と連結される部分に光を通すための開口１４ａ（図３参照）が形成され、この開口１４ａとは別の位置に、外気を内部に取り込むための吸気口１３（図１参照）が形成された筐体１４（図３参照）を有する。

本体部１の筐体１４の内部には、図１に示すように、光源ユニット１１と、光源ユニット１１から出射される光を画像データに基づいて空間変調する光変調素子を含む光変調ユニット１２と、吸気口１３から取り込んだ空気を、光源ユニット１１及び光変調ユニット１２等を含む熱源に当ててこの熱源を冷却するための図示省略のファンと、が設けられている。

図２に示す例では、光源ユニット１１は、赤色光を出射する赤色光源であるＲ光源４１ｒと、緑色光を出射する緑色光源であるＧ光源４１ｇと、青色光を出射する青色光源であるＢ光源４１ｂと、ダイクロイックプリズム４３と、Ｒ光源４１ｒとダイクロイックプリズム４３の間に設けられたコリメータレンズ４２ｒと、Ｇ光源４１ｇとダイクロイックプリズム４３の間に設けられたコリメータレンズ４２ｇと、Ｂ光源４１ｂとダイクロイックプリズム４３の間に設けられたコリメータレンズ４２ｂと、を備えている。

ダイクロイックプリズム４３は、Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及びＢ光源４１ｂの各々から出射される光を同一光路に導くための光学部材である。すなわち、ダイクロイックプリズム４３は、コリメータレンズ４２ｒによって平行光化された赤色光を透過させて光変調ユニット１２の光変調素子１２ａに出射する。また、ダイクロイックプリズム４３は、コリメータレンズ４２ｇによって平行光化された緑色光を反射させて光変調ユニット１２の光変調素子１２ａに出射する。さらに、ダイクロイックプリズム４３は、コリメータレンズ４２ｂによって平行光化された青色光を反射させて光変調ユニット１２の光変調素子１２ａに出射する。このような機能を持つ光学部材としては、ダイクロイックプリズムに限らない。例えば、クロスダイクロイックミラーを用いてもよい。

Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及びＢ光源４１ｂは、それぞれ、レーザ又はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子が用いられる。光源ユニット１１に含まれる光源の数は１つ、２つ、又は４つ以上であってもよい。

光変調ユニット１２に含まれる光変調素子１２ａは、図２の光源ユニット１１の構成であればＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）が例えば用いられる。光変調素子１２ａとしては、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子、又は液晶表示素子等を用いることもできる。光変調ユニット１２によって空間変調された光は、筐体１４の開口１４ａを通過して光学ユニット６に入射される。

図３に示すように、光学ユニット６は、本体部１の内部と繋がる中空部２Ａを有する収容部材２と、中空部２Ａと繋がる中空部３Ａを有し且つ収容部材２に支持された収容部材３と、中空部３Ａと繋がる中空部４Ａを有し且つ収容部材３によって回動自在に支持された収容部材４と、中空部２Ａに配置された第一の光学系２１及び反射部材２２と、中空部３Ａに配置された第二の光学系３１及び反射部材３２と、中空部４Ａに配置された第三の光学系４１及びレンズ４２と、を備える。

収容部材２及び収容部材３は第一部材を構成している。収容部材４は第二部材を構成している。第一の光学系２１、反射部材２２、第二の光学系３１、反射部材３２、第三の光学系４１、及びレンズ４２は、本体部１から入射される光を投影面に投影するための投影光学系を構成している。レンズ４２は、この投影光学系のうちの投影面に最も近い位置に配置されたレンズである。

収容部材２は、断面外形が矩形の部材であり、開口２ａと開口２ｂが互いに垂直な面に形成されている。収容部材２は、本体部１の開口１４ａと対面する位置に開口２ａが配置される状態にて、本体部１によって支持されている。本体部１の光変調ユニット１２から出射された光は、開口１４ａ及び開口２ａを通って収容部材２の中空部２Ａに入射される。本体部１から中空部２Ａに入射される光の入射方向を方向Ｘ１と定義する。

収容部材２の中空部２Ａに配置された反射部材２２は、本体部１から入射される光を方向Ｘ１に垂直な第一の方向である方向Ｚに反射させる。反射部材２２は、例えばハーフミラー、ビームスプリッター、又は偏光部材等によって構成される。反射部材２２は第二の反射部材を構成する。

収容部材２の中空部２Ａに配置された第一の光学系２１は、反射部材２２と本体部１との間に配置されており、少なくとも１つのレンズを含む。

本体部１から収容部材２に入射された方向Ｘ１に進む光は、第一の光学系２１を通過した後、反射部材２２によって反射されて方向Ｚに進む。収容部材２には、反射部材２２にて反射した光の光路上に開口２ｂが形成されており、この反射した光は開口２ｂを通過して収容部材３の中空部３Ａへと進む。

収容部材３は、断面外形が矩形の部材であり、収容部材２の開口２ｂと対面する位置に開口３ａが形成されている。収容部材２の開口２ｂを通過した本体部１からの光は、この開口３ａを通って収容部材３の中空部３Ａに入射される。

収容部材３の中空部３Ａに配置された反射部材３２は、収容部材２から入射される光をその入射方向（方向Ｚ）に垂直な第二の方向である方向Ｘ２に反射させるための部材である。反射部材３２は、例えばハーフミラー、ビームスプリッター、又は偏光部材等によって構成される。反射部材３２は、方向Ｚと方向Ｘ２の各々に垂直な方向である方向Ｙに延びる回転軸の回りに回動自在に構成されている。反射部材３２は第一の反射部材を構成する。

収容部材３の中空部３Ａに配置された第二の光学系３１は、反射部材３２と収容部材２の間に配置されており、少なくとも１つのレンズを含む。

収容部材３には、反射部材３２に対し、反射部材３２の光反射面３２ａにて光が反射されたときのその光の反射方向に対面する位置に、第一開口３５ａが形成されている。また、収容部材３には、第一開口３５ａを開閉するための第一シャッタ３５と、第一シャッタ３５を電気的に駆動するソレノイド又はモータ等の第一シャッタ駆動部３５ｄとが設けられている。

また、収容部材３には、反射部材３２に対し、反射部材３２に入射する光の進行方向（方向Ｚ）に対面する位置に、第二開口３６ａが形成されている。また、収容部材３には、第二開口３６ａを開閉するための第二シャッタ３６と、第二シャッタ３６を電気的に駆動するソレノイド又はモータ等の第二シャッタ駆動部３６ｄとが設けられている。

第一シャッタ駆動部３５ｄと第二シャッタ駆動部３６ｄは、それぞれ、本体部１に内蔵されているプロジェクタ１００の制御部（図示省略）によって制御される。

図４は、図３に示す収容部材４と収容部材３を方向Ｚの反対方向に見た図である。図４に示すように、収容部材４は、図３に示した中空部４Ａを有する筒状の本体部４０と、本体部４０の方向Ｙの両端部から方向Ｘ２の反対方向に向かって延びる板状の連結部４ｃ，４ｄと、を備える。

図３に示すように、本体部４０には、本体部４０の投影面側の端部に形成された開口４ａを塞ぐ形でレンズ４２が固定されている。収容部材４の中空部４Ａに配置された第三の光学系４１は、レンズ４２と収容部材３との間に配置されており、少なくとも１つのレンズを含む。

図４に示すように、連結部４ｃは、収容部材３の方向Ｙの両端面のうちの一方の面３４に回動自在に支持された回転軸５１に固定されている。同様に、連結部４ｄは、収容部材３の方向Ｙの両端面のうちの他方の面３３に回動自在に支持された回転軸５１に固定されている。回転軸５１が収容部材３に対して回動することで、収容部材４を回転軸５１の回りに回動させることができる。このように、収容部材４は、回転軸５１の回りに回動自在に、収容部材３によって支持されている。

連結部４ｄの収容部材３側の面には、方向Ｙに延びる突起部４ｅが形成されている。この突起部４ｅは、収容部材３の面３３に形成された後述のスリット３３ａ（図５参照）を貫通して中空部３Ａ内まで達している。

プロジェクタ１００は、少なくとも、収容部材４が第一の回動状態又は第二の回動状態にある場合において画像を投影可能となっている。

第一の回動状態とは、レンズ４２の光軸方向と反射部材３２に入射する本体部１からの光の入射方向である方向Ｚとが垂直となるよう収容部材４が回動された状態である。

第二の回動状態とは、レンズ４２の光軸方向と反射部材３２に入射する本体部１からの光の入射方向である方向Ｚとが平行となるよう収容部材４が回動された状態である。

図５は、収容部材４が第一の回動状態にあるときの光学ユニット６を収容部材３の面３３側から方向Ｙに見た模式図である。図６は、収容部材４が第二の回動状態にあるときの光学ユニット６を収容部材３の面３３側から方向Ｙに見た模式図である。図５及び図６では、収容部材４を想像線にて示している。

図５及び図６に示すように、収容部材３の面３３には、円弧状のスリット３３ａが形成されている。このスリット３３ａには、収容部材４の突起部４ｅが挿通されている。この突起部４ｅの先端は、収容部材３内の反射部材３２の光反射面３２ａの端部に当接している。

突起部４ｅは、収容部材４が回動すると、その動きに連動してスリット３３ａ内を移動する。突起部４ｅが図５の状態からスリット３３ａに沿って左回りに移動すると、反射部材３２は、その光反射面３２ａが方向Ｚと平行になるように回転する。そして、図６に示す第二の回動状態になると、突起部４ｅがスリット３３ａの左端部まで移動し、反射部材３２は光路Ｅから退避した状態となる。

図５に示す第一の回動状態においては、収容部材４と連動する突起部４ｅの位置によって、反射部材３２の光反射面３２ａが、本体部１から入射された光の光路Ｅ上に挿入される。この第一の回動状態においては、光路Ｅが２か所（反射部材２２と光が交差する位置と、反射部材３２と光が交差する位置）にて屈曲された状態となる。

一方、図６に示す第二の回動状態においては、収容部材４と連動する突起部４ｅの位置によって、反射部材３２の光反射面３２ａが、光路Ｅ上から退避される。この第二の回動状態においては、光路Ｅが１か所（反射部材２２と光が交差する位置）のみにて屈曲された状態となる。

このように、スリット３３ａと突起部４ｅは、第一の回動状態において反射部材３２を光路Ｅ上に移動させ、第二の回動状態において反射部材３２を光路Ｅ上から退避させる移動機構を構成する。

収容部材３と収容部材４には、収容部材４の回動位置を検出するための図示省略のスイッチが設けられている。例えば、収容部材４が第一の回動状態にあるときには、このスイッチからオン信号が出力されて本体部１の制御部に入力される。一方、収容部材４が第二の回動状態にあるときには、このスイッチからオフ信号が出力されて本体部１の制御部に入力される。

本体部１の制御部は、スイッチからオン信号が入力されている場合（図５の第一の回動状態の場合）には、収容部材３の第一開口３５ａを開放する位置に第一シャッタ３５を移動させ、収容部材３の第二開口３６ａを閉鎖する位置に第二シャッタ３６を移動させる。また、本体部１の制御部は、スイッチからオフ信号が入力されている場合（図６の第二の回動状態の場合）には、第一開口３５ａを閉鎖する位置に第一シャッタ３５を移動させ、第二開口３６ａを開放する位置に第二シャッタ３６を移動させる。

また、収容部材４の本体部４０における収容部材３側の端部の開口４ｂ（図３，４参照）は、収容部材４が第一の回動状態にあるときには収容部材３の第一開口３５ａと対面し、収容部材４が第二の回動状態にあるときには収容部材３の第二開口３６ａと対面するよう構成されている。

以上の構成により、図５に示す第一の回動状態においては、本体部１から出射された光は、収容部材２の中空部２Ａを通過してから方向Ｚに進み、その後、収容部材３の反射部材３２にて方向Ｘ２に反射し、第一開口３５ａを通過してレンズ４２に入射される。レンズ４２に入射した光は、レンズ４２の光軸方向に出射されて、投影面に向けて投影される。このときのレンズ４２の光軸方向は方向Ｚに垂直である。

また、図６に示す第二の回動状態においては、本体部１から出射された光は、収容部材２の中空部２Ａを通過してから方向Ｚに進み、その後、収容部材３の反射部材３２に入射することなく、第二開口３６ａを通過してレンズ４２に入射される。レンズ４２に入射した光は、レンズ４２の光軸方向に出射されて、投影面に向けて投影される。このときのレンズ４２の光軸方向は方向Ｚと平行である。

以上のプロジェクタ１００によれば、第一の回動状態においては、画像の投影方向（レンズ４２の光軸方向）を本体部１の設置面に平行な方向とすることができ、第二の回動状態においては、画像の投影方向（レンズ４２の光軸方向）を本体部１の設置面に垂直な方向とすることができる。このため、設置スペースに制約がある場合等でも、プロジェクタ１００の本体部１の姿勢を変えることなく、収容部材４を９０度回転させる操作を行うのみで、投影方向を大きく変更することができる。

また、プロジェクタ１００では、図５に示す第一の回動状態においては反射部材３２が光路Ｅ上に挿入され、図６に示す第二の回動状態においては反射部材３２が光路Ｅ上から退避される。反射部材３２の光路Ｅに対する挿抜動作は、電気的に反射部材３２を動かすアクチュエータを用いることなく、収容部材４の動きに連動して機械的に行われる。このため、光学ユニット６の小型化と低コスト化が可能となる。

また、プロジェクタ１００では、図６に示す第二の回動状態において、反射部材３２は、光反射面３２ａが光路Ｅと反対側を向いた状態にて光路Ｅ上から退避される。このため、この光反射面３２ａにて本体部１からの光の一部が反射するのを防ぐことができ、第二の回動状態における投影像の品質向上を図ることができる。

また、プロジェクタ１００では、図４に示したように、収容部材３における回転軸５１の延びる方向（方向Ｙ）の両端面（面３３，３４）に収容部材４が連結されている。この構成によれば、収容部材４を収容部材３に対し回動させるための機構を簡素化することができ、光学ユニット６の小型化と低コスト化が可能となる。

また、プロジェクタ１００では、図５に示す第一の回動状態においては、収容部材３の第二開口３６ａが閉鎖されるため、本体部１からの光がレンズ４２以外の部分から外部に漏れだすのを防ぐことができ、投影像の品質を向上させることができる。また、図６に示す第二の回動状態においては、収容部材３の第一開口３５ａが閉鎖されるため、本体部１からの光がレンズ４２以外の部分から外部に漏れだすのを防ぐことができ、投影像の品質を向上させることができる。

なお、プロジェクタ１００において、収容部材３に支持された回転軸５１の位置は、方向Ｙから見て、反射部材３２の光反射面３２ａと投影光学系の光軸（光路Ｅ）との交点の位置にあることが好ましい。このようにすることで、第一の回動状態と第二の回動状態との間において、光路Ｅのずれを最小限とすることができ、いずれの回動状態においても画像の品質を均一化することができる。

また、プロジェクタ１００において、反射部材３２を移動させるための移動機構（突起部４ｅとスリット３３ａ）は必須ではない。例えば、反射部材３２として、電気的に光の反射と透過を切り替えられるエレクトロクロミズムを利用したものとすれば、移動機構は不要である。
反射部材３２がエレクトロクロミズムを利用したものである場合には、反射部材３２は図３に示すように光路Ｅ上に挿入された状態にて姿勢が固定される。この場合、本体部１の制御部は、図５に示す第一の回動状態においては、光を反射する状態に反射部材３２を制御し、図６に示す第二の回動状態においては、光を透過する状態に反射部材３２を制御する。これにより、第一の回動状態と第二の回動状態のいずれにおいても、反射部材３２を移動させることなく、画像を投影することが可能になる。移動機構を持たない光学ユニット６とすることで、光学ユニット６の小型化と低コスト化が可能となる。

また、プロジェクタ１００において、反射部材３２を、ソレノイド又はモータ等の通電によって動作する駆動部によって駆動して、光路Ｅ上に挿抜する構成としてもよい。

また、プロジェクタ１００において、第一シャッタ３５と第二シャッタ３６は、アクチュエータによって駆動されるのではなく、収容部材４の動きに連動して開閉する構成であってもよい。この構成では、収容部材４が第一の回動状態にあるときには第一シャッタ３５を開き且つ第二シャッタ３６を閉じ、収容部材４が第二の回動状態にあるときには第二シャッタ３６を開き且つ第一シャッタ３５を閉じるための機構が光学ユニット６に設けられる。この機構が、シャッタ駆動部として機能する。

また、プロジェクタ１００の光学ユニット６は、本体部１からの光を２回屈曲させてから投影面に投影する状態と、本体部１からの光を１回屈曲させてから投影面に投影する状態とを切り替えられるものとしたが、本体部１からの光を１回屈曲させてから投影面に投影する状態と、本体部１からの光を屈曲させずに投影面に投影する状態とを切り替えられる構成も考えられる。

図７は、光学ユニット６の第一の変形例である光学ユニット６Ａの断面模式図である。図７に示す光学ユニット６Ａは、収容部材２が削除され、収容部材３が、中空部３Ａと本体部１の内部とが直接つながる状態にて、本体部１によって支持されている点を除いては、光学ユニット６と同じ構成である。

光学ユニット６Ａを持つプロジェクタ１００においても、収容部材４を回動させることで、レンズ４２の光軸方向と反射部材３２への光の入射方向とが垂直となる図７に示した状態（本体部１からの光を１回屈曲させてから投影面に投影する状態）と、レンズ４２の光軸方向と反射部材３２への光の入射方向とが平行となる状態（本体部１からの光を屈曲させずに投影面に投影する状態）と、を切り替えることができる。このため、本体部１の姿勢を変えることなく、本体部１の設置面に平行な方向と垂直な方向とに投影方向を容易に切り替えることが可能となる。

図８は、光学ユニット６の第二の変形例である光学ユニット６Ｂの外観構成を示す模式図である。図８に示す光学ユニット６Ｂは、光学ユニット６において、収容部材３と収容部材４が一体化されて収容部材３Ｘに変更され、この収容部材３Ｘが方向Ｙに延びる回転軸の回りに回動自在に、収容部材２により支持された構成である。収容部材３Ｘは、収容部材２の外周面に支持された回転軸５１Ａ（図９参照）に連結されている。

光学ユニット６Ｂの収容部材２には、反射部材２２に対し方向Ｘ１に対面する部分に開口２ｃが形成されている。光学ユニット６Ｂの収容部材２には、開口２ｃを開閉するための第一シャッタ２４と、開口２ｂを開閉するための第二シャッタ２３と、第一シャッタ２４及び第二シャッタ２３を駆動する図示省略のシャッタ駆動部と、が設けられている。

光学ユニット６Ｂの収容部材２に収容された反射部材２２は、光学ユニット６における反射部材３２と同様に、方向Ｙに延びる回転軸回りに回動自在に構成されており、収容部材３Ｘの回動に連動して移動する。

光学ユニット６Ｂにおいては、収容部材２が第一部材を構成し、収容部材３Ｘが第二部材を構成し、反射部材２２が第一の反射部材を構成する。また、開口２ｃが第一開口を構成し、開口２ｂが第二開口を構成する。また、方向Ｘ１が第一の方向となり、方向Ｚが第二の方向となる。

図９及び図１０は、図８に示す光学ユニット６Ｂを方向Ｙから見た外観模式図である。図９に示す収容部材３Ｘの回動状態においては、開口２ｂは開放され、開口２ｃは閉鎖され、反射部材２２は光路Ｅ上に挿入された状態となる。したがって、図９に示す回動状態においては、本体部１から出射されて方向Ｘ１に進む光は反射部材２２にて反射されて方向Ｚに進み、開口２ｂを通過して反射部材３２に入射され、反射部材３２にて反射されて方向Ｘ２に進み、レンズ４２から出射される。

図１０に示す収容部材３Ｘの回動状態においては、開口２ｂは閉鎖され、開口２ｃは開放され、反射部材２２は光路Ｅ上から退避された状態となる。したがって、図１０に示す回動状態においては、本体部１から出射されて方向Ｘ１に進む光はそのまま開口２ｃを通過して反射部材３２に入射され、反射部材３２にて反射されて方向Ｚに進み、レンズ４２から出射される。

以上のように、光学ユニット６Ｂを有するプロジェクタ１００であっても、本体部１の設置姿勢を変えることなく、収容部材３Ｘの回動状態の変更のみで、投影方向を設置面に水平な方向と垂直な方向とに切替えることができる。

光学ユニット６Ｂにおいても、回転軸５１Ａは、反射部材２２の光反射面２２ａと投影光学系の光軸との交点位置にあることが好ましい。また、反射部材２２は、図１０に示す回動状態においては、光反射面２２ａが光路Ｅと反対側を向いた状態にて光路Ｅ上から退避されるのが好ましい。

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

（１）
光源からの光を空間変調して投影面に投影する投影装置の上記光源を内蔵する本体部によって支持される、上記投影面に上記光を投影するための投影光学系を含む光学ユニットであって、
上記本体部の内部と繋がる中空部を有する第一部材と、上記第一部材の上記中空部と繋がる中空部を有し且つ上記第一部材に対し回動自在に連結された第二部材と、を含み、
上記投影光学系は、上記本体部から上記第一部材の上記中空部に入射されて第一の方向に進む光を、上記第一の方向に垂直な第二の方向に反射させるための第一の反射部材を含み、
上記第二部材は、上記第一の方向と上記第二の方向の各々に垂直な回転軸の回りに回動自在であり、
上記第二部材は、上記第二部材の上記中空部に配置された上記投影光学系のうちの上記投影面に最も近いレンズの光軸方向と上記第一の方向とが垂直となる回動状態と、上記レンズの光軸方向と上記第一の方向とが平行となる回動状態と、をとる光学ユニット。

（２）
（１）記載の光学ユニットであって、
上記第二部材の上記回転軸は、上記第一の反射部材の光の反射面と上記投影光学系の光軸との交点の位置にある光学ユニット。

（３）
（１）又は（２）記載の光学ユニットであって、
上記レンズの光軸方向と上記第一の方向とが垂直となる上記第二部材の上記回動状態において上記第一の反射部材を上記光の光路上に移動させ、上記レンズの光軸方向と上記第一の方向とが平行となる上記第二部材の上記回動状態において上記第一の反射部材を上記光の光路上から退避させる移動機構を更に含む光学ユニット。

（４）
（１）又は（２）記載の光学ユニットであって、
上記レンズの光軸方向と上記第一の方向とが垂直となる上記第二部材の上記回動状態において上記第一の反射部材を上記光の光路上から退避させ、上記レンズの光軸方向と上記第一の方向とが平行となる上記第二部材の上記回動状態において上記第一の反射部材を上記光の光路上に移動させる移動機構を更に含む光学ユニット。

（５）
（３）又は（４）記載の光学ユニットであって、
上記移動機構は、上記第一の反射部材を、光の反射面が上記光路と反対側を向いた状態にて上記光路上から退避させる光学ユニット。

（６）
（１）から（５）のいずれか１つに記載の光学ユニットであって、
上記第二部材は、上記第一部材の上記回転軸方向の両端の外周面に連結されている光学ユニット。

（７）
（１）から（６）のいずれか１つに記載の光学ユニットであって、
上記第一部材は、上記レンズの光軸方向と上記第一の方向とが垂直となる上記第二部材の上記回動状態において上記第二部材の上記中空部と対面する第一開口と、上記レンズの光軸方向と上記第一の方向とが平行となる上記第二部材の上記回動状態において上記第二部材の上記中空部と対面する第二開口と、を有し、
上記第一開口を開閉するための第一シャッタと、上記第二開口を開閉するための第二シャッタと、上記レンズの光軸方向と上記第一の方向とが垂直となる上記第二部材の上記回動状態においては上記第一シャッタを開き且つ上記第二シャッタを閉じる駆動、及び、上記レンズの光軸方向と上記第一の方向とが平行となる上記第二部材の上記回動状態においては上記第一シャッタを閉じ且つ上記第二シャッタを開くシャッタ駆動部と、を更に有する光学ユニット。

（８）
（１）から（３）のいずれか１つに記載の光学ユニットであって、
上記第一部材は、上記投影光学系として、上記本体部から入射された光を上記第一の方向に反射させる第二の反射部材を有する光学ユニット。

（９）
（１）から（８）のいずれか１つに記載の光学ユニットと、
上記本体部と、を備える投影装置。

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

なお、本出願は、２０１８年７月１７日出願の日本特許出願（特願２０１８−１３４４９２）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

１００ プロジェクタ
１ 本体部
２，３，４，３Ｘ 収容部材
２ａ，２ｂ，２ｃ，３ａ，３５ａ，４ｂ，４ａ 開口
２３，２４ シャッタ
３５ 第一シャッタ
３５ａ 第一開口
３６ 第二シャッタ
３６ａ 第二開口
３５ｄ，３６ｄ シャッタ駆動部
２Ａ，３Ａ，４Ａ 中空部
２１ 第一の光学系
２２，３２ 反射部材
２２ａ，３２ａ 光反射面
３１ 第二の光学系
４１ 第三の光学系
４２ レンズ
４０ 本体部
４ｃ，４ｄ 連結部
４ｅ 突起部
３３，３４ 面
３３ａ スリット
５１，５１Ａ 回転軸
Ｅ 光路
６，６Ａ，６Ｂ 光学ユニット
１１ 光源ユニット
４１ｒ Ｒ光源
４１ｇ Ｇ光源
４１ｂ Ｂ光源
４２ｒ、４２ｇ、４２ｂ コリメータレンズ
４３ ダイクロイックプリズム
１２ 光変調ユニット
１２ａ 光変調素子
１３ 吸気口
１４ 筐体
１４ａ 開口

Claims (7)

1. 光源からの光を空間変調して投影面に投影する投影装置の前記光源を内蔵する本体部によって支持される、前記投影面に前記光を投影するための投影光学系を含む光学ユニットであって、
   前記本体部の内部と繋がる中空部を有する第一部材と、前記第一部材の前記中空部と繋がる中空部を有し且つ前記第一部材に対し回動自在に連結された第二部材と、を含み、
   前記投影光学系は、前記本体部から前記第一部材の前記中空部に入射されて第一の方向に進む光を、前記第一の方向に垂直な第二の方向に反射させるための第一の反射部材を含み、
   前記第二部材は、前記第一の方向と前記第二の方向の各々に垂直な回転軸の回りに回動自在であり、
   前記第二部材は、前記第二部材の前記中空部に配置された前記投影光学系のうちの前記投影面に最も近いレンズの光軸方向と前記第一の方向とが垂直となる回動状態と、前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが平行となる回動状態と、をとり、
   前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが垂直となる前記第二部材の前記回動状態において前記第一の反射部材を前記光の光路上に移動させ、前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが平行となる前記第二部材の前記回動状態において前記第一の反射部材を前記光の光路上から退避させる移動機構を更に含む光学ユニット。
2. 光源からの光を空間変調して投影面に投影する投影装置の前記光源を内蔵する本体部によって支持される、前記投影面に前記光を投影するための投影光学系を含む光学ユニットであって、
   前記本体部の内部と繋がる中空部を有する第一部材と、前記第一部材の前記中空部と繋がる中空部を有し且つ前記第一部材に対し回動自在に連結された第二部材と、を含み、
   前記投影光学系は、前記本体部から前記第一部材の前記中空部に入射されて第一の方向に進む光を、前記第一の方向に垂直な第二の方向に反射させるための第一の反射部材を含み、
   前記第二部材は、前記第一の方向と前記第二の方向の各々に垂直な回転軸の回りに回動自在であり、
   前記第二部材は、前記第二部材の前記中空部に配置された前記投影光学系のうちの前記投影面に最も近いレンズの光軸方向と前記第一の方向とが垂直となる回動状態と、前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが平行となる回動状態と、をとり、
   前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが垂直となる前記第二部材の前記回動状態において前記第一の反射部材を前記光の光路上から退避させ、前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが平行となる前記第二部材の前記回動状態において前記第一の反射部材を前記光の光路上に移動させる移動機構を更に含む光学ユニット。
3. 請求項１又は２記載の光学ユニットであって、
   前記移動機構は、前記第一の反射部材を、光の反射面が前記光路と反対側を向いた状態にて前記光路上から退避させる光学ユニット。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の光学ユニットであって、
   前記第二部材は、前記第一部材の前記回転軸方向の両端の外周面に連結されている光学ユニット。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載の光学ユニットであって、
   前記第一部材は、前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが垂直となる前記第二部材の前記回動状態において前記第二部材の前記中空部と対面する第一開口と、前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが平行となる前記第二部材の前記回動状態において前記第二部材の前記中空部と対面する第二開口と、を有し、
   前記第一開口を開閉するための第一シャッタと、前記第二開口を開閉するための第二シャッタと、前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが垂直となる前記第二部材の前記回動状態においては前記第一シャッタを開き且つ前記第二シャッタを閉じる駆動、及び、前記レンズの光軸方向と前記第一の方向とが平行となる前記第二部材の前記回動状態においては前記第一シャッタを閉じ且つ前記第二シャッタを開くシャッタ駆動部と、を更に有する光学ユニット。
6. 請求項１記載の光学ユニットであって、
   前記第一部材は、前記投影光学系として、前記本体部から入射された光を前記第一の方向に反射させる第二の反射部材を有する光学ユニット。
7. 請求項１から６のいずれか１項記載の光学ユニットと、
   前記本体部と、を備える投影装置。

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