WO2019107413A1

WO2019107413A1 - プロジェクタ

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Publication number: WO2019107413A1
Application number: PCT/JP2018/043789
Authority: WO
Inventors: 賢天野; 永利　由紀子; 宏信茅野; 伊藤　研治
Original assignee: 富士フイルム株式会社
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2019-06-06
Also published as: CN111433672A; JPWO2019107413A1; US20220057697A1; CN111433672B; US11899346B2; JP6882433B2; US20200292923A1; JP6628940B2; US11194235B2; JP2020067666A; US20240126155A1; EP3719570A1; EP3719570A4

Abstract

運搬中等の非使用時に邪魔にならず、コンパクトなプロジェクタを提供する。　プロジェクタ（２）は、投写レンズ（１０）と、プロジェクタ本体（５０）とを備える。投写レンズ（１０）は、光軸（ＣＬ１）～光軸（ＣＬ３）によりＵ字状光路が形成される。レンズ鏡筒（１９）はＵ字状の鏡筒である。プロジェクタ本体（５０）の筐体（５５）には、収納部（６１）を備える。投写レンズ（１０）は、光軸（ＣＬ１）と直交する筐体（５５）の上下方向および左右方向において、収納部（６１）に収納され、筐体（５５）の内部に収納される第１位置と、筐体（５５）から突出する第２位置との間で、筐体（５５）に対して光軸（ＣＬ１）を中心に回動自在に支持されている。

Description

プロジェクタ

　本発明は、プロジェクタに関する。

　近年、液晶表示素子やＤＭＤ（ Digital Micromirror Device ）等の画像形成パネルを搭載したプロジェクタが広く普及し、かつ高性能化してきている。

　特許文献１には、透過型の液晶パネルに光源からの光を照射し、液晶パネルに表示された画像を投写レンズを介してスクリーン面上に拡大投影する液晶プロジェクタが記載されている。

　特許文献１の液晶プロジェクタは、光軸を折り曲げる２枚の反射部材を備え、光源で照明された液晶パネルからの光束を２枚の反射部材によりＵ字状に折り曲げてスクリーンに投写する投写レンズを備えている。Ｕ字状の投写レンズにより、プロジェクタ本体のコンパクト化と、プロジェクタとスクリーンを含めたプロジェクタシステム全体のサイズのコンパクト化を図ることができる。

特開２０１６－１５６９８６号公報

　しかしながら、上記特許文献1記載のプロジェクタでは、投写レンズの光路と、プロジ
ェクタ本体との干渉をさけるためにプロジェクタ本体に対して投写レンズの先端側（投写側の光学系）を突出する位置に配置している。そのため、プロジェクタ本体に対して、投写レンズが突出して大型化してしまい、プロジェクタの運搬中に邪魔になることがある。また、光学系およびレンズ鏡筒への接触による破損の可能性や非使用時に投写光学系の端面が剥き出しになることによるゴミ等の付着が懸念される。

　本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、運搬中等の非使用時に邪魔にならず、コンパクトなプロジェクタ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、本発明のプロジェクタは、画像形成パネルと、光源と、
第１面と、第１面に交差する第２面を有する筐体と、第１光軸の光が通る第１保持部材と、第１光軸を第２光軸に折り曲げる第１反射部材と、第２光軸の光が通る第２保持部材とを有する投写レンズと、を備え、投写レンズは、第２保持部材が第１面の長辺方向に沿って対向する第１位置と、側面視において第２面から第２保持部材が突出する第２位置との間で、前記第１光軸を中心に回動自在である。画像形成パネルは、画像を表示するためのパネルである。光源は、画像形成パネルを照明する。筐体は、画像形成パネル及び光源を収納する。

　上記目的を達成するために、本発明のプロジェクタは、画像形成パネルと、光源と、筐体と、投写レンズと、を備え、投写レンズは、第１光軸と直交する筐体の上下方向および左右方向において、筐体の内部に収納される第１位置と、筐体から突出する第２位置との間で、筐体の第１面に対して第１光軸を中心に回動自在に支持されている。画像形成パネルは、画像を表示するためのパネルである。光源は、画像形成パネルを照明する。筐体は、画像形成パネル及び光源を収納する。投写レンズは、画像形成パネルの画像を投写対象物に投写する投写レンズであって、第１光軸を９０°に折り曲げて第２光軸とする第１反射部材と、第２光軸を９０°に折り曲げて第３光軸とする第２反射部材とを有し、光源で照明された画像形成パネルからの光束を第１反射部材及び第２反射部材によりＵ字状に折り曲げて投写対象物に投写する。

　投写レンズは、画像形成パネルからの光束が入射され投写対象物側へ導く第１光軸を有する第１光学系と、第１光学系からの光束が入射され投写対象物側へ導く第２光軸を有する第２光学系と、第２光学系からの光束が入射され投写対象物へ投写し、第３光軸を有する第３光学系とを有し、投写レンズが第１位置にある場合、左右方向において、第３光学系は、第１光軸に対して光源と同じ側に位置することが好ましい。

　光源は、上下方向および左右方向と直交する筐体の前後方向において、筐体に対する投写レンズの画像形成パネル側の光学系先端面よりも投写レンズ側に突出する位置に配されることが好ましい。

　投写レンズは、第１位置にある場合、筐体に設けられた収納部の内部に配されることが好ましい。

　収納部は、筐体の一部が切り欠かれた開口部であることが好ましい。

　投写レンズが第１位置にある場合、筐体と連結し、投写レンズを覆い隠すカバー部材を備えることが好ましい。

　投写レンズを第２位置から第１位置まで回動させた場合、筐体内の各部への電力の供給を停止し、投写レンズを第１位置から第２位置まで回動させた場合、筐体の各部に電力を供給する制御部を備えることが好ましい。

　投写レンズを第１位置と、第２位置との間で駆動させる駆動部と、筐体の各部への電力供給及び停止を切り替える操作スイッチと、操作スイッチがオン操作された場合、電力供給の開始後、駆動部により投写レンズを第１位置から第２位置に駆動させ、操作スイッチがオフ操作された場合、駆動部により投写レンズを第２位置から第１位置に駆動させた後、電力供給を停止させる制御部を備えることが好ましい。

　投射レンズ内の光は、第１光軸と第２光軸と、第１光軸の進行方向とは反対方向に進む第３光軸とを有することが好ましい。

　投写レンズが第１位置にある場合、第１面は光源と投写レンズの間にあることが好ましい。

　投写レンズは、第１方向において、筐体に取り付けられ、第１方向に交差する方向は第２方向であり、平面視において、投写レンズの筐体への取付位置は、第２方向における筐体の中心位置とずれていることが好ましい。

　筐体は、中央部と、中央部から突出する突出部とを有し、平面視において、中心位置に対して突出部が位置する側と、中心位置に対して取付位置が位置する側が同じ側であることが好ましい。

　筐体は、中央部と、中央部から突出する突出部とを有し、光源から出た光は、中央部と突出部内を光路として利用し、投写レンズに入射することが好ましい。

　光源から出た光は、投写レンズに入射する前に投写レンズと重畳することが好ましい。

　プロジェクタを操作する操作ボタン、又は、プロジェクタの電力供給のオンおよびオフを切り替える操作スイッチを備え、筐体は、中央部と、中央部から突出する突出部とを有し、電源スイッチ又は操作ボタンは、突出部に形成されていることが好ましい。

　第１面の短辺方向の長さよりも、投写レンズの先端にある出射レンズの直径が短いことが好ましい。

　投写レンズが第１位置にある場合、側面視において、投写レンズの端部は、第１面の長辺方向の端部よりも内側にあることが好ましい。

　筐体は、中央部と、中央部から突出する突出部とを有し、突出部は、中央部に接続された第１突出部と、第１突出部に接続された第２突出部とを有し、投写レンズが第１位置にある場合、平面視において、投写レンズは中央部と第２突出部の間にあることが好ましい。

　本発明によれば、運搬中等の非使用時に邪魔にならず、コンパクト化を図ることができる。

本発明のプロジェクタの使用状態を示す斜視図である。プロジェクタの収納状態を示す斜視図である。プロジェクタの要部縦断面図である。プロジェクタの要部横断面図である。投写レンズを第１位置（Ａ）から第２位置（Ｂ）に回動させた状態を説明するプロジェクタの正面図である。プロジェクタの電気的構成を示すブロック図である。プロジェクタの電気的構成の変形例を示すブロック図である。第２実施形態のプロジェクタの使用状態を示す斜視図である。第２実施形態のプロジェクタの収納状態を示す斜視図である。第３実施形態のプロジェクタの使用状態を示す斜視図である。第３実施形態のプロジェクタの収納状態を示す斜視図である。第３実施形態のプロジェクタの要部横断面図である。投写レンズを第１位置（Ａ）から第２位置（Ｂ）に回動させた状態を説明する第３実施形態のプロジェクタの概要図である。第３実施形態の変形例を示す要部横断面図である。

　［第１実施形態］図１および図２に示すように、本実施形態のプロジェクタ２は、投写レンズ１０と、プロジェクタ本体５０とを備える。

　図３に示すように、投写レンズ１０は、第１光学系１１と、第２光学系１２と、第３光学系１３と、第１反射部材としての第１ミラー１４と、第２反射部材としての第２ミラー１５と、第１保持部材１６と、第２保持部材１７と、第３保持部材１８とを備える。第１保持部材１６～第３保持部材１８は、レンズ鏡筒１９を構成する。

　第１光学系１１は、第１レンズ２１と第２レンズ２２とで構成されている。これら第１レンズ２１及び第２レンズ２２は、図示を簡単にするために単体のレンズとして表示しているが、実際は複数のレンズ群で構成されている。第１光学系１１は、画像形成パネル７５～７７からの光束が入射され投写対象物側へ導く。本実施形態では、第１光学系１１は、画像形成パネル７５～７７により形成された画像を中間像として結像面２３に結像させる。

　第１保持部材１６は、第１光学系１１を一体に保持する。第１保持部材１６は、第１本体部２４、第１レンズ枠２５、および第１取付筒２６を有する。そして、光軸ＣＬ１の光は第1保持部材１６を通る。第１レンズ枠２５は、第１レンズ２１を保持する。第１本体部２４は、嵌合部２７と、取付フランジ２８とを有し、中央に第１レンズ枠２５を保持する。嵌合部２７は、プロジェクタ本体５０の筐体５５に設けられた嵌合孔６１Ａに嵌合する。

　嵌合孔６１Ａは、筐体５５の側面である取付面６１Ｂ（第１面）から筐体５５の内部に開口された貫通孔である。取付面６１Ｂは、後述する筐体５５に設けられた収納部６１を構成する面であり、収納部６１のうち、画像形成パネル７５～７７が位置する側の面である。

　第１保持部材１６は、嵌合部２７が嵌合孔６１Ａに嵌合した状態で、取付フランジ２８が取付面６１Ｂに突き当てられる位置まで挿入され、例えばネジ止めにより取付フランジ２８が筐体５５に固定される。筐体５５に取り付けられた第１保持部材１６は、第１レンズ２１の先端面２１Ａ（画像形成パネル７５～７７側の先端面）が筐体５５の内部に配される位置まで挿入されている。

　第１取付筒２６は、第１本体部２４に連設され、内部に第２レンズ２２を保持する。第１取付筒２６は、円筒形状であり、中心軸が第１光学系１１の光軸ＣＬ１と一致している。第１取付筒２６は、後述するように第２保持部材１７が取り付けられる。

　第２保持部材１７は、第１ミラー１４を一体に保持する。第２保持部材１７は、第２取付筒２９、第２本体部３１、第３取付筒３２を有する。第２取付筒２９は、円筒形状であり、内周面が第１取付筒２６の外周面に回動自在に嵌合する。すなわち、第２保持部材１７は、第１ミラー１４、後述する第３保持部材１８、第２光学系１２、第３光学系１３、および第２ミラー１５とともに第１光学系１１の光軸ＣＬ１を中心に回動自在に支持されている。また、第２保持部材１７は光軸ＣＬ１が折り曲げられた光軸ＣＬ２の光が通る。なお、第１取付筒２６と第２取付筒２９との間には図示しない抜け止め部が設けられており、第２取付筒２９が第１取付筒２６に対して光軸ＣＬ１と平行な方向に離脱することを防止する。

　第２本体部３１は、第２取付筒２９に連設されている。第２本体部３１は、略直方体状の角筒から構成されている。第２本体部３１の下板３１ａの一方の角部は斜めに切り取られて、斜面部３１ｂが形成されている。斜面部３１ｂの内側面には、第１ミラー１４が固定されている。

　第１ミラー１４は第１光学系１１と、第１光学系１１による中間像の結像面２３との間に配されている。第１ミラー１４は、第１光学系１１の光軸ＣＬ１を反射により折り曲げて光軸ＣＬ２とする。本実施形態では、第１ミラー１４は、光軸ＣＬ１を９０°折り曲げて光軸ＣＬ２とする。

　第３取付筒３２は、第２本体部３１に例えばネジ止めなどにより固定され、第２本体部３１を介して、第２取付筒２９と直交して配置されている。第３取付筒３２は、円筒形状であり、第３保持部材１８が取り付けられる。

　第３保持部材１８は、第２光学系１２、第２ミラー１５、及び第３光学系１３を一体に保持する。第２光学系１２は、第３レンズ３３と第４レンズ３４とで構成されている。第３光学系１３は、第５レンズ３５と第６レンズ３６とで構成されている。第６レンズは、投写レンズ１０の先端に位置し、光を出射する出射レンズに相当する。これら第３レンズ３３～第６レンズ３６は、図示を簡単にするために単体のレンズとして表示しているが、実際は複数のレンズ群で構成されている。

　第２光学系１２は、第１光学系１１からの光束が入射され投写対象物側へ導く。第３光学系１３は、第２光学系１２からの光束が入射され投写対象物側へ導く。本実施形態では第２光学系１２および第３光学系１３は、第１光学系１１により結像面２３に結像された中間像を拡大して、投写対象物である例えばスクリーン３７に投写する。なお、第１光学系１１～第３光学系１３は、例えば特開２０１６－１５６９８６、特開２０１６－１５６９８３等の「投写用光学系及び投写型表示装置」に詳しく説明されており、これらに記載の光学系を第１光学系１１～第３光学系１３として用いることができる。

　第２ミラー１５は第２光学系１２と第３光学系１３との間に配されている。第２ミラー１５は、光軸ＣＬ２を反射により折り曲げて、光軸ＣＬ３とする。本実施形態では、第２ミラー１５は、光軸ＣＬ２を９０°折り曲げて光軸ＣＬ３とする。

　本実施形態では、上述したように、第１光学系１１の入射側の光軸ＣＬ１は、第１ミラー１４で反射されて９０°折り曲げられ、出射側の光軸ＣＬ２となる。また、第２光学系１２の入射側の光軸ＣＬ２は、第２ミラー１５で反射されて９０°折り曲げられ、出射側の光軸ＣＬ３となる。このため、光軸ＣＬ３は、光軸ＣＬ１と光軸ＣＬ２とを含む面内において、光軸ＣＬ１と平行である。すなわち、投写レンズ１０では、光源６２で照明された画像形成パネル７５～７７からの光束を第１ミラー１４及び第２ミラー１５により光軸を折り曲げて投写対象物に投写する。なお、光軸ＣＬ１～光軸ＣＬ３は、本発明の第１光軸～第３光軸に相当する。

　さらに、投写レンズ１０では、Ｕ字状の光路を有しているため、第１光学系１１、第２光学系１２、第１ミラー１４、第２ミラー１５を保持するレンズ鏡筒１９はＵ字状の鏡筒となっている。

　第３保持部材１８は、第２レンズ枠３８、第３本体部３９、第３レンズ枠４１を有する。第２レンズ枠３８は、円筒形状であり、第２光学系１２、すなわち、第３レンズ３３と第４レンズ３４とを保持する。第２レンズ枠３８は、外周面が第３取付筒３２の内周面に嵌合する。

　第３本体部３９は、第２レンズ枠３８に連設されている。第３本体部３９は、略直方体状の角筒から構成されている。第３本体部３９の上板３９ａの一方の角部は斜めに切り取られて、斜面部３９ｂが形成されている。斜面部３９ｂの内側面には、第２ミラー１５が固定されている。

　第３レンズ枠４１には、第３光学系１３、すなわち、第５レンズ３５と第６レンズ３６とを保持する。また、第３レンズ枠４１の入射側端面にはフランジ４１ａが形成されている。第３レンズ枠４１は、フランジ４１ａが第３本体部３９に例えばネジ止めなどにより固定され、第３本体部３９を介して、第２レンズ枠３８と直交して配置されている。

　なお、本実施形態では、第１ミラー１４と第２ミラー１５の間に第２光学系１２を構成する第３レンズ３３と第４レンズ３４とが配置されているが、投写レンズ１０は、Ｕ字状の光路を有する構成であればよく、例えば、第１ミラー１４と第２ミラー１５の間に第２光学系１２を構成するレンズが配されていない構成でもよい。

　図１及び図２に示すように、プロジェクタ本体５０の筐体５５は、中央部５５Ｅと第１突出部５５Ｆを有し、第１突出部５５Ｆには電源スイッチ５１、操作ボタン５２などが設けられている。突出した部分に設けられていることで、ユーザがボタンやスイッチ操作をしやすい。

　プロジェクタ本体５０は、筐体５５に、光源部５６、色分離部５７、画像形成部５８、制御部５９（図６参照）が収納されている。なお、以下の説明においては、光軸ＣＬ１をＸ軸方向（第１方向）、Ｘ軸方向と直交する筐体５５の上下方向をＺ軸方向、Ｘ軸方向及びＺ軸方向と直交する筐体５５の左右方向をＹ軸方向（第２方向）と称する。

　筐体５５は、収納部６１が設けられている。収納部６１は、筐体５５の一部が切り欠かれた開口部である。具体的には、略直方体をした筐体５５の第２面である上面５５Ａおよび一方の側面５５Ｃから切り欠かれた開口部である。第２面である上面５５Ａは、第１面である取付面６１Ｂに交差している。収納部６１は、投写レンズ１０の外形に合わせて形成された断面が四角形の開口部である。

　投写レンズ１０はＸ軸方向（第１方向）において、取付面６１Ｂに取り付けられている。投写レンズ１０は、上述したように第１取付筒２６と第２取付筒２９とが回動自在に嵌合していることにより、光軸ＣＬ２がＺ軸方向と平行に位置する第２位置（突出位置）（図１に示す状態）と、光軸ＣＬ２がＹ軸方向と平行に位置する第１位置（収納位置）（図２に示す状態）との間で、光軸ＣＬ１を中心に回動自在に支持されている。

　図４及び図５Ａに示すように、投写レンズ１０は、第１位置にある場合、第２保持部材１７が筐体５５の取付面６１Ｂ（図３参照）の長辺方向に沿って対向する。このため、図５Ａに示す状態では、投写レンズ１０は収納部６１の内部に配される。具体的には、投写レンズ１０は、Ｚ軸方向およびＹ軸方向において筐体５５の上面５５Ａ、底面５５Ｂおよび両側面５５Ｃ，５５Ｄから突出しない位置に収納される。言い換えれば、投写レンズ１０の先端に位置する第６レンズ３６（図５Ｂ参照）の直径は、取付面６１Ｂの短辺方向の長さよりも短くなっている。また、側面視において、投写レンズ１０の端部は、取付面６１Ｂの長辺方向の端部よりも内側に位置している。

　図５Ｂに示すように、第２保持部材１７を含む投写レンズ１０は第２位置にある場合、側面視において筐体５５の上面５５Ａから突出する位置に配される。具体的には、投写レンズ１０は、Ｚ軸方向において、筐体５５の上面５５Ａから突出し、第３光学系１３の第６レンズ３６が露呈する。

　以上の構成により、投写レンズ１０は、第２位置にある場合、第３光学系１３が露呈するため、投写レンズ１０の光路と、プロジェクタ本体５０とが干渉せず、投写対象物へ光束を投写することができる。一方、投写レンズ１０は、第１位置にある場合、筐体５５から突出しない位置に収納されるため、プロジェクタ２の運搬中に邪魔にならずにコンパクトにすることができる。また、第６レンズ３６およびレンズ鏡筒１９の接触による破損を防ぐことができる。さらに、投写レンズ１０は、第１位置にある場合、筐体５５から突出しない位置に収納されるため、第６レンズ３６が露呈せず、第６レンズ３６のレンズ面にゴミ等が付着することによる性能劣化を防ぐことができる。

　図４に示すように、光源部５６は、光を照射する光源６２を備え、この光源６２の光を色分離部５７に供給する。色分離部５７は、光源部５６から出射される光を赤、緑、青の３つの色光に分離する。色分離部５７で赤、緑、青に分離された色光は、画像形成部５８で画像が付与され投写レンズ１０から出射し、スクリーン３７に投写される。

　光源部５６は、光源６２、リフレクタ６３、一対のフライアイレンズ６４、６５、偏光変換素子６６、ミラー６７、コンデンサレンズ６８などから構成されている。光源６２は、例えばキセノンランプやメタルハライドランプ及び超高圧水銀ランプなどの高輝度ランプであり、特定の偏光方向を持たない自然な白色光を照射する。リフレクタ６３は、光源６２が照射した照射光を一方向に集光する。

　光源６２は、照射光の光路がミラー６７などにより折り曲げられるため、投写レンズ１０の光軸ＣＬ１に対してオフセットして配置されており、Ｙ軸方向において、光源６２は、第１光学系１１とは位置をずらして配置されている。また、光源６２は、Ｘ軸方向において、投写レンズ１０の第１レンズ２１の先端面２１Ａよりも投写レンズ１０側に突出する位置に配されている。

　上述したように、投写レンズ１０はＸ軸方向（第１方向）に進む第１光軸ＣＬ１と、Ｙ軸方向（第２方向）に進む第２光軸ＣＬ２と、第１光軸ＣＬ１の進行方向と反対方向に進む第３光軸ＣＬ３の光路を有している。図４においては、Ｕ字状の光路を有するため、投写レンズ１０を第１位置にした場合、第１光学系１１の光軸ＣＬ１に対して投写側の第３光学系１３の光軸ＣＬ３がオフセットした位置にある。すなわち、投写レンズ１０を第１位置にした場合、Ｙ軸方向において、第３光学系１３は、第１光学系１１とは位置をずらして配置される。本実施形態では、投写レンズ１０が第１位置にある場合、Ｙ軸方向において、第３光学系１３は、光軸ＣＬ１に対して光源６２と同じ側に位置する。また、投写レンズ１０と光源６２の間に取付面６１Ｂが位置している。

　以上の構成により、投写レンズ１０が第１位置にある場合、Ｙ軸方向において、光軸ＣＬ１に対して、第３光学系１３と光源６２とが同じ側に位置するため、投写レンズ１０を第１位置にした場合、Ｙ軸方向における寸法を小さくすることが可能となり、プロジェクタ２全体のコンパクト化を図ることができる。また、Ｘ軸方向において、光源６２が第１レンズ２１の先端面２１Ａよりも投写レンズ１０側に突出する位置に配されていることから、Ｘ軸方向における寸法も小さくすることが可能となり、コンパクト化に寄与する。

　フライアイレンズ６４、６５は、リフレクタ６３にて収束される光束を略平行化する。フライアイレンズ６４、６５は、マイクロレンズアレイなどから構成され、入射した照射光の照射面内の光量分布を均一化し、その照射光を偏光変換素子６６に入射させる。

　偏光変換素子６６は、入射した照射光の偏光方向を揃える。偏光変換素子６６により偏光方向が揃えられた照射光がミラー６７に入射する。ミラー６７は、入射した照射光を反射させて向きを変える。コンデンサレンズ６８は、ミラー６７で向きを変えられた照射光を、色分離部５７に向かわせる。これにより、光源部５６から色分離部５７に照射光が供給される。

　色分離部５７は、２枚のダイクロイックミラー６９、７１、リレーレンズ７２、ミラー７３、リレーレンズ７４を備える。この色分離部５７は、光源部５６から出射された照射光をダイクロイックミラー６９、７１により、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する。

　ダイクロイックミラー６９は、光源部５６から供給された照射光が入射するように配置されている。また、ダイクロイックミラー６９は、略板状に形成され、照射光の光軸に対して略４５度傾いて設けられている。ダイクロイックミラー６９は、赤色光を反射させ、緑色光と青色光とを透過させる特性を有しており、白色光である照射光のうち、赤色光成分のみを反射させ、緑色光成分と青色光成分とを透過させる。

　ダイクロイックミラー６９で反射した赤色光は、画像形成部５８に向かう。一方、ダイクロイックミラー６９を透過した緑色光と青色光とは、ダイクロイックミラー７１に向かう。

ダイクロイックミラー７１は、ダイクロイックミラー６９と同様に、略板状に形成され、照射光の光軸に対して略４５度傾いて設けられている。ダイクロイックミラー７１は、緑色光を反射させ、青色光を透過させる特性を有しており、ダイクロイックミラー６９を透過した緑色光成分及び青色光成分の照射光のうち、緑色光成分を反射させ、青色光成分を透過させる。

　ダイクロイックミラー７１で反射した緑色光は、画像形成部５８に向かう。一方、ダイクロイックミラー７１を透過した青色光は、リレーレンズ７２に導かれ、ミラー７３に向かう。ミラー７３は、ダイクロイックミラー６９、７１と同様に、略板状に形成され、照射光の光軸に対して略４５度傾いて設けられている。ミラー７３で反射した青色光は、リレーレンズ７４に導かれ、画像形成部５８に向かう。

　画像形成部５８は、赤色光用画像形成パネル７５、緑色光用画像形成パネル７６、青色光用画像形成パネル７７、ミラー７８、７９、集光レンズ８１、クロスダイクロイックプリズム８２などから構成されている。

　ダイクロイックミラー６９、７１により分離された３色の色光のうち、赤色光は、ミラー７８を介して赤色光用画像形成パネル７５に向かい、緑色光は、集光レンズ８１を介して緑色光用画像形成パネル７６に向かい、青色光は、ミラー７９、集光レンズ８１を介して青色光用画像形成パネル７７に向かう。

　赤色光用画像形成パネル７５は、例えば、透過型のＬＣＤであり、集光レンズ８１とクロスダイクロイックプリズム８２との間に配置されている。赤色光用画像形成パネル７５は、透過する赤色光を変調することによって、赤色成分の画像情報を付与した赤色の画像光を生成し、その赤色の画像光をクロスダイクロイックプリズム８２に入射させる。

　緑色光用画像形成パネル７６は、赤色光用画像形成パネル７５と同様に構成されており、透過する緑色光を変調することによって、緑色成分の画像情報を付与した緑色の画像光を生成し、その緑色の画像光をクロスダイクロイックプリズム８２に入射させる。さらに、青色光用画像形成パネル７７も、赤色光用画像形成パネル７５と同様に構成されており、透過する青色光を変調することによって、青色成分の画像情報を付与した青色の画像光を生成し、その青色の画像光をクロスダイクロイックプリズム８２に入射させる。

　クロスダイクロイックプリズム８２は、ガラスなどの透明素材を用いて略立方体に形成され、互いに交差するダイクロイック面８２ａ、８２ｂを内部に備えている。ダイクロイック面８２ｂは、赤色光を反射させ、緑色光と青色光とを透過させる特性を有している。ダイクロイック面８２ａは、青色光を反射させ、赤色光と緑色光とを透過させる特性を有している。クロスダイクロイックプリズム８２に入射した赤色の画像光は、ダイクロイック面８２ｂで反射して投写レンズ１０に入射する。緑色の画像光は、各ダイクロイック面８２ａ、８２ｂを透過して投写レンズ１０に入射する。そして、青色の画像光は、ダイクロイック面８２ａで反射して投写レンズ１０に入射する。

　このように、クロスダイクロイックプリズム８２は、入射した各色の画像光を同一光軸上にまとめた合成画像光として投写レンズ１０に入射させる。これにより、赤、緑、青の各色の画像情報が付与された合成画像光が投写レンズ１０によって投写され、フルカラーの画像がスクリーンなどに表示される。

　図４に示すように、筐体５５は、光源６２、クロスダイクロイックプリズム８２等を収容し、投写レンズ１０が接続される中央部５５Ｅと、中央部５５Ｅから突出する突出部に分かれている。そして、突出部は、第１突出部５５Ｆと、第１突出部５５Ｆに接続された第２突出部５５Ｇを有している。そして、投写レンズ１０は中央部５５Ｅと第２突出部５５Ｇの間にある。これによって、筐体５５が投写レンズ１０を保護している。また、投射レンズ１０が取付位置（嵌合孔６１Ａの中心）は、筐体５５のＹ軸方向（第２方向）の中心位置とずれている。より、具体的には、筐体５５のＹ軸方向（第２方向）における中心位置に対して、投射レンズ１０の取付位置と第１突出部５５Ｆは同じ側に位置している。このような配置にすることで、筐体５５に対して大きな投写レンズ１０を取り付けできる。

　図６に示すように、プロジェクタ本体５０は、制御部５９、電源スイッチ５１、操作ボタン５２、光源６２、画像形成パネル７５～７７などの他、画像処理部８３、メディアＩ／Ｆ（インターフェース）８４、角度位置センサ８５を備える。

　画像処理部８３は、制御部５９の制御により、メディアＩ／Ｆ８４が読み出した記録メディア８６から画像データを処理し、画像形成パネル７５～７７にＲＧＢ３色の画像を表示させる制御を行う。また、画像処理部８３は、操作ボタン５２の操作により、スクリーン３７に投写される画像のサイズ調節なども行う。

　制御部５９は、電源スイッチ５１がオンされると、角度位置センサ８５による投写レンズ１０の角度位置の検出を開始する。角度位置センサ８５は、投写レンズ１０の光軸ＣＬ１回りの角度位置を検出する。

　投写レンズ１０が第１位置にある場合、制御部５９は、光源６２、および画像形成パネル７５～７７など筐体５５内の各部に対して電力の供給を行わない。投写レンズ１０が第１位置から第２位置まで回動されたことを角度位置センサ８５が検出した場合、制御部５９は、筐体５５内の各部に対して電力を供給する。投写レンズ１０が第２位置から第１位置まで回動されたことを角度位置センサ８５が検出した場合、制御部５９は、筐体５５内の各部への電力の供給を停止する。

　以上の構成により、電源スイッチ５１をオン操作した場合、投写レンズ１０を第１位置から第２位置に回動させるだけで、制御部５９が光源６２を点灯するとともに、画像形成パネル７５～７７などを駆動させるため、直ぐにスクリーンへの投写を開始することができる。また、スクリーンへの投写を終了するときは、投写レンズ１０を第２位置から第１位置に回動させるだけで、光源６２を消灯するとともに、画像形成パネル７５～７７の駆動を停止させることができるため、光源６２の消し忘れなどを防止することができる。

　なお、プロジェクタの電気的構成としては、図６に示すものに限定するものではなく、図７に示すように、投写レンズ１０を、第１位置と第２位置との間で駆動させる駆動部８７を備える構成としてもよい。駆動部８７は、投写レンズ１０を光軸ＣＬ１中心に回動させる駆動モータなどから構成される。この場合、電源スイッチ５１は、光源６２、および画像形成パネル７５～７７、駆動部８７など筐体５５内の各部への電力供給及び停止を切り替える操作スイッチとして機能する。電源スイッチ５１がオン操作された場合、制御部５９は、電力供給の開始後、駆動部８７を制御して投写レンズ１０を第１位置から第２位置に駆動させ、電源スイッチ５１がオフ操作された場合、駆動部８７を制御して投写レンズ１０を第２位置から第１位置に駆動させた後、電力供給を停止させる。

　［第２実施形態］
　第１実施形態では、プロジェクタ本体５０に収納部６１を設け、投写レンズ１０が第１位置にある場合、収納部６１の内部に配される構成としているが、これに限るものではなく、以下で説明する第２実施形態のように、図８及び図９に示すように、投写レンズ１０が第１位置にある場合、筐体と連結し、投写レンズ１０を覆い隠すカバー部材を備える構成としてもよい。

　本実施形態では、プロジェクタ９０は、プロジェクタ本体９１と、投写レンズ１０と、カバー部材９２とから構成される。プロジェクタ本体９１は、直方体をしており、背面に投写レンズ１０が取り付けられる。プロジェクタ本体９１の内部構成は、上記第１実施形態のプロジェクタ本体５０と同様である。

　プロジェクタ本体９１の筐体９３の両側には、連結用の係合突起９３Ａが設けられている。カバー部材９２は、投写レンズ１０を収納する箱状に形成され、係合突起９３Ａと対応する位置に被係止片９２Ａが設けられている。

被係止片９２Ａには、係合孔９２Ｂが形成されており、カバー部材９２が投写レンズ１０を覆い隠した場合、係合突起９３Ａが係合孔９２Ｂに係合して被係止片９２Ａを係止する。これにより、カバー部材９２がプロジェクタ本体９１に連結される。

　投写レンズ１０は第１位置にある場合、上記第１実施形態と同様に、Ｚ軸方向およびＹ軸方向において筐体９３の第２面である上面９３Ｂ、底面９３Ｃおよび側面９３Ｄ，Ｅから突出しない位置に収納される。さらに、投写レンズ１０が第１位置にある場合、カバー部材９２がプロジェクタ本体９１に連結されるため、投写レンズ１０の破損や、汚れによる性能劣化を防ぐことができる。

　一方、投写レンズ１０が第２位置にある場合、上記第１実施形態と同様に、Ｚ軸方向において、筐体９３の上面９３Ｂから突出し、第３光学系１３の第６レンズ３６が露呈する。

　［第３実施形態］
　第１及び第２実施形態では、画像形成パネル７５～７７として透過型の液晶パネルを用いたが、以下で説明する第３実施形態では、図１０～図１３に示すように、ＤＭＤパネルを用いてもよい。

　図１０及び図１１に示すように、プロジェクタ１００は、プロジェクタ本体１０１と、投写レンズ１０とを備える。プロジェクタ本体１０１の筐体１０２には、上記第１実施形態と同様の収納部６１が設けられている。投写レンズ１０は、上記第１実施形態と同様に、第１位置にある場合、収納部６１の内部に配される。すなわち、投写レンズ１０は、Ｚ軸方向およびＹ軸方向において筐体１０２から突出しない位置に収納される。一方、投写レンズ１０は第２位置にある場合、筐体１０２から突出する位置に配される。すなわち、投写レンズ１０は、Ｚ軸方向において、筐体１０２の上面から突出し、第６レンズ３６が露呈する。

　プロジェクタ本体１０１の筐体１０２には、光源部１０３、カラーホイール１０４、照明光学系１０５、プリズム装置１０６、ＤＭＤパネル１０７とを備えている。

　光源部１０３は、高輝度の白色光を放射する光源１０８とリフレクタ１０９とを有する。カラーホイール１０４は、基板となる円盤上に赤色光、緑色光、青色光のみを透過する各カラーフィルタを円周方向に所定の間隔で備えている。カラーホイール１０４が回転することで、光源１０８からの白色光は所定時間単位で色分離され、照明光学系１０５に入射する。照明光学系１０５は、スクリーン３７に投写される画像の明るさに偏りが発生しないように、色分離された光源光を光量分布の均一な照明光に変換する。

　照明光学系１０５は、ロッドインテグレータ１１０とリレーレンズ１１１、１１２と、ミラー１１３、１１４とを備えている。ロッドインテグレータ１１０は、例えば四角柱状に形成されたガラスからなり、カラーホイール１０４を透過した光が一端から入射する。ロッドインテグレータ１１０に入射した光は、その内部で複数回の全反射が行われ、均一な明るさの照射光になり、他端から出射する。光源１０３から出た光は、投写レンズ１０と重畳している。そして、その光は、ロッドインテグレータ１１０に入射する。ロッドインテグレータ１１０を出射した照射光は、リレーレンズ１１１、１１２と、ミラー１１３、１１４を介してプリズム装置１０６に入射し、その後投写レンズ１０に入射する。つまり、光源１０３から出た光は、光は第１突出部５５Ｆの内部と中央部５５Ｅの内部を光路として利用しているため、長い光路長を有している。

　なお、これら光源部１０３、カラーホイール１０４、照明光学系１０５は、プリズム装置１０６、投写レンズ１０、収納部６１よりもＺ軸方向において下方に配置されている。本実施形態において、光源１０８は、照射光の光路がミラー１１３、１１４などにより折り曲げられるため、投写レンズ１０の光軸ＣＬ１に対してオフセットして配置されており、光源１０８は、Ｙ軸方向において、第１光学系１１とは位置をずらして配置されている。また、光源１０８は、Ｚ軸方向においても、第１光学系１１とは位置をずらして配置されている。

　上述したように、投写レンズ１０を第１位置にした場合、Ｙ軸方向において、第３光学系１３は、第１光学系１１とは位置をずらして配置される。本実施形態では、投写レンズ１０が第１位置にある場合、Ｙ軸方向において、第３光学系１３は、光軸ＣＬ１に対して光源１０８と同じ側に位置する。これにより、上記第１実施形態と同様に投写レンズ１０を第１位置にした場合、Ｙ軸方向における寸法を小さくすることが可能となり、プロジェクタ１００全体のコンパクト化を図ることができる。

　プリズム装置１０６に入射した照射光はＤＭＤ１０７に入射する。ＤＭＤ１０７は、周知のように、照射光を反射する多数のマイクロミラーが設けられ、照射光を画素ごとに変調して画像情報を有する画像光に変調する。
プリズム装置１０６は、ＤＭＤ１０７に照射光を導くとともに、ＤＭＤ１０７からの画像光を投写レンズ１０に出射する。投写レンズ１０は、画像光をスクリーン３７上に結像させ、画像を拡大して投写する。

　なお、第３実施形態の変形例としては、図１４に示すように、照明光学系１０５の光路を折り曲げずにプリズム装置１０６に照射光を入射させてもよい。すなわち、ミラー１１３、１１４などを使用せずにプリズム装置１０６およびＤＭＤ１０７と対面する位置に光源部１０３、カラーホイール１０４、照明光学系１０５を配置する。この場合においても、Ｙ軸方向において、第３光学系１３は、光軸ＣＬ１に対して光源１０８と同じ側に位置する。これにより、上記各実施形態と同様に投写レンズ１０を第１位置にした場合、Ｙ軸方向における寸法を小さくすることが可能となり、プロジェクタ１００全体のコンパクト化を図ることができる。

　上記各実施形態では、プロジェクタをテーブルに配置した状態で説明したが、天井などから吊り下げて使用する場合にも本発明を適用することができる。また、スクリーン３７に像を投写する例で説明したが、投写対象物はスクリーン３７に限定されず、様々な投写対象物に対して投写するプロジェクタとして用いることができる。

　上記各実施形態では、複数の光軸間の位置関係を表すために直交、平行などの用語を用い、あるいは９０°などの具体的な数値角度を用いて説明している。しかしながら、これらは光学系において要求される精度に応じた誤差で許容される範囲を含むものである。

２　プロジェクタ
１０　投写レンズ
１１　第１光学系
１２　第２光学系
１３　第３光学系
１４　第１ミラー
１５　第２ミラー
１６　第１保持部材
１７　第２保持部材
１８　第３保持部材
１９　レンズ鏡筒
２１　第１レンズ
２１Ａ　先端面
２２　第２レンズ
２３　結像面
２４　第１本体部
２５　第１レンズ枠
２６　第１取付筒
２７　嵌合部
２８　取付フランジ
２９　第２取付筒
３１　第２本体部
３１ａ　下板
３１ｂ　斜面部
３２　第３取付筒
３３　第３レンズ
３４　第４レンズ
３５　第５レンズ
３６　第６レンズ
３７　スクリーン
３８　第２レンズ枠
３９　第３本体部
３９ａ　上板
３９ｂ　斜面部
４１　第３レンズ枠
４１ａ　フランジ
５０　プロジェクタ本体
５１　電源スイッチ
５２　操作ボタン
５５　筐体
５５Ａ　上面
５５Ｂ　底面
５５Ｃ　側面
５５Ｄ　側面
５５Ｅ　中央部
５５Ｆ　第１突出部
５５Ｇ　第２突出部
５６　光源部
５７　色分離部
５８　画像形成部
５９　制御部
６１　収納部
６１Ａ　嵌合孔
６１Ｂ　取付面
６２　光源
６３　リフレクタ
６４　フライアイレンズ
６５　フライアイレンズ
６６　偏光変換素子
６７　ミラー
６８　コンデンサレンズ
６９　ダイクロイックミラー
７１　ダイクロイックミラー
７２　リレーレンズ
７３　ミラー
７４　リレーレンズ
７５　画像形成パネル
７６　画像形成パネル
７７　画像形成パネル
７８　ミラー
７９　ミラー
８１　集光レンズ
８２　クロスダイクロイックプリズム
８２ａ　ダイクロイック面
８２ｂ　ダイクロイック面
８３　画像処理部
８４　メディアＩ／Ｆ
８５　角度位置センサ
８６　記録メディア
８７　駆動部
９０　プロジェクタ
９１　プロジェクタ本体
９２　カバー部材
９２Ａ　被係止片
９２Ｂ　係合孔
９３　筐体
９３Ａ　係合突起
９３Ｂ　上面
９３Ｃ　底面
９３Ｄ　側面
９３Ｅ　側面
１００　プロジェクタ
１０１　プロジェクタ本体
１０２　筐体
１０３　光源部
１０４　カラーホイール
１０５　照明光学系
１０６　プリズム装置
１０７　ＤＭＤパネル
１０８　光源
１０９　リフレクタ
１１０　ロッドインテグレータ
１１１　リレーレンズ
１１２　リレーレンズ
１１３　ミラー
１１４　ミラー

Claims

　画像を表示するための画像形成パネルと、
　前記画像形成パネルを照明する光源と、
　前記画像形成パネルおよび前記光源を収納し、第１面と、前記第１面に交差する第２面を有する筐体と、
　前記第１面に取り付けられ、第１光軸の光が通る第１保持部材と、前記第１光軸を折り曲げて第２光軸とする第１反射部材と、前記第２光軸の光が通る第２保持部材とを有する投写レンズと、を備え、
　前記投写レンズは、前記第２保持部材が前記第１面の長辺方向に沿って対向する第１位置と、側面視において前記第２面から前記第２保持部材が突出する第２位置との間で、前記第１光軸を中心に回動自在である、プロジェクタ。
　画像を表示するための画像形成パネルと、
　前記画像形成パネルを照明する光源と、
　前記画像形成パネル及び前記光源を収納する筐体と、
　前記画像形成パネルの画像を投写対象物に投写する投写レンズであって、第１光軸を９０°に折り曲げて第２光軸とする第１反射部材と、前記第２光軸を９０°に折り曲げて第３光軸とする第２反射部材とを有し、前記光源で照明された前記画像形成パネルからの光束を前記第１反射部材及び前記第２反射部材によりＵ字状に折り曲げて投写対象物に投写する投写レンズと、を備え、
　前記投写レンズは、前記第１光軸と直交する前記筐体の上下方向および左右方向において、前記筐体の内部に収納される第１位置と、前記筐体から突出する第２位置との間で、前記筐体の第１面に対して前記第１光軸を中心に回動自在に支持されている、プロジェクタ。
　前記投写レンズは、前記画像形成パネルからの光束が入射され投写対象物側へ導く前記第１光軸を有する第１光学系と、前記第１光学系からの光束が入射され投写対象物側へ導く前記第２光軸を有する第２光学系と、前記第２光学系からの光束が入射され投写対象物へ投写し、前記第３光軸を有する第３光学系とを有し、
　前記投写レンズが前記第１位置にある場合、前記左右方向において、前記第３光学系は、前記第１光軸に対して前記光源と同じ側に位置する請求項１又は２に記載のプロジェクタ。
　前記光源は、前記上下方向および前記左右方向と直交する前記筐体の前後方向において、前記筐体に対する前記投写レンズの前記画像形成パネル側の光学系先端面よりも前記投写レンズ側に突出する位置に配される請求項３に記載のプロジェクタ。
　前記投写レンズは、前記第１位置にある場合、前記筐体に設けられた収納部の内部に配される請求項１～４のいずれか１項記載のプロジェクタ。
　前記収納部は、前記筐体の一部が切り欠かれた開口部である請求項５記載のプロジェクタ。
　前記投写レンズが前記第１位置にある場合、前記筐体と連結し、前記投写レンズを覆い隠すカバー部材を備える請求項１～５のいずれか１項記載のプロジェクタ。
　前記投写レンズを前記第２位置から前記第１位置まで回動させた場合、前記筐体内の各部への電力の供給を停止し、前記投写レンズを前記第１位置から前記第２位置まで回動させた場合、前記筐体の各部に電力を供給する制御部を備える請求項１～７のいずれか１項記載のプロジェクタ。
　前記投写レンズを前記第１位置と、前記第２位置との間で駆動させる駆動部と、
　前記筐体の各部への電力供給及び停止を切り替える操作スイッチと、
　前記操作スイッチがオン操作された場合、前記電力供給の開始後、前記駆動部により前記投写レンズを前記第１位置から前記第２位置に駆動させ、前記操作スイッチがオフ操作された場合、前記駆動部により前記投写レンズを前記第２位置から前記第１位置に駆動させた後、前記電力供給を停止させる制御部を備える請求項１～８のいずれか１項記載のプロジェクタ。
　前記投射レンズ内の光は、前記第１光軸と前記第２光軸と、前記第１光軸の進行方向とは反対方向に進む第３光軸とを有する、請求項１に記載のプロジェクタ。
　前記投写レンズが前記第１位置にある場合、前記第１面は前記光源と前記投写レンズの間にある、請求項１又は１０に記載のプロジェクタ。
　前記投写レンズは、第１方向において、前記筐体に取り付けられ、
　前記第１方向に交差する方向は第２方向であり、
　平面視において、前記投写レンズの前記筐体への取付位置は、前記第２方向における前記筐体の中心位置とずれている、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
　前記筐体は、中央部と、前記中央部から突出する突出部とを有し、
　平面視において、前記中心位置に対して前記突出部が位置する側と、前記中心位置に対して前記取付位置が位置する側が同じ側である、請求項１２に記載のプロジェクタ。
　前記筐体は、中央部と、前記中央部から突出する突出部とを有し、
　前記光源から出た光は、前記中央部と前記突出部内を光路として利用し、前記投写レンズに入射する、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
　前記光源から出た光は、前記投写レンズに入射する前に前記投写レンズと重畳する、請求項１４に記載のプロジェクタ。
　プロジェクタを操作する操作ボタン、又は、プロジェクタの電力供給のオンおよびオフを切り替える操作スイッチを備え、
　前記筐体は、中央部と、前記中央部から突出する突出部とを有し、
　前記電源スイッチ又は前記操作ボタンは、前記突出部に形成されている、請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
　前記第１面の短辺方向の長さよりも、前記投写レンズの先端にある出射レンズの直径が短い、請求項１ないし１６のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
　前記投写レンズが前記第１位置にある場合、側面視において、前記投写レンズの端部は、前記第１面の長辺方向の端部よりも内側にある、請求項１ないし１７のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
　前記筐体は、中央部と、前記中央部から突出する突出部とを有し、
　前記突出部は、前記中央部に接続された第１突出部と、前記第１突出部に接続された第２突出部とを有し、
　前記投写レンズが前記第１位置にある場合、平面視において、前記投写レンズは前記中央部と前記第２突出部の間にある、請求項１ないし１８のいずれか１項に記載のプロジェクタ。