JP3900818B2 - プロジェクタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラー画像を投写するプロジェクタ（投写型表示装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大型画面を有する表示装置として、スクリーン上に画像を拡大投写するプロジェクタが多く利用されている。プロジェクタには、投写光を反射型のスクリーン上に投写するフロント型プロジェクタと、投写光を透過型のスクリーン上に投写するリア型プロジェクタとが知られている。リア型プロジェクタとしては、例えば、特開平１０−３０７３３２号公報に記載の例があげられる。
【０００３】
リア型プロジェクタは、画像を投写する投写器から射出された投写光を複数のミラーで反射してスクリーン上に投写する。複数のミラーのうち、投写光をスクリーンに向けて反射するミラーは、スクリーンに対して４５度よりも小さな傾斜となるように配置される場合が多く、スクリーンからこのミラーまでの奥行きを小さくすることにより、リア型プロジェクタの小型化が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、投写光をスクリーンに向けて反射するミラーを配置した場合、スクリーン上に投写される画像の回転を補正するために、投写器をスクリーンに垂直な平面に対して傾斜するように配置する必要がある。このため、ミラーの傾きに応じて投写器を傾斜させて配置する場合、プロジェクタを構成する光学系の位置調整が難しいという問題がある。
【０００５】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、プロジェクタを構成する光学系の位置調整を容易にするとともに、装置の小型化を図ることが可能な技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明のプロジェクタは、
投写する画像を形成するための電気光学装置と、
前記画像を投写する投写レンズと、
前記画像が投写されるスクリーンと、
前記投写レンズの光の入射面から前記スクリーンの光の入射面までの経路中に配置され、前記画像を表す画像光を順次反射する第１および第２のミラーと、を備え、
互いに直交する３つの軸をｘ、ｙ、ｚ軸としたときに、
前記スクリーンは、ｙｚ平面に略平行に配置されており、
前記電気光学装置は、略矩形状の画像形成領域を有し、前記画像形成領域の長辺の方向がｚ軸に略平行となるように配置されており、
前記第１のミラーの反射面は、ｙｚ平面に略垂直で、かつ、ｘｙ平面に対して略４５度傾いて配置されており、
少なくとも前記電気光学装置と前記投写レンズとは、ｘｙ平面に沿って配置されるとともに、前記投写レンズに入射する前記画像光の中心が、ｘｙ平面に平行で、かつ、ｙ軸に対してα度傾いて前記第１のミラーに入射するように配置されており、
前記第１のミラーからの反射光である画像光が前記第２のミラーで再度反射され、その画像光の中心が前記スクリーンの略中心に略垂直な状態で入射するように、前記第２のミラーはｘｚ平面に略垂直で、かつ、ｙｚ平面に対して、略４５度よりもα／２度だけ小さな傾きで配置されていることを特徴とする。
なお、上記プロジェクタは、
前記電気光学装置は、複数の色成分画像を形成するための複数の電気光学装置を含んでおり、
前記プロジェクタは、さらに、
前記複数の電気光学装置の色成分画像を表す複数の色光を合成することにより、前記投写レンズで投写される前記画像としてのカラー画像を形成するための色合成光学系、を備え、
前記色合成光学系は、略Ｘ字状に配置された２種類のダイクロイック面を有し、前記２種類のダイクロイック面による交線がｚ軸に略平行となるように配置されており、
前記複数の電気光学装置のそれぞれは、前記画像形成領域の長辺の方向が前記交線の方向に一致するように、前記色合成光学系の前記交線に平行な複数の入射面のうち、それぞれに対応する入射面に対向して配置されているようにしてもよい。
【０００７】
本発明のプロジェクタは、第１のミラーからの画像光を反射してスクリーンに入射させる第２のミラーをｘｚ平面に略垂直で、かつ、ｙｚ平面に対して略４５度よりもα／２度だけ小さな傾きで配置することができるので、スクリーンから第２のミラーまでの奥行きを小さくすることができる。これにより装置の小型化を図ることができる。また、すくなくとも電気光学装置と投写レンズとが、スクリーンに略垂直な平面（例えば、水平面）に沿って配置されているので、これらの光学要素の配置や、配置に伴う位置調整などを容易にすることができる。従って、本発明のプロジェクタにおいては、プロジェクタを構成する光学系の配置を容易にするとともに、装置の小型化を図ることができる。
【０００８】
上記プロジェクタにおいて、前記第１のミラーは、前記投写レンズと一体的に配置されることが好ましい。
【０００９】
こうすれば、第１のミラーの配置スペースを削減することができるので、装置の小型化が可能である。なお、「一体的に配置される」とは、投写レンズの入射面または射出面近傍に組み合わされて一体的に配置される場合だけでなく、投写レンズの内部に配置される場合も含む。
【００１０】
ここで、前記第１のミラーは、全反射プリズムにより構成されることが好ましい。
【００１１】
こうすれば、第１のミラーの反射率を高められ、明るい投写画像を容易に実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。図１は、この発明の一実施例としてのリアプロジェクタ（背面投写型表示装置）の概略構成を示す斜視図である。ｘ、ｙ、ｚは、互いに直交する３軸を示している。
【００１３】
このリアプロジェクタ１０は、プロジェクション部ＰＪと、２つの投写光反射ミラーＭＲ１、ＭＲ２と、リアスクリーンＳＣＲとを備えている。プロジェクション部ＰＪから射出された投写光は、第１と第２の投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２で反射されてリアスクリーンＳＣＲ上に投写画像を形成する。
【００１４】
なお、プロジェクション部ＰＪと、第１と第２の投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２と、リアスクリーンＳＣＲとの配置関係については後述する。
【００１５】
Ａ．プロジェクション部ＰＪ：
図２は、プロジェクション部ＰＪの光学系の概略構成を示す平面図である。ｕ、ｖ、ｔは、互いに直交する３軸を示している。
プロジェクション部ＰＪは、照明光学系１００と、色光分離光学系２００と、リレー光学系３００と、３つのライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写レンズ６００とを備えている。
【００１６】
各構成要素は、クロスダイクロイックプリズム５００を中心にｕｖ平面に沿って配置されている。
【００１７】
照明光学系１００は、光源１１０と、インテグレータ光学系１２０と、照明光反射ミラー１３０とを備えている。光源１１０から射出された光は、インテグレータ光学系１２０を介して、照明対象であるライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを均一に照明する。照明光反射ミラー１３０は、インテグレータ光学系１２０から射出される照明光を色光分離光学系２００の方向に反射する機能を有している。この照明光反射ミラー１３０は、インテグレータ光学系１２０内の光路中に配置されることもある。なお、照明光反射ミラー１３０は、光源１１０およびインテグレータ光学系１２０の配置の仕方に応じて省略することも可能である。偏光変換光学系１４０は、非偏光な光をライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂで利用可能な偏光方向を有する偏光光に揃える機能を有している。
【００１８】
色光分離光学系２００は、２つのダイクロイックミラー２１０，２２０と、反射ミラー２３０とを備え、照明光学系１００から射出される照明光を、それぞれ異なる波長域の３つの色光に分離する機能を有している。
【００１９】
第１のダイクロイックミラー２１０は、赤色光（Ｒ光）を透過させるとともに、透過された色光よりも短波長側の色光（緑色光（Ｇ光）および青色光（Ｂ光））を反射する。第１のダイクロイックミラー２１０を透過したＲ光は、反射ミラー２３０で反射され、フィールドレンズ２４０を通ってＲ用のライトバルブ４００Ｒに入射する。
【００２０】
第１のダイクロイックミラー２１０で反射されたＧ光とＢ光のうち、Ｇ光は第２のダイクロイックミラー２２０によって反射され、フィールドレンズ２５０を通ってＧ用のライトバルブ４００Ｇに入射する。一方、Ｂ光は、第２のダイクロイックミラー２２０を透過し、リレー光学系３００、すなわち、入射側レンズ３１０、第１のリレー反射ミラー３２０、リレーレンズ３３０、第２のリレー反射ミラー３４０、および射出側レンズ３５０を介してＢ用のライトバルブ４００Ｂに入射する。ここで、Ｂ光にリレー光学系３００が用いられているのは、Ｂ光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。
【００２１】
各色用のライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、それぞれに入射した色光を対応する色信号（画像情報）に応じて変調し、変調光を透過光として射出する。このような透過型のライトバルブとしては、透過型の液晶パネルを一対の偏光板の間に配置したものが用いられる。このとき、一対の偏光板は、各々透過型の液晶パネルに貼り付けても良いが、他の光学要素に貼り付けるなど、透過型の液晶パネルから離して設けるようにしても良い。なお、これらのライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂが本発明の電気光学装置に相当し、各色の変調光によって表される画像が、カラー画像を構成する各色の色成分画像に相当する。
【００２２】
図３は、クロスダイクロイックプリズム５００と各色用のライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとを示す概略斜視図である。クロスダイクロイックプリズム５００は、第１のダイクロイック面５１０と第２のダイクロイック面５２０とが交差する交線５３０がｕｖ平面に対して垂直となるように配置されている。また、４つの側面５５０，５６０，５７０，５８０のうち、第１の側面、すなわち、射出面５５０および第２の側面５６０がｕｔ平面に平行で、第３および第４の側面５７０，５８０がｖｔ平面に平行となるように配置されている。第２ないし第４の側面５６０，５７０，５８０には、それぞれ対応する色用のライトバルブ４００Ｇ，４００Ｂ，４００Ｒが配置されている。これらのライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、略矩形状の画像形成領域（光照射面）の長辺の方向（長辺方向）ｌｓが交線５３０の方向（交線方向）、すなわち、ｔ方向に一致するように縦長に配置されている。以下、このような配置を「縦長配置」と呼ぶ場合もある。なお、画像形成領域（光照射面）の短辺の方向（短辺方向）ｓｓは、交線５３０の方向（交線方向）、すなわち、ｔ方向に直交するように配置されている。
【００２３】
Ｒ用のライトバルブ４００Ｒから射出されたＲ光は、第１のダイクロイック面５１０で反射されて射出面５５０から射出される。また、Ｂ用のライトバルブ４００Ｂから射出されたＢ光は、第２のダイクロイック面５２０で反射されて射出面５５０から射出される。さらに、Ｇ用のライトバルブ４００Ｇから射出されたＧ光は、第１のダイクロイック面５１０および第２のダイクロイック面５２０を透過して射出面５５０から射出される。これにより、各色用のライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂにおいて変調された３色の変調光は、クロスダイクロイックプリズム５００で合成される。合成された変調光の表すカラー画像は、投写レンズ６００によって投写される。ただし、クロスダイクロイックプリズム５００で合成されたカラー画像の向きは、ライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの縦長配置に対応して＋ｕ或いは−ｕ方向を向く横向きの画像となる。なお、カラー画像を表す画像光は、投写レンズ６００から＋ｖ方向に射出される。
【００２４】
図２に示すようなプロジェクタの各部の構成および機能については、例えば、本願出願人によって開示された特開平１０−１７７１５１号公報や特開平１０−１８６５４８号公報に詳述されているので、本明細書において詳細な説明は省略する。なお、色合成光学系としては、プリズム上にダイクロイック面を形成して成るクロスダイクロイックプリズムに代えて、透明平板上にダイクロイック面を形成して成るクロスダイクロイックミラーを用いることも可能である。
【００２５】
Ｂ．プロジェクション部ＰＪと、投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２と、リアスクリーンＳＣＲとの配置関係：
図４は、プロジェクション部ＰＪと、投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２と、リアスクリーンＳＣＲとの配置関係を示す説明図である。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、リアプロジェクタ１０の背面図、左側面図、平面図を示している。なお、以下では、説明を容易にするため、画像光の中心の方向を画像光の方向として説明する。
【００２６】
リアスクリーンＳＣＲは、ｙｚ平面に略平行に配置されている。プロジェクション部ＰＪは、その筐体ＰＪＣの底部がｘｙ平面に平行となるように配置されている。なお、図２に示すプロジェクション部ＰＪの各構成要素は、筐体ＰＪＣの底部に平行な平面に沿って筐体ＰＪＣ内に配置されている。
【００２７】
ただし、プロジェクション部ＰＪは、プロジェクション部ＰＪから射出される投写光（図４に一点鎖線で示す）が、図４（Ａ）および図４（Ｃ）に示すように、ｘｙ平面に平行で、かつ、ｙ軸に対してα度傾斜して第１の投写光反射ミラーＭＲ１に入射するように配置されている。従って、図２のｕ軸はｘ軸に対して、また、図２のｖ軸はｙ軸に対して、それぞれα度傾いている。なお、図２のｔ軸はｚ軸に平行である。
【００２８】
第１の投写光反射ミラーＭＲ１は、図４（Ａ）に示すように、ｙｚ平面に略垂直で、かつ、ｘｙ平面に対して略４５度傾斜して配置されている。
【００２９】
第２の投写光反射ミラーＭＲ２は、図４（Ｂ）に示すように、ｘｚ平面に略垂直で、かつ、ｙｚ平面に対して略４５度よりもα／２度だけ小さなθ（＝４５−α／２）度で傾斜して配置されている。ここで、θは０よりも大きくする必要があるため、αは０よりも大きく９０よりも小さい値となる。
【００３０】
なお、第１の投写光反射ミラーＭＲ１と第２の投写光反射ミラーＭＲ２との配置関係は、それぞれの反射面における法線が互いに交わらないねじれの位置に配置されていると言える。
【００３１】
プロジェクション部ＰＪから射出された投写光は、第１の投写光反射ミラーＭＲ１で反射され、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、ｘｚ平面に平行で、かつ、ｚ軸に対してα度傾斜した状態で第２の投写光反射ミラーＭＲ２に入射する。そして、第２の投写光反射ミラーＭＲ２で反射された投写光は、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）に示すように、ｘ軸に平行な状態でリアスクリーンＳＣＲに入射する。
【００３２】
以上のように配置されたプロジェクション部ＰＪと２つの投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２とによって、プロジェクション部ＰＪからの投写光は、第１の投写光反射ミラーＭＲ１および第２の投写光反射ミラーＭＲ２で反射してリアスクリーンＳＣＲに入射する。
【００３３】
ここで、２つの投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２は、プロジェクション部ＰＪから投写される画像の画面内における長辺の向きを、リアスクリーンＳＣＲに投写される画像の画面内における長辺の向きに一致させるように、画像を９０度回転させる。この結果、図１に示すように、プロジェクション部ＰＪから投写される横向きの矢印画像は、ねじれの位置に配置された２つの投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２によって、上向きの矢印図形となるように回転されて、リアスクリーンＳＣＲ上に投写される。
【００３４】
以上説明したように、本実施例のリアプロジェクタ１０においては、プロジェクション部ＰＪにおける３つのライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の長辺方向をクロスダイクロイックプリズム５００の交線５３０の方向に一致させた構成のままで、プロジェクション部ＰＪを構成する光学系の各構成要素を、リアスクリーンＳＣＲに垂直な平面（ｘｙ平面）方向に沿って配置しつつ、一般的な横長の画像を投写表示することができる。
【００３５】
また、本実施例のリアプロジェクタ１０は、第２の投写光反射ミラーＭＲ２のｙｚ平面に対する傾きθを略４５度よりも（α／２）度だけ小さくすることができる。すなわち、第２の投写光反射ミラーＭＲ２をｘｙ平面に対して４５度よりも立てて配置することができるので、リアスクリーンＳＣＲから第２の投写光反射ミラーＭＲ２までの奥行きを小さくすることができる。
【００３６】
従って、リアプロジェクタを構成する光学系の配置や配置に伴う位置調整を容易にすることができるとともに、装置の小型化を図ることが可能である。
【００３７】
また、本実施例のリアプロジェクタ１０では、第２の投写光反射ミラーＭＲ２からの画像光をスクリーンＳＣＲに対して略垂直に入射させる構成としているが、第２の投写光反射ミラーＭＲ２からの画像光がスクリーンＳＣＲに対して斜入射（例えば、図４の（Ｂ）において画像光の方向がｘ軸と交わる）する構成としてもよく、その様な構成を有するリアプロジェクタに対しても本発明の内容を適用することができる。その場合には、第２の投写光反射ミラーＭＲ２を一層立てた状態で配置できるため、リアプロジェクタのより一層の薄型化を実現することができる。
【００３８】
なお、以上説明からわかるように、第１の投写光反射ミラーＭＲ１が本発明の第１のミラーに相当し、第２の投写光反射射ミラーＭＲ２が本発明の第２のミラーに相当する。
【００３９】
Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４０】
（１）上記実施例では、透過型の液晶パネルをライトバルブとして適用したプロジェクション部ＰＪを用いた場合を例に説明しているが、反射型の液晶パネルを適用したプロジェクタを用いることもできる。
【００４１】
図５は、反射型液晶パネルをライトバルブとして用いたプロジェクション部ＰＪ’の光学系の概略構成を示す平面図である。プロジェクション部ＰＪ’は、照明光学系１００と、色光分離光学系２００’と、リレー光学系３００’と、偏光ビームスプリッタ７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂと、ライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’と、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写レンズ６００とを備えている。各構成要素は、クロスダイクロイックプリズム５００を中心にｕｖ平面に沿って配置されている。
【００４２】
照明光学系１００から射出される光は、色光分離光学系２００’に入射し３つの色光に分離される。第１のダイクロイックミラー２１０’は、Ｂ光を反射させるとともに、Ｂ光よりも長波長側の色光（Ｇ光およびＲ光）を反射する。
【００４３】
第１のダイクロイックミラー２１０’を透過したＧ光およびＲ光のうち、Ｒ光は、第２のダイクロイックミラー２２０’も透過し、フィールドレンズ２４０を通ってＲ用の偏光ビームスプリッタ７００Ｒに入射する。Ｇ光は、第２のダイクロイックミラー２２０’によって反射され、フィールドレンズ２５０を通ってＧ用の偏光ビームスプリッタ７００Ｇに入射する。
【００４４】
第１のダイクロイックミラー２１０’で反射されたＢ光は、リレー光学系３００’、すなわち、入射側レンズ３１０、リレー反射ミラー３２０、リレーレンズ３３０、を通り、さらに射出側レンズ３５０を通ってＢ用の偏光ビームスプリッタ７００Ｂに入射する。
【００４５】
各色用の偏光ビームスプリッタ７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂに入射した各色光は、対応する偏光ビームスプリッタ７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂの偏光分離面７１０Ｒ，７１０Ｇ，７１０Ｂで２種類の偏光光（ｓ偏光光とｐ偏光光）に分離される。各色用のライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’は、対応する偏光ビームスプリッタ７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂから射出されるどちらか一方の偏光光の光軸上に配置されている。図の例では、各偏光ビームスプリッタ７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂの偏光分離面７１０Ｒ、７１０Ｇ、７１０Ｂがｓ偏光光を反射してｐ偏光光を透過する構成とし、各色用のライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’はｓ偏光光の光軸上に配置されている。従って、ｓ偏光光の各色光が対応するライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’に照明光として入射する。
【００４６】
各色用のライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’は、照明光として入射した偏光光を、それぞれ対応する色信号（画像情報）に応じて変調し、偏光状態を変えて射出する。このような反射型のライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’としては、反射型の液晶パネルが用いられる。
【００４７】
なお、各色のライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’は、上記実施例の各色のライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと同様に縦長配置されている。
【００４８】
各色用のライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’から射出される光は、対応する各色の偏光ビームスプリッタ７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂに再入射する。再入射した各色光は、変調された光（ｐ偏光光）と、変調されていない光（ｓ偏光光）とを含んだ混合光である。従って、各色の射出光のうち、変調光のみが対応する偏光ビームスプリッタ７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂの偏光分離面７１０Ｒ，７１０Ｇ，７１０Ｂを透過してクロスダイクロイックプリズム５００に入射する。
【００４９】
クロスダイクロイックプリズム５００に入射した各色光は合成されてカラー画像を形成し、投写レンズ６００によって投写表示される。ただし、クロスダイクロイックプリズム５００で合成されたカラー画像の向きは、各色用のライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’の縦長配置に対応して＋ｕ或いは−ｕ方向を向く横向きの画像となる。
【００５０】
（２）通常、投写レンズは機能分担を目的として複数のレンズ群から構成され、それらのレンズ群の間にはレンズが配置されない空間が存在する。この点を考慮して、第２の投写光反射ミラーＭＲ２を投写レンズ６００の入射面または射出面あるいはその内部に一体的に配置することができる。図６は、第２の投写光反射ミラーＭＲ２を投写レンズ内に配置した例を示す説明図である。
【００５１】
この投写レンズ６００’は、３つの部分レンズ６１１，６１２，６１３のうち、第２の部分レンズ６１２と、第３の部分レンズ６１３との間に、第１の投写光反射ミラーＭＲ１を配置した構成を有している。ここで、投写レンズ６００’に入射した光は第１の部分レンズ６１１から第３の部分レンズ６１３の方向に進む。第１の投写光反射ミラーＭＲ１は、図６（Ｃ）に示すように、ｙｚ平面に略垂直で、かつ、ｘｙ平面に対して略４５度傾斜して配置されている。第１と第２の部分レンズ６１１，６１２の光軸（図６に一点鎖線で示す）は、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）に示すように、ｘｙ平面に平行で、かつ、ｙ軸に対してα度傾斜して第１の投写光反射ミラーＭＲ１の反射面の中心を通るように配置されている。第３の部分レンズ６１３の光軸（図６に二点鎖線で示す）は、図６（Ａ）および図６（Ｃ）に示すように、ｘｚ平面に平行で、かつ、ｚ軸に対してα度傾斜して第１の投写光反射ミラーＭＲ１の反射面の中心を通るように配置されている。
【００５２】
このような投写レンズ６００’を用いれば、第１の投写光反射ミラーＭＲ１の配置スペースを削減することができるので、リアプロジェクタの小型化をさらに図ることが可能となる。なお、投写レンズ内に第１の投写光反射ミラーＭＲ１を配置する場合、この投写光反射ミラーを全反射プリズムにより構成することが好ましい。全反射プリズムを採用すればミラー部分における反射率を高められるので、明るい投写画像を実現することができる。
【００５３】
なお、第１の投写光反射ミラーＭＲ１を、第１の部分レンズ６１１と、第２の部分レンズ６１２との間に配置するようにしてもよい。また、投写レンズ６００’は、３つの部分レンズを有する場合を例に説明しているがこれに限定されるものではなく、種々の投写レンズを利用することが可能である。すなわち、第１の投写光反射ミラーＭＲ１は、投写レンズ内のいずれかの位置に配置されるようにすればよい。
【００５４】
また、第１の投写光反射ミラーＭＲ１は、必ずしも、投写レンズ内に配置される必要はなく、第１の部分レンズ６１１の入射面側あるいは、第３の部分レンズ６１３の射出面側に投写レンズと一体的に配置されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例としてのリアプロジェクタの概略構成を示す斜視図である。
【図２】プロジェクション部ＰＪの光学系の概略構成を示す平面図である。
【図３】クロスダイクロイックプリズム５００と各色用のライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとを示す概略斜視図である。
【図４】プロジェクション部ＰＪと投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２とリアスクリーンＳＣＲとの配置関係を示す説明図である。
【図５】反射型液晶パネルをライトバルブとして用いたプロジェクション部ＰＪ’の光学系の概略構成を示す平面図である。
【図６】第１の投写光反射ミラーＭＲ１を投写レンズ内に配置した例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…リアプロジェクタ
１００…照明光学系
１１０…光源
１２０…インテグレータ光学系
１３０…照明光反射ミラー
１４０…偏光変換光学系
２００…色光分離光学系
２３０…反射ミラー
２１０，２２０…ダイクロイックミラー
２４０…フィールドレンズ
２５０…フィールドレンズ
３００…リレー光学系
３１０…入射側レンズ
３２０，３４０…リレー反射ミラー
３３０…リレーレンズ
３５０…射出側レンズ
４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…ライトバルブ
５００…クロスダイクロイックプリズム
５１０，５２０…ダイクロイック面
５３０…交線
５５０，５６０，５７０，５８０…側面
６００…投写レンズ
６１１，６１２，６１３…部分レンズ
７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂ…偏光ビームスプリッタ
７１０Ｒ，７１０Ｇ，７１０Ｂ…偏光分離面
ＭＲ１…第1の投写光反射ミラー
ＭＲ２…第２の投写光反射ミラー
ＰＪ…プロジェクション部
ＰＪＣ…筐体
ＳＣＲ…リアスクリーン
ｌｓ…長辺方向
ｓｓ…短辺方向
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラー画像を投写するプロジェクタ（投写型表示装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大型画面を有する表示装置として、スクリーン上に画像を拡大投写するプロジェクタが多く利用されている。プロジェクタには、投写光を反射型のスクリーン上に投写するフロント型プロジェクタと、投写光を透過型のスクリーン上に投写するリア型プロジェクタとが知られている。リア型プロジェクタとしては、例えば、特開平１０−３０７３３２号公報に記載の例があげられる。
【０００３】
リア型プロジェクタは、画像を投写する投写器から射出された投写光を複数のミラーで反射してスクリーン上に投写する。複数のミラーのうち、投写光をスクリーンに向けて反射するミラーは、スクリーンに対して４５度よりも小さな傾斜となるように配置される場合が多く、スクリーンからこのミラーまでの奥行きを小さくすることにより、リア型プロジェクタの小型化が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、投写光をスクリーンに向けて反射するミラーを配置した場合、スクリーン上に投写される画像の回転を補正するために、投写器をスクリーンに垂直な平面に対して傾斜するように配置する必要がある。このため、ミラーの傾きに応じて投写器を傾斜させて配置する場合、プロジェクタを構成する光学系の位置調整が難しいという問題がある。
【０００５】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、プロジェクタを構成する光学系の位置調整を容易にするとともに、装置の小型化を図ることが可能な技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明のプロジェクタは、
投写する画像を形成するための電気光学装置と、
前記画像を投写する投写レンズと、
前記画像が投写されるスクリーンと、
前記投写レンズの光の入射面から前記スクリーンの光の入射面までの経路中に配置され、前記画像を表す画像光を順次反射する第１および第２のミラーと、を備え、
互いに直交する３つの軸をｘ、ｙ、ｚ軸としたときに、
前記スクリーンは、ｙｚ平面に略平行に配置されており、
前記電気光学装置は、略矩形状の画像形成領域を有し、前記画像形成領域の長辺の方向がｚ軸に略平行となるように配置されており、
前記第１のミラーの反射面は、ｙｚ平面に略垂直で、かつ、ｘｙ平面に対して略４５度傾いて配置されており、
少なくとも前記電気光学装置と前記投写レンズとは、ｘｙ平面に沿って配置されるとともに、前記投写レンズに入射する前記画像光の中心が、ｘｙ平面に平行で、かつ、ｙ軸に対してα度傾いて前記第１のミラーに入射するように配置されており、
前記第１のミラーからの反射光である画像光が前記第２のミラーで再度反射され、その画像光の中心が前記スクリーンの略中心に略垂直な状態で入射するように、前記第２のミラーはｘｚ平面に略垂直で、かつ、ｙｚ平面に対して、略４５度よりもα／２度だけ小さな傾きで配置されていることを特徴とする。
なお、上記プロジェクタは、
前記電気光学装置は、複数の色成分画像を形成するための複数の電気光学装置を含んでおり、
前記プロジェクタは、さらに、
前記複数の電気光学装置の色成分画像を表す複数の色光を合成することにより、前記投写レンズで投写される前記画像としてのカラー画像を形成するための色合成光学系、を備え、
前記色合成光学系は、略Ｘ字状に配置された２種類のダイクロイック面を有し、前記２種類のダイクロイック面による交線がｚ軸に略平行となるように配置されており、
前記複数の電気光学装置のそれぞれは、前記画像形成領域の長辺の方向が前記交線の方向に一致するように、前記色合成光学系の前記交線に平行な複数の入射面のうち、それぞれに対応する入射面に対向して配置されているようにしてもよい。
【０００７】
本発明のプロジェクタは、第１のミラーからの画像光を反射してスクリーンに入射させる第２のミラーをｘｚ平面に略垂直で、かつ、ｙｚ平面に対して略４５度よりもα／２度だけ小さな傾きで配置することができるので、スクリーンから第２のミラーまでの奥行きを小さくすることができる。これにより装置の小型化を図ることができる。また、すくなくとも電気光学装置と投写レンズとが、スクリーンに略垂直な平面（例えば、水平面）に沿って配置されているので、これらの光学要素の配置や、配置に伴う位置調整などを容易にすることができる。従って、本発明のプロジェクタにおいては、プロジェクタを構成する光学系の配置を容易にするとともに、装置の小型化を図ることができる。
【０００８】
上記プロジェクタにおいて、前記第１のミラーは、前記投写レンズと一体的に配置されることが好ましい。
【０００９】
こうすれば、第１のミラーの配置スペースを削減することができるので、装置の小型化が可能である。なお、「一体的に配置される」とは、投写レンズの入射面または射出面近傍に組み合わされて一体的に配置される場合だけでなく、投写レンズの内部に配置される場合も含む。
【００１０】
ここで、前記第１のミラーは、全反射プリズムにより構成されることが好ましい。
【００１１】
こうすれば、第１のミラーの反射率を高められ、明るい投写画像を容易に実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。図１は、この発明の一実施例としてのリアプロジェクタ（背面投写型表示装置）の概略構成を示す斜視図である。ｘ、ｙ、ｚは、互いに直交する３軸を示している。
【００１３】
このリアプロジェクタ１０は、プロジェクション部ＰＪと、２つの投写光反射ミラーＭＲ１、ＭＲ２と、リアスクリーンＳＣＲとを備えている。プロジェクション部ＰＪから射出された投写光は、第１と第２の投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２で反射されてリアスクリーンＳＣＲ上に投写画像を形成する。
【００１４】
なお、プロジェクション部ＰＪと、第１と第２の投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２と、リアスクリーンＳＣＲとの配置関係については後述する。
【００１５】
Ａ．プロジェクション部ＰＪ：
図２は、プロジェクション部ＰＪの光学系の概略構成を示す平面図である。ｕ、ｖ、ｔは、互いに直交する３軸を示している。
プロジェクション部ＰＪは、照明光学系１００と、色光分離光学系２００と、リレー光学系３００と、３つのライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写レンズ６００とを備えている。
【００１６】
各構成要素は、クロスダイクロイックプリズム５００を中心にｕｖ平面に沿って配置されている。
【００１７】
照明光学系１００は、光源１１０と、インテグレータ光学系１２０と、照明光反射ミラー１３０とを備えている。光源１１０から射出された光は、インテグレータ光学系１２０を介して、照明対象であるライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを均一に照明する。照明光反射ミラー１３０は、インテグレータ光学系１２０から射出される照明光を色光分離光学系２００の方向に反射する機能を有している。この照明光反射ミラー１３０は、インテグレータ光学系１２０内の光路中に配置されることもある。なお、照明光反射ミラー１３０は、光源１１０およびインテグレータ光学系１２０の配置の仕方に応じて省略することも可能である。偏光変換光学系１４０は、非偏光な光をライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂで利用可能な偏光方向を有する偏光光に揃える機能を有している。
【００１８】
色光分離光学系２００は、２つのダイクロイックミラー２１０，２２０と、反射ミラー２３０とを備え、照明光学系１００から射出される照明光を、それぞれ異なる波長域の３つの色光に分離する機能を有している。
【００１９】
第１のダイクロイックミラー２１０は、赤色光（Ｒ光）を透過させるとともに、透過された色光よりも短波長側の色光（緑色光（Ｇ光）および青色光（Ｂ光））を反射する。第１のダイクロイックミラー２１０を透過したＲ光は、反射ミラー２３０で反射され、フィールドレンズ２４０を通ってＲ用のライトバルブ４００Ｒに入射する。
【００２０】
第１のダイクロイックミラー２１０で反射されたＧ光とＢ光のうち、Ｇ光は第２のダイクロイックミラー２２０によって反射され、フィールドレンズ２５０を通ってＧ用のライトバルブ４００Ｇに入射する。一方、Ｂ光は、第２のダイクロイックミラー２２０を透過し、リレー光学系３００、すなわち、入射側レンズ３１０、第１のリレー反射ミラー３２０、リレーレンズ３３０、第２のリレー反射ミラー３４０、および射出側レンズ３５０を介してＢ用のライトバルブ４００Ｂに入射する。ここで、Ｂ光にリレー光学系３００が用いられているのは、Ｂ光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。
【００２１】
各色用のライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、それぞれに入射した色光を対応する色信号（画像情報）に応じて変調し、変調光を透過光として射出する。このような透過型のライトバルブとしては、透過型の液晶パネルを一対の偏光板の間に配置したものが用いられる。このとき、一対の偏光板は、各々透過型の液晶パネルに貼り付けても良いが、他の光学要素に貼り付けるなど、透過型の液晶パネルから離して設けるようにしても良い。なお、これらのライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂが本発明の電気光学装置に相当し、各色の変調光によって表される画像が、カラー画像を構成する各色の色成分画像に相当する。
【００２２】
図３は、クロスダイクロイックプリズム５００と各色用のライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとを示す概略斜視図である。クロスダイクロイックプリズム５００は、第１のダイクロイック面５１０と第２のダイクロイック面５２０とが交差する交線５３０がｕｖ平面に対して垂直となるように配置されている。また、４つの側面５５０，５６０，５７０，５８０のうち、第１の側面、すなわち、射出面５５０および第２の側面５６０がｕｔ平面に平行で、第３および第４の側面５７０，５８０がｖｔ平面に平行となるように配置されている。第２ないし第４の側面５６０，５７０，５８０には、それぞれ対応する色用のライトバルブ４００Ｇ，４００Ｂ，４００Ｒが配置されている。これらのライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、略矩形状の画像形成領域（光照射面）の長辺の方向（長辺方向）ｌｓが交線５３０の方向（交線方向）、すなわち、ｔ方向に一致するように縦長に配置されている。以下、このような配置を「縦長配置」と呼ぶ場合もある。なお、画像形成領域（光照射面）の短辺の方向（短辺方向）ｓｓは、交線５３０の方向（交線方向）、すなわち、ｔ方向に直交するように配置されている。
【００２３】
Ｒ用のライトバルブ４００Ｒから射出されたＲ光は、第１のダイクロイック面５１０で反射されて射出面５５０から射出される。また、Ｂ用のライトバルブ４００Ｂから射出されたＢ光は、第２のダイクロイック面５２０で反射されて射出面５５０から射出される。さらに、Ｇ用のライトバルブ４００Ｇから射出されたＧ光は、第１のダイクロイック面５１０および第２のダイクロイック面５２０を透過して射出面５５０から射出される。これにより、各色用のライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂにおいて変調された３色の変調光は、クロスダイクロイックプリズム５００で合成される。合成された変調光の表すカラー画像は、投写レンズ６００によって投写される。ただし、クロスダイクロイックプリズム５００で合成されたカラー画像の向きは、ライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの縦長配置に対応して＋ｕ或いは−ｕ方向を向く横向きの画像となる。なお、カラー画像を表す画像光は、投写レンズ６００から＋ｖ方向に射出される。
【００２４】
図２に示すようなプロジェクタの各部の構成および機能については、例えば、本願出願人によって開示された特開平１０−１７７１５１号公報や特開平１０−１８６５４８号公報に詳述されているので、本明細書において詳細な説明は省略する。なお、色合成光学系としては、プリズム上にダイクロイック面を形成して成るクロスダイクロイックプリズムに代えて、透明平板上にダイクロイック面を形成して成るクロスダイクロイックミラーを用いることも可能である。
【００２５】
Ｂ．プロジェクション部ＰＪと、投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２と、リアスクリーンＳＣＲとの配置関係：
図４は、プロジェクション部ＰＪと、投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２と、リアスクリーンＳＣＲとの配置関係を示す説明図である。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、リアプロジェクタ１０の背面図、左側面図、平面図を示している。なお、以下では、説明を容易にするため、画像光の中心の方向を画像光の方向として説明する。
【００２６】
リアスクリーンＳＣＲは、ｙｚ平面に略平行に配置されている。プロジェクション部ＰＪは、その筐体ＰＪＣの底部がｘｙ平面に平行となるように配置されている。なお、図２に示すプロジェクション部ＰＪの各構成要素は、筐体ＰＪＣの底部に平行な平面に沿って筐体ＰＪＣ内に配置されている。
【００２７】
ただし、プロジェクション部ＰＪは、プロジェクション部ＰＪから射出される投写光（図４に一点鎖線で示す）が、図４（Ａ）および図４（Ｃ）に示すように、ｘｙ平面に平行で、かつ、ｙ軸に対してα度傾斜して第１の投写光反射ミラーＭＲ１に入射するように配置されている。従って、図２のｕ軸はｘ軸に対して、また、図２のｖ軸はｙ軸に対して、それぞれα度傾いている。なお、図２のｔ軸はｚ軸に平行である。
【００２８】
第１の投写光反射ミラーＭＲ１は、図４（Ａ）に示すように、ｙｚ平面に略垂直で、かつ、ｘｙ平面に対して略４５度傾斜して配置されている。
【００２９】
第２の投写光反射ミラーＭＲ２は、図４（Ｂ）に示すように、ｘｚ平面に略垂直で、かつ、ｙｚ平面に対して略４５度よりもα／２度だけ小さなθ（＝４５−α／２）度で傾斜して配置されている。ここで、θは０よりも大きくする必要があるため、αは０よりも大きく９０よりも小さい値となる。
【００３０】
なお、第１の投写光反射ミラーＭＲ１と第２の投写光反射ミラーＭＲ２との配置関係は、それぞれの反射面における法線が互いに交わらないねじれの位置に配置されていると言える。
【００３１】
プロジェクション部ＰＪから射出された投写光は、第１の投写光反射ミラーＭＲ１で反射され、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、ｘｚ平面に平行で、かつ、ｚ軸に対してα度傾斜した状態で第２の投写光反射ミラーＭＲ２に入射する。そして、第２の投写光反射ミラーＭＲ２で反射された投写光は、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）に示すように、ｘ軸に平行な状態でリアスクリーンＳＣＲに入射する。
【００３２】
以上のように配置されたプロジェクション部ＰＪと２つの投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２とによって、プロジェクション部ＰＪからの投写光は、第１の投写光反射ミラーＭＲ１および第２の投写光反射ミラーＭＲ２で反射してリアスクリーンＳＣＲに入射する。
【００３３】
ここで、２つの投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２は、プロジェクション部ＰＪから投写される画像の画面内における長辺の向きを、リアスクリーンＳＣＲに投写される画像の画面内における長辺の向きに一致させるように、画像を９０度回転させる。この結果、図１に示すように、プロジェクション部ＰＪから投写される横向きの矢印画像は、ねじれの位置に配置された２つの投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２によって、上向きの矢印図形となるように回転されて、リアスクリーンＳＣＲ上に投写される。
【００３４】
以上説明したように、本実施例のリアプロジェクタ１０においては、プロジェクション部ＰＪにおける３つのライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の長辺方向をクロスダイクロイックプリズム５００の交線５３０の方向に一致させた構成のままで、プロジェクション部ＰＪを構成する光学系の各構成要素を、リアスクリーンＳＣＲに垂直な平面（ｘｙ平面）方向に沿って配置しつつ、一般的な横長の画像を投写表示することができる。
【００３５】
また、本実施例のリアプロジェクタ１０は、第２の投写光反射ミラーＭＲ２のｙｚ平面に対する傾きθを略４５度よりも（α／２）度だけ小さくすることができる。すなわち、第２の投写光反射ミラーＭＲ２をｘｙ平面に対して４５度よりも立てて配置することができるので、リアスクリーンＳＣＲから第２の投写光反射ミラーＭＲ２までの奥行きを小さくすることができる。
【００３６】
従って、リアプロジェクタを構成する光学系の配置や配置に伴う位置調整を容易にすることができるとともに、装置の小型化を図ることが可能である。
【００３７】
また、本実施例のリアプロジェクタ１０では、第２の投写光反射ミラーＭＲ２からの画像光をスクリーンＳＣＲに対して略垂直に入射させる構成としているが、第２の投写光反射ミラーＭＲ２からの画像光がスクリーンＳＣＲに対して斜入射（例えば、図４の（Ｂ）において画像光の方向がｘ軸と交わる）する構成としてもよく、その様な構成を有するリアプロジェクタに対しても本発明の内容を適用することができる。その場合には、第２の投写光反射ミラーＭＲ２を一層立てた状態で配置できるため、リアプロジェクタのより一層の薄型化を実現することができる。
【００３８】
なお、以上説明からわかるように、第１の投写光反射ミラーＭＲ１が本発明の第１のミラーに相当し、第２の投写光反射射ミラーＭＲ２が本発明の第２のミラーに相当する。
【００３９】
Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４０】
（１）上記実施例では、透過型の液晶パネルをライトバルブとして適用したプロジェクション部ＰＪを用いた場合を例に説明しているが、反射型の液晶パネルを適用したプロジェクタを用いることもできる。
【００４１】
図５は、反射型液晶パネルをライトバルブとして用いたプロジェクション部ＰＪ’の光学系の概略構成を示す平面図である。プロジェクション部ＰＪ’は、照明光学系１００と、色光分離光学系２００’と、リレー光学系３００’と、偏光ビームスプリッタ７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂと、ライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’と、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写レンズ６００とを備えている。各構成要素は、クロスダイクロイックプリズム５００を中心にｕｖ平面に沿って配置されている。
【００４２】
照明光学系１００から射出される光は、色光分離光学系２００’に入射し３つの色光に分離される。第１のダイクロイックミラー２１０’は、Ｂ光を反射させるとともに、Ｂ光よりも長波長側の色光（Ｇ光およびＲ光）を反射する。
【００４３】
第１のダイクロイックミラー２１０’を透過したＧ光およびＲ光のうち、Ｒ光は、第２のダイクロイックミラー２２０’も透過し、フィールドレンズ２４０を通ってＲ用の偏光ビームスプリッタ７００Ｒに入射する。Ｇ光は、第２のダイクロイックミラー２２０’によって反射され、フィールドレンズ２５０を通ってＧ用の偏光ビームスプリッタ７００Ｇに入射する。
【００４４】
第１のダイクロイックミラー２１０’で反射されたＢ光は、リレー光学系３００’、すなわち、入射側レンズ３１０、リレー反射ミラー３２０、リレーレンズ３３０、を通り、さらに射出側レンズ３５０を通ってＢ用の偏光ビームスプリッタ７００Ｂに入射する。
【００４５】
各色用の偏光ビームスプリッタ７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂに入射した各色光は、対応する偏光ビームスプリッタ７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂの偏光分離面７１０Ｒ，７１０Ｇ，７１０Ｂで２種類の偏光光（ｓ偏光光とｐ偏光光）に分離される。各色用のライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’は、対応する偏光ビームスプリッタ７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂから射出されるどちらか一方の偏光光の光軸上に配置されている。図の例では、各偏光ビームスプリッタ７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂの偏光分離面７１０Ｒ、７１０Ｇ、７１０Ｂがｓ偏光光を反射してｐ偏光光を透過する構成とし、各色用のライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’はｓ偏光光の光軸上に配置されている。従って、ｓ偏光光の各色光が対応するライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’に照明光として入射する。
【００４６】
各色用のライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’は、照明光として入射した偏光光を、それぞれ対応する色信号（画像情報）に応じて変調し、偏光状態を変えて射出する。このような反射型のライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’としては、反射型の液晶パネルが用いられる。
【００４７】
なお、各色のライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’は、上記実施例の各色のライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと同様に縦長配置されている。
【００４８】
各色用のライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’から射出される光は、対応する各色の偏光ビームスプリッタ７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂに再入射する。再入射した各色光は、変調された光（ｐ偏光光）と、変調されていない光（ｓ偏光光）とを含んだ混合光である。従って、各色の射出光のうち、変調光のみが対応する偏光ビームスプリッタ７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂの偏光分離面７１０Ｒ，７１０Ｇ，７１０Ｂを透過してクロスダイクロイックプリズム５００に入射する。
【００４９】
クロスダイクロイックプリズム５００に入射した各色光は合成されてカラー画像を形成し、投写レンズ６００によって投写表示される。ただし、クロスダイクロイックプリズム５００で合成されたカラー画像の向きは、各色用のライトバルブ４００Ｒ’，４００Ｇ’，４００Ｂ’の縦長配置に対応して＋ｕ或いは−ｕ方向を向く横向きの画像となる。
【００５０】
（２）通常、投写レンズは機能分担を目的として複数のレンズ群から構成され、それらのレンズ群の間にはレンズが配置されない空間が存在する。この点を考慮して、第２の投写光反射ミラーＭＲ２を投写レンズ６００の入射面または射出面あるいはその内部に一体的に配置することができる。図６は、第２の投写光反射ミラーＭＲ２を投写レンズ内に配置した例を示す説明図である。
【００５１】
この投写レンズ６００’は、３つの部分レンズ６１１，６１２，６１３のうち、第２の部分レンズ６１２と、第３の部分レンズ６１３との間に、第１の投写光反射ミラーＭＲ１を配置した構成を有している。ここで、投写レンズ６００’に入射した光は第１の部分レンズ６１１から第３の部分レンズ６１３の方向に進む。第１の投写光反射ミラーＭＲ１は、図６（Ｃ）に示すように、ｙｚ平面に略垂直で、かつ、ｘｙ平面に対して略４５度傾斜して配置されている。第１と第２の部分レンズ６１１，６１２の光軸（図６に一点鎖線で示す）は、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）に示すように、ｘｙ平面に平行で、かつ、ｙ軸に対してα度傾斜して第１の投写光反射ミラーＭＲ１の反射面の中心を通るように配置されている。第３の部分レンズ６１３の光軸（図６に二点鎖線で示す）は、図６（Ａ）および図６（Ｃ）に示すように、ｘｚ平面に平行で、かつ、ｚ軸に対してα度傾斜して第１の投写光反射ミラーＭＲ１の反射面の中心を通るように配置されている。
【００５２】
このような投写レンズ６００’を用いれば、第１の投写光反射ミラーＭＲ１の配置スペースを削減することができるので、リアプロジェクタの小型化をさらに図ることが可能となる。なお、投写レンズ内に第１の投写光反射ミラーＭＲ１を配置する場合、この投写光反射ミラーを全反射プリズムにより構成することが好ましい。全反射プリズムを採用すればミラー部分における反射率を高められるので、明るい投写画像を実現することができる。
【００５３】
なお、第１の投写光反射ミラーＭＲ１を、第１の部分レンズ６１１と、第２の部分レンズ６１２との間に配置するようにしてもよい。また、投写レンズ６００’は、３つの部分レンズを有する場合を例に説明しているがこれに限定されるものではなく、種々の投写レンズを利用することが可能である。すなわち、第１の投写光反射ミラーＭＲ１は、投写レンズ内のいずれかの位置に配置されるようにすればよい。
【００５４】
また、第１の投写光反射ミラーＭＲ１は、必ずしも、投写レンズ内に配置される必要はなく、第１の部分レンズ６１１の入射面側あるいは、第３の部分レンズ６１３の射出面側に投写レンズと一体的に配置されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例としてのリアプロジェクタの概略構成を示す斜視図である。
【図２】プロジェクション部ＰＪの光学系の概略構成を示す平面図である。
【図３】クロスダイクロイックプリズム５００と各色用のライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとを示す概略斜視図である。
【図４】プロジェクション部ＰＪと投写光反射ミラーＭＲ１，ＭＲ２とリアスクリーンＳＣＲとの配置関係を示す説明図である。
【図５】反射型液晶パネルをライトバルブとして用いたプロジェクション部ＰＪ’の光学系の概略構成を示す平面図である。
【図６】第１の投写光反射ミラーＭＲ１を投写レンズ内に配置した例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…リアプロジェクタ
１００…照明光学系
１１０…光源
１２０…インテグレータ光学系
１３０…照明光反射ミラー
１４０…偏光変換光学系
２００…色光分離光学系
２３０…反射ミラー
２１０，２２０…ダイクロイックミラー
２４０…フィールドレンズ
２５０…フィールドレンズ
３００…リレー光学系
３１０…入射側レンズ
３２０，３４０…リレー反射ミラー
３３０…リレーレンズ
３５０…射出側レンズ
４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…ライトバルブ
５００…クロスダイクロイックプリズム
５１０，５２０…ダイクロイック面
５３０…交線
５５０，５６０，５７０，５８０…側面
６００…投写レンズ
６１１，６１２，６１３…部分レンズ
７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂ…偏光ビームスプリッタ
７１０Ｒ，７１０Ｇ，７１０Ｂ…偏光分離面
ＭＲ１…第1の投写光反射ミラー
ＭＲ２…第２の投写光反射ミラー
ＰＪ…プロジェクション部
ＰＪＣ…筐体
ＳＣＲ…リアスクリーン
ｌｓ…長辺方向
ｓｓ…短辺方向
Claims (4)
- プロジェクタであって、
投写する画像を形成するための電気光学装置と、
前記画像を投写する投写レンズと、
前記画像が投写されるスクリーンと、
前記投写レンズの光の入射面から前記スクリーンの光の入射面までの経路中に配置され、前記画像を表す画像光を順次反射する第１および第２のミラーと、を備え、
互いに直交する３つの軸をｘ、ｙ、ｚ軸としたときに、
前記スクリーンは、ｙｚ平面に略平行に配置されており、
前記電気光学装置は、略矩形状の画像形成領域を有し、前記画像形成領域の長辺の方向がｚ軸に略平行となるように配置されており、
前記第１のミラーの反射面は、ｙｚ平面に略垂直で、かつ、ｘｙ平面に対して略４５度傾いて配置されており、
少なくとも前記電気光学装置と前記投写レンズとは、ｘｙ平面に沿って配置されるとともに、前記投写レンズに入射する前記画像光の中心が、ｘｙ平面に平行で、かつ、ｙ軸に対してα度傾いて前記第１のミラーに入射するように配置されており、
前記第１のミラーからの反射光である画像光が前記第２のミラーで再度反射され、その画像光の中心が前記スクリーンの略中心に略垂直な状態で入射するように、前記第２のミラーはｘｚ平面に略垂直で、かつ、ｙｚ平面に対して、略４５度よりもα／２度だけ小さな傾きで配置されている、プロジェクタ。 - 請求項１記載のプロジェクタであって、
前記電気光学装置は、複数の色成分画像を形成するための複数の電気光学装置を含んでおり、
前記プロジェクタは、さらに、
前記複数の電気光学装置の色成分画像を表す複数の色光を合成することにより、前記投写レンズで投写される前記画像としてのカラー画像を形成するための色合成光学系、を備え、
前記色合成光学系は、略Ｘ字状に配置された２種類のダイクロイック面を有し、前記２種類のダイクロイック面による交線がｚ軸に略平行となるように配置されており、
前記複数の電気光学装置のそれぞれは、前記画像形成領域の長辺の方向が前記交線の方向に一致するように、前記色合成光学系の前記交線に平行な複数の入射面のうち、それぞれに対応する入射面に対向して配置されている、プロジェクタ。 - 請求項１または請求項２記載のプロジェクタであって、
前記第１のミラーは、前記投写レンズと一体的に配置される、プロジェクタ。 - 請求項３記載のプロジェクタであって、
前記第１のミラーは、全反射プリズムにより構成される、プロジェクタ。
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