JP7191130B2

JP7191130B2 - 投影装置

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Publication number: JP7191130B2
Application number: JP2020570279A
Authority: JP
Inventors: 将利西村; 旭洋山田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-02-07
Filing date: 2019-02-07
Publication date: 2022-12-16
Anticipated expiration: 2039-02-07
Also published as: WO2020161846A1; JPWO2020161846A1

Description

本発明は、投影装置に関する。

例えば、特許文献１は、路面に光を投射することで、路面に光のパターンを描く交通情報システムを提案している。この交通情報システムでは、ビーム偏向器によって、光スポットを形成する光ビームがスキャンされる。光ビームのスキャンにより、路面の投射エリアで光スポットが移動する。移動する光スポットによって光のパターンが表示される。

特表２００６－５２５５９０号公報（例えば、段落００１４～００１９、図１）

しかしながら、上記交通情報システムは、ビーム偏向器及びその制御回路を備えているので、構成が複雑になるという課題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成によって、照明光を照射する機能の状態又は画像を投影する機能の状態のいずれかに切り替えることができる投影装置を提供することを目的とする。

本発明に係る投影装置は、第１の光を発する光源部と、前記光源部が発した前記第１の光を基に発散角を変更した第２の光を出射する第１の光学部と、画像を形成して前記第２の光を前記画像の情報を含む画像光とする画像形成領域および前記画像形成領域の周辺側に位置して前記第２の光を照明光とする周辺領域を含む画像形成部と、前記画像光を投射して前記画像を基に投影像を形成する第２の光学部とを備え、前記光源部から前記第１の光学部までの距離を変更することで前記配光の変更を行い、前記配光の変更によって、前記画像形成領域に入射する前記第２の光の量と前記周辺領域に入射する前記第２の光の量との比率を変更し、前記距離は、第１の距離および前記第１の距離より長い第２の距離を含むことを特徴としている。

本発明によれば、簡易な構成によって、照明光を照射する機能の状態又は画像を投影する機能の状態に投影装置を切り替えることができる。

本発明の実施の形態１に係る投影装置の照明機能の状態における主要な構成を概略的に示す図である。実施の形態１に係る投影装置の投影機能の状態における主要な構成を概略的に示す図である。実施の形態１に係る投影装置の照明機能の状態における主要な構成及び照明機能の状態に第１の光学部を通過する光の主要な経路を示す図である。実施の形態１に係る投影装置の投影機能の状態における主要な構成及び投影機能の状態に第１の光学部を通過する光の主要な経路を示す図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１に係る投影装置の第１の光学部の外観を概略的に示す側面図及び正面図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１に係る投影装置の画像形成部の外観を概略的に示す側面図及び正面図である。実施の形態１に係る投影装置の第２の光学部を通過する光の主要な経路を示す図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１に係る投影装置の第２の光学部の外観を概略的に示す側面図及び正面図である。本発明の実施の形態２に係る投影装置の照明機能の状態における主要な構成と第１の光学部を通過する光の主要な経路とを示す図である。実施の形態２に係る投影装置の投影機能の状態における主要な構成と第１の光学部を通過する光の主要な経路とを示す図である。本発明の実施の形態３に係る投影装置の照明機能の状態における主要な構成と第１の光学部を通過する光の主要な経路とを示す図である。実施の形態３に係る投影装置の投影機能の状態における主要な構成と第１の光学部を通過する光の主要な経路とを示す図である。本発明の実施の形態４に係る投影装置の照明機能の状態における主要な構成と第１の光学部を通過する光の主要な経路とを示す図である。実施の形態４に係る投影装置の投影機能の状態における主要な構成と第１の光学部を通過する光の主要な経路とを示す図である。本発明の実施の形態５に係る投影装置の照明機能の状態における主要な構成と第１の光学部を通過する光の主要な経路とを示す図である。実施の形態５に係る投影装置の投影機能の状態における主要な構成と第１の光学部を通過する光の主要な経路とを示す図である。実施の形態１から５の変形例１に係る投影装置の第２の光学部の概略的な断面構造と第２の光学部を通過する光の主要な経路を示す図である。実施の形態１から５の変形例２に係る投影装置の第２の光学部の概略的な断面構造と第２の光学部を通過する光の主要な経路を示す図である。実施の形態１から５の変形例３に係る投影装置の第２の光学部の概略的な断面構造と第２の光学部を通過する光の主要な経路を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態に係る投影装置を、図面を参照しながら説明する。実施の形態に係る投影装置は、照明機能の状態と投影機能の状態とを切り替えることができる。

「照明機能の状態」は、投影装置が照明機能を発揮できる状態であること又は投影装置が照明機能を発揮している状態であることを示す。「照明機能の状態」は、投影装置が照明光を照射できる状態であること又は投影装置が照明光を照射している状態であることを示す。「照明機能の状態」では、投影装置は照明装置として構成されている。つまり、「照明機能の状態」では、投影装置の各構成要素が照明装置の機能を発揮する状態で配置されている。

「投影機能の状態」は、投影装置が投影機能を発揮できる状態であること又は投影装置が投影機能を発揮している状態であることを示す。「投影機能の状態」は、投影装置が画像を投影できる状態であること又は投影装置が画像を投影している状態であることを示す。「投影機能の状態」では、投影装置は投影装置として構成されている。つまり、「投影機能の状態」では、投影装置の各構成要素が投影装置の機能を発揮する状態で配置されている。

なお、「照明機能の状態」および「投影機能の状態」では、光源の点灯は必須ではない。「照明機能の状態」および「投影機能の状態」において、光源は消灯された状態でも良い。つまり、投影装置の各構成要素が、各々の機能を発揮できる状態の位置に配置されていれば十分である。

照明機能の状態では、照明光が対象領域に照射される。つまり、照明機能の状態では、照明光が被照射領域に照射される。投影機能の状態では、画像情報を含む画像光が対象領域に投射される。画像光は、画像情報を含む光である。つまり、投影機能の状態では、画像光が被照射領域に投射される。このとき、対象領域に画像が投影される。したがって、実施の形態に係る投影装置は、照明機能付きの投影装置である。または、実施の形態に係る投影装置は、投影機能付きの照明装置である。

照明光が照射される対象領域は、画像光が投射される対象領域と同じである。ここで、「同じ対象領域」は、照明光の照射される対象領域が画像光の投射される対象領域を含む場合を含んでいる。また、「同じ対象領域」は、画像光の投射される対象領域が照明光の照射される対象領域を含む場合を含んでいる。

実施の形態に係る投影装置は、例えば、スポットライト、ダウンライト、天井灯、又は車両用灯具などである。スポットライトは、一点を集中的に照らす照明装置である。ダウンライトは、天井に埋め込まれるように取り付けられる小型の照明装置である。天井灯は、天井に取り付けられる照明装置である。車両用灯具は、例えば、車両の前照灯装置、デイライトまたはフォグライトなどである。デイライトは、昼間に点灯して走行中の車に対する周囲からの視認性を向上させるライトである。フォグライトは、濃霧などで前方の視界が制限された際に路面を照らすライトである。実施の形態に係る投影装置において、照明光の照明範囲の大きさ及び投影される画像の大きさは、特に限定されない。

実施の形態に係る投影装置は、投影機能の状態で画像光を投射することによって対象領域に画像を投影する。本出願において、「画像」は、文字、静止画、及び動画を含む。「投影」とは、像を映し出すことである。「対象領域」は、被照射領域である。対象領域は、床面、路面、壁面、及びその他の対象物の表面上の領域を含む。投影される「画像」は、例えば、歩行者を誘導するために路面に表示される矢印マーク、注意喚起のマーク、警告マークまたは遅延を示す表示などである。

以下において、説明を容易にするためにＸＹＺ直交座標系が用いられる。Ｚ軸は、投影装置の光軸に平行な座標軸である。＋Ｚ軸方向は、投影装置から出射される光の照射方向である。投影装置から出射される光の中心光線は、＋Ｚ軸方向に進む。投影装置が車両に搭載された前照灯装置である場合には、Ｚ軸方向は、路面に対して傾斜した方向である。つまり、Ｚ軸方向は、路面に対して平行ではない。例えば、投影装置が車両の前方に搭載される場合には、＋Ｚ軸方向は車両の前方であり、－Ｚ軸方向は車両の後方である。しかし、投影装置が車両の後方に搭載される場合もある。この場合には、＋Ｚ軸方向は車両の後方であり、－Ｚ軸方向は車両の前方である。

中心光線は、例えば、光の放射角度に対する光強度分布の加重平均となる角度方向の光線とすることができる。また、中心光線は、例えば、光の大部分が進行する主な方向の光線とすることができる。主光軸上の光線を中心光線とすることができる。主光軸は、照明装置の幾何学的中心軸ではなく、その光源が放射する光学的中心軸である。主光軸は、一般に、最高光度の放射方向である。また、この中心光線と重なる軸を投影装置１００の光軸とすることができる。通常、放射角度に対して中心の光強度が最も高いので、光軸は、光源１の発光面の中心を通り発光面に垂直な軸となる。そして、通常、中心光線は、光軸上の光線となる。

Ｘ軸は、Ｚ軸に直交する方向の座標軸である。投影装置が車両に搭載された前照灯装置である場合には、Ｘ軸方向は、車両の左右方向である。つまり、Ｘ軸方向は、車両の幅方向である。車両の前方を向いたときに、左方向が＋Ｘ軸方向であり、右方向が－Ｘ軸方向である。

Ｙ軸は、Ｚ軸及びＸ軸に直交する方向の座標軸である。投影装置が車両に搭載される場合には、Ｙ軸方向は、車両の上下方向である。車両の上方向が＋Ｙ軸方向であり、車両の下方向が－Ｙ軸方向である。つまり、空の方向が＋Ｙ軸方向であり、路面の方向が－Ｙ軸方向である。

以下の実施の形態では、光学部２，４を光軸Ｃ２，Ｃ４を中心とした回転体の形状として説明する。しかし、光学部２，４は回転体の形状以外の形状を取ることができる。光学部２，４は、例えば、直交する２つの軸方向の曲率が異なる面を採用できる。直交する２つの軸方向の曲率が異なる面は、トロイダル面である。トロイダル面は、シリンドリカル面を含む。シリンドリカル面は、一つの方向（第１の方向）に曲率を有し、その方向（第１の方向）に垂直な方向（第２の方向）に曲率を有さない。例えば、以下の実施の形態でＹＺ平面上に示された図において、光学部２，４はＸ軸方向に曲率を有さない。

また、以下の実施の形態では、光学部２，４は光軸Ｃ２，Ｃ４に対して対称な形状をしている。しかし、光学部２，４の形状は光軸Ｃ２，Ｃ４に対して片側とすることができる。この場合には、光学部２，４の外側は光軸Ｃ２，Ｃ４から遠い位置を示す。

《１》実施の形態１
《１－１》投影装置１００の構成
図１は、実施の形態１に係る投影装置１００の照明機能の状態の場合における主要な構成を概略的に示す図である。図２は、投影装置１００の投影機能の状態の場合における主要な構成を概略的に示す図である。図１及び図２には、光学系の部材をＹＺ平面に平行な面で切る断面構造が示されている。また、図１及び図２には、制御系の構成要素が機能ブロックで示されている。

投影装置１００は、光源部１、光学部２、画像形成部３および光学部４を備える。投影装置１００は、移動部５、光源駆動部８１、移動制御部８２、表示制御部８３および制御部８４を備えることができる。

《１－２》光源部１
光源部１は、光Ｒ１を出射する。光源部１は、光Ｒ１を＋Ｚ軸方向出射する。光源部１は、光学部２に向けて光Ｒ１を出射する。「出射」とは、ある方向に光を発することである。光源部１の光軸は、Ｃ１で示される。光源部１は、例えば、光源部品である。

光源部１の光出射面１１は、光を出射する面である。光出射面１１は、例えば、発光面である。光出射面１１は、例えば、円形形状又は矩形形状などである。

光源部１は、例えば、固体光源又はランプ光源を備えている。

固体光源は、例えば、半導体光源である。半導体光源は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーダイオード（ＬＤ）などである。固体光源は、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）を用いた光源であってもよい。或いは、固体光源は、蛍光体と蛍光体に励起光を照射する励起光源とを備える光源であってもよい。蛍光体は、例えば、面状に塗布されている。光源部１が固体光源を備える場合には、ランプ光源を備える場合に比べて、発光効率及び指向性を高くすることができる。また、光源部１が固体光源を備える場合には、投影装置１００を軽量化及び省電力化することができる。

ランプ光源は、例えば、白熱電球、ハロゲンランプ又は蛍光ランプなどである。ランプ光源は、リフレクタを備えてもよい。リフレクタは、例えば、反射鏡などである。リフレクタは、発光体から放射された光を反射する。発光体は、光を発する部分である。リフレクタを備えることによって、発光体から出射される光は指向性を有することができる。

「指向性」とは、光源部から空間中に光が出力されるときに、出力される光の強度が方向によって異なる性質である。「指向性を有する」とは、例えば、発光面の前方に光が進行して、発光面の後方には光が進行しないことをいう。つまり、指向性を有する光源部から出射される光の発散角は、１８０度以下である。以下の実施の形態で示す光源部１は、一例として、指向性を有する光源部である。

《１－３》光学部２
光学部２は、入射した光の配光を変更する。光学部２は、入射した光の発散角を変更する。光学部２は、光源部１から出射された光Ｒ１を集光することができる。光学部２は、例えば、光軸Ｃ２上に光を集光することができる。「集光」とは、光を集めることである。つまり、出射する光の発散角は、入射する光の発散角よりも小さい。「配光」とは、光源の空間に対する光度分布である。つまり、配光は光源から出る光の空間的分布である。配光は光源からどの方向（角度）に光がどれぐらいの強さで発しているかを示すものである。「発散角」とは、光の広がる角度である。なお、発散角は、集光される光の角度も含む。光学部２は、例えば、光学部品である。

光学部２は、光Ｒ１を入射する。光学部２は、入射した光Ｒ１を光Ｒ２に変換する。光Ｒ２は、少なくとも収束する光成分及び発散する光成分のいずれか１つを含む。光学部２は、少なくとも光の屈折及び光の反射のいずれかによって光Ｒ１の進行方向を変える。光学部２は、光Ｒ１の進行方向を変えて光Ｒ２を出射する。光学部２は、光偏向部である。

例えば、光学部２は、入射する光Ｒ１の発散角を変更する。光Ｒ２の発散角は、光Ｒ１の発散角よりも小さい。光Ｒ２は、収束光、平行光、及び発散光を含むことができる。光学部２は、集光部とも呼ばれる。

光学部２の光軸は、Ｃ２で示される。実施の形態１において、光軸Ｃ１と光軸Ｃ２とは同一の軸上に位置する。ただし、光軸Ｃ２が光軸Ｃ１に対して傾斜するように、光源部１および光学部２を配置してもよい。また、光軸Ｃ２が光軸Ｃ１に対して偏心するように、光源部１および光学部２を配置してもよい。

図３は、投影装置１００の照明機能の場合の主要な構成及び光学部２を通過する光の主要な経路を示す図である。図４は、投影装置１００の投影機能の場合の主要な構成及び光学部２を通過する光の主要な経路を示す図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、投影装置１００の光学部２の外観を概略的に示す側面図及び正面図である。

光学部２は、中心部分２０ａと、周辺部分２０ｂとを備えている。

中心部分２０ａは、光学部２の一部である。光学部２の光軸Ｃ２は、中心部分２０ａを通っている。つまり、光軸Ｃ２は、光学部２の中心部分２０ａ内に存在する。中心部分２０ａは、例えば、光軸Ｃ２を中心とした光学部２の中心部分である。中心部分２０ａは、第１の中心部分とも呼ばれる。

なお、実施の形態の説明の中で用いる「第１」および「第２」などは、実施の形態の説明を容易にするためのもので、実施の形態以外の記載とは関係がない。

中心部分２０ａは、入射面２１と出射面２３とを備えている。入射面２１は光Ｒ１を入射する。出射面２３は光Ｒ２を出射する。光Ｒ２は、光Ｒ２ａおよび光Ｒ２ｂを含んでいる。また、光Ｒ２は、光Ｒ２ｃおよび光Ｒ２ｄを含んでいる。

入射面２１は、例えば、＋Ｚ軸方向に進むほど狭くなっている。入射面２１は、先細りの形状である。実施の形態１では、先細りの形状は、光軸Ｃ２を中心とした回転体の形状をしている。回転体は、平面曲線を同一の平面内の直線を回転軸として回転させることによって得られる立体図形である。光軸Ｃ２を含む平面上での入射面２１の断面は、例えば、出射面２３側に向けて凸形状の曲面形状である。光Ｒ１は、例えば、入射面２１から入射する際に屈折する。入射面２１は、光学部２の光軸Ｃ２との交点を有する。

入射面２１は、面２１ａと面２１ｂとを含んでいる。凸形状の頂点の部分には、面２１ｂが形成されている。凸形状の頂点に至る部分には、面２１ａが形成されている。例えば、凸形状を円錐台形状とすると、面２１ｂは上面に相当する。上面は円錐台の小さな円形状の面である。なお、底面は円錐台の大きな円形状の面である。また、面２１ａは側面に相当する。光Ｒ１は、面２１ａで反射面２２に向けて偏向される。そして、面２１ａを透過した光Ｒ１は反射面２２に到達する。光Ｒ１は、面２１ｂで反射面２２に向けて偏向されない。そして、面２１ｂを透過した光Ｒ１は出射面２３に到達する。

入射面２１の形状は、図示のものに限定されない。例えば、入射面２１は、複数の平面を連結した多角形状などの他の形状であってもよい。この場合、多角形状は、曲面形状に近似した形状とすることができる。

出射面２３は、入射面２１の＋Ｚ軸方向側に形成されている。出射面２３は、光学部２の光軸Ｃ２との交点を有する。

出射面２３の形状は、図示のものに限定されない。例えば、出射面２３は、凹面形状、凸面形状、又は複数の平面を連結した多角形状などであってもよい。

周辺部分２０ｂは、光学部２の他の一部である。つまり、周辺部分２０ｂは、中心部分２０ａとは別の光学部２の一部である。周辺部分２０ｂは、光軸Ｃ２を中心として中心部分２０ａの半径方向の外側の部分である。周辺部分２０ｂは、光軸Ｃ２を中心として中心部分２０ａの外周側に位置する。周辺部分２０ｂは、光学部２の外周面より内側であって、中心部分２０ａの外側の部分である。周辺部分２０ｂは、第１の周辺部分とも呼ばれる。

周辺部分２０ｂは、光Ｒ１を反射する反射面２２を備えている。周辺部分２０ｂは、光Ｒ１を出射する出射面２４を備えている。

反射面２２は、入射した光を反射する。反射面２２は、入射面２１から入射した光Ｒ１を反射する。反射面２２は、例えば、光学部２の外周面である。反射面２２は、光Ｒ１が光軸Ｃ２に近づく方向に光Ｒ１を反射する。反射面２２は、例えば、全反射面である。また、光軸Ｃ２を含む平面上での反射面２２の断面は、例えば、光学部２の内部を進む光から見て凹形状である。反射面２２の断面は、例えば、凹形状の曲面形状である。

反射面２２の形状は、図示のものに限定されない。例えば、反射面２２は、複数の平面を連結した多角形状などの他の形状であってもよい。この場合、多角形状は、曲面形状に近似した形状とすることができる。

出射面２４は、反射面２２で反射された光Ｒ１を出射する。出射面２４は、光軸Ｃ２を中心として出射面２３の外周側に位置する。実施の形態１では、出射面２３と出射面２４とは、例えば、同一の平面を形成する。この同一の平面は、出射面２５である。出射面２５は、出射面２３と出射面２４とを含んでいる。このような場合には、出射面２３，２４は、出射面２５の領域２３，２４である。なお、出射面２３と出射面２４との間に段差などを設けて、異なる出射面とすることができる。

出射面２４の形状は、図示のものに限定されない。例えば、出射面２４は、凹面形状、凸面形状、又は複数の平面を連結した多角形状などであってもよい。

中心部分２０ａと周辺部分２０ｂとは、例えば、同じ材質で一体に形成されている。ただし、中心部分２０ａと周辺部分２０ｂとは、例えば、異なる材質で形成されてもよい。光学部２は、中心部分２０ａと周辺部分２０ｂとを接合したものであってもよい。

光学部２は、例えば、透明樹脂で製作される。光学部２の材質は、透明樹脂に限らない。光学部２の材質は、光を透過する他の材質の光屈折材であってもよい。光屈折材は、光を屈折する材料である。

入射面２１は、中心部分２０ａに形成されている。入射面２１に到達した光Ｒ１は、入射面２１で屈折する。つまり、光Ｒ１は、入射面２１で偏向される。入射面２１で屈折した光Ｒ１は、反射面２２に向かう。入射面２１で屈折した光Ｒ１は、反射面２２に向かう方向に進む。反射面２２に向かう方向は、光Ｒ１が進むほど光軸Ｃ２から遠ざかる方向である。入射面２１で偏向された光は、反射面２２に到達する。ただし、入射面２１で偏向された光の一部は、出射面２３又は出射面２４に直接到達する。

出射面２３からは、例えば、図３に示される光Ｒ２ａが出射される。または、出射面２３からは、例えば、図４に示される光Ｒ２ｃが出射される。光Ｒ２ａ及び光Ｒ２ｃは、光学部２から出射される光Ｒ２の一部である。光Ｒ２ａ及び光Ｒ２ｃは、入射面２１から入射して直接、出射面２３から出射した光である。

光Ｒ２ａ及び光Ｒ２ｃは、画像形成部３の画像形成領域３１に到達する。光Ｒ２ａは、距離Ｐが距離Ｐ１である状態の光である。つまり、光Ｒ２ａは、投影装置１００が照明機能である状態の光である。光Ｒ２ｃは、距離Ｐが距離Ｐ２である状態の光である。つまり、光Ｒ２ｃは、投影装置１００が投影機能である状態の光である。距離Ｐは、光源部１から光学部２までの距離である。距離Ｐは、光源部１の光出射面１１から光学部２までの距離である。

光Ｒ２ａ及び光Ｒ２ｃは、入射面２１の＋Ｚ軸側の端部に形成された平面形状の部分（すなわち、面２１ｂ）から入射している。この平面形状の部分は、例えば、光軸Ｃ２に垂直な平面である。光Ｒ２ａ及び光Ｒ２ｃは、入射面２１で反射面２２に向けて偏向されなかった光である。

出射面２４からは、例えば、図３に示される光Ｒ２ｂが出射される。または、出射面２４からは、例えば、図４に示される光Ｒ２ｄが出射される。光Ｒ２ｂ及び光Ｒ２ｄは、光学部２から出射される光Ｒ２の一部である。光Ｒ２ｂ及び光Ｒ２ｄは、入射面２１から入射して、反射面２２で反射し、出射面２４から出射した光である。

光Ｒ２ｂは、画像形成部３の周辺領域３２に到達する。光Ｒ２ｂは、距離Ｐが距離Ｐ１である状態の光である。つまり、光Ｒ２ｂは、投影装置１００が照明機能である状態の光である。光Ｒ２ｄは、画像形成部３の画像形成領域３１に到達する。光Ｒ２ｄは、距離Ｐが距離Ｐ２である状態の光である。つまり、光Ｒ２ｄは、投影装置１００が投影機能である状態の光である。

実施の形態１では、光学部２は、単一の光学部品である。ただし、光学部２は、複数の光学部品の組み合わせで構成されてもよい。

《１－４》画像形成部３
画像形成部３は、入射した光を画像光に変換する。画像形成部３は、画像形成領域３１および周辺領域３２を含む。光学部２から出射された光Ｒ２は、少なくとも画像形成領域３１及び周辺領域３２のいずれか１つに入射する。画像形成部３は、例えば、画像形成部品である。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、投影装置１００の画像形成部３の外観を概略的に示す側面図及び正面図である。

画像形成領域３１は、画像を形成する。画像形成領域３１は、入射した光Ｒ２を画像光に変換する。画像形成領域３１に形成される画像は、光学部４によって投影される。画像形成領域３１に形成される画像３３は、対象領域６に投影される画像７２に対応する。画像７２は、画像３３の投影像である。「投影」は、物の姿を何かの面にうつすことである。「投影像」は、うつし出された像である。ここで、投影像がうつし出される面は、対象領域６である。例えば、画像形成領域３１は、光学部２の光軸Ｃ２との交点を含む。光Ｒ２は、画像形成領域３１を通過して画像光になる。

画像形成領域３１には、光を透過する領域と、光を遮光する領域とが形成される。光を透過する領域と光を遮光する領域とによって、画像形成領域３１には画像３３が形成される。つまり、画像形成領域３１は、光学部２から出射された光Ｒ２の一部を透過する。また、画像形成領域３１は、光学部２から出射される光Ｒ２の他の一部を遮光する。

画像形成領域３１によって、入射した光Ｒ２は画像光に変換される。画像光は、光学部４を通過して対象領域６に投射される。画像光の投射によって、対象領域６に画像７２が投影される。

画像形成領域３１は、例えば、液晶素子である。液晶素子は、液晶パネル又は液晶ライトバルブとも呼ばれる。液晶パネルは、偏光フィルターによって入射する光の一部を透過させ、入射する光の他の一部を遮光する。例えば、画像形成部３には、画像信号が入力される。画像信号は、画像情報を含む信号である。画像形成部３は、画像形成領域３１に画像信号に基づく画像３３を形成する。液晶パネルは、入力される画像信号に応じて、投影される画像７２を変更することができる。また、液晶パネルは、投影される画像７２を動画とすることができる。なお、画像形成領域３１及び周辺領域３２を含む領域を液晶素子とすることができる。周辺領域３２に相当する液晶素子の領域は、照明機能が選択されている場合には、光を透過する。また、周辺領域３２に相当する液晶素子の領域は、投影機能が選択されている場合には、光を遮光することができる。

画像形成領域３１は、例えば、光を遮断する領域を含む遮光板であってもよい。例えば、画像形成領域３１は、矢印形状の開口を持つ遮光板であってもよい。この開口は、光を通過させる。遮光板は、光を遮断する遮光膜によって形成されてもよい。遮光膜は、遮光板の一例である。この場合には、開口に対応する画像７２が投影される。

遮光板は、例えば、ステンレス鋼などの金属板である。遮光板は、例えば、ガラスなどの基材と、これに塗布されたクロム又はアルミニウムなどの遮光膜とから構成されてもよい。遮光板は、投影される画像７２を変更しない。遮光板を採用した場合には、画像形成部３は、一種類の画像７２を投影する。なお、画像形成部３は、ある開口を持つ遮光板を他の開口を持つ遮光板と取り替えることで、複数の種類の画像のうちのいずれかの画像７２を投影することができる。

また、遮光板は、回転するように備えられた回転板で構成されてもよい。回転板は、複数の画像を含む遮光部材である。この場合、遮光板を回転させることで、複数の種類の画像のいずれかの画像が画像形成領域３１の画像３３となる。画像形成部３は、選択された画像３３に基づく画像７２を投影することができる。

画像形成部３は、例えば、複数のマイクロミラーを含む表示素子であってもよい。この表示素子は、例えば、２次元に配列された複数のマイクロミラーを備えている。画像３３は、複数のマイクロミラーの傾斜によって形成される。この表示素子は、例えば、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）技術を用いたＤＬＰ（ＤｉｇｉｔａｌＬｉｇｈｔＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、登録商標）又はＤＭＤ（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ、登録商標）などである。「ＭＥＭＳ」は、微小な電気部品と機械部品とを一つの基板上に組み込んだデバイス又はシステムである。マイクロミラーを用いた表示素子は、画像情報に基づいて、投影される画像７２を変更することができる。また、画像形成部３がマイクロミラーを用いた表示素子を採用する場合には、投影される画像７２を動画とすることができる。

投影機能が選択されているときには、投影装置１００は、画像形成領域３１を透過する光Ｒ２を増加させる。画像形成領域３１を透過する光Ｒ２は、例えば、図４に示される光Ｒ２ｃ及び光Ｒ２ｄである。

周辺領域３２は、光軸Ｃ２を中心として画像形成領域３１の外周側に形成されている。周辺領域３２は、画像形成領域３１の周辺側に位置している。周辺領域３２は、例えば、光を透過する。周辺領域３２は、例えば、光透過性部材で形成されている。光透過性部材は、光を透過する部材である。ただし、周辺領域３２は、必ずしも光透過性部材で形成される必要はない。周辺領域３２は、光が通過する空間であってもよい。つまり、画像形成部３は、画像形成領域３１のみを備えてもよい。光Ｒ２は、周辺領域３２を通過して照明光７１となる。なお、周辺領域３２は、レンズ面などを備えることで透過する光の配光を変更することができる。

周辺領域３２は、例えば、ガラス又は透明樹脂などによって構成される。照明機能が選択されているときには、投影装置１００は、周辺領域３２を透過する光Ｒ２を増加させる。周辺領域３２を透過する光Ｒ２は、例えば、図３に示される光Ｒ２ｂである。

周辺領域３２は、画像形成領域３１を保持する保持部としての機能を持つこともできる。そのため、周辺領域３２の大きさ又は厚みは、所望の大きさ及び厚みに設定してもよい。つまり、周辺領域３２は、光Ｒ２を透過する構成であれば、特に制限されない。

《１－５》光学部４
光学部４は、入射した光を投射する。光学部４は、光Ｒ３を入射する。光Ｒ３は、光Ｒ３１および光Ｒ３２を含んでいる。光学部４は、入射した光Ｒ３を光Ｒ４に変換する。光Ｒ４は、少なくとも照明光及び画像光のいずれか１つを含む。光Ｒ４は、光Ｒ４ａおよび光Ｒ４ｂを含んでいる。光学部４は、少なくとも光の屈折及び光の反射のいずれかによって光Ｒ３の進行方向を変える。光学部４は、光Ｒ３の進行方向を変えて光Ｒ４を出射する。光学部４は、光偏向部である。光学部４は、例えば、光学部品である。

図１に示されるように、光学部４は、照明光７１を対象領域６上に照射する。光学部４は、画像形成部３の周辺領域３２を通過した光Ｒ４ｂを対象領域６に向ける。光学部４は、画像形成部３の周辺領域３２を透過した光を偏向して、対象領域６に向ける。光Ｒ４ｂは、対象領域６に照明光７１として投射される。光Ｒ４ｂは、対象領域６に投射される。

また、図２に示されるように、光学部４は、画像７２を対象領域６上に投影する。光学部４は、画像形成部３の画像形成領域３１を通過した光Ｒ４ａを対象領域６に向ける。光学部４は、画像形成部３の画像形成領域３１を透過した光を偏向して、対象領域６に向ける。光Ｒ４ａは、対象領域６に画像７２として投射される。光Ｒ４ａは、対象領域６に投射される。光Ｒ４ａは、画像光とも呼ばれる。光学部４は、投影部とも呼ばれる。

光学部４の光軸は、Ｃ４で示される。実施の形態１において、光軸Ｃ２と光軸Ｃ４とは一致する。つまり、光軸Ｃ２と光軸Ｃ４とは同一の軸上に位置する。ただし、光軸Ｃ４が光軸Ｃ２に対して傾斜するように、光学部４および光学部２を配置してもよい。また、光軸Ｃ４が光軸Ｃ２に対して偏心するように、光学部４および光学部２を配置してもよい。

図７は、投影装置１００の光学部４及び光学部４を通過する光の主要な経路を示す図である。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、投影装置１００の光学部４の外観を概略的に示す側面図及び正面図である。

光学部４は、例えば、屈折面４１，４２，４４と反射面４３とを備える。光学部４は、例えば、レンズである。反射面４３は、例えば、全反射面である。

光学部４は、中心部分４０ａと、周辺部分４０ｂとを備えている。

中心部分４０ａは、光学部４の一部である。光学部４の光軸Ｃ４は、中心部分４０ａを通っている。つまり、光学部４の光軸Ｃ４は、中心部分４０ａ内に存在する。中心部分４０ａは、光軸Ｃ４を中心とした光学部４の中心部分である。中心部分４０ａは、第２の中心部分とも呼ばれる。中心部分４０ａの光軸は、光軸Ｃ４である。

中心部分４０ａは、画像光を投射する。中心部分４０ａは、画像形成部３の画像形成領域３１から出射された画像光を対象領域６上に投射する。中心部分４０ａは、画像形成部３の画像形成領域３１に形成された画像３３を対象領域６上に画像７２として投影する。

中心部分４０ａは、例えば、投影レンズである。中心部分４０ａは、例えば、凸レンズである。中心部分４０ａは、例えば、凸レンズを含んでいる。中心部分４０ａは、両凸レンズ又は平凸レンズであってもよい。中心部分４０ａは、例えば、シリンドリカルレンズ又はトロイダルレンズなどであってもよい。中心部分４０ａは、入射面４１と出射面４４とを備えている。入射面４１は光Ｒ３を入射する。出射面４４は光Ｒ４を出射する。

対象領域６に投影される画像７２は、画像形成領域３１に形成される画像３３を基とした画像である。光学部４は、画像形成領域３１に形成された画像３３を拡大して対象領域６に投影する。投影された画像７２は、画像形成領域３１に形成された画像３３を拡大したものである。また、投影された画像７２は、画像形成領域３１に形成された画像の上下方向及び左右方向を反転したものである。

周辺部分４０ｂは、光学部４の他の一部である。周辺部分４０ｂは、中心部分４０ａとは別の光学部４の一部である。周辺部分４０ｂは、光軸Ｃ４を中心とした中心部分４０ａの外周側に形成されている。つまり、周辺部分４０ｂは、光軸Ｃ４を中心とした中心部分４０ａの半径方向の外側に配置されている。周辺部分４０ｂは、第２の周辺部分とも呼ばれる。周辺部分４０ｂの光軸は、光軸Ｃ４である。

周辺部分４０ｂは、光Ｒ３２を照明光７１として照射する。周辺部分４０ｂは、光Ｒ３２を対象領域６上に照明光７１として照射する。光Ｒ３２は、画像形成部３上の周辺領域３２から出射された光である。

周辺部分４０ｂは、入射面４２を備えている。周辺部分４０ｂは、反射面４３を備えている。周辺部分４０ｂは、出射面４５を備えている。

入射面４２は、光軸Ｃ４を中心とした入射面４１の外周側に形成されている。入射面４２の外周側の端部４２ａは、入射面４２の内周側の端部４２ｂよりも－Ｚ軸方向側に位置している。入射面４２の外周側の端部４２ａは、入射面４２の内周側の端部４２ｂよりも画像形成部３側に位置している。入射面４２は、光軸Ｃ４を中心軸とした回転体形状をしている。入射面４２の形状は、図示のものに限定されない。例えば、入射面４２は、曲面形状又は複数の平面を連結した多角形状などであってもよい。入射面４１の外周側の端部４１ａは、入射面４２の内周側の端部４２ｂと接続されている。

反射面４３は、光学部４の外周面である。反射面４３の断面は、例えば、光学部４の内部を進む光から見て凹形状である。反射面４３の断面は、例えば、曲面形状である。反射面４３は、光軸Ｃ４を中心軸とした回転体形状をしている。反射面４３の外周側の端部４３ａは、出射面４５の外周側の端部４５ａと接続されている。

反射面４３の形状は、図示のものに限定されない。例えば、反射面４３は、複数の平面を連結した多角形状などの他の形状であってもよい。この場合、多角形状は、曲面形状に近似した形状とすることができる。

出射面４５は、光軸Ｃ４を中心とした出射面４４の外周側に形成されている。実施の形態１では、出射面４５は出射面４４よりも＋Ｚ軸方向側に位置している。接続面４６は、出射面４４の外周側の端部４４ａと出射面４５の内周側の端部４５ｂとを繋いでいる。出射面４５は、例えば、光軸Ｃ４に垂直な面である。

出射面４５の形状は、図示のものに限定されない。例えば、出射面４５は、曲面形状又は複数の平面を連結した多角形状などであってもよい。

中心部分４０ａと周辺部分４０ｂとは、例えば、同じ材質で一体に形成されている。ただし、光学部４は、中心部分４０ａと周辺部分４０ｂとを接合したものであってもよい。

光学部４は、例えば、透明樹脂で製作される。光学部４の材質は、透明樹脂に限らない。光学部４の材質は、光を透過する他の材質の光屈折材であってもよい。

実施の形態１では、光学部４は、単一の光学部品である。ただし、光学部４は、複数の光学部品の組み合わせで構成されてもよい。

《１－６》移動部５および制御部８１，８２，８３，８４
移動部５は、光学系の部材を移動させる。移動部５は、光源部１から光学部２までの距離Ｐを変更する。移動部５は、光源部１と光学部２との間の光軸Ｃ１方向の距離Ｐを変更する。光軸Ｃ１方向は、例えば、Ｚ軸方向である。移動部５は、光源部１と光学部２との間の光軸Ｃ２方向の距離Ｐを変更する。光軸Ｃ２方向は、例えば、Ｚ軸方向である。

移動部５は、投影装置１００の状態を照明機能の状態又は投影機能の状態に切り替える。移動部５は、例えば、移動部品である。移動部５は、投影装置１００の状態を照明機能の状態又は投影機能の状態に切り替える部品である。

移動部５は、少なくとも光源部１及び光学部２のいずれか１つを移動させる。実施の形態１において、移動部５は光学部２を移動させる。移動部５は光源部１に対して光学部２を移動させる。移動部５は光学部２を光軸Ｃ１に平行な方向に移動させる。移動部５は光学部２を光軸Ｃ２に平行な方向に移動させる。図１では、移動部５が光学部２をＺ軸方向に移動させる。

なお、光学部２の代わりに、または、光学部２に加えて、移動部５は光源部１を移動させても良い。移動部５は光源部１を移動させる。移動部５は光源部１を光軸Ｃ１に平行な方向に移動させる。移動部５は光源部１を光軸Ｃ２に平行な方向に移動させる。移動部５は光学部２に対して光源部１を移動させる。移動部５は、光源部１及び光学部２の少なくとも一方を移動させる。

移動部５は、光学部２から出射される光Ｒ２の進行方向を変更する。移動部５は、光学部２から出射される光Ｒ２の進行方向を変更する変更部の一例である。

光学部２から出射される光Ｒ２の進行方向が変更されると、画像形成領域３１に入射する光Ｒ２の量と周辺領域３２に入射する光Ｒ２の量とが変更される。

図１及び図３は、投影装置１００の光学部２が初期位置にある状態を示す。このとき、投影装置１００は、照明装置として機能する。このとき、光源部１から光学部２までの距離Ｐは、Ｐ１である。

図２及び図４は、投影装置１００の光学部２が他の位置にある状態を示す。図２及び図４は、投影装置１００の光学部２が初期位置と異なる位置にある状態を示す。このとき、投影装置１００は、投影装置として機能する。このとき、光源部１から光学部２までの距離Ｐは、Ｐ２である。距離Ｐ２は距離Ｐ１よりも長い（Ｐ２＞Ｐ１）。つまり、光学部２の移動量は、距離Ｐ２から距離Ｐ１を引いた値（Ｐ２－Ｐ１）である。

移動部５は、支持機構５１および駆動力発生部５２を備えている。

支持機構５１は、光学部２を支持している。支持機構５１は、支持部の一例である。なお、光学部２を移動させる場合には、支持機構５１は、光学部２の代わりに、光源部１を支持してもよい。

駆動力発生部５２は、光学部２に直線運動を提供する。駆動力発生部５２は、支持機構５１を介して光学部２に直線運動を提供する。駆動力発生部５２は、例えば、送りねじを用いた駆動機構である。送りねじは、ねじ軸とナットとを用いて、回転の動きを直進の動きに変換する機械部品である。ねじ軸はリードスクリューとも呼ばれる。

駆動力発生部５２は、例えば、ねじ軸とナット部とを備えている。実施の形態１では、光学部２は、例えば、支持機構５１を介してナット部に支持されている。ナット部は、ねじ軸に噛み合っている。移動部５は、ねじ軸を回転させる。例えば、モータがねじ軸を回転させる。ねじ軸が回転することで、ナット部は、ねじ軸の長手方向に移動する。ただし、移動部５の構成は、上記の例に限定されない。駆動力発生部５２は、他の磁力を利用した駆動機構などを採用することができる。また、移動部５は、送りねじの機構の代わりに、ラック・アンド・ピニオンの機構を採用することができる。

距離Ｐは、光源部１から光学部２までの距離である。図１は、距離Ｐが距離Ｐ１である状態を示している。図２は、距離Ｐが距離Ｐ２である状態を示している。

光量Ｑ１ｃは、距離Ｐが距離Ｐ１である場合の画像形成領域３１に入射する光Ｒ２の光量である。光量Ｑ２ｃは、距離Ｐが距離Ｐ２である場合の画像形成領域３１に入射する光Ｒ２の光量である。光量Ｑ１ｃは、光量Ｑ２ｃよりも少ない。図２に示されるように、距離Ｐ２の場合には、画像形成領域３１に入射する光Ｒ２の量は距離Ｐ１の場合よりも多い。このとき、対象領域６に投影される画像７２は、図１の場合より明るく表示される。

光量Ｑ１ｐは、距離Ｐが距離Ｐ１である場合の周辺領域３２に入射する光Ｒ２の光量である。光量Ｑ２ｐは、距離Ｐが距離Ｐ２である場合の周辺領域３２に入射する光Ｒ２の光量である。光量Ｑ１ｐは、光量Ｑ２ｐよりも多い。図１に示されるように、距離Ｐ１の場合には、周辺領域３２に入射する光Ｒ２の量が距離Ｐ２の場合よりも多い。このとき、対象領域６に投射される照明光７１は、図２の場合より明るい。また、投影される画像７２は、不明瞭な状態で低い照度で表示される。

投影装置１００は、配光の変更によって、画像形成領域３１に入射する光Ｒ２の量と周辺領域３２に入射する光Ｒ２の量との比率を変更する。

光源駆動部８１は、例えば、光源部１を駆動する回路である。光源駆動部８１は、光源部１の点灯、消灯または光量の変更を行う。移動制御部８２は、例えば、移動部５を駆動する回路である。移動制御部８２は、移動部５を介して光学部２を移動させる。

表示制御部８３は、例えば、画像形成部３の画像形成領域３１を駆動する回路である。表示制御部８３は、例えば、画像形成領域３１に画像を表示させる。画像形成領域３１が液晶素子または複数のマイクロミラーを含む表示素子などの場合には、表示制御部８３は画像情報を含む信号を基に画像形成領域３１に画像３３を表示させる。画像形成領域３１が複数の画像を含む遮光部材の回転板である場合には、表示制御部８３は回転板を回転させて表示する画像３３を選択する。なお、画像形成領域３１が一種類の画像３３を表示する遮光板の場合には、投影装置１００は、表示制御部８３を備えなくてもよい。

制御部８４は、例えば、装置全体を制御する回路である。制御部８４は、少なくとも光源駆動部８１、移動制御部８２、表示制御部８３、及び制御部８４のいずれか１つを駆動する。制御部８４は、例えば、メモリおよびプロセッサを備える。メモリは、プログラムを記憶する記憶部である。プロセッサは、プログラムを実行する演算部である。

また、移動部５によって支持されている光学部２をユーザが手で移動させてもよい。この場合には、投影装置１００は、移動制御部８２を備えなくてもよい。

《１－７》投影装置１００の動作
《１－７－１》照明機能の状態
図３は、投影装置１００の照明機能の状態を示す。照明機能の状態の場合には、例えば、光学部２は初期位置にある。このとき、光源部１から光学部２までの距離Ｐは、Ｐ１である。

照明機能の状態の場合には、光Ｒ２ｂは、光学部２と画像形成部３との間で集光している。

図３に示されるように、照明機能の状態の場合に、光源部１から出射された光Ｒ１は、光学部２の入射面２１に到達する。入射面２１に到達した光Ｒ１は、入射面２１によって屈折する。つまり、光源部１から出射された光Ｒ１は、入射面２１によって偏向される。光Ｒ１は、例えば、偏向されて光軸Ｃ２から離れる方向に進行する。

入射面２１によって偏向された光Ｒ１の一部は、中心部分２０ａを透過して、出射面２３から出射する。つまり、光Ｒ２ａは、出射面２３から出射される。出射面２３から出射された光Ｒ２ａは、画像形成領域３１に向って進む。中心部分２０ａから出射された光Ｒ２ａは、画像形成部３の画像形成領域３１に入射する。つまり、光Ｒ２ａは、画像形成領域３１に入射する。光Ｒ２ａは、画像形成領域３１によって画像光に変換される。図３では、入射面２１ｂに入射した光Ｒ１は出射面２３から光Ｒ２ａとして出射されている。なお、入射面２１ｂが光軸Ｃ２に垂直な平面の場合には、光Ｒ１の偏向量は小さい。

入射面２１によって偏向された光の他の一部は、反射面２２に到達する。つまり、光Ｒ２ｂは、反射面２２で反射される。反射面２２は、光学部２の外周面である。反射面２２で反射された光Ｒ２ｂは、出射面２４に向かって進む。反射面２２における光Ｒ２ｂの反射は、例えば、全反射である。図３では、入射面２１ａに入射した光Ｒ１は、反射面２２に到達している。

「全反射」とは、入射する光が境界面を透過せずに反射される作用を指す。ここでは、光学部２内を進む光が、光学部２とその外部の空間との境界面に達したときに、境界面を透過せずに、反射される作用を指す。図３において、境界面は反射面２２である。

図３及び図４において、周辺部分２０ｂは、説明を容易にするために、周辺部分２０ｂ_１，２０ｂ_２と区別して表記される。同様に、図３及び図４において、画像形成部３の周辺領域３２は、説明を容易にするために、周辺領域３２ａ，３２ｂと区別して表記される。

反射面２２で反射された光Ｒ２ｂは、光学部２の周辺部分２０ｂから出射される。反射面２２で反射された光Ｒ２ｂは、出射面２４から出射される。

図３に示されるように、光学部２の周辺部分２０ｂから出射された光Ｒ２ｂは、光軸Ｃ２に対して反対側の画像形成部３の周辺領域３２に到達する。例えば、図３の上側に示される周辺部分２０ｂ_１から出射された光Ｒ２ｂは、図３の下側に示される周辺領域３２ｂに到達する。同様に、図３の下側に示される周辺部分２０ｂ_２から出射された光Ｒ２ｂは、図３の上側に示される周辺領域３２ａに到達する。

つまり、照明機能の状態では、周辺部分２０ｂから出射した光Ｒ２ｂは、周辺領域３２に到達する。照明機能の状態では、周辺部分２０ｂから出射した光Ｒ２ｂは、光軸Ｃ２を挟んで反対側の周辺領域３２に到達する。反射面２２で反射された光Ｒ２は、光軸Ｃ２に対して、反射された反射面２２と反対側に位置する周辺領域３２に到達する。周辺領域３２を通過した光は、光学部４によって照明光７１として対象領域６に投射される。

なお、光学部２の反射面２２は、ミラー面であってもよい。ミラー面は、例えば、基材の表面にミラー用の金属の蒸着によって形成された面である。この場合には、光学部２は、屈折材である必要はない。この場合には、光学部２は、例えば、内部が空洞である筒形状の部材である。筒形状は、例えば、円錐台の側面で形成される形状である。ミラー面は、筒形状の側面の内側に形成されている。

しかし、光学部２の反射面２２は、全反射面であることが望ましい。全反射面は、ミラー面よりも反射率が高く、光の利用効率を向上できるからである。

投影装置１００が照明機能の状態である場合には、光学部２から出射する光Ｒ２ａは、不要光である。光Ｒ２ａは、画像形成部３の画像形成領域３１によって画像光に変換されるからである。「不要光」とは、製品上は不必要な光である。ただし、光Ｒ２ａの光量を光Ｒ２ｂの光量に対して少なくすることで、画像光の影響を少なくすることができる。照明機能の状態である場合の配光は、主に光Ｒ２ｂによって形成される。そのため、画像形成領域３１に向かう光Ｒ２ａの光量は、少ないことが望ましい。また、画像形成領域３１が液晶素子のように光の透過量を変更できる場合には、画像形成領域３１を光透過率の高い状態にして、光Ｒ２ａを照明用の光として利用してもよい。

《１－７－２》投影機能の状態
図４は、投影装置１００の投影機能の状態を示す。投影機能の状態の場合には、例えば、光学部２は、初期位置から＋Ｚ軸方向に移動した位置にある。このとき、光源部１から光学部２までの距離Ｐは、Ｐ２である。距離Ｐ２は距離Ｐ１よりも長い（Ｐ２＞Ｐ１）。

投影機能の状態の場合には、光Ｒ２ｄは、画像形成部３上で集光している。光Ｒ２ｄの光学部２から集光位置までの距離は、光Ｒ２ｂの光学部２から集光位置までの距離よりも長い。これは、距離ＰがＰ２となることで、光Ｒ１の反射面２２への入射角が大きくなったためである。

図４に示されるように、投影機能の状態の場合に、光源部１から出射された光Ｒ１は、光学部２の中心部分２０ａの入射面２１に到達する。入射面２１に到達した光Ｒ１は、入射面２１によって屈折する。つまり、光源部１から出射された光Ｒ１は、入射面２１によって偏向される。光Ｒ１は、例えば、偏向されて光軸Ｃ２から離れる方向に進行する。

入射面２１によって偏向された光Ｒ１の一部は、中心部分２０ａを透過して、出射面２３から出射する。つまり、光Ｒ２ｃは、出射面２３から出射される。出射面２３から出射された光Ｒ２ｃは、画像形成領域３１に向って進む。中心部分２０ａから出射された光Ｒ２ｃは、画像形成部３の画像形成領域３１に入射する。つまり、出射面２３から出射された光Ｒ２ｃは、画像形成領域３１に入射する。このとき、光Ｒ２ｃは、画像形成領域３１によって画像光に変換される。図４では、入射面２１ｂに入射した光Ｒ１は出射面２３から光Ｒ２ｃとして出射されている。なお、入射面２１ｂが光軸Ｃ２に垂直な平面の場合には、光Ｒ１の偏向量は小さい。

光Ｒ２ｃの経路は、図３における光Ｒ２ａの経路と同様である。

入射面２１によって偏向された光の他の一部は、反射面２２に到達する。つまり、光Ｒ２ｄは、反射面２２で反射される。反射面２２で反射された光Ｒ２ｄは、出射面２４に向かって進む。反射面２２における光Ｒ２ｄの反射は、例えば、全反射である。図４では、入射面２１ａに入射した光Ｒ１は、反射面２２に到達している。

反射面２２で反射された光Ｒ２ｄは、光学部２の周辺部分２０ｂから出射される。反射面２２で反射された光Ｒ２ｄは、出射面２４から出射される。

出射面２４から出射された光Ｒ２ｄは、画像形成領域３１に向って進む。周辺部分２０ｂから出射された光Ｒ２ｄは、画像形成部３の画像形成領域３１に入射する。つまり、光Ｒ２ｄは、画像形成領域３１に入射する。光Ｒ２ｄは、画像形成領域３１によって画像光に変換される。

光Ｒ２ｄの経路は、図３における光Ｒ２ｂの経路と異なる。図４において、光Ｒ２ｄが画像形成部３の画像形成領域３１に到達する点で、光Ｒ２ｄの経路は光Ｒ２ｂの経路と異なる。光Ｒ２ｄは、光学部２の周辺部分２０ｂから出射される。つまり、図４では、光学部２の周辺部分２０ｂ_１から出射された光Ｒ２ｄは、画像形成部３の画像形成領域３１に到達する。同様に、図４では、光学部２の周辺部分２０ｂ_２から出射された光Ｒ２ｄは、画像形成部３の画像形成領域３１に到達する。

光Ｒ２ｄ及び光Ｒ２ｃは、画像形成領域３１によって画像光に変換される。画像光は、光学部４によって投射される。その結果、画像７２が対象領域６に投影される。

投影機能の状態の場合には、光Ｒ２ｄは、例えば、光学部２によって画像形成部３上に集光される。しかし、光Ｒ２ｄが画像形成領域３１に入射する場合には、光Ｒ２ｃは必ずしも画像形成部３上に集光される必要はない。光Ｒ２ｄ及び光Ｒ２ｃが画像形成領域３１に照射されればよい。

《１－７－３》光学部４の光の投射
図７は、投影装置１００の光学部４を通過する光の主要な経路を示す。図７は、投影装置１００の光学部４、画像形成部３、及び対象領域６との関係を示す図である。図７では、光Ｒ４ａと光Ｒ４ｂとの両方の光を示している。光Ｒ４ａは、投影装置１００が投影機能の状態の光である。光Ｒ４ｂは、投影装置１００が照明機能の状態の光である。

光Ｒ３２は、周辺領域３２から出射される光である。そして、光Ｒ３２は、光学部４の周辺部分４０ｂに入射する。つまり、投影装置１００が照明機能の状態の場合に、光Ｒ３２は、図７に示す光の経路をたどる。また、光Ｒ３２は、周辺領域３２から出射される主要な光を示す。そのため、画像形成部３から出射された光のすべてが光Ｒ３２と同様の光の経路をたどるとは限らない。

周辺部分４０ｂは、入射面４２、反射面４３及び出射面４５を含んでいる。光Ｒ３２は、光学部４の入射面４２に入射する。入射面４２に入射した光Ｒ３２は屈折される。また、入射面４２から入射した光Ｒ３２は、反射面４３で反射される。そして、反射面４３で反射された光Ｒ３２は、周辺部分４０ｂから出射される。反射面４３で反射された光Ｒ３２は、出射面４５から出射される。反射面４３で反射された光Ｒ３２は、光Ｒ４ｂとして出射される。光Ｒ４ｂは、対象領域６上に照明光７１の領域に照射される。

光Ｒ３１は、光学部４の中心部分４０ａに入射する。光Ｒ３１は、画像形成領域３１から出射される光である。つまり、光Ｒ３１は画像光である。投影装置１００が投影機能の状態の場合に、光Ｒ３１は、図７に示す光の経路をたどる。また、光Ｒ３１は、画像形成領域３１から出射された主要な光を示す。そのため、画像形成領域３１から出射された全ての光が光Ｒ３１と同様の光の経路をたどるとは限らない。

中心部分４０ａは、入射面４１及び出射面４４を含んでいる。光Ｒ３１は、光学部４の入射面４１に入射する。入射面４１に入射する光Ｒ３１は屈折される。そして、入射面４１から入射した光Ｒ３１は、中心部分４０ａから出射される。入射面４１から入射した光Ｒ３１は、出射面４４から出射される。出射面４４から出射される光は、光Ｒ４ａである。光Ｒ４ａは、対象領域６上に画像７２の領域に照射される。

光Ｒ４ａでは、画像形成領域３１と対象領域６とは光学的に共役の位置にある。また、光Ｒ４ｂでは、画像形成領域３１と対象領域６とは光学的に共役の位置とならない。「光学的に共役」とは、１つの点から発した光が他の１つの点に結像する関係のことをいう。つまり、図７に示されるように、画像形成領域３１から出射された光Ｒ３１は、対象領域６上で結像する。これによって、画像形成領域３１で形成された画像３３は、対象領域６上で画像７２として投影される。このとき、画像７２は、反転及び拡大して対象領域６上に投影される。

つまり、光学部４は、照明機能の状態の場合には、照明光７１を照射する。また、光学部４は、投影機能の状態の場合には、画像７２を投影する。

《１－８》投影装置１００による効果
以上に説明したように、実施の形態１に係る投影装置１００によれば、簡易な構成で、照明光７１の投射と画像７２の投影とを切り替えることができる。

《２》実施の形態２
図９は、本発明の実施の形態２に係る投影装置の照明機能の状態における主要な構成と光学部２２０を通過する光の主要な経路とを示す図である。図１０は、実施の形態２に係る投影装置の投影機能の状態における主要な構成と光学部２２０を通過する光の主要な経路とを示す図である。図９及び図１０において、図３及び図４に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図３及び図４に示される符号と同じ符号を付し、その説明を省略する。実施の形態２に係る投影装置は、光学部２２０の形状の点において、実施の形態１に係る投影装置１００と相違する。

《２－１》光学部２２０の構成
実施の形態２に係る投影装置において、光学部２２０は、凸レンズ形状である。光学部２２０は、例えば、凸レンズである。光学部２２０は、光軸Ｃ２上に光を集光する。図９及び図１０には、光学部２２０として平凸レンズが示されている。ただし、光学部２２０は、両凸レンズであってもよい。また、光学部２２０は、複数のレンズを備えることができる。光学部２２０は、複数枚のレンズの組み合わせによって形成されてもよい。

光学部２２０は、入射面２２１を備えている。光学部２２０は、出射面２２２を備えている。実施の形態２では、入射面２２１は平面形状である。また、出射面２２２は凸面形状である。

光学部２２０は、中心部分２２０ａと、周辺部分２２０ｂとを備えている。

中心部分２２０ａは、光学部２２０の一部である。光学部２２０の光軸Ｃ２は、中心部分２２０ａを通っている。つまり、光学部２２０の光軸Ｃ２は、中心部分２２０ａ内に存在する。中心部分２２０ａは、光軸Ｃ２を中心とした光学部２２０の中心部分である。中心部分２２０ａは、第１の中心部分とも呼ばれる。中心部分２２０ａは、凸レンズを含んでいる。

周辺部分２２０ｂは、光学部２２０の他の一部である。つまり、周辺部分２２０ｂは、中心部分２２０ａとは別の光学部２２０の一部である。周辺部分２２０ｂは、光軸Ｃ２を中心とした中心部分２２０ａの外周側に形成されている。周辺部分２２０ｂは、光学部２２０の外周面より内側であって、中心部分２２０ａの外側の部分である。周辺部分２２０ｂは、第１の周辺部分とも呼ばれる。周辺部分２２０ｂは、凸レンズを含んでいる。

《２－２》照明機能の状態
図９は、投影装置の光学部２２０が初期位置にある状態を示す。図９は、投影装置が照明機能の状態の場合を示している。このとき、光源部１から光学部２２０までの距離Ｐは、Ｐ１である。また、光学部２２０の焦点Ｆの位置は、光源部１より－Ｚ軸方向側にある。光学部２２０の焦点Ｆの位置は、光出射面１１より－Ｚ軸方向側にある。光学部２２０から光源部１の光出射面１１までの距離Ｐ１は、光学部２２０の焦点距離ｆ１よりも短い。ここで、焦点距離ｆ１は、光学部２２０の入射面２２１から焦点Ｆまでの距離である。

照明機能の状態の場合には、光源部１から出射された光Ｒ１は、光学部２２０の入射面２２１で屈折される。つまり、光源部１から出射された光Ｒ１は、入射面２２１によって偏向される。入射面２２１によって偏向された光Ｒ１は、光学部２２０を透過する。光学部２２０を透過した光Ｒ２は出射面２２２から出射される。出射面２２２から出射される光Ｒ２は、発散光である。

中心部分２２０ａから出射された光Ｒ２ａは、画像形成部３の画像形成領域３１に向けて進む。中心部分２２０ａから出射された光Ｒ２ａは、画像形成領域３１に入射する。出射面２２２から出射された光Ｒ２ａは、画像形成領域３１に入射する。このとき、画像形成領域３１を通過する光Ｒ２ａは、画像光となる。

周辺部分２２０ｂから出射された光Ｒ２ｂは、画像形成部３の周辺領域３２に向けて進む。出射面２２２から出射された光Ｒ２ｂは、周辺領域３２に入射する。周辺領域３２に入射した光Ｒ２ｂは、周辺領域３２を通過して照明光７１となる。

《２－３》投影機能の状態
図１０は、投影装置の光学部２２０が初期位置と異なる位置にある状態を示す。図１０は、投影装置が投影機能の状態の場合を示している。このとき、光源部１から光学部２２０までの距離Ｐは、Ｐ２である。距離Ｐ２は距離Ｐ１よりも長い（Ｐ２＞Ｐ１）。また、光学部２２０の焦点Ｆの位置は、光源部１と光学部２２０との間にある。光学部２２０の焦点Ｆの位置は、光源部１の光出射面１１と光学部２２０との間にある。光学部２２０から光源部１の光出射面１１までの距離Ｐ２は、光学部２２０の焦点距離ｆ１よりも長い。投影機能の状態では、光学部２２０は照明機能の状態よりも＋Ｚ軸方向に移動している。

投影機能の状態の場合には、光源部１から出射された光Ｒ１は、光学部２２０の入射面２２１で屈折される。つまり、光源部１から出射された光Ｒ１は、入射面２２１によって偏向される。入射面２２１によって偏向された光Ｒ１は、光学部２２０を透過する。光学部２２０を透過した光Ｒ２は出射面２２２から出射される。出射面２２２から出射される光Ｒ２は、収束光である。

中心部分２２０ａから出射された光Ｒ２ｃは、画像形成部３の画像形成領域３１に向けて進む。中心部分２２０ａから出射された光Ｒ２ｃは、画像形成領域３１に入射する。出射面２２２から出射された光Ｒ２ｃは、画像形成領域３１に入射する。このとき、画像形成領域３１を通過する光Ｒ２ｃは、画像光となる。

周辺部分２２０ｂから出射された光Ｒ２ｄは、画像形成部３の画像形成領域３１に向けて進む。周辺部分２２０ｂから出射された光Ｒ２ｄは、画像形成領域３１に入射する。出射面２２２から出射された光Ｒ２ｄは、画像形成領域３１に入射する。このとき、画像形成領域３１を通過する光Ｒ２ｄは、画像光となる。

以上に説明したように、実施の形態２に係る投影装置によれば、簡易な構成で、照明光の投射と画像の投影とを切り替えることができる。

なお、上記以外の点について、実施の形態２に係る投影装置は、実施の形態１に係る投影装置１００と同じである。

《３》実施の形態３
図１１は、本発明の実施の形態３に係る投影装置の照明機能の状態における主要な構成と光学部２３０を通過する光の主要な経路とを示す図である。図１２は、実施の形態３に係る投影装置の投影機能の状態における主要な構成と光学部２３０を通過する光の主要な経路とを示す図である。図１１及び図１２において、図９及び図１０に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図９及び図１０に示される符号と同じ符号を付し、その説明を省略する。実施の形態３に係る投影装置は、光学部２３０の形状の点において、実施の形態２に係る投影装置と相違する。

《３－１》光学部２３０の構成
実施の形態３に係る投影装置において、光学部２３０は、フレネルレンズ形状である。光学部２３０は、フレネルレンズ形状を含んでいる。光学部２３０は、光学部２２０と同様の性能を有する。

フレネルレンズは、光学レンズが持つ曲面を一連の溝に置き換えたものである。これらの溝が屈折面として個々に働き、例えば、平行光線の光路を曲げて焦点位置に光を集める。以下において、この溝によって形成される山の形状をプリズムと呼ぶ。また、プリズムを形成する面をプリズム面とも呼ぶ。

以下の実施の形態で示すプリズムは、レンズ形状のプリズム面を、そのレンズ形状のプリズム面に接する平面に平行な面で置き換えた形状を含む。つまり、フレネルレンズのプリズムは、光軸側のプリズム面と周辺側のプリズム面との両方が平面で形成されたプリズムを含む。フレネルレンズのプリズムは、２つの面が平面形状のプリズムを含む。

光学部２３０は、例えば、レンズの周辺に２つの面が平面形状のプリズムを配置することができる。また、光学部２２０は、複数のフレネルレンズを備えることができる。光学部２２０は、複数枚のレンズの周辺にプリズムを配置した光学部品の組み合わせによって形成されてもよい。

光学部２３０は、入射面２３１を備えている。光学部２３０は、出射面２３２，２３３を備えている。出射面２３３は、中心部分２３０ａの出射面である。出射面２３３は、レンズ面の形状である。出射面２３２は、周辺部分２３０ｂの出射面である。出射面２３２は、フレネル形状である。または、出射面２３２は、プリズム形状である。実施の形態３では、入射面２３１は平面形状である。また、出射面２３２，２３３は凸面形状である。

光学部２３０は、中心部分２３０ａと、周辺部分２３０ｂとを備えている。

中心部分２３０ａは、光学部２３０の一部である。光学部２３０の光軸Ｃ２は、中心部分２３０ａを通っている。つまり、光学部２３０の光軸Ｃ２は、中心部分２３０ａ内に存在する。中心部分２３０ａは、光軸Ｃ２を中心とした光学部２３０の中心部分である。中心部分２３０ａは、第１の中心部分とも呼ばれる。

中心部分２３０ａは、例えば、凸レンズである。中心部分２３０ａは、光を集光する。中心部分２３０ａは、出射面２３３を備えている。出射面２３３は、例えば、凸面状である。出射面２３３の凸面状の構造は、出射面２３３の代わりに、入射面２３１側に備えられてもよい。凸面状の構造は、出射面２３３に加えて、入射面２３１側に備えられてもよい。

周辺部分２３０ｂは、光学部２３０の他の一部である。つまり、周辺部分２３０ｂは、中心部分２３０ａとは別の光学部２３０の一部である。周辺部分２３０ｂは、光軸Ｃ２を中心とした中心部分２３０ａの外周側に形成されている。周辺部分２３０ｂは、光学部２３０の外周面より内側であって、中心部分２３０ａの外側の部分である。周辺部分２３０ｂは、第１の周辺部分とも呼ばれる。

周辺部分２３０ｂは、例えば、フレネルレンズである。周辺部分２３０ｂは、例えば、プリズムである。周辺部分２３０ｂは、光を集光する。周辺部分２３０ｂは、出射面２３２を備えている。

出射面２３２は、複数のプリズム形状を含んでいる。プリズム形状は、Ｚ軸方向から見た場合、例えば、円環状である。複数のプリズム形状は、Ｚ軸方向から見た場合、同心円状に配置されている。なお、光学部２３０は、入射面２３１にプリズム形状を備えてもよい。光学部２３０は、入射面２３１にフレネル形状を備えてもよい。或いは、光学部２３０は、プリズム形状を備えた複数のレンズの組み合わせであってもよい。光学部２３０は、フレネル形状を備えた複数のレンズの組み合わせであってもよい。

《３－２》照明機能の状態
図１１は、投影装置の光学部２３０が初期位置にある状態を示す。図１１は、投影装置が照明機能の状態の場合を示している。このとき、光源部１から光学部２３０までの距離Ｐは、Ｐ１である。また、光学部２３０の焦点Ｆの位置は、光源部１より－Ｚ軸方向側にある。光学部２３０の焦点Ｆの位置は、光出射面１１より－Ｚ軸方向側にある。光学部２３０から光源部１の光出射面１１までの距離Ｐ１は、光学部２３０の焦点距離ｆ１よりも短い。ここで、焦点距離ｆ１は、光学部２３０の入射面２３１から焦点Ｆまでの距離である。

照明機能の状態の場合には、光源部１から出射された光Ｒ１は、光学部２３０の入射面２３１で屈折される。つまり、光源部１から出射された光Ｒ１は、入射面２３１によって偏向される。入射面２３１によって偏向された光Ｒ１は、光学部２３０を透過する。光学部２３０を透過した光Ｒ２は出射面２３２，２３３から出射される。出射面２３２，２３３から出射される光Ｒ２は、発散光である。

中心部分２３０ａから出射された光Ｒ２ａは、画像形成部３の画像形成領域３１に向けて進む。中心部分２３０ａから出射された光Ｒ２ａは、画像形成領域３１に入射する。出射面２３３から出射された光Ｒ２ａは、画像形成領域３１に入射する。このとき、画像形成領域３１を通過する光Ｒ２ａは、画像光となる。

周辺部分２３０ｂから出射された光Ｒ２ｂは、画像形成部３の周辺領域３２に向けて進む。出射面２３２から出射された光Ｒ２ｂは、周辺領域３２に入射する。周辺領域３２に入射した光Ｒ２ｂは、周辺領域３２を通過して照明光７１となる。

《３－３》投影機能の状態
図１２は、投影装置の光学部２３０が初期位置と異なる位置にある状態を示す。図１２は、投影装置が投影機能の状態の場合を示している。このとき、光源部１から光学部２３０までの距離Ｐは、Ｐ２である。距離Ｐ２は距離Ｐ１よりも長い（Ｐ２＞Ｐ１）。また、光学部２３０の焦点Ｆの位置は、光源部１と光学部２３０との間にある。光学部２３０の焦点Ｆの位置は、光源部１の光出射面１１と光学部２３０との間にある。光学部２３０から光源部１の光出射面１１までの距離Ｐ２は、光学部２３０の焦点距離ｆ１よりも長い。投影機能の状態では、光学部２３０は照明機能の状態よりも＋Ｚ軸方向に移動している。

投影機能の状態の場合には、光源部１から出射された光Ｒ１は、光学部２３０の入射面２３１で屈折される。つまり、光源部１から出射された光Ｒ１は、入射面２３１によって偏向される。入射面２３１によって偏向された光Ｒ１は、光学部２３０を透過する。光学部２３０を透過した光Ｒ２は出射面２３２，２３３から出射される。出射面２３２，２３３から出射される光Ｒ２は、収束光である。

中心部分２３０ａから出射された光Ｒ２ｃは、画像形成部３の画像形成領域３１に向けて進む。中心部分２３０ａから出射された光Ｒ２ｃは、画像形成領域３１に入射する。出射面２３３から出射された光Ｒ２ｃは、画像形成領域３１に入射する。このとき、画像形成領域３１を通過する光Ｒ２ｃは、画像光となる。

周辺部分２３０ｂから出射された光Ｒ２ｄは、画像形成部３の画像形成領域３１に向けて進む。周辺部分２３０ｂから出射された光Ｒ２ｄは、画像形成領域３１に入射する。出射面２３２から出射された光Ｒ２ｄは、画像形成領域３１に入射する。このとき、画像形成領域３１を通過する光Ｒ２ｄは、画像光となる。

以上に説明したように、実施の形態３に係る投影装置によれば、簡易な構成で、照明光の投射と画像の投影とを切り替えることができる。

なお、上記以外の点について、実施の形態３に係る投影装置は、実施の形態１に係る投影装置１００または実施の形態２に係る投影装置と同じである。

《４》実施の形態４
図１３は、本発明の実施の形態４に係る投影装置の照明機能の状態における主要な構成と光学部２４０を通過する光の主要な経路とを示す図である。図１４は、実施の形態４に係る投影装置の投影機能の状態における主要な構成と光学部２４０を通過する光の主要な経路とを示す図である。図１３及び図１４において、図９及び図１０に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図９及び図１０に示される符号と同じ符号を付し、その説明を省略する。実施の形態４に係る投影装置は、光学部２４０の形状の点において、実施の形態２に係る投影装置と相違する。つまり、実施の形態４に係る投影装置は、光学部２４０が遮光部２４３を備えている点において、実施の形態２に係る投影装置と相違する。

《４－１》光学部２４０の構成
実施の形態４に係る投影装置において、光学部２４０は、光学部２２０と同様の凸レンズ形状である。そのため、凸レンズ形状に関しては、光学部２２０の説明で光学部２４０の説明を代用する。構成要素２４０ａ，２４０ｂ，２４１，２４２は、各々構成要素２２０ａ，２２０ｂ，２２１，２２２に相当する。

光学部２４０は、出射面２４２側に遮光部２４３を備えている。中心部分２４０ａは、出射面２４２側に遮光部２４３を備えている。遮光部２４３は、光を吸収する部材である。或いは、遮光部２４３は、光を反射する部材である。

遮光部２４３は、照明機能の状態の場合に、画像形成領域３１に入射する不要光を減らす機能を持つ。つまり、遮光部２４３は、照明機能の状態の場合において、不要光の光量を低減する。

《４－２》照明機能の状態
図１３は、投影装置の光学部２４０が初期位置にある状態を示す。図１３は、投影装置が照明機能の状態の場合を示している。このとき、光源部１から光学部２４０までの距離Ｐは、Ｐ１である。また、光学部２４０の焦点Ｆの位置は、光源部１より－Ｚ軸方向側にある。光学部２４０の焦点Ｆの位置は、光出射面１１より－Ｚ軸方向側にある。光学部２４０から光源部１の光出射面１１までの距離Ｐ１は、光学部２４０の焦点距離ｆ１よりも短い。ここで、焦点距離ｆ１は、光学部２４０の入射面２４１から焦点Ｆまでの距離である。

照明機能の状態の場合には、光源部１から出射された光Ｒ１は、光学部２４０の入射面２４１で屈折される。つまり、光源部１から出射された光Ｒ１は、入射面２４１によって偏向される。入射面２４１によって偏向された光Ｒ１は、光学部２４０を透過する。光学部２４０を透過した光Ｒ２は出射面２４２から出射される。出射面２４２から出射される光Ｒ２は、発散光である。

中心部分２４０ａに入射した光Ｒ１は、中心部分２４０ａを透過して、遮光部２４３に到達する。中心部分２４０ａに入射した光Ｒ１は、遮光部２４３に到達する。遮光部２４３に到達した光Ｒ１は、遮光部２４３で遮光される。遮光部２４３に到達した光Ｒ１は、遮光部２４３で吸収される。遮光部２４３に到達した光Ｒ１は、遮光部２４３で反射される。つまり、中心部分２４０ａに入射した光Ｒ１ａは、中心部分２４０ａから画像形成部３に向けて出射されない。このため、照明機能の状態の場合には、画像形成領域３１に入射する不要光を減らすことができる。

周辺部分２４０ｂから出射された光Ｒ２ｂは、画像形成部３の周辺領域３２に向けて進む。出射面２４２から出射された光Ｒ２ｂは、周辺領域３２に入射する。周辺領域３２に入射した光Ｒ２ｂは、周辺領域３２を通過して照明光７１となる。

《４－３》投影機能の状態
図１４は、投影装置の光学部２４０が初期位置と異なる位置にある状態を示す。図１４は、投影装置が投影機能の状態の場合を示している。このとき、光源部１から光学部２４０までの距離Ｐは、Ｐ２である。距離Ｐ２は距離Ｐ１よりも長い（Ｐ２＞Ｐ１）。また、光学部２４０の焦点Ｆの位置は、光源部１と光学部２４０との間にある。光学部２４０の焦点Ｆの位置は、光源部１の光出射面１１と光学部２４０との間にある。光学部２４０から光源部１の光出射面１１までの距離Ｐ２は、光学部２４０の焦点距離ｆ１よりも長い。投影機能の状態では、光学部２４０は照明機能の状態よりも＋Ｚ軸方向に移動している。

投影機能の状態の場合には、光源部１から出射された光Ｒ１は、光学部２４０の入射面２４１で屈折される。つまり、光源部１から出射された光Ｒ１は、入射面２４１によって偏向される。入射面２４１によって偏向された光Ｒ１は、光学部２４０を透過する。光学部２４０を透過した光Ｒ２は出射面２４２から出射される。出射面２４２から出射される光Ｒ２は、収束光である。

中心部分２４０ａに入射した光Ｒ１は、中心部分２４０ａを透過して、遮光部２４３に到達する。中心部分２４０ａに入射した光Ｒ１は、遮光部２４３に到達する。遮光部２４３に到達した光Ｒ１は、遮光部２４３で遮光される。遮光部２４３に到達した光Ｒ１は、遮光部２４３で吸収される。遮光部２４３に到達した光Ｒ１は、遮光部２４３で反射される。つまり、中心部分２４０ａに入射した光は、中心部分２４０ａから画像形成部３に向けて出射されない。

周辺部分２４０ｂから出射された光Ｒ２ｄは、画像形成部３の画像形成領域３１に向けて進む。周辺部分２４０ｂから出射された光Ｒ２ｄは、画像形成領域３１に入射する。出射面２４２から出射された光Ｒ２ｄは、画像形成領域３１に入射する。このとき、画像形成領域３１を通過する光Ｒ２ｄは、画像光となる。

以上に説明したように、実施の形態４に係る投影装置によれば、簡易な構成で、照明光の投射と画像の投影とを切り替えることができる。

また、実施の形態４に係る投影装置は、図１３に示されるように、照明機能の状態の場合に、画像形成領域３１に入射する光を減らすことができる。このため、照明機能の状態の場合に、照明光７１に画像７２が重畳されることを防ぐことができる。照明機能の状態の場合には、投影装置は画像７２を表示することを意図されていない。

なお、上記以外の点について、実施の形態４に係る投影装置は、実施の形態１、２又は３に係る投影装置と同じである。実施の形態３の光学部２３０に遮光部２４３を採用することができる。

《５》実施の形態５
図１５は、本発明の実施の形態５に係る投影装置の照明機能の状態における主要な構成と光学部２５０を通過する光の主要な経路とを示す図である。図１６は、実施の形態５に係る投影装置の投影機能の状態における主要な構成と光学部２５０を通過する光の主要な経路とを示す図である。図１５及び図１６において、図９及び図１０に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図９及び図１０に示される符号と同じ符号を付し、その説明を省略する。実施の形態５に係る投影装置は、光学部２５０の形状の点において、実施の形態２に係る投影装置と相違する。つまり、実施の形態５に係る投影装置は、光学部２５０が光発散部２５３を備えている点において、実施の形態２に係る投影装置と相違する。

《５－１》光学部２５０の構成
実施の形態５に係る投影装置において、光学部２５０は、光学部２２０と同様の凸レンズ形状である。そのため、凸レンズ形状に関しては、光学部２２０の説明で光学部２５０の説明を代用する。構成要素２５０ａ，２５０ｂ，２５１，２５２は、各々構成要素２２０ａ，２２０ｂ，２２１，２２２に相当する。

光学部２５０は、光発散部２５３を備えている。中心部分２５０ａは、光発散部２５３を備えている。光発散部２５３は、光の発散角を増加させる。光発散部２５３は、出射面２５２側に備えられている。光発散部２５３は、入射面２５１側に備えられてもよい。光発散部２５３は、凹面状をしている。光発散部２５３は、凹レンズの形状をしている。周辺部分２３０ｂは、光を集光する凸レンズの形状をしている。つまり、周辺部分２３０ｂは、光の発散角を減少させる。

光発散部２５３は、照明機能の状態の場合に、画像形成領域３１に入射する不要光を減らす機能を持つ。つまり、遮光部２４３は、照明機能の状態の場合において、不要光の光量を低減する。

《５－２》照明機能の状態
図１５は、投影装置の光学部２５０が初期位置にある状態を示す。図１５は、投影装置が照明機能の状態の場合を示している。このとき、光源部１から光学部２５０までの距離Ｐは、Ｐ１である。また、光学部２５０の焦点Ｆの位置は、光源部１より－Ｚ軸方向側にある。光学部２５０の焦点Ｆの位置は、光出射面１１より－Ｚ軸方向側にある。光学部２５０から光源部１の光出射面１１までの距離Ｐ１は、光学部２５０の焦点距離ｆ１よりも短い。ここで、焦点距離ｆ１は、光学部２５０の入射面２５１から焦点Ｆまでの距離である。

照明機能の状態の場合には、光源部１から出射された光Ｒ１は、光学部２５０の入射面２５１で屈折される。つまり、光源部１から出射された光Ｒ１は、入射面２５１によって偏向される。入射面２５１によって偏向された光Ｒ１は、光学部２５０を透過する。光学部２５０を透過した光Ｒ２は出射面２５２および光発散部２５３から出射される。

中心部分２５０ａに入射した光Ｒ１は、中心部分２５０ａを透過して、光発散部２５３に到達する。中心部分２５０ａに入射した光Ｒ１は、光発散部２５３に到達する。光発散部２５３に到達した光Ｒ１は、光発散部２５３で発散される。光Ｒ２ａは、光発散部２５３から出射される。つまり、中心部分２５０ａに入射した光Ｒ１ａは、光発散部２５３から出射される。光発散部２５３から出射される光Ｒ２は、発散光である。

中心部分２５０ａから出射された光Ｒ２ａは、画像形成部３の画像形成領域３１および周辺領域３２に向けて進む。つまり、光発散部２５３から出射された光Ｒ２ａは、画像形成領域３１および周辺領域３２に入射する。このとき、光Ｒ２ａは、画像形成領域３１を透過して画像光となる。光Ｒ２ａは、周辺領域３２を通過して照明光７１となる。このため、照明光７１の光利用効率は向上する。また、画像形成領域３１に入射する光Ｒ２ａの光量は、光学部２２０よりも減少する。そのため、対象領域６に投影される画像７２の視認性は、光学部２２０よりも低下する。

周辺部分２５０ｂから出射された光Ｒ２ｂは、画像形成部３の周辺領域３２に向けて進む。出射面２５２から出射された光Ｒ２ｂは、周辺領域３２に入射する。周辺領域３２に入射した光Ｒ２ｂは、周辺領域３２を通過して照明光７１となる。

《５－３》投影機能の状態
図１６は、投影装置の光学部２５０が初期位置と異なる位置にある状態を示す。図１６は、投影装置が投影機能の状態の場合を示している。このとき、光源部１から光学部２５０までの距離Ｐは、Ｐ２である。距離Ｐ２は距離Ｐ１よりも長い（Ｐ２＞Ｐ１）。また、光学部２５０の焦点Ｆの位置は、光源部１と光学部２５０との間にある。光学部２５０の焦点Ｆの位置は、光源部１の光出射面１１と光学部２５０との間にある。光学部２５０から光源部１の光出射面１１までの距離Ｐ２は、光学部２５０の焦点距離ｆ１よりも長い。投影機能の状態では、光学部２５０は照明機能の状態よりも＋Ｚ軸方向に移動している。

投影機能の状態の場合には、光源部１から出射された光Ｒ１は、光学部２５０の入射面２５１で屈折される。つまり、光源部１から出射された光Ｒ１は、入射面２５１によって偏向される。入射面２５１によって偏向された光Ｒ１は、光学部２５０を透過する。光学部２５０を透過した光Ｒ２は出射面２５２から出射される。出射面２５２から出射される光Ｒ２は、収束光である。

中心部分２５０ａに入射した光Ｒ１は、中心部分２５０ａを透過して、光発散部２５３に到達する。中心部分２５０ａに入射した光Ｒ１ａは、光発散部２５３に到達する。光発散部２５３に到達した光Ｒ１は、光発散部２５３で発散される。光Ｒ２ｃは、光発散部２５３から出射される。光発散部２５３から出射される光Ｒ２は、発散光である。

中心部分２５０ａから出射された光Ｒ２ｃは、画像形成部３の画像形成領域３１および周辺領域３２に向けて進む。つまり、光発散部２５３から出射された光Ｒ２ｃは、画像形成領域３１および周辺領域３２に入射する。このとき、光Ｒ２ｃは、画像形成領域３１を透過して画像光となる。光Ｒ２ｃは、周辺領域３２を透過して照明光７１となる。

周辺部分２５０ｂから出射された光Ｒ２ｄは、画像形成部３の画像形成領域３１に向けて進む。周辺部分２５０ｂから出射された光Ｒ２ｄは、画像形成領域３１に入射する。出射面２５２から出射された光Ｒ２ｄは、画像形成領域３１に入射する。このとき、画像形成領域３１を通過する光Ｒ２ｄは、画像光となる。

光発散部２５３の形状を凹面形状で示している。しかし、光発散部２５３は、光を発散する構成を備えれば他の形状であってもよい。光発散部２５３は、例えば、光拡散面であってもよい。光発散部２５３の光拡散面は、例えば、出射面２５２側に微小な凹凸形状を備えた面である。また、光発散部２５３は、例えば、光拡散層であってもよい。光拡散層は、例えば、光学部２５０の中心部分２５０ａの出射面２５２側に光拡散粒子を含有している。中心部分２５０ａは、光拡散粒子を含んでいる。中心部分２５０ａは、多数の光拡散粒子を含んでいる。光拡散粒子は、点在している。光拡散粒子は、微小な粒子である。光発散部２５３は光拡散面または光拡散層を含んでいる。

以上に説明したように、実施の形態５に係る投影装置によれば、簡易な構成で、照明光の投射と画像の投影とを切り替えることができる。

また、実施の形態５に係る投影装置は、図１５に示されるように、照明機能の状態の場合に、光Ｒ２ａを照明光として利用できる。このため、光利用効率を高めることができる。また、画像形成領域３１に入射する光Ｒ２ａの光量は、光学部２２０よりも減少する。そのため、対象領域６に投影される画像７２の視認性は、光学部２２０よりも低下する。

なお、上記以外の点について、実施の形態５に係る投影装置は、実施の形態１、２、３又は４に係る投影装置と同じである。実施の形態３の光学部２３０に光発散部２５３を採用することができる。

《６》実施の形態１～５の変形例１
図１７は、実施の形態１から５の変形例１に係る投影装置の光学部４２０の概略的な断面構造と光学部４２０を通過する光の主要な経路を示す図である。図１７は、光学部４２０をＹＺ平面に平行な面で切る断面構造を示している。変形例１に係る投影装置は、実施の形態１から５における光学部４の代わりに、図１７に示される光学部４２０を備えている。

光学部４２０は、中心部分４２０ａと、周辺部分４２０ｂとを備えている。

中心部分４２０ａは、入射面４２１と、出射面４２２とを備えている。光学部４２０の光軸Ｃ４は、中心部分４２０ａを通っている。つまり、光学部４２０の光軸Ｃ４は、中心部分４２０ａ内に存在する。中心部分４２０ａは、第２の中心部分とも呼ばれる。光軸Ｃ４が光軸Ｃ２と同一の軸上に位置するように、光学部２および光学部４２０を配置してもよい。光軸Ｃ４が光軸Ｃ２に対して傾斜するように、光学部２および光学部４２０を配置してもよい。光軸Ｃ４が光軸Ｃ２に対して偏心するように、光学部２および光学部４２０を配置してもよい。

中心部分４２０ａは、光学部４の中心部分４０ａと同様である。入射面４２１は、入射面４１に相当する。出射面４２２は、出射面４４に相当する。中心部分４２０ａの説明は、中心部分４０ａの説明で代用する。中心部分４２０ａの光軸は、光軸Ｃ４である。

画像形成領域３１を透過した画像光Ｒ３１は中心部分４２０ａに入射する。中心部分４２０ａに入射した画像光Ｒ３１は、対象領域６に照射される。画像形成領域３１から出射された画像光Ｒ３１は、画像光Ｒ４ｃとして対象領域６に照射される。画像光Ｒ４ｃは、対象領域６に投射される。これによって、対象領域６に画像７２が投影される。

周辺部分４２０ｂは、光学部４２０の他の一部である。つまり、周辺部分４２０ｂは、中心部分４２０ａとは別の光学部４２０の一部である。周辺部分４２０ｂは、保持部４２３と、リフレクタ４２４とを備えている。周辺部分４２０ｂは、光軸Ｃ４を中心とした中心部分４２０ａの外周側に形成されている。つまり、周辺部分４２０ｂは、光軸Ｃ４を中心とした中心部分４２０ａの半径方向の外側に配置されている。周辺部分４２０ｂは、第２の周辺部分とも呼ばれる。周辺部分４２０ｂの光軸は、光軸Ｃ４である。

中心部分４２０ａと周辺部分４２０ｂとは、同じ材質で一体に形成されてもよい。また、中心部分４２０ａと周辺部分４２０ｂとは、互いに異なる部材で形成されてもよい。

保持部４２３は、中心部分４２０ａを保持している。保持部４２３は、リフレクタ４２４によって保持されている。保持部４２３は、透明な部材であることが望ましい。

リフレクタ４２４は、光反射面を備えている。光反射面は、リフレクタ４２４の内側に形成されている。リフレクタ４２４は光を反射する。リフレクタ４２４は、例えば、凹面鏡である。リフレクタ４２４は、筒形の形状である。リフレクタ４２４の内面（光反射面）側は、例えば、円錐台の側壁の形状をしている。光学部４２０の内部は中空である。「中空」とは、物の内部がからになっていることである。リフレクタ４２４は、複数の光反射部材を組み合わせた構造物であってもよい。リフレクタ４２４の光反射面は、非球面形状であってもよい。リフレクタ４２４の光軸は、光軸Ｃ４である。

画像形成部３の周辺領域３２に照射された光は、周辺領域３２を通過して周辺部分４２０ｂに入射する。周辺部分４２０ｂに入射した光は、保持部４２３を透過して対象領域６に照射される。保持部４２３は、周辺領域３２から出射された光Ｒ３２を透過する。保持部４２３は、リフレクタ４２４で反射された光Ｒ３２を透過する。周辺部分４２０ｂに入射した光は、リフレクタ４２４で反射されて対象領域６に照射される。周辺領域３２から出射された光Ｒ３２は、光Ｒ４ｄである。光Ｒ４ｄは、対象領域６上の照明光７１の領域に照射される。

以上に説明したように、変形例１に係る投影装置によれば、簡易な構成によって、照明光７１の投射と画像７２の投影とを行うことができる。

《７》実施の形態１～５の変形例２
図１８は、実施の形態１から５の変形例２に係る投影装置の光学部４３０の概略的な断面構造と光学部４３０を通過する光の主要な経路を示す図である。図１８は、光学部４３０をＹＺ平面に平行な面で切る断面構造を示している。変形例２に係る投影装置は、実施の形態１から５における光学部４の代わりに、図１８に示される光学部４３０を備えている。

光学部４３０は、中心部分４３０ａと、周辺部分４３０ｂとを備えている。

中心部分４３０ａは、入射面４３１と、出射面４３３とを備えている。光学部４３０の光軸Ｃ４は、中心部分４３０ａを通っている。つまり、光学部４３０の光軸Ｃ４は、中心部分４３０ａ内に存在する。中心部分４３０ａは、第２の中心部分とも呼ばれる。光軸Ｃ４が光軸Ｃ２と同一の軸上に位置するように、光学部２および光学部４３０を配置してもよい。光軸Ｃ４が光軸Ｃ２に対して傾斜するように、光学部２および光学部４３０を配置してもよい。光軸Ｃ４が光軸Ｃ２に対して偏心するように、光学部２および光学部４３０を配置してもよい。

中心部分４３０ａは、光学部４の中心部分４０ａと同様である。入射面４３１は、入射面４１に相当する。出射面４３３は、出射面４４に相当する。中心部分４３０ａの説明は、中心部分４０ａの説明で代用する。中心部分４３０ａの光軸は、光軸Ｃ４である。

画像形成領域３１を透過した画像光Ｒ３１は中心部分４３０ａに入射する。中心部分４３０ａに入射した画像光Ｒ３１は、対象領域６に照射される。画像形成領域３１から出射された画像光Ｒ３１は、画像光Ｒ４ｅとして対象領域６に照射される。画像光Ｒ４ｅは、対象領域６に投射される。これによって、対象領域６に画像７２が投影される。

周辺部分４３０ｂは、光学部４３０の他の一部である。つまり、周辺部分４３０ｂは、中心部分４３０ａとは別の光学部４３０の一部である。周辺部分４３０ｂは、入射面４３２と、出射面４３４とを備えている。周辺部分４３０ｂは、光軸Ｃ４を中心とした中心部分４３０ａの外周側に形成されている。つまり、周辺部分４３０ｂは、光軸Ｃ４を中心とした中心部分４３０ａの半径方向の外側に配置されている。周辺部分４３０ｂは、第２の周辺部分とも呼ばれる。

周辺部分４３０ｂは、レンズを含んでいる。周辺部分４３０ｂは、レンズで形成されている。周辺部分４３０ｂは、凸レンズを含んでいる。周辺部分４３０ｂは、凸レンズで形成されている。周辺部分４３０ｂは、例えば、平凸レンズで形成されている。周辺部分４３０ｂは、例えば、両凸レンズで形成されてもよい。周辺部分４３０ｂの光軸は、光軸Ｃ４である。また、周辺部分４３０ｂは、凹レンズを含むことができる。周辺部分４３０ｂは、凹レンズで形成されることができる。周辺部分４３０ｂの凹レンズに入射した光Ｒ３２は、発散された光Ｒ４ｆとして出射される。

画像形成部３の周辺領域３２に照射された光は、周辺領域３２を通過して周辺部分４３０ｂに入射する。周辺部分４３０ｂに入射した光は、屈折して光Ｒ４ｆとなる。光Ｒ４ｆは、対象領域６に向けられる。光Ｒ４ｆは、照明光７１として対象領域６に投射される。

中心部分４３０ａと周辺部分４３０ｂとは、同じ材質で一体に形成されている。ただし、中心部分４３０ａと周辺部分４３０ｂとは、互いに異なる部材で形成されてもよい。光学部４３０は、複数のレンズの組み合わせによって形成されてもよい。

以上に説明したように、変形例２に係る投影装置によれば、簡易な構成によって、照明光７１の投射と画像７２の投影とを行うことができる。

《８》実施の形態１～５の変形例３
図１９は、実施の形態１から５の変形例３に係る投影装置の光学部４４０の概略的な断面構造と光学部４４０を通過する光の主要な経路を示す図である。図１９は、光学部４４０をＹＺ平面に平行な面で切る断面構造を示している。変形例３に係る投影装置は、実施の形態１から５における光学部４の代わりに、図１９に示される光学部４４０を備えている。

光学部４４０は、中心部分４４０ａと、周辺部分４４０ｂとを備えている。

中心部分４４０ａは、入射面４４１と、出射面４４３とを備えている。光学部４４０の光軸Ｃ４は、中心部分４４０ａを通っている。つまり、光学部４４０の光軸Ｃ４は、中心部分４４０ａ内に存在する。中心部分４４０ａは、第２の中心部分とも呼ばれる。光軸Ｃ４が光軸Ｃ２と同一の軸上に位置するように、光学部２および光学部４４０を配置してもよい。光軸Ｃ４が光軸Ｃ２に対して傾斜するように、光学部２および光学部４４０を配置してもよい。光軸Ｃ４が光軸Ｃ２に対して偏心するように、光学部２および光学部４４０を配置してもよい。

中心部分４４０ａは、光学部４の中心部分４０ａと同様である。入射面４４１は、入射面４１に相当する。出射面４４３は、出射面４４に相当する。中心部分４４０ａの説明は、中心部分４０ａの説明で代用する。中心部分４４０ａの光軸は、光軸Ｃ４である。

画像形成領域３１を透過した画像光Ｒ３１は中心部分４４０ａに入射する。中心部分４４０ａに入射した画像光Ｒ３１は、対象領域６に照射される。画像形成領域３１から出射された画像光Ｒ３１は、画像光Ｒ４ｇとして対象領域６に照射される。画像光Ｒ４ｇは、対象領域６に投射される。これによって、対象領域６に画像７２が投影される。

周辺部分４４０ｂは、光学部４４０の他の一部である。つまり、周辺部分４４０ｂは、中心部分４４０ａとは別の光学部４４０の一部である。周辺部分４４０ｂは、入射面４４２と、出射面４４４とを備えている。周辺部分４４０ｂは、光軸Ｃ４を中心とした中心部分４４０ａの外周側に形成されている。つまり、周辺部分４４０ｂは、光軸Ｃ４を中心とした中心部分４４０ａの半径方向の外側に配置されている。周辺部分４４０ｂは、第２の周辺部分とも呼ばれる。

周辺部分４４０ｂは、例えば、フレネルレンズを含んでいる。周辺部分４４０ｂは、例えば、フレネルレンズである。周辺部分４４０ｂは、フレネルレンズで形成されている。周辺部分４４０ｂは、フレネルレンズ形状である。また、周辺部分４４０ｂは、一部の領域にフレネルレンズ形状を含むことができる。ここで一部の領域は、例えば、周辺部分４４０ｂの周辺の領域である。

周辺部分４４０ｂは、フレネル形状の凸レンズで形成されている。周辺部分４４０ｂは、例えば、フレネル形状の平凸レンズで形成されている。周辺部分４４０ｂは、例えば、フレネル形状の両凸レンズで形成されてもよい。また、光学部４３０と同様に、周辺部分４４０ｂは、凹レンズを含むことができる。

出射面４４４は、フレネル形状を含んでいる。フレネル形状は、Ｚ軸方向から見た場合、例えば、円環状である。フレネル形状は、Ｚ軸方向から見た場合、同心円状に配置されている。なお、周辺部分４４０ｂは、入射面４４２にフレネル形状を備えてもよい。或いは、周辺部分４４０ｂは、フレネル形状を備えた複数のレンズの組み合わせであってもよい。

また、周辺部分４４０ｂは、例えば、２つの面が平面で形成されたプリズムを含んでもよい。周辺部分４４０ｂは、例えば、プリズムである。周辺部分４４０ｂは、プリズムで形成されている。周辺部分４４０ｂは、プリズム形状である。周辺部分４４０ｂは、複数のプリズムを備えている。周辺部分４４０ｂは、フレネル形状のレンズのレンズ面が平面で形成されている。また、周辺部分４４０ｂは、一部の領域にプリズム形状を含むことができる。ここで一部の領域は、例えば、周辺部分４４０ｂの周辺の領域である。

出射面４４４は、複数のプリズム形状を含んでいる。プリズム形状は、Ｚ軸方向から見た場合、例えば、円環状である。複数のプリズム形状は、Ｚ軸方向から見た場合、同心円状に配置されている。なお、周辺部分４４０ｂは、入射面４４２にプリズム形状を備えてもよい。或いは、周辺部分４４０ｂは、プリズム形状を備えた複数のレンズの組み合わせであってもよい。

例えば、周辺部分４４０ｂは、周辺部分４３０ｂと同様の性能を有する。周辺部分４４０ｂは、光を集光する。

画像形成部３の周辺領域３２に照射された光は、周辺領域３２を通過して周辺部分４４０ｂに入射する。周辺部分４４０ｂに入射した光は、屈折して光Ｒ４ｈとなる。光Ｒ４ｈは対象領域６に向けられる。光Ｒ４ｈは、照明光７１として対象領域６に投射される。

中心部分４４０ａと周辺部分４４０ｂとは、同じ材質で一体に形成されている。ただし、中心部分４４０ａと周辺部分４４０ｂとは、互いに異なる部材で形成されてもよい。光学部４４０は、複数のレンズの組み合わせによって形成されてもよい。

以上に説明したように、変形例３に係る投影装置によれば、簡易な構成によって、照明光７１の投射と画像７２の投影とを行うことができる。

《９》他の変形例
上記実施の形態１～５及びそれらの変形例１～３に係る投影装置は、例にすぎず、本発明の範囲内で、種々の変更が可能である。本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。

本出願において、「平行」、「垂直」、又は「中心」などのような部品の位置、部品間の位置関係、又は部品の形状を示す用語が示す範囲は、製造上の公差及び組立て上のばらつきなどを考慮に入れた範囲である。このため、本出願においては、「略」を記載せずに「平行」、「垂直」、又は「中心」などのような部品の位置、部品間の位置関係、又は部品の形状を示す用語を用いた場合、これらの用語が示す範囲は、製造上の公差及び組立て上のばらつきなどを考慮に入れた範囲を意味する。

以上の各実施の形態を基にして、以下に発明の内容を付記（１）から付記（３）として記載する。付記（１）から付記（３）とは、各々独立して符号を付している。そのため、例えば、付記（１）から付記（３）のそれぞれに、「付記１」が存在する。

また、付記（１）の特徴と付記（２）の特徴と付記（３）の特徴とを組み合わせることができる。

《付記（１）》
《付記１》
光を発する光源部と、
前記光源部が発した前記光を入射して集光する第１の光学部と、
前記第１の光学部で集光された光を画像光に変換する画像形成領域を含む画像形成部と、
前記画像光を投影する第２の光学部と
を備え、
前記第１の光学部は、前記第１の光学部の第１の光軸を含む第１の中心部と前記第１の光軸を中心として前記第１の中心部の周辺に位置する第１の周辺部とを含み、
前記集光された光は、前記第１の周辺部から出射される光であり、
前記第１の光学部から出射される光の集光位置を変更することで、前記集光された光は前記画像形成領域または前記画像形成領域の周辺の周辺領域に照射される投影装置。

《付記２》
前記光源部から前記第１の光学部までの距離を変更することで前記集光位置を変更する付記１に記載の投影装置。

《付記３》
前記周辺領域に照射される光は、前記第１の光学部と前記画像形成部との間に集光される付記１または２に記載の投影装置。

《付記４》
前記第１の光学部は、前記第１の中心部に入射した光を周辺方向に屈折によって偏向する入射面を備え、前記第１の周辺部に入射した光を反射によって集光する反射面を備える付記１または２に記載の投影装置。

《付記５》
前記入射面で偏向された光は、前記反射面に到達する付記４に記載の投影装置。

《付記６》
前記第１の光学部は、前記第１の周辺部に入射した光を屈折によって集光するレンズ面を備える付記１または２に記載の投影装置。

《付記７》
前記第１の光学部は、前記第１の周辺部に入射した光を屈折によって集光するプリズム面を備える付記１または２に記載の投影装置。

《付記８》
前記第１の光学部は、前記第１の中心部に入射した光を遮光する遮光部を備える付記６または７に記載の投影装置。

《付記９》
前記第１の光学部は、前記第１の中心部に入射した光を発散させる光発散部を備える付記６または７に記載の投影装置。

《付記１０》
前記光発散部は、凹面レンズである付記９に記載の投影装置。

《付記１１》
前記光発散部は、入射した光を拡散させる拡散部である付記９に記載の投影装置。

《付記１２》
前記第２の光学部は、前記第２の光学部の第２の光軸が通る第２の中心部と前記第２の光軸を中心として前記第２の中心部の周辺に位置する第２の周辺部とを含み、
前記第２の中心部は、前記画像光を投影する付記１から１１のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記１３》
前記第２の中心部は凸レンズである付記１２に記載の投影装置。

《付記１４》
前記周辺領域に照射された光は、前記第２の周辺部に入射して、投射される付記１２または１３に記載の投影装置。

《付記１５》
前記第２の周辺部は、入射した光を反射するリフレクタである付記１２から１４のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記１６》
前記第２の周辺部は、入射した光を屈折するレンズである付記１２から１４のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記１７》
前記第２の周辺部は、入射した光を屈折するプリズムである付記１２から１４のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記１８》
前記画像形成領域は、液晶素子である付記１から１７のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記１９》
前記画像形成領域では、透過領域と遮光領域とによって画像情報が形成される付記１から１７のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記２０》
前記周辺領域は光を透過する付記１から１９のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記（２）》
《付記１》
第１の光を出射する光源部と、
前記第１の光を、収束又は発散する光成分を含む第２の光に変換する第１の光学部と、
画像が形成される画像形成領域を含み、前記第２の光が前記画像形成領域及び前記画像形成領域の外側の周辺領域に入射する画像形成部と、
前記画像形成領域を通過した前記第２の光である画像光及び前記周辺領域を通過した前記第２の光である照明光を対象領域に投射する第２の光学部と、
前記第１の光学部から出射される前記第２の光の進行方向を変更する変更部と、
を備え、
前記第２の光の前記進行方向の変更によって、前記画像形成領域に入射する前記第２の光の量と前記周辺領域に入射する前記第２の光の量とが変更される投影装置。

《付記２》
前記変更部は、前記光源部から前記第１の光学部までの距離を変更する付記１に記載の投影装置。

《付記３》
前記距離が第１の距離であるときに前記画像形成領域に入射する前記第２の光の量は、前記距離が前記第１の距離より長い第２の距離であるときに前記画像形成領域に入射する前記第２の光の量より少ない付記２に記載の投影装置。

《付記４》
前記距離が第１の距離であるときに前記周辺領域に入射する前記第２の光の量は、前記距離が前記第１の距離より長い第２の距離であるときに前記周辺領域に入射する前記第２の光の量より多い付記２又は３に記載の投影装置。

《付記５》
前記変更部は、前記光源部及び前記第１の光学部の少なくとも一方を移動できるように支持する支持部を含む付記１から４のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記６》
前記変更部は、前記光源部及び前記第１の光学部の少なくとも一方を移動させる駆動部を含む付記５に記載の投影装置。

《付記７》
前記周辺領域を通過する前記第２の光は、前記第１の光学部と前記画像形成部との間で集光した後、前記周辺領域に入射する光を含む付記１から６のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記８》
前記第１の光学部は、前記第１の光学部の光軸が存在する第１の中心部分と、前記第１の中心部分の外側の第１の周辺部分とを備え、
前記第１の中心部分は、入射した光を周辺に向かうように偏向する入射面を含み、
前記第１の周辺部分は、前記入射した光を反射することによって集光する光反射面を含む
付記１から７のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記９》
前記入射面で偏向された光は、前記光反射面に到達する付記８に記載の投影装置。

《付記１０》
前記第１の光学部は、前記第１の周辺部分に入射した光を屈折させることによって、前記入射した光を集光するレンズ部を備える付記８又は９に記載の投影装置。

《付記１１》
前記第１の光学部は、前記第１の周辺部分に入射した光を屈折させることによって、前記入射した光を集光するプリズム部を含む付記８又は９に記載の投影装置。

《付記１２》
前記第１の光学部は、前記第１の光学部の光軸が存在する第１の中心部分と、前記第１の中心部分の外側の第１の周辺部分とを備え、
前記第１の光学部は、前記第１の中心部分に入射した光を遮光する遮光部を備える
付記１から７のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記１３》
前記第１の光学部は、前記第１の光学部の光軸が存在する第１の中心部分と、前記第１の中心部分の外側の第１の周辺部分とを備え、
前記第１の光学部は、前記第１の中心部分に入射した光を発散させる光発散部を備える付記１から７のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記１４》
前記光発散部は、凹面レンズ又は入射した光を拡散させる拡散部である付記１３に記載の投影装置。

《付記１５》
前記第２の光学部は、前記第２の光学部の光軸が存在する第２の中心部分と、前記第２の光学部の光軸を中心として前記第２の中心部分の外側に位置する第２の周辺部分とを含み、
前記第２の中心部分は、前記画像光を投射する付記１から１４のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記１６》
前記第２の中心部分は、凸レンズである付記１５に記載の投影装置。

《付記１７》
前記周辺領域に照射された光は、前記第２の周辺部分に入射して、投射される付記１５又は１６に記載の投影装置。

《付記１８》
前記第２の周辺部分は、入射した光を反射するリフレクタを含む付記１５から１７のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記１９》
前記第２の周辺部分は、入射した光を屈折するレンズ部を含む付記１５から１７のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記２０》
前記第２の周辺部分は、入射した光を屈折するプリズム部を含む付記１５から１７のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記２１》
前記画像形成領域は、画像情報に基づく画像を表示する装置である付記１から２０のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記２２》
前記画像形成領域は、液晶素子である付記２１に記載の投影装置。

《付記（３）》
《付記１》
第１の光を発する光源部と、
前記第１の光を入射して当該第１の光の配光を変更して第２の光として出射する第１の光学部と、
前記第２の光を入射して画像光に変更して出射する画像形成領域および前記第２の光を入射して照明光として出射する周辺領域を含む画像形成部と、
前記画像光を投射して投影像を形成する第２の光学部と
を備え、
前記配光の変更によって、前記画像形成領域に入射する前記第２の光の量と前記周辺領域に入射する前記第２の光の量との比率を変更する投影装置。

《付記２》
前記光源部から前記第１の光学部までの距離を変更することで前記配光の変更を行い、
前記距離は、第１の距離および前記第１の距離より長い第２の距離を含む
付記１に記載の投影装置。

《付記３》
前記距離が前記第１の距離であるときの前記画像形成領域に入射する前記第２の光の量は、前記距離が前記第２の距離であるときの前記画像形成領域に入射する前記第２の光の量より少ない付記２に記載の投影装置。

《付記４》
前記距離が前記第１の距離であるときの前記周辺領域に入射する前記第２の光の量は、前記距離が前記第２の距離であるときの前記周辺領域に入射する前記第２の光の量より多い付記２又は３に記載の投影装置。

《付記５》
前記距離の変更を行う変更部を備える付記２から４のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記６》
前記変更部は、前記光源部及び前記第１の光学部の少なくとも一方を移動させる付記５に記載の投影装置。

《付記７》
前記変更部の制御を行う移動制御部を備える付記５または６に記載の投影装置。

《付記８》
前記第１の光学部は、前記第１の光学部の第１の光軸が通る第１の中心部分と、前記第１の光軸を中心として前記第１の中心部分の外側に位置する第１の周辺部分とを備える付記２から７のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記９》
前記第１の中心部分は、入射した前記第１の光を第１の周辺部分の方向に偏向する入射面を含み、
前記第１の周辺部分は、偏向された前記第１の光を反射する反射面を含む
付記８に記載の投影装置。

《付記１０》
前記反射面は、前記第１の光が前記第１の光軸に近づく方向に前記第１の光を反射する付記９に記載の投影装置。

《付記１１》
前記距離が第１の距離である場合には、前記反射面で反射された前記第１の光は、前記第１の光軸に対して、反射された前記反射面と反対側に位置する前記周辺領域に到達する付記９または１０に記載の投影装置。

《付記１２》
前記距離が第１の距離である場合には、前記周辺領域に入射する前記第２の光は、前記第１の光学部と前記画像形成部との間で集光する光を含む付記９から１１のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記１３》
前記第１の光学部は、凸レンズを含む付記８に記載の投影装置。

《付記１４》
前記距離が第１の距離である場合には、
前記凸レンズの焦点から前記第１の光学部までの距離は、前記第１の距離よりも長い付記１３に記載の投影装置。

《付記１５》
前記距離が第２の距離である場合には、
前記凸レンズの焦点から前記第１の光学部までの距離は、前記第２の距離よりも短い付記１３または１４に記載の投影装置。

《付記１６》
前記距離が第２の距離である場合には、
前記凸レンズの焦点は、前記光源部と前記第１の光学部との間に位置する付記１３から１５のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記１７》
前記第１の中心部分は、前記凸レンズを含む付記１３から１６のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記１８》
前記第１の周辺部分は、前記凸レンズを含む付記１３から１７のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記１９》
前記第１の周辺部分の前記凸レンズは、フレネル形状を含む付記１８に記載の投影装置。

《付記２０》
前記フレネル形状のプリズムは、レンズ面が前記レンズ面に接する平面に平行な平面形状である付記１９に記載の投影装置。

《付記２１》
前記第１の中心部分は、入射した前記第１の光を遮光する遮光部を備える付記１３から２０のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記２２》
前記第１の中心部分は、入射した前記第１の光を発散させる光発散部を備える付記１３から２０のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記２３》
前記光発散部は、凹面レンズである付記２２に記載の投影装置。

《付記２４》
前記光発散部は、入射した前記第１の光を拡散させる光拡散面または光拡散層を含む付記２２に記載の投影装置。

《付記２５》
前記第１の光学部は、前記第１の光学部の第１の光軸が通る第１の中心部分と、前記第１の光軸を中心として前記第１の中心部分の外側に位置する第１の周辺部分とを備える付記１に記載の投影装置。

《付記２６》
前記第１の中心部分は、入射した前記第１の光を第１の周辺部分の方向に偏向する入射面を含み、
前記第１の周辺部分は、偏向された前記第１の光を反射する反射面を含む
付記２５に記載の投影装置。

《付記２７》
前記反射面は、前記第１の光が前記第１の光軸に近づく方向に前記第１の光を反射する付記２６に記載の投影装置。

《付記２８》
前記第１の光学部は、凸レンズを含む付記２５に記載の投影装置。

《付記２９》
前記第１の中心部分は、前記凸レンズを含む付記２８に記載の投影装置。

《付記３０》
前記第１の周辺部分は、前記凸レンズを含む付記２８または２９に記載の投影装置。

《付記３１》
前記第１の周辺部分の前記凸レンズは、フレネル形状を含む付記３０に記載の投影装置。

《付記３２》
前記フレネル形状のプリズムは、レンズ面が前記レンズ面に接する平面に平行な平面形状である付記３１に記載の投影装置。

《付記３３》
前記第１の中心部分は、入射した前記第１の光を遮光する遮光部を備える付記２８から３２のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記３４》
前記第１の中心部分は、入射した前記第１の光を発散させる光発散部を備える付記２８から３２のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記３５》
前記光発散部は、凹面レンズである付記３４に記載の投影装置。

《付記３６》
前記光発散部は、入射した前記第１の光を拡散させる光拡散面または光拡散層を含む付記３４に記載の投影装置。

《付記３７》
前記第２の光学部は、前記第２の光学部の第２の光軸が通る第２の中心部分と、前記第２の光軸を中心として前記第２の中心部分の外側に位置する第２の周辺部分とを含み、
前記第２の中心部分は、前記画像光を投射する付記１から３６のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記３８》
前記第２の中心部分は、凸レンズを含む付記３７に記載の投影装置。

《付記３９》
前記第２の周辺部分は、前記周辺領域から出射された前記照明光を入射して、投射する付記３７又は３８に記載の投影装置。

《付記４０》
前記第２の周辺部分は、入射した前記照明光を反射する反射面を含む付記３７から３９のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記４１》
前記第２の周辺部分は、入射した前記照明光を屈折するレンズを含む付記３７から３９のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記４２》
前記レンズは凸レンズを含む付記４１に記載の投影装置。

《付記４３》
前記レンズは凹レンズを含む付記４１に記載の投影装置。

《付記４４》
前記レンズは、フレネル形状を含む付記４１から４３のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記４５》
前記フレネル形状のプリズムは、レンズ面が前記レンズ面に接する平面に平行な平面形状である付記４４に記載の投影装置。

《付記４６》
前記周辺領域は、前記画像形成領域の周辺側に位置している付記１から４５のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記４７》
前記画像形成領域は、前記第２の光の透過および遮光によって画像を形成する付記１から４６のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記４８》
前記画像形成領域は、液晶素子である付記１から４７のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記４９》
前記画像形成領域は、開口を含む遮光板である付記１から４７のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記５０》
前記画像形成領域は、マイクロミラーを用いた表示素子である付記１から４７のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記５１》
前記配光は、前記第２の光の発散角である付記１から５０のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記５２》
前記配光の変更によって、前記画像光の量と前記照明光の量との比率を変更する付記１から５１のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記５３》
前記画像光と前記照明光とは、同じ対象領域に照射される付記１から５２のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記５４》
前記光源部及び前記第１の光学部の少なくとも一方は、前記光源部の光軸に平行な方向に移動する付記１から５３のいずれか１つに記載の投影装置。

《付記５５》
前記光源部及び前記第１の光学部の少なくとも一方は、前記第１の光学部の光軸に平行な方向に移動する付記１から５３のいずれか１つに記載の投影装置。

１光源、１１発光面、２，２２０，２３０，２４０，２５０光学部、２０ａ，２２０ａ，２３０ａ，２４０ａ，２５０ａ中心部分（第１の中心部分）、２０ｂ，２２０ｂ，２３０ｂ，２４０ｂ，２５０ｂ周辺部分（第１の周辺部分）、２１，２１ａ，２１ｂ，２２１，２３１，２４１，２５１入射面、２２反射面、２３，２４，２５，２２２，２３２，２３３，２４２，２５２出射面、２４３遮光部、２５３光発散部、３画像形成部、３１画像形成領域、３２周辺領域、３３画像、４，４２０，４３０，４４０光学部、４０ａ，４２０ａ，４３０ａ，４４０ａ中心部分（第２の中心部分）、４０ｂ，４２０ｂ，４３０ｂ，４４０ｂ周辺部分（第２の周辺部分）、４２３保持部、４２４リフレクタ、４１，４２，４２１，４３１，４３２，４４１，４４２入射面、４３反射面、４４，４５，４２２，４３３，４３４，４４３，４４４出射面、４６接続面、５移動部（変更部）、６対象領域、７１照明光、７２画像、１００投影装置、Ｃ１光源部の光軸、Ｃ２第１の光学部の光軸、Ｃ４第２の光学部の光軸。

Claims

第１の光を発する光源部と、
前記第１の光を入射して当該第１の光の配光を変更して第２の光として出射する第１の光学部と、
前記第２の光を入射して画像光に変更して出射する画像形成領域および前記第２の光を入射して照明光として出射する周辺領域を含む画像形成部と、
前記画像光を投射して投影像を形成する第２の光学部と
を備え、
前記光源部から前記第１の光学部までの距離を変更することで前記配光の変更を行い、前記配光の変更によって、前記画像形成領域に入射する前記第２の光の量と前記周辺領域に入射する前記第２の光の量との比率を変更し、
前記距離は、第１の距離および前記第１の距離より長い第２の距離を含む投影装置。
前記距離が前記第１の距離であるときの前記画像形成領域に入射する前記第２の光の量は、前記距離が前記第２の距離であるときの前記画像形成領域に入射する前記第２の光の量より少ない請求項１に記載の投影装置。
前記配光の変更には、発散角の変更が含まれ、
前記第１の光学部は、前記第１の光学部の光軸上に集光する前記第２の光を出射する
請求項１または２に記載の投影装置。
前記第１の光学部は、凸レンズを含む請求項１から３のいずれか１項に記載の投影装置。
前記第２の光学部は、前記第２の光学部の第２の光軸が通る第２の中心部分と、前記第２の光軸を中心として前記第２の中心部分の外側に位置する第２の周辺部分とを含み、
前記第２の中心部分は、前記画像光を投射する
請求項１から４のいずれか１項に記載の投影装置。