JP2002107663A - リアプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高性能で安価な投写レンズを用いながらリア
プロジェクタを小型・薄型化する。 【解決手段】 リアプロジェクタ１０は、投写光学系１
と、反射ミラー２と、これらを収納する筐体４とを備え
る。筐体４の前面にはリアスクリーン３が設置されてい
る。投写光学系１は、電気光学装置からリアスクリーン
３に至る光路Ｌ１を９０度折り返すためのプリズム６１
０を内蔵した投写レンズ６００を備える。また、投写光
学系１は、電気光学装置からプリズム６１０までの光路
Ｌ２が筐体４の底面４１に対して角度θだけ傾斜するよ
うに配置されている。このような構成により、反射ミラ
ー２の傾きを鉛直方向に近づける配置が可能となるた
め、リアプロジェクタ１０を薄型化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像をリアスク
リーンに投写するリアプロジェクタ（背面投写型表示装
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、リア
スクリーン上に画像を拡大投写して表示するリアプロジ
ェクタが多く利用されている。画像を投写するリアプロ
ジェクタとしては、液晶パネルのような電気光学装置を
ライトバルブとして用い、ライトバルブに形成された画
像を放電ランプ等の光源によって照明し投写レンズによ
って拡大投写するタイプのリアプロジェクタが知られて
いる。このようなリアプロジェクタは、小型の電気光学
装置を明るい光源で照明し大型画面を得る方式であるた
め、小型の光学系により明るく高精細な画像を容易に得
ることができる一方、十分な拡大率を得るためには相応
の投写距離が必要となるため、装置の小型・薄型化が一
つの課題となっている。

【０００３】上記課題を解決するために、例えば特開20
00-187274号公報に示されるような、投写レンズを鋭角
に折り返すことによって装置の高さと奥行きとを低減さ
せる技術が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の技術は、リアプ
ロジェクタの底面に沿って配置された直線的に長い光学
系を投写レンズ内で鋭角に折り返す点が最大の特徴であ
るため、折り返された投写レンズの前群（折り返しから
前のレンズ群）と後群（折り返しから後ろのレンズ群）
およびそれらの光軸も鋭角の関係になる。一方、リアプ
ロジェクタの薄型を維持するために投写距離（ワーキン
グディスタンスと言うこともある）を短く保ちながら画
面を大型化しようとすると前記の投写レンズ前群を形成
するレンズは大型になり、投写レンズの前群と後群とは
干渉しやすくなる。従ってこの干渉を防止するために
は、投写レンズの前群と後群との距離を離したり、干渉
する部分のレンズを切断するなどの対策が必要になり、
投写レンズの性能低下やコスト増大の原因となってい
る。

【０００５】また、投写レンズを含む投写光学系とリア
スクリーンとの相対位置を調整する場合は、スクリーン
に到達する直前の光軸に対して平行または垂直となるよ
うに投写光学系を移動させる必要があるが、この技術の
ように投写レンズの内部で光軸が鋭角に折り返された投
写光学系の場合は、投写光学系本体をその鋭角に応じた
角度に斜めに移動させるような複雑な機構が必要にな
り、これもこの光学系のデメリットである。

【０００６】さらに、投写光学系は装置の底面に沿って
配置されており投写光学系と底面との間には隙間が少な
いため、投写光学系を十分に冷却するためには投写光学
系をそのためだけに持ち上げるような配慮も必要とな
る。

【０００７】本発明は、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、その目的とすると
ころは、高性能で安価な投写レンズを用い、投写光学系
を位置調整するための機構を簡略化しながらリアプロジ
ェクタを小型・薄型化することの可能な技術を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題の少なくとも
一部を解決するため、本発明の装置は、光源と、該光源
からの照明光を用いて画像を生成する電気光学装置と、
該電気光学装置からの画像光を拡大投写する投写レンズ
とを備えた投写光学系と、前記投写光学系を収納してな
る筐体と、前記筐体の前面に設置されたリアスクリーン
と備えたリアプロジェクタであって、前記電気光学装置
から前記リアスクリーンに至る光路を前記リアスクリー
ンの中心における法線を含む縦断面内で折り返すための
２つの光路変換手段を有し、前記２つの光路変換手段の
うち一方の光路変換手段は前記投写レンズの内部で前記
光路を９０度折り返すように配置され、前記投写光学系
は、前記電気光学装置から前記一方の光路変換手段まで
の光路が前記筐体の底面に対して傾斜するように配置さ
れることを特徴とする。本発明のこのような構成によれ
ば、投写レンズの内部で光軸を９０度折り曲げ、投写光
学系を筐体底面に対して傾斜させることにより、他方の
光路変換手段を構成する反射面の傾きを鉛直方向に近づ
ける配置が可能となるため、リアプロジェクタを薄型化
することができる。

【０００９】また、折り返された投写レンズの前群（ス
クリーン側のレンズ群）と後群（電気光学装置側のレン
ズ群）およびそれらの光軸は直角の関係となり、前群と
後群との距離を最小限に縮めることができ、無用にレン
ズを切断する必要がなくなるため、投写レンズの設計お
よび製造の自由度が向上し、投写レンズの性能を高めコ
ストを低減させる効果がある。

【００１０】さらに、折り返された投写レンズの前群と
後群およびそれらの光軸は直角の関係にあるため、投写
光学系をそれらの光軸と水平または垂直に移動させるこ
とによって投写光学系とリアスクリーンとの相対位置を
調整可能であり、調整機構が簡略化される。

【００１１】さらに、投写光学系が筐体の底面に対して
傾斜して配置されるため、投写光学系の下方に形成され
た空間から投写光学系内部に空気を取り込みやすく、冷
却のための空間を特別に設けることなく効果的な冷却を
行うことができる。

【００１２】なお、特許請求の範囲を含む本明細書の記
載において、「光路」は光束の中心が通過する道筋を意
味するものとし、「縦断面」は筐体の底面と直交する断
面を意味するものとする。

【００１３】上記リアプロジェクタにおいて、前記光源
はランプを含み、前記ランプは、該ランプの光軸が前記
縦断面に直交するように配置されることが望ましい。

【００１４】こうすれば、投写光学系をいくら傾けよう
とランプの光軸は常に水平（筐体の底面に平行）に保た
れるため、ランプを形成する発光管に熱の偏りが生じに
くく、ランプの寿命を延ばすことができる。

【００１５】また、ランプをリアプロジェクタの背面
（リアスクリーン面に対向する面）側に配置することが
可能となるため、ランプを背面から交換することが可能
となり、ランプの交換頻度がそれほど多くないリアプロ
ジェクタには好都合である。また、リアプロジェクタの
スクリーン面側のスペースをスピーカーや他の映像機器
を配置するための空間として有効に活用することができ
る。

【００１６】なお、特許請求の範囲を含む本明細書の記
載において、「ランプの光軸」はランプから射出される
光束の中心軸を意味するものとする。

【００１７】また、上記リアプロジェクタにおいて、前
記光源はランプを含み、前記ランプは、該ランプの光軸
が前記縦断面に平行となるように配置することも可能で
ある。

【００１８】ランプは特に垂直点灯用に作られたもので
ない限り上記のように水平点灯状態（光軸が筐体の底面
に平行に保たれる状態）にすることが望ましいが、多少
の傾きであればその寿命への影響は小さい。一方、この
ように前記縦断面に対してランプの光軸が平行になるよ
うに配置することによって、ランプはリアプロジェクタ
のスクリーン面側に配置されることになり、リアプロジ
ェクタの側面側にスペースを空けることができる。従っ
て、リアプロジェクタのスクリーン面側（前面側）から
のランプ交換が可能となりメンテナンスが容易になると
ともに、側面側をカットするような斬新なデザインにす
ることも可能になる。

【００１９】上記リアプロジェクタにおいて、前記投写
レンズの内部に配置される前記一方の光路変換手段は直
角プリズムであることが望ましい。

【００２０】こうすれば、光路変換手段の反射面の平面
精度を高められるとともに、空間を硝材で埋めることに
よって投写レンズの前群と後群の間の光路長を伸ばし、
前群と後群との配置を容易にすることができる。また、
折り返し角度が９０度であり一般的な直角プリズムを使
用することが可能であるため、他のレンズ群との位置精
度が確保されやすく投写レンズの性能を向上することが
できる。

【００２１】上記リアプロジェクタにおいて、前記投写
光学系を、前記電気光学装置から前記一方の光路変換手
段までの光路と前記ランプの光軸とを含む面に平行およ
び／または直交する方向に移動する調整手段を有するこ
とが望ましい。

【００２２】こうすれば、リアプロジェクタの筐体や他
方の光路変換手段を構成するミラー等の位置ずれにより
発生する投写光学系とスクリーンとの相対位置のずれを
補正することができる。特に本発明では投写レンズ内の
光路変換手段の折り返し角度が９０度であるため、簡単
な調整機構の付加により効果的な位置調整をすることが
できる。

【００２３】上記リアプロジェクタにおいて、前記投写
光学系に対し下方から冷却風を通す冷却手段をさらに有
することが望ましい。

【００２４】こうすれば、投写光学系をリアプロジェク
タの底面に対して傾斜させることによって形成した投写
光学系下方の空間を有効に利用しながら、特にそのため
の新たな空間を設けることなく効率的な冷却を行うこと
が可能である。

【００２５】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を図面に基
づいて詳述する。

【００２６】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態としてのリアプロジェクタ１０（背面投写型
表示装置）の概略構成を示す側面図である。

【００２７】以下では、リアプロジェクタからの出射光
の光軸方向をｘ方向とし、＋ｘ方向を見て９時の方向を
ｙ方向、１２時の方向をｚ方向とする。また、図１にお
いて、投写光学系１、第１の光路変換手段であるミラー
２は筐体４内に収納され、リアスクリーン３は筐体４の
前面に設置されている。また、投写光学系１はｘｙ面に
平行な筐体底面４１に対して角度θをなすベース手段５
上に保持され、投写光学系１の一部である投写レンズ６
００には第２の光路変換手段であるプリズム６１０が内
蔵されている。

【００２８】図２は投写光学系１の要部を示す平面図で
ある。投写光学系１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、電気光学装置
である３つのライトバルブ４００Ｒ、４００Ｇ、４００
Ｂ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。

【００２９】照明光学系１００は、光源を構成するラン
プ１１０と、インテグレータ光学系１２０と偏光変換光
学系１３０とを備え、略直線上に配置されてランプ１１
０の光軸１４０はリアスクリーン３の中心における法線
６を含む縦断面７（図３のｘｚ面に平行な面）に直交し
ている。ランプ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。偏
光変換光学系１３０は、非偏光な光をライトバルブ４０
０Ｒ、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。

【００３０】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。

【００３１】第１のダイクロイックミラー２１０は、赤
色（Ｒ）の光を反射させるとともに、反射された色光よ
りも短波長側の色光（略緑色（Ｇ）の光および青色
（Ｂ）の光）を透過する。第１のダイクロイックミラー
２１０によって反射された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。

【００３２】第１のダイクロイックミラー２１０を透過
したＧ光とＢ光のうちで、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２５
０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３１
０、第１のリレー反射ミラー３２０、リレーレンズ３３
０、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。

【００３３】各色用のライトバルブ４００Ｒ、４００
Ｇ、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。

【００３４】Ｒ用のライトバルブ４００Ｒから射出され
たＲ光は、クロスダイクロイックプリズム５００の第１
のダイクロイック面５１０で反射されて射出面５３０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５３０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５
２０を透過して射出面５３０から射出される。これによ
り、各色用のライトバルブ４００Ｒ、４００Ｇ、４００
Ｂ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。

【００３５】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１
０−１８６５４８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。

【００３６】図４は、投写レンズ６００内のプリズム６
１０の構成を説明するための模式図である。従って、プ
リズム６１０以外の各レンズの形状および構成は簡略化
されたものであって、実際の形状や構成とは相違してい
る。なお、このように簡略化された部分を構成するレン
ズの枚数、形状、構成等は、当業者が投写レンズ６００
に要求される特性に応じて任意に形状や構成を選択し得
る部分であるため、ここでは説明を省略する。プリズム
６１０はガラスまたは光学樹脂からなる直角プリズムで
あり、入射面６２０、出射面６３０には反射防止膜が形
成され、斜面６４０は全反射面または反射面（この場合
は斜面に反射膜を形成する必要がある）である。クロス
ダイクロイックプリズム５００から投写レンズ６００に
入射した画像光は、投写レンズ６００のクロスダイクロ
イックプリズム５００側のレンズ群６５０（後群とも呼
ぶ）によって収束され、プリズム６１０の斜面６４０に
よって全反射または反射されその進行方向を９０度折り
返されて、リアスクリーン３側のレンズ群６６０（前群
とも呼ぶ）によってリアスクリーン３に向けて投写され
る。

【００３７】このように光路変換手段として直角プリズ
ムを用いることによって以下の効果が生まれる。すなわ
ち、各プリズム平面は形状変化がしづらいため反射面の
平面精度を高められるとともに、反射角を維持しやす
い。また、プリズムの媒質により投写レンズの前群と後
群の間の光路長を伸ばし、前群と後群との配置を容易に
することができる。さらに、折り返し角度が９０度であ
るため、他のレンズ群との位置精度が確保されやすく投
写レンズの性能を向上することができる。

【００３８】なお、プリズム６１０に代えて反射ミラー
を用いるても良い。

【００３９】以上のようにして投写レンズ６００から出
射された画像光は、ミラー２によってその進行方向をリ
アスクリーン３側に向けられ、リアスクリーン３上に結
像される。

【００４０】本実施形態のリアプロジェクタ１０では、
電気光学装置に相当するライトバルブ４００Ｒ、４００
Ｇ、４００Ｂからリアスクリーン３に至る投写光の光路
Ｌ１がプリズム６１０とミラー２による２回の反射によ
って、リアスクリーン３の中心における法線６を含む縦
断面７（図３のｘｚ面に平行な面）内で折り返されてい
る。また、プリズム６１０によって投写レンズ６００の
内部で投写光の光路Ｌ１を９０度折り返している。さら
に、投写光学系１は、ライトバルブ４００Ｒ、４００
Ｇ、４００Ｂからプリズム６１０までの光路Ｌ２がｘｙ
面に平行な筐体底面４１に対して角度θだけ傾斜するよ
うに配置されている。このような構成により、以下の効
果が新たに生じる。

【００４１】すなわち、投写レンズ６００の内部で光路
を９０度折り曲げ、投写光学系１を上記のように筐体底
面４１に対してθ傾斜させたとき、ミラー２の鉛直面か
らの傾斜角φは、φ＝（９０゜−θ）／２となり、角度
θを大きくするほどミラー２を鉛直方向（ｙｚ平面）に
近づける配置が可能となるため、リアプロジェクタ１０
を薄型化することができる。

【００４２】また、折り返された投写レンズ６００の前
群６６０と後群６５０およびそれらの光軸は直角の関係
にあり、前群６６０と後群６５０との距離を最小限に縮
めることができ、無用にレンズを切断する必要がなくな
るため、投写レンズ６００の設計および製造の自由度が
向上し、投写レンズ６００の性能を高めコストを低減さ
せる効果がある。

【００４３】図３は上記の図２の構成の投写光学系１を
リアプロジェクタ１０の筐体内に収納した場合を示す平
面図である。本実施形態のリアプロジェクタ１０では、
ランプ１１０の光軸１４０がリアスクリーンの中心にお
ける法線６を含みｘｚ平面に平行な縦断面７に直交する
ように配置されている。したがって、前述のように投写
光学系１を角度θ傾斜させてもランプ１１０は水平点灯
の状態を保持することができる。

【００４４】従って、投写光学系１をいくら傾けようと
ランプ１１０の光軸１４０は常に水平（筐体底面４１に
平行）に保たれるため、ランプ１１０を形成する発光管
に熱の偏りが生じにくく、ランプ１１０の寿命を延ばす
ことができる。また、ランプ１１０をリアプロジェクタ
１０の背面（リアスクリーン３面に対向する面）側に配
置することが可能となるため、ランプ１１０を背面から
交換することが可能となりランプの交換頻度がそれほど
多くないリアプロジェクタには好都合である。また、リ
アプロジェクタ１０のスクリーン３面側のスペースをス
ピーカーや他の映像機器を配置するための空間として有
効に活用することができる。

【００４５】図５は、投写光学系１を配置するためのベ
ース手段５の具体例であり、図５（ａ）は側面図、図５
（ｂ）は基板Ｂ５３をＡ視した図、図５（ｃ）は基板Ａ
５２をＡ視した図である。ベース手段５は、ベース部材
５１と基板Ａ５２、基板Ｂ５３から大略構成され、基板
Ｂ５３の上に投写光学系１が固定される。投写光学系１
のクロスダイクロイックプリズム５００および３つのラ
イトバルブ４００Ｒ、４００Ｇ、４００Ｂの下部にはラ
イトバルブとその周辺に配置される偏光板（不図示）を
冷却するための冷却ファン８００が配置され、ベース部
材５１、基板Ａ５２および基板Ｂ５３におけるその冷却
ファン８００の位置に対応する位置には冷却ファン８０
０に空気を取り込むための開口５４が設けられている。

【００４６】基板Ａ５２と基板Ｂ５３とは３つの高さ調
整部材５５を介して連結されており、３つの高さ調整部
材５５のいずれかを回転させると、基板Ａ５２に対して
基板Ｂ５３を相対的に近接または離間させることができ
る。また、基板Ａ５２とベース部材５１とは３つの位置
決めピン５６と案内溝５７によって嵌合されており、ベ
ース部材５１に回転自在に保持され基板Ａ５２の楕円穴
５８と嵌合された偏心ピン５９を回転させることにより
ベース部材５１に対して基板Ａ５２および基板Ｂ５３、
すなわち投写光学系１を矢印Ｅの方向（ライトバルブ４
００Ｒ、４００Ｇ、４００Ｂからプリズム６１０までの
光路Ｌ２とランプ１１０の光軸１４０とを含む面に平行
な方向）に移動調整することができる。同様の機構を方
向を変えて設けることにより矢印Ｅと直交する方向に移
動調整することも可能である。なお、移動調整機構は矢
印Ｅ方向、矢印Ｅと直交する方向の双方に調整可能な構
成としても良い。

【００４７】プリズム６１０によって折り返された投写
レンズ６００の前群６６０と後群６５０およびそれらの
光軸が直角の関係にある。したがって、上記の調整機構
により投写光学系１をその固定面である基板Ｂ５３の平
面と水平または垂直に移動させることによって、投写光
学系１とリアスクリーン３との相対位置を調整すること
ができであり、調整機構が簡略化される。

【００４８】さらに、投写光学系１が筐体底面４１に対
して傾斜して配置されることにより、投写光学系１のリ
アスクリーン３側に空間が確保される。したがって、そ
の空間を利用することにより、図６に示すように投写光
学系１の下部に設けた冷却ファン８００によって通風さ
れる風８１０をベース手段５の開口５４を通じて投写光
学系１内部に効率よく取り込むことが可能となる。すな
わち、冷却のための空間を特別に設けることなく効果的
にライトバルブおよびその周辺の偏光板を冷却すること
ができる。

【００４９】（第２の実施形態）図７は本発明の第２の
実施形態を示す投写光学系１’の要部を示す平面図であ
り、図８はその投写光学系１’を筐体４’に収納したリ
アプロジェクタ２０の平面図である。

【００５０】図７において、図２に示した第１の実施形
態と異なるのは、照明光学系１００’を構成するランプ
１１０の光軸１４０がリアスクリーン３の中心における
法線６を含む縦断面７（図８のｘｚ平面に平行な面）に
平行となるように配置した点である。

【００５１】すなわち、照明光学系１００’は反射ミラ
ー１５０をさらに有し、上述と同様にしてランプ１１０
から出射した照明光はインテグレータ光学系１２０と偏
光変換光学系１３０により均一化され偏光を揃えられな
がら反射ミラー１５０に入射し、反射ミラー１５０によ
って光路を９０度変換された後、Ｒ光束とＧおよびＢ光
束とを分離する第１のダイクロイックミラー２１０に入
射する。それ以外は第１の実施形態と同様である。な
お、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同様
の構成要素については、図１〜６で用いたのと同様の符
号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００５２】この投写光学系１’を第１の実施形態の投
写光学系１と同様に筐体底面に対して角度θ傾斜させて
筐体４’内に配置すると、ランプ１１０の光軸も筐体底
面に対して角度θ傾いた配置となる。ランプ１１０は特
に垂直点灯用に作られたものでない限り第１の実施形態
に示した水平点灯が望ましいが、多少の傾きであればそ
の寿命への影響は小さい。一方、このように前記縦断面
７に対してランプ１１０の光軸１４０が平行になるよう
に配置することによって、図８に示したようにランプ１
１０はリアプロジェクタ２０のスクリーン３面側に配置
されることになり、リアプロジェクタ２０の側面側にス
ペースを空けることができる。従って、リアプロジェク
タ２０のスクリーン３面側（前面側）からのランプ１１
０の交換が可能となりメンテナンスが容易になるととも
に、側面側をカットするような斬新なデザインにするこ
とも可能になる。

【００５３】本実施形態のリアプロジェクタでは、ラン
プが水平点灯の状態を保持することができることによる
効果は得られないものの、それ以外の部分では第１の実
施形態で説明したのと同様な効果を得ることが可能であ
る。

【００５４】なお、ランプ１１０を含む照明光学系１０
０’の配置は、上記に限らず、ランプ１１０から反射ミ
ラー１５０までの光学系を光軸周りに角度θ回転し投写
光学系１’を筐体４に収納した際に照明光学系１００’
が筐体底面に平行になるように配置することも可能であ
る。

【００５５】（第３の実施形態）図９は本発明の第３の
実施形態を示す投写光学系１’’の要部を示す平面図で
ある。上述した第１および第２の実施形態では、透過型
の液晶パネルをライトバルブとして適用した投写光学系
を用いた場合を例に説明しているが、本実施形態では反
射型の液晶パネルを適用した投写光学系１’’である点
が相違している。なお、本実施形態の説明において、第
１、第２の実施形態と同様の構成要素については、図１
〜８で用いたのと同様の符号を付し、その詳細な説明を
省略する。

【００５６】投写光学系１’’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、７００
Ｂと、ライトバルブ４００Ｒ’、４００Ｇ’、４００
Ｂ’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。

【００５７】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光を透
過するとともに、Ｂ光よりも長波長側の色光（Ｇ光およ
びＲ光）を反射する。

【００５８】第１のダイクロイックミラー２１０’によ
って反射された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’を透過し、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７０
０Ｒ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。

【００５９】第１のダイクロイックミラー２１０’を透
過した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。

【００６０】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７００
Ｒ、７００Ｇ、７００Ｂの偏光分離面７１０Ｒ、７１０
Ｇ、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’、４００
Ｇ’、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。

【００６１】各色用のライトバルブ４００Ｒ’、４００
Ｇ’、４００Ｂ’は、反射型の液晶パネルであり、照明
光として入射したそれぞれの色光を、それぞれ対応する
色信号（画像情報）に応じて変調し、反射光として射出
する。

【００６２】各色用のライトバルブ４００Ｒ’、４００
Ｇ’、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、７００
Ｇ、７００Ｂの偏光分離面７１０Ｒ、７１０Ｇ、７１０
Ｂ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。

【００６３】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投写レンズ６００’に向か
って射出される。これにより、クロスダイクロイックプ
リズム５００’で合成された光の表すカラー画像が、投
写レンズ６００’によって投写される。

【００６４】投写光学系１’’は、第１の実施形態の投
写光学系１と同様の方法で、筐体内に収納される。した
がって、本実施形態によっても、第１実施形態と同様の
効果を得ることができる。

【００６５】なお、反射型のライトバルブとしては、反
射型の液晶パネルではなく、デジタルマイクロミラーデ
バイス（ＴＩ社の商標）を用いるようにしてもよい。た
だし、デジタルマイクロミラーデバイスのように、偏光
を用いない電気光学装置では、偏光ビームスプリッタ７
００Ｒ、７００Ｇ、７００Ｂや偏光変換光学系１３０は
不要である。

【００６６】また、反射型のライトバルブを用いた光学
系は、本実施形態のような構成に限定されず、例えば、
色分離光学系と色合成光学系とを共通の光学要素で構成
したりすることも可能である。

【００６７】（その他の実施形態）なお、この発明は、
上記の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。 （１）上記実施形態では、インテグレータ光学系１２０
や偏光変換光学系１３０を用いていたが、この発明は、
このような光学系を用いないリアプロジェクタにも適用
可能である。 （２）上記実施形態では、３つのライトバルブを用いた
リアプロジェクタについて説明したが、ライトバルブの
数は３つには限定されず、１つ、２つ、あるいは４つ以
上であっても良い。色光分離光学系２００やクロスダイ
クロイックプリズム５００の部分は、ライトバルブの数
や種類に応じて上記実施形態と異なる構成に変えたり、
省略したりすることも可能である。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のリアプロ
ジェクタは、投写レンズの内部で光路を９０度折り曲
げ、投写光学系を筐体底面に対して傾斜させる構成であ
るため、リアスクリーン直前のミラーの傾斜角を鉛直方
向に近づける配置が可能となり、リアプロジェクタを薄
型化することができる。また、折り返された投写レンズ
の前群と後群およびそれらの光軸は直角の関係にあり、
前群と後群との距離を最小限に縮めることができ、無用
にレンズを切断する必要がなくなるため、投写レンズの
設計および製造の自由度が向上し、投写レンズの性能を
高めコストを低減させる効果がある。また、投写光学系
を投写光の光路とランプの光軸とを含む面に平行および
／または垂直に移動させることによって投写光学系とリ
アスクリーンとの相対位置を調整可能であり、調整機構
が簡略化される。さらに、投写光学系が筐体の底面に対
して傾斜して配置されるため、投写光学系内部に空気を
取り込みやすく、冷却のための空間を特別に設けること
なく効果的な冷却を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態としてのリアプロジェ
クタの概略構成を示す側面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態における投写光学系の
要部を示す平面図である。

【図３】図２の構成の投写光学系をリアプロジェクタの
筐体内に収納した場合を示す平面図である。

【図４】本発明の第１の実施形態における投写レンズ内
のプリズムの構成を説明するための模式図である。

【図５】本発明の第１の実施形態における投写光学系を
配置するためのベース手段の具体例であり、（ａ）は側
面図、（ｂ）は基板Ｂ５３をＡ視した図、（ｃ）は基板
Ａ５２をＡ視した図である。

【図６】本発明の第１の実施形態における冷却ファンに
よる通風の様子を説明するための図である。

【図７】本発明の第２の実施形態を示す投写光学系の要
部を示す平面図である。

【図８】図７における投写光学系を筐体に収納したリア
プロジェクタの平面図である。

【図９】本発明の第３の実施形態を示す投写光学系の要
部を示す平面図である。

【符号の説明】

１…投写光学系 ２…ミラー ３…リアスクリーン ４…筐体 ５…ベース手段 ６…リアスクリーン中心における法線 ７…法線６を含む縦断面 １０…リアプロジェクタ ２０…リアプロジェクタ １００…照明光学系 １１０…ランプ １２０…インテグレータ光学系 １３０…偏光変換光学系 １４０…ランプ１１０の光軸 ２００…色光分離光学系 ２１０、２２０…ダイクロイックミラー ２３０…反射ミラー ２４０、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（フィールドレンズ） 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…第１のダイクロイック面 ５２０…第２のダイクロイック面 ５３０…射出面 ６００…投写レンズ ７００Ｒ、７００Ｇ、７００Ｂ…偏光ビームスプリッタ ７１０Ｒ、７１０Ｇ、７１０Ｂ…偏光分離面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、該光源からの照明光を用いて画
   像を生成する電気光学装置と、該電気光学装置からの画
   像光を拡大投写する投写レンズとを備えた投写光学系
   と、前記投写光学系を収納してなる筐体と、前記筐体の
   前面に設置されたリアスクリーンとを備えたリアプロジ
   ェクタであって、 前記電気光学装置から前記リアスクリーンに至る光路を
   前記リアスクリーンの中心における法線を含む縦断面内
   で折り返すための２つの光路変換手段を有し、 前記２つの光路変換手段のうち一方の光路変換手段は前
   記投写レンズの内部で前記光路を９０度折り返すように
   配置され、 前記投写光学系は、前記電気光学装置から前記一方の光
   路変換手段までの光路が前記筐体の底面に対して傾斜す
   るように配置されることを特徴とするリアプロジェク
   タ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のリアプロジェクタであ
   って、 前記光源はランプを含み、 前記ランプは、該ランプの光軸が前記縦断面に直交する
   ように配置されることを特徴とするリアプロジェクタ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のリアプロジェクタであ
   って、 前記光源はランプを含み、 前記ランプは、該ランプの光軸が前記縦断面に平行とな
   るように配置されることを特徴とするリアプロジェク
   タ。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載のリア
   プロジェクタであって、 前記投写レンズの内部に配置される前記一方の光路変換
   手段が直角プリズムであることを特徴とするリアプロジ
   ェクタ。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載のリア
   プロジェクタであって、 前記投写光学系を、前記電気光学装置から前記一方の光
   路変換手段までの光路と前記ランプの光軸とを含む面に
   平行および／または直交する方向に移動する調整手段を
   有することを特徴とするリアプロジェクタ。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載のリア
   プロジェクタであって、 前記投写光学系に対し下方から冷却風を通す冷却手段を
   さらに有することを特徴とするリアプロジェクタ。