投影装置及控制方法与流程

文档序号:32299542发布日期:2022-11-23 07:50阅读:124来源:国知局
投影装置及控制方法与流程

1.本发明涉及一种投影装置及控制方法。


背景技术:

2.专利文献1中记载了一种投射型显示装置,其中,在经由光束照射位置位移部将通过光束扩展部来扩展光束的各颜色光入射至由复眼透镜构成的积分器的结构中,光束照射位置位移部通过驱动部平行位移反射镜,移动入射至积分器的激光束的位置。
3.专利文献2中记载了一种投影仪,其具备光源单元,容纳光源;投射单元,调制从光源单元射出的光以形成图像,并投射所形成的图像;及导光路,将从光源单元射出的光引导至投射单元,该在投影仪中,导光路通过具备多个滑动部件能够变更光源单元与投射单元的距离。
4.专利文献3中记载了投射型显示系统,其通过第1反射镜及第2反射镜变更透过中继透镜的来自光调制元件的光的朝向,且透过透镜投射到屏幕,该投射型显示系统具备变更第2反射镜的倾斜度的反射镜旋转部。
5.专利文献1:日本特开2013-152384号公报
6.专利文献2:日本特开2018-169426号公报
7.专利文献3:日本特开2020-027117号公报


技术实现要素:

8.本发明的技术所涉及的一个实施方式提供一种能够抑制投影品质降低的同时位移投影范围的投影装置及控制方法。
9.本发明的一方式的投影装置具备:照射部,照射光;
10.光调制元件,调制来自上述照射部的上述光;
11.多个反射部,反射通过上述光调制元件调制的光学像;及
12.投影光学系统,将通过上述多个反射部反射的上述光学像投影到投影面,上述多个反射部配置在上述光调制元件与上述投影光学系统之间。
13.本发明的一方式的控制方法为基于投影装置的控制方法,其中,投影装置具备:照射部,照射光;光调制元件,调制来自上述照射部的上述光;多个反射部,反射通过上述光调制元件调制的光学像;投影光学系统,将通过上述多个反射部反射的上述光学像投影到投影面;及处理器,该控制方法中,上述多个反射部配置在上述光调制元件与上述投影光学系统之间,上述处理器进行如下控制,通过位移上述多个反射部的至少任一个来改变上述光学像的投影范围的位置。
14.发明效果
15.根据本发明,能够提供一种能够抑制投影品质降低的同时位移投影范围的投影装置及控制方法。
附图说明
16.图1是表示实施方式的投影装置10的概略结构的示意图。
17.图2是表示图1所示的投影部1的内部结构的一例的示意图。
18.图3是表示投影装置10的外观结构的示意图。
19.图4是图3所示的投影装置10的光学单元106的剖面示意图。
20.图5是表示第2位移机构50的结构例1的图。
21.图6是表示基于图5所示的第2位移机构50的投影范围11的位移的一例的图。
22.图7是表示第2位移机构50的结构例2的图。
23.图8是表示基于图7所示的第2位移机构50的投影范围11的位移的一例的图。
24.图9是表示第2位移机构50的结构例3的图。
25.图10是表示基于图9所示的第2位移机构50的投影范围11的位移的一例的图。
26.图11是表示第2位移机构50的结构例4的图。
27.图12是表示基于图11所示的第2位移机构50的投影范围11的方向y的位移的一例的图。
28.图13是表示基于图11所示的第2位移机构50的投影范围11的方向z的位移的一例的图。
29.图14是表示基于图11所示的第2位移机构50的投影范围11的方向y的位移的另一例的图。
30.图15是表示基于图11所示的第2位移机构50的投影范围11的方向z的位移的另一例的图。
31.图16是表示第2位移机构50的结构例5的图。
32.图17是表示基于投影装置10的2画面投影的一例的图。
33.图18是表示进行2画面投影的投影装置10的结构的一例的图。
34.图19是表示基于图18所示的第2位移机构50的投影范围11的位移的一例的图。
35.图20是表示进行2画面投影的投影装置10的结构的另一例的图。
36.图21是表示基于投影装置10的2画面投影的另一例的图。
37.图22是表示投影装置10的其他外观结构的示意图。
38.图23是图22所示的投影装置10的光学单元106的剖面示意图。
39.图24是表示在投影范围11位移时无法维持空气换算长度的第2位移机构50的结构的一例作为参考的图。
40.图25是表示基于图24所示的第2位移机构50的投影范围11的位移的一例作为参考的图。
具体实施方式
41.以下,参考附图对本发明的实施方式的一例进行说明。
42.(实施方式)
43.<实施方式的投影装置10的概略结构>
44.图1是表示实施方式的投影装置10的概略结构的示意图。
45.投影装置10具备投影部1、控制装置4及操作接收部2。投影部1例如由使用液晶投
影仪或lcos(liquid crystal on silicon:硅基液晶)的投影仪等构成。在以下中,投影部1作为液晶投影仪进行说明。
46.控制装置4进行基于投影装置10的投影的控制。控制装置4为包括如下的装置,并集中控制投影部1,即控制部,由各种处理器构成;通信接口(省略图示),用于与各部进行通信;及硬盘、ssd(solid state drive:固态硬盘)或rom(read only memory:只读存储器)等存储介质4a,作为控制装置4的控制部的各种处理器,包括执行程序来进行各种处理的通用的处理器即cp u(central processing unit:中央处理器)、fpga(field programmable gate array:现场可编程阵列)等在制造后能够变更电路结构的处理器即可编程逻辑器件(programmable logic device:pld)、或asic(application sp ecific integrated circuit:专用集成电路)等具有为了执行特定的处理而专门设计的电路结构的处理器即专用电路等。
47.更具体而言,这些各种处理器的结构为将半导体元件等电路元件组合而成的电路。控制装置4的控制部可以由各种处理器中的一个构成,也可以由相同种类或不同种类的两个以上的处理器的组合(例如,多个fpga的组合或cpu与fpga的组合)构成。
48.操作接收部2通过接收来自用户的各种操作,检测来自用户的指示(用户指示)。在本方式中,操作接收部2为设置于投影装置10的主体的按钮、按键、操纵杆等操作部。因此,当操作接收部2进行操作时,能够判定用户位于投影装置10的附近。
49.投影对象物6为具有通过投影部1显示投影图像的投影面的屏幕等物体。在图1所示的例子中,投影对象物6的投影面为矩形平面。图1中的投影对象物6的上下左右设为实际投影对象物6的上下左右。
50.由单点划线图示的投影范围11为投影对象物6中的通过投影部1照射投影光的区域。在图1所述的例子中,投影范围11为矩形。投影范围11为通过投影部1能够进行投影的可投影范围的一部分或全部。
51.另外,投影部1、控制装置4及操作接收部2例如通过1个装置来实现(例如,参考图3、图4)。或者,投影部1、控制装置4及操作接收部2可以是通过相互进行通信而协作的各自不同的装置。
52.<图1所示的投影部1的内部结构>
53.图2是表示图1所示的投影部1的内部结构的一例的示意图。
54.如图2所示,投影部1具备光源21、光调制部22、投影光学系统23及控制电路24。光源21包括激光器或led(light emitting diode:发光二极管)等发光元件,例如发射白色光。光源21为照射光的照射部的一例。
55.光调制部22由如下构成,即3个液晶面板(光调制元件),根据图像情報,对从光源21发射并通过省略图示的色分离机构分离成红色、蓝色、蓝色这3个颜色的各颜色光进行调制来发射各颜色图像;及分色棱镜,混合从3个液晶面板发射的各颜色图像并沿相同方向发射。可以在该3个液晶面板上分别搭载红色、蓝色、绿色的滤光片,并用各液晶面板调制从光源21发射的白色光以发射各颜色图像。
56.投影光学系统23入射了来自光源21及光调制部22的光,由包括至少一个透镜的例如继电器光学系统构成。通过投影光学系统23的光投影到投影对象物6。
57.投影对象物6中照射到透过光调制部22的整个范围的光的区域成为能够通过投影
部1来投影的可投影范围。该可投影范围中照射到从光调制部22实际透过的光的区域成为投影范围11。例如,通过控制光调制部22中光所透过的区域的大小、位置及形状,在可投影范围内,投影范围11的大小、位置及形状发生改变。
58.控制电路24根据从控制装置4输入的显示用数据,控制光源21、光调制部22及投影光学系统23,由此使基于该显示用数据的图像投影到投影对象物6。输入到控制电路24的显示用数据由红色显示用数据、蓝色显示用数据及绿色緑显示用数据这3个构成。
59.并且,控制电路24根据从控制装置4输入的命令改变投影光学系统23,由此进行投影部1的投影范围11(参考图1)的扩散或缩小。并且,控制装置4可以根据通过操作接收部2接收的来自用户的操作改变投影光学系统23,由此进行投影部1的投影范围11的移动。
60.并且,投影装置10具备维持投影光学系统23的像圈的同时机械地或光学地移动投影范围11的位移机构。投影光学系统23的像圈是入射至投影光学系统23的投影光从光量降低、色分离、周边弯曲等点适当地通过投影光学系统23的区域。
61.位移机构通过进行光学系统位移的光学系统位移机构、及进行电子位移的电子位移机构中的至少任一个来实现。
62.光学系统位移机构例如是使投影光学系统23在与光轴垂直的方向上移动的机构(例如,参考图3、图4)、或者代替使投影光学系统23移动,而使移动光调制部22在与光轴垂直的方向上移动的机构。并且,光学系统位移机构可以组合进行投影光学系统23的移动与光调制部22的移动。
63.电子位移机构是通过改变在光调制部22中使光透过的范围,来进行模拟的投影范围11的位移的机构。
64.并且,投影装置10可以具备与投影光学系统23的像圈一起移动投影范围11的投影方向变更机构。投影方向变更机构是通过利用机械旋转变更投影部1的朝向,改变投影部1的投影方向的机构(例如,参考图3、图4)。
65.<投影装置10的机械结构>
66.图3是表示投影装置10的外观结构的示意图。图4是图3所示的投影装置10的光学单元106的剖面示意图。图4表示从图3所示的主体部101出射的光沿着光路的面上的剖面。
67.如图3所示,投影装置10具备主体部101、及从主体部101突出设置的光学单元106。在图3所示的结构中,操作接收部2、控制装置4、投影部1中的光源21、光调制部22及控制电路24设置于主体部101。投影部1中的投影光学系统23设置于光学单元106。
68.光学单元106具备:第1部件102,由主体部101支承;及第2部件103,由第1部件102支承。
69.另外,第1部件102与第2部件103可以为成一体化的部件。光学单元106可以装卸自如地构成(换言之,可交换地构成)于主体部101上。
70.主体部101具有在与光学单元106连结的部分形成用于通过光的开口15a(参考图4)的壳体15(参考图4)。
71.如图3所示,在主体部101的壳体15的内部设置有光源21及光调制单元12,该光调制单元12包含根据输入图像数据空间调制从光源21发射的光以生成图像的光调制部22(参考图2)。
72.从光源21发射的光入射至光调制单元12的光调制部22,并通过光调制部22进行空
间调制而发射。
73.如图4所示,由通过光调制单元12空间调制的光形成的图像通过壳体15的开口15a入射至光学单元106,并投影到作为投影对象物的投影对象物6,使得观察者可以看到图像g1。
74.如图4所示,光学单元106具备:具有与主体部101的内部相连的空心部2a的第1部件102;具有与空心部2a相连的空心部3a的第2部件103;配置于空心部2a的第1光学系统121及反射部件122;配置于空心部3a的第2光学系统31、反射部件32、第3光学系统33及透镜34;第1位移机构105;及投影方向变更机构104。
75.第1部件102为剖面外形的一例为矩形的部件,开口2a与开口2b形成在相互垂直的面上。第1部件102以在主体部101的与开口15a对置的位置配置开口2a的状态下由主体部101支承。从主体部101的光调制单元12的光调制部22射出的光通过开口15a及开口2a入射至第1部件102的空心部2a。
76.将从主体部101入射至空心部2a的光的入射方向记载为方向x1,将方向x1的相反的方向记载为方向x2,将方向x1与方向x2总括记载为方向x。并且,在图4中,将从纸张正前方朝向内侧的方向和其相反的方向记载为方向z。方向z中,将从纸张正前方朝向内侧的方向记载为方向z1,将从纸张内侧朝向正前方的方向记载为方向z2。
77.并且,将与方向x及方向z垂直的方向记载为方向y,方向y中,将在图4中朝向上方的方向记载为方向y1,将在图4中朝向下方的方向记载为方向y2。在图4的例子中,以方向y2成为铅垂方向的方式配置投影装置10。
78.图2所示的投影光学系统23由第1光学系统121、反射部件122、第2光学系统31、反射部件32、第3光学系统33及透镜34构成。图4中示出该投影光学系统23的光轴k。第1光学系统121、反射部件122、第2光学系统31、反射部件32、第3光学系统33及透镜34从光调制部22侧依次沿着光轴k配置。
79.第1光学系统121包括至少一个透镜,将从主体部101入射至第1部件102并朝方向x1行进的光引导至反射部件122。
80.反射部件122使从第1光学系统121入射的光朝方向y1反射。反射部件122例如由反射镜等构成。在第1部件102,在由反射部件122反射的光的光路上形成有开口2b,该所反射光通过开口2b朝第2部件103的空心部3a行进。
81.第2部件103为剖面外形为大致t字型的部件,在第1部件102的与开口2b对置的位置形成有开口3a。通过第1部件102的开口2b的来自主体部101的光通过该开口3a入射至第2部件103的空心部3a。另外,第1部件102或第2部件103的剖面外形是任意的,并不限定于上述。
82.第2光学系统31包括至少一个透镜,将从第1部件102入射的光引导至反射部件32。
83.反射部件32使从第2光学系统31入射的光朝方向x2反射而引导至第3光学系统33。反射部件32例如由反射镜等构成。
84.第3光学系统33包括至少一个透镜,将由反射部件32反射的光引导至透镜34。
85.透镜34以封闭形成在第2部件103的方向x2侧端部的开口3c的方式配置于该端部。透镜34将从第3光学系统33入射的光投影到投影对象物6。
86.投影方向变更机构104是相对于第1部件102旋转自如地连结第2部件103的旋转机
构。通过该投影方向变更机构104,第2部件103构成为围绕沿方向y延伸的旋转轴(具体而言,为光轴k)旋转自如。另外,投影方向变更机构104只要能够使光学系统旋转,并不限定于图4所示的配置位置。并且,旋转机构的数量并不限定于1个,可以设置多个。
87.第1位移机构105是用于将投影光学系统的光轴k(换言之,光学单元106)沿着与其光轴k垂直的方向(图4的方向y)移动的机构。具体而言,第1位移机构105构成为能够变更第1部件102相对于主体部101的方向y的位置。第1位移机构105除了以手动移动第1部件102以外,还可以电动移动第1部件102。
88.图4表示第1部件102通过第1位移机构105朝方向y1侧最大限地移动的状态。从该图4所示的状态,第1部件102通过第1位移机构105朝方向y2移动,由此通过光调制部22形成的图像的中心(换言之,显示面的中心)与光轴k的相对位置发生改变,能够使投影到投影对象物6的图像g1朝方向y2位移(平行移动)。
89.另外,第1位移机构105可以是朝方向y移动光调制部22,来代替朝方向y移动光学单元106的机构。此时也能够使投影到投影对象物6的图像g1朝方向y2移动。
90.并且,如图4所示,投影装置10除了第1位移机构105以外,还具备第2位移机构50。第2位移机构50设置在光调制部22与投影光学系统23(第1光学系统121、反射部件122、第2光学系统31、反射部件32、第3光学系统33及透镜34)之间。在图4的例子中,第2位移机构50设置在主体部101中的光调制部22与开口15a之间的位置。
91.第2位移机构50如后述具备多个反射部,通过位移该多个反射部的至少任一个,能够改变投影到投影对象物6的图像g1即光学像的投影范围的位置。
92.<第2位移机构50的结构例1>
93.图5是表示第2位移机构50的结构例1的图。在图5中,简化图示投影光学系统23。图5所示的分色棱镜22a是光调制部22所具备的上述分色棱镜。分色棱镜22a是设置在多个反射部(后述的第1反射镜51、第2反射镜52、第3反射镜53及第4反射镜54)与光调制部22的液晶面板(光调制元件)之间的棱镜的一例。
94.将从分色棱镜22a入射至第2位移机构50的光(光学像)的入射方向记载为方向x1,将方向x1的相反的反向记载为方向x2,将方向x1与方向x2总括记载为方向x。方向x,x1,x2在分色棱镜22a及第2位移机构50的位置中分别与图4的方向x,x1,x2对应。
95.并且,在图5中,将从纸张正前方朝向内侧的方向和其相反的方向设为方向z。方向z中,将从纸张正前方朝向内侧的方向设为方向z1,将从纸张内侧朝向正前方的方向设为方向z2。方向z,z1,z2在分色棱镜22a及第2位移机构50的位置中分别与图4的方向z,z1,z2对应。
96.并且,将与方向x及方向z垂直的方向记载为方向y,方向y中,将在图5中朝向上方的方向记载为方向y1,将在图5中朝向下方的方向记载为方向y2。方向y、y1、y2在分色棱镜22a及第2位移机构50的位置中分别与图4的方向y、y1、y2对应。
97.在图5的例子中,第2位移机构50具备第1反射镜51、第2反射镜52、第3反射镜53及第4反射镜54。第1反射镜51、第2反射镜52、第3反射镜53及第4反射镜54是多个反射部的一例。第1反射镜51、第2反射镜52、第3反射镜53及第4反射镜54例如通过在树脂等基板的表面涂布银或铝等来形成。
98.第1反射镜51使从分色棱镜22a朝方向x1发射的光以45度的入射角(反射角)反射
并朝方向y1发射。
99.第2反射镜52使从第1反射镜51朝方向y1发射的光以45度的入射角反射并朝方向x2发射。第3反射镜53使从第2反射镜52朝方向x2发射的光以45度的入射角反射并朝方向y1发射。第4反射镜54使从第3反射镜53朝方向y1发射的光以45度的入射角反射并朝方向x1发射。
100.从第4反射镜54发射的光通过投影光学系统23作为图像g1投影。例如在图4所示的结构例中,从第4反射镜54发射的光经由第1光学系统121、反射部件122、第2光学系统31、反射部件32、第3光学系统33及透镜34作为图像g1投影到投影对象物6。
101.在图5的例子中,第1反射镜51及第2反射镜52相对于分色棱镜22a或投影光学系统23的相对位置是固定的。另一方面,第3反射镜53及第4反射镜54相对于分色棱镜22a或投影光学系统23的相对位置是可变的。具体而言,第3反射镜53能够朝方向x位移,第4反射镜54能够朝方向x及方向y位移。第3反射镜53及第4反射镜54的位移通过由控制装置4控制设置在第2位移机构50上的未图示的致动器(例如马达)来进行。
102.a是图5的状态下的从第2反射镜52至第3反射镜53的光路的空气换算长度。光路的空气换算长度通过其光路中的光的通过方向的长度除以其光路的折射率的值(长度/折射率)表示。在图5的例子中,第1反射镜51、第2反射镜52、第3反射镜53及第4反射镜54之间成为空气(折射率=1),光路的空气换算长度是其光路中的光通过方向的长度(距离)。
103.b是图5的状态下的从第3反射镜53至第4反射镜54的光路的空气换算长度。并且,将从第4反射镜54至投影光学系统23的光路中的方向x的位置与光朝第2反射镜52的入射位置一致的点设为假想点55。此时,从第4反射镜54至假想点55的光路的空气换算长度也成为a。因此,从第2反射镜52至假想点55的光路的空气换算长度成为a+b+a=2a+b。
104.控制装置4通过进行位移第1反射镜51及第2反射镜52的控制,来位移图像g1的位置(即,投影范围11的位置)。
105.<基于图5所示的第2位移机构50的投影范围11的位移>
106.图6是表示基于图5所示的第2位移机构50的投影范围11的位移的一例的图。在图6的例子中,通过控制装置4进行如下控制,使第3反射镜53朝方向x2位移,使第4反射镜54朝方向x2及方向y2位移。由此,能够使图像g1(即投影范围11)朝方向y2位移。
107.并且,控制装置4通过进行不仅使第4反射镜54朝方向y2位移,还使第3反射镜53及第4反射镜54朝方向x2位移的控制,抑制伴随图像g1的位移的、分色棱镜22a与投影光学系统23之间的光路的空气换算长度的改变。
108.具体而言,在图6所示的例子中,控制装置4进行如下控制,使第3反射镜53及第4反射镜54朝方向x2仅位移δ,并使第4反射镜54朝方向y2仅位移2δ。此时,与图5的状态相比,从第2反射镜52至第3反射镜53的光路的空气换算长度仅增加δ,从第3反射镜53至第4反射镜54的光路的空气换算长度仅减少2δ,从第4反射镜54至假想点55的光路的空气换算长度仅增加δ。
109.因此,在图6的例子中,从第2反射镜52至假想点55的光路的空气换算长度为(a+δ)+(b-2δ)+(a+δ)=2a+b,与图5的状态相同。并且,在图5、图6的例子中,从分色棱镜22a至第2反射镜52的空气换算长度、及从假想点55至投影光学系统23的空气换算长度不变。
110.因此,即使从图5的状态转移到图6的状态并使图像g1在方向y上位移,也能够维持
分色棱镜22a与投影光学系统23之间的光路的空气换算长度。由此,能够抑制因图像g1的方向x的成像位置发生改变而导致的图像g1的不期望的焦点偏离(例如模糊)。因此,能够抑制投影品质的降低的同时位移投影范围11。
111.另外,在图6的例子中,对使第3反射镜53朝方向x2位移,使第4反射镜54朝方向x2位移,使第4反射镜54朝方向y2位移的情况进行了说明,但这些各位移可以以任意顺序依次进行,也可以并行进行。并且,通过使第3反射镜53及第4反射镜54朝与图6的例子相反的方向位移,能够使图像g1朝方向y1位移。
112.如此,在投影装置10中,在光调制部22与投影光学系统23之间配置有反射通过光调制部22调制的光学像的第1反射镜51、第2反射镜52、第3反射镜53及第4反射镜54(多个反射部)。由此,通过位移第1反射镜51、第2反射镜52、第3反射镜53及第4反射镜54中的至少一个(在图6的例子中,是第3反射镜53及第4反射镜54)的控制,能够改变(位移)投影范围11的位置。
113.并且,控制装置4通过以光调制部22与投影光学系统23之间的光学像的路径的空气换算长度成为特定值(例如,图5、图6中的从光调制部22至投影光学系统23的光路的空气换算长度)的方式进行该控制,能够抑制伴随投影范围11的位移的、图像g1的不期望的焦点偏离(例如模糊)。因此,能够抑制投影品质的降低的同时位移投影范围11。
114.例如操作接收部2是设定投影范围11的位置的设定部。例如,操作接收部2通过按键等从用户接收投影范围11的位置的指定,并将所接收的投影范围11的位置设定为位移目的地的投影范围11的位置。控制装置4根据通过操作接收部2设定的投影范围11的位置,进行用于位移投影范围11的上述控制。
115.但是,设定投影范围11的位置的设定部并不限定于操作接收部2。例如,投影装置10具备能够拍摄投影对象物6的摄像装置,控制装置4可以根据通过该摄像装置获得的摄像图像自动设定投影范围11的位置。此时,摄像装置及控制装置4成为设定投影范围11的位置的设定部。
116.<光路的空气换算长度的维持>
117.控制装置4可以进行上述控制,其用于在维持光调制部22与投影光学系统23之间的光路的空气换算长度的状态下位移投影范围11。维持光路的空气换算长度是指,使用户无法明确识别由光路的空气换算长度的改变导致的图像g1的焦点偏离的程度缩小光路的空气换算长度的变化的状态。
118.具体而言,即使在从图5的状态设为图6的状态的控制的途中,控制装置4也通过协调第3反射镜53及第4反射镜54,将从射镜52至假想点55的光路的空气换算长度维持成2a+b。
119.例如,控制装置4为了从图5的状态转变为图6的状态,花费相同的时间并同时进行第3反射镜53朝方向x2的δ的位移、第4反射镜54朝方向x2的δ的位移、及第4反射镜54朝方向y2的2δ的位移。此时,将第3反射镜53及第4反射镜54朝方向x2的位移的速度均设为v,且将第4反射镜54朝方向y2的2δ的位移的速度设为v2。由此,能够将从第2反射镜52至假想点55的光路的空气换算长度维持成2a+b,并且从图5的状态转变成图6的状态。
120.或者,控制装置4为了从图5的状态转变为图6的状态,可以以第3反射镜53朝方向x2的δ/n的位移、第4反射镜54朝方向x2的δ/n的位移、及第4反射镜54朝方向y2的2δ/n的
位移为1次处理,反复进行n次该处理。n为2以上的自然数。越增大n,越减少因1次处理而产生的从第2反射镜52至假想点55的光路的空气换算长度的变动,能够使用户无法明确识别图像g1的焦点偏离。如此,通过重复依次位移第3反射镜53及第4反射镜54的处理,即使不同时进行各位移,也能够将从第2反射镜52至假想点55的光路的空气换算长度维持成大致2a+b,并且从图5的状态转变为图6的状态。
121.接着,对第2位移机构50的其他结构例进行说明。
122.<第2位移机构50的结构例2>
123.图7是表示第2位移机构50的结构例2的图。在图7所示的例子中,第4反射镜54只能够朝方向y位移。
124.<基于图7所示的第2位移机构50的投影范围11的位移>
125.图8是表示基于图7所示的第2位移机构50的投影范围11的位移的一例的图。在图8的例子中,通过控制装置4进行如下控制,使第3反射镜53朝方向x2位移,使第4反射镜54朝方向y2位移。由此,能够使图像g1(即投影范围11)朝方向y2位移。
126.具体而言,控制装置4进行如下控制,使第3反射镜53朝方向x2仅位移δ,并使第4反射镜54朝方向y2仅位移δ。此时,第4反射镜54中的光的入射位置朝方向x2位移δ,且朝方向y2仅位移δ。其结果,与图7的状态相比,从第2反射镜52至第3反射镜53的光路的空气换算长度仅增加δ,从第3反射镜53至第4反射镜54的光路的空气换算长度仅减少2δ,从第4反射镜54至假想点55的光路的空气换算长度仅增加δ。
127.因此,在图8的例子中,从第2反射镜52至假想点55的光路的空气换算长度为(a+δ)+(b-2δ)+(a+δ)=2a+b,与图7的状态相同。因此,即使与图5、图6的结构例相同地,使图像g1在方向y上位移,也能够维持分色棱镜22a与投影光学系统23之间的光路的空气换算长度。由此,抑制因图像g1的方向x的成像位置发生改变而导致的图像g1的不期望的模糊等,能够抑制因投影品质的降低的同时位移投影范围11。
128.另外,在图7、图8的结构例中,第4反射镜54中的光的入射位置位移,因此设计第4反射镜54的反射面的面积,以使能够进行该位移。
129.<第2位移机构50的结构例3>
130.图9是表示第2位移机构50的结构例3的图。在图9所示的例子中,第2位移机构50具备第4反射镜54a、54b,以代替图5~图8所示的第4反射镜54。第4反射镜54a、54b相对于分色棱镜22a或投影光学系统23的相对位置是固定的。
131.如图9所示,从第2反射镜52朝向第3反射镜53的光路的空气换算长度为a时,第4反射镜54a设置于在与图5所示的第4反射镜54相同的位置发射来自第3反射镜53的光的位置上。相对于此,从第2反射镜52朝向第3反射镜53的光路的空气换算长度为a+δ时,第4反射镜54b设置于在与图6所示的第4反射镜54相同的位置发射来自第3反射镜53的光的位置上(参考图10)。
132.<基于图9所示的第2位移机构50的投影范围11的位移>
133.图10是表示基于图9所示的第2位移机构50的投影范围11的位移的一例的图。在图10的例子中,通过控制装置4进行如下控制,使第3反射镜53朝方向x2位移。由此,能够使图像g1(即投影范围11)朝方向y2位移。
134.具体而言,控制装置4进行使第3反射镜53朝方向x2仅位移δ的控制。此时,从来自
第3反射镜53的光入射第4反射镜54a的状态转变为来自第3反射镜53的光入射第4反射镜54b的状态。其结果,与图9的状态相比,从第2反射镜52至第3反射镜53的光路的空气换算长度仅增加δ,从第3反射镜53至第4反射镜54a或第4反射镜54b的光路的空气换算长度仅减少2δ,从第4反射镜54至假想点55的光路的空气换算长度仅增加δ。
135.因此,在图10的例子中,从第2反射镜52至假想点55的光路的空气换算长度为(a+δ)+(b-2δ)+(a+δ)=2a+b,与图9的状态相同。因此,即使与图5、图6的结构例或图7、图8的结构例相同地,使图像g1在方向y上位移,也能够维持分色棱镜22a与投影光学系统23之间的光路的空气换算长度。
136.由此,抑制因图像g1的方向x的成像位置发生改变而导致的图像g1的不期望的模糊等,能够抑制因投影品质的降低的同时位移投影范围11。
137.另外,在图9、图10的结构例中,从第2反射镜52到第3反射镜53的光路的空气换算长度为a的情况,及从第2反射镜52到第3反射镜53的光路的空气换算长度为a+δ的情况下,能够维持分色棱镜22a与投影光学系统23之间的光路的空气换算长度。因此,作为图像g1(投影范围11)的位置,可以设为如下,能够设定从第2反射镜52到第3反射镜53的光路的空气换算长度成为a的位置、及从第2反射镜52到第3反射镜53的光路的空气换算长度成为a+δ的位置,但无法设定从第2反射镜52到第3反射镜53的光路的空气换算长度成为a与a+δ之间的位置。
138.<第2位移机构50的结构例4>
139.图11是表示第2位移机构50的结构例4的图。在图11中,对能够使投影范围11朝方向y及方向z位移的结构进行说明。在图11所示的例子中,第2位移机构50具备第1反射镜151、第2反射镜152、第3反射镜153及第4反射镜154。第1反射镜151、第2反射镜152、第3反射镜153及第4反射镜154例如通过在树脂等基板的表面涂布银或铝等来形成。
140.第1反射镜151使从分色棱镜22a朝方向x1发射的光以45度的入射角(反射角)反射并朝方向z1发射。
141.第2反射镜152使从第1反射镜151朝方向z1发射的光以45度的入射角反射并朝方向x2发射。第3反射镜153使从第2反射镜152朝方向x2发射的光以45度的入射角反射并朝方向y1发射。第4反射镜154使从第3反射镜153朝方向y1发射的光以45度的入射角反射并朝方向x1发射。从第4反射镜154发射的光通过投影光学系统23作为图像g1投影。
142.第4反射镜154是用于改变使投影范围11的位置朝方向y(第1方向)的第1反射部的一例。第2反射镜152是用于改变投影范围11的位置朝方向z(第2方向)的第2反射部的一例。
143.在图11的例子中,第1反射镜151、第2反射镜152、第3反射镜153及第4反射镜154相对于分色棱镜22a或投影光学系统23的相对位置是可变的。具体而言,第1反射镜151、第2反射镜152及第3反射镜153能够朝方向x及方向z位移,第4反射镜154能够朝方向y及方向x位移。第1反射镜151、第2反射镜152、第3反射镜153及第4反射镜154的位移通过由控制装置4控制设置在第2位移机构50上的未图示的致动器(例如马达)来进行。
144.a是图11的状态下的从分色棱镜22a至第1反射镜151的光路的空气换算长度。b是图11的状态下的从第1反射镜151至第2反射镜152的光路的空气换算长度。c是图11的状态下的从第2反射镜152至第3反射镜153的光路的空气换算长度。d是图11的状态下的从第3反射镜153至第4反射镜154的光路的空气换算长度。e是图11的状态下的从第4反射镜154至投
影光学系统23的光路的空气换算长度。此时,从分色棱镜22a至投影光学系统23的光路的空气换算长度成为a+b+c+d+e。
145.控制装置4通过进行使第1反射镜151、第2反射镜152、第3反射镜153及第4反射镜154位移的控制,能够改变(位移)图像g1(即投影范围11)的方向y及方向z上的位置。
146.<基于图11所示的第2位移机构50的投影范围11的方向y的位移>
147.图12是表示基于图11所示的第2位移机构50的投影范围11的方向y的位移的一例的图。在图12中,示出从方向z2朝向方向z1观察投影范围11的方向y的位移前后的、第2反射镜152、第3反射镜153、第4反射镜154、及投影光学系统23的状态。
148.图12的上部表示投影范围11的方向y的位移前的状态,表示与图11相同的状态。在图12的上部的状态下,从第2反射镜152至投影光学系统23的光路的空气换算长度为c+d+e。
149.图12的下部表示投影范围11的方向y的位移后的状态。在图12的例中,通过控制装置4进行如下控制,使第3反射镜153及第4反射镜154朝方向x1位移,使第4反射镜154朝方向y1位移。由此,能够使图像g1(投影范围11)朝方向y1位移。
150.具体而言,控制装置4进行如下控制,使第3反射镜153及第4反射镜154朝方向x1仅位移δ,并使第4反射镜154朝方向y1仅位移2δ。其结果,与图11的状态相比,从第2反射镜152至第3反射镜153的光路的空气换算长度仅减少δ,从第3反射镜153至第4反射镜154的光路的空气换算长度仅增加2δ,从第4反射镜154至投影光学系统23的光路的空气换算长度仅减少δ。
151.因此,在图12的下部的状态下,从第2反射镜152至投影光学系统23的光路的空气换算长度为(c-δ)+(d+2δ)+(e-δ)=c+d+e,与图12的上部的状态(图11的状态)相同。因此,即使与其他结构例相同地,使图像g1在方向y上位移,也能够维持分色棱镜22a与投影光学系统23之间的光路的空气换算长度。
152.由此,抑制因图像g1的方向x的成像位置发生改变而导致的图像g1的不期望的模糊等,能够抑制因投影品质的降低的同时位移投影范围11。
153.<基于图11所示的第2位移机构50的投影范围11的方向z的位移>
154.图13是表示基于图11所示的第2位移机构50的投影范围11的方向z的位移的一例的图。在图13中,示出从方向y1朝向方向y2观察投影范围11的方向z的位移前后的、第2反射镜152、第3反射镜153、第4反射镜154、及投影光学系统23的状态。
155.图13的上部表示投影范围11的方向z的位移前的状态,表示与图11相同的状态。在图13的上部的状态下,从分色棱镜22a至第3反射镜153的光路的空气换算长度为a+b+c。
156.图13的下部表示投影范围11的方向z的位移后的状态。在图13的例中,通过控制装置4进行如下控制,使第1反射镜151及第2反射镜152朝方向x1位移,使第2反射镜152及第3反射镜153朝方向z1位移。由此,能够使图像g1(投影范围11)朝方向z1位移。
157.具体而言,控制装置4进行如下控制,使第1反射镜151及第2反射镜152朝方向x1仅位移δ,并使第2反射镜152及第3反射镜153朝方向z1仅位移2δ。其结果,与图11的状态相比,从分色棱镜22a至第1反射镜151的光路的空气换算长度仅减少δ,从第1反射镜151至第2反射镜152的光路的空气换算长度仅增加2δ,从第2反射镜152至第3反射镜153的光路的空气换算长度仅减少δ。
158.因此,在图13的下部的状态下,从分色棱镜22a至第3反射镜153的光路的空气换算
长度为(a-δ)+(b+2δ)+(c-δ)=a+b+c,与图13的上部的状态(图11的状态)相同。因此,即使与其他结构例相同地,使投影范围11在方向z上位移,也能够维持分色棱镜22a与投影光学系统23之间的光路的空气换算长度。
159.由此,抑制因图像g1的方向x的成像位置发生改变而导致的图像g1的不期望的模糊等,能够抑制因投影品质的降低的同时位移投影范围11。
160.如图12、图13所示,根据图11所示的第2位移机构50,能够朝方向y或方向z位移投影范围11。并且,控制装置4通过组合进行图12、图13所示的控制,可以进行投影范围11朝方向y的位移、及投影范围11朝方向z的位移这两者。
161.<基于图11所示的第2位移机构50的投影范围11的方向y的位移的其他例子>
162.图14是表示基于图11所示的第2位移机构50的投影范围11的方向y的位移的另一例的图。在上述图12中,对如下控制进行了说明,即,在加长从第3反射镜153至第4反射镜154的光路的空气换算长度而使投影范围11朝方向y位移时,通过缩短从第2反射镜152至第3反射镜153的光路的空气换算长度、及从第4反射镜154至投影光学系统23的光路的空气换算长度来维持整个空气换算长度,但维持整个空气换算长度的控制并不限定于此。
163.在图14中,在平面上示出投影范围11的方向y的位移前后的、从分色棱镜22a至第1反射镜151的光路、从第1反射镜151至第2反射镜152的光路、从第2反射镜152至第3反射镜153的光路、及从第3反射镜153至投影光学系统23的光路。
164.图14的上部表示投影范围11的方向y的位移前的状态,表示与图11相同的状态。在图14的上部的状态下,从分色棱镜22a至投影光学系统23的光路的空气换算长度为a+b+c+d+e。
165.图14的下部表示投影范围11的方向y的位移后的状态。在图14的例子中,控制装置4进行如下控制,使第4反射镜154朝方向y1仅位移4δ,使第3反射镜153及第4反射镜154朝方向x1仅位移δ,使第1反射镜151及第2反射镜152朝方向x2仅位移δ。由此,能够使图像g1(投影范围11)朝方向y1仅位移4δ。
166.在图14的下部的状态下,从分色棱镜22a至投影光学系统23的光路的空气换算长度为(a-δ)+b+(c-2δ)+(d+4δ)+(e-δ)=a+b+c+d+e,与图14的上部的状态相同。因此,即使与其他结构例相同地,使图像g1在方向y上位移,也能够维持分色棱镜22a与投影光学系统23之间的光路的空气换算长度。
167.由此,抑制因图像g1的方向x的成像位置发生改变而导致的图像g1的不期望的模糊等,能够抑制因投影品质的降低的同时位移投影范围11。
168.如图14所示,使投影范围11朝方向y位移时,不仅位移第3反射镜153及第4反射镜154,还位移第1反射镜151及第2反射镜152来维持光路的空气换算长度,由此能够减少各反射镜的位移量。
169.<基于图11所示的第2位移机构50的投影范围11的方向z的位移的其他例子>
170.图15是表示基于图11所示的第2位移机构50的投影范围11的方向z的位移的另一例的图。在图13中,例如,对如下控制进行了说明,即,在加长从第1反射镜151至第2反射镜152的光路的空气换算长度而使投影范围11朝方向z位移时,通过缩短从分色棱镜22a至第1反射镜151的光路的空气换算长度、及从第2反射镜152至第3反射镜153的光路的空气换算长度来维持整个空气换算长度但维持整个空气换算长度的控制并不限定于此。
171.在图15中,在平面上示出投影范围11的方向z的位移前后的、从分色棱镜22a至第1反射镜151的光路、从第1反射镜151至第2反射镜152的光路、从第2反射镜152至第3反射镜153的光路、及从第3反射镜153至投影光学系统23的光路。
172.图15的上部表示投影范围11的方向z的位移前的状态,表示与图11相同的状态。在图15的上部的状态下,从分色棱镜22a至投影光学系统23的光路的空气换算长度为a+b+c+d+e。
173.图15的下部表示投影范围11的方向z的位移后的状态。在图15的例子中,控制装置4进行如下控制,使第2反射镜152、第3反射镜153及第4反射镜154朝方向z1仅位移4δ,使第3反射镜153及第4反射镜154朝方向z1仅位移4δ,使第1反射镜151及第2反射镜152朝方向x2仅位移δ,使第3反射镜153及第4反射镜154朝方向x1仅位移δ。由此,能够使图像g1(投影范围11)朝方向z1仅位移4δ。
174.在图15的下部的状态下,从分色棱镜22a至投影光学系统23的光路的空气换算长度为(a-δ)+(b+4δ)+(c-2δ)+d+(e-δ)=a+b+c+d+e,与图15的上部的状态相同。因此,即使与其他结构例相同地,使投影范围11在方向z上位移,也能够维持分色棱镜22a与投影光学系统23之间的光路的空气换算长度。
175.由此,抑制因图像g1的方向x的成像位置发生改变而导致的图像g1的不期望的模糊等,能够抑制因投影品质的降低的同时位移投影范围11。
176.如图15所示,使投影范围11朝方向z位移时,不仅位移第1反射镜151、第2反射镜152及第3反射镜153,还位移第4反射镜154来维持光路的空气换算长度,由此能够减少各反射镜的位移量。
177.<基于控制装置4的各控制的组合>
178.图12、图13所示的控制通过较大地位移较少的反射部来进行,因此反射部的位移量相对于投影范围11的位移量大,能够进行投影范围11的高精确度的位移。另一方面,图14、图15所示的控制通过较小地位移较多的反射部来进行,因此能够高速位移投影范围11。
179.因此,控制装置4可以首先作为粗调整通过图14、图15所示的控制高速位移投影范围11,接着作为微调整通过图12、图13所示的控制高精确度地位移投影范围11。
180.<关于第2位移机构50的设计>
181.将方向y中的图像g1的可位移宽度设为v位移宽度,且将方向z中的图像g1的可位移宽度设为h位移宽度时,图12、图13所示的第2位移机构50例如设计成满足下述(1)式。
182.amax≥v位移宽度/2
183.bmax≥v位移宽度
184.cmax≥(v位移宽度+h位移宽度)/2
185.dmax≥h位移宽度
186.emax≥h位移宽度/2
……
(1)
187.并且,图14、图15所示的第2位移机构50例如设计成满足下述式(2)。
188.amax≥(v位移宽度+h位移宽度)/3
189.bmax≥v位移宽度
190.cmax≥(v位移宽度+h位移宽度)/3
191.dmax≥h位移宽度
192.emax≥(v位移宽度+h位移宽度)/3
……
(2)
193.(1)式及(2)式中,amax为分色棱镜22a与第1反射镜151之间的距离的最大值,bmax为第1反射镜151与第2反射镜152之间的距离的最大值,cmax为第2反射镜152与第3反射镜153之间的距离的最大值,dmax为第3反射镜153与第4反射镜154之间的距离的最大值,emax为第4反射镜154与投影光学系统23之间的距离的最大值。
194.<第2位移机构50的结构例5>
195.图16是表示第2位移机构50的结构例5的图。在图11~图15中,作为能够使投影范围11朝方向y及方向z位移的结构,对第2位移机构50具备第1反射镜151、第2反射镜152、第3反射镜153及第4反射镜154的结构进行了说明,但并不限定于这种结构。
196.例如,如图16所示,第2位移机构50除了第1反射镜151、第2反射镜152、第3反射镜153及第4反射镜154之外,还可以具备第5反射镜155。第4反射镜154反射从第3反射镜153朝方向y1发射的光并朝方向z1发射。第5反射镜155反射从第4反射镜154朝方向z1发射的光并朝方向x1发射。从第5反射镜155发射的光通过投影光学系统23作为图像g1投影。
197.对在第4反射镜154与投影光学系统23之间设置第5反射镜155的结构进行了说明,但可以设为在分色棱镜22a与第1反射镜151之间设置第5反射镜155的结构,可以设为在第2反射镜152与第3反射镜153之间设置第5反射镜155的结构,也可以设为在第3反射镜153与第4反射镜154之间设置第5反射镜155的结构。
198.上述第2位移机构50的各结构例也能够组合实施。例如,在图11所示的第2位移机构50中,可以如图7、图8所示限定一部分的反射部可位移的方向,也可以如图9、图10所示分离一部分的反射部来固定位置。并且,控制装置4可以如下控制,维持从光调制部22至投影光学系统23的光路的空气换算长度,并且进行各反射部的位移。
199.<基于投影装置10的2画面投影>
200.图17是表示基于投影装置10的2画面投影的一例的图。投影装置10可以对投影对象物6投影多个图像。图17所示的投影范围11a、11b是投影对象物6中的通过投影部1照射投影光的2个区域。在图17的例中,在投影范围11a、11b投影相同图像(“abc”字符串)。
201.另外,在图17的例子中,投影范围11a、11b均为投影对象物6中的投影范围,但投影范围11a、11b可以为分别不同的投影对象物中的投影范围。
202.<进行2画面投影的投影装置10的结构>
203.图18是表示进行2画面投影的投影装置10的结构的一例的图。图19是表示基于图18所示的第2位移机构50的投影范围11的位移的一例的图。
204.图18、图19所示的投影装置10具备半反射镜51a以代替图5所示的第1反射镜51。半反射镜51a是对通过光调制部22(光调制元件)调制的光学像进行分支的分支部件的一例。半反射镜51a使从分色棱镜22a朝方向x1发射的光的一部分反射并朝方向y1(第2反射镜52)发射,并且使从分色棱镜22a朝方向x1发射的光的剩余部分透过并朝方向x1反射。
205.图像g1是投影在图17所示的投影范围11a内的图像,图像g2是投影在图17所示的投影范围11b内的图像。从半反射镜51a朝方向y1发射的光(第1光)在第2反射镜52、第3反射镜53及第4反射镜54中反射,并且通过投影光学系统23投影为图像g1。另一方面,从半反射镜51a朝方向x1发射的光(第2光)直接通过投影光学系统23投影为图像g2。
206.如此,通过半反射镜51a分支从分色棱镜22a发射的光,由此能够在投影范围11a、
11b中分别投影图像g1、g2。并且,与为了分别投影通过半反射镜51a分支的各光而设置多个投影光学系统23的结构相比,通过设为通过共同投影光学系统23投影通过半反射镜51a分支的各光的结构能够抑制投影装置10的大型化,并且能够容易使图像g1、g2的投影品质均匀。
207.并且,如图19所示,能够通过第2位移机构50使图像g1在方向y位移。因此,能够调整图像g1、g2(投影范围11a、11b)的相对位置关系(例如间隔)。
208.此外,根据第2位移机构50,即使使图像g1在方向y上位移也能够抑制图像g1的方向x的成像位置的改变,因此能够抑制图像g1、g2的投影品质的不期望的偏差(例如,焦点的偏差)。因此,能够抑制投影品质的降低的同时调整图像g1、g2的相对位置关系。
209.<进行2画面投影的投影装置10的结构的其他例子>
210.图20是表示进行2画面投影的投影装置10的结构的另一例的图。在图18、图19所示的投影装置10可以进一步设置光学部件60。光学部件60为折射率大于1且使光透过的部件,作为一例为玻璃部件。在图20的例子中,光学部件60设置在从第4反射镜54至投影光学系统23的光路上。
211.在此,在半反射镜51a与投影光学系统23之间的第1光(由半反射镜51a反射的光)的路径比半反射镜51a与投影光学系统23之间的第2光(透过半反射镜51a的光)的路径长经由第2反射镜52、第3反射镜53及第4反射镜54的量。
212.相对于此,通过在半反射镜51a与投影光学系统23之间的第1光的路径上设置光学部件60,能够缩短该第1光的路径的空气换算长度。光学部件60的折射率及厚度(光的通过方向的长度)设计成第1光的路径的空气换算长度与第2光的路径的空气换算长度大致一致。
213.由此,能够设为通过共同的投影光学系统23投影通过半反射镜51a分支的各光的结构的同时使所分支的各光到达投影光学系统23为止的各路径的空气换算长度一致,因此能够抑制因各路径的长度不同而导致的图像g1、g2的投影品质的不期望的偏差(例如焦点的偏差)。
214.<基于投影装置10的2画面投影的其他例>
215.图21是表示基于投影装置10的2画面投影的另一例的图。如图21所示,投影装置10可以设为在投影范围11a、11b中能够投影分别不同的图像的结构。在图21的例子中,在投影范围11a中投影包含“abc”字符串的图像,在投影范围11b中投影包含“def”字符串的图像。
216.例如,在图18~图20所示的投影装置10的机构中,将半反射镜51a设为通过施加电压等而透过率可变的半反射镜。然后,控制装置4进行如下控制,即,高速切换半反射镜51a没有使光透过而反射的第1状态(透过率几乎为0%)与半反射镜51a使光透过的第2状态(透过率几乎为100%)。与此同时,控制装置4进行如下控制,在第1状态时,从光调制部22发射投影到投影范围11a的光学像,在第2状态时,从光调制部22发射投影到投影范围11b的光学像。由此,分时进行相对于投影范围11a的投影、及相对于投影范围11b的投影,从而能够对投影范围11a、11b投影分别不同的图像。
217.但是,能够对投影范围11a、11b投影分别不同的图像的结构并不限定于此。例如,可以设为代替半反射镜51a而设置能够切换位置或角度的第1反射镜51的结构。然后,控制装置4进行如下控制,即,高速切换第1反射镜51反射光的第1状态与第1反射镜51不反射光
的第2状态。与此同时,控制装置4进行如下控制,在第1状态时,从光调制部22发射投影到投影范围11a的光学像,在第2状态时,从光调制部22发射投影到投影范围11b的光学像。由此,分时进行相对于投影范围11a的投影、及相对于投影范围11b的投影,从而能够对投影范围11a、11b投影分别不同的图像。
218.并且,可以设为代替半反射镜51a而设置使第1偏振的光反射并朝方向y1发射,使与第1偏振不同的第2偏振的光透过并朝方向x1发射的偏振部件的结构。并且,光调制部22设为能够切换发生第1偏振的光学像与第2偏振的光学像的结构。然后,控制装置4进行如下控制,即,高速切换从光调制部22发射投影到投影范围11a的第1偏振的光学像的状态与从光调制部22发射投影到投影范围11b的第2偏振的光学像的状态。由此,分时进行相对于投影范围11a的投影、及相对于投影范围11b的投影,从而能够对投影范围11a、11b投影分别不同的图像。
219.在图18~图20中,对将图5、图6所示的第2位移机构50的结构例1设为能够进行2画面投影的结构的例子进行了说明,但也可以将第2位移机构50的其他结构例设为能够进行2画面投影的结构。
220.<变形例1>
221.对作为位移机构具备第1位移机构105及第2位移机构50的结构进行了说明,但也可以是在投影装置10中省略第1位移机构105的结构。此时,也能够通过第2位移机构50进行投影范围11的位移。
222.<变形例2>
223.对第2位移机构50设置于主体部101中的光调制部22与开口15a之间的位置上的结构进行了说明,但设置第2位移机构50的位置并不限定于此。例如,在图4所示的投影装置10的结构中,可以在第1部件102中的开口2a与第1光学系统121之间的位置上设置第2位移机构50。
224.<变形例3>
225.在图3、图4中,作为投影装置10的结构,对使用反射部件122及反射部件32使光轴k弯曲2次的结构进行了说明,但也可以设为省略反射部件122及反射部件32而不弯曲光轴k的结构,也可以设为省略反射部件122及反射部件32中的任一个而弯曲1次光轴k的结构。
226.图22是表示投影装置10的其他外观结构的示意图。图23是图22所示的投影装置10的光学单元106的剖面示意图。在图22、图23中,对与图3、图4所示的部分相同的部分赋予相同的符号并省略说明。
227.图22所示的光学单元106具备由主体部101支承的第1部件102,而不具备图3、图4所示的第2部件103。并且,图22所示的光学单元106不具备图3、图4所示的反射部件122、第2光学系统31、反射部件32、第3光学系统33及投影方向变更机构104。
228.在图22所示的光学单元106中,图2所示的投影光学系统23由第1光学系统121及透镜34构成。图23中示出该投影光学系统23的光轴k。第1光学系统121及透镜34从光调制部22侧依次沿光轴k配置。
229.第1光学系统121将从主体部101入射至第1部件102并朝方向x1行进的光引导至透镜34。透镜34以封闭形成在主体部101的方向x1侧端部的开口3c的方式配置于该端部。透镜34将从第1光学系统121入射的光投影到投影对象物6。
230.<参考>
231.图24是表示在投影范围11位移时无法维持空气换算长度的第2位移机构50的结构的一例作为参考的图。图24所示的第2位移机构50是在图5所示的第2位移机构50中不能位移第4反射镜54的结构。
232.图25是表示基于图24所示的第2位移机构50的投影范围11的位移的一例作为参考的图。在图25的例子中,控制装置4进行使第3反射镜53朝方向x2仅位移δ的控制。此时,与图24的状态相比,从第2反射镜52至第3反射镜53的光路的空气换算长度仅增加δ,从第3反射镜53至第4反射镜54的光路的空气换算长度仅减少δ,从第4反射镜54至假想点55的光路的空气换算长度仅增加δ。
233.因此,在图25的例子中,从第2反射镜52至假想点55的光路的空气换算长度为(a+δ)+(b-δ)+(a+δ)=2a+b+δ,与图24的状态不同。因此,从图24的状态转移到图25的状态并使图像g1在方向y上位移时,分色棱镜22a与投影光学系统23之间的光路的空气换算长度发生改变。因此,发生因图像g1的方向x的成像位置发生改变而导致的图像g1的不期望的焦点偏离(例如模糊)。
234.如此,设为能够仅位移配置在光调制部22与投影光学系统23之间的多个反射部(例如,第1反射镜51、第2反射镜52、第3反射镜53及第4反射镜54)中的1个反射部的结构的情况下,例如,除非如图9、图10所示的结构例那样分离不可位移的其他反射部而设为不连续的结构,否则在投影范围11位移时无法维持空气换算长度。相对于此,根据上述的第2位移机构50的各结构例,能够在投影范围11位移时无法维持空气换算长度。
235.本说明书中至少记载有以下事项。
236.(1)一种投影装置,其具备:
237.照射部,照射光;
238.光调制元件,调制来自上述照射部的上述光;
239.多个反射部,反射通过上述光调制元件调制的光学像;
240.投影光学系统,将通过上述多个反射部反射的上述光学像投影到投影面,上述多个反射部配置在上述光调制元件与上述投影光学系统之间。
241.(2)
242.根据(1)所述的投影装置,其还具备处理器,
243.上述处理器进行如下控制,通过位移上述多个反射部的至少任一个来改变上述光学像的投影范围的位置。
244.(3)
245.根据(2)所述的投影装置,其中,
246.上述处理器进行上述控制,以使上述光调制元件与上述投影光学系统之间的上述光学像的路径的空气换算长度成为特定值。
247.(4)
248.根据(2)或(3)所述的投影装置,其具备设定上述投影范围的上述位置的设定部,
249.上述处理器基于通过上述设定部设定的上述位置进行上述控制。
250.(5)
251.根据(2)至(4)中任一项所述的投影装置,其中,
252.上述处理器在维持上述光调制元件与上述投影光学系统之间的上述光学像的路径的空气换算长度的状态下进行上述控制。
253.(6)
254.根据(5)所述的投影装置,其中,
255.上述处理器通过协调地位移上述多个反射部来进行上述控制。
256.(7)
257.根据(5)或(6)所述的投影装置,其中,
258.上述处理器通过反复进行位移上述多个反射部的处理来进行上述控制。
259.(8〕
260.根据(5)或(6)所述的投影装置,其中,
261.上述处理器通过同时位移上述多个反射部来进行上述控制。
262.(9)
263.根据(2)至(8)中任一项所述的投影装置,其中,
264.上述多个反射部包括:第1反射部,用于在第1方向上改变上述投影范围的上述位置;及第2反射部,用于在与上述第1方向不同的第2方向上改变上述投影范围的上述位置。
265.(10)
266.根据(1)至(9)中任一项所述的投影装置,其还具备对通过上述光调制元件调制的上述光学像进行分支的分支部件,
267.上述多个反射部反射通过上述分支部件分支的上述光学像中的第1光,
268.上述投影光学系统将通过上述多个反射部反射的上述第1光投影到上述投影面。
269.(11)
270.根据(10)所述的投影装置,其中,
271.上述投影光学系统将上述第1光、及通过上述分支部件分支的上述光学像中的与上述第1光不同的第2光投影到上述投影面。
272.(12)
273.根据(11)所述的投影装置,其具备光学部件,
274.所述光学部件设置于上述第1光的路径上,且具有使上述分支部件与上述投影光学系统之间的上述第1光的路径的空气换算长度和上述分支部件与上述投影光学系统之间的上述第2光的路径的空气换算长度一致的折射率及厚度。
275.(13)
276.根据(1)至(12)中任一项所述的投影装置,其中,
277.上述多个反射部具有发射上述光学像的4面以上的反射面。
278.(14)
279.根据(1)至(13)中任一项所述的投影装置,其还具备棱镜,
280.上述棱镜配置在上述多个反射部与上述光调制元件之间。
281.(15)一种控制方法,其为基于投影装置的控制方法,其中,
282.投影装置具备:
283.照射部,照射光;
284.光调制元件,调制来自上述照射部的上述光;
285.多个反射部,反射通过上述光调制元件调制的光学像;
286.投影光学系统,将通过上述多个反射部反射的上述光学像投影到投影面;及
287.处理器,
288.该控制方法中,
289.上述多个反射部配置在上述光调制元件与上述投影光学系统之间,
290.上述处理器进行如下控制,通过位移上述多个反射部的至少任一个来改变上述光学像的投影范围的位置。
291.(16)
292.根据(15)所述的控制方法,其中,
293.上述处理器进行上述控制,以使上述光调制元件与上述投影光学系统之间的上述光学像的路径的空气换算长度成为特定值。
294.(17)
295.根据(15)或(16)所述的控制方法,其中,
296.具备设定上述投影范围的上述位置的设定部,
297.上述处理器基于通过上述设定部设定的上述位置进行上述控制。
298.(18)
299.根据(15)至(17)中任一项所述的控制方法,其中,
300.上述处理器在维持上述光调制元件与上述投影光学系统之间的上述光学像的路径的空气换算长度的状态下进行上述控制。
301.(19)
302.根据(18)所述的控制方法,其中,
303.上述处理器通过协调地位移上述多个反射部来进行上述控制。
304.(20)
305.根据(18)或(19)所述的控制方法,其中,
306.上述处理器通过反复进行位移上述多个反射部的处理来进行上述控制。
307.(21)
308.根据(18)或(19)所述的控制方法,其中,
309.上述处理器通过同时位移上述多个反射部来进行上述控制。
310.(22)
311.根据(15)至(21)中任一项所述的控制方法,其中,
312.上述多个反射部包括:第1反射部,用于在第1方向上改变上述投影范围的上述位置;及第2反射部,用于在与上述第1方向不同的第2方向上改变上述投影范围的上述位置。
313.(23)
314.根据(15)至(22)中任一项所述的控制方法,其中,
315.还具备对通过上述光调制元件调制的上述光学像进行分支的分支部件,
316.上述多个反射部反射通过上述分支部件分支的上述光学像中的第1光,
317.上述投影光学系统将通过上述多个反射部反射的上述第1光投影到上述投影面。
318.(24)
319.根据(23)所述的控制方法,其中,
320.上述投影光学系统将上述第1光、及通过上述分支部件分支的上述光学像中的与上述第1光不同的第2光投影到上述投影面。
321.(25)
322.根据(24)所述的控制方法,其中,
323.具备光学部件,所述光学部件设置于上述第1光的路径上,且具有使上述分支部件与上述投影光学系统之间的上述第1光的路径的空气换算长度和上述分支部件与上述投影光学系统之间的上述第2光的路径的空气换算长度一致的折射率及厚度。
324.(26)
325.根据(15)至(25)中任一项所述的控制方法,其中,
326.上述多个反射部具有发射上述光学像的4面以上的反射面。
327.(27)
328.根据(15)至(26)中任一项所述的控制方法,其中,还具备棱镜,
329.上述棱镜配置在上述多个反射部与上述光调制元件之间。
330.符号说明
331.1-投影部,2-操作接收部,2a、3a-空心部,2a、2b、3a、3c、15a-开口,4-控制装置,4a-存储介质,6-投影对象物,10-投影装置,11、11a、11b-投影范围,12-光调制单元,15-壳体,21-光源,22-光调制部,22a-分色棱镜,23-投影光学系统,24-控制电路,31-第2光学系统,32、122-反射部件,33-第3光学系统,34-透镜,50-第2位移机构,51、151-第1反射镜,51a-半反射镜,52、152-第2反射镜,53、153-第3反射镜,54、54a、54b、154-第4反射镜,55-假想点,60-光学部件,101-主体部,102-第1部件,103-第2部件,104-投影方向变更机构,105-第1位移机构,106-光学单元,121-第1光学系统,155-第5反射镜,g1、g2-图像。
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