CN101311814B - 图像投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光利用效率高，可以抑制从投影系统到摄影系统的杂散光的图像投影装置。该图像投影装置具有：摄像机(摄影部)，其拍摄对象物；偏振光分光器(偏振光分离元件)，其配置于对象物与摄像机之间的光路的中途，反射s偏振光，使p偏振光透过；投影器(投影部)，其经由偏振光分光器，将R光、G光、B光的各种基本色光的s偏振光的彩色图像光投影到对象物上；光衰减滤光镜，其使入射至偏振光分光器的图像光中，透过偏振光分光器的透射光衰减；以及控制单元，其在显示部上显示前述摄影部拍摄的图像，并将输入的注释图像重叠在显示部上的拍摄图像上，同时进行该注释图像的图像投影控制。

Description

图像投影装置

技术领域

本发明涉及一种图像投影装置。

背景技术

目前，提出一种使照射系统(投影系统)和摄像系统的光路局部通用化而实现小型化的同轴照射摄像装置(例如，参照专利文献1)。

该现有的同轴照射摄像装置具有：外壳，其具有开口；摄像机，其配置在外壳内，使光轴通过开口；半透明反射镜，其配置在外壳内，使其位于摄像机的光轴上；发光二极管，其配置在外壳内，由半透明反射镜反射出射光并使其从开口向外部射出；光衰减滤光镜，其相对发光二极管的光轴倾斜配置，使发光二极管的出射光中透过半透明反射镜的光衰减；以及无反射体，其配置在由光衰减滤光镜反射的光的光轴上。

根据上述同轴照射摄像装置，从发光二极管射出的光，由半透明反射镜反射一部分而从开口向外部射出，而透过半透明反射镜的光，到达光衰减滤光镜而衰减，未被光衰减滤光镜完全衰减的光，因为会被无反射体吸收，所以可以抑制发光二极管的一部分出射光变为杂散光而入射到摄像机中。

专利文献1：特开平9-5663号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种光利用效率高，并可以抑制从投影系统到摄影系统的杂散光的图像投影装置。

本发明的一种形式为，为了实现上述目的而提供以下的图像投影装置。

〔1〕一种图像投影装置，其具有：

投影部，其将由规定的直线偏振光得到的图像光向规定方向投影；偏振光分离元件，其使从前述投影部射出的由前述规定的直线偏振光得到的图像光，向前述规定方向反射或透射；摄影部，其经由前述偏振光分离元件对前述规定方向进行摄像；以及控制单元，其在显示部上显示前述摄影部拍摄的图像，并将输入的注释图像重叠在显示部上的拍摄图像上，同时进行该注释图像的图像投影控制。

〔2〕如前述〔1〕所述的图像投影装置，前述投影部射出的前述图像光，由基于前述规定的直线偏振光得到的多个基本色光构成。

〔3〕如前述〔2〕所述的图像投影装置，前述投影部具有对前述多种基本色光进行的合成光学系统，在前述合成光学系统与前述偏振光分离元件之间，配置波长依赖性偏振光变换元件。

〔4〕如前述〔1〕至〔3〕的任意一项所述的图像投影装置，其还具有光衰减部件，其使从前述投影部射出的前述图像光中，利用前述偏振光分离元件向与前述规定方向不同的方向透射或反射的光衰减。

〔5〕如前述〔4〕所述的图像投影装置，前述光衰减部件设置为，使从前述光衰减部件反射的光不会入射至前述摄影部。

〔6〕如前述〔1〕至〔5〕的任意一项所述的图像投影装置，其还具有：防尘罩，其在前述规定方向上具有开口，进行前述偏振光分离元件的防尘；以及透光性防尘部，其封闭前述防尘罩的前述开口，前述透光性防尘部件设置为，使从前述透光性防尘部件反射的光不会入射至前述摄影部。

〔7〕一种图像投影装置，其具有：投影部，其将图像光向规定方向投影，该图像光是对由规定的直线偏振光得到的红光、绿光和蓝光进行合成而成的；偏振光分离元件，其使从前述投影部射出的由前述规定的直线偏振光得到的前述图像光，向前述规定方向反射或透射；摄影部，其经由前述偏振光分离元件，对前述规定方向进行摄影；光衰减部件，其使从前述投影部射出的前述图像光中，利用前述偏振光分离元件而向与前述规定方向不同的方向透射或反射的光衰减；防尘罩，其在前述规定方向上具有开口，进行前述偏振光分离元件及前述光衰减部件的防尘；透光性防尘部件，其封闭前述防尘罩的前述开口；以及控制单元，其在显示部上显示前述摄影部拍摄的图像，并将输入的注释图像重叠在显示部上的拍摄图像上，同时进行该注释图像的图像投影控制前述光衰减部件设置为，使从前述光衰减部件反射的光不会入射至前述摄影部，前述透光性防尘部件设置为，使从前述透光性防尘部件反射的光不会入射至前述摄影部。

发明的效果

根据前述〔1〕涉及的图像投影装置，其光利用效率高，可以抑制从投影系统到摄影系统的杂散光。

根据前述〔2〕涉及的图像投影装置，在使用彩色图像光的基础上，其光利用效率高，可以抑制从投影系统到摄影系统的杂散光。

根据前述〔3〕涉及的图像投影装置，与使用液晶开关等变换特定波长的偏振光方向的元件相比，因为不需要驱动电路等，因而可以使结构简单。

根据前述〔4〕涉及的图像投影装置，可以防止利用偏振光分离元件透过或反射的光入射至摄影系统。

根据前述〔5〕涉及的图像投影装置，可以防止未被光衰减部件完全衰减的光入射至摄影系统。

根据前述〔6〕涉及的图像投影装置，不仅具有防尘功能，还可以防止由透光性防尘部件反射的光入射至摄影系统。

根据前述〔7〕涉及的图像投影装置，光利用效率高，可以防止利用偏振光分离元件而透过或反射的光、或由透光性防尘部件反射的光变为杂散光而入射至摄影系统。

附图说明

图1是表示本发明的1实施方式涉及的图像投影装置的外观的斜视图。

图2是表示防尘罩的内部结构的平面图。

图3是表示投影器的光学系统的图。

图4表示偏振光分光器，(a)为斜视图，(b)为(a)的A-A线剖面图，(c)、(d)为表示其它例子的A-A线剖面图。

图5是表示透光性防尘部件的层结构的要部剖面图。

图6(a)至(d)是表示光衰减滤光镜的层结构的要部剖面图。

图7是表示图像投影装置的整体光学系统的图。

图8是表示本发明的第2实施方式涉及的图像投影装置的整体光学系统的图。

图9是表示第2实施方式涉及的投影器的光学系统的图。

具体实施方式

第1实施方式

图1是表示本发明的第1实施方式涉及的图像投影装置的外观的斜视图。该图像投影装置具有底座2，在该底座2上分别配置下述部分而构成：摄像机(摄影部)3，其拍摄对象物100；偏振光分光器(偏振光分离元件)4，其配置在对象物100与摄像机3之间的光路中，反射s偏振光，使p偏振光透过；防尘罩5，其覆盖偏振光分光器4；以及投影器(投影部)6，其经由偏振光分光器4向对象物100投影彩色的图像光6a，该图像光6a由基于s偏振光得到的红光(R光)、绿光(G光)、蓝光(B光)这各种基本色光构成。

对象物100可以是工业产品、模型等立体物体，也可以是屏幕等平面物体。

摄像机3例如是使用CCD(电荷耦合器)或CMOS(互补型金属氧化物半导体)等作为受光元件的装置。

防尘罩5由底座部50和罩部51构成，该底座部50由树脂、金属等构成，用于将防尘罩5安装到底座2上，该罩部51由树脂、金属等构成，形成于底座部50的上部。罩部51在对象物100侧具有开口51a，以封闭该开口51a的方式保持透光性防尘部件7。关于透光性防尘部件7的层结构如后所述。

作为投影器6，例如使用具有透射型液晶板的液晶投影器。另外，也可以使用反射型液晶板，或者也可以使用具有2维微反射镜阵列的投影器、或具有色轮的分时方式的投影器等。另外，关于投影器6的光学系统如后所述。

(防尘罩的内部结构)

图2是表示防尘罩5的内部结构的平面图。防尘罩5在对象物100侧具有上述开口51a，在与该开口51a正对的位置具有开口51b。在通过两个开口51a、51b的光轴(以下称为主光轴)110上，配置上述偏振光分光器4及上述摄像机3。另外，防尘罩5在从偏振光分光器4的中心开始与主光轴110正交的光轴(以下称为副光轴)120上具有开口51c，在副光轴120上配置上述投影器6，在副光轴120上的偏振光分光器4的背面侧配置光衰减滤光镜8。并且，防尘罩5具有封闭开口51b的透明的玻璃板12，投影器6的投影透镜单元68经由衬垫13与罩部51接触，成为封闭开口51c的结构。

投影器6的出射光瞳68b和摄像机3的入射光瞳3a，隔着偏振光分光器4，配置于光学上共轭的位置。在这里，也可以使视场角一致，通过使视场角一致，容易进行投影器6的投影图像与摄像机3的拍摄图像3的控制。

(偏振光分光器)

偏振光分光器4由保持部件9保持，该保持部件9由铝等金属或丙烯酸等合成树脂构成，在保持部件9上设置对偏振光分光器4的图像光6a照射侧进行保护的透明玻璃板10。另外，偏振光分光器4具有反射s偏振光而使p偏振光透过的光学特性，以相对于副光轴120倾斜45°的方式，利用未图示的安装部件，将保持部件9安装在防尘罩5的底座50或罩部51上。另外，偏振光分光器4的倾斜角度是与投影器6和摄像机3的相对位置关系对应的角度，不限于45°。关于偏振光分光器4的层结构如后所述。

(透光性防尘部件)

透光性防尘部件7构成为，使透光性防尘部件7的光轴7a相对主光轴110倾斜，以使得接收来自投影器6的图像光6a而反射的反射光，不会入射至摄像机3的入射光瞳(相当于摄像机的透镜口部分)3a中。

确定透光性防尘部件7倾斜的角度，以使投影透镜单元68的出射光瞳像的大小、位置、弯曲象差量、像位置变化量等处于容许值内。优选倾斜角度为5～30度，在本实施方式中，确定为20度。另外，也可以使透光性防尘部件7的光轴7a相对于主光轴110，以位于摄像机3与投影器6之间的方式倾斜。

(光衰减滤光镜)

光衰减滤光镜8由保持部件11保持，该保持部件11由铝等金属或丙烯酸等合成树脂构成。保持部件11利用未图示的安装部件，安装在防尘罩5的底座部50或罩部51上。

另外，光衰减滤光镜8使从投影器6射出的图像光6a中的、利用偏振光分光器4向与沿主光轴110的方向不同的方向透过或反射的光衰减。也就是说，从投影器6射出的s偏振光的图像光6a，基本上被偏振光分光器4反射，但由于制造上、组装上的误差，图像光6a的一部分会透过偏振光分光器4。光衰减滤光镜8使透过该偏振光分光器4的光衰减。在这里，无法使到达衰减滤光镜8的光完全衰减，也有少量反射的可能性，但将衰减滤光镜8相对于副光轴120倾斜配置，以使得该反射光由防尘罩5的罩部51等反射，而不会入射至摄像机3的入射光瞳3a中。关于光衰减滤光镜8的层结构如后所述。

(投影器的光学系统)

图3是表示投影器的光学系统的图。而且，在图中，Rp表示p偏振光的R光，Gp表示p偏振光的G光，Bp表示p偏振光的B光，Rs表示s偏振光的R光，Gs表示s偏振光的G光，Bs表示s偏振光的B光。另外，在本说明书中，将光的电矢量的振动方向垂直于光的前进方向且与纸面垂直的方向的光称为s偏振光，将垂直于光的前进方向且与纸面平行的方向的光称为p偏振光。

投影器6具有：光源部60，其产生无偏振光的白光；偏振光变换元件61，其使从光源部60射出的光的偏振光方向都成为s偏振光；全反射镜62A～62D；二向色镜63R，其反射R光，使G光、B光透过；二向色镜63G，其反射G光，使B光透过；液晶板64R、64G、64B，其由TN液晶构成，分别对R光、G光、B光进行调制而生成基于s偏振光的R光、G光、B光的图像光；合成棱镜65，其合成R光、G光、B光的图像光；1/2波长板(偏振光变换元件)66，其配置于合成棱镜65的二向色镜63G侧，将s偏振光的G光变换为p偏振光；绿色偏振光变换元件67，其配置于合成棱镜65的出射侧，作为波长依赖性偏振光变换元件，将p偏振光的G光变换为s偏振光；以及投影透镜单元68，其由多个投影透镜68a构成，将s偏振光的图像光6a投影到对象物100上。液晶板64R、64G、64B在光的入射侧·出射侧分别具有偏振光板，使s偏振光入射，提取调制后的s偏振光。

光源部60由下述部分构成：氙气灯、卤素灯、金属卤化物灯等的发光体60a；以及反射镜60b，其由抛物面镜构成，使从发光体60a向后方发出的光成为大致平行的光束而向前方反射。

作为合成棱镜65，是将直角三角形的四个直角棱镜650的正交的2条边接合，在接合面上形成反射B光的二向色层651B、以及反射R光的二向色层651R。

绿色偏振光变换元件67将p偏振光的G光变换为s偏振光，不改变其它的R光、B光的偏振光状态，而是保持原状地使其透过。作为这种绿色偏振光变换元件67，例如，可以使用“カラ一リンク·ジヤパン株式会社”制造的“カラ一セレクト”(注册商标)。

(投影器的动作)

如果由光源部60产生无偏振光的白光，则该无偏振光的白光在由偏振光变换元件61变换为s偏振光之后，经由全反射镜62A入射至二向色镜63R。入射至二向色镜63R的光，由二向色镜63R分为反射光(R光)和透射光(G光、B光)，使s偏振光的R光入射至液晶板64R。

透过二向色镜63R的G光和B光，由二向色镜63G分为反射光(G光)和透射光(B光)，使s偏振光的G光入射至液晶板64G。

透过二向色镜63G的s偏振光的B光，经由全反射镜62C、62D入射至液晶板64B。

入射至各液晶板64R、64G、64B的s偏振光的R光、G光、B光，分别根据R、G、B的图像信号被调制。R光及B光入射至合成棱镜65，G光由1/2波长板66从s偏振光变换为p偏振光，入射至合成棱镜65。入射至合成棱镜65的R光、G光、B光，由合成棱镜65合成，向投影透镜单元68侧射出。此时，由于p偏振光的G光由绿色偏振光变换元件67变换为s偏振光，所以R光、G光、B光全部成为s偏振光的图像光6a，从投影透镜单元68向对象物100投射。

此外，也可以将绿色偏振光变换元件67配置在投影透镜单元68的内部，或相对于投影透镜单元68配置在出射侧。另外，在上述结构中，考虑合成效率等，合成p偏振光的G光、s偏振光的R光及s偏振光的B光，但也可以使用不设置1/2波长板66和绿色偏振光变换元件67，而是合成s偏振光的R光、G光、B光的这种光学系统。

(偏振光分光器的层结构)

图4表示偏振光分光器4，(a)为斜视图，(b)为(a)的A-A线剖面图，(c)、(d)为表示其它例子的A-A线剖面图。另外，偏振光分光器4不限于图4的装置。

偏振光分光器4，如图4(a)、(b)所示，具有：透明的玻璃板40，其具有例如100×100mm左右的大小和1.6mm左右的厚度；以及多个格栅要素42，其由Si或导电性材料等构成，相互平行地形成在玻璃板40的上表面上。偏振光分光器4的s偏振光的反射率，由于制造上、组装上的误差等，无法100％反射，大约为90～95％。为了反射可见光的s偏振光，格栅要素42的厚度t优选0.04～0.5μm，间距p优选0.2μm左右。另外，格栅要素42的宽度w与间距p的比值优选0.3～0.76。

图4(c)所示的偏振光分光器4，相对于图4(a)、(b)所示的偏振光分光器4，在玻璃板40的下表面形成抑制反射光的AR(Anti-Reflection)层41。

AR层41例如是将折射率不同的SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、MgF₂等电介体层交互层叠而形成，具有利用光的干涉效果而抑制反射光的作用。

图4(d)所示的偏振光分光器4，相对于图4(c)所示的偏振光分光器4，设有AL层43，其是在玻璃板40及格栅要素42的表面蒸镀铝而形成的，对光进行反射。

(透光性防尘部件的层结构)

图5是表示透光性防尘部件7的层结构的要部剖面图。透光性防尘部件7具有：透明玻璃板70；以及AR(Anti-Reflection)层71，其形成于玻璃板70的内侧，对于透过透光性防尘部件7的图像光6a，抑制反射光6d。另外，透光性防尘部件7的结构不限于图5的方式。

玻璃板70由合成石英(BK7)、光学用白板玻璃等构成，例如，具有100×100mm左右的大小和2mm左右的厚度。

AR层71例如是将折射率不同的SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、MgF₂等电介体层交互层叠而形成，具有利用光的干涉效果而抑制反射光6d的作用，在本实施方式中，使用反射率为0.3％的物质。

(光衰减滤光镜的层结构)

图6(a)～(d)是表示光衰减滤光镜8的层结构的要部剖面图。作为光衰减滤光镜8，可以使用图6(a)～(d)的各种结构，但不限于图6所示的结构。

图6(a)所示的光衰减滤光镜8例如由以下部分构成：玻璃板80，其由石英玻璃等构成，具有100×100mm左右的大小和2mm左右的厚度；AL层81，其在玻璃板80的外侧蒸镀铝而形成，对光进行反射；ND(Neutral Density)层82，其形成于玻璃板80的内侧，抑制光的透过；以及AR(Anti-Reflection)层83，其形成于ND层82的内侧，抑制反射光。

ND层82由例如铬、镍铬铁、铝等金属形成，具有抑制光的透射的功能，在本实施方式中，使用透射率为0.3％的物质。

AR层83例如是将折射率不同的SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、MgF₂等电介体层交互层叠而形成，具有利用光的干涉效果而抑制反射光的作用，在本实施方式中，使用反射率为0.5％的物质。

另外，图6(b)所示的光衰减滤光镜8，相对于图6(a)的光衰减滤光镜8，使AL层81形成于玻璃板80的内侧。

另外，图6(c)所示的光衰减滤光镜8，相对于图6(a)的光衰减滤光镜8，省略AR层83。

另外，图6(d)所示的光衰减滤光镜8，相对于图6(b)的光衰减滤光镜8，省略AR层83。

例如，在图6(a)所示的光衰减滤光镜8中，如果未被偏振光分光器4反射而透过的光6b到达光衰减滤光镜8，则分为由AR层83反射的反射光和透过AR层83的透射光。因为透射光由ND层82衰减后，透过玻璃板80而被AL层反射，再次由ND层82衰减后，向外部出射，所以透射光6b几乎全部由光衰减滤光镜8衰减，不易产生反射光6c。

(图像投影装置的动作)

下面，说明图像投影装置1的动作。如果摄像机3拍摄对象物100，将该拍摄图像发送给未图示的控制单元，则控制单元在显示部上显示拍摄图像。控制单元将输入的注释图像重叠在显示部上的拍摄图像上，同时进行该注释图像的图像投影控制。投影器6利用控制单元的图像投影控制，将注释图像作为s偏振光的图像光6a投影到对象物100上。作为这种装置，可以参考例如美国专利公开2004/0070674(用摄像机拍摄存在于实际物体侧的对象物，并将该拍摄图像传送给终端，在终端根据拍摄图像，将指示的注释图像在实际物体侧利用投影器向对象物投影的技术)。

图7是表示图像投影装置1的整体光学系统的图。如果从投影器6出射的s偏振光的图像光6a，入射至偏振光分光器4，则几乎所有的图像光6a都被偏振光分光器4反射，经由透光性防尘部件7向对象物100投影。

接受图像光6a而从对象物100发出的光，因为偏振光方向杂乱，所以其一部分透过偏振光分光器4而入射至摄像机3的入射光瞳3a，摄像机3拍摄对象物100。

入射至偏振光分光器4的图像光6a中，一部分光透过偏振光分光器4，但该透射光6b会到达光衰减滤光镜8而衰减，不易产生反射光6c。因为光衰减滤光镜8相对于副光轴120倾斜配置，所以即使在光衰减滤光镜8上产生反射光6c，也可以避免其到达偏振光分光器4而再次由偏振光分光器4反射的光6c’入射至摄像机3的入射光瞳3a中。

另外，在由偏振光分光器4反射的图像光6a透过透光性防尘部件7时，一部分光反射。因为该反射光6d不是完全的s偏振光，所以一部分会透过偏振光分光器4。在本实施方式中，不是使透光性防尘部件7相对于主光轴110垂直设置，而是以使反射光6d避开入射光瞳3a，向光衰减滤光镜8侧反射的方式配置。因此，透过偏振光分光器4的光会避开摄像机3，大部分都到达光衰减滤光镜8而衰减，几乎不会产生反射光。

〔第2实施方式〕

图8是表示本发明的第2实施方式涉及的图像投影装置的整体光学系统的图。本实施方式是在第1实施方式中，交换摄像机与投影器的位置，即，在主光轴110上配置投影器16，在副光轴120上配置摄像机3。

第1实施方式中使用的投影器6构成为，射出R光、G光、B光全部成为s偏振光的图像光6a，但本实施方式使用的投影器16构成为，射出R光、G光、B光全部成为p偏振光的图像光6a。

本实施方式的偏振光分光器4，相对于主光轴110倾斜45度配置，使得格栅要素42相对玻璃板40位于投影器16侧。

(投影器的光学系统)

图9是表示第2实施方式涉及的投影器16的光学系统。此外，该图中，Rp表示p偏振光的R光，Gp表示p偏振光的G光，Bp表示p偏振光的B光，Rs表示s偏振光的R光，Gs表示s偏振光的G光，Bs表示s偏振光的B光。

该投影器16构成为，具有：光源160，其由与第1实施方式同样构成的发光体160a及反射镜160b构成；偏振光变换元件161，其由无偏振光的白光得到s偏振光；二向色镜162，其反射B光，使R光、G光透过；2个偏振光分光器163、166，其反射s偏振光，使p偏振光透过；第1红色偏振光变换元件165A，其配置在二向色镜162和偏振光分光器166之间，将s偏振光的R光变换为p偏振光；二向色棱镜167，其反射B光，使R光、G光透过；第2红色偏振光变换元件165B，其配置在偏振光分光器166和二向色棱镜167之间，将s偏振光的R光变换为p偏振光；B用反射型液晶板164B，其面向偏振光分光器163配置；以及R用反射型液晶板164R及G用反射型液晶板164G，其面向偏振光分光器166配置。

第1及第2红色偏振光变换元件165A、165B，具有只将R光从s偏振光变换为p偏振光，而G光及B光不改变偏振光状态而保持原状地透过的功能。作为这种红色偏振光变换元件165A、165B，例如可以使用“カラ一リンク·ジヤパン株式会社”制的“カラ一セレクト”(注册商标)。

偏振光分光器163形成由电介体多层膜构成的偏振光分离层163b，其将2个直角棱镜163a的斜边之间接合，在接合面上反射s偏振光，使p偏振光透过。

偏振光分光器166与偏振光分光器163同样地，形成由电介体多层膜构成的偏振光分离层166b，其将2个直角棱镜166a的斜边之间接合，在接合面上反射s偏振光，使p偏振光透过。

二向色棱镜167形成二向色层167b，其将2个直角棱镜167a的斜边之间接合，在接合面上反射B光，使R光、G光透过。

(投影器的动作)

从光源160射出的无偏振光的白光，由偏振光变换元件161偏振为s偏振光，入射至二向色镜162。二向色镜162反射来自光源160的s偏振光中的B光，使其它光(R光、G光)透过。由二向色镜162反射的s偏振光的B光入射至偏振光分光器163，通过偏振光分光器163将光路变更为90°方向，入射至B用液晶板164B。

另一方面，透过二向色镜162的光(R光、G光)，利用第1红色偏振光变换元件165A，仅使R光的偏振光方向旋转90°，入射至偏振光分光器166，s偏振光的G光由偏振光分光器166反射后，入射至G用液晶板164G。

另外，透过二向色镜162及第1红色偏振光变换元件165A的光中的R光，透过偏振光分光器166，入射至R用液晶板164R。

入射至B用液晶板164B的s偏振光的B光，根据B图像信号被调制，在从液晶板164B反射时，与调制对应而使偏振光方向旋转，入射至偏振光分光器163。透过偏振光分光器163的p偏振光的B光，在由二向色棱镜167反射后，入射至投影透镜单元68。

入射至G用液晶板164G的s偏振光的G光，根据G图像信号被调制，在从液晶板164G反射时，与调制相对应而使偏振光方向旋转，透过偏振光分光器166的p偏振光的G光，透过第2红色偏振光变换元件165B及二向色棱镜167后，入射至投影透镜单元68。

入射至R用液晶板164R的p偏振光的R光，根据R图像信号被调制，在从液晶板164R反射时，与调制相对应而使偏振光方向旋转，由偏振光分光器166反射的s偏振光的R光，入射至第2红色偏振光变换元件165B。入射至第2红色偏振光变换元件165B的s偏振光的R光，利用第2红色偏振光变换元件165B使偏振光方向旋转90°，成为p偏振光，透过二向色棱镜167后，入射至投影透镜单元68。

入射至投影透镜68的、R光、G光、B光全部成为p偏振光的图像光6a，透过偏振光分光器4及透光性防尘部件7，投影到对象物100上。

此外，在上述结构中，将第2红色偏振光变换元件165B配置在偏振光分光器166与二向色棱镜167之间，但也可以配置在二向色棱镜167与投影透镜单元68之间，或投影透镜68的内部，或相对于投影透镜68配置于出射侧。

(图像投影装置的动作)

下面，参照上述图8说明图像投影装置1的动作。如果摄像机3拍摄对象物100，将其拍摄图像发送给未图示的控制单元，则控制单元在显示部上显示拍摄图像。控制单元使输入的注释图像重叠在显示部上的拍摄图像上，并进行该注释图像的图像投影控制。投影器16通过控制单元的图像投影控制，将注释图像作为图像光6a投影到对象物100上。

如果从投影器16射出的p偏振光的图像光6a，入射至偏振光分光器4，则图像光6a几乎都透过偏振光分光器4，经由透光性防尘部件7投影到对象物100上。

接受图像光6a而从对象物100发出的光，因为偏振光方向杂乱，所以由偏振光分光器4反射而入射至摄像机3的入射光瞳3a中，摄像机3拍摄对象物100。

入射至偏振光分光器4的图像光6a中的一部分光由偏振光分光器4反射，但其反射光6e到达光衰减滤光镜8而衰减，几乎不反射。

另外，当透过偏振光分光器4的图像光6a透过透光性防尘部件7时，虽然一部分光反射，但该反射光6d中透过偏振光分光器4的光，会到达光衰减滤光镜8而衰减，不易产生反射光6e’。因为光衰减滤光镜8相对于副光轴120倾斜配置，所以即使因光衰减滤光镜8产生反射光6e’，也可以避免到达偏振光分光器4而再次透过偏振光分光器4的光6e’入射至摄像机3的入射光瞳3a。

另外，本发明不限于上述各实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内，可以进行多种变形实施。例如，在上述各实施方式中，使光衰减滤光镜远离防尘罩而设置在防尘罩内，但也可以设置在防尘罩的内壁上。另外，也可以使第1光衰减滤光镜远离防尘罩而设置在防尘罩内，同时在防尘罩的内壁设置第2光衰减滤光镜。

另外，在上述各实施方式中，使用反射s偏振光而使p偏振光透过的偏振光分光器4，但也可以使用使s偏振光透过而反射p偏振光的偏振光分离元件。

另外，在不脱离本发明主旨的范围内，可以任意组合各实施方式的结构要素。例如，也可以将第1实施方式的使用了透射型液晶板的投影器，置换为第2实施方式的使用了反射型液晶板的投影器。该情况下，例如，需要在二向色棱镜167的出射侧添加将p偏振光变换为s偏振光的偏振光变换元件。另外，关于液晶板的配置也不限于本发明记载的内容，可以适当地设计，以使其最终射出偏振光方向一致的图像光。

Claims (7)

1.一种图像投影装置，其特征在于，具有：

投影部，其将由规定的直线偏振光得到的图像光向规定方向投影；

偏振光分离元件，其使从前述投影部射出的由前述规定的直线偏振光得到的图像光，向前述规定方向反射或透射；

摄影部，其经由前述偏振光分离元件对前述规定方向进行摄像；以及

控制单元，其在显示部上显示前述摄影部拍摄的图像，并将输入的注释图像重叠在显示部上的拍摄图像上，同时进行该注释图像的图像投影控制。

2.如权利要求1所述的图像投影装置，其特征在于，

前述投影部射出的前述图像光，由基于前述规定的直线偏振光得到的多个基本色光构成。

3.如权利要求2所述的图像投影装置，其特征在于，

前述投影部具有对前述多种基本色光进行合成的合成光学系统，在前述合成光学系统与前述偏振光分离元件之间，配置波长依赖性偏振光变换元件。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的图像投影装置，其特征在于，

还具有光衰减部件，其使从前述投影部射出的前述图像光中，利用前述偏振光分离元件向与前述规定方向不同的方向透射或反射的光衰减。

5.如权利要求4所述的图像投影装置，其特征在于，

前述光衰减部件设置为，使从前述光衰减部件反射的光不会入射至前述摄影部。

6.如权利要求1至3中任意一项所述的图像投影装置，其特征在于，

还具有：防尘罩，其在前述规定方向上具有开口，进行前述偏振光分离元件的防尘；以及透光性防尘部，其封闭前述防尘罩的前述开口，

前述透光性防尘部件设置为，使从前述透光性防尘部件反射的光不会入射至前述摄影部。

7.一种图像投影装置，其特征在于，具有：

投影部，其将图像光向规定方向投影，该图像光是对由规定的直线偏振光得到的红光、绿光和蓝光进行合成而成的；

偏振光分离元件，其使从前述投影部射出的由前述规定的直线偏振光得到的前述图像光，向前述规定方向反射或透射；

摄影部，其经由前述偏振光分离元件，对前述规定方向进行摄影；

光衰减部件，其使从前述投影部射出的前述图像光中，利用前述偏振光分离元件而向与前述规定方向不同的方向透射或反射的光衰减；

防尘罩，其在前述规定方向上具有开口，进行前述偏振光分离元件及前述光衰减部件的防尘；

透光性防尘部件，其封闭前述防尘罩的前述开口；以及

控制单元，其在显示部上显示前述摄影部拍摄的图像，并将输入的注释图像重叠在显示部上的拍摄图像上，同时进行该注释图像的图像投影控制，

前述光衰减部件设置为，使从前述光衰减部件反射的光不会入射至前述摄影部，

前述透光性防尘部件设置为，使从前述透光性防尘部件反射的光不会入射至前述摄影部。

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