JP2006285059A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 組立て工数を削減できる構成で、品質も向上するプロジェクタを提供する。
【解決手段】 プロジェクタ１は、光を出射する光源５１と、光源５１から出射した光を変換する光学変換部としての集光レンズ５２と、集光レンズ５２からの光を画像データに基づいて変調して映像光に変換する変調変換部としての液晶ライトバルブ５５と、液晶ライトバルブ５５により変換された映像光を拡大出射する投写レンズ５６と、これらの構成要素を保持する保持筐体１００とを有し、保持筐体１００と、保持筐体１００に対して組み込む、光源５１、集光レンズ５２、液晶ライトバルブ５５および投写レンズ５６を、光軸５００方向と略同一方向から組み込み可能となるように構成した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

従来、プロジェクタを含めた光学系を有する光学装置の組み込み構成に関して、例えば、特許文献１に記述されるビューファインダー装置などがある。特許文献１は、ビューファインダー内部の光学系の構成要素を保持部材に対して略一方向から組み込める構成としたものである。

特開２００３−２１９２２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されるビューファインダー装置の構成では、光学系の光軸方向に対して垂直となる方向から、各構成要素を組み込む構成であるため、各構成要素にホルダー部材や弾性部材が必要となり、構成要素以外の組み込み部材の数量が増加することにより、組立て工数が増大し製造コストが上がってしまうという課題がある。

また、上述した組み込み構成では、構成要素以外の組み込み部材の数量が増加することや保持部材に歪や撓みが生じ易くなるため、各構成要素間の配置精度や平行度などを確保することが厳しくなる。また、保持筐体も二体構造となるため、外光遮蔽性を確保することも厳しくなるなど品質の面で課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、組立て工数を削減できる構成で、品質も向上するプロジェクタを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明は、プロジェクタであって、光を出射する光源と、光源から出射した光を変換する光学変換部と、光学変換部からの光を画像データに基づいて変調して映像光に変換する変調変換部と、変調変換部により変換された映像光を拡大出射する投写レンズと、これらの構成要素を保持する保持筐体とを有し、保持筐体と、保持筐体に対して組み込む、光源、光学変換部、変調変換部および投写レンズとを、光軸方向と略同一方向から組み込み可能となるように構成したことを特徴とする。

このようなプロジェクタによれば、保持筐体に対して、光源、光学変換部、変調変換部および投写レンズを、光軸方向と略同一方向から組み込むことで、各構成要素間で構成要素を狭持して組み込み固定する構造が利用できるなどにより、ホルダー部材や弾性部材などの構成要素以外の組み込み部材の数量を極力削減することができる。よって、組立て工数を削減できる構成が実現できる。

また、各構成要素間で構成要素を狭持して組み込み固定する構造が利用できることや、それにより構成要素以外の組み込み部材の数量を極力削減できることや、また、保持筐体も二体構造ではなくても良いことなどの理由により、配置精度を決める要因が減り、各構成要素間の配置精度や平行度などが確保し易くなる。また、外光遮蔽性も確保できる。よって、プロジェクタの品質を向上することができる。

上記プロジェクタにおいて、光源から出射した光の伝達順に対して、順方向または逆方向から組み込み可能となるように構成することが好ましい。

このようなプロジェクタによれば、各構成要素を光の伝達順に対して、順方向または逆方向から各構成要素である光源、光学変換部、変調変換部および投写レンズを、順番に組み込むことが可能となる。従って、上述した各構成要素間の配置精度や平行度および外光遮蔽性を更に確保し易くすると同時に、組立て作業性を向上させることができる。

上記プロジェクタにおいて、光源および変調変換部は、光学変換部に対して共役に配置されるように構成することが好ましい。

このようなプロジェクタによれば、光源から変調変換部までの距離が最短距離で構成されると共に、光源から出射された光の利用効率が向上できるため、プロジェクタの小型化が図れると同時に、プロジェクタから投写される投写映像の輝度の損失を極力低減できるため、投写映像の輝度品質の向上を図ることができる。

上記プロジェクタにおいて、保持筐体は、同一軸中心の円柱状の内面を有していることことが好ましい。

このようなプロジェクタによれば、保持筐体は、同一軸中心の円柱状の内面を有することにより、保持筐体を製造する場合に、複数の円柱状の内面の加工精度を向上できるため、保持筐体の仕上り寸法精度が向上する。従って、光源、光学変換部、変調変換部および投写レンズを保持筐体に組み込むと、各構成要素間の配置精度および平行度が向上するため、プロジェクタの投写による投写映像の品質が向上する。

上記プロジェクタにおいて、保持筐体は、プロジェクタの外装を構成していることが好ましい。

このようなプロジェクタによれば、保持筐体が、プロジェクタの外装を構成するため、外装部材が削減され、組立て工数を削減する構成が実現できる。また、プロジェクタの更なる小型化が図れる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態）

図１は、本発明の実施形態に係るプロジェクタの概略斜視図である。図１を用いて、プロジェクタ１の外観の構成を概略説明する。

図１に示すように、プロジェクタ１は、略円柱形状の外観をなしている。プロジェクタ１は、保持筐体１００と、投写レンズ５６を収容して構成された投写レンズユニット３００とで外観が構成されている。また、保持筐体１００は、本実施形態では、プロジェクタ１の外装を構成している。

保持筐体１００の下方外周面には、リモートコントローラ（以降、リモコンと称する）６１０（図４に図示）からの信号を受信するリモコン受光部１０が設置されている。また、プロジェクタ１内部に備えるスピーカ３７（図４に図示）から出力される音を放音する放音孔１１が形成されている。そして、外部の映像機器などとの接続や、外部に備える電源アダプタが有するプラグ６２０（図４に図示）と接続するためのインターフェース部１２が設置されている。図１に図示する二点差線は、投写レンズユニット３００から投写された投写光の方向のイメージを示している。符号５００は、プロジェクタ１を構成する光学系５０の光軸（本実施形態では、プロジェクタ１の中心軸と同一）を示している。

図２は、プロジェクタの概略断面図である。また、図３は、プロジェクタの組立て説明図である。図２および図３を用いて、プロジェクタ１の構成、光学系５０の動作および組立て工程に関して説明する。

図２を用いて、プロジェクタ１の光学系５０の構成および動作を説明する。
プロジェクタ１の光学系５０は、光を出射する光源５１と、光源５１から出射した光を変換する光学変換部としての集光レンズ５２と、集光レンズ５２からの光を画像データに基づいて変調して映像光に変換する変調変換部としての液晶ライトバルブ５５と、液晶ライトバルブ５５により変換された映像光を拡大出射する投写レンズ５６とを有して構成されている。

光源５１は、本実施形態では、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を発光源として用い、すべての色光を含む白色光を発光させる。集光レンズ５２は、光源５１で発光した光を液晶ライトバルブ５５の所定の入射光領域（図示省略）のサイズに合せて出射する。

液晶ライトバルブ５５は、本実施形態では、透過型カラー液晶パネルを用いており、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）駆動部３４（図４に図示）の信号に基づいて駆動し、集光レンズ５２から出射された光を変調して映像に変換する。投写レンズ５６は、数種類のレンズから構成されており、液晶ライトバルブ５５により変調され生成された映像を拡大して、プロジェクタ１の外部に出射する。

上述した光学系５０の構成及び動作により、プロジェクタ１は、プロジェクタ１の外部に設置したスクリーン６００（図４に図示）などの投影面に映像を拡大投写する。

プロジェクタ１の構成を説明する。
プロジェクタ１は、上述した光学系５０の構成要素以外に、回路ユニット６０、液晶ライトバルブケース２１０、投写レンズケース３１０などから構成される。なお、回路ユニット６０は、光源５１および後述するプロジェクタ１の回路ブロックの各回路部を構成する素子を回路基板上に実装したユニットである。

プロジェクタ１の組立て工程の概略を説明する。
プロジェクタ１の組立て方法は、光学系５０の構成要素および光学系５０の構成要素を収容したユニット類を、保持筐体１００をベースとして、光軸５００方向と同一方向から順次組み込んで行く組立て方法である。

筒状の形状を有する保持筐体１００をベースとして、下端部側に光源５１（回路ユニット６０）を配置し、上端部側から集光レンズ５２を組み込む。そして、集光レンズ５２の上に、液晶ライトバルブ５５を液晶ライトバルブケース２１０に収容した液晶ライトバルブユニット２００を組み込む。次に、液晶ライトバルブ５５の上方に、投写レンズ５６を投写レンズケース３１０に収容した投写レンズユニット３００を組み込むことによりプロジェクタ１が完成する。本実施形態では、光源５１から出射した光が、光学系５０の各構成要素の並び順に従って伝達していく光の伝達順に対して、順方向（光が伝達して行く方向）に組み込んで行く工程となっている。

なお、光源５１および液晶ライトバルブ５５は、集光レンズ５２に対して共役に配置されている。また、集光レンズ５２の倍率は、光源５１の像が液晶ライトバルブ５５の所定の入射光領域（図示省略）のサイズに過不足なく投影されるように設定されている。

投写レンズ５６は、液晶ライトバルブ５５を物体平面として、また、液晶ライトバルブユニット２００と投写レンズユニット３００との当接する面をフランジ面として設計され配置されている。

次に、保持筐体１００、液晶ライトバルブユニット２００および投写レンズユニット３００の構成を説明する。
保持筐体１００は、円筒形状をなしている。そして、保持筐体１００は、回路ユニット挿入部１０１と光源収納部１０３と集光レンズ挿入部１０４とを有している。回路ユニット挿入部１０１、光源収納部１０３および集光レンズ挿入部１０４は、光軸５００を同一軸中心として半径の異なる円柱状の内面を有して形成されている。また、保持筐体１００の下側となる回路ユニット挿入部１０１の回路ユニット受面１０１ａには、ネジ用下孔１０２が数箇所形成されている。また、光源収納部１０３と集光レンズ挿入部１０４との境界には集光レンズ５２の外周側の面形状に合せた集光レンズ受面１０４ａが形成されている。また、保持筐体１００の保持筐体上部面１０６から集光レンズ挿入部１０４の内面に掛けて所定の深さまでネジ切り部１０５が形成され、ネジ切りされている。

液晶ライトバルブユニット２００は、円筒形状を有する液晶ライトバルブケース２１０に液晶ライトバルブ５５を所定の部位に収容して構成されている。また、液晶ライトバルブケース２１０の外形面は集光レンズ挿入部１０４に隙間無く内接するように収容される外形となっている。また、液晶ライトバルブケース２１０の内面側は、光軸５００を中心として円柱状の内面となる空間部２１１と、上面側に、液晶ライトバルブ５５を収容するライトバルブ収容部２１２とで構成されている。また、液晶ライトバルブケース２１０の下端面部には、集光レンズ５２の外周側の面形状に合せた集光レンズ押し当て面２１１ａが形成されている。

投写レンズユニット３００は、円筒形状を有する投写レンズケース３１０に投写レンズ５６を所定の部位に収容して構成されている。投写レンズケース３１０は、レンズケース下部面３１１からレンズケース逃げ面３１３にかけて、所定の高さまでネジ切り部３１２が形成され、ネジ切りされている。

次に、プロジェクタ１の組立て工程の詳細を説明する。
最初に、保持筐体１００の回路ユニット受面１０１ａに回路ユニット６０を当接して、ネジ６１により保持筐体１００に固定する。これにより、光源５１の光軸５００が構成される。次に、集光レンズ５２を集光レンズ挿入部１０４から組み込み、集光レンズ受面１０４ａに集光レンズ５２の外周面部を当接させて載置する。

次に、液晶ライトバルブユニット２００を保持筐体１００の集光レンズ挿入部１０４に挿入し組み込む。この工程により、集光レンズ押し当て面２１１ａが集光レンズ５２の外周面部に当接した状態で組込まれる。

次に、投写レンズユニット３００のネジ切り部３１２を、保持筐体１００に形成したネジ切り部１０５に合せて、投写レンズユニット３００を回転させながら投写レンズユニット３００を保持筐体１００に組み込む。

この工程により、レンズケース下部面３１１は、ライトバルブケース上部面２１５に当接して液晶ライトバルブユニット２００を押圧する。それにより、液晶ライトバルブユニット２００の集光レンズ押し当て面２１１ａが集光レンズ５２の外周面部を押圧して、集光レンズ５２を集光レンズ受面１０４ａとで狭持する状態となる。また、この工程により、投写レンズユニット３００は、液晶ライトバルブユニット２００を保持筐体１００と集光レンズ５２とにより狭持する状態となる。なお、液晶ライトバルブユニット２００と投写レンズユニット３００との当接する面となるライトバルブケース上部面２１５とレンズケース下部面３１１とがフランジ面となっている。

上述した組立て工程により、プロジェクタ１が完成する。

図４は、プロジェクタの回路ブロック図である。図４を用いて、プロジェクタ１の回路構成及び動作を説明する。

プロジェクタ１は、パソコン（パーソナルコンピュータ）６３０と無線により接続される。そして、プロジェクタ１は、アンテナ３０、通信部３１、信号変換部３２、画像処理部３３、ＬＣＤ駆動部３４、光学系５０、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）制御部３９、音声処理部３５、増幅部３６、スピーカ３７、リモコン６１０の信号を受信するリモコン信号受信部４０、電源コネクタ４１及び制御部３８などを有して構成される。

プロジェクタ１の各回路部の動作を簡単に説明する。
プロジェクタ１は、アンテナ３０及び通信部３１により、パソコン６３０からの符号化された画像データ（静止画像データ及び動画像データ）や音声データなどを受信する。受信した画像データや音声データは、信号変換部３２により複合化され、画像データは、画像処理部３３に出力され、音声データは、音声処理部３５に出力される。

画像処理部３３は、信号変換部３２から入力した画像データに、フレームレート変換およびスケーリング処理および各種の画像補正を行う。このように加工された画像データは、投写用映像信号としてＬＣＤ駆動部３４に出力される。ＬＣＤ駆動部３４は、画像処理部３３から入力した投写用映像信号に基づき、液晶ライトバルブ５５を駆動する。

音声処理部３５は、信号変換部３２から入力したデジタル信号である音声データを、アナログ信号に変換し、増幅部３６により増幅し、スピーカ３７により音声として放音孔１１を介して放音する。

ＬＥＤ制御部３９は、制御部３８の信号に基づいて、光源５１の輝度調光を行う。リモコン信号受信部４０は、リモコン６１０から送信された信号をリモコン受光部１０を介して受信し、制御部３８に出力する。なお、リモコン６１０は、赤外線を用いた通信を行っている。

制御部３８は、光学系５０や回路構成部としての回路ユニット６０を含め、プロジェクタ１の動作全体を統括制御している。

プロジェクタ１を駆動するための電力は、プロジェクタ１とは別に備える電源アダプタ（図示省略）を介して供給される。それにより、電源コネクタ４１を備えて、電源アダプタが有するプラグ６２０と接続される。

上述した、実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）本実施形態によれば、保持筐体１００に対して、光源５１、光学変換部としての集光レンズ５２、変調変換部としての液晶ライトバルブ５５および投写レンズ５６を、光軸５００方向と同一方向から組み込む構成となっている。そして、集光レンズ５２は、保持筐体１００の集光レンズ受面１０４ａと液晶ライトバルブユニット２００の集光レンズ押し当て面２１１ａとにより狭持して組み込み固定される。また、液晶ライトバルブユニット２００は、投写レンズユニット３００と保持筐体１００と集光レンズ５２とにより狭持して組み込み固定される。これらの構成により、構成要素以外の組み込み部材（例えば、液晶ライトバルブケース２１０や投写レンズケース３１０など）の数量を極力削減することができる。よって、組立て工数を削減できる構成が実現できる。

また、光軸５００方向と同一方向から各構成要素を組み込む構成となっており、集光レンズ５２を光源５１を保持する保持筐体１００と液晶ライトバルブ５５を収容する液晶ライトバルブユニット２００とで狭持する構成や、液晶ライトバルブユニット２００を投写レンズユニット３００と保持筐体１００と集光レンズ５２とにより狭持する構成など利用できる。それにより、構成要素以外の組み込み部材の数量を極力削減でき、また、保持筐体１００も円筒状の形状で二体構造ではないなどの理由により、配置精度を決める要因が減り、各構成要素間の配置精度や平行度などが確保し易くなる。また、外光遮蔽性も確保できる。よって、プロジェクタ１の品質を向上することができる。

（２）本実施形態によれば、光源５１から出射した光の伝達順に対して、順方向に順次各構成要素を組み込む構成となっている。従って、上述した各構成要素間の配置精度や平行度および外光遮蔽性を更に確保し易くすると同時に、組立て作業性を向上させることができる。

（３）本実施形態によれば、光源５１および液晶ライトバルブ５５は、集光レンズ５２に対して共役に配置されるように構成したため、光源５１から液晶ライトバルブ５５までの距離が最短距離で構成されるため、プロジェクタ１の小型化が図れる。また、同時に、光源５１から出射された光の利用効率が向上できるため、プロジェクタ１から投写される投写映像の輝度の損失を極力低減できるため、投写映像の輝度品質の向上を図ることができる。

（４）本実施形態によれば、保持筐体１００は、光軸５００を同一軸中心として、半径の異なる円柱状の内面を有する回路ユニット挿入部１０１と光源収納部１０３と集光レンズ挿入部１０４とを形成している。従って、保持筐体１００を製造する場合に、回路ユニット挿入部１０１、光源収納部１０３および集光レンズ挿入部１０４などの加工精度を向上できるため、保持筐体の仕上り寸法精度が向上する。よって、光源５１、集光レンズ５２、液晶ライトバルブ５５および投写レンズ５６を保持筐体１００に組み込むと、各構成要素間の配置精度および平行度が向上するため、プロジェクタ１の投写による投写映像の品質が向上する。

（５）本実施形態によれば、保持筐体１００は、プロジェクタ１の外装を構成している。従って、外装部材が削減され、組立て工数を削減する構成が実現できる。また、プロジェクタ１の小型化が図れる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、種々の変更や改良など加えることが可能である。変形例を以下に述べる。

（変形例１）前記実施形態において、光源５１から出射した光の伝達順に対して、順方向に順次各構成要素を組み込む構成となっている。しかし、これに限らず、光の伝達順に対して、逆方向に順次各構成要素を組み込む構成となっていても良い。具体的には、投写レンズユニット３００に液晶ライトバルブユニット２００を載置し、その後で、集光レンズ５２を液晶ライトバルブユニット２００に載置して、保持筐体１００を組み込むことで集光レンズ５２および液晶ライトバルブユニット２００を狭持し、最後に光源５１を実装した回路ユニット６０を保持筐体１００に組み込むことでも良い。効果は前記実施形態と同様である。

（変形例２）前記実施形態において、保持筐体１００は、プロジェクタ１の外装を構成している。しかし、これに限らず、各構成要素が組込まれた保持筐体１００を１つのユニットとして、別の外装に収納することで、プロジェクタを構成することができる。それにより、外形の異なるプロジェクタを簡単に実現できる。

（変形例３）前記実施形態において、プロジェクタ１は、略円柱形状をなし、机上面に載置され、天井を投影面として投写する形態となっている。しかし、これに限らず、保持筐体１００の外面形状を変更して、横置き可能とし、投写レンズユニット３００側をチルトさせるように構成することができる。これにより、壁や壁などに設置するスクリーン６００などを投影面として投写させることが可能となる。保持筐体１００の外面形状の変更により、様々な形態を持つプロジェクタが実現可能である。

（変形例４）前記実施形態において、光学変換部として集光レンズ５２のみを用いているが、その他のレンズなど追加しても良い。

（変形例５）前記実施形態において、投写レンズユニット３００と保持筐体１００とを、ネジ切り部３１２，１０５とでネジ締めする構造としている。しかし、これに限らず、他の固定構造を採用することができる。例えば、カメラのレンズ交換部に用いられているストッパ構造を採用しても良い。

（変形例６）前記実施形態における光源５１、集光レンズ５２、液晶ライトバルブ５５および投写レンズ５６などの各構成要素に対する収容構造や、保持筐体１００に対する収容構造や狭持構造は、前記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更や改良を行っても良い。

（変形例７）前記実施形態において、プロジェクタ１は、パソコン６３０と無線により接続されている。しかし、これに限らず、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルなどを用いた有線で接続されても良い。また、プロジェクタ１は、パソコン６３０だけでなく、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）プレイヤーなどの各種映像機器とも接続されても良い。その場合は、プロジェクタ１に設けられているインターフェース部１２を介して接続される。また、プロジェクタ１にチューナを内蔵してテレビ用電波を受信可能とし、テレビ映像を投写させても良い。

本発明の実施形態に係るプロジェクタの概略斜視図である。 プロジェクタの概略断面図である。 プロジェクタの組立て説明図である。 プロジェクタの回路ブロック図である。

符号の説明

１…プロジェクタ、５０…光学系、５１…光源、５２…集光レンズ、５５…液晶ライトバルブ、５６…投写レンズ、６０…回路ユニット、１００…保持筐体、１０１…回路ユニット挿入部、１０１ａ…回路ユニット受面、１０３…光源収納部、１０４…集光レンズ挿入部、１０４ａ…集光レンズ受面、１０５…ネジ切り部、１０６…保持筐体上面部、２００…液晶ライトバルブユニット、２１０…液晶ライトバルブケース、２１１…空間部、２１１ａ…集光レンズ押し当て面、２１２…ライトバルブ収容部、２１５…ライトバルブケース上部面、３００…投写レンズユニット、３１０…投写レンズケース、３１１…レンズケース下部面、３１２…ネジ切り部、３１３…レンズ逃げ面、５００…光軸。

Claims (5)

1. 映像を投写するプロジェクタであって、
   光を出射する光源と、
   前記光源から出射した光を変換する光学変換部と、
   前記光学変換部からの光を画像データに基づいて変調して映像光に変換する変調変換部と、
   前記変調変換部により変換された映像光を拡大出射する投写レンズと、
   これらの構成要素を保持する保持筐体とを有し、
   前記保持筐体と、当該保持筐体に対して組み込む、前記光源、光学変換部、変調変換部および投写レンズとを、光軸方向と略同一方向から組み込み可能となるように構成したことを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタであって、
   前記光源から出射した光の伝達順に対して、順方向または逆方向から組み込み可能となるように構成したことを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項１または請求項２に記載のプロジェクタであって、
   前記光源および変調変換部は、前記光学変換部に対して共役に配置されるように構成したことを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のプロジェクタであって、
   前記保持筐体は、同一軸中心の円柱状の内面を有していることを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のプロジェクタであって、
   前記保持筐体は、前記プロジェクタの外装を構成していることを特徴とするプロジェクタ。
   

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