JP2006293086A - Light source unit and projection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばプロジェクタ装置に好適な光源ユニット及びこの光源ユニットを用いた投影装置に関する。 The present invention relates to a light source unit suitable for a projector device, for example, and a projection device using the light source unit.
従来、プロジェクタの光源装置で、リフレクタで反射しない直接光のうち外方へ放射される光の利用率の向上を図ると共に、映像の中心と周辺部での輝度勾配をなくすことを目的として、リフレクタと被照射体との間にドーナツ状レンズを設け、ランプバルブからの直接光を該ドーナツ状レンズを構成するリング状凸レンズによって被照射体の周辺部に集光させるようにした技術が考えられている。(例えば、特許文献1)
上記特許文献に記載された技術は、光源のランプバルブから放射された光のうち、リフレクタで反射されずにそのまま外部に出射してしまう直接光を用いるようにしたものである。すなわち、光源のランプバルブに対するリフレクタの形状設計があまりに不完全でそれまで無駄に消費していた光源での発光を有効に活用し、且つ被照射体の中央と周辺の輝度差をなくすべく考えられたものである。 The technology described in the above-mentioned patent document uses direct light that is emitted from the lamp bulb of the light source and is directly emitted to the outside without being reflected by the reflector. That is, the shape design of the reflector with respect to the lamp bulb of the light source is considered to be effective in using the light emitted from the light source that has been wasted until then, and to eliminate the luminance difference between the center and the periphery of the irradiated object. It is a thing.
したがって、ランプバルブに対して適正な反射形状、具体的には光源ランプから投影光路へ直接供される直接光以外をすべて反射し、投影光路に輝度むらなく供する形状のリフレクタを実現できれば、上記特許文献に記載された技術は必要ないことになる。 Therefore, if it is possible to realize a reflector having a shape suitable for the lamp bulb, specifically reflecting all but direct light provided directly from the light source lamp to the projection optical path, and providing the projection optical path with uniform brightness, the above-mentioned patent Techniques described in the literature will not be necessary.
ところで、近時は高圧水銀灯などのきわめて高輝度で発光する光源ランプを用いたプロジェクタが一般化しつつあり、上述した特許文献の技術とは反対に、明るさ調整や画面の黒浮き(本来黒で表示すべき部分が白っぽく(正確にはダークグレイに)浮いて見えてしまうこと)を抑えるべく、ランプの光量を印加電圧により調整し、あるいは投影光路中に絞り機構を用いる製品がある。 By the way, projectors using light source lamps that emit light with extremely high brightness such as high-pressure mercury lamps are becoming popular recently. Contrary to the technology of the above-mentioned patent document, brightness adjustment and black floating of the screen (originally black) There are products that adjust the light amount of the lamp with an applied voltage or use a diaphragm mechanism in the projection optical path in order to prevent the portion to be displayed from appearing whitish (more precisely, dark gray).
この場合、上記ランプの印加電圧を調整するためには、ランプの印加電圧が数十[V]と他の回路部に比して高いことも加えて、回路や処理が複雑なものとなってしまう。 In this case, in order to adjust the applied voltage of the lamp, the applied voltage of the lamp is several tens [V], which is higher than that of other circuit units, and the circuit and processing become complicated. End up.
また、絞り機構を用いるものは、光路中に絞り機構を配置するためのスペースを必要とし、投影光路がその分長くなり、プロジェクタの装置全体の小型化を阻害してしまうことになる。 In addition, a device using a diaphragm mechanism requires a space for disposing the diaphragm mechanism in the optical path, and the projection optical path becomes longer by that amount, which hinders downsizing of the entire projector apparatus.
さらに、交流電源で駆動する光源ランプの場合、極性を反転しながらその都度放電による発光を得ており、ランプ中の輝点位置が移動するために、投影画像のちらつきや明るさの低下を招くという不具合があった。 Further, in the case of a light source lamp driven by an AC power source, light emission is obtained each time while the polarity is reversed, and the bright spot position in the lamp moves, causing flickering of the projected image and a decrease in brightness. There was a problem that.
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、より安定した状態で明るさを任意に調整可能な光源ユニット及び投影装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a light source unit and a projection apparatus capable of arbitrarily adjusting brightness in a more stable state.
請求項1記載の発明は、光源ランプを有する光源部と、この光源部からの光の輝度分布を平均化する平均化手段と、上記光源ランプと平均化手段との間に配置され、上記光源ランプの出射光を平均化手段に入射させる調光手段と、この調光手段を駆動して上記光源ランプの出射光が上記平均化手段に入射される際の集光状態を変化させる駆動手段とを具備したことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, a light source section having a light source lamp, an averaging means for averaging the luminance distribution of light from the light source section, and disposed between the light source lamp and the averaging means, the light source A dimming unit that causes the emitted light of the lamp to enter the averaging unit, and a driving unit that drives the dimming unit to change a light collecting state when the emitted light of the light source lamp enters the averaging unit; It is characterized by comprising.
請求項2記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記調光手段は、上記光源ランプの出射光を平均化手段に集光して入射させるレンズでなり、上記駆動手段は、上記レンズを上記光源ランプ及び平均化手段間の光軸に沿って移動させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the dimming means is a lens for condensing and emitting the light emitted from the light source lamp to the averaging means, and the driving means is the The lens is moved along the optical axis between the light source lamp and the averaging means.
請求項3記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記調光手段は、回転円周上に厚さの異なる複数の平行透明板を一体に形成した回転円盤でなり、上記駆動手段は、この回転円盤を回転駆動して上記厚さの異なる複数の平行透明板を選択的に上記光源ランプ及び平均化手段間の光路に挿入させることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the dimming means is a rotating disk in which a plurality of parallel transparent plates having different thicknesses are integrally formed on the rotating circumference, and the driving means is provided. Is characterized in that the rotating disk is rotationally driven to selectively insert a plurality of parallel transparent plates having different thicknesses into the optical path between the light source lamp and the averaging means.
請求項4記載の発明は、上記請求項1乃至3いずれかに記載の発明において、上記光源部の光源ランプは交流電源によって点灯駆動され、上記駆動手段は、上記交流電源に同期して上記光源ランプの出射光が上記平均化手段に入射される際の集光状態を変化させることを特徴とする。
The invention according to
請求項5記載の発明は、上記請求項3記載の発明において、上記回転円盤は、厚さが異なるそれぞれ2以上の同数の平行透明板を回転円周上に所定規則で配置したものであることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the invention according to claim 3, wherein the rotating disk has two or more equal numbers of parallel transparent plates each having a different thickness arranged on the rotating circumference according to a predetermined rule. It is characterized by.
請求項6記載の発明は、上記請求項3記載の発明において、上記回転円盤は、複数の平行透明板毎に色成分の異なるカラーフィルタを付設してカラーホイールとして機能することを特徴とする。 The invention described in claim 6 is the invention described in claim 3, wherein the rotating disk functions as a color wheel by attaching color filters having different color components for each of the plurality of parallel transparent plates.
請求項7記載の発明は、光源ランプを含む光源部、この光源部からの光の輝度分布を平均化する平均化手段、上記光源ランプと平均化手段との間に配置され、上記光源ランプの出射光を平均化手段に入射させる調光手段、及びこの調光手段を駆動して上記光源ランプの出射光が上記平均化手段に入射される際の集光状態を変化させる駆動手段を有した光源ユニットと、この光源ユニットの上記平均化手段より出射される光を用いて光像を形成する光像形成手段と、この光像形成手段で形成された光像を投影する投影手段と
を具備したことを特徴とする。
A light source unit including a light source lamp, an averaging unit that averages a luminance distribution of light from the light source unit, and disposed between the light source lamp and the averaging unit. Dimming means for causing the emitted light to enter the averaging means, and driving means for driving the dimming means to change the light collection state when the emitted light of the light source lamp is incident on the averaging means. A light source unit; a light image forming unit that forms a light image using light emitted from the averaging unit of the light source unit; and a projecting unit that projects a light image formed by the light image forming unit. It is characterized by that.
請求項1記載の発明によれば、平均化手段を構成する光学部材への入射光の集光状態を適宜変化させることにより、光源ランプの駆動電圧等を変化させることなく、必要に応じて明るさを調整することができるので、回路を複雑化することなく、また光源ランプを定電圧で駆動できるために長寿命化が図れる。 According to the first aspect of the present invention, the brightness of the incident light on the optical member constituting the averaging means is appropriately changed, so that the brightness can be increased as necessary without changing the driving voltage of the light source lamp. Since the light source lamp can be driven at a constant voltage without complicating the circuit, the life can be extended.
請求項2記載の発明によれば、上記請求項1記載の発明の効果に加えて、きわめて簡易な構成で実現できると共に、光路を短縮して装置全体を小型化することも可能となる。
According to the invention described in
請求項3記載の発明によれば、上記請求項1記載の発明の効果に加えて、調光手段による集光状態の切換えを高速化することができる。 According to the invention described in claim 3, in addition to the effect of the invention described in claim 1, it is possible to speed up the switching of the light collecting state by the light control means.
請求項4記載の発明によれば、上記請求項1乃至3いずれかに記載の発明の効果に加えて、交流電源による光源ランプでの輝点位置の移動に対処し、ちらつき等を排除して光源の明るさを安定したものにできる。
According to the invention described in
請求項5記載の発明によれば、上記請求項3記載の発明の効果に加えて、回転円盤の回転バランスをとって、集光状態の切換えのさらなる高速化に対応することができる。 According to the fifth aspect of the invention, in addition to the effect of the third aspect of the invention, the rotational balance of the rotating disk can be balanced to cope with further speeding up of switching of the light collecting state.
請求項6記載の発明によれば、上記請求項3記載の発明の効果に加えて、モノクロの光像を形成するマイクロミラー素子や液晶表示パネル等と組合わせてカラーの光像を形成することができる。 According to the invention described in claim 6, in addition to the effect of the invention described in claim 3, a color light image is formed in combination with a micromirror element or a liquid crystal display panel that forms a monochrome light image. Can do.
請求項7記載の発明によれば、平均化手段を構成する光学部材への入射光の集光状態を適宜変化させることにより、光源ランプの駆動電圧等を変化させることなく、必要に応じて明るさを調整することができるので、回路を複雑化することなく、また光源ランプを定電圧で駆動できるために長寿命化が図れる。 According to the seventh aspect of the present invention, the brightness of the light source lamp is appropriately changed without changing the driving voltage of the light source lamp or the like by appropriately changing the condensing state of the incident light to the optical member constituting the averaging means. Since the light source lamp can be driven at a constant voltage without complicating the circuit, the life can be extended.
(第1の実施の形態)
以下本発明をプロジェクタ装置に適用した場合の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
(First embodiment)
A first embodiment when the present invention is applied to a projector apparatus will be described below with reference to the drawings.
図1は、同実施の形態に係るプロジェクタ装置10の外観構成を示すもので、図1(A)は主として筐体前面及び上面の、図1(B)は筐体背面及び下面のそれぞれ配置構成を示す。
FIG. 1 shows an external configuration of a
図1(A)に示すように、直方体状の本体ケーシング11の前面に、投影レンズ12、、測距センサ13、及びIr受光部14が配設される。
As shown in FIG. 1A, a
投影レンズ12は、後述するマイクロミラー素子等の空間的光変調素子で形成された光像をスクリーン等の対象に投影するためのものであり、ここでは合焦位置及びズーム位置(投影画角)を任意に可変できるものとする。
The
測距センサ13は、2対の位相差センサの一方が水平方向、他方が垂直方向となるように互いに直交する方向に配置され、それぞれ被写体像に対する視差から三角測距の原理に基づいて所定の明暗パターンまでの距離を一次元的な検出ラインに沿って測定する。
The
Ir受光部14は、図示しないこのプロジェクタ装置10のリモートコントローラからのキー操作信号が重畳された赤外光(Ir)信号を受信する。
The Ir
また、本体ケーシング11の上面には、スイッチ部15及びスピーカ16が配設される。
スイッチ部15は、例えば電源キー、AF/AK(Automatic Focus/Automatic Keystone correction:自動合焦/自動台形補正)キー、ズームアップ/ダウンキー、輝度アップ/ダウンキー、信号選択キー、ボリュームアップ/ダウンキー、カーソルキー等からなる。
A
The
スピーカ16は、入力された音声信号及び動作時のビープ音等を拡声放音する。
The
また、図1(B)に示すように本体ケーシング11の背面には、入出力コネクタ部17、Ir受光部18、及びACアダプタ接続部19が配設される。
入出力コネクタ部17は、例えばパーソナルコンピュータ等の外部装置との接続のためのUSB端子、映像入力用のミニD−SUB端子、S端子、及びRCA端子と、音声入力用のステレオミニ端子等からなる。
Further, as shown in FIG. 1B, an input /
The input /
Ir受光部18は、上記Ir受光部14と同様に、図示しないリモートコントローラからのキー操作信号が重畳された赤外光(Ir)信号を受信する。
ACアダプタ接続部19は、電源となる図示しないACアダプタからのACケーブルを接続する。
Similar to the Ir
The AC adapter connection unit 19 connects an AC cable from an AC adapter (not shown) serving as a power source.
さらに、本体ケーシング11の下面には、その四隅にそれぞれ高さ調節が可能な調整脚部20a〜20dが取り付けられる。
Further,
次に図2により上記プロジェクタ装置10の電子回路の機能構成について説明する。
同図中、入出力コネクタ部17より入力された各種テレビ標準方式の異なる映像信号が、入出力インタフェース(I/F)21、システムバスSBを介して映像変換部22でこのプロジェクタ装置10での投影に適した所定のフォーマットの映像信号に統一された後に、表示エンコーダ23へ送られる。
Next, the functional configuration of the electronic circuit of the
In the figure, different video signals of various television standard systems inputted from the input /
表示エンコーダ23は、送られてきた映像信号をビデオRAM24に展開記憶させた上でこのビデオRAM24の記憶内容からビデオ信号を生成して投影駆動部25に出力する。
The
この投影駆動部25は、送られてきたビデオ信号に対応して適宜フレームレート、例えば60[フレーム/秒]と表示階調数とに従った、より高速な時分割駆動で例えばマイクロミラー素子でなる空間的光変調素子(SOM)26を表示駆動する。
This
この空間的光変調素子26に対して、例えばリフレクタ27内に配置された超高圧水銀灯等の光源ランプ28が出射する高輝度の白色光を集光レンズ29で集光した後にカラーホイール30を介して適宜原色に着色し、インテグレータロッド31で輝度分布を平均化した後にミラー32を介して照射することで、その反射光で光像が形成され、上記投影レンズ12を介してここでは図示しないスクリーンに投影表示される。
For example, high-intensity white light emitted from a
上記各回路のすべての動作制御を司るのが制御部33である。この制御部33は、CPUと、後述するテレビ標準方式の判別処理を含む該CPUで実行される動作プログラム等を記憶した不揮発性メモリ、及びワークメモリ等により構成される。
The
この制御部33にはまた、システムバスSBを介して上記Ir受光部14,18、光源駆動部34、測距処理部35、及び音声処理部36が接続される。
The
光源駆動部34は、上記光源ランプ28を発光駆動する他、集光レンズ29の位置移動、上記カラーホイール30を回転するモータ(M)37の駆動制御を行なう一方で、上記インテグレータロッド31の入射開口外部に取付けた一対の受光センサ38a,38bからの検出信号を受けてデジタル化し、上記制御部33へ送出する。
The light
測距処理部35は、上記測距センサ13を駆動して投影対象までの垂直方向及び水平方向の距離を測定する。
The distance
音声処理部36は、PCM音源等の音源回路を備え、投影表示動作時に、与えられる音声データをアナログ化し、上記スピーカ16を駆動して拡声放音させる。
なお、上記スイッチ部15における各キー操作信号は直接制御部33に入力されるもので、上記Ir受光部14及び本体ケーシング11の背面側に設けられるIr受光部18での赤外光受信信号も制御部33に入力される。
The
Each key operation signal in the
次に上記実施の形態の動作について説明する。
図3は、電源オン時にスイッチ部15の輝度アップ/ダウンキーの操作に対応して制御部33が実行する処理内容を示すものである。その当初には、輝度アップキーが操作されたか否か(ステップS01)、輝度ダウンキーが操作されたか否か(ステップS02)を繰返し判断することで、これらのいずれかのキー操作がなされるのを待機する。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
FIG. 3 shows the processing contents executed by the
ステップS01で輝度アップキーが操作されたと判断した場合には、次にその時点で集光レンズ29が光源駆動部34による可動範囲中、光源ランプ28寄りの最前位置にないことを確認した上で(ステップS03)、光源駆動部34により集光レンズ29を1段階分光源ランプ28に近付けるよう移動させ(ステップS04)、その後に再び上記ステップS01からの処理に戻る。
If it is determined in step S01 that the brightness up key has been operated, it is confirmed that the condensing
図4(A)は、リフレクタ27と光源ランプ28、集光レンズ29及び受光センサ38a,38bを設けたインテグレータロッド31を抜き出してその配置を例示するもので、ここでは集光レンズ29がその可動範囲中の最前位置にある状態を示している。
FIG. 4A illustrates the arrangement of the
同図(A)に示す如く集光レンズ29が最前位置にある状態で、光源ランプ28からの直接光及びリフレクタ27での反射光が、この集光レンズ29により集光されてすべてインテグレータロッド31の入射開口内に入射され、投影光として活用されている場合を示す。
In the state where the
この場合、インテグレータロッド31の入射開口外部に取付けた一対の受光センサ38a,38bには光源ランプ28及びリフレクタ27からの投影光は一切照射されず、その検出出力は「0(ゼロ)」レベルとなる。
In this case, the pair of
なお、上記ステップS03において、集光レンズ29がすでに光源駆動部34による可動範囲中、光源ランプ28寄りの最前位置にあると判断した場合には、それ以上集光レンズ29を光源ランプ28寄りに移動させることはできないので、上記輝度アップキーの操作はNOP(No OPeraion:無効)として上記ステップS04での処理は行なわずに、そのまま上記ステップS01からの処理に戻る。
If it is determined in step S03 that the condensing
一方で、上記ステップS02で輝度ダウンキーが操作されたと判断した場合には、次にその時点で集光レンズ29が光源駆動部34による可動範囲中、インテグレータロッド31寄りの最後尾位置にないことを確認し(ステップS05)、さらに上記受光センサ38a,38bの出力が一定値を超えていないことを確認した上で(ステップS06)、光源駆動部34により集光レンズ29を1段階分インテグレータロッド31に近付けるよう移動させ(ステップS07)、その後に再び上記ステップS01からの処理に戻る。
On the other hand, if it is determined in step S02 that the brightness down key has been operated, the condensing
図4(B)は、集光レンズ29がその可動範囲中の最後尾位置にある状態を示している。同図(B)に示す如く集光レンズ29が最後尾位置にある状態で、光源ランプ28からの直接光及びリフレクタ27での反射光がこの集光レンズ29により集光され、インテグレータロッド31の入射開口を含む広い範囲に照射されている場合を示す。
FIG. 4B shows a state where the condensing
この場合、インテグレータロッド31の入射開口外部に取付けた一対の受光センサ38a,38bにも光源ランプ28及びリフレクタ27からの投影光が照射され、且つその検出信号の出力レベルが上がる程、インテグレータロッド31の入射開口から外れている光量が多いことになる。
In this case, the pair of
したがって、輝度ダウンキーが操作される毎に一定量ずつ集光レンズ29をインテグレータロッド31のある側に移動させることで、インテグレータロッド31の入射開口内に照射される光量がその都度減少し、結果として投影レンズ12より投影対象に向けて出射される投影光の輝度が輝度ダウンキーの操作通り低下することとなる。
Accordingly, each time the brightness down key is operated, the
なお、上記ステップS05において、集光レンズ29が光源駆動部34による可動範囲中、すでにインテグレータロッド31寄りの最後尾位置にあると判断した場合には、それ以上集光レンズ29をインテグレータロッド31寄りに移動させることはできないので、上記輝度ダウンキーの操作はNOP(無効)として、そのまま上記ステップS01からの処理に戻る。
If it is determined in step S05 that the condensing
また、上記ステップS06において、上記受光センサ38a,38bの出力が一定値を超えており、すでに集光レンズ29による輝度の調整(減光)が充分になされているものとして、やはり上記輝度ダウンキーの操作はNOP(無効)として、そのまま上記ステップS01からの処理に戻る。
In step S06, it is assumed that the outputs of the
このように、光源である光源ランプ28及びリフレクタ27からの光の輝度分布を平均化するインテグレータロッド31への入射光の集光状態を適宜変化させることにより、必要に応じて投影光の明るさを調整することができる。
As described above, the brightness of the projection light is changed as necessary by appropriately changing the condensing state of the incident light to the
また、光源駆動部34が駆動する集光レンズ29の移動範囲が実際には機械的な要因に制限され、上記ステップS03,S05でこの集光レンズ29の移動範囲を判断するに際しても当該移動範囲が上記機械的な要因により予め固定されるのに比して、上記ステップS06で判断する受光センサ38a,38bの出力レベルに対する基準となる「一定値」を、このプロジェクタ装置10のユーザが任意に設定できるものとすれば、少なくとも投影光の輝度をダウンさせる際の下限はユーザが自身で決めることが可能となる。
The moving range of the condensing
さらに、上記実施の形態では、インテグレータロッド31の入射開口外部に受光センサ38a,38bを設けているが、受光センサ38a,38bを設けず、上記ステップS06の処理を省略してもよく、その場合でも集光レンズ29の可動範囲が決まっているために、同様に投影光の明るさを調整することができる。
Further, in the above embodiment, the
加えて、光源ランプ28及びリフレクタ27からの光をカラーホイール30を介してインテグレータロッド31に入射させる際、光路に沿って移動する集光レンズ29で光束を絞るものとしており、きわめて簡易な構成で実現できると共に、光路を短縮して装置全体の小型化が可能となる。
In addition, when the light from the
(第2の実施の形態)
以下本発明をプロジェクタ装置に適用した場合の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment in which the present invention is applied to a projector apparatus will be described below with reference to the drawings.
なお、本発明に係るプロジェクタ装置10の外観構成については上記図1と、電子回路の機能構成については上記図2とそれぞれ基本的に同様であるので、同一部分には同一符号を用いるものとしてその図示及び説明を省略する。
The external configuration of the
なお、本実施の形態においては、光源駆動部34が光源ランプ28をAC(交流)電源によって点灯駆動するものとする。
In the present embodiment, it is assumed that the light
また、インテグレータロッド31の入射開口位置に対応した受光センサ38a,38bはあえて設けないものとする。
Further, the
このような構成にあって、光源ランプ28は上述した如くAC電源によって点灯駆動されるため、駆動電圧の極性が反転する毎にランプ中でのアーク放電による輝点の位置が移動する。
In such a configuration, the
これに従い、光源駆動部34は上記光源ランプ28の輝点の位置の移動に同期して集光レンズ29の光軸上の位置も対応して移動させることで、結果としてインテグレータロッド31の入射開口での集光状態を安定化させる。
Accordingly, the light
図5(A)は、光源ランプ28の中央位置からややリフレクタ27の開口側に輝点LSが生じている状態を示すものである。このとき、光源駆動部34は集光レンズ29をリフレクタ27開口から比較的離れた位置に移動させることで、光源ランプ28及びリフレクタ27からの光をインテグレータロッド31の入射開口に収まるように調整している。
FIG. 5A shows a state where a bright spot LS is generated slightly on the opening side of the
一方、図5(B)は、光源ランプ28の中央位置からややリフレクタ27の開口より離れた奥側に輝点LSが生じている状態を示すものである。このとき、光源駆動部34は集光レンズ29をリフレクタ27開口に近い位置に移動させることで、上記図5(A)と同様に光源ランプ28及びリフレクタ27からの光をインテグレータロッド31の入射開口に収まるように調整している。
On the other hand, FIG. 5B shows a state in which a bright spot LS is generated on the far side slightly away from the opening of the
光源ランプ28の形状や印加電圧、交流周波数等によって輝点LSの発生する位置は予めおおよそ特定することが可能と考えられるため、光源駆動部34は光源ランプ28の点灯駆動に同期して集光レンズ29の光軸上の位置を上記図5(A),(B)に示した如く移動させることで、光源ランプ28のAC駆動による輝点LSの移動にも拘わらず安定したインテグレータロッド31への入射光量を維持し、結果として上記投影レンズ12からの投影光を、ちらつき等を生じない、一様な光量で安定化することができる。
Since the position where the bright spot LS is generated can be roughly specified in advance by the shape of the
なお、上記第1の実施の形態の如く、ユーザのキー操作により投影光の輝度を調整するに際しては、上記図5(A),(B)で示した集光レンズ29の移動量を維持したまま、その移動位置を光軸に沿ってシフトさせることで実現できる。
As in the first embodiment, when adjusting the brightness of the projection light by the user's key operation, the movement amount of the
(第2の実施の形態の変形例)
上記第2の実施の形態では、光源ランプ28を設けたリフレクタ27とインテグレータロッド31との間に集光レンズ29を配設し、光源ランプ28の輝点LSの移動に同期して、光軸に沿った集光レンズ29の位置を往復移動させるものとしたが、光源ランプ28の駆動周波数によってはそのような移動制御が非常に困難になることも考えられるので、集光レンズ29に代えて、より高速切換えが可能な光学部材が必要となる。
(Modification of the second embodiment)
In the second embodiment, the
図6は、このような本発明の第2の実施の形態の変形例に係る構成の原理を例示するものである。 FIG. 6 illustrates the principle of the configuration according to the modification of the second embodiment of the present invention.
ここでは、上記集光レンズ29に代えて、モータ41に回転駆動される回転円盤42を配する。この回転円盤42は、回転円周上に厚さの異なる複数の平行透明板42a,42bを一体に形成したものでなり、モータ41の回転駆動によりそれらが択一的に光源ランプ28及びリフレクタ27からの光軸中に挿入されるものとなる。
Here, in place of the
図6(A)は、光源ランプ28の中央位置からややリフレクタ27の開口より離れた奥側に輝点LSが生じている状態を示すものである。このとき、回転円盤42の厚さがより薄い方の平行透明板42aが光軸中に挿入されるものとする。光源ランプ28及びリフレクタ27からの光は、平行透明板42aの表面で平行透明板42aの材質に応じた入射角だけ方向が屈曲された後、平行透明板42aの薄い板厚分だけ通過した後に、上記と同じく平行透明板42aの材質に応じた出射角をもって再び方向が屈曲されてインテグレータロッド31側へ至る。
FIG. 6A shows a state where a bright spot LS is generated on the far side slightly away from the opening of the
一方、図6(B)は、光源ランプ28の中央位置からややリフレクタ27の開口側寄りに輝点LSが生じている状態を示すものである。このとき、回転円盤42で厚さがより厚い方の平行透明板42bが光軸中に挿入される。光源ランプ28及びリフレクタ27からの光は、平行透明板42bの表面で平行透明板42bの材質に応じた入射角だけ方向が屈曲された後、平行透明板42bの厚い板厚分だけ通過した後に、上記と同じく平行透明板42bの材質に応じた出射角をもって再び方向が屈曲されてインテグレータロッド31側へ至る。
On the other hand, FIG. 6B shows a state where a bright spot LS is generated slightly near the opening side of the
平行透明板42aまたは42bが存在なかった場合の光源からの光の経路を図6(A),(B)中で共に破線で示すように、平行透明板42aに比して平行透明板42bの方が、その板厚が厚い分だけ、入射角により偏向されてから平行透明板内を進む距離が大きいため、光源ランプ28及びリフレクタ27からの光が収束する位置を光路のより下流側に大きくシフトすることになる。
The path of the light from the light source when the parallel
光源ランプ28の形状や印加電圧、交流周波数等によって輝点LSの発生する位置は予めおおよそ特定することが可能と考えられ、それに合わせた材質と板厚の平行透明板42a,42bを有する回転円盤42を用い、光源駆動部34は光源ランプ28の点灯駆動に同期して回転円盤42の平行透明板42a,42bが光軸上に挿入されるタイミングをの位置をモータ41により駆動制御することで、光源ランプ28のAC駆動による輝点LSの移動にも拘わらず安定したインテグレータロッド31への入射光量を維持し、結果として上記投影レンズ12からの投影光を一様な光量で安定化することができる。
It is considered that the position where the bright spot LS is generated can be roughly specified in advance by the shape of the
なお、実際の回転円盤42にあっては、上記図6に示したような平行透明板42a及び42bが各1つずつ、それぞれ中心角180°となるような配置とすると、回転円盤42の重心位置が板厚の大きい平行透明板42b側に移動し、高速回転により容易に回転バランスを崩して、回転円盤42全体が振動し、あるいはモータ41の回転シャフトが曲がり、回転円盤42の破損等にも至ってしまう可能性がある。
In the actual
したがって、回転円盤42が高速で回転する回転体であることを考えると、平行透明板42a,42bを共に同数で2個所以上ずつ、円周上に均等に分散して配置することで、高速回転時の回転バランスをとることが可能となる。
Therefore, considering that the
図7は、平行透明板42a,42bを共に3個所ずつ、合計で円周を6分割(各中心角60°)した場合の回転円盤42とモータ41の構成を例示するものであり、高速回転にも容易に対応し、その回転バランスを乱さない形状であることが容易に理解できる。
FIG. 7 exemplifies the configuration of the
加えて、ここでは円周を6分割とすることで、回転円盤42の平坦な面側にカラーホイール30を貼着するなど、一体化して設けることができる。例えば、各分割領域に順次R(赤),G(緑),B(青),R,G,Bのカラーフィルタを配するものとすれば、必ず同一の色成分毎に2個所中の一方が薄い平行透明板42a、他方が厚い平行透明板42bとなるので、全体としても色バランスを崩すことなく対応することが可能となる。
In addition, here, by dividing the circumference into six parts, the color wheel 30 can be adhered to the flat surface side of the
したがって、モノクロの光像を形成する上記マイクロミラー素子のような空間的光変調素子26、あるいは透過型のモノクロ液晶表示パネル等と組合わせることで、カラーの光像を形成することが可能となり、装置全体のより一層の小型化に寄与することができる。
Therefore, it becomes possible to form a color light image by combining with the spatial
なお、上記第1及び第2の実施の形態は、いずれも本発明をプロジェクタ装置に適用し、投影光の輝度分布を平均化するインテグレータロッド31に入射する光量を調整するものとして説明したが、輝度分布を平均化する手段はインテグレータロッドに限るものではなく、他にもライトトンネルと呼称されるような部材を用いるものとしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the present invention is applied to the projector device and the amount of light incident on the
その他、本発明は上記実施の形態に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能であるものとする。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
さらに、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも1つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも1つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, at least one of the problems described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and described in the column of the effect of the invention. In a case where at least one of the obtained effects can be obtained, a configuration in which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
10…プロジェクタ装置、11…本体ケーシング、12…投影レンズ、13…測距センサ、14…Ir受光部、15…スイッチ部、16…スピーカ、17…入出力コネクタ部、18…Ir受光部、19…ACアダプタ接続部、20a〜20d…調整脚部、21…入出力インタフェース(I/F)、22…映像変換部、23…表示エンコーダ、24…ビデオRAM、25…投影駆動部、26…空間的光変調素子、27…リフレクタ、28…光源ランプ、29…集光レンズ、30…カラーホイール、31…インテグレータロッド、32…ミラー、33…制御部、34…光源駆動部、35…測距処理部、36…音声処理部、37…モータ(M)、38a,38b…受光センサ、41…モータ、42…回転円盤、42a,42b…平行透明板、LS…輝点、SB…システムバス。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
この光源部からの光の輝度分布を平均化する平均化手段と、
上記光源ランプと平均化手段との間に配置され、上記光源ランプの出射光を平均化手段に入射させる調光手段と、
この調光手段を駆動して上記光源ランプの出射光が上記平均化手段に入射される際の集光状態を変化させる駆動手段と
を具備したことを特徴とする光源ユニット。 A light source unit having a light source lamp;
Averaging means for averaging the luminance distribution of light from the light source unit;
A dimming unit disposed between the light source lamp and the averaging unit, and causing the light emitted from the light source lamp to enter the averaging unit;
A light source unit comprising: drive means for driving the light control means to change a light collecting state when light emitted from the light source lamp is incident on the averaging means.
上記駆動手段は、上記レンズを上記光源ランプ及び平均化手段間の光軸に沿って移動させる
ことを特徴とする請求項1記載の光源ユニット。 The light control means is a lens for condensing the incident light from the light source lamp to the averaging means,
2. The light source unit according to claim 1, wherein the driving means moves the lens along an optical axis between the light source lamp and the averaging means.
上記駆動手段は、この回転円盤を回転駆動して上記厚さの異なる複数の平行透明板を選択的に上記光源ランプ及び平均化手段間の光路に挿入させる
ことを特徴とする請求項1記載の光源ユニット。 The dimming means is a rotating disk in which a plurality of parallel transparent plates having different thicknesses are integrally formed on the rotating circumference,
2. The driving means according to claim 1, wherein the rotating disk is rotationally driven to selectively insert the plurality of parallel transparent plates having different thicknesses into an optical path between the light source lamp and the averaging means. Light source unit.
上記駆動手段は、上記交流電源に同期して上記光源ランプの出射光が上記平均化手段に入射される際の集光状態を変化させる
ことを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の光源ユニット。 The light source lamp of the light source unit is lit and driven by an AC power source,
The said drive means changes the condensing state at the time of the emitted light of the said light source lamp injecting into the said averaging means synchronizing with the said alternating current power supply, The Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Light source unit.
この光源ユニットの上記平均化手段より出射される光を用いて光像を形成する光像形成手段と、
この光像形成手段で形成された光像を投影する投影手段と
を具備したことを特徴とする投影装置。 A light source section including a light source lamp, an averaging means for averaging the luminance distribution of light from the light source section, and disposed between the light source lamp and the averaging means, and the light emitted from the light source lamp is incident on the averaging means A light source unit having a light control unit, and a drive unit that drives the light control unit to change a light collecting state when light emitted from the light source lamp is incident on the averaging unit;
A light image forming means for forming a light image using light emitted from the averaging means of the light source unit;
A projection apparatus comprising: projection means for projecting a light image formed by the light image forming means.
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