JP2008191496A - Projector - Google Patents

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Hideki Oshima
秀樹 大島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector capable of properly adjusting the luminance, contrast, and luminance distribution of the output light. <P>SOLUTION: The projector includes a light source 11; a color wheel 12 for color-separating the light emitted from the light source 11 by the time division; a rod 13 for increasing the homogeneity of the color-separated light; a relay lens part 14 as a light-gathering means; an optical diaphragm 15 for adjusting the opening degree of the diaphragm in the relay lens part 14; an image display element 16 for converting the light of each color into image display light based on the image signal; a projection optical system 17 for projecting the converted image display light outward; and a control part 24 for controlling the sliding of the rod 13. The rod 13 is made up of two light guide tubes of which the inner slope and the outer slope of the cross section are both rectangular, with the inner surfaces serving as reflecting surfaces and which are configured to be slidable with respect to each other. The control part 24 controls the opening degree of the optical diaphragm, according to the setting of the projection mode and performs control of the sliding of the rod. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、投射映像の輝度及びコントラストを調整可能なプロジェクタに関する。   The present invention relates to a projector capable of adjusting the brightness and contrast of a projected image.

プレゼンテーション又は映像の映写の分野では、外部へ光を投射することによって外部のスクリーン又は壁等の被投射面に映像を投射するプロジェクタが用いられている。このようなプロジェクタは、液晶パネル又はDMD(Digital Micromirror Device)等の映像表示手段において入射光を反射又は透過する際に映像信号に基づいて映像表示光に変換し、外部へ投射映像として投射する構成となっている。   In the field of presentation or video projection, a projector that projects video on a projection surface such as an external screen or wall by projecting light to the outside is used. Such a projector is configured to convert incident light into video display light based on a video signal when the incident light is reflected or transmitted by a video display means such as a liquid crystal panel or a DMD (Digital Micromirror Device), and project the image as projection video to the outside. It has become.

プロジェクタの投射映像の輝度分布は可及的均一であることが望ましい。このため映像表示手段の照度分布の均一度を改善する目的で通常ロッドインテグレータ光学系が用いられる(例えば、特許文献1〜4参照)。光源より出射されロッドの入射面から入射した光はロッド内部で反射を繰り返すことでロッドから出射する際の光軸に対する角度成分が均一化される。ロッド長はロッドからの光出射特性に応じた長さに設定する。ロッドを用いることで投射映像の輝度低下をある程度抑制しつつ輝度分布を改善することができる。   It is desirable that the luminance distribution of the projected image of the projector be as uniform as possible. For this reason, a rod integrator optical system is usually used for the purpose of improving the uniformity of the illuminance distribution of the image display means (see, for example, Patent Documents 1 to 4). The light emitted from the light source and incident from the incident surface of the rod is repeatedly reflected inside the rod, so that the angle component with respect to the optical axis when emitted from the rod is made uniform. The rod length is set to a length corresponding to the light emission characteristics from the rod. By using the rod, it is possible to improve the luminance distribution while suppressing a decrease in luminance of the projected image to some extent.

一方、高輝度の投射映像はコントラストを多少犠牲にしても明るい部屋での鑑賞に適しているが、暗い部屋での鑑賞には高輝度であるよりも高コントラストである方が鑑賞に適している。このため、投射映像の輝度を下げつつコントラストを高める手段として、可変絞り機構を採用する方式が実用化されている(特許文献5参照)。   On the other hand, high-brightness projection images are suitable for viewing in a bright room, even at the expense of some contrast, but for viewing in a dark room, a higher contrast is more suitable for viewing than high-brightness. . For this reason, a system that employs a variable aperture mechanism has been put to practical use as means for increasing the contrast while lowering the brightness of the projected image (see Patent Document 5).

図8は、従来のプロジェクタの光路と絞りとの関係を概略的に示す模式図である。光源11から出射された光はカラーホイール12を透過し、ロッド13に入射する。ロッド13の内部で反射を繰り返しロッド13から出射した光は、リレーレンズ部14及び光学絞り15を経て映像表示素子16上に集光される。映像表示素子16において入射光から変換された映像表示光は、投射光学系17により外部へ投射映像として投射される。図8(a)では光学絞り15を開いた場合の光路を実線で示し、図8(b)では光学絞り15を絞った場合の光路を実線で示している。光学絞り15を絞った場合には投射映像の輝度を適度に下げることができると共に、光学系内の散乱光等の不要光を遮断することでコントラストを向上できる。
特開2003−57602号公報 特開2003−140090号公報 特開2004−302253号公報 特開2005−148707号公報 特開2003−107396号公報
FIG. 8 is a schematic diagram schematically showing a relationship between an optical path and a diaphragm of a conventional projector. Light emitted from the light source 11 passes through the color wheel 12 and enters the rod 13. The light that has repeatedly reflected inside the rod 13 and is emitted from the rod 13 is condensed on the image display element 16 through the relay lens unit 14 and the optical aperture 15. The image display light converted from the incident light in the image display element 16 is projected to the outside by the projection optical system 17 as a projection image. In FIG. 8A, the optical path when the optical aperture 15 is opened is shown by a solid line, and in FIG. 8B, the optical path when the optical aperture 15 is stopped is shown by a solid line. When the optical aperture 15 is stopped, the brightness of the projected image can be lowered moderately, and the contrast can be improved by blocking unnecessary light such as scattered light in the optical system.
JP 2003-57602 A JP 2003-140090 A JP 2004-302253 A JP 2005-148707 A JP 2003-107396 A

しかしながら、光学絞り15を絞った場合に光源11からロッド13に入射してロッド13の内部で反射を繰り返しロッド13から出射する光束のうち、ロッド13の内部での反射回数の多い成分が光学絞り15で遮断されるため、映像表示素子16に達する成分はロッド13の内部での反射回数の少ない成分が大部分を占めることになる。この場合に従来のプロジェクタでは映像表示素子16が均一に照射されなくなるため、変換された映像表示光及び投射された投射映像の輝度分布が劣化し、光学絞りを絞って低輝度にするほど被投射面における投射映像の輝度分布ムラが目立つという問題がある。   However, among the light beams that are incident on the rod 13 from the light source 11 and are repeatedly reflected inside the rod 13 when the optical aperture 15 is stopped, a component having a large number of reflections inside the rod 13 is the optical aperture. 15, the component reaching the image display element 16 is mostly composed of components with a small number of reflections inside the rod 13. In this case, since the image display element 16 is not uniformly irradiated in the conventional projector, the luminance distribution of the converted image display light and the projected image is deteriorated. There is a problem that uneven brightness distribution of the projected image on the surface is conspicuous.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ロッドの摺動に係る指示内容に応じてロッドを摺動せしめることにより、映像表示光の輝度及び輝度分布を適切に調節することが可能となるプロジェクタを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the luminance and luminance distribution of the image display light by sliding the rod in accordance with the content of instructions related to sliding of the rod. It is an object of the present invention to provide a projector that can be adjusted appropriately.

本発明の他の目的は、ロッドの選択に係る指示内容に応じて複数のロッドのいずれか1つを所定位置に選択的に位置せしめることにより、映像表示光の輝度及び輝度分布を適切に調節することが可能となるプロジェクタを提供することにある。   Another object of the present invention is to appropriately adjust the luminance and luminance distribution of video display light by selectively positioning one of a plurality of rods at a predetermined position in accordance with the content of instructions related to rod selection. It is an object of the present invention to provide a projector that can do this.

本発明の他の目的は、ロッドの摺動又は選択に係る指示内容に応じて光学絞り手段の開度の制御を行うと共に、ロッドを摺動せしめる制御又は複数のロッドのいずれか1つを所定位置に選択的に位置せしめる制御を行うことにより、投射映像の輝度及びコントラストを変化させた場合の輝度分布を適切に調節することが可能となるプロジェクタを提供することにある。   Another object of the present invention is to control the degree of opening of the optical aperture means in accordance with the contents of instructions related to the sliding or selection of the rod, and to control one of the plurality of rods or to control the sliding of the rod. It is an object of the present invention to provide a projector that can appropriately adjust the luminance distribution when the luminance and contrast of a projected image are changed by performing control to selectively position the projector on the position.

本発明の他の目的は、ロッドの出射面の形状と前記映像表示手段の形状とを略相似形にすることにより、光の損失を抑えたプロジェクタを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a projector that suppresses light loss by making the shape of the exit surface of the rod and the shape of the image display means substantially similar.

本発明に係るプロジェクタは、光源と、内面を反射面としてあり端面を光源に対向させた管状のロッドと、該ロッドから出射した光を映像表示光に変換して出射する映像表示手段とを備えるプロジェクタにおいて、前記ロッドは、光源側に設けた第1導光管へ前記映像表示手段側に固設した第2導光管を摺動可能に挿通してなり、前記光源及び前記第1導光管を担持する基台と、該基台を前記第2導光管に対して前記第1導光管を摺動する方向に駆動する基台駆動手段と、前記ロッドの摺動に係る指示を受け付ける受付手段と、該受付手段が受け付けた指示内容に応じて前記基台の位置が変わるように、前記基台駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。   A projector according to the present invention includes a light source, a tubular rod having an inner surface as a reflection surface and an end surface facing the light source, and image display means for converting light emitted from the rod into image display light and emitting the image display light. In the projector, the rod is slidably inserted into a first light guide tube provided on the light source side and a second light guide tube fixed on the video display means side, and the light source and the first light guide are provided. A base supporting the tube, base driving means for driving the base in a direction in which the first light guide tube slides with respect to the second light guide tube, and an instruction relating to sliding of the rod. It comprises: a receiving unit that receives the control unit, and a control unit that controls the base driving unit so that the position of the base changes according to the instruction content received by the receiving unit.

本発明にあっては、受付手段が受け付けた指示内容が、輝度を高めるものである場合はロッド長を短縮する方向に、輝度分布を均一にするものである場合はロッド長を延伸する方向に夫々基台を駆動してロッドを摺動せしめる。基台を駆動してロッド長を短縮又は延伸せしめることにより、前記指示内容が輝度を高めるものである場合は、ロッド内部での反射回数が減り、反射損失が抑えられて輝度を高められる。また前記指示内容が輝度分布を均一にするものである場合は、ロッド内部での反射回数が増し、光はより均一化される。光源が発生する光は第1導光管からロッドに入射し、ロッド内面でロッド長に応じた回数の反射を繰り返すことで、第2導光管から出射する際の光軸に対する角度成分がロッド長に応じて均一化される。ロッドから出射した光は映像表示手段に入射し、映像表示光に変換される。   In the present invention, when the instruction content received by the receiving means is to increase the luminance, the direction is to shorten the rod length, and when the instruction content is to make the luminance distribution uniform, the direction is to extend the rod length. The base is driven to slide the rod. By driving the base and shortening or extending the rod length, if the content of the instruction is to increase the luminance, the number of reflections inside the rod is reduced, the reflection loss is suppressed, and the luminance is increased. Further, when the instruction content is to make the luminance distribution uniform, the number of reflections inside the rod increases, and the light becomes more uniform. The light generated by the light source is incident on the rod from the first light guide tube, and the angle component with respect to the optical axis when the light is emitted from the second light guide tube is repeatedly reflected on the inner surface of the rod according to the rod length. It is made uniform according to the length. The light emitted from the rod enters the image display means and is converted into image display light.

本発明に係るプロジェクタは、光源と、端面を光源に対向させた所定長を有する導光性のロッドと、該光源からの光を映像表示光に変換して出射する映像表示手段とを備えるプロジェクタにおいて、前記ロッドは、内面を反射面とする互いに内径の異なる導光管及び互いに屈折率又は導光路径の異なる棒状導光体のうちいずれかであって、種類の異なる前記ロッドを2以上有し、前記ロッドのいずれか1つを、前記光源から前記映像表示手段までの光路内の所定位置に選択的に位置せしめる選択手段と、前記ロッドの選択に係る指示を受け付ける受付手段と、該受付手段が受け付けた指示内容に応じて前記ロッドのいずれか1つを前記所定位置に位置せしめるように、前記選択手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。   A projector according to the present invention includes a light source, a light guide rod having a predetermined length with an end face opposed to the light source, and a video display unit that converts light from the light source into video display light and emits the light. The rod is one of a light guide tube having an inner surface as a reflection surface and a different inner diameter, and a rod-shaped light guide having a different refractive index or a different light guide path diameter, and has two or more different types of rods. Selection means for selectively positioning any one of the rods at a predetermined position in an optical path from the light source to the image display means; reception means for receiving an instruction relating to selection of the rod; and the reception Control means for controlling the selection means so as to position any one of the rods at the predetermined position in accordance with the instruction content received by the means.

本発明にあっては、受付手段が受け付けた指示内容が輝度を高めるものである場合は、棒状導光体のうち屈折率がより高く導光路径がより大きいものを、又は導光管のうち内径がより大きいものを選択し、棒状導光体の導光路径と導光管の内径とが同一のときは棒状導光体を選択する。前記指示内容が輝度分布を均一にするものである場合は、棒状導光体のうち屈折率がより低く導光路径がより小さいものを、又は導光管のうち内径がより小さいものを選択し、棒状導光体の導光路径と導光管の内径とが同一のときは導光管を選択する。上述の通り選択することにより、前記指示内容が輝度を高めるものである場合は、ロッド内部での反射回数が減り、反射損失が抑えられて輝度を高められる。前記指示内容が輝度分布を均一にするものである場合は、ロッド内部での反射回数が増し、光はより均一化される。選択したロッドは光源から前記映像表示手段までの光路内の所定位置に位置せしめる。光源が発生する光は所定位置に位置する前記ロッドに入射し、ロッド内面で選択したロッドに応じた回数の反射を繰り返すことで、ロッドから出射する際の光軸に対する角度成分が選択したロッドに応じて均一化される。ロッドから出射した光は映像表示手段に入射し、映像表示光に変換される。   In the present invention, when the instruction content received by the receiving means is to increase the brightness, a rod-shaped light guide having a higher refractive index and a larger light guide path diameter, or a light guide tube A rod having a larger inner diameter is selected, and when the diameter of the light guide path of the rod-shaped light guide is the same as the inner diameter of the light guide tube, the rod-shaped light guide is selected. If the instruction content is to make the luminance distribution uniform, select a rod-shaped light guide with a lower refractive index and a smaller light guide path diameter, or a light guide tube with a smaller inner diameter. When the light guide path diameter of the rod-shaped light guide and the inner diameter of the light guide tube are the same, the light guide tube is selected. By selecting as described above, when the instruction content is to increase the luminance, the number of reflections inside the rod is reduced, and the reflection loss is suppressed to increase the luminance. When the content of the instruction is to make the luminance distribution uniform, the number of reflections inside the rod increases and the light becomes more uniform. The selected rod is positioned at a predetermined position in the optical path from the light source to the image display means. The light generated by the light source is incident on the rod located at a predetermined position, and by repeating the number of reflections according to the rod selected on the inner surface of the rod, the angle component with respect to the optical axis when emitted from the rod is applied to the selected rod. It is made uniform accordingly. The light emitted from the rod enters the image display means and is converted into image display light.

本発明に係るプロジェクタは、前記ロッドから出射する光を前記映像表示手段に集光させる集光手段と、該集光手段にて絞りの開度を調整する光学絞り手段と、前記映像表示光を外部へ投射する投射手段とを備え、前記制御手段は、前記指示内容に応じて前記光学絞り手段の開度を制御するようにしたことを特徴とする。   The projector according to the present invention includes a condensing unit that condenses the light emitted from the rod on the image display unit, an optical diaphragm unit that adjusts an aperture of the diaphragm by the condensing unit, and the image display light. Projection means for projecting to the outside, and the control means controls the opening of the optical diaphragm means in accordance with the contents of the instruction.

本発明にあっては、光源が発生する光はロッドへ入射し、ロッドから出射する光は、集光手段及び光学絞り手段を経て映像表示手段に入射する。映像表示手段は入射光を映像表示光に変換し、投射手段は映像表示光を外部に投射する。制御手段は、ロッドの摺動又は選択に係る指示内容に応じて光学絞り手段の開度を制御すると共に、基台の駆動によってロッドを摺動せしめる制御又は複数のロッドのいずれか1つを所定位置に選択的に位置せしめる制御を行う。前記光学絞り手段の開度を制御することにより、映像表示光及び投射映像のコントラストも調整される。   In the present invention, the light generated by the light source is incident on the rod, and the light emitted from the rod is incident on the image display means through the light collecting means and the optical aperture means. The video display means converts incident light into video display light, and the projection means projects the video display light to the outside. The control means controls the opening degree of the optical diaphragm means in accordance with the contents of instructions related to the sliding or selection of the rod, and controls the sliding of the rod by driving the base or any one of a plurality of rods. Control to selectively position at the position. By controlling the opening of the optical aperture means, the contrast of the image display light and the projected image is also adjusted.

本発明に係るプロジェクタは、前記ロッドの出射面の形状と前記映像表示手段の形状とが略相似であることを特徴とする。   The projector according to the present invention is characterized in that the shape of the exit surface of the rod and the shape of the video display means are substantially similar.

本発明にあっては、ロッドの出射面の形状を矩形とし、前記映像表示手段の形状と略相似形にすることにより、ロッドから出射する光束の断面形状のアスペクト比と映像表示手段のアスペクト比とを略同一とする。   In the present invention, the shape of the exit surface of the rod is rectangular and is substantially similar to the shape of the image display means, whereby the aspect ratio of the cross-sectional shape of the light beam emitted from the rod and the aspect ratio of the image display means Are substantially the same.

本発明によれば、基台の駆動によってロッドを摺動せしめる制御によって、ロッドからの出射光はロッド長に応じて輝度及び輝度分布が調節され、映像表示光の輝度及び輝度分布を鑑賞する環境の明暗に適するように調節することが可能となる。   According to the present invention, the luminance and luminance distribution of the light emitted from the rod is adjusted according to the rod length by the control of sliding the rod by driving the base, and the environment for viewing the luminance and luminance distribution of the video display light is appreciated. It is possible to adjust to suit the light and dark.

本発明によれば、複数のロッドのいずれか1つを所定位置に選択的に位置せしめる制御によって、ロッドからの出射光は選択したロッドに応じて輝度及び輝度分布が調節され、映像表示光の輝度及び輝度分布を鑑賞する環境の明暗に適するように調節することが可能となる。   According to the present invention, by controlling to selectively position one of the plurality of rods at a predetermined position, the luminance and luminance distribution of the emitted light from the rod are adjusted according to the selected rod, and the image display light It is possible to adjust the brightness and the brightness distribution so as to be suitable for the brightness and darkness of the environment where the user appreciates.

本発明によれば、光学絞り手段の開度の制御及び基台を駆動してロッドを摺動せしめる制御若しくは複数のロッドのいずれか1つを所定位置に選択的に位置せしめる制御により、光学絞り手段の開度に連動して映像表示光の輝度、コントラスト及び輝度分布が調節され、鑑賞する環境の明暗に適するように投射映像の輝度及びコントラストを変更した場合の輝度分布を適切に調節することが可能となる   According to the present invention, the optical aperture can be controlled by controlling the opening of the optical aperture means and controlling the slide of the rod by driving the base or selectively positioning any one of the plurality of rods at a predetermined position. The brightness, contrast, and brightness distribution of the image display light are adjusted in conjunction with the opening of the means, and the brightness distribution when the brightness and contrast of the projected image is changed to be suitable for the brightness of the viewing environment. Is possible

本発明によれば、ロッドから出射する光束の断面形状のアスペクト比と映像表示手段のアスペクト比とが略同一となることにより、映像表示手段の範囲外に照射される光が低減され、プロジェクタの光の損失を抑えることが可能となる。   According to the present invention, since the aspect ratio of the cross-sectional shape of the light beam emitted from the rod and the aspect ratio of the image display means are substantially the same, the light emitted outside the range of the image display means is reduced, and the projector Light loss can be suppressed.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1に係るプロジェクタの構成を示すブロック図であり、図中の白抜矢印は光を示す。図2はロッドを摺動伸縮させる機構を概略的に示す側面視の透視図であり、図中の黒塗矢印は基台18を移動させた方向を示す。図2(a)はロッド13を短縮させた場合、図2(b)はロッド13を延伸させた場合の図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a projector according to Embodiment 1 of the present invention, and white arrows in the figure indicate light. FIG. 2 is a perspective view schematically showing a mechanism for slidingly expanding and contracting the rod, and a black arrow in the drawing indicates a direction in which the base 18 is moved. FIG. 2A shows a case where the rod 13 is shortened, and FIG. 2B shows a case where the rod 13 is extended.

図1及び図2において、11は光源であって、該光源11は、白色光を放射する放電ランプ等の発光体及び内面が鏡面化された半楕円球殻の凹面を有する反射鏡からなり、該発光体が放射する光を凹面の開口方向に集光する。光源11は、基台18に立設した光源保持板41に挟持されて基台18の一端部に担持され、反射鏡の開口は基台18の他端部に向けられている。基台18の他端部には、ロッド13の一部を構成する第1導光管13aが、基台18に立設したロッド保持板43に拘止され、一端面を光源11に向けて担持されている。更に基台18上には光源11と第1導光管とを結ぶ光軸を横切ってカラーホイール12が介装されている。前記カラーホイール12は、赤(R)、青(B)及び緑(G)色の光学フィルタが円周方向に沿って配列形成された円盤として構成されており、基台18に立設したカラーホイール保持板42の上部に設けてある図示しない駆動モーターの回転軸によって軸支され、前記各光学フィルタが前記光軸と周期的に交差して回転するようになっている。カラーホイール12は、RGBの光学フィルタを備えるものに限らず、RGBW(白色)等の光学フィルタを備えるものであってもよい。基台18の下部には車輪を設けてあり、筐体45の底部に設けられたレール上を、ロッド13の光軸方向に転動するように構成されている。基台18の駆動は、パルスモーターなる基台駆動モーター22aの回転軸に取り付けたウォームギアを、基台18側に固定したはす歯のラックに噛合させることにより、回転運動を直線運動に変換して行う。   1 and 2, 11 is a light source, and the light source 11 is composed of a light emitter such as a discharge lamp that emits white light and a reflecting mirror having a concave surface of a semi-elliptical spherical shell whose inner surface is mirror-finished, The light emitted from the light emitter is condensed in the direction of the concave opening. The light source 11 is sandwiched between light source holding plates 41 erected on the base 18 and carried on one end of the base 18, and the opening of the reflecting mirror is directed to the other end of the base 18. At the other end of the base 18, a first light guide tube 13 a constituting a part of the rod 13 is held by a rod holding plate 43 erected on the base 18, with one end surface facing the light source 11. It is supported. Further, a color wheel 12 is interposed on the base 18 across the optical axis connecting the light source 11 and the first light guide tube. The color wheel 12 is configured as a disk in which optical filters of red (R), blue (B), and green (G) are arranged in the circumferential direction, and is a color erected on the base 18. The optical filter is pivotally supported by a rotation shaft of a drive motor (not shown) provided on the upper portion of the wheel holding plate 42, and the optical filters rotate so as to periodically intersect the optical axis. The color wheel 12 is not limited to having an RGB optical filter, but may have an RGBW (white) optical filter. A wheel is provided at the lower part of the base 18 and is configured to roll on the rail provided at the bottom of the housing 45 in the optical axis direction of the rod 13. The base 18 is driven by converting a rotary motion into a linear motion by engaging a worm gear attached to the rotary shaft of the base drive motor 22a, which is a pulse motor, with a rack of helical teeth fixed to the base 18 side. Do it.

第1導光管13a及び第2導光管13bは、アルミニウム蒸着膜等の反射膜によって内面を反射面としてあり、内側、外側の断面形状が矩形状の2つの導光管からなる。第1導光管13aと第2導光管13bとの挿通部においては、第1導光管13aの断面内法寸法と第2導光管13bの断面外法寸法とが略同一寸法をなし、筐体45に固定された光学ユニット保持体44に固設してある第2導光管13bに対して、基台18上に設けられた第1導光管13aを摺動可能に外嵌させてある。第2導光管13bよりも光源側の第1導光管13aの断面内法寸法を大きくしてあるため、光源11の反射鏡が集光した光の損失を抑えて効率的にロッド13に入射させることができる。   The first light guide tube 13a and the second light guide tube 13b are formed of two light guide tubes having an inner surface as a reflection surface by a reflection film such as an aluminum vapor deposition film, and whose inner and outer cross-sectional shapes are rectangular. In the insertion portion between the first light guide tube 13a and the second light guide tube 13b, the internal cross-sectional dimension of the first light guide tube 13a and the external cross-sectional dimension of the second light guide tube 13b are substantially the same. The first light guide tube 13a provided on the base 18 is slidably fitted to the second light guide tube 13b fixed to the optical unit holder 44 fixed to the housing 45. I'm allowed. Since the cross-sectional normal dimension of the first light guide tube 13a on the light source side is larger than that of the second light guide tube 13b, the loss of the light collected by the reflecting mirror of the light source 11 is suppressed and the rod 13 is efficiently formed. It can be made incident.

前記光学ユニット保持体44には、第2導光管13bからの出射光を集光するリレーレンズ部14、電動開閉されてリレーレンズ部14の開放絞りとして機能する光学絞り15、リレーレンズ部14が集光した光を映像表示光に変換する映像表示素子16、映像表示光をプロジェクタ外部の被投射面に投射する投射光学系17が、夫々の光軸を一致させてこの順番に固設されている。映像表示素子16はDMD又は液晶表示パネル等の光変調素子であるが、これらに限定するものではない。投射光学系17は投射レンズ及び投射レンズの一部を駆動する機構からなる。   The optical unit holder 44 includes a relay lens unit 14 that collects light emitted from the second light guide tube 13b, an optical aperture 15 that is electrically opened and closed and functions as an open aperture of the relay lens unit 14, and a relay lens unit 14 The image display element 16 that converts the light collected by the light into image display light and the projection optical system 17 that projects the image display light onto the projection surface outside the projector are fixed in this order with their optical axes aligned. ing. The video display element 16 is a light modulation element such as a DMD or a liquid crystal display panel, but is not limited thereto. The projection optical system 17 includes a projection lens and a mechanism that drives a part of the projection lens.

第2導光管13bの出射面の形状は矩形であり、アスペクト比を映像表示素子16に一致させて4対3又は16対9としてある。このことにより、ロッドから出射した略均一な光がリレーレンズ部14を介して映像表示素子16を照射する際に、映像表示素子16の形状に合わせて略均一に照射することができる。従って映像表示素子16の範囲外に照射される光が低減され、プロジェクタとしての光の損失を抑えることができる。なお、ロッド13の断面形状は、前記挿通部を含めた全体において矩形としてあるが、例えば入射面から挿通部までの断面形状は円形であり、先端部に向けて滑らかに矩形となるものであってもよい。   The shape of the exit surface of the second light guide tube 13b is rectangular, and the aspect ratio is 4 to 3 or 16 to 9 in accordance with the video display element 16. Thereby, when the substantially uniform light emitted from the rod irradiates the image display element 16 via the relay lens portion 14, it can be irradiated substantially uniformly according to the shape of the image display element 16. Therefore, the light irradiated outside the range of the video display element 16 is reduced, and the loss of light as a projector can be suppressed. The cross-sectional shape of the rod 13 including the insertion portion is rectangular as a whole. For example, the cross-sectional shape from the incident surface to the insertion portion is circular, and smoothly becomes a rectangle toward the tip. May be.

図3は、ロッドの内面反射により光源像が分割される様子を示す説明図である。ロッド131、132は夫々短いロッド、長いロッドを表している。点線の光路31a、31b、一点鎖線の光路32a、32b及び鎖線の光路33a、33bは、夫々光源11の一定部分から一定の角度でロッド131、132に入射した光の光路を表し、光源像34a、34bは、夫々のロッド131、132から出射した光を集光させた場合の光源像を模式的に表している。図3(a)において光路31a、32a及び33aは、短いロッド131の内面で夫々2回、1回及び0回反射するのに対し、図3(b)において光路31b、32b及び33bは、長いロッド132の内面で夫々5回、3回及び1回反射する。長いロッド132の場合は、短いロッド131の場合より内面での反射回数が増すことで光源像の分割数が増し、映像表示素子に集光された光の照度分布がより均一となる。一方、ロッド内面での反射回数が増した場合、ロッドから出射する光の輝度分布が向上するのに対し、反射損失が増大して輝度は低下する。従ってロッドから出射する光に係る輝度を下げても輝度分布を向上させる場合はより長いロッドを用い、輝度分布を劣化させても輝度を高める場合はより短いロッドを用いることができる。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing how the light source image is divided by internal reflection of the rod. The rods 131 and 132 represent a short rod and a long rod, respectively. The dotted optical paths 31a and 31b, the dashed dotted optical paths 32a and 32b, and the dashed dotted optical paths 33a and 33b respectively represent optical paths of light incident on the rods 131 and 132 at a fixed angle from a fixed portion of the light source 11, and a light source image 34a. , 34b schematically represent light source images when the light emitted from the respective rods 131, 132 is condensed. In FIG. 3A, the optical paths 31a, 32a, and 33a are reflected twice, once, and 0 times on the inner surface of the short rod 131, respectively, whereas in FIG. 3B, the optical paths 31b, 32b, and 33b are long. Reflected on the inner surface of the rod 132 5 times, 3 times and 1 time respectively. In the case of the long rod 132, the number of divisions of the light source image is increased by increasing the number of reflections on the inner surface as compared with the case of the short rod 131, and the illuminance distribution of the light condensed on the video display element becomes more uniform. On the other hand, when the number of reflections on the inner surface of the rod increases, the luminance distribution of the light emitted from the rod improves, whereas the reflection loss increases and the luminance decreases. Therefore, a longer rod can be used to improve the luminance distribution even when the luminance related to the light emitted from the rod is lowered, and a shorter rod can be used to increase the luminance even if the luminance distribution is deteriorated.

図1及び図2に戻って、光源11から出射された白色光は、RGBいずれかの色のフィルタを透過し、RGB各単色光を時分割で生成する。そして分離生成されたRGB各単色光は、ロッド13に入射し、ロッド内面で反射を繰り返すことにより光束の均一度が高められ、ロッド13から出射する。ロッド13から出射したRGB各単色光は、リレーレンズ部14により中継される間に光学絞り15の開度が調整され、映像表示素子16上に時分割で集光される。映像表示素子16は、映像表示素子制御部23によって入射光を映像表示光に変換するように制御されている。映像表示素子16に時分割で入射するRGB単色光は時分割のRGB映像表示光に変換され、投射光学系17によって外部のスクリーン等の被投射面に投射されることで使用者にカラー映像として認識される。   Referring back to FIGS. 1 and 2, the white light emitted from the light source 11 passes through a filter of any one of RGB colors, and RGB single color lights are generated in a time division manner. The RGB single-color lights thus generated are incident on the rod 13 and are repeatedly reflected on the inner surface of the rod, thereby increasing the uniformity of the light flux and exiting from the rod 13. The R, G, and B monochromatic lights emitted from the rod 13 are condensed on the image display element 16 in a time-sharing manner while the opening of the optical diaphragm 15 is adjusted while being relayed by the relay lens unit 14. The video display element 16 is controlled by the video display element control unit 23 to convert incident light into video display light. The RGB monochromatic light incident on the video display element 16 in a time division manner is converted into a time division RGB video display light, and is projected onto a projection surface such as an external screen by the projection optical system 17 to give a color image to the user. Be recognized.

プロジェクタは、演算を行うCPU、演算に必要なプログラム及びテーブル等の情報を記憶するROM、並びに一時的に発生した情報を記憶するRAM等からなる制御部24を備えている。映像入力部25に入力された映像信号は制御部24に与えられ、制御部24は映像信号フィールド周波数に同期した信号をカラーホイール駆動部21に与える。カラーホイール駆動部21は、映像信号フィールド周波数に同期してカラーホイール12を回転させる。制御部24はカラーホイール12がRGBいずれの単色光を透過させているかを逐次判定し、各色の映像を、映像入力部25から入力された映像信号に基づいて映像表示素子制御部23に与える。このような構成により、映像表示素子16はカラーホイール12が分離生成する各色光を、同色の映像信号に基づいて映像表示光に変換することができる。   The projector includes a control unit 24 including a CPU that performs calculation, a ROM that stores information such as programs and tables necessary for the calculation, and a RAM that stores temporarily generated information. The video signal input to the video input unit 25 is given to the control unit 24, and the control unit 24 gives a signal synchronized with the video signal field frequency to the color wheel driving unit 21. The color wheel drive unit 21 rotates the color wheel 12 in synchronization with the video signal field frequency. The control unit 24 sequentially determines which of the RGB monochromatic lights is transmitted by the color wheel 12, and gives the video of each color to the video display element control unit 23 based on the video signal input from the video input unit 25. With this configuration, the video display element 16 can convert each color light separately generated by the color wheel 12 into video display light based on the same color video signal.

映像表示光及び投射映像に係る輝度選択又は輝度分布の均一度選択は、制御部24に接続された投射モード設定スイッチ26に設定され、制御部24は前記投射モード設定スイッチ26の切り替え方向を読み込む。投射モードとしては、明るい部屋での鑑賞に適するように輝度が高いことを重視した高輝度モード並びに暗い部屋での鑑賞に適するように輝度分布が良好であること及びコントラストが高いことを重視した高コントラストモードがある。高輝度モードに設定された場合は、制御部24が光学絞り15を開くと共に基台18を駆動してロッド長を短縮し、ロッド13から出射する光の輝度をも高める。高コントラストモードに設定された場合は光学絞り15を絞ると共に基台18を駆動してロッド長を延伸し、ロッド13から出射する光の輝度分布を向上させる。このとき光学絞り15が絞られることにより、リレーレンズ部14内部で発生した散乱光等の不要光が遮断されて投射映像のコントラストが向上する。基台18の駆動距離は、基台駆動モーター22aの駆動パルス数を計数することによって制御する。   The luminance selection or the luminance distribution uniformity selection related to the video display light and the projected video is set in the projection mode setting switch 26 connected to the control unit 24, and the control unit 24 reads the switching direction of the projection mode setting switch 26. . Projection modes include a high luminance mode that emphasizes high brightness so that it is suitable for viewing in a bright room, and a high brightness that emphasizes good brightness distribution and high contrast so that it is suitable for viewing in a dark room. There is a contrast mode. When the high luminance mode is set, the control unit 24 opens the optical aperture 15 and drives the base 18 to shorten the rod length, and also increases the luminance of the light emitted from the rod 13. When the high contrast mode is set, the optical diaphragm 15 is narrowed and the base 18 is driven to extend the rod length, thereby improving the luminance distribution of the light emitted from the rod 13. At this time, when the optical diaphragm 15 is stopped, unnecessary light such as scattered light generated inside the relay lens unit 14 is blocked, and the contrast of the projected image is improved. The drive distance of the base 18 is controlled by counting the number of drive pulses of the base drive motor 22a.

図4は、実施の形態1に係るプロジェクタの光路と絞りとの関係を概略的に示す模式図である。光源11から出射された光はカラーホイール12を透過し、ロッド13に入射する。ロッド13から出射した光はリレーレンズ部14及び光学絞り15を経て映像表示素子16上に集光される。図4(a)では光学絞り15を開いた場合の光路を実線で示し、図4(b)では光学絞り15を絞った場合の光路を実線で示している。図4(b)の黒塗矢印は、第1導光管13a、カラーホイール12と光源11との位置関係を保ってロッド13を延伸する方向を示している。図4(b)で光学絞り15を絞った場合、光源11からロッド13に入射してロッド13の内面で反射を繰り返しロッド13から出射する光束のうち、ロッド13の内面での反射回数の多い成分が光学絞り15で遮断される。この場合にロッド13を黒塗矢印の方向に延伸させることにより、光学絞り15で絞られる限界の光路であってもロッド13の内面での反射回数は、図4(a)の場合と同程度にすることができる。   FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing the relationship between the optical path and the diaphragm of the projector according to the first embodiment. Light emitted from the light source 11 passes through the color wheel 12 and enters the rod 13. The light emitted from the rod 13 is condensed on the image display element 16 through the relay lens unit 14 and the optical diaphragm 15. In FIG. 4A, the optical path when the optical aperture 15 is opened is shown by a solid line, and in FIG. 4B, the optical path when the optical aperture 15 is stopped is shown by a solid line. The black arrow in FIG. 4B indicates the direction in which the rod 13 is extended while maintaining the positional relationship among the first light guide tube 13 a, the color wheel 12, and the light source 11. When the optical diaphragm 15 is stopped in FIG. 4B, among the light beams that enter the rod 13 from the light source 11 and are repeatedly reflected from the inner surface of the rod 13 and emitted from the rod 13, the number of reflections on the inner surface of the rod 13 is large. The component is blocked by the optical diaphragm 15. In this case, by extending the rod 13 in the direction of the black arrow, the number of reflections on the inner surface of the rod 13 is about the same as in the case of FIG. Can be.

図5は投射モードの設定に従って基台18及び光学絞り15を制御する手順についてのフローチャートである。以下の処理は制御部24に予め格納されている制御プログラムに従って実行される。現在の投射モードは、制御部24の初期設定持にRAMに記憶されてあり、制御部24は投射モード設定スイッチ26による設定指示と記憶された投射モードとを比較して、投射モードの設定指示が変更されたか否かを判断する(S11)。制御部24は、投射モードの設定指示に変更がないと判断した場合(S11:NO)、何も行わずに待機し、設定指示に変更があったと判断した場合(S11:YES)、現在の投射モードが高輝度モードであるか否かを判断する(S12)。現在が高輝度モードの場合(S12:YES)、制御部24は光学絞り15を絞り(S13)、基台18をロッド13の延伸方向に駆動すべく基台駆動モーター22aのパルス駆動を開始する(S14)。制御部24は基台駆動モーター22aの駆動パルス数が所定数に達したかを判断し(S15)、達していないと判断した場合(S15:NO)、何もせずに待機する(S15)。基台駆動モーター22aの駆動パルス数が所定数に達したと判断した場合(S15:YES)、制御部24は基台18の駆動を停止し(S16)、RAMに記憶した現在の投射モードを更新する(S17)。ステップS12で現在が高輝度モードでなく高コントラストモードの場合(S12:NO)、制御部24は光学絞り15を開き(S18)、基台18をロッド13の短縮方向に駆動すべく基台駆動モーター22aのパルス駆動を開始する(S19)。制御部24は基台駆動モーター22aの駆動パルス数が所定数に達したか否かを判断し(S20)、達していないと判断した場合(S20:NO)、何もせずに待機する(S20)。基台駆動モーター22aの駆動パルス数が所定数に達したと判断した場合(S20:YES)、制御部24は基台18の駆動を停止し(S16)、RAMに記憶した現在の投射モードを更新する(S17)。   FIG. 5 is a flowchart of a procedure for controlling the base 18 and the optical aperture 15 according to the setting of the projection mode. The following processing is executed according to a control program stored in the control unit 24 in advance. The current projection mode is stored in the RAM in the initial setting of the control unit 24, and the control unit 24 compares the setting instruction by the projection mode setting switch 26 with the stored projection mode, and instructs the setting of the projection mode. It is determined whether or not has been changed (S11). When it is determined that there is no change in the projection mode setting instruction (S11: NO), the control unit 24 stands by without performing anything, and when it is determined that the setting instruction has been changed (S11: YES) It is determined whether or not the projection mode is a high luminance mode (S12). If the current mode is the high luminance mode (S12: YES), the control unit 24 starts the pulse drive of the base drive motor 22a to drive the optical stop 15 to the stop (S13) and drive the base 18 in the extending direction of the rod 13. (S14). The control unit 24 determines whether or not the number of drive pulses of the base drive motor 22a has reached a predetermined number (S15). If it is determined that the number has not reached (S15: NO), the control unit 24 waits without doing anything (S15). When it is determined that the number of drive pulses of the base drive motor 22a has reached a predetermined number (S15: YES), the control unit 24 stops driving the base 18 (S16), and the current projection mode stored in the RAM is determined. Update (S17). In step S12, when the current mode is not the high luminance mode but the high contrast mode (S12: NO), the control unit 24 opens the optical aperture 15 (S18), and the base is driven to drive the base 18 in the shortening direction of the rod 13. The pulse drive of the motor 22a is started (S19). The control unit 24 determines whether or not the number of drive pulses of the base drive motor 22a has reached a predetermined number (S20). If it is determined that the number has not reached (S20: NO), the control unit 24 waits without doing anything (S20). ). When it is determined that the number of drive pulses of the base drive motor 22a has reached a predetermined number (S20: YES), the control unit 24 stops driving the base 18 (S16), and the current projection mode stored in the RAM is determined. Update (S17).

実施の形態1に係るプロジェクタにあっては、時分割のRGB映像表示光が投射手段によって外部に投射される。制御部は投射モードの設定に応じて光学絞りの開度を制御すると共に、ロッドを摺動せしめる方向へ基台を駆動する制御を行う。高輝度モードの場合には、光学絞りを開いて最大限の光束を通過させると共に、ロッド長を短縮してロッド内面での反射回数を減少させることで反射損失を抑え、ロッドからの出射光を高輝度とする。高コントラストモードの場合には、光学絞りを絞って輝度を下げつつ散乱光等の不要光を遮断してコントラストを向上させると共に、ロッド長を延伸してロッド内面での反射回数を増加させる。高コントラストモードの場合には、ロッドから出射する光の光源像分割数が増すため、ロッドからの出射光の輝度分布が高輝度モードの場合より均一となる。
従って、輝度並びにコントラスト及び輝度分布を適切に調整したカラーの映像表示光を外部に投射することができる。
In the projector according to the first embodiment, time-division RGB video display light is projected to the outside by the projection unit. The control unit controls the opening degree of the optical diaphragm according to the setting of the projection mode, and performs control for driving the base in the direction in which the rod is slid. In the high brightness mode, the optical aperture is opened to allow the maximum luminous flux to pass, and the rod length is shortened to reduce the number of reflections on the inner surface of the rod, thereby suppressing reflection loss and reducing the light emitted from the rod. High brightness. In the high contrast mode, the optical diaphragm is squeezed to reduce the luminance while blocking unnecessary light such as scattered light to improve the contrast, and the rod length is extended to increase the number of reflections on the inner surface of the rod. In the high contrast mode, since the number of light source image divisions of the light emitted from the rod increases, the luminance distribution of the light emitted from the rod becomes more uniform than in the high luminance mode.
Accordingly, it is possible to project the color image display light appropriately adjusted in luminance, contrast, and luminance distribution.

また、複数色夫々についてロッドから出射する略均一な光束の断面形状のアスペクト比と映像表示素子のアスペクト比とが略同一となり、映像表示素子を形状に合わせて略均一に照射することができるため、映像表示素子の範囲外まで照射されることによる損失を低減することができる。   In addition, the aspect ratio of the cross-sectional shape of the substantially uniform light beam emitted from the rod for each of the colors is substantially the same as the aspect ratio of the video display element, so that the video display element can be irradiated substantially uniformly according to the shape. The loss due to irradiation outside the range of the image display element can be reduced.

(実施の形態2)
図6は本発明の実施の形態2に係るプロジェクタのロッド選択機構を概略的に示す背面視の透視図である。図6において、カラーホイール12と光学ユニット保持体44内のリレーレンズ部14との間には、筐体45に立設されたロッド保持板43bが介装してある。また光源保持板41及びカラーホイール保持板42も基台18を介することなく筐体45に立設されている。前記ロッド保持板43bの上部にはパルスモーターが設けてあり、該パルスモーターの回転軸にはロッド保持部材51が回動可能に軸支され、該ロッド保持部材51の両端部にはガラスロッド13c及び中空ロッド13dが杷持されている。ガラスロッド13cの導光路径と中空ロッド13dの内径とは等しくしてある。ロッドの選択は制御部24の制御により前記パルスモーターの駆動パルスを計数しつつ、ロッド保持部材51をパルスモーターにて180度回動させることにより行う。高輝度モードの場合にはガラスロッド13cを選択し、高コントラストモードの場合には中空ロッド13dを選択して、夫々のロッドの光軸と光源11の光軸とが一致する位置に選択的に位置せしめる。光源11から出射した光は、カラーホイール12を透過し、中空ロッド13d又はガラスロッド13cに入射してロッド内部で反射を繰り返すことにより光束の均一度が高められ、夫々のロッドから出射する。ロッドから出射した光は、光学ユニット保持体44内のリレーレンズ部14に入射する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a rear perspective view schematically showing the rod selection mechanism of the projector according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, a rod holding plate 43 b erected on the housing 45 is interposed between the color wheel 12 and the relay lens portion 14 in the optical unit holder 44. The light source holding plate 41 and the color wheel holding plate 42 are also erected on the housing 45 without the base 18 interposed therebetween. A pulse motor is provided on the upper portion of the rod holding plate 43b. A rod holding member 51 is pivotally supported on a rotation shaft of the pulse motor, and glass rods 13c are provided at both ends of the rod holding member 51. And the hollow rod 13d is clamped. The light guide path diameter of the glass rod 13c is equal to the inner diameter of the hollow rod 13d. The rod is selected by rotating the rod holding member 51 by 180 degrees with the pulse motor while counting the drive pulses of the pulse motor under the control of the control unit 24. In the case of the high luminance mode, the glass rod 13c is selected, and in the case of the high contrast mode, the hollow rod 13d is selected, and the optical axis of each rod and the optical axis of the light source 11 are selectively aligned. Position it. The light emitted from the light source 11 is transmitted through the color wheel 12, is incident on the hollow rod 13d or the glass rod 13c, and is repeatedly reflected inside the rod, so that the uniformity of the light flux is increased and is emitted from each rod. The light emitted from the rod enters the relay lens unit 14 in the optical unit holder 44.

図7は、ロッドの内部反射により光源像が分割される様子を示す説明図である。点線の光路61a、61b、一点鎖線の光路62a、62b及び鎖線の光路63a、63bは、夫々光源11の一定部分から一定の角度で夫々ガラスロッド13c、中空ロッド13dに入射した光の光路を表し、光源像64a、64bは、夫々ガラスロッド13c、中空ロッド13dから出射した光を集光させた場合の光源像を模式的に表している。ここでもガラスロッド13cの導光路径と中空ロッド13dの内径とは等しい場合を示す。図7(a)において光路61a、62a及び63aは、ガラスロッド13cの内部で夫々2回、1回及び0回反射するのに対し、図7(b)において光路61b、62b及び63bは、中空ロッド13dの内面で夫々5回、3回及び1回反射する。中空ロッド13dの場合は、ガラスロッド13cの場合より内面での反射回数が増すことで光源像の分割数が増し、映像表示素子16に集光された光の照度分布がより均一となる。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing how the light source image is divided by internal reflection of the rod. The dotted optical paths 61a and 61b, the dashed-dotted optical paths 62a and 62b, and the dashed-dotted optical paths 63a and 63b represent optical paths of light incident on the glass rod 13c and the hollow rod 13d, respectively, at a certain angle from a certain part of the light source 11. The light source images 64a and 64b schematically represent light source images when the light emitted from the glass rod 13c and the hollow rod 13d is condensed, respectively. Here again, the light guide path diameter of the glass rod 13c is equal to the inner diameter of the hollow rod 13d. In FIG. 7A, the optical paths 61a, 62a, and 63a are reflected twice, once, and 0 times inside the glass rod 13c, respectively, whereas in FIG. 7B, the optical paths 61b, 62b, and 63b are hollow. Reflected on the inner surface of the rod 13d five times, three times and once, respectively. In the case of the hollow rod 13d, the number of divisions of the light source image is increased by increasing the number of reflections on the inner surface as compared with the case of the glass rod 13c, and the illuminance distribution of the light condensed on the video display element 16 becomes more uniform.

実施の形態2に係るプロジェクタにあっては、制御部は投射モードの設定に応じて光学絞りの開度を制御すると共に中実のガラスロッド又は中空ロッドを選択的に所定位置に位置せしめる。高輝度モードの場合には、光学絞りを開いて最大限の光束を通過させると共に、ガラスロッドを選択してロッド内部での反射回数を減少させることで反射損失を抑え、ロッドからの出射光を高輝度とする。高コントラストモードの場合には、光学絞りを絞って輝度を下げつつ散乱光等の不要光を遮断してコントラストを向上させると共に、中空ロッドを選択してロッド内面での反射回数を増加させる。高コントラストモードの場合には、ロッドから出射する光の光源像分割数が増すため、ロッドからの出射光の輝度分布が高輝度モードの場合より均一となる。
従って、輝度並びにコントラスト及び輝度分布を適切に調整したカラー映像表示光を外部に投射することができる。
In the projector according to Embodiment 2, the control unit controls the opening of the optical aperture according to the setting of the projection mode, and selectively positions the solid glass rod or the hollow rod at a predetermined position. In the high-brightness mode, the optical aperture is opened to allow the maximum luminous flux to pass, and the glass rod is selected to reduce the number of reflections inside the rod, thereby suppressing reflection loss and reducing the light emitted from the rod. High brightness. In the high contrast mode, the optical diaphragm is squeezed to reduce the luminance while blocking unnecessary light such as scattered light to improve the contrast, and the hollow rod is selected to increase the number of reflections on the inner surface of the rod. In the high contrast mode, since the number of light source image divisions of the light emitted from the rod increases, the luminance distribution of the light emitted from the rod becomes more uniform than in the high luminance mode.
Accordingly, it is possible to project color image display light in which brightness, contrast, and brightness distribution are appropriately adjusted to the outside.

なお、実施の形態2にあっては、ガラスロッド又は中空ロッドを選択的に所定位置に位置せしめるように構成してあるが、選択するロッドはこれらに限るものではなく、屈折率又は導光路径が異なる2つの棒状導光体から1つを選択するか、又は内径の異なる2つの導光管から1つを選択する構成であってもよい。前記2つの棒状導光体から1つを選択する場合は、高輝度モードのときは屈折率がより高く導光路径がより大きいロッドを選択してロッド内部の反射回数を減少させ、高コントラストモードのときは屈折率がより低く導光路径がより小さいロッドを選択してロッド内部の反射回数を増加させる。前記2つの導光管から1つを選択する場合は、高輝度モードのときは内径のより大きいロッドを選択してロッド内部の反射回数を減少させ、高コントラストモードのときは内径がより小さいロッドを選択してロッド内部の反射回数を増加させる。上述の通り選択することにより、高輝度モードの場合はロッド内部での反射回数が減り、反射損失が抑えられて輝度を高められるのに対し、高コントラストモードの場合はロッド内部での反射回数が増し、光はより均一化される。   In the second embodiment, the glass rod or the hollow rod is selectively positioned at a predetermined position. However, the rod to be selected is not limited to these, and the refractive index or the diameter of the light guide path. May be configured to select one from two rod-shaped light guides having different diameters or to select one from two light guide tubes having different inner diameters. When one of the two rod-shaped light guides is selected, in the high luminance mode, a rod having a higher refractive index and a larger light guide path diameter is selected to reduce the number of reflections inside the rod, and the high contrast mode is selected. In this case, a rod having a lower refractive index and a smaller light guide path diameter is selected to increase the number of reflections inside the rod. When selecting one of the two light guide tubes, select a rod with a larger inner diameter in the high luminance mode to reduce the number of reflections inside the rod, and a rod with a smaller inner diameter in the high contrast mode. Select to increase the number of reflections inside the rod. By selecting as described above, the number of reflections inside the rod is reduced in the high luminance mode, and the reflection loss is suppressed to increase the luminance, whereas in the high contrast mode, the number of reflections inside the rod is reduced. Increasing, the light becomes more uniform.

図7(c)は図7(b)の中空ロッド13dの内径を拡げた中空ロッド13eについて、ロッドの内面反射により光源像が分割される様子を示した図である。中空ロッドの内径を拡げることでロッド内面での反射回数が減り反射損失を低減できることを示している。この場合、光源像64cが拡大して映像表示素子16の範囲外に照射される光が増加するのを回避するため、中空ロッド13eの出射口の寸法と中空ロッド13dの出射口の寸法とを一致させておき、出射口から入射口までをテーパー状としてもよい。   FIG. 7C is a diagram showing a state in which the light source image is divided by reflection of the inner surface of the hollow rod 13e in which the inner diameter of the hollow rod 13d in FIG. It shows that the number of reflections on the inner surface of the rod can be reduced by reducing the inner diameter of the hollow rod, thereby reducing reflection loss. In this case, in order to avoid that the light source image 64c is enlarged and the light irradiated outside the range of the video display element 16 is increased, the size of the exit of the hollow rod 13e and the size of the exit of the hollow rod 13d are It is also possible to make them coincide and taper from the exit to the entrance.

また、実施の形態2に係るプロジェクタのロッド選択機構以外の構成、作用及び効果は、実施の形態1に係るプロジェクタの構成、作用及び効果と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。   Since the configuration, operation, and effects other than the rod selection mechanism of the projector according to the second embodiment are the same as the configuration, operation, and effect of the projector according to the first embodiment, the same reference numerals are used for corresponding portions. A detailed description thereof will be omitted.

実施の形態1及び2にあっては、高輝度モード及び高コントラストモードという2つの投射モードについて実施例を説明したが、投射モードは多段階に設定する構成であってもよい。この場合投射モード設定スイッチは投射モードの各段階を設定できるものとし、実施の形態1にあっては、設定された投射モードの各段階に応じて、光学絞りの開度及び基台の移動位置を段階的に定めた構成とする。また、実施の形態2にあっては、ロッド保持部材を例えば円盤状とし、当該ロッド保持部材の円周上に、投射モードの段階数と等しい数であって夫々内部反射回数が段階的に異なるロッドを当該段階順に等間隔に把持しておき、設定された投射モードの各段階に応じて、光学絞りの開度及びロッド保持部材の回動角度を段階的に定めた構成とする。   In the first and second embodiments, the examples have been described with respect to the two projection modes of the high luminance mode and the high contrast mode. However, the projection mode may be configured to be set in multiple stages. In this case, the projection mode setting switch can set each stage of the projection mode, and in the first embodiment, the opening of the optical diaphragm and the moving position of the base according to each stage of the set projection mode. Is determined in stages. Further, in the second embodiment, the rod holding member is, for example, a disc shape, and the number of internal reflections is different step by step on the circumference of the rod holding member. The rods are held at equal intervals in the order of the steps, and the opening of the optical diaphragm and the rotation angle of the rod holding member are determined stepwise according to each step of the set projection mode.

本発明の実施の形態1に係るプロジェクタの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the projector which concerns on Embodiment 1 of this invention. ロッドを摺動伸縮させる機構を概略的に示す側面視の透視図である。It is a perspective view of a side view schematically showing a mechanism for slidingly extending and contracting a rod. ロッドの内面反射により光源像が分割される様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that a light source image is divided | segmented by the internal reflection of a rod. 実施の形態1に係るプロジェクタの光路と絞りとの関係を概略的に示す模式図である。3 is a schematic diagram schematically showing a relationship between an optical path and a diaphragm of the projector according to Embodiment 1. FIG. 投射モードの設定に従って基台及び光学絞りを制御する手順についてのフローチャートである。It is a flowchart about the procedure which controls a base and an optical aperture according to the setting of projection mode. 本発明の実施の形態2に係るプロジェクタのロッド選択機構を概略的に示す背面視の透視図である。It is a perspective view of the back view which shows schematically the rod selection mechanism of the projector which concerns on Embodiment 2 of this invention. ロッドの内部反射により光源像が分割される様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that a light source image is divided | segmented by the internal reflection of a rod. 従来のプロジェクタの光路と絞りとの関係を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows roughly the relationship between the optical path of a conventional projector, and an aperture stop.

符号の説明Explanation of symbols

11 光源
12 カラーホイール
13、131、132 ロッド
13a 第1導光管
13b 第2導光管
13c ガラスロッド
13d、13e 中空ロッド
14 リレーレンズ部
15 光学絞り
16 映像表示素子
17 投射光学系
18 基台
21 カラーホイール駆動部
22a 基台駆動モーター
23 映像表示素子制御部
24 制御部
25 映像入力部
26 投射モード設定スイッチ
34a、34b 光源像
41 光源保持板
42 カラーホイール保持板
43、43b ロッド保持板
44 光学ユニット保持体
45 筐体
51 ロッド保持部材
64a、64b、64c 光源像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Light source 12 Color wheel 13, 131, 132 Rod 13a 1st light guide tube 13b 2nd light guide tube 13c Glass rod 13d, 13e Hollow rod 14 Relay lens part 15 Optical aperture 16 Image | video display element 17 Projection optical system 18 Base 21 Color wheel drive unit 22a Base drive motor 23 Video display element control unit 24 Control unit 25 Video input unit 26 Projection mode setting switches 34a and 34b Light source image 41 Light source holding plate 42 Color wheel holding plate 43 and 43b Rod holding plate 44 Optical unit Holder 45 Housing 51 Rod holding member 64a, 64b, 64c Light source image

Claims (4)

光源と、内面を反射面としてあり端面を光源に対向させた管状のロッドと、該ロッドから出射した光を映像表示光に変換して出射する映像表示手段とを備えるプロジェクタにおいて、
前記ロッドは、光源側に設けた第1導光管へ前記映像表示手段側に固設した第2導光管を摺動可能に挿通してなり、
前記光源及び前記第1導光管を担持する基台と、
該基台を前記第2導光管に対して前記第1導光管を摺動する方向に駆動する基台駆動手段と、
前記ロッドの摺動に係る指示を受け付ける受付手段と、
該受付手段が受け付けた指示内容に応じて前記基台の位置が変わるように、前記基台駆動手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
In a projector comprising a light source, a tubular rod having an inner surface as a reflection surface and an end surface facing the light source, and image display means for converting light emitted from the rod into image display light and emitting the image display light,
The rod is slidably inserted into a first light guide tube provided on the light source side and a second light guide tube fixed on the image display means side,
A base supporting the light source and the first light guide tube;
Base driving means for driving the base in a direction in which the first light guide tube slides with respect to the second light guide tube;
Receiving means for receiving an instruction relating to sliding of the rod;
A projector comprising: control means for controlling the base drive means so that the position of the base changes according to the instruction content received by the reception means.
光源と、端面を光源に対向させた所定長を有する導光性のロッドと、該光源からの光を映像表示光に変換して出射する映像表示手段とを備えるプロジェクタにおいて、
前記ロッドは、内面を反射面とする互いに内径の異なる導光管及び互いに屈折率又は導光路径の異なる棒状導光体のうちいずれかであって、種類の異なる前記ロッドを2以上有し、
前記ロッドのいずれか1つを、前記光源から前記映像表示手段までの光路内の所定位置に選択的に位置せしめる選択手段と、
前記ロッドの選択に係る指示を受け付ける受付手段と、
該受付手段が受け付けた指示内容に応じて前記ロッドのいずれか1つを前記所定位置に位置せしめるように、前記選択手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
In a projector comprising a light source, a light guide rod having a predetermined length with an end face facing the light source, and video display means for converting light from the light source into video display light and emitting the same.
The rod is one of a light guide tube having an inner surface as a reflection surface and different inner diameters and a rod-shaped light guide having different refractive indexes or different light guide path diameters, and has two or more different types of rods.
Selection means for selectively positioning any one of the rods at a predetermined position in an optical path from the light source to the image display means;
Receiving means for receiving an instruction related to selection of the rod;
A projector comprising: control means for controlling the selection means so that any one of the rods is positioned at the predetermined position in accordance with the instruction content received by the reception means.
前記ロッドから出射する光を前記映像表示手段に集光させる集光手段と、
該集光手段にて絞りの開度を調整する光学絞り手段と、
前記映像表示光を外部へ投射する投射手段とを備え、
前記制御手段は、前記指示内容に応じて前記光学絞り手段の開度を制御するようにしたこと
を特徴とする請求項1又は2に記載のプロジェクタ。
Condensing means for condensing the light emitted from the rod on the image display means;
An optical diaphragm means for adjusting the aperture of the diaphragm with the light collecting means;
Projecting means for projecting the image display light to the outside,
The projector according to claim 1, wherein the control unit controls an opening degree of the optical aperture unit in accordance with the content of the instruction.
前記ロッドの出射面の形状と前記映像表示手段の形状とが略相似であることを特徴とする請求項3に記載のプロジェクタ。   The projector according to claim 3, wherein the shape of the exit surface of the rod and the shape of the image display means are substantially similar.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2016200649A (en) * 2015-04-08 2016-12-01 キヤノン株式会社 Illumination optical device and device manufacturing method

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