JP2008203539A - プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の照射光を最良の効率で投映することができるプロジェクタ装置を安価な構成で実現する。
【解決手段】液晶プロジェクタの照明部１１には、２つの光源１５、１６と、各光源１５、１６に対応した２つの反射部材２０、２１とが設けられている。各光源１５、１６から照射された光は、各反射部材２０、２１で反射して投映される。各光源１５、１６は、各ランプハウジング３１、３２、及び各ブラケット３３、３４を介して台座３６に固定される。各反射部材２０、２１は、支柱３０を介して台座３６に固定される。各ランプハウジング３１、３２、各ブラケット３３、３４、及び台座３６は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向の位置を調整可能に各光源１５、１６を保持する。支柱３０は、各反射部材２０、２１を回動自在に保持し、各光源１５、１６の照射光の反射角度の調整を可能する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源から照射された光を所定の方向に反射させる反射部材を備えたプロジェクタ装置に関する。

スクリーン上に映像を拡大投映するプロジェクタ装置が普及している。プロジェクタ装置では、明るい室内でも大画面で映像が見られるよう、高輝度化が進められている。例えば、特許文献１では、複数の光源を用いることによって高輝度化を図ったプロジェクタ装置が提案されている。特許文献１のプロジェクタ装置は、複数の光源から照射された光をプリズムなどの反射部材で反射させ、１箇所に集光して投写レンズなどに入射させることにより、投映する光の明るさを向上させるようにしている。
特開２０００−２０６６１９号公報

プロジェクタ装置においては、光源から照射された光を効率良くスクリーンなどに投映することが好ましい。ところが、照射光を効率良く投映するためには、例えば、光源の保持部材など、光学系の位置決めを行う部品に高い精度が要求され、これがプロジェクタ装置のコストアップの要因になるという問題があった。特に、複数の光源を用いるプロジェクタ装置では、前述のように反射部材が必要になるなど、光学系の部品点数も増加するため、部品精度に係るコストアップの問題が顕著に表れる。さらに、光源自体にも光軸のばらつきなどがあるため、部品精度を向上させて位置決めを行ったとしても、必ずしも最良の効率が得られるとは限らないという問題もあった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、光源から照射された光を最良の効率で投映することができるプロジェクタ装置を安価な構成で実現することを目的とする。

上記課題を達成するため、本発明のプロジェクタ装置は、光を照射する光源と、前記光源の照射光を所定の方向に反射させる反射部材とからなる照明部と、この照明部が出射した光を投写する投写光学系と、前記反射部材の前記照射光の反射角度を調整する反射角度調整機構とを備えたことを特徴とする。

なお、前記反射部材は、長穴が形成された略板状の取付部を有し、前記反射角度調整機構は、前記取付部を介して前記反射部材を回動自在に保持する保持部材と、前記長穴内に入り込むように前記保持部材に回動自在に設けられ、回転した際に前記長穴の内側面と接触して前記反射角度を変化させる偏心ピンとを有することが好ましい。また、前記反射部材に対する前記光源の位置を調整する光源位置調整機構を設けると、さらに好適である。この際、前記光源位置調整機構は、前記光源の光軸と略平行な第１方向と、前記第１方向と略直交する第２方向と、前記第１方向と前記第２方向とに略直交する第３方向との３方向に前記光源を移動させることが好ましい。さらに、前記光源と前記反射部材とは、複数設けられていることが好ましい。

なお、本発明のプロジェクタ装置は、光を照射する光源と、前記光源の照射光を所定の方向に反射させる反射部材とからなる照明部と、この照明部が出射した光を投写する投写光学系と、前記反射部材に対する前記光源の位置を調整する光源位置調整機構とを備えるものであってもよい。

本発明のプロジェクタ装置では、反射部材の照射光の反射角度と、反射部材に対する光源の位置との少なくとも一方を調整するようにした。光源の位置又は反射角度を調整すると、これにともなって反射光の照射される位置が調整される。これにより、この反射光を投写光学系に入射させることで、光源の光軸自体にずれが生じている場合などにも、最良の効率で照射光を投映することができる。また、位置や角度を調整するようにすれば、各部の部品に高い精度を要求する必要もなくなるので、効率のよい照射光の投映を安価に実現することができる。

図１に示すように、液晶プロジェクタ（プロジェクタ装置）１０は、照明部１１と、集光光学系１２と、液晶パネル１３と、投写光学系１４とを備えている。また、照明部１１には、２つの光源１５、１６と、反射によって各光源１５、１６の照射光の向きを変える反射光学系１７とが設けられている。この液晶プロジェクタ１０は、いわゆる２灯・単板式のプロジェクタであり、２つの光源１５、１６を用いることによって、高輝度の画像をスクリーンＳＣに投写する。

各光源１５、１６は、光を照射するバルブや照射光を一方向に集光するリフレクタなどによって構成されている。また、各光源１５、１６は、互いに対面するとともに、集光光学系１２、液晶パネル１３、投写光学系１４の光軸ＯＡに対して光の照射方向が略垂直となるように配置されている。これらの各光源１５、１６には、例えば、ハロゲンランプやキセノンランプ、及び超高圧水銀ランプなどといった、白色光を照射するハイワッテージのランプが用いられる。

反射光学系１７には、光源１５に対応した反射部材２０と、光源１６に対応した反射部材２１とが設けられている。各反射部材２０、２１は、略板状に形成されており、一方の面に光反射特性を有する反射面を有している。照明部１１は、各反射部材２０、２１の反射面で各光源１５、１６の照射光を反射させることにより、各光源１５、１６の照射光を集光光学系１２に入射させる。なお、図１では、各反射部材２０、２１が十字になっており、集光光学系１２に向かう反射光が遮られてしまうように見える。しかしながら、実際には、光源１５と反射部材２０、及び光源１６と反射部材２１とが、それぞれ対になって紙面と直交する方向にずれた構成（図２参照）になっているため、反射光が遮られることはない。

集光光学系１２は、照明部１１からの照射光を略平行光にするとともに、空間的なエネルギー分布を均一化し、液晶パネル１３を均一に照明する。なお、この集光光学系１２は、例えば、コリメータレンズ、フライアイレンズ、コンデンサレンズなどによって構成される。

液晶パネル１３は、電圧の印加に応じて入射光の偏光状態を空間的に変調する。また、この液晶パネル１３の前後には、図示を省略した偏光板が設けられている。入射側偏光板は、透過した光を一方向の直線偏光に揃えて液晶パネル１３に入射させる。射出側偏光板は、液晶パネル１３で変調された光の偏光状態の違いを光の強度の違いに置き換えることにより画像を形成する。投写光学系１４は、例えば、複数枚のレンズによって構成される投写レンズであり、液晶パネル１３によって画像が形成された光をスクリーンＳＣに投写する。

図２に示すように、照明部１１は、各反射部材２０、２１を保持する支柱（保持部材）３０と、各光源１５、１６をそれぞれ保持するランプハウジング３１、３２と、各ランプハウジング３１、３２をそれぞれ保持するブラケット３３、３４と、支柱３０と各ブラケット３３、３４とを固定する台座３６とを備えている。照明部１１は、各光源１５、１６、及び反射光学系１７を同一の台座３６上に固定することによって、各部の位置精度を保つ。

支柱３０は、各反射部材２０、２１を上下にずらして保持する。各ランプハウジング３１、３２は、略直方体の開口箱状に形成されており、その内部空間に収納するようにして各光源１５、１６を保持する。各ブラケット３３、３４は、対応する各光源１５、１６と各反射部材２０、２１とを対面させて各ランプハウジング３１、３２を保持する。また、各反射部材２０、２１は、各部の位置決めが行われた後、反射した光が集光光学系１２に向かうように角度が調整される。これにより、各光源１５、１６の照射光が、反射光学系１７で反射して集光光学系１２に入射する。

各ブラケット３３、３４は、台座３６に固定される本体部４０と、この本体部４０に略垂直に形成された一対のリブ４２とで構成されている。各リブ４２の間隔は、各ランプハウジング３１、３２の幅に合わせられている。各ブラケット３３、３４は、各リブ４２で各ランプハウジング３１、３２を挟み込み、外側からネジ４４で止めることにより、各ランプハウジング３１、３２を保持する。各リブ４２には、各ネジ４４を挿通させるための貫通孔４６が設けられている。各貫通孔４６は、長穴状に形成されている。これにより、各ブラケット３３、３４は、Ｚ方向の位置を調整可能に各ランプハウジング３１、３２を保持する。

図３に示すように、台座３６には、ブラケット３３と対面する位置に形成された溝５０が設けられている。溝５０の内部には、ボールネジ５２が設けられている。ボールネジ５２は、ベアリング５３、５４を介して回動自在に溝５０に取り付けられている。ボールネジ５２の一端は、台座３６から突出しており、この一端にハンドル５６が設けられている。ブラケット３３の本体部４０には、ボールネジ５２と螺合する雌ネジが形成された接続部５８が設けられている。ブラケット３３は、この接続部５８を介してボールネジ５２と接続されている。これにより、ハンドル５６を介してボールネジ５２を回すことで、ブラケット３３がＹ方向に移動する。なお、ブラケット３３は、Ｙ方向の位置が調整された後、ネジなどによって別途台座３６に固定されるようにしてもよい。

図３に示すように、光源１５には、ランプハウジング３１の内部形状に応じた略正方形状のフランジ６０が設けられている。フランジ６０は、その四隅に図示を省略した貫通孔を有している。光源１５は、フランジ６０をランプハウジング３１の内側面に当接させ、ネジ６２で止めることにより、ランプハウジング３１に取り付けられる。

図４に示すように、ランプハウジング３１の内部には、Ｘ方向に移動自在に取り付けられた可動板６４が設けられている。可動板６４は、四隅に配置されたコイルバネ６６によって、光源１５の入口側に付勢されている。各コイルバネ６６は、光源１５の取り付けの際に、各ネジ６２の締め付け具合に応じて押し縮められる。これにより、ランプハウジング３１は、Ｘ方向の位置を調整可能に光源１５を保持する。なお、ランプハウジング３１には、図示を省略したストッパが設けられている。ストッパは、光源１５が取り外された際に可動板６４と係合し、各コイルバネ６６によって付勢された可動板６４が所定の位置よりも外側に飛び出ることを防止する。また、図４では図示を省略しているが、可動板６４、及びランプハウジング３１の側板３１ａには、当然、光源１５の照射光を通すための開口が形成されている。

光源１５は、ランプハウジング３１に取り付けられる際、各ネジ６２の締め付け具合によって、光源１５の光軸と略平行なＸ方向（請求項記載の第１方向に相当）の位置が調整される。また、光源１５は、ハンドル５６を回してブラケット３３を移動させることにより、Ｘ方向と直交するＹ方向（請求項記載の第２方向に相当）の位置が調整される。さらに、光源１５は、ブラケット３３に形成された長穴状の各貫通孔４６によって、Ｘ方向とＹ方向とに直交するＺ方向（請求項記載の第３方向に相当）の位置が調整される。

このように、ランプハウジング３１とブラケット３３と台座３６とは、光源１５を保持するとともに、反射部材２０に対する光源１５の位置を調整する。すなわち、これらランプハウジング３１、ブラケット３３、台座３６によって、請求項記載の光源位置調整機構が構成される。なお、光源１６、ランプハウジング３２、ブラケット３４などは、光源１５に係る各部と同様の構成を有しているので、詳細な説明は省略する。

図５に示すように、反射部材２０は、反射面７０ａを有する略平板状の反射ミラー７０と、この反射ミラー７０を保持するホルダ７２とからなる。ホルダ７２は、反射ミラー７０よりも一回り大きい略平板状のベース板７４と、切欠７５ａによって略コの字型に形成された押さえ板７５とで構成されている。押さえ板７５は、３本のネジ７６によってベース板７４に取り付けられる。また、押さえ板７５には、ベース板７４側に折り曲げて形成された複数の切片７５ｂが設けられている。各切片７５ｂの位置や形状などは、反射ミラー７０の外形に対応して形成されている。

ホルダ７２は、まず、押さえ板７５の各切片７５ｂに嵌め込むようにして反射ミラー７０を軽く保持する。そして、ベース板７４と押さえ板７５とで挟持することにより、押さえ板７５に嵌め込まれた反射ミラー７０を確実に保持する。また、ホルダ７２は、押さえ板７５の切欠７５ａから保持した反射ミラー７０の反射面７０ａを露呈させる。

また、ベース板７４と押さえ板７５との間には、各ネジ７６に対応した３つのコイルバネ７８が挟み込まれる。これにより、各ネジ７６の締め付け具合によって、反射ミラー７０を保持した押さえ板７５にθ方向の傾きが生じる。なお、反射部材２１は、上記反射部材２０と同様の構成を有しているので、詳細な説明を省略する。

図２に示すように、各反射部材２０、２１を上下にずらして取り付けると、液晶プロジェクタ１０の横方向の外形寸法を小さくすることができるものの、集光光学系１２に入射する光も上下にずれてしまうという問題が生じる。前述のθ方向の傾きは、この上下方向のずれを抑えるための、いわゆるあおり角である。また、図２に示すように、各反射部材２０、２１は、互いの切欠７５ａを対面させるようにして支柱３０に取り付けられている。このように各反射部材２０、２１を支柱３０に取り付ければ、反射部材２０の反射面７０ａの上端付近に光源１５の照射光を当て、反射部材２１の反射面７０ａの下端付近に光源１６の照射光を当てることで、各照射光の上下方向の距離が近づき、集光光学系１２に入射する光のずれを極力小さくすることができる。

図６に示すように、各反射部材２０、２１のホルダ７２には、背面から略垂直に突出し、かつ一側端面と接するように形成された板状の取付部８０が設けられている。各取付部８０の前記一側端面側には、下方に向かって伸びるシャフト８１が設けられている。各シャフト８１は、支柱３０に形成された嵌合孔（図示は省略）にそれぞれ挿入され、各嵌合孔に対して回動自在になっている。これにより、各反射部材２０、２１は、各シャフト８１を回転軸として回動自在に支柱３０に取り付けられる。なお、本実施形態とは反対に、支柱３０に設けられたシャフトと、各取付部８０に形成された嵌合孔とによって、各反射部材２０、２１が支柱３０に回動自在に取り付けられるようにしてもよい。

また、支柱３０には、各反射部材２０、２１の反射角度を調整するための偏心ピン８２が取り付けられる。各偏心ピン８２は、支柱３０に挿し込まれるピン部８２ａと、このピン部８２ａに対して偏心した偏心部８２ｂとで構成されている。支柱３０には、ピン部８２ａが嵌入する挿入孔８３が形成されている。各挿入孔８３は、挿入孔８３と前記嵌合孔とを結ぶ線が、反射面７０ａの長手方向と略平行になる位置に設けられている。さらに、各取付部８０には、各挿入孔８３に対応する位置に、反射面７０ａの長手方向に長い長穴８４が形成されている。

各偏心ピン８２は、各ピン部８２ａを各挿入孔８３に嵌入させることにより、各長穴８４内に入り込むようにして支柱３０に回動自在に取り付けられる。支柱３０に取り付けられた各偏心ピン８２は、各偏心部８２ｂの側面の一部を各長穴８４の内側面に接触させる。各偏心ピン８２を回転させると、各偏心部８２ｂと各長穴８４との接触によって、各シャフト８１を軸に各反射部材２０、２１が回転する。これにより、各反射部材２０、２１の反射角度が調整される。すなわち、支柱３０、ホルダ７２、偏心ピン８２などによって、請求項記載の反射角度調整機構が構成される。

また、支柱３０には、各反射部材２０、２１を固定するためのネジ穴８５が設けられている。各取付部８０には、各ネジ穴８５に対応する位置に貫通孔８６が形成されている。各反射部材２０、２１は、各偏心ピン８２によって反射角度が調整された後、各ネジ穴８５に対応するネジ８７によって支柱３０に固定される。この際、各貫通孔８６は、各反射部材２０、２１の角度調整を許容するため、ネジ８７のネジ部の外径よりも大きい径の孔になっている。なお、各反射部材２０、２１の反射角度の調整を容易かつ適切に行うため、例えば、各偏心ピン８２にネジ頭などを形成し、市販の精密ドライバなどによって各偏心ピン８２を容易に回せるようにしておくことが好ましい。

次に、上記構成による液晶プロジェクタ１０の作用について説明する。液晶プロジェクタ１０を組み立てる際には、まず、照明部１１の各光源１５、１６を、各ランプハウジング３１、３２、及び各ブラケット３３、３４を介して台座３６に固定する。そして、反射光学系１７の各反射部材２０、２１を、支柱３０を介して台座３６に固定する。このように、各光源１５、１６と各反射部材２０、２１とを同一の台座３６上に固定することにより、それぞれの相対的な位置を大まかに決める。

各光源１５、１６と各反射部材２０、２１とを台座３６に固定したら、各反射部材２０、２１の最適な位置に光が照射されるように、各光源１５、１６のＸ、Ｙ、Ｚ方向の位置を調整する。各光源１５、１６の位置を調整したら、各光源１５、１６から照射された光が、集光光学系１２の最適な位置に反射するように、各反射部材２０、２１の反射角度を調整する。

このように、各光源１５、１６の位置と、各反射部材２０、２１の反射角度とを調整することで、各光源１５、１６の光軸自体にずれが生じている場合などにも、各光源１５、１６から照射された光を最良の効率で投映することができる。また、位置や角度を調整できるようにすることで、各部の部品に高い精度を要求する必要がなくなる。さらには、上記で示したように、位置や角度の調整に複雑な機構や構造を用いる必要もない。これにより、最良の効率で各光源１５、１６の照射光を投映することを安価に実現することができる。

なお、本実施形態では、各光源１５、１６の位置と、各反射部材２０、２１の反射角度との調整を行えるようにしているが、これに限ることなく、光源の位置と反射角度との一方のみを調整するようにしてもよい。また、上記実施形態では、それぞれ直交するＸ、Ｙ、Ｚの３方向に各光源１５、１６の位置を調整できるようにしているが、各光源１５、１６の位置の調整方向は、必ずしも直交していなくてもよい。さらには、３方向に限ることなく、１方向又は２方向に調整するものであってもよい。さらに、各光源１５、１６と各反射部材２０、２１との調整機構は、上記に限るものではなく、調整が行えるものであれば、如何なる機構であってもよい。

また、本実施形態では、反射ミラー７０とホルダ７２とからなる反射部材２０、２１を示したが、反射部材は、これに限ることなく、例えば、アルミニウムなどの金属板の一方の面に鏡面仕上げを施して反射面を形成し、他方の面に突出部を形成するなどして、１つの部材で成形されたものとしてもよい。さらに、反射部材は、板状に限ることなく、例えば、ブロック状などであってもよい。

なお、本実施形態では、１回の反射で各光源１５、１６の照射光を集光光学系１２に入射させるようにしているが、これに限ることなく、１つの光源に対して複数の反射部材を設け、複数回反射させて照射光を集光光学系１２に入射させるようにしてもよい。また、本実施形態では、２つの光源１５、１６を同時に点灯させるようにしているが、これに限ることなく、いずれか一方のみを点灯させるようにしてもよい。さらに、本実施形態では、２つの光源１５、１６を有する液晶プロジェクタ１０を示したが、光源の数は、２つに限ることなく、１つでもよいし、３つ以上でもよい。

なお、本実施形態では、液晶プロジェクタ１０に本発明を適用した例を示したが、本発明は、これに限ることなく、例えば、光の変調にＤＭＤ素子を用いたＤＬＰ方式のプロジェクタ、及びスライドプロジェクタやオーバーヘッドプロジェクタなどといった他の方式のプロジェクタ装置に適用してもよい。

液晶プロジェクタの構成を概略的に示す説明図である。 照明部の構成を概略的に示す斜視図である。 台座の一部を切断してブラケットの移動機構を示す説明図である。 ランプハウジングの構成を概略的に示す説明図である。 反射部材の構成を概略的に示す分解斜視図である。 反射光学系を背面方向から見た斜視図である。

符号の説明

１０ 液晶プロジェクタ（プロジェクタ装置）
１１ 照明部
１４ 投写光学系
１５、１６ 光源
２０、２１ 反射部材
３０ 支柱（保持部材）
３１、３２ ランプハウジング
３３、３４ ブラケット
３６ 台座
８０ 取付部
８２ 偏心ピン
８４ 長穴

Claims (6)

1. 光を照射する光源と、前記光源の照射光を所定の方向に反射させる反射部材とからなる照明部と、この照明部が出射した光を投写する投写光学系とを備えたプロジェクタ装置において、
   前記反射部材の前記照射光の反射角度を調整する反射角度調整機構を設けたことを特徴とするプロジェクタ装置。
2. 前記反射部材は、長穴が形成された略板状の取付部を有し、
   前記反射角度調整機構は、前記取付部を介して前記反射部材を回動自在に保持する保持部材と、前記長穴内に入り込むように前記保持部材に回動自在に設けられ、回転した際に前記長穴の内側面と接触して前記反射角度を変化させる偏心ピンとを有することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ装置。
3. 前記反射部材に対する前記光源の位置を調整する光源位置調整機構を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のプロジェクタ装置。
4. 前記光源位置調整機構は、前記光源の光軸と略平行な第１方向と、前記第１方向と略直交する第２方向と、前記第１方向と前記第２方向とに略直交する第３方向との３方向に前記光源を移動させることを特徴とする請求項３記載のプロジェクタ装置。
5. 前記光源と前記反射部材とが、複数設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のプロジェクタ装置。
6. 光を照射する光源と、前記光源の照射光を所定の方向に反射させる反射部材とからなる照明部と、この照明部が出射した光を投写する投写光学系とを備えたプロジェクタ装置において、
   前記反射部材に対する前記光源の位置を調整する光源位置調整機構を設けたことを特徴とするプロジェクタ装置。

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