JP2010175714A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】複数の設置方法に良好に対応可能なプロジェクターを提供する。
【解決手段】本発明のプロジェクターは、光軸周りの強度分布が非対称性を有する光を射出する光源装置３と、光源装置３から射出された光の強度分布の対称性を高める対称化光学系２１と、対称化光学系２１から射出された光により画像を形成する画像形成装置と、画像形成装置により形成された画像を投射する投射光学系と、光源装置３を冷却する冷却装置２７と、光源装置３と対称化光学系２１と冷却装置２７との互いの相対位置を保持する保持部２０と、保持部２０を収容する収容部と、を含む。収容部に対する保持部２０の相対的な姿勢を変化可能になっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

従来から、大画面の画像を表示可能な装置の１つとしてプロジェクターが知られている。プロジェクターの設置方法としては、プロジェクターを机上等に据置きする方法（据置き）、又はプロジェクターを天井等に天吊りする方法（天吊り）等が挙げられる。一般に、プロジェクターは、据置きと天吊りとの双方に対応可能になっており、２つの設置方法のいずれにおいても所定の外面を机上や天井等に向けて支持される。これにより、プロジェクターにおける操作スイッチ等の配置自由度を高くすることや、仰角の調整方法を２つの設置方法で同様にすること等ができる。

ところで、プロジェクターには、持ち運び可能な程度に小型化や軽量化、薄型化が期待されている。小型化等を可能にする技術として、特許文献１に開示されている技術が挙げられる。特許文献１のプロジェクター用の光源装置は、光源とリフレクターとを含んでいる。通常のリフレクターは、回転方物面や回転楕円面からなり光源の光軸周りの全周を囲んでいる。特許文献１のリフレクターは、第１リフレクターと第２リフレクターとに分割されている。第１リフレクターは、回転楕円面からなり光源の光軸周りの半周を囲んでいる。第２リフレクターは、球面からなり第１リフレクターと反対側において光源の光軸周りの半周を囲んでいる。

光源から第２リフレクターに向かう光は、第２リフレクターで反射して折り返され、第１リフレクターに入射する。光源から第１リフレクターに向かう光は、第２リフレクターを経由した光とともに第１リフレクターで反射して光源装置の光軸方向に射出される。これにより、通常のリフレクターを用いる場合と同程度の光量が得られる。第２リフレクターは、光源に近接させることにより光源と同程度まで小型化することができ、通常のリフレクターの略半分程度までリフレクターを小型化することができる。また、光が主として第１リフレクターから射出されるので、射出される光のスポットサイズが小さくなり、この光が入射するレンズ等の光学部品を小型化することもできる。

一方、光源装置の構造が光軸周りで非対称であるので、光源装置から射出される光の強度分布が光軸周りで非対称になってしまう。光源装置から射出される光の利用効率を高めるためには、フライアイレンズアレイやロッドレンズ等により強度分布を調整して、強度分布の軸対称性を高めることが有効である。

特開２００１−１０９０６８号公報

例えば特許文献１のように、非対称な強度分布を有する光を射出する光源装置を含んで構成されたプロジェクターは、以下の理由により、姿勢が異なる複数の設置方法に対応させることが難しい。

前記のようなプロジェクターは、所定の外面を机上や天井等に向けて支持されるので、設置方法の切替前後でプロジェクターの姿勢が鉛直方向において反転する。光源において鉛直上方は鉛直下方よりも高温部になるので、高温部になる部位は設置方法の切替前後で変化する。すると、冷却条件が光源の温度分布と整合しなくなり、光源装置が効果的に冷却されなくなり短寿命になってしまう。

複数の設置方法の各々において冷却条件を整合させる手法としては、複数の設置方法の各々に対応する冷却装置を設ける手法や、設置方法の切替とともに冷却装置に対応させて光源の姿勢を変化させる手法等が考えられる。前者の手法を採用すると、冷却装置が複雑化になることや冷却装置の数が増えること等により、プロジェクターの小型化が難しくなる。後者の手法に関しては、非対称な強度分布を有する光を射出する光源装置において光源の姿勢を変化させると、光源と強度分布を調整する光学系との対応関係が崩れてしまう。すると、光源装置から射出される光における強度分布の軸対称性が低くなり、プロジェクターにおける光の利用効率が低くなってしまう。

特許文献１のように、第２リフレクターが第１リフレクターよりも光源に近接している光源装置を用いると、前記の不都合がさらに顕著になる。設置方法の切替により第２リフレクターが鉛直上方側に移動すると、第２リフレクター側の昇温が通常のリフレクターよりも顕著になる。したがって、適切な冷却条件が大きく変化してしまい、複数の設置方法において冷却条件を整合させることが難しくなる。

本発明は、前記事情に鑑み成されたものであって、シンプルな構成でありながら、姿勢が異なる複数の設置方法に良好に対応可能なプロジェクターを提供することを目的の１つとする。

本発明のプロジェクターは、光軸周りの強度分布が非対称性を有する光を射出する光源装置と、前記光源装置から射出された光の強度分布の対称性を高める対称化光学系と、前記対称化光学系から射出された光により画像を形成する画像形成装置と、前記画像形成装置により形成された画像を投射する投射光学系と、前記光源装置を冷却する冷却装置と、前記光源装置と前記対称化光学系と前記冷却装置との互いの相対位置を保持する保持部と、前記保持部を収容する収容部と、を含み、前記収容部に対する前記保持部の相対的な姿勢を変化可能になっていることを特徴とする。

光源装置から射出された光は、対称化光学系により強度分布の対称性が高められた後、画像形成装置により画像に形成される。形成された画像が投射光学系により投射されることにより、表示画像が得られる。

このような構成のプロジェクターにおいて設置方法の切替を行うと、収容部の姿勢が変化する。収容部に対する保持部の相対的な姿勢を変化可能になっているので、設置方法の切替後において保持部の鉛直方向に対する上下関係を設置方法の切替前と同様にすることができる。これにより、光源装置における昇温の態様が設置方法の切替前後で変化しなくなり、光源装置の冷却に適した冷却条件が設置方法の切替前後で変化しなくなる。光源装置に対する冷却装置の相対位置が設置方法の切替前後で保持されているので、設置方法の切替後において設置方法の切替前と同様の冷却条件で光源装置が冷却される。したがって、複数の設置方法のいずれにおいても冷却装置を複雑化することなく光源装置を効果的に冷却することができ、プロジェクターを大型にすることなく光源装置の短寿命化を防止することができる。また、光源装置に対する対称化光学系の相対位置は、設置方法の切替前後で保持されている。したがって、設置方法の切替後において光源装置から射出される光は、設置方法の切替前と同様に強度分布の対称性が高められ、姿勢が異なる複数の設置方法のいずれにおいても光の利用効率が高められる。
以上のように本発明のプロジェクターは、複数の設置方法に良好に対応可能であり、利便性が高いものになっている。

また、前記保持部の姿勢が前記収容部の姿勢に対して適正であるか否かを出力する姿勢管理部を含んでいることが好ましい。この場合には、前記保持部の姿勢が前記収容部の姿勢に対して不適正である場合に、前記光源装置の駆動を停止する光源管理部を含んでいるとよい。

姿勢管理部を含んでいれば、保持部の姿勢が収容部の姿勢に対して適正であるか否かを知ることができ、保持部の姿勢を設置方法と整合した適正な姿勢に修正することができる。光源管理部を含んでいれば、保持部が設置方法と整合していない姿勢で、すなわち光源装置が不適正な姿勢で駆動されることがなくなり、光源装置の冷却条件が適切でないことによる短寿命化を確実に防止することができる。

また、前記保持部が前記収容部に対して着脱可能に設けられており、前記保持部を前記収容部に第１の姿勢で装着可能になっているとともに、前記対称化光学系の光軸を回転軸として前記第１の姿勢を回転させた第２の姿勢で前記保持部に装着可能になっていてもよい。

このようにすれば、例えば収容部に第１の姿勢で装着されている保持部を取り外して収容部に第２の姿勢で再度装着することにより、保持部の姿勢を設置方法に整合した姿勢に変化させることができる。第２の姿勢は、対称化光学系の光軸を回転軸として第１の姿勢を回転させた姿勢であるので、対称光学系から射出される光の光軸と収容部との位置関係が第１の姿勢と第２の姿勢とで略一致する。対称光学系から射出される光が、設置方法の切替後において設置方法の切替前と同様に画像形成装置に入射するので、設置方法の切替前後で同様に画像を形成することができ、複数の設置方法に良好に対応可能なプロジェクターになる。

前記保持部が、前記対称化光学系の光軸を回転軸として回転可能に設けられていてもよい。
このようにすれば、保持部を回転させることにより、保持部の姿勢を設置方法に整合した姿勢に変化させることができる。また、対称化光学系の光軸を回転軸として保持部を回転させるので、対称化光学系の光軸と収容部との位置関係が設置方法の切替前後でほとんど変化しない。したがって、設置方法の切替前後で同様に画像を形成することができ、複数の設置方法に良好に対応可能なプロジェクターになる。

前記光源装置は、光を発する光源と、前記光源の一部を囲んで設けられ、前記光源から発せられた光を反射させる第１リフレクターと、前記光源の前記一部と異なる部分の少なくとも一部を囲んで設けられ、前記光源から発せられた光を前記第１リフレクターに向けて反射させる第２リフレクターと、を含んでいることが好ましい。

このようにすれば、光源から第２リフレクターに向かう光が、光源から第１リフレクターに向かう光とともに第１リフレクターで反射して光源装置から射出される。第２リフレクターに入射する光の光量は、第２リフレクターにより囲まれる部分の光源の大きさにより定まり、第２リフレクターを小型化しても同程度の光量が得られるので、光源装置を格段に小型化することができる。また、光源装置から射出される光のスポットサイズが小さくなるので、この光が入射するレンズ等の光学部品を小型化することもできる。このように、光源装置や光学部品を小型化することができるので、プロジェクターを格段に小型化することができる。

第１実施形態のプロジェクターの概略構成を示す模式図である。 第１実施形態のプロジェクターにおける照明装置を示す斜視図である。 第１実施形態のプロジェクターにおける光源装置を示す斜視図である。 第１実施形態のプロジェクターにおける照明装置を示す断面図である。 第１実施形態のプロジェクターの使用方法を示す概念図である。 第２実施形態のプロジェクターの概略構成を示す模式図である。 第２実施形態のプロジェクターにおける照明装置を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態での設置方法の切替方法を示す概念図である。 （ａ）、（ｂ）は、第４実施形態における姿勢管理部を示す模式図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。説明に用いる図面において、特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造の寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせている場合がある。また、実施形態において同様の構成要素については、同じ符号を付して図示し、その詳細な説明を省略する場合がある。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のプロジェクター１の概略構成を示す模式図である。図１に示すようにプロジェクター１は、筐体等により構成される収容部１０を含んでいる。収容部１０の内側に、照明装置２、色分離光学系１１、画像形成装置１２ａ〜１２ｃ、色合成素子１３が収容されている。収容部１０の外部と内部とにわたって投射光学系１４が取り付けられている。ここでは、投射光学系１４の一部が収容部１０に収容されている。投射光学系全体１４が収容部１０に収容されていてもよい。

プロジェクター１は、概略すると以下のように動作する。照明装置２から射出された光は、色分離光学系１１により複数の色光に分離される。色分離光学系１１により分離された複数の色光は、それぞれ対応する画像形成装置１２ａ〜１２ｃに入射して変調される。画像形成装置１２ａ〜１２ｃにより変調された複数の色光は、色合成素子１３に入射して合成される。色合成素子１３により合成された光は、投射光学系１４により壁やスクリーン等の被投射面９に拡大投射され、フルカラーの投射画像が表示される。以下、プロジェクター１の各構成要素について説明する。

照明装置２の詳細な構成については後述するが、照明装置２は、光源装置等を含んで構成されており、ここでは照明光として白色光を射出するようになっている。

色分離光学系１１は、ダイクロイックミラー１１１、１１２、ミラー１１３〜１１５、フィールドレンズ１１６ａ〜１１６ｃ、リレーレンズ１１７、１１８を含んでいる。ダイクロイックミラー１１１、１１２は、例えばガラス表面に誘電体多層膜を積層したものである。ダイクロイックミラー１１１、１１２は、所定の波長帯域の色光を選択的に反射させ、それ以外の波長帯域の色光を透過させる特性を有している。ここでは、ダイクロイックミラー１１１が緑色光と青色光とを反射させ、ダイクロイックミラー１１２が緑色光を反射させる。

照明装置２から射出された光Ｌは、ダイクロイックミラー１１１に入射する。光Ｌのうちの赤色光Ｌａは、ダイクロイックミラー１１１を通ってミラー１１３に入射し、ミラー１１３で反射してフィールドレンズ１１６ａに入射する。赤色光Ｌａは、フィールドレンズ１１６ａにより平行化された後に、画像形成装置１２ａに入射する。
光Ｌのうちの緑色光Ｌｂと青色光Ｌｃとは、ダイクロイックミラー１１１で反射して、ダイクロイックミラー１１２に入射する。緑色光Ｌｂは、ダイクロイックミラー１１２で反射してフィールドレンズ１１６ｂに入射する。緑色光Ｌｂは、フィールドレンズ１１６ｂにより平行化された後に、画像形成装置１２ｂに入射する。
ダイクロイックミラー１１２を通った青色光Ｌｃは、リレーレンズ１１７を通りミラー１１４で反射した後、リレーレンズ１１８を通りミラー１１５で反射してフィールドレンズ１１６ｃに入射する。青色光Ｌｃは、フィールドレンズ１１６ｃにより平行化された後に、画像形成装置１２ｃに入射する。

画像形成装置１２ａ〜１２ｃは、例えば透過型の液晶ライトバルブ等の光変調装置により構成される。画像形成装置１２ａ〜１２ｃは、画像情報を含んだ画像信号を供給するＰＣ等の信号源（図示略）と電気的に接続されている。画像形成装置１２ａ〜１２ｃは、供給された画像信号に基づいて、入射光を画素ごとに変調して画像を形成する。画像形成装置１２ａ〜１２ｃは、それぞれ赤色画像、緑色画像、青色画像を形成する。画像形成装置１２ａ〜１２ｃにより変調（形成）された光（画像）は、色合成素子１３に入射する。

色合成素子１３は、ダイクロイックプリズム等により構成される。ダイクロイックプリズムは、４つの三角柱プリズムが互いに貼り合わされた構造になっている。三角柱プリズムにおいて貼り合わされる面は、ダイクロイックプリズムの内面になる。ダイクロイックプリズムの内面に、赤色光が反射し緑色光が透過するミラー面と、青色光が反射し緑色光が透過するミラー面とが互いに直交して形成されている。ダイクロイックプリズムに入射した緑色光は、ミラー面を通ってそのまま射出される。ダイクロイックプリズムに入射した赤色光、青色光は、ミラー面で選択的に反射あるいは透過して、緑色光の射出方向と同じ方向に射出される。このようにして３つの色光（画像）が重ね合わされて合成され、合成された色光が投射光学系１４によって被投射面９に拡大投射される。

図２は照明装置２の概略構成を示す斜視図、図３は光源装置の概略構成を示す斜視図、図４は照明装置２の照明光軸２Ａを通る面における照明装置２の断面構造を模式的に示す図である。

図２〜４に示すように、照明装置２は、ハウジング（保持部）２０を含んでいる。本実施形態のハウジング２０は、略箱状のものであり、ハウジング２０の概略内側に光源装置３、対称化光学系２１が設けられている。ハウジング２０の側方には、冷却装置２７が取り付けられている。対称化光学系２１の構成要素は、照明装置２の光軸である照明光軸２Ａに沿って配置されている。ここでは、光源装置３、対称化光学系２１、冷却装置２７が、いずれもハウジング２０に固定されている。これにより、光源装置３と対称化光学系２１と冷却装置２７との相対位置が変化しないようになっている。

以下、図２に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、これに基づいて対称化光学系２１の構成要素の位置関係を説明する。このＸＹＺ直交座標系において、照明光軸２Ａと平行な方向をＸ方向とし、照明光軸２Ａを法線とする面内で互いに直交する方向をそれぞれＹ方向、Ｚ方向とする。使用状態において、Ｚ方向は概ね鉛直方向に設定され、Ｘ、Ｙ方向は概ね水平方向に設定される。

図３に示すように光源装置３は、光源３０とリフレクターとを含んでいる。リフレクターは、第１リフレクター３１と第２リフレクター３２とに分割されている。光源装置３の光軸は、照明光軸２Ａと略一致している。光源装置３から射出される光が通る複数の面において光強度の重心位置を求め、複数の面における重心位置を繋ぐと光源装置３の光軸が求まる。光源装置３は、照明光軸２Ａを含んだＸＺ面に対して略対称な構造になっており、照明光軸２Ａを含んだＹＺ面に対して非対称な構造になっている。

光源３０は、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、キセノンランプ等のランプ光源や、発光ダイオード等の固体光源等により構成される。本実施形態の光源３０は、ランプ光源により構成されている。光源３０は、照明光軸２Ａと略平行なランプ軸３０Ａに沿う方向に延在している。光源３０は、発光管３３内にタングステン等からなる一対の電極３４、３５が封止された構造になっている。発光管３３内において、電極３４、３５は、ランプ軸３０Ａに沿う方向に延びている。発光管３３は、電極３４、３５の間の中央部を中心とする球状部と、電極３４、３５を被覆してランプ軸３０Ａに沿って延びる筒状部とからなっている。電極３４、３５は、ランプ配線群２９ａと電気的に接続されている（図２、図４参照）。ランプ配線群２９ａは、ハウジング２０に設けられた孔部２８ａ内を通して、コネクター部２９と電気的に接続されている。コネクター部２９は、電源と電気的に接続されるものである。電源からコネクター部２９、ランプ配線群２９ａを介して電極３４、３５の間に電圧を印加可能になっている。電極３４、３５の間に電圧を印加すると、電極３４、３５の間から略放射状に光が生じる。光源３０は、発生した光の輝度の重心位置に発光点３６を有する点光源とみなすことができる。

第１リフレクター３１及び第２リフレクター３２は、光源３０から発せられた光を反射させて概ね照明光軸２Ａ方向に進行させるものである。第１リフレクター３１は、第２リフレクター３２と発光点３６を挟んで配置されている。ここでは、第１リフレクター３１が発光点３６に対してハウジング２０の頂部２０ｂ側（Ｚ正方向）に配置されており、第２リフレクター３２が発光点３６に対して底部２０ａ側（Ｚ負方向）に配置されている。

第１リフレクター３１の反射面３１ａは、回転楕円面の一部を含んでいる。この回転楕円面は、発光点３６を第１焦点としランプ軸３０Ａを長軸方向とする楕円を、ランプ軸３０Ａを回転軸として回転させた曲面である。回転楕円面のうち、ランプ軸３０Ａを通りＸＹ面に平行な面を挟む２つの領域の１つ（Ｚ正方向側）が、第１リフレクター３１の反射面３１ａの一部になっている。なお、第１リフレクターの反射面が回転放物面の一部により構成されていてもよい。この場合には、第１リフレクターから射出された光を平行化する光学系等の構成を適宜変更するとよい。

第２リフレクター３２の反射面３２ａは、発光点３６を中心とする球面の一部を含んでいる。この球面のうち、ランプ軸３０Ａを通りＸＹ面に平行な面を挟む２つの領域の１つ（Ｚ負方向側）が、第２リフレクター３２の反射面３２ａの一部になっている。第２リフレクター３２は、発光管３３における球状部と同程度の寸法になっており、第１リフレクター３１に比べて格段に小型になっている。

以上のような構成の光源装置３において、発光点３６から第２リフレクター３２に向かう光は、第２リフレクター３２で反射して折り返され、発光点３６を通って第１リフレクター３１に入射する。発光点３６から第１リフレクター３１に向かう光は、第２リフレクター３２で反射した光とともに、第１リフレクター３１に入射して反射する。第１リフレクター３１で反射した光は、集光されつつ概ね照明光軸２Ａに沿って進行し、光源装置３から射出される。

通常の光源装置に用いられるリフレクターとしては、光源の周囲をランプ軸周りの全周において軸対称的に囲んでいるものが知られている。このような全周型のリフレクターを用いた光源装置から射出される光は、光軸に直交する面における強度分布が軸対称な分布（例えばリング分布）になる。

本実施形態の光源装置３のリフレクターは、第２リフレクター３２が第１リフレクター３１よりも小型になっている分だけ、通常のリフレクターよりも小型になっている。また、光源装置３は、主として第１リフレクター３１から光を射出するので、射出される光のスポットサイズが通常の光源装置よりも小さく（ここでは半分程度に）なる。光源装置３から射出される光の強度分布は、リング分布が中心軸を通る線分で２分割されたような分布になる。光源装置３から射出される光の強度分布は、照明光軸２Ａを含んだＸＺ面に対して略対称になり、照明光軸２Ａを含んだＸＹ面に対して非対称になる。このように、光源装置３から射出される光の強度分布は、照明光軸２Ａ周りで軸非対称になっている。

対称化光学系２１は、光源装置３から照明光軸２Ａの下流に向かって、平行化レンズ２２、レンズアレイ２３、２４、偏光変換素子２５、重畳レンズ２６がこの順に配置された構成になっている。
平行化レンズ２２は、凹レンズにより構成されており、光源装置３から射出された光を平行化するものである。

レンズアレイ２３、２４は、平行化レンズ２２から射出された光の強度分布を均一化するものである。レンズアレイ２３は、複数のレンズ部２３１を含んでおり、レンズアレイ２４は複数のレンズ部２４１を含んでいる。レンズ部２３１は、レンズ部２４１と１対１で対応している。平行化レンズ２２から射出された光は、複数のレンズ部２３１に空間的に分かれて入射する。レンズ部２３１は、入射した光を対応するレンズ部２４１に結像させる。これにより、複数のレンズ部２４１の各々に、二次光源像が形成される。

偏光変換素子２５は、レンズアレイ２３、２４から射出された光の偏光状態を揃えるものである。偏光変換素子２５は、その詳細な構造を図示しないが、複数の入射領域を有している。入射領域は、レンズ部２４１と１対１で対応している。レンズ部２４１に形成された二次光源像からの光は、対応する入射領域に入射する。偏光変換素子２５には、複数の入射領域の各々に対応させて、偏光ビームスプリッタ膜（以下、ＰＢＳ膜と称する場合がある）、位相差板が設けられている。入射領域に入射した光は、ＰＢＳ膜によりＰＢＳ膜に対するＰ偏光とＳ偏光とに分離される。Ｐ偏光、Ｓ偏光の一方の偏光は、位相差板を通って偏光状態が他方の偏光の偏光状態に変換され、他方の偏光とともに射出される。

重畳レンズ２６は、偏光変換素子２５から射出された光を被照明領域（画像形成装置１２ａ〜１２ｃ）にて重畳させるものである。光源装置３から射出された光は、空間的に分割された後、重畳されることにより強度分布が均一化されて軸対称性が高められる。このように、対称化光学系２１は、光源装置３から射出される光の強度分布の非対称性を緩和するようになっている。

本実施形態の冷却装置２７（図２参照）は、冷媒供給装置２７１と、ダクト２７２、２７３とを含んでいる。冷媒供給装置２７１は、例えば冷却用ファン等により構成され、空気等の冷媒をダクト２７２に供給するものである。ダクト２７２は、ハウジング２０において光源装置３を挟む一方（Ｙ正方向側）の端部に設けられており、ダクト２７３は他方（Ｙ負方向側）の端部に設けられている。ダクト２７２、２７３の間には、冷媒流路が構成される。第１リフレクター３１が第２リフレクター３２よりも鉛直上方に位置する状態で光源装置３が駆動される設置方法において、光源装置３を効果的に冷却しうるように冷媒流路が設定されている。例えば、冷媒の供給側であるダクト２７２を第２リフレクター３２よりも第１リフレクター３１側に配置すればよい。

ハウジング２０において、照明光軸２Ａに沿う方向の光源装置３側の端部には、接続部２８が設けられている。接続部２８は、ハウジング２０を収容部１０に回転可能に取り付けるためのものである。本実施形態の接続部２８は、その詳細な構造を図示しないが、筒状の内軸、内軸の外側に近接して設けられた筒状の外軸、内軸と外軸との間に設けられたベアリングを含んでいる。内軸の中心軸、外軸の中心軸は、いずれも照明光軸２Ａと略一致している。内軸は、ハウジング２０と固定されており、内軸の内側は孔部２８ａになっている。外軸は、収容部１０に固定されている。このような構成により、照明光軸２Ａを回転軸としてハウジング２０を収容部１０に対して回転させることが可能になっている。なお、ハウジング２０が収容部１０に対して回転可能に取り付けられていればよく、接続部２８の構成については適宜変更可能である。

次に、図５（ａ）、（ｂ）を参照しつつ、プロジェクター１の使用方法について説明する。図５（ａ）は、据置きによる設置方法を示す概念図であり、図５（ｂ）は天吊りによる設置方法を示す概念図である。

図５（ａ）に示すように、据置きでプロジェクター１を使用する場合には、プロジェクター１を机上等の設置面８ａに設置する。また、ハウジング２０の底部２０ａが、頂部２０ｂよりも収容部１０の底面１０ａ側に位置するように、収容部１０に対するハウジング２０の姿勢を調整する。これにより、照明装置２において第１リフレクター３１が、第２リフレクター３２よりも鉛直上方に位置するようになる。したがって、光源装置３の昇温の態様と冷却装置２７の冷却条件とを合致させることができ、光源装置３を良好に冷却することができる。

図５（ｂ）に示すように、天吊りでプロジェクター１を使用する場合には、プロジェクター１を天井等の設置面８ｂに設置する。収容部１０の底面１０ａを設置面８ｂに対向させて、底面１０ａを設置面８ｂに支持させるとよい。また、据置きに対応した状態からハウジング２０を収容部１０に対して略１８０°回転させて、ハウジング２０の頂部２０ｂが、底部２０ａよりも収容部１０の底面１０ａ側に位置するように収容部１０に対するハウジング２０の姿勢を調整する。これにより、照明装置２において第１リフレクター３１が、第２リフレクター３２よりも鉛直上方に位置するようになる。したがって、光源装置３の昇温の態様と冷却装置２７の冷却条件とを合致させることができ、光源装置３を良好に冷却することができる。ハウジング２０は、光源装置３と対称化光学系２１との相対位置を保持したまま、照明光軸２Ａを回転軸として回転される。したがって、天吊りおいて、照明装置２から射出される光の強度分布が据置きと同様になり、据置きと同様に高品質な画像を表示することができる。

以上のような第１実施形態のプロジェクター１にあっては、設置方法の切替に応じて収容部１０に対するハウジング２０の相対的な姿勢を変化させることにより、照明装置２の構成要素の鉛直方向における上下関係を設置方法の切替前後で変化させなくすることができる。
例えば、１つの設置方法において光源装置３を良好に冷却しうるように冷却装置２７を最適設計すれば、複数の設置方法において光源装置３が良好に冷却される。したがって、冷却装置２７を複雑化することなく光源装置３を効果的に冷却することができ、プロジェクター１の大型化と短寿命化とをともに回避することができる。
例えば、１つの設置方法において光源装置３から射出される光の強度分布の軸対称性を高めるように対称化光学系２１を最適化すれば、複数の設置方法において照明装置２から射出される光の強度分布の軸対称性を良好にすることができる。したがって、照明装置２から射出された光により画像形成装置１２ａ〜１２ｃを良好に照明することができ、複数の設置方法において高品質な画像を表示することができる。
以上のように、プロジェクター１は、複数の設置方法に良好に対応可能であり、利便性の高いものになっている。

［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態を説明する。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、対称化光学系がロッドレンズを用いて構成されている点、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）により画像形成装置が構成されている点である。

図６は、第２実施形態のプロジェクター４の概略構成を示す模式図である。図６に示すように、プロジェクター４は、筐体等により構成される収容部４０を含んでいる。収容部４０には、照明装置５及び画像形成装置４１が収容されている。収容部４０には、投射光学系４２が取り付けられており、投射光学系４２の一部は収容部４０に収容されている。

照明装置５の構成については後述するが、照明装置５は波長帯域が異なる複数の色光（例えば、赤色光、緑色光、青色光）を時間的に切り替えて射出するようになっている。画像形成装置４１は、画素ごとに独立して駆動される複数の可動ミラーを含んでいる。可動ミラーは、照明装置５から入射する光Ｌの光軸に対する角度が可変になっている。

可動ミラーの角度をスイッチングさせて可動ミラーを駆動すると、可動ミラーで反射した光の進行方向がスイッチングされ、可動ミラーから所定の方向（投射光学系４２に向かう方向）に進行する光により画素が形成される。１画素において、光Ｌを所定の方向に反射させる期間が１フレームの表示期間に対して占める割合が高くなるほど、この画素が明表示になる。このように、画像形成装置４１は、画素ごとに光を変調することが可能になっている。

信号源から画像形成装置４１に供給される画像信号には、赤色画像、緑色画像、青色画像のそれぞれに対応した階調情報が含まれている。画像形成装置４１は、入射する光の波長帯域に対応する階調情報に基づいて、赤色画像、緑色画像、及び青色画像を時分割して形成する。形成された赤色画像、緑色画像、及び青色画像は、時間順次で投射光学系４２により被投射面９に投射される。赤色画像、緑色画像、及び青色画像が合成されて視認されることにより、フルカラーの投射画像が表示される。

図７は、照明装置５の概略構成を模式的に示す断面図である。図７に示すように、照明装置５は、ハウジング２０を含んでいる。ハウジング２０の概略内側に光源装置３、対称化光学系５１が設けられている。ハウジング２０の側方には、第１実施形態と同様の冷却装置２７が取り付けられている。照明装置５の照明光軸５Ａは、第１実施形態と同様に、光源装置３の光軸と略一致している。ハウジング２０は、照明光軸５Ａを回転軸として回転可能に収容部１０に取り付けられている。

対称化光学系５１は、平行化レンズ５２とロッドレンズ５３とを含んでいる。平行化レンズ５２とロッドレンズ５３との間の光路にカラーホイール５４が設けられている。平行化レンズ５２は、凹レンズ等により構成され、光源装置３から射出された光を平行化するものである。平行化レンズ５２から射出された光は、カラーホイール５４に入射する。

カラーホイール５４は、円板部と、円板部を回転可能に支持する支持部を含んでいる。円板部は、扇状の複数のカラーフィルターにより構成されている。複数のカラーフィルターは、入射光のうちの所定の波長帯域の色光を選択的に通すようになっている。カラーフィルターに対応する波長帯域は、複数のカラーフィルターで互いに異なっている。円板部を回転させると、光源装置３から光が入射する領域に、異なる波長帯域に対応する複数のカラーフィルターが時間的に切り替えられて配置される。これにより、カラーホイール５４から射出される光の波長帯域が時間的に切り替えられる。カラーホイール５４から射出された光は、ロッドレンズ５３に入射して強度分布が均一化されて、強度分布の軸対称性が高められる。

以上のような第２実施形態のプロジェクター４にあっては、第１実施形態と同様に、設置方法の切替に応じて収容部１０に対するハウジング４０の相対的な姿勢を変化させることにより、照明装置５の構成要素の鉛直方向における上下関係を設置方法の切替前後で変化させなくすることができる。したがって、光源装置３を効果的に冷却することができるとともに強度分布の軸対称性が高められた光により高品質な画像を形成することができ、複数の設置方法に良好に対応可能になっている。
また、第１実施形態に比べて対称化光学系５１の構成がシンプルになっている。また、画像形成装置４１が複数の色光に対応しているので、画像形成装置の数を減らすことができる。したがって、プロジェクター４を格段に小型化することが可能になっている。

［第３実施形態］
次に、本発明に係る第３実施形態のプロジェクターを説明する。第３実施形態が第１、第２実施形態と異なる点は、ハウジングが収容部に着脱可能に設けられている点、ハウジングを収容部から取り外して、取り外し前と異なる姿勢で収容部に装着することが可能になっている点である。

図８（ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態のプロジェクター１Ｂにおける設置方法の切替方法を示す概念図である。プロジェクター１Ｂは、収容部に対するハウジングの取り付け部の構成を除いて、第１実施形態と同様の構成になっている。プロジェクター１Ｂにおいて、ハウジング２０は、収容部１０に着脱可能に設けられている。ハウジング２０は、底部２０ａが頂部２０ｂよりも収容部１０の底面１０ａ側に位置する姿勢（ここでは、第１の姿勢とする）で収容部１０に装着することが可能になっている。また、ハウジング２０は、頂部２０ｂが底部２０ａよりも収容部１０の底面１０ａ側に位置する姿勢（ここでは、第２の姿勢とする）で収容部１０に装着することも可能になっている。ハウジング２０が収容部１０に第２の姿勢で装着された状態における照明装置２の光軸は、ハウジング２０が収容部１０に第１の姿勢で装着された状態における照明装置２の照明光軸２Ａと略一致するようになっている。

プロジェクター１Ｂにおいて設置方法の切替を行うには、図８（ａ）に示すように、まず収容部１０からハウジング２０を取り外すことにより照明装置２を取り外す。次いで、図８（ｂ）に示すように、照明装置２を収容部１０の外部にて回転させる。次いで、図８（ｃ）に示すように、ハウジング２０の頂部２０ｂを収容部１０の天井面１０ｂに対向させた状態で、収容部１０にハウジング２０を装着することにより、照明装置２を装着する。これにより、第１の姿勢と第２の姿勢とを切り替えることができ、例えば図５（ａ）、（ｂ）に示した据置きから天吊りへの設置方法の切替や、天吊りから据置きへの設置方法の切替が可能である。

第３実施形態のプロジェクター１Ｂにあっては、照明装置２を回転させるのに必要なスペースを収容部１０の内部に確保する必要がない。詳しくは、光源装置３において、第２リフレクター３２は第１リフレクター３１よりも小型になっている。光源装置３の外寸としては、第１リフレクター３１と第２リフレクター３２とが対向する対向方向（Ｚ方向）の寸法を、照明光軸２Ａと対向方向とに直交する方向（Ｙ方向）の寸法よりも小さくすることができる。第３実施形態によれば、照明装置２を収容部１０の外部で回転させて照明装置２の姿勢を変化させることができるので、収容部１０のＺ方向の寸法を照明装置２のＺ方向に応じた寸法にすることができる。これにより、収容部１０を小型にすることができ、プロジェクター１Ｂを小型（ここでは、薄型）にすることができる。

［第４実施形態］
次に、本発明に係る第４実施形態のプロジェクターを説明する。第４実施形態が第１〜第３実施形態と異なる点は、ハウジングの収容部に対する相対的な姿勢が設置方法に適正であるか否かを出力する姿勢管理部を含んでいる点である。

図９（ａ）は、第４実施形態のプロジェクターにおける姿勢管理部６の構成を示す模式図である。図９（ａ）に示すように姿勢管理部６は、姿勢検出部６１、設置方法検出部６２、整合判定部６３を含んでいる。

姿勢検出部６１は、収容部１０に対するハウジング２０の相対的な姿勢を検出するものである。姿勢検出部６１は、例えばハウジング２０を収容部１０に取り付ける取り付け部に設けられている。姿勢検出部６１の検出結果は、整合判定部６３に伝達される。

設置方法検出部６２は、据置きや天吊り等のプロジェクターの姿勢に関する設置方法のうち、選択されている設置方法を検出するものである。例えば、プロジェクターに設置方法選択の入力部が設けられている場合には、設置方法の設置方法検出部６２が入力部を監視するものであればよい。例えば、ＰＣ等の信号源において設置方法の選択が行われる場合には、設置方法検出部６２が、信号源からプロジェクターに供給される、設置方法を示す信号を監視するものであればよい。また、設置方法検出部６２が、鉛直方向検出器等により構成されており、検出された鉛直方向と収容部の姿勢とを比較して設置方法を検出するものであってもよい。設置方法検出部６２の検出結果は、整合判定部６３に伝達される。

整合判定部６３は、姿勢検出部６１の検出結果と、設置方法検出部６２の検出結果とを比較して、ハウジング２０の姿勢と選択されている設置方法とが整合しているか否かを判定するものである。例えば、図５（ｂ）に示した天吊りおいて、仮に底部２０ａが頂部２０ｂよりも収容部１０の底面１０ａ側に位置する姿勢でハウジング２０が取り付けられている場合には、整合判定部６３は不整合を示す判定結果を出力するようになっている。ここでは、整合判定部６３の判定結果が、警告部６４に出力される。警告部６４は、光や音等により判定結果をユーザーに知らせるものである。

第４実施形態のプロジェクターにあっては、収容部１０に対するハウジング２０の姿勢が設置方法と整合していない場合に、不整合を示す信号をユーザーに伝えることができる。これにより、収容部１０に対するハウジング２０の姿勢を修正して設置方法と整合させることができ、照明装置２が設置方法に整合しない姿勢で駆動されることが低減される。よって、光源装置３が適切に冷却されないことにより短寿命化してしまうことが低減される。

また、図９（ｂ）に示すように、姿勢管理部６の出力結果に基づいて光源装置３の駆動を停止する光源管理部６５を含んでいる構成も可能である。ここでは、光源管理部６５が、電源から光源装置３に電力を供給するコネクター部２９（図２、図４参照）と電気的に接続されている。光源管理部６５は、姿勢管理部６から不整合を示す信号が出力されると、コネクター部２９を介した電力の供給を遮断する。これにより、照明装置２が設置方法に整合しない姿勢で駆動されることが確実に防止され、光源装置３の短寿命化が確実に防止される。

なお、本発明の技術範囲は第１、第２実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲内で多様な変形が可能である。例えば、据置きや天吊りの他にも、ハウジング２０の底部２０ａに対する側方を設置面に向けて設置する横置き等にも対応可能である。この場合には、ハウジング２０を収容部１０に対して略９０°回転させることにより、照明装置２の姿勢を設置方法に整合させることができる。また、複数の設置方法において第２リフレクターが第１リフレクター３１よりも鉛直上方に位置する状態で、プロジェクターを駆動するようにしてもよい。この場合には、第２リフレクターが第１リフレクター３１よりも鉛直上方に位置する状態で、光源装置３を効果的に冷却しうるように冷却装置２７の構成を適宜変更するとよい。

１、１Ｂ、４・・・プロジェクター、２、５・・・照明装置、３・・・光源装置、６・・・姿勢管理部、１０・・・収容部、１２ａ〜１２ｃ、４１・・・画像形成装置、１４、４２・・・投射光学系、２０・・・ハウジング（保持部）、２１、５１・・・対称化光学系、２７・・・冷却装置、３１・・・第１リフレクター、３２・・・第２リフレクター、６５・・・光源管理部、

Claims (6)

1. 光軸周りの強度分布が非対称性を有する光を射出する光源装置と、
   前記光源装置から射出された光の強度分布の対称性を高める対称化光学系と、
   前記対称化光学系から射出された光により画像を形成する画像形成装置と、
   前記画像形成装置により形成された画像を投射する投射光学系と、
   前記光源装置を冷却する冷却装置と、
   前記光源装置と前記対称化光学系と前記冷却装置との互いの相対位置を保持する保持部と、
   前記保持部を収容する収容部と、を含み、
   前記収容部に対する前記保持部の相対的な姿勢を変化可能になっていることを特徴とするプロジェクター。
2. 前記保持部の姿勢が前記収容部の姿勢に対して適正であるか否かを出力する姿勢管理部を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記保持部の姿勢が前記収容部の姿勢に対して不適切である場合に、前記光源装置の駆動を停止する光源管理部を含んでいることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクター。
4. 前記保持部が前記収容部に対して着脱可能に設けられており、前記保持部を前記収容部に第１の姿勢で装着可能になっているとともに、前記対称化光学系の光軸を回転軸として前記第１の姿勢を回転させた第２の姿勢で前記保持部に装着可能になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロジェクター。
5. 前記保持部が、前記対称化光学系の光軸を回転軸として回転可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロジェクター。
6. 前記光源装置は、
   光を発する光源と、
   前記光源の一部を囲んで設けられ、前記光源から発せられた光を反射させる第１リフレクターと、
   前記光源の前記一部と異なる部分の少なくとも一部を囲んで設けられ、前記光源から発せられた光を前記第１リフレクターに向けて反射させる第２リフレクターと、を含んでいることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のプロジェクター。

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