JP2010186040A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源から射出された光を変調して投写するプロジェクターに関する。 The present invention relates to a projector that modulates and projects light emitted from a light source.
プロジェクターは、液晶パネル等によって形成した画像光を投写レンズによって拡大し、スクリーンや壁面等の被投写物(以降、単に「スクリーン」と呼ぶ。)に投写する(例えば、特許文献1参照)。このようなプロジェクターでは、投写レンズからスクリーンに至る光路の途中に、ユーザーやその所持物等が進入してしまうと、画像光の投写が遮られてしまうことから、プロジェクターの投写方向側にいるユーザーは、投写を遮らないよう気を配らなければならない。 A projector magnifies image light formed by a liquid crystal panel or the like with a projection lens, and projects the image light onto a projection object (hereinafter simply referred to as “screen”) such as a screen or a wall surface (see, for example, Patent Document 1). In such projectors, if a user or his / her belongings enter the middle of the optical path from the projection lens to the screen, the projection of the image light will be interrupted, so the user on the projection direction side of the projector Must be careful not to interrupt the projection.
ここで、プロジェクターの投写レンズに短焦点のレンズを採用すれば、プロジェクターをスクリーンの間近に設置できるようになるため、ユーザー等が光路内に進入してしまうことを抑制することが可能となる。 Here, if a short-focus lens is adopted as the projection lens of the projector, the projector can be installed close to the screen, so that it is possible to prevent the user or the like from entering the optical path.
しかしながら、プロジェクターをスクリーンの近傍に配置した場合には、プロジェクターを操作するユーザーの位置や、プロジェクターに画像情報を供給する装置の位置がスクリーンの近傍に制限されてしまい、スクリーンから離れた位置にいるユーザーにとって利便性が悪くなってしまうという問題を有している。 However, when the projector is arranged in the vicinity of the screen, the position of the user who operates the projector and the position of the device for supplying image information to the projector are limited to the vicinity of the screen, and are located away from the screen. There is a problem that the convenience for the user is deteriorated.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例に係るプロジェクターは、外装を構成する筐体を備え、光源から射出される光を変調して画像光を形成するとともに、前記筐体の外部に前記画像光を射出するプロジェクター本体と、前記プロジェクター本体と空間を隔てて配置され、前記プロジェクター本体から射出された前記画像光を拡大して投写する光学装置と、を備えたことを特徴とする。 Application Example 1 A projector according to this application example includes a housing that forms an exterior, modulates light emitted from a light source to form image light, and emits the image light to the outside of the housing. A projector main body, and an optical device that is arranged with a space from the projector main body and projects the image light emitted from the projector main body in an enlarged manner.
このプロジェクターによれば、画像光を拡大して投写するための光学装置が、プロジェクター本体と空間を隔てて配置されているため、その空間内(プロジェクター本体と光学装置の間)では、光路を狭くしておくことが可能となる。この結果、ユーザー又はその所持物等が光路内に進入して、画像光の投写を遮ってしまうことが抑制される。また、プロジェクター本体をスクリーン等の被投写物に近づける必要がないため、多くのユーザーがプロジェクター本体にアクセスすることが容易になり、利便性が損なわれることはない。 According to this projector, the optical device for enlarging and projecting the image light is arranged with a space from the projector main body, so that the optical path is narrowed in the space (between the projector main body and the optical device). It becomes possible to keep. As a result, it is possible to prevent the user or his / her belongings from entering the optical path and blocking the projection of the image light. Further, since it is not necessary to bring the projector main body close to the projection object such as a screen, it becomes easy for many users to access the projector main body, and convenience is not impaired.
[適用例2]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記プロジェクター本体は、形成した前記画像光を略等倍のまま、或いは縮小して射出することが望ましい。 Application Example 2 In the projector according to the application example described above, it is preferable that the projector main body emits the formed image light while maintaining or reducing the image light at approximately the same magnification.
このプロジェクターによれば、プロジェクター本体が画像光を略等倍のまま、或いは縮小して射出するため、光学装置のサイズを大きくする必要がない。 According to this projector, since the projector main body emits the image light at approximately the same magnification or reduced, it is not necessary to increase the size of the optical device.
[適用例3]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記プロジェクター本体は、前記光学装置を支持する支持部材を備えていることが望ましい。 Application Example 3 In the projector according to the application example, it is preferable that the projector main body includes a support member that supports the optical device.
このプロジェクターによれば、光学装置を支持するための支持部材をプロジェクター本体が備えているため、プロジェクター本体と光学装置の位置合わせが容易になる。 According to this projector, since the projector main body includes the support member for supporting the optical device, it is easy to align the projector main body and the optical device.
[適用例4]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記支持部材は、前記画像光の射出方向に沿って伸縮可能であることが望ましい。 Application Example 4 In the projector according to the application example described above, it is preferable that the support member can be expanded and contracted along an emission direction of the image light.
このプロジェクターによれば、光学部材を支持する支持部材が伸縮可能であるため、プロジェクターの収納や持ち運びを容易に行うことが可能となる。 According to this projector, since the support member that supports the optical member can be expanded and contracted, the projector can be easily stored and carried.
[適用例5]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記プロジェクター本体は、前記画像光を拡大して投写する投写光学系を備え、前記プロジェクター本体と前記光学装置との間には、前記投写光学系による前記画像光の拡大を抑制して略等倍に収束させる第2の光学装置がさらに配置されることが望ましい。 Application Example 5 In the projector according to the application example described above, the projector main body includes a projection optical system that magnifies and projects the image light, and the projection optical system is provided between the projector main body and the optical device. It is desirable that a second optical device for further converging at approximately the same magnification while suppressing the expansion of the image light due to is preferably arranged.
このプロジェクターによれば、プロジェクター本体は、画像光を拡大して投写する投写光学系を備えたものであるため、一般的なプロジェクターをそのまま利用することができる。そして、投写光学系による画像光の拡大を抑制する第2の光学装置が備えられているため、プロジェクター本体と光学装置との間の光路を狭くすることが可能となる。つまり、一般的なプロジェクターを利用した場合であっても、第2の光学装置を備えれば、ユーザー又はその所持物等が光路内に進入してしまうことを抑制することが可能となる。 According to this projector, since the projector main body is provided with a projection optical system that projects image light in an enlarged manner, a general projector can be used as it is. And since the 2nd optical apparatus which suppresses expansion of the image light by a projection optical system is provided, it becomes possible to narrow the optical path between a projector main body and an optical apparatus. That is, even when a general projector is used, if the second optical device is provided, it is possible to prevent the user or his / her belongings from entering the optical path.
以下、光源から射出された光を変調して投写するプロジェクターについて図面を参照して説明する。 Hereinafter, a projector that modulates and projects light emitted from a light source will be described with reference to the drawings.
図1及び図2は、本実施形態のプロジェクターの概略構成を示す斜視図であり、図1は、前方から見た図、図2は、後方から見た図である。
両図に示すように、プロジェクター1は、プロジェクター本体2と光学装置3とを備えて構成されている。
プロジェクター本体2は、外装を構成する筐体4を有しており、筐体4の前面4fには、画像光を射出するための開口部5が設けられている。筐体4の上面4tには、プロジェクター本体2に対して各種指示を行うための入力操作部6が備えられ、筐体4の背面4rには、外部の画像出力装置(例えば、パーソナルコンピューター)から画像情報が入力される入力端子7が設けられている。プロジェクター本体2は、入力端子7に入力される画像情報に基づく画像光を形成し、この画像光を開口部5から光学装置3に向けて射出する。そして、光学装置3は、プロジェクター本体2から射出された画像光を拡大し、スクリーンや壁面等の被投写物(以降、単に「スクリーンS」と呼ぶ。)に投写する。
1 and 2 are perspective views showing a schematic configuration of the projector according to the present embodiment. FIG. 1 is a view seen from the front, and FIG. 2 is a view seen from the rear.
As shown in both drawings, the
The
図3は、プロジェクター本体2の概略構成を示す構成図であり、光源装置10から射出される光の光路を示している。
図3に示すように、プロジェクター本体2は、光源としての光源装置10、インテグレーター光学系20、色光分離光学系30、リレー光学系40、画像形成部50等を備えており、これらは、筐体4の内部に適宜配置されている。画像形成部50には、液晶パネル51が備えられており、プロジェクター本体2は、光源装置10から射出された光を液晶パネル51で変調して画像光を形成する。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the projector
As shown in FIG. 3, the
光源装置10は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源ランプ11と、放物面鏡や楕円面鏡等からなるリフレクター12を備えて構成されている。光源ランプ11から射出された放射状の光束は、光源ランプ11を覆うように配置されたリフレクター12で反射されて略平行光束となり、インテグレーター光学系20へと射出される。
The
インテグレーター光学系20は、第1のレンズアレイ21と、第2のレンズアレイ22と、偏光変換素子23と、重畳レンズ24とを備えて構成され、光源装置10から射出された光束の輝度分布を一様する機能を有している。第1のレンズアレイ21及び第2のレンズアレイ22は、それぞれ微小なレンズ21a,22aがマトリクス状に配置された構成になっており、光源装置10から入射した光束は、第1のレンズアレイ21によって多数の微小な部分光束に分割される。第2のレンズアレイ22及び重畳レンズ24は、分割された部分光束のそれぞれが、照明対象である液晶パネル51の全体に照射するように備えられている。このため、各部分光束が液晶パネル51で重畳され、液晶パネル51の全体がほぼ均一に照明される。
The integrator
偏光変換素子23は、光源装置10からの光を液晶パネル51で効率よく利用可能とするため、特定の偏光方向を有する偏光光に揃える機能を有している。インテグレーター光学系20を射出した偏光光は、色光分離光学系30に入射する。
The
色光分離光学系30は、第1のダイクロイックミラー31と、第1の反射ミラー32と、第2のダイクロイックミラー33とを備えており、インテグレーター光学系20から射出された光を、波長域の異なる3色の光に分離する。第1のダイクロイックミラー31は、略赤色の光(赤色光R)を反射するとともに、赤色光Rよりも短波長の光を透過する。第1のダイクロイックミラー31で反射した赤色光Rは、第1の反射ミラー32でさらに反射し、平行化レンズ25で平行化されて画像形成部50の赤色光用の液晶パネル51Rを照明する。
The color light separating
第2のダイクロイックミラー33は、略青色の光(青色光B)を透過するとともに、透過する光よりも長波長の光を反射する。このため、第1のダイクロイックミラー31を透過した光のうち、略緑色の光(緑色光G)は、第2のダイクロイックミラー33によって反射し、平行化レンズ25で平行化されて画像形成部50の緑色光用の液晶パネル51Gを照明する。また、青色光Bは、第2のダイクロイックミラー33を透過してリレー光学系40に入射する。そして、リレー光学系40を経由した後、平行化レンズ25で平行化されて画像形成部50の青色光用の液晶パネル51Bを照明する。
The second
なお、青色光Bの経路は他の色光の経路に比べて長くなってしまうことから、青色光Bの経路には、光束の発散によって液晶パネル51への照明効率が低下するのを抑制するために、リレー光学系40が設けられている。リレー光学系40は、入射側レンズ41と、第2の反射ミラー42と、リレーレンズ43と、第3の反射ミラー44とを備えており、リレー光学系40に入射した青色光Bは、入射側レンズ41によってリレーレンズ43の近傍で収束し、平行化レンズ25に向けて発散する。
In addition, since the path | route of blue light B becomes long compared with the path | route of other color lights, in order to suppress that the illumination efficiency to the
画像形成部50は、光変調装置としての3つの液晶パネル51(赤色光用の液晶パネル51R、緑色光用の液晶パネル51G、青色光用の液晶パネル51B)と、各液晶パネル51の入射側及び射出側にそれぞれ配置された入射側偏光板52及び射出側偏光板53と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム54と、リレーレンズ55とを備えて構成されている。
The
液晶パネル51は、一対の透明基板間に液晶が封入されたものであり、透明基板の内面には、液晶に対して微小領域(画素)毎に駆動電圧を印加可能な透明電極(画素電極)がマトリクス状に形成されている。入射側偏光板52及び射出側偏光板53は、それぞれ特定の偏光方向の偏光光のみを透過可能であり、入射側偏光板52は、偏光変換素子23によって揃えられた偏光方向の偏光光を透過可能になっている。このため、液晶パネル51に向けて照射された各色光の大部分は入射側偏光板52を透過して、液晶パネル51に入射する。
The
ここで、液晶パネル51の各画素に、入力端子7(図2参照)に入力された画像情報に基づく駆動電圧が印加されると、液晶パネル51に入射した光は、駆動電圧に応じて変調され、画素毎に異なる偏光方向を有した偏光光となる。この偏光光のうち、射出側偏光板53を透過可能な偏光成分のみが射出側偏光板53から射出される。つまり、液晶パネル51及び射出側偏光板53が、画像情報に応じて画素毎に異なる透過率で入射光を透過させることによって、階調を有する画像光が色光毎に形成される。射出側偏光板53から射出した各色光からなる画像光は、クロスダイクロイックプリズム54に入射する。
Here, when a drive voltage based on the image information input to the input terminal 7 (see FIG. 2) is applied to each pixel of the
クロスダイクロイックプリズム54には、赤色光を反射する誘電体多層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に沿って略X字状に設けられており、射出側偏光板53からから射出された各色の画像光は、これらの誘電体多層膜によって合成される。クロスダイクロイックプリズム54によって合成された画像光は、カラーの画像光として射出面54xから射出され、リレーレンズ55に入射する。
The cross
ここで、一般的なプロジェクターでは、クロスダイクロイックプリズム54の射出面54x側に投写レンズが備わっており、画像形成部50で形成された画像光を投写レンズで拡大して投写する構成になっているが、本実施形態のプロジェクター本体2では、投写レンズの代わりにリレーレンズ55が備わっており、画像形成部50で形成された画像光を略等倍のまま射出する。リレーレンズ55から射出された画像光は、開口部5(図1参照)を通って筐体4の外部に射出され、空間を隔てて配置される光学装置3(図1、図2参照)に入射する。
Here, in a general projector, a projection lens is provided on the
光学装置3は、1つ又は複数のレンズによって構成されており、プロジェクター本体2から射出された画像光を拡大してスクリーンSに投写する。なお、プロジェクター本体2、光学装置3、及びスクリーンSは、画像光がスクリーンSに適切に投写されるよう位置合わせ(位置の調整)がなされている。
The
図4は、プロジェクター1の利用例を示す図であり、(a)は、平面図、(b)は、側面図である。なお、図4(b)においては、ユーザー等の図示を一部省略している。
図4に示す例では、プロジェクター本体2は、長方形のテーブルTBの略中央に設置されており、テーブルTBの周囲には、複数のユーザーA1〜A9が位置している。このうちの一人のユーザーA5のパーソナルコンピューターPCがプロジェクター本体2の入力端子7にケーブルを介して接続されており、プロジェクター本体2は、このパーソナルコンピューターPCから入力される画像情報に基づく画像光を略水平な方向に射出する。プロジェクター本体2から射出された画像光は、テーブルTBの端部に設置された光学装置3に入射し、光学装置3によって拡大されてスクリーンSに投写される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of use of the
In the example shown in FIG. 4, the projector
ここで、プロジェクター本体2から直接、画像光をスクリーンSに拡大投写した場合を想定すると、画像光は、図4(a)中の二点鎖線で示す光路を通ることになり、スクリーンSの近傍にいるユーザーA4,A8やその所持物が光路内に進入しやすい状態となる。これに対して、本実施形態のように、光学装置3で拡大する構成においては、画像光は、図中の破線で示す光路を通ることになり、プロジェクター本体2から光学装置3に至る光路を狭くできるため、光路内にユーザー等が進入してしまうことが抑制される。また、図4(a)におけるユーザーA9のように、スクリーンSの前面側近傍で説明を行うような場合にも、ユーザーが画像光の投写を遮ってしまうことが抑制される。
Here, assuming that the image light is directly enlarged and projected on the screen S from the projector
以上説明したように、本実施形態のプロジェクター1によれば、画像光を拡大して投写するための光学装置3が、プロジェクター本体2と空間を隔てて配置されているため、その空間内(プロジェクター本体2と光学装置3の間)では、画像光の光路を狭くしておくことが可能となる。この結果、ユーザー又はその所持物等が光路内に進入して、画像光の投写を遮ってしまうことが抑制される。また、プロジェクター本体2をスクリーンSに近づける必要がないため、多くのユーザーがプロジェクター本体2にアクセスすること(入力操作部6等を操作したり、入力端子7にケーブルを接続したりすること)が容易になり、利便性が損なわれることはない。さらに、本実施形態のプロジェクター1によれば、画像形成部50で形成された画像光が略等倍のまま光学装置3に射出されるため、光学装置3のサイズを大きくする必要がない。
As described above, according to the
(変形例)
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
(Modification)
In addition, you may change the said embodiment as follows.
上記実施形態では、プロジェクター本体2及び光学装置3をテーブルTB上に設置した例を示したが、図5に示すように、プロジェクター本体2及び光学装置3を天井CE等に取り付けた態様とすることも可能である。この場合でも、スクリーンSの前面側に位置するユーザーA9によって画像光の投写が遮られてしまうことが抑制される。
In the above embodiment, the projector
上記実施形態では、レンズで構成された光学装置3を用いているが、図6に示すように、曲面ミラーで構成された光学装置3を用いることも可能である。図6に示す例では、天井CEに取り付けられたプロジェクター本体2から画像光が射出されて、水平に進行する。この画像光は、壁面WLに設置された曲面ミラー(光学装置3)の凸状の反射面で反射することによって拡大され、透過型のスクリーンTSの背面に投写される。スクリーンTSが透過型であることから、投写された画像光は、スクリーンTSの前面側から視認される。このような態様では、画像光がスクリーンTSの背面側から投写されるため、スクリーンTSの前面側に位置するユーザーA9によって画像光の投写が遮られてしまうことはない。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、プロジェクター本体2と光学装置3とが分離した構成を示しているが、図7(a)に示すように、光学装置3を支持するための支持部材8をプロジェクター本体2に設けて、プロジェクター本体2に対する光学装置3の位置を規制するようにしてもよい。このような構成にすれば、プロジェクター本体2と光学装置3の位置合わせを容易に行うことが可能になる。また、図7(a)、(b)に示すように、この支持部材8を伸縮可能な構成としたり、支持部材8の一部を筐体4の内部に収容可能な構成にしたりすれば、プロジェクター1の収納や持ち運びを容易に行うことが可能となる。
In the above embodiment, the projector
上記実施形態では、プロジェクター本体2が画像光を略等倍のまま射出する構成になっているが、画像光を縮小して射出するようにしてもよい。また、図8(a)に示すように、画像形成部50で形成した画像光を拡大して投写する投写レンズ60を備えた構成としてもよい。つまり、プロジェクター本体2として、画像光を拡大して投写する一般的なプロジェクターを利用することができる。ただし、この場合には、図8(b)に示すように、プロジェクター本体2(投写レンズ60)の射出側で光学装置3の入射側に、投写レンズ60による画像光の拡大を抑制して、略等倍の画像光に収束させる第2の光学装置9を備える必要がある。この第2の光学装置9は、投写レンズ60から離れた位置に配置するほど、そのサイズを大きくしなければならなくなるため、投写レンズ60の直後に配置することが望ましい。
In the above embodiment, the projector
上記実施形態では、光変調装置として3つの液晶パネル51R,51G,51Bを用いた3板式のプロジェクター1について説明したが、これに限定されない。例えば、各画素の中にそれぞれR光、G光、B光を透過可能なサブ画素を含んだ1つの液晶パネルによって画像光を形成する態様とすることも可能である。
In the above embodiment, the three-
上記実施形態では、光変調装置として、透過型の液晶パネル51R,51G,51Bを用いているが、反射型の液晶パネル等、反射型の光変調装置を用いることも可能である。また、入射した光の射出方向を、画素としてのマイクロミラー毎に制御することにより、光源から射出した光を変調する微小ミラーアレイデバイス等を用いることもできる。
In the above-described embodiment, the transmissive
上記実施形態では、光源装置10は、放電型の光源ランプ11によって構成されているが、LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)光源等からなる固体光源装置や、その他の光源装置を用いることもできる。
In the above-described embodiment, the
1…プロジェクター、2…プロジェクター本体、3…光学装置、4…筐体、5…開口部、6…入力操作部、7…入力端子、8…支持部材、9…第2の光学装置、10…光源装置、11…光源ランプ、12…リフレクター、20…インテグレーター光学系、21…第1のレンズアレイ、22…第2のレンズアレイ、23…偏光変換素子、24…重畳レンズ、25…平行化レンズ、30…色光分離光学系、31…第1のダイクロイックミラー、32…第1の反射ミラー、33…第2のダイクロイックミラー、40…リレー光学系、41…入射側レンズ、42…第2の反射ミラー、43…リレーレンズ、44…第3の反射ミラー、50…画像形成部、51,51R,51G,51B…液晶パネル、52…入射側偏光板、53…射出側偏光板、54…クロスダイクロイックプリズム、54x…射出面、60…投写レンズ、S,TS…スクリーン、A1〜A9…ユーザー、PC…パーソナルコンピューター、TB…テーブル、CE…天井、WL…壁面、R…赤色光、G…緑色光、B…青色光。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記プロジェクター本体と空間を隔てて配置され、前記プロジェクター本体から射出された前記画像光を拡大して投写する光学装置と、
を備えたことを特徴とするプロジェクター。 A projector body that includes a housing constituting an exterior, modulates light emitted from a light source to form image light, and emits the image light to the outside of the housing;
An optical device that is arranged with a space from the projector main body, and that magnifies and projects the image light emitted from the projector main body;
A projector characterized by comprising:
前記プロジェクター本体は、形成した前記画像光を略等倍のまま、或いは縮小して射出することを特徴とするプロジェクター。 The projector according to claim 1,
The projector main body emits the formed image light at a substantially equal magnification or reduced.
前記プロジェクター本体は、前記光学装置を支持する支持部材を備えていることを特徴とするプロジェクター。 The projector according to claim 1 or 2,
The projector main body includes a support member that supports the optical device.
前記支持部材は、前記画像光の射出方向に沿って伸縮可能であることを特徴とするプロジェクター。 The projector according to claim 3,
The projector is characterized in that the support member can be expanded and contracted along the image light emitting direction.
前記プロジェクター本体は、前記画像光を拡大して投写する投写光学系を備え、
前記プロジェクター本体と前記光学装置との間には、前記投写光学系による前記画像光の拡大を抑制して略等倍に収束させる第2の光学装置がさらに配置されることを特徴とするプロジェクター。 The projector according to any one of claims 1 to 4,
The projector body includes a projection optical system that magnifies and projects the image light,
A projector further comprising a second optical device arranged between the projector main body and the optical device for suppressing the enlargement of the image light by the projection optical system and converging at approximately the same magnification.
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