JP2011203590A

JP2011203590A - 投写型映像表示装置

Info

Publication number: JP2011203590A
Application number: JP2010071997A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Kato; 健太郎加藤
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-10-13

Abstract

【課題】縦置きにしても、設置場所が制限されない投写型表示装置を提供する。
【解決手段】ランプ光源１１と光学系１３，１４，１５，１６と映像表示デバイス１６と投写レンズ１７とを備えた投写型映像表示装置であって、ランプ光源１１は、その光束が前記光学系１３、１４、１５、１６に直接導入される配置と、投写レンズ１７の光軸と平行になるように９０度回動しその光束がミラー３１による反射光により光学系１３、１４、１５、１６に間接導入される配置と、をとることができる回動式ランプ光源であることを特徴とする投写型映像表示装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、縦配置してもランプの水平が保たれる投写型表示装置に関するものである。

近年、デジタルサイネージ等の発達に伴い、プロジェクタの投写画面表示に関して従来の横表示（表示画面アスペクト比で横が長く縦が短い表示）だけでなく、縦表示（表示画面の縦方向が長く、横方向が短い）の要望が年々強くなっている。

一般的にプロジェクタは横表示に設計されており、ただ単純にプロジェクタを縦配置することで縦表示の投写をすることができるというものではない。なぜなら、一般的にランプ光源の光軸はほぼ水平に保たれなければならないとういランプ光源の配置に制約があるからである。即ち、一般的にプロジェクタの光源はアーク放電にて発光しており、その光軸は水平に対し２０度以上のズレが発生すれば、その輝度維持率は著しく低下する。従って、一般的にプロジェクタのランプ光源の光軸は投写レンズ光軸に垂直で、かつ水平に設計されている。よってプロジェクタを縦配置にした場合、ランプ光軸の水平性が失われ、著しい輝度劣化が発生する。このような課題を解決する方法として特許文献１に示すものが提案されている。特許文献１が示すものは、プロジェクタのレンズ直後に反射面がそれぞれ垂直となる２枚のミラーを配置し、プロジェクタを横配置したままで、投写画面を横から縦にするものである。

登録実用新案第３０８００９７号公報

しかしながら、特許文献１に示す方法では、レンズの直後にミラーを配置するために、その設置場所が必要になり、またレンズ直後では光束が大きくなっているため、その配置されるミラーはレンズ以上の大きいミラーを必要とされる。これにより設置場所が制限され、また大型の光学ミラーのためコストがアップする。

ランプ光源と光学系と映像表示デバイスと投射レンズとを備えた投射型映像表示装置であって、前記ランプ光源は、その光束が前記光学系に直接導入される配置と、前記投写レンズの光軸と平行になるように９０度回動しその光束がミラーによる反射光により前記光学系に間接導入される配置とをとることができる回動式ランプ光源であることを特徴とする。

このような構成により、ランプ光源を９０度回動させればプロジェクタを縦配置するだけで、縦型の映像を得られる。またこれにより、外付けの大型ミラーの配置の必要もない。

本発明によれば、表示画面を縦表示する必要がある場合は、外付けの大型ミラーを設置しなくとも、ランプ光軸を９０度回動させ、プロジェクタを縦に配置させるだけで、表示画面を縦型にすることができる。

実施の形態１における投写型表示装置の光学系の基本構成図光源１の拡大図実施の形態１における投写型表示装置の光学系の構成図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における投写型表示装置の基本構成図である。同図は投写型表示装置を上から見た構成図となっている。１１はランプ光源を示す。１２はランプ光源を光学系に導入するために配置されている反射鏡である。以下１１と１２の双方をまとめてランプという。１３はロッドプリズムであり、ランプ（１１．１２）から照射された光束を多重反射させ輝度が均一な照明光を作るものである。１４はリレーレンズ、１５はＴＩＲプリズム、１６は反射型ライトバルブを示す。ロッドプリズム１３から出射した光はリレーレンズ１４により一度ＴＩＲプリズム１５に導入され、反射型ライトバルブ１６に照明光として照射される。１７は投写レンズを示している。投写レンズ１７により、反射型ライトバルブ１６上の照明光をスクリーン（図示せず）上に投写する。また、反射型ライトバルブ１６は、画素ごとにミラー素子がマトリックス状に形成されており、映像信号に応じて光の進行方向を制御することによって、反射角の変化に応じて光学像が形成されるものである。さらに、ランプ（１１，１２）としては高圧水銀ランプを用いている。ロッドプリズム１３は、光の入射面及び出射面が反射型ライトバルブ１６の有効表示面と同じアスペクト比を有する四角柱形状を有しており、ランプ（１１，１２）からの放射光が集光される場所に配置されるため、材質は耐熱性に優れる石英ガラスが好ましい。

ここで１８はランプ（１１，１２）の光軸、１９は投写レンズの光軸を示す。一般的にランプの光軸１８は図１からわかるように、水平に保たれており、また投写レンズの光軸１９に垂直である。この理由を図２により説明する。

図２は図１における光源１１の拡大図である。光源１１は、石英管２１を球状に膨張させ、内部に混合蒸気を充填して電極対２２を保持、封止した構成である。電極対２２の間に放電（アーク放電）２３が発生し、光源となる。ここで図２に示すとおり、電極対は水平に維持される必要がある。これはもし水平性を失えば（仮にどちらかが高い位置となれば）高いほうの電極に温度の高い混合蒸気が滞留し、電極間の温度分布がくずれ、早期の輝度劣化を引き起こすからである。従って、一般的にランプ光軸は水平２４に保たれている。つぎに投写レンズ光軸１９とランプ光軸１８が水平である所以を説明する。一般的に投写型表示装置は投写映像をより人に見やすくするため、上側に向けて投写し、また天井に設置して下側に向けて投写する場合がある。ここで、ランプ光軸１８が投写レンズ光軸１９に垂直でかつ水平に設計されていれば、仮に投写型表示装置を上下に振ろうともランプ光軸１８の水平性は保たれ、ランプの輝度劣化は発生しない。これゆえ、基本的に投写型表示装置のランプ光軸１８は水平かつ、投写レンズ光軸１９に垂直な設計となっている。

ところが近年デジタルサイネージの分野で要望の高い縦型表示（表示画面アスペクト比で縦が長く横が短い表示）をした場合、投写型表示装置を縦置きにした場合、ランプ光軸１８の水平性が失われ輝度劣化を招く。

図３は、ランプ光軸を９０度垂直に回動することができる回動式ランプ光源が搭載された投写型表示装置の構成図である。画像を縦配置してもランプ（１１，１２）の水平は保たれ、ランプ（１１，１２）の出力の劣化の問題を回避でき、フレキシブルな設置が可能となる。以下、当該投写型表示装置の説明を実施する。３１はランプ（１１，１２）を９０度回動させてときに光束を反射させる可動式のミラーであり、ランプ（１１，１２）を９０度回動させる場合のみ利用する。こうすることにより、ランプ（１１，１２）を回動させれば、投写型表示装置を縦置きにした場合でもランプ（１１，１２）を回動させれば、ランプ（１１，１２）の水平は保たれ、ランプ（１１，１２）の輝度維持率も通常と変わらない。

尚、本装置においてミラー３１とランプ（１１，１２）の回動は同時に行われることが望ましい。また本装置において、外部に配置されているレバー（図示せず）等により、手動で切り替えが出来ることを特徴とすることが望ましい。また本装置において、電動モータ（図示せず）により切り替えが出来ることが望ましい。また本装置において、内部に設置方向感知装置（図示せず）が設置してあって、その投射型映像表示装置の配置位置を自動認識し、最適なランプ光源ポジションになるよう制御することが望ましい。また本装置において、ランプ光源の光軸は０度から９０度のその間の角度もとることができ、その前記投射型映像表示装置はそのランプ光軸１８を中心として回転方向に投写できることが望ましい。また本装置において、ランプ光源１１は２個以上配置することができ、明るさを高めるための多灯式として構成することが望ましい。また本装置において、ランプ光源１１は０度から９０度の回動式ではなく９０度方向、０度方向から光源を取り付けられる構成であってもよい。また本装置において、ランプの回動と同時にランプ光源を冷却するシステム（図示せず）も同時にランプ光源の回動に連動して動作することが望ましい。また本装置において、照明光学系に２枚のレンズアレイを用いて光を重畳することができる光学系でも構わない。また本装置において、０度方向から−９０度方向の回動でも構わない。

本発明は、アーク放電を利用したランプ光源装置および光源装置を搭載した投写型映像表示装置に幅広く適用することができる。

１１光源
１２反射鏡
１３ロッドプリズム
１４リレーレンズ
１５ＴＩＲプリズム
１６反射型ライトバルブ
１７投写レンズ
１８ランプ光軸
１９投写レンズ光軸
２１石英管
２２電極対
２３アーク放電
２４水平
３１折り返しミラー

Claims

ランプ光源と光学系と映像表示デバイスと投写レンズとを備えた投写型映像表示装置であって、
前記ランプ光源は、その光束が前記光学系に直接導入される配置と、
前記投写レンズの光軸と平行になるように９０度回動しその光束がミラーによる反射光により前記光学系に間接導入される配置と、
をとることができる回動式ランプ光源であることを特徴とする投写型映像表示装置。
前記回動式ランプ光源は投写型映像表示装置の外部に配置されているレバー等により、手動で切り替えが出来ることを特徴とする請求項1記載の投写型映像表示装置。
前記回動式ランプ光源は電動モータにより切り替えが出来ることを特徴とする請求項1記載の投写型映像表示装置。
前記投写型映像表示装置は内部に設置方向感知装置が設置してあって、その投写型映像表示装置の配置位置を自動認識し、最適なランプ光源ポジションになるよう制御することができる請求項1記載の投写型映像表示装置。
前記回動式ランプ光源の光軸は０度から９０度のその間の角度もとることができ、前記投写型映像表示装置はそのランプ光軸を中心として回転方向に投影できることを特徴とする投写型映像表示装置。
前記回動式ランプ光源は２個以上配置することができ、明るさを高めるための多灯式として構成することを特徴とする投写型映像表示装置。
前記回動式ランプ光源は０度から９０度の回動式ではなく９０度方向、０度方向から光源を取り付けられる構成を持つことを特徴とする投写型映像表示装置。
前記回動式ランプの回動と同時にランプ光源を冷却するシステムも同時にランプ光源の回動に連動して動作することを特徴とする投写型映像表示装置。
前記光学系の照明光学系に２枚のレンズアレイを用いて光を重畳することを特徴とする投写型映像表示装置。