JP3184604B2

JP3184604B2 - 液晶プロジェクタのランプとリフレクタとの固定方法

Info

Publication number: JP3184604B2
Application number: JP12164192A
Authority: JP
Inventors: 浩二飯村; 国幹土屋
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1992-05-14
Filing date: 1992-05-14
Publication date: 2001-07-09
Anticipated expiration: 2016-07-09
Also published as: JPH05313117A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶プロジェクタのラ
ンプとリフレクタとの固定方法に関するものであり、よ
り詳しくは、ランプの放射光を集光して平行光等を出射
するリフレクタに対するランプの固定位置を、バラツキ
なく迅速に調整することを可能にし、その固定の自動化
をも可能にする液晶プロジェクタのランプとリフレクタ
との固定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、液晶プロジェクタのような大画面
投射型ディスプレイにおいて、課題となるのは明るさで
ある。大画面にするほど明るい画面の実現は困難とな
る。明るさを決定する要因は、光源の輝度、集光効率、
光の利用効率などである。投射型ディスプレイに利用さ
れる光源には、ハロゲン・ランプ、キセノン・ランプ、
メタルハライド・ランプなどがあるが、発光効率の高さ
と発光特性を変えられる点などから、メタルハライド・
ランプが多く利用されてきている。また、液晶プロジェ
クタは、角度依存性のある光学部品を数多く使用するた
め、特に平行光の必要性が高くなっている。このため、
ランプの放射光を集光して集光効率を高めて平行光等を
出射するためにリフレクタが使われる。

【０００３】リフレクタは、液晶パネルまでの距離や液
晶パネルと発光部分の大きさを考慮して、球面・放物回
転面・楕円回転面など、最適な形状に設計される。リフ
レクタにはランプが、たとえば、図５に示すように固定
される。すなわち、固定されるランプ１１０は円柱形状
をなし、その真中に二重管に形成された発光部１１０ａ
を有するもので、その一端の単管部がリフレクタ１００
の中央に形成した固定部１００ａに固定される。その
際、リフレクタ１００の内側の反射鏡を形成する球面の
焦点位置と、ランプ１１０の発光部１１０ａとが一致す
るように固定することにより、集光効率が高められた平
行光等が出射される。

【０００４】このようなランプとリフレクタの固定位置
については、たとえばメタルハライド・ランプは、図６
に示すように、電極Ｐ、Ｎ間でアーク放電を起こさせて
発光させるものであるため光学的には線光源となり、そ
の電極Ｐ、Ｎは常に同じ軸線上にあるとは限らず、ラン
プそれぞれの線光源の位置にバラツキが発生する。ま
た、リフレクタ１００の球面の焦点およびランプ１１０
の光源部１１０ａのそれぞれの位置にも誤差がある。し
たがって、リフレクタ１００の球面の焦点位置とランプ
１１０の発光部１１０ａとのずれは、集光効率を悪くし
てスクリーンへの照射光の照度を低下させたり、中央に
対する周辺の光量比を小さくしたり、色ムラを発生させ
たりするため、リフレクタ１００とランプ１１０との固
定においては、微妙な位置調整が必要となっている。

【０００５】図７に、従来のリフレクタとランプとの固
定位置調整における構成を示す。同図に示すように従来
では、入射した白色光をＲ、Ｇ、Ｂ光に分離するダイク
ロイックミラー１２１ａ、１２１ｂ、コンデンサレンズ
１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、液晶セル１２３ａ、１
２３ｂ、１２３ｃ、ミラー１２４ａ、１２４ｂ、Ｒ、
Ｇ、Ｂ光を合成するダイクロイックミラー１２５ａ、１
２５ｂ、および投影レンズ１２６を構成する液晶プロジ
ェクタの光学系１２０を備えて、さらにその光学系１２
０の所定の位置にリフレクタ１００を固定するリフレク
タ固定治具１３０と、ランプ１１０を固定し、リフレク
タ１００との相対位置を調整するランプ位置調整治具１
４０と、ランプ１１０の放射光が光学系１２０を介して
照射されるスクリーン１５０とを構成して調整を行って
いた。すなわち、調整者がランプ位置調整治具１４０に
よりランプ１１０を、リフレクタ１００に対して前後・
左右・上下に移動させながら、照度、周辺光量比、およ
び色ムラをスクリーン上で目視検査し、それらが最適と
なる位置を検出して接着剤によりリフレクタ１００とラ
ンプ１１０を固定していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のラ
ンプとリフレクタとの固定では、人間の手と目を頼って
経験と勘による職人的な技能により位置調整を行ってい
た。このため、位置調整には長時間を要し、また個人に
より調整が異なり性能上のバラツキが発生するなど、課
題を有していた。また、光源ランプが発光すると紫外線
や赤外線が多量に放出され、それらを長時間浴びてしま
う危険性があるため、注意を要する作業となっていた。

【０００７】本発明は、このような課題を解消するため
になされたもので、固定位置調整に要する時間が短縮さ
れ、しかも調整位置による性能上のバラツキが解消され
る、液晶プロジェクタのランプとリフレクタとの固定方
法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１に、本発明の手順を
示すフローチャートを示す。上記目的を達成するため、
本発明の液晶プロジェクタのランプとリフレクタとの固
定方法は、図１に示すように、液晶プロジェクタの投影
用ランプとその放射光を集光して出射するリフレクタと
の固定方法であって、前記リフレクタに対して前記ラン
プを所定位置に設置し（ステップＳ１）、前記リフレク
タからの光の出射方向をＺ軸方向、そのＺ軸と垂直に交
わる面上の直交する方向をそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向
として、まず、前記ランプをＺ軸方向に移動させ、出射
光によるスクリーン上への照射光の照度が最大となり、
かつ、スクリーン上の中央に対する周辺の光量比を最大
にするように前記ランプのＺ軸方向位置を調整して位置
決めを行い（ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４）、次に、前記
ランプをＸ軸方向またはＹ軸方向に移動させて、出射光
によるスクリーン上への照射光の最大照度位置を中央に
するように前記ランプのＸ軸方向またはＹ軸方向の位置
を調整して位置決めを行い（ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ
７）、その後に、前記リフレクタへ前記ランプを固定す
る（ステップＳ８）。

【０００９】

【作用】本発明では、Ｘ、Ｙ、Ｚの座標系を設定して、
この３軸方向にランプを移動させてリフレクタに対する
ランプの固定位置の調整を行う。すなわち、最初に、リ
フレクタからの光の出射方向であるＺ軸方向にランプ位
置を移動させて、スクリーン上への照射光の照度および
周辺光量比を検査して位置調整を行う。その後に、ラン
プをＺ軸方向に直交するＸ軸またはＹ軸方向に移動さ
せ、スクリーン上への照射光のバランスの微調整を行
う。

【００１０】このように、ランプの固定位置において重
要となるＺ軸方向の位置を最初に決めるため、人の経験
や勘による調整位置のバラツキを減少させることができ
る。また、座標系の導入により、位置調整の自動化も可
能になる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図２に、本発明を実施する液晶プロジェクタのラン
プとリフレクタとの自動固定装置の一実施例の構成を示
す。

【００１２】同図に示すように、本実施例の自動固定装
置は、液晶プロジェクタの光学系１０と、その光学系１
０に対して所定の位置にリフレクタ１を固定するリフレ
クタ固定治具２０と、ランプ２を支持するランプ支持具
３０と、そのランプ支持具３０に支持されたランプ２の
位置を調整するランプ位置調整機構４０と、ランプ２か
ら放射された光が光学系１０を介して照射されるスクリ
ーン５０と、そのスクリーン５０を撮影するＣＣＤカメ
ラ６０と、そのＣＣＤカメラ６０の撮影する画像情報か
らリフレクタ１に対するランプ２の位置を調整制御する
コントローラ７０と、を備える。上記ランプ位置調整機
構４０は、リフレクタ１からの光の出射方向をＺ軸方向
（図中ｚ方向）として、そのＺ軸方向に直交する水平方
向をＸ軸方向（図面に対して垂直方向）、Ｚ軸方向に直
交する垂直方向をＹ軸方向（図中ｙ方向）としたとき、
ランプ２をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動機構４１と、
Ｙ軸方向に移動させるＹ軸移動機構４２と、Ｘ軸方向に
移動させるＸ軸移動機構４３とにより構成され、それぞ
れはコントローラ７０からの制御信号により駆動され
る。また、ＣＣＤカメラ６０は、スクリーン５０に照射
される画面に対応した画像情報を出力するように調整さ
れている。

【００１３】図３に、コントローラ７０の回路ブロック
図を示す。同図に示すように、コントローラ７０は、Ｃ
ＣＤカメラ６０からの映像信号を入力して輝度信号を分
離出力する映像信号入力インタフェース７１と、その映
像信号入力インタフェース７１から出力される輝度信号
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ７２と、
そのＡ／Ｄコンバータ７２の変換したディジタル信号を
輝度情報として記憶する画像メモリ７３と、主制御部で
あるマイクロプロセッサ７４と、各種データを記憶する
ためのシステムメモリ７５と、ランプ２、ランプ位置調
整機構４０、およびＣＣＤカメラ６０への制御信号を出
力する制御信号入出力インタフェース７６と、各種情報
を表示するディスプレイ７７と、を備えて構成される。
この構成においてマイクロプロセッサ７４は、Ａ／Ｄコ
ンバータ７２を起動して１画面分の輝度情報を画像メモ
リ７３に記憶させると、その輝度情報からその１画面に
ついての各種データを得て、画面情報として画面毎にシ
ステムメモリ７５に記憶管理する。輝度情報からは、図
４に示すように、１走査毎にピーク照度点の輝度値Ｌと
最も暗い点の輝度値Ｄとを求めて、１画面内での最大輝
度と最小輝度のデータと、それらの画面内の位置デー
タ、および最大輝度と最小輝度から光量比のデータを得
る。

【００１４】次に、上記構成による自動固定装置おける
リフレクタ１とランプ２との位置調整から固定までの動
作を説明する。（１）まず、リフレクタ１の固定部にランプ２を空気抜
きの痕跡を上にして挿入した状態でそれぞれを固定し
て、装置を起動する。

【００１５】（２）コントローラ７０は、起動される
と、ランプ位置調整機構４０を駆動してランプ２を初期
位置に移動させる。そして、ランプ２を点灯してＣＣＤ
カメラ６０をＯＮにし、そのときの照射光が照射された
スクリーン５０上の画面を撮影したＣＣＤカメラ６０の
出力映像信号から画面情報を採取する。

【００１６】（３）次に、コントローラ７０は、ランプ
位置調整機構４０を駆動して、ランプ２をＺ軸方向へ一
定量移動させる。そして、その移動が終わった時点で再
度そのときの画面情報を得て、その時のＺ軸方向の位置
情報とともに記憶する。これを所定の回数だけ繰り返
す。

【００１７】（４）Ｚ軸方向への移動および画面情報の
採取が終了すると、採取した画面情報の比較を行い、輝
度が最大、あるいは最大に近くなおかつ光量比が最大で
ある画面情報を選択する。そしてその選択した画面情報
を採取したＺ軸方向の位置を最適位置とする。ここにお
ける輝度と光量比による画面情報の選択では、所定の評
価方法により評価を行って選択する。

【００１８】（５）Ｚ軸方向の最適位置を得ると、ラン
プ位置調整機構４０を駆動してそのＺ軸方向の最適位置
にランプ２を移動させる。（６）そして次に、コントローラ７０は、ランプ位置調
整機構４０を駆動して、ランプ２をＸ軸方向へ一定量移
動させる。そして、その移動が終わった時点で再度その
ときの画面情報を得て、その時のＸ軸方向の位置情報と
ともに記憶する。これを所定の回数だけ繰り返す。

【００１９】（７）Ｘ軸方向の移動および画面情報の採
取が終了すると、採取した画面情報の中から、最大輝度
の位置が画面横方向の中央である画面情報を検索する。
そして検索して得られた画面情報を採取したＸ軸方向の
位置を最適位置とする。

【００２０】（８）Ｘ軸方向の最適位置を得ると、ラン
プ位置調整機構４０を駆動してそのＸ軸方向の最適位置
にランプ２を移動させる。（９）さらに、コントローラ７０は、ランプ位置調整機
構４０を駆動して、ランプ２をＹ軸方向へ一定量移動さ
せる。そして、その移動が終わった時点で再度そのとき
の画面情報を得て、その時のＹ軸方向の位置情報ととも
に記憶する。これを所定の回数だけ繰り返す。

【００２１】（１０）Ｙ軸方向の移動および画面情報の
採取が終了すると、採取した画面情報の中から、最大輝
度の位置が画面縦方向の中央である画面情報を検索し
て、その画面情報を採取したＹ軸方向の位置を最適位置
とする。

【００２２】（１１）Ｙ軸方向の最適位置を得ると、ラ
ンプ位置調整機構４０を駆動してその最適位置にランプ
２をＹ軸方向に移動させる。（１２）そして、上述したランプ２の最適位置への調整
が終了すると、コントローラ７０はディスプレイ７７に
その旨を表示して動作を終了する。

【００２３】（１３）最適位置への調整が終了すると、
接着剤によりリフレクタ１とランプ２とを固定して終了
する。この実施例では、ランプのＺ軸方向の位置調整におい
て、最大照度と周辺光量比により最適位置を得るように
しているが、Ｚ軸方向の位置の決定要件として色ムラを
加えれば、さらに最適な位置にランプを固定することが
できる。この場合には、光学系を制御して赤、緑、青の
３原色を順次スクリーンに照射するようにして、それぞ
れの色の照射毎にＺ軸方向の最適位置を求め、その３の
最適位置からさらに最も好適な位置を得るようにする。
コントローラでは色信号を分離してディジタル変換を行
い、輝度情報とは別に色の濃淡情報を記憶するようにし
て、最大輝度、光量比、および濃淡比を１画面の情報と
して得て、その情報により最適位置を選択する。

【００２４】また、上述した実施例では、Ｚ軸方向、Ｘ
軸方向、そしてＹ軸方向についてそれぞれ１度ずつ位置
決めを行っているが、たとえば、Ｘ軸方向とＹ軸方向の
最適位置にランプを移動させた後に、再度Ｚ軸方向の最
適位置を求めるようにしてもよい。さらに、再度のＺ軸
方向の最適位置にランプを移動した後に、再度Ｘ軸方向
とＹ軸方向の最適位置を求めるようにして、より最適な
位置を決定するようにしてもよい。この場合でも、調整
は自動的に行われるため時間はそれ程多くを要しない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ランプの固定位置をリフレクタからの光の出射方向であ
るＺ軸方向について最初に決めるようにして、位置調整
の手順と検査内容を設定したため、調整時間が短縮さ
れ、人の経験や勘による調整位置のバラツキも減少させ
ることができる。また、座標系の導入により、位置調整
の自動化も可能になり、性能上の安定化にも貢献でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の手順を示すフローチャートである。

【図２】本発明を実施する液晶プロジェクタのランプと
リフレクタとの自動固定装置の一実施例の構成図であ
る。

【図３】実施例におけるコントローラの回路ブロック図
である。

【図４】実施例における映像信号解析の説明図である。

【図５】ランプとリフレクタとの固定についての説明図
である。

【図６】メタルハライド・ランプについての説明図であ
る。

【図７】従来のランプとリフレクタとの固定における構
成図である。

【符号の説明】

１、１００…リフレクタ２、１１０…ランプ１０、１２０…液晶プロジェクタの光学系２０…リフレクタ固定治具３０…ランプ支持具４０…ランプ位置調整機構４１…Ｚ軸移動機構４２…Ｙ軸移動機構４３…Ｘ軸移動機構５０…スクリーン６０…ＣＣＤカメラ７０…コントローラ７１…映像信号入力インタフェース７２…Ａ／Ｄコンバータ７３…画像メモリ７４…マイクロプロセッサ７５…システムメモリ７６…制御信号入出力インタフェース７７…ディスプレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−268380（ＪＰ，Ａ) 特開平３−36535（ＪＰ，Ａ) 特開平３−113971（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−90384（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 505 G02F 1/1335 G02F 1/1347 G03B 21/00 H04N 9/31 H04N 5/74

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶プロジェクタの投影用ランプとその
放射光を集光して出射するリフレクタとの固定方法であ
って、前記リフレクタに対して前記ランプを所定位置に設置
し、前記リフレクタからの光の出射方向をＺ軸方向、そのＺ
軸と垂直に交わる面上の直交する方向をそれぞれＸ軸方
向、Ｙ軸方向として、まず、前記ランプをＺ軸方向に移動させ、出射光による
スクリーン上への照射光の照度が最大となり、かつ、ス
クリーン上の中央に対する周辺の光量比を最大にするよ
うに前記ランプのＺ軸方向位置を調整して位置決めを行
い、次に、前記ランプをＸ軸方向またはＹ軸方向に移動させ
て、出射光によるスクリーン上への照射光の最大照度位
置を中央にするように前記ランプのＸ軸方向またはＹ軸
方向の位置を調整して位置決めを行い、その後に、前記リフレクタへ前記ランプを固定する、こ
とを特徴とする液晶プロジェクタのランプとリフレクタ
との固定方法。