JP4963040B2 - プロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタに関し、特に、表示画像をスクリーン裏面に投射して表示するリアタイプのプロジェクタの利便性を向上させる技術に関する。

従来、プロジェクタとしては、液晶パネルを用いた液晶プロジェクタやレーザ光を用いて画像を表示するレーザプロジェクタが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
液晶プロジェクタでは、表示画像を形成し投射する投射光学部をスクリーンと分離し、スクリーン表面に画像を投射するフロントタイプや、スクリーンを備えた筐体内に投射光学部を収納し、スクリーン裏面に画像を投射するリアタイプがある。
レーザプロジェクタでは、フロント方式とした場合、投射光学部からのレーザ光が人の眼に直接入射する虞れがあるため、レーザ光源と投射光学部を筐体内に収納し、スクリーン裏面に画像を投射して表示するリアタイプが一般的である。
特開２００２−２６８０３３号公報 特開２００４−３４１２１０号公報

ところで、液晶プロジェクタのフロントタイプは、持運び可能に小型化した投射光学部を持運ぶことで、どのような場所でも画像表示ができ利便性に優れており、リアタイプに比べて製造コストも安価であるが、拡大した大きな画像をスクリーンに鮮明に表示するには周囲を暗くする必要がある。投射光学部をスクリーンに近づければ周囲が暗くなくても鮮明な画像を表示することはできるが、画像を大きく表示できない。
一方、従来のリアタイプは、周囲が明るくても鮮明な拡大画像を表示できるが、スクリーンを備える筐体内に投射光学部を一体に組込んだ一体型であるために、持運びが困難で利便性が悪く、また、製造コストも高い。

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、スクリーンを備えた筐体から画像を形成し投射する投射光学部を分離して持運び可能として利便性及び製造コストを改善したレーザ光を用いたリアタイプのプロジェクタを提供することを目的とする。

このため、請求項１の発明のプロジェクタは、スクリーンで表示する画像をレーザ光を走査して形成し投射する投射光学部を備えるプロジェクタ本体と、前記スクリーンを備える筐体とを備え、前記プロジェクタ本体を前記筐体の所定位置に結合したときのみ、前記レーザ光の照射を可能にして前記投射光学部の投射画像が前記スクリーン裏面に投影されて表示可能な構成としたことを特徴とする。
かかる構成では、プロジェクタ本体を筐体の所定位置に結合すると、プロジェクタ本体の投射光学部で形成され投射された画像が、筐体内側のスクリーン裏面に投影されるようになる。これにより、周囲が明るい場合でも鮮明な拡大画像を表示できるようになる。また、筐体とプロジェクタ本体を結合したときだけレーザ光が照射されるようになるので、レーザ光が人の眼に照射されるのが防止できるようになる。

具体的には、請求項２のように、前記プロジェクタ本体を前記筐体の所定位置に結合したときに、前記投射光学部を動作可能とする構成とするとよい。この場合、請求項３のように、前記プロジェクタ本体を前記筐体の所定位置に結合したときに、前記投射光学部への電源供給を可能とする構成とするとよい。

また、請求項４のように、前記プロジェクタ本体が前記筐体の所定位置に結合したことを検知する結合検知手段を備え、該結合検知手段の結合検知出力により前記投射光学部を動作可能とする構成とするとよい。

請求項５のように、前記投射光学部は、レーザ光の走査動作の異常を検出したときにレーザ光の照射を停止する構成とするとよい。
かかる構成では、例えばレーザ光の走査が停止してレーザ光が一点に集中するような場合に、レーザ光の照射が停止されるようになる。

請求項６では、前記プロジェクタ本体の投射光学部は、少なくとも、レーザ光を走査する走査ミラーと、該走査ミラーを駆動する走査ミラー駆動部と、前記走査ミラーの走査動作とレーザ光源のレーザ光照射動作を同期制御する制御部とを備える構成とした。

請求項７のように、前記投射光学部は、画像データ記録手段を備える構成とするとよい。この場合、請求項８のように、前記投射光学部は、外部記録媒体の画像データを前記画像データ記録手段に取り込み可能な構成とするとよい。

また、請求項９のように、前記プロジェクタ本体又は筐体を、予め登録した特定の筐体又はプロジェクタ本体に結合させたときのみ前記投射光学部が動作可能となるよう構成するとよい。
かかる構成では、投射光学部に記録された表示データを、特定の人だけが見られるようにすることが可能となり、セキュリティ性を高められるようになる。
請求項１０のように、前記筐体は、折り畳み可能な構成とするとよい。

本発明によれば、高価な投射光学部を備えたプロジェクタ本体を、簡単な構成で安価な筐体から分離して携帯可能としたので、１つの高価なプロジェクタ本体と複数の安価な筐体で実質的に複数のリアプロジェクタと同等のリアタイプのプロジェクタを構成できる。従って、従来のレーザ光を用いたリアタイプのプロジェクタに比べて格段に製造コストを低減できる。

また、プロジェクタ本体を筐体の所定位置に結合しなければレーザ光が照射されないので、レーザ光が人の眼に照射される危険がなく、レーザ光量を強めることができ、安全性を確保しつつ鮮明な画像を表示できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るプロジェクタの第１実施形態を示す概略外観図であり、図２は、内部の概略構成図である。
図１において、本実施形態のプロジェクタは、筐体１と、該筐体１と分離可能なプロジェクタ本体１０とを備え、プロジェクタ本体１０を筐体１の所定位置に結合したときのみ、画像が表示できる構成である。

前記筐体１は、図２に示すように、スクリーン２と、筐体１の前面側に形成されプロジェクタ本体１０を結合するための結合部３と、プロジェクタ本体１０から投射された画像を反射拡大してスクリーン２裏面側に投影する反射ミラー４，５を備える。また、結合部３の所定位置には、プロジェクタ本体１０を結合したとき投射光が筐体１内の反射ミラー４に照射するように開口部６が形成されている。尚、反射ミラー５とスクリーン２との間にプリズム等を設けて画像を拡大するようにしてもよい。

プロジェクタ本体１０は、ケース１１と、該ケース１１内に収納されてスクリーン２で表示する画像を形成し投射する投射光学部１２（図３参照）とを備える。前記投射光学部１２は、レーザ光を走査して投射画像を形成し投射するもので、レーザ光を照射するレーザ部１３と、照射されたレーザ光を走査する走査ミラー１４と、前記レーザ部１３及び走査ミラー１４の駆動を同期制御する制御部１５と、走査ミラー１４の反射光を筐体１内の反射ミラー４の所定面内に照射させるレンズ１６とを備える。

前記レーザ部１３は、例えば前述した特開２００４−３４１２１０号公報（特許文献２）に記載されているように、赤色（Ｒ光）、緑色（Ｇ光）、青色（Ｂ光）のレーザ光をそれぞれ出射する３つのレーザ光源と、Ｒ光を透過しＧ光を反射するダイクロイックミラーと、Ｒ光及びＧ光を透過しＢ光を反射するダイクロイックミラーを備え、Ｒ，Ｇ．Ｂ光を合成して出射する構成である。

前記走査ミラー１４は、例えば半導体製造技術を用いて製造する二次元タイプのプレーナ型ガルバノミラーである。尚、一次元タイプのガルバノミラーやポリゴンミラーを２つ組み合わせて合成レーザ光を二次元的に走査する構成でもよい。

前記制御部１５は、図３に示すように、走査ミラー１４を駆動する走査ミラー駆動部１５Ａと、走査ミラー１４の位置を検知する振幅検知部１５Ｂと、表示する画像データを記憶する画像データ記録手段である画像データ記憶部１５Ｃと、画像データ記憶部１５Ｃに記憶されて画像データに基づき振幅検知部１５Ｂの検出位置に応じて各レーザ光源のＯＮ／ＯＦＦ或いは出力を制御して画像が形成されるよう走査ミラー１４の動作に同期させてレーザ部１３のレーザ光出射を制御するレーザ制御部１５Ｄとを備える。前記レーザ制御部１５Ｄは、振幅検知部１５Ｂからの位置検出出力に基づいて走査ミラー１４が正常に動作しているか否かを監視する機能も備えており、走査ミラー１４が異常と判断したときにはレーザ部１３への制御信号を停止してレーザ光の出射を停止させる。尚、走査ミラー１４の動作異常を検出する方法として、例えばスクリーン２の全体或いは適所に光量センサを設置し、所定の光量値を越えたときに走査ミラー１４の動作が異常と判断してレーザ光の出射を停止させる構成としてもよい。

プロジェクタ本体１０には、制御部１５に電源供給するバッテリ１７と、筐体１の結合部３の所定位置にプロジェクタ本体１０が結合されたことを検知する結合検知手段１８と、結合検知手段１８の結合検知出力によりＯＮしてバッテリ１７を制御部１５に接続して電源供給可能とするスイッチ１９とを備え、筐体１の結合部３の所定位置に結合したときのみ投射光学部１２のレーザ部１３からレーザ光の照射が可能な構成である。結合検出手段１８としては、例えば結合時の押圧力を感知する圧力センサや接触センサ或いは導通センサ等を用いることができる。

また、プロジェクタ本体１０のケース１１には、筐体１の開口部６と対応する位置に開口部２０が形成されている。
尚、図３は概略的に図示したもので、図２の反射ミラー４，５を１つに纏めて示してある。

次に、本実施形態のレーザプロジェクタの動作を説明する。
筐体１の結合部３にプロジェクタ本体１０を結合する。プロジェクタ本体１０のケース１１が正確に所定位置に結合されると、結合検知手段１８から結合検知出力がスイッチ１９に送信されてスイッチ１９がＯＮしてバッテリ１７が投射光学部１２に接続されて電源供給可能となる。図示しない操作部の操作により投射光学部１２に画像表示指令が入力すると投射光学部１２が駆動し、制御部１５の走査ミラー駆動部１５Ａ及びレーザ制御部１５Ｄによりレーザ部１３及び走査ミラー１４が駆動を開始する。これにより、レーザ部１３から合成レーザ光が走査ミラー１４に照射し、走査ミラー１４によって形成された光学画像がレンズ１６を透過し、両開口部２０，６から筐体１内の反射ミラー４，５で反射されてスクリーン２の裏面に投射され、スクリーン２に拡大表示されるようになる。

かかる構成のレーザプロジェクタによれば、高価な投射光学部１２を備えたプロジェクタ本体１０を、簡単な構成で安価な筐体１から分離して持運び可能としたので、１つのプロジェクタ本体１０と複数の筐体１で、従来の個々に投射光学部を筐体内に収納するリアプロジェクタと実質的に同数のリアタイプのプロジェクタを構成できる。従って、従来のリアプロジェクタに比べて製造コストを低減できる。また、筐体１だけを備えていれば１つのプロジェクタ本体１０を携帯して移動させれば、別々の場所で画像を見ることができ利便性が向上する。また、プロジェクタ本体１０を筐体１の所定位置に結合しなければレーザ部１３からレーザ光が照射されないので、レーザ光が人の眼に照射される危険がなく、レーザ光量を強めることができ、安全性を確保しつつ鮮明な画像を表示できる。また、走査ミラー１４の動作異常が発生した場合は、レーザ制御部１５Ｄによりレーザ部１３の動作を停止してレーザ光の出射を停止するので、例えば走査ミラー１４が停止してレーザ光がスクリーン２の一点に集中するような事態が発生しても、直ちにレーザ光の出射を停止するので安全である。

図４に、本発明の第２実施形態を示す。
上記第１実施形態では、レーザ部１３をプロジェクタ本体１０側に設ける構成であるが、図４に示す第２実施形態は筐体１側に設ける構成である。この場合、第１実施形態の構成に加えて、レーザ制御部１５Ｄからの制御信号をレーザ部１３に送信するための信号線の接続端子（図示せず）を筐体１とプロジェクタ本体１０とに設ける。また、プロジェクタ本体１０を筐体１の所定位置に結合したときに、レーザ部１３からのレーザ光を走査ミラー１４に照射するための開口部７，２１を筐体１とプロジェクタ本体１０の互いに対応する位置に形成する。尚、第２実施形態では、プロジェクタ本体１０側の投射光学部１２は、レーザ部１３を除いた構成となり、その他の構成は第１実施形態と同様である。

かかる第２実施形態の構成によれば、筐体１の所定位置にプロジェクタ本体１０を結合したときだけ、前記接続端子同士が接続して信号線が導通してレーザ光の出射が可能となる。このように、レーザ部１３を筐体１側に配置してレーザ部１３からレーザ光を出射させるレーザ制御部１５Ｄと分離したので、プロジェクタ本体１０を筐体１に結合しない限りレーザ光が出射することはなく、より一層安全性が向上する。

図５及び図６に、本発明の第３及び第４実施形態を示す。
図５の第３実施形態は、筐体１に電源部３０と端子部３１を設け、図３に示す第１実施形態の構成のプロジェクタ本体１０の投射光学部１２に接続した端子部３２を設け、筐体１の所定位置にプロジェクタ本体１０を結合したときに、両端子部３１，３２が電気的に接続する構成である。ここで、両端子部３１，３２が結合したことで筐体１の所定位置にプロジェクタ本体１０が結合と判定できるので、両端子部３１，３２は結合検知手段として機能を有する。

図６の第４実施形態は、筐体１に電源部３０と端子部３１を設け、図４に示す第２実施形態の構成のプロジェクタ本体１０の投射光学部１２に接続した端子部３２を設け、筐体１の所定位置にプロジェクタ本体１０を結合したときに、両端子部３１，３２が電気的に接続し、更に、筐体１側のレーザ部１３とプロジェクタ本体１０側のレーザ制御部１５Ｄの信号線が接続する構成である。
尚、第３及び第４実施形態では、結合検知手段１８及びスイッチ１９は不要である。

第３実施形態の構成によれば、筐体１の所定位置にプロジェクタ本体１０を結合したときだけ両端子部３１，３２が接続して電源部３０から投射光学部１２へ電源供給可能となり、図示しない操作部の操作によりプロジェクタを動作させることが可能になるので、プロジェクタ本体１０を筐体１の所定位置に結合しない限り、レーザ部１３が動作することはなく、レーザ光が人の眼に照射されることはなく安全である。

第４実施形態の構成によれば、電源部３０と投射光学部１２との接続及びレーザ部１３とレーザ制御部１５Ｄの接続の両方が正確に接続されないとレーザ部１３からレーザ光が出射することがないので、より一層安全性が高い。
尚、図５の第３実施形態や図６の第４実施形態の場合、筐体１にプロジェクタ本体１０が結合状態にあるときに、電源部３０によりバッテリ１７の充電も同時に行うようにするとよい。

図７に、本発明の第５実施形態を示す。尚、上述の実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
図７において、本実施形態は、筐体１の裏側にプロジェクタ本体１０の結合部３を設ける構成である。筐体１の内部には、プロジェクタ本体１０からの投射画像を拡大してスクリーン２の裏面側に投影するプリズム４０が設けられている。

かかる第５実施形態の動作は、プロジェクタ本体１０からの投射画像がプリズム４０を介して拡大されてスクリーン２の裏面側に投射されること以外は、第１実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
尚、第５実施形態のようにプロジェクタ本体１０を筐体１の裏側に配置する構成において、図４〜図６のような構成を採用できることは言うまでもない。

次に、本発明の参考例として液晶プロジェクタの例について説明する。
図８は、参考例の概略外観図を示す。尚、上記の各実施形態と同一要素には同一符号を付してある。
図８において、本参考例は、図１に示す第１実施形態と同様の筐体１と、筐体１の結合部３に結合するプロジェクタ本体５０とで構成される。

前記プロジェクタ本体５０は、ケース５１内に、液晶パネルにより画像を形成する画像形成部５３と、該画像形成部５３内の液晶パネルを駆動制御する制御部５２とを備える。ここで、本参考例では、画像形成部５３と制御部５２とを備えて投射光学部が構成される。

前記画像形成部５３は、図９に示すように、光源６１と、ダイクロイックミラー６２，６３と、反射ミラー６４，６５，６６と、Ｂ光透過用液晶パネル６７と、Ｇ光透過用液晶パネル６８と、Ｒ光透過用液晶パネル６９と、クロスプリズム７０と、投射レンズ７１と、を備える。

この画像形成部５３の動作について簡単に説明する。
光源６１からの光は図示しない光学系によりその照明範囲で光量が均一にされ、更に液晶パネルの大きさに絞り込まれてダイクロイックミラー６２に照射される。ダイクロイックミラー６２は、Ｂ光成分を反射しＲ光，Ｇ光成分は透過する特性を有するので、ここでＢ光成分が反射されて反射ミラー６４を介してＢ光透過用液晶パネル６７に照射される。ダイクロイックミラー６２を透過したＲ光，Ｇ光成分は、ダイクロイックミラー６３に照射される。ダイクロイックミラー６３は、Ｇ光成分を反射しＲ光成分は透過する特性を有するので、ここでＧ光成分が反射されてＧ光透過用液晶パネル６８に照射される。ダイクロイックミラー６３を透過したＲ光成分は、反射ミラー６５，６６を介してＲ光透過用液晶パネル６９に照射される。各液晶パネル６７〜６９に照射されたＲ，Ｇ，Ｂ光は、液晶パネル６７〜６９を透過してＲ，Ｇ，Ｂ光の各画像を形成し、クロスプリズム７０で合成され、投射レンズ７１によって拡大投影される。
尚、図示しないが、プロジェクタ本体５０には、表示画像データを記録する画像データ記憶部やバッテリ等が上述の各実施形態と同様に収納されている。

本参考例の液晶プロジェクタの動作について説明する。
筐体１の結合部３には、プロジェクタ本体５０の投射レンズ７１が嵌合可能な開口部６が形成されており、この開口部６に投射レンズ７１を嵌合して、筐体１にプロジェクタ本体５０を結合する。この状態で、図示しない操作部の操作により制御部５２を駆動する。制御部５２は、表示画像データに基づいて各液晶パネル６７〜６９面の光の透過位置を制御する。これにより、上述したようにクロスプリズム７０による合成画像として画像データに対応する画像が形成され、投射レンズ７１から筐体１内の反射ミラー４，５で反射されてスクリーン２の裏面に投影されてスクリーン２に拡大表示される。

かかる構成の液晶プロジェクタによれば、１つの高価なプロジェクタ本体５０と複数の安価な筐体１で、実質的に複数のリアプロジェクタと同等のリアタイプの液晶プロジェクタを構成できるので、従来のリアプロジェクタに比べて製造コストを低減できる。また、従来の携帯可能なフロントタイプの液晶プロジェクタと同等の利便性を有し、しかも、従来のように周囲を暗くすることなく、明るい場所でも鮮明な拡大画像を表示することができる。

上述の各実施形態や参考例では、筐体１は、据え置き型としたが、例えば図１０に点線で示すように反射ミラーやプリズム部分を端に配置し、反射ミラーやプリズムの配置部分を除いて折り畳み可能な蛇腹部９を設けて伸縮自在として携帯可能な構成とすれば、一対の筐体１とプロジェクタ本体１０，５０を携帯することで、どんな場所でも拡大画像を見ることができるようになり、格段に利便性を向上できる。この場合は、スクリーン２は布等の柔らかい材質とすることが望ましい。

尚、上述した各実施形態や参考例において、プロジェクタ本体１０，５０にパソコンや携帯電話等の携帯端末を接続してパソコンや携帯電話内のメモリのような外部記録媒体に記憶されている画像データをプロジェクタ本体１０，５０の画像データ記憶部１５Ｃに読込み可能な構成や、メモリスティック等の外部記録媒体を直接接続してメモリスティック内の画像データを表示可能な構成とするとよい。
また、プロジェクタ本体１０，５０をリモコンにより遠隔操作可能な構成としてもよい。
また、プロジェクタ本体１０，５０に、アンテナやチューナを設け、アンテナで受信したデータを表示できるよう構成することも可能である。

また、例えばプロジェクタ本体１０，５０と筐体１のいずれか一方に無線通信機能を有するＩＣチップを設け、他方にＩＣチップと通信可能な送受信機を設け、ＩＣチップの情報に基づいて筐体１或いはプロジェクタ本体を識別し、予め登録した特定の筐体１にプロジェクタ本体を結合したとき或いは予め登録した特定のプロジェクタ本体が筐体１に結合されたときだけ、投射光学部が動作して画像表示が可能なようにＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）機能を設けてもよい。この場合、情報保護機能を高めることができ、セキュリティ性を向上できる。

本発明に係るプロジェクタの第１実施形態を示す概略外観図 同上第１実施形態の内部の概略構成図 図１のプロジェクタ本体の構成図 本発明に係るプロジェクタの第２実施形態のプロジェクタ本体の内部構成図 本発明に係るプロジェクタの第３実施形態のプロジェクタ本体の内部構成図 本発明に係るプロジェクタの第４実施形態のプロジェクタ本体の内部構成図 本発明に係るプロジェクタの第５実施形態の概略構成図 本発明の参考例の概略構成図 図８の画像形成部の構成図 筐体の変形例を示す概略図

符号の説明

１ 筐体
２ スクリーン
３ 結合部
１０ プロジェクタ本体
１２ 投射光学部
１３ レーザ部
１４ 走査ミラー
１５ 制御部
１５Ａ 走査ミラー駆動部
１５Ｂ 振幅検知部
１５Ｃ 画像データ記憶部
１５Ｄ レーザ制御部
１６ レンズ
１７ バッテリ
１８ 結合検知手段
１９ スイッチ
３０ 電源部
３１，３２ 端子部

Claims (10)

1. スクリーンで表示する画像をレーザ光を走査して形成し投射する投射光学部を備えるプロジェクタ本体と、前記スクリーンを備える筐体とを備え、前記プロジェクタ本体を前記筐体の所定位置に結合したときのみ、前記レーザ光の照射を可能にして前記投射光学部の投射画像が前記スクリーン裏面に投影されて表示可能な構成としたことを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記プロジェクタ本体を前記筐体の所定位置に結合したときに、前記投射光学部を動作可能とする構成としたことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記プロジェクタ本体を前記筐体の所定位置に結合したときに、前記投射光学部への電源供給を可能とする構成としたことを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記プロジェクタ本体が前記筐体の所定位置に結合したことを検知する結合検知手段を備え、該結合検知手段の結合検知出力により前記投射光学部を動作可能とする構成としたことを特徴とする請求項２又は３に記載のプロジェクタ。
5. 前記投射光学部は、レーザ光の走査動作の異常を検出したときにレーザ光の照射を停止する構成としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
6. 前記プロジェクタ本体の投射光学部は、少なくとも、レーザ光を走査する走査ミラーと、該走査ミラーを駆動する走査ミラー駆動部と、前記走査ミラーの走査動作とレーザ光源のレーザ光照射動作を同期制御する制御部とを備える構成としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
7. 前記投射光学部は、画像データ記録手段を備える構成としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
8. 前記投射光学部は、外部記録媒体の画像データを前記画像データ記録手段に取り込み可能な構成としたことを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
9. 前記プロジェクタ本体又は筐体を、予め登録した特定の筐体又はプロジェクタ本体に結合させたときのみ前記投射光学部が動作可能となるよう構成したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
10. 前記筐体は、折り畳み可能な構成としたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のプロジェクタ。

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