JP6237744B2 - プロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して投影するプロジェクターにおいて、例えば下記特許文献に開示されているような、反射型結像光学系を用いたプロジェクターが知られている。

特開２０１１−００２６５０号公報

特許文献１記載のプロジェクターにおいては、非球面ミラーで反射した投射光は、プロジェクターの外装ケースが有する開口部付近で集光する。その開口部が光を吸収しやすい異物で覆われてしまうと、例えばプロジェクターの温度が上昇してしまう可能性がある。その結果、プロジェクターの信頼性が低下する可能性がある。

本発明の態様は、信頼性の低下を抑制できるプロジェクターを提供することを目的とする。

本発明の一態様に従えば、光が通過可能な開口部を有する外装ケースと、光源装置からの光束を、前記開口部を介して前記外装ケースの外部に射出する投射光学系と、を備えたプロジェクターであって、前記投射光学系は、前記光束が入射されるレンズと、前記レンズからの前記光束を反射する反射部材と、前記レンズ及び前記反射部材を収容する収容部材と、を有し、前記反射部材は、凹面を含む反射面を有し、前記開口部は、前記反射面で反射した前記光束の集光点の近傍に形成され、前記開口部の射出側における前記光束の光路上の異物を検出する検出装置を備えるプロジェクターが提供される。

本発明の一態様によれば、投射光学系の反射部材で反射し、外装ケースの開口部を介して外装ケースの外部に光束が射出される構成のプロジェクターにおいて、その開口部の射出側における光束の光路上の異物を検出する検出装置を設けたので、光路に異物が有るか否かを把握することができる。そのため、検出装置の検出結果に基づいて、光路に異物が有ると判断された場合には、プロジェクターの温度上昇を抑制するための適切な措置を講ずることができる。したがって、プロジェクターの信頼性の低下を抑制できる。

前記検出装置は、検出光を射出する発光部と、前記検出光を受光可能な受光部とを含む構成でもよい。こうすることにより、非接触方式で、異物の有無を検出することができる。また、光学的方式で異物を検出することにより、光路に異物が有る場合には、その異物を瞬時に検出することができる。

前記検出装置は、前記開口部の周囲の少なくとも一部に配置される構成でもよい。こうすることにより、開口部の射出側における異物を良好に検出することができる。

前記検出装置は、前記開口部の中心に対して一方の側に配置される第１の検出装置と、他方の側に配置される第２の検出装置とを含む構成でもよい。こうすることにより、少なくとも２つの検出装置を用いて、検出エリアを拡大することができ、異物を良好に検出することができる。

前記検出装置は、前記投射光学系に配置される構成でもよい。こうすることにより、投射光学系に配置された投射部から照射される検出光が広がることによって、異物を検出可能な検出エリアを大きくすることができる。また、検出装置がプロジェクターの内部に配置されるので、ごみ、埃等の影響を受け難い。

前記検出装置は、前記開口部を覆うように置かれた異物を検出するように構成してもよい。こうすることにより、光路に異物が有ると判断された場合には、プロジェクターの温度上昇を抑制するための適切な措置を講ずることができる。したがって、プロジェクターの信頼性の低下を抑制できる。

プロジェクターの設置例を示す図である。 第１実施形態に係るプロジェクターの一例を示す斜視図である。 第１実施形態に係るプロジェクターの一部を示す図である。 第１実施形態に係る検出装置の一例を示す図である。 第１実施形態に係るプロジェクターの動作の一例を示す図である。 第２実施形態に係るプロジェクターの一部を示す図である。 プロジェクターの設置例を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について図面に基づいて説明する。図１及び図２は、本実施形態に係るプロジェクター１の一例を示す図である。図１及び図２において、プロジェクター１は、そのプロジェクター１の外装を構成する外装ケース２を備える。外装ケース２は、例えば合成樹脂製である。外装ケース２は、天面部２Ａと、底面部２Ｂと、側面部２Ｃと、側面部２Ｄとを有する。プロジェクター１は、天面部２Ａを上下左右のいずれに向けても投射可能である。本実施形態においては、プロジェクター１が天面部２Ａを上方に向けて設置された状態を例に説明する。プロジェクター１は、スクリーンＳＣに投射光ＰＬを照射して、そのスクリーンＳＣに画像を投影する。

天面部２Ａは、第１傾斜面２Ａ１及び第２傾斜面２Ａ２を有する。第１傾斜面２Ａ１に、凹部３が形成されている。

外装ケース２は、天面部２Ａに光が通過可能な矩形の開口部４及び投射開口部３０を有する。開口部４は、凹部３の上端に形成され、投射開口部３０は、凹部３の底部に形成される。本実施形態において、投射開口部３０には、光が通過可能な透過部材５が配置される。開口部４には、透過部材が配置されていないが、配置されてもよい。

側面部２Ｃは、スリット状の吸気開口部２Ｃ１を有する。吸気開口部２Ｃ１の内側にはエアフィルター及び吸気ファンが設けられる。吸気ファンは、吸気開口部２Ｃ１及びエアフィルターを介して、外装ケース２の内部空間ＳＰに、装置本体を冷却するための冷却空気を導入する。

プロジェクター１は、外装ケース２の内部空間ＳＰに配置される光学ユニット６を有する。光学ユニット６は、光源装置、光源装置から射出された光束ＰＬを変調する液晶パネル等を含む光変調装置６１、及び光変調装置６１からの光束ＰＬを投射する投射光学系７等を含む。なお、光学ユニット６の投射光学系７以外の構成は、種々の一般的なプロジェクターで利用されているので具体的な説明を省略し、以下では、投射光学系７について説明する。

図３は、投射光学系７の一部を模式的に示す断面図である。投射光学系７は、光変調装置６１を介した光源装置からの光束ＰＬが入射される複数のレンズ８と、レンズ８からの光束ＰＬを反射する反射面９Ａを有する反射部材９と、レンズ８及び反射部材９を収容する収容部材１０とを有する。

本実施形態において、反射面９Ａは、凹面を含み、反射部材９は、非球面ミラーである。以下の説明において、反射部材９を適宜、非球面ミラー９、と称する。

反射面９Ａは、回転対称でない自由曲面形状の反射面である。本実施形態において、非球面ミラー９は、投射光学系７における光路最下流において、反射面９Ａが斜め上方を向くように配置される。非球面ミラー９は、複数のレンズ８により導かれた光束ＰＬを反射して、斜め上方側に折り返すとともに広角化する。

投射開口部３０及び開口部４は、非球面ミラー９で反射した光ＰＬを通過させることができる。投射開口部３０及び開口部４は、収容部材１０の上方側に配置される。投射光学系７は、非球面ミラー９で反射した光ＰＬが、収容部材１０の上方側において投射開口部３０及び開口部４を通過できるように、外装ケース２の内部空間ＳＰに設置される。非球面ミラー９（反射面９Ａ）は、レンズ８からの光束ＰＬを反射して、投射開口部３０及び開口部４へ導く。反射部材９からの光束ＰＬは、投射開口部３０を通過した後、開口部４を通過する。反射部材９からの光束ＰＬは、投射開口部３０及び開口部４を介して、外装ケース２の外部空間に射出される。

投射開口部３０は、非球面ミラー９の反射面９Ａで反射した光束ＰＬが集光する集光点Ｐの近傍に形成されている。集光点Ｐの近傍に投射開口部３０を設けることで、投射開口部３０の面積を小さくすることができる。

本実施形態において、プロジェクター１は、投射開口部３０（透過部材５）及び開口部４を介して外装ケース２の外部空間に射出される光束（投射光）ＰＬの光路上の異物を検出する検出装置４０を備えている。検出装置４０は、開口部４の射出側における光束ＰＬの光路上の異物を検出する。

本実施形態において、検出装置４０は、外装ケース２に配置される。検出装置４０は、開口部４の短手方向に沿って、開口部４の中心に対して斜面２Ａ２側（一方の側）に配置される第１の検出装置４０Ａと、斜面２Ａ１側（他方の側）に配置される第２の検出装置４０Ｂとを含む。検出装置４０（４０Ａ、４０Ｂ）は、開口部４の射出側において、光束ＰＬの光路の外側に配置される。本実施形態において、検出装置４０Ａと４０Ｂは同仕様の装置である。

本実施形態において、検出装置４０は、検出光ＳＬを射出する。検出装置４０は、検出光ＳＬを用いて、異物を光学的に検出する。第１の検出装置４０Ａは、外部空間における光束（投射光）ＰＬの光路に検出光ＳＬを照射して、その光束ＰＬの光路上の異物を検出する。第２の検出装置４０Ｂは、斜面２Ａ１上の異物を検出する。なお、第２の検出装置４０Ｂは、光束ＰＬの光路まで検出光ＳＬを照射してもよいし、照射しなくてもよい。

異物として、例えば紙、シート等が例示される。そのような異物は、開口部４に対して長尺であることが想定される。そのような異物は、図３に示すように、斜面２Ａ１と斜面２Ａ２の間に横たわって配置される場合が考えられる。検出装置４０Ｂを斜面２Ａ１上に配置することにより、斜面２Ａ１と斜面２Ａ２の間に横たわって配置される異物の検出も可能となる。

図４は、検出装置４０の一例を示す図である。検出装置４０は、検出光ＳＬを射出する発光部４１と、検出光ＳＬを受光可能な受光部４２とを有する。発光部４１と受光部４２とは並ぶように配置される。

本実施形態において、検出装置４０は、赤外線反射型の光学センサーである。検出装置４０は、検出光ＳＬとして赤外光を射出する。

検出光ＳＬの光路に異物が有る場合、発光部４１から射出された検出光ＳＬは、異物に照射される。異物に照射された検出光ＳＬの少なくとも一部は、その異物で反射する。異物で反射した検出光ＳＬの少なくとも一部は、受光部４２に入射する。受光部４２は、その異物からの検出光ＳＬを受光する。一方、検出光ＳＬの光路に異物が無い場合、発光部４１から射出された検出光ＳＬは、受光部４２に受光されない。このように、検出装置４０は、発光部４１から射出した検出光ＳＬが受光部４２に受光されるか否かによって、光ＰＬの光路に異物が有るか否かを検出することができる。

なお、本実施形態において、検出装置４０は、異物の有無のみならず、受光部４２と異物との距離を検出することもできる。検出装置４０は、受光部４２に対する検出光ＳＬの入射位置に基づいて、受光部４２と異物との距離を検出する。

例えば、図４に示すように、受光部４２と異物との距離が第１距離Ｌ１である場合、発光部４１から射出され、異物で反射した検出光ＳＬは、受光部４２の第１位置Ｐ１に入射する。受光部４２と異物との距離が第１距離Ｌ１よりも長い第２距離Ｌ２である場合、発光部４１から射出され、異物で反射した検出光ＳＬは、第１位置Ｐ１とは異なる受光部４２の第２位置Ｐ２に入射する。

なお、検出装置４０は、その受光部４２に照射される検出光ＳＬの照度分布に基づいて、受光部４２と異物との距離を検出してもよい。

上述した通り、紙、シート等の異物は、開口部４を覆うように天面部２Ａに置かれてしまう可能性が高い。そのような状態で、投射光ＰＬが開口部４から射出された場合、例えば異物と外装ケース２の外面（天面部２Ａ）との間の空間の温度が上昇してしまう可能性がある。その結果、例えばプロジェクター１の温度が上昇し、プロジェクター１の信頼性が低下してしまう可能性がある。

本実施形態によれば、開口部４から射出される投射光ＰＬの光路上の異物を検出する検出装置４０を設けたので、その光路に異物が有るか否かを把握することができる。そのため、検出装置４０の検出結果に基づいて光路に異物が有ると判断された場合には、プロジェクター１の温度上昇を抑制するための適切な措置を講ずることができる。例えば、プロジェクター１で警告表示を行う等の措置を講ずることができる。したがって、プロジェクター１の信頼性の低下を抑制できる。

本実施形態においては、検出装置４０は、光学的方式（非接触方式）で、異物の有無を検出する。そのため、投射光ＰＬの光路に異物が有る場合、その異物を瞬時に検出することができる。したがって、例えば光路に異物が存在していても、プロジェクター１の温度が上昇し過ぎる前に、その異物を素早く検出することができる。

また、本実施形態においては、図３中、レンズ８からの光束（投射光）ＰＬは、ＸＺ平面内を進行する。また、発光部４１からの検出光ＳＬも、ＸＺ平面内を進行する。これにより、検出装置４０は、光ＰＬの光路上の異物の有無を精度良く検出できる。

次に、検出装置４０で異物を検出した場合のプロジェクター１の動作の一例について説明する。図５に示すように、プロジェクター１が高輝度モードで投射光ＰＬを射出している場合において、検出装置４０によって異物を検出した場合（ステップＳ１）、光源装置の輝度（光源装置の出力、光強度）を低下させて、高輝度モードから低輝度モードに変更する（ステップＳ２）。

次に、プロジェクター１は、表示を黒画面にする（ステップＳ３）。また、プロジェクター１は、表示を黒画面にする動作と同時に、警告を発する（ステップＳ４）。警告として、例えば、黒画面になっているスクリーンに警告表示を行ってもよい。また、プロジェクター１が警報装置（ブザー等）を有する場合、その警報装置を作動してもよい。また、プロジェクター１が発光装置（ＬＥＤ等）を有する場合、その発光装置を作動してもよい。

警告が発せられることにより、プロジェクター１の使用者は、異物が存在することを知ることができる。そのため、異物が取り除かれることによって、プロジェクター１が温度上昇してしまうことを回避できる。

警告を発してから所定時間が経過した後、プロジェクター１は、検出装置４０を用いて、異物が除去されたから否かを検出する（ステップＳ５）。例えば上述の警告により異物が取り除かれた場合、プロジェクター１は、警告を解除する（ステップＳ６）。また、異物が取り除かれた場合、プロジェクター１は、黒画面表示を解除し、高輝度モードに戻す。

一方、警告が発せられたにもかかわらず異物が取り除かれない場合、警告を発してから所定時間が経過した後、プロジェクター１は、光源装置の作動を停止する（ステップＳ７）。

なお、本実施形態においては、開口部４の周囲に２つの検出装置４０Ａ、４０Ｂが配置されることとしたが、検出装置４０は１つでもよい。例えば、第１の検出装置４０Ａが配置され、第２の検出装置４０Ｂが省略されてもよい。なお、検出装置４０が１つの場合、開口部４の周囲の少なくとも一部に（任意の位置に）、その検出装置４０が配置されてもよい。

また、開口部４の周囲に複数の検出装置４０が配置されてもよい。例えば、開口部４の周囲に３以上の検出装置４０が配置されてもよい。検出装置４０が複数の場合、少なくとも一つの検出装置４０が、光束ＰＬの光路まで検出光ＳＬを照射すればよく、他の検出装置４０は、開口部４の周囲の異物を検出するようにしてもよい。

また、第１の検出装置４０Ａと第２の検出装置４０Ｂとは、投射開口部３０の短手方向に沿って配置されていたが、長手方向に沿って配置されていてもよい。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図６は、第２実施形態に係るプロジェクター１の一例を示す。本実施形態において、検出装置４０は、内部空間ＳＰ内の投射光学系７に配置されている。検出装置４０は、内部空間ＳＰにおいて、光束ＰＬの光路の外側に配置されている。本実施形態において、検出装置４０は、レンズ８と非球面ミラー９との間の光束ＰＬの光路に面するように配置される。

本実施形態において、検出装置４０は、投射開口部３０（透過部材５）を介して、開口部４の射出側における光束（投射光）ＰＬの光路に検出光ＳＬを照射して、その光ＰＬの光路上の異物を検出する。

光束ＰＬの光路上に異物が有る場合、発光部４１から射出された検出光ＳＬは、投射開口部３０（透過部材５）を介して異物に照射される。異物に照射された検出光ＳＬの少なくとも一部は、その異物で反射する。異物で反射した検出光ＳＬの少なくとも一部は、投射開口部３０（透過部材５）を介して受光部４２に入射する。受光部４２は、その異物からの検出光ＳＬを受光する。

光束ＰＬの光路に異物が無い場合、発光部４１から射出された検出光ＳＬは、投射開口部３０（透過部材５）を介して外部空間に射出される。その検出光ＳＬは、受光部４２に受光されない。

本実施形態において、検出装置４０は、開口部４から離れた、内部空間ＳＰ内の投射光学系７に配置されている。開口部４と検出装置４０との距離を確保することができるので、検出装置４０からの検出光ＳＬは開口部４に向けて広がって進み、一つの検出装置４０で広い範囲の検出することができる。また、検出装置４０がプロジェクター１の内部に配置されるので、ごみ、埃等の影響を受け難い。

本実施形態において、発光部４１からの検出光ＳＬの射出方向は、設置面に対してほぼ垂直である。なお、発光部４１からの検出光ＳＬの射出方向は、設置面の法線に対して±４５度以内の範囲で定められてもよい。

また、本実施形態においても、図６中、レンズ８からの光束（投射光）ＰＬは、ＸＺ平面内を進行する。また、発光部４１からの検出光ＳＬも、ＸＺ平面内を進行する。これにより、検出装置４０は、光ＰＬの光路上の異物の有無を精度良く検出できる。

なお、上述の第１、第２実施形態においては、プロジェクター１は、天面部２Ａ（投射開口部３０）を上方に向けた状態で使用されることとしたが、図７に示すように、下方に向けた状態で使用されてもよい。図７において、プロジェクター１は、支持機構５０によって、天面部２Ａ（開口部４）が下方に向くように支持される。

また、上述の第１、第２実施形態においては、検出装置４０は、射出した検出光ＳＬを用いて、異物を光学的に検出していたが、超音波によって異物を検出する検出装置を用いてもよいし、撮影した画像によって異物を検出する検出装置を用いてもよい。

１…プロジェクター、２…外装ケース、４…開口部、５…透過部材、７…投射光学系、９…反射部材、４０…検出装置、４１…投射部、４２…受光部、ＳＰ…内部空間。

Claims (4)

1. 光が通過可能な開口部を有する外装ケースと、
   光源装置からの光束を、前記開口部を介して前記外装ケースの外部に射出する投射光学系と、
   を備えたプロジェクターであって、
   前記投射光学系は、前記光束が入射されるレンズと、前記レンズからの前記光束を反射する反射部材と、前記レンズ及び前記反射部材を収容する収容部材と、を有し、
   前記反射部材は、凹面を含む反射面を有し、
   前記開口部は、前記反射面で反射した前記光束の集光点の近傍に形成され、
   前記開口部の射出側における前記光束の光路上の異物を検出する検出装置をさらに備え、
   前記検出装置は、前記開口部から延出する斜面に設けられ、
   前記斜面は、前記光束の光路と対峙すること、を特徴とするプロジェクター。
2. 前記検出装置は、検出光を射出する発光部と、前記検出光を受光可能な受光部とを含む請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記検出装置は、前記開口部から延出する斜面に配置された第１の検出装置と、
   前記開口部から延出する斜面とは異なる他方の斜面に配置される第２の検出装置と、を含む請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のプロジェクター。
4. 前記検出装置は、前記開口部を覆う異物を検出する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプロジェクター。

Images