説明

投写型映像表示装置

【課題】本発明は、容易に光源の光軸を調整して光利用効率を最適化することが可能な投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の投写型映像表示装置は、光源ユニットと、ロットインテグレータ152と、映像生成部と、投写部と、検出部と、調整部と、表示部とを備える。光源ユニットは、光源を含む。ロットインテグレータ152は、光源ユニットから出射した光の強度分布を均一化する。映像生成部は、ロットインテグレータ152で強度分布を均一化した光を透過または反射させて変調し、映像を生成する。投写部は、映像生成部で生成した映像を投写面にレンズを介して投写する。検出部は、光源ユニットからロットインテグレータ152へ出射される光の存在を検出する。調整部は、ロットインテグレータ152の入射開口部に対して光源の光軸を調整する。表示部は、検出部の検出結果により、調整部での調整を促す表示を行なう。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、投写型映像表示装置に関し、光源ユニットから出射した光の強度分布を均一化するロットインテグレータを備える投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
投写型映像表示装置では、光源から出射した光の強度分布を均一化して、液晶パネルなどの映像生成部に入射するために、光源から映像生成部までの間にフライアイインテグレータ系、またはロットインテグレータ系の光学系(照明系ともいう)を用いるのが一般に知られている。
【0003】
フライアイインテグレータ系の光学系は、光源ユニットの出射開口部の面積とほぼ同等の入射開口部を有するフライアイレンズが配置されている。たとえば、光源ユニットの出射開口部の大きさが50mm×50mmの場合、フライアイレンズの入射開口部の大きさも50mm×50mmとなる。そのため、フライアイインテグレータ系の光学系では、光源の光軸がフライアイレンズの入射開口部面内において1mmシフトしたとしても、投写型映像表示装置の光利用効率に対する影響が1/50程度と小さく、光源の光軸に対して高い位置精度が不要であった。なお、上記で示した光源ユニットの出射開口部や、フライアイレンズの入射開口部などの数値は例示であり、当該数値に限定されるものではない。
【0004】
ロットインテグレータ系の光学系では、光源ユニットの出射開口部の面積に比べて入射開口部の面積が小さいロットインテグレータが配置される。たとえば、光源ユニットの出射開口部の大きさが50mm×50mmの場合、ロットインテグレータの入射開口部の大きさは4mm×3mmである。そのため、ロットインテグレータ系の光学系では、光源の光軸がロットインテグレータの入射開口部面内において1mmシフトすると、投写型映像表示装置の光利用効率に対する影響が1/4〜1/3程度と大きく、光源の光軸に対して高い位置精度が必要であった。なお、上記で示した光源ユニットの出射開口部や、ロットインテグレータの入射開口部などの数値は例示であり、当該数値に限定されるものではない。
【0005】
具体的に、特許文献1では、ロットインテグレータ系の光学系を用いた投写型映像表示装置が開示してある。特許文献1に開示してある投写型映像表示装置では、光源ユニットと液晶パネルとの間にロットインテグレータが配置され、ロットインテグレータの入射開口部に対して光源の光軸を調整する調整機構を有している。そのため、特許文献1に開示してある投写型映像表示装置では、工場出荷時にロットインテグレータの入射開口部に対して光源の光軸を調整して、光源の光軸に対して高い位置精度を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−228533号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、特許文献1に開示してある投写型映像表示装置では、工場出荷時に光源の光軸を調整することを想定した調整機構が設けてある。そのため、使用者が光源ユニットを交換して、ロットインテグレータの入射開口部に対して光源の光軸がずれた場合でも、使用者自身が光源の光軸を調整することができず、投写型映像表示装置は、所望の光利用効率が得られないまま使用するか、工場で再調整してもらう必要があった。
【0008】
また、特許文献1に開示してある投写型映像表示装置では、光源ユニットを交換した後に、調整機構を利用して光源の光軸を調整しようとしても、投写面に投写した映像に基づいて判断する必要があり、使用者が容易に調整することが困難であった。
【0009】
さらに、特許文献1に開示してある投写型映像表示装置では、調整機構を利用して光源の光軸を調整しようとしても、どの方向に光源の光軸を調整すればよいのかについて指示が得られないため、調整作業が煩雑であった。
【0010】
それゆえに、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、容易に光源の光軸を調整して光利用効率を最適化することが可能な投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明のある局面に従う投写型映像表示装置は、光源を含む光源ユニットと、光源ユニットから出射した光の強度分布を均一化するロットインテグレータと、ロットインテグレータで強度分布を均一化した光を透過または反射させて変調し、映像を生成する映像生成部と、映像生成部で生成した映像を投写面にレンズを介して投写する投写部と、光源ユニットからロットインテグレータへ出射される光の存在を検出する検出部と、ロットインテグレータの入射開口部に対して光源の光軸を調整する調整部と、検出部の検出結果により、調整部での調整を促す表示を行なう表示部とを備える。
【0012】
本発明のある局面に従う投写型映像表示装置では、検出部の検出結果により、表示部に調整部での調整を促す表示を行うことで、表示部を見て、調整部で光源の光軸を容易に調整することが可能となる。
【0013】
好ましくは、検出部は、ロットインテグレータの入射端の周縁部に配置され、光源ユニットからロットインテグレータへ出射される光のうち、ロットインテグレータの入射開口部に入射しない光の存在を検出する。
【0014】
検出部は、ロットインテグレータの入射開口部に入射しない光の存在を検出することで、調整部で調整する光源の光軸の方向を判断して、表示部に調整する光源の光軸の方向を表示することができる。
【0015】
好ましくは、検出部は、光源ユニットからロットインテグレータへ出射された光によって生じる熱を測定して光の存在を検出する温度センサ、または光源ユニットからロットインテグレータへ出射された光の光量を測定して光の存在を検出するフォトディテクタである。
【0016】
検出部は、温度センサ、またはフォトディテクタであるため、センサ素子が小型で、ロットインテグレータの入射端の周縁部に配置しやすい。
【0017】
好ましくは、表示部は、投写型映像表示装置の外装面に取付けた表示素子であり、表示素子に調整部での調整を促す表示を行なう、または、映像生成部を利用し、映像に重ねて投写面に調整部での調整を促す表示を行なう。
【0018】
表示部は、投写型映像表示装置の外装面に取付けた表示素子に表示、または映像生成部を利用し、映像に重ねて投写面に表示するので、使用者が調整部での調整を促す表示を視認しやすい。
【0019】
好ましくは、調整部は、光源ユニットに設けてあり、光源ユニットに対して光源を移動させて光源の光軸を調整する、または光源ユニットを保持する筐体に設けてあり、筐体に対して光源ユニットを移動させて光源の光軸を調整する。
【0020】
調整部は、光源ユニットまたは光源ユニットを保持する筐体に設けることで、使用者が光源の光軸を容易に調整することができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明に係る投写型映像表示装置は、検出部の検出結果により、表示部に調整部での調整を促す表示を行うことで、表示部を見て、調整部で光源の光軸を容易に調整することが可能となる。そのため、本発明に係る投写型映像表示装置では、使用者が光源ユニットを交換して、ロットインテグレータの入射開口部に対して光源の光軸がずれた場合でも、表示部を見ることで使用者自身が光源の光軸を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の実施の形態1に係る投写型映像表示装置の外観構成を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係るプロジェクタの内部構造を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係るプロジェクタの光変調ユニットおよび投写光学ユニット構成を示す模式図である。
【図4】本発明の実施の形態1に係るプロジェクタに対するロットインテグレータの入射開口部の傾きを示す模式図である。
【図5】本発明の実施の形態1に係るプロジェクタの光源ランプの光軸とロットインテグレータ入射開口部との位置関係を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態1に係るランプホルダのランプシフト機構の構成を示す概略図である。
【図7】本発明の実施の形態1に係るロットインテグレータの入射端の周縁部に配置されセンサ155の一例を示す概略図である。
【図8】本発明の実施の形態1に係るロットインテグレータの入射端の周縁部に配置されセンサの別の一例を示す概略図である。
【図9】本発明の実施の形態1に係るロットインテグレータの入射端の周縁部に配置されセンサのさらに別の一例を示す概略図である。
【図10】本発明の実施の形態1に係るセンサの配置位置を示す模式図である。
【図11】本発明の実施の形態1に係るプロジェクタの光源ランプの光軸を調整するための構成を示す機能ブロック図である。
【図12】本発明の実施の形態1に係る表示部に表示する一例を示した模式図である。
【図13】本発明の実施の形態2に係るプロジェクタの光源ランプの光軸を調整するための構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
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。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【0024】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る投写型映像表示装置の外観構成を示す斜視図である。図1(a)は、前方から見た投写型映像表示装置(以下、プロジェクタともいう)の斜視図であり、図1(b)は後方から見たプロジェクタの斜視図である。また、なお、説明の便宜上、図1(a)、(b)には、ぞれぞれ、前後左右の方向を示す矢印や上下の方向を示す矢印が描かれている。以下、同様に、他の図面においても、必要に応じて、方向を示す矢印が描かれる。
【0025】
本発明の実施の形態1に係るプロジェクタは、いわゆる短焦点投写型のプロジェクタである。なお、以下において、短焦点投写型のプロジェクタを例に説明するが、本発明に係る投写型映像表示装置は、短焦点投写型のプロジェクタに限定されるものではない。たとえば、本発明に係る投写型映像表示装置は、フロント投写型のプロジェクタであってもよい。
【0026】
図1を参照して、プロジェクタは、略直方体形状を有する本体キャビネット1を備えている。本体キャビネット1は、下キャビネット2と、下キャビネット2に上方から被せられる上キャビネット3とで構成されている。
【0027】
本体キャビネット1の上面には、後方に向けて下る第1傾斜面1aと、この第1傾斜面1aに続いて後方に向けて上る第2傾斜面1bが形成されている。第2傾斜面1bは上斜め前方を向いており、この第2傾斜面1bに投写口4が形成されている。投写口4から上斜め前方へ出射された映像が、プロジェクタの前方に配されたスクリーンに拡大投写される。
【0028】
また、本体キャビネット1の上面には、ランプ用カバー5が設けられている。本体キャビネット1の上面には、ランプホルダを交換するためのランプ用開口1cと、ランプホルダを冷却するファンユニットに配されたフィルタを交換するためのフィルタ開口(図示せず)が形成されている。ランプ用カバー5は、これらランプ用開口1cおよびフィルタ用開口を覆うためのカバーである。さらに、本体キャビネット1の上面には、複数の操作キーからなる操作キー部6が設けられている。
【0029】
本体キャビネット1の右側面には、端子口部7が形成されている。端子口部7には、AV(Audio Visual)端子等の各種の端子を有する端子パネル233が配されている。端子パネル233は、後述する制御回路ユニットの一部を構成する。プロジェクタには、AV端子を通じて、映像信号や音声信号などのAV信号が入出力される。また、本体キャビネット1の右側面には、端子口部7の上方に、吸気口8が設けられている。吸気口8は多数のスリット状の孔によって構成されており、吸気口8を通じて外気が本体キャビネット1内に取り込まれる。
【0030】
本体キャビネット1の左側面には、前部に第1排気口9が設けられており、中央部に第2排気口10が設けられている。これら第1排気口9、第2排気口10は多数のスリット状の孔によって構成されており、これら第1排気口9、第2排気口10を通じて本体キャビネット1内部の空気が機外に排出される。また、本体キャビネット1の後面には、出音口11が形成されている。出音口11からは、投写時に映像に対応する音声が出力される。
【0031】
本体キャビネット1の底面には、図示していないが前部中央部に固定脚が設けられており、後端部に2つの調整脚13が設けられている。2つの調整脚13を上下に伸縮させることにより、本体キャビネット1の前後方向および左右方向の傾きが調整できる。これにより、スクリーンに投写された画像の上下の位置や左右の傾きが調整できる。
【0032】
本実施の形態のプロジェクタでは、本体キャビネット1の底面が机や床等の設置面に設置される据え置き設置以外に、本体キャビネット1が上下逆さまにされて天井に設置される天吊り設置が可能である。また、本体キャビネット1の前面には、端子パネル233や吸気口8が設けられておらず、前面は平坦な面とされている。このため、本発明の実施の形態1のプロジェクタでは、本体キャビネット1の前面が設置面に設置される設置形態をとることができる。この場合、設置面自身に画像が投写される。
【0033】
図2は、本発明の実施の形態1に係るプロジェクタの内部構造を示す斜視図である。同図は、前方から見た、上キャビネット3が取り外された状態の斜視図である。なお、便宜上、図3には、光変調ユニット15および投写光学ユニット17が点線にて描かれている。また、吸気口8の位置が一点鎖線にて示されている。
【0034】
図2を参照して、下キャビネット2の前部には、光源ユニット14と、光源ユニット14からの光を変調して映像を生成する光変調ユニット15とが配されている。
【0035】
光源ユニット14は、光源ランプと、光源ランプを保持するランプホルダにより構成されている。光源ユニット14は、上方から着脱できるよう、ランプフレーム14a内に保持されている。
【0036】
光源ユニット14の後方には、ファンユニット16が配されている。ファンユニット16は、吸気口8から取り込んだ外気(冷却風)を光源ランプに供給して、光源ランプを冷却する。ランプホルダには、ファンユニット16からの冷却風を光源ランプへ導くための通風ダクトが設けられている。
【0037】
光源ユニット14の後方には、ファンユニット16が配されている。ファンユニット16は、吸気口8から取り込んだ外気(冷却風)を光源ランプに供給して、光源ランプを冷却する。ランプホルダには、ファンユニット16からの冷却風を光源ランプへ導くための通風ダクトが設けられている。
【0038】
図3は、本発明の実施の形態1に係るプロジェクタの光変調ユニット15および投写光学ユニット17構成を示す模式図である。
【0039】
光変調ユニット15は、図3に示すように、カラーホイール151、ロットインテグレータ152、リレー光学系153、DMD(Degital Micromirror Device)素子154、センサ(検出部)155を含む。
【0040】
カラーホイール151は、光源ランプ300からの白色光を、赤、緑、青等の各色光に時分割で分離する。ロットインテグレータ152は、四角柱形状で、内部が中実であり、ガラス材料で形成されている。ロットインテグレータ152の入射面および出射面は、長方形状を有する。ロットインテグレータ152に入射した光は、内部を通過する際に反射を繰り返し、強度分布が均一化される。なお、ロットインテグレータ152は、内部が中空であり、内面が鏡面とされているライトトンネルと呼ばれるものを用いてもよい。
【0041】
リレー光学系153は、2つのリレーレンズにより構成されており、ロットインテグレータ152から出射された光をDMD素子154に導く。DMD素子154は、リレー光学系153によって導かれた光(赤、緑、青等の各色光)を、映像信号に基づいて変調する。DMD素子154は、映像信号に基づいて、入射する光を変調して映像を生成する映像生成部である。なお、DMD素子154の変調面は、ロットインテグレータ152の入射面および出射面と同様、長方形状を有する。
【0042】
図2に戻り、光変調ユニット15の後方には、投写光学ユニット17が配されている。投写光学ユニット17は、図3に示すように、光変調ユニット15により生成された映像を拡大し、スクリーン等の被投写面に投写する。なお、投写光学ユニット17には、図示しないが、投写レンズ、反射ミラーなどが含まれている。
【0043】
図3に戻り、ファンユニット16の後方には、電源ユニット18が配されている。電源ユニット18は、電源回路を備えており、プロジェクタの各電装部品に電源の供給を行う。電源ユニット18の後方には、スピーカー19が配されている。スピーカー19から出力された音声は、出音口11より外部に放出される。
【0044】
光変調ユニット15の右方には、DMD用冷却ファン20が配されている。DMD用冷却ファン20は、DMD素子154を冷却するために、吸気口8から取り込んだ外気を光変調ユニット15に供給する。なお、DMD素子154は光変調ユニット15内に密閉状態で配置されており、DMD素子154が、送風された外気に直接触れることはない。
【0045】
光源ユニット14の左方には、第1排気ユニット21が設けられている。第1排気ユニット21は、光源ランプ300を冷却した後の冷却風を、第1排気口9を通じて外部に排出する。なお、DMD素子154を冷却した空気も、第1排気ユニット21よって、第1排気口9から外部に排出される。
【0046】
電源ユニット18の左方には、第2排気ユニット22が設けられている。第2排気ユニット22は、電源ユニット18内の温まった空気を、第2排気口10を通じて外部に排出する。電源ユニット18内から第2排気ユニット22へ空気が流れることにより、新たな外気が吸気口8から取り込まれて電源ユニット18内へ供給される。
【0047】
図2に示すように、本発明の実施の形態1に係るプロジェクタでは、投写光学ユニット17と光変調ユニット15の下方に生じた空間に、制御回路ユニット23およびノイズフィルタユニット24が配されている。
【0048】
ノイズフィルタユニット24は、ノイズフィルタやヒューズが配された回路基板を備えており、入力された商用交流電源からノイズを除去して電源ユニット18に供給する。
【0049】
制御回路ユニット23は、制御回路基板231と、制御回路基板231を保持するホルダ232と、端子パネル233と、端子パネル233を固定するための固定板234とを含む。
【0050】
制御回路基板231には、光源ランプ300やDMD素子154などの各種駆動部品を制御するための制御回路が配されている。また、制御回路基板231には、各種端子235が配されている。
【0051】
端子パネル233には、各種端子235の形状に合わせた開口が形成されており、これら開口を通じて、各種端子235が外部に臨む。なお、図示されていないが、固定板234にも、各種端子235が通る開口が形成されている。
【0052】
固定板234は、金属材料で形成されており、その上部には、シールド部236が形成されている。シールド部236には、多数の開口236aが形成されており、各開口236aには、金網(図示せず)が装着されている。シールド部236は、吸気口8の内側に配され、吸気口8から外部に漏れようとする電磁波を遮蔽する。吸気口8から取り込まれた外気は、開口236aを通って本体キャビネット1内部に流入する。
【0053】
図3に示すように、本発明の実施の形態1に係るプロジェクタには、ロットインテグレータ152の入射端の周縁部に、光源ユニット14からロットインテグレータ152へ出射される光の存在を検出するセンサ155が配置されている。センサ155は、ロットインテグレータ152の入射端の周縁部に配置されているので、光源ユニット14からロットインテグレータ152へ出射される光のうち、ロットインテグレータ152の入射開口部(以下、単に入射開口部ともいう)に入射しない光の存在を検出することができる。なお、センサ155は、ロットインテグレータ152の入射端の周縁部に配置される場合に限定されるものではなく、入射開口部の面内に配置してもよい。センサ155を、入射開口部の面内に配置した場合は、光源ユニット14からロットインテグレータ152へ出射される光のうち、入射開口部に入射する光の存在を検出することになる。
【0054】
光源ユニット14は、光源ランプ300と、光源ランプ300を保持するランプホルダ400とを含んでいる。光源ユニット14には、後述するように入射開口部に対して光源ランプ300の光軸を調整するランプシフト機構(調整部)を設けてある。
【0055】
また、図3に示すように、本発明の実施の形態1に係るプロジェクタには、ランプシフト機構での調整を促す表示を行なう表示部500が装置の外装面に取付けてある。表示部500は、液晶パネルまたはLED(Light Emitting Diode)などで構成され、入射開口部に対する光源ランプ300の光軸のずれの有無、ずれの方向などを表示する。
【0056】
図4は、本発明の実施の形態1に係るプロジェクタに対する入射開口部の傾きを示す模式図である。ロットインテグレータ152は、リレー光学系153で導かれた光が、DMD素子154の変調面に適正な状態で照射されるよう、本体キャビネット1の底面に対して、入射開口部がロットインテグレータ152の光軸回りに角度θだけ傾いて配置されている。また、ロットインテグレータ152は、入射開口部の長辺側が上下方向となるように配置されている。
【0057】
次に、光源ランプ300の光軸とロットインテグレータ152の入射開口部との位置関係について説明する。
【0058】
図5は、本発明の実施の形態1に係るプロジェクタの光源ランプ300の光軸とロットインテグレータ152の入射開口部との位置関係を示す図である。図5では、光源ランプ300の光軸と入射開口部との位置関係を、分かりやすく表現するために、入射開口部に入射する光源ランプ300の光束の位置関係が示してある。つまり、光源ランプ300の光束の中心が、光源ランプ300の光軸の位置に対応する。
【0059】
図5(a)は、光源ランプ300の光束の中心が、入射開口部の中心(破線が直交している点)と一致しており、3つの丸で表現した光源ランプ300の光束のうち、内側の2つの丸が入射開口部内に存在している。そのため、図5(a)は、光源ランプ300の光軸と入射開口部との位置関係が最適であり、光利用効率が高い状態である。なお、光源ランプ300の光束は、図5に示す内側の丸の方がより強度が強い。
【0060】
図5(b)は、光源ランプ300の光束の中心が、入射開口部の中心から短辺方向にずれており、3つの丸で表現した光源ランプ300の光束のうち、内側の1つの丸のみが入射開口部内に存在している。そのため、図5(b)は、光源ランプ300の光軸と入射開口部との位置関係がずれており、光利用効率が低い状態である。
【0061】
図5(c)は、光源ランプ300の光束の中心が、入射開口部の中心から長辺方向にずれているが、3つの丸で表現した光源ランプ300の光束のうち、内側の2つの丸が入射開口部内に存在している。そのため、図5(c)は、光源ランプ300の光軸と入射開口部との位置関係がずれているが、光利用効率は図5(b)の位置関係に比べて高い状態である。
【0062】
図5(d)は、光源ランプ300の光束の中心が、入射開口部の中心から水平方向にずれているが、3つの丸で表現した光源ランプ300の光束のうち、内側の2つの丸が入射開口部内にほぼ存在している。そのため、図5(d)は、光源ランプ300の光軸と入射開口部との位置関係がずれているが、光利用効率は図5(b)の位置関係に比べて高い状態である。
【0063】
図5(e)は、光源ランプ300の光束の中心が、入射開口部の中心から垂直方向にずれているが、3つの丸で表現した光源ランプ300の光束のうち、内側の2つの丸が入射開口部内にほぼ存在している。そのため、図5(e)は、光源ランプ300の光軸と入射開口部との位置関係がずれているが、光利用効率は図5(b)の位置関係に比べて高い状態である。
【0064】
図5に示す光源ランプ300の光軸と入射開口部との位置関係から分かるように、光源ランプ300の光軸が入射開口部の短辺方向にずれが生じた場合に、光利用効率が低下する。そのため、ランプシフト機構は、入射開口部の短辺方向に対して、光源ランプ300の光軸を調整することができればよい。図6は、本発明の実施の形態1に係るランプホルダ400のランプシフト機構の構成を示す概略図である。
【0065】
図6に示すランプホルダ400は、第1筐体401に対して光源ランプ300を保持した第2筐体402を、入射開口部の短辺方向に移動させるランプシフト機構を有している。具体的に、ランプシフト機構は、傾斜調整ガイド403、スプリング404、調整用ネジ405を含んでいる。傾斜調整ガイド403は、入射開口部の短辺方向と平行に第1筐体401に設けられ、第2筐体402の移動方向を決めている。スプリング404および調整用ネジ405は、傾斜調整ガイド403上での第2筐体402の位置決めを行なっている。つまり、調整用ネジ405を回して第1筐体401内に調整用ネジ405を押込むことで、スプリング404が縮み、第2筐体402は、入射開口部の短辺方向に押し下げられる。逆に、調整用ネジ405を回して第1筐体401外に調整用ネジ405を戻すことで、スプリング404が伸び、第2筐体402は、入射開口部の短辺方向に押し上げられる。なお、入射開口部の長辺方向は、水平方向に対して角度θだけ傾いているものとする。
【0066】
また、ランプシフト機構は、ランプホルダ400に設けて、ランプホルダ400に対して光源ランプ300を移動させて光源ランプ300の光軸を調整する場合に限定されるものではなく、ランプホルダ400を保持する本体キャビネット1に設けて、本体キャビネット1に対してランプホルダ400を移動させて光源ランプ300の光軸を調整してもよい。具体的に、図6に示す第1筐体401を本体キャビネット1、第2筐体402をランプホルダ400と読替えることで、説明することができる。
【0067】
次に、光源ランプ300の光軸が、入射開口部の短辺方向にずれていることを検出するセンサ155について説明する。図7は、本発明の実施の形態1に係るロットインテグレータの入射端の周縁部に配置されセンサの一例を示す概略図である。図7に示すセンサ155aは、PIN型フォトダイオードのフォトディテクタであり、入射開口部の長辺側それぞれに配置されている。そのため、センサ155aは、入射開口部の長辺側において、入射開口部に入射しない光の光量を測定することができ、光源ランプ300の光軸が、入射開口部の短辺方向にずれていることを検出することができる。
【0068】
また、図8は、本発明の実施の形態1に係るロットインテグレータの入射端の周縁部に配置されセンサの別の一例を示す概略図である。図8に示すセンサ155bは、CSP(Chip Size Package)構造型フォトダイオードのフォトディテクタであり、入射開口部の長辺側それぞれに配置されている。そのため、センサ155bは、入射開口部の長辺側において、入射開口部に入射しない光の光量を測定することができ、光源ランプ300の光軸が、入射開口部の短辺方向にずれていることを検出することができる。また、センサ155bは、面で光量を測定することができるため、PIN型フォトダイオードのセンサ155aに比べて広い範囲で、入射開口部に入射しない光の光量を測定することができる。
【0069】
さらに、図9は、本発明の実施の形態1に係るロットインテグレータの入射端の周縁部に配置されセンサのさらに別の一例を示す概略図である。図9に示すセンサ155cは、熱電対などの温度センサであり、入射開口部の長辺側それぞれに配置されている。そのため、センサ155cは、入射開口部の長辺側において、入射開口部に入射しない光によって生じる熱を測定することができ、光源ランプ300の光軸が、入射開口部の短辺方向にずれていることを検出することができる。
【0070】
なお、センサ155は、入射開口部の長辺側において何れの位置に配置されても、入射開口部に入射しない光を測定することは可能であるが、以下の説明のように配置する方が望ましい。図10は、本発明の実施の形態1に係るセンサ155の配置位置を示す模式図である。図10(a)に示すように、2つのセンサ155は、入射開口部の長辺側それぞれに配置され、かつ入射開口部の短辺方向の垂直二等分線上に配置されている。2つのセンサ155は、図10(a)に示すように配置することで、光源ランプ300の光軸が、入射開口部の短辺方向にずれていることを検出する精度が高くなる。
【0071】
また、センサ155が4つの場合、センサ155は、図10(b)に示すように入射開口部の長辺側それぞれに2つずつ配置され、かつ入射開口部の短辺方向の垂直二等分線からそれぞれ等距離の位置に配置されている。センサ155の数は、2個または4個の限定されるものではなく、上記で説明した考え方に基づき増やしてもよい。
【0072】
次に、本発明の実施の形態1に係るプロジェクタにおいて、たとえばランプホルダ400の交換後に、光源ランプ300の光軸を調整する作業について、機能ブロック図を用いて説明する。図11は、本発明の実施の形態1に係るプロジェクタの光源ランプ300の光軸を調整するための構成を示す機能ブロック図である。
【0073】
図11に示すプロジェクタは、光源ランプ300、センサ155、表示部500、演算部600、ランプシフト機構700を含んでいる。ここで、演算部600は、たとえば制御回路基板231に実装された演算素子である。
【0074】
まず、プロジェクタでは、たとえばランプホルダ400の交換により、図3に示す入射開口部に対して光源ランプ300の光軸がずれる場合がある。入射開口部に対して光源ランプ300の光軸がずれると、ロットインテグレータ152の入射端の周縁部に配置したセンサ155は、入射開口部に入射しない光の存在を検出する。
【0075】
演算部600は、センサ155に接続され、それぞれのセンサ155で検出した結果(たとえば光の光量、温度)を演算して、入射開口部に対して光源ランプ300の光軸がずれているか否かの判定を行なう。たとえば、演算部600は、それぞれのセンサ155で検出した光の光量を積算し、積算した値が予め定めた閾値より大きい場合、入射開口部に対して光源ランプ300の光軸がずれていると判定する。演算部600は、入射開口部に対して光源ランプ300の光軸がずれていると判定した場合、表示部500に対して、ランプシフト機構700での調整を促す表示の表示信号を出力する。
【0076】
また、センサ155が入射開口部の長辺側それぞれに設置されている場合、演算部600は、少なくとも1つのセンサ155で検出した光の光量が予め定めた閾値より大きいときに、入射開口部に対して光源ランプ300の光軸がずれていると判定する。そして、演算部600は、入射開口部の上に位置する長辺側に設置されているセンサ155が、下に位置する長辺側に設置されているセンサ155よりも検出した光の光量が大きい場合、光源ランプ300の光軸が入射開口部の短辺方向上側にずれていると判断する。逆に、演算部600は、入射開口部の下に位置する長辺側に設置されているセンサ155が、上に位置する長辺側に設置されているセンサ155よりも検出した光の光量が大きい場合、光源ランプ300の光軸が入射開口部の短辺方向下側にずれていると判断する。
【0077】
演算部600は、光源ランプ300の光軸が入射開口部の短辺方向上側にずれていると判定した場合、表示部500に対して、ランプシフト機構700で光源ランプ300を下側に移動するように調整を促す表示の表示信号を出力する。逆に、演算部600は、光源ランプ300の光軸が入射開口部の短辺方向下側にずれていると判定した場合、表示部500に対して、ランプシフト機構700で光源ランプ300を上側に移動するように調整を促す表示の表示信号を出力する。
【0078】
図12は、本発明の実施の形態1に係る表示部500に表示する一例を示した模式図である。表示部500は、演算部600からランプシフト機構700で光源ランプ300を上側に移動するように調整を促す表示の表示信号を受けた場合、表示画面SCに矢印S1を表示する。逆に、表示部500は、演算部600からランプシフト機構700で光源ランプ300を下側に移動するように調整を促す表示の表示信号を受けた場合、表示画面SCに矢印S2を表示する。
【0079】
なお、表示部500は、装置の外装面に取付けてある液晶パネルに限定されるものではなく、図3に示すDMD素子154を利用し、DMD素子154で生成する映像に重ねて投写面に、ランプシフト機構700での調整を促す表示(OSD(On-Screen Display)表示)を行なってもよい。つまり、表示部500は、図12に示す表示画面SCを、プロジェクタの投写面に表示してもよい。
【0080】
プロジェクタの使用者は、たとえば表示部500の図12に示す表示画面SCを見て、ランプシフト機構700(図6に示す調整用ネジ405)を操作して、光源ランプ300の光軸を調整する。演算部600は、使用者よる光源ランプ300の光軸の調整により、すべてのセンサ155で検出した光の光量が予め定めた閾値以下となったとき、表示部500に対して、ランプシフト機構700での調整を促す表示の表示信号を停止する。
【0081】
以上のように、本発明の実施の形態1に係るプロジェクタは、センサの検出結果により、表示部500にランプシフト機構700での調整を促す表示を行うことで、表示部500を見て、ランプシフト機構700で光源ランプ300の光軸を容易に調整することが可能となる。そのため、本発明に係るプロジェクタでは、使用者がランプホルダ400を交換して、ロットインテグレータ152の入射開口部に対して光源ランプ300の光軸がずれた場合でも、表示部500を見ることで使用者自身が光源ランプ300の光軸を調整することができる。
【0082】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態1に係るプロジェクタでは、センサ155で検出した光の光量が予め定めた閾値以下となるように、ランプシフト機構700で光源ランプ300の光軸を調整する場合について説明した。本発明の実施の形態2に係るプロジェクタでは、センサ155で検出した光の光量が最小となるように、ランプシフト機構700で光源ランプ300の光軸を調整する場合について説明する。
【0083】
図13は、本発明の実施の形態2に係るプロジェクタの光源ランプ300の光軸を調整するための構成を示す機能ブロック図である。図13に示すプロジェクタは、光源ランプ300、センサ155、表示部500、演算部600、ランプシフト機構700を含んでいる。ここで、演算部600は、積算部601、最小値判定部602を含んでいる。なお、本発明の実施の形態2に係るプロジェクタは、演算部600の構成が異なる以外、実施の形態1に係るプロジェクタの構成と同じであるため、同じ構成要素について同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。
【0084】
積算部601は、センサ155に接続され、それぞれのセンサ155で検出した結果(たとえば光の光量、温度)を積算し、その積算値を最小値判定部602に出力する。まず、最小値判定部602は、最初に積算部601が出力した積算値を記憶する。
【0085】
そして、ランプシフト機構700で光源ランプ300の光軸を調整した後、積算部601は、それぞれのセンサ155で検出した結果を積算し、その積算値を最小値判定部602に出力する。最小値判定部602は、新たに積算部601が出力した積算値が、記憶した積算値より小さい場合、新たに積算部601が出力した積算値に記憶を更新する。逆に、最小値判定部602は、新たに積算部601が出力した積算値が、記憶した積算値以下の場合、記憶の更新を行なわない。
【0086】
プロジェクタは、ランプシフト機構700で光源ランプ300の光軸を調整できる範囲で前述の処理を行ない、積算部601が出力した積算値が最小となる光源ランプ300の光軸を求める。
【0087】
以上のように、本発明の実施の形態2に係るプロジェクタは、積算部601および最小値判定部602を設けて、入射開口部に入射しない光が最小となる光源ランプ300の光軸に調整することで、光利用効率を高めることができる。
【0088】
なお、積算部601は、ロットインテグレータ152に設置したすべてのセンサ155で検出した結果を積算する場合に限定されず、入射開口部の長辺側それぞれに設置したセンサ155ごと検出した結果を積算してもよい。入射開口部の上に位置する長辺側に設置したセンサ155と、入射開口部の下に位置する長辺側に設置したセンサ155とに分けて検出した結果を積算する場合、最小値判定部602は、入射開口部の上に位置する長辺側に設置したセンサ155と、入射開口部の下に位置する長辺側に設置したセンサ155とに分けて積算部601が出力した積算値の最小値を求める。
【0089】
また、本発明に係るプロジェクタは、前述した方法で、ランプシフト機構700で光源ランプ300の光軸を調整する場合に限定されるものではなく、センサ155の検出結果により、ランプシフト機構700での調整を促す表示を表示部500で行ない、光源ランプ300の光軸を調整することができれば、いずれの方法であってもよい。
【0090】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0091】
1 本体キャビネット、1a 第1傾斜面、1b 第2傾斜面、1c ランプ用開口、2 上キャビネット、3 上キャビネット、4 投写口、5 ランプ用カバー、6 操作キー部、7 端子口部、8 吸気口、9 第1排気口、10 第2排気口、11 音口、13 調整脚、14 光源ユニット、15 光変調ユニット、16 ファンユニット、17 投写光学ユニット、18 電源ユニット、19 スピーカー、20 DMD用冷却ファン、21 第1排気ユニット、22 第2排気ユニット、23 制御回路ユニット、24 ノイズフィルタユニット、151 カラーホイール、152 ロットインテグレータ、153 リレー光学系、154 DMD素子、155,155a,155b,155c センサ、231 制御回路基板、232 ホルダ、233 端子パネル、234 固定板、235 各種端子、236 シールド部、236a 開口、300 光源ランプ、400 ランプホルダ、401 第1筐体、402 第2筐体、403 傾斜調整ガイド、
404 スプリング、405 調整用ネジ、500 表示部、600 演算部、601 積算部、602 最小値判定部、700 ランプシフト機構。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
映像を投写面に投写する投写型映像表示装置であって、
光源を含む光源ユニットと、
前記光源ユニットから出射した光の強度分布を均一化するロットインテグレータと、
前記ロットインテグレータで光の強度分布を均一化した光を透過または反射させて変調し、映像を生成する映像生成部と、
前記映像生成部で生成した前記映像を前記投写面にレンズを介して投写する投写部と、
前記光源ユニットから前記ロットインテグレータへ出射される光の存在を検出する検出部と、
前記ロットインテグレータの入射開口部に対して前記光源の光軸を調整する調整部と、
前記検出部の検出結果により、前記調整部での調整を促す表示を行なう表示部と
を備える、投写型映像表示装置。
【請求項2】
前記検出部は、前記ロットインテグレータの入射端の周縁部に配置され、前記光源ユニットから前記ロットインテグレータへ出射される光のうち、前記ロットインテグレータの前記入射開口部に入射しない光の存在を検出する、請求項1に記載の投写型映像表示装置。
【請求項3】
前記検出部は、前記光源ユニットから前記ロットインテグレータへ出射された光によって生じる熱を測定して光の存在を検出する温度センサ、または前記光源ユニットから前記ロットインテグレータへ出射された光の光量を測定して光の存在を検出するフォトディテクタである、請求項1または請求項2に記載の投写型映像表示装置。
【請求項4】
前記表示部は、前記投写型映像表示装置の外装面に取付けた表示素子であり、前記表示素子に前記調整部での調整を促す表示を行なう、または、前記映像生成部を利用し、前記映像に重ねて前記投写面に前記調整部での調整を促す表示を行なう、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の投写型映像表示装置。
【請求項5】
前記調整部は、前記光源ユニットに設けてあり、前記光源ユニットに対して前記光源を移動させて前記光源の光軸を調整する、または、前記光源ユニットを保持する筐体に設けてあり、前記筐体に対して前記光源ユニットを移動させて前記光源の光軸を調整する、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の投写型映像表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【公開番号】特開2013−68870(P2013−68870A)
【公開日】平成25年4月18日(2013.4.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−208654(P2011−208654)
【出願日】平成23年9月26日(2011.9.26)
【出願人】(000001889)三洋電機株式会社 (18,308)
【Fターム(参考)】