JP2005157150A - 画像投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
画像投射装置の明るさを犠牲にすることなく、投射像のコントラスト改善手段を提供する。
【解決手段】
投射スクリーンに投射する画像投射装置の投射レンズへの投射光線像入射側の直近位置にターゲットに相似した形状の開口部を有する投射光線像アパチャを配設する。投射レンズシフト構造を有する画像投射装置にあっては、投射レンズの上下方向へのシフトに連動し、前記投射光線像アパチャが自動的に最適位置にシフトする構造を配設する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶パネルやフィルムなどの光学ターゲットを透過、または、光学ターゲットにより反射するランプ光源からの投射光線像を投射レンズにより拡大し、投射スクリーンに投射する画像投射装置（以下、プロジェクター）に関する技術である。

プロジェクターにより投射されたスクリーン面上の投射像を多数の観視者により観視する場合、水平に保持されたテーブルの天板上にプロジェクターを設置し、さらに、プロジェクター位置よりも高い位置にスクリーンを鉛直に懸吊することにより、他の観視者により視野が遮られることを防止している。しかしながら、プロジェクターから投射される光軸と、投射スクリーン面中央の法線とを一致させなければ、スクリーン面上の投射像に台形ひずみが出現する。

上記投射スクリーン面中央の法線とプロジェクターの投射光軸とを不一致状態に設置してもスクリーン面上の投射像に台形ひずみを出現させない手段として、光源集光系や光学ターゲットにより構成される主光軸よりも投射レンズ光軸を上、または、下方向に平行移動させるレンズオフセット技術が、特許文献１、特許文献２により提案されている。

特開平０５-０２７３２４号公報 特開平１０-１７１０４４号公報

プロジェクターの光源には、発光効率、色温度、寿命などの点からメタルハライドランプなどの高輝度放電灯が広く適用されている。しかしながら、高輝度放電灯の発光部分である放電電極間の間隙寸法が大きく、点光源としては扱えない。したがって、光源集光系により集光された光束は発散角度を有し、これが投射画像のコントラストを低下させる一因となっている。

光束の発散角度を制限する手段としては、絞りを光源集光系内に配設する手段が存在するも、光束出力を低下させ、結果として投射像の明るさの低下を惹起する。すなわち、絞りの配設による光束の発散防止は、投射画像のコントラスト改善に寄与する反面、輝度低下の不都合を招く二律背反の関係となる。

本発明は、前記課題に鑑み、投射レンズへの投射光線像入射側の直近位置に、ターゲット形状に相似した形状を有するアパチャを配設する。投射レンズシフト構造を有するプロジェクターにあっては、投射レンズの上下シフトに追従し、前記アパチャが自動的に最適位置にシフトする構造を配設する。

本発明の効果として、投射光線像が投射レンズに入射する直近位置にアパチャを配設することにより、光束の発散に起因する投射光線像の周辺光を遮断し、投射像の明るさを犠牲にすることなくコントラスト改善を図ることが可能となる。また、投射レンズシフト構造を有するプロジェクターにあっても、投射レンズの上下シフトに連動し、アパチャが自動的に最適位置にシフトし、投射レンズの上下位置に関係なく上記同様に投射像の明るさを犠牲にすることなくコントラスト改善を図ることが可能となる。

本発明によるプロジェクターの投射レンズシフト動作に連動する投射光線像アパチャシフトの実施形態に関し、図１乃至図３に基づき、以下に説明する。光学ターゲットとしては、透過型、反射型のいずれもが適用可能であるが、本実施形態では透過型液晶パネルにて例示説明する。図１はプロジェクターの投射レンズシフト、および、投射光線像アパチャシフトの構造を示し、（a）は正面図、（b）は天面図である。

詳細には、図２記載の液晶パネル１０からの透過光線像を拡大投射する投射レンズ１を保持するレンズシフト板２、前記レンズシフト板２を上下に移動可能に保持する駆動用シャフト３、駆動用シャフト３とレンズシフト板ガイドシャフト４を保持するシフトカバー５とシフトベース６で構成される。

レンズシフト板２の一端に設けられたレンズシフト板保持部２ｂは、内径がナット加工されており、駆動用シャフト３のギア３ｂと螺合している。レンズシフト板２の他端に設けられたレンズシフト板保持部２ａは、内径が円筒状に抜かれ、レンズシフト板ガイドシャフト４と摺動可能に嵌着されている。駆動用シャフト３の上方にはシフト調整用回転ツマミ７が取り付けられている。

ターゲット形状に相似した形状の開口部を有する投射光線像アパチャ８は投射レンズ１への投射光線像入射側の直近位置に配設され、投射光線像アパチャ保持部８ａは内径がナット加工され、駆動用シャフト３のギア３ａと螺合しており、他端の２箇所の投射光線像アパチャ保持部８ｂは内径が円筒状に抜かれ、投射光線像アパチャガイドシャフト９と摺動可能に嵌着されており、レンズシフト板２の上下移動と連動し、一定比率で上下に移動することが可能となっている。

駆動用シャフト３に設けられたレンズシフト板２の上下方向へのギア３ｂの溝ピッチは、投射光線像アパチャ８の上下方向へのギア３ａの溝ピッチよりも粗に形成されており、駆動用シャフト３の１回転当りのレンズシフト板２の移動量は、投射光線像アパチャ８の移動量より大きくしている。また、レンズシフト板２と投射光線像アパチャ８をそれぞれ上下に移動させるための駆動用シャフト３、ガイドシャフト４、投射光線像アパチャガイドシャフト９は、上側のシフトカバー５と下側のシフトベース６とで構成される保持部材に回転自由に保持されている。

前記シフト調整用回転ツマミ７を時計方向、および、反時計方向に軸回転させることにより、駆動用シャフト３が回転し、駆動用シャフト３と一体に形成されたギア３ｂとレンズシフト板保持部２ａとの関係によりレンズシフト板２が上下に昇降するとともに、駆動用シャフト３と一体に形成されたギア３ａと投射光線像アパチャ保持部８ａとの関係で投射光線像アパチャ８も上下に昇降する。

図２は本発明の投射レンズシフト構造側面図、および、光線図であり、図２（ａ）は投射レンズ１を主光軸より上方向にシフトした状態の側面図、図２（ｂ）は投射レンズ１を主光軸に合わせた状態、図２（ｃ）は投射レンズ１を主光軸より下方向にシフトした状態を示す。投射レンズ１は、レンズ鏡筒１１と複数のレンズ群１２から成り、前記投射レンズ１の投射光線像入射側には、不要な入射光を制限する投射光線像アパチャ８を配設し、投射レンズ１の上下シフトに連動し、投射光線像アパチャ８を上下移動させる。

図３は投射レンズ１を上下方向にシフトさせた場合、液晶パネルからの投射光線像と投射レンズ１との相対的位置関係を示している。投射光線像中心を図３のＢに示すごとく投射レンズ１の光軸と一致させた場合、図２（ｂ）に示すように投射レンズ１の光軸延長線上に位置するスクリーン１５に投射される。投射レンズ１を上方へシフトさせた場合、すなわち、投射光線像中心を図３のＡに示すように投射レンズ１の光軸より下方へシフトさせた場合、図２（ａ）に示すごとく投射レンズ１の光軸延長線よりも上方に位置するスクリーン１５に投射される。

投射レンズ１を下方へシフトさせた場合、すなわち、投射光線像中心を図３のＣに示すように投射レンズ１の光軸より上方へシフトさせた場合は、図２（ｃ）に示すごとく投射レンズ１の光軸延長線よりも下方に位置するスクリーン１５に投射される。

本発明の活用例として、液晶パネルやフィルムなどの光学ターゲットを透過、または、光学ターゲットにより反射するランプ光源からの投射光線像を投射レンズにより拡大し、投射スクリーンに投射するプロジェクターに適用できる。

本発明におけるプロジェクターの投射レンズ、および、投射光線像アパチャのシフト構造の正面、および、天面図。 本発明におけるプロジェクターの投射レンズ、および、投射光線像アパチャのシフト構造側面図、および、光線図。 光学ターゲットからの透過、または反射光束による投射光線像と投射レンズシフトとの相対的位置関係図。

符号の説明

１：投射レンズ
２：レンズシフト板
２a／２ｂ：レンズシフト板保持部
３：駆動用シャフト
３ａ／３ｂ：ギア
４：ガイドシャフト
５：シフトカバー
６：シフトベース
７：シフト調整用回転つまみ
８：投射光線像アパチャ
８a／８b：投射光線像アパチャ保持部
９：投射光線像アパチャガイドシャフト
１０：光学ターゲット（液晶パネル）
１１：レンズ鏡筒
１２：レンズ群
１３：光源集光系
１４：主光軸
１５：投射スクリーン

Claims (2)

1. 液晶パネルやフィルムなどの光学ターゲットを透過、または、光学ターゲットにより反射するランプ光源からの投射光線像をレンズにより拡大し、投射スクリーンに投射する画像投射装置において、投射レンズへの投射光線像入射側の直近位置にターゲットに相似した形状の開口部を有するアパチャを配設することを特徴とする画像投射装置。
2. 請求項１に記載の画像投射装置において、前記投射レンズをその光軸の垂直方向に往復動自在に支持する投射レンズ移動機構と、前記アパチャを前記投射レンズ移動機構の移動方向と平行な方向に往復動自在に支持するアパチャ移動機構と、前記投射レンズ移動機構が駆動された場合に投射レンズ移動機構に連動して前記アパチャ移動機構を駆動する連結機構を備えたことを特徴とする画像投射装置。

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