JP2007171859A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】経時変化により光源からカラーホイールへ集光される光のスポット径が変化した場合、又はカラーホイールの劣化を防止するためにカラーホイールを径方向へ移動させて集光位置を変化した場合等に、カラーホイールへ集光される光のスポット径を調整することができるプロジェクタを提供することにある。
【解決手段】カラーホイール１０及びモータ１１等を支持する第１支持台１５を、モータ２２及び送りねじ２３により回転軸１２の軸方向へ移動させることで、光源からカラーホイール１０までの距離を変化させて、カラーホイール１０へ集光される光のスポット径を調整する。また、第１支持台１５及びモータ２２等を支持する第２支持台２０を、モータ３２及び送りねじ３３によりカラーホイール１０の径方向へ移動させることで、光源からカラーホイール１０へ集光される光の集光位置を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、カラーホイールを用いて光源からの光を時分割で分離し、分離された光を光変調素子により光変調して映像を形成し、スクリーンへ投射するプロジェクタに関する。

近年、サイズの大きな映像を表示することが可能な表示装置として、プロジェクタが普及している。プロジェクタは、内部の光源からの光を赤、緑及び青の光の３原色に分離し、分離した光をＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）又は液晶パネル等の光変調素子により光変調して映像を形成し、形成された映像を投射レンズにより拡大してスクリーンへ投射するようにしてある。光源からの光を分離する方法として、赤、緑及び青のカラーフィルタを有するカラーホイールを回転させ、光源からの光を順に各カラーフィルタに通過させることで、時分割で光を分離する方法がある。

カラーホイールを備えるプロジェクタは、光源からの光を例えばレンズを用いてカラーホイールに集光するようにしてある。レンズによるカラーホイールへの集光位置は一定であり、カラーホイールのカラーフィルタには同じ位置に光が照射され続けるため、プロジェクタを使用し続けることによってカラーホイールのカラーフィルタが劣化するという問題があった。

特許文献１においては、モータの回転駆動力を駆動変換伝達機構により直線駆動力に変換してカラーホイールに伝達し、カラーホイールを径方向に所定の周期で移動させることによって、カラーホイールに設けられたフィルタへの光の入射位置を変更し、同一箇所にのみ光が集中して照射されることを回避できる色分離装置及びプロジェクタが提案されている。これにより、カラーホイールのフィルタの劣化を防止でき、色分離装置及びプロジェクタの長寿命化を実現できる。

また、カラーホイールを径方向へ移動させる機構を有する技術として、特許文献２乃至特許文献４においては、カラーホイールの内周側と外周側とでフィルタの配置を異なる配置とし、カラーホイールを径方向へ移動させることにより、テレビ番組又は映画等の動画を表示する場合、又はパーソナルコンピュータからの静止画を表示する場合等、映像の種類に応じて最適な色再現性及び明るさ等で表示を行うことができるプロジェクタが提案されている。また、特許文献４では、小型化が容易なカラーホイールの移動機構について言及されている。

一方、プロジェクタのカラーホイールは円盤状をなし、赤、緑及び青の３つの略扇型のカラーフィルタが円盤の周方向に配置された構成であるものが多く、このようなカラーホイールの場合には、カラーフィルタの境界部分にて純粋な赤、緑又は青の光が得られず、色が混在するため、表示する映像の画質を低下させるという問題がある。このため、例えばＤＭＤを備えるプロジェクタでは、光がカラーフィルタの境界部分を通過するときには、映像の表示を行わないようにＤＭＤを制御することで、画質の低下を防止している。このＤＭＤが表示を行わない期間はスポークタイムと呼ばれ、スポークタイムにカラーホイールが回転する角度はスポークタイム角と呼ばれている。

図１１は、カラーホイールに集光される光とスポークタイム角との関係を示す模式図である。図において１０がカラーホイールであり、Ａが光源からカラーホイール１０への光の集光領域（スポット）であり、θがスポークタイム角である。スポークタイム角θは、スポットＡのスポット径と、カラーホイール１０の径方向に関するスポットＡの位置とに応じて決定することができる。スポットＡがスポークタイム角θを中心角とする扇形の領域内に収まり、且つ、スポットＡのスポット径が最大である状態（図１１（ａ）参照）が、スポークタイム角θが最適な状態である。スポットＡがスポークタイム角θを中心角とする扇形の領域内に収まっていない場合（図１１（ｂ）参照）、色の混色が発生して画質を低下させる可能性がある。また、スポットＡが、スポークタイム角θを中心角とする扇形の領域内に収まっているが、スポット径が最大となっていない場合（図１１（ｃ）参照）、スポークタイム角θをより小さくすることが可能であり、スポット径に対してＤＭＤが表示を行わない期間が長いため、光源からの光を無駄にする期間が存在する。よって、プロジェクタでは、スポークタイム角θが図１１（ａ）に示す状態となるように、ＤＭＤの制御を行うようにしてある。
特開２００５−１５６６０７号公報 特開２００３−３０７７０５号公報 特開２００４−３１７５２８号公報 特開２００５−２０８１３１号公報

しかしながら、プロジェクタを継続して使用し続けた場合、光源をなすランプの発光部分の微小移動、ランプからの光を集光するためのレンズの配設位置の微小移動等の経時変化が発生し、カラーホイールに集光される光のスポット径が変化する虞がある。経時変化によりスポット径が変化した場合には、上述のように、表示される映像の画質が低下する虞があり、又は光源からの光を無駄にする虞がある。

また、特許文献１乃至特許文献４に係るプロジェクタはカラーホイールを径方向へ移動させるため、カラーホイールに集光される光のスポット径が一定であれば、カラーホイールの移動により、スポークタイム角θを中心角とする扇形の領域内にスポットＡが収まらなくなる、又はスポークタイム角θを中心角とする扇形の領域内で、スポット径が最大とならなくなる虞がある。この場合にも、表示される映像の画質が低下する虞があり、又は光源からの光を無駄にする虞がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、回転軸方向へカラーホイールを移動させる手段を備える構成とすることにより、光源からカラーホイールに集光される光のスポット径を、スポークタイム角に対して調整することができるプロジェクタを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、径方向へカラーホイールを移動させる手段を備える構成とすることにより、カラーホイールの同じ位置に光が照射されつづけることでカラーホイールのカラーフィルタが劣化することを防止できるプロジェクタを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、カラーホイールを支持する支持台を、送りねじ及びモータを用いて、カラーホイールの回転軸方向へ移動させる構成とすることにより、カラーホイールを簡単に、且つ、確実に回転軸方向へ移動させることができるプロジェクタを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、カラーホイールを支持する支持台を、送りねじ及びモータを用いて、カラーホイールの径方向へ移動させる構成とすることにより、カラーホイールを簡単に、且つ、確実に径方向へ移動させることができるプロジェクタを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、カラーホイールを支持する第１の支持台と、第１の支持台を支持する第２の支持台とを備えて、一方の支持台を送りねじ及びモータを用いて回転軸方向へ移動させ、他方の支持台を送りねじ及びモータを用いて径方向へ移動させる構成とすることにより、カラーホイールを簡単に、且つ、確実に回転軸方向及び径方向へ移動させることができるプロジェクタを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、光源からカラーホイールへ集光される光の集光領域が所定の範囲内に収まっているか否かを判定し、判定結果に応じてカラーホイールを回転軸方向へ移動させる構成とすることにより、スポークタイム角に合わせて光源からの光のスポット径を調整することができるプロジェクタを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、カラーホイールに対向配置される板体に、光源からの光を通過させるための径方向に長い長穴状をなす開口を形成し、開口の周縁に光センサを配して、光センサにより光の集光領域が所定の範囲内に収まっているか否かを判定する構成とすることにより、光源からの光のスポット径を簡単に判定して調整することができるプロジェクタを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、カラーホイールを径方向へ移動させた場合に、径方向への移動量に応じた移動量で、カラーホイールを回転軸方向へ移動させる構成とすることにより、径方向への移動に伴って生じる光源からの光のスポット径のスポークタイム角に対するずれを調整することができるプロジェクタを提供することにある。

本発明に係るプロジェクタは、回転手段により回転され、光源からの光を分離するカラーホイールを備え、該カラーホイールにより分離された光を光変調して映像を形成するプロジェクタにおいて、前記カラーホイールの回転軸方向へ、前記カラーホイールを移動させる軸方向移動手段を備えることを特徴とする。

本発明においては、カラーホイールを回転軸方向へ移動させる手段を設ける。カラーホイールを回転軸方向へ移動させることにより、光源からカラーホイールへ集光される光のスポット径を調整することができる。これにより、例えば経時変化によってスポット径が変化した場合に、スポット径の調整を行うことができるようになる。

また、本発明に係るプロジェクタは、前記カラーホイールの径方向へ、前記カラーホイールを移動させる径方向移動手段を備えることを特徴とする。

本発明においては、カラーホイールを径方向へ移動させる手段を設ける。例えば、タイマを供えてプロジェクタの使用時間を計時し、一定時間以上プロジェクタが使用された場合に、カラーホイールを径方向へ移動させ、光源からの光が集光される位置を変更する。これにより、カラーホイールのカラーフィルタが劣化しにくくなる。

また、本発明に係るプロジェクタは、前記カラーホイール及び前記回転手段を支持する支持台を備え、前記軸方向移動手段は、前記支持台に設けられた被螺合部に螺合する送りねじと、該送りねじを回転させるモータとを有し、前記支持台を前記カラーホイールの回転軸方向へ移動させるようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、カラーホイールを支持する支持台を回転軸方向へ移動可能とし、支持台に形成された被螺合部に螺合する送りねじをモータで回転させて、支持台の移動を行う。モータの制御によりカラーホイールの回転軸方向に関する位置を簡単に調整でき、支持台に螺合する送りねじを移動に用いることにより、支持台を微小な距離で確実に移動でき、モータの回転を停止させた後のカラーホイールの位置ずれが生じにくくなる。

また、本発明に係るプロジェクタは、前記カラーホイール及び前記回転手段を支持する支持台を備え、前記径方向移動手段は、前記支持台に設けられた被螺合部に螺合する送りねじと、該送りねじを回転させるモータとを有し、前記支持台を前記カラーホイールの径方向へ移動させるようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、カラーホイールを支持する支持台を径方向へ移動可能とし、支持台に形成された被螺合部に螺合する送りねじをモータで回転させて、支持台の移動を行う。モータの制御によりカラーホイールの径方向に関する位置を簡単に調整でき、支持台に螺合する送りねじを移動に用いることにより、支持台を微小な距離で確実に移動でき、モータの回転を停止させた後のカラーホイールの位置ずれが生じにくくなる。

また、本発明に係るプロジェクタは、前記カラーホイール及び前記回転手段を支持する第１の支持台と、該第１の支持台を支持する第２の支持台とを備え、前記軸方向移動手段は、前記第１の支持台又は前記第２の支持台のいずれか一方の支持台に設けられた被螺合部に螺合する軸方向送りねじと、該軸方向送りねじを回転させるモータとを有し、前記一方の支持台を前記カラーホイールの回転軸方向へ移動させるようにしてあり、前記径方向移動手段は、他方の支持台に設けられた被螺合部に螺合する径方向送りねじと、該径方向送りねじを回転させるモータとを有し、前記他方の支持台を前記カラーホイールの径方向へ移動させるようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、カラーホイールを支持する第１の支持台を回転軸方向又は径方向の一方に移動可能とし、第１の支持台を支持する第２の支持台を回転軸方向又は径方向の他方に移動可能とする。第１の支持台及び第２の支持台は、それぞれ送りねじ及びモータにより移動されるようにする。モータの制御によりカラーホイールの回転軸方向及び径方向に関する位置を簡単に調整でき、支持台に螺合する送りねじを移動に用いることにより、支持台を微小な距離で確実に移動でき、モータの回転を停止させた後のカラーホイールの位置ずれが生じにくくなる。また、第１の支持台及び第２の支持台の一方のみを移動させることができ、両方を同時に移動させることができる。

また、本発明に係るプロジェクタは、前記光源からの光を前記カラーホイールへ集光する集光手段と、該集光手段による前記カラーホイールへの光の集光領域が所定の範囲内に収まるか否かを判定する判定手段とを備え、前記軸方向移動手段は、前記判定手段の判定結果に応じて前記カラーホイールを移動させるようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、光源からカラーホイールへ集光される光の集光領域が所定の範囲内に収まっているか否かを判定し、判定結果に応じてカラーホイールを回転軸方向へ移動させる。例えば、経時変化によりカラーホイールへ集光される光のスポット径が変化した場合、これを検出することが可能であり、検出結果に応じてカラーホイールを移動させ、スポット径を調整する。

また、本発明に係るプロジェクタは、前記判定手段が、前記カラーホイールに対向配置される板体と、該板体に形成され、前記カラーホイールの径方向に長い長穴状をなす開口と、該開口の周縁部分に配された光センサとを有し、前記集光手段により集光された光が前記開口内を通過するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、光が通過する開口が形成された板体をカラーホイールに対向配置し、開口の周縁部分に光センサを配する。開口周縁の光センサが光を感知するか否かによって、集光された光が開口の開口面積より小さく集光されているか否かが判定できる。また、開口をカラーホイールの径方向に長い長穴状とする。これにより、カラーホイールを径方向に移動させるときに、板体がカラーホイールと共に移動する場合であっても、光源及び集光手段を移動させずにカラーホイールへ集光を行うことができる。

また、本発明に係るプロジェクタは、前記軸方向移動手段が、前記径方向移動手段による前記カラーホイールの移動量に応じて、前記カラーホイールを所定の移動量で移動させるようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、カラーホイールを径方向へ移動させた場合に、径方向への移動量に応じた移動量で、カラーホイールを回転軸方向へ移動させる。例えば、カラーホイールを径方向に移動させた場合に、光源から集光される光のスポークタイム角に対して生じるずれを予め測定しておき、測定結果に基づいてカラーホイールの径方向に関する移動量に対する回転軸方向の移動量を予め定めておく。カラーホイールを径方向に移動させる場合に、予め定められた移動量に応じて、カラーホイールを回転軸方向へ移動させ、光源から集光される光のスポークタイム角に対するずれを調整する。

本発明による場合は、回転軸方向へカラーホイールを移動させる手段を備える構成とすることにより、光源からカラーホイールへ集光される光のスポット径をスポークタイム角に対して調整することができるため、例えば経時変化によってスポット径が変化した場合にスポット径の調整を行うことができる。よって、プロジェクタがスクリーンに投射する映像の画質を高品質なものに保つことができる。

また、本発明による場合は、径方向へカラーホイールを移動させる手段を備える構成とすることにより、カラーホイールを径方向へ移動させて光源からの光が集光される位置を変更することができ、カラーホイールの同じ位置に光が照射され続けてカラーホイールのカラーフィルタが劣化することを防止できるため、プロジェクタがスクリーンに投射する映像の画質を高品質なものに保つことができる。

また、本発明による場合は、カラーホイールを支持する支持台を、送りねじ及びモータを用いて、カラーホイールの回転軸方向へ移動させる構成とすることにより、モータの制御によってカラーホイールの回転軸方向に関する位置を簡単に調整でき、支持台に螺合する送りねじを移動に用いることによって支持台を微小な距離で確実に移動できるため、簡単な構成で光源からカラーホイールに集光される光のスポット径の調整を行うことができ、調整機構を備えることによるプロジェクタの大型化を抑制できる。

また、本発明による場合は、カラーホイールを支持する支持台を、送りねじ及びモータを用いて、カラーホイールの径方向へ移動させる構成とすることにより、モータの制御によってカラーホイールの径方向に関する位置を簡単に調整でき、支持台に螺合する送りねじを移動に用いることによって支持台を微小な距離で確実に移動できるため、簡単な構成でカラーホイールの同じ位置に光が照射され続けてカラーホイールのカラーフィルタが劣化することを防止でき、この機構を備えることによるプロジェクタの大型化を抑制できる。

また、本発明による場合は、カラーホイールを支持する第１の支持台と、第１の支持台を支持する第２の支持台とを備えて、一方の支持台を送りねじ及びモータを用いて回転軸方向へ移動させ、他方の支持台を送りねじ及びモータを用いて径方向へ移動させる構成とすることにより、モータの制御によってカラーホイールの回転軸方向及び径方向に関する位置を簡単に調整でき、支持台に螺合する送りねじを移動に用いることによって支持台を微小な距離で確実に移動できるため、簡単な構成で光源からカラーホイールに集光される光のスポット径の調整を行うことができると共に、カラーホイールの同じ位置に光が照射され続けてカラーホイールのカラーフィルタが劣化することを防止でき、この機構を備えることによるプロジェクタの大型化を抑制できる。

また、本発明による場合は、光源からカラーホイールへ集光される光の集光領域が所定の範囲内に収まっているか否かを判定し、判定結果に応じてカラーホイールを回転軸方向へ移動させる構成とすることにより、カラーホイールへ集光される光のスポット径が変化した場合、これを検出することが可能であり、検出結果に応じてカラーホイールを移動させ、スポット径を調整することができるため、プロジェクタがスクリーンに投射する映像の画質を高品質なものに保つことができる。

また、本発明による場合は、カラーホイールに対向配置される板体に、径方向に長い長穴状をなし、光源からの光を通過させるための開口を形成し、開口の周縁に光センサを配して、光センサにより光の集光領域が所定の範囲内に収まっているか否かを判定する構成とすることにより、開口周縁の光センサが光を感知するか否かによって、集光された光が開口の開口面積より小さく集光されているか否かが簡単に判定できるため、光源からの光のスポット径の判定機構を備えることによるプロジェクタの大型化を抑制できる。

また、本発明による場合は、カラーホイールを径方向へ移動させた場合に、径方向への移動量に応じた移動量で、カラーホイールを回転軸方向へ移動させる構成とすることにより、径方向への移動に伴って生じる光源からの光のスポット径のスポークタイム角に対するずれを調整することができるため、プロジェクタがスクリーンに投射する映像の画質を高品質なものに保つことができる。

（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るカラーホイールの構成を示す正面斜視図である。図２は同背面図であり、図３は同側面図である。また、図４は同正面図であり、図５は同上面図である。

図において１０は、光源からの光を赤、緑及び青の３色に時分割で分離するカラーホイールである。カラーホイール１０は、略円盤形をなし、略扇形をなす赤色フィルタ１０Ｒ、緑色フィルタ１０Ｇ及び青色フィルタ１０Ｂの３つのフィルタが周方向に配置された構成にしてある。赤色フィルタ１０Ｒ、緑色フィルタ１０Ｇ又は青色フィルタ１０Ｂに光を通過させることによって、白色光を赤色成分のみの光、緑色成分のみの光又は青色成分のみの光に分離することができる。カラーホイール１０の中心には、モータ１１の回転軸１２が連結され、回転軸１２がカラーホイール１０の回転軸をなすようにしてある。よって、モータ１１を回転させることによってカラーホイール１０を回転することができ、カラーホイール１０を回転させることで光を時分割で分離することができるようにしてある。

また、モータ１１は、略矩形の板状の第１支持台１５の上面に固定されて支持されている。第１支持台１５は、第１支持台１５より上面の面積が広い略矩形の板状の第２支持台２０の上面に並設された２つのガイドレール２１、２１に支持されており、ガイドレール２１、２１に沿って摺動可能にしてある。なお、ガイドレール２１、２１は、カラーホイール１０及びモータ１１の回転軸１２の方向に第１支持台１５が摺動可能となるよう、回転軸１２と略平行に設けられている。

第２支持台２０の上面には、ガイドレール２１、２１に回転軸が略平行となるようにモータ２２が固定されている。モータ２２の回転軸には、第１支持台１５の側面に形成されたねじ穴１６に螺合する送りねじ２３が連結されており、モータ２２の回転により第１支持台１５をガイドレール２１、２１に沿って摺動できるようにしてある。

また、第２支持台２０は、第２支持台２０より上面の面積が広い略矩形の板状の第３支持台３０の上面に並設された２つのガイドレール３１、３１に支持されており、ガイドレール３１、３１に沿って摺動可能にしてある。なお、ガイドレール３１、３１は、第１支持台１５の移動方向に略直交する方向、即ちカラーホイール１０の径方向に第２の支持台が摺動可能となるよう、モータ１１の回転軸１２及び第２支持台２０に設けられたガイドレール２１、２１と略直交する方向に設けられている。

第３支持台３０の上面には、ガイドレール３１、３１に回転軸が略平行となるようにモータ３２が固定されている。モータ３２の回転軸には、第２支持台２０の側面に形成されたねじ穴２４に螺合する送りねじ３３が連結されており、モータ３２の回転により第２支持台２０をガイドレール３１、３１に沿って摺動できるようにしてある。

また、第１支持台１５には、略長方形の板状をなすスポット径判定部４０が、カラーホイール１０の正面に対向して立設されている。スポット径判定部４０には、カラーホイール１０の径方向、即ち第３支持台３０に設けられたガイドレール３１、３１と略同方向に長い略小判型の長穴である光通過穴４１が形成されており、光源からの光を光通過穴４１を通してカラーホイール１０に集光するようにしてある。

スポット径判定部４０の正面、即ち光源側の面には、光通過穴４１の周縁部分に４つの光センサ４２、４２…が配設されている。４つの光センサ４２、４２…は、２つの光センサ４２、４２が長穴の光通過穴４１の両端側に配されるようにして、光通過穴４１を等間隔で囲んで設けられている。例えば経時変化によりカラーホイール１０に集光される光のスポット径が大きくなった場合、光通過穴４１を通過する光の一部が光通過穴４１の周縁部分に照射され、光センサ４２、４２…が光を検知するため、光源からの光がカラーホイール１０の所定の領域内に集光されているか否かを判定することができるようにしてある。

図６は、本発明の実施の形態１に係るプロジェクタの構成を示すブロック図である。図６において１はプロジェクタであり、外部の再生装置であるＤＶＤプレーヤ１０１から与えられる映像信号を基に、光源であるランプ５１からの光を光変調素子であるＤＭＤ５５により光変調して映像を形成し、スクリーン１００へ投射するものである。

プロジェクタ１は、白色光を発するランプ５１を備えており、ランプ５１として例えばキセノンランプ又は水銀ランプ等のランプが用いられる。ランプ５１は、ランプ駆動部５７から与えられる駆動電圧により点灯して発光するようにしてあり、ランプ駆動部５７は、プロジェクタ１の各部の制御を行う制御部５０から与えられる駆動命令に応じてランプ５１を駆動するようにしてある。

ランプ５１が発する光は、コンデンサレンズ５２により、スポット径判定部４０の光通過穴４１を通してカラーホイール１０へ、所定のスポット径となるようにして集光される。カラーホイール１０は、モータ１１の回転軸１２に接続されており、制御部５０がモータ１１の回転を制御することでカラーホイール１０を回転させるようにしてある。カラーホイール１０には赤色フィルタ１０Ｒ、緑色フィルタ１０Ｇ及び青色フィルタ１０Ｂが周方向に配置されているため、モータ１１によりカラーホイール１０を一定の周期で回転させて、カラーホイール１０に集光された光を、例えば赤色光、緑色光及び青色光の順番に分離することができるようにしてある。

カラーホイール１０により３色に分離された光は、ロッドレンズ５３へ入射するようにしてある。ロッドレンズ５３は、入射した光を内部で多重反射させることにより、照度分布を平均化して出射するものである。ロッドレンズ５３の出射先にはリレーレンズ５４が配設してあり、ロッドレンズ５３から出射した光は、リレーレンズ５４に導かれてＤＭＤ５５へ入射するようにしてある。

ＤＭＤ５５は、ＣＭＯＳ半導体上に数十万〜数百万個の微小な可動鏡を敷き詰めたものであり、可動鏡を略＋１０度又は略−１０度の２種類の傾斜状態の間をスイッチングさせ、照射された光を２方向へ反射させることにより、光をデジタル変調することができる。プロジェクタ１はＤＶＤプレーヤ１０１にケーブルを介して接続される入力端子を有する入力部５８を備えており、制御部５０は、ＤＶＤプレーヤ１０１から入力部５８を介して与えられる映像信号に基づいてＤＭＤ５５を制御し、光変調を行って映像を形成するようにしてある。リレーレンズ５４からＤＭＤ５５へ照射された光は、制御部５０の制御によりスイッチングされる可動鏡によって選択的に反射され、選択された一方の光が投射レンズ５６へ導かれ、投射レンズ５６により拡大された映像がスクリーン１００へ投射されるようにしてある。

また、制御部５０は、カラーホイール１０及びモータ１１を支持する第１支持台１５を移動させる送りねじ２３に連結されたモータ２２と、第１支持台１５を支持する第２支持台を移動させる送りねじ３３に連結されたモータ３２との回転を制御するようにしてある。制御部５０は内部に図示しないタイマを備えており、タイマによってプロジェクタ１の使用時間を計時し、プロジェクタの使用時間が所定の時間を超過した場合に、モータ３２を回転させて第２支持台２０をカラーホイール１０の径方向へ移動させるようにしてある。また、スポット径判定部４０の光センサ４２、４２…による判定結果は制御部５０へ与えられ、制御部５０は与えられた判定結果に応じてモータ２２を回転させ、第１支持台１５をカラーホイール１０の回転軸方向へ移動させるようにしてある。

また、プロジェクタ１は、ＤＶＤプレーヤ１０１から入力部５８を介して入力されたデータを一時的に蓄積する、及び制御部５０が演算処理を行う場合に一時的にデータを格納する等の目的に利用されるメモリ５９を備えている。また、プロジェクタ１は、ユーザがプロジェクタ１に対して行う操作を受け付けるための操作部６０を備えている。操作部６０には、プロジェクタ１の電源のオン／オフを行う電源ボタン、プロジェクタ１が表示する映像の明度又はコントラスト等の設定メニューを表示するためのメニューボタン、及び表示されたメニューの項目を選択するためのカーソルキー等が設けられ、更に、ランプ５１からカラーホイール１０へ集光される光のスポット径の調整を行う指示をプロジェクタへ与えるための調整ボタン（図示せず）が設けられている。制御部５０は、操作部６０の調整ボタンが押下された場合に、スポット径判定部４０の判定結果に基づくカラーホイール１０の回転軸方向への移動を行うようにしてある。

図７は、本発明の実施の形態１に係るプロジェクタ１の制御部５０がカラーホイール１０へ集光される光のスポット径の調整を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。まず、制御部５０は、操作部６０に設けられた調整ボタンが押下されたか否かを調べ（ステップＳ１）、調整ボタンが押下されていない場合は（Ｓ１：ＮＯ）、調整ボタンが押下されるまで待機する。調整ボタンが押下された場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、スポット径判定部４０に設けられた４つの光センサ４２、４２…のいずれかが光を検出したか否かを調べる（ステップＳ２）。光センサ４２、４２…により光が検出されない場合（Ｓ２：ＮＯ）、モータ２２を回転させて第１支持台１５を移動させ、スポット径が大きくなるように、カラーホイール１０をランプ５１が配設されている側へ移動させる（ステップＳ３）。その後、ステップＳ２へ戻り、光センサ４２、４２…が光を検出するまでカラーホイールを移動させる。

ステップＳ２にて、光センサ４２、４２…により光が検出された場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、モータ２２をステップＳ３の場合と逆向きに回転させて第１支持台１５を移動させ、スポット径が小さくなるように、カラーホイール１０をロットレンズ５３が配設されている側へ移動させる（ステップＳ４）。次いで、スポット径判定部４０に設けられた４つの光センサ４２、４２…のいずれかが光を検出したか否かを調べる（ステップＳ５）。光センサ４２、４２…により光が検出された場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、ステップＳ４へ戻り、光センサ４２、４２…が光を検出しなくなるまでカラーホイール１０を移動させる。光センサ４２、４２…により光が検出されない場合（Ｓ５：ＮＯ）、制御部５０は処理を終了する。

図７に示す処理手順によりカラーホイール１０の移動を行うことで、コンデンサレンズ５２により集光されてスポット径判定部４０の光通過穴４１を通過する光を、光通過穴４１の外に漏れることがなく、光通過穴４１を通過することができる最大の大きさに調整することができ、この場合にカラーホイール１０へ集光される光のスポット径がスポークタイム角に対して最適な大きさとなるように、スポット径判定部４０のカラーホイール１０からの距離、及び光通過穴４１の最小径を予め定めておくことで、カラーホイール１０の移動によりスポークタイム角に対するスポット径の調整を行うことができる。

以上の構成のプロジェクタにおいては、カラーホイール１０及びモータ１１を支持する第１支持台１５が、第２支持台２０上に摺動可能に支持され、モータ２２の回転に応じてカラーホイール１０の回転軸方向へ移動可能とすることにより、ランプ５１から発せられ、コンデンサレンズ５２によりカラーホイール１０へ集光される光のスポット径を調整することができる。更に、第２支持台２０が第３支持台３０上に摺動可能に支持され、モータ３２の回転に応じてカラーホイール１０の径方向へ移動可能とすることにより、カラーホイール１０へ集光される光の位置を調整することができ、カラーホイール１０の劣化を防止することができる。

また、カラーホイール１０の移動は、第１支持台１５及び第２支持台２０をそれぞれモータ２２、３２及び送りねじ２３、３３を用いて移動させる構成であるため、構成が簡単であると共に、制御部５０の制御により細かな調整を行うことができ、モータを回転させない場合には確実に第１支持台１５及び第２支持台２０を不動に固定できる。また、長穴状の光通過穴４１の周縁に光センサ４２、４２…を設けたスポット径判定部４０を備える構成であるため、カラーホイール１０へ集光される光が所定の領域内に集光されているか否か、即ちスポークタイム角に対してスポット径が適切な大きさであるか否かを簡単に判定することができる。また、光通過穴４１はカラーホイール１０の径方向に長い長穴であるため、カラーホイール１０を径方向へ移動させた場合であっても、コンデンサレンズ５２からの光を光る通過穴４１を通してカラーホイール１０へ集光することができる。

なお、本実施の形態においては、ランプ５１から発せられた光を、コンデンサレンズ５２によりカラーホイール１０へ集光する構成としたが、これに限るものではなく、コンデンサレンズ５２を用いずに、楕円リフレクターを用いてランプ５１から発せられた光を直接カラーホイール１０へ集光する構成であってもよい。また、第１支持台１５をカラーホイール１０の回転軸方向へ移動可能とし、第２支持台２０をカラーホイール１０の径方向へ移動可能とする構成としたが、これに限るものではなく、第１支持台１５をカラーホイール１０の径方向へ移動可能とし、第２支持台をカラーホイール１０の回転軸方向へ移動可能とする構成であってもよい。また、第１支持台１５及び第２支持台２０を、それぞれモータ２２、３２及び送りねじ２３、３３を用いて移動させる構成としたが、これに限るものではなく、第１支持台１５及び第２支持台２０のいずれか一方又は両方を、他の方法により移動させる構成であってもよい。また、第１支持台１５及び第２支持台２０の移動を行うために、２つのモータ２２、３２を備える構成としたが、これに限るものではなく、クラッチ機構及び歯車機構等を用いて１つのモータの動力を送りねじ２３、３３の一方に切り替えて伝達し、第１支持台１５又は第２支持台２０を選択的に順次移動させる構成としてもよい。また、第２支持台２０が第３支持台３０に支持される構成としたが、これに限るものではなく、第２支持第２０がプロジェクタ１の筐体に支持される構成であってもよい。

またスポット径判定部４０の光通過穴４１の周縁に４つの光センサ４２、４２…を配設する構成としたが、これに限るものではなく、３つ以下又は５つ以上の光センサ４２、４２…を配設する構成であってもよい。また、光通過穴４１は、カラーホイール１０の径方向に長い略小判型の長穴としたが、これに限るものではなく、略長方形又は略円形等の他の形状であってもよい。更には、カラーホイール１０の径方向に長く、カラーホイール１０の中心側が縮幅された長穴としてもよく、この場合、カラーホイール１０の中心からの距離に応じてコンデンサレンズ５２により集光される光のスポット径を変化させることができる。また、スポット径判定部４０をカラーホイール１０及びコンデンサレンズ５２の間に配設する構成としたが、これに限るものではなく、カラーホイール１０及びロッドレンズ５３の間に配設する構成であってもよい。

また、図７に示すフローチャートにおいては、スポット径の調整をユーザが操作部６０に設けられた調整ボタンを押下することにより開始する構成としたが、これに限るものではなく、例えば制御部５０内に備えられたタイマによりプロジェクタ１の使用時間を計時し、プロジェクタが一定時間使用された場合に調整を行う構成としてもよく、プロジェクタ１の電源がオンされて起動する場合に毎回調整を行う構成としてもよい。また、経時変化によりスポット径が大きくなり、光センサ４２、４２…が光を検出した場合には、自動的に調整を行う構成としてもよい。

また、カラーホイール１０は、赤色フィルタ１０Ｒ、緑色フィルタ１０Ｇ及び青色フィルタ１０Ｂの３つのフィルタを有する構成としたが、これに限るものではなく、２つ以下又は４つ以上のフィルタを有する構成であってもよく、更にはカラーホイール１０の内周側と外周側とで各フィルタの配置が異なる構成であってもよい。また、プロジェクタ１が光変調素子としてＤＭＤ５５を備える構成としたが、これに限るものではなく、光変調素子として液晶パネルを備える構成であってもよい。また、プロジェクタ１の構成は、図６に示すブロック図の構成に限るものではなく、少なくともカラーホイールにより光源からの光を分離する構成であれば本発明の構成を適用することができる。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係るプロジェクタの構成を示すブロック図である。実施の形態２に係るプロジェクタ１ａは、図６に示す実施の形態１に係るプロジェクタ１のスポット径判定部４０を備えない構成である。プロジェクタ１ａの制御部５０ａは、内部に図示しないタイマを備えており、タイマによってプロジェクタ１ａの使用時間を計時し、プロジェクタ１ａの使用時間が所定の時間を超過した場合に、モータ３２を回転させて第２支持台２０をカラーホイール１０の径方向へ移動させ、カラーホイール１０の径方向への移動量に応じて、予め定められた移動量でカラーホイール１０を回転軸方向へ移動させるようにしてある。このときのカラーホイール１０の径方向及び回転軸方向への移動量はメモリ５９に予め記憶してあり、制御部５０ａはこれを読み出してモータ２２及びモータ３２を回転させてカラーホイール１０を径方向及び回転軸方向へ移動させるようにしてある。

図９は、カラーホイール１０を径方向に移動させた場合のスポークタイム角及びスポット径の関係を示す模式図である。図においてＡがランプ５１からコンデサレンズ５２によりカラーホイール１０へ集光された光の集光領域（スポット）であり、θがスポークタイム角である。スポットＡがスポークタイム角θを中心角とする扇形の領域内に収まり、且つ、スポットＡのスポット径が最大である状態（図９（ａ）参照）が、スポークタイム角θ及びスポットＡのスポット径が最適な状態である。

（ａ）の状態から、スポークタイム角θ、スポットＡのスポット径及びスポットＡの集光位置は変化させずに、カラーホイール１０の中心が集光位置に近づく方向（図９の上方向）へ、カラーホイール１０を移動させた場合（図９（ｂ）参照）、スポットＡがスポークタイム角θを中心角とする扇形の領域内に収まらない。このため、図９（ｂ）に破線で示すように、スポットＡのスポット径を小さくする必要がある。

また、（ａ）の状態から、スポークタイム角θ、スポットＡのスポット径及びスポットＡの集光位置は変化させずに、カラーホイール１０の中心が集光位置から遠ざかる方向（図９の下方向）へ、カラーホイール１０を移動させた場合（図９（ｃ）参照）、スポットＡはスポークタイム角θを中心角とする扇形の領域内に収まるが、スポット径が最大でない。このため、図９（ｃ）に破線で示すように、スポットＡのスポット径を大きくする必要がある。

カラーホイール１０の中心からスポットＡの集光位置までの距離と、スポットＡのスポット径との最適な関係は、スポークタイム角θが一定であれば一意的に決定することができる。カラーホイール１０の中心からスポットＡの集光位置までの距離は、カラーホイール１０の径方向への基準位置からの移動量で決定され、スポットＡのスポット径は、カラーホイール１０の回転軸方向への基準位置からの移動量で決定される。このため、カラーホイール１０の中心からスポットＡの集光位置までの距離に対して、最適なスポットＡのスポット径を予め測定又は算出等することにより、カラーホイール１０の径方向への移動量に対して、最適なカラーホイール１０の回転軸方向への移動量を予め決定することができる。よって、カラーホイール１０の径方向への移動量及び回転軸方向への移動量の対応関係を予めメモリ５９に記憶しておき、制御部５０ａがこれを読み出してカラーホイール１０の移動を行うようにしてある。

図１０は、本発明の実施の形態２に係るプロジェクタ１ａの制御部５０ａがカラーホイール１０の移動を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。制御部５０ａは、内部に備えられたタイマによりプロジェクタ１ａの使用時間を計時しており、タイマにより計時される使用時間が所定の時間を超過したか否かを調べる（ステップＳ２１）。所定の時間を超過していない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、使用時間が所定の時間を超過するまで待機する。

使用時間が所定の時間を超過した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、まず、モータ３２を回転させて第２支持台２０を移動させ、カラーホイール１０を予め定められた移動量で径方向へ移動させる（ステップＳ２２）。次いで、メモリ５９から予め記憶してあるカラーホイール１０の径方向への移動量に対する回転軸方向への移動量を読み出して（ステップＳ２３）、読み出した値に応じてモータ２２を回転させて第１支持台１５を移動させ、カラーホイール１０を回転軸方向へ移動させる（ステップＳ２４）。カラーホイール１０の移動終了後、タイマをリセットして（ステップＳ２５）、制御部５０ａは処理を終了する。

以上の構成のプロジェクタ１ａにおいては、カラーホイール１０の劣化を防止するために、カラーホイール１０を径方向へ移動させた場合に、ランプ５１から発せられ、コンデンサレンズ５２によりカラーホイール１０へ集光される光のスポット径をスポークタイム角に適するように調整できるため、プロジェクタ１ａが投射する映像を高品質に保つことができる。

なお、実施の形態２においては、カラーホイール１０の移動を制御部５０ａに備えられたタイマによる計時が所定の時間を超過した場合に行う構成としたが、これに限るものではなく、例えば操作部６０に備えられたボタンを操作した場合にカラーホイール１０の移動を行う構成であってもよい。また、実施の形態２に係るプロジェクタ１ａは、実施の形態１に係るプロジェクタ１に備えられたスポット径判定部４０を備えない構成としたが、これに限るものではなく、スポット径判定部４０を備えて、カラーホイール１０の回転軸方向への移動をスポット径判定部４０の判定結果に応じて行う構成であってもよい。この場合、スポット径判定部４０に形成される光通過穴４１は、カラーホイール１０の径方向に長く、カラーホイール１０の中心側が縮幅された長穴としてもよい。

なお、実施の形態２に係るプロジェクタのその他の構成は、実施の形態１に係るプロジェクタの構成と同様であるため、対応する箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

本発明の実施の形態１に係るカラーホイールの構成を示す正面斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るカラーホイールの構成を示す背面図である。 本発明の実施の形態１に係るカラーホイールの構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係るカラーホイールの構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態１に係るカラーホイールの構成を示す上面図である。 本発明の実施の形態１に係るプロジェクタの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係るプロジェクタの制御部がカラーホイールへ集光される光のスポット径の調整を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係るプロジェクタの構成を示すブロック図である。 カラーホイールを径方向に移動させた場合のスポークタイム角及びスポット径の関係を示す模式図である。 本発明の実施の形態２に係るプロジェクタの制御部がカラーホイールの移動を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。 カラーホイールに集光される光とスポークタイム角との関係を示す模式図である。

符号の説明

１、１ａ プロジェクタ
１０ カラーホイール
１１ モータ（回転手段）
１２ 回転軸
１５ 第１支持台
１６ ねじ穴（被螺合部）
２０ 第２支持台
２１ ガイドレール
２２ モータ
２３ 送りねじ
２４ ねじ穴（被螺合部）
３０ 第３支持台
３１ ガイドレール
３２ モータ
３３ 送りねじ
４０ スポット径判定部
４１ 光通過穴（開口）
４２ 光センサ
５０、５０ａ 制御部
５１ ランプ（光源）
５２ コンデンサレンズ（集光手段）
５３ ロッドレンズ
５４ リレーレンズ
５５ ＤＭＤ
５６ 投射レンズ
Ａ スポット
θ スポークタイム角

Claims (8)

1. 回転手段により回転され、光源からの光を分離するカラーホイールを備え、該カラーホイールにより分離された光を光変調して映像を形成するプロジェクタにおいて、
   前記カラーホイールの回転軸方向へ、前記カラーホイールを移動させる軸方向移動手段を備えること
   を特徴とするプロジェクタ。
2. 前記カラーホイールの径方向へ、前記カラーホイールを移動させる径方向移動手段を備える請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記カラーホイール及び前記回転手段を支持する支持台を備え、
   前記軸方向移動手段は、
   前記支持台に設けられた被螺合部に螺合する送りねじと、
   該送りねじを回転させるモータと
   を有し、
   前記支持台を前記カラーホイールの回転軸方向へ移動させるようにしてある
   請求項１又は請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記カラーホイール及び前記回転手段を支持する支持台を備え、
   前記径方向移動手段は、
   前記支持台に設けられた被螺合部に螺合する送りねじと、
   該送りねじを回転させるモータと
   を有し、
   前記支持台を前記カラーホイールの径方向へ移動させるようにしてある
   請求項２に記載のプロジェクタ。
5. 前記カラーホイール及び前記回転手段を支持する第１の支持台と、
   該第１の支持台を支持する第２の支持台と
   を備え、
   前記軸方向移動手段は、
   前記第１の支持台又は前記第２の支持台のいずれか一方の支持台に設けられた被螺合部に螺合する軸方向送りねじと、
   該軸方向送りねじを回転させるモータと
   を有し、
   前記一方の支持台を前記カラーホイールの回転軸方向へ移動させるようにしてあり、
   前記径方向移動手段は、
   他方の支持台に設けられた被螺合部に螺合する径方向送りねじと、
   該径方向送りねじを回転させるモータと
   を有し、
   前記他方の支持台を前記カラーホイールの径方向へ移動させるようにしてある請求項２に記載のプロジェクタ。
6. 前記光源からの光を前記カラーホイールへ集光する集光手段と、
   該集光手段による前記カラーホイールへの光の集光領域が所定の範囲内に収まるか否かを判定する判定手段とを備え、
   前記軸方向移動手段は、前記判定手段の判定結果に応じて前記カラーホイールを移動させるようにしてある請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
7. 前記判定手段は、
   前記カラーホイールに対向配置される板体と、
   該板体に形成され、前記カラーホイールの径方向に長い長穴状をなす開口と、
   該開口の周縁部分に配された光センサと
   を有し、
   前記集光手段により集光された光が前記開口内を通過するようにしてある請求項６に記載のプロジェクタ。
8. 前記軸方向移動手段は、前記径方向移動手段による前記カラーホイールの移動量に応じて、前記カラーホイールを所定の移動量で移動させるようにしてある請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載のプロジェクタ。

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