JP2008122887A

JP2008122887A - プロジェクタ装置

Info

Publication number: JP2008122887A
Application number: JP2006332565A
Authority: JP
Inventors: Ritsuo Koga; 律生古賀
Original assignee: ZERO RABO KK
Current assignee: ZERO RABO KK
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2008-05-29

Abstract

【課題】従来のプロジェクタ装置は、上方向への画像投影が必要な場合、何らかの補助装置を必要としていた。本発明では、何ら補助装置を必要とせず、また、光源の寿命を落とすことなく、種々の姿勢に配置して使用することを可能とするものである。
【解決手段】光源の配置状態を検出する光源位置センサと、前記光源を交流で駆動する光源駆動回路と、画像を形成する光学エンジン装置と、投影レンズと、本体ケースとを有し、前記光源の配置状態に応じて、この光源を駆動する。例えば、プロジェクタ装置の投影レンズが上向きの場合、光源を構成するランプの１対の電極の内の１つが、他方の電極よりも上に配置される。この時、上側に配置された電極への電流の供給量を、下側に配置された電極への電流の供給量よりも小さくする。このように、デューティーを変化させることにより、一方の電極だけより加熱されて、電極が劣化するということが防止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、投影形の高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）システムやビデオプロジェクタ等に使用される投影形の画像表示装置、例えばフロントプロジェクタや、リアプロジェクションテレビに関するものである。

本件発明者は、先に、特願２００１−７１９３７号に示される画像表示装置を発明した。この画像表示装置は、白色光源と、白色光源からの光線を２次光源として集光する集光ミラーと、２次光源の位置に配置され、白色光を時間的に光の３原色に分解するカラーフィルタと、コンデンサレンズと、第１及び第２の折り返しミラーと、２次元に配列された各ピクセルの微小ミラーの傾きを変化させることにより反射光の角度を変化させてオン／オフ状態を作る反射表示手段と、この反射表示手段によって表された画像をスクリーンに拡大して投影する投影レンズとを備えるものである。

図６は、上記従来技術の構造図であり、２０は白色光源のアーク（発光点）、２１は集光ミラーとしての楕円ミラー、２２は輪帯部分が光の三原色（赤、緑、青）に分割された回転可能なカラーフィルタ、２３は光学部品であるライトトンネル、２４はコンデンサレンズ、２５は折り返しミラーとしての平面ミラー、２６は第２の折り返しミラーとしての球面ミラー、２７は後述する反射表示手段としてのＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）、２８は第２のコンデンサレンズ、２９は投影レンズである。

ここで、ＤＭＤ２７は、「光学」（ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．６，ｐ．３１３〜３１４，１９９６年）に記載されているように、２次元的に配列した各ピクセルが微小なミラーから構成され、各ピクセルごとにその直下に配置されたメモリー素子による静電界作用によって上記微小ミラーの傾きを制御し、反射光の反射角度を変化させることによってオン／オフ状態を作る反射形表示素子である。そして、ピクセルがオフの状態では、当該ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズに入射せず、ピクセルがオンの状態では、当該ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズ２９に入射してスクリーンに画像を形成するように光学系部品を配置する必要がある。なお、各ピクセルの微小ミラーのオン時の傾き角は、ＤＭＤ２７の光線の入射面に対して１０から１２度程度と決められている。

特開２００２−２６８１４２

プロジェクタ装置では、通常、高圧水銀灯からなる放電ランプを光源として用いている。
この光源は、基本的には図２に示すように１対の電極１７が水平配置されるように配置されて使用される。
尚、１８は電極線、１９はモリブデン箔である。
この１対の電極１７の水平配置によって、密閉されたランプ内の熱は図中矢印で示すように対流し、各電極は均等に熱せられる。

しかしながら、例えば、通常の状態が横置きである場合、プロジェクタ本体を立てて置くと、１対の電極１７が垂直配置される。
このような場合、図３の矢印で示すように熱が上方に偏り、上側に位置された電極が下側に位置した電極よりも熱の対流によって加熱され、ランプ寿命が短くなってしまう。
従来のプロジェクタ装置では、上記の特許文献１に示されるように、このような状態を異常状態として、光源を消灯したり、減光したりしている。

しかしながら、例えば、天井に映像を投影して、寝ながら投影画像を見たいという需要がある。

このような使用は、上述のようにランプの寿命を短くする原因ともなり、これを実現するためには、例えばプロジェクタ装置は通常に配置し、画像を水平に投影した上で、鏡で投影画像を上に反射させるようなことを行わなければならなかった。

本発明は、光源と、この光源の配置状態を検出する光源位置センサと、前記光源を交流で駆動する光源駆動回路と、光源から出力される出力光によって、画像を形成する光学エンジン装置と、この光学エンジン装置で構成された画像を拡大して投影する投影レンズと、これらの部材を収納する本体ケースとを有し、前記光源駆動回路は、前記本体ケースの置き方によって定まる前記光源の配置状態に応じて、投影動作を遮断することなく、或いは光量を減少させることのないように、この光源を駆動することを特徴としている。

例えば、プロジェクタ装置の投影レンズが上向きになるように配置する場合、光源を構成するランプの１対の電極の内の１つが、他方の電極よりも上に配置される。
このような場合、上側に配置された電極への電流の供給量を、下側に配置された電極への電流の供給量よりも小さくする。
このように、デューティー比や電流比を変化させることにより、一方の電極だけより加熱されて、電極が劣化するということが防止される。

従来のプロジェクタ装置では、水平方向への画像投影のみが正常な状態での使用とされており、それ以外の例えば上方向への画像投影が必要な場合、何らかの補助装置を必要としていた。
これに対して、本発明では、何ら補助装置を必要とせず、また、光源の寿命を落とすことなく、プロジェクタ装置本体自体を種々の姿勢に配置して使用することが可能となる。

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の実施形態を示すプロジェクタ装置の構造図であり、主要部品の位置関係を示している。

この図１において、１は光源、２はこの光源を収納するハウジング、３はこのハウジングに収納され、光源の水平面に対する姿勢を検出する傾斜センサ、４は、光源１を駆動する光源駆動回路である。

この光源１から出力される白色光は、以下の構成部材からなる光学エンジン部５に入射される。
６は光源から出力された光を反射して、光路を変更すための第１のミラー、７は光源から出力される白色を赤色、青色、及び緑色に分解するためのカラーホイール装置、８は色分解された光を均一にするライトトンネル、９はライトトンネル８から出力された均一光の照射面を、デジタルマイクロミラーデバイス１２のミラー面（反射面）の大きさ程度にに整えるリレーレンズである。
１０は、リレーレンズ９を透過した光を反射して光路を変更するための第２のミラー、１１は、第１のミラーからの光を集光してデジタルマイクロミラーデバイス１２のミラー面（反射面）に照射する第３のミラー、１３は投影レンズである。

１４は光源１を冷却するための排気用ファン、１５は図示しないパーソナルコンピュータ或いは映像機器から入力される映像信号に応じて、デジタルマイクロミラーデバイス１２を駆動するメイン基板、１６はプロジェクタ本体ケースである。

デジタルマイクロミラーデバイス１２は、投影画像を形成するための素子であり、投影画像を構成する各画素に対応した微小のミラーで構成された反射面を有し、それぞれの画素ミラーは、回転軸を中心に、回転動作によって傾斜される。
尚、本実施例では、水平面に対して１２度傾斜した状態をオン状態、−１２度傾斜した状態をオフ状態とし、オン状態で投影レンズに反射光が投影画像としてが導かれる。

図７は、プロジェクタ本体を水平に配置した状態を示しており、光源は、水平面に対して水平に配置されている。
この配置姿勢が基本的な配置姿勢であり、投影光は、水平に出力される。
図中３０は排気口、３１は外部機器と接続し画像信号を入力するための入力端子、３２はスタンバイ、入力端子の切替えなどを行うためのスイッチである。

図８は、プロジェクタ本体を垂直に配置した状態を示しており、光源は、水平面に対して垂直に配置されている。
このとき、投影光は上に出力され、光源１は、出力光を下に出力するように、垂直に配置される。
本実施例では、このように、プロジェクタ装置本体ケース１６を立てた状態でも利用可能とするため、排気口３０、入力端子３１は、投影レンズ１３の配置面を正面として、その側面に設けられている。
尚、従来のプロジェクタ装置では、投影レンズ１３の配置面を正面として、その裏面に入力端子を設けているが、本実施例では、設置面として用いられるため、図示しないが入力端子及び排気口は設けられていない。

図４のタイミングチャートを用いて、本実施例の動作を説明する。
光源２のランプが、図２に示すような水平姿勢の配置であることが、傾斜センサーで検出されると、１対の電極には、夫々５０％のデューティーとなるように光源は、光源駆動回路によって交流駆動される。

光源２のランプが、図３に示すような垂直姿勢の配置であることが、傾斜センサーで検出されると、上方に位置されたの電極には３０％、下方に位置された電極には７０％となるようなデューティーで、光源は光源駆動回路によって交流駆動される。

尚、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、図５（ａ）に示すように、下側に位置した電極について、電流の切り替えタイミングで、高電流パルスを印加するようにして、電極のフォーミングを行ってもよい。

また、同図（ｂ）に示すように、上側に位置した電極について、電流の切り替えタイミングで、高電流パルスを印加するようにして、電極のフォーミングを行ってもよい。

また、デューティー比は、上述の例に限定されず、例えば、２０％と８０％、或いは４０％と６０％であってもよい。
また、傾斜角度に応じて、デューティーを変更するような制御を行ってもよい。

更に、図６に示すように、デューティー比ではなく、電流比を制御してもよい。例えば、デューティー比は５０％均一とし、上方に位置されたの電極には３０％、下方に位置された電極には７０％となるような電流値で交流駆動される。

また、本発明は、プロジェクタの内部構成、構造、外形などは、上述の実施例に限定さるものではなく、種々の変更が可能である。
交流駆動の光源を用いる装置に適用可能であり、例えば、液晶型プロジェクタであってもよい。

以上述べたように本発明では、プロジェクタ装置の姿勢に係わらず、性能の劣化を伴うことなく、必要な光量の投影動作が可能となるため、家庭用のモバイル型ホームプロジェクタとして利用できる。

図１は、本発明の実施例の形態に係る主要な構成を示す構成図である。図２は、光源の水平配置を示す図である。図３は光源の垂直配置を示す図である。図４は本発明の実施例の光源の動作を示すタイミングチャート図である。図５は、本発明の他の実施例の光源の動作を示すタイミングチャート図である。図５は、本発明の他の実施例の光源の動作を示すタイミングチャート図である。図７は、プロジェクタ装置の水平配置を示す図である。図８はプロジェクタ装置の垂直配置を示す図である。図９は、従来のプロジェクタ装置の構造図である。

符号の説明

１：光源
３：位置センサ
４：光源駆動回路

Claims

光源と、この光源の配置状態を検出する光源位置センサと、前記光源を交流で駆動する光源駆動回路と、光源から出力される出力光によって、画像を形成する光学エンジン装置と、この光学エンジン装置で構成された画像を拡大して投影する投影レンズと、これらの部材を収納する本体ケースとを有し、前記光源駆動回路は、前記本体ケースの置き方によって定まる前記光源の配置状態に応じて、投影動作を遮断することなく、或いは光量を減少させることのないように、前記光源を駆動することを特徴とするプロジェクタ装置。
前記光源位置センサは、光源の光軸が水平面に対してどの程度傾斜しているか検出する傾斜センサであることを特徴とする請求項１項記載のプロジェクタ装置。
前記光源の配置状態とは、光源を構成する電極対の配置であり、前記光源位置センサによって、この電極対の相対的な上下の位置関係を検出し、上方に位置する電極へ印加する電流を、下方に位置する電極への電流の印加量より大きくなるように、印加電流のデューティー比を変更するように光源を駆動することを特徴とする請求項１項記載のプロジェクタ装置。
前記光源の配置状態とは、光源を構成する電極対の配置であり、前記光源位置センサによって、この電極対の相対的な上下の位置関係を検出し、上方に位置する電極へ印加する電流を、下方に位置する電極への電流の印加量より大きくなるように、印加電流の電流比を変更するように光源を駆動することを特徴とする請求項１項記載のプロジェクタ装置。
前記光源の配置状態とは、光源の水平面に対する傾斜状態であり、前記光源位置センサによって、この傾斜状況を検出し、水平以外の場合に、光源の駆動波形の終端部にパルス電流を印加するように光源を駆動することを特徴とする請求項１項記載のプロジェクタ装置。