JP2009525500A - ランプ移動システムを備える投影装置 - Google Patents

Abstract

光ビームを生成するように設けられ、作動位置に配置された投影主光源を備えており、主光源が光学的な投影システムとともに配置される投影装置である。投影装置は、主光源と交換するように設けられ、第１待機位置に配置されたスペア光源と、主光源を作動位置から第２待機位置に移動させ、またスペア光源を第１待機位置から作動位置に移動させるために、主光源及びスペア光源が導かれて移動できるように設けられた案内手段とを備える。案内手段によって、スペア光源の第２移動軌道とは異なる、第１移動軌道に沿って主光源が移動することが可能になる。

Description

本発明は、投影装置に関し、特に、請求項１のプリアンブルに係るビデオプロジェクターに関する。

投影装置は、実質的に、照明システムと投影システムとの主に２つのグループを備える。照明システムは、１つ以上の光源（通常はアーク灯であるが、白熱灯又はＬＥＤであってのよい。）を備える。その光源は、映像を投影するために必要な光を発するものであり、また典型的には放物線又は楕円形の反射体を備えるものである。概ね、照明システムは、第１グループの光学要素を含んでおり、例えばビデオプロジェクターの場合、非球面集光レンズ及びインテグレーティングバーは、光源で発するビームを円滑にするために使用されるものであって、照明システムの一部であると考えられる。

次に、投影システムは、照明システムによって生成された光を収集して、画像（画像が連続するビデオプロジェクターにおいては、特に画像の画素）を生成するために適するように処理する。投影装置がフィルムプロジェクター（即ち、ビデオプロジェクター）であるか、イメージプロジェクター（例えば、スライドプロジェクター）であるかに応じて、投影システムは大きく異なるが、しかしながら、いずれの投影装置もなお、一般に多くの要素を有して問題を抱えた照明システムを使用している。本発明は特に照明システムに関し、それは、フィルム用であるかイメージ用であるかに関わらず、概ねいかなる投影装置にも適用できる。しかしながら、以下の説明では、限定する趣旨ではなく例示の趣旨で、ビデオプロジェクターを用いる。

上述のように、従来のビデオプロジェクターは、その詳細は図１に図式的に示されるが、関連付けられた放物線状の反射体を備え、その反射体は、典型的には円形断面を有する光ビームを放射する。上記ビームは、参照符号２で示す非球面集光レンズによって、光学ガラスを用いて平行に備えられ、出力光ビームを滑らかにするインテグレーティングバー３に送られる。

インテグレーティングバーから出る光ビームは、照明システムによって収集され、特に光は、リレーレンズとして知られ、参照符号１４で示される収束レンズシステムによって収集される。光は、次に、図１に示さないプリズムシステムに送られる。プリズムシステムは、従来技術によると、光ビームを３つの主成分に分解し、３つの主成分は、例えば３つのＤＭＤのような３つの異なるパネルの活性表面に伝えられる。参照符号５で示す点線は、平面を支持するプロジェクタの断面を図式的に示す。

ランプが切れた場合、上述のビデオプロジェクターは作動しなくなり、ランプを取り替えなければならない。この操作の場合、スペアランプを備えることが必要になり、長時間掛かる。（例えば、障害での非作動時間を確実に抑制するために、又は、プログラム化された置換のために、）光源を自動的に素早く交換する一部の応用の場合、壊れたランプを置き換えるために、投影装置は迅速に作動位置にすることを可能にするスペアランプを備える。図２及び３は、メインランプとスペアランプを含む２つの従来のプロジェクタの解決手段を示す。

図２ａの第１の解決手段において、２つのランプ６及び７が、支持部３及び９のそれぞれに備えられ、それらのランプは、ガイド１０に沿って垂直方向へのスライド移動のみができる。図２ａにおいて、ランプ６は非作動のスペアランプである間、ランプ７は作動している。

ランプ７が壊れると、手でランプを下方に押し下げることによって、図２ｂのような状態にすることができる。この状態で、２つのランプの役割は入れ替わっており、ランプ６が作動し、ランプ７が交換されるとスペアランプとして使用される。次の交代は、ランプ６及び７を情報に移動させることによって行われる。図２ａの解決は、ガイド１０が伸びる方向に多くの空間が必要になるという主な欠点を抱える。そのため、照明システムと投影システムとが同じ筐体に収容される場合、投影装置の大きさを制限することが困難になる。

図２ａ及び２ｂに示すシステムの更なる欠点は、いずれの状態（図２ａ及び２ｂ）においてもランプの正確な位置及び方向を保証できないという問題がある。実際に、ランプが非球面集光レンズに正確に位置付けられて方向付けられなければ、著しく効率が低下する。

上述の欠点を取り除くために、図３のシステムが提案されている。この場合、両方のランプ１１及び１２が固定され、図３ａ及び３ｂに示すように、光源はポイントＣを中心に回転する回転ミラー１３によって切り替えられる。ミラーが図３ａの位置にある場合、ランプ１２が作動しており、ランプ１１はスペアランプである。図３ｂに示すように、４５度だけミラー１３が回転することによって、ランプ１１が作動し、ランプ１２が交換されてスペアランプとなる。

この解決方法は特に、両光源１１及び１２を集光レンズ２から更に遠くに配置する必要があり、そのため、ランプによる光ビームの経路が伸びて、システムの光学的な効率が低下する。

本発明の主たる課題は、当業者に知られたシステムの代わりを示し、光路を変えずに簡単かつ迅速に交換可能な解決を見出すことにある。

更に、本発明の目的は、投影装置に使用されるランプの位置付け及び方向付けの問題を解決することにあり、そこでは、ランプは同じ機械的な移動機構によって交換される。

本発明のこれら及び他の目的は、本明細書の記載の不可欠な部分として意図された添付の特許請求の範囲に記載の特徴を組み入れた投影装置によって実現される。更に、本発明の目的及び利点は、以下の詳細な説明によって、また、限定しない例示の趣旨で示される添付の図面によって、明らかになるであろう。

種々の図面において、同一の参照符号によって示されるブロックは、同一の機能を有する。又、図は、本明細書に説明する種々の装置の垂直方向の平面への投影を示す。

図４ａを参照すると、装置は、
参照符号１５及び１６によって示されほぼ９０度を形成する２つのストレート・ガイドが取り付けられた参照符号１４によって示される堅い筐体と、
参照符号１７によって示され、上記筐体の２つの壁（図示せず）に固定された機械ピンと、
参照符号２０及び２１によって示されるそれぞれの支持部に含まれ、参照符号１８及び１９によって示される２つのランプとを備える。
上記支持部は、ピン２２及び２３のそれぞれと一体であり、図４ａに明らかなように、ピン２２はガイド１５に沿って垂直方向にスライド移動できる。その一方で、ピン２３は、ガイド１６に沿って水平方向にスライド移動できる。図４ａに明らかなように、ピン２２は、ガイド１５に沿って水平方向に移動できる。
参照符号２４及び２５によって示される２つのアーム部は、例えば、参照番号２７によって示され、ピン１７を中心に回転可能な支持部の両方ともが堅く固定されることによって、互いに欠くことができないように作られる。

図４ａに示す状態の場合、ランプ１９は、非球面集光レンズ２を通って光学システムに光ビームを送出して以来作動しており、他方でランプ１８はスペアランプである。もちろん、光ビームが非球面集光レンズ２に到達するために、筐体１４は、図示しないが、上記集光レンズに応じた開口を有する必要がある。

例えば手動で、図４ａに示すように支持部に固定されるレバー２６に力Ｆが掛けられると、支持部２７及びアーム部２４及び２５は、参照番号３０によって示される矢印に向きを変える。ピン２２にはガイド１５に沿ってスライド移動させる力が掛かり、また参照番号２８によって示され、上記ピンが内部を移動できるアーム部２４が有する溝によってこの移動が可能になるため、アーム部２４が回転することによって、ランプ１８は垂直方向の下方に転換する。同時に、ピン２３にはガイド１６に沿ってスライド移動させる力が掛かり、また参照番号２９によって示され、ピン２３が内部を移動できるアーム部２５が有する溝によってこの移動が可能になるため、アーム部２５が回転することによって、ランプ１９は左方へ水平移動する。ランプ１８がシステムを照射し、ランプ１９が交換されてスペアランプとして使用される図４ｂの位置に装置がなると、上記回転そしてそれによるランプの交換操作が終了する。

分かり易くするため、図４ｃは、図４ａの初期位置態と図４ｂの終了位置との間の装置の中間位置を示しており、溝２８及び２９におけるピン２２及び２３の位置を示す。もちろん、ランプ１８を交換するためには、図４に示すアーム２４及び２５の回転方向を逆向きにする必要があり、従って、同図に示すものと反対の力が、例えば手動で、レバー２７に掛けられなければならない。

提案の装置の利点は、上述の記載から明らかであり、アクセスのし易さや空間の問題を引き起こすことなく、また、光学システムに導かれる光ビームの経路を延長させることなく、ビデオプロジェクターの支持プレート５に関して同じ側でランプが移動する。

更に、ランプが作動する位置は、ガイド１５及び１６が合流する頂点によって示され、そのため、非球面集光レンズに対するその位置は、非常に正確であり、ずれる危険は極めて低い。このことは、支持部２０に設けられたランプ及び支持部２１に設けられたランプのいずれにもあてはまる。

手動の代わりに、アーム部を回転させるために必要な力は、例えば、図５に示すような電気モータによって得られる。そのモータは、参照番号３１によって示されており、従来の技術によると、図５に示さないネジが切られた回転子を有し、筐体１４に固定されて備えられる。その回転子は、参照番号３２によって示すウォームスクリューの水平方向の直線状の移動を可能にする。次に、上記スクリューは、ピン３３を移動させ、それによって、支持部２７及び、ピン１７を中心としたアーム部２４及び２５の回転に必要な力をレバー２６に伝達する。ピン３３が水平方向に移動することは、溝３４によって容易になる。筐体１４は、図５には示さないが、スクリュー３２が通過することを可能にする開口を有する。

他の実施の形態によると、図示しないが、回転移動は、モータのシャフトに直接に支持部２７を嵌合することによって、達成される。

２つの光源の移動も、２つの光源が関連付けられた２つの特定の支持部において、２つのそれぞれのモータによって達成される。

ランプを移動させるためにモータを使用することによって、自動ランプ交換機能を提供することが可能になる。従来技術を用いることによって、障害が生じた場合、センサは、ランプのオフ状態を検知し、モータを制御する回路に適切な信号を送信する。モータは、次に、必要な方向に始動する。

本発明の新規な精神から逸脱することなく本発明に係るランプ移動装置に多くの変形がなし得ることは、明らかである。例えば、ランプを自動的に交換することは、障害が生じた場合だけでなく、予め決めた間隔であってもよく、それによって、全作動時間を異なる光源間で分担させることができ、また、異なる特性（例えばパワー）を有する光源を使用することができる。これらの場合、モータは、例えば、適切にプログラムされた電気マイクロプロセッサ・ユニットによって制御される。更に、（有線且つ／又は無線で電気ユニットに接続された）制御手段は、ユーザ又は保守技術者が必要に応じてランプを交換できるように備えられてもよく、例えば、システムが制御キーパッド（及び好ましくはディスプレイ）を備える。

最後に、光源を移動させるガイドは、特に支持部材において、直線状でなくてもよく、また、９０度とは異なる角度（例えば１００度又は１１０度又は１２０度）を形成してもよいが、それでもなお、好ましくは頂点において合流する。

１つのランプを用いた、従来のビデオプロジェクターの照明システムを示す。 ランプを移動させるための従来の装置を示す。 ランプを移動させるための従来の第２の装置を示す。 本発明に係る、ランプを移動させるための装置の第１実施形態を示す。 本発明に係る、ランプ移動装置の第２実施形態を示す。

Claims (22)

1. 光学投影システムとともに配置されており、作動位置に配置された光ビームを生成するように設けられた投影主光源と、
   第１待機位置に配置され、上記主光源を交換するように設けられたスペア光源と、
   上記作動位置から第２待機位置に上記主光源を移動させ、また上記第１待機位置から上記作動位置に上記スペア光源を移動させるために、上記主光源及び上記スペア光源の案内された移動が可能になるように設けられた案内手段とを備える投影装置であって、
   上記案内手段は、第１移動軌道、具体的には第１軸に沿って上記主光ビームが移動することを可能にし、上記第１移動軌道は、上記スペア光源の第２移動軌道、具体的には第２軸とは異なることを特徴とする投影装置。
2. 上記案内手段は、２つの直角に交わる直線状のガイド部分を有することを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
3. 上記投影装置は、上記装置のコンポーネントを収容するように設けられた筐体を備え、
   上記第１及び第２の待機位置は、上記筐体の中に含まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の投影装置。
4. 少なくとも上記ガイド部分は、主光源交換フェーズの間にも、上記筐体の中に含まれることを特徴とする請求項３に記載の投影装置。
5. 上記光源を移動させるための手段を備え、
   具体的には、上記光源に関連付けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の投影装置。
6. 上記移動手段は、上記装置の光源と一体となったピンが挿入される細長い溝を有する少なくとも１つのアーム部を備え、
   上記アーム部は、回転部材と一体となり、その結果、上記アーム部が回転することによって、上記光源が移動するようにピンに力を掛けることを特徴とする請求項５に記載の投影装置。
7. 上記移動手段は、上記装置の光源と一体になったピンが挿入される細長い溝を有する２つのアーム部の各々を有し、上記アーム部は、回転部材と一体となり、上記主光源及び上記スペア光源に対してそれぞれ自由に回転でき、その結果、上記回転部材が回転することによって、上記アーム部は、それぞれの光源を移動させるように、それぞれのピンに力を掛けることを特徴とする請求項６に記載の投影装置。
8. 上記回転部材の回転を制御するための電動システムを備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の投影装置。
9. 上記電動システムは、上記投影装置の電動ユニットによって制御されるモータを備えることを特徴とする請求項８に記載の投影装置。
10. 投影光源を交換するために上記装置のユーザが上記モータを制御できるように、上記電動ユニットに接続された制御手段を備えることを特徴とする請求項９に記載の投影装置。
11. 上記電動ユニットは、上記装置の作動パラメータに従って上記モータを制御するように設けられることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の投影装置。
12. 上記作動パラメータは、上記投影光源の全作動時間を含むことを特徴とする請求項１１に記載の投影装置。
13. 上記制御ユニットは、各投影で、上記光源が上記主光源と上記スペア光源との間でより短い操作時間を有するワーク位置に移動するように設けられることを特徴とする請求項１２に記載の投影装置。
14. 上記操作パラメータは、光源に関する不具合の指標を含むことを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の投影装置。
15. 光源の障害を検知し、上記障害信号を上記コントロールユニットに送信するように設けられたセンサを含むことを特徴とする請求項１４に記載の投影装置。
16. 上記主光源及び上記スペア光源は、異なる技術的特徴を有することを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の投影装置。
17. 制御手段を介してユーザにより送信されたコマンドに基づいて選択された光源を稼働位置に移動させるように設けられた電気ユニットを備えることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の投影装置。
18. 上記移動システムは、モータ（３１）の回転子の回転運動を、レバー（２６）の溝をスライドする突出ピンの並進運動に変換させるように設けられた送信手段（３２）を備えることを特徴とする請求項５から１７のいずれか１項に記載の投影装置。
19. 上記送信手段は、上記回転子のネジ山に係合し、上記ピン（３３）が並進するように設けられたウォームネジ・システムを備えることを特徴とする請求項１８に記載の投影装置。
20. 上記移動手段は、回転部材及びモータと一体化したシャフトを備え、上記モータは上記シャフトを回転させるように設けられることを特徴とする請求項５から１７のいずれか１項に記載の投影装置。
21. 上記移動手段は、上記主光源及びスペア光源のそれぞれを、上記光源に関連付けられた特定の支持部において移動させるように設けられた２つのモータを備えることを特徴とする請求項５から１７のいずれか１項に記載の投影装置。
22. 稼働位置の光源の底面部に、上記装置の支持基体が置かれていることを特徴とする請求項１から２１のいずれか１項に記載の投影装置。

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