JP2014059482A - Light source device and projection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置及びそれを用いた投影装置に関する。 The present invention relates to a light source device and a projection device using the same.
一般に、パーソナルコンピュータ等から出力された画像データに基づく画像をスクリーン等に投影する投影装置が知られている。このような投影装置の一種として、光源から射出された光をデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ；登録商標）と呼ばれるマイクロミラー素子に集光させ、このマイクロミラー素子からの反射光で画像を形成する方式を採る投影装置が知られている。 In general, a projection device that projects an image based on image data output from a personal computer or the like onto a screen or the like is known. As one type of such a projection apparatus, light emitted from a light source is condensed on a micromirror element called a digital micromirror device (DMD; registered trademark), and an image is formed by reflected light from the micromirror element. There is known a projection apparatus that adopts the method of performing the above.
この種の投影装置においては、光源から出射された光をマイクロミラー素子に集光し、マイクロミラー素子から出射された光を投影光学系に集光するために、マイクロミラー素子の直前にフィールドレンズと呼ばれるレンズが設けられている。この種の投影装置として、例えば特許文献１において提案された投影装置が知られている。 In this type of projection device, a field lens is disposed immediately before the micromirror element in order to condense the light emitted from the light source onto the micromirror element and to collect the light emitted from the micromirror element onto the projection optical system. A lens called is provided. As this type of projection apparatus, for example, the projection apparatus proposed in Patent Document 1 is known.
通常、フィールドレンズは、何等かのホルダによって保持されるものである。ここで、フィールドレンズを保持するホルダの成型誤差により、ホルダにねじれ等が発生してしまうと、成型の時点でフィールドレンズの姿勢が崩れてしまう。レンズ姿勢が崩れたままで投影装置を使用してしまうと、投影画像の解像に悪影響を及ぼしてしまう。従来、このようなレンズ姿勢の崩れを直すためには、組み立てが完了した後の投影レンズ部を分解し、その後に部品を取り替える等の煩雑な作業が必要となる。 Usually, the field lens is held by some kind of holder. Here, if the holder is twisted due to a molding error of the holder that holds the field lens, the posture of the field lens is lost at the time of molding. If the projection apparatus is used while the lens posture is broken, the resolution of the projected image is adversely affected. Conventionally, in order to correct such a collapse of the lens posture, it is necessary to perform complicated operations such as disassembling the projection lens unit after the assembly is completed, and thereafter replacing the parts.
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたものであり、分解等の煩雑な作業を必要とすることなく、レンズの姿勢を調整することが可能な光源装置、及びそれを用いた投影装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a light source device capable of adjusting the posture of a lens without requiring complicated work such as disassembly, and a projection device using the same. The purpose is to provide.
前記の目的を達成するために、本発明の一態様の光源装置は、光源からの光を集光するレンズと、前記レンズを保持するホルダと、前記ホルダを内部に収納するフレームと、を備え、前記フレームには、前記フレームを貫通し、前記ホルダに当接する調整ネジが挿入されるネジ穴が形成され、前記ホルダは、一面が前記フレームに固定されており、前記フレームに固定される一面以外の面には、テーパ状の溝が形成され、前記調整ネジは、前記溝の側面に当接するように前記ネジ穴に挿入されて前記ホルダの姿勢を矯正する。 In order to achieve the above object, a light source device according to an aspect of the present invention includes a lens that collects light from a light source, a holder that holds the lens, and a frame that houses the holder. The frame is formed with a screw hole through which the adjustment screw that contacts the holder is inserted. The holder has one surface fixed to the frame, and one surface fixed to the frame. A taper-shaped groove is formed on the other surface, and the adjustment screw is inserted into the screw hole so as to abut on the side surface of the groove to correct the posture of the holder.
本発明によれば、分解等の煩雑な作業を必要とすることなく、レンズの姿勢を調整することが可能な光源装置、及びそれを用いた投影装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light source device which can adjust the attitude | position of a lens, and a projection apparatus using the same can be provided, without requiring complicated work, such as decomposition | disassembly.
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る投影装置としてのプロジェクタは、マイクロミラー表示素子を用いたＤｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＤＬＰ）（登録商標）方式を用いている。本実施形態に係るプロジェクタ１の外観について図１及び図２を参照して説明する。プロジェクタ１は、ほぼ直方体の形状をしている。この説明では、プロジェクタ１の投影方向を前側、その反対方向を後側とする。また、プロジェクタ１を例えば机に据え置いたときの天井側を上側、机側を下側と定義し、また、投影方向を垂直方向と見たときに水平となる方向に右側と左側とを定義し、以下説明を行う。図１及び図２に示されるように、プロジェクタ１の筐体は、上面パネル１１と、前側の正面パネル１２と、後側の背面パネル１３と、右側パネル１４と、左側パネル１５と、底面パネル１６とを有する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The projector as the projection apparatus according to the present embodiment uses a Digital Light Processing (DLP) (registered trademark) system using a micromirror display element. The appearance of the projector 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The projector 1 has a substantially rectangular parallelepiped shape. In this description, the projection direction of the projector 1 is the front side, and the opposite direction is the rear side. For example, when the projector 1 is placed on a desk, the ceiling side is defined as the upper side, the desk side is defined as the lower side, and the right and left sides are defined in the horizontal direction when the projection direction is viewed as the vertical direction. A description will be given below. As shown in FIGS. 1 and 2, the projector 1 includes a top panel 11, a
正面パネル１２の左側には投影光が射出される投影レンズ部が設けられている。投影レンズ部には、投影レンズ部を覆うようにレンズカバー２１が設けられている。レンズカバー２１は、プロジェクタ１の使用時には取り外される。また、正面パネル１２には、リモコン受光部２２が設けられている。また、正面パネル１２には、吸気口２３ａが設けられている。右側パネル１４には、排気口２４ａが設けられており、左側パネル１５には、排気口２４ｂが設けられている。
A projection lens unit that emits projection light is provided on the left side of the
上面パネル１１には、電源スイッチキー、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、各種設定の入力を行うための十字キー及び決定キー等を含む操作部２５と、電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、光源ユニットや表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等を含むインジケータ部２６とが設けられている。
On the top panel 11, a power switch key, a projection switch key for switching projection on and off, an
底面パネル１６には、プロジェクタ１が机に据え置かれるときの支点となるフロントフット２７及びリアフット２８が設けられている。フロントフット２７は、角度が変更されることで高さが変更されるようになっている。フロントフット２７の角度変更によって、プロジェクタ１の設置角度は調整され得る。リアフット２８は、ねじ込むことで、高さが微調整されるようになっており、設置時のプロジェクタ１の傾きが調整されるようになっている。さらに底面パネル１６には、天吊り時に天吊り金具が取り付けられる金具取付ネジ穴２９が設けられている。
The
背面パネル１３には、リモコン受光部２２と、吸気孔２３ｂと、スピーカ３５と、電源コネクタ３６とが設けられている。さらに背面パネル１３には、入力部３０に含まれる画像信号等入力用のＲＣＡ端子３１、Ｄ−ＳＵＢ端子３２、ＨＤＭＩ（登録商標）端子３３、ＵＳＢ端子３４等が設けられている。
The
本実施形態に係るプロジェクタ１の構成の概略を図３に示す。プロジェクタ１は、入力部３０と、画像変換部５２と、投影処理部５３と、マイクロミラー素子１０１と、光源部１１０と、全反射ミラー１０２と、投影レンズ部１０３と、中央制御部５１と、プログラムメモリ６０と、メインメモリ６１と、操作部２５と、音声処理部５５と、スピーカ３５と、天吊り検出部５７と、リモコン受光部２２と、リモコン処理部５６と、冷却制御部５９と、冷却部５８と、システムバス６３とを有する。
An outline of the configuration of the projector 1 according to the present embodiment is shown in FIG. The projector 1 includes an
入力部３０には、例えばＲＣＡ端子３１又はＤ−ＳＵＢ端子３２からアナログ画像信号が入力される。入力部３０は、入力された各種規格のアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。入力部３０は、変換したデジタル画像信号を、システムバス６３を介して画像変換部５２に出力する。なお、入力部３０には、例えばＨＤＭＩ端子３３等も設けられており、アナログ画像信号に代えてデジタル画像信号も入力され得る。また、入力部３０には、アナログ又はデジタル信号による音声信号が入力される。入力部３０は、入力された音声信号をシステムバス６３を介して音声処理部５５に出力する。
For example, an analog image signal is input to the
画像変換部５２は、スケーラとも称される。画像変換部５２は、システムバス６３に接続されている。画像変換部５２は、入力された画像データを投影に適した所定のフォーマットの画像データに変換し、変換データを投影処理部５３に送信する。必要に応じて画像変換部５２は、Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ（ＯＳＤ）用の各種動作状態を示すシンボルを重畳した画像データを、加工画像データとして投影処理部５３に送信する。
The
光源部１１０は、投影処理部５３の制御の下、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色光を含む複数色の光を射出する。ここで、光源部１１０は、複数色の色を時分割で順次射出するように構成されている。光源部１１０から射出された光は、全反射ミラー１０２で全反射し、マイクロミラー素子１０１に入射する。
The
マイクロミラー素子１０１は、例えばデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ；登録商標）のように、アレイ状に配列された複数の微小ミラーを有する。各微小ミラーは、高速でオン／オフ動作して、光源部１１０からこのマイクロミラー素子１０１の光入出射面に向かって照射された光を投影レンズ部１０３の方向に反射させたり、投影レンズ部１０３の方向からそらしたりする。マイクロミラー素子１０１の光入出射面には、微小ミラーが例えばＷＸＧＡ（Ｗｉｄｅ ｅＸｔｅｎｄｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃ Ａｒｒａｙ）（横１２８０画素×縦８００画素）分だけ並べられている。各微小ミラーにおける反射によって、マイクロミラー素子１０１は、例えばＷＸＧＡ解像度の画像を形成する。このように、マイクロミラー素子１０１は空間的光変調素子として機能する。
The
投影処理部５３は、システムバス６３に接続されており、画像変換部５２から送信された画像データに応じて、その画像データが表す画像を表示させるようにマイクロミラー素子１０１を駆動する。即ち、投影処理部５３は、マイクロミラー素子１０１の各微小ミラーをオン／オフ動作させる。ここで、投影処理部５３は、マイクロミラー素子１０１を高速に時分割駆動する。単位時間の分割数は、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば６０［フレーム／秒］と、色成分の分割数と、表示階調数とを乗算して得られる数である。また、投影処理部５３は、マイクロミラー素子１０１の動作と同期させて光源部１１０の動作も制御する。即ち、投影処理部５３は、各フレームを時分割して、フレーム毎に全色成分の光を順次射出するように光源部１１０の動作を制御する。
The
投影レンズ部１０３は、マイクロミラー素子１０１から導かれた光を、例えば図示しないスクリーン等の被映写体に投影する光に調整する。したがって、マイクロミラー素子１０１による反射光で形成された光像は、投影レンズ部１０３を介して、例えばスクリーンに映写される。
The
音声処理部５５は、システムバス６３に接続されており、ＰＣＭ音源等の音源回路を備える。入力部３０から入力されたアナログ音声データに基づいて、又は投影動作時に与えられたデジタル音声データをアナログ化した信号に基づいて、音声処理部５５は、スピーカ３５を駆動して拡声放音させる。また、音声処理部５５は、必要に応じてビープ音等を発生させる。スピーカ３５は、音声処理部５５から入力された信号に基づいて音声を射出する一般的なスピーカである。
The
冷却部５８は、プロジェクタ１の各部で発生する熱を逃がすための冷却機構を含む。例えば冷却部５８は、光源部１１０やマイクロミラー素子１０１を冷やすために吸気口２３ａ及び２３ｂから取り込んだ空気を循環させ排気口２４ａ及び２４ｂから排出させるファンを含む。冷却部５８の動作は、システムバス６３に接続された冷却制御部５９によって制御される。
Cooling
中央制御部５１は、システムバス６３に接続されており、画像変換部５２、投影処理部５３、音声処理部５５、冷却制御部５９等の動作を制御する。この中央制御部５１は、プログラムメモリ６０及びメインメモリ６１と接続されている。プログラムメモリ６０は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成される。プログラムメモリ６０は、中央制御部５１が実行する動作プログラムや各種定型データ等を記憶する。メインメモリ６１は、例えばＳＲＡＭで構成される。メインメモリ６１は、中央制御部５１のワークメモリとして機能する。
The
また、中央制御部５１は、操作部２５と接続されている。操作部２５は、ユーザが各種キーを操作したときに生成するキー操作信号を中央制御部５１に出力する。また、中央制御部５１は、リモコン処理部５６と接続されている。リモコン受光部２２は、ユーザが操作するリモコンから発射された無線の操作信号を受信する。リモコン処理部５６は、リモコン受光部２２が受信した操作信号を処理し、中央制御部５１に出力する。中央制御部５１は、プログラムメモリ６０及びメインメモリ６１に記憶されたプログラムやデータを用いて、操作部２５やリモコン処理部５６から入力されたユーザの指示に応じてプロジェクタ１の各部の動作を制御する。インジケータ部２６は、中央制御部５１の制御下で、プロジェクタ１の状態に係る各種表示を行う。
The
天吊り検出部５７は、プロジェクタ１が天吊り状態であるか否かを検出する。天吊り検出部５７は、ユーザによって切り変えられるスイッチでもよいし、例えば重力センサでもよいし、金具取付ネジ穴２９の周辺に設けられた力センサでもよい。天吊り検出部５７は、プロジェクタ１が天吊り状態であるか否かの情報を、システムバス６３を介して中央制御部５１に出力する。
The ceiling
プロジェクタ１の内部構造の一例を図４を参照して説明する。図４にも示されるプロジェクタ１の光学系のうち、光源部１１０、マイクロミラー素子１０１、投影レンズ部１０３等に係る光学系のみを抜き出した図を図５に示し、図５も参照して説明する。光源部１１０には、青色のレーザ光を発する半導体発光素子である半導体レーザ（レーザダイオード；ＬＤ）１２１を光源として有するレーザ光源ユニット１２０が設けられている。ＬＤ１２１は、レーザ光源ユニット１２０内にアレイ状に配列されている。例えば本実施形態では、３行８列に計２４個のＬＤ１２１がアレイ状に配置されている。各ＬＤ１２１が発する青色のレーザ光は、各ＬＤ１２１に対応して配置されたコリメータレンズ１２２を通り平行光となる。
An example of the internal structure of the projector 1 will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows only the optical system relating to the
コリメータレンズ１２２と対向した位置には、ミラー１２３が階段状に配置されている。ＬＤ１２１から射出されたレーザ光は、ミラー１２３で反射され、その光路を９０度変化させつつ、１つの光束にまとめられる。このようにして、光束がレーザ光源ユニット１２０から射出される。レーザ光源ユニット１２０には、放熱のためのヒートシンク１２４が設けられている。
At a position facing the
この光束の光路上には、レンズ１４１，１４２及び第１のダイクロイックミラー１４３が配置されている。ミラー１２３で反射されたレーザ光は、レンズ１４１，１４２により平行な光束とされた後、第１のダイクロイックミラー１４３に入射する。第１のダイクロイックミラー１４３は、青色光を透過する。透過光の光路には、レンズ１４４，１４５及び蛍光ホイール１４６が配置されている。第１のダイクロイックミラー１４３を透過した青色光は、レンズ１４４，１４５を介して蛍光ホイール１４６に照射される。
蛍光ホイール１４６は、円盤形状をしている。蛍光ホイール１４６は、２つの領域に分割されており、その一方には透過用の拡散板が形成され、他方には拡散板を含む蛍光層が形成されている。蛍光層が存在する部分の蛍光ホイール１４６には、レーザ光源ユニット１２０からのレーザ光が照射される面に蛍光体が塗布されている。この蛍光体は、青色の光が照射された際に緑色の蛍光を放射する蛍光体である。蛍光体の裏面には、反射板が形成されている。蛍光ホイール１４６の拡散板は、青色光を透過し、かつその光を拡散させる板である。蛍光ホイール１４６は、回転駆動部であるモータ１４７の駆動により回転する。この回転は、投影処理部５３によって、マイクロミラー素子１０１とともに同期制御される。投影処理部５３は、制御の際、蛍光ホイール１４６に形成された図示しないマーカの回転を検出し、その検出結果を利用する。
The
青色のレーザ光は、蛍光ホイール１４６の蛍光体に入射すると、緑色の蛍光を放射する。この緑色の蛍光は、等方的に放射される。蛍光体の裏面側に放射された蛍光は、反射板によって反射される。したがって、蛍光層から放射された蛍光は、レンズ１４５，１４４側に導かれる。レンズ１４５，１４４を通過した緑色光は、第１のダイクロイックミラー１４３に入射する。
When the blue laser light is incident on the phosphor of the
第１のダイクロイックミラー１４３は、緑色光を反射する。反射光の光路には、レンズ１４８と第２のダイクロイックミラー１４９が配置されている。第１のダイクロイックミラー１４３で反射された緑色光は、レンズ１４８を介して第２のダイクロイックミラー１４９に入射する。第２のダイクロイックミラー１４９は緑色光を反射する。この反射光の光路には、レンズ１５０と、インテグレータ１５１と、レンズ１５２と、ミラー１５３と、レンズ１５４と、全反射ミラー１０２とがこの順に配置されている。インテグレータ１５１は、光束の輝度分布を均一にする素子である。第２のダイクロイックミラー１４９で反射された緑色光は、レンズ１５０を介してインテグレータ１５１を通り輝度分布が均一な光束とされ、レンズ１５２、ミラー１５３、レンズ１５４を介して全反射ミラー１０２に入射する。
The first
また、レーザ光源ユニット１２０から射出された青色レーザ光の光路上に、蛍光ホイール１４６の拡散板がある場合、この青色レーザ光は、以下の経路を通る。レーザ光源ユニット１２０から射出された青色レーザ光は、蛍光ホイール１４６の拡散板に入射し、この拡散板を拡散しつつ透過する。透過光の光路上には、レンズ１５６、ミラー１５７、レンズ１５８、ミラー１５９、レンズ１６０、第２のダイクロイックミラー１４９が配置されている。拡散板を透過した青色光は、レンズ１５６を介してミラー１５７で反射され、レンズ１５８を介してさらにミラー１５９で反射され、レンズ１６０を介して、第２のダイクロイックミラー１４９に入射する。第２のダイクロイックミラー１４９は、青色光を透過させる。第２のダイクロイックミラー１４９を透過した青色光は、レンズ１５０を介してインテグレータ１５１を通り輝度分布が均一な光束とされる。インテグレータ１５１から出射した青色光は、レンズ１５２、ミラー１５３、レンズ１５４を介して全反射ミラー１０２に入射する。
Further, when the diffusion plate of the
光源部１１０は、さらに赤色光を発する半導体発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）１３１を光源として有する発光ダイオードユニット１３０を有する。発光ダイオードユニット１３０には、放熱のためのヒートシンク１３４が設けられている。ＬＥＤ１３１から射出された光の光路上には、レンズ１３２，１３３及び第１のダイクロイックミラー１４３が配置されている。ＬＥＤ１３１が発する赤色光は、レンズ１３２，１３３を介して、第１のダイクロイックミラー１４３に入射する。第１のダイクロイックミラー１４３は、赤色光を透過する。第１のダイクロイックミラー１４３を透過した赤色光は、レンズ１４８を介して第２のダイクロイックミラー１４９に入射する。第２のダイクロイックミラー１４９は赤色光を反射する。第２のダイクロイックミラー１４９で反射された赤色光は、レンズ１５０を介してインテグレータ１５１を通り輝度分布が均一な光束とされる。インテグレータ１５１から出射した赤色光は、レンズ１５２、ミラー１５３、レンズ１５４を介して全反射ミラー１０２に入射する。
The
全反射ミラー１０２で反射された緑色光、青色光、赤色光はそれぞれ、フィールドレンズ１５５を介してマイクロミラー素子１０１に照射される。マイクロミラー素子１０１は、投影レンズ部１０３方向への反射光によって光像を形成する。この光像は、フィールドレンズ１５５及び投影レンズ部１０３を介して投影対象の図示しないスクリーン等に照射される。フィールドレンズ１５５の構成については後で詳しく説明する。
The green light, the blue light, and the red light reflected by the
なお、ここに示した光学系は一例であり、赤色光、緑色光、及び青色光をマイクロミラー素子１０１に入射させ、マイクロミラー素子１０１の反射光を光像として例えばスクリーンなどに照射させる光学系であれば、適宜変更され得る。したがって、上述以外の種々の光学素子が用いられてもよい。
Note that the optical system shown here is an example, and red light, green light, and blue light are incident on the
プロジェクタ１は、図４に示されるように、レーザ光源ユニット１２０のヒートシンク１２４を冷却するための冷却ファン５８ａを備える。また、プロジェクタ１は、発光ダイオードユニット１３０のヒートシンク１３４を冷却するための冷却ファン５８ｂを備える。また、プロジェクタ１は、蛍光ホイール１４６及びモータ１４７等を冷却するための冷却ファン５８ｃを備える。また、プロジェクタ１は、中央制御部５１、プログラムメモリ６０、メインメモリ６１、画像変換部５２、投影処理部５３、リモコン処理部５６、冷却制御部５９等を構成する集積回路等が実装された制御回路基板７０を備える。
As shown in FIG. 4, the projector 1 includes a cooling
本実施形態に係るプロジェクタ１の動作を説明する。なお、以下の動作は、中央制御部５１の制御の下、投影処理部５３が実行するものである。レーザ光源ユニット１２０の青色発光用のＬＤ１２１と赤色発光用のＬＥＤ１３１との発光タイミング、この発光タイミングに同期した蛍光ホイール１４６の回転タイミング、及びマイクロミラー素子１０１の動作は、何れも投影処理部５３により制御される。
An operation of the projector 1 according to the present embodiment will be described. The following operations are executed by the
例えば赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の３色の光をマイクロミラー素子１０１に入射させる場合を例に挙げて説明する。赤色光をマイクロミラー素子１０１に入射させるタイミングにおいては、赤色発光用のＬＥＤ１３１を点灯し、青色発光用のＬＤ１２１を消灯する。緑色光をマイクロミラー素子１０１に入射させるタイミングにおいては、赤色発光用のＬＥＤ１３１を消灯し、青色発光用のＬＤ１２１を点灯する。この際、蛍光ホイール１４６は、モータ１４７による回転によって、青色光の光路に蛍光層が位置するようになっている。青色光をマイクロミラー素子１０１に入射させるタイミングにおいては、赤色発光用のＬＥＤ１３１を消灯し、青色発光用のＬＤ１２１を点灯する。この際、蛍光ホイール１４６は、モータ１４７による回転によって、青色光の光路に拡散板が位置するようになっている。以上のように、ＬＥＤ１３１及びＬＤ１２１の点灯及び消灯と、モータ１４７による蛍光ホイール１４６の回転角度とを制御することで、マイクロミラー素子１０１に順次、赤色光、緑色光、及び青色光を入射させる。
For example, a case where light of three colors of red light (R), green light (G), and blue light (B) is incident on the
マイクロミラー素子１０１は、各色の光について微小ミラー毎（画素毎）に、画像データに基づく輝度が高い程入射した光を投影レンズ部１０３に導く時間を長くし、輝度が低い程入射した光を投影レンズ部１０３に導く時間を短くする。即ち、投影処理部５３は、輝度が高い画素に対応する微小ミラーが長時間オン状態となるように、輝度が低い画素に対応する微小ミラーが長時間オフ状態となるように、マイクロミラー素子１０１を制御する。このようにすることで、投影レンズ部１０３から射出される光について、微小ミラー毎（画素毎）に各色の輝度を表現できる。
The
フレーム毎に、微小ミラーがオンになっている時間で表現された輝度を各色について組み合わせることで画像が表現される。以上のようにして、投影レンズ部１０３からは、画像が表現された投影光が射出される。この投影光が、例えばスクリーンに投影されることで、スクリーン等には画像が表示される。
For each frame, an image is expressed by combining the brightness expressed by the time when the micromirror is on for each color. As described above, projection light expressing an image is emitted from the
なお、上記説明では、赤色光、緑色光、青色光の３色を用いるプロジェクタの例を示したが、マゼンタやイエロー等の補色や、白色光等を組み合わせて画像を形成するように、これら色の光を射出できるようにプロジェクタを構成してもよい。 In the above description, an example of a projector that uses three colors of red light, green light, and blue light has been described. However, these colors may be used to form an image by combining complementary colors such as magenta and yellow, white light, and the like. The projector may be configured so as to emit the light.
本実施形態に係るフィールドレンズ１５５の構成をさらに説明する。図６は、フィールドレンズ１５５の分解斜視図である。また、図７は、フィールドレンズ１５５の周辺の構成を示す拡大図である。また、図８は、フィールドレンズ１５５を収納するためのトップカバー３０２を示す斜視図である。図６に示されるように、フィールドレンズ１５５は、レンズ本体２０１と、レンズホルダ２０２と、レンズクランプ２０３とを有する。
The configuration of the
レンズ本体２０１は、フィールドレンズ１５５をレンズとして機能させるためのレンズ部材である。図６の例では、レンズ本体２０１が１枚の凸レンズであるとして図示している。
The
レンズホルダ２０２は、レンズ本体２０１を保持するための部材である。レンズホルダ２０２は、ほぼ矩形状をした板部材である。この説明では、レンズホルダ２０２を、図７に示されるようにしてフレーム３０１に固定したときに、プロジェクタ１の投影方向に対して直交する面を、レンズホルダ２０２の前面及び後面とする。なお、前面は、投影レンズ部１０３の側の面とし、背面は、マイクロミラー素子１０１の側の面とする。また、図７に示されるトップカバー３０２と隣接するレンズホルダ２０２の面を上面とし、上面と反対側の面を下面とする。さらに、前面、後面、上面及び下面の４面と直交する２面を側面とする。また、側面は、図７の手前側の面を右面とし、奥側の面を左面とする。
The
なお、フレーム３０１は、フィールドレンズ１５５を収納するための部材である。フレーム３０１は、図７に示されるように、トップカバー３０２と組み合わされて箱型をなし、内部にフィールドレンズ１５５を収納する。
The
図６に示されるように、レンズホルダ２０２には、後面から前面までを貫通するように開口が形成されている。この開口にレンズ本体２０１を嵌め込み固定することによって、レンズホルダ２０２にレンズ本体２０１を保持させる。
As shown in FIG. 6, the
また、レンズホルダ２０２は、図７に示されるように、上面の面積に対して下面の面積のほうが広くなるように構成され、側面から見た場合に略Ｌ字状をなしている。即ち、レンズホルダ２０２の下面は、フレーム３０１に対して固定される脚部２０２ａとして構成されている。なお、レンズホルダ２０２の脚部２０２ａは、例えばネジによって固定される。下面以外の面は、フレーム３０１に固定されない面となっている。
Further, as shown in FIG. 7, the
さらに、本実施形態においては、下面とレンズ本体２０１の光軸を挟んで対向する対向面であるレンズホルダ２０２の上面には、テーパ状のＶ溝２０２ｂが形成される。Ｖ溝２０２ｂは、図７に示されるように、レンズホルダ２０２を固定したときにトップカバー３０２と所定の間隔をもって近接するようになっている。また、図８に示されるように、トップカバー３０２には、２つのネジ穴が形成されている。２つのネジ穴は、設計上のＶ溝２０２ｂの左右端の位置の真上に形成される。即ち、Ｖ溝２０２ｂの真上にネジ穴が位置する場合、マイクロミラー素子１０１の光入出射面に対してレンズホルダ２０２が平行に配置されていることを意味する。
Furthermore, in the present embodiment, a tapered V-
レンズクランプ２０３は、ほぼ矩形状をした板部材であり、レンズホルダ２０２の開口より僅かに小さい径を有する開口が形成されている。レンズクランプ２０３は、レンズホルダ２０２に当接されてネジ２０４によって固定されることにより、レンズホルダ２０２との間にレンズ本体２０１を保持する。
The
本実施形態のレンズホルダ２０２についてさらに説明する。前述したように、フィールドレンズ１５５は、全反射ミラー１０２で反射された光をマイクロミラー素子１０１に導くとともに、マイクロミラー素子１０１から出射された光を投影レンズ部１０３に導く。このとき、マイクロミラー素子１０１に対するフィールドレンズ１５５の位置精度及び投影レンズ部１０３に対するフィールドレンズ１５５の位置精度が、スクリーン等に投影される画像の解像力に大きな影響を与える。より具体的に言えば、マイクロミラー素子１０１の光入出射面と、フィールドレンズ１５５のレンズ本体２０１と、投影レンズ部１０３の光入射面とが、平行に配置されることが望ましい。
The
製造時の段階では、マイクロミラー素子１０１の光入出射面と、フィールドレンズ１５５のレンズ本体２０１と、投影レンズ部１０３の光入射面とが、平行になるように、それぞれの部材の位置決めがなされる。ここで、本実施形態のレンズホルダ２０２のように、一つの面をフレーム３０１に固定する構造であっても、レンズホルダ２０２に歪みが発生していなければ、フィールドレンズ１５５の位置精度を確保することが可能である。
At the stage of manufacturing, each member is positioned so that the light incident / exit surface of the
しかしながら、実際には、フィールドレンズ１５５を構成するレンズホルダ２０２は、樹脂で成型されることが多く、成型時のばらつきや熱の発生により、レンズホルダ２０２が歪んだりする可能性がある。レンズホルダ２０２に歪みが発生してしまうと、マイクロミラー素子１０１及び投影レンズ部１０３に対するレンズ本体２０１の姿勢が崩れてしまう。したがって、画像の解像力が劣化する。
However, in reality, the
なお、本実施形態のレンズホルダ２０２のように、下面が固定され、上面が固定されていない構造の場合、レンズホルダ２０２に発生した歪みにより、レンズホルダ２０２が前後方向に傾き易い。また、レンズホルダ２０２の歪み方によっては、レンズホルダ２０２の右側と左側の一方が他方よりも傾く、即ちレンズホルダ２０２に捻れが発生する場合もある。
In the case of a structure in which the lower surface is fixed and the upper surface is not fixed as in the
本実施形態においては、図６で示されるように、レンズホルダ２０２の上面にＶ溝２０２ｂを形成しており、また、トップカバー３０２には、設計上のＶ溝２０２ｂの真上の位置にネジ穴を形成している。図７で示されるように、トップカバー３０２に形成されたネジ穴に先端が円錐状の調整ネジ２０５を組み込み、調整ネジ２０５を回転させると、調整ネジ２０５の先端がＶ溝２０２ｂの側面に倣うように進行する。調整ネジ２０５の先端を、Ｖ溝２０２ｂの適当な位置で止めることにより、レンズホルダ２０２の歪みによるフィールドレンズ１５５の姿勢ずれが矯正される。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, a V-
図９は、フィールドレンズ１５５の姿勢調整の概略を示す図である。例えば、レンズホルダ２０２に歪みが発生し、その結果、図９（ａ）に示されるように、レンズホルダ２０２が前方向に倒れていたとする。このとき、調整ネジ２０５を回しはじめると、調整ネジ２０５の先端がＶ溝２０２ｂに引っかかり、さらに、調整ネジ２０５を締めていくと、調整ネジ２０５がＶ溝２０２ｂの側面によってガイドされながら進行し、その結果、図９（ｂ）に示されるように、レンズホルダ２０２の歪みが矯正され、結果として、フィールドレンズ１５５の姿勢が良好となるように調整される。
FIG. 9 is a diagram showing an outline of the posture adjustment of the
このように、本実施形態では、フレーム３０１に収納されたフィールドレンズ１５５の姿勢を、フレーム３０１の外部から調整ネジ２０５を回すことによって調整することが可能である。即ち、本実施形態では、レンズホルダ２０２の、分解等の煩雑な作業を必要とすることなく、組み立て後に実際の解像を確認しながらフィールドレンズ１５５の姿勢を調整することが可能である。また、樹脂成型によって成型されたレンズホルダ２０２の角度精度を厳しくする必要がなく、部品の歩留まりが向上し、コストダウンにもつながる。
As described above, in this embodiment, the posture of the
なお、調整ネジ２０５は、必ずしも組み込む必要はなく、解像が悪いものに限定して組み込み、投影画像を見ながら調整ネジ２０５を回してレンズホルダ２０２の歪みを矯正し、レンズ姿勢をよくすることにより解像を良好なものにする。一方、解像が良好なものには調整ネジ２０５を組み込まず、ネジ穴を不図示のテープなどで塞ぎ、ごみ流入を防止する。
The
［変形例］
以下、本実施形態の変形例について説明する。
まず、前述の実施形態では、上面にＶ溝２０２ｂを形成していたが、Ｖ溝２０２ｂはレンズホルダ２０２の面のうち、フレーム３０１に固定される面以外であって且つ開口が形成されていない面である、上面、右面、左面の何れかに形成できる。或いは開口が形成されている面であっても、レンズに入射する光に対して影になるなど悪影響を及ぼさないのであれば形成できる。ただし、レンズホルダ２０２の調整精度や実装の難易度の観点から見れば、フレーム３０１に固定される面と対向する面である上面に形成することが望ましい。また、レンズホルダ２０２は、上面をフレーム３０１（又はトップカバー３０２）に固定し、その他の面を固定しないようにしてもよい。この場合には、Ｖ溝２０２ｂを下面に形成することが望ましい。
[Modification]
Hereinafter, modifications of the present embodiment will be described.
First, in the above-described embodiment, the V-
また、Ｖ溝２０２ｂを２面以上に形成しても良い。例えば、Ｖ溝２０２ｂを上面と側面に形成してもよい。また、Ｖ溝２０２ｂは、図６で示されるように、形成される面の全幅にかけて形成してよいし、ネジ穴に対応した箇所にのみ形成してもよい。
Further, the
また、前述の実施形態では、調整ネジ２０５をＶ溝２０２ｂに当接させるためのネジ穴を、１つのＶ溝２０２ｂに対して２つ形成している。これは、レンズホルダ２０２に発生した捩れを矯正するためである。即ち、２つの調整ネジ２０５によって調整をすることにより、レンズホルダ２０２の右側と左側とで調整量を異ならせることが可能である。ここで、Ｖ溝２０２ｂをレンズホルダ２０２の複数の面に設ける場合や調整精度がそれほど必要とならない場合には、１つのＶ溝２０２ｂに対して１つのネジ穴を形成してもよい。また、１つのＶ溝２０２ｂに対して３つ以上のネジ穴を形成するようにしてもよい。なお、１つのＶ溝２０２ｂに対して２つ以上のネジ穴を形成する場合には、レンズ本体２０１の光軸と平行な直線に対して対称となるように形成することが望ましく、さらにＶ溝２０２ｂの端部の位置に対応して形成することが望ましい。端部の位置にネジ穴を形成することにより、レンズホルダ２０２捩れを矯正し易くなる。
In the above-described embodiment, two screw holes for making the adjusting
また、前述の例では、調整ネジ２０５の先端が円錐状であるが、必ずしも円錐状でなくともよい。ただし、Ｖ溝２０２ｂの形状に倣う形状であることが望ましい。また、調整ネジ２０５がＶ溝２０２ｂに対してより倣うように進行するように、Ｖ溝２０２ｂに対して摩擦力を小さくする加工が施されていてもよい。低摩擦処理としては、樹脂バインダに低摩擦性のフッ素樹脂等の潤滑剤を混ぜ込んでなる潤滑塗料をＶ溝２０２ｂに塗布する手法等が挙げられる。
In the above example, the tip of the
また、前述の実施形態は、フィールドレンズ１５５のレンズ本体２０１を保持するレンズホルダ２０２の歪みを矯正するものであるが、本実施形態の技術を必ずしもフィールドレンズ１５５の姿勢調整に適用する必要はない。
In the above-described embodiment, the distortion of the
また、レンズホルダ２０２がどのように歪むかは製造後に決まるものである。例えば、レンズホルダ２０２は、前方向（投影レンズ部１０３の方向）に傾く場合もあれば、後方向（マイクロミラー素子１０１の方向）に傾く場合もある。さらには、捩れが発生する場合もある。このため、調整ネジ２０５を締めるか緩めるかによってレンズホルダ２０２がどちらの方向に動くか、即ち解像がどのように調整されるかは実際に調整ネジ２０５を回転させてからでないと分からない。
Further, how the
そこで、図１０に示されるように、レンズホルダ２０２の開口部が形成されている面（図１０の例では後面）にバネやゴム等の弾性体２０６を形成しておき、この弾性体２０６によってレンズホルダ２０２をフレーム３０１に付勢させておくようにしてもよい。このようにして、意図的に一方向からレンズホルダ２０２に対して応力を掛けておく（予め傾けておく）ことにより、調整ネジ２０５の回転方向によってレンズホルダ２０２をどちらの方向に動かすかを一義的に決めてしまい、より調整操作をしやすくすることもできる。
Therefore, as shown in FIG. 10, an
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても、発明が解決しようとする課題の欄で述べられた課題が解決でき、かつ、発明の効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成も発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the problem described in the column of problems to be solved by the invention can be solved and the effect of the invention can be obtained. The configuration in which this component is deleted can also be extracted as an invention. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 光源からの光を集光するレンズと、
前記レンズを保持するホルダと、
前記ホルダを内部に収納するフレームと、
を備え、
前記フレームには、前記フレームを貫通し、前記ホルダに当接する調整ネジが挿入されるネジ穴が形成され、
前記ホルダは、一面が前記フレームに固定されており、前記フレームに固定される一面以外の面には、テーパ状の溝が形成され、
前記調整ネジは、前記溝の側面に当接するように前記ネジ穴に挿入されて前記ホルダの姿勢を矯正する光源装置。
Hereinafter, the invention described in the scope of claims of the present application will be appended.
[1] a lens that collects light from the light source;
A holder for holding the lens;
A frame for storing the holder therein;
With
The frame is formed with a screw hole that passes through the frame and into which an adjustment screw that contacts the holder is inserted.
One surface of the holder is fixed to the frame, and a tapered groove is formed on a surface other than the one surface fixed to the frame,
The light source device, wherein the adjustment screw is inserted into the screw hole so as to contact the side surface of the groove to correct the posture of the holder.
［２］ 前記ホルダは前記レンズを保持するための開口を有し、前記テーパ状の溝は前記ホルダの前記開口が形成されていない面に形成されていることを特徴とする［１］に記載の光源装置。
［３］ 前記溝は、一面の全幅にかけて形成されている［１］又は［２］に記載の光源装置。
［４］ 前記ネジ穴は、２つ以上である［１］乃至［３］の何れか１項に記載の光源装置。
［５］ 前記溝は、前記フレームに固定される一面と前記レンズの光軸を挟んで対向する対向面に形成され、
前記ネジ穴は、前記レンズの光軸に対して平行な直線に対して対称となるように前記フレームに形成される［４］に記載の光源装置。
［６］ 前記ネジ穴は、前記溝の端部の位置に当接するように前記フレームに形成される［５］に記載の光源装置。
［７］ 前記溝には、摩擦力を小さくする加工が施されている［１］乃至［６］の何れか１項に記載の光源装置。
［８］ 前記ホルダの、前記フレームに固定される一面以外の面であって前記開口が形成されている面には、前記フレームに当接して前記ホルダに対して力を与える弾性体が形成されている［２］乃至［７］の何れか１項に記載の光源装置。
［９］ ［１］乃至［８］の何れか１項に記載の光源装置を備えた投影装置。
［１０］ 前記投影装置は、前記光源装置から導光された光を外方に向けて照射する投影光学系を有し、
前記光源装置の前記レンズを、前記投影光学系の光入射面と平行になるように配置した［９］に記載の投影装置。
［１１］ 前記投影装置は、前記光源装置から導光された光を用いて投影画像を形成する表示素子を有し、
前記光源装置の前記レンズを、前記表示素子の光入出射面と平行になるように配置した［９］又は［１０］に記載の投影装置。
[2] The holder according to [1], wherein the holder has an opening for holding the lens, and the tapered groove is formed on a surface of the holder where the opening is not formed. Light source device.
[3] The light source device according to [1] or [2], wherein the groove is formed over the entire width of one surface.
[4] The light source device according to any one of [1] to [3], wherein the number of the screw holes is two or more.
[5] The groove is formed on one surface fixed to the frame and a facing surface across the optical axis of the lens,
The light source device according to [4], wherein the screw hole is formed in the frame so as to be symmetric with respect to a straight line parallel to the optical axis of the lens.
[6] The light source device according to [5], wherein the screw hole is formed in the frame so as to be in contact with a position of an end of the groove.
[7] The light source device according to any one of [1] to [6], wherein the groove is processed to reduce a frictional force.
[8] An elastic body that is in contact with the frame and applies force to the holder is formed on a surface of the holder other than the one surface fixed to the frame and having the opening. The light source device according to any one of [2] to [7].
[9] A projection device including the light source device according to any one of [1] to [8].
[10] The projection device includes a projection optical system that irradiates light guided from the light source device outward.
The projection device according to [9], wherein the lens of the light source device is disposed so as to be parallel to a light incident surface of the projection optical system.
[11] The projection device includes a display element that forms a projection image using light guided from the light source device,
The projection device according to [9] or [10], wherein the lens of the light source device is disposed so as to be parallel to a light incident / exit surface of the display element.
１…プロジェクタ、１１…上面パネル、１２…正面パネル、１３…背面パネル、１４…右側パネル、１５…左側パネル、１６…底面パネル、２１…レンズカバー、２２…リモコン受光部、２３ａ…吸気口、２３ｂ…吸気孔、２４ａ…排気口、２４ｂ…排気口、２５…操作部、２６…インジケータ部、２７…フロントフット、２８…リアフット、２９…金具取付ネジ穴、３０…入力部、３１…ＲＣＡ端子、３２…ＳＵＢ端子、３３…ＨＤＭＩ端子、３４…ＵＳＢ端子、３５…スピーカ、３６…電源コネクタ、５１…中央制御部、５２…画像変換部、５３…投影処理部、５５…音声処理部、５６…リモコン処理部、５７…天吊り検出部、５８…冷却部、５８ａ，５８ｂ，５８ｃ、５９…冷却制御部、６０…プログラムメモリ、６１…メインメモリ、６３…システムバス、７０…制御回路基板、１０１…マイクロミラー素子、１０２…全反射ミラー、１０３…投影レンズ部、１１０…光源部、１２０…レーザ光源ユニット、１２１…半導体レーザ（ＬＤ）、１２２…コリメータレンズ、１２３…ミラー、１２４…ヒートシンク、１３０…発光ダイオードユニット、１３１…発光ダイオード（ＬＥＤ）、１３２，１３３…レンズ、１３４…ヒートシンク、１４１，１４２…レンズ、１４３…第１のダイクロイックミラー、１４４，１４５…レンズ、１４６…蛍光ホイール、１４７…モータ、１４８…レンズ、１４９…第２のダイクロイックミラー、１５０…レンズ、１５１…インテグレータ、１５２…レンズ、１５３…ミラー、１５４…レンズ、１５５…フィールドレンズ、１５６…レンズ、１５７…ミラー、１５８…レンズ、１５９…ミラー、１６０…レンズ、２０１…レンズ本体、２０２…レンズホルダ、２０２ａ…脚部、２０２ｂ…Ｖ溝、２０３…レンズクランプ、２０４…ネジ、２０５…調整ネジ、２０６…弾性体、３０１…フレーム、３０２…トップカバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 11 ... Top panel, 12 ... Front panel, 13 ... Back panel, 14 ... Right side panel, 15 ... Left side panel, 16 ... Bottom panel, 21 ... Lens cover, 22 ... Remote control light-receiving part, 23a ... Intake port, 23b ... Intake hole, 24a ... Exhaust port, 24b ... Exhaust port, 25 ... Operation unit, 26 ... Indicator unit, 27 ... Front foot, 28 ... Rear foot, 29 ... Bracket mounting screw hole, 30 ... Input unit, 31 ...
Claims (11)
前記レンズを保持するホルダと、
前記ホルダを内部に収納するフレームと、
を備え、
前記フレームには、前記フレームを貫通し、前記ホルダに当接する調整ネジが挿入されるネジ穴が形成され、
前記ホルダは、一面が前記フレームに固定されており、前記フレームに固定される一面以外の面には、テーパ状の溝が形成され、
前記調整ネジは、前記溝の側面に当接するように前記ネジ穴に挿入されて前記ホルダの姿勢を矯正する光源装置。 A lens that collects light from the light source;
A holder for holding the lens;
A frame for storing the holder therein;
With
The frame is formed with a screw hole that passes through the frame and into which an adjustment screw that contacts the holder is inserted.
One surface of the holder is fixed to the frame, and a tapered groove is formed on a surface other than the one surface fixed to the frame,
The light source device, wherein the adjustment screw is inserted into the screw hole so as to contact the side surface of the groove to correct the posture of the holder.
前記ネジ穴は、前記レンズの光軸に対して平行な直線に対して対称となるように前記フレームに形成される請求項４に記載の光源装置。 The groove is formed on one surface fixed to the frame and an opposing surface across the optical axis of the lens,
The light source device according to claim 4, wherein the screw hole is formed in the frame so as to be symmetric with respect to a straight line parallel to the optical axis of the lens.
前記光源装置の前記レンズを、前記投影光学系の光入射面と平行になるように配置した請求項９に記載の投影装置。 The projection device has a projection optical system that irradiates light guided from the light source device outward.
The projection device according to claim 9, wherein the lens of the light source device is arranged so as to be parallel to a light incident surface of the projection optical system.
前記光源装置の前記レンズを、前記表示素子の光入出射面と平行になるように配置した請求項９又は１０に記載の投影装置。 The projection device includes a display element that forms a projection image using light guided from the light source device,
The projection device according to claim 9 or 10, wherein the lens of the light source device is arranged so as to be parallel to a light incident / exit surface of the display element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012204912A JP2014059482A (en) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | Light source device and projection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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| JP2014059482A true JP2014059482A (en) | 2014-04-03 |
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ID=50615993
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| JP (1) | JP2014059482A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020030314A (en) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | マクセル株式会社 | Light source device, projector, and lighting unit |
-
2012
- 2012-09-18 JP JP2012204912A patent/JP2014059482A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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