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 |
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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
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