図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2016年10月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

高品位の画像の投射と、照明光照射とが可能な装置を、小型化が可能な構成で提供する。

解決手段

プロジェクターは、投射光を生成する照明光学系24を備える。また、照明光学系24が生成する光を画像情報に応じて変調して、画像光を生成する変調部27と、変調部27で変調された画像光を、投射口128から投射面に投射する投射光学系28とを備える。そして、照明用の第2の照度分布を有する照明光を投射口128から投射する光変換素子50を備える。

概要

背景

従来、画像を投射するプロジェクターと、照明装置とを組み合わせた装置が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。特許文献1記載の装置は、天井引掛シーリングに取り付けられる照明装置の下面に、プロジェクターの投射レンズを配置した構成を有する。また、特許文献2記載の間接照明装置は、照明光照射する間接照明部と、表示画像投影する画像投影部とを備える。

概要

高品位の画像の投射と、照明光の照射とが可能な装置を、小型化が可能な構成で提供する。プロジェクターは、投射光を生成する照明光学系24を備える。また、照明光学系24が生成する光を画像情報に応じて変調して、画像光を生成する変調部27と、変調部27で変調された画像光を、投射口128から投射面に投射する投射光学系28とを備える。そして、照明用の第2の照度分布を有する照明光を投射口128から投射する光変換素子50を備える。

目的

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、高品位の画像の投射と、照明光の照射とが可能な装置を、小型化が可能な構成で提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

光源部と、前記光源部の光から画像用の第1の照度分布を有する光を生成する第1の光学系と、前記第1の光学系が生成する光を画像情報に応じて変調して、画像光を生成する変調部と、前記変調部で変調された画像光を、投射部から投射面に投射する投射光学系と、照明用の第2の照度分布を有する照明光を前記投射部から投射する第2の光学系と、を備えることを特徴とするプロジェクター

請求項2

前記投射部から前記照明光を投射する状態と、前記照明光を投射しない状態とを切り替え切替部を備えること、を特徴とする請求項1記載のプロジェクター。

請求項3

前記第1の光学系は、前記光源部が発する放射光の照度分布を前記第1の照度分布に変換する光変換素子を備え、前記第2の光学系は、前記光変換素子により前記第1の照度分布に変換された光の照度分布をさらに前記第2の照度分布に変換する不均一化素子を備えること、を特徴とする請求項1または2記載のプロジェクター。

請求項4

前記不均一化素子は非球面レンズを有すること、を特徴とする請求項3記載のプロジェクター。

請求項5

前記非球面レンズは、前記変調部と前記投射部との間、または、前記投射部と前記投射面との間に配置されること、を特徴とする請求項4記載のプロジェクター。

請求項6

前記光源部は、前記第2の照度分布を有する放射光を発し、前記第1の光学系は、前記光源部が発する放射光の照度分布を前記第1の照度分布に変換する光変換素子を備え、前記第2の光学系は、前記光源部が発する放射光を前記投射部に導く導光部を備えること、を特徴とする請求項1または2記載のプロジェクター。

請求項7

前記光源部は、第1光源と、前記第2の照度分布を有する放射光を発する第2光源とを備え、前記第1の光学系は、前記第1光源が発する放射光の照度分布を前記第1の照度分布に変換する光変換素子を備え、前記第2の光学系は、前記第2光源が発する放射光を前記投射部に導く導光部を備えること、を特徴とする請求項1または2記載のプロジェクター。

請求項8

前記導光部は、ミラープリズムもしくは光ファイバーを備えること、を特徴とする請求項6または7記載のプロジェクター。

請求項9

前記投射部から前記画像光を投射する状態と、前記投射部から前記照明光を投射する状態との切り替えを制御する制御部を備えること、を特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のプロジェクター。

請求項10

前記制御部は、外部から前記画像情報が入力されている場合に、前記投射部から前記画像光を投射する状態に切り替え、外部から前記画像情報が入力されていない場合に、前記投射部から前記照明光を投射する状態に切り替えること、を特徴とする請求項9記載のプロジェクター。

技術分野

0001

本発明は、画像を投射するプロジェクターに関する。

背景技術

0002

従来、画像を投射するプロジェクターと、照明装置とを組み合わせた装置が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。特許文献1記載の装置は、天井引掛シーリングに取り付けられる照明装置の下面に、プロジェクターの投射レンズを配置した構成を有する。また、特許文献2記載の間接照明装置は、照明光照射する間接照明部と、表示画像投影する画像投影部とを備える。

先行技術

0003

特開2012−186118号公報
特開2009−076397号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1、2記載の装置のように、画像を投射、投影するプロジェクターと照明装置とを一つの装置として実現する場合、プロジェクターと照明装置のそれぞれに対応する光源カバーが必要になる。このため、装置構成が大型化、複雑化してしまう。一方、プロジェクターが画像を投射する場合、輝度むらを防ぐために照度分布均質な光を用いることが好ましいが、このような光は照明としては不自然印象を与える。従って、高品位な画像を投射するプロジェクターの光をそのまま照明に用いても、照明に適した光を得られない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、高品位の画像の投射と、照明光の照射とが可能な装置を、小型化が可能な構成で提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

上記目的を達成するために、本発明は、光源部と、前記光源部の光から画像用の第1の照度分布を有する光を生成する第1の光学系と、前記第1の光学系が生成する光を画像情報に応じて変調して、画像光を生成する変調部と、前記変調部で変調された画像光を、投射部から投射面に投射する投射光学系と、照明用の第2の照度分布を有する照明光を前記投射部から投射する第2の光学系と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、画像の投射に適した照度分布の光を利用して高品位の画像を投射でき、かつ、照明に適した照度分布を有する照明光を照射でき、共通の投射部から光を照射することで小型化が可能なプロジェクターを提供できる。

0006

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記投射部から前記照明光を投射する状態と、前記照明光を投射しない状態とを切り替え切替部を備えること、を特徴とする。
本発明によれば、照明光を投射する状態と、画像光を投射照射する状態とを切り替えることができ、例えば共通の光源により照明光と画像光とを照射する構成を実現できる。

0007

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記第1の光学系は、前記光源部が発する放射光の照度分布を前記第1の照度分布に変換する光変換素子を備え、前記第2の光学系は、前記光変換素子により前記第1の照度分布に変換された光の照度分布をさらに第2の照度分布に変換する不均一化素子を備えること、を特徴とする。
本発明によれば、画像光と共通の光源を用いて、照明に適した照度分布の光を容易に得ることができる。また、プロジェクターが画像光を投射する構成を利用できるので、より一層の小型化が可能である。

0008

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記不均一化素子は非球面レンズを有すること、を特徴とする。
本発明によれば、非球面レンズを用いるシンプルな構成で、照明に適した照度分布の光を得ることができ、小型化が可能である。

0009

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記非球面レンズは、前記変調部と前記投射部との間、または、前記投射部と前記投射面との間に配置されること、を特徴とする。
本発明によれば、非球面レンズを用いるシンプルな構成で、照明に適した照度分布の光を得ることができ、小型化が可能である。

0010

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記光源部は、前記第2の照度分布を有する放射光を発し、前記第1の光学系は、前記光源部が発する放射光の照度分布を前記第1の照度分布に変換する光変換素子を備え、前記第2の光学系は、前記光源部が発する放射光を前記投射部に導く導光部を備えること、を特徴とする。
本発明によれば、共通の光源により、画像光と照明に適した照度分布の光とを得ることができる。

0011

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記光源部は、第1光源と、前記第2の照度分布を有する放射光を発する第2光源とを備え、前記第1の光学系は、前記第1光源が発する放射光の照度分布を前記第1の照度分布に変換する光変換素子を備え、前記第2の光学系は、前記第2光源が発する放射光を前記投射部に導く導光部を備えること、を特徴とする。
本発明によれば、画像の投射に適した照度分布を有する光と、照明に適した照度分布を有する光を得ることができる。

0012

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記導光部は、ミラープリズムもしくは光ファイバーを備えること、を特徴とする。
本発明によれば、シンプルな構成により、画像の投射に適した照度分布を有する光と、照明に適した照度分布を有する光とを得ることができる。

0013

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記投射部から前記画像光を投射する状態と、前記投射部から前記照明光を投射する状態との切り替えを制御する制御部を備えること、を特徴とする。
本発明によれば、画像の投射に適した照度分布の光と照明に適した照度分布を有する照明光とを、共通の投射部から効率よく照射できる。

0014

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記制御部は、外部から前記画像情報が入力されている場合に、前記投射部から前記画像光を投射する状態に切り替え、外部から前記画像情報が入力されていない場合に、前記投射部から前記照明光を投射する状態に切り替えること、を特徴とする。
本発明によれば、画像情報の入力状態に対応して、画像の投射に適した光と照明に適した光とを切り替えることができる。

図面の簡単な説明

0015

第1の実施形態に係るプロジェクターの斜視図。
プロジェクターの制御系の構成を示す機能ブロック図。
光学系の構成を示す図。
光変換素子の構成例を示す説明図。
光変換素子の別の構成例を示す説明図。
第2の実施形態に係るプロジェクターの光学系の構成を示す図。
第3の実施形態に係るプロジェクターの光学系の構成を示す図。
第4の実施形態に係るプロジェクターの光学系の構成を示す図。

実施例

0016

[第1の実施形態]
図1は、本発明を適用した第1の実施形態に係るプロジェクター100の斜視図である。図1には、プロジェクター100が取り付けられるダクト200を合わせて図示する。

0017

プロジェクター100は、後述するように光源を内蔵し、この光源が発した光を変調して画像光とし、壁面やスクリーンに画像を投射するプロジェクターである。
プロジェクター100は、電源収容部110と、電源収容部110とは別体として構成される投射部本体120と、電源収容部110と投射部本体120とを連結する支持部材130とを備える。電源収容部110は、細長い略箱形筐体を有し、この筐体に電源回路(図示略)を収容する。投射部本体120は、略箱形の筐体を有し、光投射部20(図2)を収容する。

0018

支持部材130は、電源収容部110の底面に、連結部131を介して連結される。連結部131は、支持部材130の上端と電源収容部110の底面とを回動軸132を中心として回動可能に連結し、支持部材130を支持する。図中、連結部131の回動方向を矢印Aで示す。連結部131は、電源収容部110と支持部材130とを、任意の回動位置で固定できる。このため、電源収容部110に対して支持部材130を回動させ、投射部本体120が任意の方向を向いたところで固定できる。

0019

連結部131は、例えば電源収容部110の筐体を構成するパネルや電源収容部110内部のフレームと、回動軸132と、回動軸132を中心とした回動を規制するように締め付け可能なボルト及びナットを用いて構成できる。また、ベアリングと、このベアリングによる回動を止めるピンと、ピンをスライドさせるスライド機構とを用いて連結部131を構成してもよい。さらに、連結部131は、リング形状の摺動部材とボルト及びナットとを組み合わせて、棒形状の回動軸132を用いない構成としてもよい。

0020

支持部材130の下部は二股に分かれて2本の腕部133となって下方に延びる。一方の腕部133は図に示すように投射部本体120の一側面に接し、他方の腕部133は図中奥の投射部本体120の側面に接する。つまり、投射部本体120の対向する側面が2本の腕部133で挟まれる構成である。2本の腕部133の下端には、それぞれ、平板部121が連結する。平板部121は、それぞれ、投射部本体120の側面に接し、連結部122により投射部本体120に連結される。連結部122は、平板部121と投射部本体120の側面とを回動軸123を中心として回動可能に連結し、投射部本体120を支持する。図中、連結部122の回動方向を矢印Bで示す。連結部122は、平板部121と投射部本体120とを、任意の回動位置で固定できる。このため、支持部材130に対して投射部本体120を回動させ、投射部本体120が任意の方向を向いたところで固定できる。

0021

連結部122は、例えば投射部本体120の筐体を構成するパネルや投射部本体120内部のフレームと、回動軸123と、回動軸123を中心とするB方向の回動を規制するように締め付け可能なボルト及びナットを用いて構成してよい。また、ベアリングと、このベアリングによる回動を止めるピンと、ピンをスライドさせるスライド機構とを用いて連結部122を構成してもよい。さらに、連結部122は、リング形状の摺動部材とボルト及びナットとを組み合わせて、棒形状の回動軸123を用いない構成としてもよい。

0022

このように、プロジェクター100は、連結部131において回動軸132を中心として矢印A方向に回動し、かつ、連結部122において回動軸123を中心として矢印B方向に回動する、2軸の回動機構により、投射部本体120を支持する。

0023

プロジェクター100は、天井や壁面に固定されたダクト200に接続する。ダクト200は、ライティングダクトと呼ばれる樋形状電源供給体であり、例えばJIS C8366規格照明器具用ダクト、電源用ダクト、或いは電源共用ダクトに相当する。ダクト200には、照明器具電源供給用アダプター等を取り付け可能である。図1には理解の便宜のため、ダクト200の断面を図示するが、ダクト200の長手方向の末端面は塞がっていてもよいし開口していてもよい。ダクト200は、天井面または壁面に設置され、図示しない商用電源に接続され、上記の照明器具やアダプターに電力を供給する。

0024

ダクト200は、長尺形状を有する中空の本体に、長手形状に沿って延びる開口201を有し、この開口201から差し込まれるコネクター等を支持する。ダクト200が天井面に固定された場合、開口201は下向きに開口し、下方から照明器具等を取り付けて吊り下げることができる。また、ダクト200は壁面に固定してもよく、この場合、開口201は水平方向を向いて開口し、横から照明器具等を取り付けて固定できる。

0025

ダクト200は、ダクト200の本体の長手方向に沿って延設された一対の導体205、205を有する。導体205、205は棒状またはテープ状に成形された銅または他の金属からなり、商用電源に電気的に接続される。導体205、205は、例えば商用の100V2極交流電源に接続され、一方の導体205が接地極となり、他方の導体205が非接地極となる。また、ダクト200は、開口201より幅の広い部材を係止する溝206、206を有する。溝206、206は、ダクト200の内部において、開口201の両側に配置され、溝206、206に嵌合する物がダクト200によって支持される。

0026

電源収容部110は、筐体の上面に、ダクト200に連結可能なコネクター115を有する。コネクター115は筐体の上面から上向きに突出する略円柱形状の突起であり、コネクター115の側面には、一対の係止片116及び一対の接触導体117が立設される。係止片116は平板状に成形され、コネクター115から互いに反対方向に突出する。接触導体117は、銅または他の金属を平板状に成形して構成され、各々の接触導体117はコネクター115から互いに反対方向に突出する。

0027

プロジェクター100をダクト200に取り付ける場合、コネクター115が開口201に差し込まれる。コネクター115は、係止片116及び接触導体117がダクト200の長手方向に沿った向きで、開口201に差し入れられる。係止片116及び接触導体117がダクト200の内部に入ってから、電源収容部110を、回動軸132を中心として90度回転させると、コネクター115がダクト200に接続する。電源収容部110を回転させることにより、接触導体117がダクト200の導体205、205に接触して導通し、導体205、205から接触導体117へ電力を供給可能となる。また、係止片116が溝206、206に填まり込むので、係止片116を介してコネクター115がダクト200に固定される。この状態では、コネクター115はダクト200の長手方向にも移動しない。また、ダクト200に電源収容部110を接続すると、接触導体117を介して、電源収容部110の電源回路が商用交流電源に接続され、プロジェクター100が動作可能となる。

0028

このように、プロジェクター100は、容易にダクト200に取り付けることができ、取付状態では、電源収容部110の筐体の長手方向と、ダクト200の延長方向とが一致する(平行になる)。このため、電源収容部110がダクト200と一体に見え、目立たないという利点がある。

0029

プロジェクター100は、コネクター115を介してダクト200に支持される。電源収容部110においては、コネクター115の直下(真下)に、連結部131が配置される。言い換えれば、連結部131の回動軸132の軸線上に、コネクター115が立設される。このため、プロジェクター100の重量が、コネクター115に対し鉛直方向の荷重として加わる。従って、コネクター115に対して回転方向の力が加わらないので、係止片116及び接触導体117の一部に応力が集中する状態を回避でき、ダクト200及びコネクター115の負荷を軽減し、確実にプロジェクター100を固定できる。

0030

投射部本体120の正面(前面)には投射口128(投射部)が設けられる。投射口128は、投射部本体120が内蔵する光投射部20(図2)が画像光を放射する開口である。投射口128は、ガラスまたは樹脂製のカバー或いはレンズにより塞がれてもよい。
プロジェクター100を、天井面に取り付けられたダクト200に固定した場合、連結部131、122で投射部本体120を回動させることで、投射方向を任意の方向に調整できる。

0031

図2は、プロジェクター100の制御系10の構成を示す機能ブロック図である。
プロジェクター100の制御系10は、画像データを出力する画像供給装置30を接続するインターフェイス(I/F)部12を備える。

0032

画像供給装置30は、例えば、DVDプレーヤー等の画像再生装置デジタルテレビチューナー等の放送受信装置ビデオゲーム機パーソナルコンピューター等の画像出力装置が挙げられる。画像供給装置30は、パーソナルコンピューター等と通信して画像データを受信する通信装置等であってもよい。また、画像供給装置30は、ディジタル画像データを出力する装置に限定されず、アナログ画像信号を出力する装置であってもよい。この場合、画像供給装置30の出力側またはI/F部12に、アナログ画像信号からディジタル画像データを生成するアナログディジタル変換装置を設ければよい。また、I/F部12が備えるコネクター及びインターフェイス回路の具体的な仕様や数は任意である。また、I/F部12は、SD(Secure Digital)メモリーカード等のカード型記録媒体や、USBメモリーデバイス等、可搬型記憶媒体接続可能なコネクター及びインターフェイス回路を備えてもよい。また、I/F部12は、無線LAN(WiFi(登録商標))や、Miracast(登録商標)、Bluetooth(登録商標)等の無線通信の規格に準じた無線データ通信を実行する無線通信部(図示略)を備えてもよい。この場合、画像供給装置30との間で無線データ通信を実行することにより、画像供給装置30からディジタル画像データが入力される構成としてもよい。

0033

画像供給装置30は、I/F部12が対応可能なデータフォーマットでディジタル画像データを出力する。画像供給装置30が入力するデータは、I/F部12が対応可能なデータフォーマットであれば、データの内容が静止画像であっても動画像映像)であってもよい。以下の説明では、制御系10に画像供給装置30から入力されるデータを、画像データと呼ぶ。

0034

制御系10は、プロジェクター100の各部を制御する制御部11と、I/F部12に入力される画像データに基づく画像をスクリーンSCに表示(投射)する光投射部20と、を備える。また、I/F部12には、画像データを処理して表示用画像信号を光投射部20に出力する画像処理部13が接続される。

0035

画像処理部13は、制御部11の制御に従って、I/F部12に入力される画像データに対し、色調補正等の処理を実行する。画像処理部13が処理した画像データは、フレーム毎に画像信号に変換され、表示駆動部14に入力される。また、画像処理部13は、記憶部17に記憶された画像データを表示することもできる。この場合、制御部11から画像処理部13に対し、記憶部17に記憶された画像データが入力され、画像処理部13は画像データに対する処理を行って、画像信号を表示駆動部14に出力する。
また、画像処理部13は、I/F部12に可搬型の記憶媒体が接続された場合に、この記憶媒体から画像データを読み出して取得し、画像供給装置30から入力される画像データと同様に、表示する処理を行ってもよい。

0036

制御部11は、例えば、図示しないCPU、ROM、及びRAMを備え、ROMが記憶するプログラムをCPUが実行することにより、制御系10の各部を制御する。
制御部11は、上記プログラムを実行することにより、プロジェクター100が画像を投射する動作の制御、投射画像補正する制御等を行う。
すなわち、制御部11は、画像処理部13が実行する処理の実行タイミング実行条件等を制御する。また、制御部11は、光源制御部15を制御して、光源21の輝度の調整等を行う。また、制御部11は、プロジェクター100で画像を投射する場合と、プロジェクター100で照明を行う場合とに合わせて、照射光を切り替える制御を行う。

0037

制御部11は、ユーザー入力操作受け付ける入力部18に接続される。入力部18は、スイッチを備えた操作パネル19に接続され、操作パネル19における操作を検出する。また、入力部18は、リモコン40が送信する赤外線信号を受信する赤外線受光部として構成され、リモコン40における操作を検出する。入力部18は、操作パネル19及びリモコン40における操作を示す操作データを制御部11に出力する。

0038

制御部11には記憶部17が接続される。記憶部17は、制御部11のCPUが実行するプログラムやデータを不揮発的に記憶する記憶装置である。記憶部17は、制御部11が制御系10を制御するための制御プログラム、制御プログラムで処理される各種設定データ等を記憶する。
また、制御系10は、制御部11の制御により動作する素子駆動部51を含む。素子駆動部51は、投射部本体120内部に配置された光変換素子50を動かすことにより、プロジェクター100が画像光を投射する状態と、プロジェクター100が照明光を投射する状態とを切り替える。光変換素子50及び素子駆動部51の構成は図3を参照して後述する。

0039

光投射部20は、光源21と、光源21が発する光を変調して画像光を生成する変調部27と、変調部27が変調した画像光をスクリーンSCに投射して投射画像Pを結像する投射光学系28とを備える。
光源21は、ハロゲンランプキセノンランプ超高圧水銀ランプ等のランプ、或いは、LEDやレーザー光源等の固体光源で構成される。光源21は、光源制御部15から供給される電力により点灯し、変調部27に向けて光を発する。光源制御部15は、制御部11の制御に従って、光源21の発光輝度を調整できる。

0040

変調部27は、光源21が発する光を変調して画像光を生成し、画像光を投射光学系28に照射する。変調部27は、例えば、透過型液晶ライトバルブ反射型の液晶ライトバルブ、デジタルミラーデバイスDMD)等の光変調素子を備える。変調部27の光変調素子には表示駆動部14が接続される。表示駆動部14は、画像処理部13が出力する画像信号に基づき、光変調素子駆動して各画素階調を設定し、光変調素子にフレーム(画面)単位で画像を描画する。

0041

投射光学系28は、変調部27で変調された光をスクリーンSC上に結像するレンズやミラーを備える。また、投射光学系28は、ズームレンズフォーカスレンズ等の各種のレンズまたはレンズ群を含んでもよい。

0042

図3は、光投射部20の構成を示す図である。図3には光投射部20を構成する各部を模式的に示しており、例えば各部を固定する構造については図示を省略する。また投射光学系28の端が投射口128に面している点を除き、図3の構成と、投射部本体120の高さ方向、幅方向、及び奥行き方向との対応は制限されない。

0043

光投射部20は、上述した光源21、変調部27、及び投射光学系28を備え、さらに、照明光学系24(第1の光学系)と、色分離光学系25と、リレー光学系26と、色合成光学系704とを備える。以下の説明において、変調部27は、光変調素子として液晶パネル700を備える。液晶パネル700は、赤色(R)の色光を変調する液晶パネル700R、緑色(G)の色光を変調する液晶パネル700G、及び、青色(B)の色光を変調する液晶パネル700Bを含み、これらを総称して液晶パネル700と呼ぶ。また、以下の説明において、赤の色光を適宜、赤色光、と称し、緑の色光を適宜、緑色光、と称し、青の色光を適宜、青色光、と称する。すなわち、液晶パネル700Rは赤色光用の液晶パネルであり、液晶パネル700Gは緑色光用の液晶パネルであり、液晶パネル700Bは青色光用の液晶パネルである。

0044

光源21は、ランプ(光源)21A及びリフレクター21Bを有する。本実施形態では光源21にハロゲンランプ等のランプ21Aを用いる。リフレクター21Bは、例えば放物面鏡を含む。ランプ21Aから出射された放射状の光は、リフレクター21Bで反射して平行光に変換される。リフレクター21Bは、ランプ21Aからの光を照明光学系24に向けて放射する。
照明光学系24は、ランプ21Aの光路上に配置される第1レンズアレイ402、第2レンズアレイ403、偏光変換素子404、及び、重畳レンズ405を備える。

0045

第1、第2レンズアレイ402、403はそれぞれ、例えばマトリクス状に配置された複数のマイクロレンズを含む。第1レンズアレイ402及び第2レンズアレイ403は、重畳レンズ405とともに、光源21からの光を均一化して、液晶パネル700を照明する。
ランプ21Aが発する光は放射光であり、リフレクター21Bにより第1レンズアレイ402に照射される光の照度分布は、光軸に対し垂直な面内においてガウシアン分布ガウス分布)を有する。この光は、第1レンズアレイ402、第2レンズアレイ403及び重畳レンズ405により、均一な照度分布を有する光に変換される。

0046

偏光変換素子404は、第2レンズアレイ403と重畳レンズ405との間に配置される。偏光変換素子404は、第2レンズアレイ403からの光を一定方向の偏光光に変換する。偏光変換素子404からの光(偏光光)は、重畳レンズ405によって液晶パネル700に重畳される。

0047

色分離光学系25は、2つのダイクロイックミラー501、502と、反射ミラー503とを有する。色分離光学系25は、照明光学系24からの光を、赤色光、緑色光、青色光の3色の色光に分離する。

0048

ダイクロイックミラー501は、照明光学系24からの光のうち、赤色光成分及び緑色光成分を透過し、青色光成分を反射する。ダイクロイックミラー502は、ダイクロイックミラー501からの光のうち、赤色光成分を透過し、緑色光成分を反射する。反射ミラー503は、ダイクロイックミラー502からの赤色光を反射する。

0049

変調部27は、入射した光を、表示駆動部14(図2)から入力する画像信号に応じて変調して、合成する。変調部27は、色分離光学系25からの各色光が入射する3つの入射側偏光板702と、それら入射側偏光板702の後段に配置される3つの液晶パネル700R、700G、700Bとを有する。さらに、各液晶パネル700R、700G、700Bの後段に配置される3つの出射側偏光板703と、色合成光学系704とを備える。

0050

入射側偏光板702は、色分離光学系25からの各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光を吸収する。出射側偏光板703は、液晶パネル700からの光のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光を吸収する。入射側偏光板702と出射側偏光板703とは、互いの偏光軸の方向が直交するように配置される。

0051

色分離光学系25からの青色光は、液晶パネル700Bに供給される。本実施形態においては、ダイクロイックミラー501で反射した青色光が、反射ミラー503で反射し、フィールドレンズ701及び入射側偏光板702を介して、液晶パネル700Bに入射する。

0052

色分離光学系25からの緑色光は、液晶パネル700Gに供給される。本実施形態においては、ダイクロイックミラー502で反射した緑色光が、フィールドレンズ701及び入射側偏光板702を介して、液晶パネル700Gに入射する。

0053

色分離光学系25からの赤色光は、液晶パネル700Rに供給される。本実施形態においては、ダイクロイックミラー502を透過した赤色光は、リレー光学系26、フィールドレンズ701、及び入射側偏光板702を介して、液晶パネル700Rに入射する。なお、リレー光学系26は、入射側レンズ601と、リレーレンズ603と、反射ミラー602、604とを有する。

0054

色合成光学系704は、クロスダイクロイックプリズムを含み、液晶パネル700R、700G、700Bによってそれぞれ変調され、出射側偏光板703から出射された光を合成する。
投射光学系28は、色合成光学系704で合成された光を、図示しないズームレンズにより拡大してスクリーンに投射する。

0055

上述のように、光源21が照明光学系24に照射する光はガウス型強度分布を有し、照明光学系24により均一な照度分布を有する光に変換されて液晶パネル700に入射する。このため、投射光学系28は照度分布が均一な画像光をスクリーンSCに投射する。照度分布が均一な画像光は、スクリーンSCにおける輝度むらが無く、投射画像Pの投射に好適であり、高品位の投射画像Pを投射できる。
一方、プロジェクター100の投写光を照明として使用する場合、投射光の照度分布が均一であると、例えば投射光で照明される範囲の内外境界が際だったスポットライト照明となり、一般的な照明としては違和感が生じる。従って、プロジェクター100をスポットライト照明以外の照明用途で利用する場合は、プロジェクター100の投射光の照度分布が均一でない方が好ましい。

0056

第1の実施形態に係るプロジェクター100は、光源21の放射光の照度分布を均一化した光について、照度分布が均一でない光、例えばガウス型強度分布を有する光への変換を行う光変換素子50(第2の光学系、不均一化素子)を備える。

0057

光変換素子50は、照明光学系24により均一化された後の光の光路上に配置されれば、その位置について制限はない。本実施形態では投射光学系28において光路に配置する例を示す。図中の符号Lは光路の中心である光軸を示す。
光変換素子50は、素子駆動部51(切替部)に連結される。素子駆動部51は、光変換素子50を移動させるアクチュエーター等の図示しない駆動機構を有する。素子駆動部51は、制御部11(図2)の制御に従って、光変換素子50を、光軸Lを中心とする光路から外れる位置(図中、位置A)と、光軸Lを中心とする光路に重なる位置(図中、位置B)との間で移動させる。

0058

光変換素子50が位置Aにある場合、液晶パネル700の全ての画素の階調を均一にすると、液晶パネル700から投射光学系28に入射する光は、均一な照度分布を有する状態で投射口128から投射される。また、光変換素子50が位置Bにある場合、液晶パネル700の全ての画素の階調を均一にしても、液晶パネル700から投射光学系28に入射する光は、光変換素子50により照度分布が均一でない光に変換されて、投射口128から投射される。つまり、光変換素子50を位置Aと位置Bとに移動させることで、プロジェクター100の投射光を、照度分布が均一でない光、すなわち照明用の光と、照度分布が均一な画像用の光とに切り替えることができる。

0059

光変換素子50の位置の切り替えの制御は制御部11が実行する。この場合、制御部11は、素子駆動部51に対し制御信号を出力して、素子駆動部51を動作させ、光変換素子50の位置を制御する。
また、制御部11は、素子駆動部51の制御を行うタイミングで、変調部27が描画する画像の制御を行ってもよい。すなわち、制御部11は、素子駆動部51を制御して、照明光を投射する位置(位置B)に光変換素子50を移動させる場合に、画像処理部13から表示駆動部14に出力する画像データを、照明用の画像データにするように制御する。照明用の画像データは、例えば、液晶パネル700の全ての画素で最大輝度となる画像データであり、フレーム全体が白色を表示するような画像データである。この場合、光源21が発する光が最大輝度で投射口128から投射されるので、十分な光量を有する照明として機能する。
また、照明光学系24が、光源21の放射光の光量を抑制する遮光板(図示略)等の遮光手段を備える場合、制御部11は、光変換素子50の位置を照明用の位置(位置B)にする際に、遮光手段を開放させて、光源21の放射光の光量を減衰させない制御を行ってもよい。

0060

さらに、制御部11は、画像供給装置30からの画像データの入力、または、画像処理部13から表示駆動部14への画像データの出力が行われる場合、素子駆動部51を駆動して、光変換素子50を画像用の位置(位置A)に移動させ、画像光を照射する状態にする。また、リモコン40や操作パネル19の操作により画像の投射が指示された場合に同様の制御を行ってもよい。一方、画像供給装置30からの画像データの入力、または、画像処理部13から表示駆動部14への画像データの出力がない場合、制御部11は、素子駆動部51を駆動して、光変換素子50を照明用の位置(位置B)に移動させ、照明光を照射する状態にする。また、リモコン40や操作パネル19の操作により照明が指示された場合に同様の制御を行ってもよい。

0061

光変換素子50の構成例について、図4及び図5に示す。
図4は、光変換素子50の一例として、光強度変換素子52(不均一化素子)の構成を示す。
図4(B)は、光強度変換素子52を示す断面図であり、光強度変換素子52を通る多数の光線の光路も合わせて示す。また、図4(A)は光強度変換素子52の入射光照度(強度)分布を示す図表であり、図4(C)は光強度変換素子52の出射光の照度(強度)分布を示す図表である。

0062

光強度変換素子52は、ガラスや合成樹脂等の光学材料で構成され、好ましくは等方性屈折率を有する透明な材料で作られる。光強度変換素子52は、中心軸線を有する円柱形状に形成される。光強度変換素子52は、光強度変換素子52の中心軸線に対して横方向すなわち軸線に垂直な面内に延びる第1の曲面表面52Aを有する。第1の曲面表面52Aの反対側には、中心軸線に対して横方向に延びる第2の曲面表面52Bが形成される。第1の曲面表面52Aと第2の曲面表面52Bとの間には、円柱外周面52Cがある。

0063

光強度変換素子52は、第2の曲面表面52Bに均一な強度分布を有する平行光が入射されると、この光を、ガウス型光強度分布を有する平行光に変換して、第1の曲面表面52Aから出射する。図4(B)には光強度変換素子52の光の入射及び出射の方向を矢印LDで示す。
すなわち、第2の曲面表面52Bに入射する入射光が、図4(A)に示すように、第2の曲面表面52Bの面内において強度がほぼ均一である。これに対し、第1の曲面表面52Aから出射する出射光の強度は、図4(C)に示すように、ガウス型の分布を有する。

0064

光強度変換素子52の第2の曲面表面52Bに入射した入射光は、屈折により、光強度変換素子52の一部の領域においては発散し、光強度変換素子52内の他の領域においては収束する。これによって入射光の光強度分布とは異なった光強度分布として第1の曲面表面52Aから出射する。光線の光路は互いに交わらないようになっている。
図4(B)の領域Yでは、光強度変換素子52を通る光線の光路は互いに平行に延びている。領域Yの内側の中心領域Xにおいては光線が収束し、そして、領域Yの外側の周辺領域Zにおいては光線が発散するようになっている。従って、図4(B)の右端部に示される均一型光強度分布のうち、中心部にある光線は光強度変換素子52を通ることにより収束して光強度変換素子52を出射するときに強度が高くなる。また、周辺部にある低い光線は光強度変換素子52を通ることにより発散して強度が低くなる。こうして、均一型の光強度分布を有する入射光は光強度変換素子52によって全体としてガウス型の光強度分布をもつ出射光に変換される。

0065

光強度変換素子52を素子駆動部51(図3)で駆動する場合、位置B(図3)では、光強度変換素子52の中心軸線が、投射光学系28に入射する光の中心軸線すなわち光軸Lと一致することが望ましい。また、位置A(図3)では、光強度変換素子52の全体が、投射光学系28の入射光の光路から外れることが望ましい。

0066

図5は、光変換素子50の別の構成例を示す図である。
図5に示すように、光変換素子50は、複数のレンズの組合せにより実現することもできる。図5では、入射側レンズ53(不均一化素子)と出射側レンズ54(不均一化素子)とを光強度分布を変換する手段として組み合わせたレンズ系を示す。
入射側レンズ53は、平凸状の非球面レンズで構成され、出射側レンズ54は、平凹状の非球面レンズで構成される。入射側レンズ53と出射側レンズ54は、その中心光軸Lに重なる状態で、投射光学系28(図3)の入射光を変換する。入射側レンズ53は、入射光の中央部において光束密度が高くなるように光を収束させて、出射側レンズ54に出射する。出射側レンズ54は、入射側レンズ53から入射する入射光の周縁部の光を拡散させて光束密度が低くなるように、光を変換する。これにより、入射側レンズ53に、均一な照度分布を有する光が入射すると、出射側レンズ54からガウス型の照度分布を有する光として出射される。

0067

なお、図4の光強度変換素子52及び図5の入射側レンズ53、出射側レンズ54は、いずれも光変換素子50の構成例であって、光変換素子50は、投射口128から出射する光の照度分布を変換できるものであればよい。

0068

以上説明したように、本発明を適用した実施形態に係るプロジェクター100は、投射光を生成する照明光学系24を備える。また、照明光学系24が生成する光を画像情報応じて変調して、画像光を生成する変調部27と、変調部27で変調された画像光を、投射口128からスクリーンSCに投射する投射光学系28とを備える。そして、照明用の第2の照度分布を有する照明光を投射口128から投射する光変換素子50を備える。これにより、画像の投射に適した照度分布の光を利用して高品位の画像を投射でき、かつ、照明に適した照度分布を有する照明光を照射でき、共通の投射口128から光を照射することで小型化が可能なプロジェクターを提供できる。

0069

また、プロジェクター100は、投射口128から照明光を投射する状態と、照明光を投射しない状態とを切り替える素子駆動部51を備える。このため、照明光を投射する状態と、画像光を投射する状態とを切り替えることができ、例えば共通の光源により照明光と画像光とを投射する構成を実現できる。
また、照明光学系24は、光源21が発する放射光の照度分布を均一な照度分布に変換する光変換素子として第1レンズアレイ402、第2レンズアレイ403及び重畳レンズ405を備える。また、光変換素子50は、光源21が発する光から照明光を生成して投射口128に導く。この構成では、共通の光源を用いて画像光と照明光とを照射できる。また、照度分布が異なる画像光と照明光とを、簡単な構成により、共通の光源から照射するので、装置を小型化できる。

0070

光変換素子50は、例えば図4に示す光強度変換素子52、或いは、図5に示す入射側レンズ53と出射側レンズ54のように、照明光学系24が均一化した光の照度分布をさらに変換する不均一化素子を備える構成としてもよい。この場合、画像光と共通の光源を用いて、照明に適した照度分布の光を容易に得ることができる。また、プロジェクター100が画像光を投射する構成を利用できるので、より一層の小型化が可能である。また、図5の例では、非球面レンズを用いるシンプルな構成で、照明に適した照度分布の光を得ることができ、小型化が可能である。

0071

また、プロジェクター100では、投射口128から画像光を投射する状態と、投射口128から照明光を照射する状態との切り替えを制御部11で制御する。制御部11は、例えば、画像供給装置30から画像データが入力される場合には、素子駆動部51を駆動して画像光を照射する。すなわち、光変換素子50を位置Aに移動させる。また、制御部11は、画像供給装置30から画像データの入力がない場合等に、素子駆動部51を制御して照明光を照射する。すなわち、光変換素子50を位置Bに移動させる。これにより、画像の投射に適した照度分布の光と照明に適した照度分布を有する照明光とを、共通の投射口128から効率よく照射し、小型化が可能な構成を実現できる。

0072

なお、上記構成において、光変換素子50は、変調部27と投射口128との間に配置される構成を例示したが、例えば、投射口128の外側に設けてもよい。すなわち、投射口128とスクリーンSCとの間に光変換素子50及び素子駆動部51を配置してもよい。

0073

また、上記第1実施形態では、照明光学系24が照度分布を均一化した光に対し、光変換素子50で、ガウス型の照度分布を有する光に変換を行う構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、照明光学系24の他には照度分布を変換する素子を持たずに照明光を生成する構成としてもよい。この例について第2〜第4の実施形態として説明する。

0074

[第2の実施形態]
図6は、本発明を適用した第2の実施形態に係るプロジェクターが有する光投射部20Aの構成を示す図である。本実施形態において、上記第1の実施形態で説明したプロジェクター100と共通の構成については、図に同符号を付して説明を省略する。

0075

図6に示す光投射部20Aは、第1レンズアレイ402、第2レンズアレイ403、偏光変換素子404及び重畳レンズ405を備える照明光学系24Aに、ミラー61及びミラー駆動部62を設けた構成を有する。また、光投射部20Aは、ミラー61の反射光の光路上に配置されるミラー63と、投射光学系28に設けられるハーフミラー64とを有する。

0076

ミラー61は、投射部本体120に対し回動可能に取り付けられ、光源21の放射光の光軸から外れる位置(図中、位置A)と、光源21の放射光の光軸に重なる位置(図中、位置B)との間で移動可能である。ミラー61の端部には、ミラー61を位置A及び位置Bに移動させるミラー駆動部62が配置される。ミラー駆動部62は、ミラー61を回動させるアクチュエーター等の図示しない駆動機構を有する。ミラー駆動部62は、制御部11(図2)の制御に従って、ミラー61を位置Aから位置Bへ移動させる動作、及び、ミラー61を位置Bから位置Aに移動させる動作を行う。

0077

ミラー61が位置Bにある状態では、光源21が発した放射光が、第1レンズアレイ402を透過した後、第2レンズアレイ403とは異なる方向に反射される。すなわち、ミラー61は、光源21の放射光をミラー63に向けて反射し、ミラー63は、ミラー61が反射した光を投射光学系28に向けて反射する。ミラー61、63は全反射型のミラーである。
ミラー63の反射光の光路上には、ハーフミラー64が位置する。ハーフミラー64は、ミラー63が反射した光を投射口128に向けて反射する。

0078

ミラー61により反射される光は、第2レンズアレイ403及び重畳レンズ405を透過していないため、例えばガウス型の照度分布を有する不均一光であり、照明に適する照明光である。
従って、ミラー61が位置Bにある場合、投射口128から、照明に適した光が照射される。

0079

また、ミラー61が位置Aにある場合、第1実施形態で説明したように、光源21が発する光は第1レンズアレイ402、第2レンズアレイ403、偏光変換素子404及び重畳レンズ405を透過して色分離光学系25に入射する。色分離光学系25では、重畳レンズ405を透過した光が赤色光、青色光、緑色光に分離されて変調部27に入射する。そして、変調部27で変調された画像光が、色合成光学系704で合成され、投射光学系28に入射する。

0080

投射光学系28では、画像光の光路上にハーフミラー64が位置する。ハーフミラー64は、色合成光学系704から入射する光を透過するので、色合成光学系704で合成された画像光は、そのまま投射口128から投射される。

0081

この図6の構成では、光源21が発する光を、均一な照度分布を有する光に変換する光変換素子として第1レンズアレイ402、第2レンズアレイ403、及び重畳レンズ405を備える。そして、ミラー駆動部62を動作させることにより、均一化される前の光をミラー61、63及びハーフミラー64により投射口128に導くことができる。このため、ミラー駆動部62を動作させることで、投射口128から、照明に適した照度分布を有する照明光、及び、画像の投射に適した照度分布を有する画像光を、切り替えて投射できる。
すなわち、本第2の実施形態の構成において、ミラー61を除く照明光学系24Aは第1の光学系に相当し、ミラー61、63及びハーフミラー64は第2の光学系に相当する。また、ミラー61、63及びハーフミラー64は導光部に相当し、ミラー駆動部62は切替部に相当する。

0082

この第2の実施形態によれば、光源21は、照明に適した照度分布を有する光を発し、照明光学系24Aは、光源21が発する光を、均一な照度分布を有する光に変換する光変換素子を備える。そして、光源21が発する光を投射口128に導く導光部としてのミラー61、63及びハーフミラー64を備える。これにより、上記第1の実施形態と同様に、コンパクトな構成により、投射口128から画像光と照明光とを投射できる。また、画像光の投射と照明光の投射とを、制御部11の制御により、速やかに切り替えることができる。
また、制御部11は、上記第1の実施形態で説明した素子駆動部51を駆動する場合と、同様の制御を行う。すなわち、ミラー駆動部62によりミラー61を移動させて、画像光の照射と照明光の照射とを切り替える制御を、リモコン40や操作パネル19による操作、画像供給装置30からの画像データの入力等に対応して行う。また、ミラー駆動部62によりミラー61を照明用の位置(位置B)に移動させる場合、画像処理部13から表示駆動部14に出力する画像データを、照明用の画像データにするように制御する。

0083

また、上記第2の実施形態において、光源21が発する光をミラー61、63及びハーフミラー64により投射口128に導く間に、照明光として、より理想的な照度分布の光に変換する光学系を設けてもよい。すなわち、ミラー61とミラー63との間、ミラー63とハーフミラー64との間、或いは、ハーフミラー64よりも投射口128側に、新たな光変換素子を配置して、この光変換素子によって、照明光に好適な照度分布への変換を行ってもよい。

0084

[第3の実施形態]
図7は、本発明を適用した第3の実施形態に係るプロジェクターが有する光投射部20Bの構成を示す図である。本実施形態において、上記第1の実施形態で説明したプロジェクター100と共通の構成については、図に同符号を付して説明を省略する。

0085

図7に示す光投射部20Bは、光源21と、第1レンズアレイ402、第2レンズアレイ403、偏光変換素子404及び重畳レンズ405を含む照明光学系24Bとを備える。また、光投射部20Bは、光源21(第1光源)に加え、光源31(第2光源)を備える。光源31は、ランプ31A及びリフレクター31Bを有する。ランプ31Aは、ランプ21Aと同様に、ハロゲンランプで構成される。また、リフレクター31Bは、リフレクター21Bと同様に、例えば放物面鏡を含む。ランプ31Aから出射された放射状の光は、リフレクター31Bで反射して平行光に変換される。
光源31から出射される光の光路上には、ミラー65が配置される。ミラー65は、光源31が出射する平行光を照明光学系24B側に向けて反射する。

0086

照明光学系24Bの重畳レンズ405の出射側には、ミラー66、及び、ミラー駆動部67が配置される。ミラー66は、投射部本体120に対し回動可能に取り付けられ、光源21の放射光の光軸から外れる位置(図中、位置A)と、光源21の放射光の光軸に重なる位置(図中、位置B)との間で移動可能である。ミラー66の端部には、ミラー66を位置A及び位置Bに移動させるミラー駆動部67が配置される。ミラー駆動部67は、ミラー66を回動させるアクチュエーター等の図示しない駆動機構を有する。ミラー駆動部67は、制御部11(図2)の制御に従って、ミラー66を位置Aから位置Bへ移動させる動作、及び、ミラー66を位置Bから位置Aに移動させる動作を行う。

0087

ミラー66が位置Aにある場合、第1実施形態で説明したように、光源21が発する光は第1レンズアレイ402、第2レンズアレイ403、偏光変換素子404及び重畳レンズ405を透過して色分離光学系25に入射する。色分離光学系25では、重畳レンズ405を透過した光が赤色光、青色光、緑色光に分離されて変調部27に入射する。そして、変調部27で変調された画像光が、色合成光学系704で合成され、投射光学系28に入射する。

0088

ミラー65、66は全反射型のミラーである。ミラー66の位置Bは、ミラー65の反射光の光路上にある。ミラー66が位置Bにある状態では、光源31が発した放射光が、ミラー65で反射され、ミラー66によりさらに反射される。ミラー66の反射光は、重畳レンズ405を透過する光と同じ光軸、同じ光路で、色分離光学系25に入射する。この光は色分離光学系25、リレー光学系26及び変調部27を通り、投射光学系28により、投射口128から投射される。
また、ミラー66が位置Bにある場合、光源21が発した光は、重畳レンズ405を透過した後でミラー66の裏面で反射され、色分離光学系25に入射しない。

0089

光源31が発する光は、例えばガウス型の照度分布を有する不均一光であり、照明に適する照明光である。従って、ミラー66が位置Bにある場合、投射口128から、照明に適した光が照射される。

0090

この図7の構成では、光源21を点灯させ、ミラー66を位置Aに移動させる場合、画像を投射することができる。この場合に投射口128から投射される画像光は、第1レンズアレイ402、第2レンズアレイ403、及び重畳レンズ405により、照度分布が均一化され、画像の投射に適した光であり、輝度むらのない投射画像Pを投射できる。
また、図7の構成では、光源31を点灯させ、ミラー66を位置Bに移動させることにより、照度分布が均一化されていない光を投射口128から投射できる。この場合に投射口128から投射される光は、光源31が出射する光の照度分布を維持するので、例えばガウス型の照度分布を有し、照明に適する光である。
従って、第1の実施形態と同様に、投射口128から、照明に適した照度分布を有する照明光、及び、画像の投射に適した照度分布を有する画像光を、切り替えて投射できる。
本第3の実施形態の構成において、照明光学系24Bは第1の光学系に相当し、ミラー65、66は第2の光学系、及び導光部に相当する。ミラー駆動部67は切替部に相当する。

0091

また、制御部11は、画像光を投射する場合と照明光を投射する場合の制御において、光源21、31の点灯/消灯と、ミラー駆動部62の動作を制御する。
最小限の制御としては、画像光を投射する場合に光源21を点灯させ、ミラー駆動部67によりミラー66を位置Aに移動させる。また、照明光を投射する場合に、光源31を点灯させ、ミラー駆動部67によりミラー66を位置Bに移動させる制御を行う。光源31は、光源21とともに光源制御部15(図1)に接続され、制御部11の制御により光源31の点灯と消灯を切り替えることができる。また、光源31の光量を制御部11が制御する構成としてもよい。

0092

より好ましくは、制御部11は、画像光を投射する場合に光源31を消灯させ、照明光を投射する場合に光源21を消灯させる。これにより、消費電力を抑制できるとともに、投射部本体120内部における不要な光の反射を防止し、投射口128以外の部分から光が出る現象光漏れ)を防止できる。さらに好ましくは、制御部11は、上記第1の実施形態で説明した素子駆動部51を駆動する場合と、同様の制御を行う。すなわち、画像光を投射する状態と照明光を投射する状態とを切り替える制御を、リモコン40や操作パネル19による操作、画像供給装置30からの画像データの入力等に対応して行ってもよい。また、ミラー駆動部67によりミラー66を照明用の位置(位置B)に移動させる場合、画像処理部13から表示駆動部14に出力する画像データを、照明用の画像データにするように制御する。

0093

ミラー66は、ミラー65を向く面(表面)は鏡面である。ミラー66の光源21側の面(裏面)は反射率が低い構成としたり、乱反射する構成としてもよく、鏡面であってもよい。ミラー66の裏面の反射率が低い構成とすれば、制御部11が、照明光を投射する場合に光源31を消灯しない、すなわち光源31を点灯させる場合に、光漏れを抑制できる効果がある。

0094

図7の構成において、光源31が発する光をミラー65、66により導く間に、照明光として、より理想的な照度分布の光に変換する光学系を設けてもよい。すなわち、光源31とミラー65との間、或いは、ミラー65とミラー66との間に、新たな光変換素子を配置して、この光変換素子によって、照明光に好適な照度分布への変換を行ってもよい。

0095

[第4の実施形態]
図8は、本発明を適用した第4の実施形態に係るプロジェクターが有する光投射部20Aの構成を示す図である。本実施形態において、上記第1、3の実施形態で説明したプロジェクター100と共通の構成については、図に同符号を付して説明を省略する。
図8に示す光投射部20Cは、図7を参照して説明した構成と同様の照明光学系24B及び光源31を備える。

0096

また、光投射部20Cは、光源31の放射光を色分離光学系25に導く導光体68を備える。導光体68は、ガラスや合成樹脂からなり内部で導光可能な柱状体であり、好ましくは可撓性を有するものであり、例えば、光ファイバーを用いることができる。導光体68の一端は光源31の出射側に固定され、他端は、光源21から色分離光学系25に至る光路上に進退可能に移動できる。すなわち、導光体68の先端を、照明光学系24Bと色分離光学系25との間の光路上から外れる位置Aと、当該光路に重なる位置Bとに移動できる。
導光体68には、導光体68を移動させる駆動部(図示略)が設けられ、この駆動部の動作により、導光体68の先端を、位置A及び位置Bに移動できる。導光体68を動かす駆動部は、例えば、導光体68を移動させるアクチュエーター等の図示しない駆動機構を有し、制御部11の制御に従って動作する。

0097

導光体68が位置Aにある場合、第3実施形態で説明したように、光源21が発する光は第1レンズアレイ402、第2レンズアレイ403、偏光変換素子404及び重畳レンズ405を透過して色分離光学系25に入射する。色分離光学系25では、重畳レンズ405を透過した光が赤色光、青色光、緑色光に分離されて変調部27に入射する。そして、変調部27で変調された画像光が、色合成光学系704で合成され、投射光学系28に入射する。

0098

導光体68が位置Bにある状態では、光源31が発した放射光が導光体68によって色分離光学系25に導かれる。この光は、重畳レンズ405を透過する光と同じ光軸、同じ光路で、色分離光学系25に入射する。この光は色分離光学系25、リレー光学系26及び変調部27を通り、投射光学系28により、投射口128から投射される。

0099

光源31が発する光は、例えばガウス型の照度分布を有する不均一光であり、照明に適する照明光である。従って、導光体68が位置Bにある場合、投射口128から、照明に適した光が照射される。

0100

この図8の構成では、光源21を点灯させ、導光体68を位置Aに移動させることで、画像を投射することができる。この場合に投射口128から投射される画像光は、第1レンズアレイ402、第2レンズアレイ403、及び重畳レンズ405により、照度分布が均一化され、画像の投射に適した光であり、輝度むらのない投射画像Pを投射できる。
また、図8の構成では、光源31を点灯させ、導光体68を位置Bに移動させることにより、照度分布が均一化されていない光を投射口128から投射できる。この場合に投射口128から投射される光は、光源31が出射する光の照度分布を維持するので、例えばガウス型の照度分布を有し、照明に適する光である。
従って、第1、3の実施形態と同様に、投射口128から、照明に適した照度分布を有する照明光、及び、画像の投射に適した照度分布を有する画像光を、切り替えて投射できる。本第4実施形態の構成において、照明光学系24Bは第1の光学系に相当し、導光体68は第2の光学系、及び導光部に相当する。

0101

また、制御部11は、画像光を投射する場合と照明光を投射する場合の制御において、光源21、31の点灯/消灯と、駆動部の動作を制御する。この制御は第3の実施形態と同様である。
すなわち、最小限の制御としては、画像光を投射する場合に光源21を点灯させ、駆動部により導光体68を位置Aに移動させる。また、照明光を投射する場合に、光源31を点灯させ、導光体68を位置Bに移動させる制御を行う。

0102

より好ましくは、制御部11は、画像光を投射する場合に光源31を消灯させ、照明光を投射する場合に光源21を消灯させる。これにより、消費電力を抑制できるとともに、投射部本体120内部における不要な光の反射を防止し、投射口128以外の部分から光が出る現象(光漏れ)を防止できる。反対に、照明光を投射する場合には、光源31とともに、光源21を点灯させてもよい。この場合、投射口128からは、光源21が発した光を照明光学系24Bで均一化した光と、光源31が発した光とが投射される。投射口128から投射する光の照度分布は、光源31のみを点灯させる場合に比べて均一化された度合いが高くなるが、2つの光源を点灯させることで光量の増大が期待できる。また、導光体68を位置Bに移動し、光源31のみを点灯させる状態と、光源31と光源21とを点灯させる状態とを、切り替えてもよい。この切り替えは、操作パネル19やリモコン40の操作に従って行ってもよい。

0103

さらに好ましくは、制御部11は、画像光を投射する状態と照明光を投射する状態とを切り替える制御を、リモコン40や操作パネル19による操作、画像供給装置30からの画像データの入力等に対応して行ってもよい。また、導光体68を位置Bに移動させる場合、画像処理部13から表示駆動部14に出力する画像データを、照明用の画像データにするように制御する。

0104

図8の構成において、光源31と導光体68との間、或いは、導光体68とダイクロイックミラー501との間に、照明光として、より理想的な照度分布の光に変換する新たな光変換素子を配置してもよい。

0105

なお、上述した各実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用が可能である。
上記実施形態では、変調部27が、3つの液晶パネルやDMDを備え、赤色光、青色光、及び緑色光をそれぞれ変調する構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、1つの液晶パネル或いはDMDと、カラーホイールとを備えた構成としてもよい。この場合、光源が発する光を色分離光学系25で分離する構成は不要である。また、カラーホイールに照明用の透過部を設け、照度分布を均一化していない光がカラーホイールを透過する場合に、カラーホイールの照明用の透過部に光を透過させてもよい。

0106

また、図2に示した各機能ブロックはハードウェアソフトウェアとの協働により実現される機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に制限されない。従って、必ずしも各機能ブロックに対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現される機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現される機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。その他、プロジェクター100の他の各部の具体的な細部構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。

0107

10…制御系、11…制御部、13…画像処理部、14…表示駆動部、15…光源制御部、18…入力部、19…操作パネル、20、20A、20B、20C…光投射部(第1の光学系)、21…光源(第1光源)、21A…ランプ、21B…リフレクター、24、24A、24B…照明光学系、25…色分離光学系、26…リレー光学系、27…変調部、28…投射光学系、31…光源(第2光源)、31A…ランプ、31B…リフレクター、40…リモコン、50…光変換素子(第2の光学系、導光部)、51…素子駆動部(切替部)、52…光強度変換素子(不均一化素子)、52A…第1の曲面表面、52B…第2の曲面表面、52C…円柱外周面、53…入射側レンズ(不均一化素子、非球面レンズ)、54…出射側レンズ(不均一化素子、非球面レンズ)、61…ミラー(第2の光学系、導光部)、62…ミラー駆動部(切替部)、63…ミラー(第2の光学系、導光部)、64…ハーフミラー(第2の光学系、導光部)、65…ミラー(第2の光学系、導光部)、66…ミラー(第2の光学系、導光部)、67…ミラー駆動部(切替部)、68…導光体(第2の光学系、導光部)、100…プロジェクター、120…投射部本体、200…ダクト、402…第1レンズアレイ(光変換素子)、403…第2レンズアレイ(光変換素子)、404…偏光変換素子、405…重畳レンズ(光変換素子)、P…投射画像、SC…スクリーン(投射面)。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • シグニファイホールディングビーヴィの「 照明モジュール及び照明器具」が 公開されました。( 2019/09/26)

    【課題・解決手段】本発明は、第1の主方向を伴う第1の配光105を有する第1の光103を放つ少なくとも1つの第1の光源101と、第1の主方向とは反対の第2の主方向を伴う第2の配光106を有する第2の光1... 詳細

  • 東芝ライテック株式会社の「 車両用照明装置および車両用灯具」が 公開されました。( 2019/09/12)

    【課題】3つの発光ダイオードを設ける場合であっても所望の配光特性を得ることができる車両用照明装置および車両用灯具を提供することである。【解決手段】実施形態に車両用照明装置は、ソケットと;前記ソケットの... 詳細

  • 浜松ホトニクス株式会社の「 光源装置」が 公開されました。( 2019/09/12)

    【課題】発光部を均一に冷却することができる光源装置を提供する。【解決手段】光源装置100は、筐体10と、LED基板30と、ヒートシンク50と、排気口13と、軸流ファン70と、遮蔽偏向板80と、を備える... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ