JP6186685B2 - 投影装置 - Google Patents

Description

本発明は、投影装置に関する。

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画像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。ここで、マイクロミラー素子で反射されて投影レンズに入射し、映写される画像を形成する光をオン光と称し、投影レンズに入射しない光をオフ光と称することにする。

オフ光やその反射光が投影レンズに入射すると、投影される画像の画質が低下する。このようなオフ光の投影レンズへの入射を防ぐため、例えば特許文献１には、オフ光の投影レンズへの入射を防止する遮蔽板が設けられた投影装置に係る技術が開示されている。また、特許文献１には、オフ光が照射される領域を冷却するための機構が開示されている。

特開２００６−２０８４５４号公報

前記特許文献１のような技術では、オフ光がオン光に影響を与えないようにすることが考慮されているが、オフ光は有効利用されていない。そこで本発明は、オフ光を有効に利用する投影装置を提供することを目的とする。

前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、投影装置は、光源と、前記光源から入射された光を変調して光像を形成するマイクロミラー素子と、前記マイクロミラー素子によって変調された前記光像を形成するオン光を投影して、被投影体に画像を投影する投影部と、前記マイクロミラー素子によって変調された前記オン光以外のオフ光を拡散させる拡散板と、前記拡散板によって拡散されたオフ光を射出する照明部と、を具備し、前記照明部は、前記オフ光が出射するように構成された、当該投影装置の筐体に設けられた第１の開口部と、前記第１の開口部を開閉する開閉部と、を有する。
また、前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、投影装置は、光源と、前記光源から入射された光を変調して光像を形成するマイクロミラー素子と、前記マイクロミラー素子によって変調された前記光像を形成するオン光を投影して、被投影体に画像を投影する投影部と、前記マイクロミラー素子によって変調された前記オン光以外のオフ光を射出する照明部と、を具備し、前記照明部は、前記オフ光が出射するように構成された、当該投影装置の筐体に設けられた第１の開口部と、前記第１の開口部を開閉する開閉部と、を有する。

本発明によれば、オフ光を有効に利用する投影装置を提供できる。

一実施形態に係るプロジェクタの外観の一例を示す斜視図。 一実施形態に係るプロジェクタの外観の一例を示す斜視図。 一実施形態に係るプロジェクタの構成例の概略を示すブロック図。 一実施形態に係るプロジェクタの内部構造の一例を示す平面模式図。 一実施形態に係るプロジェクタの光学系の一例の概略を示す図。 一実施形態に係るプロジェクタの光学系の一例の概略を示す図。 一実施形態に係るプロジェクタの使用例の概略を示す図。 一実施形態に係るプロジェクタの使用例の概略を示す図。

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、投影方向を向いて水平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。

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が設けられている。投影レンズには、投影レンズを覆うレンズカバー２１が設けられている。レンズカバー２１は、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。

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。さらにプロジェクタ１の筐体の天面である上面パネル１１には、本実施形態に係る照明光を射出するための第１の照明窓２１１が設けられている。プロジェクタ１が例えば机に据え置かれたときには、照明光は第１の照明窓２１１から射出される。

プロジェクタ１の筐体の底面である底面パネル１６には、プロジェクタ１が天吊り状態で設置されたときに照明光が射出される第２の照明窓２２１が設けられている。また、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。

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。

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、第１のミラー１０２と、投影レンズ部１０３と、照明制御部５４と、照明部２００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。

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。

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。

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、第１のミラー１０２で全反射し、マイクロミラー素子１０１に入射する。

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の方向からそらして照明部２００に導いたりする。マイクロミラー素子１０１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。

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。すなわち、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。すなわち、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。

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。この光像を形成するスクリーンに投影される光をオン光と称することにする。

照明部２００は、上述の光像の形成に用いなかった光を用いて、照明光を形成する。このオン光以外の光であり、照明光に用いられる光をオフ光と称することにする。マイクロミラー素子１０１で反射されたオフ光は、照明部２００に導かれ、照明光としてプロジェクタ１から射出される。照明制御部５４は、照明部２００の光学系の調整等に係る動作を制御する。なお、マイクロミラー素子１０１によるオン光の光路とオフ光の光路との成す角は、例えば１４°程度である。

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。

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。

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。

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。

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機構的なセンサ（力センサ等）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。

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。

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。

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。

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。

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、第１のミラー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を介して第１のミラー１０２に入射する。

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を介して第１のミラー１０２に入射する。

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を介して第１のミラー１０２に入射する。

第１のミラー１０２で反射された緑色光、青色光、赤色光はそれぞれ、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。このマイクロミラー素子１０１から投影レンズ部１０３へ向かう光をオン光と称することにする。このオン光による光像はレンズ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。

一方、マイクロミラー素子１０１から投影レンズ部１０３へ向かわない光をオフ光と称することにする。オフ光は、第２のミラー１７０へと導かれる。第２のミラー１７０は、オフ光を第１の照明窓２１１及び第２の照明窓２２１を含む照明部２００へと導く。

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。

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、照明部２００を冷却するための冷却ファン５８ｄ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。

照明部２００の構成例について図６を参照して説明する。光源部１１０からマイクロミラー素子１０１に入射して、マイクロミラー素子１０１で反射したオフ光は、第２のミラー１７０に導かれる。このオフ光は、照明部２００に設けられた例えばミラーやプリズムで構成された第１の光路変更素子２０２に導かれる。第１の光路変更素子２０２は、プロジェクタ１の設置状況に応じて、オフ光を第２の光路変更素子２１２に導いたり第３の光路変更素子２２２に導いたりする。

プロジェクタ１が例えば机等に据え置かれているとき、オフ光は、第１の光路変更素子２０２によって例えばミラーやプリズムで構成された照明部２００の第２の光路変更素子２１２に導かれる。このオフ光は、第２の光路変更素子２１２を介して、第１の凹レンズ２１３及び第１の拡散板２１４を通って第１の照明窓２１１から照明光としてプロジェクタ１の外部へと射出される。ここで、第１の凹レンズ２１３は、オフ光を広角化させて照明光として適当な広がり角を有する光にする。また、オフ光はオン光であるスクリーン等に投影される光像のネガ像となるので、第１の拡散板２１４は、オフ光を拡散させて照明として適当な均一な光とする。これにより、照明に適した柔らかい光に近づけることができる。なお、第２の光路変更素子２１２は、光路の角度を調整することができ、第１の照明窓２１１から射出される照明光の射出角度を変更することができる。ユーザは、第２の光路変更素子２１２を駆動させることで、照明光の射出角度を調整することができ、スクリーンへの映写画像に与える影響を小さくすることができる。

また、第１の照明窓２１１には第１の開閉部２１５が設けられている。この第１の開閉部２１５は、例えば第１の照明窓２１１上でスライドする遮蔽板を有しており、第１の照明窓２１１の開口度（全開、全閉を含む）を変化させることができる。この遮蔽板は、例えば電動でスライドする。遮蔽板は手動でスライドするように構成されてもよい。電動の場合、第１の照明窓２１１の開口度は、照明制御部５４によって制御される。第１の開閉部２１５によれば、第１の照明窓２１１から射出される照明光の光量が調整され、また、照明光が不要なときには照明光がプロジェクタ１から射出しないように閉じられ得る。
これにより、照明光をユーザの所望の光量に調節することができる。

一方、プロジェクタ１が天吊り状態で設置されているとき、オフ光は、第１の光路変更素子２０２によって例えばミラーやプリズムで構成された照明部２００の第３の光路変更素子２２２に導かれる。このオフ光は、第３の光路変更素子２２２を介して、第２の凹レンズ２２３及び第２の拡散板２２４を通って第２の照明窓２２１からプロジェクタ１の外部へと射出される。ここで、第２の凹レンズ２２３は、オフ光を広角化させて照明光として適当な広がり角を有する光にし、また、第２の拡散板２２４は、オフ光を拡散させて照明光として適当な均一な光とする。第３の光路変更素子２２２は、光路の角度を調整することができ、第２の照明窓２２１から射出される照明光の射出角度を変更することができる。ユーザは、第３の光路変更素子２２２を駆動させることで、照明光の射出角度を調整することができ、スクリーンへの映写画像に与える影響を小さくすることができる。

また、第１の照明窓２１１と第２の照明窓２２１とが設けられていることで、プロジェクタ１が机上に設置されているときにも、天吊りされているときにも、適切に部屋を照明することができる。

また、第２の照明窓２２１には第２の開閉部２２５が設けられている。この第２の開閉部２２５は、例えば第２の照明窓２２１上でスライドする遮蔽板を有しており、第２の照明窓２２１の開口度（全開、全閉を含む）を変化させることができる。この遮蔽板は、例えば電動でスライドする。遮蔽板は手動でスライドするように構成されてもよい。電動の場合、第２の照明窓２２１の開口度は、照明制御部５４によって制御される。第２の開閉部２２５によれば、第２の照明窓２２１から射出される照明光の光量が調整され、また、照明光が不要なときには照明光がプロジェクタ１から射出しないように閉じられ得る。また、遮蔽板が電動で移動させられることで、例えばプロジェクタ１が天吊りにされているときにも、リモコンなどが用いられ容易に調整され得る。
これにより、照明光をユーザの所望の光量に調節することができる。

なお、第１の凹レンズ２１３と第１の拡散板２１４との順序や、第２の凹レンズ２２３と第２の拡散板２２４との順序は、入れ替えられてもよい。また、ここに示した照明部２００の光学系は一例であり、第１の照明窓２１１及び第２の照明窓２２１から照明光が射出される光学系であれば、種々の光学素子が用いられ得る。例えば、照明光の広がり角を調整できるように第１の凹レンズ２１３や第２の凹レンズ２２３の代わりに、ズーム光学系が用いられてもよい。

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及び照明制御部５４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。

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されている。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されている。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。

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、画像データの階調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、階調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。すなわち、投影処理部５３は、階調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、階調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）に各色の階調を表現できる。

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階調を各色について組み合わせることでカラー画像が表現される。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、スクリーン等にはカラー画像が表示される。

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。

一方、照明制御部５４は、照明部２００の例えば第１の光路変更素子２０２、第２の光路変更素子２１２、第３の光路変更素子２２２等の動作を制御して、光路を調整させる。すなわち、例えば照明制御部５４は、オフ光を第２の光路変更素子２１２に導くように第１の光路変更素子２０２を調整したり、オフ光を第３の光路変更素子２２２に導くように第１の光路変更素子２０２を調整したりする。オフ光を第２の光路変更素子２１２に導くか第３の光路変更素子２２２に導くかの判断は、例えば天吊り検出部５７から出力された信号に基づいて、中央制御部５１が判断したプロジェクタ１が机等に据え置かれているか天吊りされているかの情報に基づいて行われる。また、照明制御部５４は、ユーザからの入力に基づいて、第２の光路変更素子２１２や第３の光路変更素子２２２を調整してプロジェクタ１から射出される照明光の角度や光量等を調整する。

また、照明制御部５４は、例えばユーザの指示に基づいて、第１の開閉部２１５又は第２の開閉部２２５の開口度を変化させる。照明制御部５４は、図示しない光検出部によって計測されたプロジェクタ１の周囲の明るさに応じて第１の開閉部２１５又は第２の開閉部２２５の開口度を変化させてもよい。

また、冷却制御部５９は、第１の開閉部２１５又は第２の開閉部２２５の開口度に応じて冷却部５８による冷却能力を変化させてもよい。すなわち、例えば第１の照明窓２１１から照明光を射出しているときを例に挙げて説明する。第１の照明窓２１１の開口度が第１の開閉部２１５によって大きく開かれているとき、オフ光の多くはプロジェクタ１から射出されるので、プロジェクタ１内には比較的熱が溜まりにくい。このようなとき、照明部２００を冷却する冷却ファン５８ｄの回転数は下げられる。一方で、第１の照明窓２１１の開口度が第１の開閉部２１５によって小さくしか開かれていないとき、オフ光の多くはプロジェクタ１から射出されないので、プロジェクタ１内には比較的熱がたまりやすい。このようなとき、照明部２００を冷却する冷却ファン５８ｄの回転数は上げられる。このように、開口度に応じて冷却ファン５８ｄの回転数が調整され、できるだけ冷却ファン５８ｄの回転数を下げることで、省エネルギ化と静音化が実現される。

なお、手動で開口度が調整される場合であっても、開口度を検出する図示しないセンサを用いて、開口度を検出することができるので、冷却制御部５９は、検出された開口度に基づいて、冷却部５８による冷却能力を変化させることができる。

本実施形態によれば、例えば図７に示されるように、プロジェクタ１は、机の上に据え置かれたとき、投影レンズ部１０３から射出された光像を形成するオン光３１０は、スクリーン３３０に投影される。このとき、第１の照明窓２１１からは、オフ光が照明光３２０として例えば天井に向けて射出される。この照明光３２０は、天井で反射して、部屋を照明する。照明光３２０が天井に向けられることで、照明光３２０は天井で反射し、間接照明としてプロジェクタ１が設置された部屋を照明する。このとき、例えばスクリーン３３０に照明光３２０が届くとスクリーンに映写された映像が視認されにくくなるため、照明光は、例えばスクリーン３３０と反対側の方向にやや傾いて照射されるように調整されることが望ましい。

また、例えば図８に示されるように、プロジェクタ１が天吊りされたとき、投影レンズ部１０３から射出された光像を形成するオン光３１０は、スクリーン３３０に投影され、オフ光は、第２の照明窓２２１から照明光３２０として例えば天井に向けて射出される。照明光３２０が天井に向けられることで、照明光３２０は天井で反射し、間接照明としてプロジェクタ１が設置された部屋を照明することができる。上記と同様にこのときも、例えばスクリーン３３０に照明光３２０が届くとスクリーンに映写された映像が視認されにくくなるため、照明光は、例えばスクリーン３３０と反対側の方向にやや傾いて照射されるように調整されることが望ましい。第２の照明窓２２１から射出される照明光が第２の凹レンズ２２３によって広角化されていることで、部屋全体が広く照明され得る。

本実施形態によれば、プロジェクタ１のオフ光を照明光として有効活用することができる。例えば部屋の照明を消してプロジェクタ１を用いてスクリーンに画像を映写して行う会議において、参加者の手元がこの照明光により照明されて、参加者は資料を見たりメモをとったりしやすくなる。

このように、例えば投影レンズ部１０３は、マイクロミラー素子によって変調された光像を形成するオン光を投影して、被映写体に画像を映写する投影部として機能する。例えば第１の照明窓２１１は、オフ光が出射するように構成された、当該投影装置の筐体に設けられた第１の開口部として機能する。例えば第２の照明窓２２１は、オフ光が出射するように構成された、筐体の底面に設けられた第２の開口部として機能する。例えば照明制御部５４は、開閉部の開口度を制御する開口度調整部として機能する。例えば第１の光路変更素子２０２は、第１の開口部又は第２の開口部にオフ光を導く光路変更部として機能する。例えば第１の凹レンズ２１３及び第２の凹レンズ２２３は、オフ光を広角化させる広角化部として機能する。例えば第２の光路変更素子２１２及び第３の光路変更素子２２２は、オフ光の射出角度を変更させる角度調整部として機能する。

なお、上述の光学素子、端子等の配置や構成は一例であり、適宜変更され得る。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。例えば照明部２００には、第１の照明窓２１１等のみが設けられ、第２の照明窓２２１等が設けられない構成としてもよい。

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］
光源と、
前記光源から入射された光を変調して光像を形成するマイクロミラー素子と、
前記マイクロミラー素子によって変調された前記光像を形成するオン光を投影して、被投影体に画像を投影する投影部と、
前記マイクロミラー素子によって変調された前記オン光以外のオフ光を射出する照明部と、
を具備する投影装置。

［２］
前記照明部は、前記オフ光を拡散させるように構成された拡散板を有する［１］に記載の投影装置。

［３］
前記照明部は、
前記オフ光が出射するように構成された、当該投影装置の筐体に設けられた第１の開口部と、
前記第１の開口部を開閉する開閉部と、
を有する［１］又は［２］に記載の投影装置。

［４］
前記開閉部は電動で制御される［３］に記載の投影装置。

［５］
前記開閉部の開口度を制御する開口度調整部をさらに具備する［４］に記載の投影装置。

［６］
前記筐体内を冷却する冷却部と、
前記開閉部の開口度に応じて前記冷却部の冷却動作の強弱を変更させる冷却制御部と、
をさらに具備する［３］乃至［５］のうち何れか一に記載の投影装置。

［７］
前記冷却制御部は、前記開口度が高いほど、前記冷却動作を弱める［６］に記載の投影装置。

［８］
前記第１の開口部は、前記筐体の天面に設けられている［３］乃至［７］のうち何れか一に記載の投影装置。

［９］
前記照明部は、
前記オフ光が出射するように構成された、前記筐体の底面に設けられた第２の開口部と、
前記第１の開口部又は前記第２の開口部に前記オフ光を導く光路変更部と、
をさらに有する［８］に記載の投影装置。

［１０］
前記光路変更部は、前記底面を上向きにして天吊り状態で前記筐体が設置されたときに、前記オフ光を前記第２の開口部に導く［９］に記載の投影装置。

［１１］
前記照明部は、前記オフ光を広角化させる広角化部を有する［１］乃至［１０］のうち何れか一に記載の投影装置。

［１２］
前記照明部は、前記オフ光を広角化させる広角化部を有し、
前記広角化部は、前記天吊り状態で前記筐体が設置されたときに前記オフ光を広角化させる、
［１０］に記載の投影装置。

［１３］
前記照明部は、前記オフ光の射出角度を変更させる角度調整部を有する［１］乃至［１２］のうち何れか一に記載の投影装置。

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、５４…照明制御部、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，５８ｄ…冷却ファン、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、９８…レンズ、１０１…マイクロミラー素子、１０２…第１のミラー、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…レンズ、１５６…レンズ、１５７…ミラー、１５８…レンズ、１５９…ミラー、１６０…レンズ、１７０…第２のミラー、２００…照明部、２０２…第１の光路変更素子、２１１…第１の照明窓、２１２…第２の光路変更素子、２１３…第１の凹レンズ、２１４…第１の拡散板、２１５…第１の開閉部、２２１…第２の照明窓、２２２…第３の光路変更素子、２２３…第２の凹レンズ、２２４…第２の拡散板、２２５…第２の開閉部、３１０…オン光、３２０…照明光、３３０…スクリーン。

Claims (12)

1. 光源と、
   前記光源から入射された光を変調して光像を形成するマイクロミラー素子と、
   前記マイクロミラー素子によって変調された前記光像を形成するオン光を投影して、被投影体に画像を投影する投影部と、
   前記マイクロミラー素子によって変調された前記オン光以外のオフ光を拡散させる拡散板と、
   前記拡散板によって拡散されたオフ光を射出する照明部と、
   を具備し、
   前記照明部は、
   前記オフ光が出射するように構成された、当該投影装置の筐体に設けられた第１の開口部と、
   前記第１の開口部を開閉する開閉部と、
   を有する投影装置。
2. 光源と、
   前記光源から入射された光を変調して光像を形成するマイクロミラー素子と、
   前記マイクロミラー素子によって変調された前記光像を形成するオン光を投影して、被投影体に画像を投影する投影部と、
   前記マイクロミラー素子によって変調された前記オン光以外のオフ光を射出する照明部と、
   を具備し、
   前記照明部は、
   前記オフ光が出射するように構成された、当該投影装置の筐体に設けられた第１の開口
   部と、
   前記第１の開口部を開閉する開閉部と、
   を有する投影装置。
3. 前記開閉部は電動で制御される請求項１又は２に記載の投影装置。
4. 前記開閉部の開口度を制御する開口度調整部をさらに具備する請求項３に記載の投影装置。
5. 前記筐体内を冷却する冷却部と、
   前記開閉部の開口度に応じて前記冷却部の冷却動作の強弱を変更させる冷却制御部と、
   をさらに具備する請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の投影装置。
6. 前記冷却制御部は、前記開口度が高いほど、前記冷却動作を弱める請求項５に記載の投影装置。
7. 前記第１の開口部は、前記筐体の天面に設けられている請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の投影装置。
8. 前記照明部は、
   前記オフ光が出射するように構成された、前記筐体の底面に設けられた第２の開口部と、
   前記第１の開口部又は前記第２の開口部に前記オフ光を導く光路変更部と、
   をさらに有する請求項７に記載の投影装置。
9. 前記光路変更部は、前記底面を上向きにして天吊り状態で前記筐体が設置されたときに、前記オフ光を前記第２の開口部に導く請求項８に記載の投影装置。
10. 前記照明部は、前記オフ光を広角化させる広角化部を有する請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の投影装置。
11. 前記照明部は、前記オフ光を広角化させる広角化部を有し、
    前記広角化部は、前記天吊り状態で前記筐体が設置されたときに前記オフ光を広角化させる、
    請求項９に記載の投影装置。
12. 前記照明部は、前記オフ光の射出角度を変更させる角度調整部を有する請求項１乃至１１のうち何れか１項に記載の投影装置。

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