特許ウォッチ

公開番号2025127268
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-01
出願番号2024023907
出願日2024-02-20
発明の名称プロジェクター
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G03B 21/00 20060101AFI20250825BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】光利用効率を向上させた、プロジェクターを提供する。
【解決手段】光源部と第1透過光学素子と第1回転素子と光変調装置と制御装置と、を備える。光変調装置は複数の画素を含む画像形成領域を有する。第1透過光学素子は第1回転軸を中心として回転することで、光源部から射出された光を光変調装置の画像形成領域上で走査する。制御装置は、画像情報に基づいて調光対象画素を選択し、調光対象画素の位置座標を(px、py)、画像形成領域上における光の走査方向の半径をr、時刻tにおける画像形成領域上の光の位置座標を(dx(t)、dy(t))としたとき、以下の条件式を満たすタイミングにおいて、画像光における調光対象画素に対応する輝度値が調光基準値より小さい場合に光源部の出力を小さくし、輝度値が調光基準値より大きい場合に光源部の出力を大きくする、調光制御を行う。
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>TIFF</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2025127268000013.tif</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">16</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">170</com:WidthMeasure> </com:Image>
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
光を射出する光源部と、
前記光源部から射出される前記光が入射する第１入射面と、前記第１入射面から入射する前記光を射出させる第１射出面と、を有する第１透過光学素子と、
前記第１透過光学素子を回転させる第１回転素子と、
前記第１透過光学素子から射出される前記光を画像情報に基づいて変調し画像光を生成する光変調装置と、
前記光源部の出力を制御する制御装置と、を備え、
前記光変調装置は、複数の画素を含む画像形成領域を有し、
前記第１透過光学素子は、前記第１入射面と前記第１射出面とが互いに平行であり、前記第１透過光学素子に対する前記光の入射方向である第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第１回転軸を中心として回転することで、前記光源部から射出された前記光を、前記光変調装置の前記画像形成領域上で走査し、
前記制御装置は、
前記画像情報に基づいて前記複数の画素の中から調光対象画素を選択し、
前記画像形成領域における前記調光対象画素の位置座標を（ｐｘ、ｐｙ）、前記画像形成領域上における前記光の走査方向の半径をｒ、時刻ｔにおける前記画像形成領域上の前記光の位置座標を（ｄｘ（ｔ）、ｄｙ（ｔ））としたとき、
以下の条件式を満たすタイミングにおいて、
前記画像光における前記調光対象画素に対応する輝度値が調光基準値より小さい場合に、前記光源部の出力を小さくし、
前記輝度値が前記調光基準値より大きい場合に、前記光源部の出力を大きくする、ことにより前記調光対象画素に入射する前記光の光量を調整する、調光制御を行う、
プロジェクター。
TIFF
2025127268000012.tif
16
170
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記複数の画素の中から前記調光対象画素を複数設定した場合、前記画像形成領域上を走査する前記光が前記複数の調光対象画素を通過する通過順に合わせて、前記調光制御を行う、
請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記画像情報は複数の画像フレームで構成され、
前記制御装置は、前記複数の画像フレームが前記光変調装置にそれぞれ入力されたタイミングに応じて、前記調光制御を行う、
請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記第１透過光学素子は、前記第１回転軸に交差する第１面および第２面と、前記第１面および前記第２面に接する２×ｍ（ｍ：２以上の自然数）個の第１側面と、を有し、
前記第１入射面および前記第１射出面は、前記２×ｍ個の前記第１側面のうちの互いに平行な２つの前記第１側面である、
請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記第１透過光学素子は、前記第１回転軸に直交する面による断面形状が正方形であり、
前記第１透過光学素子の屈折率は１．６３以上である、
請求項４に記載のプロジェクター。
【請求項６】
前記第１透過光学素子は、前記第１回転軸に直交する面による断面形状が正６角形であり、
前記第１透過光学素子の屈折率は１．１４以上である、
請求項４に記載のプロジェクター。
【請求項７】
前記第１透過光学素子は、前記第１回転軸に直交する面による断面形状が８角以上の正多角形である、
請求項４に記載のプロジェクター。
【請求項８】
前記光源部は、レーザー光を射出するレーザーダイオードからなる発光素子を含む、
請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項９】
前記制御装置は、前記第１回転素子および前記光変調装置の駆動をさらに制御する、
請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記画像情報に所定の画像処理を行う画像処理部を含み、
前記画像処理部による画像処理後の画像情報に基づいて、前記調光対象画素に入射させる前記光の光量を算出する、
請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子から射出した光を液晶パネル等の光変調装置上で時間的に走査することにより、光変調装置を照明するプロジェクターがある。下記の特許文献１には、光源ランプを含む光源装置と、液晶ライトバルブと、光源装置と液晶ライトバルブとの間に設けられたポリゴンミラーと、投射レンズと、を備えるプロジェクターが開示されている。
このプロジェクターにおいて、光源装置は、楕円形の光束断面を有する光を射出する。ポリゴンミラーは、光源装置から射出される光を反射して、液晶ライトバルブの画像形成領域上で楕円形の光束断面の短軸方向に走査する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－２２５９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１のプロジェクターのように、光の走査にポリゴンミラーを用いた場合、完全な平行光をポリゴンミラーに入射させたとしても、ポリゴンミラーによって光の平行度が損なわれてしまう。つまり、ポリゴンミラーが回転しつつ光を反射するため、ポリゴンミラーの反射面に対する光の入射角が時間的に変化し、ポリゴンミラーに入射した平行光が所定の発散角を有する光となって液晶ライトバルブの画像形成領域を照明する。その結果、光源装置から射出した光を効率良く利用できないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の第１態様に従えば、光を射出する光源部と、前記光源部から射出される前記光が入射する第１入射面と、前記第１入射面から入射する前記光を射出させる第１射出面と、を有する第１透過光学素子と、前記第１透過光学素子を回転させる第１回転素子と、前記第１透過光学素子から射出される前記光を画像情報に基づいて変調し画像光を生成する光変調装置と、前記光源部の出力を制御する制御装置と、を備え、前記光変調装置は、複数の画素を含む画像形成領域を有し、前記第１透過光学素子は、前記第１入射面と前記第１射出面とが互いに平行な透光性部材であり、前記第１透過光学素子に対する前記光の入射方向である第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第１回転軸を中心として回転することで、前記光源部から射出された前記光を、前記光変調装置の前記画像形成領域上で走査し、前記制御装置は、前記画像情報に基づいて、調光基準値と、前記複数の画素の中から選択される対象画素と、を設定し、前記画像形成領域における前記対象画素の位置座標を（ｐｘ、ｐｙ）、前記画像形成領域上における前記光の走査方向の半径をｒ、時刻ｔにおける前記画像形成領域上の前記光の位置座標を（ｄｘ（ｔ）、ｄｙ（ｔ））としたとき、以下の式を満たす場合に、前記画像光の前記対象画素に対応する輝度値が前記調光基準値より小さい場合に、前記光源部の出力を小さくし、前記輝度値が前記調光基準値より大きい場合に、前記光源部の出力を大きくすることで、前記画像形成領域の前記対象画素に入射する前記光の光量を調整する調光制御を行う、プロジェクターが提供される。
TIFF
2025127268000002.tif
16
170
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態のプロジェクターの概略構成を示す平面図である。
プロジェクターの電気的な構成を示すブロック図である。
光源装置の概略構成を示す斜視図である。
透過光学素子が回転する際の光の挙動を説明するための模式図である。
図４Ａの続きを示す模式図である。
図４Ｂの続きを示す模式図である。
図４Ｃの続きを示す模式図である。
図４Ｄの続きを示す模式図である。
図４Ｅの続きを示す模式図である。
シミュレーションモデルである透過光学素子を示す模式図である。
回転角と変位量との関係を示す周期関数を示す図である。
調光制御の各処理の流れを示したフロチャートである。
第１光変調素子の画像形成領域の要部構成を示す図である。
画像形成領域上を走査する光の軌跡を示すイメージ図である。
図８の文字を表示する際の調光制御を説明する図である。
青色光のスポットの変位量の変化を示した図である。
第２変形例の調光制御を説明するための図である。
第２実施形態のプロジェクターの概略構成を示す平面図である。
第２光源部の構成を示す側面図である。
光変調装置上を走査する光の様子を示した図である。
光変調装置の要部構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図面を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光変調装置として液晶パネルを用いた液晶プロジェクターの一例である。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【０００８】
図１は、本実施形態のプロジェクター２００の概略構成を示す平面図である。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター２００は、光源装置１と、拡大光学系２と、色分離光学系３と、光変調装置３０と、画像光合成素子２４と、投射光学装置２３と、制御装置ＣＯＮＴと、を備える。
【０００９】
本実施形態の光源装置１は、光源部１０と、第１透過光学素子１３と、第２透過光学素子１４と、第１回転素子１５と、第２回転素子１６と、を備える。光源部１０は、第１光源部１０１と、第２光源部１０２と、第３光源部１０３と、光合成光学系１０４と、を備える。光源部１０、第１回転素子１５および第２回転素子１６は、制御装置ＣＯＮＴによって各々の駆動が制御されている。
【００１０】
図２は、プロジェクター２００の電気的な構成を示すブロック図である。
図２に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、光源装置１および光変調装置３０を駆動する各駆動装置の処理をプログラムとして内蔵されたコンピュータや集積回路によって構成されている。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、例えばプロセッサーである。制御装置ＣＯＮＴは、光源装置１および光変調装置３０と不図示の有線又は無線によって接続されている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許