JPH09318923A - 液晶プロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置時の水平方向の傾きを自動的に補正し、
調節のための操作を容易にする。 【解決手段】 ダイクロイックミラー５と空間光変調素
子６Ｂ，６Ｇ，６Ｒを一体化して光学ブロック２１とす
る。この光学ブロック２１は、投写光学系７の光軸Ｌ2
回りに回動自在に保持され、自動平衡機構２２によって
水平方向の傾きを自動的に補正される。自動平衡機構２
２は、光学ブロック２１の重力方向に対する傾きを検出
する水準器センサ２４と、光学ブロック２１を回動させ
るステップモータ２３と、水準器センサ２４からの信号
によりステップモータ２３を駆動制御する画像位置制御
部２５等を備えている。また、画像位置制御部２５は、
縦長／横長画面切替スイッチ２６からの信号によりステ
ップモータ２３と液晶ドライバ２７を駆動制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像光をスクリー
ン上に拡大投写して投写像を表示する液晶プロジェクタ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルを空間光変調素子として用い
たこの種の液晶プロジェクタは、背面投写型、前方投写
型を問わず空間光変調素子を照射するための光源を備え
ている。光源としては、キセノンランプ、ハロゲンラン
プ、メタルハライドランプ等が一般的に用いられてい
る。

【０００３】図４はこのような液晶プロジェクタをカラ
ー液晶プロジェクタに適用した従来例を示す概略構成図
である。この液晶プロジェクタは、筐体１内に光源２、
リレー光学系３、偏光ビームスプリッター４、クロスダ
イクロイックミラー５、反射型の空間光変調素子６Ｂ，
６Ｇ，６Ｒ、投写光学系７、図示しない電源、空間光変
調素子６Ｂ，６Ｇ，６Ｒの駆動回路等を収納している。
光源２から放射される光は円偏光の性質を有する自然光
であり、リレー光学系３を透過した後、偏光ビームスプ
リッター４に入射する。偏光ビームスプリッター４は、
光源２からの光を誘電体多層膜４ａによって反射直線偏
光（Ｓ偏光）と、透過直線偏光（Ｐ偏光）に分離する。
Ｓ偏光はさらにクロスダイクロイックミラー５により赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色に分離され各空間
光変調素子６Ｂ，６Ｇ，６Ｒに入射する。このとき各空
間光変調素子６Ｂ，６Ｇ，６Ｒに投写すべき画像の構成
画素に応じて電圧を選択的に供給しておくと、Ｓ偏光は
画像に応じて部分的に偏光方向が回転して映像光とな
り、クロスダイクロイックミラー５に再入射して合成さ
れることにより合成映像光となり偏光ビームスプリッタ
ー４に再入射する。この場合、空間光変調素子６Ｂ，６
Ｇ，６Ｒに入射したＳ偏光は、映像信号によって変調さ
れることによりＳ＋Ｐ偏光となる。したがって、偏光ビ
ームスプリッター４に再入射した合成映像光のうちのＰ
偏光のみが偏光ビームスプリッター４を透過し、投写光
学系７を経て図示しないスクリーンに拡大投写され、投
写像を形成する。

【０００４】光源２は、固定部材８によって筐体１内に
固定されている。偏光ビームスプリッター４、クロスダ
イクロイックミラー５、空間光変調素子６Ｂ，６Ｇ，６
Ｒ等は、光軸調整や各部の位置調整の後、フレーム９上
に固定される。

【０００５】このような液晶プロジェクタを使用すると
きは、液晶プロジェクタを机や専用台１０上に載置し、
筐体１の下面前端部側に設けた左右２つの高さ調節機構
１１を手で回して投写像位置（投写角度）および投写像
の水平方向の傾きを調節する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
液晶プロジェクタにおいては、投写角度および投写像の
水平方向の傾きを調節する場合には２つの高さ調節機構
１１によって行なっていた。しかしながら、高さ調節機
構１１は、一つずつしか調節できないために、一方の高
さ調節機構１１を調節すると図５に示すように筐体１が
傾いた状態になり、これにともなってスクリーン１２上
の投写像１３も傾いてしまう。そこで、もう一方の高さ
調節機構１１を操作して筐体１の傾きを補正する必要が
あるため、調節に時間がかかるという問題があった。

【０００７】また、最近では液晶プロジェクタとパーソ
ナルコンピュータを接続して、いわゆるプレゼンテーシ
ョンを行うことが盛んに行われている。このプレゼンテ
ーションでは、文書ファイルやグラフなどを縦書きの用
紙のフォーマットファイルのままで表示したり、レポー
ト用紙やビジネス文書をそのままスキャナー等で読み込
んで液晶プロジェクタにより表示するようにしている。
しかしながら、液晶プロジェクタは従来のテレビ放送の
規格やハイビジョン放送などの規格から横長の画面とな
っているため、縦長フォーマットのファイルを表示する
ために縮小すると肝心な文書の内容が見難くなったり投
写画面の大部分が無駄になる。また、縮小しない場合で
は上下左右のスクロール操作をプレゼンテーション中に
頻繁に行う必要があるために、使用者が本来の重要なプ
レゼンテーションに集中できなかったり、スクロール中
はそのプレゼンテーションが途切れてしまい限られた時
間を有効に使えないなどの問題があった。

【０００８】本発明は上記した従来の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、水平
方向の傾き調節をわざわざ高さ調節機構によって行う必
要がなく、投写像の水平方向の傾きを自動的に補正する
ことができるようにした液晶プロジェクタを提供するこ
とにある。また、本発明は、縦長画面と横長画面の切替
えを容易に行うことができるようにした液晶プロジェク
タを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光を映像信号によって変調する空間光変調
素子を備え、この空間光変調素子を投写光学系の光軸ま
たは前記光軸に平行な任意の軸の回りに回動自在に保持
し、前記空間光変調素子の水平方向の傾きをセンサによ
って検出し自動的に補正する自動平衡機構を設けたこと
を特徴とする。また、本発明は、偏光ビームスプリッタ
ーによって分割された偏光波をさらに赤、緑、青の各色
光に分解、合成するダイクロイックミラーと、このダイ
クロイックミラーによって分解された各色光を映像信号
によって変調する空間光変調素子を備え、この空間光変
調素子と前記ダイクロイックミラーを一体化して光学ブ
ロックとし、この光学ブロックを投写光学系の光軸また
は前記光軸に平行な任意の軸の回りに回動自在に保持
し、前記光学ブロックの水平方向の傾きをセンサによっ
て検出し自動的に補正する自動平衡機構を設けたことを
特徴とする。また、本発明において、自動平衡機構は、
空間光変調素子を投写光学系の光軸または前記光軸に平
行な任意の軸の回りに回動させるアクチュエータと、こ
のアクチュエータをセンサからの信号により駆動制御す
る画像位置制御部を備えたことを特徴とする。また、本
発明において、自動平衡機構は、光学ブロックを投写光
学系の光軸または前記光軸に平行な任意の軸の回りに回
動させるアクチュエータと、このアクチュエータをセン
サからの信号により駆動制御する画像位置制御部を備え
たことを特徴とする。また、本発明は、縦長／横長画面
切替スイッチを備えたことを特徴とする。また、本発明
において、画像位置制御部は、縦長／横長画面切替スイ
ッチからの信号によってアクチュエータを駆動制御する
と同時に、空間光変調素子の駆動回路を制御することを
特徴とする。さらに、本発明は、縦長／横長画面切替ス
イッチの信号状態を、液晶プロジェクタから出力する手
段を設けたことを特徴とする。

【００１０】本発明において、自動平衡機構は、空間光
変調素子または光学ブロックの水平方向の傾きを自動的
に補正する。この補正は、センサによって空間光変調素
子または光学ブロックの傾きを検出し、このセンサの信
号により画像位置制御部がアクチュエータに信号を送出
し、この信号に基づきアクチュエータが空間光変調素子
または光学ブロックの傾きが零になるまで回動させるこ
とにより行われる。また、画像位置制御部は、縦長画面
／横長画面切替スイッチからの信号によりアクチュエー
タと空間光変調素子の駆動回路を同時に駆動制御する。
このとき、アクチュエータは光学ブロックを９０°回動
させ、駆動回路は空間光変調素子の映像信号のＸ方向と
Ｙ方向の走査を交換し、画面が９０°回転しても画像が
正常に投写されるように制御する。これにより縦長画面
と横長画面の切替が行われる。縦長／横長画面切替スイ
ッチの信号状態を、液晶プロジェクタから出力する手段
としては、例えばＲＳ−２３２Ｃ等の手段からなり、パ
ーソナルコンピュータ側に伝える。パーソナルコンピュ
ータ側では、プロジェクタからの出力が入力されると、
従来の横長画面のアナログＲ，Ｇ，Ｂ信号出力を縦長で
表示させ易いアナログＲ，Ｇ，Ｂ信号の出力へ切り替え
ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る液
晶プロジェクタをモノクロ液晶プロジェクタに適用した
一実施の形態を示す概略構成図である。なお、従来技術
の欄で説明した構成部材等については同一符号をもって
示し、その説明を適宜省略する。同図において、光源２
と投写光学系７は光軸Ｌ1 が一致するように配設されて
いる。空間光変調素子６は、その中心が前記光軸Ｌ1 と
一致するように配設されている。また、空間光変調素子
６は前記光軸Ｌ1 回りに回動自在に保持され、自動平衡
機構２２によって水平方向の傾きが自動的に補正される
ようになっている。

【００１２】図２は本発明に係る液晶プロジェクタをカ
ラー液晶プロジェクタに適用した一実施の形態を示す概
略構成図である。同図において、光源２とリレー光学系
３は、偏光ビームスプリッター４の上方にその光軸Ｌ1
が偏光ビームスプリッター４、クロスダイクロイックミ
ラー５および投写光学系７の光軸Ｌ2 と直交するように
配設されている。クロスダイクロイックミラー５と空間
光変調素子６Ｂ，６Ｇ，６Ｒは、ケース２０内に収納さ
れることにより一体化され光学ブロック２１を構成して
いる。また、この光学ブロック２１は、前記偏光ビーム
スプリッター４、クロスダイクロイックミラー５および
投写光学系７の光軸Ｌ2 回りに回動自在に保持され、自
動平衡機構２２によって水平方向の傾きが自動的に補正
されるようになっている。

【００１３】ここで、自動平衡機構２２とは、光源２、
空間光変調素子６等を収納する筐体１が図４（ｂ）に示
すように傾いても、前記光学ブロック２１を光軸Ｌ2 回
りに筐体１の傾き方向とは反対側に筐体の傾き角度と同
一角度だけ回動させてその傾きを自動的に修正もしくは
補正し、スクリーン１１に投写される映像１３を水平に
することをいう。

【００１４】さらに詳述すると、前記自動平衡機構２２
は、前記光学ブロック２１の傾きを検出し、傾いている
場合は傾き方向とは反対方向に傾き角度と同一角度だけ
回動させて傾きを修正し、図３に示すようにスクリーン
１２に投写される映像１３を水平にするための機構であ
る。この自動平衡機構２２は、光学ブロック２１を前記
光軸Ｌ2 を中心として回動させるアクチュエータとして
のステップモータ２３、光学ブロック２１が重力方向に
対してどれだけ傾いているかを逐次検出する水準器セン
サ２４、この水準器センサ２４からの信号２４ａによっ
て前記ステップモータ２３を駆動制御する画像位置制御
部２５等を備えている。水準器センサ２４は、前記ケー
ス２０に固定されており、光学ブロック２１の重力方向
に対する傾き角度に応じた大きさの出力信号２４ａを前
記画像位置制御部２５に送出する。画像位置制御部２５
は、この出力信号２４ａに基づき駆動信号２５Ａをステ
ップモータ２３の駆動回路に送出する。このため、ステ
ップモータ２３が駆動して光学ブロック２１を傾き方向
とは反対方向に傾き角度と同一角度だけ回動させ傾きを
自動的に補正する。なお、図１に示す自動平衡機構２２
も図２に示した自動平衡機構２２と同様に構成されるも
のであるが、空間光変調素子６自体を回動させる点で異
なる。

【００１５】このような構造からなる液晶プロジェクタ
においては、光源２、空間光変調素子６、投写光学系７
等を収納する筐体１が左または右に傾いて載置されたと
しても、空間光変調素子６または光学ブロック２１は自
動平衡機構２２によって筐体の傾き側とは反対側に回動
して水平方向の傾きを自動的に補正されるので、投写像
１３をスクリーン１１上に水平に投写させる。したがっ
て、画像の傾きを調節する操作が不要で、投写角度だけ
調節すればよく調節操作が容易である。

【００１６】さらに図２において、前記画像位置制御部
２５には、筐体１上に設けた縦長／横長画面切替スイッ
チ２６が接続されている。このスイッチ２６からの信号
２６ａが入力されると、画像位置制御部２５は、前記ス
テップモータ２３を駆動制御すると同時に、空間光変調
素子６Ｂ，６Ｇ，６Ｒの液晶ドライバ（駆動回路）２７
を制御する。すなわち、画像位置制御部２５は、縦長／
横長画面切替スイッチ２６からの信号２６ａにより使用
者が縦長、横長のどちらの画面を所望しているかを判断
し、例えば横長画面であれば、上記した通り水準器セン
サ２４からの信号に基づいてステップモータ２３を駆動
制御し光学ブロック２１を水平な状態になるように回動
させる。また、液晶ドライバ２７の動作をＴＶ信号の走
査を例に簡単に説明すると、液晶ドライバ２７が通常通
り１ラインの水平画像信号はＸ方向の走査信号として、
以下２ライン、３ライン信号はＹ方向へ空間光変調素子
６Ｂ，６Ｇ，６Ｒに走査信号を供給するように、制御信
号２５Ｂを液晶ドライバ２７に送出する。一方、使用者
がプレゼンテーションなどにおいて縦長／横長画面切替
スイッチ２６を操作して横長画面から縦長画面に切り替
えた場合は、スイッチ２６からの信号に基づきステップ
モータ２３を駆動制御する。このとき、ステップモータ
２３は光学ブロック２１を前記光軸Ｌ2 回りに所定の方
向に９０°だけ回動させ垂直な状態にする。また、この
ときは液晶ドライバ２７が通常とは反対に１ラインの水
平画像信号はＹ方向の走査信号として、以下２ライン、
３ライン信号はＸ方向へ空間光変調素子６Ｂ，６Ｇ，６
Ｒに走査信号を供給するように、制御信号２５Ｂを液晶
ドライバ２７に送出する。この結果、投写画面が縦長画
面に切り替えられる。

【００１７】このような構造からなる液晶プロジェクタ
においては、プロジェクタ自体が図５に示したように右
（または左）に傾いて載置されたとしても、自動平衡機
構２２が光学ブロック２１をプロジェクタの傾き側とは
反対側に回動させて水平方向の傾きを自動的に補正する
ので、高さ調節機構１１によって筐体１の傾きを調節す
る必要がなく、図３に示すように投写像１３をスクリー
ン１２上に傾くことなく投写することができる。

【００１８】また、従来のプロジェクタにおいては横長
の画面であるため、縦長フォーマットのファイルを一度
に表示しようとすると、縮小して投写したり、縮小しな
い場合は上下左右のスクロール操作を行う必要があった
が、本発明においては光学ブロック２１を９０°回動さ
せることにより横長画面を縦長画面に切り替えて投写す
ることができるので、その必要がなく操作が容易であ
る。また、縮小しなくてもよいから文書の内容も見易
い。

【００１９】また、天井に筐体１を設置するなどの目的
で逆さまに設置して投写する従来の吊り下げ型液晶プロ
ジェクタにおいては、通常手動操作により画面の上下左
右を反転させる必要があったが、本発明においては水準
器センサ２４でこれを検知できるために、画像位置制御
部２５はステップモータ２３を作動して光学ブロック２
１を１８０°回転させるだけで平衡な投写画像が実現で
きる。

【００２０】なお、本発明は上記した実施の形態に何等
特定されるものではなく、種々の変形、変更が可能であ
り、例えば偏光ビームスプリッター４を光学ブロック２
１に一体的に設けたり、ステップモータ２３を用いる代
わりにＤＣモータや超音波モータなどをアクチュエータ
として用いてもよい。また、空間光変調素子または光学
ブロックを投写光学系の光軸と平行な任意の軸の回りに
回動自在に保持してもよい。また、画像位置制御部２５
は安価なＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）とモー
タドライバで実現可能である。また、映像信号の横長画
面と縦長画面への変換は、ＶＲＡＭ（ビデオ・ランダム
アクセスメモリー）上に展開して縦横の９０°回転によ
るアドレス変換による方法でも可能である。さらに、縦
長／横長画面切替スイッチ２６の信号状態を、液晶プロ
ジェクタからの出力を、例えばＲＳ−２３２Ｃ等の出力
手段によってパーソナルコンピュータ側に伝えと、パー
ソナルコンピュータ側で従来の横長画面のアナログＲ，
Ｇ，Ｂ信号出力を縦長で表示させ易いアナログクＲ，
Ｇ，Ｂ信号の出力へ切り替えることができ、応用範囲を
広げることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る液晶プ
ロジェクタは、光を映像信号によって変調する空間光変
調素子を備え、この空間光変調素子を投写光学系の光軸
または前記光軸に平行な任意の軸の回りに回動自在に保
持し、前記空間光変調素子の水平方向の傾きをセンサに
よって検出し自動的に補正する自動平衡機構を設けたの
で、プロジェクタ自体が傾いて載置されても、自動平衡
機構により空間光変調素子の姿勢を自動的に補正するこ
とができる。したがって、スクリーン上に投写された画
像を見ながら投写像位置調節と傾き調節を同時に行う不
便さを解消することができ、載置時の調節のための操作
が容易で迅速にセットアップすることができる。

【００２２】また、本発明は、偏光ビームスプリッター
によって分割された偏光波をさらに赤、緑、青の各色光
に分解、合成するダイクロイックミラーと、このダイク
ロイックミラーによって分解された各色光を映像信号に
よって変調する空間光変調素子を備え、この空間光変調
素子と前記ダイクロイックミラーを一体化して光学ブロ
ックとし、この光学ブロックを投写光学系の光軸回りに
回動自在に保持し、前記光学ブロックの水平方向の傾き
を検出し自動的に補正する自動平衡機構を設けたので、
上記した発明と同様な効果が得られる。

【００２３】また、本発明は、画像位置制御部が縦長／
横長画面切替スイッチからの信号によってアクチュエー
タを駆動制御し光学ブロックを回動させると同時に、空
間光変調素子の駆動回路を制御するようにしているの
で、プレゼンテーションで使用するときに縦長画面で投
写することにより、横長画面での煩雑なスクロール操作
や縮小投写を行う必要がなく、効率的で効果的なプレゼ
ンテーションを行うことができる。さらに、本発明は、
縦長／横長画面切替スイッチの信号状態を、液晶プロジ
ェクタから出力する手段を設けたので、前記出力をパー
ソナルコンピュータに入力すると、パーソナルコンピュ
ータ側で従来の横長画面のアナログＲ，Ｇ，Ｂ信号出力
を縦長で表示させ易いアナログＲ，Ｇ，Ｂ信号の出力へ
切り替えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る液晶プロジェクタをモノクロ液
晶プロジェクタに適用した一実施の形態を示す概略構成
図である。

【図２】 本発明に係る液晶プロジェクタをカラー液晶
プロジェクタに適用した一実施の形態を示す概略構成図
である。

【図３】 （ａ）、（ｂ）は本発明におけるスクリーン
上の画像と筐体の状態を示す図である。

【図４】 液晶プロジェクタの従来例を示す概略構成図
である。

【図５】 従来装置におけるスクリーン上の画像と筐体
の状態を示す図である。

【符号の説明】

１…筐体、２…光源、３…リレー光学系、４…偏光ビー
ムスプリッター、５…クロスダイクロイックミラー、
６，６Ｂ，６Ｇ，６Ｒ…空間光変調素子、７…投写光学
系、２０…ケース、２１…光学ブロック、２２…自動平
衡機構、２３…ステップモータ、２４…水準器センサ、
２５…画像位置制御部、２６…縦長／横長画面切替スイ
ッチ、２７…液晶ドライバ、Ｌ1 ，Ｌ2 …光軸。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を映像信号によって変調する空間光変
   調素子を備え、この空間光変調素子を投写光学系の光軸
   または前記光軸に平行な任意の軸の回りに回動自在に保
   持し、前記空間光変調素子の水平方向の傾きをセンサに
   よって検出し自動的に補正する自動平衡機構を設けたこ
   とを特徴とする液晶プロジェクタ。
2. 【請求項２】 偏光ビームスプリッターによって分割さ
   れた偏光波をさらに赤、緑、青の各色光に分解、合成す
   るダイクロイックミラーと、このダイクロイックミラー
   によって分解された各色光を映像信号によって変調する
   空間光変調素子を備え、この空間光変調素子と前記ダイ
   クロイックミラーを一体化して光学ブロックとし、この
   光学ブロックを投写光学系の光軸または前記光軸に平行
   な任意の軸の回りに回動自在に保持し、前記光学ブロッ
   クの水平方向の傾きをセンサによって検出し自動的に補
   正する自動平衡機構を設けたことを特徴とする液晶プロ
   ジェクタ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の液晶プロジェクタにおい
   て、 自動平衡機構は、空間光変調素子を投写光学系の光軸ま
   たは前記光軸に平行な任意の軸の回りに回動させるアク
   チュエータと、このアクチュエータをセンサからの信号
   により駆動制御する画像位置制御部を備えたことを特徴
   とする液晶プロジェクタ。
4. 【請求項４】 請求項２記載の液晶プロジェクタにおい
   て、 自動平衡機構は、光学ブロックを投写光学系の光軸また
   は前記光軸に平行な任意の軸の回りに回動させるアクチ
   ュエータと、このアクチュエータをセンサからの信号に
   より駆動制御する画像位置制御部を備えたことを特徴と
   する液晶プロジェクタ。
5. 【請求項５】 請求項１，２，３または４記載の液晶プ
   ロジェクタにおいて、 縦長／横長画面切替スイッチを備えたことを特徴とする
   液晶プロジェクタ。
6. 【請求項６】 請求項５記載の液晶プロジェクタにおい
   て、 画像位置制御部は、縦長／横長画面切替スイッチからの
   信号によってアクチュエータを駆動制御すると同時に、
   空間光変調素子の駆動回路を制御することを特徴とする
   液晶プロジェクタ。
7. 【請求項７】 請求項５または６記載の液晶プロジェク
   タにおいて、 縦長／横長画面切替スイッチの信号状態を、液晶プロジ
   ェクタから出力する手段を設けたことを特徴とする液晶
   プロジェクタ。