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JP4947626B2 - Image projection device - Google Patents

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JP4947626B2
JP4947626B2 JP2006145615A JP2006145615A JP4947626B2 JP 4947626 B2 JP4947626 B2 JP 4947626B2 JP 2006145615 A JP2006145615 A JP 2006145615A JP 2006145615 A JP2006145615 A JP 2006145615A JP 4947626 B2 JP4947626 B2 JP 4947626B2
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泰史 山田
浩之 井上
伸一 鈴木
穣 森川
悟一 赤沼
秀明 平井
学 瀬尾
ゆきこ 浜野
洋 秋山
淳 中川
俊之 川崎
誠 田中
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  • Projection Apparatus (AREA)

Description

本発明は、携帯可能な画像投影装置に関し、特に小型・軽量化を実現しつつ、利用状況に合わせて、照明光量の選択と低消費電力を実現する画像投影装置に関する。   The present invention relates to a portable image projection apparatus, and more particularly to an image projection apparatus that realizes selection of an illumination light amount and low power consumption in accordance with a use situation while realizing a reduction in size and weight.

画像投影装置は会議室等の特定場所での利用から、携帯用や、より小型な機器への組み込み用等、多岐にわたる。特に携帯用等の小型画像投影装置では、利用環境の変化(明るさの変化、外光の影響、色合いの変化等)や投影画像の変化(プレゼンテーション、動画、カラー化)により投影光量や色合いの調整が必要とされ、また投影画像の大きさの要求も様々である。   Image projection devices range from use in specific places such as conference rooms to portable use and incorporation into smaller devices. Especially in small-sized image projection devices such as portable ones, the amount of projected light and hue may change due to changes in the usage environment (changes in brightness, influence of external light, changes in hue, etc.) and changes in projection images (presentation, video, colorization). Adjustments are required and there are various requirements for the size of the projected image.

従来、単一光源を用いた画像投影装置で所望の画像を投影する場合には光源を調整する必要があり、出力の大きい光源を利用した場合には電力消費量が大きく、大型化し、明るすぎる問題が生じる。また、出力の小さい光源を利用した場合には、状況によって暗すぎたり、所望の色合いが達成できない等の問題があった。   Conventionally, when a desired image is projected by an image projection apparatus using a single light source, it is necessary to adjust the light source. When a light source having a large output is used, the power consumption is large, the size is increased, and the light is too bright. Problems arise. In addition, when a light source with a small output is used, there are problems such as being too dark depending on the situation, and a desired color cannot be achieved.

そこで、光源の背後に補助光源を配置し、光源の隙間から補助光源により照明を行う装置(例えば、特許文献1を参照)、あるいは、補助光源により、投影型といわゆるヘッドマウント型表示の切り替えを行う装置(例えば、特許文献2を参照)が提案されている。   Therefore, an auxiliary light source is disposed behind the light source and illumination is performed by the auxiliary light source from the gap between the light sources (see, for example, Patent Document 1), or switching between the projection type and the so-called head mounted type display is performed by the auxiliary light source. An apparatus (for example, see Patent Document 2) that performs the technique has been proposed.

特開2006−3799号公報JP 2006-3799 A 特開2002−526791号公報JP 2002-526791 A

しかしながら、特許文献1の構成では、隙間の部分の光でしか利用することができず、利用効率が悪く、光学系が複雑になる。また、光源の設置場所が一箇所に限られるため構成の自由度が少ない。特許文献2は投影方式の切り替え技術であり、投影画像の光源を調整できない。   However, in the configuration of Patent Document 1, it can be used only with the light in the gap, so that the utilization efficiency is poor and the optical system is complicated. Moreover, since the installation location of the light source is limited to one location, the degree of freedom in configuration is small. Patent Document 2 is a projection method switching technique and cannot adjust the light source of a projection image.

本発明は上記した問題点に鑑みてなされたものであり、
本発明の目的は、小型・軽量化と、大画面から小画面までの画像投影とを両立した低消費電力の画像投影装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems,
An object of the present invention is to provide an image projection apparatus with low power consumption that achieves both small size and light weight and image projection from a large screen to a small screen.

本発明(請求項1)では、複数の光源により画像投影を実現する構成とし、複数の光源部の一部を着脱可能な構成とする。光源の着脱により、光量の選択、消費電力量の選択、再現色の選択の少なくともいずれかの機能を果たす。着脱可能な光源は一または複数であり、最小光源数の構成時に装置が最小の体積となることが望ましい。   In the present invention (Claim 1), the image projection is realized by a plurality of light sources, and a part of the plurality of light source units is detachable. By attaching and detaching the light source, at least one of the functions of light quantity selection, power consumption quantity selection, and reproduction color selection is achieved. It is desirable that the detachable light source is one or plural, and that the apparatus has a minimum volume when the minimum number of light sources is configured.

本発明(請求項2)では、光源部と伝達光学系の一部が一体となって着脱可能に構成する。伝達光学系として、たとえば集光レンズ・ミラー、反射ミラー、カラーフィルタ等を選択することが可能である。またこれらは初期に軸あわせ等がなされており、装着時に調整なしで装置に組み込める形態であることが望ましい。   In the present invention (Claim 2), the light source unit and a part of the transmission optical system are integrally configured to be detachable. As the transmission optical system, for example, a condensing lens / mirror, a reflection mirror, a color filter, or the like can be selected. In addition, these are aligned in the initial stage, and it is desirable that they can be incorporated into the apparatus without adjustment when mounted.

本発明(請求項1)によれば、複数の光源で画像投影装置を構成し、光源の一部を着脱可能に構成することにより、必要十分な強度の光源の選択が可能となる。これにより必要以上の強度の光源による視認性の低下が抑制され、光源を外すことによる小型化、軽量化、低消費電力が実現可能となる。また着脱により、本体の構成を大幅に変更することなく、より大画面や明るい画像の形成が可能となる。また、特定状況(たとえば外部プレゼンテーション利用時)では一部光源を外し、あるいは小型で低消費電力の光源をつけるといった利用法を選択し、他の状況(たとえば会議室の多数のメンバーでの会議)ではすべての光源をつけ、あるいは高出力の光源をつけるといった利用状況ごとの装置仕様の変更が可能となる。このように、必要な光源を選択することにより、携帯性に優れ、安価な装置となる。さらに、光源の選択により光源の均一度やコントラストの調整が可能となり、より均一度が高い光源構成あるいはコントラストが高い光源構成、またはより軽量な光源構成等、利用状況による仕様選択も可能となる。さらに光源が着脱可能であるので、光源の不具合発生時の光源の交換が容易であり、予備光源による対応も可能となる。   According to the present invention (claim 1), it is possible to select a light source having a necessary and sufficient intensity by configuring an image projection apparatus with a plurality of light sources and detaching a part of the light sources. As a result, a decrease in visibility due to a light source having an intensity higher than necessary is suppressed, and miniaturization, weight reduction, and low power consumption can be realized by removing the light source. Further, by attaching and detaching, it is possible to form a larger screen and a bright image without significantly changing the configuration of the main body. Also, in certain situations (for example, when using external presentations), select a usage method such as removing some light sources or turning on light sources with small size and low power consumption, and other situations (for example, meetings with many members in a conference room) Then, it is possible to change the device specifications for each usage situation, such as turning on all light sources or turning on high-power light sources. Thus, by selecting a necessary light source, the device is excellent in portability and inexpensive. Furthermore, it is possible to adjust the uniformity and contrast of the light source by selecting the light source, and it is also possible to select specifications according to the use situation, such as a light source configuration with higher uniformity, a light source configuration with higher contrast, or a lighter light source configuration. Furthermore, since the light source can be attached and detached, it is easy to replace the light source when a malfunction of the light source occurs, and it is possible to cope with a spare light source.

本発明(請求項2)によれば、光学系を光源と一体として着脱可能な構成とすることにより、光源組み込み時の位置ずれの補正が可能となり、より簡単に着脱機構を実現できる。光学系を前もって調整配置することにより、さらに簡単に着脱可能となる。光学系も同時に着脱することにより、光源の最小構成時には、より小型・軽量化が実現できる。また同時に組み込む光学素子の選択により、より均一なシステム、高コントラストなシステム等の光学特性の選択を着脱可能な素子構成により実現可能となる。   According to the present invention (Claim 2), since the optical system is configured to be detachable as a unit with the light source, it is possible to correct misalignment when the light source is incorporated, and it is possible to realize the detachment mechanism more easily. By adjusting and arranging the optical system in advance, it can be more easily attached and detached. By attaching and detaching the optical system at the same time, it is possible to reduce the size and weight of the light source in the minimum configuration. Further, by selecting an optical element to be incorporated at the same time, selection of optical characteristics such as a more uniform system and a high contrast system can be realized by a removable element configuration.

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施例1:
図1は、本発明の実施例1の画像投影装置を示す。図1において、101は光源ユニット、102は複数の光源、103は画像投影装置本体、104は白色LED(発光ダイオード)光源ユニット、105は反射ミラー、106は集光レンズ、107は偏光子、108は透過型液晶ライトバルブ、109はカラーフィルタ、110は検光子、111は投影レンズ、112はスクリーンである。
Example 1:
FIG. 1 shows an image projection apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 101 is a light source unit, 102 is a plurality of light sources, 103 is an image projector main body, 104 is a white LED (light emitting diode) light source unit, 105 is a reflection mirror, 106 is a condenser lens, 107 is a polarizer, 108 Is a transmissive liquid crystal light valve, 109 is a color filter, 110 is an analyzer, 111 is a projection lens, and 112 is a screen.

実施例1では、画像投影装置本体103に対して、着脱可能な光源ユニット101を接続して使用する。着脱可能な光源ユニット101は着脱部のコネクターにより本体103と電気的に接続され、本体103側の電源から光源ユニット101に電力が供給され、本体103と光源ユニット101間には、制御信号線等が接続されている。   In the first embodiment, the detachable light source unit 101 is connected to the image projection apparatus main body 103 for use. The detachable light source unit 101 is electrically connected to the main body 103 by a connector of the detachable portion, power is supplied to the light source unit 101 from the power source on the main body 103 side, and a control signal line or the like is provided between the main body 103 and the light source unit 101. Is connected.

着脱可能な光源ユニット101には複数の光源102が設けられている。複数の光源102として、例えば白色LED光源等を利用することにより小型集積化できる。本体103側にも同様の白色LED光源ユニット104を設ける。着脱可能な光源ユニット101を接続しない場合には、光源ユニット104を利用する。   The detachable light source unit 101 is provided with a plurality of light sources 102. As the plurality of light sources 102, for example, a white LED light source or the like can be used for miniaturization. A similar white LED light source unit 104 is also provided on the main body 103 side. When the detachable light source unit 101 is not connected, the light source unit 104 is used.

光源ユニット104からの光は、反射ミラー105、集光レンズ106、偏光子107を透過し、一方向の光のみが透過型液晶ライトバルブ108に入射する。透過型液晶ライトバルブ108はカラーフィルタ109を画素ごとに交互に配置し、フィルターの位置に応じた画像信号により液晶を制御し、カラーの色再現を行う。液晶の後に検光子110を配置し、液晶による偏光の変化により画像を形成し、投影レンズ111によりスクリーン112上に拡大画像を投影する。   The light from the light source unit 104 passes through the reflection mirror 105, the condenser lens 106, and the polarizer 107, and only light in one direction enters the transmissive liquid crystal light valve 108. The transmissive liquid crystal light valve 108 alternately arranges color filters 109 for each pixel, controls the liquid crystal by an image signal corresponding to the position of the filter, and performs color reproduction of colors. The analyzer 110 is disposed after the liquid crystal, an image is formed by a change in polarization by the liquid crystal, and an enlarged image is projected on the screen 112 by the projection lens 111.

本実施例では、例えばモバイル利用時や小人数の画像観察時には、着脱可能な光源ユニット101を外して使用する。また、会議室での使用や大人数での観察時には、光源ユニット101を接続して使用する。このように、本実施例では光源ユニット101の利用方式を適宜選択することができる。これにより、光源ユニットを外すことにより、携帯時にそのサイズが小さくなり、またその重さも軽くなり、低消費電力を実現できる。特にバッテリー駆動の場合には、低消費電力のため長時間の使用が可能となる。なお、本実施例では、透過型液晶を用いた単板方式の画像投影方式を一例に説明したが、本発明は3板方式や反射方式を用いたシステムにも適用できる。   In this embodiment, for example, when using a mobile or observing an image of a small number of people, the removable light source unit 101 is removed and used. In addition, the light source unit 101 is connected and used for use in a conference room or for observation with a large number of people. Thus, in this embodiment, the usage method of the light source unit 101 can be appropriately selected. As a result, by removing the light source unit, the size of the light source unit can be reduced and the weight of the light source unit can be reduced, and low power consumption can be realized. In particular, in the case of battery drive, low power consumption enables long-time use. In this embodiment, a single-plate image projection method using transmissive liquid crystal has been described as an example, but the present invention can also be applied to a system using a three-plate method or a reflection method.

実施例2:
図2は、本発明の実施例2の画像投影装置を示す。実施例2では、光源ユニット201a、201b、201cはそれぞれ投影装置本体206に着脱可能である。各光源ユニット(201a、201b、201c)は、光源202、反射ミラー203、フィールドレンズ204、偏光分離ミラー205から構成され、これらが一体となって着脱される構成を採る。
Example 2:
FIG. 2 shows an image projection apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the light source units 201a, 201b, and 201c can be attached to and detached from the projection apparatus main body 206, respectively. Each light source unit (201a, 201b, 201c) includes a light source 202, a reflection mirror 203, a field lens 204, and a polarization separation mirror 205, which are integrally attached and detached.

投影装置本体206は、複数の光源ユニット(201a、201b、201c)の着脱を選択することにより、光量を選択できる。これら光源ユニットからの光は各ユニットに配置された偏光分離ミラー205により一方向の偏光成分のみに分離され透過型液晶ライトバルブ207に入射する。液晶ライトバルブ207の各画素ごとに配置されたカラーフィルタ208により透過光の色を選択し、液晶ライトバルブ207の信号処理により各画素ごとの透過光の偏光を制御し、液晶ライトバルブ207と検光子209によりカラー画像が形成される。このカラー画像を投影レンズ210によりスクリーン211に投影することで拡大画像を形成する。   The projection apparatus main body 206 can select the light quantity by selecting the attachment / detachment of a plurality of light source units (201a, 201b, 201c). The light from these light source units is separated into only one direction of the polarization component by the polarization separation mirror 205 disposed in each unit, and enters the transmission type liquid crystal light valve 207. The color filter 208 arranged for each pixel of the liquid crystal light valve 207 selects the color of the transmitted light, the signal processing of the liquid crystal light valve 207 controls the polarization of the transmitted light for each pixel, and the liquid crystal light valve 207 is detected. A photon 209 forms a color image. By projecting this color image onto the screen 211 by the projection lens 210, an enlarged image is formed.

本実施例では、着脱可能な光源ユニットの一部を外すことにより、小型・軽量化を実現できる。また、各光源ユニットは同一のものである必要はなく、さらに複数の光源ユニットの追加も可能である。これら着脱可能な光源ユニットは初期に位置調整されていて、複雑な調整なしに容易に光強度の調整が可能となる。   In this embodiment, it is possible to reduce the size and weight by removing a part of the detachable light source unit. Each light source unit does not need to be the same, and a plurality of light source units can be added. These detachable light source units are initially adjusted in position, and the light intensity can be easily adjusted without complicated adjustment.

実施例3:
図3は、本発明の実施例3の画像投影装置を示す。実施例3では、着脱可能な光源ユニット301a、301bにおいて、各光源301に対応してバッテリー302を設ける。各バッテリー302により光源301が駆動され、本体303の制御部304により光源が制御される。また、複数の光源ユニット301a、301bも同時に本体303の制御部304により制御される。通常、バッテリー駆動型の画像投影装置においては、バッテリーの重量が携帯時の大きな障害となっていたが、本発明ではバッテリーを光源と同時に着脱することで、必要な光量に応じたバッテリーを搭載することが可能となり、また駆動時間と光量のユーザによる選択が可能となる。
Example 3:
FIG. 3 shows an image projection apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, a battery 302 is provided corresponding to each light source 301 in the detachable light source units 301a and 301b. The light source 301 is driven by each battery 302, and the light source is controlled by the control unit 304 of the main body 303. The plurality of light source units 301a and 301b are also controlled by the control unit 304 of the main body 303 at the same time. Normally, in a battery-driven image projection apparatus, the weight of the battery is a major obstacle when carrying it. In the present invention, a battery corresponding to the required light quantity is mounted by attaching and detaching the battery together with the light source. In addition, the user can select the driving time and the amount of light.

実施例4:
図4は、本発明の実施例4の画像投影装置を示す。実施例4では、着脱可能な光源ユニット401aが白色LED光源402a(またはRGB各色が一体で構成された光源)によって構成される。白色LED光源402aを用い、投影装置本体403の画像投影システム404(実施例1)によりスクリーン405上に拡大画像が投影される。
Example 4:
FIG. 4 shows an image projection apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the detachable light source unit 401a is configured by a white LED light source 402a (or a light source in which RGB colors are integrally formed). An enlarged image is projected on the screen 405 by the image projection system 404 (Example 1) of the projector main body 403 using the white LED light source 402a.

また、着脱可能な光源402aを、白色LEDでかつ照度の高いLEDユニット401bと交換することで、より高輝度な投影画像を形成することができる。さらに、同一波長分布の光源を用いることにより、着脱による光学系の収差を低減し、色変化の少ない画像を所望の強度に選択して利用できる。   Further, by replacing the detachable light source 402a with an LED unit 401b that is a white LED and has a high illuminance, a projected image with higher brightness can be formed. Further, by using a light source having the same wavelength distribution, the aberration of the optical system due to attachment / detachment can be reduced, and an image with little color change can be selected and used at a desired intensity.

実施例5:
図5は、本発明の実施例5の画像投影装置を示す。実施例5の画像投影装置は、3板式の透過液晶を用いたシステムである。着脱可能な光源502r1、r2、r3、502g1、g2、g3、502b1、b2、b3は、RGB各色のLEDまたはレーザダイオードで構成され、各色ごとに異なる着脱位置501r、501g、501bに配置される。各色の光源からの光は、プリズム504g、フィールドレンズ505g、偏光子506gを透過して重ね合わせられ、透過型液晶ライトバルブ507gに入射する。各色の光はクロスダイクロイックプリズム508でさらに合成され、検光子509を通過した光により画像が形成され、投影レンズ510によりスクリーン511上に投影画像が形成される。
Example 5:
FIG. 5 shows an image projection apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. The image projection apparatus of Example 5 is a system using a three-plate transmissive liquid crystal. The detachable light sources 502r1, r2, r3, 502g1, g2, g3, 502b1, b2, and b3 are configured by RGB LEDs or laser diodes, and are disposed at different detachable positions 501r, 501g, and 501b for each color. Light from the light sources of the respective colors is transmitted through the prism 504g, the field lens 505g, and the polarizer 506g to be superimposed, and is incident on the transmissive liquid crystal light valve 507g. The light of each color is further combined by the cross dichroic prism 508, an image is formed by the light that has passed through the analyzer 509, and a projection image is formed on the screen 511 by the projection lens 510.

このように、本実施例では、各色ごとに光源を着脱することにより光源配置の自由度が増し、また接続する光源ユニット数や光源ユニットの光学特性等を選択することにより、投影画像の均一性やコントラストを調整できる。   Thus, in this embodiment, the degree of freedom of light source arrangement is increased by attaching and detaching the light source for each color, and the uniformity of the projected image is selected by selecting the number of light source units to be connected and the optical characteristics of the light source units. And the contrast can be adjusted.

実施例6:
図6は、本発明の実施例6の画像投影装置を示す。実施例6は、マイクロマシン技術による空間光変調素子によって画像形成を実現する方式の実施例である。この方式は通称DLP方式(DLP:Digital Light Processing、米国テキサスインスツルメンツ社で開発された投射型映像表示方法)と呼ばれ、例えば13μm四方の小型の鏡(DMD、ディジタル・マイクロミラー・デバイス)を数百万個敷き詰めた表示素子の各々の鏡の向きが映像信号に基づいて制御され、光源からの光が反射されて映像がスクリーンに投射される。
Example 6:
FIG. 6 shows an image projection apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. Example 6 is an example of a system for realizing image formation by a spatial light modulation element using micromachine technology. This method is called the DLP method (DLP: Digital Light Processing, a projection-type image display method developed by Texas Instruments, USA). For example, a small mirror (DMD, digital micromirror device) measuring 13 μm square is used. The directions of the mirrors of each million display elements are controlled based on the video signal, and the light from the light source is reflected to project the video onto the screen.

この種の映像投射装置は、図6(a)に示すように、ロッドインテグレータ605、コンデンサレンズ606、光路調整プリズム607、DMD素子608、投射レンズ609から構成される。これにより拡大投影像をスクリーン610上に形成する。   As shown in FIG. 6A, this type of video projection apparatus includes a rod integrator 605, a condenser lens 606, an optical path adjustment prism 607, a DMD element 608, and a projection lens 609. As a result, an enlarged projection image is formed on the screen 610.

光源はRGB色に対応したLED光源601r、602g、602b(第1〜第3の光源)で構成され、これらは特定波長の選択的反射ミラー611により各色が同軸に調整される。ここで、着脱可能な光源ユニット602は、特定の波長分布を有するLED光源601x(第4の光源)とする。例えば、LED光源601xとして、図6(b)に示すようなRGBと異なる波長領域を有する光源を利用する。このような光源を用いることで色の再現範囲を広げることができる。   The light source includes LED light sources 601r, 602g, and 602b (first to third light sources) corresponding to RGB colors, and these colors are adjusted coaxially by a selective reflection mirror 611 having a specific wavelength. Here, the removable light source unit 602 is an LED light source 601x (fourth light source) having a specific wavelength distribution. For example, a light source having a wavelength region different from RGB as shown in FIG. 6B is used as the LED light source 601x. By using such a light source, the color reproduction range can be expanded.

着脱可能な構造により、ユーザニーズに応じて第4の光源を利用するか否かの選択が可能となる。第4の光源を利用しない場合には小型・軽量化が実現でき、消費電力が低減される。本発明はDLPを用いた画像投影方式に限定されず、時系列に点灯する光源とそれに同期したライトバルブを用いることで各種方式に利用可能である。さらに光源数は4個に限定されず、さらに異なる波長分布を有する5個以上の光源も利用可能である。また、RGB光源のいずれかを異なる波長分布の光源と交換することにより、異なる色範囲を再現できる投影装置として利用可能となる。これにより、例えば外部環境に応じて投影する画像の画質を選択をするなど利用者による選択が可能となる。   With the detachable structure, it is possible to select whether to use the fourth light source according to user needs. When the fourth light source is not used, the size and weight can be reduced, and the power consumption is reduced. The present invention is not limited to an image projection method using DLP, and can be used in various methods by using a light source that lights in time series and a light valve synchronized with the light source. Furthermore, the number of light sources is not limited to four, and five or more light sources having different wavelength distributions can also be used. Further, by replacing one of the RGB light sources with a light source having a different wavelength distribution, it can be used as a projection apparatus capable of reproducing different color ranges. As a result, the user can select the image quality to be projected according to the external environment, for example.

実施例7:
図7は、本発明の実施例7の画像投影装置を示す。実施例7では、画像投影装置本体701に、固定の光源ユニット702が配置され、偏光分離ミラー704により一方向の偏光成分のみが画素ごとにカラーフィルタ707を配置した透過型液晶ライトバルブ706に照明され、また着脱可能な光源ユニット703a、703bが図示するように本体701に設けられ、光源ユニット703a、703bの光路中には、回転移動可能な偏光分離ミラー705が配置されている。
Example 7:
FIG. 7 shows an image projection apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. In the seventh embodiment, a fixed light source unit 702 is disposed in the image projection apparatus main body 701, and a polarization separation mirror 704 illuminates a transmissive liquid crystal light valve 706 in which only a polarization component in one direction is disposed for each pixel. In addition, detachable light source units 703a and 703b are provided in the main body 701 as shown in the figure, and a rotationally movable polarization separation mirror 705 is disposed in the optical path of the light source units 703a and 703b.

偏光分離ミラー705は、着脱可能な光源ユニット703a、703bが本体701に挿入されたときのみ、光源ユニットからの光を透過型液晶ライトバルブ706側に導くよう、突起部708により機械的に偏光分離ミラー705が移動される構造となっている。これにより、光源ユニット703a、bが挿入された場合のみ偏光分離ミラー705が挿入され、光源を挿入しない場合には光路中に余計な光学系が挿入されず、エネルギーの損失を抑制できる。上記した偏光分離ミラー705の移動は回転機構に限定されず、平行移動や上下移動等による移動も可能であり、またその移動も偏光分離ミラーに限定されず、プリズムや均一光学系等各種の素子を用いることも可能である。   The polarization separation mirror 705 is mechanically separated by the projection 708 so that light from the light source unit is guided to the transmissive liquid crystal light valve 706 side only when the detachable light source units 703a and 703b are inserted into the main body 701. The mirror 705 is moved. Accordingly, the polarization separation mirror 705 is inserted only when the light source units 703a and 703b are inserted, and when no light source is inserted, no extra optical system is inserted in the optical path, and energy loss can be suppressed. The movement of the polarization separation mirror 705 is not limited to a rotation mechanism, and can be moved by parallel movement or vertical movement. The movement is not limited to the polarization separation mirror, and various elements such as a prism and a uniform optical system can be used. It is also possible to use.

実施例8:
図8は、本発明の実施例8の画像投影装置を示す。実施例8では、共有光学系として中空ロッドインテグレータとフィールドレンズを用いたDLP方式の投影システムに適用した実施例である。
Example 8:
FIG. 8 shows an image projection apparatus according to an eighth embodiment of the present invention. In the eighth embodiment, the present invention is applied to a DLP projection system using a hollow rod integrator and a field lens as a shared optical system.

着脱可能な光源801は複数の3色光源から構成され、すべての光は集光レンズ802により共通のロッドインテグレータ803に集光される。ロッドインテグレータ803内では光は壁面で多重反射し、すべての光源の光が積算され、出射位置で均一な強度分布となる。着脱可能な光源801は小型で近接されて配置されることが望ましく、小型光源としては3色のLEDやLDを利用できる。均一化された光はフィールドレンズ804を介して、DLP805面上に均一な強度分布となるように照射される。ここで光源は3色の各色ごとに時系列で順次点灯し、DLPに形成される色ごとの画像信号と同期をとるように形成される。これにより時系列で順次、色ごとの画像をスクリーン806上に拡大投影する。   The detachable light source 801 is composed of a plurality of three-color light sources, and all light is collected by a condensing lens 802 onto a common rod integrator 803. In the rod integrator 803, the light is multiple-reflected on the wall surface, and the light from all the light sources is integrated, resulting in a uniform intensity distribution at the emission position. The detachable light source 801 is desirably small and arranged close to each other, and three-color LEDs and LDs can be used as the small light source. The uniformized light is irradiated through the field lens 804 so as to have a uniform intensity distribution on the surface of the DLP 805. Here, the light source is sequentially turned on in time series for each of the three colors, and is formed so as to be synchronized with the image signal for each color formed in the DLP. Thus, the images for each color are enlarged and projected on the screen 806 in time series.

このように、同一のロッドインテグレータを用いることにより、着脱可能な光源の挿入有無にかかわらず、本体の光学系の位置調整なしに、安定した画像を形成することが可能となる。さらに各光源ごとに均一化光学系を配置する場合に比較して小型化・軽量化が可能となる。本発明はインテグレータ素子の共有に限定されず、ミラー、レンズ、偏光分離素子、偏光変換素子、カラーフィルタ等の共有も可能である。   As described above, by using the same rod integrator, it is possible to form a stable image without adjusting the position of the optical system of the main body regardless of whether or not a detachable light source is inserted. Furthermore, it is possible to reduce the size and weight as compared with the case where a uniform optical system is arranged for each light source. The present invention is not limited to sharing an integrator element, but can also share a mirror, a lens, a polarization separation element, a polarization conversion element, a color filter, and the like.

本発明の実施例1の画像投影装置を示す。1 shows an image projection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例2の画像投影装置を示す。7 shows an image projection apparatus according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例3の画像投影装置を示す。7 shows an image projection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施例4の画像投影装置を示す。6 shows an image projection apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. 本発明の実施例5の画像投影装置を示す。9 shows an image projection apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. 本発明の実施例6の画像投影装置を示す。9 shows an image projection apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. 本発明の実施例7の画像投影装置を示す。9 shows an image projection apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. 本発明の実施例8の画像投影装置を示す。9 shows an image projection apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

101 光源ユニット
102 複数の光源
103 画像投影装置本体
104 白色LED光源ユニット
105 反射ミラー
106 集光レンズ
107 偏光子
108 透過型液晶ライトバルブ
109 カラーフィルタ
110 検光子
111 投影レンズ
112 スクリーン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Light source unit 102 Multiple light sources 103 Image projector main body 104 White LED light source unit 105 Reflection mirror 106 Condensing lens 107 Polarizer 108 Transmission type liquid crystal light valve 109 Color filter 110 Analyzer 111 Projection lens 112 Screen

Claims (2)

複数の光源と、光伝達手段と、入射される光を画像信号に応じて変調する空間光変調手段と、前記空間変調手段によって変調された光を投射する投射手段を有し、前記複数の光源は、装置本体側の第1のLED光源ユニットと、装置本体に対して着脱可能な第2のLED光源ユニットとからなり、前記第1のLED光源ユニットと、前記第2のLED光源ユニットとは、光路上の前後の関係で配置され、前記第1のLED光源ユニットを中心として、前記第1のLED光源ユニットの周囲を前記第2のLED光源ユニットに配置された複数のLEDが取り囲むことを特徴とする画像投影装置。 A plurality of light sources, and the light transmission means, a spatial light modulating means for modulating in accordance with an image signal incident light, has a projection means for projecting the light modulated by the spatial light modulating means, said plurality of The light source includes a first LED light source unit on the apparatus body side and a second LED light source unit that can be attached to and detached from the apparatus body. The first LED light source unit, the second LED light source unit, Are arranged in a front-rear relationship on the optical path, and the plurality of LEDs arranged in the second LED light source unit surround the first LED light source unit with the first LED light source unit as the center. An image projection apparatus characterized by the above. 前記光源と伝送光学系の一部が一体となって着脱可能であることを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。   The image projection apparatus according to claim 1, wherein a part of the light source and the transmission optical system are integrally removable.
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