JP2006115607A - Motor device and projector - Google Patents
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Abstract
【課題】 回転子の回転制御を高精度に実施できかつ、製造を容易とし製造コストの低減を図れるモータ装置、およびプロジェクタを提供する。
【解決手段】モータ装置は、軸受け4524を有するステータ4521と、軸受け4524に軸支される回転軸4522Aを有しステータ4521に対して回転自在に構成されるロータ4522とを含んで構成され、電気エネルギを機械的な回転エネルギに変換するものである。このモータ装置は、ロータ4522に設けられ、回転軸4522Aを中心とする断面多角形状を有するケース4523Aを備えている。
【選択図】 図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor device and a projector that can perform rotation control of a rotor with high accuracy, can be easily manufactured, and can reduce manufacturing costs.
A motor device includes a stator 4521 having a bearing 4524, and a rotor 4522 having a rotating shaft 4522A supported by the bearing 4524 and configured to be rotatable with respect to the stator 4521. It converts energy into mechanical rotational energy. This motor apparatus includes a case 4523A that is provided on the rotor 4522 and has a polygonal cross section around the rotation shaft 4522A.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、モータ装置、およびプロジェクタに関する。 The present invention relates to a motor device and a projector.
従来、電気エネルギを機械的な回転エネルギに変換するモータ装置において、回転子の回転制御(速度制御、位相制御)を実施するためのいくつかの構成が提案、実用化されている。
例えば、DCブラシレスモータでは、ホール素子を用いる構成が多用される。
この構成では、モータ装置内部にホール素子を配設し、ホール素子にて回転子の磁極位置を検出させる。そして、制御装置が、ホール素子から出力される信号に基づいて回転子の回転制御を実施する。
また、例えば、ロータリーエンコーダを用いる構成が知られている。
この構成では、回転子にロータリーエンコーダを配設し、ロータリーエンコーダにて回転子の回転数を検出させる。そして、制御装置が、回転子の回転に応じてロータリーエンコーダから出力される信号に基づいて回転子の回転制御を実施する。
さらに、例えば、フォトインタラプタを用いる構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この構成では、回転子と同期して回転する反射板の外周部にスリットを設けておく。また、反射板の外周部を挟むようにしてフォトインタラプタを配置する。フォトインタラプタは、発光素子からの光がスリットを介して受光素子にて受光されるか否かにより、スリットのエッジを検出する。そして、制御装置が、フォトインタラプタから出力される信号に応じて回転子の回転速度を検出し該回転速度に基づいて回転子の回転制御を実施している。
さらにまた、例えば、フォトリフレクタを用いる構成が知られている(例えば、特許文献2参照)。
この構成では、モータ装置をアウターロータ型のモータ装置で構成し、回転子の開口部面に検出用円板を配設する。また、検出用円板の表面に鏡面加工を施すとともに、その表面に光吸収剤が所定円周に沿って等間隔に塗布して光反射性目盛を形成している。そして、光反射性目盛に対向するようにフォトリフレクタを配置する。フォトリフレクタは、発光素子からの光が検出用円板にて反射され受光素子にて受光されるか否かにより、回転子の回転位置を検出する。そして、制御装置が、フォトリフレクタから出力される信号に応じて回転子の回転速度を検出し該回転速度に基づいて回転子の回転制御を実施している。
2. Description of the Related Art Conventionally, several configurations for implementing rotor rotation control (speed control, phase control) have been proposed and put into practical use in motor devices that convert electrical energy into mechanical rotational energy.
For example, in a DC brushless motor, a configuration using a Hall element is often used.
In this configuration, a hall element is provided in the motor device, and the magnetic pole position of the rotor is detected by the hall element. And a control apparatus performs rotation control of a rotor based on the signal output from a Hall element.
For example, a configuration using a rotary encoder is known.
In this configuration, a rotary encoder is provided on the rotor, and the rotational speed of the rotor is detected by the rotary encoder. And a control apparatus performs rotation control of a rotor based on the signal output from a rotary encoder according to rotation of a rotor.
Furthermore, for example, a configuration using a photo interrupter is known (see, for example, Patent Document 1).
In this configuration, a slit is provided in the outer peripheral portion of the reflector that rotates in synchronization with the rotor. Further, the photo interrupter is arranged so as to sandwich the outer peripheral portion of the reflecting plate. The photo interrupter detects the edge of the slit depending on whether or not the light from the light emitting element is received by the light receiving element through the slit. Then, the control device detects the rotational speed of the rotor according to the signal output from the photo interrupter, and performs the rotational control of the rotor based on the rotational speed.
Furthermore, for example, a configuration using a photo reflector is known (see, for example, Patent Document 2).
In this configuration, the motor device is formed of an outer rotor type motor device, and the detection disk is disposed on the opening surface of the rotor. Further, the surface of the detection disk is mirror-finished, and a light-absorbing scale is formed by applying a light absorber on the surface at regular intervals along a predetermined circumference. And a photo reflector is arrange | positioned so as to oppose a light reflective scale. The photo reflector detects the rotational position of the rotor depending on whether light from the light emitting element is reflected by the detection disk and received by the light receiving element. The control device detects the rotational speed of the rotor in accordance with the signal output from the photoreflector, and performs the rotational control of the rotor based on the rotational speed.
しかしながら、ホール素子を用いた構成では、ホール素子の特性が温度により変化しやすい。このため、温度環境の厳しい場所では回転子の回転制御を高精度に実施できない。また、温度環境の厳しい場所でも回転子の回転制御を高精度に実施するためには、ホール素子の温度特性を補正する制御が必要となり、制御構造が複雑になる。
また、ロータリーエンコーダを用いた構成では、ロータリーエンコーダを回転子に配設する必要があり、モータ装置を製造するにあたって、その製造が困難なものとなるとともに、製造コストの低減が図れない。
さらに、特許文献1に記載の構成では、回転子の回転制御を高精度に実施するためには、反射板にスリットを高精度に設ける必要があり、反射板の製造が困難なものとなる。このため、モータ装置を製造するにあたって、その製造が困難なものとなるとともに、製造コストの低減が図れない。
さらにまた、特許文献2に記載の構成では、検出用円板の表面に鏡面加工を施す必要があるとともに、回転子の回転制御を高精度に実施するためには光吸収剤を等間隔で高精度に塗布する必要があるため、モータ装置を製造するにあたって、その製造が困難なものとなるとともに、製造コストの低減が図れない。
However, in the configuration using the Hall element, the characteristics of the Hall element are likely to change with temperature. For this reason, the rotation control of the rotor cannot be performed with high accuracy in a place where the temperature environment is severe. In addition, in order to perform the rotation control of the rotor with high accuracy even in a place where the temperature environment is severe, control for correcting the temperature characteristic of the Hall element is required, and the control structure becomes complicated.
Further, in the configuration using the rotary encoder, it is necessary to dispose the rotary encoder on the rotor. When manufacturing the motor device, the manufacturing becomes difficult and the manufacturing cost cannot be reduced.
Furthermore, in the configuration described in
Furthermore, in the configuration described in
本発明の目的は、回転子の回転制御を高精度に実施できかつ、製造を容易とし製造コストの低減を図れるモータ装置、およびプロジェクタを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a motor device and a projector that can perform rotation control of a rotor with high accuracy, can be easily manufactured, and can reduce manufacturing costs.
本発明のモータ装置は、軸受けを有する固定子と、前記軸受けに軸支される回転軸を有し前記固定子に対して回転自在に構成される回転子とを含んで構成され、電気エネルギを機械的な回転エネルギに変換するモータ装置であって、前記回転子に設けられ、前記回転軸を中心とする断面多角形状を有する多角柱状部を備えていることを特徴とする。
ここで、モータ装置としては、固定子と回転子とを含んで構成され、電気エネルギを機械的な回転エネルギに変換する電動モータであれば、直流モータ(ブラシレスDCモータ、ブラシ付きDCモータ)、交流モータ等、いずれのモータを採用してもよい。
本発明によれば、モータ装置を構成する回転子に多角柱状部が設けられているので、例えば、多角柱状部の側端面に向けて光あるいは音波等を射出し各側端面のいずれかの側端面にて反射された光あるいは音波等を検出することで、回転子の回転状態を検出することができる。そして、検出した回転子の回転状態に基づいて回転子の回転制御を実施すれば、回転子の回転制御を高精度に実施できる。
また、本発明によれば、回転子に多角柱状部を設けるだけで回転子の回転制御を高精度に実施可能とするので、モータ装置を製造するにあたって、その製造を容易とし、製造コストの低減を図れる。
A motor device according to the present invention includes a stator having a bearing, and a rotor having a rotating shaft supported by the bearing and configured to be rotatable with respect to the stator. A motor device for converting to mechanical rotational energy, comprising a polygonal columnar portion provided on the rotor and having a polygonal cross section around the rotation axis.
Here, as the motor device, a DC motor (brushless DC motor, DC motor with brush), which is configured to include a stator and a rotor and converts electric energy into mechanical rotation energy, Any motor such as an AC motor may be employed.
According to the present invention, since the rotor constituting the motor device is provided with the polygonal columnar portion, for example, light or sound waves are emitted toward the side end surface of the polygonal columnar portion, and either side of each side end surface The rotation state of the rotor can be detected by detecting light reflected by the end face or sound waves. If the rotation control of the rotor is performed based on the detected rotation state of the rotor, the rotation control of the rotor can be performed with high accuracy.
In addition, according to the present invention, since the rotation control of the rotor can be performed with high accuracy only by providing the polygonal columnar portion in the rotor, the manufacture of the motor device is facilitated and the manufacturing cost is reduced. Can be planned.
本発明のモータ装置では、前記回転子の回転状態を検出し回転状態に関する回転状態情報を出力する回転状態検出装置と、前記回転状態検出装置から出力される回転状態情報に基づいて前記回転子の回転制御を実施する制御装置とを備え、前記回転状態検出装置は、前記回転子が回転している際に、前記多角柱状部における前記柱状軸と直交する方向に光束を照射し、前記多角柱状部における側端面にて反射した光束を検出することで前記回転子の回転状態を検出することが好ましい。
ここで、回転状態検出装置としては、例えば、発光ダイオードとフォトトランジスタが1つの素子として組み合わされたフォトリフレクタ等を採用できる。
本発明によれば、回転状態検出装置にて多角柱状部の側端面に向けて光束を射出し各側端面のいずれかの側端面にて反射された光束を検出することで、回転子の回転状態を検出することができる。そして、回転状態検出装置にて検出された回転子の回転状態に基づいて、制御装置にて回転子の回転制御を高精度に実施できる。
また、多角柱状部の各側端面を光束が反射可能な反射面とし、光束を射出しかつ反射光を検出する回転状態検出装置を用いることで、回転子の回転状態の検出を簡単な構成で実施でき、モータ装置を製造するにあたって、その製造をさらに容易とし、製造コストのさらなる低減を図れる。
In the motor device of the present invention, a rotation state detection device that detects a rotation state of the rotor and outputs rotation state information relating to the rotation state, and a rotation state information output from the rotation state detection device A control device that performs rotation control, and the rotation state detection device irradiates a light beam in a direction orthogonal to the columnar axis in the polygonal columnar portion when the rotor rotates, and forms the polygonal columnar shape. It is preferable to detect the rotational state of the rotor by detecting the light beam reflected by the side end face of the part.
Here, as the rotation state detection device, for example, a photo reflector in which a light emitting diode and a phototransistor are combined as one element can be adopted.
According to the present invention, the rotation state detector rotates the rotor by emitting a light beam toward the side end surface of the polygonal columnar portion and detecting the light beam reflected on one of the side end surfaces. The state can be detected. Based on the rotation state of the rotor detected by the rotation state detection device, the rotation control of the rotor can be performed with high accuracy by the control device.
In addition, each side end face of the polygonal columnar portion is made a reflective surface that can reflect a light beam, and a rotation state detector that emits the light beam and detects reflected light can be used to detect the rotation state of the rotor with a simple configuration. This can be implemented, and in manufacturing the motor device, the manufacturing can be further facilitated, and the manufacturing cost can be further reduced.
本発明のモータ装置では、前記多角柱状部の各側端面のうち少なくともいずれかの側端面には、遮光処理が施されていることが好ましい。
ところで、多角柱状部の各側端面の全てが反射面として機能する場合には、回転子が1回転する際に回転状態検出装置から出力される回転状態情報は、各側端面の数だけ出力されることとなる。
本発明では、多角柱状部の各側端面のうち少なくともいずれかの側端面に遮光処理が施されているので、回転子が1回転する際に回転状態検出装置から出力される回転状態情報は、遮光処理が施された側端面の数だけ欠落することとなる。このため、回転状態検出装置から出力される回転状態情報の出力タイミングのうち、回転状態情報の出力がないタイミングを利用することで、制御装置にて回転子の位相制御を良好に実施できる。
In the motor device of the present invention, it is preferable that at least one of the side end faces of the polygonal columnar portion is subjected to a light shielding process.
By the way, when all the side end surfaces of the polygonal columnar part function as reflecting surfaces, the rotation state information output from the rotation state detecting device when the rotor makes one rotation is output by the number of each side end surface. The Rukoto.
In the present invention, since at least one of the side end surfaces of each side end surface of the polygonal columnar portion is subjected to a light shielding process, the rotation state information output from the rotation state detection device when the rotor makes one rotation is: The number of side end surfaces subjected to the light shielding process is lost. For this reason, the phase control of the rotor can be satisfactorily performed by the control device by using the timing at which the rotation state information is not output among the output timings of the rotation state information output from the rotation state detection device.
本発明のモータ装置では、前記回転子は、前記固定子に対して外側に配設され、前記多角柱状部は、前記回転子および前記固定子を内部に収納し前記回転子と同期して回転するモータハウジングの少なくとも一部に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、モータ装置は、回転子が固定子に対して外側に配設されるアウターロータ型のモータで構成される。このため、イナーシャが大きくなりモータ装置の回転対象となる被回転体を定速で回転させやすい構成となる。
また、このようにアウターロータ型のモータで構成することで、モータハウジングを回転子と同期して回転させることができ、被回転体をモータハウジングに接続して回転させることができる。したがって、被回転体とモータ装置との接続面を大きくとることができ、被回転体の支持状態を良好に維持して被回転体を回転駆動できる。
さらに、モータハウジングを回転子と同期して回転させることができるため、モータハウジングの少なくとも一部に多角柱状部を形成することができ、モータ装置を製造するにあたって、その製造をさらに一層容易とし、製造コストをさらに一層低減できる。
In the motor device of the present invention, the rotor is disposed outside the stator, and the polygonal columnar portion accommodates the rotor and the stator therein and rotates in synchronization with the rotor. The motor housing is preferably formed on at least a part of the motor housing.
According to the present invention, the motor device is constituted by an outer rotor type motor in which the rotor is disposed outside the stator. For this reason, inertia becomes large and it becomes the structure which is easy to rotate the to-be-rotated body used as the rotation object of a motor apparatus at constant speed.
In addition, by configuring with an outer rotor type motor in this way, the motor housing can be rotated in synchronization with the rotor, and the rotated body can be connected to the motor housing and rotated. Therefore, the connection surface between the rotated body and the motor device can be made large, and the rotated body can be rotationally driven while maintaining the support state of the rotated body satisfactorily.
Furthermore, since the motor housing can be rotated in synchronism with the rotor, a polygonal columnar portion can be formed on at least a part of the motor housing. The manufacturing cost can be further reduced.
本発明のプロジェクタは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、変調した光束を拡大投射するプロジェクタであって、前記光源から射出された光束を所定位置で結像させる照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束が入射する複数の光束入射側端面を有し所定の回転中心軸を中心として回転可能に構成され回転することで内部を通過する光束を屈折させ前記光束の射出位置を変更するプリズムと、前記プリズムを支持し前記回転中心軸を中心として前記プリズムを回転駆動する上述したモータ装置と、前記プリズムを介した光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し後続する前記画像情報が入力されるまで先行光学像を形成し続けるホールド型光変調装置と、前記ホールド型光変調装置にて形成した光学像を拡大投射する投射光学装置とを備え、前記照明光学装置は、前記ホールド型光変調装置における画像形成領域上の所定の照明領域に光束を結像させ、前記モータ装置は、前記プリズムを回転駆動することで、前記照明光学装置から射出され前記プリズムを介した光束の射出位置を変更し、前記画像形成領域上で前記照明領域を所定の周期でスクロールさせることを特徴とする。
ここで、スクロールとは、画像形成領域の一端側から他端側に横切ることを意味する。
本発明によれば、プロジェクタは、上述したモータ装置を備えているので、上述したモータ装置と同様の作用効果を享受できる。また、製造を容易とし製造コストの低減を図れるモータ装置を備えているので、プロジェクタの製造コストの低減も図れる。
The projector according to the present invention is a projector that modulates a light beam emitted from a light source according to image information and projects the modulated light beam in an enlarged manner, and forms an image of the light beam emitted from the light source at a predetermined position. And a plurality of light beam incident side end surfaces on which light beams emitted from the illumination optical device are incident are configured to be rotatable about a predetermined rotation center axis and refract the light beams passing through the interior to rotate the light beams. A prism that changes the exit position of the light source, the motor device that supports the prism and rotationally drives the prism about the rotation center axis, and modulates the light flux through the prism according to image information to obtain an optical image. And a hold type light modulation device that continues to form a preceding optical image until the subsequent image information is input, and an optical image formed by the hold type light modulation device A projection optical device for enlarging and projecting, and the illumination optical device forms a light beam in a predetermined illumination region on an image forming region in the hold type light modulation device, and the motor device rotationally drives the prism. Thus, the emission position of the light beam emitted from the illumination optical device and changed through the prism is changed, and the illumination area is scrolled at a predetermined cycle on the image forming area.
Here, the scrolling means crossing from one end side to the other end side of the image forming area.
According to the present invention, since the projector includes the motor device described above, the projector can enjoy the same effects as the motor device described above. In addition, since the motor device that can be manufactured easily and can reduce the manufacturing cost is provided, the manufacturing cost of the projector can be reduced.
ところで、ホールド型光変調装置では、各表示期間において形成した画像を表示し続けるため、人間の追跡眼球運動と眼の時間積分効果が作用し、画像ぼけが生じてしまう、という問題がある(「ディスプレイの動画性能評価技術」液晶第6巻第4号 2002 小間徳夫、内田龍雄)。
本発明では、モータ装置は、回転子の回転制御を高精度に実施できるため、プリズムを回転駆動することで、照明光学装置から射出されホールド型光変調装置における画像形成領域上の所定領域に結像される照明領域を、画像形成領域上で所定の周期でスクロールさせることができる。すなわち、照明領域を除く領域である光束が照射されない非照明領域を、画像形成領域上で所定の周期でスクロールさせることができる。このことにより、ホールド型光変調装置にて動画像を形成している際に、動画像を構成する各光学像の各表示期間中の所定期間を非照明領域にて非表示とすることが可能となる。このため、ホールド型光変調装置にて形成する光学像の表示期間を短くすることが可能となり、人間の追跡眼球運動と眼の時間積分効果の作用を軽減でき、動画性能の向上が図れる。
By the way, in the hold type light modulation device, since the image formed in each display period is continuously displayed, there is a problem in that the human tracking eye movement and the time integration effect of the eye act to cause image blurring (“ "Video performance evaluation technology for displays" LCD Vol. 6, No. 4, 2002 Norio Oma, Tatsuo Uchida).
In the present invention, since the motor device can perform the rotation control of the rotor with high accuracy, by rotating the prism, the motor device emits light from the illumination optical device and is connected to a predetermined region on the image forming region in the hold type light modulation device. The illuminated area to be imaged can be scrolled at a predetermined cycle on the image forming area. That is, the non-illuminated area that is not irradiated with the light flux, which is an area other than the illuminated area, can be scrolled at a predetermined cycle on the image forming area. As a result, when a moving image is formed by the hold type light modulation device, it is possible to hide a predetermined period in each display period of each optical image constituting the moving image in the non-illuminated area. It becomes. For this reason, the display period of the optical image formed by the hold type light modulation device can be shortened, the action of the human tracking eye movement and the time integration effect of the eye can be reduced, and the moving image performance can be improved.
本発明のプロジェクタでは、前記モータ装置を構成する多角柱状部の側端面の数は、前記プリズムの光束入射側端面の数の整数倍であることが好ましい。
本発明によれば、モータ装置を構成する多角柱状部の側端面の数がプリズムの光束入射側端面の数の整数倍に設定されているので、プリズムを回転駆動し、画像形成領域上での照明領域のスクロールを、例えばホールド型光変調装置にて形成される光学像の垂直走査に同期させる制御を容易に実施できる。
In the projector according to the aspect of the invention, it is preferable that the number of side end surfaces of the polygonal columnar portion constituting the motor device is an integral multiple of the number of light incident side end surfaces of the prism.
According to the present invention, since the number of side end surfaces of the polygonal columnar portion constituting the motor device is set to an integral multiple of the number of the light beam incident side end surfaces of the prism, the prism is driven to rotate on the image forming area. Control for synchronizing the scrolling of the illumination area with, for example, vertical scanning of an optical image formed by a hold-type light modulation device can be easily performed.
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図1は、プロジェクタ1の概略構成を模式的に示す図である。
プロジェクタ1は、光源から射出される光束が画像情報に応じて変調して光学像を形成し、形成した光学像をスクリーン上に拡大投射するものである。このプロジェクタ1は、図1に示すように、外装筐体2と、投射光学装置としての投射レンズ3と、光学ユニット4と、ここでは図示しない制御装置5とを備える。
なお、図1において、図示は省略するが、外装筐体2内において、投射レンズ3および光学ユニット4以外の空間には、プロジェクタ1内部を冷却する冷却ファン等で構成される冷却ユニット、プロジェクタ1内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット等が配置されるものとする。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of projector]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of the
The
Although not shown in FIG. 1, in the
外装筐体2は、合成樹脂等から構成され、図1に示すように、投射レンズ3、光学ユニット4、および制御装置5(図示省略)を内部に収納配置する全体略直方体状に形成されている。この外装筐体2は、図示は省略するが、プロジェクタ1の天面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するアッパーケースと、プロジェクタ1の底面、前面、および背面をそれぞれ構成するロアーケースとで構成され、前記アッパーケースおよび前記ロアーケースは互いにねじ等で固定されている。
なお、外装筐体2は、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
The
The
光学ユニット4は、制御装置5による制御の下、光源から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に対応して光学像(カラー画像)を形成するユニットである。この光学ユニット4は、図1に示すように、外装筐体2の背面に沿って延出するとともに、外装筐体2の側面に沿って延出する平面視略L字形状を有している。なお、この光学ユニット4の詳細な構成については、後述する。
投射レンズ3は、光学ユニット4にて形成された光学像(カラー画像)を図示しないスクリーン上に拡大投射する。この投射レンズ3は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、複数のレンズの相対位置を変更し、拡大投射する光学像のフォーカス調整、および倍率調整可能に構成されている。
制御装置5は、図示は省略するが、CPU(Central Processing Unit)等の演算処理装置を備え、外部機器から入力した信号に基づいてプロジェクタ1全体を制御する。なお、制御装置5の制御構造については、後述する。
The optical unit 4 is a unit that optically processes a light beam emitted from a light source under the control of the
The projection lens 3 enlarges and projects the optical image (color image) formed by the optical unit 4 on a screen (not shown). The projection lens 3 is configured as a combined lens in which a plurality of lenses are housed in a cylindrical lens barrel, and the relative position of the plurality of lenses is changed so that the focus adjustment and magnification adjustment of an optical image to be enlarged and projected can be performed. It is configured.
Although not shown, the
〔光学ユニットの詳細な構成〕
光学ユニット4は、図1に示すように、照明光学装置41と、色分離光学装置42と、リレー光学装置43と、光学装置44と、光走査装置45と、これら装置41〜45を内部に収納配置する光学部品用筐体46とを備える。
照明光学装置41は、光学装置44を構成する後述する液晶パネルの画像形成領域上の所定領域である照明領域に照明光を結像させるための光学系である。この照明光学装置41は、図1に示すように、光源装置411と、第1レンズアレイ412と、第2レンズアレイ413と、偏光変換素子414と、重畳レンズ415とを備える。
[Detailed configuration of optical unit]
As shown in FIG. 1, the optical unit 4 includes an illumination
The illumination
光源装置411は、図1に示すように、放射状の光線を射出する光源ランプ416と、この光源ランプ416から射出された放射光を反射し所定位置に収束させるリフレクタ417と、リフレクタ417にて収束される光束を照明光軸Aに対して平行化する平行化凹レンズ418とを備える。光源ランプ416としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが多用される。また、リフレクタ417としては、回転楕円面を有する楕円面リフレクタで構成されているが、回転放物面を有する放物面リフレクタで構成してもよい。この場合には、平行化凹レンズ418を省略した構成とする。
As shown in FIG. 1, the
第1レンズアレイ412は、光軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源装置411から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。
第2レンズアレイ413は、第1レンズアレイ412と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第2レンズアレイ413は、重畳レンズ415とともに、第1レンズアレイ412の各小レンズの像を光学装置44の後述する液晶パネルの画像形成領域上の所定領域である照明領域に結像させる機能を有している。
The
The
偏光変換素子414は、第2レンズアレイ413と重畳レンズ415との間に配置され、第2レンズアレイ413からの光を略1種類の偏光光に変換するものである。
具体的に、偏光変換素子414によって略1種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ415によって最終的に光学装置44の後述する液晶パネルの画像形成領域上の所定領域である照明領域にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネルを用いたプロジェクタでは、1種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源装置411からの光の略半分を利用できない。このため、偏光変換素子414を用いることで、光源装置411からの射出光を略1種類の偏光光に変換し、光学装置44での光の利用効率を高めている。
The
Specifically, each partial light converted into approximately one type of polarized light by the
色分離光学装置42は、図1に示すように、2枚のダイクロイックミラー421,422を備え、ダイクロイックミラー421,422により照明光学装置41から射出されフィールドレンズ423、光走査装置45、およびフィールドレンズ424を介した複数の部分光束を、赤、緑、青の3色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学装置43は、図1に示すように、2つのリレーレンズ431,432と、反射ミラー433〜437とを備え、色分離光学装置42で分離された各色光を光学装置44の後述する各液晶パネルに導くものである。そして、このリレー光学装置43により、ダイクロイックミラー421から光学装置44の後述する各液晶パネルまでに到達する各色光の幾何学的光路長を同一の寸法に設定している。また、2つのリレーレンズ431,432は、赤色光の光路、および緑、青色光の光路にそれぞれ配置されている。すなわち、赤色光の光路、緑色光の光路、および青色光の光路に配置されるリレーレンズの数が同一であるので、赤色光、緑色光、および青色光の光像の反転状態が同一となり、赤色光、緑色光、および青色光が合成された際に色むら等のない合成光を形成できる。
As shown in FIG. 1, the color separation
As shown in FIG. 1, the relay
この際、色分離光学装置42のダイクロイックミラー421では、照明光学装置41から射出された光束のうち、緑色光成分と青色光成分とは透過し、赤色光成分は反射する。ダイクロイックミラー421によって反射した赤色光は、反射ミラー433で反射し、リレーレンズ431を介して、反射ミラー434,435によって反射し、フィールドレンズ419を通って、後述する赤色光用の液晶パネルに到達する。このフィールドレンズ419は、第2レンズアレイ413から射出された各部分光束をその中心軸(主光線)に対して平行な光束に変換する。他の緑色光、青色光用の液晶パネルの光入射側に設けられたフィールドレンズ419、および光走査装置45の光路前段・後段に設けられたフィールドレンズ423,424も同様である。
At this time, in the
また、ダイクロイックミラー421を透過した緑色光および青色光は、反射ミラー436によって反射しリレーレンズ432を介した後、ダイクロイックミラー422に入射する。ダイクロイックミラー422に入射した緑色光および青色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー422によって反射し、反射ミラー433で反射し、フィールドレンズ419を通って、後述する緑色光用の液晶パネルに到達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー422を透過して反射ミラー437で反射し、フィールドレンズ419を通って、後述する青色光用の液晶パネルに到達する。
Further, the green light and the blue light transmitted through the
光学装置44は、図1に示すように、ホールド型光変調装置としての3つの液晶パネル441(赤色光側の液晶パネルを441R、緑色光側の液晶パネルを441G、青色光側の液晶パネルを441Bとする)と、3つの入射側偏光板442と、3つの射出側偏光板443と、クロスダイクロイックプリズム444とを備える。
3つの入射側偏光板442は、図1に示すように、各フィールドレンズ419の光路後段にそれぞれ配置される。これら入射側偏光板442は、偏光変換素子414で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射され、入射された光束のうち、偏光変換素子414で揃えられた光束の偏光方位と略同一方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。これら入射側偏光板442は、図示は省略するが、サファイアあるいは水晶等の透光性基板上に偏光膜が貼付された構成を有している。
As shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 1, the three incident side
3つの液晶パネル441は、図1に示すように、各入射側偏光板442の光路後段にそれぞれ配置される。これら液晶パネル441は、図示は省略するが、1対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、制御装置5から出力される駆動信号に応じて、所定の画素位置の前記液晶の配向状態が制御され、各入射側偏光板442から射出された偏光光束の偏光方位をそれぞれ変調する。
3つの射出側偏光板443は、図1に示すように、各液晶パネル441の光路後段にそれぞれ配置される。これら射出側偏光板443は、入射側偏光板442と略同様の構成を有し、図示は省略するが、透光性基板上に偏光膜が貼付された構成を有している。なお、射出側偏光板443を構成する前記偏光膜は、光束を透過する透過軸が、入射側偏光板442にて光束を透過する透過軸に略直交するように配置される。
As shown in FIG. 1, the three
As shown in FIG. 1, the three exit-side
クロスダイクロイックプリズム444は、射出側偏光板443の光路後段に配置され、各射出側偏光板443から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム444は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶パネル441R,441Bから射出され各射出側偏光板443を介した各色光を反射し、液晶パネル441Gから射出され射出側偏光板443を介した色光を透過する。このようにして、各液晶パネル441にて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。
The cross
光走査装置45は、制御装置5による制御の下、照明光学装置41から射出され液晶パネル441の画像形成領域上の所定領域に結像する照明領域を、画像形成領域上でスクロール(画像形成領域の一端側から他端側に横切る)させ、動画像の画像ぼけを防止する。なお、この光走査装置45の詳細な構成については、後述する。
光学部品用筐体46は、合成樹脂製の成形品で構成され、図1に示すように、内部に所定の照明光軸Aが設定され、上述した装置41〜45を照明光軸Aに対する所定位置に収納配置する。なお、光学部品用筐体46は、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて構成してもよい。この光学部品用筐体46は、図示は省略するが、上述した装置41〜45を収納する容器状の部品収納部材と、前記部品収納部材の開口部分を閉塞する蓋状部材とで構成される。
Under the control of the
The
〔光走査装置の構成〕
図2は、光走査装置45の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。
光走査装置45は、図1に示すように、照明光学装置41および色分離光学装置42の間に配設されている。そして、光走査装置45は、制御装置5により駆動制御されることで、照明光学装置41から射出され液晶パネル441の画像形成領域上の所定領域に結像する照明領域を、画像形成領域上でスクロールさせ、動画像の画像ぼけを防止する。この光走査装置45は、図2に示すように、プリズム451と、モータ452とを備える。
[Configuration of optical scanning device]
FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 1, the
プリズム451は、図2に示すように、側面に4つの光束入射側端面451Aを有し断面正方形状の四角柱状に形成され、4つの光束入射側端面451Aと交差する2つの端面の一方の端面がモータ452に回転可能に支持される。そして、具体的には後述するが、プリズム451が回転することで内部を通過する光束が屈折してプリズム451における光束の射出位置が変更され、照明光学装置41から射出され液晶パネル441の画像形成領域上に結像する照明領域を、画像形成領域上でスクロールさせる。
As shown in FIG. 2, the
図3は、モータ452の構成を示す図である。なお、図3では、モータ452の内部構成を示すために、図中上側のケースを省略している。
モータ452は、プリズム451の自重が掛かる方向と直交する水平方向でプリズム451を支持し、制御装置5による制御の下、プリズム451を水平方向の所定の回転中心軸R(図2)を中心として回転駆動する。このモータ452は、図3に示すように、アウターロータ型のブラシレスDCモータで構成される。
具体的に、モータ452は、固定子としてのステータ4521と、ステータ4521の外側を回転するカップ状の回転子としてのロータ4522と、ステータ4521およびロータ4522を内部に収納するモータハウジング4523とを備える。
ロータ4522は、中心に回転軸4522Aを有しカップ状の内壁面に環状の永久磁石4522Bが固定されている。永久磁石4522Bは、周方向に対してN極とS極が所定間隔で交互に並ぶように多極着磁されている。回転軸4522Aは、ステータ4521を貫通する軸受け4524で回転自在に軸支されている。
この軸受け4524としては、例えば、ボールベアリング、メタル軸受け、あるいは、動圧軸受け等を採用できる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the
The
Specifically, the
The
As this
モータハウジング4523は、柱状軸が回転軸4522Aと一致するようにロータ4522と接続しロータ4522とともに回転するカップ状の多角柱状部としてのケース4523Aと、静止部材であるフランジ4525を挟んでケース4523Aと反対側に配置され回転軸4522Aと接続するバックキャップ4523Bとで構成される。
ケース4523Aは、所定の回転中心軸Rと交差する端面がプリズム451を支持する支持面4523A1(図2、図3)として機能し、該支持面4523A1とプリズム451における4つの光束入射側端面451Aと交差する2つの端面のうち一方の端面とが、支持面4523A1の平面視中心位置とプリズム451の柱状軸と一致するように接続する。このケース4523Aは、図2または図3に示すように、回転軸4522Aを中心とした断面正八角形状を有している。そして、ケース4523Aの各側端面は、後述する回転状態検出装置から射出される光束を反射可能に構成されている。本実施形態では、具体的な図示は省略するが、8つの側端面のうち1つの側端面には、遮光処理が施され、後述する回転状態検出装置から射出される光束が反射しないように構成されている。なお、回転状態検出装置の詳細な構成については、制御装置5による制御構造を説明する際に同時に説明する。
バックキャップ4523Bは、略円板形状を有し、外部から塵埃等がモータ452内部に侵入することを防止している。
The
In the
The
ステータ4521は、フランジ4525にねじ4526にて固定されたものであり、放射状に配置される複数のステータコア4521Aと、各ステータコア4521Aにそれぞれ巻回される複数のステータコイル4521Bとで構成される。そして、ステータ4521は、各ステータコア4521Aの先端が永久磁石4522Bに所定の間隔を置いて対面するように配置される。また、ステータコイル4521Bは、制御装置5の後述するモータ制御部と電気的に接続され、前記モータ制御部により多相通電駆動される。この多相通電駆動により生成される回転磁界によって永久磁石4522Bすなわちロータ4522が回転駆動される。
そして、上述した光走査装置45は、図1に示すように、フランジ4525が光学部品用筐体46に支持され、照明光軸Aに対して回転中心軸Rが直交するように、光学部品用筐体46内に配設される。
The
As shown in FIG. 1, the
図4および図5は、光走査装置45により画像形成領域上で照明領域がスクロールする状態を示す図である。なお、図4は、プリズム451を回転中心軸R方向から見た図である。また、図5(A)〜(G)は、プリズム451の回転位置が図4(A)〜(G)に示す各位置に位置付けられた状態での照明領域をそれぞれ示すものである。なお、図4および図5では、プロジェクタ1が通常の設置状態(天吊りではない設置状態)の場合を示している。そして、図中上方向がプロジェクタ1の天面側、図中下方向がプロジェクタ1の底面側を示し、以下の説明でも同様である。
制御装置5による駆動制御により、モータ452が駆動しプリズム451の回転位置が図4(A)に示す状態となった場合、すなわち、照明光学装置41から射出された光束の光軸がいずれかの光束入射側端面451Aに直交する場合には、プリズム451内部にて光束が屈折することなく通過する。そして、照明光学装置41から射出された光束は、図5(A)に示すように、液晶パネル441の画像形成領域G上における上下方向略中央部分の領域に結像する。すなわち、照明光学装置41は、図5(A)に示すように、照明領域Lの水平方向の幅寸法が液晶パネル441の画像形成領域Gの水平方向の幅寸法と同一で、照明領域Lの垂直方向の幅寸法が画像形成領域Gの垂直方向の幅寸法よりも小さくなり、該照明領域Lが画像形成領域G上における上下方向略中央部分の領域に結像するように設定されている。本実施形態では、照明光学装置41の第1レンズアレイ412および第2レンズアレイ413を構成する各小レンズの縦横比を所定の比率とすることで、画像形成領域Gの全領域に対する照明領域Lの比率が50%となるように設定している。
4 and 5 are diagrams showing a state in which the illumination area is scrolled on the image forming area by the
When the
図4(A)に示す状態から、プリズム451を図4中、矢印R1方向に回転させ図4(B)に示す状態になった場合には、照明光学装置41から射出された光束は、プリズム451内部にて上方向に屈折し、プリズム451からの光束の射出位置が上方向側に移動する。そして、画像形成領域G上での照明領域Lもまた、図5(B)に示すように、上方向へと移動する。
When the
ここで、図4(B)に示す状態からプリズム451を矢印R1方向にさらに回転させ図4(C)に示す状態になった場合には、照明光学装置41から射出された光束は、プリズム451の2つの光束入射側端面451Aに跨って入射することとなる。ここで、一方の光束入射側端面451Aに入射した光束は、図4(C)に示すように、上記図4(B)に示す状態と同様に、プリズム451内部にて上方向に屈折する。一方、他方の光束入射側端面451Aに入射した光束は、図4(C)に示すように、プリズム451内部にて下方向に屈折する。このように、図4(C)に示す状態になると、照明光学装置41から射出された光束は、プリズム451内部にて2つの光束に分離される。そして、画像形成領域G上での照明領域Lもまた、図5(C)に示すように、上方向側、下方向側に分離されることとなる。すなわち、プリズム451を回転させることで図5(B)に示すように照明領域Lが画像形成領域Gの上方側まで移動した後、さらにプリズム451を回転させると、照明領域Lが画像形成領域Gの上方に向けて移動しつつ上方側の上下方向幅寸法を減少させ、さらに、前記減少した上下方向幅寸法分だけ画像形成領域Gの下方側端部から上方に向けて出現することとなる。
Here, when the
そして、図4(C)に示す状態から、矢印R1方向にプリズム451を順次、図4(D)〜(F)に示す状態となるように回転させると、照明領域Lは、図5(D)〜(F)に示すように、上方側の上下方向幅寸法が徐々に減少し、下方側の上下方向幅寸法が徐々に増加する。そしてまた、図4(A)に示す状態から、プリズム451を90°回転させた図4(G)に示す状態となると、照明領域Lは、図5(G)に示すように、図5(A)に示す照明領域Lの位置と同一の位置となる。
すなわち、プリズム451を所定位置から90°回転させることで、照明領域Lが画像形成領域G上の上下方向をスクロールすることとなる。
以上説明したように、光走査装置45は、制御装置5による制御の下、プリズム451が回転することで画像形成領域G上で照明領域Lを所定の周期でスクロールさせる。
Then, from the state shown in FIG. 4C, when the
That is, the illumination area L scrolls in the vertical direction on the image forming area G by rotating the
As described above, the
〔制御装置による制御構造〕
図6は、制御装置5による制御構造を示すブロック図である。
制御装置5は、外部機器から入力した信号に基づいてプロジェクタ1全体を制御する。なお、以下では、制御装置5による液晶パネル441およびモータ452の制御構造を主に説明し、その他の制御構造については説明および図示を省略する。
制御装置5は、図6に示すように、映像信号入力部51と、液晶パネル駆動制御部52と、フレームメモリ53と、モータ制御部54とを備える。
映像信号入力部51は、各種外部機器から出力される映像信号を入力する部分である。この映像信号入力部51は、図6に示すように、第1入力部511と、第2入力部512とを備える。
第1入力部511は、パーソナルコンピュータ等から出力された複数の画像信号が与えられる部分であり、図6に示すように、第1ビデオセレクタ511Aと、ADC(Analog to Digital Converter)511Bとを備える。
第1ビデオセレクタ511Aは、液晶パネル駆動制御部52から与えられる選択信号に応じて、入力した複数の画像信号のうちの1つを選択して出力する。この第1ビデオセレクタ511Aから出力される画像信号には、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色のアナログ画像信号と、水平同期信号および垂直同期信号とが含まれている。このような画像信号は、コンポーネント信号と呼ばれる。
ADC511Bは、第1ビデオセレクタ511Aから出力される3つのアナログ画像信号を該ADC511B内のAD変換回路によってそれぞれデジタル画像信号に変換する。そして、このデジタル画像信号は、第1ビデオセレクタ511Aから出力される画像信号に含まれる水平同期信号および垂直同期信号に同期して、フレームメモリ53に一時的に記録される。なお、この記録されるデジタル画像信号は、ADC511Bから出力されるデジタル画像信号に応じて順次書き換えられる。
[Control structure by control device]
FIG. 6 is a block diagram showing a control structure by the
The
As shown in FIG. 6, the
The video
The
The
The
第2入力部512は、ビデオレコーダやテレビ等から出力された複数のビデオ信号が与えられる部分であり、図6に示すように、第2ビデオセレクタ512Aと、ビデオデコーダ512Bとを備える。
第2ビデオセレクタ512Aは、液晶パネル駆動制御部52から与えられる選択信号に応じて、入力した複数のビデオ信号のうちの1つを選択して出力する。これらのビデオ信号は、輝度信号と色信号と同期信号とが重畳された画像信号で、コンポジット信号と呼ばれる。
ビデオデコーダ512Bは、第2ビデオセレクタ512Aから出力されるコンポジット信号から水平同期信号および垂直同期信号を分離するとともに、R,G,Bの3つのデジタル画像信号に変換する。そして、このデジタル画像信号は、分離された水平同期信号および垂直同期信号に同期して、フレームメモリ53に一時的に記録される。なお、この記録されるデジタル画像信号は、ビデオデコーダ512Bから出力されるデジタル画像信号に応じて順次書き換えられる。
The
The
The
液晶パネル駆動制御部52は、映像信号入力部51から出力されフレームメモリ53に順次記憶されるデジタル画像信号を適宜読み出して、読み出したデジタル画像信号に対して所定の処理を施し、処理を施した画像に対応する画像情報としての駆動信号を各液晶パネル441に出力して所定の光学像を形成させる。この液晶パネル駆動制御部52における前記所定の処理としては、例えば、拡大・縮小等の画像サイズ調整処理、台形歪補正処理、画質調整処理、ガンマ補正処理等がある。これらの各処理は、周知の技術であるので詳細な説明は省略する。
また、この液晶パネル駆動制御部52は、上記コンポーネント信号およびコンポジット信号に含まれる同期信号に基づいて液晶パネル441にて光学像を形成するための垂直同期信号、および水平同期信号を生成し、生成した垂直同期信号および水平同期信号に同期して、フレームメモリ53に記憶されたデジタル画像信号を適宜読み出す。
さらに、この液晶パネル駆動制御部52は、生成した垂直同期信号をモータ制御部54に出力する。
The liquid crystal panel
The liquid crystal panel
Further, the liquid crystal panel
次に、上述した液晶パネル駆動制御部52による液晶パネル441の制御動作を説明する。
図7は、液晶パネル駆動制御部52による液晶パネル441の制御動作を説明するための図である。なお、図7では、図4および図5と同様に、プロジェクタ1が通常の設置状態(天吊りではない設置状態)での場合を示している。そして、図中上方向がプロジェクタ1の天面側、図中下方向がプロジェクタ1の底面側を示し、以下の説明でも同様である。
液晶パネル駆動制御部52は、液晶パネル441の画像形成領域G内に光学像を形成させる際、生成した水平同期信号および垂直同期信号に基づいて、走査線HL1上の各画素に応じた画像情報をフレームメモリ53から読み出す。また、液晶パネル駆動制御部52は、読み出した画像情報に所定の処理を施して駆動信号を生成する。そして、液晶パネル駆動制御部52は、駆動信号を走査線HL1に出力し、走査線HL1の一端側から他端側にかけて順次、走査線HL1上の図示しない各画素にて画像情報に応じて入射光束を変調させ表示光を形成させる、所謂水平走査を実施する。そして、各走査線HL2,HL3,・・・HLE(垂直方向の最上端の走査線)に順次、前記水平走査を実施する、所謂垂直走査を実施する。なお、本実施形態では、垂直走査方向が図7に示すように、下から上に向かう方向に設定したが、これに限らず、上から下に向かう方向に設定してもよい。上述した垂直走査を実施することにより画像形成領域Gの全範囲内の各画素に表示光が形成され光学像(1画面)が形成される。そして、前記水平走査、および前記垂直走査を所定の水平走査周期、および垂直走査周期(フィールド周期)で繰り返し実施することで、複数の光学像が連続して形成され動画像が形成される。
Next, the control operation of the
FIG. 7 is a diagram for explaining the control operation of the
When the liquid crystal panel
図8は、液晶パネル441の駆動状態の一例を示す図である。なお、図8では、所定画素の駆動状態を示し、横軸を所定画素の駆動時間とし、縦軸を所定画素の輝度としている。
液晶パネル駆動制御部52から駆動信号が出力された液晶パネル441は、以下に示すように駆動する。
すなわち、液晶パネル441は、液晶パネル駆動制御部52から出力される駆動信号に応じて、所定画素に対応する液晶の配向状態を変更し、照明光学装置41から射出された光束が前記液晶を通過することにより光変調して表示光を形成する。この際、液晶パネル441の所定画素では、図8に示すように、各垂直走査期間(以下、表示期間と呼称する)に亘って形成した表示光を表示し続けるため、垂直走査が連続して実施され動画像を形成する場合には、人間の追跡眼球運動と眼の時間積分効果が作用し、画像ぼけが生じやすい。また、液晶パネル441では、前記液晶が配向するまでにデバイスの応答時間が存在するので、所定画素の表示光は図8に示すように信号印加からある時間遅れて目的の透過光量に到達する。このため、各表示期間の前半では、輝度が不足して不鮮明になりやすい。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a driving state of the
The
That is, the
図9は、回転状態検出装置55の構成を示す図である。
図10は、回転状態検出装置55から出力される信号を示す図である。
ここで、モータ制御部54の構成を説明する前に、回転状態検出装置55の構成を説明する。
回転状態検出装置55は、モータ452を構成するロータ4522の回転状態を検出することで、プリズム451の回転状態を検出する。そして、回転状態検出装置55は、検出した回転状態に基づく信号をモータ制御部54に出力する。この回転状態検出装置55は、図9に示すように、赤外線を射出する発光ダイオード55Aと、射出された赤外線の反射光を検出するフォトトランジスタ55Bとが1つの素子に組み合わされたフォトリフレクタで構成される。そして、この回転状態検出装置55は、図9に示すように、回転中心軸Rに対して直交する方向で、モータ452を構成するケース4523Aの側端面に対して赤外線を射出可能な位置に配置される。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the rotation
FIG. 10 is a diagram illustrating a signal output from the rotation
Here, before describing the configuration of the
The rotation
モータ452が駆動しロータ4522(ケース4523A)が回転している際、ケース4523Aの側端面のうち遮光処理が施されていない側端面が回転状態検出装置55に対向した場合には、図9(A)に示すように、発光ダイオード55Aから射出された赤外線は、側端面にて反射され、フォトトランジスタ55Bにて検出される。そして、フォトトランジスタ55Bは、図10に示すように、回転状態情報としての所定の信号をモータ制御部54に出力する。
一方、モータ452が駆動しロータ4522(ケース4523A)が回転している際、ケース4523Aの側端面が回転状態検出装置55に対向していない場合には、図9(B)に示すように、発光ダイオード55Aから射出された赤外線は、フォトトランジスタ55Bにて検出されず、所定の信号がモータ制御部54に出力されない。ケース4523Aの側端面のうち遮光処理が施された側端面が回転状態検出装置55に対向した場合も同様である。
上述したように、ケース4523Aが断面正八角形状を有し8つの側端面を有する構成であり、8つの側端面のうち1つの側端面に遮光処理が施されている。このため、回転状態検出装置55は、ケース4523Aが45°回転する毎に回転状態に基づく所定の信号をモータ制御部54に出力し、ケース4523Aが1回転すると遮光処理が施された側端面を除いて所定の信号を7回、モータ制御部54に出力することとなる。
When the
On the other hand, when the
As described above, the
本実施形態では、回転状態検出装置55は、プリズム451が図4(B)に示す状態となった時、すなわち、照明領域Lの上方側端部が図5(B)に示すように画像形成領域Gの上方側端部に一致した時に、ケース4523Aの各側端面のうち遮光処理が施された側端面が対向するように配置されている。このように配置すると、モータ452が駆動しロータ4522(ケース4523A)が回転し、ケース4523Aにおける遮光処理が施された側端面に隣接する側端面が回転状態検出装置55に対向した場合には、プリズム451が図4(F)に示す状態となり、すなわち、照明領域Lの下方側端部が図5(F)に示すように画像形成領域Gの下方側端部に一致する状態となる。
In the present embodiment, the rotation
モータ制御部54は、モータ452のステ−タコイル4521Bと電気的に接続されている。そして、モータ制御部54は、ステータコイル4521Bに順次通電してモータ452を駆動し上述した照明領域Lのスクロールを所定の周期でプリズム451に実施させる駆動制御を実施する。
ここで、モータ制御部54は、前記駆動制御を実施する際、液晶パネル駆動制御部52から出力される垂直同期信号に基づいて、プリズム451による照明領域Lのスクロールを液晶パネル441における光学像の垂直走査に同期させる。また、モータ制御部54は、回転状態検出装置55と電気的に接続され、回転状態検出装置55から出力される信号に基づいて、プリズム451による照明領域Lのスクロールの周期(以下、スクロール周期と呼称する)を調整する。
このモータ制御部54は、図6に示すように、演算処理部541と、モータ駆動部542とを備える。
The
Here, when performing the drive control, the
As shown in FIG. 6, the
モータ駆動部542は、モータ452のステータコイル4521Bに順次通電し、モータ452を駆動させるものである。また、モータ駆動部542は、演算処理部541から出力される制御指令にしたがって、ステータコイル4521Bに対して印加する電圧値を変更し、モータ452におけるロータ4522の回転速度および回転位置(位相)を変更可能に構成されている。
The
図11は、演算処理部541により回転状態検出装置55から出力される信号の処理状態を示す図である。
演算処理部541は、モータ452が駆動しプリズム451の回転に応じて回転状態検出装置55から出力される信号に基づいて、スクロール周期を算出する。
具体的に、演算処理部541は、回転状態検出装置55から出力されるアナログ信号を正規化する図示しないコンパレータ回路、および、所定の周波数でクロック信号を出力する図示しないクロック発生回路を有している。
演算処理部541は、前記コンパレータ回路により、図11に示すように、回転状態検出装置55から出力されるアナログ信号をパルス信号に整形する。この際、回転状態検出装置55は、上述したように、ケース4523Aが1回転すると遮光処理が施された側端面を除いて所定の信号を7回出力する。このため、演算処理部541では、図11に示すように、ケース4523Aが1回転する毎に、7つのパルスP1〜P7を認識する。また、パルスP1,P7間のパルスが欠落した位置P0を、回転状態検出装置55がケース4523Aの各側端面のうち遮光処理が施された側端面に対向したものと認識する。
そして、演算処理部541は、前記クロック発生回路から出力されるクロック信号により、図11に示す各パルスP1〜P7の最小間隔が何秒であるかを認識する。プリズム451による照明領域Lのスクロールは、上述したように、プリズム451が90°回転する毎に実施される。このため、上述したように、各パルスP1〜P7の最小間隔が何秒であるかを認識することで、回転状態検出装置55にてプリズム451が45°回転する毎に出力される信号の間隔が何秒であるかを認識し、プリズム451が90°回転する間隔が何秒であるか、すなわち、スクロール周期を算出する。
FIG. 11 is a diagram illustrating a processing state of a signal output from the rotation
The
Specifically, the
The
The
また、演算処理部541は、液晶パネル駆動制御部52から出力される垂直同期信号に基づいて、液晶パネル441の垂直走査周期を算出する。具体的には、前記クロック信号に基づいて、何秒間隔で液晶パネル駆動制御部52から垂直同期信号が出力されているかを認識し、液晶パネル441における垂直走査の垂直走査周期を算出する。
In addition, the
そして、演算処理部541は、プリズム451による照明領域Lのスクロールを液晶パネル441における垂直走査に同期させる旨の制御指令をモータ駆動部542に出力する。
具体的に、演算処理部541は、算出したスクロール周期と垂直走査周期とを比較し、スクロール周期と垂直走査周期とを同一にする旨の制御指令を出力する。すなわち、演算処理部541は、スクロール周期が垂直走査周期よりも大きい場合には、プリズム451の回転速度を速める旨の制御指令をモータ駆動部542に出力する。また、演算処理部541は、スクロール周期が垂直走査周期よりも小さい場合には、プリズム451の回転速度を遅くする旨の制御指令をモータ駆動部542に出力する。
このように、モータ制御部54は、回転状態検出装置55から出力される信号に基づいて、モータ452を駆動制御する、所謂フィードバック制御を実施している。
Then, the
Specifically, the
As described above, the
また、演算処理部541は、パルスが欠落した位置P0を利用してモータ452の回転位置(位相)を調整し、プリズム451による照明領域Lのスクロールと液晶パネル441における垂直走査とを同一位相にする旨の制御指令をモータ駆動部542に出力する。
具体的に、演算処理部541は、回転状態検出装置55から出力される信号のうち、パルスが欠落した位置P0に隣接するパルスP1のタイミングと、液晶パネル駆動制御部52から出力される垂直同期信号の入力タイミングとを略同一にする旨の制御指令をモータ駆動部542に出力する。
ここで、上述したように、回転状態検出装置55は、ケース4523Aにおける遮光処理が施された側端面に隣接する側端面が対向した場合に、プリズム451が図4(F)に示す状態、すなわち、照明領域Lの移動方向後段側の端部が図5(F)に示すように画像形成領域Gの下方側端部に一致し、回転状態に基づく信号をモータ制御部54に出力するように構成されている。このため、モータ制御部54が、パルスが欠落した位置P0に隣接するパルスP1のタイミングと液晶パネル駆動制御部52から出力される垂直同期信号の入力タイミングとを略同一にする制御を実施した場合には、垂直同期信号を入力するタイミング時に、照明領域Lの移動方向後段側の端部が画像形成領域Gの下方側端部位置、すなわち、画像形成領域G上での垂直走査の開始位置に位置付けられる。
In addition, the
Specifically, the
Here, as described above, the rotation
図12は、モータ制御部54の制御による画素の表示光の状態を示す図である。なお、図12では、図8と同様に、横軸を画素の駆動時間とし、縦軸を画素の輝度としている。
上述したモータ制御部54による制御により、プリズム451は、液晶パネル441における垂直走査に連動して、画像形成領域G上における下方側端部から上方側端部に向けて横切る照明領域Lのスクロールを垂直走査周期で実施する。言い換えれば、プリズム451は、液晶パネル441における垂直走査に連動して、画像形成領域G上における下方側端部から上方側端部に向けて横切る非照明領域NL(照明領域を除く領域である光束が照射されない領域、図5参照)のスクロールを垂直走査周期で実施する。この際、画像形成領域Gの全領域に対する照明領域Lの比率が50%であるので、画像形成領域G内における各画素において、各表示期間中の前半部分が非照明領域NLにて非表示となり、各表示期間中の後半部分が照明領域Lにて表示されることとなる。すなわち、画像形成領域G内における各画素は、図12に示すように、各表示期間の前半部分で輝度が略0となる非表示状態となり、各表示期間の後半部分で輝度が所望の値となる表示状態となる。
FIG. 12 is a diagram illustrating the state of the display light of the pixels under the control of the
By the control by the
以上説明したモータ452、回転状態検出装置55、およびモータ制御部54で、本発明に係るモータ装置100が構成される。
なお、上述の説明では、プロジェクタ1を通常の状態で設置した場合での液晶パネル441の駆動制御、モータ452の駆動制御のみを説明したが、プロジェクタ1を天吊りの状態で設置した場合には、図7に示す垂直走査方向を逆転させ、さらに、図4および図5に示すプリズム451の回転方向を逆転させる制御を制御装置5が実施するものとする。
The
In the above description, only the drive control of the
上述した実施形態においては、モータ装置100を構成するモータ452にロータ4522と同期して回転する断面正八角形状のケース4523Aが設けられているので、回転状態検出装置55にてケース4523Aの側端面に向けて光束を射出し各側端面のいずれかの側端面にて反射された光束を検出することで、ロータ4522の回転状態を検出することができる。そして、回転状態検出装置55にて検出されたロータ4522の回転状態に基づいて、モータ制御部54にてロータ4522の回転制御(速度制御、位相制御)を高精度に実施できる。
また、ケース4523Aを正八角柱状に形成して各側端面を光束が反射可能な反射面とし、光束を射出しかつ反射光を検出する回転状態検出装置55を用いるだけで、ロータ4522の回転状態の検出を簡単な構成で実施でき、モータ装置100を製造するにあたって、その製造を容易とし、製造コストの低減を図れる。
In the embodiment described above, the
Further, the rotational state of the
ここで、ケース4523Aの側端面のうち、1つの側端面には遮光処理が施されているので、ケース4523Aが1回転する際に回転状態検出装置55から出力される信号は、遮光処理が施された側端面に応じて1つだけ欠落することとなる。このため、モータ制御部54は、回転状態検出装置55から出力され正規化したパルス信号のうち、パルスが欠落した位置P0を利用して、ロータ4522の回転位置の調整制御(位相制御)を良好に実施できる。
Here, since one side end surface of the side end surfaces of the
また、モータ452は、アウターロータ型のブラシレスDCモータで構成されているので、イナーシャが大きくなりモータ452の回転対象であるプリズム451の定速回転を実施しやすい構成となる。このため、プリズム451の回転速度の制御を容易に実施でき、プリズム451による照明領域Lのスクロールを液晶パネル441における光学像の垂直走査に容易にかつ良好に同期させることができる。
さらに、このようにモータ452をアウターロータ型のブラシレスDCモータで構成することで、ケース4523Aにプリズム451を固定できる。このため、ケース4523Aとプリズム451との接続面を大きくとることができ、プリズム451の支持状態を良好に維持してプリズム451を回転駆動できる。
Further, since the
Furthermore, the
そして、モータ制御部54は、ロータ4522の回転制御を高精度に実施できるため、プリズム451を回転駆動することで、照明光学装置41から射出され液晶パネル441における画像形成領域G上の所定領域に結像される照明領域Lを、画像形成領域G上で所定の周期でスクロールさせることができる。すなわち、照明領域Lを除く領域である光束が照射されない非照明領域NLを、画像形成領域G上で所定の周期でスクロールさせることができる。このことにより、液晶パネル441にて動画像を形成している際に、動画像を構成する各光学像の各表示期間中の所定期間を非照明領域NLにて非表示状態とすることができる。このため、液晶パネル441にて形成する光学像の表示期間を短くすることができ、人間の追跡眼球運動と眼の時間積分効果の作用を軽減でき、動画性能の向上が図れる。
Since the
ここで、ケース4523Aの側端面の数は、プリズム451の光束入射側端面451Aの数の2倍となるように形成されているので、モータ制御部54にてプリズム451による照明領域Lのスクロールを液晶パネル441における垂直走査に同期させる制御を容易に実施できる。
このように、照明領域Lのスクロールを垂直走査に同期させることで、画像形成領域G内での所定の画素における表示期間中の所定期間を継続して非表示状態とすることができる。また、複数の走査線HL1,HL2,HL3,・・・,HLE上の各画素における各表示期間中の同一期間を非表示状態とすることができる。したがって、動画性能の向上を継続させることができ、さらに、光学像全範囲に亘って動画性能を向上させることもできる。
Here, since the number of side end surfaces of the
In this way, by synchronizing the scrolling of the illumination area L with the vertical scanning, it is possible to continue the predetermined period during the display period of the predetermined pixel in the image forming area G to be in the non-display state. Moreover, the same period in each display period in each pixel on the plurality of scanning lines HL1, HL2, HL3,. Therefore, the improvement of the moving image performance can be continued, and further, the moving image performance can be improved over the entire optical image range.
さらに、モータ制御部54は、回転状態検出装置55にて検出されたプリズム451の回転状態に基づいて、液晶パネル441における垂直走査の垂直走査周期と略同一となるようにプリズム451による照明領域Lのスクロールの周期を調整する、所謂フィードバック制御を実施する。このことにより、スクロール周期を常に監視でき、スクロール周期を液晶パネル441における垂直走査の垂直走査周期に良好にかつ確実に合致させることができる。
また、回転状態検出装置55は、照明領域Lの移動方向後段側の端部が画像形成領域Gの下方側端部に合致した際に、パルスが欠落した位置P0に隣接するパルスP1に対応する信号を出力するように構成されているため、モータ制御部54がパルスP1のタイミングと垂直同期信号の入力タイミングとを略同一にする制御を実施した場合には、垂直同期信号を入力するタイミング時に、照明領域Lの移動方向後段側の端部、すなわち、非照明領域NLの移動方向前段側の端部を画像形成領域G上での垂直走査の開始位置に位置付けることができる。このことにより、画像形成領域G内の各走査線HL1,HL2,HL3,・・・,HLE上の各画素の表示タイミングに合わせて非照明領域NLをスクロールさせることができる。このため、画像形成領域G内の各走査線HL1,HL2,HL3,・・・,HLE上の各画素において、各表示期間中における前半部分を非照明領域NLにて非表示状態とすることができる。したがって、液晶パネル441における表示期間の初期の立ち上がり部分や残像部分を積極的に非表示状態とすることができ、動画性能を飛躍的に向上できる。
Further, the
Further, the rotation
さらに、本実施形態では、画像形成領域Gの全領域に対する照明領域Lの比率が50%となるように設定されているので、動画像の画質の改善をより知覚することができる。
そしてまた、光走査装置45を照明光学装置41および色分離光学装置42の間に配設することで、3つの液晶パネル441の各画像形成領域G上でそれぞれ照明領域Lをスクロールさせることができる。このため、例えば、3つの液晶パネル441に対応して3つの光走査装置45を設けた構成と比較して、最小限の数の光走査装置45で対応でき、プロジェクタ1の製造コストの低減を図れるとともに、プロジェクタ1の小型化も図れる。
Furthermore, in this embodiment, since the ratio of the illumination area L to the entire area of the image forming area G is set to 50%, it is possible to perceive an improvement in the image quality of the moving image.
Further, by arranging the
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記実施形態では、モータ452をアウターロータ型のブラシレスDCモータで構成していたが、これに限らない。モータとしては、電気エネルギを機械的な回転エネルギに変換する電動モータであれば、ブラシ付きDCモータ、交流モータ等、いずれのモータを採用してもよい。
前記実施形態では、多角柱状部(ケース4523A)を、断面正八角形状を有するように形成していたが、これに限らず、n≧3とすると、断面n角形状を有するように形成していればよい。前記実施形態のように回転対象をプリズム451とした場合には、上記nがプリズム451の光束入射側端面451Aの数の整数倍であることが好ましい。
前記実施形態では、多角柱状部をケース4523Aとして説明したが、ロータ4522と同期して回転する回転軸4522A等の他の部分に多角柱状部を設ける構成を採用してもよい。また、モータハウジング4523のバックキャップ4523Bを多角柱状に形成し、多角柱状部とする構成を採用してもよい。
Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention. It is.
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the polygonal columnar part (
In the above-described embodiment, the polygonal columnar portion has been described as the
前記実施形態では、回転状態検出装置55をフォトリフレクタで構成していたが、これに限らない。例えば、ケース4523Aの側端面に向けて音波を射出し反射した音波を検出する構成としてもよい。また、光束をケース4523Aの側端面に向けて射出し反射した光束を検出する構成であれば、発光ダイオード55Aおよびフォトトランジスタ55Bで構成するフォトリフレクタに限らない。
前記実施形態では、ケース4523Aの各側端面のうち1つの側端面のみに遮光処理を施していたが、これに限らず、2つ以上の側端面に遮光処理を施す構成を採用してもよい。
In the embodiment, the rotation
In the embodiment, the light shielding process is performed on only one of the side end surfaces of the
前記実施形態では、モータ制御部54は、モータ452の回転制御を実施することで、プリズム451に照明領域Lをスクロールさせ、各画素における表示期間中の前半部分を非表示状態としていたが、これに限らず、その他の部分を非表示状態とする回転制御を実施するように構成してもよい。
前記実施形態では、モータ制御部54は、垂直同期信号に基づいて、各画素における表示期間中の前半部分を非表示状態とする駆動制御を実施していたが、これに限らない。例えば、垂直同期信号とともに水平同期信号に基づいて駆動制御する構成としてもよい。このような構成では、水平同期信号を利用することで、プリズム451による照明領域Lのスクロールの位相を変更でき、各画素における各表示期間において、非表示状態とされる期間をシフトさせることができ、所望の期間を非表示状態とすることができる。
また、前記実施形態において、回転状態検出装置55の検出位置は、前記実施形態で説明した検出位置に限らず、その他の検出位置に設定してもよい。さらに、回転状態検出装置55の検出位置を適宜変更可能に構成してもよい。このような構成では、上記同様に、プリズム451による照明領域Lのスクロールの位相を変更できる。
本発明では、照明領域Lのスクロールと垂直走査とが同期していれば、照明領域Lのスクロールと垂直走査とが同一位相ではなく、上述したように一定の位相差を有する関係であってもよい。また、前記実施形態では、スクロール周期、および垂直走査の垂直走査周期が同一である構成を説明したが、これに限らず、スクロール周期および垂直走査周期が整数比の関係を有していてもよい。
In the embodiment described above, the
In the above-described embodiment, the
In the embodiment, the detection position of the rotation
In the present invention, if the scrolling of the illumination area L and the vertical scanning are synchronized, the scrolling of the illumination area L and the vertical scanning are not in the same phase, but have a certain phase difference as described above. Good. In the above embodiment, the configuration in which the scroll cycle and the vertical scanning cycle of the vertical scanning are the same has been described. However, the present invention is not limited to this, and the scroll cycle and the vertical scanning cycle may have an integer ratio relationship. .
前記実施形態では、画像形成領域Gの全領域に対する照明領域Lの比率が50%に設定していたが、これに限らず、50%以下であることが好ましい。
また、第1レンズアレイ412および第2レンズアレイ413を構成する各小レンズの縦横比を所定の比率とすることで、前記比率を設定していたが、これに限らない。
例えば、第1レンズアレイ412および第2レンズアレイ413を構成する各小レンズの縦横比を所定の比率とすることで、画像形成領域Gの全領域が照明領域となるように設定する。そして、第1レンズアレイ412および第2レンズアレイ413を構成する各小レンズにそれぞれ遮光部材を取り付けておき、該遮光部材により遮光することで、画像形成領域Gの全領域に対する照明領域Lの比率を変更する構成を採用してもよい。
また、第1レンズアレイ412および第2レンズアレイ413を構成する小レンズの縦横比を所定の比率とすることで、画像形成領域Gの全領域が照明領域となるように設定する。そして、照明光学装置41の光路後段側に、照明光学装置41から射出された光束を上下方向で圧縮する光学素子を配設し、該光学素子により光束を圧縮することで、画像形成領域Gの全領域に対する照明領域Lの比率を変更する構成を採用してもよい。
In the embodiment, the ratio of the illumination area L to the entire area of the image forming area G is set to 50%. However, the ratio is not limited to this, and is preferably 50% or less.
Further, although the ratio is set by setting the aspect ratio of each small lens constituting the
For example, by setting the aspect ratio of each small lens constituting the
Further, by setting the aspect ratio of the small lenses constituting the
前記実施形態では、3つの液晶パネル441を用いたプロジェクタ1の例のみを挙げたが、本発明は、1つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、2つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、あるいは、4つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
前記実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
前記実施形態では、回転中心軸Rを水平方向に設定した場合を説明したが、本発明は、回転中心軸Rを垂直方向に設置した場合に適用してもよい。
前記実施形態では、光走査装置45をプロジェクタ1に適用した例のみを挙げたが、本発明は、レーザビームプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ、レーザーディスプレイ等にも適用可能である。
In the above-described embodiment, only the example of the
In the embodiment, a transmissive liquid crystal panel having a different light incident surface and light emitting surface is used. However, a reflective liquid crystal panel having the same light incident surface and light emitting surface may be used.
In the above embodiment, only an example of a front type projector that projects from the direction of observing the screen has been described, but the present invention is also applicable to a rear type projector that projects from the side opposite to the direction of observing the screen. Is possible.
In the embodiment, the case where the rotation center axis R is set in the horizontal direction has been described. However, the present invention may be applied to the case where the rotation center axis R is installed in the vertical direction.
In the above-described embodiment, only the example in which the
前記実施形態では、モータ452の回転対象としてプリズム451を採用したが、以下に示すものを回転対象として採用してもよい。
図13および図14は、前記実施形態の変形例を示す図である。
例えば、回転対象として、図13に示すホイール551を採用してもよい。
このホイール551は、入射する光束の光軸と直交する方向に延出する円盤形状を有し、ガラス等の透光性部材から構成される。
このホイール551において、その表面には、図13に示すように、ホイール551の回転角θに応じて回転中心位置ROからの距離が次第に大きくなる2つの渦巻線C1,C2(所謂アルキメデスの渦巻線)が形成されている。そして、渦巻線C1および渦巻線C2の間に、ホイール551に入射する光束の一部を遮蔽する遮蔽膜551Aが形成されている。
そして、モータ452の回転軸4522Aがホイール551の回転中心位置ROに一致するように、モータ452のケース4523Aにホイール551を固定する。
このような状態で、モータ452を駆動し、ホイール551を回転させることで、入射する光束の領域LO上で遮蔽膜551Aが上下に移動することとなり、前記実施形態で説明した図6と同様に、画像形成領域G上で照明領域Lおよび非照明領域NLが上下方向にスクロールすることとなる。
なお、上述したホイール551の回転制御としては、前記実施形態で説明したモータ制御部54による制御と同様に、垂直同期信号、および回転状態検出装置55から出力される信号に基づいて、ホイール551に照明領域Lのスクロールを液晶パネル441の垂直走査に同期させる制御とする。また、前記実施形態で説明したモータ制御部54による制御と同様に、パルスが欠落した位置POを利用した制御を実施すれば、ホイール551の回転位置(位相)の制御を実施でき、各画素における各表示期間において、所望の期間を非表示状態とすることができる。
In the above-described embodiment, the
13 and 14 are diagrams showing a modification of the embodiment.
For example, you may employ | adopt the
The
As shown in FIG. 13, the surface of the
Then, the
In such a state, by driving the
In addition, as the rotation control of the
また、例えば、回転対象として、図14に示すホイール651を採用してもよい。
このホイール651は、例えば、マイクロミラーの入射角度を制御することにより、光源から射出された光束を画像情報に応じて光変調するDMD(Digital Micro miller Device:TI社の商標)が搭載されたプロジェクタに用いられ、時分割形式で異なる波長領域の光束を射出するカラーホイールである。
具体的に、このホイール651は、入射する光束の光軸と直交する方向に延出する円盤形状を有する透光性部材で構成され、ホイール651の回転方向に沿って区切られた4つの扇型の領域に3つの透過型色フィルタ651R,651G,651Bが形成されたものである。ここで、透過型色フィルタ651Rは、赤の波長領域の光を透過し、他の波長領域の光を反射または吸収することで赤色光のみを透過させる。同様に、透過型色フィルタ651G,651Bは、それぞれ緑、青の波長領域の光を透過し、他の波長領域の光を反射または吸収することで緑色光または青色光のみを透過させる。また、4つの扇型の領域において、透過型色フィルタ651R,651G,651B以外の部分は、透光領域651Wとなっており、この透光領域651Wにより、投射画像中の輝度を上げることができ、投射画像の明るさを確保できる。
なお、これら色フィルタ651R,651G,651Bとしては、赤、緑、青の3つの色フィルタに限らず、シアン、マゼンダ、イエローの3つの透過型色フィルタを採用してもよい。
Further, for example, a
The
Specifically, the
The color filters 651R, 651G, and 651B are not limited to the three color filters of red, green, and blue, but may be three transmissive color filters of cyan, magenta, and yellow.
そして、モータ452の回転軸4522Aがホイール651の回転中心位置ROに一致するように、モータ452のケース4523Aにホイール651を固定する。
なお、上述したホイール651の回転制御としては、前記実施形態で説明したモータ制御部54による制御と略同様に、画像信号の同期信号、および回転状態検出装置55から出力される信号に基づいて、ホイール651を同期信号に同期させて一定周波数で回転させる制御とする。また、前記実施形態で説明したモータ制御部54による制御と同様に、パルスが欠落した位置POを利用した制御を実施すれば、ホイール651の回転位置(位相)の制御を実施でき、前記DMDにて所定の色の光変調を実施する際に、ホイール651の回転位置を所定の色の回転位置に設定できる。
Then, the
Note that the rotation control of the
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
Although the best configuration for carrying out the present invention has been disclosed in the above description, the present invention is not limited to this. That is, the invention has been illustrated and described primarily with respect to particular embodiments, but may be configured for the above-described embodiments without departing from the scope and spirit of the invention. Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of materials, quantity, and other detailed configurations.
Therefore, the description limited to the shape, material, etc. disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member which remove | excluded the limitation of one part or all of such is included in this invention.
本発明のモータ装置は、回転子の回転制御を高精度に実施できかつ、製造を容易とし製造コストの低減を図れるとともに、回転対象としてプリズムを採用することで動画性能の向上が図れるため、ホームシアターやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタに利用可能である。 The motor device of the present invention can perform the rotation control of the rotor with high accuracy, can be easily manufactured and can reduce the manufacturing cost, and can improve the moving image performance by adopting the prism as the rotation target. And can be used for projectors used in presentations.
1・・・プロジェクタ、3・・・投射レンズ(投射光学装置)、41・・・照明光学装置、54・・・モータ制御部(制御装置)、55・・・回転状態検出装置、100・・・モータ装置、441,441R,441G,441B・・・液晶パネル(ホールド型光変調装置)、451・・・プリズム、451A・・・光束入射側端面、4521・・・ステータ(固定子)、4522・・・ロータ(回転子)、4522A・・・回転軸、4523・・・モータハウジング、4523A・・・ケース(多角柱状部)、4524・・・軸受け、G・・・画像形成領域、L・・・照明領域、R・・・回転中心軸。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記回転子に設けられ、前記回転軸を中心とする断面多角形状を有する多角柱状部を備えていることを特徴とするモータ装置。 A stator having a bearing and a rotor having a rotating shaft supported by the bearing and configured to be rotatable with respect to the stator are configured to convert electrical energy into mechanical rotational energy. A motor device that performs
A motor device comprising a polygonal columnar portion provided on the rotor and having a polygonal cross section around the rotation axis.
前記回転子の回転状態を検出し回転状態に関する回転状態情報を出力する回転状態検出装置と、前記回転状態検出装置から出力される回転状態情報に基づいて前記回転子の回転制御を実施する制御装置とを備え、
前記回転状態検出装置は、前記回転子が回転している際に、前記多角柱状部における前記柱状軸と直交する方向に光束を照射し、前記多角柱状部における側端面にて反射した光束を検出することで前記回転子の回転状態を検出することを特徴とするモータ装置。 The motor device according to claim 1,
A rotation state detection device that detects a rotation state of the rotor and outputs rotation state information related to the rotation state, and a control device that performs rotation control of the rotor based on the rotation state information output from the rotation state detection device And
The rotation state detection device irradiates a light beam in a direction perpendicular to the columnar axis in the polygonal columnar portion and detects a light beam reflected on a side end surface in the polygonal columnar portion while the rotor is rotating. By doing so, the rotation state of the rotor is detected.
前記多角柱状部の各側端面のうち少なくともいずれかの側端面には、遮光処理が施されていることを特徴とするモータ装置。 The motor device according to claim 2,
A motor device characterized in that at least one of the side end surfaces of the polygonal columnar portion is subjected to a light shielding process.
前記回転子は、前記固定子に対して外側に配設され、
前記多角柱状部は、前記回転子および前記固定子を内部に収納し前記回転子と同期して回転するモータハウジングの少なくとも一部に形成されていることを特徴とするモータ装置。 In the motor apparatus in any one of Claims 1-3,
The rotor is disposed outside the stator;
The said polygonal columnar part is formed in at least one part of the motor housing which accommodates the said rotor and the said stator inside, and rotates synchronizing with the said rotor, The motor apparatus characterized by the above-mentioned.
前記光源から射出された光束を所定位置で結像させる照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束が入射する複数の光束入射側端面を有し所定の回転中心軸を中心として回転可能に構成され回転することで内部を通過する光束を屈折させ前記光束の射出位置を変更するプリズムと、前記プリズムを支持し前記回転中心軸を中心として前記プリズムを回転駆動する請求項1から請求項4のいずれかに記載のモータ装置と、前記プリズムを介した光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し後続する前記画像情報が入力されるまで先行光学像を形成し続けるホールド型光変調装置と、前記ホールド型光変調装置にて形成した光学像を拡大投射する投射光学装置とを備え、
前記照明光学装置は、前記ホールド型光変調装置における画像形成領域上の所定の照明領域に光束を結像させ、
前記モータ装置は、前記プリズムを回転駆動することで、前記照明光学装置から射出され前記プリズムを介した光束の射出位置を変更し、前記画像形成領域上で前記照明領域を所定の周期でスクロールさせることを特徴とするプロジェクタ。 A projector that modulates a light beam emitted from a light source in accordance with image information and enlarges and projects the modulated light beam,
An illumination optical device that forms an image of the light beam emitted from the light source at a predetermined position, and a plurality of light beam incident side end surfaces on which the light beam emitted from the illumination optical device is incident, and is rotatable about a predetermined rotation center axis The prism configured to be refracted so as to refract a light beam passing through the inside and change the emission position of the light beam, and to support the prism and to rotate the prism about the rotation center axis. 4. The motor device according to any one of 4 and a hold type that modulates the light flux through the prism according to image information to form an optical image and continues to form a preceding optical image until the subsequent image information is input A light modulation device, and a projection optical device that magnifies and projects an optical image formed by the hold type light modulation device,
The illumination optical device forms an image of a light flux on a predetermined illumination area on an image forming area in the hold type light modulation device,
The motor device rotates the prism to change the emission position of the light beam emitted from the illumination optical device and through the prism, and scrolls the illumination region on the image forming region at a predetermined cycle. A projector characterized by that.
前記モータ装置を構成する多角柱状部の側端面の数は、前記プリズムの光束入射側端面の数の整数倍であることを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to claim 5, wherein
The number of the side end surfaces of the polygonal columnar portion constituting the motor device is an integral multiple of the number of light beam incident side end surfaces of the prism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004300243A JP2006115607A (en) | 2004-10-14 | 2004-10-14 | Motor device and projector |
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| JP2006115607A true JP2006115607A (en) | 2006-04-27 |
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| JP2004300243A Withdrawn JP2006115607A (en) | 2004-10-14 | 2004-10-14 | Motor device and projector |
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| JP (1) | JP2006115607A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009106143A (en) * | 2007-10-02 | 2009-05-14 | Seiko Epson Corp | Brushless electric machine |
| JP2010088284A (en) * | 2008-09-02 | 2010-04-15 | Seiko Epson Corp | Device for driving motor |
| US7880356B2 (en) | 2007-10-02 | 2011-02-01 | Seiko Epson Corporation | Brushless electric machine |
-
2004
- 2004-10-14 JP JP2004300243A patent/JP2006115607A/en not_active Withdrawn
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