(57)【要約】【課題】ランプとＬＥＤとを効果的に組み合わせることにより、各々の光源の特性を有効に使い分け、状況に応じた最適な光源を選択できる、小型で単純な、光源切り換え機構付きプロジェクタを提供すること。【解決手段】プロジェクタは、投影レンズ３０と、ランプ２を含むランプ光源４と、ＬＥＤを含むＬＥＤ光源８と、反射角度の切り換えにより、上記ランプ光源４からの光を上記投影レンズ３０に導く為の、または上記ＬＥＤ光源８からの光を上記投影レンズ３０に導く為のＤＭＤ３２とを有する。【選択図】      図１
2006065192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影レンズと、
ランプを含む第１の光源と、
ＬＥＤを含む第２の光源と、
上記第１の光源からの光を上記投影レンズに導くために、第１の反射角度で反射させる第１の反射手段と、
上記第２の光源からの光を上記投影レンズに導くために、第２の反射角度で反射させる第２の反射手段と、
を有し、
上記第１及び第２の反射手段が共通の反射部材であると共に、上記第１または第２の反射角度に切り換え可能であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
上記第１の光源から上記反射部材までの間の光路を遮光するシャッター手段を更に有し、
上記第２の光源に切り換え時は、上記シャッター手段を遮光状態にすることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
上記第１の光源のダメージを検出する検出手段と、
上記検出手段によって上記第１の光源のダメージが検出された時に、上記第２の光源に切り換える切り換え手段と、
を更に有することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
上記第１の光源の光量安定状態を判定する判定手段を更に有し、
上記第１の光源が、上記判定手段により安定状態と判定されるまでは、上記第２の光源による投影を行うことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
画像信号を入力する画像信号入力部と、
上記画像信号入力部によって入力された画像信号に従って、上記反射部材の上記第１及び第２の反射角度を制御する制御手段と、
を更に有し、
上記制御手段は、上記第１の光源を用いて投影を行うときと上記第２の光源を用いて投影を行うときとで、上記反射部材の上記画像信号に従った制御パターンを異ならせることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプロジェクタ。
【請求項６】
投影レンズと、
ランプを含む第１の光源と、
ＬＥＤを含む第２の光源と、
上記第１または第２の光源からの光を上記投影レンズに導く反射型素子と、
上記第１の光源から上記反射型素子に入射する光を遮光すると共に、上記第２の光源からの光を上記反射型素子に入射させる光学系と、
を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
投影レンズと、
ランプを含む第１の光源と、
ＬＥＤを含む第２の光源と、
上記第１または第２の光源の光を上記投影レンズに導く切り換え光学系と、
スクリーン距離または上記スクリーンの周囲の明るさによって上記切り換え光学系を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
投影レンズと、
ランプを含む第１の光源と、
ＬＥＤを含む第２の光源と、
上記第１または第２の光源の光を上記投影レンズに導く切り換え光学系と、
所定の画像を投影する時には、上記切り換え光学系を上記第２の光源の光を上記投影レンズに導くように切り換える制御手段と、
を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項９】
投影レンズと、
非投影時に上記投影レンズを保護すると共に、投影時には上記投影レンズの前面に配置または前面から退避可能なバリア部と、
ランプを含む第１の光源と、
ＬＥＤを含む第２の光源と、
上記第１または第２の光源の光を上記投影レンズに導く切り換え光学系と、
上記投影レンズの前面に配置したバリア部に画像を投影する時、上記切り換え光学系を上記第２の光源の光を上記投影レンズに導くように切り換える制御手段と、
を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１０】
投影レンズと、
ランプを含む第１の光源と、
ＬＥＤを含む第２の光源と、
上記第１または第２の光源の光を上記投影レンズに導く切り換え光学系と、
上記第１または第２の光源及び上記切り換え光学系を駆動する電源を判定する電源判定手段と、
上記電源判定手段の判定結果により、上記第１の光源と上記第２の光源とを切り換えると共に、上記切り換え光学系を切り換える制御手段と、
を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１１】
投影レンズと、
ランプを含む第１の光源と、
ＬＥＤを含む第２の光源と、
上記第１の光源からの光を上記投影レンズに導く第１の反射角度と、上記第２の光源からの光を上記投影レンズに導く第２の反射角度と、に反射角度を切り換え自在な反射部材と、
を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１２】
画像信号を入力する画像信号入力部と、
上記画像信号入力部によって入力された画像信号に従って、上記反射部材の反射角度を制御する制御手段と、
を更に有し、
上記制御手段は、上記第１の光源を用いて投影を行うときと上記第２の光源を用いて投影を行うときとで、上記反射部材の上記画像信号に従った制御パターンを異ならせることを特徴とする請求項１１に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロジェクタに関し、特に光源を切り換える事のできるプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタル画像・映像の普及もあり、大画面で画像・映像を楽しみたいという要望が増加している。そこで、小型の装置でありながら、大画面に画像・映像を表示できるプロジェクタの需要が高まっている。
【０００３】
プロジェクタにおいては、ある程度距離が離れたスクリーンに画像・映像を投影できるだけの光量が必要とされる。その充分な光量を得るために、従来のプロジェクタでは、光源として、主に、大光量のランプが用いられていた。
【０００４】
ところが、ランプは、大光量が得られる反面、点灯に時間がかかり、光量の制御が困難であるという課題を有している。さらに、適度な温度に冷却しつつ使わなければ、光量や寿命が劣化してしまい、冷却の為にファンを用いるとノイズの発生という新たな課題が生じる。また、ランプでは、高電圧を印加する複雑な点灯回路や点灯制御回路を要するために、装置の小型化が難しくなってしまう。さらに、ランプ切れ時のランプ交換作業も、誰にでも容易に行えるものではなかった。
【０００５】
そこで、ランプ切れ時の対応として、光路を切り換えて別ランプの光を投射できる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、光量制御に関しては、ランプを切り換えて光量制御を行う技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−２２５４３０号公報
【特許文献２】特開２０００−１５５３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示の装置では、大掛かりな光路切り換え機構を必要とし、また、上記特許文献２に開示の装置では、装置自体が大型化してしまう。
【０００７】
ところで、プロジェクタにおいては従来、光源からの照明光を変調する変調素子として液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと略記する）を用いた液晶プロジェクタが主であったが、近年、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）を用いたプロジェクタが登場している。ＤＭＤとは、解像度分の微小ミラー（以下、画素ミラーと称する）を物理的にデバイス上に並べ、それら複数の画素ミラーを一定の傾きに設定し、その傾きに応じてＯＮまたはＯＦＦのポジションを取らせ、ＯＮとＯＦＦとにより光の反射の仕方を変えるような構造を採っている。つまり、画素ミラーは、光源から入射してきた光線の方向を投影レンズの方向に向けたり、投影レンズと異なる方向に偏向させたりできるように構成されている。これら画素ミラーは、画素制御回路によって、表示データに応じて個別に制御される。
【０００８】
このようなＤＭＤを使用するプロジェクタでは、液晶プロジェクタにおけるＬＣＤ透過時の光のロスに比べて、光のロスが小さいので、光を有効に利用できる。その為、従来用いられていたランプの光よりも光量の小さな光源、例えば発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略記する）の光によっても、実用レベルの画像投影が実現可能となる。しかも、従来ランプを使用していた各種分野において、ランプをＬＥＤに置き換える製品が現れ始めている事からも分かるように、ＬＥＤは近年、高輝度化が進んでいる。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、従来の光源であるランプと次世代光源であるＬＥＤとを効果的に組み合わせることにより、簡単な構成で各々の光源の特性を有効に使い分け、状況に応じた最適な光源を選択できる、単純で小型化が可能なプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様のプロジェクタは、投影レンズと、ランプを含む第１の光源と、ＬＥＤを含む第２の光源と、上記第１の光源からの光を上記投影レンズに導くために、第１の反射角度で反射させる第１の反射手段と、上記第２の光源からの光を上記投影レンズに導くために、第２の反射角度で反射させる第２の反射手段とを有し、上記第１及び第２の反射手段が共通の反射部材であると共に、上記第１または第２の反射角度に切り換え可能であることを特徴とする。
【００１１】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様のプロジェクタは、投影レンズと、ランプを含む第１の光源と、ＬＥＤを含む第２の光源と、上記第１または第２の光源からの光を上記投影レンズに導く反射型素子と、上記第１の光源から上記反射型素子に入射する光を遮光すると共に、上記第２の光源からの光を上記反射型素子に入射させる光学系とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、本発明の第３の態様のプロジェクタは、投影レンズと、ランプを含む第１の光源と、ＬＥＤを含む第２の光源と、上記第１または第２の光源の光を上記投影レンズに導く切り換え光学系と、スクリーン距離または上記スクリーンの周囲の明るさによって上記切り換え光学系を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明の第４の態様のプロジェクタは、投影レンズと、ランプを含む第１の光源と、ＬＥＤを含む第２の光源と、上記第１または第２の光源の光を上記投影レンズに導く切り換え光学系と、所定の画像を投影する時には、上記切り換え光学系を上記第２の光源の光を上記投影レンズに導くように切り換える制御手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、本発明の第５の態様のプロジェクタは、投影レンズと、非投影時に上記投影レンズを保護すると共に、投影時には上記投影レンズの前面に配置または前面から退避可能なバリア部と、ランプを含む第１の光源と、ＬＥＤを含む第２の光源と、上記第１または第２の光源の光を上記投影レンズに導く切り換え光学系と、上記投影レンズの前面に配置したバリア部に画像を投影する時、上記切り換え光学系を上記第２の光源の光を上記投影レンズに導くように切り換える制御手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明の第６の態様のプロジェクタは、投影レンズと、ランプを含む第１の光源と、ＬＥＤを含む第２の光源と、上記第１または第２の光源の光を上記投影レンズに導く切り換え光学系と、上記第１または第２の光源及び上記切り換え光学系を駆動する電源を判定する電源判定手段と、上記電源判定手段の判定結果により、上記第１の光源と上記第２の光源とを切り換える共に、上記切り換え光学系を切り換える制御手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明の第７の態様のプロジェクタは、投影レンズと、ランプを含む第１の光源と、ＬＥＤを含む第２の光源と、上記第１の光源からの光を上記投影レンズに導く第１の反射角度と、上記第２の光源からの光を上記投影レンズに導く第２の反射角度と、に反射角度を切り換え自在な反射部材とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来の光源であるランプと次世代光源であるＬＥＤとを効果的に組み合わせ、簡単な構成で各々の光源の特性を有効に使い分けて、状況に応じて最適な光源を選択できる、単純で小型化が可能なプロジェクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。
【００２０】
即ち、本実施形態に係るプロジェクタには、ランプ２を含む第１の光源（以下、ランプ光源と称する）４と、ＬＥＤ６（赤色ＬＥＤであるＲ−ＬＥＤ６ａ，緑色ＬＥＤであるＧ−ＬＥＤ６ｂ，青色ＬＥＤであるＢ−ＬＥＤ６ｃ）を含む第２の光源（以下、ＬＥＤ光源と称する）８とが設けられている。ここで、上記ランプ光源４は、上記ランプ２に加えて、該ランプ２に電流を供給するランプドライバ１０、該ランプドライバ１０に接続されている電流検出手段４８、上記ランプ２の光を彩色するカラーホイール３８、該カラーホイール３８を駆動させるカラーホイール用モーター２４、遮光手段であるシャッター４６、上記ランプ２の光を集光してライトガイド１２に導くリフレクタ１４、及び上記ランプ２を点灯させるイグナイタ（図示せず）から構成される。また、上記ＬＥＤ光源８は、上記ＬＥＤ６（Ｒ−ＬＥＤ６ａ，Ｇ−ＬＥＤ６ｂ，Ｂ−ＬＥＤ６ｃ）に加えて、各ＬＥＤ６に対応して設けられ、対応するＬＥＤを発光制御するＬＥＤドライバ１６、及び各ＬＥＤ６からの光を集光光学系１８に導くためのプリズム２０、から構成される。
【００２１】
また、該プロジェクタは、上記ランプドライバ１０に接続され、上記ランプ２の発光制御を行うランプコントローラー２２を備えている。このランプコントローラー２２は、上記カラーホイール用モーター２４に接続され、その電力供給制御も行う。さらに、該ランプコントローラー２２は、マイクロコンピュータ等からなる演算制御回路（以下、ＣＰＵと称する）２６に接続されている。一方、上記ＬＥＤ６（Ｒ−ＬＥＤ６ａ，Ｇ−ＬＥＤ６ｂ，Ｂ−ＬＥＤ６ｃ）の発光タイミング制御は、ＬＥＤコントローラー２８によってなされる。そのため、該ＬＥＤコントローラー２８は、上記ＣＰＵ２６及び上記ＬＥＤ６（Ｒ−ＬＥＤ６ａ，Ｇ−ＬＥＤ６ｂ，Ｂ−ＬＥＤ６ｃ）の各ＬＥＤドライバ１６に接続されている。
【００２２】
さらに、該プロジェクタは、上記ランプ光源４及びＬＥＤ光源８からの光を投影レンズ３０に導くために、所定の反射角度でそれら光源４，８からの光を反射させる共通の反射部材であるＤＭＤ３２が設けられている。なお、図１及び図２では図面の簡略化のために１つのミラーで示したが、実際には、ＤＭＤとはそのような１つのミラーではなく、図３のように、多数の画素ミラーが敷き詰められた構成の素子である。これら画素ミラーは、図３中右側に拡大して示すように静電引力によって傾きを変化させることができる。つまり、ＤＭＤは解像度分の微小な画素ミラーを物理的にデバイス上に並べ、それら複数の画素ミラーを静電引力により一定の傾きに設定し、その傾き状態に応じてＯＮまたはＯＦＦのポジションを取らせ、ＯＮとＯＦＦとにより光の反射の仕方を変えるような構造を採っている。上述のように各画素のＯＮ，ＯＦＦを切り換えることによって、光源から入射してきた光線の方向を投影レンズの方向に向けたり、投影レンズと異なる方向に偏向させたりできる。本実施形態では、画像信号入力部４２により入力された画像信号に基づいて、ＣＰＵ２６の指令によりＤＭＤコントローラー３４が各画素ミラーの電極の電圧印加を制御して、画像信号に応じたＯＮ，ＯＦＦを設定することによって形成された画像を、投影レンズ３０を介してスクリーン３６上に投影する。
【００２３】
即ち、本実施形態に係るプロジェクタにおいては、上記ＤＭＤ３２を二種の角度状態へ切り換えることにより、ランプ光源４及びＬＥＤ光源８からの光の反射光の、投影レンズ３０への投射・非投射を切り換える。その為、ＤＭＤ３２は上記二種類の角度状態への切り換えに、より適した位置に配置される。逆にいえば、ランプ光源４は、ＤＭＤ３２の画素ミラーが第１の反射角度状態である場合に、その反射光が投影レンズ３０へ投射され、光源として機能する。同様に、ＬＥＤ光源８は、ＤＭＤ３２の画素ミラーが第２の反射角度状態である場合に、その反射光が投影レンズ３０へ投射され、光源として機能する。
【００２４】
したがって、ＤＭＤ３２の画素ミラーを図１に示すような角度にした場合には、第１の光源であるランプ光源４からの光がＤＭＤ３２で第１の反射角度で反射し、投影レンズ３０に導かれてスクリーン３６に投射される。逆に、ＤＭＤ３２を図２に示すように傾けた場合には、第２の光源であるＬＥＤ光源８からの光がＤＭＤ３２で第２の反射角度で反射し、投影レンズ３０に導かれてスクリーン３６に投射される。即ち、図１におけるＤＭＤ３２の角度状態では、ＬＥＤ光源８からの光は投射されず、逆に、図２におけるＤＭＤ３２の角度状態では、ランプ光源４からの光は投射されない。
【００２５】
ランプ光源４からの光は、カラーホイール３８を通過していることにより、様々な色に彩色されたものとなる。即ち、カラーホイール３８は、ライトガイド１２に入射する光の色を順次切り換えるものである。このカラーホイール３８は、図４に示すように、複数のカラーフィルタから構成される。ランプ光源４からの光がこのカラーホイール３８のカラーフィルタ部を通過すると、白色光成分のうちの特定の周波数成分の光が吸収され、さまざまな色の光となる。カラーホイール３８は、カラーホイール用モーター２４によって回転させられる。この回転するカラーホイール３８において、ランプ２からの光は、それぞれの瞬間においてＲＧＢのいずれかしか通過しない。しかしながら、高速で色を重ねていくことにより、鑑賞者の目には正しく彩色された画像を見せることができる。
【００２６】
上述したように、上記ランプコントローラー２２や上記ＬＥＤコントローラー２８、及び上記ＤＭＤコントローラー３４は、ＣＰＵ２６に接続されている。このＣＰＵ２６は、スイッチ４０の状態によりユーザーの操作を検出し、画像信号入力部４２に入力された画像信号に従って上記各コントローラーを制御する。例えば、スイッチ４０により、ランプ光源４とＬＥＤ光源８の何れを用いるかを選択できるようにする。
【００２７】
さらに、このＣＰＵ２６は、シャッター駆動手段４４を介して、シャッター４６も制御する。即ち、ＣＰＵ２６は、シャッター４６をランプ２からＤＭＤ３２に到る光路内に侵入させて遮光させる。このシャッター４６は、ＬＥＤ光源８の使用時に、ＬＥＤ光源８から発された光がＤＭＤ３２を介してランプ光源４のライトガイド１２に到達し、そこで反射して、再度ＤＭＤ３２を介して投影レンズ３０に到ってしまうこと（迷光）を防止するためのものである（図５参照）。即ち、図５において矢印で示される様にシャッター４６を光路中に挿入することで、光が途中で遮られるので、迷光が出ることはなくなる。このように、本実施形態に係るプロジェクタは、ランプ光源４から反射型素子であるＤＭＤ３２に入射する光を遮光すると共に、ＬＥＤ光源８からの光をＤＭＤ３２に入射させる光学系を有している。
【００２８】
また、本実施形態に係るプロジェクタでは、上記ランプ２に供給される電流をモニタする為に、電流検出手段４８が設けられている。この電流検出手段４８は、上記ランプドライバ１０と上記ＣＰＵ２６との間に接続され、その電流検出結果は、ＣＰＵ２６がランプ切れ等のランプダメージを検出するために利用される。そして、ＣＰＵ２６は、ランプダメージ検出されたときに、ＬＥＤ光源８に切り換える。即ち、ＣＰＵ２６は、ランプダメージの検出手段及びその検出結果に応じた光源の切り換え手段として機能する。
【００２９】
またさらに、該プロジェクタには、空冷手段５０が、空気の流れにより上記ランプ２を冷却する為に設けられている。この空冷手段５０も上記ＣＰＵ２６に接続されており、該ＣＰＵ２６によりランプ点灯時にランプ２を冷却するよう動作制御されて、ランプ２の劣化を防ぐ。また、上記ＣＰＵ２６は、計時手段５２も有している。
【００３０】
図６は、ＤＭＤ３２、ＬＥＤ６、ランプ２、カラーホイール３８の切り換えのタイミングチャートである。各切り換えタイミングを、パルスによりＨｉｇｈとＬｏｗで表現している。以下、同図を用いて本プロジェクタにおける制御タイミングを説明する。
【００３１】
図６（ａ）は、ランプ光源４使用時における、ランプ２の発光及びカラーホイール３８の各カラーフィルタ及びＤＭＤ３２の切り換えタイミングを示している。このタイミングチャートから分かるように、ランプ２は常時発光している。ここで、カラーホイール３８を回転させると、順次Ｒ，Ｇ，Ｂの光がライトガイド１２に入射する。そして、その都度、ＤＭＤ３２の各画素ミラーの角度切り換えが行われ、各色の混色が各々の画素上において時分割で行われる。これにより、人間の目には所定の色が再現されているように見える。
【００３２】
図６（ｂ）は、ＬＥＤ光源８利用時における、ＬＥＤ６ａ（Ｒ−ＬＥＤ６ａ，Ｇ−ＬＥＤ６ｂ，Ｂ−ＬＥＤ６ｃ）及びＤＭＤ３２の切り換えタイミングチャートを示している。この図に示されるように、Ｒ−ＬＥＤ６ａ、Ｇ−ＬＥＤ６ｂ、Ｂ−ＬＥＤ６ｃが順次発光制御される。そして、その都度、ＤＭＤ３２の各画素ミラーの角度切り換えが行われ、各色の混色が各々の画素上において時分割で行われる。これにより、人間の目には所定の色が再現されているように見える。
【００３３】
例えば、赤い色を再現するには、Ｒ−ＬＥＤ６ａを投射する時のみ画素ミラーが投影レンズ３０に向けて光を反射させるようにし、他の色のＬＥＤが光る時には、投影レンズ３０に光が行かない角度に画素ミラーを制御すればよい。また、白い色を再現するには、３色を適度に混色するようにＤＭＤ３２の画素ミラーを制御すればよい。
【００３４】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態に係るプロジェクタによれば、応答性の早いＬＥＤ光源８と応答は遅いが大光量であるランプ光源４との両方を具備し、スイッチ切り替えにより、プロジェクタの使用シーンに応じて最適な投影を行える。例えば、暗い部屋や小型画面で映像を見る場合には、静音で低消費電力でもあり、高純度の色彩の映像を楽しめるＬＥＤ光源８を用いる。逆に、明るい部屋や大画面でのプレゼンテーション等を行う場合には、ランプ光源４を用いる。また、このような構成にすることで、一方の光源にダメージが生じた場合でも、プレゼンテーションを中断しなくてすむ。
【００３５】
さらに、ＬＥＤはランプには無い以下の利点を有する。まず、ランプのように冷却等による劣化対策が必要でない上に、ＬＥＤの寿命自体がランプより長い。この為、経済性も高いプロジェクタを構成することができる。また、ＬＥＤは半導体で色の純度が決まるため、単色の光を高効率で出力できるので色再現性を向上させることが出来る。
【００３６】
このように、本実施形態で述べたような単純な構成でありながら、使用状況に応じて最適な光源を利用できる、ＬＥＤの利点を最大限に活用したプロジェクタを実現することができる。
【００３７】
［変形例］
なお、ランプとＬＥＤとでは、発光までに要する時間が異なる。これは、ランプにおいては、急激にその最大の明るさＢＬＭＰにもっていくと、熱破壊が起こる為である。よって、ランプは所定の時間をかけてその最大の明るさＢＬＭＰにしていかなくてはならない。一方、ＬＥＤは点灯タイミングですぐに所定の明るさＢＬＥＤに達する。
【００３８】
そこで、この性質を利用して、ランプ光源４のみ使用のプロジェクタに比べ、早く投影開始させることが可能となる。つまり、ＬＥＤ６の点灯までに要する時間が短い性質を利用する。図７において、ｔ０はランプ２の明るさがＬＥＤ６の明るさ以上になるのに要する時間である。そこで、時間ｔ０まではＬＥＤ６を光源として用い、時間ｔ０以降はランプ２を光源として用いればよい。但しこの場合、図７にＳｈｔとして示すように、時間ｔ０が経過するまでは、ランプ２からの光とＬＥＤ６からの光とが混合しないように、上述のシャッター４６により、ランプ２からの光がＤＭＤ３２に入射しないようにすることが必要である。そして、ｔ０の時間経過後に、シャッター４６による遮光をやめて、ＬＥＤ６をＯＦＦとすれば、ランプ２による投影に切りかわる。
【００３９】
図８は、本変形例に係るプロジェクタの動作手順を示すフローチャートである。以下、同図を用いて本プロジェクタの動作手順と各々の動作について説明する。なお、制御は、ＣＰＵ２６によりなされる。
【００４０】
即ち、スイッチ４０の一つである電源スイッチのＯＮ操作により、まず、シャッター４６を閉じる（ステップＳ１）。これは、次のステップでのランプ２の点灯とＬＥＤ６の点灯に伴う両者の光の混合を防ぐ為である。即ち、ステップＳ２においてランプ光源４を点灯し、ステップＳ３においてＬＥＤ光源８を点灯させる。しかしながら、ステップＳ１においてシャッター４６が閉じられている為、ランプ光源４の光はＤＭＤ３２に導かれない。
【００４１】
次のステップＳ４では、図６で説明した切り換え制御を行う為に、計時手段５２を動作させる。
【００４２】
ステップＳ５は、画像信号入力部４２により入力される画像信号に従って、ＤＭＤ３２を制御するステップである。ＬＥＤ６とランプ２の各光源とＤＭＤ３２との位置的関係は、図１及び図２のようなものを想定している。つまり、ランプ光源４を使用する場合と、ＬＥＤ光源８を使用する場合とでは、光投射をするＤＭＤ角度が異なる。よって、ＬＥＤ光源８を使用した場合における、画像信号に従ったＤＭＤ制御をパターン１（Ｐ１）、ランプ光源４を使用した場合における、画像信号に従ったＤＭＤ制御をパターン２（Ｐ２）とし、分けて表記する。このステップＳ５においては、ＬＥＤ光源８を使用しているので、パターン１（Ｐ１）でのＤＭＤ制御となる。このように、ＣＰＵ２６は、画像信号に従ったＤＭＤの制御手段として機能する。
【００４３】
ステップＳ６は、ＡＦ（オートフォーカス）のステップである。イメージセンサ（不図示）で投影パターンのコントラストを判定し、投影レンズ３０のピント位置を調整し、プロジェクタのピント合わせを自動的に行う。
【００４４】
そして、ステップＳ７において、上記ステップＳ４で計時動作を開始した計時手段５２により計測された経過時間ｔが判定される。ここで、経過時間ｔが前述した時間ｔ０より大きい値となった場合に、光源をＬＥＤ光源８からランプ光源４に切り換えることとなる。なお、本実施形態では時間による光源切り換えとしているが、明るさによる光源切り換えを行ってもよい。例えば、ランプ２の明るさをモニタするセンサを設け、それにより所定の明るさになった事を判定し、ＬＥＤ光源８からランプ光源４に切り換える方法である。このように、計時手段５２またはランプ２の明るさをモニタするセンサとＣＰＵ２６とは、ランプ光源８の光量安定状態を判定する判定手段として機能する。
【００４５】
そして、上記ステップＳ７において経過時間ｔが時間ｔ０より大きい値となったとしてＹ分岐し、ステップＳ１０へ進んだ場合には、カラーホイール３８の回転を始動する。さらに、ステップＳ１１で、像信号に従ったＤＭＤ制御を行う。ここでは、ランプ光源４使用の場合であるので、前述のパターン２にあたるＤＭＤ制御が行われる。
【００４６】
そして、ステップＳ１２で、シャッター４６を開いてランプ２の光を有効にする。続いて、ステップＳ１３で、ＬＥＤ光源８の光をＯＦＦにする。このシーケンス順により、光源切り換え時において、一瞬像が消失して真っ暗な投影画面になることが防止できる。また、光源の切り換えに伴って光路も変わるので、ステップＳ１４で、再度、スクリーン３６上の投影像のコントラストをチェックし、ＡＦ動作を行う。
【００４７】
次に、ステップＳ１５において、計時手段５２をリセットし、再度、計時動作を開始させる。これは、長時間に渡って操作（スイッチ４０による操作）がない場合に、省エネモードに移行させる為の計時である。ここで、省エネモードとは、ランプ光源４から、より消費エネルギーの少ないＬＥＤ光源８に切り換えることである。時間ｔ１以上ユーザーの操作がない場合は、ＣＰＵ２６がこれを判定し、ステップＳ１６においてＹ分岐する。その後、ステップＳ２０からステップＳ２４の各ステップを経て、ランプ光源４からＬＥＤ光源８へ切り換える。この機能は、例えば会議中の論議などで、投影画面に注意が向かなくなった場合を想定している。
【００４８】
上記ステップＳ１６において時間ｔ１がまだ経過していないと場合には、Ｎ分岐する。そして、ステップＳ１７で、ランプ２のダメージを判定する。ここでもし、ランプ切れ等のランプダメージが判定された場合には（Ｙ分岐）、ステップＳ２０に進んで、ランプ光源４からＬＥＤ光源８に切り換える。
【００４９】
上記ステップＳ１６又はステップＳ１７からＹ分岐した場合、以下の手順でＬＥＤ光源８からランプ光源４に切り換える。即ちまず、ランプ光源４の光路をシャッター４６により遮光する（ステップＳ２０）。次に、ランプ２を消灯して（ステップＳ２１）、ＬＥＤ６を順次点灯させる（ステップＳ２２）。この時、もちろんＬＥＤ光源８を使用した場合における、像信号に従ったＤＭＤ制御（パターン１）を行う（ステップＳ２３）。また、光源切り換えに伴い光路も変化するので、ＡＦ動作を行う（ステップＳ２４）。
【００５０】
ただし、その後、ステップＳ２５において、ランプ光源４が再び使用可能な状態と判定されたり、ユーザーによる操作（スイッチ４０による操作）が行われたと判定されたりした場合は、上記ステップＳ２に戻る。つまり、ランプ光源４を使用するステップへ戻る。
【００５１】
そして、ステップＳ２６において、終了操作（電源スイッチをＯＦＦ）が行われた場合は、投影を終了する。
【００５２】
なお、以上のステップにおいて、ＬＥＤ６を光源として使用する為にランプ冷却が不要となる場合は、空冷手段５０を停止させることにより静音化を図ってもよい。
【００５３】
以上説明したように、本第１の実施形態の変形例によれば、応答性の早いＬＥＤ光源８と応答は遅いが大光量であるランプ光源４との両方を具備し、プロジェクタの使用シーンに応じて最適な投影を行える。そして、ＬＥＤ光源８を利用した省エネモードを有するため、省エネ効果も高い。
【００５４】
このように、本変形例によれば、上記第１の実施形態の効果に加えて、従来のプロジェクタよりも早く点灯させることができ、省エネ効果や経済性も高く、ＬＥＤの利点を最大限に活用したプロジェクタを実現することができる。
【００５５】
［第２の実施形態］
次に本発明の第２の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００５６】
本実施形態のプロジェクタは、図９に示すように、上記第１の実施形態に係るプロジェクタの構成に光検出器（光センサ）５４、受光レンズ５６及び距離・明るさ判定回路６０を併設したものである。但し、図９では、第１の実施形態と共通である部分については、必要な場合を除き図示は省略し、第２の実施形態に特有の構成部分についてのみ図示している。ここで、第１の実施形態で示した本発明の特徴である、ランプ光源４とＬＥＤ光源８との切り換えは、切り換え光学系を持つ切り換え部６２として簡略化して図示している。これら図示を省略した部分及び簡略化して示す切り換え部６２の説明は、上記第１の実施形態と同様であるので、省略する。
【００５７】
上記光検出器５４は、投影レンズ３０を介してスクリーン３６に投影された光による上記スクリーン３６からの反射光が上記受光レンズ５６によって集光される位置ｘを検出するものである。上記距離・明るさ判定回路６０は、上記光検出器５４で検出された位置ｘに基づいて投影レンズ３０とスクリーン３６間の距離Ｌを算出すると共に、非投影時の上記光検出器５４の受光光量に基づいてスクリーン付近の明るさを判別し、その距離Ｌ又はスクリーン付近の明るさによって上記切り換え光学系を制御する制御手段として機能するものである。なお、この距離・明るさ判定回路６０は、上記第１実施形態の構成におけるＣＰＵ２６として構成することができる。
【００５８】
以下、本実施形態に係るプロジェクタの特徴部分（光検出器５４、距離・明るさ判定回路６０）の動作及び動作手順について、図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００５９】
まず、ステップＳ３０にて、ランプ光源４又はＬＥＤ光源８からの光を、投影レンズ３０を介して、スクリーン３６に投影し、その反射光の位置ｘを光検出器５４で検出し、距離・明るさ判定回路６０に出力する。距離・明るさ判定回路６０は、入力された位置ｘに基づいて投影レンズ３０とスクリーン３６間の距離Ｌを求める。この距離Ｌは、Ｌ＝Ｓ・ｆ／ｘの式により求めることができる（但し、ｆは受光レンズ５６の焦点距離、Ｓは投影レンズ３０と受光レンズ５６間の距離）。
【００６０】
また、ステップＳ３１では、光源を消して非投影状態とし、その状態での受光光量を光検出器５４から距離・明るさ判定回路６０に出力する。距離・明るさ判定回路６０では、その入力された受光光量に基づいて、スクリーン付近の明るさＢを判別する。
【００６１】
次に、ステップＳ３２において、距離・明るさ判定回路６０で、上記ステップＳ３１で判別した明るさＢが所定の明るさＢ０より明るいか否かを判別する。ここで、所定の明るさＢ０より明るい（Ｙ分岐する）場合には、切り換え部６２が光源切り換え制御を行い、ランプ光源４による投影に切り換える（ステップＳ３５）。また、ここでＮ分岐をした場合はステップＳ３３へ進む。
【００６２】
ステップＳ３３においては、距離・明るさ判定回路６０で、さらに、上記ステップＳ３０で算出した距離Ｌが所定の距離Ｌ０より遠いか否かを判別する。ここで、所定の距離Ｌ０より遠い（Ｙ分岐する）場合には、切り換え部６２が光源切り換え制御を行い、ランプ光源４による投影に切り換える（ステップＳ３５）。
【００６３】
これに対して、上記ステップＳ３３においてＮ分岐した場合は、ステップＳ３４へと進み、切り換え部６２が光源切り換え制御を行い、ＬＥＤ光源８による投影を行う。
【００６４】
そして、ユーザーが所定の投影終了操作を行う（ステップＳ３６におけるＹ分岐）まで、以上の動作を繰り返せば、セッティング状態が変わっても、その状況に応じた適切な光源による画像投影が可能となる。
【００６５】
以上説明したように、本第２の実施形態では、上記第１の実施形態の機能に加えて、プロジェクタの利用状況に応じた最適な光源を、自動的に選択して切り換える機能を有する。この機能により、大光量であるランプ２と省エネ性に優れたＬＥＤ６とが、適切かつ自動的に切り換わるので、省エネ性に優れ、しかも映像が暗かったり、まぶしかったりすることの無いプロジェクタが実現する。
【００６６】
[第３の実施形態]
次に本発明の第３の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００６７】
本実施形態のプロジェクタの概観図を図１１に示す。ここで、構成については第１の実施形態及び第２の実施形態と共通である部分については、必要がある場合を除き図示及び説明は省略する。
【００６８】
図１１（ａ）は、プロジェクタ不使用時の概観図である。図中の６４ａ，６４ｂは投影レンズ３０を保護するバリア部であり、６６ａ，６６ｂは上記バリア部６４ａ，６４ｂの可動に関わるヒンジ部である。
【００６９】
図１１（ｂ）は、プロジェクタの通常使用時の概観図である。
【００７０】
図１１（ｃ）は、プロジェクタの別の使用形態を示す図である。この使用形態は、図１２に示すようなプロジェクタの利用状態を想定したものである。
【００７１】
即ち、本実施形態においては、図１１（ｃ），図１２に示すように、バリア部６４ａを、映像等を投影可能な角度状態にすることにより、該バリア部６４ａを一種のスクリーンとして用いることができるようにしたものである。このような使用形態では、プロジェクタ本体１と投影するスクリーンとなるバリア部６４ａとが非常に近距離となる為、ランプ光源４で投影するとまぶし過ぎる。つまり、この使用形態にはＬＥＤ光源８が適しているといえる。そこで、本実施形態を実施する為には、ランプ光源４とＬＥＤ光源８とを適切に切り換える機能を有するプロジェクタでなくてはならない。
【００７２】
上記図１１（ｃ）及び図１２に示す使用形態は、例えば、スクリーン３６に投影する前に、あらかじめ画像選択確認やモード切り換えを行いたい際に、バリア部６４ａに所定の画像を投影するような場合が想定される。例えばモード切り換えの場合には、図１３のフローチャートに示すように、ＣＰＵ２６は、所定の操作によってモード切り換えが選択されているかどうかを判別し（ステップＳ３７）、そうであれば（Ｙ分岐）、図１１（ｃ）及び図１２に示すようなバリア部６４ａをスクリーンとした投影を行うものとして、ＬＥＤ光源８を選択する（ステップＳ３８）。また、そうでなければ（Ｎ分岐）、図１１（ｂ）に示すようなスクリーン３６へ投影するための通常使用状態であるとして、ランプ光源４を選択する（ステップＳ３９）。なお、画像選択確認の場合も同様である。このように、ＣＰＵ２６は、所定の画像をバリア部６４ａに投影する際に、上記切り換え光学系をＬＥＤ光源８の光を投影レンズ３０に導くように切り換える制御手段として機能する。
【００７３】
本実施形態に係る機能を、上記第１の実施形態に付加させた場合は、上記のように図１３のフローチャートに則ってＬＥＤ光源８を選択する。
【００７４】
また、本実施形態に係る機能を、上記第２の実施形態に付加させた場合は、プロジェクタ自身が測距手段を有するので、ＬＥＤ光源８への切り換えは自動的に行われる。即ち、バリア部６４ａをスクリーンとする場合には、上記ステップＳ３３での判別に用いられる上記所定の距離Ｌ０を、このバリア部６４ａまでの距離に設定すれば良い。
【００７５】
また勿論、バリア部６４ａの状態を電気的または機械的に検出するセンサを設け、その検出結果に従って光源の切り換えを自動化することも可能である。
【００７６】
以上説明したように、本第３の実施形態によれば、画像または映像を実際にスクリーン３６へ拡大投影をせずに、画像選択確認やモード切り換え等を行うことが可能となる。つまり、プロジェクタを操作する人のみ実際の画像・映像を見ながら、画像選択確認やモード切り換え等を行える。しかも、この時にはＬＥＤ光源８を選択するので、近距離への投影にも関わらずまぶしさがない。
【００７７】
［変形例］
また、図９に示すように、電源判定手段５８を設け、ランプ光源４やＬＥＤ光源８を駆動する電源状態を判定することで、使用する光源を切り換えるようにしても良い。
【００７８】
即ち、図１４のフローチャートに示すように、制御手段としてのＣＰＵ２６は、投影の開始時に、まず、電源判定手段５８により、ランプ光源４やＬＥＤ光源８を駆動する電源状態を判定し（ステップＳ２７）、切り換え部６２により、その判定結果に基づいて使用する光源を決定する。即ち、電源が電池である場合には、省エネ性にすぐれたＬＥＤ６を用いるＬＥＤ光源８を利用して、スクリーンとなるバリア部６４ａに投影を行う（ステップＳ２８）。また、電源が電池以外、例えばＡＣ電源のような場合には、ランプ２を用いるランプ光源４を利用して、スクリーン３６への投影を行う（ステップＳ２９）。
【００７９】
このように、用いる電源の特性に応じてランプ光源４とＬＥＤ光源８とを切り換える機能を持つことで、その電源にとって最も効率的な投影ができるため、長時間投影が可能なプロジェクタとなる。
【００８０】
[第４の実施形態]
次に本発明の第４の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００８１】
本実施形態のプロジェクタは、本発明の特徴であるランプ光源４とＬＥＤ光源８との光源切り換えを、前述の第１乃至第３の実施形態の場合とは異なる機構で行う。
【００８２】
本実施形態のプロジェクタの構成図を図１５に示す。ここで、本実施形態に係るプロジェクタの構成において、上記第１乃至第３の実施形態と共通である部分については、本実施形態の説明に必要である場合を除き図示及び説明は省略する。
【００８３】
本実施形態に係るプロジェクタにおいては、ＬＥＤ６（Ｒ−ＬＥＤ６ａ，Ｇ−ＬＥＤ６ｂ，Ｂ−ＬＥＤ６ｃ）を中心とするＬＥＤ光源８は可動となっている。一方ランプ光源４は、固定されている。
【００８４】
図１５（ａ）は、ランプ光源４を使用する場合の、プロジェクタの光源切り換え部の様子を示す図である。同図においては、ランプ光源４からの光はカラーホイール３８を通過し、前述のように彩色され、２つのライトガイド１２を通過し、ミラー部６６ａ，６６ｂでの反射を経て、ＤＭＤ３２に到達し、投影レンズ３０へ入射される。この時、ＬＥＤ光源８は、同図に示すように、ランプ光源４からの光が投影レンズ３０に到るまでの光路を遮光しない位置に後退されている。
【００８５】
図１５（ｂ）は、ＬＥＤ光源８を使用する場合の、本実施形態に係るプロジェクタの光源切り換え部の様子を示す図である。ＬＥＤ光源８を使用する場合は、可動可能なＬＥＤ光源８全体が、図のように２つのライトガイド１２の間に移動する。ここで、本実施形態においては、各ＬＥＤ６からの光を集光光学系１８に導くためのプリズム２０ｂは、同図に示す黒色部分が遮光性を有し（遮光部６５）、斜線を付して示す部分はミラー面６７となっていて光を反射するよう構成されている。この遮光部６５により、ランプ光源４からの光は遮光される。この為、ランプ光源４からの光とＬＥＤ光源８からの光が混ざることはない。かつ、ミラー面６７により、プリズム２０ｂのプリズムとしての働きは損なわれない。
【００８６】
以上説明したように、本第４の実施形態によれば、前述の第１乃至第３の実施形態とは異なる機構により、ランプ光源４とＬＥＤ光源８との光源切り換えを行う事が可能となる。
【００８７】
なお、本実施形態においては、装置の小型化を図る為にプロジェクタ内部にミラー部６６ａ，６６ｂを設け、これらを経由させることにより、光源からの光路を折り曲げてＤＭＤ３２を照明する構成としたが、そのようなミラー部６６ａ，６６ｂを設けずに、ライトガイド１２から直接ＤＭＤ３２へ光を入射させる構成を採ってももちろん良い。
【００８８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す図で、特に、ランプ光源使用時の状態を示している。
【図２】第１の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す図で、特に、ＬＥＤ光源使用時の状態を示している。
【図３】ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）の構成を示す図である。
【図４】カラーホイールの構成を示す図である。
【図５】シャッターを用いて光路を遮光する方法を示した図である。
【図６】（ａ）はランプ光源利用時におけるランプの発光及びカラーホイールの各カラーフィルタ及びＤＭＤの切り換えタイミングチャートを示す図であり、（ｂ）はＬＥＤ光源利用時におけるＬＥＤ及びＤＭＤの切り換えタイミングチャートを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の変形例に係るプロジェクタの光源切り換えタイミングを示す図である。
【図８】第１の実施形態の変形例に係るプロジェクタの動作手順を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係るプロジェクタの動作手順を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るプロジェクタの概観図を示す図で、特に、（ａ）はプロジェクタ不使用時の概観図、（ｂ）は通常使用時の概観図であり、（ｃ）は別の使用形態を示す図である。
【図１２】図１１（ｃ）の使用形態でのプロジェクタの実際の利用状態を示す図である。
【図１３】第３実施形態における光源切り換え動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図１４】第３実施形態の変形例における光源切り換え動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係るプロジェクタの構成を示す図で、特に、（ａ）はランプ光源を使用する場合の状態、（ｂ）はＬＥＤ光源を使用する場合の状態をそれぞれ示している。
【符号の説明】
【００９０】
１…プロジェクタ本体、  ２…ランプ、  ４…第１の光源（ランプ光源）、  ６…ＬＥＤ、  ６ａ…Ｒ−ＬＥＤ、  ６ｂ…Ｇ−ＬＥＤ、  ６ｃ…Ｂ−ＬＥＤ、  ８…第２の光源（ＬＥＤ光源）、  １０…ランプドライバ、  １２…ライトガイド、  １４…リフレクタ、  １６…ＬＥＤドライバ、  １８…集光光学系、  ２０ａ，２０ｂ…プリズム、  ２２…ランプコントローラー、  ２４…カラーホイール用モーター、  ２６…演算制御回路（ＣＰＵ）、  ２８…ＬＥＤコントローラー、  ３０…投影レンズ、  ３２…ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）、  ３４…ＤＭＤコントローラー、  ３６…スクリーン、  ３８…カラーホイール、  ４０…スイッチ、  ４２…画像信号入力部  ４４…シャッター駆動手段、  ４６…シャッター、  ４８…電流検出手段、  ５０…空冷手段、  ５２…計時手段、  ５４…光検出器、  ５６…受光レンズ、  ５８…電源判定手段、  ６０…距離・明るさ判定回路、  ６２…切り換え部、  ６４ａ，６４ｂ…バリア部、  ６５…遮光部、  ６６ａ，６６ｂ…ミラー部、  ６７…ミラー面。
【図１】
2006065192.tif 000003
【図２】
2006065192.tif 000004
【図３】
2006065192.tif 000005
【図４】
2006065192.tif 000006
【図５】
2006065192.tif 000007
【図６】
2006065192.tif 000008
【図７】
2006065192.tif 000009
【図８】
2006065192.tif 000010
【図９】
2006065192.tif 000011
【図１０】
2006065192.tif 000012
【図１１】
2006065192.tif 000013
【図１２】
2006065192.tif 000014
【図１３】
2006065192.tif 000015
【図１４】
2006065192.tif 000016
【図１５】
2006065192.tif 000017