JP2005070236A - 画像表示プロジェクタ、及びライトトンネル素子 - Google Patents

Abstract

【課題】画像表示プロジェクタにおいて、より多くの光をライトトンネルの導光路内に入射させることにより光の損失を低減し、画像の表示に利用できる光量を増加させる。
【解決手段】画像表示プロジェクタ１は、ランプ２と、ランプ２からの光を導光して出射するライトトンネル１２と、ライトトンネル１２から出射された光を用いて画像を形成する画像形成素子３とを備える。ライトトンネル１２は、内部が中空の筒状の内面で光を反射して導光する導光路３１と、導光路３１に光を入射させる光入射口３２と、導光路３１により導光された光を出射する光出射口３３とを有する。導光路３１の内面は、導光路３１の口径が光入射口３２に向かって増大するように傾斜する傾斜面５１，５２，５３，５４を有する。これらの傾斜面５１，５２，５３，５４は、光入射口３２に繋がっており、光入射口３２の口径は、光出射口３３の口径よりも大きい。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像を投射してスクリーン等に表示する画像表示プロジェクタ、及びライトトンネル素子に関する。

従来から、パソコンやビデオカメラ等からの画像データを基に、ランプから出射される光を用いて画像形成素子により画像を形成し、その画像をスクリーン等に投射して表示する画像表示プロジェクタが知られている。この種の画像表示プロジェクタは、ランプから出射された光をライトトンネルにより均一化し、その均一化した光を画像形成素子に導いて画像を形成するようになっている。

ライトトンネルは、内部が中空の筒状の導光路を有し、その導光路の一端側が光入射口、他端側が光出射口とされている。ランプから出射された光は、光入射口から導光路に入射し、筒状の導光路の内面で反射を繰り返すことにより均一化されると共に導光され、光出射口から出射される。

このようなライトトンネルは、一般に、４枚の硝子板を筒状に接合することにより導光路、光入射口、及び光出射口が形成されており、その外形は略直方体になっている。光入射口側の端縁及び光出射口側の端縁の外形は矩形状となっており、光入射口及び光出射口の口径形状は、各々、端縁の外形よりも硝子板の厚みの分だけ小さい矩形状となっている。光入射口と光出射口の口径は、同じ大きさになっており、また、導光路の口径も、光入射口及び光出射口の口径と同じ大きさの矩形状で、光入射口から光出射口に亘って一定の大きさになっている。

一方、入射端面から入射した光を全反射して出射端面に導いて出射端面から出射する柱状光学素子に関し、入射端面から出射端面に向かって断面形状が連続的に増大するテーパ部を設けることにより、出射端面からの出射光束の広がり角を小さくするようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、入射端から中空部内に入射された光を反射、通過させて出射端から出射するパイプ状のライトトンネル素子に関し、入射端の断面積を出射端の断面積よりも小さくすることにより、出射端からの光の出射角を入射端への光の入射角よりも小さくするようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。また、入射端面から入射した光を全反射して出射端面に導いて出射端面から出射する柱状光学素子に関し、入射端面を錐体形状とすることにより、出射端面の照度の均一性を高めるようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開平１１−１４２７８０号公報 特開平１０−４８７４６号公報 特開平７−９８４７９号公報

ところが、上述した従来のライトトンネルにおいては、光入射口の口径は、光入射口側の端縁の外形よりも硝子板の厚みの分だけ小さい形状になっている。このため、ランプから出射されてライトトンネルの光入射口側端縁に照射される光は、その一部が硝子板の端面に照射されてしまう。この硝子板の端面に照射された光は、導光路には入射されない。つまり、ライトトンネルの光入射口側端縁に照射される光は、導光路に全て入射し切れずに、その一部が硝子板の端面に照射されることにより損失されてしまう。

従って、従来のライトトンネルを用いた画像表示プロジェクタにおいては、ランプからの光がライトトンネルを構成する硝子板の端面に照射されることによる光の損失のため、ランプからの光を十分に利用して画像を表示することができなかった。なお、上述した特許文献１乃至特許文献３に開示の内容を適用したとしても、上記の課題を解決することはできない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、より多くの光をライトトンネルの導光路内に入射させることにより光の損失を低減し、画像の表示に利用できる光量を増加させることができる画像表示プロジェクタ、及びライトトンネル素子を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、画像投射用の光を出射するランプと、筒状の内面で光を反射して導光する導光路が硝子板を筒状に接合することにより構成され、ランプから出射された光が導光路の一端側の光入射口から導光路に入射し、その光を導光路にて導光し、その光を導光路の他端側の光出射口から出射するライトトンネルと、ライトトンネルから出射された光を用いて画像を形成する画像形成素子とを備え、画像形成素子で形成した画像を投射して表示する画像表示プロジェクタにおいて、ライトトンネルは、導光路の口径が光入射口に向かうにつれて増大するように導光路の内面が傾斜した光入射口に繋がる傾斜面を有し、光入射口の口径が光出射口の口径よりも大きく形成されており、導光路の全長をＬ、傾斜面の導光路と平行な方向の長さをｌ、その比ｌ／ＬをＡとすると、Ａの値が略１／６であり、光入射口側の端縁の外形が矩形状であり、その４隅に導光路と垂直な面が形成されていると共にこの４隅の垂直な面を除く箇所に傾斜面が繋がっており、光入射口側の端縁の４隅の垂直な面を除く全ての領域が光入射口とされているものである。

この構成においては、ライトトンネルは、光入射口の口径が光出射口の口径よりも大きいため、その光入射口の口径は従来のライトトンネルよりも大きいものになる。従って、ライトトンネルの導光路には、ランプからの光が従来よりも多く入射し、その入射した光が導光路の内面で反射を繰り返すことにより均一化されて、光出射口から出射される。これにより、ライトトンネルの光出射口から出射される光量は従来よりも多くなり、画像形成素子にて従来よりも多くの光を用いて画像が形成されて、その画像が表示される。

さらに、ライトトンネルは、導光路の全長をＬ、傾斜面の導光路と平行な方向の長さをｌ、その比ｌ／ＬをＡとすると、Ａの値が略１／６であることにより、光入射口から入射した光を最も均一化した状態で光出射口から出射する。これにより、画像形成素子にて、より均一化された光を用いて画像が形成されて、その画像が表示される。また、ライトトンネルは、光入射口側端縁の４隅が傾斜面になっておらず導光路に垂直な面となっているため、この４隅の部分がライトトンネルを補強する役割を果たし、ライトトンネルの外力に対する強度が高められる。しかも、ライトトンネルは、光入射口側端縁の４隅を除く全ての領域が光入射口とされているため、ランプからの光がより多く導光路に入射して光出射口から出射される。これにより、画像形成素子にて、より多くの光を用いて画像が形成されて、その画像が表示される。

請求項２の発明は、内部が中空の筒状の内面で光を反射して導光する導光路と、導光路に光を入射させる導光路の一端側の光入射口と、導光路により導光された光を出射する導光路の他端側の光出射口とを備えたライトトンネル素子において、導光路の内面は、導光路の口径が光入射口に向かって増大するように傾斜する光入射口に繋がる傾斜面を有し、光入射口の口径は、光出射口の口径よりも大きく形成されていることを特徴とするものである。

この構成においては、光入射口の口径が光出射口の口径よりも大きいため、その光入射口の口径は従来よりも大きいものになる。従って、従来よりも多くの光が導光路に入射することになる。そして、導光路に入射した光は、導光路の内面で反射を繰り返すことにより均一化されて導光され、光出射口から出射される。これにより、光出射口から出射される光量は従来よりも多くなる。

請求項３の発明は、請求項２に記載のライトトンネル素子において、導光路の全長をＬ、傾斜面の導光路と平行な方向の長さをｌ、その比ｌ／ＬをＡとすると、Ａの値が略１／６であるものである。

この構成においては、傾斜面の長さｌと導光路の全長Ｌとの比が異なる同様のライトトンネル素子と比較すると、光入射口から入射した光が最も均一化され状態で光出射口から出射される。

請求項４の発明は、請求項３に記載のライトトンネル素子において、導光路は、硝子板を筒状に接合することにより構成されており、筒状に接合された硝子板の光入射口側の端縁は、その外形が矩形状であり、その４隅に導光路と垂直な面が形成されており、４隅の垂直な面を除く箇所に傾斜面が繋がっており、光入射口側の端縁の４隅の垂直な面を除く全ての領域が光入射口とされているものである。

この構成においては、ライトトンネル素子は、硝子板を筒状に接合して導光路とすることにより作製される。また、光入射口側端縁の４隅は、傾斜面になっておらず導光路に垂直な面となっているため、この４隅の部分がライトトンネル素子を補強する役割を果たし、ライトトンネル素子の外力に対する強度が高められる。しかも、この光入射口側端縁の４隅を除く全ての領域が光入射口とされているため、より多くの光が導光路に入射することになり、より多くの光が光出射口から出射される。

請求項１の発明によれば、ライトトンネルの光入射口の口径が光出射口の口径よりも大きいため、従来ではライトトンネルに取り込むことができなかった光をライトトンネルに取り込むことができ、これにより、ライトトンネルから出射される光量が増加し、明るく鮮明な画像を表示することができる。

さらに、ライトトンネルの導光路の全長をＬ、傾斜面の導光路と平行な方向の長さをｌ、その比ｌ／ＬをＡとすると、Ａの値を略１／６とすることにより、ライトトンネルから出射される光の均一性がより高まり、これにより、より鮮明な画像を表示することができる。また、ライトトンネルは、光入射口側端縁の４隅に導光路と垂直な面が形成されているため、外力に対する強度が高められ、これにより、接触、衝撃、圧迫等の外的負荷による破損を防止できる。しかも、ライトトンネルの光入射口側の端縁の４隅を除く全ての領域が光入射口とされているため、より多くの光を導光路に取り込むことができ、これにより、より明るく鮮明な画像を表示することができる。また、ライトトンネルは、硝子板を筒状に接合して導光路を構成することにより容易に作製することができ、これにより、コストダウンを図れる。

請求項２の発明によれば、光入射口に向かって導光路の口径を増大させる傾斜面を有し、光入射口の口径が光出射口の口径よりも大きいため、従来では導光路に取り込むことができなかった光を導光路に取り込むことができ、これにより、光の損失が抑えられ、光の利用効率が高まる。

請求項３の発明によれば、導光路の全長をＬ、傾斜面の導光路と平行な方向の長さをｌ、その比ｌ／ＬをＡとすると、Ａの値を略１／６とすることにより、光出射口から出射される光の均一性がより高まり、光出射口から出射される光の質が高まる。

請求項４の発明によれば、硝子板を筒状に接合することにより導光路を構成しているため、硝子板を接合するだけで容易にライトトンネル素子を作製することができ、コストダウンを図れる。また、光入射口側端縁の４隅に導光路と垂直な面が形成されているため、ライトトンネル素子の外力に対する強度が高められ、これにより、接触、衝撃、圧迫等の外的負荷による破損を防止できる。しかも、光入射口側の端縁の４隅を除く全ての領域が光入射口とされているため、より多くの光を導光路に取り込むことができ、これにより、光の損失が一層抑えられ、光の利用効率が一層高まる。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。図１及び図２において、画像表示プロジェクタ１は、パソコンやビデオカメラ等から入力される画像信号を基に、ランプ２から出射される光を用いて画像形成素子３により画像を形成し、その画像を投射レンズ４からスクリーン等に投射表示する装置である。

画像表示プロジェクタ１は、ランプ２と、画像形成素子３及び投射レンズ４を含む画像投射光学系１０と、これらを内蔵する筐体２０とを備えている。ランプ２は、画像投射用の光を出射するものである。このランプ２は、例えば、白色光を出射するものが用いられる。

画像投射光学系１０は、ランプ２からの光を用いて画像を形成し、その画像を投射するものであり、上述の画像形成素子３及び投射レンズ４に加え、カラーフィルタ１１と、ライトトンネル１２と、レンズ群１３と、反射ミラー１４とを備えている。

画像形成素子３は、光を反射することにより画像を形成する素子であり、回路基板１５上に設けられている。この画像形成素子３は、多数のマイクロミラーがマトリックス状に配列されて画像形成面が構成されており、各マイクロミラーの角度が制御部（不図示）からの信号により制御されることで、画像形成面（各マイクロミラー）に照射される光を反射して画像を形成する。投射レンズ４は、画像形成素子３により反射された光、すなわち画像形成素子３で形成された画像を投射するためのものであり、筐体２０に設けられた画像投射用開口２１に臨む位置に配置されている。

カラーフィルタ１１は、ランプ２から出射された光を配色するものであり、回転軸１１ａを軸心として回転し、その回転方向に赤、緑、青、白（透明）の４枚のフィルタが配列された構成となっている。ランプ２から出射された光は、回転しているカラーフィルタ１１を透過することにより、赤、緑、青、白（透明）の４色に時系列的に配色される。

ライトトンネル１２は、カラーフィルタ１１により配色された光を均一化して出射するものである。このライトトンネル１２の構成の詳細については後述する。レンズ群１３は、ライトトンネル１２から出射された光を画像形成素子３上に結像させるものである。反射ミラー１４は、レンズ群１３を経由した光を反射して画像形成素子３に導くものである。

このような構成の画像投射光学系１０は、ランプ２から出射された画像投射用の光をカラーフィルタ１１により配色すると共にライトトンネル１２により均一化し、その光を反射ミラー１４にて反射して画像形成素子３に導いて、画像形成素子３にて画像を形成する。そして、画像形成素子３からの反射光（すなわち画像形成素子３にて形成された画像）を投射レンズ４を介してスクリーン等に投射する。

次に、上記ライトトンネル１２の構成について、図３（ａ）（ｂ）及び図４を参照して説明する。ライトトンネル１２は、導光路３１と、光入射口３２と、光出射口３３とを備えている。導光路３１は、光を均一化して導光するための空間であり、中空の筒状になっている。光入射口３２は、光を導光路３１に入射させる開口であり、導光路３１の一端側に形成されている。光出射口３３は、導光路３１により導光された光を出射する開口であり、導光路３１の他端側に形成されている。

このライトトンネル１２は、４枚の硝子板４１，４２，４３，４４を両端に開口を有する中空の筒状に接合することにより構成されており、筒状内部の中空の空間が導光路３１とされ、その一端側の開口が光入射口３２、他端側の開口が光出射口３３とされている。ライトトンネル１２の外形は、略直方体になっており、光入射口３２側の端縁と光出射口３３側の端縁の外形は、同じ大きさの矩形状となっている。

導光路３１の内面は、導光路３１の方向（Ｚ方向）に対して傾斜した傾斜面５１，５２，５３，５４を有している。傾斜面５１，５２，５３，５４は、光入射口３２に向かって導光路３１の口径が増大するように傾斜しており、光入射口３２に繋がっている。これらの傾斜面５１，５２，５３，５４は、硝子板４１，４２，４３，４４の厚みを光入射口３２に向かって薄くすることにより形成されている。

光入射口３２側の端縁の４隅は、導光路３１の方向に垂直な垂直面６１，６２，６３，６４とされている。垂直面６１，６２は、硝子板４１の端面であり、垂直面６３，６４は、硝子板４３の端面である。傾斜面５１，５２，５３，５４は、これら垂直面６１，６２，６３，６４を除く箇所に繋がっており、硝子板４１，４２，４３，４４は、傾斜面５１，５２，５３，５４の光入射口３２側の端縁では、可能な限り薄くされている。従って、光入射口３２の口径形状は、光入射口３２側の端縁の外形から垂直面６１，６２，６３，６４を除いた形状となっている。

また、硝子板４１，４２，４３，４４は、傾斜面５１，５２，５３，５４以外の箇所では、厚みが一定になっている。従って、光出射口３３の口径形状は、光出射口３３側の端縁の外形から硝子板４１，４２，４３，４４の端面の厚みを除いた矩形状となっている。導光路３１の口径は、傾斜面５１，５２，５３，５４の部分では光入射口３２に向かって増大し、それ以外の部分では一定となっている。光入射口３２の口径は、導光路３１の口径が傾斜面５１，５２，５３，５４により増大された分だけ、光出射口３３の口径よりも大きくなっている。

このような構成のライトトンネル１２は、ランプ２からの光が光入射口３２側の端縁に照射されると、その光の大部分が光入射口３２から導光路３１に入射され、残りの一部が垂直面６１，６２，６３，６４に照射される。このとき、傾斜面５１，５２，５３，５４は、導光路３１に入射した光を光出射口３３側へ反射して導光する反射面としての役割を果たす。また、垂直面６１，６２，６３，６４は、ランプ２からの光を透過させる透過面としての役割を果たす。

導光路３１に入射した光は、導光路３１の内面（傾斜面５１，５２，５３，５４を含む）で反射を繰り返すことにより均一化されて導光され、光出射口３３から出射される。ライトトンネル１２は、光入射口３２の口径が光出射口３２の口径よりも大きいため、光入射口径が光出射口径と同じである従来の構成と比較して、より多くの光が導光路３１に入射される。従って、従来の構成よりも多くの光が、導光路３１により均一化されて光出射口３２から出射される。

また、ライトトンネル１２は、硝子板４１，４２，４３，４４を筒状に接合して、筒状内部の空間を導光路３１としているため、容易に作製できる。また、光入射口３２側の端縁の４隅は、傾斜面５１，５２，５３，５４が形成されておらず垂直面６１，６２，６３，６４とされている（従って、硝子板４１，４２，４３，４４が薄くなっていない）ため、ライトトンネル１２の外力に対する強度が高められる。しかも、４隅の垂直面６１，６２，６３，６４を除く全ての領域が光入射口３２とされているため、より多くの光が導光路３１に入射することになり、より多くの光が導光路３１で均一化されて光出射口３３から出射される。

次に、上記ライトトンネル１２の光線追跡によるシミュレーションの結果について説明する。ライトトンネル１２の導光路３１の全長をＬ、傾斜面５１，５２，５３，５４の導光路と平行な方向（Ｚ方向）の長さをｌ、その比ｌ／ＬをＡとし、１／１５、１／６、１／３の各々の場合について、５０万本の光線をランプ２からライトトンネル１２の光入射口３２に向けて出射し、その光線を追跡するシミュレーションを行った。また、Ａ＝０（従来のライトトンネル）の場合についても、同様のシミュレーションを行った。

まず、Ａ＝１／１５の場合の結果を図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す。図５（ａ）は、ライトトンネル１２の光出射口３３でのエネルギー分布を示したものである。横軸及び縦軸は、Ｘ方向及びＹ方向（図３（ａ）（ｂ）参照）の座標位置を示しており、色が淡いほどエネルギーが高く、また、色が濃い程エネルギーが弱いことを示している。図５（ｂ）は、光出射口３３から出射された光線の持つエネルギーとそのエネルギーを持つ光線の数との関係を示したものである。縦軸は、光線の持つエネルギー（Irradiance）を示し、横軸は、そのエネルギーを持つ光線の数（count）を示している。

図５（ｃ）は、光出射口３３から出射された光線の総数、及び光線の持つエネルギーの最大値、最小値、平均値を示したものであり、光出射口３３から出射された光線の総数（Number of Samples）が２０５３３５本であり、光線の持つエネルギーの最大値（Maximum）が６．５４５９［Ｗ／ｍｍ^２］、最小値（Minimum）が４．８１１３［Ｗ／ｍｍ^２］、平均値（Average）が５．６７９４２［Ｗ／ｍｍ^２］であったことを示している。

図５（ｄ）は、光出射口３３でのエネルギー分布を数値化して表したものであり、光出射口３３をＸ方向及びＹ方向に各々１１分割し、この分割した各エリアでのエネルギー和を数値化している。なお、エネルギー和が最も高かったエリアの数値を１００％として、各エリアのエネルギー和を相対的に数値化している。

次に、Ａ＝１／６の場合の結果を図６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す。図６（ａ）は、図５（ａ）と同様に、光出射口３３でのエネルギー分布を示したものであり、図６（ｂ）は、図５（ｂ）と同様に、光出射口３３から出射された光線の持つエネルギーとそのエネルギーを持つ光線の数との関係を示したものである。図６（ｃ）は、図５（ｃ）と同様に、光出射口３３から出射された光線の総数、及び光線の持つエネルギーの最大値、最小値、平均値を示したものであり、光出射口３３から出射された光線の総数が２４４７５８本であり、光線の持つエネルギーの最大値が７．５０９６［Ｗ／ｍｍ^２］、最小値が５．４３６４［Ｗ／ｍｍ^２］、平均値が６．４４０９４［Ｗ／ｍｍ^２］であったことを示している。図６（ｄ）は、図５（ｄ）と同様に、光出射口３３でのエネルギー分布を数値化して表したものである。

次に、Ａ＝１／３の場合の結果を図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す。図７（ａ）は、図５（ａ）と同様に、光出射口３３でのエネルギー分布を示したものであり、図７（ｂ）は、図５（ｂ）と同様に、光出射口３３から出射された光線の持つエネルギーとそのエネルギーを持つ光線の数との関係を示したものである。図７（ｃ）は、図５（ｃ）と同様に、光出射口３３から出射された光線の総数、及び光線の持つエネルギーの最大値、最小値、平均値を示したものであり、光出射口３３から出射された光線の総数が２４５９４４本であり、光線の持つエネルギーの最大値が７．５０９４［Ｗ／ｍｍ^２］、最小値が５．４０４［Ｗ／ｍｍ^２］、平均値が６．４２９７４［Ｗ／ｍｍ^２］であったことを示している。図７（ｄ）は、図５（ｄ）と同様に、光出射口３３でのエネルギー分布を数値化して表したものである。

また、Ａ＝０（従来のライトトンネル）の場合の結果を図８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す。図８（ａ）は、図５（ａ）と同様に、光出射口でのエネルギー分布を示したものであり、図８（ｂ）は、図５（ｂ）と同様に、光出射口から出射された光線の持つエネルギーとそのエネルギーを持つ光線の数との関係を示したものである。図８（ｃ）は、図５（ｃ）と同様に、光出射口から出射された光線の総数、及び光線の持つエネルギーの最大値、最小値、平均値を示したものであり、出射された光線の総数が１８０４７７本であり、光線の持つエネルギーの最大値が５．８１０５［Ｗ／ｍｍ^２］、最小値が４．４４９５［Ｗ／ｍｍ^２］、平均値が５．８１０５［Ｗ／ｍｍ^２］であったことを示している。図８（ｄ）は、図５（ｄ）と同様に、光出射口でのエネルギー分布を数値化して表したものである。

Ａ＝１５／１、Ａ＝１／６、Ａ＝１／３の場合とＡ＝０（従来のライトトンネル）の場合とを比較すると、Ａ＝１５／１、Ａ＝１／６、Ａ＝１／３の場合の方が、明らかに光出射口３３でのエネルギー和（すなわち光出射口３３から出射される光量）が大きくなっている（光出射口３３でのエネルギー和は、光出射口３３から出射された光線の総数と光線の持つエネルギーの平均値との積で求められる）。また、Ａ＝１／６の場合が、最もエネルギー和とエネルギー分布のバランス（すなわち光の均一性）が良くなっている。

このようなライトトンネル１２（傾斜面５１，５２，５３，５４を設けて光入射口３２の口径を光出射口３３の口径よりも大きくしたライトトンネル１２）を備えた画像表示プロジェクタ１によれば、従来より多くの光がライトトンネル１２から出射されるため、より多くの光を用いて画像形成素子３にて画像が形成され、これにより、明るく鮮明な画像が表示される。また、Ａの値が１／６であるライトトンネル１２を備えることにより、最も均一化された光がライトトンネル１２から出射されるため、より均一化された光を画像が形成され、これにより、斑のない鮮明な画像が表示される。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態において、ライトトンネル１２は、硝子板硝子板４１，４２，４３，４４を筒状に接合して構成したものに限らず、金属板を筒状に折り曲げて構成したものであってもよい。また、ライトトンネル１２は、画像表示プロジェクタ１に限らず、各種の光学装置にも利用可能である。

本発明の一実施形態に係る画像表示プロジェクタの概略構成を示す斜視図。 同画像表示プロジェクタの光学系の構成を示す一部破断した平面図。 （ａ）は同画像表示プロジェクタのライトトンネルの構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。 同ライトトンネルの構成を示す分解斜視図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同ライトトンネルの、導光路の全長をＬ、傾斜面の導光路と平行な方向の長さをｌ、その比ｌ／ＬをＡとし、Ａ＝１／１５の場合の光線追跡のシミュレーション結果を示す図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同Ａ＝１／６の場合の光線追跡のシミュレーション結果を示す図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同Ａ＝１／３の場合の光線追跡のシミュレーション結果を示す図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同Ａ＝０（従来のライトトンネル）の場合の光線追跡のシミュレーション結果を示す図。

符号の説明

１ 画像表示プロジェクタ
２ ランプ
３ 画像形成素子
４ 投射レンズ
１０ 画像投射光学系
１２ ライトトンネル
２０ 筐体
３１ 導光路
３２ 光入射口
３３ 光出射口
４１，４２，４３，４４ 硝子板
５１，５２，５３，５４ 傾斜面
６１，６２，６３，６４ 垂直面

Claims (4)

1. 画像投射用の光を出射するランプと、筒状の内面で光を反射して導光する導光路が硝子板を筒状に接合することにより構成され、前記ランプから出射された光が前記導光路の一端側の光入射口から前記導光路に入射し、その光を前記導光路にて導光し、その光を前記導光路の他端側の光出射口から出射するライトトンネルと、前記ライトトンネルから出射された光を用いて画像を形成する画像形成素子とを備え、前記画像形成素子で形成した画像を投射して表示する画像表示プロジェクタにおいて、
   前記ライトトンネルは、
   前記導光路の口径が前記光入射口に向かうにつれて増大するように前記導光路の内面が傾斜した前記光入射口に繋がる傾斜面を有し、
   前記光入射口の口径が前記光出射口の口径よりも大きく形成されており、
   前記導光路の全長をＬ、前記傾斜面の前記導光路と平行な方向の長さをｌ、その比ｌ／ＬをＡとすると、Ａの値が略１／６であり、
   前記光入射口側の端縁の外形が矩形状であり、その４隅に前記導光路と垂直な面が形成されていると共にこの４隅の垂直な面を除く箇所に前記傾斜面が繋がっており、前記光入射口側の端縁の前記４隅の垂直な面を除く全ての領域が前記光入射口とされていることを特徴とする画像表示プロジェクタ。
2. 内部が中空の筒状の内面で光を反射して導光する導光路と、前記導光路に光を入射させる前記導光路の一端側の光入射口と、前記導光路により導光された光を出射する前記導光路の他端側の光出射口とを備えたライトトンネル素子において、
   前記導光路の内面は、前記導光路の口径が前記光入射口に向かって増大するように傾斜する前記光入射口に繋がる傾斜面を有し、
   前記光入射口の口径は、前記光出射口の口径よりも大きく形成されていることを特徴とするライトトンネル素子。
3. 前記導光路の全長をＬ、前記傾斜面の前記導光路と平行な方向の長さをｌ、その比ｌ／ＬをＡとすると、Ａの値が略１／６である請求項２に記載のライトトンネル素子。
4. 前記導光路は、硝子板を筒状に接合することにより構成されており、
   前記筒状に接合された硝子板の前記光入射口側の端縁は、その外形が矩形状であり、その４隅に前記導光路と垂直な面が形成されており、
   前記４隅の垂直な面を除く箇所に前記傾斜面が繋がっており、
   前記光入射口側の端縁の前記４隅の垂直な面を除く全ての領域が前記光入射口とされている請求項３に記載のライトトンネル素子。

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