JP2006293346A

JP2006293346A - 光路装置

Info

Publication number: JP2006293346A
Application number: JP2006076268A
Authority: JP
Inventors: Jen-Chih Wang; 仁智汪; Ching-Hsiang Yu; 錦祥游
Original assignee: Taida Electronic Industry Co Ltd
Current assignee: Taida Electronic Industry Co Ltd
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2006-10-26
Also published as: US20060227424A1; TW200636375A; TWI264608B

Abstract

【課題】製造コストと時間を大幅に削減し、高温の状態でより良い安定性と性能を提供し、且つ、シフト，変形，亀裂などの可能性を防ぎ、且つ、異なる機種の投影システムに対して共用できる目的を達成する光路装置を提供する。
【解決手段】本発明の光路装置は、少なくとも一つの反射板３０１〜３０４，および前記反射板３０１〜３０４の全部、または一部を覆う少なくとも一つのスリーブ３０５を含み、前記反射板３０１〜３０４は、互いに重なって中空パイプとしての光路３０６を形成し、光線をその中に通過させている。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、光路装置（ｌｉｇｈｔｔｕｎｎｅｌｍｏｄｕｌｅ；光トンネルモジュール）に関し、特に、安定性が高く、高温において変形せず、しかも各種の投影システムで共用することができる光路装置に関するものである。

一般の投影システムでは、通常、入射光を受け入れて均一に分散後、この均一な分散光を射出する集光システムを必要とする。

一般の投影システムは、異なる技術によって、ブラウン管（ＣＲＴ）や、ＬＣＤや、ＤＬＰ（ＤｉｇｉｔａｌＬｉｇｈｔＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）や、マイクロディスプレイに分けることができる。図１を参照すると、ここでは従来のＤＬＰ（特許文献１参照）１０を表しており、光源１と、反射鏡２と、カラーホイール４と、集光システム３と、レンズアセンブリ５と、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ；ＤＭＤ）６と、レンズ７を含む。集光システム３は、中空パイプであり、光線を入射し、射出させることができる光路となる。

光源１から射出された光線は、反射鏡２による反射を通して、カラーホイール４に伝送される。光は、３原色を備えるカラーホイール４を通過して同軸の赤，緑，青色光に分けられる。同軸の赤，緑，青色光は、集光システム３によって均一に分散され、レンズアセンブリ５によってデジタルマイクロミラーデバイス６上に像を結ぶ。デジタルマイクロミラーデバイス６は、連続光をグレーレベルに変換し、赤，緑，青色の３色でその色を表示し、続いてレンズ７によって像を投影する。

一般的に、従来の集光システムは、内壁に光学薄膜でコーティングされた複数のガラス板からなり、これらのガラス板が互いに重なってその内表面に光路を形成し、光線が光路に入射することで反射される。ガラス板の外表面は、冶具によって保持され、投影システム内の適当な位置に集光システムが配置される。

図２に示すように、従来の光路は、４枚のガラス板２１が互いに重なって形成され、それらの隣接しているガラス板の端部は、接着剤によって接合固定される。ガラス板の内表面は、長方形通路２２を形成し、光線はこの長方形通路２２を入射して、射出させることができる。ガラス板２１は、冶具２３によって直接、保持されて投影システム内に配置される。

しかし、上述の構造は、接着だけによって固定されることから、そこにかかる圧力に耐えることができない。また、接着部分は、高温時にダメージを受け易く、ガラス板の亀裂，シフト，変形を引き起こす可能性がある。よって、集光システムの安定性と性能を低下させる。また、冶具によって直接、ガラス板を保持することから、ガラス板の破損を招き易く、その使用時間を短縮させる。

また、上述の装置方式は、冶具によってこれらのガラス板の外表面を保持することから、高温時にガラス板の亀裂，シフト，変形を引き起こし易く、且つ、これらのガラス板は、冶具によってかかる圧力に耐えることができないことから、変形または破損が生じることになる。また、異なる大きさと形状を有するガラス板は、異なる投影システムに用いることもできない。
台湾特許第５１７８５５号

よって、上述の問題を解決するために、本発明は、製造コストと時間を大幅に削減する光路装置を提供する。

また、本発明の光路装置は、高温の状態でより良い安定性と性能を提供する。

また、シフト，変形，亀裂などの可能性を防ぐことができる光路装置を提供する。

また、異なる機種の投影システムに対して共用できる目的を達成する光路装置を提供する。

本発明では、少なくとも一つの反射板と、少なくとも一つのスリーブとにより構成される光路装置を提供する。前記反射板は、互いに重なって中空パイプを形成する。前記中空パイプは、光路となり、前記反射板の内表面はそれぞれ薄膜でコーティングされ、光線を入射させ、反射させることができる。

また、前記反射板の形状は、台形，長方形，或いは規則または不規則な多角形からなり、且つ、前記反射板の材料は、ガラスからなる。

前記スリーブは、前記反射板の外表面に嵌まり、且つ、少なくとも一つの反射板の外表面は、突き合わせ面であり、それ以外の突き合わせ面を備えない前記反射板の外表面は、非突き合わせ面となる。接着剤が突き合わせ面とスリーブの間、または非突き合わせ面とスリーブの間に選択的に供給され、互いに接着させる。前記スリーブと前記突き合わせ面は緊密に接触し、前記スリーブと前記非突き合わせ面は、緊密に、または不緊密に接触される。前記スリーブの一つの端面と前記反射板に囲まれた端面は、同一平面に位置される。

上述の光路装置では、前記スリーブを前記反射板の外表面上に直接嵌めることができ、前記スリーブを前記反射板の外表面に嵌めた後、接着剤を用いて前記反射板の外表面と前記スリーブとの間を接着することもでき、スリーブと反射板の外表面との位置決めと固定を達成する。

スリーブは一体形成された構造とすることができ、あるいは幾つかの分離した構造を組立てたもので構成することもできる。また、スリーブの形状は、ラッパ状，柱状，筒状，多角形状，または係合部を備える形状から構成されたグループの中の一つから選択される。スリーブの長さは、反射板の長さに等しいか、または反射板の長さより長いか、または短くすることができる。スリーブは、前記反射板の一端，両端，または中間に嵌めることができる。スリーブの材料は、プラスチック，金属，合金，ステンレススチール，セラミック，またはこれらによって構成されたグループの一つから選択される。

よって、本発明の光路装置では、反射板は、スリーブを通して冶具により間接的に保持されることから、反射板と冶具の固定方式は、一般の冶具によって反射板を保持するのと異なり、高温においても冶具による変形，シフト，亀裂などの現象が生じ難いため、高温における光路の安定性と性能を大幅に高めることができる。

また、スリーブが反射板の外側面に嵌まると、反射板により形成された光路は、固定したサイズを有することになる。

さらに、反射板の外側面がスリーブによって覆われると、スリーブの外側形状は基準の投影システムに合うものの、スリーブの内側サイズは反射板のサイズと共に変化する。すなわち、スリーブは異なる反射板に装着でき、同じ投影システムに配置することができる。

本発明についての目的，特徴，長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。

図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の実施例１における光路装置３００の概略図を表している。その中の図３Ａは、本発明の実施例１における光路装置３００の斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａの断面図である。図３Ｂを参照すると、光路装置３００は、第一反射板３０１と、第二反射板３０２と、第三反射板３０３と、第四反射板３０４と、スリーブ３０５とにより構成される。第一反射板３０１、第二反射板３０２、第三反射板３０３と、第四反射板３０４は、互いに重なって形成され、これらの反射板３０１〜３０４の内表面により囲まれた長方形の中空パイプを、光路３０６として形成している。第一反射板３０１と、第二反射板３０２と、第三反射板３０３と、第四反射板３０４は、ガラスにより形成され、且つ、これらの反射板の内表面は、薄膜でコーティングされ、光線がこれらの反射板の内表面上で反射できるようになっている。スリーブ３０５は、第一反射板３０１と、第二反射板３０２と、第三反射板３０３と、第四反射板３０４の外表面に嵌め込まれる。なお、反射板３０１〜３０４は、少なくとも一つ以上あればよい。

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、第一反射板３０１と、第二反射板３０２と、第三反射板３０３と、第四反射板３０４は、部分的に重なり合って、その部分で貼り合わされる方式で固定される。第一反射板３０１と第三反射板３０３は、同じサイズ規格の台形体をなし、第二反射板３０２と第四反射板３０４は、同じサイズ規格の長方体をなしており、且つ、これらの反射板３０１〜３０４の長さは同じである。第二反射板３０２の内表面の一部は、第一反射板３０１と第三反射板３０３の一側に貼り合わされ、且つ、第一反射板３０１と第二反射板３０２との接合部分は、第二反射板３０２と第三反射板３０３との接合部分と同様に、直線状をなし、且つ、この直線部分の長さは、第二反射板３０２本体の長さと等しい。第四反射板３０４も第二反射板３０２と同じように、第一反射板３０１と第三反射板３０３の一側に貼り合わされる。

また、第一反射板３０１および第四反射板３０４の外表面は、突き合わせ面３０７として機能し、スリーブ３０５はこの突き合わせ面３０７に緊密に接触される。第二反射板３０２および第三反射板３０３の外表面のように、突き合わせ面を備えない反射板の外表面は、非突き合わせ面３０８として機能し、スリーブ３０５を第一反射板３０１および第四反射板３０４の外表面に装着した後で、接着によって非突き合わせ面３０８に接着剤が供給され、非突き合わせ面３０８がスリーブ３０５に間接的に接合される。図３Ａに示すように、スリーブ３０５の一つの端面と、第一反射板３０１，第二反射板３０２，第三反射板３０３，および第四反射板３０４に囲まれた端面は、同一平面に位置される。この実施例では、スリーブ３０５の長さは、各反射板３０１〜３０４の長さと等しい。

この実施例１の方式によって、これらの反射板３０１〜３０４とスリーブ３０５の位置決めと固定等のステップが容易に完成できる。また、スリーブ３０５を嵌合するプロセスで高温溶解のステップを必要としないことから、この実施例のスリーブの材料は、プラスチック，金属，合金，ステンレススチール，セラミック，またはそれ以外で、これらの加工し易く、且つ、安価な材料によって構成されたグループの一つから選択することができる。

また、これらの反射板３０１〜３０４は、スリーブを通して冶具により間接的に保持されることから、一般の冶具によって反射板を保持するのと異なり、高温においても冶具による変形，シフト，亀裂などの現象が生じ難いため、高温における光路３０６の安定性と性能を大幅に高めることができる。

また、本発明の光路装置は、上述の実装方式を限定するものではなく、図４〜図８に示すそれぞれの実装方式からなることもでき、またはその他の本発明と同じ精神において得られる方式からなることもできる。

図４Ａは、本発明の実施例２における光路装置４００の斜視図を表している。図４Ｂは、本発明の光路装置４００の実施例２の分解斜視図であり、本実施例の中で、実施例１と同じ、または相当する素子は、同じ符号を用いている。図４Ｂを参照すると、ここでの光路装置４００と前記実施例１の光路装置３００との違いは、光路装置４００の２つのスリーブ４０５ａ，４０５ｂは、反射板３０１〜３０４の相反する両端にそれぞれ嵌まり、且つ、各スリーブ４０５ａ，４０５ｂの長さは、これらの反射板３０１〜３０４の長さより短い。これらの反射板３０１〜３０４の両端は、それぞれスリーブ４０５ａ，４０５ｂによって覆われる。スリーブ４０５ａ，４０５ｂは、これらの反射板３０１〜３０４を囲む方式でこれらの反射板３０１〜３０４に嵌まる。

この実施例において、スリーブ４０５ａ，４０５ｂの内側サイズ規格は、反射板３０１〜３０４の外表面のサイズに対応している。この中の第一反射板３０１、第三反射板３０３は、同じサイズ規格であるが、端が同じ長さでない台形であるため、これらの反射板３０１〜３０４を互いに重ね合わせた後、スリーブ４０５ｂを先に嵌め、上述と同じ方式でスリーブ４０５ｂをこれらの反射板３０１〜３０４の一端に配置した後、スリーブ４０５ａをこれらの反射板３０１〜３０４の相対する狭端に嵌め、スリーブ４０５aを反射板３０１〜３０４の狭端に配置する。続いて、図４Ａに示すように、接着部４０９に供給された接着剤によって、スリーブ４０５ｂが第二反射板３０２の外表面に接着され、双方の間の接着が強化される。

また、図５を参照すると、ここでは本発明の実施例３における光路装置５００の斜視図を表している。本実施例の中で、実施例１と同じ、または相当する素子は、同じ符号を用いている。ここでの光路装置５００と前記実施例１の光路装置３００の違いは、スリーブ５０５がこれらの反射板３０１〜３０４の中間に嵌まるようになっており、且つ、スリーブ５０５の内サイズ規格は、これらの反射板３０１〜３０４の中間部の外表面のサイズに対応している。この実施例における構造，配置，および機能は、実施例１と同じであるため、簡単にするために説明を省略する。その中で、スリーブ５０５は、これらの反射板３０１〜３０４を互いに重ね合わせた後、反射板３０１〜３０４の中間部に嵌める。図５に示すように、接着部５０９に供給された接着剤によって、スリーブ５０５は、第三反射板３０３の外表面に接着される。

また、図６を参照すると、ここでは本発明の光路装置の実施例４の断面図を表している。本実施例の中で、実施例１と同じ、または相当する素子は、同じ符号を用いている。本実施例と実施例１の異なる所は、本実施例では、第二反射板３０２と第四反射板３０４は、外側が広く内側が狭い空間をその間に形成した階段状の断面を有し、且つ、第二反射板３０２と第四反射板３０４は、凹溝６１０を有する。第一反射板３０１と第三反射板３０３は、長方形の断面からなり、且つ、その両端は、それぞれ第二反射板３０２と第四反射板３０４の凹溝６１０に緊密に嵌り、長方形の光路６０６を形成する。この実施例における構造，配置，および機能は、実施例１と同じであるため、簡単にするために説明を省略する。続いて、少なくとも一つのスリーブ６０５がそれらの反射板３０１〜３０４に嵌まる。

また、図７を参照すると、ここでは本発明の実施例５における光路装置の断面図を表している。本実施例の中で、実施例１と同じ、または相当する素子は、同じ符号を用いている。本実施例と実施例１の異なる所は、本実施例では、第一反射板３０１と、第二反射板３０２と、第三反射板３０３と、第四反射板３０４の隣接した各端部７１２に接着剤を与えることにより、反射板３０１〜３０４がお互いに接着の方式で固定されて、長方形の光路７０６を形成している。この実施例における構造，配置，および機能は、実施例１と同じであるため、簡単にするために説明を省略する。続いて、少なくとも一つのスリーブ７０５がそれらの反射板３０１〜３０４に嵌まる。

また、図８を参照すると、ここでは本発明の実施例６における光路装置の断面図を表している。本実施例の中で、実施例１と同じ、または相当する素子は、同じ符号を用いている。本実施例と実施例１の異なる所は、本実施例では、第二反射板３０２および第四反射板３０４の各両側縁が、それぞれ第一反射板３０１、第三反射板３０３の内表面の一部に取り付けられて光路８０６を形成している。この実施例における構造，配置，および機能は、実施例１と同じであるため、簡単にするために説明を省略する。続いて、同じように少なくとも一つのスリーブ８０５がそれらの反射板３０１〜３０４に嵌まる。

また、本発明の光路装置は、上述の実例を例に説明を行ったが、上述を限定する物ではなく、実際の状況に応じて互いに変えて用いることができる。

従って、上述のスリーブが、第一反射板と、第二反射板と、第三反射板と、第四反射板の外表面に嵌って固定されると、これらの反射板により形成された光路を、固定したサイズのものにすることができる。

さらには、スリーブの外側形状は固定されるものの、各反射板の外側面がスリーブによって覆われると、各反射板の外側面に一致するようにスリーブの内側サイズを変更することも可能である。こうすれば、サイズが異なる各反射板に装着するものでありながら、同じ投影システムにスリーブを用いることが可能になる。

なお、上述したスリーブは一体形成された構造とすることができ、あるいは幾つかの分離した構造を組立てたもので構成することもできる。また、スリーブの形状は、ラッパ状，柱状，筒状，多角形状，または係合部を備える形状から構成されたグループの中の一つから選択してもよい。さらに、スリーブの長さは、反射板の長さに等しいか、または反射板の長さより長いか、または短くすることができる。

以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や同様の装置を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

従来のＤＬＰ（特許文献１参照）の概略図を表している。従来の光路構造の概略図を表している。本発明の実施例１における光路装置の斜視図を表している。本発明の実施例１における光路装置の断面図を表している。本発明の実施例２における光路装置の斜視図を表している。本発明の実施例２における光路装置の分解斜視図を表している。本発明の実施例３における光路装置の斜視図を表している。本発明の実施例４における光路装置の断面図を表している。本発明の実施例５における光路装置の断面図を表している。本発明の実施例６における光路装置の断面図を表している。

符号の説明

３００，４００光路装置
３０１第一反射板
３０２第二反射板
３０３第三反射板
３０４第四反射板
３０５，４０５ａ，４０５ｂ，５０５，６０５，７０５，８０５スリーブ
３０６，６０６，７０６，８０６光路（中空パイプ）
３０７突き合わせ面
３０８非突き合わせ面
４０９，５０９接着部
６１０凹溝
７１２反射板の隣接端部

Claims

少なくとも一つの反射板、および
前記反射板の全部または一部を覆う少なくとも一つのスリーブを含み、
前記反射板は、互いに重なって中空パイプを形成し、光線をその中に通過させる光路装置。
前記反射板の内表面は、薄膜でコーティングされている請求項１に記載の光路装置。
前記反射板の形状は、台形，長方形，または多角形からなる請求項１に記載の光路装置。
前記反射板の材料は、ガラスからなる請求項１に記載の光路装置。
前記スリーブは、前記反射板の外表面の一端，両端，または中間に嵌まる請求項１に記載の光路装置。
少なくとも一つの反射板の外表面は、前記スリーブと直接緊密に接触する突き合わせ面として形成され、他の前記反射板の外表面は、非突き合わせ面となる請求項１に記載の光路装置。
前記非突き合わせ面は、接着によって前記スリーブに間接的に接合される請求項６に記載の光路装置。
前記スリーブの一端と前記反射板よって囲まれた端面は、同一平面に位置される請求項１に記載の光路装置。
前記スリーブを前記各反射板の外表面に嵌めた後、接着剤が前記反射板の外表面と前記スリーブとの間に与えられる請求項１に記載の光路装置。
前記スリーブは一体形成された構造、または幾つかの分離した構造を組立てたもので構成される請求項１に記載の光路装置。
前記スリーブの形状は、ラッパ状，柱状，筒状，多角形状，または係合部を備える形状から構成されたグループの中の一つから選択される請求項１に記載の光路装置。
前記スリーブの長さは、前記反射板の長さに等しいか、または反射板の長さより短い請求項１に記載の光路装置。
前記スリーブの材料は、プラスチック，金属，合金，ステンレススチール，セラミック，またはこれらによって構成されたグループの一つから選択される請求項１に記載の光路装置。