JP2007053101A - 投影システム及びその光均一化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高温に耐えられる投影システム及びその光均一化装置を提供する。
【解決手段】光均一化装置は、入口端２０１と出口端２０２とを有する光均一化装置２０であって、中空部分２１２と少なくとも一つの接合界面２１１とを有し、前記中空部分２１２の内表面に少なくとも一つの反射層が設けられた本体２１と、前記接合界面２１１に設けられた第１接着剤２２と、前記接合界面２１１に設けられ、前記第１接着剤２２より高い耐熱性を有する第２接着剤２３と、を含む。
【選択図】 図３
【解決手段】光均一化装置は、入口端２０１と出口端２０２とを有する光均一化装置２０であって、中空部分２１２と少なくとも一つの接合界面２１１とを有し、前記中空部分２１２の内表面に少なくとも一つの反射層が設けられた本体２１と、前記接合界面２１１に設けられた第１接着剤２２と、前記接合界面２１１に設けられ、前記第１接着剤２２より高い耐熱性を有する第２接着剤２３と、を含む。
【選択図】 図３
Description
本発明は、光均一化装置に関し、特に投影システムに適用された光均一化装置に関する。
投影システムは、大きく分けて、LCD（Liquid Crystal Display、液晶表示装置）投影システムと、LCOS（Liquid Crystal on Silicon、反射型液晶素子）投影システムと、DLP（Digital Light Processing、デジタルライトプロセッシング）投影システムとの３種類に分けられる。そのうち、DLP投影システムは、高輝度、正確な色再現性、迅速な反応時間、ノイズ無しや軽量、薄型、小型等の利点を有するため、特に注目されている。
図１は、従来のDLP投影システム１の構成を示す概念図である。図１に示すように、光源１０から発射した光は、カラーフィルタ１２を経由しライトトンネル１１に入射し、さらに、レンズアセンブリ１３によって、デジタルマイクロミラーデバイス１４（Digital Micro-mirror Device、DMD）に焦点を合わせる。それから、駆動電極によって、デジタルマイクロミラーデバイス１４上の複数のマイクロミラーの傾き角度と回転時間を制御し、光の反射方向を変更し、さらに、投射ユニット１５によって、スクリーン１６上に投射され画像を生成させる。
このうち、ライトトンネル１１は、入口端１１１と出口端１１２とを有する中空の導管構造であり、その内壁に反射層を塗布することにより、反射壁面を形成する。光源１０から発射した光は、入口端１１１を経由してライトトンネル１１に入射した後、反射壁面によって数回反射された後、出口端１１２から出射され、光を均一化させる。
図１と図２に示すように、従来のライトトンネル１１は、治具によって４枚のガラス１１３を固定し、それから、ガラス１１３同士の当接箇所に接着剤１１４を塗布することにより、これらのガラス１１３を接合して組み立てる。ここで、接着剤１１４は、例えば、紫外線硬化樹脂や紫外線エポキシ樹脂である。しかし、光源１０から発射した光の温度が相当に高いため、環境温度も相対的に上昇し、光源１０の近傍に配置されたライトトンネル１１の接着剤１１４が変質し、その接合強度が低下してしまう。また、投影システム１の高品質の要請に応じて、光源１０もハイパワーにデザインされ、このため、光源１０から発射した光の温度も相対的に大幅に上昇する。
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、高温に耐えられる投影システム及びその光均一化装置を提供することを目的とする。
本発明に係わる光均一化装置は、入口端と出口端とを有する光均一化装置であって、中空部分と少なくとも一つの接合界面とを有し、前記中空部分の内表面に少なくとも一つの反射層が設けられた本体と、前記接合界面に設けられた第１接着剤と、前記接合界面に設けられ、前記第１接着剤より高い耐熱性を有する第２接着剤と、を含む。
また、本発明に係わる投影システムは、光を発射する光源と、入口端と出口端とを有する光均一化装置であって、中空部分と少なくとも一つの接合界面とを有し、前記中空部分の内表面に少なくとも一つの反射層が設けられた本体と、前記接合界面に設けられた第１接着剤と、前記接合界面に設けられ、前記第１接着剤より高い耐熱性を有する第２接着剤と、を含む光均一化装置と、前記光均一化装置から出力した前記光を変調する光学変調手段と、前記光学変調手段によって変調された前記光を受信するとともに、スクリーンに投射して画像を生成する投射ユニットと、を備える。
本発明の光均一化装置によれば、少なくとも二つの光学素子から組み立てる本体の接合界面に、耐熱性の異なる接着剤を設けることによって、光均一化装置の接合強度を向上することができる。なお、低耐熱性接着剤は、光均一化装置が位置決め時の基本接合強度を提供するが、高耐熱性接着剤は、光均一化装置の入口端または/及び出口端に設けられ、その総長さを低耐熱性接着剤のそれより大きくすることにより、接合強度をさらに向上するとともに、高温時の構造を支持する接合力も提供する。このため、本発明の光均一化装置は、従来の技術と比較して、高耐熱性接着剤を設けることにより、高温環境で構造が崩れる可能性を低減し、高温に耐えられる光均一化装置を実現する。
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施例における投影システム及びその光均一化装置について説明する。なお、共通する構成要素について、同一の符号を付すことによりその説明を省略する。
図３に示すように、本発明の好適な実施例における光均一化装置２０は、本体２１と、第１接着剤２２と、第２接着剤２３と、を含む。光均一化装置２０は、入口端２０１と出口端２０２とを有する。光均一化装置２０は、例えば、ライトトンネル（Light Tunnel）、集光ロッド（Light Integration Rod）やライトパイプ（Light Pipe）である。
本体２１は、中空部分２１２と少なくとも一つの接合界面２１１とを有し、中空部分２１２の内表面に少なくとも一つの反射層が設けられる。上記反射層の材料は、例えば、金属、合金や誘電材料である。前記本体２１は、少なくとも二つの光学素子から組み立てられてなる。接合界面２１１は、上記光学素子同士の接合箇所である。本実施例において、本体２１は、図３及び図７に示すように、４つの光学素子２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが４つの接合界面２１１で接合して、四角柱状で中空の構造を形成する。ここで、上記光学素子２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、例えば、反射面が本体２１の中空部分２１２に対向する反射鏡である。
第１接着剤２２は、接合界面２１１に設けられる。本実施例において、第１接着剤２２は、紫外線硬化樹脂、紫外線エポキシ樹脂、またはその組み合せから選ばれたものである。
第２接着剤２３も接合界面２１１に設けられ、且つ第２接着剤２３の耐熱性が第１接着剤２２のそれより高い。すなわち、高温下で、第２接着剤２３の接合強度が第１接着剤２２のそれより高い。本実施例において、第２接着剤２３は、例えば、シリコンゲル、セラミックスゲルや無機ゲルである。
図３に示すように、第１接着剤２２と第２接着剤２３は、接合界面２１１にそれぞれ隣設される。第１接着剤２２は、これらの光学素子が接合時の位置決めの接合力を提供するために用いられ、第２接着剤２３は、特に、高温の環境で、これらの光学素子の接合力を強化するために用いられる。
なお、４つの光学素子２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、端面において部分的に突き合わされ、第１接着剤２２及び第２接着剤２３は、突き合わされていない４つの光学素子２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの端面によって形成される角部の凹みに設けられ、接合箇所を接着するが、本実施例はこれに限らず、例えば、第１接着剤２２と第２接着剤２３との間にスペーサ（図示せず）を設けたり、第２接着剤２３が第１接着剤２２（図示せず）の部分や全部を覆ったりすることも可能である。
なお、４つの光学素子２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、端面において部分的に突き合わされ、第１接着剤２２及び第２接着剤２３は、突き合わされていない４つの光学素子２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの端面によって形成される角部の凹みに設けられ、接合箇所を接着するが、本実施例はこれに限らず、例えば、第１接着剤２２と第２接着剤２３との間にスペーサ（図示せず）を設けたり、第２接着剤２３が第１接着剤２２（図示せず）の部分や全部を覆ったりすることも可能である。
また、本実施例において、第２接着剤２３は、入口端２０１または出口端２０２に隣設され、且つ、第２接着剤２３の総長さを第１接着剤２２のそれより大きくすることにより、光均一化装置２０に高温に耐えられる特性を持たせる。すなわち、第２接着剤２３は、入口端２０１または出口端２０２の近傍に設けることにより、第２接着剤２３の高耐熱性を利用して、入口端２０１または出口端２０２が温度の上昇による接合強度の低下をすることを防止する。また、図４に示すように、第２接着剤２３は、入口端２０１と出口端２０２に同時に設けることもできる。この場合に、高温環境で構造を支持する接合力を提供し、実状に応じて、第２接着剤２３の総長さを調整し、構造の接合強度をさらに向上することもできる。
また、図５に示すように、第１接着剤２２は、各接合界面２１１の２つの予定箇所に設けることもできる。このようにして、４つの光学素子をそれぞれ接合し中空の構造を組み立てる際に、位置決めを完成する。そして、残りの部分に第２接着剤２３が設けられることにより、第２接着剤２３の総長さが第１接着剤２２の総長さより長いため、光均一化装置２０に高温に耐えられる特性を持たせる。
図６に示すように、本発明の好適な実施例における、DLP（Digital Light Processing、デジタルライトプロセッシング）投影システム２は、光源２４と、光均一化装置２０と、光学変調手段２５と、投射ユニット２６と、を備える。
光源２４は、光を発射する。光均一化装置２０は、入口端２０１と、出口端２０２とを有する。光源２４は、入口端２０１から入射し、光均一化装置２０の中空部分２１２を通過して均一化された後、出口端２０２から出力される。なお、光均一化装置２０の機構特徴、材料や機能について、上述したものと同様なので、その説明を省略する。
光源２４は、光を発射する。光均一化装置２０は、入口端２０１と、出口端２０２とを有する。光源２４は、入口端２０１から入射し、光均一化装置２０の中空部分２１２を通過して均一化された後、出口端２０２から出力される。なお、光均一化装置２０の機構特徴、材料や機能について、上述したものと同様なので、その説明を省略する。
光学変調手段２５は、光均一化装置２０から出力した上記光を変調するために設けられ、光均一化装置２０からの上記光をろ過するフィルタ２５１と、フィルタ２５１を通過した上記光を受信するとともに上記光の光路方向を制御変調するデジタルマイクロミラーデバイス２５２と、を有する。
投射ユニット２６は、光学変調手段２５によって変調された上記光を受信するとともに、スクリーン２７に投射して画像を生成する。
以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。
１ 投影システム
１０ 光源
１１ 光均一化装置
１１１ 入口端
１１２ 出口端
１１３ ガラス
１１４ 接着剤
１２ カラーフィルタ
１３ レンズアセンブリ
１４ デジタルマイクロミラーデバイス
１５ 投射ユニット
１６ スクリーン
２ 投影システム
２０ 光均一化装置
２０１ 入口端
２０２ 出口端
２１ 本体
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 光学素子
２１１ 接合界面
２１２ 中空部分
２２ 第１接着剤
２３ 第２接着剤
２４ 光源
２５ 光学変調手段
２５１ フィルタ
２５２ デジタルマイクロミラーデバイス
２６ 投射ユニット
２７ スクリーン
１０ 光源
１１ 光均一化装置
１１１ 入口端
１１２ 出口端
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１２ カラーフィルタ
１３ レンズアセンブリ
１４ デジタルマイクロミラーデバイス
１５ 投射ユニット
１６ スクリーン
２ 投影システム
２０ 光均一化装置
２０１ 入口端
２０２ 出口端
２１ 本体
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 光学素子
２１１ 接合界面
２１２ 中空部分
２２ 第１接着剤
２３ 第２接着剤
２４ 光源
２５ 光学変調手段
２５１ フィルタ
２５２ デジタルマイクロミラーデバイス
２６ 投射ユニット
２７ スクリーン
Claims (12)
- 入口端と出口端とを有する光均一化装置であって、
中空部分と少なくとも一つの接合界面とを有し、前記中空部分の内表面に少なくとも一つの反射層が設けられた本体と、
前記接合界面に設けられた第１接着剤と、
前記接合界面に設けられ、前記第１接着剤より高い耐熱性を有する第２接着剤とを含むことを特徴とする、光均一化装置。 - 前記第２接着剤は、前記入口端及び/または前記出口端に隣設されたことを特徴とする、請求項１に記載の光均一化装置。
- 前記第２接着剤は、前記第１接着剤の全体または一部を覆うことを特徴とする、請求項１に記載の光均一化装置。
- 前記第１接着剤は、紫外線硬化樹脂、紫外線エポキシ樹脂からなるグループから選ばれ、前記第２接着剤は、シリコンゲル、セラミックスゲル、無機ゲルからなるグループから選ばれたことを特徴とする、請求項１に記載の光均一化装置。
- 前記反射層の材料は、金属、合金、誘電材料のうちから選ばれた何れか一つであることを特徴とする、請求項１に記載の光均一化装置。
- 前記光均一化装置は、ライトトンネル、集光ロッド、ライトパイプのうちから選ばれた何れか一つであることを特徴とする、請求項１に記載の光均一化装置。
- 光を発射する光源と、
入口端と出口端とを有する光均一化装置であって、中空部分と少なくとも一つの接合界面とを有し、前記中空部分の内表面に少なくとも一つの反射層が設けられた本体と、前記接合界面に設けられた第１接着剤と、前記接合界面に設けられ、前記第１接着剤より高い耐熱性を有する第２接着剤と、を含む光均一化装置と、
前記光均一化装置から出力した前記光を変調する光学変調手段と、前記光学変調手段によって変調された前記光を受信するとともに、スクリーンに投射して画像を生成する投射ユニットとを備えることを特徴とする、投影システム。 - 前記第２接着剤は、前記入口端及び/または前記出口端に隣設されたことを特徴とする、請求項７に記載の投影システム。
- 前記第２接着剤は、前記第１接着剤の全体または一部を覆うことを特徴とする、請求項７に記載の投影システム。
- 前記第１接着剤は、紫外線硬化樹脂、紫外線エポキシ樹脂からなるグループから選ばれ、前記第２接着剤は、シリコンゲル、セラミックスゲル、無機ゲルからなるグループから選ばれたことを特徴とする、請求項７に記載の投影システム。
- 前記反射層の材料は、金属、合金、誘電材料のうちから選ばれた何れか一つであることを特徴とする、請求項７に記載の投影システム。
- 前記光均一化装置は、ライトトンネル、集光ロッド、ライトパイプのうちから選ばれた何れか一つであることを特徴とする、請求項７に記載の投影システム。
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070115 |
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