JP2007187812A - ライトトンネル - Google Patents

Abstract

【課題】光を照射することにより発生する熱により、筒形状が崩れることを防ぐ。
【解決手段】ライトトンネル１６は、長方形状の４枚のミラー板で構成されている。ミラー板は、その長辺をなす端面が４５°に傾斜した面であり、それぞれ４５°に傾斜した面同士を当接することによって、角筒形状が形成される。角筒形状に形成されたライトトンネル１６は、その外周面に保持バンド２２を巻きつけられるとともに、各外周面の中心を中空部方向に押圧する突起部２６で各外周面が保持される。また、保持バンド２２の両端部は、両端部の孔２４を重ね合わせるとともに、重ね合わせた孔２４にネジ２３を嵌挿し、ナット２５を螺合することにより固定されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、光源から照射された光を導光するライトトンネルに関するものである。

画像などの情報が付与された光（画像光）をスクリーンに投映してスクリーン上で画像を表示するプロジェクタとして、液晶パネルを用いた液晶プロジェクタや、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を用いた方式のプロジェクタであるＤＬＰ（デジタルライトプロセッシング）などが知られている。

液晶プロジェクタや、ＤＬＰには明るく照度分布の均一な光が照射されることが好ましいため、光源から出射された光が高輝度であり、照度分布が均一であることが望まれている。このため、近年では光源から出射された光の輝度を劣化させることなく、照度分布を均一にするライトトンネルが使用されている。

ライトトンネルは、従来、投映される四角形の画像光に合わせて、４枚のガラス板のぞれぞれの内側となる面に銀を蒸着し、四角に囲い、それぞれ隣接するガラス板の端部同士を接着剤で固定することにより作製されていた。

このように、作製されたライトトンネルは四角筒形状に形成される。従って一方の開口部から光が入射されると、その光は内部で複数回反射しながら、他方の開口部に導かれ、他方の開口部からは、照度分布が一様になった光が出射される。

また、特許文献１記載のライトトンネルのように、一方の面が反射面である反射シートを用い、端から同じ間隔で順次折り曲げていくことにより、四角筒形状を形成する方法や、金属板に前記反射シートを貼り付け、前述した方法と同様に端から同じ間隔で順次折り曲げていくことにより四角筒形状を形成する方法などが提案されている。
特開２００３−２７０４０７号公報

ところで、ライトトンネルは、前述したように光の照度分布を一様にする目的で作製されているため、光が照射され続ける。このため、ライトトンネルには照射される光によって発生する熱が蓄積してしまう。特許文献１記載のライトトンネルの作製方法では、四角筒形状を形成する際に、その端部同士を接着剤で固定することにより形状の保持をしているので、照射される光によって発生する熱により接着剤が劣化してしまし、四角筒形状が保持できなくなるため、ライトトンネルとしての機能が果たせなくなることがあった。

本発明は、光を照射することにより発生する熱によって四角筒形状が崩れることを防止するライトトンネルを提供しようとするものである。

本発明のライトトンネルは、一方の面を反射面とした長方形状の４枚のミラー板を、前記反射面が内壁となるように互いの長辺を合わせて角筒状に組み合わせ、一方の開口端から入射した照明光を前記反射面で多重反射させて他方の開口端から出射させるライトトンネルにおいて、前記４枚のミラー板の各々の長辺に沿って互いに当接し合う係合部を形成し、角筒状に組み合わせた４枚のミラー板の外側に保持部材を装着してミラー板の各々を内側に押圧したときに、前記係合部が互いに当接し合って隣接し合うミラー板が相互に直交姿勢で保たれることを特徴とするものである。

また、前記係合部はミラー板の各々の長辺をなす端部に構成され、これらの端部は、隣接すミラー板を各々の端部で互いに当接させたときに、ミラー板が相互に直交するように傾斜面を有していることを特徴とするものである。

さらに、前記端部は、ミラー板の他方の面に対して４５°に傾斜した面を有していることを特徴とするものである。

また、前記ミラー板は、前記一方の面に反射膜がコーティングされた耐熱性のガラス板であることを特徴とするものである。

また、前記保持部材は、角筒状に組み合わせた４枚のミラー板に外側から締め付けるように装着される帯状部材であることを特徴とするものである。

本発明のライトトンネルによれば、４枚のミラー板により角筒状に形成し、ミラー板それぞれの当接し合う係合部が、角筒状に形成した際に４枚のミラー板の外側に装着される保持部材によって、内側に押圧したときに隣接するミラー板が当接し合うのように形成されているので、接着剤を使用することなく、形状を保持することができる。これにより、照射された光によって発生する熱により、保持力が低下することが防止できるので、四角筒形状が崩れることがない。また、隣接する反射部材との接合部に接着剤を塗布する必要がないため、作製する際の手間を省くことができる。

また、ミラー板の各々の長辺をなす端部は４５°に傾斜した面を有し、それぞれ４５°の傾斜面同士を当接させることにより、角筒形状が形成される。この状態で外周面に保持部材を巻きつけた際に、その加圧力が隣接するミラー板同士の当接面（４５°に傾斜した面）に対して強く作用させることができるので、ミラー板同士の当接を強固に行なえる。これにより、隣接するミラー板との当接面にズレが生じにくく、角筒形状が崩れてしまうことが防止できる。また、傾斜面を４５°とすることにより、４枚それぞれは同形に形成することができるので、製造コストの削減と、角筒形状を形成する作業を簡略化することが可能になる。

さらに、ミラー板はそれぞれの材質を耐熱製のガラス板とすることで、光の照射によって発生する熱に対して、ミラー板が変形することが防止できるので、ライトトンネルの形状が崩れることがない。

図１に示すように、ＤＬＰ１０は、Ｒ光（赤色）、Ｇ光（緑色）、Ｂ光（青色）のそれぞれを発光するＲ光ＬＥＤ１１、Ｇ光ＬＥＤ１２、Ｂ光ＬＥＤ１３と、クロスダイクロプリズム１４と、コンデンサレンズ１５と、ライトトンネル１６と、リレーレンズ１７と、ＤＭＤ１８と、投写レンズ１９が設けられている。

Ｒ光ＬＥＤ１１、Ｇ光ＬＥＤ１２、Ｂ光ＬＥＤ１３それぞれより出射されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、クロスダイクロプリズムに入射する。なお、Ｒ光ＬＥＤ１１、Ｇ光ＬＥＤ１２、Ｂ光ＬＥＤは２つ以上が同時に点灯することはなく、１つずつが面順次に発光する。

クロスダイクロプリズム１４は、４つの直角プリズムを組み合わせたもので、Ｒ光を反射するＲ光反射面１４ａと、Ｂ光を反射するＢ光反射面１４ｂの２種類のダイクロ面を有している。Ｒ光反射面１４ａとＢ光反射面１４ｂが互いに直交するように直角プリズムは配置されている。

クロスダイクロプリズム１４を通過した光は、コンデンサレンズ１５に入射し、コンデンサレンズ１５によってライトトンネル１６に入射面１６ａに集光される。ライトトンネル１６に入射した光は、内部で全反射を繰り返して重畳される。これによって、出射面１６ｂより出射した光は、照度分布が均一化される。

ライトトンネル１６より出射した光はリレーレンズ１７に入射し、ＤＭＤ１８に中継される。ＤＭＤ１８はＤＭＤ制御部１８ａによって駆動される。ＤＭＤ１８は、受光面に画素に対応する多数のミラー素子がマトリックス状に配列されている。各ミラー素子は、ＤＭＤ制御部１８ａによって角度を変化させることにより、入射してきた光の反射方向を変化させる。画素を明るく表示させる場合には、ミラー素子をオン位置に変位させて入射してきた光を画像光として投写レンズ１９に向けて反射させる。投射レンズ１９は、ＤＭＤ１８より反射してきた画像光をスクリーン（図示せず）に拡大表示する。これによって、スクリーン上に画像情報が表示される。

図２に示すように、ライトトンネル１６は内部が中空の直方体であり、長手方向の両端面に正方形の開口部（開口端）１６ａ、１６ｂを有している、いわゆる四角筒形状である。また、内部の壁面は全域に渡り銀が蒸着された反射面２０となっている。前述したように両端面の開口部がライトトンネルの入射口１６ａ及び出射口１６ｂとなり、入射面１６ａから入射した光が内部で反射を繰り返し、出射口１６ｂからは照度分布が均一な光が出射される。

図３にライトトンネル１６の分解図を示す。ライトトンネル１６は、４枚の同形のミラー板２１によって構成されている。ミラー板２１は、それぞれが耐熱ガラス製の長方形の板になっており、上述したように内側となる壁面が銀の蒸着された反射面２０となっているとともに、長辺をなす端面（係合部）２１ａが反射面２０に向かって４５°に傾斜した面となっている。これにより、４枚のミラー板２１の４５°に傾斜した端面２１ａ同士を当接させていくことにより、隣接するミラー板２１と直交姿勢で保たれ、正方形の開口部を有した四角筒状に形成される。なお、本実施例ではミラー板２１は耐熱ガラス製としたが、耐熱効果を有する部材であれば変更可能である。

ミラー板２１によって四角筒状に形成されたライトトンネル１６は、図４に示すように金属製の保持バンド（帯状部材）２２によってその形状が保持される。保持バンド２２は、一本の細長の帯状になっており、その長手方向の両端部には、ネジ２３を通すための孔２４がそれぞれ設けられている。保持バンド２２は、孔２４が設けられた両端部を除いた部分でライトトンネル１６の外周面に巻きつけられるようになっている。

保持バンド２２によりライトトンネル１６の形状を保持された際の断面図を図５に示す。保持バンド２２をライトトンネル１６の外周面に巻きつけ、保持バンド２１の両端部に設けられた孔２４をそれぞれ重ね合わせるとともに、重ね合わした孔２４にネジ２３を嵌挿し、孔２４から突出した部分にナット２５を螺合することによって保持バンド２２の両端部を固定している。

保持バンド２２をライトトンネル１６の外周面に巻きつけた状態で、保持バンド２２には、ライトトンネル１６の外周面と接する面に、ライトトンネル１６の各外周面の中心に当たる部分に突起部２６が設けられている。これによって、突起部２６がライトトンネル１６の外壁面それぞれを中空部方向に押圧することにより、ライトトンネル１６の形状を保持している。また、ライトトンネル１６の四隅部は保持バンド２２の四隅部によって固定されている。

以上のように、ライトトンネル１６は、４枚のミラー板２１によって構成されており、ミラー板２１の長辺をなす端面２１ａそれぞれが、反射面２０に向けて４５°に傾斜した面であり、４枚のミラー板２１それぞれの両端面２１ａ同士を当接させることにより四角筒形状に形成している。これによって、保持バンド２２により、ライトトンネル１６の外周面を巻きつけた際に発生するそれぞれのミラー板２１への加圧力が、隣接するミラー板２０それぞれとが当接し合う面（４５°に傾斜した面）に対して強く作用させることができるので、ミラー板２１同士の当接を強固に行なえる。また、傾斜面の角度を４５°とすることで４枚のミラー板２１はそれぞれ同形になるため、製造コストの削減を可能にするとともに、四角筒形状を形成する際の作業を簡略化することができる。

また、ライトトンネル１６の四角筒形状は、その外周面に金属性の保持バンド２２を巻きつけるとともに、保持バンド２２に設けられた突起部２６が、ライトトンネル１６の各外周面を中空部方向に押圧することによって保持される。さらに、保持バンド２２の両端部は、孔２４にネジ２３を嵌挿し、孔２４から突出した部分にナット２５を螺合することにより固定される。これによって、光を照射した際に発生する熱により、保持バンド２２の両端部の固定が弱くなり、保持力が低下することが防止できる。また、ミラー板２１そのものは耐熱ガラスで形成されているため、熱によってミラー板２１が変形してしまうことが防止することができるので、ライトトンネル１６の形状が崩れ、機能低下することが防止可能となる。

なお、本実施例では４枚のミラー板２１それぞれの長辺をなす端面２１ａが、４５°に傾斜した面であるものとしたが、図６に示すように２枚のミラー板２７の長手方向と平行な両端面に突起部材２８を設けるとともに、残り２枚のミラー板２９の内側となる面の幅方向の両端部であり、且つ長手方向に、突起部材２８が嵌合できる嵌合レーン３０を設けることにより、四角筒形状を形成する方法や、図７に示すようにミラー板３１の内側となる面の幅方向の両端部であり、且つ長手方向に、ミラー板３２の厚さ分の面取りを施したものを２枚向かい合うように配設し、その面取りした部分に残り２枚のミラー板３２を当接することにより、四角筒形状を形成する方法や、図８に示すように、長手方向と平行な両端面３３ａの一方に突起部３４が設けられ、他方には突起部３４が嵌め込むための切り欠き部３５が設けられた同形のミラー板３３を４枚使用し、それぞれを直交に配するとともに、切り欠き部３５に突起部３４を嵌め込むことにより、四角筒形状を形成する方法でもよい。また、ライトトンネル１６を形成するミラー板の枚数は４枚に限られることはなく略四角形を形成できるのであれば、その枚数は変更可能である。

ライトトンネル１６の形状を保持する際には、図９に示すように、保持バンド２１を使用せずに、ライトトンネル１６と同形でライトトンネル１６の外形寸法と略一致の開口を有した保持筒（保持部材）３６に、ライトトンネル１６を挿入し、保持筒３６の各外周面に設けられたバネ部３７が挿入されたライトトンネル１６の各外周面を中空部に向けて押圧することにより、形状を保持する方法でもよい。

本発明は、プロジェクタに用いられるライトトンネルに限られることはなく、熱が発生する状況下で筒形状を保持する目的のものであれば適用可能である。

ＤＬＰの外観を示す斜視図である。 ライトトンネルの外観を示す説明である。 ライトトンネルの分解図を示す説明図である。 保持バンドの外観を示す説明図である。 保持バンドにより保持されたライトトンネルを示す断面図である。 嵌合により四筒形状を形成する場合の一例を示す説明図である。 反射部材の厚さ分の面取りを行い四角筒形状を形成する場合の説明図である。 突起部と切り欠き部を有したミラー板により四角筒形状を形成する場合の一例を示す斜視図である。 保持筒によりライトトンネルの形状を保持する場合の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ ＤＬＰ
１６ ライトトンネル
１６ａ 入射面
１６ｂ 出射面
２０ 反射面
２１ ミラー板
２１ａ 長辺をなす端面（係合部）
２２ 保持バンド（帯状部材）
２３ ネジ
２４ 孔
２５ ナット
２６ 突起部
２８ 嵌合部材
３０ 嵌合レーン
３４ 突起部
３５ 切り欠き部
３６ 保持筒（保持部材）
３７ バネ部

Claims (5)

1. 一方の面を反射面とした長方形状の４枚のミラー板を、前記反射面が内壁となるように互いの長辺を合わせて角筒状に組み合わせ、一方の開口端から入射した照明光を前記反射面で多重反射させて他方の開口端から出射させるライトトンネルにおいて、
   前記４枚のミラー板の各々の長辺に沿って互いに当接し合う係合部を形成し、角筒状に組み合わせた４枚のミラー板の外側に保持部材を装着してミラー板の各々を内側に押圧したときに、前記係合部が互いに当接し合って隣接し合うミラー板が相互に直交姿勢で保たれることを特徴とするライトトンネル。
2. 前記係合部はミラー板の各々の長辺をなす端部に構成され、これらの端部は、隣接すミラー板を各々の端部で互いに当接させたときに、ミラー板が相互に直交するように傾斜面を有していることを特徴とする請求項１記載のライトトンネル。
3. 前記端部は、ミラー板の他方の面に対して４５°に傾斜した面を有していることを特徴とする請求項２記載のライトトンネル。
4. 前記ミラー板は、前記一方の面に反射膜がコーティングされた耐熱性のガラス板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のライトトンネル。
5. 前記保持部材は、角筒状に組み合わせた４枚のミラー板に外側から締め付けるように装着される帯状部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のライトトンネル。

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