JP2007316208A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】画面外に現れるボーダーライトを除去することの可能なプロジェクタを提供する。
【解決手段】遮光板３４の開口を狭めることにより、光源装置３２から投射レンズ３０ａへ正規のルートを通って照射される光の光路垂直断面の外側端部分もカットしつつ、非正規のルートを通って照射される光をカットし、ライトトンネル３０ｃのガラス壁内部を通過してくる光およびリレーレンズ３０ｆの切り欠きを通過して開口３５に到達する非正規の光をカットして映像の画面外に線状に表示されるボーダーライトを除去する。
【選択図】図７

Description

本発明は、プロジェクタに関し、特にＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いたＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式のプロジェクタに関する。

従来、プロジェクタとしては、複数のマイクロミラーを備えるとともに、各マイクロミラーが画像データに基づいて時分割駆動されることにより、同画像データに応じた画像をスクリーンに投影させることが可能なＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を備えた所謂ＤＬＰ方式のプロジェクタが知られている。

このようなＤＬＰ方式のプロジェクタでは、ＤＭＤのミラー面以外の領域により反射される不要光が、ＤＭＤからの画像光をスクリーンに投影させるための投射レンズに映り込んで画質を悪くしてしまったり、同ミラー面以外の領域に長時間にわたって光が照射されることにより高温になってしまったりする問題があった。

このような問題を解決するために、以下の技術が開示されている。すなわち、特許文献１には、ＤＭＤの前面に配置する遮光カバーとして、ＤＭＤへの入射光のミラー部以外からの反射光が通る光路に折曲部を形成し、この折曲部の端面をミラー部以外からの反射光と略平行にすることにより、反射光がＤＭＤカバーの折曲部により反射されて投射レンズに入射しないようにしたプロジェクタについて開示されている。また、特許文献２には、第一のＤＭＤカバーの後方に第二のＤＭＤカバーを設け、不要光の投射レンズへの映り込みを低減させたプロジェクタについて開示されている。さらに、特許文献３には、マスク開口の形状を菱形とすることにより、ＤＭＤの前面を覆う遮光部と透過部の境界域に光が当たらないようにし、同境界域で反射する有害光を防止した投写型画像表示装置について開示されている。そして特許文献４には、オン状態のマイクロミラーからの反射光以外の光線を広がり角情報に従って遮蔽除去する変形絞りを設けた画像表示装置について開示されている。
実用新案登録第３０９２５０９号 特開２００６−１１０６５号 特開２００６−６５２０２号 特開２００３−３２２８２２号

上述したように、従来においては、光源から到達する光を集光するリレーレンズとＤＭＤとの間に画像として有効な光線のみを通し、余分な散乱光を遮るための遮光板が設置されていた。すなわち、従来においては、有効な光線を通し、余分な散乱光を遮ることを主な目的としていた。

しかしながら、ＤＭＤ面上では、画像の端が切れて表示されたりすることのないように僅かながら有効素子エリア外にも光線が当たっており、反射した光線はレンズを通りスクリーン面上へ到達する。この光線はスクリーン上で画面外に線状に表示されるいわゆるボーダーライトとなり画面のコントラストを低下させていた。またこのボーダーライトが明るすぎる場合は製品の規格から外れてしまう可能性もあった。このようなボーダーライトが発生する原因として、ライトトンネルのガラス壁内部を通過してきた光線やリレーレンズのカット部を通過してきた光線が考えられるが、有効な光線と近接しているため、これら余分な光線のみを遮断することは困難であった。

本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、画面外に現れるボーダーライトを除去することの可能なプロジェクタの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかるプロジェクタでは、光を生成する光源と、同光源からの光をＲＧＢの各色に分離するカラーホイルと、同カラーホイルの出射光を導くガラス製のライトトンネルと、複数のマイクロミラーからなるミラー面を有し、映像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されるＤＭＤと、上記ライトトンネルの出射光を上記ＤＭＤのミラー面に集光させるリレーレンズと、同リレーレンズから上記ＤＭＤに照射される光を遮光して整形可能な開口を有する遮光板と、を備え、入力される映像データに基づいて映像を生成し、その映像をスクリーン等に投影表示するプロジェクタにおいて、上記開口を狭めることにより、上記光源から上記投射レンズへ正規のルートを通って照射される光の光路垂直断面の外側端部分もカットしつつ、非正規のルートを通って照射される光をカットする構成としてある。

すなわち、上記光源にて生成された光は、上記カラーホイルによりＲＧＢの各色に分離され、上記ライトトンネルによって上記リレーレンズに導かれる。上記リレーレンズにより集光された光のうち上記遮光板の開口を通過した光は上記ＤＭＤのミラー面に到達し、映像データに基づいて駆動される上記マイクロミラーが映像光を生成してスクリーンなどに投影表示する。上記開口は、上記遮光板に照射される光のうち非正規のルートを通る光を、同非正規のルートを通る光と混在する正規のルートを通る光の一部とともにカットして、正規のルートを通る光のみをＤＭＤへ通過させる。

ここで、正規のルート通る光とは、上記光源から出射された光が上記カラーホイル、ライトトンネル内部、遮光板、ＤＭＤの順に通過してスクリーン等の外部に投影表示される光のことである。一方、ライトトンネルのガラス壁内部を通過して遮光板に到達する光および上記リレーレンズの切り欠き部分を通過して遮光板に到達する光は、非正規のルートを通る光である。すなわち、製作者の意図と異なるルートを通過してくる光が非正規のルートを通る光である。また光路垂直断面とは、光の進行方向に対して垂直方向の断面のことである。

また、上記外側端としては、例えば上記ＤＭＤが略矩形形状であるとき、上下左右の外側端全てを意味するのではなく、上下左右の外側端のいずれかまたは組み合わせにて選択可能である。つまり、下と左右の外側端について光をカットしつつ上の外側端については光をカットしない構成としても構わない。この場合、スクリーンに投影される映像において、下と左右の３方の画面外で発生するボーダーライトを除去できる。

以上より、非正規のルートを通ってＤＭＤのミラー面上へ届く光を、正規のルートの光の一部とともにカットすることで、画面外に現れるボーダーライトを除去することが可能となる。また、ＤＭＤ面上に届く余分な散乱光も遮断されるため、スクリーンへ到達する散乱光を減少させることができ、コントラストが向上する。

そして、本発明にかかるプロジェクタのより具体的な構成として、白色光を生成する光源と、円盤状のカラーフィルタにより上記光源から出射した白色光を単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光に変換して出射するカラーホイルと、板ガラスを張り合わせて筒状に構成されて上記カラーホイルから出射する光を導くライトトンネルと、２枚のレンズを組み合わせて上記ライトトンネルより出射される光の軸上色収差を補正しつつ集光するダブレットレンズと、上記ダブレットレンズより出射される光を反射するミラーと、複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面を有し、映像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の映像を形成するように投射光を加工して反射するＤＭＤと、上記ミラーより反射された光を上記ＤＭＤのミラー面に集光させる凸面のリレーレンズと、上記ＤＭＤより反射された光を外部のスクリーンなどに投影させる投射レンズと上記ＤＭＤと上記投射レンズとの間であって上記ＤＭＤに隣接した位置に配設されて、上記リレーレンズから上記ＤＭＤへと出射される光、および上記ＤＭＤから上記投射レンズへと出射される光を整形する開口を有する遮光板と、を備え、入力される映像データを基に映像を生成し、その映像をスクリーン等に投影表示するプロジェクタにおいて、上記リレーレンズは、上記投射レンズの入射口の下において、レンズ面が略垂直であるとともに、光軸を上記投射レンズの光軸に対して所定角傾かせつつレンズ面を所定角上記ミラーの鏡面方向に傾けて配置され、上端に上記投射レンズの入射口の外径よりも大きくかつ、円弧の中心が略同一の略半円の切り欠きが形成され、同入射口下面において同切り欠きの円弧が同入射口の外径円弧と略平行となるよう同入射口下に配置され、上記遮光板は、光を遮光して整形可能な開口を備え、同開口は、下縁に略水平に形成される下カットと、右縁に略垂直に形成される右カットと、左縁に略垂直に形成される左カットと、上縁に略水平に形成される上カットと、により略矩形に形成され、上記リレーレンズから上記ＤＭＤに照射される光を光路垂直断面において、下カットにより下側端を、右カットにより右側端を、左カットにより左側端を、それぞれ直線状に遮蔽し、かつ、上記ＤＭＤから上記投射レンズに反射される光を光路垂直断面において、上カットにより上側端を直線状に遮蔽し、上記ライトトンネルのガラス壁内部を通過してくる光と上記リレーレンズの切り欠きを通過して上記開口に到達する光とをカットして映像の画面外に線状に表示されるボーダーライトを除去する構成としてある。

以上説明したように本発明によれば、非正規のルートを通ってＤＭＤのミラー面上へ届く光を、正規のルートの光の一部とともにカットすることで、画面外に現れるボーダーライトを除去することが可能となる。また、ＤＭＤ面上に届く余分な散乱光も遮断されるため、スクリーンへ到達する散乱光を減少させることができ、コントラストが向上する。
さらに請求項１のような、より具体的な構成において、上述した請求項２の発明と同様の作用効果を奏することはいうまでもない。

以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
（１）プロジェクタの構成：
（２）遮光板の構造：
（３）まとめ：

（１）プロジェクタの構成：
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は、本実施形態にかかるプロジェクタ１０を斜めから見て示した外観斜視図である。プロジェクタ１０は、パソコンやビデオカメラ等から入力される映像データを基に映像を生成し、その映像をスクリーン等に投影表示する装置である。プロジェクタ１０は、筐体１２の前面に映像を投影するための投射レンズ３０ａと、筐体１２内部に備えられる光学エンジン３０や光源装置３２の冷却に使用された空気を筐体１２内部から外部に排出するための吹き出し口とを有している。

図２は、図１に示したプロジェクタ１０の筐体１２内部を模式的に示す上面図である。同図において、筐体１２内部の前方の一方の端には（図２においては右上側）、白色光を生成可能な光源装置３２が設けられている。光源装置３２で生成された白色光は、他方の端（図２においては左上側）に設置された光学エンジン３０に向かって照射される。光学エンジン３０は、画像生成素子としてのＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）３０ｇや、投射レンズ３０ａ等を具備し、光源装置３２により生成された光から画像光を生成するとともに、同画像光のスクリーンへの投影を行う。また、後方には、映像データの入力やデータ信号の入出力を行うための入出力端子を備える入出力基板１８や、外部より商用電源を供給されて各種電源電圧を生成して供給可能な電源基板２０が備えられ、中央部には入力された映像信号に基づいてＤＭＤやカラーホイルを制御する映像信号処理基板１６が立てて配置されている。

次に、光学エンジン３０および光源装置３２について図３〜５を参照して詳細に説明する。図３は光学エンジン３０と光源装置３２とを上方より見て示した上面図、図４は光学エンジン３０と光源装置３２とを前方より見て示した正面図、図５は光学エンジン３０と光源装置３２とを右方より見て示した右側面図である。

光学エンジン３０は、概略、円盤状のカラーフィルタを具備するカラーホイル３０ｂと、ガラス製のライトトンネル３０ｃと、２枚のレンズを組み合わせたダブレットレンズ３０ｄと、光を反射するミラー３０ｅと、光を集める凸面のレンズのリレーレンズ３０ｆと、ＤＭＤと投射レンズとの間であってＤＭＤに隣接した位置に配設される遮光板３４と、複数のマイクロミラーを具備するＤＭＤ３０ｇと、光を外部のスクリーンなどに投影させる投射レンズ３０ａとから構成される。また、光源装置３２は、概略、ショートアークランプなどの点光源と同点光源の光を所定の方向に反射・集光させるランプ３２ａと、ランプ３２ａから出射される光から赤外線と紫外線とを除去するカバーガラス３２ｂとから構成されている。

ランプ３２ａは、白色光を生成する点光源と同点光源から後方に出射した光を反射させる放物面形状のリフレクタとを備えており、点光源で生成された光をカラーホイル３０ｂを介してライトトンネル３０ｃの入り口に向けて出射させる。点光源としては、例えば、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、キセノンランプ等を用いることが可能である。また、リフレクタとしては、例えば、放物面鏡や、楕円面鏡等を用いることが可能である。

カラーホイル３０ｂは、光透過可能なＲＧＢの３色のカラーフィルタが等間隔に配置された略円盤形状であり、光源装置３２からライトトンネル３０ｃまでの光路に円盤の面が位置している。このカラーホイル３０ｂが回転することにより、光源装置３２から出射した白色光が、単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光に変換される。むろんカラーホイル３０ｂは、コントラスト改善と白の明るさ向上のために、ＲＧＢの他に白（透明）を加えた４セグメントカラーフィルタを使用してもよいし、ＲＧＢにイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）を加えて６色としたものでもよい。

ライトトンネル３０ｃは、４枚の板ガラスを張り合わせて筒状に構成した断面視略矩形状の柱状体であり、カラーホイル３０ｂにより分離された光を後段のミラー３０ｅへ案内する。その際、筒内部のみならず、筒壁面を構成するガラス内部も光が通過可能であるため、ガラス内部を通過した非正規の光もミラー３０ｅへと案内される。

ダブレットレンズ３０ｄは、ライトトンネル３０ｃからの光をミラー３０ｅに集光させるためのものであり、ライトトンネル３０ｃからの光に対して可視光の波長による焦点のずれ（軸上色収差）を補正しつつ集光する。ミラー３０ｅは、ダブレットレンズ３０ｄより出射された光を反射する。

リレーレンズ３０ｆは凸型のレンズであり、投射レンズ３０ａの入射口の下にレンズ面が略垂直であるとともに、光軸を投射レンズ３０ａの光軸に対して所定角傾かせつつレンズ面を所定角ミラー３０ｅの鏡面方向に傾けて配置され、ミラー３０ｅの鏡面にて反射された光をＤＭＤ３０ｇのミラー面に集光させる。また、リレーレンズ３０ｆには、上端に投射レンズ３０ａの入射口の外径よりも大きく、かつ円弧の中心が略同一の略半円の切り欠きが形成される。そして、入射口下面において同切り欠きの円弧が入射口の外径円弧と略平行となるよう入射口下に配置される。

ＤＭＤ３０ｇは、ＲＧＢの各光を画像データに応じて画素毎に変調する変調素子としての複数のマイクロミラーにて構成されるミラー面を備えており、各マイクロミラーは、映像信号処理基板１６などの外部から入力される映像信号に基づいて個別に制御される。そして、反射面の角度を所定角度（例えば、＋１２度と−１２度）傾斜させることにより光源装置３２からミラー３０ｅ等を介して入射される光を投射レンズ３０ａに向けて反射するオンと、光を投射レンズ３０ａ以外の方向に反射するオフの状態とに切り替えられる。これによりＤＭＤ３０ｇはＲＧＢ信号に基づいてミラー３０ｅを時分割駆動し、反射された光の輝度を変化させる。すなわちＤＭＤ３０ｇは所定の映像を形成するように投射光を加工しつつ、投射レンズ３０ａに向けて反射する。

投射レンズ３０ａは、ＤＭＤ３０ｇによって変調された画像光をスクリーンに拡大投影するためのものであり、ＲＧＢの各色光の色収差等に起因する投影画像の不鮮明を防止する目的で、複数の集光素子を光軸方向に沿って配置した組レンズとして構成されている。

（２）遮光板の構造：
遮光板の構造と、同遮光板にて遮蔽・整形される光の光路について図６、図７、図８を参照して説明する。図６は遮光板３４を斜めから見て示した斜視図、図８は図５のＢ−Ｂ’線から左右方向に切断した断面を示した断面図、図８は図３のＡ−Ａ’線から上下方向に切断した断面を示した断面図である。

なお以下の説明は、光源装置３２、カラーホイル３０ｂ、ダブレットレンズ３０ｄ、ミラー３０ｅ、リレーレンズ３０ｆ、ＤＭＤ３０ｇの順に通過して投射レンズ３０ａより出射される光もしくはＤＭＤ３０ｇにて投射レンズ３０ａの入射口とは異なる方向へ反射される、いわゆる正規のルートを通る光についてのものであり、明示した場合を除き各部材の表面で意図せずして反射されたり散乱されたりした非正規のルート通る光についてのものではない。具体的には、非正規の光は、主にライトトンネル３０ｃのガラス壁内部を通過してリレーレンズ３０ｆから遮光板３４に到達する光に含まれ、遮光板３４に到達する光の光路垂直断面において外側端付近に存在し、正規の光と混在している。

遮光板３４は、アルミニウム製の板材をアルマイト加工して、陽極酸化処理により黒色にした後に、ブラスト加工して表面にざらつきを与えたものであり、概略、リレーレンズ３０ｆからＤＭＤ３０ｇへと出射する光の光軸と略垂直な面として形成される第一の面３４ａと、投射レンズ３０ａの光軸と略垂直かつ第一の面３４ａから連続した面として形成される第二の面３４ｂと、第二の面３４ｂから投射レンズ３０ａ寄りにオフセットした位置に同第二の面３４ｂと略平行な面として形成される第三の面３４ｃと、光学エンジン３０の光路から外れた位置で第二の面３４ｂと第三の面３４ｃとを接続するとともに遮光板３４を筐体１２に対してネジ止めなどにより固定するための取付面３４ｄとから構成される。

また、遮光板３４には、光を遮光して整形可能な開口３５が第一の面３４ａから第二の面３４ｂにかけて形成される。この開口３５は、概略、リレーレンズ３０ｆから出射される光をＤＭＤ３０ｇの面に適合するように整形する略矩形の第一の領域３５ａと、ＤＭＤ３０ｇのマイクロミラーがオンのときに反射される光を投射レンズ３０ａに到達させるために設けられた第二の領域３５ｂと、ＤＭＤ３０ｇのマイクロミラーがオフのときに反射される光をカットするために同光の反射される方向に合わせて斜めのＤカットが形成された第三の領域３５ｃとから構成される。

第一の領域３５ａは、概略、開口３５の下縁に略水平に形成される下カットと、開口３５の右縁に略垂直に形成される右カットと、開口３５の左縁に略垂直に形成される左カットから構成される。この第一の領域３５ａにより、リレーレンズ３０ｆからＤＭＤ３０ｇに照射される光は、光路垂直断面において、下カットにより下側端を、右カットにより右側端を、左カットにより左側端を、それぞれ直線状に遮蔽される。また第二の領域３５ｂは、概略、開口３５の上縁に略水平に形成される上カットから構成される。この第二の領域３５ｂにより、ＤＭＤ３５ｇから投射レンズ３０ａに反射される光は、光路垂直断面において、上カットにより上側端を直線状に遮蔽される。一方、ＤＭＤ３０ｇのマイクロミラーがオフのときにＤＭＤ３０ｇに到達した光は、第三の領域３５ｃに形成されるＤカットよりも外方へと反射され、遮光板３４により遮蔽されて投射レンズ３０ａには到達しない。

すなわち、リレーレンズ３０ｆから遮光板３４に到達した光は、図７および図８に示すように、開口３５の第一の領域３５ａによって下側面と左右両側面とが遮光板３４によりそれぞれ直線状にカットされ、ＤＭＤ３０ｇのミラー面に照射される光の下側と左右両側とがミラー面の外形と略一致する。これにより、光の光路垂直断面の下側端および左右両側端付近に存在した非正規の光がカットされる。すなわち、映像の画面外の下側および左右両側のボーダーライトが除去される。

また、ＤＭＤ３０ｇのマイクロミラーがオンのときに反射された光は、図８に示すように、第二の領域３５ｂによって上側面がカットされる。これにより、ライトトンネル３０ｃのガラス壁内部を通過してきた光を主とする非正規の光のうち、光の光路垂直断面の上側端に存在した非正規の光がカットされ、映像の上側端のボーダーライトが除去される。以上より、下カットと左カットと右カットとにより下側と左右両側の非正規の光の除去に加えて、上カットによる上側の非正規の光が除去され、上下左右のボーダーライトが除去される。

むろん、ＤＭＤ３０ｇの反射光が投射レンズ３０ａを介して投影されるまでに上下左右が反転する場合は、遮光板３４によりカットした光の部位と除去されるボーダーライトの位置の関係は、上下と左右とが入れ替わることはいうまでもない。

また、本実施例のように、遮光板３４によってリレーレンズ３０ｆからＤＭＤ３０ｇへ至る過程で光の下側面と左右側面とをカットするとともにＤＭＤ３０ｇから投射レンズ３０ａへと至る過程で光の上面をカットする構成以外にも、リレーレンズ３０ｆ−ＤＭＤ３０ｇ−投射レンズ３０ａの形成する角度または、リレーレンズ３０ｆから出射する光の焦点距離によっては、リレーレンズ３０ｆからＤＭＤ３０ｇへ至る過程で光の上下左右側面をカットすることも可能である。具体的にはリレーレンズ３０ｆ−ＤＭＤ３０ｇ−投射レンズ３０ａの形成する角度を大きくしたり、リレーレンズ３０ｆから出射する光の焦点距離を長くしたりすることにより、リレーレンズ３０ｆからＤＭＤ３０ｇへ至る過程で通過する開口とＤＭＤ３０ｇから投射レンズ３０ａへと至る過程で通過する開口とを遮光板３４に別個に設けることにより実現される。このようにすると、リレーレンズ３０ｆからＤＭＤ３０ｇへ到達する光からライトトンネル３０ｃのガラス壁内部を通過してきた光を主とする非正規の光を全てカットし、ＤＭＤ３０ｇに到達する光を正規の光のみとすることが可能となる。

以下、上記構成からなる本実施形態の動作を説明する。

光源装置３２にて生成された白色光は、カラーホイル３０ｂにより単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光としてライトトンネル３０ｃに入射され、ライトトンネル３０ｃ内部と通過した正規の光とライトトンネル３０ｃの壁内部を通過した非正規の光とがダブレットレンズ３０ｄへと導かれる。そして、ダブレットレンズ３０ｄは、軸上色収差を補正しつつミラー３０ｅに導き、ミラー３０ｅにて反射された光はリレーレンズ３０ｆによりＤＭＤ３０ｇに向けて集光される。

リレーレンズ３０ｆより出射された光は、遮光板３４を通過する際に、下側面および左右側面の光が直線状にカットされ、リレーレンズ３０ｆからＤＭＤ３０ｇに照射される光の下側端と左右側端とに含まれる非正規の光を遮光する。よって、ライトトンネル３０ｃ出射時に生成される非正規な光は、ＤＭＤ３０ｇのミラー面には到達しない。

そして、ＤＭＤ３０ｇにて反射された光は、遮光板３４を通過する際に、上側面の光が直線状にカットされ、リレーレンズ３０ｆからＤＭＤ３０ｇに照射される光の上側端に含まれる非正規の光を遮光する。つまり、ライトトンネル３０ｃ出射時に生成される非正規な光は、投射レンズ３０ａには入射されない。従って、投射レンズ３０ａからスクリーンなどの外部に投影される映像は、ライトトンネル３０ｃ出射時に生成される非正規の光に起因するボーダーライトが除去されることとなる。

（３）まとめ：
つまり、遮光板３４の開口を狭めることにより、光源装置３２から投射レンズ３０ａへ正規のルートを通って照射される光の光路垂直断面の外側端部分もカットしつつ、非正規のルートを通って照射される光をカットし、ライトトンネル３０ｃのガラス壁内部を通過してくる光およびリレーレンズ３０ｆの切り欠きを通過して開口３５に到達する非正規の光をカットして映像の画面外に線状に表示されるボーダーライトを除去する。

以上説明したように、本実施例に対応するプロジェクタでは、光を生成する光源と、同光源からの光をＲＧＢの各色に分離するカラーホイルと、同カラーホイルの出射光を導くガラス製のライトトンネルと、複数のマイクロミラーからなるミラー面を有し、映像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されるＤＭＤと、上記ライトトンネルの出射光を上記ＤＭＤのミラー面に集光させるリレーレンズと、同リレーレンズから上記ＤＭＤに照射される光を遮光して整形可能な開口を有する遮光板と、を備え、入力される映像データに基づいて映像を生成し、その映像をスクリーン等に投影表示するプロジェクタにおいて、上記開口を狭めることにより、上記光源から上記投射レンズへ正規のルートを通って照射される光の光路垂直断面の外側端部分もカットしつつ、非正規のルートを通って照射される光をカットする構成としてある。

すなわち、上記光源にて生成された光は、上記カラーホイルによりＲＧＢの各色に分離され、上記ライトトンネルによって上記リレーレンズに導かれる。上記リレーレンズにより集光された光のうち上記遮光板の開口を通過した光は上記ＤＭＤのミラー面に到達し、映像データに基づいて駆動される上記マイクロミラーが映像光を生成してスクリーンなどに投影表示する。上記開口は、上記遮光板に照射される光のうち非正規のルートを通る光を、同非正規のルートを通る光と混在する正規のルートを通る光の一部とともにカットして、正規のルートを通る光のみをＤＭＤへ通過させる。

ここで、正規のルート通る光とは、上記光源から出射された光が上記カラーホイル、ライトトンネル内部、遮光板、ＤＭＤの順に通過してスクリーン等の外部に投影表示される光のことである。一方、ライトトンネルのガラス壁内部を通過して遮光板に到達する光および上記リレーレンズの切り欠き部分を通過して遮光板に到達する光は、非正規のルートを通る光である。すなわち、製作者の意図と異なるルートを通過してくる光が非正規のルートを通る光である。また光路垂直断面とは、光の進行方向に対して垂直方向の断面のことである。

また、上記外側端としては、例えば上記ＤＭＤが略矩形形状であるとき、上下左右の外側端全てを意味するのではなく、上下左右の外側端のいずれかまたは組み合わせにて選択可能である。つまり、下と左右の外側端について光をカットしつつ上の外側端については光をカットしない構成としても構わない。この場合、スクリーンに投影される映像において、下と左右の３方の画面外で発生するボーダーライトを除去できる。

以上より、非正規のルートを通ってＤＭＤのミラー面上へ届く光を、正規のルートの光の一部とともにカットすることで、画面外に現れるボーダーライトを除去することが可能となる。また、ＤＭＤ面上に届く余分な散乱光も遮断されるため、スクリーンへ到達する散乱光を減少させることができ、コントラストが向上する。

また、本発明にかかるプロジェクタのより具体的な構成として、白色光を生成する光源と、円盤状のカラーフィルタにより上記光源から出射した白色光を単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光に変換して出射するカラーホイルと、板ガラスを張り合わせて筒状に構成されて上記カラーホイルから出射する光を導くライトトンネルと、２枚のレンズを組み合わせて上記ライトトンネルより出射される光の軸上色収差を補正しつつ集光するダブレットレンズと、上記ダブレットレンズより出射される光を反射するミラーと、複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面を有し、映像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の映像を形成するように投射光を加工して反射するＤＭＤと、上記ミラーより反射された光を上記ＤＭＤのミラー面に集光させる凸面のリレーレンズと、上記ＤＭＤより反射された光を外部のスクリーンなどに投影させる投射レンズと上記ＤＭＤと上記投射レンズとの間であって上記ＤＭＤに隣接した位置に配設されて、上記リレーレンズから上記ＤＭＤへと出射される光、および上記ＤＭＤから上記投射レンズへと出射される光を整形する開口を有する遮光板と、を備え、入力される映像データを基に映像を生成し、その映像をスクリーン等に投影表示するプロジェクタにおいて、上記リレーレンズは、上記投射レンズの入射口の下において、レンズ面が略垂直であるとともに、光軸を上記投射レンズの光軸に対して所定角傾かせつつレンズ面を所定角上記ミラーの鏡面方向に傾けて配置され、上端に上記投射レンズの入射口の外径よりも大きくかつ、円弧の中心が略同一の略半円の切り欠きが形成され、同入射口下面において同切り欠きの円弧が同入射口の外径円弧と略平行となるよう同入射口下に配置され、上記遮光板は、光を遮光して整形可能な開口を備え、同開口は、下縁に略水平に形成される下カットと、右縁に略垂直に形成される右カットと、左縁に略垂直に形成される左カットと、上縁に略水平に形成される上カットと、により略矩形に形成され、上記リレーレンズから上記ＤＭＤに照射される光を光路垂直断面において、下カットにより下側端を、右カットにより右側端を、左カットにより左側端を、それぞれ直線状に遮蔽し、かつ、上記ＤＭＤから上記投射レンズに反射される光を光路垂直断面において、上カットにより上側端を直線状に遮蔽し、上記ライトトンネルのガラス壁内部を通過してくる光と上記リレーレンズの切り欠きを通過して上記開口に到達する光とをカットして映像の画面外に線状に表示されるボーダーライトを除去する構成としてある。

なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。

本実施形態にかかるプロジェクタの外観斜視図である。 プロジェクタの筐体内部を模式的に示す上面図である。 光学エンジンと光源装置とを上方より見て示した上面図である。 光学エンジンと光源装置とを前方より見て示した正面図である。 光学エンジンと光源装置とを右方より見て示した右側面図である。 遮光板の斜視図である。 図５のＢ−Ｂ’線から左右方向に切断した断面を示した断面図である。 図３のＡ−Ａ’線から上下方向に切断した断面を示した断面図である。

符号の説明

１０…プロジェクタ
１２…筐体
１６…映像信号処理基板
１８…入出力基板
２０…電源基板
３０…光学エンジン
３０ａ…投射レンズ
３０ｂ…カラーホイル
３０ｃ…ライトトンネル
３０ｄ…ダブレットレンズ
３０ｅ…ミラー
３０ｆ…リレーレンズ
３０ｇ…ＤＭＤ
３２…光源装置
３２ａ…ランプ
３２ｂ…カバーガラス
３４…遮光板
３４ａ…第一の面
３４ｂ…第二の面
３４ｃ…第三の面
３４ｄ…取付面
３５…開口
３５ａ…第一の領域
３５ｂ…第二の領域
３５ｃ…第三の領域

Claims (2)

1. 白色光を生成する光源と、
   円盤状のカラーフィルタにより上記光源から出射した白色光を単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光に変換して出射するカラーホイルと、
   板ガラスを張り合わせて筒状に構成されて上記カラーホイルから出射する光を導くライトトンネルと、
   ２枚のレンズを組み合わせて上記ライトトンネルより出射される光の軸上色収差を補正しつつ集光するダブレットレンズと、
   上記ダブレットレンズより出射される光を反射するミラーと、
   複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面を有し、映像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の映像を形成するように投射光を加工して反射するＤＭＤと、
   上記ミラーより反射された光を上記ＤＭＤのミラー面に集光させる凸面のリレーレンズと、
   上記ＤＭＤより反射された光を外部のスクリーンなどに投影させる投射レンズと
   上記ＤＭＤと上記投射レンズとの間であって上記ＤＭＤに隣接した位置に配設されて、上記リレーレンズから上記ＤＭＤへと出射される光、および上記ＤＭＤから上記投射レンズへと出射される光を整形する開口を有する遮光板と、
   を備え、
   入力される映像データを基に映像を生成し、その映像をスクリーン等に投影表示するプロジェクタにおいて、
   上記リレーレンズは、上記投射レンズの入射口の下において、レンズ面が略垂直であるとともに、光軸を上記投射レンズの光軸に対して所定角傾かせつつレンズ面を所定角上記ミラーの鏡面方向に傾けて配置され、上端に上記投射レンズの入射口の外径よりも大きくかつ、円弧の中心が略同一の略半円の切り欠きが形成され、同入射口下面において同切り欠きの円弧が同入射口の外径円弧と略平行となるよう同入射口下に配置され、
   上記遮光板は、光を遮光して整形可能な開口を備え、
   同開口は、下縁に略水平に形成される下カットと、右縁に略垂直に形成される右カットと、左縁に略垂直に形成される左カットと、上縁に略水平に形成される上カットと、により略矩形に形成され、
   上記リレーレンズから上記ＤＭＤに照射される光を光路垂直断面において、下カットにより下側端を、右カットにより右側端を、左カットにより左側端を、それぞれ直線状に遮蔽し、かつ、上記ＤＭＤから上記投射レンズに反射される光を光路垂直断面において、上カットにより上側端を直線状に遮蔽し、
   上記ライトトンネルのガラス壁内部を通過してくる光と上記リレーレンズの切り欠きを通過して上記開口に到達する光とをカットして映像の画面外に線状に表示されるボーダーライトを除去することを特徴とするプロジェクタ。
2. 光を生成する光源と、
   同光源からの光をＲＧＢの各色に分離するカラーホイルと、
   同カラーホイルの出射光を導くガラス製のライトトンネルと、
   複数のマイクロミラーからなるミラー面を有し、映像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されるＤＭＤと、
   上記ライトトンネルの出射光を上記ＤＭＤのミラー面に集光させるリレーレンズと、
   同リレーレンズから上記ＤＭＤに照射される光を遮光して整形可能な開口を有する遮光板と、
   を備え、入力される映像データに基づいて映像を生成し、その映像をスクリーン等に投影表示するプロジェクタにおいて、
   上記開口を狭めることにより、上記光源から上記投射レンズへ正規のルートを通って照射される光の光路垂直断面の外側端部分もカットしつつ、非正規のルートを通って照射される光をカットする
   ことを特徴とするプロジェクタ。

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