JP2009047953A - 画像表示プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 光源ユニットから出射された光の利用効率の改善を図り、しかも、組み立て時の固定が容易にできるようにした画像表示プロジェクタを提供することを目的とする。
【解決手段】 画像表示プロジェクタ１において、ライトトンネル５は、底板５１と天板５２と２枚の側板５３、５４により形成し、このライトトンネル５の内面によって形成される導光路６は、断面形状が四角形であって、底板５１を、水平に配置し、天板５２と２枚の側板５３、５４を、光を出射する出射口５ｂから光が入射される入射口５ａにむかって傾斜せしめ、出射口５ｂから入射口５ａにむかって断面形状が連続的に増大するように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像を投射してスクリーンなどに表示する画像表示プロジェクタに関し、特に、光源ユニットから出射された光の利用効率の改善を図るようにしたものである。

従来から、パソコンや光ディスクなどの再生装置などからの画像データを基に、光源ユニット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、この画像形成素子により形成した画像を投射して画像を表示する投射レンズを有する画像形成手段によりスクリーンに投射して表示させる画像表示プロジェクタがある。このような画像表示プロジェクタあっては、スクリーンなどの投射面に投射される映像の明るさを向上するために、光源ユニットから出射された光の利用効率の改善を図ることが望まれている。

従来では、例えば、ライトトンネルとして、入射口から出射口に向かって断面形状が連続的に減少するテーパ部と、断面形状が一定の平行部から形成するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、例えば、ライトトンネルとして、入射口から出射口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、出射口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ある、(特許文献２参照および特許文献３参照）。
特開２００４−２５２１１２号公報 特開平８−２３４１０９号公報 特開２００４−５３６５５号公報

しかし、前述の特許文献１記載の構成では、ライトトンネルとして、入射口から出射口に向かって断面形状が連続的に減少するテーパ部と、断面形状が一定の平行部を形成する必要があり、その形状が複雑となり、その製作コストがアップする他、ライトトンネルの固定に際しては、テーパ部を除く平行部で保持するような構造を採用する必要があり、この点からも、製作コストがアップするといった問題があった。また、特許文献２および特許文献３記載の構成では、何れの構成も、光が入射する入射口の大きさが、光が出射する出射口の大きさより小さい。従って、光源ユニットから出射された光の一部は、導光路に入射されず損失となり、光源ユニットからの光の利用効率が悪いなどといった問題があった。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、極めて簡単な構成により、光源ユニットから出射された光の利用効率の改善を図り、しかも、組み立て時の固定が容易にできるようにした画像表示プロジェクタを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明では、画像投射用の光を出射する光源ユニットと、この光源ユニットから出射された光が入射され、入射された光を導光する導光路を有するライトトンネルおよびこのライトトンネルから出射された光を用いて画像形成素子により画像を形成し、この画像形成素子により形成した画像を投射して画像を表示する投射レンズを有する画像形成手段と、を備えた画像表示プロジェクタにおいて、ライトトンネルは、底板と天板と２枚の側板により形成し、このライトトンネルの内面によって形成される導光路は、断面形状が四角形であって、底板を、水平に配置し、天板と２枚の側板を、光を出射する出射口から光が入射される入射口にむかって傾斜せしめ、出射口から入射口にむかって断面形状が連続的に増大するように構成する。

この構成によれば、ライトトンネルの光が入射される入射口が、出射口に比べて大きいので、光源ユニットから出射された光は、効率よく導光路に入射され、入射された光は、導光路の内面で反射を繰り返すことにより均一化され、出射口から出射される。これにより出射口から出射される光量は、従来に比べ多くなり、スクリーンなどの投射面に投射される映像の明るさを向上することができる。しかも、その構成は、底板が水平に配置されているので、ライトトンネルの固定は、簡単となり、組み立て作業時間の短縮を図ることができる。

また、本発明においては、導光路は、底板と、天板と、側板とが硝子から形成された鏡面体からなり、側板の端面には、底板の内面の側端部または天板の内面の側端部と接合される接合部と、底板または天板と接合されない非接合部とを有し、底板と天板との間で、側板の接合部を側端部により挟着し、側板の非接合部と、底板および天板の端面とが露出するように構成する。

この構成によれば、導光路を形成する底板、天板および側板は、板状の硝子から形成された鏡面体であり、その形状はシンプルであり、その製作コストを安くすることができる。また、底板と天板との間で、側板の接合部を、底板および天板の内面の側端部により挟着し、側板の非接合部と、底板および天板の端面とが露出するように構成してる。この結果、これらの接着に際しては、接着剤が底板および天板の内面の側端部より内側内に入らないように、側板の接合部の内、非接合部側に塗布することにより、これらを固定することができるので、接着剤が導光路内に流失してライトトンネルの機能を損なう恐れがない。しかも、仮に、その接着剤の一部が非接合部側に流失しても、露出した側板の非接合部と底板および天板の端面のコーナ部分で接着に寄与する。従って、ライトトンネルの品質向上および組み立て作業の簡素化が図れ、都合がよい。

また、本発明においては、底板と、天板と、側板とは、耐熱性材料からなり、その内面側は、鏡面加工を施す。この構成によれば、高温となる底板、天板および側板は、耐熱性材料により形成され、その内面に鏡面加工が施されているので、耐熱性に優れ、長期間に亘って使用することができ、都合がよい。

更に、本発明においては、耐熱性材料は、耐熱性樹脂からなり、その内面にアルミニュームまたは銀が蒸着して鏡面加工を施す。この構成によれば、ライトトンネルは、耐熱性樹脂の内面に、アルミニュームまたは銀を蒸着して鏡面加工を施して形成しているので、ライトトンネルの軽量化が図れ、都合がよい。

本発明によれば、簡単な構成により、光源ユニットから出射された光の利用効率の改善を図ることができ、しかも、組み立て時の固定が容易にできるようにした画像表示プロジェクタを得ることができる。

（実施形態）
以下、本発明の一実施形態を図１乃至図７に基づいて説明する。図１は、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、図２は、図１に示す画像表示プロジェクタの一部を断面した上面図である。図３は、図２に示すライトトンネルの概略構成を示す斜視図、図４は、図３のライトトンネルの正面図（入射口側から見た図）、図５は、図３に示すライトトンネルの背面図（出射口側から見た図）、図６は、図３に示すライトトンネルの側断面図、図７は、図４に示すライトトンネルを分解して示す分解図である。

図１および図２に示す画像表示プロジェクタ１は、筐体１１内に、光源ユニット２と、画像形成手段３と、画像表示プロジェクタ１を制御する制御手段（不図示）を搭載したメインプリント回路基板４を収納して構成されている。光源ユニット２は、ランプとリフレクタなどから構成され、パソコンや光ディスクやビデオカメラなどの再生装置などからの画像データを基に、制御手段により制御され光を出射する。このランプは、例えば、白色光を出射するものが用いられる。

画像形成手段３は、光源ユニット２から出射される光を用いて画像形成素子３１により画像を形成し、この画像形成素子３１により形成した画像を投射レンズ３２により図示しないスクリーンなどに投射して表示させる。この画像形成手段３は、上述の画像形成素子３１および投射レンズ３２に加え、カラーフィルタ３３と、ライトトンネル５と、レンズ群３４と、プリント回路基板３５と、反射ミラー３６とを備えている。

画像形成素子３１は、光源ユニット２から射出された光を変調し、画像を形成するもので、例えば、プリント回路基板３５に搭載されている。この、画像形成素子３１は、例えば、液晶板、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、およびＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）などを用いることができる。例えば、ＤＭＤ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手段（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。

カラーフィルタ３３は、光源ユニット２から出射された光を配色するものであり、回転軸３３ａ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。光源ユニット２から出射された光は、回転しているカラーフィルタ３３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５は、その内面により導光路６が形成され、カラーフィルタ３３を透過した光が入射され、カラーフィルタ３３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５の構成の詳細については後述する。レンズ群３４は、ライトトンネル５から出射された光を画像形成素子３１上に結像させるものである。反射ミラー３６は、レンズ群３４を経由した光を反射して画像形成素子３１に導くものである。

投射レンズ３２は、画像形成素子３１により反射された光、すなわち画像形成素子３１で形成された画像を投射するためのものであり、筐体１１に設けられた画像投射用開口１１ａに臨む位置に配置されている。

かかる構成により、光源ユニット２から出射された画像投射用の光をカラーフィルタ３３により配色するとともにライトトンネル５により均一化し、その光を反射ミラー３６にて反射して画像形成素子３１に導いて、画像形成素子３１にて画像を形成する。そして、画像形成素子３１からの反射光（すなわち画像形成素子３１にて形成された画像）を投射レンズ３２よりスクリーンなどに投射する。これにより、ユーザは、所望の画像を観ることができる。

而して、本発明に従い、図３乃至図６に示すように、ライトトンネル５は、例えば、硝子から形成された鏡面体の底板５１と、天板５２と、２枚の側板５３、５４により内面に導光路６が形成される。このライトトンネル５の内面によって形成される導光路６は、断面形状が四角形であって、底板５1を、水平に配置し、天板５２と２枚の側板５３、５４を、光を出射する出射口５ｂから光が入射される入射口５ａにむかって傾斜せしめ、出射口５ｂから入射口５ａにむかって断面形状が連続的に増大するように構成されている。

そして、図示するライトトンネル５は、例えば、側板５３、５４の端面５３ｔ、５４ｔに、底板５１または天板５２と接合される接合部５３ｓ、５４ｓと、底板５１または天板５２と接合されない非接合部５３ｈ、５４ｈとを有し、底板５１と天板５２との間で、側板５３、５４の接合部５３ｓ、５４ｓを、底板５１および天板５２の内面５１ｉ、５２ｉの側端部５１ａ、５２ａにより挟着し、側板５３、５４の非接合部５３ｈ、５４ｈと、底板５１と天板５２の端面５１ｔ、５２ｔとが露出するように構成する。このライトトンネル５の組み立てに際しては、予め、側板５３、５４の接合部５３ｓ、５４ｓおよび／または側端部５１ａ、５２ａに、接着剤を塗布し、上述したように、挟着される。

また、ライトトンネル５は、上述した硝子から形成され鏡面体に換えて、例えば、底板５１と、天板５２と、側板５３、５４を耐熱性材料、例えば、耐熱性樹脂により構成し、その内面側は、アルミニュームまたは銀などを蒸着して鏡面加工を施すようにしてもよいのは、勿論である。

この構成によれば、高温となる底板５１、天板５２および側板５３、５４は、耐熱性材料により形成され、その内面に鏡面加工が施されているので、耐熱性に優れ、長期間に亘って使用することができ、都合がよい。また、耐熱性樹脂からなる、底板５１、天板５２および側板５３、５４の内面に、アルミニュームまたは銀を蒸着して鏡面加工を施して形成しているので、ライトトンネル５の軽量化が図れ、都合がよい。

以上の構成による本実施形態によれば、ライトトンネル５の光が入射される入射口５ａが、出射口５ｂに比べて大きいので、光源ユニット２から出射された光は、効率よく導光路６に入射され、入射された光は、導光路６の内面で反射を繰り返すことにより均一化され、出射口５ｂから出射される。これにより出射口５ｂから出射される光量は、従来に比べ多くなり、スクリーンなどの投射面に投射される映像の明るさを向上することができる。しかも、その構成は、底板５１が水平に配置されているので、ライトトンネル５の固定は、簡単となり、組み立て作業時間の短縮を図ることができる。

なお、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。

例えば、上述した実施形態では、画像形成素子３１として、ＤＭＤを用いた画像表示プロジェクタに適用した場合について説明したが、本発明は、画像形成素子３１として、液晶板や、ＬＣＯＳなどを使用した画像表示プロジェクタにも適用することができる。

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である。 図１に示す画像表示プロジェクタの一部を断面した上面図である。 図２に示すライトトンネルの概略構成を示す斜視図である。 図３に示すライトトンネルの正面図である。 図３に示すライトトンネルの背面図である。 図３に示すライトトンネルの側断面図である。 図４に示すライトトンネルを分解して示す分解図である。

符号の説明

１ 画像表示プロジェクタ
２ 光源ユニット
３ 画像形成手段
３１ 画像形成素子
３２ 投射レンズ
５ ライトトンネル
５ａ 入射口
５ｂ 出射口
５１ 底板
５１ａ 側端部
５１ｉ 内面
５１ｔ 端面
５２ 天板
５２ａ 側端部
５２ｉ 内面
５２ｔ 端面
５３ 側板
５３ｓ 接合部
５３ｈ 非接合部
５３ｔ 端面
５４ 側板
５４ｓ 接合部
５４ｈ 非接合部
５４ｔ 端面

Claims (4)

1. 画像投射用の光を出射する光源ユニットと、この光源ユニットから出射された光が入射され、入射された前記光を導光する導光路を有するライトトンネルおよびこのライトトンネルから出射された光を用いて画像形成素子により画像を形成し、この画像形成素子により形成した画像を投射して画像を表示する投射レンズを有する画像形成手段と、を備えた画像表示プロジェクタにおいて、
   前記ライトトンネルは、底板と天板と２枚の側板により形成し、このライトトンネルの内面によって形成される導光路は、断面形状が四角形であって、前記底板を、水平に配置し、前記天板と２枚の側板を、前記光を出射する出射口から前記光が入射される入射口にむかって傾斜せしめ、前記出射口から前記入射口にむかって前記断面形状が連続的に増大するように構成したことを特徴とする画像表示プロジェクタ。
2. 前記導光路は、前記底板と、前記天板と、前記側板とが硝子から形成された鏡面体からなり、前記側板の端面には、前記底板の内面の側端部または前記天板の内面の側端部と接合される接合部と、前記底板または前記天板と接合されない非接合部とを有し、前記底板と前記天板との間で、前記側板の前記接合部を前記側端部により挟着し、前記側板の前記非接合部と、前記底板および前記天板の端面とが露出するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の画像表示プロジェクタ。
3. 前記底板と、前記天板と、前記側板とは、耐熱性材料からなり、その内面側は、鏡面加工が施されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示プロジェクタ。
4. 前記耐熱性材料は、耐熱性樹脂からなり、その内面にアルミニュームまたは銀が蒸着されて鏡面加工が施されていることを特徴とする請求項３に記載の画像表示プロジェクタ。