JP2010122466A - Illuminating device, projector device, and image display device - Google Patents
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Description
本発明は、照明装置を有するプロジェクタ装置を複数個配列してスクリーンに立体画像を表示させる画像表示装置に関し、特に、プロジェクタ装置の一部を構成する照明装置の改良に関する。 The present invention relates to an image display device that displays a stereoscopic image on a screen by arranging a plurality of projector devices having an illumination device, and more particularly to an improvement of an illumination device that constitutes a part of the projector device.
近年、立体画像を表示できるようにした各種の画像表示装置が提案されている。
本出願に係る画像表示装置は、被写体となる立体を多数の視点から撮像し、その画像情報を、水平方向に並べた複数のプロジェクタ装置を用いて、撮影時の視点に対応する画像としてスクリーン面にて合成させる。これにより、スクリーンを見る観察者は、そのスクリーン上に被写体の実物を見る場合の画像を観察することができる。
この場合、実物を観察したときに左目に入射する画像が、画像表示装置の観察時においても左目に入射され、実物を観察したときに右目に入射する画像が、画像表示装置の観察時においても右目に入射される。その結果、スクリーンの観察者は、左右の目で実物を観察するように異なる画像を「見る」ことになり、その画像に対して立体感が得られることとなる。
In recent years, various image display devices capable of displaying stereoscopic images have been proposed.
An image display device according to the present application captures a solid as a subject from a number of viewpoints, and uses a plurality of projector devices arranged in a horizontal direction to display the image information as an image corresponding to the viewpoint at the time of shooting. To synthesize. Thereby, the observer who sees a screen can observe the image in the case of seeing the real thing of a to-be-photographed object on the screen.
In this case, an image that is incident on the left eye when observing the real object is incident on the left eye even when the image display apparatus is observed, and an image that is incident on the right eye when observing the actual object is also observed when the image display apparatus is observed. Incident to the right eye. As a result, the viewer of the screen “sees” different images so as to observe the real object with the left and right eyes, and a stereoscopic effect is obtained for the images.
従来の、この種の画像表示装置としては、例えば、特許文献1に記載されているようなものがある。特許文献1には、立体画像を表示させるために投射部を複数備えたものに適用して好適な投射型の画像表示装置に関するものが記載されている。この特許文献1に記載された画像表示装置は、光源から出射された光を、空間光変調部により変調して、投射光学系によりスクリーンに投射して画像を表示する投射部を、所定状態で複数配列して構成されている。画像表示装置は、複数の投射部が取り付けられる透孔が配列されたベース部材を備え、投射部は、投影レンズ群とレンズホルダと映像表示パネルと位置調整部とガイド軸とを備えている。投影レンズ群は、複数枚の投影レンズからなり、その投影レンズ群がレンズホルダに固定されている。位置調整部は、映像表示パネルを保護するホルダとカバーとで構成されており、光軸上を前後に水平移動することによりフォーカスの調整を行うことができる。また、ガイド軸は、位置調整部の水平移動をガイドし、ベース部材の透孔に取り付ける場合の位置決めの軸としても用いられている。
As a conventional image display device of this type, for example, there is one described in
このような構成を有する画像表示装置(以下「第1の従来例」という。)によれば、簡単な構成で投射部のフォーカス調整を行うことができ、簡単な調整で立体画像を表示させることができる、という効果が期待される(特許文献1の段落[0012]を参照)。 According to the image display apparatus having such a configuration (hereinafter referred to as “first conventional example”), the focus of the projection unit can be adjusted with a simple configuration, and a stereoscopic image can be displayed with a simple adjustment. (See paragraph [0012] of Patent Document 1).
また、従来の画像表示装置の他の例としては、例えば、特許文献2に記載されているようなものもある。特許文献2には、光源から出射された表示光を均一化して導光する導光部材保持装置及びこの導光部材保持装置を備えるプロジェクタ等の投射装置に関するものが記載されている。この特許文献2に係る導光部材保持装置は、導光部材と第1ホルダ手段と第2ホルダ手段とを備えている。導光部材は、透光材によって全体角錐状に形成され、断面寸法が小さな第1端面を光源と対向させて入射面とすると共に断面寸法が大きな第2端面を表示部と対向させて出射面としている。そして、光源から出射された表示光を入射面から入射すると共に内部において乱反射させながら出射面側へと導光して表示部に供給する。第1ホルダ手段は、導光部材の入射面の対角長よりも大径でかつ出射面の対角長よりも小径とされた円形若しくは多角形断面の導光部材保持空間部が設けられている。また、第2ホルダ手段は、導光部材の出射面の外周縁部位を係止して外方に臨ませることにより、表示部と対向させる表示光出射開口部が設けられている。更に、導光部材が、導光部材保持空間部と表示光出射開口部との軸線を一致させて組み合わせた第1ホルダ手段と第2ホルダ手段との間に、長さ方向に挟持されると共に各稜線部を導光部材保持開口部の内周壁により保持されて組み合わされている。
As another example of the conventional image display device, for example, there is a device described in
このような構成を有する導光部材保持装置(以下「第2の従来例」という。)によれば、第1ホルダ手段によって導光部材の各稜線部を保持することで、保持部位における光量損失が低減され表示部に対して表示光を効率よく供給することが可能となる、等の効果が期待される(特許文献2の段落[0020]を参照)。 According to the light guide member holding device having such a configuration (hereinafter referred to as “second conventional example”), the first holder means holds each ridge portion of the light guide member, thereby reducing the light amount at the holding portion. Is reduced, and it is expected that display light can be efficiently supplied to the display unit (see paragraph [0020] of Patent Document 2).
しかしながら、第1の従来例及び第2の従来例の何れの場合においても、プロジェクタ装置は、小型で高容量の光を出射し、発熱量も小さい発光素子を光源として用いる照明装置が備えられている。プロジェクタ装置は、照明装置と投射光学系とによって構成されており、照明装置の光源としての白色発光素子が光を液晶パネルに供給し、その液晶パネルで得られた画像が、投射レンズを有する光学系を介してスクリーンに表示される。このとき、プロジェクタ装置の導光部材により、点光源に近い発光素子からの出射光を液晶パネルの画面サイズまで拡げると共に適切なFナンバーで画像の投射が行われるようになっている。 However, in both cases of the first conventional example and the second conventional example, the projector device is provided with an illumination device that uses a light-emitting element that emits a small, high-capacity light and that generates a small amount of heat as a light source. Yes. The projector device includes an illumination device and a projection optical system, and a white light emitting element as a light source of the illumination device supplies light to the liquid crystal panel, and an image obtained by the liquid crystal panel is an optical device having a projection lens. It is displayed on the screen through the system. At this time, the light guide member of the projector device expands the emitted light from the light emitting element close to the point light source to the screen size of the liquid crystal panel and projects an image with an appropriate F number.
導光部材は、断面寸法が小さい第1の端面を発光素子と対向させて入射面とすると共に、断面寸法が大きな凸レンズ形状の第2の端面を液晶パネルに対向させて出射面としている。そして、光源から出射された光を入射面から入射すると共に、内部において乱反射させながら出射面側へと導光し、出射面から出射させて液晶パネルに供給している。 In the light guide member, a first end surface having a small cross-sectional dimension is opposed to the light emitting element as an incident surface, and a convex lens-shaped second end surface having a large cross-sectional dimension is opposed to the liquid crystal panel as an output surface. Then, the light emitted from the light source enters from the incident surface, is guided to the emission surface side while being irregularly reflected inside, is emitted from the emission surface, and is supplied to the liquid crystal panel.
導光部材の入射面は、良好な導光特性を得るためには、光源としての発光素子の出射面に対して密接させて一体化させることが好ましい。そこで、従来では、導光部材の入射面と発光素子の出射面との密接度を上げて良好な導光特性を得るために、互いの接触面(導光部材の入射面と発光素子の出射面)にインデックスマッチングのとれた光学オイル等を塗布する手法が広く用いられている。 In order to obtain good light guide characteristics, it is preferable that the light incident surface of the light guide member is closely integrated with the light emission surface of the light emitting element as a light source. Therefore, conventionally, in order to increase the closeness between the incident surface of the light guide member and the emission surface of the light emitting element to obtain good light guide characteristics, the mutual contact surfaces (the incident surface of the light guide member and the emission surface of the light emitting element). A method of applying optical oil or the like having index matching to the surface) is widely used.
ところが、光学オイルを用いる場合には、その塗布量の多少によって導光特性に差が生ずることになり、導光特性にバラツキが生じるという問題がある。また、光学オイルは、使用環境や使用期間等によって特性が変化したり、揮発して減少したりして導光特性の向上効果が減少するという問題もある。更に、光学オイル等の影響によって発光素子に劣化が生ずるという問題もあった。 However, when optical oil is used, there is a problem in that the light guide characteristics vary depending on the amount of coating, and the light guide characteristics vary. In addition, the optical oil has a problem that the improvement effect of the light guide characteristic is reduced due to the change in characteristics depending on the use environment, the use period, or the like, or volatilization and reduction. Further, there is a problem that the light emitting element is deteriorated by the influence of optical oil or the like.
また、光源としての発光素子の出射面は、良好な導光特性を得るために、組立後において、導光部材の入射面との互いの軸線を一致させるように光軸調整が行われる。この光軸調整は、発光素子の出射面と導光部材の入射面の軸線を一致させるためのX−Y軸方向調整と、X−Y軸と垂直をなすZ方向のZ軸方向調整とがある。X−Y軸方向調整は、発光素子の出射方向と垂直をなす面方向に発光素子を移動させることによって行われる。また、Z軸方向調整は、発光素子に対して導光部材を光軸方向へ移動させ、導光部材の入射面と発光素子の出射面を接触させる位置調整である。 In addition, in order to obtain good light guide characteristics, the light axis of the light emitting element as the light source is adjusted so that the axes of the light emitting element and the incident surface of the light guide member coincide with each other. In this optical axis adjustment, there are an XY-axis direction adjustment for matching the axes of the light-emitting element's exit surface and the light-guiding member's incident surface, and a Z-axis direction adjustment in the Z-direction perpendicular to the XY-axis. is there. The XY axis direction adjustment is performed by moving the light emitting element in a plane direction perpendicular to the emission direction of the light emitting element. The Z-axis direction adjustment is a position adjustment in which the light guide member is moved in the optical axis direction with respect to the light emitting element, and the incident surface of the light guide member and the emission surface of the light emitting element are brought into contact.
このように、従来の光軸調整は、X−Y軸方向調整とZ軸方向調整との3軸調整が必要とされていた。そのため、調整作業が多く必要とされることから作業性が悪いばかりでなく、調整作業が複雑化していて調整作業に熟練性を要するという問題があった。
解決しようとする問題点は、従来の照明装置においては、組立後に3軸調整が必要とされていたことから、調整作業が多く必要とされていて作業性が悪いという点である。また、調整作業自体が複雑になっており、調整作業に熟練性を要する、という点である。 The problem to be solved is that in the conventional lighting device, since three-axis adjustment is required after assembly, a lot of adjustment work is required and workability is poor. Further, the adjustment work itself is complicated, and the adjustment work requires skill.
本出願の照明装置は、光を出射する光源部と、導光部材と、ホルダ部材と、付勢部材と、を設けている。導光部材は、光源部から出射された光が入射面から入射されると共に入射された光を導光させて出射面から出射させる。ホルダ部材は、導光部材が挿通される貫通穴を有し且つその貫通穴に挿通された導光部材を姿勢変更可能に支持すると共に、その導光部材の入射面に光源部を対向させる。付勢部材は、導光部材を光源部側に付勢してその光源部に入射面を接触させる。 The illumination device of the present application includes a light source unit that emits light, a light guide member, a holder member, and an urging member. The light guide member allows the light emitted from the light source unit to be incident from the incident surface and guides the incident light to be emitted from the emission surface. The holder member has a through hole through which the light guide member is inserted, supports the light guide member inserted through the through hole so that the posture can be changed, and makes the light source unit face the incident surface of the light guide member. The urging member urges the light guide member toward the light source unit to bring the incident surface into contact with the light source unit.
本出願の照明装置によれば、導光部材を付勢部材で光源部側に付勢することにより、導光部材の入射面を光源部の出射面に当接させて密接させることができる。そのため、導光部材の入射面と発光素子の出射面との密接度を上げて良好な導光特性を得ることができる。しかも、付勢部材の付勢力によって導光部材の入射面が発光素子の出射面に密接されるため、導光部材と発光素子との間の光軸方向の調整を不要とすることができ、この種の照明装置における光源等の位置調整作業の簡素化を図ることができる。これにより、プロジェクタ装置及び画像表示装置の組立時等における作業性及び生産性を向上させることができる。 According to the illuminating device of the present application, by urging the light guide member toward the light source unit with the urging member, the incident surface of the light guide member can be brought into contact with and closely contacted with the emission surface of the light source unit. Therefore, it is possible to obtain good light guide characteristics by increasing the closeness between the incident surface of the light guide member and the exit surface of the light emitting element. Moreover, since the entrance surface of the light guide member is brought into close contact with the exit surface of the light emitting element by the biasing force of the biasing member, adjustment of the optical axis direction between the light guide member and the light emitting element can be made unnecessary. It is possible to simplify the position adjustment work of the light source and the like in this type of lighting device. Thereby, workability and productivity at the time of assembling the projector device and the image display device can be improved.
光源部と導光部材とホルダ部材と付勢部材とを設け、付勢部材で導光部材を光源部側に付勢し、入射面を光源部に接触させる。これにより、導光部材の入射面と光源部の出射面との密接度を上げて良好な導光特性が得られると共に、光源部の位置調整が容易な照明装置、プロジェクタ装置及び画像表示装置を、簡単な構成によって実現した。 A light source part, a light guide member, a holder member, and an urging member are provided, the urging member urges the light guide member toward the light source part, and the incident surface is brought into contact with the light source part. Accordingly, it is possible to increase the closeness between the incident surface of the light guide member and the exit surface of the light source unit to obtain good light guide characteristics and to easily adjust the position of the light source unit. Realized by a simple configuration.
図1〜図12は、本発明の照明装置、プロジェクタ装置及び画像表示装置の実施の形態の例を示すものである。即ち、図1〜図3は、本発明の照明装置の第1の実施の例を示すもので、図1は斜視図、図2は分解斜視図、図3は図1のX−X線断面図、図4は図1のY−Y線断面図である。図5及び図6は、本発明のプロジェクタ装置の第1の実施の例を示すもので、図5は斜視図、図6は分解斜視図である。また、図7〜図12は、本発明の画像表示装置の第1の実施の例を示すもので、図7は概略構成を示す説明図、図8はプロジェクタ集合体の斜視図、図9はプロジェクタ集合体の側面図、図10はプロジェクタ集合体の分解斜視図である。更に、図11はプロジェクタ集合体の動作説明図、図12は画像表示装置による画像表示態様の例を示す説明図である。 FIGS. 1-12 shows the example of embodiment of the illuminating device of this invention, a projector apparatus, and an image display apparatus. 1 to 3 show a first embodiment of a lighting device according to the present invention. FIG. 1 is a perspective view, FIG. 2 is an exploded perspective view, and FIG. 3 is a sectional view taken along line XX in FIG. 4 and 4 are sectional views taken along line YY of FIG. 5 and 6 show a first embodiment of the projector apparatus according to the present invention. FIG. 5 is a perspective view and FIG. 6 is an exploded perspective view. 7 to 12 show a first embodiment of the image display apparatus according to the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration, FIG. 8 is a perspective view of a projector assembly, and FIG. FIG. 10 is an exploded perspective view of the projector assembly. Further, FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the projector assembly, and FIG. 12 is a diagram for explaining an example of an image display mode by the image display device.
図1〜図4に示すように、本発明の第1の実施例として示す照明装置1は、ライトパイプ2とホルダ3とホルダカバー4と保持部材5とリテーナ6とバネ受け枠7と傾き補正板8とスプリング9と発光素子10と配線基板11と放熱器12等を備えて構成されている。
As shown in FIGS. 1-4, the illuminating
ライトパイプ2は、透過する光を均一化して導光させる導光部材の一具体例を示すもので、導光特性に優れた透明なアクリル樹脂等の透明合成樹脂材やガラス材等の透光材によって作られている。このライトパイプ2は、一端の面積よりも他端の面積を大きくした断面形状が矩形をなす四角錐台形の部材からなり、断面寸法が小さい第1の端面が入射面2aとされ、断面寸法が大きい第2の端面が出射面2bとされている。そして、入射面2aの中心と出射面2bの中心を軸方向に直線で結ぶ線が、ライトパイプ2の中心部を軸方向に通る光軸となっている。
The
ライトパイプ2の入射面2aは、その光軸をなす軸心線と垂直に交差する平面として形成されている。また、ライトパイプ2の出射面2bは、その光軸をなす軸心線と交差する方向に展開された曲面として凸レンズ状に形成されている。この実施例では、入射面2a及び出射面2bの平面形状は、縦方向に長くした長方形として形成されている。しかしながら、ライトパイプは、断面形状が正方形の角錐台形や六角形、八角形、その他の角形であってもよく、また、断面形状が円形の円錐台形や楕円形の楕円台形等として形成することができる。
The
また、ライトパイプ2の出射面2bの近傍である出射面内側の端部には、径方向の外側に突出するフランジ部14が設けられている。このフランジ部14は、出射面2bより少し内側の部分において、周方向に連続する長方形の枠部分として形成されている。このフランジ部14によってライトパイプ2の出射面2b側が、保持部材5を介してホルダ3により摺動可能に保持されている。そして、ライトパイプ2のフランジ部14の出射面2b側に形成された段部にリテーナ6が装着されている。
Further, a
ホルダ3は、ホルダ部材の一具体例を示すもので、この実施例では、断面形状が略長方形をなす角筒状の部材として形成されている。このホルダ3の中心部を貫通する貫通穴の一具体例を示す断面形状が長方形をなす中央穴15にライトパイプ2の入射面2a側が挿入される。ホルダ3の幅方向に対向する左右の側面部の外面には、中央穴15と平行に延在された長溝16がそれぞれ設けられている。長溝16はホルダ3の長手方向の一端から他端まで連続されており、各長溝16にスプリング9がそれぞれ伸縮自在に収納される。ホルダ3の両端面には、ネジ穴17が所定位置(本実施例では4箇所)にそれぞれ設けられている。このホルダ3の長手方向の一端に保持部材5が配置されている。
The
保持部材5は、ホルダ3の端面形状に対応した大きさを有する略長方形をなす枠体として形成されている。この保持部材5の長方形をなす開口部18に、ライトパイプ2のフランジ部14が摺動可能に係合される。保持部材5の開口部18の幅方向に対向する2辺の略中央部には、リテーナ6の係止片6aとの干渉を避けるための切欠き19が設けられている。更に、保持部材5には、ホルダ3に設けた4つのネジ穴17と対向する位置に挿通穴21がそれぞれ設けられている。
The holding
リテーナ6は、第1の枠部材の一具体例を示すもので、ライトパイプ2の出射面2bに対応した大きさを有する長方形の枠体として形成されている。このリテーナ6の長方形をなす開口部22に、ライトパイプ2の出射面2b側の端部が嵌合されると共に、フランジ部14に当接されて位置決めされる。リテーナ6の幅方向に対向する2辺の略中央部の外縁には、それぞれ係止片6aが設けられている。2つの係止片6a,6aは、リテーナ6の一面側へ90°折り曲げられて形成されていて、それぞれの先端部には孔が設けられている。2つの係止片6a,6aの孔には、2つのスプリング9,9の一端がそれぞれ掛け止められる。
The
ホルダカバー4は、ホルダ3及び保持部材5と同様の大きさを有する略長方形をなす枠体として形成されている。このホルダカバー4は、ライトパイプ2の出射面2b側を覆う蓋のような機能を有している。そのため、ホルダカバー4はある程度の厚みを有しており、その一面側に、リテーナ6が装着されたライトパイプ2の出射面部を収容可能な長方形をなす空間部23が設けられている。この空間部23には、出射面2bの大きさに対応した同程度の大きさを有する長方形の開口部24が連通されており、この開口部24と空間部23によってホルダカバー4が厚み方向へ貫通されている。
The
また、ホルダカバー4には、ホルダ3に設けた4つのネジ穴17と対向する位置に挿通穴25がそれぞれ設けられている。これらの挿通穴25に固定ネジ26のネジ軸部を挿通させ、更に保持部材5の挿通穴21に挿通させた後、その先端部をホルダ3のネジ穴17に螺合させて締め付ける。これにより、複数個(本実施例では4個)の固定ネジ26によってホルダカバー4と保持部材5がホルダ3に締め付けられて一体的に固定される。更に、ホルダカバー4の長手方向に対向する2辺には位置決め孔27,27が設けられている。この位置決め孔27に対応してホルダ3及び保持部材5にも位置決め孔が設けられており、これらの位置決め孔を貫通する位置決めピン28によってホルダカバー4と保持部材5がホルダ3に位置決めされている。
The
ホルダ3の中央穴15に挿入されたライトパイプ2の入射面2a側には、ライトパイプ2の傾きを補正するための傾き補正板8が装着されている。即ち、傾き補正板8の略中央部には、ライトパイプ2が貫通される貫通穴31が設けられている。傾き補正板8の貫通穴31の直径は、ライトパイプ2の入射面2aから少し内側に入った部分の対角線長さと同じ長さに設定されている。この傾き補正板8は、中央穴15よりも少し小さい長方形の板体からなり、その四辺のそれぞれ中央部には、外側に突出する半円形の突起部29がそれぞれ設けられている。この突起部29を含む傾き補正板8の長手方向及び幅方向の各長さは、中央穴15の長辺及び短辺の長さよりもそれぞれ少し長く設定されている。
An
この傾き補正板8は、ライトパイプ2の光軸に対して少し傾いた状態でホルダ3の中央穴15に装着される。このとき、傾き補正板8の外縁は、4箇所の突起部29のみが中央穴15の内面に接触される。この傾き補正板8の傾き角度を変えることにより、その傾けた方向に傾き量に応じて、ライトパイプ2を傾けて姿勢を変更(調整)することができる(光軸調整)。
This
更に、ホルダ3のホルダカバー4が取り付けられる側と反対側には、第2の枠部材の一具体例を示すバネ受け枠7が装着されている。バネ受け枠7は、左右方向に長い長方形の枠体からなり、中央の開口部32を中央穴15の中央に位置合わせした状態でホルダ3に装着される。このバネ受け枠7の長手方向である左右方向に対向する2辺の外縁には、それぞれ係止片7aが同一面側へ90°折り曲げられて形成されている。各係止片7aの先端部には、スプリング9の他端が掛け止められる孔がそれぞれ設けられている。
Further, a
スプリング9は、付勢部材の一具体例を示すもので、この実施例では、コイル部の両端にフック部を設けた引張コイルバネを用いている。しかしながら、付勢部材としては、この実施例のスプリングに限定されるものではなく、例えば、ゴム紐のようなゴム状弾性体を用いることもできる。このスプリング9は、その一端がリテーナ6の係止片6aに設けた孔に掛け止められ、適度に引っ張られた状態で他端がバネ受け枠7の係止片7aに設けた孔に掛け止められている。このスプリング9の弾性による引張力により、常時、ライトパイプ2がバネ受け枠7側に付勢されている。
The
また、ホルダ3のバネ受け枠7側の端面には、発光素子(LED)10が実装された所定の電気回路を有する配線基板11が配置されている。発光素子10は、照明装置1の光源部の一具体例を示すもので、配線基板11の一方の面の略中央部に取り付けられている。この実施例では、光源部として発光素子10を用いた例について説明したが、例えば、光源として発光する照明ランプと、その照明ランプから出射された光を集めて一定の方向に進行させる反射鏡とによって構成することもできる。この場合、照明ランプは、白色光を出射するランプであってもよく、また、放電ランプ、高圧水銀ランプ等を適用することもできる。反射鏡は、卵の殻を半分にしたような半球殻状をなしており、その略中央部分に照明ランプが設置される。
A
配線基板11は、ホルダカバー4と同程度の大きさを有する略四角形をなす板体として形成されている。この配線基板には、図示しないが、所定の配線回路として構成された電気配線が設けられていると共に、外部の電源や装置等と電気的に接続されるコネクタや必要な電子機器、電子部品が取り付けられる。更に、配線基板11には、ホルダ3にネジ止めするための挿通穴33が複数箇所(本実施例では4箇所)に設けられている。この配線基板11の発光素子10が搭載された面と反対側の面には、発光素子10の熱を奪って冷却させる放熱器12が取り付けられている。
The
放熱器12は、配線基板11と同様の形状を有するベース板35と、このベース板35の一面から立設された多数の放熱フィン36とを有している。ベース板35と多数の放熱フィン36は、熱伝導性に優れた金属材料、例えば、アルミニウム合金によって一体に構成されている。なお、放熱器12の材料としては、用途に応じてマグネシウム合金を用いても良い。ベース板35には、配線基板11の4つの挿通穴33と対応する位置に、同じ数の挿通穴が設けられている。配線基板11と放熱器12のベース板35との間には、発光素子10が発光することによって生ずる熱を配線基板11から放熱器12に逃がすための放熱シート38が介在されている。
The
かくして、配線基板11とベース板35に設けた挿通穴に固定ネジ37のネジ軸部を挿通させた後、その先端部をホルダ3のネジ穴に螺合させて締め付ける。これにより、複数個(本実施例では4個)の固定ネジ37によって配線基板11と放熱器12がホルダ3に締め付けられて一体的に固定されている。そして、バネ受け枠7は、ホルダ3と配線基板11とで挟まれた状態となっている。
Thus, after the screw shaft portion of the fixing
ホルダ3とホルダカバー4と保持部材5と傾き補正板8の材質としては、例えば、ガラス繊維強化熱可塑性プラスチック(G(F)RTP)やPPS樹脂(ポリフェニレンスルフィド樹脂)が好適である。しかしながら、これらに限定されるものではなく、ABS樹脂(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂)等を用いても良く、また、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の金属材料を用いることもできる。更に、リテーナ6及びバネ受け枠7の材質としては、例えば、ステンレス鋼やスチール鋼その他の金属材料は勿論のこと、ABS樹脂等のプラスチック材料を用いることもできる。
As the material of the
このような構成を有する照明装置1は、例えば、次のようにして組み立てることができる。まず、ライトパイプ2の出射面2b側にリテーナ6の開口部22を臨ませ、その出射面2b部分を開口部22に差し込む。このとき、リテーナ6をライトパイプ2のフランジ部14まで差し込むことにより、フランジ部14によってリテーナ6が位置決めされる。次に、ホルダ3の長手方向の一側に保持部材5を臨ませ、その外側から開口部18にライトパイプ2の入射面2a側を挿入し、そのままホルダ3の中央穴15に入射面2a側を挿入する。そして、ライトパイプ2のフランジ部14を保持部材5の開口部18に嵌め合わせると共に、保持部材5をホルダ3の一端に当接させる。
The
次に、保持部材5の外側にホルダカバー4を臨ませ、このホルダカバー4を保持部材5に重ね合わせる。これにより、ホルダカバー4の内側に設けた空間部23内に、リテーナ6が装着されたライトパイプ2の出射面2b部分が収納される。そこで、4個の固定ネジ26のネジ軸部を挿通穴25に挿入し、保持部材5の挿通穴21を貫通させて先端部をホルダ3のネジ穴17に螺合させる。そして、これらの固定ネジ26を締め込むことにより、ライトパイプ2がホルダ3に保持される。このとき、ホルダ3の反対側から中央穴15内に傾き補正板8を差し込み、その貫通穴31にライトパイプ2の入射面2a側を差し込む。この状態では、ライトパイプ2は光軸方向へ移動可能となっている。
Next, the
次いで、ホルダ3のホルダカバー4と反対側にバネ受け枠7を装着し、その外側に配線基板11と放熱器12を臨ませる。そして、4個の固定ネジ37のネジ軸部を挿通穴33等に挿入し、その先端部をホルダ3のネジ穴に螺合させる。これらの固定ネジ37を締め込むことにより、配線基板11と放熱器12がホルダ3に固定される。このとき、配線基板11に固定されている発光素子10は、バネ受け枠7の開口部32内に挿入され、ライトパイプ2の入射面2aに対向される。
Next, the
次に、ホルダ3の幅方向両側に設けられている左右の長溝16,16内において、長手方向の一側に配置されているリテーナ6の係止片6aにスプリング9の一端を掛け止め、その他端を長手方向の他側に配置されているバネ受け枠7の係止片7aに掛け止める。この場合、スプリング9の一端が係止されているバネ受け枠7がホルダ3に装着されている一方、スプリング9の他端が係止されているリテーナ6はライトパイプ2に嵌合され、そのライトパイプ2は保持部材5によって光軸方向へ移動可能に支持されている。
Next, in the left and right
そのため、スプリング9のバネ力は、ライトパイプ2を発光素子10側に付勢する力として作用する。この際、ライトパイプ2の光軸上に発光素子10が配置され、その入射面2aが発光素子10の出射面に対向されている。その結果、スプリング9のバネ力によってライトパイプ2の入射面2aが発光素子10の出射面に押圧され、その入射面2aが発光素子10に圧接される。このように、ライトパイプ2は、スプリング9によって常に発光素子10側に付勢され、その入射面2aが光源である発光素子10の出射面に常に圧接されて密着されている。
Therefore, the spring force of the
従って、従来のように光学オイル等を用いることなく、ライトパイプ2の入射面2aと発光素子10の出射面を直接密接させて一体化することができる。これにより、ライトパイプ2の入射面2aと発光素子10の出射面との間の密接度を向上させて良好な導光特性を得ることができる。しかも、スプリング9によってライトパイプ2が、常に光軸方向へ付勢されて入射面2aが出射面に密接されているため、発光素子10の出射方向である光軸方向の位置調整を行う必要がない。従って、光軸方向の位置調整を省略して光軸調整の簡略化を図ることができる。
Therefore, the
また、発光素子10の出射面は、良好な導光特性を得るために、その中心を導光部材であるライトパイプ2の入射面2aの中心と一致させて組み立てる必要がある。そのため、通常は、前記組立後において、光軸調整が行われる。この光軸調整は、発光素子10の出射面の中心とライトパイプ2の入射面2aの中心を一致させるためのもので、具体的には、配線基板11をライトパイプ2の軸心線と直交する方向へ移動させることによって行われる。
Further, in order to obtain good light guide characteristics, the
この場合、配線基板11に設けた挿通穴33及び放熱器12のベース板35に設けた挿通穴の直径は、これらをホルダ3に組み立てる固定ネジ37の軸径よりも大きく設定されている。そこで、ホルダ3に配線基板11等を固定ネジ37で仮固定した状態において、配線基板11等を前記直交する方向へ移動させることにより、発光素子10の出射面の中心を入射面2aの中心に一致させる光軸調整を行うことができる。
In this case, the diameters of the insertion holes 33 provided in the
このようにして組み立てられる照明装置1を投射光学系41と組み合わせることによってプロジェクタ装置40が構成される。プロジェクタ装置40は、照明装置1から出射された光を投射光学系41の空間光変調部により変調して出射させ、スクリーンに画像を投射させるものである。このプロジェクタ装置40は、図5及び図6に示すような構成を備えている。
The
即ち、プロジェクタ装置40は、照明装置1と、その照明装置1のホルダカバー4側に配置された投射光学系41とからなり、これらを組み立てて一体化させることにより構成されている。図5及び図6に示すように、投射光学系41は、レンズホルダ42と投射レンズ群43と液晶ホルダ44と液晶パネル45と液晶カバー46等を備えて構成されている。
In other words, the
レンズホルダ42は、外形が小判形をした筒状の筒軸部42aと、この筒軸部42aの軸方向の一端に連続して設けられたベース部42bを有している。このレンズホルダ42の内部に、複数枚の投射レンズからなる投射レンズ群43が固定及び/又は移動可能に支持されている。更に、レンズホルダ42に支持された投射レンズ群43内の所定位置には、透過する光を調整可能な絞り部が設けられている。このレンズホルダ42のベース部42b側に液晶ホルダ44と液晶パネル45と液晶カバー46が配置されている。液晶パネル45は、入力された映像信号に対応した映像を表示する透過型のものであり、液晶ホルダ44と液晶カバー46とで光軸方向より挟まれた状態で保持されている。
The
液晶ホルダ44と液晶カバー46とは接着剤により固着されていて、液晶パネル45と伴に一体的に移動可能とされている。そして、液晶カバー46に対して照明装置1が、複数本の固定ネジ47によりネジ止めされて一体的に固定されている。更に、液晶ホルダ44には複数本(本実施例では2本)のガイドピン48が立設されていて、これら第1及び第2のガイドピン48a,48bがレンズホルダ42のベース部42bを摺動可能に貫通されている。そして、第2のガイドピン48bにはリターンバネ49が装着されている。リターンバネ49は、レンズホルダ42を液晶ホルダ44から離反させる方向へ常時付勢している。
The
レンズホルダ42と液晶ホルダ44は、2本のガイドピン48a,48bの対角線方向が異なる方向に配置された複数本(本実施例では2本)の調整ネジ51により、2本のガイドピン48a,48bをガイドとして接近及び離反可能に連結されている。即ち、リターンバネ49のバネ力に抗して調整ネジ51を締め込むことにより、リターンバネ49を圧縮してレンズホルダ42を液晶ホルダ44に近づけることができる。また、調整ネジ51を緩めてリターンバネ49を伸長させることにより、リターンバネ49のバネ力で押圧してレンズホルダ42を液晶ホルダ44から遠ざけることができる。このような調整ネジ51の作用により、投射レンズ群43のレンズ最終面と液晶パネル45の表示面との間の距離を調整してフォーカスを合わせることができる。
The
このようにして組み立てられたプロジェクタ装置40では、光源としての発光素子10から出射された光が、入射面2aからライトパイプ2に入射され、その内部で乱反射され均一化されて出射面2bから平行光として出射される。このライトパイプ2から出射された光が液晶パネル45に入射されることにより、入力された映像信号に対応した映像が投射光学系41から出射される。
In the
このような構成を有するプロジェクタ装置40は、例えば、図7に示すような構成を備えた画像表示装置60に用いられる。画像表示装置60は、プロジェクタ集合体61と基板保持台62とスクリーン63とミラー64と基板65等を備えて構成されている。
The
プロジェクタ集合体61は、図8〜図10に示すように、多数のプロジェクタ装置40と、その多数のプロジェクタ装置40を一纏めにして保持するプロジェクタベース71とから構成されている。プロジェクタベース71は、プロジェクタ装置40を保持するための保持穴72を当該プロジェクタ装置40の数だけ設けた横長の長方形をなすベース部72と、このベース部72の周囲を囲う長方形の枠部73を有している。多数の保持穴72は、この実施例では上下方向へ6段に配列すると共に、各段においては横並びに所定間隔で整列させて配置されている。更に、多数の保持穴72は、上下に隣り合う段と段との間では、互いに1/2ピッチずつ偏倚させて配置されている。
As shown in FIGS. 8 to 10, the
プロジェクタベース71の各保持穴72は、プロジェクタ装置40の投射光学系41部分の形状及び大きさに対応させて、それと同じ形状及び大きさを有する小判形の穴として形成されている。更に、各保持穴72の右斜め上部には、プロジェクタ装置40の第1のガイドピン48aが挿通される第1の挿通孔73aが設けられている。そして、各保持穴72の左斜め下部には、プロジェクタ装置40の第2のガイドピン48bが挿通される第2の挿通孔73bが設けられている。多数のプロジェクタ装置40が保持されたプロジェクタ集合体61は、多数のプロジェクタ装置40によって形成される投射光出射面を正面方向へ向けた状態で基板保持台62に取り付けられている。
Each holding
基板保持台62は、プロジェクタ集合体61を支持する棚板75と、この棚板75を支持するベース板76と、棚板75に搭載された基板保持板77等によって構成されている。基板保持板77は、複数の基板65を積層させて保持するもので、棚板75の上面において面方向に所定の間隔をあけて複数枚が立設されている。基板保持板77に保持された基板65には、予め所定の画像情報が記憶されており、この基板65より送られる映像信号に対応した像光が各プロジェクタ装置40から出射される。
The substrate holding table 62 includes a
この基板保持台62に保持されているプロジェクタ集合体61の前方に、所定の間隔をあけてスクリーン63が配置されている。スクリーン63は、その一側に配置されたスクリーン枠81と、上下に配置された上フレーム82及び下フレーム83によって保持されている。このスクリーン63は、垂直方向には大きい拡散角を有し、水平方向には微小な拡散角を有する拡散異方性をもつ拡散板等によって構成されている。このスクリーン63の左右両側にミラー64が配置されている(図11では、一方に配置されたミラー64のみを示している)。
A
ミラー64は、プロジェクタ装置40から投射される投射光のうち、スクリーン63に入射しない投射光を反射させ、スクリーン63に投射させるものである。このミラー64は、その上方に配置されたミラーホルダ85によって保持されている。ミラーホルダ85は、その上方に配置されたミラーホルダ保持枠86に保持され、そのミラーホルダ保持枠86はサイドフレーム87に保持されている。そして、スクリーン63はスクリーン枠81等を介してベース板76上に配設され、ミラー64はサイドフレーム87等を介してベース板76上に配設されている。
The
このような構成を備えた画像表示装置60において、立体的な画像を表示する原理について、図11及び図12を参照して説明する。図11は、画像表示装置60のプロジェクタ集合体61の各プロジェクタ装置40から投射される像光の投射状態を説明する図である。多数のプロジェクタ装置40が横方向に所定間隔あけて配列されており、各プロジェクタ装置40から投射される投射光Lpの出射面を略一平面に揃えて配置した構成としている。また、図12には、複数の画像情報を利用した画像表示態様を模式的に表示している。
The principle of displaying a three-dimensional image in the
画像表示する情報は、例えば、撮影装置によって、予め表示する立体像を複数の方向から撮影し、立体画像表示に必要な画像情報n枚(nは複数、例えば100以上)分を用意し、図示しない記憶装置等に記憶しておく。投射光は、例えば、1つのプロジェクタ装置40mから、矢印m1〜m5で示すように、スクリーン63に向かって投射される。なお、投射光m1´は、ミラー64で反射された後、スクリーン63に向かって投射される光である。これらの投射光m1´、m2〜m5がスクリーン63を通過する角度は、スクリーン63が水平方向に微小な拡散角度を有する構成とすることにより、略保持される。
As the information for displaying the image, for example, a three-dimensional image to be displayed in advance is photographed by a photographing device from a plurality of directions, and n pieces of image information (n is plural, for example, 100 or more) necessary for displaying the stereoscopic image are prepared. Store in a storage device that does not. For example, the projected light is projected from one
ここで、矢印m1´、m2〜m5で示す光は、予め用意しておいた立体画像を構成する複数枚の画像情報P1〜Pnのうち、縦方向に分割された一部の画像情報P2m〜Pnmを表示する。この場合、スクリーン63を、その垂直方向には大きい拡散角度を有し、水平方向には微小な拡散角度を有する構成とすることにより、1つのプロジェクタ装置40mの情報は垂直方向にしか拡散されないため、縦ラインの表示として見える。即ち、矢印m1´、m2〜m5で示す光が通過するスクリーン63上の位置を単位画素とすると、垂直方向に延びる各単位画素から観察者の瞳に向けて、立体画像を構成する縦ラインの画像情報P2m〜Pnm出射されることになる。
Here, the light indicated by the arrows m1 ′ and m2 to m5 is a part of the plurality of pieces of image information P1 to Pn constituting a stereoscopic image prepared in advance, and part of the pieces of image information P2m to P2m divided in the vertical direction. Pnm is displayed. In this case, since the
ここで、スクリーン63の隣の単位画素の表示ラインは、その隣のプロジェクタ装置40からの表示情報が眼に入る。従って、複数台のプロジェクタ装置40からそれぞれ必要な情報が眼に入るようにすることにより、左右の眼で観察されるスクリーン63上の画像は、各プロジェクタ装置40による縦ライン表示の合成画像として見える。この際、スクリーン63が水平方向において、例えば1°未満程度の微小な拡散角度を有する構成とすることにより、各プロジェクタ装置40が表示する縦ラインの間に隙間を生じることなく、良好な立体画像表示を行うことができる。
Here, in the display line of the unit pixel adjacent to the
ところで、図12に示す画像表示装置60において、左右の眼に見えるスクリーン63上の画像は、各プロジェクタ装置40による縦ライン表示の合成画像として見える。しかしながら、スクリーン63の拡散板の水平方向の拡散角が殆ど0度の場合は、各プロジェクタ装置40が表示する縦ラインの間に隙間が生じるため、縦ストライプが目立ってしまう。このため、水平方向の拡散角を、例えば1°未満程度もたせることにより、縦ライン間の隙間を埋めることができる。
By the way, in the
以上説明したように、本発明によれば、ライトパイプを付勢部材によって光源部側に付勢し、ライトパイプの入射面を光源である発光素子の出射面に当接させる構成とすることにより、その入射面と出射面を常に密接させることができる。そのため、従来のように光学オイル等を用いて入射面と出射面を接続することなく、良好で安定した導光特性を得ることができる。しかも、光学オイル等による発光素子の劣化を生じるおそれが無いため、発光素子の長寿命化を実現することができる。更に、ライトパイプと発光素子が付勢部材によって弾性保持されていて、その入射面と出射面が常に密接されているため、調整作業は光軸調整のみで良く、発光素子の出射面とライトパイプの入射面とを密接させるための位置調整作業を簡略化することができる。 As described above, according to the present invention, the light pipe is urged toward the light source portion by the urging member, and the incident surface of the light pipe is brought into contact with the emission surface of the light emitting element as the light source. The entrance surface and the exit surface can always be kept in close contact with each other. Therefore, good and stable light guide characteristics can be obtained without connecting the entrance surface and the exit surface using optical oil or the like as in the prior art. In addition, since there is no possibility of causing deterioration of the light emitting element due to optical oil or the like, the life of the light emitting element can be extended. Further, since the light pipe and the light emitting element are elastically held by the urging member and the incident surface and the light emitting surface are always in close contact with each other, the adjustment work may be performed only by adjusting the optical axis. It is possible to simplify the position adjustment work for bringing the light incident surface into close contact.
本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、照明装置及びプロジェクタ装置は、本発明の一実施例を示したものであり、これら装置及び構成部品の外形形状やレンズ配置等は、図示した実施例に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the illumination device and the projector device show one embodiment of the present invention, and the external shape and lens arrangement of these devices and components are not limited to the illustrated embodiment.
1…照明装置、 2…ライトパイプ(導光部材)、 2a…入射面(第1の端面)、 2b…出射面(第2の端面)、 3…ホルダ(ホルダ部材)、 4…ホルダカバー、 5…保持部材、 6…リテーナ(第1の枠部材)、 7…バネ受け枠(第2の枠部材)、 8…傾き補正板、 9…スプリング(付勢部材)、 10…発光素子(光源部)、 11…配線基板、 12…放熱器、 14…フランジ部、 15…中央穴(貫通穴)、 16…長溝、 18…開口部、 19…切欠き、 40…プロジェクタ装置、 41…投射光学系、 42…レンズホルダ、 43…投射レンズ群、 45…液晶パネル、 60…画像表示装置、 61…プロジェクタ集合体、 62…基板保持台、 63…スクリーン、 65…基板
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記光源部から出射された光が入射面から入射されると共に入射された光を導光させて出射面から出射させる導光部材と、
前記導光部材が挿通される貫通穴を有し且つ前記貫通穴に挿通された前記導光部材を姿勢変更可能に支持すると共に当該導光部材の前記入射面に前記光源部を対向させるホルダ部材と、
前記導光部材を前記光源部側に付勢して当該光源部に前記入射面を接触させる付勢部材と、を設けた
照明装置。 A light source that emits light;
A light guide member that makes light emitted from the light source unit incident from an incident surface and guides the incident light to be emitted from the emission surface;
A holder member having a through hole through which the light guide member is inserted and supporting the light guide member inserted through the through hole so that the posture of the light guide member can be changed, and making the light source portion face the incident surface of the light guide member When,
An illuminating device, comprising: an urging member that urges the light guide member toward the light source unit to bring the incident surface into contact with the light source unit.
前記出射面の近傍に装着される保持部材を設け、
前記保持部材を介して前記付勢部材で前記導光部材を前記光源部に付勢した
請求項1記載の照明装置。 The light guide member has a truncated pyramid shape or a truncated cone shape in which the area of the exit surface is larger than the area of the entrance surface,
A holding member to be mounted in the vicinity of the emission surface is provided,
The lighting device according to claim 1, wherein the light guide member is urged to the light source unit by the urging member via the holding member.
前記フランジ部の外周面を前記ホルダ部材によって摺動可能に支持した
請求項2記載の照明装置。 Providing a flange portion projecting radially outward in the vicinity of the exit surface of the light guide member,
The lighting device according to claim 2, wherein an outer peripheral surface of the flange portion is slidably supported by the holder member.
前記付勢部材は、前記導光部材を挟んで対称に一対を配置して設け、
前記一対の付勢部材を前記保持部材と前記バネ受け部材との間に掛け渡した
請求項2記載の照明装置。 A spring receiving member disposed on the side of the holder member on which the light source unit is disposed;
The biasing member is provided by arranging a pair symmetrically across the light guide member,
The lighting device according to claim 2, wherein the pair of urging members are stretched between the holding member and the spring receiving member.
前記配線基板の前記光源部と反対側の面に放熱器を密着させて設けた
請求項1記載の照明装置。 The light source unit is fixed to a wiring board fixed to one end of the holder member,
The lighting device according to claim 1, wherein a radiator is provided in close contact with a surface of the wiring board opposite to the light source unit.
請求項1記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the light source unit is any one of a discharge lamp, a light emitting diode, and a laser.
前記照明装置から出射された光を、空間光変調部により変調して出射させることにより、スクリーンに画像を投射させる投射光学系と、を備え、
前記照明装置は、
光を出射する光源部と、
前記光源部から出射された光が入射面から入射されると共に入射された光を導光させて出射面から出射させる導光部材と、
前記導光部材が挿通される貫通穴を有し且つ前記貫通穴に挿通された前記導光部材を姿勢変更可能に支持すると共に当該導光部材の前記入射面に前記光源部を対向させるホルダ部材と、
前記導光部材を前記光源部側に付勢して当該光源部に前記入射面を接触させる付勢部材と、を設けた
プロジェクタ装置。 A lighting device that emits light;
A projection optical system for projecting an image on a screen by modulating and emitting the light emitted from the illumination device by a spatial light modulator; and
The lighting device includes:
A light source that emits light;
A light guide member that makes light emitted from the light source unit incident from an incident surface and guides the incident light to be emitted from the emission surface;
A holder member having a through hole through which the light guide member is inserted and supporting the light guide member inserted through the through hole so that the posture of the light guide member can be changed. When,
A projector device comprising: an urging member that urges the light guide member toward the light source unit to bring the incident surface into contact with the light source unit.
前記照明装置は、
光を出射する光源部と、
前記光源部から出射された光が入射面から入射されると共に入射された光を導光させて出射面から出射させる導光部材と、
前記導光部材が挿通される貫通穴を有し且つ前記貫通穴に挿通された前記導光部材を姿勢変更可能に支持すると共に当該導光部材の前記入射面に前記光源部を対向させるホルダ部材と、
前記導光部材を前記光源部側に付勢して当該光源部に前記入射面を接触させる付勢部材と、を設けた
画像表示装置。 A plurality of projector devices for displaying an image by modulating light emitted from the illumination device by a spatial light modulator and projecting the light from a projection optical system onto a screen;
The lighting device includes:
A light source that emits light;
A light guide member that makes light emitted from the light source unit incident from an incident surface and guides the incident light to be emitted from the emission surface;
A holder member having a through hole through which the light guide member is inserted and supporting the light guide member inserted through the through hole so that the posture of the light guide member can be changed, and making the light source portion face the incident surface of the light guide member When,
An image display apparatus, comprising: an urging member that urges the light guide member toward the light source unit to bring the incident surface into contact with the light source unit.
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