JP2011158611A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 ＤＭＤのカバーガラスなどで反射したフラット光が原因で発生する迷光を、ＤＭＤによって画像が生成される前に予め除去する。
【解決手段】 プロジェクタは、光源ユニットと、表示素子と、導光光学系と、表示素子によって生成された画像を投影面に投影する投影側光学系と、各部材が収納されるプロジェクタ筐体と、光源ユニットや表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を有し、導光光学系は、ライトトンネルと、ライトトンネルの前方に配置された第一集光レンズと、第一集光レンズの前方に配置され光軸方向を略９０度変換する反射ミラー181と、反射ミラー181の前方に配置された第二集光レンズと、第二集光レンズの前方に配置された照射ミラーと、から構成され、反射ミラー181にフラット光非反射部が形成されている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から射出された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

このＤＭＤは、その正面方向に対して一方向に傾いた入射方向から入射した光を、複数のマイクロミラーの傾き方向を切換えることにより、正面方向、つまり、投影側光学系の位置する方向に反射するオン光と、斜め方向に反射するオフ光とに区分けし、画像を生成する。

そして、このＤＭＤは、一般に表面をカバーガラスなどによって保護されている。このように表面をカバーガラスなどで保護されたＤＭＤを備えるプロジェクタでは、表示素子に照射される光の一部がカバーガラスなどの平面上で反射してフラット光となり、このフラット光の一部が投影側光学系に迷光として入射し、そのまま投影面に投影されてしまうことにより画像の品質が劣化する可能性があった。従来は、このように迷光によって画像の品質が劣化することを防止するため、投影側光学系に絞りを設けることが一般的である（例えば、特許文献１）。

特開２００９−３００７７２号公報

しかしながら、投影側光学系で絞りを用いて迷光をカットした場合、絞りの遮光部での反射によってわずかではあるが迷光が発生し、さらに投影側光学系の単レンズなどで反射するとそれが投影画像に到達して、投影画像の一部が不鮮明になるおそれがあり、画像に与える影響を小さくしつつ迷光を完全に削減する調整が困難であった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、表示素子のカバーガラスなどで反射したフラット光が原因で発生する迷光を、表示素子によって画像が生成される前に予め除去しておくことで高品質な画像の投影が可能となるプロジェクタを提供することを目的としている。

本発明のプロジェクタは、光源光を射出する光源ユニットと、表示素子と、前記光源ユニットからの射出光を前記表示素子まで導光する導光光学系と、前記表示素子によって生成された画像を投影面に投影する投影側光学系と、各部材が収納されるプロジェクタ筐体と、前記光源ユニットや表示素子を制御する制御手段と、を有し、前記導光光学系は、前記光源ユニットからの射出光を均一な強度の光線束に変換する導光装置と、前記表示素子の正面に対して所定角度をなした方向から光源光を前記表示素子に照射する照射ミラーと、前記導光装置を透過した光線束を前記照射ミラーに導光する集光レンズ及び反射ミラーと、を備え、前記投影側光学系に入射される前記光源光のうち、迷光となる光を反射せず、前記迷光となる光以外を反射するよう前記反射ミラーを構成したことを特徴とする。

また、本発明のプロジェクタにおいて、前記導光光学系は、前記導光装置と、該導光装置の前方に配置された第一集光レンズと、該第一集光レンズの前方に配置されて光軸方向を前記照射ミラーに向かって変換する前記反射ミラーと、該反射ミラーによって光軸方向を変換された光源光の光軸上に配置され、前記反射ミラーで反射した光線束の拡散角度を抑えて透過する第二集光レンズと、該第二集光レンズの光軸上に配置されて前記表示素子に対して斜め下方から光源光を照射する前記照射ミラーと、から構成されていることを特徴とする。

さらに、本発明のプロジェクタにおいて、前記第一集光レンズの後側焦点位置は、該第一集光レンズと前記第二集光レンズとの間に位置することを特徴とする。

また、本発明のプロジェクタでは、前記第一集光レンズと前記反射ミラーとの空気間隔において、前記反射ミラーと前記第一集光レンズの後側焦点位置との距離が、前記第一集光レンズと前記第一集光レンズの後側焦点位置との距離よりも短くなるように、又は、前記第二集光レンズと前記反射ミラーとの空気間隔において、前記反射ミラーと前記第一集光レンズの後側焦点位置との距離が、前記第二集光レンズと前記第一集光レンズの後側焦点位置との距離よりも短くなるように、前記反射ミラーが配置されていることを特徴とする。

なお、本発明のプロジェクタにおいて、前記反射ミラーは、前記第一集光レンズの後側焦点位置近傍に配置されていることもある。

また、本発明のプロジェクタにおいて、前記反射ミラーは、前記第一集光レンズの後側焦点位置に配置されていることもある。

そして、本発明のプロジェクタにおいて、前記反射ミラーは、前記表示素子のカバーガラスや前記表示素子のミラーセル周辺の前記表示素子と平行な面で反射してフラット光となり、かつ、前記投影側光学系に迷光として入射することとなる前記光源光が照射される領域に、フラット光非反射部を有していることを特徴とする。

また、本発明のプロジェクタにおいて、前記フラット光非反射部は、前記反射ミラーの反射面上に配置されたマスク部材により形成されていることを特徴とする。

さらに、本発明のプロジェクタにおいて、前記反射ミラーは長方形状のミラーであって、前記マスク部材は、前記反射ミラーと同一の外形状とされ中心を開口とされた枠部と、該枠部における前記照射ミラーから離れた位置に位置する辺と、前記プロジェクタ筐体の上面パネル近傍に位置する辺と、で構成される角部近傍に配置された直角三角形のマスク部と、から構成されることを特徴とする。

なお、前本発明のプロジェクタにおいて、記マスク部材は、りん青銅を原材料として形成され、亜塩素酸ソーダによって黒染めされていることを特徴とする。

また、本発明のプロジェクタにおいて、前記反射ミラーは長方形状のミラーであって、前記フラット光非反射部は、前記反射ミラーの反射面における前記照射ミラーから離れた位置に位置する辺と、前記プロジェクタ筐体の上面パネル近傍に位置する辺と、で構成される角部近傍に貼付された直角三角形のマスクにより形成されている。

さらに、本発明のプロジェクタにおいて、前記フラット光非反射部は、長方形状の反射ミラーにおける前記照射ミラーから離れた位置に位置する辺と、前記プロジェクタ筐体の上面パネル近傍に位置する辺と、で構成される角部近傍を切断して形成されることもある。

また、本発明のプロジェクタにおいて、前記反射ミラーは、前記導光装置に入射される前記光源光のうち、前記迷光となる光を前記導光装置から射出される方向へそのまま透過させ、前記迷光となる光以外を前記照射ミラーへ反射することを特徴とする。

本発明によれば、表示素子のカバーガラスなどで反射したフラット光が原因で発生する迷光を、表示素子によって画像が生成される前に予め除去しておくことで高品質な画像の投影が可能となるプロジェクタを提供することができる。

本発明の実施例に係るプロジェクタを示す外観斜視図である。 本発明の実施例に係るプロジェクタの機能回路ブロック図である。 本発明の実施例に係るプロジェクタの内部構造を示す平面模式図である。 プロジェクタにおける表示素子で反射した光線束についての説明図である。 本発明の実施例に係るプロジェクタの光学系を示す平面図である。 本発明の実施例に係るプロジェクタの光学系を示す斜視図である。 本発明の実施例に係るフラット光非反射部に関しての説明図である。 本発明の他の実施例に係るフラット光非反射部に関しての説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について述べる。本発明のプロジェクタ10は、光源光を射出する光源ユニット60と、表面をカバーガラス52によって保護された表示素子51と、光源ユニット60からの射出光を表示素子51まで導光する導光光学系170と、表示素子51によって生成された画像を投影面に投影する投影側光学系220と、各部材が収納されるプロジェクタ筐体と、光源ユニット60や表示素子51を制御するプロジェクタ制御手段と、を有する。

また、導光光学系170は、光源ユニット60からの射出光を均一な強度の光線束に変換する導光装置としてのライトトンネル175、表示素子51の正面に対して所定角度をなした方向から光源光を表示素子51に照射する照射ミラー185、ライトトンネル175を透過した光線束を表示素子51まで導光する集光レンズ178,183及び反射ミラー181、などの光学系により構成されている。

そして、導光光学系170を形成する光学系のいずれかの光学系に、表示素子51のカバーガラス52で反射してフラット光となり、かつ、投影側光学系220に迷光として入射する光を表示素子51に照射する前に予めカットするフラット光非反射部が形成されている。

また、導光光学系170は、ライトトンネル175と、ライトトンネル175の前方に配置された第一集光レンズ178と、第一集光レンズ178の前方に配置され光軸方向を略９０度変換する反射ミラー181と、反射ミラー181によって光軸方向を変換された光軸上に配置され、反射ミラー181で反射した光線束の拡散角度を抑えて透過する第二集光レンズ183と、第二集光レンズ183の光軸上に配置され、表示素子51に対して斜め下方から光源光を照射する照射ミラー185と、から構成され、反射ミラー181にフラット光非反射部が形成されている。

さらに、反射ミラー181は、第一集光レンズ178の後側焦点位置よりも第一集光レンズ178よりに配置されており、表示素子51のカバーガラス52や表示素子51のミラーセル周辺の、表示素子51と平行なフラット面で反射してフラット光となり、かつ、投影側光学系220から迷光として射出することとなる光源光が照射される領域に、フラット光非反射部を有している。

また、反射ミラー181は長方形状のミラーであって、フラット光非反射部は反射ミラー181の反射面上に配置されたマスク部材182により形成されている。そして、このマスク部材182は、反射ミラー181と同一の外形状とされ中心を開口とされた枠部182aと、枠部182aにおける照射ミラー185から離れた位置に位置する辺と、プロジェクタ筐体の上面パネル11近傍に位置する辺と、で構成される角部近傍に配置された直角三角形のマスク部182bと、から構成されている。なお、このマスク部材182は、りん青銅を原材料として形成され、亜塩素酸ソーダによって黒染めされている。

以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説する。図１は、プロジェクタ10の外観斜視図である。なお、本実施例において、左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とはプロジェクタ10のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。

本実施例に係るプロジェクタ10は、図１に示すように、略直方体形状であって、本体ケースの前方の側板とされる正面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有し、正面パネル12には複数の吸気孔18が形成されている。さらに、正面パネル12には、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部が取り付けられている。

また、本体ケースである上面パネル11にはキー／インジケータ部37が設けられ、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源装置や表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。また上面パネル11は、プロジェクタ筐体の上面と左側面の一部までを覆っており、故障時等には上面パネル11を開閉できるように開閉パネルとして構成されている。

さらに、筐体の背面には、背面パネルにＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔18が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図１に示した側板である左側パネル15には、各々複数の排気孔17が形成されている。また、左側パネル15の背面パネル近傍の隅部には、吸気孔18も形成されている。さらに、図示しない下面パネルにおける正面、背面、左側及び右側パネルの近傍にも、吸気孔あるいは排気孔が複数形成されている。なお、右側パネルや左側パネル15は、上面パネル11と底面パネルが組み合わされて形成されている。

次に、プロジェクタ10のプロジェクタ制御手段について図２のブロック図を用いて述べる。プロジェクタ制御手段は、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等から構成され、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に出力される。

また、表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ25に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力する。

表示駆動部26は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ24から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子51を駆動するものであり、光源ユニット60から射出された光線束を導光光学系を介して表示素子51に照射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、投影側光学系を介して投影面に画像を投影表示する。なお、この投影側光学系の可動レンズ群235は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。

また、画像圧縮伸長部31は、再生モード時にメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを画像変換部23を介して表示エンコーダ24に出力し、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行なう。

制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、制御手段としてのＣＰＵや、各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ、ワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。なお、このＲＯＭは、光源制御情報記憶手段としても機能する。

本体ケースの上面パネル11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部35で受信され、Ｉｒ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に出力される。

なお、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されている。この音声処理部47は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させる。

また、制御部38は、光源制御手段としての光源制御回路41を制御しており、この光源制御回路41は、画像生成時に要求される所定波長帯域光が光源ユニット60から射出されるように、後述する光源ユニット60の励起光源や赤色光源、蛍光ホイールを制御する。

さらに、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43に光源ユニット60等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43にタイマー等によりプロジェクタ本体の電源ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行う。

次に、このプロジェクタ10の内部構造について述べる。図３は、プロジェクタ10の内部構造を示す平面模式図である。プロジェクタ10は、図３に示すように、右側パネル14の近傍に制御回路基板241を備えている。この制御回路基板241は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、プロジェクタ10は、制御回路基板241の側方、つまり、プロジェクタ筐体の略中央部分に光源ユニット60を備えている。

さらに、プロジェクタ10は、光源ユニット60とプロジェクタ筐体の左側パネル15との間に光学系ユニット160を備えている。なお、光源ユニット60や光学系ユニット160の上方、つまり、光源ユニット60や光学系ユニット160と上述した上面パネル11との間には、図示しないがＣＰＵ等を備えた主制御回路基板が配置されている。

光源ユニット60は、プロジェクタ筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル13近傍に配置される励起光源装置70と、この励起光源装置70から射出される光線束の光軸上であって正面パネル12の近傍に配置される蛍光発光装置100と、励起光源装置70と蛍光発光装置100との間に配置される赤色光源装置120と、蛍光発光装置100からの射出光や赤色光源装置120からの射出光の光軸が同一の光軸となるように変換する光源側光学系140と、を備える。

励起光源装置70は、青色レーザ発光器とする複数の励起光源71と、励起光源71からの射出光を平行光に変換するコリメータレンズ73と、コリメータレンズ73を透過した光の光軸を正面パネル12方向に９０度変換する反射ミラー群75と、反射ミラー群75で反射した励起光源71からの射出光を集光する集光レンズと、を備え、励起光源71と右側パネル14との間にはヒートシンク81が配置されている。

そして、励起光源装置70のヒートシンク81と背面パネル13との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261とヒートシンク81によって励起光源71が冷却される。さらに、反射ミラー群75と背面パネル13との間にも冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって反射ミラー群75や集光レンズが冷却される。

蛍光発光装置100は、正面パネル12と平行になるよう、つまり、励起光源装置70から射出され反射ミラー群75で光軸を変換された光線束の光軸と直交するように配置された蛍光ホイール101と、この蛍光ホイール101を回転駆動するホイールモータ110と、蛍光ホイール101から背面パネル13方向に射出される光線束を集光する集光レンズ群と、蛍光ホイール101から正面パネル12方向に射出される光線束を集光する集光レンズと、を備える。

この蛍光ホイール101は、励起光源装置70からの射出光を励起光として緑色波長帯域の蛍光光を射出する緑色蛍光発光領域と、励起光源装置70からの射出光を拡散透過する拡散透過領域と、が周方向に並設されてなる。また、緑色蛍光発光領域における蛍光ホイール101の背面パネル13側の表面は、銀蒸着等によってミラー加工されており、このミラー加工された表面に帯状の緑色蛍光体層が敷設されている。さらに、拡散透過領域における蛍光ホイール101の表面は、サンドブラスト等によって微細凹凸が形成されている。

そして、蛍光ホイール101の緑色蛍光体層に照射された励起光源装置70からの射出光は、緑色蛍光体層における緑色蛍光体を励起し、緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光は、直接背面パネル13側へ、あるいは、蛍光ホイール101の表面で反射した後に背面パネル13側へ射出され、集光レンズ群に入射する。また、蛍光ホイール101の拡散透過領域に照射された励起光源装置70からの射出光は、微細凹凸によって拡散された拡散透過光として集光レンズに入射する。なお、ホイールモータ110と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって蛍光ホイール101が冷却される。

赤色光源装置120は、励起光源71と光軸が平行となるように配置された赤色光源121と、赤色光源121からの射出光を集光する集光レンズ群と、を備える。そして、この赤色光源装置120は、励起光源装置70からの射出光及び蛍光ホイール101から射出される緑色波長帯域光と光軸が交差するように配置されている。また、赤色光源121は、赤色発光ダイオード等の固体発光素子とされている。さらに、赤色光源装置120は、赤色光源121の右側パネル14側に配置されるヒートシンク130を備える。そして、ヒートシンク130と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって赤色光源121が冷却される。

そして、光源側光学系140は、赤色、緑色、青色波長帯域の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせる反射ミラー、ダイクロイックミラー等からなる。具体的には、励起光源装置70から射出される青色波長帯域光及び蛍光ホイール101から射出される緑色波長帯域光と、赤色光源装置120から射出される赤色波長帯域光と、が交差する位置に、青色及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射してこの緑色光の光軸をプロジェクタ筐体の左側面方向に９０度変換するダイクロイックミラーが配置されている。

また、蛍光ホイール101を拡散透過した青色波長帯域光の光軸上には、青色波長帯域光を反射してこの青色光の光軸をプロジェクタ筐体の左側面方向に９０度変換する反射ミラーが配置されている。さらに、この反射ミラーで反射した青色波長帯域光の光軸上であって光学系ユニット160の近傍には、この青色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する反射ミラーが配置されている。

また、赤色及び青色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射するダイクロイックミラーを透過した赤色波長帯域光の光軸及びこの光軸と一致するようにこのダイクロイックミラーにより反射された緑色波長帯域光の光軸と、青色波長帯域光を背面パネル13方向に９０度変換する反射ミラーで反射した青色波長帯域光の光軸と、が交差する位置には、青色波長帯域光を透過し、赤色及び緑色波長帯域光を反射してこれら赤色及び緑色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換するダイクロイックミラーが配置されている。そして、ダイクロイックミラーや反射ミラーの間には、夫々集光レンズが配置され、ライトトンネル175の入射面近傍には、光源光を集光する集光レンズが配置されている。

光学系ユニット160は、励起光源装置70の左側方に位置する照明側ブロック161と、プロジェクタ筐体の背面パネル13と左側面とが交差する位置の近傍に位置する画像生成ブロック165と、光源側光学系140と左側面との間に位置する投影側ブロック168と、の３つのブロックによって略コの字状に構成されている。

この照明側ブロック161は、光源ユニット60から射出された光源光を画像生成ブロック165が備える表示素子51に導光する導光光学系170の一部を備えている。この照明側ブロック161が有する導光光学系170としては、光源ユニット60から射出された光線束を均一な強度分布の光束とするライトトンネル175や、ライトトンネル175から射出された光を集光する第一集光レンズ178、ライトトンネル175から射出された光線束の光軸を画像生成ブロック165方向に変換する反射ミラー181がある。

画像生成ブロック165は、導光光学系170として、反射ミラー181で反射した光源光の拡散角度を抑える第二集光レンズ183と、この第二集光レンズ183を透過した光線束を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー185と、照射ミラー185で反射した光源光を表示素子51方向に屈折させるコンデンサレンズ195と、を備えている。さらに、画像生成ブロック165は、カバーガラス52が表面に配置された表示素子51とするＤＭＤを備え、この表示素子51と背面パネル13との間には表示素子51を冷却するためのヒートシンク190が配置されて、このヒートシンク190によって表示素子51が冷却される。また、表示素子51の正面近傍には、投影側光学系220としてのコンデンサレンズ195が配置されている。なお、コンデンサレンズ195は、導光光学系170として、及び、投影側光学系220として機能する。

投影側ブロック168は、表示素子51で反射されたオン光を投影面に放出する投影側光学系220のレンズ群を有している。この投影側光学系220としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群225と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群235とを備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされ、レンズモータにより可動レンズ群235を移動させることによりズーム調整やフォーカス調整を可能としている。

このようなプロジェクタ10は、光源ユニット60から射出された各色の光線束を導光光学系170によって表示素子51に照射し、表示素子51によってオン光とオフ光に区分けしてオン光が投影側光学系220を介して投影面に投影する構成とされている。しかしながら、従来のプロジェクタ10では、表示素子51で区分けされたオン光のみが投影面に投影される場合には投影画像の品質は高くなるが、オン光以外の光、つまり、迷光が投影面に投影されると投影画像の品質が劣化するという問題点があった。

迷光の中には、表示素子51を保護するカバーガラス52、あるいは、ミラーセル周辺などの表示素子51と平行な面で反射してフラット光となり、このフラット光の中で投影側光学系220に入射される光がある。すなわち、図４に示すように、フラット光の中の一部がオン光の領域と重なるため、このオン光と重なる領域のフラット光が迷光として投影側光学系220に入射される。

そこで、本実施例のプロジェクタ10では、このような迷光となるフラット光を導光光学系170の反射ミラー181にフラット光非反射部を設けることでカットしている。なお、フラット光非反射部とは、光源光の中でフラット光とされ、かつ、このフラット光のうちで投影側光学系220に入射されて迷光を生じさせる光線束を、表示素子51に照射されないようにする部位のことである。以下、フラット光をカットする構成について具体的に述べる。図５は、本実施例のプロジェクタ10における導光光学系170及び投影側光学系220の平面図であり、図６は、導光光学系170の斜視図であり、図７は、フラット光非反射部に関しての説明図である。

本実施例の導光光学系170は、図５及び図６に示すように、導光装置としてのライトトンネル175と、ライトトンネル175の前方に配置される第一集光レンズ178と、第一集光レンズ178の前方に配置されてライトトンネル175を透過した光源光の光軸角度を変更する反射ミラー181と、反射ミラー181で反射した光線束の光軸上に配置される第二集光レンズ183と、第二集光レンズ183の前方に配置されて表示素子51に斜め下方から光源光を照射する照射ミラー185と、照射ミラー185で反射した光源光を表示素子51方向に屈折させるコンデンサレンズ195と、を備える。また、表示素子51の正面には、表示素子51を保護するカバーガラス52が配置されている。なお、図５及び図６においては、第一集光レンズ178や第二集光レンズ183を単レンズとして描いているも、単レンズに限らず複数枚のレンズを組み合わせて形成される集光レンズとしてもよい。

この導光光学系170における反射ミラー181は、ライトトンネル175の前方に配置された第一集光レンズ178の後側焦点位置よりもこの第一集光レンズ178よりに配置されている。つまり、第一集光レンズ178を透過した光線束は、反射ミラー181の位置で限定された範囲に導光され、反射ミラー181で反射された後に第二集光レンズ183の手前の位置に集光（凝縮）される。なお、この反射ミラー181は、ライトトンネル175を透過した光線束の光軸方向を照射ミラー185の方向に変換して反射する。

そして、反射ミラー181は、図７（ａ）に示すように、長方形状のミラーであり、この反射ミラー181の反射面上にはフラット光非反射部を形成するマスク部材182が配置されている。このマスク部材182は、反射ミラー181の外形状と同一の外形状とされ中心を開口とした枠部182aと、この枠部182aにおける所定の角部近傍に形成された直角三角形のマスク部182bと、から構成されている。そして、このマスク部材182は、図７（ｂ）に示すように、反射ミラー181の反射面上において、反射ミラー181の外径に枠部182aの外径を揃えて配置され、マスク部182bがフラット光非反射部として機能する。なお、このマスク部材182は、非反射性を有するりん青銅を用いて形成され、このりん青銅を亜塩素酸ソーダによって黒染めされてなる。

このように反射面上にマスク部材182が配置された反射ミラー181は、図４に示したフラット光とオン光とが重なる領域、つまり、迷光となるフラット光を生成する光源光が照射される位置にマスク部材182のマスク部182bが位置するよう配置されている。すなわち、反射ミラー181は、図５に示した照射ミラー185から離れた位置に位置する辺と、図１に示した上面パネル11の近傍に位置する辺と、でなる角部近傍をフラット光非反射部であるマスク部材182のマスク部182bで迷光となるフラット光を吸収し、迷光が反射されないように配置されている。

そして、このように反射ミラー181の反射面上にマスク部材182を配置することにより、反射ミラー181で反射した光源光は、迷光を生成する成分がカットされた光源光として表示素子51に照射されるため、一般的に多くの単レンズによって構成され、さまざまなパターンの表面反射が繰り返されるために入射してしまった迷光が射出することを完全には防止しにくい投影側光学系220に、フラット光の一部が入射することを防止できる。

本実施例のプロジェクタ10によれば、導光光学系170にフラット光非反射部を形成する構成としているため、表示素子51に照射される前に迷光となるフラット光を生成する光源光の成分をカットでき、彩度やコントラストの高い、高品質な画像を投影できることとなる。

また、本実施例のプロジェクタ10では、反射ミラー181にフラット光非反射部を形成する構成とすることにより、迷光となるフラット光を生成する光源光が照射される領域を容易に特定できることとなる。

そして、本実施例のプロジェクタ10では、ライトトンネル175から主光線が第一集光レンズ178の光軸と平行な光束が射出し、反射ミラー181を第一集光レンズ178の後側焦点位置付近に配置しているため、反射ミラー181に照射される光源光及び表示素子51のカバーガラス52などで反射し、かつ、投影側光学系220から射出するフラット光は、それぞれの断面面積（広がり）が小さく、重なる領域も小さな光線束となるため、フラット光非反射部で光源光をカットしすぎることによって投影画像の輝度が下がることを防止できる。

つまり、反射ミラー181は、第一集光レンズ178と反射ミラー181との空気間隔において、反射ミラー181と第一集光レンズ178の後側焦点位置との距離が、第一集光レンズ178と前記第一集光レンズ178の後側焦点位置との距離よりも短くなるように、又は、前記第二集光レンズ183と反射ミラー181との空気間隔において、反射ミラー181と第一集光レンズ178の後側焦点位置との距離が、第二集光レンズ183と第一集光レンズ178の後側焦点位置との距離よりも短くなるように、配置されている。もちろん重なる領域を最も小さい光線束とするには、反射ミラー181は、第一集光レンズ178の後側焦点位置に配置されることが望ましい。

さらに、フラット光非反射部が反射ミラー181の反射面上に配置されたマスク部材182により形成されているため、従来のプロジェクタ10に用いられていた反射ミラー181に、マスク部材182を取り付ける作業のみで迷光が生じることを防止できるため、製造コストが上がることなく、また、大きな設計変更等を行うことなく本発明の目的を達成できる。

そして、このマスク部材182が、枠部182aと、マスク部182bと、から構成された形状としているため、マスク部材182を反射ミラー181の反射面上に配置するときに、枠部182aの外周縁を反射ミラー181の外周縁に合わせるという単純な作業で実行でき、製造コストを抑えながら本発明の目的を達成できることとなる。

また、マスク部材182が、りん青銅を原材料とし、亜塩素酸ソーダによって黒染めされたものであるため、確実に光の反射を防止できるとともに安価で製造が可能となる。

なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）では、フラット光非反射部を形成するために反射ミラー181の反射面上にマスク部材182を配置した構成としているが、図８（ａ）に示すように、反射ミラー181の角部にフラット光非反射部として直角三角形のマスク281を貼付する構成とすることもできる。このように反射ミラー181にマスク281を貼付する構成とした場合も、迷光を生成する成分がカットされた光源光を表示素子51に照射できるため、同様の効果を得ることができる。

また、図８（ｂ）に示すように、反射ミラー181における迷光を生成する光源光が照射される領域を切断した５角形の反射ミラー181とすることもできる。つまり、フラット光非反射部は、反射ミラー181における切断された領域となる。迷光となるフラット光は反射ミラー181の切断された領域を通過するため反射ミラー181で反射されず、このように切断された領域をフラット光非反射部とした場合も、上述した各実施例と同様に、迷光を生成する成分がカットされた光源光を表示素子51に照射できることとなるため、同様の効果を得ることができる。

さらに、上述した実施例においては、反射ミラー181における迷光となる光が照射される領域にマスク281をかける、あるいは、この領域を切り落とすといった提案を行っているが、反射ミラー181を、迷光となる光は透過し、迷光となる光以外は照射ミラー185に向けて反射する構成とすることによっても同様の効果が得られる。

さらに、導光光学系170を構成する反射ミラー181以外の光学系において、迷光となるフラット光を生成する光源光が照射される領域や、迷光となるフラット光を生成する光源光が透過する領域を特定できる場合には、当該特定された領域にフラット光非反射部を設ける構成とすることもできる。

なお、本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。

10 プロジェクタ 11 上面パネル
12 正面パネル 13 背面パネル
14 右側パネル 15 左側パネル
17 排気孔 18 吸気孔
19 レンズカバー 20 各種端子
21 入出力コネクタ部 22 入出力インターフェース
23 画像変換部 24 表示エンコーダ
25 ビデオＲＡＭ 26 表示駆動部
31 画像圧縮伸長部 32 メモリカード
35 Ｉｒ受信部 36 Ｉｒ処理部
37 キー／インジケータ部 38 制御部
41 光源制御回路 43 冷却ファン駆動制御回路
45 レンズモータ 47 音声処理部
48 スピーカ 51 表示素子
52 カバーガラス 60 光源ユニット
70 励起光源装置 71 励起光源
73 コリメータレンズ 75 反射ミラー群
81 ヒートシンク
100 蛍光発光装置 101 蛍光ホイール
110 ホイールモータ 120 赤色光源装置
121 赤色光源 130 ヒートシンク
140 光源側光学系 160 光学系ユニット
161 照明側ブロック 165 画像生成ブロック
168 投影側ブロック 170 導光光学系
175 ライトトンネル 178 第一集光レンズ
181 反射ミラー 182 マスク部材
182a 枠部 182b マスク部
183 第二集光レンズ 185 照射ミラー
190 ヒートシンク 195 コンデンサレンズ
220 投影側光学系 225 固定レンズ群
235 可動レンズ群 241 制御回路基板
261 冷却ファン 281 マスク

Claims (13)

1. 光源光を射出する光源ユニットと、
   表示素子と、
   前記光源ユニットからの射出光を前記表示素子まで導光する導光光学系と、
   前記表示素子によって生成された画像を投影面に投影する投影側光学系と、
   各部材が収納されるプロジェクタ筐体と、
   前記光源ユニットや表示素子を制御する制御手段と、を有し、
   前記導光光学系は、前記光源ユニットからの射出光を均一な強度の光線束に変換する導光装置と、前記表示素子の正面に対して所定角度をなした方向から光源光を前記表示素子に照射する照射ミラーと、前記導光装置を透過した光線束を前記照射ミラーに導光する集光レンズ及び反射ミラーと、を備え、
   前記投影側光学系に入射される前記光源光のうち、迷光となる光を反射せず、前記迷光となる光以外を反射するよう前記反射ミラーを構成したことを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記導光光学系は、前記導光装置と、該導光装置の前方に配置された第一集光レンズと、該第一集光レンズの前方に配置されて光軸方向を前記照射ミラーに向かって変換する前記反射ミラーと、該反射ミラーによって光軸方向を変換された光源光の光軸上に配置され、前記反射ミラーで反射した光線束の拡散角度を抑えて透過する第二集光レンズと、該第二集光レンズの光軸上に配置されて前記表示素子に対して斜め下方から光源光を照射する前記照射ミラーと、から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記第一集光レンズの後側焦点位置は、該第一集光レンズと前記第二集光レンズとの間に位置することを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記第一集光レンズと前記反射ミラーとの空気間隔において、前記反射ミラーと前記第一集光レンズの後側焦点位置との距離が、前記第一集光レンズと前記第一集光レンズの後側焦点位置との距離よりも短くなるように、又は、前記第二集光レンズと前記反射ミラーとの空気間隔において、前記反射ミラーと前記第一集光レンズの後側焦点位置との距離が、前記第二集光レンズと前記第一集光レンズの後側焦点位置との距離よりも短くなるように、前記反射ミラーは配置されていることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
5. 前記反射ミラーは、前記第一集光レンズの後側焦点位置近傍に配置されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のプロジェクタ。
6. 前記反射ミラーは、前記第一集光レンズの後側焦点位置に配置されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のプロジェクタ。
7. 前記反射ミラーは、前記表示素子のカバーガラスや前記表示素子のミラーセル周辺の前記表示素子と平行な面で反射してフラット光となり、かつ、前記投影側光学系に迷光として入射することとなる前記光源光が照射される領域に、フラット光非反射部を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
8. 前記フラット光非反射部は、前記反射ミラーの反射面上に配置されたマスク部材により形成されていることを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
9. 前記反射ミラーは長方形状のミラーであって、
   前記マスク部材は、前記反射ミラーと同一の外形状とされ中心を開口とされた枠部と、該枠部における前記照射ミラーから離れた位置に位置する辺と、前記プロジェクタ筐体の上面パネル近傍に位置する辺と、で構成される角部近傍に配置された直角三角形のマスク部と、から構成されることを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
10. 前記マスク部材は、りん青銅を原材料として形成され、亜塩素酸ソーダによって黒染めされていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のプロジェクタ。
11. 前記反射ミラーは長方形状のミラーであって、
    前記フラット光非反射部は、前記反射ミラーの反射面における前記照射ミラーから離れた位置に位置する辺と、前記プロジェクタ筐体の上面パネル近傍に位置する辺と、で構成される角部近傍に貼付された直角三角形のマスクにより形成されていることを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
12. 前記フラット光非反射部は、長方形状の反射ミラーにおける前記照射ミラーから離れた位置に位置する辺と、前記プロジェクタ筐体の上面パネル近傍に位置する辺と、で構成される角部近傍を切断して形成されることを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
13. 前記反射ミラーは、前記導光装置に入射される前記光源光のうち、前記迷光となる光を前記導光装置から射出される方向へそのまま透過させ、前記迷光となる光以外を前記照射ミラーへ反射することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のプロジェクタ。

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