JP2015055783A - ライトトンネル、画像投射装置、及び調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ライトトンネルの位置調整を容易に行うことができるようにする。
【解決手段】複数の光を反射する板状部材６ａを組み合わせて構成されたライトトンネルであって、ライトトンネルを保持するカバー部６ｂと、カバー部６ｂに設けられ、板状部材６ａの端面を押さえるツメ部６ｃと、を備え、ツメ部６ｃは、端部の位置が、板状部材６ａの内側の位置と一致するように設けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、ライトトンネル、画像投射装置、及び調整方法に関する。

従来より、パソコンやビデオカメラ等からの画像データをもとに、光源から出射される光を用いて画像形成部において投影用の画像を生成し、生成した画像をスクリーンなどの被照射面に照射して表示する画像投射装置が知られている。画像投射装置においては、大画面に画像を投影できること、及び画像投射装置と、被照射面との間の距離を可能な限り短くできることが望まれており、短投影距離に対応した画像投射装置が開示されている。

画像投射装置には、光源から照射された光が、画像形成素子へと至るまでの経路にはライトトンネルが設けられている。ライトトンネルは光源からの光の照度分布を均一化する。ライトトンネルは、光を反射するガラスを中空となるようボックス状に組み合わせることで構成されており、ライトトンネル内の中空の空間を反射しながら光が進行していく。ライトトンネルの画像形成素子への照明位置調整においては、照明光は画像形成素子によって規定される有効表示領域外の照明幅が均一になるように調整することが望ましいが、有効表示領域外の照明領域が直接視認できないため、調整ネジの回転角度を規定するなどして間接的な照明位置確認での調整方法が既に知られている。

しかしながら、今までのプロジェクタのライトトンネルの照明位置調整において、直接照明領域の全体が視認できていないので、画像形成素子に対する照明位置がずれてしまい、照明ムラ、照明ケラレが発生するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ライトトンネルの位置調整をする際に、位置調整を容易にすることのできるライトトンネル、画像投射装置、及び調整方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の光を反射する板状部材を組み合わせて構成されたライトトンネルであって、前記ライトトンネルを保持するカバー部と、前記カバー部に設けられ、前記板状部材の端面を押さえるツメ部と、を備え、前記ツメ部は、前記ツメ部は、端部の位置が、前記板状部材の内側の位置と一致するように設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ライトトンネルの位置調整をする際に、直接照明領域の全体を視認することができるようにして、位置調整を容易にすることができるという効果を奏する。

図１は、実施形態のプロジェクタの斜視図である。 図２は、実施形態のプロジェクタの側面図である。 図３は、実施形態の光学装置、及び光源装置を示す内部断面図である。 図４は、実施形態の画像形成部と照明領域の位置関係を説明する図である。 図５は、実施形態のライトトンネルの構成を示す正面図である。 図６は、実施形態のライトトンネルを通じた照射領域の概要を示す図である。 図７は、実施形態のライトトンネルの変形例の構成を示す正面図である。 図８は、実施形態のライトトンネルの変形例の構成を示す正面図である。

以下、本発明が適用される画像投射装置としてのプロジェクタの実施形態について説明する。図１はプロジェクタ１の斜視図、図２は、プロジェクタ１の側面図である。なお、図２ではプロジェクタ１の照射レンズ１０から発した照射光が被照射面であるスクリーン２に照射されている状態が示されている。

また、図３は、配置された光学装置３、及び光源装置４の断面図である。

図３に示されるように、光学装置３は、照明機構３ａ、及び照射機構３ｂを備える。光学装置３は、カラーホイール５、ライトトンネル６、リレーレンズ７、平面ミラー８、凹面ミラー９を備えている。また、光学装置３には、ＤＭＤ素子によって形成された画像形成部１１が設けられている。

円盤状のカラーホイール５は、光源装置４からの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ライトトンネル６に向けて出射する。ライトトンネル６は、板ガスを張り合わせて筒状に構成されており、カラーホイール５から出射された光をリレーレンズ７へと導出する。リレーレンズ７は、二枚のレンズを組み合わせて構成されており、ライトトンネル６から出射される光の軸上色収差を補正しつつ集光する。平面ミラー８、及び凹面ミラー９は、リレーレンズ７により出射される光を反射して、画像形成部１１へと案内して、集光させる。画像形成部１１は、複数のマイクロミラーからなる矩形状のミラー面を有し、映像や画像の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、所定の画像データを形成するように照射光を加工して反射するＤＭＤ素子（画像形成素子）を備えている。

また、光源装置４は、高圧水銀ランプを光源として備えている。光源装置４は光学装置３の照明機構３ａに向けて白色光を照射する。照明機構３ａ内においては、光源装置４から照射された白色光がＲＧＢに分光され、画像形成部１１へと導出される。そして、画像形成部１１は、変調信号に応じて画像形成を行い、照射機構３ｂが形成された画像を拡大照射する。

また、図３で示される画像形成部１１の図中手前側となる鉛直方向上方には、画像形成部１１に入射した光のうち、照射光としては使用しない不要な光を受光するＯＦＦ光板が設けられている。画像形成部１１に光が入射すると、ＤＭＤ素子の働きにより時分割で映像データに基づいて複数のマイクロミラーが作動し、このマイクロミラーによって使用する光は照射レンズ１０へと反射され、捨てる光はＯＦＦ光板へと反射される。画像形成部１１では、照射画像に使用する光は照射機構３ｂへと反射され、複数の照射レンズ１０を通って拡大され、拡大された映像光が照射される。

図４（ａ）に示されるように、ライトトンネル６の位置によって決定される開口照明領域５０ｂ内に、画像形成部１１が位置する必要がある。ライトトンネル６は、光源装置４からの光を均一化して、画像形成部１１へと導くものである。ライトトンネル６によって規定される開口照明領域５０ｂのサイズが画像形成部１１と比較して、十分に大きければ位置調整をすることなく、開口照明領域５０ｂ内に画像形成部１１が位置するように配置することは容易である。しかしながらその場合、明るさが相対的に低下してしまう。したがって、ライトトンネル６は、図４におけるＸ方向（装置本体内における上下方向）、及びＹ方向（装置本体内における左右方向）の位置を調整することにより、適切な照明エリア２００の位置を決定することができるように構成されている。なお、位置調整にあたっては、ライトトンネル６が図示しない弾性部材によって支持されており、弾性部材と反対側から位置調整用のネジなどを操作することによって、位置の調整が行われる。ここで、例えば図４（ｂ）や、図４（ｃ）のように、左右にずれると、照明のムラなどの要因になってしまう。

図５は、ライトトンネル６の詳細な構成を示したライトトンネル６を正面から見た図である。ライトトンネル６は、４つの板状部材であるミラー部６ａと、カバー部６ｂとを備えている。ミラー部６ａは、内面側が照射光を反射するように加工がなされている。カバー部６ｂは、ミラー部６ａのｘ、ｙ軸方向を固定するために板金等でライトトンネル６の周囲を覆ってライトトンネル６を保持している。また、カバー部６ｂは、ミラー部６ａをｚ軸方向を固定するためにミラー部６ａの端面を押さえるツメ部６ｃを備えている。ツメ部６ｃは、４つのミラー部６ｂそれぞれを個別に押さえるべく４つ設けられている。

図６は、このライトトンネル６を通じて投影された照明領域の概要を示す図である。図６に示されるように、照明領域としては、破線で囲まれた画像形成素子に相当する画像形成素子照射領域５０ａ、ライトトンネル６の内側の大きさに相当し、画像形成素子照射領域５０ａとの間の差分の領域である、開口照明領域５０ｂ、及びライトトンネル６の端面に相当し、迷光がうつりこむ迷光領域５０ｃとを含んでいる。画像形成素子照射領域５０ａは、照射光が画像形成素子を透過した領域である。本実施形態では、ライトトンネル６の位置調整用の画像を投影する際には、暗い画像例えば、グレー系や黒色の画像が投影される。

また、迷光領域５０ｃには、上述したツメ部６ｃによって遮られて光が映りこまない非投影領域５０ｄが含まれている。通常、開口照明領域５０ｂは僅かながら反射があるが、照明位置調整をする際に白色系の明るい画像を投影するため、開口照明領域５０ｂ外のマージン部分は、明るい投射画像に飽和して直接視認することはできない。

また、迷光領域５０ｃにあっては、ミラー端面からの透過光は微量である。そこで、本実施形態では位置を把握しやすいようにツメ部６ｃの位置に工夫がなされている。すなわち、ツメ部６ｃの位置をライトトンネル６の開口寸法、すなわちミラー部６ａの内側に合わせる。このとき、ミラー端面を抜けてくる透過光は押さえツメ部６ｃによりライトトンネル開口幅分が影になる。つまり、画像形成素子照射領域５０ａに対するマージン位置である開口照明領域５０ｂがミラー端面透過光によって明確に視認できることになる。

すなわち、ライトトンネル６の位置あわせにあっては、まずライトトンネル６を仮の位置に設けた状態で、白系の位置調整用の画像データを投影する。画像データが投影されると、開口照明領域５０ｂと、迷光領域５０ｃとの境界が、非投影領域５０ｄの位置によって視認することができるようになる。そして、画像形成素子照射領域５０ａと、開口照明領域５０ｂとの位置を確認しながら、図中のａ＝ｂ、ｃ＝ｄとなる位置にライトトンネル６の位置を調整することで、画像形成素子照射領域５０ａにバランス良く光を照明することができるようになり、位置調整を容易にできるようになる。

（変形例）
次に、本実施形態の変形例について説明する。図７、図８はそれぞれライトトンネルの変形例を示している。図７では、ツメ部６ｃの中央部分に切り欠けが形成されている。この場合、非投影領域５０ｄの中央部分にも、影ではなく迷光が投影される領域が存在するため、ライトトンネルの位置あわせの際に、左右上下のマージンの幅だけでなく、中央の位置も目印として、見ることができるため、位置調整をより行いやすくすることができるようになる。

また、図８では、ツメ部６ｃの長さを、ライトトンネル６の開口の大きさ、すなわちミラー部６ａの内側に合わせるのではなく、画像形成素子の大きさとあわせて、画像形成素子照射領域５０ａの端部と一致するようにしている。この場合、ライトトンネル６の位置あわせでは、マージンを基準にするのではなく、最も明るく投影されている画像形成素子照射領域５０ａが非投影領域５０ｄとそろうようにライトトンネルの位置調整を行えばよい。

１ プロジェクタ
２ スクリーン
３ 光学装置
３ａ 照明機構
３ｂ 照射機構
４ 光源装置
５ カラーホイール
６ ライトトンネル
７ リレーレンズ
８ 平面ミラー
９ 凹面ミラー
１０ 照射レンズ
１１ 画像形成部

特開２００６−９１０４５号公報

Claims (5)

1. 複数の光を反射する板状部材を組み合わせて構成されたライトトンネルであって、
   前記ライトトンネルを保持するカバー部と、
   前記カバー部に設けられ、前記板状部材の端面を押さえるツメ部と、
   を備え、
   前記ツメ部は、端部の位置が、前記板状部材の内側の位置と一致するように設けられている
   ことを特徴とするライトトンネル。
2. 複数の光を反射する板状部材を組み合わせて構成されたライトトンネルであって、
   前記ライトトンネルを保持するカバー部と、
   前記カバー部に設けられ、前記板状部材の端面を押さえるツメ部と、
   を備え、
   前記ツメ部は、端部の位置が画像形成素子を経由する照射光が通過する領域の端部の位置と一致するように設けられている
   ことを特徴とするライトトンネル。
3. 前記ツメ部の中央には切り欠けが設けられている
   ことを特徴とする請求項１、又は２に記載のライトトンネル。
4. 光を照射する光源装置と、
   光源装置から照射された光を均一化して、画像形成素子へと導く複数の板状部材を組み合わせて構成されたライトトンネルと、
   前記ライトトンネルを通過した光が導かれ、画像を形成する画像形成素子と、
   を備えた画像投射装置であって、
   前記ライトトンネルは、
   前記ライトトンネルを保持するカバー部と、
   前記カバー部に設けられ、前記板状部材の端面を押さえるツメ部と、
   を備え、
   前記ツメ部は、端部の位置が前記板状部材の内側の位置と一致するように設けられている
   ことを特徴とする画像投射装置。
5. 複数の光を反射する板状部材を組み合わせて構成されたライトトンネルの調整方法であって、
   前記ライトトンネルは、
   前記ライトトンネルを保持するカバー部と、
   前記カバー部に前記板状部材の内側と一致する位置に端部がくるように設けられ、前記板状部材の端面を押さえるツメ部と、
   を備え、
   位置調整用の画像データを照射する照射ステップと、
   照射された前記画像データにおいて、前記ツメ部によって生じる影の端部と、画像形成素子を透過した照射光の端部との端部との間隔が、左右、及び上下方向において一致するように前記ライトトンネルの位置を調整する調整ステップと、
   を含むことを特徴とする調整方法。

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