JP2015146007A - Optical unit, projector, and supporting method of rod integrator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学ユニット、プロジェクタ、および、ロッドインテグレータの支持方法に関する。 The present invention relates to an optical unit, a projector, and a method for supporting a rod integrator.
画像を投写する投写型表示装置などにおいては、光源からの光の照度分布は均一でないため、投写エリア内の照度分布が均一にならず、投写した画像の画質が劣化することがある。そのため、一般に、投写型表示装置などにおいては、ロッドインテグレータなどの導光素子が用いられ、光源からの光の照度分布を均一化した光を用いて画像が投写される。このようなロッドインテグレータにおいては、入射した光は、その側面で複数回全反射することにより、照度分布が均一化され、出射面から出射する。 In a projection display device or the like that projects an image, the illuminance distribution of light from the light source is not uniform, so the illuminance distribution in the projection area is not uniform, and the image quality of the projected image may deteriorate. Therefore, generally, in a projection display device or the like, a light guide element such as a rod integrator is used, and an image is projected using light with a uniform illuminance distribution of light from a light source. In such a rod integrator, incident light is totally reflected on its side surface a plurality of times, whereby the illuminance distribution is made uniform and is emitted from the emission surface.
上述したようなロッドインテグレータを固定する方法の1つとして、ロッドインテグレータの入出射面となる端部を固定部材で固定する方法がある。しかしながら、固定部材によっては光を透過しないため、ロッドインテグレータの入出射面において固定部材に対応する箇所が暗くなり、投写エリア内の照度分布が均一にならないことがある。固定部材として透過率が高いガラス板などを用いることにより、固定箇所における照度低下を抑制することができるが、ロッドインテグレータと固定部材とが密着していない場合には、投写画像において干渉によるむらや照度の偏りが発生し、画像が適切に投写されない。 As one of the methods for fixing the rod integrator as described above, there is a method of fixing an end portion serving as an entrance / exit surface of the rod integrator with a fixing member. However, since the fixing member does not transmit light, the portion corresponding to the fixing member on the entrance / exit surface of the rod integrator becomes dark, and the illuminance distribution in the projection area may not be uniform. By using a glass plate having a high transmittance as the fixing member, it is possible to suppress a decrease in illuminance at the fixing point, but when the rod integrator and the fixing member are not in close contact, unevenness due to interference in the projected image Illuminance is uneven and the image is not projected properly.
そのため、特許文献1(特開2010−176055号公報)には、1組の平行な側面(平行面)を有するテーパロッドインテグレータを、その平行面において、接着、および、押圧を行うことにより、固定する技術が開示されている。特許文献1には、テーパー面と比較して光の反射回数が少ない平行面にて接着を行うことにより、ロッドインテグレータ側面の接着箇所における光の透過量を低減し、ロッドインテグレータにおける光量の低下を抑制することができる旨が記載されている。 Therefore, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-176055), a taper rod integrator having a pair of parallel side surfaces (parallel surfaces) is fixed by bonding and pressing on the parallel surfaces. Techniques to do this are disclosed. In Patent Document 1, bonding is performed on a parallel surface where the number of reflections of light is smaller than that of a tapered surface, thereby reducing the amount of light transmitted at the bonding point on the side of the rod integrator and reducing the amount of light in the rod integrator. It is described that it can be suppressed.
ロッドインテグレータは、その特性上各面の状況がその性能に大きな影響を与える。 The characteristics of each surface of the rod integrator have a great influence on the performance.
ロッドインテグレータの側面を保持して固定する場合には、固定に用いる保持面の部分でロッドインテグレータ内部を透過する光が全反射せず、光量低下の原因となる。このことは特許文献1に記載の発明のように、反射回数を低減させた場合でも発生する。また、接着剤を用いてロッドインテグレータを固定する場合には、さらに、ガスの発生も懸念され、それによりますます光量低下が発生することもある。 When the side surface of the rod integrator is held and fixed, the light transmitted through the inside of the rod integrator is not totally reflected at the portion of the holding surface used for fixing, which causes a decrease in the light amount. This occurs even when the number of reflections is reduced as in the invention described in Patent Document 1. Further, when the rod integrator is fixed using an adhesive, there is a further concern about the generation of gas, which may further reduce the light intensity.
ロッドインテグレータの側面を押圧して固定する場合には、例えば、テーパー面が押圧されると、軸方向にも力が働き、ずれが発生するおそれがある。 In the case where the side surface of the rod integrator is pressed and fixed, for example, when the tapered surface is pressed, a force also acts in the axial direction, which may cause a shift.
本発明の目的は、光量の低下を抑制しながら、ロッドインテグレータを固定することが可能な光学ユニット、プロジェクタ、および、ロッドインテグレータの支持方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical unit, a projector, and a rod integrator support method capable of fixing a rod integrator while suppressing a decrease in light amount.
上記目的を達成するために本発明の光学ユニットは、
ロッドインテグレータと、
前記ロッドインテグレータを線接触にて支持する支持部材と、
前記支持部材が前記ロッドインテグレータを支持している箇所に向けて、前記ロッドインテグレータを点接触にて押圧する押圧部材と、を有する。
In order to achieve the above object, the optical unit of the present invention comprises:
A rod integrator,
A support member for supporting the rod integrator by line contact;
A pressing member that presses the rod integrator in a point contact toward a portion where the support member supports the rod integrator.
上記目的を達成するために本発明のプロジェクタは、
上記の光学ユニットと、
前記光学ユニットに向かって光を出射する光源と、
前記光学ユニットから出射される光を、映像信号に応じて変調する光変調素子と、
前記変調された光を投写する投写部と、を有する。
In order to achieve the above object, the projector of the present invention provides:
The above optical unit;
A light source that emits light toward the optical unit;
A light modulation element that modulates light emitted from the optical unit according to a video signal;
A projection unit that projects the modulated light.
上記目的を達成するために本発明のロッドインテグレータの支持方法は、
支持部材により、ロッドインテグレータを線接触にて支持するステップと、
押圧部材により、前記支持部材が前記ロッドインテグレータを支持している箇所に向けて、前記ロッドインテグレータを点接触にて押圧するステップと、を有する。
In order to achieve the above object, the rod integrator support method of the present invention comprises:
A step of supporting the rod integrator in line contact with the support member;
Pressing the rod integrator with a point contact toward a location where the support member supports the rod integrator by a pressing member.
本発明によれば、光量の低下を抑制しながら、ロッドインテグレータを固定することができる。 According to the present invention, it is possible to fix the rod integrator while suppressing a decrease in the amount of light.
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated with reference to drawings.
図1は、本発明による光学ユニットの一実施形態の概略構成を示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an embodiment of an optical unit according to the present invention.
光学ユニット100は、台座110、ロッドインテグレータ120、押圧部材131,132を有する。
The
台座110は、開口部を備える支持部材111,112を有する。また、支持部材111は、支持部材112とは反対の方向に面する一面111Aを有する。
The
ロッドインテグレータ120は、例えば、BK7などのガラスのロッドなどの、断面が四角形である柱状の光学部材であり、支持部材111,112の開口部を通るように配置されている。なお、ロッドインテグレータ120は、支持部材111が支持している側から、支持部材112が支持している側に向かって光を導き、その光を導く方向に断面が小さくなるテーパー状であるものとする。
The
押圧部材131,132は、板バネなどの弾性体であり、ロッドインテグレータ120の各側面と平行な面と、各側面に対して傾斜した傾斜面とからなり、ロッドインテグレータ120をまたぐように設けられている。また、押圧部材131,132は傾斜面に爪部(図1において不図示)を有し、爪部がロッドインテグレータ120を押圧する。
The pressing
なお、以下では、ロッドインテグレータ120が光を導く方向をx軸方向、x軸方向および各構成要素の積層方向と交差する方向をy軸方向、各構成要素の積層方向をz軸方向として説明する。
In the following description, the direction in which the
なお、支持部材111,112、および、押圧部材131,132は、それぞれ、サイズが異なるが、構成および機能は同じである。そのため、以下において、支持部材111、および、押圧部材131についてのみ説明し、支持部材112、および、押圧部材132についての説明は省略する。
The
次に、図2を用いて、ロッドインテグレータ120の詳細な構成について説明する。
Next, a detailed configuration of the
図2は、図1に示すロッドインテグレータ120の構成を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the
ロッドインテグレータ120は、入射面201、および、出射面202と、4つの側面203〜206とを有する。また、側面203と側面204とが交わる箇所に稜線207が設けられている。
The
次に、図3、4を用いて、支持部材111について詳細に説明する。
Next, the
図3は、図1中の台座110の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the
支持部材111の一面111Aと、支持部材111の開口部のz軸の負の方向側の内面とが交わる箇所に、稜線301が設けられている。また、支持部材111の一面111Aと、支持部材111の開口部のy軸の負の方向側の内面とが交わる箇所に、稜線302が設けられている。
A
図4は、図1に示す、支持部材111近傍の、A−A’線のx軸方向に沿った断面を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a cross section along the x-axis direction of the A-A ′ line in the vicinity of the
支持部材111は、稜線301にてロッドインテグレータ120の側面205と線接触することにより、ロッドインテグレータ120を支持する。また、図4に示されてはいないが、支持部材111は、稜線302にてロッドインテグレータ120の側面206と線接触する。このように、支持部材111は、2つの側面205および側面206のそれぞれに線接触する。なお、2つの側面205と側面206は、ロッドインテグレータ120の側面203〜206のうち、互いに隣り合う側面である。
The
次に、図1,5,6を用いて、押圧部材131について詳細に説明する。
Next, the pressing
図5は、図1中の押圧部材131の構成を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the
押圧部材131は、z軸方向に延在する面のそれぞれ、および、傾斜面に、x軸方向に突出する突出部501〜503を有する。突出部501〜503は、x軸方向に突出する長さが同じであり、それらの先端は同一平面に存在するものとする。また、突出部503の先端に爪部504が設けられており、爪部504は稜線505を有する。
The pressing
ここで、図1を参照すると、押圧部材131は、突出部501、502が支持部材111の一面111Aと接触するように台座110に取り付けられている。このように取り付けられることにより、支持部材111の稜線301,302と、押圧部材131の爪部504の稜線505とは同一平面に存在することになる。
Here, referring to FIG. 1, the pressing
図6は、図1に示す光学ユニットにおける、爪部504とロッドインテグレータ120とを示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing the
爪部504の稜線505は、ロッドインテグレータ120の稜線207と交差するように点接触する。したがって、押圧部材131がロッドインテグレータ120を押圧する力は点接触する部分に集中するため、爪部504はロッドインテグレータ120に食い込む。このように、押圧部材131は、支持部材111がロッドインテグレータ120を支持している箇所に向けて、ロッドインテグレータ120を点接触にて押圧する。
The
押圧部材131の押圧力が大きい場合には、食い込みが大きくなり、ロッドインテグレータ120が破壊されるおそれがある。そのため、押圧部材131は、爪部504のロッドインテグレータ120への食い込みが必要最小限となるように、設計される必要がある。
When the pressing force of the
このように、本実施形態の光学ユニット100は、ロッドインテグレータ120と、ロッドインテグレータ120を線接触にて支持する支持部材111と、ロッドインテグレータ120を点接触にて押圧する押圧部材131と、を有する。
As described above, the
ロッドインテグレータ120は、支持部材111および押圧部材131と線接触および点接触することで固定される。また、接着部材を使用していないためロッドインテグレータ120の側面には接着部分がない。したがって、ロッドインテグレータ120の側面において屈折率の変化は概ね発生しないため、ロッドインテグレータ120内を透過する光が全反射しないことによる光量の低下を抑制することができる。
The
また、接着部材を使用していないため、ガスが発生するおそれがなく、光量の低下を抑制することができる。 In addition, since no adhesive member is used, there is no risk of gas generation, and a reduction in the amount of light can be suppressed.
また、押圧部材131の爪部504が稜線207と点接触し、押圧部材131の押圧力はその点接触する部分に集中するため、爪部504はロッドインテグレータ120に食い込む。したがって、爪部504がロッドインテグレータ120の移動を抑制するため、軸方向(x軸方向)のずれが発生しにくい。
Further, the
また、ロッドインテグレータ120における、支持部材111が線接触する箇所と、爪部404が点接触する箇所とは同一平面に存在する。したがって、押圧部材131からロッドインテグレータ120への押圧力の作用方向と、ロッドインテグレータ120が支持部材111に押し付けられることにより発生する支持部材111からロッドインテグレータ120への反力の作用方向とは、ロッドインテグレータ120の軸方向と交差する同一平面に存在することになる。一方、テーパー面を面接触にて押圧する場合には、押圧部材からの押圧力および支持部材からの反力の作用方向が同一平面に存在しないことがある。そのため、ロッドインテグレータ120には軸方向に力が作用しないため、テーパー面を面接触にて押圧する場合と比較して、軸方向のずれが発生しにくい。
Further, in the
なお、本実施形態においては、ロッドインテグレータ120は、支持部材111と線接触し、押圧部材131と点接触する例を用いて説明したが、これに限られない。ロッドインテグレータ120は支持部材111および押圧部材131と4つの点にて接触し保持されることにより、その軸方向が決定される。そのため、変形例として、支持部材111をロッドインテグレータ120と3つの点にて接触するように設けてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、ロッドインテグレータ120がテーパー状である例を用いて説明したが、これに限られない。ロッドインテグレータ120は断面の大きさが一定であってもよい。このような場合には、支持部材111の開口部を、その内面がロッドインテグレータ120の側面と平行とならないように形成することにより、支持部材111はロッドインテグレータ120を線接触にて支持することができるため、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、ロッドインテグレータ120の断面が四角形である例を用いて説明したが、これに限られない。ロッドインテグレータ120の断面は、四角形以外の多角形であってもよい。
In the present embodiment, the example in which the
100 光学ユニット
110 台座
111,112 支持部材
120 ロッドインテグレータ
131,132 押圧部材
201 入射面
202 出射面
203,204,205,206 側面
207,301,302,505 稜線
501,502,503 突起部
504 爪部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ロッドインテグレータを線接触にて支持する支持部材と、
前記支持部材が前記ロッドインテグレータを支持している箇所に向けて、前記ロッドインテグレータを点接触にて押圧する押圧部材と、を有する、光学ユニット。 A rod integrator,
A support member for supporting the rod integrator by line contact;
An optical unit, comprising: a pressing member that presses the rod integrator by point contact toward a place where the support member supports the rod integrator.
前記支持部材は、前記ロッドインテグレータの2つの側面のそれぞれに線接触することを特徴とする光学ユニット。 The optical unit according to claim 1,
The optical unit according to claim 1, wherein the support member is in line contact with each of two side surfaces of the rod integrator.
前記ロッドインテグレータにおける、前記支持部材が支持する箇所と、前記押圧部材が押圧する箇所とは、同一平面に存在することを特徴とする、光学ユニット。 The optical unit according to claim 1 or 2,
In the rod integrator, the portion supported by the support member and the portion pressed by the pressing member are present in the same plane.
前記押圧部材は、爪部を有し、
前記爪部は、前記ロッドインテグレータの稜線と交差するように接触することを特徴とする光学ユニット。 The optical unit according to any one of claims 1 to 3,
The pressing member has a claw portion,
The optical unit according to claim 1, wherein the claw portion is in contact with the ridgeline of the rod integrator.
前記押圧部材は、それぞれの先端が同一平面にある複数の突出部を有し、
前記爪部は、前記突出部のいずれかの先端に設けられることを特徴とする光学ユニット。 The optical unit according to claim 4,
The pressing member has a plurality of protrusions whose respective tips are in the same plane,
The optical unit according to claim 1, wherein the claw portion is provided at one end of the protruding portion.
前記ロッドインテグレータは、テーパー状であることを特徴とする、光学ユニット。 The optical unit according to any one of claims 1 to 5,
2. The optical unit according to claim 1, wherein the rod integrator has a tapered shape.
前記支持部材、および、前記押圧部材は、それぞれ、複数あることを特徴とする、光学ユニット。 The optical unit according to any one of claims 1 to 6,
Each of the support member and the pressing member includes a plurality of optical units.
前記光学ユニットに向かって光を出射する光源と、
前記光学ユニットから出射される光を、映像信号に応じて変調する光変調素子と、
前記変調された光を投写する投写部と、を有するプロジェクタ。 The optical unit according to any one of claims 1 to 7,
A light source that emits light toward the optical unit;
A light modulation element that modulates light emitted from the optical unit according to a video signal;
And a projection unit that projects the modulated light.
押圧部材により、前記支持部材が前記ロッドインテグレータを支持している箇所に向けて、前記ロッドインテグレータを点接触にて押圧するステップと、を有するロッドインテグレータの支持方法。 A step of supporting the rod integrator in line contact with the support member;
A method of supporting a rod integrator, comprising: pressing the rod integrator by point contact toward a position where the supporting member supports the rod integrator by a pressing member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014019581A JP2015146007A (en) | 2014-02-04 | 2014-02-04 | Optical unit, projector, and supporting method of rod integrator |
Applications Claiming Priority (1)
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JP (1) | JP2015146007A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018042561A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | Necディスプレイソリューションズ株式会社 | Rod integrator holding device and projector |
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2014
- 2014-02-04 JP JP2014019581A patent/JP2015146007A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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