JP2017044855A - 光学エンジン及び画像投影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】映像光により鏡胴が熱くなるのを抑えることができる光学エンジンを提供する。【解決手段】光学エンジン100は、光源からの光により画像生成ユニットで生成された映像光を透過させて出射する複数の投影レンズ及び複数の投影レンズを保持する鏡胴412を備える。さらに、この光学エンジン100には、鏡胴412の金属部分である固定部412cを外気Cに接触させる通気部である隙間Sが設けられている。【選択図】図10
Description
本発明は、光学エンジン及び画像投影装置に関する。
従来、光源からの光を用いて、パーソナルコンピュータやビデオカメラ等からの画像データに基づく映像光を生成し、生成した映像光をスクリーン等の投影面に投影する画像投影装置が使用されている。
この画像投影装置として、例えば、特許文献1に開示されている画像投影装置が知られている。特許文献1の画像投影装置は、光源からの光を用いて画像生成ユニットにより映像光を生成して当該映像光を投影面に投影する光学エンジンを備えている。
また光学エンジンの内部には、画像生成ユニットで生成された映像光を透過させて出射する複数の投影レンズ及び複数の投影レンズを保持する鏡胴が配置されている。
しかしながら特許文献1の光学エンジンでは、映像光が複数の投影レンズを透過する際に鏡胴に当たると映像光の熱により鏡胴が熱くなる。そのため、鏡胴が熱膨張して各投影レンズの位置がずれてしまい、映像光の鮮明度等の品質が低下してしまう。
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、映像光により鏡胴が熱くなるのを抑えることができる光学エンジンを提供することを目的とする。
本発明の光学エンジンは、光源からの光により画像生成ユニットで生成された映像光を透過させて出射する複数の投影レンズ及び前記複数の投影レンズを保持する鏡胴が内部に配置されている光学エンジンであって、前記光学エンジンには、前記鏡胴の金属部分を外気に接触させる通気部が設けられていることを特徴とする。
本発明の光学エンジンによれば、映像光により鏡胴が熱くなるのを抑えることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る画像投影装置1の使用時の斜視図である。この画像投影装置1は、光源からの光を用いて、パーソナルコンピュータやビデオカメラ等からの画像データに基づく映像光Lcを生成し、生成した映像光Lcを前方に配置されたスクリーン等の投影面101に投影するものである。
最初に、画像投影装置1の基本的な構成を説明する。この画像投影装置1は、外装カバー3と、外装カバー3の内部に設けられる画像投影装置本体2と、画像投影装置本体2に取り付けられた電源基板ユニットとを備えている。
図2は、図1の画像投影装置1から外装カバー3を外し、電源基板ユニットを取り外した画像投影装置本体2の斜視図である。図2に示すように画像投影装置本体2は、光源ユニット10と、光源ユニット10からの光を用いて画像データに基づく映像光Lcを生成し、生成した映像光Lcを投影面101に投影する光学エンジン100とを備えている。
光学エンジン100は、光源ユニット10からの光を受ける照明ユニット20と、照明ユニット20からの光を受けて映像光を生成する画像生成ユニット30とを備えている。さらに光学エンジン100は、画像生成ユニット30で生成された映像光を投影面に投影する投影光学系ユニット40を備えている。
次に、各ユニットの構成について説明する。
<光源ユニット10>
光源ユニット10は、光源11と、光源11を保持するホルダ12と、ホルダ12内に保持されたリフレクタと、光源11及びホルダ12を支持する光源ブラケット13とを備えている。光源11としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等が使用される。
光源ユニット10は、光源11と、光源11を保持するホルダ12と、ホルダ12内に保持されたリフレクタと、光源11及びホルダ12を支持する光源ブラケット13とを備えている。光源11としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等が使用される。
この光源ユニット10は、光源11から出射された光をリフレクタで集めて照明ユニット20に到達させるように構成されている。
<照明ユニット20>
照明ユニット20は、光源ブラケット13に隣接して配置された照明ブラケット26と、照明ブラケット26に保持される光学素子群とを備えている。
照明ユニット20は、光源ブラケット13に隣接して配置された照明ブラケット26と、照明ブラケット26に保持される光学素子群とを備えている。
図3は、照明ユニット20の光学素子群と画像生成ユニット30の斜視図である。図3に示すように照明ユニット20の光学素子群は、カラーホイール21、ライトトンネル22、2枚のリレーレンズ23、シリンダミラー24、凹面ミラー25から構成される。
カラーホイール21、ライトトンネル22、2枚のリレーレンズ23、シリンダミラー24は、光源ユニット10からの光Laが入射される順序に配置されている。凹面ミラー25は、シリンダミラー24からの反射光を画像生成ユニット30に向けて反射させるように配置されている。
図2に示すように照明ブラケット26には、カラーホイール21及びライトトンネル22を覆う照明カバー27が設けられている。また照明ブラケット26には、OFF光板28が設けられている。
図3に示すようにカラーホイール21は、円盤形状であり、カラーホイール用モータ21aのモータ軸に固定されて回転するように構成されている。このカラーホイール21には、回転方向にR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)などのフィルタが設けられている。
このカラーホイール21は、その周端部に、光源ユニット10から出射された光La(白色光)が到達され、回転することで、その光Laを時分割でR、G、Bの光Lbに分離し、分離した光Lbをライトトンネル22に出射するように構成されている。
ライトトンネル22は、四角筒形状であり、その内周面が鏡面となっている。このライトトンネル22は、カラーホイール21から入射された光Lbを内周面で複数回反射させながら均一な面光源にして、2枚のリレーレンズ23に向けて出射するように構成されている。
2枚のリレーレンズ23は、ライトトンネル22から入射された光Lbを透過させてシリンダミラー24に向けて出射するように構成されている。
シリンダミラー24は、2枚のリレーレンズ23を通して入射された光Lbを凹面ミラー25に向けて反射するように構成されている。
凹面ミラー25は、シリンダミラー24で反射された光Lbを、画像生成ユニット30に向けて反射するように構成されている。
<画像生成ユニット30>
図3に示すように画像生成ユニット30は、凹面ミラー25の反射光路に配置された画像生成素子であるDMD31(Digital Mirror Device)と、DMD31が装着されるDMDボード32とを備えている。DMDボード32には、DMD31と反対側に配置され熱を発散させるヒートシンク33が設けられている。さらにDMDボード32には、ヒートシンク33をDMD31に押し付けてDMDボード32に固定する固定板34が設けられている。
図3に示すように画像生成ユニット30は、凹面ミラー25の反射光路に配置された画像生成素子であるDMD31(Digital Mirror Device)と、DMD31が装着されるDMDボード32とを備えている。DMDボード32には、DMD31と反対側に配置され熱を発散させるヒートシンク33が設けられている。さらにDMDボード32には、ヒートシンク33をDMD31に押し付けてDMDボード32に固定する固定板34が設けられている。
DMDボード32には、画像データに基づいてDMD31を駆動する駆動回路が設けられている。DMD31は、この駆動回路で駆動されることにより、凹面ミラー25で反射された光Lbを用いて画像データに基づく映像光Lcを生成する。さらにDMD31は、生成した映像光Lcを、投影光学系ユニット40に向けて反射するように構成されている。
DMD31の構成についてさらに具体的に説明する。DMD31には画像生成面が形成されている。この画像生成面には、可動式の多数のマイクロミラーが格子状に配列されている。各マイクロミラーは鏡面をねじれ軸周りに所定角度傾斜させることができ、「ON」と「OFF」の2つの状態を持たせることができる。マイクロミラーは、「ON」のときには、凹面ミラー25で反射された光Lbを映像光Lcとして投影光学系ユニット40に向けて反射するように構成されている。またマイクロミラーは、「OFF」のときには、凹面ミラー25で反射された光LbをOFF光板28(図2参照)に向けて反射するように構成されている。したがって、DMD31は、駆動回路によって各マイクロミラーを個別に駆動することにより画像データの画素ごとに光Lbの出射を制御して映像光Lcを生成する。
<投影光学系ユニット40>
図4は、光学エンジン100を光源11側から視た概略側面図である。図4に示すように投影光学系ユニット40は、投影レンズユニット41と、投影レンズユニット41の出射側に配置された折り返しミラー42と、折り返しミラー42と対向して配置された曲面ミラー43とを備える。
図4は、光学エンジン100を光源11側から視た概略側面図である。図4に示すように投影光学系ユニット40は、投影レンズユニット41と、投影レンズユニット41の出射側に配置された折り返しミラー42と、折り返しミラー42と対向して配置された曲面ミラー43とを備える。
投影レンズユニット41は、画像生成ユニット30から入射された映像光Lcを透過させて折り返しミラー42に向けて拡大して出射するように構成されている。
折り返しミラー42は、投影レンズユニット41から入射された映像光Lcを曲面ミラー43に向けて出射するように構成されている。
曲面ミラー43は、折り返しミラー42から入射された映像光Lcを投影面101に反射させて投影するように構成されている。
また投影レンズユニット41は、図2に示すレンズホルダー44に保持されている。このレンズホルダー44は、照明ブラケット26に固定されている。また投影レンズユニット41は、ミラーホルダー45により覆われている。ミラーホルダー45はレンズホルダー44に固定されている。
折り返しミラー42は、図2に示すように、その両側部がミラーブラケット46に保持されている。このミラーブラケット46はミラーホルダー45に保持されている。曲面ミラー43は、自由ミラーブラケット47に保持されている。自由ミラーブラケット47は、ミラーホルダー45に保持されている。
折り返しミラー42と自由ミラーブラケット47との間には、画像投影装置本体2内の光学系部品を防塵するための透過ガラス48が配置されている。この透過ガラス48は、その両側部がミラーブラケット46に保持されている。
次に、図5と図6を用いて、本実施の形態の照明ユニット20の具体的な構成について説明する。なお、図5は、図2における照明ユニット20を裏側から視た概略斜視図である。図6は、図5のA部の断面図である。
図5に示すように、この照明ユニット20は、光学素子群(ライトトンネル22、2枚のリレーレンズ23、シリンダミラー24、凹面ミラー25)を備える。この光学素子群22〜25は、図3で示したように光源11(図2参照)からの光LaをDMD31に導く光Lb(光路)を形成するものである。また、ライトトンネル22は、光路Lbの位置を調整する光学素子である。
さらに、この照明ユニット20は、光学素子群22〜25を保持する照明ブラケット26を備える。この照明ブラケット26は、光学素子群22〜25を収容するように箱状に形成されており、側面が開口されている。照明ブラケット26の底壁261の下側には、画像生成ユニット30(図3参照)が固定される。この底壁261には、DMD31を露出させる照射用貫通孔26aが設けられている。
さらに、照明ブラケット26には、シリンダミラー24を周囲と離間させて3点で支持する3つの支持部(シリンダミラー第1支持部262、シリンダミラー第2支持部263、シリンダミラー第3支持部264)が一体形成されて設けられている。
シリンダミラー第1支持部262は、照明ブラケット26の底壁261に一体形成されている。このシリンダミラー第1支持部262は、柱状に形成されており、シリンダミラー24の一方側を支持している。これについて図6を用いて以下に具体的に説明する。
図6に示すようにシリンダミラー第1支持部262において、シリンダミラー24の一方側にある側面262aには、切り欠き2621が設けられている。切り欠き2621の下面2621bには、バネ2622の一端が固定されている。バネ2622の他端は、シリンダミラー24の下面24a(非反射面)の一方側を押圧して上面24b(反射面)の一方側を切り欠き2621の上面2621aに押し付けている。
つまり、シリンダミラー第1支持部262は、バネ2622のバネ力を利用して、シリンダミラー24の一方側を切り欠き2621の上面2621aに押し付けることによりシリンダミラー24の一方側を支持している。
図5に示すように、シリンダミラー第2支持部263とシリンダミラー第3支持部264はそれぞれ柱状に形成されており、シリンダミラー24の下面24aにおいて他方側の両角部を支持している。また、シリンダミラー第3支持部264は、照明ブラケット26の底壁261に一体形成されている。
また、照明ブラケット26には、凹面ミラー25を周囲と離間させて3点で支持する3つの支持部(凹面ミラー第1支持部265、凹面ミラー第2支持部266、凹面ミラー第3支持部267)が一体形成されて設けられている。
凹面ミラー第1支持部265と凹面ミラー第2支持部266は、照明ブラケット26の底壁261に一体形成されている。この凹面ミラー第1支持部265と凹面ミラー第2支持部266は、凹面ミラー25の下面25a(反射面)において一方側の両角部を支持している。
凹面ミラー第3支持部267は柱状に形成されており、凹面ミラー25の下面25aにおいて他方側の一方の角部を支持している。
次に、図7を用いて本実施の形態のライトトンネル22の保持構造について説明する。図7は、ライトトンネル22の保持構造を入射側から視た断面図である。このライトトンネル22は四角筒形状に形成されている。また、このライトトンネル22は、図3に示したように光源11(図2参照)からの光LaをDMD31に導く光Lb(光路)の位置を調整するものである。また、このライトトンネル22は、DMD31に光Lbが適正に照射されるように照明ブラケット26に保持されている。
このライトトンネル22の保持構造は、ライトトンネル22の一方の対向面である左右側面22a,22bを挟持する第1挟持部221と、ライトトンネル22の他方の対向面である上下面22c,22dを挟持する第2挟持部222とを備える。
第1挟持部221は、ライトトンネル22の左右側面22a,22bを挟持して照明ブラケット26に固定されている。
第1挟持部221は、照明ブラケット26に螺合してライトトンネル22の左側面22aの出射側を押圧する第1調整ネジ2211を備える。さらに第1挟持部221は、一端側(一方側)が照明ブラケット26に固定されて他端側(他方側)がライトトンネル22の右側面22bの入射側をバネ力により押圧する板バネ2212(押さえ部材)を備える。板バネ2212の他端側には、ライトトンネル22の右側面22bをバネ力により押圧する第1押圧部2212aが形成されている。
また、第1挟持部221は、第1調整ネジ2211が緩められたり締められたりすることにより、ライトトンネル22の左右側面22a,22bの挟持力Fa,Fbが調整可能に構成されている。具体的には、第1調整ネジ2211が緩められたり締められたりすることにより第1調整ネジ2211の左側面22aに対する押圧力Faが調整され、これに伴い第1押圧部2212aの右側面22bに対する押圧力Fbが調整される。
第2挟持部222は、ライトトンネル22の上下面22c,22dを挟持して照明ブラケット26に固定されている。
第2挟持部222は、照明ブラケット26に螺合してライトトンネル22の下面22dの出射側を押圧する第2調整ネジ2221を備える。さらに第2挟持部222は、一端側(一方側)が照明ブラケット26に固定されて他端側(他方側)がライトトンネル22の上面22cの入射側をバネ力により押圧する上記の板バネ2212を備える。この板バネ2212の他端側には、ライトトンネル22の上面22cを押圧する第2押圧部2212bが形成されている。
また、第2挟持部222は、第2調整ネジ2221が緩められたり締められたりすることにより、ライトトンネル22の上下面22c,22dの挟持力Fc,Fdが調整可能に構成されている。具体的には、第2調整ネジ2221が緩められたり締められたりすることにより第2調整ネジ2221の下面22dに対する押圧力Fdが調整され、これに伴い第2押圧部2212bの上面22cに対する押圧力Fcが調整される。
さらに板バネ2212において、第1押圧部2212aの押圧力Fbは、第2押圧部2212bの押圧力Fcよりも弱く設定されている。これにより、第1挟持部221の挟持力Fa,Fbが第2挟持部222の挟持力Fc,Fdよりも弱く設定されている。
次に、図8と図9を用いて、本実施の形態の光学エンジン100の内部に配置されている投影レンズユニット41の具体的な構成について説明する。図8は、投影レンズユニット41の正面図である。図9は、図8の縦断面図である。
投影レンズユニット41は、複数の投影レンズ411a〜411jと、複数の投影レンズ411a〜411jを保持する鏡胴412とを備えている。
複数の投影レンズ411a〜411jは、画像生成ユニット30と折り返しミラー42との間に光軸に沿って一列に配置されており、画像生成ユニット30から入射された映像光Lcを透過させて拡大して出射するように構成されている。
画像生成ユニット30側(映像光Lcの入射側)に配置されている投影レンズ411a〜411iの径は、投影面101側(映像光Lcの出射側)に配置されている投影レンズ411jの径よりも小さく設定されている。
鏡胴412は、複数の投影レンズ411a〜411jのうち入射側の投影レンズ411a〜411iを保持する金属製の入射側鏡胴412aを備える。さらに鏡胴412は、複数の投影レンズ411a〜411jのうち出射側の投影レンズ411jを保持して入射側鏡胴412aに連結する樹脂製の出射側鏡胴412bを備える。
入射側鏡胴412aは、円筒状に形成されている。入射側鏡胴412aの径は、出射側鏡胴412bの径よりも小さく設定されている。これにより入射側鏡胴412aは、出射側鏡胴412b内に挿入されて周面で当接されて出射側鏡胴412bに連結されている。
出射側鏡胴412bは、投影レンズ411jを保持する外鏡胴4121bと、外鏡胴4121b内に螺合された内鏡胴4122bとを備えている。内鏡胴4122b内には入射側鏡胴412aが挿入されて当接されて連結されている。外鏡胴4121b及び内鏡胴4122bは樹脂製の鏡胴であり、円筒状に形成されている。
さらに鏡胴412は、入射側鏡胴412aと出射側鏡胴412bの内鏡胴4122bとの連結部分412dを外側から嵌め込んで固定する固定部412cを備える。この固定部412cは金属製である。
次に、図10を用いて、投影レンズユニット41の取り付け部分の構成について説明する。図10は、投影レンズユニット41の取り付け部分の拡大図である。
投影レンズユニット41は、レンズホルダー44を備えている。このレンズホルダー44は、鏡胴412を挿通させて保持する保持板441と、保持板441の入射側面(図10において下面)の四つの角部に補強板443を介して設けられた四本の脚部442とを備える。
保持板441は、環状で且つ平板状に形成されている。保持板441の中央部分には、鏡胴412を挿通させて保持する保持穴441aが設けられている。この保持板441は、保持穴441aに鏡胴412を挿通させて保持した状態で、出射側(図10において上側)に配置されているミラーホルダー45に固定されている。
補強板443は、平板状に形成されている。この補強板443は、保持板441の下面の角部に締結部材44aで固定されており、角部を補強している。
4本の脚部442は、鏡胴412の入射側(図10において下側)に配置されている照明ユニット20の照明ブラケット26に固定されている。これにより保持板441と照明ブラケット26との間には、外部と連通する隙間Sが形成されている。この隙間S内には、鏡胴412の固定部412cとその周りの部分が配置されている。つまり、この隙間Sは、固定部412cを外気Cに接触させる通気部を構成している。
また、この隙間Sは、光学エンジン100の内部に外気Cが通るように通路状に形成されて鏡胴412の固定部412cとその周りの部分を外気Cに接触させるように設けられている。具体的に説明すると、図10において手前側の脚部442,442の間と、奥側の脚部442,442の間とには、それぞれ保持板441から離間して脚部442,442を連結する連結板444が設けられている。隙間Sは、双方の連結板444,444により、外気Cが通る通路状に形成されている。
また、双方の連結板444,444において鏡胴412の固定部412cと対向する部分には、それぞれ凹状の切り欠き444aが形成されている。
また、図10において隙間Sの左側(光源11側)には、画像投影装置1を冷却する冷却風を発生するファンが配置されている。
以上のように構成されている画像投影装置1において、次に、画像の投影処理を説明する。
光源ユニット10からの光Laは、照明ユニット20のカラーホイール21に到達して時分割でR、G、Bの光Lbに分離されてライトトンネル22に出射される。ライトトンネル22に入射された光Lbは均一な面光源にされて2枚のリレーレンズ23を透過してシリンダミラー24に向けて出射される。シリンダミラー24に入射された光Lbは凹面ミラー25により画像生成ユニット30のDMD31へ反射される。DMD31へ反射された光Lbは画像データに基づく映像光Lcとして投影光学系ユニット40の複数の投影レンズ411a〜411jに向けて反射される。複数の投影レンズ411a〜411jに入射された映像光Lcは、複数の投影レンズ411a〜411jを透過して拡大され、折り返しミラー42で曲面ミラー43に向けて出射される。曲面ミラー43に入射された映像光Lcは反射されて透過ガラス48を透過して投影面101に投影される。
次に、画像の投影処理中における投影レンズユニット41の冷却処理を説明する。
画像生成ユニット30で生成された映像光Lcは、投影レンズ411a〜411iに入射して透過するときに鏡胴412に当たる。一方、画像の投影処理中はファンが駆動している。このファンの駆動により、外気C(冷却風)が隙間Sの右側(ファンと反対側)から隙間S内に入って鏡胴412の固定部412cとその周りの部分に当たり、隙間Sの左側(ファン側)から外部へ抜ける。固定部412cとその周りの部分は外気Cが当てられることにより冷却され、これにより連結部分412dとその周りの部分に当たった映像光Lcの熱が冷やされる。
次に、ライトトンネル22の保持位置の調整方法を説明する。このときにライトトンネル22は、第1挟持部221によりライトトンネル22の左右側面22a,22bが限度まで挟持され、第2挟持部222によりライトトンネル22の上下面22c,22dが限度まで挟持されている。
上記で説明したように第1挟持部221の挟持力Fa,Fbは、第2挟持部222の挟持力Fc,Fdよりも弱く設定されている。したがって、第2挟持部222の挟持力Fc,Fdが弱められても、第1挟持部221の挟持力Fa,Fbは第2挟持部222の挟持力Fc,Fdよりも弱い。
そこで、作業者は、第2調整ネジ2221を緩めて第2挟持部222の挟持力Fc,Fdを弱めたり強めたりすることにより、ライトトンネル22を上下に移動させてライトトンネル22の保持位置を調整する。
次に、本実施の形態の照明ユニット20の効果を列挙して説明する。
(1)本実施の形態の照明ユニット20は、光源11からの光LaをDMD31に導く光路Lbを形成する光学素子群22〜25と、光学素子群22〜25を保持する照明ブラケット26とを備える。さらに、本実施の形態の照明ユニット20は、光学素子群22〜25のうちシリンダミラー24が、照明ブラケット26に一体形成された支持部262〜264に支持されて照明ブラケット26に保持されている。さらに、本実施の形態の照明ユニット20は、光学素子群22〜25のうち凹面ミラー25が、照明ブラケット26に一体形成された支持部265〜267に支持されて照明ブラケット26に保持されている。
これにより、シリンダミラー24及び凹面ミラー25は別部材を介さずに照明ブラケット26に直接保持されるので、光学素子群22〜25におけるシリンダミラー24及び凹面ミラー25の位置誤差が抑えられる。よって、本実施の形態の照明ユニット20は、DMD31に対する光学素子群22〜25の位置誤差を抑えることができる。この結果、光路Lbの位置が設計値からずれるのが抑えられ、DMD31に対する照射効率の低下が抑えられる。したがって、本実施の形態の照明ユニット20は、DMD31で生成される映像光Lcの輝度の低下を抑えることができる。
(2)また、本実施の形態の照明ユニット20は、シリンダミラー24が周囲と離間された状態で支持部262〜264に支持されて照明ブラケット26に保持されている。さらに、本実施の形態の照明ユニット20は、凹面ミラー25が周囲と離間された状態で支持部265〜267に支持されて照明ブラケット26に保持されている。
これにより、シリンダミラー24及び凹面ミラー25は照明ブラケット26のみに直接保持されるので、光学素子群22〜25におけるシリンダミラー24及び凹面ミラー25の位置誤差がさらに抑えられる。よって、本実施の形態の照明ユニット20は、DMD31に対する光学素子群22〜25の位置誤差をさらに抑えることができる。この結果、光路Lbの位置が設計値からずれるのがさらに抑えられ、DMD31に対する照射効率の低下がさらに抑えられる。したがって、本実施の形態の照明ユニット20は、DMD31で生成される映像光Lcの輝度の低下をさらに抑えることができる。
(3)また、本実施の形態の照明ユニット20では、光学素子群22〜25に、光路Lbの位置を調整可能な光学素子であるライトトンネル22が含まれている。
このため、ライトトンネル22の位置を調整して光路Lbの位置を調整することにより、光源11からの光LaをDMD31全体に導くことが可能になり、DMD31に対する照射効率の低下をさらに抑えることができる。よって、本実施の形態の照明ユニット20は、DMD31で生成される映像光Lcの輝度の低下をさらに抑えることができる。
(4)また、本実施の形態の光学エンジン100は、照明ユニット20を備えることによりDMD31に対する照射効率の低下が抑えられるので、DMD31で生成される映像光Lcの輝度の低下を抑えることができる。
(5)さらに、本実施の形態の画像投影装置1は、照明ユニット20を備えることによりDMD31に対する照射効率の低下が抑えられるので、DMD31で生成される映像光Lcの輝度の低下を抑えることができる。
なお、本実施の形態の照明ユニット20では、シリンダミラー24と凹面ミラー25の双方を、照明ブラケット26に一体形成された支持部に支持させたが、光学素子群のうち少なくとも一つの光学素子を支持部に支持させれば良い。例えば、本実施の形態の照明ユニット20では、シリンダミラー24または凹面ミラー25を、照明ブラケット26に一体形成された支持部に支持させるようにしても良い。
次に、本実施の形態のライトトンネル22の保持構造の効果を列挙して説明する。
(1)本実施の形態のライトトンネル22の保持構造は、第1挟持部221の挟持力Fa,Fbが、第2挟持部222の挟持力Fc,Fdよりも弱く設定されている。これにより作業者は、第2挟持部222の挟持力Fc,Fdを調整するだけで、ライトトンネル22を調整操作に追従して移動させて保持位置を調整することが可能になる。
したがって作業者は、ライトトンネル22を摘んで保持位置を調整する必要がなく、ライトトンネル22を照明ブラケット26から一旦外して照明ブラケット26に再度組み付けて保持位置を最初から調整する必要もない。よって、本実施の形態のライトトンネル22の保持構造は、ライトトンネル22の保持位置の調整作業を効率良く行うことができる。
(2)また、本実施の形態のライトトンネル22の保持構造は、第1挟持部221の板バネ2212の押圧力Fbが、第2挟持部222の板バネ2212の押圧力Fcよりも弱く設定されている。これにより、第1挟持部221の挟持力Fa,Fbが、第2挟持部222の挟持力Fc,Fdよりも弱く設定されている。
つまり、本実施の形態のライトトンネル22の保持構造は、板バネ2212の押圧力Fb,Fcを設定するだけで、第1挟持部221及び第2挟持部222の挟持力を簡単に設定することが可能になる。このため、第1挟持部221及び第2挟持部222の挟持力の設定にかかるコストが抑えられる。よって、本実施の形態のライトトンネル22の保持構造は、コストを抑えて、ライトトンネル22の保持位置の調整作業を効率良く行うことができる。
(3)また、本実施の形態のライトトンネル22の保持構造は、第1挟持部221及び第2挟持部222の押さえ部材を一つの板バネ2212で共用している。このため、第1挟持部221及び第2挟持部222の製造にかかるコストが抑えられる。よって、本実施の形態のライトトンネル22の保持構造は、コストをさらに抑えて、ライトトンネル22の保持位置の調整作業を効率良く行うことができる。
(4)また、本実施の形態の照明ユニット20は、ライトトンネル22の保持構造を備えることによりライトトンネル22の保持位置の調整作業を効率良く行うことが可能になるので、DMD31に対する照射位置の調整作業を効率良く行うことができる。
(5)また、本実施の形態の光学エンジン100は、ライトトンネル22の保持構造を備えることにより、ライトトンネル22の保持位置の調整作業を効率良く行うことが可能になるので、DMD31に対する照射位置の調整作業を効率良く行うことができる。
(6)また、本実施の形態の画像投影装置1は、ライトトンネル22の保持構造を備えることにより、ライトトンネル22の保持位置の調整作業を効率良く行うことが可能になるので、DMD31に対する照射位置の調整作業を効率良く行うことができる。
なお、本実施の形態のライトトンネル22の保持構造では、第1挟持部221の挟持力Fa,Fbを第2挟持部222の挟持力Fc,Fdよりも弱く設定したが、挟持力の設定は逆でも良い。つまり、本実施の形態のライトトンネル22の保持構造では、第2挟持部222の挟持力Fc,Fdを第1挟持部221の挟持力Fa,Fbよりも弱く設定しても良い。具体的には、板バネ2212において第2押圧部2212bの押圧力Fcが、第1押圧部2212aの押圧力Fbよりも弱く設定される。この場合に作業者は、第1調整ネジ2211を緩めたり締めたりして第1挟持部221の挟持力Fa,Fbを弱めたり強めたりすることによりライトトンネル22を左右に動かして保持位置を調整する。
次に、本実施の形態の光学エンジン100の効果を列挙して説明する。
(1)本実施の形態の光学エンジン100は、光源11からの光により画像生成ユニット30で生成された映像光Lcを透過させて出射する複数の投影レンズ411a〜411j及び鏡胴412が内部に配置されている。この光学エンジン100には、鏡胴412の固定部412c(鏡胴412の金属部分)を外気Cに接触させる隙間S(通気部)が設けられている。
これにより鏡胴412の固定部412cは隙間Sを通じて外気Cに接触して冷却される。このため、鏡胴412に映像光Lcが当たっても、映像光Lcの熱が鏡胴412により冷やされる。よって、本実施の形態の投影レンズユニット41は、映像光Lcにより鏡胴412が熱くなるのを抑えることができる。
また、本実施の形態の光学エンジン100は、鏡胴412が熱くなるのを抑えることにより、鏡胴412が熱膨張して各投影レンズ411a〜411jの位置がずれるのを抑えることができ、映像光Lcの品質の低下を抑えることができる。
(2)また、本実施の形態の光学エンジン100では、隙間Sが、光学エンジン100の内部に外気Cが通るように通路状に形成されて鏡胴412の固定部412cを外気Cに接触させるように設けられている。
これにより鏡胴412の固定部412cは、隙間S内を通る外気Cに当てられて効率良く冷却される。このため、鏡胴412に当たった映像光Lcの熱が鏡胴412により効率良く冷やされる。よって、本実施の形態の光学エンジン100は、映像光Lcにより鏡胴412が熱くなるのを効率良く抑えることができる。
(3)また、本実施の形態の光学エンジン100は、鏡胴412が、金属製の入射側鏡胴412aと、樹脂製の出射側鏡胴412bとを備える。
これにより入射側鏡胴412aに当たった映像光Lcの熱は、入射側鏡胴412aから外部に放出されるので、映像光Lcの熱が効率的に放出される。よって、本実施の形態の光学エンジン100は、映像光Lcにより鏡胴412が熱くなるのをより抑えることができる。
また、入射側鏡胴412aの径は出射側鏡胴412bの径よりも小さいため、入射側鏡胴412aの方が出射側鏡胴412bよりも熱くなる。そこで、入射側鏡胴412aに金属製の鏡胴を用いることで、入射側鏡胴412aが熱くなるのを確実に抑えることができる。さらに熱くなりにくい出射側鏡胴412bに樹脂製の鏡胴を用いることで、鏡胴412のコストの低減化と軽量化を図ることもできる。
さらに、本実施の形態の光学エンジン100は、入射側鏡胴412aと出射側鏡胴412bとの連結部分412dを固定する固定部412cを備える。この固定部412cは鏡胴412の金属部分であり、隙間Sは、固定部412cを外気Cに接触させるように設けられている。
連結部分412dは、金属と樹脂が当接していることから放熱しにくい部分である。このため、固定部412cが外気Cに接触することにより冷やされ、これにより連結部分412dの熱が冷やされる。よって、本実施の形態の光学エンジン100は、映像光Lcにより鏡胴412が熱くなるのをさらに抑えることができる。
(4)また、本実施の形態の光学エンジン100は、鏡胴412を挿通させて保持するレンズホルダー44を備える。このレンズホルダー44は、鏡胴412の入射側に配置された照明ユニット20との間に隙間Sを形成して照明ユニット20に固定され、隙間Sが通気部を構成している。
これにより本実施の形態の光学エンジン100は、通気部を簡単に構成して、鏡胴412に当たった映像光Lcの熱を冷やすことが可能になる。よって、本実施の形態の光学エンジン100は、コストを抑えて、映像光Lcにより鏡胴412が熱くなるのを抑えることができる。
(5)また、本実施の形態の光学エンジン100は、双方の連結板444,444において鏡胴412の固定部412cと対向する部分にそれぞれ切り欠き444aが設けられている。これにより固定部412cは露出されるので外気Cと接触する面積が多くなり外気Cによりさらに効率良く冷却される。したがって、連結部分412dの熱が効率良く冷やされる。よって、本実施の形態の光学エンジン100は、映像光Lcにより鏡胴412が熱くなるのをさらに抑えることができる。
(6)また、本実施の形態の画像投影装置1は、光学エンジン100を備えることにより映像光Lcで鏡胴412が熱くなるのが抑えられるので、各投影レンズ411a〜411jの位置がずれてしまうことがない。よって、本実施の形態の画像投影装置1は、映像光Lcの鮮明度等の品質の低下を抑えることができる。
なお、本実施の形態の光学エンジン100では、通気部として通路状の隙間Sを設けたが、その他に、鏡胴412を外部に露出させるようにして通気部を設けても良い。また、入射側鏡胴412aと出射側鏡胴412bとは、固定部412cを介して連結されるようにしても良い。
1 画像投影装置
11 光源
20 照明ユニット
30 画像生成ユニット
44 レンズホルダー
100 光学エンジン
411a〜411j 投影レンズ
412 鏡胴
412a 入射側鏡胴
412b 出射側鏡胴
412c 固定部(鏡胴の金属部分)
412d 連結部分
C 外気
S 隙間(通気部)
La 光
Lc 映像光
11 光源
20 照明ユニット
30 画像生成ユニット
44 レンズホルダー
100 光学エンジン
411a〜411j 投影レンズ
412 鏡胴
412a 入射側鏡胴
412b 出射側鏡胴
412c 固定部(鏡胴の金属部分)
412d 連結部分
C 外気
S 隙間(通気部)
La 光
Lc 映像光
Claims (7)
- 光源からの光により画像生成ユニットで生成された映像光を透過させて出射する複数の投影レンズ及び前記複数の投影レンズを保持する鏡胴が内部に配置されている光学エンジンであって、
前記光学エンジンには、前記鏡胴の金属部分を外気に接触させる通気部が設けられていることを特徴とする光学エンジン。 - 請求項1に記載の光学エンジンにおいて、
前記通気部は、前記光学エンジンの内部に外気が通るように通路状に形成されて前記鏡胴の金属部分を前記外気に接触させるように設けられていることを特徴とする光学エンジン。 - 請求項1または請求項2に記載の光学エンジンにおいて、
前記鏡胴は、
前記複数の投影レンズのうち入射側の投影レンズを保持する入射側鏡胴と、
前記複数の投影レンズのうち残りの出射側の投影レンズを保持して前記入射側鏡胴に連結する樹脂製の出射側鏡胴と、
前記入射側鏡胴と前記出射側鏡胴との連結部分を固定する金属製の固定部とを備え、
前記鏡胴の金属部分は、前記金属製の固定部であり、
前記通気部は前記固定部を外気に接触させるように設けられていることを特徴とする光学エンジン。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光学エンジンにおいて、
前記鏡胴を挿通させて保持するレンズホルダーを備え、当該レンズホルダーは、前記鏡胴の入射側に配置された照明ユニットとの間に隙間を形成して当該照明ユニットに固定され、当該隙間が前記通気部を構成していることを特徴とする光学エンジン。 - 光源からの光により画像生成ユニットで生成された映像光を透過させて出射する複数の投影レンズ及び前記複数の投影レンズを保持する鏡胴が内部に配置されている光学エンジンを備える画像投影装置であって、
前記光学エンジンには、前記鏡胴の金属部分を外気に接触させる通気部が設けられていることを特徴とする画像投影装置。 - 請求項5に記載の画像投影装置において、
前記鏡胴は、
前記複数の投影レンズのうち入射側の投影レンズを保持する入射側鏡胴と、
前記複数の投影レンズのうち残りの出射側の投影レンズを保持して前記入射側鏡胴に連結する樹脂製の出射側鏡胴と、
前記入射側鏡胴と前記出射側鏡胴との連結部分を固定する金属製の固定部とを備え、
前記鏡胴の金属部分は、前記金属製の固定部であり、
前記通気部は前記固定部を外気に接触させるように設けられていることを特徴とする画像投影装置。 - 請求項5または請求項6に記載の画像投影装置において、
前記鏡胴を挿通させて保持するレンズホルダーを備え、当該レンズホルダーは、前記鏡胴の入射側に配置された照明ユニットとの間に隙間を形成して当該照明ユニットに固定され、当該隙間が前記通気部を構成していることを特徴とする画像投影装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015166920A JP2017044855A (ja) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | 光学エンジン及び画像投影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015166920A JP2017044855A (ja) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | 光学エンジン及び画像投影装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017044855A true JP2017044855A (ja) | 2017-03-02 |
Family
ID=58212094
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015166920A Pending JP2017044855A (ja) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | 光学エンジン及び画像投影装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2017044855A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11537034B2 (en) | 2020-04-22 | 2022-12-27 | Seiko Epson Corporation | Projection optical apparatus and projector with improved cooling capability |
-
2015
- 2015-08-26 JP JP2015166920A patent/JP2017044855A/ja active Pending
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