JP2017129757A5 - - Google Patents

Description

従来、光源と、当該光源から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成する光変調装置と、形成された画像を投射する投射光学装置と、を備えたプロジェクターが知られている。
このようなプロジェクターとして、青色のレーザー光を出射する複数のＬＤ（Laser Diode）が配列されたＬＤアレイと、当該レーザー光を拡散透過させる透過用拡散板、及び、当該レーザー光の照射により緑色光を発する蛍光体層が分割配置されたカラーホイールと、赤色光を出射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）と、を有する光源部を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載のプロジェクターが備える光源部は、上記構成の他、ミラーアレイ、２つのレンズ、及び、ダイクロイックミラーを備える。
そして、ＬＤアレイから出射されたレーザー光は、ミラーアレイにて反射された後、上記２つのレンズによって集光及び平行化され、ダイクロイックミラーを介してカラーホイールに入射される。このレーザー光が透過用拡散板に入射されると、当該レーザー光はカラーホイールから拡散出射され、ミラー及びレンズ等を介して、光変調装置としてのマイクロミラー素子に青色光として入射される。一方、レーザー光が蛍光体層に入射されると緑色光が発生し、当該緑色光は、光路を逆に辿ってダイクロイックミラーに入射され、当該ダイクロイックミラー及び他のミラー等を介して上記マイクロミラー素子に入射される。更に、ＬＥＤから出射された赤色光は、ダイクロイックミラー及び他のミラー等を介して上記マイクロミラー素子に入射される。そして、マイクロミラー素子が、入射される色光に応じた画像を形成し、当該画像は、投射光学装置である投影レンズ部により、スクリーンに投影表示される。

特開２０１３−１９５７９７号公報

以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの外観構成］
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の外観を示す斜視図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、後述する光源装置５から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、形成された画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する投射型画像表示装置である。このプロジェクター１は、当該光源装置５が有する光源ユニット６の構造に特徴の１つを有する他、光源装置５を構成する各光源部から出射された光を集光する集光レンズ６４の構成に特徴の１つを有する。
このようなプロジェクター１は、図１に示すように、外観を構成し、後述する装置本体３（図２参照）を収容する外装筐体２を備える。この外装筐体２は、それぞれ合成樹脂により形成されたアッパーケース２Ａ、ロアーケース２Ｂ、フロントケース２Ｃ及びリアケース２Ｄが組み合わされて、略直方体形状に構成されている。このような外装筐体２は、天面部２１、底面部２２、正面部２３、背面部２４、左側面部２５及び右側面部２６を有する。

［カバー部材の構成］
カバー部材６６は、図４及び図５に示すように、外側筐体６５に対して−Ｘ方向側に位置し、カバー部材６７は、当該外側筐体に対して＋Ｘ方向側に位置し、それぞれ、側面部６５４，６５５に取り付けられる。これらのうち、カバー部材６６は、各光源部６１，６２が有するカバー部材６１４，６２４と接続され、上記放熱部材６１３，６２３を冷却する冷却気体が流通するダクトの一部を構成する。

このような光合成部材６３は、透過部６３１及び反射部６３２が＋Ｘ方向において等間隔に配置された２つの領域Ｒ１，Ｒ２（一点鎖線で示す領域Ｒ１，Ｒ２）を有する。これらのうち、−Ｘ方向側に位置する領域Ｒ１には、第１光源部６１において−Ｘ方向側の発光領域ＬＡ（点線で示す発光領域ＬＡ）から出射された励起光が入射されるとともに、第２光源部６２において−Ｘ方向側の発光領域ＬＡ（二点鎖線で示す発光領域ＬＡ）から出射された励起光がそれぞれ入射される。同様に、＋Ｘ方向側に位置する領域Ｒ２には、第１光源部６１において＋Ｘ方向側に位置する発光領域ＬＡ（点線で示す発光領域ＬＡ）から出射された励起光が入射されるとともに、第２光源部６２において＋Ｘ方向側に位置する発光領域ＬＡ（二点鎖線で示す発光領域ＬＡ）から出射された励起光がそれぞれ入射される。
このような光合成部材６３によって、第１光源部６１及び第２光源部６２において−Ｘ方向側の各発光領域ＬＡから出射された励起光は、領域Ｒ１を介して集光レンズ６４のレンズＦＬＡに入射される。同様に、光合成部材６３によって、第１光源部６１及び第２光源部６２において＋Ｘ方向側の各発光領域ＬＡから出射された励起光は、領域Ｒ２を介して集光レンズ６４のレンズＦＬＢに入射される。

［集光レンズに入射される励起光の光路］
図１５に示すように、集光レンズ６４を構成する２つのレンズＦＬのうち、内側筐体６８に保持された際の−Ｘ方向側に位置するレンズＦＬＡには、第１光源部６１において−Ｘ方向側に位置する発光領域ＬＡ、及び、第２光源部６２において−Ｘ方向側に位置する発光領域ＬＡからそれぞれ出射された光が、光合成部材６３における領域Ｒ１を介して入射される。
また、内側筐体６８に保持された際の＋Ｘ方向側に位置するレンズＦＬＢには、第１光源部６１において＋Ｘ方向側に位置する発光領域ＬＡ、及び、第２光源部６２において＋Ｘ方向側に位置する発光領域ＬＡからそれぞれ出射された光が、光合成部材６３における領域Ｒ２を介して入射される。

［光源装置用筐体の構成］
図１８は、光源装置５を＋Ｚ方向側から見た斜視図であり、図１９は、光源装置５を−Ｚ方向側から見た斜視図である。また、図２０は、第２筐体７２を取り外した光源装置５を示す平面図である。
光源装置５は、上記のように、光源ユニット６及び上記光学部品５１〜５９の他、これら光学部品５１〜５９を内部に設定された第１照明光軸Ａｘ１及び第２照明光軸Ａｘ２における所定位置に収容する収容筐体７を備える。この収容筐体７は、図１８〜図２０に示すように、光源ユニット６と一体化され、これにより、光源装置用筐体ＨＳが構成される。
収容筐体７は、−Ｙ方向側に位置し、各光学部品５１〜５９が固定される第１筐体７１と、＋Ｙ方向側に位置し、当該第１筐体７１と組み合わされる第２筐体７２とを有する。

図２１は、光源装置用筐体ＨＳを示す分解斜視図である。すなわち、図２１は、第１筐体７１及び第２筐体７２と、当該筐体７１，７２に接続される光源ユニット６の外側筐体６５とを−Ｚ方向側で、かつ、＋Ｙ方向側から見た斜視図である。
第１筐体７１は、図２０に示すように、上記光学部品５１〜５９が配置される配置部７１１と、＋Ｙ方向に開口して当該光学部品５１〜５９を配置部７１１に収容するための開口部７１２と、を有する。
この他、第１筐体７１は、図２０及び図２１に示すように、第２筐体７２と当接する＋Ｙ方向側の端面７１Ａにおいて開口部７１２の周縁に位置する溝部７１３〜７１６と、当該溝部７１３〜７１６内に配置される弾性部材ＥＭ１〜ＥＭ４と、−Ｚ方向側の端面であり、上記接続面６５６２Ａと接続される接続面７１７と、を有する。

上記光学部品５１〜５９は、第１筐体７１及び第２筐体７２を有する収容筐体７内に配置される。この第１筐体７１において、光学部品５１〜５９が挿入される開口部７１２は、当該第１筐体７１と組み合わされる第２筐体７２によって閉塞される。そして、収容筐体７は、外側筐体６５と接続される。これによれば、第１光源部６１及び第２光源部６２から出射されて合成された光を、当該光学部品５１〜５９に適切に入射させることができる。従って、当該光学部品５１〜５９に入射される光量を確実に確保できる。
また、第１筐体７１が上記開口部７１２を有するので、当該第１筐体７１への光学部品の配置を実施しやすくすることができる他、当該開口部７１２が第２筐体７２によって閉塞されるので、第１筐体７１、ひいては、収容筐体７内への塵埃の侵入を抑制できる。

各光源部６１，６２は、支持体６１１２にマトリクス状に固体光源ＳＳが配列された固体光源ユニット６１１１をそれぞれ２つ有する。このような固体光源ユニット６１１１では、固体光源ＳＳは、支持体６１１２における短手方向の中央部分に配列されている。このため、各光源部６１，６２では、一方の固体光源ユニット６１１１における発光領域ＬＡと、他方の固体光源ユニット６１１１における発光領域ＬＡとの間には、上記第１間隔に相当する隙間ＧＰ１が生じる。
これに対し、第１光源部６１及び第２光源部６２のそれぞれにおける−Ｘ方向側の発光領域ＬＡに応じてレンズＦＬＡが配置され、＋Ｘ方向側の発光領域ＬＡに応じてレンズＦＬＢが配置される。これによれば、上記固体光源ユニット６１１１が＋Ｘ方向に沿って複数並んだ光源部が採用される場合でも、それぞれの発光領域ＬＡに応じてレンズＦＬを配置することにより、集光レンズ６４の厚さ寸法を確実に小さくすることができる。従って、上記効果を確実に奏することができる。

集光レンズ６４は、それぞれフレネルレンズであるレンズＦＬを２つ備えて構成されるとした。そして、各レンズＦＬが有する小レンズＦＬ２のうち、小レンズＦＬ２１には、第１光源部６１が有する複数の固体光源ＳＳのうち２つの固体光源ＳＳから出射された励起光、及び、第２光源部６２が有する複数の固体光源ＳＳのうち２つの固体光源ＳＳから出射された励起光が入射されるとした。また、小レンズＦＬ２２には、第１光源部６１が有する複数の固体光源ＳＳのうち１つの固体光源ＳＳから出射された励起光、及び、第２光源部６２が有する複数の固体光源ＳＳのうち１つの固体光源ＳＳから出射された励起光が入射されるとした。しかしながら、これに限らず、各小レンズＦＬ２に入射される励起光を出射する固体光源ＳＳの数は、当該小レンズＦＬ２によって励起光を所定の位置に集束させることができれば、適宜変更可能である。
また、各小レンズＦＬ２の光入射面は、所定の曲率を有する曲面状に形成されていた。しかしながら、これに限らず、当該光入射面は、励起光の入射方向に対して傾斜した傾斜面であってもよい。すなわち、集光レンズを構成する各レンズを励起光の入射方向に対する直交方向に沿って見た場合に、当該レンズは、鋸歯状に視認される複数の小レンズを有していてもよい。

Claims (13)

1. 異なる２方向に沿って光を出射する第１光源部及び第２光源部と、
   前記第１光源部から出射された光及び前記第２光源部から出射された光を合成する光合成部材と、
   前記第１光源部及び前記第２光源部が外部に取り付けられる光源筐体と、
   前記光合成部材を保持して、前記光源筐体内に収容される保持部材と、を備え、
   前記保持部材は、前記光源筐体内に固定されることを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置において、
   前記光合成部材によって合成された光を集光する集光レンズを備え、
   前記保持部材は、前記集光レンズを保持することを特徴とする光源装置。
3. 請求項２に記載の光源装置において、
   前記集光レンズを前記保持部材に付勢する付勢部材を備えることを特徴とする光源装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光源装置において、
   前記光源筐体から出射される光が入射される光学部品と、
   前記光学部品を収容し、前記光源筐体に接続される収容筐体と、を備え、
   前記収容筐体は、
   前記光学部品が挿入される開口部を有し、挿入された前記光学部品が内部に配置される第１筐体と、
   前記第１筐体と組み合わされて、前記開口部を閉塞する第２筐体と、を有することを特徴とする光源装置。
5. 請求項４に記載の光源装置において、
   前記第１筐体と前記第２筐体との間に配置される弾性部材を有することを特徴とする光源装置。
6. 請求項５に記載の光源装置において、
   前記第１筐体及び前記第２筐体のうち、
   一方の筐体は、前記一方の筐体の外縁に沿って形成され、前記弾性部材が内側に配置される溝部を有し、
   他方の筐体は、前記溝部に挿入されて前記弾性部材を押圧する押圧部を有し、
   前記弾性部材は、弾性変形可能なチューブであることを特徴とする光源装置。
7. 請求項１に記載の光源装置において、
   前記光合成部材によって合成された光を集光する集光レンズを備え、
   前記第１光源部は、第１間隔を隔てて第１方向に沿って配置された第１発光領域及び第２発光領域を有し、
   前記第２光源部は、前記第１間隔を隔てて前記第１方向に沿って配置された第３発光領域及び第４発光領域を有し、
   前記集光レンズは、
   前記第１発光領域から出射された光及び前記第３発光領域から出射された光が入射される第１非球面レンズと、
   前記第２発光領域から出射された光及び前記第４発光領域から出射された光が入射される第２非球面レンズと、を有し、
   前記第１非球面レンズ及び前記第２非球面レンズは、第２間隔を隔てて前記第１方向に沿って配置され、
   前記第１光源部及び前記第２光源部と、前記第１非球面レンズ及び前記第２非球面レンズとは、前記第１間隔と前記第２間隔とが対応して配置されていることを特徴とする光源装置。
8. 請求項７に記載の光源装置において、
   前記光合成部材は、
   前記第１光源部から出射された光が入射する複数の第１入射部と、
   前記第２光源部から出射された光が入射する複数の第２入射部と、を有し、
   前記複数の第１入射部及び前記複数の第２入射部は、それぞれ前記第１方向に沿って配置され、
   前記第１発光領域及び前記第２発光領域と、前記第３発光領域及び前記第４発光領域とは、前記第１方向において互いにずれて配置され、
   前記第１光源部及び前記第２光源部と、前記第１非球面レンズ及び前記第２非球面レンズとは、前記第２間隔が、前記第１方向において互いにずれて位置する各前記第１間隔の前記第１方向における寸法に対応して配置されていることを特徴とする光源装置。
9. 請求項８に記載の光源装置において、
   前記第１光源部及び前記第２光源部は、前記第１光源部から出射された光及び前記第２光源部から出射された光が交差するように前記光源筐体に取り付けられ、
   前記複数の第１入射部は、前記第１光源部から出射された光を透過させ、
   前記複数の第２入射部は、前記第２光源部から出射された光を前記集光レンズに向けて反射させることを特徴とする光源装置。
10. 請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の光源装置において、
    前記第１発光領域、前記第２発光領域、前記第３発光領域、及び、前記第４発光領域は、複数の発光素子により構成されていることを特徴とする光源装置。
11. 請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の光源装置において、
    前記第１非球面レンズ及び前記第２非球面レンズは、複数の小レンズを有するフレネルレンズによりそれぞれ構成されていることを特徴とする光源装置。
12. 請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の光源装置において、
    前記集光レンズから入射される光を平行化する平行化レンズと、
    前記平行化レンズを介した光の一部の波長を変換する波長変換素子と、
    前記平行化レンズを介した光の他の一部を拡散させる拡散素子と、
    前記波長変換素子により変換された光と、前記拡散素子によって拡散された光とを合成して出射する光合成装置と、を備えることを特徴とする光源装置。
13. 請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の光源装置と、
    前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、
    前記光変調装置から出射された光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。