JP4622542B2 - プロジェクタおよびライトトンネル - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタおよびライトトンネルに関する。

近年、ランプ等から放出された光をカラーホイールに透過させ、この透過光をライトトンネルに導いた後、デジタル反射集積素子であるＤＭＤ（Digital Micromirror Device）に反射させてカラー画像を生成し、このカラー画像を投射レンズによって所定のスクリーンに拡大投影して画像を表示するＤＬＰ（Digital Light Processor）プロジェクタが提案されている。

前記したようなプロジェクタにおいては、より明るく画像を表示させたいという要請がある。これに対し、従来、例えば特許文献１のように、より明るく画像を表示させる種々の方法が提案されていた。
特開２００４−２１９７８７号公報

しかしながら、特許文献１に記載したような従来の方法を用いても、表示画像の明るさが不十分である場合があった。これに対し、本発明者は、カラーホイールを透過した光をより効率良くライトトンネルに取り込むことができれば、さらに明るく画像を表示させることができることに着目した。

ここで、従来のライトトンネルは、図６に示すライトトンネル２６０のように、片面をミラー蒸着した単純な短冊形状の４枚のガラス板２６１，２６１，２６２，２６２を使用し、内面を蒸着面として断面が長方形となるように接着固定したトンネル形状の部材である。そして、このような形状のライトトンネルであると、特にカラーホイールを透過した光が導かれて入射する入射口２６３が単純な長方形の開口であるため、光の角度によってはライトトンネルに入射できずにライトトンネルの外面に当たってしまう光が存在していた。

そこで、本発明の課題は、ライトトンネルにより多くの光を導入できるようにすることで、さらに明るく画像を表示させることができるプロジェクタおよびライトトンネルを提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、プロジェクタにおいて、
光を放出するランプと、当該ランプからの光を反射させて所定の方向に集束させるリフレクタとを備えるランプユニットと、
前記ランプユニットに隣接して配置されて前記リフレクタで反射された光を透過させるカラーホイールと、
前記カラーホイールを透過した光を入射口から入射させて当該光を均一化させる略直方体形状のライトトンネルと、
を備え、
前記ライトトンネルの入射口の一部を曲線的に切り欠いた形状としたことを特徴としている。

このように請求項１に記載の発明によれば、プロジェクタが、光を放出するランプと、当該ランプからの光を反射させて所定の方向に集束させるリフレクタとを備えるランプユニットと、ランプユニットに隣接して配置されて前記リフレクタで反射された光を透過させるカラーホイールと、カラーホイールを透過した光を入射口から入射させて当該光を均一化させる略直方体形状のライトトンネルとを備え、ライトトンネルの入射口の一部を曲線的に切り欠いた形状としたため、従来入射できずにライトトンネルの外面に当たってしまっていた光をライトトンネルに入射させることができ、より多くの光を効率良くライトトンネルに取り込むことができる。

請求項２に記載の発明は、プロジェクタにおいて、
光を放出するランプと、当該ランプからの光を反射させて所定の方向に集束させるリフレクタとを備えるランプユニットと、
前記ランプユニットからの光を入射口から入射させて当該光を均一化させる略直方体形状のライトトンネルと、
を備え、
前記ライトトンネルの入射口を形成する４辺のうちの長辺を短辺より深く切り欠いた形状としたことを特徴としている。

このように請求項２に記載の発明によれば、プロジェクタが、光を放出するランプと、当該ランプからの光を反射させて所定の方向に集束させるリフレクタとを備えるランプユニットと、ランプユニットからの光を入射口から入射させて当該光を均一化させる略直方体形状のライトトンネルとを備え、ライトトンネルの入射口を形成する４辺のうちの長辺を短辺より深く切り欠いた形状としたため、ランプユニットからの光を、カラーホイールを介してライトトンネルに入射させる構成のプロジェクタであっても、カラーホイールを介さないでライトトンネルに入射させる構成のプロジェクタであっても、従来入射できずにライトトンネルの外面に当たってしまっていた光をライトトンネルに入射させることができ、より多くの光を効率良くライトトンネルに取り込むことができる。
また、特にライトトンネルの入射口を形成する４辺のうちの長辺を短辺より深く切り欠いた形状としたため、短辺を長辺より深く切り欠いた形状とするよりも多くの光を取り込み易い形状とすることができる。

請求項３に記載の発明は、
光を放出するランプと当該ランプからの光を反射させて所定の方向に集束させるリフレクタとを備えるランプユニットからの光を入射口から入射させて当該光を均一化させる略直方体形状のライトトンネルであり、
前記ライトトンネルの入射口を形成する４辺のうちの長辺を短辺より深く切り欠いた形状としたことを特徴としている。

このように請求項３に記載の発明によれば、光を放出するランプと当該ランプからの光を反射させて所定の方向に集束させるリフレクタとを備えるランプユニットからの光を入射口から入射させて当該光を均一化させる略直方体形状のライトトンネルであり、ライトトンネルの入射口を形成する４辺のうちの長辺を短辺より深く切り欠いた形状としたため、従来入射できずにライトトンネルの外面に当たってしまっていた光をライトトンネルに入射させることができ、より多くの光を効率良くライトトンネルに取り込むことができる。

本発明によれば、より多くの光を効率良くライトトンネルに取り込むことができるため、さらに明るく画像を表示させることができる。

以下、本発明に係るプロジェクタの一実施形態について、図面を参照して説明する。ただし、以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。

図１は、本発明に係るプロジェクタの一実施形態を上方から見た場合の透視図であり、図２は、図１のプロジェクタを前方から見た場合の透視図である。
また、図３は、図１のプロジェクタに備えられたライトトンネルを示す概略図であり、図４は、図３のライトトンネルにランプユニットからの光が入射する様子を示す模式図であり、図５は、ライトトンネルの他の例を示す概略図である。

まず、図１及び図２を用いて、本実施形態におけるプロジェクタ１の構成について説明する。

本実施形態におけるプロジェクタ１は、図１及び図２に示すように、直方体形状の筐体１０、ランプユニット２０、ランプユニット２０から放射される光を透過させる透過型のカラーホイール３０、画像を生成して所定の方向に投射するレンズユニット４０、各種回路部品やバッテリを実装した電源基板５０等を備えて構成されている。

筐体１０は、図１及び図２に示すように、比較的広い面積を有する矩形状の上面１１及び下面１２と、これら上面１１及び下面１２の各辺に連接された４つの側面１３と、を有している。ランプユニット２０は、光を放出するランプ２１、ランプ２１からの光を反射させて所定の方向に集束させるリフレクタ２２、ランプ２１の前面を保護するカバーガラス２３等から構成されており、図１及び図２に示すように、筐体１０の内部の左右方向略中央部分後方寄りの位置に配置されている。ランプユニット２０の点灯動作は電源基板５０に実装された制御回路により制御される。

カラーホイール３０は、所定のモータにより駆動されて回転するとともにランプユニット２０から放射される光を透過させて、ランプユニット２０からの光を赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の光に順次変換するものである。カラーホイール３０は、図１及び図２に示すように、ランプユニット２０の左側方に隣接した位置に配置されており、その回転動作は、電源基板５０に実装された制御回路により制御される。

レンズユニット４０は、カラーホイール３０を透過した光を導く略直方体形状のライトトンネル（インテグレータ）６０、カラーホイール３０を通過した光を反射させて画像を生成する角度制御自在なデジタル反射集積素子であるＤＭＤ、ＤＭＤの動作を制御するＤＭＤ基板、ＤＭＤで生成した光（画像）を所定の方向に投射する投射レンズ等から構成されている。レンズユニット４０は、図１及び図２に示すように、カラーホイール３０と筐体１０の左側面１３との間の空間に配置され、図１の前方に画像を投射する。

電源基板５０は、図１及び図２に示すように、ランプユニット２０の前方に配置されており、ランプユニット２０の点灯動作やカラーホイール３０の回転動作を制御する制御回路を備えるとともに、各種電子機器に電力を供給するバッテリを備えている。

前記ライトトンネル６０は、図３に示すように、例えば片面をミラー蒸着した略短冊形状のガラス板６１，６１，６２，６２を４枚使用し、内面を蒸着面として断面が長方形となるように接着固定したトンネル形状のものである。そして、ランプユニット２０、カラーホイール３０を有する側には略矩形状の入射口６３を有しており、この入射口６３からカラーホイール３０を透過した光がライトトンネル６０の中に取り込まれ、当該光が内面のミラーで反射しながら進み、反対側の出射口６４から均一化された光となって出射するようになっている。

また、前記ライトトンネル６０の入射口６３は、平面な長方形の開口ではなく、その一部を切り欠いた形状となっている。本実施形態では、ライトトンネル６０の入射口６３の一部を曲線的に切り欠いた形状となっている。具体的には、図３に示すように、リフレクタ２２からの集光光束に合わせて各ガラス板６１，６１，６２，６２の中央部分が最も切り欠かれた状態となるように構成されている。このようにすることで、図４に示すように、従来入射できずにライトトンネルの外面に当たってしまっていた光（具体的には光線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）をライトトンネルに入射させることができ、より多くの光を効率良くライトトンネルに取り込むことができる。なお、図４では、ランプユニット２０とライトトンネル６０の間にあるカラーホイール３０を省略して記載している。

また、ライトトンネルの入射口の形状としては、前記したようなものに限るものではなく、同様の機能を有していれば、他の形状であっても良い。
例えば、図５に示すように、ライトトンネル１６０の入射口１６３の切り欠き形状が、曲線的ではなく直線的な切り欠き形状となっていても良い。すなわち、図３に示したライトトンネル６０の最も切り欠かれた中央部分に合わせるようにして直線的にガラス板１６１，１６１，１６２，１６２を切り落としたような形状とするのである。このような形状とすると、結果として、ライトトンネル１６０の入射口１６３の対向する２つの辺を直線的により引っ込めた形状となる。このようにすることで、直線的で単純である簡単な加工でより多くの光を効率良くライトトンネルに取り込むことができる。
特に、図５に示すように、ライトトンネル１６０の入射口１６３を形成する４辺のうちの長辺を短辺より深く切り欠いた形状とすれば、短辺を長辺より深く切り欠いた形状とするよりも多くの光を取り込み易い形状とすることができる。

次に、本実施形態のプロジェクタ１の作用について説明する。
まず、プロジェクタ１の電源スイッチをＯＮにして、ランプユニット２０を作動させると、ランプ２１の発光部から光が放射され、当該光は、リフレクタ２２の反射面で反射して、集光光束としてカラーホイール３０、ライトトンネル６０の方向に向かう。
カラーホイール３０は、所定の速度で回転しており、ランプユニット２０からの光は、当該カラーホイール３０を透過して、ライトトンネル６０に入射するようになっている。

この際、ライトトンネル６０の入射口６３が、平面な長方形の開口ではなく、その一部を切り欠いた形状（ここでは曲線的に切り欠いた形状）となっているため、従来入射できずにライトトンネルの外面に当たってしまっていた光（具体的には図４の光線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）をライトトンネルに入射させることができ、より多くの光を効率良くライトトンネルに取り込むことができる。
その後、ライトトンネル６０から出射した光は、レンズユニット４０を通り、図１の前方に画像を投射するようになっている。

以上のように、本実施形態におけるプロジェクタによれば、光を放出するランプと、当該ランプからの光を反射させて所定の方向に集束させるリフレクタとを備えるランプユニットと、ランプユニットに隣接して配置されて前記リフレクタで反射された光を透過させるカラーホイールと、カラーホイールを透過した光を入射口から入射させて当該光を均一化させる略直方体形状のライトトンネルとを備え、ライトトンネルの入射口の一部を切り欠いた形状としたため、従来入射できずにライトトンネルの外面に当たってしまっていた光をライトトンネルに入射させることができ、より多くの光を効率良くライトトンネルに取り込むことができる。

また、本実施形態では、ライトトンネルの入射口の一部を曲線的に切り欠いた形状としたため、リフレクタからの集光光束に合わせたライトトンネルの入射口の形状とすることができ、さらに多くの光を効率良くライトトンネルに取り込むことができる。

さらに、ライトトンネルの入射口の対向する２つの辺を直線的により引っ込めた形状とすれば、簡単な加工でより多くの光を効率良くライトトンネルに取り込むことができる。

またさらに、プロジェクタが、光を放出するランプと、当該ランプからの光を反射させて所定の方向に集束させるリフレクタとを備えるランプユニットと、ランプユニットからの光を入射口から入射させて当該光を均一化させる略直方体形状のライトトンネルとを備え、ライトトンネルの入射口を形成する４辺のうちの長辺を短辺より深く切り欠いた形状とすれば、ランプユニットからの光を、カラーホイールを介してライトトンネルに入射させる構成のプロジェクタであっても、カラーホイールを介さないでライトトンネルに入射させる構成のプロジェクタであっても、従来入射できずにライトトンネルの外面に当たってしまっていた光をライトトンネルに入射させることができ、より多くの光を効率良くライトトンネルに取り込むことができる。
また、特にライトトンネルの入射口を形成する４辺のうちの長辺を短辺より深く切り欠いた形状としたため、短辺を長辺より深く切り欠いた形状とするよりも多くの光を取り込み易い形状とすることができる。

また、本実施形態におけるライトトンネルによれば、光を放出するランプと当該ランプからの光を反射させて所定の方向に集束させるリフレクタとを備えるランプユニットからの光を入射口から入射させて当該光を均一化させる略直方体形状のライトトンネルであり、ライトトンネルの入射口を形成する４辺のうちの長辺を短辺より深く切り欠いた形状としたため、従来入射できずにライトトンネルの外面に当たってしまっていた光をライトトンネルに入射させることができ、より多くの光を効率良くライトトンネルに取り込むことができる。

これらの結果、さらに明るく画像を表示させることができる。

なお、本発明に係るプロジェクタおよびライトトンネルとしては、前記した実施形態に限るものではなく、他の構成のものにも適用可能である。
例えば、本実施形態のプロジェクタは、ランプユニットからの光をカラーホイールを介してライトトンネルに入射させる構成となっていたが、これに限るものではなく、ランプユニットからの光をカラーホイールを介さないでライトトンネルに入射させる構成のプロジェクタにも本発明は適用可能である。

本発明に係るプロジェクタの一実施形態を上方から見た場合の透視図である。 図１のプロジェクタを前方から見た場合の透視図である。 図１のプロジェクタに備えられたライトトンネルを示す概略図である。 （ａ）図３のライトトンネルにランプユニットからの光が入射する様子を上面側から見た模式図である。 （ｂ）図３のライトトンネルにランプユニットからの光が入射する様子を側面側から見た模式図である。 ライトトンネルの他の例を示す概略図である。 従来のライトトンネルを示す概略図である。

符号の説明

１ プロジェクタ
１０ 筐体
２０ ランプユニット
２１ ランプ
２２ リフレクタ
２３ カバーガラス
３０ カラーホイール
４０ レンズユニット
５０ 電源基板
６０，１６０ ライトトンネル
６１，６２，１６１，１６２ ガラス板
６３，１６３ 入射口

Claims (3)

1. 光を放出するランプと、当該ランプからの光を反射させて所定の方向に集束させるリフレクタとを備えるランプユニットと、
   前記ランプユニットに隣接して配置されて前記リフレクタで反射された光を透過させるカラーホイールと、
   前記カラーホイールを透過した光を入射口から入射させて当該光を均一化させる略直方体形状のライトトンネルと、
   を備え、
   前記ライトトンネルの入射口の一部を曲線的に切り欠いた形状としたことを特徴とするプロジェクタ。
2. 光を放出するランプと、当該ランプからの光を反射させて所定の方向に集束させるリフレクタとを備えるランプユニットと、
   前記ランプユニットからの光を入射口から入射させて当該光を均一化させる略直方体形状のライトトンネルと、
   を備え、
   前記ライトトンネルの入射口を形成する４辺のうちの長辺を短辺より深く切り欠いた形状としたことを特徴とするプロジェクタ。
3. 光を放出するランプと当該ランプからの光を反射させて所定の方向に集束させるリフレクタとを備えるランプユニットからの光を入射口から入射させて当該光を均一化させる略直方体形状のライトトンネルであり、
   前記ライトトンネルの入射口を形成する４辺のうちの長辺を短辺より深く切り欠いた形状としたことを特徴とするライトトンネル。

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