JP5129970B2 - Projector device - Google Patents
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Description
本発明は、光源から照射された光を所定の方向に反射させる反射部材を備えたプロジェクタ装置に関する。 The present invention relates to a projector device including a reflecting member that reflects light emitted from a light source in a predetermined direction.
スクリーン上に映像を拡大投映するプロジェクタ装置が普及している。プロジェクタ装置では、明るい室内でも大画面で映像が見られるよう、高輝度化が進められている。例えば、特許文献1では、複数の光源を用いることによって高輝度化を図ったプロジェクタ装置が提案されている。特許文献1のプロジェクタ装置は、複数の光源から照射された光をプリズムなどの反射部材で反射させ、1箇所に集光して投写レンズなどに入射させることにより、投映する光の明るさを向上させるようにしている。 Projector devices that enlarge and project images on a screen have become widespread. In projector apparatuses, the brightness has been increased so that images can be seen on a large screen even in a bright room. For example, Patent Document 1 proposes a projector device that achieves high brightness by using a plurality of light sources. The projector device of Patent Document 1 improves the brightness of projected light by reflecting light emitted from a plurality of light sources by a reflecting member such as a prism, condensing the light at one place, and entering the projection lens or the like. I try to let them.
ところが、上述のような構成のプロジェクタ装置では、反射部材が熱の影響を受けやすいという問題がある。プロジェクタ装置の光源には、ハロゲンランプやキセノンランプなどといったハイワッテージのランプが用いられるため、照射光を直接受ける反射部材は、照射光によって加熱される。また、反射部材は、通常、板状のミラーやブロック状のプリズムなどで構成され、表面積が小さいので周囲に熱を発散しにくい。また、プロジェクタ装置などにおいては、照明部から出射されるの光のうち、R、G、Bの3原色成分のみを使用し、赤外光成分や紫外光成分は、照明部内で除外されることが多い。これに伴い、反射部材は、赤外光や紫外光を透過、又は吸収する機能を持つことが多い。 However, the projector apparatus having the above-described configuration has a problem that the reflecting member is easily affected by heat. Since a high-wattage lamp such as a halogen lamp or a xenon lamp is used as the light source of the projector device, the reflecting member that directly receives the irradiation light is heated by the irradiation light. Further, the reflecting member is usually composed of a plate-like mirror, a block-like prism, or the like, and has a small surface area, so that it is difficult to dissipate heat around it. Also, in projector devices, etc., only the three primary color components of R, G, and B are used out of the light emitted from the illumination unit, and infrared light components and ultraviolet light components are excluded within the illumination unit. There are many. Accordingly, the reflecting member often has a function of transmitting or absorbing infrared light and ultraviolet light.
このように、反射部材は、光源の照射光を直接受けることに加えて、赤外光や紫外光による熱、及び放熱しにくい形状なども相まって、非常に高温になってしまう。そして、加熱によって反射部材が熱膨張や変形などを起こしてしまうと、投写レンズなどに入射する光量が低下して映像が暗くなったり、映像に乱れが生じたりする可能性がある。こうした熱による不具合を防止するため、特許文献1では、ファンなどの冷却手段によって反射部材を冷却するようにしている。
しかしながら、冷却手段によって反射部材を強制的に冷却すると、過冷却によって反射部材を破損させてしまう危険性がある。また、反射部材に専用の冷却手段などを設けると、冷却手段自体やその保持部材などの部品増にともなうコストアップ、及び消費電力の増加などの要因にもなってしまう。このため、専用の冷却手段などを用いることなく、装置に備えられたファンなどによる緩やかな風が通る環境において効率的に反射部材を放熱し、反射部材が高温にならないようにしたいという要望が強かった。 However, if the reflecting member is forcibly cooled by the cooling means, there is a risk that the reflecting member may be damaged due to overcooling. In addition, when a dedicated cooling means or the like is provided on the reflecting member, the cost increases due to an increase in the number of parts such as the cooling means itself or the holding member, and power consumption increases. For this reason, there is a strong demand for efficiently dissipating the reflecting member in an environment where gentle winds by a fan or the like provided in the apparatus pass without using a dedicated cooling means, so that the reflecting member does not reach a high temperature. It was.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、過冷却による光学部品の破損を招
くことなく、効率的に反射部材の放熱を行うことができるプロジェクタ装置を提供することを目的とする。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a projector device that can efficiently dissipate heat from a reflecting member without causing damage to an optical component due to overcooling. .
上記課題を達成するため、本発明のプロジェクタ装置は、光を照射する第一光源、第二光源と、前記第一光源が照射した光を所定の方向に反射させる反射面を有する第一反射部材と、前記第二光源が照射した光を所定の方向に反射させる反射面を有する第二反射部材とからなる照明部と、この照明部が出射した光を投写する投写光学系とを備え、前記各反射部材を、前記反射面が形成された板状の反射ミラーと、前記反射面を露呈させた状態で前記反射ミラーを保持するホルダとで構成し、前記ホルダは、板状のベース板と、押さえ板とを有し、前記押さえ板は、前記ベース板との間に前記反射ミラーを保持した状態で前記ベース板に固定され、前記各ベース板の背面に筋状に突出した複数のリブが前記各ベース板と一体に設けられ、前記各光源は、向かい合うように配置され、前記各反射部材は、前記各光源の間に上下にずらし、且つ十字に組み合わせて配置され、前記第一反射部材の前記反射ミラーが、前記第一光源が照射した光を反射させ、前記第二反射部材の前記反射ミラーが、前記第二光源が照射した光を反射させ、それぞれ前記投写光学系に入射させるよう、角度が調節されたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a projector device of the present invention includes a first light source that irradiates light , a second light source, and a first reflecting member that has a reflecting surface that reflects light emitted by the first light source in a predetermined direction. And an illuminating unit comprising a second reflecting member having a reflecting surface that reflects the light emitted by the second light source in a predetermined direction, and a projection optical system that projects the light emitted from the illuminating unit , Each reflecting member is composed of a plate-like reflecting mirror on which the reflecting surface is formed and a holder that holds the reflecting mirror in a state where the reflecting surface is exposed, and the holder includes a plate-like base plate and A plurality of ribs that are fixed to the base plate in a state where the reflection mirror is held between the presser plate and the base plate, and project in a streak pattern on the back surface of the base plate. There is provided integrally with the respective base plates, each The sources are arranged so as to face each other, and each of the reflecting members is vertically shifted between the light sources and arranged in a cross shape. The reflecting mirror of the first reflecting member is irradiated by the first light source. The angle is adjusted so that the reflected light is reflected, and the reflection mirror of the second reflecting member reflects the light irradiated by the second light source and enters the projection optical system .
なお、前記ホルダは、熱伝導率の高い金属材料で成形されることが好ましい。 The holder is preferably formed of a metal material having high thermal conductivity.
本発明では、反射ミラーとホルダとで反射部材を構成し、ホルダに複数の突出部を設け
た。各突出部は、設けられた面の表面積を広げてホルダの放熱性を高めることにより、照
射光によって加熱された際などの反射部材の熱膨張や変形などを防止する。このように、
放熱性を高めて効率良く放熱を行うことによって反射部材の変形などを防止するようにし
たので、過冷却による光学部品の破損を招く心配がない。また、反射部材を冷却する専用
のファンなどを必要としないので、消費電力の増加やコストアップなどを招くこともない。
さらに、二つの光源を用いることによって、高輝度の画像をスクリーンに投写することができる。また、各反射部材は上下にずらして配置されたため、反射光が遮られることはなく、プロジェクタの横方向の外形寸法を小さくすることができる。また、第一反射部材の反射面の下端付近に、第一光源の照射光が照射され、第二反射部材の反射面の上端付近に、第二光源の照射光が照射されることで、反射部材で反射された光を1箇所に集光して投写光学系に入射させるための集光光学系に入射する光のずれを極力小さくすることができる。なお、各反射部材にあおり角を付けることによって、集光光学系に入射する光のずれをさらに抑えるができる。
In the present invention, the reflection member and the holder constitute a reflection member, and the holder is provided with a plurality of protrusions. Each protrusion prevents the thermal expansion and deformation of the reflecting member when heated by the irradiation light by increasing the surface area of the provided surface and improving the heat dissipation of the holder. in this way,
Since the heat dissipation is improved to efficiently dissipate heat to prevent the reflection member from being deformed, there is no fear of causing damage to the optical component due to overcooling. Further, since a dedicated fan or the like for cooling the reflecting member is not required, power consumption is not increased and costs are not increased.
Furthermore, by using two light sources, a high-luminance image can be projected on the screen. In addition, since each reflecting member is arranged so as to be shifted up and down, the reflected light is not blocked, and the lateral dimension of the projector can be reduced. In addition, the irradiation light of the first light source is irradiated near the lower end of the reflection surface of the first reflecting member, and the irradiation light of the second light source is irradiated near the upper end of the reflection surface of the second reflecting member. The deviation of the light incident on the condensing optical system for condensing the light reflected by the member into one place and making it incident on the projection optical system can be minimized. In addition, it is possible to further suppress the deviation of the light incident on the condensing optical system by providing a tilt angle to each reflecting member.
図1に示すように、液晶プロジェクタ(プロジェクタ装置)10は、照明部(照明装置)11と、集光光学系12と、液晶パネル13と、投写光学系14とを備えている。また、照明部11には、2つの光源15、16と、反射によって各光源15、16の照射光の向きを変える反射光学系17とが設けられている。この液晶プロジェクタ10は、いわゆる2灯・単板式のプロジェクタであり、2つの光源15、16を用いることによって、高輝度の画像をスクリーンSCに投写する。
As shown in FIG. 1, the liquid crystal projector (projector apparatus) 10 includes an illumination unit (illumination apparatus) 11, a condensing
各光源15、16は、光を照射するバルブや照射光を一方向に集光するリフレクタなどによって構成されている。また、各光源15、16は、互いに対面するとともに、集光光学系12、液晶パネル13、投写光学系14の光軸OAに対して光の照射方向が略垂直となるように配置されている。これらの各光源15、16には、例えば、ハロゲンランプやキセノンランプ、及び超高圧水銀ランプなどといった、白色光を照射するハイワッテージのランプが用いられる。
Each
反射光学系17には、光源15に対応した反射部材20と、光源16に対応した反射部材21とが設けられている。各反射部材20、21は、略板状に形成されており、一方の面に光反射特性を有する反射面を有している。照明部11は、各反射部材20、21の反射面で各光源15、16の照射光を反射させることにより、各光源15、16の照射光を集光光学系12に入射させる。なお、図1では、各反射部材20、21が十字になっており、集光光学系12に向かう反射光が遮られてしまうように見える。しかしながら、実際には、光源15と反射部材20、及び光源16と反射部材21とが、それぞれ対になって紙面と直交する方向にずれた構成(図3参照)になっているため、反射光が遮られることはない。
The reflection optical system 17 is provided with a
集光光学系12は、照明部11からの照射光を略平行光にするとともに、空間的なエネルギー分布を均一化し、液晶パネル13を均一に照明する。なお、この集光光学系12は、例えば、コリメータレンズ、フライアイレンズ、コンデンサレンズなどによって構成される。
The condensing
液晶パネル13は、電圧の印加に応じて入射光の偏光状態を空間的に変調する。また、この液晶パネル13の前後には、図示を省略した偏光板が設けられている。入射側偏光板は、透過した光を一方向の直線偏光に揃えて液晶パネル13に入射させる。射出側偏光板は、液晶パネル13で変調された光の偏光状態の違いを光の強度の違いに置き換えることにより画像を形成する。投写光学系14は、例えば、複数枚のレンズによって構成される投写レンズであり、液晶パネル13によって画像が形成された光をスクリーンSCに投写する。
The
図2に示すように、反射部材20は、反射面30aを有する略平板状の反射ミラー30と、この反射ミラー30を保持するホルダ32とからなる。ホルダ32は、反射ミラー30よりも一回り大きい略平板状のベース板34と、略コの字型に形成された押さえ板35とで構成されている。押さえ板35は、3本のネジ36によってベース板34に取り付けられる。ホルダ32は、ベース板34と押さえ板35とで挟み込むことによって、反射ミラー30を保持する。また、ホルダ32は、押さえ板35の切欠部35aから保持した反射ミラー30の反射面30aを露呈させる。なお、反射部材21は、上記反射部材20と同様の構成を有しているので、詳細な説明を省略する。
As shown in FIG. 2, the reflecting
図3に示すように、照明部11は、各反射部材20、21を保持する支柱40と、各光源15、16をそれぞれ保持するランプハウジング41、42と、各ランプハウジング41、42をそれぞれ保持するブラケット43、44と、支柱40と各ブラケット43、44とを固定する台座46とを備えている。照明部11は、各光源15、16、及び反射光学系17を同一の台座46上に固定することによって、各部の位置精度を保つ。
As shown in FIG. 3, the illumination unit 11 holds the
支柱40は、各反射部材20、21を上下にずらして保持する。各ランプハウジング41、42は、略四角筒状に形成されており、その内部空間に収納するようにして各光源15、16を保持する。各ブラケット43、44は、対応する各光源15、16と各反射部材20、21とを対面させて各ランプハウジング41、42を保持する。また、各反射部材20、21は、各部の位置決めが行われた後、反射した光が集光光学系12に向かうように角度が調節される。これにより、各光源15、16の照射光が、反射光学系17で反射して集光光学系12に入射する。
The
ところで、各反射部材20、21を上下にずらして取り付けると、液晶プロジェクタ1
0の横方向の外形寸法を小さくすることができるものの、集光光学系12に入射する光も
上下にずれてしまうという問題が生じる。このため、各反射部材20、21は、互いの切
欠部35aを対面させるようにして支柱40に取り付けられている。このように各反射部
材20、21を支柱40に取り付ければ、反射部材(第二反射部材)20の反射面30aの上端付近に光源(第二光源)15の照射光を当て、反射部材(第一反射部材)21の反射面30aの下端付近に光源(第一光源)16の照射光を当てることで、各照射光の上下方向の距離が近づき、集光光学系12に入射する光のずれを極力小さくすることができる。なお、各反射部材20、21にあおり角を付けることによって、集光光学系12に入射する光のずれをさらに抑えるようにしてもよい。
By the way, when the reflecting
Although the lateral dimension of 0 in the lateral direction can be reduced, there is a problem in that light incident on the condensing
また、図4に示すように、各反射部材20、21のベース板34の背面には、筋状に突出した複数のリブ(突出部)50が設けられている。これらの各リブ50は、ベース板34と一体に成形されている。各反射部材20、21は、各光源15、16の照射光を直接受けるため、液晶プロジェクタ10の作動時には非常に高温になる。各リブ50は、ベース板34の背面の表面積を広げることにより、反射部材20、21の放熱性を高める。なお、放熱性をより高めるため、ベース板34には、例えば、アルミニウムや銅などといった熱伝導率の高い金属材料を用いることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 4, a plurality of ribs (protruding portions) 50 protruding in a streak shape are provided on the back surface of the
各反射部材20、21のベース板34の背面には、各リブ50の他に、背面から略垂直に突出し、かつ一側端面と接するように形成された板状の取付部52が設けられている。各反射部材20、21は、例えば、これらの各取付部52を介してネジ止めすることにより、支柱40に取り付けられる。また、各取付部52は、支柱40に取り付ける際の互いの干渉などを防止するため、ベース板34の横方向の中心位置よりも短くなるように形成されている。
On the back surface of the
支柱40は、第1板部40aと第2板部40bとからなる略L字状に形成され、その屈曲部の頂点が集光光学系12に向かうように台座46に取り付けられている。また、この際、各光源15、16と対面する各板部40a、40bの外側面は、各反射部材20、21を適切な角度に調節した際の反射面30aと略平行になるようにされている。
The
前述のように、各反射部材20、21は、同様の形状に形成されている。反射部材20は、取付部52を上向きにした状態で、取付部52を第1板部40aの上面に乗せることにより、支柱40に取り付けられる。このため、支柱40の高さは、反射部材20の縦方向の長さよりも高くされている。一方、反射部材21は、取付部52を下向きにした状態で、取付部52を第2板部40bの上面に乗せることにより、支柱40に取り付けられる。これにより、互いの切欠部35aを対面させ、かつ各反射面30aで反射した光が集光光学系12に向かうように角度が調節された状態で、各反射部材20、21が保持される。
As described above, the reflecting
次に、本発明の作用について説明する。液晶プロジェクタ10は、ユーザから画像の表示が指示されると、各光源15、16を点灯させる。各光源15、16の照射光は、各反射部材20、21の反射面30aで反射し、集光光学系12に入射する。この際、各反射部材20、21は、各光源15、16の照射光によって加熱される。また、各反射部材20、21は、各光源15、16の照射光に含まれる赤外光や紫外光を透過又は吸収し、これらの赤外光や紫外光によっても加熱される。
Next, the operation of the present invention will be described. The liquid crystal projector 10 turns on the
各光源15、16の照射光、及びそれに含まれる赤外光や紫外光によって加熱された各反射部材20、21は、各リブ50によって放熱性が高められたベース板34の背面から蓄積された熱を効率良く拡散させる。これにより、各反射部材20、21の熱膨張や変形などが防止される。
The reflecting
各反射部材20、21の反射を介して照明部11から出射した光は、集光光学系12に入射する。集光光学系12は、入射した光を略平行光にするとともに、空間的なエネルギー分布を均一化する。集光光学系12を出射した光は、液晶パネル13によって画像が形成された後、投写光学系14によってスクリーンSCに投写される。
The light emitted from the illumination unit 11 through the reflection of the reflecting
このように、本実施形態によれば、ホルダ34の背面に複数のリブ50を設け、各リブ50によって放熱性が高められたホルダ34の背面から効率良く熱を逃がすことで、各反射部材20、21の熱膨張や変形などを防止するようにしたので、過冷却による光学部品の破損を招く心配がない。また、各反射部材20、21を冷却する専用のファンなどを必要としないので、消費電力の増加やコストアップなどを招くこともなく、各反射部材20、21の放熱を効率的に行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the plurality of
なお、本実施形態では、突出部として複数のリブ50を形成するようにしたが、突出部の形状は、これに限ることなく、例えば、柱状に形成されたものなどであってもよい。また、突出部は、一体に形成されるものに限らず、別の部品として成形された後に、ネジ止めなどによって固定されるものであってもよい。さらに、突出部は、背面に限ることなく、上面や側面など、他の面に設けられていてもよい。
In the present embodiment, the plurality of
また、本実施形態では、反射ミラー30とホルダ32とからなる反射部材20、21を示したが、反射部材は、これに限ることなく、例えば、アルミニウムなどの金属板の一方の面に鏡面仕上げを施して反射面を形成し、他方の面に突出部を形成するなどして、1つの部材で成形されたものとしてもよい。さらに、反射部材は、板状に限ることなく、例えば、ブロック状などであってもよい。
In the present embodiment, the reflecting
なお、本実施形態では、液晶プロジェクタ10に本発明を適用した例を示したが、本発明は、これに限ることなく、例えば、光の変調にDMD素子を用いたDLP方式のプロジェクタ、及びスライドプロジェクタやオーバーヘッドプロジェクタなどといった他の方式のプロジェクタ装置に本発明を適用してもよい。また、本発明は、これに限ることなく、例えば、リアプロジェクションテレビなどといった、他の光学機器の照明装置に本発明を適用してもよい。 In the present embodiment, an example in which the present invention is applied to the liquid crystal projector 10 is shown. However, the present invention is not limited to this, and for example, a DLP projector using a DMD element for light modulation, and a slide The present invention may be applied to other types of projector devices such as a projector and an overhead projector. In addition, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to lighting devices of other optical devices such as a rear projection television.
10 液晶プロジェクタ(プロジェクタ装置)
11 照明部(照明装置)
14 投写光学系
15、16 光源
20、21 反射部材
30 反射ミラー
30a 反射面
32 ホルダ
50 リブ(突出部)
10 Liquid crystal projector (projector device)
11 Illumination unit (illumination device)
14 Projection
Claims (3)
前記各反射部材を、前記反射面が形成された板状の反射ミラーと、前記反射面を露呈させた状態で前記反射ミラーを保持するホルダとで構成し、
前記ホルダは、板状のベース板と、押さえ板とを有し、前記押さえ板は、前記ベース板との間に前記反射ミラーを保持した状態で前記ベース板に固定され、
前記各ベース板の背面に筋状に突出した複数のリブが前記各ベース板と一体に設けられ、
前記各光源は、向かい合うように配置され、
前記各反射部材は、前記各光源の間に上下にずらし、且つ十字に組み合わせて配置され、前記第一反射部材の前記反射ミラーが、前記第一光源が照射した光を反射させ、前記第二反射部材の前記反射ミラーが、前記第二光源が照射した光を反射させ、それぞれ前記投写光学系に入射させるよう、角度が調節されたことを特徴とするプロジェクタ装置。 A first light source for irradiating light , a second light source , a first reflecting member having a reflecting surface for reflecting light emitted from the first light source in a predetermined direction, and light emitted by the second light source in a predetermined direction In a projector apparatus comprising: an illuminating unit that includes a second reflecting member having a reflecting surface that reflects the light; and a projection optical system that projects light emitted from the illuminating unit .
Each reflecting member is composed of a plate-like reflecting mirror on which the reflecting surface is formed, and a holder that holds the reflecting mirror in a state where the reflecting surface is exposed,
The holder has a plate-like base plate and a pressing plate, and the pressing plate is fixed to the base plate in a state of holding the reflection mirror between the base plate,
A plurality of ribs protruding in a streak pattern on the back of each base plate are provided integrally with each base plate ,
The light sources are arranged to face each other,
Each of the reflecting members is shifted up and down between the light sources and is combined in a cross shape. The reflecting mirror of the first reflecting member reflects the light emitted by the first light source, and the second The projector apparatus according to claim 1, wherein the reflection mirror of the reflecting member reflects the light emitted from the second light source and is incident on the projection optical system .
前記各反射部材は、前記各反射ミラーの全外周四辺のうちの前記押さえ板に覆われない一辺を互いに上下方向に対向させて配置され、上方に配置された前記第一反射部材の前記反射面の下端付近に、前記第一光源の照射光が照射され、下方に配置された前記第二反射部材の前記反射面の上端付近に、前記第二光源の照射光が照射され、前記各反射部材で反射された光のずれを小さくするよう、前記各反射部材にあおり角が付けられたことを特徴とする請求項1記載のプロジェクタ装置。Each reflecting member is arranged such that one of the four outer peripheral sides of each reflecting mirror that is not covered by the pressing plate is opposed to each other in the vertical direction, and the reflecting surface of the first reflecting member arranged above The irradiation light of the first light source is irradiated in the vicinity of the lower end of the first light source, the irradiation light of the second light source is irradiated in the vicinity of the upper end of the reflection surface of the second reflection member arranged below, and each of the reflection members The projector device according to claim 1, wherein each of the reflecting members is angled so as to reduce a deviation of the light reflected by the projector.
Priority Applications (1)
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