(57)【要約】      （修正有）【課題】  製造コストが安く、耐久性、耐熱性に優れるロッドインテグレータを提供すること。【解決手段】  第１端部１１から入射された光束を内側面２３，２４，３３，３４で反射させながら光束密度を均一化し、他側の第２端部１２に導いて当該第２端部１２から光束を射出するロッドインテグレータ１０において、反射面２３，２４，３３，３４を有する板金部材２０，３０の当該反射面２３，２４，３３，３４が内側を向くように折り曲げられて構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端部から入射された光束を内側面で反射させながら光束密度を均一化し、他側の第２端部に導いて当該第２端部から光束を射出するロッドインテグレータにおいて、
反射面を有する板金部材の当該反射面が内側を向くように折り曲げられて構成されていることを特徴とするロッドインテグレータ。
【請求項２】
前記板金部材は、その断面が略Ｌ字形状を有する少なくとも２枚の金属板によって構成されていることを特徴とする請求項１記載のロッドインテグレータ。
【請求項３】
前記略Ｌ字形状を有する金属板は、その端部が反射面とは反対方向に折り曲げられて形成された接合面を有しており、当該接合面によってそれぞれの金属板が接合されていることを特徴とする請求項２記載のロッドインテグレータ。
【請求項４】
前記略Ｌ字形状を有する少なくとも２枚の金属板は、前記接合面を溶接することによって接合されていることを特徴とする請求項３記載のロッドインテグレータ。
【請求項５】
前記板金部材は、反射面を有する１枚の金属板が当該反射面が内側を向くように折り曲げられ、端部が接合されて構成されていることを特徴とする請求項１記載のロッドインテグレータ。
【請求項６】
前記板金部材は、コの字形状を有する少なくとも２枚の金属板と、平面形状を有する少なくとも２枚の金属板によって構成されていることを特徴とする請求項１記載のロッドインテグレータ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載のロッドインテグレータを有するプロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッドインテグレータおよびプロジェクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、投射型液晶プロジェクタ等では、光源から放射された光を液晶パネルに投光し、当該液晶パネルにおいて画像情報に応じて変調された光をスクリーン等に投影することにより、画像情報をスクリーンに投影することができる。
【０００３】
ところで、このような投射型液晶プロジェクタでは、液晶パネルに投光される光の光束密度が不均一である場合には、スクリーンに投影されている画像に照度ムラが生じるため、光束密度を均一化するためのロッドインテグレータが使用されている。
【０００４】
ロッドインテグレータとしては、従来、特許文献１に示すようなものが知られている。図８（Ａ）は、特許文献１に示すロッドインテグレータの構成を示す図である。この図に示すように、従来のロッドインテグレータ１は、ガラス製の棒状ロッドプリズムとして形成され、光源から放射された光を、例えば、端面１ｅから入射し、側面１ａ〜１ｄで複数回反射させて端面１ｆから射出することにより、射出端面での光束密度を略均一にするようになっている。そして、ロッドインテグレータ１の端面１ｆと、図示せぬ液晶パネルとを光学的に共役な関係にすることにより、液晶パネルの素子面での光束密度を均一化するようになっている。
【０００５】
ところで、特許文献１に示すようなロッドインテグレータ１では、端面１ｆと液晶パネルとが前述のように光学的に共役関係を有するように構成されているため、ロッドインテグレータ１の端面１ｆに生じた傷または塵埃の像が液晶パネル上に結像され、液晶パネル上の画像に重畳されてスクリーンに拡大投影されてしまう。このような傷または塵埃は完全に除去することは困難であることから、特許文献１に示すロッドインテグレータ１では、画質の劣化を避けることが困難であるという問題点がある。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するために、図８（Ｂ）に示すようなロッドインテグレータ２が提案されている。この図に示すロッドインテグレータ２では、４枚の長方形状のガラス板材２ａ〜２ｄの一面に反射コートを施し、この反射コート面２ｅ〜２ｈが内側となるように接着されて構成されている。このようなロッドインテグレータ２では、光源から放射されて光入射端２ｉから入射された光がガラス板材２ａ〜２ｄの反射コート面２ｅ〜２ｈによって複数回反射されて光射出端２ｊから射出される。この光射出端２ｊには、前述したロッドインテグレータ１のように、傷または塵埃が付着する端面が存在しないため、これらの像が液晶パネルに結像されることはない。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３２６７２７号公報（特許請求の範囲、発明の詳細な説明等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すロッドインテグレータ１，２の場合には、素材がガラスであるため、振動に弱く、耐久性が低いという問題点がある。
【０００９】
また、図８（Ａ）に示すロッドインテグレータ１の場合には、ガラスを棒状に加工する必要があり、また、図８（Ｂ）に示すロッドインテグレータ２の場合には、ガラスを長方形状に加工するとともに、反射面を形成し、さらにこれらを相互に接着する必要があることから、製造コストが高くつくという問題点がある。
【００１０】
また、ガラスは耐熱性が低いことから、光源から熱等による温度変化に曝された場合には、毀損してしまう場合があるという問題点もある。
【００１１】
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、製造コストが安く、耐久性、耐熱性に優れるロッドインテグレータおよびそのようなロッドインテグレータを有するプロジェクタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を達成するため、本発明のロッドインテグレータは、第１端部から入射された光束を内側面で反射させながら光束密度を均一化し、他側の第２端部に導いて当該第２端部から光束を射出するロッドインテグレータにおいて、反射面を有する板金部材の当該反射面が内側を向くように折り曲げられて構成されている。
【００１３】
このため、製造コストが安く、耐久性、耐熱性に優れるロッドインテグレータを提供することができる。
【００１４】
また、他の発明のロッドインテグレータは、上述の発明に加えて、板金部材は、その断面が略Ｌ字形状を有する少なくとも２枚の金属板によって構成されている。このため、製造工程を簡略化することにより、製造コストをさらに低減することが可能になる。
【００１５】
また、他の発明のロッドインテグレータは、上述の発明に加えて、略Ｌ字形状を有する少なくとも２枚の金属板は、その端部が反射面とは反対方向に折り曲げられて形成された接合面を有しており、当該接合面によってそれぞれの金属板が接合されている。このため、接合の強度を高めることにより、耐久性をさらに高めることができる。
【００１６】
また、他の発明のロッドインテグレータは、上述の発明に加えて、略Ｌ字形状を有する少なくとも２枚の金属板は、接合面を溶接することによって接合されている。このため、接合強度を高めつつ製造工程を簡略化することが可能になる。
【００１７】
また、他の発明のロッドインテグレータは、上述の発明に加えて、板金部材は、反射面を有する１枚の金属板が当該反射面が内側を向くように折り曲げられ、端部が接合されて構成されている。このため、部品点数を減らすことにより、製造コストをさらに安くすることが可能になる。
【００１８】
また、他の発明のロッドインテグレータは、上述の発明に加えて、板金部材は、コの字形状を有する少なくとも２枚の金属板と、平面形状を有する少なくとも２枚の金属板によって構成されている。このため、内側面の反射面を形成した後に組み立てることができるので、組み立ての際に反射面が毀損することを防止できる。
【００１９】
また、本発明のプロジェクタ装置は、上述の各ロッドインテグレータを有している。
【００２０】
このため、製造コストが安く、耐久性、耐熱性に優れるプロジェクタ装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、製造コストが安く、耐久性、耐熱性に優れるロッドインテグレータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態に係るロッドインテグレータを、図面に基づいて説明する。
【００２３】
第１の実施の形態．
【００２４】
図１〜５は、本発明の第１の実施の形態に係るロッドインテグレータの構成例を示す図である。図１および図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るロッドインテグレータ１０は、２枚の金属板２０および金属板３０によって構成されている。
【００２５】
金属板２０は、図２に示すように、例えば、アルミニウム板が辺２１および辺２２に相当する直線部分でそれぞれ直角に折り曲げられて構成されている。辺２２より先端の領域は、接合領域２５とされ、金属板３０の内側面３４の先端部分と接合される。金属板２０の内側面２３，２４には、高輝性金属（例えば、銀、ニッケル、クロム）の膜が真空蒸着またはメッキ等によって形成されており、入射光を高い率で反射する。
【００２６】
金属板３０も同様に、例えば、アルミニウム板が辺３１および辺３２に相当する直線部分でそれぞれ直角に折り曲げられて構成されている。辺３２より先端の領域は、接合領域３５とされ、金属板２０の内側面２４の先端部分と接合される。金属板３０の内側面３３，３４には、高輝性金属の膜が真空蒸着またはメッキ等によって形成されており、入射光を高い率で反射する。
【００２７】
なお、金属板２０，３０の材質としては、アルミニウムではなく、例えば、熱伝導率の高い金属（例えば、銅または真鍮等）を用いることができる。アルミニウムを使用した場合には、ロッドインテグレータ１０自体を軽量化することができる。また、熱伝導率の高い金属である銅等を使用した場合には、冷却性を高めることができる。さらに、アルミニウム板に高輝性金属をメッキするのではなく、高輝性金属の板材を使用して、その表面を研磨処理等することにより反射面を形成するようにしてもよい。
【００２８】
また、金属板２０，３０を図２に示す形状に加工する方法としては、例えば、プレス加工等によって、辺２１，２２および辺３１，３２を中心にして圧力を印加して折り曲げる方法がある。
【００２９】
図２に示すような金属板２０，３０が形成されると、つぎに、図３に示すように、金属板２０，３０を組み合わせて位置決めをする。すなわち、金属板２０の接合領域２５と金属板３０の内側面３４の先端部分とを重ね合わせ、また、金属板３０の接合領域３５と金属板２０の内側面２４の先端部分とを重ね合わせる。このとき、位置決めを正確に行うために、例えば、所定の治具を用いるようにすることができる。
【００３０】
金属板２０および金属板３０の位置決めが終わると、つぎに、スポット溶接等により、これらの金属板２０，３０を相互に溶接する。すなわち、図１に示すように、金属板２０の接合領域２５と金属板３０の内側面３４の先端部分について接合ポイント１５，１６の２カ所をスポット溶接によって溶接する。また、同様に、金属板３０の接合領域３５と金属板２０の内側面２４の先端部分について接合ポイント１７，１８の２カ所をスポット溶接によって溶接する。なお、接合強度を向上させるために、３カ所以上の接合ポイントについてスポット溶接することも可能である。また、スポット溶接ではなく、他の溶接方法（例えば、加圧溶接、ろう接等）を利用することも可能である。さらに、溶接ではなく、例えば、ネジ等によって機械的に固定することも可能である。その場合、例えば、金属板２０の接合領域２５の一部に雌ネジを形成するとともに金属板３０の対応する部分にネジを挿通するための孔を設ける。また、金属板３０の接合領域３５の一部に雌ネジを形成するとともに金属板２０の対応する部分にネジを挿通するための孔を設ける。そして、金属板２０および金属板３０に形成された孔にネジを挿通して、金属板２０，３０の接合領域２５，３５に設けられた雌ネジにネジを係合させて固定することができる。
【００３１】
以上のような工程を経て、図１に示すロッドインテグレータ１０が完成する。
【００３２】
つぎに、図１に示すロッドインテグレータ１０を使用したプロジェクタ装置について説明する。
【００３３】
図４は、図１に示すロッドインテグレータ１０を使用したプロジェクタ装置について説明するための図である。この例は、光源５０、リフレクタ５１、ロッドインテグレータ１０、凸レンズ５２、液晶パネル５３、および、投射レンズ５４を有している。
【００３４】
ここで、光源５０は、例えば、超高圧水銀ランプまたはハロゲンランプ等によって構成され、可視全波長域にわたる連続スペクトルとしての白色光を射出する。
【００３５】
リフレクタ５１は、光源５０から射出された白色光を集光してロッドインテグレータ１０の端部１１に入射する。
【００３６】
ロッドインテグレータ１０は、図５を参照して後述するように、第１端部としての端部１１に入射された光束を内側面２３，２４，３３，３４で複数回全反射させながら第２端部としての端部１２に導くように構成されており、これにより端部１２では光軸と直交する平面内において光束密度分布が略均一となる。
【００３７】
凸レンズ５２は、ロッドインテグレータ１０から出力される光束密度が均一化された光を平行光束として出射する。
【００３８】
液晶パネル５３は、図示せぬ液晶ドライバによって駆動され、所望の画像情報が表示される。凸レンズ５２によって平行光束に変換された白色光は、液晶パネル５３に表示されている情報に応じた情報が担持されて出射される。
【００３９】
投射レンズ５４は、液晶パネル５３から出射された光を図示せぬスクリーン上に結像させる。
【００４０】
図５は、ロッドインテグレータ１０の内部における光の反射の態様を示す図である。この図に示すように、リフレクタ５１によって集光された光束はロッドインテグレータ１０の端部１１に入射される。この光束は、ロッドインテグレータ１０の端部１１に様々な角度で入射されるので、ロッドインテグレータ１０の内側面２３，２４，３３，３４への入射角度および反射角度も様々であるので、光束が端部１２から射出される際には、光軸の垂直断面における光束密度の均一化が図られる。このため、スクリーンに投影される画像に照度ムラが生じることを防止できる。
【００４１】
以上に説明したように、本発明の第１の実施の形態に係るロッドインテグレータ１０では、２枚の金属板２０，３０を折り曲げ、内側面２３，２４，３３，３４に高輝性金属をメッキしてロッドインテグレータ１０を形成するようにしたので、ガラスを素材として使用する場合に比較して、耐久性および耐熱性を向上させることが可能になるとともに、製造コストを安くすることが可能になる。
【００４２】
また、スポット溶接等によって金属板２０，３０を接合するようにしたので、ガラス素材を接着剤によって固定する場合に比較して、耐久性を向上させるとともに、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
【００４３】
また、本発明の第１の実施の形態に係るロッドインテグレータ１０では、特許文献１に示すロッドインテグレータと比較すると、傷または塵埃が付着する端面が存在しないため、これらの像が液晶パネルに結像されることはない。
【００４４】
第２の実施の形態．
【００４５】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るロッドインテグレータの構成例を示す図である。この図に示すように、本発明の第２の実施の形態に係るロッドインテグレータ１０Ａは、１枚の金属板６０によって構成されている。
【００４６】
すなわち、第２の実施の形態に係るロッドインテグレータ１０Ａは、例えば、アルミニウムの金属板６０が辺６１〜６４に対応する部分でそれぞれ直角に折り曲げられ、その断面が矩形形状を有するように構成される。また、内側面６８ａ〜６８ｄには、高輝性金属がメッキまたは蒸着されている。さらに、辺６４よりも先端の領域は、接合領域６５とされ、この部分と内側面６８ｄの先端部分とが重ね合わされて、例えば、スポット溶接によって接合されて固定される。
【００４７】
なお、このようなロッドインテグレータ１０Ａを構成するためには、例えば、１枚の金属板６０の内側面６８ａ〜６８ｄに真空蒸着またはメッキによって高輝性金属であるニッケルまたはクロム等の被膜を形成する。そして、このような被膜が形成された金属板６０を、辺６１に対応する直線部分で直角に折り曲げる。つぎに、端部６６，６７と略同一の断面形状を有する棒状部材の一辺を辺６１に合わせて固定し、当該棒状部材を型として、辺６２に対応する直線部分で直角に折り曲げる。つづいて、棒状部材の辺に合わせて辺６３に対応する部分で直角に折り曲げる。そして、棒状部材の辺に合わせて辺６４に対応する部分で直角に折り曲げ、棒状部材を金属板６０の内部から抜き去る。そして、接合領域６５を内側面６８ｃの先端部分とスポット溶接等によって接合する。以上の手順により、図６に示すロッドインテグレータ１０Ａを構成することができる。
【００４８】
このような第２の実施の形態に係るロッドインテグレータ１０Ａでは、図１に示すロッドインテグレータ１０の場合と同様に、第１端部としての端部６６に入射された光束が内側面６８ａ〜６８ｄによって複数回反射されながら第２端部としての端部６７から射出される。これにより端部６７では光軸と直交する平面内において光束密度分布が略均一となるので、スクリーンに投影される画像に照度ムラが生じることを防止できる。
【００４９】
また、第２の実施の形態に係るロッドインテグレータ１０Ａでは、１枚の金属板６０を使用し、また、接合領域６５の２カ所をスポット溶接によって接合するようにしたので、製造工程を簡略化することができる。その結果、製造コストをさらに低減することが可能になる。
【００５０】
なお、以上に示す第２の実施の形態では、２カ所をスポット溶接するようにしたが、例えば、３カ所以上をスポット溶接することも可能である。そのような方法によれば、強度をさらに高めることができる。また、スポット溶接ではなく他の溶接方法を使用することも可能である。さらに、溶接するのではなく、機械的な方法で接合したり、接着剤を使用して接合したりすることも可能である。例えば、ネジを利用して接合したり、エポキシ系接着剤を使用して接着したりしてもよい。
【００５１】
また、金属板６０としては、例えば、銅板等の熱伝導性が高い金属を使用したり、高輝性金属の表面を研磨して反射面として使用したりしてもよい。
【００５２】
また、図６に示す状態に形状を加工する前にメッキをするのではなく、図６に示す形状に加工した後に、メッキにより高輝性金属の皮膜を形成するようにしてもよい。そのような方法によれば、形状を加工する際に高輝性金属の被膜が剥がれたり、損傷したりすることを防止できる。
【００５３】
第３の実施の形態．
【００５４】
図７は、本発明の第３の実施の形態に係るロッドインテグレータの構成例を示す図である。この図に示すように、本発明の第３の実施の形態に係るロッドインテグレータ１０Ｂは、４枚の金属板１００，１１０，１２０，１３０によって構成されている。
【００５５】
すなわち、第３の実施の形態に係るロッドインテグレータ１０Ｂは、例えば、断面がコの字形状を有するアルミニウム等の２枚の金属板１００，１１０および平板形状を有する金属板１２０，１３０によって構成されている。また、それぞれの金属板１００，１１０，１２０，１３０の内側面１０１，１１１，１２１，１３１には、高輝性金属がメッキまたは蒸着されている。さらに、コの字形状を有する金属板１００，１１０の辺１０２，１０３および辺１１２，１１３よりも先端の領域は接合領域１０４，１０５，１１４，１１５とされ、スポット溶接によって接合されている。
【００５６】
なお、このようなロッドインテグレータ１０Ｂを構成するためには、例えば、平板形状を有する２枚の金属板をプレス加工によりコの字形状を有する金属板１００，１１０に加工する。つぎに、平板形状を有する金属板１２０，１３０を準備し、金属板１００，１１０とともに、内側面に対応する面に対して高輝性金属をメッキし、内側面１０１，１１１，１２１，１３１を形成する。つづいて、端部１５０，１５１と略同一の断面形状を有する棒状部材を中心にして金属板１００，１１０，１２０，１３０を配置し、スポット溶接によって溶接ポイント１４０〜１４７（溶接ポイント１４６，１４７は不図時）を溶接する。以上の手順により、図７に示すロッドインテグレータ１０Ｂを構成することができる。
【００５７】
このような第３の実施の形態に係るロッドインテグレータ１０Ｂでは、図１に示すロッドインテグレータ１０の場合と同様に、第１端部としての端部１５０に入射された光束が内側面１０１，１１１，１２１，１３１によって複数回反射されながら第２端部としての端部１５１から射出される。これにより端部１５１では光軸と直交する平面内において光束密度分布が略均一とされるようになるので、スクリーンに投影される画像に照度ムラが生じることを防止できる。
【００５８】
なお、以上に示す第３の実施の形態では、各金属板についてそれぞれ４カ所をスポット溶接するようにしたが、例えば、５カ所以上をスポット溶接することも可能である。そのような方法によれば、強度をさらに高めることができる。また、スポット溶接ではなく他の溶接方法を使用することも可能である。さらに、溶接するのではなく、機械的な方法で接合したり、接着剤を使用して接合したりすることも可能である。例えば、ネジを利用して接合したり、エポキシ系接着剤を使用して接着したりしてもよい。
【００５９】
また、金属板１００，１１０，１２０，１３０としては、例えば、銅板等の熱伝導性が高い金属を使用したり、高輝性金属の表面を研磨して反射面として使用したりしてもよい。
【００６０】
また、図７に示す状態に組み立てる前にメッキをするのではなく、図７に示す形状に組み立てた後に、メッキにより高輝性金属の皮膜を形成するようにしてもよい。そのような方法によれば、形状を加工する際に高輝性金属の被膜が剥がれたり、損傷したりすることを防止できる。
【００６１】
以上の各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【００６２】
例えば、上述の各実施の形態では、ロッドインテグレータ１０，１０Ａ，１０Ｂとしては、略直方体形状を有する場合を例に挙げて説明したが、例えば、光束を出射する端部に向かってその断面積が徐々に拡大する形状を有するようにしてもよい。
【００６３】
また、上述の各実施の形態では、金属板を用いてロッドインテグレータ１０，１０Ａ，１０Ｂを構成するようにしたが、例えば、セラミックス板または導電性の高いプラスティックを使用し、内部に高輝性金属を蒸着することも可能である。
【００６４】
また、上述の各実施の形態では、金属板の端部を折り曲げて接合領域を形成し、当該接合領域をスポット溶接することで、金属板同士を接合するようにしたが、このような接合領域を設けずに金属板の端部を直接接合するようにしてもよい。
【００６５】
また、上述の各実施の形態では、金属板は平坦な形状を有するものとしたが、例えば、金属板の表（おもて）面にフィンを設けて放熱性を高めることも可能である。そのような構成によれば、光源からの熱によって金属板が加熱することを防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、例えば、投射型液晶プロジェクタに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るロッドインテグレータの構成例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す第１の実施の形態に係るロッドインテグレータの分解斜視図である。
【図３】図２に示す部品を組み立てた場合の状態を示す図である。
【図４】図１に示す第１の実施の形態に係るロッドインテグレータを用いたプロジェクタ装置を示す図である。
【図５】図４に示す光学系においてロッドインテグレータを通過する光の経路を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るロッドインテグレータの構成例を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るロッドインテグレータの構成例を示す斜視図である。
【図８】従来のロッドインテグレータを示す図であり、（Ａ）はガラスの棒状部材によって構成されるロッドインテグレータを示す図であり、（Ｂ）は４枚のガラス部材によって構成されるロッドインテグレータを示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  ロッドインテグレータ
１１  端部（第１端部）
１２  端部（第２端部）
２０，３０  金属板
２３，２４，３３，３４  内側面（反射面）
２５，３５  接合面
６０  金属板
６５  接合面
６８ａ〜６８ｄ  内側面（反射面）
１００，１１０，１２０，１３０  金属板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006178037.tif 000007
【図６】
2006178037.tif 000008
【図７】
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【図８】
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