(57)【要約】【課題】本発明は、プロジェクタ、例えば家庭用リアプロジェクションテレビに関するものであり、複数の光源を、小型、低コストで実装することを目的としている。【解決手段】本発明は、請求項１に記載するように、第１の光源と、この第１の光源に隣接して設けられた第２の光源と、この第２の光源から出力される光を、第１の光源から出力される光と同一方向に反射するミラーと、第１の光源から出力される光の光軸と平行に設けられたライトトンネルとを有することを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光源と、この第１の光源に隣接して設けられた第２の光源と、この第２の光源から出力される光を、第１の光源から出力される光と同一方向に反射するミラーと、第１の光源から出力される光の光軸と平行に設けられたライトトンネルとを有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記ライトトンネルの光入射開口に隣接して、カラーホイールを有することを特徴とする請求項１項記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記第１の光源と前記第２の光源は、同一のケースに固定され光源ユニットを構成していることを特徴とする請求項１項記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記ミラーは、前記光源ユニットに固定されていることを特徴とする請求項３項記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、投影形の高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）システムやビデオプロジェクタ等に使用される投影形の画像表示装置に関し、例えばリアプロジェクションテレビに関する。
【背景技術】
【０００２】本件発明者は、先に、特願２００１−７１９３７号に示される画像表示装置を発明した。この画像表示装置は、白色光源と、白色光源からの光線を２次光源として集光する集光ミラーと、２次光源の位置に配置され、白色光を時間的に光の３原色に分解するカラーフィルタと、コンデンサレンズと、第１及び第２の折り返しミラーと、２次元に配列された各ピクセルの微小ミラーの傾きを変化させることにより反射光の角度を変化させてオン／オフ状態を作る反射表示手段と、この反射表示手段によって表された画像をスクリーンに拡大して投影する投影レンズとを備えるものである。【０００３】図５は、上記従来技術の構造図であり、２０は白色光源のアーク（発光点）、２１は集光ミラーとしての楕円ミラー、２２は輪帯部分が光の三原色（赤、緑、青）に分割された回転可能なカラーフィルタ、２３は光学部品であるライトトンネル、２４はコンデンサレンズ、２５は折り返しミラーとしての平面ミラー、２６は第２の折り返しミラーとしての球面ミラー、２７は後述する反射表示手段としてのＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）、２８はフィールドレンズ、２９は投影レンズである。【０００４】ここで、ＤＭＤ２７は、「光学」（ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．６，ｐ．３１３〜３１４，１９９６年）に記載されているように、２次元的に配列した各ピクセルが微小なミラーから構成され、各ピクセルごとにその直下に配置されたメモリー素子による静電界作用によって上記微小ミラーの傾きを制御し、反射光の反射角度を変化させることによってオン／オフ状態を作る反射形表示素子である。そして、ピクセルがオフの状態では、当該ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズに入射せず、ピクセルがオンの状態では、当該ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズ２９に入射してスクリーンに画像を形成するように光学系部品を配置する必要がある。なお、各ピクセルの微小ミラーのオン時の傾き角は、ＤＭＤ２７の光線の入射面に対して１０から１２度程度と決められている。【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３５９０２５
【特許文献２】特開平６−２０８０８０
【特許文献３】特開２０００−８９１３９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】従来、プロジェクタ装置では、高圧水銀灯からなる放電ランプを用いているが、プロジェクタ装置の投影画像をより明るくするため、或いはランプ交換の回数を減らすために、複数のランプを配置し、切替えて使用する技術が考えられている。しかしながら、このように複数のランプを用いた光源を利用する場合、高コストとなるため、このような複数ランプを用いた光源は光源全体として、なるべく部品点数を少なくし、かつ簡単な構造と低コストの部材によって構成することが望まれている。【０００７】特に、リアプロジェクションテレビは、家庭内において、プロジェクタをテレビとして用いるものであり、通常のプロジェクタに比べ使用時間が長く、かつ塵埃等の多い環境や高温多湿の条件下で使用されることがあり、光学部品の汚れや、光学部品の表面に設けられたコーティングの劣化等により光量低下や、故障の原因となる。この対策として、従来は、上記特許文献１に示されたような、ランプを対向して配置し、プリズムによって、光を屈折して同一方法に出力するものや、特許文献２に示されたような、ランプを直交配置して、ハーフミラーで合成して、同一方向に出力するものが考えられている。更に、特許文献３に示されるような、光路切り替えデバイスを用いて、ランプからの光を反射し、或いは透過する技術が考えられている。【０００８】本発明は、このような、従来技術に比べ、より低コストに、かつ装置自体をより小型化することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載するように、第１の光源と、この第１の光源に隣接して設けられた第２の光源と、この第２の光源から出力される光を、第１の光源から出力される光と同一方向に反射するミラーと、第１の光源から出力される光の光軸と平行に設けられたライトトンネルとを有することを特徴としている。【００１０】更に、請求項２項から４項に記載するように、前記ライトトンネルの光入射開口に隣接して、カラーホイールを有することを特徴とし、また、前記第１の光源と前記第２の光源は、同一のケースに固定され光源ユニットを構成していることを特徴とし、また、前記ミラーは、前記光源ユニットに固定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】本発明の装置は、複数の光源を光源をよりコンパクトに配置し、かつ簡単な構造とすることにより、小型、低コスト化を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態を示す構造図であり、光源周辺の主要部品の位置関係を示している。尚、図１以外の構成部品は、図３に示した従来例とほぼ同様である。【００１３】これらの図において、１は内部に高圧水銀灯からなる放電ランプが配置され、その回りをコールドミラー材によって構成された断面が楕円形状のリフレクタからなる第１の光源である。２は光源１と同一構造の第２の光源であり、これらの第１及び第２の光源は、近接した位置に焦点を結ぶように配置されている。３は第２の光源２から出力される光を反射し、第２の光源２から出力される光の光軸を、第１の光源１から出力される光の光軸と平行にするミラーである。尚、このミラー３は、熱線を透過し、可視光を反射する例えば、アルミニウムや金を用いたコールドミラー材を用いて形成されている。４は投影面の光の明るさを均一化するためのライトトンネルであり、このライトトンネル４の開口端に、第１の光源１及び第２の光源２から出力される光が入射され、他端から、照度が均一化された光が出力される。６は第１の光源１、第２の光源２、及びミラー３が保持固定される、光源ユニットケースである。光源の交換は、この光源ユニットケース６毎に行われる。【００１４】尚、図示しないが、ライトトンネル４に続いて、光を集中させるコンデンサレンズ、均一光から画像を形成するための画像形成装置である光変調装置（本実施例では、デジタルマイクロミラーデバイスを用いている。）、光変調装置で形成された画像を拡大して投影する投影レンズが設けられている。尚、投影レンズは、投影光を所定の方向に出射するためのミラー或いはプリズムなどを含んでいる。【００１５】第１の光源１から出力される光は、その光軸が図１のｂで示されるよう、屈折することなく、直線的にライトトンネル４の開口端に入射される。第２の光源２から出力される光は、その光軸が図１のａで示されるよう、ミラー３によって屈折され、第２の光軸ｂ平行にライトトンネル４の開口端に入射される。従って、第１の光源１、及び第２の光源２から出力された光は、ライトトンネル４の中心からずれた位置に、この中心を対象にして左右に、隣接して入射される。【００１６】尚、ライトトンネル４の開口は、図示しないデジタルマイクロミラーデバイスの縦横比と同一の比率で縦横比が構成されており、横方向長（図面では垂直方向）が、縦方向長より長いため、上述のように、第１の光源１からの出力光と、第２の光源２からの出力光が、ライトトンネル４の中心からずれた位置に入射されても問題はない。【００１７】しかしながら、光の利用効率を高めるためには、より最適な位置に光を入射するのが好ましい。従って、本実施例装置の光源を、切替えて利用する場合には、光源ユニットケース６の位置を変更する光源位置調節手段を付加して、利用する光源毎に、出力光を、ライトトンネル４の最適な位置に入射するようにしてもよい。【００１８】尚、本実施例装置の光源ユニットは、第１の光源１及び第２の光源２を同時に点灯して、より明るい投影画像を表示するように使用してもよいが、個々の光源を、同時には使用せず、切替えて使用してもよい。例えば、第１及び第２の光源の利用状態を記憶しておき、本プロジェクタ装置のメインスイッチをオンする毎に、それ以前に使用していなかった光源に切替えてもよい。或いは、個々の光源の使用時間を記憶して、所定の使用時間毎に、光源を切替えてもよい。これらの切り替え時に、先の光源位置調節手段が駆動され、使用する光源の焦点が、ライトトンネル４の最適な位置に配置されるように、光源ユニットは移動される。尚、この光源ユニットの移動量は、数ミリメートルである。また、これらの利用形態を、明るさ優先モード、長期間使用モードとして、使用者が、選択できるようにしてもよい。【００１９】続いて、図２に、他の実施例を示す。この実施例では、第１の光源１、及び第２の光源２から出力される光は、カラーホイール５に入射される。カラーホイール５は、赤、青、緑の光のみ透過させるフィルタが、同心円状に配置され、中央に設けられたモータにて、回転駆動されるものである。このカラーホイール５に入射された光源１及び光源２からの白色光は、赤、青、緑の光に分離され、それぞれの色の光が、時系列でライトトンネル４に出力される。この時系列にライトトンネル４に入力される各色の光は、ライトトンネル４の内壁で反射を繰り返すことにより、均一な明るさの光となって、図示しないコンデンサレンズ、光変調装置、及び投影レンズへと出射される。尚、カラーホイール５は、赤、青、緑のフィルタの他、透明領域を設け白色光を利用することで、投影画像の照度を向上させてもよい。【００２０】続いて、図４（１）及び（２）に、本実施例のリアプロジェクションテレビの側面図、及び正面図を示す。プロジェクションテレビの脚部３１に、光源ユニットケース６から投影レンズ３２までの、光学部品が収納される。投影レンズ３２から照射される投影光は、ミラー３３で反射され、スクリーン３４に照射される。このスクリーン３４によって、投影画像が表示される。尚、図中３５は、ＤＶＤ装置やゲーム機等、外部機器との入出力を行う外部接続端子であり、３６はスピーカーである。【００２１】本発明は、上記一実施例に限定されるものではなく、例えば、光変調装置は、液晶ライトバルブであってもよい。また、光源や光学部品は、その構造や配置は、種々変更可能である。例えば、第１の光源、及び第２の光源は、光源ユニットを構成するのではなく、夫々交換可能としてもよい。また、プロジェクタの形状は、図４に図示した形状に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００２２】以上述べたように本発明では、従来よりも装置の小型化、低コスト化が可能となり、プロジェクタの利用範囲が広がり、家庭内での投影表示装置としての利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施例の形態に係る主要な構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施例の形態に係る主要な構成を示す上面構成図である。
【図３】図３は、従来のプロジェクタの主要構成部品を示す概念図である。
【図４】図４は、本発明の実施例の形態に係るリアプロジェクションテレビの概念図であり、（１）は側面図、（２）は正面図である。
【符号の説明】
【００２４】１：第１の光源２：第２の光源３：ミラー６：光源ユニットケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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