(57)【要約】【課題】光量の低下を抑制しながら、ロッドインテグレータを固定することが可能な光学ユニットを提供する。【解決手段】本発明の光学ユニットは、ロッドインテグレータと、ロッドインテグレータを線接触にて支持する支持部材と、支持部材がロッドインテグレータを支持している箇所に向けて、ロッドインテグレータを点接触にて押圧する押圧部材と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッドインテグレータと、
前記ロッドインテグレータを線接触にて支持する支持部材と、
前記支持部材が前記ロッドインテグレータを支持している箇所に向けて、前記ロッドインテグレータを点接触にて押圧する押圧部材と、を有する、光学ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の光学ユニットにおいて、
前記支持部材は、前記ロッドインテグレータの２つの側面のそれぞれに線接触することを特徴とする光学ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光学ユニットにおいて、
前記ロッドインテグレータにおける、前記支持部材が支持する箇所と、前記押圧部材が押圧する箇所とは、同一平面に存在することを特徴とする、光学ユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の光学ユニットにおいて、
前記押圧部材は、爪部を有し、
前記爪部は、前記ロッドインテグレータの稜線と交差するように接触することを特徴とする光学ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の光学ユニットにおいて、
前記押圧部材は、それぞれの先端が同一平面にある複数の突出部を有し、
前記爪部は、前記突出部のいずれかの先端に設けられることを特徴とする光学ユニット。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の光学ユニットにおいて、
前記ロッドインテグレータは、テーパー状であることを特徴とする、光学ユニット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の光学ユニットにおいて、
前記支持部材、および、前記押圧部材は、それぞれ、複数あることを特徴とする、光学ユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の光学ユニットと、
前記光学ユニットに向かって光を出射する光源と、
前記光学ユニットから出射される光を、映像信号に応じて変調する光変調素子と、
前記変調された光を投写する投写部と、を有するプロジェクタ。
【請求項９】
支持部材により、ロッドインテグレータを線接触にて支持するステップと、
押圧部材により、前記支持部材が前記ロッドインテグレータを支持している箇所に向けて、前記ロッドインテグレータを点接触にて押圧するステップと、を有するロッドインテグレータの支持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ユニット、プロジェクタ、および、ロッドインテグレータの支持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を投写する投写型表示装置などにおいては、光源からの光の照度分布は均一でないため、投写エリア内の照度分布が均一にならず、投写した画像の画質が劣化することがある。そのため、一般に、投写型表示装置などにおいては、ロッドインテグレータなどの導光素子が用いられ、光源からの光の照度分布を均一化した光を用いて画像が投写される。このようなロッドインテグレータにおいては、入射した光は、その側面で複数回全反射することにより、照度分布が均一化され、出射面から出射する。
【０００３】
上述したようなロッドインテグレータを固定する方法の１つとして、ロッドインテグレータの入出射面となる端部を固定部材で固定する方法がある。しかしながら、固定部材によっては光を透過しないため、ロッドインテグレータの入出射面において固定部材に対応する箇所が暗くなり、投写エリア内の照度分布が均一にならないことがある。固定部材として透過率が高いガラス板などを用いることにより、固定箇所における照度低下を抑制することができるが、ロッドインテグレータと固定部材とが密着していない場合には、投写画像において干渉によるむらや照度の偏りが発生し、画像が適切に投写されない。
【０００４】
そのため、特許文献１（特開２０１０−１７６０５５号公報）には、１組の平行な側面（平行面）を有するテーパロッドインテグレータを、その平行面において、接着、および、押圧を行うことにより、固定する技術が開示されている。特許文献１には、テーパー面と比較して光の反射回数が少ない平行面にて接着を行うことにより、ロッドインテグレータ側面の接着箇所における光の透過量を低減し、ロッドインテグレータにおける光量の低下を抑制することができる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ロッドインテグレータは、その特性上各面の状況がその性能に大きな影響を与える。
【０００７】
ロッドインテグレータの側面を保持して固定する場合には、固定に用いる保持面の部分でロッドインテグレータ内部を透過する光が全反射せず、光量低下の原因となる。このことは特許文献１に記載の発明のように、反射回数を低減させた場合でも発生する。また、接着剤を用いてロッドインテグレータを固定する場合には、さらに、ガスの発生も懸念され、それによりますます光量低下が発生することもある。
【０００８】
ロッドインテグレータの側面を押圧して固定する場合には、例えば、テーパー面が押圧されると、軸方向にも力が働き、ずれが発生するおそれがある。
【０００９】
本発明の目的は、光量の低下を抑制しながら、ロッドインテグレータを固定することが可能な光学ユニット、プロジェクタ、および、ロッドインテグレータの支持方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の光学ユニットは、
ロッドインテグレータと、
前記ロッドインテグレータを線接触にて支持する支持部材と、
前記支持部材が前記ロッドインテグレータを支持している箇所に向けて、前記ロッドインテグレータを点接触にて押圧する押圧部材と、を有する。
【００１１】
上記目的を達成するために本発明のプロジェクタは、
上記の光学ユニットと、
前記光学ユニットに向かって光を出射する光源と、
前記光学ユニットから出射される光を、映像信号に応じて変調する光変調素子と、
前記変調された光を投写する投写部と、を有する。
【００１２】
上記目的を達成するために本発明のロッドインテグレータの支持方法は、
支持部材により、ロッドインテグレータを線接触にて支持するステップと、
押圧部材により、前記支持部材が前記ロッドインテグレータを支持している箇所に向けて、前記ロッドインテグレータを点接触にて押圧するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光量の低下を抑制しながら、ロッドインテグレータを固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の光学ユニット１００の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１中のロッドインテグレータ１２０の構成を示す斜視図である。
【図３】図１中の台座１１０の構成を示す斜視図である。
【図４】図１中のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図５】図１中の押圧部材１３１の構成を示す斜視図である。
【図６】図１中の光学ユニット１００における、爪部５０４とロッドインテグレータ１２０とを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明による光学ユニットの一実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【００１７】
光学ユニット１００は、台座１１０、ロッドインテグレータ１２０、押圧部材１３１，１３２を有する。
【００１８】
台座１１０は、開口部を備える支持部材１１１，１１２を有する。また、支持部材１１１は、支持部材１１２とは反対の方向に面する一面１１１Ａを有する。
【００１９】
ロッドインテグレータ１２０は、例えば、ＢＫ７などのガラスのロッドなどの、断面が四角形である柱状の光学部材であり、支持部材１１１，１１２の開口部を通るように配置されている。なお、ロッドインテグレータ１２０は、支持部材１１１が支持している側から、支持部材１１２が支持している側に向かって光を導き、その光を導く方向に断面が小さくなるテーパー状であるものとする。
【００２０】
押圧部材１３１，１３２は、板バネなどの弾性体であり、ロッドインテグレータ１２０の各側面と平行な面と、各側面に対して傾斜した傾斜面とからなり、ロッドインテグレータ１２０をまたぐように設けられている。また、押圧部材１３１，１３２は傾斜面に爪部（図１において不図示）を有し、爪部がロッドインテグレータ１２０を押圧する。
【００２１】
なお、以下では、ロッドインテグレータ１２０が光を導く方向をｘ軸方向、ｘ軸方向および各構成要素の積層方向と交差する方向をｙ軸方向、各構成要素の積層方向をｚ軸方向として説明する。
【００２２】
なお、支持部材１１１，１１２、および、押圧部材１３１，１３２は、それぞれ、サイズが異なるが、構成および機能は同じである。そのため、以下において、支持部材１１１、および、押圧部材１３１についてのみ説明し、支持部材１１２、および、押圧部材１３２についての説明は省略する。
【００２３】
次に、図２を用いて、ロッドインテグレータ１２０の詳細な構成について説明する。
【００２４】
図２は、図１に示すロッドインテグレータ１２０の構成を示す斜視図である。
【００２５】
ロッドインテグレータ１２０は、入射面２０１、および、出射面２０２と、４つの側面２０３〜２０６とを有する。また、側面２０３と側面２０４とが交わる箇所に稜線２０７が設けられている。
【００２６】
次に、図３、４を用いて、支持部材１１１について詳細に説明する。
【００２７】
図３は、図１中の台座１１０の構成を示す図である。
【００２８】
支持部材１１１の一面１１１Ａと、支持部材１１１の開口部のｚ軸の負の方向側の内面とが交わる箇所に、稜線３０１が設けられている。また、支持部材１１１の一面１１１Ａと、支持部材１１１の開口部のｙ軸の負の方向側の内面とが交わる箇所に、稜線３０２が設けられている。
【００２９】
図４は、図１に示す、支持部材１１１近傍の、Ａ−Ａ’線のｘ軸方向に沿った断面を示す図である。
【００３０】
支持部材１１１は、稜線３０１にてロッドインテグレータ１２０の側面２０５と線接触することにより、ロッドインテグレータ１２０を支持する。また、図４に示されてはいないが、支持部材１１１は、稜線３０２にてロッドインテグレータ１２０の側面２０６と線接触する。このように、支持部材１１１は、２つの側面２０５および側面２０６のそれぞれに線接触する。なお、２つの側面２０５と側面２０６は、ロッドインテグレータ１２０の側面２０３〜２０６のうち、互いに隣り合う側面である。
【００３１】
次に、図１，５，６を用いて、押圧部材１３１について詳細に説明する。
【００３２】
図５は、図１中の押圧部材１３１の構成を示す斜視図である。
【００３３】
押圧部材１３１は、ｚ軸方向に延在する面のそれぞれ、および、傾斜面に、ｘ軸方向に突出する突出部５０１〜５０３を有する。突出部５０１〜５０３は、ｘ軸方向に突出する長さが同じであり、それらの先端は同一平面に存在するものとする。また、突出部５０３の先端に爪部５０４が設けられており、爪部５０４は稜線５０５を有する。
【００３４】
ここで、図１を参照すると、押圧部材１３１は、突出部５０１、５０２が支持部材１１１の一面１１１Ａと接触するように台座１１０に取り付けられている。このように取り付けられることにより、支持部材１１１の稜線３０１，３０２と、押圧部材１３１の爪部５０４の稜線５０５とは同一平面に存在することになる。
【００３５】
図６は、図１に示す光学ユニットにおける、爪部５０４とロッドインテグレータ１２０とを示す斜視図である。
【００３６】
爪部５０４の稜線５０５は、ロッドインテグレータ１２０の稜線２０７と交差するように点接触する。したがって、押圧部材１３１がロッドインテグレータ１２０を押圧する力は点接触する部分に集中するため、爪部５０４はロッドインテグレータ１２０に食い込む。このように、押圧部材１３１は、支持部材１１１がロッドインテグレータ１２０を支持している箇所に向けて、ロッドインテグレータ１２０を点接触にて押圧する。
【００３７】
押圧部材１３１の押圧力が大きい場合には、食い込みが大きくなり、ロッドインテグレータ１２０が破壊されるおそれがある。そのため、押圧部材１３１は、爪部５０４のロッドインテグレータ１２０への食い込みが必要最小限となるように、設計される必要がある。
【００３８】
このように、本実施形態の光学ユニット１００は、ロッドインテグレータ１２０と、ロッドインテグレータ１２０を線接触にて支持する支持部材１１１と、ロッドインテグレータ１２０を点接触にて押圧する押圧部材１３１と、を有する。
【００３９】
ロッドインテグレータ１２０は、支持部材１１１および押圧部材１３１と線接触および点接触することで固定される。また、接着部材を使用していないためロッドインテグレータ１２０の側面には接着部分がない。したがって、ロッドインテグレータ１２０の側面において屈折率の変化は概ね発生しないため、ロッドインテグレータ１２０内を透過する光が全反射しないことによる光量の低下を抑制することができる。
【００４０】
また、接着部材を使用していないため、ガスが発生するおそれがなく、光量の低下を抑制することができる。
【００４１】
また、押圧部材１３１の爪部５０４が稜線２０７と点接触し、押圧部材１３１の押圧力はその点接触する部分に集中するため、爪部５０４はロッドインテグレータ１２０に食い込む。したがって、爪部５０４がロッドインテグレータ１２０の移動を抑制するため、軸方向（ｘ軸方向）のずれが発生しにくい。
【００４２】
また、ロッドインテグレータ１２０における、支持部材１１１が線接触する箇所と、爪部４０４が点接触する箇所とは同一平面に存在する。したがって、押圧部材１３１からロッドインテグレータ１２０への押圧力の作用方向と、ロッドインテグレータ１２０が支持部材１１１に押し付けられることにより発生する支持部材１１１からロッドインテグレータ１２０への反力の作用方向とは、ロッドインテグレータ１２０の軸方向と交差する同一平面に存在することになる。一方、テーパー面を面接触にて押圧する場合には、押圧部材からの押圧力および支持部材からの反力の作用方向が同一平面に存在しないことがある。そのため、ロッドインテグレータ１２０には軸方向に力が作用しないため、テーパー面を面接触にて押圧する場合と比較して、軸方向のずれが発生しにくい。
【００４３】
なお、本実施形態においては、ロッドインテグレータ１２０は、支持部材１１１と線接触し、押圧部材１３１と点接触する例を用いて説明したが、これに限られない。ロッドインテグレータ１２０は支持部材１１１および押圧部材１３１と４つの点にて接触し保持されることにより、その軸方向が決定される。そのため、変形例として、支持部材１１１をロッドインテグレータ１２０と３つの点にて接触するように設けてもよい。
【００４４】
また、本実施形態においては、ロッドインテグレータ１２０がテーパー状である例を用いて説明したが、これに限られない。ロッドインテグレータ１２０は断面の大きさが一定であってもよい。このような場合には、支持部材１１１の開口部を、その内面がロッドインテグレータ１２０の側面と平行とならないように形成することにより、支持部材１１１はロッドインテグレータ１２０を線接触にて支持することができるため、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、ロッドインテグレータ１２０の断面が四角形である例を用いて説明したが、これに限られない。ロッドインテグレータ１２０の断面は、四角形以外の多角形であってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１００    光学ユニット
１１０    台座
１１１，１１２    支持部材
１２０    ロッドインテグレータ
１３１，１３２    押圧部材
２０１    入射面
２０２    出射面
２０３，２０４，２０５，２０６    側面
２０７，３０１，３０２，５０５    稜線
５０１，５０２，５０３    突起部
５０４    爪部
【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】
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【図６】
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