(57)【要約】【課題】ライトガイドへの入射光量および出射光量の少なくとも一方を精度よく調整できる画像投影装置を提供する。【解決手段】ライトトンネル３４と、このライトトンネル３４を取り付けているキャスティングＣＧと、キャスティング３４に対して直接固定されるカラーホイールサポートプレートＳＰ材と、を含むプロジェクタ４９では、カラーホイールサポートプレートＳＰは、ライトトンネル３４における入射端ＩＰの一部および出射端ＯＰの一部の少なくとも一方を遮る遮光片２２を有している。【選択図】図１
2008292887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像光となる光源からの光を受光した後に、光強度分布を一定にして出射させるライトガイドと、
上記ライトガイドを取り付けているキャスティングと、
上記キャスティングに対して直接固定される硬質性取付部材と、
を含む画像投影装置にあって、
上記硬質性取付部材は、上記ライトガイドにおける入射端の一部および出射端の一部の少なくとも一方を遮る遮光片を有している画像投影装置。
【請求項２】
上記光源から光を透過させることで着色する着色板が含まれており、
上記硬質性取付部材は、上記着色板を支える部材である請求項１に記載の画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ等の画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＭＤ（Digital Micromirror Device；米国テキサスインスツルメンツ社製）を用いたＤＬＰ（Digital Light Processing）方式のプロジェクタでは、ＤＭＤに到達する光の光強度分布を均一化させるべく、ライトトンネル（インテグレータロッド）が搭載されている。
【０００３】
かかるライトトンネルは、例えば、光を着色するカラーホイール、光路を変更させる平面ミラー、さらにはＤＭＤ等の各種部材を収容するキャスティングに直接取り付けられる。または、特許文献１や、図８〜図１０に示すように、ライトトンネル１３４は、キャスティングに取り付けられる専用の保持部材（トンネルローテションｔｒと称す）に取り付けられることで、かかるキャスティングに搭載されている。
【０００４】
なお、図８〜図１０での部材符号ｓｐは、カラーホイールをキャスティングに取り付けるための部材（カラーホイールサポートプレートｓｐ）である。また、便宜上、図８〜図１０は断面図ではないが、部材によってはハッチングを施している。
【特許文献１】特許第３５１５０６６号（図３参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、図８〜図１０に示すように、ライトトンネル１３４は、弾性力を有する部材（トンネルクリップｔｃ）によって、トンネルローテションｔｒに固定されている。かかるトンネルクリップｔｃであれば、トンネルローテションｔｒが振動や衝撃によって変動したとしても、弾性力によって、ライトトンネル１３４をトンネルローテションｔｒに対して不動にできる。
【０００６】
ただし、最近では、このトンネルクリップｔｃは、ライトトンネル１３４への入射光量を制御する第１の遮光板１４１と、ライトトンネル１３４からの出射光量を調整する第２の遮光板１４１とを有している（なお、図８および図１０の白色矢印は光の進行方向を示す）。すると、トンネルクリップｔｃが弾性力で変動してしまうと、第１および第２の遮光板１４１・１４１とで、精度よく光量を調整できない。
【０００７】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、ライトトンネル（ライトガイド）への入射光量および出射光量の少なくとも一方を精度よく調整できる画像投影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、画像光となる光源からの光を受光した後に、光強度分布を一定にして出射させるライトガイドと、ライトガイドを取り付けているキャスティングと、このキャスティングに対して直接固定される硬質性取付部材と、を含む画像投影装置である。そして、かかる画像投影装置では、硬質性取付部材は、ライトガイドにおける入射端の一部および出射端の一部の少なくとも一方を遮る遮光片を有している。
【０００９】
なお、画像投影装置には、光源から光を透過させることで着色する着色板が含まれており、硬質性取付部材は、例えば、着色板を支える部材である。
【００１０】
このようになっていると、キャスティングに取り付けられているライトガイドに対して、硬質性取付部材は不動になりやすい。さらに、かかる硬質性取付部材に遮光片が含まれていることから、この遮光片は、振動等で変位することなく、ライトガイドの入射端等に進行してくる光の一部を精度よく遮ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ライトガイドの取り付けられているキャスティングに、直接、硬質性取付部材が取り付けられている。そのため、キャスティングに対して、ライトガイドおよび硬質性取付部材の双方が不動になりやすい。そして、硬質性取付部材には遮光片が含まれているので、かかる遮光片もキャスティングに対して不動になる。
【００１２】
すると、キャスティングに対して不動になったライトガイドの入射端等への入射光量は、同じくキャスティングに対して不動になった遮光片によって調整されることになる。そのため、この光量調整の精度は高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［実施の形態１］
実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、便宜上、部材符号を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。また、斜視図等であっても、便宜上、ハッチングを施す場合もある。
【００１４】
図７はプロジェクタ（画像投影装置）４９の構成図である。この図に示すように、プロジェクタ４９は、ランプ３１、カットフィルタ３２、カラーホイール（着色板）３３、ライトトンネル(ライトガイド)３４、平面ミラー３５、集光レンズ３６、光変調素子３７、ヒートシンクＨＫ、および投影光学系３８、を含んでいる。
【００１５】
ランプ３１は、光を発するものであれば、特に限定されない。例えば、水銀ランプであっても、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）モジュールであってもよい。なお、図中のランプ３１は、ガラス製のバルブ３１ａと、バルブ３１ａの発する光を反射かつ集光させるリフレクタ３１ｂと、を含んでいる。
【００１６】
カットフィルタ３２は、ランプ３１からの出射光を受光できる位置にあり、受けた光を透過させることで、光変調素子３７に悪影響を与える波長域の光をカットするものである。なお、カットフィルタ３２とランプ３１との間に、照明光学系が配置されていてもよい。
【００１７】
カラーホイール３３は、赤色、緑色、青色、および透明のフィルタを周方向に並べることで、ホイール状になったものである。そして、カラーホイール３３は、カットフィルタ３２からの出射光を受光できる位置にあり、各フィルタを通過させることで光の色を変化させている。
【００１８】
ライトトンネル３４は、筒状の部材であり、カラーホイール３３からの出射光を受光できる位置にある。そして、ライトトンネル３４は、筒内部を形成するミラー面（反射面）によって、光を複数回反射させることで（ミキシングされることで）、光度を均一化させて出射させている。
【００１９】
詳説すると、図６に示すように、ライトトンネル３４は４枚のミラーガラス（反射部材）ＭＧを含んでおり、各ミラーガラスＭＧは短手および長手を規定できる板状になっている（なお、白色矢印は光の進行方向を示す）。そして、ライトトンネル３４は、４枚のミラーガラスＭＧ（ＭＧ１〜ＭＧ４）の長手同士を貼り合わせることで筒状になっている。
【００２０】
すなわち、２枚のミラーガラスＭＧ１・ＭＧ２のミラー面ＭＦ（裏面、反射面）が平行に対向することで、それらのミラーガラスＭＧ１・ＭＧ２の長手の端部ＥＤが同方向に向くようになる。さらに、かかる端部ＥＤに、残りの２枚のミラーガラスＭＧ３・ＭＧ４のミラー面ＭＦが対向するように配置できる。そして、このミラー面ＭＦと長手の端部ＥＤとが貼り合うことで、４枚のミラーガラスＭＧで筒状のライトトンネル３４が完成する。
【００２１】
つまり、ミラーガラスＭＧのミラー面ＭＦが内側に向くことで、ライトトンネル３４の内部（筒内部）が形成されている。なお、ライトトンネル３４の一端はランプ３１に向いており、他端は平面ミラー３５に向いている。そのため、光は、ライトトンネル３４の一端（入射端ＩＰ）から入射し、トンネル（筒内部）を経て、他端（出射端ＯＰ）から出射する。
【００２２】
なお、ライトトンネル３４に進行してくる光は束状になっており、ライトトンネル３４の筒内部（トンネル）に入射するだけでなく、ライトトンネル３４の入射端ＩＰを形成するミラーガラスの端部ＥＤ（入射端部ＥＤ１）にも入射する。また、トンネル内を進行する光の一部はミラー面ＭＦを透過して、ミラーガラス内部を進行する。
【００２３】
平面ミラー３５は、ライトトンネル３４からの出射光を受光し、かつ反射させることで、ランプ３１から投影光学系３８に至るまでの光路を折り曲げている。具体的には、平面ミラー３５は、ライトトンネル３４からの出射光を反射させて、集光レンズ３６に導いている。
【００２４】
集光レンズ３６は、ライトトンネル３４からの光を、光変調素子３７に向けて集光させる。なお、集光される光の光束幅は、光変調素子３７の受光面よりも若干大きくなっている。
【００２５】
光変調素子３７は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）上に、個々に各々独立駆動するマイクロミラーを含むＤＭＤ（Digital Micromirror Device；米国テキサスインスツルメンツ社製）である。そして、光変調素子３７は、集光レンズ３６を介して進行してくる光を、画像データ等に基づきマイクロミラーで反射させることで変調する（変調された光を画像光と称す）。
【００２６】
なお、光変調素子３７には、集光レンズ３６を介して、ランプ３１からの多量の光が照射される。そのため、光変調素子３７は高温化しやすい。そこで、光変調素子３７の背面（受光面の反対面）には、ヒートシンクＨＫが設けられている。
【００２７】
ヒートシンクＨＫは、複数枚のフィンを有することで、外気に触れやすくなっており、かかる外気による冷却（空冷）によって、光変調素子３７に帯びた熱を放熱させている。
【００２８】
投影光学系３８は、複数のレンズ等の光学素子を含んでいる。そして、かかる投影光学系３８は、光変調素子３７からの画像光を、不図示のスクリーンに向けて発散させながら投影する。
【００２９】
そして、以上のようなプロジェクタ４９では、ランプ３１のバルブ３１ａが光を発し、その光はリフレクタ３１ｂによって集光されつつ、カットフィルタ３２およびカラーフィルタ３３を通過し、ライトトンネル３４の入射端ＩＰに入射する。
【００３０】
ライトトンネル３４に入射した光は出射端ＯＰから出射後、平面ミラー３５を介して集光レンズ３６に到達する。集光レンズ３６は、到達した光を集光させながら光変調素子３７に導き、光変調素子３７は入射する光を変調させて投影光学系３８へ導く。その結果、投影光学系３８から、スクリーンに画像が投影される。
【００３１】
なお、以上の、カラーホイール３３、ライトトンネル３４、平面ミラー３５、集光レンズ３６、光変調素子３７、ヒートシンクＨＫおよび投影光学系３８は、キャスティングＣＧに収容されている。そして、図４の斜視図および図５の正面図（キャスティングＣＧの天面側からみた平面図）は、キャスティングＣＧ等を示している。ただし、便宜上、キャスティングＣＧ内の部材は、ライトトンネル３４付近を主体的に示している。
【００３２】
ライトトンネル３４は、トンネルローテションＴＲと呼ばれる土台部に置かれ、トンネルクリップＴＣを介して、かかるトンネルローテションＴＲに取り付けられる。さらに、このライトトンネル３４を取り付けたトンネルローテションＴＲが、キャスティングＣＧに固定される。この固定は極めて強固であるので、トンネルローテションＴＲをキャスティングＣＧの一部とみなすことができる。
【００３３】
なお、トンネルクリップＴＣはバネ片ＳＳを有しており、このバネ片ＳＳでライトトンネル３４の一部を覆いつつ押さえつけることで固定している。
【００３４】
また、このライトトンネル３４に入射する光を着色する場合、カラーホイール３３は、ライトトンネル３４の入射端ＩＰ付近に取り付けられなくてはならない。そのため、ライトトンネル３４の入射端ＩＰ付近には、カラーホイール３３をキャスティングＣＧに対して取り付ける部材（硬質性の取付部材；硬質性取付部材）が位置する。かかる取付部材は、カラーホイール３３を支える部材であることからカラーホイールサポートプレートＳＰと称される。
【００３５】
図１〜図３は、カラーホイールサポートプレートＳＰ、ライトトンネル３４、トンネルローテションＴＲ、およびトンネルクリップＴＣを示している。なお、図１はライトトンネル３４の入射端ＩＰを正面から捉えた正面図である。また、図２はライトトンネル３４の入射端ＩＰを斜視的から捉えた斜視図であり、図３はライトトンネル３４の出射端ＯＰを斜視的から捉えた斜視図である。
【００３６】
これらの図に示すように、カラーホイールサポートプレートＳＰは、１枚状の板金から形成されており、本体部１１と固定部１２とを含む。特に、本体部１１は、カラーホイールサポートプレートＳＰを保持するための（挟み込むための）切れ込みＳＴを有する部分（保持片２１）と、ライトトンネル３４の入射端ＩＰに進行してくる光を通過させる開孔ＨＬを有する部分（遮光片２２）と、を含む。
【００３７】
ただし、開孔ＨＬは、筒状のライトトンネル３４の筒内径と同形状であり、さらに同面積になっていると望ましい。例えば、開孔ＨＬがライトトンネル３４の筒内径よりも小面積であれば、筒内部に入射する光量が低減してしまう。
【００３８】
一方で、開孔ＨＬがライトトンネル３４の筒内径よりも大面積であれば、筒内部だけでなく、ミラーガラスの入射端部ＥＤ１にまで光が入射してしまう。かかる場合、ミラーガラスＭＧの入射端部ＥＤ１に入射した光はミラーガラスＭＧ内部を進行する。すると、この内部進行する光は、ライトトンネルＬＴの内部にてミキシングされないため、ミキシングされた光とは異なる光強度を有することになる。
【００３９】
その上、この光は、ライトトンネル３４の出射端ＩＰを形成するミラーガラスＭＧの端部ＥＤ（出射端ＥＤ２）を通じて外部に進行する（かかるように進行する光を迷光と称する）。このように進行する迷光がミキシングされた光と交わり合うと、光変調素子３７に到達する光の光強度分布にむらが生じる。すると、このむらがスクリーンに投影される画像に悪影響を及ぼす。
【００４０】
以上のような悪影響を防止する観点から、開孔ＨＬの面積はライトトンネル３４の筒内径と同サイズであることが望ましい。ただし、開孔ＨＬの面積はライトトンネル３４の筒内径と同サイズであったとしても、開孔ＨＬを有する部分、すなわち、ライトトンネル３４に向かってくる光の一部を遮る遮光片２２が変位してはならない。
【００４１】
なぜなら、例えば、遮光片２２が変位してしまうと、かかる遮光片２２がライトトンネル３４の入射端ＩＰを形成するミラーガラスＭＧの端部（ＥＤ１）を覆えなくなり、迷光の発生効率が高くなり得るからである。また、遮光片２２がライトトンネル３４の筒内径を覆ってしまい、ミキシングされる光量が減少しかねない。
【００４２】
しかし、遮光片２２は、カラーホイールサポートプレートＳＰに含まれる。そして、このカラーホイールサポートプレートＳＰは、キャスティングＣＧに直接固定されている。詳説すると、本体部１１につながった固定部１２がビス穴ＢＨを含んでおり、このビス穴ＢＨに挿入されるビス（不図示）によって、カラーホイールサポートプレートＳＰはキャスティングＣＧに締結されている。
【００４３】
このような締結が実現すると、キャスティングＣＧに取り付けられている（詳説すると、トンネルローテションＴＲに対して取り付けられている）ライトトンネル３４に対して、カラーホイールサポートプレートＳＰは不動になる。そのため、カラーホイールサポートプレートＳＰの含まれる遮光片２２は、振動等で変位することなく、ライトトンネル３４の入射端ＩＰに進行してくる光の一部を精度よく遮ることができる。
【００４４】
その上、かかるように遮光片２２がカラーホイールサポートプレートＳＰに含まれていると、例えば図２および図３に示すように、トンネルクリップＴＣは、ライトトンネル３４の入射端ＩＰ側に対応する遮光板を備えなくてもよい。つまり、トンネルクリップＴＣは、ライトトンネル３４の出射端ＯＰ側のみに対応する遮光板４１さえ備えていればよい。そのため、トンネルクリップＴＣは小型であってもよい。さらには、トンネルクリップＴＣの形状の単純化も図れる。
【００４５】
［その他の実施の形態］
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００４６】
例えば、実施の形態１では、カラーホイールサポートプレートＳＰは、ライトトンネル３４の入射端ＩＰのみに対応した遮光片２２しか含んでいない。しかし、これに限定されるものではない。例えば、カラーホイールサポートプレートＳＰは、ライトトンネル３４の出射端ＯＰのみに対応した遮光片２２を含んでいてもよい。
【００４７】
通常、ライトトンネル３４を形成するミラーガラスＭＧの入射端部ＥＤ１に光が入射した場合、その光は、ミラーガラスＭＧを透過して出射端ＥＤ２から出射し、迷光となる。しかしながら、カラーホイールサポートプレートＳＰは、ライトトンネル３４の出射端ＯＰのみに対応した遮光片２２を含んでいると、出射端ＯＰを形成するミラーガラスＭＧの出射端ＥＤ２を遮光できる。
【００４８】
そのため、かかる出射端ＥＤ２を通じて出射する光量は減少する。すなわち、迷光の量が減少する。すると、スクリーンに投影される画像の品位は劣化せず、プロジェクタ４９の画質品位は向上することになる。また、ライトトンネル３４に対して、カラーホイールサポートプレートＳＰは不動であるので、安定してライトトンネル３４の出射端ＯＰから進行してくる光の一部を精度よく遮ることができる。
【００４９】
なお、カラーホイールサポートプレートＳＰは、ライトトンネル３４の入射端ＩＰおよび出射端ＯＰに対応した遮光片２２・２２を含んでいてもよい。このような２つの遮光片２２・２２があれば、より確実に、スクリーンに投影される画像の品位は劣化せず、プロジェクタ４９の画質品位は向上することになる。
【００５０】
要は、ライトトンネル３４の入射端ＩＰおよび出射端ＯＰの少なくとも一方に対応した遮光片２２を含むカラーホイールサポートプレートＳＰであればよい。
【００５１】
また、ライトトンネル３４への入射光量等を調整するような遮光片２２がカラーホイールサポートプレートＳＰに含まれている例を説明してきたが、これに限定されるものではない。
【００５２】
要は、トンネルクリップＴＣのような弾性力のある部材に含まれる遮光片ではなく、キャスティングＣＧに対して直接固定される硬質な取付部材に、ライトトンネル３４における入射端ＩＰの一部および出射端ＯＰの一部の少なくとも一方を遮る遮光片２２を有していればよい。すなわち、カラーホイールサポートプレートＳＰは、キャスティングＣＧに対して直接固定される取付部材の一例にすぎない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】は、はライトトンネルの入射端を正面から捉えた正面図である。
【図２】は、ライトトンネルの入射端を斜視的から捉えた斜視図である。
【図３】は、ライトトンネルの出射端を斜視的から捉えた斜視図である。
【図４】は、キャスティングの斜視図である。
【図５】は、キャスティングの正面図（キャスティングの天面側からみた平面図である）。
【図６】は、ライトトンネルの斜視図である。
【図７】は、プロジェクタの構成図である。
【図８】は、従来の図面であり、キャスティングの一部であるトンネルローテション、カラーホイールサポートプレート、およびライトトンネルを主体的に示した斜視図である。
【図９】は、図８の正面図である。
【図１０】は、図８の天面図である。
【符号の説明】
【００５４】
ＳＰ    カラーホイールサポートプレート（硬質性取付部材）
１１    本体部
２１    保持片
２２    遮光片
ＨＬ    開孔
１２    固定部
ＢＨ    ビス穴
ＣＧ    キャスティング
ＴＲ    トンネルローテション（キャスティング）
３１    ランプ（光源）
３３    カラーホイール（着色板）
３４    ライトトンネル（ライトガイド）
ＭＧ    ミラーガラス
ＭＦ    ミラー面
ＩＰ    ライトトンネルの入射端
ＯＰ    ライトトンネルの出射端
３５    平面ミラー
３６    集光レンズ
３７    光変調素子
３８    投影光学系
ＴＣ    トンネルクリップ
４１    遮光板
４９    プロジェクタ（画像投影装置）
【図１】
2008292887.tif 000003
【図２】
2008292887.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008292887.tif 000008
【図７】
2008292887.tif 000009
【図８】
2008292887.tif 000010
【図９】
2008292887.tif 000011
【図１０】
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