(57)【要約】【課題】ロッドインテグレータへの埃流入に起因するプロジェクタの性能低下を抑制する。【解決手段】ＳＣＲ方式のプロジェクタは、光源、ロッドインテグレータ、カラーホイール、リレー光学系、ＤＭＤ、投写光学系等により構成される。ロッドインテグレータは、４枚のガラス板を筒状に組み合わせた本体部と、開口部を有する光入射部材とからなる。ロッドインテグレータとカラーホイールは接近して対面するように設けられているため、カラーホイールの高速回転による負圧の発生により、光入射部材の開口部から埃が流入する場合がある。そこで、ロッドインテグレータの種々の部位に、光透過性の仕切り板３４０を設けた。【選択図】  図５
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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であって、
光を反射する反射膜が内面に形成され、両端が開口した筒状の本体と、
前記本体の一端に蓋状に設けられ、光を入射するための開口部を有し、該開口部を除く前記本体側の面に光を反射する反射膜が形成された光入射部材と、を備え、
前記本体および光入射部材のいずれかの部位に、前記本体内に流体を貫通させないための光透過性仕切り部材が設けられている、ロッドインテグレータ。
【請求項２】
前記仕切り部材は、前記光入射部材、前記開口部、前記本体の内部、前記本体の他端、の少なくともいずれか１箇所に設けられている、請求項１に記載のロッドインテグレータ。
【請求項３】
前記仕切り部材はガラスである、請求項１または２に記載のロッドインテグレータ。
【請求項４】
ロッドインテグレータであって、
光を反射する反射膜が内面に形成され、両端が開口した筒状の本体と、
前記本体の一端に前記開口の全面を覆うよう蓋状に設けられた光透過性の光入射部材と、を備え、
前記光入射部材には、光を反射するための反射膜が前記本体側の面の一部に形成されている、ロッドインテグレータ。
【請求項５】
プロジェクタであって、
光源と、
前記光源が照射する光を一端から入射し、他端から射出する請求項１〜４のいずれかに記載のロッドインテグレータと、
前記ロッドインテグレータの前記他端近傍に配置され、前記ロッドインテグレータから出射された光をその波長に応じて透過または反射するカラーホイールと、
前記カラーホイールを透過した光を画像信号に応じて変調する光変調部と、
前記変調された光を投写する投写光学系と、
を備えるプロジェクタ。
【請求項６】
前記ロッドインテグレータの前記他端と前記カラーホイールとの対面間隔が、１ｍｍ以下である請求項５に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロッドインテグレータを使用するプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像や映像を拡大投写するプロジェクタの利用が広まりつつある。プロジェクタには、三管式プロジェクタ、液晶プロジェクタ、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス：商標）を用いたＤＬＰ（登録商標）プロジェクタなど、種々のタイプが存在する。
【０００３】
ＤＬＰプロジェクタでは、光源から照射された光の照度分布を均一にするため、ロッドインテグレータが用いられている。ロッドインテグレータには、ソリッドタイプと中空タイプとがあるが、取り扱いが容易な中空タイプが使われることが多い。ＤＬＰプロジェクタには、ロッドインテグレータにより、照度分布が均一化された光をＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの色光に分離するため、各色のフィルムが張られたカラーホイールも備えられている。
【０００４】
近年では、このようなＤＬＰプロジェクタにおいて、より輝度を増すため、ＳＣＲ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｒｅｃａｐｔｕｒｅ）という方式が提案されている。図１は、ＳＣＲ方式のプロジェクタで用いられる従来のロッドインテグレータ１００の斜視図である。ロッドインテグレータ１００は、両端が開口した筒状の本体部１１０と、光を入射する光入射部材１２０からなる。光入射部材１２０の中心には光源が照射した光を入射するために開口部１３０が設けられている。本体部１１０と光入射部材１２０の内面には、光を反射するための反射膜がコーティングされている。
【０００５】
ＳＣＲ方式では、ロッドインテグレータ１００の後段に設けられるカラーホイールのフィルムにより反射された光が光入射部材１２０の本体面側に設けた反射膜で反射されて再利用されるため、光源が照射する光を効率的に利用できるという特徴がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−６２５８号公報
【特許文献２】
特開２０００−１９３９１１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＳＣＲ方式のプロジェクタでは、長期間使用していると、徐々に投写光の輝度が低下する場合があった。これは、光源ランプの交換によっても解消されない現象であり、従来のプロジェクタには見られない課題である。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ＳＣＲ方式特有のプロジェクタの性能低下を抑制することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決するため、本発明を次のように構成した。すなわち、本発明のロッドインテグレータは、
光を反射する反射膜が内面に形成され、両端が開口した筒状の本体と、
前記本体の一端に蓋状に設けられ、光を入射するための開口部を有し、該開口部を除く前記本体側の面に光を反射する反射膜が形成された光入射部材と、を備え、
前記本体および光入射部材のいずれかの部位に、前記本体内に流体を貫通させないための光透過性仕切り部材が設けられていることを要旨とする。
【００１０】
本願出願人は、上記性能低下の原因を詳細に調査したところ、ロッドインテグレータ内に埃が付着することが原因の一つであることを見出した。ＳＣＲ方式のプロジェクタでは、ロッドインテグレータの光出射面側に対面するように、高速に回転するカラーホイールが設けられる（後述する図３参照）。そのため、カラーホイールの高速回転により生じる負圧により、ロッドインテグレータの光入射部材の開口部から大気が流入していたと考えられる。特に、ＳＣＲ方式では、光入射部材に反射膜を設ける都合上、従来の一般的なロッドインテグレータに比べて開口部が小さくなり、大気が流入する速度が速く、埃等が吸い込まれ易いものと推察される。本発明では、上記仕切り部材を設けることにより、ロッドインテグレータ内の大気の流れを妨げることができるため、埃等の進入を防ぐことができる。
【００１１】
前記仕切り部材は、例えば、前記光入射部材、前記開口部、前記本体の内部、前記本体の他端のいずれかに設けることができる。光入射部材に設ける場合は、非本体面側や本体面側に設けるものとしてもよい。仕切り部材は、光を透過する必要があるため、例えば、ガラスを用いることができる。その他、耐熱性と光透過性を十分確保できれば、プラスチックやアクリル樹脂等の素材を用いてもよい。
【００１２】
また、本発明は、次のようなロッドインテグレータとしても構成することができる。すなわち、
光を反射する反射膜が内面に形成され、両端が開口した筒状の本体と、
前記本体の一端に前記開口の全面を覆うよう蓋状に設けられた光透過性の光入射部材と、を備え、
前記光入射部材には、光を反射するための反射膜が前記本体側の面の一部に形成されているロッドインテグレータである。
【００１３】
このようなロッドインテグレータであれば、光入射部材に開口部が存在しないため、大気が流入することがない。従って、埃等の進入を防ぐことができる。なお、光入射部材の反射膜は、光入射部材の中心部を除いた部分に形成されることが望ましい。
【００１４】
また、本発明は、以下のプロジェクタとしても構成することができる。すなわち、
光源と、
前記光源が照射する光を一端から入射し、他端から射出する請求項１〜４のいずれかに記載のロッドインテグレータと、
前記ロッドインテグレータの前記他端近傍に配置され、前記ロッドインテグレータから出射された光をその波長に応じて透過または反射するカラーホイールと、
前記カラーホイールを透過した光を画像信号に応じて変調する光変調部と、
前記変調された光を投写する投写光学系と、
を備えることを要旨とする。
【００１５】
このようなプロジェクタであれば、ロッドインテグレータへの埃流入に起因する輝度低下を低減することができる。上記光源としては、例えば、メタルハライドランプや高圧水銀灯などの高圧放電灯を用いることができる。また、光変調部は、例えば、液晶やＤＭＤなどの素子によって構成することができる。画像信号は、例えば、ＤＶＤプレーヤや、パーソナルコンピュータ、ビデオデッキ、テレビチューナ等の画像出力機器から入力される。もちろん、カラーホイールと光変調部との間には、リレー光学系等、光を光変調部まで伝達する光学系があってもよい。
【００１６】
なお、前記ロッドインテグレータの前記他端と前記カラーホイールとの対面間隔が、１ｍｍ以下のプロジェクタであれば、ロッドインテグレータ内部にかかる負圧が高くなり、埃等が流入する可能性が高くなるため、本発明による効果が特に大きい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について実施例に基づき次の順序で説明する。
Ａ．プロジェクタの概略構成：
Ｂ．ロッドインテグレータの概略構成：
Ｃ．ロッドインテグレータの変形例：
【００１８】
Ａ．プロジェクタの概略構成：
図２は、実施例としてのＳＣＲ方式のプロジェクタ１０００の概略構成を示す説明図である。光源２００は、光源ランプ２１０と楕円リフレクタ２２０により構成される。光源ランプ２１０としては、メタルハライドランプや高圧水銀灯などの高圧放電灯を用いることができる。
【００１９】
光源ランプ２１０が発する光は楕円リフレクタ２２０により中空状のロッドインテグレータ３００の光入射面３００ａに集光される。集光された光はロッドインテグレータ３００によって照度分布が均一化された後、光出射面３００ｂから出射され、カラーホイール４００とリレー光学系５００等を経てＤＭＤ６００の光照射面６００ａを照明する。
【００２０】
ＤＭＤ６００は、照明された光をプロジェクタ１０００の外部から入力した画像信号に応じて変調する。変調された光は、投写光学系７００によりスクリーン８００に拡大投写される。画像信号は、例えば、ＤＶＤプレーヤや、パーソナルコンピュータ、ビデオデッキ、テレビチューナ等の画像出力機器から入力される。
【００２１】
カラーホイール４００は、ロッドインテグレータ３００の光出射面３００ｂ側に対向するように設けられており、その間隔ｄは１ｍｍ以下（例えば、０．５ｍｍ）である。カラーホイール４００は、回転軸４１０を中心にモータ４２０により約１８０Ｈｚで高速回転する。
【００２２】
図３は、カラーホイール４００とロッドインテグレータ３００における光の反射を示す説明図である。図示するように、カラーホイール４００には、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）それぞれの色フィルタが螺旋状に複数設けられている。そのため、カラーホイール４００の回転中、ある時間タイミングではロッドインテグレータ３００の光射出面３００ｂは、複数の色フィルタによって分割されることとなる。このとき、Ｒ，Ｇ，Ｂの色フィルタは、それぞれに対応する色光を透過し、他の色光をロッドインテグレータ３００内部に反射する。
【００２３】
図中、ロッドインテグレータ３００内に示した実線は、光源２００から射出された光（ＲＧＢ光）の一部を表す。ＲＧＢ光は、一旦、ロッドインテグレータ上面の反射膜３５０で反射して、カラーホイールのＢフィルタに当たっている。ここで、光のＢ成分のみが透過し、残りの成分はロッドインテグレータ内に反射する。残りの成分である光（ＧＢ光）は、破線で示すように、ロッドインテグレータの下面、上面、更に、光入射部材３２０の反射膜３５０によって反射し、再び、カラーホイール４００のＧフィルタに当たっている。ここで、ＲＧ光のうち、Ｇ成分だけが透過する。従って、残りのＲ成分の光は、再び、ロッドインテグレータ内に反射される。最終的には、一点鎖線で表すように、このＲ光もロッドインテグレータ内で反射を繰り返し、カラーホイールのＲフィルタに到達し、透過されている。
【００２４】
このように、ＳＣＲ方式のプロジェクタ１０００では、ロッドインテグレータ３００の光入射部材３２０とカラーホイール４００との間で光を反射させて再利することにより、光源ランプ２１０が発する光を効率的に利用することができる。
【００２５】
Ｂ．ロッドインテグレータの概略構成：
図４は、ロッドインテグレータ３００の本体部３１０と光入射部材３２０とを示す説明図である。本体部３１０は、４枚のガラス板を組み合わせた筒状の構造を採っており、内面には反射膜３５０として銀がコーティングされている。本体部３１０の光入射面３００ａ側には光入射部材３２０が蓋状に設けられている。
光入射部材３２０もガラス板であり、その中心部には光源２００から照射された光を入射する開口部３３０が設けられている。光入射部材３２０は、本体部３１０と同様に内面に反射膜３５０が形成されている。光出射面３００ｂ側は特に何も設けられていないため開口している。
【００２６】
本実施例では、ロッドインテグレータ３００に、更に、光透過性の仕切り板が設けられている。図５は、仕切り板３４０を設ける位置を示す説明図である。いずれの図も、ロッドインテグレータ３００の長手方向中心の断面（図４中の破線部分の断面）を示している。図示するように、仕切り板３４０は、種々の箇所に設けることができる。図５（ａ）では、光入射部材３２０の光入射面側に仕切り板３４０を設ける例を示した。図５（ｂ）では、光入射部材３２０の開口部３３０に仕切り板３４０を設ける例を示した。図５（ｃ）では、本体部３１０の内部に仕切り板３４０を設ける例を示した。図５（ｄ）では、本体部３１０の光出射面側に仕切り板３４０を設ける例を示した。
【００２７】
仕切り板３４０は、１箇所に限られず、以上で例示した箇所を組み合わせて２箇所以上に設けるものとしてもよい。仕切り板３４０は、例えば、ガラスにより形成することができるが、耐熱性と光透過性を十分確保できれば、プラスチックやアクリル樹脂等の素材を用いてもよい。また、その厚みは大気の流入を防ぐことができればよいため任意であるが、光の吸収を抑えるためなるべく薄くすることが望ましい。
【００２８】
このように、本実施例では仕切り板３４０を種々の箇所に設けることにより、ロッドインテグレータ３００の開口部３３０から埃等が流入することを防ぐことができる。そのため、反射膜３５０への埃等の付着を防止し、投写光の輝度低下を低減することができる。
【００２９】
Ｃ．ロッドインテグレータの変形例：
図６は、ロッドインテグレータ３００の他の態様を示す説明図である。図の左側には、光入射部材３２０を本体部３１０側から見た正面図を示した。光入射部材３２０は、ガラス等の光透過性の素材により、本体部３１０の一端の全体を覆うように形成されている。図示の便宜上、光入射部材３２０の光透過性素材の部分にはハッチングを付した。図中、黒く示した部分は、反射膜３５０を表している。図示するように、反射膜３５０は、光入射部材３２０の中心部分を除くようにコーティングするものとした。したがって、光入射部材３２０の中心部には、大気を通さず光のみを透過する光開口部３２１が形成されることとなる。このようなロッドインテグレータ３００であっても、ロッドインテグレータ３００内部への大気の流入を避け、反射膜３５０に埃が付着することを防止することができる。また、光入射部材３２０に仕切り板の機能を一体的にもたせることができるため、コストの削減を図ることも可能となる。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施例に何ら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の態様で実施し得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＳＣＲ方式のプロジェクタで用いられる従来のロッドインテグレータ１００の斜視図である。
【図２】実施例としてのＳＣＲ方式のプロジェクタ１０００の概略構成を示す説明図である。
【図３】ロッドインテグレータ３００内における光の反射とカラーホイール４００を示す説明図である。
【図４】ロッドインテグレータ３００の本体部３１０と光入射部材３２０とを示す説明図である。
【図５】ロッドインテグレータ３００に設けた仕切り板３４０を示す説明図である。
【図６】ロッドインテグレータ３００の他の態様を示す説明図である。
【符号の説明】
１０００…プロジェクタ
１００…ロッドインテグレータ
１１０…本体部
１２０…光入射部材
１３０…開口部
２００…光源
２１０…光源ランプ
２２０…楕円リフレクタ
３００…ロッドインテグレータ
３００ａ…光入射面
３００ｂ…光出射面
３１０…本体部
３２０…光入射部材
３２１…光開口部
３３０…開口部
３４０…仕切り板
３５０…反射膜
４００…カラーホイール
４１０…回転軸
４２０…モータ
５００…リレー光学系
６００…ＤＭＤ
６００ａ…光照射面
７００…投写光学系
８００…スクリーン
【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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