JP2004157401A - Rod integrator and projector equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
【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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a projector using a rod integrator.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, projectors that enlarge and project images and videos have been widely used. There are various types of projectors, such as a three-tube projector, a liquid crystal projector, and a DLP (registered trademark) projector using a DMD (digital micromirror device: trademark).
[0003]
In a DLP projector, a rod integrator is used to make the illuminance distribution of light emitted from a light source uniform. Rod integrators are classified into a solid type and a hollow type, and a hollow type which is easy to handle is often used. The DLP projector is also provided with a color wheel on which a film of each color is stretched in order to separate the light of which the illuminance distribution is made uniform by the rod integrator into each of R, G, and B color lights.
[0004]
In recent years, in such a DLP projector, a method called SCR (Sequential Color Recovery) has been proposed in order to further increase luminance. FIG. 1 is a perspective view of a
[0005]
In the SCR method, the light reflected by the film of the color wheel provided at the subsequent stage of the
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-6258 [Patent Document 2]
JP 2000-193911 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the SCR type projector, the brightness of the projection light may gradually decrease when used for a long time. This is a phenomenon that cannot be solved even by replacing the light source lamp, and is a problem not seen in the conventional projector.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to suppress a decrease in performance of a projector specific to the SCR method.
[0009]
[Means for Solving the Problems and Their Functions and Effects]
In order to solve at least a part of the above problems, the present invention is configured as follows. That is, the rod integrator of the present invention
A reflective body that reflects light is formed on the inner surface, and a cylindrical main body having both ends opened,
A light incident member provided in a lid shape at one end of the main body, having an opening through which light is incident, and having a reflection film that reflects light formed on a surface on the main body side excluding the opening; Prepare,
The gist is that a light transmissive partition member for preventing fluid from penetrating into the main body is provided at any part of the main body and the light incident member.
[0010]
The applicant of the present application has conducted a detailed investigation on the cause of the performance degradation, and found that one of the causes is that dust adheres to the rod integrator. In the SCR type projector, a color wheel that rotates at high speed is provided so as to face the light emitting surface side of the rod integrator (see FIG. 3 described later). For this reason, it is considered that the atmosphere was flowing from the opening of the light incident member of the rod integrator due to the negative pressure generated by the high speed rotation of the color wheel. In particular, it is presumed that the SCR system has a smaller opening than conventional general rod integrators, the speed of air inflow is high, and dust and the like are easy to be sucked in due to the provision of a reflective film on the light incident member. Is done. In the present invention, by providing the partition member, the flow of the air in the rod integrator can be obstructed, so that entry of dust and the like can be prevented.
[0011]
The partition member can be provided, for example, at any one of the light incident member, the opening, the inside of the main body, and the other end of the main body. When it is provided on the light incident member, it may be provided on the non-main body surface side or the main body surface side. Since the partition member needs to transmit light, for example, glass can be used. In addition, a material such as plastic or acrylic resin may be used as long as heat resistance and light transmittance can be sufficiently ensured.
[0012]
Further, the present invention can be configured as a rod integrator as described below. That is,
A reflective body that reflects light is formed on the inner surface, and a cylindrical main body having both ends opened,
A light-transmitting light incident member provided in a lid shape so as to cover the entire surface of the opening at one end of the main body,
The light incident member is a rod integrator in which a reflection film for reflecting light is formed on a part of the main body side surface.
[0013]
With such a rod integrator, there is no opening in the light incident member, so that the air does not flow. Therefore, entry of dust and the like can be prevented. In addition, it is desirable that the reflection film of the light incident member is formed in a portion except for the central portion of the light incident member.
[0014]
The present invention can also be configured as the following projector. That is,
A light source,
The rod integrator according to any one of
A color wheel that is disposed near the other end of the rod integrator and transmits or reflects light emitted from the rod integrator according to its wavelength.
A light modulator that modulates the light transmitted through the color wheel according to an image signal,
A projection optical system for projecting the modulated light,
The gist is to provide
[0015]
With such a projector, it is possible to reduce a decrease in luminance due to dust flowing into the rod integrator. As the light source, for example, a high-pressure discharge lamp such as a metal halide lamp or a high-pressure mercury lamp can be used. In addition, the light modulation unit can be configured by an element such as a liquid crystal or a DMD, for example. The image signal is input from an image output device such as a DVD player, a personal computer, a VCR, and a television tuner, for example. Of course, an optical system such as a relay optical system that transmits light to the light modulation unit may be provided between the color wheel and the light modulation unit.
[0016]
In the case where the facing distance between the other end of the rod integrator and the color wheel is 1 mm or less, the negative pressure applied to the inside of the rod integrator increases, and the possibility that dust or the like flows in increases. The effect of the present invention is particularly large.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Schematic configuration of the projector:
B. Schematic configuration of rod integrator:
C. Modification of rod integrator:
[0018]
A. Schematic configuration of the projector:
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an
[0019]
The light emitted from the
[0020]
[0021]
The
[0022]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing light reflection at the
[0023]
In the figure, the solid line shown in the
[0024]
As described above, in the
[0025]
B. Schematic configuration of rod integrator:
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the
The
[0026]
In this embodiment, the
[0027]
The
[0028]
As described above, in the present embodiment, by providing the
[0029]
C. Modification of rod integrator:
FIG. 6 is an explanatory diagram showing another embodiment of the
[0030]
As described above, the embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that the present invention can be carried out in various modes without departing from the gist thereof. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an
FIG. 3 is an explanatory diagram showing light reflection in a
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a
FIG. 5 is an explanatory view showing a
FIG. 6 is an explanatory diagram showing another embodiment of the
[Explanation of symbols]
1000
600a: light irradiation surface 700: projection optical system 800: screen
Claims (6)
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。A rod integrator,
A reflective body that reflects light is formed on the inner surface, and a cylindrical main body having both ends opened,
A light incident member provided in a lid shape at one end of the main body, having an opening through which light is incident, and having a reflection film that reflects light formed on a surface on the main body side excluding the opening; Prepare,
A rod integrator, wherein a light transmissive partition member for preventing a fluid from penetrating into the main body is provided at any part of the main body and the light incident member.
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。A rod integrator,
A reflective body that reflects light is formed on the inner surface, and a cylindrical main body having both ends opened,
A light-transmitting light incident member provided in a lid shape so as to cover the entire surface of the opening at one end of the main body,
A rod integrator, wherein a reflection film for reflecting light is formed on a part of the main body side surface of the light incident member.
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。A projector,
A light source,
The rod integrator according to any one of claims 1 to 4, wherein the light emitted by the light source is incident from one end and is emitted from the other end.
A color wheel that is disposed near the other end of the rod integrator and transmits or reflects light emitted from the rod integrator according to its wavelength.
A light modulator that modulates the light transmitted through the color wheel according to an image signal,
A projection optical system for projecting the modulated light,
Projector equipped with.
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