JP2009086435A - Light tunnel and projection display device with the same - Google Patents

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Hiroshi Uchida
宏 内田
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Sharp NEC Display Solutions Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light tunnel capable of further surely preventing stray light. <P>SOLUTION: The light tunnel includes an entering opening through which light is incident, an internal space in which the light incident through the opening advances while being repetitively reflected, and an outgoing opening 11 through which the light advancing in the internal space goes out, which are formed by a plurality of glass plates 12. An optical thin film 14 having light shielding property is formed on an outgoing-side end surface 13 around the outgoing opening of the glass plate 12. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源から出射された光の輝度分布を均一化させるライトトンネルと該ライトトンネルを備えた投写型表示装置とに関するものである。   The present invention relates to a light tunnel that makes the luminance distribution of light emitted from a light source uniform, and a projection display device that includes the light tunnel.

光源から出射された光の輝度分布を均一化させる光学素子としてライトトンネルが知られている。例えば、一般的な投写型表示装置は、光源と、該光源から照射された光の輝度分布を均一化させるライトトンネルを含む照明光学系と、照明光学系によって導かれた光を映像信号に基づいて変調する画像形成素子と、画像形成素子によって変調された光（画像）をスクリーンに向けて投射（投写）する投射光学系とを備えている。   A light tunnel is known as an optical element that makes the luminance distribution of light emitted from a light source uniform. For example, a general projection display device is based on a video signal based on a light source, an illumination optical system including a light tunnel that equalizes the luminance distribution of light emitted from the light source, and light guided by the illumination optical system. And an optical system for projecting (projecting) light (image) modulated by the image forming element onto a screen.

図６（ａ）に一般的なライトトンネル５０を示す。図６（ａ）に示されているライトトンネル５０は、同図（ｂ）に示す長方形のガラス板５２を組み合わせてなる角筒である。図６（ｂ）に示すように、ライトトンネル５０を構成している各ガラス板５２の一方の主面５２ｂには誘電体多層膜もしくは銀蒸着膜などの高反射特性を持った膜が成膜されており、各ガラス板５２は誘電体多層膜もしくは銀蒸着膜が対面する向きで組み合わされている。すなわち、ライトトンネル５０の内面には誘電体多層膜もしくは銀蒸着膜が形成されている。   FIG. 6A shows a general light tunnel 50. A light tunnel 50 shown in FIG. 6A is a rectangular tube formed by combining rectangular glass plates 52 shown in FIG. As shown in FIG. 6B, a film having high reflection characteristics such as a dielectric multilayer film or a silver vapor deposition film is formed on one main surface 52b of each glass plate 52 constituting the light tunnel 50. Each glass plate 52 is combined in the direction in which the dielectric multilayer film or the silver vapor deposition film faces. That is, a dielectric multilayer film or a silver vapor deposition film is formed on the inner surface of the light tunnel 50.

ライトトンネル５０の一方の開口部（入射開口５１）から該ライトトンネル５０内に入射した光は、誘電体多層膜によって複数回反射されながら内部空間内を進行し、他方の開口部（出射開口）から出射される。ライトトンネル５０を通過する光の輝度分布は、光が反射を繰り返しながら内部空間内を進行する間に均一化される。   Light that enters the light tunnel 50 from one opening (incident opening 51) of the light tunnel 50 travels in the internal space while being reflected a plurality of times by the dielectric multilayer film, and the other opening (exit opening). It is emitted from. The luminance distribution of light passing through the light tunnel 50 is made uniform while the light travels in the internal space while repeating reflection.

しかし、図６（ａ）に示す入射開口５１からライトトンネル５０内に光が入射する際、該ライトトンネル５０の内部空間のみでなく、該ライトトンネル５０の端面にも光が入射し、入射した光は反対側の端面から出射する。尚、本明細書においてライトトンネルの端面という用語は、入射開口又は出射開口の周囲の各ガラス板の端面を総称する用語として用いる。また、入射開口の周囲のガラス板の端面と出射開口の周囲のガラス板の端面とを区別する必要がある場合には、前者を「入射側端面」、後者を「出射側端面」という。従って、上記事項を換言すれば、図６（ａ）に示す入射開口５１からライトトンネル５０内に光が入射する際、該ライトトンネル５０の内部空間のみでなく、該ライトトンネル５０の入射側端面５３にも光が入射し、入射した光は不図示の出射側端面から出射する。   However, when light enters the light tunnel 50 from the incident opening 51 shown in FIG. 6A, the light is incident not only on the inner space of the light tunnel 50 but also on the end face of the light tunnel 50. Light exits from the opposite end face. In this specification, the term “end face of the light tunnel” is used as a generic term for the end face of each glass plate around the entrance opening or the exit opening. When it is necessary to distinguish between the end face of the glass plate around the entrance opening and the end face of the glass plate around the exit opening, the former is called “incident side end face” and the latter is called “outgoing end face”. Therefore, in other words, when light enters the light tunnel 50 from the incident opening 51 shown in FIG. 6A, not only the inner space of the light tunnel 50 but also the incident side end face of the light tunnel 50. The light also enters 53, and the incident light exits from an unillustrated exit side end face.

従って、ライトトンネルを含む照明光学系を備えた投写型表示装置では、ライトトンネルの出射側端面から出射された光が迷光となって映像品質に影響を与える場合がある。以下、図７を参照して具体的に説明する。図７は、図６（ａ）に示すライトトンネル５０から出射された光（照明光）の反射型画像形成素子６０に対する照射状態を模式的に示した図である。尚、照明光は不図示の光源から出射されるものとする。また、光源はリフレクタを備えており、ライトトンネル５０の入射開口５１及び入射側端面５３は、光源から発せられた照明光がリフレクタによって集光される焦点近傍に配置されている。また、ライトトンネル５０と反射型画像形成素子６０との間には、ライトトンネル５０から出射された照明光を反射型画像形成素子６０の表面に集光させる不図示のレンズが介在している。そして、ライトトンネル５０の出射開口５１及び出射側端面５３と反射型画像形成素子６０の表面とは、上記レンズを介して共役関係にある。   Therefore, in a projection display apparatus having an illumination optical system including a light tunnel, light emitted from the light-emitting side end face of the light tunnel may become stray light and affect the image quality. Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram schematically showing an irradiation state of the light (illumination light) emitted from the light tunnel 50 shown in FIG. The illumination light is emitted from a light source (not shown). In addition, the light source includes a reflector, and the incident opening 51 and the incident side end surface 53 of the light tunnel 50 are arranged in the vicinity of a focal point where the illumination light emitted from the light source is collected by the reflector. Further, between the light tunnel 50 and the reflective image forming element 60, a lens (not shown) that condenses the illumination light emitted from the light tunnel 50 on the surface of the reflective image forming element 60 is interposed. The exit opening 51 and exit side end face 53 of the light tunnel 50 and the surface of the reflective image forming element 60 are in a conjugate relationship via the lens.

再び図７を参照する。図７において鎖線で示されたエリア７１は、反射型画像形成素子６０の有効表示エリアである。また、有効表示エリア６０を内包するドットで示されたエリア７１は、ライトトンネル５０の出射開口から出射された光の照射エリア（以下「第一照射エリア７１」）である。さらに、第一照射エリア７１の外側の斜線で示されたエリア７２は、ライトトンネル５０の出射側端面５３から出射された光の照射エリア（以下「第二照射エリア７２」）である。   Refer to FIG. 7 again. An area 71 indicated by a chain line in FIG. 7 is an effective display area of the reflective image forming element 60. In addition, an area 71 indicated by dots enclosing the effective display area 60 is an irradiation area (hereinafter, “first irradiation area 71”) of light emitted from the emission opening of the light tunnel 50. Further, an area 72 indicated by oblique lines outside the first irradiation area 71 is an irradiation area of light emitted from the emission-side end face 53 of the light tunnel 50 (hereinafter, “second irradiation area 72”).

有効表示エリア７０を隈なく照明すべく、第一照射エリア７１は、有効表示エリア７０よりも若干大きく設定されている。換言すれば、第一照射エリア７１は、有効表示エリア７０に対して所定のマージンを有しており、反射型画像形成素子６０の有効表示エリア７０は、ライトトンネル５０の出射開口５１から出射された光によって過不足なく照明される。従って、第二照射エリア７２に照射される光（ライトトンネル５０の出射側端面から出射された光）は画像形成に寄与しない不要光（迷光）である。ここで、ライトトンネル５０の出射側端面と反射側画像表示素子６０の表面とは、上記のとおり共役関係にある。従って、上記迷光が第二照射エリア７２に照射されていることは、ライトトンネル５０の出射側端面の像が反射側画像表示素子６０の表面に結像されていることを意味する。この結果、反射側画像表示素子６０の表面に結像された出射側端面の像が投写映像の周囲に投影され映像品質を悪化させる。映像品質は、反射側画像表示素子の表面に結像される出射側端面の像が大きいほど悪化する。   The first irradiation area 71 is set to be slightly larger than the effective display area 70 in order to illuminate the effective display area 70 without any problem. In other words, the first irradiation area 71 has a predetermined margin with respect to the effective display area 70, and the effective display area 70 of the reflective image forming element 60 is emitted from the emission opening 51 of the light tunnel 50. Illuminated without excessive or deficient light. Therefore, the light irradiated to the second irradiation area 72 (light emitted from the emission side end face of the light tunnel 50) is unnecessary light (stray light) that does not contribute to image formation. Here, the exit side end face of the light tunnel 50 and the surface of the reflection side image display element 60 are in a conjugate relationship as described above. Accordingly, the fact that the stray light is applied to the second irradiation area 72 means that the image of the light-emitting side end face of the light tunnel 50 is formed on the surface of the reflection-side image display element 60. As a result, the image on the output side end face formed on the surface of the reflection side image display element 60 is projected around the projected image, and the image quality is deteriorated. The image quality deteriorates as the image of the exit side end face formed on the surface of the reflection side image display element increases.

そこで、特許文献１には、光変調装置を保持する保持枠であって、画像形成領域を外れる光束（上記迷光に相当）を反射する反射面を備えた保持枠が記載されている。すなわち、画像形成素子の光束入射側に、該画像形成素子とは別体のマスクを設けることによって、迷光が画像形成素子に入射することを防止する技術が開示されている。また、図８に示すように、ライトトンネル５０の入射側端面５３を枠状の反射板８０で覆って、入射側端面５３への光の入射を防止する技術も知られている。
特開２００７−１９９２７９号公報 In view of this, Patent Document 1 describes a holding frame that holds a light modulation device and includes a reflective surface that reflects a light beam (corresponding to the stray light) that deviates from the image forming area. That is, a technique for preventing stray light from entering the image forming element by providing a mask separate from the image forming element on the light beam incident side of the image forming element is disclosed. As shown in FIG. 8, a technique for preventing light from entering the incident side end surface 53 by covering the incident side end surface 53 of the light tunnel 50 with a frame-shaped reflecting plate 80 is also known.
JP 2007-199279 A

しかし、マスクや反射板の寸法のバラツキ、マスクや反射板と画像形成素子やライトトンネルとの位置合わせバラツキなどにより、画像形成素子への迷光の入射を完全に防止することは難しい。   However, it is difficult to completely prevent stray light from entering the image forming element due to variations in the dimensions of the mask and the reflecting plate and alignment variations between the mask and the reflecting plate and the image forming element and the light tunnel.

本発明の目的は、画像形成素子への迷光の入射をより確実に防止可能なライトトンネルとそれを備えた投写型表示装置とを提供することである。   An object of the present invention is to provide a light tunnel capable of more reliably preventing stray light from entering an image forming element, and a projection display device having the light tunnel.

本発明の一つは、複数の板状部材によって、光が入射する入射開口と、入射開口から入射した光が反射を繰り返しながら進行する内部空間と、内部空間を進行した光が出射される出射開口とが形成されたライトトンネルであって、板状部材の入射開口周囲の入射側端面と出射開口周囲の出射側端面の双方または一方に遮光性を有する膜が形成されている。   According to one aspect of the present invention, an incident opening through which light enters, an internal space in which light incident from the incident opening repeats reflection, and light that travels through the internal space are emitted by a plurality of plate-like members. A light tunnel in which an opening is formed, and a light-shielding film is formed on one or both of an incident side end surface around the incident opening and an emission side end surface around the emission opening of the plate-like member.

本発明の他の一つは、上記入射側端面と上記出射側端面の双方または一方に粒状物質が定着されていることを特徴とする。   Another aspect of the present invention is characterized in that a particulate substance is fixed to both or one of the incident side end surface and the emission side end surface.

本発明の他の一つは、上記入射側端面と上記出射側端面の双方または一方に粗面処理が施されていることを特徴とする。   Another aspect of the present invention is characterized in that roughening treatment is performed on both or one of the incident side end face and the emission side end face.

本発明の他の一つは、上記板状部材の入射開口寄りの端部と出射開口寄りの端部の双方または一方の外面が連続的または段階的に内面に近接していることを特徴とする。   Another aspect of the present invention is characterized in that both or one of the end portions near the entrance opening and the end portion near the exit opening of the plate-like member are close to the inner surface continuously or stepwise. To do.

本発明の他の一つは、光源と、光源から照射された光の輝度分布を均一化させるライトトンネルを含む照明光学系と、照明光学系によって導かれた光を映像信号に基づいて変調する画像形成素子と、画像形成素子によって変調された光を投射する投射光学系とを有する投写型表示装置であって、上記ライトトンネルが本発明のライトトンネルのいずれかであることを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, a light source, an illumination optical system including a light tunnel that equalizes a luminance distribution of light emitted from the light source, and light guided by the illumination optical system are modulated based on a video signal. A projection display device having an image forming element and a projection optical system that projects light modulated by the image forming element, wherein the light tunnel is any one of the light tunnels of the present invention.

画像形成素子への迷光の入射をより確実に防止することができるライトトンネルと、そのライトトンネルを備えた投写型表示装置とが実現される。   A light tunnel that can more reliably prevent stray light from entering the image forming element and a projection display device that includes the light tunnel are realized.

（実施形態１）
以下、本発明のライトトンネルの実施形態の一例について説明する。図１は、本実施形態に係るライトトンネル１０を出射開口１１の側から見た斜視図である。図示されているライトトンネル１０は、４枚の長方形のガラス板１２を組み合わせてなる角筒である。ライトトンネル１０を構成している各ガラス板１２の主面には不図示の誘電体多層膜もしくは銀蒸着膜が成膜されており、各ガラス板１２は誘電体多層膜が対面する向きで組み合わされている。すなわち、ライトトンネル１０の内面には誘電体多層膜もしくは銀蒸着膜が形成されている。 (Embodiment 1)
Hereinafter, an example of an embodiment of the light tunnel of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view of the light tunnel 10 according to the present embodiment as viewed from the exit opening 11 side. The illustrated light tunnel 10 is a rectangular tube formed by combining four rectangular glass plates 12. A dielectric multilayer film or a silver vapor deposition film (not shown) is formed on the main surface of each glass plate 12 constituting the light tunnel 10, and each glass plate 12 is combined in a direction in which the dielectric multilayer film faces. Has been. That is, a dielectric multilayer film or a silver vapor deposition film is formed on the inner surface of the light tunnel 10.

さらに、ライトトンネル１０の出射側端面１３には、波長が４００[nm]〜６５０[nm]の光に対する反射率が９８％以上である光学薄膜１４が蒸着によって形成されている。具体的には、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2などの酸化物系の材料からなる誘電体多層膜が蒸着されている。ＴｉＯ2、ＳｉＯ2以外の酸化物系の材料によっても、波長が４００[nm]〜６５０[nm]の光に対する反射率が９５％である誘電体多層膜を形成することが可能であり、光学薄膜１４に含まれる。 Furthermore, an optical thin film 14 having a reflectance of 98% or more with respect to light having a wavelength of 400 [nm] to 650 [nm] is formed on the emission side end face 13 of the light tunnel 10 by vapor deposition. Specifically, a dielectric multilayer film made of an oxide-based material such as TiO 2 or SiO 2 is deposited. A dielectric multilayer film having a reflectance of 95% with respect to light having a wavelength of 400 [nm] to 650 [nm] can be formed by using an oxide-based material other than TiO 2 and SiO 2. Included in the thin film 14.

また、光学薄膜１４には、ＡｌやＡｌの上にＭｇＦ2、ＳｉＯなどのフッ化物や酸化物をコーティングした金属膜も含まれる。かかる金属膜は、波長が４００[nm]〜６５０[nm]の光に対して９０％前後の反射率を有している。かかる金属膜は、上記誘電体多層膜に比べて安価である。よって、光学薄膜１４を上記金属膜とすることによって、ライトトンネル１０のコストダウンを図ることができる。 The optical thin film 14 also includes a metal film obtained by coating Al or Al with a fluoride or oxide such as MgF 2 or SiO. Such a metal film has a reflectance of about 90% with respect to light having a wavelength of 400 [nm] to 650 [nm]. Such a metal film is less expensive than the dielectric multilayer film. Therefore, the cost of the light tunnel 10 can be reduced by using the optical thin film 14 as the metal film.

さらに、光学薄膜１４には、ライトトンネル１０の出射側端面１３に塗布された耐熱塗料からなる塗膜も含まれる。耐熱塗料としては、シリコーン樹脂またはフッ素樹脂をベースとする塗料が望ましく、色は黒が望ましい。   Further, the optical thin film 14 also includes a coating film made of a heat-resistant paint applied to the emission side end face 13 of the light tunnel 10. As the heat resistant paint, a paint based on a silicone resin or a fluororesin is desirable, and the color is desirably black.

尚、光学薄膜は、ライトトンネルの入射側端面（不図示）に形成してもよく、入射側端面及び出射側端面の双方に形成してよい。例えば、光学薄膜を誘電体多層膜よりも安価ではあるが反射率が低い金属膜とした場合、入射側端面及び出射側端面の双方に光学薄膜（金属膜）を形成することによって、全体として十分な反射率を確保しつつ、コストを低減させることができる。   The optical thin film may be formed on the incident side end face (not shown) of the light tunnel, or may be formed on both the incident side end face and the emission side end face. For example, if the optical thin film is a metal film that is less expensive than the dielectric multilayer film but has a low reflectivity, it is sufficient as a whole by forming the optical thin film (metal film) on both the incident side end face and the emission side end face. The cost can be reduced while ensuring a high reflectance.

また、入射側端面及び出射側端面に形成する光学薄膜は同一の膜でなくともよい。例えば、入射側端面に形成する光学薄膜を誘電体多層膜、出射側端面に形成される光学薄膜を金属膜や塗膜とすることもできる。これら光学薄膜の組み合わせは、ライトトンネルの温度やコストなどに応じて適宜選択することができる。
（実施形態２）
以下、本発明のライトトンネルの実施形態の他例について図２を参照しつつ説明する。もっとも、本実施形態に係るライトトンネル２０の基本構成は、実施形態１に係るライトトンネル１０と同一である。そこで、同一の構成については図中に同一の符号を付して説明に代え、異なる構成についてのみ以下に説明する。 Further, the optical thin films formed on the incident side end face and the emission side end face may not be the same film. For example, the optical thin film formed on the incident side end face can be a dielectric multilayer film, and the optical thin film formed on the output side end face can be a metal film or a coating film. The combination of these optical thin films can be appropriately selected according to the temperature and cost of the light tunnel.
(Embodiment 2)
Hereinafter, another example of the embodiment of the light tunnel of the present invention will be described with reference to FIG. However, the basic configuration of the light tunnel 20 according to the present embodiment is the same as that of the light tunnel 10 according to the first embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals in the drawings, and instead of the description, only different components will be described below.

図２は、本実施形態に係るライトトンネル２０を出射開口１１の側から見た斜視図である。ライトトンネル２０の出射側端面１３には拡散処理が施されている。具体的には、フロスト処理などの粗面処理によって表面を粗（磨りガラス状）とすることによって、出射側端面１３から出射される光が周囲に拡散されるようにしてある。   FIG. 2 is a perspective view of the light tunnel 20 according to the present embodiment as viewed from the exit opening 11 side. Diffusion processing is performed on the exit side end face 13 of the light tunnel 20. Specifically, the surface is roughened (polished glass) by a rough surface treatment such as a frost treatment, so that light emitted from the emission side end face 13 is diffused to the surroundings.

尚、フロスト処理に代えて、出射側端面１３に粒状物質を含有する液体材料を塗布して塗膜を形成しても同様の拡散効果が得られる。例えば、ガラス粒が混合された液体材料を出射側端面１３に塗布・乾燥させ、ガラス粒を出射側端面１３上に定着させる。   It should be noted that the same diffusion effect can be obtained by forming a coating film by applying a liquid material containing a particulate material to the emission side end face 13 instead of the frost treatment. For example, a liquid material mixed with glass particles is applied to the emission side end face 13 and dried to fix the glass particles on the emission side end face 13.

フロスト処理その他の拡散処理は、出射側端面でなく、入射側端面に施してもよく、出射側端面及び入射側端面の双方に施してもよい。また、出射側端面に施す拡散処理と入射側端面に施す拡散処理とが異なってもよい。
（実施形態３）
以下、本発明のライトトンネルの実施形態の他例について図３を参照しつつ説明する。もっとも、本実施形態に係るライトトンネル３０の基本構成は、実施形態１に係るライトトンネル１０と同一である。そこで、同一の構成については図中に同一の符号を付して説明に代え、異なる構成についてのみ以下に説明する。 The frost process and other diffusion processes may be performed not on the exit side end face but on the entrance side end face, or on both the exit side end face and the entrance side end face. Further, the diffusion process applied to the exit-side end face may be different from the diffusion process applied to the incident-side end face.
(Embodiment 3)
Hereinafter, another example of the embodiment of the light tunnel of the present invention will be described with reference to FIG. However, the basic configuration of the light tunnel 30 according to the present embodiment is the same as that of the light tunnel 10 according to the first embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals in the drawings, and instead of the description, only different components will be described below.

図３（ａ）は、本実施形態に係るライトトンネル３０を出射開口１１の側から見た斜視図である。また、図３（ｂ）は、ライトトンネル３０の縦断面図である。ライトトンネル３０は、図６（ａ）に示すライトトンネル５０の出射開口５１と同一面積の出射開口１１を有する一方、出射側端面１３の面積は、図６（ａ）に示すライトトンネル５０の出射端面の面積よりも小さい。具体的には、ライトトンネル３０を構成している各ガラス板１２の主面１２ａの出射側端面寄りの一部をテーパ面１４としてある。   FIG. 3A is a perspective view of the light tunnel 30 according to the present embodiment as viewed from the exit opening 11 side. FIG. 3B is a longitudinal sectional view of the light tunnel 30. The light tunnel 30 has the emission opening 11 having the same area as the emission opening 51 of the light tunnel 50 shown in FIG. 6A, while the area of the emission side end face 13 is the emission of the light tunnel 50 shown in FIG. It is smaller than the area of the end face. Specifically, a part of the main surface 12 a of each glass plate 12 constituting the light tunnel 30 near the emission side end surface is formed as a tapered surface 14.

ここで、図３（ｂ）から明らかなように、テーパ面１４が形成されているガラス板１２の主面（外面）１２ａは、誘電体多層膜（不図示）が形成されている主面（内面）１２ｂと反対側の主面である。換言すれば、ガラス板１２の２つの主面１２ａ、１２ｂのうち、ライトトンネル３０の外面を形成している主面１２ａの一部にテーパ面１４が形成されている。また、テーパ面１４は、出射側端面１３に近接するに連れて、主面１２ｂに近接するように傾斜していることも図３（ｂ）から明らかである。   Here, as is apparent from FIG. 3B, the main surface (outer surface) 12a of the glass plate 12 on which the tapered surface 14 is formed is the main surface on which a dielectric multilayer film (not shown) is formed (not shown). It is the main surface opposite to the inner surface 12b. In other words, the tapered surface 14 is formed on a part of the main surface 12 a that forms the outer surface of the light tunnel 30 out of the two main surfaces 12 a and 12 b of the glass plate 12. It is also clear from FIG. 3B that the taper surface 14 is inclined so as to approach the main surface 12b as it approaches the emission side end surface 13.

図４は、ライトトンネル３０から出射された光（照明光）によって図７に示す反射型画像形成素子６０を照明した場合の照明光の照射状態を模式的に示した図である。また、図７と同様に、図４中に鎖線で示されたエリアは、反射型画像形成素子６０の有効表示エリア２０である。また、有効表示エリア２０を内包するドットで示されたエリア２１は、ライトトンネル３０の出射開口１１から出射された光の照射エリア（以下「第一照射エリア２１」）である。さらに、第一照射エリア２１の外側の斜線で示されたエリア２２は、ライトトンネル３０の出射側端面１３から出射された光の照射エリア（以下「第二照射エリア２２」）である。   FIG. 4 is a diagram schematically showing an irradiation state of illumination light when the reflective image forming element 60 shown in FIG. 7 is illuminated with light (illumination light) emitted from the light tunnel 30. Similarly to FIG. 7, the area indicated by the chain line in FIG. 4 is the effective display area 20 of the reflective image forming element 60. An area 21 indicated by dots enclosing the effective display area 20 is an irradiation area of light emitted from the emission opening 11 of the light tunnel 30 (hereinafter, “first irradiation area 21”). Furthermore, an area 22 indicated by diagonal lines outside the first irradiation area 21 is an irradiation area of light emitted from the emission side end face 13 of the light tunnel 30 (hereinafter, “second irradiation area 22”).

図４と図７とを比較すると、次のことが分かる。本実施形態に係るライトトンネル３０は、図６（ａ）に示すライトトンネル５０の出射開口５１と同一面積の出射開口１１有する。従って、図４に示されている第一照射エリア２１と図７に示されている第一照射エリア７１とは同一面積を有する。すなわち、ライトトンネル３０を用いた場合も、有効表示エリア２０に対して所定のマージンを有する第一照射エリア２１が確保され、有効表示エリア２０は隈なく照明される。   Comparing FIG. 4 and FIG. 7, the following can be understood. The light tunnel 30 according to the present embodiment has the emission opening 11 having the same area as the emission opening 51 of the light tunnel 50 shown in FIG. Therefore, the first irradiation area 21 shown in FIG. 4 and the first irradiation area 71 shown in FIG. 7 have the same area. In other words, even when the light tunnel 30 is used, the first irradiation area 21 having a predetermined margin with respect to the effective display area 20 is ensured, and the effective display area 20 is illuminated without hesitation.

一方、ライトトンネル３０の出射側端面１３の面積は、図６（ａ）に示すライトトンネル５０の出射側端面の面積よりも小さい。従って、図４に示されている第二照射エリア２２は、図７に示されている第二照射エリア７２よりも小さい。換言すれば、ライトトンネル３０を用いた場合に反射型画像形成素子６０上に結像される出射側端面１３の像の大きさは、ライトトンネル５０を用いた場合に結像される出射側端面の像の大きさよりも小さい。   On the other hand, the area of the exit side end face 13 of the light tunnel 30 is smaller than the area of the exit side end face of the light tunnel 50 shown in FIG. Therefore, the second irradiation area 22 shown in FIG. 4 is smaller than the second irradiation area 72 shown in FIG. In other words, when the light tunnel 30 is used, the size of the image of the exit side end face 13 imaged on the reflective image forming element 60 is the exit side end face imaged when the light tunnel 50 is used. It is smaller than the size of the image.

テーパ面１４は、主面１２ａの入射側端面寄りに形成してもよいし、入射側端面寄り及び出射側端面寄りの双方に形成してもよい。テーパ面１４を主面１２ａの入射側端面寄りに形成した場合、ライトトンネル３０の入射側端面の面積が図６（ａ）に示すライトトンネル５０の入射側端面の面積よりも小さくなる。この結果、ライトトンネル３０の入射側端面に入射する光の量がライトトンネル５０の入射側端面に入射する光の量に比べて少なくなり、これに応じて、ライトトンネル３０の出射側端面１３から出射される光の量も少なくなる。すなわち、迷光の光量が低減される。
（実施形態４）
以下、本発明のライトトンネルの実施形態の他例について図５を参照しつつ説明する。もっとも、本実施形態に係るライトトンネル４０の基本構成は、実施形態１に係るライトトンネル１０と同一である。そこで、同一の構成については図中に同一の符号を付して説明に代え、異なる構成についてのみ以下に説明する。 The tapered surface 14 may be formed near the incident side end surface of the main surface 12a, or may be formed near both the incident side end surface and the output side end surface. When the tapered surface 14 is formed closer to the incident side end face of the main surface 12a, the area of the incident side end face of the light tunnel 30 is smaller than the area of the incident side end face of the light tunnel 50 shown in FIG. As a result, the amount of light incident on the incident side end surface of the light tunnel 30 is smaller than the amount of light incident on the incident side end surface of the light tunnel 50, and accordingly, from the output side end surface 13 of the light tunnel 30. The amount of emitted light is also reduced. That is, the amount of stray light is reduced.
(Embodiment 4)
Hereinafter, another example of the embodiment of the light tunnel of the present invention will be described with reference to FIG. However, the basic configuration of the light tunnel 40 according to the present embodiment is the same as that of the light tunnel 10 according to the first embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals in the figure, and instead of the description, only different components will be described below.

図５は、本実施形態に係るライトトンネル４０の縦断面図である。ライトトンネル４０は、図６（ａ）に示すライトトンネル５０の出射開口５１と同一面積の出射開口１１を有する一方、出射側端面１３の面積は、図６（ａ）に示すライトトンネル５０の出射端面の面積よりも小さい。具体的には、ライトトンネル４０を構成している各ガラス板１２の出射側端面寄りの厚みを他の部分よりも薄くしてある。従って、実施形態３に係るライトトンネル３０と同様の作用効果が得られる。また、各ガラス板１２の入射側端面寄りの厚みを他の部分よりも薄くしてもよく、入射側端面寄り及び出射側端面寄りの双方における厚みを他の部分に比べて薄くしてもよい。   FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the light tunnel 40 according to the present embodiment. The light tunnel 40 has the emission opening 11 having the same area as the emission opening 51 of the light tunnel 50 shown in FIG. 6A, while the area of the emission side end face 13 is the emission of the light tunnel 50 shown in FIG. It is smaller than the area of the end face. Specifically, the thickness of each glass plate 12 constituting the light tunnel 40 near the emission side end face is made thinner than other portions. Therefore, the same effect as the light tunnel 30 according to the third embodiment can be obtained. Moreover, the thickness near the incident side end face of each glass plate 12 may be made thinner than the other parts, and the thickness near both the incident side end face and the exit side end face may be made thinner than the other parts. .

尚、図５に示す出射側端面１３と、それよりも光の進行方向後方に一段後退した端面１３ａとの合計面積は、図６（ａ）に示すライトトンネル５０の出射側端面５１の面積に等しい。しかし、端面１３ａは、出射側端面１３及び出射開口１１よりも光の進行方向後方に後退している。すなわち、出射側端面１３及び出射開口１１は、不図示のレンズを介して、不図示の画像形成素子の表面と共役関係にあるが、端面１３ａと画像形成素子の表面とは共役関係にない。よって、端面１３ａの像が画像形成素子の表面に結像されることなく、迷光の影響は低減される。   Note that the total area of the exit side end face 13 shown in FIG. 5 and the end face 13a retracted one step further backward in the light traveling direction is equal to the area of the exit side end face 51 of the light tunnel 50 shown in FIG. equal. However, the end surface 13 a is set back from the light-emitting side end surface 13 and the light-emitting opening 11 in the light traveling direction. That is, the exit-side end face 13 and the exit aperture 11 are in a conjugate relationship with the surface of the image forming element (not shown) through a lens (not shown), but the end face 13a and the surface of the image forming element are not in a conjugate relation. Therefore, the influence of stray light is reduced without forming an image of the end face 13a on the surface of the image forming element.

また、ガラス板１２の入射側端面寄りの一部の厚みを他の部分よりも薄くした場合、入射側端面よりも光の進行方向前方に、端面１３ａと同様の端面が形成される。しかし、この端面は、ライトトンネル４０に入射される光の焦点位置（入射開口及び入射側端面の位置）から外れている。従って、上記端面に入射する光の量は、該端面が上記焦点位置にある場合に比べて少なくなる。   Further, when the thickness of a part of the glass plate 12 near the incident side end face is made thinner than other parts, an end face similar to the end face 13a is formed in front of the incident side end face in the light traveling direction. However, this end face deviates from the focal position of the light incident on the light tunnel 40 (incidence aperture and the position of the incident side end face). Therefore, the amount of light incident on the end face is smaller than that when the end face is at the focal position.

実施形態１に係るライトトンネルの斜視図である。1 is a perspective view of a light tunnel according to Embodiment 1. FIG. 実施形態２に係るライトトンネルの斜視図である。6 is a perspective view of a light tunnel according to Embodiment 2. FIG. （ａ）は実施形態３に係るライトトンネルの斜視図、（ｂ）は縦断面図である。(A) is a perspective view of the light tunnel which concerns on Embodiment 3, (b) is a longitudinal cross-sectional view. 実施形態３に係るライトトンネルによる照明光の照射状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the irradiation state of the illumination light by the light tunnel which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態４に係るライトトンネルの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the light tunnel which concerns on Embodiment 4. （ａ）は一般的なライトトンネルの斜視図、（ｂ）はライトトンネルを構成しているガラス板の斜視図である。(A) is a perspective view of a general light tunnel, (b) is a perspective view of the glass plate which comprises the light tunnel. 図６（ａ）に示すライトトンネルによる照明光の照射状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the irradiation state of the illumination light by the light tunnel shown to Fig.6 (a). 迷光の発生を防止するための手段の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the means for preventing generation | occurrence | production of a stray light.

符号の説明Explanation of symbols

１０、２０、３０、４０、５０ ライトトンネル
１１、５１ 出射開口
１２、５２ ガラス板
１２ａ 外面
１２ｂ、５２ｂ 内面
１３、５３ 出射側端面
１３ａ 端面
１４ テーパ面
２０、７０ 有効表示エリア
２１、７１ 第一照明エリア
２２、７２ 第二照明エリア
６０ 反射型画像形成素子
８０ 反射板 10, 20, 30, 40, 50 Light tunnel 11, 51 Outgoing aperture 12, 52 Glass plate 12a Outer surface 12b, 52b Inner surface 13, 53 Outgoing side end surface 13a End surface 14 Tapered surface 20, 70 Effective display area 21, 71 First illumination Area 22, 72 Second illumination area 60 Reflective image forming element 80 Reflector

Claims (10)

複数の板状部材によって、光が入射する入射開口と、前記入射開口から入射した光が反射を繰り返しながら進行する内部空間と、前記内部空間を進行した光が出射される出射開口とが形成されたライトトンネルにおいて、
前記板状部材の、前記入射開口の周囲の入射側端面と前記出射開口の周囲の出射側端面の双方または一方に遮光性を有する膜が形成されていることを特徴とするライトトンネル。 The plurality of plate-like members form an incident opening through which light enters, an internal space in which light incident from the incident opening travels while being repeatedly reflected, and an exit opening through which light traveling through the internal space is emitted. In the light tunnel
A light tunnel, wherein a film having a light-shielding property is formed on both or one of an incident side end surface around the incident opening and an emission side end surface around the emission opening of the plate member. 前記膜が誘電体膜または誘電体膜を含む多層膜であることを特徴とする請求項１記載のライトトンネル。   The light tunnel according to claim 1, wherein the film is a dielectric film or a multilayer film including a dielectric film. 前記膜が金属膜または金属膜を含む多層膜であることを特徴とする請求項１記載のライトトンネル。   The light tunnel according to claim 1, wherein the film is a metal film or a multilayer film including a metal film. 前記膜が耐熱塗料を塗布してなる塗膜であることを特徴とする請求項１記載のライトトンネル。   The light tunnel according to claim 1, wherein the film is a coating film formed by applying a heat-resistant paint. 複数の板状部材によって、光が入射する入射開口と、前記入射開口から入射した光が反射を繰り返しながら進行する内部空間と、前記内部空間を進行した光が出射される出射開口とが形成されたライトトンネルにおいて、
前記板状部材の、前記入射開口の周囲の入射側端面と前記出射開口の周囲の出射側端面の双方または一方に粒状物質が定着されていることを特徴とするライトトンネル。 The plurality of plate-like members form an incident opening through which light enters, an internal space in which light incident from the incident opening travels while being repeatedly reflected, and an exit opening through which light traveling through the internal space is emitted. In the light tunnel
A light tunnel, wherein a granular material is fixed to both or one of an incident side end face around the incident opening and an emission side end face around the emission opening of the plate-like member. 前記粒状物質がガラス粒であることを特徴とする請求項５記載のライトトンネル。   The light tunnel according to claim 5, wherein the particulate material is a glass grain. 複数の板状部材によって、光が入射する入射開口と、前記入射開口から入射した光が反射を繰り返しながら進行する内部空間と、前記内部空間を進行した光が出射される出射開口とが形成されたライトトンネルにおいて、
前記板状部材の、前記入射開口の周囲の入射側端面と前記出射開口の周囲の出射側端面の双方または一方に粗面処理が施されていることを特徴とするライトトンネル。 The plurality of plate-like members form an incident opening through which light enters, an internal space in which light incident from the incident opening travels while being repeatedly reflected, and an exit opening through which light traveling through the internal space is emitted. In the light tunnel
A light tunnel, wherein a rough surface treatment is applied to both or one of an incident side end surface around the incident opening and an emission side end surface around the emission opening of the plate-like member. 複数の板状部材によって、光が入射する入射開口と、前記入射開口から入射した光が反射を繰り返しながら進行する内部空間と、前記内部空間を進行した光が出射される出射開口とが形成されたライトトンネルにおいて、
前記板状部材の、前記入射開口寄りの端部と前記出射開口寄りの端部の双方または一方の外面が連続的に内面に近接するように傾斜していることを特徴とするライトトンネル。 The plurality of plate-like members form an incident opening through which light enters, an internal space in which light incident from the incident opening travels while being repeatedly reflected, and an exit opening through which light traveling through the internal space is emitted. In the light tunnel
A light tunnel characterized in that an outer surface of both or one end of the plate-like member near the entrance opening and the end near the exit opening is inclined so as to continuously approach the inner surface. 複数の板状部材によって、光が入射する入射開口と、前記入射開口から入射した光が反射を繰り返しながら進行する内部空間と、前記内部空間を進行した光が出射される出射開口とが形成されたライトトンネルにおいて、
前記板状部材の、前記入射開口寄りの端部と前記出射開口寄りの端部の双方または一方の外面が段階的に内面に近接していることを特徴とするライトトンネル。 The plurality of plate-like members form an incident opening through which light enters, an internal space in which light incident from the incident opening travels while being repeatedly reflected, and an exit opening through which light traveling through the internal space is emitted. In the light tunnel
The light tunnel according to claim 1, wherein an outer surface of one or both of the end portion near the entrance opening and the end portion near the exit opening of the plate member is gradually approaching the inner surface. 光源と、前記光源から照射された光の輝度分布を均一化させるライトトンネルを含む照明光学系と、前記照明光学系によって導かれた光を映像信号に基づいて変調する画像形成素子と、前記画像形成素子によって変調された光を投射する投射光学系とを有し、前記ライトトンネルが請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のライトトンネルであることを特徴とする投写型表示装置。   A light source, an illumination optical system including a light tunnel that equalizes a luminance distribution of light emitted from the light source, an image forming element that modulates light guided by the illumination optical system based on a video signal, and the image A projection display system, comprising: a projection optical system that projects light modulated by a forming element, wherein the light tunnel is the light tunnel according to any one of claims 1 to 9.
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