JP5389057B2 - プロジェクタ光源モジュール - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタに関し、特に、プロジェクタ光源モジュールに関する。

図１を参照する。図１に示すように、従来のプロジェクタ光源モジュール１１０の赤色光源１１１、緑色光源１１２及び青色光源１１３は、２つのダイクロイックミラー１２０の外側を取り囲むように配置されている。２つのダイクロイックミラー１２０は、特定の色の光線を透過させたり反射させたりする機能を有する。これにより、３つの原色光がダイクロイックミラー１２０の下方のレンズアレイ１３０に向かって反射され、カラー画像を投影するときに必要な光線及び色を得る。

プロジェクタは、各光源１１１，１１２，１１３を上述したような配列方式にすることにより、カラー画像を投影させることができるが、緑色光源１１２及び青色光源１１３と同様の放熱条件下で赤色光源１１１を使用した場合、赤色光の温度特性により、ベースが過熱し、赤色光源１１１のルーメン値の減衰速度が緑色光源１１２及び青色光源１１３より速くなり、赤色光源１１１の使用寿命が緑色光源１１２及び青色光源１１３より短くなる虞がある。このように、赤色光源１１１が損壊し易い為、ユーザはプロジェクタのメンテナンスの必要に迫られ、メンテナンスに必要な時間及び費用の捻出は、不便性及び困難を招いている。

本発明の目的は、赤色光源の使用寿命を延ばし、プロジェクタのメンテナンスの回数を減らすプロジェクタ光源モジュールを提供することにある。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載のプロジェクタ光源モジュールは、 ダイクロイックミラー、赤色光源、青色光源及び緑色光源を備えるプロジェクタ光源モジュールであって、前記ダイクロイックミラーは、第１の反射面及び第２の反射面を有し、前記第１の反射面の法線と前記第２の反射面の法線との間には、１６５度より大きく１８０度より小さい夾角が形成され、前記第１の反射面には、第１のダイクロイック膜がめっきされ、前記第２の反射面には、第２のダイクロイック膜がめっきされ、前記第１のダイクロイック膜及び前記第２のダイクロイック膜は、赤色光を透過させ、前記赤色光源は、前記ダイクロイックミラーの前記第１の反射面側に位置し、前記青色光源は、前記ダイクロイックミラーの前記第２の反射面側に位置し、前記緑色光源は、前記ダイクロイックミラーの前記第２の反射面側に位置することを特徴とする。

前記第１のダイクロイック膜は、青色光を反射させ、前記第２のダイクロイック膜は、青色光を透過させるが、緑色光を反射させることが好ましい。

前記第１のダイクロイック膜は、緑色光を反射させ、前記第２のダイクロイック膜は、緑色光を透過させるが、青色光を反射させることが好ましい。

前記ダイクロイックミラーは、形状が楔形であり、前記赤色光源の近くに位置する狭い端部と、前記赤色光源から遠くに位置する広い端部と、を有することが好ましい。

前記赤色光源、前記青色光源及び前記緑色光源と、前記ダイクロイックミラーとの間に位置する複数のコリメートレンズをさらに備えることが好ましい。

本発明のプロジェクタ光源モジュールは、赤色光源の使用寿命を延ばし、プロジェクタのメンテナンスの回数を減らすことができる。

従来のプロジェクタ光源モジュールを示す構造図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタ光源モジュールを示す構造図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタ光源モジュールのダイクロイックミラーを示す構造図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタ光源モジュールの青色光の経路を示す構造図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタ光源モジュールの緑色光の経路を示す構造図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタ光源モジュールの赤色光の経路を示す構造図である。 本発明の第２実施形態によるプロジェクタ光源モジュールの緑色光の経路を示す構造図である。 本発明の第２実施形態によるプロジェクタ光源モジュールの青色光の経路を示す構造図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
図２を参照する。図２に示すように、本発明の第１実施形態によるプロジェクタ光源モジュール１は、ダイクロイックミラー１０、青色光源２０、緑色光源２１、赤色光源２２及び２つのコリメートレンズ３０，３０’を有する。

図３を参照する。図３に示すように、本発明の第１実施形態によるプロジェクタ光源モジュールのダイクロイックミラー１０は、形状が楔形であり、狭い端部１０ａ及び広い端部１０ｂを有し、狭い端部１０ａと広い端部１０ｂとの間に第１の反射面１１及び第２の反射面１２が形成されている。狭い端部１０ａは、赤色光源２２の近くに位置し、広い端部１０ｂは、赤色光源２２から遠くに位置する。第１の反射面１１の法線Ｌ１と第２の反射面１２の法線Ｌ２との間には、１６５度より大きく１８０度より小さい夾角θが形成されている。ダイクロイックミラー１０を透過して反射された光線の一部は、夾角の範囲により集中させて所定の位置に投射させることができる。また、第１の反射面１１上には、赤色光を透過させ、青色光を反射させる特性を有する第１のダイクロイック膜１１ａがめっきされている。第２の反射面１２上には、赤色光及び青色光を透過させ、緑色光を反射させる特性を有する第２のダイクロイック膜１２ａがめっきされている。

第１実施形態では、青色光源２０、緑色光源２１及び赤色光源２２に発光ダイオードを用いているが、この態様だけに限定されるわけではない。前述の光源は、単一の発光ダイオード又は複数の発光ダイオードから構成されてもよい。図２に示すように、青色光源２０及び緑色光源２１は、共にダイクロイックミラー１０の第２の反射面１２側に位置し、緑色光源２１は、青色光源２０より赤色光源２２に近い箇所に位置する。また、第１実施形態では、ダイクロイックミラー１０上に異なる角度で設けた第１の反射面１１及び第２の反射面１２の反射作用により、同一側に配置された青色光源２０及び緑色光源２１の光線が所定の位置に投射されることで、カラー画像を投影するときに必要な青色光及び緑色光を得ることができるように、ダイクロイックミラー１０の形状が楔形である。ダイクロイックミラー１０の第１の反射面１１側に、赤色光源２２を設けることにより、カラー画像の投影に必要な赤色光を得ることができる。ここで、第１実施形態では、赤色光源２２に比較的多い放熱資源及び放熱空間が分配されるように、赤色光源２２と、青色光源２０及び緑色光源２１とをそれぞれ異なる側部に配置させている。これにより、赤色光源２２が好ましい放熱条件で稼動し、ベースが過熱することを防ぎ、ルーメン値の減衰速度を遅くし、使用寿命を延ばすことができる。

コリメートレンズ３０，３０’は、垂直光束の開き角（ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ）を無くす機能により、光源の光を平行光に変えることができる。コリメートレンズ３０は、ダイクロイックミラー１０と、青色光源２０及び緑色光源２１との間に位置する。コリメートレンズ３０’は、ダイクロイックミラー１０と赤色光源２２との間に位置する。

図４〜図６を参照する。図４〜図６に示すように、本発明の第１実施形態によるプロジェクタ光源モジュールの青色光源２０、緑色光源２１及び赤色光源２２の光線経路は、図４に示すように、青色光源２０から出射された青色光がコリメートレンズ３０を透過した後、ダイクロイックミラー１０の第２の反射面１２を透過して第１の反射面１１に達すると、第１のダイクロイック膜１１ａの作用により、光線を均一化させるレンズアレイ４０の方向に反射させる。図５に示すように、緑色光源２１から出射された緑色光が第２の反射面１２に達すると、第２のダイクロイック膜１２ａの作用により、レンズアレイ４０の方向に反射させる。図６に示すように、赤色光源２２から出射された赤色光は、ダイクロイックミラー１０の第１の反射面１１及び第２の反射面１２を透過した後、レンズアレイ４０に達する。

各光源２０，２１，２２から出射された光線は、レンズアレイ４０を透過した後、プロジェクタのＤＭＤチップ（図示せず）に出射され、プロジェクタはカラー画像を投影することができる。

上述したことから分かるように、第１実施形態のプロジェクタ光源モジュール１は、プロジェクタによりカラー画像を投影することができるだけでなく、赤色光源２２と、青色光源２０及び緑色光源２１とを別々に独立して配置させ、赤色光源２２の放熱効率を高めることにより、ルーメン値の減衰速度を遅くし、赤色光源２２の使用寿命を延ばし、プロジェクタのメンテナンスの回数を減らすことができる。

（第２実施形態）
図７及び図８を参照する。図７及び図８に示すように、本発明の第２実施形態によるプロジェクタ光源モジュール２では、第１実施形態と異なり、青色光源５１よりも緑色光源５０の方がレンズアレイ７０の近くに位置する。第１の反射面６１及び第２の反射面６２のそれぞれには、光源５０，５１の設置箇所の変化に応じ、第１実施形態と異なる光学特性を有する第１のダイクロイック膜６１ａ及び第２のダイクロイック膜６２ａがめっきされている。第１のダイクロイック膜６１ａ及び第２のダイクロイック膜６２ａは、同様に赤色光を透過させるが、第１のダイクロイック膜６１ａが緑色光を反射させるように変更され、第２のダイクロイック膜６２ａが緑色光を透過させ、青色光を反射させるように変更されている。緑色光源５０の緑色光及び青色光源５１の青色光は、レンズアレイ７０の方向に反射されるため、必要な光線及び色を得ることができる。

本発明の第２実施形態は、上述したように構造を変化させてもプロジェクタがカラー画像を投影させることに悪影響を及ぼさない上、第１実施形態と同様に赤色光源の好適な放熱効果を得ることができる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１ プロジェクタ光源モジュール
２ プロジェクタ光源モジュール
１０ ダイクロイックミラー
１０ａ 狭い端部
１０ｂ 広い端部
１１ 第１の反射面
１１ａ 第１のダイクロイック膜
１２ 第２の反射面
１２ａ 第２のダイクロイック膜
２０ 青色光源
２１ 緑色光源
２２ 赤色光源
３０ コリメートレンズ
４０ レンズアレイ
５０ 緑色光源
５１ 青色光源
６０ ダイクロイックミラー
６１ 第１の反射面
６１ａ 第１のダイクロイック膜
６２ 第２の反射面
６２ａ 第２のダイクロイック膜
７０ レンズアレイ

Claims (5)

1. ダイクロイックミラー、赤色光源、青色光源及び緑色光源を備えるプロジェクタ光源モジュールであって、
   前記ダイクロイックミラーは、第１の反射面及び第２の反射面を有し、前記第１の反射面の法線と前記第２の反射面の法線との間には、１６５度より大きく１８０度より小さい夾角が形成され、前記第１の反射面には、第１のダイクロイック膜がめっきされ、前記第２の反射面には、第２のダイクロイック膜がめっきされ、前記第１のダイクロイック膜及び前記第２のダイクロイック膜は、赤色光を透過させ、
   前記赤色光源は、少なくとも１つの赤色発光ダイオードから構成されるとともに、前記ダイクロイックミラーの前記第１の反射面側に位置し、
   前記青色光源は、前記少なくとも１つの赤色発光ダイオードと同数の青色発光ダイオードから構成されるとともに、前記ダイクロイックミラーの前記第２の反射面側に位置し、
   前記緑色光源は、前記少なくとも１つの赤色発光ダイオードと同数の緑色発光ダイオードから構成されるとともに、前記ダイクロイックミラーの前記第２の反射面側に位置することを特徴とするプロジェクタ光源モジュール。
   
2. 前記第１のダイクロイック膜は、青色光を反射させ、
   前記第２のダイクロイック膜は、青色光を透過させるが、緑色光を反射させることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ光源モジュール。
3. 前記第１のダイクロイック膜は、緑色光を反射させ、
   前記第２のダイクロイック膜は、緑色光を透過させるが、青色光を反射させることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ光源モジュール。
4. 前記ダイクロイックミラーは、形状が楔形であり、前記赤色光源の近くに位置する狭い端部と、前記赤色光源から遠くに位置する広い端部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ光源モジュール。
5. 前記赤色光源、前記青色光源及び前記緑色光源と、前記ダイクロイックミラーとの間に位置する複数のコリメートレンズをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ光源モジュール。

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