JP7787371B2 - Light modulation unit and projection-type image display device - Google Patents
Light modulation unit and projection-type image display deviceInfo
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Description
本発明は、光変調ユニット、及び、投写型画像表示装置に関する。 The present invention relates to an optical modulation unit and a projection-type image display device.
従来、照明光を光変調した画像光を投写する投写型画像表示装置がある。光変調素子により、照明光を画像光(ON光)または不要光(OFF光)に変調し、画像光は投写レンズユニットによりスクリーンへ投写され、不要光は遮光板により吸収される。 Conventionally, there are projection-type image display devices that project image light obtained by optically modulating illumination light. An optical modulation element modulates illumination light into image light (ON light) or unwanted light (OFF light). The image light is projected onto a screen by a projection lens unit, and the unwanted light is absorbed by a light shielding plate.
このような投写型画像表示装置には、投写対象から投写レンズユニットを介して入射した光を撮像する撮像装置を備えるものがある。例えば、特許文献1は、投写光学系からTIRプリズムの反射面に入射した光の反射方向に撮像部が配置されている。Some such projection-type image display devices are equipped with an imaging device that captures light incident from the projection target through the projection lens unit. For example, in Patent Document 1, an imaging unit is positioned in the direction of reflection of light incident from the projection optical system onto the reflective surface of the TIR prism.
しかしながら、画像光を高輝度にするために照明光の輝度を上げると、不要光を吸収する遮光板の温度が上昇し、この熱が撮像部に影響を及ぼし、撮像のピントがずれるなど撮像光の撮像に支障が出る場合がある。However, if the brightness of the illumination light is increased to make the image light brighter, the temperature of the light shielding plate that absorbs unnecessary light rises, and this heat can affect the imaging unit, causing problems with the imaging light, such as causing the image to become out of focus.
本開示は、撮像部への熱伝導を低減した光変調ユニット、及び、投写型画像表示装置を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide an optical modulation unit and a projection-type image display device that reduce heat conduction to the imaging section.
本開示の第1の態様に係る光変調ユニットは、入射する照明光を画像光または不要光へ変調する光変調素子と、光変調素子と対向して配置され、照明光を光変調素子へ導光するプリズムと、光変調素子から出射された不要光を遮る遮光板と、プリズムを収容するフレームと、プリズムを介して入射した撮像光を撮像する撮像部と、遮光板をフレームに固定する固定部と、を備える。撮像部は、プリズムに対して固定部の反対側でフレームに取り付けられる。 The light modulation unit according to the first aspect of the present disclosure includes a light modulation element that modulates incident illumination light into image light or unwanted light, a prism that is disposed opposite the light modulation element and guides the illumination light to the light modulation element, a light blocking plate that blocks the unwanted light emitted from the light modulation element, a frame that houses the prism, an imaging unit that captures the imaging light that has entered through the prism, and a fixing unit that fixes the light blocking plate to the frame. The imaging unit is attached to the frame on the opposite side of the fixing unit from the prism.
本開示の第2の態様に係る光変調ユニットは、入射する照明光を画像光または不要光へ変調する光変調素子と、光変調素子と対向して配置され、照明光を光変調素子へ導光するプリズムと、光変調素子から出射された不要光を遮る遮光板と、プリズムを収容するフレームと、プリズムを介して入射した撮像光を撮像する撮像部と、遮光板をフレームに固定する固定部と、を備える。フレームは第1フレーム部と第2フレーム部とを有し、第1フレーム部に固定部が配置され、第2フレーム部に撮像部が固定され、第1フレーム部と第2フレーム部との間に隙間が形成されている。 A light modulation unit according to a second aspect of the present disclosure includes a light modulation element that modulates incident illumination light into image light or unwanted light, a prism that is arranged opposite the light modulation element and guides the illumination light to the light modulation element, a light blocking plate that blocks the unwanted light emitted from the light modulation element, a frame that houses the prism, an imaging unit that captures the imaging light incident through the prism, and a fixing portion that fixes the light blocking plate to the frame. The frame has a first frame portion and a second frame portion, the fixing portion is arranged in the first frame portion, the imaging unit is fixed to the second frame portion, and a gap is formed between the first frame portion and the second frame portion.
本開示に係る投写型画像表示装置は、上述した光変調ユニットと、フレームに固定される投写レンズユニットと、を備える。 The projection-type image display device of the present disclosure comprises the above-mentioned light modulation unit and a projection lens unit fixed to a frame.
本開示は、撮像部への熱伝導を低減した光変調ユニット、及び、投写型画像表示装置を提供することができる。 This disclosure can provide an optical modulation unit and a projection-type image display device that reduce heat conduction to the imaging section.
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。 The following describes the embodiments in detail, with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed explanations than necessary may be omitted. For example, detailed explanations of matters that are already well known or duplicate explanations of substantially identical configurations may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy in the following explanation and to make it easier for those skilled in the art to understand.
なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。 The accompanying drawings and the following description are provided to enable those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter described in the claims.
(実施の形態1)
[1-1.投写型画像表示装置の構成]
図1を参照して、実施の形態1の投写型画像表示装置1を説明する。図1は、実施の形態1に係る投写型画像表示装置1の構成を示す図である。実施の形態1の投写型画像表示装置1は、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)を1つ使用するいわゆる1チップ方式のDMDプロジェクターである。
(Embodiment 1)
[1-1. Configuration of projection-type image display device]
A projection-type image display device 1 according to embodiment 1 will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a diagram showing the configuration of the projection-type image display device 1 according to embodiment 1. The projection-type image display device 1 according to embodiment 1 is, for example, a so-called one-chip DMD projector that uses one DMD (Digital Micromirror Device).
実施の形態1の投写型画像表示装置1は、光源装置3と、リレー光学系4と、光変調ユニット5と、投写レンズユニット6と、制御部7とを備える。 The projection-type image display device 1 of embodiment 1 comprises a light source device 3, a relay optical system 4, a light modulation unit 5, a projection lens unit 6, and a control unit 7.
光源装置3は、レーザー光源11と、蛍光体ホイール12と、カラーホイールユニット20とを備える。複数のレーザー光源11から出射した青色の波長域のレーザー光は、レーザー光源11のそれぞれに対応して設けられた複数のコリメータレンズ(図示省略)でコリメートされる。コリメートされた青色光は、後段の凸レンズ13に入射し、その光束幅が小さくされ、続く拡散板14に入射し拡散されて光の均一度が改善される。光の均一度を改善された青色光は、後段の凹レンズ15に入射し平行光束化される。 The light source device 3 comprises a laser light source 11, a phosphor wheel 12, and a color wheel unit 20. Laser light in the blue wavelength range emitted from the multiple laser light sources 11 is collimated by multiple collimator lenses (not shown) provided corresponding to each laser light source 11. The collimated blue light enters the subsequent convex lens 13, where its beam width is reduced, and then enters the subsequent diffuser plate 14 where it is diffused and the uniformity of the light is improved. The blue light with its uniformity improved enters the subsequent concave lens 15 and is converted into a parallel beam.
凹レンズ15で平行化された青色光は、光軸に対して略45度傾けて配置された選択反射素子16に入射し、そのまま直進して、凸レンズ17へと入射する。選択反射素子16は、レーザー光源11から出射する青色光の波長域の光を通過し、蛍光体ホイール12でレーザー光源11からの青色光を励起光として波長変換される蛍光の波長域の光を反射する分光特性を有する。選択反射素子16は、例えば、ダイクロイックミラーである。 The blue light collimated by the concave lens 15 enters the selective reflection element 16, which is tilted approximately 45 degrees relative to the optical axis, and then travels straight ahead to enter the convex lens 17. The selective reflection element 16 has spectral characteristics that allow light in the wavelength range of blue light emitted from the laser light source 11 to pass through, and reflect light in the wavelength range of fluorescence that is wavelength-converted by the phosphor wheel 12 using the blue light from the laser light source 11 as excitation light. The selective reflection element 16 is, for example, a dichroic mirror.
凸レンズ17に入射した青色光は、後段の凸レンズ18との組み合わせで、後段の蛍光体ホイール12の基板上に環状領域にそれぞれ配置された波長変換素子または通過領域へと入射する。通過領域は、蛍光体ホイール12に形成された貫通孔である。蛍光体ホイール12は、その回転軸を中心に、凸レンズ17、18で集光された青色の励起光が、環状の波長変換素子または通過領域へと入射するように配置されている。 The blue light incident on the convex lens 17, in combination with the subsequent convex lens 18, enters the wavelength conversion elements or passage areas arranged in annular regions on the substrate of the subsequent phosphor wheel 12. The passage areas are through holes formed in the phosphor wheel 12. The phosphor wheel 12 is positioned around its rotation axis so that the blue excitation light focused by the convex lenses 17 and 18 enters the annular wavelength conversion elements or passage areas.
凸レンズ17、18で、蛍光体ホイール12の波長変換素子上に集光された青色光は、蛍光に波長変換されるとともに、光の進行方向を180度変えて、再び、凸レンズ18、17にこの順で入射し、平行光化される。ここでの波長変換される蛍光は、例えば、緑色光及び黄色光である。 The blue light focused onto the wavelength conversion element of the phosphor wheel 12 by the convex lenses 17 and 18 is wavelength-converted into fluorescent light, and the light's direction of travel is changed by 180 degrees before it is incident again on the convex lenses 18 and 17 in that order and converted into parallel light. The fluorescent light that is wavelength-converted here is, for example, green light and yellow light.
凸レンズ17を出射し平行光化された蛍光は、選択反射素子16へと再び入射する。選択反射素子16は、前述の通り、蛍光の波長領域の光を反射する特性を有しているので、蛍光の波長領域の光の方向を90度変更させて凸レンズ39へ入射させる。 The fluorescence that has exited the convex lens 17 and been collimated is then incident again on the selective reflection element 16. As mentioned above, the selective reflection element 16 has the property of reflecting light in the fluorescence wavelength range, so it changes the direction of the light in the fluorescence wavelength range by 90 degrees and makes it incident on the convex lens 39.
次に、蛍光体ホイール12の通過領域に集光されたレーザー光源11からの青色光は、蛍光体ホイール12を通過し、その後段の凸レンズ31、32で平行光化される。その後、後段に設けられた、3枚の反射ミラー33、35、37と3枚の凸レンズ34、36、38で構成されるリレーレンズ系によって、選択反射素子16に、レーザー光源11からの光が入射する方向とは90度の方向から平行光化されて入射するように導光される。なお、ここでは、3枚のミラーと3枚の凸レンズにてリレー光学系を構成したが、同様の性能を有するのであれば、他の構成でも良い。Next, the blue light from the laser light source 11, which is focused in the passing area of the phosphor wheel 12, passes through the phosphor wheel 12 and is collimated by the subsequent convex lenses 31 and 32. The light is then guided by a downstream relay lens system consisting of three reflecting mirrors 33, 35, and 37 and three convex lenses 34, 36, and 38 so that it is collimated and enters the selective reflection element 16 from a direction 90 degrees from the incident direction of the light from the laser light source 11. Note that while the relay optical system here is constructed with three mirrors and three convex lenses, other configurations may be used as long as they have similar performance.
凸レンズ38から、選択反射素子16に入射した青色光は、選択反射素子16を通過してそのまま直進する。 Blue light that enters the selective reflection element 16 from the convex lens 38 passes through the selective reflection element 16 and continues straight ahead.
上記構成によって、蛍光と青色光が、時分割されて凸レンズ39に入射する。 With the above configuration, fluorescent light and blue light are time-divided and incident on the convex lens 39.
選択反射素子16から凸レンズ39に入射する、時分割された蛍光と青色光は、凸レンズ39で集光され後段のカラーホイールユニット20のカラーホイール22に入射する。カラーホイール22は、制御部7によって蛍光体ホイール12と同期回転するように制御されており、光学系の特性に合わせて、青色光および蛍光の一部もしくは全波長域を透過するような特性を有する複数のフィルターが取り付けられている。 The time-division fluorescence and blue light incident on the convex lens 39 from the selective reflection element 16 are focused by the convex lens 39 and then incident on the color wheel 22 of the downstream color wheel unit 20. The color wheel 22 is controlled by the control unit 7 to rotate synchronously with the phosphor wheel 12, and is fitted with multiple filters that transmit some or all wavelengths of the blue light and fluorescence, depending on the characteristics of the optical system.
制御部7は、半導体素子などで実現可能な回路であり、例えば、マイコン、CPU、MPU、GPU、DSP、FPGA、またはASICで構成することができる。制御部7は、内蔵する記憶部(図示省略)に格納されたデータやプログラムを読み出して種々の演算処理を行うことで、予め定められた機能を実現する。記憶部は、例えば、ハードディスク(HDD)、SSD、RAM、DRAM、強誘電体メモリ、フラッシュメモリ、磁気ディスク、またはこれらの組み合わせによって実現できる。 The control unit 7 is a circuit that can be realized using semiconductor elements, etc., and can be configured, for example, with a microcomputer, CPU, MPU, GPU, DSP, FPGA, or ASIC. The control unit 7 realizes predetermined functions by reading data and programs stored in an internal memory unit (not shown) and performing various arithmetic operations. The memory unit can be realized, for example, with a hard disk drive (HDD), SSD, RAM, DRAM, ferroelectric memory, flash memory, magnetic disk, or a combination of these.
蛍光体ホイール12から、例えば黄色の蛍光が発光されている時間帯に対して、蛍光の波長域をそのまま透過する領域、蛍光の中で赤色の部分の光を反射し緑色光を透過する領域、蛍光の中で緑色の部分の光を反射し赤色光を透過する領域などのうち、少なくとも一つの領域を有するカラーホイール22が同期して回転している。また、蛍光体ホイール12の通過領域を通過してきた青色光には、蛍光の波長域をそのまま透過する領域が対応することで、ロッドインテグレータ23の入射端近傍に、時系列に光の波長域の異なる色光が集光する。 When, for example, yellow fluorescence is emitted from the phosphor wheel 12, the color wheel 22 rotates synchronously. The color wheel 22 has at least one of the following regions: a region that transmits the wavelength range of the fluorescence as is; a region that reflects the red portion of the fluorescence and transmits green light; or a region that reflects the green portion of the fluorescence and transmits red light. Furthermore, the blue light that passes through the phosphor wheel 12's transmission region corresponds to a region that transmits the wavelength range of the fluorescence as is, so that colored light of different wavelength ranges is focused in time series near the incident end of the rod integrator 23.
カラーホイールユニット20のロッドインテグレータ23に入射した光は、ロッドインテグレータ23で均一化され、その出射端からは均一化された光が出射される。なお、実施の形態1では、カラーホイール22は、ロッドインテグレータ23の前に配置されているが、ロッドインテグレータ23の後に配置されていても良い。ロッドインテグレータ23を出射した光は、凸レンズ41、42、43で構成されるリレー光学系4で、後述する光変調素子51へと導光される。 Light incident on the rod integrator 23 of the color wheel unit 20 is homogenized by the rod integrator 23, and the homogenized light is emitted from its exit end. In embodiment 1, the color wheel 22 is positioned in front of the rod integrator 23, but it may also be positioned after the rod integrator 23. The light exiting the rod integrator 23 is guided to the light modulation element 51 (described later) by the relay optical system 4, which is composed of convex lenses 41, 42, and 43.
光変調ユニット5は、プリズム44と、光変調素子51と、撮像部53と、を有する。凸レンズ41、42、43を通過してプリズム44に入射した光は、プリズム44の微小ギャップ48に全反射角以上の角度で入射し、反射することで光の進行方向を変えて光変調素子51に入射する。 The light modulation unit 5 has a prism 44, a light modulation element 51, and an imaging unit 53. Light that passes through the convex lenses 41, 42, and 43 and enters the prism 44 enters the minute gap 48 in the prism 44 at an angle greater than the total reflection angle, and is reflected, changing the direction of travel of the light before entering the light modulation element 51.
光変調素子51は、蛍光体ホイール12とカラーホイール22の組み合わせで出射される色光に同期した制御部7からの信号に応じて、光の進行方向を変えて出射する。光変調素子51は、例えば、微小ミラーの方向を変えて光の進行方向を変えるDMDである。光変調素子51は、フレーム61に支持されてもよいし、プリズム44との距離が保たれるように他の部材により支持されてもよい。 The light modulation element 51 changes the direction of light and emits it in response to a signal from the control unit 7 synchronized with the colored light emitted by the combination of the phosphor wheel 12 and the color wheel 22. The light modulation element 51 is, for example, a DMD that changes the direction of light by changing the orientation of micromirrors. The light modulation element 51 may be supported by the frame 61, or may be supported by another member so as to maintain a distance from the prism 44.
光変調素子51で画像信号に応じて光の進行方向が変わった画像光は、プリズム44に入射し、プリズム44の微小ギャップ48に全反射角度以下の角度で入射することで、そのまま透過して、投写レンズユニット6に入射し、図示しないスクリーンに投写される。また、スクリーンから投写レンズユニット6を介して入射する撮像光は、プリズム44へ進行し、撮像部53へ導光されて撮像される。 The image light, whose direction of travel has been changed in response to the image signal by the light modulation element 51, enters the prism 44 and enters the minute gap 48 of the prism 44 at an angle less than the total reflection angle, thereby passing through the projection lens unit 6 and projecting it onto a screen (not shown). Furthermore, the imaging light incident from the screen through the projection lens unit 6 travels to the prism 44 and is guided to the imaging unit 53, where it is imaged.
[1-2.光変調ユニットの構成]
以下、図2から図5を参照して実施の形態1における光変調ユニット5を説明する。図2は、光変調ユニット5及び投写レンズユニット6の外観斜視図である。図3A及び図3Bは、レンズマウンタ60を取り外した状態における光変調ユニット5及び投写レンズユニット6の外観斜視図である。図4は光変調ユニット5及び投写レンズユニット6の正面図である。図5は、投写レンズユニット6を取り外した光変調ユニット5の正面図である。なお、各図において、投写レンズユニット6から画像光が出射される方向をZ軸方向とし、Z軸と直交する平面をXY平面とする。
[1-2. Configuration of the optical modulation unit]
The light modulation unit 5 according to the first embodiment will be described below with reference to Figs. 2 to 5. Fig. 2 is an external perspective view of the light modulation unit 5 and the projection lens unit 6. Figs. 3A and 3B are external perspective views of the light modulation unit 5 and the projection lens unit 6 with the lens mounter 60 removed. Fig. 4 is a front view of the light modulation unit 5 and the projection lens unit 6. Fig. 5 is a front view of the light modulation unit 5 with the projection lens unit 6 removed. In each drawing, the direction in which image light is emitted from the projection lens unit 6 is defined as the Z-axis direction, and the plane perpendicular to the Z-axis is defined as the XY plane.
光変調ユニット5は、レンズマウンタ60と、フレーム61と、遮光板63と、第1放熱部65と、第2放熱部67と、をさらに有する。 The light modulation unit 5 further includes a lens mounter 60, a frame 61, a light shielding plate 63, a first heat dissipation section 65, and a second heat dissipation section 67.
レンズマウンタ60は、投写レンズユニット6を支持する部材であり、投写レンズユニット6が取り付けられている。レンズマウンタ60は略直方体の形状を有し、一側面に設けられた開口部60aに投写レンズユニット6が挿入されている。レンズマウンタ60はフレーム61のフランジ面71に第1防塵シート62を介して取り付けられている。レンズマウンタ60及びフレーム61は、例えば、樹脂材で構成されている。 The lens mounter 60 is a member that supports the projection lens unit 6, and the projection lens unit 6 is attached to it. The lens mounter 60 has a roughly rectangular parallelepiped shape, and the projection lens unit 6 is inserted into an opening 60a provided on one side. The lens mounter 60 is attached to the flange surface 71 of the frame 61 via a first dustproof sheet 62. The lens mounter 60 and frame 61 are made of, for example, a resin material.
遮光板63は、光変調素子51で変調された不要光を吸収する。遮光板63は、固定部69によりフレーム61に取り付けられている。遮光板63は、金属製であり熱伝導性がよい。遮光板63はフレーム61の内部から外部へと延在し、フレーム61の外側壁に沿って延びる平板部63a(図7参照)を有する。平板部63aに第1放熱部65が取り付けられている。 The light-shielding plate 63 absorbs unwanted light modulated by the light modulation element 51. The light-shielding plate 63 is attached to the frame 61 by a fixing portion 69. The light-shielding plate 63 is made of metal and has good thermal conductivity. The light-shielding plate 63 extends from the inside to the outside of the frame 61 and has a flat plate portion 63a (see Figure 7) that extends along the outer wall of the frame 61. A first heat dissipation portion 65 is attached to the flat plate portion 63a.
第1放熱部65は、遮光板63の熱を放熱する部材であり、例えば、複数のフィンを有する。 The first heat dissipation section 65 is a member that dissipates heat from the light shielding plate 63 and has, for example, multiple fins.
第2放熱部67は、フレーム61の熱を放熱する部材であり、例えば、複数のフィンを有する。第2放熱部67は、フレーム61において固定部69から撮像部53に至る経路の途中または途中の近傍に、フレーム61に直接配置されている。 The second heat dissipation section 67 is a member that dissipates heat from the frame 61 and has, for example, multiple fins. The second heat dissipation section 67 is directly disposed on the frame 61, midway along or near the path from the fixed section 69 to the imaging section 53.
次に、図5及び図6を参照する。図6は、フレーム61の斜視図である。フレーム61は、プリズム44を収容し、投写レンズユニット6及び撮像部53が取り付けられている。フレーム61は、レンズマウンタ60が取り付けられるフランジ面71と、フランジ面71から画像光の出射方向と逆側に凹んだ凹部73と、を有する。凹部73は、底壁75と側壁77とで形成される。底壁75には例えば略矩形形状の貫通孔75aが形成され、プリズム44と光変調素子51とが貫通孔75aを介して対向している。光変調素子51で変調された画像光および不要光は貫通孔75a及びプリズム44を通過する。 Next, reference is made to Figures 5 and 6. Figure 6 is a perspective view of the frame 61. The frame 61 houses the prism 44, and has the projection lens unit 6 and imaging unit 53 attached to it. The frame 61 has a flange surface 71 to which the lens mounter 60 is attached, and a recess 73 recessed from the flange surface 71 on the side opposite the emission direction of the image light. The recess 73 is formed by a bottom wall 75 and a side wall 77. A through hole 75a, for example, of a substantially rectangular shape, is formed in the bottom wall 75, and the prism 44 and the light modulation element 51 face each other via the through hole 75a. The image light modulated by the light modulation element 51 and unwanted light pass through the through hole 75a and the prism 44.
側壁77から凹部73の空間に向けて起立する突起79が配置されている。プリズム44は突起79に位置合わせされて底壁75に接着されて固定される。プリズム44の長手方向において、貫通孔81と反対側にフレーム61に照明光が入射するために開口80が設けられている。撮像部53は、プリズム44を収容する空間である凹部73に対して固定部69の反対側に配置されている。したがって、撮像部53は、プリズム44に対して固定部69の反対側でフレーム61に取り付けられる。ここで、「反対側」とは、図5に示すように、固定部69と撮像部53との間にプリズム44が位置している状態だけでなく、プリズム44の幅方向の中心線CLに対してそれぞれ反対側にある場合も含まれる。 A protrusion 79 is disposed on the side wall 77, rising toward the space of the recess 73. The prism 44 is aligned with the protrusion 79 and glued to the bottom wall 75 for fixation. An opening 80 is provided on the longitudinal side of the prism 44, opposite the through-hole 81, to allow illumination light to enter the frame 61. The imaging unit 53 is disposed on the opposite side of the fixing portion 69 from the recess 73, which is the space that houses the prism 44. Therefore, the imaging unit 53 is attached to the frame 61 on the opposite side of the fixing portion 69 from the prism 44. Here, "opposite side" refers not only to a state in which the prism 44 is located between the fixing portion 69 and the imaging unit 53, as shown in Figure 5, but also to a state in which they are on opposite sides of the center line CL of the prism 44 in the width direction.
固定部69は、遮光板63をフレーム61に固定する。固定部69はスペーサ69aと固定用のネジを有し、遮光板63はスペーサ69aを介してフレーム61にネジ止めにより取り付けられる。スペーサ69aを介することで、遮光板63がフレーム61に直接接触することなくフレーム61に固定され、遮光板63からフレーム61に熱が伝わる経路をスペーサ69aだけに限定することで、遮光板63からフレーム61に熱が伝導するのを低減している。 The fixing portion 69 fixes the light blocking plate 63 to the frame 61. The fixing portion 69 has a spacer 69a and a fixing screw, and the light blocking plate 63 is attached to the frame 61 by screwing it via the spacer 69a. By using the spacer 69a, the light blocking plate 63 is fixed to the frame 61 without coming into direct contact with the frame 61, and by limiting the path for heat transfer from the light blocking plate 63 to the frame 61 to only the spacer 69a, heat transfer from the light blocking plate 63 to the frame 61 is reduced.
(プリズム幅)
また、プリズム44の幅よりも、固定部69から撮像部53までの距離が長い。このように、固定部69から撮像部53までの距離が充分にあるので、固定部69から撮像部53まで熱が伝わるのを低減することができる。ここで、プリズム44の幅とは、画像光の出射方向であるプリズム44奥行き方向(Z軸方向)と直交する平面において、プリズム44の短手方向の長さである(図10参照)。
(Prism width)
Furthermore, the distance from the fixed portion 69 to the imaging unit 53 is longer than the width of the prism 44. In this way, the distance from the fixed portion 69 to the imaging unit 53 is sufficient, which reduces the transfer of heat from the fixed portion 69 to the imaging unit 53. Here, the width of the prism 44 is the length in the short direction of the prism 44 in a plane perpendicular to the depth direction (Z-axis direction) of the prism 44, which is the emission direction of the image light (see FIG. 10 ).
図9を参照する。図9は、撮像部53の斜視図である。撮像部53は、縮小光学系を構成するレンズ57と、撮像光を受光する撮像素子55aを有するカメラ本体55と、レンズ57を内部に保持する鏡筒58と、鏡筒58を支持するフランジ59を備える。撮像素子55aは、例えば、CCDイメージセンサ、またはCMOSイメージセンサ等の固体撮像素子である。レンズ57は例えば、凸レンズであり、複数のレンズから縮小光学系を構成してもよい。鏡筒58は、一方の端部にレンズ57を支持し、他方の端部とカメラ本体55とが接続されているので、撮像素子55aとレンズ57との距離が一定に保たれている。 Refer to Figure 9. Figure 9 is a perspective view of the imaging unit 53. The imaging unit 53 includes a lens 57 constituting a reduction optical system, a camera body 55 having an imaging element 55a that receives imaging light, a lens barrel 58 that holds the lens 57 therein, and a flange 59 that supports the lens barrel 58. The imaging element 55a is, for example, a solid-state imaging element such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor. The lens 57 is, for example, a convex lens, and the reduction optical system may be composed of multiple lenses. The lens barrel 58 supports the lens 57 at one end, and the other end is connected to the camera body 55, so that the distance between the imaging element 55a and the lens 57 is maintained constant.
撮像部53の鏡筒58がプリズム44に対して固定部69の反対側のフレーム61に形成された貫通孔81(図6参照)に挿入された状態で、フランジ59が例えばネジによりフレーム61に固定される。 With the lens barrel 58 of the imaging unit 53 inserted into a through hole 81 (see Figure 6) formed in the frame 61 on the opposite side of the fixing portion 69 from the prism 44, the flange 59 is fixed to the frame 61, for example, by a screw.
図8、図10及び図11を参照する。図8は遮光板63、プリズム44、撮像部53、光変調素子51の位置関係を示す斜視図であり、図10はプリズムの斜視図であり、図11は画像光及び不要光の光路を示す図である。図11(a)は画像光の光路を示し、図11(b)は不要光の光路を示す。図8、図10及び図11において、プリズム44の微小ギャップ48を省略して示している。 Please refer to Figures 8, 10 and 11. Figure 8 is a perspective view showing the positional relationship between the light-shielding plate 63, prism 44, imaging unit 53 and light modulation element 51, Figure 10 is a perspective view of the prism, and Figure 11 is a diagram showing the optical paths of image light and unwanted light. Figure 11(a) shows the optical path of image light, and Figure 11(b) shows the optical path of unwanted light. In Figures 8, 10 and 11, the minute gap 48 of the prism 44 is omitted.
プリズム44は、全反射プリズム(TIRプリズム)であり、第1プリズム46と、第2プリズム47と、微小ギャップ48(図1参照)とを有する。第1プリズム46の第1面46aから入射した照明光は、第1プリズム46の第2面46bで全反射して第1プリズム46の第3面46cから出射して光変調素子51へ入射する。The prism 44 is a total internal reflection prism (TIR prism) and includes a first prism 46, a second prism 47, and a minute gap 48 (see Figure 1). Illumination light incident on the first surface 46a of the first prism 46 is totally reflected by the second surface 46b of the first prism 46, exits from the third surface 46c of the first prism 46, and enters the light modulation element 51.
光変調素子51で変調された画像光は、第1プリズム46の第3面46cへ入射して第2面46b、第2プリズム47の第1面47a及び第2面47bを通過して投写レンズユニット6へ入射する。 The image light modulated by the light modulation element 51 enters the third surface 46c of the first prism 46, passes through the second surface 46b and the first surface 47a and second surface 47b of the second prism 47, and enters the projection lens unit 6.
また、光変調素子51で変調された不要光は、第1プリズム46の第3面46cへ入射して第2面46b、第2プリズム47の第1面47a及び第2面47bを通過して遮光板63へ入射する。 In addition, the unwanted light modulated by the light modulation element 51 enters the third surface 46c of the first prism 46, passes through the second surface 46b and the first surface 47a and second surface 47b of the second prism 47, and enters the light shielding plate 63.
投写対象から投写レンズユニット6を介して入射した撮像光は、第2プリズム47の第2面47bに入射する。第2プリズム47内に入射した撮像光は、第2プリズム47の第1面47aで全反射して第2面47bに向けて進行し、第2面47bで再び全反射して第3面47cに向けて進行し、第3面47cで全反射して第4面47dに向けて進行する。第2プリズム47の第4面47dから出射した撮像光は、撮像部53のレンズ57へ入射する(図8参照)。このようにして、撮像光は撮像部53に到達することができる。 Imaging light incident from the projection target through the projection lens unit 6 is incident on the second surface 47b of the second prism 47. The imaging light entering the second prism 47 is totally reflected by the first surface 47a of the second prism 47 and travels toward the second surface 47b, is totally reflected again by the second surface 47b and travels toward the third surface 47c, is totally reflected again by the third surface 47c and travels toward the fourth surface 47d. The imaging light exiting the fourth surface 47d of the second prism 47 is incident on the lens 57 of the imaging unit 53 (see Figure 8). In this way, the imaging light can reach the imaging unit 53.
[1-3.効果等]
以上のように、実施の形態1において、光変調ユニット5は、入射する照明光を画像光または不要光へ変調する光変調素子51と、光変調素子51と対向して配置され、照明光を光変調素子51へ導光するプリズム44と、光変調素子51から出射された不要光を遮る遮光板63と、プリズム44を収容するフレーム61と、プリズム44を介して入射した撮像光を撮像する撮像部53と、遮光板63をフレーム61に固定する固定部69と、を備える。撮像部53は、プリズム44に対して固定部69の反対側でフレーム61に取り付けられる。
[1-3. Effects, etc.]
As described above, in the first embodiment, the light modulation unit 5 includes the light modulation element 51 that modulates incident illumination light into image light or unnecessary light, the prism 44 that is disposed opposite the light modulation element 51 and guides the illumination light to the light modulation element 51, the light blocking plate 63 that blocks the unnecessary light emitted from the light modulation element 51, the frame 61 that houses the prism 44, the imaging unit 53 that captures the imaging light that is incident via the prism 44, and the fixing part 69 that fixes the light blocking plate 63 to the frame 61. The imaging unit 53 is attached to the frame 61 on the opposite side of the fixing part 69 from the prism 44.
撮像部53が、プリズム44に対して遮光板63をフレーム61に固定する固定部69の反対側でフレーム61に取り付けられているので、撮像部53と固定部69との距離を確保することができる。これにより、遮光板63からフレーム61の固定部69に不要光の熱が伝わったとしても、固定部69から撮像部53まで離れているので、熱が撮像部53に伝わるのを低減することができる。この結果、撮像部53が熱により撮像光を撮像するのに支障が出るのを抑制することができる。 The imaging unit 53 is attached to the frame 61 on the opposite side of the fixing portion 69 that fixes the light-shielding plate 63 to the frame 61 relative to the prism 44, ensuring a sufficient distance between the imaging unit 53 and the fixing portion 69. As a result, even if heat from unwanted light is transferred from the light-shielding plate 63 to the fixing portion 69 of the frame 61, the distance from the fixing portion 69 to the imaging unit 53 reduces the transfer of heat to the imaging unit 53. As a result, it is possible to prevent the imaging unit 53 from being hindered in capturing imaging light due to heat.
また、プリズム44の幅よりも、固定部69から撮像部53までの距離が長い。これにより、固定部69から撮像部53までの距離を確保することができるので、固定部69から撮像部53に熱が伝わるのを低減することができる。 In addition, the distance from the fixed portion 69 to the imaging unit 53 is longer than the width of the prism 44. This ensures a sufficient distance from the fixed portion 69 to the imaging unit 53, thereby reducing the transfer of heat from the fixed portion 69 to the imaging unit 53.
また、固定部69は、遮光板63とフレーム61との間に配置するスペーサ69aを有する。これにより、遮光板63とフレーム61とがスペーサ69aを介して接触しているので、遮光板63とフレーム61とが直接接触するのを防止して、遮光板63からフレーム61へ熱が伝わるのを低減することができる。 The fixing portion 69 also has a spacer 69a that is placed between the light blocking plate 63 and the frame 61. This allows the light blocking plate 63 and the frame 61 to be in contact with each other via the spacer 69a, preventing direct contact between the light blocking plate 63 and the frame 61 and reducing the transfer of heat from the light blocking plate 63 to the frame 61.
また、撮像部53は、撮像光を受光する撮像素子55aと、縮小光学系を構成するレンズ57と、を含む。撮像部53がレンズ57を有する場合でも、固定部69からの熱が伝わりにくいので、熱によりレンズ57が歪むのを低減することができる。 The imaging unit 53 also includes an imaging element 55a that receives imaging light and a lens 57 that constitutes a reduction optical system. Even when the imaging unit 53 includes a lens 57, heat is less likely to be transmitted from the fixed part 69, reducing distortion of the lens 57 due to heat.
また、遮光板63は、撮像部53よりも固定部69に近い箇所でフレーム61の内部から外部へ延在し、フレーム61の外部に配置された延在部分である平板部63aを有する。遮光板63が、フレーム61の外部に配置された平板部63aを有するので、フレーム61内部で不要光を受光した熱をフレーム61の外部の平板部63aで放熱することができる。また、平板部63aが撮像部53よりも固定部69に近い箇所にあるので、撮像部53に熱が伝わるよりも平板部63aで放熱されやすくなる。平板部63aが、フレーム61において固定部69から撮像部53への伝熱経路の途中に配置されているので、撮像部53へ熱が伝わるのを低減することができる。 The light-shielding plate 63 extends from the inside to the outside of the frame 61 at a location closer to the fixed portion 69 than the imaging unit 53, and has a flat plate portion 63a, which is an extending portion located outside the frame 61. Because the light-shielding plate 63 has the flat plate portion 63a located outside the frame 61, heat generated by unwanted light received inside the frame 61 can be dissipated by the flat plate portion 63a outside the frame 61. Furthermore, because the flat plate portion 63a is located closer to the fixed portion 69 than the imaging unit 53, heat is more likely to be dissipated by the flat plate portion 63a than to be conducted to the imaging unit 53. Because the flat plate portion 63a is located midway along the heat conduction path from the fixed portion 69 to the imaging unit 53 in the frame 61, heat conduction to the imaging unit 53 can be reduced.
また、遮光板63の延在部分である平板部63aに配置された第1放熱部65を備える。平板部63aに第1放熱部65を備えることで、フレーム61内の遮光板63から外部の平板部63aを介して第1放熱部65で熱の放熱を効率良く行うことができ、固定部69からフレーム61へ伝わる熱を低減することができる。 The light shielding plate 63 also includes a first heat dissipation section 65 located on the flat plate portion 63a, which is an extension of the light shielding plate 63. By providing the first heat dissipation section 65 on the flat plate portion 63a, heat can be efficiently dissipated by the first heat dissipation section 65 from the light shielding plate 63 inside the frame 61 via the external flat plate portion 63a, thereby reducing the heat transmitted from the fixing section 69 to the frame 61.
また、フレーム61においてに第2放熱部67が配置されている。固定部69と撮像部53との間のフレーム61に第2放熱部67が配置されているので、固定部69からの熱が第2放熱部67で放熱され、撮像部53へ伝わるのをより低減することができる。 In addition, a second heat dissipation section 67 is arranged in the frame 61. Since the second heat dissipation section 67 is arranged in the frame 61 between the fixed section 69 and the imaging section 53, heat from the fixed section 69 is dissipated by the second heat dissipation section 67, further reducing transmission of heat to the imaging section 53.
また、投写型画像表示装置1は、フレーム61にレンズマウンタ60を介して固定される投写レンズユニット6を備え、フレーム61とレンズマウンタ60との接続部が密閉構造であり、遮光板63がフレーム61の内部から外部へ延在し、遮光板63が密閉構造の内部から外部へ延在する部分に第2防塵シート72(図2及び図3A参照)が配置されている。第2防塵シート72は、第1防塵シート62と遮光板63との隙間を埋めるように配置されている。第1防塵シート62及び第2防塵シート72は、例えば、樹脂材または繊維材で構成されている。また、第2防塵シート72により、フレーム61からレンズマウンタ60を介して投写レンズユニット6へ熱が伝わるのを低減しているので、投写レンズユニット6へ伝わった熱が再びフレーム61へ伝わるのを低減することができる。 The projection-type image display device 1 also includes a projection lens unit 6 fixed to a frame 61 via a lens mounter 60. The connection between the frame 61 and the lens mounter 60 is an airtight structure. A light-shielding plate 63 extends from the inside to the outside of the frame 61, and a second dustproof sheet 72 (see Figures 2 and 3A) is disposed at the portion where the light-shielding plate 63 extends from the inside to the outside of the airtight structure. The second dustproof sheet 72 is disposed so as to fill the gap between the first dustproof sheet 62 and the light-shielding plate 63. The first dustproof sheet 62 and the second dustproof sheet 72 are made of, for example, a resin material or a fiber material. The second dustproof sheet 72 also reduces the transfer of heat from the frame 61 via the lens mounter 60 to the projection lens unit 6, thereby reducing the transfer of heat transferred to the projection lens unit 6 back to the frame 61.
また、図13に示すように、撮像部53はフレーム61に直接固定されていたがこれに限らない。撮像部53は断熱材83を介してフレーム61に固定されてもよい。断熱材83により、固定部69からフレーム61を介して撮像部53へ熱が伝わるのをより低減することができる。なお、断熱材83は、鏡筒58周りだけでなくフランジ59とフレーム61との間にも配置してもよい。 Also, as shown in FIG. 13, the imaging unit 53 is fixed directly to the frame 61, but this is not limited to this. The imaging unit 53 may be fixed to the frame 61 via a heat insulating material 83. The heat insulating material 83 can further reduce the transfer of heat from the fixed portion 69 via the frame 61 to the imaging unit 53. Note that the heat insulating material 83 may be placed not only around the lens barrel 58 but also between the flange 59 and the frame 61.
(実施の形態2)
次に、図14を参照して、実施の形態2の光変調ユニット5Aを説明する。図14は、実施の形態2に係る光変調ユニット5Aの正面図である。
(Embodiment 2)
Next, an optical modulation unit 5A according to a second embodiment will be described with reference to Fig. 14. Fig. 14 is a front view of the optical modulation unit 5A according to the second embodiment.
実施の形態2において、実施の形態1のフレーム61が2つの分割体から構成されている。この点及び以下に説明する点以外の構成について、実施の形態1の光変調ユニット5と実施の形態2の光変調ユニット5Aとは共通であるので説明を省略する。In embodiment 2, the frame 61 of embodiment 1 is composed of two divided bodies. Other than this and the points described below, the optical modulation unit 5 of embodiment 1 and the optical modulation unit 5A of embodiment 2 share the same configuration, so further explanation will be omitted.
実施の形態2のフレーム61Aは、第1フレーム部91と第2フレーム部93とを有し、第1フレーム部91と第2フレーム部93とが組み合わさって構成されている。第1フレーム部91に固定部69が配置され、第2フレーム部93に撮像部53が固定されている。第1フレーム部91と第2フレーム部93との間に隙間95が形成されており、隙間95の中の空気層が断熱層として機能し、第1フレーム部91から第2フレーム部93へ熱が伝わるのを低減することができる。 The frame 61A of embodiment 2 has a first frame portion 91 and a second frame portion 93, and is configured by combining the first frame portion 91 and the second frame portion 93. A fixing portion 69 is disposed in the first frame portion 91, and the imaging unit 53 is fixed to the second frame portion 93. A gap 95 is formed between the first frame portion 91 and the second frame portion 93, and the air layer in the gap 95 functions as a heat insulating layer, reducing the transfer of heat from the first frame portion 91 to the second frame portion 93.
このように、実施の形態2において、光変調ユニット5Aは、入射する照明光を画像光または不要光へ変調する光変調素子51と、光変調素子51と対向して配置され、照明光を光変調素子51へ導光するプリズム44と、光変調素子51から出射された不要光を遮る遮光板63と、プリズム44を収容するフレーム61Aと、プリズム44を介して入射した撮像光を撮像する撮像部53と、遮光板63をフレーム61Aに固定する固定部69と、を備える。フレーム61Aは第1フレーム部と第2フレーム部93とを有し、第1フレーム部91に固定部69が配置され、第2フレーム部93に撮像部53が固定され、第1フレーム部91と第2フレーム部93との間に隙間95が形成されている。As such, in embodiment 2, the light modulation unit 5A includes a light modulation element 51 that modulates incident illumination light into image light or unwanted light, a prism 44 that is arranged opposite the light modulation element 51 and guides the illumination light to the light modulation element 51, a light blocking plate 63 that blocks the unwanted light emitted from the light modulation element 51, a frame 61A that houses the prism 44, an imaging unit 53 that captures the imaging light incident through the prism 44, and a fixing portion 69 that fixes the light blocking plate 63 to the frame 61A. The frame 61A has a first frame portion and a second frame portion 93, with the fixing portion 69 arranged in the first frame portion 91 and the imaging unit 53 fixed to the second frame portion 93, and a gap 95 formed between the first frame portion 91 and the second frame portion 93.
フレーム61が第1フレーム部91と第2フレーム部93とで構成され、固定部69が配置されている第1フレーム部91と撮像部53が固定されている第2フレーム部93との間に隙間95が形成されているので、第1フレーム部91から第2フレーム部93へ熱が伝わるのを低減することができ、固定部69から撮像部53へ熱が伝わりにくくなる。 The frame 61 is composed of a first frame portion 91 and a second frame portion 93, and a gap 95 is formed between the first frame portion 91, in which the fixing portion 69 is arranged, and the second frame portion 93, in which the imaging unit 53 is fixed. This reduces the transfer of heat from the first frame portion 91 to the second frame portion 93, making it less likely that heat will be transferred from the fixing portion 69 to the imaging unit 53.
なお、隙間95は溝形状であって第1フレーム部91と第2フレーム部93とが完全に別個体ではなく、光変調素子51側で接続されていてもよい。 In addition, the gap 95 is groove-shaped, and the first frame portion 91 and the second frame portion 93 are not completely separate entities, but may be connected on the light modulation element 51 side.
また、隙間95に断熱材が配置されていてもよい。断熱材により第1フレーム部91から第2フレーム部93へ熱が伝わるのをより低減することができる。断熱材は、例えば、発泡プラスチックまたは繊維素材である。 An insulating material may also be placed in the gap 95. The insulating material can further reduce heat transfer from the first frame portion 91 to the second frame portion 93. The insulating material may be, for example, foamed plastic or a fiber material.
(他の実施の形態)
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。したがって、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
(Other embodiments)
As described above, the embodiments have been described as examples of the technology of the present disclosure. For this purpose, the accompanying drawings and detailed description have been provided. Therefore, the components described in the accompanying drawings and detailed description may include not only components essential for solving the problem, but also components that are not essential for solving the problem in order to exemplify the above technology. Therefore, the fact that these non-essential components are described in the accompanying drawings or detailed description should not be interpreted as immediately indicating that these non-essential components are essential.
(1)上述した実施の形態において、フレーム61において固定部69と撮像部53との間に風を送るファンを備えてもよい。これにより、固定部69と撮像部53の間のフレーム61を冷却することができ、固定部69から撮像部53へ熱が伝わるのを低減することができる。 (1) In the above-described embodiment, the frame 61 may be provided with a fan that blows air between the fixed portion 69 and the imaging unit 53. This allows the frame 61 between the fixed portion 69 and the imaging unit 53 to be cooled, thereby reducing the transfer of heat from the fixed portion 69 to the imaging unit 53.
(2)上述した実施の形態において、光変調ユニット5は光変調素子としてDMDを1つ使用する1チップ方式であったがこれに限らない。光変調ユニット5は光変調素子とDMDを3つ使用する3チップ方式でもよい。(2) In the above-described embodiment, the light modulation unit 5 is a one-chip system using one DMD as a light modulation element, but this is not limited to this. The light modulation unit 5 may also be a three-chip system using three light modulation elements and DMDs.
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。 Furthermore, the above-described embodiments are intended to illustrate the technology of this disclosure, and various modifications, substitutions, additions, omissions, etc. may be made within the scope of the claims or their equivalents. Furthermore, it is also possible to combine the components described in the above embodiments to create new embodiments.
(実施の形態の概要)
(1)本開示の第1の態様に係る光変調ユニットは、入射する照明光を画像光または不要光へ変調する光変調素子と、光変調素子と対向して配置され、照明光を光変調素子へ導光するプリズムと、光変調素子から出射された不要光を遮る遮光板と、プリズムを収容するフレームと、プリズムを介して入射した撮像光を撮像する撮像部と、遮光板をフレームに固定する固定部と、を備える。撮像部は、プリズムに対して固定部の反対側でフレームに取り付けられる。
(Outline of the embodiment)
(1) A light modulation unit according to a first aspect of the present disclosure includes a light modulation element that modulates incident illumination light into image light or unwanted light, a prism that is disposed opposite the light modulation element and that guides the illumination light to the light modulation element, a light blocking plate that blocks the unwanted light that has been emitted from the light modulation element, a frame that houses the prism, an imaging unit that captures imaging light that has entered through the prism, and a fixing unit that fixes the light blocking plate to the frame. The imaging unit is attached to the frame on the opposite side of the fixing unit from the prism.
撮像部が、プリズムに対して遮光板をフレームに固定する固定部の反対側でフレームに取り付けられているので、撮像部と固定部との距離を確保することができる。これにより、遮光板からフレームの固定部に不要光の熱が伝わったとしても、固定部から撮像部まで離れているので、熱が撮像部に伝わるのを低減することができる。この結果、撮像部が熱により撮像光を撮像するのに支障が出るのを抑制することができる。 The imaging unit is attached to the frame on the opposite side of the prism from the fixed part that secures the light shielding plate to the frame, ensuring a sufficient distance between the imaging unit and the fixed part. This means that even if heat from unwanted light is transferred from the light shielding plate to the fixed part of the frame, the distance from the fixed part to the imaging unit reduces the transfer of heat to the imaging unit. This prevents heat from interfering with the imaging unit's ability to capture imaging light.
(2)(1)の光変調ユニットにおいて、プリズムの幅よりも、固定部から撮像部までの距離が長い。 (2) In the light modulation unit of (1), the distance from the fixed part to the imaging part is longer than the width of the prism.
(3)(1)または(2)の光変調ユニットにおいて、固定部は、遮光板とフレームとの間に配置するスペーサを有する。 (3) In the optical modulation unit of (1) or (2), the fixed portion has a spacer that is placed between the light shielding plate and the frame.
(4)(1)から(3)のいずれか1つの光変調ユニットにおいて、撮像部は断熱材を介してフレームに固定されている。 (4) In any one of the optical modulation units (1) to (3), the imaging unit is fixed to the frame via a heat insulating material.
(5)(1)から(4)のいずれか1つの光変調ユニットにおいて、撮像部は、撮像光を受光する撮像素子と、縮小光学系を構成するレンズと、を含む。 (5) In any one of the optical modulation units (1) to (4), the imaging section includes an imaging element that receives imaging light and a lens that constitutes a reduction optical system.
(6)(1)から(5)のいずれか1つの光変調ユニットにおいて、遮光板は、撮像部よりも固定部に近い箇所でフレームの内部から外部へ延在し、フレームの外部に配置された延在部分を有する。 (6) In any one of the optical modulation units (1) to (5), the light shielding plate extends from the inside to the outside of the frame at a location closer to the fixed part than the imaging part, and has an extending portion located outside the frame.
(7)(6)の光変調ユニットにおいて、遮光板の延在部分に配置された放熱部を備える。 (7) In the optical modulation unit of (6), a heat dissipation section is provided in the extended portion of the light shielding plate.
(8)(1)から(7)のいずれか1つの光変調ユニットにおいて、フレームにおいて固定部と撮像部との間に放熱部が配置されている。 (8) In any one of the optical modulation units (1) to (7), a heat dissipation section is arranged in the frame between the fixed section and the imaging section.
(9)(1)から(8)のいずれか1つの光変調ユニットにおいて、フレームにおいて固定部と撮像部との間に風を送るファンを備える。(9) In any one of the optical modulation units (1) to (8), a fan is provided in the frame to blow air between the fixed portion and the imaging portion.
(10)本開示の第2の態様に係る光変調ユニットは、入射する照明光を画像光または不要光へ変調する光変調素子と、光変調素子と対向して配置され、照明光を光変調素子へ導光するプリズムと、光変調素子から出射された不要光を遮る遮光板と、プリズムを収容するフレームと、プリズムを介して入射した撮像光を撮像する撮像部と、遮光板をフレームに固定する固定部と、を備える。フレームは第1フレーム部と第2フレーム部とを有し、第1フレーム部に固定部が配置され、第2フレーム部に撮像部が固定され、第1フレーム部と第2フレーム部との間に隙間が形成されている。 (10) A light modulation unit according to a second aspect of the present disclosure includes a light modulation element that modulates incident illumination light into image light or unwanted light, a prism that is arranged opposite the light modulation element and guides the illumination light to the light modulation element, a light blocking plate that blocks the unwanted light emitted from the light modulation element, a frame that houses the prism, an imaging unit that captures the imaging light incident through the prism, and a fixing portion that fixes the light blocking plate to the frame. The frame has a first frame portion and a second frame portion, the fixing portion is arranged in the first frame portion, the imaging unit is fixed to the second frame portion, and a gap is formed between the first frame portion and the second frame portion.
(11)(10)の光変調ユニットにおいて、隙間に断熱材が配置されている。 (11) In the optical modulation unit of (10), insulation material is placed in the gap.
(12)本開示の投写型画像表示装置は、(1)から(11)のいずれか1つの光変調ユニットと、フレームにレンズマウンタを介して固定される投写レンズユニットと、を備える。 (12) The projection-type image display device of the present disclosure comprises any one of the light modulation units (1) to (11) and a projection lens unit fixed to a frame via a lens mounter.
(13)(12)の投写型画像表示装置において、フレームとレンズマウンタとの接続部が密閉構造であり、遮光板がフレームの内部から外部へ延在し、遮光板が密閉構造の内部から外部へ延在する部分に防塵シートが配置されている。 (13) In the projection-type image display device of (12), the connection between the frame and the lens mounter has an airtight structure, a light-shielding plate extends from the inside of the frame to the outside, and a dustproof sheet is arranged in the portion where the light-shielding plate extends from the inside of the airtight structure to the outside.
本開示は、照明光を画像光へ変調する光変調素子と、画像光が投写対象に反射した撮像光を撮像する撮像部とを備える光変調ユニット、及び、投写型画像表示装置に利用可能である。 This disclosure can be used in a light modulation unit that includes a light modulation element that modulates illumination light into image light and an imaging unit that captures imaging light that is the image light reflected from a projection target, and in a projection-type image display device.
1 投写型画像表示装置
3 光源装置
4 リレー光学系
5、5A 光変調ユニット
6 投写レンズユニット
7 制御部
11 レーザー光源
12 蛍光体ホイール
13、17、18 凸レンズ
14 拡散板
15 凹レンズ
16 選択反射素子
20 カラーホイールユニット
22 カラーホイール
23 ロッドインテグレータ
31、32、34、36、38、39 凸レンズ
33、35、37 反射ミラー
41、42、43 凸レンズ
44 プリズム
46 第1プリズム
46a 第1面
46b 第2面
46c 第3面
47 第2プリズム
47a 第1面
47b 第2面
47c 第3面
47d 第4面
48 微小ギャップ
51 光変調素子
53 撮像部
55 カメラ本体
55a 撮像素子
57 レンズ
58 鏡筒
59 フランジ
60 レンズマウンタ
61、61A フレーム
62 第1防塵シート
63 遮光板
63a 平板部
65 第1放熱部
67 第2放熱部
69 固定部
69a スペーサ
71 フランジ面
72 第2防塵シート
73 凹部
75 底壁
75a 貫通孔
77 側壁
79 突起
80 開口
81 貫通孔
83 断熱材
91 第1フレーム部
93 第2フレーム部
95 隙間
REFERENCE SIGNS LIST 1 projection type image display device 3 light source device 4 relay optical system 5, 5A light modulation unit 6 projection lens unit 7 control unit 11 laser light source 12 phosphor wheel 13, 17, 18 convex lens 14 diffuser plate 15 concave lens 16 selective reflection element 20 color wheel unit 22 color wheel 23 rod integrator 31, 32, 34, 36, 38, 39 convex lens 33, 35, 37 reflecting mirror 41, 42, 43 convex lens 44 prism 46 first prism 46a first surface 46b second surface 46c third surface 47 second prism 47a first surface 47b second surface 47c third surface 47d fourth surface 48 minute gap 51 light modulation element 53 imaging unit 55 camera body 55a Image pickup element 57 Lens 58 Lens barrel 59 Flange 60 Lens mounter 61, 61A Frame 62 First dustproof sheet 63 Light shielding plate 63a Flat plate portion 65 First heat dissipation portion 67 Second heat dissipation portion 69 Fixing portion 69a Spacer 71 Flange surface 72 Second dustproof sheet 73 Recess 75 Bottom wall 75a Through hole 77 Side wall 79 Protrusion 80 Opening 81 Through hole 83 Heat insulating material 91 First frame portion 93 Second frame portion 95 Gap
Claims (13)
前記光変調素子と対向して配置され、前記照明光を前記光変調素子へ導光するプリズムと、
前記光変調素子から出射された前記不要光を遮る遮光板と、
前記プリズムを収容するフレームと、
前記プリズムを介して入射した撮像光を撮像する撮像部と、
前記遮光板を前記フレームに固定する固定部と、を備え、
前記撮像部は、前記プリズムに対して前記固定部の反対側で前記フレームに取り付けられる、
光変調ユニット。 a light modulation element that modulates incident illumination light into image light or unwanted light;
a prism disposed opposite the light modulation element and guiding the illumination light to the light modulation element;
a light blocking plate that blocks the unnecessary light emitted from the light modulation element;
a frame that houses the prism;
an imaging unit that captures an image of imaging light incident through the prism;
a fixing portion that fixes the light blocking plate to the frame,
the imaging unit is attached to the frame on the opposite side of the fixed unit with respect to the prism;
Light modulation unit.
請求項1に記載の光変調ユニット。 The distance from the fixed portion to the imaging unit is longer than the width of the prism.
The light modulation unit according to claim 1 .
請求項1に記載の光変調ユニット。 The fixing portion has a spacer disposed between the light blocking plate and the frame.
The light modulation unit according to claim 1 .
請求項1に記載の光変調ユニット。 the imaging unit is fixed to the frame via a heat insulating material;
The light modulation unit according to claim 1 .
請求項1に記載の光変調ユニット。 the imaging unit includes an imaging element that receives the imaging light and a lens that configures a reduction optical system;
The light modulation unit according to claim 1 .
請求項1に記載の光変調ユニット。 the light blocking plate extends from the inside to the outside of the frame at a location closer to the fixed part than the imaging part, and has an extension portion disposed outside the frame.
The light modulation unit according to claim 1 .
請求項6に記載の光変調ユニット。 a heat dissipation portion disposed on the extending portion of the light blocking plate;
The light modulation unit according to claim 6 .
請求項1に記載の光変調ユニット。 a heat dissipation unit is disposed between the fixed unit and the imaging unit in the frame;
The light modulation unit according to claim 1 .
請求項1に記載の光変調ユニット。 a fan for blowing air between the fixed portion and the imaging portion in the frame;
The light modulation unit according to claim 1 .
前記光変調素子と対向して配置され、前記照明光を前記光変調素子へ導光するプリズムと、
前記光変調素子から出射された前記不要光を遮る遮光板と、
前記プリズムを収容するフレームと、
前記プリズムを介して入射した撮像光を撮像する撮像部と、
前記遮光板を前記フレームに固定する固定部と、を備え、
前記フレームは第1フレーム部と第2フレーム部とを有し、
前記第1フレーム部に前記固定部が配置され、
前記第2フレーム部に前記撮像部が固定され、
前記第1フレーム部と前記第2フレーム部との間に隙間が形成されている、
光変調ユニット。 a light modulation element that modulates incident illumination light into image light or unwanted light;
a prism disposed opposite the light modulation element and guiding the illumination light to the light modulation element;
a light blocking plate that blocks the unnecessary light emitted from the light modulation element;
a frame that houses the prism;
an imaging unit that captures an image of imaging light incident through the prism;
a fixing portion that fixes the light blocking plate to the frame,
the frame has a first frame portion and a second frame portion;
the fixing portion is disposed on the first frame portion,
the imaging unit is fixed to the second frame unit,
A gap is formed between the first frame portion and the second frame portion.
Light modulation unit.
請求項10に記載の光変調ユニット。 A heat insulating material is disposed in the gap.
The light modulation unit according to claim 10.
前記フレームにレンズマウンタを介して固定される投写レンズユニットと、を備える、
投写型画像表示装置。 A light modulation unit according to any one of claims 1 to 11;
a projection lens unit fixed to the frame via a lens mounter;
Projection-type image display device.
前記遮光板が前記フレームの内部から外部へ延在し、
前記遮光板が前記密閉構造の内部から外部へ延在する部分に防塵シートが配置されている、
請求項12に記載の投写型画像表示装置。 a connection portion between the frame and the lens mounter having a sealed structure;
the light blocking plate extends from the inside to the outside of the frame;
a dustproof sheet is disposed on a portion of the light-shielding plate extending from the inside to the outside of the sealed structure;
13. The projection-type image display device according to claim 12.
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