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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023061232
(43)【公開日】2023-05-01
(54)【発明の名称】映像生成部および投射型映像表示装置
(51)【国際特許分類】
G03B 21/14 20060101AFI20230424BHJP
G03B 21/00 20060101ALI20230424BHJP
【ＦＩ】
G03B21/14 Z
G03B21/00 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021171091
(22)【出願日】2021-10-19
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史
(74)【代理人】
【識別番号】100113170
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 和久
(72)【発明者】
【氏名】寺脇 宏幸
(72)【発明者】
【氏名】近山 学
【テーマコード（参考）】
2K203
【Ｆターム（参考）】
2K203FA07
2K203FA25
2K203FA34
2K203FA44
2K203FA54
2K203FA62
2K203GA33
2K203GB08
2K203GB09
2K203GB23
2K203HA13
2K203HA54
2K203KA79
2K203MA18
2K203MA40
(57)【要約】 （修正有）
【課題】防塵シートの劣化、プリズム及びＤＭＤの汚染を抑制した映像生成部を提供する。
【解決手段】映像生成部は、映像信号に基づいて光を変調して映像光を生成する、第１ＤＭＤと、第２ＤＭＤと、第３ＤＭＤと、の３つのＤＭＤと、３つのＤＭＤにそれぞれ光を導光する、第１プリズムと、第２プリズムと、第３プリズムと、からなる色分離合成プリズムと、第２プリズムから第２ＤＭＤへ入射する光と、第２ＤＭＤによって生成され第２プリズムに入射する映像光が通過する開口部を空けて、第２プリズム隣接する第３プリズムの一部にわたって覆うように延在して設けられている遮光板と、遮光板と面する第２プリズムの端部から第３プリズムの一部にわたって、開口部から離間して第２プリズムの端部から第３プリズムの一部の周囲を囲んで、遮光板と第２プリズム及び第３プリズムの一部との間を封止するように設けられている防塵シートと、を備える。
【選択図】図３Ｃ
【解決手段】映像生成部は、映像信号に基づいて光を変調して映像光を生成する、第１ＤＭＤと、第２ＤＭＤと、第３ＤＭＤと、の３つのＤＭＤと、３つのＤＭＤにそれぞれ光を導光する、第１プリズムと、第２プリズムと、第３プリズムと、からなる色分離合成プリズムと、第２プリズムから第２ＤＭＤへ入射する光と、第２ＤＭＤによって生成され第２プリズムに入射する映像光が通過する開口部を空けて、第２プリズム隣接する第３プリズムの一部にわたって覆うように延在して設けられている遮光板と、遮光板と面する第２プリズムの端部から第３プリズムの一部にわたって、開口部から離間して第２プリズムの端部から第３プリズムの一部の周囲を囲んで、遮光板と第２プリズム及び第３プリズムの一部との間を封止するように設けられている防塵シートと、を備える。
【選択図】図３Ｃ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
映像信号に基づいて光を変調して映像光を生成する、第１ＤＭＤと、第２ＤＭＤと、第３ＤＭＤと、の３つのＤＭＤと、
前記３つのＤＭＤにそれぞれ光を導光する、映像生成部の光入射面から順に配置された第１プリズムと、第２プリズムと、第３プリズムと、からなる色分離合成プリズムと、
前記第２ＤＭＤと、前記第２ＤＭＤに光源からの光を導光する前記第２プリズムと、の間に、前記第２プリズムから前記第２ＤＭＤへ入射する前記光源からの光及び前記第２ＤＭＤによって生成され前記第２プリズムへ入射する映像光が通過する開口部を空けて、前記第２プリズムに隣接する前記第３プリズムの一部にわたって覆うように延在して設けられている遮光板と、
前記遮光板と面する前記第２プリズムの端部から前記第３プリズムの一部にわたって、前記開口部から離間して前記第２プリズムの端部から前記第３プリズムの一部の周囲を囲んで、前記遮光板と前記第２プリズム及び前記第３プリズムの一部との間を封止するように設けられている防塵シートと、
を備えた、映像生成部。
前記３つのＤＭＤにそれぞれ光を導光する、映像生成部の光入射面から順に配置された第１プリズムと、第２プリズムと、第３プリズムと、からなる色分離合成プリズムと、
前記第２ＤＭＤと、前記第２ＤＭＤに光源からの光を導光する前記第２プリズムと、の間に、前記第２プリズムから前記第２ＤＭＤへ入射する前記光源からの光及び前記第２ＤＭＤによって生成され前記第２プリズムへ入射する映像光が通過する開口部を空けて、前記第２プリズムに隣接する前記第３プリズムの一部にわたって覆うように延在して設けられている遮光板と、
前記遮光板と面する前記第２プリズムの端部から前記第３プリズムの一部にわたって、前記開口部から離間して前記第２プリズムの端部から前記第３プリズムの一部の周囲を囲んで、前記遮光板と前記第２プリズム及び前記第３プリズムの一部との間を封止するように設けられている防塵シートと、
を備えた、映像生成部。
【請求項2】
前記色分離合成プリズムは、第１プリズムで緑色光を分光し、第２プリズムで赤色光を分光し、第３プリズムで青色光を分光する、請求項１に記載の映像生成部。
【請求項3】
前記色分離合成プリズムは、第１プリズムで青色光を分光し、第２プリズムで赤色光を分光し、第３プリズムで緑色光を分光する、請求項１に記載の映像生成部。
【請求項4】
光を生成する光源部と、
前記光源部からの光を導く導光光学系と、
前記導光光学系から導いた光を映像信号に基づいて変調して映像光を生成する、請求項１から３のいずれか一項に記載の映像生成部と、
前記映像光を投写する投写光学系と、
を備えた、プロジェクタ。
前記光源部からの光を導く導光光学系と、
前記導光光学系から導いた光を映像信号に基づいて変調して映像光を生成する、請求項１から３のいずれか一項に記載の映像生成部と、
前記映像光を投写する投写光学系と、
を備えた、プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、映像生成部に関する。特に、防塵構造を有する映像生成部に関し、該映像生成部を用いたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いたプロジェクタが開発され、普及し始めている。
【0003】
デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いたデジタルライティングプロセッシング（ＤＬＰ）プロジェクタにおいて、不要光がデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）へ入射しないようにＤＭＤの前面に遮光板を配置する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実用新案登録第３０９２５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示におけるプロジェクタは、複数のプリズムを組み合わせた色分離合成プリズムと、それぞれのプリズムに対応する複数のＤＭＤとで構成された、映像生成部を用いて映像を生成する。この場合において、ＤＭＤとプリズムとの間に遮光板を設けるだけでなく、さらにプリズムと遮光板との間には、埃・塵の侵入を防ぐ為に防塵シートを取付ける場合がある。
【0006】
しかし、上記色分離合成プリズムを用いる場合には、複数のプリズムの中で意図しない反射や透過による不要光が発生する場合がある。この不要光が防塵シートをあぶる事で、防塵シートの劣化や、高温になった防塵シートからガスが発生し、プリズム及びＤＭＤを汚染するという課題があった。
【0007】
そこで、本開示は、防塵シートの劣化、プリズム及びＤＭＤの汚染を抑制した映像生成部を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示に係る映像生成部は、映像信号に基づいて光を変調して映像光を生成する、第１ＤＭＤと、第２ＤＭＤと、第３ＤＭＤと、の３つのＤＭＤと、３つのＤＭＤにそれぞれ光を導光する、映像生成部の光入射面から順に配置された第１プリズムと、第２プリズムと、第３プリズムと、からなる色分離合成プリズムと、第２ＤＭＤと、第２ＤＭＤに光源からの光を導光する第２プリズムと、の間に、第２プリズムから第２ＤＭＤへ入射する光と、第２ＤＭＤによって生成され第２プリズムへ入射する映像光が通過する開口部を空けて、第２プリズムに隣接する第３プリズムの一部にわたって覆うように延在して設けられている遮光板と、遮光板と面する第２プリズムの端部から第３プリズムの一部にわたって、開口部から離間して第２プリズムの端部から第３プリズムの一部の周囲を囲んで、遮光板と第２プリズム及び第３プリズムの一部との間を封止するように設けられている防塵シートと、を備える。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係る映像生成部によれば、防塵シートの劣化、プリズム及びＤＭＤの汚染を抑制でき、該映像生成部を用いることによって更なる高信頼性プロジェクタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施の形態１に係る映像生成部を含むプロジェクタの構成を示すブロック図である。
【図3A】実施の形態１に係る映像生成部について、光軸と各ＤＭＤへの光路とを含む面に垂直な方向からみた正面図である。
【図4A】実施の形態１に係る映像生成部から各ＤＭＤを除いた色分離合成プリズムと防塵シートと遮光板とについて、光軸と各ＤＭＤへの光路とを含む面に垂直な方向からみた正面図である。
【図5A】実施の形態１に係る映像生成部から各ＤＭＤ及び遮光板を除いた色分離合成プリズムと防塵シートとについて、光軸と各ＤＭＤへの光路とを含む面に垂直な方向からみた正面図である。
【図6】実施の形態１に係る映像生成部について、光軸と各ＤＭＤからの光路とを含む面に垂直な方向からみた断面を示す斜視断面図である。
【図7】各ＤＭＤからの光が色分離合成プリズムの内部を通る光路を示す概略図である。
【図8A】遮光板が第２プリズムのみを覆い、防塵シートが開口部の周囲のみを囲んでいる映像生成部を示す斜視図である。
【図9】各ＤＭＤからの光が色分離合成プリズムの内部を通る意図しない反射及び透過による不要光の光路を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
＜本開示に至る経緯＞
図８Ａは、遮光板が第２プリズムのみを覆い、防塵シートが開口部の周囲のみを囲んでいる映像生成部を示す斜視図である。図８Ｂは、図８Ａから遮光板を除いた、色分離合成プリズムと防塵シートとについての斜視図である。図９は、各ＤＭＤからの光が色分離合成プリズムの内部を通る意図しない反射及び透過による不要光の光路を示す概略図である。
複数のプリズムを組み合わせた色分離合成プリズムについて、通常、図８Ａに示すように、遮光板５４は、第２プリズム１３６にわたって設けられ、図８Ｂに示すように、防塵シート５２は、開口部１０の周囲を囲んで設けられていた。この場合において、図７に示すように、各ＤＭＤ５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂからの変調光２、４、６は、本来、色分離合成プリズムの光軸８に沿った同一光路に導かれて映像光となる。
図８Ａは、遮光板が第２プリズムのみを覆い、防塵シートが開口部の周囲のみを囲んでいる映像生成部を示す斜視図である。図８Ｂは、図８Ａから遮光板を除いた、色分離合成プリズムと防塵シートとについての斜視図である。図９は、各ＤＭＤからの光が色分離合成プリズムの内部を通る意図しない反射及び透過による不要光の光路を示す概略図である。
複数のプリズムを組み合わせた色分離合成プリズムについて、通常、図８Ａに示すように、遮光板５４は、第２プリズム１３６にわたって設けられ、図８Ｂに示すように、防塵シート５２は、開口部１０の周囲を囲んで設けられていた。この場合において、図７に示すように、各ＤＭＤ５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂからの変調光２、４、６は、本来、色分離合成プリズムの光軸８に沿った同一光路に導かれて映像光となる。
【0012】
しかし、図９に示すように、複数のプリズムを組み合わせた色分離合成プリズムでは意図しない反射、透過によって、第２プリズム１３４の開口部よりも第３プリズム１３６の近い側に不要光９が生じ、不要光９によるあぶりを受ける領域１９が生じる。つまり、第１プリズム１３４のダイクロイックミラー面１３５において、第１ＤＭＤ（５１Ｇ）からの第１変調光２が一部反射されず透過してしまい不要光９となる場合がある。また、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）及び、第３ＤＭＤ（５１Ｂ）からの第２変調光４と第３変調光６が第２プリズム１３６の面１３９で反射されて不要光９となる場合がある。
【0013】
図８Ｂに示すような開口部１０の周囲に設けられた防塵シートは、あぶりを受ける領域１９に近いと、上記の不要光８によってあぶられ劣化したり、防塵シートが高温になりガスを発生する事によって、プリズム及びＤＭＤを汚染する可能性がある。
【0014】
そこで、本考案の映像生成部は、図５Ａから図５Ｃに示すように、防塵シート５２を開口部１０から離間して、第２プリズムの端部から前記第３プリズムの一部までの周囲を囲むように設けて、不要光のあぶりを受ける領域１９から防塵シート５２を離す様に構成されている。これによって、防塵シート５２が不要光９にあぶられて劣化する事を抑制でき、防塵シートが高温にならないので、ガスの発生が抑制される。この場合において、遮光板５４は第２プリズム１３６から光軸８の方向に隣接する第３プリズム１３７の一部にわたって覆うように延在して設けられ、遮光板５４と色分離合成プリズム６１とが、防塵シート５２を挟み込む事で、埃・塵が第２プリズムと第２ＤＭＤとの間に侵入する事を防ぐ事ができる。
上記構成によって、防塵シートの劣化、プリズム及びＤＭＤの汚染を抑制でき、該映像生成部を用いることによって更なる高信頼性プロジェクタを提供できる。
上記構成によって、防塵シートの劣化、プリズム及びＤＭＤの汚染を抑制でき、該映像生成部を用いることによって更なる高信頼性プロジェクタを提供できる。
【0015】
第１の態様に係る映像生成部は、映像信号に基づいて光を変調して映像光を生成する、第１ＤＭＤと、第２ＤＭＤと、第３ＤＭＤと、の３つのＤＭＤと、３つのＤＭＤにそれぞれ光を導光する、映像生成部の光入射面から順に配置された第１プリズムと、第２プリズムと、第３プリズムと、からなる色分離合成プリズムと、第２ＤＭＤと、第２ＤＭＤに光源からの光を導光する第２プリズムと、の間に、第２プリズムから第２ＤＭＤへ入射する光と、第２ＤＭＤによって生成され、第２プリズムへ入射する映像光が通過する開口部を空けて、前記第２プリズムに隣接する第３プリズムの一部にわたって覆うように延在して設けられている遮光板と、遮光板と面する第２プリズムの端部から第３プリズムの一部にわたって、開口部から離間して第２プリズムの端部から第３プリズムの一部の周囲を囲んで、遮光板と第２プリズム及び第３プリズムの一部との間を封止するように設けられている防塵シートと、を備える。
【0016】
第２の態様に係る映像生成部は、上記第１の態様において、色分離合成プリズムは、第１プリズムで緑色光を分光し、第２プリズムで赤色光を分光し、第３プリズムで青色光を分光してもよい。
【0017】
第３の態様に係る映像生成部は、上記第１の態様において、色分離合成プリズムは、第１プリズムで青色光を分光し、第２プリズムで赤色光を分光し、第３プリズムで緑色光を分光してもよい。
【0018】
第４の態様に係るプロジェクタは、光を生成する光源部と、光源部からの光を導く導光光学系と、導光光学系から導いた光を映像信号に基づいて変調して映像光を生成する、上記第１から第３のいずれかの態様に係る映像生成部と、映像光を投写する投写光学系と、を備える。
【0019】
以下、実施の形態に係る映像生成部及び該映像生成部を備えたプロジェクタについて、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
【0020】
（実施の形態１）
＜プロジェクタ（投写型映像表示装置）＞
図１は、実施の形態１に係る映像生成部を含むプロジェクタ（投写型映像表示装置）１００の構成を示すブロック図である。図２は、図１の映像生成部を含むプロジェクタの光学系を示す概略図である。
実施の形態１に係るプロジェクタは、光源部２０と、導光光学系５０と、映像生成部６０と、投写光学系７０と、制御部８０と、を備える。導光光学系５０は、光源部２０からの光を映像生成部６０に導く光学系である。映像生成部６０は、色分離合成プリズム６１によって光をＲＧＢの３原色に分離し、ＲＧＢの各光をデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）で映像信号によって変調して映像光が生成される。投写光学系７０は、生成された映像光をスクリーン等に投写して映像を形成する。制御部８０は、上記の光源部２０と、導光光学系５０と、映像生成部６０と、投写光学系７０と、を制御する。
＜プロジェクタ（投写型映像表示装置）＞
図１は、実施の形態１に係る映像生成部を含むプロジェクタ（投写型映像表示装置）１００の構成を示すブロック図である。図２は、図１の映像生成部を含むプロジェクタの光学系を示す概略図である。
実施の形態１に係るプロジェクタは、光源部２０と、導光光学系５０と、映像生成部６０と、投写光学系７０と、制御部８０と、を備える。導光光学系５０は、光源部２０からの光を映像生成部６０に導く光学系である。映像生成部６０は、色分離合成プリズム６１によって光をＲＧＢの３原色に分離し、ＲＧＢの各光をデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）で映像信号によって変調して映像光が生成される。投写光学系７０は、生成された映像光をスクリーン等に投写して映像を形成する。制御部８０は、上記の光源部２０と、導光光学系５０と、映像生成部６０と、投写光学系７０と、を制御する。
【0021】
以下に、このプロジェクタ１００を構成する各部材について、説明する。
【0022】
＜光源部＞
光源部２０は、主として、第１光源ユニット１０１ａ、第２光源ユニット１０１ｂ、分離合成ミラー１０２、及び、蛍光体ホイール１１８によって構成される。また、光源部２０は、これらの他にレンズ群１０３、１０６、１１３、１１６、１１７及びミラー群１０４、１１４を含む。
第１光源ユニット１０１ａ及び第２光源ユニット１０１ｂは、例えば、レーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）または発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの複数の固体光源によって構成されてもよい。実施の形態１では、固体光源として、レーザダイオードのうち、特に、青色光を出射するレーザダイオードが使用されている。ここで、レーザダイオードは、レーザ光源の一種である。
光源部２０は、主として、第１光源ユニット１０１ａ、第２光源ユニット１０１ｂ、分離合成ミラー１０２、及び、蛍光体ホイール１１８によって構成される。また、光源部２０は、これらの他にレンズ群１０３、１０６、１１３、１１６、１１７及びミラー群１０４、１１４を含む。
第１光源ユニット１０１ａ及び第２光源ユニット１０１ｂは、例えば、レーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）または発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの複数の固体光源によって構成されてもよい。実施の形態１では、固体光源として、レーザダイオードのうち、特に、青色光を出射するレーザダイオードが使用されている。ここで、レーザダイオードは、レーザ光源の一種である。
【0023】
第１光源ユニット１０１ａおよび第２光源ユニット１０１ｂからの出射光は、例えば、波長４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色光である。この青色光は、蛍光体ホイール１１８が有する蛍光体１１９を励起するための励起光としても用いられる。
【0024】
＜蛍光体ホイール＞
蛍光体ホイール１１８は、励起光の光軸に沿って延在する回転軸１２２を中心にして回転する。この蛍光体ホイール１１８は、励起光の入射方向に対して反対方向に蛍光を発する反射型の蛍光体ホイールである。つまり、蛍光体ホイール１１８は、基板１２１と、基板１２１の上に基板１２１の回転方向に沿って円環状に塗布形成された蛍光体１１９と、蛍光体１１９が形成された基板１２１を回転させるためのモータ（図示せず）とを有する。なお、基板１２１の表面には、蛍光体１１９が発する蛍光光を反射するための反射膜が形成されている。蛍光体１１９は、第１光源ユニット１０１ａおよび第２光源ユニット１０１ｂから出射される励起光に応じて、黄色光を含む蛍光を発する。
蛍光体ホイール１１８は、励起光の光軸に沿って延在する回転軸１２２を中心にして回転する。この蛍光体ホイール１１８は、励起光の入射方向に対して反対方向に蛍光を発する反射型の蛍光体ホイールである。つまり、蛍光体ホイール１１８は、基板１２１と、基板１２１の上に基板１２１の回転方向に沿って円環状に塗布形成された蛍光体１１９と、蛍光体１１９が形成された基板１２１を回転させるためのモータ（図示せず）とを有する。なお、基板１２１の表面には、蛍光体１１９が発する蛍光光を反射するための反射膜が形成されている。蛍光体１１９は、第１光源ユニット１０１ａおよび第２光源ユニット１０１ｂから出射される励起光に応じて、黄色光を含む蛍光を発する。
【0025】
励起光はトップハット拡散素子１１５によって拡散され、レンズ１１６及び１１７によって蛍光体１１９に集光されることにより、蛍光を発光する。
蛍光体は、発光体の一例であり、例えば、緑色から黄色を主たる波長域として、蛍光を発する蛍光体である。この蛍光体１１９は、青色の励起光を効率的に吸収して効率的に蛍光を発し、且つ、温度消光に対する耐性が高い蛍光体であることが好ましい。蛍光体１１９は、例えば、セリウムによって付活されたガーネット構造を有する蛍光体であるＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である。
蛍光体は、発光体の一例であり、例えば、緑色から黄色を主たる波長域として、蛍光を発する蛍光体である。この蛍光体１１９は、青色の励起光を効率的に吸収して効率的に蛍光を発し、且つ、温度消光に対する耐性が高い蛍光体であることが好ましい。蛍光体１１９は、例えば、セリウムによって付活されたガーネット構造を有する蛍光体であるＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である。
【0026】
光源部２０からは、青色光の励起光と、黄色光の蛍光とを含む光１を導光光学系５０に導く。
【0027】
＜導光光学系＞
導光光学系５０は、光源部２０からの光１を映像生成部６０に導く光学系である。導光光学系５０は、主としてロッドインテグレータ１１１と、レンズ群１０８、１１０、１２３、１２４と、ミラー群１０９、１２５と、を有する。
ロッドインテグレータ１１１は、例えば、ガラス等の透明部材で構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ１１１によって、第１光源ユニット１０１ａ及び第２光源ユニット１０１ｂから出射される励起光及び蛍光体ホイール１１８からの蛍光の空間的な強度分布を均一化することができる。なお、ロッドインテグレータ１１１は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。ロッドインテグレータ１１１は、光均一化素子の一種である。
導光光学系５０は、光源部２０からの光１を映像生成部６０に導く光学系である。導光光学系５０は、主としてロッドインテグレータ１１１と、レンズ群１０８、１１０、１２３、１２４と、ミラー群１０９、１２５と、を有する。
ロッドインテグレータ１１１は、例えば、ガラス等の透明部材で構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ１１１によって、第１光源ユニット１０１ａ及び第２光源ユニット１０１ｂから出射される励起光及び蛍光体ホイール１１８からの蛍光の空間的な強度分布を均一化することができる。なお、ロッドインテグレータ１１１は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。ロッドインテグレータ１１１は、光均一化素子の一種である。
【0028】
＜映像生成部＞
図３Ａは、実施の形態１に係る映像生成部６０について、光軸と各ＤＭＤ（５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ）への光路とを含む面に垂直な方向からみた正面図である。図３Ｂは、図３Ａの映像生成部６０の第２ＤＭＤ（５１Ｒ）の側から見た右側面図である。図３Ｃは、図３Ａの映像生成部６０の斜視図である。なお、図４Ａ乃至図４Ｃは、図３Ａの映像生成部６０から各ＤＭＤ（５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ）を除いた場合を示している。また、図５Ａ乃至図５Ｃは、図３Ａの映像生成部６０から各ＤＭＤ（５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ）及び遮光板５４を除いた場合を示している。図６は、実施の形態１に係る映像生成部６０について、投写光学系７０に向かう映像光１１の光軸８と各ＤＭＤからの光路とを含む面に垂直な方向からみた断面を示す斜視断面図である。図７は、各ＤＭＤからの光２、４、６が色分離合成プリズム６１の内部を通る光路を示す概略図である。
また、便宜上、光軸に沿った方向をＸ方向とし、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）を設けた側をＹ方向とし、光軸と各ＤＭＤ（５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ）への光路とを含む面に垂直な方向をＺ方向としている。
図３Ａは、実施の形態１に係る映像生成部６０について、光軸と各ＤＭＤ（５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ）への光路とを含む面に垂直な方向からみた正面図である。図３Ｂは、図３Ａの映像生成部６０の第２ＤＭＤ（５１Ｒ）の側から見た右側面図である。図３Ｃは、図３Ａの映像生成部６０の斜視図である。なお、図４Ａ乃至図４Ｃは、図３Ａの映像生成部６０から各ＤＭＤ（５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ）を除いた場合を示している。また、図５Ａ乃至図５Ｃは、図３Ａの映像生成部６０から各ＤＭＤ（５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ）及び遮光板５４を除いた場合を示している。図６は、実施の形態１に係る映像生成部６０について、投写光学系７０に向かう映像光１１の光軸８と各ＤＭＤからの光路とを含む面に垂直な方向からみた断面を示す斜視断面図である。図７は、各ＤＭＤからの光２、４、６が色分離合成プリズム６１の内部を通る光路を示す概略図である。
また、便宜上、光軸に沿った方向をＸ方向とし、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）を設けた側をＹ方向とし、光軸と各ＤＭＤ（５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ）への光路とを含む面に垂直な方向をＺ方向としている。
【0029】
映像生成部６０は、導光光学系５０から光１を色分離合成プリズム６１に導くＴＩＲプリズム１２８、１２９と、光１をＲＧＢの３原色に分離して合成する３つの第１プリズム１３４、第２プリズム１３６、第３プリズム１３７からなる色分離合成プリズム６１と、分離されたＲＧＢの３原色ごとの各映像信号に基づいて変調して映像光を生成する３つのデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）である、第１ＤＭＤ（５１Ｇ）、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）、第３ＤＭＤ（５１Ｂ）と、を備える。
さらに、映像生成部６０は、第２プリズム１３６と第２ＤＭＤ（５１Ｒ）との間に、防塵シート５２と、遮光板５４と、を備える。
さらに、映像生成部６０は、第２プリズム１３６と第２ＤＭＤ（５１Ｒ）との間に、防塵シート５２と、遮光板５４と、を備える。
【0030】
＜ＴＩＲプリズム＞
ＴＩＲプリズム１２８、１２９によって、導光光学系５０から光１を色分離合成プリズム６１に導く。ＴＩＲプリズム１２８は、透光性部材によって構成されており、ＴＩＲプリズム１２９と対向する面１３０、及び、色分離合成プリズム６１の第１プリズム１３４と対向する面１３１を有する。ＴＩＲプリズム１２８（面１３０）とＴＩＲプリズム１２９との間にはエアギャップが設けられており、ＴＩＲプリズム１２８に入射した光が面１３０に入射する入射角は、臨界角よりも大きいため、ＴＩＲプリズム１２８に入射した光は面１３０で反射される。一方で、ＴＩＲプリズム１２８（面１３１）と第１プリズム１３４（面１４４）との間にはエアギャップが設けられるが、面１３０で反射された光が面１３１に入射する角度（入射角）は、臨界角よりも小さいため、面１３０で反射された光は面１３１を透過する。
ＴＩＲプリズム１２８、１２９によって、導光光学系５０から光１を色分離合成プリズム６１に導く。ＴＩＲプリズム１２８は、透光性部材によって構成されており、ＴＩＲプリズム１２９と対向する面１３０、及び、色分離合成プリズム６１の第１プリズム１３４と対向する面１３１を有する。ＴＩＲプリズム１２８（面１３０）とＴＩＲプリズム１２９との間にはエアギャップが設けられており、ＴＩＲプリズム１２８に入射した光が面１３０に入射する入射角は、臨界角よりも大きいため、ＴＩＲプリズム１２８に入射した光は面１３０で反射される。一方で、ＴＩＲプリズム１２８（面１３１）と第１プリズム１３４（面１４４）との間にはエアギャップが設けられるが、面１３０で反射された光が面１３１に入射する角度（入射角）は、臨界角よりも小さいため、面１３０で反射された光は面１３１を透過する。
【0031】
＜デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）＞
デジタルマイクロミラーデバイスである、第１ＤＭＤ（５１Ｇ）、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）、第３ＤＭＤ（５１Ｂ）は、複数の可動式の微少ミラーによって構成され、各微少ミラーが１画素に対応する。第１ＤＭＤ（５１Ｇ）、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）、第３ＤＭＤ（５１Ｂ）では、映像信号に基づいて各微少ミラーの角度を変えることによって投写ユニット７０の側に光を反射するか否かを切り替えて映像光を生成する。この第１ＤＭＤ（５１Ｇ）、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）、第３ＤＭＤ（５１Ｂ）は、光変調素子の一種である。
なお、厳密には第１ＤＭＤ（５１Ｇ）に導かれる光は、導光光学系５０から導かれた光１から分光された第１成分光（緑成分光）であり、第１ＤＭＤ（５１Ｇ）で変調された光は、第１変調光２である。同様に、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）に導かれる光は分光された第２成分光（赤成分光）であり、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）で変調された光は、第２変調光４である。また、第３ＤＭＤ（５１Ｂ）に導かれる光は分光された第３成分光（青成分光）であり、第３ＤＭＤ（５１Ｂ）で変調された光は、第３変調光６である。
デジタルマイクロミラーデバイスである、第１ＤＭＤ（５１Ｇ）、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）、第３ＤＭＤ（５１Ｂ）は、複数の可動式の微少ミラーによって構成され、各微少ミラーが１画素に対応する。第１ＤＭＤ（５１Ｇ）、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）、第３ＤＭＤ（５１Ｂ）では、映像信号に基づいて各微少ミラーの角度を変えることによって投写ユニット７０の側に光を反射するか否かを切り替えて映像光を生成する。この第１ＤＭＤ（５１Ｇ）、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）、第３ＤＭＤ（５１Ｂ）は、光変調素子の一種である。
なお、厳密には第１ＤＭＤ（５１Ｇ）に導かれる光は、導光光学系５０から導かれた光１から分光された第１成分光（緑成分光）であり、第１ＤＭＤ（５１Ｇ）で変調された光は、第１変調光２である。同様に、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）に導かれる光は分光された第２成分光（赤成分光）であり、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）で変調された光は、第２変調光４である。また、第３ＤＭＤ（５１Ｂ）に導かれる光は分光された第３成分光（青成分光）であり、第３ＤＭＤ（５１Ｂ）で変調された光は、第３変調光６である。
【0032】
＜色分離合成プリズム＞
色分離合成プリズム６１は、透光性部材によって構成され、光軸８の方向に沿って順に配置された第１プリズム１３４と、第２プリズム１３６と、第３プリズム１３７と、からなる。色分離合成プリズム６１は、例えば、ダイクロイックプリズム－フィリップスタイプであってもよい。第１プリズム１３４の面１３３は、例えば、赤成分光及び青成分光を透過して緑成分光を反射するダイクロイックミラー面である。したがって、ＴＩＲプリズム１２８の面１３０で反射された光１のうち、赤成分光及び青成分光は面１３３を透過し、緑成分光は面１３３で反射される。面１３３で反射された緑成分光は面１４４で反射され、第１ＤＭＤ（５１Ｇ）に導かれる。第２プリズム１３６の面１３５は、青成分光を透過して赤成分光を反射するダイクロイックミラー面である。したがって、第２プリズム１３６に入射した光のうち、青成分光は面１３５を透過し、赤成分光は面１３５で反射される。面１３５で反射された赤成分光は第２ＤＭＤ（５１Ｒ）に導かれる。第２プリズム１３６の面１３５を透過し、第３プリズム１３７に入射した青成分光は第３ＤＭＤ（５１Ｂ）に導かれる。
なお、第１プリズム１３４及び第３プリズム１３７によって導く成分光を入れ替えて、第１プリズム１３４によって青成分光を第１ＤＭＤに導いてもよく、第３プリズム１３７によって緑成分光を第３ＤＭＤに導いてもよい。
つまり、緑成分光、赤成分光、及び、青成分光は、色分離合成プリズム６１によって分光された光である。
また、図７に示すように、第１プリズム１３４は、第１ＤＭＤ（５１Ｇ）で変調された第１変調光である緑映像光２を受けて、光軸８に沿った光路に導く。第２プリズム１３６は、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）で変調された第２変調光である赤映像光４を受けて、光軸８に沿った光路に導く。第３プリズム１３７は、第３ＤＭＤ（５１Ｂ）で変調された第３変調光である青映像光６を受けて、光軸８に沿った光路に導く。
つまり、緑映像光２、赤映像光４、及び、青映像光６は、色分離合成プリズム６１によって光軸８に沿った同一光路に合成されて映像光１１となる。
色分離合成プリズム６１は、透光性部材によって構成され、光軸８の方向に沿って順に配置された第１プリズム１３４と、第２プリズム１３６と、第３プリズム１３７と、からなる。色分離合成プリズム６１は、例えば、ダイクロイックプリズム－フィリップスタイプであってもよい。第１プリズム１３４の面１３３は、例えば、赤成分光及び青成分光を透過して緑成分光を反射するダイクロイックミラー面である。したがって、ＴＩＲプリズム１２８の面１３０で反射された光１のうち、赤成分光及び青成分光は面１３３を透過し、緑成分光は面１３３で反射される。面１３３で反射された緑成分光は面１４４で反射され、第１ＤＭＤ（５１Ｇ）に導かれる。第２プリズム１３６の面１３５は、青成分光を透過して赤成分光を反射するダイクロイックミラー面である。したがって、第２プリズム１３６に入射した光のうち、青成分光は面１３５を透過し、赤成分光は面１３５で反射される。面１３５で反射された赤成分光は第２ＤＭＤ（５１Ｒ）に導かれる。第２プリズム１３６の面１３５を透過し、第３プリズム１３７に入射した青成分光は第３ＤＭＤ（５１Ｂ）に導かれる。
なお、第１プリズム１３４及び第３プリズム１３７によって導く成分光を入れ替えて、第１プリズム１３４によって青成分光を第１ＤＭＤに導いてもよく、第３プリズム１３７によって緑成分光を第３ＤＭＤに導いてもよい。
つまり、緑成分光、赤成分光、及び、青成分光は、色分離合成プリズム６１によって分光された光である。
また、図７に示すように、第１プリズム１３４は、第１ＤＭＤ（５１Ｇ）で変調された第１変調光である緑映像光２を受けて、光軸８に沿った光路に導く。第２プリズム１３６は、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）で変調された第２変調光である赤映像光４を受けて、光軸８に沿った光路に導く。第３プリズム１３７は、第３ＤＭＤ（５１Ｂ）で変調された第３変調光である青映像光６を受けて、光軸８に沿った光路に導く。
つまり、緑映像光２、赤映像光４、及び、青映像光６は、色分離合成プリズム６１によって光軸８に沿った同一光路に合成されて映像光１１となる。
【0033】
＜遮光板＞
遮光板５４は、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）と、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）に光源からの光を導光する第２プリズム１３６と、の間に設けられている。具体的には、図３Ａ乃至図４Ｃに示すように、遮光板５４は、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）に入射する光源からの光及び第２ＤＭＤ（５１Ｒ）によって生成された映像光が第２プリズム１３６に入射する位置である開口部１０を空けて、第２プリズム１３６に隣接する第３プリズム１３７の一部にわたって覆うように延在して設けられている。
なお、色分離合成プリズム６１の構成として、第２プリズム１３６と第３プリズム１３７との間が連続的に構成されておらず段差を有する場合もあるが、遮光板５４は第２プリズム１３６から第３プリズム１３７の一部にわたって段差に沿って設けられていればよい。
遮光板５４は、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）と、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）に光源からの光を導光する第２プリズム１３６と、の間に設けられている。具体的には、図３Ａ乃至図４Ｃに示すように、遮光板５４は、第２ＤＭＤ（５１Ｒ）に入射する光源からの光及び第２ＤＭＤ（５１Ｒ）によって生成された映像光が第２プリズム１３６に入射する位置である開口部１０を空けて、第２プリズム１３６に隣接する第３プリズム１３７の一部にわたって覆うように延在して設けられている。
なお、色分離合成プリズム６１の構成として、第２プリズム１３６と第３プリズム１３７との間が連続的に構成されておらず段差を有する場合もあるが、遮光板５４は第２プリズム１３６から第３プリズム１３７の一部にわたって段差に沿って設けられていればよい。
【0034】
＜防塵シート＞
防塵シート５２は、遮光板５４と面する第２プリズム１３６の端部から第３プリズム１３７の一部にわたって設けられている。具体的には、図５Ａから図５Ｃに示すように、開口部１０から離間して第２プリズム１３６の端部から第３プリズム１３７の一部の周囲を囲んで設けられている。これによって、遮光板５４と第２プリズム及び前記第３プリズムの一部との間を封止している。
なお、色分離合成プリズム６１の構成として、第２プリズム１３６と第３プリズム１３７との間が連続的に構成されておらず段差を有する場合もあるが、遮光板５４と同様に、防塵シートも第２プリズム１３６の端部から第３プリズム１３７の一部の周囲を囲んで段差に沿って設けられていればよい。
防塵シートは、例えば、ゴム、ウレタン、樹脂等によって構成されていてもよい。
防塵シート５２は、遮光板５４と面する第２プリズム１３６の端部から第３プリズム１３７の一部にわたって設けられている。具体的には、図５Ａから図５Ｃに示すように、開口部１０から離間して第２プリズム１３６の端部から第３プリズム１３７の一部の周囲を囲んで設けられている。これによって、遮光板５４と第２プリズム及び前記第３プリズムの一部との間を封止している。
なお、色分離合成プリズム６１の構成として、第２プリズム１３６と第３プリズム１３７との間が連続的に構成されておらず段差を有する場合もあるが、遮光板５４と同様に、防塵シートも第２プリズム１３６の端部から第３プリズム１３７の一部の周囲を囲んで段差に沿って設けられていればよい。
防塵シートは、例えば、ゴム、ウレタン、樹脂等によって構成されていてもよい。
【0035】
上記映像生成部によれば、上記のように防塵シート及び遮光板を配置することによって、防塵シート５２が開口部１０から離間して第２プリズム１３６の端部から第３プリズム１３７の一部の周囲を囲んで設けられている。つまり、不要光のあぶりを受ける領域１９から防塵シート５２を離して配置しているので、不要光９のあぶりを受けない。これによって、防塵シートの劣化、プリズム及びＤＭＤの汚染を抑制できる。
【0036】
＜投写光学系＞
投写光学系７０は、生成された映像光１１をスクリーン等に投写して映像を形成する。
投写光学系７０は、生成された映像光１１をスクリーン等に投写して映像を形成する。
【0037】
＜制御部＞
制御部８０は、上記の光源部２０と、導光光学系５０と、映像生成部６０と、投写光学系７０と、を制御する。
制御部８０は、上記の光源部２０と、導光光学系５０と、映像生成部６０と、投写光学系７０と、を制御する。
【0038】
（効果）
実施の形態１に係るプロジェクタによれば、上記のように防塵シート及び遮光板を配置した映像生成部を用いているので、防塵シートの劣化、プリズム及びＤＭＤの汚染を抑制でき、更なる高信頼性プロジェクタを提供できる。
実施の形態１に係るプロジェクタによれば、上記のように防塵シート及び遮光板を配置した映像生成部を用いているので、防塵シートの劣化、プリズム及びＤＭＤの汚染を抑制でき、更なる高信頼性プロジェクタを提供できる。
【0039】
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【0040】
本発明に係る映像生成部によれば、防塵シートの劣化、プリズム及びＤＭＤの汚染を抑制でき、該映像生成部を用いることによって更なる高信頼性プロジェクタを提供できる。
【符号の説明】
【0041】
１ 光源からの光
２ 緑映像光
４ 赤映像光
６ 青映像光
８ 光軸
９ 不要光
１０ 開口部
１１ 映像光
１９ あぶりを受ける領域
２０ 光源部
５０ 導光光学系
５１Ｇ 第１ＤＭＤ
５１Ｒ 第２ＤＭＤ
５１Ｂ 第３ＤＭＤ
５２ 防塵シート
５４ 遮光板
６０ 映像生成部
６１ 色分離合成プリズム
７０ 投写光学系（投写ユニット）
１００ プロジェクタ
１０１ａ 第１光源ユニット
１０１ｂ 第２光源ユニット
１０２ 分離合成ミラー
１０３、１０６、１０８、１１０、１１２、１１３、１１６、１１７、１２３、１２４、１２６ レンズ
１０４、１０９、１１４、１２５ ミラー
１０５ 拡散板
１０７ ダイクロイックミラー
１１１ ロッドインテグレータ
１１５ トップハット拡散素子
１１８ 蛍光体ホイール
１１９ 蛍光体
１２２ 回転軸
１２８、１２９、１３４、１３６、１３７ プリズム
１３０、１３１、１３３、１３５、１３９、１４４ 面
２ 緑映像光
４ 赤映像光
６ 青映像光
８ 光軸
９ 不要光
１０ 開口部
１１ 映像光
１９ あぶりを受ける領域
２０ 光源部
５０ 導光光学系
５１Ｇ 第１ＤＭＤ
５１Ｒ 第２ＤＭＤ
５１Ｂ 第３ＤＭＤ
５２ 防塵シート
５４ 遮光板
６０ 映像生成部
６１ 色分離合成プリズム
７０ 投写光学系（投写ユニット）
１００ プロジェクタ
１０１ａ 第１光源ユニット
１０１ｂ 第２光源ユニット
１０２ 分離合成ミラー
１０３、１０６、１０８、１１０、１１２、１１３、１１６、１１７、１２３、１２４、１２６ レンズ
１０４、１０９、１１４、１２５ ミラー
１０５ 拡散板
１０７ ダイクロイックミラー
１１１ ロッドインテグレータ
１１５ トップハット拡散素子
１１８ 蛍光体ホイール
１１９ 蛍光体
１２２ 回転軸
１２８、１２９、１３４、１３６、１３７ プリズム
１３０、１３１、１３３、１３５、１３９、１４４ 面
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】