CN101616286B - 光学单元及投射型影像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供光学单元及投射型影像显示装置，在照明黑暗的室内等使用投射型影像显示装置时，抑制因黑色的漂浮造成的图像对比度的下降。该投射型影像显示装置具备：液晶显示元件部，其调制入射光并加以射出；照明光学系统，其将来自光源的射出光投射到液晶显示元件部；和投射光学系统，其用于将来自液晶显示元件部的射出光投射到屏幕。在该投射型影像显示装置中，光学单元具备设定遮光板的开闭角度小于90度的光圈单元，该遮光板进行遮光使得从投射光学系统投射的影像光的亮度电平越小，越减小向液晶显示元件部的入射光量。

Description

光学单元及投射型影像显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶投射装置等投射型影像显示装置，特别涉及利用照明系统光圈的光学单元。

背景技术

近年来，家庭用的电视画面正在大型化，在大型化进程当中，还增加了作为家庭影院的用途。而且，作为投射型影像显示装置的液晶投射用作家庭用的播放电视图像的显示器或电影放映机(家庭影院)也越来越普及。

液晶投射装置等投射型影像显示装置将液晶面板作为空间光调制元件使用，调制来自光源的射出光投射到屏幕。液晶投射装置正在进行小型化及轻量化。因此，由于将小尺寸的影像向大的屏幕投射，所以为了保持装置的特性，就会增大投射光量、或减小透镜的F值。但是，在显示黑暗的影像的情况下，发生黑色的漂浮。

专利文献1：日本特开2003-107422号公报

所述黑色的漂浮导致图像的对比度下降。该对比度的下降与周围明亮时相比，黑暗时更明显。因此，在作为家庭用而利用时，在减低了室内照明的状态下由家庭影院欣赏电影等时，黑色的漂浮导致的对比度的下降引起画质的恶化。

在专利文献1中，为了抑制黑色的漂浮，将依次遮断相对于液晶面板的入射角大的光的光阀配置在照明光学系统和投射光学系统的任一方，根据检测液晶投射装置周围的光量的周围光检测装置和通过周围光检测装置检测出的光量的减少度，利用光阀遮断光。但是，由于是根据液晶投射装置周围的光量遮断光的，所以在所投射的图像处于明亮和黑暗的情况下，不会使光量发生变化。

发明内容

本发明是鉴于如上所述的课题而开发的，其目的在于提供一种液晶投射装置等的投射型影像显示装置，该装置在照明暗淡的地方，即使所投射的影像自身的亮度低时，黑色的漂浮导致的图像对比度的下降也少。

为了实现所述的目的，本发明提供一种投射型影像显示装置的光学单元，该投射型影像显示装置为投射影像的投射型影像显示装置，该投射型影像显示装置具备：影像显示元件部，其根据上述影像的影像信号调制入射光并加以射出；光源单元；投射光学系统统，其用于将来自上述影像显示元件部的射出光投射到屏幕；光学单元，其使来自上述光源单元的射出光入射到上述影像显示元件部；和控制部，该投射型影像显示装置的光学单元具备：反射透镜、第一积分仪、与上述第一积分仪相比有效尺寸大的第二积分仪、偏振光分束器、聚光透镜和光圈单元，上述光圈单元配置在上述第一积分仪和上述第二积分仪之间，具有分别以规定的位置为旋转中心进行旋转的一组遮蔽板和旋转上述遮蔽板的驱动部，上述控制部为了根据上述影像显示部调制的上述影像信号的亮度电平的减少量控制上述驱动部以增大遮光量，而变更上述遮光板的旋转角。

优选上述本发明的投射型影像显示装置的光学单元的上述光圈单元在上述影像信号的亮度电平小于规定的第一值的情况下，使上述遮光量为最大。

另外，优选上述本发明的投射型影像显示装置的光学单元的上述光圈单元在上述影像信号的亮度电平为规定的第二值以上的情况下，使上述遮光量为最小。

还优选上述本发明的投射型影像显示装置的光学单元中，上述光圈单元的上述遮光板的旋转角度的最大角小于90度。

还优选上述本发明的投射型影像显示装置的光学单元中，上述光圈单元的上述遮光板的停止位置在遮光量最小时，相对于与从上述光源单元射出、至上述偏振光分束器的光轴平行的线，为规定的第一角度以上。

还优选上述本发明的投射型影像显示装置的光学单元中，上述规定的第一角度为5度。

还优选上述本发明的投射型影像显示装置的光学单元中，上述光圈单元的上述遮光板的停止位置在遮光量最大时，相对于与从上述光源单元射出、至上述偏振光分束器的光轴垂直的线，为规定的第二角度以上。

还优选上述本发明的投射型影像显示装置的光学单元中，上述规定的第二角度为5度。

还优选上述本发明的投射型影像显示装置的光学单元中，上述光学单元的上述反射透镜对从上述光源单元射出来的光进行扩散。

另外，本发明的投射型影像显示装置具有：影像显示元件部，其根据影像信号调制入射光并加以射出；光源单元；光学元件，其使来自上述光源单元的射出光入射到上述影像显示元件部；投射光学系统统，其用于将来自上述影像显示元件部的射出光投射到屏幕；和控制部，该投射型影像显示装置中，上述光学单元还具备：反射透镜、第一积分仪、与上述第一积分仪相比有效尺寸更大的第二积分仪、偏振光分束器、聚光透镜和光圈单元，上述光圈单元配置在上述第一积分仪和上述第二积分仪之间，具有分别以规定的位置为旋转中心进行旋转的一组遮蔽板和旋转上述遮蔽板的驱动部，上述控制部根据上述影像显示部调制的上述影像信号的亮度电平的减少量控制上述驱动部，变更上述遮光板的旋转角，控制遮光量。

还优选本发明的投射型影像显示装置中，所述控制部控制所述光圈单元，以使所述影像信号的亮度电平小于规定的第一值的情况下，使所述遮光量为最大。

还优选本发明的投射型影像显示装置中，所述控制部控制所述光圈单元，以使所述影像信号的亮度电平为规定的第二值以上的情况下，使所述遮光量为最小。

据本发明，在黑暗的地方使用液晶影像装置等的投射型影像显示装置时，特别是在投射暗的图像时，能够抑制因黑色的漂浮(黒色の浮き)导致的图像对比度的下降。

附图说明

图1是表示本发明的投射型影像显示装置的光学系统构成的一实施例的图；

图2是表示光圈单元的开闭方式的一例的图；

图3是表示光圈单元的开闭方式的一例的图；

图4是表示光圈单元的开闭方式的一例的图；

图5是用于说明本发明的投射型影像显示装置的一实施例的光圈单元构成的图；

图6是用于说明本发明的光圈单元的一实施例的图；

图7是用于说明本发明的光圈单元的装入状态的图；

图8是表示本发明的投射型影像显示装置的一实施例的构成的图；

图9是用于说明本发明的投射型影像显示装置的一实施例的光圈单元的构成的图；

图10是对于本发明的投射型影像显示装置的一实施例的光圈单元，表示将遮光板全开时的角度等作为参数，计算出从光源到偏振光分束器(PBS)的光路的结果的图。

符号说明：

1：光源；

2：反射器；

3、3′：反射透镜；

4、4′4S、4T、4K：第一积分仪；

5、5′5S、5T、5K：第二积分仪；

6、6S、6T、6K：偏振光分束器(PBS)；

7：聚光透镜；

8～10：反射镜；

11、12：分色镜；

13、14：聚光透镜；

15：第一中继透镜；

16：第二中继透镜；

17：第三中继透镜；

18～20：影像显示元件(液晶面板)；

21：光合成棱镜；

22：投射透镜；

23：屏幕；

50、50′：光圈单元；

50-1、50-1′、50-2、50-2′：旋转中心；

51-1、51-1′：遮光量最大时的左遮光板的位置；

51-2、51-2′：遮光量最大时的右遮光板的位置；

52-1、52-1′：遮光量最小时的左遮光板的位置；

52-2、52-2′：遮光量最小时的右遮光板的位置；

53：电动机部；

54-1、54-2：齿轮；

55：框体部；

60-1：左遮光板；

60-2：右遮光板；

80：投射型影像显示装置；

81：光源单元；

82：光学单元；

100：光圈单元；

100-1、100-2：遮光板；

812：内部冷却用风扇；

813：外廓表面冷却用风扇；

814：管道；

815：挡板；

821：照明光学系统；

822：影像显示元件部(液晶面板部)；

843：显示驱动电路；

844：控制部；

845：操作部；

846：光源电源电路；

847：风扇电源电路。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。另外，有关各图的说明，对具有共同的功能的构成要素使用相同的参照序号，尽可能避免重复，故省略其说明。

图1是表示本发明的投射型影像显示装置的光学系统的构成的一实施例的图。1是光源，2是反射器，3是反射透镜(レフレンズ)，4是第一积分仪(ィンテグレ一タ)，50-1是光圈单元的左遮光板(遮蔽板)，50-2是光圈单元的右遮光板(遮蔽板)，5是第二积分仪，6是偏振光分束器(PBS)，7是聚光透镜，8～10是反射镜，11和12是色分离装置即分色镜，13和14是聚光镜，15是第一中继透镜，16是第二中继透镜，17是第三中继透镜，18～20是影像显示元件(液晶面板)，21是光合成棱镜，22是投射透镜，23是屏幕。左遮光板50-1和右遮光板50-2是光圈单元50的构成的一部分。

光源1，例如为超高压水银灯、金属卤化物灯、氙气灯、水银氙气灯、卤素灯等的白色灯。反射器2具有椭圆形的反射面，例如具有圆形、或多角形的射出开口部。另外，光源1和反射器2有时也总称为光源单元。

还有，偏振光分束器6为通过其偏振光成分使入射来的光进行分离的过滤器(相对于过滤面，透过P偏振光成分，反射S偏振光成分)。另外，光圈单元的一组遮光板即左遮光板50-1和右遮光板50-2夹住光轴成对称形。

图1中，从光源1射出的光由反射器2进行反射，作为大致与光轴平行的光，经由反射透镜3向第一积分仪4射出。第一积分仪4将多个透镜组配设成矩阵状，将从反射透镜3入射来的光分成多束光，通过光圈单元100向第二积分仪5和偏振光分束器6高效传导。偏振光分束器6使来自第二积分仪4的光与规定的偏振光方向相符。

进行偏振后的光被聚光透镜7聚光，通过分色镜11和12被进行颜色分离而成R光(红色光)、B光(蓝色光)、及G光(绿色光)。

R光在分色镜11反射，再在反射镜10反射，然后通过聚光镜13，入射到R光用的液晶面板18。

另外，在分色镜11透过后的B光和G光中，B光在分色镜12反射，通过聚光镜14，入射到B光用液晶面板19。

另一方面，G光透过分色镜12，在反射镜8和9进行反射，再通过中继透镜15、16、17，入射到G光用的液晶面板20上。对各色光入射到液晶面板的光路长度来说，G光比其他的R、B光更长。

利用上述的光学系统(照明装置)，第一积分仪4的各透镜组的投射像分别通过聚光透镜7、聚光镜13、14及中继透镜15～17重合于液晶面板上。

即，第一积分仪4和液晶面板18～20被配置成彼此为物体和像的关系(共轭关系)。

另外，第二积分仪5和聚光透镜7使由第一积分仪4分割成多个后的光束通过均匀性高的照度分布照射到各液晶面板18～20。如上所述，通过从第一积分仪4到液晶面板18～20之间的照明装置，能够得到均匀的照度分布。

在此，再对G光的光路进行说明。G光透过分色镜12，在反射镜8进行反射，在光学上与液晶面板20共轭的位置一次成像。另外，通过第一中继透镜15、反射镜8、第二中继透镜16、反射镜9、第三中继透镜17的作用，再次在G光用的液晶面板20上成像。

在此，将从第一中继透镜15到第三中继透镜17之间的光学系统称作中继透镜系统。这样，通过设置中继透镜系统，即使在G光的光路长度比其他的R、B光的光路长度长的情况下，也能够进行修正使得在正常的位置成像。

各液晶面板18～20根据未图示的影像信号进行光调制形成光学像。透过这些液晶面板18～20后的R光、B光、G光通过光合成棱镜(光合成装置)21进行合成作为彩色影像。其后，例如通过可变焦距透镜那样的投射透镜(投射光学系统)22，放大投射到屏幕23。

另外，图1中，为了避免复杂，只图示用于说明照明光学系统的功能的主要构成要素。

接着，对本发明的光圈单元，参照以下附图进行说明。光圈单元置于第一积分仪和第二积分仪之间，为了控制通过的光量，采用了机械改变遮光板的开闭角度而使光路的宽度发生变化的开闭方式。遮光板的开闭方式考虑了与门的开闭方式相同的方式，例如可考虑如图2～图4所示的方式。图2的开闭方式为相对于所通过的光的光轴垂直移动的滑动方式。图3的开闭方式为在滑动方式上加上旋转的滑动·旋转方式。在这些图2或图3的旋转方式中，滑动的移动距离或运动范围较大，图4所示的双扇门方式(観音方式)将装置的安装尺寸减小到最小。

另外，图2～图4中，4S、4T及4K为第一积分仪；5S、5T及5K为第二积分仪；6S、6T及6K为偏振光分束器(PBS)。另外，在下方从未图示的光源射出来的光朝向上方，通过偏振光分束器(PBS)6S、6T或6K至聚光透镜7。

[实施例1]

参照图5说明本发明的一实施方式。图5是用于说明本发明的投射型影像显示装置的一实施例的光圈单元的构成的图。50是光圈单元，50-1是光圈单元50的左遮光板的旋转中心，50-2是光圈单元50的右遮光板的旋转中心，51-1为光圈全开时的左遮光板的位置，51-2为光圈全开时的右遮光板的位置，52-1为光圈全闭时的左遮光板的位置，52-2为光圈全闭时的右遮光板的位置。

图5中，从下方的未图示的光源单元射出来的光朝向上方，通过偏振光分束器(PBS)6至聚光透镜7。

另外，光源单元由放电灯等光源1和使从光源1射出的光(非偏振光)指向一定方向的反射器2构成(参照图1)。

从光源单元1射出来的光射出到反射透镜3。反射透镜3使入射来的光向比与光轴方向平行的光靠向外侧打开的方向偏振，射出到第一积分仪4。第一积分仪4将入射来的光分成多束的光，从光轴向外侧再次扩散，通过光圈单元50，射出到第二积分仪5。第一积分仪4的扩散角度，例如为10°～32°范围的任一角度。

第二积分仪5将入射来的多束光分别以向光轴内侧集中的方式进行偏振，向偏振光分束器(PBS)6射出。

偏振光分束器(PBS)6为将入射来的光通过其偏振光成分进行分离的过滤器(相对于过滤面，透过P偏振光成分，反射S偏振光成分)，并使入射来的光与规定的偏振光方向一致，向聚光透镜7射出。

光圈单元50根据投射型影像显示装置投射的影像的亮度值，从光源单元射出来的光从第一积分仪4向第二积分仪5通过时，通过左遮光板和右遮光板的开闭，控制通过的光量。

在光圈单元50的遮光量最小时，通过第一积分仪4的光全部入射到第二积分仪5，效率最高。另外，在光圈单元50的遮光量最大时，设定成遮光板为关闭最严时的位置，在全开时的位置遮光量为最小。

于是，如图5所示，本发明的实施例1中，与第一积分仪4的有效尺寸d1相比，第二积分仪的有效尺寸d2更大。

积分仪的有效尺寸的定义为透镜部的尺寸。由此，即使遮光板60-1和60-2为全开(遮光量最小)时的位置，θo(以旋转中心50-1为中点的左遮光板60-1全开时的位置和光轴的角度、及以旋转中心50-2为中点的光轴的角度和左遮光板60-2全开时的位置的角度)也不是0度(不平行)。另外，在遮光板60-1和60-2的遮光量为最大时，θc(以旋转中心50-1为中点的左遮光板60-1和垂直于光轴的线的角度、及垂直于以旋转中心50-2为中点的光轴的线和左遮光板60-2的角度)也不是0度。另外，遮光板60-1及60-2的开闭角的最大值θ小于90度(例如，60度)，且光圈单元的遮光量最大时，遮光板60-1及60-2相对于与光轴垂直的面，也为规定的角度θc(θc＞0度，例如θc为5度、10度、30度等)，在光圈单元的遮光量最小时，遮光板60-1及60-2相对于光轴，也为规定的角度θo(θo＞0度，例如5度、10度、30度等)。

这样，由于遮光板开闭的旋转角小于90度(例如，60度)，所以与现有技术中的光圈单元的遮光量最大时的角度和遮光量最小时的角度的差为90度的情况相比，由于旋转角度(旋转范围)小，所以能够实现开闭速度快的光圈单元。另外，由于旋转范围小，所以光圈单元也变小(例如，由于能够缩短第一积分仪和第二积分仪之间的距离)，能够实现装置安装尺寸的小型化。另外，由于能够缩短第一积分仪和第二积分仪之间的距离，所以光源1的输出的衰减量减小，即最大光量增大。

图6是本发明的光圈单元的一实施例的外观立体图。50-1为光圈单元50的左遮光板的旋转中心，50-2为光圈单元50的右遮光板的旋转中心，60-1为左遮光板，60-2为右遮光板。另外，通过图6的A-A′线的水平面为图5所示的图的平面。其中，在图5中，图示左右遮光板开时和闭时的两种情况，与此相对，在图6中，以和光轴垂直的状态画出左右遮光板的旋转位置。

另外，53为电动机部，54-2为随电动机部53的旋转而沿箭头方向进行旋转的齿轮。另外，54-1为与齿轮54-2啮合、随齿轮54-2的旋转而进行旋转的齿轮，55为框体部。“O”方向的箭头为减少遮光量时的遮光板的旋转方向，“C”方向的箭头为增大遮光量时的遮光板的旋转方向。所安装的零件安装于框体部55，框体部55还作为本发明的投射型影像显示装置的构成的一部分被安装。

从光源单元(光源1及反射器2)射出、通过反射透镜3后的光从箭头的方向沿虚线的方向入射，通过光圈单元50的左右遮光板60-1和60-2的开口部，调整光量，再入射到第二积分仪5。电动机部53为了根据来自控制光圈单元50的控制部(后述)的信号开闭左右遮光板60-1和60-2而进行旋转，并将旋转力传递到齿轮54-2和54-1，变更齿轮54-2和54-1的旋转角。根据齿轮54-2和54-1的旋转角，变更左右遮光板60-1和60-2的开闭角，由此调整通过光圈单元50的光量。

图7是用于说明上述实施例1中说明了的光圈单元50装入本发明的投射型影像显示装置的状态的图。图7(a)是表示本发明的投射型影像显示装置的一部分即光学系统部分的立体图。4是第一积分仪，5是第二积分仪，50是光圈单元，82是光学单元，22是投射透镜。另外，图7(b)是扩大图7(a)的虚线圆部分的图。

在图7中，从图6的光圈单元50的姿势上下和前后反转，装入第一积分仪4和第二积分仪之间。

图8是表示本发明的投射型影像显示装置的一实施例的概略构成的方框图。80是投射型影像显示装置，23是屏幕，81是光源单元，82是光学单元，821是光学单元82的照明光学系统，822是光学单元82的影像显示元件部(液晶面板部)，22是光学单元82的投射透镜，843是显示驱动电路，844是控制部，845是使用者操作装置时的MMI(ManMachine Interface：人机接口)即操作部，846是光源电源电路，847是风扇电源电路，812是光源单元81的内部冷却用的风扇，813是光源单元81的外廓表面冷却用的风扇，814是管道，815是风量调整用的挡板。

照明光学系统821，例如包括：图5的反射透镜3、第一积分仪4、光圈单元50、第二积分仪5、偏振光分束器(PBS)6及聚光透镜7。

在图8的投射型影像显示装置80中，从光源单元81射出来的光L入射到光学单元82。照明光学系统821使来自光源单元81的光L的光量分布均匀化，然后照射到影像显示元件部822。影像显示元件部822由显示驱动电路843驱动，形成通过与影像信号相对应的光学像(未图示)调制光L后的显示光。所形成的显示光从投射透镜22的射出开口部投射到外部的屏幕或壁面等的被照射面23。

另外，图8中，从光源单元81射出的光L等箭头只是在说明上示意性地画出，各自的配置、角度、大小、光的方向等并不正确。另外，影像显示元件部82实际上省略了图1中说明的三个颜色的各自的光学系统。

图8中，投射型影像显示装置由控制部844进行控制，该控制部由根据存储于ROM(Read Only Memory)等的程序进行动作的CPU(Central Procerssing Unit)等构成。控制部844与通过来自操作部845的使用者按钮操作而被操作的按钮相对应，进行规定的处理。例如，经由光源电源电路846进行光源单元81的光源的开灯及熄灯，配合光源的开灯(ON，接通)及熄灯(OFF，断开)，经由风扇电源电路847，进行光源单元81的内部冷却用的风扇812、光源单元81的外廓表面冷却用的风扇813、管道414、风量调整用的挡板815等的运转或停止。另外，控制显示驱动电路843，进行图像显示。

另外，显示驱动电路843检测影像显示元件部822形成的显示光的亮度，并根据所检测出的亮度值控制照明光学系统821的光圈单元50的开闭角度。例如，检测成为所形成的显示光的根源的影像信号的每一帧的亮度值，在亮度值为规定值P以上的情况下，令遮光板60-1、60-2为全开(遮光量最小，即通过光量最大)的状态，在亮度值为规定值Q以下的情况下，令遮光板60-1、60-2为全闭(遮光量最大，即通过光量最小)的状态，在亮度值位于规定值P和规定值Q之间的情况下，使遮光板的开闭角度阶段性地变化。

另外，就亮度值的检测来说，例如也可以使用众所周知的AGC(Auto Gain Control，自动增益控制)功能。另外，例如也可以通过图像处理功能算出各像素每个的平均值，也可以对规定的区域算出各像素每个的平均值。

另外，除此之外，也可以控制光圈，从而检测众所周知的场景变化点，在检测出场景变化点时，检测亮度值，成为与所检测出的亮度值相对应的光量。

另外，既可以对每一帧控制光圈，也可以对多帧控制光圈。

而且，在上述实施例中，显示驱动电路843检测影像显示元件部822形成的显示光的亮度，并通过检测出的亮度值控制照明光学系统821的光圈单元50的开闭角度。但是，控制部844也可以通过从显示驱动电路843接收影像信号的亮度值的信息，来控制直接照明光学系统821的光圈单元50的开闭角度。

另外，控制部844还可以是含有显示驱动电路843、光源电源电路846、或风扇电源电路847的至少任一个的构成，并同时具有这些功能。

其结果是，在所投射的显示光的亮度大时，将从光源单元射出的光以原样或规定量投射，随着所投射的显示光的亮度减小，调节从光源单元射出的光，因此能够根据显示光或影像信号的亮度变更投射光的光量，能够抑制黑色的漂浮(黒色の浮き)，能够实现图像的对比度不下降的投射型影像显示装置。

[实施例2]

参照图9，对本发明的另外的实施方式进行说明。图9是用于说明本发明的投射型影像显示装置的一实施例的光圈单元的构成的图。50′是光圈单元，50-1′是光圈单元50′的左遮光板的旋转中心，50-2′是光圈单元50′的右遮光板的旋转中心，51-1′是光圈全开时的左遮光板的位置，51-2′是光圈全开时的右遮光板的位置，52-1′是光圈全闭时的左遮光板的位置，52-2′是光圈全闭时的右遮光板的位置，3′是反射透镜，4′是第一积分仪，5′是第二积分仪，θ′是遮光板的最大开闭角度，θc′是以旋转中心50-1′或50-2′为中心，遮光量最大状态时的遮光板和与光轴垂直的线的角度，θo′是以旋转中心50-1′或50-2′为中心，遮光量最小状态时的遮光板和光轴的角度，d1′是第一积分仪4′的有效尺寸，d2′是第二积分仪5′的有效尺寸。

图9也和图5相同，从下方的未图示的光源单元射出来的光朝向上方，通过偏振光分束器(PBS)6至聚光透镜7。

另外，光源单元由放电灯等的光源1、使从光源1射出的光(非偏振光)指向一定方向的反射器2构成(参照图1)。

图9与图5的实施例的不同点是，与反射透镜3相比，降低反射透镜3′的倍率，通过反射透镜3′后的光大致平行地入射到第一积分仪4′。与图5的实施例相比，虽然第一积分仪和第二积分仪间的距离加大，但是即使机械精度等的制造误差加大，与图5相比，也不影响到光学上的偏差，故能够降低制造成本。

接着，参照图10，对本发明的投射型影像显示装置的光圈单元的遮光板的开闭角度、和第一积分仪与第二积分仪间的距离的关系进行说明。图10是在本发明的投射型影像显示装置的光圈单元中，令遮光板全开时的角度等为参数，表示计算从光源到偏振光分束器(PBS)的光路的结果的图。

图10(a)表示发散角度θd为0度时的计算结果，反射透镜的曲率半径R为48mm，第一积分仪和第二积分仪间的距离为35mm，遮光板的角度(光轴和遮光板全开时θ的位置的角度)θo为0度，可变角度为80度。图10(b)表示发散角度为10度时的计算结果，反射透镜的曲率半径R为35mm，第一积分仪和第二积分仪间的距离为30mm，遮光板的角度(光轴和遮光板全闭时的位置的角度)θo为10度，可变角度为70度；图10(c)表示发散角度为32度时的计算结果，反射透镜的曲率半径R为12mm，第一积分仪和第二积分仪间的距离为25mm，遮光板的角度(光轴和遮光板全闭时的位置的角度)θo为30度，可变角度为50度

如图10所示，本发明通过使第一积分仪的有效尺寸d1小于第二积分仪的有效尺寸d2，减小光圈单元的开闭角度。其结果是，实现了开闭速度快的光圈单元。

另外，通过使反射透镜之后的光具有发散趋势，由此缩短第一积分仪和第二积分仪间的距离。其结果是，能够增大照度。即，通过将第一积分仪和第二积分仪间的距离缩短到遮光板的前端位置，设计上能够增大照度，但能够克服积分仪的偏芯增大而不能够制造积分仪的问题。

跟据以上的实施例，能够实现开闭速度快的光圈单元、和明亮的照明系统，从而能够提供高对比度的投射型影像显示装置。

另外，应用本发明的投射型影像显示装置也可以是三板透过型、单板透过型、三板反射型、单板反射型的任一种。

另外，本发明当然不限于以上的例子，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够得到其他各种各样的结构。

Claims (10)

1.一种投射型影像显示装置的光学单元，该投射型影像显示装置为投射影像的投射型影像显示装置，该投射型影像显示装置具备：影像显示元件部，其根据所述影像的影像信号调制入射光并加以射出；光源单元；投射光学系统，其用于将来自所述影像显示元件部的射出光投射到屏幕；光学单元，其使来自所述光源单元的射出光入射到所述影像显示元件部；和控制部，

该投射型影像显示装置的所述光学单元的特征在于，具备：

反射透镜、第一积分仪、与所述第一积分仪相比有效尺寸大的第二积分仪、偏振光分束器、聚光透镜和光圈单元，

所述光圈单元配置在所述第一积分仪和所述第二积分仪之间，具有分别以规定的位置为旋转中心进行旋转的一组遮蔽板和旋转所述遮蔽板的驱动部，

所述控制部为了根据所述影像显示元件部调制的所述影像信号的亮度电平的减少量控制所述驱动部以增大遮光量，而变更所述遮光板的旋转角，

所述光圈单元的所述遮蔽板的停止位置，在遮光量最小时，相对于与从所述光源单元射出、至所述偏振光分束器的光轴平行的线，为规定的第一角度以上，

所述规定的第一角度为5度。

2.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置的光学单元，其特征在于：

所述光圈单元在所述影像信号的亮度电平小于规定的第一值的情况下，使所述遮光量为最大。

3.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置的光学单元，其特征在于：

所述光圈单元在所述影像信号的亮度电平为规定的第二值以上的情况下，使所述遮光量为最小。

4.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置的光学单元，其特征在于：所述光圈单元的所述遮蔽板的旋转角度的最大角小于90度。

5.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置的光学单元，其特征在于：

所述光圈单元的所述遮蔽板的停止位置，在遮光量最大时，相对于与从所述光源单元射出、至所述偏振光分束器的光轴垂直的线，为规定的第二角度以上。

6.根据权利要求5所述的投射型影像显示装置的光学单元，其特征在于：

所述规定的第二角度为5度。

7.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置的光学单元，其特征在于：

所述光学单元的所述反射透镜对从所述光源单元射出来的光进行扩散。

8.一种投射型影像显示装置，具有：

影像显示元件部，其根据影像信号调制入射光并加以射出；

光源单元；

光学单元，其使来自所述光源单元的射出光入射到所述影像显示元件部；

投射光学系统，其用于将来自所述影像显示元件部的射出光投射到屏幕；和

控制部，

该投射型影像显示装置的特征在于，

所述光学单元还具备：反射透镜、第一积分仪、与所述第一积分仪相比有效尺寸更大的第二积分仪、偏振光分束器、聚光透镜和光圈单元，

所述光圈单元配置在所述第一积分仪和所述第二积分仪之间，具有分别以规定的位置为旋转中心进行旋转的一组遮蔽板和旋转所述遮蔽板的驱动部，

所述控制部根据所述影像显示元件部调制的所述影像信号的亮度电平的减少量控制所述驱动部，变更所述遮光板的旋转角，控制遮光量，

所述光圈单元的所述遮蔽板的停止位置，在遮光量最小时，相对于与从所述光源单元射出、至所述偏振光分束器的光轴平行的线，为规定的第一角度以上，

所述规定的第一角度为5度。

9.根据权利要求8所述的投射型影像显示装置，其特征在于：

所述控制部控制所述光圈单元，以使所述影像信号的亮度电平小于规定的第一值的情况下，使所述遮光量为最大。

10.根据权利要求8所述的投射型影像显示装置，其特征在于：

所述控制部控制所述光圈单元，以使所述影像信号的亮度电平为规定的第二值以上的情况下，使所述遮光量为最小。

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