JP2008216643A - 投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】壁面から投写光出射位置までの距離（Ｈ０）を抑制でき、これにより、広角化のメリットを強調できるプロジェクタを提供する。
【解決手段】Ｇ光、Ｒ光を液晶パネル１０９、１１５に導く光学系（導光光学系）を光源１１の光軸に対して投写光学系４０から反対方向に突出させる。光学エンジン１０と壁面の間にスペースが生じ、吸気ファン３０に対する気流が確保される。光学エンジン１０と壁面の距離（Ｈ１）を、たとえば、プロジェクタの外部筐体の厚み程度にまで小さくすることができる。また、光源１０と吸気ファン３０からなるユニットの配置位置が、導光光学系の突出部分よりも投写光学系４０の方向に引っ込められるため、光学エンジン１０の端縁から投写光出射位置までの距離（Ｈ２）を小さくすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示素子上の画像をスクリーン等に投写する投写型表示装置に関し、特に、投写光をミラーによって折り返すことにより被投写面に対し投写光を斜め方向から大きな広がり角にて入射させるタイプの投写型表示装置に用いて好適なものである。

従来の投写型表示装置（以下、「プロジェクタ」という）は、たとえば図７に示す如く、光学エンジンからの投写光を投写光学系によってスクリーン上に投写する構成となっている。この場合、プロジェクタとスクリーン間の距離を広げることにより、スクリーン上に大画面の画像を表示することができる。しかし、その反面、プロジェクタとスクリーン間の空間に人や物を介在させることができず、この空間が無駄になるとの問題が生じる。

この問題は、たとえば、プロジェクタの投写距離を短くすることにより解決され得る。しかし、そのためには、投写レンズの径を大きくし、且つ、焦点距離を短くする（投写レンズの曲率を大きくする）必要があるため、投写レンズが巨大化するといった問題が生じる。

これに対し、以下の特許文献１には、投写光学系からの投写光を非球面ミラーにて反射させることにより、投写光の広がり角を大きくする方法が記載されている。この方法によれば、図８に示すように、スクリーン面に対し投写光が斜め方向から入射するため、投写光の進行を確保するために必要なスペースが抑制される。また、投写光の広がり角の拡大（以下、このことを投写光の「広角化」という）が非球面ミラーによって実現されるため、上記のように投写レンズが巨大化することもなく、比較的小さな非球面ミラーにて広角化を実現できる。よって、プロジェクタの大型化とコストの上昇を抑制することができる。

図９は、この種のプロジェクタに一般的に用いられる構成例を示す図である。

図９において、１０は光学エンジン、４０は投写光学系、５０は非球面ミラーである。光学エンジン１０は、光源１１からダイクロイックプリズム２８までの光学系と、光源１１を冷却するための吸気ファン３０を備えている。なお、図中の破線は、光学エンジン１０の輪郭を示している。

光源１１は、ランプとリフレクタから構成され、略平行な光をフライアイインテグレータ１２に出射する。フライアイインテグレータ１２は、蝿の目状のレンズ群からなる第１および第２のインテグレータを備え、液晶パネル１８、２１、２７に入射する際の光量分布が均一となるよう、光源１１から入射される光に対し、レンズ作用を付与する。すなわち、蝿の目状に配置されたレンズ群の各レンズを透過した光は、それぞれ、液晶パネル１８、２１および２７に、これら液晶パネルのアスペクト比の広がりをもって入射する。

ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）アレイ１３は、複数のＰＢＳと１／２波長板がアレイ状に配列されたものであり、フライアイインテグレータ１２から入射された光の偏光方向を一方向に揃える。コンデンサレンズ１４は、ＰＢＳアレイ１３から入射された光に集光作用を付与する。

ダイクロイックミラー１５は、コンデンサレンズ１４から入射された光のうち、たとえば、青色波長帯の光（以下、「Ｂ光」という）のみを反射し、赤色波長帯（以下、「Ｒ光」という）と緑色波長帯（以下、「Ｇ光」という）を透過する。ミラー１６は、ダイクロイックミラー１５によって反射されたＢ光を反射してコンデンサレンズ１７に入射させる。コンデンサレンズ１７は、Ｂ光が略平行光で液晶パネル１８に入射するよう、Ｂ光にレンズ作用を付与する。液晶パネル１８は、青色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＢ光を変調する。なお、コンデンサレンズ１７を透過したＢ光は、偏光板（図示せず）を介して液晶パネル１８に入射される。

ダイクロイックミラー１９は、ダイクロイックミラー１５を透過したＲ光およびＧ光のうち、たとえば、Ｇ光のみを反射する。コンデンサレンズ２０は、Ｇ光が略平行光で液晶パネル２１に入射するよう、Ｇ光にレンズ作用を付与する。液晶パネル２１は、緑色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＧ光を変調する。なお、コンデンサレンズ２０を透過したＧ光は、偏光板（図示せず）を介して液晶パネル２１に入射される。

リレーレンズ２２、２４は、液晶パネル２７に対するＲ光の入射状態が液晶パネル１８および２１に対するＢ光およびＧ光の入射状態と等しくなるようＲ光にレンズ作用を付与する。ミラー２３、２５は、ダイクロイックミラー１９を透過したＲ光を液晶パネル２７に導くよう、Ｒ光の光路を変更する。コンデンサレンズ２６は、Ｒ光が略平行光の状態で液晶パネル２７に入射するよう、Ｒ光にレンズ作用を付与する。液晶パネル２７は、赤色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＲ光を変調する。なお、コンデンサレンズ２６を透過したＲ光は、偏光板（図示せず）を介して液晶パネル２７に入射される。

ダイクロイックプリズム２８は、液晶パネル１８、２１、２７によって変調されたＢ光、Ｇ光およびＲ光を合成し、投写光学系４０へと入射させる。投写光学系４０は、投写光を被投写面上に結像させるためのレンズ群を備えている。非球面ミラー５０は、投写光学系４０から入射される投写光を広角化して被投写面へと投写する。
特開２００４−２５８６２０号公報

非球面ミラーにて広角化を図る場合、図８に示す如く、スクリーンから投写光の出射位置までの距離（ｈ０）が小さいほど、投写光の進行スペースが小さくなり、障害物等によって投写光が遮られる可能性が低くなる。たとえば、同図（ａ）の使用形態において、スクリーン上に投写された画像を参照しながら人が説明を行なう場合、距離ｈ０が小さいほど、その人は、よりスクリーンに接近した位置に立つことができ、円滑に説明を行なうことができる。同図（ｂ）の使用形態においても同様に、距離（ｈ０）が小さいほど、机の周りに居る人や机上に置かれた物が投写光を遮る可能性が低くなり、より高い操作性ないし使用価値を使用者に提供することができる。

このように、この種のプロジェクタでは、投写光学系４０からの光を非球面ミラー５０によって折り返してスクリーンに投写することから、投写光学系４０の光軸方向におけるサイズの縮小が課題となる。

しかし、図９に示す構成例では、図１０に示す如く、吸気ファン３０が保持機構や机面等の壁面側に配置されているため、吸気ファン３０における吸気を確保するために、光学エンジン１０と壁面との間に距離（ｈ１）を設ける必要があり、その分、距離（ｈ０）が大きくなるとの問題がある。また、図９に示す構成例では、光源１１と吸気ファン３０からなる部分が壁面側に突出しているため、光学エンジン１０から投写光出射位置までの距離（ｈ２）が大きくなり、その分、距離（ｈ０）が大きくなるとの問題がある。

本発明は、吸気ファン３０における吸気を確保しながら、壁面から投写光出射位置までの距離（ｈ０）を効果的に抑制でき、これにより、広角化のメリットを強調でき、使用者に高い操作性ないし使用価値を提供できるプロジェクタを提供することを課題とする。

本発明に係る投写型表示装置は、光源と、前記光源を冷却する冷却ユニットと、少なくとも３つの波長帯の光に対応して個別に配された空間変調素子と、前記光源からの光のうち前記各波長帯の光をそれぞれ対応する前記空間変調素子に導く導光光学系と、前記空間変調素子によって変調された前記各波長帯の光を合成する光合成素子と、前記光合成素子によって合成された光を投写する投写光学系とを備え、前記光源の光軸と前記投写光学系の光軸が略直交するとともに、前記導光光学系が前記光源の光軸に対して前記投写光学系の位置から反対方向に突出していることを特徴とする。

本発明によれば、導光光学系が光源の光軸に対して投写光学系の位置から反対方向に突出しているため、光源と壁面の間にスペースが生じ、このスペースを介して、冷却ユニットに対する気流が確保される。よって、図２（実施の形態）に示す如く、光学エンジンと壁面との間の距離（Ｈ１）を抑制することができ、スクリーンから投写光の出射位置までの距離（Ｈ０）を小さくすることができる。

また、本発明によれば、光源と冷却ユニットの配置位置を導光光学系の突出部分よりも投写光学系の方向に引っ込めることができるため、図２（実施の形態）に示す距離（Ｈ２）を図１０の構成における距離（ｈ２）比べて抑制することができ、その分、壁面（スクリーン、等）から投写光の出射位置までの距離（Ｈ０）を小さくすることができる。なお、図２（実施の形態）に示す距離（Ｈ２）が図１０の構成における距離（ｈ２）比べて抑制されることについては、以下の実施の形態において、図３を参照して説明する。

本発明において、前記導光光学系は、前記各波長帯の光のうち第１の波長帯の光を前記光源からの光軸に沿って進行させて対応する前記空間変調素子に入射させるとともに、前記第１の波長帯以外の前記波長帯の光を前記光源からの光軸に垂直な方向に迂回させながらリレー光学系を介して対応する空間変調素子に入射させるよう構成され得る。

ここで、前記空間変調素子がｎ個配されている場合には、前記第１の波長帯以外の前記波長帯の光を少なくともｎ−１個のリレー光学系を介して対応する空間変調素子に入射させるよう構成することができる。

なお、前記第１の波長帯の光は、以下の理由から、青色波長帯の光とするのが好ましい。

すなわち、投写型表示装置では、図９に示したとおり、通常、Ｒ光、Ｇ光とＢ光がそれぞれ液晶パネル（空間変調素子）に入射される。その一方、光源から出射される光のうち紫外波長帯の光は、光学系の構成部品に悪影響（損傷等）を及ぼすことから、通常、光源から出射される際に紫外線除去フィルタ等によって除去される。この場合、Ｂ光は、その波長帯が紫外波長帯に近いため、紫外線除去フィルタ等によって光量減衰を受け易い。この理由から、Ｂ光は、なるべく短い光路で、且つ、通過する光学素子の数を削減して空間変調素子に入射させ、空間変調素子に到達するまでの光路において生じる光量減衰を抑制するのが好ましい。

また、最近のプロジェクタでは、Ｂ光を強調して投写画像にクリア感を持たせるのが好ましいとされる場合が多い。この点からも、Ｂ光は、空間変調素子に到達するまでの光路において生じる光量減衰を極力抑制するのが好ましい。

以上の理由から、本発明において、上記のように、第１の波長帯以外の光を光源からの光軸に垂直な方向に迂回させながらリレー光学系を介して対応する空間変調素子に入射させる場合には、第１の波長帯の光を青色波長帯の光（Ｂ光）とし、青色波長帯の光（Ｂ光）が迂回およびリレー光学系を通過しないようにするのが好ましい。この場合、青色波長帯の光（Ｂ光）は、光源からの光軸に沿って空間変調素子に入射するため、迂回する他の波長帯の光に比べ、光量減衰が抑制される。

また、本発明に係る投写型表示装置では、通常、導光光学系と光源の間に、光を均一化するための光学手段が配される。ここで、光を均一化するための光学手段として、たとえば、フライアイインテグレータ、または、ロッドインテグレータを用いることもできる。なお、図１には、フライアイインテグレータを用いる場合の実施の形態が示されており、図５および図６には、ロッドインテグレータを用いる場合の実施の形態が示されている。

なお、本発明において、前記導光光学系は、前記偏光素子側から入射される光のうち前記第１の波長の光を透過するとともに前記第１の波長以外の光を反射する第１の波長選択性ミラーと、前記第１の波長選択性ミラーによって反射された第２の波長の光を対応する前記空間変調素子に導くとともに前記第２の波長の光と第３の波長の光を分離する第２の波長選択性ミラーとを備える第１のリレー光学系と、前記第２の波長選択性ミラーによって分離された第３の波長の光を対応する前記空間変調素子に導く第２のリレー光学系を有するよう構成することができる。

ここで、「第１の波長選択性ミラー」は実施の形態におけるダイクロイックミラー１０１が対応し、「第２の波長選択性ミラー」は実施の形態におけるダイクロイックミラー１０７が対応する。また、「第１のリレー光学系」は実施の形態におけるリレーレンズ１０４、１０６、ミラー１０５、ダイクロイックミラー１０７およびコンデンサレンズ１０８からなる光学系が対応し、「第２のリレー光学系」は実施の形態におけるリレーレンズ１１０、１１２、ミラー１１１、１１３およびコンデンサレンズ１１４からなる光学系が対応する。

また、本発明では、光源と壁面の間に生じるスペースを、冷却ユニットに対する気流の確保に用いることから、このスペース以外の他のスペースに電気回路系を配する必要がある。本発明では、光源と投写光学系の間にスペースが生じるため、このスペースに電気回路系を配置すると良い。たとえば、図２（実施の形態）では、一点鎖線の領域に電気回路系２００が配される。

また、本発明では、外部筐体の側面のうち前記光源の光軸に対して前記投写光学系から反対側に位置する側面以外の側面に、電気回路系に関連する端子を配置するようにすると良い。こうすると、光源の光軸に対して前記投写光学系から反対側に位置する側面を壁面（デスク面、等）に接触させても支障なく、よって、図２（実施の形態）に示す光学エンジンと壁面の距離（Ｈ１）を外部筐体の厚み程度にまで小さくすることができる。なお、図４（実施の形態）では、出射窓の配置面を正面としてプロジェクタの左側面に端子ユニットが配されている。

また、本発明に係る投写型表示装置には、スクリーンが保持機構を介して一体的に装着されていても良い。図４（ａ）は、スクリーンが一体化された投写型表示装置の実施の形態である。この場合、同図中の距離（Ｈ０）が抑制されるため、投写光が障害物によって遮られ難くなる。よって、使用者は、より近い位置に立ちながら投写画像を指し示すことができるようになり、投写型表示装置の操作性ないし使用価値の向上を図ることができる。

以上のとおり、本発明によれば、冷却ユニットに対する気流を確保しながら、壁面から投写光出射位置までの距離を効果的に抑制することができる。よって、投写光が障害物によって遮られる状況を抑制することができ、使用者に高い操作性ないし使用価値を提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施する際の一つの例示であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。

図１に実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す。本実施の形態における光学ユニット１０は、コンデンサレンズ１４より後方の光学系が図９の構成例に比べ相違している。なお、図中、図９の構成と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

ダイクロイックミラー１０１は、コンデンサレンズ１４から入射された光のうち、Ｂ光のみを透過し、Ｒ光とＧ光を反射する。コンデンサレンズ１０２は、Ｂ光が平行光で液晶パネル１０３に入射するよう、Ｂ光にレンズ作用を付与する。液晶パネル１０３は、青色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＢ光を変調する。コンデンサレンズ１０２を透過したＢ光は、偏光板（図示せず）を介して液晶パネル１０３に入射される。

リレーレンズ１０４、１０６は、液晶パネル１０９に対するＧ光の入射状態が液晶パネル１０３に対するＢ光の入射状態と等しくなるよう、ダイクロイックミラー１０１にて反射されたＲ光とＧ光にレンズ作用を付与する。ミラー１０５は、リレーレンズ１０４を透過したＲ光、Ｇ光の光路を９０°変更する。

ダイクロイックミラー１０７は、リレーレンズ１０６を透過したＲ光およびＧ光のうち、Ｇ光のみを反射する。コンデンサレンズ１０８は、Ｇ光が平行光で液晶パネル１０９に入射するよう、Ｇ光にレンズ作用を付与する。液晶パネル１０９は、緑色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＧ光を変調する。コンデンサレンズ１０８を透過したＧ光は、偏光板（図示せず）を介して液晶パネル１０９に入射される。

リレーレンズ１１０、１１２は、液晶パネル１１５に対するＲ光の入射状態が液晶パネル１０３および１０９に対するＢ光およびＧ光の入射状態と等しくなるようＲ光にレンズ作用を付与する。ミラー１１１、１１３は、ダイクロイックミラー１０７を透過したＲ光を液晶パネル１１５に導くよう、それぞれ、Ｒ光の光路を９０°変更する。コンデンサレンズ１１４は、Ｒ光が平行光の状態で液晶パネル１１５に入射するよう、Ｒ光にレンズ作用を付与する。液晶パネル１１５は、赤色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＲ光を変調する。コンデンサレンズ１１４を透過したＲ光は、偏光板（図示せず）を介して液晶パネル１１５に入射される。

ダイクロイックプリズム１１６は、液晶パネル１０３、１０９、１１５によって変調されたＢ光、Ｇ光およびＲ光を合成し投写光学系４０へと入射させる。

２００は、プロジェクタを作動させるための電気回路系である。図示の如く、電気回路系２００は、光源１１と投写光学系４０の間のスペースに配されている。なお、電気回路系２００に関連する端子（電源および映像信号を入力するための端子等）は、プロジェクタの外部筐体の側面のうち、図２に示す壁面に対向する以外の側面に配されている。

図２は、本実施の形態の効果を説明する図である。

本実施の形態では、Ｇ光およびＲ光を液晶パネル１０９および１１５に導くための光学系（導光光学系）が光源１１の光軸に対して投写光学系４０の位置から反対方向に突出しているため、光学エンジン１０と壁面の間にスペース（気流スペース）が生じ、このスペースを介して、吸気ファン３０に対する気流が確保される。よって、光学エンジン１０と壁面との間の距離（Ｈ１）を、たとえば、プロジェクタの外部筐体の厚み程度にまで抑制することができ、壁面から投写光の出射位置までの距離（Ｈ０）を小さくすることができる。

また、本実施の形態では、光源１０および吸気ファン３０からなるユニット部分の配置位置を、導光光学系の突出部分よりも投写光学系４０の方向に引っ込めることができるため、光学エンジン１０の端縁から投写光出射位置までの距離（Ｈ２）を、図１０の構成例における距離（ｈ２）比べて抑制することができ、その分、壁面から投写光の出射位置までの距離（Ｈ０）を小さくすることができる。図３（ａ）は、本実施の形態における距離（Ｈ２）と、図１０の構成例における距離（ｈ２）とを対比する図である。

光学エンジン１０内に配置される部材のうち、光源１０と吸気ファン３０からなるユニットは、図中のＸ軸方向において、他の光学部材よりも大きな寸法を占める。図３（ｂ）に示す構成例では、光源１０と吸気ファン３０からなるユニットが、光路Ｌ１の延長線上に配置されているため、このユニットは、光路Ｌ１上の光学部材よりも投写光学系４０から反対方向に突出するようになる。したがって、同図（ｂ）の構成例における距離（ｈ２）は、図示の如く、吸気ファン３０の端縁と投写光出射位置の間の距離となる。

これに対し、本実施の形態では、同図（ａ）に示す如く、光源１０と吸気ファン３０からなるユニットが、光路Ｌ２の延長線上に配置されるため、このユニットは、光路Ｌ１上の光学部材よりも投写光学系４０の方向に引っ込むようになる。よって、本実施の形態における距離（Ｈ２）は、図示の如く、光路Ｌ１上の光学部材の端縁と投写光出射位置の間の距離となる。

したがって、本実施の形態における距離（Ｈ２）は、同図（ｂ）の構成例における距離（ｈ２）よりも、図中の距離Δｈだけ小さくなる。このように、本実施の形態では、図２における距離（Ｈ１）の他、距離（Ｈ２）も、図９の構成例に比べ抑制できるため、壁面から投写光の出射位置までの距離（Ｈ０）を、図９の構成例に比べ、顕著に抑制することができる。

なお、本実施の形態では、電気回路系２００が、光学エンジン１０と壁面の間ではなく、光源１０と投写光学系４０の間に生じる余剰スペースに配置されるため、プロジェクタ内に生じるスペース上の無駄を抑制でき、同時に、光学エンジン１０と壁面との間の距離（Ｈ１）を抑制することができる。

また、本実施の形態では、Ｂ光をダイクロイックミラー１０１に対し透過させて液晶パネル１０３に入射させるようにしたため、リレーレンズ１０４、１０６、１１０および１１２を経由して液晶パネル１０９、１１５に入射するＧ光、Ｒ光に比べ、Ｂ光の光路を短縮でき、また、Ｂ光が通過する光学部材の点数をＧ光、Ｒ光に比べ削減することができる。よって、Ｇ光、Ｒ光に比べＢ光の光量減衰を抑制することができ、その結果、光源１１とフライアイインテグレータ１２の間に紫外線除去フィルタ等が配置されているような場合にも、十分な光量のＢ光をスクリーン上に投写することができる。

図４は、本実施の形態に係るプロジェクタの使用形態を示す図である。同図（ａ）は、プロジェクタが天吊設置される場合の使用形態であり、同図（ｂ）は、プロジェクタが机上設置される場合の使用形態である。なお、同図（ａ）の使用形態では、保持機構３００ａを介してプロジェクタにスクリーン４００が一体化されており、さらに、床面に設置されるスタンド３００ｂに保持機構３００ａが装着されている。

本実施の形態では、上記のとおり距離（Ｈ０）が抑制されるため、同図（ａ）（ｂ）の何れの使用形態においても、人や物等が投写光の進行経路を遮る状況を低減させることができる。よって、何れの使用形態においても、高い操作性と使い勝手の良さを使用者に提供できる。

なお、上記実施の形態では、光を均一化させるための光学手段として、フライアイインテグレータを用いたが、図５に示すように、光を均一化させるための光学手段としてロッドインテグレータ１２１を用いることもできる。なお、図５には、透過材質からなるロッドインテグレータを例示するが、複数のミラーが反射面を内側に向けるようにして配置された中空ロッドインテグレータでも同様の効果を得ることができる。

図５の構成例では、光源１１のリフレクタが、光を略１点に集光させる形状とされている。光の集光位置には、透過材質からなるロッド状のインテグレータ（ロッドインテグレータ）１２１が配置されている。ロッドインテグレータ１２１に入射した光は、ロッドインテグレータ１２１内で反射を繰り返すことにより、液晶パネル１０３、１０９、１１５上において均一な光量分布となる。

ロッドインテグレータ１２１の出射端には、２つのＰＢＳを有する偏光変換素子１２２が配されている。ロッドインテグレータ１２１から出射された光は、偏光変換素子１２２を構成する２つのＰＢＳのうち第１のＰＢＳに入射され、この第１のＰＢＳから、たとえば、Ｐ偏光の光がリレーレンズ１２３側に出射される。第１のＰＢＳによって反射された光（Ｓ偏光）は、もう一つのＰＢＳ（第２のＰＢＳ）に入射され、この第２のＰＢＳにて反射されリレーレンズ１２３に向かって進行する。第２のＰＢＳの光出射位置には１／２波長板が配されており、この１／２波長板による作用によって、第２のＰＢＳから出射された光はＰ偏光となる。したがって、第１のＰＢＳと第２のＰＢＳからリレーレンズ１２３に入射される光はともにＰ偏光となる。

なお、第１のＰＢＳの構成を変更することにより、偏光変換素子２２を通過した光の偏光方向をＳ偏光に揃えることもできる。具体的には、第１のＰＢＳを透過する光がＳ偏光となるよう、第１のＰＢＳの構成が変更される。

なお、図１におけるＰＢＳアレイ１３は、複数の偏光変換素子１２２が、フライアイインテグレータ１２のレンズ群にそれぞれ対応する位置にアレイ状に配置されたものである。

リレーレンズ１２３、１２４は、偏光変換素子１２２から出射された光の集光状態を調整する。リレーレンズ１２４より後方側の構成は、図１に示す実施の形態と同様である。図５の構成例においても、上記図１に示す実施の形態と同様の効果が奏される。

図６は、図５の構成例をさらに変更したものである。この構成例では、図５の構成例に比べ、ミラー１３１からミラー１３６までの光学系が相違している。

すなわち、リレーレンズ１２３を透過した光は、ミラー１３１、１３２によって光路が曲げられ、リレーレンズ１３３に入射される。リレーレンズ１３３を透過した白色光のうち、Ｂ光がダイクロイックミラー１３４によって反射され、Ｇ光とＲ光は、ダイクロイックミラー１３４を透過する。ダイクロイックミラー１３４にて反射されたＢ光は、ミラー１３６によって反射され、液晶パネル１０３へと導かれる。ダイクロイックミラー１３４を透過したＧ光とＲ光は、その後、図５と同様の光路を進み、それぞれ、液晶パネル１０９、１１５へと導かれる。

この構成例では、偏光変換素子１２２から液晶パネル１０３、１０９までの光路長が同一とされる。よって、この構成例では、リレーレンズによってＢ光とＧ光の光路を調整する必要がなく、このため、図５における２つのリレーレンズ１０４、１０６が省略される。ただし、この構成例では、偏光変換素子１２２から液晶パネル１０３までの光路長が図５の構成例よりも大きくなるため、図５の構成例に比べ、Ｂ光の光量減衰がやや大きくなる。また、２つのミラー１３１、１３２によって光路を折り曲げる関係から、図５の構成例に比べ、ミラーの点数が増加し、また、光源１１の光軸方向における光学エンジン１１の寸法が大きくなる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態によって制限されるものではない。また、本発明の実施形態は上記の他、種々の変更が可能である。

たとえば、上記実施の形態では、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光を液晶パネル１０３、１０９、１１５に入射させて変調させ、変調後の光をダイクロイックプリズム１１６で合成するようにしたが、これら波長帯以外の光をさらに対応する液晶パネルにて変調させ、変調後の光をＢ光、Ｇ光、Ｒ光とともに合成して投写光学系４０に入射させるようにしても良い。たとえば、光源１１内のランプにて発光される光にＢ光、Ｇ光、Ｒ光の他に黄色波長帯（以下、「Ｙ光」という）のスペクトル成分がある場合には、Ｙ光をダイクロイックミラーで分離するとともにリレーレンズでリレーして対応する液晶パネルへと導き、当該液晶パネルにて変調されたＹ光を、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光とともにダイクロイックプリズムで合成するようにしても良い。

また、上記実施の形態では、Ｒ光よりもＧ光の光路長が短くなるよう光学系を構成したが、Ｇ光よりもＲ光の光路長が短くなるよう光学系を構成しても良い。

この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図 実施の形態に係るプロジェクタの効果を説明する図 実施の形態に係るプロジェクタの効果を説明する図 実施の形態に係るプロジェクタの使用形態を示す図 実施の形態に係るプロジェクタの変更例を示す図 実施の形態に係るプロジェクタの変更例を示す図 背景技術を説明する図 非球面ミラーにて広角に投写光を投写するタイプのプロジェクタの使用形態を示す図 非球面ミラーにて広角に投写光を投写するタイプのプロジェクタの構成例を示す図 図９に示した構成例の課題を説明する図

符号の説明

１０ … 光学エンジン
１１ … 光源
１２ … フライアイインテグレータ
１３ … ＰＢＳアレイ（偏光素子）
１４ … コンデンサレンズ
３０ … 吸気ファン（冷却ユニット）
４０ … 投写光学系
１０１ … ダイクロイックミラー
１０２、１０８、１１４ … コンデンサレンズ
１０３、１０９、１１５ … 液晶パネル（空間変調素子）
１０４、１０６、１１０、１１２ … リレーレンズ
１０５、１１１、１１３ … ミラー
１１６ … ダイクロプリズム（光合成素子）
１２１ … ロッドインテグレータ
１２２ … 偏光変換素子（偏光素子）
１２３、１２４ … リレーレンズ
１３１、１３２、１３６ … ミラー
１３３ … リレーレンズ
１３４ … ダイクロイックミラー
２００ … 電気回路系
３００ａ … 保持機構
３００ｂ … スタンド

Claims (9)

1. 光源と、
   前記光源を冷却する冷却ユニットと、
   少なくとも３つの波長帯の光に対応して個別に配された空間変調素子と、
   前記光源からの光のうち前記各波長帯の光をそれぞれ対応する前記空間変調素子に導く導光光学系と、
   前記空間変調素子によって変調された前記各波長帯の光を合成する光合成素子と、
   前記光合成素子によって合成された光を投写する投写光学系とを備え、
   前記光源の光軸と前記投写光学系の光軸が略直交するとともに、前記導光光学系が前記光源の光軸に対して前記投写光学系の位置から反対方向に突出している、
   ことを特徴とする投写型表示装置。
2. 請求項１に記載の投写型表示装置において、
   前記導光光学系は、前記各波長帯の光のうち第１の波長帯の光を前記光源からの光軸に沿って進行させて対応する前記空間変調素子に入射させるとともに、前記第１の波長帯以外の前記波長帯の光を前記光源からの光軸に垂直な方向に迂回させながらリレー光学系を介して対応する空間変調素子に入射させる、
   ことを特徴とする投写型表示装置。
3. 請求項２に記載の投写型表示装置において、
   前記空間変調素子がｎ個配されている場合、前記第１の波長帯以外の前記波長帯の光を少なくともｎ−１個のリレー光学系を介して対応する空間変調素子に入射させる、
   ことを特徴とする投写型表示装置。
4. 請求項２または３に記載の投写型表示装置において、
   前記第１の波長帯の光は、青色波長帯の光である、
   ことを特徴とする投写型表示装置。
5. 請求項２ないし４の何れか一項に記載の投写型表示装置において、
   前記導光光学系と前記光源の間に前記光源からの光を均一化するフライアイインテグレータを備え、
   前記導光光学系は、前記フライアイインテグレータ側から入射される光のうち前記第１の波長の光を透過するとともに前記第１の波長以外の光を反射する第１の波長選択性ミラーと、前記第１の波長選択性ミラーによって反射された第２の波長の光を対応する前記空間変調素子に導くとともに前記第２の波長の光と第３の波長の光を分離する第２の波長選択性ミラーとを備える第１のリレー光学系と、前記第２の波長選択性ミラーによって分離された第３の波長の光を対応する前記空間変調素子に導く第２のリレー光学系を有する、
   ことを特徴とする投写型表示装置。
6. 請求項２ないし４の何れか一項に記載の投写型表示装置において、
   前記導光光学系と前記光源の間に前記光源からの光を均一化するロッドインテグレータを備え、
   前記導光光学系は、前記ロッドインテグレータ側から入射される光のうち前記第１の波長の光を透過するとともに前記第１の波長以外の光を反射する第１の波長選択性ミラーと、前記第１の波長選択性ミラーによって反射された第２の波長の光を対応する前記空間変調素子に導くとともに前記第２の波長の光と第３の波長の光を分離する第２の波長選択性ミラーとを備える第１のリレー光学系と、前記第２の波長選択性ミラーによって分離された第３の波長の光を対応する前記空間変調素子に導く第２のリレー光学系を有する、
   ことを特徴とする投写型表示装置。
7. 請求項１ないし６の何れか一項に記載の投写型表示装置において、
   前記光源と前記投写光学系の間のスペースに電気回路系を配置した、
   ことを特徴とする投写型表示装置。
8. 請求項１ないし７の何れか一項において、
   外部筐体の側面のうち前記光源の光軸に対して前記投写光学系から反対側に位置する側面以外の側面に、電気回路系に関連する端子が配置されている、
   ことを特徴とする投写型表示装置。
9. 請求項１ないし８の何れか一項において、
   スクリーンが保持機構を介して一体的に装着されている、
   ことを特徴とする投写型表示装置。

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