JP2016206609A - 投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１種類の遮光板で複数種類のロッドインテグレータに対応可能であり、かつ、光源部の交換時にロッドインテグレータにゴミが侵入したりゴミが付着したりすることを抑制可能な投写型表示装置を提供する。
【解決手段】投写型表示装置は、光源部とＤＭＤと導光部とを備え、導光部は、ロッドインテグレータと遮光板２４とを備えている。導光部に対する光源部の装着時に、遮光板２４は、ＤＭＤの画素領域の縦横比に応じた開口部がロッドインテグレータの入口開口部に対向する開口位置に位置し、導光部に対する光源部の取り外し時に、遮光板２４は、閉口部がロッドインテグレータの入口開口部に対向する閉口位置に位置している。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体発光素子等の照明光源を利用した光を、画像表示素子のライトバルブに透過、または反射させて映像をスクリーンに投影する投写型表示装置に関するものである。

特許文献１には投写型表示装置が記載されている。この投写型表示装置では、キセノンランプの出力光が、集光され、遮光板の開口部を通過し、ロッドインテグレータの入口開口部へ入射される。遮光板は、ロッドインテグレータの前側に立設され支持台に固定されており、ロッドインテグレータの入口開口部に対面する位置に配置される開口部を有している。これにより、必要光はロッドインテグレータへ入射され、不要光は遮光板でキセノンランプ側へ反射される。遮光板の開口部は、ロッドインテグレータの入口開口部よりも大きく形成されている。

ロッドインテグレータ内に入射した光は、ロッドインテグレータの内表面で繰り返し反射され、矩形変換され均一性が向上した光として出口開口部から出射される。ロッドインテグレータから出射した光は、レンズ、ミラー、およびプリズム等を経由し、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）等の表示デバイスによって変調されて映像光となり、スクリーンに投写される。

特許第４５７２１６３号公報

一般に、遮光板の開口部とロッドインテグレータの入口開口部とを縦横比が同じ矩形状（すなわち相似形状にある矩形状）に形成することによって、遮光板を通過した光を効率良くロッドインテグレータへ入射させることができる。

また、表示デバイスの画素領域の縦横比と、ロッドインテグレータの入口開口部および出口開口部の縦横比とを同じにすることによって、表示デバイスにおいて照明光を無駄なく利用することができ、スクリーン上に明るい映像を表示することができる。

ところが、表示デバイスの画素領域の縦横比は様々であり、例えば４：３または１６：９の縦横比が知られている。このため、特許文献１に記載の構造によれば、４：３の表示デバイスに対しては、縦横比が４：３の入口開口部および出口開口部を有するロッドインテグレータと、縦横比が４：３の開口部を有する遮光板とを準備する必要がある。また、１６：９の表示デバイスに対しては、縦横比が１６：９の入口開口部および出口開口部を有するロッドインテグレータと、縦横比が１６：９の開口部を有する遮光板とを準備する必要がある。

また、同じ縦横比を有する表示デバイスであっても、画素領域のサイズが異なる場合がある。そのため、画素領域のサイズごとに、ロッドインテグレータおよび遮光板を準備する必要がある。

つまり、特許文献１に記載の構造では、ロッドインテグレータと遮光板の両方を、表示デバイスの画素領域の縦横比およびサイズに応じた専用品として構成する必要がある。換言すれば、ロッドインテグレータと遮光板とは特定の１対１の組み合わせでしか利用することができない。複数種類の遮光板のプレス金型を製作する必要があるため、プレス金型の製作費用が大きくなるという問題があった。

また、近年、光源として放電ランプに変わりＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）を備えた光源が使用されている。従来の放電ランプに比べてＬＥＤの寿命は長くなっているが、一般的にＬＥＤ素子自体の寿命は１０万時間と言われ光源としてのＬＥＤの寿命は４万から５万時間と言われている。ここで、光源としてのＬＥＤの寿命の定義は輝度が半減したときの時間とする。投写型表示装置に使用される高輝度用ＬＥＤは種類にもよるが、一般的なＬＥＤに比べて大電流を供給し高輝度発光させるために一般的なＬＥＤよりも寿命が短くなる。したがって、投写型表示装置として特にプロジェクタを構成している光学部品、電気部品、および構造部品よりも、光源としてのＬＥＤの寿命が短くなることがある。そのため、ＬＥＤの寿命または故障によって放電ランプと同様に、ＬＥＤ光源の定期交換作業または故障による交換作業が発生する。

集光させた光源光をロッドインテグレータに入れる構造を持つＬＥＤ光源の場合、光源を交換する際に遮光板およびロッドインテグレータが外部に露出することがある。そのため、光源交換時に外部からのゴミが遮光板の開口穴から侵入し、ロッドインテグレータの表面に付着、またはロッドインテグレータの内部に入り、表示デバイスの周辺までゴミが侵入することもある。そのような状態で光源を点灯させると投写された映像の輝度が低下したり、映像画面に不具合が生じたりする問題があった。

そこで、本発明は、１種類の遮光板で複数種類のロッドインテグレータに対応可能であり、かつ、光源部の交換時にロッドインテグレータにゴミが侵入したりゴミが付着したりすることを抑制可能な投写型表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る投写型表示装置は、光源部と、表示映像を形成するための画素領域を有する表示デバイスと、前記光源部からの出射光を前記表示デバイスの前記画素領域へ導く導光部とを備え、前記導光部は、前記出射光が入射する入口開口部と前記入口開口部の反対側の出口開口部とを有するロッドインテグレータと、前記ロッドインテグレータの前記入口開口部と前記光源部との間に配置される遮光板とを備え、前記ロッドインテグレータの前記入口開口部は、前記表示デバイスの前記画素領域の縦横比に応じた大きさに形成され、前記遮光板は、回転軸を中心に周方向に回転可能に構成され、かつ、前記表示デバイスの前記画素領域の縦横比に応じたそれぞれ異なる大きさの複数の開口部と、前記開口部以外の閉口部とを備え、前記光源部は、前記導光部に着脱可能に構成され、前記導光部に対する前記光源部の装着時に、遮光板は、前記表示デバイスの前記画素領域の縦横比に応じた前記開口部が前記ロッドインテグレータの前記入口開口部に対向する開口位置に位置し、前記導光部に対する前記光源部の取り外し時に、遮光板は、前記閉口部が前記ロッドインテグレータの前記入口開口部に対向する閉口位置に位置するものである。

本発明によれば、遮光板は、回転軸を中心に周方向に回転可能に構成され、かつ、表示デバイスの画素領域の縦横比に応じたそれぞれ異なる大きさの複数の開口部を備えるため、１種類の遮光板で複数種類のロッドインテグレータに対応可能となる。したがって、遮光板について１種類のプレス金型を製作すればよいため、プレス金型の製作費用を抑制できる。

導光部に対する光源部の装着時に、遮光板は、表示デバイスの画素領域の縦横比に応じた開口部がロッドインテグレータの入口開口部に対向する開口位置に位置し、導光部に対する光源部の取り外し時に、遮光板は、閉口部がロッドインテグレータの入口開口部に対向する閉口位置に位置するため、光源部の交換時にロッドインテグレータにゴミが侵入したりゴミが付着したりすることを抑制できる。

実施の形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。 投写型表示装置の光学系全体の概略構成図である。 導光モジュールの斜視図である。 導光モジュールの断面斜視図である。 遮光板の平面図である。 保持部材の斜視図である。 遮光板の斜視図である。 光源部の斜視図である。 導光モジュールにおいて遮光板が閉口位置に位置する状態を示す斜視図である。 導光モジュールにおいて遮光板が開口位置に回転した状態を示す斜視図である。 導光モジュールにおいて遮光板が開口位置に回転した状態を示す斜視図である。 導光モジュールにおいて遮光板が閉口位置に位置する状態を示す斜視図である。 導光モジュールにおいて遮光板が開口位置に回転した状態を示す斜視図である。 導光モジュールにおいて遮光板が閉口位置に位置する状態を示す斜視図である。 導光モジュールにおいて遮光板が開口位置に回転した状態を示す斜視図である。

＜実施の形態＞
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態に係る投写型表示装置１の概略構成図である。

図１に示すように、投写型表示装置（いわゆるプロジェクタ）１は大別すると、光源部２と、導光部３と、表示デバイス４と、投写部５と、スクリーン６から構成されている。なお、以下では投写型表示装置１の光学系およびそれの関連構造を主として説明するため、電源系、処理系、および制御系等についての図示および詳述は省略する。換言すれば、投写型表示装置１の電源系、処理系、および制御系等には既存の各種構成を採用可能である。

光源部２は、表示映像の投写に利用する照明光を出力するように構成されている。なお、説明をわかりやすくするために、光源部２の出力光の光軸（換言すれば光路）８を二点鎖線で図示している。導光部３は、光源部２から出射される光を表示デバイス４へ導くように構成されている。

表示デバイス４は、導光部３によって導かれた照明光と、表示映像のデータとを取得し、照明光を表示映像データに基づいて加工し、加工後の光（すなわち表示映像）を出力するように構成されている。表示デバイス４は、表示映像を形成するための画素が配列された領域（以下、画素領域とも称する）を有しており、当該画素領域に、光源部２からの出力光（出射光）が導光部３を介して照射される。各画素の状態が、対応する表示映像データに基づいて制御されることによって、表示映像が形成される。

ここでは、表示デバイス４としてＤＭＤを例示し、表示デバイス４をＤＭＤ４とも称することにする。但し、表示デバイス４として液晶パネル等の他の表示デバイスを採用することも可能である。

投写部５は、表示デバイス４で形成された表示映像を拡大投写するように構成されている。スクリーン６は、投写部５からの出力光が照射される部材である。ここで、投写型表示装置１は、スクリーン６上の表示映像を投写部５と同じ側から見る構成（いわゆるフロント型）と、スクリーン６上の表示映像を投写部５とは反対側から見る構成（いわゆるリア型）とのいずれに構成することも可能である。なお、フロント型の場合、スクリーン６を除いた構成を投写型表示装置１と称してもよい。

次に、光源部２と導光部３の詳細について説明する。図２は、投写型表示装置１の光学系全体の概略構成図である。

図２に示すように、光源部２は、半導体発光モジュール１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと、コリメータレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと、ダイクロイックミラー１４Ｒ，１４Ｂと、集光レンズ２１とを備えている。

半導体発光モジュール１１Ｒは、赤色の光（以下、Ｒ光とも称する）を出力する半導体発光素子（ＬＥＤまたはレーザー等）が基台に実装された構成を有する。半導体発光モジュール１１Ｇも同様に構成され、緑色の光（以下、Ｇ光とも称する）を出力する。また、半導体発光モジュール１１Ｂも同様に構成され、青色の光（以下、Ｂ光とも称する）を出力する。なお、半導体発光モジュール１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは所定周期で順番に光出力をするように制御される。

コリメータレンズ１２Ｒは、半導体発光モジュール１１Ｒの出力光を平行光束に整形するように構成されている。同様に、コリメータレンズ１２Ｇは半導体発光モジュール１１Ｇの出力光を平行光束に整形するように構成されており、コリメータレンズ１２Ｂは半導体発光モジュール１１Ｂの出力光を平行光束に整形するように構成されている。

ダイクロイックミラー１４Ｒは、半導体発光モジュール１１Ｒが出力するＲ光を反射し、コリメータレンズ１２Ｒを通過したＲ光が入射するように構成されている。なお、半導体発光モジュール１１Ｇ，１１Ｂが出力するＧ光およびＢ光はダイクロイックミラー１４Ｒを透過する。

ダイクロイックミラー１４Ｂは、半導体発光モジュール１１Ｂが出力するＢ光を反射し、コリメータレンズ１２Ｂを通過したＢ光が入射するように構成されている。なお、半導体発光モジュール１１Ｒ，１１Ｇが出力するＲ光およびＧ光はダイクロイックミラー１４Ｂを透過する。

図２の例では、ダイクロイックミラー１４Ｒ，１４Ｂは互いに交差しており、ダイクロイックミラー１４Ｒ，１４Ｂで区画された４方向のうちの３方向に半導体発光モジュール１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂがそれぞれ配置され、残る１方向にＲ光、Ｇ光およびＢ光を集光するように集光レンズ２１が配置されている。

かかる配置例では、半導体発光モジュール１１Ｒから出射されコリメータレンズ１２Ｒを通過したＲ光は、ダイクロイックミラー１４Ｒで反射される一方、ダイクロイックミラー１４Ｂを透過し、集光レンズ２１で集光され導光部３へ入力される。同様に、半導体発光モジュール１１Ｂから出射されコリメータレンズ１２Ｂを通過したＢ光は、ダイクロイックミラー１４Ｂで反射される一方、ダイクロイックミラー１４Ｒを透過し、集光レンズ２１で集光され導光部３へ入力される。また、半導体発光モジュール１１Ｇから出射されコリメータレンズ１２Ｇを通過したＧ光は、ダイクロイックミラー１４Ｒ，１４Ｂを透過し、集光レンズ２１で集光され導光部３へ入力される。

光源部２から出力される（換言すれば導光部３へ入力される）Ｒ光、Ｇ光およびＢ光が同じ光路を辿るように、半導体発光モジュール１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ、コリメータレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、ダイクロイックミラー１４Ｒ，１４Ｂ、および集光レンズ２１の配置位置が設定されている。なお、光源部２の構成はかかる例に限定されるものではない。

図２に示すように、導光部３は、ロッドインテグレータ２３と、遮光板２４と、リレーレンズ２５，２６，２７と、ミラー２８，２９と、リレーレンズ３０と、プリズム３１とを備えている。

光源部２から出射された集光光のＲ光、Ｇ光およびＢ光は遮光板２４の開口部を介してロッドインテグレータ２３へ入力される。なお、遮光板２４の開口部の詳細については後述する。

ロッドインテグレータ２３は断面視が矩形の筒状体であり、当該筒状体の内面は光源部２が出射するＲ光、Ｇ光およびＢ光を反射するように構成されている。ロッドインテグレータ２３は、出射光が入射する入口開口部２３ａと、入口開口部２３ａの反対側の出口開口部２３ｂとを備えている。

ロッドインテグレータ２３の一方端の入口開口部２３ａから入力された光は、ロッドインテグレータ２３の内面で多数回反射して、他方端の出口開口部２３ｂから出射する。ロッドインテグレータ２３において、入口開口部２３ａから入力した光束はその断面形状（光軸８に直交する面内での形状）がロッドインテグレータ２３の断面形状に応じた矩形に変換されるとともに当該矩形断面内における光強度分布が均一化され、そのように整形された光束が出口開口部２３ｂから出力される。つまり、光源部２の集光レンズ２１によって集光されたＲ光、Ｇ光およびＢ光は、ロッドインテグレータ２３を通過することによって上記のように整形される。

ここでは、ロッドインテグレータ２３の長手方向における任意の各地点においてロッドインテグレータ２３の断面形状は同じ場合を例示する。この場合、入口開口部２３ａと出口開口部２３ｂは同じ形状である。なお、入口開口部２３ａと出口開口部２３ｂを異なる形状にすることも可能である。

遮光板２４は、ロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａと光源部２との間に配置されている。遮光板２４は、集光光のＲ光、Ｇ光およびＢ光の光束のうちロッドインテグレータ２３の内部へ入らない光（つまり不要な光）を遮光するために配置されている。不要光として例えば、ロッドインテグレータ２３を構成する反射ミラーの端面（入口開口部２３ａ側の端面）から入射し反射ミラーの内部を通って出口開口部２３ｂ側の端面から出射し進行を続ける光、および反射ミラーの外側を通って進行を続ける光が挙げられる。

なお、ロッドインテグレータ２３は、４枚の反射ミラーを筒状に組み合わせて接着材で固定されているものがある。不要光の熱が反射ミラーを貼り合わせている接着剤の接着力を劣化させる場合があるので、遮光板２４で不要光を遮光することで、接着剤の接着力劣化を防止することができる。その結果、ロッドインテグレータ２３の変形を防止することができる。なお、遮光板２４の詳細については後述する。

リレーレンズ２５，２６，２７は、ロッドインテグレータ２３の出力光を平行光束に整形するように構成されている。ミラー２８，２９は、リレーレンズ２５，２６，２７によって生成された平行光束をプリズム３１へ導くように構成されている。なお、プリズム３１とミラー２９との間にリレーレンズ３０が配置されている。

プリズム３１は、入射角度に応じて光を屈折または透過させることが可能である。かかる性質に鑑み、プリズム３１は、（i）光源部２から到来した照明光をＤＭＤ４へ導くこと、（ii）ＤＭＤ４のオンステート時の反射光を光源部２からの到来光路とは別の光路へ導くこと、（iii）ＤＭＤ４のオフステート時の反射光を、光源部２からの到来光路およびオンステート時の反射光路とは別の光路へ導くことが可能に構成されている。

なお、図２の例では、オンステート時の反射光路はＤＭＤ４の画素領域の面に対して略９０°を形成し、オフステート時の反射光路は画素領域の面に対して９０°よりも小さい角度を形成している。また、ＤＭＤ４へ到来する照明光の光路は、画素領域の面に対して９０°よりも小さいがオフステート時の反射光路についての上記角度よりも大きい角度を形成している。

ここで、ＤＭＤ４は、映像生成回路から出力される映像信号と、半導体発光モジュール１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの発光順序および発光周期とを取得し、取得したこれらの情報に基づいて各画素の状態、すなわちマイクロミラーの姿勢角度（オンステートまたはオフステート）を制御する。

ＤＭＤ４のオンステート時の反射光は、プリズム３１によって投写部５（図１参照）へ導かれ、表示映像を形成する。他方、ＤＭＤ４のオフステート時の反射光は、プリズム３１によって投写部５に入らない方向に導かれる。

次に、導光部３の詳細について説明する。図３は、導光モジュール５０の斜視図であり、図４は、導光モジュール５０の断面斜視図である。

図３と図４には、ロッドインテグレータ２３と遮光板２４とリレーレンズ２５，２６，２７とが一体的に保持されてモジュール化された構造が例示されている。なお、かかるモジュールを導光モジュール５０と称することにする。

図３と図４に示すように、導光モジュール５０は、ロッドインテグレータ２３と、遮光板２４と、リレーレンズ２５，２６，２７と、ロッドインテグレータ２３の保持部材５１と、鏡筒５２とを備えている。

保持部材５１には、遮光板２４がバネ５４と段付きネジ５５によって回転可能に取り付けられている。

ロッドインテグレータ２３、遮光板２４、およびリレーレンズ２５，２６，２７は、リレーレンズ２５，２６，２７の球面仮想中心と、ロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａおよび出口開口部２３ｂの開口中心（換言すればロッドインテグレータ２３の中心軸）と、遮光板２４における後述の開口部の開口中心とが、光源部２（図１および図２参照）から供給される照明光の光軸に一致する状態で、保持部材５１は鏡筒５２内に位置決めされ固定されている。

ここで、ＤＭＤ４の画素領域と、ロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａおよび出口開口部２３ｂと、遮光板２４の開口部とは、それぞれの形状（より具体的には平面視形状）が互いに相似形をしている。なお、相似比が１（すなわち合同）である場合も相似の一形態に含まれるものとする。

相似の関係が保たれる限り、ロッドインテグレータ２３の出口開口部２３ｂとＤＭＤ４の画素領域とのいずれが大きくても構わないし、両者が同じ大きさであっても構わない。ロッドインテグレータ２３から出力された矩形光束の断面寸法は、ＤＭＤ４への照射前に、リレーレンズ２５，２６，２７等によって調整可能だからである。なお、図２では、出口開口部２３ｂよりもＤＭＤ４の画素領域の方が大きい場合を例示している。

また、ロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａと遮光板２４の開口部とのいずれが大きくても構わないし、両者が同じ大きさであっても構わない。但し、遮光板２４によるロッドインテグレータ２３の変形防止効果を得るためには、光源部２から供給される光束が、ロッドインテグレータ２３の外部を進行せず、また、ロッドインテグレータ２３を構成する反射ミラーの端面へ進入しないことが好ましい。また、光の利用効率の点からすれば、より多くの光量がロッドインテグレータ２３内へ入力されることが好ましい。これらに鑑みると、遮光板２４の開口部とロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａとは略同じ大きさ（上記の観点に応じた寸法差は許容される）であることが好ましい。

ところで、ＤＭＤ４の画素領域の縦横比は様々である。例えば画素領域が１９２０×１２００ピクセルで構成される場合、その縦横比は約１６：１０である。また、画素領域が１０２４×７６８ピクセルで構成される場合、その縦横比は約４：３である。また、画素領域が１９２０×１０８０ピクセルで構成される場合、その縦横比は約１６：９である。

このため、投写型表示装置１に搭載するＤＭＤ４の画素領域の縦横比に応じて、ロッドインテグレータ２３の種類が使い分けられる。これに対し、遮光板２４には以下に説明する工夫が施されているため、１種類の遮光板２４で複数種類のＤＭＤ４に対応可能、換言すれば複数種類のロッドインテグレータ２３に対応可能である。なお、ここでは、ＤＭＤ４とロッドインテグレータ２３以外の構成要素は、搭載されるＤＭＤ４およびロッドインテグレータ２３の種類を問わず共用されるものとする。

次に、遮光板２４の詳細について説明する。図５は、遮光板２４の平面図である。図５に示すように、遮光板２４には３種類の開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃが設けられている。いずれの開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃも光源部２からの出射光をロッドインテグレータ２３へ通過させるための矩形の開口部であるが、縦横比が異なる。例えば、開口部２４ａは１０２４×７６８画素対応の縦横比を有し、開口部２４ｂは１９２０×１２００画素対応の縦横比を有し、開口部２４ｃは１９２０×１０８０画素対応の縦横比を有する。

遮光板２４には、遮光板２４を周方向に回転させる回転軸となる段付きネジ５５が挿通される穴２４ｄが設けられており、穴２４ｄを基準に（回転軸に対して）それぞれ周方向に等間隔の角度Ａのピッチで開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃが設けられている。また、図５の２点鎖線で示すように、遮光板２４における開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃと隣接する領域には、開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃに対応する閉口部２４ａａ，２４ｂｂ，２４ｃｃがそれぞれ設けられている。

閉口部２４ａａは、開口部２４ａ、および保持部材５１に設けられている開口部５１ａよりも大きな閉口に形成されている。閉口部２４ｂｂは、開口部２４ｂ、および開口部５１ａよりも大きな閉口に形成されている。閉口部２４ｃｃは、開口部２４ｃ、および開口部５１ａよりも大きな閉口に形成されている。これにより、閉口部２４ａａ，２４ｂｂ，２４ｃｃは、保持部材５１に設けられている開口部５１ａを塞ぐことが可能である。

閉口部２４ａａ，２４ｂｂ，２４ｃｃは、穴２４ｄを基準に（回転軸に対して）それぞれ周方向に等間隔の角度Ｂのピッチでそれぞれ設けられている。さらに、開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃおよび閉口部２４ａａ，２４ｂｂ，２４ｃｃの中心から遮光板２４の穴２４ｄまでの距離Ｌ１はすべて同じである（すなわち、同じピッチ円上にある）。

図６は、保持部材５１の斜視図である。保持部材５１にも遮光板２４を周方向に回転させる回転軸となる段付きネジ５５が挿通される穴５１ｂが設けられており、穴５１ａの中心から保持部材５１に組み付けられているロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａおよび出口開口部２３ｂの開口中心までの距離Ｌ２と、遮光板２４の穴２４ｄの中心から開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃの開口中心までの距離Ｌ１は同じ距離である。また、保持部材５１に設けられている開口部５１ａは、ロッドインテグレータ２３の開口部２４ａと同じ大きさか、またはそれよりも僅かに大きい穴（光路を妨げない大きさ）形状である。

図７は、遮光板２４の斜視図であり、図８は、光源部２の斜視図である。図７に示すように、遮光板２４には切欠き２４１ａと爪２４１が設けられている。切欠き２４１ａと爪２４１は、開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃそれぞれの中心線上に同じ形状、および同じ位置関係となるように設けられている。

図８に示すように、光源部２には遮光板２４を回転させるためのテーパ状の突起２ａが設けられている。突起２ａは、選択された遮光板２４の開口部に対応する爪２４１に係合することで遮光板２４を回転させるものである。

３種類の開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、搭載されているＤＭＤ４の画素領域の縦横比に応じて、換言すればロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａの縦横比に応じて、選択的に利用される。より具体的には、開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃのうちで、搭載されているロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａと相似形の開口部を当該入口開口部２３ａに整合させた状態で、遮光板２４が配置される。

ここで、２つのロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａと遮光板２４の開口部が整合させた状態とは、（ａ）双方の開口部の中心が一致し、かつ、（ｂ）対応する辺が平行をなしている状態をいう。なお、双方の開口部が矩形の場合、条件（ｂ）の代わりに、（ｃ）開口部の長手方向が同じである（換言すれば平行をなしている）という条件を用いてもよい。

次に、導光部３に対する光源部２の装着時および取り外し時における遮光板２４の回転位置について説明する。最初に、遮光板２４の開口部２４ｂを使用する場合について説明する。図９は、導光モジュール５０において遮光板２４が閉口位置に位置する状態を示す斜視図であり、図１０は、導光モジュール５０において遮光板２４が開口位置に回転した状態を示す斜視図であり、図１１は、導光モジュール５０において遮光板２４が開口位置に回転した状態を示す斜視図である。

図９に示すように、遮光板２４は、ロッドインテグレータ２３を保持する保持部材５１に対して、遮光板２４を閉口位置の方向へ付勢するバネ５４と、回転軸となる段付きネジ５５を用いて取り付けられている。遮光板２４の回転位置は、保持部材５１に設けられている開口部５１ａの上に遮光板２４の開口部２４ｂがない状態（位置しない状態）である。つまり、遮光板２４の閉口部２４ｂｂが保持部材５１の開口部５１ａを塞いでいる状態のため、ロッドインテグレータ２３の開口部２４ａも塞いでいる状態である（閉口位置）。このとき、遮光板２４がバネ５４によって閉口位置の方向へ付勢されてもこれ以上回転できないように、突起２ａと爪２４１との係合が解除された状態でバネ５４の一端部が当接するストッパー５６が保持部材５１に配置されている。

図１０と図１１に示すように、導光部３の導光モジュール５０に対して光源部２を装着し始めると光源部２のテーパ状の突起２ａが遮光板２４の爪２４１に係合し、遮光板２４はバネ５４の付勢力に抗して周方向、より具体的には右側（反時計回り）に回転を始める。さらに光源部２を前進させて装着を進めると、テーパ状の突起２ａの基端部が遮光板２４に近づく。突起２ａはテーパ状のため、遮光板２４の爪２４１に係合した状態でさらに右側（反時計回り）に遮光板２４を回転させる。

このように、光源部２を装着すると光源部２のテーパ状の突起２ａが遮光板２４の爪２４１に係合することで遮光板２４がバネ５４の付勢力に抗して右側（反時計回り）に回転し、遮光板２４の開口部２４ａがロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａに対応する位置に位置する。なお、光源部２を完全に装着したとき、光源部２の突起２ａが遮光板２４を回転させ開口部２４ｂの位置と開口部５１ａの位置が合うように突起２ａのテーパ角度および位置等が決定される。遮光板２４の閉口部２４ｂｂが保持部材５１の開口部５１ａを塞いだ状態から遮光板２４の開口部２４ｂとロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａの中心が揃う状態になり、光源部２からの光源光を取り入れることができる。

光源部２を導光部３の導光モジュール５０から取り外す際は、光源部２のテーパ状の突起２ａが遮光板２４の爪２４１から離れる（換言すると、突起２ａと爪２４１との係合が解除される）。遮光板２４はバネ５４の付勢力によって周方向、より具体的には左側（時計回り）に回転し、閉口部２４ｂｂで保持部材５１の開口部５１ａを塞ぐことで保持部材５１の開口部５１ａからゴミが侵入しない状態になる。

次に、開口部２４ａ，２４ｃを使用する場合について説明する。図１２は、導光モジュール５０において遮光板２４が閉口位置に位置する状態を示す斜視図であり、図１３は、導光モジュール５０において遮光板２４が開口位置に回転した状態を示す斜視図であり、図１４は、導光モジュール５０において遮光板２４が閉口位置に位置する状態を示す斜視図であり、図１５は、導光モジュール５０において遮光板２４が開口位置に回転した状態を示す斜視図である。

図１２に示すように、開口部２４ａを使用する場合、作業者は、閉口部２４ａａが保持部材５１の開口部５１ａを塞いでいる状態（閉口位置）となるように遮光板２４を組み付ける。また、図１４に示すように、開口部２４ｃを使用する場合、作業者は、閉口部２４ｃｃが保持部材５１の開口部５１ａを塞いでいる状態（閉口位置）となるように遮光板２４を組み付ける。

各開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、遮光板２４の回転軸に対して互いに等角度で配置され、各切欠き２４１ａおよび各爪２４１も遮光板２４の回転軸に対して互いに等角度で配置されているため、図１３と図１５に示すように、光源部２の突起２ａによって回転する量は同じ、すなわち光源部２を装着するとき、開口部２４ａ，２４ｃの場合も開口部２４ｂの場合と同じ動作をする。

以上のように、実施の形態に係る投写型表示装置１では、遮光板２４は、回転軸を中心に周方向に回転可能に構成され、かつ、ＤＭＤ４の画素領域の縦横比に応じたそれぞれ異なる大きさの複数の開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃを備えるため、１種類の遮光板２４で複数種類のロッドインテグレータ２３に対応可能となる。すなわち、投写型表示装置１の出力解像度に依存してＤＭＤ４およびロッドインテグレータ２３は変更されるが、１種類の遮光板２４で３種類のロッドインテグレータ２３およびＤＭＤ４に対して共用することができる。したがって、遮光板について１種類のプレス金型を製作すればよいため、プレス金型の製作費用を抑制できる。具体的には、遮光板２４を備えることで、１つの開口部のみを設けた遮光板を備える場合と比べて、プレス金型の種類を１／３に減らすことができる。

導光部３に対する光源部２の装着時に、遮光板２４は、ＤＭＤ４の画素領域の縦横比に応じた開口部がロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａに対向する開口位置に位置し、導光部３に対する光源部２の取り外し時に、遮光板２４は、閉口部がロッドインテグレータの入口開口部２３ａに対向する閉口位置に位置するため、光源部２の交換時にロッドインテグレータ２３にゴミが侵入したりゴミが付着したりすることを抑制できる。

遮光板２４は、複数の開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃに対応する位置にそれぞれ配置される複数の爪２４１をさらに備えるとともに、周方向に付勢されており、光源部２は、遮光板２４の爪２４１と係合して遮光板２４を周方向に付勢に抗して回転させるための突起２ａを備え、導光部３に対する光源部２の装着時に突起２ａが爪２４１に係合して遮光板２４は開口位置に位置し、導光部３に対する光源部２の取り外し時に突起２ａと爪２４１との係合が解除されて付勢により遮光板２４は開口位置に位置する。

したがって、光源部２の交換時に作業者が手動で防塵用の蓋をする必要はなく、バネ５４の付勢力によって自動で遮光板２４を閉口位置に回転させることができる。

各開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、遮光板２４の回転軸に対して互いに等角度で配置され、各爪２４１は、遮光板２４の回転軸に対して互いに等角度で配置されるため、回転する量は同じ、すなわち、光源部２を装着したときは各開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃの場合とも同じ動作をする。このように、遮光板２４における３種類の開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃのうちどの開口部がロッドインテグレータ２３と組み合わされても、遮光板２４を回転させる機構は開口部ごとに配置される必要はなく１つの機構で機能する。

遮光板２４は、ロッドインテグレータ２３を保持する保持部材５１に対して、遮光板２４を閉口位置の方向へ付勢するバネ５４と、回転軸となる段付きネジ５５を用いて取り付けられるため、遮光板２４を回転させる機構を簡単な構成で実現できる。これにより、防塵対策に関するコストの上昇を抑制できる。

また、実施の形態では、遮光板２４には３種類の開口部を有するように構成したが、必ずしも３種類である必要はなく２種類以上で構成すればよい。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 投写型表示装置、２ 光源部、２ａ 突起、３ 導光部、４ ＤＭＤ、２３ ロッドインテグレータ、２３ａ 入口開口部、２３ｂ 出口開口部、２４ 遮光板、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 開口部、２４ａａ，２４ｂｂ，２４ｃｃ 閉口部、５１ 保持部材、５４ バネ、５５ 段付きネジ、２４１ 爪。

Claims (4)

1. 光源部と、
   表示映像を形成するための画素領域を有する表示デバイスと、
   前記光源部からの出射光を前記表示デバイスの前記画素領域へ導く導光部と、
   を備え、
   前記導光部は、
   前記出射光が入射する入口開口部と前記入口開口部の反対側の出口開口部とを有するロッドインテグレータと、
   前記ロッドインテグレータの前記入口開口部と前記光源部との間に配置される遮光板と、
   を備え、
   前記ロッドインテグレータの前記入口開口部は、前記表示デバイスの前記画素領域の縦横比に応じた大きさに形成され、
   前記遮光板は、回転軸を中心に周方向に回転可能に構成され、かつ、前記表示デバイスの前記画素領域の縦横比に応じたそれぞれ異なる大きさの複数の開口部と、前記開口部以外の閉口部とを備え、
   前記光源部は、前記導光部に着脱可能に構成され、
   前記導光部に対する前記光源部の装着時に、遮光板は、前記表示デバイスの前記画素領域の縦横比に応じた前記開口部が前記ロッドインテグレータの前記入口開口部に対向する開口位置に位置し、
   前記導光部に対する前記光源部の取り外し時に、遮光板は、前記閉口部が前記ロッドインテグレータの前記入口開口部に対向する閉口位置に位置する、投写型表示装置。
2. 前記遮光板は、前記複数の開口部に対応する位置にそれぞれ配置される複数の爪をさらに備えるとともに、前記周方向に付勢されており、
   前記光源部は、前記遮光板の前記爪と係合して前記遮光板を前記周方向に前記付勢に抗して回転させるための突起を備え、
   前記導光部に対する前記光源部の装着時に前記突起が前記爪に係合して前記遮光板は前記開口位置に位置し、
   前記導光部に対する前記光源部の取り外し時に前記突起と前記爪との係合が解除されて前記付勢により前記遮光板は前記開口位置に位置する、請求項１記載の投写型表示装置。
3. 各前記開口部は、前記遮光板の前記回転軸に対して互いに等角度で配置され、
   各前記爪は、前記遮光板の前記回転軸に対して互いに等角度で配置される、請求項２記載の投写型表示装置。
4. 前記遮光板は、前記ロッドインテグレータを保持する保持部材に対して、前記遮光板を閉口位置の方向へ付勢するバネと、前記回転軸となるネジを用いて取り付けられる、請求項２記載の投写型表示装置。

Images