JP2017125871A - 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、光源の交換時にゴミがロッドインテグレータの周りから侵入することを抑制できる投写型表示装置を提供する。
【解決手段】投写型表示装置では、遮光板２４は、ロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａと対面する位置に配置され、かつ、本体部と、本体部に離散的に形成され光源部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複数種類の光透過口部とを有し、複数種類の光透過口部から、ロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａと相似形の光透過口部が選択可能に構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、投写型表示装置に関するものである。

投写型表示装置は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）またはレーザー光などの半導体発光素子等の照明光源を利用した光、またはキセノンランプ等の放電ランプからの光を、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）または液晶パネル等の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。

例えば、特許文献１に記載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上記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る一方で、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構成されている。

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（したがって相似形状にある）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したロッドインテグレータと、縦横比が４：３の開口部を有した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したロッドインテグレータと、縦横比が１６：９の開口部を有した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。このため、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。

近年、放電ランプに代えてＬＥＤを用いた光源が投写型表示装置に採用されている。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１０万時間といわれ光源としてのＬＥＤの寿命は４万から５万時間といわれている。ここで、光源としてのＬＥＤ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よりも寿命が短い。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である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り放電ランプの場合と同様に、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。また、放電ランプは、ＬＥＤよりも寿命がさらに短いためＬＥＤ光源の定期交換作業よりも多くの交換作業が発生する。

光源光を集光させて光源光をロッドインテグレータに入射する構造を持つランプまたはＬＥＤ光源の場合は、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、光源の交換時に外部からのゴミが、遮光板の開口部から侵入しロッドインテグレータの表面に付着したり、ロッドインテグレータの内部に入り、ＤＭＤの周りまでゴミが侵入したりすることもある。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という問題があった。

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、光源の交換時にゴミがロッドインテグレータの周りから侵入することを抑制できる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、前記光源部からの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た遮光板と、前記ロッドインテグレータを保持する保持部材とを含み、前記遮光板は、前記ロッドインテグレータの前記入口開口部と対面する位置に配置され、かつ、本体部と、前記本体部に離散的に形成され前記光源部からの前記出射光を前記ロッドインテグレータへ通過させるための複数種類の光透過口部とを有し、前記複数種類の光透過口部から、前記ロッドインテグレータの入口開口部と相似形の光透過口部が選択可能に構成されるものである。

本発明によれば、複数種類の光透過口部から、ロッドインテグレータの入口開口部と相似形の光透過口部が選択可能に構成されるため、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することができる。

さらに、遮光板は、ロッドインテグレータの入口開口部と対面する位置に配置され、かつ、本体部と、本体部に離散的に形成され光源部からの出射光をロッドインテグレータへ通過させるための複数種類の光透過口部とを有する。

したがって、光源点灯時はロッドインテグレータの入口開口部にロッドインテグレータに応じた遮光板の光透過口部が位置し、ロッドインテグレータの入口開口部の周縁部に遮光板の本体部が位置する。さらに、遮光板は、光透過口部以外に開口部が設けられていないため、遮光板自身がロッドインテグレータの防塵用の蓋になる。これにより、ゴミがロッドインテグレータの周りから侵入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構成概略図である。 実施の形態に係る投写型表示装置の光学系全体を示す図である。 投写型表示装置の導光モジュールの斜視図である。 導光モジュールの断面を含んだ斜視図である。 遮光板の平面図である。 保持部材の斜視図である。 保持部材において、遮光板の中央の光透過口を使用するときの例を示す斜視図である。 保持部材において、遮光板の左側の光透過口を使用するときの例を示す斜視図である。 保持部材において、遮光板の右側の光透過口を使用するときの例を示す斜視図である。 ＵＶ光を反射する機能を持った専用部品を備えた投写型表示装置の光学系全体を示す図である。 実施の形態の変形例に係る投写型表示装置の光学系全体を示す図である。

＜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の構成概略図である。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、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とを備えている。

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、液晶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。

図２は、投写型表示装置１の光学系全体を示す図である。図２には光源部２と、導光部３と、ＤＭＤ４とが図示されている。

図２の例では、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設けられている。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設けられており、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設けられている。

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光を反射する構成を有し、コリメータレンズ１２Ｒを通過したＲ光が入射するように設けられている。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光を反射する構成を有し、コリメータレンズ１２Ｂを通過したＢ光が入射するように設けられている。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がそれぞれ設けられ、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が設けられている。

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で反射する一方、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で反射する一方、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にて集光され導光部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および、ダイクロイックミラー１４Ｒ，１４Ｂ、集光レンズ２１の配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。

導光部３は、図２の例では、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の開口部である光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ（図５参照）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の光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃについては後述することとする。

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の一方端の開口部２３ａ（以下、入口開口部２３ａとも称する）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、他方端の開口部２３ｂ（以下、出口開口部２３ｂとも称する）から出射する。ロッドインテグレータ２３によれば、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（光軸８に直交する面内での形状）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と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光の光束のうちで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）を遮蔽するために設けられている。上記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もあり、上記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が、遮光板２４によれば、そのような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。遮光板２４については後に詳述する。

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設けられている。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へ導くように配置されている。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配置されている。

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。

図３は、投写型表示装置１の導光モジュール５０の斜視図であり、図４は、導光モジュール５０の断面を含んだ斜視図である。

図３および図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とが一体的に保持されてモジュール化された構造であり、上記要素２３〜２７の他に、ロッドインテグレータ２３の保持部材５１，５３と、鏡筒５２とを備えている。

上記要素２３〜２７は、各レンズ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の光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ（図５参照）の光透過中心とが、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５１，５３は鏡筒５２内に位置決めされて固定されている。なお、鏡筒５２は、入射側に配置される第１鏡筒５２ａと、出射側に配置される第２鏡筒５２ｂとが連結されることによって構成されている。保持部材５１は第１鏡筒５２ａ内に収容され、保持部材５３の入射側部分は第１鏡筒５２ａ内に収容されるとともに、保持部材５３の出射側部分は第２鏡筒５２ｂ内に収容されている。

図３および図４に示すように、保持部材５１の端面５１ｂに遮光板２４が取り付けられている。遮光板２４は、遮光板２４を保持するばね５４と、ネジ５５と、遮光板２４を所定の位置に位置決めする段付きピン５６とによって保持部材５１に組み付けられている。なお、ばね５４およびネジ５５以外の取り付け手法を採用しても構わない。

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の光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ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である場合（すなわち合同）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の光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ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による上記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、さらに多くの光量がロッドインテグレータ２３内へ入力されるのが好ましい。これらに鑑みると、遮光板２４の光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ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つの遮光板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。

図５に遮光板２４の平面図である。図５に示すように、遮光板２４は光透過材料からなる。遮光板２４は、ロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａと対面する位置に配置される。遮光板２４は、本体部２４ｄと、本体部２４ｄに離散的に形成され光源部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複数種類の光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃとを有する。

遮光板２４は平面視で矩形状に形成されている。遮光板２４において、光透過口部２４ａは左側部分、光透過口部２４ｂは中央部分、光透過口部２４ｃは右側部分にそれぞれ直線上に並ぶように形成されている。本体部２４ｄにおいて光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃを除く部分は、光を透過しない光不透過部である。

光を透過しない光不透過部は、遮光板２４の光透過材料に塗装または蒸着等の処理、またはシボ加工がされており、光が遮光板２４に当たったときに３種類の光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃにのみ光が透過するように処理されている。いずれかの光透過口部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光透過口部であるが、縦横比が異なる。例えば、光透過口部２４ａは１０２４×７６８画素対応の縦横比を有し、光透過口部２４ｂは１９２０×１２００画素対応の縦横比を有し、光透過口部２４ｃは１９２０×１０８０画素対応の縦横比を有する。

なお、遮光板２４の部材は光の透過率の良いガラスおよび光の透過率の良いプラスチックを使用しても良い。遮光板２４の形状は組立時、保持部材５１に取り付ける際に位置決めが容易にできるように光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃは等間隔に配置され、遮光板２４の外形寸法も光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃから指定の大きさで作られている。光を透過しない光不透過部の処理は入射口側のみでも良いし、処理によって不透過率が低い場合は反対の面（出射側）にも同じ形状で処理をしても良い。

図６は、保持部材５１の斜視図である。図６に示すように、保持部材５１は、遮光板２４が取り付けられる端面５１ｂと、遮光板２４の上下方向（図７のＹ方向）を位置決めするための突起５１ｃと、２種類の光透過口部２４ａ，２４ｃを使用するときの左右方向（図７のＸ方向）の位置決めをするための突起５１ｄと、３種類の光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃの位置決めをするための段付きピン５６が取り付けられる穴５１ｅと、ばね５４を組付けるためのネジ５５用のネジ穴５１ｆとを備えている。また、保持部材５１に開いている開口穴５１ａはロッドインテグレータ２３の開口部２３ａと同じ大きさ、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。

３種類の光透過口部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可能に構成されており、選択的に利用される。より具体的には、光透過口部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と相似形の光透過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。

なお、２つの開口部が整合状態にあるとは、（ａ）ロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａと遮光板２４の光透過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、矩形の形状の場合、条件（ｂ）の代わりに、（ｃ）ロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａと遮光板２４の光透過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。

図７から図９は遮光板２４の取り付けについて説明するための図である。より具体的には、図７は、保持部材５１において、遮光板２４の中央の光透過口部２４ｂを使用するときの例を示す斜視図である。

図７に示すように、保持部材５１は、遮光板２４が取り付けられる端面５１ｂと、遮光板２４の上下方向（Ｙ方向）を位置決めするための２つの突起５１ｃが設けられている。端面５１ｂと２つの突起５１ｃの間に遮光板２４が配置されたとき、遮光板２４の上下方向の位置が決まるように所定の寸法で２つの突起５１ｃは設けられている。

端面５１ｂにおいて２つの突起５１ｃの間に遮光板２４が組込まれた後、左右方向（Ｘ方向）の位置決め用の段付きピン５６を２つ取り付けることで遮光板２４の左右方向の位置決めがなされる。遮光板２４の外形寸法から光透過口部２４ｂが所定の位置に配置できるように計算された寸法位置に２つの取り付け穴５１ｅ（図６参照）が設けられており、遮光板２４は、これらの取り付け穴５１ｅに位置決め用の段付きピン５６を取り付けることで位置決めされる。ネジ５５用のネジ穴５１ｆが２組設けられており、保持部材５１の所定の位置に遮光板２４が配置された後、光透過口部２４ｂ用の１組のネジ穴５１ｆ（図において右側）を使用しばね５４がネジ５５で取り付けられることで、遮光板２４は保持部材５１に組付けられる。

図８は、保持部材５１において、遮光板２４の左側の光透過口部２４ａを使用するときの例を示す斜視図である。図８に示すように、保持部材５１には遮光板２４の左右方向（Ｘ方向）を位置決めするための２つの突起５１ｄが設けられている。これらの突起５１ｄは、それぞれ遮光板２４の外形寸法から光透過口部２４ａ、２４ｃが所定の位置に配置できるように計算された寸法位置に設けられている。

端面５１ｂにおいて２つの突起５１ｃの間に遮光板２４が組込まれ、遮光板２４を突起５１ｃ（図において右側）に当てながら左右方向の位置決め用の段付きピン５６を１つ取り付けることで遮光板２４の左右方向の位置決めがなされる。遮光板２４の外形寸法から光透過口部２４ａが所定の位置に配置できるように計算された寸法位置に取り付け穴５１ｅ（図６参照）が１つ設けられており、取り付け穴５１ｅに位置決め用の段付きピン５６を取り付けることで遮光板２４の位置決めがなされる。保持部材５１の所定の位置に遮光板２４が配置された後、光透過口部２４ａ用の位置にばね５４をネジ５５で取り付けることで遮光板２４は保持部材５１に組付けられる。

図９は、保持部材５１において、遮光板２４の右側の光透過口部２４ｃを使用するときの例を示す斜視図である。図９に示すように、端面５１ｂにおいて２つの突起５１ｃの間に遮光板２４が組込まれ、遮光板２４を突起５１ｄ（図において左側）に当てながら左右方向（Ｘ方向）の位置決め用の段付きピン５６を１つ取り付けることで遮光板２４の左右方向の位置決めがなされる。遮光板２４の外形寸法から光透過口部２４ｃが所定の位置に配置できるように計算された寸法位置に取り付け穴５１ｅ（図６参照）が１つ設けられており、この取り付け穴５１ｅに位置決め用の段付きピン５６が取り付けられる。保持部材５１の所定の位置に遮光板２４が配置された後、光透過口部２４ｃ用の位置（図において左側）にばね５４をネジ５５で取り付けることで遮光板２４は保持部材５１に組付けられる。

以上のように、実施の形態に係る投写型表示装置１では、複数種類の光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃから、ロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａと相似形の光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃが選択可能に構成されるため、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に対応することができる。すなわち、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。

さらに、遮光板２４は、ロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａと対面する位置に配置され、かつ、本体部２４ｄと、本体部２４ｄに離散的に形成され光源部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複数種類の光透過口部２３ａ，２３ｂ，２３ｃとを有する。

したがって、光源点灯時はロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａにロッドインテグレータ２３に応じた遮光板２４の光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃが位置し、ロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａの周縁部に遮光板２４の本体部２４ｄが位置する。さらに、遮光板２４は、光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ以外に開口部が設けられていないため、遮光板２４自身がロッドインテグレータ２３の防塵用の蓋になる。これにより、ゴミがロッドインテグレータ２３の周りから侵入することを抑制できる。そのため、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ことを抑制できる。

保持部材５１は、ロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａを取り囲む形状をした端面５１ｂを有する。これにより、遮光板２４は保持部材５１の端面５１ｂに取り付けられ、遮光板２４は、光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃのうちのいずれかをロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａに整合させた状態でも、保持部材５１の端面５１ｂからはみ出さない形状を有している（図７、図８および図９参照）。これにより、遮光板２４の小型化を図ることができ、その結果、遮光板用の材料の減量化を図ることができる。

また、遮光板２４が保持部材５１の端面５１ｂからはみ出さないことにより、遮光板２４の大きさは鏡筒５２の内径の設計に影響を及ぼさない。その分、鏡筒５２の寸法設計および材料選定が容易になる。

さらに、遮光板２４は簡単な構造で実現できるため、光源部２の交換時の導光部３の導光モジュール５０の防塵対策が容易であるとともに、遮光板２４は３種類のＤＭＤ４で共用することができるため防塵対策にかかる製造コストを抑制することができる。

複数種類の光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、直線上に並ぶように形成されるため、光透過口部の切り替えを簡単に行うことができる。

遮光板２４は、保持部材５１の端面５１ｂに取り付けられ、保持部材５１は、遮光板２４の上下方向を位置決めするための突起５１ｃと、遮光板２４の左右方向の位置決めをするための突起５１ｄとを有するため、遮光板２４の位置決めを簡単に行うことができる。

なお、本実施の形態では、遮光板２４は３種類の光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ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。

＜変形例＞
次に、実施の形態の変形例について説明する。図１０は、ＵＶ光を反射する機能を持った専用部品５８を備えた投写型表示装置の光学系全体を示す図である。なお、実施の形態の変形例において、実施の形態で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

図１０に示すように、光源の種類によっては光源光に有害な波長光、例えばＵＶ光（紫外線）など光学部品にとって有害な波長光を含んでいる光源光５７がある。そのため、開口穴を設けた遮光板２４ｅを採用した場合は、保持部材５１の開口穴５１ａを通して光源光５７がロッドインテグレータ２３内に直接入射する。その結果、ＵＶ光の影響でロッドインテグレータ２３等の光学部品が劣化し不具合を生じることがある。それを防ぐために、ロッドインテグレータ２３の入口開口部２３ａの前段にＵＶ光５９を反射する機能を持った専用部品５８が配置される。ＵＶ光５９を含む光源光５７からＵＶ光５９だけを反射させる（カットする）ことによって、ロッドインテグレータ２３にＵＶ光５９が入射しないようにすることがある。

図１１は、実施の形態の変形例に係る投写型表示装置１の光学系全体を示す図である。図１１に示すように、実施の形態の変形例に係る投写型表示装置１は、遮光板２４に代えて遮光板２４ｆを備えている。遮光板２４ｆは有害な波長光としてＵＶ光を例にしたとき、光源光５７のＵＶ光５９を反射し可視光を透過するＵＶカットフィルター機能を遮光板２４に持たせたものである。遮光板２４ｆによってＵＶ光５９を含む光源光５７からＵＶ光５９だけを反射させ、直接ロッドインテグレータ２３にＵＶ光５９が入射しないようにしている。

遮光板２４ｆは、例として遮光板２４の素材がガラスの場合、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、またはケミカルコーティング等の処理を行うことでガラス表面にＵＶ光５９のみを反射させるＵＶカットフィルター機能を持たせることができる。その処理後に遮光板２４に光を透過しない光不透過部を塗装、蒸着等の処理、またはシボ加工をすることによって遮光板２４ｆを作製する。これによって、遮光板２４ｆの光透過口部２４ａ、２４ｂ、２４ｃはＵＶカットフィルター機能を有する。

また、遮光板２４の材料に合わせてＵＶカットフィルターの形成方法は最適なものを選択すれば良く、それに合わせて光を透過しない光不透過部の処理も最適な方法を選択すれば良い。

さらに、光源の種類により光源光に有害な波長光、例えばＩＲ光（赤外線）など光学部品にとって有害な波長光があれば、その有害な波長光をカットするフィルターを遮光板２４の光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃに形成することで光学部品の劣化を低減することができる。

実施の形態の変形例に係る投写型表示装置１では、光透過口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃは波長光カットフィルター機能を有するため、ロッドインテグレータ２３に直接入射する光源光５７から有害な波長光を取り除き、ロッドインテグレータ２３等の光学部品の劣化不具合を防ぐことが可能である。さらに有害な波長光をカットする専用部品５８を削減することもできる。

波長光はＵＶ光であり、遮光板２４ｆはガラスで構成され、ガラスに対して真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、またはケミカルコーティングが施されるため、特別な処理を行うことなく簡単な処理で、遮光板２４ｆにＵＶカットフィルター機能を持たせることができる。

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、３ 導光部、４ 表示デバイス、２３ ロッドインテグレータ、２３ａ，２３ｂ 開口部、２４ 遮光板、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 光透過口部、２４ｄ 本体部、５１ 保持部材、５１ｂ 端面、５１ｃ，５１ｄ 突起。

Claims (6)

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、前記光源部からの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た遮光板と、前記ロッドインテグレータを保持する保持部材とを含み、
   前記遮光板は、前記ロッドインテグレータの前記入口開口部と対面する位置に配置され、かつ、本体部と、前記本体部に離散的に形成され前記光源部からの前記出射光を前記ロッドインテグレータへ通過させるための複数種類の光透過口部とを有し、
   前記複数種類の光透過口部から、前記ロッドインテグレータの入口開口部と相似形の光透過口部が選択可能に構成される、投写型表示装置。
2. 前記保持部材は、前記ロッドインテグレータの前記入口開口部を取り囲む形状をした端面を有する、請求項１記載の投写型表示装置。
3. 前記複数種類の光透過口部は、直線上に並ぶように形成される、請求項２記載の投写型表示装置。
4. 前記遮光板は、前記保持部材の前記端面に取り付けられ、
   前記保持部材は、前記遮光板の上下方向を位置決めするための突起と、前記遮光板の左右方向の位置決めをするための突起とを有する、請求項３記載の投写型表示装置。
5. 前記光透過口部は波長光カットフィルター機能を有する、請求項１記載の投写型表示装置。
6. 前記波長光はＵＶ光であり、
   前記遮光板はガラスで構成され、前記ガラスに対して真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、またはケミカルコーティングが施される、請求項５記載の投写型表示装置。

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