(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケース内に収容された表示素子と、この表示素子に表示された画像をスクリーンに拡大投影する投影レンズとを具備し、この投影レンズの光軸が前記スクリーンに対して傾斜角を持つように前記投影レンズを前記本体ケース内に配置した投影型表示装置において、
多数の光ファイバからなるファイバ集合体を設け、
このファイバ集合体の光入射側端面を前記表示素子の画像表示面に対向させるとともに、
前記ファイバ集合体を構成する各光ファイバの出射側端面を前記投影レンズの光軸に対して垂直とし、
前記ファイバ集合体としての光出射側端面を前記投影レンズに対向させ、かつ前記投影レンズの光軸に対して所定角度だけ傾斜させたことを特徴とする投影型表示装置。
【請求項２】
前記ファイバ集合体の光出射側端面は、前記投影レンズの光軸に対する前記スクリーンの傾斜角をθ、前記投影レンズから前記スクリーンまでの光路長をＬ１、前記ファイバ集合体の光出射側端面から前記投影レンズまでの光路長をＬ２としたとき、前記投影レンズの光軸に対して、
α＝ｔａｎ−１（（Ｌ１・ｔａｎθ）／Ｌ２）
だけ傾斜していることを特徴とする請求項１記載の投影型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、投影型の表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の表示装置は、図８に示すように、箱形の本体ケース１を有し、この本体ケース１内に収容された液晶表示素子２に光源３から出射した投影光（平行光）を入射させ、液晶表示素子２を透過した投影光を本体ケース１の表示窓に設けられた光透過性のスクリーン５に投影レンズ４を介して投影する構成となっている。
【０００３】
このような構成の投影型表示装置は、液晶表示素子２に表示された画像が投影レンズ４によりスクリーン５に拡大投影されるため、大画面の表示装置として利用することができるという利点を持っている。
【０００４】
しかしながら、上述した投影型表示装置では、投影レンズ４からスクリーン５までの光路長を大きくとり、より大きな画像をスクリーン５に投影しようとすると、本体ケース１の奥行が厚くなり、装置全体が大型化してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するために、図９に示すように、投影レンズ４の光軸４ａがスクリーン５に対して傾斜角を持つように投影レンズ４を本体ケース１内に配置し、液晶表示素子２に表示された画像をスクリーン５に斜め方向から投影するようにした投影型表示装置が考案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した投影型表示装置では、液晶表示素子２に表示された画像をスクリーン５に結像させるために、液晶表示素子２を投影レンズ４の光軸４ａに対し斜めに配置する必要があることから、光源３から液晶表示素子２に照射される投影光の一部が液晶表示素子２の光入射面で反射してしまい、スクリーン５に投影される画像が暗いものとなってしまうという問題があった。
【０００７】
なお、光源３からの投影光を液晶表示素子２に効率良く入射させるためには、図１０に示すように、光源３からの投影光が液晶表示素子２にほぼ垂直に当たるように光源３を配置すれば良いが、そのようにすると液晶表示素子２を透過した投影光の一部が投影レンズ４に入射しなくなるという問題が生ずる。
【０００８】
また、液晶表示素子２の代わりに高輝度ブラウン管を用いた投影型表示装置もあるが、このような投影型表示装置では高輝度ブラウン管から出射する画像光の出射方向が表示面に対して垂直方向であるので、やはり良好に投影することが困難であった。
【０００９】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は表示素子を投影レンズの光軸に対し斜めに配置しなくても表示素子に表示された画像をスクリーンに結像させることができ、かつスクリーンに投影される画像の明度を高めることのできる投影型表示装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、多数の光ファイバからなるファイバ集合体を設け、このファイバ集合体の光入射側端面を前記表示素子の画像表示面に対向させるとともに、前記ファイバ集合体を構成する各光ファイバの出射側端面を前記投影レンズの光軸に対して垂直とし、前記ファイバ集合体としての光入射側端面を表示素子の画像表示面に対向させるとともにその光出射側端面を投影レンズに対向させてかつ投影レンズの光軸に対して所定角度だけ傾斜させたことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】
請求項１に記載の発明では、光源から出射した投影光が表示素子を透過してファイバ集合体の光入射側端面に入射し、ファイバ集合体の光出射側端面から投影レンズを経てスクリーンに投影される。
【００１４】
【実施例】
以下、図１乃至図３を参照して本発明の第１実施例に係る投影型表示装置について説明する。本発明の第１実施例に係る投影型表示装置は、図１に示すように、箱形の本体ケース１１を備えている。この本体ケース１１は合成樹脂等にて形成されており、その前面上部の表示窓１２にはアクリル樹脂等の透光性材料からなるスクリーン１３が設けられている。
【００１５】
また、本発明の第１実施例に係る投影型表示装置は、図１に示すように、本体ケース１１の内部に液晶表示素子１４を備えている。この液晶表示素子１４はパネル状を成しており、その後側には光源１６から出射した投影光（平行光）１６ａを液晶表示素子１４に向けて反射するミラー１５が設けられている。
【００１６】
また、本発明の第１実施例に係る投影型表示装置は、液晶表示素子１４に表示された画像をスクリーン１３に拡大投影する投影レンズ１７を備えている。この投影レンズ１７は、図２に示すように、その光軸１７ａがスクリーン１３に対して傾斜角を持つように本体ケース１１内に配置されており、液晶表示素子１４と投影レンズ１７との間には、多数の光ファイバからなるファイバ集合体１８が設けられている。
【００１７】
前記ファイバ集合体１８は、図２及び図３に示すように、液晶表示素子１４とほぼ同じ大きさの光入射側端面１８ａを有し、この光入射側端面１８ａを液晶表示素子１４の画像表示面１４ａに対向させている。また、前記ファイバ集合体１８は投影レンズ１７に対向する光出射側端面１８ｂを有し、投影レンズ１７の光軸１７ａに対するスクリーン１３の傾斜角をθ、投影レンズ１７からスクリーン１３までの光路長をＬ１  、ファイバ集合体１８の光出射側端面１８ｂから投影レンズ１７までの光路長をＬ２  としたとき、光出射側端面１８ｂを投影レンズ１７の光軸１７ａに対して、所定角度α（＝ｔａｎ−１（（Ｌ１  ・ｔａｎθ）／Ｌ２  ））だけ傾斜させている。
【００１８】
なお、前記投影レンズ１７は、投影レンズ１７の光軸１７ａに対するスクリーン１３の傾斜角をθ、投影レンズ１７の光軸１７ａに対する光出射側端面１８ｂの傾斜角をαとすると、その倍率Ｍが
Ｍ＝ｔａｎ（９０°−θ）／ｔａｎ（９０°−α）
となるように設定されている。
【００１９】
このような構成によると、光源１６から出射した投影光（平行光）１６ａは、液晶表示素子１４を透過してファイバ集合体１８の光入射側端面１８ａに入射し、ファイバ集合体１８の光出射側端面１８ｂから投影レンズ１７を経てスクリーン１３に投影される。
【００２０】
ここで、ファイバ集合体１８は多数の光ファイバから構成され、その光出射側端面１８ｂが投影レンズ１７の光軸１７ａに対して所定角度αだけ傾斜しているので、液晶表示素子１４を投影レンズ１７の光軸１７ａに対し斜めに配置しなくても液晶表示素子１４に表示された画像をスクリーン１３に結像させることができる。これにより本発明の第１実施例に係る投影型表示装置では、液晶表示素子１４を投影レンズ１７の光軸１７ａに対して垂直に配置することができ、光源１６からの投影光１６ａが液晶表示素子１４に効率良く入射するので、スクリーン１３に投影される画像の明度を高めることができる。
【００２１】
なお、上述した第１実施例では、ファイバ集合体１８を構成する光ファイバの光出射側端面を投影レンズ１７の光軸１７ａに対して垂直な面としてある。
【００２２】
次に、図４乃至図６を参照して本発明の第２実施例に係る投影型表示装置について説明する。本発明の第２実施例に係る投影型表示装置は、図４に示すように、箱形の本体ケース１１を備えている。この本体ケース１１は合成樹脂等にて形成されており、その前面上部の表示窓１２にはアクリル樹脂等の透光性材料からなるスクリーン１３が設けられている。
【００２３】
また、本発明の第２実施例に係る投影型表示装置は、図４に示すように、本体ケース１１の内部に液晶表示素子１４を備えている。この液晶表示素子１４はパネル状を成しており、その後側には光源１６から出射した投影光（平行光）１６ａを液晶表示素子１４に向けて反射するミラー１５が設けられている。
【００２４】
また、本発明の第２実施例に係る投影型表示装置は、液晶表示素子１４の画像表示面１４ａに表示された画像をスクリーン１３に拡大投影する投影レンズ１７を備えている。この投影レンズ１７は、図５に示すように、その光軸１７ａがスクリーン１３に対して傾斜角を持つように本体ケース１１内に配置されており、液晶表示素子１４と投影レンズ１７との間には、多数のロッドレンズからなるロッドレンズ集合体１９が設けられている。
【００２５】
前記ロッドレンズ集合体１９は、図５及び図６に示すように、液晶表示素子１４とほぼ同じ大きさの光入射側端面１９ａを有し、この光入射側端面１９ａを液晶表示素子１４の画像表示面１４ａに対向させている。また、ロッドレンズ集合体１９は投影レンズ１７に対向する光出射側端面１９ｂを有し、投影レンズ１７の光軸１７ａに対するスクリーン１３の傾斜角をθ、投影レンズ１７からスクリーン１３までの光路長をＬ１  、ファイバ集合体１８の光出射側端面１９ｂから投影レンズ１７までの光路長をＬ２  としたとき、光出射側端面１９ｂを投影レンズ１７の光軸１７ａに対して、所定角度α（＝ｔａｎ−１（（Ｌ１  ・ｔａｎθ）／Ｌ２  ））だけ傾斜させている。
【００２６】
このような構成によると、光源１６から出射した投影光（平行光）１６ａは、液晶表示素子１４を透過してロッドレンズ集合体１９の光入射側端面１９ａに入射し、ロッドレンズ集合体１９の光出射側端面１９ｂから投影レンズ１７を経てスクリーン１３に投影される。
【００２７】
ここで、ロッドレンズ集合体１９は多数のロッドレンズから構成され、その光出射側端面１９ｂが投影レンズ１７の光軸１７ａに対して所定角度αだけ傾斜しているので、液晶表示素子１４を投影レンズ１７の光軸１７ａに対し斜めに配置しなくても液晶表示素子１４に表示された画像をスクリーン１３に結像させることができる。これにより本発明の第２実施例に係る投影型表示装置では、液晶表示素子１４を投影レンズ１７の光軸１７ａに対して垂直に配置することができ、光源１６からの投影光１６ａが液晶表示素子１４に効率良く入射するので、スクリーン１３に投影される画像の明度を高めることができる。
【００２８】
なお、上述した第１及び第２実施例では、本体ケース１１内に液晶表示素子１４を収容した投影型表示装置について説明したが、図７に示すように、液晶表示素子１４の代わりに高輝度ブラウン管２０を用いた投影型表示装置についても本発明を適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明は、多数の光ファイバからなるファイバ集合体を設け、このファイバ集合体の光入射側端面を前記表示素子の画像表示面に対向させるとともに、前記ファイバ集合体を構成する各光ファイバの出射側端面を前記投影レンズの光軸に対して垂直とし、前記ファイバ集合体としての光入射側端面を表示素子の画像表示面に対向させるとともにファイバ集合体としての光出射側端面を投影レンズに対向させてかつ投影レンズの光軸に対して所定角度だけ傾斜させたことを特徴とするものである。したがって、液晶表示素子を投影レンズの光軸に対し斜めに配置しなくても液晶表示素子に表示された画像をスクリーンに結像させることができ、これにより光源から液晶表示素子に入射する光の入射効率が向上するので、スクリーンに投影される画像の明度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る投影型表示装置の縦断面図。
【図２】同装置の投影レンズと液晶表示素子との間に配置されたファイバ集合体を示す図。
【図３】同ファイバ集合体の斜視図。
【図４】本発明の第２実施例に係る投影型表示装置の縦断面図。
【図５】同装置の投影レンズと液晶表示素子との間に配置されたロッドレンズ集合体を示す図。
【図６】同ロッドレンズ集合体の斜視図。
【図７】本発明の第３実施例を示す図。
【図８】従来の投影型表示装置の縦断面図。
【図９】従来の投影型表示装置の縦断面図。
【図１０】図９に示した投影型表示装置の変形例を示す図。
【符号の説明】
１１…本体ケース
１２…表示窓
１３…スクリーン
１４…液晶表示素子
１５…ミラー
１６…光源
１７…投影レンズ
１８…ファイバ集合体
１９…ロッドレンズ集合体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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