(57)【要約】【課題】  光量の調整を行う調光部を設ける場合において、装置の大型化を抑えること。【解決手段】  上記課題を解決するために、本発明の投射型画像表示装置は、  光源と、  前記光源からの光を変調する光変調素子と、  前記光源からの光を入射方向とは異なる方向に反射させ、前記光変調素子へ導く反射部材と、  入射光の光量を調整する調光機構と、  前記調光機構を駆動するアクチュエータを有し、  前記反射部材に対する光入射側及び光出射側を表側とするとき、前記反射部材の裏側に、前記アクチュエータの少なくとも一部が配置されることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を光変調素子に入射させ、該光変調素子を出射した光を被投射面に投射する投射型画像表示装置であって、
光源と、
前記光源からの光を変調する光変調素子と、
前記光源からの光を入射方向とは異なる方向に反射させ、前記光変調素子へ導く反射部材と、
入射光の光量を調整する調光機構と、
前記調光機構を駆動するアクチュエータを有し、
前記反射部材に対する光入射側及び光出射側を表側とするとき、前記反射部材の裏側に、前記アクチュエータの少なくとも一部が配置されることを特徴とする投射型画像表示装置。
【請求項２】
前記調光機構は、２枚の遮光板が光軸に垂直な平面に沿って開閉することによって入射光の光量を調整する調光機構であって、
アクチュエータの回転運動を伝達するギヤと、
前記ギヤに結合された軸を介して、前記ギヤの回動とともに回動する回動部材と、
前記回動部材に結合された摺動部材と、
前記摺動部材が摺動する方向を規制する案内溝が形成されたベース部材と、
前記遮光板と前記摺動部材とを連結する橋架部を有することを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項３】
前記橋架部は、前記遮光板を含む平面上に形成された平面部と該平面と垂直な平面部を有することを特徴とする請求項２に記載の投射型画像表示装置。
【請求項４】
前記調光機構とアクチュエータとは、光軸に平行に形成された部材と、光軸に垂直に形成された部材とによって連結されることを有することを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項５】
前記調光機構は、複数の遮光板の開閉動作によって入射光の光量を調整する機構であることを特徴とする請求項１又は４に記載の投射型画像表示装置。
【請求項６】
前記調光機構は、光学素子の光路内外への挿脱によって入射光の光量を調整する機構であることを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型画像表示装置に関し、特に、入射光の光量を調整可能な調光機構を有する投射型画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来，会議でのプレゼンテーションや家庭内での映画鑑賞などの使用用途に合わせ、使用者が投射型画像表示装置の前に立つために投射光を遮光するシャッター機構や、コントラストを変更させるための絞り機構などを搭載した投射型画像表示装置が知られている。
【０００３】
特許文献１は、不要光によるコントラストの低下を抑制するため、複数の遮光板を光軸方向に進退させることで遮光量を変化させる機械的な可変絞り機構を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−７２３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、コントラスト等の光学性能向上のためにシャッター機構や絞り機構などの調光機構を搭載する場合、調光機構を動作させるためのアクチュエータなどを設ける必要があるので、装置が大型化してしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の投射型画像表示装置は、
光源からの光を光変調素子に入射させ、該光変調素子を出射した光を被投射面に投射する投射型画像表示装置であって、
光源と、
前記光源からの光を変調する光変調素子と、
前記光源からの光を入射方向とは異なる方向に反射させ、前記光変調素子へ導く反射部材と、
入射光の光量を調整する調光機構と、
前記調光機構を駆動するアクチュエータを有し、
前記反射部材に対する光入射側及び光出射側を表側とするとき、前記反射部材の裏側に、前記アクチュエータの少なくとも一部が配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光学系内に反射部材を配置することにより形成される空間を有効に利用することで、調光機構を設けることによる装置の大型化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る投射型画像表示装置の光学ユニットの概略平面図
【図２】本発明の実施形態に係る絞り機構を前方から見た斜視図
【図３】本発明の実施形態に係る絞り機構を後方から見た斜視図
【図４】本発明の実施形態に係る絞り機構の全開時と全閉時の正面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係る投射型画像表示装置の光学ユニット２の概略平面図である。図１（ａ）は、反射ミラー８の法線と照明光学系の光軸とに平行な断面の図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）を紙面右側から見たときの断面図である。
【００１０】
白色光を発光する超高圧水銀ランプなどの光源１を射出した光は、矩形のレンズをマトリックス状に配置した第１のフライアイレンズ３、第１のフライアイレンズ個々のレンズに対応したレンズを有する第２のフライアイレンズ４を通る。そして、無偏光光を所定の偏光方向を有する光に揃える偏光変換素子５を通過して遮光部２０３に入射する。
【００１１】
遮光部２０３に入射する光は、遮光部２０３の開閉動作により所望の光量に調整される。遮光部２０３の開閉動作は、リンク機構２０２によりアクチュエータ２０１（駆動部）の駆動力が伝達されることによって駆動される。以下、アクチュエータ２０１とリンク機構２０２と遮光部２０３とを含む装置を遮光装置６とする。
【００１２】
遮光部２０３を通過した光は、第１のコンデンサレンズ７に入射した後、入射光を略直角に曲げる反射ミラー８（反射部材）によって反射され、光路が折り曲げられる。反射ミラー８によって反射された光は、第２のコンデンサレンズ９を通過する。
【００１３】
そして、Ｒ光（赤の波長領域の光），Ｂ光（青の波長帯域の光）を反射し、Ｇ光（緑の波長帯域の光）を透過するダイクロイックミラー１１に入射する。ダイクロイックミラー１１を透過したＧ光は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射するＧ用偏光ビームスプリッタ１２に入射する。ダイクロイックミラー１１により反射された、Ｒ光とＢ光は、不図示の波長選択性位相差板により、Ｒ光はＳ偏光のまま、Ｂ光はＰ偏光に変換される。Ｓ偏光のＲ光は、ＲＢ用偏光ビームスプリッタ１３により反射され、Ｐ偏光のＢ光は透過することにより、ＲＢ光の色分離が行われる。
【００１４】
Ｇ用偏光ビームスプリッタ１２により反射されたＧ光は、Ｇ用の反射型液晶パネル１４（光変調素子）に入射し、ＲＢ用偏光ビームスプリッタ１３により分離されたＲ光、Ｂ光はそれぞれ、Ｒ用の反射型液晶パネル１５、Ｂ用の反射型液晶パネル１６に入射する。
【００１５】
各反射型液晶パネルにより変調された光は、Ｒ，Ｇ，Ｂ光を合成するための合成素子１７へ導かれる。合成素子１７は、例えば、偏光ビームスプリッタやダイクロイックミラーやダイクロイックプリズム等である。
【００１６】
合成素子１７により合成された光は、不図示のスクリーン等の被投射面に、投射レンズ１８によって拡大投射される。
【００１７】
図１に示すように、反射ミラー８に対する光源からの光の光入射側及び光出射側を表側とするとき、反射ミラー８によって形成された空間を有効利用して、反射ミラー８の裏側にアクチュエータ２０１を配置することで、装置の大型化を低減することができる。言い換えれば、反射ミラー８を挟んで、遮光部２０３とは反対側に、アクチュエータ２０１を配置することで、装置の大型化を低減することができる。さらに言い換えれば、反射ミラー８の光軸と垂直な断面を、光源側から見たとき、アクチュエータ２０１の少なくとも一部が該断面と重なるようにアクチュエータ２０１を配置することで、装置の大型化を低減することができる。さらに言い換えれば、反射ミラー８のように、反射面が平面である場合は、反射面を斜面にもつ直角三角柱状の空間に、アクチュエータ２０１の少なくとも一部を配置することで、装置の大型化を低減することができる。より好ましくは、アクチュエータ２０１すべてが、該空間に収まるように配置するのが良い。尚、アクチュエータ２０１を含む遮光装置６は、筐体内部に配置される。
【００１８】
図２に、遮光装置６の拡大斜視図を示す。遮光装置６はアクチュエータ２０１とリンク機構２０２と光軸を中心とする平面に形成される遮光部２０３ａ、２０３ｂにより構成されている。
【００１９】
リンク機構２０２は、ウォームギヤ２０４、第１ギヤ２０５、第２ギヤ２０６、出力軸２０７、回動部材２０８、橋架部２０９ａ、２０９ｂを有する。さらに、リンク機構２０２は、第１ピン２１０ａ、２１０ｂ、第２ピン２１１ａ、２１１ｂ、摺動部材２１２ａ、２１２ｂ、ベース部材２１３、案内溝２１４ａ、２１４ｂを有する。
【００２０】
出力軸２０７には第２ギヤ２０６が嵌通し、両端に長孔が設けられた回動部材２０８が結合されているため、第２ギヤ２０６が回動すると回動部材２０８もそれに合わせて回動する。
【００２１】
図２においては、遮光部２０３を構成する２枚の遮光板２０３ａ、２０３ｂに分けて、それぞれの遮光板に関連する部材に関してもａとｂの符号を示しているが、機能は同じなので、以下は、ａ、ｂの符号を付した部材を分けずに説明する。
【００２２】
橋架部２０９は、遮光部２０３と同平面上に形成された遮光部２０３の保持部と、遮光部２０３の平面に対して光の進行方向側へ略直角に曲げられた平面部を持ち、平面部の端部には第１ピン２１０と第２ピン２１１がカシメられて形成されている。言い換えれば、橋架部２０９は、遮光板２０３を含む平面上に形成された平面部と該平面と垂直な平面部を有する。
【００２３】
回動部材２０８と橋架部２０９の間には穴と長孔が形成された摺動部材２１２が設けられており、摺動部材２１２の穴には第１ピン２１０が軸通しており、長孔には第２ピン２１１が挿通しているため、摺動部材２１２により橋架部２０９の位置決めがなされる。また、第１ピン２１０は回動部材２０８の長孔にも挿通される。ベース部材２１３には鉛直方向への案内溝２１４が形成されており、案内溝２１４には摺動部材２１２が挿通される。案内溝２１４は、摺動部材２１２の摺動する方向（移動方向）が上下方向のみになるよう規制する。
【００２４】
近年の投射型画像表示装置の高輝度化に伴い、絞り等の遮光部により投射光を遮光すると、遮光部の発熱量が大きくなり、遮光部のアクチュエータ（駆動部）を劣化させてしまうという問題があった。
【００２５】
これに対し実施形態１の遮光部２０３とアクチュエータ２０１とは、反射ミラー８により折り曲げられる前の照明光学系の光軸Ａに平行に形成されたベース部材２１３と橋架部の一部と、光軸Ａに垂直な方向に形成された橋架部の他の部分とによって連結されている。これにより、装置の大型化を抑えつつ、遮光部２０３からアクチュエータ２０１までの間隔を長くとることができるので、熱によるアクチュエータ２０１の劣化を抑えることができる。
【００２６】
また、アクチュエータ２０１が反射ミラー８の裏側に配置されているので、アクチュエータ２０１に対する光や熱は、反射ミラー８によって遮られるので、これによってもアクチュエータ２０１の劣化を抑えられると言える。
【００２７】
そして、アクチュエータ２０１は光軸Ａに沿うように形成されたベース部材２１３と橋架部の一部よりも光軸Ａ側に配置されている。
【００２８】
上記構成により、アクチュエータ２０１の回転運動は第１ギヤ２０５及び第２ギヤ２０６を介して回動部材２０８に伝達され、回動部材２０８に設けられた長孔へ挿通された第１ピン２１０により摺動部材２１２を上下方向に自在に移動させる事ができる。この結果、摺動部材２１２により位置決めされた橋架部２０９及び遮光部２０３を自在に開閉させる事ができるため、遮光部２０３の位置を規定された位置に動かすことにより、遮光量を調整する事が可能となる。
【００２９】
図３に遮光装置６の第２の斜視図を示す。
【００３０】
図４（ａ）は有効光束３００に対して、遮光部２０３ａ、２０３ｂによって形成される開口領域が最も広い状態を示す図である。図４（ｂ）は、有効光束３００に対して、遮光部２０３ａ、２０３ｂによって形成される開口領域がない状態を示す図である。
【００３１】
本実施形態においては、切欠き部が形成された複数の遮光板の開閉動作によって光量を調整する遮光部について説明したが、遮光部に代えて、例えばある透過率を有する光学素子を光路内外へ挿脱する機構とすることによって光量を調整する形態であってもよい。この場合、アクチュエータは、光学素子の光路内外へ挿脱を駆動する手段となる。
【００３２】
また、本実施形態においては、遮光部２０３が反射ミラー８よりも光源側に配置されているが、反射ミラー８によって光軸が折り曲げられた後の光路内に、遮光板を配置する形態であってもよい。この場合も、反射ミラーを挟んで、遮光部の反対側にアクチュエータを配置すればよい。
【００３３】
また、本実施例は、反射型の液晶パネルを用いたが、透過型の液晶パネルを用いた形態であってもよいし、ＤＭＤを用いた形態であっても、反射部材と調光機構とを有するものであれば、本発明が適用可能である。
【００３４】
本実施形態においては、反射ミラーは入射光を略直角に曲げているが、これに限らない。略直角に曲げるものだけではなく、光学ユニットの設計に合わせて、光源からの光を入射方向とは異なる方向に反射させる反射部材を有するものであれば、アクチュエータを配置可能な空間ができるので本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  光源
２  照明光学系
８  反射ミラー
２０１  アクチュエータ
２０３  遮光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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