(57)【要約】【課題】楕円開口の偏心絞りを有する投写レンズを用いて投写型表示装置を構成する場合、絞りの開口部で光の一部が遮光され、光利用効率が低下するという課題があった。この課題を解決し、明るく、高コントラストな投写型表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】主として、放電ランプ１０と、導光手段１３と、リレーレンズ系１４と、空間光変調素子１７と、投写レンズ１８、とを備えている。投写レンズ１８は、光軸に対して偏心した楕円開口の絞り１８ａを有し、導光手段１３は、異なる形状の入射端と出射端を備えている。導光手段１３から出射する光の出射角に異方性を持たせ、楕円開口の絞り１８ａに整合した照明光を供給できるので、光の利用効率が高まり、明るい投写型表示装置を実現できる。【選択図】図１
2006098936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射する光を集光する集光手段と、
前記集光手段で集光された光が入射する導光手段と、
前記導光手段から出射する光を集光して照明光を形成するリレー光学系と、
前記照明光を変調して映像信号に応じた光学像を形成する空間光変調素子と、
前記光学像をスクリーン上に投影する投写手段と、を備え、
前記投写手段は、光軸に対して偏心した略楕円形状の開口絞りを有し、
前記導光手段は、光の入射端と出射端とが異なる開口形状を有し、
前記導光手段の入射端と出射端の開口形状は、前記照明光における前記絞りの短径方向の集光角が長径方向の集光角よりも小さくなるように定められていることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
光源と、
前記光源から出射する光を集光する集光手段と、
前記集光手段で集光された光が入射する導光手段と、
前記導光手段から出射する光を集光して照明光を形成するリレー光学系と、
前記照明光を変調して映像信号に応じた光学像を形成する空間光変調素子と、
前記光学像をスクリーン上に投影する投写手段と、を備え、
前記投写手段は、光軸に対して偏心した略楕円形状の開口絞りを有し、
前記導光手段は、光の入射端と出射端とが異なる開口形状を有し、
前記集光手段の開口形状は、前記照明光における前記絞りの短径方向の集光角が長径方向の集光角よりも小さくなるように定められていることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項３】
楕円形状の開口絞りの短径方向、長径方向の開口幅をＡｐＳ、ＡｐＬ、導光手段から出射する光の短径方向、長径方向の出射角をθＳ、θＬとすると、以下の式を満足することを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
０．８＜（ＡｐＬ×θＳ）／（ＡｐＳ×θＬ）＜１．２
【請求項４】
楕円形状の絞りの短径方向、長径方向の開口幅をＡｐＳ、ＡｐＬ、集光手段の短径方向、長径方向の開口幅をＥＳ、ＥＬとすると、以下の式を満足することを特徴とする請求項２記載の投写型表示装置。
０．８＜（ＡｐＬ×ＥＳ）／（ＡｐＳ×ＥＬ）＜１．２
【請求項５】
集光手段は楕円面鏡であることを特徴とする請求項１又は２記載の投写型表示装置。
【請求項６】
集光手段は放物面鏡と正パワーのレンズからなることを特徴とする請求項１又は２記載の投写型表示装置。
【請求項７】
導光手段の入射端又は出射端の近傍に回転型色フィルタを配置することを特徴とする請求項１又は２記載の投写型表示装置。
【請求項８】
導光手段の入射端又は出射端の少なくとも何れか一方に紫外光又は赤外光の少なくとも何れか一方を反射する反射膜が設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の投写型表示装置。
【請求項９】
空間光変調素子は反射型のＤＭＤ素子であり、微小ミラーの傾斜方向と略同一方向に絞りが偏心していることを特徴とする請求項１又は２記載の投写型表示装置。
【請求項１０】
絞りの偏心量をＤ、最大開口半径をＲとすると、以下の式を満足することを特徴とする請求項１又は２記載の投写型表示装置。
Ｄ＜Ｒ／２
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に空間光変調素子上の光学像を拡大してスクリーン上に投影する投写型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、大画面用の映像機器として各種の空間光変調素子を用いた投写型表示装置が知られている。最近では、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ−Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）のような表示効率の高い反射型の空間光変調素子が注目されている（例えば、特開２０００−９８２７２号公報）。
【０００３】
図１８は、空間光変調素子としてＤＭＤを用いた投写型表示装置の構成を示す。白色光を放射するランプ１８０と、ランプ１８０の放射光を集光する楕円面鏡１８１（１８１ａは鏡面）と、楕円面鏡１８１の焦点近傍に配置され、赤、緑、青の三原色光を順次選択的に透過する回転型カラーフィルタ１８２と、ガラスロッド１８３と、リレーレンズ系１８４と、平面ミラー１８５と、補助レンズ１８６と、入射光を変調して光学像を形成するＤＭＤ１８７と、ＤＭＤ１８７上の光学像をスクリーン（図示せず）上に拡大投影する投写レンズ１８８から構成されている。
【０００４】
ランプ１８０は、超高圧水銀ランプやキセノンランプ等が用いられる。これらのランプは、輝度が高く、発光部が比較的小さいため、放射光を効率よく集光することができる。ガラスロッド１８３は、棒状の光学ガラスであり、照明光の均一性を高めるために用いられている。ガラスロッド１８３の入射端１８３ａには、比較的、照度むらの大きな集光スポットが形成されるが、入射光を内部で全反射させ、出射端１８３ｂに到達させることで、出射端１８３ｂでは、明るさ均一性の高い照明光束を得ることができる。リレーレンズ１８４は、出射端１８３ｂをＤＭＤ１８７上に所定の倍率で結像させる。これによって、ＤＭＤ１８７には、明るさ均一性の高い照明光束が供給される。
【０００５】
ＤＭＤ１８７は、図１９（ａ）に示すように、画素毎に設けられた微小ミラー１９０を２次元的に配列して構成される。各画素は、その直下に配置されたメモリー素子の静電界作用により、微小ミラー１９０の傾きを制御し、入射光の反射角度を変化させることによって光変調し、ＯＮ／ＯＦＦ状態を形成する。
【０００６】
図１９（ｂ）は、ＤＭＤ１８７上の微小ミラー１９０の動作原理を示す模式図である。ＤＭＤ１８７面に対して微小ミラー１９０が±１２度傾く場合について説明する。ＤＭＤ１８７面に対して２４度傾いた光１９１が入射すると、微小ミラー１９０がＯＮ（＋１２度）状態の時、反射光１９２は投写レンズ１９３に入射し、スクリーン上に画素が表示される。一方、微小ミラー１９０がＯＦＦ（−１２度）状態の時、反射光１９４は投写レンズ１９３に入射せず、スクリーン上には画素が表示されない。各画素について、ＯＮ／ＯＦＦの切り替えを時間的に制御することで、階調表現が可能になる。ＤＭＤ１８７上の各ミラー１９０は、例えば、図１９（ａ）に示すように表示領域の長軸１９５方向に傾斜する。
【０００７】
ＤＭＤ１８７の画像表示に同期させて回転型色フィルタ１８２を回転することにより、ＤＭＤ１８７には赤、緑、青の映像信号に対応した光学像が時分割で形成される。なお、回転型色フィルタ１８２の中心部には、モーター１８２ａが取り付けられており、モーター１８２ａを回転させることにより、回転型色フィルタ１２が回転する。
【０００８】
ＤＭＤ１８７上の光学像を投写レンズ１８８でスクリーン（図示せず）上に拡大投影することにより、フルカラー表示の大画面映像を得ることができる。投写レンズ１８８は、光軸に対してその開口部が偏心した円形絞り１８８ａを備えている。このように、絞りを偏心させることによって、ＤＭＤ１８７の入射光と出射光の成す角、すなわち分離角が大きくなるので、照明光学系を構成する部品（例えば、図１８の平面ミラー１８５）と投写光学系を構成する部品（例えば、投写レンズ１８８）の物理的な干渉を避けることができる。この方式によれば、１枚のＤＭＤ素子で３板式と同等の高解像度なカラー画像が得られる。
【特許文献１】特開平１１−１４２７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
投写型表示装置は、より小型で、明るい画像を表示できることが望まれている。しかしながら、図１８に示した投写型表示装置では、以下のような問題があった。
【００１０】
図１８では、光学部品の干渉を避けるために、投写レンズ１８８の絞り１８８ａを偏心させた例を示したが、この場合、投写レンズ１８８の瞳を有効利用する為には、絞り１８８ａの開口を楕円形状にする方が好ましい。図２０は、絞り１８８ａの開口が円形２００の場合と楕円形２０１の場合の比較を示す。いずれも、偏心量と斜線で示す開口部の面積（有効Ｆ値）は同じである。これから明らかなように、同一の偏心量と有効Ｆ値に対して必要とされる投写レンズのＦ値は、円形開口２００よりも楕円開口２０１の方が大きい。すなわち、円形開口２００よりも楕円開口２０１の方が、投写レンズ１８８の仕様に要求される最大取り込み角は小さくてすむ。それ故、楕円開口の絞りは、投写レンズの小型化、高性能化がし易いといった利点がある。
【００１１】
しかしながら、楕円開口の偏心絞りを用いた場合、従来の構成では絞り形状と照明光の整合性が悪く、光損失が大きくなる、という課題があった。
【００１２】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、偏心絞りを備えた投写レンズを用いて、明るく、高画質な投写型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記問題を解決するため、本発明の投写型表示装置は、光源と、前記光源から出射する光を集光する集光手段と、前記集光手段で集光された光が入射する導光手段と、前記導光手段から出射する光を集光して照明光を形成するリレー光学系と、前記照明光を変調して映像信号に応じた光学像を形成する空間光変調素子と、前記光学像をスクリーン上に投影する投写手段と、を備え、前記投写手段は、光軸に対して偏心した略楕円形状の開口絞りを有し、前記導光手段は、光の入射端と出射端とが異なる開口形状を有し、前記導光手段の入射端と出射端の形状は、前記照明光における前記絞りの短径方向の集光角が長径方向の集光角よりも小さくなるように定められていることを特徴とするものである。
【００１４】
楕円形状の開口絞りの短径方向、長径方向の開口幅をＡｐＳ、ＡｐＬ、導光手段から出射する光の短径方向、長径方向の出射角をθＳ、θＬとすると、以下の式を満足すれば好ましい。
０．８＜（ＡｐＬ×θＳ）／（ＡｐＳ×θＬ）＜１．２
また、本発明の他の投写型表示装置は、光源と、前記光源から出射する光を集光する集光手段と、前記集光手段で集光された光が入射する導光手段と、前記導光手段から出射する光を集光して照明光を形成するリレー光学系と、前記照明光を変調して映像信号に応じた光学像を形成する空間光変調素子と、前記光学像をスクリーン上に投影する投写手段と、を備え、前記投写手段は、光軸に対して偏心した略楕円形状の開口絞りを有し、前記導光手段は、光の入射端と出射端とが異なる開口形状を有し、前記集光手段の開口形状は、前記照明光の前記空間光変調素子上における集光角が、前記絞りの短径方向よりも長径方向の集光角よりも小さくなるように定められていることを特徴とするものである。
【００１５】
楕円形状の絞りの短径方向、長径方向の開口幅をＡｐＳ、ＡｐＬ、集光手段の短径方向、長径方向の開口幅をＥＳ、ＥＬとすると、以下の式を満足すれば好ましい。
０．８＜（ＡｐＬ×ＥＳ）／（ＡｐＳ×ＥＬ）＜１．２
集光手段は楕円面鏡であれば好ましい。
【００１６】
また、集光手段は放物面鏡と正パワーのレンズから構成されていれば好ましい。
【００１７】
導光手段の入射端又は出射端の近傍に回転型色フィルタを配置すれば好ましい。
【００１８】
導光手段の入射端又は出射端の少なくとも何れか一方に紫外光又は赤外光の少なくとも何れか一方を反射する反射膜が設けられていれば好ましい。
【００１９】
空間光変調素子は反射型のＤＭＤ素子であり、微小ミラーの傾斜方向と略同一方向に絞りが偏心していれば好ましい。
【００２０】
絞りの偏心量をＤ、最大開口半径をＲとすると、以下の式を満足すれば好ましい。
Ｄ＜Ｒ／２
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本発明は、投写レンズに開口部が楕円形状の偏心絞りを備え、その絞り形状に整合した照明光を形成できるので、光利用効率が高められる。その結果、投写型表示装置の明るさを向上できる、という優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の投写型表示装置に応用した場合の具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明にかかる投写型表示装置の第１の実施の形態を示す構成例である。
図１において、１０は光源としての放電ランプ、１１は集光手段としての楕円面鏡、１３は導光手段としてガラスロッド、１４はリレー光学系、１７は空間光変調素子としてのＤＭＤ、１８は投写手段としての投写レンズである。
【００２４】
また、１２は回転型カラーフィルタ、１５は平面ミラー、１６は補助レンズである。
【００２５】
ここで、ｘｙｚ直交座標を図のように定義すると、図１は、ｘ−ｚ平面に関しての構成を示している。同様に、図２、図３は、ｘ−ｙ平面、ｙ−ｚ平面に関しての構成を示す。
【００２６】
放電ランプ１０は、超高圧水銀ランプを用いている。超高圧水銀ランプは、極めて輝度が高く、集光性に優れているので、楕円面鏡１１によって効率よく集光することができる。
【００２７】
楕円面鏡１１は、第１焦点（短焦点）距離Ｆ１＝１０ｍｍ、第２焦点（長焦点）距離Ｆ２＝１２０ｍｍである。楕円面鏡１１の反射面１１ａには、例えば、可視光を効率よく反射し、赤外光を透過する誘電体多層膜が形成されており、放電ランプ１０から放射される光のうち、可視光成分を効率よく所望の方向に反射する。
【００２８】
放電ランプ１０は、電極間に形成される発光部の重心が、およそ楕円面鏡１１の第１焦点Ｆ１と一致するように配置される。これにより、発光部の大きさに比例した集光スポットが楕円面鏡１１の第２焦点Ｆ２近傍に形成され、放電ランプ１０の放射光を効率よく集光することができる。
【００２９】
楕円面鏡１１の第２焦点Ｆ２近傍には回転型色フィルタ１２が配置されている。回転型色フィルタ１２は、例えば、図４に示すように、赤色成分の光を透過する赤フィルタＲと、緑色成分の光を透過する緑フィルタＧと、青色成分の光を透過する青フィルタＢとを円盤状に組み合わせて構成される。
【００３０】
回転型色フィルタ１２の中心部には、モーター１２ａが取り付けられており、モーター１２ａを回転させることにより、回転型色フィルタ１２が回転する。回転型色フィルタ１２に白色光が入射すると、時間的に切り替えられた赤、緑、青の光が回転型色フィルタ１２から出射する。
【００３１】
回転型色フィルタ１２を透過した光は、ガラスロッド１３に入射する。ガラスロッドの材料は、最も安価で汎用硝材であるＢＫ７を用いている。図５は、ガラスロッド１３の形状を示す概略図である。ガラスロッド１３は、入射端１３ａ形状が４ｍｍ×４ｍｍ、出射端１３ｂ形状が７．１ｍｍ×４ｍｍであり、異なる端面形状を有している。また、光軸方向の長さは３０ｍｍである。出射端１３ｂは、後述するＤＭＤ１７の有効表示領域とおよそ相似形状である。
【００３２】
以下、ガラスロッド１３の具体的な作用について、図６を用いて説明する。
図６は、それぞれ、（ａ）ｘ−ｚ平面、（ｂ）ｘ−ｙ平面、におけるガラスロッド１３の断面図である。ガラスロッド１３の入射端から角度θで入射した光線は、ガラスロッド１３の内面で全反射を繰り返し、出射端からそれぞれθＳ、θＬの角度で出射する。この時、出射角は、θＬ＞θＳの関係が成り立つ。従って、ガラスロッド１３の出射端からは、拡がりに異方性のある光が出射する。
【００３３】
ガラスロッド１３を出射した光は、リレー光学系１４に入射する。リレー光学系１４は、３枚の球面レンズで構成されており、ガラスロッド１３の出射端１３ｂをＤＭＤ１７上に所定倍率で結像させる。ガラスロッド１３内部では、上述のごとく全反射が繰り返され、出射端１３ｂにおける明るさの均一性は、入射端１３ａに比べて大幅に改善される。従って、ＤＭＤ１７上には、明るさ均一性の極めて高い照明光を供給することができる。
【００３４】
リレー光学系１４を出射した光は、平面ミラー１５で反射された後、補助レンズ１６を介してＤＭＤ１７に入射する。ＤＭＤ１７は、入射照明光を変調して、映像信号に応じた光学像を形成する。ＤＭＤ１７上の光学像は、投写レンズ１８に入射し、スクリーン上（図示せず）に拡大投影される。
【００３５】
投写レンズ１８は、その内部に楕円開口の偏心絞り１８ａを備えている。図７は、絞り形状の概略図である。最大開口径はＤ＝１２ｍｍ、偏心量はＬ＝４．６ｍｍ、長径方向、及び短径方向の開口寸法はそれぞれ、ＡｐＬ＝２２．２ｍｍ、ＡｐＳ＝１４．８ｍｍ、である。ここで、ガラスロッド１３の入射端、出射端、及び、長さは、以下の式を満足するように定めればよい。
０．８＜（ＡｐＬ×θＳ）／（ＡｐＳ×θＬ）＜１．２（数１）
（数１）を満たすことで、照明光を絞り形状に整合でき、この部分での光損失を抑制することができる。尚、ここでいう照明光とは、ＤＭＤで反射されて投写レンズに向かう光、すなわち、投写光を意味する。その結果、光の利用効率が高められ、明るい投写型表示装置を実現することができる。（数１）の上限値を超えると、絞りの開口部に対して、照明光のはみ出し量が大きくなり、光損失が増加するので好ましくない。また、（数１）の下限値を超えると、絞りの開口部に対して、照明光の領域が小さくなり、絞り開口部の無駄が増加するので好ましくない。
【００３６】
上記構成によれば、ガラスロッド１３の入出射端面の形状が異なるので、ロッド１３端面から出射する光の角度は、異方性を持つ。その異方性と、楕円絞り１８ａの長径ＡｐＬ、短径ＡｐＳの関係を整合させれば、照明光と絞りの整合性が高まり、光の利用効率が大幅に向上する。以下、その理由について具体的に説明する。
【００３７】
図８は、絞り１８ａの開口部と照明光の関係（整合性）を説明する為の模式図である。図８（ａ）は、例えば、図２０に示したような従来の投写型表示装置における関係であり、図８（ｂ）は、本実施の形態における関係を示している。これからも明らかなように、従来の構成では、略円形の照明光８１に対して絞り開口部８２の整合性が悪く、大きな光損失を発生していた。これに対して、本実施の形態では、照明光８３と絞り開口部８２との整合性が改善され、光損失を大幅に抑制することができる。尚、図８（ａ）、（ｂ）に示す照明光の形状は一例であり、照明光学系の構成によって多少、異なる。照明光と絞りの整合性を高めることによって、この部分での光損失を抑制し、光の利用効率を高めることができると同時に、不要な光によって引き起こされるゴースト、フレアーの発生が抑制される効果も得られる。
【００３８】
以上のように、本願発明は、楕円開口の偏心絞りを有する投写レンズを用い、ガラスロッドの開口形状を適切に設定して、絞り形状に整合した照明光を供給することで光利用効率を高め、明るく、高コントラストな投写型表示装置を実現することができる。
【００３９】
（実施の形態２）
図９は、本発明にかかる投写型表示装置の第２の実施の形態を示す構成例である。
【００４０】
楕円面鏡９１とガラスロッド９３以外は図１に示すものと同一である。図９は、ｘ−ｚ平面に関しての構成を示している。同様に、図１０、図１１は、ｘ−ｙ平面、ｙ−ｚ平面に関しての構成を示す。楕円面鏡９１は、その出射開口の形状が、図１では円形であったのに対し、図９では左右にＤカットを加えた形状となっている。ガラスロッド９３は、入射端と出射端の形状が同一であり、７．１ｍｍ×４ｍｍである。すなわち、図１の場合、ガラスロッドの入射端と出射端の形状を適切に設定することで、楕円開口の偏心絞りに整合した照明光を形成した。これに対して、本実施の形態では、図９〜図１１に示すように、楕円面鏡９１の開口形状を適切に設定することで、ガラスロッド９３に入射する光の角度θ１、θ２に異方性を持たせ、ｘ−ｚ、及び、ｘ−ｙ平面内の光線の拡がりを制御して、絞り形状に整合した照明光を形成している。
【００４１】
投写レンズ９８は、その内部に楕円形状の偏心絞り９８ａを備えており、その形状は、図７で示したものと同一である。ここで、楕円面鏡９１の開口形状として、長径方向の開口寸法をＥＬ、短径方向の開口寸法をＥＳとすると、以下の式を満足するように設定すればよい。
０．８＜（ＡｐＬ×ＥＳ）／（ＡｐＳ×ＥＬ）＜１．２（数２）
（数２）を満たすことで、照明光を絞り形状に整合でき、この部分での光損失を抑制することができる。その結果、光の利用効率が高められ、明るい投写型表示装置を実現することができる。（数２）の上限値を超えると、絞りの開口部に対して、照明光のはみ出し量が大きくなり、光損失が増加するので好ましくない。また、（数２）の下限値を超えると、絞りの開口部に対して、照明光の領域が小さくなり、絞り開口部の無駄が増加するので好ましくない。
【００４２】
以上のように、本願発明は、楕円開口の偏心絞りを有する投写レンズを用い、楕円面鏡の開口形状を適切に設定して、絞り形状に整合した照明光を供給することで光利用効率を高め、明るく、高コントラストな投写型表示装置を実現することができる。
（実施の形態３）
図１２は、本発明にかかる投写型表示装置の第３の実施の形態を示す構成例である。
【００４３】
集光手段１２１としての放物面鏡１２１ａと集光レンズ１２１ｂ以外の構成は、図１に示したものと同一である。図１２は、ｘ−ｚ平面に関しての構成を示している。同様に、図１３、図１４は、ｘ−ｙ平面、ｙ−ｚ平面に関しての構成を示す。
【００４４】
ランプ１２０の放射光は、放物面鏡１２１ａによって平行光に変換され、集光レンズ１２１ｂに入射する。集光レンズ１２１ｂは、正パワーの平凸レンズであり、放物面鏡１２１ａから出射する光を回転型カラーフィルタ１２２の近傍に集光する。
【００４５】
ガラスロッド１２３は、図１に示したものと同様に、入射端面と出射端面の形状が異なっており、出射端面からは、拡がりに異方性を持った光が出射する。入射端面と出射端面の形状は、上記（数１）を満足するように定められている。それ故、投写レンズ１２８内に備えられた楕円形状の絞り１２８ａと整合した照明光を供給できるので、光利用効率が高く、明るく、高コントラストな投写型表示装置を実現することができる。
【００４６】
以上のように、本願発明は、楕円開口の偏心絞りを有する投写レンズを用い、ガラスロッドの開口形状を適切に設定して、絞り形状に整合した照明光を供給することで光利用効率を高め、明るく、高コントラストな投写型表示装置を実現することができる。
【００４７】
（実施の形態４）
図１５は、本発明にかかる投写型表示装置の第４の実施の形態を示す構成例である。
【００４８】
集光手段１５１としての放物面鏡１５１ａと集光レンズ１５１ｂ、及び、ガラスロッド１５３以外の構成は、図１２に示すものと同一である。図１５は、ｘ−ｚ平面に関しての構成を示している。同様に、図１６、図１７は、ｘ−ｙ平面、ｙ−ｚ平面に関しての構成を示す。本実施例において、放物面鏡１５１ａ、及び、集光レンズ１５１ｂは、円形ではなく、その左右にＤカットが施されている。この時、集光レンズ１５１ｂの形状は、上記（数２）を満足するように定められている。それ故、投写レンズ１５８内に備えられた楕円形状の絞り１５８ａと整合した照明光を供給できるので、光利用効率が高く、明るく、高コントラストな投写型表示装置を実現することができる。
【００４９】
以上のように、本願発明は、楕円開口の偏心絞りを有する投写レンズを用い、集光レンズの開口形状を適切に設定して、絞り形状に整合した照明光を供給することで光利用効率を高め、明るく、高コントラストな投写型表示装置を実現することができる。
【００５０】
尚、本発明の効果を得る構成は、上記実施の形態に限定するものではなく、下記に記載するような形態であってもよい。
【００５１】
空間光変調素子はＤＭＤを用いて説明したが、液晶パネルなど、他の空間光変調素子を用いても良い。また、その形態は透過型／反射型を問わない。
【００５２】
回転型カラーフィルタは、ガラスロッドの入射側に配置した例を示したが、出射側に配置しても良い。
【００５３】
導光手段として、ガラスロッドを用いた例を示したが、これに限定しない。全反射を利用するのではなく、反射ミラーを張り合わせたもの等、光を入射端から出射端に導光するものであれば、所望の効果を得ることができる。
【００５４】
リレー光学系は、枚数や形状など、上記形態に限定しない。
【００５５】
空間光変調素子の近傍に補助レンズを配置した例や、照明光路中に平面ミラーや回転型カラーフィルタを配置した例を示したが、これらの光学要素は本発明の効果を得るために必須の要素でない。
【００５６】
投写レンズの絞りを水平軸方向に偏心した例を示したが、偏心方向はこれに限定されるものではない。また、ガラスロッドのテーパ面や集光手段のＤカット面についても、上記実施の形態にて例示したものに限定されるものではない。本発明の主たる目的は、偏心させた略楕円形状の絞りに対して整合性の良い照明光を供給し、光利用効率を高めることにあるので、その実用形態は上記実施の形態に示す以外のものでも良いことはいうまでもない。例えば、楕円絞りの偏心方向が４５度方向であれば、これに合わせて集光手段（例えば、楕円面鏡）のＤカット面も４５度方向に設けるなど、の構成であっても良い。
【００５７】
また、ＤＭＤのミラー傾斜方向は水平方向として述べたが、これ以外の方向に傾斜した動作を有するものであっても良い。ミラー傾斜方向に合わせて照明光の入射角や絞りの偏心方向を定め、これに照明光が整合するように集光手段や導光手段の形状を設定すれば、本発明の目的を達成することができる。
【００５８】
上記投写型表示装置をキャビネット内に収め、キャビネットに取り付けられた透過型のスクリーンを介して表示画像を観察できる、背面投写型表示装置のような形態であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明にかかる投写型表示装置は、楕円開口の偏心絞りを有する投写レンズを用い、絞り形状に整合した照明光を供給することで光利用効率を高められるという効果を有し、明るく、高コントラストな投写型表示装置を実現する上で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の投写型表示装置の第１の実施形態を示すｘ−ｚ平面図
【図２】本発明の投写型表示装置の第１の実施形態を示すｘ−ｙ平面図
【図３】本発明の投写型表示装置の第１の実施形態を示すｙ−ｚ平面図
【図４】カラーホイールの一例を示す略構成図
【図５】ガラスロッドの一例を示す略構成図
【図６】ガラスロッドの作用を示す略構成図
【図７】楕円型開口絞りの一例を示す略構成図
【図８】絞り形状と照明光の関係を説明する模式図
【図９】本発明の投写型表示装置の第２の実施形態を示すｘ−ｚ平面図
【図１０】本発明の投写型表示装置の第２の実施形態を示すｘ−ｙ平面図
【図１１】本発明の投写型表示装置の第２の実施形態を示すｙ−ｚ平面図
【図１２】本発明の投写型表示装置の第３の実施形態を示すｘ−ｚ平面図
【図１３】本発明の投写型表示装置の第３の実施形態を示すｘ−ｙ平面図
【図１４】本発明の投写型表示装置の第３の実施形態を示すｙ−ｚ平面図
【図１５】本発明の投写型表示装置の第４の実施形態を示すｘ−ｚ平面図
【図１６】本発明の投写型表示装置の第４の実施形態を示すｘ−ｙ平面図
【図１７】本発明の投写型表示装置の第４の実施形態を示すｙ−ｚ平面図
【図１８】従来の投写型表示装置の構成例を示す略構成図
【図１９】ＤＭＤの動作を説明する模式図
【図２０】円形開口と楕円開口による差異を説明する模式図
【符号の説明】
【００６１】
１０、９０、１２０、１５０  光源
１１、９１、１２１、１５１  集光手段
１３、９３、１２３、１５３  導光手段
１４、９４、１２４、１５４  リレー光学系
１７、９７、１２７、１５７  空間光変調素子
１８、９８、１２８、１５８  投写手段
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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