(57)【要約】      （修正有）【課題】光学素子の交換が容易な小型の投写型表示装置を提供する。【解決手段】レンズ装置が着脱可能な投写型表示装置であって、光変調素子により変調された光束を合成する合成部と、合成部の出射面側に設けられ、合成部から出射した光束が通過する開口３８５を有する保持部３８と、合成部を収納し、保持部が取り付けられる筺体とを有し、保持部には、光学素子を取り付けることが可能な取付部３８３、３８４が設けられている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ装置が着脱可能な投写型表示装置であって、
光変調素子により変調された光束を合成する合成部と、
前記合成部の出射面側に設けられ、前記合成部から出射した光束が通過する開口を有する保持部と、
前記合成部を収納し、前記保持部が取り付けられる筺体と、を有し、
前記保持部には、光学素子を取り付けることが可能な取付部が設けられている
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
前記保持部は、前記筺体に対して着脱可能に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
【請求項３】
前記投写型表示装置から前記レンズ装置を取り外した状態で、前記保持部は前記筺体に対して着脱可能である
ことを特徴とする請求項２に記載の投写型表示装置。
【請求項４】
前記保持部は、前記光学素子として光学フィルタを保持している
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【請求項５】
前記保持部は、前記取付部として、前記保持部の第１の面に設けられた第１の取付部と、前記保持部の前記第１の面とは反対側の第２の面に設けられた第２の取付部と、を有し、
前記第１の取付部には前記光学素子として第１の光学素子が取り付けられ、
前記第２の取付部には前記光学素子として第２の光学素子が取り付けられている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【請求項６】
前記保持部の前記開口は、前記合成部の出射面の外形よりも小さい
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【請求項７】
前記保持部は、前記開口を介して有効光束を通過させ、他の光束を遮光する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【請求項８】
前記保持部および前記筺体には、前記光学素子を冷却するための風路が形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【請求項９】
投写型表示装置に対して着脱可能なレンズ装置であって、
筺体と、
前記筺体に取り付けられ、前記投写型表示装置から出射した光束が通過する開口を有する保持部と、
前記開口を通過した前記光束を投写する投写光学系と、を有し、
前記保持部には、光学素子を取り付けることが可能な取付部が設けられている
ことを特徴とするレンズ装置。
【請求項１０】
前記保持部は、投写光学系の入射面側に設けられている
ことを特徴とする請求項９に記載のレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子を挿入して仕様の変更が可能な投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、投写型表示装置の用途は、プレゼンテーション、プロジェクションマッピング、フライトシュミレーター、３Ｄ映像投影などの種々の分野へ拡大している。これに伴い、投影画像の色域拡大、コントラスト向上、３Ｄ画像投影などの分野ごとに要求される仕様も多岐に渡る。
【０００３】
このような要求に応えるため、従来の光学構成に加えて、特殊な光学素子を投写型表示装置の内部に配置することや、特定の光学素子を特殊な光学素子に交換する提案がなされている。また、投写型表示装置と投写対象物との間に特殊な光学素子を配置することが提案されている。
【０００４】
このような提案に対して、特許文献１には、偏光板や光学補償板の交換作業工数を抑制するため、容易に着脱可能で位置調整が可能な投写型表示装置が開示されている。特許文献２には、動画の画質改善を図るため、投写型表示装置から射出される光束を所定時間遮蔽する遮蔽手段を投写型表示装置の出側に配置する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５８６７４号公報
【特許文献２】特開２００６−３０４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１または特許文献２に開示された構成では、投写型表示装置の内部に特殊な光学素子を組み込むことや交換することにより、作業工数が多くなる可能性がある。また、これらの作業は専門性を要するため、投写型表示装置の使用中に交換作業を行うことは困難な場合が多い。この場合、投写型表示装置を一旦サービス拠点に移してから専門作業員による交換作業を行い、再びユーザへ返却するという工数が必要となる可能性が高い。また、投写型表示装置の出射側に特殊な光学素子や光学装置を配置すると、投写型表示装置の大型化により広い設置スペースの確保が必要となる。
【０００７】
そこで本発明は、光学素子の交換が容易な小型の投写型表示装置およびレンズ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】
【０００８】
本発明の一側面としての投写型表示装置は、レンズ装置が着脱可能な投写型表示装置であって、光変調素子により変調された光束を合成する合成部と、前記合成部の出射面側に設けられ、前記合成部から出射した光束が通過する開口を有する保持部と、前記合成部を収納し、前記保持部が取り付けられる筺体とを有し、前記保持部には、光学素子を取り付けることが可能な取付部が設けられている。
【０００９】
本発明の他の側面としてのレンズ装置は、投写型表示装置に対して着脱可能なレンズ装置であって、筺体と、前記筺体に取り付けられ、前記投写型表示装置から出射した光束が通過する開口を有する保持部と、前記開口を通過した前記光束を投写する投写光学系とを有し、前記保持部には、光学素子を取り付けることが可能な取付部が設けられている。
【００１０】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光学素子の交換が容易な小型の投写型表示装置およびレンズ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】各実施例における光学ユニットの側面図である。
【図２】実施例１における色分離合成ブロックおよび投写ブロックの斜視図である。
【図３】実施例１における通常光学仕様の光学部品の構成図である。
【図４】図２中の線Ｗ−Ｗに沿った断面図である。
【図５】図３中の矢印Ｕから見た図である。
【図６】実施例１における特殊光学仕様の光学部品の構成図である。
【図７】実施例１における枠体の斜視図である。
【図８】図６中の矢印Ｐから見た図である。
【図９】実施例２における通常光学仕様の光学部品の構成図である。
【図１０】図９中の矢印Ｑから見た図である。
【図１１】各実施例における投写型表示装置の外観斜視図である。
【図１２】各実施例における投写型表示装置の内部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
まず、図１１および図１２を参照して、本発明の実施例１における投写型表示装置について説明する。図１１は、本実施例におけるプロジェクタ（投写型表示装置）６の外観斜視図である。図１２は、プロジェクタ６の内部斜視図であり、図１１に示されるプロジェクタ６からカバー６０を取り外した状態を示している。図１２に示されるように、プロジェクタ６は光学ユニット（光学エンジンユニット）５を有する。プロジェクタ６には、画像を投写するための投写レンズ４（レンズ装置）が着脱可能に取り付けられている。
【００１５】
次に、図１を参照して、光学ユニット５の構成について説明する。図１は、光学ユニットの側面図であり、図１（ａ）はｚ方向から見た図、図１（ｂ）はｘ方向から見た図をそれぞれ示している。図１に示されるように、光学ユニット５は、光源ユニット（光源部）１、照明光学ブロック（照明光学系）２、色分離合成ブロック（色分離合成光学系）３、および、投写ブロック（投写レンズ４）を有する。
【００１６】
次に、図２乃至図５を参照して、本実施例におけるプロジェクタ６の通常光学仕様について説明する。図２は、色分離合成ブロック３および投写ブロック（投写レンズ４）の斜視図である。図３は、プロジェクタ６の通常光学仕様の光学部品の構成図である。図４は、図２中の線Ｗ−Ｗに沿った断面図である。図５は、図３中の矢印Ｕから見た図であり、投写レンズ４を省略して示している。
【００１７】
投写レンズ（レンズ装置）４は、投写光学系４１ａとプロジェクタ６に対する取付部としてのフランジ部４１１ａを有する。色分離合成ブロック３は、赤、青、緑の各色に対応する３つの光変調素子（液晶パネル）３１、３２、３３、レンズシフトブロック３４、筺体（保持部材）３５、プリズムユニット３６、ダイクロイックミラー３７、および、枠体（保持部）３８を有する。筺体３５は、光変調素子３１〜３３、プリズムユニット３６、ダイクロイックミラー３７、枠体３８、および、投写光学系４１ａを収納して保持する。
【００１８】
レンズシフトブロック３４は、ｚ方向シフト可動板３４１、ｘ方向シフト可動板３４２、および、シフトベース３４３を有する。図５に示されるように、ｚ方向シフト可動板３４１は、投写光学系４１ａのフランジ部４１１ａと接続される。またｚ方向シフト可動板３４１は、投写光学系４１ａとの干渉を避けるため、開口３４１ａを有する。ｘ方向シフト可動板３４２は、ｚ方向シフト可動板３４１を保持する。またｘ方向シフト可動板３４２は、投写光学系４１ａとの干渉を避けるため、開口を有する。シフトベース３４３は、ｘ方向シフト可動板３４２を保持し、筺体３５と接続される。またシフトベース３４３は、投写光学系４１ａとの干渉を避けるため、開口を有する。レンズシフトブロック３４は、不図示のシフト板駆動部を有し、投写光学系４１ａをｚ軸方向およびｘ軸方向にそれぞれ移動させることが可能である。
【００１９】
光源ユニット１を含む複数の光学素子が配置された照明光学ブロック２から出射された白色光は、ダイクロイックミラー３７に向かう。ダイクロイックミラー３７の表面には、赤色波長および青色波長の光を反射し、緑色波長の光を透過する特性を有する膜がコーティングされている。ダイクロイックミラー３７により反射された赤色波長および青色波長の光、および、ダイクロイックミラー３７を透過した緑色波長の光は、各々の色に対応した光変調素子３１、３２、３３に入射する。各々の光変調素子３１、３２、３３により変調された光は、プリズムユニット３６の内部に設けられた合成プリズム（合成部）３６１により合成される。合成プリズム３６により合成された光束は、枠体３８の開口３８５を通過し、投写光学系４１ａを介してスクリーンなどの投写対象物へ向かう。このように枠体３８は、合成プリズム３６１の出射面側（合成プリズム３６１と投写光学系４１ａとの間）に設けられ、合成プリズム３６１から出射した光束が通過する開口３８５を有する。
【００２０】
図３に示されるように、枠体３８は、色分離合成ブロック３の筐体３５に対してビス３８６により締結される。また枠体３８は、交換可能な投写光学系４１ａの取り外し方向と同じ向きに取り外しが可能である。すなわち枠体３８は、ビス３８６を用いて、筺体３５に対して着脱可能に取り付けられている。また枠体３８は、プロジェクタ６から投写光学系４１ａを取り外した状態で、筺体３５に対して着脱可能である。
【００２１】
図５に示されるように、枠体３８の外形は、ｚ方向シフト可動板３４１の開口３４１ａよりも小さい。このため、投写光学系４１ａを取り外した状態で、枠体３８の取り外しおよび組み込みが可能となる。枠体３８は、有効光束が通過する開口３８５を有する。すなわち枠体３８は、開口３８５を介して有効光束を通過させ、他の光束を遮光する。図４に示されるように、枠体３８の開口３８５（径Ｄ１）は、合成プリズム３６１の外形のサイズ（径Ｄ２）よりも小さい（Ｄ１＜Ｄ２）。このような構成により、枠体３８は、投写光学系４１ａへ入射する不要な光を遮光することが可能である。すなわち、投写画像の画面外に不要な光が映し出されることを抑制し、高品質な投写画像を得ることができる。
【００２２】
次に、図６乃至図８を参照して、プロジェクタ６の特殊光学仕様について説明する。特殊光学仕様とは、例えばスクリーンに投写される映像の色域を拡大して、より色鮮やかな画像を得ると同時に、コントラストを向上させた画像を得るための光学仕様を意味し、通常光学仕様と区別して用いられる。図６は、特殊光学仕様の光学部品の構成図である。図７は枠体３７の斜視図であり、図７（ａ）は一方の面側から見た図、図７（ｂ）は他方の面側から見た図をそれぞれ示している。図８は、図６中の矢印Ｐから見た図である。
【００２３】
図６に示されるように、特殊光学仕様では、図３を参照して説明した通常光学仕様とは異なり、プリズムユニット３６の出射面と投写光学系４１ａの入射面との間に特殊なコーティング膜が施された光学素子（光学フィルタ）３９ａ、３９ｂが配置される。図７に示されるように、枠体３８の両面にはそれぞれ取付部（凹部）３８３、３８４が形成されている。光学素子３９ａ、３９ｂは、取付部３８３、３８４において、枠体３８の両面にそれぞれ取り付けられる。すなわち枠体３８は、取付部として、枠体３８の第１の面に設けられた取付部３８３（第１の取付部）と、枠体３８の第１の面とは反対側の第２の面に設けられた取付部３８４（第２の取付部）とを有する。取付部３８３には光学素子３９ａ（第１の光学素子）が取り付けられ、取付部３８４には光学素子３９ｂ（第２の光学素子）が取り付けられている。また枠体３８には、光学素子３９ａ、３９ｂに冷却風を導いて光学素子３９ａ、３９ｂを冷却するための風路３８１、３８２が形成されている。
【００２４】
図８に示されるように、筺体３５の側面には、枠体３８に取り付けられた光学素子を冷却するための風路３５１が形成されている。枠体３８の風路３８１、３８２は、風路３５１の位置に対応して設けられている。このような構成により、任意の温度管理が必要な特殊な光学素子を配置することが可能である。本実施例において、枠体３８は、光学仕様に関わらず（通常光学仕様または特殊光学仕様のいずれにおいても）、光学ユニット５の内部に組み込まれている。
【００２５】
なお、投写光学系４１ａと３つの光変調素子３１、３２、３３との間に光学素子３９ａ、３９ｂが追加されることにより、焦点距離が変化する。このため本実施例では、図６に示されるように、投写光学系４１ａのフランジ部４１１ａとレンズシフトユニット３４との間に焦点距離を調整する調整部材４２を設けることが好ましい。より好ましくは、調整部材４２は任意の焦点距離を調整することが可能である。これにより、追加する光学素子の光軸方向の厚みや、入射面および出射面の倒れを考慮して調整することができる。このため本実施例によれば、仕様変更作業の容易性と小型化とを両立させた投写型表示装置を提供することができる。
【実施例２】
【００２６】
次に、図９および図１０を参照して、本発明の実施例２について説明する。図９は、本実施例における通常光学仕様の光学部品の構成図である。図１０は、図９中の矢印Ｑから見た図である。
【００２７】
本実施例において、レンズ装置（投写レンズ）４０は、投写光学系（投写ブロック）４１ｂ、フランジ部４１１ｂ、および、円筒部（筺体）４１２ｂを有する。枠体（保持部）１３８は、投写レンズ４０の入射面側に固定される。固定部材として締結用のビス３８７を用いることにより、枠体１３８は投写レンズ４０の円筒部４１２ｂに対して着脱可能に取り付けられている。本実施例において、枠体１３８は、プロジェクタ６から出射した光束が通過する開口１８５を有する。投写レンズ４０は、開口１８５を通過した光束を投写する。枠体１３８には、光学素子を取り付けることが可能な取付部（凹部）１８３が設けられている。図１０に示されるように、枠体１３８は、投写光学系４１ｂの入射面における円筒部４１２ｂの外形よりも円周方向に突出しない大きさとなっている。これにより、レンズシフト動作による枠体１３８と周辺部品との干渉を避けることができる。
【００２８】
その結果、投写条件などの変更により、投写レンズ４０を交換する度に枠体１３８の付け替え作業が必要となるが、実施例１と同様の効果を得ることができる。このため、所定の光学素子を追加または交換することで投写画像の色域拡大やコントラスト向上などの光学仕様の機能を向上させることが可能な投写型表示装置に関し、仕様変更作業の容易性と小型化とを両立させることが可能である。また、そのような投写型表示装置に対して着脱することが可能なレンズ装置を提供することができる。
【００２９】
各実施例によれば、光学素子の交換が容易な小型の投写型表示装置およびレンズ装置を提供することができる。
【００３０】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００３１】
例えば、有効光束以外の不要光を遮光しつつ、映像光の軸をずらす光路制御装置の取付け、取外しが可能な構造を兼ねることでその要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能となる。
【符号の説明】
【００３２】
６      プロジェクタ（投写型表示装置）
３５    保持部材（筺体）
３８    枠体（保持部）
３６１  合成プリズム（合成部）
３８３、３８４  取付部
【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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