(57)【要約】  本技術の一形態に係る画像表示装置は、光源部と、１以上の反射型光変調素子と、光学系と、遮光板とを具備する。前記光源部は、少なくとも１以上のレーザ光源を含む。前記１以上の反射型光変調素子は、入射する光を変調して反射する。前記光学系は、前記光源部からの光を複数の分割光に分割して前記１以上の反射型光変調素子にそれぞれ重畳させて入射させる。前記遮光板は、前記光学系内に配置され、前記複数の分割光のそれぞれの進路上に配置される開口部と、前記反射型光変調素子から前記光源部への反射光を遮蔽する遮光部とを有する。
2014147688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１以上のレーザ光源を含む光源部と、
入射する光を変調して反射する１以上の反射型光変調素子と、
前記光源部からの光を複数の分割光に分割して前記１以上の反射型光変調素子にそれぞれ重畳させて入射させる光学系と、
前記光学系内に配置され、前記複数の分割光のそれぞれの進路上に配置される開口部と、前記反射型光変調素子から前記光源部への反射光を遮蔽する遮光部とを有する遮光板と
を具備する画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学系は、前記光源部からの光が入射される第１のフライアイレンズと、前記第１のフライアイレンズからの光が入射される第２のフライアイレンズとを有し、
前記遮光板は、前記第２のフライアイレンズの近傍に配置される
画像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像表示装置であって、
前記光学系は、前記光源部から前記第２のフライアイレンズまでの第１の光学系と、前記第２のフライアイレンズ後の前記反射型変調素子までの第２の光学系とを有し、
前記第１の光学系の光軸と前記第２の光学系の光軸とが相対的にシフトされている
画像表示装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像表示装置であって、
前記第２のフライアイレンズは、列方向及び行方向に並ぶ複数のレンズセルを有し、
前記第１のフライアイレンズは、前記第２のフライアイレンズの前記複数のレンズセルのそれぞれに前記光源部の像を結像し、
前記開口部は、前記結像された前記光源部の像のサイズに応じたサイズを有する
画像表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像表示装置であって、
前記遮光板は、前記行方向に所定のサイズの幅を有し前記列方向に延在する短冊状の複数の開口部と、前記複数の開口部の間に配置される前記遮光部とを有し、前記複数の開口部が前記複数のレンズセルの中央領域に対向するように配置される
画像表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像表示装置であって、
前記複数の開口部のそれぞれの幅のサイズは、前記レンズセルの前記行方向におけるサイズの５０％以上８０％以下のサイズである
画像表示装置。
【請求項７】
請求項４に記載の画像表示装置であって、
前記開口部は、前記複数のレンズセルの中央領域に対向するように配置された前記複数のレンズセルと同数の複数の孔である
画像表示装置。
【請求項８】
請求項５に記載の画像表示装置であって、
前記遮光板は、前記第２のフライアイレンズの前記反射型光変調素子側に配置され、
前記画像表示装置は、前記第２のフライアイレンズと前記遮光板との間に配置され、前記複数の分割光のそれぞれを２つに分離し、一方の分離光の偏光方向を変換し、当該偏光方向が変換された分離光、又は他方の分離光のいずれかを前記列方向にシフトさせて出射する偏光変換素子をさらに具備し、
前記第１の光学系の光軸と前記第２の光学系の光軸とは、前記列方向及び前記行方向においてそれぞれ相対的にシフトされている
画像表示装置。
【請求項９】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記遮光板を冷却する冷却部をさらに具備する
画像表示装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記遮光板は、熱伝導性の高い材料からなる
画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記遮光板は、黒色に表面処理された材料からなる
画像表示装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記１以上の反射型光変調素子は、赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ変調する３つの反射型光変調素子を有し、
前記光学系及び前記遮光板は、各色の光用として、前記３つの反射型変調素子に対してそれぞれ設けられる
画像表示装置。
【請求項１３】
少なくとも１以上のレーザ光源を含む光源部により光を出射させ、
前記光源部からの光を複数の分割光に分割して、反射型光変調素子に重畳させ、
前記複数の分割光のそれぞれの進路上に配置される開口部を有する遮光板により、前記開口部を介して前記反射型光変調素子へと進む複数の分割光を透過させながら、前記反射型光変調素子から前記光源部への反射光を遮蔽し、
前記反射型光変調素子により、前記重畳された前記複数の分割光を変調して反射させることにより画像を表示させる
画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、プロジェクタ等の画像表示装置及び画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からプロジェクタ等の画像表示装置が広く用いられている。例えば光源からの光が液晶素子等の光変調素子により変調され、その変調光がスクリーン等に投影されることで画像が表示される。近年では、光源にレーザ光源を用いたプロジェクタも開発されており、特許文献１にはそのようなプロジェクタの照明光学系に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したレーザ光源を用いた画像表示装置に関して、高い性能を有する装置の開発が求められている。【０００５】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、レーザ光源を用いた高性能の画像表示装置及び画像表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る画像表示装置は、光源部と、１以上の反射型光変調素子と、光学系と、遮光板とを具備する。
前記光源部は、少なくとも１以上のレーザ光源を含む。
前記１以上の反射型光変調素子は、入射する光を変調して反射する。
前記光学系は、前記光源部からの光を複数の分割光に分割して前記１以上の反射型光変調素子にそれぞれ重畳させて入射させる。
前記遮光板は、前記光学系内に配置され、前記複数の分割光のそれぞれの進路上に配置される開口部と、前記反射型光変調素子から前記光源部への反射光を遮蔽する遮光部とを有する。【０００７】
この画像表示装置では、レーザ光源からの光が複数の分割光に分割され反射型光変調素子に重畳される。その際、遮光板により反射型光変調素子へと進む複数の分割光を遮ることなく、前記反射型光変調素子から前記光源部への反射光が遮蔽される。これにより当該反射光による光源部への影響を防止することができる。この結果、レーザ光源を用いた高性能の画像表示装置を実現することが可能となる。【０００８】
前記光学系は、前記光源部からの光が入射される第１のフライアイレンズと、前記第１のフライアイレンズからの光が入射される第２のフライアイレンズとを有してもよい。この場合、前記遮光板は、前記第２のフライアイレンズの近傍に配置されてもよい。
これにより反射型光変調素子へと進む複数の分割光を確実に透過させることができる。【０００９】
前記光学系は、前記光源部から前記第２のフライアイレンズまでの第１の光学系と、前記第２のフライアイレンズ後の前記反射型変調素子までの第２の光学系とを有してもよい。この場合、前記第１の光学系の光軸と前記第２の光学系の光軸とが相対的にシフトされていてもよい。
これにより反射型光変調素子から光源部への反射光を十分に遮蔽することができる。【００１０】
前記第２のフライアイレンズは、列方向及び行方向に並ぶ複数のレンズセルを有してもよい。この場合、前記第１のフライアイレンズは、前記第２のフライアイレンズの前記複数のレンズセルのそれぞれに前記光源部の像を結像してもよい。また前記開口部は、前記結像された前記光源部の像のサイズに応じたサイズを有してもよい。
これにより照度が均一な画像を表示させることが可能となる。【００１１】
前記遮光板は、前記行方向に所定のサイズの幅を有し前記列方向に延在する短冊状の複数の開口部と、前記複数の開口部の間に配置される前記遮光部とを有し、前記複数の開口部が前記複数のレンズセルの中央領域に対向するように配置されてもよい。
これにより簡単な構造で遮光板を形成することができる。【００１２】
前記複数の開口部のそれぞれの幅のサイズは、前記レンズセルの前記行方向におけるサイズの５０％以上８０％以下のサイズであってもよい。
これにより光利用効率を低下させることなく、光源部への反射光を十分に遮蔽することができる。【００１３】
前記開口部は、前記複数のレンズセルの中央領域に対向するように配置された前記複数のレンズセルと同数の複数の孔であってもよい。
これにより光源部への反射光を十分に遮蔽することができる。【００１４】
前記遮光板は、前記第２のフライアイレンズの前記反射型光変調素子側に配置されてもよい。この場合、前記画像表示装置は、偏光変換素子をさらに具備してもよい。
前記偏光変換素子は、前記第２のフライアイレンズと前記遮光板との間に配置され、前記複数の分割光のそれぞれを２つに分離し、一方の分離光の偏光方向を変換し、当該偏光方向が変換された分離光、又は他方の分離光のいずれかを前記列方向にシフトさせて出射する。
またこの場合、前記第１の光学系の光軸と前記第２の光学系の光軸とは、前記列方向及び前記行方向においてそれぞれ相対的にシフトされていてもよい。
偏光変換素子を具備することにより、複数の分割光の偏光方向が高い精度で揃えられた状態で、反射型光変調素子に入射させることが可能となる。また光利用効率を向上させることが可能となる。【００１５】
前記画像表示装置は、前記遮光板を冷却する冷却部をさらに具備してもよい。
これにより遮光板に発生した熱による他の部品への影響を抑えることができる。【００１６】
前記遮光板は、熱伝導性の高い材料からなってもよい。
これにより遮光板に発生した熱による他の部品への影響を抑えることができる。【００１７】
前記遮光板は、黒色に表面処理された材料からなってもよい。
これにより遮光板に遮蔽された光が再び反射することによる他の部品への影響を抑えることができる。【００１８】
前記１以上の反射型光変調素子は、赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ変調する３つの反射型光変調素子を有してもよい。この場合、前記光学系及び前記遮光板は、各色の光用として、前記３つの反射型変調素子に対してそれぞれ設けられてもよい。【００１９】
本技術の一形態に係る画像表示方法は、少なくとも１以上のレーザ光源を含む光源部により光を出射させることを含む。
前記光源部からの光が複数の分割光に分割され、反射型光変調素子に重畳させられる。
前記複数の分割光のそれぞれの進路上に配置される開口部を有する遮光板により、前記開口部を介して前記反射型光変調素子へと進む複数の分割光が透過されながら、前記反射型光変調素子から前記光源部への反射光が遮蔽される。
前記反射型光変調素子により、前記重畳された前記複数の分割光が変調されて反射されることにより画像が表示される。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本技術によれば、高性能の画像表示装置及び画像表示方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る画像表示装置の全体の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る照明光学系の概略的な構成を示す図である。
【図３】図２に示す照明光学系の光源部について他の例を示す図である。
【図４】本実施形態に係る第２のフライアイレンズを正面から見た模式的な図である。
【図５】本実施形態に係る遮光板を正面から見た模式的な図である。
【図６】第２のフライアイレンズと遮光板との位置関係を模式的に示す図である。
【図７】本実施形態に係る照明光学系の詳細な構成を示す図である。
【図８】第１及び第２の光軸のシフト量について説明するための図である。
【図９】本実施形態における画像表示の光学原理（像の推移）を模式的に示す図である。
【図１０】各光学部材上に結像された像を模式的に示す図である。
【図１１】第１のフライアイレンズの各レンズセル（長方形状）の像が、第２のフライアイレンズを介して光変調素子上に結像される様子を示す図である。
【図１２】第２の本実施形態に係る照明光学系の概略的な構成を示す図である（上面図）。
【図１３】第２の本実施形態に係る照明光学系の概略的な構成を示す図である（側面図）。
【図１４】本実施形態に係るＰＳコンバータの動作を説明するための図である。
【図１５】本実施形態に係るＰＳコンバータの動作を説明するための図である。
【図１６】冷却部を含むその他の実施形態の例を示す模式的な図である。
【図１７】冷却部を含むその他の実施形態の例を示す模式的な図である。
【図１８】遮光板の他の実施形態の例を示す模式的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
＜第１の実施形態＞
［画像表示装置の構成］
図１は、本技術の第１の実施形態に係る画像表示装置の全体の構成を示す概略図である。画像表示装置１００は、赤色光、緑色光、及び青色光（ＲＧＢの各色光）ごとに光を変調し、その色ごとの変調光（画像）を合成することでカラー画像を表示する。画像表示装置１００として、例えばスクリーン等に画像を投影するプロジェクタ等が用いられる。
【００２４】
画像表示装置１００は、照明光学系１０、反射型偏光素子１（以後、偏光素子１と記載）、反射型光変調素子２（以後、光変調素子２と記載）、色合成プリズム３（合成光学系）、及び投射レンズ４（投射光学系）を有する。このうち照明光学系１０、偏光素子１、及び光変調素子２は、ＲＧＢの各色の光用にそれぞれ３つずつ設けられる。
【００２５】
照明光学系１０は、ＲＧＢの各色のレーザ光を出射する光源部１１（図２参照）を有する照明光学系である。照明光学系１０Ｒは赤色のレーザ光Ｒを出射する光源部１１Ｒを有し、照明光学系１０Ｇは緑色のレーザ光Ｇを出射する光源部１１Ｇを有する。また照明光学系１０Ｂは、青色のレーザ光Ｂを出射する光源部１１Ｂを有する。照明光学系１０は、光源部１１からの各色のレーザ光Ｒ、Ｇ、Ｂを、均一な照度部分にして被照射面となる光変調素子２にそれぞれ照射する。照明光学系１０については、後に詳しく説明する。
【００２６】
光変調素子２は、反射型の光変調素子であり、外部から供給される各色光に対応した画像信号に基づいて、入射するレーザ光を偏光変調して反射する。光変調素子２としては、典型的には、反射型液晶素子が用いられるが、これに限定されるわけではない。
【００２７】
偏光素子１は、所定の偏光方向のレーザ光を反射させ、当該所定の偏光方向と異なる偏光方向のレーザ光を透過させる。光源部１１からのレーザ光の偏光方向は上記した所定の偏光方向に設定されている。従って光源部１１からのレーザ光は、偏光素子１により光変調素子２に向けて反射される。光変調素子２により偏光変調されて反射された変調光は、図示しない光学補償素子で光学補償(位相変調量の微調整)された後、再度偏光素子１に入射する。偏光素子１に入射したレーザ光は、光変調の度合いにより、一部は透過して色合成プリズム３に入射し、一部は反射して照明光学系１０へと戻る。例えば全面が黒の画像を表示させる場合等では、ＲＧＢ各色のレーザ光は変調されない状態で反射され、偏光素子１により照明光学系１０に向けて反射される。その結果、照明光学系１０から出射されたレーザ光のほとんどが、そのまま照明光学系１０に戻り光として戻されることになる。
【００２８】
色合成プリズム３は、緑色波長帯域の入射光（レーザ光Ｇ）を投射レンズ４方向に透過し、赤色波長帯域及び青色波長帯域の入射光（レーザ光Ｒ、Ｂ）を投射レンズ４方向に反射する。色合成プリズム３は、例えば複数のガラスプリズム（４つの略同型状の直角二等辺プリズム）を接合することによって構成される。
【００２９】
各ガラスプリズムの接合面には、所定の光学特性を有する２つの干渉フィルタが形成される。そのうちの第１の干渉フィルタは、青色レーザ光Ｂを反射させ、赤色レーザ光Ｒ及び緑色レーザ光Ｇを透過させる。第２の干渉フィルタは、赤色レーザ光Ｒを反射させ、青色レーザ光Ｂ及び緑色レーザ光Ｇを透過させる。このような色合成プリズム３により、光変調素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂからのレーザ光Ｒ、Ｇ、Ｂが合成されて、投影レンズ４に向けて出射される。
【００３０】
投影レンズ４は、色合成プリズム３により合成された合成光を所定の倍率に拡大して、図示しないスクリーンに映像（画像）を投影する。
【００３１】
図２は、本実施形態に係る照明光学系１０の概略的な構成を示す図である。図２に示す照明光学系１０が、ＲＧＢの各色のレーザ光用の照明光学系１０Ｒ、１０Ｇ、及び１０Ｂとしてそれぞれ用いられる。なお図示を分かりやすくするために、図２では、光変調素子２の前に設けられる偏光素子１の図示が省略されている。
【００３２】
照明光学系１０は、光源部１１と、本実施形態に係る光学系としてのインテグレータ光学系１２と、遮光板１３とを有する。光源部１１は、少なくとも１以上のレーザ光源１４を含んで構成される。本実施形態の光源部１１は、単体のレーザ光源（シングルレーザ光源）１４と、図示しない拡がり角（発散角）調整部と、コリメータレンズ１５とを有する。
【００３３】
レーザ光源１４の構成は限定されず、任意のものが用いられてよい。拡がり角調整部は、レーザ光源１４からのレーザ光Ｌを調整可能であり、例えばレーザ光源１４の後に配置されるレンズ等を含む。例えばレーザ光源１４と当該レンズとの間隔が調整されデフォーカスさせることで、拡がり角が調整される。拡がり角調整部として任意の構成を有するものが用いられてよい。コリメータレンズ１５は、拡げられたレーザ光Ｌをインテグレータ光学系１２の第１のフライアイレンズ１６上に略均一に照射する。コリメータレンズ１５のサイズ等は適宜設定されてよい。なお拡がり角調整部により、コリメータレンズ１５から出射される光の発散角も調整されてよい。
【００３４】
光源部１１の構成は、図２に示す構成に限定されない。例えば図３に示すように、二次元状に複数のレーザ光源１４が並べられた二次元レーザアレイ光源（面光源）１７が用いられてもよい。このようなレーザアレイ光源１７を用いて第１のフライアイレンズ１６上に均一にレーザ光Ｌが照射されてもよい。またそのために各レーザ光源からのレーザ光の拡がり角が適宜調整されてもよい。レーザアレイ光源１７が用いられる場合は、典型的には、複数のレーザ光源の位置と、第１のフライアイレンズ１６の複数のレンズセルの位置とが互いに対応付けられる。
【００３５】
インテグレータ光学系１２は、光源部１１からのレーザ光Ｌを複数の分割光Ｌ１に分割して光変調素子２に重畳させて入射させる。インテグレータ光学系１２は、第１のフライアイレンズ１６と、第２のフライアイレンズ１８と、コンデンサレンズ１９と、フィールドレンズ２０とを有する。光源部１１からのレーザ光Ｌが、第１及び第２のフライアイレンズ１６及び１８により複数の分割光Ｌ１に分割され、照度が均一化される。そしてその複数の分割光Ｌ１が、コンデンサレンズ１９及びフィールドレンズ２０を通して光変調素子２に重畳される。
【００３６】
図４は、本実施形態に係る第２のフライアイレンズ１８を正面から見た（図２のｚ方向で見た）模式的な図である。第２のフライアイレンズ１８は、列方向（ｙ方向）及び行方向（ｘ方向）に並ぶ複数のレンズセル２２を有する。本実施形態では、列方向に１０個、行方向に８個、すなわち１０行、８列のマトリクス状に８０個のレンズセル２２が配置される。図４に示すように、各レンズセル２２において、ｘ方向が長軸方向となりｙ方向が短軸方向となっている。各セル２２の長軸方向のサイズを長軸セルサイズｔ１と記載し、短軸方向のサイズを短軸セルサイズｔ２と記載する。複数のレンズセル２２の数は限定されず、適宜設定されてよい。またレンズセル２２として、例えば球面レンズが用いられるが、他のレンズが用いられてもよい。
【００３７】
図４に示す複数のレンズセル２２に対応するように、第１のフライアイレンズ１６にも、複数のレンズセルが形成される。第２のフライアイレンズ１８の複数のレンズセル２２と同数のレンズセルが第１のフライアイレンズ１６に形成される。そして光源部１１からのレーザ光Ｌが進む光軸方向（ｚ方向）で見て、対応するレンズセル同士が重なり合うように、第１及び第２のフライアイレンズ１６及び１８が対向して配置される。従って第１及び第２のフライアイレンズ１６及び１８は、対応するレンズセル同士がシフトされることなく配置されることになる。また本実施形態では、凸状となるレンズ面が互いに外側を向くように配置されるが、レンズ面の向きは限定されない。レンズ面同士がともに内側を向き、互いに対向するように配置されてもよい。
【００３８】
第１及び第２のフライアイレンズ１６及び１８により分割された複数の分割光Ｌ１を、光変調素子２上に重畳させるためのレンズ群の構成も限定されず適宜設計されてよい。
【００３９】
なお光源部１１から出射されるレーザ光Ｌは、直線偏光である。その偏光方向は、上記した偏光素子１が反射可能な所定の偏光方向に設定される。またその偏光方向は、光変調素子２の偏光方向と一致するように設定される。これにより、照明光学系１０は、光源部１１からのレーザ光Ｌの偏光方向を保持することによって、Ｐ／Ｓ変換素子（ＰＳコンバータ）等を追加することなく、光利用効率を高く保つことができる。
【００４０】
例えば、光源部１１から出射されるレーザ光Ｌの偏光比は、１０以上である。すなわち、Ｐ成分とＳ成分のうち、従となる偏光成分を１としたとき、主となる偏光成分は１０以上である。より偏光比が高いレーザ光Ｌが出射されてもよい。なお、所望する偏光比が得られない場合には、Ｐ／Ｓコンバータ等が適宜用いることで、光学効率が改善されてもよい。
【００４１】
図５は、本実施形態に係る遮光板１３を正面から見た模式的な図である。遮光板１３は、図２に示すように、インテグレータ光学系１２内に配置される。遮光板１３は、複数の分割光Ｌ１のそれぞれの進路上に配置される開口部２３と、光変調素子２から光源部１１へ戻ってくる反射光を遮蔽する遮光部２４とを有する。なお図２では、遮光板１３の向きが把握しやすいように、ｙ方向に延在する開口部２３が見えるように図示されている。
【００４２】
遮光板１３は、レーザ光Ｌが進む光軸方向（ｚ方向）において、第２のフライアイレンズ１８の近傍に配置される。本実施形態では、遮光板１３は、第２のフライアイレンズ１８の直後（光変調素子２側）の、第２のフライアイレンズ１８及びコンデンサレンズ１９の間に配置される。なお、第２のフライアイレンズ１８の近傍であれば、第２のフライアイレンズ１８の直前（光源部１１側）に遮光板１３が配置されてもよい。
【００４３】
第２のフライアイレンズ１８の近傍とは、典型的には、ｚ方向において、第２のフライアイレンズ１８の前後それぞれ数ミリメートル以内の範囲のことである。しかしながらこの範囲に限定されるわけではない。開口部２３のサイズと、第２のフライアイレンズ１８の前後における各分割光Ｌ１の光束のサイズとの関係により、遮光板１３を配置可能な位置が定まる。
【００４４】
具体的に説明すると、第１のフライアイレンズ１６により、レーザ光源Ｌの像が第２のフライアイレンズ１８の各レンズセル２２に結像される。そして第２のフライアイレンズ１８により、第１のフライアイレンズ１６の像が、コンデンサレンズ１９等を介して光変調素子２上に結像される。従って、遮光板１３を第２のフライアイレンズ１８の前に距離をあけて配置すると、第２フライアイレンズ１８上に結像される手前であり、像が大きいため、第１のフライアイレンズ１６からの各分割光Ｌ１が遮光部２４に当たってしまい光量が損失してしまう。
【００４５】
同様に第２のフライアイレンズ１８からコンデンサレンズ１９側に距離をあけて遮光板１３を配置した場合も、光変調素子２上に第１のフライアイレンズ１６の像を結像するために像が拡大していくため、その光が遮光部２４により遮蔽されてしまう可能性が高くなる。このような問題が発生しない範囲で、遮光板１３を配置可能な範囲が適宜設定されればよい。遮光板１３を第２のフライアイレンズ１８の近傍に配置することで、適正に複数の分割光Ｌ１を光変調素子２上に重畳させることができる。
【００４６】
遮光板１３は、第２のフライアイレンズ１８に当接して配置されてもよい。あるいは、第２のフライアイレンズ１８から所定の間隔をあけて遮光板１３が配置されてもよい。この場合、遮光板１３に発生した熱が第２のフライアイレンズ１８や他の光学部品、メカ部品等に直接的に伝導することを防止することができる。また第２のフライアイレンズ１８との隙間を遮光板１３を冷却するための風の流路として用いることができる。
【００４７】
図５に示すように、本実施形態に係る遮光板１３は、第２のフライアイレンズ１８の行方向（ｘ方向）に所定のサイズの幅を有し、列方向（ｙ方向）に延在する短冊状の複数の開口部２３が形成されている。そして複数の開口部２３の間に遮光部２４が配置される。複数の開口部２３は、図４に示す複数のレンズアレイ２２の列の数と同数の８個形成される。そして開口部２４の長軸方向のサイズｔ３は、複数のレンズアレイ２２の短軸セルサイズｔ２の１０個分のサイズを少なくとも有する。
【００４８】
図６は、第２のフライアイレンズ１８と遮光板１３との位置関係を模式的に示す図である。図６に示すように、遮光板１３は、複数の開口部２３が複数のレンズセル２２の中央領域２５に対向するように配置される。レンズセル２２の中央領域２５とは、レンズセル２２の中心を含む所定の範囲の領域であり、第１のフライアイレンズ１６から進んでくる分割光Ｌ１の光束のサイズに応じた領域である。言い換えれば、第２のフライアイレンズ１８の各レンズセル２２に結像する像のサイズに応じた領域である。
【００４９】
本実施形態では、複数の開口部２３のそれぞれの幅のサイズｔ４（開口幅）は、第２のフライアイレンズ１８の複数のレンズセル２２の長軸セルサイズｔ１の５０％以上８０％以下のサイズに設定されている。そして長軸セルサイズｔ１の２０％以上５０％以下の範囲に遮光部２４が配置されるように、遮光部２４のサイズが設定されている。長軸セルサイズｔ１に対する開口部２３のサイズは限定されず、適宜設定されてよい。開口部２３のサイズが大きすぎると、光変調素子２からの戻り光の遮光率が低下する。一方、開口部２３のサイズが小さすぎると、光源部１１から光変調素子２へと進む光を遮蔽してしまい、光利用効率が低下してしまう。このような点を考慮しながら適宜調整すればよい。上記した範囲内に調整すれば適正にレーザ光の透過及び戻り光の遮蔽を実行することができた。特に開口部２３の幅のサイズｔ４を長軸セルサイズｔ１の６５％とし、遮光部２４を３５％に設定した場合、１００％近い光が開口部を通過し、戻り光に関しては約８０％を遮光板１３で遮蔽することができた。
【００５０】
このようにレンズセル２２の長軸セルサイズｔ１に対して開口部２３のサイズが設定される。これに限定されず、その他の条件をもとに、開口部２３のサイズが適宜設定されてもよい。例えば上記した第２のフライアイレンズ１８の各レンズセル２２に結像された像のサイズに応じて、開口部２３のサイズが適宜設定されてもよい。典型的には、像のサイズを少なくとも含むように開口部２３のサイズが設定される。結像される像に応じて開口部２３のサイズを適宜設定することで、適正に複数の分割光Ｌ１を光変調素子２上に重畳させつつ、光源部１１へと戻る反射光を十分に遮蔽することが可能となる。
【００５１】
遮光板１３の材料としては、ステンレス等の金属が用いられる。遮光板１３は光変調素子２から戻ってくる反射光によって高熱を帯びることが多い。従ってアルミニウムや銅等の熱伝導性の高い材料が用いられてもよい。これにより熱による他の光学部品やメカ部品への影響を低減させることができる。また遮光板１３の表面で遮蔽された戻り光が再度反射して、光源部１１や他の部材に入射してしまうことを防ぐために、黒色に表面処理された材料が用いられてもよい。表面処理の方法は限定されず、塗装、メッキ、陽極酸化、あるいは化成処理等が適宜用いられてよい。
【００５２】
図７は、本実施形態に係る照明光学系１０の詳細な構成を示す図である。図７に示すインタグレータ光学系１２のうち、光源部１１から第２のフライアイレンズ１８までの光学系を第１の光学系２７とする。そして第２のフライレンズ１８後の光変調素子２までの光学系を第２の光学系２８とする。従って図７に示す第１のフライアイレンズ１６は第１の光学系２７に含まれ、コンデンサレンズ１９及びフィールドレンズ２０は第２の光学系２８に含まれることになる。
【００５３】
第１及び第２のフライアイレンズ１６及び１８、遮光板１３の各中心を通る経路が第１の光学系２７の光軸（第１の光軸Ｏ１と記載する）として設定される。この第１の光軸Ｏ１が、コリメータレンズ１５（又は二次元レーザアレイ光源１７）から出射されるレーザ光の略中心に設定される。すなわちシングルレーザ光源１４の位置（又は二次元レーザアレイ光源１７の中心位置）が、第１の光軸Ｏ１に合わせられる。この結果、光源部１１からのレーザ光Ｌは、第１の光軸Ｏ１を基準として進む。
【００５４】
一方、コンデンサレンズ１９及びフィールドレンズ２０の各中心を通る経路が第２の光学系２８の光軸（第２の光軸Ｏ２と記載する）として設定される。この第２の光軸Ｏ２が、後ろに続く偏光素子１（光変調素子２）の入射位置に合わせられる。従って第２の光学系２８に入射したレーザ光Ｌは、第２の光軸Ｏ２を基準として偏光素子２（光変調素子１）に入射される。
【００５５】
本実施形態では、第１の光学系２７の光軸Ｏ１と、第２の光学系２８の第２の光軸Ｏ２とが、行方向（ｘ方向）において相対的にシフトされて設定される。従って第１の光軸Ｏ１を基準として第２のフライアイレンズ１８から遮光板１３の開口部２３を通って出射したレーザ光Ｌは、第２の光軸Ｏ２を基準として光変調素子２まで進行することになる。
【００５６】
例えば図７に示すレーザ光Ｌ２（分割光）は、第２のフライアイレンズ１８のレンズセル２２の略中心を通り、開口部２３を介して、第２の光学系２８に入射する。第２の光学系２８のコンデンサレンズ１９に入射したレーザ光Ｌ２は、第２の光軸Ｏ２を基準として、フィールドレンズ２０、図示しない偏光素子１を通って光変調素子２に入射する。ここで光変調素子２により偏光が変調されない場合、光編変調素子２により反射された反射光Ｌ３は、偏光素子１により光源部１１に向けて反射される。その結果反射光Ｌ３は、第２の光軸Ｏ２を基準として、行きのレーザ光Ｌ２と対称の位置を通って、フィールドレンズ２０及びコンデンサレンズ１９を通過する。その結果、図７に示すように、コンデンサレンズ１９から光源部１１に向けて出射された反射光Ｌ３は、遮光板１３の遮光部２４により遮蔽される。これにより当該反射光Ｌ３による光源部１１への影響を防止することができる。
【００５７】
図８は、第１及び第２の光軸Ｏ１及びＯ２のシフト量について説明するための図である。図８に示すように、本実施形態では、第１の光軸Ｏ１の位置に配置された、遮光板１３の中央にあたる遮光部２４の端部２９に第２の光軸Ｏ２の位置が合わせられる。すなわち第１及び第２の光軸Ｏ１及びＯ２のシフト量ｔ５は遮光部２４の幅のサイズ（行方向のサイズ）の略半分となる。このシフト量ｔ５は限定されず、開口部２３がレーザ光Ｌ２の進路上に位置しつつ、戻ってくる反射光Ｌ３が遮光部２４により遮蔽されるように適宜設定されればよい。
【００５８】
シフト量ｔ５が、第２のフライアイレンズ１８の各レンズアレイ２２の長軸レンズサイズｔ１の１／４となるように、遮光板１３等の構成が設定されてもよい。本実施形態では、光源部１１によりレーザ光Ｌの偏光方向が予め設定されているので、偏光変換素子（ＰＳコンバータ）は用いられない。ここで例えばレーザ光源１４に代えてランプ等の無偏光な光源が用いられる場合には、上記の偏光変換素子が必要となってくる。偏光変換素子が用いられる場合には、偏光変換素子以降の光の光軸は、必然的に第２のフライアイレンズ１８の長軸セルサイズｔ１の１／４分だけシフトする。従って、第１及び第２の光軸Ｏ１及びＯ２のシフト量を上記のシフト量にしておくことで、仮にレーザ光源１４に代えて無偏光光源が用いられる場合でも、同じメカ構造で対応することが可能になる。
【００５９】
［画像表示装置の動作］
図９は、本実施形態に係る画像表示装置１００における画像表示の光学原理（像の推移）を模式的に示す図である。図１０は、各光学部材上に結像された像を模式的に示す図である。図９では、反射型の偏光素子１の図示が省略されており、それに伴い反射型光変調素子２により偏光変調された光は、便宜的に光変調素子２を透過するように図示されている。また図１０は、レーザ光源１４からの像の推移を重点的に説明するための模式的な図であり、各像の相対的な大きさや、複数の分割光Ｌ１の像の数等は実際とは異なって図示されている。
【００６０】
まず光源部１１の像が第１のフライアイレンズ１６上を介して第２のフライアイレンズ１８上に結像する。例えば光源部１１のレーザ光源１４の形が円形の場合（図１０Ａ）、第２のフライアイレンズ１８の各レンズセル２２上には略等しい円形の像Ｉ１ができる（図１０Ｂ）。次に光源部１１からの光が均一に照射された第１のフライアイレンズ１６の各レンズセル（長方形状）の像Ｉ２が、第２のフライアイレンズ１８を介して光変調素子２上に結像される（図１０Ｃ）。
【００６１】
図１１は、その結像を詳しく示した図である。第２のフライアイレンズ１８の各レンズセル２２により、第１のフライアイレンズ１６の各レンズセルの像Ｉ２が、遮光板１３の開口部２３、コンデンサレンズ１９、及びフィールドレンズ２０を介して、光変調素子２上に結像される。この結果、複数の分割光Ｌ１のそれぞれが、光変調素子２全体に照射されて重畳される。遮光板１３の開口部２３は、図１０Ｂに示す像Ｉ１のサイズに応じて、少なくともこの像Ｉ１の光が透過可能なサイズで形成される。
【００６２】
図９に戻り、第２のフライアイレンズ１８の像Ｉ３が光変調素子２を介して、投射レンズ４内の絞り３０の位置にて結像される。このとき投射レンズ４の絞り３０には、第２のフライレンズの像Ｉ３として、レーザ光源１３の形と略等しい円形状を有し、それがマトリクス状に整列された像が結像される（図１０Ｄ）。最後に、光変調素子２の長方形の像Ｉ４が、投射レンズ４の絞り３０を介してスクリーン３１上に結像される（図１０Ｅ）。
【００６３】
このような光学原理により、光源部１１からのレーザ光Ｌが光変調素子により変調され、画像としてスクリーン３１に投影される。この原理を図１に示す画像表示装置１に当てはめてみると、ＲＧＢの各色のレーザ光Ｒ、Ｇ、Ｂが、光変調素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂによりそれぞれ変調される。そして各色の変調光が、色合成プリズム３により合成されて、投影レンズ４を介してスクリーン３１に投影される。これによりカラー画像が表示される。
【００６４】
以上本実施形態では、レーザ光源１４からの光が第１及び第２のフライアイレンズ１６及び１８により複数の分割光Ｌ１に分割され、第２の光学系２８により光変調素子２に重畳される。第２のフライアイレンズ１８の近傍には遮光板１３が配置され、この遮光板１３により、図７に示すように、光変調素子２へと進む複数の分割光Ｌ２を遮ることなく、光変調素子２から光源部１１への反射光Ｌ３が遮蔽される。これにより当該反射光Ｌ３による光源部１１への影響を防止することができる。この結果、レーザ光源１４を用いた高性能の画像表示装置１００を実現することが可能となる。
【００６５】
上記した画像表示において、スクリーン３１上で照度が均一な画像を表示させるためには、光変調素子２上で光を均一に照射する必要がある。そして光変調素子２上で光を均一に照射するためには、第１のフライアイレンズ１６に光源部１１からの光を均一に照射する必要がある。そのために、レーザ光源１４からの拡がり角（コリメータレンズ１５からの拡がり角も含む）が制御され、拡がり角が拡げられた状態でレーザ光Ｌが、第１のフライアイレンズ１６に照射される。
【００６６】
光源部１１からの光の拡がり角が拡げられると、第２のフライアイレンズ１８上に結像される像Ｉ１は所定のサイズを有することになる。このことは「ラグランジュの不変量」という光学原理に基づく。簡単に説明すると、発光点となる物体の大きさとその物体から発せられる光の角度の積は、いかなる光学系を通っても保存されるというものである。仮に光源部１１からの光が平行光であった場合、理論上第１のフライアイレンズ１６の各レンズセルによって結像された像Ｉ１は点となる。
【００６７】
上記したように本実施形態では、遮光板１３の開口部２３は、図１０Ｂに示す像Ｉ１のサイズに応じて、少なくともこの像Ｉ１の光が透過可能なサイズで形成される。この点をさらに詳しく述べるならば、光源部１１からの光を第１のフライアイレンズ１６に均一に照射するために、光源部１１からの光は平行光ではなく、ある程度の拡がり角で出射される。その結果、第２のフライアイレンズ１８上の像Ｉ１は所定のサイズとなり、この像Ｉ１のサイズに応じたサイズにて、遮光板１３の開口部２３が形成される、ということになる。逆に言うと、そのようなサイズで開口部２３を形成することで、スクリーン３１上に照度が均一な画像を表示させることが可能となる。
【００６８】
光源部１１からの光の拡がり角を適宜調整して、第２のフライアイレンズ１８に結像される像Ｉ１のサイズを意図的に調整することも可能である。すなわち光源部１１（レンズ含む）からの発散角を調整し、第２フライアイレンズ１８上で、光源部１１の像が所定のサイズとなるように設計し、それに合わせるように遮光板１３の開口部２３の幅のサイズｔ４も適宜設計するいといったことも可能である。例えば、発散角を調整して、像Ｉ１のサイズを第２フライアイレンズ１８の長軸セルサイズｔ１の５０％以上８０％以下になるように調整し、それに合わせて開口部２３の幅のサイズｔ４を長軸セルサイズｔ１の５０％以上８０％以下とし、残りを遮光領域とするといった設計も考えらえる。
【００６９】
近年、レーザに関する技術が大幅に進歩し、小型かつ高効率で高い光出力を出すことが可能になっている。従来プロジェクタの光源に使用されているランプに比べて、レーザ光源は高輝度、高色域を実現でき、さらには長寿命である。従って光源のメンテナンスコストが削減可能であることなど多くのメリットを有する。市場においても３Ｄの普及などにより、より高輝度な製品が求められており、レーザを光源に採用したプロジェクタの開発が進められている。
【００７０】
しかしながら従来の反射型液晶素子を用いたプロジェクタにレーザ光源を搭載した場合、映像表示を黒にした際に反射型液晶素子から反射した光の多くが、レーザの特徴である直進性やコヒーレント性によって光源まで戻ってくる。そのため、レーザ発光素子の温度が上昇し光学特性が変化してしまうことや、レーザ発光素子自体の寿命が短くなってしまうなどの問題点があった。従って、光源側への戻り光を遮光し、レーザ発光素子の温度上昇による光学特性の変化や寿命低下を防ぐことが求められていた。
【００７１】
上記したように本実施形態に係る照明光学系１０及び画像表示装置１００によれば、インテグレータ光学系１２内に遮光板１３を配置することにより、光源１１側への戻り光を遮蔽することが可能である。これにより、レーザ発光素子の温度上昇による光学特性の変化や寿命低下を防ぐことができる。この結果、製品として安定した性能を発揮することでき、またレーザ本来の長寿命というメリットを活かせるため、従来プロジェクタに使用されているランプに比べて大幅にメンテナンスコストを削減することができる。
【００７２】
＜第２の実施形態＞
本技術に係る第２の実施形態の画像表示装置について説明する。これ以降の説明では、上記の実施形態で説明した画像表示装置１００における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。
【００７３】
図１２及び１３は、本実施形態に係る照明光学系２１０の概略的な構成を示す図である。図１２は、照明光学系２１０を上方（ｙ方向）から見た図であり、第１の実施形態の図４に対応する図である。図１３は、照明光学系２１０を側方（ｘ方向）から見た図である。
【００７４】
第１の実施形態と同様に、第１及び第２のフライアイレンズ２１６及び２１８は、列方向及び行方向がそれぞれｙ方向及びｘ方向に設定されている。従ってレンズセル２２２の長軸方向はｘ方向となり、短軸方向はｙ方向となる。遮光板２１３は、列方向に延在する複数の開口部２２３を有し、第２のフライアイレンズ２１８の光変調素子２０２側に配置される。図１２では、遮光板２１３の向きが把握しやすいように、ｙ方向に延在する開口部２２３が見えるように図示されている。図１３では、開口部２２３の間の遮光部２２４が図示されている。
【００７５】
本実施形態では、第２のフライアイレンズ２１８と遮光板２１３との間に、偏光変換素子としてＰＳコンバータ２５０が配置される。ＰＳコンバータ２５０は、第２のフライアイレンズ２１８から出射された複数の分割光Ｌ１のそれぞれを偏光方向をもとに２つに分離し、一方の分離光の偏光方向を変換する。そして当該偏光方向が変換された分離光、又は他方の分離光のいずれかを列方向にシフトさせて出射する。
【００７６】
図１４及び図１５は、ＰＳコンバータ２５０の動作を説明するための図である。典型的には、ＰＳコンバータ２５０は、無偏光光源が用いられた場合に、光変調素子への入射光の偏光を一方向に揃えるために用いられる。本実施形態では、レーザ光源２１１により偏光が揃えられたレーザ光が出射される。しかしながら厳密には、第２のフライアイレンズ２１８から出射された光（各分割光Ｌ１）は、Ｐ偏光とＳ偏光とを含む光となることが多い。従ってＰＳコンバータ２５０により偏光方向を再度一方向に揃えることで、高い精度で偏光方向が揃えられた光を光変調素子２０２に入射させることが可能となる。
【００７７】
図１４に示すように、第２のフライアイレンズ２１８を通過した分割光Ｌ１（Ｐ＋Ｓ偏光）は、ＰＳコンバータ２５０内のＰＳ分離膜２５１によってＰ偏光（一方の分離光）とＳ偏光（他方の分離光）とに分離される。そしてＰ偏光はそのまま透過され、Ｓ偏光は列方向（ｙ方向）に向けて反射される。透過されたＰ偏光は１／２波長板２５２により偏光が回転されＳ偏光として出射される。ＰＳ分離膜２５１により反射されたＳ偏光はＳ反射膜２５３によってさらに反射されて出射される。このＳ偏光は列方向にシフトされて出射される。このようにして、ＰＳコンバータ２５０から出射される光は全てＳ偏光となる。
【００７８】
図１５Ａは、第２のフライアイレンズ１８から出射された光の像Ｉ５の模式図である。図１５Ｂは、ＰＳコンバータ２５０から出射された光の像Ｉ６の模式図である。ＰＳ分離膜２５１によって分離されたＳ偏光が列方向にシフトされて出射されるので、光の像Ｉ６は列方向に延在して結像される。この像Ｉ６の位置と列方向におけるサイズに応じて、短冊状の開口部２２３が形成される。これにより、高い精度で偏光方向が揃えられた光を、高い光利用効率を発揮させながら、光変調素子２０２に入射させることが可能となる。
【００７９】
なお、ＰＳコンバータ２５０の１／２波長板２５２の位置を、列方向にシフトされて出射される光の通路上に変更してもよい。これによりＰＳコンバータ２５０から出射される光の偏光方向を変更することが可能となる。例えば図１４の例において、Ｓ反射膜２５３によって反射されて列方向にシフトされた側に１／２波長板２５２が貼付けられる。これによりＰＳコンバータ２５０からの出射光は全てＰ偏光となる。例えば光変調素子２０２としての液晶素子上に光が照射される場合には、液晶素子の長辺方向に偏光方向がくるよう適宜設定されればよい。
【００８０】
ここで第１の光学系の第１の光軸Ｏ１と、第２の光学系の第２の光軸Ｏ２とのシフト量について説明する。図１２に示すように、第１の光軸Ｏ１と第２の光軸Ｏ２とは行方向（ｘ方向）において互いにシフトされる。これは上記の第１の実施形態で説明したとおり、光源部２１１への反射光Ｌ３を遮光部２２４により遮蔽するためのものである。そのシフト量は適宜設定されてよい。
【００８１】
図１３に示すように、第１の光軸Ｏ１と第２の光軸Ｏ２とは列方向（ｙ方向）においても互いにシフトされる。これはＰＳコンバータ２５０により出射光の光軸がシフトされることにより行われる。すなわち図１３に示すＰＳコンバータ２５０からの出射光の最も下側の光線Ｂ１と最も上側の光線Ｂ２の中間の位置が光軸となる。その位置は、第２のフライアイレンズ２１８の各レンズセル２２２の短軸セルサイズの１／４だけｙ方向にシフト位置となる。この光軸に合わせて、第２の光学系の第２の光軸Ｏ２もｙ方向に、短軸セルサイズの１／４だけシフトされる。この結果、本実施形態では、第１の光軸Ｏ１と第２の光軸Ｏ２とは、列方向及び行方向においてそれぞれ相対的にシフトされることになる。
【００８２】
なお本実施形態では、ｙ方向に光を分離し、ｘ方向に光軸をシフトさせることで、戻り光がカットされている。これに対してｘ方向に光を分離し、ｙ方向に光軸をシフトさせてもよい。この場合、ｘ方向に延在する短冊状の複数の開口部が形成されればよい。このような構成でも同様な効果を得ることができる。
【００８３】
＜その他の実施形態＞
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
【００８４】
図１６及び１７は、その他の実施形態の例を示す模式的な図である。図１６では、遮光板３１３の一部が延長され延長部３６０が形成されている。そしてこの延長部３６０に、遮光板３１３を冷却する冷却部３７０が設けられている。図１６Ａは、遮光板３１３の行方向（ｘ方向）で対向する２辺３６１のうちの１つに、光軸方向（ｚ方向）に折り曲がるように延長部３６０が形成されている。そしてその延長部３６０に、冷却部３７０として、ペルチェ素子３７１及びヒートシンク３７２がこの順に当接されている。図１６Ｂでは、２辺３６１の両方に延長部３６０が形成され、両方の延長部３６０にペルチェ素子３７１及びヒートシンク３７２が設けられている。冷却部３７０が設けられることで、出力の高いレーザを使用した場合においても遮光板３１３に発生する熱を逃がすことができ、遮光板３１３の周囲にある機械部品や光学部品の形状や精度への影響を抑えることができる。
【００８５】
延長部３６０の形状や形成位置等は限定されず任意の構成が採用されてよい。図１６に示すように、Ｌ字型等になるように折り曲がるように設けられてもよいし、遮光板３１３の平面方向に沿って延長部３６０が設けられてもよい。遮光板３１３と冷却部３７０とを熱的に接続できる構成であればどのような構成でもよい。なお光学部品への塵埃付着による輝度低下を防ぐために照明光学系全体を密閉構造とする場合では、遮光板３１３が所定の位置に差し込み式で固定されることが考えられる。この場合、図１６に示すような構成は有効である。
【００８６】
冷却部の構成も任意である。ペルチェ素子３７１及びヒートシンク３７２としてどのようなものが用いられてもよいし、これらの部材以外のものが冷却部３７０としても用いられてもよい。例えば図１７に示すように、ペルチェ素子３７１やヒートシンク３７２等に風を吹き付けることで冷却ファン３７３等が冷却部に含まれてもよい。これにより冷却機能を高めることができる。その他、冷却部３７０として、チューブ等を用いた液冷方式のものが用いられてもよい。
【００８７】
図１８は、遮光板の他の実施形態の例を示す模式的な図である。この遮光板４１３には開口部４２３として、第２のフライアイレンズの複数のレンズセルのそれぞれに対応した、レンズセルと同数の複数の孔４８０が形成されている。これらの孔４８０が各レンズセルの中央領域に対向するように、遮光板４１３が配置される。このような開口部４２３が形成されることにより、反射光の遮光率を向上させることができ、光源部への反射光を十分に遮蔽することが可能となる。
【００８８】
上記では、ＲＧＢの各色のレーザ光用に光源部が３つ設けられた。その構成に限定されず例えば白色のレーザ光を出射する１つの光源部が用いられてもよい。白色のレーザ光がＲＧＢのレーザ光に分割され、各色のレーザ光が、赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ変調する３つの光変調素子に入射される構成でもよい。
【００８９】
上記の実施形態では、第１の光学系の第１の光軸と、第２の光学系の第２の光軸とが、互いにシフトされた。しかしながら遮光板の構成によっては、光軸をシフトさせなくてもよい。
【００９０】
画像表示装置としてデジタルシネマ用のプロジェクタに本技術を適用することで、高輝度化、高出力化を図ることが可能となり、大画面のスクリーンにて十分に映画を鑑賞できる明るさを容易に実現することが可能となる。３Ｄ画像を表示するプロジェクタに本技術を適用することももちろん可能である。
【００９１】
以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。
【００９２】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）少なくとも１以上のレーザ光源を含む光源部と、
入射する光を変調して反射する１以上の反射型光変調素子と、
前記光源部からの光を複数の分割光に分割して前記１以上の反射型光変調素子にそれぞれ重畳させて入射させる光学系と、
前記光学系内に配置され、前記複数の分割光のそれぞれの進路上に配置される開口部と、前記反射型光変調素子から前記光源部への反射光を遮蔽する遮光部とを有する遮光板と
を具備する画像表示装置。
（２）（１）に記載の画像表示装置であって、
前記光学系は、前記光源部からの光が入射される第１のフライアイレンズと、前記第１のフライアイレンズからの光が入射される第２のフライアイレンズとを有し、
前記遮光板は、前記第２のフライアイレンズの近傍に配置される
画像表示装置。
（３）（２）に記載の画像表示装置であって、
前記光学系は、前記光源部から前記第２のフライアイレンズまでの第１の光学系と、前記第２のフライアイレンズ後の前記反射型変調素子までの第２の光学系とを有し、
前記第１の光学系の光軸と前記第２の光学系の光軸とが相対的にシフトされている
画像表示装置。
（４）（２）又は（３）に記載の画像表示装置であって、
前記第２のフライアイレンズは、列方向及び行方向に並ぶ複数のレンズセルを有し、
前記第１のフライアイレンズは、前記第２のフライアイレンズの前記複数のレンズセルのそれぞれに前記光源部の像を結像し、
前記開口部は、前記結像された前記光源部の像のサイズに応じたサイズを有する
画像表示装置。
（５）（４）に記載の画像表示装置であって、
前記遮光板は、前記行方向に所定のサイズの幅を有し前記列方向に延在する短冊状の複数の開口部と、前記複数の開口部の間に配置される前記遮光部とを有し、前記複数の開口部が前記複数のレンズセルの中央領域に対向するように配置される
画像表示装置。
（６）（５）に記載の画像表示装置であって、
前記複数の開口部のそれぞれの幅のサイズは、前記レンズセルの前記行方向におけるサイズの５０％以上８０％以下のサイズである
画像表示装置。
（７）（４）に記載の画像表示装置であって、
前記開口部は、前記複数のレンズセルの中央領域に対向するように配置された前記複数のレンズセルと同数の複数の孔である
画像表示装置。
（８）（５）に記載の画像表示装置であって、
前記遮光板は、前記第２のフライアイレンズの前記反射型光変調素子側に配置され、
前記画像表示装置は、前記第２のフライアイレンズと前記遮光板との間に配置され、前記複数の分割光のそれぞれを２つに分離し、一方の分離光の偏光方向を変換し、当該偏光方向が変換された分離光、又は他方の分離光のいずれかを前記列方向にシフトさせて出射する偏光変換素子をさらに具備し、
前記第１の光学系の光軸と前記第２の光学系の光軸とは、前記列方向及び前記行方向においてそれぞれ相対的にシフトされている
画像表示装置。
（９）（１）から（８）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記遮光板を冷却する冷却部をさらに具備する
画像表示装置。
（１０）（１）から（９）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記遮光板は、熱伝導性の高い材料からなる
画像表示装置。
（１１）（１）から（１０）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記遮光板は、黒色に表面処理された材料からなる
画像表示装置。
（１２）（１）から（１１）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記１以上の反射型光変調素子は、赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ変調する３つの反射型光変調素子を有し、
前記光学系及び前記遮光板は、各色の光用として、前記３つの反射型変調素子に対してそれぞれ設けられる
画像表示装置。
【符号の説明】
【００９３】
Ｌ…レーザ光
Ｌ１（Ｌ２）…分割光
Ｌ３…反射光
Ｏ１…第１の光軸
Ｏ２…第２の光軸
２…反射型光変調素子
１０…照明光学系
１１…光源部
１２…インテグレータ光学系
１３…遮光板
１４…レーザ光源
１６…第１のフライアイレンズ
１８…第２のフライアイレンズ
２３…開口部
２４…遮光部
２７…第１の光学系
２８…第２の光学系
１００…画像表示装置
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年9月15日(2016.9.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１以上のレーザ光源を含む光源部と、
入射する光を変調する１以上の光変調素子と、
前記光源部からの光を複数の分割光に分割して前記１以上の光変調素子にそれぞれ重畳させて入射させる光学系と、
前記光学系内に配置され、前記複数の分割光のそれぞれの進路上に配置される開口部と、前記開口部の外周に形成される遮光部とを有する遮光板と
を具備する画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光変調素子は、反射型である
画像表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学系は、前記光源部からの光が入射される第１のフライアイレンズと、前記第１のフライアイレンズからの光が入射される第２のフライアイレンズと、前記第２のフライアイレンズの前記光変調素子側に配置され、前記第２のフライアイレンズから出射する光を前記光変調素子に重畳させて入射させるコンデンサレンズとを有し、
前記遮光板は、前記コンデンサレンズの前記光源部側に隣接して配置される
画像表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学系は、偏光変換素子を有し、
前記偏光変換素子は、前記遮光板に対して空間を開けて配置される
画像表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像表示装置であって、
前記複数の分割光は、前記偏光変換素子を通過したのちに前記遮光板を通過する
画像表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像表示装置であって、
前記遮光板は、第１の方向に延在する短冊状の開口部を有し、
前記偏光変換素子は、前記第１の方向と垂直な第２の方向に延在する１／２波長板を有する
画像表示装置。
【請求項７】
請求項３に記載の画像表示装置であって、
前記光学系は、前記光源部から前記第２のフライアイレンズまでの第１の光学系と、前記第２のフライアイレンズから前記光変調素子までの第２の光学系とを有し、
前記第１の光学系の光軸と前記第２の光学系の光軸とが相対的にシフトされている
画像表示装置。
【請求項８】
請求項３に記載の画像表示装置であって、
前記第２のフライアイレンズは、列方向及び行方向に並ぶ複数のレンズセルを有し、
前記第１のフライアイレンズは、前記第２のフライアイレンズの前記複数のレンズセルのそれぞれに前記光源部の像を結像し、
前記開口部は、前記結像された前記光源部の像のサイズに応じたサイズを有する
画像表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像表示装置であって、
前記遮光板は、前記行方向に所定のサイズの幅を有し前記列方向に延在する短冊状の複数の開口部と、前記複数の開口部の間に配置される前記遮光部とを有し、前記複数の開口部が前記複数のレンズセルの中央領域に対向するように配置される
画像表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像表示装置であって、
前記複数の開口部のそれぞれの幅のサイズは、前記レンズセルの前記行方向におけるサイズの５０％以上８０％以下のサイズである
画像表示装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の画像表示装置であって、
前記開口部は、前記複数のレンズセルの中央領域に対向するように配置された前記複数のレンズセルと同数の複数の孔である
画像表示装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の画像表示装置であって、
前記画像表示装置は、前記第２のフライアイレンズと前記遮光板との間に配置され、前記複数の分割光のそれぞれを２つに分離し、一方の分離光の偏光方向を変換し、当該偏光方向が変換された分離光、又は他方の分離光のいずれかを前記列方向にシフトさせて出射する偏光変換素子をさらに具備する
画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像表示装置であって、
前記第１の光学系の光軸と前記第２の光学系の光軸とは、前記列方向及び前記行方向においてそれぞれ相対的にシフトされている
画像表示装置
【請求項１４】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記遮光板を冷却する冷却部をさらに具備する
画像表示装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記遮光板は、熱伝導性の高い材料からなる
画像表示装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記遮光板は、黒色に表面処理された材料からなる
画像表示装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記１以上の光変調素子は、赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ変調する３つの光変調素子を有し、
前記光学系及び前記遮光板は、各色の光用として、前記３つの光変調素子に対してそれぞれ設けられる
画像表示装置。
【請求項１８】
少なくとも１以上のレーザ光源を含む光源部により光を出射させ、
前記光源部からの光を複数の分割光に分割して、光変調素子に重畳させ、
前記複数の分割光のそれぞれの進路上に配置される開口部を有する遮光板により、前記開口部を介して前記光変調素子へと進む複数の分割光を透過させながら、前記光変調素子から前記光源部への反射光を遮蔽し、
前記光変調素子により、前記重畳された前記複数の分割光を変調させることにより画像を表示させる
画像表示方法。
【国際調査報告】
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