(57)【要約】【課題】投射型表示装置の全体を大型化することなく、使用するランプを切り替えることのできる投射型表示装置を提供する。【解決手段】光源部１０には、投射に使用する光源を切り替えるための可動式の反射ミラー１４が備えられている。この反射ミラー１４は回転部１４ａを中心に回転し、光路中に挿脱される。反射ミラー１４が光路からはずされた状態では、光源１１から射出された光は直進し、光学エンジン１２１に入射する。反射ミラー１４を切り替えて、光路に挿入した状態では、反射ミラー１４は光源１１および光源１２から射出する光束の中心の光線に対して４５度で挿入され、光源１２からの光を９０度偏向し、光学エンジン１２１に入射させる。光源１１からの光は９０度偏向され、光学エンジン１２１には入射されない。【選択図】  図１
2005221762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光をライトバルブで変調し、投射レンズで投射する投射型表示装置において、
反射ミラーと複数の光源とを有し、前記反射ミラーの位置を変更して前記ライトバルブに入射する前記光源からの光を選択する光源選択部を有すること
を特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記反射ミラーは、平行移動して前記ライトバルブに入射する前記光源からの光を選択すること
を特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記反射ミラーは、回転して前記ライトバルブに入射する前記光源からの光を選択すること
を特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記反射ミラーは、３次元的に角度を変えて前記ライトバルブに入射する前記光源からの光を選択すること
を特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記光源選択部は、それぞれの端部で直角に配置された２つ反射ミラーを有し、前記２つの反射ミラーを移動して前記ライトバルブに入射する前記光源からの光を選択すること
を特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記ライトバルブは、反射型ライトバルブであること
を特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源からの光を色分解光学系で赤色光、緑色光、青色光に分解し、ライトバルブで変調し、色合成光学系で色合成した光を投射レンズでスクリーン上に投射する投射型表示装置が知られている。
【０００３】
この投射型表示装置ではランプを光源として使用しているので、ランプ寿命によりランプ光源を交換しなければならないが、このランプ交換中も投射を中断させないために、複数のランプを回転式のホルダーに装着し、ランプ交換中も他のランプを使用して投射像を投射する投射型表示装置も知られている。
【特許文献１】特開２０００-１１２０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この回転式のランプホルダーは大きさが大きいために、これを用いた投射型表示装置は従来のものに比べて全体が大型化してしまうという問題があった。
そこで本発明は、投射型表示装置の全体を大型化することなく、投射を中断せずにランプを切り替えることのできる投射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】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、光源からの光をライトバルブで変調し、投射レンズで投射する投射型表示装置において、反射ミラーと複数の光源とを有し、前記反射ミラーの位置を変更して前記ライトバルブに入射する前記光源からの光を選択する光源選択部を有することを特徴とする投射型表示装置を提供する。
請求項２に記載の発明は、前記反射ミラーは、平行移動して前記ライトバルブに入射する前記光源からの光を選択することを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置を提供する。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、前記反射ミラーは、回転して前記ライトバルブに入射する前記光源からの光を選択することを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置を提供する。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、前記反射ミラーは、３次元的に角度を変えて前記ライトバルブに入射する前記光源からの光を選択することを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置を提供する。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、前記光源選択部は、それぞれの端部で直角に配置された２つ反射ミラーを有し、前記２つの反射ミラーを移動して前記ライトバルブに入射する前記光源からの光を選択することを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【０００９】
請求項６に記載の発明は、前記ライトバルブは、反射型ライトバルブであること
を特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の投射型表示装置は、投射型表示装置の全体を大型化することなく、投射を中断せずにランプを切り替えることのできる投射型表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面を参照して、本発明の最良の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１に本発明の第１実施形態による投射型表示装置の構成図を示す。
まず、光源部１０の構成について説明する。光源部１０は複数の光源１１、１２を有し、投射に使用する光源を切り替えることができるものである。光源１１と光源１２はランプと凹面鏡とから構成され、光源１１と光源１２から射出される光束の中心の光線が直交するように配置されている。
光源部１０には、投射に使用する光源を切り替えるための可動式の反射ミラー１４が備えられている。この反射ミラー１４は回転部１４ａを備え、回転部１４ａを中心に回転し、光路中に挿脱される。図１中に実線で示した反射ミラー１４は光路から外れた状態であり、点線で示した反射ミラー１４は光路に挿入された状態である。反射ミラー１４が光路からはずされた状態では、光源１１から射出された光は直進し、光学エンジン１２１に入射する。一方反射ミラー１４が光路に挿入された状態では、反射ミラー１４は光源１１および光源１２から射出する光束の中心の光線に対して４５度で挿入され、光源１２からの光を９０度偏向し、光学エンジン１２１に入射させる。光源１１からの光は反射ミラー１４の裏面で９０度偏向され、光学エンジン１２１には入射されない。
なお反射ミラー１４の配置の切り替えは、反射ミラー１４を回転、固定する機構（不図示）を操作する操作部（不図示）を光源部１０の筐体部材１３の側面に取り付け、外部から容易に切り替えができるようになっている。
【００１２】
光源部１０から射出された光源光は、光学エンジン１２１に入射する。本実施形態では、投射型表示装置の光源を除いた光学部品の部分を光学エンジンとする。光源光は光学エンジンに入射すると偏光変換照明装置１０２によって紙面に垂直な方向に振動方向を有する偏光に変換される。偏光変換照明装置１０２を射出した光は、Ｂ（青）光反射、Ｒ（赤）光とＧ（緑）光透過特性のダイクロイックミラー１０３Ｂと、Ｒ（赤）光とＧ（緑）光反射、Ｂ光透過特性のダイクロイックミラー１０３ＲＧとを互いに直交して配置したクロスダイクロイックミラー１０３に入射し、入射光に垂直で互いに反対方向に進行するＢ光と、Ｒ光とＧ光との混合光とに色分解される。
色分解されたＢ光は偏向ミラー１０４で反射されて、Ｂ光用に配置された偏光ビームスプリッタ１０７Ｂに入射する。偏光ビームスプリッタ１０７Ｂに入射したＢ光は、偏光分離部で反射され、Ｂ光用反射型ライトバルブ１０８Ｂに入射する。
一方色分解されたＲ光とＧ光との混合光は偏向ミラー１０５で反射されて、Ｇ光反射、Ｒ光透過特性のダイクロイックミラー１０６に入射、反射するＧ光と、透過して直進するＲ光とに色分解される。色分解されたＧ光とＲ光は、偏光ビームスプリッタ１０７Ｇ、１０７Ｒにそれぞれ入射し、偏光分離部で反射され、それぞれ反射型ライトバルブ１０８Ｇ、１０８Ｂに入射する。
【００１３】
各色光用に配置された反射型ライトバルブ１０８Ｂ、１０８Ｇ、１０８Ｒに入射した各色光は、それぞれの色信号によって変調作用を受け、変調光と非変調光との混合光を反射して射出する。反射射出された光は、再度偏光ビームスプリッタ１０７Ｂ、１０７Ｇ、１０７Ｒにそれぞれ入射し、偏光分離部を透過する変調光を検光光として分離する。各色光の検光光はそれぞれ光路長補正部材１１１Ｂ，１１１Ｇ，１１１Ｇを経由して、クロスダイクロイックプリズム１０９にそれぞれ異なる入射面から入射する。クロスダイクロイックプリズム１０９の内部には、Ｂ光反射ダイクロイック膜、Ｒ光反射ダイクロイック膜が直交して配置されており、各色光が色合成される。クロスダイクロイックプリズム１０９で色合成された光は、投射レンズ１１０に入射し、図示しないスクリーンを配置したモニターに投射される。
【００１４】
光学エンジン１２１は筐体１２２の中に配置されており、投射レンズ１１０は筐体１２２の側面をマウント部材として使用し、投射レンズ１１０の鏡筒部を取り付けた構造になっている。各色光用の反射型ライトバルブ、偏光ビームスプリッタ、光路長補正部材、クロスダイクロイックプリズムは一体化されており、クロスダイクロイックプリズムが、筐体１２２の紙面に平行な床部（不図示）に取り付けられている。光学エンジン１２１の他の光学部材も床部に取り付けられている。
【００１５】
次に光源の切り替え動作について説明する。まず光源１１を点灯させる。この場合反射ミラー１４は光路から外された状態であり、光源１１から射出された光は直進して光学エンジン１２１に入射する。光源１１がその使用時間等から寿命に近づいたと判断した場合には、光源１２を点灯させ、光源１２が安定した後に反射ミラー１４を回転させ、光源１２から射出した光を光学エンジン１２１に入射させる。この状態で光源１１を消灯し、ランプの温度が下がった後に光源を新しいものに交換する。
【００１６】
次に光源１２が寿命に近づいたと判断したら、新しいランプに交換した光源１１を点灯させ、光源１１が安定した後に反射ミラー１４を光路から外すと、今度は光源１１からの光が光学エンジン１２１に入射する。この状態で光源１２を消灯し、ランプを交換する。
【００１７】
この動作を繰り返すことによって、常に光源からの光が光学エンジン１２１に入射するので、光源が寿命に達し交換する必要が生じても、中断することなく投射像が投射される。
【００１８】
なお本実施形態では、最初に光源１１を使用しているが、最初に光源１２を使用しても構わない。
（第２実施形態）
図２に第２実施形態の投射型表示装置の構成図を示す。本実施形態において使用する光学エンジンの構成は第１実施形態と同じなので説明は省略し、光源部について説明する。
【００１９】
光源部２０には光源２１と光源２２が、互いに相対するように配置されており、光源２１と光源２２とから射出される光束の中心は一致している。光源２１と光源２２との間には可動式の反射ミラー２４が配置されている。反射ミラー２４は光源２１と光源２２から同じ距離のところに配置するのが好ましい。反射ミラー２４の中心には、回転部２４ａがあり回転部２４ａを中心に反射ミラー２４が回転する。
【００２０】
反射ミラー２４が図２の実線の状態では、可動式反射ミラーは光源２１から射出される光束の中心の光線に対して４５度の角度で配置され、反射ミラー２４で反射された光源２１からの光束は光学エンジン１２１に入射する。この状態では光源２２から射出される光束は反射ミラー２４の裏面で反射され、光学エンジン１２１と反対の方向に反射され、光学エンジン１２１には入射しない。なお反射ミラーの裏面に光を拡散するような加工を施しても構わない。
反射ミラー２４を実線の状態から９０度回転させ、図２の点線の状態にすると、光源２２から射出される光束が反射ミラー２４で９０度偏向され、光学エンジン１２１に入射する。一方光源２１から射出される光束は反射ミラー２４の裏面で反射され、光学エンジン１２１と反対の方向に反射され、光学エンジン１２１には入射しない。なお反射ミラー２４の回転、固定は第１実施形態と同様に筐体部材２３の側面に配置された操作部（不図示）で操作することができる。
本実施形態でも反射ミラー２４を回転させることによって、光学エンジン１２１に入射する光束を切り替えることが可能になる。従って第１実施形態と同様に、常に光源からの光が光学エンジン１２１に入射するので、光源が寿命に達し交換する必要が生じても、中断することなく投射像が投射される。
（第３実施形態）
図３には第３実施例の投射型表示装置の構成図を示す。本実施形態において使用する光学エンジンの構成は第１実施形態と同じなので説明は省略し、光源部について説明する。
本実施形態の光源部３０は２つの光源の配置は第２実施形態と同じであるが、反射ミラーを２枚使用している点が異なる。光源３１と光源３２の間に反射ミラー３４と反射ミラー３５を互いに直交して配置したミラーを箱部材３６内に配置する。箱部材３６には光源からの光を入射させるための開口部が設けられている。箱部材３６は、光学エンジン１２１に入射する光に垂直な方向に平行移動可能になっている。
【００２１】
図３に示した配置では、光源３１から射出した光束は、反射ミラー３５で反射され光学エンジン１２１に入射する。箱部材３６を光源３１の方向に移動させ、反射ミラー３４の中心が、光学エンジン１２１への入射光軸に一致させると、光源３２から射出される光束が光学エンジン１２１に入射する。
【００２２】
本実施形態では箱部材３６を移動させることによって、光学エンジン１２１に入射させる光に使用する反射ミラーを変更する。従って第１実施形態と同様に、常に光源からの光が光学エンジン１２１に入射するので、光源が寿命に達し交換する必要が生じても、中断することなく投射像が投射される。
（第４実施形態）
図４に第４実施形態の投射型表示装置の構成図を示す。本実施形態において使用する光学エンジンの構成は第１実施形態と同じなので説明は省略し、光源部について説明する。
【００２３】
第２実施形態では光源は２つであったが、第４実施形態では光源は３つである。光源部４０には、光源部４０から光学エンジン１２１に入射する光に垂直な面内に光源４１、４２、４３が配置されている。
【００２４】
各光源から射出された光束が交差する位置に反射ミラー４４は配置されている。反射ミラー４４は、光源４１からの射出光が反射ミラー４４で反射して、光学エンジン１２１への入射するように配置されている。反射ミラー４４は、光学エンジン１２１への入射光の周りに回転できるようにその背部に回転軸部材４４ａが配置され、回転軸部材４４ａを操作することによって角度を変更することができる。
従って回転軸部材４４ａを使用して、反射ミラー４４の向きを偏向することによって、光学エンジン１２１に入射さる光に使用する光源を光源４１、光源４２、光源４３から選択することができる。従って第１実施形態と同様に、常に光源からの光が光学エンジン１２１に入射するので、光源が寿命に達し交換する必要が生じても、中断することなく投射像が投射される。
【００２５】
なお本実施形態では、光源は３個であるが、使用する光源の数はもっと多くしても構わない。
（第５実施形態）
図５に第５実施形態の投射型表示装置の構成図を示す。本実施形態において使用する光学エンジンの構成は第１実施形態と同じなので説明は省略し、光源部について説明する。
光源部５０には、光源５１、光源５２、光源５３の３つの光源が平行に配置されている。これらの３つの光源から射出した光束の中心の光線は、光学エンジン１２１に入射する光の光路に対して垂直になっている。
反射ミラー５４は光源から射出した光束の光路と光学エンジン１２１に入射する光の光路とに対して４５度に配置されている。反射ミラー５４は不図示の移動機構を有しており、光学エンジン１２１へ入射する光の光路に平行な方向に移動することが可能である。
反射ミラー５４の中心を図５の実線の位置、すなわち光源５１から射出した光束の光路と光学エンジン１２１に入射する光の光路が交わる点に配置すると、光源５１から射出した光束が光学エンジン１２１に入射する。反射ミラー５４を平行移動させ、光源５２から射出した光束の光路と光学エンジン１２１に入射する光の光路が交わる点に配置すると、光源５２から射出した光束が光学エンジン１２１に入射する。反射ミラー５４をさらに平行移動させ、光源５３から射出した光束の光路と光学エンジン１２１に入射する光の光路が交わる点に配置すると、光源５３から射出した光束が光学エンジン１２１に入射する。
【００２６】
本実施形態で用する光源は３個であるが、使用する光源の数はもっと多くすることが可能である。
本実施形態においては、光源から光学エンジンまでの光路長が光源によってそれぞれ異なるので、使用する凹面鏡は放物面形状の凹面鏡として光源から射出する光源光束を平行光束とするか、または楕円形状の凹面鏡を使用して、その射出面にそれぞれ凹レンズを配置して、光源光を平行光束にする構造の光源を使用するのが好ましい。
【００２７】
以上の実施形態の光学エンジン１２１は反射型ライトバルブを使用しているが、本発明はこれらの実施形態には限定されず、様々な変形が可能である。例えば、反射型ライトバルブを使用した投射型表示装置であっても、反射型ライトバルブは１個しか使用せず、反射型ライトバルブに時系列に光源光を色分解して入射する構成や、反射型ライトバルブ以外にＤＭＤや透過型ライトバルブを使用する構成にしても同様の効果を奏する投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態の投射型表示装置の構成図
【図２】第２実施形態の投射型表示装置の構成図
【図３】第３実施形態の投射型表示装置の構成図
【図４】第４実施形態の投射型表示装置の構成図
【図５】第５実施形態の投射型表示装置の構成図
【符号の説明】
【００２９】
１０、２０、３０、４０、５０  光源部
１１、１２、２１、２２、３１、３２、３３、４１、４２、４３、５１、５２、５３  光源
１４、２４、３４、４４、５４  反射ミラー
１０２  偏光変換照明装置
１０３  クロスダイクロイックミラー
１０４、１０５  偏向ミラー
１０３Ｂ、１０３ＲＧ、１０６  ダイクロイックミラー
１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂ  偏光ビームスプリッタ
１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂ  反射型ライトバルブ
１０９  クロスダイクロイックプリズム
１０９Ｒ、１０９Ｂ  ダイクロイック膜
１１０  投射レンズ
１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ  光路長補正部材
１２１  光学エンジン
【図１】
2005221762.tif 000003
【図２】
2005221762.tif 000004
【図３】
2005221762.tif 000005
【図４】
2005221762.tif 000006
【図５】
2005221762.tif 000007