(57)【要約】【課題】画像の所定の領域を非表示とすることが可能な投射型表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】照明装置２０と、光変調手段７０と、投射光学系と４０を有する投射型表示装置１１内において、照明装置２０からスクリーン６０に至る光路ＯＰ上に、ＤＭＤからなる反射手段１００を配設する。反射手段１００により、照明装置２０からスクリーン６０に至る光のうち非表示とすべき領域に対応する光を、反射手段１００によって、光吸収板に入射するように偏向する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
該光源から出射された光を変調する光変調手段と、
該光変調手段により変調された光を表示手段に投射する投射光学系と、
前記光源から前記表示手段に至る光路上に配設され、それぞれの反射面の角度が変更可能な１次元又は２次元状に配列された複数の反射鏡を含む反射手段とを有することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記複数の反射鏡の各々の角度を選択的に制御する制御手段を有し、
該制御手段は、前記光変調手段から出射される光の情報に基づいて、前記反射手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の投射型制御装置。
【請求項３】
前記反射手段は、複数の微小ミラーが２次元状に配列されたミラーアレイであることを特徴とする請求項１又は２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記反射手段は、デジタル・マイクロミラー・デバイスであることを特徴とする請求項３に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
さらに、前記反射手段は前記複数の反射鏡に対応して複数の電磁ソレノイドを有し、
該電磁ソレノイドにより前記複数の反射鏡の反射面の角度が変更されることを特徴とする請求項１又は２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し、特に反射面の角度が変更可能な反射鏡を有する投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば会議におけるプレゼンテーション用など、複数人が同時に見ることが可能な大画面表示を可能とする画像表示装置として、投射型表示装置が広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。投射型表示装置は、光源からの光を、光変調装置である例えば液晶パネル等により画像として変調し、投射レンズを介してスクリーン等の表示手段に投射して画像を表示するものである。
【特許文献１】特開平５−１００３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、公の場でプレゼンテーションを行う場合、例えば表示する画像中に具体的な社名や数値等の公表したくない部分があったとしても、画像中から公表したくない部分を表示しないようにすることができなかった。
【０００４】
そこで本発明は、画像の所定の領域を非表示とすることが可能な投射型表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る投射型表示装置は、光源と、該光源から出射された光を変調する光変調手段と、該光変調手段により変調された光を表示手段に投射する投射光学系と、前記光源から前記表示手段に至る光路上に配設され、それぞれの反射面の角度が変更可能な１次元又は２次元状に配列された複数の反射鏡を含む反射手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
本発明のこのような構成によれば、光源から表示手段に至る光のうち、表示したくない領域に対応する光を、反射手段によって、偏向することができる。よって、画像の所定の領域を非表示とすることが可能となる。
【０００７】
また、本発明は、さらに、前記反射手段を制御する制御手段を有し、該制御手段は、前記表示手段に投射される光の投射領域情報に基づいて、前記反射手段を制御することが好ましい。
【０００８】
また、本発明は、前記反射手段は、複数の微小ミラーが２次元状に配列されたミラーアレイであることが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、前記反射手段は、デジタル・マイクロミラー・デバイスであることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、さらに、前記反射手段は前記複数の反射鏡に対応して複数の電磁ソレノイドを有し、該電磁ソレノイドにより前記複数の反射鏡の反射面の角度が変更されることが好ましい。
【００１１】
このような構成によれば、簡易かつ安価な構造で画像の所定の領域を非表示とすることが可能な投射型表示装置を実現することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明に係る投射型表示装置１１の概略構成を示す模式的説明図である。
【００１３】
投射型表示装置１１は、光源である照明装置２０と、光変調手段７０と、投射手段である投射光学系４０と、反射手段１００と、制御部２００とを有している。投射光学装置１１は、照明装置２０からの光Ｌを、透過型の液晶ライトバルブ等を備えた光変調手段７０により画像として変調し、投射光学系４０を介して表示手段であるスクリーン６０上に画像を投射して表示する。
【００１４】
また、反射手段１００は、照明装置２０からスクリーン６０に至る光路ＯＰ上に配設される。反射手段１００は、図１に示すように、投射光学系４０とスクリーン６０との間の位置（以下、位置Ａと称する。）、光変調手段７０と投射光学系４０との間の位置（以下、位置Ｂと称する。）又は照明装置２０と光変調手段７０との間の位置（以下、位置Ｃと称する。）のいずれか一箇所に配設される。
【００１５】
また、図１に示すように、制御部２００は、画像制御部２０１及び制御手段である投射領域制御部２０２を有する。画像制御部２０１は、光変調手段７０に電気的に接続されており、外部からの画像信号に基づいて光変調手段７０を制御する。また、投射領域制御部２０２は、反射手段１００に電気的に接続されており、外部からの投射領域情報に基づいて反射手段１００を制御する。
【００１６】
図２に、反射手段１００の概略構成を示す説明図を示す。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、反射手段１００は、基板１０１上に複数の反射鏡１０２が、図示しない支柱に支えられて２次元状に配列されて構成されている。反射鏡１０２の反射面である表面は平面状で、例えばアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。反射手段１００は、外部からの制御信号に応じて、それぞれの反射鏡１０２を、支柱による支持点を中心として回動させる。反射鏡１０２が回動することによって、反射鏡１０２の反射面と基板１０１の表面とがなす角度が変更される。本実施形態においては、それぞれの反射鏡１０２の反射面と基板１０１の表面がなす角度は、ＯＮ状態と称する所定の角度と、ＯＦＦ状態と称する所定の角度とのいずれかの位置に選択的に変更される。
【００１７】
すなわち、反射手段１００は、複数の反射鏡１０２の角度をそれぞれ変更することにより、ある一方向から入射した光の反射方向を反射鏡１０２毎に異ならせることが可能である。本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、ＯＮ状態である反射鏡１０２ａの角度によって反射される光の出射方向が、光路ＯＰと一致させられており、ＯＦＦ状態である反射鏡１０２ｂの角度によって反射される光の出射方向が、光吸収板１１０へ向けられている。例えば、図２（ａ）に示すように、全ての反射鏡１０２をＯＮ状態とすれば、照明装置２０からスクリーン６０に至る光は、全て光路ＯＰ上を進む。図２（ｂ）に示すように、一部の反射鏡１０２ｂをＯＦＦ状態とすれば、照明装置２０からスクリーン６０に至る光の一部は光吸収板１１０に吸収され、残りの光が光路ＯＰ上を進む。
【００１８】
本実施形態では、反射手段１００として、半導体メモリーセル上に配列された微小なミラーアレイの傾きを制御するデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ；Digital Micromirror Device、Texas Instruments社の登録商標）が用いられている。
【００１９】
上述の構成を有する投射型表示装置１１の動作について説明する説明図を図３に示す。図３（ａ）は通常の画像を表示する動作の説明図であり、図３（ｂ）は、画像の一部領域を非表示とした場合の動作の説明図である。通常の、入力された画像の全領域を投射して表示する場合、図３（ａ）に示すように、反射手段１００の反射鏡１０２は全てＯＮ状態とされる。このため、照明装置２０からスクリーン６０に至る光は、全て光路ＯＰ上を進むことが可能となる。したがって、投射型表示装置１１の画像制御部２０１に入力される画像信号は、そのまま投射画像としてスクリーン６０に投射される。
【００２０】
一方、入力された画像の、一部の所定の領域を非表示としたい場合、図３（ｂ）に示すように、投射領域制御部２０２に、投射領域情報が入力される。ここで、投射領域情報とは画像制御部２０１に入力される画像のうち、非表示とする領域、もしくは表示する領域を規定する情報である。投射領域制御部２０２は、入力された投射領域情報に基づいて、照明装置２０からスクリーン６０に至る光のうち非表示とすべき領域にあたる光がスクリーン６０に到達しないように、反射手段１００の反射鏡１０２を制御する。具体的には、投射領域制御部２０２は、反射手段１００の複数の反射鏡１０２のうち、照明装置２０からスクリーン６０に至る光のうち非表示とすべき領域にあたる光を反射する反射鏡１０２をＯＦＦ状態とし、他の領域の光を反射する反射鏡１０２をＯＮ状態とする。これにより、投射型表示装置１１の画像制御部２０１に入力される画像信号の投射領域情報によって非表示とされた領域以外が、投射画像としてスクリーン６０に投射される。
【００２１】
よって、投射型表示装置１１によれば、画像の所定の領域を非表示とすることができるという効果を有する。
【００２２】
上記では、図１に投射型表示装置１１の概略構成を示し本発明の説明をしているが、以下に、より詳細な投射型表示装置１１の光学系の説明をする。図４は、本発明の実施形態に係る投射型表示装置１１の光学系の構成を示す構成図である。
【００２３】
本実施形態の投射型表示装置１１は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に光変調手段である透過型の液晶ライトバルブ１２、１３、１４を備えた３板式の投射型カラー表示装置である。投射型表示装置１１は、表示手段であるスクリーン６０上に画像を投射して表示する。
【００２４】
投射型表示装置１１は、照明装置２０と、色分離合成光学系３０と、投射光学系４０とを有している。また、反射手段１００が、色分離合成光学系３０と投射光学系４０との間の光路上に配設されている。すなわち、本実施形態に係る投射型表示装置１１は、図１における位置Ｂに反射手段１００が配設されたものである。
【００２５】
照明装置２０は、光源１５と、２つのフライアイレンズ１６、１７と、偏光変換装置１８とを有する。光源１５は、高圧水銀ランプ或いはメタルハライドランプ等のランプ２０ａと、ランプ２０ａからの光Ｌ（以下、「光源光Ｌ」という。）を反射するリフレクタ２０ｂとを有する。また、光源光Ｌの照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブ１２、１３、１４において均一化させるために、２つのフライアイレンズ１６、１７が設けられている。各フライアイレンズ１６、１７は、二次元に配置された複数個のレンズによってそれぞれ構成されている。こうして、液晶ライトバルブ１２、１３、１４は、光源光Ｌでフライアイレンズ１６、１７によって均一な照度で照明されるようになっている。また、偏光変換装置１８は、フライアイレンズ１７側に設けられた図示しない偏光ビームスプリッタアレイ（以下、ＰＢＳアレイと称する。）と、ＰＢＳアレイによって反射された偏光の偏光方向を変換する図示しない１／２波長板とを有し、光源光Ｌの光強度を損なうことなく光の偏光方向を一方向に揃えるものである。
【００２６】
色分離合成光学系３０は、２つのダイクロイックミラー２１、２２と、３つの反射ミラー２３、２４、２５と、３つのリレーレンズ２６、２７、２８と、光変調手段である３つの液晶ライトバルブ１２、１３、１４と、クロスダイクロイックプリズム２９とを有する。
【００２７】
ダイクロイックミラー２１、２２は、例えばガラス基板に所定の波長選択性を持つ誘電体多層膜を積層したものである。ダイクロイックミラー２１は、光源光Ｌのうちの赤色光ＬＲを透過するとともに、緑色光ＬＧと青色光ＬＢを反射する。また、ダイクロイックミラー２２は、ダイクロイックミラー２１で反射された緑色光ＬＧと青色光ＬＢのうち、緑色光ＬＧを反射するとともに、青色光ＬＢを透過する。
【００２８】
これにより、色分離合成光学系３０では、照明装置２０から入射する光源光Ｌのうち、赤色光ＬＲは、ダイクロイックミラー２１を透過した後、反射ミラー２３で反射されて赤色光用の液晶ライトバルブ１２に入射される。緑色光ＬＧは、ダイクロイックミラー２１で反射された後、ダイクロイックミラー２２で反射されて緑色光用の液晶ライトバルブ１２に入射される。青色光ＬＢは、ダイクロイックミラー２１で反射された後、ダイクロイックミラー２２を透過し、３つのリレーレンズ２６〜２８と２つの反射ミラー２４、２５からなるリレー系を経て、青色光用の液晶ライトバルブ１４に入射される。
【００２９】
光変調装置としての液晶ライトバルブ１２〜１４は、本実施形態では、アクティブマトリクス型の透過型液晶ライトバルブでそれぞれ構成されており、画像制御部２０２に入力される画像信号に基づいて駆動回路によりそれぞれ駆動される。液晶ライトバルブ１２〜１４は、それぞれの色に対応する画像を表示する。これにより、液晶ライトバルブ１２、１３及び１４を、それぞれ通過する赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢが変調される。
【００３０】
クロスダイクロイックプリズム２９は、直角プリズムが貼り合わされた構造となっており、十字状に直交する２つのミラー面の一方には、赤色光ＬＲを反射するとともに緑色光ＬＧを透過する誘電体多層膜が、その他方には、青色光ＬＢを反射するとともに緑色光ＬＧを透過する誘電体多層膜がそれぞれ形成されている。そして、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢの３つの色光が、クロスダイクロイックプリズム２９によって合成されてカラー画像を表わす光ＩＬが形成される。光ＩＬは、色分離合成光学系３０のクロスダイクロイックプリズム２９から出射される。
【００３１】
光ＩＬは、ＤＭＤである反射手段１００に入射される。反射手段１００に入射された光ＩＬのうち、投射領域情報によって表示すべき領域に対応する光は、ＯＮ状態とされた反射鏡１０２により反射され、光ＲＬ１として投射光学系４０へ出射される。一方、反射手段１００に入射された光ＩＬのうち、投射領域情報によって非表示とされた領域に対応する光は、ＯＦＦ状態とされた反射鏡１０２により反射され、光ＲＬ２として光吸収板１１０へ出射される。光ＲＬ２は、光吸収板１１０によって吸収される。ここでは、投射領域情報とは、光変調手段である液晶ライトバルブ１２〜１４から出射される光の情報について、非表示とする領域、もしくは表示する領域を規定する情報である。
【００３２】
投射光学系４０は、複数のレンズ等からなる投射レンズである。投射領域情報によって表示すべき領域に対応する光である光ＲＬ１は、投射光学系４０に入射され、投射光学系４０を介してスクリーン６０上に投射される。
【００３３】
なお、本実施形態においては、反射手段１００として、ＤＭＤを用いているが、反射鏡１０２の総数が少なくてもよい場合、例えば図３に示すように画像を１６分割して、その中から表示非表示を選択する場合、反射手段は、ＤＭＤのような微細な構造を有する素子を用いずに、下記のような構成とすることも可能である。図５は、その反射手段１５０の一構成例を示す断面模式図である。
【００３４】
図５に示すように、反射手段１５０は、基板１５１、反射鏡１５２、支柱１５３、引張ばね１５４及び電磁ソレノイド１６０を有する。複数の反射鏡１５２は、それぞれ支柱１５３によってその一端が支持されて、基板１５１の表面上に配列されている。また、それぞれの反射鏡１５２と基板１５１との間には、電磁ソレノイド１６０と引張ばね１５４が配設されている。電磁ソレノイド１６０は、可動鉄芯１６１の移動方向が基板１５１の表面と略直交するように配設されている。引張ばね１５４は、反射鏡１５２の基板１５１側の面が、常に電磁ソレノイド１６０の可動鉄芯１６１上に当接するように、反射鏡１５４に対し、基板１５１側に引っ張る力を付与している。電磁ソレノイド１６０に通電することにより、可動鉄芯１６１が移動し、反射鏡１５２の角度が、支柱１５３による支持点を中心として変更される。すなわち、電磁ソレノイド１６０に通電するか否かで、反射鏡１５２の角度をON状態又はＯＦＦ状態の２位置に変更することが可能となる。
【００３５】
本実施形態では、電磁ソレノイド１６０は投射領域制御部２０２に電気的に接続される。投射領域制御部２０２は、投射領域情報によって表示すべき領域に対応する光を反射する反射鏡１５２を駆動する電磁ソレノイド１６０には通電せず、非表示とする領域に対応する光を反射する反射鏡１５２を駆動する電磁ソレノイド１６０に通電する。このような反射手段１５０を用いることにより、ＤＭＤを用いず、安価かつ簡易に反射手段を構成することが可能となる。
【００３６】
また、実施形態としては図示して明記しないが、本実施形態に係る投射型表示装置１１内に配設される反射手段１００は、図１に示す位置Ａ又は位置Ｃに配設される構成としてもよい。このような構成とした場合においても、上述した本発明の実施形態と同様の作用及び効果が得られることは言うまでもない。
【００３７】
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００３８】
上記の本実施形態の投射型表示装置１１は、光変調手段として透過型の液晶ライトバルブ１２〜１４を用いた透過型の投射型表示装置であるが、本発明は反射型のライトバルブを用いた反射型の投射型表示装置にも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶ライトバルブ等の光変調手段が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型液晶表示装置のように光変調手段が光を反射するタイプであることを意味している。反射型の投射型表示装置にこの発明を適用した場合にも、透過型の投射型表示装置と同様の効果を得ることができる。 
また、上記の本実施形態の投射型表示装置１１は、光変調手段として液晶ライトバルブ１２〜１４を用いているが、本発明はこれに限られない。光変調手段としては、入射光を画像情報に応じて変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを利用してもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）（Texas Instruments社の登録商標）を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】投射型表示装置の概略構成を示す模式的説明図である。
【図２】反射手段の概略構成を示す説明図である。
【図３】投射型表示装置の動作について説明する説明図である。
【図４】投射型表示装置の光学系の構成を示す構成図である。
【図５】反射手段の一構成例を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１  投射型表示装置、  ２０  照明装置、  ４０  投射光学系、  ６０  スクリーン、  ７０  光変調手段、  １００  反射手段、  ２００  制御部、  ２０１  画像制御部、  ２０２  投射領域制御部、  ＯＰ  光路
【図１】
2007086278.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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