JP2010237311A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 色ムラの発生を抑制することを可能とする投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】 投写型映像表示装置１００は、投写型映像表示装置１００は、複数の固体光源１１１によって構成される光源ユニット１１０と、複数の固体光源１１１から出射される光を変調するＤＭＤ５００と、ＤＭＤ５００から出射される光を投写面上に投写する投写ユニット１５０とを備える。複数の固体光源１１１のそれぞれは、複数の光ファイバー１１３のそれぞれに接続されている。複数の光ファイバー１１３は、バンドル部１１４で束ねられている。バンドル部１１４で束ねられる複数の光ファイバー１１３から出射される光は、ＤＭＤ５００に導かれる。複数の光ファイバー１１３のそれぞれの長さは同じである。
【選択図】 図５

Description

本発明は、複数の固体光源によって構成される光源ユニットと、複数の固体光源から出射される光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射される光を投写面上に投写する投写ユニットとを備える投写型映像表示装置に関する。

近年、レーザ光源などの固体光源と、固体光源から出射された光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射された光を投写面上に投写する投写ユニットとを有する投写型映像表示装置が知られている。

ここで、投写面上に映像を大きく表示するためには、投写ユニットと投写面との距離を長くとる必要がある。これに対して、投写ユニットから出射される光を投写面側に反射する反射ミラーを利用して、投写ユニットと投写面との距離の短縮を図った投写型表示システムが提案されている（例えば、特許文献１）。

また、必要光量を確保するために、複数の固体光源によって構成される光源ユニットを有する投写型映像表示装置が提案されている（例えば、特許文献２）。

複数の固体光源のそれぞれは、複数の光ファイバーのそれぞれに接続されており、複数の光ファイバーは、バンドル部で束ねられる。各固体光源から出射された光は、各光ファイバーによってバンドル部に集められ、バンドル部で束ねられた各光ファイバーから出射される光が光変調素子に導かれる。

特開２００６−２３５５１６号公報 特開２００６−６００３３号公報

ところで、投写面において生じる光量ムラは、各固体光源が各光ファイバーを介してバンドル部に接続される位置の入れ替えによって抑制することができる。

各固体光源が各光ファイバーを介してバンドル部に接続される位置の入れ替え方法としては、以下に示す方法が考えられる。

（１）固体光源と光ファイバーとの組み合わせを変更せずに、各光ファイバーがバンドル部に接続される位置の入れ替える方法
（２）光源ユニットにおける各固体光源の配置位置の入れ替えによって、固体光源と光ファイバーとの組み合わせを変更する方法
（３）光源ユニットにおける各固体光源の配置位置を変更せずに、固体光源から光ファイバーを取り外した上で、固体光源に接続すべき光ファイバーを入れ替えることによって、固体光源と光ファイバーとの組み合わせを変更する方法
ここで、各光ファイバーはバンドル部で束ねられており、光ファイバーが束ねられた状態で光ファイバーがバンドル部に接続される位置を入れ替えることは難しく、（１）の方法は困難である。また、固体光源は光源ユニットにネジ止め等によって固定されるため、（２）の方法も困難である。すなわち、上述した方法のうち、（３）の方法が最も容易である。

ここで、光ファイバーの長さに余裕を持たせると、光ファイバーを曲げなければならないため、固体光源から出射される光の利用効率が低下する。従って、バンドル部から固体光源までの距離に合わせて光ファイバーの長さを定めることが好ましい。

一方で、バンドル部から固体光源までの距離は、固体光源毎に異なっている。従って、固体光源に接続すべき光ファイバーの入れ替えようとしても、光ファイバーの長さが不足するケース、光ファイバーの長さが超過するケースが考えられる。

このように、光ファイバーの長さの不足や光ファイバーの長さの超過は、色ムラの原因となる可能性がある。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、色ムラの発生を抑制することを可能とする投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

第１の特徴に係る投写型映像表示装置は、複数の固体光源（赤固体光源１１１Ｒ、緑固体光源１１１Ｇ、青固体光源１１１Ｂ）によって構成される光源ユニット（光源ユニット１１０）と、前記複数の固体光源から出射される光を変調する光変調素子（ＤＭＤ５００Ｒ、ＤＭＤ５００Ｇ、ＤＭＤ５００Ｂ）と、前記光変調素子から出射される光を投写面上に投写する投写ユニット（投写ユニット１５０）とを備える。前記複数の固体光源のそれぞれは、複数の光ファイバー（光ファイバー１１３）のそれぞれに接続されている。前記複数の光ファイバーは、バンドル部（バンドル部１１４）で束ねられている。前記バンドル部で束ねられる前記複数の光ファイバーから出射される光は、前記光変調素子に導かれる。前記複数の光ファイバーのそれぞれの長さは同じである。

第１の特徴において、前記複数の光ファイバーは、複数のグループに分類されており、前記複数のグループ毎に分類された光ファイバーの長さは、前記複数のグループ毎に同じである。

第１の特徴において、前記複数の固体光源のそれぞれは、前記複数の固体光源のそれぞれと前記バンドル部との距離が同じとなる位置に設けられる。

第１の特徴において、前記光源ユニットは、前記複数の固体光源のそれぞれと前記バンドル部との距離を変更するように、前記複数の固体光源のそれぞれをスライドするスライド機構を有する。

本発明によれば、色ムラの発生を抑制することを可能とする投写型映像表示装置を提供することができる。

第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す斜視図である。 第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を側方から見た図である。 第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を上方から見た図である。 第１実施形態に係る光源ユニット１１０を示す図である。 第１実施形態に係る光源ユニット１１０の一部を示す図である。 第１実施形態に係る色分離合成ユニット１４０及び投写ユニット１５０を示す図である。 変更例１に係る光源ユニット１１０の一部を示す図である。 変更例２に係る光源ユニット１１０の一部を示す図である。 変更例３に係る光源ユニット１１０の一部を示す図である。 第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００を側方から見た図である。

以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［実施形態の概要］
実施形態に係る投写型映像表示装置は、複数の固体光源によって構成される光源ユニットと、複数の固体光源から出射される光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射される光を投写面上に投写する投写ユニットとを備える。複数の固体光源のそれぞれは、複数の光ファイバーのそれぞれに接続されている。複数の光ファイバーは、バンドル部で束ねられている。バンドル部で束ねられる複数の光ファイバーから出射される光は、光変調素子に導かれる。複数の光ファイバーのそれぞれの長さは同じである。

実施形態では、複数の光ファイバーのそれぞれの長さは同じである。従って、各固体光源の配置位置を変更せずに、固体光源に接続すべき光ファイバーの入れ替えによって、固体光源と光ファイバーとの組み合わせを変更しても、光ファイバーの長さの不足や光ファイバーの長さの超過が生じない。すなわち、光の利用効率の低下を抑制しながら、固体光源が各光ファイバーを介してバンドル部に接続される位置を容易に入れ替えることができる。

［第１実施形態］
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を側方から見た図である。

図１及び図２に示すように、投写型映像表示装置１００は、筐体２００を有しており、投写面３００に映像を投写する。投写型映像表示装置１００は、第１配置面（図２に示す壁面４２０）と第１配置面に略垂直な第２配置面（図２に示す床面４１０）とに沿って配置される。

ここで、第１実施形態では、投写型映像表示装置１００が壁面に設けられた投写面３００に映像光を投写するケースについて例示する（壁面投写）。このようなケースにおける筐体２００の配置を壁面投写配置と称する。第１実施形態では、投写面３００と略平行な第１配置面は壁面４２０である。

第１実施形態では、投写面３００に平行な水平方向を“幅方向”と称する。投写面３００の法線方向を“奥行き方向”と称する。幅方向及び奥行き方向の双方に直交する方向を“高さ方向”と称する。

筐体２００は、略直方体形状を有する。奥行き方向における筐体２００のサイズ及び高さ方向における筐体２００のサイズは、幅方向における筐体２００のサイズよりも小さい。奥行き方向における筐体２００のサイズは、反射ミラー（図２に示す凹面ミラー１５２）から投写面３００までの投写距離と略等しい。幅方向において、筐体２００のサイズは、投写面３００のサイズと略等しい。高さ方向において、筐体２００のサイズは、投写面３００が設けられる位置に応じて定められる。

具体的には、筐体２００は、投写面側側壁２１０と、前面側側壁２２０と、底面板２３０と、天板２４０と、第１側面側側壁２５０と、第２側面側側壁２６０とを有する。

投写面側側壁２１０は、投写面３００と略平行な第１配置面（第１実施形態では、壁面４２０）と対向する板状の部材である。前面側側壁２２０は、投写面側側壁２１０の反対側に設けられた板状の部材である。底面板２３０は、投写面３００と略平行な第１配置面以外の第２配置面（第１実施形態では、床面４１０）と対向する板状の部材である。天板２４０は、底面板２３０の反対側に設けられた板状の部材である。第１側面側側壁２５０及び第２側面側側壁２６０は、幅方向において筐体２００の両端を形成する板状の部材である。

筐体２００は、光源ユニット１１０と、電源ユニット１２０と、冷却ユニット１３０と、色分離合成ユニット１４０と、投写ユニット１５０とを収容する。投写面側側壁２１０は、投写面側凹部１６０Ａ及び投写面側凹部１６０Ｂを有する。前面側側壁２２０は、前面側凸部１７０を有する。天板２４０は、天板凹部１８０を有する。第１側面側側壁２５０は、ケーブル端子１９０を有する。

光源ユニット１１０は、複数の固体光源（図４に示す固体光源１１１）によって構成されるユニットである。各固体光源は、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）などの光源である。第１実施形態では、光源ユニット１１０には、赤成分光Ｒを出射する赤固体光源（図４に示す赤固体光源１１１Ｒ）、緑成分光Ｇを出射する緑固体光源（図４に示す緑固体光源１１１Ｇ）、青成分光Ｂを出射する青固体光源（図４に示す青固体光源１１１Ｂ）を有する。光源ユニット１１０の詳細については後述する（図４を参照）。

電源ユニット１２０は、投写型映像表示装置１００に電力を供給するユニットである。例えば、電源ユニット１２０は、光源ユニット１１０及び冷却ユニット１３０に電力を供給する。

冷却ユニット１３０は、光源ユニット１１０に設けられた複数の固体光源を冷却するユニットである。具体的には、冷却ユニット１３０は、各固体光源を載置する冷却ジャケット（図４に示す冷却ジャケット１３１）を冷却することによって、各固体光源を冷却する。

なお、冷却ユニット１３０は、各固体光源以外にも、電源ユニット１２０や光変調素子（後述するＤＭＤ５００）を冷却するように構成されている。

色分離合成ユニット１４０は、赤固体光源から出射された赤成分光Ｒ、緑固体光源から出射された緑成分光Ｇ、青固体光源から出射された青成分光Ｂを合成する。また、色分離合成ユニット１４０は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む合成光を分離して、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを変調する。さらに、色分離合成ユニット１４０は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを再合成して、映像光を投写ユニット１５０に出射する。色分離合成ユニット１４０の詳細については後述する（図６を参照）
投写ユニット１５０は、色分離合成ユニット１４０から出射された光（映像光）を投写面３００に投写する。具体的には、投写ユニット１５０は、色分離合成ユニット１４０から出射された光を投写面３００上に投写する投写レンズ群（図６に示す投写レンズ群１５１）と、投写レンズ群から出射された光を投写面３００側に反射する反射ミラー（図６に示す凹面ミラー１５２）とを有する。投写ユニット１５０の詳細については後述する。

投写面側凹部１６０Ａ及び投写面側凹部１６０Ｂは、投写面側側壁２１０に設けられており、筐体２００の内側に窪む形状を有する。投写面側凹部１６０Ａ及び投写面側凹部１６０Ｂは、筐体２００の端まで延びている。投写面側凹部１６０Ａ及び投写面側凹部１６０Ｂには、筐体２００の内側に連通する通気口が設けられる。

第１実施形態では、投写面側凹部１６０Ａ及び投写面側凹部１６０Ｂは、筐体２００の幅方向に沿って延びている。例えば、投写面側凹部１６０Ａには、筐体２００の外側の空気を筐体２００の内側に入れるための吸気口が通気口として設けられる。投写面側凹部１６０Ｂには、筐体２００の内側の空気を筐体２００の外側に出すための排気口が通気口として設けられる。

前面側凸部１７０は、前面側側壁２２０に設けられており、筐体２００の外側に張り出す形状を有する。前面側凸部１７０は、筐体２００の幅方向において、前面側側壁２２０の略中央に設けられる。筐体２００の内側において前面側凸部１７０によって形成される空間には、投写ユニット１５０に設けられた反射ミラー（図６に示す凹面ミラー１５２）が収容される。

天板凹部１８０は、天板２４０に設けられており、筐体２００の内側に窪む形状を有する。天板凹部１８０は、投写面３００側に向けて下る傾斜面１８１を有する。傾斜面１８１は、投写ユニット１５０から出射された光を投写面３００側に透過（投写）する透過領域を有する。

ケーブル端子１９０は、第１側面側側壁２５０に設けられており、電源端子や映像端子などの端子である。なお、ケーブル端子１９０は、第２側面側側壁２６０に設けられていてもよい。

（筐体の幅方向における各ユニットの配置）
以下において、第１実施形態に係る幅方向における各ユニットの配置について、図面を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を上方から見た図である。

図３に示すように、投写ユニット１５０は、投写面３００に平行な水平方向（筐体２００の幅方向）において、筐体２００の略中央に配置される。

光源ユニット１１０及び冷却ユニット１３０は、筐体２００の幅方向において、投写ユニット１５０と並んで配置される。具体的には、光源ユニット１１０は、筐体２００の幅方向において、投写ユニット１５０の一方（第２側面側側壁２６０側）に並んで配置される。冷却ユニット１３０は、筐体２００の幅方向において、投写ユニット１５０の他方（第１側面側側壁２５０側）に並んで配置される。

電源ユニット１２０は、筐体２００の幅方向において、投写ユニット１５０と並んで配置される。具体的には、電源ユニット１２０は、筐体２００の幅方向において、投写ユニット１５０に対して光源ユニット１１０側に並んで配置される。電源ユニット１２０は、投写ユニット１５０と光源ユニット１１０との間に配置されることが好ましい。

（光源ユニットの構成）
以下において、第１実施形態に係る光源ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態に係る光源ユニット１１０を示す図である。

図４に示すように、光源ユニット１１０は、複数の赤固体光源１１１Ｒ、複数の緑固体光源１１１Ｇ及び複数の青固体光源１１１Ｂによって構成される。

赤固体光源１１１Ｒは、上述したように、赤成分光Ｒを出射するＬＤなどの赤固体光源である。赤固体光源１１１Ｒは、ヘッド１１２Ｒを有しており、ヘッド１１２Ｒには、光ファイバー１１３Ｒが接続される。

各赤固体光源１１１Ｒのヘッド１１２Ｒに接続された光ファイバー１１３Ｒは、バンドル部１１４Ｒで束ねられる。すなわち、各赤固体光源１１１Ｒから出射された光は、各光ファイバー１１３Ｒによって伝達されて、バンドル部１１４Ｒに集められる。

赤固体光源１１１Ｒは、冷却ジャケット１３１Ｒに載置される。例えば、赤固体光源１１１Ｒは、ネジ止めなどによって冷却ジャケット１３１Ｒに固定される。赤固体光源１１１Ｒは、冷却ジャケット１３１Ｒによって冷却される。

緑固体光源１１１Ｇは、上述したように、緑成分光Ｇを出射するＬＤなどの緑固体光源である。緑固体光源１１１Ｇは、ヘッド１１２Ｇを有しており、ヘッド１１２Ｇには、光ファイバー１１３Ｇが接続される。

各緑固体光源１１１Ｇのヘッド１１２Ｇに接続された光ファイバー１１３Ｇは、バンドル部１１４Ｇで束ねられる。すなわち、各緑固体光源１１１Ｇから出射された光は、各光ファイバー１１３Ｇによって伝達されて、バンドル部１１４Ｇに集められる。

緑固体光源１１１Ｇは、冷却ジャケット１３１Ｇに載置される。例えば、緑固体光源１１１Ｇは、ネジ止めなどによって冷却ジャケット１３１Ｇに固定される。緑固体光源１１１Ｇは、冷却ジャケット１３１Ｇによって冷却される。

青固体光源１１１Ｂは、上述したように、青成分光Ｂを出射するＬＤなどの青固体光源である。青固体光源１１１Ｂは、ヘッド１１２Ｂを有しており、ヘッド１１２Ｂには、光ファイバー１１３Ｂが接続される。

各青固体光源１１１Ｂのヘッド１１２Ｂに接続された光ファイバー１１３Ｂは、バンドル部１１４Ｂで束ねられる。すなわち、各青固体光源１１１Ｂから出射された光は、各光ファイバー１１３Ｂによって伝達されて、バンドル部１１４Ｂに集められる。

青固体光源１１１Ｂは、冷却ジャケット１３１Ｂに載置される。例えば、青固体光源１１１Ｂは、ネジ止めなどによって冷却ジャケット１３１Ｂに固定される。青固体光源１１１Ｂは、冷却ジャケット１３１Ｂによって冷却される。

ここで、各固体光源１１１のヘッド１１２からバンドル部１１４までの光ファイバー１１３の長さは同じである。また、各固体光源１１１は、各固体光源１１１とバンドル部１１４との距離が同じとなる位置に配置されることが好ましい。

具体的には、図５に示すように、各固体光源１１１は、各固体光源１１１とバンドル部１１４との距離が同じとなるように、Ｖ字状に配置されている。また、各光ファイバー１１３の長さは同じである。各光ファイバー１１３は、曲げ部分Ｒを有しており、各曲げ部分Ｒの曲げ半径は、許容閾値よりも大きい。

なお、許容閾値は、光ファイバー１１３を曲げた場合に、光ファイバー１１３によって伝達される光の利用効率が許容効率よりも低下する閾値である。すなわち、光ファイバー１１３の曲げ半径が許容閾値よりも小さくなると、光ファイバー１１３によって伝達される光の利用効率が許容効率よりも低下する。

（色分離合成ユニット及び投写ユニットの構成）
以下において、第１実施形態に係る色分離合成ユニット及び投写ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図６は、第１実施形態に係る色分離合成ユニット１４０及び投写ユニット１５０を示す図である。第１実施形態では、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式（登録商標）に対応する投写型映像表示装置１００を例示する。

図６に示すように、色分離合成ユニット１４０は、第１ユニット１４１と、第２ユニット１４２とを有する。

第１ユニット１４１は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを合成して、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む合成光を第２ユニット１４２に出射する。

具体的には、第１ユニット１４１は、複数のロッドインテグレータ（ロッドインテグレータ１０Ｒ、ロッドインテグレータ１０Ｇ及びロッドインテグレータ１０Ｂ）と、レンズ群（レンズ２１Ｒ、レンズ２１Ｇ、レンズ２１Ｂ、レンズ２２、レンズ２３）と、ミラー群（ミラー３１、ミラー３２、ミラー３３、ミラー３４及びミラー３５）とを有する。

ロッドインテグレータ１０Ｒは、光入射面と、光出射面と、光入射面の外周から光出射面の外周に亘って設けられる光反射側面とを有する。ロッドインテグレータ１０Ｒは、バンドル部１１４Ｒで束ねられた光ファイバー１１３Ｒから出射される赤成分光Ｒを均一化する。すなわち、ロッドインテグレータ１０Ｒは、光反射側面で赤成分光Ｒを反射することによって、赤成分光Ｒを均一化する。

ロッドインテグレータ１０Ｇは、光入射面と、光出射面と、光入射面の外周から光出射面の外周に亘って設けられる光反射側面とを有する。ロッドインテグレータ１０Ｇは、バンドル部１１４Ｇで束ねられた光ファイバー１１３Ｇから出射される緑成分光Ｇを均一化する。すなわち、ロッドインテグレータ１０Ｇは、光反射側面で緑成分光Ｇを反射することによって、緑成分光Ｇを均一化する。

ロッドインテグレータ１０Ｂは、光入射面と、光出射面と、光入射面の外周から光出射面の外周に亘って設けられる光反射側面とを有する。ロッドインテグレータ１０Ｂは、バンドル部１１４Ｂで束ねられた光ファイバー１１３Ｂから出射される青成分光Ｂを均一化する。すなわち、ロッドインテグレータ１０Ｂは、光反射側面で青成分光Ｂを反射することによって、青成分光Ｂを均一化する。

なお、ロッドインテグレータ１０Ｒ、ロッドインテグレータ１０Ｇ及びロッドインテグレータ１０Ｂは、光反射側面がミラー面によって構成された中空ロッドであってもよい。また、ロッドインテグレータ１０Ｒ、ロッドインテグレータ１０Ｇ及びロッドインテグレータ１０Ｂは、ガラスなどによって構成された中実ロッドであってもよい。

ここで、ロッドインテグレータ１０Ｒ、ロッドインテグレータ１０Ｇ及びロッドインテグレータ１０Ｂは、投写面３００に略平行な水平方向（筐体２００の幅方向）に沿って延びる柱状形状を有する。すなわち、ロッドインテグレータ１０Ｒは、ロッドインテグレータ１０Ｒの長手方向が筐体２００の略幅方向に沿うように配置される。同様に、ロッドインテグレータ１０Ｇ及びロッドインテグレータ１０Ｂは、ロッドインテグレータ１０Ｇ及びロッドインテグレータ１０Ｂの長手方向が筐体２００の略幅方向に沿うように配置される。

レンズ２１Ｒは、赤成分光ＲがＤＭＤ５００Ｒに照射されるように、赤成分光Ｒを略平行光化するレンズである。レンズ２１Ｇは、緑成分光ＧがＤＭＤ５００Ｇに照射されるように、緑成分光Ｇを略平行光化するレンズである。レンズ２１Ｂは、青成分光ＢがＤＭＤ５００Ｂに照射されるように、青成分光Ｂを略平行光化するレンズである。

レンズ２２は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇの拡大を抑制しながら、ＤＭＤ５００Ｒ及びＤＭＤ５００Ｇ上に赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを略結像するためのレンズである。レンズ２３は、青成分光Ｂの拡大を抑制しながら、青成分光ＢをＤＭＤ５００Ｂに略結像するためのレンズである。

ミラー３１は、ロッドインテグレータ１０Ｒから出射された赤成分光Ｒを反射する。ミラー３２は、ロッドインテグレータ１０Ｇから出射された緑成分光Ｇを反射して、赤成分光Ｒを透過するダイクロイックミラーである。ミラー３３は、ロッドインテグレータ１０Ｂから出射された青成分光Ｂを透過して、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。

ミラー３４は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを反射する。ミラー３５は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを第２ユニット１４２側に反射する。なお、図６では、説明を簡易にするために、各構成が平面図で示されているが、ミラー３５は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを高さ方向において斜めに反射する。

第２ユニット１４２は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む合成光を分離して、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを変調する。第２ユニット１４２は、続いて、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを再合成して、映像光を投写ユニット１５０側に出射する。

具体的には、第２ユニット１４２は、レンズ４０と、プリズム５０と、プリズム６０と、プリズム７０と、プリズム８０と、プリズム９０と、複数のＤＭＤ；Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ（ＤＭＤ５００Ｒ、ＤＭＤ５００Ｇ及びＤＭＤ５００Ｂ）とを有する。

レンズ４０は、各色成分光が各ＤＭＤに照射されるように、第１ユニット１４１から出射された光を略平行光化するレンズである。

プリズム５０は、透光性部材によって構成されており、面５１及び面５２を有する。プリズム５０（面５１）とプリズム６０（面６１）との間にはエアギャップが設けられており、第１ユニット１４１から出射される光が面５１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、第１ユニット１４１から出射される光は面５１で反射される。一方で、プリズム５０（面５２）とプリズム７０（面７１）との間にはエアギャップが設けられるが、第１ユニット１４１から出射される光が面５２に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、面５１で反射された光は面５２を透過する。

プリズム６０は、透光性部材によって構成されており、面６１を有する。

プリズム７０は、透光性部材によって構成されており、面７１及び面７２を有する。プリズム５０（面５２）とプリズム７０（面７１）との間にはエアギャップが設けられており、面７２で反射された青成分光Ｂ及びＤＭＤ５００Ｂから出射された青成分光Ｂが面７１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、面７２で反射された青成分光Ｂ及びＤＭＤ５００Ｂから出射された青成分光Ｂは面７１で反射される。

面７２は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを透過して、青成分光Ｂを反射するダイクロイックミラー面である。従って、面５１で反射された光のうち、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇは面７２を透過し、青成分光Ｂは面７２で反射される。面７１で反射された青成分光Ｂは面７２で反射される。

プリズム８０は、透光性部材によって構成されており、面８１及び面８２を有する。プリズム７０（面７２）とプリズム８０（面８１）との間にはエアギャップが設けられており、面８１を透過して面８２で反射された赤成分光Ｒ及びＤＭＤ５００Ｒから出射された赤成分光Ｒが再び面８１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、面８１を透過して面８２で反射された赤成分光Ｒ及びＤＭＤ５００Ｒから出射された赤成分光Ｒは面８１で反射される。一方で、ＤＭＤ５００Ｒから出射されて面８１で反射された後に面８２で反射された赤成分光Ｒが再び面８１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、ＤＭＤ５００Ｒから出射されて面８１で反射された後に面８２で反射された赤成分光Ｒは面８１を透過する。

面８２は、緑成分光Ｇを透過して、赤成分光Ｒを反射するダイクロイックミラー面である。従って、面８１を透過した光のうち、緑成分光Ｇは面８２を透過し、赤成分光Ｒは面８２で反射される。面８１で反射された赤成分光Ｒは面８２で反射される。ＤＭＤ５００Ｇから出射された緑成分光Ｇは面８２を透過する。

ここで、プリズム７０は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを含む合成光と青成分光Ｂとを面７２によって分離する。プリズム８０は、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとを面８２によって分離する。すなわち、プリズム７０及びプリズム８０は、各色成分光を分離する色分離素子として機能する。

なお、第１実施形態では、プリズム７０の面７２のカットオフ波長は、緑色に相当する波長帯と青色に相当する波長帯との間に設けられる。プリズム８０の面８２のカットオフ波長は、赤色に相当する波長帯と緑色に相当する波長帯との間に設けられる。

一方で、プリズム７０は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを含む合成光と青成分光Ｂとを面７２によって合成する。プリズム８０は、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとを面８２によって合成する。すなわち、プリズム７０及びプリズム８０は、各色成分光を合成する色合成素子として機能する。

プリズム９０は、透光性部材によって構成されており、面９１を有する。面９１は、緑成分光Ｇを透過するように構成されている。なお、ＤＭＤ５００Ｇへ入射する緑成分光Ｇ及びＤＭＤ５００Ｇから出射された緑成分光Ｇは面９１を透過する。

ＤＭＤ５００Ｒ、ＤＭＤ５００Ｇ及びＤＭＤ５００Ｂは、複数の微少ミラーによって構成されており、複数の微少ミラーは可動式である。各微少ミラーは、基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ５００Ｒは、各微少ミラーの角度を変更することによって、投写ユニット１５０側に赤成分光Ｒを反射するか否かを切り替える。同様に、ＤＭＤ５００Ｇ及びＤＭＤ５００Ｂは、各微少ミラーの角度を変更することによって、投写ユニット１５０側に緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを反射するか否かを切り替える。

投写ユニット１５０は、投写レンズ群１５１と、凹面ミラー１５２とを有する。

投写レンズ群１５１は、色分離合成ユニット１４０から出射された光（映像光）を凹面ミラー１５２側に出射する。

凹面ミラー１５２は、投写レンズ群１５１から出射された光（映像光）を反射する。凹面ミラー１５２は、映像光を集光した上で、映像光を広角化する。例えば、凹面ミラー１５２は、投写レンズ群１５１側に凹面を有する非球面ミラーである。

凹面ミラー１５２で集光された映像光は、天板２４０に設けられた天板凹部１８０の傾斜面１８１に設けられた透過領域を透過する。傾斜面１８１に設けられた透過領域は、凹面ミラー１５２によって映像光が集光される位置近傍に設けられることが好ましい。

凹面ミラー１５２は、上述したように、前面側凸部１７０によって形成される空間に収容される。例えば、凹面ミラー１５２は、前面側凸部１７０の内側に固定されることが好ましい。また、前面側凸部１７０の内側面の形状は、凹面ミラー１５２に沿った形状であることが好ましい。

（作用及び効果）
第１実施形態では、複数の光ファイバー１１３のそれぞれの長さは同じである。従って、各固体光源１１１の配置位置を変更せずに、光ファイバー１１３をヘッド１１２から外して、固体光源１１１に接続すべき光ファイバー１１３の入れ替えることによって、固体光源１１１と光ファイバー１１３との組み合わせを変更しても、光ファイバー１１３の長さの不足や光ファイバー１１３の長さの超過が生じない。すなわち、光の利用効率の低下を抑制しながら、固体光源１１１が光ファイバー１１３を介してバンドル部１１４に接続される位置を容易に入れ替えることができる。従って、固体光源１１１が光ファイバー１１３を介してバンドル部１１４に接続される位置を入れ替えることによって、色ムラを抑制することができる。

第１実施形態では、各固体光源１１１は、各固体光源１１１とバンドル部１１４との距離が同じとなる位置に配置される。従って、光ファイバー１１３の曲げ半径が許容半径よりも小さくならない光ファイバー１１３の長さを容易に定めることができる。

［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、変更例１では、各固体光源１１１とバンドル部１１４との距離を変更するように、各固体光源１１１がスライド可能に構成されている。

（光源ユニットの構成）
以下において、変更例１に係る光源ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図７は、変更例１に係る光源ユニット１１０の一部を示す図である。

図７に示すように、各固体光源１１１は、各冷却ジャケット１３１に固定される。各冷却ジャケット１３１は、載置台１１８上に設けられスライド機構（例えば、レール１１９）に取り付けられる。冷却ジャケット１３１は、レール１１９に沿ってスライドする。

すなわち、冷却ジャケット１３１に固定された固体光源１１１は、冷却ジャケット１３１とともに、レール１１９に沿ってスライド可能に構成されている。具体的には、固体光源１１１は、基準位置から±ｄの範囲において、固体光源１１１とバンドル部１１４との距離を変更するように、レール１１９上をスライドする。

（作用及び効果）
変更例１では、冷却ジャケット１３１に固定された固体光源１１１は、固体光源１１１とバンドル部１１４との距離を変更するように、レール１１９上をスライドする。従って、各固体光源１１１に接続された光ファイバー１１３が同じであっても、固体光源１１１のスライドによって、光ファイバー１１３の長さの不足や光ファイバー１１３の長さの超過を吸収することができる。すなわち、光ファイバー１１３の曲げ半径が許容閾値よりも小さくなることを抑制することができる。

［変更例２］
以下において、第１実施形態の変更例２について、図面を参照しながら説明する。以下においては、変更例１との相違点について主として説明する。

具体的には、変更例２では、各固体光源１１１とバンドル部１１４との距離を変更するように、各固体光源１１１がスライド可能に構成されている。

（光源ユニットの構成）
以下において、変更例２に係る光源ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図８は、変更例２に係る光源ユニット１１０の一部を示す図である。

光源ユニット１１０は、複数の段＃１〜＃Ｎによって構成される。各段では、固体光源１１１が冷却ジャケット１３１に固定されており、冷却ジャケット１３１が載置台１１８上に設けられスライド機構（例えば、レール１１９）に取り付けられる。

すなわち、段＃１では、固体光源１１１−１が冷却ジャケット１３１−１に固定されており、冷却ジャケット１３１−１が載置台１１８−１上に設けられスライド機構（例えば、レール１１９−１）に取り付けられる。段＃２〜＃Ｎについても、段＃１と同様である。

ここで、変更例２では、各段に設けられた固体光源１１１に接続された光ファイバー１１３の長さは段毎に異なる。例えば、段＃１に設けられた固体光源１１１−１に接続された光ファイバー１１３−１の長さは、段＃２に設けられた固体光源１１１−２に接続された光ファイバー１１３−２の長さと異なる。

一方で、段が同じであれば、光ファイバー１１３の長さは同じである。例えば、段＃１に設けられた各固体光源１１１−１に接続された各光ファイバー１１３−１の長さは同じである。

（変更例３）
以下において、第１実施形態の変更例３について、図面を参照しながら説明する。以下においては、変更例２との相違点について主として説明する。

変更例２では、各固体光源１１１に接続された各光ファイバー１１３の長さは段毎に異なる。これに対して、変更例３では、基準位置（例えば、バンドル部１１４の配置位置）に応じて、各光ファイバー１１３の長さがグルーピングされる。

具体的には、各光ファイバー１１３の長さのグルーピングについて、図９を参照しながら説明する。図９は、固体光源１１１の光出射面側から固体光源１１１を見た図である。すなわち、図９は、固体光源１１１の配列を示す図である。

図９に示すように、各固体光源１１１の配置位置は、Ｘ軸及びＹ軸によって定義される。すなわち、各固体光源１１１の配置位置は、（Ｘ，Ｙ）で表される。変更例３では、バンドル部１１４の配置位置は、（Ｘ，Ｙ）＝（３，３）であるケースについて例示する。

ここで、各固体光源１１１は、光ファイバー１１３の長さがＬ１であるグループ＃１、光ファイバー１１３の長さがＬ２（＞Ｌ１）であるグループ＃２及び光ファイバー１１３の長さがＬ３（＞Ｌ２）であるグループ＃３にグルーピングされる。

このように、各固体光源１１１は、（３，３）の配置位置を中心として、同心円上にグルーピングされる。（３，３）の配置位置、すなわち、バンドル部１１４の配置位置に固体光源１１１の配置位置が近いほど、光ファイバー１１３の長さが短いグループに固体光源１１１がグルーピングされる。

［第２実施形態］
以下において、第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、第１実施形態では、投写型映像表示装置１００が壁面に設けられた投写面３００に映像光を投写するケースについて例示した。これに対して、第２実施形態では、投写型映像表示装置１００が床面に設けられた投写面３００に映像光を投写するケースについて例示する（床面投写）。このようなケースにおける筐体２００の配置を床面投写配置と称する。

（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第２実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１０は、第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００を側方から見た図である。

図１０に示すように、投写型映像表示装置１００は、床面に設けられた投写面３００に映像光を投写する（床面投写）。第２実施形態では、投写面３００と略平行な第１配置面は床面４１０である。第１配置面に略垂直な第２配置面は壁面４２０である。

第２実施形態では、投写面３００に平行な水平方向を“幅方向”と称する。投写面３００の法線方向を“高さ方向”と称する。幅方向及び高さ方向の双方に直交する方向を“奥行き方向”と称する。

第２実施形態では、筐体２００は、第１実施形態と同様に、略直方体形状を有する。奥行き方向における筐体２００のサイズ及び高さ方向における筐体２００のサイズは、幅方向における筐体２００のサイズよりも小さい。高さ方向における筐体２００のサイズは、反射ミラー（図２に示す凹面ミラー１５２）から投写面３００までの投写距離と略等しい。幅方向において、筐体２００のサイズは、投写面３００のサイズと略等しい。奥行き方向において、筐体２００のサイズは、壁面４２０から投写面３００までの距離に応じて定められる。

投写面側側壁２１０は、投写面３００と略平行な第１配置面（第２実施形態では、床面４１０）と対向する板状の部材である。前面側側壁２２０は、投写面側側壁２１０の反対側に設けられた板状の部材である。天板２４０は、底面板２３０の反対側に設けられた板状の部材である。底面板２３０は、投写面３００と略平行な第１配置面以外の第２配置面（第２実施形態では、壁面４２０）と対向する板状の部材である。第１側面側側壁２５０及び第２側面側側壁２６０は、幅方向において筐体２００の両端を形成する板状の部材である。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

第１実施形態では、筐体２００が配置される壁面４２０上に投写面３００が設けられるが、実施形態はこれに限定されるものではない。投写面３００は、筐体２００から離れる方向において、壁面４２０よりも奥まった位置に設けられてもよい。

第２実施形態では、筐体２００が配置される床面４１０上に投写面３００が設けられるが、実施形態はこれに限定されるものではない。投写面３００は、床面４１０よりも低い位置に設けられてもよい。

第１実施形態、変更例１〜第２実施形態では、各ユニットの配置を例示したに過ぎない。また、筐体２００の幅方向において筐体２００の略中央に投写ユニット１５０が配置されていれば、各ユニット（光源ユニット１１０、電源ユニット１２０及び冷却ユニット１３０）の配置は自由である。なお、奥行き方向における筐体２００のサイズ及び高さ方向における筐体２００のサイズは、幅方向における筐体２００のサイズよりも小さいことに留意すべきである。

実施形態では、光変調素子として、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を例示したに過ぎない。光変調素子は、透過型の液晶パネルであってもよく、反射型の液晶パネルであってもよい。

変更例２では、各固体光源１１１に接続された各光ファイバー１１３の長さは段毎に異なるが、実施形態はこれに限定されるものではない。具体的には、複数の段に設けられた固体光源１１１に接続された全光ファイバー１１３の長さが同じであってもよい。このようなケースでは、固体光源１１１とバンドル部１１４との距離を段毎に変更するように、各段に設けられた載置台１１８がスライド可能に構成されていることが好ましい。

１０…ロッドインテグレータ、２１〜２３…レンズ、３１〜３５…ミラー、４０…レンズ、５０…プリズム、６０…プリズム、７０…プリズム、８０…プリズム、９０…プリズム、１００…投写型映像表示装置、１１０…光源ユニット、１１１…固体光源、１１２…ヘッド、１１３…光ファイバー、１１４…バンドル部、１１８…載置台、１１９…レール、１２０…電源ユニット、１３０…冷却ユニット、１３１…冷却ジャケット、１４０…色分離合成ユニット、１４１…第１ユニット、１４２…第２ユニット、１５０…投写ユニット、１５１…投写レンズ群、１５２…凹面ミラー、１６０…投写面側凹部、、１７０…前面側凸部、１８０…天板凹部、１８１…傾斜面、１９０…ケーブル端子、２００…筐体、２１０…投写面側側壁、２２０…前面側側壁、２３０…底面板、２４０…天板、２５０…第１側面側側壁、２６０…第２側面側側壁、３００…投写面、４１０…床面、４２０…壁面、５００…ＤＭＤ

Claims (4)

1. 複数の固体光源によって構成される光源ユニットと、前記複数の固体光源から出射される光を変調する光変調素子と、前記光変調素子から出射される光を投写面上に投写する投写ユニットとを備える投写型映像表示装置であって、
   前記複数の固体光源のそれぞれは、複数の光ファイバーのそれぞれに接続されており、
   前記複数の光ファイバーは、バンドル部で束ねられており、
   前記バンドル部で束ねられる前記複数の光ファイバーから出射される光は、前記光変調素子に導かれ、
   前記複数の光ファイバーのそれぞれの長さは同じであることを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 前記複数の光ファイバーは、複数のグループに分類されており、
   前記複数のグループ毎に分類された光ファイバーの長さは、前記複数のグループ毎に同じであることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
3. 前記複数の固体光源のそれぞれは、前記複数の固体光源のそれぞれと前記バンドル部との距離が同じとなる位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
4. 前記光源ユニットは、前記複数の固体光源のそれぞれと前記バンドル部との距離を変更するように、前記複数の固体光源のそれぞれをスライドするスライド機構を有することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。

Images