投写型映像表示装置
【課題】 光変調効率（光利用効率）を改善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、光源１０から出射された光を投写ユニット８０側に透過するように構成されており、複数の微小開口部７１を有する透過型デジタル素子７０と、光源１０から出射される光を透過するとともに、光源１０から出射される光を複数の微小開口部７１のそれぞれに分配するように構成されたマイクロレンズ６１とを備える。複数の微小開口部７１のそれぞれは、開閉可能に構成されたシャッタ７３を有する。
【解決手段】 投写型映像表示装置１００は、光源１０から出射された光を投写ユニット８０側に透過するように構成されており、複数の微小開口部７１を有する透過型デジタル素子７０と、光源１０から出射される光を透過するとともに、光源１０から出射される光を複数の微小開口部７１のそれぞれに分配するように構成されたマイクロレンズ６１とを備える。複数の微小開口部７１のそれぞれは、開閉可能に構成されたシャッタ７３を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から出射される光を変調するように構成された光変調素子と、光変調素子から出射される光を投写面上に投写するように構成された投写ユニットとを有する投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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が知られている。
【０００３】
ここで、光変調素子として、単板の液晶パネルを用い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１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−１６０８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、光変調素子として、単板の液晶パネルを用いる投写型映像表示装置では、液晶パネルが偏光依存性を有するため、光変調効率（光利用効率）が低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされてものであり、光変調効率（光利用効率）を改善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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の特徴に係る投写型映像表示装置は、光源（光源１０）と、前記光源から出射される光を投写面に投写するように構成された投写ユニット（投写ユニット８０）とを有する。投写型映像表示装置は、前記光源から出射された光を前記投写ユニット側に透過するように構成されており、複数の微小開口部（微小開口部７１）を有する透過型デジタル素子（透過型デジタル素子７０）と、前記光源から出射される光を透過するとともに、前記光源から出射される光を前記複数の微小開口部のそれぞれに分配するように構成された光学素子（マイクロレンズ６１、回折素子１６１又はスキャン素子２６０）とを備える。前記複数の微小開口部のそれぞれは、開閉可能に構成されたシャッタ（シャッタ７３）を有する。
【０００８】
第１の特徴において、前記光学素子は、前記複数の微小開口部のそれぞれに対応する微小レンズを有するマイクロレンズである。
【０００９】
第１の特徴において、前記光学素子は、前記光源から出射される光の回折によって、前記光源から出射される光を前記複数の微小開口部のそれぞれに分配するように構成された回折素子である。
【００１０】
第１の特徴において、前記光学素子は、前記光源から出射される光の反射によって、前記複数の微小開口部のそれぞれを反射光でスキャンするように構成されたスキャン素子である。
【００１１】
第２の特徴に係る投写型映像表示装置は、白色光源（白色光源３１０）と、前記白色光源から出射された光を複数色の色成分光に分光するように構成された分光素子（カラーホイール３２０）と、前記分光素子から出射される前記複数色の色成分光の反射によって前記複数色の色成分光を変調するように構成された光変調素子（ＤＭＤ３６０）と、前記光変調素子から出射された光を投写するように構成された投写ユニット（投写ユニット３７０）とを備える。投写型映像表示装置は、前記白色光源から出射された光を前記投写ユニット側に透過するように構成されており、複数の微小開口部（微小開口３３２）を有する透過型デジタル素子（透過型デジタル素子３３０）を備える。前記複数の微小開口部のそれぞれは、開閉可能に構成されたシャッタ（シャッタ３３３）を有する。前記シャッタには、所定波長帯を有する光を透過するか否かを切替可能に構成された波長選択性膜（波長選択性膜３３４）が設けられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光変調効率（光利用効率）を改善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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る透過型デジタル素子７０を説明するための図である。
【図３】第１実施形態に係る透過型デジタル素子７０を説明するための図である。
【図４】変更例１に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図５】変更例２に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図６】変更例２に係るスキャン素子２６０を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る透過型デジタル素子３３０を説明するための図である。
【図９】第２実施形態に係る透過型デジタル素子３３０を説明するための図である。
【図１０】第２実施形態に係る透過型デジタル素子３３０を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
［実施形態の概要］
第１に、実施形態に係る投写型映像表示装置は、光源と、光源から出射される光を投写面に投写するように構成された投写ユニットとを有する。投写型映像表示装置は、白色光源から出射された光を投写ユニット側に透過するように構成されており、複数の微小開口部を有する透過型デジタル素子と、光源から出射される光を透過するとともに、光源から出射される光を複数の微小開口部のそれぞれに分配するように構成された光学素子とを備える。複数の微小開口部のそれぞれは、開閉可能に構成されたシャッタを有する。
【００１７】
かかる特徴によれば、透過型デジタル素子は、複数の微小開口部のそれぞれに設けられたシャッタの開閉によって、光学素子によって分配された光を透過するか否かを切り替える。すなわち、透過型デジタル素子は、複数の微小開口部のそれぞれを透過する光量を制御することによって光変調素子として機能する。
【００１８】
ここで、光変調素子として機能する透過型デジタル素子は、偏光依存性を有していないため、光変調効率（光利用効率）を改善することができる。
【００１９】
第２に、実施形態に係る投写型映像表示装置は、白色光源と、白色光源から出射された光を複数色の色成分光に分光するように構成された分光素子と、分光素子から出射される複数色の色成分光の反射によって複数色の色成分光を変調するように構成された光変調素子とを備える。投写型映像表示装置は、白色光源から出射された光を投写ユニット側に透過するように構成されており、複数の微小開口部を有する透過型デジタル素子を備える。透過型デジタル素子は、複数の微小開口部を有する。複数の微小開口部のそれぞれは、開閉可能に構成されたシャッタを有する。シャッタには、所定波長帯を有する光を透過するか否かを切替可能に構成された波長選択性膜が設けられる。
【００２０】
かかる特徴によれば、光変調素子は、分光素子から出射される複数色の色成分光の反射によって複数色の色成分光を変調する。
【００２１】
このように、光変調素子は、偏光依存性を有していないため、光変調効率（光利用効率）を改善することができる。
【００２２】
また、複数の微小開口部のそれぞれに設けられたシャッタには、所定波長帯を有する光を透過するか否かを切替可能に構成された波長選択性膜が設けられる。従って、所定波長帯を有する光を映像に寄与させるか否かを切り替えることができる。言い換えると、色再現性を優先するモード（所定波長帯を有する光なし）と、映像輝度を優先するモード（所定波長帯を有する光あり）とを使い分けることができる。
【００２３】
［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の構成を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、複数の光源１０と、複数のレンズ２０と、複数のレンズ３０と、クロスダイクロイックプリズム４０と、ロッドインテグレータ５０と、１対のマイクロレンズ６０と、透過型デジタル素子７０と、投写ユニット８０とを有する。
【００２５】
光源１０は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成される。例えば、光源１０は、光源１０Ｒ、光源１０Ｇ及び光源１０Ｂによって構成される。
【００２６】
光源１０Ｒは、赤成分光Ｒを出射する光源であり、例えば、赤ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や赤ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）である。光源１０Ｇは、緑成分光Ｇを出射する光源であり、例えば、緑ＬＥＤや緑ＬＤである。光源１０Ｂは、青成分光Ｂを出射する光源であり、例えば、青ＬＥＤや青ＬＤである。
【００２７】
レンズ２０及びレンズ３０は、光源１０から出射される光を略平行光化するように構成される。レンズ２０は、例えば、レンズ２０Ｒ、レンズ２０Ｇ及びレンズ２０Ｂを含む。レンズ３０は、例えば、レンズ３０Ｒ、レンズ３０Ｇ及びレンズ３０Ｂを含む。
【００２８】
レンズ２０Ｒ及びレンズ３０Ｒは、赤成分光Ｒが透過型デジタル素子７０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２０Ｇ及びレンズ３０Ｇは、緑成分光Ｇが透過型デジタル素子７０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２０Ｂ及びレンズ３０Ｂは、青成分光Ｂが透過型デジタル素子７０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。
【００２９】
クロスダイクロイックプリズム４０は、光源１０から出射される複数色の色成分光を合成する色合成部を構成する。クロスダイクロイックプリズム４０から出射された光は、ロッドインテグレータ５０に導かれる。
【００３０】
ロッドインテグレータ５０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５０は、光反射側面で光を反射することによって、クロスダイクロイックプリズム４０から出射される光を均一化する。
【００３１】
マイクロレンズ６０は、光源１０（ロッドインテグレータ５０）から出射される光を透過するように構成された光学素子である。マイクロレンズ６０は、光源１０（ロッドインテグレータ５０）から出射される光を透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部のそれぞれに分配するように構成される。具体的には、マイクロレンズ６０は、マイクロレンズ６１及びマイクロレンズ６２によって構成される。なお、マイクロレンズ６１及びマイクロレンズ６２の詳細については後述する（図２及び図３を参照）。
【００３２】
透過型デジタル素子７０は、光源１０（ロッドインテグレータ５０）から出射された光を投写ユニット８０側に透過するように構成された素子（ＭＥＭＳ素子；Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｖｉｃｅ）である。透過型デジタル素子７０は、後述するように、複数の微小開口部を有する。なお、透過型デジタル素子７０の詳細については後述する（図２及び図３を参照）。
【００３３】
投写ユニット８０は、光源１０から出射された光（映像光）を投写面（不図示）に投写する。具体的には、投写ユニット８０は、透過型デジタル素子７０から出射された映像光を投写面に投写する。
【００３４】
（透過型デジタル素子の構成）
以下において、第１実施形態に係る透過型デジタル素子の構成について、図面を参照しながら説明する。図２及び図３は、第１実施形態に係る透過型デジタル素子７０の周辺を示す図である。
【００３５】
図２及び図３に示すように、透過型デジタル素子７０は、マイクロレンズ６１とマイクロレンズ６２との間に挟まれるように配置される。
【００３６】
具体的には、透過型デジタル素子７０は、複数の微小開口部７１を有する。ここでは、微小開口部７１ａ〜微小開口部７１ｄが例示されている。
【００３７】
各微小開口部７１は、微小開口７２と、シャッタ７３とを有する。ここでは、微小開口７２として、微小開口７２ａ〜微小開口７２ｄが例示されている。シャッタ７３として、シャッタ７３ａ〜シャッタ７３ｄが例示されている。
【００３８】
ここで、シャッタ７３は、電気的に開閉可能に構成される。すなわち、シャッタ７３は、微小開口７２を覆うか否かを電気的に制御可能に構成される。また、シャッタ７３は、非光透過部材によって構成される。
【００３９】
なお、１つの微小開口部７１は、投写面上に投写される映像を構成する１つの画素を構成することに留意すべきである。従って、複数の微小開口部７１は、水平方向及び垂直方向にアレイ状に配置される。
【００４０】
マイクロレンズ６１は、複数の微小開口部７１のそれぞれに対応する微小レンズを有する。ここでは、微小レンズとして、微小レンズ６１ａ〜微小レンズ６１ｄが例示されている。
【００４１】
マイクロレンズ６１に設けられた微小レンズは、微小開口部７１（微小開口７２）に光を集光するように構成される。例えば、微小レンズ６１ａは、微小開口７２ａに光を集光する。
【００４２】
すなわち、マイクロレンズ６１は、複数の微小レンズによって、ロッドインテグレータ５０から出射される光を透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）のそれぞれに分配するように構成される。
【００４３】
マイクロレンズ６２は、複数の微小開口部７１のそれぞれに対応する微小レンズを有する。ここでは、微小レンズとして、微小レンズ６２ａ〜微小レンズ６２ｄが例示されている。
【００４４】
マイクロレンズ６２に設けられた微小レンズは、微小開口部７１（微小開口７２）を通った光を平行光化する。例えば、微小レンズ６２ａは、微小開口７２ａを通った光を平行光化する。
【００４５】
なお、図２に示すように、マイクロレンズ６１、マイクロレンズ６２及び透過型デジタル素子７０を冷却する冷却ファン７７が設けられていてもよい。
【００４６】
また、投写型映像表示装置１００の光軸に沿った方向において、マイクロレンズ６１と透過型デジタル素子７０との間の距離ａは、透過型デジタル素子７０とマイクロレンズ６２との間の距離ｂ以上であることが好ましい（図３を参照）。距離ａが距離ｂ以上であることによって、互いに隣接する微小開口７２ａを通る光が混じることが抑制される。
【００４７】
第１実施形態では、マイクロレンズ６２が設けられているケースについて例示したが、マイクロレンズ６２は省略されてもよい。なお、距離ａが短いほど、透過型デジタル素子７０への入射角度が大きくなるため、投写ユニット８０のＦナンバーが小さくなって、投写ユニット８０の大型化を招く。従って、距離ａが短い場合には、マイクロレンズ６２が設けられることが好ましい。
【００４８】
（作用及び効果）
第１実施形態によれば、透過型デジタル素子７０は、複数の微小開口部７１のそれぞれに設けられたシャッタ７３の開閉によって、マイクロレンズ６１によって分配された光を透過するか否かを切り替える。すなわち、透過型デジタル素子７０は、複数の微小開口部７１のそれぞれを透過する光量を制御することによって光変調素子として機能する。
【００４９】
ここで、光変調素子として機能する透過型デジタル素子７０は、偏光依存性を有していないため、光変調効率（光利用効率）を改善することができる。
【００５０】
光変調素子として、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いなくてもよいため、ＤＭＤに入射する光の分散角の制限を気にしなくてもよい。従って、投写型映像表示装置１００の構造を簡略化することができる。
【００５１】
［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。
【００５２】
具体的には、第１実施形態では、透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）に光を分配する光学素子として、マイクロレンズ６１が設けられる。
【００５３】
これに対して、変更例１では、透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）に光を分配する光学素子として、回折素子が設けられる。
【００５４】
回折素子は、光源１０から出射される光の回折によって、光源１０から出射される光を複数の微小開口部７１（微小開口７２）のそれぞれに分配するように構成される。
【００５５】
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、変更例１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。図４は、変更例１に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。
【００５６】
図４に示すように、変更例１では、図１に示すマイクロレンズ６０に代えて、回折素子１６０が設けられる。なお、図４では、図１に示す構成のうち、不要な構成（例えば、クロスダイクロイックプリズム４０やロッドインテグレータ５０など）が省略されていることに留意すべきである。
【００５７】
変更例１では、光源１０は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを時分割で個別に出射するように構成される。例えば、光源１０は、第１実施形態と同様に、光源１０Ｒ、光源１０Ｇ及び光源１０Ｂによって構成される。
【００５８】
回折素子１６０は、光源１０から出射される光を透過型デジタル素子７０に設けられた微小開口部７１（微小開口７２）のそれぞれに分配するように構成された素子（例えば、Ｈｏｌｏｇｒａｍ Ｄｉｆｆｕｓｅｒ）である。具体的には、回折素子１６０は、回折素子１６１及び回折素子１６２によって構成される。
【００５９】
回折素子１６１は、光源１０から出射される光の回折によって、光源１０から出射される光を複数の微小開口部７１（微小開口７２）のそれぞれに分配するように構成される。
【００６０】
言い換えると、回折素子１６１は、複数の微小開口部７１（微小開口７２）のそれぞれに光が集光されるように、透過型デジタル素子７０上にパターン（干渉縞）を構成する。
【００６１】
回折素子１６２は、微小開口部７１（微小開口７２）を通った光（回折光）を平行光化する。なお、回折素子１６２に代えて、微小開口部７１（微小開口７２）を通った光（回折光）を平行光化するマイクロレンズが設けられてもよい。
【００６２】
変更例１では、回折素子１６２が設けられているケースについて例示したが、回折素子１６２は省略されてもよい。なお、投写型映像表示装置１００の光軸に沿った方向において、回折素子１６１と透過型デジタル素子７０との間の距離が短いほど、透過型デジタル素子７０の外周に設けられた微小開口７２ａへの入射角度が大きくなるため、投写ユニット８０のＦナンバーが小さくなって、投写ユニット８０の大型化を招く。従って、回折素子１６１と透過型デジタル素子７０との間の距離が短い場合には、回折素子１６２が設けられることが好ましい。
【００６３】
（作用及び効果）
変更例１によれば、透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）に光を分配する光学素子として回折素子を用いても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
［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、第１実施形態との相違点について主として説明する。
【００６５】
具体的には、第１実施形態では、透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）に光を分配する光学素子として、マイクロレンズ６１が設けられる。
【００６６】
これに対して、変更例２では、透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）に光を分配する光学素子として、スキャン素子が設けられる。
【００６７】
スキャン素子は、光源１０から出射される光の反射によって、光源１０から出射される光を複数の微小開口部７１（微小開口７２）のそれぞれに分配するように構成される。
【００６８】
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、変更例２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。図５は、変更例２に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。
【００６９】
図５に示すように、変更例２では、図１に示すマイクロレンズ６０に代えて、スキャン素子２６０が設けられる。なお、図５では、図１に示す構成のうち、不要な構成（例えば、クロスダイクロイックプリズム４０やロッドインテグレータ５０など）が省略されていることに留意すべきである。
【００７０】
変更例２では、光源１０は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを時分割で個別に出射するように構成される。例えば、光源１０は、第１実施形態と同様に、光源１０Ｒ、光源１０Ｇ及び光源１０Ｂによって構成される。
【００７１】
なお、光源１０は、スキャン素子２６０によって微小開口部７１（微小開口７２）がスキャンされているときに、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを時分割でパルス的に出射することが好ましい。
【００７２】
スキャン素子２６０は、光源１０から出射される光の反射によって、透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）のそれぞれを反射光でスキャンするように構成される。
【００７３】
図６に示すように、スキャン素子２６０は、１対のマグネット２６１と、１対のマグネット２６２と、配線２６３と、配線２６４と、１対のアーム２６５と、１対のアーム２６６と、ミラー２６７とを有する。
【００７４】
スキャン素子２６０では、ミラー２６７は、１対のアーム２６５によって支持されており、１対のアーム２６５を支持する枠体は、１対のアーム２６６によって支持される。
【００７５】
ここで、配線２６３に電流を流すと、１対のマグネット２６１によって生じる磁界の作用によって、１対のアーム２６５が回動する。同様に、配線２６４に電流を流すと、１対のマグネット２６２によって生じる磁界の作用によって、１対のアーム２６６が回動する。
【００７６】
このように、配線２６３及び配線２６４に流す電流を制御することによって、ミラー２６７の角度を２軸で制御することができる。これによって、スキャン素子２６０は、複数の微小開口部７１（微小開口７２）を２次元的に反射光でスキャンすることができる。
【００７７】
（作用及び効果）
変更例１によれば、透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）に光を分配する光学素子としてスキャン素子を用いても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
［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。
【００７９】
具体的には、第１実施形態では、透過型デジタル素子７０は、光源１０から出射される光を変調する光変調素子として用いられる。
【００８０】
これに対して、第２実施形態では、透過型デジタル素子は、光源１０から出射される光のうち、所定波長帯を有する光を透過するか否かを切替可能に構成されている。
【００８１】
（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について、図面を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。
【００８２】
図７に示すように、投写型映像表示装置１００は、白色光源３１０と、カラーホイール３２０と、透過型デジタル素子３３０と、ロッドインテグレータ３４０と、レンズ３５０と、ＤＭＤ３６０と、投写ユニット３７０とを有する。
【００８３】
白色光源３１０は、白色光を出射するように構成された光源である。白色光源３１０は、例えば、ＵＨＰランプやキセノンランプである。
【００８４】
カラーホイール３２０は、回転可能に構成されており、円盤形状の盤面を有する。円盤形状の盤面には、赤透過領域と、緑透過領域と、青透過領域とを含む。赤透過領域は、赤成分光Ｒを透過し、他の光を遮光する領域である。緑透過領域は、緑成分光Ｇを透過し、他の光を遮光する領域である。青透過領域は、青成分光Ｂを透過し、他の光を遮光する領域である。
【００８５】
透過型デジタル素子３３０は、光源１０（ロッドインテグレータ５０）から出射された光を投写ユニット８０側に透過するように構成された素子（ＭＥＭＳ素子；Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｖｉｃｅ）である。透過型デジタル素子３３０は、後述するように、複数の微小開口部を有する。なお、透過型デジタル素子３３０の詳細については後述する（図８及び図９を参照）。
【００８６】
ロッドインテグレータ３４０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３４０は、光反射側面で光を反射することによって、透過型デジタル素子３３０を透過した光を均一化する。
【００８７】
レンズ３５０は、ロッドインテグレータ３４０から出射された光の拡大を抑制しながら、ＤＭＤ３６０上に光を結像するためのレンズである。
【００８８】
ＤＭＤ３６０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。ＤＭＤ３６０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３７０側に光を反射するか否かを切り替える。
【００８９】
投写ユニット３７０は、ＤＭＤ３６０で反射された光（映像光）を投写面（不図示）に投写する。
【００９０】
（透過型デジタル素子の構成）
以下において、第１実施形態に係る透過型デジタル素子の構成について、図面を参照しながら説明する。図８及び図９は、第１実施形態に係る透過型デジタル素子３３０の周辺を示す図である。
【００９１】
図８に示すように、透過型デジタル素子３３０の光入射側には、第１実施形態と同様に、マイクロレンズ６１が設けられる。なお、マイクロレンズ６１は、第１実施形態と同様の構成を有するため、マイクロレンズ６１の説明については省略する。
【００９２】
図９に示すように、透過型デジタル素子３３０は、複数の微小開口部３３１を有する。ここでは、微小開口部３３１ａ〜微小開口部３３１ｂが例示されている。
【００９３】
なお、透過型デジタル素子３３０に設けられた微小開口部３３１（微小開口３３２）の数は、ＤＭＤ３６０に設けられた微小ミラーの数よりも少ないことが好ましい。
【００９４】
各微小開口部３３１は、微小開口３３２と、シャッタ３３３とを有する。ここでは、微小開口３３２として、微小開口３３２ａ〜微小開口３３２ｂが例示されている。シャッタ３３３として、シャッタ３３３ａ〜シャッタ３３３ｂが例示されている。
【００９５】
ここで、シャッタ３３３は、電気的に開閉可能に構成される。すなわち、シャッタ３３３は、微小開口３３２を覆うか否かを電気的に制御可能に構成される。
【００９６】
第２実施形態では、シャッタ３３３は、光透過部材（例えば、ガラスなど）によって構成される。また、シャッタ３３３には、所定波長帯を有する光を透過するか否かを切替可能に構成された波長選択性膜３３４が設けられる。ここでは、波長選択性膜３３４として、波長選択性膜３３４ａ〜波長選択性膜３３４ｂが例示されている。
【００９７】
波長選択性膜３３４は、例えば、ノッチフィルタ又はエッジフィルタである。第２実施形態では、波長選択性膜３３４がＹｅ及びＣｙの波長帯を選択的に透過するケースについて説明する。
【００９８】
例えば、微小開口部３３１ａのように、シャッタ３３３ａが微小開口３３２ａを覆っていない場合には、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂに加えて、黄成分光Ｙｅ及びシアン成分光Ｃｙが微小開口３３２ａを透過する。一方で、微小開口部３３１ｂのように、シャッタ３３３ｂが微小開口３３２ｂを覆っている場合には、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂが微小開口３３２ｂを透過するが、黄成分光Ｙｅ及びシアン成分光Ｃｙは、シャッタ３３３ｂに設けられた波長選択性膜３３４ｂで遮光される。なお、黄成分光Ｙｅ及びシアン成分光Ｃｙの重畳量は、映像入力信号の解析によって決定される。黄成分光Ｙｅ及びシアン成分光Ｃｙは、例えば、緑成分光Ｇに重畳される。
【００９９】
このようなケースにおいて、波長選択性膜３３４は、例えば、２つのノッチフィルタを重ね合わせた２層構造を有する。図１０に示すように、２つのノッチフィルタのうち、一方のノッチフィルタは、５７５ｎｍ付近の波長帯を有する光（すなわち、黄成分光Ｙｅ）の透過／遮光を切り替える。他方のノッチフィルタは、５００ｎｍ付近の波長帯を有する光（すなわち、シアン成分光Ｃｙ）の透過／遮光を切り替える。これによって、透過型デジタル素子３３０を透過する緑成分光Ｇの波長帯が制御される。
【０１００】
（作用及び効果）
第２実施形態では、ＤＭＤ３６０は、カラーホイール３２０から出射される複数色の色成分光の反射によって複数色の色成分光を変調する。
【０１０１】
このように、ＤＭＤ３６０は、偏光依存性を有していないため、光変調効率（光利用効率）を改善することができる。
【０１０２】
また、透過型デジタル素子３３０の微小開口部３３１に設けられたシャッタ３３３には、所定波長帯を有する光を透過するか否かを切替可能に構成された波長選択性膜３３４が設けられる。従って、所定波長帯を有する光を映像に寄与させるか否かを切り替えることができる。言い換えると、色再現性を優先するモード（所定波長帯を有する光なし）と、映像輝度を優先するモード（所定波長帯を有する光あり）とを使い分けることができる。
【０１０３】
［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。
【０１０４】
上述した実施形態では、単板式の投写型映像表示装置について主として説明したが、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、３板式の投写型映像表示装置に実施形態を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１０…光源、２０…レンズ、３０…レンズ、４０…クロスダイクロイックプリズム、５０…ロッドインテグレータ、６０…マイクロレンズ、６１…マイクロレンズ、６２…マイクロレンズ、７０…透過型デジタル素子、７１…微小開口部、７２…微小開口、７３…シャッタ、７７…冷却ファン、８０…投写ユニット、１６０…回折素子、１６１…回折素子、１６２…回折素子、２６０…スキャン素子、２６１，２６２…マグネット、２６３，２６４…配線、２６５，２６６…アーム、２６７…ミラー、３１０…白色光源、３２０…カラーホイール、３３０…透過型デジタル素子、３３１…微小開口部、３３２…微小開口、３３３…シャッタ、３３４…波長選択性膜、３４０…ロッドインテグレータ、３５０…レンズ、３６０…ＤＭＤ、３７０…投写ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から出射される光を変調するように構成された光変調素子と、光変調素子から出射される光を投写面上に投写するように構成された投写ユニットとを有する投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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が知られている。
【０００３】
ここで、光変調素子として、単板の液晶パネルを用い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１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−１６０８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、光変調素子として、単板の液晶パネルを用いる投写型映像表示装置では、液晶パネルが偏光依存性を有するため、光変調効率（光利用効率）が低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされてものであり、光変調効率（光利用効率）を改善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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の特徴に係る投写型映像表示装置は、光源（光源１０）と、前記光源から出射される光を投写面に投写するように構成された投写ユニット（投写ユニット８０）とを有する。投写型映像表示装置は、前記光源から出射された光を前記投写ユニット側に透過するように構成されており、複数の微小開口部（微小開口部７１）を有する透過型デジタル素子（透過型デジタル素子７０）と、前記光源から出射される光を透過するとともに、前記光源から出射される光を前記複数の微小開口部のそれぞれに分配するように構成された光学素子（マイクロレンズ６１、回折素子１６１又はスキャン素子２６０）とを備える。前記複数の微小開口部のそれぞれは、開閉可能に構成されたシャッタ（シャッタ７３）を有する。
【０００８】
第１の特徴において、前記光学素子は、前記複数の微小開口部のそれぞれに対応する微小レンズを有するマイクロレンズである。
【０００９】
第１の特徴において、前記光学素子は、前記光源から出射される光の回折によって、前記光源から出射される光を前記複数の微小開口部のそれぞれに分配するように構成された回折素子である。
【００１０】
第１の特徴において、前記光学素子は、前記光源から出射される光の反射によって、前記複数の微小開口部のそれぞれを反射光でスキャンするように構成されたスキャン素子である。
【００１１】
第２の特徴に係る投写型映像表示装置は、白色光源（白色光源３１０）と、前記白色光源から出射された光を複数色の色成分光に分光するように構成された分光素子（カラーホイール３２０）と、前記分光素子から出射される前記複数色の色成分光の反射によって前記複数色の色成分光を変調するように構成された光変調素子（ＤＭＤ３６０）と、前記光変調素子から出射された光を投写するように構成された投写ユニット（投写ユニット３７０）とを備える。投写型映像表示装置は、前記白色光源から出射された光を前記投写ユニット側に透過するように構成されており、複数の微小開口部（微小開口３３２）を有する透過型デジタル素子（透過型デジタル素子３３０）を備える。前記複数の微小開口部のそれぞれは、開閉可能に構成されたシャッタ（シャッタ３３３）を有する。前記シャッタには、所定波長帯を有する光を透過するか否かを切替可能に構成された波長選択性膜（波長選択性膜３３４）が設けられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光変調効率（光利用効率）を改善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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る透過型デジタル素子７０を説明するための図である。
【図３】第１実施形態に係る透過型デジタル素子７０を説明するための図である。
【図４】変更例１に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図５】変更例２に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図６】変更例２に係るスキャン素子２６０を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る透過型デジタル素子３３０を説明するための図である。
【図９】第２実施形態に係る透過型デジタル素子３３０を説明するための図である。
【図１０】第２実施形態に係る透過型デジタル素子３３０を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
［実施形態の概要］
第１に、実施形態に係る投写型映像表示装置は、光源と、光源から出射される光を投写面に投写するように構成された投写ユニットとを有する。投写型映像表示装置は、白色光源から出射された光を投写ユニット側に透過するように構成されており、複数の微小開口部を有する透過型デジタル素子と、光源から出射される光を透過するとともに、光源から出射される光を複数の微小開口部のそれぞれに分配するように構成された光学素子とを備える。複数の微小開口部のそれぞれは、開閉可能に構成されたシャッタを有する。
【００１７】
かかる特徴によれば、透過型デジタル素子は、複数の微小開口部のそれぞれに設けられたシャッタの開閉によって、光学素子によって分配された光を透過するか否かを切り替える。すなわち、透過型デジタル素子は、複数の微小開口部のそれぞれを透過する光量を制御することによって光変調素子として機能する。
【００１８】
ここで、光変調素子として機能する透過型デジタル素子は、偏光依存性を有していないため、光変調効率（光利用効率）を改善することができる。
【００１９】
第２に、実施形態に係る投写型映像表示装置は、白色光源と、白色光源から出射された光を複数色の色成分光に分光するように構成された分光素子と、分光素子から出射される複数色の色成分光の反射によって複数色の色成分光を変調するように構成された光変調素子とを備える。投写型映像表示装置は、白色光源から出射された光を投写ユニット側に透過するように構成されており、複数の微小開口部を有する透過型デジタル素子を備える。透過型デジタル素子は、複数の微小開口部を有する。複数の微小開口部のそれぞれは、開閉可能に構成されたシャッタを有する。シャッタには、所定波長帯を有する光を透過するか否かを切替可能に構成された波長選択性膜が設けられる。
【００２０】
かかる特徴によれば、光変調素子は、分光素子から出射される複数色の色成分光の反射によって複数色の色成分光を変調する。
【００２１】
このように、光変調素子は、偏光依存性を有していないため、光変調効率（光利用効率）を改善することができる。
【００２２】
また、複数の微小開口部のそれぞれに設けられたシャッタには、所定波長帯を有する光を透過するか否かを切替可能に構成された波長選択性膜が設けられる。従って、所定波長帯を有する光を映像に寄与させるか否かを切り替えることができる。言い換えると、色再現性を優先するモード（所定波長帯を有する光なし）と、映像輝度を優先するモード（所定波長帯を有する光あり）とを使い分けることができる。
【００２３】
［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の構成を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、複数の光源１０と、複数のレンズ２０と、複数のレンズ３０と、クロスダイクロイックプリズム４０と、ロッドインテグレータ５０と、１対のマイクロレンズ６０と、透過型デジタル素子７０と、投写ユニット８０とを有する。
【００２５】
光源１０は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成される。例えば、光源１０は、光源１０Ｒ、光源１０Ｇ及び光源１０Ｂによって構成される。
【００２６】
光源１０Ｒは、赤成分光Ｒを出射する光源であり、例えば、赤ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や赤ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）である。光源１０Ｇは、緑成分光Ｇを出射する光源であり、例えば、緑ＬＥＤや緑ＬＤである。光源１０Ｂは、青成分光Ｂを出射する光源であり、例えば、青ＬＥＤや青ＬＤである。
【００２７】
レンズ２０及びレンズ３０は、光源１０から出射される光を略平行光化するように構成される。レンズ２０は、例えば、レンズ２０Ｒ、レンズ２０Ｇ及びレンズ２０Ｂを含む。レンズ３０は、例えば、レンズ３０Ｒ、レンズ３０Ｇ及びレンズ３０Ｂを含む。
【００２８】
レンズ２０Ｒ及びレンズ３０Ｒは、赤成分光Ｒが透過型デジタル素子７０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２０Ｇ及びレンズ３０Ｇは、緑成分光Ｇが透過型デジタル素子７０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２０Ｂ及びレンズ３０Ｂは、青成分光Ｂが透過型デジタル素子７０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。
【００２９】
クロスダイクロイックプリズム４０は、光源１０から出射される複数色の色成分光を合成する色合成部を構成する。クロスダイクロイックプリズム４０から出射された光は、ロッドインテグレータ５０に導かれる。
【００３０】
ロッドインテグレータ５０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５０は、光反射側面で光を反射することによって、クロスダイクロイックプリズム４０から出射される光を均一化する。
【００３１】
マイクロレンズ６０は、光源１０（ロッドインテグレータ５０）から出射される光を透過するように構成された光学素子である。マイクロレンズ６０は、光源１０（ロッドインテグレータ５０）から出射される光を透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部のそれぞれに分配するように構成される。具体的には、マイクロレンズ６０は、マイクロレンズ６１及びマイクロレンズ６２によって構成される。なお、マイクロレンズ６１及びマイクロレンズ６２の詳細については後述する（図２及び図３を参照）。
【００３２】
透過型デジタル素子７０は、光源１０（ロッドインテグレータ５０）から出射された光を投写ユニット８０側に透過するように構成された素子（ＭＥＭＳ素子；Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｖｉｃｅ）である。透過型デジタル素子７０は、後述するように、複数の微小開口部を有する。なお、透過型デジタル素子７０の詳細については後述する（図２及び図３を参照）。
【００３３】
投写ユニット８０は、光源１０から出射された光（映像光）を投写面（不図示）に投写する。具体的には、投写ユニット８０は、透過型デジタル素子７０から出射された映像光を投写面に投写する。
【００３４】
（透過型デジタル素子の構成）
以下において、第１実施形態に係る透過型デジタル素子の構成について、図面を参照しながら説明する。図２及び図３は、第１実施形態に係る透過型デジタル素子７０の周辺を示す図である。
【００３５】
図２及び図３に示すように、透過型デジタル素子７０は、マイクロレンズ６１とマイクロレンズ６２との間に挟まれるように配置される。
【００３６】
具体的には、透過型デジタル素子７０は、複数の微小開口部７１を有する。ここでは、微小開口部７１ａ〜微小開口部７１ｄが例示されている。
【００３７】
各微小開口部７１は、微小開口７２と、シャッタ７３とを有する。ここでは、微小開口７２として、微小開口７２ａ〜微小開口７２ｄが例示されている。シャッタ７３として、シャッタ７３ａ〜シャッタ７３ｄが例示されている。
【００３８】
ここで、シャッタ７３は、電気的に開閉可能に構成される。すなわち、シャッタ７３は、微小開口７２を覆うか否かを電気的に制御可能に構成される。また、シャッタ７３は、非光透過部材によって構成される。
【００３９】
なお、１つの微小開口部７１は、投写面上に投写される映像を構成する１つの画素を構成することに留意すべきである。従って、複数の微小開口部７１は、水平方向及び垂直方向にアレイ状に配置される。
【００４０】
マイクロレンズ６１は、複数の微小開口部７１のそれぞれに対応する微小レンズを有する。ここでは、微小レンズとして、微小レンズ６１ａ〜微小レンズ６１ｄが例示されている。
【００４１】
マイクロレンズ６１に設けられた微小レンズは、微小開口部７１（微小開口７２）に光を集光するように構成される。例えば、微小レンズ６１ａは、微小開口７２ａに光を集光する。
【００４２】
すなわち、マイクロレンズ６１は、複数の微小レンズによって、ロッドインテグレータ５０から出射される光を透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）のそれぞれに分配するように構成される。
【００４３】
マイクロレンズ６２は、複数の微小開口部７１のそれぞれに対応する微小レンズを有する。ここでは、微小レンズとして、微小レンズ６２ａ〜微小レンズ６２ｄが例示されている。
【００４４】
マイクロレンズ６２に設けられた微小レンズは、微小開口部７１（微小開口７２）を通った光を平行光化する。例えば、微小レンズ６２ａは、微小開口７２ａを通った光を平行光化する。
【００４５】
なお、図２に示すように、マイクロレンズ６１、マイクロレンズ６２及び透過型デジタル素子７０を冷却する冷却ファン７７が設けられていてもよい。
【００４６】
また、投写型映像表示装置１００の光軸に沿った方向において、マイクロレンズ６１と透過型デジタル素子７０との間の距離ａは、透過型デジタル素子７０とマイクロレンズ６２との間の距離ｂ以上であることが好ましい（図３を参照）。距離ａが距離ｂ以上であることによって、互いに隣接する微小開口７２ａを通る光が混じることが抑制される。
【００４７】
第１実施形態では、マイクロレンズ６２が設けられているケースについて例示したが、マイクロレンズ６２は省略されてもよい。なお、距離ａが短いほど、透過型デジタル素子７０への入射角度が大きくなるため、投写ユニット８０のＦナンバーが小さくなって、投写ユニット８０の大型化を招く。従って、距離ａが短い場合には、マイクロレンズ６２が設けられることが好ましい。
【００４８】
（作用及び効果）
第１実施形態によれば、透過型デジタル素子７０は、複数の微小開口部７１のそれぞれに設けられたシャッタ７３の開閉によって、マイクロレンズ６１によって分配された光を透過するか否かを切り替える。すなわち、透過型デジタル素子７０は、複数の微小開口部７１のそれぞれを透過する光量を制御することによって光変調素子として機能する。
【００４９】
ここで、光変調素子として機能する透過型デジタル素子７０は、偏光依存性を有していないため、光変調効率（光利用効率）を改善することができる。
【００５０】
光変調素子として、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いなくてもよいため、ＤＭＤに入射する光の分散角の制限を気にしなくてもよい。従って、投写型映像表示装置１００の構造を簡略化することができる。
【００５１】
［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。
【００５２】
具体的には、第１実施形態では、透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）に光を分配する光学素子として、マイクロレンズ６１が設けられる。
【００５３】
これに対して、変更例１では、透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）に光を分配する光学素子として、回折素子が設けられる。
【００５４】
回折素子は、光源１０から出射される光の回折によって、光源１０から出射される光を複数の微小開口部７１（微小開口７２）のそれぞれに分配するように構成される。
【００５５】
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、変更例１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。図４は、変更例１に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。
【００５６】
図４に示すように、変更例１では、図１に示すマイクロレンズ６０に代えて、回折素子１６０が設けられる。なお、図４では、図１に示す構成のうち、不要な構成（例えば、クロスダイクロイックプリズム４０やロッドインテグレータ５０など）が省略されていることに留意すべきである。
【００５７】
変更例１では、光源１０は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを時分割で個別に出射するように構成される。例えば、光源１０は、第１実施形態と同様に、光源１０Ｒ、光源１０Ｇ及び光源１０Ｂによって構成される。
【００５８】
回折素子１６０は、光源１０から出射される光を透過型デジタル素子７０に設けられた微小開口部７１（微小開口７２）のそれぞれに分配するように構成された素子（例えば、Ｈｏｌｏｇｒａｍ Ｄｉｆｆｕｓｅｒ）である。具体的には、回折素子１６０は、回折素子１６１及び回折素子１６２によって構成される。
【００５９】
回折素子１６１は、光源１０から出射される光の回折によって、光源１０から出射される光を複数の微小開口部７１（微小開口７２）のそれぞれに分配するように構成される。
【００６０】
言い換えると、回折素子１６１は、複数の微小開口部７１（微小開口７２）のそれぞれに光が集光されるように、透過型デジタル素子７０上にパターン（干渉縞）を構成する。
【００６１】
回折素子１６２は、微小開口部７１（微小開口７２）を通った光（回折光）を平行光化する。なお、回折素子１６２に代えて、微小開口部７１（微小開口７２）を通った光（回折光）を平行光化するマイクロレンズが設けられてもよい。
【００６２】
変更例１では、回折素子１６２が設けられているケースについて例示したが、回折素子１６２は省略されてもよい。なお、投写型映像表示装置１００の光軸に沿った方向において、回折素子１６１と透過型デジタル素子７０との間の距離が短いほど、透過型デジタル素子７０の外周に設けられた微小開口７２ａへの入射角度が大きくなるため、投写ユニット８０のＦナンバーが小さくなって、投写ユニット８０の大型化を招く。従って、回折素子１６１と透過型デジタル素子７０との間の距離が短い場合には、回折素子１６２が設けられることが好ましい。
【００６３】
（作用及び効果）
変更例１によれば、透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）に光を分配する光学素子として回折素子を用いても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
［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、第１実施形態との相違点について主として説明する。
【００６５】
具体的には、第１実施形態では、透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）に光を分配する光学素子として、マイクロレンズ６１が設けられる。
【００６６】
これに対して、変更例２では、透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）に光を分配する光学素子として、スキャン素子が設けられる。
【００６７】
スキャン素子は、光源１０から出射される光の反射によって、光源１０から出射される光を複数の微小開口部７１（微小開口７２）のそれぞれに分配するように構成される。
【００６８】
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、変更例２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。図５は、変更例２に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。
【００６９】
図５に示すように、変更例２では、図１に示すマイクロレンズ６０に代えて、スキャン素子２６０が設けられる。なお、図５では、図１に示す構成のうち、不要な構成（例えば、クロスダイクロイックプリズム４０やロッドインテグレータ５０など）が省略されていることに留意すべきである。
【００７０】
変更例２では、光源１０は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを時分割で個別に出射するように構成される。例えば、光源１０は、第１実施形態と同様に、光源１０Ｒ、光源１０Ｇ及び光源１０Ｂによって構成される。
【００７１】
なお、光源１０は、スキャン素子２６０によって微小開口部７１（微小開口７２）がスキャンされているときに、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを時分割でパルス的に出射することが好ましい。
【００７２】
スキャン素子２６０は、光源１０から出射される光の反射によって、透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）のそれぞれを反射光でスキャンするように構成される。
【００７３】
図６に示すように、スキャン素子２６０は、１対のマグネット２６１と、１対のマグネット２６２と、配線２６３と、配線２６４と、１対のアーム２６５と、１対のアーム２６６と、ミラー２６７とを有する。
【００７４】
スキャン素子２６０では、ミラー２６７は、１対のアーム２６５によって支持されており、１対のアーム２６５を支持する枠体は、１対のアーム２６６によって支持される。
【００７５】
ここで、配線２６３に電流を流すと、１対のマグネット２６１によって生じる磁界の作用によって、１対のアーム２６５が回動する。同様に、配線２６４に電流を流すと、１対のマグネット２６２によって生じる磁界の作用によって、１対のアーム２６６が回動する。
【００７６】
このように、配線２６３及び配線２６４に流す電流を制御することによって、ミラー２６７の角度を２軸で制御することができる。これによって、スキャン素子２６０は、複数の微小開口部７１（微小開口７２）を２次元的に反射光でスキャンすることができる。
【００７７】
（作用及び効果）
変更例１によれば、透過型デジタル素子７０に設けられた複数の微小開口部７１（微小開口７２）に光を分配する光学素子としてスキャン素子を用いても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
［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。
【００７９】
具体的には、第１実施形態では、透過型デジタル素子７０は、光源１０から出射される光を変調する光変調素子として用いられる。
【００８０】
これに対して、第２実施形態では、透過型デジタル素子は、光源１０から出射される光のうち、所定波長帯を有する光を透過するか否かを切替可能に構成されている。
【００８１】
（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について、図面を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。
【００８２】
図７に示すように、投写型映像表示装置１００は、白色光源３１０と、カラーホイール３２０と、透過型デジタル素子３３０と、ロッドインテグレータ３４０と、レンズ３５０と、ＤＭＤ３６０と、投写ユニット３７０とを有する。
【００８３】
白色光源３１０は、白色光を出射するように構成された光源である。白色光源３１０は、例えば、ＵＨＰランプやキセノンランプである。
【００８４】
カラーホイール３２０は、回転可能に構成されており、円盤形状の盤面を有する。円盤形状の盤面には、赤透過領域と、緑透過領域と、青透過領域とを含む。赤透過領域は、赤成分光Ｒを透過し、他の光を遮光する領域である。緑透過領域は、緑成分光Ｇを透過し、他の光を遮光する領域である。青透過領域は、青成分光Ｂを透過し、他の光を遮光する領域である。
【００８５】
透過型デジタル素子３３０は、光源１０（ロッドインテグレータ５０）から出射された光を投写ユニット８０側に透過するように構成された素子（ＭＥＭＳ素子；Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｖｉｃｅ）である。透過型デジタル素子３３０は、後述するように、複数の微小開口部を有する。なお、透過型デジタル素子３３０の詳細については後述する（図８及び図９を参照）。
【００８６】
ロッドインテグレータ３４０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３４０は、光反射側面で光を反射することによって、透過型デジタル素子３３０を透過した光を均一化する。
【００８７】
レンズ３５０は、ロッドインテグレータ３４０から出射された光の拡大を抑制しながら、ＤＭＤ３６０上に光を結像するためのレンズである。
【００８８】
ＤＭＤ３６０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。ＤＭＤ３６０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３７０側に光を反射するか否かを切り替える。
【００８９】
投写ユニット３７０は、ＤＭＤ３６０で反射された光（映像光）を投写面（不図示）に投写する。
【００９０】
（透過型デジタル素子の構成）
以下において、第１実施形態に係る透過型デジタル素子の構成について、図面を参照しながら説明する。図８及び図９は、第１実施形態に係る透過型デジタル素子３３０の周辺を示す図である。
【００９１】
図８に示すように、透過型デジタル素子３３０の光入射側には、第１実施形態と同様に、マイクロレンズ６１が設けられる。なお、マイクロレンズ６１は、第１実施形態と同様の構成を有するため、マイクロレンズ６１の説明については省略する。
【００９２】
図９に示すように、透過型デジタル素子３３０は、複数の微小開口部３３１を有する。ここでは、微小開口部３３１ａ〜微小開口部３３１ｂが例示されている。
【００９３】
なお、透過型デジタル素子３３０に設けられた微小開口部３３１（微小開口３３２）の数は、ＤＭＤ３６０に設けられた微小ミラーの数よりも少ないことが好ましい。
【００９４】
各微小開口部３３１は、微小開口３３２と、シャッタ３３３とを有する。ここでは、微小開口３３２として、微小開口３３２ａ〜微小開口３３２ｂが例示されている。シャッタ３３３として、シャッタ３３３ａ〜シャッタ３３３ｂが例示されている。
【００９５】
ここで、シャッタ３３３は、電気的に開閉可能に構成される。すなわち、シャッタ３３３は、微小開口３３２を覆うか否かを電気的に制御可能に構成される。
【００９６】
第２実施形態では、シャッタ３３３は、光透過部材（例えば、ガラスなど）によって構成される。また、シャッタ３３３には、所定波長帯を有する光を透過するか否かを切替可能に構成された波長選択性膜３３４が設けられる。ここでは、波長選択性膜３３４として、波長選択性膜３３４ａ〜波長選択性膜３３４ｂが例示されている。
【００９７】
波長選択性膜３３４は、例えば、ノッチフィルタ又はエッジフィルタである。第２実施形態では、波長選択性膜３３４がＹｅ及びＣｙの波長帯を選択的に透過するケースについて説明する。
【００９８】
例えば、微小開口部３３１ａのように、シャッタ３３３ａが微小開口３３２ａを覆っていない場合には、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂに加えて、黄成分光Ｙｅ及びシアン成分光Ｃｙが微小開口３３２ａを透過する。一方で、微小開口部３３１ｂのように、シャッタ３３３ｂが微小開口３３２ｂを覆っている場合には、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂが微小開口３３２ｂを透過するが、黄成分光Ｙｅ及びシアン成分光Ｃｙは、シャッタ３３３ｂに設けられた波長選択性膜３３４ｂで遮光される。なお、黄成分光Ｙｅ及びシアン成分光Ｃｙの重畳量は、映像入力信号の解析によって決定される。黄成分光Ｙｅ及びシアン成分光Ｃｙは、例えば、緑成分光Ｇに重畳される。
【００９９】
このようなケースにおいて、波長選択性膜３３４は、例えば、２つのノッチフィルタを重ね合わせた２層構造を有する。図１０に示すように、２つのノッチフィルタのうち、一方のノッチフィルタは、５７５ｎｍ付近の波長帯を有する光（すなわち、黄成分光Ｙｅ）の透過／遮光を切り替える。他方のノッチフィルタは、５００ｎｍ付近の波長帯を有する光（すなわち、シアン成分光Ｃｙ）の透過／遮光を切り替える。これによって、透過型デジタル素子３３０を透過する緑成分光Ｇの波長帯が制御される。
【０１００】
（作用及び効果）
第２実施形態では、ＤＭＤ３６０は、カラーホイール３２０から出射される複数色の色成分光の反射によって複数色の色成分光を変調する。
【０１０１】
このように、ＤＭＤ３６０は、偏光依存性を有していないため、光変調効率（光利用効率）を改善することができる。
【０１０２】
また、透過型デジタル素子３３０の微小開口部３３１に設けられたシャッタ３３３には、所定波長帯を有する光を透過するか否かを切替可能に構成された波長選択性膜３３４が設けられる。従って、所定波長帯を有する光を映像に寄与させるか否かを切り替えることができる。言い換えると、色再現性を優先するモード（所定波長帯を有する光なし）と、映像輝度を優先するモード（所定波長帯を有する光あり）とを使い分けることができる。
【０１０３】
［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。
【０１０４】
上述した実施形態では、単板式の投写型映像表示装置について主として説明したが、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、３板式の投写型映像表示装置に実施形態を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１０…光源、２０…レンズ、３０…レンズ、４０…クロスダイクロイックプリズム、５０…ロッドインテグレータ、６０…マイクロレンズ、６１…マイクロレンズ、６２…マイクロレンズ、７０…透過型デジタル素子、７１…微小開口部、７２…微小開口、７３…シャッタ、７７…冷却ファン、８０…投写ユニット、１６０…回折素子、１６１…回折素子、１６２…回折素子、２６０…スキャン素子、２６１，２６２…マグネット、２６３，２６４…配線、２６５，２６６…アーム、２６７…ミラー、３１０…白色光源、３２０…カラーホイール、３３０…透過型デジタル素子、３３１…微小開口部、３３２…微小開口、３３３…シャッタ、３３４…波長選択性膜、３４０…ロッドインテグレータ、３５０…レンズ、３６０…ＤＭＤ、３７０…投写ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から出射される光を投写面に投写するように構成された投写ユニットとを有する投写型映像表示装置であって、
前記光源から出射された光を前記投写ユニット側に透過するように構成されており、複数の微小開口部を有する透過型デジタル素子と、
前記光源から出射される光を透過するとともに、前記光源から出射される光を前記複数の微小開口部のそれぞれに分配するように構成された光学素子とを備え、
前記複数の微小開口部のそれぞれは、開閉可能に構成されたシャッタを有することを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記光学素子は、前記複数の微小開口部のそれぞれに対応する複数の微小レンズを有するマイクロレンズ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。
【請求項３】
前記光学素子は、前記光源から出射される光の回折によって、前記光源から出射される光を前記複数の微小開口部のそれぞれに分配するように構成された回折素子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。
【請求項４】
前記光学素子は、前記光源から出射される光の反射によって、前記複数の微小開口部のそれぞれを反射光でスキャンするように構成されたスキャン素子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。
【請求項５】
白色光源と、前記白色光源から出射された光を複数色の色成分光に分光するように構成された分光素子と、前記分光素子から出射される前記複数色の色成分光の反射によって前記複数色の色成分光を変調するように構成された光変調素子と、前記光変調素子から出射された光を投写するように構成された投写ユニットとを備える投写型映像表示装置であって、
前記白色光源から出射された光を前記光変調素子側に透過するように構成されており、複数の微小開口部を有する透過型デジタル素子を備え、
前記複数の微小開口部のそれぞれは、開閉可能に構成されたシャッタを有しており、
前記シャッタには、所定波長帯を有する光を透過するか否かを切替可能に構成された波長選択性膜が設けられることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項１】
光源と、前記光源から出射される光を投写面に投写するように構成された投写ユニットとを有する投写型映像表示装置であって、
前記光源から出射された光を前記投写ユニット側に透過するように構成されており、複数の微小開口部を有する透過型デジタル素子と、
前記光源から出射される光を透過するとともに、前記光源から出射される光を前記複数の微小開口部のそれぞれに分配するように構成された光学素子とを備え、
前記複数の微小開口部のそれぞれは、開閉可能に構成されたシャッタを有することを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記光学素子は、前記複数の微小開口部のそれぞれに対応する複数の微小レンズを有するマイクロレンズ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。
【請求項３】
前記光学素子は、前記光源から出射される光の回折によって、前記光源から出射される光を前記複数の微小開口部のそれぞれに分配するように構成された回折素子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。
【請求項４】
前記光学素子は、前記光源から出射される光の反射によって、前記複数の微小開口部のそれぞれを反射光でスキャンするように構成されたスキャン素子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。
【請求項５】
白色光源と、前記白色光源から出射された光を複数色の色成分光に分光するように構成された分光素子と、前記分光素子から出射される前記複数色の色成分光の反射によって前記複数色の色成分光を変調するように構成された光変調素子と、前記光変調素子から出射された光を投写するように構成された投写ユニットとを備える投写型映像表示装置であって、
前記白色光源から出射された光を前記光変調素子側に透過するように構成されており、複数の微小開口部を有する透過型デジタル素子を備え、
前記複数の微小開口部のそれぞれは、開閉可能に構成されたシャッタを有しており、
前記シャッタには、所定波長帯を有する光を透過するか否かを切替可能に構成された波長選択性膜が設けられることを特徴とする投写型映像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１１２８４９（Ｐ２０１１−１１２８４９Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６８８７７（Ｐ２００９−２６８８７７）
【出願日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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