專(zhuān)利名稱(chēng)：影像顯示裝置和導(dǎo)光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及影像顯示裝置和能夠應(yīng)用于該影像顯示裝置的導(dǎo)光模塊。
背景技術(shù)：
在下述專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載了投射式顯示裝置。在該投射式顯示裝置中，氙燈的輸出光被聚光并通過(guò)遮光板的開(kāi)口部，然后入射至柱形積分器(rod integrator)的入口開(kāi)口部。上述遮光板在柱形積分器的前方立起設(shè)置并固定在支承座，該遮光板在與柱形積分器的入口開(kāi)口部相對(duì)的位置設(shè)有上述開(kāi)口部。由此，必要光入射到柱形積分器，另一方面，不要的光由遮光板反射到氙燈側(cè)。遮光板的開(kāi)口部構(gòu)成為比柱形積分器的入口開(kāi)口部大。入射到柱形積分器內(nèi)的光在柱形積分器的內(nèi)表面反復(fù)反射，并作為經(jīng)過(guò)矩形轉(zhuǎn)換而提高了均勻性的光從出口開(kāi)口部射出。從柱形積分器射出的光經(jīng)由透鏡、反射鏡、棱鏡等，并由DMD(Digital Micromirror Device,數(shù)字微鏡器件)等顯示器件進(jìn)行調(diào)制而成為影像光，然后投射至屏幕。專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本專(zhuān)利第4572163號(hào)公報(bào)一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)將遮光板的開(kāi)口部與柱形積分器的入口開(kāi)口部形成為縱橫比相同的矩形(因而屬于相似形狀)，能夠使通過(guò)了遮光板的光高效地入射到柱形積分器。此外，通過(guò)使顯示器件的像素區(qū)域的縱橫比與柱形積分器的入口開(kāi)口部和出口開(kāi)口部的縱橫比相同，能夠在顯示器件沒(méi)有浪費(fèi)地利用照明光，能夠在屏幕上顯示明亮的影像。然而，顯示器件的像素區(qū)域的縱橫比多種多樣，例如已知有4 3和16 9的縱橫比。因此，根據(jù)在背景技術(shù)中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)，對(duì)于4 3的顯示器件，需要準(zhǔn)備具有縱橫比為4 3的入口開(kāi)口部和出口開(kāi)口部的柱形積分器、和具有縱橫比為4 3的開(kāi)口部的遮光板，此外，對(duì)于16 9的顯示器件，需要準(zhǔn)備具有縱橫比為16 9的入口開(kāi)口部和出口開(kāi)口部的柱形積分器、和具有縱橫比為16 9的開(kāi)口部的遮光板，此外，即使是具有相同縱橫比的顯示器件，也存在像素區(qū)域的尺寸不同的情況。因此，需要針對(duì)像素區(qū)域的每個(gè)尺寸準(zhǔn)備柱形積分器和遮光板。S卩，在背景技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，需要將柱形積分器和遮光板這兩方作為與顯示器件的像素區(qū)域的縱橫比和尺寸對(duì)應(yīng)的專(zhuān)用品來(lái)構(gòu)成。換言之，柱形積分器和遮光板僅能夠按照特定的I對(duì)I的組合來(lái)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種影像顯示裝置，其具有能夠以一種遮光板對(duì)應(yīng)多種柱形積分器的結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠應(yīng)用于該種影像顯示裝置的導(dǎo)光模塊。
本發(fā)明的一個(gè)方式涉及的影像顯示裝置具備光源部；顯示器件，所述顯示器件具有用于形成顯示影像的像素區(qū)域；以及導(dǎo)光部，所述導(dǎo)光部將來(lái)自所述光源部的出射光引導(dǎo)至所述顯示器件的所述像素區(qū)域，所述導(dǎo)光部包括柱形積分器，所述柱形積分器具有入口開(kāi)口部和位于所述入口開(kāi)口部的相反側(cè)的出口開(kāi)口部，來(lái)自所述光源部的所述出射光向所述入口開(kāi)口部入射；以及遮光板，所述遮光板配置在所述柱形積分器的所述入口開(kāi)口部和所述光源部之間，所述遮光板具有多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部，所述多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部用于使來(lái)自所述光源部的所述出射光向所述柱形積分器通過(guò)，所述遮光板被配置成如下?tīng)顟B(tài)使得所述多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部中的、與所搭載的所述柱形積分器的所述入口開(kāi)口部為相似形的開(kāi)口部與所述入口開(kāi)口部匹配。 根據(jù)上述的一個(gè)方式，遮光板具有多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部，有選擇地使用這些開(kāi)口部中的一個(gè)。因此，能夠提供一種能夠以一種遮光板對(duì)應(yīng)多種柱形積分器的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的目的、特征、面貌和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)下面的詳細(xì)的說(shuō)明和附圖而變得更加明確。


圖I是實(shí)施方式涉及的影像顯示裝置的結(jié)構(gòu)概要圖。圖2是舉例示出實(shí)施方式涉及的影像顯示裝置的立體圖。圖3是舉例示出實(shí)施方式涉及的影像顯示裝置的、包括截面的立體圖。圖4是舉例示出實(shí)施方式涉及的影像顯示裝置的剖視圖。圖5是由圖4中的單點(diǎn)劃線(xiàn)包圍的部分V的放大圖。圖6是沿圖5中的VI-VI線(xiàn)的剖視圖。圖7是示出從圖6將遮光板卸除后的狀態(tài)的圖。圖8是舉例示出實(shí)施方式涉及的遮光板的俯視圖。圖9是與圖6對(duì)應(yīng)的剖視圖。圖10是與圖6對(duì)應(yīng)的剖視圖。圖11是用于說(shuō)明實(shí)施方式涉及的遮光板的形狀的圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明I :影像顯示裝置；2 :光源部；3 :導(dǎo)光部；4 :顯示器件；21、22:聚光透鏡；23 :柱形積分器；23a:入口開(kāi)口部；23b:出口開(kāi)口部；24 :遮光板；24a、24b、24c :開(kāi)口部；24d、24ad、24bd、24cd :中心；24e、24f、24g :外緣的一部分；50 :導(dǎo)光模塊；
51 :保持部材；5 Iba :端面；5 Ibaa:端面的外緣；52 :鏡筒。
具體實(shí)施例方式圖I示出了實(shí)施方式涉及的影像顯示裝置I的結(jié)構(gòu)概要圖。在圖I的例子中，影像顯示裝置I為投射式的影像顯示裝置(所謂的投影儀)，其包括光源部2、導(dǎo)光部3、顯示器件4、投射部5、屏幕6和光檢測(cè)部7。另外，由于下面是以影像顯示裝置I的光學(xué)系統(tǒng)及其相關(guān)結(jié)構(gòu)為主進(jìn)行說(shuō)明的，因此對(duì)電源系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等的圖示和詳細(xì)說(shuō)明均被省略。換言之，影像顯示裝置I的電源系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等能夠應(yīng)用已有的各種結(jié)構(gòu)。光源部2構(gòu)成為輸出照明光，該照明光用于顯示影像的投射。另外，為了使說(shuō)明容易理解，將光源部2的輸出光的光軸(換言之,光路)8以雙點(diǎn)劃線(xiàn)圖不。導(dǎo)光部3構(gòu)成為將從光源部2射出的光向顯不器件4引導(dǎo)。顯示器件4構(gòu)成為取得由導(dǎo)光部3引導(dǎo)來(lái)的照明光和顯示影像的數(shù)據(jù)，基于顯示影像數(shù)據(jù)來(lái)加工照明光，并輸出加工后的光(即，顯示影像)。顯示器件4具有排列有用于形成顯示影像的像素的區(qū)域(下面，也稱(chēng)作像素區(qū)域)，來(lái)自光源部2的輸出光經(jīng)導(dǎo)光部3照射到該像素區(qū)域。通過(guò)基于對(duì)應(yīng)的顯示影像數(shù)據(jù)控制各像素的狀態(tài)，從而形成顯示影像。在此,作為顯示器件4舉例示出DMD (Digital Micromirror Device,數(shù)字微鏡器件)，將顯示器件4也稱(chēng)作DMD4。不過(guò)，也可以采用液晶面板等其他顯示器件。投射部5構(gòu)成為對(duì)由顯示器件4形成的顯示影像進(jìn)行放大投射。屏幕6是供來(lái)自投射部5的輸出光照射的部材。在此，影像顯示裝置I可以構(gòu)成為以下的結(jié)構(gòu)從與投射部5相同的一側(cè)觀察屏幕6上的顯示影像的結(jié)構(gòu)(所謂的前置型)；和從與投射部5相反的一側(cè)觀察屏幕6上的顯示影像的結(jié)構(gòu)(所謂的后置型)。另外，在前置型的情況下，也可以將除了屏幕6以外的結(jié)構(gòu)稱(chēng)作影像顯示裝置I。光檢測(cè)部7構(gòu)成為檢測(cè)DMD4的關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的反射光。由光檢測(cè)部7測(cè)定的光強(qiáng)度被用于例如對(duì)光源部2的輸出光的等級(jí)監(jiān)視。圖2示出了舉例表示影像顯示裝置I的一部分結(jié)構(gòu)的立體圖。在圖2中對(duì)光源部
2、導(dǎo)光部3、DMD4和光檢測(cè)部7進(jìn)行了圖示。在圖2的例子中，光源部2包括半導(dǎo)體發(fā)光模塊11R、11G、11B、準(zhǔn)直透鏡12R、13R、12G、13G、12B、13B 以及分色鏡 14R、14B。半導(dǎo)體發(fā)光模塊IlR具有下述的結(jié)構(gòu)在基座安裝有輸出紅色的光(下面，也稱(chēng)作R光)的半導(dǎo)體發(fā)光兀件(LED或激光器等)。半導(dǎo)體發(fā)光模塊IlG也同樣地構(gòu)成,并輸出綠色的光(下面，也稱(chēng)作G光)。此外,半導(dǎo)體發(fā)光模塊IlB也同樣地構(gòu)成,并輸出藍(lán)色的光(下面，也稱(chēng)作B光)。另外，控制半導(dǎo)體發(fā)光模塊11R、11G、11B以預(yù)定周期依次進(jìn)行光輸
出。 準(zhǔn)直透鏡12R、13R以將半導(dǎo)體發(fā)光模塊IlR的輸出光整形成平行光束的方式設(shè)置。同樣地，準(zhǔn)直透鏡12G、13G以將半導(dǎo)體發(fā)光模塊IlG的輸出光整形成平行光束的方式設(shè)置，準(zhǔn)直透鏡12B、13B以將半導(dǎo)體發(fā)光模塊IlB的輸出光整形成平行光束的方式設(shè)置。
分色鏡14R具有對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光模塊IlR所輸出的R光進(jìn)行反射的結(jié)構(gòu)，并且分色鏡14R被設(shè)置成供通過(guò)了準(zhǔn)直透鏡12R、13R的R光入射。另外，半導(dǎo)體發(fā)光模塊IlGUlB輸出的G光和B光透過(guò)分色鏡14R。分色鏡14B具有對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光模塊IlB所輸出的B光進(jìn)行反射的結(jié)構(gòu)，并且分色鏡14B被設(shè)置成供通過(guò)了準(zhǔn)直透鏡12B、13B的B光入射。另外，半導(dǎo)體發(fā)光模塊IlRUlG輸出的R光和G光透過(guò)分色鏡14B。在圖2的例子中，分色鏡14R、14B是交叉的，在由分色鏡14R、14B劃分出的四個(gè)方向中的三個(gè)方向分別設(shè)置有半導(dǎo)體發(fā)光模塊11R、11G、11B，并在余下的一個(gè)方向設(shè)置有導(dǎo)光部3。在所述配置例中，從半導(dǎo)體發(fā)光模塊IlR射出并通過(guò)了準(zhǔn)直透鏡12R、13R的R光由分色鏡14R反射，并且所述R光透過(guò)分色鏡14B并輸入至導(dǎo)光部3。同樣地，從半導(dǎo)體發(fā)光模塊IlB射出并通過(guò)了準(zhǔn)直透鏡12B、13B的B光由分色鏡14B反射，并且所述B光透過(guò)分色鏡14B并輸入至導(dǎo)光部3。此外，從半導(dǎo)體發(fā)光模塊IlG射出并通過(guò)了準(zhǔn)直透鏡12G、13G的G光透過(guò)分色鏡14R、14B并輸入至導(dǎo)光部3。將半導(dǎo)體發(fā)光模塊11R、11G、11B、準(zhǔn)直透鏡12R、13R、12G、13G、12B、13B以及分色鏡14R、14B的配置設(shè)定成使得由光源部2輸出的(換言之輸入到導(dǎo)光部3的)R光、G光和B光沿著同一光路。另外，光源部2的結(jié)構(gòu)不限于所述例子。在圖2的例子中，導(dǎo)光部3包括聚光透鏡21、22、柱形積分器(rod integrator) 23、遮光板24、中繼透鏡(relay lens) 25、26、27、反射鏡28、29、中繼透鏡30和棱鏡31。聚光透鏡21、22被設(shè)置成使從光源部2射出的R光、G光和B光聚光。聚光后的R光、G光和B光經(jīng)由遮光板24的開(kāi)口部(后述)輸入到柱形積分器23。柱形積分器23是從截面觀察為矩形的筒狀體，并且該筒狀體的內(nèi)面構(gòu)成為對(duì)光源部2所射出的R光、G光和B光進(jìn)行反射。例如能夠通過(guò)將四塊反射鏡以從截面觀察呈矩形的方式組合成筒狀并以粘接劑固定來(lái)形成柱形積分器23。從柱形積分器23的一端的開(kāi)口部23a(下面，也稱(chēng)作入口開(kāi)口部23a)輸入的光由柱形積分器23的內(nèi)表面多次反射，并從另一端的開(kāi)口部23b (下面，也稱(chēng)作出口開(kāi)口部23b)射出。通過(guò)柱形積分器23，從入口開(kāi)口部23a輸入的光束的截面形狀(在與光軸8正交的面內(nèi)的形狀)被轉(zhuǎn)換成與柱形積分器23的截面形狀(在與光軸8正交的面內(nèi)的形狀)對(duì)應(yīng)的矩形，并且該矩形截面內(nèi)的光強(qiáng)度分布被均勻化，如此整形后的光束從出口開(kāi)口部23b輸出。即，由聚光透鏡21、22聚光后的R光、G光和B光通過(guò)柱形積分器23,由此被如上所述地整形。在此，舉例示出了在柱形積分器23的長(zhǎng)度方向的任意的各個(gè)部位處柱形積分器23的截面形狀都相同的情況。在該情況下，入口開(kāi)口部23a與出口開(kāi)口部23b為相同形狀。另外，也可以將入口開(kāi)口部23a與出口開(kāi)口部23b形成為不同形狀。遮光板24配置在柱形積分器23的入口開(kāi)口部23a與聚光透鏡22之間(從而也配置在柱形積分器23的入口開(kāi)口部23a與光源部2之間)。遮光板24被設(shè)置成用于對(duì)由聚光透鏡21、22聚光后的R光、G光和B光的光束中不進(jìn)入柱形積分器23的內(nèi)部的光(即不要的光)進(jìn)行遮蔽。作為上述不要光，例如可以列舉出從構(gòu)成柱形積分器23的反射鏡的端面(入口開(kāi)口部23a側(cè)的端面)入射并通過(guò)反射鏡的內(nèi)部然后從出口開(kāi)口部23b側(cè)的端面射出并繼續(xù)行進(jìn)的光；和通過(guò)反射鏡的外側(cè)并繼續(xù)行進(jìn)的光。
另外，存在著上述不要光的熱使粘貼反射鏡的粘接劑的粘接力劣化的情況，因此通過(guò)遮光板24，能夠防止這樣的粘接力的劣化。其結(jié)果是，能夠防止柱形積分器23的變形。對(duì)于遮光板24在后面進(jìn)行詳細(xì)敘述。中繼透鏡25、26、27以將柱形積分器23的輸出光整形成平行光束的方式設(shè)置。反射鏡28、29被配置成將由中繼透鏡25、26、27生成的平行光束引導(dǎo)至棱鏡31。另外，在棱鏡31和反射鏡29之間配置有中繼透鏡30。棱鏡31能夠根據(jù)入射角度不同而使光折射或透過(guò)。鑒于此性質(zhì)，棱鏡31被構(gòu)成和配置為⑴能夠?qū)?lái)自光源部2的照明光引導(dǎo)至DMD4 ； (ii)能夠?qū)MD4的打開(kāi)狀態(tài)時(shí)的反射光引導(dǎo)至與自光源部2起的到來(lái)光路不同的光路；(iii)能夠?qū)MD4的關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的反射光引導(dǎo)至與自光源部2起的到來(lái)光路和打開(kāi)狀態(tài)時(shí)的反射光路不同的光路。另外，在圖2的例子中，打開(kāi)狀態(tài)時(shí)的反射光路相對(duì)于DMD4的像素區(qū)域的面形成大致90°，關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的反射光路相對(duì)于像素區(qū)域的面形成小于90°的角度。此外，來(lái)到DMD4的照明光的光路相對(duì)于像素區(qū)域的面形成小于90°但比關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的反射光路的上述角度大的角度。在此，DMD4取得由影像生成電路輸出的影像信號(hào)、半導(dǎo)體發(fā)光模塊11R、11G、11B的發(fā)光順序和發(fā)光周期，并基于所取得的這些信息來(lái)控制各像素的狀態(tài)、即微反射鏡的姿勢(shì)角度(打開(kāi)狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài))。DMD4的打開(kāi)狀態(tài)時(shí)的反射光由棱鏡31引導(dǎo)至投射部5 (參考圖I)，從而形成顯示影像。另一方面，DMD4的關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的反射光由棱鏡31引導(dǎo)至光檢測(cè)部7。在圖2的例子中，光檢測(cè)部7包括漫射板41和亮度傳感器42。具體來(lái)說(shuō)，漫射板41和亮度傳感器42被配置成使得來(lái)自棱鏡31的光(即DMD4的關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的反射光)經(jīng)漫射板41入射至亮度傳感器42。亮度傳感器42例如是輸出電流根據(jù)受光光量而變化的傳感器。圖3和圖4分別示出了舉例表示影像顯示裝置I的一部分結(jié)構(gòu)的立體圖和剖視圖。另外，圖3是觀察圖4中圖示的截面的立體圖。此外，圖5示出了由圖4中的單點(diǎn)劃線(xiàn)包圍的部分V的放大圖。此外，圖6示出了沿圖5中的VI-VI線(xiàn)的剖視圖。此外，為了使說(shuō)明容易理解，圖7示出了從圖6將遮光板24卸除的狀態(tài)。圖3 圖7是導(dǎo)光部3 (參考圖I和圖2)的更為具體的結(jié)構(gòu)例。圖3 圖7舉例示出了一體地保持聚光透鏡21、22、柱形積分器23、遮光板24和中繼透鏡25、26、27從而實(shí)現(xiàn)了模塊化的結(jié)構(gòu)。另外，將所述模塊稱(chēng)作導(dǎo)光模塊50。圖3 圖7舉例示出的導(dǎo)光模塊50除了上述的要素21 27之外，還包括柱形積分器23的保持部材51和鏡筒52。在圖3 圖7的例子中，保持部材51由第一保持部材51a和第二保持部材51b構(gòu)成。第一保持部材51a固定連接于柱形積分器23，并且該第一保持部材51a在保持柱形積分器23的狀態(tài)下通過(guò)螺釘53相對(duì)于第二保持部材51b固定。通過(guò)螺釘54將遮光板24安裝于第二保持部材51b。另外，采用螺釘53、54以外的安裝方法也沒(méi)有問(wèn)題。
在圖3 圖7的例子中，鏡筒52是通過(guò)將第一鏡筒52a、第二鏡筒52b、第三鏡筒52c連接起來(lái)而構(gòu)成的。在此，各鏡筒52a、52b、52c的內(nèi)部形狀在與鏡筒52的中心軸正交的剖視圖(參考圖6和圖7)中呈圓形。第一鏡筒52a收納有聚光透鏡21、22和保持部材51，該保持部材51處于安裝有柱形積分器23和遮光板24的狀態(tài)。第二鏡筒52b收納有中繼透鏡25，第三鏡筒52c收納有中繼透鏡26、27。 上述要素21 27以下述的狀態(tài)定位并固定在鏡筒52內(nèi)，該狀態(tài)為各透鏡21、22、25、26、27的球面虛擬中心、柱形積分器23的入口開(kāi)口部23a和出口開(kāi)口部23b的開(kāi)口中心(換言之，柱形積分器23的中心軸)、以及遮光板24的開(kāi)口部(后述)的開(kāi)口中心與由光源部2 (參考圖I和圖2)供給的照明光的光軸一致的狀態(tài)。在此，保持部材51的形狀是任意的，不過(guò)優(yōu)選為通過(guò)保持部材51與鏡筒52的內(nèi)壁接觸來(lái)對(duì)與鏡筒52的中心軸(對(duì)應(yīng)于上述光軸8)正交的面內(nèi)的移動(dòng)進(jìn)行限制的形狀。這是因?yàn)橛纱艘粊?lái)，僅通過(guò)將保持部材51插入至鏡筒52，就能夠完成柱形積分器23和遮光板24在上述正交面內(nèi)的定位。作為這樣的形狀的一例，圖3 圖7圖示的第二保持部材51b的至少一部分具有與第一鏡筒52a的內(nèi)部空間的形狀和尺寸相同的圓筒形狀。另外，通過(guò)使所述圓筒形狀的中心軸與柱形積分器23的中心軸一致，能夠使柱形積分器23的中心軸容易地與鏡筒52的中心軸重合。在圖3 圖7的例子中，構(gòu)成第二保持部材51b的上述圓筒形狀在柱形積分器23的入口開(kāi)口部23a的一側(cè)具有端面51ba，該端面51ba與鏡筒52的中心軸正交并在鏡筒52的中心軸方向上與聚光透鏡21、22相對(duì)，并且該端面51ba形成為包圍柱形積分器23的入口開(kāi)口部23a的形狀。更為具體地來(lái)說(shuō)，構(gòu)成第二保持部材51b的上述圓筒形狀形成為能夠收納柱形積分器23的中空形狀，該中空空間到達(dá)端面51ba，因此端面51ba的中央部開(kāi)口。柱形積分器23的入口開(kāi)口部23a位于端面51ba的該開(kāi)口部。如圖3 圖6所示，在該端面5 Iba安裝有遮光板24。在此，將DMD4的像素區(qū)域、柱形積分器23的入口開(kāi)口部23a和出口開(kāi)口部23b、以及遮光板24的開(kāi)口部各自的形狀(更為具體地來(lái)說(shuō)是俯視形狀)彼此形成為相似形。另外，相似比為I的情況(即相同)也屬于相似的一個(gè)形態(tài)。只要保證相似的關(guān)系，無(wú)論柱形積分器23的出口開(kāi)口部23b和DMD4的像素區(qū)域中的哪一個(gè)大都沒(méi)有問(wèn)題，兩者為相同的大小也沒(méi)有問(wèn)題。這是因?yàn)閺闹畏e分器23輸出的矩形光束的截面尺寸能夠在向DMD4照射前由中繼透鏡25、26、27等進(jìn)行調(diào)整。另外，在圖2中，舉例示出了 DMD4的像素區(qū)域較大的情況。此外，無(wú)論柱形積分器23的入口開(kāi)口部23a和遮光板24的開(kāi)口部中的哪一個(gè)大都沒(méi)有問(wèn)題，兩者為相同的大小也沒(méi)有問(wèn)題。不過(guò)，為了得到由遮光板24產(chǎn)生的上述效果，優(yōu)選由聚光透鏡21、22聚光后的光束不在柱形積分器23的外部行進(jìn)，或者不進(jìn)入到構(gòu)成柱形積分器23的反射鏡的端面。此外，基于光的利用效率的觀點(diǎn)，優(yōu)選將更多的光量輸入到柱形積分器23內(nèi)。有鑒于此，優(yōu)選遮光板24的開(kāi)口部與柱形積分器23的入口開(kāi)口部23a為大致相同的大小(容許與上述的觀點(diǎn)相應(yīng)的尺寸差)(參考圖5的例子)。另外，DMD4的像素區(qū)域的縱橫比多種多樣。例如在WUXGA(寬屏超級(jí)擴(kuò)展圖形陣列，Widescreen Ultra extended Graphics Array)中，像素區(qū)域由 1920X 1200 像素構(gòu)成，其縱橫比為大約16 : 10。此外,在XGA(擴(kuò)展圖形陣列，Extended Graphics Array)中，像素區(qū)域由1024X768像素構(gòu)成，其縱橫比為大約4 3。此外，在1080P中，像素區(qū)域由1920X1080像素構(gòu)成，其縱橫比為大約16 9。由此，根據(jù)所搭載的DMD4的像素區(qū)域的縱橫比，分開(kāi)使用柱形積分器23的種類(lèi)。與此相對(duì)地，由于對(duì)遮光板24實(shí)施了在下面說(shuō)明的處理，因此能夠以一個(gè)遮光板24對(duì)應(yīng)多種DMD4，換言之能夠?qū)?yīng)多種柱形積分器23。另外，在此，設(shè)除DMD4、柱形積分器23和遮光板24以外的要素是共用的，而與所搭載的DMD4和柱形積分器23的種類(lèi)無(wú)關(guān)。圖8示出遮光板24的俯視圖。圖8相當(dāng)于從圖6將遮光板24以外的要素卸除后的圖。不過(guò)，以雙點(diǎn)劃線(xiàn)的形式留有第二保持部材51b的外形(換言之，第一鏡筒52a的內(nèi)壁面的形狀)。在圖8中舉例示出的遮光板24設(shè)有三種開(kāi)口部24a、24b、24c。任一個(gè)開(kāi)口部24a、24b、24c均是用于使來(lái)自光源部2的出射光朝向柱形積分器23通過(guò)的矩形的開(kāi)口部，只是縱橫比不同。例如，開(kāi)口部24a具有與WUXGA對(duì)應(yīng)的縱橫比，開(kāi)口部24b具有與XGA對(duì)應(yīng)的縱橫比，開(kāi)口部24c具有與1080P對(duì)應(yīng)的縱橫比。根據(jù)所搭載的DMD4的像素區(qū)域的縱橫比，換言之根據(jù)柱形積分器23的入口開(kāi)口部23a的縱橫比，有選擇地采用三種開(kāi)口部24a、24b、24c。更為具體地來(lái)說(shuō)，以使開(kāi)口部24a.24b.24c中的相對(duì)于所搭載的柱形積分器23的入口開(kāi)口部23a為相似形的開(kāi)口部、與該入口開(kāi)口部23a匹配的狀態(tài)配置遮光板24。另外，兩個(gè)開(kāi)口部處于匹配狀態(tài)指的是(a)雙方的開(kāi)口部的中心一致且(b)對(duì)應(yīng)的邊平行的狀態(tài)。另外，在矩形的開(kāi)口部的情況下，也可以采用(C)開(kāi)口部的長(zhǎng)度方向相同(換言之，處于平行狀態(tài))這樣的條件來(lái)替代條件(b)。例如，圖6舉例示出了開(kāi)口部24a與柱形積分器23組合在一起的狀態(tài)。此外，圖9舉例示出了開(kāi)口部24b與柱形積分器23組合在一起的狀態(tài)，圖10舉例示出了開(kāi)口部24c與柱形積分器23組合在一起的狀態(tài)。這樣，遮光板24具有三種開(kāi)口部24a、24b、24c，有選擇地采用這些開(kāi)口部24a、24b,24c中的一個(gè)。因此，能夠使三種柱形積分器23共用一種遮光板24，換言之，能夠使三種DMD4共用一種遮光板24。其結(jié)果是，能夠減少用于制造遮光板的沖壓模具的種類(lèi)。具體來(lái)說(shuō)，與僅具有一個(gè)開(kāi)口部的遮光板相比，通過(guò)遮光板24能夠?qū)_壓模具的種類(lèi)減少至1/3。由此，能夠抑制沖壓模具的制造成本。此外，與分別制造僅具有開(kāi)口部24a的遮光板、僅具有開(kāi)口部24b的遮光板、以及僅具有開(kāi)口部24c的遮光板的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)遮光板用的材料的用量減少。在此舉例示出開(kāi)口部24a、24b、24c的尺寸為WUXGA用的開(kāi)口部24a為橫長(zhǎng)10. 72_、縱長(zhǎng)7. 38mm，XGA用的開(kāi)口部24b為橫長(zhǎng)9. 3_、縱長(zhǎng)7. 3mm，1080P用的開(kāi)口部24c為橫長(zhǎng)10. 72mm、縱長(zhǎng)6. 73mm。在所述例子的情況下，對(duì)于開(kāi)口部24a、24c，橫向尺寸是相同的，而縱向尺寸的差 僅為O. 65mm( = 7. 38mm_6. 73mm)。因此，在制造出僅具有開(kāi)口部24a的遮光板和僅具有開(kāi)口部24c的遮光板的情況下，即使看到遮光板也難以通過(guò)目視判別開(kāi)口部24a、24c。
因此，例如存在著將與所指定的種類(lèi)不同的遮光板從部件生產(chǎn)車(chē)間發(fā)送到組裝車(chē)間的可能性。此外，例如存在著將這樣的不同的遮光板從部件倉(cāng)庫(kù)投入至組裝生產(chǎn)線(xiàn)并就此進(jìn)行安裝的可能性。此外，例如在種類(lèi)不同的遮光板混雜的情況下，難以通過(guò)目視檢查準(zhǔn)確地區(qū)別這些遮光板。
與此相對(duì)地，通過(guò)遮光板24，能夠解決這樣的問(wèn)題。例如，即使是在同一場(chǎng)所制造所搭載的DMD4的種類(lèi)不同的三種影像顯示裝置I的情況下(三種影像顯示裝置I可以是以同一生產(chǎn)線(xiàn)制造的，也可以是以不同的生產(chǎn)線(xiàn)制造的)，應(yīng)供給到組裝生產(chǎn)線(xiàn)的遮光板為一種即可。由此，消除了錯(cuò)誤地供給不同種類(lèi)的遮光板的情況。此外，例如即使是在制造遮光板后WUXGA、XGA和1080P的生產(chǎn)數(shù)量的比率發(fā)生改變的情況下，也能夠抑制應(yīng)供給到組裝生產(chǎn)線(xiàn)的遮光板的數(shù)量的過(guò)多和不足。鑒于上述的各種效果，采用遮光板24特別對(duì)于多品種少量生產(chǎn)的影像顯示裝置、例如用于業(yè)務(wù)用途的投影儀來(lái)說(shuō)是優(yōu)選的。在此，圖11示出了用于說(shuō)明遮光板24的形狀的圖。圖11是與圖8同樣的俯視圖，不過(guò)為了使說(shuō)明容易理解而對(duì)描繪線(xiàn)的粗度和種類(lèi)進(jìn)行了各種改變。如圖11所示，遮光板24的開(kāi)口部24a、24b、24c從該遮光板24的中心24d來(lái)看呈放射狀地排列。雖然并不限定于所述配置例，不過(guò)通過(guò)放射狀排列能夠使得開(kāi)口部24a、24b,24c緊湊地聚在一起。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)遮光板24的小型化和材料用量減少。另外，在圖11的例子中，各開(kāi)口部24a、24b、24c的中心24ad、24bd、24cd位于以遮光板24的中心24d為中心在周向隔開(kāi)相等角度(即120° )的位置，并且位于離開(kāi)遮光板24的中心24d相等距離的位置。此外，如上所述，遮光板24安裝于第二保持部材51b的端面51ba，遮光板24形成為下述的形狀無(wú)論是開(kāi)口部24a、24b、24c中的哪一個(gè)與柱形積分器23的入口開(kāi)口部23a匹配的狀態(tài)，遮光板24均不會(huì)從第二保持部材51b的端面51ba突出(參考圖6、圖9和圖10)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)遮光板24的小型化，其結(jié)果是能夠?qū)崿F(xiàn)遮光板用的材料的用量減少。此外，由于遮光板24不從第二保持部材51b的端面51ba突出，因此遮光板24的大小不會(huì)影響到鏡筒52的內(nèi)徑的設(shè)計(jì)。相應(yīng)地，鏡筒52的尺寸設(shè)計(jì)和材料選擇變得容易。根據(jù)圖6、圖9、圖10和圖11來(lái)把握不從第二保持部材5Ib的端面5Iba突出的形狀的一例。即，無(wú)論遮光板24的開(kāi)口部24a、24b、24c中的哪一個(gè)處于上述匹配狀態(tài)，均存在遮光板24的外緣的一部分24e、24f、24g(參考圖11)中的某一個(gè)與第二保持部材51b的端面5 Iba的外緣5 Ibaa —致。更為具體地來(lái)說(shuō)，遮光板24的外緣的一部分24e是以開(kāi)口部24a的中心24ad為中心的預(yù)定半徑的圓弧。此外，遮光板24的外緣的另外一部分24f是以開(kāi)口部24b的中心24bd為中心的預(yù)定半徑的圓弧。此外，遮光板24的外緣的剩余的一部分24g是以開(kāi)口部24c的中心24cd為中心的預(yù)定半徑的圓弧。S卩，這些圓弧依次連接而形成遮光板24的外緣。在此，上述預(yù)定半徑是形成第二保持部材51b的端面51ba的外緣51baa的圓周的半徑。另外，從遮光板24的中心24d觀察，遮光板24的外緣的一部分24e位于與開(kāi)口部24a相反的一側(cè)。此外，從遮光板24的中心24d觀察，遮光板24的外緣的一部分24f位于與開(kāi)口部24b相反的一側(cè)。此外，從遮光板24的中心24d觀察，遮光板24的外緣的一部分24g位于與開(kāi)口部24c相反的一側(cè)。此外，各部分24e、24f、24g朝向從遮光板24的中心24d離開(kāi)的方向形成為凸形狀。根據(jù)這樣的形狀，僅使遮光板24的外緣的一部分24e、24f、24g與第二保持部材51b的端面51ba的外緣51baa重合,就能夠?qū)φ诠獍?4進(jìn)行定位。S卩，能夠容易地對(duì)遮光板24進(jìn)行定位。此外，安裝有遮光板24的保持部材51形成為下述的尺寸當(dāng)從鏡筒52的中心軸上觀察時(shí)，該保持部材51不會(huì)從相對(duì)較大的聚光透鏡21 (和與聚光透鏡21具有相同程度的尺寸的中繼透鏡26、27)的外形突出。由此，保持部材51的大小不會(huì)對(duì)鏡筒52的內(nèi)徑的設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。從該點(diǎn)來(lái)說(shuō)，也使得鏡筒52的尺寸設(shè)計(jì)和材料選擇變得容易。例如，聚光透鏡21和中繼透鏡26、27的最大外徑為大約50mm，保持部材51的最大外徑(更為具體地來(lái)說(shuō)是第二保持部材51b的最大外徑)為大約45mm，構(gòu)成遮光板24的外緣的各圓弧部分24e、24f、24g的半徑為大約22mm。在此，遮光板24的各圓弧部分24e、24f、24g的半徑等于鏡筒52的中心軸與位于距離該中心軸最遠(yuǎn)的位置的圓弧部分24e、24f或24g之間的距離。由此，根據(jù)上述尺寸例，從鏡筒52的中心軸上觀察，遮光板24不從保持部材51突出，保持部材51不從透鏡21、26、27突出。由此，例如在通過(guò)對(duì)圓桿或管的切削加工來(lái)制造用于收納聚光透鏡21、22和保持部材51的第一鏡筒52a的情況下，只要所準(zhǔn)備的圓桿或管的外徑具有由聚光透鏡21的最大外徑加上鏡筒52的壁厚而得到的大小即可。對(duì)于收納中繼透鏡26、27的第三鏡筒52c來(lái)說(shuō)也是同樣的。此外，對(duì)于第二鏡筒52b，只要是能夠完成中繼透鏡25的收納和鏡筒52a、52c的連接的大小即可。即，無(wú)需為了將遮光板24收納到鏡筒52內(nèi)而準(zhǔn)備遠(yuǎn)超過(guò)聚光透鏡21的最大外徑的大型材料。因而，能夠抑制鏡筒52的制造成本。根據(jù)上述的各種結(jié)構(gòu)，能夠從各種方面實(shí)現(xiàn)部件成本(換言之，部件制造成本)的削減和生產(chǎn)率的提高。所述效果例如對(duì)影像顯示裝置I的低價(jià)格化有所貢獻(xiàn)。另外，對(duì)于遮光板24的形狀說(shuō)明了各種特征，不過(guò)也可以通過(guò)采用了這些特征中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的其他形狀來(lái)構(gòu)成遮光板，能夠享受由所采用的特征產(chǎn)生的效果。下面，說(shuō)明各種變形例。在上文中，舉例示出了遮光板24的開(kāi)口部24a、24b、24c的縱橫比彼此不同的情況。與此相對(duì)地，也可以構(gòu)成為開(kāi)口部24a、24b、24c的一部分或者全部的縱橫比相同但大小不同。例如，XGA和SXGA+的縱橫比同為大約4 3，不過(guò)XGA的像素區(qū)域由1024X768像素構(gòu)成，SXGA+的像素區(qū)域由1400X1050像素構(gòu)成，兩者的像素區(qū)域大小不同。由此，例如也可以將開(kāi)口部24a形成為WUXGA用，將開(kāi)口部24b形成為XGA用，將開(kāi)口部24c形成為SXGA+ 用。此外，遮光板24的開(kāi)口部的個(gè)數(shù)為2個(gè)或4個(gè)以上也沒(méi)有問(wèn)題。此外，也可以通過(guò)在影像顯示裝置I的上述示例的結(jié)構(gòu)(參考圖I)上追加其他要素而形成的結(jié)構(gòu)來(lái)提供影像顯示裝置。相反地，也可以通過(guò)從影像顯示裝置I的上述示例的結(jié)構(gòu)(參考圖I)中省略要素而形成的結(jié)構(gòu)來(lái)提供影像顯示裝置。例如，可以將省略了投射部5和屏幕6的結(jié)構(gòu)、省略了光檢測(cè)部7的結(jié)構(gòu)、省略了投射部5、屏幕6和光檢測(cè)部7的結(jié)構(gòu)等作為影像顯示裝置提供。此外，省略了 DMD4的結(jié)構(gòu)也可以作為影像顯示裝置提供。通過(guò)提供這些簡(jiǎn)化了的結(jié)構(gòu)，從而例如擁有該結(jié)構(gòu)的人能夠?qū)⒃摻Y(jié)構(gòu)與跟省略了的要素對(duì)應(yīng)的特定的要素進(jìn)行組合。此外，在上文中，舉例示出了影像顯示裝置I為全彩色顯示用的情況，不過(guò)影像顯示裝置I例如也可以是單色顯示 用的結(jié)構(gòu)。對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，不過(guò)上述的說(shuō)明在所有的局面中均為示例，并不以這些說(shuō)明來(lái)限定本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)了解的是，能夠不超出本發(fā)明的范圍地推測(cè)出未舉例示出的無(wú)數(shù)的變形例。
權(quán)利要求
1.一種影像顯示裝置， 該影像顯示裝置具備 光源部； 顯示器件，所述顯示器件具有用于形成顯示影像的像素區(qū)域；以及 導(dǎo)光部，所述導(dǎo)光部將來(lái)自所述光源部的出射光引導(dǎo)至所述顯示器件的所述像素區(qū)域， 所述導(dǎo)光部包括 柱形積分器，所述柱形積分器具有入口開(kāi)口部和位于所述入口開(kāi)口部的相反側(cè)的出口開(kāi)口部，來(lái)自所述光源部的所述出射光向所述入口開(kāi)口部入射；以及 遮光板，所述遮光板配置在所述柱形積分器的所述入口開(kāi)口部和所述光源部之間，所述遮光板具有多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部，所述多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部用于使來(lái)自所述光源部的所述出射光向所述柱形積分器通過(guò)， 所述遮光板被配置成如下?tīng)顟B(tài)使得所述多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部中的、與所搭載的所述柱形積分器的所述入口開(kāi)口部為相似形的開(kāi)口部與所述入口開(kāi)口部匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的影像顯示裝置，其中， 所述遮光板的所述多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部從所述遮光板的中心呈放射狀地排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的影像顯示裝置，其中， 所述導(dǎo)光部還包括保持部材，該保持部材保持所述柱形積分器， 所述保持部材具有端面，該端面形成為將所述柱形積分器的所述入口開(kāi)口部包圍的形狀， 所述遮光板以所述狀態(tài)安裝在所述保持部材的所述端面，無(wú)論使所述多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部中的哪一個(gè)開(kāi)口部為所述狀態(tài)地將所述遮光板安裝于所述端面，所述遮光板都不會(huì)從所述端面突出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的影像顯示裝置，其中， 無(wú)論使所述多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部中的哪一個(gè)開(kāi)口部為所述狀態(tài)地將所述遮光板安裝于所述端面，所述遮光板的外緣的一部分都與所述端面的外緣一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的影像顯示裝置，其中， 所述保持部材的所述端面的所述外緣形成為預(yù)定半徑的圓形， 所述遮光板的所述外緣由按照所述預(yù)定半徑確定的圓弧的組合構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中的任一項(xiàng)所述的影像顯示裝置，其中， 所述導(dǎo)光部還包括 聚光透鏡，所述聚光透鏡配置在所述遮光板與所述光源部之間；和 鏡筒，所述鏡筒收納所述聚光透鏡和所述保持部材， 所述保持部材形成為這樣的尺寸當(dāng)從所述鏡筒的中心軸上觀察時(shí)，所述保持部材不從所述聚光透鏡關(guān)出。
7.一種導(dǎo)光模塊，該導(dǎo)光模塊搭載于影像顯示裝置，并將來(lái)自光源部的出射光引導(dǎo)至顯示器件的像素區(qū)域， 所述導(dǎo)光模塊包括 柱形積分器，所述柱形積分器具有入口開(kāi)口部和位于所述入口開(kāi)口部的相反側(cè)的出口開(kāi)口部，來(lái)自所述光源部的所述出射光向所述入口開(kāi)口部入射；以及 遮光板，所述遮光板配置在所述柱形積分器的所述入口開(kāi)口部和所述光源部之間，所述遮光板具有多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部，所述多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部用于使來(lái)自所述光源部的所述出射光向所述柱形積分器通過(guò)， 所述遮光板被配置成如下?tīng)顟B(tài)使得所述多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部中的、與所搭載的所述柱形積分器的所述入口開(kāi)口 部為相似形的開(kāi)口部與所述入口開(kāi)口部匹配。
全文摘要
本發(fā)明提供一種影像顯示裝置和導(dǎo)光模塊，其能夠以一種遮光板對(duì)應(yīng)多種柱形積分器。影像顯示裝置包括光源部(2)；顯示器件(4)，其具有用于形成顯示影像的像素區(qū)域；和導(dǎo)光部(3)，其將來(lái)自光源部的出射光引導(dǎo)至顯示器件的像素區(qū)域。導(dǎo)光部包括柱形積分器(23)，其具有供來(lái)自光源部的出射光入射的入口開(kāi)口部(23a)和入口開(kāi)口部的相反側(cè)的出口開(kāi)口部(23b)；以及遮光板(24)，其配置在柱形積分器的入口開(kāi)口部與光源部之間。遮光板具有用于使來(lái)自光源部的出射光向柱形積分器通過(guò)的多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部。遮光板配置成如下?tīng)顟B(tài)使得多個(gè)種類(lèi)的開(kāi)口部中的相對(duì)于所搭載的柱形積分器的入口開(kāi)口部為相似形的開(kāi)口部與入口開(kāi)口部匹配。
文檔編號(hào)G03B21/20GK102621778SQ20121002083
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者角田吉典 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社