JP2007304577A - 光学素子、及び投写型映像表示装置 - Google Patents

光学素子、及び投写型映像表示装置 Download PDF

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貴司 池田
Yoshihiro Yokote
恵紘 横手
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慎也 松本
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敬悦 佐藤
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Abstract

【課題】光源が発する光の利用効率の低下を抑制するとともに、コストの削減を図ることが可能な光学素子及びこの光学素子を備える投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】光入射面１２２と、光入射面１２２に対向して設けられた光出射面１２３と、光入射面１２２の外周から光出射面１２３の外周に亘って設けられた光反射側面１２４とを有する本体部１２５を備えたテーパーロッド１２０において、光入射面１２２、光出射面１２３及び光反射側面１２４には、鏡面処理が施されており、光反射側面１２４には、本体部１２５を支持する支持部１２１が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、光入射面、光出射面及び光反射側面を有しており、光入射面、光出射面及び光反射側面に鏡面処理が施された光学素子及びこの光学素子を備える投写型映像表示装置に関する。
従来、光源、光変調素子（例えば、液晶パネル）及び投写レンズなどを備えた投写型映像表示装置が一般的に広く知られている。また、このような投写型映像表示装置として、光源が発する光の強度を均一化する目的などのために、光学素子（以下、ロッドインテグレータ）を備えた投写型映像表示装置も知られている。
このようなロッドインテグレータとしては、筒状の中空ロッドによって構成されており、光源が発する光を反射するミラーが中空ロッドの内面に設けられたロッドインテグレータが挙げられる（例えば、特許文献１）。
また、ガラスの中実ロッドによって構成されており、中実ロッドの表面に鏡面処理が施されたロッドインテグレータも知られている。このロッドインテグレータによれば、光源が発する光が中実ロッドの側面で全反射するため、光源が発する光の利用効率の低下を抑制しながら、光源が発する光の強度を均一化することができる。
特開２００４−１４４７９４号公報（請求項１、［００３６］、［００３７］、図３）
一方で、投写型映像表示装置の低コスト化を図るために、中空ロッドの内面にミラーが設けられたロッドインテグレータやガラスの中実ロッドによって構成されたロッドインテグレータよりもコストが安い光学素子（ロッドインテグレータ）が望まれている。
これに対して、発明者らは、透明樹脂の中実ロッドによって構成されており、中実ロッドの表面に鏡面処理が施された光学素子について着目した。
しかしながら、この光学素子は、透明樹脂の中実ロッドによって構成されているため、投写型映像表示装置の製造工程などにおいて光学素子の表面に傷がつきやすい。さらに、光学素子の表面に傷がついてしまうと、光源が発する光が全反射されなくなってしまい、光源が発する光の利用効率が低下してしまう。
そこで、本発明は、光源が発する光の利用効率の低下を抑制するとともに、コストの削減を図ることが可能な光学素子及びこの光学素子を備える投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一の特徴は、光入射面（光入射面１２２）と、前記光入射面に対向して設けられた光出射面（光出射面１２３）と、前記光入射面の外周から前記光出射面の外周に亘って設けられた光反射側面（光反射側面１２４）とを有する本体部（本体部１２５）を備えた光学素子（テーパーロッド１２０）において、前記光入射面、前記光出射面及び前記光反射側面には、鏡面処理が施されており、前記光反射側面には、前記本体部を支持する支持部（支持部１２１）が設けられていることを要旨とする。
かかる特徴によれば、光学素子が透明樹脂によって構成されていることにより、ガラスによって構成されたテーパーロッドなどよりも、コストを低く抑えることができる。
また、光学素子の本体部を支持する支持部が光反射側面に設けられていることにより、光学素子を平面上に置いた際に、光反射側面がその平面に接することがない。すなわち、光学素子を取り扱う際に傷がつきやすい場所を支持部だけに限ることによって、光反射側面に傷がつく可能性を抑制することができ、光利用効率の低下を抑制することができる。
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記光出射面から前記支持部までの長さが、前記光入射面から前記光出射面までの長さの１０％以上であることを要旨とする。
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記光入射面及び前記光出射面のうち、面積が小さい方の面から前記支持部までの長さが、前記光入射面から前記光出射面までの長さの１０％以上であることを要旨とする。
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記本体部及び前記支持部が同一の透明樹脂によって構成されていることを要旨とする。
本発明の一の特徴は、光源と、光変調素子と、前記光変調素子上に表示される画像を拡大する投写レンズとを備える投写型映像表示装置が、前記光源が発する光の強度を均一化する光学素子を備え、前記光学素子が、透明樹脂製の本体部と前記本体部を支持する支持部とを有しており、前記本体部が、光入射面と、前記光入射面に対向して設けられた光出射面と、前記光入射面の外周から前記光出射面の外周に亘って設けられた光反射側面とを有しており、前記光入射面、前記光出射面及び前記光反射側面には、鏡面処理が施されており、前記支持部が、前記光反射側面に設けられていることを要旨とする。
本発明の一の特徴は、光源と、光変調素子と、前記光変調素子上に表示される画像を拡大する投写レンズとを備える投写型映像表示装置が、前記光源が発する光の分散角を小さくする光学素子を備え、前記光学素子が、透明樹脂製の本体部と前記本体部を支持する支持部とを有しており、前記本体部が、光入射面と、前記光入射面に対向して設けられた光出射面と、前記光入射面の外周から前記光出射面の外周に亘って設けられた光反射側面とを有しており、前記光入射面、前記光出射面及び前記光反射側面には、鏡面処理が施されており、前記支持部が、前記光反射側面に設けられており、前記光入射面の面積が、前記光出射面の面積よりも小さいことを要旨とする。
本発明によれば、光源が発する光の利用効率の低下を抑制するとともに、コストの削減を図ることが可能な光学素子及びこの光学素子を備える投写型映像表示装置を提供することができる。
以下において、本発明の実施形態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ることに留意すべきである。
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。
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置）
以下において、本発明の第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、本発明の第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１に示すように、投写型映像表示装置１００は、投写レンズ１７０を有しており、投写レンズ１７０によって拡大される画像をスクリーン２００上に表示する。
なお、第１実施形態において、投写型映像表示装置１００は、３板式のプロジェクタであるものとして説明する。
以下において、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２は、本発明の第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。なお、図２では、本発明に関連する構成のみが記載されており、他の光学素子（例えば、リレーレンズなど）などを投写型映像表示装置１００が有していてもよいことは当然である。
図２に示すように、投写型映像表示装置１００は、複数の光源１１０（光源１１０ｒ、光源１１０ｇ、光源１１０ｂ）と、複数のテーパーロッド１２０（テーパーロッド１２０ｒ、テーパーロッド１２０ｇ、テーパーロッド１２０ｂ）と、複数の導光部材１３０（導光部材１３０ｒ、導光部材１３０ｇ、導光部材１３０ｂ）と、複数の液晶パネル１４０（液晶パネル１４０ｒ、液晶パネル１４０ｇ、液晶パネル１４０ｂ）と、三角プリズム１５０と、ダイクロイックプリズム１６０と、投写レンズ１７０とを有する。
光源１１０ｒは、赤色の光を発する光源であり、赤色ＬＥＤ１１１ｒを有している。同様に、光源１１０ｇは、緑色の光を発する光源であり、緑色ＬＥＤ１１１ｇを有しており、光源１１０ｂは、青色の光を発する光源であり、青色ＬＥＤ１１１ｂを有している。
テーパーロッド１２０ｒは、光入射面よりも光出射面の面積が大きいテーパー形状を有しており、光源１１０ｒが発する赤色の光をテーパーロッド１２０ｒの側面（以下、光反射側面）で反射する光学部材である。また、テーパーロッド１２０ｒの光反射側面には、テーパーロッド１２０ｒの本体部１２５ｒを支持する支持部１２１ｒが設けられている。
同様に、テーパーロッド１２０ｇは、光入射面よりも光出射面の面積が大きいテーパー形状を有しており、光源１１０ｇが発する緑色の光をテーパーロッド１２０ｇの側面（以下、光反射側面）で反射する光学部材である。また、テーパーロッド１２０ｇの光反射側面には、テーパーロッド１２０ｇの本体部１２５ｇを支持する支持部１２１ｇが設けられている。
さらに、テーパーロッド１２０ｂは、光入射面よりも光出射面の面積が大きいテーパー形状を有しており、光源１１０ｂが発する青色の光をテーパーロッド１２０ｂの側面（以下、光反射側面）で反射する光学部材である。また、テーパーロッド１２０ｂの光反射側面には、テーパーロッド１２０ｂの本体部１２５ｂを支持する支持部１２１ｂが設けられている。
なお、テーパーロッド１２０ｒ、テーパーロッド１２０ｇ及びテーパーロッド１２０ｂは同様の構成を有しているため、必要に応じてこれらをテーパーロッド１２０と称する。同様に、支持部１２１ｒ、支持部１２１ｇ及び支持部１２１ｂは同様の構成を有しているため、必要に応じてこれらを支持部１２１と称する。さらに、本体部１２５ｒ、本体部１２５ｇ及び本体部１２５ｂは同様の構成を有しているため、必要に応じてこれらを本体部１２５と称する。
また、テーパーロッド１２０及び支持部１２１の詳細については後述する（図３及び図４を参照）。
導光部材１３０ｒは、テーパーロッド１２０ｒの光出射面から出射された赤色の光を導光部材１３０ｒの側面で反射させて液晶パネル１４０ｒ側に導く光学部材である。同様に、導光部材１３０ｇは、テーパーロッド１２０ｇの光出射面から出射された緑色の光を導光部材１３０ｇの側面で反射させて液晶パネル１４０ｇ（三角プリズム１５０）側に導く光学部材であり、導光部材１３０ｂは、テーパーロッド１２０ｂの光出射面から出射された青色の光を導光部材１３０ｂの側面で反射させて液晶パネル１４０ｂ側に導く光学部材である。
液晶パネル１４０ｒは、駆動回路（不図示）からの映像信号に応じて、赤色の光を変調してダイクロイックプリズム１６０に出射する。同様に、液晶パネル１４０ｇは、駆動回路（不図示）からの映像信号に応じて、緑色の光を変調してダイクロイックプリズム１６０に出射し、液晶パネル１４０ｂは、駆動回路（不図示）からの映像信号に応じて、青色の光を変調してダイクロイックプリズム１６０に出射する。
三角プリズム１５０は、導光部材１３０ｇの光出射面から出射された緑色の光を液晶パネル１４０ｇ側に反射する光学部材である。なお、導光部材１３０ｇの光出射面と三角プリズム１５０の光入射面との間には、緑色の光の全反射が妨げられないように、エアギャップが設けられている。
なお、三角プリズム１５０は、光源１１０ｇが発する緑色の光の進行方向を変えることによって、投写型映像表示装置１００の小型化を図るために設けられている。
ダイクロイックプリズム１６０は、液晶パネル１４０ｒからの赤色の光、液晶パネル１４０ｇからの緑色の光及び液晶パネル１４０ｂからの青色の光を合成する。具体的には、ダイクロイックプリズム１６０は、液晶パネル１４０ｒからの赤色の光及び及び液晶パネル１４０ｂからの青色の光を投写レンズ１７０側に反射する。一方で、ダイクロイックプリズム１６０は、液晶パネル１４０ｇからの緑色の光を透過する。
投写レンズ１７０は、液晶パネル１４０ｒ、液晶パネル１４０ｇ及び液晶パネル１４０ｂに表示された画像を拡大してスクリーン２００上に表示する。具体的には、投写レンズ１７０は、ダイクロイックプリズム１６０によって合成された光をスクリーン２００上に投写する。
（光学素子）
以下において、本発明の第１実施形態に係る光学素子（テーパーロッド１２０）について、図面を参照しながら説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係るテーパーロッド１２０を示す図である。
図３に示すように、テーパーロッド１２０の本体部１２５は、四角柱状のテーパー形状を有しており、透明樹脂によって構成された中実の光学素子である。ここで、透明樹脂とは、少なくとも大気よりも屈折率が大きい透明樹脂であり、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ Ｍｅｔｈｙｌ Ｍｅｔｈ Ａｃｒｙｌａｔｅ）などのアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ゼオネックス（登録商標）などである。
また、テーパーロッド１２０の本体部１２５は、光入射面１２２と、光入射面１２２に対向して設けられた光出射面１２３と、光入射面１２２の外周から光出射面１２３の外周に亘って設けられた光反射側面１２４（光反射側面１２４ａ〜光反射面１２４ｄ）を有している。
光入射面１２２には鏡面処理が施されており、光入射面１２２は、光が入射する面である。また、光出射面１２３には、鏡面処理が施されており、光出射面１２３は、光が出射する面である。さらに、光入射面１２２の面積は、光出射面１２３の面積よりも小さい。
なお、鏡面処理とは、傷や曇りがなく、ミクロンレベルの平面度が確保された面精度を有する鏡面を形成する処理である。具体的には、鏡面処理は、表面が鏡面である型を用いて、型に流し込まれた樹脂の表面に型の鏡面を転写することによって、テーパーロッド１２０の表面を鏡面とする処理である。なお、テーパーロッドがガラスによって構成されている場合には、微細な粒径を有する粒子で研磨する研磨工程によってテーパーロッドの表面が鏡面となるように加工される。
このように、光入射面１２２及び光出射面１２３に鏡面処理が施されていると、光の反射による光量損失が低減されるとともに、光入射面１２２及び光出射面１２３で光の方向が変わってしまうことが抑制される。
光反射側面１２４には鏡面処理が施されており、光反射側面１２４は、光入射面１２２から入射した光を全反射して光出射面１２３に導く。また、光反射側面１２４には、上述した複数の支持部１２１が設けられている。
このように、光反射側面１２４に鏡面処理が施されていると、光反射側面１２４で光の方向が変わってしまうことが抑制される。
なお、第１実施形態では、各支持部１２１は、光反射側面１２４ａと光反射面１２４ｂとが接する角部分、光反射面１２４ｂと光反射面１２４ｃとが接する角部分、光反射面１２４ｃと光反射面１２４ｄとが接する角部分及び光反射面１２４ｄと光反射側面１２４ａとが接する角部分に設けられている。
支持部１２１は、テーパーロッド１２０の本体部１２５と同一の透明樹脂によって構成されている。なお、支持部１２１及び本体部１２５は、一体成型によって形成されていることが好ましい。また、支持部１２１は、光入射面１２２から支持部１２１までの長さＬ１が光入射面１２２から光出射面１２３までの長さＬｔの１０％以上となる位置に設けられている。さらに、支持部１２１は、光出射面１２３から支持部１２１までの長さＬ２が光入射面１２２から光出射面１２３までの長さＬｔの１０％以上となる位置に設けられている。
このような構成を有するテーパーロッド１２０は、強度にムラがある光が光入射面１２２から入射した場合に、光入射面１２２から入射した光の強度を光出射面１２３で均一化する機能を有している。また、上述したように、テーパーロッド１２０は、光入射面１２２の面積が光出射面１２３よりも小さいテーパー形状を有しているため、光入射面１２２から入射した光の分散角を小さくする機能も有している。
以下において、本発明の第１実施形態に係る光学素子（テーパーロッド１２０）の詳細について、図面を参照しながらさらに説明する。図４（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るテーパーロッド１２０を側方から見た図であり、図４（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るテーパーロッド１２０を図４（ａ）に示すＡ方向から見た図である。
図４（ａ）に示すように、テーパーロッド１２０を平面ａ上に置いた場合には、テーパーロッド１２０の本体部１２５が支持部１２１によって支持されており、光反射側面１２４が平面ａに接することがない。
ここで、支持部１２１の形状、位置及び数は、光反射側面１２４が平面ａに接しなければ、特に限定されるものではない。具体的には、支持部１２１の形状、位置及び数は、テーパーロッド１２０のＢ方向の長さなどに応じて定められる。例えば、支持部１２１が小さい形状である場合には、支持部１２１の数が２以上であり、各支持部１２１が充分に離れて配置されることが好ましい。また、支持部１２１が大きい形状である場合には、支持部１２１の数が１つであり、Ｂ方向におけるテーパーロッド１２０の略中央部に配置されていることが好ましい。
さらに、光入射面１２２から入射した光の全反射を妨げないために、Ｂ方向において光反射側面１２４に支持部１２１が接する部分の面積は小さい方が好ましい。
図４（ｂ）に示すように、テーパーロッド１２０を平面ａ上に置いた場合には、テーパーロッド１２０の本体部１２５が支持部１２１によって支持されており、光反射側面１２４が平面ａに接することがない。また、本体部１２５及び支持部１２１は、一体成型されている。
ここで、支持部１２１の形状、位置及び数は、図４（ａ）に示した場合と同様に、光反射側面１２４が平面ａに接しなければ、特に限定されるものではない。具体的には、支持部１２１の形状、位置及び数は、テーパーロッド１２０のＣ方向の長さなどに応じて定められる。例えば、支持部１２１が小さい形状である場合には、支持部１２１の数が２以上であり、各支持部１２１が充分に離れて配置されることが好ましい。また、支持部１２１が大きい形状である場合には、支持部１２１の数が１つであり、Ｃ方向におけるテーパーロッド１２０の略中央部に配置されていることが好ましい。
さらに、図４（ａ）に示した場合と同様に、光入射面１２２から入射した光の全反射を妨げないために、Ｃ方向において光反射側面１２４に支持部１２１が接する部分は小さい方が好ましい。
（作用及び効果）
本発明の第１実施形態に係るテーパーロッド１２０によれば、テーパーロッド１２０が透明樹脂によって構成されていることにより、表面を鏡面とする研磨工程が必要なガラスによって構成されたテーパーロッドなどよりもコストを低く抑えることができる。
また、テーパーロッド１２０の本体部１２５を支持する支持部１２１が光反射側面１２４に設けられていることにより、テーパーロッド１２０を平面ａ上に置いた際に、光反射側面１２４が平面ａに接することがない。すなわち、投写型映像表示装置１００の製造工程などで傷がつきやすい場所を支持部１２１だけに限ることによって、光反射側面１２４に傷がつく可能性を抑制することができ、光利用効率の低下を抑制することができる。
また、本発明の第１実施形態に係るテーパーロッド１２０によれば、光出射面１２３から支持部１２１までの長さＬ２が、光入射面１２２から光出射面１２３までの長さＬｔの１０％以上であることにより、光入射面１２２から入射した光の全反射が光出射面１２３の近傍で支持部１２１によって妨げられない。従って、光出射面１２３の近傍に支持部１２１を設けることに起因して、光の強度の均一化が阻害されたり、光の利用効率が低下したりすることを抑制できる。
具体的には、仮に、光出射面１２３の近傍に支持部１２１を設けられていた場合には、支持部１２１によって不均一になる光は、そのまま光出射面１２３から出射されてしまう。
一方、光出射面１２３の近傍に支持部１２１が設けられていなければ、支持部１２１によって均一化が阻害された光は、光出射面１２３に至るまでに再び均一化される。従って、本発明の第１実施形態によれば、光の強度の均一化が阻害されたり、光の利用効率が低下したりすることを抑制できる。
さらに、本発明の第１実施形態に係るテーパーロッド１２０によれば、光入射面１２２から支持部１２１までの長さＬ１が、光入射面１２２から光出射面１２３までの長さＬｔの１０％以上であることにより、光入射面１２２から入射した光の全反射が光入射面１２２の近傍で支持部１２１によって妨げられない。従って、光の利用効率を支持部１２１が低下させる影響を小さく抑えることができる。
具体的には、支持部１２１を通過する光の量が多ければ多いほど、光量損失が大きくなるため、図４（ｂ）に示したテーパーロッド１２０の断面において支持部１２１が占める割合が大きければ大きいほど、光量損失が大きくなる。すなわち、第１実施形態では、光入射面１２２の面積が光出射面１２３の面積よりも小さいため、同一サイズの支持部１２１を光入射面１２２の近くに設ければ設けるほど、光の利用効率を支持部１２１が低下させる影響が大きくなってしまう。
一方、本発明の第１実施形態によれば、光入射面１２２の近傍に支持部１２１が設けられていないため、光の利用効率を支持部１２１が低下させる影響を小さく抑えることができる。
また、光入射面１２２の近傍では光の分散角が大きいが、光の分散角は、光入射面１２２から離れるに従って小さくなる。従って、光入射面１２２の近傍に支持部１２１が設けられていないことによって、光の低分散角化に支持部１２１が与える悪影響を低減することができる。
また、本発明の第１実施形態に係るテーパーロッド１２０によれば、支持部１２１が、各光反射側面１２４が接する角部分に設けられていることにより、この角部分以外に支持部１２１を設ける場合に比べて、支持部１２１を設けることによって生じる光利用効率の低下を抑制することができる。
さらに、本発明の第１実施形態に係るテーパーロッド１２０によれば、光源１１０がＬＥＤによって構成されていることにより、光源が高圧水銀灯によって構成されている場合に比べて、光源１１０が生じる熱が小さい。従って、テーパーロッド１２０を光源１１０の近くに配置する場合であっても、透明樹脂によって構成されたテーパーロッド１２０の劣化を防ぐことができる。
［第２実施形態］
以下において、本発明の第２実施形態に係る光学素子（テーパーロッド１２０）について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第１実施形態と第２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、上述した第１実施形態では、テーパーロッド１２０の本体部１２５は、四角柱状のテーパー形状を有していたが、第２実施形態では、テーパーロッド１２０の本体部１２５は、円柱状のテーパー形状を有する。
図５は、本発明の第２実施形態に係るテーパーロッド１２０を示す図である。図５に示すように、テーパーロッド１２０の本体部１２５は、円柱状のテーパー形状を有しており、透明樹脂によって構成されている。ここで、透明樹脂とは、上述したように、少なくとも大気よりも屈折率が大きい透明樹脂であり、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ Ｍｅｔｈｙｌ Ｍｅｔｈ Ａｃｒｙｌａｔｅ）などのアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ゼオネックス（登録商標）などである。
また、テーパーロッド１２０の本体部１２５は、第１実施形態と同様に、光入射面１２２と、光出射面１２３と、光入射面１２２の外周から光出射面１２３の外周に亘って設けられた光反射側面１２４とを有している。
光反射側面１２４には鏡面処理が施されており、光反射側面１２４は、光入射面１２２から入射した光を全反射して光出射面１２３に導く。また、光反射側面１２４には、複数の支持部１２１が設けられている。
支持部１２１は、テーパーロッド１２０の本体部１２５と同様の透明樹脂によって構成されている。また、支持部１２１は、光入射面１２２から支持部１２１までの長さＬ１が光入射面１２２から光出射面１２３までの長さＬｔの１０％以上となる位置に設けられている。さらに、支持部１２１は、光出射面１２３から支持部１２１までの長さＬ２が光入射面１２２から光出射面１２３までの長さＬｔの１０％以上となる位置に設けられている。
なお、支持部１２１の形状、位置及び数は、上述した第１実施形態と同様に、光反射側面１２４が平面ａに接しなければ、特に限定されるものではない。
［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。
例えば、上述した実施形態では、テーパーロッド１２０の本体部１２５は、四角柱状又は円柱状の形状を有しているが、これに限定されるものではなく、多角柱状の形状を有していてもよい。
また、上述した実施形態では、テーパーロッド１２０の本体部１２５は、光出射面１２３の面積よりも光入射面１２２の面積が小さいテーパー形状を有しているが、これに限定されるものではなく、光入射面１２２の面積よりも光出射面１２３の面積が小さい逆テーパー形状を有していてもよい。
さらに、上述した実施形態では、投写型映像表示装置１００は、導光部材１３０を有しているが、これに限定されるものではなく、導光部材１３０を有していなくてもよい。
また、光入射面１２２と光出射面１２３とは、相似形状であっても、非相似形状であってもよい。
さらに、支持部１２１の表面に鏡面処理が施されていてもよい。
また、上述した実施形態では、光変調素子として液晶パネル１４０を用いたが、これに限定されるものではなく、ＤＭＤ（Digital Micro Mirror Device）や反射型液晶パネルを光変調素子として用いてもよい。また、光変調素子は単数であってもよい。さらに、投写型映像表示装置１００は、背面投写型表示装置であってもよい。
さらに、光源１１０は、複数のＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイを有していてもよい。
（実施例）
以下において、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。図６は、本発明の一実施例において、光入射面１２２側の支持部１２１の位置と光量損失との関係を示す図である。また、図７は、本発明の一実施例において、光出射面１２３側の支持部１２１の位置と光出射面１２３における光量との関係を示す図である。
具体的には、第１実施形態に示したように、四角柱状のテーパー形状を有するテーパーロッド１２０の本体部１２５を準備し、光入射面１２２から支持部１２１までの長さＬ１を変化させたテーパーロッド１２０を作成した。なお、各光反射側面１２４が接する４つの稜線上にそれぞれ１つの支持部１２１を設けた。
最初に、光入射面１２２側の支持部１２１の位置と光量損失との関係について説明する。なお、図６において、横軸は、支持部１２１の位置、すなわち、光入射面１２２から支持部１２１までの長さ／光入射面１２２から光出射面１２３までの長さ（Ｌ１／Ｌｔ）を示している。また、縦軸は、テーパーロッド１２０全体の光量損失（Ｌｌｏｓｓ）を示している。
なお、支持部１２１を設けることによって生じる光量損失（Ｌｌｏｓｓ）をなくすことができないため、本実施例では、１つの支持部１２１を設けることによって生じる光量損失（Ｌｌｏｓｓ）を１％まで許容することとした。
図６に示すように、支持部１２１の位置（Ｌ１／Ｌｔ）が０．１未満である場合には、４つの支持部１２１を設けることによって生じる光量損失の合計が４％以上となることが確認された。一方、支持部１２１の位置（Ｌ１／Ｌｔ）が０．１以上である場合には、４つの支持部１２１を設けることによって生じる光量損失の合計が４％未満となることが確認された。
このように、支持部１２１の位置（Ｌ１／Ｌｔ）を０．１以上とすることによって、テーパーロッド１２０全体の光量損失を許容範囲内に抑えられることが確認された。
次に、光出射面１２３側の支持部１２１の位置（Ｌ２／Ｌｔ）と光出射面１２３における光量との関係について説明する。なお、図７において、横軸は、光出射面１２３の左右方向の位置を示しており、縦軸は、光出射面１２３の左右方向の位置における光量を示している。
図７に示すように、光出射面１２３側の支持部１２１から光出射面１２３までの長さ（Ｌ２）が、光入射面１２２から光出射面１２３までの長さ（Ｌｔ）の１０％よりも小さい場合には、光出射面１２３の左端及び右端で光量が落ちてしまうことが確認された。
一方、光出射面１２３側の支持部１２１から光出射面１２３までの長さ（Ｌ２）が、光入射面１２２から光出射面１２３までの長さ（Ｌｔ）の１０％以上である場合には、光出射面１２３の左端及び右端で光量が落ちないことが確認された。
このように、光出射面１２３側の支持部１２１から光出射面１２３までの長さ（Ｌ２）が、光入射面１２２から光出射面１２３までの長さ（Ｌｔ）の１０％以上とすることによって、光量損失が軽減されることが確認された。
本発明の第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。 本発明の第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。 本発明の第１実施形態に係るテーパーロッド１２０を示す図である（その１）。 本発明の第１実施形態に係るテーパーロッド１２０を示す図である（その２）。 本発明の第２実施形態に係るテーパーロッド１２０を示す図である。 本発明の一実施例において、支持部１２１の位置と光量損失との関係を示す図である。 本発明の一実施例において、支持部１２１の位置と光出射面１２３における光量との関係を示す図である。
符号の説明
１００・・・投写型映像表示装置、１１０・・・光源、１１１・・・ＬＥＤ、１２０・・・テーパーロッド、１２１・・・支持部、１２２・・・光入射面、１２３・・・光出射面、１２４・・・光反射側面、１２５・・・本体部、１３０・・・導光部材、１４０・・・液晶パネル、１５０・・・三角プリズム、１６０・・・ダイクロイックプリズム、１７０・・・投写レンズ、２００・・・スクリーン

Claims (5)

  1. 光入射面と、前記光入射面に対向して設けられた光出射面と、前記光入射面の外周から前記光出射面の外周に亘って設けられた光反射側面とを有する透明樹脂製の本体部を備えた光学素子であって、
    前記光入射面、前記光出射面及び前記光反射側面には、鏡面処理が施されており、
    前記光反射側面には、前記本体部を支持する支持部が設けられていることを特徴とする光学素子。
  2. 前記光出射面から前記支持部までの長さは、前記光入射面から前記光出射面までの長さの１０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
  3. 前記光入射面及び前記光出射面のうち、面積が小さい方の面から前記支持部までの長さは、前記光入射面から前記光出射面までの長さの１０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
  4. 光源と、光変調素子と、前記光変調素子上に表示される画像を拡大する投写レンズとを備える投写型映像表示装置であって、
    前記光源が発する光の強度を均一化する光学素子を備え、
    前記光学素子は、透明樹脂製の本体部と前記本体部を支持する支持部とを有しており、
    前記本体部は、光入射面と、前記光入射面に対向して設けられた光出射面と、前記光入射面の外周から前記光出射面の外周に亘って設けられた光反射側面とを有しており、
    前記光入射面、前記光出射面及び前記光反射側面には、鏡面処理が施されており、
    前記支持部は、前記光反射側面に設けられていることを特徴とする投写型映像表示装置。
  5. 光源と、光変調素子と、前記光変調素子上に表示される画像を拡大する投写レンズとを備える投写型映像表示装置であって、
    前記光源が発する光の分散角を小さくする光学素子を備え、
    前記光学素子は、透明樹脂製の本体部と前記本体部を支持する支持部とを有しており、
    前記本体部は、光入射面と、前記光入射面に対向して設けられた光出射面と、前記光入射面の外周から前記光出射面の外周に亘って設けられた光反射側面とを有しており、
    前記光入射面、前記光出射面及び前記光反射側面には、鏡面処理が施されており、
    前記支持部は、前記光反射側面に設けられており、
    前記光入射面の面積は、前記光出射面の面積よりも小さいことを特徴とする投写型映像表示装置。
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