CN101446747B - 投射型影像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及投射型影像显示装置，具有光源，光源；光学积分器，其变更从所述光源射出的光的照度分布；色分离光学系统，其将从所述光学积分器射出的光分离为多个光；和中继光学系统，其具有中继由所述色分离光学系统分离的光的多个中继透镜和反射镜，所述中继光学系统具有，调整所述多个中继透镜中的至少一个相对于从所述光源射出光的照明光轴的倾斜角度的机构。
Description
技术领域
本发明是涉及提供投射型影像显示装置的技术。
背景技术
在3板式投射型影像显示装置中，色分离的各色光到对应液晶面板的管路的光学距离(以下适宜地称为“光路长”)不同，至少有一个光路长比其它色的光的光路长要长。因此，在光路长的色的光的光路中使用中继光学体系进行光路长的修正，例如，在日本专利2004-226814号公报中有公开。
然而，如日本专利2004-226814号公报的课题的项中所指出的那样，由于中继光学体系中照明光的光束上下、左右反向，所以从色分离光学体系射出的光经过中继光学体系照射的液晶面板，与从色分离光学体系射出的光不过经过中继光学体系而直接照射的液晶面板中，照射于液晶面板的光束的照度分布也会上下、左右反向。
因此，在光源等照度分布有偏差的情况下，该偏差经过中继光学体系照射的液晶面板，与其他的液晶面板中，会出现相反的现象。就是说，照度相对高的光照射的部位，存在于对称的位置。
换言之，由于经过中继光学体系照射的液晶面板上，照度相对高的光照射的部位，与其他液晶面板上照度相对弱的光照射的部位，在投影面上合成，所以会发生照度平衡的破坏，显示图像中发生色彩不均(不均匀)的现象。
因此，在日本专利2004-226814号公报中，该图1表示了为了降低由于照度的不均匀而发生的色彩不均，在第二中继镜的附近配置遮光装置，由该遮光装置而调整光量的技术。在日本专利2004-226814号公报的技术的情况下，如图12c所示，B光的光量大幅度下降(遮光前的照度分布用虚线表示，遮光后的照度分布用实线表示)，因此，会发生色的平衡破坏，R光、G光、B光重合的(白色平衡)恶化的问题。
本发明是鉴于上述问题而提出，其目的在于，提供能够防止白色平衡恶化，降低色彩不均的投射型影像显示装置。
发明内容
本发明的投射型影像显示装置，具有光源；光学积分器，其变更从上述光源射出的光的照度分布；色分离光学系统，其将从上述光学积分器射出的光分离为多个光；和中继光学系统，其具有中继由上述色分离光学系统分离的光的多个中继透镜和反射镜，上述中继光学系统具有，调整上述多个中继透镜中的至少一个相对于从上述光源射出光的照明光轴的倾斜角度的机构。
上述倾斜角度调整机构设置于，配置在上述多个中继透镜中距上述光源的光路长较短的位置上的中继透镜。
上述中继光学系统具有：接受来自上述光源的光的第一中继透镜，对经过上述第一中继透镜的光进行反射的反射镜，和接受来自上述反射镜的光的第二中继透镜，以从上述光源朝向第一中继透镜的光的光轴方向为Z轴，以从上述反射镜朝向第二中继透镜的光的光轴方向为X轴，以与上述Z轴和上述X轴两者垂直的方向为Y轴，上述角度调整机构具有：保持第一中继透镜的保持部件，支撑上述保持部件的基体，和将上述保持部件与上述基体相互固定的固定部件，上述基体的上部是与上述Z轴和上述X轴(或Y轴)大致平行的面，上述基体的上部的与上述保持部件相接的面是球状的球状面，上述基体的上部具有在Z轴方向上延伸的开口部，在上述保持部件的与上述基体相接侧，设置有使上述固定部件进入的固定用孔，通过使上述固定部件经由该开口部穿过上述固定用孔，而将上述保持部件固定于上述基体，通过使上述固定部件沿着上述开口部在Z轴方向上转动，而变更上述第一中继透镜绕X轴(或Y轴)的角度，通过使上述保持部件绕上述固定部件转动，而变更绕Y轴(或X轴)的角度。
上述保持部件的与上述基体的上部相接的面是球状。
上述保持部件的与上述基体的上部相接的球状面，和上述基体的上部的与上述保持部件相接的球状面具有相同曲率。
上述保持部件的与上述基体的上部相接的球状面，和上述基体的上部的与上述保持部件相接的球状面是同心的球状面。
以上，根据本发明，即使是在光源侧照度分布发生偏差的情况下，也能够提供能够防止白色平衡恶化，降低色彩不均的投射型影像显示装置。
附图说明
图1是本发明中投射型影像显示装置的光学系统的模式结构图。
图2A及图2B是本发明中投射型影像显示装置的第一实施例的第一中继镜的角度调整机构附近的立体图。
图3是表示第一实施例中保持第一中继镜的部件的立体图。
图4A及图4B是第一实施例中基体上盖的立体图。
图5A及图5B是第一实施例的第一中继镜的角度调整机构的立体图。
图6是表示第一实施例中第一中继镜的角度调整用工具的立体图。
图7是表示第一实施例中第一中继镜的角度调整机构的截面图。
图8是表示第一实施例中第一中继镜的角度调整机构的角度调整方法的立体图。
图9A及图9B是表示第一实施例中第一中继镜的角度调整机构的上面图及侧面图。
图10A、图10B及图10C是表示第一中继镜的透镜面对于照明光轴垂直配置情况下的主要部分概略图与照度分布的图。
图11A、图11B及图11C是表示第一中继镜的透镜面对于照明光轴倾斜规定角度状态下的主要部分概略图与照度分布的图。
图12A、图12B及图12C是表示照度分布状态的图。
图13A及图13B是本发明中投射型影像显示装置的第二实施例的第一中继镜的角度调整机构附近的立体图。
图14是表示第二实施例中第一中继镜的角度调整结构部件的立体图。
图15是第二实施例中基体上盖的立体图。
图16A及图16B是第二实施例中第一中继镜的角度调整机构的截面图。
具体实施方式
下面使用附图详细说明本发明的实施方式。还有，本发明并不限于图示的例，在各图中，具有共同功能的要素都赋予同样的符号，对于一次说明后的要素，以后的重复说明予以省略。
图1是本发明的投射型影像显示装置的光学系统的模式结构图。这里，作为影像显示元件，是使用液晶面板。
如图1所示，投射型影像显示装置的光学系统具有：安装于基体500的照明光学系统100，色分离光学系统200，中继光学系统300，2枚聚光透镜13、14，3枚液晶面板30、31、32，色合成棱镜33，和投影棱镜34。
而且，这些光学元件安装于基体500，构成光学单元600，光学单元600与驱动液晶面板的驱动电路(未图示)及电源电路(未图示)一起，装载于未图示的壳体，构成投射型影像显示装置。
在照明光学系统100中，作为光源使用收存于反射镜2内的灯1。反射镜2的形状并无限制，这里作为一例，使用的是从后面覆盖灯1而配置的旋转抛物面形状的反射面。
而且，在反射镜2的光射出方向上，形成圆形或多边形的射出开口。灯1可以使用超高压水银灯、金属卤化物灯、氙灯、水银氙灯、卤族灯等白色的灯。
在从反射镜2射出光的射出方向上，配置有第一阵列透镜3，在第一阵列透镜3的光射出面侧，配置有第二阵列透镜4。而且，在第二阵列透镜4的光射出面侧，配置有偏光变换元件5。
第一阵列透镜3，从照明光轴1000的延伸方向上看，是具有与液晶面板大致相似矩形的多个透镜单元配置为矩阵状(二维)，因此，由多个透镜单元将从光源入射的光分割为多个光，有效地导入而通过第二阵列透镜4与偏光变换元件5。就是说，第一阵列透镜3设置为，使灯1与第二阵列透镜4的各透镜单元成为光学共轭关系。
第二阵列透镜4与第一阵列透镜3同样，在一侧的透镜面上，从照明光轴1000的延伸方向上看，矩形的多个透镜单元配置为矩阵状，第二阵列透镜4构成为，使构成的各个透镜单元将对应的第一阵列透镜3的透镜单元的形状投影(成像)于液晶面板30、31、32。
偏光变换元件5构成为，使第二阵列透镜4所射出的光调制为规定的偏光方向。
在偏光变换元件5光射出面侧配置有汇聚透镜6。由于第一阵列透镜3的各透镜单元与液晶面板30、31、32，是按照光学共轭的关系而设计的，所以由第一阵列透镜3所分割为多束的光束，利用第二阵列透镜4及汇聚透镜6，按照某一照度分布而重叠投影在液晶面板30、31、32上。
而且，具有上述灯1、第一阵列透镜3、第二阵列透镜4、偏光变换元件5及汇聚透镜6的装置作为照明光学系统100，光学积分器(optical integrator)由第一阵列透镜3、第二阵列透镜4、偏光变换元件5及汇聚透镜6构成。利用照明光学系统100，能够将从光源射出的随机偏光方向的光调制为规定的偏光方向，并对液晶面板均匀照明。
在汇聚透镜6的光射出面侧，配置有第一分色镜(dichroic mirror)10。第一分色镜10构成为能够反射R光，并透过G光、B光。
在由第一分色镜10所反射的R光的行进方向上，配置有反射镜12，在由反射镜12所反射的R光的行进方向上，配置有第一聚光透镜14。第一聚光透镜14使R光聚光的结构，在第一聚光透镜14的光射出面侧，配置有作为图像显示元件的第一液晶面板30。在第一液晶面板30的光射出面侧，配置有色合成棱镜33。
而且，在透过第一分色镜10的G光、B光的行进方向上，配置有第二分色镜11。第二分色镜11构成为能够反射G光，并透过B光。在由第二分色镜11所反射的G光的行进方向上，配置有第二聚光透镜13，在第二聚光透镜13的G光射出面侧，配置有第二液晶面板31。而且，在G光用的第二液晶面板31的光射出面一侧，配置有色合成棱镜33。
在透过第二分色镜11的B光的行进方向上，配置有第一中继透镜20。在第一中继透镜20的光射出面侧配置有反射镜23，在由反射镜23所反射的B光的行进方向上，配置有第二中继透镜21。在第二中继透镜21的光射出面侧配置有反射镜24。
在由反射镜24反射的B光的行进方向上，配置有第三中继透镜22。而且，在第三中继透镜22的光射出面侧，配置有B光用的第三液晶面板32，在第三液晶面板32的光射出面侧，配置有色合成棱镜33。
色合成棱镜33构成为，根据从第一、第二、第三液晶面板30、31、32入射的R光、G光、B光合成为彩色图像，并将合成的彩色图像输出。在色合成棱镜33的彩色图像输出面侧，例如配置有由变焦透镜构成的投影透镜34，投影透镜34构成为将入射的彩色图像放大投影于未图示的屏幕上。
在色分离光学系统200中，具有第一、第二分色镜10、11及反射镜12，在中继光学系统300中，设置有第一中继透镜20、反射镜23、第二中继透镜21、反射镜24及第三中继透镜22。
而且，在本实施例中，从光源射出的光，是首先分离出R光，接着分离出G光与B光，但是，分离从光源射出的光的顺序并不限于此。从光源射出的光，也可以是首先分离出G光或B光，接着再分离剩下的二色光。而且，进行中继(relay)的光也不限于B光，也可以是R光或G光。
而且，与从光源到R光用的第一液晶面板30的光学距离(以下将光学距离称为“光路长”，例如，将R光的光路长称为R光路长)和从光源到G光用的第二液晶面板31的光路长(G光路长)相比，从光源到B光用液晶面板31的光路长(B光路长)较长。中继光学系统300用于修正该光路长。
而且，在B光路上的第一中继透镜20附近，由照明光学系统100形成第一阵列透镜3的各透镜单元的像重叠的假想液晶显示像350。中继光学系统300的目的是，将该假想液晶显示像350中继(成像)于B光用的第三液晶面板32。就是说，作为中继光学系统300的中间透镜的第二中继透镜21，将假想液晶显示像350成像于B光用的第三液晶面板32。即，假想液晶显示像350与第三液晶面板32是物与像的关系。
另外，作为中继光学系统300的入射侧透镜的第一中继透镜20，将通过了假想液晶显示像350的光聚光于第二中继透镜21，使得第三液晶面板32上成像的照度处处均匀。在第二中继透镜21上，形成在第二阵列透镜4上形成的多个电弧像。就是说，第二阵列透镜4与第二中继透镜21为物与像的关系。
另外，在第一中继透镜20，设置有角度调整机构330。角度调整机构330，其通过使第一中继透镜20的光轴相对于照明光轴1000倾斜，来调整B光用的第三液晶面板32上照度分布偏差。
以下参照附图对角度调整机构330进行详细说明。这里，为了说明的方便，使用直角坐标系。这里所使用的直角坐标系，以照明光轴1000的延伸方向为Z轴方向，在与Z轴垂直的面内，以与重力方向平行的方向为Y轴方向，而且，在与Z轴垂直的面内，以与Y轴垂直的方向为X轴方向。以下所使用的直角坐标系也与这里所使用的直角坐标系同样。
当然，也不限于上述直角坐标系。例如，也可以将从光源向第一中继透镜20的光的光轴方向的照明光轴1000的延伸方向作为Z轴方向，在经过上述第一中继透镜20的光被反射镜23反射，而向第二中继透镜21的方向反射的情况下，以从上述反射镜23向上述第二中继透镜21的光的方向为X轴，以与上述Z轴及X轴都垂直的方向为Y轴。在这种情况下，上述Z轴与上述X轴，也可不必垂直。
图2A及图2B是第一中继透镜20的角度调整机构330附近(这里是从假想液晶显示像350，通过反射镜23，至通过第二中继透镜21)的立体图。图2A是安装了基体上盖510的样式，图2B是为了说明而将基体上盖510取下的图，如图所示，第一中继透镜20与第二中继透镜21等光学部件配置于基体500的规定位置，并由基体上盖510覆盖。
角度调整机构330由，安装有第一中继透镜20的保持部件1100，基体上盖510，以及螺丝1001构成。另外，在基体上盖510的第一中继透镜20部的上表面1200，形成有在Z轴方向为长孔的固定用长孔1103及两个角度调整用长孔1101、1102。在对保持部件1100(第一中继透镜20)进行角度调整之后，保持部件1100由螺丝1001，通过固定用长孔1103，固定于基体上盖510。以下对各部件进行说明。
图3是保持部件1100的立体图。旋转中心1008是调整第一中继透镜20时的旋转中心，后面进行详细叙述。旋转中心1008位于照明光轴1000，通过该旋转中心1008，平行于Y轴的轴为1006，平行于X轴的轴为1007。而且，绕轴1006的旋转为θy，绕轴1007的旋转为θx。
保持部件1100，由其侧缘部保持第一中继透镜20，不遮挡透过第一中继透镜20的有效光。保持部件1100的上表面1005是以旋转中心1008为中心的球面。在该上表面1005上设置有螺丝孔1002，保持部件1100由螺丝1001而固定于基体上盖510。进而在基体上盖510上，设置有保持孔1003、1004。
图4A及图4B表示基体上盖510的第一中继透镜20附近。在基体上盖510上，如上所述，设置有固定用长孔1103，角度调整用长孔1101、1102。固定用长孔1103，是Z轴方向的长孔，具有比螺丝1001的螺丝外径稍大的孔径。
进而，基体上盖510的上面1200成为圆柱状，其中心在通过旋转中心1008的轴1007上。另外，基体上盖510的保持部件1100侧的形状，如图4B所示，设置有球状面1104，是与保持部件1100的上表面1005相同曲率的球状面。
在图2中，基体上盖510是与Z轴及X轴大致平行的面，设置有固定用长孔1103。保持部件1100沿着固定用长孔1103，在Z轴方向转动，由此变更、调整第一中继透镜20绕X轴的角度，通过保持部件1100绕螺丝1001的转动，变更、调整绕Y轴的角度。
但是，对于上述角度的变更、调整，也可以是颠倒X轴旋转与Y轴旋转的关系。在这种情况下，基体上盖510成为与Z轴及Y轴大致平行的面，设置有固定用长孔1103，保持部件1100沿着固定用长孔1103，在Z轴方向转动，由此变更、调整第一中继透镜20绕Y轴的旋转角度，通过保持部件1100绕螺丝1001的转动，变更、调整绕X轴的角度。
接着，参照图5～图7，对角度调整机构330的调整方法加以说明。
图5A是将调整用具1300安装于保持部件1100的状态的立体图，图5B是为了对内部进行说明而将基体上盖510取下的图。如图5A、图5B所示，调整用具1300是由夹盘(chuck)部件1201、1202，测角台(ゴニオステ—ジ)1204、1205构成。测角台1205固定于未图示的夹具等。通过夹盘部件1201、1202分别与保持孔1003、1004的结合，能够用调整用具1300调整保持部件1100的角度。
图6是表示调整用工具1300的图。如上所述，夹盘部件1201、1202能够与保持部件1100的保持孔1003、1004(未图示)相结合，夹盘部件1201、1202按图中箭头方向开闭，能够与保持部件1100结合或放开。
图7是表示由第一中继透镜20的旋转中心1008，在与照明光轴1000垂直的平面上切开的截面图。图7是表示夹盘部件1201、1202闭合的状态，夹盘部件1201、1202与保持部件1100的保持孔1003、1004相结合。从图7的状态，通过使夹盘部件1201、1202向离开螺丝1001的方向上打开，可使夹盘部件1201、1202从保持孔1003、1004释放。
另外，如图所示，夹盘部件1201、1202可以插入设置于基体上盖510的调整用长孔1101、1102，调整后打开夹盘部件1201、1202，释放保持部件1100，由此能够将调整用具1300从保持部件1100取下。此时，调整用长孔1101、1102的长度和宽度为不干涉夹盘部件1201、1202程度。而且，调整后由螺丝1001固定，保持部件1100的球状面1005能够与基体上盖510的球状面1104紧密结合，能够进行强的保持。
图8是表示由角度调整机构进行了角度调整的模样的图。表示调整用具1300配置于规定的位置，由此能够使测角台1204、1205的动作连续进行，使第一中继透镜20转动。
图9A是从上面看到的调整用具1300的图，是第一中继透镜20绕旋转中心1008旋转θy的情况的例。如图所示，测角台1204在向着虚线箭头方向(θy方向)可旋转的方向组装于调整用具1300。由于调整用具1300是通过夹盘部件1201、1202而与保持部件1100相结合，所以通过调整用具1300的转动，保持部件1100也转动。
测角台1204的旋转中心与第一中继透镜20的旋转中心1008相一致。由此，由测角台1204的旋转而改变调整用具1300的角度θy时，第一中继透镜20也是旋转中心1008的位置不移动，但角度θy变化。图9B是从侧面看到的调整用具1300的图，是第一中继透镜20绕旋转中心1008旋转θx的情况的例。如图所示，测角台1205在向着虚线箭头方向(θx方向)可旋转的方向组装于调整用具1300。
而且，与图9A同样，由于测角台1205的旋转中心与第一中继透镜20的旋转中心1008相一致，所以，当由测角台1205的旋转而改变调整用具1300的角度θx时，第一中继透镜20也是旋转中心1008的位置不移动，但角度θx变化。该转动与上述θy方向的转动能够独立地进行。
在由调整用具1300对第一中继透镜20进行调整之后，夹盘部件1201、1202与保持部件1100的结合被解除，由此能够将调整用具1300取下。就是说，在进行第一中继透镜20的角度调整时，使用调整用具1300，调整后取下，由此无需在光学单元600中设置调整机构，能够实现光学单元600的小型化。
接着，对于基于对第一中继透镜20进行角度调整而引起的照度分布变化进行说明。图10A～图10C及图11A～图11C是将从中继光学系统的第一中继透镜20到B光用第三液晶面板32的主要部分放大，包含直线所表示的照明光轴1000的XZ截面图。图10A是表示第一中继透镜20的透镜面对于照明光轴1000垂直配置情况下的光线图，图11A是表示第一中继透镜20绕旋转中心1008旋转情况下的光线图。
在图10A～图10C中，入射到第一中继透镜20的光，由第一中继透镜20聚光，在第二中继透镜21附近形成焦点。通过第二中继透镜21后发散的光线，由第三中继透镜22变为与照明光轴1000平行，并入射到第三液晶面板32。第二中继透镜21作用是，使在第一中继透镜20附近得到的假想液晶显示像350的照度在X轴方向上均匀的像，在第三液晶面板32上成像。
这里，将在第一中继透镜20附近得到的与第三液晶面板相似的矩形形状的假想液晶显示像350面上的、包含照明光轴1000的XZ截面中任意的点设为A、B、C、D、E。而且，矩形形状的假想液晶显示像350面上，利用从点A、B、C、D、E与X轴平行延伸的直线分割的区域的符号，分别为GAB、GBC、GCD、GDE。
例如，GAB表示点A与点B之间的区域。另外，区域GAB、GBC、GCD、GDE中所包含的光量，分别用符号F1、F2、F3、F4表示。而且，通过假想液晶显示像350面上的各点A、B、C、D、E的光线与第三液晶面板32相交的点，在图10A中为A′、B′、C′、D′、E′，在图11A中为A”、B”、C”、D”、E”。
在使AB、BC、CD、DE之间的距离相等时，如图10B所示的照度分布那样，由于假想液晶显示像350面上的照度分布均匀，所以光量F1、F2、F3、F4分别相等。因此，区域GAB、GBC、GCD、GDE各照度的关系，如图10B所示，可以用下面的式1所表示。
F1÷SAB＝F2÷SBC＝F3÷SCD＝F4÷SDE ……式1
式中，SAB、SBC、SCD、SDE分别表示区域GAB、GBC、GCD、GDE的面积。
在第一中继透镜20的透镜面对于照明光轴1000不倾斜的情况下，由于A′B′、B′C′、C′D′、D′E′之间的距离相等，另外，光量F1、F2、F3、F4也分别相等，所以第三液晶面板上的照度也均匀。所以，与区域GAB、GBC、GCD、GDE相对应的第三液晶面板上的区域GA′B′、GB′C′、GC′D′、GD′E′的各照度，如图10C所示，可以用下面的式2所表示。式中，区域GA′B′、GB′C′、GC′D′、GD′E′的面积分别SA′B′、SB′C′、SC′D′、SD′E′表示。
F1÷SA′B′＝F2÷SB′C′＝F3÷SC′D′＝F4÷SD′E′ ……式2
还有，图10B的图表的横坐标，表示假想液晶显示像350面上的X轴方向上的位置，纵坐标表示假想液晶显示像350面上的X轴方向位置上的照度。而且，图10C的图表的横坐标，表示第三液晶面板32上的X轴方向上的位置，纵坐标表示第三液晶面板32的X轴方向位置上的照度。
接着，表示第一中继透镜20的透镜面对于照明光轴1000倾斜的情况下的照度分布。在第一中继透镜20如图11A所示倾斜的情况下，由于AB、BC、CD、DE之间的距离相等，所以如图11B所示的照度分布那样，虽然假想液晶显示像350面上的照度分布均匀，但是距离A”B”、B”C”、C”D”、D”E”不相等，成为A”B”>B”C”>C”D”>D”E”。
由于光量F1、F2、F3、F4全部相等，所以液晶面板上的照度分布可以用式3所表示，成为图11C的照度分布那样不均匀的分布。式中，区域GA”B”、GB”C”、GC”D”、GD”E”的面积由SA”B”、SB”C”、SC”D”、SD”E”表示。
F1÷SA”B”<F2÷SB”C”<F3÷SC”D”<F4÷SD”E” ……式3
还有，图11B的图的横坐标，表示(意味着)假想液晶显示像350面上的X轴方向上的位置，纵坐标表示假想液晶显示像350面上的X轴方向位置上的照度。而且，图11C的图的横坐标，表示第三液晶面板32上的X轴方向上的位置，纵坐标表示第三液晶面板32的X轴方向位置上的照度。
如上所述，通过使第一中继透镜20对于照明光轴1000倾斜，能够调整对液晶面板32投影的光的照度分布的梯度(斜率)。就是说，即使是因光源的偏差等使F1、F2、F3、F4的光量不均匀，产生了色彩不均，通过使第一中继透镜20绕照明光轴1000上的旋转中心1008旋转，并向规定的方向倾斜，就能够不降低光量，进行对B光的照度分布形状与R光、G光的照度分布形状相同地进行修正，而可降低色彩不均。
如上所述，通过调整第一中继透镜20的角度，能够不降低光量，保持色彩的平衡，不产生白色平衡的恶化，能够降低色彩不均。
接着，对本实施例的作用进行说明。
投射型影像显示装置的电源接通后，从灯1射出的光，由反射镜2的反射面所反射，照射到第一阵列透镜3。照射到第一阵列透镜3的光，由第一阵列透镜3的多个透镜单元分割为多个光，之后照射到第二阵列透镜4。照射到第二阵列透镜4的光，透过第二阵列透镜4的多个透镜单元之后照射到偏光变换元件5。
在使照射到偏光变换元件5的光调制成规定的偏光方向之后，照射到汇聚透镜6。照射到汇聚透镜6的光，聚光之后照射到第一分色镜10。照射到第一分色镜10的光中，R光反射，G光及B光透过。
第一分色镜10所反射的R光，由反射镜12反射之后照射到第一聚光透镜14。由第一聚光透镜14所聚光的R光，照射到第一液晶面板30，透过第一液晶面板30的R光，入射到色合成棱镜33。
另一方面，透过第一分色镜10的G光及B光，照射到第二分色镜11。照射到第二分色镜11的G光及B光中，G光由第二分色镜11反射，B光透过第二分色镜11。由第二分色镜11所反射的G光，照射到第二聚光透镜13，聚光后照射到第二液晶面板31。透过第二液晶面板31的G光，照射到色合成棱镜33。
透过第二分色镜11的B光，照射到第一中继透镜20。保持第一中继透镜20的保持部件1100，上面1005与基体上盖510的球状面1104相接，由螺丝1001临时固定。基体上盖510安装于基体500。
接着，将调整用具1300配置于适当的位置，从调整用长孔1101、1102插入夹盘部件1201、1202，与保持部件1100的保持孔1003、1004相结合。通过调整调整用具1300的测角台1204、1205的角度，使第一中继透镜20在θx、θy方向上进行调整，使第三液晶面板32的照度分布接近第一及第二液晶面板30、31的照度分布。就是说，由角度调整机构330使第一中继透镜20相对于照明光轴1000不倾斜情况下屏幕上的照度分布如图12B那样，在B光的照度分布具有与R光及G光的照度分布左右相反的照度分布地情况下，调整角度调整机构330，使第一中继透镜20对于照明光轴1000倾斜。
而且，在B光的照度投影于屏幕时，旋转保持部件1100，决定第一中继透镜20相对于照明光轴1000倾斜的角度，以使B光的照度分布与R光及G光的照度分布同样。其后由螺丝1001固定保持部件1100的位置。由螺丝1001固定后，打开夹盘部件1201、1202，从保持部件1100离开，取下调整用具1300。
如上所述，调整对于照明光轴1000倾斜规定角度的第一中继透镜20的照度分布，使透过第一中继透镜20的B光，在第二中继透镜21附近聚光后透过第二中继透镜，之后发散并照射到第三中继透镜22。照射到第三中继透镜22的B光，由第三中继透镜22变换为与照明光轴1000平行的光，之后照射到第三液晶面板32，透过第三液晶面板32的B光，入射到色合成棱镜33。
透过各液晶面板的R光、G光、B光，由作为色合成元件的色合成棱镜33合成为彩色图像后，通过投影透镜34，到达未图示的屏幕。利用投影透镜34将在各液晶面板30、31、32上由光强度调制而形成的光学像放大投影于屏幕。
以上，根据本实施例，即使是照度分布有偏差，也能够利用角度调整机构330对作为中继光学系统的入射侧透镜的第一中继透镜20调整相对于照明光轴1000的倾斜，即进行角度调整，由此能够调整对第三液晶面板32投影的光的照度分布，防止白色平衡的恶化并降低因照度分布偏差引起的色彩不均。
而且，除了色彩不均的调整之外，还能够得到以下的效果。
(1)将保持部件1100的结合位置定位于通过旋转中心1008的轴1006上，使基体上盖510的上面1200成为以通过旋转中心1008的X轴1007为原点的圆柱状，由此，在保持部件1100进行θx、θy旋转的情况下，螺丝1001通过固定用长孔1004上，因此仅利用1个螺丝1001就可进行θx、θy二者的调整。另外，通过固定部件的削减与固定机构空间的削减，还能够使投射型影像显示装置小型化。
(2)保持部件1100的上面1005与基体上盖510的球状面1104，具有以旋转中心1008为中心的球面形状，由此，即使是进行保持部件1100的角度调整，也能够不移动旋转中心1008，而进行色彩不均的调整。另外，由于以球面相互接触，所以即使是进行角度调整，也能够使结合力维持一定。
接着说明投射型影像显示装置的第二实施例。在第一实施例中，是使用调整用具1300进行角度调整，但是在第二实施例中，是使用结构部件取代调整用具1300来进行角度调整。为了能够简易地说明，第一实施例中使用的符号、坐标系，原封不动地使用。
图13A及图13B是第一中继镜20的角度调整机构1600附近(从假想液晶显示像350，通过反射镜23，到通过第二中继透镜21)的立体图。图13A的1500是基体上盖，图13B是为了说明而去除了基体上盖1500的图。与第一实施例同样，第一中继透镜20等光学部件配置于基体500的规定位置，由基体上盖1500覆盖。
如图13B所示，角度调整机构1600由基体上盖1500、螺丝1001、保持部件1100、角度调整部件1400构成，角度调整部件1400的夹盘部件1304、1305与保持部件1100的保持孔1003、1004相互结合。
图14是角度调整部件1400的立体图。角度调整部件1400由螺丝固定底面部1301、球面部1302、螺丝通孔1303、夹盘部件1304、1305所构成。
螺丝固定底面部1301是与螺丝1001相接的平面。球面部1302是以第一中继透镜20的旋转中心1008为中心的球面。螺丝通孔1303是为了使螺丝1001透过的孔，具有比螺丝1001的螺径稍大的孔。夹盘部件1304、1305与保持部件1100的保持孔1003、1004相互结合。
图15是安装了保持部件1100及角度调整部件1400的基体上盖1500。在上部具有与角度调整部件1400的球状面1302相同曲率的球状面1401。基体上盖1500与第一实施例的基体上盖510相比，仅球状面1401不同，其他部分都相同，因此各部分的名称、符号都与基体上盖510相同，其说明予以省略。
图16A是通过旋转中心1008的XY平面的截面图，图16B是通过旋转中心1008的YZ平面的截面图。如图16所示，夹盘部件1304、1305与保持部件1100的保持孔1003、1004相互结合。保持部件1400是弹性体，夹盘部件1304、1305在箭头方向上的弹性变形，由此能够插入保持部件1100的保持孔1003、1004并与之结合。
以下参照图16，对第一中继透镜20的角度调整进行说明。
首先，保持部件1100与角度调整部件1400以夹持基体上盖1500的方式相结合。接着，在球状面1302与球状面1401总是紧密贴合的状态下使角度调整部件1400动作，由此，使第一中继透镜20向θx方向及θy方向转动。由于球状面1005、球状面1104、球状面1302及球状面1401的中心与旋转中心1008一致，所以也能够进行θx方向及θy方向的转动。
当在θx方向及θy方向动作后，螺丝1001通过螺丝通孔1303，旋入螺丝孔1002。螺丝与螺丝固定底面部1301相接，完成固定。通过以上的动作，使第一中继透镜20在θx方向及θy方向旋转并固定。
关于第二实施例的作用，除了在第一中继透镜20的旋转中使用调整用具1300之外，都与第一实施例相同，是使用手动的角度调整部件1400取代调整用具1300而进行转动。
因此，对投射型影像显示装置的作用的说明予以省略。以上，通过使用角度调整部件1400的旋转机构，即使是照度分布发生偏差，通过由第二角度调整机构1600对第一中继透镜20进行角度调整，就能够调整对第三液晶面板32投影的光的照度分布，能够防止白色平衡的恶化并能够降低由照度分布地偏差引起的色彩不均。
而且，除了第一实施例中列举的效果之外，还能够得到以下的效果。
(1)通过设置角度调整部件1400的螺丝固定底面部1301，即使是进行角度调整，也能够对螺丝1001进行面全体地固定，能够由更稳定的保持力，得到更强的结合。
(2)通过手动调整角度调整部件1400，能够简易地进行色彩不均的调整。
(3)通过在角度调整部件1400中设置夹盘部件1304、1305，在保持部件1100上形成保持孔1003、1004，能够简易地进行保持部件1100与角度调整部件1400的安装。由此，在组装投射型影像显示装置时，就没有必要直至色彩不均的调整工序才安装螺丝1001，由于能够不使用调整用具而进行安装，所以非常适合于生产。
Claims (5)
1.一种投射型影像显示装置，其特征在于，具有：
光源；
光学积分器，其变更从所述光源射出的光的照度分布；
色分离光学系统，其将从所述光学积分器射出的光分离为多个光；和
中继光学系统，其具有中继由所述色分离光学系统分离的光的多个中继透镜和反射镜，
所述中继光学系统具有，调整所述多个中继透镜中的至少一个相对于从所述光源射出光的照明光轴的倾斜角度的机构，
所述中继光学系统具有：接受来自所述光源的光的第一中继透镜，对经过所述第一中继透镜的光进行反射的反射镜，和接受来自所述反射镜的光的第二中继透镜，
以从所述光源朝向第一中继透镜的光的光轴方向为Z轴，
以从所述反射镜朝向第二中继透镜的光的光轴方向为X轴，
以与所述Z轴和所述X轴两者垂直的方向为Y轴，
所述角度调整机构具有：保持第一中继透镜的保持部件，支撑所述保持部件的基体，和将所述保持部件与所述基体相互固定的固定部件，
所述基体的上部是与所述Z轴、和所述X轴及所述Y轴中的一方的轴大致平行的面，
所述基体的上部的与所述保持部件相接的面是球状的球状面，
所述基体的上部具有在Z轴方向上延伸的开口部，
在所述保持部件的与所述基体的上部相接侧，设置有使所述固定部件进入的固定用孔，
通过使所述固定部件经由该开口部穿过所述固定用孔，而将所述保持部件固定于所述基体，
通过使所述固定部件沿着所述开口部在Z轴方向上转动，而变更所述第一中继透镜绕所述一方的轴的角度，
通过使所述保持部件绕所述固定部件转动，而变更绕所述X轴及所述Y轴中的另一方的轴的角度。
2.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其特征在于：
所述倾斜角度调整机构设置于，配置在所述多个中继透镜中距所述光源的光路长最短的位置上的中继透镜。
3.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其特征在于：
所述保持部件的与所述基体的上部相接的面是球状。
4.根据权利要求3所述的投射型影像显示装置，其特征在于：
所述保持部件的与所述基体的上部相接的球状面，和所述基体的上部的与所述保持部件相接的球状面具有相同曲率。
5.根据权利要求3所述的投射型影像显示装置，其特征在于：
所述保持部件的与所述基体的上部相接的球状面，和所述基体的上部的与所述保持部件相接的球状面是同心的球状面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HITACHI LTD. Free format text: FORMER OWNER: HITACHI,LTD. Effective date: 20130816 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130816 Address after: Tokyo, Japan Patentee after: Hitachi Consumer Electronics Co.,Ltd. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Hitachi Manufacturing Co., Ltd. |
|
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HITACHI MAXELL LTD. Free format text: FORMER OWNER: HITACHI LTD. Effective date: 20150302 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150302 Address after: Osaka Japan Patentee after: Hitachi Maxell, Ltd. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Hitachi Consumer Electronics Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180302 Address after: Kyoto Japan Patentee after: Mike seer Address before: Osaka Japan Patentee before: Hitachi Maxell, Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120509 Termination date: 20181201 |