JP2001154265A - 液晶プロジェクタの光軸調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、液晶プロジェクタのプロジェクタ本
体に投影レンズを傾動手段を介して傾動自在に支持さ
せ、傾動手段によって投影レンズを傾動させることによ
り、投影レンズの光軸を、透過型液晶表示板を透過した
画像光の光軸に合わすことができる液晶プロジェクタの
光軸調整装置を提供する。 【解決手段】本発明は、液晶プロジェクタ１０の投影レ
ンズ１４を、移動台７０及びシフトベース７２を介して
プロジェクタ本体１２に傾動自在に支持する。そして、
シフトベース７２を傾動させる調整ねじ部材８８をプロ
ジェクタ本体１２に取り付け、この調整ねじ部材８８を
回すことにより、投影レンズ１４をシフトベース７２を
介して傾動させて、投影レンズ１４の光軸Ｐ2 をクロス
ダイクロイックプリズム３６から出射された画像光の光
軸Ｐ1 に合わす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルを透過
した画像光を投影レンズによってスクリーンに投影する
液晶プロジェクタに係り、特に液晶パネルを透過した画
像光の光軸に投影レンズの光軸を合わせるための光軸調
整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平８−３０４７３９号公報、及び特
開平１０−１７１０４５号公報等に開示された液晶プロ
ジェクタは、画像が表示された３枚のＲ、Ｇ、Ｂ用液晶
パネルを光源で照明し、これらのＲ、Ｇ、Ｂ用液晶パネ
ルを透過した画像光をクロスダイクロイックプリズムで
合成し、この合成した画像光を投影レンズによってスク
リーンに投影するように構成されている。

【０００３】ところで、液晶プロジェクタは、近年の液
晶パネルの高精細化（ＸＧＡ：1024×768 ドット、ＳＸ
ＧＡ：1280×1024ドット）に伴い高い解像性能が要求さ
れているため、クロスダイクロイックプリズムから出射
される画像光の光軸と、その前方に配置された投影レン
ズの光軸とを高い精度で合わせる必要性がある。即ち、
投影レンズの光軸が、クロスダイクロイックプリズムか
ら出射される画像光の光軸に対して傾いていると、スク
リーンに投影された映像のうち、隅部の映像がぼけて写
るという不具合が発生し、この不具合は高精細な液晶パ
ネルを使用した液晶プロジェクタの場合に、顕著に認め
られるからである。

【０００４】そこで、このような不具合を解消するため
に、従来では、液晶プロジェクタを構成する各部品の機
械加工精度を上げて対応していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
如く、液晶プロジェクタの各部品の機械加工精度を上げ
て対応しても、それには限界があるので、透過型液晶表
示板を透過した画像光の光軸と、投影レンズの光軸とを
高い精度で合わせることは難しいという欠点があった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、透過型液晶表示板を透過した画像光の光軸
と、投影レンズの光軸とを精度よく合わせることができ
る液晶プロジェクタの光軸調整装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、画像が表示された透過型液晶表示板を照
明し、該透過型液晶表示板を透過した画像光を投影レン
ズによってスクリーンに投影する液晶プロジェクタにお
いて、前記投影レンズを、前記液晶プロジェクタのプロ
ジェクタ本体に傾動手段を介して傾動自在に支持し、該
傾動手段によって投影レンズを傾動させることにより、
投影レンズの光軸を、前記透過型液晶表示板を透過した
画像光の光軸に対して位置調整することを特徴とする。

【０００８】請求項１に記載の発明によれば、投影レン
ズをプロジェクタ本体に傾動手段を介して傾動自在に支
持し、この傾動手段によって、投影レンズを傾動させる
ことにより、投影レンズの光軸を、透過型液晶表示板を
透過した画像光の光軸に合わせることができる。これに
より、本発明の光軸調整装置を利用すると、鮮明な映像
をスクリーンに投影することができる。

【０００９】請求項２に記載の傾動手段の発明によれ
ば、投影レンズを保持する保持部材を、支点部材及びね
じ部を介してプロジェクタ本体に支持したので、ねじ部
を回動させるだけで、投影レンズを支点部材を支点とし
て傾動させることができる。

【００１０】請求項３に記載の保持部材の発明によれ
ば、シフトベースと移動台とから構成するとともに、シ
フトベースに対して移動台をガイド部材を介して上下方
向に移動自在に連結した。これにより、スクリーンに投
影された映像の下部が、テーブルによってけられる場
合、投影レンズを移動台を介して上方に移動させること
ができるので、映像はテーブルでけられることなく、全
映像がスクリーンに投影される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る液晶プロジェクタの光軸調整装置の好ましい実施の形
態を詳説する。

【００１２】図１に示す本実施の形態の液晶プロジェク
タ１０は、箱状に構成されたプロジェクタ本体１２と図
１上二点鎖線で示す投影レンズ１４とから構成される。

【００１３】プロジェクタ本体１２には、照明系１６、
色光分離系１８、導光系２０、反射ミラー２２、３枚の
フィールドレンズ２４、２６、２８、３枚のＲ、Ｇ、Ｂ
用液晶パネル（透過型液晶表示板）３０、３２、３４、
及びクロスダイクロイックプリズム３６がそれぞれ所定
の位置に配設されている。

【００１４】照明系１６は、光源３８、２枚のレンズア
レイ４０、４２、偏光変換素子４４、集光レンズ４６、
及び反射ミラー４８から構成されている。光源３８は、
水銀高圧ランプ５０と反射傘５２とから構成されてお
り、この反射傘５２は、水銀高圧ランプ５０から出射さ
れた放射光を略平行な光線束として出射するように凹面
鏡の如く形成されている。

【００１５】レンズアレイ４０、４２は、矩形状の輪郭
を有する多数の小レンズ５４、５４…がマトリクス状に
配列されて構成され、全体として矩形の板状に形成され
ている。レンズアレイ４０の各小レンズ５４、５４…
は、光源３８から出射された略平行な光束を、小レンズ
５４の数に対応する数の部分光束に分割し、各部分光束
をレンズアレイ４０の近傍で集光させることができる。

【００１６】偏光変換素子４４は、入射光を所定の直線
偏光光成分に変換する変換素子であり、偏光ビームスプ
リッタアレイ（不図示）と選択位相差板（不図示）とか
ら構成される。偏光ビームスプリッタアレイは、レンズ
アレイ４０、４２によって分割された複数の部分光束を
２種類の直線偏光光（ｐ偏光光、ｓ偏光光）にそれぞれ
分離することができ、また、選択位相差板は、偏光ビー
ムスプリッタアレイによって分離されたｐ偏光光とｓ偏
光光のうち、ｐ偏光光をｓ偏光光に変換することができ
る。この結果、偏光変換素子４４に入射したランダムな
偏光方向を有する光束は、全てｓ偏光光となって出射さ
れる。

【００１７】偏光変換素子４４から出射されたｓ偏光光
の複数の部分光束は、集光レンズ４６によって集光され
た後、反射ミラー４４で全反射されて色光分離系１８に
出射される。このように構成された照明系１６によっ
て、Ｒ、Ｇ、Ｂ用の３枚の液晶パネル３０、３２、３４
がほぼ均一な明るさで照明される。

【００１８】色光分離系１８は、２枚のダイクロイック
ミラー５６、５８を備え、反射ミラー４８で反射された
白色光を、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の光に分離する。ダイクロ
イックミラー５６は、白色光の青色光（Ｂ）成分を透過
させるとともに、緑色光（Ｇ）成分及び赤色光（Ｒ）成
分を反射する。ダイクロイックミラー５６を通過した青
色光（Ｂ）は、反射ミラー２２で反射され、フィールド
レンズ２８を通過することにより略平行な光束となって
Ｂ用液晶パネル３４を照明する。

【００１９】ダイクロイックミラー５６で反射された赤
色光（Ｒ）と緑色光（Ｇ）のうち、緑色光（Ｇ）は、ダ
イクロイックミラー５８によって反射され、フィールド
レンズ２６を通過することにより略平行な光束となって
Ｇ用液晶パネル３２を照明する。一方、赤色光（Ｒ）
は、ダイクロイックミラー５８を透過した後、導光系２
０を構成するリレーレンズ６０、反射ミラー６２、リレ
ーレンズ６４、及び反射ミラー６６を介してフィールド
レンズ２４に入射する。そして、赤色光（Ｒ）は、フィ
ールドレンズ２４を通過することにより略平行な光束と
なってＲ用液晶パネル３０を照明する。なお、フィール
ドレンズ２４、２６、２８の出射面には、ぞれぞれ偏光
板（不図示）が取り付けられており、この偏光板によっ
て、フィールドレンズ２４、２６、２８の出射光の角度
が、液晶パネル３０、３２、３４に入射するための入射
角度に合わせられている。

【００２０】３枚の液晶パネル３０、３２、３４は、図
示しない液晶駆動部から出力された画像信号を３色の色
光にそれぞれ変調し、その変調した画像を表示する。こ
の画像は、フィールドレンズ２４、２６、２８の出射光
によって照明され、その各透過画像光がクロスダイクロ
イックプリズム３６に入射される。クロスダイクロイッ
クプリズム３６には、赤色反射の誘電体多層膜３６Ａと
青色反射の誘電体多層膜３６Ｂとが十字状に形成され、
ここで前記各画像光が合成される。合成された画像光
は、クロスダイクロイックプリズム３６から投影レンズ
１４に向けて出射され、そして、投影レンズ１４によっ
てスクリーン（不図示）に投影される。これによって、
スクリーンにカラー映像が写し出される。

【００２１】ところで、投影レンズ１４は、光軸調整装
置を構成するシフトベース７２、及び移動台７０を介し
てプロジェクタ本体１２に傾動自在に支持されている。

【００２２】シフトベース７２は図２〜図３に示すよう
に矩形の枠状に形成され、その開口部７３に前記移動台
７０が配置される。シフトベース７２の四隅部のうち図
２の右上隅部、左上隅部、及び左下隅部の三隅部には、
薄肉のフランジ８６、８６…が形成され、左下隅部のフ
ランジ８６が支点部材である、ねじ１００及び圧縮ばね
１０２（図４参照）を介してプロジェクタ本体１２に取
り付けられ、右上隅部、左上隅部のフランジ８６、８６
…が、調整ねじ部材８８（図５参照）を介してプロジェ
クタ本体１２に取り付けられている。

【００２３】なお、本実施の形態では、シフトベース７
２の左下隅部に支点部材を設け、右上隅部と左上隅部と
に調整ねじ部材８８を設けたが、支点部材及び２本の調
整ねじ部材８８、８８の取り付け位置は、これに限定さ
れるものではない。例えば、左上隅部に支点部材を取り
付け、右上隅部と左下隅部に調整ねじ部材８８、８８を
取り付けてもよい。

【００２４】図４の如く、支点部材を構成するねじ１０
０は、フランジ８６に形成された通し孔８７を介してプ
ロジェクタ本体１２のねじ穴１３に締結されている。ま
た、前記圧縮ばね１０２は、ねじ１００に外装されると
ともに、プロジェクタ本体１２とフランジ８６との間に
圧縮された状態で配設されている。かかる構成の支点部
材によれば、シフトベース７２を、ねじ１００の軸芯１
０１を支点として傾動自在に支持することができる。

【００２５】図５の如く、調整ねじ部材８８は、ねじ本
体８９、ねじ９０、圧縮ばね９２から構成されている。
ねじ本体８９は、筒状に形成されるとともに、図５上右
端部にはフランジ８９Ａが形成され、図５上左端部には
雄ねじ８９Ｂが刻設されている。フランジ８９Ａの周囲
には、複数の治具挿入穴９３、９３…が形成され、一
方、前記雄ねじ８９Ｂは、シフトベース７２のフランジ
８６に刻設された雌ねじ８６Ａに螺入されている。

【００２６】ねじ本体８９の孔部には、ねじ９０が所定
の隙間９１をもって挿入される。このねじ９０は、六角
ナット９４を介してプロジェクタ本体１２に固定されて
いる。したがって、かかる構成の調整ねじ部材８８によ
れば、不図示の治具を治具挿入穴９３に差し込んで、ね
じ本体８９を左右方向に回すと、ねじ８６Ａとねじ８９
Ｂの送り作用によって、シフトベース７２が図５上左右
方向に移動する。この動作によって、シフトベース７２
が、プロジェクタ本体１２に対し、図４に示したねじ１
００の軸芯１０１を支点として傾動する。なお、図５に
示した隙間９１は、後述する光軸調整時にねじ本体８９
がシフトベース７２と共に傾動しても、ねじ本体８９の
孔部がねじ９０に当接しない隙間に設定されている。

【００２７】圧縮ばね９２は、ねじ本体８９の外周部に
嵌装されるとともに、ねじ本体８９のフランジ８９Ａと
シフトベース７２のフランジ８６との間に圧縮された状
態で配置されている。この圧縮ばね９２の付勢力によっ
て、ねじ８６Ａとねじ８９Ｂとの間のバックラッシが取
り除かれ、これによって、シフトベース７２がガタなく
傾動される。

【００２８】移動台７０は、図３の如く半円筒状に形成
されたレンズ保持部７４を有し、このレンズ保持部７４
は、後述するガイドバー８４、８４を介してシフトベー
ス７２に取り付けられた状態で、プロジェクタ本体１２
の正面に形成された開口部７６からプロジェクタ本体１
２内に挿入配置されている。

【００２９】レンズ保持部７４の半円弧状内周面７５
に、投影レンズ１４が載置される。そして、投影レンズ
１４は、その両側方に形成されたフランジ部１５、１５
に装着される４本のねじ１７、１７…によってレンズ保
持部７４に固定される。即ち、前記ねじ１７、１７…
は、投影レンズ１４のフランジ部１５、１５に形成され
た４本の長孔７８、７８…に挿入され、そして、レンズ
保持部７４に形成された４本のねじ孔８０、８０…に螺
入される。これにより、投影レンズ１４が移動台７０に
ねじ１７、１７…によって固定される。

【００３０】前記長孔７８は、投影レンズ１４の光軸Ｐ
2 （図１参照）と同方向に形成されているので、ねじ１
７、１７…を緩めれば、投影レンズ１４をねじ１７、１
７…をガイドとして光軸Ｐ2 方向にスライド移動させる
ことができる。このスライド操作によって、トラッキン
グ調整が可能となる。トラッキング調整は、通常、液晶
プロジェクタ組立工程の最終工程で実施される。なお、
図３の符号８１は、レンズ保持部７４と一体形成された
ストッパ板であり、このストッパ板８１に投影レンズ１
４の基端部が当接されることにより、投影レンズ１４の
光軸Ｐ方向における後方位置が規制される。

【００３１】移動台７０の図３上左右両側部には、ガイ
ド部８２、８２が突出形成され、このガイド部８２、８
２には、上下方向にガイド孔８３が貫通形成されてい
る。これらのガイド孔８３には、ガイド棒８４が嵌合さ
れており、ガイド棒８４は、シフトベース７２の裏面に
形成された支持部８５に固定されている。これによっ
て、移動台７０は、シフトベース７２に対しガイド棒８
４を介して上下移動自在に連結される。また、移動台７
０を上下移動させるモータ（図示せず）がプロジェクタ
本体１２に設けられており、このモータを駆動すると、
移動台７０が動力伝達機構を介して上下移動される。こ
のように投影レンズ１４を上下移動自在に設けると、液
晶プロジェクタ１０をテーブル上に載置して使用する場
合に便利である。即ち、スクリーンに投影された映像の
下部が、テーブルによってけられる場合、投影レンズ１
４を上方に移動させることができるので、映像はテーブ
ルでけられることなく、全映像がスクリーンに投影され
る。

【００３２】次に、前記の如く構成された光軸調整装置
を利用して、クロスダイクロイックプリズム３６から出
射された画像光の光軸Ｐ1 に、投影レンズ１４の光軸Ｐ
2 を合わせるための光軸調整方法について説明する。

【００３３】まず、投影レンズ１４が設けられていない
プロジェクタ本体１２の正面にコリメータ（図示せず）
を対向配置し、コリメータによって前記画像光の光軸Ｐ
1 の位置を検出し、この位置を基準位置に設定する。

【００３４】次に、投影レンズ１４を移動台７０に、ね
じ１７によって仮止めし、この時の投影レンズ１４の光
軸Ｐ2 の位置を、前記コリメータによって検出する。こ
の時、光軸Ｐ2 が前記基準位置（光軸Ｐ1 ）に対してず
れている場合には、図２に示した２本の調整ねじ部材８
８、８８を回し、シフトベース７２をプロジェクタ本体
１２に対して傾動させることにより、光軸Ｐ2 を基準位
置（光軸Ｐ1 ）に合わせる。

【００３５】例えば、光軸Ｐ2 が図２の如く基準位置
（光軸Ｐ1 ）に対して左側にずれていた場合には、右上
隅部の調整ねじ部材８８を締める方向に回すとともに、
左上隅部の調整ねじ部材８８も若干量締める方向に回
す。これにより、シフトベース７２は、左下隅部のねじ
１００を支点として、シフトベース７２の右上隅部がプ
ロジェクタ本体１２の正面に近づく方向に傾斜されてい
き、よって、光軸Ｐ2 が基準位置（光軸Ｐ1 ）に近づい
ていき、光軸Ｐ2 が基準位置（光軸Ｐ1 ）に合わされ
る。これにより、調整ねじ部材８８を回すだけで、光軸
調整が終了する。

【００３６】この後、投影レンズ１４を移動台７０に仮
止めしていたねじ１７を緩め、投影レンズ１４を光軸Ｐ
2 方向にスライド移動させてトラッキング調整を行う。
そして、トラッキング調整終了後にねじ１７を本締め
し、投影レンズ１４を移動台７０に固定する。これによ
り、液晶プロジェクタ１０の組立工程が終了する。

【００３７】したがって、本実施の形態の液晶プロジェ
クタ１０によれば、機械加工精度を上げることなく光軸
Ｐ2 を光軸Ｐ1 に合わせることができるので、製造コス
トを削減することができ、また、高精細な液晶パネルを
使用した場合でも鮮明な映像をスクリーンに投影するこ
とができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る液晶プ
ロジェクタの光軸調整装置によれば、投影レンズをプロ
ジェクタ本体に傾動手段を介して傾動自在に支持したの
で、傾動手段によって投影レンズを傾動させることによ
り、投影レンズの光軸を、透過型液晶表示板を透過した
画像光の光軸に合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の液晶プロジェクタの構造図

【図２】図１の液晶プロジェクタの正面図

【図３】シフトベースと移動台の組立斜視図

【図４】液晶プロジェクタの投影レンズを傾動させる支
点部材の断面図

【図５】液晶プロジェクタの投影レンズを傾動させる調
整ねじ部材の断面図

【符号の説明】

１０…液晶プロジェクタ、１２…プロジェクタ本体、１
４…投影レンズ、３０、３２、３４…液晶パネル、３６
…クロスダイクロイックプリズム、７０…移動台、７２
…シフトベース、７４…レンズ保持部、８８…調整ねじ
部材、８９…ねじ本体、９０…ねじ、９２…圧縮ばね、
１００…ねじ、１０２…圧縮ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 保幸 埼玉県大宮市植竹町１丁目324番地 富士 写真光機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H044 AC01 AC02 AC03 2H088 EA14 EA15 EA18 EA19 FA12 FA16 FA18 HA05 HA06 HA13 HA15 HA21 HA25 HA28 MA03 MA06 5C058 AA06 BA27 BB25 EA11 EA12 5G435 AA01 BB12 BB17 GG02 GG03 GG41 KK03 LL15

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像が表示された透過型液晶表示板を照
   明し、該透過型液晶表示板を透過した画像光を投影レン
   ズによってスクリーンに投影する液晶プロジェクタにお
   いて、 前記投影レンズを、前記液晶プロジェクタのプロジェク
   タ本体に傾動手段を介して傾動自在に支持し、該傾動手
   段によって投影レンズを傾動させることにより、投影レ
   ンズの光軸を、前記透過型液晶表示板を透過した画像光
   の光軸に対して位置調整することを特徴とする液晶プロ
   ジェクタの光軸調整装置。
2. 【請求項２】 前記傾動手段は、 前記投影レンズを保持する保持部材と、 該保持部材を前記プロジェクタ本体に対して傾動自在に
   支持する支点部材と、 前記プロジェクタ本体にねじ部を介して前記保持部材を
   連結し、該ねじ部を回動させることにより、前記支点部
   材を支点として保持部材を傾動させることを特徴とする
   請求項１に記載の液晶プロジェクタの光軸調整装置。
3. 【請求項３】 前記傾動手段の前記保持部材は、 前記支点部材及び前記ねじ部を介して前記プロジェクタ
   本体に取り付けられたシフトベースと、 前記投影レンズを保持する移動台とからなり、 シフトベースに対して移動台は、ガイド部材を介して上
   下方向に移動自在に連結されていることを特徴とする請
   求項２に記載の液晶プロジェクタの光軸調整装置。