JP2001305680A

JP2001305680A - 投射型画像表示装置

Info

Publication number: JP2001305680A
Application number: JP2000128955A
Authority: JP
Inventors: Toru Hirokawa; 徹廣川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2001-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】構造部品を減らし単純化した摺動調整機構で、
カバーを取付けた状態でも調整作業ができるようにした
ダイクロイックミラー調整機構を備えた投射型画像表示
装置を提供する。【解決手段】光源から放出された光をＲ，Ｇ，Ｂの三原
色の光にそれぞれ分光して透過型の液晶パネルに導くダ
イクロイックミラー９〜１１に、このダイクロイックミ
ラーの１辺上をスライド可能に設けられ、かつ突起部５
４を有するスライドブロック４７を設け、更に、この突
起部５４が貫通するスリット５１が形成された支持板５
１を設ける。スリット５１から突出した突起部５４を該
スリット５１の長手方向に沿ってスライドさせると、そ
れに連動してダイクロイックミラー９〜１１が支持ホル
ダ４８を軸として摺動する。これにより、液晶パネルへ
入射する光の入射角を調整するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、表示デバ
イスとしてマイクロレンズ付き単板式液晶パネルを使用
した投射型画像表示装置に係り、特に、光源から放出さ
れた白色光をＲＧＢの３原色の光に分光するダイクロイ
ックミラーの入射光に対する反射面の角度を調整するこ
とにより、各原色光の液晶パネルへの入射角度を調整し
てマイクロレンズの集光効果を十分に引出し、色純度の
良いカラー表示を行うためのダイクロイックミラー調整
機構を備えた投射型画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】投射型画像表示装置における従来のダイ
クロイックミラーの角度調整機構について、図２を用い
て説明する。図示しない光源から放出された白色光は、
例えば矢印３９の方向から３枚からなるダイクロイック
ミラー９，１０，１１へ入射される。この白色光は、Ｒ
の光を分光するＲダイクロイックミラー９、Ｂの光を分
光するＢダイクロイックミラー１０、Ｇの光を分光する
Ｇダイクロイックミラー１１により、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原
色に光にそれぞれ分光され、図示しない表示デバイスで
ある液晶パネルへ入射される。また、Ｒダイクロイック
ミラー９、Ｂダイクロイックミラー１０及びＧダイクロ
イックミラー１１は、ホルダ１９に収納されており、更
にＲダイクロイックミラー９、Ｇダイクロイックミラー
１１は、それぞれ枠状のＲホルダ１７、Ｇホルダ２１に
嵌め込まれ保持される。また、ホルダ１９は、固定金具
３３とこれに対向する別の固定金具により挟まれて保持
されており、固定金具３３のほぼ中心を軸としてホルダ
１９全体が矢印４０の方向へ回転させるようにすること
により、３つのダイクロイックミラー９〜１１の全てに
ついて、白色光に対する入射角を同時に調整するように
構成されている。

【０００３】次に、３つのダイクロイックミラー９〜１
１のそれぞれの白色光に対する入射角を調整するための
構成について説明する。Ｒダイクロイックミラー９は、
その一端がスプリング２５によってある一方向に押し付
けられており、このスプリング２５によって発生する押
し付け方向と対向するように、調整ネジ２８が挿入され
る。この調整ネジを開け閉めすることによりスプリング
２５によって与えられるＲダイクロイックミラー９への
押し付け力が調整される。従って、Ｒダイクロイックミ
ラー９は、スプリング２５によって押し付け力が与えら
れる端部とは対向する端部を軸３５として白色光の入射
方向に対して摺動され、白色光に対する入射角が調整さ
れる。Ｇダイクロイックミラー１１も同様に、その一端
がスプリング２４によって押し付け力が与えられ、その
押し付け力をその押し付け方向と対向するように挿入さ
れた調整ネジ２７を開け閉めすることにより調整し、そ
の一端と対向する多端を軸３６として白色光の入射方向
に対して摺動され、白色光に対する入射角が調整され
る。また、Ｂダイクロイックミラー１０は、Ｂホルダ４
１によって固定され、そのＢホルダ４１には羽状の調整
部が形成される。この羽状の調整部の一端をスプリング
３２によって押し付け力を与え、多端を調整ネジ２９に
よって、スプリング３２の押し付け力と対向する方向に
別の押し付け力を与えている。この調整ネジ２９を開け
閉めすることにより調整部に加わるスプリング３２の押
し付け力を変化させ、Ｂダイクロイックミラーを摺動す
るようにしている。また、調整ネジ２７〜２９は、３つ
のダイクロイックミラー９〜１１を所望の角度の調整し
た後、装置に加わる衝撃などによりその角度にずれが生
じないようにナット等によって固定される。

【０００４】実際の調整作業について図３により説明す
る。同図中、１はダイクロイックミラー９〜１１を含む
光学系に対し白色光を供給する光源、１６はダイクロイ
ックミラー９〜１１により分光され、液晶パネルなどの
表示デバイスを透過した光を拡大投射するための投射レ
ンズである。光学系は、塵埃混入を少なくするために光
学ケース４５と、トップカバー４６にて密閉構造となっ
ている。調整の際は、ダイクロイックミラー９〜１１と
位置的に対応するようにトップカバー４６に設けられた
調整カバー３９を外し、調整窓３８より手を差し入れ、
ケース内横方向より、調整ネジ２７〜２９を回すことに
より調整を行っている。以上の調整機構により、分光さ
れた３原色の液晶パネルへの入射角度調整を実現してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の調整機構は、
Ｒ，Ｇ，Ｂの３種のダイクロイックミラーを保持するた
めのホルダーとスプリング、調整ネジやその他金具等の
構造部品が多く使用されており、構造が複雑になってい
る。また、調整の際には調整カバーを外した状態での作
業となり、埃、外光の影響を受け易いとともに、調整カ
バーを外し、そらに調整窓から装置内部に手を挿入して
行うために調整作業が煩雑になるという欠点がある。

【０００６】本発明は、このような課題に鑑みて為され
たものであって、その目的は、構造部品を減らし単純化
した摺動調整機構で、カバーを取付けた状態でも調整作
業ができるようにしたダイクロイックミラー調整機構を
備えた投射型画像表示装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る投射型画像表示装置は、光源から放出さ
れた光をＲ，Ｇ，Ｂの三原色の光にそれぞれ分光して透
過型の表示デバイスに導くダイクロイックミラーを有
し、前記表示デバイスを透過した光を拡大投射すること
により画像を表示するように構成された投射型画像表示
装置において、前記ダイクロイックミラーと直交するよ
うに配置され、かつスリットが形成された支持板と、前
記ダイクロイックミラーの１辺上をスライド可能に設け
られ、かつ突起部を有するスライドブロックとを備え、
前記支持板に形成されたスリットに前記スライドブロッ
クの突起部を貫通させ、該スリットから突出した突起部
を該スリットに沿ってスライドさせて、前記スライドブ
ロックが設けられたダイクロイックミラーの辺に隣接す
る２辺のいずれか一つを中心軸として前記ダイクロイッ
クミラーを摺動させることにより、前記表示デバイスへ
入射する光の入射角を調整するように構成したことを特
徴とするものである。

【０００８】すなわち、本発明では、上記スライドブロ
ックの突起部をいわゆる「つまみ」として、例えば当該
投射型画像表示装置の外形を形成するケースと兼用され
る支持板の外部に露出させ、このつまみを支持板に形成
されたスリット内のスライド動作に連動させてダイクロ
イックミラーを摺動させることにより、光源からの白色
光に対するダイクロイックミラーの入射角を調整し、も
って液晶パネルなどの表示デバイスへ入射する光の入射
角を調整するように構成したものである。これにより、
ケースの所定位置に調整板などを設け、この調整版を外
して装置内部に手を挿入して調整しなくても、ケース外
部から上記つまみを操作することにより調整が容易に行
われる。従って、本発明によれば、ダイクロイックミラ
ーの角度（ダイクロイックミラーの反射面に対する入射
光の入射角で、当該入射光の進行方向とダイクロイック
ミラーの光入射面に直交する垂線とのなす角度）調整機
構を単純化でき、また装置内部を外部に開放することな
くダイクロイックミラーの角度調整が可能なので照明系
全体を密閉した状態での調整が行え、塵や外光の影響を
受け難くなるとともに、その角度調整作業を簡略化でき
る。

【０００９】また、前記ダイクロイックミラーは、Ｒの
光を分光する第１のダイクロイックミラーと、Ｇの光を
分光する第２のダイクロイックミラーと、Ｂの光を分光
する第３のダイクロイックミラーとを有する場合には、
前記スライドブロックを該第１乃至第３のダイクロイッ
クミラーの各々に対応して設け、前記支持板に該第１乃
至第３のダイクロイックミラーの各々に対応した３つの
スリットを形成し、かつ該３つのスリットの各々に前記
３つのスライドブロックの各々の突起部を貫通させるこ
とにより、前記表示デバイスへ入射するＲ，Ｇ，Ｂの三
原色の光の入射角を互いに独立して調整するように構成
することが好ましい。

【００１０】また、前記支持板に形成されるスリット
は、そのスリットの各々に対応するダイクロイックミラ
ーの前記スライドブロックが設けられる辺に対して所定
の角度を以って前記支持板に形成される。また前記スラ
イドブロックが設けられたダイクロイックミラーの辺に
隣接する２辺のいずれか一つに、該ダイクロイックミラ
ーを保持する棒状のホルダを取付け、該ホルダを前記支
持板に形成した穴に貫通させて該ホルダを軸にしてダイ
クロイックミラーを摺動させるようにしてもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて詳細に説明する。まず、本発明が適用
される投射型画像表示装置の光学系の構成について、図
１を用いて説明する。この光学系は、白色光を放出する
光源であるランプ１と紫外赤外域をカットするＵＶ／Ｉ
Ｒフィルタ２、偏光変換器３、マルチレンズ４及び５、
コンデンサレンズ６、光を折り返す全反射ミラー７、
８、３原色分光するためのダイクロイックミラー９、１
０、１１、偏光板１３、１５、液晶パネル１３、及び投
射レンズ１６により構成され、これらの光学部品はケー
ス４５内に収納されている。

【００１２】ランプ１より放射された白色光は、当該白
色光に含まれる紫外及び赤外域をカットするＵＶ／ＩＲ
フィルタ２を通過し、偏光変換器３に入射される。偏向
変換器３は、入射光を偏向変換、例えばＰ波及びＳ波が
混在する光源からの白色光をＳ波もしくはＰ波のいずれ
かの成分になるように変換して出力する。この偏向変換
器３を透過した光は、マルチレンズ４及び５により均一
化され、コンデンサレンズ６を介して２つの全反射ミラ
ー７及び８により反射されて折り返される。全反射ミラ
ー７及び８により折り返された光は、ダイクロイックミ
ラー９〜１１に入射され、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色に光にそ
れぞれ分光され、コンデンサレンズ１２、偏光板１３を
介して表示デバイスである単板式の液晶パネル１４に入
射される。この液晶パネル１４には、図示しない映像信
号処理装置によって処理された、例えばテレビジョン信
号やパーソナルコンピュータからの画像信号が印加さ
れ、それらの信号に対応した画像を形成する。ダイクロ
イックミラー９〜１１から入射された光は、液晶パネル
１４を透過する際に、この液晶パネル１４に形成された
画像により変調される。この液晶パネル１４を透過し変
調された光は、偏光板１５を介して投射レンズ１６に入
射される。投射レンズ１６は、入射された光を拡大し
て、図示しないスクリーンへ投射してそのスクリーン上
に画像を表示する。

【００１３】液晶パネル１４への各色の入射角度は、中
央の光Ｂは液晶パネル面垂直方向０°で左右のＲ，Ｇは
それぞれ６°±０．５°となっている。液晶パネルのバ
ラツキ（内蔵されているマイクロレンズと液晶画素との
位置バラツキ）により入射角度を決めるダイクロイック
ミラーの相互角度の調整が必要であり、その調整範囲は
±３．５°となっている。そのダイクロイックミラーの
角度調整機構に関する本発明の一実施の形態について、
図５を用いて説明する。図５（ａ）は、本発明の一実施
の形態に係るダイクロイックミラーの分解斜視図であ
る。図５（ａ）において、ダイクロイックミラーＲ１
０、ダイクロイックミラーＢ１１、ダイクロイックミラ
ーＧ１２は、それぞれ棒状の支持ホルダ４８に取付けら
れ、光学ケース４５の面と直交するように光学ケース４
５の支点穴４９と支持板５５の支点穴５０へ支持ホルダ
４８の端部をそれぞれ挿入し、ダイクロイックミラー９
〜１１が当該支持ホルダ４８を軸として摺動可能なよう
に支持されている。これにより、ダイクロイックミラー
９〜１１は、その反射面が光学ケース４５及び支持板５
５に対して直交するように保持される。支持板５５は、
光学ケースに設けられた位置決めボスに固定穴５６を勘
合し位置決め固定されており、またダイクロイックミラ
ー９〜１１に各々対応する長尺状の３つのスリット５１
が形成されている。

【００１４】一方、ダイクロイックミラー９〜１１のそ
れぞれの支持板５５と近接する辺には、この辺上をスラ
イド可能であって、この辺の近傍を把持するスライドブ
ロック４７が設けられており、また、このスライドブロ
ック４７の上面には、上方へ延びる突起部５４が設けら
れている。この突起部５４は、支持板５５に形成された
スリットを貫通し、支持板の外面に露出される。従っ
て、突起部５４は、スリット５１内を、そのスリットの
長手方向に沿ってスライド可能であり、ダイクロイック
ミラーの角度調整用のつまみとして用いられる。

【００１５】以上の構成による動作について説明する。
支持板５５からスリットを介して外部に露出された突起
部５４は、つまみとしての役割を持ち、外部から操作可
能である。この突起部をスリットの長手方向にスライド
させると、この突起部に連結固定されるスライドブロッ
クもスリットの長手方向に沿って移動する。ところで、
３つのスリット５１は、それぞれダイクロイックミラー
のスライドブロック４７が設けられる辺に対して所定の
角度を以って形成されている。従って、スライドブロッ
ク４７を該スリット５１に沿って移動させると、ダイク
ロイックミラー９〜１１とスリットの方向との角度によ
り、該スライドブロック４７のダイクロイックミラー９
〜１１の辺を把持部分が、ダイクロイックミラー９〜１
１に対してその反射面と直交する方向の力を与えること
になり、ダイクロイックミラー９〜１１は、支持ホルダ
４８を軸（支点）として摺動する。すなわち、ダイクロ
イックミラー９〜１１は、突起部（つまみ）５４のスリ
ットに沿ったスライド動作に連動し、支持ホルダーを軸
として摺動される。これにより、ダイクロイックミラー
の角度（ダイクロイックミラーの反射面に対する入射光
の入射角で、当該入射光の進行方向とダイクロイックミ
ラーの光入射面に直交する垂線とのなす角度）が調整可
能となり、各３原色の光の液晶パネル１４への入射角の
調整が可能となる。またスリット５１の位置、ダイクロ
イックミラー９〜１１に対する角度及び長さは、液晶パ
ネル１４面への各色の入射角度の調整範囲より決定して
いる。液晶パネル１４面に対する角度は、センタ光Ｂは
直角方向に、左右Ｒ，Ｇはそれぞれ６°±０．５°の位
置を中心とし、調整範囲が±３．５°である。従って、
スリット５１もこの範囲を超えないように形成される。

【００１６】図５（ａ）の構成を、ダイクロイックミラ
ーの長手方向から見た断面図を図５（ｂ）に示す。５２
は、ダイクロイックミラー９〜１１がスライドブロック
４７によって損傷されないように保護する緩衝材であ
り、弾性を備えた材料により構成されるものである。突
起部５４への操作によるダイクロイックミラー９〜１１
を所望の最適角度（Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の映像が互いにず
れて色ずれを生じない角度）に調整した後、例えば、Ｕ
Ｖ接着剤等の接着剤５３によって突起部５４を固着し、
スライドブロック４７が移動してダイクロイックミラー
９〜１１が最適角度からずれないように固定する。

【００１７】図４は、本発明に係るダイクロイックミラ
ーの角度調整機構を備えた投射型画像表示装置の外観平
面図である。この図４に示す平面図の様にトップカバー
４６を取付けた状態で、突起部５４がスリット５１から
露出しているのみのほぼ密閉構造となっている。光学ケ
ース４５とトップカバー４６は、ネジ締めにより位置決
め固定されており、トップカバー４６には支持板５５よ
り一も回り小さい開口が設けられ、その開口空から手を
挿入して突起部５４をスリット５１に沿ってスライドさ
せることにより、光学系内部を外部に露出させることな
くダイクロイックミラー９〜１１の角度調整を可能にし
ている。

【００１８】このように、本発明の実施の形態では、光
学ケース４５と支持板５５の間にダイクロイックミラー
９〜１１を挟み込み摺動調整する機構により、従来のネ
ジ調整機構に比べ、構造部品点数を減らした単純構造と
することができる。調整に際しては、図３に示す従来機
構に見られる横方向からのネジ回転による送りでミラー
の角度を変化させるのに対し、突起部５４をつまみとし
てスリット５１に沿ってスライドさせることにより、ネ
ジ送りに相当する角度調整が可能であり、Ｒ，Ｇ，Ｂミ
ラーを２色同時に動かす等の細かな調整が可能となる。
また、ダイクロイックミラー調整後の固定は、従来のネ
ジ締め固定に対し、図５（ｂ）に示す様に調整板とスラ
イドブロックの調整ボス間をＵＶ接着剤等で容易に接合
できる構造でもある。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダイクロイックミラーの角度調整構造を簡略化し、また
その調整作業を容易にすることができる。また、調整作
業を行う際は、装置内部の光学系を外部にさらす必要が
ないので、埃や外光の影響を低減して調整作業を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される投射型画像表示装置の光学
系のブロック図。

【図２】従来のダイクロイックミラーの角度調整機構を
示す図。

【図３】図３の角度調整機構を用いた投射型画像表示装
置の平面図。

【図４】本発明に係るダイクロイックミラー調整機構を
用いた投射型画像表示装置の平面図。

【図５】本発明に係るダイクロイックミラー調整機構の
一実施の形態を示す図。

【符号の説明】

１…ランプ、２…ＵＶ／ＩＲフィルタ、３…偏向変換
器、４，５…マルチレンズ、６，１２…コンデンサレン
ズ、７，８…全反射ミラー、９…Ｒダイクロイックミラ
ー、１０…Ｂダイクロイックミラー、１１…Ｇダイクロ
イックミラー、１３，１５…偏向板、１４…単板式液晶
パネル、１６−−−投射レンズ、１７ダイクロイックミ
ラーＧホルダ、１８−−−板バネ、４５…光学ケース、
４６…トップカバー、４７…スライドブロック、４８…
支持ホルダ、４９，５０…支点穴、５１…スリット、５
３…接着剤、５４…突起部、５５…支持板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H088 EA13 EA15 HA13 HA18 HA28 MA01 MA20 5C060 BA04 BA08 BC05 EA00 GA01 GB03 GB06 HC20 HC24 JA00 JB06 5G435 AA17 AA19 BB17 CC12 DD05 DD11 GG04 LL15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源から放出された光をＲ，Ｇ，Ｂの三原
色の光にそれぞれ分光して透過型の表示デバイスに導く
ダイクロイックミラーを有し、前記表示デバイスを透過
した光を拡大投射することにより画像を表示するように
構成された投射型画像表示装置において、前記ダイクロイックミラーと直交するように配置され、
かつスリットが形成された支持板と、前記ダイクロイッ
クミラーの１辺上をスライド可能に設けられ、かつ突起
部を有するスライドブロックとを備え、前記支持板に形成されたスリットに前記スライドブロッ
クの突起部を貫通させ、該スリットから突出した突起部
を該スリットに沿ってスライドさせて、前記スライドブ
ロックが設けられたダイクロイックミラーの辺に隣接す
る２辺のいずれか一つを中心軸として前記ダイクロイッ
クミラーを摺動させることにより、前記表示デバイスへ
入射する光の入射角を調整するように構成したことを特
徴とする投射型画像表示装置。
【請求項２】前記ダイクロイックミラーは、Ｒの光を分
光する第１のダイクロイックミラーと、Ｇの光を分光す
る第２のダイクロイックミラーと、Ｂの光を分光する第
３のダイクロイックミラーとを有し、前記スライドブロ
ックを該第１乃至第３のダイクロイックミラーの各々に
対応して設け、前記支持板に該第１乃至第３のダイクロ
イックミラーの各々に対応した３つのスリットを形成
し、かつ該３つのスリットの各々に前記３つのスライド
ブロックの各々の突起部を貫通させることにより、前記
表示デバイスへ入射するＲ，Ｇ，Ｂの三原色の光の入射
角を互いに独立して調整可能にしたことを特徴とする請
求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項３】前記第１乃至第３のダイクロイックミラー
は、互いに所定の角度を以って配置され、かつ前記３つ
のスリットは、そのスリットの各々に対応するダイクロ
イックミラーの前記スライドブロックが設けられる辺に
対して所定の角度を以って前記支持板に形成されること
を特徴とする請求項２に記載の投射型画像表示装置。
【請求項４】前記スライドブロックが設けられたダイク
ロイックミラーの辺に隣接する２辺のいずれか一つに、
該ダイクロイックミラーを保持する棒状のホルダを取付
け、該ホルダを前記支持板に形成した穴に貫通させて該
ホルダを軸にしてダイクロイックミラーを摺動させるよ
うにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
記載の投射型画像表示装置。
【請求項５】光源から放出された光をＲ，Ｇ，Ｂの三原
色の光にそれぞれ分光して透過型の表示デバイスに導く
ダイクロイックミラーを有し、前記表示デバイスを透過
した光を拡大投射することにより画像を表示するように
構成された投射型画像表示装置において、前記ダイクロイックミラーと直交するように配置され、
かつスリットが形成された支持板と、該支持板に形成さ
れたスリットを通り、該スリットの長手方向を移動可能
なつまみとを備え、該つまみの移動に連動して前記ダイ
クロイックミラーを摺動させることにより、前記表示デ
バイスへ入射する光の入射角を調整するように構成した
ことを特徴とする投射型画像表示装置。
【請求項６】前記ダイクロイックミラーは、Ｒの光を分
光する第１のダイクロイックミラーと、Ｇの光を分光す
る第２のダイクロイックミラーと、Ｂの光を分光する第
３のダイクロイックミラーとを有し、前記つまみを該第
１乃至第３のダイクロイックミラーの各々に対応して設
け、前記支持板に該第１乃至第３のダイクロイックミラ
ーの各々に対応した３つのスリットを形成し、かつ該３
つのスリットの各々に前記３つのつまみの各々を貫通さ
せることにより、前記表示デバイスへ入射するＲ，Ｇ，
Ｂの三原色の光の入射角を互いに独立して調整可能にし
たことを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装
置。
【請求項７】前記第１乃至第３のダイクロイックミラー
は、互いに所定の角度を以って配置され、かつ前記３つ
のスリットは、そのスリットの各々に対応するダイクロ
イックミラーの前記スライドブロックが設けられる辺に
対して所定の角度を以って前記支持板に形成されること
を特徴とする請求項２に記載の投射型画像表示装置。