JP2002162596A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

投写型映像表示装置

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JP2002162596A
JP2002162596A JP2000361801A JP2000361801A JP2002162596A JP 2002162596 A JP2002162596 A JP 2002162596A JP 2000361801 A JP2000361801 A JP 2000361801A JP 2000361801 A JP2000361801 A JP 2000361801A JP 2002162596 A JP2002162596 A JP 2002162596A
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JP
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light
color
liquid crystal
display device
lens
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JP2000361801A
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English (en)
Inventor
Koichi Fujiwara
弘一 藤原
Takao Matsumura
隆夫 松村
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ライトバルブに照射される光の単位面積当た
りの光量低下を回避しつつ照射位置ずれによるいわゆる
光欠けを解消することができる投写型映像表示装置を提
供する。 【構成】 第1ダイクロイックミラー7を透過して得ら
れる赤色光の光路上に凹レンズ8を設け、反射により得
られるシアン(緑+青)の波長帯域の色光の光路上に凹
レンズ11を設け、それぞれ位置調節手段によって光軸
に直交する平面内において上下左右方向に微小移動可能
としている。そして、インテグレータレンズ4を調節す
ることで、液晶ライトバルブ33を対象とした照射位置
調節を行っている。液晶ライトバルブ33に対する照射
位置調節であるため、液晶ライトバルブ31,32につ
いては、光照射範囲が液晶ライトバルブ31,32に対
してずれていることがある。このような照射位置ずれが
生じたとしても 前記凹レンズ8,11を各々微小移動
させることで、照射位置ずれを解消できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、液晶プロジェクタな
どの投写型映像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、3板式液晶プロジェクタの光学
系を示した平面図である。光源1の発光部2が発する光
はパラボラリフレクタ3によって平行光とされ、インテ
グレータレンズ4へと導かれる。インテグレータレンズ
4は一対のレンズ群から構成されており、個々のレンズ
対が光源1から出射された光を後述する液晶ライトバル
ブの全面へ導くようになっている。インテグレータレン
ズ4を経た光は、偏光変換装置5、集光レンズ6、及び
全反射ミラー22を経た後、第1ダイクロイックミラー
7へと導かれることになる。
【0003】第1ダイクロイックミラー7は、赤色波長
帯域の光を透過し、シアン(緑+青)の波長帯域の光を
反射する。第1ダイクロイックミラー7を透過した赤色
波長帯域の光は、全反射ミラー9にて反射されて光路を
変更される。全反射ミラー9にて反射された赤色光は赤
色光用の透過型の液晶ライトバルブ31を透過すること
によって光変調される。一方、第1ダイクロイックミラ
ー7にて反射したシアンの波長帯域の光は、第2ダイク
ロイックミラー12に導かれる。
【0004】第2ダイクロイックミラー12は、青色波
長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第
2ダイクロイックミラー12にて反射した緑色波長帯域
の光は、緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ32に導
かれ、これを透過することで光変調される。また、第2
ダイクロイックミラー12を透過した青色波長帯域の光
は、リレーレンズ14、全反射ミラー15、リレーレン
ズ16、及び全反射ミラー17を経て青色光用の透過型
の液晶ライトバルブ33に導かれ、これを透過すること
で光変調される。
【0005】液晶ライトバルブ31,32,33を経る
ことで変調された変調光(各色映像光)は、ダイクロイ
ックプリズム19によって合成されてカラー映像光とな
る。このカラー映像光は、投写レンズ20によって拡大
投写され、スクリーン21上に投影表示される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
3板式の液晶プロジェクタにおいては、色分離された各
色光が各液晶ライトバルブ31,32,33の全面に照
射されることが必要である。しかしながら、全反射ミラ
ー22,9,15,17及びダイクロイックミラー7,
12の面精度や取付精度にばらつき等が存在したりする
と、全ての液晶ライトバルブ31,32,33に対して
その全面に照射光を導くことができない事態が生じる。
例えば、図6(a)に示すように、液晶ライトバルブ3
2を基準に照射位置を合わせたとすると、他の液晶ライ
トバルブ31,33に対する照射位置にずれが生じ、い
わゆる光欠けの症状が発生することがある。一方、図6
(b)に示すように、照射範囲を大きくすることによ
り、照射位置に多少のずれが生じたとしても光欠けを回
避することができるが、照射範囲を大きくすれば各液晶
ライトバルブに照射される光の単位面積当たりの光量が
低下し、液晶プロジェクタからの出射光が減少するとい
う不具合が発生する。
【0007】この発明は、上記の事情に鑑み、ライトバ
ルブに照射される光の単位面積当たりの光量低下を回避
しつつ照射位置ずれによるいわゆる光欠けを防止するこ
とができる投写型映像表示装置を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の投写型映像表
示装置は、上記の課題を解決するために、光を照射する
光源と、前記光源から照射された光を複数の色光に分離
する色分離手段と、各色光を変調するライトバルブと、
各ライトバルブにより変調された色光を合成して投写す
る手段と、を備えた投写型映像表示装置において、前記
色分離手段にて分離された少なくとも一つの色光の光路
上に凹レンズを備えると共に、この凹レンズを光軸に対
して直交する面内で上下及び/又は左右に微小移動させ
る位置調節手段を備えたことを特徴とする。
【0009】上記の構成であれば、凹レンズが設けられ
た光路においてライトバルブへの照射位置にずれが生じ
たとしても 前記凹レンズを微小移動させて位置調節を
行うことにより、前記照射位置ずれを解消することがで
きる。従って、照射範囲を小さくしてライトバルブに照
射される光の単位面積当たりの光量を増大させつつ光欠
けを回避することが可能となる。
【0010】前記色分離手段は、白色光を第1の色光と
第2の色光及び第3の色光を含む二色光とに分離する第
1ダイクロイックミラーと前記二色光を第2の色光と第
3の色光に分離する第2ダイクロイックミラーとから成
り、前記第1ダイクロイックミラーの透過光路上及び/
又は反射光路上に凹レンズ及び位置調節手段を備えても
よい。また、前記色分離手段は、白色光を第1の色光と
第2の色光及び第3の色光を含む二色光とに分離する第
1ダイクロイックミラーと前記二色光を第2の色光と第
3の色光に分離する第2ダイクロイックミラーとから成
り、前記第2ダイクロイックミラーの透過光路上及び/
又は反射光路上に凹レンズ及び位置調節手段を備えても
よい。
【0011】また、色光をライトバルブに導く光路上に
リレーレンズを有すると共に、このリレーレンズを光軸
に対して直交する面内で上下及び/又は左右に微小移動
させる位置調節手段を備えてもよい。また、一対のレン
ズ群から成り、各レンズ対が前記光源から照射された光
をライトバルブの全面へ導くように構成されたインテグ
レータレンズを有し、このインテグレータレンズの位置
調節によって任意の一つのライトバルブへの照射位置調
節が行えるように構成されていてもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態の液晶
プロジェクタを図1乃至図4に基づいて説明する。な
お、説明の便宜上、従来例の説明で用いた図面上に現れ
る光学部材と同一の部材には同一の符号を付記してい
る。
【0013】図1はこの実施形態の3板式液晶プロジェ
クタの光学系を示した図である。光源1の発光部2は、
超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンラ
ンプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタ3に
よって平行光となって出射され、インテグレータレンズ
4へと導かれる。
【0014】インテグレータレンズ4は一対のレンズ群
4a,4bにて構成されており、個々のレンズ対が光源
1から出射された光を後述する液晶ライトバルブの全面
へ導くようになっている。インテグレータレンズ4によ
る液晶ライトバルブへの導光状態の概略を示すと、図4
のごとくなる。インテグレータレンズ4を経た光は、偏
光変換装置5、集光レンズ6、及び全反射ミラー22を
経た後、第1ダイクロイックミラー7へと導かれる。
【0015】前記の偏光変換装置5は、偏光ビームスプ
リッタアレイ(以下、PBSアレイと称する)によって
構成されている。PBSアレイは、偏光分離膜5aと位
相差板(1/2λ板)5bとを備える(図4参照)。P
BSアレイの各偏光分離膜5aは、インテグレータレン
ズ3からの光のうち例えばP偏光を通過させ、S偏光を
90°光路変更する。光路偏光されたS偏光は隣接の偏
光分離膜5aにて反射されてそのまま出射される。一
方、偏光分離膜5aを透過したP偏光はその前側(光出
射側)に設けてある前記位相差板5bによってS偏光に
変換されて出射される。すなわち、ほぼ全ての光はS偏
光に変換されるようになっている。
【0016】第1ダイクロイックミラー7は、赤色波長
帯域の光を透過し、シアン(緑+青)の波長帯域の光を
反射する。第1ダイクロイックミラー7を透過した赤色
波長帯域の光は、凹レンズ8を透過し、全反射ミラー9
にて反射されて光路を変更される。全反射ミラー9にて
反射された赤色光は赤色光用の透過型の液晶ライトバル
ブ31を透過することによって光変調される。一方、第
1ダイクロイックミラー7にて反射したシアンの波長帯
域の光は、凹レンズ11を経て第2ダイクロイックミラ
ー12に導かれる。
【0017】第2ダイクロイックミラー12は、青色波
長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第
2ダイクロイックミラー12にて反射した緑色波長帯域
の光は緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ32に導か
れ、これを透過することによって光変調される。また、
第2ダイクロイックミラー12を透過した青色波長帯域
の光は、リレーレンズ14、全反射ミラー15、リレー
レンズ16、及び全反射ミラー17を経て青色光用の透
過型の液晶ライトバルブ33に導かれ、これを透過する
ことによって光変調される。
【0018】各液晶ライトバルブ31,32,33は、
入射側偏光板31a,32a,33aと、一対のガラス
基板(画素電極や配向膜を形成してある)間に液晶を封
入して成るパネル部31b,32b,33bと、出射側
偏光板31c,32c,33cとを備えて成る。入射側
偏光板31a,32a,33aは、この実施形態ではP
偏光を吸収し、S偏光を透過する。
【0019】液晶ライトバルブ31,32,33を経る
ことで変調された変調光(各色映像光)は、ダイクロイ
ックプリズム19によって合成されてカラー映像光とな
る。このカラー映像光は、投写レンズ20によって拡大
投写され、スクリーン21上に投影表示される。
【0020】凹レンズ8及び凹レンズ11は、それぞれ
図示しない保持具にて保持され、調節ねじ等の位置調節
手段により、光軸に直交する平面内において上下左右方
向に微小移動可能に設けられている。この微小移動のた
めの構造としては、例えば、凹レンズを保持する方形枠
体の側面にアリ溝を形成すると共に、当該側面に対面し
て前記アリ溝に嵌合するガイド部を設けておき、前記方
形枠体をガイド部に沿ってスライドさせる構造とし、前
記調節ねじを回すことでこれに押されて方形枠体がスラ
イドし、調節ねじを設けた側と反対の側にばねを配置し
ておくことで調節位置を維持する構造が考えられる。勿
論、このような構造に限らず、凹レンズを上下左右方向
に微小移動できる構造であれば、どのような構造でもよ
い。
【0021】図1の構成では、インテグレータレンズ4
の位置調節によって液晶ライトバルブ33を対象とした
照射位置調節を行っている。液晶ライトバルブ33に対
する照射位置調節であるため、液晶ライトバルブ31,
32については、光学部材の配置精度等に起因し、光照
射範囲が液晶ライトバルブ31,32に対してずれてい
ることがある。このような照射位置ずれが生じたとして
も 前記凹レンズ8,11を各々微小移動させて位置調
節を行うことにより、照射位置ずれを解消することが可
能となる。従って、照射範囲を小さくして液晶ライトバ
ルブ31,32,33に照射される光の単位面積当たり
の光量を増大させつつ光欠けを回避することが可能とな
る。
【0022】図2に液晶プロジェクタの他の例を示す。
この図2に示す構成では、凹レンズ8を全反射ミラー9
と液晶ライトバルブ31との間に配置し、凹レンズ11
をダイクロイックミラー12と液晶ライトバルブ32と
の間に配置している。かかる構成においても、図1の構
成と同様、液晶ライトバルブ31,32に対する照射位
置にずれが生じたとしても、凹レンズ8,11を各々微
小移動させて位置調節を行うことにより、照射位置ずれ
を解消することが可能となる。
【0023】図3に液晶プロジェクタの他の例を示す。
この図3に示す構成では、凹レンズ8は備えていない。
リレーレンズ14又はリレーレンズ16は図示しない保
持具にて保持されており、調節ねじ等の位置調節手段に
より、光軸に直交する平面内において上下左右方向に微
小移動可能できるようになっている。この微小移動のた
めの構造としては、凹レンズの微小移動のための構造と
同様のものを用いることができる。そして、インテグレ
ータレンズ4の位置調節によって液晶ライトバルブ31
を対象とした照射位置調節を行っている。液晶ライトバ
ルブ31に対する照射位置調節であるため、液晶ライト
バルブ32,33については、光学部材の配置精度等に
起因し、光照射範囲が液晶ライトバルブ32,33に対
してずれていることがある。このような照射位置ずれが
生じたとしても 凹レンズ11を微小移動させて位置調
節を行い、また、リレーレンズ14又はリレーレンズ1
6を微小移動させて位置調節を行うことにより、照射位
置ずれを解消することが可能となる。
【0024】なお、図3の構成において、凹レンズ8を
備えて凹レンズ11を備えないこととし、インテグレー
タレンズ4の位置調節によって液晶ライトバルブ32を
対象とした照射位置調節を行うこととする場合でも同様
の効果が得られる。また、図1や図2の構成において、
リレーレンズ14又はリレーレンズ16を微小移動させ
て位置調節が行える構成を採用することもできる。ま
た、以上の説明では液晶ライトバルブを用いた例を示し
たが、これに限らず、他のライトバルブを用いる投写型
映像表示装置とすることもできる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ライトバルブに照射される光の単位面積当たりの光
量低下を回避しつつ照射位置ずれを解消することができ
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態の液晶プロジェクタの光学
系を示した平面図である。
【図2】この発明の実施形態の液晶プロジェクタの他の
光学系を示した平面図である。
【図3】この発明の実施形態の液晶プロジェクタの他の
光学系を示した平面図である。
【図4】インテグレータレンズによる光学作用を示した
説明図である。
【図5】従来の液晶プロジェクタの光学系を示した平面
図である。
【図6】同図(a)及び(b)は従来の不具合を示した
説明図である。
【符号の説明】
1 光源 4 インテグレータレンズ 5 偏光変換装置 6 集光レンズ 7 第1ダイクロイックミラー 8 凹レンズ 11 凹レンズ 12 第2ダイクロイックミラー 14,16 リレーレンズ 19 ダイクロイックプリズム 31,32,33 液晶ライトバルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09F 9/00 360 H04N 9/31 C H04N 9/31 G02B 27/00 V Fターム(参考) 2H088 EA15 HA13 HA23 HA24 HA28 MA02 MA06 2H091 FA05Z FA21Z FA26X FA41Z LA15 LA17 LA18 MA07 5C060 BA04 EA01 GA02 GB06 GB08 HC09 HC12 HC20 HC24 HC25 JA00 5G435 AA01 AA03 BB12 BB15 BB17 CC09 CC12 DD05 EE25 FF02 FF05 GG02 GG04 GG08 GG28 GG46 LL15

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を照射する光源と、前記光源から照射
    された光を複数の色光に分離する色分離手段と、各色光
    を変調するライトバルブと、各ライトバルブにより変調
    された色光を合成して投写する手段と、を備えた投写型
    映像表示装置において、前記色分離手段にて分離された
    少なくとも一つの色光の光路上に凹レンズを備えると共
    に、この凹レンズを光軸に対して直交する面内で上下及
    び/又は左右に微小移動させる位置調節手段を備えたこ
    とを特徴とする投写型映像表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の投写型映像表示装置に
    おいて、前記色分離手段は、白色光を第1の色光と第2
    の色光及び第3の色光を含む二色光とに分離する第1ダ
    イクロイックミラーと前記二色光を第2の色光と第3の
    色光に分離する第2ダイクロイックミラーとから成り、
    前記第1ダイクロイックミラーの透過光路上及び/又は
    反射光路上に凹レンズ及び位置調節手段を備えたことを
    特徴とする投写型映像表示装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の投写型映像表示装置に
    おいて、前記色分離手段は、白色光を第1の色光と第2
    の色光及び第3の色光を含む二色光とに分離する第1ダ
    イクロイックミラーと前記二色光を第2の色光と第3の
    色光に分離する第2ダイクロイックミラーとから成り、
    前記第2ダイクロイックミラーの透過光路上及び/又は
    反射光路上に凹レンズ及び位置調節手段を備えたことを
    特徴とする投写型映像表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
    の投写型映像表示装置において、色光をライトバルブに
    導く光路上にリレーレンズを有すると共に、このリレー
    レンズを光軸に対して直交する面内で上下及び/又は左
    右に微小移動させる位置調節手段を備えたことを特徴と
    する投写型映像表示装置。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載
    の投写型映像表示装置において、一対のレンズ群から成
    り、各レンズ対が前記光源から照射された光をライトバ
    ルブの全面へ導くように構成されたインテグレータレン
    ズを有し、このインテグレータレンズの位置調節によっ
    て任意の一つのライトバルブへの照射位置調節が行える
    ように構成されていることを特徴とする投写型映像表示
    装置。
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