JP2016143989A - 画像表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光路制御装置の駆動精度を高めて、優れた画像表示特性を発揮することのできる画像表示装置を提供する。【解決手段】プロジェクターは、光源と、光源から出射された光を変調する第１、第２の液晶パネルと、第１、第２の液晶パネルで変調された変調光を合成して映像光を出射するダイクロイックプリズム１５４と、ダイクロイックプリズム１５４から出射された映像光の光路を変化させる画素シフトデバイス２と、を有する。画素シフトデバイス２は、映像光が入射するガラス板２１と、ガラス板２１を揺動させる電磁アクチュエーター２５と、を有する。電磁アクチュエーター２５は、映像光の光軸方向から見て、ダイクロイックプリズム１５４の外側に位置し、かつ、第１、第２の液晶パネルと異なる位置に配置されている。【選択図】図１０

Description

本発明は、画像表示装置に関するものである。
従来から、液晶パネル等の光変調装置の解像度よりも投射される画像の解像度を高くするために、光変調装置から出射された映像光の軸をずらす技術が搭載されたプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のプロジェクターは、３枚の液晶パネルで変調されたＲ、Ｇ、Ｂの各変調光を合成して映像光を生成するダイクロイックプリズムと、ダイクロイックプリズムから出射された映像光をスクリーンに投射する投射レンズ系とを有し、これらの間に映像光の光軸をずらすための光路制御装置（ウォブリングデバイス）が配置されている。
特開２０１１−２０３４６０号公報
また、特許文献１の光路制御装置は、光透過板の姿勢を所定の周期で変化させるように構成されている。そして、光透過板の姿勢を変化させるためのアクチュエーターとしては、例えば、コイルと永久磁石とを用いた電磁アクチュエーターを用いることが考えられる。
しかしながら、光透過板の姿勢を変化させるためのアクチュエーターとして電磁アクチュエーターを用いた場合、電磁アクチュエーターと液晶パネル（液晶パネルを支持している支持部を含む）との間に働く電磁力によって光路制御装置の駆動精度が低下する。そのため、画像表示特性が低下するという問題がある。
本発明の目的は、光路制御装置の駆動精度を高めて、優れた画像表示特性を発揮することのできる画像表示装置を提供することにある。
このような目的は、下記の発明により達成される。
本発明の画像表示装置は、光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記光を変調する第１空間光変調素子および第２空間光変調素子と、
前記第１空間光変調素子で変調された第１変調光と前記第２空間光変調素子で変調された第２変調光とを合成し、合成光として出射する光合成素子と、
前記光合成素子から出射された前記合成光の光路を変化させることができる光路制御装置と、を有し、
前記光路制御装置は、前記合成光が入射する光入射面を有する光学部と、前記光学部を変位させる電磁アクチュエーターと、を有し、
前記電磁アクチュエーターは、前記光合成部から出射された前記合成光の光軸方向から見て、前記光合成素子の外側に位置し、かつ、前記第１空間光変調素子および前記第２空間光変調素子と異なる位置に配置されていることを特徴とする。
これにより、光路制御装置の駆動精度を高めて、優れた画像表示特性を発揮することのできる画像表示装置を提供することができる。
本発明の画像表示装置では、前記電磁アクチュエーターは、前記光合成部から出射された前記合成光の光軸方向から見て、前記第１空間光変調素子に対して、前記合成光の光軸まわりに４５°以上、１３５°以下の範囲内で回転した位置に配置されていることが好ましい。
これにより、光路制御装置の駆動精度をより高めることができ、より優れた画像表示特性を発揮することができる。
本発明の画像表示装置では、前記光合成素子は、前記第１変調光が入射する第１光入射面と、前記第２変調光が入射する第２光入射面と、前記合成光を出射する光出射面と、を有し、
前記電磁アクチュエーターは、前記光合成素子から出射された前記合成光の光軸方向から見て、前記第１光入射面を除く面の外側に配置されていることが好ましい。
これにより、光路制御装置の駆動精度をより高めることができ、より優れた画像表示特性を発揮することができる。
本発明の画像表示装置では、前記光源から出射された前記光を変調する第３空間光変調素子を有し、
前記光合成素子は、前記第１光入射面と対向配置されており、前記第３空間光変調素子で変調された第３変調光が入射する第３光入射面を有し、
前記電磁アクチュエーターは、前記光合成素子から出射された前記合成光の光軸方向から見て、前記第１光入射面および前記第３光入射面を除く面の外側に配置されていることが好ましい。
これにより、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の変調光を合成することができ、フルカラーの映像光を出射することができる。
本発明の画像表示装置では、前記光合成素子から出射された前記合成光の光軸方向から見て、前記第１光入射面および前記第３光入射面の並び方向と、前記光学部および前記電磁アクチュエーターの並び方向とが異なっていることが好ましい。
これにより、光路制御装置の駆動精度をより高めることができ、より優れた画像表示特性を発揮することができる。
本発明の画像表示装置では、前記光合成素子は、ダイクロイックプリズムであることが好ましい。
これにより、光合成素子の構成が簡単なものとなる。
本発明の画像表示装置では、前記光路制御装置は、前記光学部と、
前記光学部を支持する可動部と、
前記可動部を揺動軸まわりに揺動可能に支持する軸部と、
前記軸部を支持する支持部と、を有し、
前記電磁アクチュエーターは、前記可動部に設けられた永久磁石と、
前記可動部を介して対向配置され、前記永久磁石に作用させる磁界を発生させるコイルと、を有していることが好ましい。
これにより、光路制御装置の構成が簡単なものとなる。
本発明の画像表示装置では、前記支持部は、前記光合成素子側の面または前記光合成素子と反対側の面に開放する凹部を有していることが好ましい。
これにより、光路制御装置の設置スペースを小さくすることができる。
本発明の画像表示装置では、前記第１空間光変調素子は、磁性を有する保持部に保持されていることが好ましい。
これにより、電磁アクチュエーターと保持部とをなるべく遠ざけて配置することができるため、電磁アクチュエーターから発生する磁界が前記保持部に作用してしまうことを低減することができる。
本発明の第１実施形態に係る画像表示装置の光学的な構成を示す図である。 映像光をシフトさせた様子を示す図である。 図１に示す画像表示装置が有する光路制御装置の斜視図である。 図３中のＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図である。 図３に示す光路制御装置の揺動を示す斜視図である。 電気光学装置と投射レンズの固定状態を示す斜視図である。 図６の部分拡大展開図である。 図６の部分拡大展開図である。 電気光学装置と投射レンズの固定状態を示す側面図である。 電気光学装置と光路制御装置との配置を示す平面図である。 電気光学装置と光路制御装置との配置を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る画像表示装置の光学的な構成を示す図である。 図１２に示す画像表示装置の電気光学装置と光路制御装置の位置関係を示す平面図である。
以下、本発明の画像表示装置について添付図面に示す各実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像表示装置の光学的な構成を示す図である。図２は、映像光をシフトさせた様子を示す図である。図３は、図１に示す画像表示装置が有する光路制御装置の斜視図である。図４は、図３中のＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図である。図５は、図３に示す光路制御装置の揺動を示す斜視図である。図６は、電気光学装置と投射レンズの固定状態を示す斜視図である。図７および図８は、それぞれ、図６の部分拡大展開図である。図９は、電気光学装置と投射レンズの固定状態を示す側面図である。図１０および図１１は、それぞれ、電気光学装置と光路制御装置との配置を示す平面図である。
なお、図３ないし図５では、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示しており、その図示した矢印の先端側を「＋側」、基端側を「−側」とする。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」とも言い、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」とも言い、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。
１．プロジェクター
図１に示すプロジェクター（画像表示装置）１は、ＬＣＤ方式のプロジェクターであり、図１に示すように、光源装置１１と、照明光学装置１２と、色分離光学装置１３と、リレー光学装置１４と、電気光学装置１５と、投射レンズ１６と、画素シフトデバイス（光路制御装置）２と、を備えている。
以下、各部について順次説明する。
（光源装置）
光源装置１１は、光源１１１と、リフレクター１１２と、を有している。光源装置１１は、光源１１１から射出された光Ｌをリフレクター１１２によって射出方向を揃えて照明光学装置１２に向けて射出する。本実施形態の光源１１１は、超高圧水銀ランプを用いている。ただし、光源１１１としては、超高圧水銀ランプに限定されず、ハロゲンランプや発光ダイオード（ＬＥＤ）等を用いることもできる。
（照明光学装置）
照明光学装置１２は、第１レンズアレイ１２１と、第２レンズアレイ１２２と、偏光変換素子１２３と、重畳レンズ１２４と、平行化レンズ１２５と、を備えている。第１レンズアレイ１２１は、略矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成となっており、各小レンズによって光Ｌを部分光束に分割して射出する。第２レンズアレイ１２２は、第１レンズアレイ１２１の小レンズから射出された部分光束（光Ｌ）に対応して、小レンズがマトリクス状に配列された構成となっており、第１レンズアレイ１２１から射出された部分光束（光Ｌ）をそれぞれ重畳レンズ１２４に向けて射出する。
偏光変換素子１２３は、第２レンズアレイ１２２から射出されたランダム偏光光となる各部分光束を液晶パネル１５１で利用可能な略１種類の偏光光に揃える機能を有する。なお、第２レンズアレイ１２２から射出され、偏光変換素子１２３によって略１種類の偏光光に変換された各部分光束は、重畳レンズ１２４によって液晶パネル１５１の表面に略重畳される。なお、重畳レンズ１２４から射出された光束は、平行化レンズ１２５により平行化されて液晶パネル１５１に重畳される。
（色分離光学装置）
色分離光学装置１３は、第１ダイクロイックミラー１３１と、第２ダイクロイックミラー１３２と、反射ミラー１３３と、を備えている。色分離光学装置１３は、照明光学装置１２から射出された光束を、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光の３色の色光に分離する。
（リレー光学装置）
リレー光学装置１４は、入射側レンズ１４１と、リレーレンズ１４３と、反射ミラー１４２、１４４と、を備えている。リレー光学装置１４は、色分離光学装置１３で分離されたＲ光をＲ光用の液晶パネル１５１Ｒまで導く。
（電気光学装置）
電気光学装置１５は、入射側偏光板１５２と、液晶パネル１５１（Ｒ光用の液晶パネルを１５１Ｒ、Ｇ光用の液晶パネルを１５１Ｇ、Ｂ光用の液晶パネルを１５１Ｂとする）と、射出側偏光板１５３と、ダイクロイックプリズム（光合成素子）１５４と、を備えている。なお、入射側偏光板１５２および射出側偏光板１５３は、それぞれ、液晶パネル１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂ毎に設けられている。液晶パネル１５１（１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂ）は、色分離光学装置１３で色光毎に分離された光束を画像信号に応じて変調する空間光変調素子である。
また、ダイクロイックプリズム１５４は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状を有しており、全体として直方体形状に形成されている。また、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。このようなダイクロイックプリズム１５４は、液晶パネル１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂで変調された各変調光を合成して映像光（合成光）ＬＬを生成し、この映像光ＬＬを投射レンズ１６に射出する。このように、ダイクロイックプリズム１５４を用いることで、映像光ＬＬを簡単に生成することができる。
また、ダイクロイックプリズム１５４は、液晶パネル１５１Ｒと対向して配置され、液晶パネル１５１Ｒで変調された変調光が入射する第１光入射面１５４１と、液晶パネル１５１Ｇと対向して配置され、液晶パネル１５１Ｇで変調された変調光が入射する第２光入射面１５４２と、液晶パネル１５１Ｂと対向して配置され、液晶パネル１５１Ｂで変調された変調光が入射する第３光入射面１５４３と、映像光ＬＬを出射する光出射面１５４４と、を有している。そして、第１光入射面１５４１と第３光入射面１５４３とが対向して（ダイクロイックプリズム１５４を介して反対側に）配置され、第２光入射面１５４２と光出射面１５４４とが対向して（ダイクロイックプリズム１５４を介して反対側に）配置されている。
（投射レンズ）
投射レンズ１６は、複数のレンズを組み合わせた組レンズで構成され、電気光学装置１５で生成された映像光ＬＬを所望の拡大率で拡大してスクリーン上にカラーの静止画または動画を投射する。
（画素シフトデバイス）
画素シフトデバイス２は、ダイクロイックプリズム１５４の光出射面１５４４と投射レンズ１６との間に配置されており、ダイクロイックプリズム１５４から出射された映像光ＬＬの光軸をシフトさせることができる。これにより、液晶パネル１５１の解像度よりも高い解像度（液晶パネル１５１がフルハイビジョンであれば４Ｋ）の画像をスクリーンに投射できる。
この原理について図２を用いて簡単に説明する。画素シフトデバイス２は、後述するように、映像光ＬＬを透過させるガラス板２１を有しており、このガラス板２１の姿勢を変更することで、屈折を利用して映像光ＬＬの光軸をシフトさせることができる。そして、プロジェクター１は、このような光軸のシフトを利用して、映像光ＬＬの光軸を一方側にシフトさせた場合の画像表示位置Ｐ１と、映像光ＬＬの光軸を他方側にシフトさせた場合の画像表示位置Ｐ２とが、スクリーン上で斜め方向（図２中の矢印方向）にかつ半画素分ずれるように構成され、画像表示位置Ｐ１、Ｐ２に交互に画像を表示することにより、見かけ上の画素が増加し、スクリーンに投影される画像の高解像度化を図っている。なお、画像表示位置Ｐ１、Ｐ２のずれ量としては、半画素分に限定されず、例えば、画素Ｐｘの１／４であってもよいし、３／４であってもよい。
画素シフトデバイス２は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、光透過性を有し、映像光ＬＬを偏向させるガラス板（光学部）２１が設けられた可動部２２と、可動部２２の周囲に設けられた枠状の支持部２３と、可動部２２と支持部２３と連結し、可動部２２を支持部２３に対して揺動軸Ｊまわりに揺動（回動）可能に支持する軸部２４１、２４２と、支持部２３に対して可動部２２を揺動させる電磁アクチュエーター２５と、を有している。このような構成とすることで、画素シフトデバイス２によって画素シフトを簡単に行うことができる。
画素シフトデバイス２は、＋Ｚ側（永久磁石２５１側）がダイクロイックプリズム１５４側を向き、−Ｚ側（コイル側）が投射レンズ１６側を向くように配置されている。ただし、画素シフトデバイス２の向きは、反対であってもよい。
可動部２２は、平板状をなしている。また、可動部２２の中央部には貫通孔２２１が形成されており、この貫通孔２２１にガラス板２１が嵌め込まれている。また、貫通孔２２１は、その周面に段差を有し、この段差でガラス板２１を受け止めている。このような貫通孔２２１に嵌め込まれたガラス板２１は、例えば、接着剤によって可動部２２に固定されている。
ガラス板２１は、矩形の平面視形状を有している。また、ガラス板２１は、ダイクロイックプリズム１５４と対向して配置されている。このようなガラス板２１は、映像光ＬＬの入射角度が０°から傾くことで、入射した映像光ＬＬを屈折させつつ透過させることができる。したがって、目的とする入射角度になるように、ガラス板２１の姿勢を変化させることにより、映像光ＬＬの偏向方向や偏向量を制御することができる。なお、ガラス板２１の大きさは、ダイクロイックプリズム１５４から出射する映像光ＬＬを透過させることができるように適宜設定される。また、ガラス板２１は、実質的に無色透明であることが好ましい。
このような構成の可動部２２の周囲には枠状の支持部２３が設けられ、可動部２２と支持部２３とが軸部２４１、２４２によって連結されている。このような支持部２３は、可動部２２よりも肉厚に形成されており、可動部２２が支持部２３の＋Ｚ軸側に片寄って支持されている。また、支持部２３には、＋Ｚ軸側の面に開放し、Ｘ軸方向に延在する凹部（切り欠き）２３１、２３２が形成されている。すなわち、凹部２３１、２３２は、支持部２３の＋Ｚ軸側の面に対して凹となっている。凹部２３１、２３２は、可動部２２の平面視で、可動部２２を介して対向配置されている。なお、凹部２３１、２３２は、−Ｚ軸側の面に開放していてもよい。言い換えれば、凹部２３１、２３２は、支持部２３の−Ｚ軸側の面に対して凹となっていてもよい。
軸部２４１、２４２は、平面視で、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にずれて位置し、可動部２２の揺動軸Ｊを形成している。これにより、可動部２２は、Ｘ軸およびＹ軸の両軸に対して約４５°傾斜した揺動軸Ｊまわりに揺動し、この揺動と共にガラス板２１の姿勢が変化する。なお、揺動軸ＪのＸ軸（Ｙ軸）に対する傾斜角は、４５°に限定されない。
以上のような可動部２２、支持部２３および軸部２４１、２４２は、一体に構成されている。また、これら可動部２２、支持部２３および軸部２４１、２４２は、樹脂を主成分として構成されている。
電磁アクチュエーター２５は、図４に示すように、可動部２２に設けられた永久磁石２５１と、永久磁石２５１に作用させる磁界を発生させるコイル２５２と、を有する電磁アクチュエーターである。永久磁石２５１は、揺動軸Ｊからずれた位置に配置され、Ｘ軸方向に沿った長手形状をなしている。また、永久磁石２５１は、Ｚ軸方向（ガラス板２１の厚さ方向）に磁化している。このような永久磁石２５１としては、特に限定されず、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石等を用いることができる。
一方、コイル２５２は、保持部材２６に保持されており、この保持部材２６を介して支持部２３に固定されている。また、コイル２５２は、可動部２２および永久磁石２５１に空隙を隔てて対向配置されている。これにより、コイル２５２の内周を永久磁石２５１の輪郭よりも小さくすることができ、コイル２５２に電流を印加した際の電力損失（発熱等）を抑えることができる。そのため、より効率的に省電力でコイル２５２から磁界を発生させることができる。
また、コイル２５２は、空芯コイルである。そのため、可動部２２をよりスムーズに揺動させることができる。具体的に説明すると、例えば、コイル２５２として、内側に磁心を配置したものを用いた場合、生じる磁力の強さによっては、永久磁石２５１が磁心に引き付けられてしまい、これにより、揺動軸Ｊが変位し、可動部２２の揺動をスムーズに行うことができなくなってしまう場合がある。一方、コイル２５２として本実施形態のような空芯コイルを用いることで、上記のような問題が発生せず、可動部２２をよりスムーズに揺動させることができる。
以上のような電磁アクチュエーター２５では、図示しない電圧印加部からコイル２５２に駆動信号（交番電圧）を印加することでコイル２５２から磁界を発生させ、発生させた磁界を永久磁石２５１に作用させることで、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、可動部２２を支持部２３に対して揺動軸Ｊまわりに揺動（回動）させることができる。そして、このような可動部２２の揺動によって、映像光ＬＬの光軸がシフトされ、スクリーン上の画像表示位置Ｐ１、Ｐ２に交互に画像が表示される。よって、見かけ上の画素が増加し、画像の高解像度化が図られる。
以上、プロジェクター１の光学的な構成について簡単に説明した。次に、各部の組み立て状態について図６ないし図９に基づいて詳細に説明する。
プロジェクター１では、図６に示すように、電気光学装置１５と投射レンズ１６とが保持部材３に保持されており、光学的にアライメントされた状態で固定されている。
保持部材３は、投射レンズ１６を保持する第１保持部材３１と、第１保持部材３１に保持される第２保持部材３２と、第２保持部材３２に保持されると共に電気光学装置１５を保持する第３保持部材３３と、を有している。
第１保持部材３１は、投射レンズ１６の鏡筒１６１の外周に設けられた固定用フランジ１６２を支持する鏡筒保持部３１１と、鏡筒保持部３１１の上部から光路上流側に突出する保持部３１２とを備えている。
また、第１保持部材３１の鏡筒保持部３１１は、略矩形の板状に形成されている。また、鏡筒保持部３１１の中央には丸穴を有する開口部３１１ａが設けられており、開口部３１１ａには投射レンズ１６の鏡筒１６１が挿入されている。開口部３１１ａに挿入された鏡筒１６１は、アライメントされた状態で固定用フランジ１６２において鏡筒保持部３１１にネジ止めされている。このような第１保持部材３１は、例えば、合成樹脂部材で構成することができ、特に、本実施形態ではＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）でガラス繊維が添加された部材を用いている。
また、第２保持部材３２は、第１保持部材３１の上方に配置されており、アライメントされた状態で第１保持部材３１にネジ止めされている。このような第２保持部材３２は、例えば、金属部材で構成することができ、特に、本実施形態ではＳＥＣＣ（電気亜鉛めっき鋼板）の板材を用いている。
また、第３保持部材３３は、電気光学装置１５を投射レンズ１６に対してアライメントする際のベースの部材となり、図９に示すように、電気光学装置１５を保持した状態となっている。具体的には、第３保持部材３３の下面に固定部３３１が設けられており、この固定部３３１に接着剤等によってダイクロイックプリズム１５４の上面が固定されている。このような第３保持部材３３は、第２保持部材３２の下方に配置されており、第２保持部材３２にネジ止めされている。このような第３保持部材３３は、例えば、合成樹脂部材で構成することができ、特に、本実施形態ではＰＣ（ポリカーボネート樹脂）でガラス繊維が添加された部材を用いている。
ダイクロイックプリズム１５４の隣接する３つの側面（光入射面１５４１、１５４２、１５４３）には各色光に対応する射出側偏光板１５３および液晶パネル１５１がそれぞれ設置される。すなわち、前述したように、ダイクロイックプリズム１５４の第１光入射面１５４１と対向するように射出側偏光板１５３および液晶パネル１５１Ｒが配置され、第２光入射面１５４２と対向するように射出側偏光板１５３および液晶パネル１５１Ｇが配置され、第１光入射面１５４１と対向するように射出側偏光板１５３および液晶パネル１５１Ｂが配置されている。
また、ダイクロイックプリズム１５４の３つの光入射面１５４１、１５４２、１５４３には固定基板４が設置されており、この固定基板４に射出側偏光板１５３が設置されている。また、各固定基板４には固定枠５３が固定されており、この固定枠５３には調整枠５２を介して液晶パネル１５１を保持している保持枠５１が固定されている。すなわち、保持枠５１、調整枠５２および固定枠５３によって、液晶パネル１５１を保持する保持部５が構成されている。
このような構成では、調整枠５２によって液晶パネル１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂ同士のアライメントを行うことができる。なお、調整枠５２は、アライメント終了後、接着剤等によって固定枠５３に固定される。このような調整枠５２および固定枠５３は、それぞれ、金属部材で構成することができ、例えば、ＳＰＣＣ（冷間圧延合板）の板材を用いることができる。
以上のようにして電気光学装置１５と投射レンズ１６とを固定することで、映像光ＬＬのフォーカスずれを低減することができる。すなわち、投射レンズ１６は、温度特性を有しており、温度変化に伴って焦点距離が変化する。そのため、プロジェクター１では、このような投射レンズ１６の焦点距離の増減量に保持部材３の伸縮量の総和を対応させ、これにより、フォーカスずれを低減している。
次に、画素シフトデバイス２と電気光学装置１５との配置について図９ないし図１１に基づいて詳細に説明する。
画素シフトデバイス２は、図９に示すように、投射レンズ１６とダイクロイックプリズム１５４との間に配置されており、デバイス保持部材６を介して第１保持部材３１に固定されている。ただし、画素シフトデバイス２の固定方法は、これに限定されず、例えば、デバイス保持部材６を介さずに、直接第１保持部材３１に固定されていてもよい。
また、画素シフトデバイス２は、図１０に示すように、＋Ｚ側（永久磁石２５１側）がダイクロイックプリズム１５４側を向き、−Ｚ側（コイル２５２側）が投射レンズ１６側を向くように配置されている。前述したように、画素シフトデバイス２の支持部２３には凹部２３１、２３２が形成されているため、これにより、画素シフトデバイス２の設置スペースをより小さくすることができ、ダイクロイックプリズム１５４と投射レンズ１６との間の比較的狭い空間に、スペース的余裕を持って画素シフトデバイス２を配置することができる。
図１０は、映像光ＬＬの光軸方向から見た平面図である。同図に示すように、ダイクロイックプリズム１５４を介して液晶パネル（第１空間光変調素子）１５１Ｒと液晶パネル（第３空間光変調素子）１５１Ｂとが対向しており、画素シフトデバイス２がガラス板２１を光出射面１５４４に対向させて配置されている。また、画素シフトデバイス２は、ダイクロイックプリズム１５４に対して縦を向いて配置されている。言い換えると、画素シフトデバイス２は、ガラス板２１と永久磁石２５１の並び方向が縦（上下方向）に沿うように配置されている。そのため、画素シフトデバイス２の電磁アクチュエーター２５（永久磁石２５１およびコイル２５２）は、ダイクロイックプリズム１５４の下面（第１光入射面１５４１および第３光入射面１５４３以外の面）の外側で、かつ、液晶パネル１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂと異なる位置（重ならない位置）に配置されている。このように、電磁アクチュエーター２５をダイクロイックプリズム１５４の外側に配置することで、電磁アクチュエーター２５による映像光ＬＬの遮蔽を防止することができ、電磁アクチュエーター２５を液晶パネル１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂと異なる位置に配置することで、画素シフトデバイス２の駆動をより精度よく行うことができ、優れた画像表示特性を発揮することのできるプロジェクター１となる。
具体的に説明すると、例えば、図１１に示すように、画素シフトデバイス２をダイクロイックプリズム１５４に対して横を向いて配置し、電磁アクチュエーター２５を保持部５に重ねてしまうと、電磁アクチュエーター２５と液晶パネル１５１Ｒとが近づき過ぎてしまう。前述したように、液晶パネル１５１Ｒは、保持部５によって保持されているが、この保持部５は、磁性体であるＳＰＣＣの板材を含んでいる。そのため、このような配置では、永久磁石２５１から発生する磁界が保持部５に作用し易くなり、磁界の作用によって磁化された保持部５に永久磁石２５１が磁気的に引き付けられて、揺動軸Ｊの変位や可動部２２（ガラス板２１）の姿勢変化が生じる問題がある。このような問題が生じると、可動部２２の安定した揺動が阻害されると共に消費電力が大きくなり、画素シフトデバイス２の駆動特性が著しく低下してしまう。
これに対して、図１０に示す本実施形態の配置とすることで、電磁アクチュエーター２５と液晶パネル１５１Ｒ（保持部５）とを十分に離間させることができる。そのため、上述した問題が発生し難くなり、画素シフトデバイス２の駆動特性の低下を低減することができる。よって、優れた表示特性を有するプロジェクター１となる。特に、本実施形態のように、液晶パネル１５１Ｒと液晶パネル１５１Ｂの並び方向Ｌ１と、ガラス板２１と永久磁石２５１の並び方向Ｌ２とをほぼ直交させることで、言い換えると、ダイクロイックプリズム１５４の中心Ｏまわりに、液晶パネル１５１Ｒから９０°（＝θ）回転させた位置に電磁アクチュエーター２５を配置することで、液晶パネル１５１Ｒと電磁アクチュエーター２５とをより離間させることができ、上記効果をより顕著に発揮することができる。なお、本実施形態のようにθ＝９０°とするのが特に好ましいが、θとしては、これに限定されず、例えば、４５°≦θ≦１３５°とすること、好ましくは８０°≦θ≦１００°とすることによっても、上記効果を十分に発揮することができる。
また、本実施形態では、電磁アクチュエーター２５をダイクロイックプリズム１５４の下面の外側に配置している。これにより、電磁アクチュエーター２５と、第２保持部材３２や第１、第２、第３保持部材３１、３２、３３を接続するネジと、をより離間させることができる。そのため、第２保持部材３２や前記ネジが磁性を有する場合、これらに永久磁石２５１からの磁界が作用するのを低減することができる。よって、上記効果をさらに顕著に発揮することができる。
以上、電磁アクチュエーター２５の配置について説明したが、電磁アクチュエーター２５の配置としては、ダイクロイックプリズム１５４の外側で、かつ、液晶パネル１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂと異なる位置（重ならない位置）に配置されていれば、上記の配置に限定されない。例えば、電磁アクチュエーター２５は、ダイクロイックプリズム１５４の第１光入射面１５４１の外側で、かつ、液晶パネル１５１Ｒ（保持部５）のさらに外側に配置されていてもよい。また、電磁アクチュエーター２５は、ダイクロイックプリズム１５４の第３光入射面１５４３の外側で、かつ、液晶パネル１５１Ｂ（保持部５）のさらに外側に配置されていてもよい。このような配置によっても、電磁アクチュエーター２５と保持部５を十分に離間させることができ、上述した効果を発揮することができる。
＜第２実施形態＞
図１２は、本発明の第２実施形態に係る画像表示装置の光学的な構成を示す図である。図１３は、図１２に示す画像表示装置の電気光学装置と光路制御装置の位置関係を示す平面図である。
以下、本発明の第２実施形態に係る画像表示装置について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
第２実施形態の画像表示装置は、ＬＣＯＳ方式となっていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態のプロジェクター（画像表示装置）７は、ＬＣＯＳ方式のプロジェクターであり、図１２に示すように、光源装置７１と、照明光学装置７２と、色分離光学装置７３と、電気光学装置７５と、投射レンズ７６と、画素シフトデバイス２と、を備えている。
（光源装置）
光源装置７１は、青色光用照明装置７１Ｂと、黄色光用照明装置７１Ｙと、を有している。青色光用照明装置７１Ｂは、青色レーザーダイオードがアレイ状に配列されたものである。また、黄色光用照明装置７１Ｙは、励起用レーザーダイオードがアレイ状に配列されたものである。なお、励起用レーザーダイオードは、蛍光体を励起させるための励起光として、紫外光もしくは青色光を射出するものである。
（照明光学装置）
照明光学装置７２は、青色光用照明装置７１Ｂ用の青色光用照明光学装置７２Ｂと、黄色光用照明装置７１Ｙ用の黄色光用照明光学装置７２Ｙと、を有している。
青色光用照明光学装置７２Ｂは、平行化レンズ７２１Ｂと、集光レンズ７２２Ｂと、拡散板７２３Ｂと、ピックアップレンズ７２４Ｂと、平行化レンズ７２５Ｂと、第１レンズアレイ７２６Ｂと、第２レンズアレイ７２７Ｂと、偏光変換素子７２８Ｂと、重畳レンズ７２９Ｂと、を備えており、これらレンズ等によって青色光用照明装置７１Ｂから出射された光を光学的に処理する。
黄色光用照明光学装置７２Ｙは、平行化レンズ７２１Ｙと、集光レンズ７２２Ｙと、蛍光体基板７２０Ｙと、ピックアップレンズ７２４Ｙと、平行化レンズ７２５Ｙと、第１レンズアレイ７２６Ｙと、第２レンズアレイ７２７Ｙと、偏光変換素子７２８Ｙと、重畳レンズ７２９Ｙと、を備えており、これらレンズ等によって黄色光用照明装置７１Ｙから出射された光を光学的に処理する。なお、蛍光体基板７２０Ｙは、紫外光、青色光等の励起光を受けて黄色光を発する蛍光体層が基板上に形成されたものである。
（色分離光学装置）
色分離光学装置７３は、ダイクロイックミラー７３１を備えている。ダイクロイックミラー７３１は、黄色光用照明光学装置７２Ｙから射出された黄色光を赤色（Ｒ）光と緑色（Ｇ）光とに分離する。
（電気光学装置）
電気光学装置７５は、空間光変調装置としての反射型液晶パネル７５１（Ｒ光用の反射型液晶パネル７５１Ｒ、Ｇ光用の反射型液晶パネル７５１Ｇ、Ｂ光用の反射型液晶パネル７５１Ｂ）と、ダイクロイックプリズム７５６と、各反射型液晶パネル７５１Ｒ、７５１Ｇ、７５１Ｂに対応して設けられている集光レンズ７５２、絞り７５３、偏光ビームスプリッター（偏光分離素子）７５４および偏光板７５５と、を備えている。
このような構成では、偏光ビームスプリッター７５４を透過した赤色光、緑色光、青色光が反射型液晶パネル７５１Ｒ、７５１Ｇ、７５１Ｂへ導かれ、反射型液晶パネル７５１Ｒから反射された各色の変調光が偏光ビームスプリッター７５４で反射して偏光板７５５を通過してダイクロイックプリズム７５６へ導かれる。そして、ダイクロイックプリズム７５６で変調光を合成して映像光（合成光）ＬＬを生成し、この映像光ＬＬを投射レンズ７６に射出する。
なお、図示しないが、電気光学装置７５においても、前述した第１実施形態の電気光学装置１５と同様に、第１保持部材３１、第２保持部材３２および第３保持部材３３（またはこれらに相当する部材）によってダイクロイックプリズム７５６と投射レンズ７６とが固定されており、保持部５（またはこれに相当する部材）によって、ダイクロイックプリズム７５６に反射型液晶パネル７５１Ｒ、７５１Ｇ、７５１Ｂ等が固定されている。
（投射レンズ）
投射レンズ７６は、複数のレンズを組み合わせた組レンズで構成され、電気光学装置７５で生成された映像光ＬＬを所望の拡大率で拡大してスクリーン上にカラーの静止画または動画を投射する。
（画素シフトデバイス）
画素シフトデバイス２は、ダイクロイックプリズム７５６と投射レンズ７６との間に配置されており、ダイクロイックプリズム７５６から出射された映像光ＬＬの光軸をシフトさせることができる。これにより、反射型液晶パネル７５１の解像度よりも高い解像度の画像をスクリーンに投射できる。
なお、図１３に示すように、本実施形態においても、画素シフトデバイス２の電磁アクチュエーター２５（永久磁石２５１およびコイル２５２）は、ダイクロイックプリズム７５６の下面の外側で、かつ、反射型液晶パネル７５１Ｒ、７５１Ｇ、７５１Ｂと異なる位置（重ならない位置）に配置されている。これにより、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上、本発明の画像表示装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の画像表示装置では、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができ、また、他の任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では、画像表示装置として、液晶プロジェクターについて説明したが、画像表示装置としては、プロジェクターに限定されず、その他、プリンター、スキャナー、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）等にも適用可能である。
１……プロジェクター
１１……光源装置
１１１……光源
１１２……リフレクター
１２……照明光学装置
１２１……第１レンズアレイ
１２２……第２レンズアレイ
１２３……偏光変換素子
１２４……重畳レンズ
１２５……平行化レンズ
１３……色分離光学装置
１３１……第１ダイクロイックミラー
１３２……第２ダイクロイックミラー
１３３……反射ミラー
１４……リレー光学装置
１４１……入射側レンズ
１４２、１４４……反射ミラー
１４３……リレーレンズ
１５……電気光学装置
１５１、１５１Ｂ、１５１Ｇ、１５１Ｒ……液晶パネル
１５２……入射側偏光板
１５３……射出側偏光板
１５４……ダイクロイックプリズム
１５４１……第１光入射面
１５４２……第２光入射面
１５４３……第３光入射面
１５４４……光出射面
１６……投射レンズ
１６１……鏡筒
１６２……固定用フランジ
２……画素シフトデバイス
２１……ガラス板
２２……可動部
２２１……貫通孔
２３……支持部
２３１、２３２……凹部
２４１、２４２……軸部
２５……電磁アクチュエーター
２５１……永久磁石
２５２……コイル
２６……保持部材
３……保持部材
３１……第１保持部材
３１１……鏡筒保持部
３１１ａ……開口部
３１２……保持部
３２……第２保持部材
３３……第３保持部材
３３１……固定部
４……固定基板
５……保持部
５１……保持枠
５２……調整枠
５３……固定枠
６……デバイス保持部材
７……プロジェクター
７１……光源装置
７１Ｂ……青色光用照明装置
７１Ｙ……黄色光用照明装置
７２……照明光学装置
７２Ｂ……青色光用照明光学装置
７２Ｙ……黄色光用照明光学装置
７２０Ｙ……蛍光体基板
７２１Ｂ、７２１Ｙ……平行化レンズ
７２２Ｂ、７２２Ｙ……集光レンズ
７２３Ｂ……拡散板
７２４Ｂ、７２４Ｙ……ピックアップレンズ
７２５Ｂ、７２５Ｙ……平行化レンズ
７２６Ｂ、７２６Ｙ……第１レンズアレイ
７２７Ｂ、７２７Ｙ……第２レンズアレイ
７２８Ｂ、７２８Ｙ……偏光変換素子
７２９Ｂ、７２９Ｙ……重畳レンズ
７３……色分離光学装置
７３１……ダイクロイックミラー
７５……電気光学装置
７５１、７５１Ｂ、７５１Ｇ、７５１Ｒ……反射型液晶パネル
７５２……集光レンズ
７５３……絞り
７５４……偏光ビームスプリッター
７５５……偏光板
７５６……ダイクロイックプリズム
７６……投射レンズ
Ｊ……揺動軸
Ｌ……光
Ｌ１……方向
Ｌ２……方向
ＬＬ……映像光
Ｏ……中心
Ｐ１……画像表示位置
Ｐ２……画像表示位置
Ｐｘ……画素

Claims (9)

  1. 光を出射する光源と、
    前記光源から出射された前記光を変調する第１空間光変調素子および第２空間光変調素子と、
    前記第１空間光変調素子で変調された第１変調光と前記第２空間光変調素子で変調された第２変調光とを合成し、合成光として出射する光合成素子と、
    前記光合成素子から出射された前記合成光の光路を変化させることができる光路制御装置と、を有し、
    前記光路制御装置は、前記合成光が入射する光入射面を有する光学部と、前記光学部を変位させる電磁アクチュエーターと、を有し、
    前記電磁アクチュエーターは、前記光合成部から出射された前記合成光の光軸方向から見て、前記光合成素子の外側に位置し、かつ、前記第１空間光変調素子および前記第２空間光変調素子と異なる位置に配置されていることを特徴とする画像表示装置。
  2. 前記電磁アクチュエーターは、前記光合成部から出射された前記合成光の光軸方向から見て、前記第１空間光変調素子に対して、前記合成光の光軸まわりに４５°以上、１３５°以下の範囲内で回転した位置に配置されている請求項１に記載の画像表示装置。
  3. 前記光合成素子は、前記第１変調光が入射する第１光入射面と、前記第２変調光が入射する第２光入射面と、前記合成光を出射する光出射面と、を有し、
    前記電磁アクチュエーターは、前記光合成素子から出射された前記合成光の光軸方向から見て、前記第１光入射面を除く面の外側に配置されている請求項１または２に記載の画像表示装置。
  4. 前記光源から出射された前記光を変調する第３空間光変調素子を有し、
    前記光合成素子は、前記第１光入射面と対向配置されており、前記第３空間光変調素子で変調された第３変調光が入射する第３光入射面を有し、
    前記電磁アクチュエーターは、前記光合成素子から出射された前記合成光の光軸方向から見て、前記第１光入射面および前記第３光入射面を除く面の外側に配置されている請求項３に記載の画像表示装置。
  5. 前記光合成素子から出射された前記合成光の光軸方向から見て、前記第１光入射面および前記第３光入射面の並び方向と、前記光学部および前記電磁アクチュエーターの並び方向とが異なっている請求項４に記載の画像表示装置。
  6. 前記光合成素子は、ダイクロイックプリズムである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  7. 前記光路制御装置は、前記光学部と、
    前記光学部を支持する可動部と、
    前記可動部を揺動軸まわりに揺動可能に支持する軸部と、
    前記軸部を支持する支持部と、を有し、
    前記電磁アクチュエーターは、前記可動部に設けられた永久磁石と、
    前記可動部を介して対向配置され、前記永久磁石に作用させる磁界を発生させるコイルと、を有している請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  8. 前記支持部は、前記光合成素子側の面または前記光合成素子と反対側の面に開放する凹部を有している請求項７に記載の画像表示装置。
  9. 前記第１空間光変調素子は、磁性を有する保持部に保持されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
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