JP4093841B2

JP4093841B2 - 投射型表示装置

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Publication number: JP4093841B2
Application number: JP2002311197A
Authority: JP
Inventors: 康太郎細田; 要治野口; 真北川; 和宏猪子; 謙佐藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2022-10-25
Also published as: JP2004145108A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型表示装置、より詳細には、投射表示用のライトバルブに対する投射光の光束の形状寸法を整形するための手段を備えた投射型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大画面表示手段として、大画面のＣＲＴやＰＤＰ（プラズマディスプレイ）に比べて小型で軽量な投射型表示装置が使用される場合が多い。投射型表示装置には、液晶等のライトバルブを用いて画像を表示し、この画像を拡大投影する方式を採用したものがある。投射型表示装置において、例えば、特許文献１には、「カラースクロール方式」と呼ばれる方式を用いた投射型表示装置が開示されている。
【０００３】
図１０は、カラースクロール方式の投射型表示装置の構成例を説明するための図で、図中、１０は三原色光束形成部、１１は光束整形板、１２はダイクロイックミラー系、２０はライトバルブ、３０は光束整形部、３１はレンズ群、３２はコールドミラー、４０は光源部、４１は白色光源、４２は楕円面反射鏡、５０は三原色光束形成部、５１は回転プリズム、５２及び５３はレンズ、６０は投射レンズ系、Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃は光束整形板１１が有する光束成型用のスリットである。
【０００４】
光源部４０は、白色光源４１と楕円面反射鏡４２から構成される。光源部４０から出射した白色光束は、光整形部３０において、一連のレンズ群３１、及びコールドミラー３２を経て、投射用の方形形状の光束に整形され、三原色光束形成部１０に入射する。三原色光束形成部１０は、光束整形板１１及びダイクロイックミラー系１２を有している。三原色光束形成部１０において、ダイクロイックミラー系１２は、光束整形部３０から入射した方形形状の白色光を赤、緑、青の三原色に分離する。そして分離された三原色の光は、光束整形板１１が備えた光束整形用のスリットＳ₁〜Ｓ₃でそれぞれ整形され、出射する。
【０００５】
三原色光束形成部１０から出射した三原色光は、カラースクロール部５０に入射する。カラースクロール部５０において、入射した三原色光は回転プリズム５１で作用を受けて出射光路をスクロールさせながらレンズ５２，５３に順次入射する。そしてレンズ５２，５３の作用によって、三原色光はライトバルブ２０上に照射される。ライトバルブ２０における三原色光束の照射領域は、回転プリズム５１の回転によってスクロールされる。ライトバルブ２０は、三原色光束の照射領域と色に応じて、色毎の映像情報を表示する。そしてライトバルブ２０を出射した光束は、投射レンズ系６０によってスクリーン等の被投射手段に投射される。
【０００６】
上記のごとくの構成を有する投射型表示装置により、赤、緑、青（以下、Ｒ、Ｇ、Ｂとする）の光を、1つのライトバルブ（液晶パネル）２０上の異なる領域に同時に照射する。このときに回転プリズム５１を回転させることで、ライトバルブ２０上のＲ、Ｇ、Ｂの照射領域を時間と共に移動（スクロール）させる。ライトバルブ２０は、照射光の種類と照射位置の画像情報に応じて駆動し、フルカラーの画像表示を実現する。
【０００７】
上記特許文献１で開示された「カラースクロール方式」では、Ｒ，Ｇ，Ｂの光の照射領域がライトバルブ上で重複しないように、ライトバルブを照射する光束の形状寸法を整形する必要があった。
【０００８】
図１１は、図１０に示したカラースクロール方式の投射型表示装置における三原色光束形成部の構成を説明するための図で、図中、１２ａはＢ反射ダイクロイックミラー部、１２ｂはＲ反射ダイクロイックミラー部、１２ｃ，１２ｄはミラー部である。上記のごとくの投写型表示装置において、通常は三原色光束形成部１０のダイクロイックミラー系１２とカラースクロール部５０の回転プリズム５１との間の光路上に、光束整形用スリットＳ₁〜Ｓ₃を有する光束整形板１１を設け、この光束整形板１１によってライトバルブ２０上における、Ｒ，Ｇ，Ｂの光束形状寸法を最適な形状に整形している。
【０００９】
すなわち、図１０の光束整形部３０からダイクロイックミラー系１２に入射した白色光束は、Ｂ反射ダイクロイックミラー部１２ａでＢ（青）成分が反射し、さらにミラー部１２ｃで反射してスリットＳ₃に入射し、その光束形状が整形される。またＲ（赤）成分は、Ｒ反射ダイクロイックミラー部１２ｂで反射し、さらにミラー部１２ｄで反射してスリットＳ₁に入射して整形される。またＧ（緑）成分は、ダイクロイックミラー系１２で作用を受けずに直進し、スリットＳ₂に入射して整形される。
【００１０】
図１２は、従来の光束整形板１１の具体的な構成例を示す図で、光束整形板の平面概略図を図１２（Ａ）に、正面概略図を図１２（Ｂ）に、側面概略図を図１２（Ｃ）に示すものである。光束整形板１１とライトバルブ２０との間の光路長Ｄ_R，Ｄ_G，Ｄ_Bは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各光束の種類（色）に関係なく互いに等距離となるように設置されていた。
【００１１】
【特許文献１】
特開平６−３１９１４８号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図１３は、従来の方式で光束整形板を設置したときに生じる問題について説明するための図で、ライトバルブに結像する光束の形状を模式的に示す図である。図１３において、２１はライトバルブ基板、２２はライトバルブの有効表示部、Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃はそれぞれライトバルブに照射したＲ，Ｇ，Ｂの光束を示す。上記のごとくに、光束整形板１１とライトバルブ２０との間の光路長が各色で同一となるように構成すると、ライトバルブ２０上の光束の形状寸法が色毎に異なってしまうとういう問題が生じる。この場合、光束整形板１１とライトバルブ２０との距離（光路長）を特定の色に合わせて最適化するように構成すると、光束が回転プリズム５１とレンズ５２，５３の色収差の影響を受けて、ライトバルブ２０における各色の光束形状が異なってしまう。
【００１３】
例えば、図１３に示すように、Ｇ光束Ｌ₂に合わせて光路長を最適化すると、Ｒ光束Ｌ₁においてはライトバルブまでの光路長が最適距離より長くなり、Ｂ光束Ｌ₃の光路長は最適距離より短くなってしまう。この結果、図１３に示すように、ライトバルブ上に結像する光束Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の形状寸法が色毎に異なってしまい画質が劣化する。
【００１４】
すなわち、図１３に示すごとくにライトバルブ２０に結像する光束Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の形状が異なる場合、ライトバルブ上のＲ，Ｇ，Ｂの投射領域に重複が生じて画質が劣化する。またＲ，Ｇ，Ｂ各色の光束形状が異なることによって色毎の輝度の差異が発生し、これを補正する為にライトバルブの駆動制御が複雑になる。さらにライトバルブから外れた投射光が、迷光となって画質を劣化させるという問題が生じる。
【００１５】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色に分離された光束をスクロールしてライトバルブに結像し、ライトバルブで変調された画像を投射する投射型表示装置において、ライトバルブに結像させる光学系の色収差の影響を軽減させ、ライトバルブ上において光束の最適な結像状態を得られるようにした投射型表示装置を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の投射型表示装置は、入射光を変調して投射画像を形成するライトバルブと、光源と、光源から出射した光束を三原色に分離し、各色の光束形状を整形して出射させる三原色光束形成部と、三原色光束形成部からの光束を入射させ、各色の光束をスクロールさせながらライトバルブに結像させるカラースクロール部と、ライトバルブで変調されて出射した光束を投射する投射光学系とを備え、三原色光束形成部は、入射光束を三原色の光束に分離する分離手段と、分離手段で分離した各光束の形状を整形するための開口部（スリット）を各色ごとに備える光束整形手段とを有する。この光束整形手段は、ライトバルブと開口部との間の光路長が最適となるように、三原色の各色ごとに該光路長を個別に設定する。このようにライトバルブと開口部との間の光路長を最適化することにより、各色毎にライトバルブ上の結像位置と領域を最適に設定することができる。また、ライトバルブ上のＲ、Ｇ、Ｂの投射領域の寸法形状を等しくすることが容易となり、従来技術で問題となっていたライトバルブ上の、Ｒ、Ｇ、Ｂの投射領域に重複に起因する画質劣化、Ｒ、Ｇ、Ｂの光束の形状寸法が異なることに起因するＲ、Ｇ、Ｂ毎の輝度の差異、及びライトバルブから外れた投射光に起因する迷光、等の問題を容易に抑制することができる。
【００１７】
本発明の投射型表示装置は、三原色の光に対応した光束整形手段の各開口部がそれぞれ個別に光軸と平行に移動可能に構成され、開口部の移動によってライトバルブと開口部との間の光路長が三原色の各色において最適となるように調整できるようにしたものである。
【００１８】
さらに本発明の投射型表示装置は、上記の光束整形手段が、開口部を通過した光束のライトバルブにおける結像状態を調整するための結像位置確認孔を三原色の各色ごとに有している。そして結像位置確認孔を通過した各色の光束がライトバルブに結像する状態に基づいて、ライトバルブと開口部との間の各光路長が最適となるように調整できるようにしたものである。
【００１９】
さらに上記の結像位置確認孔として、三原色の各色毎にそれぞれ３つの孔を形成し、１つに色に対応する３つの孔を第１から第３の結像位置確認孔とするとき、第１の結像位置確認孔は、ライトバルブとの間の光路長が、ライトバルブと結像位置確認孔に対応する開口部との光路長Ｄ１に等しく、第２の結像位置確認孔は、ライトバルブとの間の光路長Ｄ２が、Ｄ２＝Ｄ１−ｄ１（ｄ１＞０）であって、かつ第３の結像位置確認孔は、ライトバルブとの間の光路長Ｄ３が、Ｄ２＝Ｄ１＋ｄ２（ｄ２＞０）である。そしてライトバルブ上には、ライトバルブと開口部との光路長が最適かどうかを判断する基準線等の基準マークを設け、結像位置確認孔を通過した各色の光束がライトバルブに結像する位置と基準マークとの関係に基づいて、開口部の位置を調整できるようにする。このような結像状態確認孔を用いることで、光束整形板の設置位置の把握、適正位置への調整を容易に行なうことができるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明による投射型表示装置の実施例を添付された図面を参照しながら具体的に説明する。なお、実施例を説明するための全図において、同様の機能を有する部分は同じ符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２１】
（実施例１）
図１は、本発明の投射光学装置の第１の実施例を説明するための図で、カラースクロール方式の投射光学装置における光束整形板の構成例を示すものである。図１において、光束整形板の平面概略図を図１（Ａ）に、正面概略図を図１（Ｂ）に、側面概略図を図１（Ｃ）に示す。本実施例は、上述した図１０に示すごとくの構成を有するカラースクロール方式の投射型表示装置において、三原色の光束を整形する光束整形板１１を各色毎に位置調整可能としたものである。
【００２２】
すなわち、本実施例の投射型表示装置は、図１０に示す構成のように、入射光を変調して投射画像を形成するライトバルブ２０と、光源部４０と、光源部４０から出射した光束を三原色に分離し、各色の光束形状を整形して出射させる三原色光束形成部１０と、三原色光束形成部１０からの光束を入射させ、各色の光束をスクロールさせながらライトバルブ２０に結像させるカラースクロール部５０と、ライトバルブ２０で変調されて出射した光束を投射する投射光学系である投射レンズ系６０とを備え、三原色光束形成部１０は、入射光束を三原色の光束に分離する分離手段であるダイクロイックミラー系１２と、ダイクロイックミラー系１２で分離した各光束の形状を整形するためのスリットＳ₁〜Ｓ₃による開口部を各色ごとに備える光束整形手段（光束整形板）とを有している。
【００２３】
そして図１に示したように、本実施例の光路整形板は、Ｒ，Ｇ，Ｂの光束にそれぞれ対応して配設されたＲ用光束整形板１１ａ，Ｇ用光束整形板１１ｂ，Ｂ用光路整形板１１ｃを有する。
【００２４】
これら各色毎の光束整形板（Ｒ用光束整形板１１ａ，Ｇ用光束整形板１１ｂ，Ｂ用光束整形板１１ｃ）とライトバルブ２０との位置関係は、
ライトバルブ２０とＲ用光束整形板１１ａとの間の光路長：Ｄ_R
ライトバルブ２０とＧ用光束整形板１１ｂとの間の光路長：Ｄ_G
ライトバルブ２０とＢ用光束整形板１１ｃとの間の光路長：Ｄ_B
とするとき、Ｄ_R＜Ｄ_G＜Ｄ_Bとなるように配置されている。
【００２５】
更に本実施例では、各光束整形板（Ｒ用光束整形板１１ａ，Ｇ用光束整形板１１ｂ，Ｂ用光束整形板１１ｃ）が、それぞれ光軸と平行な方向に移動可能に構成され、ライトバルブ２０上の各光束の結像状態が最適となるように、ライトバルブ２０と各光束整形板１１ａ〜１１ｃとの間の光路長を調整することができる。
【００２６】
図２は、第１の実施例においてライトバルブと光束整形板との光路長を各光束ごとに調整して得られたライトバルブ上の結像状態を示す図で、図中、２１はライトバルブ基板、２２はライトバルブの有効表示部である。上記のごとくに、Ｄ_R＜Ｄ_G＜Ｄ_Bの条件を維持しながら、ライトバルブ１０と各光束整形板１１ａ〜１１ｃとの距離を調整することにより、各色の光束Ｌ₁〜Ｌ₃の形状が均一な結像状態を得ることができる。
【００２７】
なお、本実施例では、ライトバルブ２０に透過型液晶を用いているが、透過型に限らず、反射型についても同様な構成を適用できる。またライトバルブとして、液晶パネル(透過型、反射型（ＬＣＯＳ）)、ＤＭＤ（ＴＭ）が適用可能であり、光学光路についてはレンズやミラーを利用して種々変形させたものを適用できる。これらは第２の実施例以降についても同様である。
【００２８】
（実施例２）
図３は、本発明の投射光学装置の第２の実施例を説明するための図で、カラースクロール方式の投射光学装置における光束整形板の他の構成例を示すものである。図３において、光束整形板の平面概略図を図３（Ａ）に、正面概略図を図３（Ｂ）に、側面概略図を図３（Ｃ）に示す。本実施例は、実施例１と同様に、Ｒ，Ｇ，Ｂの光束にそれぞれ対応して配設されたＲ用光束整形板１１ａ，Ｇ用光束整形板１１ｂ，Ｂ用光束整形板１１ｃを有し、それぞれの光束整形板が光軸と平行な方向に移動可能に構成されている。
【００２９】
そして本実施例において、各光束整形板１１ａ〜１１ｃには、スリットＳ₁〜Ｓ₃の他にライトバルブ上の結像状態の確認を目的とした結像状態確認用の孔（結像状態確認孔）Ｏ₁，Ｏ₂，Ｏ₃が設けられている。本実施例では、各結像状態確認孔Ｏ₁〜Ｏ₃は、スリットＳ₁〜Ｓ₃の開口をその長手方向に延長した領域内に設けられている。
【００３０】
上記第１の実施例では、スリットＳ₁〜Ｓ₃を通過した光束によって、ライトバルブ２０上の結像状態の良否判定を行うのに対し、本実施例では、結像状態確認孔Ｏ₁〜Ｏ₃を通過した光束がライトバルブ２０上に結像した状態を評価することによって、ライトバルブ上の照明光の良否判定を行う。
【００３１】
図４は、第２の実施例におけるライトバルブ上の結像状態を示す図で、図中、Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃は結像状態確認孔Ｏ₁〜Ｏ₃をそれぞれ通過した光束である。結像状態確認孔Ｏ₁〜Ｏ₃を通過する光束は、ライトバルブ２０の縁部に結像するようになっている。このときライトバルブ２０と光束整形板１１ａ〜１１ｃのスリットＳ₁〜Ｓ₃との間の光路長と、ライトバルブ２０と結像状態確認孔Ｏ₁〜Ｏ₃との光路長は、同一色の光束においてはそれぞれ同じである。また、ライトバルブ２０の縁部には、結像状態確認孔Ｏ₁〜Ｏ₃を通過する光束の最適結像位置を指示する基準線２３が設けられている。なお、本発明においては、基準線に限定されることなく、最適結像位置を示す何らかの基準となるマークを設けるようにしてもよい。
【００３２】
ライトバルブ２０において、結像状態確認孔Ｏ₁〜Ｏ₃を通過した光束Ｐ₁〜Ｐ₃の結像位置が、基準線２３に対して上方向にずれている場合は、ライトバルブ２０と光束整形板１１ａ〜１１ｃとの間の光路長が最適な光路長よりも大きいことを示している。また結像状態確認孔Ｏ₁〜Ｏ₃を通過する光束Ｐ₁〜Ｐ₃の結像位置が、基準線２３に対して下方向にずれている場合は、ライトバルブ２０と光束整形板１１ａ〜１１ｃとの間の光路長が最適な光路長よりも小さいことを示している。
【００３３】
本実施例における結像状態確認孔Ｏ₁〜Ｏ₃を通過した光束は、スリットＳ₁〜Ｓ₃を通過した照明用光束に比較して、その大きさ及び明るさが小さい。従って結像状態確認孔Ｏ₁〜Ｏ₃を用いることにより、スリットＳ₁〜Ｓ₃を通過した光束の結像に比べて、「像の明るさ」、「像の大きさ」、及び「像の縁のぼやけ方」による結像状態の確認が容易となる。なお、本実施例において、結像状態確認孔Ｏ₁〜Ｏ₃は円形形状としているが、「像の縁のぼやけ方」が明確になるように、三角形、四角形等の角を持った形状を用いてもよい。
【００３４】
図５は、第２の実施例においてライトバルブ２０と光束整形板１１ａ〜１１ｃとの間の光路長を各光束ごとに調整して得られたライトバルブ上の結像状態を示す図である。結像状態確認孔Ｏ₁〜Ｏ₃を通過した光束Ｐ₁〜Ｐ₃の結像状態を確認しながら、各光路整形板１１ａ〜１１ｃを光軸方向に位置調整し最適化することによって、図５に示すごとくにライトバルブ上の照明光の光束Ｌ₁〜Ｌ₃を均一にすることができる。
【００３５】
（実施例３）
図６は、本発明の投射光学装置の第３の実施例を説明するための図で、カラースクロール方式の投射光学装置における光束整形板の他の構成例を示すものである。図６において、光束整形板の平面概略図を図６（Ａ）に、正面概略図を図６（Ｂ）に、側面概略図を図６（Ｃ）に示す。本実施例の光束整形板は、実施例１及び２と同様に、Ｒ，Ｇ，Ｂの光束にそれぞれ対応して配設されたＲ用光束整形板１１ａ，Ｇ用光束整形板１１ｂ，Ｂ用光束整形板１１ｃを有し、それぞれの光束整形板が光軸と平行な方向に移動可能に構成されている。
【００３６】
さらに本実施例では、それぞれの光束整形板１１ａ〜１１ｃがそれぞれ３つの部材（Ｒ用の部材ａ₁〜ａ₃，Ｇ用の部材ｂ₁〜ｂ₃，及びＢ用の部材ｃ₁〜ｃ₃）により構成され、それぞれの部材にはライトバルブ上の結像状態の確認を目的とした形状寸法が等しい結像状態確認用の孔（結像状態確認孔）（Ｒ用結像状態確認孔Ｏ₁₁〜０₁₃、Ｇ用結像状態確認孔Ｏ₂₁〜Ｏ₂₃、Ｂ用結像状態確認孔Ｏ₃₁〜Ｏ₃₃）が設けられている。
【００３７】
各束光整形板１１ａ〜１１ｃをそれぞれ構成する３つの部材ａ₁〜ａ₃，ｂ₁〜ｂ₃，ｃ₁〜ｃ₃は、ライトバルブ２０からの距離が互いに異なる３つの部材であって、光束整形用のスリットＳ₁〜Ｓ₃が設けられた部材（第１部材）ａ₁，ｂ₁，ｃ₁、第１部材よりｄ（ｄ＞０）だけライトバルブに近い部材（第２部材）ａ₂，ｂ₂，ｃ₂、及び第１部材よりｄだけライトバルブから遠い部材（第３部材）ａ₃，ｂ₃，ｃ₃よりそれぞれなるものである。
【００３８】
Ｒ用の光路を例として説明する。Ｒ用の第１部材ａ₁の結像状態確認孔Ｏ₁₁とライトバルブ２０との間の光路長Ｄ１は、ライトバルブ２０と光束整形用のスリットＳ₁間の光路長Ｄ０に等しい。また、第２部材ａ₂に設けられた結像状態確認孔Ｏ₁₂とライトバルブト２０との間の光路長Ｄ２は、Ｄ２＝Ｄ１−ｄ（ｄ＞０）であって、さらに第３部材ａ₃に設けられた結像状態確認孔Ｏ₁₃とライトバルブ２０との間の光路長Ｄ３は、Ｄ３＝Ｄ１＋ｄ（ｄ＞０）となっている。Ｇ用の光路及びＢ用の光路においても同様の構成となっている。
【００３９】
すなわち、本実施例は、各光束整形板１１ａ〜１１ｃのそれぞれが３つの結像状態確認孔を備えている点が第２の実施例と異なっている。３つの結像状態確認孔は、ライトバルブ２０からの距離が互いに異なるため、３つの結像状態確認孔を透過した光束のライトバルブ２０上の結像の位置、明るさ、及び大きさが互いに異なる。
【００４０】
図７ないし図９は、第３の実施例におけるライトバルブ上の結像状態を示す図で、図中、Ｐ₁₁，Ｐ₁₂，Ｐ₁₃はＧ用光路整形板１１ｂの結像状態確認孔Ｏ₂₁，Ｏ₂₂，Ｏ₂₃をそれぞれ通過した光束である。ここでは、Ｇ光を例にして説明し、Ｒ光及びＢ光についてはＧ光と同様であるため、その図示及び説明を省略する。本実施例においても、実施例２と同様に、結像状態確認孔Ｏ₂₁〜Ｏ₂₃を通過する光束Ｐ₁₁〜Ｐ₁₃の最適結像位置を指示する基準線２３がライトバルブ２０の縁部に表示されている。図７に示すように、結像状態確認孔Ｏ₂₁〜Ｏ₂₃を通過した光束による結像のうち、第１部材ｂ₁の結像状態確認孔Ｏ₂₁を通過した光束Ｐ₁₁の結像が基準線２３上に存在する場合、Ｇ用光束整形板１１ｂはほぼ最適位置にある。
【００４１】
また、図８に示すように、結像状態確認孔Ｏ₂₁〜Ｏ₂₃を通過した光束による結像のうち、第２部材ｂ₂の結像状態確認孔Ｏ₂₂を通過した光束Ｐ₁₂の結像が基準線２３上に存在する場合、Ｇ用光束整形板１１ｂは、ライトバルブ２０に対して最適位置からｄだけ遠い位置にある。また、図９に示すように、結像状態確認孔Ｏ₂₁〜Ｏ₂₃を通過した光束による結像のうち、第３部材ｂ３の結像状態確認孔Ｏ₂₃通過した光束Ｐ₁₃の結像が基準線２３上に存在する場合、Ｇ用光束整形板１１ｂは、ライトバルブに対して最適位置からｄだけ近い位置にある。
【００４２】
上記のように、３つの結像状態確認孔を透過した光束のライトバルブ上の結像状態を比較することにより、最適状態に対する光束整形板の位置を容易に把握することができ、光束整形板の位置を調整することができる。なお、第１〜第３部材の配置順序は、必ずしも実施例３の構成に限定されることはない。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色に分離された光束を走査してライトバルブに結像し、ライトバルブで変調された画像を投射する投射型表示装置において、ライトバルブに結像する光学系における色収差の影響を軽減させ、ライトバルブ上において走査光束の最適な結像状態が得られるようにすることができる。
【００４４】
すなわち、光路整形板を光軸方向に調整可能とすることにより、各色毎にライトバルブ上の結像位置と領域を最適に調整することができる。また、ライトバルブ上のＲ、Ｇ、Ｂの投射領域の寸法形状を等しくすることが容易となり、従来技術で問題となっていたライトバルブ上の、Ｒ、Ｇ、Ｂの投射領域に重複に起因する画質劣化、Ｒ、Ｇ、Ｂの光束の形状寸法が異なることに起因するＲ、Ｇ、Ｂ毎の輝度の差異、及びライトバルブから外れた投射光に起因する迷光、等の問題を容易に抑制することができる。
【００４５】
更に、結像状態確認孔を用いることで、光束整形板の設置位置の把握、適正位置への調整を容易に行なうことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投射光学装置の第１の実施例を説明するための図である。
【図２】第１の実施例においてライトバルブと光束整形板との光路長を各光束ごとに調整して得られたライトバルブ上の結像状態を示す図である。
【図３】本発明の投射光学装置の第２の実施例を説明するための図である。
【図４】第２の実施例におけるライトバルブ上の結像状態を示す図である。
【図５】第２の実施例においてライトバルブと光束整形板との間の光路長を各光束ごとに調整して得られたライトバルブ上の結像状態を示す図である。
【図６】本発明の投射光学装置の第３の実施例を説明するための図で、カラースクロール方式の投射光学装置における光束整形部の他の構成例を示す図である。
【図７】第３の実施例におけるライトバルブ上の結像状態を示す図である。
【図８】第３の実施例におけるライトバルブ上の結像状態を示す図である。
【図９】第３の実施例におけるライトバルブ上の結像状態を示す図である。
【図１０】カラースクロール方式の投射型表示装置の構成例を説明するための図である。
【図１１】図１０に示したカラースクロール方式の投射型表示装置における三原色光束形成部の構成を説明するための図である。
【図１２】従来の光束整形板の具体的な構成例を示す図である。
【図１３】従来の方式で光路整形板を設置したときに生じる問題について説明するための図で、ライトバルブに結像する光束の形状を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０…三原色光束形成部、１１…光束整形板、１１ａ…Ｒ用光束整形板、１１ｂ…Ｇ用光束整形板、１１ｃ…Ｂ用光路整形板、１２…ダイクロイックミラー系、２０…ライトバルブ、２１…ライトバルブ基板、２２…ライトバルブの有効表示部、２３…基準線、４０…光源部、ａ₁〜ａ₃…Ｒ用の部材、ｂ₁〜ｂ₃…Ｇ用の部材、ｃ₁〜ｃ₃…Ｂ用の部材、Ｏ₁，Ｏ₂，Ｏ₃…各色の光束、Ｌ₁〜Ｌ₃結像状態確認用の孔（結像状態確認孔）、Ｏ₁₁〜Ｏ₁₃…Ｒ用結像状態確認孔、Ｏ₂₁〜Ｏ₂₃…Ｇ用結像状態確認孔、Ｏ₃₁〜Ｏ₃₃…Ｂ用結像状態確認孔、Ｐ₁〜Ｐ₃…結像状態確認孔を通過する光束、Ｐ₁₁〜Ｐ₁₃…結像状態確認孔を通過する光束、Ｓ₁〜Ｓ₃…スリット。

Claims

入射光を変調して投射画像を形成するライトバルブと、光源と、該光源から出射した光束を三原色に分離し、各色の光束形状を整形して出射させる三原色光束形成部と、該三原色光束形成部からの光束を入射させ、各色の光束をスクロールさせながら前記ライトバルブに結像させるカラースクロール部と、前記ライトバルブで変調されて出射した光束を投射する投射光学系とを備える投射型表示装置において、前記三原色光束形成部は、入射光束を三原色の光束に分離する分離手段と、該分離手段で分離した各光束の形状を整形するための開口部を各色ごとに備える光束整形手段とを有し、該光束整形手段は、ライトバルブと前記開口部との間の光路長が最適となるように、三原色の各色ごとに該光路長を個別に設定することを特徴とする投射型表示装置。
請求項１に記載の投写型表示装置において、前記光束整形手段は、前記三原色の光に対応した各前記開口部がそれぞれ個別に光軸と平行に移動可能に構成され、該開口部の移動によってライトバルブと前記開口部との間の光路長が三原色の各色において最適となるように調整できるようにしたことを特徴とする投射型表示装置。
請求項２に記載の投射型表示装置において、前記光束整形手段は、前記開口部を通過した光束の該ライトバルブにおける結像状態を調整するための結像位置確認孔を三原色の各色ごとに有し、該結像位置確認孔を通過した各色の光束が前記ライトバルブに結像する状態に基づいて、前記ライトバルブと前記開口部との間の各光路長が最適となるように調整できるようにしたことを特徴とする投射型表示装置。
請求項３に記載の投射型表示装置において、前記結像位置確認孔は、三原色の各色毎にそれぞれ３つの孔が形成され、１つに色に対応する該３つの孔を第１から第３の結像位置確認孔とするとき、該第１の結像位置確認孔は、前記ライトバルブとの間の光路長が、該ライトバルブと該結像位置確認孔に対応する前記開口部との光路長Ｄ１に等しく、該第２の結像位置確認孔は、前記ライトバルブとの間の光路長Ｄ２が、Ｄ２＝Ｄ１−ｄ１（ｄ１＞０）であって、かつ前記第３の結像位置確認孔は、前記ライトバルブとの間の光路長Ｄ３が、Ｄ２＝Ｄ１＋ｄ２（ｄ２＞０）であることを特徴とする投射型表示装置。
請求項４に記載の投射型表示装置において、前記ライトバルブ上に、前記ライトバルブと前記開口部との光路長が最適かどうかを判断する基準マークを設け、前記結像位置確認孔を通過した各色の光束が前記ライトバルブに結像する位置と前記基準マークとの関係に基づいて、前記開口部の位置を調整できるようにしたことを特徴とする投射型表示装置。