JP4940344B2 - 投射型映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明光学系からの光を、偏光作用を利用して、Ｒ、Ｇ、Ｂ用の液晶映像表示素子（パネル）で光強度変調して光学像を形成し、当該光学像を、投射光学系を介してスクリーン上に投影する投射型映像表示装置に関するものである。

従来、光源からの光を、偏光作用を利用して、Ｒ、Ｇ、Ｂ用のライトバルブ素子で映像信号に応じて画素毎に濃淡を変える光強度変調を行い、光学像を形成し、当該形成した光学像を投射レンズでスクリーンなどに投射する光学ユニットを、電源回路や映像駆動回路共に、筐体内に収納した投射型映像表示装置は、例えば、液晶プロジェクタなどの名称により、既に知られている。なお、現在、上記のライトバルブ素子としては、例えば、透過型液晶パネルや反射型液晶パネルなどが広く知られており、実用されている。

かかる投射型映像表示装置の光学ユニットとしては、例えば、以下の特許文献１や特許文献２に示すように、偏光作用を利用して分離した光をＲ、Ｇ、Ｂ用の反射型液晶パネルで光強度変調を行った後、色合成素子であるクロスダイクロイックプリズムにより光学像を形成し、もって、形成した光学像を投射レンズでスクリーンなどに投射する光学ユニットが既に知られている。

また、上述した反射型液晶パネルに代え、透過型液晶パネル（透過型ライトバルブ）を利用してＲ、Ｇ、Ｂ光の光強度変調を行い、やはり、色合成素子であるクロスダイクロイックプリズムにより光学像を形成して、スクリーンなどに投射する光学ユニットも、例えば、以下の特許文献３（特に、図３及び図４に示す第２実施形態）により、既に知られている。

また、更には、上述した反射型液晶パネル（反射型ライトバルブ）や透過型液晶パネル（透過型ライトバルブ）によりＲ、Ｇ、Ｂ光の光強度変調を行ってクロスダイクロイックプリズムにより光学像を形成してスクリーンなどに投射する光学ユニットにおける冷却構造が、例えば、以下の特許文献４により、既に知られている。

特開２００４−１２６４９６号公報 特開２００４−１８４８８９号公報 特開２００５−０１２３０３号公報 特開２００４−３５４７９５号公報

ところで、一般に、上述した液晶プロジェクタ等の投射型ディスプレイの光源としては、変換効率が高く、かつ、点光源に近い光が得やすいという理由から、メタルハライドランプや高圧水銀ランプ等、所謂、高圧放電ランプが使用されている。なお、かかる液晶プロジェクタでは、その高精細化と共に高輝度化が、即ち、表示画面の大型化などに伴って、その発光源であるランプの高出力化（例えば、２５０Ｗ、又は、それ以上の電力のメタハライドランプを採用）が図られてきており、そのため、かかる高出力の発光源からの熱、更には、上記発光源からの強い光の照射による液晶パネルの発熱が、液晶パネルの特性にも悪影響を与えることとなる。

そこで、従来、かかるプロジェクタでは、一般に、上記液晶パネルを含む装置の各部（特に、ランプや制御部など）における温度上昇を防止してその悪影響を防止するため、空冷用のファンを備え、これにより、装置の外部から筐体内部に冷却風を導入・循環することが行われていた。更には、例えば、上記特許文献４によっても知られるように、その一方の面に冷却フィンを形成した取付部材の上に液晶パネルを含むクロスダイクロイックプリズムを搭載して筐体内に取り付け、筐体内の冷却気流により冷却する試みが提案されている。

その一方、かかる光学ユニットにおいて光強度変調素子として使用される反射型液晶パネルや透過型液晶パネルにおいても、近年、その低価格化と共に、小型化も著しく、そのため、上記の発光源からの強い光がより小面積の液晶パネル上に照射されることとなる。そのため、光の照射による液晶パネルの発熱も益々大きくなっており、これに対し、上述した空冷ファンによる冷却風の装置内部への導入や循環だけでは、到底、液晶パネルにおける上述の発熱を十分に抑制することは困難となっている。

そこで、本発明では、上述した従来技術における問題点に鑑みて、即ち、高精細化と共に高輝度化が強く要求されている、例えば、液晶プロジェクタに代表される投射型映像表示装置において、特に、上記の発熱に起因する光学ユニットの性能の劣化に伴い、簡単な作業により、新たな映像表示素子部に交換可能とするとともに、投射レンズでの入射光の反射を吸収する構造を形成することで、常に、所望の光学的な性能を発揮することを可能となるとともに、例えば反射光によるゴースト等を生じることのない、より光学特性の優れた実用的な構造、即ち、改良された投射型映像表示装置を提供することをその目的とするものである。

すなわち、上述した目的を達成するため、本発明によれば、まず、光源、照明光学系、Ｒ、Ｇ、Ｂ用透過型映像表示素子、光合成手段、及び、投射レンズとを筐体内に備えた投射型映像表示装置であって、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ用透過型映像表示素子を前記光合成手段を構成するクロスダイクロイックプリズムの互いに異なる面に一体に取り付け、前記表示素子が取り付けられた当該クロスダイクロイックプリズムを、前記表示素子が取り付けられた面とは異なる出射面を前記投射レンズの入射面に対向するよう、着脱自在に取り付け可能とするとともに、前記クロスダイクロイックプリズムの出射面と前記投射レンズの入射面との間に、反射型偏光板と吸収型偏光板とを配置したことを特徴とする投射型映像表示装置が提供される。

また、本発明によれば、前記に記載した投射型映像表示装置において、前記投射レンズの入射面側に、前記表示素子が取り付けられた前記クロスダイクロイックプリズムを着脱自在に取り付けるための支持部を設けることが好ましく、また、前記クロスダイクロイックプリズムの前記表示素子が取り付けられていないでかつ前記反射型偏光板と吸収型偏光板とを配置しない一面に位置決め用の部材を固定して前記投射レンズの入射面側の支持部に取り付けることが好ましい。

更に、本発明によれば、やはり上述した目的を達成するため、光源、照明光学系、Ｒ、Ｇ、Ｂ用反射型映像表示素子、光合成手段と偏光分離手段、及び、投射レンズとを筐体内に備えた投射型映像表示装置であって、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ用反射型映像表示素子を、少なくとも前記光合成手段を構成するクロスダイクロイックプリズムの互いに異なる面に対向する光路上に、当該クロスダイクロイックプリズムと一体に取り付け、前記表示素子が取り付けられた当該クロスダイクロイックプリズムを、前記表示素子が取り付けられた面とは異なる出射面を前記投射レンズの入射面に対向するよう、着脱自在に取り付け可能とするとともに、前記クロスダイクロイックプリズムの出射面と前記投射レンズの入射面との間に、反射型偏光板と吸収型偏光板とを配置したことを特徴とする投射型映像表示装置が提供される。

なお、本発明では、前記に記載した投射型映像表示装置において、前記クロスダイクロイックプリズムと前記反射型映像表示素子の間に、前記偏光分離手段を設けることが好ましく、また、前記クロスダイクロイックプリズムの前記表示素子が取り付けられていないでかつ前記反射型偏光板と吸収型偏光板とを配置しない一面に位置決め用の部材を固定して前記投射レンズの入射面側の支持部に取り付けることが好ましい。また、前記投射レンズの入射面側に、前記表示素子が取り付けられた前記クロスダイクロイックプリズムを着脱自在に取り付ける支持部を設けることが好ましい。更に、前記クロスダイクロイックプリズムは、互いに隣接する面に固定された反射型偏光プリズムを備えており、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ用反射型映像表示素子は、前記反射型偏光プリズムの異なる面に取り付けられていることが好ましい。

以上からも明らかなように、本発明になる投射型映像表示装置によれば、表示素子が取り付けられたクロスダイクロイックプリズムを着脱自在に取り付け可能としたことから、その性能の劣化に伴い、簡単な作業により、新たな映像表示素子部に交換可能とすることによって、常に、所望の光学的な性能を発揮することを可能となる。また、クロスダイクロイックプリズムの出射面と投射レンズの入射面との間に、反射型偏光板と吸収型偏光板とを配置し、これにより、投射レンズでの入射光の反射を吸収する構造を形成しているので、例えば反射光によるゴースト等を生じることのない、より光学特性の優れた投射型映像表示装置を実現することが出来る。

本発明の一の実施の形態になる投射型の液晶映像表示素子（パネル）を使用した投射型映像表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記投射型映像表示装置における光合成手段であるクロスダイクロイックプリズムとＲ、Ｇ、Ｂ用透過型映像表示素子の詳細構造を示す一部展開斜視図である。 やはり、上記投射型映像表示装置における光合成手段であるクロスダイクロイックプリズムとＲ、Ｇ、Ｂ用透過型映像表示素子の詳細構造を示す一部展開斜視図である。 上記クロスダイクロイックプリズムを取り付ける構造の詳細を示す一部拡大斜視図である。 上記取付構造に、Ｒ、Ｇ、Ｂ用透過型映像表示素子が取り付けられたクロスダイクロイックプリズムを取り付ける様子を示す一部拡大斜視図である。 やはり、上記取付構造に、Ｒ、Ｇ、Ｂ用透過型映像表示素子が取り付けられたクロスダイクロイックプリズムを取り付ける様子を示す一部拡大斜視図である。 上記取付構造に、Ｒ、Ｇ、Ｂ用透過型映像表示素子が取り付けられたクロスダイクロイックプリズムを取り付けた後の様子を示す一部拡大斜視図である。 上記取付構造に、Ｒ、Ｇ、Ｂ用透過型映像表示素子が取り付けられたクロスダイクロイックプリズムを取り付けた後の投射レンズの斜視図である。 上記の本発明の一の実施の形態になる投射型映像表示装置の変形例を示す全体ブロック図である。 本発明の他の実施の形態になる反射型の液晶映像表示素子（パネル）を使用した投射型映像表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記他の実施の形態になる投射型映像表示装置における、クロスダイクロイックプリズムを含む光合成手段を取り付ける構造の詳細を示す一部拡大斜視図である。

以下、本発明になる実施の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、添付の図１は、その光学ユニットにおいて、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色光を光強度変調するための液晶映像表示素子（パネル）として、特に、透過型の液晶映像表示素子（パネル）を使用した、本発明の一実施の形態になる投射型映像表示装置の全体構成を示している。

図において、光源１０は、上述したメタルハライドランプや高圧水銀ランプ等の、所謂、高圧放電ランプ、又は、キセノンランプ、水銀キセノンランプ、ハロゲンランプ等、白色ランプから構成される。なお、図中の符号１１は、当該ランプの周囲に取り付けられ、楕円面又は放物面からなる反射面を有する凹面鏡（リフレクタ）であり、ランプからの光（白色光）を一方向に射出する。

次に、この光源１０から出射した光は、その光軸上に配置された一対のマルチレンズ２１、２２（なお、各マルチレンズは、マトリクス状に配置された多数のレンズセルから構成される）を透過して、照射面内において均一な光強度を有する白色光となり、更に、各々のレンズ光軸の縦方向ピッチに適合するように配置されたレンズ幅の略１／２サイズの菱形プリズムの列により構成される偏光変換素子２３へ入射する。この偏光変換素子２３では、そのプリズム面には偏光分離膜が施されており、入射光は、その偏光分離膜でＰ偏光光とＳ偏光光とに分離され、Ｐ偏光光は、そのまま偏光分離膜を透過して出射される。一方、Ｓ偏光光は、偏光分離膜により反射され、隣接する菱形プリズム内で本来の光軸方向にもう一度反射してから、このプリズムの出射面に設けられたλ／２位相差板により偏光方向が９０°回転される。即ち、Ｐ偏光光に変換されて出射される。このように、上記の偏光変換素子２３からは、Ｐ偏光の光だけが出射される。

上記偏光変換素子２３からのＰ偏光光は、更に、正の屈折力を有し、集光作用を備えたコリメータレンズ２４によって集光され、例えば、フィルター２５を介して、以下に説明する光学系へ入射される。

即ち、入射されたＰ偏光光は、ＲＢ透過Ｇ反射ダイクロイックミラー３１にてＧ光が色分離された後、この分離されたＧ光は、更に、第１の白色反射ミラー３２により反射され、コリメータレンズ３３を介して、後に詳細に説明する映像表示素子部へ入射される。一方、上記ダイクロイックミラー３１を透過したＲ光及びＢ光は、次に、Ｒ透過Ｂ反射ダイクロイックミラー３４にてＢ光が色分離された後、分離されたＢ光は、コリメータレンズ３３を介して映像表示素子部へ入射される。最後に、ダイクロイックミラー３４を透過したＲ光は、コリメータレンズ３３を通過した後に白色反射ミラー３５で反射され、更に、他のコリメータレンズ３３を通過して第３の白色反射ミラー３６により反射された後、コリメータレンズ３３を介して上記映像表示素子部へ入射される。このように、上記の光源からのＰ偏光光は、偏光を利用して、それぞれ、Ｒ光、Ｂ光、Ｇ光にそれぞれ分離されて、以下に詳述する映像表示素子部へ至る。

なお、上述した映像表示素子部４０は、例えば、４個の三角柱状のプリズムを組み合わせてなる、外形略立方形状の光合成手段である、所謂、クロスダイクロイックプリズム４１を備えている。そして、このクロスダイクロイックプリズム４１の互いに異なる入射面（図には、一つの面４１−１だけが示されている）には、添付の図２にも示すように、Ｒ用透過型映像表示素子４２Ｒ、Ｇ用透過型映像表示素子４２Ｇ、及び、Ｂ用透過型映像表示素子４２Ｂが、それぞれ、図示のような、金属板の中央部に開口４４を設けると共に、各角部には切り欠きにより突起４５を設けてなる固定用の冶具４３を介して、それぞれ、一体に取り付けられている。なお、これらのＲ用透過型映像表示素子４２Ｒ、Ｇ用透過型映像表示素子４２Ｇ、及び、Ｂ用透過型映像表示素子４２Ｂは、それぞれ、例えば、半田や接着剤によって固定用冶具４３に固定されており、もって、光源からの光を透過してその強度を変調した光を合成するよう、上記３つの入射面に対して所定の位置に高い精度で、位置決めされて固定されている。

更に、本発明では、添付の図３にも示すように、上記Ｒ用透過型映像表示素子４２Ｒ、Ｇ用透過型映像表示素子４２Ｇ、及び、Ｂ用透過型映像表示素子４２Ｂを取り付けたクロスダイクロイックプリズム４１の下面には、上記プリズム４１の断面とほぼ同じ形状の座部４６が、例えば、接着剤により、一体に取り付けられている。なお、この略正方形状の座部４６の隣接する２辺には、位置決め用の突起部（枠）４７、４７が互いに直交して形成されている。これによれば、上記プリズム４１の底面を座部４６上に載せ、当該突起枠４７、４７に当接するだけで、簡単に、座部４６をクロスダイクロイックプリズム４１の面に所望の位置に正確に固定することが出来る。なお、この座部４６の下面側には、後にも説明するが、投射レンズ６０側に形成された取付構造に対し、簡単に位置決めして固定することが可能となるよう、予め設定された位置に、正確にかつ高精度に、複数（本例では２個）の位置決め用の突起４８が形成されている。

再び、上記の図１に戻り、上記に説明した映像表示素子部４０において、各透過型映像表示素子４２により強度変調された後、色合成素子であるクロスダイクロイックプリズム４１で合成された光は、以下に詳細に説明する投射レンズ６０を介して、例えば、スクリーン８０上に拡大投射される。なお、この映像表示素子部４０は、この投射レンズ６０の入射面に対向して、着脱自在に取り付け可能な構造となっている。なお、図の符号６１、６２は、上記投射レンズ６０の入射面側に設けられた反射型偏光板と、吸収型偏光板を示す。

続いて、添付の図４〜図８により、上記映像表示素子部４０を、投射レンズ６０の入射面側に着脱自在に取り付け可能とするための構造（支持部）の一例を示す。こられの図からも明らかなように、投射レンズ６０の入射面側には、上記映像表示素子部４０を着脱自在に取り付けるため、所謂、映像表示素子用の取付部７０が設けられている。なお、この映像表示素子用取付部７０は、図４からも明らかなように、例えば、プラスチックの射出成型などにより所定の形状に形成されている。本例では、その外形略正方形であり、かつ、その略中央部の、即ち、投射レンズ６０の入射面に対向する面には、突状部７１を備える形状に形成されている。

そして、この突状部７１には、上記クロスダイクロイックプリズム４１の出射面（即ち、クロスダイクロイックプリズム４１の、Ｒ用透過型映像表示素子４２Ｒ、Ｇ用透過型映像表示素子４２Ｇ、及び、Ｂ用透過型映像表示素子４２Ｂが取り付けられた面とは異なる面）に適合して、正方形の開口部７２が開口されて形成されている。そして、更に、当該開口部７２の下方には、その上面に上記映像表示素子部４０、即ち、クロスダイクロイックプリズム４１を着脱自在に取り付けるための、所謂、舌状の固定部７３が一体に形成されている。そして、この舌状固定部７３の上面には、上記図３に示した位置決め用の突起４８が嵌合する孔７４、７４が、予め所定の位置に、正確かつ高精度に形成されている。

添付の図５及び図６には、上記に詳細な構造を説明した映像表示素子部４０を、投射レンズ６０の入射面側に取り付けられた映像表示素子の取付部７０に取り付ける様子が示されている。また、添付の図７には、上記映像表示素子部４０を映像表示素子の取付部７０に取り付けた後の状態が、更に、図８には、上記映像表示素子部４０を投射レンズ６０の入射面側に取り付けられた後の状態が、それぞれ示されている。

以上のように、本発明になる投射型映像表示装置である、特に、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色光を光強度変調するための液晶映像表示素子（パネル）として、特に、透過型の液晶映像表示素子（パネル）を使用したものにおいては、Ｒ用透過型映像表示素子４２Ｒ、Ｇ用透過型映像表示素子４２Ｇ、及び、Ｂ用透過型映像表示素子４２Ｂをクロスダイクロイックプリズム４１の互いに隣接する３つの面に取り付けて構成した映像表示素子部４０を、上記投射レンズ６０の入射面側に取り付けた映像表示素子用取付部７０において、特に、その舌状固定部７３、更には、その位置決め用突起４８や嵌合孔７４を利用して、簡単に、かつ、正確な位置に、着脱自在に取り付け可能とする構造とすることにより、当該映像表示素子部４０だけを、簡単に取り替え可能にしている。

すなわち、上記の本発明になる投射型映像表示装置では、高精細化や高輝度化の著しい進展に伴い、発光源からの強い光がより小面積の液晶パネル上に照射されて液晶パネルの発熱も益々大きくなっているが、しかしながら、従来の空冷ファンによる冷却風の装置内部への導入や循環だけでは、到底、液晶パネルにおける上述の発熱を十分に抑制することは困難となっている事実に鑑み、また、一方では、近年における低価格化と小型化の著しい液晶映像表示素子（パネル）に着目して達成されたものであり、上記発熱に起因して劣化を免れない光学ユニット、特に、液晶映像表示素子（パネル）を一体に備えたクロスダイクロイックプリズムからなる映像表示素子部を、その性能の劣化に伴い、必要に応じ、簡単な作業により、新たな映像表示素子部に交換可能とすることによって、常に、所望の光学的な性能を発揮することを可能にするものである。

より具体的には、上記からも明らかなように、その製造過程において、Ｒ用透過型映像表示素子４２Ｒ、Ｇ用透過型映像表示素子４２Ｇ、及び、Ｂ用透過型映像表示素子４２Ｂを、クロスダイクロイックプリズム４１の互いに隣接する３つの面に精度良く取り付けて構成した映像表示素子部４０は、上記座部の位置決め用の突起枠４７、４７に当接するように固定するだけで、上記座部４６上に正確な位置に固定することが出来る。そこで、この座部４６の下面の位置決め用突起４８を、映像表示素子用取付部７０の舌状固定部７３の表面に正確に配置して形成した嵌合孔７４に挿入するだけの簡単な作業で、上記投射型映像表示装置の光学系、特に、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の光路上に、当該映像表示素子部４０を、再び、正確に位置決めすることが出来る。

また、上記の実施の形態によれば、上記投射レンズ６０の入射面側（即ち、上記投射レンズ６０とクロスダイクロイックプリズム４１との間）には、反射型偏光板６１と吸収型偏光板６２が配置されており、これにより、上記投射レンズ６０での入射光の反射を吸収する構造を形成している。かかる構成によれば、例えば反射光によるゴースト等を生じることのない、より光学特性の優れた投射型映像表示装置を実現することが出来る。なお、より具体的には、主となる反射型偏光板６１の偏光度を、吸収型偏光板６２の偏光度よりも大きく設定することにより、投射レンズ上での入射光の反射をよりよく吸収することが可能となり、好ましい。なお、これら反射型偏光板６１と吸収型偏光板６２は、上記映像表示素子部４０とは別体となっており、即ち、着脱自在な構成とはなっていない。

また、添付の図９には、上記に説明した説明した投射型映像表示装置の変形例が示されている。図からも明らかなように、この変形例では、特に、上記の光源１０から出射した光を色分離して上記映像表示素子部４０を構成するクロスダイクロイックプリズム４１の互いに隣接する３つの面、即ち、Ｒ用透過型映像表示素子４２Ｒ、Ｇ用透過型映像表示素子４２Ｇ、及び、Ｂ用透過型映像表示素子４２Ｂ上に入射する光学系を、例えば、プラスチックから形成した防塵用の筐体９０内に配置することにより、内部の光路を、装置の外部から導入される塵から保護する構成としたものである。

具体的には、図からも明らかなように、一対のマルチレンズ２１、２２、偏光変換素子２３、コリメータレンズ２４、そして、フィルター２５が、更には、ＲＢ透過Ｇ反射ダイクロイックミラー３１、第１の白色反射ミラー３２及びコリメータレンズ３３が、Ｒ透過Ｂ反射ダイクロイックミラー３４及びコリメータレンズ３３が、そして、第２の白色反射ミラー３５、コリメータレンズ３３、第３の白色反射ミラー３６及びコリメータレンズ３３が、プラスチック製の筐体９０内に、気密に封止されている。

以上に詳細に説明した実施の形態では、本発明を、その光学ユニットにおけるＲ、Ｇ、Ｂの三色光を光強度変調するための液晶映像表示素子（パネル）として、特に、透過型の液晶映像表示素子（パネル）を使用した実施の形態についてのみ述べたが、しかしながら、本発明は、上述した透過型の液晶映像表示素子（パネル）だけに限られず、その他、例えば反射型の液晶映像表示素子（パネル）を使用した投射型映像表示装置にも適用することが出来ることは明らかであろう。

添付の図１０及び図１１には、本発明の他の実施の形態になる、反射型の液晶映像表示素子（パネル）を使用した投射型映像表示装置に適用した場合における、特に、装置に対して着脱自在に構成されたクロスダイクロイックプリズム４１０、及び、その隣接する３つの面に取り付けられた液晶映像表示素子（パネル）を含む反射偏光プリズムを中心とした構造を示す。

まず、図１０には、上記反射型の液晶映像表示素子（パネル）を使用した投射型映像表示装置における構成が示されており、上述したと同様の光源からのＰ偏光光は、ＲＢ透過Ｇ反射ダイクロイックミラー３１’にてＧ光が色分離された後、この分離されたＧ光は、コリメータレンズ３３’を介して第１の白色反射ミラー３２’により反射され、再び、コリメータレンズ３３’を介して補正偏光板３７に入射した後、反射型偏光プリズムを備えた映像表示素子部４００に入射する。一方、上記ダイクロイックミラー３１’を透過したＲ光及びＢ光は、次に、Ｒ透過Ｂ反射ダイクロイックミラー３４’にてＢ光が色分離された後、分離されたＢ光は、映像表示素子部４００に入射する。最後に、ダイクロイックミラー３４’を透過したＲ光も、同様に、映像表示素子部４００に入射する。

なお、この映像表示素子部４００は、図からも明らかなように、４個の三角柱状のプリズムを組み合わせてなる、外形略立方形状の光合成手段である、所謂、クロスダイクロイックプリズム４１０を備えると共に、その互いに隣接する３つの面には、それぞれ、必要な光路を形成するための、Ｇ用反射型偏光プリズム４２０Ｇ、Ｂ用反射型偏光プリズム４２０Ｂ、そして、Ｒ用反射型偏光プリズム４２０Ｒを接合している。そして、これら各反射型偏光プリズム４２０の接合面と対向する面には、それぞれ、検光子４３０、１／２波長板４４０を介して、反射型のＧ用液晶映像表示素子（パネル）４５０Ｇ、Ｂ用液晶映像表示素子（パネル）４５０Ｂ、Ｒ用液晶映像表示素子（パネル）４５０Ｒが取り付けられている。なお、図中の符号４６０は、上記ダイクロイックミラー３１’、３４’により分離された各Ｒ、Ｇ、Ｂ光を反射型偏光プリズム４２０内に導入するため、その側面に取り付けられた凸レンズを示している。また、図示しないが、上記の反射型偏光プリズム４２０に代えて、反射型偏光ミラーを利用して必要な光路を形成することも可能である。

かかる構成になる反射型の液晶映像表示素子（パネル）を使用した投射型映像表示装置では、上記Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用の反射型偏光プリズム４２０で光強度変調を行った後、色合成素子であるクロスダイクロイックプリズム４１０により光学像を形成し、投射レンズ６０でスクリーン８０などに投射することは、上記の実施の形態と同様である。

次に、図１１には、上記に詳細な構造を説明した映像表示素子部４００、即ち、反射型偏光プリズム４２０を含むクロスダイクロイックプリズム４１０の取付構造が示されており、なお、この例においても、上記図３に示したと同様に、クロスダイクロイックプリズム４１０の底面を、上記座部４６の上面に、上記位置決め用の突起部枠４７を利用して固定する。そして、当該座部４６に予め形成された位置決め用の突起４８を、やはり、上記図４により詳細に説明した映像表示素子用取付部７０の舌状固定部７３に形成した嵌合孔７４、７４に挿入することにより、この映像表示素子部４００を、簡単に、かつ、正確な位置に、着脱自在に取り付け可能としている。

以上のように、上記に説明した液晶映像表示素子（パネル）４５０を使用した投射型映像表示装置でも、上記と同様に、近年における高精細化や高輝度化の著しい進展に伴って劣化が免れない光学ユニットを必要に応じ、反射型の液晶映像表示素子（パネル）により構成され、反射型偏光プリズム４２０等を含むクロスダイクロイックプリズム４１０を、一体として、簡単な作業により、新たな映像表示素子部に交換可能とすることによって、常に、所望の光学的な性能を発揮することを可能にするものである。

具体的には、上記と同様に、その製造過程において、Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用の反射型偏光プリズム４２０と共に、クロスダイクロイックプリズム４１０の互いに隣接する３つの面に精度良く取り付けて構成した映像表示素子部４００を、やはり、上記座部４６上に正確な位置に固定し、これを映像表示素子用取付部７０の舌状固定部７３の表面に正確に配置して形成した嵌合孔７４に挿入するだけで、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の光路上に、当該映像表示素子部４００を、再び、正確に位置決めすることが可能となる。

加えて、上記他の実施の形態においても、上記投射レンズ６０の入射面側（即ち、上記投射レンズ６０とクロスダイクロイックプリズム４１０との間）に、反射型偏光板６１と吸収型偏光板６２を配置することにより、例えば反射光によるゴースト等を生じることのない、より光学特性の優れた投射型映像表示装置を実現することが出来る。また、上記の図９と同様に、上記映像表示素子部４００の互いに隣接する３つの面上に入射する光学系を、例えば、プラスチックから形成した筐体９０内に配置することにより、内部の光路を、装置の外部から導入される塵から保護する構成とすることも可能であろう。

なお、以上の実施の形態では、照明系（上記光源１０）からは、Ｐ偏光の光が得られるものとして説明したが、しかしながら、本発明は、これのみに限定されるものではない。例えば、上記のＰ偏光の光に代えて、Ｓ偏光の光だけが出射される構造としてよい。なお、より具体的には、上記図１０に示した投射型映像表示装置において、上記照明系を構成する光源１０からの光がＳ偏光光である場合、これらの光は、偏光変換装置である反射型偏光プリズム４２０において反射し、上記反射型液晶映像表示素子（パネル）４５０Ｇ、４５０Ｂ、４５０Ｒにおいて映像信号に合わせてＰ偏光光に変換され、クロスダイクロイックプリズム（色合成装置）４１０に入射する。この時、上記プリズムの特性を考慮して、特に、そのＢ光及びＲ光に対応する偏光変換装置（反射型偏光プリズム４２０Ｂ、４２０Ｒ）と上記色合成装置を構成するクロスダイクロイックプリズム４１０との間に、λ／２波長板を設けることにより、当該プリズムへの入射光をＳ偏光光とすることが可能となり、もって、良好なダイクロイック特性が得られる。

１０…光源
４０…映像表示素子部
４１…クロスダイクロイックプリズム
４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ…透過型映像表示素子
４６…座部
４８…位置決め用の突起
６０…投射レンズ
６１…反射型偏光板
６２…吸収型偏光板
７０…映像表示素子用取付部
７３…舌状固定部
７４…嵌合孔
９０…防塵用筐体
４１０…クロスダイクロイックプリズム
４００…反射型偏光プリズムを備えた映像表示素子部
４２０Ｒ、４２０Ｇ、４２０Ｂ…Ｒ、Ｇ、Ｇ用反射型偏光プリズム
４５０Ｒ、４５０Ｇ、４５０Ｂ…Ｒ、Ｇ、Ｇ用反射型液晶映像表示素子

Claims (7)

1. 光源、照明光学系、Ｒ、Ｇ、Ｂ用透過型映像表示素子、光合成手段、及び、投射レンズとを筐体内に備えた投射型映像表示装置であって、
   前記Ｒ、Ｇ、Ｂ用透過型映像表示素子を前記光合成手段を構成するクロスダイクロイックプリズムの互いに異なる面に一体に取り付け、
   前記表示素子が取り付けられた当該クロスダイクロイックプリズムを、前記表示素子が取り付けられた面とは異なる出射面を前記投射レンズの入射面に対向するよう、着脱自在に取り付け可能とするとともに、前記クロスダイクロイックプリズムの出射面と前記投射レンズの入射面との間に、前記クロスダイクロイックプリズムの出射面から、順に、反射型偏光板と吸収型偏光板とを前記クロスダイクロイックプリズムと対向して配置し、かつ、当該反射型偏光板の偏光度を当該吸収型偏光板の偏光度よりも大きく設定することを特徴とする投射型映像表示装置。
2. 前記請求項１に記載した投射型映像表示装置において、前記投射レンズの入射面側に、前記表示素子が取り付けられた前記クロスダイクロイックプリズムを着脱自在に取り付けるための支持部を設けたことを特徴とする投射型映像表示装置。
3. 前記請求項２に記載した投射型映像表示装置において、前記クロスダイクロイックプリズムの前記表示素子が取り付けられていないでかつ前記反射型偏光板と吸収型偏光板とを配置しない一面に位置決め用の部材を固定して前記投射レンズの入射面側の支持部に取り付けたことを特徴とする投射型映像表示装置。
4. 光源、照明光学系、Ｒ、Ｇ、Ｂ用反射型映像表示素子、光合成手段、及び、投射レンズとを筐体内に備えた投射型映像表示装置であって、
   前記Ｒ、Ｇ、Ｂ用反射型映像表示素子を、少なくとも前記光合成手段を構成するクロスダイクロイックプリズムの互いに異なる面に対向する光路上に、当該クロスダイクロイックプリズムと一体に取り付け、
   前記表示素子が取り付けられた当該クロスダイクロイックプリズムを、前記表示素子が取り付けられた面とは異なる出射面を前記投射レンズの入射面に対向するよう、着脱自在に取り付け可能とするとともに、前記クロスダイクロイックプリズムの出射面と前記投射レンズの入射面との間に、前記クロスダイクロイックプリズムの出射面から、順に、反射型偏光板と吸収型偏光板とを前記クロスダイクロイックプリズムと対向して配置し、かつ、当該反射型偏光板の偏光度を当該吸収型偏光板の偏光度よりも大きく設定することを特徴とする投射型映像表示装置。
5. 前記請求項４に記載した投射型映像表示装置において、前記投射レンズの入射面側に、前記表示素子が取り付けられた前記クロスダイクロイックプリズムを着脱自在に取り付ける支持部を設けたことを特徴とする投射型映像表示装置。
6. 前記請求項５に記載した投射型映像表示装置において、前記クロスダイクロイックプリズムの前記表示素子が取り付けられていないでかつ前記反射型偏光板と吸収型偏光板とを配置しない一面に位置決め用の部材を固定して前記投射レンズの入射面側の支持部に取り付けたことを特徴とする投射型映像表示装置。
7. 前記請求項５に記載した投射型映像表示装置において、前記クロスダイクロイックプリズムは、互いに隣接する面に固定された反射型偏光プリズムを備えており、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ用反射型映像表示素子は、前記反射型偏光プリズムの異なる面に取り付けられていることを特徴とする投射型映像表示装置。

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