KR100403231B1 - 투사형표시장치 - Google Patents

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KR100403231B1
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하바 신지
야지마 아키타카
도시아키 하시즈메
히사시 이에치카
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은 라이트 벌브(light bulb)의 화상형성영역의 주위에 형성하여야 할 마진(margin)을 작게 할 수 있고, 밝은 투사화상을 형성할 수 있는 투사형 표시장치를 실현하는 것에 있으며, 이를 해결하기 위하여 투사형 표시장치의 광원 램프유닛(8)으로부터의 출사광(出射光)은, 인테그레이터(integrator) 광학계(923)를 통해 각 색의 액정 라이트 벌브(925R, 925G, 925B)를 조명한다. 균일조명 광학계로서의 인테그레이터 광학계(923)를 구성하고 있는 제 1 및 제 2 의 렌즈판(921, 922)은, 광축(1a)에 수직인 방향으로 설치위치를 미세조정 가능한 상태로 배치되어 있다. 이러한 설치위치를 미세조정함에 의해, 조명영역(B)의 형성위치를 액정 라이트 벌브의 화상형성영역(A)을 포함한 위치가 되도록 조정할 수 있다. 따라서, 조명영역(B)의 형성위치에 어긋남이 발생하는 것을 상정(想定)하여, 화상형성영역(A)의 주위의 큰 마진을 확보해 둘 필요가 없다. 이 결과, 조명광의 이용효율을 높이고 밝은 투사화상을 형성할 수 있다.

Description

투사형 표시장치
본 발명은 광원으로부터의 출사광(出射光)에 대하여 액정 라이트 벌브(light bulb) 등의 변조수단을 사용하여 화상신호에 따른 변조를 행하고, 변조후의 광속(光束)을 투사렌즈를 통해 스크린 위에 확대투사하는 투사형 표시장치에 관한 것이다. 더욱 상세히 말하면, 본 발명은 이 형식의 투사형 표시장치에 있어서, 액정 라이트 벌브 등의 변조수단의 화상 형성영역을 적절한 상태로 조명가능하게 한 구조에 관한 것이다.
액정 라이트 벌브를 사용하여 화상신호에 대응된 변조광속을 형성하여 상기 변조광속을 스크린 위에 확대 투사하는 구성의 투사형 표시장치는, 예를 들면 일본 특허공개 평 3-111806호 공보에 개시되어 있다. 이 공보에 개시되어 있는 투사형 표시장치는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 광원으로부터의 광속이 변조수단인 액정 라이트 벌브(925)의 화상형성영역을 균일하게 조명하기 위해서, 2 개의 렌즈판(921, 922)을 구비한 인테그레이터 광학계(923)를 구비하고 있다.
도 14에 있어서, 광원 램프유닛(8)으로부터 출사되는 단일광속은, 제 1 의 렌즈판(921)을 구성하는 렌즈(921a)에 의해 복수의 중간광으로 분리되고, 제 2 의 렌즈판(922)을 구성하는 렌즈(922a)를 통해 액정 라이트 벌브(925) 위에 중첩된다.
여기서, 도 14에 나타낸 것같은 투사형 표시장치에 있어서는, 액정 라이트벌브(925)의 화상 형성영역을 정확히 조명할 수 없으면, 투사면 위에 투사된 화상의 명도가 저하하거나, 혹은 투사된 화상의 주변에 그림자가 생기는 등의 폐해가 발생한다. 그리하여 도 15에 나타낸 바와 같이, 액정 라이트 벌브(925)의 화상 형성영역(A)에는, 액정 라이트 벌브(925)나 인테그레이터(integrator) 광학계(923)를 구성하는 렌즈판(921, 922)의 위치결정 정밀도, 각 렌즈판을 구성하는 렌즈(921a, 922a)의 촛점거리 등의 오차, 광로 위에 배치되는 다른 광학요소의 위치결정 정밀도 등을 고려하여, 그 주위에 일정한 마진(M)이 확보되어 있다. 즉, 액정 라이트 벌브(925)의 화상형성영역(A)은, 광원으로부터의 출사광에 의한 조명영역(B)에 대하여 한바퀴 작은 크기로 설정되어 있고, 위에서 언급한 것과 같은 각 구성요소의 위치결정 정밀도 등에 기인하여 조명영역(B)이 상하 혹은 좌우로 어긋났다고 해도, 화상 형성영역(A)이 조명영역(B)에서 밀려나오지 않게 되어 있다. 그리고, 이러한 구조에 의해 투사화상의 주변에 그림자가 생기거나, 투사화상의 명도가 저하되는 폐해를 회피하고 있다. 위에서 언급한 것과 같은 각 구성요소의 위치결정 등의 오차에 널리 대응할 수 있도록 하기 위해서는, 마진(M)을 크게 취하면 좋게 된다.
한편, 투사화상을 밝게 하기 위해서는 액정 라이트 벌브(925)를 조명하고 있는 광의 이용효율을 높일 필요가 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 구성요소의 위치결정 등의 오차에 널리 대응할 수 있도록 마진(M)을 크게 설정하면, 그 만큼 광의 이용효율이 감소하여, 투사화상도 어둡게 되어 버린다. 따라서, 이러한 점에서는 액정 라이트 벌브의 표시영역의 주위에 형성하는 마진의 폭은 되도록 좁게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 마진을 좁게 하면, 상기한 바와 같이 액정 라이트 벌브의 화상형성영역에 대하여, 조명영역이 벗어나 버려서 투사화상의 주변에 그림자가 생길 우려가 높아진다.
본 발명의 과제는, 액정 라이트 벌브의 화상형성영역의 주위에 형성되는 마진을 작게 하고, 게다가 투사화상의 주변에 그림자를 만드는 일없이 투사화상의 명도를 높이는 것이 가능한 투사형 표시장치를 제안하는 것에 있다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 의 투사형 표시장치는, 광원과, 해당 광원으로부터의 출사광에 대하여 화상신호에 대응한 변조를 행하는 변조수단과, 해당 변조수단에 의해 변조가 행해진 광속을 투사면 위에 확대투사하는 투사수단을 가지는 투사형 표시장치에 있어서, 상기 광원과 상기 변조수단의 사이의 광로 위에는, 복수의 렌즈가 매트릭스 형상으로 배치된 제 1 의 렌즈판 및 제 2 의 렌즈판을 구비한 인테그레이터 광학계가 배치되고, 이러한 제 1 및 제 2 의 렌즈판 중의 적어도 한쪽의 렌즈판은, 광축에 교차하는 방향으로 설치위치가 조정가능하게 되어 있다.
본 발명은, 상기의 구성에 의해 변조수단을 조사하는 조명광의 이용효율을 높일 수 있어, 투사화상을 밝게 할 수 있다. 또한, 변조수단의 화상형성영역의 주위에 형성한 마진을 작게 하더라도, 해당 화상형성영역이 조명영역 내에 위치하도록, 변조수단에 대한 조명영역의 위치를 미세조정 할 수 있기 때문에, 이들 쌍방의 영역의 어긋남이 원인이 되어 투사화상의 주변에 그림자가 생기는 등의 폐해도 발생하지 않는다.
즉, 광학계의 각 구성부품을 설치한 후에, 인테그레이터 광학계를 통해 변조수단의 화상형성영역을 조명하고, 조명영역이 변조수단의 화상형성영역에서 벗어나는 경우에는, 인테그레이터 광학계를 구성하고 있는 제 1 의 렌즈판 혹은 제 2 의 렌즈판의 설치위치를 미세조정하여, 조명영역 내에 변조수단의 화상형성영역이 완전히 포함된 상태로 할 수 있다. 따라서, 광학부품의 위치결정 오차 등에 기인하는 조명영역과 화상형성영역의 어긋남을 고려하여 변조수단의 해당 화상형성영역의 주위에 형성되는 마진을 작게 할 수 있다.
여기서, 투사형 표시장치의 광학계에 있어서는, 상기 광원으로부터 상기 변조수단에 이르는 광로 위에, 광로를 구부리기 위한 반사수단이 배치되어 있는 경우가 있다. 상기의 경우, 해당 반사수단의 설치각도에 오차가 있으면, 이것이 원인이 되어, 변조수단의 화상형성영역에 대하여 조명영역이 어긋나버릴 우려가 있다. 따라서, 이러한 위치에 배치되어 있는 반사수단의 설치각도도 입사광축에 대하여 조정가능하게 하는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 의 투사형 표시장치의 상기 구성은, 컬러화상을 투사가능한 투사형 표시장치에 대하여도 마찬가지로 적용할 수 있다. 즉, 광원으로부터의 출사광을 각 색의 광속으로 분해하는 색분리 광학계와, 상기 색분리 광학계에 의해 분리된 상기 각 색의 광속에 대하여 변조를 행하는 복수의 상기 변조수단과, 상기 복수의 변조수단에 의해 각각 변조된 상기 각 색의 광속을 합성하는 색합성 광학계를 더 가지며, 상기 색합성 광학계에 의해 합성된 변조광속을 상기 투사수단을 통해 투사면 위에 확대투사하게 되어 있는 투사형 표시장치에 대하여도 본 발명을 마찬가지로 적용할 수 있다.
이러한 컬러화상이 투사가능한 투사형 표시장치에서는, 상기 색분리 광학계와 상기 복수의 변조수단 중 적어도 하나의 변조수단의 사이의 광로 중에 또한 반사수단이 배치되는 경우가 있다. 상기의 경우, 이 반사수단의 설치각도에 의해서는 조명영역의 어긋남이 발생하는 우려가 있기 때문에, 이 반사수단의 설치각도도 입사광축에 대하여 조정가능하게 하여 두는 것이 바람직하다.
변조수단과 가장 가까운 위치에 배치되어 있는 반사수단의 설치각도를 조정할 수 있도록 하여 두면, 장치의 구성, 또는 변조수단에 대한 조명영역의 위치조정의 정밀도가 가장 유리하다.
또한, 변조수단으로서 반사형의 변조수단을 사용하여, 색분리 광학계와 색합성 광학계를 동일한 광학계로 구성하면, 광로 길이를 짧게 할 수 있어 투사형 표시장치의 소형화가 가능하게 된다.
다음은, 본 발명의 제 2 의 투사형 표시장치에 대하여 설명한다. 본 발명의 제 2 의 투사형 표시장치는, 광원과, 상기 광원으로부터의 광속을 복수의 중간광속으로 분할하는 제 1 의 광학요소와, 상기 중간광속이 모아서 묶어지는 위치부근에 배치된 제 2 의 광학요소와, 상기 제 2 의 광학요소로부터 출사된 빛을 변조하는 변조수단과, 상기 변조수단에 의해 변조가 행해진 광속을 투사면 위에 확대투사하는 투사수단을 가지는 투사형 표시장치에 있어서, 상기 제 2 의 광학요소는 상기 제 1 의 광학요소에 의해 분할된 복수의 중간광속을 각각 집광하는 집광렌즈 어레이와, 상기 집광렌즈 어레이에 의해서 집광된 상기 중간광속의 각각을 P 편광광속과 S 편광광속으로 공간적으로 분리하여, 상기 P 편광광속, S 편광광속 중 어느것인가 한쪽의 편광방향을 다른쪽의 편광광속의 편광방향과 일치시켜 출사하는 편광변환장치와, 상기 편광변환장치에서 출사된 광속을 중첩결합시키는 결합렌즈를 가지게 되며, 상기 제 1 의 광학요소, 상기 제 2 의 광학요소중 적어도 하나의 설치위치를, 광축에 교차하는 방향으로 조정가능하게 한 구성이다.
여기에서, 제 1 의 광학요소는 상술한 제 1 의 렌즈판에 상당하는 것이고, 제 2 의 광학요소의 결합렌즈는 상술한 제 2 의 렌즈판에 상당하는 것이다.
본 발명의 제 2 의 투사형 표시장치는, 제 1 의 투사형 표시장치의 구성에 추가하여, 집광렌즈 어레이 및 편광변환장치가 설치된 것이다. 이것에 따라, 상술한 제 1 의 투사형 표시장치와 같은 효과는 물론, 편광변환장치를 사용하는 것에 의해, 어느쪽의 편광광속도 낭비없이 사용하는 것이 가능하게 되기 때문에, 밝은 투사화상을 얻는 것이 가능하게 된다. 또한, 집광렌즈 어레이에 의해서 중간광속을 편광변환장치로 효율적으로 인도하는 것이 가능하게 되기 때문에, 이러한 점에서도 보다 밝은 투사화상을 얻는 것이 가능하게 된다.
여기에서, 상기 집광렌즈 어레이, 상기 편광변환장치, 및 상기 결합렌즈를 일체화하면, 이것들의 광학요소 사이에 있어서의 광 손실을 감소하는 것이 가능하고, 더 한층 빛의 이용효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 제 2 의 투사형 표시장치에 있어서도, 상술한 제 1 의 투사형 표시장치와 같이 광원으로부터 변조수단에 이르는 광로 위에 광로를 구부리기 위한 반사수단을 배치하여 이 각도를 조정가능하게 하거나, 컬러화상을 투사가능한구성으로 하거나, 컬러화상을 투사가능한 투사형 표시장치에 있어서 색분리 광학계와 변조수단의 사이의 광로 중에 반사수단을 배치하여 이 각도를 조정가능하게 하거나, 변조수단에 가장 가까운 위치에 배치된 반사수단의 설치각도를 조정가능하게 하거나, 변조수단으로서 반사형의 변조수단을 사용하거나 하는 것이 가능하다. 이 들의 구성은, 제 1 의 투사형 표시장치에 있어서 이와 같은 구성으로서의 경우와 같은 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 인테그레이터 광학계를 구비하고 있지 않은 투사형 표시장치에 대하여도 적용할 수 있다. 상기의 경우에는, 조명영역의 위치변동의 원인이 되는 광로 중에 배치되어 있는 반사수단을, 설치각도가 조정할 수 있도록 하면 좋다. 상기의 경우에도, 상술한 제 1 의 투사형 표시장치와 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 인테그레이터 광학계를 구비하고 있지 않은 컬러화상을 투사가능한 투사형 표시장치에 있어서도, 색합성 광학계와 변조수단의 사이의 광로 중에 배치되어 있는 반사수단의 설치각도를 조정할 수 있도록 하여 두면, 제 1 의 투사형 표시장치에 있어서 이러한 구성으로 한 경우와 같은 효과를 얻을 수 있다.
여기에서, 본 발명의 제 1 의 투사형 표시장치에 있어서, 제 1 의 렌즈판 및 제 2 의 렌즈판 중 적어도 한쪽의 설치위치를 광축에 교차하는 방향으로 조정가능하게 하기 위해서는, 이를 위한 조정기구를 설치하면 좋다. 이 조정기구로서는, 예를 들면, 상기 제 1 의 렌즈판을 광축에 직교하는 제 1 의 방향으로 조정하는 제 1 의 조정기구와, 상기 제 2 의 렌즈판을 상기 광축 및 상기 제 1 의 방향에 직교하는 제 2 의 방향으로 조정하는 제 2 의 조정기구를 구비하는 구성이 생각된다.
렌즈판의 설치위치를 소정의 방향으로 조정하기 위한 조정기구로서는, 렌즈판의 제 1 의 측면측에 설치되고, 상기 렌즈판의 제 1 의 측면을 누르는 스프링과, 상기 제 1 의 측면과 대향하는 제 2 의 측면측에 설치되고, 이 제 2 의 측면을 누르는 나사를 구비한 구성을 채택할 수 있다. 이러한 조정기구에 의하면, 나사를 조이거나, 풀거나 하는 것만으로 렌즈판을 소정의 방향으로 이동시킬 수 있어, 해당 렌즈판의 설치위치를 용이하게 조정할 수 있다.
스프링과 나사를 사용한 조정기구에 있어서, 스프링으로서 판스프링을 사용함과 동시에, 나사에 의해서 렌즈판의 제 2 의 측면의 거의 중심부를 누르도록 하면, 작은 부재로 균일하게 렌즈판의 이동을 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 의 투사형 표시장치에 있어서도, 제 1 의 광학요소 및 제 2 의 광학요소 중 적어도 한쪽의 설치위치를 광축에 교차하는 방향으로 조정가능하게 하기 위해서는, 이를 위한 조정기구를 설치하면 좋다. 본 발명의 제 2 의 투사형 표시장치인 경우에는, 집광렌즈 어레이, 편광변환장치 및 결합렌즈를 일체화하여 두고, 이들을 하나의 조정기구로 정리하여 이동시키는 것이 바람직하다. 3 개의 광학요소의 설치위치를 동시에 조정할 수 있기 때문이다.
본 발명의 제 2 의 투사형 표시장치에 설치하는 조정기구로서는, 상술한 본 발명의 제 1 의 투사형 표시장치의 조정기구와 같은 것을 채택할 수 있다. 즉, 제 1 의 광학요소를 광축에 직교하는 제 1 의 방향으로 조정하는 제 1 의 조정기구와, 제 2 의 광학요소를 광축 및 상기 제 1 의 방향에 직교하는 제 2 의 방향으로 조정하는 제 2 의 조정기구를 구비한 구성을 채택할 수 있다. 또한, 광학요소의 설치위치를 소정의 방향에 조정하는 조정기구로서는, 광학요소의 제 1 의 측면쪽에 설치되고, 상기 광학요소의 제 1 의 측면을 누르는 스프링과, 상기 제 1 의 측면과 대향하는 제 2 의 측면쪽에 설치되고, 이 제 2 의 측면을 누르는 나사를 구비한 구성을 채택할 수 있고, 스프링과 나사를 사용한 조정기구로서는, 스프링으로서 판스프링을 사용함과 동시에, 나사에 의해서 렌즈판의 제 2 의 측면을 거의 중심부를 누르도록 한 조정기구를 채택할 수 있다.
또한, 인테그레이터 광학계를 구비하고 있지 않은 투사형 표시장치에 있어서, 조명영역의 위치변동의 원인이 되는 광로 중에 배치되어 있는 반사수단의 설치각도를 조정가능하게 하기 위해서는, 이를 위한 조정기구를 설치하면 좋다. 이 조정기구로서는, 투사형 표시장치에 적어도 상기 반사수단을 수납하는 라이트 가이드가 설치되어 있는 경우에는, 상기 반사수단을 유지하여, 상기 라이트 가이드에 회전가능하게 지지된 홀더판과, 상기 반사수단의 설치각도를 조정하는 나사와, 상기 홀더판을 상기 라이트 가이드에 대하여 지지하는 스프링을 구비한 조정기구를 채택할 수 있다. 이러한 조정기구를 채택하면, 나사를 비틀어 넣는 양을 조정하는 것만으로 반사수단의 설치각도를 용이하게 변경할 수 있다.
또한, 인테그레이터 광학계를 구비하고 있지 않은 컬러화상을 투사가능한 투사형 표시장치에 있어서도, 색합성 광학계와 변조수단의 사이의 광로 중에 배치되어 있는 반사수단의 설치각도를 조정하기 위해서는, 이를 위한 조정기구를 설치하면 좋다. 이러한 투사형 표시장치에서는 상술한 바와 같이, 변조수단의 가장 가까운 위치에 배치된 반사수단의 설치각도를 조정가능하게 하여 두는 것이, 장치의 구성상, 혹은 변조수단에 대한 조명영역의 위치조정의 정밀도상 가장 유리하다. 따라서, 변조수단에 가장 가까운 위치에 배치된 반사수단의 설치각도를 조정하는 조정기구를 설치하여 두는 것이 바람직하다. 이 조정기구로서는, 투사형 표시장치에 적어도 상기 색분리 광학계와 상기 반사수단을 수납하는 라이트 가이드가 설치되어 있는 경우에는, 상기 반사수단을 유지하여, 상기 라이트 가이드에 회전가능하게 지지된 홀더판과, 상기 반사수단의 설치각도를 조정하는 나사와, 상기 홀더판을 상기 라이트 가이드에 대하여 지지하는 스프링을 구비한 조정기구를 채택할 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용한 투사형 표시장치의 외관형상을 도시한 도면.
도 2a는 투사형 표시장치의 내부구성을 나타내는 개략적인 평면구성도.
도 2b는 상기 투사형 표시장치의 내부구성을 나타내는 개략적인 단면구성도.
도 3은 광학유닛과 투사렌즈유닛의 부분을 확대하여 나타내는 개략적인 평면구성도.
도 4는 광학유닛에 설치되어 있는 광학계를 나타내는 개략적인 구성도.
도 5a 내지 도 5d 는 인테그레이터 광학계에 의한 조명영역과 액정 라이트 벌브의 표시영역의 관계를 나타내는 모식도.
도 6a 및 도 6b는 각각 렌즈판의 설치위치를 좌우로 미세조정하는 기구를 나타내는 개략적인 단면구성도.
도 7a 및 도 7b 는 반사수단의 반사면에 의한 인테그레이터 광학계의 조명영역의 형상의 변화를 나타내기 위한 설명도.
도 8a는 반사미러의 설치각도를 미세조정하는 기구의 홀더판을 도시하는 도면.
도 8b는 상기 반사미러의 설치각도를 미세조정하는 미세조정기구의 평면도.
도 8c는 상기 반사미러의 설치각도를 미세조정하는 미세조정기구의 단면도.
도 9는 본 발명을 적용한 투사형 표시장치의 광학계의 별도의 예를 나타내는 개략적인 평면구성도.
도 10a는 도 7a 및 도 7b의 편광분리유닛 어레이를 나타내는 사시도.
도 10b는 상기 편광분리유닛 어레이에 의한 편광광속(偏光光束)의 분리동작을 나타내기 위한 설명도.
도 11a 및 도 11b는 제 2 의 광학요소의 설치위치를 좌우로 미세조정하는 기구를 나타내는 개략적인 단면구성도.
도 12는 본 발명을 적용한 투사형 표시장치의 광학계의 또다른 예를 나타내는 개략적인 평면구성도.
도 13은 도 9의 반사형의 액정장치의 동작을 나타내는 설명도.
도 14는 인테그레이터 광학계를 구비한 일반적인 투사형 표시장치의 광학계의 개략적인 구성도.
도 15는 액정 라이트 벌브 위의 조명영역과 화상형성영역과의 관계를 나타내는 설명도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 편광조명장치 2: 외장케이스
3: 상부 케이스 4: 하부 케이스
7: 전원유닛 8: 광원 램프유닛
9: 광학유닛 10: 광원부
11: 인터페이스 기판 20: 편광발생장치
81: 방전램프 82: 반사경
200: 제 1 의 광학요소 201: 광속분할렌즈
330: 편광분리유닛 331: 편광분리면
333: P 출사면 334: S 출사면
335: P 편광광속 336: S 편광광속
이하에, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 투사형 표시장치를 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는 상호 직교하는 3 개의 방향을 X, Y, Z로 하고, Z를 광의 진행방향으로 한다.
전체구성
도 1에는 본 예의 투사형 표시장치의 외관을 나타내고 있다. 본 예의 투사형 표시장치(1000)는, 광원으로부터의 출사광을 인테그레이터 광학계 및 색분리 광학계를 통해 빨강, 파랑, 초록의 각 색광속으로서 추출하고, 이것들의 각 색의 광속을 각 색에 대응하여 배치된 액정 라이트 벌브에 인도하여 컬러화상신호에 따라서 변조하고, 변조후의 각 색의 광속을 색합성 광학계에 의해서 재합성한 후에, 투사렌즈를 통해 스크린 위에 확대투사하는 구성의 것이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 투사형 표시장치(1000)는 직방체형상을 한 외장 케이스(2)를 가지고 있고, 이 외장 케이스(2)는, 기본적으로는 상부 케이스(3)와,하부 케이스(4)와, 장치 전방면을 규정하고 있는 전방부 케이스(5)로 구성되어 있다. 전방부 케이스(5)의 중앙으로부터는 투사렌즈유닛(6)의 선단측의 부분이 돌출하고 있다.
도 2a 및 도 2b 에는, 투사형 표시장치(1000)의 외장 케이스(2)의 내부에 둘 수 있는 각 구성부분의 배치관계를 나타내고 있다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 외장 케이스(2)의 내부에 있어서, 그 후단측에는 전원유닛(7)이 배치되어 있다. 이것보다도 장치 전방측에 인접한 위치에는, 광원 램프유닛(8)이 배치되어 있다. 또한, 광학유닛(9)도 배치되어 있다. 광학유닛(9)의 전방측의 중앙에는, 투사렌즈유닛(6)의 기단측(基端側)이 위치하고 있다.
한편, 광학유닛(9)의 한쪽의 측에는 장치 전후방향을 향하여 입출력 인터페이스 회로가 탑재된 인터페이스 기판(11)이 배치되고, 이것에 평행하게 비디오신호 처리회로가 탑재된 비디오기판(12)이 배치되어 있다. 또한, 광원 램프유닛(8), 광학유닛(9)의 상측에는, 장치구동 제어용의 제어기판(13)이 배치되어 있다. 장치 전단측의 좌우의 각(角)에는, 각각 스피커(14R, 14L)가 배치되어 있다.
광학유닛(9)의 상면측의 중앙에는 냉각용의 흡기팬(15A)이 배치되고, 광학유닛(9)의 저면측의 중앙에는 냉각용 순환류 형성용의 순환용 팬(15B)이 배치되어 있다. 또한, 광원 램프유닛(8)의 이면측인 장치 측면에는 배기 팬(16)이 배치되어 있다. 그리고, 전원유닛(7)에 있어서의 기판(11,12)의 끝에 면하는 위치에는, 흡기팬(15A)에서의 냉각용 공기류를 전원유닛(7) 내로 흡인하기 위한 보조 냉각팬(17)이 배치되어 있다.
또한, 전원유닛(7)의 바로 윗쪽에는 그 장치 좌측의 위치에 플로피 디스크 구동유닛(FDD: 18)이 배치되어 있다.
광학유닛 및 광학계
도 3에는, 광학유닛(9) 및 투사렌즈유닛(6)의 부분을 끄집어내어서 나타내고 있다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 광학유닛(9)은 그 색합성수단을 구성하고 있는 프리즘유닛(910) 이외의 광학소자가, 상하의 라이트 가이드(901, 902)의 사이에 상하로부터 끼워진 상태로 유지된 구성으로 되어 있다. 이러한 상방 라이트 가이드(901), 하방 라이트 가이드(902)는, 각각 상부 케이스(3) 및 하부 케이스(4)의 측에 고정나사에 의해 고정되어 있다. 또한, 이러한 상하의 라이트 가이드(901, 902)는, 프리즘유닛(910)의 측에 마찬가지로 고정나사에 의해서 고정되어 있다. 프리즘 유닛(910)은, 다이캐스트판인 두꺼운 헤드판(903)의 이면측에 고정나사에 의해서 고정되어 있다. 이 헤드판(903)의 전방면에는, 투사렌즈유닛(6)의 기단측이 마찬가지로 고정나사에 의해서 고정되어 있다.
도 4에는, 광학유닛(9)에 설치되어 있는 광학계의 개략 구성을 나타내고 있다. 이 도면을 참조하여, 광학유닛(9)에 설치되어 있는 광학계에 대하여 설명한다. 본 예의 광학계는, 상기의 광원 램프유닛(8)의 구성요소인 방전램프(81)와, 균일조명 광학소자인 제 1 의 렌즈판(921) 및 제 2 의 렌즈판(922)으로 구성되는 인테그레이터 광학계(923)를 구비하고 있다. 또한, 이 인테그레이터 광학계(923)로부터 출사되는 백색광속(W)을, 빨강, 초록, 파랑의 각 색광속(R,G,B)으로 분리하는 색분리 광학계(924)와, 각 색광속을 변조하는 라이트 벌브로서의 3 개의 액정 라이트벌브(925R,925G,925B)와, 변조된 색광속을 재합성하는 색합성 광학계로서의 프리즘유닛(910)과, 합성된 광속을 스크린(100)의 표면에 확대투사하는 투사렌즈유닛(6)을 구비하고 있다. 또한, 색분리 광학계(924)에 의해서 분리된 각 색광속 중, 청색광속(B)을 대응하는 액정 라이트 벌브(925B)로 인도하는 도광계(927)를 구비하고 있다.
방전램프(81)로서는, 할로겐램프, 메탈할라이드램프, 크세논램프 등을 사용할 수 있다. 균일조명 광학계(923)는, 반사미러(931)를 구비하고 있고, 인테그레이터 광학계(923)로부터의 출사광의 중심광축(1a)을 장치 전방를 향하여 직각으로 구부리도록 하고 있다. 이 미러(931)를 사이에 두고, 제 1 및 제 2 의 렌즈판(921,922)이 직교하는 상태로 배치되어 있다.
방전램프(81)로부터의 출사광은, 반사경(82)의 반사면(821)에 의해서 반사되어 평행광으로서 제 1 의 렌즈판(921)을 조사하고, 이 제 1 의 렌즈판(921)을 통해 제 2 의 렌즈판(922)을 구성하고 있는 각 렌즈의 입사면 위에 각각 2 차 광원형상으로서 투사되고, 해당 제 2 의 렌즈판(922)으로부터의 출사광을 사용하여 피조명대상물이 조명되게 된다. 즉, 각 액정 라이트 벌브(925,925G,925B)의 화상형성영역이 조명된다.
색분리 광학계(924)는, 청록 반사 다이클로익 미러(941)와, 초록 반사 다이클로익 미러(942)와, 반사미러(943)로 구성된다. 백색광속(W)은, 우선 청록 반사 다이클로익 미러(941)에 있어서, 여기에 포함되고 있는 청색광속(B) 및 녹색광속(G)이 직각으로 반사되어, 초록 반사 다이클로익 미러(942)의 측을 향한다.
적색광속(R)은 이 미러(941)를 통과하여, 후방의 반사미러(943)에서 직각으로 반사되고, 적색광속의 출사부(944)로부터 프리즘유닛(910)의 측으로 출사된다. 미러(941)에 있어서 반사된 파랑 및 초록의 광속(B,G)은, 초록 반사 다이클로익 미러(942)에 있어서, 녹색광속(G)만이 직각으로 반사되어, 녹색광속의 출사부(945)로부터 프리즘유닛(910)의 측으로 출사된다. 이 미러(942)를 통과한 청색광속(B)은, 청색광속의 출사부(946)로부터 도광계(927)의 측에 출사된다. 본 예에서는 인레귤레이터 광학계(923)의 백색광속의 출사부에서, 색분리 광학계(924)에 있어서의 각 색광속의 출사부(944,945,946) 까지의 거리가 모두 같게 되도록 설정되어 있다.
색분리 광학계(924)의 적색광속 및 녹색광속의 출사부(944,945)의 출사측에는, 각각 집광렌즈(951,952)가 배치되어 있다. 따라서, 각 출사부에서 출사한 각 색광속은, 이러한 집광렌즈(951,952)에 입사하여 평행화된다.
이와 같이 평행화된 적색 및 녹색의 광속(R,G)은 액정 라이트 벌브(925R,925G)에 입사하여 변조되고, 각 색광에 대응한 화상정보가 부가된다. 즉, 이것들의 라이트 벌브는, 도면에 나타나지 않은 구동수단에 의해서 화상정보에 따라서 스위칭제어되고, 이것에 의해 여기를 통과하는 각 색광의 변조가 행하여진다. 이러한 구동수단은 공지의 수단을 그대로 사용할 수 있다. 한편, 청색광속(B)은 도광계(927)를 통해 대응하는 액정 라이트 벌브(925B)로 이끌어지고, 여기에 있어서 마찬가지로 화상정보에 따라서 변조가 행해진다. 본 예의 라이트 벌브는, 예를 들면 폴리실리콘 TFT를 스위칭소자로서 이용한 것을 사용할 수 있다.
도광계(導光系;927)는, 집광렌즈(953)와, 입사측 반사미러(971)와, 출사측 반사미러(972)와, 이들의 사이에 배치한 중간렌즈(973)와, 액정패널(925B)의 전방측에 배치한 집광렌즈(954)로 구성된다. 각 색광속의 광로 길이, 즉, 인테그레이터 광학계의 백색광속의 출사부에서 각 액정 라이트 벌브(925R, 925G, 925B) 까지의 거리는 청색광속(B)인 경우가 가장 길기 때문에, 청색광속의 광량 손실이 가장 많아진다. 그러나, 도광계(927)를 개재시키는 것에 의해, 청색광속의 광량 손실를 억제할 수 있다.
다음에, 각 액정 라이트 벌브(925R, 925G, 925B)를 통하여 변조된 각 색광속은, 색합성 광학계(910)에 입사되어, 여기에서 합성된다. 본 예에서는 상술한 바와 같이 다이클로익 프리즘으로 이루어지는 프리즘유닛(910)을 사용하여 색합성 광학계를 구성하고 있다. 여기에서 재합성된 컬러화상은, 투사렌즈유닛(6)을 통해, 소정의 위치에 있는 스크린(100)의 표면에 확대투사된다.
액정 라이트 벌브의 조명영역 조정기구
본 예의 투사형 표시장치(1)에 있어서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 인테그레이터 광학계(923)에 의한 액정 라이트 벌브(925) 상의 조명영역이, 액정 라이트 벌브의 화상형성영역에 대하여 상하(± Y 방향) 또는 좌우(± X 방향)로 미소조정 가능하게 되어 있다.
도 5a에는, 인테그레이터 광학계(923)에 의한 액정 라이트 벌브(925) 위의 조명영역(B)와, 액정 라이트 벌브(925)의 화상형성영역(A)의 관계를 모식적으로 나타내고 있다. 일반적으로, 스크린(100)의 투사영역이 장방형이기 때문에, 이것에대응하여, 액정 라이트 벌브(925)의 화상형성영역(A)도 장방형으로 되어있다. 균일조명광학계(923)에 의한 조명영역(B)(도면에 있어서 가상선으로 나타내는 영역)도 이것에 따른 형상으로 되어 있다.
상술한 바와 같이, 액정 라이트 벌브(925)의 화상형성영역(A)은, 조명영역(B)보다도 한바퀴 작은 크기로 설정되어 있다. 바꾸어 말하면, 표시영역(A)의 주위에는 소정의 폭의 마진을 취하고 있다. 마진을 취함에 따라, 인테그레이터 광학계(923)의 각 렌즈판(921,922) 등의 광학부품의 위치결정 오차 등에 기인하여 조명영역의 형성위치가 변동하더라도, 항상 조명영역(B)의 안에 화상형성영역(A)이 포함되도록 되어 있다.
본 예에서는 각 렌즈판(921,922)은, 도면에 있어서 화살표로 나타낸 바와 같이, 위치조정기구에 의해 광축(1a)에 수직인 평면을 따라서 상하 또는 좌우에 설치위치를 미세조정 가능하게 되어 있다. 위치조정기구로서는, 판스프링과 위치조정나사를 구비한 것이 고려된다.
도 6a 및 도 6b에는, 렌즈판(921)의 설치위치를 좌우로 미세조정하는 기구의 일례를 단면도를 사용하여 나타내고 있다. 도 6b는 도 6a의 S-S 단면도이다. 이들의 도면에 나타낸 바와 같이, 위치조정기구(700)는, 상하의 라이트 가이드(901,902)에 설치되어 있다. 상하의 라이트 가이드(901,902)에 의해서, 광축(1a)에 수직인 평면을 따라서 상하방향으로 연장되는 좌우 한쌍의 수직벽(711,712)과, 이들의 수직벽(711,712)의 하단을 잇는 저벽(底壁: 713)과, 이러한 수직벽(711,712)의 상단을 잇는 상방벽(714)이 형성되고, 각 벽(711 내지714)에 의해서 둘러싸인 부분에 렌즈판(921)이 배치되어 있다. 렌즈판(921)은, 그 하단이 저벽(713)에 설치된 유지홈(715)에 삽입되어 있다. 또한, 렌즈판(921)의 하방 부분은 저벽(713)에 나사(716)를 통해 설치된 고정 스프링(717)에 의해서, 상방부분은 상방벽(714)에 나사(718)를 통해 설치된 고정 스프링(719)에 의해서, 광로상류측(-Z 방향)을 향하여 눌려지게 되어 있다. 렌즈판(921)의 상방 부분은 상방벽(714)에 설치된 볼록부(710)에 접촉하고 있다. 따라서, 렌즈판(921)은 상하의 설치위치가 규정되어 있는 상태에 있다. 한편, 렌즈판(921)은 얼라인먼트 스프링(720)을 통해 한쪽의 수직벽(711)에 의해서 지지되어 있다. 또한, 렌즈판(921)은 다른쪽의 수직벽(712)에 설치된 조정나사(721)에 의해서 한쪽의 수직벽(711)을 향하여 눌러져 있다. 이 때문에, 조정나사(716)의 비틀어 넣기 량을 조정함에 의해, 렌즈판(921)의 설치위치를 좌우(± X 방향)로만 이동시킬 수 있다.
따라서, 예를 들면 도 5b에 나타낸 바와 같이, 조명영역(B)이 액정 라이트 벌브(925)의 화상형성영역(A)에 대하여 가로방향으로 어긋나고, 화상형성영역(A)의 일부가 조명되지 않는 경우에는, 조정나사(721)를 조이거나 풀거나 하여, 렌즈판(921)의 설치위치를 좌우로 미세조정함에 의해, 조명영역(B)의 위치를 가로방향으로 어긋나게 하여, 도 5c에 나타낸 바와 같이, 조명영역(B)의 안에 화상형성영역(A)를 포함시킨 상태로 할 수 있다.
또한, 본 예에서는 ＜ 자형으로 구부러진 판스프링으로 이루어지는 얼라인먼트 스프링(720)을 사용하여, 조정나사(721)를 렌즈판(921)의 수직벽(712)쪽의 측면의 거의 중심부를 누르도록 배치되어 있다. 따라서, 작은 부재로 균일하게렌즈판(921)의 이동을 행할 수 있게 되어 있다.
한편, 렌즈판(922)의 설치위치를 상하(± Y 방향)로 미세조정하는 기구로서는, 도 6a, 도 6b에 있어서, 수직벽(711,712)에 설치한 조정나사(721), 얼라인먼트 스프링(720)의 대신에, 상방벽(714), 하방벽(713)에 이들과 같이 조정나사 및 얼라인먼트 스프링을 설치하는 것에 의해 용이하게 실현할 수 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 예에서는 렌즈판(821,822)의 장착위치를 미세조정한 후, 상방 라이트 가이드(901)에 설치된 접착제 주입구멍(904a,904b,905a,905b)(도 3참조)으로부터 접착제를 주입하고, 이들을 고정하도록 하고 있다. 이러한 고정은 반드시 필요하지 않지만, 외부에서의 충격에 의한 렌즈판(921,922)의 장착위치의 어긋남을 확실하게 방지하는데 유효하다.
또한, 조정나사와 얼라인먼트 스프링을 사용한 위치조정기구로서, 상하의 라이트 가이드(901,902)에 대하여 바로 조정나사나 얼라인먼트 스프링을 설치하지 않고서, 다른 구성의 렌즈홀더를 채택하는 것도 물론 가능하다.
또한, 좌우(± X 방향)의 미세조정은 액정 라이트 벌브(925G) 위의 화상형성영역(A)의 주변부의 조도(照度)를 측정함에 의해, 자동 또는 수동으로 행할 수 있다. 도 5b에 나타내는 상태에서는, 조명영역(B)이 좌측으로 어긋나 있고, 액정 라이트 벌브(925G) 위의 화상형성영역(A)의 오른쪽구석의 조도가 낮게 되어 있다. 이러한 조명영역(B)의 어긋남을 조정하기 위해서는, 화상형성영역(A)의 좌우의 조도(P1,P2)가 일정한 값이 될 때까지 렌즈판(921)의 설치위치를 좌우(± X 방향)로 어긋나게 할 수 있으면 좋다. 단지, 이 조정방법은 미리 일정값을 설정해 둘 필요가 있으므로, 광량이 적은 광원으로 변경한 경우에는 대응하기 어렵다.
그리하여, 화상형성영역(A)의 좌우의 조도(P1,P2)가 같게 될 때까지 렌즈판(921)의 설치위치를 좌우로 어긋나도록 하면, 미리 일정값을 설정해 둘 필요가 없기 때문에, 광량이 적은 광원으로 변경한 경우라도 용이하게 대응할 수 있다. 또한, 화상형성영역(A)의 좌우의 조도(P1,P2)의 가산값이 최대가 될 때까지 렌즈판(921)의 설치위치를 좌우로 어긋나도록 하더라도, 미리 일정값을 설정해 둘 필요가 없기 때문에, 광량이 적은 광원으로 변경한 경우라도 용이하게 대응할 수 있다.
또한, 좌우(± X 방향)의 미세조정은, 액정 라이트 벌브(925G) 위의 화상형성영역(A)의 주변부의 조도를 측정하는 방법의 대신에, 액정 라이트 벌브(925G)를 조명광이 투과하는 상태로 하여 두고, 그 상을 스크린(100) 위에 투사한 경우의 투사화상의 주변부의 조도를 측정함에 의해, 자동 또는 수동으로 행하는 것도 가능하다.
도 5b에 나타내는 상태로 스크린(100)에 투사하면, 도 5d에 나타낸 바와 같이, 투사화상(B')은, 원래 화상이 투사될 영역(A)'의 왼쪽구석에는 투사되지 않는다. 이 때문에, 이 왼쪽구석의 부분의 조도가 낮게 된다. 이 때문에, 원래 화상이 투사될 영역(A')의 좌우의 조도(Q1,Q2)을 측정하여, 상술한 액정 라이트 벌브(925G) 위에서의 조도측정에 의한 미세조정과 같은 방법에 의하여 미세조정할 수 있다. 즉, 조도(Q1,Q2)가 일정한 값이 될 때까지 렌즈판(921)의 설치위치를 좌우로 어긋나게 하거나, 조도(Q1,Q2)가 같게 될 때까지 렌즈판(921)의 설치위치를 좌우로 어긋나게 하거나, 조도(Q1,Q2)의 가산값이 최대가 될 때까지 렌즈판(921)의 설치위치를 좌우로 어긋나게 하면 좋다. 또한, 상술한 바와 같이 조도(Q1,Q2)가 같게 되거나, 또는 조도(Q1,Q2)의 가산값이 최대가 될 때까지 렌즈판(921)의 설치위치를 좌우로 조금 옮기면, 광량이 적은 광원으로 변경한 경우에도 용이하게 대응할 수 있다.
그 다음, 상하방향(± Y 방향)의 미세조정은 화상형성영역(A)의 상하의 조도, 또는 투사화상의 상하의 조도를 측정함에 의해, 자동 또는 수동으로 행할 수 있다. 상하방향의 조정인 경우라도, 좌우의 미세조정인 경우와 같이, 2 장소의 조도가 일정한 값이 될 때까지 렌즈판(922)의 상하방향의 설치위치를 어긋나게 하면 좋다. 또한, 2 장소의 조도가 같게 되거나, 또는 2 장소의 조도의 가산값이 최대가 될 때까지 렌즈판(922)의 설치위치를 상하로 어긋나도록 하면, 광량이 적은 광원으로 변경한 경우라도 용이하게 대응할 수 있다.
또한, 액정 라이트 벌브(925G)의 대신에 다른 액정 라이트 벌브(925R,925B)를 기준으로서 인테그레이터 광학계(923)의 미세조정을 행하여도 좋다.
미세조정을 할 때, 제 1 의 렌즈판(921)과 제 2 의 렌즈판(922)을 동시에 움직이더라도 좋지만, 우선 제 1 의 렌즈판(921)을 좌우로 움직여 좌우방향의 미세조정을 행하고, 다음에 제 2 의 렌즈판(922)을 상하로 움직여 상하방향의 미세조정을 행하게 하도록, 순차 설치위치를 미세조정 하는 방법을 채택하더라도 좋다. 단지, 상하방향의 미세조정을 먼저 행하고, 좌우의 미세조정을 나중에 행하더라도 동일한조정을 할 수 있는 것은 물론이다.
위에 서술한 예에서는, 제 1 의 렌즈판(921)을 좌우방향으로, 제 2 의 렌즈판(922)을 상하방향으로 미세조정이 가능하게 하고 있지만, 이 방향은 반대라도 좋고, 또한 제 1 및 제 2 의 렌즈판(921,922)의 한쪽의 측만의 설치위치를 미세조정 가능하게 해도 좋다. 또한, 제 1 및 제 2 의 렌즈판(921,922)의 설치위치를, 광축에 교차하는 임의의 방향으로 조정가능하게 하여도 좋다. 이와 같이 임의방향의 조정을 가능하게 하면, 나중에 설명하는 도 7에 나타낸 것 같은 조명영역(B)의 비뚤어짐도 해소할 수 있고, 조명의 균일성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 이러한 조정형태로서는, 예를 들면 이하에 나타내는 4 가지의 조합을 들 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
이와 같이, 인테그레이터 광학계의 설치위치를 미세조정 가능하게 하는 것에 의해, 종래와 같이 조명영역의 어긋남을 미리 고려하여, 액정 라이트 벌브의 화상형성영역(A)의 주위에 넓은 폭의 마진을 설정해 둘 필요가 없다. 따라서, 화상형성영역(A)의 주위에 형성하여야 할 마진은 극히 적게 끝나기 때문에, 조명광의 이용효율을 높여, 투사화상의 명도를 높일 수 있다.
즉, 마진을 적게 하더라도, 각 렌즈판(921,922)의 장착위치를 미세조정함에 의해, 도 5b에 나타낸 바와 같이 화상형성영역(A)의 일부가 조명영역(B)에서 벗어나 버리는 사태를 해소할 수 있다. 따라서, 투사화상의 주변에 그림자가 생겨버리는 등의 폐해도 발생하지 않는다.
또한, 인테그레이터 광학계(923)에 의한 조명영역(B)이 액정 라이트 벌브의 화상형성영역(A)에 대하여 어긋나 버리는 요인으로서, 각 색의 광속의 광로 위에 배치된 반사미러의 반사면의 설치각도 오차도 들 수 있다. 반사미러의 반사면의 설치각도는, 광축에 대하여 45°이지만, 이 각도가 어긋나면, 도 5b에 나타낸 바와 같이 화상형성영역(A)의 일부가 조명영역(B)으로부터 어긋나 버리는 경우가 있다. 또한, 도 7a, 도 7b에 나타낸 것과 같이 조명영역(B)에 비뚤어짐이 생겨 버리고, 조명영역(B)의 좌측의 조도와 우측의 조도가 불균일하게 되어 버리기 때문에, 인테그레이터 광학계(923)를 사용한 이점을 잃어버리게 될지도 모른다.
특히, 본 예의 투사형 표시장치(1000)에 있어서는, 액정 라이트 벌브(925G)를 기준으로 인테그레이터 광학계(923)의 미세조정을 행하고 있지만, 이 때, 도 4에 나타나고 있는 미러(943,972,971)의 반사면의 설치각도가 광축에 대하여 45°가 아니면 액정 라이트 벌브(925R,925B)의 화상형성영역에 대하여 각각의 조명영역이 어긋나 버린다. 또한, 집광렌즈(953), 중간렌즈(973)의 장착위치가 소정의 위치에 배치되지 않은 경우에도, 액정 라이트 벌브(925B)의 화상형성영역에 대하여 조명영역이 어긋나 버린다.
그리하여, 본 예의 투사형 표시장치(1000)에 있어서는, 상술한 인테그레이터 광학계(923)의 미세조정에 가하여, 도 4에 나타나고 있는 적색광속(R)을 액정 라이트 벌브(925R)의 측를 향하여 반사하는 미러(943), 청색광속(B)을 액정 라이트 벌브(925B)의 측을 향하여 반사하는 미러(972)의 반사면의 각도를, 입사광축 및 반사광축을 포함하는 평면에 수직인 축선의 주위(도 4 화살표 방향)에, 입사광축에 대하여 미세조정할 수 있도록 하고 있다. 이 반사미러의 설치각도 조정기구로서는, 상술한 인테그레이터 광학계(923)의 위치조정기구와 동일한 판스프링과 각도조정나사에 의한 것이 고려된다.
도 8a 내지 도 8c에는, 반사미러(972)의 설치각도를 미세조정하는 기구의 일례를 나타내고 있다. 도 8a는 반사미러(972)를 유지하는 홀더판(740)의 설명도, 도 8b는 반사미러(972)의 설치각도의 미세조정기구를 상방 라이트 가이드(901)의 쪽에서 본 도면, 도 8c는 도 8b에 있어서의 T-T 단면부에서 반사미러(972)의 설치각도의 미세조정기구를 본 도면이다. 이들 도면에 나타낸 바와 같이, 각도조정기구(730)는 홀더판(740)을 가지며, 이 홀더판(740)에 설치된 유지부(746a,746b)에 의해서 반사미러(972)의 하부가 그 반사면과는 반대측의 면에 유지되어 있다. 또한, 반사미러(972)의 상부는 클립(748)에 의해서 홀더판(740)에 고정되어 있다. 이 홀더판(740)의 표면의 중앙부분에는 상하방향으로 연장되는 축부(741)가 형성되어 있다. 이 축부(741)는 하방 라이트 가이드(902)에 의해서 회전가능하게 지지되어 있다. 따라서, 반사미러(972)는 홀더판(740)을 통해 축부(741)의 축선(1b)의 주위를 소정량만큼 회전할 수 있다. 또한, 홀더판(740)의 한쪽의 측방부분에는 스프링 홀더(744)가 설치되어 있고, 얼라인먼트 스프링(742)의 제 1 의 지점부(742a)는 이 스프링 홀더(744)에 끼워넣어진다. 얼라인먼트 스프링(742)의 지점부(742b,742c)는 하방 라이트 가이드(902)에 설치된 지지부(749)에 접촉하고 있다. 따라서, 홀더판(740)은, 얼라인먼트 스프링(742)을 통해 하방 라이트 가이드(902)에 대하여 지지되어 있다. 또한, 홀더판(740)의 스프링 홀더(744)는 하방 라이트 가이드(902)에 대하여 나사(771)에 의해서 고정된 판(770)에 설치된 조정나사(743)에 의해서 도면중 화살표(G)의 방향으로 눌러져 있다. 따라서, 하방 라이트 가이드(902)에 설치된 나사 조작부(902a)에 보조 공구를 삽입하여, 조정나사(743)의 비틀림량을 늘리면, 홀더판(740)은 그 측방부분이 조정나사(743)에 의해서 G 방향으로 눌러지기 때문에, 도 8b에 화살표(R1)로 나타내는 방향으로 축부(741)의 축선(1b) 방향으로 선회한다. 이것에 의해, 반사미러(972)에 입사하는 빛의 입사각이 커지도록, 반사미러(972)의 반사면의 각도를 바꿀 수 있다. 반대로, 조정나사(743)의 비틀림량을 줄이면, 홀더판(740)은 그 측방부분이 얼라인먼트 스프링(742)에 의해서 -G 방향으로 가까이 당겨지기 때문에, 도 8b에 화살표(R2)로 나타내는 방향으로 축부(741)의 축선(1b) 방향으로 선회한다. 이것에 의해, 반사미러(972)에 입사하는 빛의 입사각도가 작게 되도록, 반사미러(972)의 반사면의 각도를 바꿀 수 있다. 바꾸어 말하면, 조정나사(743)의 비틀림량을 조정함에 의해, 입사광축 및 반사광축을 포함하는 평면에 수직인 축선방향으로, 반사미러(972)의 반사면의 각도를 조정할 수 있다. 또한, 그 밖의 반사미러의 반사면의 각도를 조정하는 기구로서도, 상기와 같은 기구를 당연히 채택할 수 있다.
또한, 본 예에서는 반사미러(943,972)의 장착각도를 미세조정한 후, 상방 라이트 가이드(901)에 설치된 접착제 주입구멍(906a,906b,907a,907b)(도 3참조)으로부터 접착제를 주입하여, 이들을 고정하도록 하고 있다. 이러한 고정은 반드시 필요하지 않지만, 외부에서의 충격에 의한 반사미러(943,972)의 어긋남을 확실하게 방지하는데 유효하다.
또한, 이 미세조정는 액정 라이트 벌브(925R 또는 925B) 위의 화상형성영역의 주변부의 조도를 측정함에 의해 자동 또는 수동으로 행하는 것이 가능하다. 상술한 렌즈판의 미세조정과 같이, 화상형성영역(A)의 좌우의 조도(P1,P2)가 일정한 값이 될 때까지 각 반사미러(943,972)의 설치각도를 어긋나게 하면 좋다. 또한, 광량이 적은 광원으로 변경한 경우에 대응할 수 있도록 하기 위해서는, 화상형성영역(A)의 좌우의 조도(P1,P2)가 같게 되거나, 혹은, 화상형성영역(A)의 좌우의 조도(P1,P2)의 가산값이 최대가 될 때까지 각 반사미러(943,972)의 설치각도를 어긋나게 하도록 하면 좋다.
또한, 각 반사미러(943,972)의 미세조정은 렌즈판의 미세조정과 같이, 액정 라이트 벌브(925R 또는 925B) 위의 화상형성영역(A)의 주변부의 조도를 측정하는 대신에, 액정 라이트 벌브(925R 또는 925B)를 조명광이 투과하는 상태로 하여 두고, 그 상을 스크린(100) 위에 투사한 경우의 투사화상의 주변부의 조도를 측정함에 의해, 자동 또는 수동으로 행하는 것도 가능한다. 즉, 도 7a 또는 도 7b에 나타내는 상태로 스크린(100)에 투사하면, 투사화상의 좌우의 조도가 불균일하게 되기 때문에, 투사화상의 좌우의 조도를 측정하여, 화상형성영역(A)의 조도 측정인 경우와 같이, 좌우의 조도가 일정한 값이 되거나, 또는 좌우의 조도가 같게 되거나, 혹은 좌우의 조도의 가산값이 최대가 될 때까지 각 반사미러(943,972)의 설치각도를 어긋나게 하면 좋다.
미세조정을 할 때, 반사미러(943과 972)를 동시에 움직이면 좋지만, 우선 액정 라이트 벌브(925R)에 의한 투사화상 혹은 화상형성영역을 기준으로서 반사미러(943)를 움직여 각도조정을 행하고, 다음에 액정 라이트 벌브(925B)에 의한 투사화상 혹은 화상형성영역을 기준으로서 반사미러(972)를 움직여 각도조정을 하듯이, 순차 설치각도를 미세조정하는 방법을 채택하더라도 좋다,
본 예에서는 액정 라이트 벌브(925R,925B)에 가장 가까운 반사미러(943과 972)의 설치각도를 미세조정 가능하게 하고 있지만, 또한 다른 광학요소인 청색반사 다이클로익 미러(941), 초록반사 다이클로익 미러(942), 입사측 반사미러(971)의 일부, 또는 전부의 설치각도를 미세조정 가능하게 하여도 좋고, 반사미러(943과 972)의 대신에 이들 다른 광학요소의 일부, 또는 전부의 설치각도를 미세조정 가능하게 하여도 좋다. 또한, 반사미러(972)의 대신에, 중간렌즈(973), 또는, 집광렌즈(953)의 위치를 조정가능하게 하여도 좋다. 그러나, 본 예와 같이 액정 라이트 벌브(925R,925B)와 가장 가까운 위치에 배치된 반사미러(943,972)의 설치각도를 미세조정 가능하게 하는 것이 구성상, 혹은 위치조정의 정밀도상 가장 유리하다.
이와 같이 반사미러(943,972)를 미세조정 가능하게 하는 것에 의해, 종래와 같이, 조명영역의 어긋남을 미리 고려하여 액정 라이트 벌브의 화상형성영역(A)의주위에 넓은 폭의 마진을 설정해 둘 필요가 없다. 따라서, 화상형성영역(A)의 주위에 형성하여야 할 마진은 극히 적게 끝나기 때문에, 조명광의 이용효율을 높이는 것이 가능하게 되어, 투사화상의 명도를 높일 수 있다.
또한, 마진을 적게 하더라도 반사미러(943,972)의 설치각도를 미세조정함에 의해, 도 7a, 도 7b에 나타낸 바와 같이 화상형성영역(A)의 일부가 조명영역(B)에서 벗어난다고 하는 사태를 해소할 수 있고, 투사화상의 주변에 그림자가 생긴다고 하는 폐해도 발생하지 않는다.
또한, 반사미러(943,972)를 미세조정 가능하게 하는 것에 의해, 조명영역(B)의 비뚤어짐을 없앨 수 있기 때문에, 인테그레이터 광학계(923)에 의한 균일한 조명이 가능하다고 하는 이점을 최대한으로 활용할 수 있어, 명도가 극히 균일한 투사화상을 얻는 것이 가능하게 된다.
또한, 상술한 바와 같은 반사미러 등의 광학요소의 각도조정기구는 인테그레이터 광학계(923)를 사용하지 않은 투사형 표시장치에 있어서도 유효하다.
그 밖의 실시의 형태 1
본 발명을 적용한 별도의 구성의 투사형 표시장치의 일례를 설명한다. 본 예의 투사형 표시장치(2000)의 광학계는, 인테그레이터 광학계와 특수한 형상의 편광빔 분할기를 구비한 편광조명장치를 가지는 구성으로 되어 있다. 또한, 본 예에 있어서 상술한 투사형 표시장치(1000)와 같은 구성에 관하여는, 도 1 내지 도 8에서 사용한 것과 같은 참조번호를 붙여, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 9는, 본 예의 투사형 표시장치(2000)의 광학계의 주요부를 나타낸 개략구성도이고, XZ 평면에 있어서의 구성을 나타내고 있다. 본 예의 투사형 표시장치(2000)는, 편광조명장치(1), 백색광속을 3 색의 색광으로 분리하는 색광분리수단, 각각의 색광을 표시정보에 기초하여 변조하고 표시화상을 형성하는 3 개의 투과형의 액정장치, 3 색의 색광을 합성하여 컬러화상을 형성하는 색광합성수단, 그 컬러화상을 투사표시하는 투사광학계로 대략 구성되어 있다.
편광조명장치(1)는, 랜덤한 편광광속을 한 방향으로 출사하는 광원부(10)를 구비하고, 이 광원부(10)로부터 출사된 랜덤한 편광광속은, 편광변환장치(20)에 의해 거의 한 종류의 편광광속으로 변환된다.
광원부(10)는 광원램프(101)와, 포물면 반사경(102)으로 대략 구성되어 있고, 광원램프로부터 방사된 빛은 포물면 반사경(102)에 의해서 한방향으로 반사되어, 대략 평행한 광속이 되어 편광변환장치(20)에 입사된다. 여기에서, 광원부(10)의 광원광축(R)이 시스템광축(L)에 대하여 일정한 거리(D) 만큼 X 방향으로 평행시프트한 상태가 되도록 광원부(10)는 배치되어 있다.
다음에, 편광변환장치(20)는 제 1 의 광학요소(200)와, 제 2 의 광학요소(300)로 구성되어 있다.
제 1 의 광학요소(200)는 상술한 투사형 표시장치(1000)의 제 1 의 렌즈판(921)에 상당하는 것이고, XY 평면에 있어서의 단면이 직사각형상의 복수의 광분할렌즈(201)가 매트릭스상으로 배열하여 구성되어 있다. 광원광축(R)은 제 1 의 광학요소(200)의 중심에 오도록 배치되어 있다. 제 1 의 광학요소(200)에 입사한 빛은, 광분할렌즈(201)에 의해 복수의 중간광속(202)으로 분할되고, 동시에 광분할렌즈의 집광작용에 의해, 시스템광축((L)과 수직인 평면내(도 9에서는 XY 평면)의 중간광속이 수속하는 위치에 광분할렌즈의 수와 동일수의 집광상을 형성한다. 또한, 광분할렌즈(201)의 XY 평면 위에 둘 수 있는 단면형상은 액정 라이트 벌브의 화상형성영역의 형상과 닮은꼴을 형성하도록 설정된다. 본 예에서는 XY 평면위에서 X 방향으로 긴 장방형의 화상형성영역을 상정하고 있기 때문에, 광분할렌즈(201)의 XY 평면 위에 둘 수 있는 단면형상도 장방형이다.
제 2 의 광학요소(300)는, 집광렌즈 어레이(310), 편광분리유닛 어레이(320), 선택위상차판(380) 및 결합렌즈(390)로부터 대략 구성되는 복합체이고, 제 1 의 광학요소(200)에 의한 집광상이 형성되는 위치의 근방의, 시스템광축(L)에 대하여 수직인 평면내(도 9에서는 XY 평면)에 배치된다. 또한, 제 1 의 광학요소(200)에 입사하는 광의 평행성이 극히 좋은 경우에는, 제 2 의 광학요소로부터 집광렌즈 어레이(310)를 생략한 구성으로 해도 된다. 이 제 2 의 광학요소(300)는, 중간광(202)의 각각을 P 편광광속과 S 편광광속으로 공간적으로 분리한 후, 한쪽의 편광광의 편광방향과 다른쪽의 편광광의 편광방향을 일치시켜, 편광방향이 거의 일치한 각각의 광을 1 개소의 조명영역으로 이끄는 기능을 가지고 있다.
집광렌즈 어레이(310)는, 제 1 의 광학요소(200)와 거의 같은 구성으로 되어있다. 즉, 집광렌즈 어레이(310)는 제 1 의 광학요소(200)를 구성하는 광분할렌즈(201)와 같은 수의 집광렌즈(311)를 매트릭스상으로 배열한 것이고, 각각의 중간광을 편광분리유닛 어레이(320)의 특정한 장소에 집광하면서 인도하는 기능을 가지고 있다. 따라서, 제 1 의 광학요소(200)에 의해 형성된 중간광속(202)의 특성에 맞추어, 또한, 편광분리유닛 어레이(320)에 입사하는 광은 그 주광선의 경사가 시스템광축(L)과 평행한 것이 이상적인 점을 고려하여, 각 집광렌즈의 렌즈특성은 각각 최적화되는 것이 바람직하다. 단지, 일반적으로는, 광학계의 저비용화 및 설계가 용이함을 고려하여, 제 1 의 광학요소(200)와 완전히 같은 것을 집광렌즈 어레이(310)로서 사용하거나, 혹은 광속분할렌즈(201)와 XY 평면에서의 형상이 닮은꼴인 집광렌즈를 사용하여 구성한 집광렌즈 어레이를 이용해도 좋기 때문에, 본 예의 경우에는, 제 1 의 광학요소(200)를 집광렌즈 어레이(310)로서 사용하고 있다. 또한, 집광렌즈 어레이(310)는 편광분리유닛 어레이(320)로부터 떨어진 위치(제 1 의 광학요소(200)에 가까운 측)에 배치하여도 좋다.
편광분리유닛 어레이(320)는, 도 10a, 도 10b에 나타낸 바와 같이, 복수의 편광분리유닛(330)이 매트릭스상에 배열한 구성을 하고 있다. 편광분리유닛(330)의 배열의 방법은, 제 1 의 광학요소(200)를 구성하는 광분할렌즈(201)의 렌즈특성 및 이들의 배열의 방법에 대응하고 있다. 본 예에 있어서는, 모두 같은 렌즈특성을 가지는 동심계의 광속분할렌즈(201)를 사용하여, 이들의 광속분할렌즈를 직교매트릭스상으로 배열하는 것으로 제 1 의 광학요소(200)를 구성하고 있기 때문에, 편광분리유닛 어레이(320)도 모두 동일한 편광분리유닛(330)을 모두 같은 방향으로 직교매트릭스상에 배열함에 의해 구성되어 있다. 또한, Y 방향으로 나열된 동일열의 편광분리유닛이 모두 같은 편광분리유닛인 경우에는, Y 방향으로 가늘고 긴 편광분리유닛을 X 방향으로 배열하여 구성한 편광분리유닛 어레이(320)를 사용한 쪽이, 편광분리유닛 사이의 경계면에 있어서의 광손실을 감소할 수 있음과 동시에 편광분리유닛 어레이의 제조비용을 감소할 수 있다고 하는 점에서 유리하다.
편광분리유닛(330)은 내부에 한 쌍의 편광분리면(331)과 반사면(332)을 구비한 사각기둥 형상의 구조체이고, 편광분리유닛에 입사하는 중간광속의 각각을 P 편광광속과 S 편광광으로 공간적으로 분리하는 작용을 가지고 있다. 편광분리유닛(330)의 XY 평면 위에 있어서의 단면형상은, 광속분할렌즈(201)의 XY 평면 위에 있어서의 단면형상과 닮은꼴을 하고 있다. 즉, 가로길이의 장방형이다. 따라서, 편광분리면(331)과 반사면(332)과는 가로방향(X 방향)으로 나란하도록 배치되어 있다. 여기에서, 편광분리면(331)과 반사면(332)은 편광분리면(331)이 시스템광축(L)에 대하여 약 45도의 경사를 이루고, 또한 반사면(332)이 편광분리면과 평행한 상태를 이루고, 또한 편광분리면(331)을 XY 평면 위에 투영한 면적(후술하는 P 출사면(333)의 면적과 같다)과 반사면(332)을 XY 평면 위에 투영한 면적(후술하는 S 출사면(334)의 면적과 같다)이 같게 되도록 배치되어 있다. 따라서, 본 예에서는 편광분리면(331)이 존재하는 영역의 XY 평면 위에서의 가로폭(Wp)과 반사면(332)이 존재하는 영역의 XY 평면 위에서의 가로폭(Wm)은 같게 되도록 설정되어 있다. 또한, 일반적으로, 편광분리면(331)은 유전체 다층막으로, 또한 반사면(332)은 유전체 다층막 혹은 알루미늄막으로 형성할 수 있다.
편광분리유닛(330)에 입사한 빛은, 편광분리면(331)에 있어서, 진행방향을 바꾸지 않고서 편광분리면(331)을 통과하는 P 편광광속(335)과, 편광분리면(331)에서 반사되어 인접하는 반사면(332)의 방향으로 진행방향을 바꾸는 S 편광광속(336)으로 분리된다. P 편광광속(335)은 그대로 P 출사면(333)을 거쳐서 편광분리유닛으로부터 출사되고, S 편광광속(336)은 다시 반사면(332)으로 진행방향을 바꿔, P 편광광속(335)과 거의 평행한 상태가 되고, S 출사면(334)을 거쳐서 편광분리유닛으로부터 출사된다. 따라서, 편광분리유닛(330)에 입사한 랜덤한 편광광속은 편광분리유닛에 의해 편광방향이 다른 P 편광광속(335)과 S 편광광속(336)의 2 종류의 편광광속으로 분리되고, 편광분리유닛이 다른 장소(P 출사면(333)과 S 출사면(334))로부터 거의 같은 방향으로 향하여 출사된다. 편광분리유닛은 상기와 같은 작용을 가지기 때문에, 각각의 편광분리유닛(330)의 편광분리면(331)이 존재하는 영역에 각각의 중간광속(202)을 인도할 필요가 있고, 이를 위해서, 편광분리유닛내의 편광분리면의 중앙부에 중간광속이 입사하도록, 각각의 편광분리유닛(330)과 각각의 집광렌즈(311)의 위치관계나 각각의 집광렌즈(311)의 렌즈특성은 설정되어 있다. 특히 본 예의 경우에는, 각각의 편광분리유닛(330) 내의 편광분리면(331)의 중앙부에 각각의 집광렌즈의 중심축이 오도록 배치하기 위해서, 집광렌즈 어레이(310)는 편광분리유닛의 가로폭(W)의 1/4에 상당하는 거리만큼, 편광분리유닛 어레이(320)에 대하여 X 방향으로 어긋난 상태로 배치되어 있다.
다시, 도 9를 기초로 하여 설명한다.
편광분리유닛 어레이(320)의 출사면의 측에는, λ/2 위상차판이 규칙적으로 배치된 선택위상차판(380)이 설치되어 있다. 즉, 편광분리유닛 어레이(320)를 구성하는 편광분리유닛(330)의 P 출사면(333)의 부분에만 λ/2 위상차판이 배치되고, S 출사면(334)의 부분에는 λ/2 위상차판은 설치되어 있지 않다. 이러한 λ/2 위상차판의 배치상태에 의해, 편광분리유닛(330)으로부터 출사된 P 편광광속은, λ/2 위상차판을 통과할 때에 편광방향의 회전작용을 받아 S 편광광속으로 변환된다. 한편, S 출사면(334)으로부터 출사된 S 편광광속은 λ/2 위상차판을 통과하지 않기 때문에, 편광방향은 변화하지 않고, S 편광광속인 채로 선택위상차판(380)을 통과한다. 이상을 정리하면, 편광분리유닛 어레이(320)와 선택위상차판(380)에 의해, 편광방향이 랜덤한 중간광속은 한 종류의 편광광속(상기의 경우는 S 편광광속)으로 변환되게 된다.
선택위상차판(380)의 출사면의 측에는, 결합렌즈(390)가 배치되어 있고, 선택위상차판(380)에 의해 S 편광광속으로 가지런히 된 광속은, 결합렌즈(390)에 의해 각 액정장치의 조명영역으로 인도되고, 조명영역 위에서 중첩결합된다. 이 결합렌즈(390)는, 상술한 투사형 표시장치(1000)에 있어서의 제 2 의 렌즈판(922)에 상당한다. 여기에서, 결합렌즈(390)는 1 개의 렌즈체일 필요는 없고, 제 1 의 광학요소(200)나, 상술한 투사형 표시장치(1000)에 있어서의 제 2 의 렌즈판(922)과 같이, 복수의 렌즈의 집합체라도 좋다.
제 2 의 광학요소(300)의 기능을 정리하면, 제 1 의 광학요소(200)에 의해 분할된 중간광속(202)(결국, 광속분할렌즈(201)에 의해 잘라내어진 이미지면)은, 제 2 의 광학요소(300)에 의해 조명영역 위에서 중첩 결합된다. 이것과 동시에, 도중의 편광분리유닛 어레이(320)에 의해, 랜덤한 편광광속인 중간광속은 편광방향이 다른 2 종류의 편광광속으로 공간적으로 분리되고, 선택위상차판(380)을 통과할 때에 거의 한종류의 편광광속으로 변환된다. 따라서, 액정 라이트 벌브의 화상형성영역은 거의 한종류의 편광광속으로 대략 균일하게 조명되게 된다.
상술된 바와 같이, 본 예의 편광조명장치(1)에 의하면, 광원부(10)로부터 출사된 랜덤한 편광광속을, 제 1 의 광학요소(200)와 제 2 의 광학요소(300)에 의해 구성되는 편광변환장치(20)에 의해, 대략 한종류의 편광광속으로 변환하는 것과 동시에, 그 편광방향이 일치된 광속에 의해 액정 라이트 벌브의 화상형성영역을 거의 균일하게 조명할 수 있다고 하는 효과를 가진다. 또한, 편광광속의 발생과정에 있어서는 광손실이 거의 따르지 않기 때문에, 광원부에서 출사되는 광의 거의 모두를 액정 라이트 벌브의 화상형성영역으로 인도할 수 있고, 따라서 광의 이용효율이 극히 높다고 하는 특징을 가진다.
또한, 본 예에서는 제 2 의 광학요소(300)를 구성하는 집광렌즈 어레이(310), 편광분리유닛 어레이(320), 선택위상차판(380), 결합렌즈(390)는 광학적으로 일체화되어 있고, 이들의 경계면에 있어서 발생하는 광손실을 감소하여, 광이용 효율을 한층 높이는 효과를 발휘하고 있다.
또한, 가로길이가 장방형인 화상형성영역의 형상에 맞추어, 제 1 의 광학요소(200)를 구성하는 광속분할렌즈(201)를 가로길이의 장방형으로 하고, 동시에 편광분리유닛 어레이(320)로부터 출사되는 2 종류의 편광광속을 가로방향(X 방향)으로 분리하는 형태로 하고 있다. 이 때문에, 가로길이가 장방형인 화상형성영역을 조명하는 경우라도, 광량을 헛되게 하는 일없이 조명효율(광이용효율)을 높일 수 있다.
일반적으로, 편광방향이 랜덤한 광속을 P 편광광속과 S 편광광속으로 단순하게 분리하면, 분리후의 광전체의 폭은 2 배로 넓어지고, 그것에 따라서 광학계도 대형화한다. 그러나, 본 발명의 편광조명장치(1)에서는 제 1 의 광학요소(200)에 의해 미소한 복수의 집광형상을 형성하고, 이들의 형성과정에서 생긴 광이 존재하지 않은 공간을 효율적으로 이용하여, 그 공간에 편광분리유닛(330)의 반사면(332)을 배치함에 의해, 2 개의 편광광속으로 분리하는 것에 기인하여 생기는 광의 가로방향에의 폭의 넓이를 흡수하고 있기 때문에, 광전체의 폭은 넓어지지 않고, 소형의 광학계를 실현할 수 있다고 하는 특징이 있다.
이와 같이 편광조명장치(1)를 채택한 투사형 표시장치(2000)에서는 한종류의 편광광속을 변조하는 타입의 액정장치를 사용하고 있다. 따라서, 종래의 조명장치를 사용하여 랜덤한 편광광속을 액정장치로 인도하면, 랜덤한 편광광속 중의 약 반의 광은 편광판(도시하지 않음)으로 흡수되어 열로 변하여 버리기 때문에, 빛의 이용효율이 나쁨과 동시에, 편광판의 발열을 억제하는 대형이며 소음의 큰 냉각장치가 필요하다고 하는 문제점이 있었다. 그러나, 본 예의 투사형 표시장치(2000)에서는 이러한 문제점이 대폭 개선되어 있다.
즉, 본 예의 투사형 표시장치(2000)에서는 편광조명장치(1)에 있어서, 한쪽의 편광광속, 예를 들면 P 편광광속만에 대하여, λ/2 위상차판에 의해서 편광면의 회전작용을 주고, 다른 쪽의 편광광속, 예를 들면 S 편광광속과 편광방향이 일치한 상태로 한다. 그 때문에, 편광방향이 일치한 대략 한종류의 편광광속이 3 개소의 액정 라이트 벌브(925R,925G,925B)로 인도되기 때문에, 편광판에 의한 광흡수는 매우 적고, 따라서 빛의 이용효율이 향상하여, 밝은 투사화상을 얻을 수 있다,
또한, 편광조명장치(1)에서는 제 2 의 광학요소(300)에 있어서, 2 종류의 편광광속을 가로방향(X 방향)으로 공간적으로 분리하고 있다. 따라서, 광량을 헛되이 버리는 일없이, 가로길이가 장방형인 액정장치를 조명하는데 좋다.
또한, 본 예의 편광조명장치(1)에서는 편광변환 광학요소를 설치하고 있는데도 불구하고, 편광분리유닛 어레이(320)를 출사하는 광속의 폭의 넓이가 억제되고 있다. 이것은 액정장치를 조명할 때에, 큰 각도를 따라 액정장치에 입사하는 광이 거의 없는 것을 의미하고 있다. 따라서, F 넘버가 작은 극히 대구경의 투사렌즈를 사용하지 않아도 밝은 투사화상을 실현할 수 있고, 그 결과 소형의 투사형 표시장치를 실현할 수 있다.
그런데, 이와 같이 구성한 본 예의 투사형 표시장치(2000)에 있어서도, 그 편광조명장치(1)에 포함되는 제 1 의 광학요소(200), 및 제 2 의 광학요소(300) 중 적어도 한쪽의 설치위치를, 광축((L)에 직교하는 방향으로 조정가능하게 하여 두면, 편광조명장치(1)에 의한 각 액정 라이트 벌브(925R,925G,925B)의 조명영역을 전후좌우로 미세조정할 수 있기 때문에, 각 액정장치의 화상형성영역을 항상 조명영역 내에 위치시킬 수 있다.
여기에서, 제 2 의 광학요소(300)의 설치위치를 상하(± Y 방향)로 미세조정 하는 기구의 일례를 설명한다. 도 11a, 도 11b에는, 그 설치위치를 상하로 미세조정하는 기구의 일례를 단면도를 사용하여 나타내고 있다. 도 11b는 도 11a의 V-V 단면도이다. 이들의 도면에 나타낸 바와 같이, 위치조정기구(750)는 상하로 설치되어 있다. 상하의 라이트 가이드(901,902)에 의해서, 광축(1a)에 수직인 평면을 따라서 상하방향으로 연장되는 좌우한쌍의 수직벽(761,762)과, 이들의 수직벽(761,762)의 하단을 잇는 저벽(763)과, 이 들의 수직벽(761,762)의 상단을 잇는 상방벽(764)이 형성되고, 각 벽(761 내지 764)에 의해서 둘러싸인 부분에 제 2 의 광학요소(300)가 배치되어 있다. 제 2 의 광학요소(300)는, 한쪽의 수직벽(761)의 사이에 설치된 고정 스프링(769)에 의해서 다른 쪽의 수직벽(762)에 대하여 눌러붙여져 있고, 좌우(± X 방향)의 설치위치가 규정되어 있다. 또한, 제 2 의 광학요소(300)는, 그 하단이 저벽(763)에 설치된 유지홈(768)에 삽입되어 있다. 또한, 제 2 의 광학요소(300)의 하방 부분은 저벽(713)에 나사(781)를 통해 고정된 고정 스프링(783)에 의해서, 상방 부분은 상방벽(764)에 나사(780)를 통해 고정된 고정 스프링(782)에 의해서, 광로상류측(-Z 방향)을 향하여 눌러붙여져 있다. 또한, 제 2 의 광학요소(300)의 상단은 상방벽(764)에 설치된 볼록부(767)에 접촉하고 있다. 따라서, 제 2 의 광학요소(300)는 Z 방향의 설치위치가 규정된 상태에 있다.
한편, 제 2 의 광학요소(300)는 얼라인먼트 용수철(765)을 통해 저벽(763)에 대하여 지지되고, 상방벽(764)에 설치된 조정나사(766)에 의해서 하방(+Y 방향)을 향하여 눌러져 있다. 따라서, 조정나사(766)의 비틀어 넣기 량을 조정함에 의해, 제 2 의 광학요소(300)를 상하(± Y 방향)로 이동시킬 수 있다. 따라서, 조명영역(B)이 액정 라이트 벌브(925)의 화상형성영역(A)에 대하여 세로방향으로 어긋나서, 화상형성영역(A)의 일부가 조명되지 않은 경우에는, 조정나사(766)를 조이거나, 풀거나 하여, 제 2 의 광학요소(300)의 설치위치를 상하로 미세조정함에의해, 조명영역(B)의 위치를 세로방향으로 어긋나게 하여, 조명영역(B)의 속에 화상형성영역(A)을 포함시킨 상태로 할 수 있다.
그 후, 제 2 의 광학요소(300)는 상방 라이트 가이드(901)에 설치된 접착제 주입구멍(908a,908b)에서 접착제를 주입함에 의해 고정된다. 이러한 고정은 반드시 필요하지 않지만, 외부에서의 충격에 의한 제 2 의 광학요소(300)의 위치차이를 확실하게 방지하기 위해서 유효하다.
또한, 제 1 의 광학요소(200) 또는 제 2 의 광학요소(300)의 설치위치를 좌우(± X 방향)로 미세조정하는 기구로서는, 도 6에 나타낸 것과 같은 좌우의 방향으로 조정나사 및 얼라인먼트 스프링이 설치된 위치조정기구를 사용하는 것에 의해 용이하게 실현할 수 있다.
또한, 조정나사와 얼라인먼트 스프링을 사용한 위치조정기구로서, 상하의 라이트 가이드(901,902)에 대하여 바로 조정나사나 얼라인먼트 스프링을 설치하지 않고서, 다른 구성의 렌즈홀더를 채택하는 것도 물론 가능하다.
또한, 본 예에 있어서도 상기의 각 광학소자의 위치조정기구, 그 조정방법, 조명영역의 조정에 의해 얻어지는 작용효과 등은 상술한 투사형 표시장치(1000)에 있어서의 경우와 같다.
즉, 본 예의 투사형 표시장치(2000)에 있어서는, 제 1 의 광학요소(200), 제 2 의 광학요소(300)의 설치위치를 미세조정 가능하게 하는 것에 의해, 종래와 같이, 조명영역의 어긋남을 미리 고려하여 액정장치의 화상형성영역의 주위에 넓은 폭의 마진을 설정해 둘 필요가 없다. 따라서, 화상형성영역의 주위에 형성해야 할마진은 극히 적게 되기 때문에, 조명광의 이용효율을 높여, 투사화상의 명도를 높일 수 있다.
또한, 마진을 적게 하여도 상기의 각 광학소자의 장착위치를 미세조정함에 의해, 액정장치의 화상형성영역의 일부가 편광조명장치에 의한 조명영역에서 벗어나 버리는 사태를 해소할 수 있다. 따라서, 투사화상의 주변에 그림자가 생기는 등의 폐해도 발생하지 않는다.
또한, 본 예에서는 제 2 의 광학요소(300)를 구성하는 집광렌즈 어레이(310), 편광분리유닛(320), 선택위상차판(380), 결합렌즈(390)가 광학적으로 일체화되어 있고, 이들의 경계면에서의 광손실을 감소하게 되어 있지만 이들은 반드시 일체화할 필요는 없다. 이들을 일체화하지 않는 경우에는, 집광렌즈(310)의 위치를 조정하는 것만으로도 조명영역의 형성위치를 조정하는 것이 가능하다.
여기에서, 본 예의 투사형 표시장치(2000)에 있어서도 편광조명장치(1)에 의한 액정장치의 조명영역이 해당 액정장치의 화상형성영역에 대하여 어긋나 버리는 요인으로서, 각 색의 광속의 광로 위에 배치된 반사미러의 반사면의 설치각도오차도 들 수 있다. 반사미러의 반사면의 설치각도는 광축에 대하여 45°이지만, 이 각도가 어긋나면, 도 7a, 도 7b에 도시한 바와 같이 조명영역에 비틀림이 생겨버려, 결과로서 조명영역이 액정장치의 화상형성영역에서 밀려 나와 버리게 된다. 또한, 이와 같이 조명영역에 비틀림이 생기고 있는 경우는, 조명영역의 좌측의 조도와 우측의 조명이 불균일하게 되어 버리기 때문에, 편광조명장치(1)를 사용한 장점이 없어져 버리게 될지도 모른다.
그리하여, 본 예의 투사형 표시장치(2000)에 있어서도, 상술한 편광조명장치(1)를 구성하고 있는 각 광학소자의 미세조정에 추가하여, 각 색의 광속의 광로 위에 배치된 반사미러(943,972)의 반사면의 각도를, 입사광축 및 반사광축을 포함하는 평면에 수직인 축선의 주위(도 9 화살표방향)에, 입사광축에 대하여 미세조정할 수 있도록 하면 좋다. 또한, 반사미러(971,972)의 사이에 배치되어 있는 릴레이렌즈(973)의 설치위치를 상하좌우로 조정하도록 해도 된다. 또한 반사미러의 반사면의 각도를 조정하는 기구의 일례로서는, 도 8을 참조로 설명한 설치각도 조정기구가 있다.
그 밖의 실시의 형태 2
먼저 서술한 2 개의 예에 있어서는, 액정 라이트 벌브(925R,925G,925B)로서 투과형의 액정 라이트 벌브를 사용하고 있지만, 이것들의 대신에 반사형의 액정장치를 채택한 투사형 표시장치에 관해서도 본 발명은 마찬가지로 적용할 수 있다. 그리하여, 먼저 서술한 투사형 표시장치(2000)에 있어서의 투과형의 액정 라이트 벌브의 대신에 반사형의 라이트 벌브를 채택한 투사형 표시장치의 일례를 설명한다. 본 예의 투사형 표시장치(3000)에 있어서, 상술한 투사형 표시장치(2000)와 같은 구성부분에 관하여는, 도 9 내지 도 11b에 사용한 것과 같은 참조번호를 붙여, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 12는 본 예의 투사형 표시장치(3000)의 주요부를 평면적으로 본 개략구성도이다. 이 도 12는 제 2 의 광학요소(300)의 중심을 통하는 XZ 평면에 있어서의 단면도이다.
편광빔 분할기(400)는 도 12의 XY 평면에 대하여 거의 45°의 각도로 S 편광의 광속을 반사하고, 또한 P 편광의 광속을 투과시키는 S 편광 광속 반사면(401)을 가지는 프리즘으로 구성되어 있다. 제 2 의 광학요소(300)로부터 출사되는 광속은 대략 1 종류의 편광방향으로 변환된 광속으로 되어 있기 때문에, 거의 모든 광속이 편광빔 분할기(400)에 의해서 반사 혹은 투과되게 된다. 본 예에서는 제 2 의 광학요소(300)로부터 출사되는 광속은 S 편광광속이고, 이 S 편광광속은 S 편광광속 반사면(401)에 의해서 90도 구부려지고 다이클로익막이 X 자 형상으로 서로 붙어 프리즘유닛(500)에 입사되고, 여기에서 R, G, B의 3 색의 성분으로 분리된다. 분리된 각각의 성분광은 다이클로익 프리즘(500)의 3 변을 따라서 배치된 반사형 액정장치(600R,600G,600B)에 입사된다. 반사형 액정장치(600R,600G,600B)에 입사된 광속은 반사형 액정장치(600R,600G,600B)에 의해 변조된다.
도 13에, 반사형 액정장치(600R,600G,600B)의 일례를 나타낸다. 반사형 액정장치(600R,600G,600B)는, 매트릭스상에 배치된 화소의 각각 TFT 스위칭소자가 접속된 액티브 매트릭스형 액정장치이고, 한 쌍의 기판(610,630) 사이에 액정층(620)이 끼워진 구조로 되어 있다. 기판(610)은 실리콘으로 이루어지고, 그 일부에 소스(611), 드레인(616)이 형성되어 있다. 또한, 기판(610) 위에는 알루미늄층으로 이루어지는 소스전극(612) 및 드레인전극(617), 이산화규소층(613)으로 이루어지는 채널, 실리콘층(614) 및 탄탈층(615)으로 이루어지는 게이트전극, 층간 절연막(618), 알루미늄층으로 이루어지는 반사화소전극(619)이 형성되고, 드레인전극(617)과 반사화소전극(619)과는 컨택트홀(H)을 통해 전기적으로 접속되어 있다.반사화소전극(619)은 불투명하기 때문에, 게이트전극, 소스전극(612), 드레인전극(617)의 위에 층간 절연막(618)을 통해 적층할 수 있다. 인접하는 화소전극(619)간의 거리 X는 상당히 작게 하는 것이 가능하기 때문에, 개구율을 크게 취할 수 있고, 투사화상을 밝게 하는 것이 가능하다. 또한, 본 예에 있어서는 드레인(616), 이산화규소층(613'), 실리콘층(614'), 탄탈층(615')으로 구성되는 유지용량을 설치하고 있다.
한편, 대향하는 기판(630)에는 액정층(620)측의 면에 IT0로 이루어지는 대향전극(631)이 형성되어 있고, 다른 쪽의 면에는 반사방지층(632)이 형성되어 있다. 본 예에 있어서, 액정층(620)으로서는 전압무인가(오프(OFF))시에는 액정분자(621)가 수직으로 배향하고 있고, 전압인가(0N) 시에는 액정분자(621)가 90도 비틀어지는 슈퍼호메오토로픽 배향의 것을 사용하고 있다. 따라서, 도 4에 도시한 바와 같이 전압무인가(0FF) 시에 편광빔 분할기(400)로부터 반사형 액정장치(600R,600G,600B)에 입사된 S 편광광속은 그 편광방향을 바꾸는 일 없이 반사형 액정장치(600R,600G,600B)에서 편광빔 분할기(400)로 되돌아가기 때문에, S 편광광속 반사면(401)에 의해서 반사되어 투사렌즈유닛(6) 쪽으로 도달하는 것은 아니다. 한편, 전압인가(ON)시에 편광빔 분할기(400)로부터 반사형 액정장치(600R,600G,600B)에 입사된 S 편광광은 액정분자(621)의 비틀림에 의해 그 편광방향이 바뀌어져 P 편광광속이 되고, S 편광광속 반사면(401)을 투과한 후, 투사렌즈유닛(6)을 통해 스크린(100)에 투사되게 된다.
다시 도 12를 기초로 하여 설명한다. 반사형 액정장치(600R,600G,600B)에 의해서 변조된 광속은 프리즘유닛(500)에 의해서 합성되어, 편광빔 분할기(400), 투사렌즈유닛(6)을 통해 스크린(100)에 투사되게 된다.
본 예의 투사형 표시장치(3000)에 있어서도, 편광조명장치(1)의 편광변환장치(20)를 구성하고 있는 제 1 의 광학요소(200), 제 2 의 광학요소(300)의 설치위치를 광축에 직교하는 방향으로 상하좌우로 이동가능하게 해두는 것에 의해, 이 편광조명장치(1)에 의한 액정장치의 조명영역을 적절한 위치 및 형상이 되도록 조정할 수 있다. 또한, 이들의 위치조정 가능한 광학소자의 조정기구, 조정방법, 조정에 의해서 얻어지는 작용효과는 상기의 투사형 표시장치(2000)에 있어서의 경우와 같다.
또한, 본 예의 투사형 표시장치(3000)는 조명영역의 조정 이외의 점에 관해서도, 전에 서술한 2 개의 투사형 표시장치와 같은 효과가 얻어지는데다가, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 색분리수단과 색합성수단을 동일한 프리즘유닛으로 구성하고 있기 때문에, 광로 길이를 대단히 짧게 할 수 있다. 또한 액정장치의 개구율도 크기 때문에, 광의 손실을 최대한으로 방지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 대구경의 투사렌즈를 사용하지 않아도 대단히 밝은 투사화상을 얻는 것이 가능하게 된다. 또한, 제 1 의 광학요소, 제 2 의 광학요소를 사용함에 의해, 명도가 균일하고 조도에 고르지 못함이 없는 편광광을 조명광으로서 얻는 것이 가능하게 되기 때문에, 표시면 및 투사화면 전체에 걸쳐서 대단히 균일하고, 또한 대단히 밝은 투사화상을 얻는 것이 가능하게 된다.
또한, 반사형의 변조수단으로서, 본 예에서는 반사형 액정장치(600R,600G,600B)를 들고 있지만, 액정장치 이외의 반사형의 변조수단을 사용하는 것도 당연히 가능하며, 그 구조, 그 각 구성요소의 재료 및 액정층(620)의 동작모드에 관하여는 상술한 예에 한정되는 것이 아니다.
또한, 편광빔 분할기(400)를 구성하고 있는 프리즘(402)과 프리즘유닛(500)을 구성하고 있는 프리즘(501)을 일체의 프리즘으로 구성하면, 이들의 경계에서의 광손실을 방지하는 것이 가능하게 되어, 보다 광의 이용효율을 높이는 것이 가능하게 된다.
그 밖의 실시의 형태 3
이상 서술하여 온 3개의 예에서는 컬러화상을 투사표시 가능한 투사형 표시장치에 있어서의 광학요소의 미세조정기구에 대하여 설명하였지만, 이러한 미세조정기구는 흑백사진화상을 투사하는 형태의 투사표시장치에 대하여도 마찬가지로 적용할 수 있다.
또한, 광학계의 배치에 관해서도 상술의 예에 한정되는 것이 아니며, 이들의 배치를 변경하여도 본 발명의 효력이 없어지는 것은 아니다.
게다가, 투사형 표시장치로서는 본 예에 설명한 스크린의 관찰면측으로부터 화상을 투사하는 전면투사형 표시장치의 외에, 스크린의 관찰면과는 반대측에서 화상을 투사하는 배면투사형의 것이 있다. 본 발명은 당연히 이 배면투사형의 것에도 적용가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 투사형 표시장치에 있어서는, 인테그레이터 광학계를 구성하는 각 렌즈판의 설치위치를 미세조정가능한 구성으로 하고 있다. 이것과 동시에, 혹은 이 대신에 광원으로부터 변조수단까지의 광로 위에 배치된 반사수단이 설치각도를 미세조정 가능하게 하고 있다. 따라서, 변조수단을 조명하는 조명광에 의한 조명영역의 형성위치를 광축에 수직인 방향으로 미세조정 할 수 있기 때문에, 항상 조명영역의 형성위치가 변조수단의 화상형성영역을 포함하는 위치가 되도록 설정할 수 있다.
따라서, 조명영역이 변조수단의 화상형성영역에서 어긋나는 것을 상정하여 큰 마진을 화상형성 영역의 주위에 형성해 둘 필요가 없다. 이 때문에, 조명광의 이용효율을 높이고, 투사화상의 명도를 개선할 수 있다. 또한 화상형성영역을 포함하는 위치가 되도록 조명광에 의한 조명영역을 형성할 수 있기 때문에, 투사화상의 주변에 그림자가 생기는 등의 폐해도 발생하지 않는다.

Claims (23)

  1. 광원과, 이 광원으로부터의 출사광속(出射光束)에 대하여 화상신호에 대응한 변조를 행하는 변조수단과, 상기 변조수단에 의해 변조가 행해진 광속을 투사면 위에 확대투사하는 투사수단을 가지는 투사형 표시장치에 있어서,
    상기 광원과 상기 변조수단의 사이의 광로 위에는, 복수의 렌즈가 매트릭스형상으로 배치된 제 1 의 렌즈판 및 제 2 의 렌즈판이 배치되고,
    상기 제 1 및 제 2 의 렌즈판 중의 적어도 한쪽의 렌즈판은 광축에 교차하는 방향으로 설치위치가 조정가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광원과 상기 변조수단의 사이의 광로 위에는 반사수단이 더 배치되고, 상기 반사수단은 입사광축에 대한 설치각도가 조정가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 의 렌즈판으로부터의 출사광속을 각 색의 광속으로 분해하는 색분리 광학계와,
    상기 색분리 광학계에 의해 분리된 상기 각 색의 광속에 대하여 변조를 행하는 복수의 상기 변조수단과,
    상기 복수의 변조수단에 의해 각각 변조된 각 색의 광속을 합성하는 색합성광학계를 더 가지며,
    상기 색합성 광학계에 의해서 합성된 변조광속이 상기 투사수단을 통해 투사면 위에 확대투사되고,
    상기 색분리 광학계와 상기 복수의 변조수단 중 적어도 하나의 변조수단의 사이의 광로 중에는 또한 반사수단이 배치되고,
    상기 반사수단은 입사광축에 대한 설치각도가 조정가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 변조수단과 가장 가까운 위치에 배치된 반사수단의 설치각도가 조정가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 변조수단은 반사형의 변조수단이고, 상기 색분리 광학계와 상기 색합성 광학계는 동일한 광학계로 구성되는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  6. 광원과,
    상기 광원으로부터의 광속을 복수의 중간광속으로 분할하는 제 1 의 광학요소와,
    상기 중간광속이 집속하는 위치부근에 배치된 제 2 의 광학요소와,
    상기 제 2 의 광학요소로부터 출사된 광을 변조하는 변조수단과,
    상기 변조수단에 의해 변조가 행해진 광속을 투사면 위에 확대투사하는 투사수단을 가지는 투사형 표시장치로서,
    상기 제 2 의 광학요소는,
    상기 제 1 의 광학요소에 의해 분할된 복수의 중간광속을 각각 집광하는 집광 렌즈 어레이와,
    상기 집광렌즈 어레이에 의해서 집광된 상기 중간광속의 각각을 P 편광광속과 S 편광광속으로 공간적으로 분리하여, 상기 P 편광광속, S 편광광속 중 어느 것인가 한쪽의 편광방향을 다른 쪽의 편광광속의 편광방향과 일치시켜 출사하는 편광변환장치와,
    상기 편향변환장치에서 출사된 광속을 중첩결합시키는 결합렌즈를 가지게 되고,
    상기 제 1 의 광학요소, 상기 제 2 의 광학요소 중 적어도 하나는, 광축에 교차하는 방향으로 설치위치가 조정가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 집광 렌즈 어레이와, 상기 편광변환장치와, 상기 결합렌즈는 일체화되는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 의 광학요소로부터의 출사광속을 각 색의 광속으로 분해하는 색분리 광학계와,
    상기 색분리 광학계에 의해 분리된 상기 각 색의 광속에 대하여 변조를 행하는 복수의 상기 변조수단과,
    상기 복수의 변조수단에 의해 각각 변조된 각 색의 광속을 합성하는 색합성 광학계를 더 가지며,
    상기 색합성 광학계에 의해서 합성된 변조광속이 상기 투사수단을 통해 투사면 상에 확대투사되고,
    상기 색분리 광학계와 상기 복수의 변조수단 중 적어도 하나의 변조수단 사이의 광로 중에는 또한 반사수단이 배치되고,
    상기 반사수단은 입사광축에 대한 설치각도가 조정가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 변조수단과 가장 가까운 위치에 배치된 반사수단의 설치각도가 조정가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 변조수단은 반사형의 변조수단이고, 상기 색분리 광학계와 상기 색합성 광학계는 동일한 광학계로 구성되는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  11. 광원과,
    상기 광원으로부터 출사광속에 대하여 화상신호에 대응한 변조를 행하는 변조수단과,
    상기 변조수단에 의해 변조가 행해진 광속을 투사면 위에 확대투사하는 투사수단과,
    상기 광원과 상기 변조수단 사이의 광로 위에 설치되고, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 렌즈를 구비한 제 1 의 렌즈판 및 제 2 의 렌즈판과,
    상기 제 1 의 렌즈판 및 제 2 의 렌즈판 중 적어도 한쪽의 설치위치를 광축에 교차하는 방향으로 조정하는 조정기구를 가지는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 의 렌즈판을 상기 광축에 직교하는 제 1 의 방향으로 조정하는 제 1 의 조정기구와, 상기 제 2 의 렌즈판을 상기 광축 및 상기 제 1 의 방향에 직교하는 제 2 의 방향으로 조정하는 제 2 의 조정기구를 가지는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 조정기구는, 상기 렌즈판의 제 1 의 측면쪽에 설치되고, 상기 제 1 의 측면을 누르는 스프링과, 상기 제 1 의 측면과 대향하는 제 2 의 측면쪽에 설치되고, 상기 제 2 의 측면을 누르는 나사를 구비하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 스프링은 판스프링이고, 상기 나사는 상기 제 2 의 측면의 거의 중심부를 누르도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  15. 광원과,
    상기 광원으로부터의 광속을 복수의 중간광속으로 분리하는 제 1 의 광학요소와,
    상기 중간광속이 집광하는 위치부근에 배치되어, 상기 제 1 의 광학요소에 의해 분할된 복수의 중간광속을 각각 집광하는 집광렌즈와, 상기 집광렌즈 어레이에 의해서 집광된 상기 중간광속의 각각을 P 편광광속과 S 편광광속으로 공간적으로 분리하여, 상기 P 편광광속, S 편광광속 중 어느 것인가 한쪽의 편광방향을 다른 쪽의 편광광속의 편광방향으로 일치시켜 출사하는 편광변환장치와, 상기 편광변환장치에서 출사된 광속을 중첩결합시키는 결합렌즈를 구비한 제 2 의 광학요소와,
    상기 제 2 의 광학요소로부터 출사된 광속을 변조하는 변조수단과,
    상기 변조수단에 의해 변조가 행해진 광속을 투사면 위에 확대투사하는 투사수단과,
    상기 제 1 의 광학요소, 상기 제 2 의 광학요소 중 적어도 한쪽의 설치위치를, 광축에 교차하는 방향으로 조정하는 조정기구를 가지는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 집광렌즈 어레이와, 상기 편광변환장치와, 상기 결합렌즈는 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 의 광학요소를 상기 광축에 직교하는 제 1 의 방향으로 조정하는 제 1 의 조정기구와, 상기 제 2 의 광학요소를 상기 광축 및 상기 제 1 의 방향에 직교하는 방향으로 조정하는 제 2 의 조정기구를 가지는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  18. 제 15 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 조정기구는 상기 광학요소의 제 1 의 측면쪽에 설치되고, 상기 제 1 의 측면을 누르는 스프링과, 상기 제 1 의 측면과 대향하는 제 2 의 측면쪽에 설치되고, 상기 제 2 의 측면을 누르는 나사를 구비하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 스프링은 판스프링이고, 상기 나사는 상기 제 2 의 측면의 거의 중심부를 누르도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  20. 광원과,
    상기 광원으로부터 출사된 광속을 변조하는 변조수단과,
    상기 변조수단에 의해 변조된 상기 광속을 투사면 위에 확대투사하는 투사수단을 가지는 투사형 표시장치로서,
    상기 광원과 상기 변조수단의 사이의 광로 위에 배치된 반사수단과,
    상기 반사수단의 설치각도를 조정하는 조정기구를 가지는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 적어도 상기 반사수단이 수납되는 라이트 가이드를 구비하고,
    상기 조정기구는,
    상기 반사수단을 유지하여, 상기 라이트 가이드에 회전가능하게 지지된 홀더판과,
    상기 반사수단의 설치각도를 조정하는 나사와,
    상기 홀더판을 상기 라이트 가이드에 대하여 지지하는 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  22. 광원과, 상기 광원으로부터의 출사광을 복수 색의 광속으로 분해하는 색분리 광학계와,
    상기 색분리 광학계에 의해 분리된 상기 복수 색의 광속에 대하여 화상 신호에 대응한 변조를 행하는 복수의 변조수단과,
    각 색광속의 광로 중, 상기 광원으로부터 상기 복수의 광변조수단까지의 거리가 가장 긴 광로 중에 배치된 도광계(導光系)와,
    상기 복수의 변조수단에 의해 변조가 행해진 광속을 투사면 위에 확대투사하는 투사수단을 가지는 투사형 표시장치에 있어서,
    상기 도광계는, 두 개의 반사 미러와, 상기 두 개의 반사 미러의 사이에 배치된 중간 렌즈를 가지고,
    상기 중간 렌즈의 위치는, 광축에 교차하는 방향으로 설치 위치가 조정가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  23. 광원과, 상기 광원으로부터의 출사광을 복수 색의 광속으로 분해하는 색분리 광학계와,
    상기 색분리 광학계에 의해 분리된 상기 복수 색의 광속에 대하여 화상 신호에 대응한 변조를 행하는 복수의 변조수단과,
    각 색광속의 광로 중, 상기 광원으로부터 상기 복수의 광변조수단까지의 거리가 가장 긴 광로 중에 배치된 도광계와,
    상기 복수의 변조수단에 의해 변조가 행해진 광속을 투사면 위에 확대투사하는 투사수단을 가지는 투사형 표시장치에 있어서,
    상기 도광계는, 두 개의 반사 미러와, 상기 두 개의 반사 미러의 사이에 배치된 중간 렌즈를 가지고,
    상기 중간 렌즈의 설치 위치는, 광축에 교차하는 방향으로 조정하는 조정기구를 가지는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
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