KR20060051028A - 광학장치 및 투영장치 - Google Patents

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KR20060051028A
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요시히사 사토
마사미 사토
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

간단한 구성에 의해, 레지스트레이션(registration) 어긋남(deviation)의 발생을 억제할 수 있는 광학장치 및 투영장치를 제공한다.
각 고정플레이트(310)가, 삼각기둥모양으로 형성되며, 3개의 측면 가운데, 제 1측면이 광합성 프리즘(210)의 광입사면으로의 접합면을 형성하고, 제 2측면이 반사형 편광소자(261~263)의 설치면을 형성하고, 제 3측면이 반사형 액정패널(201~203)의 설치면을 형성하고, 반사형 편광소자(261~263) 및 반사형 액정패널(201~203)이 각 고정플레이트(310)를 거쳐서 광합성 프리즘(210)의 대응하는 광입사면에 고정되어 있다.

Description

광학장치 및 투영장치{Optical apparatus and projection apparatus}
도 1은, 도 1에 관계되는 기술에 있어서의 반사형 액정프로젝터의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2는, 반사형 편광소자를 베이스 플레이트에 장착하는 예를 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 제 1의 실시형태에 관계되는 광학장치를 채용한 액정프로젝터를 나타내는 도면이다.
도 4a, 도 4b는, 광합성 프리즘의 입사면 및 출사면에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 5a, 도 5b는, 본 실시형태에 관계되는 고정플레이트의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 6은, 광합성 프리즘의 3개의 입사면에 대하여 고정플레이트를 접합한 상태를 나타내는 도면이다.
도 7a, 도 7b는, 고정플레이트에 반사형 편광소자인 PBF를 설치한 상태를 나타내는 도면이다.
도 8a, 도 8b는, 고정플레이트에 반사형 액정패널을 설치한 상태를 나타내는 도면이다.
도 9a, 도 9b는, 고정플레이트에 대한 반사형 액정패널의 적당한 설치구조예를 나타내는 도면이다.
도 10은, 고정플레이트에 반사형 편광소자인 PBF 및 반사형 액정패널을 설치하는 또한 적당한 설치구조를 설명하기 위한 상면 도면이다.
도 11은, 고정플레이트에 반사형 편광소자인 PBF 및 반사형 액정패널을 설치하는 또한 적당한 설치구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 12는, 고정플레이트에 반사형 편광소자인 PBF 및 반사형 액정패널을 설치하는, 또한 적당한 설치구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 13은, 고정플레이트에 반사형 편광소자인 PBF 및 반사형 액정패널을 설치하는, 또한 적당한 설치구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 14는, 도 10∼도 13의 설치규조를 채용한 경우의 광학장치의 조립후의 구성을 나타내는 도면이다.
도 15는, 일체적으로 형성한 고정플레이트의 예를 나타내는 도면이다.
도 16a, 도 16b는, 본 발명의 제 2의 실시형태에 관계되는 광학장치를 채용한 액정프로젝터를 나타내는 사시도이다.
도 17은, 도 16a, 도 16b에 도해한 화상투사장치에 있어서의 광원의 1예를 도해한 도면이다.
도 18은, 제 2의 실시형태에 있어서 고정플레이트에 반사형 액정패널을 설치한 상태를 나타내는 도면이다.
도 19a, 도 19b는, 도 16a, 도 16b에 도해한 화상투사장치의 부분구성 및 광 선궤적을 도해한 도면이다.
도 20은, 도 16a, 도 16b에 도해한 광합성 프리즘 주변의 광선궤적을 도해한 도면이다.
도 21a, 도 21b는, 각각, 편광빔 필터(PBF)와, 편광빔 스프리터(PBS)와의 특성을 나타내는 그래프이다.
*부호의 설명
100. 액정프로젝터 200. 반사형 프로젝터장치
201, 201A. 적색용 반사형 액정패널(제 1반사패널)
202, 202A. 녹색용 반사형 액정패널(제 2반사패널)
203, 203A. 청색용 반사형 액정패널(제 3반사패널)
210, 210A. 광합성 프리즘 211~213. 직선편광판
216, 216A. 투영렌즈 221, 223. 1／n파장판
251. 적색조명광원 252. 녹색조명광원
53. 청색조명광원 261~263. 편광빔필터(PBF)
300. 광학장치
310, 310－1U, 310－1B, 310－2U, 310－2B, 310－3U, 310－3B. 고정플레이트
311~313. 측면(설치면)
320U, 320B. 프리즘측 브래킷(bracket)
321U, 321B. 패널측 브래킷
322－1U, 322－2U, 322－1B, 322－2B. 나사
500. 광원 501. 램프
502, 503. 플레이어·인티그레이터 504. PS변환소자
505. 메인 콘덴서렌즈 506. 적색반사 다이크로익 미러
507. 녹청반사 다이크로익 미러
508, 509. 전반사미러 510. 녹색반사 다이크로익 미러
511, 512, 513. 전반사미러 515, 516. 콘덴서 렌즈
본 발명은, 반사형 액정표시장치에 의해 변조광을 합성하는 광학장치 및 그것을 이용한 투영장치에 관한 것이다.
공간광변조장치에 인가되는 전기신호에 따라, 입사광을 공간변조하여 출사하고, 출사광을 모아 투영하는 것으로, 영상표시를 행하는 투사형 표시장치가 있다. 일반적으로, 컬러 표시 가능한 투영장치는, 광원으로서 램프와 집광경을 가지고, 광원으로부터 발생된 빛을, 3개의 파장대역으로 분리하고, 분리한 빛을 대응하는 공간광변조장치에 집광하여 조명하는 조명광학계와, 공간광변조장치에서 변조된 빛을 합성하는 광합성 프리즘과, 광합성 프리즘의 출사광을 스크린등에 투영하는 투영렌즈를 가진다(투영장치를 프로젝터라고 부른다).
액정프로젝터는, 액정재료를 이용한 공간광변조장치(이하, 액정패널이라고 한다)를 이용한 액정프로젝터이다. 프로젝터 장치로서, 액정패널내를 피변조광을 투과시켜, 피변조광이 액정패널을 투과하는 과정에서 변조를 받는 투과형 프로젝터장치와, 피변조광을 액정패널에 조사하고, 조사된 피변조광이 액정패널로 반사될 때 변조되어 편광축이 변화되는 반사형 프로젝터장치가 알려져 있다.
반사형 액정패널을 이용한 반사형 액정프로젝터는, 소형 패널로 고해상도의 것을 실현할 수 있다. 그리고, 반사형 액정프로젝터에는, 직교하는 2개의 직선편광(s편광과 p편광)을 합성·분리할 수 있는, 편광소자가 필요로 된다.
이 편광소자로서 유리블록으로 구성되는 편광빔 분할기가 알려져 있다(특허 문헌 1 참조). 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 2개의 유리사이에 복수의 박막을 형성하는 것으로, 2개의 직선편광을 분리 또는 합성하는 것이 가능해진다.
그러나, 이와 같은 유리재료로 구성되는 편광 빔 분할기는, 그 특성이, 유리의 왜곡의 영향을 받기 때문에, 저(低)왜곡 유리를 이용하지 않으면 안 된다. 이것에는, 납등을 유리내에 용해하는 것이 필요하고, 매우 비중이 높은 유리로 되며, 그 중량의 증가가 문제로 된다.
이것에 대하여, 경량으로 반사형 액정패널 광학계를 실현하는 것으로서, 반사형 편광판을 이용하는 것이 제안되고 있다(특허 문헌 2 참조). 특허 문헌 2에는, 금속도체를 격자모양에 형성하는 것으로, 입사광을 2개의 직교하는 직선편광으로 분리하고, 하나는, 판을 투과하고, 다른 한쪽은 판을 반사하는 와이어 그리드(grid)소자를 이용한 투영장치가 제안되고 있다. 이와 같은, 반사형 편광판을 이용하는 광학계에서는, 경량화를 도모할 수 있다.
반사형 액정패널을 3장 이용하여, 각 패널에, 빛의 삼원색을 입력하고, 변조된 빛을 다시 합성하면, 풀 컬러(full color) 표시가 가능하게 되는 투영장치를 실현할 수 있다.
도 1은, 액정패널을 3장 이용한, 흑백이 아닌 컬러표시 가능한 액정프로젝터의 광학계의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
이 액정프로젝터(10)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 램프(111)와 집광경(112)을 가지는 광원(11), 조명광학계(12), 3장의 반사형 액정패널(13R, 13G, 13B), 광합성 프리즘(14) 및 투영렌즈(15)를 가진다.
그리고, 조명광학계(12)는, 광원(11)으로부터 발생된 빛을 소정의 편광(예를 들면 p편광)에 구비하는 기능을 가지는 광학계로부터 출력된 빛이, 반사형 액정패널(13R, 13G, 13B)에 조사되도록 배향하는 렌즈(1321)와, 적색의 파장영역의 빛(LR)과, 녹색 및 청색의 파장영역의 빛(LGB)을 분리하는 다이크로익 미러(dichroic mirror)(122)와 다이크로익 미러(122)로 분리된 적색광(LR)을 반사하는 반사미러(123)와, 다이크로익 미러(122)로 분리된 초록 및 청색광(LGB)을 반사하는 반사미러(124)와, 반사미러(124)에서 반사된 빛(LGB)중 녹색의 파장영역만 반사하고, 청색의 파장영역이 투과하는 다이크로익 미러(125)와, 반사미러(123)에서 반사된 p편광인 적색광(LR)을 투과하여 반사형 액정패널(13R)에 입사시켜, 반사형 액정패널(13R)에서 공간 변조되며, s편광으로 변환된 적색광을 반사하여 광합성 프리즘(14)에 입사시키는 편광판(126R)과, 다이크로익 미러(125)에서 반사된 p편광인 녹색광(LG)을 투과하여 반사형 액정패널(13G)에 입사시켜, 반사형 액정패널(13G)에서 공 간 변조되며, s편광으로 변환된 녹색광을 반사하여 광합성 프리즘(14)에 입사시키는 편광판(126G)과, 다이크로익 미러(125)를 투과한 p편광인 청색광(LB)을 투과하고 반사형 액정패널(13B)에 입사시켜, 반사형 액정패널(13B)에서 공간변조되며, s편광으로 변환된 청색광을 반사하고 광합성 프리즘(14)에 입사시키는 편광판(126B)과, 각 편광판(126R, 126G, 126B)의 입사측에 배치된 광학렌즈(127~129)를 가진다.
액정프로젝터(10)에 있어서, 광원(11)으로부터 출력된 백색광은, 도시하지 않고 균일화 광학계(인티그레이터(integrator))에 의해 균일화되며, 편광변환소자(P-S컨버터)에 의해 소정의 편광으로 갖추어진다. 그리고 그 출력광이, 조명광학계(11)의 렌즈(121)에 의해 반사형 액정패널(13R, 13G, 13B)을 조사하도록 배향된 후, 색분리미러로서의 다이크로익 미러(122, 125)등에 의해 3개의 파장대역의 빛으로 분리된다. 분리된 각 색광은, 반사형 편광판에 입사하고, 어느 한방향의 편광방향의 빛만이, 편광판(126R, 126G, 126Bb)에 의하여 선택되고, 반사형 액정패널(13R, 13G, 13B)에 입사한다.
반사형 액정패널(13R, 13G, 13B)에는 입사광에 대응한 색의 영상신호가 인가되며, 영상신호에 따라, 입사광의 편광방향을 회전시켜 변조 출력한다. 액정패널로부터 출사한 피변조광은, 다시 편광판(126R, 126G, 126B)에 입사한다. 편광판(126R, 126G, 126B)에 입사한 편광으로부터 90도 회전한 편광성분만 선택되며, 광합성 프리즘(14)에 입사한다. 3장의 반사형 액정패널에서 변조된 각 색광은, 광합성 프리즘(14)에 있어서, 같은 방향으로 합성되어 출력된다. 광합성 프리즘(14)으로부터의 출사합성광은, 투영렌즈(15)에 의해, 스크린 등에 투영 출력된다.
[특허 문헌 1] 특개 2001－350024호 공보
[특허 문헌 2] 특표 2003－508813호 공보
반사형 편광판을 이용하는 상술한 광학계에서는, 이하와 같은 불이익이 존재한다.
액정프로젝터(10)에 있어서는, 3장의 반사형 액정패널(13R, 13G, 13B)에 얻어진 영상광을, 반사형 편광판(126R, 126G, 126B)이나 영상광을 합성하는 광합성 프리즘(14)을 통하여, 투영렌즈(15)에 의해, 스크린상에서, 3개의 상을 서로 겹치게 한다. 스크린에서 3개의 패널상이 겹치도록 액정패널의 위치를 조정하고, 접착제등으로, 패널을 고정한다. 고정 후, 각각의 반사형 액정패널이나, 투영렌즈까지의 부재가, 이동해 버리면, 스크린상의 투영상에 있어서, 각 액정패널의 서로 겹쳐진 것이 어긋나 버리는 문제가 있다. 이것을 레지스트레이션(registration) 어긋남(deviation)이라고 부른다.
종래, 반사형 편광판을 이용하는 광학계에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 베이스샤시(16)상에, 광합성 프리즘(14)을 접착등으로 고정하고, 반사형 편광판(126R, 126G, 126B)을 베이스샤시(16)에 고정하는 것으로 광합성 프리즘(14)에 대한, 반사형 편광판의 위치를 고정하고 있었다.
그러나, 베이스샤시(16)는 일반적으로는 금속부재가 이용된다. 금속부재로서는, 형태 복제를 고려하면, 알루미늄(선팽창 계수 23.5×10-6[/K]), 마그네슘(선 팽창계수 27×10-6[/K] )가 고려된다. 그러나, 양자함께, 열팽창 계수(선팽창 계수)가, 비교적 크다. 이 때문에, 장치의 바깥공기의 온도변화등에 의해, 베이스샤시가 팽창／수축해 버리고, 반사형 편광판과, 합성프리즘의 위치관계가 변화하기 쉽고, 레지스트레이션 어긋남이 일어날 가능성이 높았다.
이상 간단한 구성에 의해, 레지스트레이션 어긋남의 발생을 억제할 수 있는 광학장치 및 투영장치를 실현하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1의 관점의 광학장치는, 3개의 광입사면을 가지며, 상기 3개의 광입사면으로부터 3개의 다른 파장대역의 빛이 입사하고, 3개의 입사광을 합성 출력하는 광합성 프리즘과, 3개의 반사형 액정패널과, 상기 3개의 반사형 액정패널에 대응하여 설치되며, 각각이 상기 3개의 다른 파장대역중 다른 1의 파장대역의 빛이 입사하고, 제 1의 편광성분을 선택하여 상기 대응하는 반사형 액정패널에 반사형 액정패널에 입사시키고, 상기 반사형 액정패널에 공간변조되어 제 2의 편광성분으로 변환된 변조광을 상기 합성프리즘의 3개의 광입사면중 대응하는 입사면에 입사시키는, 3개의 판모양의 반사형 편광소자와, 일면이 상기 광합성 프리즘의 3개의 광입사면에 접합 가능한 적어도 3개의 고정플레이트를 가지고, 상기 각 반사형 편광소자 및 반사형 액정패널중, 적어도 반사형 편광소자가, 상기 고정플레이트를 거쳐서 상기 광합성 프리즘의 대응하는 광입사면에 고정되어 있다.
매우 적합하게는, 상기 각 고정플레이트는, 삼각형모양으로 형성되며, 3개의 측면중 제 1측면이 상기 광합성 프리즘의 광입사면으로의 접합면을 형성하고, 제 2측면이 상기 반사형 편광소자의 설치면을 형성하고, 제 3측면이 상기 반사형 액정패널의 설치면을 형성하고, 상기 반사형 편광소자 및 상기 반사형 액정패널이 상기 각 고정플레이트를 거쳐서 상기 광합성 프리즘의 대응하는 광입사면에 고정되어 있다.
매우 적합하게는, 상기 광합성 프리즘의 광입사면에는, 광학적으로 투명한 스페이서가 접합되며, 상기 고정플레이트는 상기 스페이서의 측부에 지지된 상태에서 상기 광입사에 대하여 접합된다.
매우 적합하게는, 상기 고정플레이트는, 상기 광합성 프리즘의 각 광입사면에, 소정 간격을 있어서 복수 접합되어 있다.
매우 적합하게는, 상기 고정플레이트에 대하여 프리즘측 브래킷(bracket)이 접합되며, 상기 반사형 액정패널에는, 패널측 브래킷이 체결되며, 상기 프리즘측 브래킷과 상기 패널측 브래킷이 접합되고, 상기 반사형 액정패널이 고정플레이트를 거쳐서 상기 광합성 프리즘의 대응하는 광입사면에 고정되어 있다.
매우 적합하게는, 상기 고정플레이트는, 선팽창 계수가 10×10-6[/K]이하이다. 매우 적합하게는, 상기 고정플레이트는 유리재료로 이루어진다. 매우 적합하게는, 상기 고정플레이트는 스텐레스 혹은 코바르(FeNiCo)에 의해 형성되어 있다.
본 발명의 제 2의 관점의 투사장치는, 광원과, 상기 광원으로부터 발생된 빛 을, 파장대역에 따라 3개로 분리하여 변조하고, 3개의 변조광을 합성하여 출사하는 광학장치와, 상기 광학장치로부터 출사한 빛을 투영출력하는 투영수단을 가지며, 상기 광학장치는, 3개의 광입사면을 가지고, 상기 3개의 광입사면으로부터 3개의 다른 파장대역의 빛이 입사하고, 3개의 입사광을 합성 출력하는 광합성 프리즘과, 3개의 반사형 액정패널과, 상기 3개의 반사형 액정패널에 대응하여 설치되며, 각각이 상기 3개의 다른 파장대역중의 다른 1의 파장대역의 빛이 입사하고, 제 1의 편광성분을 선택하고 상기 대응하는 반사형 액정패널에 입사시키고, 상기 반사형 액정패널에 공간변조된 제 2의 편광성분으로 변환된 변조광을 상기 합성프리즘의 3개의 광입사면중 대응하는 입사면에 입사시키는 3개의 판모양의 반사형 편광소자와, 일면이 상기 광합성프리즘의 3개의 광입사면에 접합 가능한 적어도 3개의 고정플레이트를 가지고, 상기 각 반사형 편광소자 및 반사형 액정패널중 적어도 반사형 편광소자가, 상기 고정플레이트를 거쳐서 상기 광합성프리즘의 대응하는 광입사면에 고정되어 있다.
본 발명에 의하면, 광합성 프리즘의 광입사면에 대하여, 예를 들면 비교적 선팽창계수의 낮은 고정플레이트를 거쳐서 판모양(필름형도 포함한다) 편광소자가 고정된다.
[프로젝터장치의 주요한 구성요소]
이하, 본 발명의 제 1의 실시형태에 관계되는 프로젝터를 도 3에 관련지어 설명한다. 또한, 도 3에 있어서, 도 1에 관련지어서 설명한 구성과 같은 조명광학계에 대해서는 도 1과 동일부호를 붙인다.
이 액정프로젝터(100)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 램프(111)와 집광경(112)을 가지는 광원(11), 조명광학계(12), 3장의 반사형 액정패널(201, 202, 203), 제 1편광빔필터(제 1PBF:Polarized Beam Filter)(261), 제 2편광빔필터(제 2PBF:Polarized Beam Filter)(262), 제 3편광빔필터(제 3PBF:Polarized Beam Filter)(263), 광합성프리즘(210) 및 투영렌즈(216)를 가진다.
그리고, 조명광학계(12)는, 광원(11)으로부터 발생된 빛을 소정의 편광(예를 들면 p편광)에 구비하는 기능을 가지는 광학계로부터 출력된 빛이, 반사형 액정패널(201, 202, 203)에 조사되도록 배향하는 렌즈(121)와, 적색의 파장영역의 빛(LR)과, 녹색 및 청색의 파장영역의 빛(LGB)을 분리하는 다이크로익 미러(122)와 다이 크로익 미러(122)에서 분리된 적색(LR)를 반사하는 반사미러(123)와 다이크로익 미러(122)에서 분리된 초록 및 청색광(LGB)을 반사하는 반사미러(124)와, 반사미러(124)에서 반사된 빛(LGB)중 녹색의 파장영역만 반사하고, 청색의 파장영역이 투과하는 다이크로익 미러(125)와 반사미러(123)에서 반사된 p편광인 적색광(LR)을 투과하여 반사형 액정패널(210)에 입사시켜, 반사형 액정패널(210)에서 공간 변조되며, s편광에 변환된 적색광을 반사하여 광합성 프리즘(210)에 입사시키는 제 1PBF(261)와 다이크로익 미러(125)에서 반사된 p편광인 녹색광(LG)을 투과하여 반사형 액정패널(202)에 입사시켜, 반사형 액정패널(202)에서 공간 변조되며, s편광으로 변환된 녹색광을 반사하고 광합성 프리즘(210)에 입사시키는 제 2PBF(262)와, 다이크로익 미러(125)를 투과한 p편광인 청색광(LB)을 투과하고 반사형 액정패널(203)에 입사시켜, 반사형 액정패널(203)에서 공간 변조되며, s편광에 변환된 청광 을 반사하고 광합성 프리즘(210)에 입사시키는 제 3PBF(263)와, 제 1, 제 2 및 제 3PBF(261, 262, 263)의 각각의 입사측에 배치된 광학렌즈(127~129)를 가진다.
그리고, 제 1, 제 2 및 제 3PBF(261, 262, 263) 및 반사형 액정패널(201, 202, 203)이, 고정플레이트(310－1, 310－2, 310－3)를 거쳐서, 각각 광합성 프리즘(210)의 대응하는 광입사면에 고정되어 있다.
액정 프로젝터(100)에 있어서, 광원(11)으로부터 출력된 백색광은, 도시하지 않는 균일화 광학계(인티그레이터)에 의해 균일화되며, 편광변환소자(P－S컨버터)에 의해 소정의 편광에 갖추어진다. 그리고 그 출력광이, 조명광학계(11)의 렌즈(121)에 의해 반사형 액정패널(201, 202, 203)을 조사하도록 배향된 후, 색분리미러로서 다이크로익 미러(122, 125)등에 의해 3개의 파장대역의 빛으로 분리된다. 분리된 각 색광은, 반사형 편광판에 입사하고, 어느 한방향의 편광방향의 빛만이, 제 1, 제 2 및 제 3PBF(261, 262, 263)에 의해 선택되고, 반사형 액정패널(201, 202, 203)에 입사한다. 각 반사형 액정패널(201, 202, 203)에는, RGB의 빛이 입사하게 된다.
반사형 액정패널(201, 202, 203)에는 입사광에 대응한 색의 영상신호가 인가되며, 영상신호에 따라, 입사광의 편광방향을 회전시켜 변조 출력한다. 액정패널로부터 출사한 피변조광은, 다시 PBF(261, 262, 263)에 입사한다. PBF(261, 262, 263)에 입사한 편광으로부터 90도 회전한 편광성분만 선택되며, 광합성 프리즘(210)에 입사한다. 3장의 반사형 액정패널에서 변조된 각 색광은, 광합성 프리즘(210)에 있어서, 같은 방향으로 합성되어 출사된다. 광합성 프리즘(210)으로부 터의 출사합성광은, 투영렌즈(216)에 의해, 스크린 등에 투영 출력된다.
〔광학장치의 구조〕
우선, 광학장치(300)의 각 PBF등의 설치구조에 대하여 설명한다.
도 4a, 도 4b는, 광합성 프리즘의 입사면 및 출사면에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
광(색)합성 프리즘(210)은, 예를 들어, 복수의 유리 프리즘(4개의 대략 같은 형상의 직각이등변 프리즘)을 접합함으로써 구성되어 있고, 각 유리 프리즘의 접합면에는, 소정의 광학특성을 가지는 2개의 간섭 필터가 형성되어 있다. 제 1간섭 필터는, 청색광을 반사하고, 적색광 및 녹색광을 투과한다. 제 2간섭필터는, 적색광을 반사하고, 녹색광 및 청색광을 투과한다. 따라서, 반사형 액정패널(201, 202, 203)에 의하여 변조된 각 색광은 합성되며, 투사렌즈(216)에 입사한다.
광합성 프리즘(210)은, 정육면체 혹은 직육면체형상을 이루고, 제 1면(2101)이 제 3PBF(263)에서 반사된 액정패널(203)에 의한 변조광의 입사면을 형성하고, 제 1면(2101)에 직교하는 제 2면(2102)이 제 2PBF(262)에서 반사된 액정패널(202)에 의한 변조광의 입사면을 형성하고, 제 1면(2101)에 대향하고 제 2면(2102)에 직교하는 제 3면(2103)이 제 1PBF(261)에서 반사된 액정패널(201)에 의한 변조광의 입사면을 형성한다. 또, 광합성 프리즘(210)에 있어서는, 제 1면(2101)과 제 3면(2103)에 직교하고 제 2면(2102)에 대향하는 제 4면(2104)이 합성광의 출사면을 형성하고 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 광합성 프리즘(210)의 3개의 입사면인 제 1면 (2101), 제 2면(2102) 및 제 3면(2103)에 대하여, 예를 들면 유리재료로 형성되는 고정플레이트를 접합하고, 이 고정플레이트에 대하여, 제 1~ 제 3PBF(261~263) 및 반사형 액정패널(201~203)이 설치된다.
도 5는, 본 실시형태에 관계되는 고정플레이트의 구성예를 나타내는 도면이다.
고정플레이트(310)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 측단면이 직각 이등변 삼각형을 이루는 삼각기둥판에 의해 형성된다. 그리고, 3개의 측면(311~313)중, 측면(311)이 광합성 프리즘과 접하는 면이며, 측면(312)이 반사형 편광소자인 PBF와 접하는 면이며, 측면(313)이 반사형 액정패널을 보관 유지하는 면으로 된다.
도 6은, 광합성 프리즘의 3개의 입사면에 대하여 고정플레이트를 접합한 상태를 나타내는 도면이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 광합성 프리즘(210)과 고정플레이트(310)는 접합된다. 이 도면의 예에서는 광합성 프리즘(210)의 하나의 입사면에, 도 6에 있어서 상하선부에 2개의 고정플레이트가 접합되어 있다. 구체적으로는, 광합성 프리즘(210)의 제 1면(2101)에, 같은 형태, 같은 사이즈의 고정플레이트(310－1U 와 310－1B)의 측면(311)이 접착제등에 의해 접합되어 있다. 합성프리즘(210)의 제 2면(2102)에, 같은 형태, 같은 사이즈의 고정플레이트(310－2U 와 310－2B)의 측면(311)이 접착제등에 의해 접합되어 있다. 합성프리즘(210)의 제 3면(2103)에, 같은 형태, 같은 사이즈의 고정플레이트(310－3U 와 310－3B)의 측면(311)이 접착제 등에 의해 접합되어 있다.
이 때, 광합성 프리즘(210)의 같은 입사면에 설치되는 2개의 고정플레이트(310－1U 와 310－1B, 310－2U 와 310－2B 및 310－3U 와 310－3B)의 반사형 편광소자인 제 1~ 제 3PBF(261~263)을 접합하는 면(312)은, 평행 혹은 대략 병행이며, 연직방향에 있어서는, 대략 동일면상에 있다.
도 7a, 도 7b는, 고정플레이트에 반사형 편광소자인 PBF를 설치한 상태를 나타내는 도면이다.
도 7a, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 반사형 편광소자인 제 1~ 제 3PBF(261~263)이 각각 2개의 고정플레이트(310－1U 와 310－1B, 310－2U 와 310－2B 및 310－3U 와 310－3B)의 반사형 편광소자를 접합하는 면(312)에 설치된다.
도 8a, 도 8b는, 고정플레이트에 반사형 액정패널을 설치한 상태를 나타내는 도면이다.
도 8a, 도 8b에 나타내는 바와 같이, 반사형 액정패널(201, 202, 203)은, 2개의 고정플레이트(310－1U 와 310－1B, 310－2U 와 310－2B 및 310－3U 와 310－3B)의 반사형 액정패널을 보관 유지하는 면(313)에 대하여, 예를 들면 접착제등에 의해 설치된다.
도 9a, 도 9b는, 고정플레이트에 대한 반사형 액정패널의 매우 적합한 설치구조예를 나타내는 도면이다.
3장의 반사형 액정패널(201, 202, 203)을, 그들 투영위치가 동등하게 되도록, 위치를 조정하여 고정하기 위한, 예를 들어 도 9a, 도 9b와 같은 구조가 채용 된다. 고정플레이트(310U, 310B)에 대하여, 「프리즘측 브래킷(320U, 320B)」을 접합한다. 반사형 액정패널(201~203)에는, 「패널측 브래킷(321U, 321B)」를 나사등으로 고정한다. 그리고, 프리즘측 브래킷(320U, 320B)과 패널측 브래킷(321U, 321B)을 접착한다. 프리즘측 브래킷(320U, 320B)은 단면이 대략 L모양을 이루고, 고정플레이트(310U, 310B)를 안정하게 지지할 수 있도록 형성된다.
도 9a, 도 9b의 설치구조의 이점으로서, 액정패널을 교환할 때에, 패널측 브래킷과 액정패널을 분리하는 것은 나사(322－1U, 322－2U, 322－1B, 322－2B)를 제외하는 것만으로 좋은 것을 들 수 있다. 액정패널은 고가이며, 재이용이 바람직하기 때문이다. 도 8a, 도 8b에 나타내는 바와 같이, 직접 고정플레이트(310)에 접속되어 있으면, 액정패널을 제외한 후, 재이용할 때, 접합에 이용한 접착제나, 핸더등을 제거하는 것이 필요하기 때문이다.
또한, 프리즘측 브래킷을 이용하지 않고, 패널측 브래킷을 직접 고정플레이트에 고정해도 좋다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 있어는, 광합성 프리즘(210)에 대하여, 3개의 반사형 액정패널(201~203)과 반사형 편광소자로서의 PBF(261~263)가, 고정플레이트(310U, 310B)에 의하여, 접합되어 고정된다. 그리고, 고정플레이트는 유리재료로 되어 있다.
관련기술의 경우, 마그네슘이나, 알루미늄등, 선팽창계수의 큰 재료를 이용했기 때문에, 온도 변화등의 외란에 의해, 3개의 액정패널의 투영화상의 위치가 어긋나는 것이 있었다.
본 실시형태에 있어서는, 반사형 액정패널(201~203)과 반사형 편광소자로서의 PBF(261~263)가 동일한 고정플레이트(310)에 의해, 광합성 프리즘(210)에 고정하는 것으로, 액정패널·반사형 편광소자의, 열팽창등에 기인하는 움직임이 작다. 고정플레이트(310)를 유리재료등의, 선팽창계수가 10x10－6［／K］미만으로 하는 것으로, 움직이는 량이 크게 줄어 들게 된다.
도 10~도 14는, 고정플레이트에 반사형 편광소자인 PBF 및 반사형 액정패널을 설치하는 또한 매우 적합한 설치구조를 설명하기 위한 도면이다.
이 설치구조에 있어서는, 우선, 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 광합성 프리즘(210)의 광입사면(2101, 2102, 2103)에, 투명기판(기둥 모양)(331~333)을 접착한다. 이 기판(331~333)은, 광합성 프리즘(210)의 높이보다 짧다. 즉, 각면(2101, 2102, 2103)의 상하 가장자리에 고정플레이트(310)가 광합성 프리즘(210) 면과 투명기판(331~333)에 의해 확실히 지지 가능하게 형성되어 있다. 여기서, 투명기판(331~333)을 유리 스페이서라고 부르기로 한다.
그리고, 도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 유리 스페이서(331~333)의 일면을, 광합성 프리즘(210)의 입사면(2101, 2102, 2103)에 의해서 생성되는 면에 부딪혀 접합·고정한다. 다른 고정플레이트도 동일하게 하여 접합한다. 이것에 의해, 고정 플레이트의 접합을, 다른 보관 유지 부재등을 개재시키지 않고 , 고정플레이트의 일면과 합성프리즘(210)의 입사면과의 2면사이에서 행할 수 있고, 정밀도가 높은 안정된 접합이 가능하게 된다. 도 14에, 반사형 액정패널을 설치한 경우를 도시한다.
또, 이와 같은 구성에 의해, 예를 들면 액정패널(202)과 광합성 프리즘(210)과의 사이에 설치등에 필요한 스페이스를 설치할 수 있고, 또, 투사렌즈(216)의 백 포커스의 증가를 경감시킬 수 있다.
즉, 공기의 굴절률과 유리 스페이서(331~333)의 굴절률(N)이 다르기 때문에, 공기층과 유리 스페이서(331~333)와의 경계에 있어서, 통과하는 빛은 굴절한다. 이 굴절의 현상은, 스넬의 법칙(Snell'law)에 따른다. 이 때문에, 투영렌즈(216)로부터, 액정패널까지의 광학거리(매체가 공기라고 환산했을 경우)는, 유리 스페이서(331~333)를 배치하는 쪽이 짧아진다. 예를 들면 두께(d)의 유리 스페이서(331~333)를 배치했을 경우, d(1－1／N)의 공기 환산길이만 짧아진다. 이것에 의하여, 유리 스페이서(331~333)를 배치하지 않는 경우보다, 투영렌즈(216)의 백 포커스를 짧게 할 수 있다.
또한, 고정플레이트(310)는, 유리재료·석영·코바르(FeNiCo)등으로 만들어진다. 선팽창 계수는 10 ×10－6［／K］이다.
이상의 설치구조를 채용함으로써, 간단한 구조로, 액정 프로젝터의 레지스트레이션 어긋남을 방지하는 것이 가능해진다. 즉, 레지스트레이션 어긋남은 합성 프리즘(210)의 반사면(210a, 210b)에 대한 입사각의 어긋남에 의해 발생한다. 정밀도 좋게 가공된 광합성 프리즘(210)의 입사면(2101, 2102, 2103)을 기준면으로 하고, 그 입사면에 접합된 고정플레이트에 PBF(261~263)를 보관 유지함으로써, 반 사면(210a, 210b)에 대한 입사각의 어긋남의 요인으로 되는 적어도 PBF(261~263)의 온도변화에 의한 위치 위긋남을, 소형의 고정플레이트(310)의 치수변화로서 최소로 억제할 수 있다.
또한, 이상의 설명에서는, 고정플레이트(310)를 개별적으로 형성된 것을 사용하는 예를 나타내고 있지만, 도 15에 나타내는 바와 같이, 일체적으로 형성한 것을 적용하는 것도 가능하다. 이 경우, 도 10~도 14에 관련지어 설치구조에 적용하는 것으로, 설치공정의 간략화를 도모하고, 실용적이다.
도 16a, 도 16b는, 본 발명의 제 2의 실시형태에 관계되는 광학장치를 채용한 액정 프로젝터장치를 나타내는 사시도이다. 도 17은 도 16a, 도 16b에 도해한 프로젝터장치에 적용 가능한 광원의 구성예를 나타낸 도면이다. 도 18은 제 2의 실시형태에 있어서 고정플레이트에 반사형 액정패널을 설치한 상태를 나타내는 도면이다. 도 19는 도 16a, 도 16b에 도해한 프로젝터 장치에 있어서의 부분구성과 광선궤적의 일예를 도해하는 도면이다. 도 20은 도 16a, 도 16b에 도해한 프로젝터 장치에 설치되어 있는 크로스 프리즘 주변의 광학계의 배치의 개요를 나타내는 도면이다.
〔프로젝터 장치의 주요한 구성요소〕
도 16a, 도 16b에 있어서, 프로젝터 장치(200)는, 도해의 중앙부분에 광합성 프리즘(이하, 크로스 프리즘)(210A)을 가지고, 그 전방(前方)에 투사렌즈(216A)를 가진다. 프로젝터 장치(200)은, 광합성 프리즘(210A)의 양측과 광합성 프리즘(210A)을 사이에 두고 투사렌즈(216A)와 대향하는 측과의 합계 3방향으로 하기의 광학계를 가진다.
도 1a, 도 1b에 있어서, 광합성 프리즘(210A)의 좌측에, 제 1광학계로서, 제 1반사형 액정패널(201A)과, 제 1편광 빔 필터(제 1PBF：Polarized Beam Filter)(261A)와, 제 1직선편광판(211)과 제1의 1／n(n은 2이상의 정수)파장판(221)을 가진다. 도 16a, 도 16b에 있어서, 광합성 프리즘(210A)을 사이에 두고 투사렌즈(216A)와 대향하는 측에, 제 2광학계로서, 제 2반사형 액정패널(202A)과, 제 2편광 빔 필터(제 2PBF)(262A)와 제 2직선편광판(212)을 가진다. 도 16a, 도 16b에 있어서, 광합성 프리즘(210A)의 오른쪽측에, 제 3광학계로서, 제 3반사형 액정패널(203A)과, 제 3편광 빔 필터(제 3PBF)(263A)와, 제 3직선편광판(213)과 제 3의 1／n파장판(223)을 가진다.
그리고, 광합성 프리즘(210A)과 제 1반사형 액정패널(201A), 제 1편광 빔 필터(261A)(제 1PBF), 제 1직선편광판(211) 및 제 1의 1／n파장판(221)을 가지는 제 1광학계와 제 2반사형 액정패널(202A), 제 2편광 빔 필터(제 2PBF)(262A), 제 2직선편광판(212)을 가지는 제 2광학계와 제 3반사형 액정패널(203A), 제 3편광 빔 필터(제 3PBF)(263A), 제 3직선편광판(213), 제 3의 1／n파장판(223)을 가지는 제 3광학계에 의해, 본 발명에 관계되는 광학장치(300)가 형성되어 있다.
또한, 제 2광학계에는, 제 1 및 제 3의 파장판(221, 223)에 해당하는 제 2의 파장판이 설치되어 있지 않다. 그 이유에 대해 서술한다. 광합성 프리즘(210A)내에 있어서 3원색광을 합성시킬 때, 3원색광중 2원색광에 대하여, 도 20에 도해한 예시에 있어서는, 제 1광학계로부터 광합성 프리즘(210A)내의 반사면(210a＇)에 입 사하는 광(271m) 및 제 3광학계로부터 광합성 프리즘(210A)내의 반사면(210b＇)에 입사하는 광(273m)에 대하여, 광합성 프리즘(210A)내의 반사면(210a＇, 210b＇)에서 반사됨으로써 90도 위상이 바뀐다. 또 한편, 제 2광학계로부터 광합성 프리즘(210A)에 입사하는 광은 광합성 프리즘(210A)내에서 반사되지 않는다. 이와 같은 위상반전을 조정하기 위해, 제 1광학계 및 제 3광학계에는 1／n파장판(221, 223)을 설치하고 있고, 제 2의 광학계에 대해서는 1／n파장판을 설치할 필요가 없다.
3원색광중 2원색광을 어떻게 선택할까에 대해서는, 적당히 선택할 수 있다. 또한, 광합성 프리즘(210A)에 있어서, s편광은 반사에 적당하고, p편광은 투과에 적당하다. 따라서, 본 실시형태에 있어서는, 예시와 같이 편광상태를 선택하고 있다.
광합성 프리즘(210A)과 투사렌즈(216A)는 거의 동일면에 배치되어 있다. 광합성프리즘(210A)를 사이에 두고, 제 1광학계의 제 1PBF(261A)와 제 1직선편광판(211)과 제 1의 1／n파장판(221)과 제 2광학계의 제 2PBF(262A)와 제 2직선편광판(212)과 제 2광학계의 제 3PBF(263A)와 제 3직선편광판(213)과 제 3의 1／n파장판(223)이 거의 동일면에 배치되어 있다. 이와 같이, 프로젝터 장치(200)를 구성하는 광학계는, 광합성 프리즘(210A)을 사이에 두고, 거의 동일면에 배치되어 있다.
본 발명의 실시의 형태의 프로젝터 장치(200)는 상술한 광학계의 구성요소(광학부품)에 부가하고, 3원색광, 즉, 청색(B)빛, 녹색(G)빛, 적색(R)빛을 출력하는 3종의 광원(251~253)을 가지지만 그 자세한 것은 후술한다.
본 실시형태에 있어서, 3개의 반사형 액정패널(201A~203A)은, 3원색광, 즉, 청색(B)빛, 녹색(G)빛, 적색(R)빛 중 1색광을 화상공간 변조시키는 기능을 한다. 이들 반사형 액정패널(201A~203A)의 구성자체는, 제 2광학계에 있어서 1／n파장판이 설치되지 않은 것에 기인하는 것을 제외하고, 거의 동일하며, 이들중 어느 것이, 청색(B)빛, 녹색(G)빛, 적색(R)빛 중 어느 것을 화상공간 변조시키는가는, 임의로 결정할 수 있다. 즉, 제 1반사형 액정패널(201A), 제 2반사형 액정패널(202A), 제 3반사형 액정패널(203A)을 어떤 원색광을 변조시키는가는, 임의로 설계할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 예시로서 제 1반사형 액정패널(201A)이 적색빛을 화상변조시키는 적색용 반사형 액정패널로서 기능시키고, 제 2반사형 액정패널(202A)이 초록색빛을 화상변조시키는 녹색용 반사형 액정패널로서 기능시키며, 제 3반사형 액정패널(203A)이 청색광을 화상변조시키는 청색용 반사형 액정패널로서 기능시키는 경우에 대하여 서술한다. 물론, 그러기 위해서는, 도시하지 않는 화상신호처리장치로부터, 적색용 반사형 액정패널(201A)에 적색을 변조시키는 화상신호, 녹색용 반사형 액정패널(202A)에 녹색을 변조시키는 화상신호 및 청색용 반사형 액정패널(203A)에 청색을 변조시키는 화상신호를 화상표시내용에 따라 출력한다. 다만, 화상신호처리장치의 상세한 기술은 할애한다.
〔광학장치의 구조〕
다음으로 프로젝터 장치(200)에 이용되는 광학장치의 구성을 나타낸다. 도 18은, 상술한 바와 같이, 프로젝터 장치(200)에 있어서 고정플레이트에 반사형 액정패널을 설치한 상태를 나타내는 도면이다.
도 18에 나타내는 바와 같이, 반사형 편광소자인 제 1~ 제 3PBF(261A~263A)가 각각 2개(한쌍)의 고정플레이트(310A－1, 310A－2, 및 310A－3)의, 반사형 편광소자를 접합하는 면(312A)에 설치된다. 또, 반사형 액정패널(201A, 202A, 203A)은, 합성프리즘(210A)의 상방측(동일측)에, 각각이 2개(한쌍)의 고정플레이트(310A－1, 310A－2, 및 310A－3)의 반사형 액정패널을 보관 유지하는 면에 대하여, 예를 들면 접착제등에 의해 설치된다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 주위 온도가 변화했을 경우에, 고정플레이트(310A)의 치수변화에 의해 PBF(261A~263A)의 위치 어긋남(각도 어긋남)이 있어도, 거기에 따르는 투사된 영상의 위치 어긋남이, 반사형 액정패널(201A, 202A, 203A)에 대하여 동일한 방향으로 발생하기 때문에, 서로 겹쳐진 영상에 대하여 실질적으로 레지스트레이션 어긋남이 일어나지 않든지, 혹은, 한층 더 경감된다.
〔광원〕
프로젝터 장치(200)는, 적색용 반사형 액정패널(201A)면에 직교하고 적색광 (271)을 조사하는 적색조명광원(251), 녹색용 반사형 액정패널(202A)면에 직교하고 초록색광(272)을 조사하는 녹색조명광원(252), 청색용 반사형 액정패널(203A)면에 직교하고 청색광(273)을 조사하는 청색조명광원(253)을 가진다. 이들 적색조명광원(251), 녹색조명광원(252), 청색조명광원(253)의 구성 및 배치는 여러 가지의 형태를 취하는 것을 알 수 있지만, 본 실시의 형태에 있어서는, 도 17에 예시한 구성의 것을 이용할 수 있다. 다만, 본 발명의 실시 형태의 화상투사장치에 있어서, 광원은 필수요건이 아니고, 도 17에 도해한 것 이외에도 여러 가지의 다른 형태를 취할 수 있다. 따라서, 도 17에 도해한 광원은 단순한 예시이다.
도 17에 도해한 광원(500)은, 백색광을 출력하는 램프(501)와 플라이아이(파리의 눈)·인티그레이터(integrator)(502, 503)와, p편광과 s편광을 변환하는 PS변환소자(504)와, 적색반사 다이크로익 미러(506)와, 녹청반사 다이크로익 미러(507)와, 전(全)반사미러(508, 509, 512, 511, 513)와 콘덴서렌즈(515, 516)를 가진다.
램프(501)로부터 발생된 백색광은, 플라이아이·인티그레이터(502, 503)에 의해 균일화된 조명광으로 되며, PS변환소자(504)에 의해 편광방향이 갖추어진다. 이렇게 하여 PS변환소자(504)에 있어서 편광방향이 갖추어져 균일화된 백색 조명광(520)은, 메인 콘덴서 렌즈(505)에 의해 반사형 액정패널(201A~203A)로 향하여 집광된다. 백색광(520)은, 적색반사 다이크로익 미러(506), 녹청반사 다이크로익 미러(507)에 의해 분리되고, 청색, 녹색, 적색이 분리된다. 적색반사 다이크로익 미러(506)에 의하여 반사된 적색반사광(521)은, 전(全)반사미러(509)에서 방향이 바꾸어지며(편향되어), 콘덴서 렌즈(516)에 의해 집광되며, 전반사미러(513)에서 이 광원(500)의 윗쪽에 위치하는 적색용 반사형 액정패널(201A)의 방향으로 향하여 반사되어, 적색광(271)으로 된다. 녹청반사 다이크로익 미러(507)에 의해 반사된 초록 및 청색의 스펙트럼을 가지는 반사광(522)은 전반사미러(508)에 의해 방향을 바꾸어(편향되어), 녹색반사 다이크로익 미러(510)에 이른다. 이 녹색반사 다이크로익 미러(510)에 의해, 전반사미러(511) 방향으로 녹색광은 반사되고 방향을 바꾸어(편향되어), 전반사미러(511)에 의해 광원(500)의 윗방향으로 방향을 바꾸어, 콘덴서렌즈(514)에 의해, 프로젝터 장치(100)의 녹색용 반사형 액정패널(202A)로 향하여 집광되고, 녹색광(272)으로 된다. 전반사미러(508)에서 반사된 빛이 콘덴서렌즈(515)에서 집광되고, 전반사미러(512)에서 프로젝터 장치(100)의 청색용 반사형 액정패널(203A)로 향하여 집광되고, 청색광(273)으로 된다.
본 명세서 및 도면에 있어서는 편의적으로, 도 17에 도해한 광원(500)중, 적색빛(271)을 출력하는 부분을 적색조명광원(251)이라고 부르고, 녹색광(272)을 출력하는 부분을 녹색조명광원(252)이라고 부르며, 청색광(273)을 출력하는 부분을 적색조명광원(253)이라고 부르며, 도 16a, 도 16b에 있어서는, 파선으로 도해하고 있다.
도 19는 대표하여, 제 1반사형 액정패널(201A)과, 적색조명광원(251)과, 이들 사이에 배치된 제 1PBF(261A)와의 위치관계를 확대하여 도해한 단면도이다.
도 19에 도해한 바와 같이, 도해 프로젝터 장치(200)는, 적색조명광원(251)과 적색용 반사형 액정패널(201A)과의 사이에, 적색용 반사형 액정패널(201A)의 면에 45도 경사한 상태로 배치되어 있는 제 1편광 빔 필터(제 1PBF)(261A)를 가진다. 제 1PBF(261A)는, 적색조명광원(251)으로부터 출력되어 적색용 반사형 액정패널(201A)면에 거의 직교하여 입사하는 적색광(271)에 대해서도 거의 45도 경사한 상태로 배치되어 있다.
동일하게, 프로젝터 장치(200)는, 녹색조명광원(252)과 녹색용 반사형 액정패널(202A)과의 사이에, 녹색용 반사형 액정패널(202A)면에 45도 경사한 상태로 배치되어 있는 제 2편광 빔 필터(제 2PBF)(262A)를 가진다. 제 2PBF(262A)는, 녹색조명광원(252)로부터 출력되어 녹색용 반사형 액정패널(202A)면에 거의 직교하여 입사하는 녹색광(272)에 대해서도 거의 45도 경사한 상태로 배치되어 있다.
또 동일하게, 프로젝터 장치(200)는, 청색조명광원(253)과 청색용 반사형 액정패널(203A)과의 사이에, 청색용 반사형 액정패널(203A)면에 45도 경사한 상태로 배치되어 있는 제 3편광 빔 필터(제 3PBF)(263A)를 가진다. 제 3PBF(263A)는, 청색조명광원(253)으로부터 출력되어 청색용 반사형 액정패널(203A)면에 거의 직교하여 입사하는 녹색광(273)에 대해서도 거의 45도 경사한 상태로 배치되어 있다.
〔적색의 광선궤적〕
도 19a, 도 19b를 참조하여, 적색용 반사형 액정패널(201A)과 적색조명광원(251)과 제 1편광 빔 필터(제 1PBF)(261A)와의 관계의 상세를 서술한다. 적색조명광원(251)은 제 1PBF(261A)를 통과하고, 적색용 반사형 액정패널(201A)면에 직교 하는 적색광(271)을 조사한다. 본 실시의 형태에 있어서는, 적색조명광원(251)은 적색용 반사형 액정패널(201A)의 하부로부터 적색용 반사형 액정패널(201A)로 향하여 적색광(271)을 조사한다. 적색조명광원(251)으로부터 출력된 적색광(271)은, 지면에 평행한 p편광축을 가지는 제 1PBF(261A)를 통과하고 적색용 반사형 액정패널(201A)에 입사한다. 도 19a에 도해한 바와 같이, 적색광(271)이 적색용 반사형 액정패널(201A)에 있어서 변조를 받지 않는 경우는, p편광축을 가지는 적색광(271)은 적색용 반사형 액정패널(201A)로 반사되고, 그대로 제 1PBF(261A)에 재차 입사 되고, 적색조명광원(251)으로 되돌아온다. 도 19b에 도해한 바와 같이, 한편, 적색광(271)이 적색용 반사형 액정패널(201A)에 있어서 반사때에 변조를 받으면, 지면에 평행한 p편광축을 가지는 적색광(271)은 지면에 수직인 s편광축을 가지는 적 색 변조광(271m)으로 되어 제 1PBF(261A)에 입사하고, 제 1PBF(261A)에서 광합성 프리즘(210A)측에 반사되고, 제 1직선 편광판(211), 제 1의 1／n파장판(221)을 투과하여 광합성 프리즘(210A)으로 향한다.
적색조명광원(251)은, 제 1PBF(261A)에 대해서 p편광이 되도록, 도해의 편광축(도면과 평행한 축)을 가지는 적색광(271)을 출력하도록, 사전에 편광축의 조정을 행하고 있다. 제 1PBF(261A)의 방향은, 상기 제 1 PBF(261A)에 대한 p편광을 투과하고, s편광을 반사하는 방향으로 설정되어 있다. 따라서, 도해의 편광축을 가지는 적색조명광원(251)으로부터 출사된 적색광(271)은 제 1PBF(261A)를 투과하고 적색용 반사형 액정패널(201A)에 입사한다.
적색용 반사형 액정패널(201A), 녹색용 반사형 액정패널(202A) 및 청색용 반사형 액정패널(203A)은, 0％ 흑색을 표시하고 있는 경우는 입사된 빛의 편광면을 회전하지 않고, 각각 100％의 청, 적, 초록을 표시하고 있는 경우는, 이들 반사패널(201A~203A)이 입사된 빛의 편광면을 거의 90도 회전시키도록 편광면을 변조하도록 설정되어 있다. 각 반사형 액정패널(201A~203A)에 어떤 색을 표시시키기 위한 변조작업을 행하게 할까는, 예를 들면, 화상신호처리장치(도시하지 않음)로부터, 이들 반사형 액정패널(201A~203A)에 입력된 화상신호에 의존한다.
도 19a에 도해한 바와 같이, 적색용 반사형 액정패널(201A)이 0％ 흑표시의 경우는, 적색광(271)은 제 1PBF(261A)를 투과하고 적색용 반사형 액정패널(201A)에 입사하지만, 그대로 적색용 반사형 액정패널(201A)로 반사되며, 다시 제 1PBF(261A)를 투과하고 적색조명광원(251)측으로 되돌아온다.
도 19b에 도해한 바와 같이, 적색용 반사형 액정패널(201A)이 100％ 적표시의 경우는, 적색광(271)은 제 1PBF(261A)를 투과하고 적색용 반사형 액정패널(201A)에 입사하고, 적색용 반사형 액정패널(201A)로 반사될 때에 적색용 반사형 액정패널(201A)에 의해 편광축이 90도 회전되기 때문에, p편광축을 가지는 적색변조광(271m)으로 되며, 그 때의 적색변조광(271m)의 편광축은 지면에 직교하는 s축으로 되며, 제 1PBF(261A)에 대하여 s편광으로 되며, 제 1PBF(261A)에 있어서 반사되며, 제 1직선 편광판(211)을 통하여, 제 1의 1／n파장판(221)을 경유하여 광합성 프리즘(210A)의 방향으로 진행한다. 적색변조광(271m)은, 이와 같이, 광합성 프리즘(210A)에 입사하기 전에, 제 1PBF(261A)와 프리즘(210A)과의 사이에 배치된, 제 1직선편광판(211)과 제 1의 1／n파장판(221)을 통과한다. 제 1직선편광판(211)은 그 편광투과축이, 제 1PBF(261A)에 대한 s편광과 거의 동일방향으로 설정되어 있고, 적색변조광(271m)은 그대로 제 1직선편광판(211)을 투과할 수 있다. 제 1의 1／n파장판(221)은 그 편광축에 대하여, 45도의 각도를 이루도록 축이 설정되어 있고, 제 1의 1／n파장판(221)을 통과한 적변조광(271m)의 편광축은 광합성 프리즘(210A)의 반사면에 대하여 s편광으로 되는 방향으로 된다.
도 20에 도해한 바와 같이, 광합성 프리즘(210A)의 반사면(210 a＇)은 적색을 반사하는 피복(코트)이 형성(피막)되어 있고, 반사면(210 a＇)에서 적색변조광(271m)은 반사되어, 투사렌즈(216A)쪽으로 향하고, 투사렌즈(216A)에 의해 투사렌즈(216A)의 전방에 위치하는 스크린(도시하지 않음)에 투영(투사)된다.
〔청색의 광선궤적〕
다음으로 청색의 광선궤적(패스)에 대하여 서술한다. 청색의 광선궤적도 기본적으로는, 상기 적색의 광선궤적과 같다. 청색용 반사형 액정패널(203A) 및 제 3편광 빔 필터(제 3PBF)(263A)의 하부에 위치하는 청색조명광원(253)으로부터 출력된 청색광(273)은, 제 3PBF(263A)를 통과하고, 청색용 반사형 액정패널(203A)에 입사한다. 청색광(273)은 제 3PBF(263A)에 대하여 p편광으로 되도록 편광축을 가지도록, 사전에 편광축의 조정이 행해지고 있다. 제 3PBF(263A)의 방향은 상기 제 3 PBF(263A)에 대한 p편광축을 투과하고, s편광을 반사하는 방향으로 설정되어 있기 때문에, 상기 편광축을 가지는 청색광(273)은 투과시켜, 청색용 반사형 액정패널(203A)에 입사시킨다.
청색용 반사형 액정패널(203A)이 0％ 흑표시의 경우는, 제 3PBF(263A)를 투과하고 청색용 반사형 액정패널(203A)에 입사한 청색광(273)은, 그대로 청색용 반사형 액정패널(203A)에서 패널로 반사되어 p편광축을 유지한 채, 다시 제 3PBF(263A)를 투과하여 청색조명광원(253)측으로 향하여 되돌아온다.
청색용 반사형 액정패널(203A)이 100％ 청표시의 경우는, 제 3PBF(263A)를 투과하고, 청색용 반사형 액정패널(203A)에 입사한 청색광(273)은 청색용 반사형 액정패널(203A)에서 반사될 때에, 편광축이 90도 회전되어 s편광축을 가지는 청색 변조광(273m)으로 된다. 이 청색변조광(273m)은 s편광으로 되는 편광축을 가지고, 제 3PBF(263A)에 대하여 s편광으로 되기 때문에, 제 3PBF(263A)에서 반사되고, 제 3직선편광판(213) 및 제 3의 1／n파장판(223)을 경유하여 광합성 프리즘(210A)의 방향으로 진행한다. 이와 같이, 청색변조광(273m)은, 광합성 프리즘(210A)에 입사하기 전에, 제 3PBF(263A)와 광합성 프리즘(210A)과의 사이에 배치된, 제 3직선편광판(213)과 제 3의 1／n파장판(223)을 통과한다. 제 3직선편광판(213)은 그 편광 투과축이, 제 3PBF(263A)에 대한 s편광과 대략 동일 방향으로 설정되어 있고, 청색변조광(273m)은 그대로 투과할 수 있다. 제 3의 1／n파장판(223)은, 그 편광 축에 대하여 45도의 각도를 이루도록 축이 설정되어 있고, 이것을 통과한 청색변조광(273m)의 편광축은, 광합성 프리즘(210A)의 반사면에 대하여 s편광으로 되는 방향으로 된다. 또 프리즘(210A)의 반사면(210b＇)은 청색을 반사하는 피복(코트)이 형성되어 있고, 반사면(210 b＇)에서 청색변조광(273m)이 반사되고, 투사렌즈(216A)쪽으로 향하고, 상기 투사렌즈(216A)에 의해 스크린에 투영(투사)된다.
〔녹색의 광선궤적〕
녹색의 광선궤적(패스)에 대하여 서술한다. 녹색의 광선궤적도 기본적으로는, 상기 청색의 광선궤적과 동일하다. 녹색용 반사형 액정패널(202A) 및 제 2편광 빔 필터(제 2PBF)(262A)에 하부에 위치하는 녹색조명광원(252)으로부터 출력된 녹색광(272)은 제 2PBF(262A)를 투과하여 녹색용 반사형 액정패널(202A)에 입사 한다. 녹색조명광원(252)으로부터 출력되는 녹색광(272)은, 제 2PBF(262A)에 대하여 p편광으로 되도록 편광축을 가지도록, 사전에 편광축의 조정을 하고 있다. 제 2PBF(262A)의 방향은, 상기 제 2 PBF(262A)에 대한 p편광축을 투과하고, s편광축을 반사하는 방향으로 설정되어 있기 때문에, 제 2PBF(262A)는 s편광의 편광축을 가지는 녹색광(272)을 투과하고, 초록색용 반사형 액정패널(202A)에 입사시킨다.
녹색용 반사형 액정패널(202A)이 0％ 흑표시의 경우는, 녹색광(272)은 그대 로 녹색용 반사형 액정패널(202A)에서 반사되며, p편광축을 유지한 채로, 제 2PBF(262A)를 투과하고, 녹색조명광원(252)측으로 향하여 되돌아온다.
녹색용 반사형 액정패널(202A)이 100％ 초록표시의 경우는, 제 2PBF(262A)를 투과하고 녹색광(272)은 녹색용 반사형 액정패널(202A)에서 반사될 때에 편광축이 90도 회전되기 때문에, s편광의 편광축을 가지는 녹색변조광(272m)으로 된다. 녹색변조광(272m)은 s편광의 편광축을 가지며, 제 2PBF(262A)에 대하여 s편광으로 되기 때문에, 제 2PBF(262A)에서 반사되어 광합성 프리즘(210A)의 방향으로 진행한다. 녹색변조광(272m)은 광합성 프리즘(210A)에 입사하기 전에, 제 2PBF(262A)와 광합성 프리즘(210A)과의 사이에 배치된 제 2직선편광판(212)을 통과한다. 제 2직선편광판(212)은 그 편광투과축이, 제 2PBF(262A)에 대한 s편광과 거의 동일 방향으로 설정되어 있고, 녹색변조광(272m)은 그대로 제 2직선편광판(212)을 투과할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 제 2광학계에는, 제 1 및 제 3의 파장판에 해당하는 제 2의 파장판은 설치되지 않는다. 광합성 프리즘(210A)의 반사면(210a＇, 210b＇)은, 각각 청색, 적색을 반사하는 피복(코트)이 형성되어 있지만, 반사면(210a＇, 210b＇)은 녹색은 통과함으로써, 프리즘(210A)에 입사한 녹색변조광(272m)은 투과되며, 투사렌즈(216A)의 방향으로 향하고, 상기 투사렌즈(216A)에 의해 스크린에 투영(투사)된다.
〔평가〕
도 21a는 프로젝터 장치(200)에 사용한 제 1PBF(261A)~ 제 3PBF(263A)(이하, 편광 빔 필터(PBF))의 파장(λ)과 투과율(μ)과의 관계를, 예를 들면, 적색광(271)의 적색용 반사형 액정패널(201A)으로의 입사각도(45°, 55°)에 대하여 도해한 그래프이다. 도 21b는 관련하는 기술의 프로젝터 장치에 사용한 편광 빔 스플리터(PBS)의 파장(λ)과 투과율(μ)과의 관계를, 예를 들면, 적색광의 적색용 반사형 액정패널으로의 입사각도(45°, 55°)대하여 도해한 그래프이다.
(1) 편광 빔 분할기(PBS)와 편광 빔 필터(PBF)를 비교하면, PBF는 PBS에 비교하여 파장의존성이 매우 낮다. 즉, PBF를 이용하면, 파장이 다른 청색, 녹색, 적색의 어느 것도 같은 정도의 투과율이기 때문에, 3원색의 종류에 의존한 파장차에 기인하는 투과율의 변화가 적다. 그 결과, 예를 들면, 프리즘(210A)에 도달하는 각 색의 레벨은 동일 조건으로 된다. 이와 같이, 본 발명의 실시의 형태에 의하면, 휘도의 저하가 적고, 콘트라스트의 저하가 적다. 바꾸어 말하면, PBS를 이용한 프로젝터장치에 비교하여, PBF를 이용한 본 발명의 실시형태로서의 프로젝터 장치(200)의 F넘버는 작게 되며, 그 결과, 휘도는 높아지고, 콘트라스트도 높아진다.
(2) PBF는 PBS보다 입사각도 의존성이 낮다. 따라서, PBF를 이용한 본 발명의 실시형태의 프로젝터 장치(200)는 반사형 액정패널(201A~203A)으로의 입사광으로 다소 기울기가 있어도 투과율의 저하는 적다(투과율의 변동이 적다). 그 결과, 예를 들면, 적색조명광원(251)과 적색용 반사형 액정패널(201A)과 제 1편광 빔 필터(제 1PBF)(261A)와의 배치에 여유가 나온다. 즉, 적색조명광원(251), 제 1PBF(261A), 적색용 반사형 액정패널(201A)의 광학적 배치가 다소 어긋나도, 휘도 의 저하, 콘트라스트의 저하는 적다. 그 결과, 광학계를 조립한 후 등의 광학부품의 위치의 미조정이 불필요하게 된다.
도 16a, 도 16b에 도해한 프로젝터 장치(200)의 구성 또는 구조를 고찰하면, 도 20에 대략적으로 도해한 바와 같이, 광합성 프리즘(210A)의 주위에, 3원색용의 3개의 광학계가 이로(理路)정연(整然)하게 배치되어 있다. 평면적으로 고찰하면, 예를 들면, 광합성 프리즘(210A)의 좌측에는, 적색용의 제 1광학계(적색용 반사형 액정패널(201A), 제 1PBF(261A), 제 1직선편광판(211), 제 1의 1／n파장판(221))이 배치되며, 광합성 프리즘(210A)의 우측에는 녹색용의 제 2의 광학계(청색용 반사형 액정패널(202A), 제 2PBF(262A), 제 2직선편광판(212), 제 2의 1／n파장판(222))가 배치되며, 광합성 프리즘(210A)을 사이에 두고 투사렌즈(216A)와 대향하는 측에는, 청색용의 제 3의 광학계(청색용 반사형 액정패널(203A), 제 3PBF(263A), 제 3직선편광판(213))가 배치되어 있고, 이들 3개의 광학계가 광합성 프리즘(210A)의 3방향으로 이로정연하게 배치되어 있다. 입체적으로 고찰하면, 광합성 프리즘(210A)면에 상기 3개의 광학계가 동일 평면위치에 배치되어 있기 때문에 프로젝터 장치(200)의 높이방향의 치수를 작게할 수 있다. 이와 같은 배치에 있어서, 적색광(271), 녹색광(272), 청색광(723)을 구분하기 위한 부속적인 광학계, 예를 들면, 전반사미러등이 모두 불필요하다. 이상을 고찰하면, 프로젝터 장치(200)는 배치 설계가 용이하고, 구성요소의 수용효율도 높기 때문에, 콤팩트에 수용할 수 있고, 소형, 경량화를 도모할 수 있다.
편광 빔 필터(PBF)는 편광 빔 분할기(PBS)와 비교하여, 소형이며, 경량이다. 그 결과, 프로젝터 장치(200)는 또한 소형화, 경량화를 도모할 수 있다.
프로젝터 장치에 있어서, 광원의 램프 부분과, 액정패널부분은 전력소비가 높고, 고온으로 되기 때문에, 냉각이 요구된다. 도 16a, 도 16b 및 도 17에 도해한 프로젝터장치(200)에 있어서는, 적색용 반사형 액정패널(201A), 녹색용 반사형 액정패널(202A), 청색용 반사형 액정패널(203A)은 화상신호가 인가되어 액정패널을 구동하기 때문에, 프로젝터 장치(200)중에서의 전력소비가 많고, 고온으로 되며, 냉각이 필요하게 된다. 당연, 광원(500)의 램프(501)부분도 전력소비가 많고, 고온으로 되며, 냉각이 필요하게 된다. 적색용 반사형 액정패널(201A), 녹색용 반사형 액정패널(202A) 및 청색용 반사형 액정패널(203A)의 냉각은, 이들이 동일 높이로 배치되어 있기 때문에, 이들 반사형 액정패널(201A~203A)면을 따라, 예를 들면, 냉각팬으로부터 수평방향으로 냉각용 바람을 흐르게 하는등 냉각대책이 용이하고, 냉각 효과도 높다.
도 16a, 도 16b에 도해한 예시에 있어서는, 적색조명광원(251), 녹색조명광원(252) 및 청색조명광원(253)은 모두, 예를 들면, 도 17에 예시한 1개의 광원(500)으로 구성할 수 있고, 적색조명광원(251), 녹색조명광원(252) 및 청색조명광원(253), 즉, 광원(500)은, 프리즘(210A) 및 상기 3개의 광학계의 하부에 위치한다. 이와 같이, 광원(500)과 광학계를 입체적으로 분리할 수 있기 때문에, 냉각 대책도 별개로 행할 수 있다.
광원(500) 램프(501)의 방열량과, 반사형 액정패널(201A~203A)의 방열량과는 크게 다르며, 램프(501)의 방열량이 압도적으로 많다. 상술한 바와 같이, 광원 (500)과, 반사형 액정패널(201A~203A)을 포함하는 상기 광학계는 분리하여 배치할 수 있기 때문에, 반사형 액정패널(201A~203A)등이 광원(500)의 램프(501)열의 영향을 받지 않도록 할 수 있다. 따라서, 반사형 액정패널(201A~203A)의 냉각대책은 자기자신의 냉각대책만 강구하면 좋고, 소용없는 냉각대책을 강구할 필요는 없다. 그 관점에서도, 냉각용 팬은 소형으로 좋고, 프로젝터 장치(200)를 한층 소형, 경량으로 할 수 있다. 냉각용 팬의 소음도 낮다.
광원(500), 특히, 램프(501)를, 도 16a, 도 16b에 도해한 구성요소를 수용하고 프로젝터 장치(200)의 케이스의 외부에 배치하여, 램프(501)로부터의 백색광(520)만을 도입하도록 구성하면, 냉각대책은 매우 간단하게 된다.
반사형 액정패널(201A~203A)의 배선접속부(다수의 케이블이 접속되도록 도해되어 있는 부분)는, 각각, 별개의 방향을 향하고 있다. 게다가, 반사형 액정패널(201A~203A)은 상부에 위치하고 있기 때문에, 이들의 배선접속부로의 배선은 용이하다. 반사형 액정패널(201A~203A)으로의 케이블 갯수는 상당한 수가 되기 때문에, 실장면이 큰 효과를 얻을 수 있다. 이와 같이, 프로젝터 장치(200)는, 배선 주위(포선)의 용이함, 배선을 위한 스페이스가 적게 끝나며, 콤팩트에 배선할 수 있다고 하는 효과도 얻어진다.
도 16a, 도 16b에 도해한 바와 같이, 투사렌즈(216A)의 주위에 구성요소가 배치되어 있지 않기 때문에, 투사렌즈(216A) 배치의 유연성이 높고 투사렌즈(216A)의 상하 시프트기구등도 실장하기 쉽다.
도 16a, 도 16b에 도해한 바와 같이, 반사형 액정패널(201A~203A)는 하향으 로 배치되어 있다. 따라서, 프로젝터 장치(200)의 케이스내를 부유(浮游)하는 쓰레기 등이 반사형 액정패널(201A~203A)의 패널면에 붙기 어렵고, 쓰레기의 부착에 의한 편광광의 레벨저하는 적고, 표시화질의 저하가 적다.
광합성 프리즘(210A)의 주위에 반사형 액정패널(201A~203A)을 포함한 결상광학계가 콤팩트에 배치되어 있고, 기구 구조적인 강성을 향상하기 쉽다. 그 때문에, 3장의 반사형 액정패널(201A~203A)간의 화소위치 어긋남등이 발생하기 어렵고, 높은 화질의 화상이 얻어진다.
본 발명의 화상투사장치의 실시할때는 상술한 예시에 한정되지 않고, 상술한 실시형태와 동등 또는 유사하는 여러 가지의 변형모양을 취할 수 있다.
예를 들면, 도 16a, 도 16b에 도해한 프로젝터 장치(200)의 방향은, 광원(500)(적색조명광원(251), 녹색조명광원(252), 청색조명광원(253))을 위로 하고, 광합성프리즘(210A)등을 한 상하 반대로 배치할 수도 있고, 광원(500)과 광합성 프리즘(210A)등을 동일 평면에 옆으로 나란히 배치할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 간단한 구조에서, 액정프로젝터의 레지스트레이션 어긋남을 방지하는 것이 가능하게 된다.

Claims (15)

  1. 3개의 광입사면을 가지고, 상기 3개의 광입사면으로부터 3개의 다른 파장대역의 빛이 입사하고, 3개의 입사광을 합성 출력하는 광합성 프리즘과,
    3개의 반사형 액정패널과,
    상기 3개의 반사형 액정패널에 대응하여 설치되며, 각각이 상기 3개의 다른 파장대역중 다른 1의 파장대역의 빛이 입사하고, 제 1의 편광성분을 선택하여 상기 대응하는 반사형 액정패널에 입사시켜, 상기 반사형 액정패널에 공간 변조되어 제 2의 편광성분으로 변환된 변조광을 상기 합성 프리즘의 3개의 광입사면중 대응하는 입사면에 입사시키는, 3개의 판모양의 반사형 편광소자와,
    일면이 상기 광합성 프리즘의 3개의 광입사면에 접합 가능한 적어도 3개의 고정플레이트를 가지고,
    상기 각 반사형 편광소자 및 반사형 액정패널 가운데, 적어도 반사형 편광소자가, 상기 고정플레이트를 거쳐서 상기 광합성 프리즘의 대응하는 광입사면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 각 고정플레이트는, 삼각기둥모양으로 형성되며, 3개의 측면중, 제 1 측면이 상기 광합성 프리즘의 광입사면으로의 접합면을 형성하고, 제 2측면이 상기 반사형 편광소자의 설치면을 형성하고, 제 3측면이 상기 반사형 액정패널의 설치면 을 형성하고,
    상기 반사형 편광소자 및 상기 반사형 액정패널이 상기 각 고정플레이트를 거쳐서 상기 광합성 프리즘의 대응하는 광입사면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광합성 프리즘의 광입사면에는, 광학적으로 투명한 스페이서가 접합되며, 상기 고정플레이트는 상기 스페이서 측부에 지지된 상태에서 상기 광입사면에 대하여 접합되는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 광합성 프리즘의 광입사면에는, 광학적으로 투명한 스페이서가 접합되며, 상기 고정플레이트는 상기 스페이서 측부에 지지된 상태에서 상기 광입사에 대하여 접합되는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 고정플레이트는, 상기 광합성 프리즘의 각 광입사면에, 소정 간격을 두고 복수접합 되어 있는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 고정플레이트는, 상기 광합성 프리즘의 각 광입사면에, 소정 간격을 두고 복수접합 되어 있는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 고정플레이트에 대해서 프리즘측 브래킷(bracket)이 접합되며, 상기 반사형 액정패널에는, 패널측 브래킷이 체결되며, 상기 프리즘측 브래킷과 상기 패널측 브래킷이 접합되며, 상기 반사형 액정패널이 고정플레이트를 거쳐서 상기 광합성 프리즘의 대응하는 광입사면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 고정플레이트에 대하여 프리즘측 브래킷이 접합되며, 상기 반사형 액정패널에는, 패널측 브래킷이 체결되며, 상기 프리즘측 브래킷과 상기 패널측 브래킷이, 접합되고, 상기 반사형 액정패널이 고정플레이트를 거쳐서 상기 광합성 프리즘의 대응하는 광입사면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 고정플레이트는, 선팽창 계수가 10×10-6[/K]이하인 것을 특징으로 하는 광학장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 고정플레이트는 유리재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 고정플레이트는 스텐레스 혹은 코바르(FeNiCo)에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  12. 광원과,
    상기 광원으로부터 발생된 빛을, 파장대역에 따라 3개로 분리하여 변조하고, 3개의 변조광을 합성하여 출사하는 광학장치와,
    상기 광학장치로부터 출사한 빛을 투영 출력하는 투영수단을 가지고,
    상기 광학장치는,
    3개의 광입사면을 가지고, 상기 3개의 광입사면으로부터 3개가 다른 파장대역의 빛이 입사하고, 3개의 입사광을 합성 출력하는 광합성 프리즘과,
    3개의 반사형 액정패널과,
    상기 3개의 반사형 액정패널에 대응하여 설치되며, 각각이 상기 3개의 다른 파장대역중 다른 1의 파장대역의 빛이 입사하고, 제 1의 편광성분을 선택하여 상기 대응하는 반사형 액정패널에 입사시켜, 상기 반사형 액정패널에 공간 변조되어 제 2의 편광성분으로 변환된 변조광을 상기 합성 프리즘의 3개의 광입사면중 대응하는 입사면에 입사시키는, 3개의 판 모양의 반사형 편광소자와,
    일면이 상기 광합성 프리즘의 3개의 광입사면에 접합 가능한 적어도 3개의 고정플레이트를 가지고, 상기 각 반사형 편광소자 및 반사형 액정패널중, 적어도 반사형 편광소자가, 상기 고정플레이트를 거쳐서 상기 광합성 프리즘의 대응하는 광입사면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 투영장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 각 고정플레이트는, 삼각기둥모양으로 형성되며, 3개의 측면 가운데, 제 1측면이 상기 광합성 프리즘의 광입사면으로의 접합면을 형성하고, 제 2측면이 상기 반사형 편광소자의 설치면을 형성하고, 제 3측면이 상기 반사형 액정패널의 설치면을 형성하고,
    상기 반사형 편광소자 및 상기 반사형 액정패널이 상기 각 고정플레이트를 거쳐서 상기 광합성 프리즘의 대응하는 광입사면으로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 투영장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 광합성 프리즘의 광입사면에는, 광학적으로 투명한 스페이서가 접합되며, 상기 고정플레이트는 상기 스페이서의 측부에 지지된 상태에서 상기 광입사에 대하여 접합되는 것을 특징으로 하는 투영장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 광합성 프리즘의 광입사면에는, 광학적으로 투명한 스페이서가 접합되며, 상기 고정플레이트는 상기 스페이서의 측부에 지지된 상태에서 상기 광입사에 대하여 접합되는 것을 특징으로 하는 투영장치.
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