WO2014068663A1 - 投射型映像表示装置 - Google Patents

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optical
axis
projection type
video display
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真朗 乾
一臣 金子
信樹 松井
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日立コンシューマエレクトロニクス株式会社
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    • H04N9/3147—Multi-projection systems

Definitions

  • the present invention relates to a projection type video display.
  • the opportunity for utilization including the presentation hall increases, the simplification and price reduction of the device, and further, the performance and functionality of the device are improved. It is required.
  • Patent Document 1 discloses a technique for compensating for a focus shift accompanying a temperature change by a simple mechanism.
  • Patent Document 2 discloses a technique for using a plane mirror as a projection system mirror.
  • two projection type image display devices for example, to increase the brightness of the display image, to improve the reliability so as not to lose the display function even if any one device breaks down, two display images
  • two display images To slightly increase the resolution, display a three-dimensional (3D) image, and shift two display images horizontally by one screen to obtain a wide image.
  • the present invention is a projection type video display device which projects an image based on a video signal optically to an external display unit and displays the image, and two projectors which project the image optically to the outside.
  • FIG. 7 is a plan view showing a first adjustment method of the projection type video display device.
  • the top view which shows the 2nd adjustment method of a projection type video display apparatus.
  • the external view of the base part of a projection type video display apparatus The 1st top view of the base part of a projection type video display.
  • the 2nd top view of the base part of a projection type video display The 3rd top view of the base part of a projection type video display apparatus.
  • FIG. 1 is a block diagram of an optical engine of a projection type video display.
  • H indicates the horizontal direction (horizontal direction) of the screen to be displayed
  • V indicates the vertical direction (vertical direction)
  • Z indicates the depth direction.
  • the light source unit 101 includes a tube 101a which is a light emitting portion and a reflector 101b which is a reflecting surface.
  • the luminous flux emitted from the tube 101a disposed at the first focal position of the elliptical shaped reflector 101b is reflected from the reflecting surface so as to be condensed at the second focal position of the reflector 101b.
  • the condensed luminous flux whose luminous flux size is reduced is converted into a collimated luminous flux by the concave lens 102 having a collimating action.
  • the concave lens 102 for performing the parallelizing operation is not necessary.
  • the parallel light beams emitted from the concave lens 102 are divided into partial light beams by the respective cell lenses of the first multi lens array 103 a and condensed on the respective cell lenses of the second multi lens array 103 b corresponding to the first multi lens.
  • Ru The collected partial light fluxes are temporarily separated into two linearly polarized lights whose vibration directions are orthogonal to each other by the linear polarization unit 104, and the vibration direction of one linearly polarized light is matched with the other vibration direction. The vibration direction is converted to linear polarization in one direction.
  • the partial light beams emitted from the linear polarization unit 104 are superimposed and irradiated on the liquid crystal panel units 1R, 1G, and 1B for each color of RGB through the components described below from the superposing lens 105.
  • reflection mirrors 106b, 106c and 106d for bending the light path, and dichroic mirrors 107a and 107b as color separation optical units are provided.
  • collimator lenses 108R, 108G, and 108B for collimating the principal ray of the projection light beam are disposed.
  • relay lenses 109 and 110 for mapping the superimposed light flux on the position of the liquid crystal panel unit 1R for red are disposed.
  • the luminous flux from the tube 101a supplied to the liquid crystal panel units 1R, 1G, 1B is an image R signal, an image G signal, an image B signal separately supplied to each of the liquid crystal panel units 1R, 1G, 1B.
  • the amount of light that can pass through the liquid crystal panel changes according to the level of.
  • the information of the video signal is given to the luminous flux.
  • the liquid crystal panel units 1R, 1G, and 1B are provided not only with the liquid crystal panels but also with polarizing plates for passing light beams in a predetermined vibration direction.
  • the respective light beams having passed through the liquid crystal panel units 1R, 1G, 1B are combined with each other by the cross prism 2, and an image according to the video signal is displayed on a screen (not shown) provided outside via the projection lens 3. Do.
  • the configuration of the optical engine shown in FIG. 1 does not limit the present invention.
  • an example further including a reflection mirror 106a not provided in FIG. 1 and changing the arrangement of components from the light source unit 101 to the light from the superposing lens 105 is also conceivable.
  • the optical engine applicable to the present invention is not limited to a specific configuration.
  • FIG. 2 is an external view of the optical engines 10A and 10B of the projection type image display device 10, and is drawn as viewed from obliquely above the device. That is, the projection type image display apparatus 10 in the present embodiment has two optical engines 10A and 10B.
  • the respective cross prisms 2A and 2B and the projection lenses 3A and 3B are denoted by reference numerals.
  • the first optical engine 10A is attached to the main base 20 via the first adjustment base 21 and the second adjustment base 22, and the second optical engine 10B is connected to the third adjustment base 23 and the second adjustment base 22. It is attached to the main base 20 through the adjustment base 24 of No.4. That is, since the user adjusts the first optical engine 10A and the second optical engine 10B so that the relative positional relationship between the images displayed by both becomes a predetermined relationship, the adjustment bases 21 to 24 are used. It is attached to the main base 20.
  • the action of the adjustment bases 21 to 24 will be described later.
  • the present invention is not limited to a device having a specific adjustment mechanism, but generally includes a device having the above-mentioned relative positional adjustment mechanism.
  • the arrangement of the optical system components of the optical engines 10A and 10B is an arrangement in which the mirror inversion or point symmetry is inverted with respect to the center of the dichroic mirror 107b or the cross prism 2 shown in FIG. ing. Therefore, individual optical system components can be common to both.
  • this embodiment is also applicable to the case where the arrangement of the optical system components of the two optical engines is not the relation of mirror inversion but the same, the block configuration of the two optical engines is different, and the optical system components are not common. it can.
  • a projection type display device which projects a luminous flux with a high luminance of 5,000 lumens while using a small and inexpensive liquid crystal panel of, for example, 0.63 inch size for the liquid crystal panel unit 1. It is conceivable to develop a high-performance or high-performance projection display device with good cost performance while using two optical engines of the device.
  • the image to be displayed consists of a plurality of blocks having 6 ⁇ 8 pixels
  • one optical engine displays 48 pixels of the block.
  • the other optical engine displays 48 pixels at a position shifted by 1/2 pixel in both horizontal and vertical directions with respect to each pixel.
  • images of different channels for stereoscopic images can be projected from both optical engines to display so-called 3D images.
  • so-called two-screen wide images can be displayed by arranging the positions where the optical engines project the images horizontally adjacent to each other.
  • an adjustment mechanism for setting the position at which two optical engines project an image to a predetermined position is important.
  • the interval of 1/2 pixel is about 5 ⁇ m on the liquid crystal panel, a particularly accurate adjustment mechanism is necessary.
  • both optical engines project, for example, a checkered image pattern onto a display unit including a screen provided outside, and the user observes interference fringes (moire) appearing at the edge of the image. Do. Further, adjustment is performed so that the centers of the cross prisms 2A and 2B of the optical engines 10A and 10B have a predetermined positional relationship.
  • FIG. 3 is a plan view showing a first adjustment method of the projection type image display apparatus 10, viewed from the positive direction of the V axis toward the negative direction at the center, and the positive direction of the H axis direction at the right side. And a view from the positive direction of the Z axis to the negative direction on the lower side.
  • the first adjustment method is a method in which the position of the first optical engine 10A is fixed as a reference, and only the position of the second optical engine 10B is moved and adjusted.
  • each parameter is described as H, V, Z in order. Also, it rotates in a direction substantially parallel to the H axis about the V axis, rotates in a direction substantially parallel to the V axis about the H axis, and a direction substantially parallel to the H axis about the Z axis It is necessary to adjust the rotational movement.
  • Each parameter is described as ⁇ H, ⁇ V, ⁇ Z in order.
  • the H axis, the V axis, and the Z axis have the origin of the center of the cross prism of the optical engine on the side receiving the adjustment.
  • the optical engine 10A is fixed, the optical engine 10B is moved in the H, V and Z directions, and the optical engine 10B rotates around the center of the cross prism 2B as ⁇ H, ⁇ V. , ⁇ Z direction to adjust the relative position of both optical engines. Since the adjustment is performed with the center of the cross prism 2B as the center of rotation, the cross action of changing the optimum position of the other parameter does not occur when the certain parameter is adjusted. Therefore, the order in which the parameters are adjusted need not be particularly considered.
  • the third adjustment base 23 previously shown in FIG. 2 is a spherical seat rotatable in any direction. It is necessary to have The rotation center is designed to be the center of the cross prism 2B. Not only is such a spherical seat difficult to design, but it is also unavoidable to move in the ⁇ V or ⁇ Z direction, for example, when rotating in the ⁇ H direction.
  • FIG. 4 is a plan view showing a second adjustment method of the projection type video display device 10.
  • Z and ⁇ V are adjusted in the first optical engine 10A and ⁇ H and ⁇ Z are adjusted in the second optical engine 10B.
  • H and V you may carry out by any. Since the adjustment of ⁇ V is allocated to the first optical engine 10A, the above-described spherical seat is not necessary, and a cylindrical seat can be used as described later.
  • the optical engine 10A is rotationally moved in the ⁇ V direction with the center of the cross prism 2A as a rotation center
  • the optical engine 10B is rotationally moved in the ⁇ H and ⁇ Z directions with the center of the cross prism 2B as a rotation center.
  • the rotation center is often positioned slightly away from the center of the cross prism.
  • each parameter is allocated so that ⁇ V and Z are adjusted by one optical engine and ⁇ H and ⁇ Z are adjusted by the other optical engine.
  • the allocation of this parameter is an example, and it is within the scope of the present invention when using different allocations selected from different viewpoints including, for example, downsizing of the apparatus.
  • ⁇ V is adjusted by the cylindrical seat of the first adjustment base 21 on which the first optical engine 10A is mounted.
  • the second adjustment base 22 on which the first adjustment base 21 is mounted moves the first optical engine 10A and the first adjustment base 21 in the Z-axis direction to eliminate the cross action.
  • ⁇ Z is adjusted by the cylindrical seat of the third adjustment base 23 on which the second optical engine 10B is mounted. By changing ⁇ Z, a cross action occurs in the H-axis direction. Therefore, the fourth adjusting base 24 on which the third adjusting base 23 is mounted rotates the second optical engine 10B and the third adjusting base 23 in the ⁇ H direction to eliminate the cross action.
  • the second optical engine 10B may be rotationally moved about the V axis passing through the center of the cross prism 2B.
  • the parameters are allocated so that the adjustment is completed in each of the optical engines in consideration of the cross action that occurs.
  • the spherical seat is not required. For this reason, there is an effect of simplifying the adjustment mechanism and making the adjustment easy and highly accurate.
  • FIG. 5 is an external view of the base portion of the projection type video display device 10, and is drawn from the same direction as FIG.
  • the base portion mounts the first adjustment base 21 on which the optical engine 10A is mounted, the second adjustment base 22 on which the first adjustment base 21 is mounted, and the optical engine 10B.
  • a third adjustment base 23, a fourth adjustment base 24 carrying the third adjustment base 23, and a main base 20 carrying the second adjustment base 22 and the fourth adjustment base 24 Have.
  • the first adjustment base 21 and the third adjustment base 23 each have, for example, three posts for mounting the optical engine 10A or the optical engine 10B. doing.
  • FIGS. 6A, 6B, 7A, and 7B are first to fourth plan views of the base portion of the projection type image display device 10, and show mechanisms for adjusting ⁇ V, Z, ⁇ Z, ⁇ H in order. ing. Both are accompanied by a cross-sectional view at a position indicated by a broken line in the figure.
  • FIGS. 7A and 7B are both based on the same drawing for the third adjusting base 23 and the fourth adjusting base 24 but with separate drawings to clarify the two adjusting mechanisms. .
  • the first adjustment base 21 has a cylindrical seat 210.
  • the cylindrical seat 210 is a rotary seat and adjusts the parameter ⁇ V of the optical engine 10A.
  • the broken line in the sectional view in the figure indicates the radius of the surface of the cylindrical seat 210, and the center of the cross prism 2A is in the vicinity of the intersection of the broken line which is the rotation center.
  • the second adjustment base 22 has a moving mechanism 220.
  • the moving mechanism 220 has, for example, an adjusting screw, and moves the first adjusting base 21 to adjust the parameter Z of the optical engine 10A.
  • the third adjustment base 23 has a cylindrical seat 230.
  • the cylindrical seat 230 is a rotary seat and adjusts the parameter ⁇ Z of the optical engine 10B.
  • the broken line in the sectional view in the figure indicates the radius of the surface of the cylindrical seat 230, and the center of the cross prism 2B is in the vicinity of the intersection of the broken line which is the rotation center.
  • the fourth adjustment base 24 rotates about a cylindrical protrusion 200 provided on the main base 20, moves the third adjustment base 23, and adjusts the parameter ⁇ H of the optical engine 10B.
  • the center line of the protrusion 200 there is the center of the cross prism 2B.
  • the user can easily adjust the parameters of ⁇ V, Z, ⁇ Z, and ⁇ H.
  • One method is to move the position of the optical engine 10A or 10B in the H axis or V axis direction.
  • Another method is to move the position of the projection lens 3 with respect to the cross prism 2 in the H-axis or V-axis direction.
  • FIG. 8 is an exploded view of the vicinity of the projection lens 3 of the projection type video display device.
  • a first plate 31 is attached to the projection lens attachment portion 30 on the optical engine side.
  • a second plate 32 is attached to the projection lens 3.
  • the projection lens 3 is fixed to the optical engine.
  • the hole through which the mounting member of the first plate 31 passes has a margin in size, and the space between the first plate 31 and the second plate 32 is relatively in the H axis or V axis direction. Make it moveable.
  • the position of the projection lens 3 with respect to the cross prism 2 can be moved in the H axis or V axis direction, and the parameters H and V can be adjusted.
  • One of the optical engines Has an adjusting mechanism for adjusting the one or more five within the parameters of the six parameters, one of the optical engine that remains with the adjusting mechanism for adjusting the parameters remain among the six parameters.
  • each of the two optical engines is a first liquid crystal panel that generates an optical image based on a red primary color signal of the video signal, and an optical based on a green primary color signal of the video signal.
  • a liquid crystal panel unit having a second liquid crystal panel for generating an image, a third liquid crystal panel for generating an optical image based on the blue primary color signal of the video signal, and each of the first to third liquid crystal panels
  • An optical engine of a liquid crystal display device having a cross prism for synthesizing the respective optical images and a projection lens for projecting the optical image synthesized by the cross prism to the outside, wherein the X axis, Y axis and Z axis origins are the above Located at the optical center of the cross prism.
  • one of the two optical engines has an adjusting mechanism for adjusting at least ⁇ V and Z among the six parameters, and the remaining optical engine is the six. Among the parameters, at least ⁇ Z and ⁇ H are adjusted.
  • Liquid crystal panel unit 2 Cross prism 3: Projection lens 10: Projection type image display device 10A, 10B: Optical engine 20: Main base 21, 22, 23, 24: Adjustment base 30, 30: Projection lens attachment part, 31: first plate, 32: second plate, 101: light source unit, 102: concave lens, 103: multi-array lens, 104: linear polarization part, 105: superposition lens, 106: reflection mirror 107: dichroic mirror 108: collimator lens 109, 110: relay lens.
  • Projection lens 10 Projection type image display device 10A, 10B: Optical engine 20: Main base 21, 22, 23, 24: Adjustment base 30, 30: Projection lens attachment part, 31: first plate, 32: second plate, 101: light source unit, 102: concave lens, 103: multi-array lens, 104: linear polarization part, 105: superposition lens, 106: reflection mirror 107: dichroic mirror 108: collimator lens 109, 110: relay lens.

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Abstract

　投射型映像表示装置を高性能化、高機能化し、応用範囲を拡大する。投射型映像表示装置は２台の光学エンジンを有し、表示画像を高輝度化し、擬似高解像度化し、或いは立体画像、ワイド画面を表示する。２台の光学エンジンは、画像を表示する位置を調整するための調整機構を有する。当該調整機構は、２台の光学エンジンの間の相対的な三次元軸方向の位置と、軸に対する傾きを調整する複数の機構を有する。例えば各調整の間のクロスアクションを考慮して、複数の調整機構は各光学エンジンに振り分けられる。これにより調整が容易となる。

Description

投射型映像表示装置
　本発明は、投射型映像表示装置に関する。
　液晶パネルを用いた投射型映像表示装置においては、例えばプレゼンテーション会場をはじめとした活用の機会が増加するとともに、装置の簡素化と低価格化、更には、装置の高性能化と高機能化が要求されている。
　特許文献１には、簡易な機構によって温度変化に伴うピントずれを補償する技術が開示されている。
　特許文献２には、投射系ミラーに平面ミラーを使用するための技術が開示されている。
特開２０１０－２５６３９４号公報 特開２０１１－０７５６６９号公報
　前記したように投射型映像表示装置が簡素化され、低価格化されるに伴い、２台の投射型映像表示装置を用いて装置の高性能化又は高機能化を行うことが、一つの課題となってきている。
　２台の投射型映像表示装置を用いることにより、例えば表示画像を高輝度化すること、いずれか１台が故障しても表示機能を失わないよう信頼性を向上すること、２台の表示画像を僅かにずらして高解像度化すること、立体（３Ｄ）画像を表示すること、２台の表示画像を水平方向に１画面分ずらしてワイド画像を得ることなどが考えられる。
　これと同時に、２台の投射型映像表示装置が画像を投射する位置を、高精度で調整するための調整機構と調整方法が重要な課題になる。
　そこで、本発明の目的は、高性能又は高機能化に加え、必要とする調整を高精度化した投射型映像表示装置を提供することにある。
　前記課題を解決するため本発明は、映像信号に基づく画像を光学的に外部の表示部へ投射して表示する投射型映像表示装置であって、前記画像を光学的に外部へ投射する二つの光学エンジンと、当該二つの光学エンジンの各々が表示する画像の相対的な位置を調整するための調整機構を有する。
　本発明によれば、高性能又は高機能化に加え、必要とする調整を高精度化した投射型映像表示装置を提供することができる。
投射型映像表示装置の光学エンジンのブロック図。 投射型映像表示装置の光学エンジンの外観図。 投射型映像表示装置の第１の調整方法を示す平面図。 投射型映像表示装置の第２の調整方法を示す平面図。 投射型映像表示装置のベース部分の外観図。 投射型映像表示装置のベース部分の第１の平面図。 投射型映像表示装置のベース部分の第２の平面図。 投射型映像表示装置のベース部分の第３の平面図。 投射型映像表示装置のベース部分の第４の平面図。 投射型映像表示装置の投射レンズ付近の分解図。
　以下、本発明の実施例につき図面を用いて説明する。まず投射型映像表示装置の光学エンジンの全般的な構成を説明する。
　図１は、投射型映像表示装置の光学エンジンのブロック図である。図中の右上部分には、後の図面との対応を明確にするため３次元の座標軸が示されている。Ｈは表示する画面の水平方向（横方向）、Ｖは同じく垂直方向（縦方向）、Ｚは同じく奥行方向を示す。
　図１で、光源ユニット１０１は発光部である管球１０１ａと反射面としてのリフレクタ１０１ｂを含んでいる。楕円形状のリフレクタ１０１ｂの第１焦点位置に配置された管球１０１ａから出射された光束は、リフレクタ１０１ｂの第２焦点位置に集光するように前記反射面から反射される。光束サイズを縮小された集光光束は、平行化作用を有する凹レンズ１０２により平行光束に変換される。なお、リフレクタ１０１ｂを放物面形状とした場合は、平行化作用をするための凹レンズ１０２は不要となる。
　凹レンズ１０２から出射された平行光束は、第１マルチレンズアレイ１０３ａの各セルレンズにより部分光束に分割されて、第１マルチレンズに対応した第２マルチレンズアレイ１０３ｂの各セルレンズ上に集光される。集光された各部分光束は、直線偏光化部１０４で一旦、振動方向が互いに直交する２つに直線偏光に分離され、さらに一方の直線偏光の振動方向を他方の振動方向に合わせることで、振動方向が一方向の直線偏光に変換される。
　直線偏光化部１０４を出射した各部分光束は、重畳レンズ１０５から以下で述べる構成要素を経て、ＲＧＢ各色用の液晶パネルユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに重畳して照射される。重畳レンズ１０５と液晶パネルユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの間の光路には、光路を折り曲げるための反射ミラー１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄと、色分解光学部としてのダイクロイックミラー１０７ａと１０７ｂが設けられ、さらに各液晶パネルユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの手前には、投射光束の主光線を平行化するコリメータレンズ１０８Ｒ，１０８Ｇ，１０８Ｂが配置される。緑色や青色よりも光路長の長い赤色の光路には、重畳した光束を赤色用の液晶パネルユニット１Ｒの位置に写像するためのリレーレンズ１０９と１１０が配置されている。
　このようにして液晶パネルユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに供給された管球１０１ａからの光束は、液晶パネルユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの各々に別途供給される映像Ｒ信号、映像Ｇ信号、映像Ｂ信号のレベルに応じて、液晶パネルを通過できる量を変化する。これにより、前記光束に映像信号の情報が与えられる。このために、液晶パネルユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは液晶パネルのみならず、所定の振動方向の光束を通過させるための偏光板を備えている。
　液晶パネルユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを通過した各光束は、クロスプリズム２で互いに合成され、投射レンズ３を介して外部に設けられたスクリーン（図示せず）に前記映像信号に応じた映像を表示する。
　なお、図１で示す光学エンジンの構成は、本発明を限定するものではない。例えば先の特許文献２の図１２が示すように、図１では備えていない反射ミラー１０６ａをさらに有し、光源ユニット１０１から重畳レンズ１０５に光が到るまでの構成要素の配置を変更した例も考えられる。この他にも異なる例が考えられるが、本発明に適用できる光学エンジンは特定の構成に限定されない。
　図２は、投射型映像表示装置１０の光学エンジン１０Ａ及び１０Ｂの外観図であり、装置の斜め上方から見て描かれている。即ち、本実施例における投射型映像表示装置１０は、２台の光学エンジン１０Ａ及び１０Ｂを有している。各々のクロスプリズム２Ａと２Ｂ、及び投射レンズ３Ａと３Ｂについては、符号が付されている。
　第１の光学エンジン１０Ａは第１の調整用ベース２１と第２の調整用ベース２２を介して主ベース２０に取付けられており、第２の光学エンジン１０Ｂは第３の調整用ベース２３と第４の調整用ベース２４を介して主ベース２０に取付けられている。即ち、第１の光学エンジン１０Ａと第２の光学エンジン１０Ｂは、双方が表示する画像の相対的な位置関係が所定の関係となるようユーザが調整するため、調整用ベース２１～２４を介して主ベース２０に取付けられている。
　調整用ベース２１～２４の作用については後記する。なお、本発明は特定の調整機構を有する装置に限定されるものではなく、前記した相対的な位置関係の調整機構を有する装置を一般的に含んでいる。
　図２から分かるように、光学エンジン１０Ａと１０Ｂの光学系部品の配置は、図１の例えばダイクロイックミラー１０７ｂ、或いはクロスプリズム２の中心に対して、ミラー反転、又は点対称に反転した配置となっている。従って、個々の光学系部品は双方で共通とすることができる。但し本実施例は、例えば二つの光学エンジンの光学系部品の配置がミラー反転の関係ではなく同じである場合、二つの光学エンジンのブロック構成が異なる場合、光学系部品が共通でない場合にも適用できる。
　現在、液晶パネルユニット１に例えば０．６３インチサイズの小型で廉価な液晶パネルを使用しながら、５０００ルーメン級の輝度の高い光束を投射する投射型表示装置が開発されている。当該装置の光学エンジンを２台使用しながら、コストパフォーマンスの良い高性能又は高機能な投射型表示装置を開発することが考えられる。
　第１に、双方の光学エンジンから同じ画像を同じ位置に投射して高輝度化を図ることが考えられる。前記した例では１００００ルーメン級の光束を投射することができる。また、いずれか一方の光源が故障した際に残る一方の光学エンジンのみで画像の表示を続行することができ、或いは、常に一方の光学エンジンのみを使用して残る一方を故障時に備えることができ、装置の信頼性を向上することができる。
　第２に、表示する画像を見かけ上で高解像度化するという擬似高解像度化をすることができる。例えば表示する画像が６×８画素を有する複数のブロックから成る場合、一方の光学エンジンが、当該ブロックの４８画素を表示する。また、残るもう一方の光学エンジンが、各画素に対して水平方向と垂直方向の双方に１／２画素だけずらした位置に４８画素を表示する。これにより、１ブロック１９２画素の擬似高解像度化をすることができる。
　第３に、双方の光学エンジンから立体画像用の互いに異なるチャネルの画像を投射して、所謂３Ｄ画像を表示することができる。
　第４に、双方の光学エンジンが画像を投射する位置を水平方向に隣接して並べるようにすれば、所謂２画面ワイド画像を表示することができる。
　一方で、いずれの使い方においても、２台の光学エンジンが画像を投射する位置を所定の位置とするための調整機構が重要となる。例えば、前記したサイズの液晶パネルにおいて、前記した擬似高解像度化をする場合、１／２画素の間隔とは液晶パネル上で５μｍ程度であるので、特に高精度な調整機構が必要である。
　機構的に調整する以外の方法として、表示する画像の映像信号を投射位置のずれを補正するよう演算処理する方法も考えられる。しかし、このように映像信号を処理する際は多くの場合、表示する画像の画質劣化を発生する問題がある。そこで、以下の実施例では、２台の光学エンジンが画像を投射する位置を機構的に調整する場合について述べる。
　調整する際は双方の光学エンジンが、例えば市松模様の画像パターンを外部に設けられたスクリーンをはじめとする表示部に投射し、ユーザが画像のエッジ部に現れる干渉縞（モアレ）を観察しながら行う。また、光学エンジン１０Ａ及び１０Ｂが有するクロスプリズム２Ａ及び２Ｂの中心が、所定の位置関係となるように調整が行われる。
　図３は、投射型映像表示装置１０の第１の調整方法を示す平面図であり、中央にはＶ軸の正方向から負方向に向かって見た図、右側にはＨ軸方向の正方向から負方向に向かって見た図、下側にはＺ軸の正方向から負方向に向かって見た図が示されている。第１の調整方法は、第１の光学エンジン１０Ａの位置を基準として固定し、第２の光学エンジン１０Ｂの位置だけを動かして調整する方法である。
　ここで、２台の光学エンジン１０Ａ及び１０Ｂの相対的な位置を調整する際のパラメータについて説明する。
　図３の中に示した双方向の矢印が示すように、Ｈ軸、Ｖ軸、Ｚ軸に対して平行移動して調整することが必要である。各パラメータを順にＨ、Ｖ、Ｚと表記する。また、Ｖ軸を中心にしてＨ軸と略平行な方向に回転移動し、Ｈ軸を中心にしてＶ軸と略平行な方向に回転移動し、Ｚ軸を中心にＨ軸と略平行な方向に回転移動して、調整することが必要である。各パラメータを順にθＨ、θＶ、θＺと表記する。なお、ここでＨ軸、Ｖ軸、Ｚ軸は、調整を受ける側の光学エンジンが有するクロスプリズムの中心を原点としている。
　図３で示す第１の調整方法においては、光学エンジン１０Ａは固定され、光学エンジン１０ＢはＨ、Ｖ、Ｚ方向に移動され、また光学エンジン１０Ｂはクロスプリズム２Ｂの中心を回転中心としてθＨ、θＶ、θＺ方向に回転移動されて、双方の光学エンジンの相対的な位置が調整される。クロスプリズム２Ｂの中心を回転中心とした調整であるため、あるパラメータを調整すると他のパラメータの最適位置が変化するというクロスアクションは発生しない。従って、各パラメータを調整する順序については、特に考慮する必要はない。
　しかし、θＨ、θＶ、θＺの三つの方向を一方の光学エンジン１０Ｂで調整するためには、先に図２で示した第３の調整用ベース２３が、いずれの方向にも回転自在な球面座を有する必要がある。その回転中心はクロスプリズム２Ｂの中心となるよう設計される。このような球面座は設計が困難であるのみならず、例えばθＨ方向に回転移動する際に、θＶ又はθＺ方向にも移動することが避けられない。
　次に、この問題を解消するため、第１の光学エンジン１０Ａと第２の光学エンジン１０Ｂに前記したパラメータを割り振って調整することを考える。
　図４は、投射型映像表示装置１０の第２の調整方法を示す平面図である。ここでは、第１の光学エンジン１０ＡではＺとθＶを、第２の光学エンジン１０ＢではθＨとθＺを調整する例を示している。なお、ＨとＶについては、いずれで行っても良い。θＶの調整を第１の光学エンジン１０Ａに割り振ったため、前記した球面座は不要となり、後記するように円筒座を使用することができる。
　調整に際しては、光学エンジン１０Ａはクロスプリズム２Ａの中心を回転中心としてθＶ方向に回転移動され、光学エンジン１０Ｂはクロスプリズム２Ｂの中心を回転中心としてθＨ、θＺ方向に回転移動される。但し、円筒座の場合においても実際には、正確にクロスプリズムの中心を回転中心として移動するよう設計することは難しい。これを実現するためには、投射型映像表示装置１０のサイズをＶ軸方向に大きくする必要がある。このため、前記回転中心がクロスプリズムの中心から若干離れた位置とされることが多い。
　従って、前記したクロスアクションが発生することを考慮した上で、調整が容易となるように各パラメータの調整を双方の光学エンジンに割り振ることが重要である。図４においては、クロスアクションの発生を考慮して、一方の光学エンジンでθＶとＺを、残る一方の光学エンジンでθＨとθＺを調整するように、各パラメータを割り振っている。但し、このパラメータの割り振りは一例であって、例えば装置の小型化をはじめとする異なる観点から選択した異なる割り振りを用いる場合も、本発明の範疇にある。
　図４において、第１の光学エンジン１０Ａは、これを搭載する第１の調整用ベース２１が有する円筒座によりθＶが調整される。θＶが変化することにより、Ｚに対してはクロスアクションが発生する。このため、第１の調整用ベース２１を搭載する第２の調整用ベース２２は、第１の光学エンジン１０Ａと第１の調整用ベース２１をＺ軸方向に移動してクロスアクションを解消する。第２の光学エンジン１０Ｂは、これを搭載する第３の調整用ベース２３が有する円筒座によりθＺが調整される。θＺが変化することにより、Ｈ軸方向に対してはクロスアクションが発生する。このため、第３の調整用ベース２３を搭載する第４の調整用ベース２４は、第２の光学エンジン１０Ｂと第３の調整用ベース２３をθＨ方向に回転してクロスアクションを解消する。
　なお、θＨ方向の回転には円筒座を用いる必要はなく、クロスプリズム２Ｂの中心を通るＶ軸を回転中心として第２の光学エンジン１０Ｂを回転移動すれば良い。
　以上で述べたように、図４の実施例においては発生するクロスアクションを考慮して、各々の光学エンジンで調整が完結するようにパラメータを割り振っている。特にθＶとθＺを別の光学エンジンに割り振ることにより、球面座を不要としている。このため、調整機構を簡素化し、調整を容易かつ高精度にする効果がある。
　次に、図４で示した各パラメータの調整方法を行うためのベース部分の構成について、図面を用いて説明する。
　図５は、投射型映像表示装置１０のベース部分の外観図であり、先の図２と同じ方向から描かれている。
　先に述べたように、ベース部分は光学エンジン１０Ａを搭載する第１の調整用ベース２１と、第１の調整用ベース２１を搭載する第２の調整用ベース２２と、光学エンジン１０Ｂを搭載する第３の調整用ベース２３と、第３の調整用ベース２３を搭載する第４の調整用ベース２４と、第２の調整用ベース２２と第４の調整用ベース２４を搭載する主ベース２０を備えている。また図中に符号を付してはいないが、第１の調整用ベース２１と第３の調整用ベース２３は、光学エンジン１０Ａ又は光学エンジン１０Ｂを取付けるためのポストを、例えば各３個ずつ有している。
　図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂは、投射型映像表示装置１０のベース部分の第１乃至第４の平面図であり、順にθＶ、Ｚ、θＺ、θＨを調整するための機構を示している。いずれも図中の破線で示す位置での断面図を伴っている。
　図６Ａと図６Ｂは、いずれも第１の調整用ベース２１と第２の調整用ベース２２に関する同じ図面を基にしているが、２つの調整機構を明らかにするため別の図面としている。同様に図７Ａと図７Ｂは、いずれも第３の調整用ベース２３と第４の調整用ベース２４に関する同じ図面を基にしているが、２つの調整機構を明らかにするため別の図面としている。
　図６Ａにおいて、第１の調整用ベース２１は円筒座２１０を有する。円筒座２１０は回転座であって光学エンジン１０ＡのパラメータθＶを調整する。図中の断面図における破線は円筒座２１０の面の半径を示し、回転中心である破線の交点の近傍にはクロスプリズム２Ａの中心がある。
　図６Ｂにおいて、第２の調整用ベース２２は移動機構２２０を有する。移動機構２２０は例えば調整ネジを有し、第１の調整用ベース２１を移動させて光学エンジン１０ＡのパラメータＺを調整する。
　なお、Ｚについては機構的な調整ではなく、投射レンズ３のズーム比を変更して調整する方法もある。
　図７Ａにおいて、第３の調整用ベース２３は円筒座２３０を有する。円筒座２３０は回転座であって光学エンジン１０ＢのパラメータθＺを調整する。図中の断面図における破線は円筒座２３０の面の半径を示し、回転中心である破線の交点の近傍にはクロスプリズム２Ｂの中心がある。
　図７Ｂにおいて、第４の調整用ベース２４は主ベース２０が備える円筒状の突起２００を中心に回転し、第３の調整用ベース２３を移動させて光学エンジン１０ＢのパラメータθＨを調整する。突起２００の中心線の延長上にはクロスプリズム２Ｂの中心がある。
　以上、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂで一例を示したように、ユーザはθＶ、Ｚ、θＺ、θＨの各パラメータを容易に調整できる。
　次に、残るパラメータＨとＶの調整について述べる。一つの方法は、光学エンジン１０Ａ又は１０Ｂの位置をＨ軸又はＶ軸方向に移動することである。他の方法として、投射レンズ３のクロスプリズム２に対する位置をＨ軸又はＶ軸方向に移動する方法がある。
　図８は、投射型映像表示装置の投射レンズ３付近の分解図である。光学エンジン側の投射レンズ取付け部３０には、第１のプレート３１が取付けられる。投射レンズ３には、第２のプレート３２が取付けられる。第２のプレート３２が第１のプレート３１に対して取付け部材で固定されることにより、投射レンズ３は光学エンジンに対して固定される。この際、例えば第１のプレート３１の前記取付け部材を通す孔に大きさの余裕を持たせ、第１のプレート３１と第２のプレート３２の間が相対的に、Ｈ軸又はＶ軸方向に移動できるようにする。
　このようにして、投射レンズ３のクロスプリズム２に対する位置をＨ軸又はＶ軸方向に移動することができ、パラメータＨとＶを調整することができる。
　上記実施例によれば、映像信号に基づく画像を光学的に外部の表示部へ投射して表示する投射型映像表示装置は、前記画像を光学的に外部へ投射する２つの光学エンジンと、前記２つの光学エンジンの各々が表示する画像の水平（Ｈ軸）方向の位置Ｈと垂直（Ｖ軸）方向の位置Ｖ、前記２つの光学エンジンの各々と前記表示部の間の奥行（Ｚ軸）方向の位置Ｚ、前記２つの光学エンジンの各々の前記Ｖ軸を中心とした前記Ｘ軸方向の相対的な角度θＨ、前記２つの光学エンジンの各々の前記Ｈ軸を中心とした前記Ｖ軸方向の相対的な角度θＶ、前記２つの光学エンジンの各々の前記Ｚ軸を中心とした前記Ｘ軸方向の相対的な角度θＺで表わされる６つのパラメータを調整する調整機構を有し、前記２つの光学エンジンのうち一方の光学エンジンは前記６つのパラメータのうち１つ以上５つ以内のパラメータを調整する調整機構を有し、残る一方の光学エンジンは前記６つのパラメータのうち残るパラメータを調整する調整機構を有する。
　また、前記投射型映像表示装置において、前記２つの光学エンジンの各々は、前記映像信号の赤原色信号に基づく光学画像を生成する第１の液晶パネルと、前記映像信号の緑原色信号に基づく光学画像を生成する第２の液晶パネルと、前記映像信号の青原色信号に基づく光学画像を生成する第３の液晶パネルを有する液晶パネルユニットと、前記第１乃至第３の液晶パネルの各々が生成した各光学画像を合成するクロスプリズムと、当該クロスプリズムが合成した光学画像を外部に投射する投射レンズを有する液晶表示装置の光学エンジンであり、前記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の原点は前記クロスプリズムの光学的中心に位置する。
　さらに、前記投射型映像表示装置において、前記２つの光学エンジンのうち一方の光学エンジンは前記６つのパラメータのうち少なくもθＶとＺを調整する調整機構を有し、残る一方の光学エンジンは前記６つのパラメータのうち少なくもθＺとθＨを調整する調整機構を有する。
　このように、２台の光学エンジンを備える投射型映像表示装置において高性能化と高機能化を図ることができ、前記した６つのパラメータを容易に、かつ高精度に調整することができ、投射型映像表示装置の応用範囲を拡張することができるという効果がある。
　ここまで示した実施形態は一例であって、本発明を限定するものではない。本発明の趣旨に基づきながら異なる実施形態を考えられるが、いずれも本発明の範疇にある。
　１：液晶パネルユニット、２：クロスプリズム、３：投射レンズ、１０：投射型映像表示装置、１０Ａ，１０Ｂ：光学エンジン、２０：主ベース、２１，２２，２３，２４：調整用ベース、３０：投射レンズ取付け部、３１：第１のプレート、３２：第２のプレート、１０１：光源ユニット、１０２：凹レンズ、１０３：マルチアレイレンズ、１０４：直線偏光化部、１０５：重畳レンズ、１０６：反射ミラー、１０７：ダイクロイックミラー、１０８：コリメータレンズ、１０９，１１０：リレーレンズ。

Claims (11)

  1. 　映像信号に基づく画像を光学的に外部の表示部へ投射して表示する投射型映像表示装置であって、
    　前記画像を光学的に外部へ投射する二つの光学エンジンと、
    　当該二つの光学エンジンの各々が表示する画像の相対的な位置を調整するための調整機構
    　を有することを特徴とする投射型映像表示装置。
  2. 　請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
    　前記調整機構は、
    　前記二つの光学エンジンの各々が表示する画像の水平（Ｈ軸）方向の位置Ｈと垂直（Ｖ軸）方向の位置Ｖ、前記二つの光学エンジンの各々と前記表示部の間の奥行（Ｚ軸）方向の位置Ｚ、前記二つの光学エンジンの各々の前記Ｖ軸を中心とした前記Ｘ軸方向の相対的な角度θＨ、前記二つの光学エンジンの各々の前記Ｈ軸を中心とした前記Ｖ軸方向の相対的な角度θＶ、前記二つの光学エンジンの各々の前記Ｚ軸を中心とした前記Ｘ軸方向の相対的な角度θＺ
    　で表わされる６つのパラメータを調整することを特徴とする投射型映像表示装置。
  3. 　請求項２に記載の投射型映像表示装置において、
    　前記二つの光学エンジンの各々は、
    　前記映像信号の赤原色信号に基づく光学画像を生成する第１の液晶パネルと、前記映像信号の緑原色信号に基づく光学画像を生成する第２の液晶パネルと、前記映像信号の青原色信号に基づく光学画像を生成する第３の液晶パネルを有する液晶パネルユニットと、
    　前記第１乃至第３の液晶パネルの各々が生成した各光学画像を合成するクロスプリズム
    　を有する液晶表示装置の光学エンジンであり、
    　前記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の原点は前記クロスプリズムの光学的中心に位置する
    　ことを特徴とする投射型映像表示装置。
  4. 　請求項２に記載の投射型映像表示装置において、
    　前記６つのパラメータを調整するための調整機構は、
    　前記二つの光学エンジンのうち一方を基準として、残る一方を調整する
    　ことを特徴とする投射型映像表示装置。
  5. 　請求項４に記載の投射型映像表示装置において、
    　前記６つのパラメータを調整するための調整機構は、
    　前記二つの光学エンジンのうち一方のみが有する
    　ことを特徴とする投射型映像表示装置。
  6. 　映像信号に基づく画像を光学的に外部の表示部へ投射して表示する投射型映像表示装置であって、
    　前記画像を光学的に外部へ投射する二つの光学エンジンと、
    　前記二つの光学エンジンの各々が表示する画像の水平（Ｈ軸）方向の位置Ｈと垂直（Ｖ軸）方向の位置Ｖ、前記二つの光学エンジンの各々と前記表示部の間の奥行（Ｚ軸）方向の位置Ｚ、前記二つの光学エンジンの各々の前記Ｖ軸を中心とした前記Ｘ軸方向の相対的な角度θＨ、前記二つの光学エンジンの各々の前記Ｈ軸を中心とした前記Ｖ軸方向の相対的な角度θＶ、前記二つの光学エンジンの各々の前記Ｚ軸を中心とした前記Ｘ軸方向の相対的な角度θＺで表わされる６つのパラメータを調整する調整機構
    　を有し、
    　前記二つの光学エンジンのうち一方の光学エンジンは前記６つのパラメータのうち１つ以上５つ以内のパラメータを調整する調整機構を有し、残る一方の光学エンジンは前記６つのパラメータのうち残るパラメータを調整する調整機構を有する
    　ことを特徴とする投射型映像表示装置。
  7. 　請求項６に記載の投射型映像表示装置において、
    　前記二つの光学エンジンの各々は、
    　前記映像信号の赤原色信号に基づく光学画像を生成する第１の液晶パネルと、前記映像信号の緑原色信号に基づく光学画像を生成する第２の液晶パネルと、前記映像信号の青原色信号に基づく光学画像を生成する第３の液晶パネルを有する液晶パネルユニットと、
    　前記第１乃至第３の液晶パネルの各々が生成した各光学画像を合成するクロスプリズムと、
    　当該クロスプリズムが合成した光学画像を外部に投射する投射レンズ
    　を有する液晶表示装置の光学エンジンであり、
    　前記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の原点は前記クロスプリズムの光学的中心に位置する
    　ことを特徴とする投射型映像表示装置。
  8. 　請求項６に記載の投射型映像表示装置において、
    　前記二つの光学エンジンのうち一方の光学エンジンは前記６つのパラメータのうち少なくもθＶを調整する調整機構を有し、残る一方の光学エンジンは前記６つのパラメータのうち少なくもθＺを調整する調整機構を有する
    　ことを特徴とする投射型映像表示装置。
  9. 　請求項６に記載の投射型映像表示装置において、
    　前記二つの光学エンジンのうち一方の光学エンジンは前記６つのパラメータのうち少なくもθＶとＺを調整する調整機構を有し、残る一方の光学エンジンは前記６つのパラメータのうち少なくもθＺとθＨを調整する調整機構を有する
    　ことを特徴とする投射型映像表示装置。
  10. 　請求項８に記載の投射型映像表示装置において、
    　前記調整機構は、
    　前記パラメータθＶを調整するための前記クロスプリズムの光学的中心を回転中心とする円筒座と、
    　前記パラメータθＺを調整するための前記クロスプリズムの光学的中心を回転中心とする円筒座と、
    　前記パラメータθＨを調整するための前記クロスプリズムの光学的中心を回転中心とする回転機構を有する
    　ことを特徴とする投射型映像表示装置。
  11. 　請求項１０に記載の投射型映像表示装置において、
    　前記調整機構は、
    　前記クロスプリズムに対する前記投射レンズの前記Ｘ軸方向位置又は前記Ｖ方向位置を移動して前記パラメータＨ又はＶを調整する
    　ことを特徴とする投射型映像表示装置。
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