JP2002090885A - 照明装置およびそれを用いた投射型表示装置、並びに照明光の調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】照明光の照射位置を最適な位置に調整すること
ができ、また、光変調手段を通過する光束の減少を防止
することができる照明装置およびそれを用いた投射型表
示装置、並びに照明光の調整方法を提供する。 【解決手段】透過光学素子として設けられた第１の負レ
ンズ１０９、第２の負レンズ１１０、および第２のリレ
ーレンズ１１３の配置位置毎に、これら第１の負レンズ
１０９、第２の負レンズ１１０、および第２のリレーレ
ンズ１１３の光軸のそれぞれを、各色光用光学系１２
４，１２５，１３６の光軸に対して所定方向、具体的に
は、光軸に平行な方向および垂直な方向に移動させて、
各色光の対応する第１〜第３の透過型液晶パネル１１５
〜１１７の照明光としての照射位置および範囲を独立に
調整するための調整部１３０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置およびそ
れを用いた液晶プロジェクタ装置等の投射型表示装置、
並びに照明光の調整方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクタ装置は、液晶材料を用
いた空間光変調器（以下、液晶パネルという）を用いる
投射型の表示装置である。液晶プロジェクタ装置におい
て、液晶自体は発光しないことから、光源と組み合わせ
て液晶パネルに照明光を入射させて照明する。そして、
液晶パネルに映像信号を印加して、液晶パネルに形成さ
れた像を投射レンズによりスクリーンに投射する。な
お、光源としては、一般に、白色光を発する放電ランプ
等が用いられる。この場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、
青色（Ｂ）の色の３原色に対応する液晶パネルが用いら
れる。

【０００３】図３は、従来の３板式液晶プロジェクタ装
置の一例を示す構成図である。この３板式液晶プロジェ
クタ装置１０は、図３に示すように、放電ランプ１１ａ
およびリフレクタ１１ｂにより構成された光源１１、Ｕ
Ｖ−ＩＲカットフィルタ１２、第１のマルチレンズアレ
イ１３、第２のマルチレンズアレイ１４、平凸レンズか
らなる集光レンズ１５、第１のダイクロイックミラー１
６、第２のダイクロイックミラー１７、第１の反射ミラ
ー１８、第１のリレーレンズ１９、第２の反射ミラー２
０、第２のリレーレンズ（反転用リレーレンズ）２１、
第３の反射ミラー２２、第１の透過型液晶パネル２３、
第２の透過型液晶パネル２４、第３の透過型液晶パネル
２５、第１のフィールドレンズ２６、第２のフィールド
レンズ２７、第３のフィールドレンズ２８、クロスダイ
クロイックプリズム２９、投射レンズ３０、およびスク
リーン３１を有している。

【０００４】このプロジェクタ装置１０では、光源１１
の放電ランプ１１ａから放射された照明光は、放物面形
状をしたリフレクタ１１ｂの反射面による反射、集光さ
れて、略平行光束となって、開口部から出射される。光
源１１から出射された照明光は、赤外線領域および紫外
線領域の不可視とされる不要光線がＵＶ−ＩＲカットフ
ィルタ１２で遮断され、画像を形成するための有効な光
線のみが第１のマルチレンズアレイ１３に入射される。

【０００５】第１のマルチレンズアレイ１３では、フィ
ルタ１２を介した照明光が複数に分割され、それらの像
が第２のマルチレンズアレイ１４の光入射面近傍にレイ
アウトされる。そして、第２のマルチレンズアレイ１４
では、第１のマルチレンズアレイ１３による分割光源像
が、第１〜第３の透過型液晶パネル２３〜２５の照明光
として入射可能となるように正の屈折力を有する集光レ
ンズ（平凸レンズ）１５に入射される。

【０００６】平凸レンズ１５では入射光が収束される方
向に屈折されて、第１のダイクロイックミラー１６に出
射される。第１のダイクロイックミラー１６では、第１
の波長帯域の光がたとえば赤色光ＲＬとして透過され、
第２の波長帯域の光および第３の波長帯域の光が、たと
えば緑色光ＧＬ、および青色光ＢＬとして反射される。
第１のダイクロイックミラー１６を透過した赤色光ＲＬ
は、第１の反射ミラー１８で反射され、第１のフィール
ドレンズ２６を介して第１の透過型液晶パネル２３に入
射される。

【０００７】第１のダイクロイックミラー１６で反射さ
れた緑色光ＧＬ、および青色光ＢＬは第２のダイクロイ
ックミラー１７に入射される。第２のダイクロイックミ
ラー１７では、たとえば緑色光ＧＬが反射され、青色光
ＢＬが透過される。そして、第２のダイクロイックミラ
ー１７で反射された緑色光ＧＬは、第２のフィールドレ
ンズ２７を介して第２の透過型液晶パネル２４に入射さ
れる。また、第２のダイクロイックミラー１７を透過し
た青色光ＢＬは、第１のリレーレンズ１９を通った後、
第２の反射ミラー２０で反射され、さらに第２のリレー
レンズ２１を通過して、第３の反射ミラー２２で反射さ
れる。そして、第３の反射ミラー２２で反射された青色
光ＢＬは、第３のフィールドレンズ２８を介して第３の
透過型液晶パネル２５に入射される。

【０００８】第１〜第３の透過型液晶パネル２３〜２５
においては、印加される映像信号に基づいて空間光変調
が行われ、それぞれが異なる方向からクロスダイクロイ
ックプリズム２９に入射される。クロスダイクロイック
プリズム２９においては、赤色光は反射面２９ａで、青
色光は反射面２９ｂで投射レンズ３０に向かって反射さ
れ、緑色光は、反射面２９ａ，２９ｂを透過することに
より、第１〜第３の透過型液晶パネル２３〜２５の出射
変調光が合成される。これにより、第１〜第３の透過型
液晶パネル２３〜２５で形成された映像がスクリーン３
１に拡大投影され、所望のカラー画像が表示される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うなプロジェクタ装置に採用される照明装置は、光源１
１から発せられた光が、液晶パネル２３〜２５に集光す
る位置が正規位置にないと、投写された像にいわゆる照
明欠けが発生し、像の品位を著しく損なうことになるた
め、集光位置を調整する必要がある。

【００１０】従来の照明装置は、光源１１から発せられ
た光が、照明系を構成する光学素子の製造誤差や、光学
素子の配置位置の誤差により発生する、液晶パネルに集
光する位置のずれの調整を次のように行っていた。すな
わち、ダイクロイックミラー１６にて分光を行う前に配
置された集光レンズ１５を、光軸に対し垂直面上を平行
に移動できるような機構で、３色に分光した光のうち照
明光路長の等しい２色の液晶パネル、図３の構成では、
赤色および緑色用液晶パネル２３および２４に入射する
位置を調整しており、残りの１色（青色）用の液晶パネ
ル２５に対する照明位置は、リレー光学系の第２のリレ
ーレンズ２７を光軸に対し垂直面上を平行に移動できる
ような機構で調整している。

【００１１】しかし、上述した従来の方式では、光路長
の等しい２つの液晶パネル２３、２４に集光する光の位
置を、一つのレンズ１５の位置の調整で行うため、互い
に最適な位置に調整することは難しい。

【００１２】それを解決するために、光路長の等しいミ
ラーを２つの液晶パネルと集光レンズの間に配置された
反射ミラー１８のうち少なくとも一箇所を傾けることに
より、互いに最適な位置に調整することを実現したもの
もある。

【００１３】しかし、この方式では液晶パネルに集光す
る位置を調整のため傾ける反射ミラーと液晶パネルの距
離が短いため、反射ミラーを傾けると液晶パネルに入射
する光線角度が大きく傾くことになり、液晶パネルを通
過する光束が減少してしまうという不利益がある。

【００１４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、照明光の照射位置を最適な位置
に調整することができ、また、光変調手段を通過する光
束の減少を防止することができる照明装置およびそれを
用いた投射型表示装置、並びに照明光の調整方法を提供
することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の照明装置は、照明光を出射する光源と、上
記光源から出射された照明光を複数の色光に分光する分
光手段と、上記分光手段において分光された各色光を照
明光として受けて変調光を出射する複数の光変調手段
と、上記各光変調手段から出射された複数の変調光を合
成する光合成手段と、上記分光手段で分光された各色光
を対応する光変調手段に導光する光路を形成する複数の
色光用光学系と、上記各色光用光学系の光路に配置さ
れ、各色光の対応する光変調手段への照射領域を調整可
能な複数の透過光学素子と、上記各透過光学素子を各色
光用光学系の光軸に対して所定方向に移動可能で、各色
光の対応する光変調手段への照射位置を独立に調整する
ための複数の調整手段とを有する。

【００１６】また、本発明の照明装置は、照明光を出射
する光源と、上記光源から出射された照明光を複数の色
光に分光する分光手段と、上記分光手段において分光さ
れた各色光を照明光として受けて変調光を出射する複数
の光変調手段と、上記各光変調手段から出射された複数
の変調光を合成する光合成手段と、上記分光手段で分光
された各色光を対応する光変調手段に導光する光路を形
成する複数の色光用光学系と、上記各色光用光学系の光
路に配置され、各色光の対応する光変調手段への照射領
域を調整可能な複数の透過光学素子と、上記各透過光学
素子を各色光用光学系の光軸に対して所定方向に移動可
能で、各色光の対応する光変調手段への照射位置および
範囲を独立に調整するための複数の調整手段とを有す
る。

【００１７】また、本発明の投射型表示装置は、照明光
を出射する光源と、上記光源から出射された照明光を複
数の色光に分光する分光手段と、上記分光手段において
分光された各色光を照明光として受けて変調光を出射す
る複数の光変調手段と、上記各光変調手段から出射され
た複数の変調光を合成する光合成手段と、上記分光手段
で分光された各色光を対応する光変調手段に導光する光
路を形成する複数の色光用光学系と、上記各色光用光学
系の光路に配置され、各色光の対応する光変調手段への
照射領域を調整可能な複数の透過光学素子と、上記各透
過光学素子を各色光用光学系の光軸に対して所定方向に
移動可能で、各色光の対応する光変調手段への照射位置
を独立に調整するための複数の調整手段と、上記光合成
手段の合成光をスクリーン上に投射する投射光学系とを
有する。

【００１８】また、本発明の投射型表示装置は、照明光
を出射する光源と、上記光源から出射された照明光を複
数の色光に分光する分光手段と、上記分光手段において
分光された各色光を照明光として受けて変調光を出射す
る複数の光変調手段と、上記各光変調手段から出射され
た複数の変調光を合成する光合成手段と、上記分光手段
で分光された各色光を対応する光変調手段に導光する光
路を形成する複数の色光用光学系と、上記各色光用光学
系の光路に配置され、各色光の対応する光変調手段への
照射領域を調整可能な複数の透過光学素子と、上記各透
過光学素子を各色光用光学系の光軸に対して所定方向に
移動可能で、各色光の対応する光変調手段への照射位置
および範囲を独立に調整するための複数の調整手段と、
上記光合成手段の合成光をスクリーン上に投射する投射
光学系とを有する。

【００１９】また、本発明は、照明光を出射する光源
と、上記光源から出射された照明光を複数の色光に分光
する分光手段と、上記分光手段において分光された各色
光を照明光として受けて変調光を出射する複数の光変調
手段と、上記分光手段で分光された各色光を対応する光
変調手段に導光する光路を形成する複数の色光用光学系
と、上記各色光用光学系の光路のそれぞれに配置した複
数の透過光学素子とを含む照明装置の照明光調整方法で
あって、各色光の対応する光変調手段への照明光として
の照射位置を、上記各透過光学素子の各々を独立に各色
光用光学系の光軸に対して所定方向に移動させて調整す
る。

【００２０】また、本発明は、照明光を出射する光源
と、上記光源から出射された照明光を複数の色光に分光
する分光手段と、上記分光手段において分光された各色
光を照明光として受けて変調光を出射する複数の光変調
手段と、上記分光手段で分光された各色光を対応する光
変調手段に導光する光路を形成する複数の色光用光学系
と、上記各色光用光学系の光路のそれぞれに配置した複
数の透過光学素子とを含む照明装置の照明光調整方法で
あって、各色光の対応する光変調手段への照明光として
の照射位置および範囲を、上記各透過光学素子の各々を
独立に各色光用光学系の光軸に対して所定方向に移動さ
せて調整する。

【００２１】本発明によれば、光源から発せられた照明
光が、製造誤差に起因する液晶パネル等の光変調手段に
集光する位置のずれの補正が、各色光用光学系の光路の
それぞれに配置した複数の透過光学素子のそれぞれを独
立に、各色光用光学系の光軸に対して所定方向に移動さ
せて行われる。これにより、照明装置の補正を各色光毎
に最適化され、また、液晶パネル等の光変調手段に入射
する光線の角度変化が抑えられる。したがって、投射光
学系で投写される光量の減少が抑えられ、照明欠けがな
くなる。

【００２２】また、たとえば負レンズ等からなる透過光
学素子を光軸方向に移動することにより、液晶パネル等
の光変調手段に集光する大きさを任意に変更することが
でき、光変調手段にに集光する光が照明欠けを起こさな
い範囲で小さくすることにより、より明るい投写装置を
実現できる。

【００２３】また、基準位置で照明欠けを起こしてしま
う場合は、光変調手段から透過光学素子を遠ざけること
により、照明欠けを回避できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る照明装置を
採用した３板式液晶プロジェクタ装置の一実施形態を示
す構成図である。

【００２５】この３板式液晶プロジェクタ装置１００
は、図１に示すように、光源１０１、ＵＶ−ＩＲカット
フィルタ１０２、第１のマルチレンズアレイ１０３、第
２のマルチレンズアレイ１０４、平凸レンズからなる集
光レンズ１０５、分光手段としての第１のダイクロイッ
クミラー１０６、分光手段としての第２のダイクロイッ
クミラー１０７、第１の反射ミラー１０８、透過光学素
子としての第１の負レンズ１０９、透過光学素子として
の第２の負レンズ１１０、透過光学素子としての第１の
リレーレンズ１１１、第２の反射ミラー１１２、透過光
学素子としの第２のリレーレンズ（反転用リレーレン
ズ）１１３、第３の反射ミラー１１４、光変調手段とし
ての第１の透過型液晶パネル１１５、光変調手段として
の第２の透過型液晶パネル１１６、光変調手段としての
第３の透過型液晶パネル１１７、第１のフィールドレン
ズ１１８、第２のフィールドレンズ１１９、第３のフィ
ールドレンズ１２０、光合成手段としてのクロスダイク
ロイックプリズム１２１、投射レンズ１２２、およびス
クリーン１２３を有している。

【００２６】そして、第１のダイクロイックミラー１０
６、第１の反射ミラー１０８、および第１のフィールド
レンズ１１８により、たとえば分光される赤色光ＲＬを
第１の透過型液晶パネル１１５に導光する第１の色光用
光学系１２４が構成されている。また、第１のダイクロ
イックミラー１０６、第２のダイクロイックミラー１０
７、および第２のフィールドレンズ１１９により、たと
えば分光される緑色光ＧＬを第２の透過型液晶パネル１
１６に導光する第２の色光用光学系１２５が構成されて
いる。また、第１のダイクロイックミラー１０６、第２
のダイクロイックミラー１０７、第２の反射ミラー１１
３、第３の反射ミラー１１４、および第３のフィールド
レンズ１２０により、たとえば分光される青色光ＢＬを
第３の透過型液晶パネル１１７に導光する第３の色光用
光学系１２６が構成されている。

【００２７】そして、このプロジェクタ装置１００は、
図１には示していないが、透過光学素子として設けられ
た第１の負レンズ１０９、第２の負レンズ１１０、およ
び第２のリレーレンズ１１３の配置位置毎に、これら第
１の負レンズ１０９、第２の負レンズ１１０、および第
２のリレーレンズ１１３の光軸のそれぞれを、各色光用
光学系１２４，１２５，１３６の光軸に対して所定方
向、具体的には、光軸に平行な方向および垂直な方向に
移動させて、各色光の対応する第１〜第３の透過型液晶
パネル１１５〜１１７の照明光としての照射位置および
範囲（集光位置および範囲）を独立に調整するための調
整部が設けられている。

【００２８】以下、調整部の構成、および各部の機能に
ついて順を追って説明する。

【００２９】図２は、本実施形態に係る調整手段として
の調整部１３０の一例を示す構成図である。ここでは、
第１の負レンズ１０９用調整部を例に説明する。

【００３０】負レンズ１０９を光軸ＯＡに沿って移動さ
せる調整部１３０は、図２に示すように、Ｌ字状をな
し、立板１０３１ａに負レンズ１０９用光路が形成さ
れ、底板１０３１ｂに負レンズ１０９を光軸の対して垂
直な平面で移動させるための第１の調整板１３０２、お
よび第２の調整板１３０３を固定し、かつ光軸ＯＡに対
して平行な長穴１０３１ｄ，１０３１ｃが形成された本
体１０３１と、負レンズ１０９を固定する本体１０３１
の穴と嵌め合わされる、光軸に沿った２以上の軸１０３
４が固定された照明装置に固定された図しない部材、も
しくは負レンズ１０９を固定する本体１０３１の穴と嵌
め合わされる、光軸に沿った２本以上の軸１０３４を備
えた、他の光学素子が固定された照明装置を組み合わせ
ることにより構成される。

【００３１】第１の調整板１０３２は、中央部に負レン
ズ１０９が固定され、その周囲に第２の調整板１０３３
に形成された調整竿１０３３ａを光軸に垂直な平面で、
かつ鉛直方向に案内するように形成された長穴１０３２
ａが形成されている。また、第２の調整板１０３３は、
中央部に負レンズ１０９の光路が形成され、その周囲に
本体１０３１の立板１０３１ａに形成された調整竿１０
３１ｅを光軸に垂直な平面で、かつ水平方向に案内する
ように形成された長穴１０３３ｂが形成されている。

【００３２】調整部１３０においては、負レンズ１０９
が固定された第１の調整板１０３２を光軸に垂直な平面
で、かつ鉛直方向に案内させ、また、第１および第２の
調整板１０３２，１０３３を光軸に垂直な平面で、かつ
水平方向に案内することにより、負レンズ１０９の光軸
を色光用光学系の光路軸に沿って移動させる。

【００３３】他の第２の負レンズ１１０、および第２の
リレーレンズ１１３用の調整部も同様の構成を有する。

【００３４】光源１０１は、たとえば放電ランプ１０１
ａとリフレクタ１０１ｂにより構成され、白色光による
照明光を出射する。

【００３５】ＵＶ−ＩＲカットフィルタ１０２は、光源
１０１から出射された照明光から赤外線領域および紫外
線領域の不可視とされる不要光線を遮断し、画像を形成
するための有効な光線のみが第１のマルチレンズアレイ
１０３に出射する。

【００３６】第１のマルチレンズアレイ１０３は、複数
のレンズが配置され、フィルタ１０２を介した光源１０
１による照明光を複数の像に分割し、これら分割像を集
光して各分割像の光スポットを所定の位置にレイアウト
させる。

【００３７】第２のマルチレンズアレイ１０４は、第１
のマルチレンズアレイ１０３により集光される複数の光
スポットに対応する複数のレンズが配置され、各レンズ
により第１のマルチレンズアレイ１０３による分割像を
重畳結合して集光レンズ１０５に出射する。

【００３８】集光レンズ１０５は、平凸レンズにより構
成され、正の屈折力を有する、すなわち、入射光を収束
する方向に屈折させて、第１のダイクロイックミラー１
０６に出射する。

【００３９】第１のダイクロイックミラー１０６は、集
光レンズ１０５の出射光のうち第１の波長帯域の光をた
とえば赤色光ＲＬとして透過し、第２の波長帯域の光お
よび第３の波長帯域の光を、たとえば緑色光ＧＬ、およ
び青色光ＢＬとして反射する。すなわち、第１のダイク
ロイックミラ１０６は、集光レンズ１０５の出射光を赤
色光ＲＬと、緑色光ＧＬおよび青色光ＢＬに分光する。

【００４０】第２のダイクロイックミラー１０７は、ダ
イクロイックミラー１０６で分光された第２の波長帯域
の緑色光ＧＬを反射し、第３の波長帯域の青色光ＢＬを
透過する。すなわち、第２のダイクロイックミラー１０
７は、緑色光ＧＬおよび青色光ＢＬに分光する。

【００４１】第１の反射ミラー１０８は、分光された赤
色光を入射方向とは９０度異なる方向に反射して、第１
のフィールドレンズ１１８を介して第１の透過型液晶パ
ネル１１５に入射させる。

【００４２】第１の負レンズ１０９は、たとえば平凹レ
ンズにより構成され、調整部１３０により第１のダイク
ロイックミラー１０６の赤色光ＲＬの反射ミラー１０８
への出射光路に略光軸を合わせて配置されている。そし
て、第１の負レンズ１０９は、赤色光ＲＬを、集光レン
ズ１０５で正の方向（収束する方向）に屈折した光を発
散させる方向に屈折させて反射ミラー１０８出射する。
これにより、第１の負レンズ１０９を出射した赤色光Ｒ
Ｌが、第１の透過型液晶パネル２３に対応した照明領域
を形成する位置は、第１の負レンズ１０９を配置しない
場合に比べて集光レンズ１０５側に移動することにな
る。

【００４３】第２の負レンズ１１０は、たとえば平凹レ
ンズにより構成され、調整部１３０により第１のダイク
ロイックミラー１０６の緑色光ＧＬおよび青色光ＢＬの
第２のダイクロイックミラー１０７への出射光路に略光
軸を合わせて配置されている。そして、第２の負レンズ
１１０は、緑色光ＧＬおよび青色光ＢＬ赤色光ＲＬを、
集光レンズ１０５で正の方向（収束する方向）に屈折し
た光を発散させる方向に屈折させて第２のダイクロイッ
クミラー１０７に出射する。これにより、第２の負レン
ズ１１０を出射した緑色光ＧＬが、第２の透過型液晶パ
ネル２４に対応した照明領域を形成する位置は、第２の
負レンズ１１０を配置しない場合に比べて集光レンズ１
０５側に移動することになる。

【００４４】第１のリレーレンズ１１１は、第１のダイ
クロイックミラー１０７の青色光ＢＬの第２の反射ミラ
ー１１２への透過光路に、略光軸を一致させて配置さ
れ、第２のダイクロイックミラー１０７を透過した照明
光としての青色光ＢＬを受けて、光源１０１から第１の
透過型液晶パネル１１５、および第２の透過型液晶パネ
ル１１６への光路長と、光源から１０１から第３の透過
型液晶パネル１１７への光路長との違いに基づいて、さ
らに照明光の像を生成させて第２の反射ミラー１１２に
出射する。

【００４５】第２の反射ミラー１１２は、第１のリレー
レンズ１１１から出射した青色光ＢＬを入射方向に対し
て９０度の方向に反射し、第２のリレーレンズ１１３に
出射する。

【００４６】第２のリレーレンズ１１３は、調整部１３
０により第２の反射ミラー１１２の青色光ＢＬの第３の
反射ミラー１１４への反射光路に略光軸を合わせて配置
され、１第１のリレーレンズ１１３で形成された照明光
の像を反転させて第３の反射ミラー１１４に出射する。

【００４７】第１の透過型液晶パネル２３は、印加され
る映像信号に基づいて照射された赤色光に対する空間光
変調を行い、その変調光をクロスダイクロイックプリズ
ム１２１に出射する。

【００４８】第２の透過型液晶パネル２４は、印加され
る映像信号に基づいて照射された緑色光に対する空間光
変調を行い、その変調光をクロスダイクロイックプリズ
ム１２１に出射する。

【００４９】第３の透過型液晶パネル２５は、印加され
る映像信号に基づいて照射された青色光に対する空間光
変調を行い、その変調光をクロスダイクロイックプリズ
ム１２１に出射する。

【００５０】クロスダイクロイックプリズム１２１は、
第１の透過型液晶パネル２３による赤色変調光を反射面
１２１ａで、第３の透過型液晶パネル２５による青色変
調光を反射面１２１ｂで投射レンズ１２２に向かって反
射し。第２の透過型液晶パネル２４による緑色変調光
は、反射面１２１ａ，１２１ｂを透過することにより、
第１〜第３の透過型液晶パネル１１５〜１１７の出射変
調光を合成する。

【００５１】投射レンズ１２２は、クロスダイクロイッ
クプリズム１２１による合成光、すなわち第１〜第３の
透過型液晶パネル１１５〜１１７で形成された映像光を
スクリーン３１上に結像させる。

【００５２】以上のように構成されるプロジェクタ装置
１００の照明装置においては、光源１０１から発せられ
た照明光が、照明系を構成する光学素子の製造誤差や、
光学素子の配置位置の誤差により発生する、第１〜第２
の透過型液晶パネル１１５，１１６に集光する位置の調
整は、調整部１３０により負レンズ１０９、１１０を、
配置光路の光軸垂直な平面に平行に移動させることによ
り行われる。また、いわゆるリレー系の第３の透過型液
晶パネル１１７に集光する位置のずれの補正は、調整部
１３０により第２のリレーレンズ１１３を、配置光路の
光軸に垂直な面に平行に移動させることで行われる。こ
れにより、各色光毎に調整が行うことができる。また、
第１の負レンズ１０９は、第１の透過型液晶パネル１１
５からの距離が第１の反射ミラー１０８に比べ離れてい
るので、各色光毎に液晶パネルを調整する方式の従来の
技術での問題点であった、光線角度の変化による液晶パ
ネルを透過する光束量が減少することを軽減できる。

【００５３】なお、レンズを光軸に対し垂直な平面で移
動する機構は、板金を組み合わせて行う、樹脂で形成し
た部品を組み合わせて行う、板金部品と樹脂部品を組み
合わせて行う等、種々の態様が可能である。

【００５４】また、負のパワーを持つ負レンズ（透過光
学素子）を光軸に沿って動かすことにより、照明する範
囲を調整することができる。たとえば第１の負レンズ１
０９、あるいは第２の負レンズ１１０を、第１の透過型
液晶パネル１１５、あるいは第２の透過型液晶パネル１
１６から遠くなるように調整することにより、液晶パネ
ルの位置で光源１０１から発せられた照明光は大きい面
積に集光することになる。光源１０１から発せられた照
明光が、照明系を構成する光学素子の製造誤差や、光学
素子の配置位置の誤差により発生する、液晶パネルに集
光する大きさが、液晶パネルの面積より小さくなると、
照明範囲の欠けが発生し投写画像の品質を著しく低下さ
せる。それを解決するために、調整部１０３により負レ
ンズ１０９，１１０が光軸に沿って大きくなる位置に配
置される。

【００５５】次に、上記の調整されたプロジェクタ装置
１００の動作を説明する。

【００５６】このプロジェクタ装置１００では、光源１
０１の放電ランプ１０１ａから放射された照明光は、放
物面形状をしたリフレクタ１０１ｂの反射面による反
射、集光されて、略平行光束となって、開口部から出射
される。光源１０１から出射された照明光は、赤外線領
域および紫外線領域の不可視とされる不要光線がＵＶ−
ＩＲカットフィルタ１０２で遮断され、画像を形成する
ための有効な光線のみが第１のマルチレンズアレイ１０
３に入射される。

【００５７】第１のマルチレンズアレイ１０３では、フ
ィルタ１０２を介した照明光が複数に分割され、それら
の像が第２のマルチレンズアレイ１０４の光入射面近傍
にレイアウトされる。そして、第２のマルチレンズアレ
イ１０４では、第１のマルチレンズアレイ１０３による
分割光源像が、第１〜第３の透過型液晶パネル１１５〜
１１７の照明光として入射可能となるように正の屈折力
を有する集光レンズ（平凸レンズ）１０５に入射され
る。

【００５８】集光レンズ１０５では入射光が収束される
方向に屈折されて、第１のダイクロイックミラー１０６
に出射される。第１のダイクロイックミラー１０６で
は、第１の波長帯域の光がたとえば赤色光ＲＬとして透
過され、第２の波長帯域の光および第３の波長帯域の光
が、たとえば緑色光ＧＬ、および青色光ＢＬとして反射
される。第１のダイクロイックミラー１０６を透過した
赤色光ＲＬは、負の屈折力を有する第１の負レンズ１０
９で発散する方向に屈折され、さらに第１の反射ミラー
１０８で反射され、第１のフィールドレンズ１１８を介
して第１の透過型液晶パネル１１５に入射される。

【００５９】第１のダイクロイックミラー１０６で反射
された緑色光ＧＬ、および青色光ＢＬは、負の屈折力を
有する第２の負レンズ１１０で発散する方向に屈折さ
れ、第２のダイクロイックミラー１０７に入射される。
第２のダイクロイックミラー１０７では、たとえば緑色
光ＧＬが反射され、青色光ＢＬが透過される。そして、
第２のダイクロイックミラー１０７で反射された緑色光
ＧＬは、第２のフィールドレンズ１１９を介して第２の
透過型液晶パネル１１６に入射される。

【００６０】また、第２のダイクロイックミラー１０７
を透過した青色光ＢＬは、第１のリレーレンズ１１１を
通った後、第２の反射ミラー１１２で反射され、さらに
第２のリレーレンズ１１３を通過して、第３の反射ミラ
ー１１４で反射される。そして、第３の反射ミラー１１
４で反射された青色光ＢＬは、第３のフィールドレンズ
１２０を介して第３の透過型液晶パネル１１７に入射さ
れる。

【００６１】第１〜第３の透過型液晶パネル１１５〜１
１７においては、印加される映像信号に基づいて空間光
変調が行われ、それぞれが異なる方向からクロスダイク
ロイックプリズム１２１に入射される。クロスダイクロ
イックプリズム１２１においては、赤色変調光は反射面
１２１ａで、青色変調光は反射面１２１ｂで投射レンズ
１２２に向かって反射され、緑色変調光は、反射面１２
１ａ，１２１ｂを透過することにより、第１〜第３の透
過型液晶パネル１１５〜１１７の出射変調光が合成され
る。これにより、第１〜第３の透過型液晶パネル１１５
〜１１７で形成された映像がスクリーン１２３に拡大投
影され、所望のカラー画像が表示される。

【００６２】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、透過光学素子として設けられた第１の負レンズ１０
９、第２の負レンズ１１０、および第２のリレーレンズ
１１３の配置位置毎に、これら第１の負レンズ１０９、
第２の負レンズ１１０、および第２のリレーレンズ１１
３の光軸のそれぞれを、各色光用光学系１２４，１２
５，１３６の光軸に対して所定方向、具体的には、光軸
に平行な方向および垂直な方向に移動させて、各色光の
対応する第１〜第３の透過型液晶パネル１１５〜１１７
の照明光としての照射位置および範囲（集光位置および
範囲）を独立に調整するための調整部１３０を設けたの
で、以下の効果を有する。すなわち、光源１０１から発
せられた光が、製造誤差に起因する液晶パネルに集光す
る位置のずれを補正を各色光毎に最適化することがで
き、かつ液晶パネルに入射する光線の角度変化を抑え、
投写される光量の減少を抑えることができ、照明欠けが
なく明るい投写装置を実現できる。

【００６３】また、負レンズを光軸方向に移動すること
により、液晶パネルに集光する大きさを任意に変更する
ことができ、液晶パネルに集光する光が照明欠けを起こ
さない範囲で小さくすることにより、より明るい投写型
表示装置を実現できる。

【００６４】また、基準位置で照明欠けを起こしてしま
う場合は、液晶パネルから透過光学素子としての負レン
ズ等を遠ざけることにより、照明欠けを回避できる。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、光源から発せられた光
が、製造誤差に起因する光変調手段に集光する位置のず
れを補正を各色光毎に最適化することができ、かつ光変
調手段に入射する光線の角度変化を抑え、投写される光
量の減少を抑えることができ、ひいては、照明欠けがな
く明るい投写型表示装置を実現できる。

【００６６】また、負レンズ等の透過光学素子を光軸方
向に移動することにより、光変調手段に集光する大きさ
を任意に変更することができ、光変調手段に集光する光
が照明欠けを起こさない範囲で小さくすることにより、
より明るい投写装置を実現できる。

【００６７】また、基準位置で照明欠けを起こしてしま
う場合は、光変調手段から負レンズ等の透過光学素子を
遠ざけることにより、照明欠けを回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る照明装置を採用した３板式液晶プ
ロジェクタ装置の一実施形態を示す構成図である。

【図２】本発明に係る調整手段としての調整部の一例を
示す構成図である。

【図３】従来の照明装置を採用した３板式液晶プロジェ
クタ装置の構成図である。

【符号の説明】

１００…３板式液晶プロジェクタ装置、１０１…光源、
１０１ａ…放電ランプ、１０１ｂ…リフレクタ、１０２
…ＵＶ−ＩＲカットフィルタ、１０３…第１のマルチレ
ンズアレイ、１０４…第２のマルチレンズアレイ、１０
５…平凸レンズからなる集光レンズ、１０６…分光手段
としての第１のダイクロイックミラー、１０７…分光手
段としての第２のダイクロイックミラー、１０８…第１
の反射ミラー、１０９…透過光学素子としての第１の負
レンズ、１１０…透過光学素子としての第２の負レン
ズ、１１１…透過光学素子としての第１のリレーレン
ズ、１１１２…第２の反射ミラー、１１３…透過光学素
子としの第２のリレーレンズ（反転用リレーレンズ）、
１１４…第３の反射ミラー、１１５…光変調手段として
の第１の透過型液晶パネル、１１６…光変調手段として
の第２の透過型液晶パネル、１１７…光変調手段として
の第３の透過型液晶パネル、１１８…第１のフィールド
レンズ、１１９…第２のフィールドレンズ、１２０…第
３のフィールドレンズ、１２１…光合成手段としてのク
ロスダイクロイックプリズム、１２２…投射レンズ、１
２３…スクリーン、１３０…調整部、１０３１…本体、
１０３２…第１の調整板、１０３３…第２の調整板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 HA13 HA21 HA24 HA28 MA20 2H091 FA05Z FA08X FA14Z FA26Z FA29Z FA41Z FD06 FD12 LA12 MA07 5G435 AA01 AA04 BB17 CC12 DD05 GG01 GG03 GG04 GG08 LL15

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明光を出射する光源と、 上記光源から出射された照明光を複数の色光に分光する
   分光手段と、 上記分光手段において分光された各色光を照明光として
   受けて変調光を出射する複数の光変調手段と、 上記各光変調手段から出射された複数の変調光を合成す
   る光合成手段と、 上記分光手段で分光された各色光を対応する光変調手段
   に導光する光路を形成する複数の色光用光学系と、 上記各色光用光学系の光路に配置され、各色光の対応す
   る光変調手段への照射領域を調整可能な複数の透過光学
   素子と、 上記各透過光学素子を各色光用光学系の光軸に対して所
   定方向に移動可能で、各色光の対応する光変調手段への
   照射位置を独立に調整するための複数の調整手段とを有
   する照明装置。
2. 【請求項２】 照明光を出射する光源と、 上記光源から出射された照明光を複数の色光に分光する
   分光手段と、 上記分光手段において分光された各色光を照明光として
   受けて変調光を出射する複数の光変調手段と、 上記各光変調手段から出射された複数の変調光を合成す
   る光合成手段と、 上記分光手段で分光された各色光を対応する光変調手段
   に導光する光路を形成する複数の色光用光学系と、 上記各色光用光学系の光路に配置され、各色光の対応す
   る光変調手段への照射領域を調整可能な複数の透過光学
   素子と、 上記各透過光学素子を各色光用光学系の光軸に対して所
   定方向に移動可能で、各色光の対応する光変調手段への
   照射位置および範囲を独立に調整するための複数の調整
   手段とを有する照明装置。
3. 【請求項３】 照明光を出射する光源と、 上記光源から出射された照明光を複数の色光に分光する
   分光手段と、 上記分光手段において分光された各色光を照明光として
   受けて変調光を出射する複数の光変調手段と、 上記各光変調手段から出射された複数の変調光を合成す
   る光合成手段と、 上記分光手段で分光された各色光を対応する光変調手段
   に導光する光路を形成する複数の色光用光学系と、 上記各色光用光学系の光路に配置され、各色光の対応す
   る光変調手段への照射領域を調整可能な複数の透過光学
   素子と、 上記各透過光学素子を各色光用光学系の光軸に対して所
   定方向に移動可能で、各色光の対応する光変調手段への
   照射位置を独立に調整するための複数の調整手段と、 上記光合成手段の合成光をスクリーン上に投射する投射
   光学系とを有する投射型表示装置。
4. 【請求項４】 照明光を出射する光源と、 上記光源から出射された照明光を複数の色光に分光する
   分光手段と、 上記分光手段において分光された各色光を照明光として
   受けて変調光を出射する複数の光変調手段と、 上記各光変調手段から出射された複数の変調光を合成す
   る光合成手段と、 上記分光手段で分光された各色光を対応する光変調手段
   に導光する光路を形成する複数の色光用光学系と、 上記各色光用光学系の光路に配置され、各色光の対応す
   る光変調手段への照射領域を調整可能な複数の透過光学
   素子と、 上記各透過光学素子を各色光用光学系の光軸に対して所
   定方向に移動可能で、各色光の対応する光変調手段への
   照射位置および範囲を独立に調整するための複数の調整
   手段と上記光合成手段の合成光をスクリーン上に投射す
   る投射光学系とを有する投射型表示装置。
5. 【請求項５】 照明光を出射する光源と、上記光源から
   出射された照明光を複数の色光に分光する分光手段と、
   上記分光手段において分光された各色光を照明光として
   受けて変調光を出射する複数の光変調手段と、上記分光
   手段で分光された各色光を対応する光変調手段に導光す
   る光路を形成する複数の色光用光学系と、上記各色光用
   光学系の光路のそれぞれに配置した複数の透過光学素子
   とを含む照明装置の照明光調整方法であって、 各色光の対応する光変調手段への照明光としての照射位
   置を、上記各透過光学素子の各々を独立に各色光用光学
   系の光軸に対して所定方向に移動させて調整する照明装
   置の照明光調整方法。
6. 【請求項６】 照明光を出射する光源と、上記光源から
   出射された照明光を複数の色光に分光する分光手段と、
   上記分光手段において分光された各色光を照明光として
   受けて変調光を出射する複数の光変調手段と、上記分光
   手段で分光された各色光を対応する光変調手段に導光す
   る光路を形成する複数の色光用光学系と、上記各色光用
   光学系の光路のそれぞれに配置した複数の透過光学素子
   とを含む照明装置の照明光調整方法であって、 各色光の対応する光変調手段への照明光としての照射位
   置および範囲を、上記各透過光学素子の各々を独立に各
   色光用光学系の光軸に対して所定方向に移動させて調整
   する照明装置の照明光調整方法。