JP3679696B2 - 画像表示光学ユニットにおける照明調整方法、画像表示光学ユニット、画像表示装置および画像表示システム - Google Patents
画像表示光学ユニットにおける照明調整方法、画像表示光学ユニット、画像表示装置および画像表示システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP3679696B2 JP3679696B2 JP2000244821A JP2000244821A JP3679696B2 JP 3679696 B2 JP3679696 B2 JP 3679696B2 JP 2000244821 A JP2000244821 A JP 2000244821A JP 2000244821 A JP2000244821 A JP 2000244821A JP 3679696 B2 JP3679696 B2 JP 3679696B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image display
- reflective optical
- reflective
- optical element
- illumination light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示素子を照明するための反射光学素子を備えた画像表示光学ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶プロジェクター等の画像表示装置に用いられる光学ユニットには、図４に示すような構成のものがある。なお、この構成は、特開平２０００−１９６３４号公報にて提案されているものである。
【０００３】
照明光源１０３を射出した照明光は、ダイクロイックミラー１０４，１４０を含むミラー群１０４，１０５，１４０，１５０〜１５３によってＲＧＢの各色光に分解され、レンズ９を通じて液晶パネル１１０〜１１２に導かれる。そして、液晶パネル１１０〜１１２によって変調された各色画像光は、色合成プリズム１０２によって色合成され、投写レンズ１０６から不図示のスクリーン等に投写されてカラー画像を形成する。
【０００４】
光源１０３から投写レンズ１０６に至るまでのＲＧＢの各色光の光路長は、互いに略等しくなるように構成されている。また、上記ミラー群はすべて光学筐体１０１に内包されて固定配置されている。
【０００５】
以上の構成において光源１０３からの照明光を効率よく利用するためには、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光の各画像表示素子１０，１１，１２への照射領域を各画像表示素子１０，１１，１２の画面サイズと略一致させることが必要である。
【０００６】
このため、従来は、光路内に配置される反射ミラーおよびダイクロイックミラーの角度を調整することによって、画像表示素子に対する照明光の照射領域の位置調整を行うようにしている。例えば、特開平１１−２８１８７６号公報にて提案されているミラー調整機構などを用いて照明光の照射領域の調整が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像表示装置では、反射ミラーあるいはダイクロイックミラーの傾き角度を変更して照明光の照射領域の位置を変化させるため、照射領域に歪み、いわゆる台形歪みが生じてしまう。このため、照明光の照射領域と画像表示素子の画面サイズとの不整合および照明むらが発生し、理想的な照射領域の調整を行うことが難しい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願第１の発明では、それぞれ曲面により構成された反射面を有する反射光学素子であって、光源からの照明光を反射させる第１反射光学素子と、この第１反射光学素子で反射した照明光を反射させる第２反射光学素子と、この第２反射光学素子で反射した照明光を反射させて画像表示素子に導く第３反射光学素子とを有する画像表示光学ユニットにおいて、第１および第３反射光学素子を、第２反射光学素子に対し、この第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に移動させて画像表示素子に対する照明光の照射領域の位置を調整するようにしている。
【００１０】
第１の発明によれば、第１および第３反射光学素子を移動させて画像表示素子に対する照射領域の位置を調整する際に、照明光の照射領域の形や大きさや明るさが実質的に変化しないため、画像表示素子の画面サイズに対する照射領域の不整合や照明の明るさ変化および照明むらをほとんど生じさせることなく簡単に照明光の画像表示素子に対する照射領域を適正な位置に調整することが可能となる。
【００１１】
なお、第１および第３反射光学素子を一体として移動させるようにすることにより、照明光の照射領域の調整を、第１および第３反射光学素子について別々に行う場合に比べて簡単に行うことが可能である。
【００１２】
ここで、第１の発明において、少なくとも第２反射光学素子を保持する筐体に第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に平行な基準ガイド面を形成し、第１および第３反射光学素子を上記基準ガイド面に沿って移動させるようにすれば、照明光の照射領域の位置調整および調整後の第１および第３反射光学素子の筐体に対する固定を容易に行うことが可能となる。
【００１４】
さらに、本願第２の発明では、それぞれ曲面により構成された反射面を有する反射光学素子であって、光源からの照明光を反射させる第１反射光学素子と、この第１反射光学素子で反射した照明光を反射させる第２反射光学素子と、この第２反射光学素子で反射した照明光を反射させて画像表示素子に導く第３反射光学素子とを有する画像表示光学ユニットにおいて、第２反射光学素子を、第１および第３反射光学素子に対し、この第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に移動させて画像表示素子に対する照明光の照射領域の位置を調整するようにしている。
【００１５】
第２の発明によれば、第２反射光学素子を移動させて画像表示素子に対する照射領域の位置を調整する際に、照明光の照射領域の形や大きさや明るさが実質的に変化しないため、画像表示素子の画面サイズに対する照射領域の不整合や照明の明るさ変化および照明むらをほとんど生じさせることなく簡単に照明光の画像表示素子に対する照射領域を適正な位置に調整することが可能となる。
【００１６】
ここで、第２の発明において、少なくとも第２反射光学素子を保持する筐体に第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に平行な基準ガイド面を形成し、この第２反射光学素子を上記基準ガイド面に沿って移動させるようにすれば、照明光の照射領域の位置調整および調整後の第２反射光学素子の筐体に対する固定を容易に行うことが可能となる。
【００１７】
なお、上記第１及び第２の発明は、光源と、この光源からの照明光を３つの色光に分解する色分解系と、この色分解系により分解された色光のそれぞれにより照明される３つの画像表示素子と、前記色分解系により分解された色光うち少なくとも１つの色光を画像表示素子に導く反射光学系であるリレー系とを有する画像表示光学ユニットで、上記第１、第２および第３反射光学素子が上記リレー系を構成するものに特に、好適である。
【００１８】
また、筐体に、環境温度の変化に伴う筐体と第１および第３反射光学素子との間の変形量差を吸収する形状部を設けることにより、環境温度変化による第１および第３反射光学素子の変形、すなわち画像表示素子に対する照明光の照射領域のずれや明るさ変化等を抑えることが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態である、液晶プロジェクター（画像表示装置）に備えられる画像表示光学ユニットの構成を示している。なお、図示の状態は、光学ユニットにおける光学調整時の状態である。
【００２０】
この図において、１はメタルハライドランプや水銀ランプなどの光源ランプであり、２は放物面や楕円体面からなるリフレクターである。
【００２１】
３は第１のレンズアレイ３１と第２のレンズアレイ３２からなるインテグレーターであり、４は複数の偏光分離面４１とこの偏光分離面４１に対応した複数の反射面４２と複数の位相板４３とからなる偏光変換素子である。
【００２２】
５は青反射ダイクロイックミラー５１および赤透過ダイクロイックミラー５２からなる色分解系であり、６は偏光変換素子４からの拡散光を液晶表示パネル（画像表示素子：以下、液晶パネルという）１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ上に集光するための集光レンズである。本実施形態では、集光レンズ６を凹レンズ６１，６２と共に用いることにより光路長を圧縮している。また、７１，７２は平面ミラーである。
【００２３】
８はリレー系であり、その内側に第１および第３の凹面反射面（曲面反射面）８１ａ，８１ｂを有するモールドリレーミラー（第１および第３反射光学素子が一体形成されたもの）８１と、このモールドリレーミラー８１に対向配置され、第２の凹面反射面（曲面反射面）８２ａを有する対向ミラー（第２反射光学素子）８２とからなる反射光学系として構成されている。
【００２４】
モールドリレーミラー８１は、不透明のポリカーボネイト樹脂により成形された母材部品の２つの凹面部分を鏡面加工し、これら凹面部分にダイクロイック膜を蒸着して作られている。
【００２５】
なお、モールドリレーミラー８１を、上記凹面部分に偏光分離膜を蒸着して作るようにしてもよい。
【００２６】
また、対向ミラー８２は、不透明のポリカーボネイト樹脂により成形された母材部品の凹面部分に全反射膜を蒸着して作られており、筐体１４に固定されている。
【００２７】
９Ｇ，９Ｂは照明光（緑波長域の光および青波長位置の光）を液晶パネル１０Ｇ，１０Ｂに集光するためのコンデンサーレンズである。なお、液晶パネル１０Ｒは赤色用の液晶パネル、液晶パネル１０Ｇは緑色用の液晶パネル、液晶パネル１０Ｂは青色用の液晶パネルである。
【００２８】
１１は色合成プリズムであり、その内部には、互いに異なる波長域の光を反射して他を透過させる２つのダイクロイック膜が形成されている。この色合成プリズム１１は、基本的には３ＣＣＤカメラ用のいわゆる３Ｐプリズムと同様のプリズム構成を投影用に用いたものである。但し、本実施形態では、加工性を考慮して４つのプリズムを結合して色合成プリズム１１を構成している。
【００２９】
１２は正の屈折力を有し、色合成プリズム１１から射出した色合成画像を拡大して不図示のスクリーン等に投写する投写レンズである。
【００３０】
１３は色合成プリズム１１および投写レンズ１２を固定保持するベースマウント部材である。
【００３１】
以上の各構成要素は、筐体１４に固定保持されている。筐体１４は、不飽和ポリエステルにガラスを添加した材料を使用した成形品である。この筐体１４には開口部１４２が形成されており、この開口部１４２の周囲部分にはモールドリレーミラー８１が開口部１４２を塞ぐように固定されている。
【００３２】
より詳しく説明すると、モールドリレーミラー８１は、筐体１４における上記開口部１４２の周囲に形成されたフランジ形状部分の端面である基準ガイド面１４ａ，１４ｂに当接し、モールドリレーミラー８１のフランジ形状部分と筐体１４の上記フランジ形状部分とがクリップバネ８４ａ，８４ｂで挟み込まれることによって、筐体１４に仮止めされている。
【００３３】
筐体１４の基準ガイド面１４ａ，１４ｂは、対向ミラー８２の反射面の法線８２Ｌに対して直交する方向に平行な面として構成されている。また、筐体１４における上記開口部１４２の近傍には、切り欠き部（環境温度の変化に伴う変形量差を吸収する形状部）１４ｃ，１４ｄが設けられている。
【００３４】
以上のように構成される光学ユニットにおいて、光源ランプ１（およびリフレクタ２）から射出した白色照明光は、平面ミラー７１で反射して、偏光変換素子４を通じて色分解系に入射する。
【００３５】
青反射ダイクロイックミラー５１に入射した照明光のうち、青色光成分はこの青反射ダイクロイックミラー５１にて反射し、他の色光成分は青反射ダイクロイックミラー５１を透過する。青反射ダイクロイックミラー５１にて反射した青色光成分は、平面ミラー７２で反射してコンデンサーレンズ９Ｂで集光され、青色用液晶パネル１０Ｂを照明する。
【００３６】
また、青反射ダイクロイックミラー５１を透過した色光成分は、赤透過ダイクロイックミラー５２に入射する。赤透過ダイクロイックミラー５２に入射した色光成分のうち緑色光成分は、この赤透過ダイクロイックミラー５２にて反射し、コンデンサーレンズ９Ｇで集光されて緑色用液晶パネル１０Ｇを照明する。
【００３７】
さらに、赤透過ダイクロイックミラー５２を透過した赤色光成分は、モールドミラーリレー８１の第１の凹面反射面８１ａで反射し、対向ミラー８２の第２の凹面反射面８２ａで反射し、さらにモールドミラーリレー８１の第３の凹面反射面８１ｂで反射して赤色用液晶パネル１０Ｒを照明する。
【００３８】
そして、各液晶パネル１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒにて変調されこれら液晶パネル１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒを透過した各色画像光成分は、色合成プリズム１１内で合成され、投写レンズ１２を通じて色合成画像光として射出される。
【００３９】
ここで、モールドリレーミラー８１は、筐体１４と別体の部品であり、ユニットの組立て後における光学調整時にその位置を調整することによって、照明光のうち赤色光成分の赤色用液晶パネル１０Ｒに対する照射領域の位置が調整される。
【００４０】
次に、モールドリレーミラー８１の位置調整（赤色用液晶パネル１０Ｒに対する赤色光成分の照射領域の位置調整）について説明する。
【００４１】
図２には、位置調整時におけるモールドリレーミラー８１を図１のＡ方向から見た状態を示しており、モールドリレーミラー８１は調整用工具１５に保持されている。
【００４２】
調整用工具１５に保持されたモールドリレーミラー８１は、筐体１４に対してクリップバネ８４ａ，８４ｂで仮止めされる。この状態で、モールドリレーミラー８１は筐体１４の基準ガイド面１４ａ，１４ｂに対して摺動可能な程度の面圧で当接している。
【００４３】
なお、調整用工具１５は図２中上下方向（Ｙ方向）に２分割された構成となっており、両分割部分に形成された位置決め突起１５ａ，１５ｂがモールドリレーミラー８１に形成された溝８１ｃ，８１ｄに嵌合した状態で、両分割部分がバネ１５ｃ，１５ｄによって互いに接近する方向に付勢されることにより、モールドリレーミラー８１を挟み込保持する。
【００４４】
この状態で光源ランプ１を発光させ、液晶パネル１０Ｒに対する赤色光成分の照射領域を確認しながら、調整用工具１５をモールドリレーミラー８１とともにＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向に移動させる。この際、上記仮止めによってモールドリレーミラー８１における対向ミラー８２の法線８２Ｌの方向への移動が阻止され、かつモールドリレーミラー８１が筐体１４の基準ガイド面１４ａ，１４ｂによって摺動ガイドされることにより、モールドリレーミラー８１のＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向の位置調整を簡単に行うことができる。ここで、Ｘ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向は、法線８２Ｌに直交する方向で、かつ、互いに直交する方向である。
【００４５】
ここで、モールドリレーミラー８１がＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向に移動すると、赤色光成分の光軸の傾きや光路長はほとんど変化せずに光軸の位置がＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向にシフトする。このため、モールドリレーミラー８１のＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向の位置調整によって、赤色用液晶パネル１０Ｒに対する赤色光成分の照射領域の形状（形および大きさ）や明るさに関する変化を実質的に生じさせることなく、つまりは照射領域に台形歪み等を生じさせたり全体の明るさ変化や照明むらを生じさせたりすることなく、照射領域の位置をシフトさせることができる。
【００４６】
なお、「照明光の照射領域の形状および明るさに関する変化が実質的に生じない」とは、照明光の照射領域に画像表示上ないし液晶パネルの照明上問題となるような程度の形状や明るさに関する変化を生じさせないという意味である。
【００４７】
したがって、モールドリレーミラー８１を適切な位置、例えば赤色光成分の照射領域の中心が液晶パネル１０Ｒの画像表示領域の中心に一致する位置に合わせたにもかかわらず、画像表示領域の一部が照明されなかったり画像表示領域上で十分な明るさが得られなかったり明るさむらが生じたりすることを防止することができる。
【００４８】
なお、本発明においては、第１および第３反射光学素子を別体構成としてもよいが、本実施形態のようにこれらを一体とすることにより、第１および第３反射光学素子の位置調整（照明光の照射領域調整）を別々に行う場合に比べて簡単に行うことができる。
【００４９】
こうしてモールドリレーミラー８１の位置調整を行った後、モールドリレーミラー８１を筐体１４の基準ガイド面１４ａ，１４ｂに当接させたまま筐体１４に対して一般的な手段、手法で固定する。すなわち、ビス止め、接着（ＵＶ硬化型、エポキシ系、シアノボンドなど）、熱溶着、クリップバネ、板バネ、ピアノ線を用いたバネ加圧保持等の手段・手法を単独あるいは複数適用して固定保持する。
【００５０】
これにより、モールドリレーミラー８１は、その反射面側とは反対側の表面が筐体１４の外側に露出するように、すなわち筐体１４の一部を構成するように筐体１４に固定される。
【００５１】
次に、この光学ユニットの環境温度に変化が生じた場合について説明する。前述したように、本実施形態の筐体１４には、耐熱性が要求されるとともに成形を行う関係から不飽和ポリエステル（ＵＰ）が用いられ、モールドリレーミラー８１の母材には凹面反射面８１ａ，８１ｂを形成する関係からポリカーボネイト（ＰＣ）等が使用されている。
【００５２】
そして、光学ユニットの内部温度は使用時に高温となり、筐体１４とモールドリレーミラー８１の母材との熱膨張係数の差により、筐体１４の変形量がモールドリレーミラー８１の変形量より大きい場合はモールドリレーミラー８１にそれ自体の熱変形量以上の変形をもたらすことになる。
【００５３】
この点、本実施形態の筐体１４には切り欠き部１４ｃ，１４ｄが設けられており、筐体１４のモールドリレーミラー８１に対する変形量の大きな分は、筐体１４における上記切り欠き部１４ｃ，１４ｄの近傍部分が、対向ミラー８２の法線８２Ｌに直交する方向に変形することによって吸収される。したがって、モールドリレーミラー８１の第１の凹面反射面８１ａと第３の凹面反射面８１ｂには筐体１４の変形による変形が及ばず、環境温度にかかわらず液晶パネル１０Ｒに対する照明を適切に維持することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
図３には、本発明の第２実施形態である、液晶プロジェクター（画像表示装置）に備えられる画像表示光学ユニットの構成を示している。なお、図示の状態は、光学ユニットにおける光学調整時の状態である。また、本実施形態において、第１実施形態と共通する構成要素については第１実施形態と同符号を付して説明に代える。
【００５５】
１０８はリレー系であり、第１の凹面反射面１８１ａと第３の凹面反射面１８１ｂとを有するモールドリレーミラー１８１と、第２の反射面１８２ａを有する対向ミラー１８２とからなる反射光学系として構成されている。
【００５６】
モールドリレーミラー１８１は、不透明のポリカーボネイト樹脂により成形された母材部品の２つの凹面部分を鏡面加工し、これら凹面部分にダイクロイック膜を蒸着して作られている。このモールドリレーミラー１８１は、筐体１１４における開口部１４２の周囲のフランジ形状部分に形成された位置決め穴１１４ａ，１１４ｂに対して位置決めピン１８１ａ，１８１ｂを嵌合させることによって筐体１１４に固定されている。
【００５７】
これにより、モールドリレーミラー１８１は、その反射面側とは反対側の表面が筐体１１４の外側に露出するように、すなわち筐体１１４の一部を構成するように筐体１１４に固定される。
【００５８】
なお、モールドリレーミラー１８１を、上記凹面部分に偏光分離膜を蒸着して作るようにしてもよい。
【００５９】
また、対向ミラー１８２は、不透明のポリカーボネイト樹脂により成形された母材部品の凹面部分に全反射膜を蒸着して作られている。
【００６０】
この対向ミラー１８２は、筐体１１４の内部に形成された基準ガイド面１１４ｅに当接し、クリップバネ１８４ａ，１８４ｂによって筐体１１４に仮止めされている。
【００６１】
筐体１４の基準ガイド面１１４ｅは、対向ミラー１８２の反射面の法線１８２Ｌに対して直交する方向に平行な面として構成されている。また、筐体１１４における上記開口部１４２の近傍には、切り欠き部（環境温度の変化に伴う変形量差を吸収する形状部）１１４ｃ，１１４ｄが設けられている。
【００６２】
以上のように構成される光学ユニットにおいて、光源ランプ１（およびリフレクタ２）から射出した白色照明光は、平面ミラー７１で反射して、偏光変換素子４を通じて色分解系に入射する。
【００６３】
青反射ダイクロイックミラー５１に入射した照明光のうち、青色光成分はこの青反射ダイクロイックミラー５１にて反射し、他の色光成分は青反射ダイクロイックミラー５１を透過する。青反射ダイクロイックミラー５１にて反射した青色光成分は、平面ミラー７２で反射してコンデンサーレンズ９Ｂで集光され、青色用液晶パネル１０Ｂを照明する。
【００６４】
また、青反射ダイクロイックミラー５１を透過した色光成分は、赤透過ダイクロイックミラー５２に入射する。赤透過ダイクロイックミラー５２に入射した色光成分のうち緑色光成分は、この赤透過ダイクロイックミラー５２にて反射し、コンデンサーレンズ９Ｇで集光されて緑色用液晶パネル１０Ｇを照明する。
【００６５】
さらに、赤透過ダイクロイックミラー５２を透過した赤色光成分は、モールドミラーリレー１８１の第１の凹面反射面１８１ａで反射し、対向ミラー１８２の第２の凹面反射面１８２ａで反射し、さらにモールドミラーリレー１８１の第３の凹面反射面１８１ｂで反射して赤色用液晶パネル１０Ｒを照明する。
【００６６】
そして、各液晶パネル１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒにて変調されこれら液晶パネル１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒを透過した各色画像光成分は、色合成プリズム１１内で合成され、投写レンズ１２を通じて色合成画像光として射出される。
【００６７】
ここで、光学ユニットの組立て後の光学調整時において、対向ミラー１８２の位置を調整することによって、照明光のうち赤色光成分の赤色用液晶パネル１０Ｒに対する照射領域の位置が調整される。
【００６８】
次に、対向ミラー１８２の位置調整（赤色用液晶パネル１０Ｒに対する赤色光成分の照射領域の位置調整）について説明する。
【００６９】
不図示の調整用工具に保持された対向ミラー１８２は、筐体１１４に対してクリップバネ１８４ａ，１８４ｂで仮止めされる。この状態で、対向ミラー１８２は筐体１１４の基準ガイド面１１４ｅに対して摺動可能な程度の面圧で当接している。
【００７０】
この状態で光源ランプ１を発光させ、液晶パネル１０Ｒに対する赤色光成分の照射領域を確認しながら、調整用工具を対向ミラー１８２とともにＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向に移動させる。この際、上記仮止めによって対向ミラー１８２における法線１８２Ｌの方向への移動が阻止され、かつ対向ミラー１８２が筐体１１４の基準ガイド面１１４ｅによって摺動ガイドされることにより、対向ミラー１８２のＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向の位置調整を簡単に行うことができる。ここで、Ｘ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向は、法線１８２Ｌに直交する方向で、かつ、互いに直交する方向である。
【００７１】
ここで、対向ミラー１８２がＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向に移動すると、赤色光成分の光軸の傾きや光路長はほとんど変化せずに光軸の位置がＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向にシフトする。このため、対向ミラー１８２のＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向の位置調整によって、赤色用液晶パネル１０Ｒに対する赤色光成分の照射領域の形状（形および大きさ）や明るさに関する変化を実質的に生じさせることなく、つまりは照射領域に台形歪み等を生じさせたり全体の明るさ変化や照明むらを生じさせたりすることなく、照射領域の位置をシフトさせることができる。
【００７２】
なお、「照明光の照射領域の形状および明るさに関する変化が実質的に生じない」とは、第１実施形態で説明した意味と同じ意味である。
【００７３】
したがって、対向ミラー１８２を適切な位置、例えば赤色光成分の照射領域の中心が液晶パネル１０Ｒの画像表示領域の中心に一致する位置に合わせたにもかかわらず、画像表示領域の一部が照明されなかったり画像表示領域上で十分な明るさが得られなかったり明るさむらが生じたりすることを防止することができる。
【００７４】
こうして対向ミラー１８２の位置調整を行った後、対向ミラー１８２を筐体１１４の基準ガイド面１１４ｅに当接させたまま筐体１１４に対して一般的な手段、手法で固定する。すなわち、ビス止め、接着（ＵＶ硬化型、エポキシ系、シアノボンドなど）、熱溶着、クリップバネ、板バネ、ピアノ線を用いたバネ加圧保持等の手段・手法を単独あるいは複数適用して固定保持する。
【００７５】
次に、この光学ユニットの環境温度に変化が生じた場合について説明する。前述したように、本実施形態の筐体１１４には、耐熱性が要求されるとともに成形を行う関係から不飽和ポリエステル（ＵＰ）が用いられ、モールドリレーミラー１８１の母材には凹面反射面１８１ａ，１８１ｂを形成する関係からポリカーボネイト（ＰＣ）等が使用されている。
【００７６】
そして、光学ユニットの内部温度は使用時に高温となり、筐体１１４とモールドリレーミラー１８１の母材との熱膨張係数の差により、筐体１１４の変形量がモールドリレーミラー１８１の変形量より大きい場合はモールドリレーミラー１８１にそれ自体の熱変形量以上の変形をもたらすことになる。
【００７７】
この点、本実施形態の筐体１１４には切り欠き部１１４ｃ，１１４ｄが設けられており、筐体１１４のモールドリレーミラー１８１に対する変形量の大きな分は、筐体１１４における上記切り欠き部１１４ｃ，１１４ｄの近傍部分が、対向ミラー１８２の法線１８２Ｌに直交する方向に変形することによって吸収される。したがって、モールドリレーミラー１８１の第１の凹面反射面１８１ａと第３の凹面反射面１８１ｂには筐体１１４の変形による変形が及ばず、環境温度にかかわらず液晶パネル１０Ｒに対する照明を適切に維持することができる。
【００７８】
なお、上記各実施形態の光学ユニットは、不図示の液晶プロジェクターの筐体内に収納される。このプロジェクターは、電源系、ランプバラスト、画像・音声入出力回路、画像処理回路、液晶駆動回路、音声処理回路、スピーカー、操作スイッチ等を有して構成されており、テレビ・ビデオ・コンピュータ等の画像供給装置からの画像情報を投写スクリーンに拡大投影する表示装置として用いられる。
【００７９】
また、上記各実施形態では、画像表示素子として液晶パネルを用いた場合について説明したが、液晶パネル以外の画像表示素子を用いることも可能である。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本願第１の発明によれば、第１および第３反射光学素子を移動させて画像表示素子に対する照射領域の位置を調整する際に、照明光の照射領域の形や大きさや明るさが実質的に変化しないので、画像表示素子の画面サイズに対する照射領域の不整合や照明の明るさ変化および照明むらをほとんど生じさせることなく簡単に照明光の画像表示素子に対する照射領域を適正な位置に調整することができる。
【００８１】
なお、第１および第３反射光学素子を一体として移動させるようにすることにより、照明光の照射領域の調整を、第１および第３反射光学素子について別々に行う場合に比べて簡単に行うことができる。
【００８２】
また、第１の発明において、筐体に第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に平行な面として形成された基準ガイド面に沿って第１および第３反射光学素子を移動させるようにすれば、照明光の照射領域の位置調整および調整後の第１および第３反射光学素子の筐体に対する固定を容易に行うことができる。
【００８３】
また、本願第２の発明によれば、第２反射光学素子を移動させて画像表示素子に対する照射領域の位置を調整する際に、照明光の照射領域の形や大きさや明るさが実質的に変化しないので、画像表示素子の画面サイズに対する照射領域の不整合や照明の明るさ変化および照明むらをほとんど生じさせることなく簡単に照明光の画像表示素子に対する照射領域を適正な位置に調整することができる。
【００８４】
なお、第２の発明において、筐体に第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に平行な面として形成された基準ガイド面に沿って第２反射光学素子を移動させるようにすれば、照明光の照射領域の位置調整および調整後の第２反射光学素子の筐体に対する固定を容易に行うことができる。
【００８５】
また、上記第１及び第２の発明において、筐体に、環境温度の変化に伴う筐体と第１および第３反射光学素子との間の変形量差を吸収する形状部を設けることにより、環境温度変化による第１および第３反射光学素子の変形、すなわち画像表示素子に対する照明光の照射領域のずれや明るさ変化等を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である、液晶プロジェクターに用いられる画像表示光学ユニットの構成図である。
【図２】上記第１実施形態の光学ユニットにおけるモールドリレーミラーを調整用工具に保持させた状態を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態である、液晶プロジェクターに用いられる画像表示光学ユニットの構成図である。
【図４】従来の液晶プロジェクターの構成図である。
【符号の説明】
１ 光源ランプ
２ リフレクター
３ インテグレーター
４ 偏光変換素子
５ 色分解系
６ 集光レンズ
７１，７２ 平面ミラー
８ リレー系
８１，１８１ モールドリレーミラー
８２，１８２ 対向ミラー
９Ｇ，９Ｂ コンデンサーレンズ
１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ 液晶パネル
１１ 色合成プリズム
１２ 投写レンズ
１３ ベースマウント部材
１４，１１４ 筐体
１４ａ，１４ｂ，１１４ｅ 基準ガイド面
１４ｃ，１４ｄ，１１４ｃ，１１４ｄ 切り欠き部
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示素子を照明するための反射光学素子を備えた画像表示光学ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶プロジェクター等の画像表示装置に用いられる光学ユニットには、図４に示すような構成のものがある。なお、この構成は、特開平２０００−１９６３４号公報にて提案されているものである。
【０００３】
照明光源１０３を射出した照明光は、ダイクロイックミラー１０４，１４０を含むミラー群１０４，１０５，１４０，１５０〜１５３によってＲＧＢの各色光に分解され、レンズ９を通じて液晶パネル１１０〜１１２に導かれる。そして、液晶パネル１１０〜１１２によって変調された各色画像光は、色合成プリズム１０２によって色合成され、投写レンズ１０６から不図示のスクリーン等に投写されてカラー画像を形成する。
【０００４】
光源１０３から投写レンズ１０６に至るまでのＲＧＢの各色光の光路長は、互いに略等しくなるように構成されている。また、上記ミラー群はすべて光学筐体１０１に内包されて固定配置されている。
【０００５】
以上の構成において光源１０３からの照明光を効率よく利用するためには、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光の各画像表示素子１０，１１，１２への照射領域を各画像表示素子１０，１１，１２の画面サイズと略一致させることが必要である。
【０００６】
このため、従来は、光路内に配置される反射ミラーおよびダイクロイックミラーの角度を調整することによって、画像表示素子に対する照明光の照射領域の位置調整を行うようにしている。例えば、特開平１１−２８１８７６号公報にて提案されているミラー調整機構などを用いて照明光の照射領域の調整が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像表示装置では、反射ミラーあるいはダイクロイックミラーの傾き角度を変更して照明光の照射領域の位置を変化させるため、照射領域に歪み、いわゆる台形歪みが生じてしまう。このため、照明光の照射領域と画像表示素子の画面サイズとの不整合および照明むらが発生し、理想的な照射領域の調整を行うことが難しい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願第１の発明では、それぞれ曲面により構成された反射面を有する反射光学素子であって、光源からの照明光を反射させる第１反射光学素子と、この第１反射光学素子で反射した照明光を反射させる第２反射光学素子と、この第２反射光学素子で反射した照明光を反射させて画像表示素子に導く第３反射光学素子とを有する画像表示光学ユニットにおいて、第１および第３反射光学素子を、第２反射光学素子に対し、この第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に移動させて画像表示素子に対する照明光の照射領域の位置を調整するようにしている。
【００１０】
第１の発明によれば、第１および第３反射光学素子を移動させて画像表示素子に対する照射領域の位置を調整する際に、照明光の照射領域の形や大きさや明るさが実質的に変化しないため、画像表示素子の画面サイズに対する照射領域の不整合や照明の明るさ変化および照明むらをほとんど生じさせることなく簡単に照明光の画像表示素子に対する照射領域を適正な位置に調整することが可能となる。
【００１１】
なお、第１および第３反射光学素子を一体として移動させるようにすることにより、照明光の照射領域の調整を、第１および第３反射光学素子について別々に行う場合に比べて簡単に行うことが可能である。
【００１２】
ここで、第１の発明において、少なくとも第２反射光学素子を保持する筐体に第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に平行な基準ガイド面を形成し、第１および第３反射光学素子を上記基準ガイド面に沿って移動させるようにすれば、照明光の照射領域の位置調整および調整後の第１および第３反射光学素子の筐体に対する固定を容易に行うことが可能となる。
【００１４】
さらに、本願第２の発明では、それぞれ曲面により構成された反射面を有する反射光学素子であって、光源からの照明光を反射させる第１反射光学素子と、この第１反射光学素子で反射した照明光を反射させる第２反射光学素子と、この第２反射光学素子で反射した照明光を反射させて画像表示素子に導く第３反射光学素子とを有する画像表示光学ユニットにおいて、第２反射光学素子を、第１および第３反射光学素子に対し、この第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に移動させて画像表示素子に対する照明光の照射領域の位置を調整するようにしている。
【００１５】
第２の発明によれば、第２反射光学素子を移動させて画像表示素子に対する照射領域の位置を調整する際に、照明光の照射領域の形や大きさや明るさが実質的に変化しないため、画像表示素子の画面サイズに対する照射領域の不整合や照明の明るさ変化および照明むらをほとんど生じさせることなく簡単に照明光の画像表示素子に対する照射領域を適正な位置に調整することが可能となる。
【００１６】
ここで、第２の発明において、少なくとも第２反射光学素子を保持する筐体に第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に平行な基準ガイド面を形成し、この第２反射光学素子を上記基準ガイド面に沿って移動させるようにすれば、照明光の照射領域の位置調整および調整後の第２反射光学素子の筐体に対する固定を容易に行うことが可能となる。
【００１７】
なお、上記第１及び第２の発明は、光源と、この光源からの照明光を３つの色光に分解する色分解系と、この色分解系により分解された色光のそれぞれにより照明される３つの画像表示素子と、前記色分解系により分解された色光うち少なくとも１つの色光を画像表示素子に導く反射光学系であるリレー系とを有する画像表示光学ユニットで、上記第１、第２および第３反射光学素子が上記リレー系を構成するものに特に、好適である。
【００１８】
また、筐体に、環境温度の変化に伴う筐体と第１および第３反射光学素子との間の変形量差を吸収する形状部を設けることにより、環境温度変化による第１および第３反射光学素子の変形、すなわち画像表示素子に対する照明光の照射領域のずれや明るさ変化等を抑えることが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態である、液晶プロジェクター（画像表示装置）に備えられる画像表示光学ユニットの構成を示している。なお、図示の状態は、光学ユニットにおける光学調整時の状態である。
【００２０】
この図において、１はメタルハライドランプや水銀ランプなどの光源ランプであり、２は放物面や楕円体面からなるリフレクターである。
【００２１】
３は第１のレンズアレイ３１と第２のレンズアレイ３２からなるインテグレーターであり、４は複数の偏光分離面４１とこの偏光分離面４１に対応した複数の反射面４２と複数の位相板４３とからなる偏光変換素子である。
【００２２】
５は青反射ダイクロイックミラー５１および赤透過ダイクロイックミラー５２からなる色分解系であり、６は偏光変換素子４からの拡散光を液晶表示パネル（画像表示素子：以下、液晶パネルという）１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ上に集光するための集光レンズである。本実施形態では、集光レンズ６を凹レンズ６１，６２と共に用いることにより光路長を圧縮している。また、７１，７２は平面ミラーである。
【００２３】
８はリレー系であり、その内側に第１および第３の凹面反射面（曲面反射面）８１ａ，８１ｂを有するモールドリレーミラー（第１および第３反射光学素子が一体形成されたもの）８１と、このモールドリレーミラー８１に対向配置され、第２の凹面反射面（曲面反射面）８２ａを有する対向ミラー（第２反射光学素子）８２とからなる反射光学系として構成されている。
【００２４】
モールドリレーミラー８１は、不透明のポリカーボネイト樹脂により成形された母材部品の２つの凹面部分を鏡面加工し、これら凹面部分にダイクロイック膜を蒸着して作られている。
【００２５】
なお、モールドリレーミラー８１を、上記凹面部分に偏光分離膜を蒸着して作るようにしてもよい。
【００２６】
また、対向ミラー８２は、不透明のポリカーボネイト樹脂により成形された母材部品の凹面部分に全反射膜を蒸着して作られており、筐体１４に固定されている。
【００２７】
９Ｇ，９Ｂは照明光（緑波長域の光および青波長位置の光）を液晶パネル１０Ｇ，１０Ｂに集光するためのコンデンサーレンズである。なお、液晶パネル１０Ｒは赤色用の液晶パネル、液晶パネル１０Ｇは緑色用の液晶パネル、液晶パネル１０Ｂは青色用の液晶パネルである。
【００２８】
１１は色合成プリズムであり、その内部には、互いに異なる波長域の光を反射して他を透過させる２つのダイクロイック膜が形成されている。この色合成プリズム１１は、基本的には３ＣＣＤカメラ用のいわゆる３Ｐプリズムと同様のプリズム構成を投影用に用いたものである。但し、本実施形態では、加工性を考慮して４つのプリズムを結合して色合成プリズム１１を構成している。
【００２９】
１２は正の屈折力を有し、色合成プリズム１１から射出した色合成画像を拡大して不図示のスクリーン等に投写する投写レンズである。
【００３０】
１３は色合成プリズム１１および投写レンズ１２を固定保持するベースマウント部材である。
【００３１】
以上の各構成要素は、筐体１４に固定保持されている。筐体１４は、不飽和ポリエステルにガラスを添加した材料を使用した成形品である。この筐体１４には開口部１４２が形成されており、この開口部１４２の周囲部分にはモールドリレーミラー８１が開口部１４２を塞ぐように固定されている。
【００３２】
より詳しく説明すると、モールドリレーミラー８１は、筐体１４における上記開口部１４２の周囲に形成されたフランジ形状部分の端面である基準ガイド面１４ａ，１４ｂに当接し、モールドリレーミラー８１のフランジ形状部分と筐体１４の上記フランジ形状部分とがクリップバネ８４ａ，８４ｂで挟み込まれることによって、筐体１４に仮止めされている。
【００３３】
筐体１４の基準ガイド面１４ａ，１４ｂは、対向ミラー８２の反射面の法線８２Ｌに対して直交する方向に平行な面として構成されている。また、筐体１４における上記開口部１４２の近傍には、切り欠き部（環境温度の変化に伴う変形量差を吸収する形状部）１４ｃ，１４ｄが設けられている。
【００３４】
以上のように構成される光学ユニットにおいて、光源ランプ１（およびリフレクタ２）から射出した白色照明光は、平面ミラー７１で反射して、偏光変換素子４を通じて色分解系に入射する。
【００３５】
青反射ダイクロイックミラー５１に入射した照明光のうち、青色光成分はこの青反射ダイクロイックミラー５１にて反射し、他の色光成分は青反射ダイクロイックミラー５１を透過する。青反射ダイクロイックミラー５１にて反射した青色光成分は、平面ミラー７２で反射してコンデンサーレンズ９Ｂで集光され、青色用液晶パネル１０Ｂを照明する。
【００３６】
また、青反射ダイクロイックミラー５１を透過した色光成分は、赤透過ダイクロイックミラー５２に入射する。赤透過ダイクロイックミラー５２に入射した色光成分のうち緑色光成分は、この赤透過ダイクロイックミラー５２にて反射し、コンデンサーレンズ９Ｇで集光されて緑色用液晶パネル１０Ｇを照明する。
【００３７】
さらに、赤透過ダイクロイックミラー５２を透過した赤色光成分は、モールドミラーリレー８１の第１の凹面反射面８１ａで反射し、対向ミラー８２の第２の凹面反射面８２ａで反射し、さらにモールドミラーリレー８１の第３の凹面反射面８１ｂで反射して赤色用液晶パネル１０Ｒを照明する。
【００３８】
そして、各液晶パネル１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒにて変調されこれら液晶パネル１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒを透過した各色画像光成分は、色合成プリズム１１内で合成され、投写レンズ１２を通じて色合成画像光として射出される。
【００３９】
ここで、モールドリレーミラー８１は、筐体１４と別体の部品であり、ユニットの組立て後における光学調整時にその位置を調整することによって、照明光のうち赤色光成分の赤色用液晶パネル１０Ｒに対する照射領域の位置が調整される。
【００４０】
次に、モールドリレーミラー８１の位置調整（赤色用液晶パネル１０Ｒに対する赤色光成分の照射領域の位置調整）について説明する。
【００４１】
図２には、位置調整時におけるモールドリレーミラー８１を図１のＡ方向から見た状態を示しており、モールドリレーミラー８１は調整用工具１５に保持されている。
【００４２】
調整用工具１５に保持されたモールドリレーミラー８１は、筐体１４に対してクリップバネ８４ａ，８４ｂで仮止めされる。この状態で、モールドリレーミラー８１は筐体１４の基準ガイド面１４ａ，１４ｂに対して摺動可能な程度の面圧で当接している。
【００４３】
なお、調整用工具１５は図２中上下方向（Ｙ方向）に２分割された構成となっており、両分割部分に形成された位置決め突起１５ａ，１５ｂがモールドリレーミラー８１に形成された溝８１ｃ，８１ｄに嵌合した状態で、両分割部分がバネ１５ｃ，１５ｄによって互いに接近する方向に付勢されることにより、モールドリレーミラー８１を挟み込保持する。
【００４４】
この状態で光源ランプ１を発光させ、液晶パネル１０Ｒに対する赤色光成分の照射領域を確認しながら、調整用工具１５をモールドリレーミラー８１とともにＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向に移動させる。この際、上記仮止めによってモールドリレーミラー８１における対向ミラー８２の法線８２Ｌの方向への移動が阻止され、かつモールドリレーミラー８１が筐体１４の基準ガイド面１４ａ，１４ｂによって摺動ガイドされることにより、モールドリレーミラー８１のＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向の位置調整を簡単に行うことができる。ここで、Ｘ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向は、法線８２Ｌに直交する方向で、かつ、互いに直交する方向である。
【００４５】
ここで、モールドリレーミラー８１がＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向に移動すると、赤色光成分の光軸の傾きや光路長はほとんど変化せずに光軸の位置がＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向にシフトする。このため、モールドリレーミラー８１のＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向の位置調整によって、赤色用液晶パネル１０Ｒに対する赤色光成分の照射領域の形状（形および大きさ）や明るさに関する変化を実質的に生じさせることなく、つまりは照射領域に台形歪み等を生じさせたり全体の明るさ変化や照明むらを生じさせたりすることなく、照射領域の位置をシフトさせることができる。
【００４６】
なお、「照明光の照射領域の形状および明るさに関する変化が実質的に生じない」とは、照明光の照射領域に画像表示上ないし液晶パネルの照明上問題となるような程度の形状や明るさに関する変化を生じさせないという意味である。
【００４７】
したがって、モールドリレーミラー８１を適切な位置、例えば赤色光成分の照射領域の中心が液晶パネル１０Ｒの画像表示領域の中心に一致する位置に合わせたにもかかわらず、画像表示領域の一部が照明されなかったり画像表示領域上で十分な明るさが得られなかったり明るさむらが生じたりすることを防止することができる。
【００４８】
なお、本発明においては、第１および第３反射光学素子を別体構成としてもよいが、本実施形態のようにこれらを一体とすることにより、第１および第３反射光学素子の位置調整（照明光の照射領域調整）を別々に行う場合に比べて簡単に行うことができる。
【００４９】
こうしてモールドリレーミラー８１の位置調整を行った後、モールドリレーミラー８１を筐体１４の基準ガイド面１４ａ，１４ｂに当接させたまま筐体１４に対して一般的な手段、手法で固定する。すなわち、ビス止め、接着（ＵＶ硬化型、エポキシ系、シアノボンドなど）、熱溶着、クリップバネ、板バネ、ピアノ線を用いたバネ加圧保持等の手段・手法を単独あるいは複数適用して固定保持する。
【００５０】
これにより、モールドリレーミラー８１は、その反射面側とは反対側の表面が筐体１４の外側に露出するように、すなわち筐体１４の一部を構成するように筐体１４に固定される。
【００５１】
次に、この光学ユニットの環境温度に変化が生じた場合について説明する。前述したように、本実施形態の筐体１４には、耐熱性が要求されるとともに成形を行う関係から不飽和ポリエステル（ＵＰ）が用いられ、モールドリレーミラー８１の母材には凹面反射面８１ａ，８１ｂを形成する関係からポリカーボネイト（ＰＣ）等が使用されている。
【００５２】
そして、光学ユニットの内部温度は使用時に高温となり、筐体１４とモールドリレーミラー８１の母材との熱膨張係数の差により、筐体１４の変形量がモールドリレーミラー８１の変形量より大きい場合はモールドリレーミラー８１にそれ自体の熱変形量以上の変形をもたらすことになる。
【００５３】
この点、本実施形態の筐体１４には切り欠き部１４ｃ，１４ｄが設けられており、筐体１４のモールドリレーミラー８１に対する変形量の大きな分は、筐体１４における上記切り欠き部１４ｃ，１４ｄの近傍部分が、対向ミラー８２の法線８２Ｌに直交する方向に変形することによって吸収される。したがって、モールドリレーミラー８１の第１の凹面反射面８１ａと第３の凹面反射面８１ｂには筐体１４の変形による変形が及ばず、環境温度にかかわらず液晶パネル１０Ｒに対する照明を適切に維持することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
図３には、本発明の第２実施形態である、液晶プロジェクター（画像表示装置）に備えられる画像表示光学ユニットの構成を示している。なお、図示の状態は、光学ユニットにおける光学調整時の状態である。また、本実施形態において、第１実施形態と共通する構成要素については第１実施形態と同符号を付して説明に代える。
【００５５】
１０８はリレー系であり、第１の凹面反射面１８１ａと第３の凹面反射面１８１ｂとを有するモールドリレーミラー１８１と、第２の反射面１８２ａを有する対向ミラー１８２とからなる反射光学系として構成されている。
【００５６】
モールドリレーミラー１８１は、不透明のポリカーボネイト樹脂により成形された母材部品の２つの凹面部分を鏡面加工し、これら凹面部分にダイクロイック膜を蒸着して作られている。このモールドリレーミラー１８１は、筐体１１４における開口部１４２の周囲のフランジ形状部分に形成された位置決め穴１１４ａ，１１４ｂに対して位置決めピン１８１ａ，１８１ｂを嵌合させることによって筐体１１４に固定されている。
【００５７】
これにより、モールドリレーミラー１８１は、その反射面側とは反対側の表面が筐体１１４の外側に露出するように、すなわち筐体１１４の一部を構成するように筐体１１４に固定される。
【００５８】
なお、モールドリレーミラー１８１を、上記凹面部分に偏光分離膜を蒸着して作るようにしてもよい。
【００５９】
また、対向ミラー１８２は、不透明のポリカーボネイト樹脂により成形された母材部品の凹面部分に全反射膜を蒸着して作られている。
【００６０】
この対向ミラー１８２は、筐体１１４の内部に形成された基準ガイド面１１４ｅに当接し、クリップバネ１８４ａ，１８４ｂによって筐体１１４に仮止めされている。
【００６１】
筐体１４の基準ガイド面１１４ｅは、対向ミラー１８２の反射面の法線１８２Ｌに対して直交する方向に平行な面として構成されている。また、筐体１１４における上記開口部１４２の近傍には、切り欠き部（環境温度の変化に伴う変形量差を吸収する形状部）１１４ｃ，１１４ｄが設けられている。
【００６２】
以上のように構成される光学ユニットにおいて、光源ランプ１（およびリフレクタ２）から射出した白色照明光は、平面ミラー７１で反射して、偏光変換素子４を通じて色分解系に入射する。
【００６３】
青反射ダイクロイックミラー５１に入射した照明光のうち、青色光成分はこの青反射ダイクロイックミラー５１にて反射し、他の色光成分は青反射ダイクロイックミラー５１を透過する。青反射ダイクロイックミラー５１にて反射した青色光成分は、平面ミラー７２で反射してコンデンサーレンズ９Ｂで集光され、青色用液晶パネル１０Ｂを照明する。
【００６４】
また、青反射ダイクロイックミラー５１を透過した色光成分は、赤透過ダイクロイックミラー５２に入射する。赤透過ダイクロイックミラー５２に入射した色光成分のうち緑色光成分は、この赤透過ダイクロイックミラー５２にて反射し、コンデンサーレンズ９Ｇで集光されて緑色用液晶パネル１０Ｇを照明する。
【００６５】
さらに、赤透過ダイクロイックミラー５２を透過した赤色光成分は、モールドミラーリレー１８１の第１の凹面反射面１８１ａで反射し、対向ミラー１８２の第２の凹面反射面１８２ａで反射し、さらにモールドミラーリレー１８１の第３の凹面反射面１８１ｂで反射して赤色用液晶パネル１０Ｒを照明する。
【００６６】
そして、各液晶パネル１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒにて変調されこれら液晶パネル１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒを透過した各色画像光成分は、色合成プリズム１１内で合成され、投写レンズ１２を通じて色合成画像光として射出される。
【００６７】
ここで、光学ユニットの組立て後の光学調整時において、対向ミラー１８２の位置を調整することによって、照明光のうち赤色光成分の赤色用液晶パネル１０Ｒに対する照射領域の位置が調整される。
【００６８】
次に、対向ミラー１８２の位置調整（赤色用液晶パネル１０Ｒに対する赤色光成分の照射領域の位置調整）について説明する。
【００６９】
不図示の調整用工具に保持された対向ミラー１８２は、筐体１１４に対してクリップバネ１８４ａ，１８４ｂで仮止めされる。この状態で、対向ミラー１８２は筐体１１４の基準ガイド面１１４ｅに対して摺動可能な程度の面圧で当接している。
【００７０】
この状態で光源ランプ１を発光させ、液晶パネル１０Ｒに対する赤色光成分の照射領域を確認しながら、調整用工具を対向ミラー１８２とともにＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向に移動させる。この際、上記仮止めによって対向ミラー１８２における法線１８２Ｌの方向への移動が阻止され、かつ対向ミラー１８２が筐体１１４の基準ガイド面１１４ｅによって摺動ガイドされることにより、対向ミラー１８２のＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向の位置調整を簡単に行うことができる。ここで、Ｘ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向は、法線１８２Ｌに直交する方向で、かつ、互いに直交する方向である。
【００７１】
ここで、対向ミラー１８２がＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向に移動すると、赤色光成分の光軸の傾きや光路長はほとんど変化せずに光軸の位置がＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向にシフトする。このため、対向ミラー１８２のＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向の位置調整によって、赤色用液晶パネル１０Ｒに対する赤色光成分の照射領域の形状（形および大きさ）や明るさに関する変化を実質的に生じさせることなく、つまりは照射領域に台形歪み等を生じさせたり全体の明るさ変化や照明むらを生じさせたりすることなく、照射領域の位置をシフトさせることができる。
【００７２】
なお、「照明光の照射領域の形状および明るさに関する変化が実質的に生じない」とは、第１実施形態で説明した意味と同じ意味である。
【００７３】
したがって、対向ミラー１８２を適切な位置、例えば赤色光成分の照射領域の中心が液晶パネル１０Ｒの画像表示領域の中心に一致する位置に合わせたにもかかわらず、画像表示領域の一部が照明されなかったり画像表示領域上で十分な明るさが得られなかったり明るさむらが生じたりすることを防止することができる。
【００７４】
こうして対向ミラー１８２の位置調整を行った後、対向ミラー１８２を筐体１１４の基準ガイド面１１４ｅに当接させたまま筐体１１４に対して一般的な手段、手法で固定する。すなわち、ビス止め、接着（ＵＶ硬化型、エポキシ系、シアノボンドなど）、熱溶着、クリップバネ、板バネ、ピアノ線を用いたバネ加圧保持等の手段・手法を単独あるいは複数適用して固定保持する。
【００７５】
次に、この光学ユニットの環境温度に変化が生じた場合について説明する。前述したように、本実施形態の筐体１１４には、耐熱性が要求されるとともに成形を行う関係から不飽和ポリエステル（ＵＰ）が用いられ、モールドリレーミラー１８１の母材には凹面反射面１８１ａ，１８１ｂを形成する関係からポリカーボネイト（ＰＣ）等が使用されている。
【００７６】
そして、光学ユニットの内部温度は使用時に高温となり、筐体１１４とモールドリレーミラー１８１の母材との熱膨張係数の差により、筐体１１４の変形量がモールドリレーミラー１８１の変形量より大きい場合はモールドリレーミラー１８１にそれ自体の熱変形量以上の変形をもたらすことになる。
【００７７】
この点、本実施形態の筐体１１４には切り欠き部１１４ｃ，１１４ｄが設けられており、筐体１１４のモールドリレーミラー１８１に対する変形量の大きな分は、筐体１１４における上記切り欠き部１１４ｃ，１１４ｄの近傍部分が、対向ミラー１８２の法線１８２Ｌに直交する方向に変形することによって吸収される。したがって、モールドリレーミラー１８１の第１の凹面反射面１８１ａと第３の凹面反射面１８１ｂには筐体１１４の変形による変形が及ばず、環境温度にかかわらず液晶パネル１０Ｒに対する照明を適切に維持することができる。
【００７８】
なお、上記各実施形態の光学ユニットは、不図示の液晶プロジェクターの筐体内に収納される。このプロジェクターは、電源系、ランプバラスト、画像・音声入出力回路、画像処理回路、液晶駆動回路、音声処理回路、スピーカー、操作スイッチ等を有して構成されており、テレビ・ビデオ・コンピュータ等の画像供給装置からの画像情報を投写スクリーンに拡大投影する表示装置として用いられる。
【００７９】
また、上記各実施形態では、画像表示素子として液晶パネルを用いた場合について説明したが、液晶パネル以外の画像表示素子を用いることも可能である。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本願第１の発明によれば、第１および第３反射光学素子を移動させて画像表示素子に対する照射領域の位置を調整する際に、照明光の照射領域の形や大きさや明るさが実質的に変化しないので、画像表示素子の画面サイズに対する照射領域の不整合や照明の明るさ変化および照明むらをほとんど生じさせることなく簡単に照明光の画像表示素子に対する照射領域を適正な位置に調整することができる。
【００８１】
なお、第１および第３反射光学素子を一体として移動させるようにすることにより、照明光の照射領域の調整を、第１および第３反射光学素子について別々に行う場合に比べて簡単に行うことができる。
【００８２】
また、第１の発明において、筐体に第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に平行な面として形成された基準ガイド面に沿って第１および第３反射光学素子を移動させるようにすれば、照明光の照射領域の位置調整および調整後の第１および第３反射光学素子の筐体に対する固定を容易に行うことができる。
【００８３】
また、本願第２の発明によれば、第２反射光学素子を移動させて画像表示素子に対する照射領域の位置を調整する際に、照明光の照射領域の形や大きさや明るさが実質的に変化しないので、画像表示素子の画面サイズに対する照射領域の不整合や照明の明るさ変化および照明むらをほとんど生じさせることなく簡単に照明光の画像表示素子に対する照射領域を適正な位置に調整することができる。
【００８４】
なお、第２の発明において、筐体に第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に平行な面として形成された基準ガイド面に沿って第２反射光学素子を移動させるようにすれば、照明光の照射領域の位置調整および調整後の第２反射光学素子の筐体に対する固定を容易に行うことができる。
【００８５】
また、上記第１及び第２の発明において、筐体に、環境温度の変化に伴う筐体と第１および第３反射光学素子との間の変形量差を吸収する形状部を設けることにより、環境温度変化による第１および第３反射光学素子の変形、すなわち画像表示素子に対する照明光の照射領域のずれや明るさ変化等を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である、液晶プロジェクターに用いられる画像表示光学ユニットの構成図である。
【図２】上記第１実施形態の光学ユニットにおけるモールドリレーミラーを調整用工具に保持させた状態を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態である、液晶プロジェクターに用いられる画像表示光学ユニットの構成図である。
【図４】従来の液晶プロジェクターの構成図である。
【符号の説明】
１ 光源ランプ
２ リフレクター
３ インテグレーター
４ 偏光変換素子
５ 色分解系
６ 集光レンズ
７１，７２ 平面ミラー
８ リレー系
８１，１８１ モールドリレーミラー
８２，１８２ 対向ミラー
９Ｇ，９Ｂ コンデンサーレンズ
１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ 液晶パネル
１１ 色合成プリズム
１２ 投写レンズ
１３ ベースマウント部材
１４，１１４ 筐体
１４ａ，１４ｂ，１１４ｅ 基準ガイド面
１４ｃ，１４ｄ，１１４ｃ，１１４ｄ 切り欠き部
Claims (17)
- それぞれ曲面により構成された反射面を有する反射光学素子であって、光源からの照明光を反射させる第１反射光学素子と、この第１反射光学素子で反射した照明光を反射させる第２反射光学素子と、この第２反射光学素子で反射した照明光を反射させて画像表示素子に導く第３反射光学素子とを有する画像表示光学ユニットにおける照明調整方法であって、
前記第１および第３反射光学素子を、前記第２反射光学素子に対し、この第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に移動させて前記画像表示素子に対する照明光の照射領域の位置を調整することを特徴とする画像表示光学ユニットにおける照明調整方法。 - 前記第１および第３反射光学素子を一体的に構成し、
これら第１および第３反射光学素子を一体移動させることを特徴とする請求項１に記載の画像表示光学ユニットにおける照明調整方法。 - 少なくとも前記第２反射光学素子を保持する筐体に前記第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に平行な基準ガイド面を形成し、
前記第１および第３反射光学素子を前記基準ガイド面に沿って移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示光学ユニットにおける照明調整方法。 - 前記第１および第３反射光学素子を、これら第１および第３反射光学素子が前記基準ガイド面に当接するよう前記筐体に仮止めした状態で、これら第１および第３反射光学素子を前記基準ガイド面に沿って移動させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像表示光学ユニットにおける照明調整方法。
- 前記第１および第３反射光学素子における反射面とは反対側の表面を前記筐体の外側に露出させた状態で、これら前記第１および第３反射光学素子を移動させることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像表示光学ユニットにおける照明調整方法。
- それぞれ曲面により構成された反射面を有する反射光学素子であって、光源からの照明光を反射させる第１反射光学素子と、この第１反射光学素子で反射した照明光を反射させる第２反射光学素子と、この第２反射光学素子で反射した照明光を反射させて画像表示素子に導く第３反射光学素子とを有する画像表示光学ユニットにおける照明調整方法であって、
前記第２反射光学素子を、前記第１および第３反射光学素子に対し、この第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に移動させて前記画像表示素子に対する照明光の照射領域の位置を調整することを特徴とする画像表示光学ユニットにおける照明調整方法。 - 少なくとも前記第２反射光学素子を保持する筐体に前記第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に平行な基準ガイド面を形成し、
前記第２反射光学素子を前記基準ガイド面に沿って移動させることを特徴とする請求項６に記載の画像表示光学ユニットにおける照明調整方法。 - 前記第２反射光学素子を、この前記第２反射光学素子が前記基準ガイド面に当接するよう前記筐体に仮止めした状態で、前記第２反射光学素子を前記基準ガイド面に沿って移動させることを特徴とする請求項７に記載の画像表示光学ユニットにおける照明調整方法。
- 前記画像表示光学ユニットが、光源と、この光源からの照明光を３つの色光に分解する色分解系と、この色分解系により分解された色光のそれぞれにより照明される３つの画像表示素子と、前記色分解系により分解された色光うち少なくとも１つの色光を画像表示素子に導く反射光学系であるリレー系とを有し、
前記第１、第２および第３反射光学素子が、前記リレー系を構成することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の画像表示光学ユニットにおける照明調整方法。 - それぞれ曲面により構成された反射面を有する反射光学素子であって、光源からの照明光を反射させる第１反射光学素子と、この第１反射光学素子で反射した照明光を反射させる第２反射光学素子と、この第２反射光学素子で反射した照明光を反射させて画像表示素子に導く第３反射光学素子と、少なくとも前記第２反射光学素子を保 持する筐体とを有する画像表示光学ユニットであって、
前記筐体に、照明光の前記画像表示素子に対する照射領域の位置調整時において前記第１および第３反射光学素子を前記第２反射光学素子に対してこの第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に移動ガイドするための基準ガイド面が形成され、
この基準ガイド面上に前記第１および第３反射光学素子が固定されていることを特徴とする画像表示光学ユニット。 - それぞれ曲面により構成された反射面を有する反射光学素子であって、光源からの照明光を反射させる第１反射光学素子と、この第１反射光学素子で反射した照明光を反射させる第２反射光学素子と、この第２反射光学素子で反射した照明光を反射させて画像表示素子に導く第３反射光学素子と、少なくとも前記第２反射光学素子を保持する筐体とを有する画像表示光学ユニットであって、
前記筐体に、照明光の前記画像表示素子に対する照射領域の位置調整時において前記第２反射光学素子を前記第１および第３反射光学素子に対してこの第２反射光学素子の反射面の法線に直交する方向に移動ガイドするための基準ガイド面が形成され、
この基準ガイド面上に前記第２反射光学素子が固定されていることを特徴とする画像表示光学ユニット。 - 前記第１および第３反射光学素子が一体的に構成されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像表示光学ユニット。
- 前記第１および第３反射光学素子が、これら第１および第３反射光学素子における反射面とは反対側の表面が前記筐体の外側に露出するように前記筐体に固定されていることを特徴とする請求項１０から１２のいずれかに記載の画像表示光学ユニット。
- 前記筐体に、環境温度の変化に伴う前記筐体と前記第１および第３反射光学素子との間の変形量差を吸収する形状部を設けたことを特徴とする請求項１０から１２のいずれかに記載の画像表示光学ユニット。
- 光源と、この光源からの照明光を３つの色光に分解する色分解系と、この色分解系により分解された色光のそれぞれにより照明される３つの画像表示素子と、前記色分解系により分解された色光うち少なくとも１つの色光を画像表示素子に導く反射光学系であるリレー系とを有し、
前記第１、第２および第３反射光学素子が、前記リレー系を構成することを特徴とする請求項１０から１４のいずれかに記載の画像表示光学ユニット。 - 請求項１０から１５のいずれかに記載の画像表示光学ユニットを備えたことを特徴とする画像表示装置。
- 請求項１６に記載の画像表示装置と、この画像表示装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000244821A JP3679696B2 (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | 画像表示光学ユニットにおける照明調整方法、画像表示光学ユニット、画像表示装置および画像表示システム |
| US09/927,126 US6623123B2 (en) | 2000-08-10 | 2001-08-10 | Optical unit, image display apparatus, and illumination adjustment method in an image display optical unit the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000244821A JP3679696B2 (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | 画像表示光学ユニットにおける照明調整方法、画像表示光学ユニット、画像表示装置および画像表示システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002055390A JP2002055390A (ja) | 2002-02-20 |
| JP3679696B2 true JP3679696B2 (ja) | 2005-08-03 |
Family
ID=18735454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000244821A Expired - Fee Related JP3679696B2 (ja) | 2000-08-10 | 2000-08-11 | 画像表示光学ユニットにおける照明調整方法、画像表示光学ユニット、画像表示装置および画像表示システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3679696B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6410094B2 (ja) * | 2014-11-14 | 2018-10-24 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ |
-
2000
- 2000-08-11 JP JP2000244821A patent/JP3679696B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002055390A (ja) | 2002-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4479686B2 (ja) | 照明装置及びプロジェクタ | |
| US6348996B1 (en) | Polarization illumination device and projector | |
| TWI230805B (en) | Lighting optical system and projector using the same | |
| US7354162B2 (en) | Projector | |
| EP1571468B1 (en) | Method for manufacture of a reflecting mirror, an illumination device, and a projector | |
| JP2002139795A (ja) | プロジェクタ | |
| US20070070300A1 (en) | Method of manufacturing reflective mirror, illumination device, and projector | |
| US6623123B2 (en) | Optical unit, image display apparatus, and illumination adjustment method in an image display optical unit the same | |
| JP2002090696A (ja) | 光学装置及び投射型表示装置 | |
| JP3958008B2 (ja) | 画像表示光学系および投射型画像表示装置 | |
| KR20040028778A (ko) | 투사 시스템용 광학 장치 | |
| KR20040106445A (ko) | 프로젝터 | |
| US8708499B2 (en) | Illuminating device and projection display device using the same | |
| WO2005114319A1 (ja) | プロジェクタ | |
| US7775667B2 (en) | Optical device and projector | |
| US7717567B2 (en) | Lighting optical system | |
| JP3679696B2 (ja) | 画像表示光学ユニットにおける照明調整方法、画像表示光学ユニット、画像表示装置および画像表示システム | |
| JP2007271719A (ja) | 投写型表示装置、及び変調素子の位置調整方法及び装置 | |
| US7347563B2 (en) | Apparatus for fixing a reflective or transmissive liquid-crystal display element to a prism member | |
| JP4708537B2 (ja) | 画像表示装置および画像表示システム | |
| JPH11133504A (ja) | 投影光学装置 | |
| JP2009210855A (ja) | 光学部品用筐体およびプロジェクタ | |
| JP3806658B2 (ja) | 投写型映像表示装置 | |
| JP2002090505A (ja) | レンズアレイユニット、照明光学系およびプロジェクタ | |
| JP2006078625A (ja) | プロジェクタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050119 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050201 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050330 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050510 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050513 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090520 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100520 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100520 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110520 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120520 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120520 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130520 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140520 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |