JP3702890B2 - 光学組立体、及びプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、液晶素子その他の光変調装置を備える光学組立体、かかる光学組立体を組み込んだプロジェクタに関する。

投射型液晶表示装置として、光変調用の液晶表示素子と、その入射側に配置される入射側偏光板と、射出側に配置される射出側偏光板と、液晶表示素子と両偏光板の間にそれぞれ配置される一対の光学補償素子とを備えるものが存在する（特許文献１参照）。この投射型液晶表示装置において、一対の光学補償素子は、それぞれワイドビューフィルム（以下、ＷＶフィルム）からなり、それぞれ光軸に垂直な面内で回転可能になっている。このように両ＷＶフィルムを適宜回転させて、それぞれの光学軸方向を液晶表示素子のラビング方向に正確に一致させることにより、液晶層に電界を形成した際に入射側と射出側に残る位相差を補償して黒レベルの表示を向上させることができる。
特開平２００２−１８２２１３号公報

しかし、上記投射型液晶表示装置のように、液晶表示素子の入射側にＷＶフィルムを配置した場合、ＷＶフィルムが強い照明光に直接さらされ、経時変化によってその特性が徐々に劣化する。特に照明光に紫外光が含まれる場合、ＷＶフィルムの劣化が著しくなって、投射像の画質維持のためにはＷＶフィルムを早期に交換する必要が生じる。

また、カラー表示型のプロジェクタでは、液晶表示素子の射出側に例えばクロスダイクロイックプリズムが配置されるが、かかるクロスプリズムのコストや投射レンズのバックフォーカスの制限により、液晶表示素子とクロスプリズムとの間には、ＷＶフィルムや偏光板等を組み込むための空間を十分に確保することができなくなる。このため、ＷＶフィルムや偏光板等が密集した状態となってそれらの冷却が不十分になり、或いは、射出側のＷＶフィルムについては回転位置の調節機構を省略せざるを得なくなっている。

そこで、本発明は、ＷＶフィルムの劣化を防止しつつ黒レベルの表示を向上させることができる光学組立体やこれを組み込んだプロジェクタを提供することを目的とする。

また、本発明は、液晶表示素子の射出側に色合成光学系を配置した場合にも、ＷＶフィルムを適宜回転させることができる光学組立体やこれを組み込んだプロジェクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る光学組立体は、（ａ）照明光によって照明される透過型の光変調素子と、光変調素子の入射側に直接対向して配置される第１偏光板と、光変調素子の射出側に配置される第２偏光板と、光変調素子と第２偏光板との間に配置される光学補償素子と、光学補償素子を、当該光学補償素子の光軸回りの回転姿勢を調節可能に保持する保持部材とを有する所定色用の光学ユニットと、（ｂ）光学ユニットに組み込まれた第２偏光板の射出側に配置されて、所定色用の光学ユニットからの像光と他の色の像光とを合成して射出する光合成手段とを備える。ここで、光変調素子とは、液晶表示素子に代表される偏光を利用して画像の読出しを行うタイプの表示素子を意味する。

上記光学組立体では、光変調素子と第２偏光板との間に、保持部材によって回転姿勢を調節することができる光学補償素子が配置されるので、例えば光変調素子の入射側や射出側で発生する意図しない複屈折作用すなわち位相差が光学補償素子の回転姿勢の調整によって解消され、画像表示におけるコントラストを高めることができる。しかも、第１偏光板が光変調素子の入射側に直接対向して配置されるので、光変調素子と第１偏光板との間に光学補償素子を配置した場合に比較して光学補償素子の経時劣化を防止できる。つまり、光変調素子の入射側に光学補償素子を配置した場合、光学補償素子が比較的強い照明光にさらされてその光学特性が変化し易く、特に紫外線を含む照明光が入射する場合、光学補償素子の定期的交換が必要になる。一方、本発明の光学組立体においては、光変調素子の射出側のみに光学補償素子を配置しているので、光変調素子がフィルタとなって光学補償素子の特性劣化を防止できるので、画像表示のコントラストを長期間にわたって維持することができる。

本発明の具体的態様では、保持部材が、光学補償素子を固定する可動枠体と、当該可動枠体を収容するとともに当該可動枠体を枢支軸を介して光軸のまわりに回転可能に支持する本体部材と、可動枠体の周辺に設けた所定部位を本体部材に対して光軸に垂直な方向に関して調整して固定する調整ネジ部材とを有する。この場合、光学補償素子が可動枠体に固定されているので、光学補償素子の安定した保持が可能になるとともに、光学補償素子を枢支軸に支持された可動枠体によって簡易かつ精密に回転させることができる。

また、本発明の別の具体的態様では、本体部材が、第２偏光板を保持する固定枠体を収容する。この場合、光学補償素子と第２偏光板とを一体化して保持部材内に収納することができ、各色の光変調素子と光合成手段との間隔を狭くすることができるので、光合成手段や後段に配置される投射光学系等の設計の自由度を高めることができる。なお、固定枠体は、本体部材と一体的に形成することができ、固定枠体と本体部材との間に可動枠体を挟んで保持することもできる。

また、本発明のさらに別の具体的態様では、可動枠体が、光学補償素子を着脱自在に固定する。この場合、劣化した光学補償素子を交換することができるので、光学補償素子を狭い空間に収めつつも画像表示のコントラスト等の結像特性を定期的に改善することができる。

また、本発明のさらに別の具体的態様では、可動枠体が、光学補償素子を光軸に垂直な側方に所定以上の力に応じてスライド可能に保持することによって光学補償素子を着脱可能にする。この場合、光軸に垂直な側方からのスライドによって光学補償素子を簡易化かつ省スペースで交換することができ、光学補償素子の交換の作業性を高めることができる。

また、本発明のさらに別の具体的態様では、保持部材が、光軸に垂直な方向に通気を許す空冷通路を備える。この場合、光学ユニットの効率的空冷が可能になる。

また、本発明のさらに別の具体的態様では、保持部材が、板金加工によって形成されたパーツを組み立てたものである。この場合、光学補償素子等を狭い空間に安定して保持しつつ、光学補償素子等の周辺に十分広い空冷通路を確保することができる。

また、本発明のさらに別の具体的態様では、光合成手段が、一対の誘電体多層膜を内蔵するクロスダイクロイックプリズムである。この場合、３色の像光を一括して合成することができる。

また、本発明のさらに別の具体的態様では、保持部材が、クロスダイクロイックプリズムの入射面に接着される。この場合、光学ユニットとクロスダイクロイックプリズムとを一体のものとして扱うことができ、かかる光学組立体を単位として取り扱うことができるので、組立て、分解、修理等の作業性を高めることができる。

また、本発明のプロジェクタは、（ａ）上述の光学組立体と、（ｂ）所定色を含む各色の照明光を、光学組立体に組み込まれた所定色用の光学ユニットと他の色用の光学ユニットとにそれぞれ入射させる照明光学系と、（ｃ）光学組立体に組み込まれた光合成手段を経て合成された像光を投射する投射光学系とを備える。

上記プロジェクタでは、各色の照明光が、各色の光変調装置に入射して、各色の光変調装置で各色の像光に変調された後に光合成部材によって合成され、投射光学系を経て合成後の像光がスクリーン上に投射される。この際、本発明に係る上述のような光学組立体を用いているので、光学補償素子の劣化を防止しつつ画像表示におけるコントラストを簡易に高めることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るプロジェクタの全体構造を説明する側面図である。このプロジェクタ１０は、背面投射によって画像を表示するリアプロジェクションタイプの装置であり、筐体であるケース１２の底部にプロジェクタ本体１４を備え、ケース１２内の背面側上部に反射ミラー１６を備え、ケース１２正面に透過型スクリーン部材１８を備える。プロジェクタ本体１４から射出された像光は、光軸ＯＡ１を中心として後方斜め上に進行し、反射ミラー１６で光軸ＯＡ２を中心として正面側に折り曲げられて透過型スクリーン部材１８に設けたスクリーン部分に入射する。なお、これらプロジェクタ本体１４、反射ミラー１６、及び透過型スクリーン部材１８は、不図示の手段によってケース１２内に位置決めして固定されている。

図２は、図１のプロジェクタ１０のうちプロジェクタ本体１４の構造を概念的に説明する図である。このプロジェクタ本体１４は、光源光を発生する光源装置２１と、光源装置２１からの光源光をＲＧＢの３色に分割する色分割光学系２３と、色分割光学系２３から射出された各色の照明光によってそれぞれ照明される３つの液晶ライトバルブ２５ａ，２５ｂ，２５ｃからなる光変調部２５と、光変調部２５からの各色の像光を合成するクロスダイクロイックプリズムであるクロスダイクロイックプリズム２７と、クロスダイクロイックプリズム２７を経た像光を透過型スクリーン部材１８（図１参照）に投射するためのレンズ系である投射レンズ２９とを備える。

光源装置２１は、光源ランプ２１ａと、一対のフライアイ光学系２１ｂ，２１ｃと、偏光変換部材２１ｄと、重畳レンズ２１ｅとを備える。ここで、光源ランプ２１ａは、例えば高圧水銀ランプからなり、光源光をコリメートするための凹面鏡を備える。また、一対のフライアイ光学系２１ｂ，２１ｃは、マトリックス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって光源ランプ２１ａからの光源光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材２１ｄは、フライアイ光学系２１ｃから射出した光源光を図２の紙面に平行なＰ偏光成分のみに変換して次段光学系に供給する。重畳レンズ２１ｅは、偏光変換部材２１ｄを経た照明光を全体として適宜収束させて、各色の光変調装置すなわち液晶ライトバルブに対する重畳照明を可能にする。つまり、両フライアイ光学系２１ｂ，２１ｃと重畳レンズ２１ｅとを経た照明光は、以下に詳述する色分割光学系２３を経て、光変調部２５に設けられた各色の液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃを均一に重畳照明する。

色分割光学系２３は、第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，２３ｂと、３つのフィールドレンズ２３ｆ〜２３ｈと、反射ミラー２３ｉ，２３ｊ，２３ｋとを備え、光源装置２１とともに照明装置を構成する。第１ダイクロイックミラー２３ａは、ＲＧＢの３色のうちＲ光を反射しＧ光及びＢ光を透過させる。また、第２ダイクロイックミラー２３ｂは、ＧＢの２色のうちＧ光を反射しＢ光を透過させる。この色分割光学系２３において、第１ダイクロイックミラー２３ａで反射されたＲ光は、反射ミラー２３ｉを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ２３ｆに入射する。また、第１ダイクロイックミラー２３ａを通過して第２ダイクロイックミラー２３ｂで反射されたＧ光は、フィールドレンズ２３ｇに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー２３ｂを通過したＢ光は、光路差を補償するためのリレーレンズＬＬ１，ＬＬ２及び反射ミラー２３ｊ，２３ｋを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ２３ｈに入射する。

光変調部２５は、それぞれが光変調装置である３つの液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃと、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃの入射側にそれぞれ配置される３つの第１偏光フィルタ２５ｅ〜２５ｇと、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃの射出側にそれぞれ配置される３つの第２偏光フィルタ２５ｈ〜２５ｊと、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃ及び偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｊの間にそれぞれ配置される３つの光学補償素子２６ａ〜２６ｃとを備える。第１ダイクロイックミラー２３ａで反射されたＲ光は、フィールドレンズ２３ｆ等を介して液晶ライトバルブ２５ａに入射してこの液晶ライトバルブ２５ａを照明する。第１ダイクロイックミラー２３ａを透過して第２ダイクロイックミラー２３ｂで反射されたＧ光は、フィールドレンズ２３ｇ等を介して液晶ライトバルブ２５ｂに入射してこの液晶ライトバルブ２５ｂを照明する。第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，２３ｂの双方を透過したＢ光は、フィールドレンズ２３ｈ等を介して液晶ライトバルブ２５ｃに入射してこの液晶ライトバルブ２５ｃを照明する。各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃは、入射した照明光の空間的強度分布を変調する非発光型の光変調装置であり、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃにそれぞれ入射した３色の光は、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃに電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて変調される。その際、第１偏光フィルタ２５ｅ〜２５ｇによって、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、第２偏光フィルタ２５ｈ〜２５ｊによって、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃから射出される変調光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。さらに、光学補償素子２６ａ〜２６ｃによって、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃの液晶層に電界を形成した際に残る位相差を補償して黒レベルの表示を向上させる。

クロスダイクロイックプリズム２７は、光合成部材であり、Ｒ光反射用の誘電体多層膜２７ａとＢ光反射用の誘電体多層膜２７ｂとを直交させた状態で内蔵するものであり、液晶ライトバルブ２５ａからのＲ光を誘電体多層膜２７ａで反射して進行方向右側に射出させ、液晶ライトバルブ２５ｂからのＧ光を誘電体多層膜２７ａ，２７ｂを介して直進・射出させ、液晶ライトバルブ２５ｃからのＢ光を誘電体多層膜２７ｂで反射して進行方向左側に射出させる。このようにして、クロスダイクロイックプリズム２７で合成された合成光は、投射レンズ２９に入射する。

図３は、図１のプロジェクタ本体１４の要部の外観的構造を具体的に説明する斜視図である。プロジェクタ本体１４に設けたベース部材３０上には、色分割光学系２３や、図示を省略する光源装置等がアライメントされた状態で固定されている。また、このベース部材３０には、マウント部材３１が固定されており、このマウント部材３１を介して、投射レンズ２９と、クロスダイクロイックプリズム２７、光変調部２５等からなるＰＯＰ（panel on prism）ユニット３３とがアライメントされた状態で支持されている。

図４は、図３に示すＰＯＰユニット３３の構造を説明する斜視図である。このＰＯＰユニット３３は、クロスダイクロイックプリズム２７と、光変調ユニット２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂと、射出フィルタユニット１２５Ｒ，１２５Ｇ，１２５Ｂとを備える。背後のクロスダイクロイックプリズム２７は、連結部材３４を介して図３のマウント部材３１に固定される。クロスダイクロイックプリズム２７の３つの入射側面には、射出フィルタユニット１２５Ｒ，１２５Ｇ，１２５Ｂがそれぞれアライメントされて貼り付けられており、さらに、これら射出フィルタユニット１２５Ｒ，１２５Ｇ，１２５Ｂに対向して光変調ユニット２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂがそれぞれアライメントされて固定されている。各射出フィルタユニット１２５Ｒ，１２５Ｇは、それぞれ図２に示す第２偏光フィルタ２５ｈ，２５ｉを内蔵し、射出フィルタユニット１２５Ｂは、光学補償素子２６ｃ及び第２偏光フィルタ２５ｊを内蔵する。また、各光変調ユニット２５Ｒ〜２５Ｂは、それぞれ図２に示す液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃを内蔵する。なお、各光変調ユニット２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂからは、フラット型の配線ケーブルＣＡがそれぞれ延びている。

図３に戻って、ＰＯＰユニット３３の周辺には、光変調部２５を構成する第１入射フィルタユニット２２５Ｒ、２２５Ｇ、２２５Ｂと、第２入射フィルタユニット３２５Ｒ、３２５Ｇとが配置されている。第１入射フィルタユニット２２５Ｒ〜２２５Ｂは、それぞれ図２に示す第１偏光フィルタ２５ｅ〜２５ｇを内蔵し、第２入射フィルタユニット３２５Ｒ，２２５Ｇは、それぞれ光学補償素子２６ａ，２６ｂを内蔵する。なお、Ｂ光用の第１入射フィルタユニット２２５Ｂの次段には、第２入射フィルタユニットすなわち光学補償素子を設けていない。これは、後述するように、Ｂ光用の光路に紫外光が多少入射することを考慮して、入射側の光学補償素子を省略し液晶ライトバルブ２５ｃの射出側に光学補償素子２６ｃを配置しているからである。組立に際しては、投射レンズ２９、ＰＯＰユニット３３等を取り付けたマウント部材３１を一体として下側の−Ｚ方向に当接するまでスライド移動させることにより、ＰＯＰユニット３３すなわちクロスダイクロイックプリズム２７等がベース部材３０に設けた窪みにはめ込まれる。この状態で、マウント部材３１とベース部材３０とを適所において適宜固定することにより、色分割光学系２３と光変調部２５等との光学的アライメントが確保される。

図５は、Ｒ光用の第１入射フィルタユニット２２５Ｒと第２入射フィルタユニット３２５Ｒとの構造を説明する平面図であり、図６は、両入射フィルタユニット２２５Ｒ，３２５Ｒの側方断面図である。第１入射フィルタユニット２２５Ｒでは、偏光フィルタ２５ｅがフレーム５１によって保持された状態でベース部材３０の支持部５３，５４に支持されている。フレーム５１は、全体として円板状に形成されるとともに、液晶ライトバルブ２５ａに対する取付け姿勢を調整するための調整用ボルトＡＢ１を挿通可能な長孔が形成されたステー５１ａがその側方に突出するように形成されている。つまり、フレーム５１は、ベース部材３０に設けた支持部５３，５４の２点で支持されて、フィールドレンズ２３ｆを透過したＲ色の照明光の偏光方向を微調整できるように取り付けられている。

一方、第２入射フィルタユニット３２５Ｒでは、光学補償素子２６ａが、偏光フィルタ２５ｅの場合と同様に円板状のフレーム５２に保持された状態で、ベース部材３０に設けた支持部５３，５４の２点で支持されて、偏光フィルタ２５ｅを通過した偏光光に所望の位相差を与える。

以上において、偏光フィルタ２５ｅ用のフレーム５１と光学補償素子２６ａ用のフレーム５２とは、互いに同一形状に形成されており、ベース部材３０に対する取付けを逆向きとすることによって、偏光フィルタ２５ｅ及び光学補償素子２６ａ用の各ステー５１ａ，５２ａが相反する側の側方にそれぞれ突出するように構成されている（図５参照）。また、ステー５１ａ，５２ａの長孔に挿通させられた調整用ボルトＡＢ１，ＡＢ２は、ベース部材３０に設けたボルト穴５５，５５にボルト締めされている。さらに、各ステー５１ａ，５２ａとベース部材３０との間には、各ステー５１ａ，５２ａを上向きに付勢するスプリングＳが配設されている。各スプリングＳは、スプリングコイルで構成され、その中心部に調整用ボルトＡＢ１，ＡＢ２を挿通させることによって、各スプリングＳのステー５１ａ，５２ａ及びベース部材３０間からの離脱が規制されている。

図７は、Ｂ光用の第１入射フィルタユニット２２５Ｂの構造を説明する平面図である。この第１入射フィルタユニット２２５Ｂでは、偏光フィルタ２５ｇが、図５及び図６に示す偏光フィルタ２５ｅの場合と同様に、円板状のフレーム５１に保持された状態でベース部材３０に設けた支持部（不図示）の２点で支持されており、調整用ボルトＡＢ１の締付量を調節することにより、フィールドレンズ２３ｈを透過したＢ色の照明光の偏光方向を微調整することができる。

なお、Ｇ光用の第１入射フィルタユニット２２５Ｇと第２入射フィルタユニット３２５Ｇとについては、Ｒ光用の第１入射フィルタユニット２２５Ｒと第２入射フィルタユニット３２５Ｒと同様の構造を有するので、詳細な説明は省略するが、フィールドレンズ２３ｇを透過したＧ色の照明光の偏光方向を偏光フィルタ２５ｆによって微調整できるようになっている。

図８は、ＰＯＰユニット３３においてクロスダイクロイックプリズム２７に貼り付けられる射出フィルタユニット１２５Ｂの側方断面図であり、図９は、射出フィルタユニット１２５Ｂの正面図である。この射出フィルタユニット１２５Ｂは、光学補償素子２６ｃ等を保持するための保持部材として機能し、光学補償素子２６ｃを固定する可動枠体７１と、偏光フィルタ２５ｊを固定する固定枠体７２と、可動枠体７１及び固定枠体７２を収容する本体部材７３とからなり、それぞれ板金加工によって形成される。

可動枠体７１は、全体として矩形の外形を有し、中央の浅い溝状の段差部分７１ａに矩
形の開口７１ｂを備える。この段差部分７１ａには、光学補償素子２６ｃが嵌め込まれ、
クリップ部分７１ｃによって固定される。このクリップ部分７１ｃは、光学補償素子２６
ｃを段差部分７１ａの底部に所定の付勢力で押圧しており、光学補償素子２６ｃを溝方向
すなわち横方向ＤＣに所定以上の応力で押すことにより、横方向ＤＣにスライドさせるこ
とができる。これにより、射出フィルタユニット１２５Ｂをクロスダイクロイックプリズ
ム２７に固定したままの状態で光学補償素子２６ｃを交換できるようになっている。なお
、光学補償素子２６ｃは、ガラス又はプラスチック製の透明板ＴＰ上に接着剤若しくは両
面テープによってＷＶフィルムＰＦを取り付けたものである。一方、可動枠体７１は、本
体部材７３とこれに固定された固定枠体７２との間に挟まれており、本体部材７３から突
起する軸ＡＸと嵌合する円形開口７１ｄを有する。これにより、可動枠体７１は、本体部
材７３に対して枢支軸である軸ＡＸのまわりに回転可能に支持されることになり、光学補
償素子２６ｃを軸ＡＸのまわりに回転させることができる。つまり、ＷＶフィルムＰＦを
光軸に垂直な面内で回転させて、図７等に示す液晶ライトバルブ２５ｃを通過した偏光光
に所望の位相差を与えて適正な光学補償を行わせることができる。また、可動枠体７１の
隅部分には、Ｌ字状の折り曲げによってステー７１ｇが形成されており、このステー７１
ｇのネジ孔７１ｈには、本体部材７３側から延びる調節ネジＡＳの先端がねじ込まれる。
これにより、可動枠体７１を本体部材７３に対して適当な回転位置に固定することができ
、可動枠体７１すなわち光学補償素子２６ｃの安定した保持が可能になる。

固定枠体７２も、全体として矩形の外形を有し、中央の深い溝状の段差部分７２ａに矩形の開口７２ｂを備える。この段差部分７２ａには、偏光フィルタ２５ｊが嵌め込まれ、接着剤等によって固定される。なお、偏光フィルタ２５ｊは、ガラス又はプラスチック製の透明板ＴＰ上に接着剤若しくは両面テープによって偏光フィルムＰＦを取り付けたものである。一方、固定枠体７２は、可動枠体７１を挟んで本体部材７３にビスＢＳによって固定されており、可動枠体７１の脱落を防止するが、可動枠体７１の場合のように偏光フィルタ２５ｊを回転させることはできない。

本体部材７３は、全体として矩形の外形を有するが、可動枠体７１や固定枠体７２よりも大きな輪郭を有し、中央に矩形の開口７３ａを有する。本体部材７３は、コ字状断面の上部７３ｂの一端に溝７３ｃを有し、この溝７３ｃには、調整ネジ部材である調節ネジＡＳを取り付けることができる。つまり、調節ネジＡＳは、ドライバを差込むための十字溝を有するヘッド８１と、ヘッド８１に近接して所定間隔形成された環状のつば部分８２と、ヘッド８１及びつば部分８２間に形成された係止溝８３と、つば部分８２の先端側に延在するネジ部８４とを備える。ドライバをヘッド８１に差込んで回転させることにより、本体部材７３の上部７３ｂと、可動枠体７１のステー７１ｇとの間隔を調節することができるので、可動枠体７１すなわち光学補償素子２６ｃの回転位置の調整が可能なり、さらに光学補償素子２６ｃを安定して固定することができる。なお、本体部材７３の裏面側の上下一対の当接部材７３ｅ，７３ｆは、クロスダイクロイックプリズム２７の側面に当接するものであり、接着剤や両面テープによって定常的に固定される。また、本体部材７３の四隅の４カ所には、図４に示す光変調ユニット２５Ｂに設けた保持穴に挿入するための挿入ピン８５が取り付けられている。これらの挿入ピン８５をガイドとして光変調ユニット２５Ｂをクロスダイクロイックプリズム２７等に対して固定することができる。なお、光変調ユニット２５Ｂの保持穴と挿入ピン８５との間に一定のゆるみが形成されており、光変調ユニット２５Ｂをエポキシ樹脂等を利用して挿入ピン８５に固定する際に、光変調ユニット２５Ｂとクロスダイクロイックプリズム２７との精密なアライメントが可能になっている。また、射出フィルタユニット１２５Ｂを構成する各部材７１，７２，７３は、板金加工によって形成されたパーツであり、図８等からも明らかなように光軸に垂直な横方向への通気を可能にする空冷通路ＣＰを広く確保した構造となっている。この結果、光学補償素子２６ｃや偏光フィルタ２５ｊを効率的に冷却することができ、結像特性の変動や劣化を抑えることができる。

図１０は、射出フィルタユニット１２５Ｂの機能を説明する図である。図１０（ａ）に示すように、可動枠体７１は、本体部材７３や固定枠体７２に対し軸ＡＸのまわりに回転可能となっており、可動枠体７１に保持された光学補償素子２６ｃのその面内での回転姿勢を調節することができる。また、図１０（ｂ）に示すように、可動枠体７１は、光学補償素子２６ｃを着脱可能に保持しており、可動枠体７１が特性が劣化した場合には、新しい光学補償素子２６ｃと交換することができる。

以上は、Ｂ光用の射出フィルタユニット１２５Ｂの構造の説明であったが、他のＲＧ光用の１２５Ｒ，１２５Ｇについては、第２偏光フィルタ２５ｈ，２５ｉをホルダに固定してかかるホルダをとクロスダイクロイックプリズム２７の対応する側面に貼り付けているだけであり、詳細な説明は省略する。

以下、図３に示すＰＯＰユニット３３等の組み立てについて説明する。まず、クロスダイクロイックプリズム２７の３つの入射面に３つの射出フィルタユニット１２５Ｒ，１２５Ｇ，１２５Ｂをアライメントしつつ固定する。次に、これらの射出フィルタユニット１２５Ｒ，１２５Ｇ，１２５Ｂに対向して３つの光変調ユニット２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂをそれぞれアライメントして固定する。次に、クロスダイクロイックプリズム２７を連結部材３４を介してマウント部材３１に固定する。このように組み立てたマウント部材３１は、ベース部材３０に固定される。この際、マウント部材３１側の光変調部２５等とベース部材３０側の色分割光学系２３等とが光学的にアライメントされる。その後、例えば透過型スクリーン部材１８に投射される画像を計測しつつ各色の第１入射フィルタユニット２２５Ｒ〜２２５Ｂの調整用ボルトＡＢ１を適宜回転させて、投射画像のコントラストが高まる位置に調整する。さらに、透過型スクリーン部材１８に投射される画像を計測しつつ第２入射フィルタユニット３２５Ｒ，２２５Ｇの調整用ボルトＡＢ２や射出フィルタユニット１２５Ｂの調節ネジＡＳを適宜回転させて、投射画像のコントラストが高まる位置に調整する。以上のような、第１偏光フィルタ２５ｅ〜２５ｇや光学補償素子２６ａ〜２６ｃの回転姿勢の調節を繰返すことによって、投射画像のコントラストを徐々に高めることができる。

以下、図１等に示す本実施形態のプロジェクタ１０の全体的な動作について説明する。光源装置２１からの光源光は、色分割光学系２３によって色分割され、光変調部２５に設けた各色の液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃに照明光としてそれぞれ入射する。各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃは、画像信号によって変調されて２次元的屈折率分布を有しており、照明光を２次元空間的に画素単位で変調する。このように、光変調部２５で各色ごとに変調された照明光すなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム２７で合成されて投射レンズ２９に入射する。投射レンズ２９に入射した像光は、透過型スクリーン部材１８に投影される。ここで、液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃの前後に光学補償素子２６ａ〜２６ｃを配置するので、各色の液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃの入射側や射出側で発生する意図しない位相差が光学補償素子２６ａ〜２６ｃの回転姿勢の調整によって解消され、透過型スクリーン部材１８に表示されるカラー画像のコントラストを高めることができる。また、紫外光を一部に含むＢ光については、光学補償素子２６ｃが液晶ライトバルブ２５ｃの後段に配置されるので、これを液晶ライトバルブ２５ｃの前段に配置した場合に比較して光学補償素子２６ｃの経時劣化を防止でき、画像表示のコントラストを長期間にわたって維持することができる。

以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、Ｂ光についてのみ、液晶ライトバルブ２５ｃの後段に光学補償素子２６ｃを配置しているが、Ｒ光やＧ光も同様の構造とすることができ、この場合も光学補償素子２６ａ〜２６ｃの劣化を抑えることができる。具体的には、第２入射フィルタユニット３２５Ｒ，３２５Ｇを省略し、射出フィルタユニット１２５Ｒ，１２５Ｇを射出フィルタユニット１２５Ｂと同様のものに交換する。

また、上記実施形態では、第２偏光フィルタ２５ｈ〜２５ｊを固定式としているが、例えば第１偏光フィルタ２５ｅ〜２５ｇを固定するとともに、第２偏光フィルタ２５ｈ〜２５ｊを射出フィルタユニット１２５Ｂと同様の機構で角度調節ができるようにすることもできる。すなわち、液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃの入射側に第１偏光フィルタ２５ｅ〜２５ｇの調整機構を設けられない場合や、照明範囲の関係上、第１偏光フィルタ２５ｅ〜２５ｇを回転調整することによるサイズアップ分のコストを削減する必要がある場合、第１偏光フィルタ２５ｅ〜２５ｇ側を固定式とする。そして、射出フィルタユニット１２５Ｂにおいて、光学補償素子２６ｃの代わりにその位置に第２偏光フィルタ２５ｊを取り付けるならば、第２偏光フィルタ２５ｈの回転姿勢を調整できるようになる。さらに、他の色についても、各射出フィルタユニット１２５Ｒ，１２５Ｇの代わりに射出フィルタユニット１２５Ｂと同様の機構をそれぞれ組み込み、光学補償素子２６ｃの代わりにその位置に第２偏光フィルタ２５ｈ，２５ｉを取り付けるならば、第２偏光フィルタ２５ｈ，２５ｉの回転姿勢を調整できるようになる。

本発明に係るプロジェクタの側面図である。 図１に示すプロジェクタ本体の構造を説明する図である。 プロジェクタ本体の要部の外観的構造を具体的に説明する斜視図である。 図３に示すＰＯＰユニットの構造を説明する斜視図である。 Ｒ光用の光変調部を上方から見た平面図である。 Ｒ光用の入射フィルタユニットの側方断面図である。 Ｂ光用の光変調部を上方から見た平面図である。 Ｂ光用の射出フィルタユニットの側方断面図である。 Ｂ光用の射出フィルタユニットの正面図である。 （ａ），（ｂ）は、Ｂ光用の射出フィルタユニットの機能を説明する図である。

符号の説明

１０…プロジェクタ、 １４…プロジェクタ本体、 １６…反射ミラー、 １８…透過型スクリーン部材、 ２１…光源装置、 ２３…色分割光学系、 ２５…光変調部、 ２５Ｒ〜２５Ｂ…光変調ユニット、 ２５ａ〜２５ｃ…液晶ライトバルブ、 ２６ａ〜２６ｃ…光学補償素子、 ２７…クロスダイクロイックプリズム、 ２９…投射レンズ、 ３０…ベース部材、 ３１…マウント部材、 ３３…ＰＯＰユニット、 ７１…可動枠体、 ７１ｇ…ステー、 ７２…固定枠体、 ７３…本体部材、 １２５Ｒ〜１２５Ｂ…射出フィルタユニット、 ２２５Ｒ〜２２５Ｂ…第１入射フィルタユニット、 ３２５Ｒ〜３２５Ｂ…第２入射フィルタユニット、 ＡＳ…調節ネジ、 ＡＸ…軸

Claims (7)

1. 照明光によって照明される透過型の光変調素子と、前記光変調素子の入射側に直接対向
   して配置される第１偏光板と、前記光変調素子の射出側に配置される第２偏光板と、前記
   光変調素子と前記第２偏光板との間に配置される光学補償素子と、前記光学補償素子を、
   当該光学補償素子の光軸回りの回転姿勢を調節可能に保持する保持部材とを有する所定色
   用の光学ユニットと、
   前記光学ユニットに組み込まれた前記第２偏光板の射出側に配置されて、前記所定色用
   の光学ユニットからの像光と他の色の像光とを合成して射出する光合成手段とを備える光学組立体であって、
   前記保持部材は、前記光学補償素子が固定される可動枠体と、当該可動枠体を収容するとともに当該可動枠体を枢支軸を介して光軸に垂直な面内で回転可能に支持する本体部材と、前記可動枠体の周辺に設けた所定部位を前記本体部材に対して光軸に垂直な方向に調整して固定する調整ネジ部材とを有し、
   前記可動枠体は、前記光学補償素子を光軸に垂直かつ横方向に所定以上の力に応じてスライド可能に保持することによって前記光学補償素子を着脱自在に固定することを特徴とする光学組立体。
2. 前記本体部材は、前記第２偏光板を保持する固定枠体を収容することを特徴とする請求
   項１記載の光学組立体。
3. 前記保持部材は、光軸に垂直な方向に通気を許す空冷通路を備えることを特徴とする請
   求項１又は請求項２記載の光学組立体。
4. 前記保持部材は、板金加工によって形成されたパーツを組み立てたものであることを特
   徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項記載の光学組立体。
5. 前記光合成手段は、一対の誘電体多層膜を内蔵するクロスダイクロイックプリズムであ
   ることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項記載の光学組立体。
6. 前記保持部材は、前記クロスダイクロイックプリズムの入射面に接着されることを特徴
   とする請求項５記載の光学組立体。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項記載の光学組立体と、
   前記所定色を含む各色の照明光を、前記光学組立体に組み込まれた前記所定色用の光学
   ユニットと他の色用の光学ユニットとにそれぞれ入射させる照明光学系と、
   前記光学組立体に組み込まれた前記光合成手段を経て合成された像光を投射する投射光
   学系とを備えるプロジェクタ。

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