JP4190546B2 - 液晶プロジェクタ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光源からの光を光学系に導いて映像を生成し、前方のスクリーンへ拡大投射する液晶プロジェクタ装置に関するものである
液晶プロジェクタ装置において、３原色の映像光を生成する３つの映像生成ユニットはそれぞれ、出射側偏光板、プリ偏光板、液晶パネル、光学補償板、及び入射側偏光板を順次重ねて構成されている。
カラー映像光の白色と黒色のコントラストを調整するために、図１５に示す如く、光学補償板(57)と入射側偏光板(58)は、光軸に対して傾斜角度調整自在であって且つ光軸に直交する面内にて回転角度調整自在な回動部材(40)により保持されている。
回動部材(40)は、補助部材(42)を介して固定部材(34)に取り付けられている。補助部材(42)には、光軸と直交する方向に伸びる長孔(36)が開設されており、該長孔(36)にネジ(35)が螺合されて補助部材(42)が固定部材(34)に取り付けられている。又、回動部材(40)には、光軸と平行方向に伸びる一対の長孔(41)(41)が開設されており、該一対の長孔(41)(41)に一対のネジ(43)(43)が螺合されて回動部材(40)が補助部材(42)に取り付けられている。
回動部材(40)に保持された入射側偏光板(58)の回転角度を調整する際には、固定部材(34)に補助部材(42)を取り付けているネジ(35)を緩めて補助部材(42)を長孔(36)に沿って摺動させる。これによって入射側偏光板(58)が回転して、所謂黒調整が行なわれる。
又、回動部材(40)に保持された光学補償板(57)の傾斜角度を調整する際には、補助部材(42)に回動部材(40)を取り付けている一方のネジ(43)を緩めて回動部材(40)を一方の長孔(41)に沿って摺動させる(例えば特許文献１参照)。これによって光学補償板(57)の傾斜角度が変化して、所謂色むらの補正が行なわれる。
特開２００６−３９０８７号公報 [G02F 1/13363]
しかしながら、従来の液晶プロジェクタ装置においては、光学補償板(57)と一体に入射側偏光板(58)が移動する構成が採用されているので、入射側偏光板(58)の回転角度調整後、光学補償板(57)の傾斜角度を調整することによって、入射側偏光板(58)も同時に傾斜することとなって、この入射側偏光板(58)の傾斜によってカラー映像の画質が劣化する問題があった。
そこで本発明の目的は、光学補償板の傾斜角度調整と偏光板の回転角度調整によっても偏光板の光軸と直交する姿勢に変化が生じることのない液晶プロジェクタ装置を提供することである。
本発明に係る液晶プロジェクタ装置は、カラー映像光を生成する光学装置(３)と、光学装置(３)により生成されたカラー映像光をスクリーンに向けて投射する投射レンズ(20)とを具え、前記光学装置(３)は、３原色の映像光を生成すべき３つの映像生成ユニット(50)(60)(70)と、これら３つの映像生成ユニット(50)(60)(70)によって生成された３原色の映像光をカラー映像光に合成する色合成プリズム(30)とを具えている。又、前記３つの映像生成ユニット(50)(60)(70)はそれぞれ光軸上に、液晶パネルと偏光板を配置すると共に、液晶パネルと偏光板の間に、該液晶パネルによる光の複屈折を補償する光学補償板を配備して構成されている。
各映像生成ユニットの偏光板と光学補償板は、合体フレーム(９)により保持されて、支持ベース(８)上に設置されており、該合体フレーム(９)は、偏光板を保持する偏光板用フレーム(90)と、光学補償板を保持する補償板用フレーム(91)とから構成され、偏光板用フレーム(90)は、偏光板を光軸回りに回転させる回転調整機構(92)を介して、前記支持ベース(８)上に支持される一方、補償板用フレーム(91)は、光軸に対して光学補償板を傾斜させる傾斜調整機構(93)を介して偏光板用フレーム(90)上に支持され、さらに、傾斜調整機構(93)は、光軸に直交する水平軸回りに偏光板用フレーム(90)を回転させて光学補償板を光軸に対して傾斜自在に調整可能に構成されていると共に、光軸に直交する垂直軸回りに偏光板用フレーム(90)を回転させて光学補償板を光軸に対して傾斜自在に調整可能に構成されている。
上記本発明の液晶プロジェクタ装置によれば、回転調整機構(92)を操作することによって、合体フレーム(９)の全体が光軸を中心として回転し、偏光板用フレーム(90)に保持された偏光板と、補償板用フレーム(91)に保持された光学補償板とが、それぞれ光軸を中心として同時に回転することになる。この偏光板の回転によって、黒調整が行なわれることになる。ここで、光学補償板も回転することになるが、これによって色むらの調整状態がずれることはない。
黒調整の後、傾斜調整機構(93)を操作することによって、偏光板用フレーム(90)は静止したまま、補償板用フレーム(91)が前記２軸回りに回転し、該補償板用フレーム(91)に保持された光学補償板が前記２軸回りに回転して、傾斜角度が変化することになる。この光学補償板の傾斜角度の調整によって、色むらの補正が行なわれる。ここで、偏光板は静止したままであり、光学補償板と共に傾斜することはないので、黒調整状態のずれや画質の劣化を来たすことはない。
具体的構成において、前記各映像生成ユニットの回転調整機構(92)は、前記支持ベース(８)上に形成されて各映像生成ユニットの光軸と平行な中心軸を有する円弧状ガイド面(80)と、偏光板用フレーム(90)に突設されて前記円弧状ガイド面(80)上を摺動可能な円弧状摺動片(94)と、円弧状ガイド面(80)に対して円弧状摺動片(94)を固定する固定手段とを具えている。
該具体的構成によれば、合体フレーム(９)に光軸回りの回転力を加えることによって、円弧状摺動片(94)が円弧状ガイド面(80)に沿って摺動し、光軸と平行な中心軸回りの合体フレーム(９)の回転が案内される。この結果、偏光板と光学補償板とが光軸を中心とする正確な回転を行なうことになる。回転角度の調整後、固定手段によって円弧状ガイド面(80)に対して円弧状摺動片(94)を固定すれば、偏光板用フレーム(90)が移動することはなく、偏光板の回転角度は調整状態に維持される。
又、具体的構成において、前記各映像生成ユニットの傾斜調整機構(93)は、偏光板用フレーム(90)の一方の端部に突設された支持ピン(96)と、補償板用フレーム(91)の一方の端部に凹設されて前記支持ピン(96)が余裕を持って係合する切欠き(97)と、偏光板用フレーム(90)の他方の端部に突設された２本の係合ピン(98)(98)と、補償板用フレーム(91)の他方の端部に開設されて前記係合ピン(98)(98)が貫通する２つの係合孔(99)(99)と、偏光板用フレーム(90)に対して補償板用フレーム(91)を固定する固定手段とを具え、前記係合ピン(98)は、補償板用フレーム(91)の板厚よりも長い細軸部(87)と、該細軸部(87)の先端に突設された太軸部(88)とを具え、前記係合孔(99)は、前記係合ピン(98)の細軸部(87)が余裕を持って貫通する大きさに開設されている。
該具体的構成によれば、補償板用フレーム(91)に対して前記２軸の内の第１軸回りの力を加えることによって、補償板用フレーム(91)は、係合ピン(98)の細軸部(87)に対する係合孔(99)の軸方向の遊びの範囲内で、２つの係合孔(99)(99)がそれぞれ細軸部(87)(87)に沿って同一方向に移動し、これによって補償板用フレーム(91)が支持ピン(96)を中心として第１軸回りに回転し、光学補償板の傾斜角度が変化する。
又、補償板用フレーム(91)に対して前記２軸の内の第２軸回りの力を加えることによって、補償板用フレーム(91)は、係合ピン(98)の細軸部(87)に対する係合孔(99)の軸方向の遊びの範囲内で、２つの係合孔(99)(99)が細軸部(87)(87)に沿って互いに逆方向に移動し、これによって補償板用フレーム(91)が支持ピン(96)を中心として第２軸回りに回転し、光学補償板の傾斜角度が変化する。
傾斜角度の調整後、固定手段によって偏光板用フレーム(90)に対して補償板用フレーム(91)を固定すれば、補償板用フレーム(91)が移動することはなく、光学補償板の傾斜角度は調整状態に維持される。
本発明に係る液晶プロジェクタ装置によれば、偏光板の回転角度調整や光学補償板の傾斜角度調整によって偏光板の光軸と直交する姿勢に変化が生じることがなく、これによって高画質のカラー映像を得ることが出来る。
以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係る液晶プロジェクタ装置は、図１に示す如く下半ケース(11)及び上半ケース(12)からなる扁平なケーシング(１)を具え、該ケーシング(１)の前面パネル(13)には、投射窓(14)が開設されると共に、図２に示す如く、後面パネル(17)には、内蔵のランプユニットから排出される温風の排気孔(15)が開設されている。
ケーシング(１)の内部には、図３に示す如く、映像光を生成するための光学ユニット(２)と、光学ユニット(２)の光源となるランプユニット(４)とが配備されている。
光学ユニット
図４に示す如く、光学ユニット(２)において、ランプユニット(４)から第１フィールドミラー(21)に入射した白色光は、第１フィールドミラー(21)により反射されて第１ダイクロイックミラー(22)に入射する。第１ダイクロイックミラー(22)では、赤色光と緑色光が反射され、青色光のみが第１ダイクロイックミラーミラー(22)を通過する。第１ダイクロイックミラー(22)を通過した青色光は、第２フィールドミラー(23)に入射し、第２フィールドミラー(23)により反射されて光学装置(３)へ入射する。
又、第１ダイクロイックミラー(22)により反射された赤色光と緑色光は、第２ダイクロイックミラー(27)へ入射する。第２ダイクロイックミラー(27)では緑色光が反射され、第２ダイクロイックミラー(27)により反射された緑色光は、光学装置(３)へ入射する。
又、第２ダイクロイックミラー(27)に入射した赤色光は、第２ダイクロイックミラー(27)を通過し、第３フィールドミラー(26)及び第４フィールドミラー(25)に反射されて光学装置(３)へ入射する。
光学装置
図７に示す様に、光学装置(３)は、色合成プリズム(30)と、色合成プリズム(30)の周囲に配置された赤色映像生成ユニット(50)、緑色映像生成ユニット(60)及び青色映像生成ユニット(70)とを具えている。
赤色映像生成ユニット(50)、緑色映像生成ユニット(60)及び青色映像生成ユニット(70)では、それぞれ色合成プリズム(30)側から、出射側偏光板(51)(61)(71)、プリ偏光板(52)(62)(72)、液晶パネル(53)(63)(73)、光学補償板(54)(64)(74)、及び入射側偏光板(55)(65)(75)が順次重ねられて配置されている。
光学装置(３)に入射した青色光は、青色映像生成ユニット(70)の入射側偏光板(75)、光学補償板(74)、液晶パネル(73)、プリ偏光板(72)、及び出射側偏光板(71)を透過して、青色映像光となり、色合成プリズム(30)に導かれる。
又、光学装置(３)に入射した緑色光は、緑色映像生成ユニット(60)の入射側偏光板(65)、光学補償板(64)、液晶パネル(63)、プリ偏光板(62)、及び出射側偏光板(61)を透過して、緑色映像光となり、色合成プリズム(30)に導かれる。
又、光学装置(３)に入射した赤色光は、赤色映像生成ユニット(50)の入射側偏光板(55)、光学補償板(54)、液晶パネル(53)、プリ偏光板(52)、及び出射側偏光板(51)を透過して、赤色映像光となり、色合成プリズム(30)に導かれる。
色合成プリズム(30)に導かれた３色の映像光は、色合成プリズム(30)により合成され、これによって得られるカラー映像光が、投射レンズ(20)を経て前方のスクリーンへ拡大投射される。
ここで、赤色映像生成ユニット(50)、緑色映像生成ユニット(60)及び青色映像生成ユニット(70)を構成する入射側偏光板(55)(65)(75)は、光軸回りに回転させることによって黒調整が行なわれ、光学補償板(54)(64)(74)は、光軸の直交し且つ互いに直交する第１軸(水平軸)及び第２軸(垂直軸)回りに回転させて２方向に傾斜させることにより、色むらの補正が行なわれる。
図６は、上記の黒調整と色むら補正のために映像生成ユニット毎に設けられている調整機構を示している。
図８に示す如く、各映像生成ユニットを構成する入射側偏光板(55)(65)(75)及び光学補償板(54)(64)(74)は、映像生成ユニット毎の合体フレーム(９)により保持され、該合体フレーム(９)は、各入射側偏光板(55)(65)(75)を保持する偏光板用フレーム(90)と、各光学補償板(54)(64)(74)を保持する補償板用フレーム(91)とから構成されている。
偏光板用フレーム(90)は、図１２に示す如く入射偏光板を光軸回りに回転させる回転調整機構(92)を介して、支持ベース(８)上に設置されると共に、補償板用フレーム(91)は、図１３及び図１４に示す如く前記第１軸及び第２軸回りに回転させて光学補償板を２方向に傾斜させる傾斜調整機構(93)を介して、偏光板用フレーム(90)上に支持されている。以下、回転調整機構(92)と傾斜調整機構(93)の構成について詳述する。
回転調整機構(92)
図５に示す如く、光学装置(３)を包囲して、前記ケーシング(１)内の一定位置に、合成樹脂製の支持ベース(８)が設けられており、該支持ベース(８)には、映像生成ユニット毎の合体フレーム(９)を支持すべき円弧状ガイド面(80)が、光学装置(３)を包囲する３箇所に配備されている。各円弧状ガイド面(80)は、光軸と平行な水平軸を中心とする円弧面に形成されている。
図１０の如く、偏光板用フレーム(90)の上端縁には、前記円弧状ガイド面(80)と同一曲率の円弧面を有する円弧状摺動片(94)が水平方向に突設されており、該円弧状摺動片(94)が図６に示す様に支持ベース(８)の円弧状ガイド面(80)に摺接して、偏光板用フレーム(90)の光軸と平行な水平軸回りの回転が案内されている。
円弧状摺動片(94)には、図９の如く周方向に延びる３本の長孔状の貫通孔(89)(89)(89)が開設されており、図６の如く２本の貫通孔(89)(89)に支持ベース(８)上の２本の突起部(81)(81)が嵌入して、円弧状摺動片(94)の摺動が円弧線上に規制されている。又、残りの１本の貫通孔(89)にビス(100)が貫通し、その先端部が支持ベース(８)にねじ込まれて、円弧状摺動片(94)を円弧状ガイド面(80)上に固定することが可能である。
上記回転調整機構(92)においては、ビス(100)を緩めた状態で、合体フレーム(９)に光軸回りの回転力を加えることによって、図１２に示す様に、円弧状摺動片(94)が円弧状ガイド面(80)に沿って摺動し、光軸と平行な中心軸回りの合体フレーム(９)の回転が案内される。この結果、偏光板と光学補償板が光軸を中心とする正確な回転を行なうことになる。
回転角度の調整後、ビス(100)を締め付けることにより、円弧状ガイド面(80)に対して円弧状摺動片(94)が固定される。この結果、偏光板用フレーム(90)が移動することはなく、偏光板の回転角度は調整状態に維持される。
傾斜調整機構(93)
図１０に示す如く、偏光板用フレーム(90)の下端部に支持ピン(96)が突設されると共に、偏光板用フレーム(90)の上端部には、両側に２本の係合ピン(98)(98)が突設されている。
一方、補償板用フレーム(91)の下端部には、偏光板用フレーム(90)の支持ピン(96)が余裕を持って係合する切欠き(97)が凹設されている。
補償板用フレーム(91)の上端部には、偏光板用フレーム(90)の２本の係合ピン(98)(98)が貫通する２つの係合孔(99)(99)が開設されている。尚、各係合孔(99)は、偏光板用フレーム(90)の支持ピン(96)を中心とする円弧線上を伸びており、その一端部を拡大することによって、組立時における係合ピン(98)の係合孔(99)への挿入を可能としている。
各係合ピン(98)は、その先端部に、図１１に示す如く補償板用フレーム(91)の板厚よりも長い細軸部(87)と、該細軸部(87)の先端に突設された太軸部(88)とを具えている。
一方、図１０に示す補償板用フレーム(91)の係合孔(99)は、その径方向の幅が係合ピン(98)の細軸部(87)のねじ軸部の外径よりも大きく且つ係合ピン(98)の太軸部(88)の外径よりも小さく形成されている。
補償板用フレーム(91)の上端縁には延出部(84)が形成されており、該延出部(84)には、図１１に示す如く支持ピン(96)の位置を中心とする円弧線上を伸びる長孔(85)が開設されている。
図９の如く、ビス(95)が補償板用フレーム(91)の長孔(85)を貫通して、その端部が偏光板用フレーム(90)の円弧状摺動片(94)にねじ込まれている。該長孔(85)は、その径方向の溝幅がビス(95)の外径よりも稍大きく形成されている。
従って、ビス(95)を緩めた状態で、補償板用フレーム(91)に対して前記第１軸回りの力を加えることによって、図１４に示す様に、補償板用フレーム(91)は、係合ピン(98)の細軸部(87)に対する係合孔(99)の軸方向の遊びの範囲内で、２つの係合孔(99)(99)がそれぞれ細軸部(87)(87)に沿って同一方向に移動し、これによって補償板用フレーム(91)が支持ピン(96)を中心として第１軸(水平軸)回りに回転し、光学補償板の傾斜角度が前後方向に変化する。
又、補償板用フレーム(91)に対して前記第２軸回りの力を加えることによって、補償板用フレーム(91)は、図１３に示す様に、係合ピン(98)の細軸部(87)に対する係合孔(99)の軸方向の遊びの範囲内で、２つの係合孔(99)(99)が細軸部(87)(87)に沿って互いに逆方向に移動し、これによって補償板用フレーム(91)が支持ピン(96)を中心として第２軸(垂直軸)回りに回転し、光学補償板の傾斜角度が左右方向に変化する。
傾斜角度の調整後、図９に示すビス(95)を締め付けることによって、偏光板用フレーム(90)の円弧状摺動片(94)に対して補償板用フレーム(91)の延出部(84)が固定される。この結果、偏光板用フレーム(90)に対して補償板用フレーム(91)が移動することはなく、光学補償板の傾斜角度は調整状態に維持される。
上述の本発明に係る液晶プロジェクタ装置によれば、回転調整機構(92)による偏光板の回転角度調整において、偏光板用フレーム(90)と一体に補償板用フレーム(91)も回転して、光学補償板が回転することになるが、これによって色むらの調整状態がずれることはない。
又、回転調整機構(92)による偏光板の回転角度調整の後、傾斜調整機構(93)による光学補償板の傾斜角度調整においては、補償板用フレーム(91)のみが回転して、偏光板用フレーム(90)は支持ベース(８)上に固定されたままであるので、偏光板が光学補償板と共に傾斜することはなく、黒調整状態のずれや画質の劣化を来たすことはない。
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、回転調整機構(92)や傾斜調整機構(93)は上述の機構に限らず、周知の種々の機構を用いて構成することが出来る。
本発明に係る液晶プロジェクタ装置の全体斜視図である。 該液晶プロジェクタ装置の背面図である。 該液晶プロジェクタに装備されているランプユニット及び光学ユニットの配置を示す平面図である。 該液晶プロジェクタに装備されているランプユニット及び光学ユニットの構成を示す平面図である。 光学装置の固定部分の平面図である。 合体ホルダーが取り付けられた光学装置の平面図である。 光学装置の平面図である。 合体ホルダーを側方から見た斜視図である。 合体ホルダーを上方から見た斜視図である。 合体ホルダーの分解斜視図である。 ベースに支持された合体ホルダーの平面図である。 回転調整機構による回転角度調整を説明する正面図である。 傾斜調整機構による左右方向の傾斜角度調整を説明する平面図である。 傾斜調整機構による前後方向の傾斜角度調整を説明する平面図である。 従来の調整機構の分解斜視図である。
符号の説明
(３) 光学装置
(50) 赤色映像生成ユニット
(51) 出射側偏光板
(52) プリ偏光板
(53) 液晶パネル
(54) 光学補償板
(55) 入射側偏光板
(60) 緑色映像生成ユニット
(70) 緑色映像生成ユニット
(８) ベース
(80) 円弧状部
(81) 突起部
(87) 細軸部
(88) 太軸部
(９) 合体フレーム
(90) 偏光板用フレーム
(91) 補償板用フレーム
(92) 回転調整機構
(93) 傾斜調整機構
(94) 円弧状摺動片
(95) ビス
(97) 支持ピン
(98) 係合ピン
(99) 係合孔
(100) ビス

Claims (3)

  1. カラー映像光を生成する光学装置(３)と、光学装置(３)により生成されたカラー映像光をスクリーンに向けて投射する投射レンズ(20)とを具え、前記光学装置(３)は、３原色の映像光を生成すべき３つの映像生成ユニット(50)(60)(70)と、これら３つの映像生成ユニット(50)(60)(70)によって生成された３原色の映像光をカラー映像光に合成する色合成プリズム(30)とを具え、前記３つの映像生成ユニット(50)(60)(70)はそれぞれ光軸上に、液晶パネルと偏光板を配置すると共に、液晶パネルと偏光板の間に、該液晶パネルによる光の複屈折を補償する光学補償板を配備して構成されている液晶プロジェクタ装置において、
    各映像生成ユニットの偏光板と光学補償板は、合体フレーム(９)により保持されて、支持ベース(８)上に設置されており、該合体フレーム(９)は、偏光板を保持する偏光板用フレーム(90)と、光学補償板を保持する補償板用フレーム(91)とから構成され、偏光板用フレーム(90)は、偏光板を光軸回りに回転させる回転調整機構(92)を介して、前記支持ベース(８)上に支持される一方、補償板用フレーム(91)は、光軸に対して光学補償板を傾斜させる傾斜調整機構(93)を介して偏光板用フレーム(90)上に支持され、さらに、傾斜調整機構(93)は、光軸に直交する水平軸回りに偏光板用フレーム(90)を回転させて光学補償板を光軸に対して傾斜自在に調整可能に構成されていると共に、光軸に直交する垂直軸回りに偏光板用フレーム(90)を回転させて光学補償板を光軸に対して傾斜自在に調整可能に構成されていることを特徴とする液晶プロジェクタ装置。
  2. 前記各映像生成ユニットの回転調整機構(92)は、前記支持ベース(８)上に形成されて各映像生成ユニットの光軸と平行な中心軸を有する円弧状ガイド面(80)と、偏光板用フレーム(90)に突設されて前記円弧状ガイド面(80)上を摺動可能な円弧状摺動片(94)と、円弧状ガイド面(80)に対して円弧状摺動片(94)を固定する固定手段とを具えている請求項１に記載の液晶プロジェクタ装置。
  3. 前記各映像生成ユニットの傾斜調整機構(93)は、偏光板用フレーム(90)の一方の端部に突設された支持ピン(96)と、補償板用フレーム(91)の一方の端部に凹設されて前記支持ピン(96)が余裕を持って係合する切欠き(97)と、偏光板用フレーム(90)の他方の端部に突設された２本の係合ピン(98)(98)と、補償板用フレーム(91)の他方の端部に開設されて前記係合ピン(98)(98)が貫通する２つの係合孔(99)(99)と、偏光板用フレーム(90)に対して補償板用フレーム(91)を固定する固定手段とを具え、前記係合ピン(98)は、補償板用フレーム(91)の板厚よりも長い細軸部(87)と、該細軸部(87)の先端に突設された太軸部(88)とを具え、前記係合孔(99)は、前記係合ピン(98)の細軸部(87)が余裕を持って貫通する大きさに開設されている請求項１又は請求項２に記載の液晶プロジェクタ装置。
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