JPH10115799A - 投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ライトバルブの画像形成領域の周囲に形成す
べきマージンを小さくでき、明るい投写画像を形成でき
る投写型表示装置を実現すること。 【解決手段】 投写型表示装置の光源ランプユニット８
からの出射光は、インテグレータ光学系９２３を介して
各色の液晶ライトバルブ９２５Ｒ，Ｇ，Ｂを照明する。
均一照明光学系としてのインテグレータ光学系９２３を
構成している第１および第２のレンズ板９２１、９２２
は、光軸１ａに垂直な方向に取付け位置を微調整可能な
状態で配置されている。これらの取付け位置を微調整す
ることにより、照明領域Ｂの形成位置を、液晶ライトバ
ルブの画像形成領域Ａを包含した位置となるように調整
できる。従って、照明領域Ｂの形成位置にずれが発生す
ることを想定して、画像形成領域Ａの周囲の大きなマー
ジンを確保しておく必要がない。この結果、照明光の利
用効率を高め、明るい投写画像を形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの出射光
に対して液晶ライトバルブ等の変調手段を用いて画像信
号に応じた変調を施し、変調後の光束を投写レンズを介
してスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置に関す
るものである。さらに詳しくは、本発明はこの形式の投
写型表示装置において、液晶ライトバルブ等の変調手段
の画像形成領域を適切な状態で照明可能な構造に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶ライトバルブを用いて画像信号に対
応した変調光束を形成して当該変調光束をスクリーン上
に拡大投写する構成の投写型表示装置は、例えば、特開
平３−１１１８０６号公報に開示されている。この公報
に開示されている投写型表示装置は、図１４に示すよう
に、光源からの光で変調手段である液晶ライトバルブ９
２５の画像形成領域を均一に照明するために、２枚のレ
ンズ板９２１、９２２を備えたインテグレータ光学系９
２３を備えている。

【０００３】図１４において、光源ランプユニット８か
ら出射される単一光束は、第１のレンズ板９２１を構成
するレンズ９２１ａにより複数の中間光束に分離され、
第２のレンズ板９２２を構成するレンズ９２２ａを介し
て液晶ライトバルブ９２５上に重畳される。

【０００４】ここで、図１４に示したような投写型表示
装置においては、液晶ライトバルブ９２５の画像形成領
域を正確に照明できないと、投写面上に投写された画像
の明るさが低下したり、あるいは投写された画像の縁に
影ができる等の弊害が発生する。そこで、図１５に示す
ように、液晶ライトバルブ９２５の画像形成領域Ａに
は、液晶ライトバルブ９２５やインテグレータ光学系９
２３を構成するレンズ板９２１、９２２の位置決め精
度、各レンズ板を構成するレンズ９２１ａ、９２２ａの
焦点距離等の誤差、光路上に配置される他の光学要素の
位置決め精度等を考慮して、その周囲に一定のマージン
Ｍが確保されている。すなわち、液晶ライトバルブ９２
５の画像形成領域Ａは、光源からの出射光による照明領
域Ｂに対して一回り小さなサイズに設定されており、上
に挙げたような各構成要素の位置決め精度等に起因して
照明領域Ｂが上下あるいは左右にずれたとしても、画像
形成領域Ａが照明領域Ｂからはみださないようになって
いる。そして、このような構造により、投写画像の縁に
影ができたり、投写画像の明るさが低下したりするとい
った弊害を回避している。上に挙げたような各構成要素
の位置決め等の誤差に広く対応できるようにするには、
マージンＭを大きくとれば良いことになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、投写画像を明る
くするためには、液晶ライトバルブ９２５を照明してい
る光の利用効率を高める必要がある。しかしながら、上
述したように、構成要素の位置決め等の誤差に広く対応
できるようにマージンＭを大きく設定すると、その分光
の利用効率が低減してしまい、投写画像も暗くなってし
まう。従って、この点からは、液晶ライトバブルの表示
領域の周囲に形成するマージンの幅はなるべく狭くする
ことが望ましい。しかし、マージンを狭くすると、上記
のように、液晶ライトバルブの画像形成領域に対して、
照明領域が外れてしまい、投写画像の縁に影ができるお
それが高まる。

【０００６】本発明の課題は、液晶ライトバルブの画像
形成領域の周囲に形成されるマージンを小さくして、な
おかつ投写画像の縁に影を作ることなく投写画像の明る
さを高めることの可能な投写型表示装置を提案すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明第１の投写型表示装置は、光源と、当該光
源からの出射光束に対して画像信号に対応した変調を施
す変調手段と、当該変調手段により変調が施された光束
を投写面上に拡大投写する投写手段とを有する投写型表
示装置であって、前記光源と前記変調手段との間の光路
上には、複数のレンズがマトリクス状に配置された第１
のレンズ板および第２のレンズ板を備えたインテグレー
タ光学系が配置され、これら第１および第２のレンズ板
のうちの少なくとも一方のレンズ板は、光軸に交わる方
向に取付け位置が調整可能となっている。

【０００８】本発明は、上記の構成により、変調手段を
照射する照明光の利用効率を高めることができ、投写画
像を明るくすることができる。また、変調手段の画像形
成領域の周囲に形成したマージンを小さくしても、当該
画像形成領域が照明領域内に位置するように、変調手段
に対する照明領域の位置を微調整できるので、これらの
双方の領域のずれが原因となって投写画像の縁に影がで
きる等といった弊害も発生しない。

【０００９】すなわち、光学系の各構成部品を設置した
後に、インテグレータ光学系を介して変調手段の画像形
成領域を照明し、照明領域が変調手段の画像形成領域か
ら外れている場合には、インテグレータ光学系を構成し
ている第１のレンズ板あるいは第２のレンズ板の取付け
位置を微調整して、照明領域内に変調手段の画像形成領
域が完全に含まれた状態にすることができる。従って、
光学部品の位置決め誤差等に起因する照明領域と画像形
成領域のずれを考慮して変調手段の当該画像形成領域の
周囲に形成されるマージンを小さくできる。

【００１０】ここで、投写型表示装置の光学系において
は、前記光源から前記変調手段に到る光路上に、光路を
折り曲げるための反射手段が配置されている場合があ
る。この場合、当該反射手段の取り付け角度に誤差があ
ると、それが原因となって、変調手段の画像形成領域に
対して照明領域がずれてしまうおそれがある。従って、
このような位置に配置されている反射手段の取り付け角
度も、入射光軸に対して調整可能とすることが望まし
い。

【００１１】また、第１の投写型表示装置の上記構成
は、カラー画像を投写可能な投写型表示装置に対しても
同様に適用できる。すなわち、光源からの出射光を各色
の光束に分解する色分離光学系と、前記色分離光学系に
より分離された前記各色の光束に対して変調を施す複数
の前記変調手段と、前記複数の変調手段によりそれぞれ
変調された前記各色の光束を合成する色合成光学系とを
さらに有し、前記色合成光学系により合成された変調光
束を前記投写手段を介して投写面上に拡大投写するよう
になっている投写型表示装置に対しても本発明を同様に
適用できる。

【００１２】このようなカラー画像を投写可能な投写型
表示装置では、前記色分離光学系と前記複数の変調手段
のうち少なくとも一の変調手段との間の光路中にさらに
反射手段が配置される場合がある。この場合、この反射
手段の取付け角度によっては照明領域のずれが発生する
恐れがあるため、この反射手段の取付け角度も入射光軸
に対して調整可能としておくことが望ましい。

【００１３】変調手段と最も近い位置に配置されている
反射手段の取付け角度を調整できるようにしておけば、
装置の構成上、あるいは変調手段に対する照明領域の位
置調整の精度上最も有利である。

【００１４】なお、変調手段として反射型の変調手段を
用い、色分離光学系と色合成光学系とを同一の光学系で
構成すれば、光路長を短くすることができ、投写型表示
装置の小型化が可能となる。

【００１５】次に、本発明第２の投写型表示装置につい
て説明する。本発明第２の投写型表示装置は、光源と、
前記光源からの光束を複数の中間光束に分割する第１の
光学要素と、前記中間光束が収束する位置付近に配置さ
れた第２の光学要素と、前記第２の光学要素から出射さ
れた光を変調する変調手段と、前記変調手段により変調
が施された光束を投写面上に拡大投写する投写手段とを
有する投写型表示装置であって、前記第２の光学要素
は、前記第１の光学要素により分割された複数の中間光
束をそれぞれ集光する集光レンズアレイと、前記集光レ
ンズアレイによって集光された前記中間光束のそれぞれ
をＰ偏光光束とＳ偏光光束とに空間的に分離し、前記Ｐ
偏光光束、Ｓ偏光光束のうちいずれか一方の偏光方向を
他方の偏光光束の偏光方向と揃えて出射する偏光変換装
置と、前記偏光変換装置から出射された光束を重畳結合
させる結合レンズとを有してなり、前記第１の光学要
素、前記第２の光学要素のうち少なくとも一つの取付け
位置を、光軸に交わる方向に調整可能とした構成であ
る。

【００１６】ここで、第１の光学要素は前述した第１の
レンズ板に相当するもので、第２の光学要素の結合レン
ズは前述した第２のレンズ板に相当するものである。

【００１７】本発明第２の投写型表示装置は、第１の投
写型表示装置の構成に加え、集光レンズアレイおよび偏
光変換装置が設けられたものである。これに伴い、前述
した第１の投写型表示装置と同様の効果はもちろん、偏
光変換装置を用いることにより、どちらの偏光光束も無
駄なく用いることが可能となるため、明るい投写画像を
得ることが可能となる。また、集光レンズアレイによっ
て中間光束を偏光変換装置に効率良く導くことが可能と
なるので、この点からもより明るい投写画像を得ること
が可能となる。

【００１８】ここで、前記集光レンズアレイ、前記偏光
変換装置、および前記結合レンズを一体化すれば、これ
らの光学要素間における光損失を低減することが可能で
あり、より一層光の利用効率を向上させることが可能と
なる。

【００１９】なお、本発明第２の投写型表示装置におい
ても、前述した第１の投写型表示装置と同様、光源から
変調手段に到る光路上に光路を折り曲げるための反射手
段を配置してこの角度を調整可能としたり、カラー画像
を投写可能な構成としたり、カラー画像を投写可能な投
写型表示装置において色分離光学系と変調手段との間の
光路中に反射手段を配置してこの角度を調整可能とした
り、変調手段に最も近い位置に配置された反射手段の取
付け角度を調整可能としたり、変調手段として反射型の
変調手段を用いたりすることが可能である。これらの構
成は、第１の投写型表示装置においてこのような構成と
して場合と同様な効果を得ることができる。

【００２０】また、本発明は、インテグレータ光学系を
備えていない投写型表示装置に対しても適用できる。こ
の場合には、照明領域の位置変動の原因となる光路中に
配置されている反射手段を、取付け角度が調整できるよ
うにすればよい。この場合にも、前述した第１の投写型
表示装置と同様の効果を得ることができる。また、イン
テグレータ光学系を備えていないカラー画像を投写可能
な投写型表示装置においても、色合成光学系と変調手段
の間の光路中に配置されている反射手段の取付け角度を
調整できるようにしておけば、第１の投写型表示装置に
おいてこのような構成とした場合と同様な効果を得るこ
とができる。

【００２１】ここで、本発明第１の投写型表示装置にお
いて、第１のレンズ板および第２のレンズ板のうち少な
くとも一方の取付け位置を光軸に交わる方向に調整可能
とするためには、そのための調整機構を設ければ良い。
この調整機構としては、例えば、前記第１のレンズ板を
光軸に直交する第１の方向に調整する第１の調整機構
と、前記第２のレンズ板を前記光軸および前記第１の方
向に直交する第２の方向に調整する第２の調整機構とを
備えた構成が考えられる。

【００２２】レンズ板の取付け位置を所定の方向に調整
するための調整機構としては、レンズ板の第１の側面側
に設けられ、前記レンズ板の第１の側面を押圧するばね
と、前記第１の側面と対向する第２の側面側に設けら
れ、この第２の側面を押圧するねじとを備えた構成を採
用できる。このような調整機構によれば、ねじをきつく
したり、緩めたりするだけでレンズ板を所定の方向に移
動させることができ、当該レンズ板の取付け位置を容易
に調整できる。

【００２３】ばねとねじを用いた調整機構において、ば
ねとして板ばねを用いると共に、ねじによってレンズ板
の第２の側面のほぼ中心部を押圧するようにすれば、少
ない部材で均一にレンズ板の移動を行うことができる。

【００２４】また、本発明第２の投写型表示装置におい
ても、第１の光学要素および第２の光学要素のうち少な
くとも一方の取付け位置を光軸に交わる方向に調整可能
とするためには、そのための調整機構を設ければ良い。
本発明第２の投写型表示装置の場合には、集光レンズア
レイ、偏光変換装置、および結合レンズを一体化してお
き、これらを一つの調整機構でまとめて移動させること
が好ましい。３つの光学要素の取付け位置を同時に調整
することができるからである。

【００２５】本発明第２の投写型表示装置に設ける調整
機構としては、前述した本発明第１の投写型表示装置の
調整機構と同じものを採用できる。すなわち、第１の光
学要素を光軸に直交する第１の方向に調整する第１の調
整機構と、第２の光学要素を光軸および前記第１の方向
に直交する第２の方向に調整する第２の調整機構とを備
えた構成を採用できる。また、光学要素の取付け位置を
所定の方向に調整する調整機構としては、光学要素の第
１の側面側に設けられ、前記光学要素の第１の側面を押
圧するばねと、前記第１の側面と対向する第２の側面側
に設けられ、この第２の側面を押圧するねじとを備えた
構成を採用でき、ばねとねじを用いた調整機構として
は、ばねとして板ばねを用いると共に、ねじによってレ
ンズ板の第２の側面をほぼ中心部を押圧するようにした
調整機構を採用することができる。

【００２６】さらに、インテグレータ光学系を備えてい
ない投写型表示装置において、照明領域の位置変動の原
因となる光路中に配置されている反射手段の取付け角度
を調整可能とするためには、そのための調整機構を設け
れば良い。この調整機構としては、投写型表示装置に少
なくとも前記反射手段を収納するライトガイドが設けら
れている場合には、前記反射手段を保持し、前記ライト
ガイドに回転可能に支持されたホルダー板と、前記反射
手段の取付け角度を調整するねじと、前記ホルダー板を
前記ライトガイドに対して支持するばねとを備えた調整
機構を採用できる。このような調整機構を採用すれば、
ねじのねじ込み量を調整するだけで反射手段の取付け角
度を容易に変更できる。

【００２７】また、インテグレータ光学系を備えていな
いカラー画像を投写可能な投写型表示装置においても、
色合成光学系と変調手段の間の光路中に配置されている
反射手段の取付け角度を調整するためには、そのための
調整機構を設ければ良い。このような投写型表示装置で
は、前述したように、変調手段の最も近い位置に配置さ
れた反射手段の取付け角度を調整可能としておくこと
が、装置の構成上、あるいは変調手段に対する照明領域
の位置調整の精度上最も有利である。従って、変調手段
に最も近い位置に配置された反射手段の取付け角度を調
整する調整機構を設けておくことが望ましい。この調整
機構としては、投写型表示装置に少なくとも前記色分離
光学系と前記反射手段とを収納するライトガイドが設け
られている場合には、前記反射手段を保持し、前記ライ
トガイドに回転可能に支持されたホルダー板と、前記反
射手段の取付け角度を調整するねじと、前記ホルダー板
を前記ライトガイドに対して支持するばねとを備えた調
整機構を採用できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した投写型表示装置を説明する。なお、以下の説
明では、互いに直交する３つの方向をＸ、Ｙ、Ｚとし、
Ｚを光の進行方向とする。

【００２９】（全体構成）図１には本例の投写型表示装
置の外観を示してある。本例の投写型表示装置１０００
は、光源からの出射光をインテグレータ光学系および色
分離光学系を介して赤、青、緑の各色光束として取り出
し、これらの各色の光束を各色に対応して配置された液
晶ライトバルブに導いてカラー画像信号に応じて変調
し、変調後の各色の光束を色合成光学系によって再合成
した後に、投写レンズを介してスクリーン上に拡大投写
する構成のものである。

【００３０】図１に示すように、投写型表示装置１００
０は直方体形状をした外装ケース２を有しており、この
外装ケース２は、基本的には、アッパーケース３と、ロ
アーケース４と、装置前面を規定しているフロントケー
ス５から構成されている。フロントケース５の中央から
は投写レンズユニット６の先端側の部分が突出してい
る。

【００３１】図２には、投写型表示装置１０００の外装
ケース２の内部における各構成部分の配置関係を示して
ある。この図に示すように、外装ケース２の内部におい
て、その後端側には電源ユニット７が配置されている。
これよりも装置前側に隣接した位置には、光源ランプユ
ニット８が配置されている。また、光学ユニット９も配
置されている。光学ユニット９の前側の中央には、投写
レンズユニット６の基端側が位置している。

【００３２】一方、光学ユニット９の一方の側には、装
置前後方向に向けて入出力インタフェース回路が搭載さ
れたインタフェース基板１１が配置され、これに平行
に、ビデオ信号処理回路が搭載されたビデオ基板１２が
配置されている。さらに、光源ランプユニット８、光学
ユニット９の上側には、装置駆動制御用の制御基板１３
が配置されている。装置前端側の左右の角には、それぞ
れスピーカ１４Ｒ、１４Ｌが配置されている。

【００３３】光学ユニット９の上面側の中央には冷却用
の吸気ファン１５Ａが配置され、光学ユニット９の底面
側の中央には冷却用循環流形成用の循環用ファン１５Ｂ
が配置されている。また、光源ランプユニット８の裏面
側である装置側面には排気ファン１６が配置されてい
る。そして、電源ユニット７における基板１１、１２の
端に面する位置には、吸気ファン１５Ａからの冷却用空
気流を電源ユニット７内に吸引するための補助冷却ファ
ン１７が配置されている。

【００３４】さらに、電源ユニット７の直上には、その
装置左側の位置に、フロッピーディスク駆動ユニット
（ＦＤＤ）１８が配置されている。

【００３５】（光学ユニットおよび光学系）図３には、
光学ユニット９および投写レンズユニット６の部分を取
り出して示してある。この図に示すように、光学ユニッ
ト９は、その色合成手段を構成しているプリズムユニッ
ト９１０以外の光学素子が、上下のライトガイド９０
１、９０２の間に上下から挟まれた状態に保持された構
成となっている。これらの上ライトガイド９０１、下ラ
イトガイド９０２は、それぞれ、アッパーケース３およ
びロアーケース４の側に固定ねじにより固定されてい
る。また、これらの上下のライトガイド９０１、９０２
は、プリズムユニット９１０の側に同じく固定ねじによ
って固定されている。プリズムユニット９１０は、ダイ
キャスト板である厚手のヘッド板９０３の裏面側に固定
ねじよって固定されている。このヘッド板９０３の前面
には、投写レンズユニット６の基端側が同じく固定ねじ
によって固定されている。

【００３６】図４には、光学ユニット９に組み込まれて
いる光学系の概略構成を示してある。この図を参照し
て、光学ユニット９に組み込まれている光学系について
説明する。本例の光学系は、上記の光源ランプユニット
８の構成要素である放電ランプ８１と、均一照明光学素
子である第１のレンズ板９２１および第２のレンズ板９
２２から構成されるインテグレータ光学系９２３とを備
えている。また、このインテグレータ光学系９２３から
出射される白色光束Ｗを、赤、緑、青の各色光束Ｒ、
Ｇ、Ｂに分離する色分離光学系９２４と、各色光束を変
調するライトバルブとしての３枚の液晶ライトバルブ９
２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂと、変調された色光束を再
合成する色合成光学系としてのプリズムユニット９１０
と、合成された光束をスクリーン１００の表面に拡大投
写する投写レンズユニット６を備えている。さらに、色
分離光学系９２４によって分離された各色光束のうち、
青色光束Ｂを対応する液晶ライトバルブ９２５Ｂに導く
導光系９２７を備えている。

【００３７】放電ランプ８１としては、ハロゲンラン
プ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いる
ことができる。均一照明光学系９２３は、反射ミラー９
３１を備えており、インテグレータ光学系９２３からの
出射光の中心光軸１ａを装置前方に向けて直角に折り曲
げるようにしている。このミラー９３１を挟み、第１お
よび第２のレンズ板９２１、９２２が直交する状態に配
置されている。

【００３８】放電ランプ８１からの出射光は、リフレク
ター８２の反射面８２１によって反射されて平行光とし
て第１のレンズ板９２１を照射し、この第１のレンズ板
９２１を介して第２のレンズ板９２２を構成している各
レンズの入射面上にそれぞれ２次光源像として投写さ
れ、当該第２のレンズ板９２２からの出射光を用いて被
照明対象物が照明されることになる。すなわち、各液晶
ライトバルブ９２５、９２５Ｇ、９２５Ｂの画像形成領
域が照明される。

【００３９】色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロ
イックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９
４２と、反射ミラー９４３から構成される。白色光束Ｗ
は、まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１におい
て、そこに含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが
直角に反射されて、緑反射ダイクロイックミラー９４２
の側に向かう。

【００４０】赤色光束Ｒはこのミラー９４１を通過し
て、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色
光束の出射部９４４からプリズムユニット９１０の側に
出射される。ミラー９４１において反射された青および
緑の光束Ｂ、Ｇは、緑反射ダイクロイックミラー９４２
において、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光
束の出射部９４５からプリズムユニット９１０の側に出
射される。このミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、
青色光束の出射部９４６から導光系９２７の側に出射さ
れる。本例では、インレグレータ光学系９２３の白色光
束の出射部から、色分離光学系９２４における各色光束
の出射部９４４、９４５、９４６までの距離が全て等し
くなるように設定されている。

【００４１】色分離光学系９２４の赤色光束、および緑
色光束の出射部９４４、９４５の出射側には、それぞれ
集光レンズ９５１、９５２が配置されている。したがっ
て、各出射部から出射した各色光束は、これらの集光レ
ンズ９５１、９５２に入射して平行化される。

【００４２】このように平行化された赤色および緑色の
光束Ｒ、Ｇは液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇに入
射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加され
る。すなわち、これらのライトバルブは、不図示の駆動
手段によって画像情報に応じてスイッチング制御され
て、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われ
る。このような駆動手段は公知の手段をそのまま使用す
ることができる。一方、青色光束Ｂは、導光系９２７を
介して対応する液晶ライトバルブ９２５Ｂに導かれて、
ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施され
る。本例のライトバルブは、例えば、ポリシリコンＴＦ
Ｔをスイッチング素子として用いたものを使用できる。

【００４３】導光系９２７は、集光レンズ９５３と、入
射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、
これらの間に配置した中間レンズ９７３と、液晶パネル
９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５４から構成
される。各色光束の光路長、すなわち、インテグレータ
光学系の白色光束の出射部から各液晶ライトバルブ９２
５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂまでの距離は青色光束Ｂの場
合が最も長いため、青色光束の光量損失が最も多くな
る。しかし、導光系９２７を介在させることにより、青
色光束の光量損失を抑制することができる。

【００４４】次に、各液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９２
５Ｇ、９２５Ｂを通って変調された各色光束は、色合成
光学系９１０に入射され、ここで合成される。本例で
は、前述のようにダイクロイックプリズムからなるプリ
ズムユニット９１０を用いて色合成光学系を構成してい
る。ここで再合成されたカラー画像は、投写レンズユニ
ット６を介して、所定の位置にあるスクリーン１００の
表面に拡大投写される。

【００４５】（液晶ライトバルブの照明領域調整機構）
本例の投写型表示装置１においては、図４に示すよう
に、インテグレータ光学系９２３による液晶ライトバル
ブ９２５上の照明領域が、液晶ライトバルブの画像形成
領域に対して上下（±Ｙ方向）または左右（±Ｘ方向）
に微小調整可能となっている。

【００４６】図５（Ａ）には、インテグレータ光学系９
２３による液晶ライトバルブ９２５上の照明領域Ｂと、
液晶ライトバルブ９２５の画像形成領域Ａとの関係を模
式的に示してある。一般に、スクリーン１００の投写領
域が長方形であるので、それに対応して、液晶ライトバ
ルブ９２５の画像形成領域Ａも長方形となっている。均
一照明光学系９２３による照明領域Ｂ（図において想像
線で示す領域）もそれに沿った形状とされている。

【００４７】前述したように、液晶ライトバルブ９２５
の画像形成領域Ａは、照明領域Ｂよりも一回り小さなサ
イズに設定されている。換言すると、表示領域Ａの周囲
には所定の幅のマージンをとってある。マージンをとる
ことによって、インテグレータ光学系９２３の各レンズ
板９２１、９２２等の光学部品の位置決め誤差等に起因
して照明領域の形成位置が変動しても、常に、照明領域
Ｂの中に画像形成領域Ａが包含されるようになってい
る。

【００４８】本例では、各レンズ板９２１、９２２は、
図において矢印で示すように、位置調整機構により光軸
１ａに垂直な平面に沿って上下または左右に取付け位置
を微調整可能となっている。位置調整機構としては、板
バネと位置調整ねじを備えたものが考えられる。

【００４９】図６（Ａ）および（Ｂ）には、レンズ板９
２１の取付け位置を左右に微調整する機構の一例を断面
図を用いて示してある。図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＳ−
Ｓ断面図である。これらの図に示すように、位置調整機
構７００は、上下のライトガイド９０１、９０２に設け
られている。上下のライトガイド９０１、９０２によっ
て、光軸１ａに垂直な平面に沿って上下方向に延びる左
右一対の垂直壁７１１、７１２と、これらの垂直壁７１
１、７１２の下端を繋ぐ底壁７１３と、これらの垂直壁
７１１、７１２の上端を繋ぐ上壁７１４が形成され、各
壁７１１〜７１４によって囲われた部分にレンズ板９２
１が配置されている。レンズ板９２１は、その下端が底
壁７１３に設けられた保持溝７１５に挿入されている。
また、レンズ板９２１の下部分は、底壁７１３にねじ７
１６を介して設置された固定ばね７１７によって、上部
分は、上壁７１４にねじ７１８を介して設置された固定
ばね７１９によって、光路上流側（−Ｚ方向）に向かっ
て押しつけられている。レンズ板９２１の上部分は上壁
７１４に設けられた凸部７１０に当接している。よっ
て、レンズ板９２１は、上下の取付け位置が規定されて
いる状態にある。一方、レンズ板９２１は、アライメン
トばね７２０を介して一方の垂直壁７１１によって支持
されている。また、レンズ板９２１は、他方の垂直壁７
１２に設けられた調整ねじ７２１によって一方の垂直壁
７１１に向かって押されている。このため、調整ねじ７
１６のねじ込み量を調整することにより、レンズ板９２
１の取付け位置を左右（±Ｘ方向）にのみ移動させるこ
とができる。

【００５０】従って、例えば、図５（Ｂ）に示すよう
に、照明領域Ｂが液晶ライトバルブ９２５の画像形成領
域Ａに対して横方向にずれて、画像形成領域Ａの一部が
照明されないような場合には、調整ねじ７２１をきつく
したり、緩めたりして、レンズ板９２１の取付け位置を
左右に微調整することにより、照明領域Ｂの位置を横方
向にずらして、図５（Ｃ）に示すように、照明領域Ｂの
中に画像形成領域Ａを包含させた状態にすることができ
る。

【００５１】なお、本例では、くの字上の板ばねからな
るアライメントばね７２０を用い、調整ねじ７２１をレ
ンズ板９２１の垂直壁７１２側の側面のほぼ中心部を押
圧するように配置してある。よって、少ない部材で均一
にレンズ板９２１の移動を行うことができるようになっ
ている。

【００５２】一方、レンズ板９２２の取付け位置を上下
（±Ｙ方向）に微調整する機構としては、図６（Ａ）、
（Ｂ）において、垂直壁７１１、７１２に設けた調整ね
じ７２１、アライメントばね７２０の代わりに、上壁７
１４、下壁７１３にこれらと同様に調整ねじおよびアラ
イメントばねを設けることにより容易に実現できるた
め、その詳細な説明は省略する。

【００５３】なお、本例では、レンズ板８２１、８２２
の取付位置を微調整した後、上ライトガイド９０１に設
けられた接着剤注入孔９０４ａ、９０４ｂ、９０５ａ、
９０５ｂ（図３参照）から接着剤を注入して、これらを
固定するようにしている。このような固定は必ずしも必
要ではないが、外部からの衝撃によるレンズ板９２１、
９２２の取付位置のずれを確実に防止するのに有効であ
る。

【００５４】また、調整ねじとアライメントばねを用い
た位置調整機構として、上下のライトガイド９０１、９
０２に対して直に調整ねじやアライメントばねを設けず
に、別構成のレンズホルダーを採用することも勿論可能
である。

【００５５】さらに、左右（±Ｘ方向）の微調整は、液
晶ライトバルブ９２５Ｇ上の画像形成領域Ａの周辺部の
照度を測定することにより、自動または手動で行うこと
ができる。図５（Ｂ）に示す状態では、照明領域Ｂが左
側にずれており、液晶ライトバルブ９２５Ｇ上の画像形
成領域Ａの右隅の照度が低くなっている。このような照
明領域Ｂのずれを調整するためには、画像形成領域Ａの
左右の照度Ｐ１、Ｐ２が一定の値になるまでレンズ板９
２１の取付け位置を左右（±Ｘ方向）にずらしていけば
良い。但し、この調整方法は、予め一定値を設定してお
く必要があるので、光量の少ない光源に変更した場合に
は対応し難い。

【００５６】そこで、画像形成領域Ａの左右の照度Ｐ
１、Ｐ２が等しくなるまでレンズ板９２１の取付け位置
を左右にずらすようにすれば、予め一定値を設定してお
く必要がないので、光量の少ない光源に変更した場合で
も容易に対応できる。また、画像形成領域Ａの左右の照
度Ｐ１、Ｐ２の加算値が最大となるまでレンズ板９２１
の取付け位置を左右にずらすようにしても、予め一定値
を設定しておく必要がないので、光量の少ない光源に変
更した場合でも容易に対応できる。

【００５７】なお、左右（±Ｘ方向）の微調整は、液晶
ライトバルブ９２５Ｇ上の画像形成領域Ａの周辺部の照
度を測定する方法の代わりに、液晶ライトバルブ９２５
Ｇを照明光が透過する状態にしておき、その像をスクリ
ーン１００上に投写した場合の投写画像の周辺部の照度
を測定することにより、自動または手動で行うこともで
きる。

【００５８】図５（Ｂ）に示す状態でスクリーン１００
に投写すると、図５（Ｄ）に示すように、投写画像Ｂ’
は、本来画像が投写されるはずの領域Ａ’の左隅には投
写されない。このため、この左隅の部分の照度が低くな
る。このため、本来画像が投写されるはずの領域Ａ’の
左右の照度Ｑ１、Ｑ２を測定して、前述した液晶ライト
バルブ９２５Ｇ上での照度測定による微調整と同様な方
法によって微調整することができる。すなわち、照度Ｑ
１、Ｑ２が一定の値になるまでレンズ板９２１の取付け
位置を左右にずらしたり、照度Ｑ１、Ｑ２が等しくなる
までレンズ板９２１の取付け位置を左右にずらしたり、
さらには照度Ｑ１、Ｑ２の加算値が最大になるまでレン
ズ板９２１の取付け位置を左右にずらせば良い。なお、
前述したように、照度Ｑ１、Ｑ２が等しくなる、または
照度Ｑ１、Ｑ２の加算値が最大になるまでレンズ板９２
１の取付け位置を左右にずらすようにすれば、光量の少
ない光源に変更した場合にも容易に対応できる。

【００５９】次に、上下方向（±Ｙ方向）の微調整は、
画像形成領域Ａの上下の照度、あるいは投写画像の上下
の照度を測定することにより、自動または手動で行うこ
とができる。上下方向の調整の場合でも、左右の微調整
の場合と同様に、２箇所の照度が一定の値となるまでレ
ンズ板９２２の上下方向の取付け位置をずらしていけば
良い。また、２箇所の照度が等しくなる、または２箇所
の照度の加算値が最大になるまでレンズ板９２２の取付
け位置を上下にずらすようにすれば、光量の少ない光源
に変更した場合でも容易に対応できる。

【００６０】なお、液晶ライトバルブ９２５Ｇの代わり
に、他の液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｂを基準と
してインテグレータ光学系９２３の微調整を行なっても
良い。

【００６１】微調整を行なう際、第１のレンズ板９２１
と第２のレンズ板９２２とを同時に動かしても良いが、
まず第１のレンズ板９２１を左右に動かして左右方向の
微調整を行い、次に第２のレンズ板９２２を上下に動か
して上下方向の微調整を行なうというように、順次取り
付け位置を微調整する方法を採っても良い。但し、上下
方向の微調整を先に行い、左右の微調整を後で行っても
同様な調整ができるのは勿論である。

【００６２】上に述べた例では、第１のレンズ板９２１
を左右方向に、第２のレンズ板９２２を上下方向に微調
整可能としているが、この方向は逆であっても良く、ま
た、第１および第２のレンズ板９２１、９２２の一方の
側のみの取付け位置を微調整可能としても良い。さら
に、第１および第２のレンズ板９２１、９２２の取付け
位置を、光軸に交わる任意の方向に調整可能としても良
い。このように任意方向の調整を可能とすれば、後に説
明する図７に示したような照明領域Ｂのひずみをも解消
するすることができ、照明の均一性を向上させることが
可能となる。これらの調整形態としては、例えば、以下
に示す４通りの組み合わせを挙げることができる。

【００６３】 調整方向 第１のインテグレータレンズ 第２のインテグレータレンズ （１） 左右 上下 （２） 上下 左右 （３） 固定（調整不可） 上下、左右、または任意方向 （４） 上下、左右、または任意方向 固定（調整不可） このように、インテグレータ光学系の取り付け位置を微
調整可能とすることにより、従来のように、照明領域の
ずれを予め考慮して、液晶ライトバルブの画像形成領域
Ａの周囲に広幅のマージンを設定しておく必要が無い。
従って、画像形成領域Ａの周囲に形成すべきマージンは
極めて少なくて済むので、照明光の利用効率を高めて、
投写画像の明るさを高めることができる。

【００６４】すなわち、マージンを少なくしても、各レ
ンズ板９２１、９２２の取付位置を微調整することによ
り、図５（Ｂ）に示すように画像形成領域Ａの一部が照
明領域Ｂから外れてしまう事態を解消できる。従って、
投写画像の縁に影が出来てしまう等といった弊害も発生
しない。

【００６５】さらに、インテグレータ光学系９２３によ
る照明領域Ｂが液晶ライトバルブの画像形成領域Ａに対
してずれてしまう要因として、各色の光束の光路上に配
置された反射ミラーの反射面の取付け角度誤差も挙げる
ことができる。反射ミラーの反射面の取り付け角度は、
光軸に対して４５°であるが、この角度がずれると、図
５（Ｂ）に示すように画像形成領域Ａの一部が照明領域
Ｂからずれてしまう場合がある。さらに、図７（Ａ）、
（Ｂ）に示しすように照明領域Ｂにひずみが生じてしま
い、照明領域Ｂの左側の照度と右側の照度とが不均一に
なってしまうため、インテグレータ光学系９２３を用い
たメリットが失われてしまうことにもなりかねない。

【００６６】特に、本例の投写型表示装置１０００にお
いては、液晶ライトバルブ９２５Ｇを基準にインテグレ
ータ光学系９２３の微調整を行っているが、このとき、
図４に示されているミラー９４３、９７２、９７１の反
射面の取付け角度が光軸に対して４５°でないと液晶ラ
イトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｂの画像形成領域に対して
それぞれの照明領域がずれてしまう。また、集光レンズ
９５３、中間レンズ９７３の取付位置が所定の位置に配
置されなかった場合にも、液晶ライトバルブ９２５Ｂの
画像形成領域に対して照明領域がずれてしまう。

【００６７】そこで、本例の投写型表示装置１０００に
おいては、上述したインテグレータ光学系９２３の微調
整に加え、図４に示されている赤色光束Ｒを液晶ライト
バルブ９２５Ｒの側に向けて反射するミラー９４３、青
色光束Ｂを液晶ライトバルブ９２５Ｂの側に向けて反射
するミラー９７２の反射面の角度を、入射光軸および反
射光軸を含む平面に垂直な軸線の回り（図４矢印方向）
に、入射光軸に対して微調整できるようにしている。こ
の反射ミラーの取付け角度調整機構としては、上述した
インテグレータ光学系９２３の位置調整機構と同様な板
ばねと角度調整ねじによるものが考えられる。

【００６８】図８（Ａ）〜（Ｃ）には、反射ミラー９７
２の取付け角度を微調整する機構の一例を示してある。
図８（Ａ）は反射ミラー９７２を保持するホルダー板７
４０の説明図、図８（（Ｂ）は反射ミラー９７２の取付
け角度の微調整機構を上ライトガイド９０１の側から見
た図、図８（Ｃ）は図８（Ｂ）におけるＴ−Ｔ断面部か
ら反射ミラー９７２の取付け角度の微調整機構を見た図
である。これら図に示すように、角度調整機構７３０
は、ホルダー板７４０を有し、このホルダー板７４０に
設けられた保持部７４６ａ、７４６ｂによって反射ミラ
ー９７２の下部がその反射面とは反対側の面から保持さ
れている。また、反射ミラー９７２の上部は、クリップ
７４８によってホルダー板７４０に固定されている。こ
のホルダー板７４０の表面の中央部分には上下方向に延
びる軸部７４１が形成されている。この軸部７４１は下
ライトガイド９０２によって回転可能に支持されてい
る。従って、反射ミラー９７２は、ホルダー板７４０を
介して軸部７４１の軸線１ｂの回りを所定量のみ回転す
ることができる。また、ホルダー板７４０の一方の側方
部分には、ばねホルダー７４４が設けられており、アラ
イメントばね７４２の第１の支点部７４２ａはこのばね
ホルダー７４４に差し込まれる。アライメントばね７４
２の支点部７４２ｂ、７４２ｃは下ライトガイド９０２
に設けられた支持部７４９に当接している。従って、ホ
ルダー板７４０は、アライメントばね７４２を介して下
ライトガイド９０２に対して支持されている。さらに、
ホルダー板７４０のばねホルダー７４４は、下ライトガ
イド９０２に対してねじ７７１によって固定された板７
７０に設けられた調整ねじ７４３によって図中矢印Ｇの
方向に押されている。従って、下ライトガイド９０２に
設けられたねじ操作部９０２ａから治具を挿入して、調
整ねじ７４３のねじ込み量を増やすと、ホルダー板７４
０は、その側方部分が調整ねじ７４３によってＧ方向に
押されるので、図８（Ｂ）に矢印Ｒ１で示す方向に軸部
７４１の軸線１ｂ回りに旋回する。これにより、反射ミ
ラー９７２に入射する光の入射角が大きくなるように、
反射ミラー９７２の反射面の角度を変えることができ
る。逆に、調整ねじ７４３のねじ込み量を減らすと、ホ
ルダー板７４０は、その側方部分がアライメントばね７
４２によって−Ｇ方向に引き寄せられるので、図８
（Ｂ）に矢印Ｒ２で示す方向に軸部７４１の軸線１ｂ回
りに旋回する。これにより、反射ミラー９７２に入射す
る光の入射角度が小さくなるように、反射ミラー９７２
の反射面の角度を変えることができる。換言すれば、調
整ねじ７４３のねじ込み量を調整することにより、入射
光軸および反射光軸を含む平面に垂直な軸線回りに、反
射ミラー９７２の反射面の角度を調整することができ
る。なお、その他の反射ミラーの反射面の角度を調整す
る機構としても、上記と同様の機構を当然に採用でき
る。

【００６９】なお、本例では、反射ミラー９４３、９７
２の取付角度を微調整した後、上ライトガイド９０１に
設けられた接着剤注入孔９０６ａ、９０６ｂ、９０７
ａ、９０７ｂ（図３参照）から接着剤を注入して、これ
らを固定するようにしている。このような固定は必ずし
も必要ではないが、外部からの衝撃による反射ミラー９
４３、９７２のずれを確実に防止するのに有効である。

【００７０】さらに、この微調整は、液晶ライトバルブ
９２５Ｒまたは９２５Ｂ上の画像形成領域の周辺部の照
度を測定することにより自動、または手動で行うことが
可能である。前述したレンズ板の微調整と同様に、画像
形成領域Ａの左右の照度Ｐ１、Ｐ２が一定の値となるま
で各反射ミラー９４３、９７２の取付け角度をずらして
いけば良い。また、光量の少ない光源に変更した場合に
対応できるようにするためには、画像形成領域Ａの左右
の照度Ｐ１、Ｐ２が等しくなる、あるいは、画像形成領
域Ａの左右の照度Ｐ１、Ｐ２の加算値が最大となるまで
各反射ミラー９４３、９７２の取付け角度をずらすよう
にすれば良い。

【００７１】なお、各反射ミラー９４３、９７２の微調
整は、レンズ板の微調整と同様に、液晶ライトバルブ９
２５Ｒまたは９２５Ｂ上の画像形成領域Ａの周辺部の照
度を測定する代わりに、液晶ライトバルブ９２５Ｒまた
は９２５Ｂを照明光が透過する状態にしておき、その像
をスクリーン１００上に投写した場合の投写画像の周辺
部の照度を測定することにより、自動または手動で行う
こともできる。すなわち、図７（Ａ）または（Ｂ）に示
す状態でスクリーン１００に投写すると、投写画像の左
右の照度が不均一になるので、投写画像の左右の照度を
測定して、画像形成領域Ａの照度測定の場合と同様に、
左右の照度が一定の値となる、または左右の照度が等し
くなる、あるいは左右の照度の加算値が最大になるまで
各反射ミラー９４３、９７２の取付け角度をずらせば良
い。

【００７２】微調整を行なう際、反射ミラー９４３と９
７２とを同時に動かしても良いが、まず液晶ライトバル
ブ９２５Ｒによる投写画像あるいは画像形成領域を基準
として反射ミラー９４３を動かして角度調整を行い、次
に液晶ライトバルブ９２５Ｂによる投写画像あるいは画
像形成領域を基準として反射ミラー９７２を動かして角
度調整を行なうというように、順次取付け角度を微調整
する方法を採っても良い。

【００７３】本例では、液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９
２５Ｂに最も近い反射ミラー９４３と９７２の取付け角
度を微調整可能としているが、さらに、他の光学要素で
ある青反射ダイクロイックミラー９４１、緑反射ダイク
ロイックミラー９４２、入射側反射ミラー９７１の一
部、または全部の取付け角度を微調整可能としても良い
し、反射ミラー９４３と９７２のかわりにこれら他の光
学要素の一部、または全部の取付け角度を微調整可能と
しても良い。また、反射ミラー９７２の代わりに、中間
レンズ９７３、または、集光レンズ９５３の位置を調整
可能としても良い。しかしながら、本例のように、液晶
ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｂと最も近い位置に配置
された反射ミラー９４３、９７２の取付け角度を微調整
可能とするのが構成上、あるいは位置調整の精度上最も
有利である。

【００７４】このように反射ミラー９４３、９７２を微
調整可能とすることにより、従来のように、照明領域の
ずれを予め考慮して液晶ライトバルブの画像形成領域Ａ
の周囲に広幅のマージンを設定しておく必要が無い。従
って、画像形成領域Ａの周囲に形成すべきマージンは極
めて少なくて済むので、照明光の利用効率を高めること
が可能となり、投写画像の明るさを高めることができ
る。

【００７５】また、マージンを少なくしても、反射ミラ
ー９４３、９７２の取付け角度を微調整することによ
り、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように画像形成領域Ａの
一部が照明領域Ｂから外れてしまうという事態を解消す
ることができ、投写画像の縁に影ができてしまうといっ
た弊害も発生しない。

【００７６】さらに、反射ミラー９４３、９７２を微調
整可能とすることにより、照明領域Ｂのひずみをなくす
ことができるため、インテグレータ光学系９２３による
均一な照明が可能であるというメリットを最大限に活用
することができ、明るさが極めて均一な投写画像を得る
ことが可能となる。

【００７７】なお、上述したような反射ミラー等の光学
要素の角度調整機構は、インテグレータ光学系９２３を
用いない投写型表示装置においても有効である。

【００７８】（その他の実施の形態１）本発明を適用し
た別の構成の投写型表示装置の一例を説明する。本例の
投写型表示装置２０００の光学系は、インテグレータ光
学系と特殊な形状の偏光ビームスプリッタを備えた偏光
照明装置を有する構成となっている。尚、本例におい
て、前述した投写型表示装置１０００と同様の構成につ
いては、図１〜図８で用いたものと同じ参照番号を付
し、その詳細な説明は省略する。

【００７９】図９は、本例の投写型表示装置２０００の
光学系の要部を示した概略構成図であり、ＸＺ平面にお
ける構成を示している。本例の投写型表示装置２０００
は、偏光照明装置１、白色光束を３色の色光に分離する
色光分離手段、それぞれの色光を表示情報に基づいて変
調し表示画像を形成する３枚の透過型の液晶装置、３色
の色光を合成しカラー画像を形成する色光合成手段、そ
のカラー画像を投写表示する投写光学系とから大略構成
されている。

【００８０】偏光照明装置１は、ランダムな偏光光束を
一方向に出射する光源部１０を備え、この光源部１０か
ら出射されたランダムな偏光光束は、偏光変換装置２０
によりほぼ一種類の偏光光束に変換される。

【００８１】光源部１０は、光源ランプ１０１と、放物
面リフレクター１０２から大略構成されており、光源ラ
ンプから放射された光は、放物面リフレクター１０２に
よって一方向に反射され、略平行な光束となって偏光変
換装置２０に入射される。ここで、光源部１０の光源光
軸Ｒがシステム光軸Ｌに対して一定の距離ＤだけＸ方向
に平行シフトした状態となるように、光源部１０は配置
されている。

【００８２】次に、偏光変換装置２０は、第１の光学要
素２００と、第２の光学要素３００とから構成されてい
る。

【００８３】第１の光学要素２００は、前述した投写型
表示装置１０００の第１のレンズ板９２１に相当するも
のであり、ＸＹ平面における断面が矩形状の複数の光束
分割レンズ２０１がマトリクス状に配列して構成されて
いる。光源光軸Ｒは第１の光学要素２００の中心に来る
ように配置されている。第１の光学要素２００に入射し
た光は、光束分割レンズ２０１により複数の中間光束２
０２に分割され、同時に光束分割レンズの集光作用によ
り、システム光軸Ｌと垂直な平面内（図９ではＸＹ平
面）の中間光束が収束する位置に光束分割レンズの数と
同数の集光像を形成する。尚、光束分割レンズ２０１の
ＸＹ平面上における断面形状は液晶ライトバルブの画像
形成領域の形状と相似形をなすように設定される。本例
では、ＸＹ平面上でＸ方向に長い長方形の画像形成領域
を想定しているため、光束分割レンズ２０１のＸＹ平面
上における断面形状も長方形である。

【００８４】第２の光学要素３００は、集光レンズアレ
イ３１０、偏光分離ユニットアレイ３２０、選択位相差
板３８０及び結合レンズ３９０から大略構成される複合
体であり、第１の光学要素２００による集光像が形成さ
れる位置の近傍の、システム光軸Ｌに対して垂直な平面
内（図９ではＸＹ平面）に配置される。尚、第１の光学
要素２００に入射する光束の平行性が極めて良い場合に
は、第２の光学要素から集光レンズアレイ３１０を省略
した構成としても良い。この第２の光学要素３００は、
中間光束２０２のそれぞれをＰ偏光光束とＳ偏光光束と
に空間的に分離した後、一方の偏光光束の偏光方向と他
方の偏光光束の偏光方向とを揃え、偏光方向がほぼ揃っ
たそれぞれの光束を一ヶ所の照明領域に導くような機能
を有している。

【００８５】集光レンズアレイ３１０は、第１の光学要
素２００とほぼ同様な構成となっている。即ち、集光レ
ンズアレイ３１０は、第１の光学要素２００を構成する
光束分割レンズ２０１と同数の集光レンズ３１１をマト
リクス状に配列したものであり、それぞれの中間光束を
偏光分離ユニットアレイ３２０の特定の場所に集光しな
がら導く機能を有している。従って、第１の光学要素２
００により形成された中間光束２０２の特性に合わせ
て、また、偏光分離ユニットアレイ３２０に入射する光
はその主光線の傾きがシステム光軸Ｌと平行であること
が理想的である点を考慮して、各集光レンズのレンズ特
性は各々最適化されることが望ましい。但し、一般的に
は、光学系の低コスト化及び設計の容易さを考慮して、
第１の光学要素２００と全く同じものを集光レンズアレ
イ３１０として用いるか、或いは、光束分割レンズ２０
１とＸＹ平面での形状が相似形である集光レンズを用い
て構成した集光レンズアレイを用いてもよいことから、
本例の場合には、第１の光学要素２００を集光レンズア
レイ３１０として用いている。尚、集光レンズアレイ３
１０は偏光分離ユニットアレイ３２０から離れた位置
（第１の光学要素２００に近い側）に配置してもよい。

【００８６】偏光分離ユニットアレイ３２０は、図１０
（Ａ）、（Ｂ）に示すように、複数の偏光分離ユニット
３３０がマトリクス状に配列した構成をなしている。偏
光分離ユニット３３０の配列の仕方は、第１の光学要素
２００を構成する光束分割レンズ２０１のレンズ特性及
びそれらの配列の仕方に対応している。本例において
は、全て同じレンズ特性を有する同心系の光束分割レン
ズ２０１を用いて、それらの光束分割レンズを直交マト
リクス状に配列することで第１の光学要素２００を構成
しているため、偏光分離ユニットアレイ３２０も全て同
じ偏光分離ユニット３３０を全て同じ向きに直交マトリ
ックス状に配列することにより構成されている。尚、Ｙ
方向に列ぶ同一列の偏光分離ユニットが全て同じ偏光分
離ユニットである場合には、Ｙ方向に細長い偏光分離ユ
ニットをＸ方向に配列して構成した偏光分離ユニットア
レイ３２０を用いた方が、偏光分離ユニット間の界面に
おける光損失を低減できると共に偏光分離ユニットアレ
イの製造コストを低減できるという点で有利である。

【００８７】偏光分離ユニット３３０は内部に一対の偏
光分離面３３１と反射面３３２を備えた四角柱状の構造
体であり、偏光分離ユニットに入射する中間光束のそれ
ぞれをＰ偏光光束とＳ偏光光束とに空間的に分離する作
用を有している。偏光分離ユニット３３０のＸＹ平面上
における断面形状は、光束分割レンズ２０１のＸＹ平面
上における断面形状と相似形をなしており、即ち、横長
の長方形である。従って、偏光分離面３３１と反射面３
３２とは横方向（Ｘ方向）に並ぶように配置されてい
る。ここで、偏光分離面３３１と反射面３３２とは、偏
光分離面３３１がシステム光軸Ｌに対して約４５度の傾
きをなし、且つ、反射面３３２が偏光分離面と平行な状
態をなし、さらに、偏光分離面３３１をＸＹ平面上に投
影した面積（後述するＰ出射面３３３の面積に等しい）
と反射面３３２をＸＹ平面上に投影した面積（後述する
Ｓ出射面３３４の面積に等しい）とが等しくなるように
配置されている。従って、本例では、偏光分離面３３１
が存在する領域のＸＹ平面上での横幅Ｗｐと反射面３３
２が存在する領域のＸＹ平面上での横幅Ｗｍとは等しく
なるように設定されている。尚、一般的に、偏光分離面
３３１は誘電体多層膜で、また、反射面３３２は誘電体
多層膜或いはアルミニウム膜で形成することができる。

【００８８】偏光分離ユニット３３０に入射した光は、
偏光分離面３３１において、進行方向を変えずに偏光分
離面３３１を通過するＰ偏光光束３３５と、偏光分離面
３３１で反射され隣接する反射面３３２の方向に進行方
向を変えるＳ偏光光束３３６とに分離される。Ｐ偏光光
束３３５はそのままＰ出射面３３３を経て偏光分離ユニ
ットから出射され、Ｓ偏光光束３３６は再び反射面３３
２で進行方向を変え、Ｐ偏光光束３３５とほぼ平行な状
態となって、Ｓ出射面３３４を経て偏光分離ユニットか
ら出射される。従って、偏光分離ユニット３３０に入射
したランダムな偏光光束は偏光分離ユニットにより偏光
方向が異なるＰ偏光光束３３５とＳ偏光光束３３６の二
種類の偏光光束に分離され、偏光分離ユニットの異なる
場所（Ｐ出射面３３３とＳ出射面３３４）からほぼ同じ
方向に向けて出射される。偏光分離ユニットは上記の様
な作用を有することから、それぞれの偏光分離ユニット
３３０の偏光分離面３３１が存在する領域にそれぞれの
中間光束２０２を導く必要があり、そのため、偏光分離
ユニット内の偏光分離面の中央部に中間光束が入射する
ように、それぞれの偏光分離ユニット３３０とそれぞれ
の集光レンズ３１１の位置関係やそれぞれの集光レンズ
３１１のレンズ特性は設定されている。特に、本例の場
合には、それぞれの偏光分離ユニット３３０内の偏光分
離面３３１の中央部にそれぞれの集光レンズの中心軸が
来るように配置するため、集光レンズアレイ３１０は、
偏光分離ユニットの横幅Ｗの１／４に相当する距離だ
け、偏光分離ユニットアレイ３２０に対してＸ方向にず
らした状態で配置されている。

【００８９】再び、図９に基づいて説明する。

【００９０】偏光分離ユニットアレイ３２０の出射面の
側には、λ／２位相差板が規則的に配置された選択位相
差板３８０が設置されている。即ち、偏光分離ユニット
アレイ３２０を構成する偏光分離ユニット３３０のＰ出
射面３３３の部分にのみλ／２位相差板が配置され、Ｓ
出射面３３４の部分にはλ／２位相差板は設置されてい
ない。この様なλ／２位相差板の配置状態により、偏光
分離ユニット３３０から出射されたＰ偏光光束は、λ／
２位相差板を通過する際に偏光方向の回転作用を受けＳ
偏光光束へと変換される。一方、Ｓ出射面３３４から出
射されたＳ偏光光束はλ／２位相差板を通過しないの
で、偏光方向は変化せず、Ｓ偏光光束のまま選択位相差
板３８０を通過する。以上をまとめると、偏光分離ユニ
ットアレイ３２０と選択位相差板３８０により、偏光方
向がランダムな中間光束は一種類の偏光光束（この場合
はＳ偏光光束）に変換されたことになる。

【００９１】選択位相差板３８０の出射面の側には、結
合レンズ３９０が配置されており、選択位相差板３８０
によりＳ偏光光束に揃えられた光束は、結合レンズ３９
０により各液晶装置の照明領域へと導かれ、照明領域上
で重畳結合される。この結合レンズ３９０は、前述した
投写型表示装置１０００における第２のレンズ板９２２
に相当する。ここで、結合レンズ３９０は１つのレンズ
体である必要はなく、第１の光学要素２００や、前述し
た投写型表示装置１０００における第２のレンズ板９２
２のように、複数のレンズの集合体であってもよい。

【００９２】第２の光学要素３００の機能をまとめる
と、第１の光学要素２００により分割された中間光束２
０２（つまり、光束分割レンズ２０１により切り出され
たイメージ面）は、第２の光学要素３００により照明領
域上で重畳結合される。これと同時に、途中の偏光分離
ユニットアレイ３２０により、ランダムな偏光光束であ
る中間光束は偏光方向が異なる二種類の偏光光束に空間
的に分離され、選択位相差板３８０を通過する際にほぼ
一種類の偏光光束に変換される。従って、液晶ライトバ
ルブの画像形成領域は殆ど一種類の偏光光束でほぼ均一
に照明されることになる。

【００９３】以上説明したように、本例の偏光照明装置
１によれば、光源部１０から出射されたランダムな偏光
光束を、第１の光学要素２００と第２の光学要素３００
により構成される偏光変換装置２０により、ほぼ一種類
の偏光光束に変換すると共に、その偏光方向の揃った光
束により液晶ライトバルブの画像形成領域をほぼ均一に
照明できるという効果を有する。また、偏光光束の発生
過程においては光損失を殆ど伴わないため、光源部から
出射される光の殆どすべてを液晶ライトバルブの画像形
成領域へと導くことができ、従って、光の利用効率が極
めて高いという特徴を有する。

【００９４】尚、本例では、第２の光学要素３００を構
成する集光レンズアレイ３１０、偏光分離ユニットアレ
イ３２０、選択位相差板３８０、結合レンズ３９０は光
学的に一体化されており、それらの界面において発生す
る光損失を低減し、光利用効率を一層高める効果を発揮
している。

【００９５】さらに、横長の長方形である画像形成領域
の形状に合わせて、第１の光学要素２００を構成する光
束分割レンズ２０１を横長の長方形とし、同時に、偏光
分離ユニットアレイ３２０から出射される二種類の偏光
光束を横方向（Ｘ方向）に分離する形態としている。こ
のため、横長の長方形である画像形成領域を照明する場
合でも、光量を無駄にすることなく、照明効率（光利用
効率）を高めることができる。

【００９６】一般に、偏光方向がランダムな光束をＰ偏
光光束とＳ偏光光束とに単純に分離すると、分離後の光
束全体の幅は２倍に拡がり、それに応じて光学系も大型
化してしまう。しかし、本発明の偏光照明装置１では、
第１の光学要素２００により微小な複数の集光像を形成
し、それらの形成過程で生じた光の存在しない空間を上
手く利用し、その空間に偏光分離ユニット３３０の反射
面３３２を配置することにより、２つの偏光光束に分離
することに起因して生じる光束の横方向への幅の広がり
を吸収しているので、光束全体の幅は広がらず、小型の
光学系を実現できるという特徴がある。

【００９７】このように偏光照明装置１を採用した投写
型表示装置２０００では、一種類の偏光光束を変調する
タイプの液晶装置が用いられている。従って、従来の照
明装置を用いてランダムな偏光光束を液晶装置に導く
と、ランダムな偏光光束のうちの約半分の光は、偏光板
（（図示せず）で吸収されて熱に変わってしまうので、
光の利用効率が悪いと共に、偏光板の発熱を抑える大型
で騒音の大きな冷却装置が必要であるという問題点があ
った。しかし、本例の投写型表示装置２０００では、か
かる問題点が大幅に改善されている。

【００９８】即ち、本例の投写型表示装置２０００で
は、偏光照明装置１において、一方の偏光光束、例えば
Ｐ偏光光束のみに対して、λ／２位相差板によって偏光
面の回転作用を与え、他方の偏光光束、例えばＳ偏光光
束と偏光方向が揃った状態とする。それ故、偏光方向の
揃ったほぼ一種類の偏光光束が３ヶ所の液晶ライトバル
ブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂに導かれるので、偏光
板による光吸収は非常に少なく、従って、光の利用効率
が向上し、明るい投写画像を得ることができる。

【００９９】さらに、偏光照明装置１では、第２の光学
要素３００において、２種類の偏光光束を横方向（Ｘ方
向）に空間的に分離している。従って、光量を無駄にす
ることがなく、横長の長方形である液晶装置を照明する
のに都合がよい。

【０１００】なお、本例の偏光照明装置１では、偏光変
換光学要素を組み入れているにもかかわらず、偏光分離
ユニットアレイ３２０を出射する光束の幅の広がりが抑
えられている。このことは、液晶装置を照明する際に、
大きな角度を伴って液晶装置に入射する光が殆どないこ
とを意味している。従って、Ｆナンバーの小さな極めて
大口径の投写レンズを用いなくても明るい投写画像を実
現でき、その結果、小型の投写型表示装置を実現でき
る。

【０１０１】さて、このように構成した本例の投写型表
示装置２０００においても、その偏光照明装置１に含ま
れる第１の光学要素２００、および第２の光学要素３０
０のうち少なくとも一方の取付け位置を、光軸Ｌに直交
する方向に調整可能としておけば、偏光照明装置１によ
る各液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂの
照明領域を前後左右に微調整できるので、各液晶装置の
画像形成領域を常に照明領域内に位置させることができ
る。

【０１０２】ここで、第２の光学要素３００の取付け位
置を上下（±Ｙ方向）に微調整する機構の一例を説明す
る。図１１（Ａ）、（Ｂ）には、その取付け位置を上下
に微調整する機構の一例を断面図を用いて示してある。
図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＶ−Ｖ断面図である。こ
れらの図に示すように、位置調整機構７５０は、上下に
設けられている。上下のライトガイド９０１、９０２に
よって、光軸１ａに垂直な平面に沿って上下方向に延び
る左右一対の垂直壁７６１、７６２と、これらの垂直壁
７６１、７６２の下端を繋ぐ底壁７６３と、これらの垂
直壁７６１、７６２の上端を繋ぐ上壁７６４とが形成さ
れ、各壁７６１〜７６４によって囲われた部分に第２の
光学要素３００が配置されている。第２の光学要素３０
０は、一方の垂直壁７６１との間に設置された固定ばね
７６９によって他方の垂直壁７６２に対して押しつけら
れており、左右（±Ｘ方向）の取付け位置が規定されて
いる。また、第２の光学要素３００は、その下端が底壁
７６３に設けられた保持溝７６８に挿入されている。ま
た、第２の光学要素３００の下部分は、底壁７１３にね
じ７８１を介して固定された固定ばね７８３によって、
上部分は、上壁７６４にねじ７８０を介して固定された
固定ばね７８２によって、光路上流側（−Ｚ方向）に向
かって押しつけられている。さらに、第２の光学要素３
００の上端は、上壁７６４に設けられた凸部７６７に当
接している。よって、第２の光学要素３００は、Ｚ方向
の取付け位置が規定された状態にある。

【０１０３】一方、第２の光学要素３００は、アライメ
ントばね７６５を介して底壁７６３に対して支持され、
上壁７６４に設けられた調整ねじ７６６によって下方
（＋Ｙ方向）に向かって押されている。従って、調整ね
じ７６６のねじ込み量を調整することにより、第２の光
学要素３００を上下（±Ｙ方向）に移動させることがで
きる。従って、照明領域Ｂが液晶ライトバルブ９２５の
画像形成領域Ａに対して縦方向にずれて、画像形成領域
Ａの一部が照明されないような場合には、調整ねじ７６
６をきつくしたり、緩めたりして、第２の光学要素３０
０の取付け位置を上下に微調整することにより、照明領
域Ｂの位置を縦方向にずらして、照明領域Ｂの中に画像
形成領域Ａを包含させた状態にすることができる。

【０１０４】その後、第２の光学要素３００は、上ライ
トガイド９０１に設けられた接着剤注入孔９０８ａ、９
０８ｂから接着剤を注入することにより固定される。こ
のような固定は必ずしも必要ではないが、外部からの衝
撃による第２の光学要素３００の位置ずれを確実に防止
するために有効である。

【０１０５】なお、第１の光学要素２００、あるいは第
２の光学要素３００の取付け位置を左右（±Ｘ方向）に
微調整する機構としては、図６に示したような左右の方
向に調整ねじおよびアライメントばねが設けられた位置
調整機構を用いることにより容易に実現できる。

【０１０６】また、調整ねじとアライメントばねを用い
た位置調整機構として、上下のライトガイド９０１、９
０２に対して直に調整ねじやアライメントばねを設けず
に、別構成のレンズホルダーを採用することも勿論可能
である。

【０１０７】さらに、本例においても、上記の各光学素
子の位置調整機構、その調整方法、照明領域の調整によ
り得られる作用効果等は前述した投写型表示装置１００
０における場合と同様である。

【０１０８】すなわち、本例の投写型表示装置２０００
においては、第１の光学要素２００、第２の光学要素３
００の取り付け位置を微調整可能とすることにより、従
来のように、照明領域のずれを予め考慮して、液晶装置
の画像形成領域の周囲に広幅のマージンを設定しておく
必要が無い。従って、画像形成領域の周囲に形成すべき
マージンは極めて少なくて済むので、照明光の利用効率
を高めて、投写画像の明るさを高めることができる。

【０１０９】また、マージンを少なくしても、上記の各
光学素子の取付位置を微調整することにより、液晶装置
の画像形成領域の一部が偏光照明装置による照明領域か
ら外れてしまう事態を解消できる。従って、投写画像の
縁に影が出来てしまう等といった弊害も発生しない。

【０１１０】なお、本例では、第２の光学要素３００を
構成する集光レンズアレイ３１０、偏光分離ユニット３
２０、選択位相差板３８０、結合レンズ３９０が光学的
に一体化されており、これらの境界面における光損失を
低減するようになっているが、これらは必ずしも一体化
する必要はない。これらを一体化しない場合には、集光
レンズ３１０の位置を調整するだけでも照明領域の形成
位置を調整することが可能である。

【０１１１】ここで、本例の投写型表示装置２０００に
おいても、偏光照明装置１による液晶装置の照明領域が
当該液晶装置の画像形成領域に対してずれてしまう要因
として、各色の光束の光路上に配置された反射ミラーの
反射面の取付け角度誤差も挙げることができる。反射ミ
ラーの反射面の取り付け角度は、光軸に対して４５°で
あるが、この角度がずれると、図７（Ａ）、（Ｂ）に示
したように照明領域にひずみが生じてしまい、結果とし
て照明領域が液晶装置の画像形成領域からはみだしてし
まうこととなる。また、このように照明領域にひずみが
生じている場合は、照明領域の左側の照度と右側の照明
とが不均一になってしまうため、偏光照明装置１を用い
たメリットが失われてしまうことにもなりかねない。

【０１１２】そこで、本例の投写型表示装置２０００に
おいても、上述した偏光照明装置１を構成している各光
学素子の微調整に加え、各色の光束の光路上に配置され
た反射ミラー９４３、９７２の反射面の角度を、入射光
軸および反射光軸を含む平面に垂直な軸線の回り（図９
矢印方向）に、入射光軸に対して微調整できるようにす
れば良い。また、反射ミラー９７１、９７２の間に配置
されているリレーレンズ９７３の取付け位置を上下左右
に調整するようにしても良い。なお、反射ミラーの反射
面の角度を調整する機構の一例としては、図８を参照に
説明した取付け角度調整機構がある。

【０１１３】（その他の実施の形態２）先に述べた２つ
の例においては、液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９２５
Ｇ、９２５Ｂとして透過型の液晶ライトバルブを用いて
いるが、これらの代わりに反射型の液晶装置を採用した
投写型表示装置についても本発明は同様に適用すること
ができる。そこで、先に述べた投写型表示装置２０００
における透過型の液晶ライトバルブの代わりに反射型の
ライトバルブを採用した投写型表示装置の一例を説明す
る。本例の投写型表示装置３０００において、前述した
投写型表示装置２０００と同様の構成部分については、
図９〜図１１で用いたものと同じ参照番号を付し、その
詳細な説明を省略する。

【０１１４】図１２は、本例の投写型表示装置３０００
の要部を平面的に見た概略構成図である。この図１２
は、第２の光学要素３００の中心を通るＸＺ平面におけ
る断面図である。

【０１１５】偏光ビームスプリッタ４００は、図１２の
ＸＹ平面に対してほぼ４５°の角度にＳ偏光の光束を反
射し、かつＰ偏光の光束を透過させるＳ偏光光束反射面
４０１を有するプリズムで構成されている。第２の光学
要素３００から出射される光束は、ほぼ１種類の偏光方
向に変換された光束となっているため、ほぼすべての光
束が偏光ビームスプリッタ４００によって反射あるいは
透過されることとなる。本例では、第２の光学要素３０
０から出射される光束はＳ偏光光束であり、このＳ偏光
光束はＳ偏光光束反射面４０１によって９０度折り曲げ
られてダイクロイック膜がＸ字状に貼りあわされたプリ
ズムユニット５００に入射され、ここでＲ、Ｇ、Ｂの３
色の成分に分離される。分離されたそれぞれの成分光
は、ダイクロイックプリズム５００の３辺に沿って配置
された反射型液晶装置６００Ｒ、６００Ｇ、６００Ｂに
入射される。反射型液晶装置６００Ｒ、６００Ｇ、６０
０Ｂに入射された光束は、反射型液晶装置６００Ｒ、６
００Ｇ、６００Ｂにより変調される。

【０１１６】図１３に、反射型液晶装置６００Ｒ、６０
０Ｇ、６００Ｂの一例を示す。反射型液晶装置６００
Ｒ、６００Ｇ、６００Ｂは、マトリクス状に配置された
画素のそれぞれにＴＦＴスイッチング素子が接続された
アクティブマトリックス型液晶装置であり、一対の基板
６１０、６３０間に液晶層６２０が挟持された構造とな
っている。基板６１０はシリコンからなり、その一部に
ソース６１１、ドレイン６１６が形成されている。ま
た、基板６１０上には、アルミ層からなるソース電極６
１２及びドレイン電極６１７、二酸化珪素層６１３から
なるチャネル、シリコン層６１４及びタンタル層６１５
とからなるゲート電極、層間絶縁膜６１８、アルミ層か
らなる反射画素電極６１９が形成され、ドレイン電極６
１７と反射画素電極６１９とはコンタクトホールＨを介
して電気的に接続されている。反射画素電極６１９は不
透明であるため、ゲート電極、ソース電極６１２、ドレ
イン電極６１７の上に層間絶縁膜６１８を介して積層す
ることができる。隣り合う画素電極６１９間の距離Ｘは
かなり小さくすることが可能であるため、開口率を大き
く取ることができ、投写画像を明るくすることが可能で
ある。なお、本例においては、ドレイン６１６、二酸化
珪素層６１３´、シリコン層６１４´、タンタル層６１
５´から構成される保持容量を設けている。

【０１１７】一方、対向する基板６３０には、液晶層６
２０側の面にＩＴＯからなる対向電極６３１が形成され
ており、他方の面には反射防止層６３２が形成されてい
る。本例において、液晶層６２０としては、電圧無印加
（ＯＦＦ）時には液晶分子６２１が垂直に配向してお
り、電圧印加（ＯＮ）時には液晶分子６２１が９０度ね
じれるスーパーホメオトロピック配向のものを用いてい
る。よって、図４に示したように、電圧無印加（ＯＦ
Ｆ）時に偏光ビームスプリッタ４００から反射型液晶装
置６００Ｒ、６００Ｇ、６００Ｂに入射されたＳ偏光光
束はその偏光方向を変えること無く反射型液晶装置６０
０Ｒ、６００Ｇ、６００Ｂから偏光ビームスプリッタ４
００へ戻されるため、Ｓ偏光光束反射面４０１によって
反射されて投写レンズユニット６の方へ到達することは
ない。一方、電圧印加（ＯＮ）時に偏光ビームスプリッ
タ４００から反射型液晶装置６００Ｒ、６００Ｇ、６０
０Ｂに入射されたＳ偏光光束は、液晶分子６２１のねじ
れによりその偏光方向が変えられてＰ偏光光束となり、
Ｓ偏光光束反射面４０１を透過した後、投写レンズユニ
ット６を介してスクリーン１００に投写されることとな
る。

【０１１８】再び図１２に基づいて説明する。反射型液
晶装置６００Ｒ、６００Ｇ、６００Ｂによって変調され
た光束は、プリズムユニット５００によって合成され、
偏光ビームスプリッタ４００、投写レンズユニット６を
介してスクリーン１００に投写されることとなる。

【０１１９】本例の投写型表示装置３０００において
も、偏光照明装置１の偏光変換装置２０を構成している
第１の光学要素２００、第２の光学要素３００の取付け
位置を、光軸に直交する方向に上下左右に移動可能にし
ておくことにより、この偏光照明装置１による液晶装置
の照明領域を適切な位置および形状となるように調整で
きる。なお、これらの位置調整可能な光学素子の調整機
構、調整方法、調整によって得られる作用効果は、上記
の投写型表示装置２０００における場合と同様である。

【０１２０】また、本例の投写型表示装置３０００は、
照明領域の調整以外の点についても、前に述べた２つの
投写型表示装置と同様の効果が得られる上、次のような
効果を得ることができる。すなわち、色分離手段と色合
成手段とを同一のプリズムユニットにて構成しているた
め、光路長をきわめて短くすることができる。また、液
晶装置の開口率も大きいため、光の損失を最大限に防ぐ
ことが可能となる。よって、大口径の投写レンズを用い
なくともきわめて明るい投写画像を得ることが可能とな
る。さらに、第１の光学要素、第２の光学要素を用いた
ことにより、明るさが均一で照度にムラのない偏光光束
を照明光として得ることが可能となるため、表示面、並
びに投写画面全体に渡ってきわめて均一であり、かつき
わめて明るい投写画像を得ることが可能となる。

【０１２１】なお、反射型の変調手段として、本例では
反射型液晶装置６００Ｒ、６００Ｇ、６００Ｂをあげて
いるが、液晶装置以外の反射型の変調手段を用いること
も当然可能であり、その構造、その各構成要素の材料、
並びに液晶層６２０の動作モードについては上述の例に
限られるものではない。

【０１２２】さらに、偏光ビームスプリッタ４００を構
成しているプリズム４０２とプリズムユニット５００を
構成しているプリズム５０１を一体のプリズムで構成す
れば、これらの境界における光損失を防ぐことが可能と
なり、より光の利用効率を高めることが可能となる。

【０１２３】（その他の実施の形態３）以上述べてきた
３つの例では、カラー画像を投写表示可能な投写型表示
装置における光学要素の微調整機構について説明した
が、このような微調整機構はモノクロ画像を投写する形
態の投写表示装置に対しても同様に適用できる。

【０１２４】また、光学系の配置に関しても上述の例に
限られるものではなく、これらの配置を変更しても本発
明の効力が失われるものではない。

【０１２５】さらには、投写型表示装置としては、本例
で説明したスクリーンの観察面側から画像を投写する前
面投写型表示装置の他に、スクリーンの観察面とは反対
側から画像を投写する背面投写型のものがある。本発明
は、当然にこの背面投写型のものにも適用可能である。

【０１２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の投写型表
示装置においては、インテグレータ光学系を構成する各
レンズ板の取付け位置を微調整可能な構成としている。
これと共に、あるいはこの代わりに、光源から変調手段
までの光路上に配置された反射手段の取付け角度を微調
整可能としている。従って、変調手段を照明する照明光
による照明領域の形成位置を光軸に垂直な方向に微調整
できるので、常に、照明領域の形成位置が変調手段の画
像形成領域を包含する位置となるように設定できる。

【０１２７】従って、照明領域が変調手段の画像形成領
域からずれることを想定して大きなマージンを画像形成
領域の周囲に形成しておく必要がない。このため、照明
光の利用効率を高め、投写画像の明るさを改善できる。
また、画像形成領域を包含する位置となるように照明光
による照明領域を形成できるので、投写画像の縁に影が
できる等といった弊害も発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した投写型表示装置の外観形状を
示す図である。

【図２】（Ａ）は投写型表示装置の内部構成を示す概略
平面構成図、（Ｂ）はその概略断面構成図である。

【図３】光学ユニットと投写レンズユニットの部分を取
り出して示す概略平面構成図である。

【図４】光学ユニットに組み込まれている光学系を示す
概略構成図である。

【図５】インテグレータ光学系による照明領域と液晶ラ
イトバルブの表示領域の関係を示す模式図である。

【図６】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれレンズ板の取
付け位置を左右に微調整する機構を示す概略断面構成図
である。

【図７】反射手段の反射面によるインテグレータ光学系
の照明領域の形状の変化を示すための説明図である。

【図８】反射ミラーの取付け角度を微調整する機構を示
す図であり、（Ａ）はホルダー板の説明図、（Ｂ）は微
調整機構の平面図、（Ｃ）は微調整機構の断面図であ
る。

【図９】本発明を適用したな投写型表示装置の光学系の
別の例を示す概略平面構成図である。

【図１０】（Ａ）は図７の偏光分離ユニットアレイを示
す斜視図、（Ｂ）は当該偏光分離ユニットアレイによる
偏光光束の分離動作を示すための説明図である。

【図１１】（Ａ）および（Ｂ）は、第２の光学要素の取
付け位置を左右に微調整する機構を示す概略断面構成図
である。

【図１２】本発明を適用した投写型表示装置の光学系の
更に別の例を示す概略平面構成図である。

【図１３】図９の反射型の液晶装置の動作を示す説明図
である。

【図１４】インテグレータ光学系を備えた一般的な投写
型表示装置の光学系の概略構成図である。

【図１５】液晶ライトバルブ上の照明領域と画像形成領
域との関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 偏光照明装置 １ａ 中心光軸 １ｂ 軸線 ２ 外装ケース ３ アッパーケース ４ ロアーケース ５ フロントケース ６ 投写レンズユニット ７ 電源ユニット ８ 光源ランプユニット ９ 光学ユニット １０ 光源部 １１ インターフェース基板 １２ ビデオ基板 １３ 制御基板 １４Ｒ、１４Ｌ スピーカー １５Ａ 吸気ファン １５Ｂ 循環用ファン １６ 排気ファン １７ 補助冷却ファン １８ フロッピーディスクユニット ２０ 偏光発生装置 ８１ 放電ランプ ８２ リフレクター １００ スクリーン（投写面） １０１ 光源ランプ １０２ 放物線リフレクター ２００ 第１の光学要素 ２０１ 光束分割レンズ ２０２ 中間光束 ３００ 第２の光学要素 ３１０ 集光レンズアレイ ３１１ 集光レンズ ３２０ 偏光分離ユニットアレイ ３３０ 偏光分離ユニット ３３１ 偏光分離面 ３３２ 反射面 ３３３ Ｐ出射面 ３３４ Ｓ出射面 ３３５ Ｐ偏光光束 ３３６ Ｓ偏光光束 ３８０ 選択位相差板 ３９０ 結合レンズ（重畳結合手段） ４００ 偏光ビームスプリッタ ４０１ Ｓ偏光光束反射面 ４０２ プリズム ５００ プリズムユニット ５０１ プリズム ６００Ｒ、６００Ｇ、６００Ｂ 反射型液晶装置（変調
手段） ６１０、６３０ 基板 ６１１ ソース ６１２ ソース電極 ６１３、６１３’ 二酸化珪素層 ６１４、６１４’ シリコン層 ６１５、６１５’ タンタル層 ６１６ ドレイン ６１７ ドレイン電極 ６１８ 層間絶縁膜 ６１９ 反射画素電極 ６２０ 液晶層 ６３１ 対向電極 ６３２ 反射防止層 ７００ 位置調整機構 ７１０ 凸部 ７１１、７１２ 垂直壁 ７１３ 底壁 ７１４ 上壁 ７１５ 保持溝 ７１６、７１８ ねじ ７１７、７１９ 固定ばね ７２０ アライメントばね ７２１ 調整ねじ ７３０ 角度調整機構 ７４０ ホルダー板 ７４１ 軸部 ７４２ アライメントばね ７４２ａ、７４２ｂ、７４２ｃ 支点部 ７４３ 調整ねじ ７４４ ばねホルダー ７４５ａ、７４５ｂ ばね支持部 ７４６ａ、７４６ｂ 保持部 ７４８ クリップ ７４９ 支持部 ７５０ 位置調整機構 ７６０ レンズホルダー ７６１、７６２ 垂直壁 ７６３ 底壁 ７６４ 上壁 ７６５ アライメントばね ７６６ 調整ねじ ７６７ 凸部 ７６８ 保持溝 ７６９ 固定ばね ７７０ 板 ７７１ ねじ ７８０、７８１ ねじ ７８２、７８３ 固定ばね ８２１ 反射面 ９０１ 上ライトガイド ９０２ 下ライトガイド ９０２ａ ねじ操作部 ９０３ ヘッド板 ９０４ａ、９０４ｂ、９０５ａ、９０５ｂ、９０６ａ、
９０６ｂ、９０７ａ、９０７ｂ、９０８ａ、９０８ｂ
接着剤注入孔 ９１０ プリズムユニット ９２１ 第１のレンズ板 ９２２ 第２のレンズ板 ９２１ａ、９２２ａ レンズ ９２３ インテグレータ光学系 ９２４ 色分離光学系、 ９２５、９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ 液晶ライトバ
ルブ（変調手段） ９２７ 導光系 ９３１ 反射ミラー ９４１ 青緑反射ダイクロイックミラー ９４２ 緑反射ダイクロイックミラー ９４３ 反射ミラー（反射手段） ９４４ 赤色光束の出射部 ９４５ 緑色光束の出射部 ９４６ 青色光束の出射部 ９５１、９５２、９５３、９５４ 集光レンズ ９７１ 入射側反射ミラー ９７２ 出射側反射ミラー（反射手段） ９７３ 中間レンズ １０００、２０００、３０００ 投写型表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 家近 尚志 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 矢島 章隆 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、当該光源からの出射光束に対し
   て画像信号に対応した変調を施す変調手段と、前記変調
   手段により変調が施された光束を投写面上に拡大投写す
   る投写手段とを有する投写型表示装置において、 前記光源と前記変調手段との間の光路上には、複数のレ
   ンズがマトリクス状に配置された第１のレンズ板および
   第２のレンズ板が配置され、 前記第１および第２のレンズ板のうちの少なくとも一方
   のレンズ板は、光軸に交わる方向に取付け位置が調整可
   能となっていることを特徴とする投写型表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記光源と前記変調
   手段との間の光路上には更に反射手段が配置され、当該
   反射手段は、入射光軸に対する取付け角度が調整可能と
   なっていることを特徴とする投写型表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記第２のレンズ板からの出射光を各色の光束に分解す
   る色分離光学系と、 前記色分離光学系により分離された前記各色の光束に対
   して変調を施す複数の前記変調手段と、 前記複数の変調手段によりそれぞれ変調された各色の光
   束を合成する色合成光学系とをさらに有し、 前記色合成光学系によって合成された変調光束が前記投
   写手段を介して投写面上に拡大投写されてなり、 前記色分離光学系と前記複数の変調手段のうち少なくと
   も一の変調手段との間の光路中には更に反射手段が配置
   され、 前記反射手段は、入射光軸に対する取付け角度が調整可
   能となっていることを特徴とする投写型表示装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記変調手段と最も
   近い位置に配置された前記反射手段の取付け角度が調整
   可能となっていることを特徴とする投写型表示装置。
5. 【請求項５】 請求項３または４において、前記変調手
   段は反射型の変調手段であり、前記色分離光学系と前記
   色合成光学系とは同一の光学系で構成されてなることを
   特徴とする投写型表示装置。
6. 【請求項６】 光源と、 前記光源からの光束を複数の中間光束に分割する第１の
   光学要素と、 前記中間光束が集束する位置付近に配置された第２の光
   学要素と、 前記第２の光学要素から出射された光を変調する変調手
   段と、 前記変調手段により変調が施された光束を投写面上に拡
   大投写する投写手段とを有する投写型表示装置であっ
   て、 前記第２の光学要素は、 前記第１の光学要素により分割された複数の中間光束を
   それぞれ集光する集光レンズアレイと、 前記集光レンズアレイによって集光された前記中間光束
   のそれぞれをＰ偏光光束とＳ偏光光束とに空間的に分離
   し、前記Ｐ偏光光束、Ｓ偏光光束のうちいずれか一方の
   偏光方向を他方の偏光光束の偏光方向と揃えて出射する
   偏光変換装置と、 前記偏向変換装置から出射された光束を重畳結合させる
   結合レンズとを有してなり、 前記第１の光学要素、前記第２の光学要素のうち少なく
   とも一つは、光軸に交わる方向に取付け位置が調整可能
   となっていることを特徴とする投写型表示装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、前記集光レンズアレ
   イと、前記偏光変換装置と、前記結合レンズとは一体化
   されてなることを特徴とする投写型表示装置。
8. 【請求項８】 請求項６または７において、 前記第２の光学要素からの出射光を各色の光束に分解す
   る色分離光学系と、 前記色分離光学系により分離された前記各色の光束に対
   して変調を施す複数の前記変調手段と、 前記複数の変調手段によりそれぞれ変調された各色の光
   束を合成する色合成光学系とをさらに有し、 前記色合成光学系によって合成された変調光束が前記投
   写手段を介して投写面上に拡大投写されてなり、 前記色分離光学系と前記複数の変調手段のうち少なくと
   も一の変調手段との間の光路中にはさらに反射手段が配
   置されてなり、 前記反射手段は、入射光軸に対する取付け角度が調整可
   能となっていることを特徴とする投写型表示装置。
9. 【請求項９】 請求項８において、前記変調手段と最も
   近い位置に配置された反射手段の取付け角度が調整可能
   となっていることを特徴とする投写型表示装置。
10. 【請求項１０】 請求項８または９において、前記変調
    手段は反射型の変調手段であり、前記色分離光学系と前
    記色合成光学系とは同一の光学系で構成されてなること
    を特徴とする投写型表示装置。
11. 【請求項１１】 光源と、 前記光源から出射された光束を変調する変調手段と、 前記変調手段により変調された前記光束を投写面上に拡
    大投写する投写手段とを有する投写型表示装置であっ
    て、 前記光源と前記変調手段との間の光路中には反射手段が
    配置され、 前記反射手段は、入射光軸に対する取付け角度が調整可
    能となっていることを特徴とする投写型表示装置。
12. 【請求項１２】 光源と、 前記光源からの出射光を各色の光束に分離する色分離光
    学系と、 前記色分離光学系により分離された前記各色の光束に対
    して変調を施す複数の変調手段と、 前記複数の変調手段によりそれぞれ変調された各色の光
    束を合成する色合成光学系とを有し、 前記色合成光学系によって合成された変調光束が前記投
    写手段を介して投写面上に拡大投写されてなる投写型表
    示装置であって、 前記色分離光学系と前記複数の変調手段のうち少なくと
    も一の変調手段との間の光路中にはさらに反射手段が配
    置されてなり、 前記反射手段は、入射光軸に対する取付け角度が調整可
    能となっていることを特徴とする投写型表示装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２において、前記変調手段と
    最も近い位置に配置された前記反射手段の取付け位置が
    調整可能となっていることを特徴とする投写型表示装
    置。
14. 【請求項１４】 光源と、 前記光源からの出射光束に対して画像信号に対応した変
    調を施す変調手段と、 前記変調手段により変調が施された光束を投写面上に拡
    大投写する投写手段と、 前記光源と前記変調手段との間の光路上に設けられ、マ
    トリクス状に配置された複数のレンズを備えた第１のレ
    ンズ板および第２のレンズ板と、 前記第１のレンズ板および第２のレンズ板のうち少なく
    とも一方の取付け位置を光軸に交わる方向に調整する調
    整機構とを有することを特徴とする投写型表示装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４において、前記第１のレン
    ズ板を前記光軸に直交する第１の方向に調整する第１の
    調整機構と、前記第２のレンズ板を前記光軸および前記
    第１の方向に直交する第２の方向に調整する第２の調整
    機構とを有することを特徴とする投写型表示装置。
16. 【請求項１６】 請求項１４または１５において、前記
    調整機構は、前記レンズ板の第１の側面側に設けられ、
    前記第１の側面を押圧するばねと、前記第１の側面と対
    向する第２の側面側に設けられ、前記第２の側面を押圧
    するねじとを備えることを特徴とする投写型表示装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６において、前記ばねは板ば
    ねであり、前記ねじは前記第２の側面のほぼ中心部を押
    圧するように設けられていることを特徴とする投写型表
    示装置。
18. 【請求項１８】 光源と、 前記光源からの光束を複数の中間光束に分離する第１の
    光学要素と、 前記中間光束が集光する位置付近に配置され、前記第１
    の光学要素により分割された複数の中間光束をそれぞれ
    集光する集光レンズと、前記集光レンズアレイによって
    集光された前記中間光束のそれぞれをＰ偏光光束とＳ偏
    光光束とに空間的に分離し、前記Ｐ偏光光束、Ｓ偏光光
    束のうちいずれか一方の偏光方向を他方の偏光光束の偏
    光方向に揃えて出射する偏光変換装置と、前記偏光変換
    装置から出射された光束を重畳結合させる結合レンズと
    を備えた第２の光学要素と、 前記第２の光学要素から出射された光束を変調する変調
    手段と、 前記変調手段により変調が施された光束を投写面上に拡
    大投写する投写手段と、 前記第１の光学要素、前記第２の光学要素のうち少なく
    とも一方の取付け位置を、光軸に交わる方向に調整する
    調整機構とを有することを特徴とする投写型表示装置。
19. 【請求項１９】 請求項１８において、前記集光レンズ
    アレイと、前記偏光変換装置と、前記結合レンズとは一
    体化されていることを特徴とする投写型表示装置。
20. 【請求項２０】 請求項１８において、前記第１の光学
    要素を前記光軸に直交する第１の方向に調整する第１の
    調整機構と、前記第２の光学要素を前記光軸および前記
    第１の方向に直交する方向に調整する第２の調整機構と
    を有することを特徴とする投写型表示装置。
21. 【請求項２１】 請求項１８または２０において、前記
    調整機構は、前記光学要素の第１の側面側に設けられ、
    前記第１の側面を押圧するばねと、前記第１の側面と対
    向する第２の側面側に設けられ、前記第２の側面を押圧
    するねじとを備えることを特徴とする投写型表示装置。
22. 【請求項２２】 請求項２１において、前記ばねは板ば
    ねであり、前記ねじは前記第２の側面のほぼ中心部を押
    圧するように設けられていることを特徴とする投写型表
    示装置。
23. 【請求項２３】 光源と、 前記光源から出射された光束を変調する変調手段と、 前記変調手段により変調された前記光束を投写面上に拡
    大投写する投写手段とを有する投写型表示装置であっ
    て、 前記光源と前記変調手段との間の光路上に配置された反
    射手段と、 前記反射手段の取付け角度を調整する調整機構とを有す
    ることを特徴とする投写型表示装置。
24. 【請求項２４】 請求項２３において、 少なくとも前記反射手段が収納されるライトガイドを備
    え、 前記調整機構は、 前記反射手段を保持し、前記ライトガイドに回転可能に
    支持されたホルダー板と、 前記反射手段の取付け角度を調整するねじと、 前記ホルダー板を前記ライトガイドに対して支持するば
    ねとを備えることを特徴とする投写型表示装置。
25. 【請求項２５】 光源と、 前記光源から出射された光束を三色の光束に分離する色
    分離光学系と、 前記色分離光学系により分離された前記三色の光束をそ
    れぞれ変調する３つの変調手段と、 前記３つの変調手段によりそれぞれ変調された光束を合
    成する色合成光学系とを有し、 前記色合成光学系によって合成された変調光束が前記投
    写手段を介して投写面上に拡大投写されてなる投写型表
    示装置であって、 前記３つの変調手段のうち少なくとも１つと前記色分離
    光学系との間の光路中に配置された反射手段と、 前記反射手段の取付け角度を調整する調整機構とを有す
    ることを特徴とする投写型表示装置。
26. 【請求項２６】 請求項２５において、前記変調手段と
    最も近い位置に配置された変調手段の取付け角度を調整
    する前記調整機構を有することを特徴とする投写型表示
    装置。
27. 【請求項２７】 請求項２５または２６において、 少なくとも前記色分離光学系と反射手段とが収納される
    ライトガイドを備え、 前記調整機構は、 前記反射手段を保持し、前記ライトガイドに回転可能に
    支持されたホルダー板と、 前記反射手段の取付け角度を調整するねじと、 前記ホルダー板を前記ライトバルブに対して支持するば
    ねとを備えることを特徴とする投写型表示装置。