(57)【要約】【課題】ＵＶ接着剤の経時変化やハンダ付け固定による液晶表示装置の位置ズレの影響が無く、液晶表示素子を高精度に位置決めする。【解決手段】液晶表示素子２の位置を位置検出手段１９で検出し、検出した液晶表示素子２の位置とあらかじめ設定された基準値とを比較して位置決め駆動手段３の例えばムービング・マグネットからなる微動手段１２を駆動制御して液晶表示素子２を位置決めするようにして、液晶表示素子２の位置決め制御を適宜行い、液晶表示素子２の位置ずれを修正して高精細な画質の画像を安定して得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示素子を保持する保持部材と、
前記保持部材を支持部材に微動自在に連結する弾性支持部材と、前記保持部材を微小距離だけ移動する微動手段とを有する位置決め駆動手段と、
前記液晶表示素子の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段で検出した前記液晶表示素子の位置とあらかじめ設定された基準値とを比較して前記微動手段を駆動制御して前記液晶表示素子を位置決めする位置制御手段とを有することを特徴とする液晶表示素子の微動位置決め駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示素子の微動位置決め駆動装置において、
前記微動手段をムービング・マグネットで形成したことを特徴とする液晶表示素子の微動位置決め駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の液晶表示素子の微動位置決め駆動装置において、
前記位置検出手段を４分割受光素子で形成したことを特徴とする液晶表示素子の微動位置決め駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示素子の微動位置決め駆動装置において、
前記液晶表示素子をそれぞれ保持する保持部材と前記支持部材との間に球面座を有する中間部材を設け、前記中間部材の主点中心を前記液晶表示素子の画素中心近傍に配置したことを特徴とする液晶表示素子の微動位置決め駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載した液晶表示素子の微動位置決め駆動装置を有することを特徴とする液晶表示素子を使用した光学エンジン。
【請求項６】
光源からの光を複数色の光束に分離した照明光の各光束を変調する液晶表示素子と、前記液晶表示素子によって変調された各光束を合成する光合成手段と、前記光合成手段によって合成された映像光を投射する投射部を有する液晶表示装置において、
前記複数色の液晶表示素子をそれぞれ保持する保持部材と、
前記保持部材を前記液晶表示装置の支持ケースの支持部材に微動自在に連結する弾性支持部材と、前記保持部材を微小距離だけ移動する微動手段とを有する位置決め駆動手段と、
前記液晶表示素子の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段で検出した前記各液晶表示素子の位置とあらかじめ設定された基準値とを比較して前記微動手段を駆動制御して前記各液晶表示素子を位置決めする位置制御手段とを有する液晶表示素子の微動位置決め駆動装置を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項６記載の液晶表示装置において、
前記複数色の液晶表示素子のいずれか１つをアライメント調整後固定する固定部材を有し、前記位置制御手段は前記固定部材に固定された液晶表示素子の位置を基準にして他の液晶表示素子の位置を制御することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載の液晶表示装置において、
前記位置検出手段をスクリーンに前記複数色の液晶表示素子毎に設けたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項６又は７記載の液晶表示装置において、
前記位置検出手段を前記スクリーンの画像表示領域以外の位置に前記複数色の液晶表示素子で共用に設けたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項６又は７記載の液晶表示装置において、
前記位置検出手段を前記スクリーン近傍の位置に前記複数色の液晶表示素子で共用に設けたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項６又は７記載の液晶表示装置において、
前記光合成手段からの光の一部を偏向する光路偏向手段を有し、
前記位置検出手段を前記光路変更手段で偏向された光路に設けたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項６又は７記載の液晶表示装置において、
前記複数色の液晶表示素子をそれぞれ保持する保持部材に設けられ光を偏向する光路偏向手段と、
前記光路偏向手段に光を入射する光源とを有し、
前記位置検出手段は前記光路偏向手段からの反射光を受光することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
請求項６乃至１２のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記位置検出手段の位置を調整する微小位置調整手段を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
請求項６乃至１３のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記複数色の液晶表示素子をそれぞれ保持する保持部材と、前記支持部材との間に球面座を有する中間部材を設け、前記中間部材の主点中心を前記液晶表示素子の画素中心近傍に配置したことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フロントプロジェクターやリヤープロジェクターに使用する液晶表示素子からの各色の画像光を合成手段で合成して表示する液晶表示素子の微動位置決め駆動装置と液晶表示素子を有する光学エンジン及び液晶表示装置、特に、液晶表示素子と各色光の合成手段とのアライメント調整を高精度に行うと共に、アライメント調整後における経時変化の発生をなくす液晶表示素子の位置決め制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源からの光を赤、青、緑の光に分離する光学手段と、各光を変調する液晶表示素子及び駆動手段と、液晶表示素子により変調された赤、青、緑を合成する合成手段と、合成された映像を投影する投射レンズを有する液晶プロジェクターにおいて、液晶表示素子を各色光の合成手段にアライメント調整等を行うに際しては複雑なメカニカル機構によって行なわれてきた。
【０００３】
一方、最近では、液晶表示素子サイズの小型化・高精細化に伴い、高精度な固着方式が主流になりつつあり、固着には接着剤による方式とハンダによる固着方式が一般的となっている。このような接着剤による方式として、特許文献１に示されているように、液晶表示素子と各色光の合成手段とのアライメント調整後に接着を行う方式が知られている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のようにアライメント調整後に接着を行う方式では、経時変化が発生するため、品質の維持が困難であり、液晶表示素子サイズの小型化・高精細化に伴う高精度な調整を行う際の固着方式として採用するには問題がある。また、この方法は、これ以外にも液晶表示素子の位置を調整するための調整部材を必要としており、部品点数が多くなり、精度的にも誤差が累積され、調整代が大きくなるという問題を有している。また、ハンダによる固着方式は、そのための設備が大がかりなものとなり、大きな設備投資が必要となる。
【０００５】
それらの改善案として特許文献２に示す液晶表示素子の取付方法は、液晶表示素子を、仮止め用のＵＶ仮固定部と本固定用のハンダ固着部とを有する中間部材を介して合成手段に取り付けるようにしている。すなわち液晶表示素子を、アライメント調整して中間部材に設けられたＵＶ仮固定部を介して合成手段に対して仮止めした後、中間部材に設けられたハンダ固着部によって本固定している。
【特許文献１】特開平１０−１０９９４号公報
【特許文献２】特開２００１−１００１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に示された液晶表示素子の取付方法において、液晶表示素子を合成手段にＵＶ仮固定部で仮止めしてからハンダ固着部でハンダ付けをするときの高熱がＵＶ仮固定部等の金属部品に伝達されてＵＶ接着剤の温度がガラス転移温度に達するとともに金属部品が熱膨張して画素ズレが発生するという短所がある。
【０００７】
この発明は、このような短所を改善し、ＵＶ接着やハンダ付けをせずに液晶表示素子を合成手段に位置決め制御して、ＵＶ接着剤の経時変化やハンダ付け固定による液晶表示装置の位置ズレの影響が無く、高精度に位置決めした高精細な液晶表示素子の微動位置決め駆動装置と液晶表示素子を有する光学エンジン及び液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の液晶表示素子の微動位置決め駆動装置は、液晶表示素子を保持する保持部材と、前記保持部材を支持部材に微動自在に連結する弾性支持部材と、前記保持部材を微小距離だけ移動する微動手段とを有する位置決め駆動手段と、前記液晶表示素子の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出した前記液晶表示素子の位置とあらかじめ設定された基準値とを比較して前記微動手段を駆動制御して前記液晶表示素子を位置決めする位置制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
前記微動手段をムービング・マグネットで形成すると良い。
【００１０】
また、前記位置検出手段を４分割受光素子で形成することが望ましい。
【００１１】
また、前記液晶表示素子をそれぞれ保持する保持部材と前記支持部材との間に球面座を有する中間部材を設け、前記中間部材の主点中心を前記液晶表示素子の画素中心近傍に配置することが望ましい。
【００１２】
この発明の液晶表示素子を使用した光学エンジンは、前記液晶表示素子の微動位置決め駆動装置を有することを特徴とする。
【００１３】
この発明の液晶表示装置は、光源からの光を複数色の光束に分離した照明光の各光束を変調する液晶表示素子と、前記液晶表示素子によって変調された各光束を合成する光合成手段と、前記光合成手段によって合成された映像光を投射する投射部を有する液晶表示装置において、前記複数色の液晶表示素子をそれぞれ保持する保持部材と、前記保持部材を前記液晶表示装置の支持ケースの支持部材に微動自在に連結する弾性支持部材と、前記保持部材を微小距離だけ移動する微動手段とを有する位置決め駆動手段と、前記液晶表示素子の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出した前記各液晶表示素子の位置とあらかじめ設定された基準値とを比較して前記微動手段を駆動制御して前記各液晶表示素子を位置決めする位置制御手段とを有する液晶表示素子の微動位置決め駆動装置を備えたことを特徴とする。
【００１４】
前記複数色の液晶表示素子のいずれか１つをアライメント調整後固定する固定部材を有し、前記位置制御手段は前記固定部材に固定された液晶表示素子の位置を基準にして他の液晶表示素子の位置を制御しても良い。
【００１５】
また、前記位置検出手段をスクリーンに前記複数色の液晶表示素子毎に設けることが望ましい。
【００１６】
さらに、前記位置検出手段を前記スクリーンの画像表示領域以外の位置に前記複数色の液晶表示素子で共用に設けても良い。
【００１７】
また、前記位置検出手段を前記スクリーン近傍の位置に前記複数色の液晶表示素子で共用に設けても良い。
【００１８】
また、前記光合成手段からの光の一部を偏向する光路偏向手段を設け、前記位置検出手段を前記光路変更手段で偏向された光路に設けても良い。
【００１９】
さらに、前記複数色の液晶表示素子をそれぞれ保持する保持部材に設けられ光を偏向する光路偏向手段と、前記光路偏向手段に光を入射する光源とを設け、前記位置検出手段は前記光路偏向手段からの反射光を受光するようにしても良い。
【００２０】
また、前記位置検出手段の位置を調整する微小位置調整手段を有することが望ましい。
【００２１】
さらに、前記複数色の液晶表示素子をそれぞれ保持する保持部材と前記支持部材との間に球面座を有する中間部材を設け、前記中間部材の主点中心を前記液晶表示素子の画素中心近傍に配置することが望ましい。
【発明の効果】
【００２２】
この発明は、液晶表示素子の位置を位置検出手段で検出し、検出した液晶表示素子の位置とあらかじめ設定された基準値とを位置制御手段で比較して位置決め駆動手段の微動手段を駆動制御して液晶表示素子を位置決めするようにしたから、液晶表示素子の位置決め制御を適宜行うことができ、液晶表示素子の位置ずれを修正して高精細な画質の画像を安定して得ることができる。
【００２３】
また、微動手段をムービング・マグネットで形成することにより、簡単な構成で液晶表示素子を位置決めできるとともに消費電力を低減することができる。
【００２４】
また、位置検出手段を４分割受光素子で形成することにより、液晶表示素子の位置ずれを高精度に検出することができ、液晶表示素子を高精度に位置決めすることができる。
【００２５】
また、液晶表示素子をそれぞれ保持する保持部材と支持部材との間に球面座を有する中間部材を設け、中間部材の主点中心を液晶表示素子の画素中心近傍に配置し、中間部材の傾きを調整することにより、液晶表示素子の傾きを調整することができ、ピントボケを除去して高精細な画像を得ることができる。
【００２６】
また、この発明の液晶表示素子の微動位置決め駆動装置を液晶素子を使用した光学エンジンに設けることにより、液晶表示素子の位置ずれを修正して高精細な画質の画像を安定して得ることができる。
【００２７】
この発明の液晶表示装置は、複数色の液晶表示素子の位置を位置検出手段で検出し、検出した各液晶表示素子の位置とあらかじめ設定された基準値とを位置制御手段で比較して位置決め駆動手段の微動手段を駆動制御して各液晶表示素子を位置決めするようにしたから、各液晶表示素子の位置決め制御を適宜行うことができ、複数色の液晶表示素子の位置ずれを修正して高精細な画質の画像を安定して得ることができる。
【００２８】
また、複数色の液晶表示素子のいずれか１つをアライメント調整後固定する固定部材を有し、位置制御手段は固定部材に固定された液晶表示素子の位置を基準にして他の液晶表示素子の位置を制御することにより、位置決め駆動装置の構成を簡略化して、位置決め制御を容易にすることができる。
【００２９】
また、位置検出手段をスクリーンやスクリーンの画像表示領域以外の位置に設けることにより、液晶表示素子の位置検出感度を高めて、より高精細な画像を得ることができる。
【００３０】
また、位置検出手段をスクリーン近傍の位置に複数色の液晶表示素子で共用に設けることにより、簡単な構成で液晶表示素子の位置を検出できるとともに、消費電力を低減できる。
【００３１】
また、光合成手段からの光の一部を偏向する光路偏向手段を設け、位置検出手段を光路変更手段で偏向された光路に設けることにより、フロントプロジェクターやリヤープロジェクターのいずれの液晶表示装置でも画素ずれを防止することができる。
【００３２】
さらに、複数色の液晶表示素子をそれぞれ保持する保持部材に設けられ光を偏向する光路偏向手段と、光路偏向手段に光を入射する光源とを設け、位置検出手段は光路偏向手段からの反射光を受光して液晶表示素子の位置を検出することにより、簡単なレイアウトで液晶表示素子の位置を検出することができる。
【００３３】
また、位置検出手段の位置を調整する微小位置調整手段を有することにより、複数の液晶表示素子の位置を基準にして他の液晶表示素子を位置決め制御できるから、位置決め制御を簡略化できるとともに消費電力を低減することができる。
【００３４】
さらに、複数色の液晶表示素子をそれぞれ保持する保持部材と、保持部材を液晶表示装置の支持部材との間に球面座を有する中間部材を設け、中間部材の主点中心を液晶表示素子の画素中心近傍に配置することにより、各液晶表示素子の傾きを調整することができ、ピントボケを除去して高精細な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１と図２はこの発明の液晶表示装置を示し、図１は位置決め駆動装置の構成を示し、図２は投射部の構成を示す斜視図である。液晶表示装置１は、反射型の液晶表示素子２と位置決め駆動手段３と光合成手段４とワイヤグリッド５と照明光入射部６及び投射部７を有する。なお、ワイヤグリッド５の代わりに偏向ビームスプリッタを設けても良い。
【００３６】
液晶表示素子２は液晶表示素子保持部材８の下面に固定されている。この液晶表示素子２の位置決め駆動手段３は、液晶表示素子２を保持した液晶表示素子保持部材８を液晶表示装置１の支持ケース９上部から水平方向に突出した支持部材１０に連結する弾性支持部材１１と液晶表示素子保持部材８をＸ方向とＹ方向に微小距離だけ移動する微動手段１２を有する。弾性支持部材１１はコイルばねや板ばね等からなり、液晶表示素子保持部材８を支部部材１０に対してＸ方向とＹ方向に移動できるように保持している。微動手段１２は、例えば図３に示すように、４個のマグネット１３ａ〜１３ｂとＸ方向駆動コイル１４ａ，１４ｂ及びＹ方向駆動コイル１５ａ，１５ｂを有し、ムービング・マグネット１６で構成している。マグネット１３ａ〜１３ｂは、Ｘ方向とＹ方向のＮ極とＳ極が交互になるように液晶表示素子保持部材８の上面に配置されている。Ｘ方向駆動コイル１４ａ，１４ｂとＹ方向駆動コイル１５ａ，１５ｂは４個のマグネット１３ａ〜１３ｃと微小間隙を隔てて支持部材１０に連結されている。ここで図１には液晶表示素子２と位置決め駆動手段３を１組だけ表示しているが、液晶表示装置１の支持ケース９にはＲＧＢの３色の液晶表示素子２と位置決め駆動手段３がそれぞれ支持ケース９の３つの側面に設けられている。
【００３７】
光合成手段４は支持ケース９の下部にもうけられ、ワイヤグリッド５は図示しない保持部材で合成手段４に対して４５度の角度で保持される。照明光入射部６はワイヤグリッド５を介して液晶表示素子２に照明光を入射する。投射部７は、図２に示すように、投射レンズ１７を有し、光合成手段４の出射側に設けられている。
【００３８】
そして照明光入射部６からの照明光はワイヤグリッド５を透過して液晶表示素子２に入射し、所望の画素のみ駆動して偏光方向が９０度回転して反射し、反射した画像光はワイヤグリッド５で反射されて光合成手段４に入射する。この光合成手段５にＲＧＢの３色の液晶表示素子２から同時にＲＧＢの画像光が入射して合成されて投射部７に入射し、投射レンズ１７によりスクリーン１８上に投影される。このスクリーン１８上に投影された画像領域の端部又は、画像領域より離れた位置に液晶表示素子の位置を検出する位置検出手段１９を有する。この位置検出手段１９として、例えば図４に示すように、４分割受光素子１９ａ〜１９ｄをＲＧＢの３色に対応して３組設けた場合について説明する。
【００３９】
液晶表示装置１の制御装置にはＲＧＢ毎に、図５のブロック図に示すように、演算処理部２０と駆動制御部２１を有する位置制御部２２を有する。演算処理部２０は、４分割受光素子１９ａからのスポット光の信号をＡ、４分割受光素子１９ｂからのスポット光の信号をＢ、４分割受光素子１９ｃからのスポット光の信号をＣ、４分割受光素子１９ｄからのスポット光の信号をＤとすると、４分割受光素子１９ａ〜１９ｄからのスポット光の信号を入力して、下記式により上下方向と左右方向のスポット位置を演算する。
上下方向のスポット位置検出信号＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）
左右方向のスポット位置検出信号＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）
駆動制御部２１は演算処理部２０で演算した上下方向のスポット位置検出信号と左右方向のスポット位置検出信号とあらかじめ設定された基準値と比較し、演算処理部２０で演算した上下方向のスポット位置検出信号と左右方向のスポット位置検出信号が基準値と一致するように、Ｘ方向駆動コイル１４ａ，１４ｂとＹ方向駆動コイル１５ａ，１５ｂに流す制御電流又は制御電圧を制御して液晶表示素子２の位置制御を行う。
【００４０】
この液晶表示装置１で液晶表示素子２の位置制御を行う時の動作を図６のフローチャートを参照して説明する。まず、液晶表示素子２に照明光を入射し、液晶表示素子２で反射した光を投射レンズ１７で収束光としてスクリーン１８上の４分割受光素子１９ａ〜１９ｄに集光する（ステップＳ１）。この４分割受光素子１９ａ〜１９ｄからのスポット光の信号Ａ〜Ｄを演算処理部２０に入力する（ステップＳ２）。演算処理部２０は入力したスポット光の信号Ａ〜Ｄにより上下方向のスポット位置検出信号と左右方向のスポット位置検出信号を演算して駆動制御部２１に出力する（ステップＳ３）。駆動制御部２１は入力したスポット位置検出信号と基準値とを比較し、スポット位置検出信号が基準値と一致するように、Ｘ方向駆動コイル１４ａ，１４ｂとＹ方向駆動コイル１５ａ，１５ｂに流す制御電流又は制御電圧を制御する。このＸ方向駆動コイル１４ａ，１４ｂとＹ方向駆動コイル１５ａ，１５ｂに流す制御電流又は制御電圧を制御する（ステップＳ４）。このＸ方向駆動コイル１４ａ，１４ｂとＹ方向駆動コイル１５ａ，１５ｂの磁束により液晶表示素子保持部材８に固定されたマグネット１３ａ〜１３ｃを微動させて液晶表示素子２の位置を調整する。この位置調整動作をＲＧＢの３色の液晶表示素子２毎に行う、ＲＧＢの画素をスクリーン１８上で一致することができる。
【００４１】
このようにして、従来はアライメント調整調整誤差や、接着硬化や半田付けによる位置ずれや、温度湿度などの環境変化や支持部材の熱膨張による位置ずれあるいはシステムの輸送中の振動／衝撃による位置ずれなどによりスクリーン上でＲＧＢの画素がずれ、高精細な画質が得られなかったのに対して、液晶表示素子２の位置決め制御を適宜行うことができるから、液晶表示素子２の位置ずれを修正して高精細な画質の画像を安定して得ることができる。
【００４２】
前記説明では位置決め駆動手段３として液晶表示素子保持部材８に固定されたマグネット１３ａ〜１３ｃとＸ方向駆動コイル１４ａ，１４ｂとＹ方向駆動コイル１５ａ，１５ｂを有するムービング・マグネット１６を使用した場合について説明したが、位置決め駆動手段３として超音波モータやピエゾ素子や、ラック＆ピニオンと小型サーボの組合せや、シリンダ等を使用しても良い。また、温度によって変位するバイメタルに熱線を設け、温度制御して液晶表示素子２の位置を制御しても良い。さらに、位置決め駆動手段３として液晶表示素子保持部材８をＸ，Ｙ２軸の直動レールを組み合わせた移動テーブルで構成して液晶表示素子２を位置決めしても良い。
【００４３】
また、位置検出手段１９としてＣＣＤ（電荷結合素子）やフォトダイオードの表面抵抗を利用したＰＳＤ（ポジション・センサ・ディテクタ）などを使用しても良い。
【００４４】
さらに、弾性支持部材１１として、図７に示すように、Ｘ方向平行ばね１１ａとＹ方向平行ばね１１ｂを使用することにより、透過型の液晶表示素子２の位置を安定して調整することができる。このように、本発明においては、液晶表示素子２は反射型または透過型の別を問わず弾性部材等により、位置決め制御をすることができる。また、液晶表示素子２を反射型や透過型の区別をつけているが、いずれの構成であっても適宜適用することができる。
【００４５】
また、位置決め駆動手段３で液晶表示素子２を位置決めして液晶表示装置１で画像を形成するとき、例えば特開２００２−３２８４０２号公報に示すように、位置決め駆動手段３により液晶表示素子２を60Ｈｚ〜90Ｈｚ程度でＸ，Ｙ方向に半画素分移動する画素ずらしを行うことにより画素シフトにより解像度を高めることができる。
【００４６】
前記説明ではＲＧＢの各色の液晶表示素子２を、それぞれ位置検出手段１９から出力するスポット光の位置信号により位置決めする場合について説明したが、図８の斜視図に示すように、ＲＧＢの反射型の液晶表示素子２のいずれか１つ例えばグリーンＧの液晶表示素子２ａをアライメント素調整後に支持部材１０に固定し、この液晶表示素子２ａによるスポット光の位置を基準にして他の液晶表示素子２ｂ，２ｃによる位置検出手段１９のスポット光の位置を比較して他の液晶表示素子２ｂ，２ｃを位置決め制御してＲＧＢの液晶表示素子２により形成されるスクリーン１８上の３色の画素が一致するようにしても良い。なお、グリーンＧは人の目の感度が高いため、基準となる液晶表示素子２として選択するのに最適である。
【００４７】
このようにＲＧＢの液晶表示素子２のいずれか１つを基準にして他の２つの液晶表示素子２の位置決め制御を行うことにより、３色の液晶表示素子２の画素ずれを防止することができるとともに位置決め駆動装置の構成を簡略化して、位置決め制御を容易にすることができる。
【００４８】
また、前記説明では、スクリーン１８上にＲＧＢの液晶表示素子２毎の位置検出手段１９を設けた場合について説明したが、図９に示すように、光合成手段４で合成されたＲＧＢの液晶表示素子２の対応する画素の光がスクリーン１８の画像表示領域１８以外の場所の１点に集光するように構成し、この集光点近傍に位置検出手段１９を設けても良い。
【００４９】
このようにＲＧＢの液晶表示素子２の対応する画素の光を１点に集光させるように構成することにより、ＲＧＢの液晶表示素子２毎に位置検出手段１９を設ける必要はなく、１個の位置検出手段１９を使用してＲＧＢの液晶表示素子２の位置決め制御を行うことができ、装置の構成を簡略化してコストダウンを図ることができる。
【００５０】
この場合、ＲＧＢの液晶表示素子２からの反射光を同時に点灯すると、ＲＧＢのどの光が位置ずれしているか判別できないため、ＲＧＢの液晶表示素子２からの反射光を一定周期で一定順番に順次点灯して各液晶表示素子２の位置決め制御を行えば良い。また、位置制御部２２にフィルタを設けると、各液晶表示素子２の点滅の影響を低減することができる。
【００５１】
このスクリーン１８の画像表示領域１８ａの近傍に設けた位置検出手段１９を水平方向と垂直方向の２方向に位置を微調整する例えばＸＹステージやネジによる微小位置調整手段２３を設けても良い。このように位置検出手段１９の位置を微小位置調整手段２３で微調整できるようにすると、例えばグリーンＧの液晶表示素子２の位置決め制御はオフとして、グリーンＧの液晶表示素子２を保持した液晶表示素子保持部材８を初期位置の状態においてグリーンＧの液晶表示素子２からの反射光を位置検出手段１９に入射させ、位置検出手段１９に入射したグリーンＧの光が位置検出手段１９の中心に位置するように検出信号をモニターしながら微小位置調整手段２３で位置検出手段１９の位置を微調整する。このときグリーンＧの液晶表示素子２の位置決め制御はオフ状態になっており、Ｘ方向駆動コイル１４ａ，１４ｂとＹ方向駆動コイル１５ａ，１５ｂに加えられるオフセット電流又は電圧はほぼ零となる。このようにして位置決めした位置検出手段１９にレッドＲとブルーＢの液晶表示素子２からの反射光を入射させてレッドＲとブルーＢの液晶表示素子２を位置決め制御するとき、位置検出手段１９からの検出信号が０Ｖになるように位置決め制御を行うことにより、レッドＲとブルーＢの液晶表示素子２を位置決めすることができる。したがってレッドＲとブルーＢの液晶表示素子２を位置決め制御を簡略化できるとともに、消費電力を低減することができる。
【００５２】
また、前記説明では、位置検出手段１９をスクリーン１８上に設けた場合について説明したが、図１０の斜視図に示すように、光合成手段４で合成されたＲＧＢの液晶表示素子２の対応する画素の光がスクリーン１８以外でスクリーン１８の近傍の場所の１点に集光するように構成し、この集光点近傍に位置検出手段１９と微小位置調整手段２３を設けても良い。この場合、反射型の液晶表示素子２を例示しているが、透過型の液晶表示素子を用いても図１０に示す構成で一検出することができる。
【００５３】
このように位置検出手段１９をスクリーン１８上やスクリーン１８の近傍に設けることにより、各液晶表示素子２で反射され投射レンズ１７で拡大された画像は約100倍に拡大され、したがって１画素が約10μｍとするとスクリーン１８上では各辺が１ｍｍの大きさのスポットとなる。ここで１画素が５μｍずれたとすると、スクリーン１８上では１ｍｍの大きさのスポットが0.5ｍｍ位置ずれを発生する。このように液晶表示素子２の位置ずれが約100倍に拡大されるため、スクリーン１８上の投射映像領域外１８ａに位置検出手段１９を配置すると、液晶表示素子２の位置検出感度は投射レンズ１７を透過してきた光を利用して約100倍の感度にすることができ、液晶表示素子２の位置決め制御を高精度に行うことができ、画素ずれ制御精度を向上して、より高精細な画像を得ることができる。また、４分割受光素子１９ａ〜１９ｄのスポット光の位置から液晶表示素子２の位置ずれの状態を確認することができる。
【００５４】
前記各説明では位置検出手段１９をスクリーン１８上やスクリーン１８の近傍に設けた場合について説明したが、図１１の斜視図に示すように、投射レンズ１７に入射する液晶表示素子２からの反射光の一部を偏向するミラーやプリズム又はハーフミラーからなる光路偏向手段２４を設け、光合成手段４と投射レンズ１７の側方に位置検出手段１９を設け、光合成手段４からの光の一部の光路を偏向して位置検出手段１９で受光して、各液晶表示素子２の位置決め制御を行っても良い。この場合、位置検出手段１９はＲＧＢの液晶表示素子２毎に設けても良いし、１組の位置検出手段１９をＲＧＢの液晶表示素子２で共用しても良い。
【００５５】
位置検出手段１９をスクリーン１８上やスクリーン１８の近傍に設けた場合は、リヤープロジェクターでしか使えないが、このように位置検出手段１９をスクリーン１８上やスクリーン１８の近傍以外の場所に設けることにより、フロントプロジェクターやリヤープロジェクターのいずれの液晶表示装置でも画素ずれを防止することができる。
【００５６】
また、光路偏向手段２４と位置検出手段１９の間に集光レンズを設けると、単位面積当りの光量を増加して位置検出手段１９の感度を高めることができ、液晶表示素子２の位置ずれ検出精度を向上することができる。
【００５７】
前記説明は、投射レンズ１７に入射する液晶表示素子２からの反射光の一部を偏向する光路偏向手段２４を設けた場合について説明したが、図１２の斜視図に示すように、液晶表示素子保持部材８に光路偏向手段２４を設け、光路偏向手段２４の近傍に光源２５と、光源２５からの光を光路偏向手段２４で反射する位置に位置検出手段１９を設けても良い。このように構成することにより、液晶表示素子２がＸ方向やＹ方向に移動すると光源２５からの光が光路偏向手段２４して反射する位置が変わり位置検出手段１９に入射する光の位置が移動して液晶表示素子２の位置が検出することができる。このように液晶表示素子保持部材８に設けた光路偏向手段２４の反射光を位置検出手段１９で検出することにより、投射レンズ１７に入射する液晶表示素子２からの反射光の一部を偏向する光路偏向手段２４を設けられない場合でも液晶表示素子２を位置決め制御できるとともに光路偏向手段２４と光源２５及び位置検出手段１９のレイアウトを容易にすることができる。
【００５８】
前記各説明では液晶表示素子保持部材８を液晶表示装置１の支持ケース９上部から突出した支持部材１０に連結した場合について説明したが、図１３の斜視図に示すように、液晶表示素子保持部材８を、球面座を有する中間部材２６に弾性支持部材１１を介して連結し、中間部材２６の球面座の中心が液晶表示素子２の画素中心近傍になるように液晶表示装置１の支持ケース９上部から突出した支持部材１０に取り付け、支持部材１０の３個所に設けた傾き調整ネジ２７で中間部材２６の傾きを調整して液晶表示素子２の傾きを調整すると良い。すなわち、液晶表示素子２がスクリーン１８に対して傾いていると、上下左右でフォーカスがずれてピントぼけとなり、高精細な画像が得られない。そこでスクリーン１８の中心位置に相当する液晶表示素子２の反射面中心を主点とした球面座を有する中間部材２６を設けて、液晶表示素子２の傾きを調整することにより、スクリーン１８上におけるピントボケを除去することができ、高精細な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の液晶表示装置の位置決め駆動装置の構成を示す斜視図である。
【図２】液晶表示装置の投射部の構成を示す斜視図である。
【図３】位置決め駆動手段の構成図である。
【図４】４分割受光素子の構成図である。
【図５】位置制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】液晶表示素子の位置決め動作を示すフローチャートである。
【図７】弾性支持部材として平行ばねを使用した場合の構成を示す斜視図である。
【図８】液晶表示素子のいずれか１つの位置を基準とした位置決め駆動装置の構成を示す斜視図である。
【図９】スクリーンの画像形成領域以外の場所に設けた位置検出手段を示す配置図である。
【図１０】スクリーンの近傍に設けた位置検出手段の配置図である。
【図１１】投射部の側方に設けた位置検出手段の配置図である。
【図１２】液晶表示素子の近傍に設けた位置検出手段の配置図である。
【図１３】球面座を有する中間部材を使用して液晶表示素子を保持した位置決め駆動装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１；液晶表示装置、２；液晶表示素子、３；位置決め駆動手段、４；光合成手段、
５；ワイヤ・グリッド、６；照明光入射部、７；投射部、
８；液晶表示素子保持部材、９；支持ケース、１０；支持部材、
１１；弾性支持部材、１２；微動手段、１３；マグネット、
１４；Ｘ方向駆動コイル、１５；Ｙ方向駆動コイル、１６；ムービング・マグネット、
１７；投射レンズ、１８；スクリーン、１９；位置検出手段、２０；演算処理部、
２１；駆動制御部、２２；位置制御部、２３；微小位置調整手段、
２４；光路偏向手段、２５；光源、２６；中間部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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