(57)【要約】【課題】コンバージョンずれのない高品位の画像を投射する。【解決手段】画像を投射表示する投射型画像表示装置に備えられる光学ユニットであって、それぞれ原画を形成する複数の画像表示素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと、光源からの照明光を複数の色光に分解して複数の画像形成素子に向かわせ、複数の画像形成素子から射出した複数の色光を合成し、投射レンズ１４により被投射面に投射する光学系と、この光学系を構成する光学素子を保持する保持部材１３とを有し、上記光学素子を保持部材における線膨張係数が最も大きい方向に対して所定の関係をなすように配置する。【選択図】  図１
2004198691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を投射表示する投射型画像表示装置に備えられる光学ユニットであって、
それぞれ原画を形成する複数の画像表示素子と、
光源からの照明光を複数の色光に分解して前記複数の画像形成素子に向かわせ、前記複数の画像形成素子から射出した複数の色光を合成して投射レンズに導く光学系と、
前記光学系を構成する光学素子を保持する保持部材とを有し、
前記光学素子が、前記保持部材における線膨張係数が最も大きい方向に対して所定の関係をなすように配置されていることを特徴とする投射型画像表示装置の光学ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタ等の投射型画像表示装置に関し、特に該画像表示装置の光学エンジンとなる光学ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＣＤ等の画像形成素子を用いたプロジェクタの光学エンジンには、特許文献１にて提案されているものがある。この光学エンジンには、色分離／合成のために、光の偏光方向に応じて該光を透過又は反射させる偏光ビームスプリッタと、特定の波長の偏光方向を変換する（回転させる）波長選択性偏光回転素子とが用いられている。
【０００３】
偏光ビームスプリッタとしては、偏光分離膜を２つの三角プリズムで挟んだ立方体プリズムを用い、また波長選択性偏光回転素子としては、ガラス板状の部材を用いるのが一般的である。
【０００４】
これら色分離合成素子であるプリズムの固定方法として、特許文献１には、複数の偏光ビームスプリッタプリズムを、波長選択性偏光回転素子であるガラス板状部材を介して貼り合わせる提案がなされている（特許文献１の図６参照）。
【０００５】
また、画像形成素子を複数使用してカラー画像を表示させる場合は、色分解面や色合成面において各画像形成素子の対応する画素の位置が一致していなくてはならない。このため、色分解面や色合成面において各画像形成素子の画素位置を高精度に一致させるための、偏光ビームスプリッタプリズム等の光学素子の固定方法を工夫する必要がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１５４２６８号公報（図１，図６等）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１には、色分離するための波長選択性回転素子を挟んで偏光ビームスプリッタプリズム同士を張り合わせる提案がなされているが、これは現実的には不適切である。波長選択性回転素子はガラス板に挟まれてはいるが、波長選択性回転作用を持つ多層膜自体が柔らかいために、貼り合わされる偏光ビームスプリッタプリズムの偏光分離面が適正な位置から傾いてしまう可能性が高い。そして、偏光分離面が傾くと、いわゆるコンバージョンずれが発生する。
【０００８】
コンバージョンずれとは、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色用の画像形成素子の画素ずれやピントずれのことである。これはＲ，Ｇ，Ｂ３色の光成分を合成する場合、画像形成素子からの光を偏光ビームスプリッタプリズムの偏光分離面にて反射又は透過させた後、偏光ビームスプリッタプリズムの偏光分離面で反射又は透過させることにより合成するからである。
【０００９】
ここで、偏光分離面を透過する光は偏光分離面の傾きに影響を受けず、反射する光のみ影響を受けるので、偏光ビームスプリッタプリズムの傾き、すなわち偏光分離面の傾きは、合成される反射光の行き先を変えて、いわゆる画素ずれと称されるコンバージョンずれを発生させてしまう。
【００１０】
また、偏光分離面の傾きの変化だけでなく、偏光分離面の面外方向への変位によって、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の光成分のうち一部の光成分のピントが他の光成分のピントに対してずれるコンバージョンずれが発生する。
【００１１】
また、画像形成素子として、反射型の素子（反射型ＬＣＤ等）を用いる場合、この反射型画像形成素子は、反射面の下に電気回路が設けらている構造であるので、透過型画像形成素子に比べて開口率が高いとされている。このため、反射型画像形成素子は微細なセル構造にて高解像度を実現し易い。但し、透過型に比べて画素が細かい（小さい）ために、透過型に比べてよりコンバージョンずれの影響が投射画像の品位に影響し易い。このため、光学系を構成する光学素子を位置決め保持する基板等の保持部材が設けられることが多い。
【００１２】
このような保持部材は、保持する部材の形状等に合わせて形状が複雑となる場合が多く、この場合には、保持部材を樹脂の射出成形により製造することが望ましい。
【００１３】
しかしながら、射出成形による成形材料の流動方向によって保持部材の線膨張係数が縦と横とで異なる。また、線膨張係数を小さくしてよりガラスに近づけようとすると、ガラスやカーボンの繊維を配合した材料を使用することが一般的であるが、この配合繊維の配向方向によっても基板部材の縦と横とで線膨張係数に違いが生ずる。
【００１４】
こうした樹脂成型時の材料の流動方向やガラスやカーボンの繊維方向によって発生する縦横の線膨張係数の違いは、プロジャクタの使用時の温度がコンバージョン調整時の温度から変化した場合に、各偏光ビームスプリッタプリズムが不規則に変位し、この結果、コンバージョンずれが発生する。
【００１５】
例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色を合成する面に対して３０°をなす方向に基板部材の線膨張係数が一番大きい場合、該色合成面が、この色合成面に対して３０°方向に大きく移動するために、該色合成面で透過する光成分と反射する光成分との位置関係若しくは各色光成分の光路長がずれてしまい、コンバージョンずれを引き起こす。
【００１６】
そこで、本発明は、コンバージョンずれを防止できるようにした投射型画像表示装置を提供することを目的としている。
【００１７】
【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、本発明は、画像を投射表示する投射型画像表示装置に備えられる光学ユニットにおいて、それぞれ原画を形成する複数の画像表示素子と、光源からの照明光を複数の色光に分解して複数の画像形成素子に向かわせ、複数の画像形成素子から射出した複数の色光を合成して投射レンズに導く光学系と、この光学系を構成する光学素子を保持する保持部材とを設け、上記光学素子を、上記保持部材における線膨張係数が最も大きい方向に対して所定の関係をなすように配置している。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１には、本発明の実施形態１である投射型画像表示装置の光学系の全体構成を示している。本実施形態１の投射型画像表示装置の光学系では、光源１からの白色光のうち第１の色光成分（緑色〈Ｇ〉光成分）の偏光を、第１の色選択性位相差板９Ｇにて変換し、第１の偏光ビームスプリッタ（第１の光学素子）１０ａで第１の色光成分Ｇと第２，第３の色光成分（赤色〈Ｒ〉光成分、青色〈Ｂ〉光成分）に色分解し、第２の偏光ビームスプリッタ（第２の光学素子）１０ｂでＧ光成分を第１の反射型液晶表示パネル１１Ｇに導光する。
【００１９】
また、第２の色選択性位相差板９ＲａでＲ光成分の偏光を変換し、第３の偏光ビームスプリッタ（第３の光学素子）１０ｃでＲ光成分とＢ光成分とに色分解し、それぞれを第２、第３の反射型液晶表示パネル１１Ｒ，１１Ｂに導光する。
【００２０】
第１の反射型液晶表示パネル１１Ｇで画像変調され、偏光変換されて反射したＧ光成分は、第２の偏光ビームスプリッタ１０ｂから第４の偏光ビームスプリッタ（第４の光学素子）１０ｄに導光される。また、第２、第３の反射型液晶表示パネル１１Ｒ，１１Ｂで画像変調され、偏光変換されて反射したＲ，Ｂ色光成分は、第３の偏光ビームスプリッタ１０ｃにて色合成され、第４の偏光ビームスプリッタ１０ｄに導光される。
【００２１】
第２の反射型液晶表示パネル１１Ｒにて偏光変換されて反射したＲ色光成分は、第３の偏光ビームスプリッタ１０ｃから第４の偏光ビームスプリッタ１０ｄに導光される間に第３の色選択性位相差板９Ｒｂで偏光変換され、Ｂ光成分と偏光方向が揃えられる。そして、第４の偏光ビームスプリッタ１０ｄにてＧ，Ｒ，Ｂ色光成分が合成され、投射レンズ１４に導光される。
【００２２】
以下、上記光学系の具体的構成について説明する。光源１は、連続スペクトルで白色光を発光する。この光源１は冷却ファン１５によって強制空冷される。２は矩形のレンズをマトリックス状に配置した第１のフライアイレンズである。３は光路を曲げるための第１の反射ミラーである。４は第１のフライアイレンズ２の個々のレンズに対応したレンズをマトリックス状に配置した第２のフライアイレンズである。
【００２３】
５は無偏光光を偏光光に揃える偏光変換素子である。６はコンデンサーレンズある。７は光路を曲げるための第２の反射ミラーである。８はフィールドレンズである。
【００２４】
第１の色選択性位相差板９Ｇは、Ｇ光成分の偏光方向を９０°変換し、Ｒ，Ｂ光成分の偏光方向を変換しない特性を有する。第２，第３の色選択性位相差板９Ｒａ，９Ｒｂは、Ｒ光成分の偏光方向を９０°変換し、Ｂ光成分の偏光方向を変換しない特性を有する。
【００２５】
第１〜第４の偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄはそれぞれ、Ｐ偏光を透過しＳ偏光を反射する多層膜からなる偏光分離面１０ａ１〜１０ｄ１を、２つの三角柱状のプリズム間に挟むようにして構成されている。
【００２６】
第１〜第３の反射型液晶表示パネル（画像形成素子）１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂはそれぞれ、不図示の駆動回路により駆動される。駆動回路には、不図示の画像情報供給装置（パーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオ、ＤＶＤプレーヤー等）から画像情報が入力され、駆動回路はこの画像情報に応じた原画が形成されるように第１〜第３の反射型液晶表示パネル１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂを駆動する。そして、第１〜第３の反射型液晶表示パネル１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂはそれぞれ、入射したＧ，Ｒ，Ｂ光成分を反射するとともに、形成した原画に応じて画像変調する。
【００２７】
１２は１／４波長板であり、反射型液晶表示パネル１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂごとに液晶表示パネルの入射面に対向するよう設けられている。
【００２８】
投射レンズ１４は、第４の偏光ビームスプリッタ１０ｄによって色合成されたＲ，Ｇ，Ｂ光成分を不図示のスクリーン等の被投射面に拡大投射する。
【００２９】
１３は第１〜第４の偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄ、第１〜第３の色選択性位相差板９Ｇ，９Ｒａ，９Ｒｂおよび投射レンズ１４を搭載し保持する基板（保持部材）であり、本実施形態では、ガラスやカーボンの繊維を配合した樹脂（ポリカーボネート等のエンジニアリングプラスチック）により射出成型法により、略正方形状に製作されている。
【００３０】
以上説明した投射型画像表示装置の光学系のうち、第１〜第４の偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄ、第１〜第３の色選択性位相差板９Ｇ，９Ｒａ，９Ｒｂおよび１／４波長板１２は色分解合成系を構成し、この色分解合成系を構成する光学素子と、第１〜第３の反射型液晶表示パネル１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂと、投射レンズ１４とが基板１３に搭載保持されて、光学エンジン等と称される光学ユニットが構成される。
【００３１】
なお、第１の反射型液晶表示パネル１１Ｇおよびこれに対応して設けられた１／４波長板１２は、第２の偏光ビームスプリッタ１０ａに取り付けられたパネル支持板１７に接着固定されている。また、第２，第３の反射型液晶表示パネル１１Ｒ，１１Ｂおよびこれらに対応して設けられた１／４波長板１２は、第３の偏光ビームスプリッタ１０ｂに取り付けられたパネル支持板１７に接着固定されている。
【００３２】
本実施形態では、基板１３に第１〜第４の偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄと第１〜第３の色選択性位相差板９Ｇ，９Ｒａ，９Ｒｂを接着剤（例えば、紫外線硬化型接着剤）で接着することにより、光学ユニットを構成する光学素子および第１〜第３の反射型液晶表示パネル１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂを基板１３に対して固定している。また、投射レンズ１４は、基板１３に形成されたレンズ取り付け部（図示せず）にビス等で固定されている。
【００３３】
図２には、基板１３における樹脂材料に含まれるガラスやカーボン等の繊維の配向方向を示している。この図に示すように、繊維配向方向は、基板１３の上下方向および左右方向に対して４５°傾いた方向に揃っている。そして、基板１３は、この樹脂の流動方向（繊維配向方向）において線膨張係数が最も大きくなる。  ここで、基板１３の射出成型時において繊維配向方向を図示のようにコントロールする具体的手法を示す。図２において、１３ａは、略正方形の基板１３の型の４辺部分のうち隣り合う２辺部分にわたって設けられた、射出成型時の樹脂材料の充填口であるゲートである。なお、このゲート１３ａは、基板１３の完成時（仕上げ時）には除去されるものであるが、図２には、便宜的に明示している。ゲート除去後の基板にはゲート跡が残っていることが多く、このゲート跡を見ることにより樹脂成型時にどこにゲートがあったかを知ることができる。
【００３４】
さらに詳しく説明すると、基板１３の型の１つの角部を挟んだ２辺部分のほぼ全体にわたり、該角部から延びる対角線を軸として対称となるようにゲート１３ａを設け、さらにこの２辺の間の角部の方向から対角方向に向かって型内に樹脂を射出するようにしている。ゲート１３ａの幅を基板１３の対角長さと同等とすることによって樹脂成型時の樹脂の流動抵抗を極力低減し、繊維の配向方向を図中の長点線で示す基板対角方向に揃えるようコントロールしている。
【００３５】
また、ゲート１３ａの厚さを基板１３の厚さと同等として樹脂の流動抵抗を軽減してもよい。さらに、ゲート１３ａから流れ込んだ樹脂が型の内壁に当たって対流し、繊維配向方向が乱れるのを防止するために、基板１３の型のゲート１３ａ側とは反対側の２辺部分にわたって余分な型内空間を形成しておくことにより、繊維配向方向をより確実にコントロールするようにしてもよい。この場合、型から基板１３を取り出した後に余分な樹脂部分は切除される。
【００３６】
基板１３に搭載される第１および第４の偏光ビームスプリッタ１０ａ，１０ｄは、繊維配向方向に離れて配置され、これらの偏光分離面１０ａ１，１０ｄ１は、該繊維配向方向に略平行に延びている。
【００３７】
また、第２および第３の偏光ビームスプリッタ１０ｂ，１０ｃは、繊維配向方向に略直交する方向に離れて配置され、これらの偏光分離面１０ｂ１，１０ｃ１は上記略直交する方向に延びている。
【００３８】
そして、基板１３は、熱により膨張すると、点線１３’で示す形状、すなわち、繊維配向方向に最も膨張するように変形する。
【００３９】
上記のような基板１３を用いた場合の色分解合成系を構成する光学素子の変位について、図１を用いて説明する。本実施形態では、第１〜第４の偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄの基板対向面（底面）の略中央部を基板１３に接着している。
【００４０】
基板１３が図２で説明したように熱膨張すると、図中に点線で示すように、第１〜第４の偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄはそれぞれの偏光分離面１０ａ１〜１０ｄ１が延びる方向、すなわち面内方向に概ね変位する。ここで、基板１３の繊維配向方向に略平行な偏光分離面１０ａ１，１０ｄ１を有する第１および第４の偏光ビームスプリッタ１０ａ，１０ｄ（反射型液晶表示パネルが固定されていない偏光ビームスプリッタ）の変位量は互いに略等しい。これは、基板１３における上記繊維配向方向の線膨張係数が同じだからである。但し、変位方向は互いに反対方向である。
【００４１】
また、基板１３の繊維配向方向に略直交する方向に延びる偏光分離面１０ｂ１，１０ｃ１を有する第２および第３の偏光ビームスプリッタ１０ｂ，１０ｃ（反射型液晶表示パネルが固定された偏光ビームスプリッタ）の変位量も互いに略等しい。これは、基板１３における上記繊維配向方向に略直交する方向の線膨張係数が同じだからである。但し、変位方向は互いに反対方向である。
【００４２】
このように、各偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄが基板１３の熱膨張に伴って変位することによって、図中に点線で示すように、各反射型液晶表示パネル１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂの中心から射出した光線（射出光軸）Ｇ’，Ｒ’，Ｂ’も変位し、かつ投射レンズ１４に至るまでの長さ（光路長）も変化する。しかし、本実施形態では、上述したように、第１および第４の偏光ビームスプリッタ１０ａ，１０ｄの変位量が略同じで、第２および第３の偏光ビームスプリッタ１０ａ，１０ｄの変位量が略同じであり、かつ各偏光ビームスプリッタの変位方向が偏光分離面の略面内方向である（すなわち、偏光分離面の傾きがほとんど変わらない）ため、上記射出光軸Ｇ’，Ｒ’，Ｂ’は第４の偏光ビームスプリッタ１０ｄの偏光分離面１０ｄ１上で互いに略一致し、かつ上記射出光軸Ｇ’，Ｒ’，Ｂ’の投射レンズ１４までの光路長も互いに略一致したものとなる。
【００４３】
したがって、基板１３の熱膨張によるコンバージョンずれ（画素ずれおよび一部の色光のみのピントずれ）は顕在化しない。
【００４４】
なお、第１および第４の偏光ビームスプリッタ１０ａ，１０ｄの変位量は、第２および第３の偏光ビームスプリッタ１０ｂ，１０ｃの変位量より大きいが、偏光分離面１０ｂ１，１０ｃ１が単にその略面内方向に平行移動するだけであるため、Ｒ、Ｇ、Ｂ光の画面上での相対的移動が生ずるに留まる。また、第２および第３の反射型液晶表示パネル１１Ｒ，１１Ｂは、第３の偏光ビームスプリッタ１０ｃの偏光分離膜面１０ｃ１を挟んで対称な位置にあるので、これもより少ない移動量ではあるが同じ方向に同じだけ動くにとどまる。
【００４５】
さらに、射出光軸Ｇ’，Ｒ’，Ｂ’の光路長が変化することで、各色光ともピントが同量ずれるが、ユーザーが投射レンズ１４のピント調節を行うことで、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光について一緒にピントを合わせることができる。
【００４６】
但し、基板１３の樹脂成型時において、上述した繊維配向方向のコントロールを行っても、実際に図２に示したような理想的な繊維配向状態が得られるとは限らず、基板１３の全体的に若しくは一部においてある程度の繊維配向方向の乱れが生ずる場合が考えられる。しかしながら、繊維配向方向の乱れがあったとしても、結果的に基板１３の上下方向および左右方向に対して４５°傾いた方向において線膨張係数が最も大きくなればよい。さらに言えば、最終的には、基板１３が熱膨張した際に、第１〜第４の偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄの偏向分離面１０ａ１〜１０ｄ１がそれぞれの略面内方向（面内方向若しくはコンバージョンずれが問題とならない程度にわずかに面内方向から外れた方向）に変位するように、基板１３に第１〜第４の偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄを保持させればよい。
【００４７】
（実施形態２）
図３には、本発明の実施形態２である投射型画像表示装置の光学系の全体構成を示している。本実施形態２の投射型画像表示装置の光学系では、光源１からの白色光を、ダイクロイックミラー（第１の光学素子）１６で、第１の色光成分（緑色〈Ｇ〉光成分）と、第２，第３の色光成分（赤色〈Ｒ〉光成分、青色〈Ｂ〉光成分）とに色分解し、第１の偏光ビームスプリッタ（第２の光学素子）２０ａでＧ光成分を第１の反射型液晶表示パネル１１Ｇに導光する。
【００４８】
また、第１の色選択性位相差板９ＲａでＲ光成分の偏光を変換し、第２の偏光ビームスプリッタ（第３の光学素子）２０ｂでＲ光成分とＢ光成分とに色分解し、それぞれを第２、第３の反射型液晶表示パネル１１Ｒ，１１Ｂに導光する。
【００４９】
第１の反射型液晶表示パネル１１Ｇで画像変調され、偏光変換されて反射したＧ光成分は、第１の偏光ビームスプリッタ２０ａから第３の偏光ビームスプリッタ（第４の光学素子）２０ｃに導光される。また、第２、第３の反射型液晶表示パネル１１Ｒ，１１Ｂで画像変調され、偏光変換されて反射したＲ，Ｂ色光成分は、第２の偏光ビームスプリッタ２０ｂにて色合成され、第３の偏光ビームスプリッタ２０ｃに導光される。
【００５０】
第２の反射型液晶表示パネル１１Ｒにて偏光変換されて反射したＲ色光成分は、第２の偏光ビームスプリッタ２０ｂから第３の偏光ビームスプリッタ２０ｃに導光される間に第２の色選択性位相差板９Ｒｂで偏光変換され、Ｂ光成分と偏光方向が揃えられる。そして、第３の偏光ビームスプリッタ２０ｃにてＧ，Ｒ，Ｂ色光成分が合成され、投射レンズ１４に導光される。
【００５１】
以下、上記光学系の具体的構成について説明する。光源１は、連続スペクトルで白色光を発光する。この光源１は冷却ファン１５によって強制空冷される。２は矩形のレンズをマトリックス状に配置した第１のフライアイレンズである。３は光路を曲げるための第１の反射ミラーである。４は第１のフライアイレンズ２の個々のレンズに対応したレンズをマトリックス状に配置した第２のフライアイレンズである。
【００５２】
５は無偏光光を偏光光に揃える偏光変換素子である。６はコンデンサーレンズある。７は光路を曲げるための第２の反射ミラーである。８はフィールドレンズである。
【００５３】
ダイクロイックミラー１６は、Ｇ光成分を透過し、Ｒ，Ｂ光成分を反射する特性を有する。
【００５４】
第１，第２の色選択性位相差板９Ｒａ，９ＲｂはＲ光成分の偏光方向を９０°変換し、Ｂ光成分の偏光方向を変換しない特性を有する。
【００５５】
第１〜第３の偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃはそれぞれ、Ｐ偏光を透過しＳ偏光を反射する多層膜からなる偏光分離面２０ａ１〜２０ｃ１を、２つの三角柱状のプリズム間に挟むようにして構成されている。
【００５６】
第１〜第３の反射型液晶表示パネル（画像形成素子）１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂはそれぞれ、不図示の駆動回路により駆動される。駆動回路には、不図示の画像情報供給装置（パーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオ、ＤＶＤプレーヤー等）から画像情報が入力され、駆動回路はこの画像情報に応じた原画が形成されるように第１〜第３の反射型液晶表示パネル１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂを駆動する。そして、第１〜第３の反射型液晶表示パネル１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂはそれぞれ、入射したＧ，Ｒ，Ｂ光成分を反射するとともに、形成した原画に応じて画像変調する。
【００５７】
１２は１／４波長板であり、反射型液晶表示パネル１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂごとに液晶表示パネルの入射面に対向するよう設けられている。
【００５８】
投射レンズ１４は、第３の偏光ビームスプリッタ２０ｃによって色合成されたＲ，Ｇ，Ｂ光成分を不図示のスクリーン等の被投射面に拡大投射する。
【００５９】
１３はダイクロイックミラー１６、第１〜第３の偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃ、第１，第２の色選択性位相差板９Ｒａ，９Ｒｂおよび投射レンズ１４を搭載し保持する基板（保持部材）であり、本実施形態では、ガラスやカーボンの繊維を配合した樹脂（ポリカーボネート等のエンジニアリングプラスチック）により射出成型法によりやや縦長の長方形板状に製作されている。なお、本実施形態で用いられている基板１３は実施形態１にて説明したのと同じものである。
【００６０】
以上説明した投射型画像表示装置の光学系のうち、ダイクロイックミラー１６、第１〜第３の偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃ、第１，第２の色選択性位相差板９Ｒａ，９Ｒｂおよび１／４波長板１２は、色分解合成光学系を構成する。
【００６１】
また、第１〜第３の反射型液晶表示パネル１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂ、ダイクロイックミラー１６、第１〜第３の偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃ、第１，第２の色選択性位相差板９Ｒａ，９Ｒｂおよび１／４波長板１２は、基板１３に搭載されて、光学エンジン等と称される光学ユニットを構成する。
【００６２】
なお、第１の反射型液晶表示パネル１１Ｇおよびこれに対応して設けられた１／４波長板１２は、第１の偏光ビームスプリッタ２０ａに取り付けられたパネル支持板１７に接着固定されている。また、第２，３の反射型液晶表示パネル１１Ｒ，１１Ｂおよびこれらに対応して設けられた１／４波長板１２は、第２の偏光ビームスプリッタ２０ｂに取り付けられたパネル支持板１７に接着固定されている。
【００６３】
本実施形態では、基板１３に、ダイクロイックミラー１６と第１〜第３の偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃと第１，第２の色選択性位相差板９Ｒａ，９Ｒｂを接着剤（紫外線硬化型接着剤）で接着することにより、光学ユニットの色分解合成系を構成する光学素子および第１〜第３の反射型液晶表示パネル１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂを基板１３に対して固定している。また、投射レンズ１４は、基板１３に設けられたレンズ取り付け部（図示せず）にビス等により固定されている。
【００６４】
基板１３におけるダイクロイックミラー１６と第３の偏光ビームスプリッタ２０ｃは、基板１３における樹脂成型時の樹脂の流動方向、すなわち繊維配向方向に離れて配置され、ダイクロイックミラー１６のダイクロイック面と第３の偏光ビームスプリッタ２０ｃの偏光分離面２０ｃ１は、繊維配向方向に略平行に延びている。
【００６５】
また、第１および第２の偏光ビームスプリッタ２０ａ，２０ｂは、繊維配向方向に略直交する方向に離れて配置されており、これらの偏光分離面２０ａ１，２０ｂ１は上記略直交する方向に延びている。
【００６６】
そして、基板１３は、熱により膨張すると、点線１３’で示す形状、すなわち、繊維配向方向に最も膨張するように変形する。
【００６７】
上記のような基板１３を用いた場合の色分解合成系を構成する光学素子の変位について、図３を用いて説明する。本実施形態では、ダイクロイックミラー１６と第１〜第４の偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄの基板対向面（底面）の略中央部を基板１３に接着している。
【００６８】
基板１３が上記のように熱膨張すると、図中に点線で示すように、ダイクロイックミラー１６と第１〜第３の偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃは、それぞれのダイクロイック面および偏光分離面２０ａ１〜２０ｃ１の略面内方向に変位する。ここで、基板１３の繊維配向方向に略平行に延びるダイクロイック面および偏光分離面２０ｃ１を有するダイクロイックミラー１６および第３の偏光ビームスプリッタ２０ｃ（反射型液晶表示パネルが固定されていない偏光ビームスプリッタ）の変位量は互いに略等しい。これは、基板１３における上記繊維配向方向の線膨張係数が同じだからである。但し、変位方向は互いに反対方向である。
【００６９】
また、基板１３の繊維配向方向に略直交する方向に延びる偏光分離面２０ａ１，２０ｂ１を有する第１および第２の偏光ビームスプリッタ２０ａ１，２０ｂ１（反射型液晶表示パネルが固定された偏光ビームスプリッタ）の変位量は互いに略等しい。これは、基板１３における上記繊維配向方向に略直交する方向の線膨張係数が同じだからである。但し、変位方向は互いに反対方向である。
【００７０】
このように、ダイクロイックミラー１６および各偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃが基板１３の熱膨張に伴って変位することによって、図中点線で示すように、各反射型液晶表示パネル１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂの中心から射出した光線（射出光線）Ｇ’，Ｒ’，Ｂ’も変位し、かつ投射レンズ１４に至るまでの長さ（光路長）も変化する。しかし、本実施形態では、上述したように、ダイクロイックミラー１６および第３の偏光ビームスプリッタ２０ｃの変位量が略同じで、第１および第２の偏光ビームスプリッタ２０ａ，２０ｂの変位量が略同じであり、かつ各偏光ビームスプリッタの変位方向が各偏向分離面の略面内方向である（すなわち、偏光分離面の傾きはほとんど変わらない）ため、射出光軸Ｇ’，Ｒ’，Ｂ’は第３の偏光ビームスプリッタ２０ｃの偏光分離面２０ｃ１上で互いに略一致し、かつ上記射出光軸Ｇ’，Ｒ’，Ｂ’の投射レンズ１４までの光路長も互いに略一致したものとなる。
【００７１】
したがって、基板１３の熱膨張によるコンバージョンずれ（画素ずれおよび一部の色光のみのピントずれ）は顕在化しない。
【００７２】
なお、ダイクロイックミラー１６および第３の偏光ビームスプリッタ２０ｃの変位量は、第１および第２の偏光ビームスプリッタ２０ａ，２０ｂの変位量より大きいが、偏光分離面２０ａ１，２０ｂ１が単にその略面内方向に移動するだけであるため、Ｒ、Ｇ、Ｂ光の画面上での相対的移動が生ずるに留まる。また、第２および第３の反射型液晶表示パネル１１Ｒ，１１Ｂは、第２の偏光ビームスプリッタ２０ｂの偏光分離膜面２０ｂ１を挟んで対称な位置にあるので、これもより少ない移動量ではあるが同じ方向に同じだけ動くにとどまる。
【００７３】
さらに、射出光軸Ｇ’，Ｒ’，Ｂ’の光路長が変化することで、各色光ともピントが同量ずれるが、ユーザーが投射レンズ１４のピント調節を行うことで、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光について一緒にピントを合わせることができる。
【００７４】
本実施形態においても、実施形態１にて説明したように、基板１３における繊維配向方向が図２に示すような理想的なものでなくても、結果的に基板１３の上下方向および左右方向に対して４５°傾いた方向において線膨張係数が最も大きくなればよい。さらに最終的には、基板１３が熱膨張した際に、第１〜第３の偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃの偏向分離面２０ａ１〜２０ｃ１およびダイクロイックミラー１６のダイクロイック面がそれぞれの略面内方向（面内方向若しくはコンバージョンずれが問題とならない程度にわずかに面内方向から外れた方向）に変位するように、基板１３に偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃおよびダイクロイックミラー１６を保持させればよい。
【００７５】
ここで、図８には、本発明を実施しない基板４３の例を示している。一般に、上記各実施形態にて用いる基板１３のような長方形の部品であれば、樹脂材料の充填口であるゲート４３ａを外周の辺に直交する形で設ける。これは、型設計と製作のし易さやゲートを大きく設けることで、充填不足を避けるためである。これにより、繊維配向方向は、図に示すように横方向となり、線膨張係数は基板４３の縦と横とで異なる。このため、熱膨張時には、基板４３は点線４３’で示すような、横長形状になるものと考えられる。
【００７６】
そして、このような基板４３を実施形態２の光学系に採用すると、図９に点線で示すように、ダイクロイックミラー１６と３つの偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃは横方向に変位し、ダイクロイック面および偏光分離面も同方向（つまり面外方向）に変位する。
【００７７】
このとき、第２および第３の反射型液晶表示パネル１１Ｒ，１１Ｂは同じ第２の偏光ビームスプリッタ２０ｂに固定されているので、これら第２および第３の反射型液晶表示パネル１１Ｒ，１１Ｂの中心から射出した、図中に点線で示す光線（射出光線）Ｒ’，Ｂ’の第３の偏光ビームスプリッタ２０ｃの偏光分離面２０ｃ１上での位置および投射レンズ１４に至るまでの光路長は互いに一致したままであり、ここでは基板４３の熱膨張によるコンバージョンずれは発生しない。
【００７８】
一方、第１の偏光ビームスプリッタ２０ａに固定されている第１の反射型液晶表示パネル１１Ｇの中心から射出した光線Ｇ’の偏光分離面２０ｃ１上での位置は、第２および第３の反射型液晶表示パネル１１Ｒ，１１Ｂの中心からの射出光線Ｒ’，Ｂ’の偏光分離面２０ｃ１上での位置と同じになるが、射出光線Ｇ’の投射レンズ１４に至るまでの光路長は、射出光線Ｒ’，Ｂ’の光路長に対して変化する。このため、Ｒ，Ｇ，Ｂ光に画素ずれは生じないものの、コンバージョンずれの１つとして、Ｇ光のみＲ，Ｂ光成分に対してピントがずれる現象が起こる。
【００７９】
これは、ダイクロイック面および偏光分離面２０ａ１〜２０ｃ１がいずれもそれらの面外方向に大きく移動するためである。
【００８０】
（実施形態３）
図４（Ａ），（Ｂ）には、本発明の実施形態３である投射型画像表示装置に用いられる、偏光ビームスプリッタを搭載保持する基板２３を示している。図４（Ａ）では対角関係にある２つの角部に、図４（Ｂ）では、対角関係にある２つの角部のそれぞれに隣接する２箇所ずつにゲート２３ｂ，２３ｃを設けている。このいずれの場合も、上記２つの角部を通る対角線を軸として対称となるようにゲート２３ｂ，２３ｃが設けられていることになる。そして、本実施形態でも、実施形態１にて説明した繊維配向方向のコントロール方法と同様にして、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、基板２３の中心から概ね放射状に広がるような繊維配向方向を得ることができる。
【００８１】
このため、基板２３が熱により膨張すると、その形状は図４（Ａ），（Ｂ）に点線２３’で示したようになり、対角２方向に最も変形率で膨張する。つまり、基板２３の線膨張係数は対角２方向に最も大きい。
【００８２】
そして、この繊維配向方向（線膨張係数が最も大きい方向）は、基板２３に実施形態１にて説明した偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄを搭載する場合、偏向分離面１０ａ１〜１０ｄ１の下の部分において、該偏向分離面１０ａ１〜１０ｄ１と略平行となる。
【００８３】
したがって、基板２３が熱により膨張すると、実施形態１の偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄは、その偏光分離面１０ａ１〜１０ｄ１が略面内方向に変位する。さらに、基板２３が偏光分離面に対して対称的な繊維配向分布を有することで、基板２３は熱膨張時に偏光分離面と略平行な方向に最も大きく延び、これら偏光分離面の回転を効果的に抑止する。このため、基板２３の熱膨張時におけるコンバージョンずれを防止することができる。
【００８４】
本実施形態においても、基板２３における繊維配向方向が図４（Ａ），（Ｂ）に示すような理想的なものでなくても、結果的に基板２３の対角２方向に線膨張係数が最も大きくなればよい。さらに最終的には、基板２３が熱膨張した際に、偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄの偏向分離面１０ａ１〜１０ｄ１がそれぞれの略面内方向（面内方向若しくはコンバージョンずれが問題とならない程度にわずかに面内方向から外れた方向）に変位するように、基板２３に偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄを保持させればよい。
【００８５】
（実施形態４）
図５には、本発明の実施形態４である投射型画像表示装置に用いられる、偏光ビームスプリッタを搭載保持する基板３３を示している。本実施形態では、基板３３の表面又は裏面の略中央部にゲート３３ａを設け、繊維配向方向がこのゲート３３ａの位置から放射状に周辺に広がるようにしたものである。なお、本実施形態でも、実施形態１にて説明したのと同様の繊維配向方向のコントロールを行う。
【００８６】
このような基板３３を実施形態１に用いた場合、各偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄの偏光分離面１０ａ１〜１０ｄ１はすべて繊維配向方向に略平行となる。また、各偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄの偏光分離面１０ａ１〜１０ｄ１の延長線が交わる位置にゲート３３ａが設けられていることになる。
【００８７】
そして、本実施形態においては、線膨張係数を抑えるために配合するガラスやカーボンの繊維配向方向により生ずる異方性を生かし、望ましい熱膨張特性として、偏光分離面の延長線が交わる位置（ゲート３３ａ）を中心に点線３３’で示すように基板３３が相似形で熱膨張するものである。
【００８８】
したがって、基板３３が熱により膨張すると、偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄは、その偏光分離面が略面内方向に変位する。さらに、基板３３が偏光分離面１０ａ１〜１０ｄ１に対して対称的な繊維配向分布を有することで、基板３３は熱膨張時に偏光分離面１０ａ１〜１０ｄ１と略平行な方向に最も大きく延び、これら偏光分離面１０ａ１〜１０ｄ１の回転を効果的に抑止する。このため、基板２３の熱膨張時におけるコンバージョンずれを防止することができる。
【００８９】
本実施形態においても、基板３３における繊維配向方向が図５に示すような理想的なものでなくても、結果的に基板３３の対角２方向に線膨張係数が最も大きくなればよい。さらに最終的には、基板３３が熱膨張した際に、偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄの偏向分離面１０ａ１〜１０ｄ１がそれぞれの略面内方向（面内方向若しくはコンバージョンずれが問題とならない程度にわずかに面内方向から外れた方向）に変位するように、基板３３と偏光ビームスプリッタ１０ａ〜１０ｄとの関係を設定すればよい。
【００９０】
なお、上記実施形態３，４は、実施形態２に示した光学ユニットにも適用することができる。
【００９１】
（実施形態５および実施形態６）
図６および図７にはそれぞれ、上記実施形態２の変形例として、実施形態２とは異なる偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃの基板２３に対する接着方法を示している。
【００９２】
実施形態２では、偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃの中央部を基板２３に接着したが、本実施形態では、接着剤の塗布個所２０ｅ，２０ｆを偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃの対角方向に離れた２箇所としている。
【００９３】
図６に示す実施形態５では、各偏光分離面を挟んだ偏光ビームスプリッタの対角方向の隅部２箇所に、図７に示す実施形態６では、各偏光分離面に沿った偏光ビームスプリッタの対角方向の隅部２箇所に接着箇所を設けている。
【００９４】
実施形態２にて説明したように、偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃの基板に対する接着箇所を、偏光ビームスプリッタ２０ａ〜２０ｃの底面の中央部とした場合、中心に接着剤を塗布することが理想的であり、それを前提として説明してある。
【００９５】
しかしながら、接着剤の塗布個所を偏光ビームスプリッタの中心部のみとすると、温度上昇により接着剤の残留応力が開放されて偏光ビームスプリッタが回転する可能性がある。
【００９６】
そこで、本実施形態においては、接着剤の塗布個所２０ｅ，２０ｆを偏光ビームスプリッタの対角方向の隅部２箇所としたことにより、偏光ビームスプリッタの中心部１箇所を接着するのと同様に確実に基板２３に固定し、かつ偏光ビームスプリッタの回転を防止している。
【００９７】
図６に示すように、接着剤の塗布個所２０ｅを各偏光分離面を挟んだ偏光ビームスプリッタの対角方向の隅部２箇所に離間させることにより、これら２個所の接着箇所間における基板の熱膨張時の距離を同じにする。これにより、偏光ビームスプリッタの変位は発生させるが、回転は発生させない。
【００９８】
一方、図７に示すように、接着剤の塗布個所２０ｆを各偏光分離面の方向に沿った偏光ビームスプリッタの対角方向の隅部２箇所に離間させた場合、これら２つの接着剤の塗布箇所２０ｆの基板中心からの距離が異なるため、基板２３の熱膨張時の変位量は異なる。しかし、基板中心からの距離が長い接着箇所が、距離が短い接着箇所を引っ張る又は圧縮する応力は発生しても、偏光ビームスプリッタを回転させる応力は発生しない。
【００９９】
以上説明したように、偏光ビームスプリッタの接着部位も基板の線膨張係数の大小を考慮して設定することで、より効果的にコンバージョンずれの発生を抑えることができる。
【０１００】
なお、本実施形態５，６において、ダイクロイックミラー１６についても、図示はしないが、偏光ビームスプリッタと同様の接着方法を採用している。
【０１０１】
また、本実施形態５，６に示した偏光ビームスプリッタの基板への接着方法は、実施形態１に示した光学ユニットにも適用することができる。
【０１０２】
また、上記各実施形態では、矩形状の基板（保持部材）を用いた場合について説明したが、本発明における保持部材は矩形に限らず、どのような形状であってもよい。
【０１０３】
また、上記各実施形態では、反射型液晶表示パネルを用いるとともに、４つの偏光ビームスプリッタ又は１つのダイクロイックミラーと３つの偏光ビームスプリッタを用いて色分解合成系を構成した光学ユニットについて説明したが、本発明はこのような光学ユニットに限らず、他の形態の光学ユニットにも適用することができる。
【０１０４】
例えば、反射型液晶表示パネルに代えて、透過型液晶表示パネルを使用することも可能である。
【０１０５】
さらに、以上説明した各実施形態は、以下に示す各発明を実施した場合の一例でもあり、下記の各発明は上記各実施形態に様々な変更や改良が加えられて実施されるものである。
【０１０６】
〔発明１〕  画像を投射表示する投射型画像表示装置に備えられる光学ユニットであって、
それぞれ原画を形成する複数の画像表示素子と、
光源からの照明光を複数の色光に分解して前記複数の画像形成素子に向かわせ、前記複数の画像形成素子から射出した複数の色光を合成して投射レンズに導く光学系と、
前記光学系を構成する光学素子を保持する保持部材とを有し、
前記光学素子が、前記保持部材における線膨張係数が最も大きい方向に対して所定の関係をなすように配置されていることを特徴とする投射型画像表示装置の光学ユニット。
【０１０７】
〔発明２〕  画像を投射表示する投射型画像表示装置に備えられる光学ユニットであって、
それぞれ原画を形成する複数の画像表示素子と、
光源からの照明光を複数の色光に分解して前記複数の画像形成素子に向かわせ、前記複数の画像形成素子から射出した複数の色光を合成して投射レンズに導く光学系と、
前記光学系を構成する光学素子であって、入射した光の偏光方向又は波長に応じて、透過作用又は反射作用を有する光学作用面を備えた複数の光学素子を保持する保持部材とを有し、
前記複数の光学素子の光学作用面が、前記保持部材における線膨張係数が最も大きい方向に対して略平行になるように又は略直交するように配置されていることを特徴とする投射型画像表示装置の光学ユニット。
【０１０８】
これにより、温度上昇による保持部材の膨張に伴って光学素子が変位しても、色分解作用又は色合成作用を有する光学作用面の向きの変化や面外方向への変位は小さいので、画素ずれやピントずれといったコンバージョンずれの発生を抑制することができる。
【０１０９】
〔発明３〕  前記光学素子として、前記光源からの照明光を色分解する第１の光学素子と、それぞれ前記画像形成素子が固定されて前記第１の光学素子により色分解された光成分を前記画像形成素子に向かわせるとともに、前記画像形成素子から射出した光成分を前記投射レンズに向かわせる第２および第３の光学素子と、これら第２および第３の光学素子からの光成分を合成して前記投射レンズに入射させる第４の光学素子とを有し、
前記第１および第４の光学素子の光学作用面が、前記保持部材における線膨張係数が最も大きい方向に対して略平行になるように配置され、かつ前記第２および第３の光学素子の光学作用面が、前記保持部材における線膨張係数が最も大きい方向に対して略直交するように配置されていることを特徴とする発明２に記載の投射型画像表示装置の光学ユニット。
【０１１０】
〔発明４〕  前記光学素子として、前記光源からの照明光を色分解する第１の光学素子と、それぞれ前記画像形成素子が固定されて前記第１の光学素子により色分解された光成分を前記画像形成素子に向かわせるとともに、前記画像形成素子から射出した光成分を前記投射レンズに向かわせる第２および第３の光学素子と、これら第２および第３の光学素子からの光成分を合成して前記投射レンズに入射させる第４の光学素子とを有し、
前記第１および第４の光学素子の光学作用面が、前記保持部材における線膨張係数が最も大きい方向に対して略直交するように配置され、かつ前記第２および第３の光学素子の光学作用面が、前記保持部材における線膨張係数が最も大きい方向に対して略平行になるように配置されていることを特徴とする発明２に記載の投射型画像表示装置の光学ユニット。
【０１１１】
〔発明５〕  前記光学素子として、前記光源からの照明光を色分解する第１の光学素子と、それぞれ前記画像形成素子が固定されて前記第１の光学素子により色分解された光成分を前記画像形成素子に向かわせるとともに、前記画像形成素子から射出した光成分を前記投射レンズに向かわせる第２および第３の光学素子と、これら第２および第３の光学素子からの光成分を合成して前記投射レンズに入射させる第４の光学素子とを有し、
前記第１から第４の光学素子の光学作用面が、前記保持部材における線膨張係数が最も大きい方向に対して略平行になるように配置されていることを特徴とする発明２に記載の投射型画像表示装置の光学ユニット。
【０１１２】
〔発明６〕  画像を投射表示する投射型画像表示装置に備えられる光学ユニットであって、
それぞれ原画を形成する複数の画像表示素子と、
光源からの照明光を複数の色光に分解して前記複数の画像形成素子に向かわせ、前記複数の画像形成素子から射出した複数の色光を合成して投射レンズに導く光学系と、
前記光学系を構成する光学素子であって、入射した光の偏光方向又は波長に応じて、透過作用又は反射作用を有する光学作用面を備えた複数の光学素子を保持する保持部材とを有し、
前記保持部材の熱による変形に伴って前記各光学素子の光学作用面が該光学作用面の略面内方向に変位するよう前記保持部材に前記各光学素子を保持させたことを特徴とする投射型画像表示装置の光学ユニット。
【０１１３】
これにより、温度上昇による保持部材の膨張に伴って光学素子が変位しても、色分解作用又は色合成作用を有する光学作用面は略面内方向に変位し、光学作用面の向きの変化や面外方向への変位は小さいので、画素ずれやピントずれといったコンバージョンずれの発生を抑制することができる。
【０１１４】
〔発明７〕  前記光学素子として、前記光源からの照明光を色分解する第１の光学素子と、それぞれ前記画像形成素子が固定されて前記第１の光学素子により色分解された光成分を前記画像形成素子に向かわせるとともに、前記画像形成素子から射出した光成分を前記投射レンズに向かわせる第２および第３の光学素子と、これら第２および第３の光学素子からの光成分を合成して前記投射レンズに入射させる第４の光学素子とを有し、
前記保持部材の熱による変形に伴って、前記第１から第４の光学素子の光学作用面が、該光学作用面の略面内方向に変位することを特徴とする発明６に記載の投射型画像表示装置の光学ユニット。
【０１１５】
〔発明８〕  画像を投射表示する投射型画像表示装置に備えられる光学ユニットであって、
それぞれ原画を形成する複数の画像表示素子と、
光源からの照明光を複数の色光に分解して前記複数の画像形成素子に向かわせ、前記複数の画像形成素子から射出した複数の色光を合成して投射レンズに導く光学系と、
前記光学系を構成する光学素子であって、入射した光の偏光方向又は波長に応じて、透過作用又は反射作用を有する光学作用面を備えた複数の光学素子を保持する保持部材とを有し、
前記保持部材は、樹脂の射出成型により矩形状に作られ、前記複数の光学素子の光学作用面が該保持部材の対角線方向に延びるよう配置されており、
前記保持部材は、該保持部材の対角線を軸として対称となるように設けられたゲートからの樹脂射出により作られたものであることを特徴とする投射型画像表示装置の光学ユニット。
【０１１６】
これにより、各光学素子の光学作用面に略平行な方向又は略直交する方向に線膨張係数が最も大きい保持部材や、熱変形により各光学素子の光学作用面を該光学作用面の略面内方向に変位させる保持部材を容易に製作することができる。
【０１１７】
〔発明９〕  前記保持部材は、該保持部材における１つの角部を挟んだ２辺部分のほぼ全体にわたって設けられたゲートからの樹脂射出により作られたものであることを特徴とする発明８に記載の投射型画像表示装置の光学ユニット。
【０１１８】
〔発明１０〕  前記保持部材は、該保持部材の対角方向にある２つの角部に設けられたゲートからの樹脂射出により作られたものであることを特徴とする発明８に記載の投射型画像表示装置の光学ユニット。
【０１１９】
〔発明１１〕  前記保持部材は、該保持部材にて対角方向にある２つの角部のそれぞれに隣接して設けられたゲートからの樹脂射出により作られたものであることを特徴とする発明８に記載の投射型画像表示装置の光学ユニット。
【０１２０】
〔発明１２〕  画像を投射表示する投射型画像表示装置に備えられる光学ユニットであって、
それぞれ原画を形成する複数の画像表示素子と、
光源からの照明光を複数の色光に分解して前記複数の画像形成素子に向かわせ、前記複数の画像形成素子から射出した複数の色光を合成して投射レンズに導く光学系と、
前記光学系を構成する光学素子であって、入射した光の偏光方向又は波長に応じて、透過作用又は反射作用を有する光学作用面を備えた複数の光学素子を保持する保持部材とを有し、
前記保持部材は、該保持部材の表面又は裏面における略中央部に設けられたゲートからの樹脂射出により作られたものであることを特徴とする投射型画像表示装置の光学ユニット。
【０１２１】
〔発明１３〕  前記光学素子は、前記保持部材に対し、前記光学作用面の延びる方向に離間した複数箇所にて接着されていることを特徴とする発明２から発明１２のいずれかに記載の投射型画像表示装置の光学ユニット。
【０１２２】
これにより、温度変化によって接着剤内の応力に変化が生じても、光学素子（およびその光学作用面）が回転せず、コンバージョンずれの発生をより効果的に抑制することができる。
【０１２３】
〔発明１４〕  発明１から１３のいずれかに記載の光学ユニットを備えたことを特徴とする投射型画像表示装置。
【０１２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学ユニットを用いれば、保持部材を安価な樹脂成型品で製作したとしても、温度変化による保持部材の変形に伴うコンバージョンずれを抑止でき、高いコントラストを有した高品位の画像を投射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１である投射型画像表示装置の光学系の構成を説明する図である。
【図２】上記実施形態１の投射型画像表示装置に用いられる基板の構造を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２である投射型画像表示装置の光学系の構成を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態３である投射型画像表示装置に用いられる基板の構造を示す図である。
【図５】本発明の実施形態４である投射型画像表示装置に用いられる基板の構造を示す図である。
【図６】本発明の実施形態５である投射型画像表示装置における偏光ビームスプリッタの基板への接着箇所を示す図である。
【図７】本発明の実施形態６である投射型画像表示装置における偏光ビームスプリッタの基板への接着箇所を示す図である。
【図８】本発明を採用しない基板の構造を示す図である。
【図９】図８に示した基板を実施形態２の投射型画像表示装置に適用した場合の図である。
【符号の説明】
１  光源
２  第１フライアイレンズ
３  第１の反射ミラー
４  第２フライアイレンズ
５  偏光変換素子
６  コンデンサーレンズ
７  第２の反射ミラー
８  フィールドレンズ
９  色選択性位相差板
１０  偏光ビームスプリッタ
１１  反射型液晶表示パネル
１２  １／４波長板
１３，２３，３３  基板
１３ａ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，３３ａ  ゲート
１４  投射レンズ
１５  冷却ファン
１６  ダイクロイックミラー
１７  パネル保持板
【図１】
2004198691.tif 000003
【図２】
2004198691.tif 000004
【図３】
2004198691.tif 000005
【図４】
2004198691.tif 000006
【図５】
2004198691.tif 000007
【図６】
2004198691.tif 000008
【図７】
2004198691.tif 000009
【図８】
2004198691.tif 000010
【図９】
2004198691.tif 000011