(57)【要約】【課題】  生産効率の向上や製造コストの低減を図り、なおかつ迷光による画像品位悪化を防止する。【解決手段】  投写型表示装置は、３色に分離された光を画像情報に応じて色毎に変調する３つの光変調ユニット８Ｒ、８Ｇ、８Ｂと、変調された光を合成し、３つの光変調ユニットが３つの光入射端面に面して各々設けられたクロスダイクロイックプリズム１３と、合成された光を投写する投写レンズ１４とを有している。光変調ユニット８Ｇは光が入射する方向から順に入射側偏光板１０Ｇと、液晶パネル１１Ｇと、出射側偏光板１０５Ｇ、１０６Ｇとを有し、開口を有する合成ベース１１１が、クロスダイクロイックプリズム１３の光出射端面と投写レンズ１４との間に設けられ、クロスダイクロイックプリズム１３と投写レンズ１４とが、開口の両側で合成ベース１１１に固定されている。【選択図】  図２
2005140895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３色に分離された光を画像情報に応じて色毎に変調する３つの光変調ユニットと、変調された光を合成し、該３つの光変調ユニットが３つの光入射端面に面して各々設けられたクロスダイクロイックプリズムと、合成された光を投写する投写レンズとを有する投写型表示装置において、
前記光変調ユニットは光が入射する方向から順に入射側偏光板と、液晶パネルと、出射側偏光板とを有し、
開口を有する合成ベースが、前記クロスダイクロイックプリズムの光出射端面と前記投写レンズとの間に設けられ、前記クロスダイクロイックプリズムと前記投写レンズとが、該開口の両側で該合成ベースに固定されていることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
前記クロスダイクロイックプリズムが前記開口の周縁部に接触して固定されている、請求項１に記載の投写型表示装置。
【請求項３】
前記クロスダイクロイックプリズムが、長方形形状の前記開口の相対する２つの周縁部のみと接触して固定されている、請求項２に記載の投写型表示装置。
【請求項４】
前記入射側偏光板は、該入射側偏光板を含む平面上で、前記液晶パネルおよび前記出射側偏光板に対し回転可能に固定されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【請求項５】
前記入射側偏光板を支持し、対向する２つの辺に円弧状の突起部を有する入射側偏光板ホルダと、
前記液晶パネルと前記出射側偏光板とを支持し、前記突起部と嵌合する溝を有する取付フレームとをさらに有し、
前記入射側偏光板ホルダは、前記突起部と前記溝とが嵌合して前記取付フレームに対して回転可能に位置決めされ、固定手段によって、位置決めされた状態に固定される、請求項４に記載の投写型表示装置。
【請求項６】
前記取付フレームは、前記出射側偏光板の相対する２辺を嵌合支持する溝をさらに有し、
前記出射側偏光板は、固定手段によって、嵌合支持された状態に固定される、請求項５に記載の投写型表示装置。
【請求項７】
前記合成ベースは一体成型品である、請求項１から６のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【請求項８】
前記液晶パネルの外装は金属製で、該外装の上部または下部に溝が設けられている、請求項１から７のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写型表示装置に関し、特に光源からの光を３色の光に分解し、これらの各色光を透過型画像表示素子にて変調し、変調後の各色の変調光を合成して、投写光学系にて拡大投写する投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤、緑、および青の光を各々制御する３枚の液晶パネルを用いてこれら３成分の光を合成し、その合成された光をレンズを通して拡大投写するいわゆる３枚液晶方式の投写型表示装置が知られている。
【０００３】
投写型表示装置は通常、光源光学系と、光源ランプから出射された光を画像情報に応じて光学的に処理しスクリーン上に投写する光学エンジン部と、制御回路等が搭載された電子回路群と、光源ランプや各種電子回路群に電力を供給する電源ユニットとからなる。
【０００４】
図９は、従来技術の投写型表示装置の光源光学系と、光学エンジン部の構成を示す概略平面図である。光源光学系６００は、光源１、レフレクタ２、インテグレータ３１、３２、偏光変換素子４、フィールドレンズ５を有している。光源１から出射された光束はレフレクタ２で反射され、インテグレータ３１、３２およびフィールドレンズ５により均一な光束になる。また、光はフィールドレンズ５に入射する前に、偏光変換素子４により偏光分離と偏光変換が行われＳ偏光の光束となっている。
【０００５】
光学エンジン部は、光分離光学系７００と、導光光学系７２０と、光合成光学系７８０とからなる。光分離光学系７００は、白色光を赤色光Ｒと緑色光Ｇと青色光Ｂとに分離する。白色の光束はダイクロイックミラー６１で赤色光Ｒが分離され、さらにダイクロイックミラー６２で緑色光Ｇと青色光Ｂに分離される。
【０００６】
導光光学系７２０は、青色光Ｂを青色液晶パネル１１Ｂに向けて入射するための光学系で、青色光Ｂはリレーレンズ８１、８２と反射ミラー７２、７３より構成されたリレー光学系を経て、青色液晶パネル１１Ｂに向けて入射する。
【０００７】
光光合成光学系７８０は、各色光を各色液晶パネルに入射し、変調された各色光を合成する。各色光のうち、赤色光Ｒは反射ミラー７１とコンデンサレンズ９Ｒを経て赤色液晶パネル１１Ｒに向けて入射する。緑色光Ｇはコンデンサレンズ９Ｇに向けて、青色光Ｂはコンデンサレンズ９Ｂに向けて入射する。
【０００８】
図１０は、図９に示す投写型表示装置の色合成光学系７８０の部分拡大図である。各色液晶パネル１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの入射側には、色液晶パネルに入射する偏光の偏光面を揃える入射側偏光板１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが配置されている。また、各色液晶パネル１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの出射側には、各色液晶パネル１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂで変調された偏光の偏光面を揃える出射側偏光板１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂが配置されている。入射側偏光板１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと出射側偏光板１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの透過軸は直交するように（クロスニコルに）設定され、出射側偏光板１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの透過軸に等しい方向の光のみを透過させ、それ以外の偏光方向を持つ光は出射側偏光板１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂで吸収される。そして、図９に示したように、各色液晶パネルにより光変調された各色光は、クロスダイクロイックプリズム１３で色合成され投写レンズ１４で投写スクリーン上に結像される。
【０００９】
ところで、光学エンジン部は図１１に示すように、各々の構成部品が取り付けられている基部（ベース）により、分離ベース部８００とオプトベース部８１０との２つに分解できる。従来は、色合成光学系７８０のうちの入射側偏光板１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂまでの部分が、光源光学系６００、光分離光学系７００、導光光学系７２０とともに樹脂製の分離ベース部８００上に取り付けられ、色合成光学系７８０の他の部分は、投射レンズ１４とともに樹脂製または金属製のオプトベース部８１０上に取り付けられていた。すなわち、液晶パネル１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ、出射側偏光板１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、クロスダイクロイックプリズム１３、および投射レンズ１４がオプトベース部８１０に一体で組み上げられていた。一例として、３枚の液晶パネルがクロスダイクロイックプリズム１３の三方の側面に棒状部材を介して接着固定され、液晶パネルの光出射端面側には出射側偏光板が配置され、光入射端面側には別の構造体に回転可能に支持された入射側偏光板が設けられた構造が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。オプトベース部８１０は分離ベース部８００に取り付けられて光学エンジン部を構成し、最終的には、光学エンジン部と、電子回路群と、電源ユニットとが装置外装ケース内に配置される(図示せず)。
【００１０】
ところで、このような従来技術においては、入射側偏光板が分離ベース側に設けられていたことから、入射側偏光板、液晶パネル、出射側偏光板の相対角度を調整してコントラストを最適な値にするための調整作業は、分離ベースと合成ベースとを一体化し、光学エンジンの構造が完成しないとできず、途中で不良部品が発生してもそのまま後工程まで流れてしまい、製造コストや生産時間の増加につながるという問題があった。このため、入射側偏光板、出射側偏光板、液晶パネル、クロスダイクロイックプリズム、投写レンズを色合成ブロックとして構造的に一体化し、照明系から独立させることによって、色合成ブロックを一括製造できるようにして、生産性を高める技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
また、従来技術においては、迷光、すなわち光がクロスダイクロイックプリズムの内部と外部の両方を通り、クロスダイクロイックプリズムの左右方向から投写レンズに抜けることによって画質を損なう現象が問題となっている。そこで、液晶パネルとプリズムの光入射端面との間の隙間を覆い、投写レンズ側に漏れる光(迷光)を遮光する遮光部を備える技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２５８３９７号公報
【特許文献２】特開２００２−７２３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、上述した従来の技術では、入射側偏光板、出射側偏光板、液晶パネルなどに問題が生じたときには色合成ブロックとして再組立が必要となり、そのための交換作業が発生するため、工程に逆行し時間の無駄が生じてしまう。さらに、交換作業は、正常な部品を取り付けたままで行うので、交換作業中に正常な部品を破損してしまうリスクがあり、この点も問題であった。
【００１３】
また、液晶パネルは年々小型化し、素子数も増加する傾向にあり、投写レンズ、クロスダイクロイックプリズム、液晶パネルの寸法公差や、投写レンズと液晶パネルとの距離公差に高精度が要求されている。しかも、市場における低価格化により、さらなるコストダウンが必要である。しかし、従来技術では部品点数が多く、投写レンズの取りつけ位置の精度を高めつつ、コストダウンを達成するには限界があった。
【００１４】
さらに、迷光についても、クロスダイクロイックプリズムと液晶パネルとの隙間からもれる迷光には対処できても、クロスダイクロイックプリズム内部からの迷光を遮ることは困難であった。
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、生産効率の向上や製造コストの低減を図り、なおかつ迷光による画像品位悪化を防止できる投写型表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以上の課題に鑑みて、本発明の投射形表示装置は、３色に分離された光を画像情報に応じて色毎に変調する３つの光変調ユニットと、変調された光を合成し、３つの光変調ユニットが３つの光入射端面に面して各々設けられたクロスダイクロイックプリズムと、合成された光を投写する投写レンズとを有している。そして、光変調ユニットは光が入射する方向から順に入射側偏光板と、液晶パネルと、出射側偏光板とを有し、開口を有する合成ベースが、クロスダイクロイックプリズムの光出射端面と投写レンズとの間に設けられ、クロスダイクロイックプリズムと投写レンズとが、開口の両側で合成ベースに固定されていることを特徴としている。
【００１７】
これによって、クロスダイクロイックプリズムと投写レンズとを単純な構造の合成ベースで接続できるようになり、部品点数が大幅に減少し、コストダウンや生産効率の向上に有効である。また、光変調ユニット単体での組立・調整が迅速かつ効率的に実施可能となる。
【００１８】
クロスダイクロイックプリズムが開口の周縁部に接触して固定されるように構成してもよく、さらに、クロスダイクロイックプリズムが、長方形形状の開口の相対する２つの周縁部のみと接触して固定されていてもよい。
【００１９】
本発明の投射形表示装置は、入射側偏光板は、入射側偏光板を含む平面上で、液晶パネルおよび出射側偏光板に対し回転可能に固定されている。
【００２０】
また、本発明の投射形表示装置は、入射側偏光板を支持し、対向する２つの辺に円弧状の突起部を有する入射側偏光板ホルダと、液晶パネルと出射側偏光板とを支持し、突起部と嵌合する溝を有する取付フレームとをさらに有し、入射側偏光板ホルダは、突起部と溝とが嵌合して取付フレームに対して回転可能に位置決めされ、固定手段によって、位置決めされた状態に固定されるような構成であってもよい。
【００２１】
取付フレームは、出射側偏光板の相対する２辺を嵌合支持する溝をさらに有し、出射側偏光板は、固定手段によって、嵌合支持された状態に固定されるように構成することも可能である。
【００２２】
さらに、合成ベースは一体成型品とすることができ、液晶パネルの外装は金属製で、外装の上部または下部に溝が設けられている構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の投写型表示装置によれば、クロスダイクロイックプリズムと投写レンズとを単純な構造の合成ベースで接続したことによって、部品点数が大幅に減少し、コストダウンや生産効率の向上に有効である。また、入射側偏光板と、液晶パネルと、出射側偏光板とを光変調ユニットとして一体独立構造として、かつ入射側偏光板の位置あわせを簡易な構造で実現可能としたことによって、光変調ユニット単体での組立・調整が迅速かつ効率的に実施可能となる。さらに、クロスダイクロイックプリズムの内部を通る迷光(漏れ光)と外部を通る迷光の両者を有効に遮断できる。
【００２４】
これらの特徴によって、製造コストの低減や生産効率の向上を図ることのできる高画質な投写型表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の光源光学系と、光学エンジン部の構成を示す概略平面図である。光源光学系６００は、光源１、レフレクタ２、インテグレータ３１、３２、偏光変換素子４、フィールドレンズ５を有しており、従来技術と同等である。すなわち、光源１から出射された光束はレフレクタ２で反射され、インテグレータ３１, ３２およびフィールドレンズ５により均一な光束になる。また、光はフィールドレンズ５に入射する前に、偏光変換素子4により偏光分離と偏光変換が行われＳ偏光の光束となっている。
【００２７】
光学エンジン部は、光分離光学系７００と、導光光学系７２０と、光合成光学系７８０とからなる。光分離光学系７００は、白色光を赤色光Ｒと緑色光Ｇと青色光Ｂとに分離する。白色の光束はダイクロイックミラー６１で赤色光Ｒが分離され、さらにダイクロイックミラー６２で緑色光Ｇと青色光Ｂとに分離される。
【００２８】
導光光学系７２０は、青色光Ｂを青色液晶パネル１１Ｂに向けて入射するための光学系で、青色光Ｂはリレーレンズ８１、８２と反射ミラー７２、７３より構成されたリレー光学系を経て、青色液晶パネル１１Ｂに向けて入射する。
【００２９】
光光合成光学系７８０は、各色光を各色液晶パネルに入射し、変調された各色光を合成する。各色光のうち、赤色光Ｒは反射ミラー７１とコンデンサレンズ９Ｒを経て赤色液晶パネル１１Ｒに向けて入射する。緑色光Ｇはコンデンサレンズ９Ｇに向けて、青色光Ｂはコンデンサレンズ９Ｂに向けて入射する。各色液晶パネル１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの入射側には、色液晶パネルに入射する偏光の偏光面を揃える入射側偏光板１０Ｒ，１０Ｇ，１１０Ｂが配置されている。また、各色液晶パネル１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの出射側には、各色液晶パネル１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂで変調された偏光の偏光面を揃える出射側偏光板１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂが配置されている。入射側偏光板１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと出射側偏光板１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの透過軸は直交するように（クロスニコルに）設定され、出射側偏光板１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの透過軸に等しい方向の光のみを透過させ、それ以外の偏光方向を持つ光は出射側偏光板１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂで吸収される。クロスダイクロイックプリズム１３では３つの変調された光が合成され、投写レンズ１４で投写スクリーン上に結像される。
【００３０】
ここで、入射側偏光板１０Ｒ、液晶パネル１１Ｒと、出射側偏光板１２Ｒとは一体構造の光変調ユニット８Ｒを構成する。同様に、入射側偏光板１０Ｇ、液晶パネル１１Ｇと、出射側偏光板１２Ｇとは一体構造の光変調ユニット８Ｇを、入射側偏光板１０Ｂ、液晶パネル１１Ｂと、出射側偏光板１２Ｂとは一体構造の光変調ユニット８Ｂを構成する。本実施形態の一つの特徴は、このように、光変調ユニットとして入射側偏光板から出射側偏光板までが一体になり独立化している点にある。
【００３１】
図２には、図１に示した投写型表示装置の合成ベースユニット２００の全体構成図を示す。ここに、合成ベースユニット２００とは、光変調ユニット８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ、クロスダイクロイックプリズム１３、合成ベース１１１、投写レンズ１４、上部取付金具１０７、および下部部取付金具１０８とから構成されるユニットのことである。なお、図２の説明においては、光変調ユニットは緑色用の光変調ユニット８Ｇのみを表示しているが、実際には光変調ユニット８Ｒ、８Ｂも同様に取り付けられている。また、以下の説明は光変調ユニット８Ｇで代表するが、他の光変調ユニット光変調ユニット８Ｒ、８Ｂに関しても同様である。
【００３２】
クロスダイクロイックプリズム１３の上下面には、上部取付金具１０７と下部取付金具１０８とが各々取り付けられ、これらを介して３つの光変調ユニット８Ｒ（図示せず）、８Ｇ、８Ｂ（図示せず）がクロスダイクロイックプリズム１３の３つの側面に取り付けられている。残りの１面には合成ベース１１１が取り付けられ、合成ベース１１１のクロスダイクロイックプリズム１３取り付け面の反対側の面には投写レンズ１４が取り付けられている。
【００３３】
光変調ユニット８Ｇは、入射側偏光板１０Ｇ、入射側偏光板ホルダ１０１Ｇ、液晶パネル１１Ｇ、取付フレーム１０３Ｇ、出射側偏光板押えバネ１０４Ｇ、第１出射側偏光板１０５Ｇ、第２出射側偏光板１０６Ｇで構成されている。
【００３４】
入射側偏光板１０Ｇは入射側偏光板ホルダ１０１Ｇにはめ込まれており、入射側偏光板ホルダ１０１Ｇの対向する２つの辺にはそれぞれ円弧状の突起部１１３Ｇを有し、上部には２箇所の円弧状の長穴１１４Ｇを有している。入射側偏光板ホルダ１０１Ｇは長穴１１４Ｇを介して取付フレーム１０３Ｇにネジ止めされる。取付フレーム１０３Ｇは放熱性を確保するため、例えばアルミ合金で作製されている。
【００３５】
長穴１１４Ｇと突起部１１３Ｇは、入射側偏光板ホルダ１０１Ｇの回転角度の調整のために設けられており、突起部１１３Ｇで入射側偏光板ホルダ１０１Ｇの設置角度の位置調整を行い、長穴１１４Ｇは調整時の取りつけ位置の変化を吸収し、ネジで固定させる役割を担っている。具体的には、突起部１１３Ｇに対応する溝（図示せず）が取付フレーム１０３Ｇの内周部に設けられており、突起部１１３Ｇは溝と嵌合して入射側偏光板１０Ｇを含む平面内で自由に回転することができる。そして、光変調ユニット８Ｇ単体の製作時に、突起部１１３Ｇの角度を調整し、所定位置に調整後、長穴１１４Ｇを貫通するネジで固定する。
【００３６】
液晶パネル１１Ｇは取付フレーム１０３Ｇにネジ止めされており、その内の２本は入射側偏光板ホルダ１０１Ｇを取付フレーム１０３Ｇに取りつけるネジと共用している。液晶パネル１１Ｇの外装は例えばマグネシウム合金で作ることが望ましい。その理由は外装を金属にすることにより、液晶パネルの放熱効率を高めて液晶パネルの温度上昇を抑え、長寿命化を図ることができるからである。
【００３７】
液晶パネル１１Ｇと入射側偏光板１０Ｇとは冷却用の風が流れるための隙間があり、液晶パネル１１Ｇの上部には溝部１１５Ｇが形成されている。溝部１１５Ｇは液晶パネル１１Ｇの下部にあってもよく、上部、下部の両方にあってもよい。また、溝は複数個設けられることが望ましい。溝部１１５Ｇは冷却用の風が効率よく流れるための整流板として働く。溝部１１５Ｇを設けることにより、液晶パネル１１Ｇや入射側偏光板１０Ｇの温度を約５℃下げることができる。５℃の温度の違いは致命的な問題とはならないが、液晶パネルや入射側偏光板の寿命に大きな影響を与え中長期的には信頼性を低下させるので、長寿命化を図るためには溝部１１５Ｇを設けることが望ましい。
【００３８】
第１出射側偏光板１０５Ｇと第２出射側偏光板１０６Ｇは、相対する２辺が取付フレーム１０３Ｇに設けた溝(図示せず)にはめ込まれ、脱落防止のために両側から出射側偏光板押えバネ１０４Ｇにて押さえつけて固定されている。出射側偏光板として第１出射側偏光板１０５Ｇと第２出射側偏光板１０６Ｇの２枚の偏光板を用いたのは放熱性を高めるためである。なお、出射側偏光板押えバネ１０４Ｇはステンレス製の板バネであり、取付フレーム１０３にネジ止めされている。
【００３９】
図３は、以上説明した光変調ユニット８Ｇの組立後の外形斜視図である。入射側偏光板１０Ｇ、液晶パネル１１Ｇ、第１出射側偏光板１０５Ｇ、第２出射側偏光板１０６Ｇが取付フレーム１０３Ｇと入射側偏光板ホルダ１０１Ｇとによって一体構造となっているので、単独での検査や使用後の交換も容易である。
【００４０】
再び図２に戻って説明を続ける。クロスダイクロイックプリズム１３の上下面には、光変調ユニット８Ｒ、８Ｇ、８Ｂを支持する上部取付金具１０７と下部取付金具１０８とが、紫外線硬化型接着剤(ＵＶ接着剤)で固定されている。クロスダイクロイックプリズム１３と上部取付金具１０７、下部取付金具１０８との位置決めは上部取付金具１０７と下部取付金具１０８に各々設けられたツメ部１１９ａ、１１９ｂによる嵌め合いで行う。ツメ部１１９ａ、１１９ｂは上部取付金具１０７と下部取付金具１０８とにそれぞれ３箇所あり（１１９ａの２箇所は図示せず）、内２箇所が同一側面側に、他の１箇所がそれと直交する側面側にある。また、ツメ部１１９ａと１１９ｂは、それぞれ相対する位置に設けられている。
【００４１】
上部取付金具１０７、下部取付金具１０８と、光変調ユニット８Ｒ、８Ｇ、８Ｂとの位置決めのため、上部取付金具１０７と下部取付金具１０８には、それぞれ都合６つの突起１１６ａ、１１６ｂが設けられている。突起１１６ａ、１１６ｂは取付フレーム１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂの４隅にある取り付け穴１１７Ｒ（図示せず）、１１７Ｇ、１１７Ｂ（図示せず）に挿入される。取り付け穴１１７Ｒ、１１７Ｇ、１１７Ｂは突起１１６ａ、１１６ｂよりも大きく形成されており、光変調ユニット８Ｒ、８Ｇ、８Ｂの取りつけ位置を自由に設定できる。この結果、光変調ユニット８Ｒ、８Ｇ、８Ｂは上部取付金具１０７と下部取付金具１０８とを介してクロスダイクロイックプリズム１３に固定される。
【００４２】
クロスダイクロイックプリズム１３は合成ベース１１１にＵＶ接着剤で固定され、ツメ部１１９との干渉を避けるため、クロスダイクロイックプリズム１３の上下部分は合成ベース１１１とは非接触構造になっている。投写レンズ１４は合成ベース１１１にネジ止めされている（詳細は後述）。合成ベース１１１は一体成形の簡易な構造をしている。
【００４３】
以上説明したように、合成ベースユニット２００は、３つの光変調ユニット８Ｒ、８Ｇ、８Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１３と、合成ベース１１１と、投写レンズ１４と、光変調ユニット８Ｒ、８Ｇ、８Ｂを支持する上部取付金具１０７、下部取付金具１０８とで構成され、光変調ユニット８Ｒ、８Ｇ、８Ｂは入射側偏光板１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが回転調整可能に構成されたものである。
【００４４】
なお、光源、色合成光学系、電源ユニットからはかなりの発熱があるので、様々な冷却機構（図示せず）を組み込んでもよい。本実施形態では外装ケースの通気口から吸気ファンによって外気を導入して、内部の発熱源の部分を経由して外気を流した後に排気しているが、これに限定されるものではない。
【００４５】
つぎに合成ベースユニット２００の組立て手順について説明する。組み立ては、概略、（１）投写レンズを合成ベースに接合し、（２）上部取付金具、下部取付金具をクロスダイクロイックプリズムに接着し、クロスダイクロイックプリズムを合成ベースに接合し、（３）光変調ユニットをクロスダイクロイックプリズムに接合する手順で行い、その後最終調整を行う。以下、この順で説明する。
【００４６】
まず、図４に示すように、投写レンズ１４を合成ベース１１１にネジ止めして取り付ける。合成ベース１１１には位置決めピン１１８が対角上に２箇所設けてあり(１箇所は図示せず)、位置決めピン１１８で規定された位置に投写レンズ１４が配置される。
【００４７】
次に、上部取付金具１０７と下部取付金具１０８とをクロスダイクロイックプリズム１３に接着し、クロスダイクロイックプリズム１３を合成ベース１１１に接合する。図５に示すように、まず上部取付金具１０７と下部取付金具１０８とをクロスダイクロイックプリズム１３にＵＶ接着剤で固定する。上部取付金具１０７と下部取付金具１０８は、前述したとおり、３箇所のツメ部１１９により確実にクロスダイクロイックプリズム１３に位置決めされる。
【００４８】
次に、クロスダイクロイックプリズム１３を、投写レンズ１４が固定された合成ベース１１１にＵＶ接着剤で固定する。図６は、固定後のクロスダイクロイックプリズム１３と合成ベース１１１との位置関係をクロスダイクロイックプリズム１３の方向から示した図である。クロスダイクロイックプリズム１３は図６中の点線領域Ａで示した部分で合成ベース１１１の開口部の周縁部と接触しＵＶ接着剤で固定されている。クロスダイクロイックプリズム１３の上下部分は開口部の縁部とは接触していない。なお、合成ベース１１１の開口部は例えば長方形とすることができる。
【００４９】
点線領域Ａで合成ベース１１１と接触することにより、投写レンズ１４からクロスダイクロイックプリズム１３を見ると点線領域Ａの部分が隠れる。迷光は、クロスダイクロイックプリズム１３の内部と外部の両方を通り、クロスダイクロイックプリズム１３の左右方向から投写レンズに抜けることによって生じるため、点線領域Ａの部分が隠れることにより迷光を有効に遮断できる。
【００５０】
最後に、光変調ユニットのクロスダイクロイックプリズム１３への接合について説明する。図７は接合する光変調ユニット８Ｒ、８Ｇ、８Ｂとクロスダイクロイックプリズム１３との関係を示した図である。両者の関係を分かり易くするために、合成ベース１１１と投写レンズ１４は図示していない。
【００５１】
最初に、緑光用の光変調ユニット８Ｇをクロスダイクロイックプリズム１３の投写レンズ１４の反対の面に取り付ける。上部取付金具１０７と下部取付金具１０８の突起１１６ａ、１１６ｂが、光変調ユニット８Ｇの取り付け穴１１７Ｇに挿入され、ＵＶ接着剤で固定される。この時、光変調ユニット８Ｇに光を入射し投写レンズ１４から像を投影させ、投影された像が所望の位置になるように光変調ユニット８Ｇを６軸調整する。ここで、６軸調整とは、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の移動方向と回転方向とで光変調ユニット８Ｇの位置を調整することである。位置が確定したら、ＵＶ接着剤で固定する。次に、赤光用の光変調ユニット８Ｒをクロスダイクロイックプリズム１３の緑光用の光変調ユニット８Ｇから見て向かって左側の面に取り付ける。この際、赤光用の光変調ユニット８Ｒと緑光用の光変調ユニット８Ｇの両方に同時に光を入射させ投写レンズ１４から像を投影させ、投影された２つの像が一致するように赤光用の光変調ユニット８Ｒを６軸調整する。赤光用の光変調ユニット８Ｒの位置が確定したら、ＵＶ接着剤で固定する。最後に、青光用の光変調ユニット８Ｂをクロスダイクロイックプリズム１３の緑光用の光変調ユニット８Ｇから見て向かって右側の面に取り付ける。この時も、赤光用の光変調ユニット８Ｒの取り付けと同様に、青光用の光変調ユニット８Ｂを６軸調整し、位置が確定したら、ＵＶ接着剤で固定する。
【００５２】
ここで、クロスダイクロイックプリズム１３に光変調ユニット８Ｒ、８Ｇ、８Ｂを取り付ける順番は、上記の順番である必要はなく、１つの光変調ユニットを取りつけ、その光変調ユニットの位置出しを６軸で行い、その他残り２つの光変調ユニットを最初に取り付けた光変調ユニットに合わせるように順次６軸調整してクロスダイクロイックプリズム１３に取り付けていけばよい。このように、各光変調ユニット８Ｒ、８Ｇ、８Ｂはクロスダイクロイックプリズム１３に取り付けられる前にコントストなどの調整をすることができるので、本工程ですべての調整が終了し、調整作業も含めた合成ユニット２００の製造が完了する。
【００５３】
以上説明したように、本発明の投写型表示装置は、まず、クロスダイクロイックプリズムと投写レンズとをシンプルな構造の合成ベースで接続させる構造を採用した結果、部品点数が大きく削減し、コスト低減に有効である。
【００５４】
次に、光変調ユニットは、入射側偏光板までを一体構造として構成したため、単体として効率的に生産でき、しかも完成した時点で、クロスダイクロイックプリズムや投写レンズに組み合わせる前に、入射側偏光板―液晶パネル−出射側偏光板のコントラストなどの調整が可能になる。もし、入射側偏光板や液晶パネル、あるいは、第１出射側偏光板や第２出射側偏光板などに不具合があった場合には、この段階で検出でき正常品と交換して組立を続けることができる。このことは後工程に流れてしまう不良品を排除でき製造コスト、特に組立コストと廃棄コストの削減に効果がある。しかも、入射側偏光板を取付部材に対して簡単な方法で回転角度を調整できるように取り付けているため、コントラストなどの調整自体も極めて容易である。
【００５５】
また、クロスダイクロイックプリズムを合成ベースに直接接着して支持させることにより、クロスダイクロイックプリズムの位置を合成ベースを基準に規定できる点も指摘できる。すなわち、投写レンズも同じ合成ベースに直接取りつけられているので、投写レンズとクロスダイクロイックプリズムとは合成ベースの厚さで両者の距離が規定されている。これにより、投写レンズのバックフォーカスに高精度にクロスダイクロイックプリズムを位置出しできるという利点もある。
【００５６】
さらに、特別な部材を追加することなく、極めて低コストでクロスダイクロイックプリズムからの迷光(漏れ光)が排除でき、画像品位の向上にも役立つ。
【００５７】
なお、出射側偏光板は、第１出射側偏光板１０５Ｇと第２出射側偏光板１０６の２枚に分割した構成には限定されず、図８に示すように出射側偏光板を１枚だけ使用した形状を用いることもできる。この場合、図８に示したように、出射側偏光板１２０Ｇの左右の周辺部分で平面的に出射側偏光板１２０Ｇと接触するような金属性の出射側偏光板フレーム１２１Ｇを用いると、出射側偏光板１２０Ｇの周辺部から熱が逃げるので冷却効果が高くなり、高い信頼性を得るのに効果的である。尚、出射側偏光板フレーム１２１Ｇの上下部が空いているのは冷却用の風が出射側偏光板に当たるようにしてより冷却能力を高めるためである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の光学系を示す概略図である。
【図２】図１に示す投写型表示装置の合成ベースユニットの概略構成図である。
【図３】図１に示す投写型表示装置の光変調ユニットの外形斜視図である。
【図４】図１に示す投写型表示装置の合成ベースと投写レンズとの組立説明図である。
【図５】図１に示す投写型表示装置の上部取付金具、下部取付金具とクロスダイクロイックプリズムの組立説明図である。
【図６】図１に示す投写型表示装置のクロスダイクロイックプリズムと合成ベースの位置関係図である。
【図７】図１に示す投写型表示装置の光変調ユニットのクロスダイクロイックプリズムへの接合説明図である。
【図８】出射側偏光板を１枚で構成した場合の光変調ユニットの概略斜視図である。
【図９】従来技術の投写型表示装置の光学系を示す概略平面図である。
【図１０】従来技術の投写型表示装置の光学エンジンの色合成部の詳細構成図である。
【図１１】従来技術の分離ベース部とオプトベース部の説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    光源
２    レフレクタ
４    偏光変換素子
５    コンデンサレンズ
８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ  光変調ユニット
９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ    コンデンサレンズ
１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ    入射側偏光板
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ    液晶パネル
１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ    出射側偏光板
１３    クロスダイクロイックプリズム
１４    投写レンズ
３１，３２    インテグレータ
６１，６２    ダイクロイックミラー
７１，７２，７３    反射ミラー
８１，８２    リレーレンズ
１０１  入射側偏光板ホルダ
１０３  取付フレーム
１０４  出射側偏光板押えバネ
１０５  第１出射側偏光板
１０６  第２出射側偏光板
１０７  上部取付金具
１０８  下部取付金具
１１１  合成ベース
１１３  突起部
１１４  長穴
１１５  溝部
１１６  突起
１１７  取り付け穴
１１８  位置決めピン
１１９  ツメ部
２００  合成ベースユニット
６００  光源光学系
７００  光分離光学系
７２０  導光光学系
７８０  色合成光学系
８００  分離ベース部
８１０  オプトベース部
【図１】
2005140895.tif 000003
【図２】
2005140895.tif 000004
【図３】
2005140895.tif 000005
【図４】
2005140895.tif 000006
【図５】
2005140895.tif 000007
【図６】
2005140895.tif 000008
【図７】
2005140895.tif 000009
【図８】
2005140895.tif 000010
【図９】
2005140895.tif 000011
【図１０】
2005140895.tif 000012
【図１１】
2005140895.tif 000013