(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクトかつ簡易な構成で、高精度な光機能性部材の角度調整を可能にする。【解決手段】角度調整装置は、第１の面を有し光学部材を保持する保持部材１６と、第１の面と接する第２の面を有し保持部材を支持するベース部材と、保持部材をベース部材に付勢する付勢部材９７、９８と、保持部材１６に対して駆動力を加える駆動手段９５と、を有する。第１の面は、保持部材１６に駆動力が加わる位置に応じて曲面形状の曲率中心を通る異なる複数の軸まわりに、第２の面に対して摺動可能である。保持部材１６は、第１の面が第２の面に対して摺動することで、ベース部材に対して傾動する。駆動手段９５は、保持部材１６を第１の方向に駆動する際には、保持部材の第１の方向に対して垂直な面に対して駆動力を与え、保持部材１６を第１の方向と垂直な第２の方向に駆動する際には、保持部材１６の第２の方向に対して垂直な面に対して駆動力を与える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部材の角度を調整する角度調整装置であって、
第１の面を有し、前記光学部材を保持する保持部材と、
前記第１の面と接する第２の面を有し、前記保持部材を支持するベース部材と、
前記保持部材を前記ベース部材に付勢する付勢部材と、
前記保持部材に対して駆動力を加える駆動手段と、を有し、
前記第１の面および前記第２の面の少なくとも一方は、曲面形状を有しており、
前記第１の面は、前記保持部材に前記駆動力が加わる位置に応じて前記曲面形状の曲率中心を通る異なる複数の軸まわりに、前記第２の面に対して摺動可能であり、
前記保持部材は、前記第１の面が前記第２の面に対して摺動することで、前記ベース部材に対して傾動し、
前記駆動手段は、前記保持部材を第１の方向に駆動する際には、前記保持部材の前記第１の方向に対して垂直な面に対して駆動力を与え、前記保持部材を前記第１の方向と垂直な第２の方向に駆動する際には、前記保持部材の前記第２の方向に対して垂直な面に対して駆動力を与えることを特徴とする角度調整装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記光学部材の光入射面と平行な面内に延びる回転軸を有する変位伝達部材を含み、
前記変位伝達部材は、前記回転軸の径方向で前記保持部材に接し、該回転軸まわりに回転することで前記保持部材に対して前記駆動力を加える形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の角度調整装置。
【請求項３】
前記変位伝達部材は、円筒形状を有しており、前記回転軸は前記円筒形状の中心軸から偏心して位置していることを特徴とする請求項２に記載の角度調整装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、前記変位伝達部材として、互いに直交する回転軸を有する第１の変位伝達部材および第２の変位伝達部材を含み、
前記第１の変位伝達部材が回転することで前記保持部材に対して前記駆動力を加えるときは、前記第２の変位伝達部材は前記第２の変位伝達部材の前記回転軸の径方向において前記保持部材の駆動を規制することを特徴とする請求項２又は３に記載の角度調整装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、前記変位伝達部材を前記回転軸まわりで回転させるアクチュエータを含み、該アクチュエータは、前記光学部材の光入射面と垂直な方向から見たとき前記保持部材と重ならない位置に配置されることを特徴とする請求項２から４のうちいずれか１項に記載の角度調整装置。
【請求項６】
前記曲面形状は、球面であることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項に記載の角度調整装置。
【請求項７】
前記第１の面および前記第２の面は、相補的な形状の曲面であることを特徴とする請求項１から６のうちいずれか１項に記載の角度調整装置。
【請求項８】
前記第１の面は、前記保持部材に前記駆動力が加わる位置に応じて前記曲面形状の曲率中心を通る直交する２つの軸まわりに、前記第２の面に対して摺動可能であることを特徴とする請求項１から７のうちいずれか１項に記載の角度調整装置。
【請求項９】
前記光学部材の光入射面に平行な面内で、前記ベース部材を回動する回動手段を更に有することを特徴とする請求項１から８のうちいずれか１項に記載の角度調整装置。
【請求項１０】
前記保持部材の前記第１の方向における幅をＬ１とするとき、前記駆動手段と前記保持部材との接触部分の、前記第１の方向における両端の距離がＬ１の３０％以上７０％以下であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の角度調整装置。
【請求項１１】
前記保持部材の前記第１の方向における幅をＬ１とするとき、前記駆動手段が前記保持部材に対して前記第２の方向に駆動力を与える際に前記駆動手段と前記保持部材とが接触している長さは、Ｌ１の３０％以上７０％以下であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の角度調整装置。
【請求項１２】
前記保持部材の前記第２の方向における幅をＬ２とするとき、前記駆動手段と前記保持部材との接触部分の、前記第２の方向における両端の距離がＬ２の３０％以上７０％以下であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の角度調整装置。
【請求項１３】
前記保持部材の前記第２の方向における幅をＬ２とするとき、前記駆動手段が前記保持部材に対して前記第１の方向に駆動力を与える際に前記駆動手段と前記保持部材とが接触している長さは、Ｌ２の３０％以上７０％以下であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の角度調整装置。
【請求項１４】
画像表示素子と、光学部材を含み光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学系と、を備える画像表示装置を製造する方法であって、
前記光学部材を、請求項１から１３のうちいずれか１項に記載の角度調整装置に取り付けるステップと、
前記角度調整装置を用いて、取り付けられた前記光学部材の角度を調整するステップと、
を備えることを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項１５】
光源からの光を変調する液晶パネルと、
前記液晶パネルに前記光源からの光を導く光学系と、
前記液晶パネルと前記光学系との間に配置される光学部材と、
前記光学部材の角度を調整する角度調整手段と、を有し、
前記角度調整手段は、第１の面を有し前記光学部材を保持する保持部材と、前記第１の面と接する第２の面を有し前記保持部材を支持するベース部材と、前記保持部材を前記ベース部材に付勢する付勢部材と、前記保持部材に対して駆動力を加える駆動手段と、を含み、
前記第１の面および前記第２の面の少なくとも一方は、曲面形状を有しており、
前記第１の面は、前記保持部材に前記駆動力が加わる位置に応じて前記曲面形状の曲率中心を通る異なる複数の軸まわりに、前記第２の面に対して摺動可能であり、
前記保持部材は、前記第１の面が前記第２の面に対して摺動することで、前記ベース部材に対して傾動し、
前記駆動手段は、前記保持部材を第１の方向に駆動する際には、前記保持部材の前記第１の方向に対して垂直な面に対して駆動力を与え、前記保持部材を前記第１の方向と垂直な第２の方向に駆動する際には、前記保持部材の前記第２の方向に対して垂直な面に対して駆動力を与えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１６】
前記液晶パネルとして赤色、緑色、青色にそれぞれ対応する３つの液晶パネルを有し、
前記角度調整手段は、前記３つの液晶パネルのうち少なくとも２つと前記光学系との間に配置され、前記光学部材の角度調整することで光学的にレジストレーションを行うことを特徴とする請求項１５に記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記画像表示装置は、前記液晶パネルからの電気信号によってレジストレーションを調整する電気的レジストレーション調整手段を更に有することを特徴とする請求項１６に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記角度調整手段および前記電気的レジストレーション調整手段を制御する制御手段を更に有し、
前記角度調整手段の前記駆動手段は、前記光学部材の傾きを検知する検知手段とを含み、
前記制御手段は、前記光学部材を第１の方向に傾ける際に、該光学部材が前記第１の方向の傾きの限界位置に達していると前記検知手段によって検知された場合、
前記光学部材を前記第１の方向と反対方向の第２の方向に傾けながら、レジストレーションが維持されるように前記電気的レジストレーション調整手段を制御し、その後、前記光学部材を前記第１の方向へ傾けることを特徴とする請求項１７に記載の画像表示装置
【請求項１９】
前記光学部材は、位相差補償フィルム、反射防止膜を有するガラス板、偏光板、位相板、ダイクロイック膜を有するガラス板であることを特徴とする請求項１５から１８のうちいずれか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部材の角度調整装置に関し、特に画像表示装置に用いる角度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３原色（Ｒ・Ｇ・Ｂ）のそれぞれの光に対応した液晶パネルを有するプロジェクタにおいて、光学性能の向上を目的として、３原色の液晶パネルと合成プリズムの間に、光機能性部材（光学部材）を設けて、その角度を調整することがある。例えば、特許文献１では、液晶パネルと合成プリズムの間に設けた位相差補償板の角度を調整して、コントラストの向上を図っている。また、特許文献２では、液晶パネルと合成プリズムの間に設けた板状透明部材を、傾動させることで１画素未満のレジストレーション調整を行う手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３９０８７号公報
【特許文献２】特開平１１−２０２４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液晶パネルと合成プリズムの間に光機能性部材の角度調整機構を設けた場合、機構そのものが占有するスペースに加えて、機構の可動範囲分のスペースが必要となる。そのため、角度調整機構を設けるためには、液晶パネルと合成プリズムの間隔を広くする必要があった。
【０００５】
投射型表示装置（プロジェクタ）において、液晶パネルと合成プリズムの間隔を広げると、投射レンズのバックフォーカスが大きくなるため、投射レンズの大型化を招く。したがって、角度調整機構は小型であることが望まれる。
【０００６】
また、特許文献１では、光軸に垂直な軸まわりの傾動に関して１軸まわりで角度調整を行う。特許文献２もまた１軸まわりで傾動による角度調整を行う。例えば特許文献２では、角度調整を行うときに光機能性部材が弾性部材により付勢されるため、板状透明部材の傾動支点が１つに定まらない。また、直交する２軸に傾動可能な構成とし、そのうち一方の軸まわりで傾動を行う場合には、他方の軸まわりにも傾動してしまう可能性がある（以下、この現象をクロストークと呼ぶ）。さらに、透明板状部材が光軸に平行な軸まわりに回転してしまう可能性もあった（以下、光軸まわりの回転をローテーションと呼ぶ）。
【０００７】
そのため、角度調整機構により、例えば位相差補償板のコントラスト調整を行った場合には、ローテーションにより、コントラストのピーク値が低下する可能性があった。また例えば波長板を用いてレジストレーション調整を行った場合には、波長板の意図しないローテーションにより、コントラストが低下する可能性があった。
【０００８】
本発明は、コンパクトかつ簡易な構成で、高精度な光機能性部材の角度調整を可能にする角度調整装置、及びそれを用いた画像表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面としての角度調整装置は、光学部材の角度を調整する角度調整装置であって、第１の面を有し光学部材を保持する保持部材と、第１の面と接する第２の面を有し保持部材を支持するベース部材と、保持部材をベース部材に付勢する付勢部材と、保持部材に対して駆動力を加える駆動手段と、を有する。第１の面および第２の面の少なくとも一方は、曲面形状を有している。第１の面は、保持部材に駆動力が加わる位置に応じて曲面形状の曲率中心を通る異なる複数の軸まわりに、第２の面に対して摺動可能である。保持部材は、第１の面が第２の面に対して摺動することで、ベース部材に対して傾動する。駆動手段は、保持部材を第１の方向に駆動する際には、保持部材の第１の方向に対して垂直な面に対して駆動力を与え、保持部材を第１の方向と垂直な第２の方向に駆動する際には、保持部材の第２の方向に対して垂直な面に対して駆動力を与えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の別側面としての画像表示装置は、光源と、光源からの光を変調する液晶パネルと、液晶パネルに光源からの光を導く光学系と、液晶パネルと光学系との間に配置される光学部材と、光学部材の角度を調整する角度調整手段とを有する。角度調整手段は、第１の面を有し光学部材を保持する保持部材と、第１の面と接する第２の面を有し保持部材を支持するベース部材と、保持部材をベース部材に付勢する付勢部材と、保持部材に対して駆動力を加える駆動手段と、を有する。第１の面および第２の面の少なくとも一方は、曲面形状を有している。第１の面は、保持部材に駆動力が加わる位置に応じて曲面形状の曲率中心を通る異なる複数の軸まわりに、第２の面に対して摺動可能である。保持部材は、第１の面が第２の面に対して摺動することで、ベース部材に対して傾動する。駆動手段は、保持部材を第１の方向に駆動する際には、保持部材の第１の方向に対して垂直な面に対して駆動力を与え、保持部材を第１の方向と垂直な第２の方向に駆動する際には、保持部材の第２の方向に対して垂直な面に対して駆動力を与えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コンパクトかつ簡易な構成で、高精度な光機能性部材の角度調整を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１から４における投射型画像表示装置の概略平面である。
【図２】実施例１における角度調整機構の分解斜視図である。
【図３】実施例１における角度調整機構の平面図である。
【図４】実施例１における角度調整機構の配置例を示す図である。
【図５】実施例１における角度調整機構のＹ−Ｙ線断面である。
【図６】実施例１における角度調整機構のＸ−Ｘ線断面である。
【図７】実施例２における角度調整機構の分解斜視図である。
【図８】実施例２における傾動部材と保持部材の接触面を説明する図である。
【図９】実施例２における傾動部材と保持部材の接触面を説明する図である。
【図１０】実施例２における角度調整機構のＡ−Ａ線断面およびＢ−Ｂ線断面を図である。
【図１１】実施例２における角度調整機構のＣ−Ｃ線断面を示す図である。
【図１２】実施例２における傾動部材の傾動を説明する図である。
【図１３】実施例３における角度調整機構およびパネルユニットの分解斜視図である。
【図１４】実施例３における角度調整機構の光軸周りの回転を説明する図である。
【図１５】実施例４におけるレジストレーション調整を説明する図である。
【図１６】実施例４におけるレジストレーション調整のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１（ａ）および図１（ｂ）は、互いに直交する方向から見た、本発明の実施例である投射型表示装置３００の断面図である。
【００１５】
５０は、投射型表示装置３００の筐体（光学ベース）である。１は、連続スペクトルで白色光を発光する超高圧水銀ランプ等の光源である。３から８は、後述の反射型液晶パネル（画像表示素子）に光を導く照明光学系である。
【００１６】
３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、４は第１のフライアイレンズ個々のレンズに対応したレンズを有する第２のフライアイレンズである。５は、無偏光光を所定の偏光方向を有する光に揃える偏光変換素子である。６は、第１のコンデンサーレンズである。７は、第１のコンデンサーレンズ６からの光束を略直角に曲げる反射ミラーである。８は、第２のコンデンサーレンズである。
【００１７】
１０は、Ｒ（赤色），Ｂ（青色）光を反射し、Ｇ（緑色）光を透過するダイクロイックミラーである。１１は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射するＧ用偏光ビームスプリッタである。１２は、Ｓ偏光のままのＲ光を反射し、Ｐ偏光に変換されたＢ光を通過させる事により色分離を行うＲＢ用偏光ビームスプリッタである。１３はＧ色用の反射型液晶パネルで、１４、１５は同様にＲ用、Ｂ用の反射型液晶パネルであり、これらは偏光ビームスプリッタ１１，１２によって導かれた光源１からの光を変調して所望の画像を形成するものである。
【００１８】
１６，１７，１８はそれぞれ、赤色用の光機能性部材、緑色用の光機能性部材、青色用の光機能性部材である。９０は、光機能性部材（光学部材）１６，１７，１８の角度を調整する角度調整装置である。光機能性部材には、位相差補償フィルム、反射防止膜を有するガラス板、偏光板、位相板、ダイクロイック膜を有するガラス板等を用いることができる。
【００１９】
具体的な構成については後述する。１９は、Ｒ，Ｇ，Ｂ光を合成するための合成用偏光ビームスプリッタである。合成用偏光ビームスプリッタ１９は、ダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムに代用可能なものである。２０は、合成用偏光ビームスプリッタ１９により合成された光を不図示のスクリーン等の被投射面に拡大投射する投射レンズである。
【００２０】
すなわち、投射型表示装置３００は、光源１から射出された光を、反射型液晶パネル１３，１４，１５に分離して導き、各々の反射型液晶パネルで反射された光を投射レンズ２０により被投射面に投射する。
【００２１】
本実施例では、角度調整機構（角度調整装置）９０をＲ・Ｇ・Ｂの３つの光路全てに対して調整機構を設けているが、いずれか２つまたは１つの光路のみに調整機構を設けてもよい。２つの光路に設ける場合、隣接するＲ光路とＢ光路はスペースの制約が大きいため、Ｒ光路とＢ光路のうちいずれか一方とＧ光路に設けることが好ましい。
【００２２】
以下に、角度調整機構９０の具体的な構成について図２から図６を用いて説明する。
【００２３】
図２（ａ）および図２（ｂ）は、角度調整機構９０の分解斜視図である。９２はプロジェクタ内の光学ベース５０に固定された固定部材（ベース部材）であり、９１は光機能性部材１６を保持し固定部材９２と接する傾動部材（保持部材）である。
【００２４】
固定部材９２は、傾動部材９１をＺ軸方向に変位をさせる２つの円筒カム９３と円筒カム（変位伝達部材）９４を備える。円筒カム９３，９４は、断面の中心軸から偏心した位置に回転軸となるシャフト部９３ａ，９４ａをそれぞれ有している。
【００２５】
傾動部材９１は、傾動部材９１を固定部材９２に対して付勢するバネ性部材９７と傾動部材９１を円筒カム９３と円筒カム９４に対してそれぞれ付勢するバネ性部材９８を備える。また、固定部材９２は、円筒カム９３と円筒カム９４を固定部材９２に対してそれぞれ付勢するバネ性部材９９を備える。
【００２６】
アクチュエータ９５は、シャフト部９３ａを介して円筒カム９３に駆動力を伝達する。また、アクチュエータ９６は、シャフト部９４ａを介して円筒カム９４に駆動力を伝達する。これらのアクチュエータ９５，９６は、不図示のモータとウォームギヤを含む少なくとも１つ以上のギヤから構成される。
【００２７】
図５は図３のＹ−Ｙ線断面をＸ軸方向に見た図であり、図６は図３のＸ−Ｘ線断面を−Ｙ軸方向に見た図である。図６に示すように、傾動部材９１には凸球面９１ｂが設けられており、固定部材９２には凸球面９１ｂと接する凹球面９２ｂ（曲面形状）が設けられている。そして、傾動部材９１は固定部材９２に対して、凸球面９１ｂと凹球面９２ｂが摺動可能に接するようにバネ性部材９７によって付勢される。図５に示すように、傾動部材９１には円筒軸９１ａが設けられ、円筒軸９１ａの中心軸は、凸球面９１ｂの中心（曲率中心）を通るＹ軸方向の軸である。円筒軸９１ａは、固定部材９２に設けられたＵ溝９２ａに挿入される。
【００２８】
傾動部材９１はバネ性部材９８ｂの付勢力により、円筒カム９３に当接する。円筒カム９３のシャフト部９３ａは、バネ性部材９９ｂの付勢力を受けることにより、固定部材９２に設けられたＶ溝９２ｆに当接する。これにより、円筒カム９３はＹ軸まわりに回転可能な構成で、固定部材９２に支持される。なお、傾動部材９１のＹ軸方向の長さをＬ１とするとき、傾動部材９１と円筒カム９３との接触部分の、Ｙ軸方向における両端の距離がＬ１の３０％以上７０％以下である。また、円筒カム９３が傾動部材９１に対してＸ軸方向に駆動力を与える際に傾動部材９１と円筒カム９３とが接触している長さは、Ｌ１の３０％以上７０％以下であってもよい。また、円筒カム９４は、円筒カム９３と同様に、円筒カム９４のシャフト部９４ａがバネ性部材９９ａの付勢力を受けてＶ溝９２ｅに当接することで、Ｙ軸まわりに回転可能な構成で固定部材９２に支持される。なお、傾動部材９１のＸ軸方向における幅をＬ２とするとき、傾動部材９１と円筒カム９４との接触部分の、Ｘ軸方向における両端の距離がＬ２の３０％以上７０％以下である。また、円筒カム９４が傾動部材９１に対してＹ軸方向に駆動力を与える際に傾動部材９１と円筒カム９４とが接触している長さは、Ｌ２の３０％以上７０％以下であってもよい。
【００２９】
以上のように、円筒カム９３，９４のシャフト部９３ａ，９４ａを光軸に垂直な位置（光学機能性部材の光入射面と平行な面内）に配置される。これにより、図４のように、アクチュエータ９５，９６を光軸方向（Ｚ軸方向）からみて、偏光ビームスプリッタ（プリズム）１１及びパネルユニット８０と重ならない位置に配置できる。そのため、偏光ビームスプリッタ１１とパネルユニット８０の間隔を狭めることができる。
【００３０】
アクチュエータ９５，９６は、偏光ビームスプリッタ１１と光学ベース５０の固定面と、光軸に対して対向する位置に配置することで、アクチュエータを配置するスペースを大きくとることができる。そのため、ギヤ比を大きくとることができ、アクチュエータの変位に対する調整敏感度の低減に有効である。
【００３１】
次に、本実施例における傾動部材９１の動作について説明する。
【００３２】
円筒カム９３は、シャフト部９３ａに連結されたアクチュエータ９５の動力により、シャフト部９３ａの中心軸周りに回転する。このとき、傾動部材９１は、円筒カム９３の回転により、円筒カム９３の回転軸の径方向である光軸方向（Ｚ軸方向）に駆動力を受ける。これにより、凸球面９１ｂが凹球面９２ｂ上を摺動することによって凸球面９１ｂの中心（球面の曲率中心）を通るＹ軸方向の軸まわりに傾動する。それと伴に、円筒軸９１ａはＵ溝９２ａによりＸ軸方向の変位が規制されながらＺ軸方向に移動する。すなわち、傾動部材９１は、凸球面９１ｂの中心を支点として図３および図５の矢印Ａの方向のみに傾動する。
【００３３】
円筒カム９４は、シャフト部９４ａに連結されたアクチュエータ９６の動力により、シャフト部９４ａの中心軸周りに回転する。このとき、傾動部材９１は、円筒カム９４の回転により、円筒カム９４の回転軸の径方向である光軸方向（Ｚ軸方向）に駆動力を受ける。これにより、凸球面９１ｂが凹球面９２ｂ上を摺動することによって凸球面９１ｂの中心を通るＸ軸方向の軸まわりに傾動する。それと伴に、円筒軸９１ａはＵ溝９２ａによりＸ軸方向の変位が規制されながら中心軸まわりに回動する。すなわち、傾動部材９１は、凸球面９１ｂの中心を支点として図３および図６の矢印Ｂの方向のみに傾動する。
【００３４】
以上の様に、傾動部材９１に設けられた凸球面９１ｂが凹球面９２ｂ上を摺動する構造にすることで、１つの傾動部材で、直交する２軸まわりの傾動が可能となり、角度調整機構を小型化できる。さらに、円筒軸９１ａとＵ溝９２ａによって回転規制を行うことで、クロストーク・ローテーション発生を抑制することが可能となり、角度調整の煩雑化を抑制できる。
【００３５】
本実施例では、傾動部材９１に設けられた凸球面と、固定部材９２に設けられた凹球面が接する構成としたが、固定部材９２が凸球面を有し、傾動部材９１が凹球面を有する構成としてもよい。さらに、凹球面の代わりに、凸球面と接する３つの斜面から構成された４面体状の溝や、凸球面と接する円錐形状を設けても同様の効果をもたらす。
【００３６】
また、光機能性部材が波長板や位相差補償板等のように、ローテーションに対して、光学性能の変化が敏感である場合には、円筒軸９１ａをＵ溝９２ａにバネ等の付勢部材により片寄せするとよい。バネ等の付勢部材で片寄する場合は、Ｕ溝９２ａでなく単なる平面に円筒軸９１ａを片寄する構成でもよい。また、円筒カムが回転規制として作用するよう配置してもよい。この場合、円筒軸及びＵ溝を省略できる。
【００３７】
上述の説明では、円筒カム（変位伝達部材）をアクチュエータで駆動し、ウォームギヤのセルフロックで角度を保持する構成について説明した。しかし、組立時に光機能性部材（光学部材）１６，１７，１８を角度調整機構９０に取り付け、手動で光機能性部材の角度を調整した後に、接着剤等で固定することとしてもよい。これにより、コンパクトかつ簡易な構成で、高精度に光機能性部材の角度調整を行った画像表示装置を製造することができる。
【実施例２】
【００３８】
実施例２は、円筒カム（変位伝達部材）を回転規制部材としても機能するように配置した場合の例である。光学系の構成は、実施例１と同様であるため説明を省略する。
【００３９】
図７は組み立て前の本実施例における角度調整機構１００を示し、図９は組み立て後の角度調整機構１００を示す。図１０（ａ）は図９におけるＡ−Ａ線断面をＸ軸方向に見た図であり、図１０（ｂ）は図９におけるＢ−Ｂ線断面をＹ軸方向に見た図である。図１１は、図９におけるＣ−Ｃ線断面を−Ｘ軸方向に見た図となっている。
【００４０】
図７に示す本実施例の角度調整機構１００は、不図示のプロジェクタ内の光学ベース５０等に固定された固定部材１０２と、ガラス平板（光学機能性部材）１６を保持し固定部材１０２と接する傾動部材１０１を備える。また、角度調整機構１００は、固定部材１０２に取り付けられ、傾動部材１０１をＸ軸方向に変位させる円筒カム１０３と、傾動部材１０１を−Ｙ軸方向に変位させる円筒カム１０４をさらに備える。
【００４１】
また、角度調整機構１００は、傾動部材１０１を固定部材１０２に対して付勢するバネ性部材１０７と、傾動部材１０１を円筒カム１０３に対して付勢すると伴に円筒カム１０３を固定部材に対して付勢するバネ性部材１０８を備える。バネ性部材１０７の一端は傾動部材１０１の突起部１０１ｂに取り付けられ、他端は固定部材１０２の不図示の突起部に取り付けられる。バネ性部材１０８の一端は傾動部材１０１の突起部１０１ｃに取り付けられ、他端は固定部材１０２の突起部１０２ｃに取り付けられる。
【００４２】
さらに、角度調整機構１００は、傾動部材１０１を円筒カム１０４に対して付勢すると伴に円筒カム１０４を固定部材に対して付勢するバネ性部材１０９を備える。バネ性部材１０９の一端は傾動部材１０１の突起部１０１ｄに取り付けられ、他端は固定部材１０２の突起部１０２ｄに取り付けられる。
【００４３】
また、角度調整機構１００は、固定部材１０２に取り付けられ円筒カム１０３に駆動力を伝達するアクチュエータ１０５と、円筒カム１０４に対して動力を伝達するアクチュエータ１０６を備える。これらのアクチュエータ１０５，１０６は、不図示のモータとウォームギヤを含む少なくとも１つ以上のギヤから構成される。
【００４４】
本実施例では図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、傾動部材１０１には、ガラス平板１６の入射面の中心を通る法線上に曲率中心を有する１つの仮想球面１０１ｅを想定した場合に、仮想球面１０１ｅと球面１０１ａが接するように構成されている。一方、固定部材１０２には、これら球面１０１ａに対応する形状（相補的な形状）を有する３つの斜面１０２ａが設けられている。組み立て後は、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、傾動部材１０１は固定部材１０２に対して球面１０１ａと斜面１０２ａが接するように配置される。これにより、傾動部材１０１は球面１０１ａに沿って任意の方向に傾動可能な構成で、固定部材１０２に支持される。
【００４５】
図１１に示すように、傾動部材１０１は、バネ性部材１０９のＹ軸方向の付勢力により、円筒カム１０４に当接する。円筒カム１０４のシャフト部１０４ａは、傾動部材１０１を介して、バネ性部材１０９の付勢力を受けることにより、固定部材１０２に設けられたＶ溝１０２ｆに当接する。この構成により、円筒カム１０４は、Ｘ軸まわりに回転可能な構成で固定部材１０２に支持される。
【００４６】
また、傾動部材１０１は、円筒カム１０４に対する場合と同様に、バネ性部材１０８のＸ軸方向の付勢力により、円筒カム１０３に当接する。円筒カム１０３のシャフト部１０３ａは、傾動部材１０１を介して、バネ性部材１０８の付勢力を受けることにより、Ｖ溝１０２ｅに当接する。これにより、円筒カム１０３は、Ｙ軸まわりに回転可能な構成で固定部材１０２に支持される。
【００４７】
次に、本実施例における、傾動部材１０１の動作について図１２を用いて説明する。
【００４８】
円筒カム１０３は、シャフト部１０３ａに連結されたアクチュエータ１０５の動力により、シャフト部１０３ａの中心軸周りに回転する。これにより、傾動部材１０１が円筒カム１０３の回転により、円筒カム１０３の径方向であるＸ軸方向に駆動力を受け、球面１０１ａが斜面１０２ａ上を摺動する。このとき、円筒カム１０４がガイドとして働くことで傾動部材１０１のＹ軸方向の変位が規制される。その結果、傾動部材１０１は、球面１０１ａに沿って仮想球面１０１ｅの曲率中心を通る、Ｙ軸方向の軸まわり方向のみに傾動する。すなわち、円筒カム１０３の回転により、傾動部材１０１は図１２（ａ）の矢印Ａの方向のみに傾動する。
【００４９】
なお、円筒カム１０３を駆動した際、傾動部材１０１と円筒カム１０４の接触部は、傾動部材１０１の傾動により、円筒カム１０４の円筒形状に沿ってわずかに移動する。これにより、傾動部材１０１がわずかにＹ軸方向に変位する。しかし、固定部材１０２の斜面１０２ａにより、Ｙ軸方向の変位が傾動に変換されるため、これによるクロストークは実用上問題ない。具体的には、円筒カム１０３が１８０［ｄｅｇ］回転したとき、傾動部材が１．０［ｄｅｇ］傾動するよう斜面１０２ａの角度およびカムの偏芯量を設定したとき、接触点の変化によるクロストークの最大値は０．００５５［ｄｅｇ］と十分小さい値になった。
【００５０】
円筒カム１０４は、シャフト部１０４ａに連結されたアクチュエータ１０６の動力により、シャフト部１０４ａの中心軸回りに回転する。これにより、傾動部材１０１が円筒カム１０４の回転により、円筒カム１０４の径方向であるＹ軸方向に駆動力を受け、球面１０１ａが斜面１０２ａ上を摺動する。このとき、円筒カム１０３がガイドとして働くことで傾動部材１０１のＸ軸方向の変位が規制される。その結果、傾動部材１０１は、球面１０１ａに沿って仮想球面１０１ｅの曲率中心を通る、Ｘ軸方向の軸まわり方向のみに傾動する。すなわち、円筒カム１０４の回転により、傾動部材１０１は図１２（ｂ）の矢印Ｂの方向のみに傾動する。
【００５１】
なお、円筒カム１０４を駆動した際、傾動部材１０１と円筒カム１０３の接触部は、傾動部材１０１の傾動により、円筒カム１０３の円筒形状に沿ってわずかに移動する。これにより、傾動部材１０１がわずかにＸ軸方向に変位する。しかし、円筒カム１０３を駆動したときと同様、固定部材１０２の斜面１０２ａにより、Ｘ軸方向の変位が傾動に変換されるため、これによるクロストークは実用上問題ない。
【００５２】
また、傾動部材１０１が、Ｘ軸方向あるいはＹ軸方向に駆動する場合において、ガイドである円筒カム１０３，１０４のスラスト方向の長さが長いほどローテーションの抑制に効果的である。一般的に、パネル近傍において、パネル表示領域の短辺方向は、複数のパネルが隣接しているため、パネル表示領域の長辺方向に比べ、スペースの制約が多い。そのため、比較的スペースの制約が少ないＹ軸方向に延在する円筒カム１０３のスラスト方向長さを、円筒カム１０４のそれよりも長く構成するとよい。
【００５３】
以上より、傾動部材１０１に設けられた球面１０１ａが斜面１０２ａ上を摺動する構造にすることで、１つの傾動部材１０１で直交する２軸まわりの傾動が可能になる。さらに、円筒カム１０３と円筒カム１０４のうち一方が駆動した際、他方がガイドの役割を果たすことで、傾動部材１０１の傾動方向が規制される。そのため、別途ガイド用の構造を設ける必要がなく、角度調整機構１００をさらにコンパクトに構成することができる。
【００５４】
本実施例では、傾動部材１０１が球面を有し、固定部材１０２の斜面が傾動部材１０１の球面と接する構成としたが、固定部材１０２が球面を有し、傾動部材１０１が斜面を有する構成としてもよい。また、凸球面と凹球面が接触する構成としてもよい。
【００５５】
さらに、傾動部材１０１のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量に対して、球面の半径が十分大きい場合には、球面の代わりに球面と接する少なくとも３つの斜面を設けることで、本構成と近似的に同等の傾動が得られる。
【実施例３】
【００５６】
実施例３は、角度調整機構として実施例１で説明した角度調整機構９０に、光軸まわりの角度を調整する機構を更に設けた構成について説明する。実施例１と重複する構成については説明を省略する。
【００５７】
本実施例において、光機能性部材は波長板であり、角度調整機構９０はレジストレーション調整機構として働く。このとき波長板を光軸に垂直な軸まわりに回転させれば、コントラストの高さも調整できる。そこで、本実施例では、以下の構成により、角度調整機構９０に光軸まわりの角度調整する機構を設ける。
【００５８】
角度調整機構９０は、図１３に示すように、パネルユニット８０に取り付けられる。具体的には、角度調整機構９０の固定部材９２に設けられた、Ｘ軸方向に延在する長穴９２ｃに、パネルユニット８０に設けられた突起８０ａが挿入される。また、その状態で仮止め部材７０の長穴７０ａにパネルユニット８０の突起８０ａが挿入され、仮止め部材７０の位置決め穴７０ｂおよび回転止め穴７０ｃに固定部材の２つの突起９２ｄがそれぞれ挿入される。さらに、仮止め部材７０は、ねじ６０によって固定部材９２に固定される。なお、長穴７０ａは突起８０ａに対して大きめに形成され、２重嵌合にならないよう構成される。
【００５９】
また、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、仮止め部材７０、パネルユニット８０、及び固定部材９２には、光軸の中心を通る軸を回転軸とする円弧状の回転摺動部７０ｄ，８０ｂ，９２ｇがそれぞれ設けられている。
【００６０】
この状態において、固定部材９２の長穴９２ｃ及び仮止め部材の長穴７０ａの中を突起８０ａが移動すれば、回転摺動部７０ｂ，９２ｇが回転摺動部８０ｂに対して円弧状に摺動し、固定部材９２が光軸まわりに回転する。そして、固定部材９２の回転に伴って、角度調整機構９０の全体が回転する。
【００６１】
以上の構成により、角度調整機構９０に保持された波長板によるコントラスト調整が可能になる。固定部材９２の光軸まわりの調整を終えた後は、長穴９２ｃに接着剤を塗布することで、パネルユニット８０に対して角度調整機構９０の光軸まわりの角度を固定できる。そして、光軸まわりの角度を固定した後に角度調整機構９０によるレジストレーション調整を行っても、実施例１で説明した角度調整機構９０の規制作用により、光軸まわりの回転が抑制され、コントラストの低下を抑制できる。そのため、１つの角度調整機構でレジストレーション調整とコントラスト調整の両方が可能となり、スペース効率を高めることができる。
【００６２】
なお、本実施例では、角度調整機構９０をパネルユニット８０に取り付けたが、光学ベース５０に突起８０ａ及び突起８０ｂを設け、角度調整機構９０が光学ベースに対して光軸まわりに回転する構成としてもよい。
【００６３】
また、本実施例では、実施例１における角度調整機構９０を用いて説明したが、実施例２における角度調整機構１００を用いてもよい。
【００６４】
実施例１から３では、円筒カム（変位伝達部材）をアクチュエータで駆動し、ウォームギヤのセルフロックで角度を保持する構成としたが、組立時に手動で調整し、接着剤等で固定してもよい。
【実施例４】
【００６５】
実施例４では、実施例１に示した角度調整機構９０を光学的レジストレーション調整機構として用い、パネルを電気信号により制御する電気的レジストレーション調整と併用して制御するように構成した場合の例である。
【００６６】
透明板状部材を用いたレジストレーション調整において、透明板状部材の板厚ｔ，屈折率ｎ，傾動量θの場合の光線のずれ量δは、
δ≒（１−１／ｎ）×ｔ×θ×π／１８０
で表わされる。
【００６７】
したがって、角度調整機構９０の調整レンジを小さく設定することで、板厚ｔおよび傾動量θを小さくすることができ、少ないスペースで角度調整機構９０を配置することができる。そこで、角度調整機構９０の調整レンジを±０．５画素に設定する。
【００６８】
また、角度調整機構９０のアクチュエータ９５，９６は、ステッピングモータとウォームギヤを含むギヤユニットである。本実施例では、投射型表示装置（プロジェクタ）３００は、信号処理により表示画素を１画素シフトさせることにより１画素単位のレジストレーション調整を行う電気的レジストレーション調整手段２００を備えている。従って、ユーザが角度調整機構９０による１画素未満の微調整と、電気的レジストレーション調整手段２００による１画素単位の粗調整を使い分けることで、１画素未満の調整を±１画素以上にわたって行える。例えば、図１５に示すように画素ズレ量が１．５画素の場合、ユーザは、まず、粗調整として電気的レジストレーション調整手段２００で１画素の調整を行う。その後、微調整として、角度調整機構９０により０．５画素の調整を行えば、電気的レジストレーション調整手段２００によるレジストレーション調整の調整レンジを超えて、１画素未満の調整を行える。
【００６９】
また、本実施例では、ユーザが角度調整機構９０による微調整中に角度調整機構９０の調整端に達した場合でも適切なレジストレーション調整が行えるように、ステッピングモータ９５，９６のパルスをカウントする検知手段２０１により端検知を行う。本実施例では、この検知手段２０１による検知に基づいて図１６のフローチャートに示す以下の制御を行う。なお、ここでは説明を簡略にするため、ステッピングモータ９５を駆動する場合のみについて説明する。
【００７０】
ステップＳ１０１では、制御部２０２は、ユーザの指示に応じて角度調整機構９０のステッピングモータ９５に＋（−）側への調整の駆動入力を行う。
【００７１】
ステップＳ１０２では、制御部２０２は、検知手段２０１によって角度調整機構９０が＋（−）側の調整端（傾きの限界位置）に達したことが検知されたか否かを判定する。制御部２０２は、＋（−）調整端に達したことが検知された場合はステップＳ１０３に処理を進め、そうでない場合はステップＳ１０５に処理を進める。
【００７２】
ステップＳ１０３では、制御部２０２は、角度調整機構９０に対して、ステップＳ１０２で到達が検知された調整端とは反対の−（＋）側の調整端に駆動する入力を行う。すなわち、ステップＳ１０１の駆動とは反対方向に駆動する信号をアクチュエータ９５に入力する。それと伴に、制御部２０２は、電気的レジストレーション調整手段２００に対して、角度調整機構９０による調整とは反対方向の＋（−）側に１画素調整するよう駆動するように信号を入力する。すなわち、角度調整機構９０の駆動により−１画素調整され、電気的レジストレーション調整手段２００により＋１画素調整されるため、ステップＳ１０３における制御では投影画面上でのレジストレーションに変動せず維持される。しかし、角度調整機構９０は、−（＋）側の調整端まで駆動したため、再度ステップＳ１０１と同一方向の＋（−）側に調整を行うことが可能となる。
【００７３】
ステップＳ１０４では、制御部２０２は、角度調整機構９０のステッピングモータ９５にステップＳ１０１と同一方向の＋（−）側への調整の駆動入力を行う。
【００７４】
ステップＳ１０５では、制御部２０２は、調整が完了したか否かを判断し、調整が完了していなければステップＳ１０１に処理を戻し、調整が完了していれば処理を終了する。
【００７５】
以上のように、制御部２０２が角度調整機構９０と電気的レジストレーション調整手段２００を制御することで、角度調整機構９０の調整レンジを小さく設定しても、±１画素以上にわたって１画素未満の調整が可能になる。
【００７６】
例えば、電気的レジストレーション調整手段２００の調整レンジが±３画素の場合には、±３画素にわたって、１画素未満単位の調整が可能になる。
【００７７】
本実施例では、角度調整機構９０の調整レンジを±０．５画素に設定したが、０．５画素以上の任意の値を設定してもよい。また、検知手段として、ステッピングモータのパルスをカウントする構成としたが、ＤＣモータとエンコーダの組み合わせや、傾動部材に角度センサーを取り付ける等、種々の検知方法でも同様の効果が得られる。また、調整端に達した際に制御部２０２による自動制御ではなく、同様の駆動をユーザの入力によって行うようにしてもよい。その場合、検知手段２０１は不要となる。
【００７８】
なお、本実施例における角度調整機構は、実施例１から３同様、ＲＧＢの３つの光路に設ける場合と、３光路のうち２光路に設ける場合と、１光路に設ける場合が考えられるが、１つの光路のみに設ける場合にはＧ光路のみに設けることが好ましい。ＲパネルとＢパネルが偏光ビームスプリッタ１２に固定されるのに対し、Ｇパネルは偏光ビームスプリッタ１１に固定されるため、ＢパネルとＲパネル間のレジストレーションずれよりも、Ｒ（Ｂ）パネルとＧパネル間のずれのほうが相対的に発生し易いためである。
【００７９】
また、本実施例では、実施例１における角度調整機構９０を用いて説明したが、実施例２や実施例３における角度調整機構を用いてもよい。
【００８０】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００８１】
９０，１００    角度調整機構
９１，１０１    傾動部材
９２，１０２    固定部材
９３，９４，１０３，１０４    円筒カム
９５，９６，１０５，１０６    アクチュエータ
９７，１０７        バネ性部材
９１ｂ      凸球面
９２ｂ      凹球面
１０１ａ    球面
１０２ａ    斜面
【図５】
2017027046.tif 000003
【図６】
2017027046.tif 000004
【図１５】
2017027046.tif 000005
【図１】
2017027046.tif 000006
【図２】
2017027046.tif 000007
【図３】
2017027046.tif 000008
【図４】
2017027046.tif 000009
【図７】
2017027046.tif 000010
【図８】
2017027046.tif 000011
【図９】
2017027046.tif 000012
【図１０】
2017027046.tif 000013
【図１１】
2017027046.tif 000014
【図１２】
2017027046.tif 000015
【図１３】
2017027046.tif 000016
【図１４】
2017027046.tif 000017
【図１６】
2017027046.tif 000018