(57)【要約】【課題】液晶表示素子のアライメント調整接着後や半田付け後、あるいは経時変化による位置ずれに伴う色ずれを容易に除去できるようにする。【解決手段】色合成手段（ダイクロイックプリズム）の光軸に対して液晶表示素子（反射ライトバルブ）や偏光分離素子の光学素子を微小に傾ける手段を設ける。一実施例では、液晶表示素子７を可動部材のホルダー６に取り付け、該ホルダー６に複数（３個）のネジ部５ａを設け、該ネジ部５ａに弾性部材２を嵌合して、該ネジ部５ａをアライメントプレート１に設けられた穴部に貫通してナット５で締め付けることで、ホルダー６を該アライメントプレート１に回転可能に保持する。アライメントプレート１はフレーム８にピン８ａを介して固定される。ナット５の締め付けに応じて液晶表示素子７の傾きが微小に変化し、色ずれを除去できる。【選択図】図５
2009075228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の偏光分離素子と液晶表示素子の光学素子及び色合成手段を有する光合成装置であって、
前記色合成手段の光軸に対して光学素子の傾きを調整する手段を設けたことを特徴とする光合成装置。
【請求項２】
請求項１記載の光合成装置において、
前記液晶表示素子を可動部材に取り付け、前記可動部材に複数のネジ部を設け、前記ネジ部を弾性部材を介して固定部材に設けられた穴部に貫通してアジャストスクリューナットで締め付けて、前記可動部材を前記固定部材に保持し、前記アジャストスクリューナットの締め付け具合に応じて前記液晶表示素子の傾きを調整可能としたことを特徴とする光合成装置。
【請求項３】
請求項１記載の光合成装置において、
前記偏光分離素子を可動部材に取り付け、前記可動部材に複数の穴部を設け、固定部材に設けられた複数のネジ部を弾性部材を介して前記可動部材の前記穴部に貫通してアジャストスクリューナットで締め付けて、前記可動部材を前記固定部材に保持し、前記アジャストスクリューナットの締め付け具合に応じて前記偏光分離素子の傾きを調整可能としたことを特徴とする光合成装置。
【請求項４】
請求項１記載の光合成装置において、
前記液晶表示素子を可動部材に取り付け、前記可動部材を複数のピエゾ素子を介して固定部材に保持し、前記ピエゾ素子を駆動することで前記液晶表示素子の傾きを調整可能としたことを特徴とする光合成装置。
【請求項５】
請求項４記載の光合成装置において、
前記ピエゾ素子に、前記液晶表示素子を前記色合成手段の光軸と直交するＸ，Ｙ方向に対して移動せしめるＸＹ２軸駆動型のピエゾ素子を用いることを特徴とする光合成装置。
【請求項６】
請求項１記載の光合成装置において、
前記偏光分離素子を可動部材に取り付け、前記可動部材を複数のピエゾ素子を介して固定部材に保持し、前記ピエゾ素子を駆動することで前記偏光分離素子の傾きを調整可能としたことを特徴とする光合成装置。
【請求項７】
請求項１記載の光合成装置において、
前記液晶表示素子と前記偏光分離素子を一体のユニットとし、前記色合成手段の光軸に対して傾きを調整する手段を設けたことを特徴とする光合成装置。
【請求項８】
請求項７記載の光合成装置において、
前記色合成手段の光軸（Ｚ軸）に対して、該光軸と直交するＸ，Ｙ方向にＺ軸駆動型の複数のピエゾ素子を設け、前記ピエゾ素子を駆動することで前記液晶表示素子と前記偏光分離素子の一体ユニットの傾きを調整可能としたことを特徴とする光合成装置。
【請求項９】
請求項７もしくは８記載の光合成装置において、
前記偏光分離素子を偏光ビームスプリッタとし、前記偏光ビームスプリッタに前記液晶表示素子を取り付けたことを特徴とする光合成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光合成装置を搭載したことを特徴とする光学エンジン。
【請求項１１】
請求項１０の光学エンジンを搭載したことを特徴とする画像投影表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の偏光分離素子と液晶表示素子の光学素子及び色合成手段を有する光合成装置、該光合成装置を搭載したプロジェクタ用などの光学エンジン、及びつ、該光学エンジンを搭載したリヤープロジェクタやフロントプロジェクタなどの画像投影表示装置に係り、特に、偏光分離素子や液晶表示素子の光学素子を微小に傾けることを可能にして、アライメント調整後の経時変化などによる色ずれを調整する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源からの光を赤、青、緑の光に分離する偏光分離素子と、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、緑の光を合成する色合成手段、合成された映像を投影する投射レンズなどを有する液晶プロジェクタにおいては、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、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半田による固着方式が一般的となっている。接着剤による方式としては、例えば特許文献１に開示されているような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。また、接着剤の変わりに半田による固着方式もよく知られている。
【０００４】
接着剤は紫外線硬化接着剤が一般的で、アライメント調整後、紫外線を照射して硬化させる。または半田付の場合は、事前に液晶表示素子を保持する板金にメッキを付し、１ｍｍ程度の隙間に半田を流し込み固定する。接着剤の場合は、紫外線照射により、容易に硬化ができるが、接着剤が水分を吸収したり、熱膨張などにより、経時変化で液晶表示素子が位置ずれを起こし、色ずれが発生しやすい問題がある。半田の場合は経時変化は少ないが、液晶表示素子のアライメント調整後の半田付け時に半田の熱が高熱のため、熱膨張による位置ずれが大きいと言う問題があった。
【０００５】
それらの改善案として、特許文献２に記載のように、液晶表示素子を、仮止め用の接着剤仮固定部および本固定用の半田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た方式もある。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−０１０９９４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】
【０００７】
特許文献１に記載の方式のように、液晶表示素子のアライメント調整後に接着を行う方式では、接着剤の硬化収縮による位置ずれや、経時変化が発生するため、色ずれが発生し、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、この方式は、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、等の問題もある。
【０００８】
また、特許文献２に記載の改善策においても、金属部品の熱膨張によって色ずれが発生する。すなわち、特許文献２では、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紫外線硬化接着剤の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半田固定部によって本固定しているが、紫外線で仮接着しても、半田付けをする時に高熱が板金に伝達され紫外線のガラス転移温度に容易に達し、色ずれが発生する。
【０００９】
本発明は、液晶表示素子のアライメント調整後の接着剤固定や半田付け固定による微小な位置ずれや経時変化する位置ずれを容易に調整可能にして色ずれを防止する光合成装置、該光合成装置を搭載した液晶表示素子の位置ずれの影響のない、高精細表示が可能な光学エンジン、及び、該光学エンジンを搭載した画像投影表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、複数の偏光分離素子と液晶表示素子の光学素子及び色合成手段を有する光合成装置であって、前記色合成手段の光軸に対して光学素子の傾きを調整する手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載の光合成装置において、前記液晶表示素子を可動部材に取り付け、前記可動部材に複数のネジ部を設け、前記ネジ部を弾性部材を介して固定部材に設けられた穴部に貫通してアジャストスクリューナットで締め付けて、前記可動部材を前記固定部材に保持し、前記アジャストスクリューナットの締め付け具合に応じて前記液晶表示素子の傾きを調整可能としたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１記載の光合成装置において、前記偏光分離素子を可動部材に取り付け、前記可動部材に複数の穴部を設け、固定部材に設けられた複数のネジ部を弾性部材を介して前記可動部材の前記穴部に貫通してアジャストスクリューナットで締め付けて、前記可動部材を前記固定部材に保持し、前記アジャストスクリューナットの締め付け具合に応じて前記偏光分離素子の傾きを調整可能としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１記載の光合成装置において、前記液晶表示素子を可動部材に取り付け、前記可動部材を複数のピエゾ素子を介して固定部材に保持し、前記ピエゾ素子を駆動することで前記液晶表示素子の傾きを調整可能としたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４記載の光合成装置において、前記ピエゾ素子に、前記液晶表示素子を前記色合成手段の光軸と直交するＸ，Ｙ方向に対して移動せしめるＸＹ２軸駆動型のピエゾ素子を用いることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１記載の光合成装置において、前記偏光分離素子を可動部材に取り付け、前記可動部材を複数のピエゾ素子を介して固定部材に保持し、前記ピエゾ素子を駆動することで前記偏光分離素子の傾きを調整可能としたことを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１記載の光合成装置において、前記液晶表示素子と前記偏光分離素子を一体のユニットとし、前記色合成手段の光軸に対して傾きを調整する手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項７記載の光合成装置において、前記色合成手段の光軸（Ｚ軸）に対して、該光軸と直交するＸ，Ｙ方向にＺ軸駆動型の複数のピエゾ素子を設け、前記ピエゾ素子を駆動することで前記液晶表示素子と前記偏光分離素子の一体ユニットの傾きを調整可能としたことを特徴とする。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項７もしくは８記載の光合成装置において、前記偏光分離素子を偏光ビームスプリッタとし、前記偏光ビームスプリッタに前記液晶表示素子を取り付けたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光合成装置を搭載した光学エンジンを特徴とする。
【００２０】
請求項１１の発明は、請求項１０の光学エンジンを搭載した画像投影表示装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
一般的な映像系のプロジェクタでは、液晶表示素子の位置調整は１画素が１５μｍ程度の素子ではＸ，Ｙ方向が１〜２μｍとし、経時変化（温度変化、湿度変化、振動落下など）で最終的に半画素（７．５μｍ）程度までの位置ずれは許容している。しかし、この仕様でも図面を見て議論する場合など、図面中の一本線をスクリーン近くで観察すると半画素の色ずれは線が赤や青がだぶって見え、視認性を明らかに悪くしている。おおよそ一本線の幅は１ｍｍ程度であるため、近くで見ると線が色ずれしていることが容易に判ってしまう。
【００２２】
本発明装置によれば、色合成手段の光軸に対して液晶表示素子や偏光分離素子の光学素子を微小に傾けることにより、１〜２画度の微小なずれを容易に補正することが可能となる。
【００２３】
また、従来は一度、液晶表示素子をアライメント調整後、固着してしまうと、サービスマンもユーザも調整することが困難であったが、本発明装置によれば、アライメント調整後、いつでも液晶表示素子や偏光分離素子の傾きを調整して色ずれを防止することができる。このため、生産ラインでの液晶表示素子のアライメント組み付け調整規格のマージを広げることができ、歩留まりの向上が図れる。
【００２４】
また、液晶表示素子や色合成手段のダイクロイックプリズムは高価であり、アライメント組み付け後の接着時の位置ずれを満足できない場合、接着剤や半田を除去して再利用し再組み付けすることになるが、これは工数や作業時間の増加につながる。本発明装置よれば、いつでも調整可能であるため、再組み付けの工数や作業時間を削減することができる。さらに、サービスマンが顧客先で色ずれを容易に調整することが可能となり、コストダウンとなる。また、長時間に亘って色ずれのない高精彩な画像をユーザに提供できる。
【００２５】
なお、本発明装置は、ここで述べた以外にも種々の効果を奏するが、これは以下の実施例の説明で触れることにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。
【実施例１】
【００２７】
これは、液晶表示素子を可動部材である液晶表示素子ホルダーに取り付け、該ホルダーに複数（３個）のネジ部を設け、各ネジ部を弾性部材を介して固定部材であるアライメントプレートに設けられた穴部に貫通してアジャストスクリューナットで締め付けることで、液晶表示素子ホルダーをアライメントプレートに回転可能に保持し、アジャストスクリューナットの締め付け具合に応じて液晶表示素子の傾きを微小調整可能としたものである。
【００２８】
図１は本実施例の液晶表示素子傾き調整機構を備えた光合成ユニットを搭載したプジェクタ用光学エンジンの一部分解斜視図、図２は図１中の液晶表示素子傾き調整機構の分解図である。
【００２９】
図１において、４は色合成手段のダイクロイックプリズムであり、該ダイクロイックプリズム４の３つの光入射面側にはそれぞれ三角形のホルダープレート１０が固着されて、光出射面側には投射レンズ１１が取り付けられている。各ホルダープレート１０の正面の４５°傾斜面には板状の偏光分離素子９が固着されている。一方、各ホルダープレート１０の上面にはピンフレーム８が固着され、該ピンフレーム８に液晶表示素子傾き調整機構３を介して、液晶表示素子（反射型ライトバルブ）７が回動可能に保持されている。液晶表示素子傾き調整機構３は、図２に示すように、アライメントプレート１、弾性部材２、３個のアジャストスクリューナット５、液晶表示素子ホルダー６で構成される。ピンフレーム８の４隅にはピン８ａが設けられ、該ピンフレーム８のピン８ａを、アライメントプレート１の同じく４隅に設けられた穴部に貫通し、アライメント調整（位置決め）して固着することで、アライメントプレート1が固定される。アライメントプレート1の所定位置（３ヶ所）には穴部が設けられている。また、液晶表示素子ホルダー６の上面の同様の所定位置（３ヶ所）には傾き調整用ネジ部５ａが設けられ、下面に液晶表示素子７が固着されている。この液晶表示素子ホルダー６に設けられた傾き調整用ネジ部５ａに弾性部材２を嵌合して、該ネジ部５ａをアライメントプレート１に設けられた穴部に貫通し、アジャストスクリューナット５で締め付けることで、該液晶表示素子ホルダー６がアライメントプレート１に回転可能に保持される。
【００３０】
図示しない光学系を介して、照明光が３つの偏光分離素子９にそれぞれ入射し、各偏光分離素子９を透過して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各成分に分離されて、各液晶表示素子（反射型ライトバルブ）７に入射する。各液晶表示素子７で反射したＲＧＢの３色の画像光は、各偏光分離素子９で反射して、ダイクロイックプリズム４に３方向から入射し、該ダイクロイックプリズム４の残りの一方向から合成されて出射する。この合成光の像が投影レンズ１１を通して図示しないスクリーン上に投影される。
【００３１】
ここで、ダイクロイックプリズム４に入射するＲＧＢの３色の画像光の光軸が傾くと、投影レンズ１１を通してスクリーン上に投影される像は微小に位置がずれ、ＲＧＢの色が色ずれをおこす。
【００３２】
図１の構成によれば、液晶表示素子傾き調整機構３の３個のアジャストスクリューナット５を締めたり緩めたりすることで液晶表示素子ホルダー６が微小に回転し、液晶表示素子７を微小に傾けることができる。液晶表示素子７が傾くと、ダイクロイックプリズム４に入射する当該色成分の画像光の光軸も傾く。したがって、ＲＧＢの色が色ずれを起こした場合、色ずれを除去する方向に液晶表示素子７を傾けることで、ＲＧＢの色ずれを除去することができる。
【００３３】
なお、液晶表示素子７の傾きを微調整する場合の回転中心は、該液晶表示素子７の反射面から光軸方向にずらすことで調整が容易となり、回転中心は設計による最適な位置とすることが望ましい。
【００３４】
図５は液晶表示素子傾き調整機構３の詳細構成を示す断面図である。可動部材である液晶表示素子ホルダー６の上面には傾き調整用ネジ部（３個）５ａが設けられ、下面に液晶表示素子７が固着されている。この液晶表示素子ホルダー６の上面に設けられた傾き調整用ネジ部５ａに弾性部材２を嵌合して、該傾き調整用ネジ部５ａを固定部材となるアライメントプレート１に設けられた穴部に貫通し、アジャストスクリューナット５で締め付ける。図１に示したように、ピンホルダー８の四隅にはピン８ａが設けられている。アライメントプレート１の同じく四隅には穴部が設けられている。ピンフレーム８に設けられたピン８ａを、アライメントプレート１に設けられた穴部に貫通し、該穴部に接着剤２１を充填して、該傾き調整機構全体を６軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向と各々の軸回りの回転Ｘθ，Ｙθ，Ｚθで６軸）アライメント調整後、接着剤２１に紫外線を照射して硬化することで、該液晶表示素子傾き調整機構全体がピンフレーム８に保持される。液晶表示素子ホルダー６は、ネジ部５ａとアジャストスクリューナット５と弾性部材２により回転可能にアライメントプレート１に保持される。
【００３５】
弾性部材２の材質としてはシリコンゴムやブチルゴム、その他、コイルスプリングや板状スプリングでもよい。要はアジャストスクリューナット５を、ある程度緩めても液晶表示素子ホルダー６を保持状態に保てればよい。
【００３６】
このような構成において、アジャストスクリューナット５を締めたり緩めたりすることで、弾性部材２が伸び縮みし、液晶表示素子ホルダー６が微小に回転し、液晶表示素子７を微小に傾けることができる。液晶表示素子７を傾ける時の回転中心は、液晶表示素子７の反射面から離した位置にすることで、光軸と直交するＸ，Ｙ方向へ移動することが可能となる。色ずれを防止できる。
【００３７】
なお、アジャストスクリューナット５の下部に球面部５ｂを設けることで、アライメントプレート１の穴部と球面部５ｂで位置決めされるため、液晶表示素子ホルダー６はＸ，Ｙ方向へがたつかず、位置ずれすることがなくなる。なお、アジャストスクリューナット５は円錐状の形状でもよく、同様にがた取りができる。
【００３８】
スクリーンで１ｍｍ幅の線が０．５ｍｍずれた場合、偏光分離素子で約４０秒程度の傾きである。したがって、液晶表示素子や後述の偏光分離素子を微小に傾けることで、色ずれを容易に調整することが可能となる。
【実施例２】
【００３９】
これは、偏光分離素子を可動部材である偏光分離素子ホルダーに取り付け、該ホルダーに複数（３個）の穴部を設け、固定部材である支持ベースに設けられた複数のネジ部を弾性部材を介してホルダーの穴部に貫通してアジャストスクリューナットで締め付けることで、ホルダーを支持ベースに回転可能に保持し、アジャストスクリューナットの締め付け具合に応じて偏光分離素子の傾きを調整可能としたものである。
【００４０】
図３は本実施例の偏光分離素子傾き調整機構を備えた光合成ユニットを搭載したプロジェクタ用光学エンジンの一部分解斜視図、図４は図３中の偏光分離素子ホルダーの正面図である。図中、図１と同一部分には同一の符号が付されている。
【００４１】
図３においてもダイクロイックプリズム４の３つの光入射面側にはそれぞれ三角形のホルダープレート１０が接着固定されている。図１に示したように、ダイクロイックプリズム４の光出射面側には投射レンズが取り付けられているが、図３では省略されている。各ホルダープレート１０の上面にはピンフレーム８が取り付けられ、該ピンフレーム８の四隅に設けられてたピンを、液晶表示素子アライメントホルダープレート１８の同じく四隅に設けられた穴部に貫通して、該穴部に接着剤を充填し、アライメント調整後、接着剤を硬化することで、該液晶表示素子アライメントホルダープレート１８がピンフレーム８に保持される。液晶表示素子（反射型ライトバルブ）７は、該アライメントホルダプレート１８の下面に固着されている。
【００４２】
一方、各ホルダープレート１０の正面の４５°傾斜面には、支持ベース１３が固着される。該支持ベース１３の三辺の所定位置に傾き調整用ネジ部１７が設けられ、図４に示すように板状の偏光分離素子９が固着された偏光分離素子ホルダー１５の三辺の同じく所定位置には穴部１５ａが設けられている。支持ベース１３のネジ部１７に弾性部材１４を嵌合し、該ネジ部１７を偏光分離素子ホルダー１５の穴部１５ａに貫通し、それぞれアジャストスクリューナット１６で締め付けることで、偏光分離素子ホルダー１５が支持ベース１３に回動可能に保持される。これら支持ベース１３、弾性部材１４、偏光分離素子ホルダー１５、アジャストスクリューナット１６で偏光分離素子傾き調整機構１２が構成される。
【００４３】
図３の構成によれば、偏光分離素子傾き調整機構１２の３個のアジャストスクリューナット１６を締めたり緩めたりすることで、偏光分離素子ホルダー１５が微小に回転し、偏光分離素子９を微小に傾けることかできる。偏光分離素子９が傾くと、先の液晶表示素子９を傾けた場合と同様にダイクロイックプリズム４に入射する当該色成分の画像光の光軸も傾き、ＲＧＢの色ずれを除去することができる。
【００４４】
弾性部材１４の材質としては、先の弾性部材２と同様にシリコンゴムやブチルゴム、その他、コイルスプリングや板状スプリングでもよい。要はアジャストスクリューナット１６を、ある程度緩めても偏光分離素子ホルダー１５を保持状態に保てばよい。
【００４５】
なお、液晶表示素子（反射型ライトバブル）は、事前に偏光分離素子を略４５°の状態で組付けた後、アライメント調整を行う。先に述べたようにホルダープレート１０の上部にピンフレーム８が接着固定され、該ピンフレームに設けられたピン８ａと液晶表示素子アライメントホルダープレート１８に設けられた穴部に接着剤を充填し、アライメント調整後、紫外線を照射して接着剤を硬化させる。これによりアライメントホルダープレート１８を固定する。この液晶表示素子７が設けられたアライメントホルダープレート１８を接着剤で固定するとき、紫外線硬化時に接着剤に収縮が起こり、液晶表示素子が位置ズレを起こすことで、色ずれが発生する。硬化条件（紫外線の光量や照射時間、接着剤からの距離）などを最適化することで、位置ずれは１μｍ以下の押さえることができるが、位置ずれを少なくする為には、一般に光量を落し、長い時間かけて硬化させるのが一般的である。ここで、位置ずれが発生してしまうと、液晶表示素子の６軸アライメント調整を行っても無駄になり、且つ、接着剤を除去して再調整が必要となる。液晶表示素子のアライメント調整は非常に工数がかかり、且つ接着剤の除去も容易ではない。したがって、アライメント調整接着硬化後に、偏光分離素子を傾けて色ずれの微調整が出来ることは非常にメリットがある。勿論、図１のように液晶表示素子を傾けることでも同様のメリットがある。
【００４６】
また、基本的に金属の支持部材を使用すると、熱膨張が発生し、液晶表示素子の位置ずれが発生してしまう。液晶表示素子の一画素は大体２０〜１０μｍ程度であり、一画素ずれると色ずれは一本分ずれてしまう。このため、支持部材例えばホルダープレート１０などをガラスで作ったりする場合があるが、強度が問題となる。さらに、金属を使用すると加工歪みなどが徐々になくなり、位置ずれが発生する場合もある。これらの動きをすべて取り除くのは困難であり、経時的に安定した所で、微調整するのが最も容易であり、その後の位置ずれを低減することも可能となる。
【００４７】
先にものべたように、スクリーンで１ｍｍ幅の線が０．５ｍｍずれた場合、板状偏光分離素子で約４０秒程度の傾きである。従って、液晶表示素子のアライメント調整接着固定後の微小の位置ずれに対し、偏光分離素子や液晶表示素子を微小に傾けることで、色ずれを容易に調整することが可能となる。
【００４８】
なお、図１や図３では液晶表示素子傾き調整機構あるいは偏光分離素子傾き調整機構のいずれか一方を備える構成を示したが、これら両方を備えた構成とすることも可能である。
【実施例３】
【００４９】
これは弾性部材やアジャストスクリューナットなどの変わりに小型ピエゾ素子を用いて液晶表示素子（反射型ライトバルブ）を傾けるようにしたものである。図６は本実施例の液晶表示素子傾き調整機構の断面図で、図５と同一部分には同一の符号が付されている。なお、この液晶表示素子傾き機構を除けば、光合成ユニット全体の構成は図１と同様である。
【００５０】
図６において、可動部材である液晶表示素子ホルダー６の下面には、図５と同様に液晶表示素子（反射型ライトバルブ）７が固着されるが、上面には、傾き調整用ネジ部の変わりに、Ｚ軸方向へ駆動される小型ピエゾ素子２２（３個）が設けられている。この小型ピエゾ素子２２のもう一方の端面が固定部材であるアライメントプレート１に固着されている。図１に示したように、ピンホルダー８の四隅にはピン８ａが設けられ、アライメントプレート１の同じく四隅には穴部が設けられている。ピンフレーム８に設けられたピン８ａを、アライメントプレート１に設けられた穴部に貫通し、該穴部に接着剤２１を充填し、アライメント調整後、接着剤２１を硬化することで、該傾き調整機構全体がピンフレーム８に保持される。
【００５１】
このような構成において、小型ピエゾ素子２２をＺ軸方向へ駆動することで、液晶表示素子ホルダー６が微小に回転し、液晶表示素子７を微小に傾けることができる。したがって、例えば、プロジェクタシステムの外部から小型ピエゾ素子２２を駆動し、スクリーンの画面を見ながら色ずれを容易に調整することが可能となる。また、スクリーン上に色ずれ検出センサーを設け、該センサーの検出信号に応じて小型ピエゾ素子２２を駆動制御することで、色ずれを自動的に調整することができる。色ずれ検出センサーとしては、４分割受光素子を用い、これにスポット光を入射して、該４分割受光素子からの４つの出力信号を比較することで色ずれを検出することができる。このような４分割受光素子をＲＧＢの３色に対応して、スクリーン上の画像表示領域より離れた位置に設ける。
【００５２】
なお、プロジェクタ内のランプによる温度上昇で部品の熱膨張が発生し、液晶表示素子の位置ずれが起こるが、自動制御構成とすることで、これを自動的に除去することが可能となる。
【００５３】
図６では、Ｚ軸方向へ駆動される小型ピエゾ素子を設けたが、液晶表示素子をダイクロイックプリズム４の光軸と直交するＸ，Ｙ方向に対して微小に移動するＸＹ２軸駆動型の小型ピエゾ素子を設けることも可能である。Ｚ軸駆動型の小型ピエゾ素子の変わりに、ＸＹ２軸駆動型の小型ピエゾ素子を用いても画素位置をずらすことができるため、色ずれを除去することが可能となる。また、直接的にＸ，Ｙ方向に画素を移動できるため、容易に調整が可能となり、調整時間が短縮できる。
【実施例４】
【００５４】
これは弾性部材やアジャストスクリューナットなどの変わりに同じく小型ピエゾ素子を用いて偏光分離素子を傾けるようにしたものである。図７は本実施例の偏光分離素子傾き調整機構を備えた光合成ユニットの概略断面図を示す。
【００５５】
図７において、ダイクロイックプリズム４の光入射面に設けられた三角形のホルダープレート１０の正面４５°傾斜面に、Ｚ軸方向へ駆動される小型ピエゾ素子２３（３個）を介して板状の偏光分離素子９が取り付けられている。ホルダープレート１０の上面には液晶表示素子（反射型ライトバルブ）が取り付けられているが、図７では省略してある。また、図７では、ダイクロイックプリズム４の一つの光入射面側の構成しか示されていないが、他の二つの光入射面側も同様の構成である。
【００５６】
このような構成において、小型ピエゾ素子２３をＺ軸方向へ駆動することで、偏光分離素子９を傾けることができる。したがって、例えば、プロジェクタシステムの外部から偏光分離素子９を駆動し、スクリーンの画面を見ながら色ずれを容易に調整することができる。また、スクリーン上に色ずれ検出用のセンサーを設け、該センサーの検出信号に応じて小型ピエゾ素子２３を駆動制御することで、色ずれを自動的に調整することができる。
【実施例５】
【００５７】
これは、液晶表示素子と偏光分離手段を一体のユニットとし、色合成手段のダイクロイックプリズムの光軸に対して、傾き調整手段を設けるようにしたものである。
【００５８】
図８は本実施例の構成例を示す概略断面図で、ホルダープレート１０と液晶表示素子（反射型ライトバルブ）７と板状の偏光分離素子９を一体構造のユニットとして事前に組み立て、これをダイクロイックプリズム４の入射面に小型ピエゾ素子（３個）２４を介して取り付けた構成を示したものである。図８では、ダイクロイックプリズム４の一つの光入射面側の構成しか示されていないが、他の二つの光入射面側も同様の構成である。
【００５９】
小型ピエゾ素子２４はＺ軸駆動型であり、ダイクロイックプリズム４の入射光軸に対して該光軸と直交するＸ，Ｙ方向に３個設けられる。該小型ピエゾ素子２４を駆動することで、ホルダープレート１０と液晶表示素子７と偏光分離素子９の一体構造ユニットが微小に傾き、スクリーン上の色ずれを除去することができる。
【００６０】
なお、Ｚ軸駆動型の小型ピエゾ素子の代わりに、ＸＹ駆動型の小型ピエゾ素子を用いてもスクリーン上の画素位置をずらすことができ、色ずれを除去することが可能である。この場合、Ｘ，Ｙ方向に独立して色ずれを調整することができるため、調整が容易にできる。
【００６１】
図９は本実施例の別の構成例を示す概略断面図である。これは、図８のホルダープレート１０と板状の偏光分離素子９の変わりに偏光ビームスプリッタ１９を使用して、液体表示素子と偏光分離手段を一体構造のユニットとしたもので、ダイクロイックプリズム４の入射光軸に対して該光軸と直交するＸ，Ｙ方向に小型ピエゾ素子２４（３個）を設けることは図８と同様である。小型ピエゾ素子２４はＸ軸駆動型であるが、Ｘ，Ｙ駆動型と交換することも可能である。
【００６２】
以上、本発明の傾き調整手段、色ずれ調整手段の種々の実施例を説明したが、このような調整手段を搭載したプロジェクタ用光学エンジンによれば、高精細で色ずれのない光学エンジンを提供することができる。また、このような光学エンジンを搭載したリヤープロジェクタやフロントプロジェクタによれば、高精細な画像投影表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施例の一部分解斜視図。
【図２】図１中の液晶表示素子傾き調整機構の分解図。
【図３】本発明の第２の実施例の一部分解斜視図。
【図４】図３中の偏光分離素子ホルダーの正面図。
【図５】本発明の第１の実施例の液晶表示素子傾き調整機構の詳細構造を示す断面図。
【図６】本発明の第３の実施例の液晶表示素子傾き調整機構の詳細構造を示す断面図。
【図７】本発明の第４の実施例の概略構造を示す断面図。
【図８】本発明の第５の実施例の概略構造を示す断面図。
【図９】本発明の第５の実施例の別の構成例の概略構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１    アライメントプレート
２    弾性部材
３    液晶表示素子傾き調整機構
４    ダイクロイックプリズム
５    アジャストスクリューナット
５ａ  傾き調整用ネジ部
６    液晶表示素子ホルダー
７    液晶表示素子（反射型ライトバルブ）
８    ピンフレーム
８ａ  ピン
９    偏光分離素子
１０    ホルダープレート
１１    投射レンズ
１２    偏光分離素子傾き調整機構
１３    支持ベース
１４    弾性部材
１５    偏光分離素子ホルダー
１７    傾き調整用ネジ部
１８    液晶表示素子アライメントホルダープレート
１９    偏光ビームスプリッタ
２１，２２，２３，２４  ピエゾ素子
【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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