DE69726660T2

DE69726660T2 - Projektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE69726660T2
Application number: DE69726660T
Authority: DE
Inventors: Yasunori Suwa-shi Ogawa; Akitaka Suwa-shi Yajima; Hisashi Suwa-shi Iechika; Shinji Suwa-shi Haba; Toshiaki Suwa-shi HASHIZUME
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-08-19
Filing date: 1997-08-19
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2017-08-20
Also published as: EP1345066A3; EP1345066B1; EP1345066A2; JP3791130B2; KR19980018364A; EP0825473A3; USRE39040E1; DE69733373T2; EP1345065A3; US6247817B1; TW358891B; KR100403231B1; DE69733372T2; EP0825473B1; DE69733373D1; EP1345065B1; DE69726660D1; JPH10115799A; DE69733372D1; US6142634A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Projektionsvorrichtung, welche von einer Lichtquelle emittiertes Licht gemäß Bildsignalen unter Verwendung von Modulationsmitteln wie Flüssigkristall-Lichtventilen oder dergleichen, moduliert und eine vergrößerte Projektion des der Modulation folgenden Lichtstroms mittels einer Projektionslinse auf einen Schirm ausführt. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Struktur für eine Projektionsvorrichtung dieses Typs, wobei der Bildformungsbereich der Modulationsmittel in einer geeigneten Weise beleuchtet werden kann.
Eine herkömmliche Projektorvorrichtung, welche einen Lichtstrom gemäß Bildsignalen unter Verwendung von Flüssigkristallventilen moduliert und eine vergrößerte Projektion des modulierten Lichtstroms auf einen Schirm ausführt, ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3-111806 entsprechend der US 5,098,184 A offenbart. Die in dieser Patentveröffentlichung offenbarte Projektionsvorrichtung ist, wie in 14 gezeigt, mit einem Integratoroptiksystem 923 versehen. Das Integratoroptiksystem weist zwei Linsenplatten 921 und 922 auf, wobei jede Linsenplatte eine jeweilige Anordnung von Linsen 921a, 922a für eine gleichmäßige Beleuchtung des Bildformungsbereichs des Flüssigkristall-Lichtventils 925 aufweist. Das Flüssigkristall-Lichtventil 925 dient als ein Modulationsmittel des Lichts von der Lichtquelle. In 14 wird der von einer Lichtquellen-Lampeneinheit 8 emittierte einzelne Lichtstrom durch Linsen 921a in eine Mehrzahl von separaten Zwischenlichtströmen aufgeteilt, welche über Linsen 922a übertragen werden. Der Gesamtlichtstrom ist am Flüssigkristall-Lichtventil 925 der zweiten Linsenplatte 922 überlagert.
Bei der Projektionsvorrichtung des in 14 illustrierten Typs treten Probleme dahingehend auf, dass der Bildformungsbereich des Flüssigkristall-Lichtventils 925 nicht genau beleuchtet werden kann. Diese Probleme beinhalten eine Reduzierung der Helligkeit des projizierten Bildes auf der Projektionsfläche und die Erzeugung von am Rand des projizierten Bildes auftretenden Schatten. Dementsprechend wird, wie in 15 illustriert ist, ein bestimmter Rand M um den Bildformungsbereich A des Flüssigkristall-Lichtventils 925 gesichert, welcher von verschiedenen Faktoren abhängt, einschließlich der Positioniergenauigkeit des Flüssigkristall-Lichtventils 925 und der Linsenplatten 921 und 922 des Integratoroptiksystems 923, dem Streubereich der Brennweite usw. der Linsen 921a und 922a jeder der Linsenplatten sowie der Positioniergenauigkeit und dergleichen anderer in dem optischen Weg angeordneter Komponenten. Mit anderen Worten wird der Bildformungsbereich A des Flüssigkristall-Lichtventils 925 so bemessen, dass er deutlich schmaler ist als der Beleuchtungsbereich B von durch die Lichtquelle emittiertem Licht, so dass sogar in dem Falle, dass der Beleuchtungsbereich B aufgrund der Positionierungsgenauigkeit der oben beschriebenen Komponenten vertikal oder horizontal verschoben wird, sich der Bildformungsbereich A nicht jenseits des Beleuchtungsbereichs B erstreckt. Diese Anordnung vermeidet Probleme wie die Reduzierung der Helligkeit des auf die Projektionsfläche projizierten Bildes oder die Bildung von an den Rändern des projizierten Bildes auftretenden Schatten. Ein einfaches Vergrößern des Randes M ist daher ausreichend, um einen breiten Streubereich bei der Positionierung der oben beschriebenen Komponenten zu tolerieren.
Andererseits ist es zum Steigern der Helligkeit des projizierten Bildes notwendig, die Effizienz der Nutzung des Lichts, welches das Flüssigkristall-Lichtventil 925 beleuchtet, zu steigern. Es tritt jedoch das Problem auf, dass, wenn der Rand M vergrößert wird, um einen breiteren Streubereich bei der Positionierung der oben beschriebenen Komponenten zu tolerieren, die Effizienz der Nutzung des separierten Lichts abnimmt und das projizierte Bild dunkel wird. In dieser Hinsicht ist es demnach wünschenswert, dass der um den Anzeigebereich des Flüssigkristall-Lichtventils gebildete Rand so schmal wie möglich wird. Wenn jedoch der Rand schmal gemacht wird, verfehlt der Beleuchtungsbereich den Bildformungsbereich des Flüssigkristall-Lichtventils, wie oben beschrieben, so dass Schatten am Rand des projizierten Bildes gebildet werden können.
JP 08184797A offenbart ein Projektionsanzeigegerät, umfassend eine Lichtquelle, Linsenanordnungen zum Teilen des Lichts in eine Mehrzahl von Strahlen, Modulationsmittel und ein dichroitisches Prisma.
EP 0676902A offenbart ein Lichtventil-Projektionssystem, in welchem zwei Linsenanordnungen zwischen einer Lichtquelle und einem Pixel-Löcher aufweisenden Element angeordnet sind, in welchem ein Bild geformt werden kann. Der Abstand zwischen den zwei Linsenanordnungen kann so eingestellt werden, dass ein Bild in einem Pixel-Loch fokussiert werden kann.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Projektionsvorrichtung bereitzustellen, in welcher der um den Bildformungsbereich des Flüssigkristall-Lichtventils gebildete Rand klein ist und welche gleichzeitig im Stande ist, die Helligkeit des projizierten Bildes zu erhöhen, ohne Schatten am Rand des projizierten Bildes zu bilden.
Nach einem ersten Aspekt stellt die Erfindung eine Projektionsvorrichtung bereit, welche umfasst:
Eine Lichtquelle, Modulationsmittel zum Modulieren eines von der Lichtquelle emittierten Lichtstroms gemäß Bildsignalen sowie Projektionsmittel zum Ausführen einer vergrößerten Projektion des durch die Modulationsmittel modulierten Lichtstroms auf eine Projektionsfläche;
Eine erste und eine zweite optische Komponente zum Teilen des emittierten Lichtstroms von der Lichtquelle in eine Mehrzahl von Zwischenlichtstromstrahlen, welche im optischen Weg zwischen der Lichtquelle und den Modulationsmitteln angeordnet sind; gekennzeichnet durch einen Einstellmechanismus zum Einstellen der Anbringungsposition von wenigstens einer der ersten und zweiten optischen Komponente in einer die optische Achse kreuzenden Richtung.
Die vorliegende Erfindung ist im Stande, die Effizienz der Nutzung von die Modulationsmittel beleuchtenden Licht zu erhöhen und das projizierte Bild kann heller gemacht werden. Außerdem kann eine Feineinstellung des Beleuchtungsbereichs der Modulationsmittel ausgeführt werden, so dass der Bildformungsbereich innerhalb des Beleuchtungsbereichs positioniert wird, was die oben erwähnten Probleme wie die Reduktion der Helligkeit des auf die Projektionsfläche projizierten Lichtes oder die Abzweigung von Schatten am Rand des projizierten Bildes vermeidet, selbst dann, wenn der um den Bildformungsbereich der Modulationsmittel gebildete Rand klein gemacht wird.
Somit wird nach der Montage der verschiedenen Komponenten des optischen Systems der Bildformungsbereich der Modulationsmittel unter Verwendung des Integratoroptiksystems beleuchtet und im Fall, dass der Beleuchtungsbereich nicht innerhalb des Bildformungsbereichs der Modulationsmittel ist, wird die Anbringungsposition der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente oder der Anbringungswinkel der Reflektionsmittel einer Feineinstellung unterzogen, so dass der Bildformungsbereich der Modulationsmittel vollständig in den Beleuchtungsbereich gebracht werden kann. Dementsprechend kann der Rand, welcher um den Bildformungsbereich der Modulationsmittel gebildet wird, reduziert werden und dennoch der Verschiebung zwischen dem Beleuchtungsbereich und dem Bildformungsbereich, welche durch die Streubreite der Positionierung der optischen Bauteile verursacht wird, gerecht werden.
Ferner kann die zweite optische Komponente eine Polarisationsumwandeleinrichtung enthalten, welche jeden der Mehrzahl von Zwischenlichtstrahlen in Polarisationslichtströme derselben Polarisationsrichtung aufteilt, sowie eine Kombinierlinse zum Kombinieren der von der Polarisationsumwandeleinrichtung emittierten Lichtstrahlen. Demnach kann ein helles projiziertes Bild erhalten werden, da die polarisierten Lichtstrahlen durch die Verwendung der Polarisationsumwandeleinrichtung ohne Verlust genutzt werden können.
Durch Vereinigen der fokussierenden Linsenanordnung, der Polarisationsumwandeleinrichtung und der Kombinierlinse, kann ein Lichtverlust zwischen diesen optischen Komponenten reduziert werden, wodurch die Effizienz der Lichtnutzung weiter verbessert werden kann.
Am von der Lichtquelle zu den Modulationsmitteln verlaufenden optischen Weg können Reflektionsmittel zum Krümmen des optischen Wegs bereitgestellt sein. In solchen Fällen kann jeder Streubereich des Anbringungswinkels der Reflektionsmittel eine Verschiebung des Beleuchtungsbereichs von dem Bildformungsbereich der Modulationsmittel bewirken. Demnach ist es wünschenswert, dass der Anbringungs- oder Anordnungswinkel der Reflektionsmittel, die an dieser Position montiert sind, ebenfalls relativ zu der einfallenden optischen Achse einstellbar ist.
Hinsichtlich der Vorrichtungskonstruktion und hinsichtlich der Genauigkeit der Positionseinstellung des Beleuchtungsbereich der Modulationsmittel ist es am vorteilhaftesten, den Anbringungswinkel, der an der den Modulationsmitteln nahesten Position montierten Reflektionsmittel einstellbar vorzusehen.
Die oben beschriebene Konfiguration der Projektionsvorrichtung kann ähnlich auf Projektoren angewendet werden, die Farbbilder projizieren können. Mit anderen Worten kann die vorliegende Erfindung in ähnlicher Weise auf eine Projektionsvorrichtung angewendetwerden, umfassend ein Farbentrennendes optisches System zum Separieren des von der Lichtquelle emittierten Lichts in einen Lichtstrom oder Strahl jeder Farbe, eine Mehrzahl von Modulationsmitteln zum Modulieren des durch das Farben trennende optische System separierten Lichtstroms jeder Farbe sowie ein Farben synthetisierendes System zum Synthetisieren des Lichtstroms jeder Farbe, welche durch die Mehrzahl von Modulationsmitteln moduliert werden.
Außerdem wird durch Verwendung von Reflexionsmodulation für die Modulation und durch eine Herstellung des Farben trennenden optischen Systems und des Farben synthetisierenden optischen Systems zur Farbsynthetisierung als einzelnes optisches System der optische Weg verkürzt, was die Größe der Projektions-Anzeigevorrichtung reduziert.
Um die Anbringungsposition wenigstens einer der ersten und zweiten optischen Komponente in der die optische Achse kreuzenden Richtung einstellbar herzustellen, sollte nun bei der Projektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Einstellmechanismus an diesem Ende vorgesehen sein. Beispiele für Anordnungen für solch einen Einstellmechanismus enthalten einen ersten Einstellmechanismus zum Einstellen der vorbenannten ersten optischen Komponente in einer ersten, die optische Achse senkrecht kreuzenden Richtung und einen zweiten Einstellmechanismus zum Einstellen der vorbenannten zweiten optischen Komponente in einer zweiten, die vorbenannte optische Achse und die vorbenannte erste Richtung senkrecht kreuzenden Richtung.
Ein Einstellmechanismus zum Einstellen der Anbringungsposition der optischen Komponente in einer vorbestimmten Richtung kann eine an der ersten Seite der optischen Komponente zum Drücken der ersten Seite vorgesehene Feder enthalten; und eine Schraube ist an einer zweiten Seite der optischen Komponente, welche deren erster Seite gegenüberliegt, zum Drücken der zweiten Seite vorgesehen. Durch den Einsatz eines solchen Einstellmechanismus' kann die Linsenplatte einfach durch Festdrehen und Lösen der Schraube in die vorbestimmte Richtung bewegt werden, was ein einfaches Einstellen der Anbringungsposition der vorbenannten Linsenplatte erleichtert.
Bezüglich des Einstellmechanismus unter Verwendung der Feder und der Schraube kann eine gleichmäßige Bewegung der Linsenplatte mit einer kleinen Anzahl von Teilen erleichtert werden, indem eine Blattfeder als Feder verwendet wird und die Schraube so angeordnet wird, dass sie ungefähr den mittleren Abschnitt der zweiten Seite der Linsenplatte drückt.
Um den Winkel der in dem optischen Weg positionierten Reflektionsmittel, welcher eine Positionsveränderung des Beleuchtungsbereichs verursacht, einstellbar herzustellen, sollte bei der Projektionsvorrichtung gemäß der Erfindung ferner ein Einstellmechanismus an diesem Ende vorgesehen sein. Solch ein Einstellmechanismus kann umfassen: Eine Halteplatte, welche die Reflektionsmittel hält, eine Schraube zum Einstellen des Winkels der Reflektionsmittel sowie eine Feder zum Unterstützen der Halteplatte als eine Lichtführung, in welcher die Reflektionsmittel untergebracht sind. Eine solche Einstellmechanismus-Anordnung erlaubt eine einfache Änderung des Anbringungswinkels der Reflektionsmittel, indem einfach die Stärke der Schraubenbefestigung durch die Schraube eingestellt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 illustriert eine Projektions-Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
2(A) ist eine Draufsicht bei abgenommener Oberseite, welche die innere Konstruktion der Projektions-Anzeigevorrichtung illustriert, und (B) ist eine Draufsicht derselben bei abgenommener Seite.
3 ist eine Draufsicht, welche die optische Einheit und die Projektionslinseneinheit illustriert.
4 ist eine schematische Ansicht des optischen Systems, welches in der optischen Einheit enthalten ist.
5 ist eine Modellillustration, welche die Beziehung zwischen dem Beleuchtungsbereich von dem Integratoroptiksystem mit dem Anzeigebereich des Flüssigkristall-Lichtventils zeigt.
6(A) und (B) sind jeweils schematische Querschnittsansichten eines Mechanismus zur Durchführung einer Feineinstellung der Anbringungsposition der Linsenplatte nach links und rechts.
7 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Veränderung der Form des Beleuchtungsbereichs des Integratoroptiksystems von der Reflektionsfläche der Reflektionsmittel illustriert.
8(A) bis (C) illustrieren einen Mechanismus zur Durchführung einer Feineinstellung des Anbringungswinkels des Reflektionsspiegels, wobei (A) ein erläuterndes Diagramm der Halteplatte ist, (B) eine Draufsicht des Mechanismus zum Durchführen einer Feineinstellung ist und (C) ein Querschnittsdiagramm des Feineinstellungsmechanismus ist.
9 ist ein schematisches Plandiagramm der Hauptkomponenten eines anderen Beispiels eines optischen Systems einer Projektions-Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
10(A) ist eine perspektivische Ansicht, welche eine in 9 gezeigte Polarisationsteilungseinheitenanordnung illustriert, und 10(B) ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Aufspaltungswirkung von Polarisationslichtstrom durch die Polarisationsteilungseinheitenanordnung illustriert.
11(A) und (B) sind schematische Querschnittsansichten eines Beispiels eines Mechanismus zum Durchführen einer Feineinstellung der Anbringungsposition der zweiten optischen Komponente in linker und rechter Richtung.
12 ist ein schematisches Diagramm der Hauptkomponenten eines weiteren Beispiels eines optischen Systems einer Projektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
13 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Wirkungsweise der in 9 gezeigten Reflektions-Flüssigkristalleinrichtung illustriert.
14 ist eine schematische Zeichnung, welche das optische System einer Projektionsanzeigevorrichtung des Stands der Technik illustriert, welche mit einem Integratoroptiksystem ausgestattet ist.
15 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Beleuchtungsbereich am Flüssigkristall-Lichtventil und dem Bildformungsbereich des Projektors von 14 illustriert.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der folgenden Beschreibung werden die drei senkrecht kreuzenden Richtungen mit X, Y und Z bezeichnet, wobei Z die Ausbreitungsrichtung des Lichts ist.
Die Projektionsanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und wie im Folgenden beschrieben, ist so konstruiert, dass Strahlen eines Lichtstroms der Farben rot, blau und grün aus einem von einer Lichtquelle emittierten Licht mittels eines optischen Indikationssystems und eines Farbtrennungssystems extrahiert werden. Jeder der Farbstrahlen wird zu einem jeweiligen Flüssigkristall-Lichtventil für die Farbe geführt und wird gemäß den Farbbildsignalen moduliert. Nach einer Resynthetisierung der Farbstromstrahlen nach der Modulation werden die Farbströme einer vergrößerten Projektion auf einen Schirm mittels einer Projektionslinse ausgesetzt.
Wie in 1 gezeigt, weist die Projektionsanzeigevorrichtung 1000 ein rechteckiges äußeres Gehäuse 2 auf. Das äußere Gehäuse 2 umfasst im Grunde ein oberes Gehäuse 3, ein unteres Gehäuse 4 und ein vorderes Gehäuse 5, welches die Vorderseite der Vorrichtung definiert. Der vordere Endabschnitt der Projektionslinseneinheit 6 steht von der Mitte des Vordergehäuses 5 vor.
2 illustriert die Positionsbeziehung der Komponenten innerhalb des äußeren Gehäuses 2 der Projektionsanzeigevorrichtung 1000. Eine elektrische Stromversorgungseinheit 7 ist an der Hinterseite des äußeren Gehäuses 2 angeordnet. Eine Lichtquellen-Lampeneinheit 8 ist der elektrischen Stromversorgungseinheit 7 in Richtung der Vorderseite der Vorrichtung benachbart angeordnet. Eine optische Einheit 9 ist in Nachbarschaft eines inneren Endes einer Projektionslinseneinheit 6 angeordnet, welche in der Mitte der Vorderseite der optischen Einheit 9 angeordnet ist.
Eine Schnittstellenplatine 11 ist an einer Seite der optischen Einheit 9 positioniert. Die Schnittstellenplatine 11 ist so angebracht, dass eine Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenschaltung in Richtung der Vorder- und Hinterseite der Vorrichtung zeigt. Eine Videoplatine 12 mit einer Videosignalverarbeitungsschaltung ist parallel zu der Schnittstellenplatine 11 angebracht. Eine Steuer-/Regel-Platine 13 ist oberhalb der Lichtquellen-Lampeneinheit 8 und der optischen Einheit 9 angeordnet, um die Vorrichtung zu betreiben sowie zu steuern/regeln. Lautsprecher 14R und 14L sind an der vorderen rechten und linken Ecke der Vorrichtung angebracht.
Ein Sauggebläse 14A zum Kühlen ist in der Mitte der oberen Seite der optischen Einheit 9 angeordnet und ein Umwälzgebläse 15B für eine Kühlzirkulation ist in der Mitte der Unterseite der optischen Einheit 9 angeordnet. Ein Abluftventilator 16 ist an der der Hinterseite der Lichtquellen-Lampeneinheit 8 benachbarten Seite der Vorrichtung positioniert. Ein Hilfskühlgebläse 17 zum Einleiten eines Kühlluftstroms von dem Sauggebläse 15A in die elektrische Stromversorgungseinheit 7 ist der Kante der Platinen 11 und 12 benachbart an der elektrischen Stromversorgungseinheit 7 positioniert.
Eine Diskettenlaufwerkseinheit (FDD) 18 ist direkt oberhalb der elektrischen Stromversorgungseinheit 7 an der linken Seite der Vorrichtung angeordnet.
3 ist eine Ansicht der optischen Einheit 9 und der Projektionslinseneinheit 6. Wie gezeigt, unterstützen obere und untere Lichtführungen 901 und 902 die optischen Einrichtungen außer der Prismeneinheit 910, welche die Farberzeugungsmittel umfassen. Die obere Lichtführung 901 und die untere Lichtführung 902 sind jeweils durch Befestigungsschrauben an dem oberen Gehäuse 3 bzw. dem unteren Gehäuse 4 befestigt. Außerdem sind die obere Lichtführung 901 und die untere Lichtführung 902 auch an der Seite der Prismeneinheit 910 durch Befestigungsschrauben auf dieselbe Weise befestigt. Die Prismeneinheit 910 ist mithilfe einer Befestigungsschraube an der hinteren Seite einer dicken Hauptplatte 903, welche eine Druckgussplatte ist, befestigt. Die Basisseite der Projektionslinseneinheit 6 ist an der Vorderseite der Hauptplatte 903 durch Befestigungsschrauben befestigt.
4 illustriert ein Schema des optischen Systems, welches teilweise in der optischen Einheit 9 enthalten ist. Das optische System umfasst eine Entladungslampe 81, welche eine Komponente der Lichtquellen-Lampeneinheit 8 ist, und ein Integratoroptiksystem 923 mit einer ersten Linsenplatte 921 und einer zweiten Linsenplatte 922. Dieses System umfasst ferner ein Farben trennendes optisches System 924, welches den von dem Integratoroptiksystem 923 emittierten weißen Lichtstrom W in rote, grüne und blaue Farblichtstromstrahlen R, G und B aufteilt, drei Flüssigkristall-Lichtventile 925R, 925G und 925B, welche als Lichtventile zum Modulieren der Farblichtstromstrahlen dienen, eine Prismeneinheit 910, welche als ein Farben synthetisierendes System zum Resynthetisieren der modulierten Lichtströme dient, sowie eine Projektionslinseneinheit 6 zum Durchführen einer vergrößerten Projektion des synthetisierten Lichtstroms auf die Oberfläche eines Schirms 100. Ferner enthält das System ein Lichtleitsystem 927 zum Leiten des durch das Farben trennende optische System 924 abgetrennten blaufarbigen Lichtstromstrahls B zum Flüssigkristall-Lichtventil 925B.
Lampen wie Halogenlampen, Metallhalogenlampen, Xenonlampen und dergleichen können als Entladungslampe 81 verwendet werden. Das optische System zur gleichmäßigen Beleuchtung 923 ist mit einem Reflektionsspiegel 931 ausgestattet, um die optische Mittelachse 1a des emittierten Lichts von dem Integratoroptiksystem 923 in Richtung der Vorderseite der Vorrichtung abzulenken. Die erste und zweite Linsenplatte 921 und 922 sind an jeder Seite dieses Spiegels 931 in einer senkrechten Beziehung angeordnet.
Das von der Entladungslampe 81 emittierte Licht wird durch die reflektierende Fläche 821 des Reflektors 82 reflektiert und auf die erste Linsenplatte 921 eingestrahlt, wobei die Linsenplatte 921 parallele Lichtstrahlen bereitstellt, wobei jeder Strahl als ein Sekundärlichtquellenbild auf die Einfallsplatte einer jeden Linse der zweiten Linsenplatte 922 projiziert wird und das von der zweiten Linsenplatte 922 emittierte Licht den Bildformungsbereich jedes Lichtventils 925R, 925G und 925B beleuchtet.
Das Farben trennende optische System 924 enthält einen blau-grün-reflektierenden dichroitischen Spiegel 941, einen grün-reflektierenden dichroitischen Spiegel 942 sowie einen reflektierenden Spiegel 943. An dem blau-grün-reflektierenden dichroitischen Spiegel 941 werden der blaue Lichtstromstrahl B und der grüne Lichtstromstrahl G des weißen Lichtstromstrahls W im rechten Winkel reflektiert und auf den grün-reflektierenden dichroitischen Spiegel 942 gerichtet.
Der rote Stromstrahl R passiert den Spiegel 941, wird durch den nachfolgenden reflektierenden Spiegel 943 in einem rechten Winkel reflektiert und wird von dem roten Lichtstrom emittierenden Abschnitt 944 zur Prismeneinheit 910 emittiert. Die blauen und grünen Lichtstromstrahlen B und G werden durch den Spiegel 941 reflektiert. Der grüne Lichtstromstrahl G davon wird allein an dem grün-reflektierenden dichroitischen Spiegel 942 reflektiert und wird von dem grünen Lichtstrom emittierenden Abschnitt 945 zur Prismeneinheit 910 emittiert. Der blaue Lichtstromstrahl B, welcher den Spiegel 942 passiert hat, wird von dem blauen Lichtstrom emittierenden Abschnitt 946 zum Lichtleitsystem 927 emittiert. Die Abstände zwischen dem weißen Lichtstrom emittieren den Abschnitt des Integratoroptiksystem 923 zu jedem der Lichtstrom emittierenden Abschnitte 944, 945 und 946 des Farben trennenden optischen Systems 924 sind die gleichen.
Fokussierende Linsen 951 und 952, welche jeweils für jeden der roten Lichtstrom und grünen Lichtstrom emittierenden Abschnitte 944 und 45 vorgesehen sind, gewährleisten, dass einfallendes Licht parallel ist. Die parallelen roten und grünen Lichtstromstrahlen R und G werden auf die Flüssigkristall-Lichtventile 925R und 925G geworfen und unter Hinzufügen jeweiliger Bildinformationen moduliert. Die Lichtventile werden einer Schaltsteuerung/-regelung gemäß Bildinformationen durch Ansteuerungsmittel (nicht gezeigt) ausgesetzt, und dementsprechend werden alle diese passierenden Lichtströme moduliert. Als Ansteuerungsmittel können herkömmliche Mechanismen verwendet werden. Der blaue Lichtstromstrahl B wird zu dem entsprechenden Flüssigkristall-Ventil 925B über ein Lichtleitsystem 927 geleitet und es wird hier eine ähnliche Modulation nach Maßgabe von Bildinformationen durchgeführt. Die Lichtventile können von einem Typ sein, welcher z. B. Polysilizium T als Schalteinrichtungen verwendet.
Das Lichtleitsystem 927 enthält eine fokussierende Linse 953, einen einfallsseitigen Reflektionsspiegel 971, einen emissionsseitigen Reflektionsspiegel 972, eine mittlere Linse 973 sowie eine fokussierende Linse 954, welche vor der Flüssigkristallplatte 925B angeordnet ist. Die Distanz des optischen Wegs jedes Farblichtstromstrahls zu jedem der Flüssigkristall-Lichtventile 925R, 925G und 925B ist am längsten für den blauen Lichtstromstrahl B, so dass der Betrag verlorenen Lichtes für blaues Licht am größten ist. Der Betrag verlorenen blauen Lichtes kann jedoch reduziert werden durch Mittel zum Einführen des Lichtleitsystems 927.
Die Lichtstromstrahlen werden moduliert, indem sie durch die Flüssigkristall-Lichtventile 925R, 925G und 925B für jede Farbe passieren und werden für eine Synthese in das optische System zur Farbsynthese 910 gelenkt. Eine Prismeneinheit 910, welche, wie oben beschrieben, dichroitische Prismen enthält, wird als optisches System zur Farbsynthese verwendet. Das resynthetisierte Farbbild wird einer vergrößerten Projektion auf die Oberfläche eines Schirms 100 durch eine Projektionslinseneinheit 6 ausgesetzt.
Die Projektionsanzeigevorrichtung 1 von 4 weist am Flüssigkristall-Lichtventil 925 des Integratoroptiksystems 923 einen Beleuchtungsbereich auf, welcher eine Feineinstellung in der vertikalen (±Y-Richtung) und horizontalen (±X-Richtung) Richtung zum Bildformungsbereich des Flüssigkristall-Lichtventils vorsieht.
5(A) ist eine Modellillustration der Beziehung zwischen dem Beleuchtungsbereich B am Flüssigkristall-Lichtventil 925 des Integratoroptiksystems 923 und dem Bildformungsbereich A des Flüssigkristall-Lichtventil 925. Der Projektionsbereich des Schirms 100 ist rechtwinklig, somit ist der Bildformungsbereich A des Flüssigkristall-Lichtventils 925 entsprechend rechtwinklig. Der Beleuchtungsbereich B des optischen Systems zur gleichmäßigen Beleuchtung 923 (der durch imaginäre Linien in der Figur illustrierte Bereich) ist dementsprechend ebenfalls rechtwinklig.
Wie oben beschrieben, ist der Bildformungsbereich A des Flüssigkristall-Lichtventils 925 so bemessen, dass er deutlich schmaler ist als der Beleuchtungsbereich B. Ein Rand einer bestimmten Breite ist um den Bildformungsbereich A vorgesehen. Die Bereitstellung eines Randes ermöglicht es dem Anzeigebereich A, stets innerhalb des Beleuchtungsbereichs B angeordnet zu sein, selbst dann, wenn die Bildformungsposition des Beleuchtungsbereichs sich aufgrund einer Streubreite der Positionierung der optischen Bauteile, wie jeder Linsenplatte 921 und 922 des Integratoroptiksystems 923, verändert.
In der vorliegenden Ausführungsform sind, wie durch die Pfeile in der Figur gezeigt, die Linsenplatten 921 und 922 so angeordnet, dass sie eine Feineinstellung ihrer Anbringungsposition durch einen Positionseinstellmechanismus ermöglichen und zwar in vertikaler und horizontaler Richtung entlang einer Platte senkrecht zur optischen Achse 1a. Eine Blattfeder und eine Positionseinstellschraube kann als Positionseinstellmechanismus verwendet werden.
6(A) und (B) sind Schnittansichten eines Mechanismus zur Bereitstellung einer Feineinstellung der Anbringungsposition der Linsenplatte 921 in linker und rechter Richtung. 6(B) ist ein Querschnittsdiagramm entlang der Linie SS in 6(A). Wie in den Diagrammen gezeigt ist, ist der Positionseinstellmechanismus 700 an den oberen und unteren Lichtführungen 901 und 902 vorgesehen. Ein Paar rechter und linker Wände 711 und 712, welches in vertikaler Richtung entlang einer Platte vertikal zur optischen Achse 1a verläuft, eine Basiswand 713, welche die untere Kante der vertikalen Wände 711 und 712 verbindet sowie eine obere Wand 714, welche die obere Kante der vertikalen Wände 711 und 712 verbindet, werden durch die obere und untere Lichtführung 901 und 902 gebildet, wobei die Linsenplatte 921 von den Wänden 711 bis 714 umgeben ist. Das untere Ende der Linsenplatte 921 ist in eine Haltenut 715 eingeführt, welche in der Basiswand 713 geformt ist. Der untere Abschnitt der Linsenplatte 921 wird außerdem in stromaufwärtiger Richtung des optischen Wegs (Z-Richtung) durch eine befestigte Feder 717 gedrückt, welche durch eine Schraube 716 an der Basiswand 713 montiert ist. Der obere Abschnitt der Linsenplatte 921 wird in der gleichen Richtung durch eine befestigte Feder 719 gedrückt, welche durch eine Schraube 718 an der oberen Wand 714 montiert ist. Der obere Abschnitt der Linsenplatte 921 kontaktiert einen vorstehenden Abschnitt 710, welcher an der oberen Wand 714 vorgesehen ist. Dementsprechend wird die Linsenplatte 921 durch eine der vertikalen Wände 711 mittels einer Ausrichtungsfeder 720 gehalten. Außerdem wird die Linsenplatte 921 in Richtung einer der vertikalen Wände 711 durch eine Einstellschraube 721 gedrückt, welche an der anderen vertikalen Wand 712 vorgesehen ist. Die Anbringungsposition der Linsenplatte 921 kann somit nur durch ein Einstellen des Einstellbetrags der Einstellschraube 721 in linker und rechter Richtung (±X-Richtung) bewegt werden.
Wie in 5(B) gezeigt ist, kann in Fällen, in welchen der Beleuchtungsbereich B in horizontaler Richtung zum Bildformungsbereich A des Flüssigkristall-Lichtventils 925 verschoben ist und ein Teil des Bildformungsbereichs A nicht beleuchtet ist, die Einstellschraube 721 fester gedreht oder gelockert werden, um eine Feineinstellung der Anbringungsposition der Linsenplatte 921 in linker und rechter Richtung bereitzustellen und somit die Position des Beleuchtungsbereichs B seitwärts zu verschieben, und, wie in 5(C) gezeigt, der Beleuchtungsbereich B wird dazu gebracht, den Bildformungsbereich A einzuschließen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird außerdem eine Ausrichtungsfeder 720 verwendet, welche eine allgemein L-förmige Blattfeder umfasst. Die Einstellschraube 721 drückt in etwa den mittleren Abschnitt der Seite der Linsenplatte 921 an der Seite der vertikalen Wand 712. Dementsprechend kann mit wenigen Teilen eine gleichmäßige Bewegung der Linsenplatte 921 realisiert werden.
Bezüglich eines Mechanismus zum Bereitstellen einer Feineinstellung der Anbringungsposition der Linsenplatte 922 in vertikaler Richtung (±Y-Richtung) kann eine Einstellschraube und eine Ausrichtungsfeder an der oberen Wand 714 und der unteren Wand 713 vorgesehen sein, um eine Einstellung, ähnlich der in den 6(A) und (B) beschriebenen, zu erleichtern. Auf eine detaillierte Beschreibung dieser wird demnach verzichtet.
Nach der Feineinstellung der Linsenplatten 921 und 922 wird ein Klebstoff von in der oberen Lichtführung 901 vorgesehenen Klebstoff-Injektionslöchern 904a, 904b, 905a und 905b (gezeigt in 3) injiziert, um somit die Linsenplatten 921 und 922 zu befestigen. Solch eine Befestigung wird nicht notwendigerweise benötigt, ist jedoch vorteilhaft, da es einen Schutz gegen ein Verschieben der Anbringungsposition der Linsenplatten 921 und 922 aufgrund eines äußeren Stoßes gewährleistet.
Als Alternative wird eine Einstellschraube und eine Ausrichtungsfeder nicht direkt an der oberen und unteren Lichtführung 901 und 902 vorgesehen, sondern stattdessen ein separater Linsenhalter verwendet.
Ferner kann die Feineinstellung in linker und rechter Richtung (±X-Richtung) entweder automatisch oder manuell durchgeführt werden, indem die Beleuchtung in dem Bereich des Bildformungsbereichs A am Flüssigkristall-Lichtventil 925G gemessen wird. In der in 5(B) illustrierten Struktur ist der Beleuchtungsbereich B nach links verschoben und die Beleuchtung des Bildformungsbereichs A auf der rechten Seite des Flüssigkristall-Lichtventils 925G ist gering. Um solch eine Verschiebung des Beleuchtungsbereichs B einzustellen, sollte die Anbringungsposition der Linsenplatte 921 nach links oder rechts (±X-Richtung) verschoben werden, bis die rechte und linke Beleuchtung P1 und P2 des Bildformungsbereichs A einen konstanten Wert aufweist. Diese Einstellmethode macht es jedoch nötig, dass vorher ein konstanter Wert gesetzt wird, was Schwierigkeiten im Umgang mit einer Situation erzeugt, in welcher die Lichtquelle gegen eine solche mit geringer Helligkeit ausgewechselt worden ist.
Da keine Notwendigkeit dafür gegeben ist, einen konstanten Wert vorher zu setzen, wenn die Anbringungsposition der Linsenplatte 921 nach links oder rechts verschoben ist, solange die rechte und linke Beleuchtung P1 und P2 des Bildformungsbereichs A von gleichem Wert sind, kann mit einer Situation, in welcher die Lichtquelle gegen eine solche mit geringer Helligkeit ausgewechselt worden ist, einfach umgegangen werden. Da keine Notwendigkeit besteht, vorher einen konstanten Wert zu setzen, kann außerdem selbst dann, wenn die Anbringungsposition der Linsenplatte 921 nach links oder rechts verschoben wird, bis die Summe der rechten und linken Beleuchtung P1 und P2 des Bildformungsbereichs A maximal ist, mit einer Situation, in welcher die Lichtquelle gegen eine solche mit geringer Helligkeit ausgewechselt worden ist, einfach umgegangen werden.
Anstatt der Verwendung einer Methode, in welcher die Beleuchtung im Bereich des Bildformungsbereichs A am Flüssigkristall-Lichtventil 925G gemessen wird, kann die Feineinstellung in linker und rechter Richtung (±X-Richtung) automatisch oder manuell durchgeführt werden, indem das Flüssigkristall-Lichtventil 925G zum Durchlassen von Beleuchtungslicht eingestellt wird und die Beleuchtung des Bereichs um das projizierte Bild gemessen wird, wenn das Bild auf den Schirm 100 projiziert ist.
Wenn in der in 5(B) illustrierten Struktur eine Projektion auf den Schirm 100 durchgeführt wird, so wird das projizierte Bild B, wie in 5(D) illustriert, nicht bis zum linken Rand des Bereichs A', bis zu welchem das Bild projiziert werden sollte, projiziert. Dementsprechend wird die Beleuchtung des linken Randes gering. Die Beleuchtung Q1 und Q2 der linken und rechten Abschnitte des Bereichs A', bis zu welchem das Bild projiziert werden sollte, wird somit gemessen und eine Feineinstellung kann mit einer Methode, welche ähnlich der vorbenannten Methode ist, in der eine Beleuchtungsmessung am Flüssigkristall-Lichtventil 925G durchgeführt wird, vorgenommen werden. Die Anbringungsposition der Linsenplatte 921 wird z. B. nach links und rechts verschoben, bis der Wert der Beleuchtung Q1 und Q2 konstant wird, oder die Anbringungsposition der Linsenplatte 921 wird nach links und rechts verschoben, bis der Wert der Beleuchtung Q1 und Q2 gleich wird, oder die Anbringungsposition in der Linsenplatte 921 wird nach links und rechts verschoben, bis der Summenwert aus der Beleuchtung Q1 und Q2 maximal wird. Außerdem kann, wie oben beschrieben, mit Situationen, in welchen die Lichtquelle gegen eine solche mit geringer Helligkeit ausgetauscht worden ist, einfach umgegangen werden, indem die Anbringungsposition der Linsenplatte 921 nach links und rechts verschoben wird, bis der Wert der Beleuchtung Q1 und Q2 gleich wird oder bis der Summenwert der Beleuchtung Q1 und Q2 maximal wird.
Eine Feineinstellung in Aufwärts- und Abwärtsrichtung (±Y-Richtung) kann automatisch oder manuell durchgeführt werden, indem die Beleuchtung im oberen und unteren Abschnitt des Bildformungsbereichs A oder die Beleuchtung im oberen und unteren Abschnitt des projizierten Bildes gemessen wird. Im Falle vertikaler Einstellung sollte die Anbringungsposition der Linsenplatte 922 in vertikaler Richtung verschoben werden, bis die Beleuchtungen zweier Lichtpunkte einen konstanten Wert annehmen, ebenso wie bei der horizontalen Feineinstellung. Mit Situationen, in welchen die Lichtquelle gegen eine solche mit geringer Helligkeit ausgewechselt worden ist, kann ebenfalls einfach umgegangen werden, indem die Anbringungsposition der Linsenplatte 922 nach oben und unten verschoben wird, bis die Beleuchtung der zwei Lichtpunkte gleich wird oder bis der Summenwert der zwei Lichtpunkte maximal wird.
Eine Feineinstellung des Integratoroptiksystems 923 kann unter Verwendung der anderen Flüssigkristall-Lichtventile 925R oder 925B anstatt des Flüssigkristall-Lichtventils 925G durchgeführt werden.
Wenn eine Feineinstellung durchgeführt wird, können die erste Linsenplatte 921 und die zweite Linsenplatte 922 gleichzeitig bewegt werden, es kann jedoch eine nacheinander ausgeführte Feineinstellungsmethode für die Anbringungsposition verwendet werden. Zum Beispiel wird die erste Linsenplatte 921 zuerst in linker und rechter Richtung bewegt, um eine Feineinstellung in horizontaler Richtung durchzuführen, und als Nächstes wird die zweite Linsenplatte 922 zuerst in Aufwärts- und Abwärtsrichtung bewegt, um eine Feineinstellung in vertikaler Richtung durchzuführen. Natürlich kann eine ähnliche Einstellung durchgeführt werden, bei welcher eine Feineinstellung in vertikaler Richtung durchgeführt wird, die einer Feineinstellung in horizontaler Richtung folgt.

Während im obigen Beispiel zur Durchführung einer Feineinstellung die erste Linsenplatte 921 zuerst in linker und rechter Richtung bewegt wird und die zweite Linsenplatte 922 in Auf- und Abwärtsrichtung, können diese Richtungen jedoch vertauscht werden. Ferner ist es möglich, dass nur eine der ersten oder zweiten Linsenplatte 921 und 922 so ausgebildet ist, dass sie einer Feineinstellung unterzogen wird. Ferner kann die Anbringungsposition der ersten und zweiten Linsenplatte 921 und 922 in jeder die optische Achse kreuzenden Richtung einstellbar ausgebildet sein. Durch die Ermöglichung einer solchen Einstellung in willkürlichen Richtungen kann außerdem ein Verzerren des in 7 illustrierten Beleuchtungsbereichs B verhindert werden, wodurch eine verbesserte Gleichmäßigkeit der Beleuchtung unterstützt wird. Die folgenden vier Kombinationen sind Beispiele für Einstellungsformen derselben. Einstellrichtung

Erste Integratorlinse	Zweite Integratorlinse
(1) horizontal	vertikal
(2) vertikal	horizontal
(3) befestigt (nicht einstellbar)	vertikal, horizontal oder willkürlich
(4) vertikal, horizontal oder willkürlich	befestigt (nicht einstellbar)

Die Ermöglichung einer Feineinstellung der Anbringungsposition des Integratoroptiksystems beugt somit der Notwendigkeit vor, einen bestimmten Rand um den Bildformungsbereich A des Flüssigkristall-Lichtventils bereitzustellen, indem eine Verschiebung des Beleuchtungsbereichs, anders als bei herkömmlicher Technik, vorher in Betracht gezogen wird. Der um den Bildformungsbereich A bereitgestellte Rand kann dementsprechend extrem klein sein, wodurch eine erhöhte Effektivität bei der Verwendung von Beleuchtungslicht bereitgestellt wird und demnach die Helligkeit des projizierten Bildes erhöht wird.
Mit anderen Worten kann selbst dann, wenn der Rand reduziert wird, das Problem, dass ein Abschnitt des Bildformungsbereichs A sich wie in 5(B) gezeigt, jenseits des Beleuchtungsbereichs B erstreckt, vermieden werden, indem eine Feineinstellung der Anbringungsposition der Linsenplatten 921 und 922 durchgeführt wird. Die Erfindung vermeidet somit Probleme wie eine Schattenbildung am Rand des projizierten Bildes.
Ferner ist ein anderer Grund, dass der Beleuchtungsbereich B des Integratoroptiksystems 923 vom Bildformungsbereich A des Flüssigkristall-Lichtventils verschoben ist, zurückzuführen auf die Streubreite des Anbringungswinkels der Reflektionsflächen der in den optischen Wegen der Lichtströme jeder Farbe angeordneten Reflexionsspiegel. Der Anbringungswinkel der Reflexionsflächen der Reflexionsspiegel zur optischen Achse beträgt 45°. Verschiebt sich dieser Winkel jedoch, so treten Fälle auf, in welchen sich ein Abschnitt des Bildformungsbereichs A wie in 5(B) gezeigt, aus dem Beleuchtungsbereich B hinaus verschiebt. Wie in den 7(A) und (B) gezeigt ist, kann dies außerdem in einem Verziehen des Beleuchtungsbereichs B resultieren, was eine Ungleichheit in der Beleuchtung der linken Seite des Beleuchtungsbereichs B und der Beleuchtung seiner rechten Seite verursacht, so dass die Vorteile einer Verwendung des Integratoroptiksystems 923 zunichte gemacht werden.
Insbesondere kann bei der Projektionsanzeigevorrichtung 1000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Feineinstellung des Integratoroptiksystems 923 mit dem Flüssigkristall-Lichtventil 925G als Standardreferenz durchgeführt werden. Wenn die Anbringungswinkel der Reflexionsflächen der in 4 gezeigten Spiegel 943, 972 und 971 relativ zur optischen Achse, jedoch nicht 45° betragen, werden die Beleuchtungsbereiche eines jeden zum Bildformungsbereich des Flüssigkristall-Lichtventils 925R und 925B verschoben. Wenn die fokussierende Linse 953 und die mittlere Linse 973 nicht an den vorbestimmten Anbringungspositionen angebracht sind, wird sich außerdem der Beleuchtungsbereich zum Bildformungsbereich des Flüssigkristall-Lichtventils 925B verschieben.
Bei der Projektionsanzeigevorrichtung 1000 gemäß der vorliegenden Erfindung kann nun zusätzlich zu der vorher erwähnten Feineinstellung des Integratoroptiksystems 923 der Winkel der Reflexionsoberfläche des Spiegels 943, welcher den roten Lichtstrom R in Richtung des Flüssigkristall-Lichtventils 925R reflektiert, und des Spiegels 972, welcher den blauen Lichtstrom B in Richtung des Flüssigkristall-Lichtventils 925B reflektiert, wie in 4 gezeigt, einer Feineinstellung bezüglich der einfallenden optischen Achse um eine Achslinie (entlang der Pfeile in 4) vertikal zu einer die einfallende optische Achse und die reflektierte optische Achse enthaltenden Ebene unterzogen werden. Ein Winkeleinstellmechanismus für diesen Reflektionsspiegel-Anbringungswinkel kann eine Blattfeder und eine Winkeleinstellschraube ähnlich der des oben beschriebenen Positionseinstellmechanismus für das Integratoroptiksystem 923 enthalten.
8(A) bis (C) illustrieren ein Beispiel für einen Mechanismus zum Durchführen einer Feineinstellung des Anbringungswinkels des Reflektionsspiegels 972. 8(A) illustriert die Halteplatte 740, welche den Reflektionsspiegel 972 hält. 8(B) illustriert den Mechanismus zum Durchführen einer Feineinstellung des Anbringungswinkels des Reflektionsspiegels 972 von der Seite der oberen Lichtführung 901 und 8(C) illustriert den Mechanismus zum Durchführen einer Feineinstellung des Anbringungswinkels des Reflexionsspiegels 972 von dem T-T- Querschnittsabschnitt in 8(B). Wie in diesen Diagrammen gezeigt ist, weist der Winkeleinstellmechanismus 730 eine Halteplatte 740 auf und der untere Abschnitt des Reflexionsspiegels 972 wird von seiner der Seite der Reflexionsoberfläche gegenüberliegenden Seite durch an dieser Halteplatte 740 vorgesehene Halteelemente 746a und 746b gehalten. Außerdem ist der obere Abschnitt des Reflexionsspiegels 972 an der Halteplatte 740 durch einen Clip 748 befestigt. Ein axialer Abschnitt 741 verläuft vertikal und ist am mittleren Abschnitt der Oberfläche dieser Halteplatte 740 ausgebildet. Dieser axiale Abschnitt 741 wird durch die untere Lichtführung 902 drehbar unterstützt. Dementsprechend kann der Reflexionsspiegel 972 um die Achslinie 1b des axialen Abschnitts 741 mittels der Halteplatte 740 nur um einen vorbestimmten Betrag gedreht werden. Außerdem ist eine Federhalterung 744 am anderen Seitenabschnitt der Halteplatte 740 vorgesehen und der erste Hebelpunkt 742a der Ausrichtungsfeder 742 wird in diese Federhalterung 744 eingeführt. Die Hebelpunkte 742b und 742c der Ausrichtungsfeder 742 berühren einen Unterstützungsabschnitt 749, welcher an der unteren Lichtführung 902 vorgesehen ist. Dementsprechend wird die Halteplatte 740 an der unteren Lichtführung 902 mittels der Ausrichtungsfeder 742 unterstützt. Die Federhalterung 744 der Halteplatte 740 wird ferner in Richtung des Pfeils G in der Figur durch eine Einstellschraube 743 gedrückt, die an einer an der unteren Lichtführung 902 durch eine Schraube 771 befestigten Platte 770 vorgesehen ist.
Demnach verursacht ein Einführen einer Spannvorrichtung von dem an der unteren Lichtführung 902 vorgesehenen Schraubenbetätigungsabschnitt 902a aus sowie ein Erhöhen des Einschraubbetrags der Einstellschraube 743, dass der Seitenabschnitt der Halteplatte 740 durch die Einstellschraube 743 in der Richtung G gedrückt wird, so dass sich die Halteplatte 740 im Kreis um die Achslinie 1b des axialen Abschnitts 741 bewegt, was durch einen Pfeil R1 in 8(B) gezeigt ist. Der Winkel der Reflexionsoberfläche des Reflexionsspiegels 972 kann somit verändert werden, so dass der Einfallswinkel des einfallenden Lichtes auf den Reflexionsspiegel 972 vergrößert wird. Andererseits verursacht ein Reduzieren des Einschraubbetrags der Einstellschraube 743, dass der Seitenabschnitt der Halteplatte 740 in der Richtung G durch die Ausrichtungsfeder 742 gezogen wird, so dass die Halteplatte 740 sich im Kreis um die Achslinie 1b des axialen Abschnitts 741 bewegt, was durch einen Pfeil R2 in 8(B) gezeigt ist. Der Winkel der Reflexionsfläche des Reflexionsspiegels 972 kann somit verändert werden, so dass der Einfallswinkel des einfallenden Lichts auf den Reflexionsspiegel 972 verringert wird. Mit anderen Worten kann durch Einstellen des Einschraubbetrags der Einstellschraube 743 der Winkel der Reflexionsoberfläche des Reflexionsspiegels 972 um eine Achslinie vertikal zu einer die einfallende optische Achse und die reflektierte optische Achse enthaltenden Ebene eingestellt werden. Nebenbei kann der Mechanismus zum Einstellen des Winkels der Reflexionsfläche der anderen Reflexionsspiegel einen Mechanismus verwenden, der gleich dem oben beschriebenen ist.
Außerdem wird gemäß der vorliegenden Erfindung nach einer Feineinstellung des Anbringungswinkels der Reflexionsspiegel 943 und 972 ein Klebstoff von Klebstoff-Injektionslöchern 906a, 906b, 907a und 907b (gezeigt in 3), welche in der oberen Lichtführung 901 vorgesehen sind, injiziert, wodurch die Reflexionsspiegel 943 und 972 befestigt werden. Solch eine Befestigung wird nicht notwendigerweise benötigt, ist jedoch vorteilhaft, da es einen Schutz gegen ein Verschieben der Reflexionsspiegel 943 und 972 aufgrund eines äußeren Stoßes bietet.
Diese Feineinstellung kann ferner automatisch oder manuell durch Mittel zum Messen der Beleuchtung um den Bildformungsbereich am Flüssigkristall-Lichtventil 925R oder am Flüssigkristall-Lichtventil 925B herum durchgeführt werden. Wie bei der oben beschriebenen Feineinstellung der Linsenplatten sollte der Anbringungswinkel jedes Reflexionsspiegels 943 und 972 so lange verschoben werden, bis die linke und rechte Beleuchtung P1 und P2 des Bildformungsbereichs A einen konstanten Wert annehmen. Außerdem können Situationen, in welchen die Lichtquelle gegen eine solche mit geringerer Helligkeit ausgetauscht worden ist, gehandhabt werden, indem der Anbringungswinkel eines jeden der Reflexionsspiegel 943 und 972 so lange verschoben wird, bis die linke und rechte Beleuchtung P1 und P2 des Bildformungsbereichs A gleich sind, oder indem der Anbringungswinkel der Reflexionsspiegel 943 und 972 so lange verschoben wird, bis die Summe der linken und rechten Beleuchtungen P1 und P2 des Bildformungsbereichs A maximal wird.
Wie bei der Feineinstellung der Linsenplatten kann nun auch bezüglich einer Feineinstellung eines jeden der Reflexionsspiegel 943 und 972 anstatt der Verwendung des Verfahrens, in welchem die Beleuchtung in dem Gebiet des Bildformungsbereichs A am Flüssigkristall-Lichtventil 925R oder am Flüssigkristall-Lichtventil 925B gemessen wird, die Feineinstellung automatisch oder manuell durchgeführt werden, indem das Flüssigkristall-Lichtventil 925R oder das Flüssigkristall-Lichtventil 925B zum Durchlassen von Beleuchtungslicht eingestellt wird und die Beleuchtung des Gebiets um das projizierte Bild gemessen wird, wenn das Bild auf den Schirm 100 projiziert wird. Mit anderen Worten, die Beleuchtung der linken und rechten Seite wird ungleichmäßig, wenn eine Projektion auf den Schirm 100, wie in 7(A) und (B) dargestellt, ausgeführt wird. Um dies zu handhaben, wird die Beleuchtung der linken und rechten Seite des projizierten Bildes gemessen und eine Feineinstellung wird in der selben Weise wie bei der Beleuchtungsmessung des Bildformungsbereichs A durchgeführt und der Anbringungswinkel der Reflexionsspiegel 943 und 972 wird so lange verschoben, bis der Wert der linken und rechten Beleuchtung konstant wird oder die linke und rechte Beleuchtung gleich wird oder der Summenwert der linken und rechten Beleuchtung maximal wird.
Während der Feineinstellung können die Reflexionsspiegel 943 und 972 gleichzeitig bewegt werden. Es kann jedoch ein nacheinander ablaufendes Anbringungswinkel-Einstellverfahren verwendet werden, in welchem der Reflexionsspiegel 943 zuerst bewegt wird, um eine Feineinstellung basierend auf dem projizierten Bild oder Bildformungsbereich des Flüssigkristall-Lichtventils 925R auszuführen, und dann der Reflexionsspiegel 972 bewegt wird, um eine Fein-Winkeleinstellung basierend auf dem projizierten Bild oder Bildformungsbereich des Flüssigkristall-Lichtventils 925B durchzuführen.
Während gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Anbringungswinkel der den Flüssigkristall-Lichtventilen 925R und 925B nächsten Reflexionsspiegel 943 und 972 eingestellt werden kann, können ein Teil oder alle der optischen Komponenten, wie der blau-reflektierende dichroitische Spiegel 941, der grün-reflektierende dichroitische Spiegel 942 oder der einfallsseitige reflektierende Spiegel 971 einer Feineinstellung ihrer Anbringungswinkel unterzogen werden. Außerdem kann die Position der Zwischenlinse 972 oder der fokussierenden Linse 953 anstatt des Reflexionsspiegels 972 einer Einstellung unterzogen werden. Die Anordnung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, bei welcher der Anbringungswinkel der den Flüssigkristall-Lichtventilen 925R und 925B nächstliegenden Reflexionsspiegel 943 und 972 einer Feineinstellung unterzogen wird, ist jedoch aus der Sicht der Vorrichtungskonstruktion und aus der Sicht der Genauigkeit der Winkeleinstellung am vorteilhaftesten.
Somit vermeidet das Bereitstellen einer Feineinstellung des Anbringungswinkels der Reflexionsspiegel 943 und 972 die Notwendigkeit, einen breiten Rand um den Bildformungsbereich A des Flüssigkristall-Lichtventils bereitzustellen, indem eine Verschiebung des Beleuchtungsbereichs im Gegensatz zur herkömmlichen Technik vorher berücksichtigt wird. Demnach kann der Rand, der um den Bildformungsbereich A bereitzustellen ist, extrem klein sein, wodurch eine erhöhte Effektivität der Ausnutzung von Beleuchtungslicht bereitgestellt wird und demzufolge die Helligkeit des projizierten Bildes gesteigert wird.
Außerdem kann sogar dann, wenn der Rand reduziert wird, das Problem, dass sich ein Abschnitt des Bildformungsbereichs A jenseits des Beleuchtungsbereichs B erstreckt, wie in 7(A) und (B) gezeigt, vermieden werden, indem eine Feineinstellung des Anbringungswinkels der Reflexionsspiegel 943 und 972 vorgesehen wird. Damit beugt die Erfindung Problemen, wie sich an den Kanten des projizierten Bildes bildende Schatten, vor.
Ferner kann durch ein Bereitstellen einer Feineinstellung des Anbringungswinkels der Reflexionsspiegel 943 und 972 eine Verzerrung des Beleuchtungsbereichs B eliminiert werden, so dass die Leistungsfähigkeit, eine gleichmäßige Beleuchtung mit dem Integratoroptiksystem 923 zu ermöglichen, optimiert wird, was es erleichtert, ein projiziertes Bild extrem gleichmäßiger Helligkeit zu erhalten.
Außerdem ist ein solcher Winkeleinstellmechanismus für optische Komponenten wie Reflexionsspiegel in Projektionsanzeigevorrichtungen, die kein Integratoroptiksystem 923 verwenden, wirkungsvoll.
Es folgt eine Beschreibung eines anderen Aufbaus einer Projektionsanzeigevorrichtung, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet worden ist. Das optische System der Projektionsanzeigevorrichtung 2000 gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine eine Polarisationsbeleuchtung ermöglichende Anordnung, welche ein Integratoroptiksystem und einen Polarisationsstrahlenteiler einer besonderen Art aufweist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Komponenten, welche denen in der oben beschriebenen Projektionsanzeigevorrichtung 1000 gleich sind, mit denselben Bezugszeichen wie die in 1 bis 8 vergebenen bezeichnet und auf deren detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
9 illustriert die Hauptkomponenten des optischen Systems der Projektionsanzeigevorrichtung 2000 gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Konstruktion in einer X-Z-Ebene illustriert ist. Die Projektionsanzeigevorrichtung 2000 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst allgemein eine Polarisations-Beleuchtungseinrichtung 1, ein Farben trennendes Mittel zum Trennen des weißen Lichtstroms in drei Farben, drei Transmissions-Flüssigkristalleinrichtungen zum Modulieren des Lichts jeder Farbe gemäß Anzeigeinformationen und zum Bilden eines Anzeigebildes, ein Farben synthetisierendes Mittel zum Synthetisieren des farbigen Lichts der drei Farben und Bilden eines Farbbildes sowie ein projizierendes optisches System zum Projizieren einer Anzeige des Farbbilds.
Die Polarisations-Beleuchtungseinrichtung 1 umfasst einen Lichtquellenabschnitt 10 zum emittieren zufälliger Polarisationslichtströme in einer einzelnen Richtung. Die zufälligen Polarisationslichtströme, welche von diesem Lichtquellenabschnitt 10 emittiert werden, werden durch eine Polarisationsumwandeleinrichtung 20 in einen Polarisationslichtstrom nahezu eines Typs umgewandelt.
Der Lichtquellenabschnitt 10 umfasst allgemein eine Lichtquellenlampe 101 und einen parabolischen Oberflächenreflektor 102. Das von der Lichtquellenlampe emittierte Licht wird durch den parabolischen Oberflächenreflektor 102 in einer Richtung reflektiert und wird als paralleler Lichtstrom in die Polarisationsumwandeleinrichtung 20 geführt. Der Lichtquellenabschnitt 10 ist so angeordnet, dass die optische Achse R der Lichtquelle des Lichtquellenabschnitts 10 bezüglich der optischen Achse L des Systems in paralleler Weise in der X-Richtung um eine konstante Distanz D verschoben ist.
Die Polarisations-Umwandeleinrichtung 20 umfasst eine erste optische Komponente 200 und eine zweite optische Komponente 300.
Die erste optische Komponente 200 ist der ersten Linsenplatte 921 in der oben beschriebenen Projektionsanzeigevorrichtung 1000 äquivalent, wobei der Querschnitt in der X-Y-Ebene eine matrixartige Anordnung einer Mehrzahl von rechteckigen Lichtstromteilen und Linsen 201 umfasst. Die optische Achse R der Lichtquelle ist so angeordnet, dass sie den Mittelpunkt der ersten optischen Komponente 200 schneidet. Das in die erste optische Komponente 200 geführte Licht wird durch die Lichtstrom aufteilenden Linsen 201 in eine Mehrzahl von Zwischenlichtströmen 202 aufgeteilt. Zur selben Zeit werden an einer Position, an der die Zwischenlichtströme durch Fokussierungseffekte der Lichtstrom aufteilenden Linsen innerhalb einer zur optischen Achse L des Systems senkrechten Ebene (die in 9 gezeigte X-Y-Ebene) zusammengeführt werden, eine der Anzahl von Lichtstrom aufteilenden Linsen gleiche Anzahl von fokussierten Bildern gebildet. Außerdem wird der Querschnitt der Lichtstrom aufteilenden Linsen 201 in der X-Y-Ebene so vorgesehen, dass er der Form des Bildformungsbereichs der Flüssigkristall-Lichtventile analog ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Querschnitt der Lichtstrom aufteilenden Linsen 201 der X-Y-Ebene rechteckig vorgesehen, da ein Bildformungsbereich rechteckig und in der X-Richtung in der X-Y-Ebene lang ist.
Die zweite optische Komponente 300 ist ein komplexes Element, welches allgemein umfasst: eine fokussierende Linsenanordnung 310, eine Polarisationsaufteilungseinheitenanordnung 320, eine selektive Phasendifferenzplatte 380 und eine Kombinierlinse 390, welche nahe der Position, an welcher das fokussierte Bild von der ersten optischen Komponente 200 gebildet wird, positioniert ist, und zwar in einer zur Lichtachse L senkrechten Ebene (der in 9 gezeigten X-Y-Ebene). Wenn der in die erste optische Komponente 200 geführte Lichtstrom eine extrem gute Parallelität aufweist, kann außerdem die fokussierende Linsenanordnung 310 aus der zweiten optischen Komponente weggelassen werden. Diese zweite optische Komponente 300 kann jeden der Zwischenlichtströme 202 räumlich in einen p-Polarisationslichtstrom und einen s-Polarisationslichtstrom aufteilen und dann den p-Polarisationslichtstrom und den s-Polarisationslichtstrom emittieren, wobei die Polarisationsrichtung des einen zur Polarisationsrichtung des anderen passt und die Lichtströme mit nahezu gleicher Richtung auf einen einzelnen Beleuchtungsbereich geführt werden.
Die fokussierende Linsenanordnung 310 umfasst nahezu dieselbe Struktur, wie die der ersten optischen Komponente 200. Zum Beispiel ist die fokussierende Linsenanordnung 310 eine Matrixanordnung von fokussierenden Linsen 311 gleicher Anzahl wie die Anzahl der Lichtstrom aufteilenden Linsen 201 der ersten optischen Komponente 200, welche jeden der Zwischenlichtströme zu einem bestimmten Punkt der Polarisationsaufteilungseinheitenanordnung 320 fokussieren.
Demnach ist es wünschenswert, dass die Linseneigenschaften jeder der fokussierenden Linsen gemäß den Eigenschaften der durch die erste optische Komponente 200 gebildeten Zwischenlichtströme optimiert sind, wobei es ideal ist, wenn die Neigung des Hauptstrahls des in die Polarisationsaufteilungseinheitenanordnung 320 einfallenden Lichts parallel zur optischen Achse L des Systems ist. Aufgrund von Überlegungen zur Reduzierung der Posten des optischen Systems sowie für ein einfaches Design kann jedoch als fokussierende Linsenanordnung 310 ein der ersten optischen Komponente 200 exakt identisches Objekt verwendet werden oder eine fokussierende Linsenanordnung, welche fokussierende Linsen analog der Form der Lichtstrom aufteilenden Linsen 201 in der X-Y-Ebene umfasst, kann als fokussierende Linsenanordnung verwendet werden. Demnach kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die erste optische Komponente 200 als fokussierende Linsenanordnung 310 verwendet werden. Ferner kann die fokussierende Linsenanordnung 310 von der Polarisationsaufteilungseinheitenanordnung 320 separiert werden (zu der zur ersten optischen Komponente 300 näheren Seite).
Wie in 10(A) und (B) gezeigt ist, umfasst die Polarisationsaufteilungseinheitenanordnung 320 eine Mehrzahl von Polarisationsaufteilungseinheiten 330, welche in einer Matrixform angeordnet sind. Die Anordnung der Polarisationsaufteilungseinheiten 330 entspricht den Linseneigenschaften der Lichtstrom aufteilenden Linsen 201 der ersten optischen Komponente 200 sowie deren Anordnung. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden konzentrische, Lichtstrom aufteilende Linsen 201, die alle dieselben Linseneigenschaften aufweisen, verwendet. Diese Lichtstrom aufteilenden Linsen sind in einer orthogonalen Matrixform angeordnet, um die erste optische Komponente 200 zu bilden. Somit umfasst die Polarisationsaufteilungseinheitenanordnung 320 Polarisations-Aufteilungseinheiten 330, welche in einer orthogonalen Matrixform alle in derselben Richtung angeordnet sind. Wenn die in der Y-Richtung angeordneten Polarisations-Aufteilungseinheiten alle identische Polarisationsaufteilungseinheiten sind, so ist es vorteilhaft, eine Polarisationsaufteilungseinheitenanordnung 320 zu verwenden, welche Polarisationsaufteilungseinheiten umfasst, die in Y-Richtung lang und dünn sind und in der X-Richtung angeordnet sind, und zwar im Hinblick auf die Reduzierung eines Lichtverlusts an der Fläche zwischen den Polarisationsaufteilungseinheiten und auch im Hinblick einer Senkung der Herstellungskosten der Polarisationsaufteilungseinheitenanordnung.
Die Polarisationsaufteilungseinheiten 330 sind ganzheitlich, weisen ein Paar Polarisationslichtaufteilungsflächen 331 sowie Reflexionsflächen 332 darin auf und teilen jeden in die Polarisationsaufteilungseinheit geführten Zwischenlichtstrom in einen p-Polarisationslichtstrom und einen s-Polarisationslichtstrom auf. Die Querschnittsform der Polarisationslichtaufteilungseinheiten 330 in der X-Y-Ebene ist analog der Querschnittsform der Lichtstrom aufteilenden Linsen 201 in der X-Y-Ebene, d. h. von einer rechteckigen Form, welche in der Breitenrichtung lang ist. Demzufolge sind die Polarisationslichtaufteilungsfläche 331 und die Reflexionsfläche 332 in seitlicher Richtung (X-Richtung) aufgereiht. Hier sind die Polarisationslichtaufteilungsfläche 331 und die Reflexionsfläche 332 so angeordnet, dass sich die Polarisationslichtaufteilungsfläche 331 in einer Neigung von ungefähr 45° zur optischen Achse L des Systems befindet, die Reflexionsfläche 332 parallel zur Polarisationsaufteilungsfläche ist und ferner der Bereich der Polarisationslichtaufteilungsfläche 331, der auf die X-Y-Ebene projiziert wird (gleich dem Bereich der später beschriebenen p-Emissionsebene 333), gleich ist zur Reflexionsfläche 332, die in die X-Y-Ebene projiziert wird (gleich dem Bereich der später beschriebenen s-Emissionsebene 334). Demnach sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Breite Wp in der X-Y-Ebene des Bereichs, in welchem sich die Polarisationslichtaufteilungsfläche 331 erstreckt, und die Breite Wm in der X-Y-Ebene des Bereichs, in welchem sich die Reflexionsfläche 332 erstreckt, gleich. Allgemein kann außerdem die Polarisationslichtaufteilungsfläche 331 aus einem dielektrischen Mehrschichtfilm gebildet sein und die Reflexionsfläche 332 kann aus einem dielektrischen Mehrschichtfilm oder einem Aluminiumfilm gebildet sein.
Auf die Polarisationsaufteilungseinheiten 330 einfallendes Licht wird an der Polarisationslichtaufteilungsfläche 331 aufgeteilt in einen p-Polarisationslichtstrom 335, welcher die Polarisationslichtaufteilungsfläche 331 ohne Richtungsänderung durchläuft, und einen s-Polarisationslichtstrom 336, welcher an der Polarisationslichtaufteilungsfläche 331 reflektiert wird und seine Richtung in Richtung der Reflexionsfläche 332 ändert. Der p-Polarisationslichtstrom 335 wird von den Polarisationslichtaufteilungseinheiten ohne Veränderung über die p-Emissionsebene 333 emittiert und der s-Polarisationslichtstrom 336 verändert an der Reflexionsfläche 332 erneut seine Richtung. Der s-Polarisationslichtstrom 336 wird in diesem Zustand nahezu parallel mit dem p-Polarisationslichtstrom 335 und wird von den Polarisationsaufteilungseinheiten über die s-Emissionsebene 334 emittiert. Demnach wird der zufällige Polarisationslichtstrom, der in die Polarisationsaufteilungseinheit 330 geführt wird, in zwei Typen von Polarisationslichtströmen, dem p-Polarisationslichtstrom 335 und dem s-Polarisationslichtstrom 336, aufgeteilt. Die p- und s-Polarisationslichtströme 335 und 336 weisen unterschiedliche Polarisationsrichtungen auf und werden von unterschiedlichen Positionen der Polarisationsaufteilungseinheiten (p-Emissionsebene 333 und s-Emissionsebene 334) in Richtung einer gleichen allgemeinen Richtung emittiert. Da die Polarisationsaufteilungseinheiten wie oben beschrieben funktionieren, ist es nötig, jeden der Zwischenlichtströme 202 in den Bereich zu führen, in welchem sich die Polarisationslichtaufteilungsfläche 331 innerhalb der Polarisationsaufteilungseinheiten 330 erstreckt. In diesem Ende werden die Positionsbeziehung einer jeder der fokussierenden Linsen 311 jeder Polarisationslichtaufteilungsfläche 331 und die Linseneigenschaften jeder fokussierenden Linse 311 so gesetzt, dass die Zwischenlichtströme zum Mittelabschnitt der Polarisationslichtaufteilungsfläche innerhalb der Polarisationsaufteilungseinheiten geführt werden. Insbesondere wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die fokussierenden Linsenanordnung 310 in einer Lage positioniert, welche bezüglich der Polarisationsaufteilungseinheitenanordnung 320 in der X-Richtung um eine Distanz entsprechend 1/4 der Breite W der Polarisationsaufteilungseinheiten verschoben ist, so dass die Mittelachse einer jeden fokussierende Linse im mittleren Abschnitt der Polarisationslichtaufteilungsfläche 333 innerhalb der Polarisationsaufteilungseinheiten 330 positioniert ist Es folgt nun wieder eine Beschreibung unter Bezugnahme auf 9. Eine selektive Phasendifferenzplatte 380, welche methodisch angeordnete 1/2-Phasendifferenzplatten umfasst, ist an der emittierenden Seite der Polarisationslichtaufteilungseinheitenanordnung 320 angeordnet. Zum Beispiel sind 1/2-Phasendifferenzplatten nur an dem Abschnitt der P-Emissionsebene 333 der Polarisationsaufteilungseinheiten 330 der Polarisationsaufteilungseinheitenanordnung 320 angeordnet und 1/2-Phasendifferenzplatten sind nicht am Abschnitt der s-Emissionsebene 334 vorgesehen. Aufgrund der Position der 1/2-Phasendifferenzplatten wirken auf die von den Polarisationsaufteilungseinheiten 330 emittierten p-Polarisationslichtströme die Rotationseffekte der Polarisationsrichtung, wenn sie die 1/2-Phasendifferenzplatten durchlaufen, und sie werden in s-Polarisationslichtströme umgewandet. Da andererseits die von dem Abschnitt der s-Emissionsebene 334 emittierten s-Polarisationslichtströme nicht die 1/2-Phasendifferenzplatten durchlaufen, tritt keine Veränderung der Polarisationsrichtung auf und sie durchlaufen die selektive Phasendifferenzplatte 380 unverändert als s-Polarisationslichtströme. Mit anderen Worten: aufgrund der Polarisationsaufteilungseinheitenanordnung 320 und der selektiven Phasendifferenzplatte 380 werden die Zwischenlichtströme zufälliger Polarisationsrichtung in einen Polarisationslichtstromtyp (in diesem Fall s-Polarisationslichtstrom) umgewandelt.
Die Kombinierlinse 390 ist auf der emittierenden Seite der selektiven Phasendifferenzplatte 380 angeordnet und der Lichtstrom, welcher durch die selektive Phasendifferenzplatte 380 als s-Polarisationslichtstrom eingerichtet ist, wird durch die Kombinierlinse 390 auf den Beleuchtungsbereich jeder Flüssigkristalleinrichtung geführt und auf dem Beleuchtungsbereich überlagert. Die Kombinierlinse 390 ist der zweiten Linsenplatte 922 in der oben beschriebenen Projektionsanzeigevorrichtung 1000 äquivalent. Die Kombinierlinse 390 braucht nun kein einzelnes Linsenelement zu sein und kann stattdessen eine Sammlung einer Mehrzahl von Linsen sein, wie bei der ersten optischen Komponente 200 der zweiten Linsenplatte 922 in der Projektionsanzeigevorrichtung 1000.
Um die Funktionen der zweiten optischen Komponente 300 kurz anzugeben: Die durch die erste optische Komponente 200 aufgeteilten Zwischenlichtströme 202 (d. h. die durch die Lichtstromaufteilungslinsen 202 ausgeschnittene Bildebene) werden durch die zweite optische Komponente 300 auf dem Beleuchtungsbereich überlagert. Zur selben Zeit werden die zufälligen Zwischenlichtströme durch die getroffene Polarisationsaufteilungseinheitenanordnung 320 räumlich aufgeteilt und beim Durchlaufen durch die selektive Phasendifferenzplatte 380 in einen Polarisationslichtstrom von nahezu einem Typ umgewandelt. Demnach wird der Bildformungsbereich des Flüssigkristall-Lichtventils nahezu gleichmäßig durch einen Polarisationslichtstrom nahezu eines Typs beleuchtet.
Wie oben beschrieben, liegt ein Vorteil der Polarisationsbeeleuchtungseinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung darin, dass die zufälligen Zwischenlichtströme, die von dem Lichtquellenabschnitt 100 emittiert werden, in einem Polarisationslichtstrom von nahezu einem Typ umgewandelt werden, und zwar mittels der Polarisationsumwandlungseinrichtung 20, welche eine erste optische Komponente 200 und eine zweite optische Komponente 300 umfasst. Der Bildformungsbereich des Flüssigkristall-Lichtventils wird daher nahezu gleichmäßig durch den Lichtstrom mit angepasster Polarisationsrichtung beleuchtet. Außerdem kann nahezu das gesamte von dem Lichtquellenabschnitt emittierte Licht dem Bildformungsbereich des Flüssigkristall-Lichtventils zugeführt werden, da es in dem Prozess der Erzeugung eines polarisierten Lichtstroms nur sehr wenig Lichtverlust gibt. Demnach bietet die Erfindung den Vorteil einer extrem hohen Lichtausnutzungseffizienz.
Außerdem sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform die fokussierende Linsenanordnung 310, die Polarisationsaufteilungseinheitenanordnung 320, die selektive Phasendifferenzplatte 380 sowie die Kombinierlinse 390 der zweiten optischen Komponente 300 optisch integriert, was einen Lichtverlust an deren Oberflächen verringert und die Lichtausnutzungseffizienz noch mehr erhöht.
Unter Anpassung der Form des Bildformungsbereichs, welcher rechteckig und lang in Breitenrichtung ist, sind ferner die Lichtstromaufteilungslinsen 201 der ersten optischen Komponente 200 rechteckig und lang in Breitenrichtung sowie gleichzeitig von einer Form, welche die zwei Typen von Polarisationslichtströmen, die von der Polarisationsaufteilungseinheitenanordnung 320 emittiert werden, in seitliche Richtung (X-Richtung) aufteilt. Somit wird selbst in dem Fall, dass ein Bildformungsbereich beleuchtet wird, welcher rechteckig und lang in Breitenrichtung ist, kein Licht verschwendet und die Beleuchtungseffizienz (Lichtausnutzungseffizienz) wird erhöht.
Im Allgemeinen wird, wenn ein Lichtstrom mit zufälliger Polarisationsrichtung einfach in einen p-polarisierten Lichtstrom und einen S-polarisierten Lichtstrom aufgeteilt wird, die Gesamtbreite des Lichtstroms nach dem Aufteilen zweifach vergrößert und das optische System wird entsprechend groß. Gemäß der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung 1 der vorliegenden Erfindung wird jedoch eine Mehrzahl von fein fokussierten Bildern mittels der ersten optischen Komponente 200 gebildet und der Raum, in dem kein in dem Bildungsprozess erzeugtes Licht vorhanden ist, wird optimal genutzt, um die Reflexionsfläche 332 von Polarisationsaufteilungseinheiten 330 in diesem Raum zu platzieren, so dass die seitliche Spreizung des Lichtstroms aufgrund der Aufspaltung in die zwei Polarisationslichtströme aufgenommen wird, so dass sich die Breite des Gesamtlichtstroms nicht verbreitert und demzufolge der Vorteil bereitgestellt wird, dass ein kleines optisches System realisiert werden kann.
Gemäß der Projektionsanzeigevorrichtung 2000, welche also die Polarisationsbeleuchtungseinrichtung 1 verwendet, wird ein Typ einer Flüssigkristalleinrichtung verwendet, der einen Typ von Polarisationslichtstrom moduliert. Demnach wird bei Verwendung einer herkömmlichen Beleuchtungseinrichtung und Einstrahlung eines zufällig polarisierten Lichtstroms in die Flüssigkristalleinrichtung ungefähr die Hälfte des Lichts des zufälligen Polarisationslichtstroms durch die Polarisationsplatte (nicht gezeigt) absorbiert und wird in Wärme umgewandelt, was in Problemen wie einer geringen Effizienz der Lichtausnutzung resultiert. Es ist außerdem eine große und geräuschvolle Kühlungseinrichtung erforderlich, um die durch die Polarisationsplatte erzeugte Wärme zu unterdrücken. Diese Probleme wurden jedoch durch die Projektionsanzeigevorrichtung 2000 gemäß der vorliegenden Erfindung stark verbessert.
In der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung 1 der Projektionsanzeigevorrichtung 2000 gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Dreheffekt der Polarisationsfläche durch die 1/2-Phasendifferenzplatte für einen der Polarisationslichtströme vorgesehen, z. B. nur für den p-Polarisationslichtstrom, so dass dieser Lichtstrom mit dem anderen Polarisationslichtstrom z. B. dem s-Polarisationslichtstrom, ausgerichtet wird. Demzufolge wird ein Polarisationslichtstrom von nahezu einem Typ mit ausgerichteter Polarisationsrichtung den drei Flüssigkristall-Lichtventilen 925R, 925G und 925B zugeführt. Die Polarisationsplatte absorbiert sehr wenig Licht und demnach wird die Effizienz der Lichtausnutzung verbessert und ein helles projiziertes Bild wird erhalten.
Ferner teilt die Polarisationsbeleuchtungseinrichtung 1 in der zweiten optischen Komponente 300 räumlich zwei Typen von Polarisationslichtströmen in der seitlichen Richtung (X-Richtung). Demnach wird kein Licht verschwendet und die Anordnung ist vorteilhaft für eine Beleuchtung der Flüssigkristalleinrichtungen, welche rechteckig und lang in Breitenrichtung sind.
Ferner wird bei der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Verbreiterung der Breite des durch die Polarisationsaufteilungseinrichtung 320 emittierten Lichtstroms unterdrückt, obwohl eine optische Komponente zur Polarisationsumwandlung in der Struktur enthalten ist. Dies zeigt, dass es praktisch kein auf die Flüssigkristalleinrichtungen einfallendes Licht gibt, welches bei der Beleuchtung der Flüssigkristalleinrichtungen einen großen Winkel aufweist. Demnach kann sogar ohne Verwendung einer Extrem-Großdurchmesser-Projektionslinse mit einer kleinen Blendenzahl ein helles Projektionsbild erzeugt werden. Als ein Ergebnis kann eine Projektionsanzeigevorrichtung von kleiner Größe bereitgestellt werden.
Gemäß der Projektionsanzeigevorrichtung 2000 der vorliegenden Ausführungsform mit der oben beschriebenen Struktur ermöglich die Platzierung wenigstens einer der in der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung 1 enthaltenen ersten optischen Komponente 200 und zweiten optischen Komponente 300 derart, dass ihre Position in der die Lichtachse L senkrecht kreuzenden Richtung einstellbar ist, eine Feineinstellung des Beleuchtungsbereichs eines jeden der Flüssigkristall-Lichtventile 925R, 925G und 925B in Richtung der vorderen, hinteren, linken und rechten Richtungen, wodurch eine Positionierung des Bildformungsbereichs einer jeden Flüssigkristalleinrichtung innerhalb des Beleuchtungsbereichs zu jeder Zeit unterstützt wird.
Ein Beispiel für einen Mechanismus, in welchem die Anbringungsposition der zweiten optischen Komponente 300 einer Feineinstellung in der vertikalen Richtung (±Y-Richtung) unterzogen wird, wird im Folgenden beschrieben. 11(A) und (B) sind Querschnittsansichten, welche ein Beispiel eines Mechanismus zur Durchführung einer Feineinstellung ihrer Anbringungsposition in der vertikalen Richtung illustriert. 11(B) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in 11(A). Wie in den Diagrammen gezeigt ist, ist der Positionseinstellmechanismus 750 oberhalb und unterhalb bereitgestellt. Ein Paar rechter und linker Wände 761 und 762, welche in der vertikalen Richtung verlaufen und einer zur optischen Achse 1a vertikalen Platte folgen, eine die unteren Kanten der vertikalen Wände 761 und 762 verbindende Basiswand 763 und eine die oberen Kanten der vertikalen Wände 761 und 762 verbindende obere Wand 764 werden durch die oberen und unteren Lichtführungen 901 und 902 gebildet, wobei die zweite optische Komponente 100 von den Wänden 761 bis 764 umgeben ist. Die zweite optische Komponente 300 wird durch eine zwischen der einen vertikalen Wand 761 montierte Befestigungsfeder 769 gegen die andere vertikale Wand 762 gedrückt, wodurch die linke und rechte (±X-Richtung) Anbringungsposition definiert wird. Das untere Ende der zweiten optischen Komponente 300 wird in einer Haltenut 768 eingeführt, welche in der Basiswand 763 ausgebildet ist. Außerdem wird der untere Abschnitt der zweiten optischen Komponente 300 durch eine mittels einer Schraube 781 an die Basiswand 713 montierte befestigte Feder 783 in Strom aufwärtiger Richtung des optischen Wegs (-Z-Richtung) gedrückt. Der obere Abschnitt der zweiten optischen Komponente wird durch eine mittels einer Schraube 780 an die obere Wand 764 montierte befestigte Feder 782 in dieselbe Richtung gedrückt. Ferner kontaktiert der obere Abschnitt der zweiten optischen Komponente 300 einen vorspringenden Abschnitt 767, welcher an der oberen Wand 764 bereitgestellt ist. Die Z-Richtung der Anbringungsposition der zweiten optischen Komponente wird dadurch definiert.
Andererseits wird die zweite optische Komponente 300 von der Basiswand 763 mittels einer Ausrichtungsfeder 765 unterstützt und wird durch eine an der unteren Wand 764 vorgesehene Einstellschraube 766 nach unten (+Y-Richtung) gedrückt. Somit kann die zweite optische Komponente durch Einstellen der Einstellschraube 766 in die obere und untere Richtung (±Y-Richtung) bewegt werden. Demnach kann in dem Fall, dass sich der Beleuchtungsbereich B bezüglich des Bildformungsbereichs A des Flüssigkristall-Lichtventils 925 längs verschiebt und ein Teil des Bildformungsbereichs A nicht beleuchtet wird, die Einstellschraube 766 fester gedreht oder gelockert werden, wodurch eine Feineinstellung der Anbringungsposition der zweiten optischen Komponente 300 in der vertikalen Richtung bereitgestellt wird. Der Beleuchtungsbereich B wird längs verschoben und der Beleuchtungsbereich B wird innerhalb des Bildformungsbereichs A angeordnet.
Danach wird aus in der oberen Lichtführung 901 vorgesehenen Klebstoffinjektionslöchern 908a und 908b Klebstoff injiziert, um die zweite optische Komponente 300 zu befestigen. Eine solche Befestigung wird nicht notwendigerweise benötigt, ist jedoch von Vorteil, da sie einen Schutz für die Anbringungsposition der zweiten optischen Komponente 300 gegen Verschieben aufgrund eines äußeren Stoßes sichern kann.
Außerdem kann ein Mechanismus zum Bereitstellen einer Feineinstellung der Anbringungsposition der ersten optischen Komponente 200 und der zweiten optischen Komponente 300 in der linken und rechten Richtung (±X-Richtung) einen Positionseinstellmechanismus umfassen, welcher, wie in 6 gezeigt, mit einer Einstellschraube und einer Ausrichtungsfeder versehen ist.
Außerdem muss bezüglich eines Positionseinstellmechanismus unter Verwendung einer Einstellschraube und Ausrichtungsfeder eine Einstellschraube und eine Ausrichtungsfeder nicht direkt an den oberen und unteren Lichtführungen 901 und 902 vorgesehen sein, stattdessen kann ein separater Linsenhalter verwendet werden.
Ferner sind in der vorliegenden Ausführungsform der Positionseinstellmechanismus jeder der oben beschriebenen optischen Einrichtungen, ihr Einstellverfahren sowie die durch das Einstellen des Beleuchtungsbereichs erhaltenen Effekte dieselben, wie die der oben beschriebenen Projektionsanzeigevorrichtung 1000.
Gemäß der Anzeigevorrichtung 2000 nach der vorliegenden Ausführungsform erübrigt eine Feineinstellung einer Feineinstellung der Anbringungsposition der ersten optischen Komponente 200 und der zweiten optischen Komponente 300, die Notwendigkeit, einen breiten Rand um den Bildformungsbereich der Flüssigkristalleinrichtungen wie bei herkömmlicher Technik bereitzustellen, indem eine Verschiebung des Beleuchtungsbereichs mitberücksichtigt wird. Der um den Bildformungsbereich bereitzustellende Rand kann demnach extrem klein sein, wodurch die Effektivität der Beleuchtungslichtausnutzung erhöht wird und folglich die Helligkeit des projizierten Bildes erhöht wird.
Außerdem kann selbst dann, wenn der Rand reduziert wird, das Problem, dass ein Abschnitt des Bildformungsbereichs der Flüssigkristalleinrichtung sich jenseits des Bildformungsbereichs der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung erstreckt, vermieden werden, indem eine Feineinstellung des Anbringungswinkels jeder der obigen optischen Komponenten bereitgestellt wird. Somit verhindert die Erfindung Probleme, wie Schattenbildung an den Kanten eines projizierten Bildes.
Außerdem sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform die fokussierende Linsenanordnung 310, die Polarisationsaufteilungseinheit 320, die selektive Phasendifferenzplatte 380 sowie die Kombinierlinse 390 der zweiten optischen Komponente 300 optisch integriert, wodurch ein an ihren Oberflächen auftretender Lichtverlust verringert wird, sie müssen jedoch nicht notwendigerweise integriert sein. In dem Fall, dass sie nicht integriert sind, ermöglicht ein einfaches Einstellen der Position der fokussierende Linse 310 ein Einstellen der Position der Ausbildung des Beleuchtungsbereichs.
Gemäß der Projektionsanzeigevorrichtung 2000 der vorliegenden Ausführungsform verschiebt sich der Beleuchtungsbereich der Flüssigkristalleinrichtung der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung 1 in Bezug auf den Bildformungsbereich der Flüssigkristalleinrichtung aufgrund des Streubereichs des Anbringungswinkels der Reflexionsfläche der Reflexionsspiegel, welche in den optischen Wegen der Lichtströme jeder Farbe angeordnet sind. Der Anbringungswinkel der Reflexionsfläche der Reflexionsspiegel zur optischen Achse beträgt 45°, wird dieser Winkel jedoch verschoben, so kann ein Abschnitt des Bildformungsbereichs, wie in den 7(A) und (B) gezeigt, aus dem Beleuchtungsbereich heraus geschoben werden, was möglicherweise in einem Deformieren des Beleuchtungsbereichs resultiert, was ein Herausschieben des Beleuchtungsbereichs aus dem Bildformungsbereich der Flüssigkristalleinrichtung bewirkt. Außerdem wird, wenn solch ein Deformieren des Beleuchtungsbereichs auftritt, die Beleuchtung auf der linken Seite und der rechten Seite des Beleuchtungsbereichs ungleichmäßig, was die Vorteile einer Verwendung der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung 1 verhindert.
Die Projektionsanzeigevorrichtung 2000 der vorliegenden Ausführungsform stellt nicht nur die vorbenannte Feineinstellung jeder optischen Komponente der vorbenannten Polarisationsbeleuchtungseinrichtung 1 bereit, sondern es können außerdem die Winkel der Reflexionsflächen der Reflektionsspiegel 943 und 972, welche in den optischen Wegen der Lichtströme jeder Farbe angeordnet sind, einer Feineinstellung unterzogen werden, und zwar bezüglich der einfallenden optischen Achse um eine Achslinie (den Pfeilen in 9 folgend) vertikal zu einer Ebene, welche die einfallende optische Achse und die reflektierte optische Achse enthält. Außerdem kann die Anordnung derart sein, dass die Anbringungsposition der Zwischenlinse 973, die zwischen den Reflexionsspiegeln 971 und 972 angebracht ist, vertikal und horizontal eingestellt werden kann. Ein Winkelanbringungsmechanismus für den Anbringungswinkel der Reflexionsfläche des Reflexionsspiegels wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
Obwohl in den oben genannten zwei Beispielen für die Flüssigkristall-Lichtventile 925R, 925G und 925B Flüssigkristall-Lichtventile vom Transmissionstyp verwendet werden, kann die vorliegende Erfindung stattdessen auch auf Projektionsanzeigevorrichtungen angewendet werden, welche Flüssigkristalleinrichtungen vom Reflexionstyp verwenden. Demnach wird im Folgenden eine Beschreibung eines Beispiels einer Projektionsanzeigevorrichtung gegeben, welche Flüssigkristall-Ventile vom Reflexionstyp anstatt Flüssigkristall-Lichtventile vom Transmissionstyp in der oben beschriebenen Projektionsanzeigevorrichtung 2000 verwendet. In der Projektionsanzeigevorrichtung 3000 der vorliegenden Erfindung sind die Komponenten, welche dieselben sind, wie die in der oben beschriebenen Projektionsanzeigevorrichtung 2000, mit den selben Bezugszeichen versehen, wie die der 9 bis 11 und auf ihre detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
12 zeigt die Hauptkomponenten des optischen Systems der Projektionsanzeigevorrichtung 3000 gemäß der vorliegenden Erfindung. 12 ist eine Querschnittsansicht der X-Z-Ebene, welche durch das Zentrum der zweiten optischen Komponente 300 verläuft.
Der Polarisationsstrahlenaufteiler 400 umfasst ein Prisma mit einer s-Polarisationslichtstrom-Reflexionsfläche 401, welche ein s-Polarisations-Lichtstrom mit ungefähr 45° reflektiert und ein Durchlaufen des p-Polarisationslichtstroms erlaubt. Da der von der zweiten optischen Komponente 300 emittierte Lichtstrom ein Lichtstrom ist, welcher in einen Typ einer Polarisationsrichtung umgewandelt ist, wird nahezu der gesamte Lichtstrom von dem Polarisationsstrahlenaufteiler 400 entweder reflektiert oder durchgelassen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der von der zweiten optischen Komponente 300 emittierte Lichtstrom ein s-Polarisationslichtstrom, wobei dieser s-Polarisationslichtstrom durch die s-Polarisationslichtstrom-Reflexionsfläche 401 um 90° gebogen wird und in eine Prismeneinheit 500 geleitet wird, in welcher dichroitische Filme in einer X-artigen Form aneinander geklebt sind, in der der Lichtstrom in die drei Farben R, G und B aufgeteilt wird. Jede der aufgeteilten Lichtkomponenten wird in Reflexions-Flüssigkristalleinrichtungen 600R, 600G und 600B geleitet, welche so vorgesehen sind, dass sie den drei Seiten des dichroitischen Prismas 500 folgen. Der in die Reflexions-Flüssigkristalleinrichtungen 600R, 600G und 600B geleitete Lichtstrom wird durch die Reflexions-Flüssigkristalleinrichtungen 600R, 600G und 600B moduliert.
13 illustriert ein Beispiel der Reflexions-Flüssigkristalleinrichtungen 600R, 600G und 600B. Die Reflexions-Flüssigkristalleinrichtungen 600R, 600G und 600B sind Aktiv-Matrix-Flüssigkristalleinrichtungen, wobei TFT-Schalteinrichtungen mit jeder der in einer Matrix angeordneten Einrichtungen verbunden sind und eine Flüssigkristallschicht 620 zwischen einem Paar von Substraten 610 und 630 aufgenommen wird. Das Substrat 610 ist aus Silikon gebildet und an einem Abschnitt von diesem ist die Quelle 611 und die Senke 616 ausgebildet. Außerdem ist auf dem Substrat 610 eine Quellenelektrode 612 und eine Abzugselektrode 617, gebildet aus einer Aluminiumschicht, Kanäle, gebildet aus einer Silikondioxidschicht 613, Steuerelektroden, gebildet aus einer Silikonschicht 614 und einer Tantalschicht 615, ein Zwischenschicht-Isolationsfilm 618 sowie eine Reflexionsbildelement-Elektrode 619, gebildet aus einer Aluminiumschicht, ausgebildet, wobei die Abzugselektrode 617 und die Reflexionsbildelement-Elektrode 619 durch ein Kontaktloch H elektrisch verbunden sind. Da die Reflexionsbildelement-Elektrode 619 nicht transparent ist, kann sie über die Steuerelektrode, Quellenelektrode 612 und Abzusgelektrode 617 mittels des Zwischenschicht-Isolationsfilms 618 gelegt werden. Da der Abstand X zwischen den benachbarten Reflexionsbildelement-Elektroden 619 ziemlich klein sein kann, kann das Öffnungsverhältnis groß sein, so dass das projizierte Bild hell sein kann. Daneben wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Haltekapazität bereitgestellt, welche eine Senke 616, eine Siliziumdioxidschicht 613', eine Siliziumschicht 614' sowie eine Tantalschicht 615' umfasst.
Andererseits wird eine aus ITO gebildete Gegenelektrode 631 auf der Oberfläche einer Seite des Gegensubstrats 630, in Nachbarschaft zur Flüssigkristallschicht 620, angeordnet. Auf der anderen Oberfläche ist eine Antireflexionsschicht 632 angeordnet. Die Flüssigkristallschicht 620 der vorliegenden Ausführungsform ist derart, dass die Flüssigkristallmoleküle 621 vertikal ausgerichtet sind, wenn eine AUS-Spannung angelegt ist (AUS-Zustand) und die Flüssigkristallmoleküle 621 zeigen eine Super-homöotropische Orientierung und drehen sich um 90°, wenn eine EIN-Spannung angelegt ist (EIN-Zustandl. Demnach wird, wie in 4 gezeigt ist, der von dem Polarisationsstrahlenaufteiler 400 zu den Reflexionsflüssigkristalleinrichtungen 600R, 600G und 600B geführte s-Polarisationslichtstrom bei angelegter AUS-Spannung von den Reflexionsflüssigkristalleinrichtungen 600R, 600G und 600B zum Polarisationsstrahlenaufteiler 400 ohne eine Änderung seiner Polarisationsrichtung zurückgeworfen. Der s-Polarisationslichtstrom wird somit nicht durch die s-Polarisationslichtstrom-Reflexionsfläche 401 reflektiert und erreicht nicht die Seite der Projektionslinseneinheit 6. Andererseits wird der von dem Polarisationsstrahlenaufteiler 400 zu den Reflexionsflüssigkristalleinrichtungen 600R, 600G und 600B geführte s-Polarisationslichtstrom bei angelegter EIN-Spannung ein p-Polarisationslichtstrom, dessen Polarisationsrichtung aufgrund der Drehung der Flüssigkristallmoleküle 621 verändert ist, wird durch die s-Polarisationslichtstrom-Reflexionsfläche 401 hindurch gelassen und wird danach auf den Schirm 100 mittels der Projektionslinseneinheit 6 projiziert.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf 12. Der durch die Reflexions-Flüssigkristalleinrichtungen 600R, 600G und 600B modulierte Lichtstrom wird durch die Prismeneinheit 500 synthetisiert und danach mittels des Polarisationsstrahlenaufteilers 400 und der Projektionslinseneinheit 6 auf den Schirm 100 projiziert.
Außerdem wird gemäß der Projektionsanzeigevorrichtung 3000 der vorliegenden Ausführungsform durch das Ausbilden der Anbringungspositionen der ersten optischen Komponente 200 und der zweiten optischen Komponente 300 der Polarisationsumwandlungseinrichtung 20 der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung 1 derart, dass diese vertikal und horizontal in die Lichtachse orthogonal kreuzenden Richtungen bewegbar ist, ermöglicht, dass der Beleuchtungsbereich der Flüssigkristalleinrichtungen dieser Polarisationsbeleuchtungseinrichtung 1 in eine geeignete Position und Form eingestellt werden kann. Der Positionseinstellmechanismus der oben beschriebenen positionseinstellbaren optischen Komponenten, deren Einstellverfahren und die Effekte usw., die durch das Einstellen des Beleuchtungsbereichs erhalten werden, sind dieselben, wie die der oben beschriebenen Projektionsanzeigevorrichtung 2000.
Gemäß der Projektionsanzeigevorrichtung 3000 der vorliegenden Ausführungsform können auch nicht nur dieselben Effekte der obigen anderen zwei Projektionsanzeigevorrichtungen, die oben beschrieben wurden, anders als durch ein Einstellen des Beleuchtungsbereichs erhalten werden, sondern es können auch die folgenden Effekte erhalten werden. Da die Farben trennenden Mittel und die Farben synthetisierenden Mittel in einer einzelnen Prismeneinheit umfasst sind, kann der optische Weg extrem kurz ausgebildet werden. Außerdem kann, da das Öffnungsverhältnis der Flüssigkristalleinrichtung groß ist, ein Verlust von Licht verhindert werden. Demnach kann ein helles projiziertes Bild erhalten werden, sogar ohne Verwendung einer Projektionslinse mit großem Durchmesser. Durch Verwendung der ersten optischen Komponente und zweiten optischen Komponente kann ferner ein polarisierter Lichtstrom, welcher von gleichmäßiger Helligkeit und ohne Ungleichmäßigkeit ist, als Beleuchtungslicht erhalten werden, und demnach kann ein projiziertes Bild erhalten werden, welches extrem gleichmäßig über die Anzeigefläche und die Gesamtprojektionsfläche und außerdem extrem hell ist.
Während in der vorliegenden Ausführungsform Reflexions-Flüssigkristalleinrichtungen 600R, 600G und 600B als Reflexions-Modulationsmittel verwendet wurden, können ferner auch andere Reflexions-Modulationsmittel statt Flüssigkristalleinrichtungen verwendet werden und deren Struktur, die Materialien jeder Komponente sowie die Betriebsart der Flüssigkristallschicht 620 sind nicht auf die des oben beschriebenen Beispiels beschränkt.
Ferner werden durch die Ausbildung des Prismas 402 des Polarisationsstrahlenaufteilers 400 und des Prismas 501, welches die Prismeneinheit 500 umfasst, als ein einzelnes Prisma Lichtverluste an diesen Grenzen vermieden, wodurch die Effizienz der Lichtausnutzung weiter erhöht wird.
Obwohl die oben beschriebenen drei Beispiele Feineinstellungsmechanismen für optische Komponenten in Projektionsanzeigevorrichtungen sind, welche zum Projizieren eines Farbbilds im Stande sind, können solche Feineinstellungsmechanismen auch auf Projektionsanzeigevorrichtungen angewendet werden, welche dafür ausgelegt sind, monochrome Bilder zu projizieren.
Außerdem ist die Anordnung des optischen Systems auch nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt und eine Veränderung der Anordnung dieser beseitigt nicht notwendigerweise den Vorteil der vorliegenden Erfindung.
Ferner gibt es bezüglich Projektionsanzeigevorrichtungen zusätzlich zu den in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Vorderprojektionsanzeigevorrichtungen, in welchen Bilder von der Betrachtungsseite des Schirms aus projiziert werden, auch Rückprojektionsanzeigevorrichtungen, welche Bilder von der entgegen gesetzten Seite der Beobachtungsseite des Schirms projizieren. Die vorliegende Erfindung ist auch auf solche Rückprojektionstypen anwendbar.
Wie oben beschrieben, stellen die Projektionsanzeigevorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung eine Feineinstellung der Anbringungsposition jeder Linsenplatte des Integratoroptiksystems bereit. Zusätzlich oder anstelle dieser Feineinstellung stellt die vorliegende Erfindung eine Feineinstellung des Anbringungswinkels der Reflexionsmittel bereit, die in dem von der Lichtquelle zu den Modulationsmitteln verlaufenden optischen Weg vorgesehen sind. Demnach kann die Position der Ausbildung des Beleuchtungsbereichs von die Modulationsmittel beleuchtendem Beleuchtungslicht einer Feineinstellung in der zur optischen Achse vertikalen Richtung unterzogen werden und dadurch kann die Bildformungsposition des Beleuchtungsbereichs so gesetzt werden, dass sie den Bildformungsbereich der Modulationsmittel zu jeder Zeit enthält.
Es ist daher nicht notwendig, einen breiten Rand um den Bildformungsbereich vorzusehen, wobei eine Verschiebung des Beleuchtungsbereichs vom Bildformungsbereich der Modulationsmittel berücksichtigt wird. Dementsprechend kann die Effektivität der Beleuchtungslichtausnutzung erhöht werden, wodurch folglich die Helligkeit des projizierten Bilds erhöht wird. Außerdem ist der Beleuchtungsbereich des Beleuchtungslichts so ausgebildet, dass er den Bildformungsbereich enthält, was Probleme wie Schatten, welche sich an den Kanten des projizierten Bildes bilden, vermeidet.

Claims

Projektionsvorrichtung, umfassend: eine Lichtquelle (8), Modulationsmittel (925) zum Modulieren eines von der Lichtquelle emittierten Lichtstroms gemäß Bildsignalen und Projektionsmittel (6) zum Ausführen einer vergrößerten Projektion des durch die Modulationsmittel modulierten Lichtstroms auf eine Projektionsfläche; eine erste und eine zweite optische Komponente (921, 922) zum Teilen des emittierten Lichtstroms von der Lichtquelle in eine Mehrzahl von Zwischenlichtstromstrahlen, welche im optischen Weg zwischen der Lichtquelle und den Modulationsmitteln angeordnet sind; gekennzeichnet durch einen Einstellmechanismus (720, 721) zum Einstellen der Anbringungsposition der ersten oder/und der zweiten optischen Komponente in einer die optische Achse kreuzenden Richtung.
Projektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede optische Komponente eine Linsenplatte umfasst, welche eine Mehrzahl von in einer Matrixform angeordneten Linsen umfasst.
Projektionsvorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die zweite optische Komponente ferner eine Polarisationsumwandlungseinrichtung (320) enthält, welche jeden der Mehrzahl von Zwischenlichtstrahlen räumlich in Polarisationslichtstrahlen derselben Polarisationsrichtung teilt, und eine Kombinationslinse (390) zum Kombinieren der von der Polarisationsumwandlungseinrichtung emittierten Lichtstrahlen.
Projektionsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Linsenplatte, die Polarisationsumwandlungseinrichtung und die Kombinationslinse in einer die zweite optische Komponente bildenden Einrichtung kombiniert sind.
Projektionsvorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, welche ferner Reflektionsmittel (943, 972) im optischen Weg zwischen der Lichtquelle und den Modulationsmittels umfasst, wobei die Reflektionsmittel so angeordnet sind (730), dass der Anordnungswinkel relativ zur einfallenden optischen Achse einstellbar ist.
Projektionsvorrichtung nach Anspruch 5, welche eine Mehrzahl von Reflektionsmitteln umfasst, wobei ein näher an den Modulationsmitteln angeordnetes Reflektionsmittel einstellbar ausgebildet ist.
Projektionsvorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, ferner umfassend: ein Farben trennendes optisches System (927) zum Trennen emittierten Lichts in Lichtstrahlen jeder Farbe; eine Mehrzahl der Modulationsmittel (925R, G, B) zum Modulieren des mittels des Farben trennenden optischen Systems separierten Lichtstrahls jeder Farbe; sowie ein Farbsynthesesystem (910) zum Synthetisieren des durch die Mehrzahl der Modulationsmittel modulierten Lichtstrahls jeder Farbe und Übertragen des Lichts an die Projektionsmittel.
Projektionsvorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Modulationsmittel vom Reflektionstyp (600) sind.
Projektionsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Farben trennende optische System und das Farben synthetisierende optische System im selben optischen System enthalten sind.
Projektionsvorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, ferner umfassend: einen ersten Einstellmechanismus zum Einstellen der ersten optischen Komponente in einer ersten, die optische Achse senkrecht kreuzenden Richtung; und einen zweiten Einstellmechanismus zum Einstellen der zweiten optischen Komponente in einer zweiten, die optische Achse und die erste Richtung senkrecht kreuzenden Richtung.
Projektionsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Einstellmechanismus ferner umfasst: eine Feder (720), welche an einer ersten Seite der optischen Komponente zum Drücken der ersten Seite vorgesehen ist; und eine Schraube (721), welche an einer zweiten Seite der optischen Komponente, die deren erster Seite gegenüberliegt, zum Drücken dieser zweiten Seite vorgesehen ist.
Projektionsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Feder eine Blattfeder ist und die Schraube derart vorgesehen ist, dass sie etwa die Mitte der zweiten Seite drückt.
Projektionsvorrichtung nach Anspruch 5, welche einen Einstellmechanismus (730) zum Einstellen des Anbringungswinkels der Reflektionsmittel (943, 972) bezüglich der einfallenden optischen Achse enthält.
Projektionsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Reflektionsmittel in einer Lichtführung untergebracht sind und der Einstellmechanismus umfasst: eine Halteplatte (740), welche die Reflektionsmittel hält und durch eine Lichtführung (902) drehbar unterstützt ist; eine Schraube (177) zum Einstellen des Winkels des Reflektionsmittels; und eine Feder (742) zum Unterstützen der Halteplatte bezüglich der Lichtführung.