JP3358803B2 - プロジェクタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶素子を用いた
プロジェクタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】映像を大画面にて映出したいという要望
が高まっていることから、映像をスクリーンに投射する
プロジェクタ装置が普及してきている。図５，図６は、
液晶素子を用いた従来のプロジェクタ装置の構成を示す
図であり、図５は上面図、図６は側面図である。なお、
図６の左右方向は、図５における紙面に直交する方向に
相当する。ここでは、反射型の液晶素子を用いた反射型
プロジェクタ装置について示す。

【０００３】例えばキセノンアークランプであるランプ
１より発せられた白色光は、レンズ２，３によって集光
され、色分解ミラー４に入射される。色分解ミラー４に
入射された白色光の内、青色（Ｂ）光は色分解ミラー４
を透過し、黄色光は色分解ミラー４で反射して色分解ミ
ラー５に入射される。色分解ミラー５に入射された黄色
光の内、赤色（Ｒ）光は色分解ミラー４を透過して偏光
プリズム９に入射される。色分解ミラー５に入射された
黄色光の内、緑色（Ｇ）光は色分解ミラー５で反射して
偏光プリズム１０に入射される。

【０００４】色分解ミラー４を透過したＢ光は、リレー
レンズ６を介して色分解ミラー７に入射される。このＢ
光は色分解ミラー７で反射し、リレーレンズ８を介して
偏光プリズム１１に入射される。リレーレンズ６，８
は、Ｂ光の光路長を、Ｒ光，Ｇ光の光路長と合わせるた
めのものである。なお、Ｂ光は、色分解ミラー４を透過
した時点で既に分離されているので、色分解ミラー７の
代わりに通常の反射ミラーを用いてもよい。

【０００５】偏光プリズム９に入射されたＲ光はその接
合面でＳ波成分のみが反射し、反射型液晶素子１２に入
射される。液晶素子１２に入射されたＳ波成分は液晶素
子１２で反射してＰ波成分となり、偏光プリズム９の接
合面を透過して合成プリズム２２に入射される。偏光プ
リズム１０に入射されたＧ光はその接合面でＳ波成分の
みが反射し、反射型液晶素子１３に入射される。液晶素
子１３に入射されたＳ波成分は液晶素子１３で反射して
Ｐ波成分となり、偏光プリズム１０の接合面を透過して
合成プリズム２２に入射される。

【０００６】偏光プリズム１１に入射されたＢ光はその
接合面でＳ波成分のみが反射し、反射型液晶素子１４に
入射される。液晶素子１４に入射されたＳ波成分は液晶
素子１４で反射してＰ波成分となり、偏光プリズム１１
の接合面を透過して合成プリズム２２に入射される。な
お、液晶素子１２〜１４には、周知のように、映像に応
じた電圧がかけられ、入射されたＲ，Ｇ，Ｂ光がそれぞ
れ変調される。

【０００７】合成プリズム２２に入射されたＲ，Ｇ，Ｂ
光は合成プリズム２２によって合成され、投射レンズ２
３によって、ここでは図示していないスクリーンに投射
される。このようにして、スクリーンには映像が表示さ
れる。

【０００８】次に、各光学部品の取り付け構造について
説明する。液晶素子１２〜１４は、それぞれ、保持板１
５〜１７に固着されている。液晶素子１２〜１４の全面
を接着剤によって保持板１５〜１７に接着固定すると、
接着剤の硬化凝縮の影響によって液晶素子１２〜１４に
微妙な変化が生じやすい。そこで、液晶素子１２〜１４
の例えば一辺のみを、保持板１５〜１７に対して接着剤
７０により接着固定している。

【０００９】これらの保持板１５〜１７が、それぞれ、
ブラケット１８〜２０に装着されている。即ち、四角形
状である保持板１５〜１７の４つの角部には、それぞ
れ、孔１５ａ〜１７ａが形成されている。この孔１５ａ
〜１７ａに、ブラケット１８〜２０の腕部１８ａ〜２０
ａが挿入され、孔１５ａ〜１７ａの周囲部と腕部１８ａ
〜２０ａとが例えば半田２１によって固定されている。
なお、液晶素子１２〜１４を保持した保持板１５〜１７
は、投射レンズ２３のフォーカス位置や液晶素子１２〜
１４間の相対位置を調整された後に、偏光プリズム９〜
１１に接着固定されたブラケット１８〜２０に固定され
る。

【００１０】このようにして液晶素子１２〜１４を保持
したブラケット１８〜２０は、それぞれ、偏光プリズム
９〜１１に接着固定されている。図６に示すように、偏
光プリズム９〜１１は台座２４に接着固定され、合成プ
リズム２２は台座２５に接着固定されている。台座２
４，２５に接着固定された偏光プリズム９〜１１と合成
プリズム２２は、これらの部品間における相対位置がず
れないよう、例えばアルミダイキャスト製のベース３０
にねじ止め固定されている。投射レンズ２３もベース３
０にねじ止め固定されている。以上のランプ１〜投射レ
ンズ２３及びベース３０は、さらに全体として、光学ベ
ース１００に位置決めされて、ねじ止め等によって固定
されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来においては、液晶
素子１２〜１４の全てで同一の辺を保持板１５〜１７に
対して接着剤７０によって接着固定していた。即ち、液
晶素子１２〜１４より光の出射方向を見たとき、例え
ば、右側の辺のように接着する辺を１つに定めていた。
液晶素子１２〜１４より光の出射方向を見たとき、右側
の辺を接着固定するとすると、図５の例では、液晶素子
１２は上側の部分が保持板１５に接着固定され、液晶素
子１３は右側の部分が保持板１６に接着固定され、液晶
素子１４は下側の部分が保持板１７に接着固定されるこ
とになる。

【００１２】このように、液晶素子１２〜１４の左右の
一方の辺のみを固定すると、液晶素子１２〜１４は左右
方向に変位の自由度を有する。そして、温度変化等によ
って液晶素子１２〜１４がわずかにでも左右にずれる
と、以下の理由により、Ｒ，Ｂ光とＧ光とがずれ、レジ
ストレーションずれが発生してしまう。

【００１３】図７に示すように、液晶素子１２〜１４が
ずれることによって、Ｒ，Ｇ，Ｂ光が、光の出射方向を
見て液晶素子１２〜１４に対して右側にずれたとする。
合成プリズム２２に対する反射光であるＲ，Ｂ光は、互
いのずれが相殺されるため、スクリーン２００上で、Ｒ
光とＢ光とではレジストレーションずれが発生しない。
合成プリズム２２に対する透過光であるＧ光は、Ｒ，Ｂ
光とは逆方向にずれてしまうため、スクリーン２００上
で、Ｒ，Ｂ光とＧ光とではレジストレーションずれが発
生することとなる。なお、ここでは、理解を容易とする
ために、Ｒ，Ｇ，Ｂ光のずれを誇張して図示している。

【００１４】このようなレジストレーションずれは、液
晶素子１２〜１４が小型化したり、必要とされる解像度
が高くなるほど問題となる。最近のプロジェクタ装置で
は、従来より増して、レジストレーションずれのない高
解像度が要求されており、解決しなければならない大き
な問題となっていた。

【００１５】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、レジストレーションずれを改善することが
でき、高解像度の映像を映出することができるプロジェ
クタ装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術の課題を解決するため、光源（１）からの白色光
を複数色光に分離する分離手段（４，５）と、前記複数
色光がそれぞれ入射され、この複数色光を変調して出力
する複数の液晶素子（１２〜１４）と、前記複数の液晶
素子をそれぞれ保持する複数の保持板（１５〜１７）
と、前記複数色光の内、一部の光を反射させると共に、
他の一部の光を透過させることによって、前記複数色光
を合成する合成プリズム（２２）とを備えたプロジェク
タ装置において、前記合成プリズムで反射する光を変調
する液晶素子（１２，１４）と、前記合成プリズムを透
過する光を変調する液晶素子（１３）とで、前記保持板
に対して、互いに対称的な辺を接着固定したことを特徴
とするプロジェクタ装置を提供するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のプロジェクタ装置
について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明
のプロジェクタ装置の一実施例を示す上面図、図２は本
発明のプロジェクタ装置の一実施例を示す側面図、図３
は本発明のプロジェクタ装置を説明するための平面図、
図４は本発明のプロジェクタ装置による効果を説明する
ための図である。なお、図１〜図４において、図５〜図
７と同一部分には同一符号が付してある。なお、図２の
左右方向は、図１における紙面に直交する方向に相当す
る。本実施例では、反射型の液晶素子を用いた反射型プ
ロジェクタ装置について示す。

【００１８】図１，図２において、例えばキセノンアー
クランプであるランプ１より発せられた白色光は、レン
ズ２，３によって集光され、色分解ミラー４に入射され
る。色分解ミラー４に入射された白色光の内、青色
（Ｂ）光は色分解ミラー４を透過し、黄色光は色分解ミ
ラー４で反射して色分解ミラー５に入射される。色分解
ミラー５に入射された黄色光の内、赤色（Ｒ）光は色分
解ミラー４を透過して偏光プリズム９に入射される。色
分解ミラー５に入射された黄色光の内、緑色（Ｇ）光は
色分解ミラー５で反射して偏光プリズム１０に入射され
る。

【００１９】色分解ミラー４を透過したＢ光は、リレー
レンズ６を介して色分解ミラー７に入射される。このＢ
光は色分解ミラー７で反射し、リレーレンズ８を介して
偏光プリズム１１に入射される。リレーレンズ６，８
は、Ｂ光の光路長を、Ｒ光，Ｇ光の光路長と合わせるた
めのものである。なお、Ｂ光は、色分解ミラー４を透過
した時点で既に分離されているので、色分解ミラー７の
代わりに通常の反射ミラーを用いてもよい。

【００２０】偏光プリズム９に入射されたＲ光はその接
合面でＳ波成分のみが反射し、反射型液晶素子１２に入
射される。液晶素子１２に入射されたＳ波成分は液晶素
子１２で反射してＰ波成分となり、偏光プリズム９の接
合面を透過し、スペーサガラス４１を介して合成プリズ
ム２２に入射される。偏光プリズム１０に入射されたＧ
光はその接合面でＳ波成分のみが反射し、反射型液晶素
子１３に入射される。液晶素子１３に入射されたＳ波成
分は液晶素子１３で反射してＰ波成分となり、偏光プリ
ズム１０の接合面を透過し、スペーサガラス４２を介し
て合成プリズム２２に入射される。

【００２１】偏光プリズム１１に入射されたＢ光はその
接合面でＳ波成分のみが反射し、反射型液晶素子１４に
入射される。液晶素子１４に入射されたＳ波成分は液晶
素子１４で反射してＰ波成分となり、偏光プリズム１１
の接合面を透過し、スペーサガラス４３を介して合成プ
リズム２２に入射される。なお、液晶素子１２〜１４に
は、周知のように、映像に応じた電圧がかけられ、入射
されたＲ，Ｇ，Ｂ光がそれぞれ変調される。

【００２２】合成プリズム２２に入射されたＲ，Ｇ，Ｂ
光は合成プリズム２２によって合成され、投射レンズ２
３によって、ここでは図示していないスクリーンに投射
される。このようにして、スクリーンには映像が表示さ
れる。

【００２３】次に、各光学部品の取り付け構造について
説明する。液晶素子１２〜１４は、それぞれ、保持板１
５〜１７に固着されている。液晶素子１２〜１４の例え
ば一辺のみを、保持板１５〜１７に対して接着剤７０に
より接着固定している。図３には、代表して、液晶素子
１２と保持板１５とを接着剤７０により接着固定してい
る状態を示している。図３に示すように、液晶素子１２
の外周部の一辺のみを接着剤７０によって保持板１５に
接着している。なお、液晶素子１２〜１４の隣接する二
辺を接着剤７０によって接着してもよい。但し、一辺の
方が好ましい。

【００２４】本発明においては、合成プリズム２２に対
する反射光であるＲ，Ｂ光の液晶素子１２，１４と、合
成プリズム２２に対する透過光であるＧ光の液晶素子１
３とで、接着剤７０によって接着固定する辺を対称的に
配置している。即ち、液晶素子１２〜１４より光の出射
方向を見たとき、液晶素子１２，１４において右側の辺
を接着固定したら、液晶素子１３においては左側の辺を
接着固定する。液晶素子１２〜１４より光の出射方向を
見たとき、液晶素子１２，１４において左の辺を接着固
定したら、液晶素子１３においては右側の辺を接着固定
する。勿論、上下で互いに異ならせてもよい。二辺を接
着する場合も、同様に、対称的に配置する。

【００２５】例えば、液晶素子１２〜１４より光の出射
方向を見たとき、液晶素子１２，１４においては右側の
辺を接着固定し、液晶素子１３においては左側の辺を接
着固定するとすると、図１の例では、液晶素子１２は上
側の部分が保持板１５に接着固定され、液晶素子１３は
左側の部分が保持板１６に接着固定され、液晶素子１４
は下側の部分が保持板１７に接着固定されることにな
る。この構成による効果は後述する。

【００２６】これらの保持板１５〜１７が、それぞれ、
ブラケット１８〜２０に装着されている。即ち、四角形
状である保持板１５〜１７の４つの角部には、それぞ
れ、孔１５ａ〜１７ａが形成されている。この孔１５ａ
〜１７ａに、ブラケット１８〜２０の腕部１８ａ〜２０
ａが挿入され、孔１５ａ〜１７ａの周囲部と腕部１８ａ
〜２０ａとが例えば半田２１によって固定されている。
保持板１５〜１７は、一例として、放熱性のよいアルミ
ニウムよりなる。なお、液晶素子１２〜１４を保持した
保持板１５〜１７は、投射レンズ２３のフォーカス位置
や液晶素子１２〜１４間の相対位置を調整された後に、
偏光プリズム９〜１１に接着固定されたブラケット１８
〜２０に固定される。

【００２７】このようにして液晶素子１２〜１４を保持
したブラケット１８〜２０は、それぞれ、偏光プリズム
９〜１１に接着固定されている。偏光プリズム９〜１１
と合成プリズム２２とは、偏光プリズム９〜１１と合成
プリズム２２との間の相対位置がずれないよう、それぞ
れ、スペーサガラス４１〜４３を介して接着固定されて
いる。即ち、液晶素子１２〜１４と、偏光プリズム９〜
１１と、合成プリズム２２は、全てが一体となった１つ
のブロック５０として形成されている。

【００２８】本実施例では、液晶素子１２〜１４，偏光
プリズム９〜１１，合成プリズム２２以外の他の部品、
即ち、ブラケット１８〜２０やスペーサガラス４１〜４
３を含めて一体化しているが、これに限定されない。液
晶素子１２〜１４，偏光プリズム９〜１１，合成プリズ
ム２２のみを１つのブロックとして構成してもよい。即
ち、液晶素子１２〜１４を偏光プリズム９〜１１に直接
的に接着固定し、偏光プリズム９〜１１を合成プリズム
２２に直接的に接着固定してもよいし、液晶素子１２〜
１４を偏光プリズム９〜１１に間接的に接着固定し、偏
光プリズム９〜１１を合成プリズム２２に間接的に接着
固定してもよい。各部品間の直接的な接着固定と、間接
的な接着固定とを組み合わせてもよい。

【００２９】合成プリズム２２の上下（図２では左右）
には、挟着板４４が接着固定されており、このベース３
４のフランジ部３４ａが、例えばアルミダイキャスト製
のベース６０にねじ止め固定されている。投射レンズ２
３もベース６０にねじ止め固定されている。

【００３０】以上のランプ１〜投射レンズ２３及びベー
ス６０は、さらに全体として、光学ベース１００に位置
決めされて、ねじ止め等によって固定されている。本実
施例では、液晶素子１２〜１４と、偏光プリズム９〜１
１と、合成プリズム２２とを１つのブロック５０として
構成しているので、こられの光学部品間の相対位置はほ
とんどずれることがない。従って、Ｒ，Ｇ，Ｂ光がずれ
ることなく、レジストレーションずれのない映像がスク
リーン上に投射されることとなる。

【００３１】しかも、本発明では、合成プリズム２２に
対する反射光であるＲ，Ｂ光の液晶素子１２，１４と、
合成プリズム２２に対する透過光であるＧ光の液晶素子
１３とで、接着剤７０によって接着固定する辺を対称的
に配置しているので、温度変化等によって液晶素子１２
〜１４が左右にずれても、Ｒ，Ｂ光とＧ光とがずれるこ
とがなく、レジストレーションずれが発生しない。

【００３２】図４に示すように、液晶素子１２〜１４が
ずれることによって、Ｒ，Ｂ光が、光の出射方向を見て
液晶素子１２，１４に対して実線で示すように右側にず
れたとする。液晶素子１２，１４と液晶素子１３とで
は、接着固定する辺が逆であるので、Ｇ光は光の出射方
向を見て液晶素子１３に対して実線で示すように左側に
ずれる。なお、図４においては、液晶素子１３の従来の
ずれ方向を破線にて併せて示している。

【００３３】合成プリズム２２に対する反射光である
Ｒ，Ｂ光は、互いのずれが相殺されるため、スクリーン
２００上で、Ｒ光とＢ光とではレジストレーションずれ
が発生しない。また、合成プリズム２２に対する透過光
であるＧ光も、Ｒ，Ｂ光と同一方向にずれるため、スク
リーン２００上で、Ｒ，Ｂ光とＧ光とでもレジストレー
ションずれが発生しない。なお、ここでは、理解を容易
とするために、Ｒ，Ｇ，Ｂ光のずれを誇張して図示して
いる。

【００３４】本発明は以上説明した本実施例に限定され
ることはなく、種々変更可能である。本発明は反射型プ
ロジェクタ装置に限定されることはなく、透過型プロジ
ェクタ装置であってもよい。本実施例では、光源である
ランプ１からの白色光をＲ，Ｇ，Ｂ光の３つの光に分離
する構成について示したが、２色以上の複数色光に分離
するものであれば、本発明を用いることができる。合成
プリズム２２で反射する光と、合成プリズム２２を透過
する光に分離するものは、全て本発明を用いることがで
きる。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のプ
ロジェクタ装置は、合成プリズムで反射する光（例えば
Ｒ，Ｂ光）を変調する液晶素子と、合成プリズムを透過
する光（例えばＧ光）を変調する液晶素子とで、保持板
に対して、互いに対称的な辺を接着固定したので、液晶
素子の位置が温度変化等でずれても、合成プリズムで反
射する光と合成プリズムを透過する光とでずれることが
ない。従って、レジストレーションずれのない高解像度
の映像を映出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す上面図である。

【図２】本発明の一実施例を示す側面図である。

【図３】本発明を説明するための平面図である。

【図４】本発明による効果を説明するための図である。

【図５】従来例を示す上面図である。

【図６】従来例を示す側面図である。

【図７】従来の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１ ランプ（光源） ４，５，７ 色分解ミラー（分離手段） ９〜１１ 偏光プリズム １２〜１４ 液晶素子 １５〜１７ 保持板 １８〜２０ ブラケット ２２ 合成プリズム ２３ 投射レンズ ６０ ベース ７０ 接着剤 １００ 光学ベース ２００ スクリーン

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの白色光を複数色光に分離する分
   離手段と、 前記複数色光がそれぞれ入射され、この複数色光を変調
   して出力する複数の液晶素子と、 前記複数の液晶素子をそれぞれ保持する複数の保持板
   と、 前記複数色光の内、一部の光を反射させると共に、他の
   一部の光を透過させることによって、前記複数色光を合
   成する合成プリズムとを備えたプロジェクタ装置におい
   て、 前記合成プリズムで反射する光を変調する液晶素子と、
   前記合成プリズムを透過する光を変調する液晶素子と
   で、前記保持板に対して、互いに対称的な辺を接着固定
   したことを特徴とするプロジェクタ装置。
2. 【請求項２】前記液晶素子を前記保持板に対して接着固
   定する辺を前記液晶素子の一辺としたことを特徴とする
   請求項１記載のプロジェクタ装置。