(57)【要約】【課題】カラープリズムの位置精度を保持しつつ、落下衝撃や振動による繰り返し加重に対しても十分に耐えるようにカラープリズムの保持強度の向上を図る。【解決手段】入射した白色光束を所定の波長帯の光束に分離し、複数の反射式ライトバルブそれぞれに導き、複数の反射式ライトバルブにより変調された反射光束を再合成し出射するカラープリズムと、カラープリズムの光を透過しない面に接着され、カラープリズムを装置の所定位置に固定するベースプレートと、ベースプレートの接着面とは別の光を透過しない面に接着された部品取り付けプレートと、ベースプレートと、部品取り付けプレート間を連結する少なくとも１つの連結部材でカラープリズムユニットユニットを構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した白色光束を所定の波長帯の光束に分離し、複数の反射式ライトバルブそれぞれに導き、前記複数の反射式ライトバルブにより変調された反射光束を再合成し出射するカラープリズムと、
前記カラープリズムの光を透過しない面に接着され、前記カラープリズムを装置の所定位置に固定するベースプレートと、
前記ベースプレートの接着面とは別の光を透過しない面に接着された部品取り付けプレートと、
前記ベースプレートと、前記部品取り付けプレート間を連結する少なくとも１つの連結部材と、
を有することを特徴とする投写型表示装置のカラープリズムユニット。
【請求項２】
カラープリズムは互いに張り合わされた複数の多面体のガラス部材より構成されることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置のカラープリズムユニット。
【請求項３】
部品取り付けプレートには取っ手形状を有することを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置のカラープリズムユニット。
【請求項４】
連結部材はシャフト形状で前記ベースプレート若しくは部品取り付けプレートのどちらか一方にはそのシャフト形状の端面で固定され、残る一方はそのシャフト形状を遊貫させた後接着固定することを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置のカラープリズムユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色分離された複数の反射式ライトバルブ上に形成された光学像をスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置に関し、特に、白色光束を所定の波長帯の光束に分離、再合成するカラープリズムの固定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
色分離された複数の反射式ライトバルブ上に形成された光学像をスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置におけるカラープリズムの構成及び作用について、図面を参照して説明する。
【０００３】
図６は、カラープリズム７６２の光学系レイアウトを示す構成図である。カラープリズム７６２は、３つのプリズムからなり、それぞれのプリズムの近接面には第１のダイクロイックミラー７７１と第２のダイクロイックミラー７７２が形成されている。
【０００４】
この図で示すカラープリズム７６２の構成例では、全反射プリズム７４４から入射した光７７３が、まず第１のダイクロイックミラー７７１によって青色光のみ反射され青色光７７４となって青色用反射型ライトバルブ７０６Ｂに入射する。
【０００５】
次に、第２のダイクロイックミラー７７２によって赤色光のみ反射され赤色光７７５となって赤色用反射型ライトバルブ７０６Ｒに入射する。そして、第１のダイクロイックミラー７７１と第２のダイクロイックミラー７７２のいずれをも透過した緑色光７７６は緑色用反射型ライトバルブ７０６Ｇに入射する。３色の光はそれぞれ対応する反射型ライトバルブ７０６Ｂ、７０６Ｒ、７０６Ｇによって反射された後、再び第１のダイクロイックミラー７７１と第２のダイクロイックミラー７７２によって１つに合成され、全反射プリズム７４４に入射する。
【０００６】
このように、カラープリズム７６２によって、白色光を赤、青、緑の３原色に分解及び合成し、それぞれの映像信号に対応する３つの反射型ライトバルブ７０６Ｂ、７０６Ｒ、７０６Ｇを用いることで、高精細でフルカラーの投写画像を表示できるものである（例えば特許文献１を参照）。
【０００７】
このようにカラープリズムは、位置や角度において高い精度を要求されるものであり、１組のカラープリズムを固定する技術としては、一般的に接着工法が用いられている。例えば、従来技術に係るプリズムの接着技術の一例を紹介すると、図７のように、個々のプリズム８０２ａ、８０２ｂを最終的に装置として要求される所定の精度で組み合わせて、側板８０４とともに接着して１組のプリズムユニットとするものがある（例えば特許文献２を参照）。
【０００８】
上記の技術を用いて、従来技術に係るカラープリズムユニットは、図８に示すように、ベースプレート９０２上に、複数のプリズムからなる１組のカラープリズム９０１を最終的に装置として要求される所定の精度で配置され接着されることでカラープリズムユニット９０５を構成しているものである。
【０００９】
このベースプレート９０２を、反射型ライトバルブ近傍の位置の光学系ベース部材に固定することで、カラープリズムユニット９０５を固定する。
【特許文献１】特開２００４−９４２６２号公報
【特許文献２】特開２００１−３５０００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のように構成された従来技術に係るカラープリズムユニットは、ベースプレートを光学系ベース部材に固定することで全体が固定されている。しかしながら、係る固定状態では、ベースプレートは光学系のベース部材に強固に固定されたとしても、カラープリズムは、ベースプレートに対してその一面だけで接着されているものであるから、いわば、接着面の強度のみで保持される片持ち構造として保持されているものである。
【００１１】
そのため、通常使用状態においては必要な保持強度を設けていたとしても、装置の輸送時や取り扱い時において、通常使用時を超える落下衝撃や、振動による繰り返し加重を受けた場合に、片持ちの接着面には大きなストレスがかかり、最悪の場合、接着面の剥離を生じてカラープリズムが所定の位置から脱落を起こして、装置全体に大きな損傷を与える可能性がある。
【００１２】
また、カラープリズムユニットは、その役割上狭い空間に微妙な角度や位置に取付けられることから、設置上の制約が多く、取付け時の作業性の面で取り扱いが困難な点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで本発明のカラープリズムユニットは、入射した白色光束を所定の波長帯の光束に分離し、複数の反射式ライトバルブそれぞれに導き、前記複数の反射式ライトバルブにより変調された反射光束を再合成し出射するカラープリズムと、前記カラープリズムの光を透過しない面に接着され、前記カラープリズムを装置の所定位置に固定するベースプレートと、前記ベースプレートの接着面とは別の光を透過しない面に接着された部品取り付けプレートと、前記ベースプレートと、前記部品取り付けプレート間を連結する少なくとも１つの連結部材を備えたものである。
【００１４】
さらに好ましくは、上記のカラープリズムユニットの部品取り付けプレートに取っ手形状を形成したものである。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように構成した本発明のカラープリズムユニットは、複数のプリズムからなる１組のカラープリズムとして要求される所定の位置精度を保ちつつ、落下衝撃や振動による繰り返し加重に対しても十分に耐えるようにカラープリズムの保持強度の向上を図ることができるものである。
【００１６】
さらには、取付け時の作業性の面で取り扱いが容易となって、設置上の制約が多い位置に対する作業も効率化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施の形態１）
本発明のカラープリズムユニットの実施形態の一例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るカラープリズムユニットの構成を示す外観斜視図である。
【００１８】
図１において、カラープリズムユニット１０５は、カラープリズム１０１、ベースプレート１０２、部品取り付けプレート１０３、連結部材１０４から構成される。
【００１９】
カラープリズム１０１は、入射した白色光束を所定の波長帯の光束に分離し、複数の反射式ライトバルブそれぞれに導き、前記複数の反射式ライトバルブにより変調された反射光束を再合成し出射する光学部品である。カラープリズム１０１は、互いに張り合わされた複数の多面体のガラス部材より構成されており、それぞれの多面体のガラス部材の界面には入射した光から所定の波長帯の光束に分離するダイクロイックミラーが形成されている。
ベースプレート１０２は、カラープリズム１０１を装置の所定位置に固定する部材であり、カラープリズム１０１の光を透過しない一方の面に接着されている。材質としては、カラープリズム１０１と接着可能な金属材料で形成される。
【００２０】
部品取り付けプレート１０３は、同様に金属材料の板材を加工することで形成し、カラープリズム１０１の光を透過しない他方の面に接着されている。また、部品取り付けプレート１０３には、曲げ加工によって取っ手形状１０６が形成されている。
【００２１】
連結部材１０４は、ベースプレート１０２と部品取り付けプレート１０３間を連結するように設置される。強度的に問題がなければ形状は任意であるが、シャフト状の形状とすることで設置のスペース上、及び、組み立て作業性の点で有利である。なお、連結部材１０４の個数については、本実施形態では１つの例を示しているが、複数個設けてもよい。
次に、図２に本発明の実施形態に係るカラープリズムユニットの構成を示す分解斜視図を示し、本図を用いて本発明のカラープリズムユニットの製造方法を説明する。
【００２２】
３つの多面体のガラス部材であるプリズムを所定の表面処理を施した後、これらの相対位置を光学系で必要とされる精度で予め接着して、カラープリズム１０１を形成する。
【００２３】
そして、治具を用いて、カラープリズム１０１とベースプレート１０２と部品取り付けプレート１０３の相対位置を確保しながら接着剤で固定を行う。
【００２４】
次に、連結部材１０４を取り付ける。この取付けのために、連結部材１０４のベースプレート１０２に対する側の一端にはオネジが形成されている。また、ベースプレート１０２にはメネジを形成しておき、連結部材１０４をねじ込むことで取り付けを可能としている。
【００２５】
また、部品取り付けプレート１０３の対応する位置には、シャフト形状の連結部材１０４が遊貫するように孔を設けておく。そして連結部材１０４を前述の孔を通し、連結部材１０４の一端に設けられたねじ部分をベースプレート１０２に設けられたねじ孔部分に挿入し、ねじ締めすることで固定する。
この連結部材１０４の寸法上の他の部材との関係を、図３を用いて詳細に説明する。図３は組立ての詳細を説明するための部分断面図である。図示する部位は、図１のＡ部に該当する。
図３に示すように、端面で固定されるベースプレート１０２側と反対側の端面は、ねじ締めの便のため、ドライバーに勘合する形状にネジ頭を形成している。ただし、寸法的にカラープリズム１０１の長さと部品取り付けプレート１０３の厚みの合計より、連結部材１０４の長さのほうを大きく設定しておき、部品取り付けプレート１０３と連結部材１０４のネジ頭形状との間に隙間を生ずるようにしている。それぞれの部品の寸法のばらつきがあったとしても、少なくとも締め付けることのない寸法設定とする。具体的には、上記の隙間として、０ｍｍを越え１ｍｍ以内となるように公差設計を行えばよい。
【００２６】
そして、連結部材１０４の一端をねじ締めした後、部品取り付けプレート１０３と連結部材１０４のネジ頭形状との間の隙間を埋めるように接着剤１０７で接着固定を行う。
【００２７】
以上のように構成することで、ガラス部材のカラープリズム１０１の大きな寸法ばらつきを上記の隙間で吸収し、かつ、カラープリズム１０１に応力を与えることなく、一定の強度でベースプレート１０２と部品取り付けプレート１０３の連結を可能とするものである。
【００２８】
また、部品取り付けプレート１０３の接着剤１０７の塗布部分に接着剤を受けるくぼみ形状を設けておくと、接着剤１０７の塗布位置のばらつきを小さくでき、また作業性もよくなる。
【００２９】
なお、上記の実施形態では、ベースプレート１０２側でシャフト形状の連結部材１０４の一端を固定するようにし、部品取り付けプレート１０３側では、シャフト形状を遊貫させた後接着固定するように構成したが、固定側と遊貫後接着側を逆にしてもよい。
【００３０】
以上のように組み立てられたカラープリズムユニット１０５は投写型表示装置の所定の位置に取り付けられる。図４は当該カラープリズムの光学系における位置を示す光学系レイアウト図である。
【００３１】
この投写型表示装置は、複数のランプから放射される光を合成する光源部１２０から出射された光は、集光レンズ１１７で平行光束とされて、複数のレンズで構成された第１レンズアレイ１１９に入射し、多数の微小光束に分割される。多数の微小光束は、それぞれ複数のレンズで構成された第２レンズアレイ１１８の対応するレンズ上に収束し、ランプの多数の像が形成される。
【００３２】
第２レンズアレイ１１８を出射した光は、レンズ１１５、ミラー１１４を経て、ＤＭＤ（反射式ライトバルブ）１０８、１０９、１１０に導かれる。この３原色のＤＭＤ１０８、１０９、１１０の前面に本発明のカラープリズム１０１が設置され、入射した白色光束を所定の波長帯の光束に分離し、３原色のＤＭＤ１０８、１０９、１１０のそれぞれに導き、３原色のＤＭＤ１０８、１０９、１１０により変調された反射光束を再合成し出射する。この変調された光束は投写レンズ１１２に入射され、変調された光学像をスクリーン（図示せず）上に投写する。
【００３３】
以上のような光学系レイアウトにおける位置に設置されるカラープリズムの機構的取付け形態を説明する。図５は本発明の実施形態に係るカラープリズムユニットの取付け状態を示す外観斜視図である。
【００３４】
上述した光学系のレイアウトは光学ベース１２３を基台として組み立てられる。カラープリズム１０１は、光学ベース１２３に対して所定の角度を持って設置されるため、傾斜ベース１２２に取り付けられる。取付けはベースプレート１０２を傾斜ベース１２２にねじ締めすることでなされる。
【００３５】
この取付け作業の際のカラープリズムユニット１０５のハンドリングは部品取り付けプレート１０３に形成された取っ手形状１０７を使う。これにより、取付け時の作業性の面で取り扱いが容易となって、設置上の制約が多い位置に対する作業も効率化できる。
【００３６】
また、このように取り付けられたカラープリズム１０１は、従来の接着面の強度のみで保持される片持ち構造ではなく、連結部材１０４で一定の強度で連結されたベースプレート１０２と部品取り付けプレート１０３によって、その両端を接着固定により保持されることとなる。これにより、複数のプリズムからなる１組のカラープリズムとして要求される所定の位置精度を保ちつつ、落下衝撃や振動による繰り返し加重に対しても十分に耐えるように保持強度の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明にかかるカラープリズムユニットは、落下衝撃や振動による繰り返し加重に対しても十分に耐えうる保持強度を有するものであり、投写型表示装置に内蔵するカラープリズム等において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係るカラープリズムユニットの構成を示す外観斜視図
【図２】本発明の実施形態に係るカラープリズムユニットの構成を示す分解斜視図
【図３】組立ての詳細を説明するための部分断面図
【図４】カラープリズムの光学系における位置を示す光学系レイアウト図
【図５】本発明の実施形態に係るカラープリズムユニットの取付け状態を示す外観斜視図
【図６】カラープリズムの光学系レイアウトを示す構成図
【図７】従来技術に係るプリズムの接着技術の一例を示す構成図
【図８】従来技術に係るカラープリズムユニットの構成を示す外観斜視図
【符号の説明】
【００３９】
１０１    カラープリズム
１０２    ベースプレート
１０３    部品取り付けプレート
１０４    連結部材
１０５    カラープリズムユニット
１０６    取っ手形状
１０７    接着剤
１０８、１０９、１１０    ＤＭＤ（反射式ライトバルブ）
１１１    ＴＩＲプリズム
１１２    投写レンズ
１１３、１１４    ミラー
１１５、１１６、１１７    レンズ
１１８、１１９    レンズアレイ
１２０    光源部
１２１    プリズムホルダー
１２２    傾斜ベース
１２３    光学ベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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