(57)【要約】【課題】特殊な冶具を必要としないため組立のコストが低く、また精度よく反射型空間光変調素子の有効画素が規定できる反射型空間光変調素子部材の組立方法及び投射表示装置を提供する。【解決手段】反射型空間光変調素子ベース３０に円柱状の支持部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃを取り付け、反射型空間光変調素子の有効画素部分が開口している遮光板６０を固定した遮光板枠６１と反射型空間光変調素子２０のＣＭＯＳ基板端面２１ａとを相対する方向から支持部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃに押し当て取り付け位置を決めるようにする。【選択図】      図６
2004354834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型空間光変調素子と、遮光板と、前記反射型空間光変調素子を搭置固定するベースとを有し、前記反射型空間光変調素子と前記遮光板とを前記ベースに当接固定して前記反射型空間光変調素子の有効画素を規定するようにした反射型空間光変調素子部材の組立方法であって、
前記ベースには、円柱形状の第１、第２、及び第３の支持部材を有し、前記反射型空間光変調素子の外縁における隣接する２辺のうちの１辺を前記第１、第２の支持部材で共に当接可能とすると共に、残りの前記１辺を前記第３の支持部材で当接可能とし、且つ、前記第１、第２、及び第３の支持部材を前記反射型空間光変調素子の半導体基板の高さより低い所定の位置に固定する工程と、
前記反射型空間光変調素子を前記円柱形状の第１、第２、及び第３の支持部材に押し当て、前記反射型空間光変調素子の位置決めをする工程と、
前記位置決めをした反射型空間光変調素子と前記ベースとを固定する工程と、
前記反射型空間光変調素子の前記有効画素の位置に対向する開口部を持つ前記遮光板を、前記位置決めをした反射型空間光変調素子を固定したベースの前記円柱形状の第１、第２、及び第３の支持部材に前記反射型空間光変調素子の相対する方向から押し当て、前記遮光板の位置決めをする工程と、
前記位置決めをした遮光板と前記ベースとを固定する工程とを含み、前記反射型空間光変調素子の有効画素を規定することを特徴とする反射型空間光変調素子部材の組立方法。
【請求項２】
請求項１に記載の組立方法により有効画素を規定した反射型空間光変調素子部材を有することを特徴とする投射表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型の空間光変調素子部材の組立方法及び投射表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、投影型画像表示装置として、液晶プロジェクタが一般的に用いられている。液晶プロジェクタは、光源が発する光を、ミラー等を経由して空間光変調素子である液晶パネルに集光し、液晶パネルにより変調した光を、レンズを通してスクリーンに映し出すものである。この液晶パネルの有効画素以外の部分に光が照射されると、その不要光が映像の品位を損ねたり、余分な発熱につながるので、液晶パネルの有効画素以外に照射される光を遮光する必要がある。
【０００３】
この種の問題を解決するため、液晶パネルの有効画素以外の部分に遮光板を正確な位置に配置する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２０７２１５公報（第５図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特許文献は、遮光板を構成する矩形状の平板の各々を、液晶パネル本体の内外に移動可能かつ位置決め固定可能に装着するようにしている。各々の平板を液晶パネル本体の内外に移動させ、その内側が液晶パネル本体の非駆動部と駆動部との間の境界線に完全に合致するように位置決めして固定することにより、特に、液晶パネル本体の四隅に矩形状の平板を装着した場合において、液晶パネル本体の外周部の非駆動部からの光の漏れを確実に防止することができるというものである。
【０００６】
ところで、前記目的を達成するためには、特に、液晶パネル本体の光源側の面から液晶パネル本体に光を照射し、液晶パネル本体の光源側の面において液晶パネル本体の非駆動部をマスクする遮光板の位置を液晶パネル本体の内外に移動させながら、前記液晶パネル本体の非駆動部を透過する光の量が最小となる位置に遮光板を位置決めして固定するために、大規模な冶具装置が必要であるという問題があった。
【０００７】
また、遮光板の取付位置を自動処理で最適化することができるため、液晶パネルの量産が容易であるという提案がなされているが、やはり液晶パネルの組立工程が複雑かつ工程数が多いという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、反射型空間光変調素子ベースに円柱状の支持部材を３箇所取り付け、遮光板と反射型空間光変調素子のＣＭＯＳ基板端面とを相対する方向からこれら支持部材に押し当て取り付け位置を決めた後固定するようにしたため、特殊な冶具を必要とせず組立のコストが低く、また精度よく反射型空間光変調素子の有効画素を規定することができる反射型空間光変調素子部材の組立方法及び投射表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の１）〜２）記載の手段よりなる。
すなわち、
１）反射型空間光変調素子（２０）と、遮光板（６０）と、前記反射型空間光変調素子を搭置固定するベース（３０）とを有し、前記反射型空間光変調素子（２０）と前記遮光板（６０）とを前記ベース（３０）に当接固定して前記反射型空間光変調素子（２０）の有効画素を規定するようにした反射型空間光変調素子部材の組立方法であって、
前記ベース（３０）には、円柱形状の第１、第２、及び第３の支持部材（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）を有し、前記反射型空間光変調素子（２０）の外縁における隣接する２辺のうちの１辺を前記第１、第２の支持部材（３１ａ，３１ｂ）で共に当接可能とすると共に、残りの前記１辺を前記第３の支持部材（３１ｃ）で当接可能とし、且つ、前記第１、第２、及び第３の支持部材（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）を前記反射型空間光変調素子（２０）の半導体基板（２１）の高さより低い所定の位置に固定する工程と、
前記反射型空間光変調素子（２０）を前記円柱形状の第１、第２、及び第３の支持部材（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）に押し当て、前記反射型空間光変調素子（２０）の位置決めをする工程と、
前記位置決めをした反射型空間光変調素子（２０）とベース（３０）とを固定する工程と、
前記反射型空間光変調素子（２０）の前記有効画素の位置に対向する開口部を持つ前記遮光板（６０）を、前記位置決めをした反射型空間光変調素子（２０）を固定したベース（３０）の前記円柱形状の第１、第２、及び第３の支持部材（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）に前記反射型空間光変調素子（２０）の相対する方向から押し当て、前記遮光板（６０）の位置決めをする工程と、
前記位置決めをした遮光板（６０）とベース（３０）とを固定する工程とを含み、前記反射型空間光変調素子（２０）の有効画素を規定することを特徴とする反射型空間光変調素子部材の組立方法。
２）１）に記載の組立方法により有効画素を規定した反射型空間光変調素子部材を有することを特徴とする投射表示装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の反射型空間光変調素子部材の組立方法及び投射表示装置の発明の実施の形態につき、好ましい実施例により説明する。
まず、図１を用いて本実施例に適用される投射表示装置の全体構成の一例について説明する。ここでは、反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置の構成と、その動作を説明する。
【００１１】
同図において、例えば超高圧水銀ランプであるランプ１より発せられた光は、コールドミラー２に入射される。コールドミラー２で反射され光はダイクロイックミラー３に入射される。ダイクロイックミラー３に入射された光の内、赤色（Ｒ）光はダイクロイックミラー３を透過してミラー５に入射される。このＲ光はミラー５で反射されて偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳと記す）９に入射される。
【００１２】
青色（Ｂ）／緑色（Ｇ）光はダイクロイックミラー３で反射されてダイクロイックミラー４に入射される。ダイクロイックミラー４に入射された光の内、Ｇ光はダイクロイックミラー４で反射してＰＢＳ１０に入射される。ダイクロイックミラー４に入射された光の内、Ｂ光はダイクロイックミラー４を透過してＰＢＳ１１に入射される。
【００１３】
ＰＢＳ９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、空間光変調素子２０ｒに入射される。空間光変調素子２０ｒに入射されたＳ波成分は空間光変調素子２０ｒで反射してＰ波成分となり、ＰＢＳ９の接合面を透過して合成プリズム１２に入射される。ＰＢＳ１０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、空間光変調素子２０ｇに入射される。空間光変調素子２０ｇに入射されたＳ波成分は空間光変調素子２０ｇで反射してＰ波成分となり、ＰＢＳ１０の接合面を透過して合成プリズム１２に入射される。
【００１４】
ＰＢＳ１１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、空間光変調素子２０ｂに入射される。空間光変調素子２０ｂに入射されたＳ波成分は空間光変調素子２０ｂで反射してＰ波成分となり、ＰＢＳ１１の接合面を透過して合成プリズム１２に入射される。なお、空間光変調素子２０ｒ，２０ｇ，２０ｂ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。また、空間光変調素子２０ｒ，２０ｇ，２０ｂには、それぞれ冷却装置３０ｒ，３０ｇ，３０ｂが付加されている。
【００１５】
合成プリズム１２に入射されたＲ，Ｇ，Ｂ光は合成プリズム１２によって合成され、投射レンズ１３によってスクリーン１４に投射される。このようにして、スクリーン１４には映像が表示される。
【００１６】
次に、図２を用いて、本実施例に適用される反射型空間光変調素子２０ｒ，２０ｇ，２０ｂの構造について説明する。反射型空間光変調素子２０ｒ，２０ｇ，２０ｂはすべて同一構成であるのでその１を説明する。
反射型空間光変調素子２０は、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ    ｏｎ    Ｓｉｌｉｃｏｎ）と呼ばれ、トランジスタや配線などの画素を駆動する回路をシリコン薄膜上に焼きつけたＣＭＯＳ基板２１とガラス基板２３の間に液晶２５をはさんだ構造になっている。さらに、ＣＭＯＳ基板２１上に反射画素電極２２が設けられ、対向する透明電極２４と反射画素電極２２との間の液晶を変調することにより、反射画素電極２２の数だけ画素を表現できるような構成となっている。
【００１７】
同図に示す構成から分るように、反射型空間光変調素子２０のＣＭＯＳ基板２１端面は、半導体プロセスで製造されるので、反射画素電極２２とＣＭＯＳ基板２１端側面との位置精度は非常に正確に調整することができる。一方、逆の位置にあるガラス基板２３は、位置精度は特に必要とせず液晶２５を封止しているものである。
【００１８】
次に、反射型空間光変調素子と対応する各ＰＢＳとの接合について説明する。反射型空間光変調素子と対応する各ＰＢＳとの接合は、レジストレーション調整をともなうので、投射表示装置では反射型空間光変調素子を保持する金具に固定し、その金具とＰＢＳ側の固定金具とをレジストレーション調整しながら固定するようにしている。遮光板もこの反射型空間光変調素子を保持する金具のＰＢＳ側の位置に設置するようにしている。
このことから、反射型空間光変調素子を保持する金具に反射型空間光変調素子と遮光板との位置関係を正確に配置した状態で固定すれば、反射型空間光変調素子とベースとの固定精度は粗くともよいことがわかる。
【００１９】
以下、図３〜図８を用いて、反射型空間光変調素子と遮光板との固定方法について説明する。説明を分りやすくするため、反射型空間光変調素子を保持する金具３０は平板として表わし、ＰＢＳとの接合金具は省略している。
図３に反射型空間光変調素子２０と反射型空間光変調素子を保持する金具３０との固定方法を示す。上述の条件を簡素な構造で満足するために、３１ａ，３１ｂ，３１ｃで示すように円柱状の支持部材を３個用いるものである。
【００２０】
まず、精度よく円形を持つ円柱状支持部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃを反射型空間光変調素子ベース３０に固定する。このとき必要となる条件は、円柱状支持部材の円形の精度、及びＣＭＯＳ基板２１の側面２１ａと有効画素間との距離３５，３６である。支持部材がベースに固定される位置精度は、支持部材３１ａと３１ｂとの間隔がＣＭＯＳ基板２１一辺の距離以下、支持部材３１ａと３１ｂとを結んでＣＭＯＳ基板２１との接線と、３１ｃの間隔がＣＭＯＳ基板２１の他辺の距離以下、支持部材３１ｃが支持部材３１ｂの支持部材３１ａに対して逆がわに位置している程度のものでよい。支持部材を精度よく円形に加工する技術は、周知のものを用いるものとする。
【００２１】
図４、図５に図３におけるＡ方向、Ｂ方向からの側面図を示す。前述のように、反射型空間光変調素子２０のＣＭＯＳ基板２１は、半導体プロセスで製造されるので、反射画素電極２２とＣＭＯＳ基板端側面２１ａとの位置精度は非常に正確に調整することができる。逆に、ガラス基板２３は、位置精度が正確ではなく、固定の応力を加えると変形や破損が生じてしまう。従って、支持部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃの高さを、ＣＭＯＳ基板２１端側面を超えない高さに設定する。この支持部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃにＣＭＯＳ基板端側面２１ａを押し当て位置を決めた後接着剤により反射型空間光変調素子２０を反射型空間光変調素子ベース３０に固定する。
【００２２】
次に、図６を用いて遮光板６０と反射型空間光変調素子を保持する金具３０との固定方法を説明する。有効画素以外の部分を覆うように寸法決めした遮光板６０は遮光板枠６１に固定されている。この遮光板枠の内面側６１ａを支持部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃに反射型空間光変調素子２０とは相対する方向から押し当て位置を決めたの後固定する。この固定は、接着剤による固定でもよいし、遮光板枠６１及び反射型空間光変調素子ベース３０は強度のある金属部材を用いることを想定しているので、ビスによる固定を行ってもよい。
【００２３】
図７、図８に図６におけるＡ方向、Ｂ方向からの側面図を示す。遮光板６０と遮光板枠６１の内面側６１ａとの位置精度、すなわち図６の距離６５，６６は単に従来の部財の加工技術精度により決まるものである。従って、反射型空間光変調素子２０と遮光板６０との固定精度は、支持部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃの円形の精度と、反射型空間光変調素子２０のＣＭＯＳ基板端面２１ａの精度と、遮光板枠６０の内面側６１ａの精度とで決まる。
【００２４】
また、支持部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃの固定位置の位置精度がばらついても、遮光板６０と反射型空間光変調素子２０の位置精度は、支持部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃの円形の精度と、距離３５，３６，６５，６６の精度で決まる。このことから、支持部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃが位置決定の冶具としても機能していることがわかる。
【００２５】
なお、本実施例では、遮光板が遮光板枠に固定されている構成としたが、これら、遮光板と遮光板枠とを一体に形成してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、反射型空間光変調素子ベースに円柱状の支持部材を３箇所取り付け、遮光板と反射型空間光変調素子のＣＭＯＳ基板端面とを相対する方向からこれら支持部材に押し当て取り付け位置を決めた後固定するようにしたため、特殊な冶具を必要とせず組立のコストが低く、また精度よく反射型空間光変調素子の有効画素が規定できる反射型空間光変調素子部材の組立方法及び投射表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に適用される投射表示装置の概略平面図である。
【図２】本実施例に適用される反射型空間光変調素子の概略構成図である。
【図３】本実施例に適用される反射型空間光変調素子と反射型空間光変調素子を保持する金具との固定方法を示した概略図である。
【図４】図３の側面図を示したものである。
【図５】図３の他面から見た側面図を示したものである。
【図６】本実施例に適用される反射型空間光変調素子と反射型空間光変調素子を保持する金具と遮光板との固定方法を示した概略図である。
【図７】図６の側面図を示したものである。
【図８】図６の他面から見た側面図を示したものである。
【符号の説明】
１…ランプ
２…コールドミラー
３，４…ダイクロイックミラー
５…ミラー
２０，２０ｒ，２０ｇ，２０ｂ…空間光変調素子
９，１０，１１…偏光ビームスプリッタ
１２…合成プリズム
１３…投射レンズ
１４…スクリーン
２１…ＣＭＯＳ基板
２２…反射画素電極
２３…ガラス基板
２４…透明電極
２５…液晶
３０…反射型空間光変調素子ベース
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…支持部材
６０…遮光板
６１…遮光板枠
【図１】
2004354834.tif 000003
【図２】
2004354834.tif 000004
【図３】
2004354834.tif 000005
【図４】
2004354834.tif 000006
【図５】
2004354834.tif 000007
【図６】
2004354834.tif 000008
【図７】
2004354834.tif 000009
【図８】
2004354834.tif 000010