(57)【要約】【課題】投写エンジンの各構成部品の製造誤差や組込誤差による影響を最小限に抑え、かつ少ない工数及びコストでアライメント調整を行う。【解決手段】投写ユニット６は、光源ランプ９、インテグレータ光学部１０、色分離合成光学部１１、投写光学部１２等が一体化され、かつ色分離合成光学部１１のＲＧＢ用の各ＤＭＤユニット７６，５０，７５がユニット外部から保持できるように露呈されている。投写ユニット６は、各ＤＭＤユニットに含まれるＲＧＢ用の各ＤＭＤの対称軸が、台面８６ａに対して垂直方向を向くように、傾斜された状態で保持治具８７に取り付けられる。各ＤＭＤユニット７６，５０，７５は、対応する各調整治具８８〜９０によって背後から保持され、スクリーン９２に表示された調整用の画像９１の色ずれがなくなるように、取付位置が調整される。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
この光源から照射された光を複数の色光に分解する色分解手段と、
この色分解手段により分解された各色光をそれぞれ変調する複数の変調素子と、
これらの変調素子によって変調された各色光を合成する色合成手段と、
この色合成手段によって合成された光を投写する投写光学系とが一体化された投写ユニットを備え、
前記各変調素子は、該各変調素子、または各変調素子に取り付けられた部品の少なくとも一部が前記投写ユニットの外部から保持することができ、かつ取付位置を調整できるように該投写ユニットに取り付けられることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
前記各変調素子は、受光面に入射された色光を変調して反射する反射型変調素子であり、該受光面と反対の面側から、該反射型変調素子または反射型変調素子に取り付けられた部品を保持できるようにしたことを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
【請求項３】
前記各変調素子は、該各変調素子、または各変調素子に取り付けられた部品を介して前記投写ユニットに取り付けられており、この取り付けは、各変調素子の取付位置の調整が可能な仮固定と、位置ずれを防止する本固定とによって行われることを特徴とする請求項１または２記載の投写型表示装置。
【請求項４】
前記各変調素子は、接着剤によって前記投写ユニットに固着され、該接着剤が硬化される前の状態を仮固定、該接着剤が硬化された後の状態を本固定としたことを特徴とする請求項３記載の投写型表示装置。
【請求項５】
前記各変調素子に取り付けられる部品は、各変調素子を保持する基板であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の投写型表示装置。
【請求項６】
前記各変調素子に取り付けられる部品は、各変調素子に取り付けられて放熱する放熱部材であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の投写型表示装置。
【請求項７】
光源と、この光源から照射された光を複数の色光に分解する色分解手段と、この色分解手段により分解された各色光をそれぞれ変調する複数の変調素子と、各変調素子によって変調された各色光を合成する色合成手段と、この色合成手段によって合成された光を投写する投写光学系とが一体化された投写ユニットを備える投写型表示装置において、
前記投写ユニットによって画像を投写し、この投写された画像における各色光のずれに基づいて各変調素子の取付位置を調整するようにしたことを特徴とする変調素子の位置調整方法。
【請求項８】
前記各変調素子の取付位置の調整後に、各変調素子を固着することを特徴とする請求項７記載の変調素子の位置調整方法。
【請求項９】
光源と、この光源から照射された光を複数の色光に分解する色分解手段と、この色分解手段により分解された各色光をそれぞれ変調する複数の変調素子と、これらの変調素子によって変調された各色光を合成する色合成手段と、この色合成手段によって合成された光を投写する投写光学系とを備え、該各変調素子が位置調整可能に仮固定された投写ユニットを保持する保持手段と、
この保持手段により保持された投写ユニットから画像が投写されるスクリーンと、
前記保持手段の周囲に配置され、各変調素子を保持して取付位置の調整を行う複数の調整手段を備えることを特徴とする変調素子の位置調整装置。
【請求項１０】
前記各変調素子は、受光面に入射された色光を変調して反射する反射型変調素子であり、前記調整手段は、該受光面と反対の面側から該反射型変調素子、または反射型変調素子に取り付けられた部品を保持することを特徴とする請求項９記載の変調素子の位置調整装置。
【請求項１１】
前記保持手段と調整手段とが取り付けられる作業台を有する変調素子の位置調整装置であって、
前記各変調素子は、デジタルマイクロミラーデバイスであり、前記保持手段は、各デジタルマイクロミラーデバイスの対称軸が前記作業台に対して略垂直方向を向くように前記投写ユニットを傾斜させた状態で保持することを特徴とする請求項９記載の変調素子の位置調整装置。
【請求項１２】
前記調整手段は、前記作業台上で移動して略水平方向から前記各デジタルマイクロミラーデバイス、または各デジタルマイクロミラーデバイスに取り付けられた部品を保持することを特徴とする請求項１１記載の変調素子の位置調整装置。
【請求項１３】
前記取付位置の調整後に、前記各変調素子を固着する固着手段を設けたことを特徴とする請求項９ないし１２いずれか記載の変調素子の位置調整装置。
【請求項１４】
前記各変調素子の固着は、光の照射によって硬化する接着剤によって行われ、前記固着手段として、該接着剤に光を照射する照明手段を用いることを特徴とする請求項１３記載の変調素子の位置調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源の光を色分解手段によって複数の色光に分解し、各色光に対応する複数の変調手段により変調し、変調された各色光を色合成手段で合成して投写する投写型表示装置と、複数の変調素子の位置を調整する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源から照射された白色光を色分解プリズム（色分解手段）によって赤色光、緑色光、青色光の３色光に分解し、これらの各色光をそれぞれに対応する複数の変調素子に入射して変調させ、変調された各色光を色合成プリズム（色合成手段）で合成して、投写光学系でスクリーン上に画像を投写表示する３板式の投写型表示装置がある。また、この投写型表示装置に用いられる変調素子としては、例えば、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ（以下、ＤＭＤ（登録商標）と省略する）や、反射型液晶パネル等の反射型表示素子、透過型液晶表示パネル等の透過型表示素子が知られている。
【０００３】
３板式の投写型表示装置では、ＲＧＢ光のそれぞれを変調するために３枚の変調素子が使用される。そのため、各変調素子によって変調された光を適切に合成するために、各変調素子間で画素の位置を調整するアライメント調整が必要となる。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載されている従来の投写型表示装置は、実際に投写を行う投写エンジン部分が、光源ランプユニット，反射ミラー，ダイクロイックミラー等を有する光学ユニット，プリズムユニット，液晶パネルユニット，投写レンズユニット等の複数のユニットから構成され、プリズムユニットと、このプリズムユニットに取り付けられる液晶パネルユニットは、光学ユニットと投写レンズユニットに取り囲まれるように配置されている。そのため、投写型表示装置にプリズムユニットと液晶パネルユニットを組み込んだ状態でアライメント調整を行うことはできなかった。
【０００５】
そこで、従来の投写型表示装置では、特許文献２に示すように、プリズムユニットと液晶パネルユニットとを専用の組立装置にセットし、この組立装置の光源及び投写レンズによりプリズムユニットと液晶パネルユニットで形成された画像をスクリーンに投写して、各液晶パネルユニットの位置を調整している。位置が調整されたプリズムユニットと液晶パネルユニットは、組立装置から取り出されて投写型表示装置にセットされる。
【特許文献１】特開平１０−０１０９９４号公報
【特許文献２】特開平０９−０１５５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の投写型表示装置では、位置調整済の液晶パネルユニット及びプリズムユニットと、その他のユニットとを別々に筐体内に組み込むため、例えば、投写レンズの製造誤差や組込誤差等により、投写画像品質が劣化することがある。また、この問題を解決するために、アライメント調整済の液晶パネルユニット及びプリズムユニットを筐体内に組み込んだ後で、他のユニットとの間で位置調整等を行うことも考えられるが、工数及びコストが上昇する。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するために、投写エンジンの各構成部品の製造誤差や組込誤差による影響を最小限に抑えることができ、かつ少ない工数及びコストでアライメント調整を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の投写型表示装置は、光源と、この光源から照射された光を複数の色光に分解する色分解手段と、この色分解手段により分解された各色光をそれぞれ変調する複数の変調素子と、これらの変調素子によって変調された各色光を合成する色合成手段と、この色合成手段によって合成された光を投写する投写光学系とを一体化して投写ユニットとしたものである。
また、この投写ユニットへの各変調素子の取り付けは、各変調素子、または各変調素子に取り付けられた部品の少なくとも一部が投写ユニットの外部から保持することができ、かつ取付位置を調整できるように取り付けるようにしたものである。
【０００９】
また、各変調素子として、受光面に入射された色光を変調して反射する反射型変調素子を用いるようにしたものである。この場合、受光面と反対の面側から、反射型変調素子または反射型変調素子に取り付けられた部品を保持することができる。
【００１０】
また、各変調素子は、各変調素子または各変調素子に取り付けられた部品を介して投写ユニットに取り付けられるようにしたものである。更に、この取り付けは、各変調素子の取付位置の調整が可能な仮固定と、位置ずれを防止する本固定とによって行うようにしたものである。
なお、各変調素子の投写ユニットへの取り付けには接着剤を使用し、この接着剤が硬化される前の状態を仮固定、接着剤が硬化された後の状態を本固定としたものである。
【００１１】
各変調素子に取り付けられる部品としては、各変調素子を保持する基板や、各変調素子に取り付けられて放熱する放熱部材を用いることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の変調素子の位置調整方法は、光源と、この光源から照射された光を複数の色光に分解する色分解手段と、この色分解手段により分解された各色光をそれぞれ変調する複数の変調素子と、各変調素子によって変調された各色光を合成する色合成手段と、この色合成手段によって合成された光を投写する投写光学系とが一体化された投写ユニットによって画像を投写し、この投写された画像における各色光のずれに基づいて各変調素子の取付位置を調整するようにしたものである。
【００１３】
更に、各変調素子の取付位置の調整後に、各変調素子を固着するようにしたものである。
【００１４】
また、本発明の変調素子の位置調整装置は、光源と、この光源から照射された光を複数の色光に分解する色分解手段と、この色分解手段により分解された各色光をそれぞれ変調する複数の変調素子と、これらの変調素子によって変調された各色光を合成する色合成手段と、この色合成手段によって合成された光を投写する投写光学系とを備え、該各変調素子が位置調整可能に仮固定された投写ユニットを保持する保持手段と、この保持手段により保持された投写ユニットから画像が投写されるスクリーンと、保持手段の周囲に配置され、各変調素子を保持して取付位置の調整を行う複数の調整手段とから構成したものである。
【００１５】
また、各変調素子として、受光面に入射された色光を変調して反射する反射型変調素子を用い、調整手段は、該受光面と反対の面側から反射型変調素子、または反射型変調素子に取り付けられた部品を保持するようにしたものである。
【００１６】
また、各変調素子として、デジタルマイクロミラーデバイスを用いる場合には、各デジタルマイクロミラーデバイスの対称軸が、保持手段及び調整手段が取り付けられる作業台に対して略垂直方向を向くように、保持手段によって投写ユニットを傾斜させた状態で保持するようにしたものである。更に、この場合には、調整手段を作業台上で移動させ、水平方向から各デジタルマイクロミラーデバイス、または各デジタルマイクロミラーデバイスに取り付けられた部品を保持するようにしたものである。
【００１７】
なお、デジタルマイクロミラーデバイスの対称軸とは、デジタルマイクロミラーデバイスの矩形状にされた受光面上において、対角線を通る仮想的な軸であり、デジタルマイクロミラーデバイスを用いた３板式の投写型表示装置では、各デジタルマイクロミラーデバイスの対称軸が平行になるように取り付けられている。そのため、略水平な作業台に対して各対称軸が略垂直方向を向くように投写ユニットを傾ければ、各デジタルマイクロミラーデバイスを水平方向から保持して取付位置を調整することができる。
【００１８】
また、取付位置の調整後に、各変調素子を固着する固着手段を設けたものである。例えば、変調素子の固着を光の照射によって硬化する接着剤によって行う場合、固着手段として、接着剤に光を照射する照明手段を用いる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の投写型表示装置、及び変調素子の位置調整方法によれば、投写に必要な構成をユニット化し、かつ各変調素子または各変調素子に取り付けられた部品の少なくとも一部が、投写ユニットの外部から保持できるようにしたので、投写ユニットの状態で各変調素子の取付位置を調整することができる。これにより、他の構成部品の製造誤差や組立誤差等を含む状態で各変調素子の取付位置調整を行うことができるので、投写品質を向上させることができる。
【００２０】
また、従来のように、各変調素子の取付位置を調整し、これを投写エンジンに組み込んでから他の構成部品との間で調整するという、２段階の調整が必要ないので、アライメント調整にかかる工数及びコストを削減することができる。
【００２１】
更に、変調素子として反射型変調素子を用いたので、変調素子または変調素子に取り付けられた部品の少なくとも一部が投写ユニットから露呈されるようにレイアウトしやすくなる。また、変調素子の背後から保持することができるので、調整も容易となる。
【００２２】
更に、各変調素子は、投写ユニットに対して仮固定されているときに取付位置調整を行ない、その後に本固定を行うようにしたので、投写ユニットを筐体に組み込む際に、取付位置がずれるようなことはない。また、本固定は、接着剤の硬化、例えば、光の照射を利用するようにしたので、非接触で本固定作業を行うことができる。
【００２３】
また、変調素子に取り付けられた部品を保持する場合には、基板や放熱部材等、変調素子に近接する部品を用いるようにしたので、調整時の移動量が必要以上に大きくなることはない。
【００２４】
また、本発明の変調素子の位置調整装置は、簡易な構成で投写ユニットの変調素子の位置を調整することができるので、ローコストに採用することができる。
【００２５】
更に、変調素子が反射型変調素子である場合には、背面側から変調素子、または変調素子に取り付けられた部品を保持することができるので、調整手段の構成及び調整に必要な動作を簡易化することができる。
【００２６】
また、変調素子として、デジタルマイクロミラーデバイスを用いる場合、各デジタルマイクロミラーデバイスの対称軸が、略水平な作業台に対して略垂直方向を向くように投写ユニットを傾斜させて保持するようにしたので、作業台上の調整手段は水平方向から各デジタルマイクロミラーデバイス、または各デジタルマイクロミラーデバイスに取り付けられた部品を保持することができ、調整手段の作成が容易になりコストダウンを図ることもできる。
【００２７】
更に、調整後の変調素子を固着する固着手段を設けたので、位置調整装置から投写ユニットを取り外す際に、変調素子がずれ動くことはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１に示すように、本発明を実施した投写型表示装置２は、略箱形状の筐体３と、この筐体３の内部に組み込まれてスクリーン４上に画像５を投写する投写ユニット６とを備える。なお、詳しくは図示しないが、筐体３内もしくは外部に、投写ユニット６の他に投写ユニット６を制御する制御基板や、電源回路等も組み込まれている。
【００２９】
投写ユニット６は、白色光（Ｗ光）を照射する光源ランプ９と、この光源ランプ９から照射されたＷ光を集光して伝達するインテグレータ光学部１０と、このインテグレータ光学部１０から伝達された白色光を赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）、青色光（Ｂ光）の３色光に分解し、投写表示する画像に応じて変調させ、再び合成する色分離合成光学部１１と、この色分離合成光学部１１で合成された光をスクリーン４上に投写して画像５を形成する投写光学部１２とから構成されている。
【００３０】
インテグレータ光学部１０は、遮光性を有する材質で形成されたケース部材１３によって覆われている。光源ランプ９、色分離合成光学部１１、投写光学部１２は、このケース部材１３に取り付けられる。投写ユニット６は、上方から見たときに、光源ランプ９及びインテグレータ光学部１０からなる辺と、色分離合成光学部１１及び投写光学部１２からなる辺とが直交された略Ｌ字形状となっている。
【００３１】
図２は、投写ユニット６からケース部材１３を取り外した状態を示す斜視図である。インテグレータ光学部１０は、光源ランプ９の前方に配置された第１レンズ１６と、インテグレータ３３と、投写光学部１２の下方に配置された第２〜第４レンズ１７〜１９と、Ｗ光を反射して光路を屈曲させる第１ミラー２０，第２ミラー２１から構成されている。このインテグレータ光学部１０は、光源ランプ９から照射されたＷ光を第１〜第４レンズ１６〜１９とインテグレータ３３で集光し、第１，第２反射ミラー２０，２１で光路を屈曲させて色分離合成光学部１１に入射させる。
【００３２】
色分離合成光学部１１は、インテグレータ光学部１０から入射されたＷ光をＲＧＢの各色光に分離し、再度合成する色分離合成部２２と、分離された各色光を変調させる変調部２３とから構成されている。
【００３３】
色分離合成部２２は、Ｗ光を全反射する第１全反射プリズム２５と、この第１全反射プリズム２５から入射されたＷ光をＲＧＢ光に分離及び合成するＢ光用プリズム２７，Ｒ光用プリズム２８，Ｇ光用プリズム２９と、合成された光を投写光学部１２に入射させる第２全反射プリズム２６とから構成されている。また、Ｂ光用プリズム２７，Ｒ光用プリズム２８，Ｇ光用プリズム２９の間には、Ｂ光を反射してＲ光及びＧ光を選択的に透過させるダイクロイックミラー面３５と、Ｒ光を反射してＧ光だけを選択的に透過させるダイクロイックミラー面３６が設けられている（図３参照）。
【００３４】
変調部２３は、Ｂ光用プリズム２７，Ｒ光用プリズム２８，Ｇ光用プリズム２９にそれぞれ取り付けられてＲＧＢ光を変調させるＢ光用ＤＭＤ３０，Ｒ光用ＤＭＤ３１，Ｇ光用ＤＭＤ３２から構成されている。
【００３５】
ＤＭＤは、受光面上に多数のマイクロミラーがマトリクス状に配置された半導体素子であり、各マイクロミラーが表示画像の１画素を構成する。各マイクロミラーは、オン状態とオフ状態の２つの傾斜状態がとれるようにされており、オン状態の時は光を投写光学部内に向けて反射し、オフ状態の時は投写光学部外に向けて反射する。したがって、ＤＭＤを用いたプロジェクタ装置では、オン状態のマイクロミラーで反射された光のみが投写光学部によってスクリーン上に到達し、その結果、明暗のパターンからなる表示画像がスクリーン上に形成される。
【００３６】
周知のように、マイクロミラーは矩形をしており、同じく矩形とされたＤＭＤの外形形状に沿ってマトリクス状に配置されている。マイクロミラーは、その対角線を回転軸とするヒンジにより揺動され、オン状態、オフ状態を形成する。そのため、ＤＭＤを用いたプロジェクタ装置では、上述したＤＭＤの構造上、照明光をマイクロミラーのヒンジと直交する方向、すなわち、ＤＭＤの長辺又は短辺に対して４５°傾いた方向から入射させる必要がある。
【００３７】
投写ユニット６を背後から見た状態を表す図４に示すように、本実施形態の投写型表示装置２では、Ｇ光用ＤＭＤ３２の水平方向の１辺に対して各プリズム２５〜２９を４５°傾斜させて配置することにより、Ｇ光用ＤＭＤ３２に対してＧ光が４５°傾いた方向から入射するようにしている。また、図３に示すように、各プリズム２７〜２９の傾斜方向である矢印Ａ方向から見た場合には、Ｂ光用ＤＭＤ３０及びＲ光用ＤＭＤ３１が、Ｂ光用プリズム２７及びＲ光用プリズム２８に対して４５°回転されて対面されており、やはりＢ光及びＲ光がＢ光用ＤＭＤ３０及びＲ光用ＤＭＤ３１に対して４５°傾いた方向から入射される。
【００３８】
これらのＢ光用ＤＭＤ３０，Ｒ光用ＤＭＤ３１，Ｇ光用ＤＭＤ３２は、各対称軸Ｓ１〜Ｓ３（図２参照）が平行になるように投写ユニット６に取り付けられている。なお、対称軸とは、ＤＭＤの矩形状にされた受光面上において、対角線を通る仮想的な軸である。
【００３９】
上記色分離合成光学部１１に入射されたＷ光は、第１全反射プリズム２５に反射されてＢ光用プリズム２７に入射され、ダイクロイックミラー面３５でＲ光及びＧ光が選択的に透過される。ダイクロイックミラー面３５で反射されたＢ光は、Ｂ光用プリズム２７内で全反射されてＢ光用ＤＭＤ３０に入射される。
また、ダイクロイックミラー面３５を透過したＲ光及びＧ光は、Ｒ光用プリズム２８に入射され、ダイクロイックミラー面３６によってＧ光だけが選択的に透過される。ダイクロイックミラー面３６で反射されたＲ光は、Ｒ光用プリズム２８内で全反射されてＲ光用ＤＭＤ３１に入射される。
ダイクロイックミラー面３６を透過したＧ光は、Ｇ光用プリズム２９によりＧ光用ＤＭＤ３２に入射される。
【００４０】
Ｂ光用ＤＭＤ３０，Ｒ光用ＤＭＤ３１，Ｇ光用ＤＭＤ３２によって変調されたＢＲＧ光は、各プリズム２７，２８，２９によって合成され、第２全反射プリズム２６によって投写光学部１２に入射される。
【００４１】
投写光学部１２は、略円筒形状の鏡筒４０と、この鏡筒４０内に組み込まれる複数枚の投写レンズ４１と、鏡筒４０内の投写レンズ４１を光軸方向で移動させてフォーカス及びズーム調整を行うフォーカシング機構、ズーミング機構等から構成されている。投写光学部１２は、色分離合成光学部１１から入射された光をスクリーン４上に拡大して投写し、画像５を形成する。
【００４２】
図５に示すように、色分離合成部２２の各プリズム２５〜２９は、それぞれが接合された状態で台座４７に取り付けられている。台座４７は、Ｂ光用プリズム２７、Ｒ光用プリズム２８、Ｇ光用プリズム２９が露呈されるように、ケース部材１３に取り付けられる。
【００４３】
Ｇ光用ＤＭＤ３２は、基板に取り付けられてユニット化された状態でＧ光用プリズム２９に取り付けられる。Ｇ光用ＤＭＤユニット５０は、Ｇ光用ＤＭＤ３２と、このＧ光用ＤＭＤ３２と電気的に接続される配線パターンが設けられた素子基板５５と、この素子基板５５、またはＧ光用ＤＭＤ３２に取り付けられてＧ光用プリズム２９への取り付けに用いられる素子取付板５６とから構成されている。
【００４４】
Ｇ光用ＤＭＤ３２は、素子基板５５の裏面側に取り付けられる。詳しくは図示しないが、素子基板５５のＤＭＤ取付部位には、Ｇ光用ＤＭＤ３２の取付面（裏面）側を露呈させる開口が設けられており、この開口には素子基板５５の表面側から伝熱板６０が取り付けられ、Ｇ光用ＤＭＤ３２に接触する。伝熱板６０には、アルミ等の放熱性の良い材質で形成されたヒートシンク６１が取り付けられ、Ｇ光用ＤＭＤ３２の熱が放熱される。
【００４５】
素子取付板５６には、その四隅に横方向に長く形成された長方形の貫通孔６４が形成されている。これら４個の貫通孔６４は、Ｇ光用ＤＭＤユニット５０をＧ光用プリズム２９に取り付ける際に利用される。素子基板５５は、この貫通孔６４の上方を塞がないようにするため、上部には切欠５５ａが、下方には二つの開口５５ｂがそれぞれ形成されている。
【００４６】
なお、素子基板５５、素子取付板５６、ヒートシンク６１は、Ｇ光用ＤＭＤ３２の対称軸Ｓ１に沿って設けられている。これは、Ｇ光用ＤＭＤユニット５０の取り付け及びアライメント調整の作業適性を向上させるためである。すなわち、Ｇ光用ＤＭＤユニット５０の取り付け及びアライメント調整は、各ＤＭＤ３０〜３２の対称軸Ｓ１〜Ｓ３が、図９に示す位置調整装置８５の作業台８６に対して略垂直方向となるように、図４に示す投写ユニット６を反時計方向に４５°傾斜させた状態で行われるが、その際にＧ光用ＤＭＤユニット５０を保持しやすくするためである。
【００４７】
Ｇ光用プリズム２９には、Ｇ光用ＤＭＤユニット５０を保持する固定板６７が接着剤によって取り付けられる。この固定板６７は、例えば、金属板によって形成されており、中央部分にはＧ光が通過される開口６７ａが形成され、四隅にはＧ光用ＤＭＤユニット５０を保持する保持突起６７ｂが設けられている。この保持突起６７ｂは、固定板６７の端部が屈曲されて形成されている。
【００４８】
図６（Ａ）に示すように、Ｇ光用ＤＭＤユニット５０は、固定板６７に取り付けられる際に、素子取付板５６の貫通孔６４に保持突起６７ｂが挿入される。保持突起６７ｂの長さは、貫通孔６４の深さよりも長くされているため、その先端は素子取付板５６の表面側から突出される。
【００４９】
図６（Ｂ）に示すように、素子取付板５６から突出された保持突起６７ｂには、円板形状の固着板７０が取り付けられ、Ｇ光用ＤＭＤユニット５０が固定板６７に仮固定される。この固着板７０は、透明なプラスチックで形成されており、中央部分には保持突起６７ｂが挿入される固着孔７０ａが設けられている。この固着孔７０ａには、紫外線硬化型の接着剤７１が充填され、この接着剤７１の硬化によりＧ光用ＤＭＤユニット５０は固定板６７に本固定される。
【００５０】
なお、固着板７０が透明なプラスチックで形成されているのは、紫外線硬化型の接着剤７１を使用するためであり、紫外線の透過が可能であれば、半透明または不透明のプラスチックを使用することもできる。また、光硬化型接着剤を使用しないのであれば、不透明のプラスチックを使用することもできる。
【００５１】
また、Ｂ光用ＤＭＤ３０及びＲ光用ＤＭＤ３１は、Ｇ光用ＤＭＤ３２と同様の構成を有するＢ光用ＤＭＤユニット７５及びＲ光用ＤＭＤユニット７６（図９，１０参照）として投写ユニット６に取り付けられるので、詳しい説明は省略する。
【００５２】
以上で説明した投写ユニット６は、例えば、図７及び図８に示すように、組立工程、アライメント調整工程を経て完成される。組立工程では、まず、ケース部材１３内にインテグレータ光学部１０を組み込み、次いで、ケース部材１３に光源ランプ９、投写光学部１２、色分離合成部２２が取り付けられる。
【００５３】
図９及び図１０に示すように、投写ユニット６のアライメント調整に用いられる位置調整装置８５は、略水平な台面８６ａを有する作業台８６と、この作業台８６の上に設置された保持治具８７と、この保持治具８７の周囲に配されたＲ用調整治具８８，Ｇ用調整治具８９，Ｂ用調整治具９０と、保持治具８７に設置された投写ユニット６から調整用の画像９１が投写されるスクリーン９２と、紫外線ランプ９３とから構成されている。なお、図示しないが、位置調整装置８５は、紫外線ランプ９３と投写ユニット６とを制御する制御部も備えている。
【００５４】
保持治具８７は、投写ユニット６が取り付けられる保持板９７と、この保持板９７を支持し、作業台８６の台面８６ａに対して４５°の角度に傾斜させる支持板９８とから構成されている。投写ユニット６の保持板９７への取り付けは、例えば、ケース部材１３に設けられた筐体３への取付穴などを利用して行われる。保持板９７は、投写ユニット６の色分離合成部２２を保持板９７の外側に突出させるサイズ及び形状とされている。これにより、各ＤＭＤユニット５０，７５，７６に対し水平方向からアクセスすることができ、各ＤＭＤユニット５０，７５，７６の背面側から保持治具８７に干渉することなく、取付位置の調整を行うことができる。
【００５５】
Ｇ用調整治具８９は、台面８６ａ上にネジ止めされる基台部１０１と、この基台部１０１の上に設けられる粗調整部１０２、微調整部１０３とから構成されている。粗調整部１０１は、精密ネジを用いた周知の直動ステージであり、背面側に設置された調整ノブ１０４を回転させることにより、上部に設けられた微調整部１０３を前後方向で進退させる。なお、前後方向のみで移動する直動ステージを用いたが、ＸＹの２軸、あるいはＺ方向の３軸を含むステージを用いてもよい。
【００５６】
図１１に示すように、微調整部１０３は、Ｇ光用ＤＭＤユニット５０のヒートシンク６１を保持するユニット保持部１０７と、精密ネジの回転によってユニット保持部１０７をＸＹＺ方向及びＲｘ，Ｒｙ，θ方向に微動させる周知の６軸調整ステージ１０８とから構成されている。ユニット保持部１０７は、例えば、ヒートシンク６１を幅方向からクランプして保持する構造のものが用いられているが、係合、嵌合、吸着、粘着等の異なる方法で保持するものを用いてもよい。また、６軸調整ステージを用いたが、ＤＭＤユニットの位置ずれ傾向に応じて調整方向数が更に多いもの、または少ないものを用いることもできる。なお、図１１では、図面の煩雑化を避けるため、投写ユニット６に代えて、Ｇ光用ＤＭＤユニット５０が取り付けられた色分離合成部２２のみを図示している。
【００５７】
Ｇ用調整治具８９は、保持治具８７に設置された投写ユニット６に対し、粗調整部１０２によって微調整部１０３が近付けられ、ユニット保持部１０７によりヒートシンク６１が保持される。そして、制御部により投写ユニット６が動作されてスクリーン９２に画像９１を投写させ、この画像９１を観察しながら微調整部１０３を操作してＧ光用ＤＭＤユニット５０の取付位置が調整される。なお、Ｒ用調整治具８８及びＢ用調整治具９０もＧ用調整治具８９と同じものであり、同様の手順によって各ＤＭＤユニット７６，７５の調整が行われる。
【００５８】
紫外線ランプ９３は、各調整治具８８〜９０による各ＤＭＤユニット５０，７５，７６の位置調整が終了した後で、各ＤＭＤユニット５０，７５，７６に向けて紫外線を照射して接着剤７１を硬化させる照明手段である。これにより、仮固定状態にあった各ＤＭＤユニット５０，７５，７６は本固定状態となるため、位置ずれが生じることはない。
【００５９】
次に、上記実施形態の作用について説明する。図７に示すように、投写ユニット６の組み立ては、ケース部材１３に対するインテグレータ光学部１１の組み込み、ケース部材１３への光源ランプ９，投写光学部１２，色分離合成部２２の取り付け、色分離合成部２２への各ＤＭＤユニット５０，７５，７６の仮固定という手順で行われる。組み立てが完了した投写ユニット６は、次のアライメント調整工程に搬送される。
【００６０】
図８に示すように、アライメント調整工程に搬送された投写ユニット６は、台面８６ａに対して４５°の角度に傾斜された保持治具８７の保持板９７に取り付けられる。これにより、各ＤＭＤ３０〜３２の対称軸Ｓ１〜Ｓ３は、略水平な台面８６ａに対して略垂直方向を向くため、各調整治具８８〜９０は水平方向から各ＤＭＤユニット５０，７５，７６の背後にアクセスすることができ、各調整治具８８〜９０のユニット保持部１０７によって、各ＤＭＤユニット５０，７５，７６を保持することができる。これにより、各ＤＭＤユニットの保持や、調整が容易になるため、調整適性が向上する。また、各調整治具８８〜９０の形状もシンプルになるため、作成が容易になりコストダウンを図ることができる。
【００６１】
次に、投写ユニット６によってスクリーン９２に調整用の画像９１を投写し、この画像９１を見ながら色ずれのあるＤＭＤユニットの取付位置を調整する。例えば、Ｇ光用ＤＭＤユニット５０の位置を調整する場合には、図１１に示すように、Ｇ用調整治具８９の６軸調整ステージ１０８を操作して、ＸＹＺ方向及びＲｘ，Ｒｙ，θ方向に微動させることにより行われる。また、各ＤＭＤ３０〜３２に近接して配置されているヒートシンク６１を保持して調整するようにしたので、調整時の移動量が必要以上に大きくなることはない。
【００６２】
各ＤＭＤユニット５０，７５，７６の取付位置の調整後、紫外線ランプ９３を点灯させ、各ＤＭＤユニット５０，７５，７６の取付部に充填されている接着剤７１を硬化させ、本固定を行う。この本固定は非接触で行われるため、本固定時の振動や衝撃によって位置ずれが生じることはない。また、アライメント調整が完了した投写ユニット６は、保持治具８７から取り外されて次の筐体組込工程に搬送されるが、各ＤＭＤユニット５０，７５，７６は本固定されているため、搬送中の振動などで位置ずれは生じることはない。
【００６３】
また、投写に必要な構成部品が組み込まれた投写ユニットの形態でアライメント調整を行うので、他の構成部品の製造誤差や組立誤差等を含む状態で各変調素子の取付位置調整を行うことができ、投写品質を向上させることができる。更に、筐体に組み込んでからの再調整は必要ないので、アライメント調整にかかる工数及びコストを削減することができる。
【００６４】
なお、上記実施形態では、変調素子としてＤＭＤを用いる場合について説明したが、本発明は、反射型液晶パネルを用いる投写型表示装置にも適用することができる。例えば、図１２に示すように、反射型液晶パネルを用いる投写ユニット１２０は、光源ランプ１２１，インテグレータ１２２，コンデンサレンズ１２３，反射ミラー１２４，色分解プリズム１２５，偏光板１２６ａ，１２６ｂ，ＲＧＢ用の反射型液晶パネル１２７ａ〜１２７ｃ，色合成プリズム１２８，投写レンズ１２９等から構成されている。この場合にも、各液晶パネル１２７ａ〜１２７ｃの背後に対して水平方向からアクセスできるように、投写ユニット１２０を回転させて保持し、アライメント調整を行うのが好ましい。
【００６５】
また、上記実施形態では、ＤＭＤや反射型液晶パネル等の反射型変調素子を使用する投写型表示装置を例に説明したが、本発明は、透過型の変調素子を用いる投写型表示装置にも適用可能である。
【００６６】
また、ＤＭＤユニットのヒートシンクを保持して調整するようにしたが、素子基板や取付基板等を保持して調整してもよい。更に、紫外線硬化型接着剤を使用してＤＭＤユニットを本固定したが、常温硬化型、熱硬化型等その他の接着材を用いて本固定を行ってもよい。また、接着剤以外の手段を利用して、本固定を行うことも本願発明に含まれる。また、色合成手段と色分離手段とを共通のプリズムで構成したが、別々のプリズムで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明を実施した投写型表示装置の構成を示す斜視図である。
【図２】投写ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図３】プリズムとＤＭＤとの配置を示す説明図である。
【図４】投写ユニットの背面図である。
【図５】分離合成光学部の構成を示す分解斜視図である。
【図６】Ｇ光用ＤＭＤユニットの取付構造を示す斜視図である。
【図７】投写ユニットの組立工程の手順を示すフローチャートである。
【図８】アライメント調整工程の手順を示すフローチャートである。
【図９】位置調整装置の構成を示す外観斜視図である。
【図１０】保持治具及び調整治具の構成を示す外観斜視図である。
【図１１】調整治具の微調整部の構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の別の実施形態の投写ユニットを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６８】
２  投写型表示装置
６，１２０  投写ユニット
９，１２１  光源ランプ
１０  インテグレータ光学部
１１  色分離合成光学部
１２  投写光学部
２２  色分離合成部
２３  変調部
２７  Ｂ光用プリズム
２８  Ｒ光用プリズム
２９  Ｇ光用プリズム
３０  Ｂ光用ＤＭＤ
３１  Ｒ光用ＤＭＤ
３２  Ｇ光用ＤＭＤ
３３  インテグレータ
４７  台座
５０  Ｇ光用ＤＭＤユニット
７１  接着剤
８５  位置調整装置
８７  保持治具
８８  Ｒ用調整治具
８９  Ｇ用調整治具
９０  Ｂ用調整治具
９２  スクリーン
９３  紫外線ランプ
１０２  粗調整部
１０３  微調整部
１２５  色分離プリズム
１２７ａ〜１２７ｃ  反射型液晶パネル
１２８  色合成プリズム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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