(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、液晶パネル等のライトバルブを保持するライトバルブ保持部材を合成プリズムに固定する際に、ライトバルブの位置ずれを最小限にし、位置精度が高い投射型表示装置を提供する。【解決手段】  合成プリズムの２つの面に接合されるライトバルブ保持部材のアーム部に、合成プリズムの面から離れる方向に段差を設ける。【選択図】図８
2007264520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源からの光を変調するライトバルブと、
前記ライトバルブからの光を合成する合成プリズムと、
前記合成プリズムからの光を投射する投射部と、
前記合成プリズムの２つの面に接合され、前記合成プリズムの面から離れる方向に段差が形成されたアーム部と、前記アーム部に設けられた穴と、前記ライトバルブを保持する保持部とで形成されたライトバルブ保持部材とを有し、
前記穴に接着剤を流し込むことにより、前記合成プリズムと前記ライトバルブ保持部材とを固定することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
光を出射する光源と、
前記光源からの光を複数色の光に分離する色分離部と、
前記複数色の各々に対応して配置された複数個のライトバルブと、
前記複数のライトバルブからの光を合成する合成プリズムと、
前記合成プリズムからの光を投射する投射部と、
前記合成プリズムの２つの面に接合され、前記合成プリズムの面から離れる方向に段差が形成されたアーム部と、前記アーム部に設けられた穴と、前記ライトバルブを保持する保持部とで形成され、前記複数色の各々に対応して配置された複数個のライトバルブ保持部材とを有し、
前記穴に接着剤を流し込むことにより、前記合成プリズムと前記ライトバルブ保持部材とを固定することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の投射型表示装置であって、
前記接着剤は、低温で且つ短時間で硬化する流動性の低い接着剤であることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の投射型表示装置であって、
前記接着剤は、紫外線硬化型接着剤又は低温硬化型エポキシ系接着剤であることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の投射型表示装置であって、
前記段差は、０．１ｍｍ以上であることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載の投射型表示装置であって、
前記穴の周縁と前記段差との距離は、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下としたことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項７】
請求項１から５の何れかに記載の投射型表示装置であって、
前記穴の周縁と前記段差との距離は、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下としたことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項８】
光を出射する光源と、
前記光源からの光を変調するライトバルブと、
前記ライトバルブからの光を合成する合成プリズムと、
前記合成プリズムからの光を投射する投射部と、
前記合成プリズムの２つの面に接合され、前記合成プリズムの面から離れる方向に段差が形成されたアーム部と、前記ライトバルブを保持する保持部とで形成されたライトバルブ保持部材とを有することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れかに記載の投射型表示装置と、
前記投射型表示装置からの光の光路を折り返す折り返しミラーと、
前記折り返しミラーからの光を表示するスクリーンとを有する背面投射型表示装置。
【請求項１０】
光源からの光を変調するライトバルブと、前記ライトバルブからの光を合成する合成プリズムと、前記ライトバルブを保持し、前記合成プリズムに接合されるライトバルブ保持部材とで形成されるプリズムブロックの製造方法であって、
前記合成プリズムの２つの面に接合させるために、前記ライトバルブ保持部材にアーム部を形成するステップと、
前記アーム部に、前記合成プリズムの面から離れる方向に段差を形成するステップと、
前記アーム部に、接着剤を流し込むための穴を形成するステップと、
前記穴に接着剤を流し込むことにより、前記合成プリズムと前記ライトバルブ保持部材とを接合するステップとを経て、プリズムブロックを製造することを特徴とするプリズムブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル等のライトバルブに表示された光学像を、スクリーン等に拡大投射するプロジェクタ等の投射型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、プリズムとライトバルブホルダとの接着処理をライトバルブホルダのアームに設けられた穴より接着剤を流し込むことにより行う構成が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
接着剤は、通常、硬化する際に収縮する。例えば、上記引用文献１の構成では、左右の穴に接着剤を流し込みプリズムに固定するため、接着剤の充填形状等が異なる場合には、左右の穴において接着剤の収縮量が異なり、硬化する際にライトバルブホルダの位置が変動する場合がある。
【０００５】
本発明は、上記した課題に鑑みて成されたもので、その目的は、ライトバルブ保持部材を合成プリズムに固定する際に、ライトバルブ保持部材が変動することなく、位置精度が高く、かつ信頼性に優れた投射型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一面は、合成プリズムの２つの面に接合されるライトバルブ保持部材のアーム部に、合成プリズムの面から離れる方向に段差を設ける。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ライトバルブの位置精度が高い投射型表示装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、同一な部分には同一符号を付して、一度説明したものについては、その説明を省略する。
【０００９】
図１は、実施例１のプロジェクタ（以下、投射型表示装置という）の外観を示す斜視図で、図１（ａ）は投射型表示装置の正面側、図１（ｂ）は背面側を示す。
【００１０】
図１において、１は投射型表示装置、２は排気口、３は吸気口、４は操作ボタン、１０は投射部である投射レンズである。図１に示すように、投射型表示装置１は、図１（ａ）のように、排気口２が投射レンズ１０と同じ方向、即ち正面側に面しており、吸気口３は側面側に設けてある。その他、操作ボタン４は投射型表示装置１の上面に配置されている。
【００１１】
投射型表示装置１は、操作ボタン４、あるいはリモコン（図示せず）により装置外部から操作して、動作させる。動作時には、投射レンズ１０より図示していないスクリーンなどに映像を投射して表示する。
【００１２】
図２は、図１に示した実施例１の投射型表示装置１の内部の斜視図である。１００はランプなどの光源、３００は光学エンジン部である。図２に示すように、投射型表示装置１の内部には、光学エンジン部３００が設けてある。光学エンジン部３００は、光源１００からの光を色分離部（図示せず）で３色（赤色、緑色、青色）に分離し、例えば、液晶パネル等のライトバルブ（図示せず）に照射し、ライトバルブにて形成された光学像を合成プリズム（図示せず）で合成している。そして、最終的に投射レンズ１０で装置外部のスクリーン（図示せず）などに拡大投射して映像として表示する。
【００１３】
図３は、光学エンジン部３００の説明図である。３１０はプリズムユニット３１０であり、ライトバルブ（図示せず）、合成プリズム（図示せず）等からなり、詳細は後述する。また、図３に示すように、投射レンズ１０はプリズムユニット３１０に取付けられている。
【００１４】
図４は、プリズムユニット３１０の詳細図を示す。３８０はプリズムブロック保持部材、３９０はプリズムブロックである。図４に示すように、プリズムユニット３１０は、プリズムブロック保持部材３８０とプリズムブロック３９０からなり、プリズムブロック３９０がプリズムブロック保持部材３８０に固定保持されている。
【００１５】
図５は、プリズムブロック３９０の詳細図である。３２０，３５０，３７０はライトバルブ、３３０，３４０，３６０はライトバルブ保持部材、６００は合成プリズム、４１０は偏光板である。
【００１６】
図５に示すように、合成プリズム６００の３つの側面をとりかこむように各色成分を担当するライトバルブ３２０，３５０，３７０が、それぞれライトバルブ保持部材３３０，３４０，３６０を介して取付けられている。ライトバルブ保持部材３３０，３４０，３６０は、ポリカーボネート材などの熱可塑性高分子材料で形成されている。
【００１７】
なお、図５に示すように、ライトバルブ３２０と合成プリズム６００との間には、偏光板４１０を配置している。図示していないが、他のライトバルブ３５０，３７０と合成プリズム６００との間にも、同様に偏光板が設けられている。
【００１８】
ここで、ライトバルブで画像を表示する仕組みを説明する。ライトバルブ３２０には、前記したように、光源１００からの光を色分離部において色分離された光（ここでは緑色）が照射される。このとき、図示しない偏光変換素子により偏光方向を一方向（ここではＳ偏光）に揃えた状態で入射するようにしている。ライトバルブ３２０においては、設定した画素に対応する部分では、偏光方向を回転する／しないの制御を行って、入射光の変調を行う。そして、偏光方向を回転した画素に対応する部分からの光はＰ偏光として出力される。ここで、偏光板４１０の透過軸をＰ偏光と一致するように配置することにより、ライトバルブ３２０で偏光方向が回転した画素部分の光のみが偏光板４１０を透過する。ライトバルブ３２０において、偏光方向が回転していない画素に対応する部分からの光はＳ偏光の成分は、偏光板４１０に吸収される。
【００１９】
このようにして、偏光板４１０とライトバルブ３２０との組み合わせにより、ライトバルブの画素毎のオン／オフの制御動作が実現され、さらに、この画素毎の制御を組み合わせて１枚の光学像である画像（緑色）として表示することが可能となる。
【００２０】
ライトバルブ３５０においては、色分離部において色分離された光（ここでは赤色）が照射されるようにすることにより、赤色画像を表示し、ライトバルブ３７０においては、色分離された光（ここでは青色）が照射されるようにして青色画像を表示するようにしている。
【００２１】
ライトバルブ３２０，３５０，３７０にて形成された画像は、合成プリズム６００内部のダイクロイックミラー面（図示せず）により実現される。ライトバルブ３２０から出力される緑色画像（光）は、合成プリズム６００内部のダイクロイックミラー面を透過して直進する。また、ライトバルブ３５０から出力される赤色画像（光）及びライトバルブ３７０から出力される青色画像（光）は、合成プリズム６００内のダイクロイックミラー面で直角に反射して、ライトバルブ３２０，３５０，３７０の配置されていない面方向（投射レンズ１０方向）に進む。このようにして、各ライトバルブ３２０，３５０，３７０からの映像を、合成プリズム６００にて合成し、投射レンズ１０にて投射する。
【００２２】
図６は、ライトバルブ周辺部の分解斜視図である。図に示すように、ライトバルブ３２０にはライトバルブ保持部材３３０に取付けるための穴３２１が周辺部近傍の４箇所設けられており、ライトバルブ保持部材３３０には４箇所の穴３２１に対応する位置に凸部３３１が設けられている。また、ライトバルブ保持部材３３０には合成プリズム６００に取付ける為の上側アーム部３３２と下側アーム部３３３が設けられており、上側アーム部３３２には２箇所の穴３３４、下側アーム部にも２箇所の穴３３５がそれぞれ設けられている。また、ライトバルブ保持部材３３０には偏光板４１０を固定する為の溝３３６が設けられ、偏光板４１０を上部から挿入可能になっている。各部材の固定保持方法については後述する。
【００２３】
次に、ライトバルブの固定保持方法について説明する。図７は、ライトバルブ周辺部の断面図である。図７に示すように、ライトバルブ３２０の穴３２１にライトバルブ保持部材３３０の凸部３３１を挿入し、接着剤５００を流し込み接着固定している。また、偏光板４１０をライトバルブ保持部材３３０の溝３３７に挿入後、図示しない接着剤等で固定保持する。他のライトバルブ３５０，３７０についても同様に、ライトバルブ３５０，３７０及び偏光板（図示せず）がそれぞれライトバルブ保持部材３４０，３６０に接着剤にて固定保持されている。
【００２４】
上記したように各ライトバルブ３２０，３５０，３７０の表示画像が合成プリズム６００により合成されて投射レンズから投射される。したがって、スクリーン上に投射された各表示映像を完全に一致させるためには、投射レンズ１０側から見て、３枚のライトバルブ３２０，３５０，３７０が相対的に同じ焦点位置、同じ画面位置にある必要がある。このために、合成プリズム６００周りにライトバルブを固定する際には、ライトバルブの位置合わせ調整（コンバージェンス調整）を行う必要がある。ここで、ライトバルブの位置がずれると、合成される映像が乱れることになるため、調整した位置で確実に固定されなければならない。
【００２５】
そこで、ライトバルブ保持部材３３０にライトバルブ３２０を接着固定した後、ライトバルブ保持部材３３０の位置を図示しない調整冶具などでコンバージェンス調整を行う。
【００２６】
その後、上側アーム部３３２に設けられた穴３３４より接着剤５１０を流し込み、合成プリズム６００の上面６１０に接着固定する。この穴３３４にはテーパーが設けられており、接着剤５１０が容易に流し込めるようになっている。他のライトバルブ保持部材３４０，３６０も同様に接着固定する。その後、下側アーム部３３３に設けられた穴３３５より同じく接着剤５１１を流し込み、合成プリズム６００の下面６２０に接着固定する。この穴３３５にもテーパーが設けられており、上記穴３３４と同様に接着剤５１１が流し込み易くなっている。他のライトバルブ保持部材３４０，３６０も同様に接着固定する。ライトバルブを固定する接着剤５００、偏光板を固定する接着剤、ライトバルブ保持部材を固定する接着剤５１０，５１１としては、低温でかつ短時間で硬化する流動性の低い接着剤である例えば紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤や低温硬化型エポキシ系接着剤などが好適に用いられ、接着剤を塗布後にＵＶを照射すること、あるいは、熱（低温）を与えることで接着剤を硬化させて固定させる。また、これらの接着剤に限定するものではなく、上記以外の接着剤においても、同等の効果を得られるものであれば使用してもよいことは言うまでもない。
【００２７】
図８は、合成プリズムとライトバルブ保持部材の接着部の説明図である。図８（ａ）は上側アーム部、（ｂ）は下側アーム部である。
【００２８】
図８（ａ）に示すようにライトバルブ保持部材の上側アーム部３３２の合成プリズム６００側において、穴３３４の周縁からｔ１までの近傍エリア３３４’に対して、その周辺部で合成プリズム６００の上面６１０から離れる方向に高さｈ１の段差３３７が設けてある。同様に、図８（ｂ）に示すように、下側アーム部３３３の合成プリズム６００側において、穴３３５の周縁ｔ２までの近傍エリア３３５’に対して、その周辺部で合成プリズム６００の下面６２０から離れる方向に高さｈ２の段差３３８が設けてある。このように段差３３７，３３８を設けたことにより、接着剤５１０，５１１により、穴３３４，３３５の近傍エリア３３４’，３３５’のみでライトバルブ保持部材３３０は固定され、段差３３７，３３８部分では接着剤５１０，５１１と接触せず、接着剤５１０，５１１とライトバルブ保持部材３３０が接触（接着）領域が一定となる。したがって、接着剤５１０，５１１の注入量や注入状態が異なった場合でも、接着剤５１０，５１１が硬化する際に収縮してもライトバルブ保持部材３３０の位置が変動することがなく、コンバージェンス調整後の状態を保ったまま固定することが可能となる。
【００２９】
また、段差量ｈ１，ｈ２は小さすぎると段差３３７，３３８部にも接着剤５１０，５１１が接触し、ライトバルブの位置が変動することになる。段差量ｈ１，ｈ２の値は、少なくとも０．１ｍｍ以上である場合には、接着剤が収縮する際にライトバルブ保持部材３３０の位置が変動せず、ライトバルブの位置精度を高くすることが可能である。また、穴３３４，３３５の周縁から段差３３７，３３８までの距離ｔ１，ｔ２においては、小さすぎると接着領域が確保できずに所望の接着強度を得ることができず、また大きすぎると段差を設けた効果を得ることができない。少なくとも、距離ｔ１、ｔ２は、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であれば接着剤が収縮する際にライトバルブ保持部材３３０の位置が変動しないことを確認した。さらに、距離ｔ１、ｔ２は、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であれば、ライトバルブ保持部材の位置が変動せず、ライトバルブの位置精度を高くすることが可能である。
【００３０】
以上のように、実施例１によると、ライトバルブ保持部材に所定量の段差を設けることで、ライトバルブ保持部材の上側アーム部と合成プリズム上面との隙間、及びライトバルブ保持部材の下側アーム部と合成プリズム下面との隙間を固定する接着剤のライトバルブ保持部材側の各接着面を接着剤の注入量、注入状態によらず、略一定とすることができ、これにより接着剤の熱膨張や硬化収縮によるライトバルブの位置ずれなくなり、精度良くコンバージェンス調整することができ、位置精度が高く、かつ信頼性に優れた投射型表示装置を提供することができる。
【００３１】
また、実施例１の投射型表示装置は、光路折り返しミラーで、折り返されたあと、スクリーンの背面から映像を投射する背面投射型表示装置においても適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１の投射型表示装置の外観を示す斜視図。
【図２】実施例１の投射型表示装置の内部を示す斜視図。
【図３】実施例１の光学エンジン部を示す説明図。
【図４】実施例１のプリズムユニットを示す説明図。
【図５】実施例１のプリズムブロックの詳細図。
【図６】実施例１のライトバルブ周辺部の分解斜視図。
【図７】実施例１のライトバルブ周辺部の断面図。
【図８】実施例１の合成プリズムとライトバルブ保持部材の接着部分の断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１…投射型表示装置、２…排気口、３…吸気口、４…操作ボタン、１０…投射レンズ、１００…光源、３００…光学エンジン部、３１０…プリズムユニット、３２０，３５０，３７０…ライトバルブ、３３０，３４０，３６０…ライトバルブ保持部材、３８０…プリズムブロック保持部材、３３２…上側アーム部、３３３…下側アーム部、３３４、３３５…穴、３３７，３３８…段差、４１０…偏光板、５００，５１０，５１１…接着剤、６００…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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