(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶パネル素子の表示画素領域に対し、高精度かつ容易に遮光板を位置決めすることが可能な投射型表示装置を提供する。【解決手段】投射型表示装置は、液晶パネル素子に表示された映像を外部に投射するものであり、液晶パネル素子を保持する保持部と、液晶パネル素子の表示領域を規定する遮光板５３０と、液晶パネル素子のいずれか１辺に対し平行かつ第１の方向に並んで保持部に配置され、遮光板５３０に接し、液晶パネル素子に対する遮光板５３０の位置を規定する３つの位置決め部材５２１〜５２３を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネル素子に表示された映像を外部に投射する投射型表示装置であって、
前記液晶パネル素子を保持する保持部と、
前記液晶パネル素子の表示領域を規定する遮光板と、
前記液晶パネル素子のいずれか１辺に対し平行かつ第１の方向に並んで前記保持部に配置され、前記遮光板に接し、前記液晶パネル素子に対する前記遮光板の位置を規定する３つの位置決め部材を含むことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記３つの位置決め部材のうち両端の位置決め部材は、前記第１の方向に垂直な方向で前記遮光板と接し、前記両端の位置決め部材の間にある位置決め部材は、前記第１の方向で前記遮光板と接することを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記３つの位置決め部材は、前記遮光板の外形と接することにより前記遮光板の位置を規定することを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記３つの位置決め部材は、前記遮光板に形成される穴部に片寄せられることにより前記遮光板の位置を規定することを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記穴部は、長穴であることを特徴とする請求項４に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記３つの位置決め部材は、円柱状の凸部であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記３つの位置決め部材は、円柱状のピンであり、前記保持部に対し、両端が露出するように取り付けられ、
両端のうち、前記遮光板に接する側とは反対側の凸部が外部に設置される治具に接触可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
前記３つの位置決め部材は、液晶パネル素子の長辺に対し平行かつ直線状に配置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源からの照明光を用いて光変調素子（液晶パネル）に表示された画像を、レンズユニットを介して外部のスクリーン上に拡大投射する投射型表示装置（プロジェクタ）がある。この投射型表示装置は、液晶パネルの表示画素以外の領域に光が照射されることによる映像品位の低下や余分な発熱を抑制するため、液晶パネル素子の表示画素以外の領域を遮光する遮光板を備える。液晶パネル素子の表示画素領域に対する遮光板の位置がずれると、映像品位の低下につながる可能性があるため、遮光板は高精度に位置決めされる必要がある。しかし、液晶パネル素子の表示画素領域の端部と遮光板とを顕微鏡等の装置で拡大し、高精度に距離を測定しながら固定する方法は、製品製造コストが増加する。そこで、特許文献１は、反射型空間光変調素子ベース（本明細書における「保持板」）に複数の支持部材（本明細書における「位置決め部材」）を設け、遮光板と液晶パネル素子とを相対する方向から該支持部材に押し当てて位置決めを行う方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５４８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、液晶パネル素子の長辺方向に位置決め部材として、２つの支持部材を、短辺方向に回転止め部材として１つの支持部材を配置することにより位置決めを行っている。そのため、各支持部材の径の精度および液晶パネル素子の表示画素領域の位置精度に依存し、その累積した部品交差により液晶パネル素子の長辺方向の位置精度に影響を与えやすい。
【０００５】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、例えば、液晶パネル素子の表示画素領域に対し、高精度かつ容易に遮光板を位置決めすることが可能な投射型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、液晶パネル素子に表示された映像を外部に投射する投射型表示装置であって、液晶パネル素子を保持する保持部と、液晶パネル素子の表示領域を規定する遮光板と、液晶パネル素子のいずれか１辺に対し平行かつ第１の方向に並んで保持部に配置され、遮光板に接し、液晶パネル素子に対する遮光板の位置を規定する３つの位置決め部材を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、例えば、液晶パネル素子の表示画素領域に対し、高精度かつ容易に遮光板を位置決めすることが可能な投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る投射型表示装置の構成を示す図である。
【図２】色分解合成光学系の構成を示す分解斜視図である。
【図３】色分解合成光学系の構成を示す図である。
【図４】液晶パネルユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図５】本実施形態に係る位置決め部材の構成を示す図である。
【図６】比較例に係る位置決め部材の配置を示す図である。
【図７】本実施形態に係る位置決め部材の配置を示す図である。
【図８】液晶パネルユニットの裏面構成を示す図である。
【図９】第２実施形態に係る位置決め部材の構成を示す図である。
【図１０】第３実施形態に係る液晶パネルユニットの側面図である。
【図１１】本実施形態に係る液晶パネルユニットの裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る投射型表示装置（以下、単に「表示装置」という。）について説明する。表示装置は、光源からの照明光を用いて、液晶パネル素子に表示された画像（静止画像および動画像を含む映像）を外部に設置されているスクリーン（被投射面）上に拡大投射する装置である。図１は、本実施形態に係る表示装置１の光学構成を示す概略平面図である。表示装置１は、第１光学ユニット１００と、第２光学ユニット２００と、シフトユニット３００と、制御部４００とを含む。なお、図１以下の各図では、第１光学ユニット１００の光軸１００ａと平行となるＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。
【００１１】
第１光学ユニット（レンズユニット：「投射レンズ」ともいう。）１００は、後述する画像生成部からの出射光を受光し、表示装置１の筐体の前面（側面）に形成されている開口からスクリーン上に画像を投射する。第２光学ユニット２００は、照明光学系と、画像生成部とを含む。照明光学系は、光源であるランプ２１０、偏光変換素子、またはその他の光学素子を含み、画像生成部へ照明光を出射する。画像生成部は、例えば、照明光学系からの出射光を偏光分離する光学部品２２０と、偏光分離された光を受光するＲ・Ｇ・Ｂの３色用の液晶パネルユニット５００〜７００を有する色分解合成光学系を含む。液晶パネルユニット５００の構成については、後述する。シフトユニット３００は、第１光学ユニット１００を保持し、垂直な平面（ＸＹ平面）内で光軸１００ａをシフト（レンズシフト）させることで、第１光学ユニット１００から投射される投射光を適宜シフトさせる。制御部４００は、第１光学ユニット１００、第２光学ユニット２００およびシフトユニット３００に含まれる、駆動系、計測系または各素子の動作制御、および各動作のための演算などを実行する。
【００１２】
次に、本実施形態における色分解合成光学系について説明する。図２は、図１に示す色分解合成光学系のうち、液晶パネルユニット５００と、該液晶パネルユニット５００に固定される光学部品２２０の構成を示す図である。光学部品２２０は、１／４波長板および偏光ビームスプリッターを含み、液晶パネルユニット５００へ向かう光を偏光分離させる。この光学部品２２０は、ピン形状部を有するユニット保持部２２１を備える。図３に示すように、光学部品２２０は、ＵＶ接着剤が塗布された液晶パネルユニット５００の固定部５２５にユニット保持部２２１のピン形状部を挿入し、その位置を調整した後、ＵＶ照射により、液晶パネルユニット５００と接着固定される。
【００１３】
次に、本実施形態における液晶パネルユニットの構成について詳説する。図４は、３色の液晶パネルユニット５００〜７００のうち、Ｇ用の液晶パネルユニット５００の構成を示す分解斜視図である。本明細書においては、一例として、Ｇ用の液晶パネルユニット５００の構成を説明するが、Ｒ・Ｂ用の液晶パネルユニット６００、７００についても同様の構成を有する。液晶パネルユニット５００は、液晶パネル素子５１０と、保持板（保持部）５２０と、遮光板５３０とを有する。液晶パネル素子５１０は、液晶層の背面に配置される反射板においてランプ２１０からの光を反射し、画像変調させるＧ（緑）用の反射型液晶パネル素子である。液晶パネル素子５１０には、フレキシブル基板が接続され、表示する画像信号を液晶パネル素子５１０に送信する。本実施形態において、フレキシブル基板は、液晶パネル素子５１０のＸ方向の短辺に接続されるものとするが、この構成に限定せず、液晶パネル素子５１０の４辺のうちいずれか１辺に接続する構成であればよい。保持板５２０は、液晶パネル素子５１０を高精度に接着固定し支持する。遮光板５３０は、液晶パネル素子５１０の表示画素領域（表示領域）に対応した大きさの開口部を有し、液晶パネル素子５１０の表示画素以外の領域を遮光する。この遮光板５３０は、液晶パネル素子５１０上で、後述する複数の位置決め部材により液晶パネル素子５１０の表示画素領域に対して位置決めされ、ビス等の固定具５４０で保持板５２０に固定される。
【００１４】
次に、液晶パネル素子の表示画素領域に対し、遮光板を位置決めする位置決め部材の配置について説明する。図５は、上述した位置決め部材の配置例を示す図である。本発明の保持板５２０は、遮光板５３０の位置決め部材として、第１位置決め部材５２１、第２位置決め部材５２２、および第３位置決め部材５２３を備える。第１〜第３位置決め部材５２１〜５２３は、それぞれ円柱状の凸部であり、液晶パネル素子５１０の長辺に対し平行かつ直線状に配置される。遮光板５３０は、各位置決め部材５２１〜５２３の位置と対応する位置に、円形の第１〜第３穴部５３１〜５３３を備える。各位置決め部材５２１〜５２３を各穴部５３１〜５３３に、それぞれ片寄せることにより、液晶パネル素子５１０の表示画素領域と、遮光板５３０に設けられたＬ１×Ｌ２の大きさの開口部とを位置決めすることができる。このように位置決めされた遮光板５３０は、遮光板５３０の３つの固定穴５３４と、それらに対応する位置にある保持板５２０の固定穴５２４とに固定具５４０を貫通させることにより、固定される。
【００１５】
この構成により、本発明の遮光板５３０は、位置決め調整用の装置を別途使用することなく、液晶パネル素子５１０の表示画素以外の領域を精度良く遮光することができる。したがって、本発明の投射型表示装置は、液晶パネル素子５１０の表示画素領域に対し、高精度かつ容易に遮光板５３０を位置決めすることができる。
【００１６】
本実施形態において、第１〜第３位置決め部材５２１〜５２３は、液晶パネル素子５１０の長辺に対し平行かつ直線状に配置される構成とした。しかし、この構成に限定せず、各位置決め部材５２１〜５２３は、液晶パネル素子５１０のいずれか１辺に対し平行かつ直線状に、すなわち、第１の方向に並んだ状態で配置されればよい。この場合、両端に配置される位置決め部材は、第１の方向に対し垂直な方向で遮光板５３０と接し、両端に設置される位置決め部材の間にある位置決め部材は、第１の方向で遮光板５３０と接する。また、本実施形態において、第１〜第３位置決め部材５２１〜５２３は、それぞれ対応する第１〜第３穴部５３１〜５３３に挿入し、片寄せることにより、遮光板５３０の位置を規定する構成とした。しかし、この構成に限定せず、３つの位置決め部材５２１〜５２３のうち、１つは、穴部の辺に片寄せ、他２つを遮光板５３０の外形に片寄せることにより位置決めを行ってもよい。さらに、本実施形態においては、第１〜第３穴部５３１〜５３３の形状を円形とし、該穴部に片寄せることにより位置決めを行う構成としたが、遮光板５３０の外形や、長穴など辺を有する穴部に片寄せる構成であってもよい。これら変形例については、後述する。
【００１７】
ここで、このような本実施形態の効果を、液晶パネル素子の長辺と短辺との２つの方向に平行な領域に分けて位置決め部材を配置する場合についての比較例と比較しながらより詳細に説明する。図６は、比較例に係る位置決め部材の構成を示す図であり、図７は、本実施形態に係る位置決め部材の構成を示す図である。なお、図６および図７においては、円柱状の凸部である位置決め部材を、上述したように遮光板の外形に片寄せることにより遮光板の位置決めを行う構成とする。
【００１８】
液晶パネル素子５１０が固定された保持板５２０に対し遮光板５３０を位置決めするためには、少なくとも、平面方向（ＸＹ方向）の位置決めとして２つ、回転止めとして１つの計３つの位置決め部材を必要とする。図６に示す比較例では、遮光板５３０のＹ方向を位置決めする第１位置決め部材５２１、Ｘ方向を位置決めする第２位置決め部材５２２′、および回転止めとなる第３位置決め部材５２３が設けられる。第１および第３位置決め部材５２１、５２３は、保持板５２０に固定される液晶パネル素子５１０の長辺に接するよう設置され、第２位置決め部材５２２′は、短辺に接するよう設置される。ここで、第３位置決め部材５２３が部品公差によりＹ方向にΔＹ１ずれた場合、このＹ方向のずれに依存して、遮光板５３０は、Ｘ方向にΔＸ１ずれる。
【００１９】
一方、本実施形態では、各位置決め部材５２１〜５２３は、液晶パネル素子５１０の長辺と平行かつ直線状に設置される。この場合、図７に示すように、Ｘ方向を位置決めする第２位置決め部材５２２は、Ｙ方向を位置決めする第１位置決め部材５２１と回転止めとなる第３位置決め部材５２３の間に設置される。また、遮光板５３０は、第２位置決め部材に対応した位置に、Ｙ方向に平行な辺を有する凸形状を備える。そのため、第１位置決め部材５２１および第３位置決め部材５２３は、各位置決め部材５２１、５２３のＹ方向の面で遮光板５３０の外形と接し、第２位置決め部材５２２は、Ｘ方向の面で遮光板５３０のＹ方向に平行な辺と接する。なお、図７においては、第２位置決め部材５２２は、−Ｘ方向の面で遮光板５３０のＹ方向に平行な辺と接する構成とするが、この構成に限定せず、Ｘ方向の面で遮光板５３０のＹ方向に平行な辺と接する構成としてもよい。ここで、比較例同様、回転止めとなる第３位置決め部材５２３が部品公差によりＹ方向にΔＹずれた場合、このＹ方向の位置ずれに依存して生じるＸ方向のズレ量は、ΔＸ２である。比較例のＸ方向のずれΔＸ１と、本実施形態のＸ方向のずれΔＸ２とを比較すると、本実施形態のＸ方向のずれΔＸ２は、ΔＸ１よりも小さい。このように、各位置決め部材５２１〜５２３を液晶パネル素子５１０のいずれか１辺に対し平行かつ直線状に配置することにより、３つの位置決め部材が遮光板５３０の直交する２辺と接する比較例の構成と比べ、Ｘ方向の位置ずれを低減させることができる。この構成により、本発明の投射型表示装置は、液晶パネル素子５１０の表示画素以外の領域を精度良く遮光することができ、液晶パネルユニット５００における遮光板５３０の位置決めを高精度かつ容易に実施することができる。
【００２０】
さらに、液晶パネル素子５１０から発せられる熱などを冷却するため、保持板５２０の液晶パネル素子５１０が取り付けられる面の反対側の面（裏面）にヒートシンクを取り付けることがある。しかし、図６に示すように、各位置決め部材が複数の辺に接触する構成である場合、いずれかの位置決め部材がヒートシンクの風路の抵抗となる。しかし、本実施形態の液晶パネルユニット５００は、液晶パネル素子５１０のいずれか１辺に対し平行かつ直線状に３つの位置決め部材５２１〜５２３を設ける構成である。そのため、冷却風を該辺と平行に流すフィン形状を有するヒートシンク５５０を、保持板５２０の裏面に取り付けることができる。図８は、ヒートシンクを保持板の裏面に取り付けた液晶パネルユニットの構成を示す概略斜視図である。図８に示すように、例えば、液晶パネル素子５１０の長辺に対し平行かつ直線状に３つの位置決め部材５２１〜５２３を設けた場合、液晶パネル素子５１０の長辺方向（図中の矢印方向）に冷却風を流すヒートシンク５５０を設けることができる。
【００２１】
さらに、３つの位置決め部材５２１〜５２３は、液晶パネル素子５１０のいずれか１辺に平行かつ直線状に配置される構成であるため、液晶パネル素子５１０の該辺と直交する２辺のうちどちらの辺に対してもフレキシブル基板を接続することができる。このように、本発明の投射型表示装置は、小型化、精度、および配置の点における性能をも向上させることができる。
【００２２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶パネルユニットについて説明する。本実施形態の特徴は、上述のように、遮光板の穴部を長穴に変更した点にある。図９は、本実施形態の液晶パネルユニットの構成を示す概略図である。なお、図９において、図５に示す第１実施形態に係る液晶パネルユニットの構成要素と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。図９（ａ）に示すように、本実施形態の第１〜第３位置決め部材５２１〜５２３は、液晶パネル素子５１０の長辺方向に対し、平行かつ直線状に配置される。図９（ｂ）は、遮光板５３０を位置決めした後の第１〜第３位置決め部材５２１〜５２３の拡大図である。図９（ｂ）に示すように、本実施形態において、遮光板５３０の第１〜第３穴部５３１〜５３３は、辺を有する長穴である。第１穴部５３１および第３穴部５３３は、液晶パネル素子５１０の長辺方向と平行な辺を有する長穴であり、第２穴部５３２は、該長辺方向に垂直な辺を有する長穴である。第１位置決め部材５２１および第３位置決め部材５２３は、第１穴部５３１および第３穴部５３３の辺に片寄せされ、第２位置決め部材５２２は、第２穴部５３２の辺に片寄せされる。
【００２３】
この構成により、本実施形態の投射型表示装置は、第１実施形態同様の効果を有する。またさらに、本実施形態の構成においては、遮光板５３０の位置を規定する際、図９（ａ）に示す矢印の方向から遮光板５３０の３つの穴部５３１〜５３３に各位置決め部材５２１〜５２３を片寄せすることができる。そのため、各位置決め部材５２１〜５２３の近傍から遮光板５３０に力を加えることができ、遮光板５３０のつき当て方向に対する変形を低減することができる。
【００２４】
なお、本実施形態においては、液晶パネル素子５１０の長辺方向に平行かつ直線状に３つの位置決め部材５２１〜５２３を配置する構成とした。しかし、この構成に限定せず、第１実施形態同様、各位置決め部材５２１〜５２３は、液晶パネル素子５１０のいずれか１辺に平行かつ直線状、すなわち、第１の方向に並んだ状態で配置されればよい。この場合、遮光板５３０に設置される３つの穴部５３１〜５３３のうち、両端に配置される穴部は、第１の方向に平行な辺を有し、両端に配置される穴部の間に配置される穴部は、第１の方向と垂直な辺を有する。
【００２５】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る液晶パネルユニットの構成について説明する。本実施形態の特徴は、保持板に穴をあけ、円柱状のピンを該穴に貫通させることにより位置決め部材を形成する点にある。図１０は、本実施形態に係る液晶パネルユニットの構成を示す概略側面図である。なお、図１０において、図５に示す第１実施形態に係る液晶パネルユニットの構成要素と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。図１０に示すように、本実施形態の各位置決め部材５２１〜５２３は、保持板５２０に穴をあけ、円柱状のピンを貫通させることにより形成される。従って、各位置決め部材５２１〜５２３は、保持板５２０に対し、両端が露出する。図１１は、治具に配置した保持板を裏面側から見た概略図である。図１１に示すように、本実施形態の３つの位置決め部材５２１〜５２３は、保持板５２０の裏面側にも露出しているため、遮光板５３０を取り付ける際に使用する治具８００に対しても片寄せることが可能である。治具８００は、液晶パネルユニット５００を製造する際に、保持板５２０を固定する部材であり、その中央付近に、保持板５２０のＸ方向の位置決めとして凸形状を有する。各位置決め部材５２１〜５２３は、治具８００に対しても、遮光板５３０と同様に、片寄せされる。具体的には、第１および第３位置決め部材５２１、５２３は、３つの位置決め部材５２１〜５２３が配置される方向と平行な治具８００の辺に片寄せされ、第２位置決め部材５２２は、該方向と垂直な治具８００の凸形状の辺に片寄せされる。なお、保持板に液晶パネル素子や遮光板を位置決めする方法としては、一般的に、２つの方法がある。第１の方法は、保持板と、液晶パネル素子の外形とを冶具に片寄せて固定する方法であり、第２の方法は、保持板を冶具に突き当て、液晶パネル素子を保持板に保持し、表示画素領域の位置を顕微鏡等で確認しながら調整し固定する方法である。いずれの方法においても、保持板は、冶具に突き当てる必要がある。本実施形態において、直線状に配置した３つの位置決め部材５２１〜５２３は、保持板５２０を貫通し、両端が露出している。そのため、保持板５２０の表面側では遮光板５３０を片寄せし、その位置を規定することが可能であり、裏面側では、前述したように冶具８００に接触可能であり、保持板５２０の位置を規定することができる。
【００２６】
この構成により、本実施形態の投射型表示装置は、第１実施形態と同様の効果を有する。さらに、遮光板５３０の位置決め部材と治具８００への固定部材とを別に設けた場合と比較して、本実施形態の位置決め部材５２１〜５２３は、それら２つの機能を同一の位置決め部材が担う。そのため、遮光板５３０の位置決め部材と治具８００への固定部材とのそれぞれの部品交差が累積することなく、高精度に位置決めを行うことができる。
【００２７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００２８】
５１０  液晶パネル素子
５２０  保持板
５３０  遮光板
５２１  第１位置決め部材
５２２  第２位置決め部材
５２３  第３位置決め部材
【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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