CN1577059A - 投影型映像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为了解决液晶投影装置的液晶面板的照明范围调整需要花费时间进行调整的固定的课题，提供一种投影型映像显示装置，目的在于使得调整更有效。在液晶投影装置的光学引擎部，作为照明部件向液晶面板的照明范围调整机构，保持透镜的透镜支架带有弹性，通过对光学引擎壳体的弹簧部的摩擦，在进行调整后的暂时固定后，利用粘接处理，结束调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用液晶面板等的光阀元件，向屏幕上投影图像的显示装置，特别是，涉及液晶投影装置、背面投影型显示装置等的投影型映像显示装置。
背景技术
已经知道已有的将来自电灯泡等光源的光，通过液晶面板等的光阀部件等，对应于图像信号进行变更每个像素的浓淡的光强度调制，形成光学图像，将该光学图像在屏幕等上放大投影为图像的液晶投影、背面投影型显示装置等的投影型映像显示装置。
在最近的投影型映像显示装置中，多为这种情况，将来自光源部件的光利用分光部件分光为多种颜色(例如三种颜色)的光，通过担当各个颜色的光阀部件(下面为了方便，将光阀部件作为液晶面板来说明)调制后，利用合成棱镜合成多种颜色成分的光，利用投影棱镜向装置外部投影，显示为图像。
此时，存在从光源部件到液晶面板发送光的导光装置。该导光装置的作用具有下述作用，在照明范围内将不均匀的亮度均匀化，以及变为比长方形的液晶面板的开口大的长方形的照明范围。另外，在从光源部件到液晶面板之间，也设置上述分光部件，导光装置和分光部件集中安装在光学保持部件中。
此时，从照明部件到液晶面板之间的光轴，由于构成途中的光学部件和光学保持部件的制造精度，产生误差，仅在组装方面，液晶面板的照明位置离开液晶面板的开口范围。为此，通常通过调整构成导光装置或者分光部件的光学部件的位置和姿势，进行将液晶面板的照明位置调整到充分覆盖液晶面板的开口范围之范围的调整操作。
作为已有的这种调整照明范围的现有技术，已经知道，例如特开2000-2932号公报、特开2001-264726号公报中记载的具有照明位置的调整机构的构成，或者特开2003-75696号公报中记载的，在装置外部带有照明位置的调整机构，调整后，将光学部件粘接固定，取走调整机构的构成。
在特开2000-2932号公报、特开2001-264726号公报中公开的现有技术中，调整机构比较复杂这一点在现有技术没有充分认识到，在特开2003-75696号公报中所公开的现有技术中，需要直到粘接部分固化的时间，现有技术没有充分认识到。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术的问题做出的，其目的是解决上述问题，低价格地提供可靠性优异而且修理、维护性优异的投影型映像显示装置。特别是，对于从照明部到液晶面板间的导光装置的光学部件的调整、固定，短时间实现了简略且高可靠的调整、固定。
作为解决问题的部件，在本发明中，在构成导光装置的光学部件的调整中，在光学部件的保持部件的一部分上设置弹簧部分，对于保持光学系统整体的刚性体的壳体，弯曲保持部件的弹簧部分，构成为能够由反作用力暂时固定的部件。暂时固定后，切离处于装置外部的调整机构，作为花费时间将光学部件的保持部件相对刚性体的壳体而加以连接的构成，形成缩短调整时间和调整机构的占有时间的装置。另外，光学部件的保持部件，使用热塑性高分子材料，通过熔接固定保持部件和光学部件，形成实现稳定且高可靠保持的装置。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的投影型映像显示装置的外观的立体图。
图2是表示本发明实施方式1的投影型映像显示装置的内部构成的立体图。
图3是表示本发明实施方式1的投影型映像显示装置内部的光学引擎部的构成的立体图。
图4是表示本发明实施方式1的投影型映像显示装置内部的光学引擎内部的构成的立体图。
图5是表示本发明实施方式1的投影型映像显示装置的照明范围调整部附近的构成的立体图。
图6是本发明实施方式1的投影型映像显示装置的照明范围调整部的截面图。
图7是本发明实施方式1的投影型映像显示装置的照明范围调整的流程图。
图8是本发明实施方式2的投影型映像显示装置的照明范围调整部的立体图。
图9是本发明实施方式2的投影型映像显示装置的照明范围调整部的截面图。
具体实施方式
下面，参照附图，来说明本发明的实施方式。而且，在整个图中，对具有共同功能的构成元件赋予相同的符号，另外，为了避免麻烦，全部描述了一次，省略了其重复说明。
从图1到图7是本发明实施方式1的说明图。从图1开始顺序说明。
图1是表示本发明实施方式1的投影型映像显示装置的外观的立体图，图1(a)是投影型映像显示装置1的正面侧，图1(b)是投影型映像显示装置的背面侧。
在图1中，本发明的投影型映像显示装置1，如图1(a)那样，排气口2与投影透镜10同方向，即面对正面侧，如图1(b)所示，吸气口3设置在背面侧。其它操作钮5、面板吸气口4等面对装置1外部设置。
投影型映像显示装置1通过操作钮5从装置外部操作，使其工作。在工作时，从投影透镜10向未图示的屏幕等投影图像来显示。
图2是表示图1所示的本发明的实施方式1的投影型映像显示装置1的内部构成的立体图。
在图2中，在投影型映像显示装置1的内部，设置光学引擎部300。在光学引擎部300上设置照明部件100。在光学引擎部300，来自该照明部件100的光由分光部件(未图示)分光成三种颜色，而且利用导光装置，导向作为光阀部件的液晶面板(未图示)，进行调制，将调制后的光利用棱镜(未图示)合成。然后，最终利用作为投影部件的投影透镜10向装置外部的屏幕(未图示)上投影，显示为图像。设置在光学引擎部300上的棱镜单元310，在棱镜的3个面上安装与各色光对应的液晶面板(后面详细描述)，投影透镜10安装在棱镜单元310。
图3是图1所示的本发明的实施方式1的投影型映像显示装置内部的光学引擎部300的说明图。
在图3中，光学引擎部300由照明部件100、分光部件(未图示)和导光装置、作为光阀部件的液晶面板(未图示)、作为光合成部件的棱镜(未图示)、和投影部件的投影透镜10等构成。而且，棱镜单元310由液晶面板(未图示)、棱镜(未图示)和投影透镜10构成。
图4表示图1所示的本发明实施方式1的投影型映像显示装置1的光学引擎部分的分光部件和导光装置的详细构成。
在图4中，光学引擎部分的分光部件和导光装置，构成为，构成各个部件的光学部件安装在刚体的光学引擎壳体320内部中。
首先，顺序说明从照明部件输入的光的处理内容。从照明部件(未图示)输入的光，从多镜头A部500进入光学引擎壳体320中，接着进入多镜头B部510，向着聚焦透镜A部520、分色镜A530前进。分色镜A530是例如R反射GB透过分色镜，这里，反射R光成分，进入聚焦透镜B部400。然后，GB光成分透过，进入聚焦透镜C部410。先前进入聚焦透镜B部400的光，由全反射镜420反射，通过用于除去成为温度上升原因的红外线的IR截止滤波器430和R光用偏振片431，进入到未图示的R光液晶面板部。
先前的向着聚焦透镜C部410前进的光，向着作为G反射B透过分色镜的分色镜B440前进，反射G光成分，通过作为补偿滤色片的分色滤光器450和G光用偏振片451，向着未图示的G光液晶面板部前进。透过分色镜B440的B光成分向着中继透镜A460前进，下面顺序进入全反射镜465、中继透镜B470、除去紫外线的UV截止滤波器、反射镜480、聚焦透镜490、B光用偏振片491，向着未图示的R光液晶面板部前进。
此时，分色镜A530和分色镜B440构成为将光的波长成分分离为3种成分的分光部件。另外，多镜头A部500、多镜头B部510、聚焦透镜A部520、聚焦透镜B部400、聚焦透镜C部410、中继透镜A460、中继透镜B470、聚焦透镜490等构成为将照明光导向液晶面板的导光装置。
构成导光装置的一部分的聚焦透镜B部400和聚焦透镜C部410安装在作为刚体的光学引擎壳体320中。仅通过单纯组合安装光学部件，由于光学引擎壳体320或光学部件的加工精度，光轴与设定的光轴中心有偏差，照明范围与液晶面板的开口范围有偏差。通过调整导光装置的聚焦透镜和中继透镜的位置，调整最终的照明范围，有必要使照明范围与液晶面板的整个开口范围匹配，进行照明范围的调整。
在该图4所示的状态，表示了下述状态，进行照明范围的调整，将导光装置调整到适当的照明范围内，之后粘接处理，固定到作为刚体的光学引擎壳体320上。粘接部330固定各个透镜部。
下面，对进行调整的聚焦透镜部分进行说明。图5详细表示了图1所示的本发明的实施方式1的聚焦透镜的周围。
在图5中，聚焦透镜C部410表示调整前的状态，聚焦透镜B部400表示调整后暂时定位状态。
聚焦透镜C部410由聚焦透镜C411、框架412构成。聚焦透镜C411通过将作为可为热熔性高分子材料的框架412的一部分的熔接部413利用热量熔化并固化的熔接处理来固定。熔接处理是，将热熔性高分子材料制成的框架的一部分，加热到熔点例如180℃之上，熔化或者软化，调整以与聚焦透镜的形状匹配的形状来固化。此时，熔化或者软化状态的热熔性高分子材料，处于内部应力释放的状态，在固化的时刻，没有内部应力地保持透镜部件。由于没有内部应力而将透镜部件保持在框架，框架和透镜部件之间的位置关系能够保持长期稳定的状态。
在框架412的侧面，形成弹簧部414。通过组合该弹簧部414和设置在作为刚体的光学引擎壳体320上的槽部350，构成调整时的暂时定位部件。
下面，详细说明框架的弹簧部调整时的情况。
图6是表示图1所示的本发明的实施方式1的照明范围调整时的状态的截面图。图6(a)表示调整前的状态，图6(b)表示调整后的暂时定位状态。
在图6中，在聚焦透镜C部410的框架412上设置的弹簧部414的凸起部418，形成为从设置在作为刚体的光学引擎壳体320上的槽部350的宽度突出的形状，其它凸起部418之外的框架412整体形成比槽部350的宽度薄的形状。这种状态下，如果将聚焦透镜C部410向槽部350插入，前面的凸起部418由于斜面部353按压弯曲，进入槽部350，成为图(b)所示的状态。在弹簧部414弯曲的状态，如图(b)所示，槽部350的受力面351与框架412的平面部415侧接触，槽部350的按压面352与框架412的弹簧部414的凸起部418接触，受力面351受到弹簧部414的弯曲反力的作用。
在这种状态下，由于受到弹簧部414的弯曲反力的作用，所以按压面352受到凸起部418侧的作用，受力面351受到相反侧的平面部415的作用。
平面部415和受力面351之间以及凸起部418和按压面352之间产生摩擦力，整体上聚焦透镜C部410由摩擦力停止于作为刚体的光学引擎壳体320。即，在这种状态下，只有加上摩擦力以上的外力，聚焦透镜C部410才移动。
增加外力等，对聚焦透镜C部410作用摩擦力之上的力，聚焦透镜C部410能够相对槽部350移动，在移动后如果去除外力，由于槽和框架间的摩擦力，聚焦透镜C部410保持在槽部350中。
再返回图5来说明调整时的可动方向。在图5中，如果将光轴方向设为Z轴720，将图面的上下方向设为Y轴710，将图面的横向设为X轴700，由于在Z轴方向具有受力面351，所以聚焦透镜C部410不能移动。聚焦透镜C部410仅在X轴700和Y轴710方向能够移动。另外，对于XYZ的各轴的旋转方向的α方向730，β方向的740，γ方向的750，仅能绕Z轴720旋转，即γ方向750的旋转可以。旋转方向的移动，由于实际上聚焦透镜是球面形状，既使旋转也不影响照明位置。为此，聚焦透镜C部410能够在XY的2个方向，即在相当于液晶面板的显示范围的上下左右的范围进行调整。
如上述，通过聚焦透镜的位置移动，能够调整液晶面板的照明范围。如图6所说明的那样，施加外力来调整聚焦透镜的位置，调整后通过摩擦力来暂时固定。通过在暂时固定后，粘接固定，能够结束调整。
下面，说明调整的顺序。图7是表示图1所示的本发明的实施方式1的调整顺序的流程图。
在600开始照明范围的调整操作，接着，在610，进行聚焦透镜向光学引擎壳体320的插入。在此时，光学系统的部件对齐，成为实际上可将照明光施加到光学引擎上。在620，继照明点灯，进行照明范围进入到液晶画面的范围内的调整、XY位置调整630。在640，进行该XY位置调整的结果评价，判断照明范围是否进入液晶画面内，在照明范围不进入画面内的NG判断660的情况下，返回到630，再次进行XY调整。在640的判断是照明范围进入画面内的“OK”判断的650的情况下，进行下面的工序670。此时，如图5和图6说明的那样，聚焦透镜的位置由框架412的弹簧力保持。然后，在下面的工序670，通过涂覆粘结剂，在680，完成向光学引擎壳体的固定。
这样，能够进行聚焦透镜的液晶画面的一系列的照明范围的调整。
图8是表示本发明的实施方式2的概要的说明图。
在图8中，多镜头B部510在预先通过其它调整部件来调整结束的状态，通过向光学引擎壳体320的安装和固定，完成组装。
多镜头B部510由多镜头B511、框架512构成。多镜头B511，通过对作为可为热熔性高分子材料的框架512的一部分的熔接部513利用热量来熔化并固化的熔接处理，从而得以固定。熔接处理是，将热熔性高分子材料制成的框架的一部分，加热到熔点例如180℃之上，熔化或者软化，调整以与多镜头的形状匹配的形状来固化。此时，熔化或者软化状态的热熔性高分子材料，处于内部应力释放的状态，在固化的时刻，没有内部应力地保持透镜部件。由于没有内部应力而将透镜部件保持在框架中，框架和透镜部件之间的位置关系能够保持长期稳定的状态。另外，框架512和多镜头B511的位置关系，在预先利用其它调整工具部件调整多镜头B511的光轴和框架512的外形的关系后，按上述那样，通过进行熔接处理来固定。
在多镜头框架512的侧面，形成弹簧部A514和弹簧部B515。通过组合该弹簧部和在作为刚体的光学引擎壳体320上设置的槽部A380和槽部B390来构成保持机构。
下面，说明多镜头框架512的弹簧部的暂时定位时的状态。
图9是表示图8所示的本发明的实施方式2的照明范围调整机构的暂时定位状态的截面图。
图9(a)表示多镜头框架部的水平截面，图9(b)表示斜面推压接触部的详细截面，图9(c)表示平面推压接触部的详细截面，图9(d)表示包含弹簧部的框架部整体的垂直截面。
在图9中，在多镜头B部510的框架512上设置的弹簧部A514的凸起部531和弹簧部B515的凸起部532，插入作为刚体的光学引擎壳体320上设置的槽部A380和槽部B390的状态下，变为在弹簧部弯曲的状态下按压槽部的壁面的状态。
如图(a)和(b)所示那样，弹簧部A514的凸起部531形成为倾斜规定的角度A710的构成。在弹簧部A514弯曲的状态，槽部A380的斜面部383与弹簧部A514的凸起部531接触，槽部A380和槽部B390侧受到弹簧部A514的弯曲反力的作用。此时，对于斜面部383，由于弹簧部A514的作用，作为反力，如图(b)所示，施加以与规定角度A710匹配的量的倾斜的反力F390。反力F390，作为分力，由Z1方向成分392和X1方向成分391的合成来表示。
这些分力中，对于Z1方向成分392，成为光轴(未图示)方向成分，对槽部380的平面部384，作用为按压多镜头框架512的平面部516的力。
剩下的分力，X1方向成分391成为向槽部B390方向的成分，最终如图(d)所示，向槽部B390的侧面部391按压多镜头框架512的侧面部371。
在弹簧部B515弯曲状态，为槽部B390的平面部A395和弹簧部B515的凸起部532接触的状态，弹簧部B515的反力F2成分396将多镜头框架512的平面部516按压于槽部B390的相反侧的平面部B397。
在此状态，利用各个弹簧力，通过从壁面受到的反力所作用的摩擦力，多镜头B部510相对光学引擎壳体320固定，多镜头B部510不移动。
在该暂时定位状态，通过对槽部涂覆粘结剂来固定，能够将多镜头B部510相对光学引擎壳体320永久固定。
在上述实施形式的说明中，作为光阀部件，说明了透过型液晶面板的情况，但本发明不限于此，在其它光阀部件，例如反射型液晶面板或者微小镜旋转方式等的情况下也能够同样构成，不言而喻也能够得到相同的效果。
此外，在上述实施形式的说明中，以热可塑性高分子材料制造作为光学部件的支架的框架来进行说明，但不限于此，不言而喻使用其它材料，例如低熔点合金等也能够得到相同的效果。
另外，作为光学部件的固定部件，使用热熔接来进行了说明，但作为熔接方式，如果利用热熔接之外的超声波熔接等，最终将作为光学部件的支架的框架的一部分熔化，仿照光学部件形状来冷却固化而固定，不言而喻也能够同样构成，得到相同的效果。
上面，象说明的那样，按照本发明，能够正确地将照明范围调整设定到光阀部件的显示范围内，能够保持高品质的画质。另外，在调整后，能够保持稳定的位置精度，能够确保长期的可靠性。此外，在照明部件的一部分有故障的情况下，在本发明中，由于保持光学部件的支架部件由便宜的热熔性高分子材料制成，所以，能够破坏便宜的支架部件，取下高价的光学部件来再利用，能够提供作为整体低价格的投影型映像显示装置。
象上面这样，按本发明，在投影型映像显示装置中，能够将照明范围正确调整设定到光阀部件的显示区域中，能够保持高品质的画质。
上面，象说明的那样，按本发明，在投影型映像显示装置中，能够确保长期的高可靠性。
Claims (20)
1.一种投影型映像显示装置，其特征为，具有：
照明部件；
引导从该照明部件射出的照明光的多个透镜；
对通过该多个透镜引导的照明光加以调制的光阀部件；
投影来自该光阀部件的调制光的投影部件；和
固定保持所述多个透镜的保持部件，
构成为，所述多个透镜中的至少一个透镜，通过具有带挠性的弹簧部的中间保持部件，安装在所述保持部件上。
2.根据权利要求1所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述中间保持部件在所述弹簧部处于弯曲的状态下保持在所述保持部件上。
3.根据权利要求1所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述中间保持部件和所述保持部件，分别具有平面部，
在所述弹簧部弯曲的状态下，且所述各个平面部的至少一部分接触的状态，利用所述弹簧部的反力，所述中间保持部件保持在所述保持部件上。
4.根据权利要求1所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述中间保持部件具有多个平面部，
在所述弹簧部弯曲的状态下，使所述多个平面部和所述保持部件接触，使所述弹簧部的反力的分量向所述多个平面部作用，将所述中间保持部件保持在所述保持部件上。
5.根据权利要求1所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述中间保持部件由热熔性高分子材料构成。
6.根据权利要求1所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
构成为，所述中间保持部件的至少一部分由热熔性高分子材料构成，通过该热熔性高分子材料部的热熔接，将所述透镜固定在所述中间保持部件。
7.根据权利要求1所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述中间保持部件粘接固定在所述保持部件。
8.根据权利要求1所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述1个透镜是聚焦透镜。
9.根据权利要求1所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述1个透镜是多镜头。
10.根据权利要求2所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述中间保持部件由热熔性高分子材料构成。
11.根据权利要求10所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述中间保持部件粘接固定在所述保持部件。
12.根据权利要求11所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述1个透镜是多镜头。
13.根据权利要求11所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述1个透镜是聚焦透镜。
14.根据权利要求3所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
构成为，所述中间保持部件的至少一部分由热熔性高分子材料构成，通过该热熔性高分子材料部的热熔接，将所述透镜固定在所述中间保持部件。
15.根据权利要求14所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述中间保持部件粘接固定在所述保持部件。
16.根据权利要求15所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述1个透镜是多镜头。
17.根据权利要求15所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述1个透镜是聚焦透镜。
18.根据权利要求4所述的投影型映像显示装置，其特征在于，
所述中间保持部件由热熔性高分子材料构成。
19.根据权利要求18所述的投影型显示装置，其特征在于，
所述中间保持部件粘接固定在所述保持部件。
20.根据权利要求19所述的投影型显示装置，其特征在于，
所述1个透镜是聚焦透镜。
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