JP2004325917A - 光学デバイスの製造方法及び投射表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】反射型空間光変調素子の脱着作業を行ってもレジストレーション調整の精度が維持でき、且つ頑強に反射型空間光変調素子とセラミックスベース材とを固定できる光学デバイスの製造方法及び投射表示装置を提供する。
【解決手段】素子固定金具41は、セラミックスベース20a、20bにセラミックス接着剤43にて固定される。素子固定金具41には、空間光変調素子固定用の突起41aが設けられている。次に、素子パッケージ15に固定された空間光変調素子162は、素子パッケージ取り付け孔15aを空間光変調素子固定用の突起41aに挿入して、レジストレーション調整を実施しながら半田付け42を行い固定するようにする。
【選択図】 図3
【解決手段】素子固定金具41は、セラミックスベース20a、20bにセラミックス接着剤43にて固定される。素子固定金具41には、空間光変調素子固定用の突起41aが設けられている。次に、素子パッケージ15に固定された空間光変調素子162は、素子パッケージ取り付け孔15aを空間光変調素子固定用の突起41aに挿入して、レジストレーション調整を実施しながら半田付け42を行い固定するようにする。
【選択図】 図3
Description
【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を用いた投射表示装置の光学デバイスの製造方法及びこれを用いた投射表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
カラー投射表示装置は、白色光から3原色光に係るR(赤)、G(緑)、B(青)の色光を分解して対応色の空間光変調素子に導き、当該空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された色光を合成して投射し、スクリーン上にカラー映像を表示させるものである。
【0003】
カラー投射表示装置は、それに適用される空間光変調素子の種類によって次にあげる3種類に大別される。透過型の空間光変調素子を適用したもの、反射型の空間光変調素子を適用したもの、またDMD(Digital Mirror Device)を適用したものがある。
【0004】
透過型の空間光変調素子及びDMDは、光学構成が比較的簡単にできるために小型化が容易であるが高解像度化に難がある。一方、反射型の空間光変調素子は高解像度化に有利であるが光学構成が複雑となるために小型化に難がある。
【0005】
特に、反射型の空間光変調素子を適用した投射表示装置は、空間光変調素子に照射される入射光と当該空間光変調素子で変調された反射光とを分離するために偏光ビームスプリッタを必要とする。高コントラストを実現するためには一つの空間光変調素子に対して、通常2つ以上の偏光ビームスプリッタを作用させるために、これが反射型の投射表示装置の光学構成を複雑にしていた。
【0006】
このような反射型の空間光変調素子における光学構成の課題を解決し構成を小型化した色分解合成光学系が、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この色分解合成光学系は、複数の偏光ビームスプリッタを至近距離に配置してセラミックスベース等に接着固定をし、光学系を構成することにより小型化を達成している。
【0007】
また、カラー投射表示装置においては、それに適用される空間光変調素子と色分解合成光学系光学部品とを精度よく位置合わせをして固定しなければならず、位置がずれると投射画像の画素ずれといった問題が起こる。これに対し、上述の特許文献1の光学デバイスでは、空間光変調素子をパッケージに収め、セラミックベース上に形成したメタライズ部に直に半田付けを行っている。各空間光変調素子の微妙な位置調整(レジストレーション・フォーカス等)をしながら半田固定を行うことにより、空間光変調素子とセラミックベースとが強固に接着されるため、経時変化や温度変化等に対し安定な光学デバイスを提供している。
【0008】
しかし、半田付けはレジストレーションを実施しながら行うわけであるが、半田付けを行うには半田部分を数百度の温度環境にする必要があり、半田が溶けた状態でレジストレーション調整を実施しても、その後冷却時間にて接合部材の温度分布むらによってレジストレーションがずれてしまうという問題が発生した。これに対し、画素ずれの少ないレジストレーション調整が行うことができ、しかも空間光変調素子の確実な取り付けが可能である空間光変調素子取り付け装置が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
【0009】
【特許文献1】
特開2002−228809公報(第1図)
【0010】
【特許文献2】
特開平10−232447号公報(第1図)
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各空間光変調素子の接着は、半田が溶けた状態でレジストレーション調整を実施しながら行うわけであるが、冷却後レジストレーションがずれていた場合には再調整を行う必要があるため、半田付けを一旦引き剥がし再び半田付けを行うことが必要となる。
また、投射表示装置の空間光変調素子は、径時変化等で交換修理を行う場合がある。
こういったレジストレーション再調整時あるいはリペアを行う時は、空間光変調素子パッケージを脱着しなければならない。この脱着作業の際、半田固定部の再加熱と引き剥がし応力によりメタライズ部や接合部材の損傷を招くという問題があった。
【0012】
また、メタライズ部はセラミックベースに密着しているため熱伝導が良好である。そのため位置再調整時やリペアを行う時など半田固定工程が長引くとセラミックベースの温度が上昇し、それによるセラミックベースの熱膨張が起こり、セラミックベースに固定されている光学部品の高精度な調整に狂いが生じてしまうという問題があった。
【0013】
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と、偏光ビームスプリッタと、カラー偏光フィルタとをセラミックスから成るベース材に固定した光学デバイスにおいて、セラミックスベース材にセラミックス接着剤により素子固定金具を接着固定する。その後、素子パッケージと素子固定金具とをレジストレーション調整を実施しながら半田付けにて固定する。
こうすることにより、脱着作業を行ってもセラミックスベース及び素子パッケージに引き剥がし応力や熱の影響がおよばないのでレジストレーション調整の精度が維持でき、且つ頑強に反射型空間光変調素子とセラミックスベース材とを固定できる光学デバイスの製造方法及びこれを用いた投射表示装置を提供することを目的とする。
【0014】
【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)少なくとも反射型空間光変調素子と、偏光ビームスプリッタと、カラー偏光フィルタとから成り、
これら反射型空間光変調素子と、偏光ビームスプリッタと、カラー偏光フィルタとをセラミックスベース材に固定するように製造する光学デバイスの製造方法であって、
前記偏光ビームスプリッタとカラー偏光フィルタとを前記セラミックスベース材によりそれぞれ上下方向から固定する工程と、
前記セラミックスベース材の外表面に接着剤を介して素子固定金具を固定する工程と、
前記反射型空間光変調素子を素子パッケージに固定する工程と、
前記素子固定金具と前記素子パッケージとを前記反射型空間光変調素子のレジストレーション調整をしながら半田付する固定工程と、
を含んで製造することを特徴とする光学デバイスの製造方法。
2)1)に記載の製造方法により製造された光学デバイスを色分解合成光学系に用いたことを特徴とする投射表示装置。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の方法が適用される光学デバイス、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。
図1は、その方法で製造される光学デバイス及び投射表示装置の第1の実施例で、光学構成を示した概略平面図である。
色分解合成光学系290(図中破線で囲まれた部分)は、立方体または角柱状の第1,第2,第3,第4の偏光ビームスプリッタ102,103,104,105を、その偏光分離面121,131,141,151が略X字状に交差するように配置したものであり、さらに、第1の偏光ビームスプリッタ102の入射側の透光面(第1の偏光ビームスプリッタの左側面)、及び第4の偏光ビームスプリッタ105の出射側の透光面(第4の偏光ビームスプリッタの右側面)には、共にG光の偏波面を90°回転する機能を有するG用カラー偏光フィルタ106,17を、また、第1と第3の偏光ビームスプリッタ102,104間及び第3と第4の偏光ビームスプリッタ104,105間には、共にR光の偏波面を90°回転させる機能を有するR用カラー偏光フィルタ108,19を備えており上記構成要素は透明な接合部材(例えば、接着剤)183で接合して一体化されいる。
【0016】
実施例1に適用される投射表示装置300は次のように動作する。
光源171から発した不定偏光の白色光は第1の偏光板181に入射する。そして、S偏光のみが第1の偏光板181を透過して、G用カラー偏光フィルタ106に入射する。
G用カラー偏光フィルタ106はG光のみの偏波面を90°回転させる波長選択性偏光変換手段であるため、G用カラー偏光フィルタ106を透過するG光(図1の実線)に係るS偏光はP偏光に変換される。また、G用カラー偏光フィルタ106はR光(図1の破線)及びB光(図1の2点鎖線)に対しては何ら作用しないため、それらはS偏光のままである。
以後、それぞれの色光について個別にその光路及び偏波面の変移について説明する。
【0017】
先ず、G用カラー偏光フィルタ106を透過したP偏光のG光(実線)は、第1及び第2の偏光ビームスプリッタ102,103の偏光分離面121,131を透過直進して、第2の偏光ビームスプリッタ103の透光面103cより出射してG対応の反射型空間光変調素子161に入射する。そして、当該反射型空間光変調素子161においてG対応の映像信号に応じた光変調を受けて反射される。
【0018】
光変調されて生成したG光のS偏光成分は、第2の偏光ビームスプリッタ103の偏光分離面131で反射され、第4の偏光ビームスプリッタ105に入射する。そして、第4の偏光ビームスプリッタ105の偏光分離面151において反射され、第4の偏光ビームスプリッタ105の透光面105cより出射し、後段に配置したG用カラー偏光フィルタ107に入射する。
G用カラー偏光フィルタ107は前述したようにG光に係る偏波面を90°回転させる機能を有するものであるので、G光のS偏光はP偏光に変換されて出射する。
【0019】
次に、R光(破線)について説明する。G用カラー偏光フィルタ106を透過したS偏光のR光は、第1の偏光ビームスプリッタ102の偏光分離面121で反射されR用カラー偏光フィルタ108に入射する。ここで、R用カラー偏光フィルタ108はR光の偏波面を90°回転させる波長選択性偏光変換手段であるため、R光はS偏光からP偏光に偏光変換されてこれを出射し、第3の偏光ビームスプリッタ104に入射する。さらに、P偏光のR光は第3の偏光ビームスプリッタ104の偏光分離面141を直進透過しての透光面104bより出射し、R対応の反射型空間光変調素子162に入射する。そして、当該反射型空間光変調素子162においてR対応の映像信号に応じた光変調を受けて反射される。
【0020】
光変調されて生成したR光のS偏光成分は、第3の偏光ビームスプリッタ104の偏光分離面141で反射され、R用カラー偏光フィルタ109に入射する。当該R用カラー偏光フィルタ109において、R光のS偏光成分はP偏光に偏光変換されて第4の偏光ビームスプリッタ105に入射する。そして、第4の偏光ビームスプリッタ105の偏光分離面151を透過直進して、第4の偏光ビームスプリッタ105の透光面105cより出射し、後段に配置したG用カラー偏光フィルタ107に入射する。
G用カラー偏光フィルタ107はR光には何ら作用せず、R光はP偏光のままこれを出射する。
【0021】
次に、B光(2点鎖線)について説明する。G用カラー偏光フィルタ106を透過したS偏光のB光は、第1の偏光ビームスプリッタ102の偏光分離面121で反射されR用カラー偏光フィルタ108に入射する。ここで、R用カラー偏光フィルタ108は上記したようにR光のみに作用しB光には何ら作用しないため、B光は偏光変換されることなくS偏光のままこれを出射し、第3の偏光ビームスプリッタ104に入射する。
【0022】
S偏光のB光は第3の偏光ビームスプリッタ104の偏光分離面141で反射され透光面104aより出射し、B対応の反射型空間光変調素子163に入射する。そして、当該反射型空間光変調素子162においてB対応の映像信号に応じた光変調を受けて反射される。
【0023】
光変調されて生成したB光のP偏光成分は、第3の偏光ビームスプリッタ104の偏光分離面141を透過直進しR用カラー偏光フィルタ19に入射する。当該R用カラー偏光フィルタ109は前述したようにB光に対しては何ら作用しないため、B光はP偏光のままこれを出射して第4の偏光ビームスプリッタ105に入射する。そして、第4の偏光ビームスプリッタ105の偏光分離面151を透過直進して、第4の偏光ビームスプリッタ105の透光面105cより出射し、後段に配置したG用カラー偏光フィルタ107に入射する。
G用カラー偏光フィルタ107は前述したように、G光のみに作用しB光には何ら作用しないため、B光はP偏光のままこれを出射する。
このようにして、R光、G光、B光の偏波面はP偏光に揃えられて、投射レンズ191を介して図示せぬスクリーンにカラー映像を拡大表示する。
【0024】
次に、図2を用いて、第1の実施例に適用される光学デバイスの概略構成図を説明する。同図は、第1〜第4の偏光ビームスプリッタ102,103,104,105とセラミックスベース20a,20bと空間光変調素子161,162,163の組み立て図を示している。セラミックスベース20aの偏光ビームスプリッタ接合面は平面であり、第1〜第4偏光ビームスプリッタ102,103,104,105は、それぞれ2つの三角プリズムの底面をそろえた状態で接着される。同様に、第1〜第4偏光ビームスプリッタ102,103,104,105は、それぞれ2つの三角プリズムの上面をそろえた状態でセラミックスベース20bの平面である偏光ビームスプリッタ接合面に接着される。さらに、セラミックスベース20a、20bに矢印の方向に空間光変調素子161,162,163が固定され、これらの光学部品が光学デバイスとして一体化してシャーシ21に固定される。
【0025】
次に、図3を用いて第1の実施例に適用される光学デバイスの製造方法について説明する。ここでは、空間光変調素子162を例にとって説明する。素子固定金具41をセラミックスベース20a、20bにセラミックス接着剤43にて固定する。空間光変調素子162は、素子パッケージ15に固定した状態で、素子パッケージ取り付け孔15aを素子固定金具41に設けられた空間光変調素子固定用の突起41aに挿入する。ここで、図1の投射表示装置あるいは図示しないレジストレーション調整の冶具を用いて、空間光変調素子162による画像を投影してレジストレーション調整を行いながら突起41aと取り付け孔15aとを半田付け42して固定する。。
【0026】
図4を用いて第2の実施例について説明する。素子固定金具45を、セラミックスベース20a、20bにセラミックス接着剤43にて固定する。空間光変調素子162は、素子パッケージ16に固定した状態で、素子パッケージ取り付け溝16aを素子固定金具45に設けられた空間光変調素子固定用のピン46に挿入する。ここで、図1の投射表示装置あるいは図示しないレジストレーション調整の冶具を用いて、空間光変調素子162による画像を投影してレジストレーション調整を行いながらピン46と取り付け溝16aとを半田付け42して固定する。
【0027】
図5を用いて第3の実施例について説明する。素子固定金具47を、セラミックスベース20a、20bにセラミックス接着剤43にて固定する。空間光変調素子162は、素子パッケージ18に固定した状態で、素子固定金具47に当てる。ここで、図1の投射表示装置あるいは図示しないレジストレーション調整の冶具を用いて、空間光変調素子162による画像を投影してレジストレーション調整を行いながら素子固定金具47と素子パッケージ18とを半田付け42して固定する。
【0028】
各実施例のように、まず素子固定金具を、セラミックスベースにセラミックス接着剤にて固定することで、素子固定金具とセラミックスベースとの固定部における強度を確保し、且つ半田付けによる熱の影響を低減する。そして、素子パッケージを素子固定金具に半田付けするようにしたことで、適切なレジストレーション調整を行いながら空間光変調素子を固定することができ、脱着作業を行ってもセラミックスベース及び素子パッケージに引き剥がし応力や熱の影響がおよばないようにすることができる。
【0029】
なお、各実施例において、素子固定金具と素子パッケージとの固定に半田付けを用いているが、有機溶剤で固定する構成としてもよい。
【0030】
【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と、偏光ビームスプリッタと、カラー偏光フィルタとをセラミックスベース材に固定した構成の光学デバイスにおいて、セラミックスベース材にセラミックス接着剤により素子固定金具を接着固定する。その後、反射型空間光変調素子を固定している素子パッケージをさらにレジストレーション調整を実施しながら半田付けにて素子固定金具に固定する。こうすることにより、脱着作業を行ってもセラミックスベース及び素子パッケージに引き剥がし応力や熱の影響がおよばないのでレジストレーション調整の精度が維持でき、且つ頑強に反射型空間光変調素子とセラミックスベース材とを固定できる光学デバイスの製造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】本発明の第1の実施例に適用される光学デバイス及びこれを用いた投射表示装置の概略平面図である。
【図2】第1の実施例に適用される光学デバイスの概略構成図である。
【図3】第1の実施例に適用されるセラミックスベースと空間光変調素子との固定を示した図である。
【図4】第2の実施例に適用されるセラミックスベースと空間光変調素子との固定を示した図である。
【図5】第3の実施例に適用されるセラミックスベースと空間光変調素子との固定を示した図である。
【符号の説明】
300…投射表示装置
290…色分解合成光学系
106,107…G用カラー偏光フィルタ
108,109…R用カラー偏光フィルタ
171…光源
181…第1の偏光手段
182…第2の偏光手段
191…投射レンズ
102…第1の偏光ビームスプリッタ(入射側偏光ビームスプリッタ)
103…第2の偏光ビームスプリッタ(主偏光ビームスプリッタ)
104…第3の偏光ビームスプリッタ(主偏光ビームスプリッタ)
103c,104a,104b…透光面
105…第4の偏光ビームスプリッタ(出射側偏光ビームスプリッタ)
161,162,163…空間光変調素子
121,131,141,151…偏光分離面
20a,20b…セラミックスベース
21…シャーシ
41,45,47…素子固定金具
41a…素子固定用突起
15,16,18…素子パッケージ
15a…素子パッケージ取り付け孔
16a…素子パッケージ取り付け溝
42…半田付け
43…セラミックス接着剤
【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を用いた投射表示装置の光学デバイスの製造方法及びこれを用いた投射表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
カラー投射表示装置は、白色光から3原色光に係るR(赤)、G(緑)、B(青)の色光を分解して対応色の空間光変調素子に導き、当該空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された色光を合成して投射し、スクリーン上にカラー映像を表示させるものである。
【0003】
カラー投射表示装置は、それに適用される空間光変調素子の種類によって次にあげる3種類に大別される。透過型の空間光変調素子を適用したもの、反射型の空間光変調素子を適用したもの、またDMD(Digital Mirror Device)を適用したものがある。
【0004】
透過型の空間光変調素子及びDMDは、光学構成が比較的簡単にできるために小型化が容易であるが高解像度化に難がある。一方、反射型の空間光変調素子は高解像度化に有利であるが光学構成が複雑となるために小型化に難がある。
【0005】
特に、反射型の空間光変調素子を適用した投射表示装置は、空間光変調素子に照射される入射光と当該空間光変調素子で変調された反射光とを分離するために偏光ビームスプリッタを必要とする。高コントラストを実現するためには一つの空間光変調素子に対して、通常2つ以上の偏光ビームスプリッタを作用させるために、これが反射型の投射表示装置の光学構成を複雑にしていた。
【0006】
このような反射型の空間光変調素子における光学構成の課題を解決し構成を小型化した色分解合成光学系が、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この色分解合成光学系は、複数の偏光ビームスプリッタを至近距離に配置してセラミックスベース等に接着固定をし、光学系を構成することにより小型化を達成している。
【0007】
また、カラー投射表示装置においては、それに適用される空間光変調素子と色分解合成光学系光学部品とを精度よく位置合わせをして固定しなければならず、位置がずれると投射画像の画素ずれといった問題が起こる。これに対し、上述の特許文献1の光学デバイスでは、空間光変調素子をパッケージに収め、セラミックベース上に形成したメタライズ部に直に半田付けを行っている。各空間光変調素子の微妙な位置調整(レジストレーション・フォーカス等)をしながら半田固定を行うことにより、空間光変調素子とセラミックベースとが強固に接着されるため、経時変化や温度変化等に対し安定な光学デバイスを提供している。
【0008】
しかし、半田付けはレジストレーションを実施しながら行うわけであるが、半田付けを行うには半田部分を数百度の温度環境にする必要があり、半田が溶けた状態でレジストレーション調整を実施しても、その後冷却時間にて接合部材の温度分布むらによってレジストレーションがずれてしまうという問題が発生した。これに対し、画素ずれの少ないレジストレーション調整が行うことができ、しかも空間光変調素子の確実な取り付けが可能である空間光変調素子取り付け装置が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
【0009】
【特許文献1】
特開2002−228809公報(第1図)
【0010】
【特許文献2】
特開平10−232447号公報(第1図)
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各空間光変調素子の接着は、半田が溶けた状態でレジストレーション調整を実施しながら行うわけであるが、冷却後レジストレーションがずれていた場合には再調整を行う必要があるため、半田付けを一旦引き剥がし再び半田付けを行うことが必要となる。
また、投射表示装置の空間光変調素子は、径時変化等で交換修理を行う場合がある。
こういったレジストレーション再調整時あるいはリペアを行う時は、空間光変調素子パッケージを脱着しなければならない。この脱着作業の際、半田固定部の再加熱と引き剥がし応力によりメタライズ部や接合部材の損傷を招くという問題があった。
【0012】
また、メタライズ部はセラミックベースに密着しているため熱伝導が良好である。そのため位置再調整時やリペアを行う時など半田固定工程が長引くとセラミックベースの温度が上昇し、それによるセラミックベースの熱膨張が起こり、セラミックベースに固定されている光学部品の高精度な調整に狂いが生じてしまうという問題があった。
【0013】
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と、偏光ビームスプリッタと、カラー偏光フィルタとをセラミックスから成るベース材に固定した光学デバイスにおいて、セラミックスベース材にセラミックス接着剤により素子固定金具を接着固定する。その後、素子パッケージと素子固定金具とをレジストレーション調整を実施しながら半田付けにて固定する。
こうすることにより、脱着作業を行ってもセラミックスベース及び素子パッケージに引き剥がし応力や熱の影響がおよばないのでレジストレーション調整の精度が維持でき、且つ頑強に反射型空間光変調素子とセラミックスベース材とを固定できる光学デバイスの製造方法及びこれを用いた投射表示装置を提供することを目的とする。
【0014】
【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)少なくとも反射型空間光変調素子と、偏光ビームスプリッタと、カラー偏光フィルタとから成り、
これら反射型空間光変調素子と、偏光ビームスプリッタと、カラー偏光フィルタとをセラミックスベース材に固定するように製造する光学デバイスの製造方法であって、
前記偏光ビームスプリッタとカラー偏光フィルタとを前記セラミックスベース材によりそれぞれ上下方向から固定する工程と、
前記セラミックスベース材の外表面に接着剤を介して素子固定金具を固定する工程と、
前記反射型空間光変調素子を素子パッケージに固定する工程と、
前記素子固定金具と前記素子パッケージとを前記反射型空間光変調素子のレジストレーション調整をしながら半田付する固定工程と、
を含んで製造することを特徴とする光学デバイスの製造方法。
2)1)に記載の製造方法により製造された光学デバイスを色分解合成光学系に用いたことを特徴とする投射表示装置。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の方法が適用される光学デバイス、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。
図1は、その方法で製造される光学デバイス及び投射表示装置の第1の実施例で、光学構成を示した概略平面図である。
色分解合成光学系290(図中破線で囲まれた部分)は、立方体または角柱状の第1,第2,第3,第4の偏光ビームスプリッタ102,103,104,105を、その偏光分離面121,131,141,151が略X字状に交差するように配置したものであり、さらに、第1の偏光ビームスプリッタ102の入射側の透光面(第1の偏光ビームスプリッタの左側面)、及び第4の偏光ビームスプリッタ105の出射側の透光面(第4の偏光ビームスプリッタの右側面)には、共にG光の偏波面を90°回転する機能を有するG用カラー偏光フィルタ106,17を、また、第1と第3の偏光ビームスプリッタ102,104間及び第3と第4の偏光ビームスプリッタ104,105間には、共にR光の偏波面を90°回転させる機能を有するR用カラー偏光フィルタ108,19を備えており上記構成要素は透明な接合部材(例えば、接着剤)183で接合して一体化されいる。
【0016】
実施例1に適用される投射表示装置300は次のように動作する。
光源171から発した不定偏光の白色光は第1の偏光板181に入射する。そして、S偏光のみが第1の偏光板181を透過して、G用カラー偏光フィルタ106に入射する。
G用カラー偏光フィルタ106はG光のみの偏波面を90°回転させる波長選択性偏光変換手段であるため、G用カラー偏光フィルタ106を透過するG光(図1の実線)に係るS偏光はP偏光に変換される。また、G用カラー偏光フィルタ106はR光(図1の破線)及びB光(図1の2点鎖線)に対しては何ら作用しないため、それらはS偏光のままである。
以後、それぞれの色光について個別にその光路及び偏波面の変移について説明する。
【0017】
先ず、G用カラー偏光フィルタ106を透過したP偏光のG光(実線)は、第1及び第2の偏光ビームスプリッタ102,103の偏光分離面121,131を透過直進して、第2の偏光ビームスプリッタ103の透光面103cより出射してG対応の反射型空間光変調素子161に入射する。そして、当該反射型空間光変調素子161においてG対応の映像信号に応じた光変調を受けて反射される。
【0018】
光変調されて生成したG光のS偏光成分は、第2の偏光ビームスプリッタ103の偏光分離面131で反射され、第4の偏光ビームスプリッタ105に入射する。そして、第4の偏光ビームスプリッタ105の偏光分離面151において反射され、第4の偏光ビームスプリッタ105の透光面105cより出射し、後段に配置したG用カラー偏光フィルタ107に入射する。
G用カラー偏光フィルタ107は前述したようにG光に係る偏波面を90°回転させる機能を有するものであるので、G光のS偏光はP偏光に変換されて出射する。
【0019】
次に、R光(破線)について説明する。G用カラー偏光フィルタ106を透過したS偏光のR光は、第1の偏光ビームスプリッタ102の偏光分離面121で反射されR用カラー偏光フィルタ108に入射する。ここで、R用カラー偏光フィルタ108はR光の偏波面を90°回転させる波長選択性偏光変換手段であるため、R光はS偏光からP偏光に偏光変換されてこれを出射し、第3の偏光ビームスプリッタ104に入射する。さらに、P偏光のR光は第3の偏光ビームスプリッタ104の偏光分離面141を直進透過しての透光面104bより出射し、R対応の反射型空間光変調素子162に入射する。そして、当該反射型空間光変調素子162においてR対応の映像信号に応じた光変調を受けて反射される。
【0020】
光変調されて生成したR光のS偏光成分は、第3の偏光ビームスプリッタ104の偏光分離面141で反射され、R用カラー偏光フィルタ109に入射する。当該R用カラー偏光フィルタ109において、R光のS偏光成分はP偏光に偏光変換されて第4の偏光ビームスプリッタ105に入射する。そして、第4の偏光ビームスプリッタ105の偏光分離面151を透過直進して、第4の偏光ビームスプリッタ105の透光面105cより出射し、後段に配置したG用カラー偏光フィルタ107に入射する。
G用カラー偏光フィルタ107はR光には何ら作用せず、R光はP偏光のままこれを出射する。
【0021】
次に、B光(2点鎖線)について説明する。G用カラー偏光フィルタ106を透過したS偏光のB光は、第1の偏光ビームスプリッタ102の偏光分離面121で反射されR用カラー偏光フィルタ108に入射する。ここで、R用カラー偏光フィルタ108は上記したようにR光のみに作用しB光には何ら作用しないため、B光は偏光変換されることなくS偏光のままこれを出射し、第3の偏光ビームスプリッタ104に入射する。
【0022】
S偏光のB光は第3の偏光ビームスプリッタ104の偏光分離面141で反射され透光面104aより出射し、B対応の反射型空間光変調素子163に入射する。そして、当該反射型空間光変調素子162においてB対応の映像信号に応じた光変調を受けて反射される。
【0023】
光変調されて生成したB光のP偏光成分は、第3の偏光ビームスプリッタ104の偏光分離面141を透過直進しR用カラー偏光フィルタ19に入射する。当該R用カラー偏光フィルタ109は前述したようにB光に対しては何ら作用しないため、B光はP偏光のままこれを出射して第4の偏光ビームスプリッタ105に入射する。そして、第4の偏光ビームスプリッタ105の偏光分離面151を透過直進して、第4の偏光ビームスプリッタ105の透光面105cより出射し、後段に配置したG用カラー偏光フィルタ107に入射する。
G用カラー偏光フィルタ107は前述したように、G光のみに作用しB光には何ら作用しないため、B光はP偏光のままこれを出射する。
このようにして、R光、G光、B光の偏波面はP偏光に揃えられて、投射レンズ191を介して図示せぬスクリーンにカラー映像を拡大表示する。
【0024】
次に、図2を用いて、第1の実施例に適用される光学デバイスの概略構成図を説明する。同図は、第1〜第4の偏光ビームスプリッタ102,103,104,105とセラミックスベース20a,20bと空間光変調素子161,162,163の組み立て図を示している。セラミックスベース20aの偏光ビームスプリッタ接合面は平面であり、第1〜第4偏光ビームスプリッタ102,103,104,105は、それぞれ2つの三角プリズムの底面をそろえた状態で接着される。同様に、第1〜第4偏光ビームスプリッタ102,103,104,105は、それぞれ2つの三角プリズムの上面をそろえた状態でセラミックスベース20bの平面である偏光ビームスプリッタ接合面に接着される。さらに、セラミックスベース20a、20bに矢印の方向に空間光変調素子161,162,163が固定され、これらの光学部品が光学デバイスとして一体化してシャーシ21に固定される。
【0025】
次に、図3を用いて第1の実施例に適用される光学デバイスの製造方法について説明する。ここでは、空間光変調素子162を例にとって説明する。素子固定金具41をセラミックスベース20a、20bにセラミックス接着剤43にて固定する。空間光変調素子162は、素子パッケージ15に固定した状態で、素子パッケージ取り付け孔15aを素子固定金具41に設けられた空間光変調素子固定用の突起41aに挿入する。ここで、図1の投射表示装置あるいは図示しないレジストレーション調整の冶具を用いて、空間光変調素子162による画像を投影してレジストレーション調整を行いながら突起41aと取り付け孔15aとを半田付け42して固定する。。
【0026】
図4を用いて第2の実施例について説明する。素子固定金具45を、セラミックスベース20a、20bにセラミックス接着剤43にて固定する。空間光変調素子162は、素子パッケージ16に固定した状態で、素子パッケージ取り付け溝16aを素子固定金具45に設けられた空間光変調素子固定用のピン46に挿入する。ここで、図1の投射表示装置あるいは図示しないレジストレーション調整の冶具を用いて、空間光変調素子162による画像を投影してレジストレーション調整を行いながらピン46と取り付け溝16aとを半田付け42して固定する。
【0027】
図5を用いて第3の実施例について説明する。素子固定金具47を、セラミックスベース20a、20bにセラミックス接着剤43にて固定する。空間光変調素子162は、素子パッケージ18に固定した状態で、素子固定金具47に当てる。ここで、図1の投射表示装置あるいは図示しないレジストレーション調整の冶具を用いて、空間光変調素子162による画像を投影してレジストレーション調整を行いながら素子固定金具47と素子パッケージ18とを半田付け42して固定する。
【0028】
各実施例のように、まず素子固定金具を、セラミックスベースにセラミックス接着剤にて固定することで、素子固定金具とセラミックスベースとの固定部における強度を確保し、且つ半田付けによる熱の影響を低減する。そして、素子パッケージを素子固定金具に半田付けするようにしたことで、適切なレジストレーション調整を行いながら空間光変調素子を固定することができ、脱着作業を行ってもセラミックスベース及び素子パッケージに引き剥がし応力や熱の影響がおよばないようにすることができる。
【0029】
なお、各実施例において、素子固定金具と素子パッケージとの固定に半田付けを用いているが、有機溶剤で固定する構成としてもよい。
【0030】
【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と、偏光ビームスプリッタと、カラー偏光フィルタとをセラミックスベース材に固定した構成の光学デバイスにおいて、セラミックスベース材にセラミックス接着剤により素子固定金具を接着固定する。その後、反射型空間光変調素子を固定している素子パッケージをさらにレジストレーション調整を実施しながら半田付けにて素子固定金具に固定する。こうすることにより、脱着作業を行ってもセラミックスベース及び素子パッケージに引き剥がし応力や熱の影響がおよばないのでレジストレーション調整の精度が維持でき、且つ頑強に反射型空間光変調素子とセラミックスベース材とを固定できる光学デバイスの製造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】本発明の第1の実施例に適用される光学デバイス及びこれを用いた投射表示装置の概略平面図である。
【図2】第1の実施例に適用される光学デバイスの概略構成図である。
【図3】第1の実施例に適用されるセラミックスベースと空間光変調素子との固定を示した図である。
【図4】第2の実施例に適用されるセラミックスベースと空間光変調素子との固定を示した図である。
【図5】第3の実施例に適用されるセラミックスベースと空間光変調素子との固定を示した図である。
【符号の説明】
300…投射表示装置
290…色分解合成光学系
106,107…G用カラー偏光フィルタ
108,109…R用カラー偏光フィルタ
171…光源
181…第1の偏光手段
182…第2の偏光手段
191…投射レンズ
102…第1の偏光ビームスプリッタ(入射側偏光ビームスプリッタ)
103…第2の偏光ビームスプリッタ(主偏光ビームスプリッタ)
104…第3の偏光ビームスプリッタ(主偏光ビームスプリッタ)
103c,104a,104b…透光面
105…第4の偏光ビームスプリッタ(出射側偏光ビームスプリッタ)
161,162,163…空間光変調素子
121,131,141,151…偏光分離面
20a,20b…セラミックスベース
21…シャーシ
41,45,47…素子固定金具
41a…素子固定用突起
15,16,18…素子パッケージ
15a…素子パッケージ取り付け孔
16a…素子パッケージ取り付け溝
42…半田付け
43…セラミックス接着剤
Claims (2)
- 少なくとも反射型空間光変調素子と、偏光ビームスプリッタと、カラー偏光フィルタとから成り、
これら反射型空間光変調素子と、偏光ビームスプリッタと、カラー偏光フィルタとをセラミックスベース材に固定するように製造する光学デバイスの製造方法であって、
前記偏光ビームスプリッタとカラー偏光フィルタとを前記セラミックスベース材によりそれぞれ上下方向から固定する工程と、
前記セラミックスベース材の外表面に接着剤を介して素子固定金具を固定する工程と、
前記反射型空間光変調素子を素子パッケージに固定する工程と、
前記素子固定金具と前記素子パッケージとを前記反射型空間光変調素子のレジストレーション調整をしながら半田付する固定工程と、
を含んで製造することを特徴とする光学デバイスの製造方法。 - 請求項1に記載の製造方法により製造された光学デバイスを色分解合成光学系に用いたことを特徴とする投射表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003122170A JP2004325917A (ja) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | 光学デバイスの製造方法及び投射表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003122170A JP2004325917A (ja) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | 光学デバイスの製造方法及び投射表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=33500490
Family Applications (1)
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JP2003122170A Pending JP2004325917A (ja) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | 光学デバイスの製造方法及び投射表示装置 |
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-
2003
- 2003-04-25 JP JP2003122170A patent/JP2004325917A/ja active Pending
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