JP2006091036A - 投射表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成素子を対象とする固定部材に精度良く固定することができ、画像形成素子に基づく画像情報を高い解像力をもって投射することができる投射表示装置を得ること。
【解決手段】光源からの光を用いて画像形成素子で形成された画像を被投射面上に投射する投射表示装置において、プリズムと、該プリズムに固定され、該画像形成素子への入射光軸と平行な接着面を有する第１取付部材と、該画像形成素子を保持し、該画像形成素子への入射光軸と垂直な接着面を有する第２取付部材と、該第１取付部材と該第２取付部材に接着されるスペーサと、を備えること。
【選択図】図３（ａ）

Description

本発明は画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する投射表示装置（液晶プロジェクタ）において、反射型又は透過型の液晶表示素子（画像形成素子）をプリズム部材に精度良く固定することができるものである。

従来、液晶表示素子（画像形成素子）等のライトバルブを用いたプロジェクタの光学エンジンで、液晶表示素子を固定枠板に精度良く固定するライトバルブ固定手段が種々と提案されている（特許文献１）。
特開平１０−０１０９９４号公報

特許文献１では、ライトバルブ４０Ｒを固定しているライトバルブ枠板５１を光学素子である光合成手段２１の光入射面２２Ｒに固定している固定枠板５４にネジ５６での着脱可能とした構成としている。

特許文献１は介在物が多く振動落下等の衝撃や、形而変化等の耐久性が劣る。またライトバルブの位置決め手段と称する部材５７を、ライトバルブ仮止め手段の中間に設けるために、位置決め手段と称する部材が熱膨張した場合にライトバルブそのものに変形を与える可能性が高い。

また位置決め手段と称する部材が楔型をしているために、挿入時の力加減によってはライトバルブを変形させる可能性が大きい。

さらに位置決め手段と称する部材を配置する位置が、仮止め部に対して比較的遠い位置に配置されるため、仮止め部に潜む応力が開放されていくときに十分な拮抗力を発揮できない。また楔形状の部材をわずかな隙間に挿入する必要があったので組立てが困難であった。また楔部材はわずかな隙間に挿入されてしまうと光があまり当たらずＵＶ硬化が困難であり、光を当てる方向が限定されてしまうので、ＵＶ照射治具が煩雑なものとなり、照射回数も増えてしまう等の問題があった。

本発明は、画像形成素子を対象とする固定部材に精度良く固定することができ、画像形成素子に基づく画像情報を高い解像力をもって投射することができる投射表示装置の提供を目的とする。

本発明の投射表示装置は、光源からの光を用いて画像形成素子で形成された画像を被投射面上に投射する投射表示装置において、プリズムと、該プリズムに固定され、該画像形成素子への入射光軸と平行な接着面を有する第１取付部材と、該画像形成素子を保持し、該画像形成素子への入射光軸と垂直な接着面を有する第２取付部材と、該第１取付部材と該第２取付部材に接着されるスペーサと、を備えることを特徴としている。

本発明によれば、画像形成素子を対象とする固定部材に精度良く固定することができ、画像形成素子に基づく画像情報を高い解像力をもって投射することができる投射表示装置が得られる。

図１は、本発明の投射表示装置（画像表示装置）の実施例１の要部概略図である。

図２は図１の光学構成の概略図である。図１，図２において、１は光源ランプ（ランプ）、２はランプ１を保持するランプホルダー、３はランプ１の前方に配置する防爆ガラス、４は防爆ガラス３のガラス押さえ、αはランプ１からの光を画像表示用の液晶表示素子（画像形成素子）側へ入射する照明光学系、βは照明光学系αからの出射光を入射するＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の３色用の液晶パネル（液晶表示素子）を備えた色分解合成光学系、５は色分解合成光学系βからの出射光を入射して図示せぬスクリーン（被投射面）に画像を投射する投射レンズ鏡筒であり投射レンズ鏡筒５内には投射レンズ光学系（投射光学系）７０を収納している。

６はランプ１、照明光学系α、色分解合成光学系βを収納するとともに投射レンズ鏡筒５が固定される光学ボックスであり、該光学ボックス６にはランプ１の周囲を囲むランプ周辺部材としてのランプケース部材６ａが形成されている。

７は光学ボックス６内に照明光学系α、色分解合成光学系βを収納した状態で蓋をする光学ボックス蓋、８は電源、９は電源フィルタ、１０はランプ１を点灯する為のバラスト電源、１１は電源８からの電力により液晶パネルの駆動、及びランプ１の点灯指令を送る為の回路基板、１２は後述する外装キャビネット２１の吸気口２１ａから空気を吸い込むことで色分解合成光学系β内の液晶パネル等の光学素子を冷却する為の光学系用の冷却ファン、１３は光学冷却ファン１２による風を色分解合成光学系β内の液晶パネル等の光学素子に送る為のファンダクトである。

１５はランプ１に対して吹き付け風を送り、ランプ１を冷却する為のランプ冷却用のファン（軸流ファン）であり、ランプ１と投射レンズ鏡筒５との間隙に所定間隔を持って配置されている。

１４はランプ冷却用のファン１５を保持するファン保持台（ファンホルダ）、１６はファン押さえ板、１７は後述する外装キャビネット２１に設けた吸気口２１ｂから空気を吸い込むことで電源８内に風を流通させ、かつバラスト電源１０に吹き付け力による風を流通させることで電源８、及びバラスト電源１０を同時に冷却する為の電源用の冷却ファンである。

１８は排気ファンであり、排気ファン１８はランプ冷却ファン１５によるランプ１を通過した後の熱風、およびバラスト電源１０を通過した熱風を後述する外装を構成する側板、２４に設けた排気口２４ａより投射表示装置外に排出する。

１９はランプ放熱板、２０はランプ排気遮光マスクであり、ランプ１の放熱機能およびランプ１を通過した後の熱風を通過させる為の通風ダクトの機能を有するとともに、ランプ１からの光が装置外部に漏れないような遮光機能を有している。

２１は光学ボックス６等を収納する為の外装キャビネット（外装ケース下部）、２２は外装キャビネット２１に光学ボックス６等を収納した状態で蓋をする為の外装キャビネット蓋（外装ケース上部）、２３は側板である。

外装キャビネット２１には上述した吸気口２１ａ、２１ｂが形成されており、側板２４には上述した排気口２４ａが形成されている。

２５は色分解合成光学系β内の偏光素子等の光学素子を冷却するための冷却ファンであり、冷却ファン２５は外装キャビネット２１の図示を省略した吸気口からの空気を外装キャビネット２１に形成されたダクト部（図示省略）を介して色分解合成光学系β内の偏光素子等の光学素子に吹き付ける構成となっている。

２６は側板２３の内側に取り付けられたインターフェース補強板、２７は外装放熱板でランプケース部材６ａに取り付けられており、ランプ１からの熱を放熱する。

２８はランプ蓋で、ランプ蓋２８は外装キャビネット２１の底面に着脱自在に設けられており、図示を省略したビスにより固定されている。２９はセット調整脚で、セット調整脚２９は外装キャビネット２１に固定されており、その脚部２９ａの高さを調整可能となっている。脚部２９ａの高さ調整により、装置本体のスクリーンに対する傾斜角度を調整できるように構成されている。

次に、前述したランプ１、照明光学系α、色分解合成光学系β、投射レンズ鏡筒５内の投射レンズ光学系７０（図２参照）にて構成される反射型液晶表示素子（反射型液晶パネル等の画像形成素子）を搭載した投射表示装置の光学構成について図２にて説明する。

図２において、４１は連続スペクトルで白色光を発光する発光管、４２は発光管４１からの光を所定の方向に集光するリフレクタであり、発光管４１とリフレクタ４２はランプ１の一要素を形成する。

４３ａは垂直方向（ランプ１からの光の進行方向における垂直方向（紙面垂直方向））において屈折力を有する複数のシリンドリカルレンズを配列したレンズアレイで構成された第１のシリンダアレイ、４３ｂは第１のシリンダアレイ４３ａの個々のシリンドリカルレンズに対応したシリンドリカルレンズより成るレンズアレイで構成される第２のシリンダアレイ、４４は紫外線吸収フィルタ、４５は無偏光光を所定の偏光光に揃えて射出する偏光変換素子である。

４６は水平方向において（紙面内）屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたフロントコンプレッサ、４７は光軸を９０度変換する為のミラー、４８はコンデンサーレンズ、４９は水平方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたリアコンプレッサである。

以上の各要素は照明光学系αの一要素を構成している。

５８は青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）の波長領域の光を反射し、緑色（Ｇ）の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーである。５９は透明基板に偏光素子を貼着したＧ用の入射側偏光板であり、Ｓ偏光光のみを透過する。６０はＰ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する第１の偏光ビームスプリッターであり、偏光分離面６０ａを有する。

６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂはそれぞれ入射した光を反射するとともに画像変調する赤（Ｒ）用の反射型の液晶表示素子、緑（Ｇ）用の反射型の液晶表示素子、青（Ｂ）用の反射型の液晶表示素子である。

６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂはそれぞれ、赤用の１／４波長板、緑用の１／４波長板、青用の１／４波長板である。６４は透明基板に偏光素子を貼着したＲ，Ｂ用の入射側偏光板であり、Ｓ偏光のみを透過する。６５はＢ光の偏光方向を９０度変換し、Ｒ光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板である。６６はＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第２の偏光ビームスプリッターであり、偏光分離面６６ａを有する。

６７はＲ光の偏光方向を９０度変換し、Ｂ光の偏光方向は変換しない第２の色選択性位相差板である。

６８はＲ，Ｂ用の出射側偏光板（偏光素子）であり、Ｓ偏光のみを透過する。６９はＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第３の偏光ビームスプリッター（色合成手段）であり、偏光分離面６９ａを有する。

以上のダイクロイックミラー５８から第３の偏光ビームスプリッター６９に至る部材は、色分解合成光学系βの一要素を構成している。

７０は投射レンズ光学系である。上記照明光学系α，色分解合成光学系βおよび投射レンズ光学系７０により画像表示光学系が構成される。

次に光学的な作用を説明する。

発光管４１から発した光は、リフレクタ４２により所定の方向に集光される。リフレクタ４２の反射面は放物面形状を有しており、放物面の焦点位置からの光は放物面の対称軸（光軸）に平行な光束となる。但し、発光管４１からの光束は理想的な点光源からの光束ではなく有限の大きさの発光部を有しているので、集光する光束には放物面の対称軸に平行でない光の成分も多く含まれている。

これらの光束は、第１のシリンダアレイ４３ａに入射する。第１のシリンダアレイ４３ａに入射した光束はそれぞれのシリンダレンズに応じた複数の光束に分割、集光され（水平方向に帯状の複数の光束）、紫外線吸収フィルタ４４を介して、第２のシリンダアレイ４３ｂを経て、複数の光束（水平方向に帯状の複数の光束）を偏光変換素子４５の近傍に形成する。

偏光変換素子４５は、垂直方向に配列した複数の偏光分離面と反射面と１／２波長板とからなり、複数の光束は、その列に対応した偏光分離面に入射し、透過するＰ偏光成分の光と反射するＳ偏光成分の光に分割される。

反射されたＳ偏光成分の光は反射面で反射し、Ｐ偏光成分と同じ方向に出射する。一方、透過したＰ偏光成分の光は、１／２波長板を透過してＳ偏光成分と同じ偏光成分に変換され、偏光方向が揃った光として出射する。偏光変換された複数の光束（水平方向に帯状の複数の光束）は、偏光変換素子４５を出射した後、フロントコンプレッサ４６を介して、反射ミラー４７にて９０度反射し、コンデンサーレンズ４８、リアコンプレッサ４９に至る。

ここで、フロントコンプレッサ４６、コンデンサーレンズ４８、リアコンプレッサ４９の光学的作用を適切に設定している。そして複数の光束は矩形形状の像が重なった形となり矩形の均一な照明エリアを形成している。

この照明エリアに後述の反射型液晶表示素子６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを配置する。次に、偏光変換素子４５によりＳ偏光とされた光は、ダイクロイックミラー５８に入射する。尚、ダイクロイックミラー５８は、Ｂ光（波長４３０〜４９５ｎｍ）とＲ光（波長５９０〜６５０ｎｍ）の光は反射し、Ｇ光（波長５０５〜５８０ｎｍ）の光は透過する。

次に、Ｇ光の光路について説明する。

ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光は入射側偏光板５９に入射する。尚、Ｇ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＳ偏光となっている。そしてＧ光は、入射側偏光板５９から出射した後、第１の偏光ビームスプリッター６０に対してＳ偏光として入射して偏光分離面で反射され、Ｇ用の反射型液晶表示素子６１Ｇへと至る。Ｇ用の反射型液晶表示素子６１Ｇにおいては、Ｇ光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧの反射光のうちＳ偏光成分は、再び第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面６０ａで反射し、光源１側に戻され、投射光から除去される。

一方、画像変調されたＧ光の反射光のうちＰ偏光成分は、第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面６０ａを透過し、投射光として第３の偏光ビームスプリッター６９に向かう。

このとき、すべての偏光成分をＳ偏光に変換した状態（黒を表示した状態）において、第１の偏光ビームスプリッター６０とＧ光用の反射型液晶表示素子６１Ｇとの間に設けられた１／４波長板６２Ｇの遅相軸を所定の方向に調整することにより、第１の偏光ビームスプリッター６０とＧ用の反射型液晶表示素子６１Ｇで発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることができる。

第１の偏光ビームスプリッター６０から出射したＧ光は、第３の偏光ビームスプリッター６９に対してＰ偏光として入射し、第３の偏光ビームスプリッター６９の偏光分離面６９ａを透過して投射レンズ７０へと至る。

一方、ダイクロイックミラー５８を反射したＲ光とＢ光は、入射側偏光板６４に入射する。尚、Ｒ光とＢ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＳ偏光となっている。そしてＲ光とＢ光は、入射側偏光板６４から出射した後、第１の色選択性位相差板６５に入射する。第１の色選択性位相差板６５は、Ｂ光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＢ光はＰ偏光として、Ｒ光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射する。Ｓ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＲ光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面で反射され、Ｒ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＢ光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａを透過してＢ光用の反射型液晶表示素子６１Ｂへと至る。

Ｒ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒに入射したＲ光は画像変調されて反射される。画像変調されたＲ光の反射光のうちＳ偏光成分は、再び第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａで反射されて光源１側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＲ光の反射光のうちＰ偏光成分は第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａを透過して投射光として第２の色選択性位相板６７に向かう。

また、Ｂ光用の反射型液晶表示素子６１Ｂに入射したＢ光は画像変調されて反射される。画像変調されたＢ光の反射光のうちＰ偏光成分は、再び第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａを透過して光源１側に戻され、投射光から除去される。

一方、画像変調されたＢ光の反射光のうちＳ偏光成分は第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａで反射して投射光として第２の色選択性位相板６７に向かう。

このとき、第２の偏光ビームスプリッター６６とＲ光用，Ｂ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒ，６１Ｂの間に設けられた１／４波長板６２Ｒ，６２Ｂの遅相軸を調整することにより、Ｇ光の場合と同じようにＲ光，Ｂ光それぞれの黒の表示の調整を行うことができる。

こうして１つの光束に合成され、第２の偏光ビームスプリッター６６から出射したＲ光とＢ光の投射光のうちＲ光は、第２の色選択性位相板６７によって偏光方向が９０度回転されてＳ偏光成分となり、さらに出射側偏光板６８で検光されて第３の偏光ビームスプリッター６９に入射する。

また、Ｂ光はＳ偏光のまま第２の色選択性位相板６７をそのまま透過し、さらに出射側偏光板６８で検光されて第３の偏光ビームスプリッター６９に入射する。尚、出射側偏光板６８で検光されることにより、Ｒ光とＢ光の投射光は第２の偏光ビームスプリッター６６とＲ光用，Ｂ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒ，６１Ｂ、１／４波長板６２Ｒ、６２Ｂを通ることによって生じた無効な成分をカットされた光となる。

そして、第３の偏光ビームスプリッター６９に入射したＲ光とＢ光の投射光は第３の偏光ビームスプリッター６９の偏光分離面６９ａを反射し、前述した該偏光分離面６９ａにて透過したＧ光と合成されて投射レンズ７０に至る。

そして、合成されたＲ光，Ｇ光，Ｂ光の投射光は、投射レンズ７０によってスクリーンなどの被投射面に拡大投影される。

以上説明した光路は反射型液晶表示素子が白表示の場合である為、以下に反射型液晶表示素子が黒表示の場合での光路を説明する。

まず、Ｇ光の光路について説明する。

ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光のＳ偏光光は入射側偏光板５９に入射し、その後、第１の偏光ビームスプリッター６０に入射して偏光分離面６０ａで反射され、Ｇ光用の反射型液晶表示素子６１Ｇへと至る。しかし、反射型液晶表示素子６１Ｇが黒表示の為、Ｇ光は画像変調されないまま反射される。

従って、反射型液晶表示素子６１Ｇで反射された後もＧ光はＳ偏光光のままである為、再び第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面６０ａで反射し、入射側偏光板５９を透過して光源１側に戻され、投射光から除去される。

次に、Ｒ光とＢ光の光路について説明する。

ダイクロイックミラー５８を反射したＲ光とＢ光のＳ偏光光は、入射側偏光板６４に入射する。そしてＲ光とＢ光は、入射側偏光板６４から出射した後、第１の色選択性位相差板６５に入射する。第１の色選択性位相差板６５は、Ｂの光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＢ光はＰ偏光として、Ｒ光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射する。

Ｓ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＲ光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａで反射され、Ｒ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＢ光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａを透過してＢ光用の反射型液晶表示素子６１Ｂへと至る。

ここでＲ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒは黒表示の為、Ｒ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒに入射したＲ光は画像変調されないまま反射される。従って、Ｒ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒで反射された後もＲ光はＳ偏光光のままである為、再び第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａで反射し、入射側偏光板６４を通過して光源１側に戻され、投射光から除去される為、黒表示となる。

一方、Ｂ用の反射型液晶表示素子６１Ｂに入射したＢ光はＢ光用の反射型液晶表示素子６１Ｂが黒表示の為、画像変調されないまま反射される。従って、Ｂ光用の反射型液晶表示素子６１Ｂで反射された後もＢ光はＰ偏光光のままである為、再び第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａを透過し、第１の色選択性位相差板６５により、Ｓ偏光に変換され、入射側偏光板６４を透過して光源１側に戻されて投射光から除去される。

以上が、反射型液晶表示素子（反射型液晶パネル）を使用した投射表示装置での光学構成である。

次に図３（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて、本実施例の特徴を示す色分離合成光学系β周辺の保持構造の説明を行う。７０は第１の偏光ビームスプリッター６０の上面に接着されるガラス片小、７１は第３の偏光ビームスプリッター６９の上面の接着保持とガラス片小７０を接着することで第１の偏光ビームスプリッター６０を接着保持するガラス片大である。

７２はプリズムベースで、偏光ビームスプリッター６０，６６，６９をガラス片大７１を介して保持し、ダイクロイックミラー５８と、Ｇ用の入射側偏光板５９と、ＲＢ用の入射側偏光板６４と、第２の色選択性位相差板６７とを直接保持する。７３はパネル保持板上（第１保持部材）、７４はパネル保持板下（第１保持部材）で、第１の偏光ビームスプリッター６０の上下面におのおの１個と、色分解合成系の一部である第２の偏光ビームスプリッター６６におのおの２個接着固定されている。

７５は１／４波長板６２を保持する１／４波長板ホルダで、ビス７６によりプリズムベース７２に固定されるものである。７７はパネル固定枠板（第２保持部材）で、反射型液晶表示素子６１を直接保持している。７８は本固定部材であるところのアクリルスペーサーである。

本実施例では、プリズム６０，６６に固定され、画像形成素子６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂへの入射光軸と平行な接着面７８Ｈ１を有する第１取付部材７３，７４と、画像形成素子への入射光軸と垂直な接着面７８Ｖ１，７８Ｖ２を有し、画像形成素子を保持する第２取付部材７７Ｇと、第１取付部材７３，７４と第２取付部材７７Ｇに接着されるスペーサ７８と、を利用して本固定をしている。

以下にＧ光用の反射型液晶表示素子６１Ｇを用いて、仮止めと本固定の構成を説明する。

Ｇ光用の反射型液晶表示素子６１Ｇは、Ｇ光用のパネル固定枠板（第２保持部材）７７Ｇに予め信頼性高く保持されているもので、液晶表示素子６１Ｇとパネル固定部材７７ＧにてＧ用のパネルユニットとして構築されている。

第１の偏光ビームスプリッター６０に、Ｇ用のパネルユニット６１Ｇ，７７Ｇを所定の位置に６軸調整後固定するためには、接着剤硬化時間や設備の簡便さ、６軸の自由度を考慮して、ＵＶ接着を行う。

仮止めはパネル保持板７３上のピン形状を呈するピン部７３ａと、Ｇ用パネル固定枠板７７Ｇの穴形状を呈する穴部７７ＧａにＵＶ接着剤を多量に介して接着するものである。また、パネル保持板７４上のピン形状を呈するピン部７４ａと、Ｇ用パネル固定枠７７Ｇの穴形状を呈する穴部７７ＧａにＵＶ接着剤を多量に介して接着するものである。

これらによりＧ用のパネルユニット６１Ｇ，７７Ｇは第１の偏光ビームスプリッター６０に仮止めされるものである。

以上のように本実施例では、第１取付部材（７３，７４）と第２取付部材７７Ｇには双方を仮止めする仮止め手段７３ａ，７４ａ，７７Ｇａを設けている。

本状態においては、パネル保持板７３，７４のピン形状部７３ａ，７４ａと穴形状部７７Ｇに多量の接着剤を介しているので、接着剤硬化収縮時の応力が残留している。また温度条件が変化することにより、比較的柔らかな接着剤の塊を介しているので、Ｇ用のパネルユニット６１Ｇ，７７Ｇの位置保持精度が不安定となる。

そこで次に本固定としてアクリルスペーサー７８をピン形状部７３ａ，７４ａの近傍に隣接させて隙間なく接着固定して信頼性と強度を確保するものである。Ｇ用パネル固定枠板７７Ｇの上部７７Ｇｂに、アクリルスペーサー７８の一面（液晶表示素子への入射光軸と垂直な面）７８Ｖ１を押し当て、パネル保持板上７３の下部の７３ｂにアクリルスペーサー７８の別の一面（液晶表示素子への入射光軸と垂直な面）７８Ｖ２を押し当てて接着固定し、同様にＧ用パネル固定枠板７７Ｇの７７Ｇｃに、アクリルスペーサー７８の一面（液晶表示素子への入射光軸と垂直な面）７８Ｖ３を押し当て、パネル保持板下７４の液晶表示素子への入射光軸と平行な面７４ｃにアクリルスペーサー７８の別の一面（液晶表示素子への入射光軸と平行な面）７８Ｈ１を押し当てて接着固定する。

これにより、強固なアクリルスペーサ７８と、おのおのの強固な薄い接着層により、仮止め部を上回る強度と信頼性にて本固定するものである。

本実施例において、スペーサ７８は第２保持部材７７Ｇ上であって画像形成素子６１の外周部の３又は４箇所に設けている。

又スペーサ７８及び仮止め手段７３ａ，７４ａ，７７Ｇａは、第２保持部材７７Ｇ上であって、画像形成素子６１の外形状を決める上辺と下辺の外側に配置している。

そしてスペーサ７８は複数有し、このうち１以上のスペーサは仮止め手段７４ａ，７７Ｇａに隣接して配置している。

接着強度と精度信頼性を高めるためには、接着層は薄い方が吸湿性等の特性から有利とされている。また仮止め部近傍に本固定部を設けることで、仮止め部と本固定部を結ぶ直線方向以外の力により発生するモーメント成分の腕長さを極力少なく設定でき、強固な本固定を実現するものである。

この本固定部を仮に少なくするために、仮止め部の半分の個所に限定しようとすると、仮止め部の中間位置に配するのが有利と考えられるが、この場合アクリルスペーサー７８の膨張により、パネル固定枠板７７が変形されやすい構成となってしまう。これらを回避するために、光軸方向の入力には比較的強固な仮止め部近傍に本固定部を配置することで、パネル固定枠板７７への変形入力を極力押えるものである。

また、アクリルスペーサー７８を直方体とすることで、２つの略直交する面に綺麗に押し当て可能なので、本接着面の接着剤層が極めて薄くできる。またアクリルスペーサー７８が直方体なので、型成形や切削加工による両方の作成が容易であり、場合によってはガラスなどの低線膨張材への置き換えも非常に容易とするものである。

またアクリルスペーサー７８は、仮止め後に開放された上下方向から簡単に挿入接着が可能なので、光学系の自由度をもたらし、特殊な設備を必要としない面での利点も備えている。

反射型液晶表示素子６１Ｒ，６１Ｂを第２の偏光ビームスプリッター６６に固定するのも、前記同様の仮止めと、アクリルスペーサー７８にて本固定を行うものである。

尚、液晶表示素子６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂは透過型のものであっても良い。

以上のように本実施例によれば、画像形成素子６１からの出射光を合成する手段６０，６６に取り付けられた液晶表示素子保持板７３，７４に、液晶表示素子６１が固定されている固定枠板７７を直接仮止めと本固定をすることで、介在物を極力廃して、振動落下等の信頼性を高めることができる。

また本固定は、仮止め位置近傍に仮止め個所同数を設けている。これにより、仮止め部に内在する応力が形而変化にて開放されるときには、モーメントによる力の増幅作用を極力押えることができ、また力の分散効果も望めるので、高い信頼性が期待できる。

さらに本固定部材７８が熱による線膨張を起こした場合は、仮止め部が拮抗した反力を発生して、液晶表示素子６１が固定されている液晶表示素子固定枠板７７に対する変形を極力押えることができる。これは液晶表示素子固定枠板７７の変形により液晶表示素子６１が変形して、コントラスト低下や、液晶表示素子の局所的な光量調整不良発生を防止することができる。

また本固定部に使用する固定部材７８の接着面は、光軸と平行な面７８Ｈと直交する面７８Ｖを使用している。これにより液晶表示素子の光軸と平行な方向の自由度と直交する方向の自由度を積極的に許容しつつ、液晶表示素子の光軸と平行な方向の固定精度を強力に保っている。

その他の方向の応力開放は比較的少なく、拮抗力を生じさせる必要は比較的少ないものである。それと、本固定部の固定部材７８の接着面には接着剤の塊が最小となるように面接着形態を取っているので、本固定部の接着剤硬化収縮が極めて少なく、仮止め状態を極めて高いレベルで維持して本接着での硬化ができる。

また本硬化の接着剤の形而変化による応力開放や劣化も、極めて少量の接着剤で固定が完了しているので影響が非常に少なくて済む。これらにより、今まで発生していた本固定の接着剤硬化時の副作用を排除している。

また本固定部に使用する固定部材７８は、アクリルやポリカーボネート、ガラス等の光透過性の部材を使用することで、ＵＶ接着剤を用いての硬化接着を可能としている。これにより作業性を高め生産時間を短縮するとともに、初期の形而変化発生前にしっかり本固定をすることで、高い精度での液晶表示素子調整取り付け精度を維持している。

また本固定部に使用する固定部材７８の接着面は、光軸と平行な面７８Ｈと直交する面７８Ｖを使用している。

光軸と平行な面７８Ｈは、プリズムに貼り付けられた部材の９０°曲げ面や、プリズム天面に貼り付けられた部材のそのままの延長面を利用することで、高精度に形成可能である。光軸と直交する面７８Ｖはパネル６１の表示面なので、パネル６１を取り付ける部材には曲げ加工をすることなく形成でき、比較的容易に割り当てられる面である。

また本固定部に使用する固定部材の接着面は、光軸と平行な面と直交する面を使用することにより、９０°開放された面であり組立てと、光照射を容易としている。

本発明の反射型の液晶表示素子を搭載した投射表示装置の実施例１の分解斜視図 本発明の反射型の液晶表示素子を搭載した投射表示装置の実施例１の光学構成図 本発明の実施例１の要部概略図 本発明の実施例１の要部概略図 本発明の実施例１の要部概略図

符号の説明

１ 光源ランプ
２ ランプホルダー
３ 防爆ガラス
４ ガラス押さえ
５ 投射レンズ鏡筒
６ 光学ボックス
６ａ ランプケース部材
６ｂ及び６ｃ 開口部
７ 光学ボックス蓋
８ 電源
９ 電源フィルタ
１０ バラスト電源
１１ 回路基板
１２ 光学冷却ファン
１３ ファンダクト
１４ ランプ冷却ファン（吹き付けファン）
１５ ファン保持台
１６ ファン押さえ板
１７ 電源用冷却ファン
１８ 排気ファン
１９ ランプ放熱板（遮熱部材）
２０ ランプ排気遮光マスク
２１ 外装キャビネット
２２ 外装キャビネット蓋（外装ケース）
２３ 側板Ａ
２４ 側板Ｂ
２４ａ 排気口
２５ 光学素子冷却ファン
２６ インターフェース補強板
２７ 外装放熱板
２８ ランプ蓋
２９ セット調整脚

Claims (7)

1. 光源からの光を用いて画像形成素子で形成された画像を被投射面上に投射する投射表示装置において、
   プリズムと、
   該プリズムに固定され、該画像形成素子への入射光軸と平行な接着面を有する第１取付部材と、
   該画像形成素子を保持し、該画像形成素子への入射光軸と垂直な接着面を有する第２取付部材と、
   該第１取付部材と該第２取付部材に接着されるスペーサと、
   を備えることを特徴とする投射表示装置。
2. 前記第１取付部材と前記第２取付部材を仮止めする仮止め手段をさらに備えることを特徴とする請求項１の投射表示装置。
3. 前記スペーサは、前記第２取付部材上であって前記画像形成素子の外周部の３又は４箇所に設けられていることを特徴とする請求項１又は２の投射表示装置。
4. 前記スペーサは、前記第２取付部材上であって前記画像形成素子の外形状を決める上辺と下辺の外側に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項の投射表示装置。
5. 前記スペーサは複数備えられており、少なくとも１つの前記スペーサは前記仮止め手段に隣接していることを特徴とする請求項２の投射表示装置。
6. 前記プリズムは、色分解合成光学系の一部であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項の投射表示装置。
7. 前記画像形成素子は、反射型の液晶表示素子であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項の投射表示装置。

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