JP2006259346A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光硬化型の接着剤による色合成部と光変調部との固定後に、光変調部の各ライトバルブの画素位置のずれを抑制できる投射型表示装置を提供する。
【解決手段】 光源１１からの光を複数の色成分に分解する色分解部１２,１５と、色分解部により分解された各色成分の光をそれぞれ変調するライトバルブを有する光変調部(１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂ,２６)と、ライトバルブにより変調された各色成分の光を検光して色合成する色合成部(２１,２０Ｒ,２０Ｇ,２０Ｂ,１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂ,２４)とを備え、光変調部と色合成部とは、固体粒子を含む光硬化型の接着剤により固定される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ライトバルブを用いた投射型表示装置に関する。

ライトバルブを用いた投射型表示装置には、例えば赤(Ｒ)光と青(Ｂ)光と緑(Ｇ)光とを各色成分ごとにライトバルブで変調する光変調部と、変調された後の赤(Ｒ)光と青(Ｂ)光と緑(Ｇ)光とを合成する色合成部とが設けられる（例えば特許文献１を参照）。そして、合成された後の光を投射することにより、カラー画像を表示できる。
また、この投射型表示装置を組み立てる際には、投射像の色ずれを無くすため、色合成部を介して光変調部の各ライトバルブの画素位置が一致するように、色合成部と光変調部とのアライメント調整が行われる。さらに、このアライメント調整が終わると、光硬化型の接着剤を用いて、光変調部と色合成部とが固定される。光硬化型の接着剤を用いるため、光変調部と色合成部との固定を簡単に行える。
特開２００１−２１１４６８号公報

しかし、光変調部と色合成部とをアライメント調整後に接着剤で固定するため、光変調部と色合成部との間にはアライメント調整用のクリアランス（例えば１ｍｍ程度）を確保しなければならず、その影響で、接着剤にある程度の厚さが生じてしまう。したがって、接着剤が変形しやすく、光変調部の各ライトバルブの画素位置がアライメント調整により決定した位置からずれてしまうことがあった。

本発明の目的は、光硬化型の接着剤による色合成部と光変調部との固定後に、光変調部の各ライトバルブの画素位置のずれを抑制できる投射型表示装置を提供することにある。

請求項１に記載の投射型表示装置は、光源からの光を複数の色成分に分解する色分解部と、前記色分解部により分解された各色成分の光をそれぞれ変調するライトバルブを有する光変調部と、前記ライトバルブにより変調された各色成分の光を検光して色合成する色合成部とを備え、前記光変調部と前記色合成部とは、固体粒子を含む接着剤により固定されるものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の投射型表示装置において、前記接着剤の中で前記固体粒子が占める体積の割合は、３０％〜７０％である。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の投射型表示装置において、前記固体粒子の粒径は、５００μｍ以下である。
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の投射型表示装置において、前記接着剤は、光硬化型の接着剤である。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の投射型表示装置において、前記固体粒子は、前記接着剤の硬化に使用される光を透過する材料からなる。
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の投射型表示装置において、前記固体粒子は、前記接着剤の硬化に使用される光を反射する材料からなる。
請求項７に記載の発明は、請求項４から請求項６の何れか１項に記載の投射型表示装置において、前記光硬化型の接着剤は、ＵＶ硬化型の接着剤である。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７の何れか１項に記載の投射型表示装置において、前記色合成部は、固定用の第１部材を有し、前記光変調部は、前記第１部材と接合される第２部材を有し、前記第１部材と前記第２部材とは、それぞれ対向する部位に穴部と凸部とを有し、前記接着剤は、前記穴部と前記凸部との間隙に注入されて硬化される。

請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８の何れか１項に記載の投射型表示装置において、前記ライトバルブは、透過型ライトバルブである。
請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項８の何れか１項に記載の投射型表示装置において、前記ライトバルブは、反射型ライトバルブである。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の投射型表示装置において、前記色合成部は、クロスダイクロイックプリズムと、前記色分解部により分解された各色成分の光を前記光変調部の各ライトバルブに導くと共に各ライトバルブにより変調された各色成分の光を前記クロスダイクロイックプリズムに導く複数の偏光ビームスプリッタとを有し、前記光変調部と前記色合成部とは、前記光変調部の各ライトバルブと前記色合成部の各偏光ビームスプリッタとの間に波長位相板が配置された状態で、該波長位相板と対向しない部位を利用して、前記接着剤により固定されるものである。

請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の投射型表示装置において、前記色分解部は、光源からの光を第１色光と第２色光との混合光と、第３色光とに色分解する第１部材と、前記混合光を前記第１色光と前記第２色光とに偏光分離する第１偏光ビームスプリッタとを有し、前記色合成部は、前記第１部材から射出された前記第３色光を偏光分離して第３色用の反射型ライトバルブに射出し、前記第３色用の反射型ライトバルブから射出された光を検光する第２偏光ビームスプリッタと、前記第１色光と前記第２色光とに偏光分離して前記第１色用の反射型ライトバルブと前記第２色用の反射型ライトバルブにそれぞれ射出して、前記第１色用の反射型ライトバルブと前記第２色用の反射型ライトバルブとから射出された光を検光して色合成する前記第１偏光ビームスプリッタと、前記第１偏光ビームスプリッタで色合成された前記第１色光と前記第２色光の混合光と、前記第２偏光ビームスプリッタとで検光された前記第３色光とを色合成する第２部材とを有するものである。

本発明の投射型表示装置によれば、光硬化型の接着剤による色合成部と光変調部との固定後に、光変調部の各ライトバルブの画素位置のずれを抑制できる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態の投射型表示装置１０は、図１に示す通り、光源１１と、クロスダイクロイックミラー１２と、折り曲げミラー１３,１４と、ダイクロイックミラー１５と、フィールドレンズ１６Ｒ,１６Ｇ,１６Ｂと、プリズム状の偏光ビームスプリッタ１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂと、１／４波長位相板１８Ｒ,１８Ｇ,１８Ｂと、ライトバルブ１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂと、光路長補正部材２０Ｒ,２０Ｇ,２０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム２１と、投射レンズ２２とで構成される。

投射型表示装置１０のライトバルブ１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂは、反射型ライトバルブである。
投射型表示装置１０において、光源１１は、ランプ１ａと放物面形状の凹面鏡１ｂとで構成される。光源１１から射出された略平行な光は、不図示の偏光変換照明系により紙面に垂直な偏光に変換された後、クロスダイクロイックミラー１２に入射する。クロスダイクロイックミラー１２は、光源１１からの光のうち、赤(Ｒ)光と緑(Ｇ)光を反射するダイクロイックミラー２ＲＧと、青(Ｂ)光を反射するダイクロイックミラー２Ｂとで構成される。クロスダイクロイックミラー１２では、光源１１からの光がＲ光,Ｇ光の混合光とＢ光とに分解され、入射光軸に垂直で互いに反対方向に進行する光となる。

さらに、Ｒ光,Ｇ光の混合光は、折り曲げミラー１３で反射した後、ダイクロイックミラー１５に入射する。ダイクロイックミラー１５は、Ｒ光を透過すると共にＧ光を反射する。ダイクロイックミラー１５では、クロスダイクロイックミラー１２からのＲ光,Ｇ光の混合光がＲ光とＧ光とに分解され、互いに垂直方向に進行する光となる。
ダイクロイックミラー１５からのＲ光は、フィールドレンズ１６Ｒを介して偏光ビームスプリッタ１７Ｒに入射する。偏光ビームスプリッタ１７Ｒの偏光分離部では、Ｓ偏光成分を反射して１／４波長位相板１８Ｒの方へ導く。偏光ビームスプリッタ１７Ｒから出射して１／４波長位相板１８Ｒを通過したＲ光のＳ偏光成分は、ライトバルブ１９Ｒに入射する。

ライトバルブ１９Ｒは、反射型ライトバルブであり、入射したＲ光のＳ偏光成分を液晶層を介して反射し、再び１／４波長位相板１８Ｒの方へ導く。
ライトバルブ１９Ｒで反射したＲ光（変調光と非変調光との混合光）は、再び１／４波長位相板１８Ｒを介して偏光ビームスプリッタ１７Ｒに入射する。偏光ビームスプリッタ１７Ｒの偏光分離部では、非変調光（Ｓ偏光成分のＲ光）を反射して破棄し、変調光（Ｐ偏光成分のＲ光）を透過して光路長補正部材２０Ｒの方へ導く。偏光ビームスプリッタ１７Ｒから出射して光路長補正部材２０Ｒを通過した変調光（Ｐ偏光成分のＲ光）は、クロスダイクロイックプリズム２１に入射する。

Ｇ光,Ｂ光も上記のＲ光と同様に、偏光ビームスプリッタ１７Ｇ,１７Ｂで反射され、ライトバルブ１９Ｇ,１９Ｂに入射し、そこで変調光（Ｐ偏成分のＧ光,Ｂ光）または非変調光（Ｓ偏光成分のＧ光,Ｂ光）となる。
ライトバルブ１９Ｇ,１９Ｂで反射した光（変調光と非変調光との混合光）は、再び偏光ビームスプリッタ１７Ｇに入射する。偏光ビームスプリッタ１７Ｇ,１７Ｂの偏光分離部では、変調光を透過して光路長補正部材２０Ｇ,２０Ｂの方へ導く。

クロスダイクロイックプリズム２１は、その内部に、Ｒ光を反射するダイクロイック膜３Ｒと、Ｂ光を反射するダイクロイック膜３Ｂを有し、このダイクロイック膜３Ｒ,３Ｂが互いに直交するように配置された複合プリズム部材である。
クロスダイクロイックプリズム２１に入射した変調光（Ｐ偏光成分のＲ光）は、ダイクロイック膜３Ｒで反射して投射レンズ２２側へ進む。また、クロスダイクロイックプリズム２１に入射した変調光（Ｐ偏光成分のＢ光）は、ダイクロイック膜３Ｂで反射して投射レンズ２２側へ進む。さらに、クロスダイクロイックプリズム２１に入射した変調光（Ｐ偏光成分のＧ光）は、ダイクロイック膜３Ｒ,２Ｂを透過して投射レンズ２２側へ進む。

このようにして各色成分の変調光（Ｐ偏光成分のＲ光,Ｇ光,Ｂ光）は、クロスダイクロイックプリズム２１の同一面から射出され、合成された光として投射レンズ２２に導かれる。投射レンズ２２は、合成された光（色合成光）を不図示のスクリーンに投射する。その結果、スクリーン上に、フルカラー画像を表示できる。
次に、ライトバルブ１９Ｒの偏光ビームスプリッタ１７Ｒへの取り付けの構造について説明する。なお、ライトバルブ１９Ｇ,１９Ｂについてもライトバルブ１９Ｒと同様な構造で偏光ビームスプリッタ１７Ｒ,１７Ｂに取り付けられる。

Ｒ光用の偏光ビームスプリッタ１７Ｒには、図２に示す固定用の枠部材２４が取り付けられる。
また、Ｒ光用の１／４波長位相板１８Ｒには、図２に示す固定用の枠部材２５が取り付けられ、この枠部材２５が偏光ビームスプリッタ１７Ｒ側の枠部材２４に取り付けられる。

さらに、Ｒ光用のライトバルブ１９Ｒには、図２に示す固定用の枠部材２６が取り付けられ、この枠部材２６が偏光ビームスプリッタ１７Ｒ側の枠部材２４に取り付けられる。
このように、図２に示す枠部材２４〜２６を用いることで、偏光ビームスプリッタ１７Ｒと１／４波長位相板１８Ｒとライトバルブ１９Ｒとを一体化することができる。
次に、図２に示す枠部材２４〜２６の構成を具体的に説明し、偏光ビームスプリッタ１７Ｒと１／４波長位相板１８Ｒとライトバルブ１９Ｒとを一体化する方法を説明する。この方法は、偏光ビームスプリッタ１７Ｇと１／４波長位相板１８Ｇとライトバルブ１９Ｇとを一体化する場合にも、偏光ビームスプリッタ１７Ｂと１／４波長位相板１８Ｂとライトバルブ１９Ｂとを一体化する場合にも、同じように適用できる。

第１実施形態の投射型表示装置１０では、ライトバルブ１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂと偏光ビームスプリッタ１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂとの間に１／４波長位相板１８Ｒ,１８Ｇ,１８Ｂが配置された状態で、１／４波長位相板１８Ｒ,１８Ｇ,１８Ｂと対向しない部位（つまり枠部材２４,２６の四隅）を利用して、色合成部（２１,２０Ｒ,２０Ｇ,２０Ｂ,１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂ,２４）と、光変調部（１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂ,２６）との固定が行われる。

偏光ビームスプリッタ１７Ｒを保持する枠部材２４について説明する。
枠部材２４には、その中央部に略方形状の開口部４ａが設けられる。開口部４ａは、偏光ビームスプリッタ１７Ｒとライトバルブ１９Ｒの間を往復するＲ光の通過用である。開口部４ａの１組の対辺には、曲げ部４ｂ,４ｃが設けられる。曲げ部４ｂ,４ｃは、開口部４ａの内側に向かって少し延設された後、偏光ビームスプリッタ１７Ｒ側に折り曲げられた部位である。

曲げ部４ｂ,４ｃの間隔は、偏光ビームスプリッタ１７Ｒの厚さに略等しい。曲げ部４ｂ,４ｃは、枠部材２４を偏光ビームスプリッタ１７Ｒに取り付ける際、直接接着される部位である。また、曲げ部４ｂ,４ｃには貫通穴４ｄ,４ｅが設けられ、偏光ビームスプリッタ１７Ｒとの接着の際に接着剤の溜部として使用される。
さらに、枠部材２４には、曲げ部４ｂ,４ｃの外側の中央付近に貫通穴４ｆ,４ｇが設けられる。貫通穴４ｆ,４ｇは、１／４波長位相板１８Ｒを保持する枠部材２５の取り付け用であり、枠部材２５を回転できるように、それぞれ外側の一辺が円弧形状にされている。

また、枠部材２４には、開口部４ａの４辺のうち曲げ部４ｂ,４ｃのない２辺の一方（図中左方）の近傍に、突起ボス部４ｈ,４ｉが設けられる。突起ボス部４ｈ,４ｉは、曲げ部４ｂ,４ｃの折り曲げ方向とは反対側に突出し、１／４波長位相板１８Ｒを保持する枠部材２５の回転位置出し用である。
さらに、枠部材２４には、その四隅に突起部４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎが１つずつ設けられる。突起部４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎは、上記の突起ボス部４ｈ,４ｉと同じ側に突出し、ライトバルブ１９Ｒを保持する枠部材２６の取り付け用である。突起部４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎは、請求項の「凸部」に対応する。

上記のように構成された枠部材２４は、曲げ部４ｂ,４ｃと貫通穴４ｄ,４ｅとを利用して接着により偏光ビームスプリッタ１７Ｒに取り付けられる。偏光ビームスプリッタ１７Ｒに枠部材２４が取り付けられた状態で、枠部材２４の貫通穴４ｆ,４ｇと突起ボス部４ｈ,４ｉには１／４波長位相板１８Ｒの枠部材２５を取り付け可能であり、枠部材２４の突起部４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎにはライトバルブ１９Ｒの枠部材２６を取り付け可能である。

１／４波長位相板１８Ｒを保持する枠部材２５について説明する。
枠部材２５には、その中央部に略方形状の開口部（不図示）が設けられる。この開口部は、偏光ビームスプリッタ１７Ｒとライトバルブ１９Ｒの間を往復するＲ光の通過用である。１／４波長位相板１８Ｒは、その開口部を塞ぐように、枠部材２４側から貼り付けられる。

また、枠部材２５の周囲には、枠部材２４の貫通穴４ｆ,４ｇと対向する位置に引っ掛け部５ｆ,５ｇが設けられる。さらに、枠部材２５の周囲には、枠部材２４の突起ボス部４ｈ,４ｉと対向する位置に円弧状穴５ｈ,５ｉが設けられる。
上記のように構成された枠部材２５を偏光ビームスプリッタ１７Ｒの枠部材２４に取り付ける際は、枠部材２５の引っ掛け部５ｆ,５ｇが枠部材２４の貫通穴４ｆ,４ｇにそれぞれ嵌め込まれると共に、枠部材２５の円弧状穴５ｈ,５ｉに枠部材２４の突起ボス部４ｈ,４ｉがそれぞれ嵌め込まれる。この状態で、枠部材２５および１／４波長位相板１８Ｒは、枠部材２４および偏光ビームスプリッタ１７Ｒに対して回転可能である。

ライトバルブ１９Ｒを保持する枠部材２６について説明する。
枠部材２６には、その中央部に略方形状の開口部６ａが設けられる。開口部６ａは、偏光ビームスプリッタ１７Ｒとライトバルブ１９Ｒの間を往復するＲ光の通過用である。ライトバルブ１９Ｒは、開口部６ａを塞ぐように、枠部材２４とは反対側から接着により取り付けられる。ライトバルブ１９Ｒの取り付けには、接着の他、不図示のねじを用いてもよいし、かしめまたは一体化構造としてもよい。

また、枠部材２６には、その四隅（つまり枠部材２４の突起部４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎと対向する位置）に、穴部６ｊ,６ｋ,６ｍ,６ｎが設けられる。穴部６ｊ,６ｋ,６ｍ,６ｎは、請求項の「穴部」に対応する。
上記のように構成された枠部材２６を偏光ビームスプリッタ１７Ｒの枠部材２４に取り付ける際は、枠部材２６の穴部６ｊ,６ｋ,６ｍ,６ｎに枠部材２４の突起部４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎがそれぞれ挿入される。この状態で、枠部材２６およびライトバルブ１９Ｒは、枠部材２４および偏光ビームスプリッタ１７Ｒに対して３次元的に移動可能である。

第１実施形態の投射型表示装置１０では、投射レンズ２２からスクリーンに投射される像の色ずれを無くすため、色合成部（２１,２０Ｒ,２０Ｇ,２０Ｂ,１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂ,２４）を介して、ライトバルブ１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂの画素位置が一致するように、色合成部（２１,２０Ｒ,２０Ｇ,２０Ｂ,１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂ,２４）と光変調部（１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂ,２６）とのアライメント調整を行う。

このアライメント調整は、枠部材２６の穴部６ｊ,６ｋ,６ｍ,６ｎに枠部材２４の突起部４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎがそれぞれ挿入された状態で、スクリーン上の投射像の色ずれを確認しながら枠部材２６を３次元的に動かすことにより行われる。アライメント調整を十分に行うため、穴部６ｊと突起部４ｊとのクリアランスは十分に確保される（例えば１ｍｍ程度）。その他の穴部６ｋ,６ｍ,６ｎと突起部４ｋ,４ｍ,４ｎとのクリアランスも同様である。

そして、このアライメント調整が終わり、ライトバルブ１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂの位置出しが終わると、充填材を含むＵＶ硬化型の接着剤を用いて、枠部材２６の穴部６ｊ,６ｋ,６ｍ,６ｎと枠部材２４の突起部４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎとが接着され、色合成部（２１,２０Ｒ,２０Ｇ,２０Ｂ,１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂ,２４）と光変調部（１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂ,２６）とが固定される。

例えば図３に示す通り、枠部材２６の穴部６ｊと枠部材２４の突起部４ｊとの間に注入されたＵＶ硬化型の接着剤２７を例に、枠部材２６の穴部６ｊと枠部材２４の突起部４ｊとの接着を説明する。なお、接着剤２７の注入は、上記のアライメント調整前に行っても、アライメント調整後に行ってもよい。アライメント調整前に注入する場合でも、接着剤２７が未硬化なので支障はない。

何れにしても、未硬化の接着剤２７が穴部６ｊと突起部４ｊとの間に注入され（図３）、その他の穴部６ｋ,６ｍ,６ｎと突起部４ｋ,４ｍ,４ｎとの間にも同様の接着剤２７が注入され（不図示）、上記のアライメント調整が終わった状態で、各接着剤２７に対してＵＶ光を照射することにより、各接着剤２７が硬化される。その結果、穴部６ｊ,６ｋ,６ｍ,６ｎと突起部４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎとが接着され、色合成部（２１,２０Ｒ,２０Ｇ,２０Ｂ,１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂ,２４）と光変調部（１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂ,２６）とが固定される。

ただし、未硬化の接着剤２７の中には、予め、図３に示す粒状の充填材７Ａが添加される。充填材７Ａとしては、固体の粒子が使用され、接着剤２７の硬化に使用される光（ここではＵＶ光）を透過する材料（例えばガラス材料）、または、ＵＶ光を反射する材料（例えば金属やミラー処理を施した材料）を用いることが好ましい。
透過性の材料を用いる場合、充填材７Ａの裏側の接着剤２７にも確実にＵＶ光を照射することができ、効率よく硬化できる。また、反射性の材料を用いる場合は、充填材７Ａの表面でＵＶ光を反射させて周囲に拡散させることができ、ＵＶ光を接着剤２７の隅々まで行き渡らせることができるため、効率よく硬化できる。

さらに、充填材７Ａとして熱膨張係数の小さいものを添加すると、接着剤２７の全体の熱膨張係数が小さくなるため、硬化した後の接着剤２７の熱的な影響による変形を抑制することができる。また、充填材７Ａを添加したことにより、接着剤２７の剛性が高まるため、硬化した後の接着剤２７の衝撃振動による変形も抑制することができる。
充填材７Ａの添加量としては、接着剤２７の中で充填材７Ａの占める体積の割合が３０％〜７０％となるように調整することが好ましい。この範囲より添加量が少ないと、硬化後の接着剤２７の変形を十分に抑制できなくなってしまう。また、その範囲より添加量が多いと、接着剤２７が硬くなりすぎるため、未硬化の接着剤２７を枠部材２６の穴部６ｊと枠部材２４の突起部４ｊとの間に注入することが難しくなり、さらに、未硬化の接着剤２７を注入した状態で上記のアライメント調整を行うことも難しくなってしまう。充填材７Ａの添加量を接着剤２７の体積の３０％〜７０％とする場合には、硬化後の接着剤２７の変形を十分に抑制でき、かつ、未硬化の接着剤２７を注入した状態でのアライメント調整を容易に行うこともできる。

充填材７Ａの粒径としては、５００μｍ以下が好ましい。この範囲より粒径が大きいと、接着剤２７の中で充填材７Ａが分離して沈殿する可能性があり、またアライメント調整時に充填材７Ａが邪魔してしまう可能性もあり、未硬化の接着剤２７を注入した状態でのアライメント調整を十分に行うことができなくなってしまう。充填材７Ａの粒径が５００μｍ以下であれば、接着剤２７の中で充填材７Ａを均一に分散させることができ、未硬化の接着剤２７を注入した状態でのアライメント調整も問題なく行える。また、硬化後の接着剤２７の変形も均一に抑制することができる。

このように、第１実施形態の投射型表示装置１０では、充填材７Ａを含むＵＶ硬化型の接着剤２７を用いるため、色合成部（２１,２０Ｒ,２０Ｇ,２０Ｂ,１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂ,２４）と光変調部（１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂ,２６）との間のアライメント調整用のクリアランス（例えば１ｍｍ程度）の影響で接着剤２７の層が厚くなっても、硬化後の接着剤２７の変形を確実に抑制することができる。

したがって、ＵＶ硬化型の接着剤２７による色合成部（２１,２０Ｒ,２０Ｇ,２０Ｂ,１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂ,２４）と光変調部（１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂ,２６）との固定後に、ライトバルブ１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂの画素位置のずれを抑制することができる。すなわち、アライメント調整により決定した位置を保つことができる。このため、スクリーン上の投射像の色ずれも発生せず、表示画像の品質を良好に維持することができる。また、反射型ライトバルブの小さな画素サイズ（例えば１０μｍ以下）にも対応できる。

色合成部（２１,２０Ｒ,２０Ｇ,２０Ｂ,１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂ,２４）と光変調部（１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂ,２６）とを固定する手順としては、次のような手順(１)〜(３)が考えられる。(１)例えばＲ光用のライトバルブ１９Ｒの枠部材２６を偏光ビームスプリッタ１７Ｒの枠部材２４に固定した後、Ｒ光による像をスクリーンに投射する。(２)Ｇ光による像をスクリーンに投射し、Ｒ光による投射像を基準にして、Ｇ光用のライトバルブ１９Ｇの画素位置がＲ光用のライトバルブ１９Ｒの画素位置と一致するようにアライメント調整を行い、Ｇ光用のライトバルブ１９Ｇの枠部材２６を偏光ビームスプリッタ１７Ｇの枠部材２４に固定する。(３)Ｂ光による像をスクリーンに投射し、Ｒ光とＧ光による投射像を基準にして、Ｂ光用のライトバルブ１９Ｂの画素位置が他のライトバルブ１９Ｒ,１９Ｇの画素位置と一致するようにアライメント調整を行い、Ｂ光用のライトバルブ１９Ｂの枠部材２６偏光ビームスプリッタ１７Ｂの枠部材２４に固定する。このような手順(１)〜(３)により、スクリーン上の投射像においてＲ光,Ｇ光,Ｂ光の３色の画素を一致させる（レジストレーションを達成する）ことができる。

そして、色合成部（２１,２０Ｒ,２０Ｇ,２０Ｂ,１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂ,２４）と光変調部（１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂ,２６）とを固定した後、ライトバルブ１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂと偏光ビームスプリッタ１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂとの間に配置されている１／４波長位相板１８Ｒ,１８Ｇ,１８Ｂの調整が行われる。
（第１実施形態の変形例）
なお、上記した実施形態では、プリズム状の偏光ビームスプリッタ１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂを用いたが、本発明はこれに限定されない。その代わり、板状の偏光ビームスプリッタ（ワイヤグリッド）を用い、光路長補正部材２０Ｒ,２０Ｇ,２０Ｂを省略した構成にも、本発明を適用して同様の効果を得ることができる。

この場合には、例えば図４に示す通り、偏光ビームスプリッタ２８Ｒ,２８Ｇ,２８Ｂとクロスダイクロイックプリズム２１とが一体化部材２９を用いて一体化される。また、一体化部材２９の取り付け面９Ｒ,９Ｇ,９Ｂには、それぞれタップ穴９ａが４個ずつ設けられる。そして、この一体化部材２９に対して枠部材２４が取り付けられ、枠部材２４に対して枠部材２５,２６が取り付けられる。

図４の枠部材２４は、図２の枠部材２４と同様、開口部４ａと貫通穴部４ｆ,４ｇと突起ボス部４ｈ,４ｉと突起部４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎとを有し、新たに、ねじ穴４ｏ,４ｐ,４ｑ,４ｒを有する。図４の枠部材２４において、図２の曲げ部４ｂ,４ｃ（および貫通穴４ｄ,４ｅ）は省略されている。図４の構成では、４個のねじ８ｏ,８ｐ,８ｑ,８ｒが、枠部材２４のねじ穴４ｏ,４ｐ,４ｑ,４ｒを介して一体化部材２９の取り付け面９Ｒのタップ穴９ａに締結され、枠部材２４が一体化部材２９に取り付けられる。

図４の枠部材２５は、図２の枠部材２５と同じ構成である。図４の枠部材２６は、図２の枠部材２６と同様、開口部６ａと穴部６ｊ,６ｋ,６ｍ,６ｎとを有し、新たに、ねじ８ｏ,８ｐ,８ｑ,８ｒのねじ頭部にげ用穴６ｏ,６ｐ,６ｑ,６ｒを有する。
このため、図４の構成でも、上記と同様のアライメント調整を行った後、充填材７Ａを含むＵＶ硬化型の接着剤２７を用いて枠部材２６を枠部材２４に取り付け（図３参照）、色合成部（２１,２０Ｒ,２０Ｇ,２０Ｂ,１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂ,２４）と光変調部（１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂ,２６）とを固定することができる。さらに、その固定後、１／４波長位相板１８Ｒ,１８Ｇ,１８Ｂの回転調整を行って全体を一体化することができる。
（第２実施形態）
第２実施形態の投射型表示装置３０は、図５に示す通り、上記した投射型表示装置１０（図１）のライトバルブ１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂ（反射型ライトバルブ）に代えて、ライトバルブ３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂ（透過型ライトバルブ）を設け、ライトバルブ３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂの光入射側と光出射側に、それぞれ偏光板３２Ｒ,３２Ｇ,３２Ｂと偏光板３３Ｒ,３３Ｇ,３３Ｂを設け、上記の１／４波長位相板１８Ｒ,１８Ｇ,１８Ｂを省略したものである。

さらに、第２実施形態の投射型表示装置３０では、色分解部として、上記した投射型表示装置１０（図１）のクロスダイクロイックミラー１２とダイクロイックミラー１５に代えて、ダイクロイックミラー３４とダイクロイックミラー３５を設けている。ダイクロイックミラー３４は、Ｒ光を反射してＧ光,Ｂ光の混合光を透過する。ダイクロイックミラー３５は、Ｇ光を反射してＢ光を透過する。

ダイクロイックミラー３４からのＲ光は、折り曲げミラー３６とフィールドレンズ１６Ｒと偏光板３２Ｒを介して、ライトバルブ３１Ｒに入射する。そして、ライトバルブ３１Ｒを透過したＲ光（変調光と非変調光との混合光）は、偏光板３３Ｒを介して変調光となり、クロスダイクロイックプリズム２１に入射する。
ダイクロイックミラー３５からのＧ光は、フィールドレンズ１６Ｇと偏光板３２Ｇを介して、ライトバルブ３１Ｇに入射する。そして、ライトバルブ３１Ｇを透過したＧ光（変調光と非変調光との混合光）は、偏光板３３Ｇを介して変調光となり、クロスダイクロイックプリズム２１に入射する。

ダイクロイックミラー３５からのＢ光は、リレーレンズ３７と折り曲げミラー３８とリレーレンズ３９とＵＶフィルター４０と折り曲げミラー４１を介し、さらにフィールドレンズ１６Ｂと偏光板３２Ｂを介して、ライトバルブ３１Ｂに入射する。そして、ライトバルブ３１Ｂを透過したＢ光（変調光と非変調光との混合光）は、偏光板３３Ｂを介して変調光となり、クロスダイクロイックプリズム２１に入射する。

このようにしてクロスダイクロイックプリズム２１に入射した変調光（Ｒ光,Ｇ光,Ｂ光）は、Ｒ光とＢ光が投射レンズ２２側へ反射され、Ｇ光がそのまま透過して投射レンズ２２側へ進む。そして、クロスダイクロイックプリズム２１の同一面から射出され、合成された光として投射レンズ２２に導かれる。その結果、合成された光がスクリーン上に投射され、フルカラー画像を表示できる。

第２実施形態の投射型表示装置３０を組み立てる際には、クロスダイクロイックプリズム２１に光出射側の偏光板３３Ｒ,３３Ｇ,３３Ｂが貼り付けられ、さらに、図６に示す固定用の枠部材４４がクロスダイクロイックプリズム２１に取り付けられる。枠部材４４は、図２の枠部材２４と同様、開口部４ａと曲げ部４ｂ,４ｃと貫通穴４ｄ,４ｅと突起部４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎとを有する。

また、ライトバルブ３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂには、図６に示す固定用の枠部材４６が取り付けられ、この枠部材４６が上記の枠部材４４に取り付けられる。図６の枠部材４６は、図２の枠部材２６と同様、開口部６ａと穴部６ｊ,６ｋ,６ｍ,６ｎとを有する。なお、光入射側の偏光板３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂは、フィールドレンズ１６Ｒ,１６Ｇ,１６Ｂ（図５）にそれぞれ貼り付けられる。

図６の構成でも、上記と同様のアライメント調整を行った後、充填材７Ａを含むＵＶ硬化型の接着剤２７を用いて枠部材６６を枠部材４４に取り付け（図３参照）、色合成部（２１,３３Ｒ,３３Ｇ,３３Ｂ,４４）と光変調部（３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂ,４６）とを固定することができる。
（第３実施形態）
第３実施形態の投射型表示装置５０には、図７に示す通り、上記した投射型表示装置１０（図１）と同様のライトバルブ１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂ（反射型ライトバルブ）、および、１／４波長位相板１８Ｒ,１８Ｇ,１８Ｂが設けられる。また、投射型表示装置５０では、Ｒ光とＢ光とで１つの偏光ビームスプリッタ５１を共有し、Ｇ光には専用の偏光ビームスプリッタ５２が設けられる。

光源１１からの光は、偏光変換照明装置５３とフィールドレンズ５４と波長選択性位相板５５とを介して、偏光ビームスプリッタ５６に入射する。偏光変換照明装置５３には、不図示のフライアイインテグレータ,偏光ビームスプリッタアレイ,１／２波長位相板,コンデンサレンズが設けられる。偏光照明装置５３は、光源１１からの光を略単一偏光（第３実施形態ではＰ偏光）に変換する。波長選択性位相板５５は、入射したＰ偏光のうち、Ｇ色成分のみを振動方向の異なるＳ偏光に変換し、Ｒ色成分とＢ色成分は振動方向を変えずに出射する。

波長選択性位相板５５からのＧ光（Ｓ偏光）とＲ光,Ｂ光の混合光（Ｐ偏光）は偏光ビームスプリッタ５６に入射し、そこで異なる方向に分岐される。偏光ビームスプリッタ５６の偏光分離部では、Ｇ光（Ｓ偏光）を反射して偏光ビームスプリッタ５２に導き、Ｒ光,Ｂ光の混合光（Ｐ偏光）を透過して波長選択性位相板５７に導く。波長選択性位相板５７は、入射したＲ光,Ｂ光の混合光（Ｐ偏光）のうち、Ｂ色成分のみを振動方向の異なるＳ偏光に変換し、Ｒ色成分は振動方向を変えずに出射する。

波長選択性位相板５７からのＢ光（Ｓ偏光）とＲ光（Ｐ偏光）は偏光ビームスプリッタ５１に入射し、そこで異なる方向に分岐される。偏光ビームスプリッタ５１の偏光分離部では、Ｂ光（Ｓ偏光）を反射して１／４波長位相板１８Ｂに導き、Ｒ光（Ｐ偏光）を透過して１／４波長位相板１８Ｒに導く。また、上記の偏光ビームスプリッタ５６で反射して偏光ビームスプリッタ５２に導かれたＧ光（Ｓ偏光）は、その偏光分離部で反射して１／４波長位相板１８Ｇに導かれる。

このように、第３実施形態の投射型表示装置５０では、波長選択性位相板５５と偏光ビームスプリッタ５６と波長選択性位相板５７と偏光ビームスプリッタ５１とが、総じて、「色分解部」として機能する。
この色分解部(５５〜５７,５１)を介して得られたＲ光,Ｇ光,Ｂ光それぞれが、１／４波長位相板１８Ｒ,１８Ｇ,１８Ｂとライトバルブ１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂとを介して再び偏光ビームスプリッタ５１,５２に戻るまでの説明は、第１実施形態と同じであるため省略する。

偏光ビームスプリッタ５１では、ライトバルブ１９ＢからのＢ色成分の変調光（Ｐ偏光）を透過すると共に、ライトバルブ１９ＲからのＲ色成分の変調光（Ｓ偏光）を反射して、その混合光（合成された光）を波長選択性位相板５８に導く。波長選択性位相板５８では、入射したＳ偏光のうちＲ色成分のみを振動方向の異なるＰ偏光に変換し、Ｂ色成分はＰ偏光のまま出射する。波長選択性位相板５８からのＰ偏光（Ｒ色,Ｂ色の混合光）は、偏光ビームスプリッタ５９に導かれる。

一方、Ｇ光の専用の偏光ビームスプリッタ５２では、ライトバルブ１９ＧからのＧ色成分の変調光（Ｐ偏光）を透過して、その出射面の近傍に配設された１／２波長位相板６０に導く。１／２波長位相板６０は、入射したＧ色成分のＰ偏光を振動方向の異なるＳ偏光に変換して、偏光ビームスプリッタ５９に出射する。
このようにして、偏光ビームスプリッタ５９には、波長選択性位相板５８からのＰ偏光（Ｒ色,Ｂ色の混合光）と、１／２波長位相板６０からのＳ偏光（Ｇ光）とが導かれる。偏光ビームスプリッタ５９は、その偏光分離部にて、Ｐ偏光（Ｂ光,Ｒ光の混合光）を透過すると共に、Ｓ偏光（Ｇ光）を反射し、その混合光（合成された光）波長選択性位相板６１に導く。波長選択性位相板６１では、入射したＳ偏光のうちＧ色成分のみを振動方向の異なるＰ偏光に変換し、Ｂ色成分とＲ色成分はＰ偏光のまま出射する。

波長選択性位相板６１からのＲ色,Ｇ色,Ｂ色の混合光（Ｐ偏光）は、投射レンズ２２に導かれ、スクリーン上に投射される。
さらに、第３実施形態の投射型表示装置５０を組み立てる際には、すでに説明した第１実施形態と同様の枠部材２４〜２６（図２）を用いればよい。そして、上記と同様のアライメント調整を行った後、充填材７Ａを含むＵＶ硬化型の接着剤２７を用いて枠部材２６を枠部材２４に取り付け（図３参照）、色合成部（５１,５８,５９,５２,６０）と光変調部（５５,５６,５７,５１）とを固定することができる。さらに、その固定後、１／４波長位相板１８Ｒ,１８Ｇ,１８Ｂの回転調整を行って全体を一体化することができる。

なお、偏光ビームスプリッタ５６,５９の代わりにダイクロイックミラーを使用しても構わない。
（全体の変形例）
なお、上記した実施形態では、ＵＶ硬化型の接着剤２７を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。ＵＶ硬化型の他に、可視光硬化型の接着剤を用いる場合にも、その中に充填材を添加することにより、同様の効果を得ることができる。

なお、ライトバルブに使用される液晶によっては、１／４波長位相板を用いて投射像のコントラストを最適に調整することができない場合もある。その場合には、１／４波長位相板の代わりに１／４波長と異なる波長位相板を使用し、当該波長位相板を光軸の回りに回転させてコントラストが最高になるように調整して固定すればよい。
さらに、上記した実施形態では、偏光ビームスプリッタ１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂに接着される枠部材２４,４４（図２,図６）が、ライトバルブの枠部材２６,４６の穴部６ｊ,６ｋ,６ｍ,６ｎに挿入可能な突起部４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎを有する例で説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば図８に示す枠部材６４のように、枠部材６４を２つの枠部材６４Ａ,６４Ｂで構成すると共に、２つの枠部材６４Ａ,６４Ｂを複数のねじ６５で一体化するようにしてもよい。

このような構成とする場合、偏光ビームスプリッタ側の枠部材６４Ａには、曲げ部４ｂ,４ｃと貫通穴４ｄ,４ｅを設ければよい。また、他方の枠部材６４Ｂには、突起部４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎ（および貫通穴４ｆ,４ｇと突起ボス部４ｈ,４ｉ）を設ければよい。
そして、２つの枠部材６４Ａ,６４Ｂをねじ６５で一体化し、枠部材６４Ａを偏光ビームスプリッタ側に接着し、枠部材６４Ｂの突起部４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎと枠部材２６の穴部６ｊ,６ｋ,６ｍ,６ｎとを接着した後、何らかの原因でライトバルブの画素位置がずれた場合には、枠部材６４Ｂと枠部材２６を新しい部品に交換することで、簡単にやり直すことができる。

なお、上記の実施形態では、光硬化型の接着剤を使用したが、光硬化型ではない通常の接着剤を使用しても構わない。

第１実施形態の投射型表示装置１０の全体構成を示す図である。 投射型表示装置１０の組み立て方法を説明する分解構成図である。 充填材７Ａを含む光硬化型の接着剤２７によって枠部材２４,２６を固定する際の突起部４ｊと穴部６ｊを拡大して示す図である。 ワイヤグリッドを用いた変形例の投射型表示装置の組み立て方法を説明する分解構成図である。 第２実施形態の投射型表示装置３０の全体構成を示す図である。 投射型表示装置３０の組み立て方法を説明する分解構成図である。 第３実施形態の投射型表示装置５０の全体構成を示す図である。 変形例の枠部材６４と枠部材２６を固定する際の突起部４ｊと穴部６ｊを拡大して示す図である。

符号の説明

１０，３０，５０ 投射型表示装置
１１ 光源
１２ クロスダイクロイックミラー
１５，３４，３５ ダイクロイックミラー
１７Ｒ,１７Ｇ,１７Ｂ，２８Ｒ,２８Ｇ,２８Ｂ，５１，５２，５６，５９ 偏光ビームスプリッタ
１８Ｒ,１８Ｇ,１８Ｂ １／４波長位相板
１９Ｒ,１９Ｇ,１９Ｂ ライトバルブ（反射型）
２０Ｒ,２０Ｇ,２０Ｂ 光路長補正部材
２１ クロスダイクロイックプリズム
２２ 投射レンズ
２４，２５，２６，４４，４６，６４，６４Ａ，６４Ｂ 枠部材
４ｊ,４ｋ,４ｍ,４ｎ 突起部
６ｊ,６ｋ,６ｍ,６ｎ 穴部
２７ 接着剤
７Ａ 充填材
２９ 一体化部材
３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂ ライトバルブ（透過型ライトバルブ）
３２Ｒ,３２Ｇ,３２Ｂ，３３Ｒ,３３Ｇ,３３Ｂ 偏光板
５３ 偏光照明装置
５５，５７，５８，６１ 波長選択性位相板
６０ １／２波長位相板
６５ ねじ

Claims (12)

1. 光源からの光を複数の色成分に分解する色分解部と、
   前記色分解部により分解された各色成分の光をそれぞれ変調するライトバルブを有する光変調部と、
   前記ライトバルブにより変調された各色成分の光を検光して色合成する色合成部とを備え、
   前記光変調部と前記色合成部とは、固体粒子を含む接着剤により固定される
   ことを特徴とする投射型表示装置。
2. 請求項１に記載の投射型表示装置において、
   前記接着剤の中で前記固体粒子が占める体積の割合は、３０％〜７０％である
   ことを特徴とする投射型表示装置。
3. 請求項２に記載の投射型表示装置において、
   前記固体粒子の粒径は、５００μｍ以下である
   ことを特徴とする投射型表示装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の投射型表示装置において、
   前記接着剤は、光硬化型の接着剤である
   ことを特徴とする投射型表示装置。
5. 請求項４に記載の投射型表示装置において、
   前記固体粒子は、前記接着剤の硬化に使用される光を透過する材料からなる
   ことを特徴とする投射型表示装置。
6. 請求項４に記載の投射型表示装置において、
   前記固体粒子は、前記接着剤の硬化に使用される光を反射する材料からなる
   ことを特徴とする投射型表示装置。
7. 請求項４から請求項６の何れか１項に記載の投射型表示装置において、
   前記光硬化型の接着剤は、ＵＶ硬化型の接着剤である
   ことを特徴とする投射型表示装置。
8. 請求項１から請求項７の何れか１項に記載の投射型表示装置において、
   前記色合成部は、固定用の第１部材を有し、
   前記光変調部は、前記第１部材と接合される第２部材を有し、
   前記第１部材と前記第２部材とは、それぞれ対向する部位に穴部と凸部とを有し、
   前記接着剤は、前記穴部と前記凸部との間隙に注入されて硬化される
   ことを特徴とする投射型表示装置。
9. 請求項１から請求項８の何れか１項に記載の投射型表示装置において、
   前記ライトバルブは、透過型ライトバルブである
   ことを特徴とする投射型表示装置。
10. 請求項１から請求項８の何れか１項に記載の投射型表示装置において、
    前記ライトバルブは、反射型ライトバルブである
    ことを特徴とする投射型表示装置。
11. 請求項１０に記載の投射型表示装置において、
    前記色合成部は、クロスダイクロイックプリズムと、前記色分解部により分解された各色成分の光を前記光変調部の各ライトバルブに導くと共に各ライトバルブにより変調された各色成分の光を前記クロスダイクロイックプリズムに導く複数の偏光ビームスプリッタとを有し、
    前記光変調部と前記色合成部とは、前記光変調部の各ライトバルブと前記色合成部の各偏光ビームスプリッタとの間に波長位相板が配置された状態で、該波長位相板と対向しない部位を利用して、前記接着剤により固定される
    ことを特徴とする投射型表示装置。
12. 請求項１０に記載の投射型表示装置において、
    前記色分解部は、光源からの光を第１色光と第２色光との混合光と、第３色光とに色分解する第１部材と、前記混合光を前記第１色光と前記第２色光とに偏光分離する第１偏光ビームスプリッタとを有し、
    前記色合成部は、前記第１部材から射出された前記第３色光を偏光分離して第３色用の反射型ライトバルブに射出し、前記第３色用の反射型ライトバルブから射出された光を検光する第２偏光ビームスプリッタと、前記第１色光と前記第２色光とに偏光分離して前記第１色用の反射型ライトバルブと前記第２色用の反射型ライトバルブにそれぞれ射出して、前記第１色用の反射型ライトバルブと前記第２色用の反射型ライトバルブとから射出された光を検光して色合成する前記第１偏光ビームスプリッタと、前記第１偏光ビームスプリッタで色合成された前記第１色光と前記第２色光の混合光と、前記第２偏光ビームスプリッタとで検光された前記第３色光とを色合成する第２部材とを有する
    ことを特徴とする投射型表示装置。

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