JP2007003773A

JP2007003773A - 投射型表示装置

Info

Publication number: JP2007003773A
Application number: JP2005183185A
Authority: JP
Inventors: Yuji Maki; 裕司槙
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2025-06-23
Also published as: JP4797460B2

Abstract

【課題】ワイヤグリッドの熱膨張に起因する投射像の画素ずれを抑制することができる投射型表示装置を提供する。
【解決手段】ワイヤグリッド６Ｂの一方の垂直面６Ｂａに当接する第１突起３０４とワイヤグリッド６Ｂの他方の垂直面６Ｂｂに隙間を介して配置された第２突起３０５とでワイヤグリッド６Ｂの厚さ方向Ｔと直交する水平方向Ｈへのワイヤグリッド６Ｂの垂直面６Ｂｂの所定量以上の移動を規制する。ワイヤグリッド６Ｂの一方の水平面６Ｂｃに当接する第３突起３０６とワイヤグリッド６Ｂの他方の水平面６Ｂｄに隙間を介して配置された第４突起３０７とでワイヤグリッド６Ｂの厚さ方向Ｔと直交する垂直方向Ｖへのワイヤグリッド６Ｂの水平面６Ｂｄの所定量以上の移動を規制する。ワイヤグリッド６Ｂをその厚さ方向Ｔへ押圧する板ばね３０３でワイヤグリッド６Ｂの厚さ方向Ｔへのワイヤグリッド６Ｂの入射面６Ｂｅの移動を規制する。
【選択図】図２

Description

この発明は投射型表示装置に関する。

従来の投射型表示装置として特開２００２−３７２７４９号公報に記載されたものがある（以下公報参照）。

この投射型表示装置は次のような機能を有する。

光源光をＲ光、Ｇ光、Ｂ光に色分解し、各色光をそれぞれ所定の位置に配置されたワイヤグリッド偏光ビームスプリッタ（以下ワイヤグリッドという）に入射させて偏光分離する。射出された一方の偏光を各色光毎に配置された反射型ライトバルブに入射させ、各色光の色信号によって変調させて反射・射出させて、前記ワイヤグリッドで変調光を検光して取り出し、各色光の検光光を色合成して投射レンズで投射する。ワイヤグリッドとはガラス基板上に金属の格子を微小間隔をおいて形成したものをいう。

前記ワイヤグリッドは通常エポキシ系又はシリコン系の接着剤を用いて取付部材に固定される。
特開２００２−３７２７４９号公報

ところで、ワイヤグリッドが固定される取付部材は金属で構成されているので、取付部材とワイヤグリッドとの線膨張係数は異なる。

したがって、ワイヤグリッドに光を照射してワイヤグリッドが熱膨張したときやワイヤグリッドの周りの温度が変化したとき、取付部材とワイヤグリッドとの線膨張係数の違いから、以下の現象が発生するという問題があった。

エポキシ系の接着剤を用いた場合、ワイヤグリッドが変形（撓み、曲がり等）する。また、シリコン系の接着剤を用いた場合、ワイヤグリッドの入射面が取付部材から離れる方向へ変位する。その結果、投射像に画素ずれが発生する。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題はワイヤグリッドの熱膨張に起因する投射像の画素ずれを抑制することができる投射型表示装置を提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタを取付ける取付部材と、前記取付部材に配置され、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの厚さ方向への変形を規制する規制部材と、前記取付部材に配置され、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタが厚さ方向と垂直な面で回転するのを規制する回転規制部材とを有することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタを取付ける取付部材と、前記取付部材に配置され、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの厚さ方向と直交する第１方向への前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの所定量以上の伸張を規制する第１規制部材と、前記取付部材に配置され、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの厚さ方向と直交し、前記第１方向と直交する第２方向への前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの所定量以上の伸張を規制する第２規制部材と、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの厚さ方向への前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの変形を規制する第３規制部材とを備えていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の投射型表示装置において、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタは四角形であり、前記第１規制部材は、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの第１の側面に当接するように配置された第１突起と、前記第１の側面と相対する第２の側面に隙間を介して配置された第２突起とで構成され、前記第２規制部材は、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの前記第１の側面に垂直な第３の側面に当接するように配置された第３突起と、前記第３の側面と相対する第４の側面に隙間を介して配置された第４突起とで構成され、前記第３規制部材は、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタをその厚さ方向へ押圧する板ばねで構成されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２記載の投射型表示装置において、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタは四角形であり、前記第１規制部材は、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの第１の側面に当接するように配置された第１突起と、前記第１の側面と相対する第２の側面に隙間を介して配置された第２突起で構成され、前記第２規制部材は、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの第１の側面に垂直な第３の側面に当接するように配置された第３突起と、前記第３の側面と相対する第４の側面に隙間を介して配置された第４突起とで構成され、前記第３規制部材は、前記第１，第２突起の少なくとも一方に一体に形成され、前記ワイヤグリッドをその厚さ方向へ押圧する第１ばねと、前記第３，第４突起の少なくとも一方に一体に形成され、前記ワイヤグリッドをその厚さ方向へ押圧する第２ばねとで構成されていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の投射型表示装置において、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタは、少なくとも１ヶ所で前記取付部材に固定されていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項３又は４記載の投射型表示装置において、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの第１の側面と前記第３の側面との交差部が前記取付部材に固定されていることを特徴とする。

この発明によれば、ワイヤグリッドの熱膨張に起因する投射像の画素ずれを抑制することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。

図１はこの発明の第１実施形態に係る投射型表示装置の基本構成を示す図である。

ランプ１ａと放物面鏡等の凹面鏡１ｂとからなる光源１から射出した光源光は、Ｂ（青）光反射ダイクロイックミラー２ＢとＲ光、Ｇ光を反射するダイクロイックミラー２ＲＧとを互いに直交するようにＸ型に配置してなるクロスダイクロイックミラー２に入射し、互いに反対方向に進行するＢ光と、Ｒ光とＧ光との混合光とに色分解される。

Ｂ光は折り曲げミラー３で進行方向を変えて進行し、Ｂ光用ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタ６Ｂ（以下ワイヤグリッド６Ｂという）に入射する。Ｒ光とＧ光との混合光は折り曲げミラー４で進行方向を変えてＧ光反射ダイクロイックミラー５に入射し、透過するＲ光と反射するＧ光とに色分解され、Ｒ光とＧ光とはＲ光用ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタ６Ｒ（以下ワイヤグリッド６Ｒという）とＧ光用ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタ６Ｇ（以下ワイヤグリッド６Ｇという）６Ｇとにそれぞれ入射する。

ワイヤグリッド６Ｂ，６Ｒ，６Ｇは矩形のガラス基板上に金属（アルミニウム）が格子状に形成されている。ワイヤグリッド６Ｂ，６Ｒ，６Ｇは、格子の配列方向と平行な向きに偏光した光を反射させ、格子の配列方向と垂直な向きに偏光した光を透過させる。

ワイヤグリッド６Ｂ、６Ｒ、６Ｇを透過した偏光光は各色光用の反射型ライトバルブ７Ｂ，７Ｒ，７Ｇに入射する。反射型ライトバルブ７Ｂ，７Ｒ，７Ｇに入射した光は各色の色信号によって変調されて反射し、再度ワイヤグリッド６Ｂ，６Ｒ，６Ｇに入射し、反射する変調光と透過する非変調光とに偏光分離される。ワイヤグリッド６Ｂ，６Ｒ，６Ｇで反射された変調光だけが取り出されて（検光されて）、各色光の検光光の色合成を行うクロスダイクロイックプリズム９のそれぞれ異なる入射面に入射する。

クロスダイクロイックプリズム９に入射したＢ光はＢ光反射ダイクロイック膜９Ｂで反射され、Ｒ光はＲ光反射ダイクロイック膜９Ｒで反射され、Ｇ光は両膜９Ｂ，９Ｒを透過し、色合成されて射出面から射出される。合成光は投射レンズ１１に入射し、図示しないスクリーン上にフルカラー像が拡大投射される。

なお、ワイヤグリッド６Ｂ，６Ｒ，６Ｇはクロスダイクロイックプリズム９を収容する取付部材３０２（２０２）の外面２０２ａ（３０２ａ）に支持されている（図２、図３参照）。

図２、図３を用いて取付部材３０２（２０２）の外面２０２ａ（３０２ａ）にワイヤグリッド６Ｂ，６Ｒ，６Ｇを支持する方法を説明する。なお、ワイヤグリッド６Ｂ，６Ｒ，６Ｇのそれぞれの支持方法は同じであるので、以下Ｇ光用のワイヤグリッド６Ｂの支持方法だけを説明する。

図２はこの発明の第１実施形態に係る投射型表示装置の一部を示し、ワイヤグリッドが取付部材３０２に支持されている状態を示す斜視図である。

ワイヤグリッド６Ｂは板ばね３０３（第３規制部材（規制部材））と第１突起３０４と第２突起３０５と第３突起３０６と第４突起３０７とによって取付部材３０２の外面３０２ａの所定位置（取付部材３０２の図示しない開口と対向する位置）に支持されている。第１突起３０４と第２突起３０５とで第１規制部材が構成され、第３突起３０６と第４突起３０７とで第２規制部材が構成される。第１規制部材と第２規制部材とで請求項１の回転規制部材が構成される。

板ばね３０３は、ワイヤグリッド６Ｂと対向する開口が形成された矩形状の枠部３０３ａと、枠部３０３ａの左右の一部分をそれぞれクランク形状に折り曲げて形成した取付部３０３ｂとを有する。取付部３０３ｂはねじ３０９によって取付部材３０２の外面３０２ａに取り付けられている。

ワイヤグリッド６Ｂは枠部３０３ａと取付部材３０２の外面３０２ａとの間に挟み込まれ、枠部３０３ａのばね力によって外面３０２ａに押圧されている。すなわち、板ばね３０３によってワイヤグリッド６Ｂの面６Ｂｅの厚さ方向Ｔへの変形が規制されている。

第１突起３０４は取付部材３０２の外面３０２ａに直立する円柱である。第１突起３０４はワイヤグリッド６Ｂの一方の垂直面（第１の側面）６Ｂａに当接する。

第２突起３０５は取付部材３０２の外面３０２ａに直立する円柱である。第２突起３０５はワイヤグリッド６Ｂの他方の垂直面（第２の側面）６Ｂｂに隙間を介して配置されている。

第１突起３０４と第２突起３０５とによってワイヤグリッド６Ｂの垂直面６Ｂｂの厚さ方向Ｔと直交する水平方向Ｈへの所定量以上の移動（垂直面６Ｂｂの水平方向Ｈへの変位）が規制されている。ここに、所定量とは熱膨張による最大移動距離をいう。

第３突起３０６は取付部材の外面３０２ａに直立する円柱である。第３突起３０６はワイヤグリッド６Ｂの一方の水平面（第３の側面）６Ｂｃに当接する。

第４突起３０７は取付部材３０２の外面３０２ａに直立する円柱である。第４突起３０７はワイヤグリッド６Ｂの他方の水平面（第４の側面）６Ｂｄに隙間を介して配置されている。

第３突起３０６と第４突起３０７とによってワイヤグリッド６Ｂの水平面６Ｂｄの厚さ方向Ｔと直交する垂直方向Ｖへの所定量以上の移動（水平面６Ｂｄの垂直方向Ｖへの変位）が規制されている。

なお、ワイヤグリッド６Ｂの４つの角部のうちの右下の角部は接着剤ａｍによって取付部材３０２の外面３０２ａに固定されている。

ワイヤグリッド６Ｂは上記の方法によって取付部材３０２の外面３０２ａに支持されているので、ワイヤグリッド６Ｂに光を照射してワイヤグリッド６Ｂが熱膨張したとき、ワイヤグリッド６Ｂの厚さ方向Ｔと直交する水平方向Ｈへワイヤグリッド６Ｂの垂直面６Ｂｂが移動するとともに、ワイヤグリッド６Ｂの厚さ方向Ｔと直交する垂直方向Ｖへワイヤグリッド６Ｂの水平面６Ｂｄが移動する。

しかし、第２突起３０５が前述したようにワイヤグリッド６Ｂの垂直面６Ｂｂに隙間を介して配置されているので、所定量以上のワイヤグリッド６Ｂの垂直面６Ｂｂの移動は第２突起３０５によって制限される。また、第４突起３０７は前述のようにワイヤグリッド６Ｂの水平面６Ｂｄに隙間を介して配置されているので、所定量以上のワイヤグリッド６Ｂの水平面６Ｂｄの移動は第４突起３０７によって制限される。

なお、ワイヤグリッド６Ｂの入射面６Ｂｅの取付部材３０２の外面３０２ａから離れる方向への変位は板ばね３０３のばね力によって阻止されている。

この第１実施形態によれば、ワイヤグリッド６Ｂ，６Ｒ，６Ｇは光軸方向へ変形・変位しないので、熱膨張に起因する投射像の画素ずれを抑制することができる。また、ワイヤグリッド６Ｂ，６Ｒ，６Ｇの変形による投射像の色ムラの発生を防止することもできる。

図３はこの発明の第２実施形態に係る投射型表示装置の一部を示し、ワイヤグリッドが取付部材に支持されている状態を示す斜視図である。第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。

ワイヤグリッド６Ｂは第１突起２０４Ａ，２０４Ｂと第２突起２０５Ｂと第３突起２０６と第４突起２０７とばね２０４Ｂａ，２０５Ｂａとばね２０７ａとによって取付部材２０２の外面２０２ａの所定位置に支持されている。

第１突起２０４Ａ，２０４Ｂと第２突起２０５Ｂとで第１規制部材が構成される。第３突起２０６と第４突起２０７とで第２規制部材が構成される。第１規制部材と第２規制部材とで請求項１の回転規制部材が構成される。

第１突起２０４Ａ，２０４Ｂはワイヤグリッド６Ｂの一方の垂直面（第１の側面）６Ｂａに当接している。第１突起２０４Ａ，２０４Ｂは取付部材２０２の外面２０２ａに垂直方向Ｖへ所定間隔をおいて設けられている。第１突起２０４Ａは取付部材２０２の一部を切り起こして形成された突起である。第１突起２０４ＢはＬ字形に曲げられた板である。突起２０４Ｂはねじ２０９によって取付部材２０２の外面２０２ａに取り付けられている。第１突起２０４Ｂには波形の第１ばね２０４Ｂａが一体に形成されている。第１ばね２０４Ｂａはワイヤグリッド６Ｂをその厚さ方向Ｔへ押圧する。

第２突起２０５Ｂはワイヤグリッド６Ｂの他方の垂直面（第２の側面）６Ｂｂに隙間を介して配置されている。第２突起２０５ＢはＬ字形に曲げられた板である。第２突起２０５Ｂはねじ２０９によって取付部材２０２の外面２０２ａに取り付けられている。第２突起２０５Ｂには波形の第１ばね２０５Ｂａが一体に形成されている。第１ばね２０５Ｂａはワイヤグリッド６Ｂをその厚さ方向Ｔへ押圧する。

第１突起２０４Ａ，２０４Ｂと第２突起２０５Ｂとによって取付部材２０２の外面２０２ａに支持されるワイヤグリッド６Ｂの厚さ方向Ｔと直交する水平方向Ｈへの所定量以上の伸張が規制されている。

第３突起２０６はワイヤグリッド６Ｂの一方の水平面（第３の側面）６Ｂｃに当接している。第３突起２０６は取付部材２０２を切り起こして形成された突起である。

第４突起２０７はワイヤグリッド６Ｂの他方の水平面（第４の側面）６Ｂｄに隙間を介して配置されている。第４突起２０７はＬ字形に曲げられた板である。第４突起２０７はねじ２０９によって取付部材２０２の外面２０２ａに取り付けられている。第４突起２０７には波形の第２ばね２０７ａが一体に形成されている。第２ばね２０７ａはワイヤグリッド６Ｂをその厚さ方向Ｔへ押圧する。

第３突起２０６と第４突起２０７とによってワイヤグリッド６Ｂの厚さ方向Ｔと直交する垂直方向Ｖへの所定量以上の移動が規制されている。

また、第１ばね２０４Ｂａ，２０５Ｂａと第２ばね２０７ａとで第３規制部材（規制部材）が構成される。

なお、ワイヤグリッド６Ｂの４つの角部のうちの右下部分は接着剤ａｍによって取付部材２０２の外面２０２ａに固定されている。

ワイヤグリッド６Ｂは上記の方法によって取付部材２０２の外面２０２ａに支持されているので、ワイヤグリッド６Ｂに光を照射してワイヤグリッド６Ｂが熱膨張したとき、ワイヤグリッド６Ｂの厚さ方向Ｔと直交する水平方向Ｈへワイヤグリッド６Ｂの垂直面６Ｂｂが移動するとともに、ワイヤグリッド６Ｂの厚さ方向Ｔと直交する垂直方向Ｖへワイヤグリッド６Ｂの水平面６Ｂｄが移動する。

しかし、突起２０５Ｂが前述のようにワイヤグリッド６Ｂの垂直面６Ｂｂに隙間を介して配置されているので、所定量以上のワイヤグリッド６Ｂの垂直面６Ｂｂの移動は第２突起２０５Ｂによって制限される。また、第４突起２０７は前述のようにワイヤグリッド６Ｂの水平面６Ｂｄに隙間を介して配置されているので、所定量以上のワイヤグリッド６Ｂの水平面６Ｂｄの移動は第４突起２０７によって制限される。

なお、ワイヤグリッド６Ｂの入射面６Ｂｅの取付部材２０２の外面２０２ａから離れる方向への変位は第１ばね２０４Ｂａ，２０５Ｂａと第２ばね２０７ａとのばね力によって阻止されている。

この実施形態によれば第１実施形態と同様の効果を奏する。

なお、第１、第２実施形態では、ワイヤグリッド６Ｂの厚さ方向と直交する水平方向Ｈ、垂直方向Ｖの方向への所定量以上の伸張を制限する突起３０４，３０５，３０６，３０７（２０４Ａ，２０４Ｂ，２０５Ｂ，２０６，２０７）を設けているが、ワイヤグリッド６Ｂの水平方向Ｈの一方の側面（垂直面６Ｂａ）と、垂直方向Ｖの一方の側面（水平面６Ｂｃ）とにそれぞれ接する突起３０４（２０４Ａ，２０４Ｂ），３０６（２０６）を設けるだけでも構わない。これにより、ワイヤグリッド６Ｂの厚さ方向と垂直な面内での回転を防止することができ、コントラストの低下を防止することができる。

図１はこの発明の第１実施形態に係る投射型表示装置の基本構成を示す図である。図２はこの発明の第１実施形態に係る投射型表示装置の一部を示し、ワイヤグリッドが取付部材に支持されている状態を示す斜視図である。図３はこの発明の第２実施形態に係る投射型表示装置の一部を示し、ワイヤグリッドが取付部材に支持されている状態を示す斜視図である。

符号の説明

６Ｂ，６Ｒ，６Ｇ：ワイヤグリッド、６Ｂａ：一方の垂直面（第１の側面）、６Ｂｂ：他方の垂直面（第２の側面）、６Ｂｃ：一方の水平面（第３の側面）、６Ｂｄ：他方の水平面（第４の側面）、２０２，３０２：取付部材、２０２ａ，３０２ａ：外面、２０４Ａ，２０４Ｂ，３０４：第１突起、２０４Ｂａ，２０５Ｂａ：第１ばね、２０７ａ：第２ばね、２０５Ｂ，３０５：第２突起、２０６，３０６：第３突起、２０７，３０７：第４突起、３０３：板ばね（第３規制部材（規制部材））、Ｔ：厚さ方向、Ｈ：水平方向、Ｖ：垂直方向。

Claims

ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタを取付ける取付部材と、
前記取付部材に配置され、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの厚さ方向への変形を規制する規制部材と、
前記取付部材に配置され、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタが厚さ方向と垂直な面で回転するのを規制する回転規制部材と
を有することを特徴とする投射型表示装置。
ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタを取付ける取付部材と、
前記取付部材に配置され、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの厚さ方向と直交する第１方向への前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの所定量以上の伸張を規制する第１規制部材と、
前記取付部材に配置され、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの厚さ方向と直交し、前記第１方向と直交する第２方向への前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの所定量以上の伸張を規制する第２規制部材と、
前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの厚さ方向への前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの変形を規制する第３規制部材と
を備えていることを特徴とする投射型表示装置。
前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタは四角形であり、
前記第１規制部材は、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの第１の側面に当接するように配置された第１突起と、前記第１の側面と相対する第２の側面に隙間を介して配置された第２突起とで構成され、
前記第２規制部材は、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの前記第１の側面に垂直な第３の側面に当接するように配置された第３突起と、前記第３の側面と相対する第４の側面に隙間を介して配置された第４突起とで構成され、
前記第３規制部材は、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタをその厚さ方向へ押圧する板ばねで構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の投射型表示装置。
前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタは四角形であり、
前記第１規制部材は、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの第１の側面に当接するように配置された第１突起と、前記第１の側面と相対する第２の側面に隙間を介して配置された第２突起で構成され、
前記第２規制部材は、前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの第１の側面に垂直な第３の側面に当接するように配置された第３突起と、前記第３の側面と相対する第４の側面に隙間を介して配置された第４突起とで構成され、
前記第３規制部材は、前記第１，第２突起の少なくとも一方に一体に形成され、前記ワイヤグリッドをその厚さ方向へ押圧する第１ばねと、前記第３，第４突起の少なくとも一方に一体に形成され、前記ワイヤグリッドをその厚さ方向へ押圧する第２ばねとで構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の投射型表示装置。
前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタは、少なくとも１ヶ所で前記取付部材に固定されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の投射型表示装置。
前記ワイヤグリッド偏光ビームスプリッタの第１の側面と前記第３の側面との交差部が前記取付部材に固定されている
ことを特徴とする請求項３又は４記載の投射型表示装置。