JP2016118659A - Image display device - Google Patents

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秀知 田中
Hidetomo Tanaka
田中  秀知
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device that can avoid the occurrence of trouble in curing an adhesive and simply and stably couple a prism and a light valve.SOLUTION: There is provided an image display device comprising a light modulation element, a prism that is provided on an emission side of the light modulation element, a holding member that holds the prism, and a coupling member that couples the holding member and the light modulation element, where one member of the holding member and the coupling member has a projection on its outside, and the one member is held inside the other member of the holding member and the coupling member through the projection.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、画像表示装置に関し、特にプロジェクタに好適なものである。   The present invention relates to an image display device, and is particularly suitable for a projector.

近年、画像表示装置としてのプロジェクタは、高画質化が図られてきている。特に、4Kテレビなどの影響でPC(パーソナルコンピュータ)も高画質になるにつれ、プロジェクタにも高精細な画質が求められ始めている。一方、装置の大きさはそのままか小型化が求められているので、液晶パネル(ライトバルブ)は現状の大きさのままで画素ピッチがは小さいものが採用される傾向にある。R、G、B3枚の液晶パネルを有するプロジェクタの場合は、互いの位置ずれ(相対的位置ずれ)の許容量が小さく、ライトバルブの設置(固定化)には、非常に高い精度が求められる。   In recent years, a projector as an image display device has been improved in image quality. In particular, as PCs (personal computers) have higher image quality due to the influence of 4K televisions and the like, high-definition image quality is also required for projectors. On the other hand, since the size of the device is required as it is or downsizing, there is a tendency that a liquid crystal panel (light valve) having a current pixel size and a small pixel pitch is adopted. In the case of a projector having R, G, and B liquid crystal panels, the allowable amount of mutual positional deviation (relative positional deviation) is small, and very high accuracy is required for installation (fixation) of the light valve. .

従来、光学素子としてのプリズムに対してライトバルブを高い位置精度で接着固定するため、ライトバルブとプリズム間のギャップを埋める結合部材(スペーサー)を用い、接着剤層の厚さを極力薄くする工夫がなされている(特許文献1)。接着層が厚いと、高温や低温環境に曝された時に、接着剤硬化時の歪が解放されて動く可能性が高い一方、接着剤層が薄ければ、歪も少なくレジずれ発生の可能性は低くなる。   Conventionally, in order to bond and fix a light valve to a prism as an optical element with high positional accuracy, a coupling member (spacer) that fills the gap between the light valve and the prism is used to reduce the thickness of the adhesive layer as much as possible. (Patent Document 1). If the adhesive layer is thick, there is a high possibility that the strain at the time of curing of the adhesive will be released and move when exposed to high temperature or low temperature environment, but if the adhesive layer is thin, there is less distortion and misregistration may occur. Becomes lower.

特開2013−54143号公報JP 2013-54143 A

ここで、上述した従来技術においては、プリズムとライトバルブの結合をどのように行うか開示されておらず、結合部材(スぺーサー)の保持構造が実施例中に示されていないことから、接着されるまでは冶具等で保持し、片寄せ押圧するものと考えられる。   Here, in the above-described prior art, it is not disclosed how to combine the prism and the light valve, and the holding structure of the coupling member (spacer) is not shown in the embodiment. It is thought that it is held with a jig or the like until it is bonded, and pressed together.

しかしながら、冶具で片寄せ押圧する場合、プリズムとパネル(ライトバルブ)のわずかなスペースに冶具を構成しなくてはならず、非常に困難である。また、UV接着剤(紫外線硬化型接着剤)を使用して結合部材を接着固定する場合、冶具はUV光を阻害する可能性が大きく、接着剤硬化への障害が生じる可能性が大きい。そして、接着剤硬化への障害が生じると、硬化不良やずれなど信頼性と精度が劣化してしまう可能性がある。   However, when pressing with a jig, the jig must be configured in a small space between the prism and the panel (light valve), which is very difficult. In addition, when the bonding member is bonded and fixed using a UV adhesive (ultraviolet curable adhesive), the jig has a high possibility of inhibiting the UV light, and there is a high possibility of causing an obstacle to the curing of the adhesive. And when the obstacle to adhesive hardening arises, reliability and precision, such as a hardening defect and shift | offset | difference, may deteriorate.

また、治具を用いる場合は、押圧状態と押圧が開放される状態との間の変化が大きいという問題がある。   Moreover, when using a jig | tool, there exists a problem that the change between a press state and the state by which a press is released is large.

本発明の目的は、接着剤硬化への障害が生じることを回避し、プリズムとライトバルブの結合を簡便かつ安定的に行うことができる画像表示装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an image display device that can avoid the obstacle to the curing of the adhesive and can easily and stably combine the prism and the light valve.

上記目的を達成するため、本発明に係る画像表示装置は、光変調素子と、該光変調素子の出射側に設けられるプリズムと、該プリズムを保持する保持部材と、該保持部材と前記光変調素子を結合する結合部材と、を有し、前記保持部材及び前記結合部材のうち一方の部材は外側に凸部を有し、前記一方の部材は前記凸部を介して前記保持部材及び前記結合部材のうち他方の部材の内側に保持されることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an image display device according to the present invention includes a light modulation element, a prism provided on an emission side of the light modulation element, a holding member that holds the prism, the holding member, and the light modulation. A coupling member that couples elements, and one of the holding member and the coupling member has a convex portion on the outside, and the one member is connected to the holding member and the coupling via the convex portion. It is characterized by being held inside the other member among the members.

本発明によれば、接着剤硬化への障害が生じることを回避し、プリズムとライトバルブの結合を簡便かつ安定的に行うことができる。   According to the present invention, it is possible to avoid the obstacle to the curing of the adhesive and to easily and stably combine the prism and the light valve.

本発明の実施形態に係る画像表示装置に用いられる画像表示装置用ユニット(プリズム・パネルユニット)を示す図である。It is a figure which shows the unit for image display apparatuses (prism panel unit) used for the image display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るプリズムユニットとパネルの分離図である。It is a separation figure of a prism unit and a panel concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るプリズム・パネルユニット分解図である。It is a prism panel unit exploded view concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るプリズムユニットの上面図と側面図である。It is the upper side figure and side view of a prism unit which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るプリズムとスペーサーの分離図である。It is a separation figure of a prism and a spacer concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る プリズムとスペーサーの装着過程図である。It is a mounting process diagram of the prism and the spacer according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る画像表示装置としてのプロジェクタの光学構成概略図である。1 is a schematic optical configuration diagram of a projector as an image display apparatus according to an embodiment of the present invention.

《第1の実施形態》
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(画像表示装置)
図7は、本発明の実施形態に係る画像表示装置としてのプロジェクタの光学構成概略図である。光源部5は、超高圧水銀ランプなどの高輝度光源であって連続スペクトルで白色光を発光する発光管と、光を所定の方向に集光するリフレクタとを有し、次段階の照明光学系6へ向けて照射する。照明光学系6は、シリンダアレイ等のガラス部材を有し、その光学的作用により、複数の光束に対し矩形状の像が重なった矩形状の均一な照明エリアが形成され、次段階の色分離合成光学系である光学部1を照明する。
(Image display device)
FIG. 7 is a schematic optical configuration diagram of a projector as an image display apparatus according to an embodiment of the present invention. The light source unit 5 is a high-intensity light source such as an ultra-high pressure mercury lamp, and includes an arc tube that emits white light in a continuous spectrum, and a reflector that condenses the light in a predetermined direction. Irradiate toward 6. The illumination optical system 6 has a glass member such as a cylinder array, and by its optical action, a rectangular uniform illumination area in which rectangular images are superimposed on a plurality of light beams is formed, and the next stage color separation The optical unit 1 that is a combining optical system is illuminated.

光学部1は、青(B)と赤(R)の波長領域の光を反射し、緑(G)の波長領域の光を透過するダイクロイックミラー1001を有する。緑(G)の波長領域の光に対しては、1/2波長板1002、S偏光のみを透過する透明基板に偏光素子を貼着したG用の入射側偏光板1003、偏光分離面を有しP偏光を透過しS偏光を反射する第1の偏光ビームスプリッタ13Gが備わる。   The optical unit 1 includes a dichroic mirror 1001 that reflects light in the blue (B) and red (R) wavelength regions and transmits light in the green (G) wavelength region. For light in the green (G) wavelength region, there is a half-wave plate 1002, a G-use incident side polarizing plate 1003 with a polarizing element attached to a transparent substrate that transmits only S-polarized light, and a polarization separation surface. A first polarization beam splitter 13G that transmits P-polarized light and reflects S-polarized light is provided.

光路を分岐するプリズムとしての第1の偏光ビームスプリッタ13Gで反射されたS偏光は緑用の1/4波長板12Gを介して円偏光とされ、ヒートシンク112Gの上に載置される緑用のライトバルブ111Gへ向かう。1/4波長板12Gは、第1の偏光ビームスプリッタ13Gと緑用のライトバルブ111Gとの間の光路中に設けられている。   The S-polarized light reflected by the first polarizing beam splitter 13G serving as a prism that branches the optical path is converted to circularly polarized light via the green quarter-wave plate 12G, and is placed on the heat sink 112G. Head to light valve 111G. The quarter-wave plate 12G is provided in the optical path between the first polarizing beam splitter 13G and the green light valve 111G.

緑用のライトバルブ111Gで反射された光は、緑用の1/4波長板12Gを介してP偏光とされる。そして、第1の偏光ビームスプリッタ13G、P偏光のみを透過させるG用出射側偏光板1010Gを透過して、RB光を透過しG光を反射するダイクロイックプリズム1011へ向かう。   The light reflected by the green light valve 111G is converted to P-polarized light through the green quarter-wave plate 12G. Then, the light passes through the first polarizing beam splitter 13G and the G exit-side polarizing plate 1010G that transmits only the P-polarized light, and travels toward the dichroic prism 1011 that transmits the RB light and reflects the G light.

ダイクロイックミラー1001で反射されたRとBの光に対しては、P偏光のみを透過し透明基板に偏光素子を貼着したRB用の入射側偏光板1006、色選択性位相差板1007が設けられている。色選択性位相差板1007は、Rの光の偏光方向を90度変換し、Bの光の偏光方向は変換しない機能を備えるため、赤(R)の波長領域の光はS偏光に変換され、青(B)の波長領域の光はP偏光のままで通過する。なお、色選択性位相差板1007を通過した光路にRの色純度を高めるためにオレンジ光をランプに戻すトリミングフィルタ1008が設けられている。   For R and B light reflected by the dichroic mirror 1001, an RB incident side polarizing plate 1006 and a color selective phase difference plate 1007 that transmit only P-polarized light and have a polarizing element attached to a transparent substrate are provided. It has been. The color-selective retardation plate 1007 has a function of converting the polarization direction of the R light by 90 degrees and not converting the polarization direction of the B light, so that light in the red (R) wavelength region is converted to S-polarized light. , Light in the blue (B) wavelength region passes through with P polarization. A trimming filter 1008 for returning orange light to the lamp is provided in the optical path that has passed through the color selective phase difference plate 1007 in order to increase the color purity of R.

そして、P偏光を透過しS偏光を反射し、光路を分岐もしくは合成するプリズムとしての第2の偏光ビームスプリッタ13BRにより、S偏光であるRの光は反射する一方、P偏光であるBの光は透過する。第2の偏光ビームスプリッタ13BRで反射されたRの光は赤用の1/4波長板12Rを介して円偏光とされ、ヒートシンク112Rの上に載置される赤用のライトバルブ111Rへ向かう。赤用のライトバルブ111Rで反射された光は、赤用の1/4波長板12Rを介してP偏光とされる。   The second polarization beam splitter 13BR as a prism that transmits the P-polarized light, reflects the S-polarized light, and branches or combines the optical path reflects the S-polarized R light while the P-polarized B light. Is transparent. The R light reflected by the second polarizing beam splitter 13BR is circularly polarized through the red quarter-wave plate 12R and travels toward the red light valve 111R placed on the heat sink 112R. The light reflected by the red light valve 111R is converted to P-polarized light via the red quarter-wave plate 12R.

そして、第2の偏光ビームスプリッタ13BR、BのS偏光のみを整流するB用出射側偏光板(偏光素子)1010B、ダイクロイックプリズム1011を透過して、投射光学系としての投射レンズ7に入射する。   Then, the light passes through the second polarizing beam splitter 13BR, the B output side polarizing plate (polarizing element) 1010B that rectifies only the S-polarized light of B, and the dichroic prism 1011 and enters the projection lens 7 as the projection optical system.

一方、第2の偏光ビームスプリッタ13BRを透過したBの光は青用の1/4波長板12Bを介して円偏光とされ、ヒートシンク112Bの上に載置される青用のライトバルブ111Bへ向かう。青用のライトバルブ111Bで反射された光は、青用の1/4波長板12Bを介してP偏光とされる。そして、第2の偏光ビームスプリッタ13BRで反射され、BのS偏光のみを整流するB用出射側偏光板(偏光素子)1010B、ダイクロイックプリズム1011を透過して、投射光学系としての投射レンズ7に入射する。   On the other hand, the B light transmitted through the second polarizing beam splitter 13BR is circularly polarized through the blue quarter-wave plate 12B, and travels toward the blue light valve 111B placed on the heat sink 112B. . The light reflected by the blue light valve 111B is converted to P-polarized light through the blue quarter-wave plate 12B. Then, the light is reflected by the second polarizing beam splitter 13BR, passes through the B-use exit side polarizing plate (polarizing element) 1010B that rectifies only the S-polarized light of B, and passes through the dichroic prism 1011 and enters the projection lens 7 as the projection optical system. Incident.

反射型液晶表示素子である赤用のライトバルブ111R、緑用のライトバルブ111G、青用のライトバルブ111Bは、入射した光を反射するとともに画像変調する。そして、上述した色分解合成光学系を用いることで、投射レンズ7により被投射面(スクリーン面)にライトバルブ111R、111G、111Bにおける画像がカラー画像として投射される。   The red light valve 111R, the green light valve 111G, and the blue light valve 111B, which are reflective liquid crystal display elements, reflect incident light and modulate the image. Then, by using the above-described color separation / synthesis optical system, the images on the light valves 111R, 111G, and 111B are projected as color images onto the projection surface (screen surface) by the projection lens 7.

(画像表示装置用ユニット)
図1は、本発明の実施形態に係る画像表示装置に用いられる画像表示装置用ユニット(プリズム・パネルユニット)を示す図である。1はプリズム(図7の偏光ビームスプリッタ13BRや13Gに相当)で、2はプリズムに接着固定されている保持部材としての保持板である。3は液晶パネルユニット(光変調素子として反射型液晶パネルを備える)で、裏面にアルミ製のヒートシンクがある。4は結合部材(スペーサー)で、UV接着剤(紫外線硬化型接着剤)によってパネルユニットと保持板に接着されるように、透光(透明)な部材としてのアクリル材より成る。5はバネで、スペーサー4を液晶パネルユニット3の方向に押圧するための部材である。
(Image display unit)
FIG. 1 is a diagram showing an image display device unit (prism / panel unit) used in an image display device according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a prism (corresponding to the polarization beam splitters 13BR and 13G in FIG. 7), and 2 denotes a holding plate as a holding member that is bonded and fixed to the prism. Reference numeral 3 denotes a liquid crystal panel unit (having a reflective liquid crystal panel as a light modulation element), which has an aluminum heat sink on the back surface. Reference numeral 4 denotes a coupling member (spacer) made of an acrylic material as a translucent member so as to be bonded to the panel unit and the holding plate by a UV adhesive (ultraviolet curable adhesive). Reference numeral 5 denotes a spring, which is a member for pressing the spacer 4 toward the liquid crystal panel unit 3.

ここで、保持版2、スペーサー4、バネ5は、図3に示すように上下方向に2組設けられている。   Here, as shown in FIG. 3, two sets of the holding plate 2, the spacer 4, and the spring 5 are provided in the vertical direction.

図2から図6を用いて、本実施形態に係るプリズム・パネルユニットの組立調整について、詳細に説明する。図2は、図1のプリズム・パネルユニットから液晶パネルユニット3が分離された状態を示す。これは、プリズム1にこれから液晶パネルユニット3を固着する状態を示している。プリズム1は、別な部材(不図示)に固定され位置が決められている。そして、このプリズム1に液晶パネルユニット3を精度良く固定するために、液晶パネルユニット3はロボットアーム等(不図示)に保持されている。   Assembly adjustment of the prism / panel unit according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 shows a state in which the liquid crystal panel unit 3 is separated from the prism panel unit of FIG. This shows a state in which the liquid crystal panel unit 3 is fixed to the prism 1 from now on. The prism 1 is fixed to another member (not shown) and its position is determined. In order to fix the liquid crystal panel unit 3 to the prism 1 with high accuracy, the liquid crystal panel unit 3 is held by a robot arm or the like (not shown).

図3に示す状態は、プリズム1と保持板2は接着固定された状態(接合されて保持版2でプリズム1が保持された状態)であるが、その他の部材は分離した状態を示している。以下に示すように、本実施形態では、図3の状態から図2の状態にするときに、容易であって、かつ高精度化されている。   The state shown in FIG. 3 is a state in which the prism 1 and the holding plate 2 are bonded and fixed (the state in which the prism 1 is held by the holding plate 2), but the other members are separated. . As will be described below, in the present embodiment, when changing from the state of FIG. 3 to the state of FIG.

図2のように、スペーサー4を保持板2に保持(ホールド)するために、スペーサー4を保持板2の内側に包含するように入れる(いわゆる入れ子構造)。すなわち、図3でスペーサー4の軸部4Dが保持板2の長穴部2Dに入り込み(直接的もしくは間接的に挿入)、スペーサー4の外側に設けられる凸部4Cが保持板2の凹部2Cに引っかかる(挿入される)ことで保持される。スペーサー4は、わずかに光軸方向(z方向)への自由度を有するが、バネ5を軸部4Dと長穴部2Dの間に挟み込む(軸部4Dが長穴部2Dに間接的に挿入される))ことで、光軸方向(z方向)で液晶パネルユニット3側に片寄せられる。   As shown in FIG. 2, in order to hold (hold) the spacer 4 on the holding plate 2, the spacer 4 is put inside the holding plate 2 (so-called nested structure). That is, in FIG. 3, the shaft portion 4 </ b> D of the spacer 4 enters the elongated hole portion 2 </ b> D of the holding plate 2 (directly or indirectly inserted), and the convex portion 4 </ b> C provided outside the spacer 4 becomes the concave portion 2 </ b> C of the holding plate 2. It is held by being caught (inserted). The spacer 4 has a slight degree of freedom in the optical axis direction (z direction), but sandwiches the spring 5 between the shaft portion 4D and the long hole portion 2D (the shaft portion 4D is indirectly inserted into the long hole portion 2D). In other words, the liquid crystal panel unit 3 is shifted toward the liquid crystal panel unit 3 in the optical axis direction (z direction).

凸部4Cと軸部4Dが、それぞれ凹部2c、長穴部2Dに嵌り込む(挿入される)ことで、5軸方向の規制を行い、残る光軸方向の規制をバネ5によって行う。この5軸方向の規制は、保持板2は、一方の端部側、他方の端部側に凹部2Cをそれぞれ有し、中央部にスペーサー4の軸部4Dが挿入される長穴部2Dを有するが、これらが上下方向に2組(それぞれ計4個)設けられているために可能となっている。   The convex portion 4C and the shaft portion 4D are fitted (inserted) into the concave portion 2c and the elongated hole portion 2D, respectively, so that the five-axis direction is regulated and the remaining optical axis direction is regulated by the spring 5. The restriction in the five-axis direction is that the holding plate 2 has a concave portion 2C on one end side and the other end side, and has a long hole portion 2D into which the shaft portion 4D of the spacer 4 is inserted in the center portion. However, this is possible because two sets of these are provided in the vertical direction (four each in total).

ここで、液晶パネル3を精度良く固定するためには、スペーサー4にある程度の自由度が必要である。その自由度をどのように実現しているか、以下に述べる。   Here, in order to fix the liquid crystal panel 3 with high accuracy, the spacer 4 needs a certain degree of freedom. The following explains how this degree of freedom is realized.

スペーサー4の凸部4Cは、凹部2Cの溝内を光軸方向(z方向)にわずかに自由に移動できる。これは、液晶パネルの短辺方向(x方向)の一方の端部側、他方の端部側共にである。加えて長穴部2Dは液晶パネル短辺方向の長穴なので、軸部4Dは光軸方向(z方向)と、液晶パネル短辺方向(x方向)に自由度を持つ。   The convex part 4C of the spacer 4 can move freely in the optical axis direction (z direction) within the groove of the concave part 2C. This is both one end side and the other end side in the short side direction (x direction) of the liquid crystal panel. In addition, since the long hole portion 2D is a long hole in the liquid crystal panel short side direction, the shaft portion 4D has a degree of freedom in the optical axis direction (z direction) and the liquid crystal panel short side direction (x direction).

スペーサー4は、図6に示すアーム部4J、本体部として結合本体部4kを備え、液晶パネルの短辺方向(x方向)に結合本体部4kをバネ性のアーム部4Jを介して2つ連結した形態となっており、結合本体部4kを独立して光軸方向に移動可能とせしめている。そして、液晶パネル長辺方向(y方向)に2組配置することで、液晶パネルは光軸方向への移動と、ヨー、ピッチ方向の傾き自由度を得られる。   The spacer 4 includes an arm portion 4J shown in FIG. 6 and a coupling main body portion 4k as a main body portion, and two coupling main body portions 4k are connected via a spring-like arm portion 4J in the short side direction (x direction) of the liquid crystal panel. The coupling main body 4k can be independently moved in the optical axis direction. Then, by arranging two sets in the long side direction (y direction) of the liquid crystal panel, the liquid crystal panel can obtain movement in the optical axis direction and inclination freedom in the yaw and pitch directions.

スペーサー4の面4A(図3)は液晶パネル面3Aと面接触をするのだが、液晶パネル自体はスペーサー4の面4Aに対して、滑りながら面平行方向に自由に移動できるので、結像面の縦、横、回転方向の自由度がある。つまり、液晶パネルはUV接着されるまでは6軸方向に自由度を有することになる。   The surface 4A (FIG. 3) of the spacer 4 is in surface contact with the liquid crystal panel surface 3A, but the liquid crystal panel itself can freely move in a plane parallel direction while sliding with respect to the surface 4A of the spacer 4. There are degrees of freedom in the vertical, horizontal and rotational directions. That is, the liquid crystal panel has a degree of freedom in the six axis directions until UV bonding is performed.

これにより、液晶パネルは自由に移動可能であるが、スペーサー4は保持版2の接着面となる内側の面2Bに対して倣うように移動し、面4Aは面3Aに常に平行であろうとする。このため、接着部の接着剤厚さが薄くでき、強固かつ高精度に液晶パネルの固定を行うことができる。接着剤層の厚さが薄いということは、UV硬化時に接着剤の収縮がほとんど発生しないので、調整した位置を維持したまま固定できる。接着剤層が厚い場合は、接着剤の収縮が発生し、UV硬化時に液晶パネルはずれた位置に移動してしまう。   As a result, the liquid crystal panel can move freely, but the spacer 4 moves so as to follow the inner surface 2B, which is the bonding surface of the holding plate 2, and the surface 4A always tries to be parallel to the surface 3A. . For this reason, the adhesive thickness of an adhesion part can be made thin and a liquid crystal panel can be fixed firmly and highly accurately. The fact that the thickness of the adhesive layer is thin means that the adhesive is hardly contracted at the time of UV curing, and can be fixed while maintaining the adjusted position. When the adhesive layer is thick, the adhesive shrinks, and the liquid crystal panel moves to a shifted position during UV curing.

いくら調整精度をサブミクロンレベルまで向上させても、この硬化過程にてミクロン単位でずれてしまっては、高精度固着を実現できなくなってしまう。また、製品が高温や低温環境に放置された場合に、接着剤内に留まっている内部歪が解放されてずれてしまうことがある。更に、接着剤層が厚い場合は、高温環境でガラス転移温度近くまで昇温してしまいずれることも考えられる。これに対し、接着剤層が薄ければ、たとえガラス転移点近くまで昇温しても変形する接着剤量が少ないので、ずれはほぼ零にできる。   No matter how much the adjustment accuracy is improved to the sub-micron level, if it is shifted in units of microns in this curing process, high-precision fixing cannot be realized. In addition, when the product is left in a high or low temperature environment, the internal strain remaining in the adhesive may be released and shift. Furthermore, when the adhesive layer is thick, it may be considered that the temperature is raised to near the glass transition temperature in a high temperature environment. On the other hand, if the adhesive layer is thin, the amount of adhesive that deforms is small even if the temperature is raised to near the glass transition point, so that the deviation can be made almost zero.

図4は、保持板2にスペーサー4が保持されている状態を示す上面図と側面図である。上面図において、スペーサー2はバネ5で紙面上方向に片寄せられている。図4の側面図(図4の右側)は、スペーサー4が紙面上方向に外れてしまうのを規制する形態を示している。即ち、保持板2の凹部2Cにスペーサー4の凸部(爪形状部)4Cが嵌り込み、y方向への移動を規制している。   FIG. 4 is a top view and a side view showing a state in which the spacer 4 is held on the holding plate 2. In the top view, the spacer 2 is offset by a spring 5 in the upward direction on the paper surface. The side view of FIG. 4 (the right side of FIG. 4) shows a form that regulates the spacer 4 from coming off in the upward direction on the paper surface. That is, the convex portion (claw-shaped portion) 4C of the spacer 4 is fitted into the concave portion 2C of the holding plate 2 to restrict the movement in the y direction.

また、長穴部2Dと軸部4Dも嵌合し、両端側の嵌合(凹部2Cと凸部4C)と合わせて3箇所嵌合しており、スペーサー4の結合本体部4k(図6)は光軸方向(z方向)だけに動き、回転等がなく、液晶パネルの面3Aに対してほとんど平行状態を維持できる。   Further, the elongated hole portion 2D and the shaft portion 4D are also fitted, and are fitted in three places together with the fittings on both ends (the concave portion 2C and the convex portion 4C), and the coupling main body portion 4k of the spacer 4 (FIG. 6). Moves only in the optical axis direction (z direction), does not rotate, etc., and can maintain almost parallel to the surface 3A of the liquid crystal panel.

また、図4の上面図において、スペーサー4の左だけ、または右だけが少し多く沈みこむことがあるが、その場合は軸部4Dが長穴部2Dの長穴方向(x方向)に移動することで追従可能とするものである。スペーサー4の面4Aは計4箇所あるが、おのおの独立に沈みこめるので、液晶パネルの光軸方向だけでなく、ピッチとヨー方向にも追従可能である。   Further, in the top view of FIG. 4, only the left or only the right of the spacer 4 may sink slightly. In this case, the shaft portion 4D moves in the long hole direction (x direction) of the long hole portion 2D. It is possible to follow. Although the surface 4A of the spacer 4 has a total of four locations, each sinks independently, and therefore can follow not only the optical axis direction of the liquid crystal panel but also the pitch and yaw directions.

ここで、図4において、液晶パネルの面倒れ(お辞儀)が抑止されることを説明する。設計上の液晶パネル面をm0、両端側の嵌合位置(凸部4Cと凹部2C)を結ぶ面をm1、中央部の嵌合位置(軸部4Dと長穴部2D)を含むm0、m1に平行な面をm2とする。
ここで、面m1と面m2は高さ位置が異なる(面m0からの高さがそれぞれH1、H2)ため、m0を回転軸とみなした場合の液晶パネルの回転(面倒れ)が抑えられることとなる。面m1と面m2が同じ高さの場合は、m1を回転軸とみなした場合の液晶パネルの回転(面倒れ)が抑えられない。
Here, in FIG. 4, it will be described that the tilting (bowing) of the liquid crystal panel is suppressed. The designed liquid crystal panel surface is m0, the surface connecting the fitting positions on both ends (projection 4C and recess 2C) is m1, m0 including the center fitting position (shaft 4D and slot 2D), m0, m1 A plane parallel to is m2.
Here, since the height positions of the surface m1 and the surface m2 are different (heights from the surface m0 are H1 and H2, respectively), rotation (surface collapse) of the liquid crystal panel when m0 is regarded as the rotation axis can be suppressed. It becomes. When the surface m1 and the surface m2 are the same height, rotation (surface collapse) of the liquid crystal panel when m1 is regarded as a rotation axis cannot be suppressed.

次に、図5と図6を用いて、スペーサー4を保持板2に保持するまでを説明する。スペーサー4の面4Bは保持板2の内面2BとUV接着剤にて接着され、面4Aは液晶パネルの面3A(図3)に同様にUV接着剤で接着固定される。即ち、一方の端部側、他方の端部側において、スペーサー4における結合本体部4k(図6)は、、それぞれ保持板2の内面2Bと接着する第1面としての面4Bおよび液所パネルと接着する第2面(としての面4Aを備える。   Next, the steps until the spacer 4 is held on the holding plate 2 will be described with reference to FIGS. The surface 4B of the spacer 4 is bonded to the inner surface 2B of the holding plate 2 with a UV adhesive, and the surface 4A is similarly bonded and fixed to the surface 3A of the liquid crystal panel (FIG. 3) with a UV adhesive. That is, on one end side and the other end side, the coupling main body portion 4k (FIG. 6) of the spacer 4 is a surface 4B as a first surface that adheres to the inner surface 2B of the holding plate 2 and a liquid place panel. And a second surface (as a surface 4A).

ここで、保持板2にスペーサー4を装着する前に、UV接着剤を面4B部または面2Bに塗布しておく必要がある。しかし、スペーサー4(少なくともアーム部4j、凸部4c)は広がる方向にバネ性(弾性力)を有しており、そのまま保持板2に装着しようとすると、面4B面または面2Bに塗布されたUV接着剤がこそげ落とされてしまう。そこで、本実施形態では、面4Cに斜面部(面取り部)4CMを設けて、かつスペーサー4を保持板2の内側に包含する(保持させる)レイアウトを採っている。   Here, before attaching the spacer 4 to the holding plate 2, it is necessary to apply the UV adhesive to the surface 4B or the surface 2B. However, the spacer 4 (at least the arm portion 4j and the convex portion 4c) has a spring property (elastic force) in the spreading direction, and is applied to the surface 4B surface or the surface 2B when it is attached to the holding plate 2 as it is. The UV adhesive will be scraped off. Therefore, in the present embodiment, a layout is provided in which the inclined surface portion (chamfered portion) 4CM is provided on the surface 4C and the spacer 4 is included (held) inside the holding plate 2.

図5は、これからスペーサーを2の保持板に保持させる状態にある。両端側の面4Bには既にUV接着剤を塗布してある。この時、バネ5はスペーサー4に保持させておく。図5の状態から紙面下方向にスペーサーを下げていくと、図6の状態となる。斜面部4CMが保持板2の内側の面2Bに当接することで、スペーサー2全体が内側に弾性変形し、面2Bに沿って下方向に移動していく。この時、面2Bに凸部4Cが当接するが、面4Bは当接しない。   FIG. 5 shows a state in which the spacer is now held by the two holding plates. UV adhesive has already been applied to the surfaces 4B on both ends. At this time, the spring 5 is held by the spacer 4. When the spacer is lowered from the state shown in FIG. 5 downward in the drawing, the state shown in FIG. 6 is obtained. When the inclined surface portion 4CM contacts the inner surface 2B of the holding plate 2, the entire spacer 2 is elastically deformed inward and moves downward along the surface 2B. At this time, the convex portion 4C contacts the surface 2B, but the surface 4B does not contact.

つまり、面4Bに接着剤を塗布してあっても、面4Bは所望の位置になるまで当接せずに済む構造となっている。これにより、面4Bに塗布されたUV接着剤は、面2Bの先端によりこそげ落とされずに済み、確実に面4Bと面2Bに残存するものである。また、本実施形態では、スペーサー4を保持板2の内側に包含する(保持させる)構造を採っているために、指一本でも簡単に装着可能としている。   That is, even if the adhesive is applied to the surface 4B, the surface 4B does not need to contact until it reaches a desired position. As a result, the UV adhesive applied to the surface 4B is not scraped off by the tip of the surface 2B, and reliably remains on the surfaces 4B and 2B. Further, in this embodiment, since the spacer 4 is included (held) inside the holding plate 2, it can be easily attached even with one finger.

そして、面4AにUV接着剤を塗布してから、液晶パネル3を近づけると、面4Aと面3Aの間にUV接着剤が入り込み、組立調整前の準備が完了となる。そして、その後の調整として、投射画像などを確認しながら、液晶パネルの位置を高精度に追い込む。液晶パネルの位置が決まったら、UV光を照射して面4Bと面2B間、および面4Aと面3A間に塗布されたUV接着剤を同時に硬化させる。   Then, after the UV adhesive is applied to the surface 4A and the liquid crystal panel 3 is brought closer, the UV adhesive enters between the surface 4A and the surface 3A, and the preparation before assembly adjustment is completed. Then, as a subsequent adjustment, the position of the liquid crystal panel is driven with high accuracy while confirming the projected image. When the position of the liquid crystal panel is determined, the UV adhesive applied between the surface 4B and the surface 2B and between the surface 4A and the surface 3A is simultaneously cured by irradiating UV light.

スペーサー4はUV光を通過できる透明体(透光体)であり、かつ連結部が弾性変形することが望ましいのでアクリル材等を選ぶと良い。アクリル材は一般的に、透明であっても樹脂なので、UV光を透過しずらいが、極力UV光を透過しやすいグレードを選択すると固着作業は問題無く終えられる。このようにして固着作業が完了したものが、図1に示される。   The spacer 4 is a transparent body (translucent body) that can transmit UV light, and it is desirable that the connecting portion be elastically deformed, so that an acrylic material or the like is preferably selected. In general, the acrylic material is resin even if it is transparent, so it is difficult to transmit UV light. However, if a grade that transmits UV light as much as possible is selected, the fixing operation can be completed without problems. FIG. 1 shows that the fixing operation is completed in this way.

(本実施形態の効果)
本実施形態では、作業のし易さ、接着剤塗布の確実性、接着剤厚さのバラツキ要因を極力無くすことで、より安定して信頼性の高い液晶パネル調整保持構造が実現できる。即ち、パネルの固定に使用するスペーサー部材の接着を行うときに、スペーサー保持冶具を使わずに済むので、UV接着工程のUV照射の障害にならない。これにより、UV接着剤の硬化が安定的かつ確実に行え、より高精度で信頼性の高いパネルの固定が実現できる。
(Effect of this embodiment)
In the present embodiment, it is possible to realize a liquid crystal panel adjustment and holding structure that is more stable and reliable by eliminating workability, reliability of adhesive application, and variations in adhesive thickness as much as possible. That is, when the spacer member used for fixing the panel is bonded, it is not necessary to use a spacer holding jig, so that the UV irradiation in the UV bonding process is not obstructed. As a result, the UV adhesive can be cured stably and reliably, and the panel can be fixed with higher accuracy and reliability.

そして、プリズムとパネルの相対的位置関係を高精度に固定でき、レジストレーションずれの発生が極めて少ない高画質な液晶プロジェクタの画像を提供できるものである。   In addition, the relative positional relationship between the prism and the panel can be fixed with high accuracy, and an image of a high-quality liquid crystal projector can be provided with very little registration deviation.

(変形例)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
(Modification)
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

(変形例1)
上述した実施形態では、結合部材としてのスペーサー4の外側に凸部が設けられ、この凸部を介してスペーサー4は保持部材としての保持板2の内側に保持される構成とした。しかし、本発明はこれに限られず、保持部材と結合部材との内側と外側との関係が逆であっても良い。
(Modification 1)
In the embodiment described above, a convex portion is provided outside the spacer 4 as the coupling member, and the spacer 4 is held inside the holding plate 2 as the holding member via the convex portion. However, the present invention is not limited to this, and the relationship between the inside and the outside of the holding member and the coupling member may be reversed.

(変形例2)
上述した実施形態では、光変調素子として反射型を説明したが、透過型であっても良い。
(Modification 2)
In the embodiment described above, the reflection type has been described as the light modulation element, but may be a transmission type.

1・・プリズム、2・・保持板、3・・液晶パネルユニット、4・・スペーサー(結合部材)、4C・・凸部 1 .... Prism 2 .... Holding plate 3 .... Liquid crystal panel unit 4 .... Spacer (coupling member) 4C ...

Claims (15)

光変調素子と、
該光変調素子の出射側に設けられるプリズムと、
該プリズムを保持する保持部材と、
該保持部材と前記光変調素子を結合する結合部材と、
を有し、
前記保持部材及び前記結合部材のうち一方の部材は外側に凸部を有し、前記一方の部材は前記凸部を介して前記保持部材及び前記結合部材のうち他方の部材の内側に保持されることを特徴とする画像表示装置。
A light modulation element;
A prism provided on the output side of the light modulation element;
A holding member for holding the prism;
A coupling member that couples the holding member and the light modulation element;
Have
One member of the holding member and the coupling member has a convex portion on the outside, and the one member is held inside the other member of the holding member and the coupling member via the convex portion. An image display device characterized by that.
前記結合部材の外側に前記凸部が設けられ、前記凸部を介して前記結合部材は前記保持部材の内側に保持されることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 1, wherein the convex portion is provided outside the coupling member, and the coupling member is held inside the holding member via the convex portion. 前記保持部材、前記結合部材は、それぞれ2組設けられることを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 1, wherein two sets of the holding member and the coupling member are provided. 前記保持部材及び前記結合部材のうち前記他方の部材は、前記凸部が挿入される凹部を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像表示装置。   4. The image display device according to claim 1, wherein the other member of the holding member and the coupling member has a concave portion into which the convex portion is inserted. 5. 前記保持部材及び前記結合部材のうち前記他方の部材は、一方の端部側、他方の端部側に前記凹部)をそれぞれ有し、中央部に前記結合部材の軸部が直接的または間接的に挿入される長穴部を有することを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置。   Of the holding member and the coupling member, the other member has one concave portion on one end side and the other end side, and the shaft portion of the coupling member is directly or indirectly in the central portion. The image display apparatus according to claim 4, further comprising a long hole portion to be inserted into the frame. 前記保持部材及び前記結合部材のうち前記一方の部材は、一方の端部側、他方の端部側に、それぞれ前記凸部を有し、
かつ、前記一方の端部側、前記他方の端部側に、それぞれ前記保持部材及び前記結合部材のうち前記他方の部材の内面と接着する第1面および前記光変調素子と接着する第2面を備える本体部を有し、
更に前記一方の端部側と前記他方の端部側の間にアーム部を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像表示装置。
Of the holding member and the coupling member, the one member has the convex portions on one end side and the other end side, respectively.
The first surface that adheres to the inner surface of the other member of the holding member and the coupling member and the second surface that adheres to the light modulation element on the one end side and the other end side, respectively. Having a main body with
6. The image display device according to claim 1, further comprising an arm portion between the one end portion side and the other end portion side.
前記凸部は斜面部を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the convex portion has a slope portion. 前記保持部材及び前記結合部材のうち前記他方の部材において、前記光変調素子の面倒れを抑止するために前記凹部と前記長穴部が異なる高さ位置にあることを特徴とする請求項5に記載の画像表示装置。   The said other member among the said holding member and the said coupling member WHEREIN: In order to suppress the surface tilt of the said light modulation element, the said recessed part and the said elongate hole part exist in a different height position. The image display device described. 前記保持部材及び前記結合部材のうち前記一方の部材における前記アーム部と前記凸部は、バネ性を備えることを特徴とする請求項6に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 6, wherein the arm portion and the convex portion of the one member among the holding member and the coupling member have a spring property. 前記保持部材及び前記結合部材のうち前記一方の部材において、少なくとも前記本体部は透明であることを特徴とする請求項6に記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 6, wherein at least one of the main members of the holding member and the coupling member is transparent. 前記光変調素子は反射型であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the light modulation element is of a reflective type. 前記プリズムは偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項11に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 11, wherein the prism is a polarization beam splitter. 前記光変調素子は透過型であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the light modulation element is a transmissive type. 前記光変調素子は液晶パネルであることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the light modulation element is a liquid crystal panel. 被投射面に前記光変調素子による画像を投射する投射光学系を有することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 1, further comprising a projection optical system that projects an image by the light modulation element onto a projection surface.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023148974A1 (en) * 2022-02-07 2023-08-10 シャープNecディスプレイソリューションズ株式会社 Image display device and method for adjusting image display device

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