JPH0634932A - 液晶カラ−投射装置における光学的構成部品の位置決め機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶カラ−投射装置における光学的構成部品
を簡単に正確に位置決めすること。 【構成】 光学的構成部品を挟んで平行に対向位置され
るとともに，光学的構成部品の取付箇所に第１の位置決
め用孔を対向位置して透設した一対の側板と，第１の位
置決め用孔に挿入されるとともに，光学的構成部品の入
射面に当接してこの光学的構成部品を位置決めするとと
もに，両側板の平行度を保持する第１の位置決め用ピン
とからなる位置決め機構。 【効果】 光学的構成備品は，それぞれ位置決め用孔の
孔精度と位置決め用ピンの直径精度まで精密に位置決め
され，組立工程終了と同時に十分な精度がえられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，液晶パネルを用いた
液晶カラ−投射装置に係わり，特に赤，緑，青別に設け
た白黒液晶板の表示映像を加色混合して投射する液晶カ
ラ−投射装置における液晶パネルやダイクロイックミラ
−等の光学的構成部品の位置決め機構に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年，液晶ディスプレイ技術の進歩は著
しく，コントラストや色再現性に優れる液晶パネルの出
現によって，カラ−液晶パネルを映像表示単体として用
い，大型スクリ−ンに拡大投射する液晶カラ−投射装置
が実用化されている。この種の装置は光源からの光を収
束光学系で略平行光線に収束して，透過形カラ−液晶パ
ネルに照射し，透過光を投射光学系を介してスクリ−ン
上に拡大投射するものであるが，現在実用に供されてい
るカラ−液晶パネルの画素数は，７万〜９万画素であ
り，一絵素としての赤（以下，Ｒと記す），緑（以下，
Ｇと記す），青（以下，Ｂと記す）の画素を一組とする
と，この３分の１の画素数となり，大型スクリ−ンに投
射した場合は，画素の粗さが目立つため，実用的でな
い。

【０００３】そこで，液晶パネルを用いた際の絵数の粗
さを克服するために，３枚の白黒液晶パネルを用い，こ
れらの液晶パネルに全波長の光線をＲ，Ｇ，Ｂの３色光
に分離（分校）する色分離（ダイクロイック）ミラ−を
介してＲ，Ｇ，Ｂの光を入射させ，各々の液晶パネルで
Ｒ画像，Ｇ画像，Ｂ画像を生成してダイクロイックプリ
ズム（プリズム方式）あるいはダイクロイックミラ−
（ミラ−方式）で混合し，投射光学系を介して大型スク
リ−ン上にカラ−画像を再生する方式が提案され，実用
化されている。図８によりこれらの従来装置について説
明する。

【０００４】図８は光の色分離および混合にダイクロイ
ックミラ−を用いたミラ−方式を示す液晶カラ−投射装
置の摸式図である。１はキセノンランプ等の光源であ
り，この光源１から投射された光は全反射ミラ−２で反
射され，収束光学系３で収束されて略平行光線となり，
青色光のみを分離反射する青のダイクロイックミラ−４
に入射する。青のダイクロイックミラ−４で分離された
青色光５は，ミラ−６で収束光学系３の光軸と平行に反
射されて，透過形の液晶パネル７に入射する。液晶パネ
ル７には投射すべき任意の映像の構成画素に応じて選択
的に電圧が供給されており，液晶パネル７を透過した青
色光５は，映像信号を有する青色映像光５ａとなる。

【０００５】青のダイクロイックミラ−４で青色成分を
失って透過した光は，黄色になる。その黄色光８は赤の
ダイクロイックミラ−９に入射し，そこで，赤色光１０
が分離され，残る緑色光１１のみが，そのダイクロイッ
クミラ−９を透過する。分離された赤色光１０は液晶パ
ネル７と同一構成からなる透過形の液晶パネル１２に入
射し赤色映像光１０ａとなる。青色映像光５ａと赤色映
像光１０ａは，混合用のダイクロイックミラ−１３で混
合されてマゼンダ色映像光１４となる。

【０００６】一方，緑色光１１はやはり液晶パネル７と
同一構成の透過形の液晶パネル１５に入射し，緑色映像
光１１ａとなり，ミラ−１６で反射されて混合用のダイ
クロイックミラ−１７に入射する。緑色映像光１１ａと
マゼンダ色映像光１４は混合用のダイクロイックミラ−
１７で混合されて．ＲＧＢ加色混合映像光１８となり，
投射光学系１９を介して大型スクリ−ン２０に拡大投射
されて，カラ−映像が再生される。

【０００７】このようなミラ−方式に対してプリズム方
式は，３角プリズム４枚を貼り合わせ，その貼り合わせ
面に色混合用被膜を介在させたダイクロイックプリズム
を用い，ＲＧＢ別映像光を混合する方式であり，ミラ−
方式における混合用のダイクロイックミラ−１３および
１７と同じ働きをする。

【０００８】

【発明が解決しようとする問題点】このような構成であ
るから，光源１からの光をＲ，Ｇ，Ｂ光に分光して液晶
パネル７，１２および１５を透過させた後，加色混合し
てスクリ−ン２０上に拡大投射するので，３個の液晶パ
ネル７，１２および１５（以下，代表して７と記す）の
各画素がスクリ−ン２０上で完全に重なり合わなければ
ならない。このため，４個のダイクロイックミラ−４，
９，１３，１７（以下，代表して４と記す），液晶パネ
ル７および入射光を全反射するミラ−６，１６（以下，
代表して６と記す）の取付位置，特にその取付角度の正
確さが要求される。

【０００９】そこで，これらの光学的構成部品は，通
常，アルミダイキャスト製の剛性のある光学ベ−ス２１
上にブラケットに取り付けられている液晶パネルが取り
付けられるが，この光学ベ−ス２１上の取付位置は正確
な水平面となるように，精密機械加工されている。この
ため，光学ベ−ス２１の重量が大であるばかりでなく，
製造コストが高く，また光学的構成部品を光学ベ−ス２
１にねじ止め固定しているため，ねじ取付用孔と止めね
じとの寸法差によって取付位置がずれ易いという問題が
あった。

【００１０】さらに，液晶パネル７，１２，１５の各画
素をスクリ−ン２０上で完全に重ね合わせるためには，
各液晶パネル７をＸ，Ｙ方向に移動させるとともに，
Ｘ，Ｙ平面内において回転させ得る位置決め調整機構が
必要であるから，従来の調整機構では，液晶パネル７を
取り付けたブラケット自体に光学ベ−ス２１を介してね
じを通して，このねじを外側から調整するように光学ベ
−ス２１自体に位置決め調整機構を付加した構成となっ
ている。このように，光学ベ−ス自体に位置決め調整機
構を付加しているので，その構造が複雑で，部品点数が
多く，組立，調整作業に時間がかかるという問題があっ
た。その上，ダイクロイックミラ−４，ミラ−６もねじ
で固定しているので，このねじのがた分もあり，その位
置決め調整が困難であった。

【００１１】従って，この発明は，上記した従来の問題
点を解決するためになされたもので，その目的とすると
ころは，高価なアルミダイキャスト製の光学ベ−スを使
用することなく，液晶パネル等の光学的構成部品を正確
に取り付けることが出来るようにした液晶カラ−投射装
置における光学的構成部品の位置決め機構を提供するこ
とにある。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】この発明は，液晶パネ
ル等の光学的構成部品と，この光学的構成部品を挟んで
平行に対向配置されるとともに，この光学的構成部品の
取付箇所に第１の位置決め用孔を対向位置して透設した
一対の側板と，第１の位置決め用孔に挿入されて，この
光学的構成部品の反射面に当接して光学的構成部品を位
置決めするとともに，両側板の平行度を保持する第１の
位置決め用ピンとにより，光学的構成部品の位置決めを
するようにしたものである。

【００１３】

【作用】一対の側板に，液晶パネル等の光学的構成部品
を位置決めするための第１の位置決め用孔を取付箇所に
透設し，この第１の位置決め用孔に光学的構成部品の反
射面に当接させて第１の位置決め用ピンを挿入すること
により光学的構成部品を位置決めした後，組み立てられ
る。液晶パネルのように画素合わせが必要な光学的構成
部品の場合には，保持部材に取付られた液晶パネルを微
調整した後，この液晶パネルを固定するためのブラケッ
トの位置決めをするための第２の位置決め用孔が側板に
透設されており，この第２の位置決め用孔に対向位置す
る第３の位置決め用孔がブラケットに透設されており，
この第２および第３の位置決め用孔に第２の位置決め用
ピンを挿入して，ブラケットを側板に位置決めした後，
ねじ止め固定される。

【００１４】

【発明の実施例】この発明の実施例を，図１〜図７に基
づいて詳細に説明する。図１は光学的構成部品の調整機
構を示す分解斜視図，図２，図３は同装置の縦断面図，
図４は液晶パネルの調整保持機構を示す分解斜視図，図
５はダイクロイックミラ−の平面図，図６は図５のＡ−
Ａ線断面図，図７は液晶カラ−投射装置の模式図であ
る。なお，図中図４と同一構成部品のものは同一符号を
以て示し，その説明を省略する。

【００１５】図７において，３０は反射面が放物線から
なり，光源光を光軸と平行な平行光にする反射鏡，３１
はミラ−で，反射鏡からの平行光を全反射しダイクロイ
ックミラ−４に入射している。３２，３３，３４はそれ
ぞれ液晶パネル７，１２，１５に一体的に設けられた収
束レンズである。

【００１６】図１〜図３において，３５，３６は光軸と
平行になるように対向配置される一対の側板で，この両
側板３５，３６間には，図６に示すダイクロイックミラ
−４，９，１３，１７，収束レンズ３２，３３，３４，
液晶パネル７，１２，１５および全反射ミラ−６，１６
の光学的構成部品が配設される。そのため，この側板３
５，３６には，収束レンズ３２，３３，３４を除く光学
的構成部品である３個の液晶パネル７，１２，１５およ
び４個のダイクロイックミラ−４，９，１３，１７，２
個のミラ−６，１６のそれぞれ取付箇所両端部に対向す
る位置に，この光学的構成部品を正確に位置決めするた
め，高精度に位置決め加工された一対の第１の位置決め
用孔３８ａ，３８ｂ・・・・，３９ａ，３９ｂ・・・・
・が両側板３５，３６に対向位置して超精密加工により
透設されている。さらに，この両側板３５，３６には，
光学的構成部品の内，保持部材４６に取付られている液
晶パネル７を側板３５，３６に固定するためのブラケッ
ト４１が取り付けられるが，このブラケット４１を側板
３５，３６に固定するために，第１の位置決め用孔３８
ａ，３８ｂ・・・，３９ａ，３９ｂ・・・と同様な精度
を持つ第２の位置決め用孔４０・・・が透設されてい
る。

【００１７】ブラケット４１の一辺は後述する光学的構
成部品の保持部材４６の耳部５１ａ，５１ｂに対向配置
され，他辺は側板３５，３６の外側面と対向位置するよ
うにＬ形に形成されている。このブラケット４１に液晶
パネル７を取り付けた後に，これを側板３５，３６にね
じ止め固定するために，側板３５，３６の第２の位置決
め用孔４０に対向位置して，第３の位置決め用孔４２が
透設されている。

【００１８】４３ａ，４３ｂ・・・は，第１の位置決め
用ピンで，一対をなす第１の位置決め用孔３８ａと３９
ａ，３８ｂと３９ｂ・・・・との間にそれぞれ嵌挿され
て光学的構成部品をこの位置決め用ピン４３ａ，４３ｂ
に直接当接させて，光学的構成部品を高精度に位置決め
するとともに，これによって両側板３５，３６の平行度
をも保持するためのもので，その直径は位置決め用孔３
８ａ，３８ｂ・・・，３９ａ，３９ｂ・・・の直径と同
程度の超精密加工により形成されている。そして，光学
的構成部品の内，液晶パネル７，１２，１５について
は，その入射面が位置決め用ピン４３ａ，４３ｂに対し
て調整保持機構４４によってＸ方向およびＹ方向に移動
調整可能に密接固定されている。４５は，第２の位置決
め用ピンで，側板３５，３６に透設されている第２の位
置決め用孔４０と，これに対向してブラケット４１に透
設されている第３の位置決め用孔４２とに挿入されて，
ブラケット４１を側板３５，３６に位置決めするための
ものである。４５’は垂直方向に挿入される，同様な一
決め用ピンで，位置決め用孔４２’に挿入される。

【００１９】調整保持機構４４は，図４に示すように，
液晶パネル７を挟持する保持部材４６およびカバ−４７
を備えている。保持部材４６は，液晶パネル７の有効面
に対向する部位を切り抜かれることにより，枠状に形成
され，止めねじＭ₁ により保持部材４６に固定されてい
る。又，保持部材４６の液晶パネル７側と反対側の面に
は，偏光板４８両側端部を保持する一対の押さえ部材４
９ａ，４９ｂおよび偏光板保持部材５０が止めねじＭ₂
によって共締め固定されている。

【００２０】偏光板保持部材５０は，液晶パネル７の有
効面に対向する部位を切り抜かれることにより枠状体と
される。保持部材４６の左右両辺，即ち，側板３５，３
６側の２辺には，耳部５１ａ，５１ｂが位置決め用ピン
４３ａ，４３ｂの軸線と平行に延設されており，又，位
置決め用ピン４３ａ，４３ｂと平行な上下２辺の両端部
近傍には，舌片５２ａ，５２ｂがそれぞれ切り欠き形成
されている。これらの舌片５２ａ，５２ｂは，偏光板４
８側に略直角に折り曲げられた後，更に，保持部材４６
の本体５３と平行になるように略直角に折り曲げられる
ことにより，保持部材４６の本体５３との間に位置決め
用ピン４３ａ，４３ｂがそれぞれ挿通される間隙を形成
している。この間隙は，図２に示すように，側板３５，
３６に透設されている第１の位置決め用孔３８ａ，３８
ｂ・・・，３９ａ，３９ｂ・・・に対向位置している。
このため，保持部材４６は，側板３５，３６の第１の位
置決め用孔３８ａ，３８ｂ・・・，３９ａ，３９ｂ・・
・から挿通された，一対の位置決め用ピン４３ａ，４３
ｂにより精密にあらかじめ位置決めされるとともに，上
下左右方向に移動調整可能に取り付けられている。な
を，一対の押さえ部材４９ａ，４９ｂと偏光板保持部材
５０とによって保持される偏光板４８は，舌片５２ａ，
５２ｂにねじ止め固定されることにより，液晶パネル７
と適宜な隙間を保っているので，偏向光を吸収して発熱
しても，液晶パネル７に熱影響を与えることがなく好都
合である。５５は液晶パネル７の冷却用パネルである。

【００２１】図５〜図６に示すように，４枚のダイクロ
イックミラ−４，９，１３，１７および２枚のミラ−
６，１６は，両端を側板３５，３６に取り付けられるミ
ラ−押さえ部材５４ａ，５４ｂに保持されて，反射面４
ａ，９ａ・・を表面側にして，裏面側を直接側板３５，
３６に当接して配設されている。

【００２２】次に，作用動作について説明する。このよ
うに構成された調整保持機構４４は，一対の位置決め用
ピン４３ａ，４３ｂに係止され，適宜回転を含むＸ，Ｙ
方向に移動調整される。この場合，すべての液晶パネル
７，１２，１５はその入射面が保持部材４６の本体５３
を介して側板３５，３６の位置決め用孔３８ａ，３８
ｂ，３９ａ，３９ｂ・・・に挿通されて，その取付箇所
に精密に位置決めされている位置決め用ピン４３ａ，４
３ｂに密接されているため，取付角度はあくまでも位置
決め用ピン４３ａ，４３ｂと平行で，変化することはな
い。このように，取付箇所に精密に位置決めされた液晶
パネル７，１２，１５は，側板３５，３６に透設されて
いる第２の位置決め用孔４０とブラケット４１に透設さ
れている第３の位置決め用孔４２とに第２の位置決め用
ピン４５を挿通して液晶パネル７，１２，１５のそれぞ
れ固定箇所に位置決めした後，微調整用の治具（図示せ
ず）により，位置調整され，ブラケット４１にねじ止め
固定される。

【００２３】又，４枚のダイクロイックミラ−４，９，
１３，１７および２個のミラ−６，１６の反射面４ａ，
９ａ・・・は，側板３５，３６の位置決め用孔３８ａ，
３８ｂ・・・，３９ａ，３９ｂ・・・に挿通されている
位置決めピン４３ａ，４３ｂに直接当接されて配設され
ているので，第１の位置決め用孔３８ａ，３８ｂ・・，
３９ａ，３９ｂ・・の精度と，位置決め用ピン４３ａ，
４３ｂの直径精度との箇所に直接反射面を当接されてい
るので，組み立てた時の精度が非常に良くなり，組立工
程終了後の微調整は必要ではない。特に，これらの光学
的構成部品は液晶パネル７と異なり，画素合わせのため
の厳密な調整を必要としないため，精密に位置決めされ
た後は，単に入射面の両端がそのまま位置決め用ピン４
３ａ，４３ｂに止め金具（図示せず）によりそれぞれ固
定される。

【００２４】

【発明の効果】この発明は，液晶パネル等の光学的構成
部品と，この光学的構成部品を挟んで平行に対向配置さ
れるとともに，この光学的構成部品の取付箇所に第１の
位置決め用孔を対向位置して透設した一対の側板と，第
１の位置決め用孔に挿入されて，この光学的構成部品の
反射面に当接して光学的構成部品を位置決めするととも
に，両側板の平行度を保持する第１の位置決め用ピンと
により，光学的構成部品の位置決めをするようにしたの
で，光学的構成部品の内，ダイクロイックミラ−と反射
ミラ−とは，それぞれ取付箇所に位置決め用孔の孔精度
と位置決め用ピンの直径精度まで精密に位置決めされる
から，組立工程終了と同時に充分な精度が得られ，特別
な調整を必要としない。又，一対の側板に，光学的構成
部品の内，液晶パネルを保持部材に取り付けるととも
に，この保持部材を側板に固定するためのブラケットの
位置決めをする第２の位置決め用孔を透設し，液晶パネ
ルを取り付けた保持部材は，側板から突出する耳部を有
し，液晶パネルの面に対して平行な方向にスライド可能
に固定し，ブラケットは，耳部に一辺が対向位置され他
辺は側板の側面と対向位置するようにＬ形に形成され，
側板に透設した第２の位置決め用孔に対向位置して第３
の位置決め用孔を透設し，第２の位置決め用孔と第３の
位置決め用孔とに挿通して，ブラケットを側板に位置決
めする第２の位置決め用ピンとによりあらかじめ精密に
位置決めされているので，最終工程における画素合わせ
工程で，液晶パネルの画素合わせのための調整もわずか
な微調整でよいことになり，調整範囲が非常に少なくな
り，調整作業が簡単になる。その上，従来のように，光
学系に調整機能を持たせていないので，構造が簡単であ
るとともに，重量も軽く，コストも非常に安価となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す分解斜視図である。

【図２】この発明の実施例を示す断面図である。

【図３】この発明の実施例を示す断面図である。

【図４】この発明の実施例を示す分解斜視図である。

【図５】この発明の実施例を示すもので，ミラ−の平面
図である。

【図６】この発明の実施例を示すもので，図４のＡ−Ａ
線断面図である。

【図７】この発明の実施例を示す装置の模式図である。

【図８】従来例を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 光源 ４，９，１３，１７ ダイクロイックミラ− ７，１２，１５ 液晶パネル ６，１６ ミラ− ３５，３６ 側板 ３８ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂ 第１の位置決め
用孔 ４０ 第２の位置決め用孔 ４１ ブラケット ４２，４２’ 第３の位置決め用孔 ４３ａ，４３ｂ 第１の位置決め用ピン ４５，４５’ 第２の位置決め用ピン ４６ 保持部材 ５１ａ，５１ｂ 耳部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶パネル等の光学的構成部品と，この
   光学的構成部品を挟んで平行に対向配置されるととも
   に，この光学的構成部品の取付箇所に第１の位置決め用
   孔を対向位置して透設した一対の側板と，前記第１の位
   置決め用孔に挿入されるとともに，前記光学的構成部品
   の入射面に当接してこの光学的構成部品を位置決めする
   とともに，前記両側板の平行度を保持する第１の位置決
   め用ピンと，からなることを特徴とする液晶カラ−投射
   装置における光学的構成部品の位置決め機構。
2. 【請求項２】 前記一対の側板に，前記光学的構成部品
   の内，液晶パネルを保持部材に取り付けるとともに，こ
   の保持部材を前記側板に固定するためのブラケットの位
   置決めをする第２の位置決め用孔を透設し，前記液晶パ
   ネルを取り付けた保持部材は，前記側板から突出する耳
   部を有し，前記液晶パネルの面に対して平行な方向にス
   ライド可能に固定し，前記ブラケットは，前記耳部に一
   辺が対向位置され他辺は前記側板の側面と対向位置する
   ようにＬ形に形成され，前記側板に透設した第２の位置
   決め用孔に対向位置して第３の位置決め用孔を透設し，
   前記第２の位置決め用孔と前記第３の位置決め用孔とに
   挿通して，前記ブラケットを前記側板に位置決めする第
   ２の位置決め用ピンと，からなることを特徴とする請求
   項１に記載の液晶カラ−投射装置における光学的構成部
   品の位置決め機構。