JP2009216867A - Projection display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、投射型表示装置に係り、液晶パネルなどのライトバルブ素子を使用して、スクリーン上に映像を投影する表示装置であって、特に、光を合成するプリズムにライトバルブの保持材を保持する際の固定の仕方に特徴のある投射型映像表示装置に関する。 The present invention relates to a projection-type display device, and is a display device that projects a video image on a screen using a light valve element such as a liquid crystal panel. In particular, a light valve holding material is provided on a prism that synthesizes light. The present invention relates to a projection-type image display device that is characterized by a fixing method at the time of holding.
従来、電球などの光源からの光を、液晶パネルなどのライトバルブにより映像信号に応じて画素毎の濃淡に変える光強度変調をおこなって、光学像を形成し、その光学像をスクリーンなどに映像として拡大投射する液晶プロジェクタ,背面投射型ディスプレイ装置等の投射型表示装置が知られている。 Conventionally, light from a light source such as a light bulb is modulated by light intensity such as a light valve such as a liquid crystal panel, and the intensity of each pixel is changed according to the video signal to form an optical image. Projection display devices such as liquid crystal projectors and rear projection display devices that perform enlarged projection are known.
最近の投射型表示装置においては、光源からの光を光分離手段で複数色(例えば3色)に分光した光を、それぞれの色を担当するライトバルブ(代表的なものは、液晶パネルである)で変調した後に、合成プリズムによって複数色成分の光を合成し、投射レンズにて装置外部へと投射して映像として表示する。 In a recent projection display device, a light valve (typically, a liquid crystal panel) takes charge of each color of light obtained by splitting light from a light source into a plurality of colors (for example, three colors) by a light separating means. ), The light of a plurality of color components is combined by a combining prism, and projected to the outside of the apparatus by a projection lens and displayed as an image.
このときに、合成プリズムとライトバルブとの間の位置関係は、3色などの複数成分が、ともに固定されている必要がある。すなわち、3枚の液晶パネルのうち、一つでも位置が移動してしまったような場合には、合成されて表示される映像に色ずれや焦点ずれが発生し、映像の品質を損なうことになる。 At this time, the positional relationship between the synthesis prism and the light valve needs to be fixed together for a plurality of components such as three colors. In other words, if even one of the three liquid crystal panels has moved, color shift and defocus may occur in the synthesized and displayed image, thereby degrading the image quality. Become.
したがって、合成プリズムとライトバルブの相対的位置関係を安定的に保つために、従来より様々な方法が考案されてきた。 Therefore, various methods have been devised in the past in order to stably maintain the relative positional relationship between the synthesis prism and the light valve.
例えば、特許文献1には、合成プリズムとライトバルブの位置関係を保つために、ライトバルブ保持部材を、合成プリズムの上下面あるいは左右の二面にて固定して取り付ける技術が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a technique in which a light valve holding member is fixed and attached to the upper and lower surfaces of the composite prism or two left and right surfaces in order to maintain the positional relationship between the composite prism and the light valve.
以下、図9を用いて、従来技術に係る光学ユニット(プリズムブロック)における合成プリズムへのライトバルブ保持部材の取り付けについて説明する。
図9は、従来技術に係る光学ユニットにおける合成プリズムへのライトバルブ保持部材の取り付けについて説明する図である。
Hereinafter, the attachment of the light valve holding member to the composite prism in the optical unit (prism block) according to the related art will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a diagram for explaining attachment of the light valve holding member to the combining prism in the optical unit according to the related art.
ライトバルブ保持部材801は、ライトバルブ802を保持している。図9(a)に示される取り付け方法では、合成プリズム800の上下面の二面で、接着剤810により接着されて固定されている。これは、上記の特許文献1に示されている技術である。
The light
また、図9(b)に示される取り付け方法では、合成プリズム800とライトバルブ802が対向する正面に二箇所あるいは三箇所、四箇所で接着剤810により、取り付けられて固定されている。
In the attachment method shown in FIG. 9B, the
ところが、このような取り付け方法では、ライトバルブ保持部材801と合成プリズム800とは、面接着しているために、せん断方向に対し接着強度は強いが引張方向に対し接着強度は弱いという問題があって、ライトバルブ802と合成プリズム800の相対的な位置関係がずれるおそれがある。
However, such a mounting method has a problem that the light
また、図9(a)の取り付け方法では、光学ユニットが上下方向に大きくなり、図9(b)では、光学ユニットの光を照射する方向に対して寸法が大きくなるという問題点がある。 9A has a problem that the optical unit becomes larger in the vertical direction, and in FIG. 9B, the dimension becomes larger with respect to the direction in which the light of the optical unit is irradiated.
また、ライトバルブ保持部材801と合成プリズム800の取り付けにおいては、接着剤810として、紫外線を照射して硬化させる紫外線(UV)硬化型接着剤を使うことが一般的である。
In attaching the light
したがって、光学ユニットの製造工程において、接着剤810を塗布後に紫外線を照射する。そのため、接着の際に、効率よく紫外線を接着部に集光するとともに、紫外線による光学部品への被爆量を低減して、その損傷を防ぐ必要がある。
Therefore, in the manufacturing process of the optical unit, ultraviolet rays are irradiated after the
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、投射型表示装置の光学ユニットにおいて、合成プリズムへライトバルブ保持部材の取り付ける際に、小型であり、かつ、接着強度を上げることにより、信頼性に優れた光学ユニットを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to provide a compact and adhesive strength when attaching a light valve holding member to a composite prism in an optical unit of a projection display device. Is to provide an optical unit with excellent reliability.
また、紫外線硬化型接着剤に適した取り付け方法を提供することにより、紫外線の集光効率を上げやすく、かつ、紫外線照射による光学部品の損傷を防ぐことが容易な合成プリズムへライトバルブ保持部材の取り付け方法を提供することにある。 In addition, by providing a mounting method suitable for UV curable adhesives, it is easy to increase the light collection efficiency of the UV light and to prevent damage to optical components due to UV irradiation. To provide an attachment method.
本発明の投射型表示装置としては、光を出射する光源と、光源からの光を変調するライトバルブと、ライトバルブからの光を合成する合成プリズムと、合成プリズムからの光を投射する投射部と、ライトバルブを合成プリズムの各面に平行になるように保持するライトバルブ保持部材とを有する投射型表示装置であって、合成プリズムは、直方体形状であって、直方体の角にあたる部分に三角形状の切り欠き部を設ける。 The projection display device of the present invention includes a light source that emits light, a light valve that modulates light from the light source, a synthesis prism that synthesizes light from the light valve, and a projection unit that projects light from the synthesis prism. And a light valve holding member that holds the light valve so as to be parallel to each surface of the composite prism, wherein the composite prism has a rectangular parallelepiped shape and has a triangular shape at a portion corresponding to a corner of the rectangular parallelepiped A notch with a shape is provided.
また、ライトバルブ保持部材は、合成プリズムの対向する面の方向に向き、合成プリズムと対向する面の長方形の四隅にあたる位置に突起部を設ける。 In addition, the light valve holding member is provided with protrusions at positions corresponding to the four corners of the rectangle of the surface facing the composite prism, facing the direction of the surface facing the composite prism.
そして、合成プリズムとライトバルブ保持部材とを低温でかつ短時間で硬化する流動性の低い接着剤、例えば、紫外線硬化型接着剤により固定する。 Then, the synthetic prism and the light valve holding member are fixed with an adhesive having low fluidity that cures at a low temperature in a short time, for example, an ultraviolet curable adhesive.
紫外線硬化型接着剤を用いるときには、切り欠き部に、紫外線反射膜または透過防止膜を形成するようにしてもよい。 When an ultraviolet curable adhesive is used, an ultraviolet reflecting film or a transmission preventing film may be formed in the notch.
本発明によれば、投射型表示装置の光学ユニットにおいて、合成プリズムへライトバルブ保持部材の取り付ける際に、小型であり、かつ、接着強度を上げることにより、信頼性に優れた光学ユニットを提供することができる。 According to the present invention, in the optical unit of the projection display device, when the light valve holding member is attached to the composite prism, the optical unit is small and has high reliability by increasing the adhesive strength. be able to.
また、紫外線硬化型接着剤に適した取り付け方法を提供することにより、紫外線の集光効率を上げやすく、かつ、紫外線照射による光学部品の損傷を防ぐことが容易な合成プリズムへライトバルブ保持部材の取り付け方法を提供することができる。 In addition, by providing a mounting method suitable for UV curable adhesives, it is easy to increase the light collection efficiency of the UV light and to prevent damage to optical components due to UV irradiation. An attachment method can be provided.
以下、本発明に係る一実施形態を、図1ないし図8を用いて説明する。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
先ず、図1ないし図4を用いて本発明の一実施形態に係る投射型表示装置の全体の構造について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る投射型表示装置の外観を示す斜視図であり、図1(a)は、投射型表示装置の正面側、図1(b)は背面側を示す図である。
図2は、図1に示した投射型表示装置1の内部の斜視図である。
図3は、光学エンジン部300の斜視図である。
図4は、プリズムユニット310の斜視図である。
First, the overall structure of a projection display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a projection display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a front side of the projection display device, and FIG. 1B shows a rear side. FIG.
FIG. 2 is a perspective view of the inside of the projection display device 1 shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view of the
FIG. 4 is a perspective view of the
図1に示されるように、投射型表示装置1は、図1(a)のように、排気口2が投射レンズ10と同じ方向、すなわち、正面側に面しており、吸気口3は、側面側に設けてある。その他、操作ボタン4は、投射型表示装置1の上面に配置されている。
As shown in FIG. 1, in the projection display device 1, the
投射型表示装置1は、操作ボタン4、あるいはリモコン(図示せず)により装置外部から操作して、動作させる。動作時には、投射レンズ10より図示していないスクリーンなどに映像を投射して表示する。
The projection display device 1 is operated by operating from the outside of the device by the
図2に示されるように、投射型表示装置1の内部には、光学エンジン部300が設けられている。光学エンジン部300は、光源100からの光を色分離部(図示せず)で3色(赤色、緑色、青色)に分離し、例えば、液晶パネル等のライトバルブ(図2には、図示せず)に照射し、ライトバルブによって形成された光学像を合成プリズム(図2には、図示せず)で合成している。そして、最終的に投射レンズ10により、装置外部のスクリーン(図示せず)などに拡大投射して映像として表示する。
As shown in FIG. 2, an
図3は、図2の視線方向で、光学エンジン部300のみを取り出して図示したものである。図3に示されるように、投射レンズ10には、プリズムユニット310に取付けられている。
FIG. 3 shows only the
図4に示されるように、プリズムユニット310は、プリズムブロック保持部材380とプリズムブロック390からなり、プリズムブロック390が、プリズムブロック保持部材380により固定保持されている。
As shown in FIG. 4, the
次に、図5および図6を用いてプリズムブロック390の詳細について説明する。
図5は、プリズムブロック390の斜視図である。
図6は、ライトバルブ周辺部の分解斜視図である。
Next, details of the
FIG. 5 is a perspective view of the
FIG. 6 is an exploded perspective view of the periphery of the light valve.
図5に示されるように、合成プリズム600の三つの側面をとりかこむように各色成分を担当するライトバルブ320,340,360(ライトバルブ360は、ライトバルブ320の向こう側にあり、図5では見えていない)が、それぞれライトバルブ保持部材330,350,370(ライトバルブ360保持部材は、ライトバルブ330の向こう側にある保持部材であり、図5では図示していない)を介して取付けられている。この図5では、ライトバルブ保持部材330,350,370は、ポリカーボネート材などの熱可塑性高分子材料や金属のプレス材で形成されている。
As shown in FIG. 5, the
なお、ライトバルブ320と合成プリズム600との間には、図示していないが、偏光板410を配置している。他のライトバルブ350,370と合成プリズム600との間にも、同様に偏光板が設けられている。
Although not shown, a
ここで、ライトバルブで画像を表示する仕組みを説明する。ライトバルブ320には、前記したように、光源100からの光を色分離部において色分離された光(ここでは緑色)が照射される。このとき、図示しない偏光変換素子により偏光方向を一方向(ここではS偏光)に揃えた状態で入射するようにしている。ライトバルブ320においては、設定した画素に対応する部分では、偏光方向を回転する/しないの制御をおこなって、入射光の変調をおこなう。そして、偏光方向を回転した画素に対応する部分からの光はP偏光として出力される。ここで、偏光板410の透過軸をP偏光と一致するように配置することにより、ライトバルブ320で偏光方向が回転した画素部分の光のみが偏光板410を透過する。ライトバルブ320において、偏光方向が回転していない画素に対応する部分からの光は、S偏光の成分は、偏光板410に吸収される。
Here, a mechanism for displaying an image with a light valve will be described. As described above, the
このようにして、偏光板410とライトバルブ320との組み合わせにより、ライトバルブの画素毎のオン/オフの制御動作が実現され、さらに、この画素毎の制御を組み合わせて1枚の光学像である画像(緑色)として表示することが可能となる。
In this way, the on / off control operation for each pixel of the light valve is realized by the combination of the
ライトバルブ340においては、色分離部において色分離された光(ここでは赤色)が照射されるようにすることにより、赤色画像を表示し、また、図示していないライトバルブ360においては、色分離された光(ここでは青色)が照射されるようにして青色画像を表示するようにしている。
The
ライトバルブ320,340,360にて形成された画像は、合成プリズム600内部のダイクロイックミラー面(図示せず)により実現される。ライトバルブ320から出力される緑色画像(光)は、合成プリズム600内部のダイクロイックミラー面を透過して直進する。また、ライトバルブ340から出力される赤色画像(光)およびライトバルブ370から出力される青色画像(光)は、合成プリズム600内のダイクロイックミラー面で直角に反射して、ライトバルブ320,340,360の配置されていない面方向(投射レンズ10方向)に進む。このようにして、各ライトバルブ320,340,360からの映像を、合成プリズム600により合成し、投射レンズ10にて投射する。
Images formed by the
図6に示すように、ライトバルブ320には、ライトバルブ保持部材330に取付けるための穴321が周辺部近傍の四箇所設けられており、ライトバルブ保持部材330には四箇所の穴321に対応する位置に凸部331が設けられている。また、ライトバルブ保持部材330には、合成プリズム600に取付けるための突起部332,333,334,335が、四隅に設けられている。また、ライトバルブ保持部材330には偏光板410を固定するための溝336が設けられ、偏光板410を上部から挿入可能になっている。
As shown in FIG. 6, the
次に、図7および図8を用いてライトバルブ保持部材330を合成プリズム600に取り付ける方法について説明する。
図7は、合成プリズム600の加工を示すための斜視図である。
図8は、紫外線硬化接着剤により、ライトバルブ保持部材330を合成プリズム600に接着している様子を示す図である。
Next, a method for attaching the light
FIG. 7 is a perspective view for illustrating processing of the combining
FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the light
合成プリズム600は、図7(a)に示されるように、二種類の異なった種類の底辺三角形を有する三角柱610,611を四つ張り合わせて、立方体または直方体形状にしたものである。
As shown in FIG. 7A, the
本実施形態では、図7(a)に示され合成プリズム600に対して、図7(b)に示されるように、角に八箇所の切り欠き部601,…,608を設ける。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7B, eight
そして、先ず、図6に示したライトバルブ320の穴321にライトバルブ保持部材330の凸部331を挿入し、接着剤を流し込み接着固定する。また、偏光板410をライトバルブ保持部材330の溝337に挿入後、図示しない接着剤等で固定保持する。他のライトバルブ340,360についても同様に、ライトバルブ340,360、および偏光板(図示せず)がそれぞれライトバルブ保持部材350,370に接着剤にて固定保持される。
First, the
上記のように、各ライトバルブ320,340,360の表示画像が合成プリズム600により合成されて投射レンズから投射される。したがって、スクリーン上に投射された各表示映像を完全に一致させるためには、投射レンズ10側から見て、3枚のライトバルブ320,340,360が相対的に同じ焦点位置、同じ画面位置にある必要がある。このために、合成プリズム600周りにライトバルブを固定する際には、ライトバルブの位置合わせ調整(コンバージェンス調整)をおこなう必要がある。ここで、ライトバルブの位置がずれると、合成される映像が乱れることになるため、調整した位置で確実に固定されなければならない。
As described above, the display images of the
そこで、ライトバルブ保持部材330にライトバルブ320を接着固定した後、ライトバルブ保持部材330の位置を図示しない調整冶具などでコンバージェンス調整をおこなう。
Therefore, after the
合成プリズム600の八箇所の切り欠き部601…に接着剤500を塗布し、図8に示されるように、ライトバルブ保持部材の一つのライトバルブ保持部材3300の四箇所の突起332,333,…を、取り付ける三角柱611bの切り欠き部601,…,604の対応する面に押し圧して、接着させる。
The adhesive 500 is applied to the eight
接着剤としては、低温でかつ短時間で硬化する流動性の低い接着剤である例えば紫外線(UV)硬化型接着剤や低温硬化型エポキシ系接着剤などが好適に用いられ、紫外線硬化型接着剤のときには、接着剤を塗布後にUVを照射し、低温硬化型エポキシ系接着剤のときには、熱(低温)を与えることで接着剤を硬化させて固定させる。例えば、紫外線硬化型接着剤としては、以下の表1に示される組成の紫外線硬化型接着剤を使用すればよい。 As the adhesive, for example, an ultraviolet (UV) curable adhesive or a low temperature curable epoxy adhesive, which is a low-fluidity adhesive that cures at a low temperature in a short time, is preferably used, and an ultraviolet curable adhesive. In this case, UV is irradiated after the adhesive is applied, and in the case of a low temperature curing type epoxy adhesive, the adhesive is cured and fixed by applying heat (low temperature). For example, as the ultraviolet curable adhesive, an ultraviolet curable adhesive having a composition shown in Table 1 below may be used.
紫外線硬化型接着剤を用いるときには、図8に示されるように、紫外線を照射して接着剤500を硬化させる。 When using an ultraviolet curable adhesive, as shown in FIG. 8, the adhesive 500 is cured by irradiating with ultraviolet rays.
他のライトバルブ保持部材350,370の接着についても同様である。
The same applies to the bonding of the other light
また、紫外線硬化型接着剤を用いるときには、切り欠き部600,…,608に、接着剤を塗布する前に、紫外線反射膜、透過防止膜を形成することにより、合成プリズム600の内部の紫外線を照射することによる損傷を防止すること手段を講じることができる。
In addition, when an ultraviolet curable adhesive is used, an ultraviolet reflecting film and a transmission preventing film are formed on the
以上のように、従来技術と比較して、本実施形態では、紫外線を照射する個所が小さいため、紫外線の集光効率をあげることができる。また、合成プリズム600以外の他の光学部品に対する紫外線の照射による被爆量を低減することができ、紫外線を照射することによる損傷を最小限にすることができる。
As described above, compared with the prior art, in the present embodiment, the portion for irradiating ultraviolet rays is small, and therefore the ultraviolet ray condensing efficiency can be increased. Further, the amount of exposure due to the irradiation of ultraviolet rays with respect to the optical components other than the
また、本実施形態の取り付け方法では、従来技術に比べて、接着する個所が分散されるため、多軸方向に対して安定的に接着され、アンバランスが生じにくく、接着の強度化を図ることができる。 Also, in the mounting method of the present embodiment, since the portions to be bonded are dispersed as compared with the prior art, the bonding is stably performed in the multiaxial direction, unbalance is unlikely to occur, and the bonding strength is increased. Can do.
さらに、ライトバルブ保持部材330の四隅に、合成プリズム600と接着するための突起部332,…,335を設けるだけでよく、成型は容易であり、従来のライトバルブ保持部材の取り付け方法より、プリズムユニット310を小型化することができる。
Furthermore, it is only necessary to provide
1…投射型表示装置、2…排気口、3…吸気口、4…操作ボタン、10…投射レンズ、100…光源、300…光学エンジン部、310…プリズムユニット、320,340,360…ライトバルブ、330,350,370…ライトバルブ保持部材、380…プリズムブロック保持部材、390…プリズムブロック、332…上側アーム部、333…下側アーム部、334、335…穴、337,338…段差、410…偏光板、500,510,511…接着剤、600…合成プリズム。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projection type display apparatus, 2 ... Exhaust port, 3 ... Intake port, 4 ... Operation button, 10 ... Projection lens, 100 ... Light source, 300 ... Optical engine part, 310 ... Prism unit, 320, 340, 360 ... Light valve , 330, 350, 370 ... light valve holding member, 380 ... prism block holding member, 390 ... prism block, 332 ... upper arm portion, 333 ... lower arm portion, 334,335 ... hole, 337,338 ... step, 410 ... Polarizing plate, 500, 510, 511 ... Adhesive, 600 ... Synthetic prism.
800…合成プリズム、800…ライトバルブ保持部材、802…ライトバルブ、810…接着剤。 800 ... Synthetic prism, 800 ... Light valve holding member, 802 ... Light valve, 810 ... Adhesive.
Claims (4)
前記光源からの光を変調するライトバルブと、
前記ライトバルブからの光を合成する合成プリズムと、
前記合成プリズムからの光を投射する投射部と、
前記ライトバルブを前記合成プリズムの各面に平行になるように保持するライトバルブ保持部材とを有し、
前記ライトバルブ保持部材は、前記合成プリズムの対向する面の方向に向き、前記合成プリズムと対向する面の長方形の四隅にあたる位置に突起部を有し、
前記合成プリズムには、直方体形状であって、直方体の角にあたる部分に三角形状の切り欠き部を設け、
前記合成プリズムと前記ライトバルブ保持部材とを接着剤により固定することを特徴とする投射型表示装置。 A light source that emits light;
A light valve that modulates light from the light source;
A synthesis prism for synthesizing light from the light valve;
A projection unit for projecting light from the synthetic prism;
A light valve holding member that holds the light valve so as to be parallel to each surface of the combining prism;
The light valve holding member has projections at positions corresponding to the four corners of the rectangle of the surface facing the composite prism, facing the direction of the surface facing the composite prism,
The synthetic prism has a rectangular parallelepiped shape, and a triangular cutout is provided at a portion corresponding to a corner of the rectangular parallelepiped,
A projection-type display device, wherein the synthetic prism and the light valve holding member are fixed with an adhesive.
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