JP3937349B2

JP3937349B2 - Optical unit, method for manufacturing the same, and projection display device

Info

Publication number: JP3937349B2
Application number: JP2004175237A
Authority: JP
Inventors: 直樹増田
Original assignee: Ｎｅｃビューテクノロジー株式会社
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2024-06-14
Also published as: JP2005352349A

Description

本発明は、例えば液晶表示パネル等の画像表示素子に対して光源からの出射光を偏光して照射するための光学ユニットおよび光学ユニットの製造方法、ならびにスクリーン等の投写面上に映像を投影する投写型表示装置に関する。 The present invention relates to an optical unit for polarizing and irradiating light emitted from a light source to an image display element such as a liquid crystal display panel, a method for manufacturing the optical unit, and an image projected onto a projection surface such as a screen. The present invention relates to a projection display device.

従来の投写型表示装置としては、画像信号が表示される液晶表示パネルを用いて、カラー画像をスクリーン等の投写面上に投写する投写型表示装置がある。図７は、従来の投写型表示装置が備える光学系の構成を示す平面図である。 As a conventional projection display device, there is a projection display device that projects a color image on a projection surface such as a screen using a liquid crystal display panel on which an image signal is displayed. FIG. 7 is a plan view showing a configuration of an optical system provided in a conventional projection display apparatus.

図７に示すように、光源１１０からの出射光は、レフレクタ１２０で反射され、第１のインテグレータ１１２、第２のインテグレータ１１３およびフィールドレンズ１６５によって輝度均一化される。また、光源１１０からの出射光は、フィールドレンズ１６５に入射する前に、偏光変換素子１１５によって、偏光分離と偏光変換が行われＳ偏光の光束にされている。偏光変換後の光束は、ダイクロイックミラー１６１で赤色光（Ｒ）のみが反射されて分離され、さらにダイクロイックミラー１６２で緑色光（Ｇ）のみが反射されて緑色光と青色光（Ｂ）とが分離される。 As shown in FIG. 7, the light emitted from the light source 110 is reflected by the reflector 120, and the luminance is uniformed by the first integrator 112, the second integrator 113, and the field lens 165. In addition, the light emitted from the light source 110 is subjected to polarization separation and polarization conversion by the polarization conversion element 115 before being incident on the field lens 165 to be an S-polarized light beam. After the polarization conversion, the dichroic mirror 161 reflects and separates only the red light (R), and the dichroic mirror 162 reflects only the green light (G) to separate the green light and the blue light (B). Is done.

赤色光（Ｒ）は、ダイクロイックミラー１６１で反射された後、反射ミラー１７１とコンデンサレンズ１８９Ｒを経て赤色液晶パネル１９１Ｒに入射する。緑色光（Ｇ）は、ダイクロイックミラー１６２で反射された後、コンデンサレンズ１８９Ｇを経て緑色液晶パネル１９１Ｇに入射する。青色光（Ｂ）は、ダイクロイックミラー１６２を透過した後、リレーレンズ１８１，１８２と反射ミラー１７２，１７３とから構成されたリレー光学系を経て、青色液晶パネル１９１Ｂに入射する。Ｒ，Ｇ，Ｂの各光は、各液晶表示パネル１９１Ｒ，１９１Ｇ，１９１Ｂによって光変調をうけ、変調された各光がクロスダイクロイックプリズム１９３で色合成される。色合成された後、各光は、投写レンズ１９４によって投写面（不図示）上に向けて投写され、投写面上に像を結ぶ。 The red light (R) is reflected by the dichroic mirror 161, and then enters the red liquid crystal panel 191R through the reflection mirror 171 and the condenser lens 189R. The green light (G) is reflected by the dichroic mirror 162, and then enters the green liquid crystal panel 191G through the condenser lens 189G. The blue light (B) passes through the dichroic mirror 162, and then enters the blue liquid crystal panel 191B through a relay optical system including relay lenses 181 and 182 and reflection mirrors 172 and 173. The R, G, and B lights are light-modulated by the liquid crystal display panels 191R, 191G, and 191B, and the modulated lights are color-synthesized by the cross dichroic prism 193. After color synthesis, each light is projected onto a projection surface (not shown) by the projection lens 194, and an image is formed on the projection surface.

そして、画像表示素子として液晶表示板を用いた場合には、透過型および反射型の液晶表示板にかかわらず、偏光した光を用いることが表示原理となる。一方、投写映像は、その明るさや色合いが投写画面内で均一であることが強く求められている。これらの要求は、画像表示素子に入射する照明光の偏光状態、輝度の均一度、入射角度、照射位置等でほぼ定まり、光源からフィールドレンズまでの照明光学系を構成する各光学素子の位置精度によって設定で定まる。また、従来の照明光学系では、光源とリフレクタが一体化されており、また、光源であるランプが消耗品であるので、光源が交換可能である構成が前提となっている。 When a liquid crystal display panel is used as the image display element, the display principle is to use polarized light regardless of the transmissive and reflective liquid crystal display panels. On the other hand, it is strongly required that the projected image has a uniform brightness and color tone within the projection screen. These requirements are almost determined by the polarization state of illumination light incident on the image display element, uniformity of brightness, incident angle, irradiation position, etc., and the positional accuracy of each optical element constituting the illumination optical system from the light source to the field lens It depends on the setting. Moreover, in the conventional illumination optical system, since the light source and the reflector are integrated, and the lamp as the light source is a consumable item, it is assumed that the light source can be replaced.

一方、第１のインテグレータ、第２のインテグレータおよびフィールドレンズ等の相対位置を高精度に位置決めするために、第１のインテグレータ、第２のインテグレータおよびフィールドレンズ等に位置調整機構がそれぞれ付加され、各インテグレータレンズを移動可能に構成して、画像表示素子に入射する照明光の偏光状態、輝度の均一度、入射角度、照射位置等を組み付け後に調整できるようにされた構成が開示されている（例えば、特許文献１，２，３参照。）。
特開平１０−１１５７９９号公報特開２０００−２３１０７７号公報特開２０００−３１４９１９号公報 On the other hand, in order to position the relative position of the first integrator, the second integrator, and the field lens with high accuracy, a position adjustment mechanism is added to each of the first integrator, the second integrator, and the field lens. A configuration is disclosed in which the integrator lens is configured to be movable so that the polarization state, luminance uniformity, incident angle, irradiation position, and the like of illumination light incident on the image display element can be adjusted after assembly (for example, Patent Documents 1, 2, and 3).
JP-A-10-115799 JP 2000-231077 A JP 2000-314919 A

しかしながら、上述した従来の技術には、次のような問題がある。 However, the above-described conventional technology has the following problems.

上述の特許文献１には、第１のインテグレータ、第２のインテグレータおよびフィールドレンズ等の取り付け位置を、光軸に交差する方向に対して微調整することによって、照明光の状態を調整する技術が開示されている。従来の位置調整機構では、インテグレータ等を光軸に交差する方向に微調整するために、インテグレータ等が光軸方向に対して隙間をもって支持されることで、光軸に交差する方向に容易に移動させることが可能にされている。すなわち、従来の位置調整機構は、光軸方向に隙間が設けられていることによって、インテグレータ等の光軸方向に対する位置精度を充分に確保することが困難である。 In the above-mentioned Patent Document 1, there is a technique for adjusting the state of illumination light by finely adjusting the mounting positions of the first integrator, the second integrator, the field lens, and the like with respect to the direction intersecting the optical axis. It is disclosed. In the conventional position adjustment mechanism, in order to finely adjust the integrator etc. in the direction intersecting the optical axis, the integrator etc. is supported with a gap with respect to the optical axis direction, so that it can easily move in the direction intersecting the optical axis. It is possible to let That is, it is difficult for the conventional position adjusting mechanism to sufficiently secure the positional accuracy of the integrator or the like in the optical axis direction because the gap is provided in the optical axis direction.

このため、第１のインテグレータと第２のインテグレータによって作られた光源像の偏光変換素子上における大きさや照射位置のばらつきが大きく、製造工程での最終製品の歩留まりを低下させる原因となっていた。さらに、従来の投写型表示装置は、位置調整機構を付加することによって、製造原価の増加を招き、製造コストがかさんでしまう不都合がある。 For this reason, the variation in the size and irradiation position of the light source image produced by the first integrator and the second integrator on the polarization conversion element is large, which causes a reduction in the yield of the final product in the manufacturing process. Further, the conventional projection display device has a disadvantage that the manufacturing cost is increased by adding the position adjusting mechanism, and the manufacturing cost is increased.

また、上述の特許文献２には、インテグレータをユニットケースに設けられた位置決め手段に付勢することで取り付けを行い、インテグレータを３軸方向に対して高精度に位置決めすることを実現する構成が開示されている。ユニットケースには、一体に成形あるいは加工することによって位置決め手段が設けられている。しかしかしながら、位置決め手段は、ユニットケースに溝が設けられ、ユニットケースの上部からこの溝内にインテグレータを差し込む構造にされている。このため、この位置決め手段は、溝の光軸方向の幅に、所定の寸法公差（遊び）を確保する必要があり、この寸法公差がインテグレータの光軸方向に対する位置精度の劣化を招く原因となっている。さらに、溝の深さを比較的大きく形成する必要があるので、成形用金型の作製時や射出成形等による成形時に、溝の寸法精度を保証することが困難である等の問題もある。このため、インテグレータ保持部材、弾性材料や板バネ等の部材を追加して用いることによって、これらの不都合を補って解決している。したがって、位置精度や部材原価等の面で問題がある。 In addition, the above-mentioned Patent Document 2 discloses a configuration that realizes positioning the integrator with high accuracy in the three axial directions by attaching the integrator by urging the positioning means provided in the unit case. Has been. The unit case is provided with positioning means by being integrally molded or processed. However, the positioning means has a structure in which a groove is provided in the unit case, and an integrator is inserted into the groove from the upper part of the unit case. For this reason, this positioning means needs to ensure a predetermined dimensional tolerance (play) in the width of the groove in the optical axis direction, and this dimensional tolerance causes deterioration of the positional accuracy of the integrator in the optical axis direction. ing. Further, since it is necessary to form the groove with a relatively large depth, there is a problem that it is difficult to guarantee the dimensional accuracy of the groove when forming a molding die or molding by injection molding or the like. For this reason, by using additional members such as an integrator holding member, an elastic material, and a leaf spring, these problems are compensated for. Therefore, there are problems in terms of position accuracy and member cost.

また、上述の特許文献３に開示されている構成も、インテグレータに位置調整機構が設けられているので、同様に、位置精度や部材原価等の面で問題がある。 Further, the configuration disclosed in Patent Document 3 described above also has a problem in terms of position accuracy, member cost, and the like because the integrator is provided with a position adjustment mechanism.

そこで、本発明は、第１および第２のレンズアレイ、遮光手段および偏光変換素子の相対位置の位置精度を向上し、投写映像の輝度、投写映像内での輝度の均一性を向上することができる光学ユニットおよびその製造方法、ならびに投写型表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention improves the positional accuracy of the relative positions of the first and second lens arrays, the light shielding means, and the polarization conversion element, and improves the brightness of the projected image and the uniformity of the brightness within the projected image. It is an object of the present invention to provide an optical unit that can be used, a manufacturing method thereof, and a projection display device.

上述した目的を達成するために、本発明に係る光学ユニットは、光源からの出射光が入射される第１のレンズアレイ、この第１のレンズアレイからの出射光が入射する第２のレンズアレイを有し光源からの出射光の輝度を均一化する輝度均一化光学系と、輝度均一化手段からの出射光の一部を選択的に遮光する遮光手段と、遮光手段からの出射光を偏光する偏光変換素子と、第１のレンズアレイおよび第２のレンズアレイを保持するホルダ部材とを備える。そして、ホルダ部材には、外周部の端面に、第１のレンズアレイを位置決めして固定する第１面が形成され、第１面と反対側の外周部の端面に、第２のレンズアレイと、遮光手段とを位置決めして固定する第２面が形成される。また、遮光手段には偏光変換素子が固定される。また、ホルダ部材は、一組の固定側型体および可動側型体を有する成形用型体を用いた射出成形によって形成される。さらに、第１面および第２面は、固定側型体および可動側型体の、固定側型体に対する可動側型体の移動方向に直交する成形面によってそれぞれ形成される。 In order to achieve the above-described object, an optical unit according to the present invention includes a first lens array on which light emitted from a light source is incident, and a second lens array on which light emitted from the first lens array is incident. A brightness uniformizing optical system for uniformizing the brightness of the light emitted from the light source, a light shielding means for selectively shielding a part of the light emitted from the brightness uniformizing means, and polarizing the light emitted from the light shielding means And a holder member that holds the first lens array and the second lens array. Then, the holder member, the end face of the outer peripheral portion, the first surface is formed for fixing tanning the first lens array position-decided, on the end surface of the outer peripheral portion of the first surface opposite a second lens an array, a second surface for fixing the shielding means tanning position-decided is formed. A polarization conversion element is fixed to the light shielding means. Further, the holder member is formed by injection molding using a molding die having a pair of fixed side die and movable side die. Further, the first surface and the second surface are formed by molding surfaces of the fixed-side mold body and the movable-side mold body that are orthogonal to the moving direction of the movable-side mold body with respect to the fixed-side mold body, respectively.

以上のように構成した本発明に係る光学ユニットによれば、ホルダ部材の第１面に、第１のレンズアレイが位置決めして固定され、ホルダ部材の第２面に、第２のレンズアレイと、偏光変換素子が固定された遮光手段とが位置決めして固定される。このため、この光学ユニットによれば、ホルダ部材を間に挟んで、第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとの相対位置が位置決めされ、第１のレンズアレイ、第２のレンズアレイ、偏光変換素子が固定された遮光手段が高精度に位置決めされる。 According to the optical unit according to the present invention configured as described above, the first surface of the holder member, the first lens array is fixed tanning position-decided, on the second surface of the holder member, the second lens The array and the light shielding means to which the polarization conversion element is fixed are positioned and fixed. For this reason, according to this optical unit, the relative positions of the first lens array and the second lens array are positioned with the holder member interposed therebetween, and the first lens array, the second lens array, the polarization The light shielding means to which the conversion element is fixed is positioned with high accuracy.

また、本発明に係る光学ユニットが備えるホルダ部材は、一組の固定側型体および可動側型体を有する成形用型体を用いた射出成形によって形成され、第１面および第２面が固定側型体および可動側型体の、固定側型体に対する可動側型体の移動方向に直交する成形面によってそれぞれ形成されることによって、ホルダ部材の第１面および第２面が、高精度な寸法精度で容易に形成される。 Further, the holder member provided in the optical unit according to the present invention is formed by injection molding using a molding die having a pair of fixed side mold body and movable side mold body, and the first surface and the second surface are fixed. By forming the side mold body and the movable side mold body respectively by molding surfaces orthogonal to the moving direction of the movable side mold body relative to the fixed side mold body , the first surface and the second surface of the holder member are highly accurate. It is easily formed with dimensional accuracy.

また、本発明に係る投写型表示装置は、上述した本発明の光学ユニットと、この光学ユニットからの出射光が照射される画像表示素子とを備える。 A projection display device according to the present invention includes the above-described optical unit of the present invention and an image display element irradiated with light emitted from the optical unit.

また、本発明に係る光学ユニットの製造方法は、光源からの出射光が入射される第１のレンズアレイ、この第１のレンズアレイからの出射光が入射する第２のレンズアレイを有し光源からの出射光の輝度を均一化する輝度均一化光学系と、この輝度均一化光学系からの出射光の一部を選択的に遮光する遮光手段と、この遮光手段からの出射光を偏光する偏光変換素子と、第１のレンズアレイおよび第２のレンズアレイを保持するホルダ部材とを備える光学ユニットの製造方法において、ホルダ部材を一組の固定側型体および可動側型体を有する成形用型体を用いた射出成形によって形成する成形工程と、ホルダ部材の外周部の端面に形成された第１面に第１のレンズアレイを位置決めして固定する固定工程と、ホルダ部材の第１面の反対側の外周部の端面に形成された第２面に第２のレンズアレイを位置決めして固定する固定工程と、遮光手段に偏光変換素子を位置決めして固定する固定工程と、ホルダ部材の第２面に、偏光変換素子が固定された遮光手段を位置決めして固定する固定工程とを有する。成形工程では、第１面および第２面を、固定側型体および可動側型体の、固定側型体に対する可動側型体の移動方向に直交する成形面によってそれぞれ形成する。 The method for manufacturing an optical unit according to the present invention includes a first lens array into which light emitted from a light source is incident, and a second lens array into which light emitted from the first lens array is incident. A brightness uniformizing optical system for uniformizing the brightness of the emitted light from the light, a light shielding means for selectively shielding a part of the light emitted from the brightness uniformizing optical system, and polarizing the light emitted from the light shielding means In a method for manufacturing an optical unit comprising a polarization conversion element and a holder member for holding a first lens array and a second lens array, the holder member is for molding having a pair of fixed side mold body and movable side mold body a forming step of forming by injection molding using a mold member, a fixing step of fixing the first lens array position-decided rice on a first surface formed on the end surface of the outer peripheral portion of the holder member, the holder member On the other side of one side A fixing step of fixing by tanning the second lens array position-decided on a second surface which is formed on the end surface of the peripheral portion, and a fixing step of positioning and fixing the polarization conversion element in the light-shielding means, the holder member 2 And a fixing step of positioning and fixing the light shielding means on which the polarization conversion element is fixed . In the molding step, the first surface and the second surface are respectively formed by molding surfaces of the fixed-side mold body and the movable-side mold body that are orthogonal to the moving direction of the movable-side mold body relative to the fixed-side mold body .

以上のように本発明によれば、第１のレンズアレイおよび第２のレンズアレイを有する輝度均一化光学系から偏光変換素子までの相対位置の位置精度を高精度に確保することができる。このため、本発明によれば、光源からの出射光の光利用効率が向上され、投写映像の輝度、投写映像内での輝度の均一性を向上することができる。さらに、本発明によれば、部品点数の削減が図られ、製造コストを大幅に低減することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to ensure the positional accuracy of the relative position from the luminance uniformizing optical system having the first lens array and the second lens array to the polarization conversion element with high accuracy. For this reason, according to the present invention, the light use efficiency of the light emitted from the light source is improved, and the brightness of the projected image and the uniformity of the brightness within the projected image can be improved. Furthermore, according to the present invention, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost can be greatly reduced.

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本実施形態の光学ユニットを示す斜視図であり、図２は光学ユニットを示す分解斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an optical unit of the present embodiment, and FIG. 2 is an exploded perspective view showing the optical unit.

本実施形態の光学ユニットは、投写面上に映像を投写するための投写型表示装置に適用され、光源からの出射光の輝度を均一化して画像表示素子に照射するための光学ユニットである。 The optical unit of the present embodiment is an optical unit that is applied to a projection display device for projecting an image on a projection surface and irradiates an image display element with uniform brightness of light emitted from a light source.

図１および図２に示すように、本実施形態の光学ユニット１は、光源１０からの出射光が入射される第１のレンズアレイである第１のインテグレータ１２と、この第１のインテグレータ１２からの出射光が入射するレンズアレイである第２のインテグレータレンズ１３とを有し、光源からの出射光の輝度を均一化する輝度均一化光学系であるインテグレータ光学系を備えている。また、この光学ユニット１は、インテグレータ光学系からの出射光の一部を選択的に遮光する遮光手段であるマスク１４と、このマスク１４からの出射光を偏光する偏光変換素子１５と、第１のインテグレータ１２および第２のインテグレータ１３を保持するホルダ部材であるインテグレータホルダ１１（以下、ＩＴホルダ１１と称する。）とを備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the optical unit 1 of the present embodiment includes a first integrator 12 that is a first lens array into which light emitted from the light source 10 is incident, and the first integrator 12. And an integrator optical system, which is a brightness uniformizing optical system that uniformizes the brightness of the emitted light from the light source. In addition, the optical unit 1 includes a mask 14 that is a light shielding unit that selectively shields part of the light emitted from the integrator optical system, a polarization conversion element 15 that polarizes the light emitted from the mask 14, and a first An integrator holder 11 (hereinafter referred to as an IT holder 11), which is a holder member for holding the integrator 12 and the second integrator 13.

第１および第２のインテグレータ１２，１３は、マトリックス状に配列された複数のレンズ群を有しており、いわゆるフライアイレンズである。第１のインテグレータ１２は、ＩＴホルダ１１の外周部に形成された第１面Ａに、３軸方向であるＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に対して位置決めされて固定されている。第２のインテグレータ１３、マスク１４および偏光変換素子１５は、ＩＴホルダ１１の第１面Ａと反対側の外周部に形成された第２面Ｂに、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に対して位置決めされて固定されている。 The first and second integrators 12 and 13 have a plurality of lens groups arranged in a matrix, and are so-called fly eye lenses. The first integrator 12 is positioned and fixed to the first surface A formed on the outer peripheral portion of the IT holder 11 with respect to the X, Y, and Z axis directions that are triaxial directions. The second integrator 13, the mask 14, and the polarization conversion element 15 are positioned with respect to the X, Y, and Z axis directions on the second surface B formed on the outer peripheral portion of the IT holder 11 opposite to the first surface A. Has been fixed.

第１のインテグレータ１２と第２のインテグレータ１３は、例えばシリコン系の接着剤によってＩＴホルダ１１の第１面Ａおよび第２面Ｂに接合固定されている。偏光変換素子１５には、マスク１４が接着され、このマスク１４を介してＩＴホルダ１１の第２面Ｂに固定ネジ１６で固定されている。 The first integrator 12 and the second integrator 13 are bonded and fixed to the first surface A and the second surface B of the IT holder 11 with, for example, a silicon-based adhesive. A mask 14 is bonded to the polarization conversion element 15, and is fixed to the second surface B of the IT holder 11 with a fixing screw 16 through the mask 14.

その結果、第１のインテグレータ１２、第２のインテグレータ１３および偏光変換素子１５は、ＩＴホルダ１１の第１面Ａおよび第２面Ｂによって、互いの間隔を高精度かつ平行に保持されている。第１のインテグレータ１２から偏光変換素子１５までの光学系は、光源１０からの光束を離散的にし、離散的にされた各々の光束に対して偏光変換を行うことにより、単一偏光の光を画像表示素子（不図示）に照射する機能を有している。 As a result, the first integrator 12, the second integrator 13, and the polarization conversion element 15 are held with high accuracy and in parallel with each other by the first surface A and the second surface B of the IT holder 11. The optical system from the first integrator 12 to the polarization conversion element 15 makes the light flux from the light source 10 discrete, and performs polarization conversion on each of the discrete light fluxes, thereby converting single-polarized light. It has a function of irradiating an image display element (not shown).

ここで、第１のインテグレータ１２、第２のインテグレータ１３および偏光変換素子１５の光軸方向の間隔は、偏光変換素子１５に結象する光源像の大きさや収差を定める重要な要因となっている。また、インテグレータ１２，１３等の各光学素子の光軸方向の間隔の他に、各光学素子の光軸に直交する方向に対する位置ズレも同様に重要である。これら各光学素子を最適な相対位置に配置することによって、光源１０による照明光を効率良く画像表示素子に導くことができる。 Here, the distance in the optical axis direction between the first integrator 12, the second integrator 13, and the polarization conversion element 15 is an important factor that determines the size and aberration of the light source image formed on the polarization conversion element 15. . Further, in addition to the interval in the optical axis direction of each optical element such as the integrators 12 and 13, the positional deviation with respect to the direction orthogonal to the optical axis of each optical element is also important. By arranging these optical elements at optimum relative positions, the illumination light from the light source 10 can be efficiently guided to the image display element.

なお、最適な配置は、光学シミュレーション等によって求められる。本発明は、最適な光学素子の配置を実現するための具体的な構成および製造方法に関するものであり、上述の構成によって各光学素子を高精度に配置することができる。さらに、本発明に係る光学ユニットの構造では、取り付け金具を用いないこと、位置調整機構を用いないことが特徴でもあり、部品点数を極限にまで削減した構造である。このように、本発明による構造は工業的に極めて有益である。 The optimum arrangement is obtained by optical simulation or the like. The present invention relates to a specific configuration and manufacturing method for realizing an optimal arrangement of optical elements, and the optical elements can be arranged with high accuracy by the above-described configuration. Furthermore, the structure of the optical unit according to the present invention is characterized in that no mounting bracket is used and no position adjusting mechanism is used, and the number of parts is reduced to the limit. Thus, the structure according to the present invention is extremely useful industrially.

以下、本実施形態の光学ユニット１の構成について、更に詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the optical unit 1 of the present embodiment will be described in more detail.

最初に、ＩＴホルダ１１について説明する。図３は、ＩＴホルダの第１面を説明するための図であり、図４は、ＩＴホルダの第２面を説明するための図である。 First, the IT holder 11 will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the first surface of the IT holder, and FIG. 4 is a diagram for explaining the second surface of the IT holder.

ＩＴホルダ１１は、例えばポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等の樹脂材料で射出成形することにより成形されている。射出成形とは、高温のシリンダーによって溶融された成形原料を成型用金型内に流し込み、この状態で一定時間冷却することで、樹脂材料が固められて成型品を成形する製法である。図示しないが、成型用金型は、成形機の中で、一組の固定側金型と可動側金型を有するの２つの基本構成を持つ鋼材の塊である。これらの固定側金型と可動側金型との間で、キャビティ、コアによって構成される成形空間内に樹脂材料を流し込んで製品を成形する。そして、成型品では、可動側金型と固定側金型の成形面に面した部位で、可動側金型の移動方向に直交する成形面で成形された部位の寸法精度が最も高くなる。 The IT holder 11 is formed by injection molding with a resin material such as polyetherimide (PEI). Injection molding is a manufacturing method in which a molding material melted by a high-temperature cylinder is poured into a molding die and cooled in this state for a certain period of time, so that a resin material is hardened and a molded product is molded. Although not shown in the drawings, the molding die is a lump of steel material having two basic configurations, including a pair of fixed side die and movable side die in the molding machine. A product is molded by pouring a resin material into a molding space constituted by a cavity and a core between the fixed side mold and the movable side mold. And in a molded article, the dimensional accuracy of the site | part shape | molded by the molding surface orthogonal to the moving direction of a movable side metal mold | die is the highest in the site | part which faced the molding surface of a movable side metal mold | die and a fixed side metal mold | die.

図２中のＺ軸方向が、固体型金型に対して接離する可動側金型の移動方向を示している。図２に示すように、ＩＴホルダ１１の外周部には、第１面Ａと、第２面Ｂが、型開き時の固定側金型に対する可動側金型の移動方向に直交する平面に平行な、固定側金型および可動側金型の各成形面によってそれぞれ形成されている。すなわち、これらの第１面Ａ、第２面Ｂに成形された部品の寸法精度が高精度に確保されている。 The Z-axis direction in FIG. 2 indicates the moving direction of the movable-side mold that contacts and separates from the solid mold. As shown in FIG. 2, on the outer periphery of the IT holder 11, the first surface A and the second surface B are parallel to a plane orthogonal to the moving direction of the movable mold with respect to the fixed mold when the mold is opened. The fixed side mold and the movable side mold are respectively formed by molding surfaces. That is, the dimensional accuracy of the parts molded on the first surface A and the second surface B is ensured with high accuracy.

したがって、図３（ａ），（ｂ）に示すように、ＩＴホルダ１１の第１面Ａには、第１のインテグレータ１２をＸ軸方向に対して位置決めするためのＸ基準部３０ａと、Ｙ軸方向に対して位置決めするためのＹ基準部３１ａがそれぞれ形成されている。また、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、ＩＴホルダ１１の第２面Ｂには、第２のインテグレータ１３をＸ軸方向に対して位置決めするためのＸ基準部３０ｂと、Ｙ軸方向に対して位置決めするためのＹ基準部３１ｂがそれぞれ形成されている。 Therefore, as shown in FIGS. 3A and 3B, the first surface A of the IT holder 11 has an X reference portion 30a for positioning the first integrator 12 in the X-axis direction, and Y Y reference portions 31a for positioning with respect to the axial direction are respectively formed. As shown in FIGS. 4A to 4D, the second surface B of the IT holder 11 has an X reference portion 30b for positioning the second integrator 13 with respect to the X-axis direction, and Y Y reference portions 31b for positioning in the axial direction are formed.

さらに、ＩＴホルダ１１の第２面Ｂには、マスク１４および偏光変換素子１５をＸ，Ｙ軸方向に対して位置決めするための基準ピン３２，３３がそれぞれ一体に形成されている。ＩＴホルダ１１の第１面Ａ上には、第１のインテグレータ１２を光軸方向であるＺ軸方向に対して位置決めするための基準面をなすＺ基準面３４が形成されている。同様に、ＩＴホルダ１１の第２面Ｂ上には、第２のインテグレータ１３をＺ軸方向に対して位置決めするための基準面をなすＺ基準面３５と、マスク１４および偏光変換素子１５をＺ軸方向に対して位置決めするための基準面をなすＺ基準面３６がそれぞれ形成されている。 Further, on the second surface B of the IT holder 11, reference pins 32 and 33 for positioning the mask 14 and the polarization conversion element 15 with respect to the X and Y axis directions are integrally formed, respectively. On the first surface A of the IT holder 11, a Z reference surface 34 that forms a reference surface for positioning the first integrator 12 with respect to the Z-axis direction that is the optical axis direction is formed. Similarly, on the second surface B of the IT holder 11, a Z reference surface 35 that forms a reference surface for positioning the second integrator 13 with respect to the Z-axis direction, a mask 14, and a polarization conversion element 15 are Z A Z reference surface 36 is formed as a reference surface for positioning in the axial direction.

これら３種類の各Ｚ基準面３４，３５，３６は、可動側金型の移動方向に直交し、固体側金型と可動側金型の各成形面に面した部位であるので、高精度に形成されている。また、例えば、第１のインテグレータ１２がＩＴホルダ１１と当接する面全体を高精度に形成するのではなく、その四隅の一部のみにＺ基準面３４が形成されているので、Ｚ基準面３４の寸法精度がより一層保証されることになる。 Each of these three types of Z reference surfaces 34, 35, 36 is orthogonal to the moving direction of the movable mold and faces the molding surfaces of the solid mold and the movable mold, so that it is highly accurate. Is formed. In addition, for example, the entire surface where the first integrator 12 contacts the IT holder 11 is not formed with high accuracy, but the Z reference surface 34 is formed only at a part of the four corners. The dimensional accuracy is further guaranteed.

上述した従来の位置調整機構では、ＩＴホルダに、Ｙ軸方向に平行に溝が形成され、この溝に沿ってインテグレータ等を挿入する構造であったので、溝のＺ軸方向の寸法公差に伴って、インテグレータ等のＺ軸方向に対する位置精度を充分に確保することが困難であった。一方で、本実施形態では、ＩＴホルダ１１の固定側金型と可動側金型の成形面によって形成されたＺ基準面３４，３５，３６にインテグレータ等を当接させて固定する構造であるので、Ｚ軸方向に対する位置精度が高精度に確保される。 In the conventional position adjusting mechanism described above, a groove is formed in the IT holder in parallel with the Y-axis direction, and an integrator or the like is inserted along the groove. Therefore, along with the dimensional tolerance of the groove in the Z-axis direction. Thus, it has been difficult to sufficiently secure the positional accuracy of the integrator or the like in the Z-axis direction. On the other hand, in the present embodiment, the integrator is brought into contact with and fixed to the Z reference surfaces 34, 35, and 36 formed by the molding surfaces of the fixed mold and the movable mold of the IT holder 11. The position accuracy in the Z-axis direction is ensured with high accuracy.

次に、ＩＴホルダ１１への各光学素子の取り付け方法について説明する。第１のインテグレータ１２は、厚さ２ｍｍ程度の耐熱ガラス（パイレックス：商標）からなり、外形が、横４３ｍｍ程度、縦３９ｍｍ程度の長方形に形成されている。第１のインテグレータ１２には、横４ｍｍ程度、縦３ｍｍ程度のレンズが、横８行、縦１０列の計８０個形成されている。第２のインテグレータ１３の形状も、第１のインテグレータ１２と同一である。第１のインテグレータ１２は、ＩＴホルダ１１の第１面Ａに取り付けられる。 Next, a method for attaching each optical element to the IT holder 11 will be described. The first integrator 12 is made of heat-resistant glass (Pyrex: trademark) having a thickness of about 2 mm, and has an outer shape of a rectangle having a width of about 43 mm and a length of about 39 mm. The first integrator 12 is formed with a total of 80 lenses having a width of about 4 mm and a length of about 3 mm, 8 rows in width and 10 columns in length. The shape of the second integrator 13 is also the same as that of the first integrator 12. The first integrator 12 is attached to the first surface A of the IT holder 11.

まず、ＩＴホルダ１１に対して第１のインテグレータ１２を取り付ける際、ＩＴホルダ１１のＺ基準面３５上に、例えばシリコン系の接着剤を塗布し、第１のインテグレータ１２をＸ基準部３０ａおよびＹ基準部３１ａに突き当て、Ｚ基準面３４に当接させて、この状態を保ったままで接着剤を硬化させることによって固定する。これよって、第１のインテグレータ１２は、ＩＴホルダ１１の第１面Ａに３軸方向に対して高精度に位置決めされて固定される。 First, when the first integrator 12 is attached to the IT holder 11, for example, a silicon-based adhesive is applied onto the Z reference surface 35 of the IT holder 11, and the first integrator 12 is attached to the X reference portion 30a and the Y reference portion 30a. The adhesive is abutted against the reference portion 31a, brought into contact with the Z reference surface 34, and fixed by curing the adhesive while maintaining this state. Accordingly, the first integrator 12 is positioned and fixed on the first surface A of the IT holder 11 with high accuracy in the three axial directions.

また、第２のインテグレータ１３も、第１のインテグレータ１２の取り付け方法と同様に、ＩＴホルダ１１の第２面Ｂに３軸方向に対して高精度に位置決めされて。接着剤を介して固定される。この状態で第１のインテグレータ１２と第２のインテグレータ１３は、ＩＴホルダ１１に対して機械的精度だけで位置決めされている。ＩＴホルダ１１には、Ｘ軸方向のＸ基準部３０ａ，３０ｂ、Ｙ軸方向のＹ基準部３１ａ，３１ｂおよびＺ軸方向の各Ｚ基準面３４，３５，３６が高精度に形成されているので、このように各基準部３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ、Ｚ基準面３４，３５，３６にそれぞれ当接させることで、各第１および第２のインテグレータ１２，１３のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に対する相対位置を高精度に位置決めが可能になる。 The second integrator 13 is also positioned with high accuracy in the three axial directions on the second surface B of the IT holder 11 in the same manner as the method of attaching the first integrator 12. It is fixed via an adhesive. In this state, the first integrator 12 and the second integrator 13 are positioned with respect to the IT holder 11 only with mechanical accuracy. The IT holder 11 is formed with the X reference portions 30a, 30b in the X axis direction, the Y reference portions 31a, 31b in the Y axis direction, and the Z reference surfaces 34, 35, 36 in the Z axis direction with high accuracy. In this way, the respective first and second integrators 12 and 13 are in the X, Y and Z axis directions by being brought into contact with the respective reference portions 30a, 30b, 31a and 31b and the Z reference surfaces 34, 35 and 36, respectively. The relative position to can be positioned with high accuracy.

マスク１４は、厚さ０．５ｍｍ程度のアルミニウム合金製で、第２のインテグレータからの出射光の一部を選択的に通過させるためのスリット（間隙）が格子状に形成されている。マスク１４は、スリットを偏光変換素子１５の波長板がある部分に一致させるように、接着治具（不図示）を用いて偏光変換素子１５に接着されて固定される。マスク１４には、図２に示すように、取り付け基準穴４０とネジ穴４１がそれぞれ設けられている。図示しないが、接着治具には、マスク１４の取り付け基準穴４０に挿通される基準ピンと、偏光変換素子１５が突き当てられるの突き当て基準面が形成されている。接着治具にマスク１４を載置し、このマスク１４上に偏光変換素子１５を載置する。偏光変換素子２５を接着治具の突き当て基準面に押し付け、シリコン系の接着剤でマスク１４と偏光変換素子１５とを接合固定する。このような固定方法によって、マスク１４と偏光変換素子１５がＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に対して高精度に一体化される。 The mask 14 is made of an aluminum alloy having a thickness of about 0.5 mm, and slits (gap) for selectively passing a part of the light emitted from the second integrator are formed in a lattice shape. The mask 14 is bonded and fixed to the polarization conversion element 15 by using an adhesive jig (not shown) so that the slit matches the portion where the wavelength plate of the polarization conversion element 15 is present. As shown in FIG. 2, the mask 14 is provided with an attachment reference hole 40 and a screw hole 41. Although not shown, a reference pin inserted into the attachment reference hole 40 of the mask 14 and an abutting reference surface against which the polarization conversion element 15 is abutted are formed on the bonding jig. The mask 14 is placed on the bonding jig, and the polarization conversion element 15 is placed on the mask 14. The polarization conversion element 25 is pressed against the abutting reference surface of the bonding jig, and the mask 14 and the polarization conversion element 15 are bonded and fixed with a silicon-based adhesive. By such a fixing method, the mask 14 and the polarization conversion element 15 are integrated with high accuracy in the X, Y, and Z axis directions.

第１のインテグレータ１２および第２のインテグレータ１３をＩＴホルダ１１に固定した後、上述した固定方法で既に一体化されているマスク１４と偏光変換素子１５を取り付ける。マスク１４の取り付け基準穴４０には、ＩＴホルダ１１の基準ピン３２が挿通され、この取り付け基準穴４０と基準ピン３２が係合することで、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対する位置精度が高精度に確保される。ＩＴホルダ１１の第２面Ｂの四隅に設けられたＺ基準面３６にマスク１４を当接させることで、Ｚ軸方向に対してマスク１４および偏光変換素子１５の位置精度が高精度に確保される。 After the first integrator 12 and the second integrator 13 are fixed to the IT holder 11, the mask 14 and the polarization conversion element 15 that are already integrated by the fixing method described above are attached. The reference pin 32 of the IT holder 11 is inserted into the mounting reference hole 40 of the mask 14, and the mounting reference hole 40 and the reference pin 32 are engaged, so that the positional accuracy in the X axis direction and the Y axis direction is high. Secured. By bringing the mask 14 into contact with the Z reference surfaces 36 provided at the four corners of the second surface B of the IT holder 11, the positional accuracy of the mask 14 and the polarization conversion element 15 is ensured with high accuracy in the Z-axis direction. The

このように位置決めされた状態で、マスク１４は、ネジ穴４１に挿通される固定ネジ２６によって、ＩＴホルダ１１にネジ止めされて固定される。なお、偏光変換素子１５の波長板は、有機膜から構成されており、この有機膜が紫外線や熱に弱く劣化しやすい。このため、ＩＴホルダ１１に対する取り付け方法としてあえてネジ止めによる固定方法を採用しており、劣化したマスク１４および偏光変換素子１５を容易に交換することが可能にされている。 In this state of positioning, the mask 14 is screwed and fixed to the IT holder 11 by a fixing screw 26 inserted through the screw hole 41. Note that the wave plate of the polarization conversion element 15 is made of an organic film, and the organic film is vulnerable to ultraviolet rays and heat and easily deteriorates. For this reason, a fixing method by screwing is adopted as a mounting method for the IT holder 11, and the deteriorated mask 14 and polarization conversion element 15 can be easily replaced.

各基準部３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂおよび基準ピン３２は、一体成形された１つの部材であるＩＴホルダ１１上に、成形時に同時かつ高精度に形成されている。これらの基準部３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂや基準ピン３２によって、第１のインテグレータ１２、第２のインテグレータ１３および、マスク１４と偏光変換素子１５が互いに高精度に配置されるので、照明光学系の光利用効率を向上することができる。 Each of the reference portions 30a, 30b, 31a, 31b and the reference pin 32 are formed on the IT holder 11 which is one integrally formed member at the same time and with high accuracy at the time of forming. The first integrator 12, the second integrator 13, and the mask 14 and the polarization conversion element 15 are arranged with high accuracy by the reference portions 30a, 30b, 31a, 31b and the reference pin 32, so that the illumination optical system The light utilization efficiency can be improved.

上述した光学ユニット１によれば、ＩＴホルダ１１の外周部に高精度に形成された第１面Ａおよび第２面Ｂの、各Ｚ基準面３４，３５，３６、各基準部３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ、基準ピン３２，３３をそれぞれ基準として、第１および第２のインテグレータ１２，１３、マスク１４、偏光変換素子１５がＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に対してそれぞれ位置決めされて固定されることで、第１および第２のインテグレータ１２，１３、マスク１４、偏光変換素子１５の相対位置を、高精度に位置決めすることができる。このため、光学ユニット１によれば、光損失部分が減少し、光源１０からの出射光の光利用効率が向上され、投写映像の輝度、投写映像内での輝度の均一性を向上し、投写映像の明るさを５％程度向上することができる。さらに、光学ユニット１によれば、従来のようなインテグレータ等の位置調整機構が不要になり位置調整工程が省かれるので、部品点数の削減が図られ、製造コストの大幅な低減を実現することができる。 According to the optical unit 1 described above, the Z reference surfaces 34, 35, 36, the reference portions 30a, 30b, the first surface A and the second surface B formed on the outer periphery of the IT holder 11 with high accuracy. 31a, 31b and reference pins 32, 33 are used as references, and the first and second integrators 12, 13, mask 14, and polarization conversion element 15 are positioned and fixed in the X, Y, Z axis directions, respectively. Thus, the relative positions of the first and second integrators 12, 13, the mask 14, and the polarization conversion element 15 can be positioned with high accuracy. Therefore, according to the optical unit 1, the light loss portion is reduced, the light use efficiency of the light emitted from the light source 10 is improved, the brightness of the projected image and the uniformity of the brightness in the projected image are improved, and the projection is performed. The brightness of the image can be improved by about 5%. Furthermore, according to the optical unit 1, the conventional position adjustment mechanism such as an integrator is not required and the position adjustment process is omitted, so that the number of parts can be reduced and the manufacturing cost can be greatly reduced. it can.

以上のように、ＩＴホルダ１１に第１および第２のインテグレータ１２，１３等が取り付けられて構成された光学ユニット１は、投写型表示装置が備える光学エンジン５内に組み込まれる。 As described above, the optical unit 1 configured by attaching the first and second integrators 12 and 13 and the like to the IT holder 11 is incorporated in the optical engine 5 provided in the projection display device.

図５に、光学エンジンの光学系の平面図を示す。図６に、光学エンジンに光学ユニットを組み込む状態の斜視図を示す。なお、光学エンジン５の光学系の構成は、光学ユニット１の構成を除いて、従来の投写型表示装置の光学系と構成が同一である。 FIG. 5 shows a plan view of the optical system of the optical engine. FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the optical unit is assembled in the optical engine. The configuration of the optical system of the optical engine 5 is the same as that of the conventional projection display device except for the configuration of the optical unit 1.

図５に示すように、光源１０からの出射光は、レフレクタ２０で反射され、光学ユニット１の第１のインテグレータ１２および第２のインテグレータ１３、フィールドレンズ６５によって輝度均一化される。また、光源１０からの出射光は、フィールドレンズ６５に入射する前に、偏光変換素子１５によって、偏光分離と偏光変換が行われＳ偏光の光束にされている。偏光変換後の光束は、ダイクロイックミラー６１で赤色光（Ｒ）のみが反射されて分離され、さらにダイクロイックミラー６２で緑色光（Ｇ）のみが反射されて緑色光と青色光（Ｂ）とが分離される。 As shown in FIG. 5, the emitted light from the light source 10 is reflected by the reflector 20, and the luminance is made uniform by the first integrator 12 and the second integrator 13 of the optical unit 1 and the field lens 65. Further, before the light emitted from the light source 10 enters the field lens 65, the polarization conversion element 15 performs polarization separation and polarization conversion to form an S-polarized light beam. After the polarization conversion, the dichroic mirror 61 reflects and separates only the red light (R), and the dichroic mirror 62 reflects only the green light (G) to separate the green light and the blue light (B). Is done.

赤色光（Ｒ）は、ダイクロイックミラー６１で反射された後、反射ミラー７１とコンデンサレンズ８９Ｒを経て赤色液晶パネル９１Ｒに入射する。緑色光（Ｇ）は、ダイクロイックミラー６２で反射された後、コンデンサレンズ８９Ｇを経て緑色液晶パネル９１Ｇに入射する。青色光（Ｂ）は、ダイクロイックミラー６２を透過した後、リレーレンズ８１，８２と反射ミラー７２，７３とから構成されたリレー光学系を経て、青色液晶パネル９１Ｂに入射する。Ｒ，Ｇ，Ｂの各光は、各液晶表示パネル９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂによって光変調をうけ、変調された各光がクロスダイクロイックプリズム９３で色合成される。色合成された後、各光は、投写レンズ９４によって投写面（不図示）上に向けて投写され、投写面上に像を結ぶ。 The red light (R) is reflected by the dichroic mirror 61 and then enters the red liquid crystal panel 91R through the reflecting mirror 71 and the condenser lens 89R. The green light (G) is reflected by the dichroic mirror 62 and then enters the green liquid crystal panel 91G via the condenser lens 89G. The blue light (B) passes through the dichroic mirror 62 and then enters the blue liquid crystal panel 91 </ b> B through a relay optical system composed of relay lenses 81 and 82 and reflection mirrors 72 and 73. The R, G, and B lights are light-modulated by the liquid crystal display panels 91R, 91G, and 91B, and the modulated lights are color-synthesized by the cross dichroic prism 93. After color synthesis, each light is projected onto a projection surface (not shown) by the projection lens 94 and forms an image on the projection surface.

また、光学ユニット１が備えるＩＴホルダ１１には、図４（ｄ）に示すように、底面に、位置決めピン４２および脚部４３がそれぞれ設けられ、図４（ｃ）に示すように、天面に、ネジ穴４４が設けられている。位置決めピン４２は、Ｘ軸方向に対して２箇所に設けられている。 Further, the IT holder 11 provided in the optical unit 1 is provided with positioning pins 42 and leg portions 43 on the bottom surface as shown in FIG. 4 (d), and the top surface as shown in FIG. 4 (c). In addition, a screw hole 44 is provided. The positioning pins 42 are provided at two places with respect to the X-axis direction.

光学ユニット１を光学エンジン５内に組み込む際、ＩＴホルダ１１の位置決めピン４２が、光学エンジン５の光学ベース（不図示）に設けられている位置決め穴（不図示）に係合される。これによって、光学ユニット１のＸ軸方向に対する位置決めが行われ、図６に示すように、光学ユニット１は、ネジ穴４４に挿通される固定ネジ４５によって、光学エンジン５に固定される。光学ユニット１の位置決めには、光学ユニット１における第１のインテグレータ１２や第２のインテグレータ１３の配置の位置精度と比較して、高精度が要求されないので、可動側金型の移動方向に直交する平面に平行な、固定側金型と可動側金型の成形面によって位置決めピン４２が形成されなくても、光学性能の劣化には繋がらない。 When the optical unit 1 is assembled into the optical engine 5, the positioning pins 42 of the IT holder 11 are engaged with positioning holes (not shown) provided in the optical base (not shown) of the optical engine 5. As a result, the optical unit 1 is positioned in the X-axis direction, and the optical unit 1 is fixed to the optical engine 5 by a fixing screw 45 inserted through the screw hole 44 as shown in FIG. The positioning of the optical unit 1 does not require high accuracy as compared with the positional accuracy of the arrangement of the first integrator 12 and the second integrator 13 in the optical unit 1, and is therefore orthogonal to the moving direction of the movable mold. Even if the positioning pins 42 are not formed by the molding surfaces of the fixed side mold and the movable side mold parallel to the plane, the optical performance is not deteriorated.

光学ユニット１の光軸による影響は、光学エンジン５の他の光学素子に設けられた調整機構によって調整される。光学エンジン５には、フィールドレンズ６５、反射ミラー７１、リレーレンズ８２の光軸に対する位置をそれぞれ調整するための第１、第２および第３の調整機構５１，５２，５３がそれぞれ設けられている。 The influence of the optical axis of the optical unit 1 is adjusted by an adjustment mechanism provided in another optical element of the optical engine 5. The optical engine 5 is provided with first, second, and third adjustment mechanisms 51, 52, and 53 for adjusting the positions of the field lens 65, the reflection mirror 71, and the relay lens 82 with respect to the optical axis, respectively. .

したがって、光学エンジン５に光学ユニット１を組み込んだ後、図６に示すように、第１の調整機構５１によってフィールドレンズ６５の光軸に対する位置調整が行われ、第２の調整機構５２によって反射ミラー７１の光軸に対する位置調整が行われ、第３の調整機構５３によってリレーレンズ８２の光軸に対する位置調整が行われる。 Therefore, after the optical unit 1 is incorporated in the optical engine 5, as shown in FIG. 6, the position of the field lens 65 with respect to the optical axis is adjusted by the first adjustment mechanism 51, and the reflection mirror is adjusted by the second adjustment mechanism 52. 71 is adjusted with respect to the optical axis, and the third adjusting mechanism 53 adjusts the position of the relay lens 82 with respect to the optical axis.

実施形態の光学ユニットを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the optical unit of embodiment. 前記光学ユニットを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the said optical unit. インテグレータホルダの第１面を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st surface of an integrator holder. 前記インテグレータホルダの第２面を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd surface of the said integrator holder. 前記光学ユニットを備える投写型表示装置を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating a projection type display apparatus provided with the said optical unit. 光学エンジンに対して前記光学ユニットを組み込む状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which incorporates the said optical unit with respect to an optical engine. 従来の投写型表示装置を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the conventional projection type display apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１光学ユニット
５光学エンジン
１０光源
１１インテグレータホルダ
１２第１のインテグレータ
１３第２のインテグレータ
１４マスク
１５偏光変換素子
１６固定ネジ
２０リフレクタ
３０ａ，３０ｂＸ基準部
３１ａ，３１ｂＹ基準部
３２，３３基準ピン
３４第１のインテグレータ用のＺ基準面
３５第２のインテグレータ用のＺ基準面
３６マスクおよび偏光変換素子用のＺ基準面
４０取り付け基準穴
４１ネジ穴
４２位置決めピン
４３脚部
４４固定ネジ穴
４５固定ネジ
５１，５２，５３光軸調整部
６５フィールドレンズ
６１，６２ダイクロイックミラー
７１，７２，７３反射ミラー
８１，８２リレーレンズ
８９Ｒ，８９Ｇ，８９Ｂコンデンサレンズ
９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂ液晶パネル
９３クロスダイクロイックプリズム
９４投写レンズ
Ａ第１面
Ｂ第２面

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical unit 5 Optical engine 10 Light source 11 Integrator holder 12 1st integrator 13 2nd integrator 14 Mask 15 Polarization conversion element 16 Fixing screw 20 Reflector 30a, 30b X reference | standard part 31a, 31b Y reference | standard part 32, 33 Reference | standard pin 34 Z reference plane for the first integrator 35 Z reference plane for the second integrator 36 Z reference plane for the mask and polarization conversion element 40 Mounting reference hole 41 Screw hole 42 Positioning pin 43 Leg portion 44 Fixing screw hole 45 Fixing screw 51, 52, 53 Optical axis adjustment unit 65 Field lens 61, 62 Dichroic mirror 71, 72, 73 Reflection mirror 81, 82 Relay lens 89R, 89G, 89B Condenser lens 91R, 91G, 91B Liquid crystal panel 93 Cross dichroic Kupurizumu 94 projection lens A first side B the second surface

Claims

光源からの出射光が入射される第１のレンズアレイと、前記第１のレンズアレイからの出射光が入射する第２のレンズアレイとを有し、前記光源からの出射光の輝度を均一化する輝度均一化光学系と、
前記輝度均一化光学系からの出射光の一部を選択的に遮光する遮光手段と、
前記遮光手段からの出射光を偏光する偏光変換素子と、
前記第１のレンズアレイおよび前記第２のレンズアレイを保持するホルダ部材とを備え、
前記ホルダ部材には、外周部の端面に、前記第１のレンズアレイを位置決めして固定する第１面が形成され、前記第１面と反対側の外周部の端面に、前記第２のレンズアレイと、前記遮光手段とを位置決めして固定する第２面が形成され、
前記遮光手段には前記偏光変換素子が固定され、
前記ホルダ部材は、一組の固定側型体および可動側型体を有する成形用型体を用いた射出成形によって形成され、
前記第１面および前記第２面は、前記固定側型体および前記可動側型体の、前記固定側型体に対する前記可動側型体の移動方向に直交する成形面によってそれぞれ形成されている光学ユニット。 A first lens array on which light emitted from the light source is incident; and a second lens array on which light emitted from the first lens array is incident, and uniformizing the luminance of the light emitted from the light source Brightness uniformizing optical system,
A light shielding means for selectively shielding part of the light emitted from the brightness uniformizing optical system;
A polarization conversion element for polarizing the light emitted from the light shielding means;
A holder member for holding the first lens array and the second lens array;
Wherein the holder member, the end face of the outer peripheral portion, the first surface of the first lens array and fixed tanning position-decided is formed on the end surface of the outer peripheral portion opposite to the first surface, the second a lens array, a second surface for fixing the light shielding unit position-decided tanning and is formed,
The polarization conversion element is fixed to the light shielding means,
The holder member is formed by injection molding using a molding die having a set of a fixed side die and a movable side die,
The first surface and the second surface are respectively formed by molding surfaces of the fixed-side mold body and the movable-side mold body that are orthogonal to the moving direction of the movable-side mold body with respect to the fixed-side mold body . unit.

前記第１面および前記第２面には、前記第１のレンズアレイおよび前記第２のレンズアレイを、前記第１のレンズアレイおよび前記第２のレンズアレイの光軸方向に対して位置決めして固定するための基準面がそれぞれ形成されている請求項１に記載の光学ユニット。 The first lens array and the second lens array are positioned on the first surface and the second surface with respect to the optical axis direction of the first lens array and the second lens array, respectively. The optical unit according to claim 1, wherein reference surfaces for fixing are respectively formed.

前記第１面および前記第２面には、前記第１のレンズアレイおよび前記第２のレンズアレイの光軸方向に直交する２軸方向に対して位置決めして固定するための基準部が形成されている請求項１または２に記載の光学ユニット。 The first surface and the second surface are formed with reference portions for positioning and fixing with respect to a biaxial direction orthogonal to the optical axis direction of the first lens array and the second lens array. The optical unit according to claim 1 or 2.

前記第１面および前記第２面には、複数の前記基準面がそれぞれ形成されている請求項２に記載の光学ユニット。 The optical unit according to claim 2, wherein a plurality of the reference surfaces are respectively formed on the first surface and the second surface.

前記第２面には、前記第２のレンズアレイを位置決めして固定するための基準面と、前記遮光手段を位置決めして固定するための基準面とがそれぞれ形成されている請求項１に記載の光学ユニット。 The reference surface for positioning and fixing the second lens array and a reference surface for positioning and fixing the light shielding unit are formed on the second surface, respectively. Optical unit.

前記遮光手段は、前記偏光変換素子の外周部から突出された部分を有し、該突出された部分が、前記遮光手段を位置決めして固定するための基準面に固定され、
前記第２面には、前記遮光手段を位置決めして固定するための基準面が、前記第２のレンズアレイを位置決めして固定するための基準面から光軸方向に突出された位置に形成されている請求項５に記載の光学ユニット。 The light shielding means has a portion protruding from an outer peripheral portion of the polarization conversion element, and the protruding portion is fixed to a reference surface for positioning and fixing the light shielding means,
On the second surface, a reference surface for positioning and fixing the light shielding means is formed at a position protruding in the optical axis direction from the reference surface for positioning and fixing the second lens array. The optical unit according to claim 5 .

請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光学ユニットと、
前記光学ユニットからの出射光が照射される画像表示素子と
を備える投写型表示装置。 The optical unit according to any one of claims 1 to 6 ,
A projection display device comprising: an image display element irradiated with light emitted from the optical unit.

光源からの出射光が入射される第１のレンズアレイ、前記第１のレンズアレイからの出射光が入射する第２のレンズアレイを有し前記光源からの出射光の輝度を均一化する輝度均一化光学系と、前記輝度均一化光学系からの出射光の一部を選択的に遮光する遮光手段と、前記遮光手段からの出射光を偏光する偏光変換素子と、前記第１のレンズアレイおよび前記第２のレンズアレイを保持するホルダ部材とを備える光学ユニットの製造方法において、
前記ホルダ部材を一組の固定側型体および可動側型体を有する成形用型体を用いた射出成形によって形成する成形工程と、
前記ホルダ部材の外周部の端面に形成された第１面に、前記第１のレンズアレイを位置決めして固定する固定工程と、
前記ホルダ部材の前記第１面の反対側の外周部の端面に形成された第２面に、前記第２のレンズアレイを位置決めして固定する固定工程と、
前記遮光手段に前記偏光変換素子を位置決めして固定する固定工程と、
前記ホルダ部材の前記第２面に、前記偏光変換素子が固定された前記遮光手段を位置決めして固定する固定工程とを有し、
前記成形工程では、前記第１面および前記第２面を、前記固定側型体および前記可動側型体の、前記固定側型体に対する前記可動側型体の移動方向に直交する成形面によってそれぞれ形成する光学ユニットの製造方法。 Uniform brightness that has a first lens array into which light emitted from the light source is incident and a second lens array into which light emitted from the first lens array is incident, and uniformizes the luminance of the light emitted from the light source An optical system, a light shielding means for selectively shielding a part of the light emitted from the luminance uniforming optical system, a polarization conversion element for polarizing the light emitted from the light shielding means, the first lens array, In the manufacturing method of an optical unit provided with the holder member holding the 2nd lens array,
A molding step of forming the holder member by injection molding using a molding die having a set of a fixed mold and a movable mold;
The first surface which is formed in the end surface of the outer peripheral portion of the holder member, and a fixing step of fixing the first lens array position-decided tanning and,
A fixing step of the a second surface formed on the end surface of the outer peripheral portion opposite to the first surface of the holder member, for fixing the second lens array tanning position-decided,
A fixing step of positioning and fixing the polarization conversion element to the light shielding means;
On the second surface of the holder member, it has a fixed step of positioning and fixing the light shielding means for the polarization conversion element is fixed,
In the molding step, the first surface and the second surface are respectively formed by molding surfaces of the fixed-side mold body and the movable-side mold body perpendicular to the moving direction of the movable-side mold body with respect to the fixed-side mold body. Manufacturing method of optical unit to be formed .