專利名稱：投射顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投射顯示裝置，更特別地涉及一種構(gòu)造以將反射或透射液晶顯示(LCD)元件(成像元件)固定到棱鏡構(gòu)件上的投射顯示裝置。
背景技術(shù)：
在投影儀中使用光閥(例如，LCD元件(成像元件))的常規(guī)光學(xué)引擎中，已經(jīng)提出了用于將LCD元件固定在固定框架上的各種類型的光閥固定單元。在日本專利公開No.10-010994中討論了一個(gè)這樣的示例。如該專利文獻(xiàn)所示，固定光閥40R的光閥框板51借助螺釘56可分離地接合在固定于光組合裝置21的光入射表面22R上的固定框板54上。該專利文件中所示的投射型顯示裝置包括一些中間構(gòu)件，因此響應(yīng)下落和改變時(shí)間而具有降低的抗沖擊性和抗振動(dòng)性，進(jìn)而呈現(xiàn)出下降的耐用性。另外，由于用于定位光閥的定位裝置57設(shè)置在臨時(shí)固定裝置之間，如果定位裝置經(jīng)受熱膨脹，則光閥變形。此外，因?yàn)槎ㄎ谎b置可以為楔形，故光閥在插入時(shí)可根據(jù)施加的強(qiáng)度發(fā)生變形。此外，由于定位裝置離臨時(shí)固定裝置相對(duì)遠(yuǎn)，故在定位裝置中應(yīng)力釋放時(shí)反作用力不夠。而且，因?yàn)樾ㄐ味ㄎ谎b置可插入到小的間隙中，使得組件操作變得困難。另外，由于設(shè)置在狹小間隙中的楔形定位裝置不易于接收光，使得運(yùn)用紫外線固化定位裝置變得困難并且限制了輻射方向，進(jìn)而使得UV輻射夾具不可避免地變得復(fù)雜并增加了必需的輻射操作的數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容
至少一個(gè)示例性實(shí)施例涉及一種構(gòu)造以將成像元件固定在目標(biāo)固定構(gòu)件上并借助成像元件以增加的分辨率投射圖像信息的投射顯示裝置(例如液晶投影儀)。
至少一個(gè)示例性實(shí)施例涉及一種構(gòu)造以在被投射面上投射圖像的投射顯示裝置，借助成像元件利用來自光源的光形成所述圖像。在至少一個(gè)示例性實(shí)施例中，投射顯示裝置可包括棱鏡、固定在棱鏡上并包括基本平行于進(jìn)入成像元件的光束的光軸的接合表面的第一緊固件，保持成像元件并包括基本垂直于進(jìn)入成像元件的光束的光軸的接合表面的第二緊固件，以及至少一個(gè)在第一緊固件和第二緊固件之間接合的間隔體。
本發(fā)明的其他特征將在以下示例性實(shí)施例的描述(參照附圖)中變得清晰。


附圖1示出了根據(jù)第一示例性實(shí)施例的包含反射式LCD元件的投射顯示裝置的分解透視圖。
附圖2示出了根據(jù)第一示例性實(shí)施例的包含反射式LCD元件的投射顯示裝置的光學(xué)構(gòu)造。
附圖3A至3C為示出了根據(jù)第一示例性實(shí)施例的投射顯示裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下示例性實(shí)施例的說明實(shí)質(zhì)上僅僅是說明性的而決不傾向于限定本發(fā)明、其應(yīng)用或使用。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的工藝、技術(shù)、設(shè)備和材料不再予以詳細(xì)說明而傾向于成為適合說明的一部分。例如，可以不詳細(xì)討論光學(xué)元件形成和制造，可是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的工藝以及等同的方法、工藝以及材料都落入示例性實(shí)施例的指定范圍內(nèi)。
另外，示例性實(shí)施例不限于投影儀系統(tǒng)，也適用于由于具有機(jī)械冷卻系統(tǒng)而有噪音和/或振動(dòng)的任何系統(tǒng)。
注意到，在附圖中相同的附圖標(biāo)記和字符指代相同的元件，因此一旦在一個(gè)附圖中限定了一種元件，則以后的附圖將不再予以說明。
第一示例性實(shí)施例附圖1示出了根據(jù)第一示例性實(shí)施例的投射顯示裝置(圖像顯示裝置)的示意圖。附圖2為附圖1中所示投射顯示裝置的光學(xué)構(gòu)造的示意圖。在附圖1和2中，由燈座2保持光源燈(燈)1。設(shè)置在燈1前面的防爆玻璃3由玻璃架4所保持。照明光學(xué)系統(tǒng)α用于使從燈1入射的光進(jìn)入顏色分離及組合光學(xué)系統(tǒng)β，該顏色分離及組合光學(xué)系統(tǒng)β包括對(duì)應(yīng)三基色入射光(紅色、綠色和藍(lán)色，或RGB)的液晶板(LCD元件，或成像元件)。投射透鏡筒5容納用于在接收來自顏色分離及組合光學(xué)系統(tǒng)β的光之后將圖像投射在未示出的屏幕(被投射面)上的投射透鏡系統(tǒng)(投射光學(xué)系統(tǒng))70。
光學(xué)盒6包含燈1、照明光學(xué)系統(tǒng)α和顏色分離及組合光學(xué)系統(tǒng)β。投射透鏡筒5被固定在光學(xué)盒6上或可操作地與光學(xué)盒6相連接。光學(xué)盒6包括用作圍繞燈1的燈外圍構(gòu)件的燈箱6a。
光學(xué)盒蓋7覆蓋其中包含照明光學(xué)系統(tǒng)α以及顏色分離及組合光學(xué)系統(tǒng)β的光學(xué)盒6。在投射顯示裝置中也包括電源8和電源濾波器9。鎮(zhèn)流電源10用于開啟燈1。電路板11用于驅(qū)動(dòng)液晶板并發(fā)送指令以開啟使用電源8的電能的燈1。LCD元件冷卻風(fēng)扇12用于在顏色分離及組合光學(xué)系統(tǒng)β中，借助通過外部殼體(底箱)21的進(jìn)口21a的空氣來冷卻包括液晶板的光學(xué)元件，該外部殼體在下文中加以說明。通風(fēng)管道13用于將來自LCD元件冷卻風(fēng)扇12的氣流提供給顏色分離及組合光學(xué)系統(tǒng)β內(nèi)包括液晶板的光學(xué)元件。
燈冷卻風(fēng)扇(軸流風(fēng)扇)15通過為燈1吹氣來冷卻燈1并被以預(yù)定間隔設(shè)置在燈1和投射透鏡筒5之間的間隙之中。
風(fēng)扇座14保持燈冷卻風(fēng)扇15。風(fēng)扇保持板16保持燈冷卻風(fēng)扇15。電源冷卻風(fēng)扇17用于通過借助通過外部殼體21的進(jìn)口21b的空氣，并循環(huán)進(jìn)入電源8的空氣以及為鎮(zhèn)流電源10吹風(fēng)來冷卻電源8和鎮(zhèn)流電源10。
排氣風(fēng)扇18用于在空氣從燈冷卻風(fēng)扇15通過燈1之后以及通過鎮(zhèn)流電源10之后，經(jīng)由側(cè)板24的排氣端24a將被加熱后的空氣排放到投射顯示裝置的外部，而這將在下文中予以描述。
散熱板19和遮光掩模20用于散除燈1的熱量，用作使通過燈1的熱氣在其中經(jīng)過的通風(fēng)管，并用于減少燈1發(fā)出的光泄漏到投射顯示裝置的外部。
外部殼體(底箱)21容納光學(xué)盒6。外部殼體蓋(頂箱)22覆蓋其中包含光學(xué)盒6的外部殼體21。側(cè)板23也包括在投射顯示裝置中。
外部殼體21包括進(jìn)口21a和進(jìn)口21b。側(cè)板24包括排氣端口24a。
偏振元件冷卻風(fēng)扇25用于通過將從外部殼體21進(jìn)口(未示出)進(jìn)入的空氣經(jīng)由外部殼體21的管道(未示出)吹到包括偏振元件的光學(xué)元件上，來冷卻顏色分離及組合光學(xué)系統(tǒng)β內(nèi)包括偏振元件的光學(xué)元件。
接口加強(qiáng)板26安裝在側(cè)板23的內(nèi)部。外部散熱板27安裝在燈箱6a上并用于散除燈1的熱量。
燈蓋28借助螺釘(未示出)被可移動(dòng)地固定在或可操作地連接到外部殼體21的底面上。調(diào)節(jié)腿29被固定在或可操作地連接到外部殼體21上并能夠調(diào)節(jié)腿29a的高度?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)腿29a的高度來調(diào)節(jié)投射顯示裝置關(guān)于屏幕的傾斜角。
以下參照附圖2描述光學(xué)構(gòu)造，其包括燈1、照明光學(xué)系統(tǒng)α、顏色分離及組合光學(xué)系統(tǒng)β和設(shè)置在包含反射式LCD元件(成像元件，例如反射式液晶板)的投射顯示裝置的投射透鏡筒5內(nèi)的投射光學(xué)系統(tǒng)70(附圖2)。
在附圖2中，發(fā)光管41用于發(fā)射具有連續(xù)光譜的白光。反射器42用于將來自發(fā)光管41的光會(huì)聚至預(yù)定方向。發(fā)光管41和反射器42分別為燈1的一個(gè)組件。
第一柱形陣列43a包括具有多個(gè)柱形透鏡的透鏡陣列，每個(gè)透鏡在垂直方向(基本垂直于燈1發(fā)出光的行進(jìn)方向，即基本垂直于附圖2平面的方向)上具有折射能力。第二柱形陣列43b包括具有多個(gè)分別對(duì)應(yīng)第一柱形陣列43a中多個(gè)柱形透鏡的柱形透鏡的透鏡陣列。在投射顯示裝置中也包括紫外線過濾器44。偏振元件45用于將非偏振光轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定偏振的光。
前壓縮(compressor)透鏡46包括在水平方向(附圖2的平面方向)上具有折射能力的柱形透鏡。反射鏡47用于將入射光的反向改變90度。在投射顯示裝置中也包括聚光透鏡48。后壓縮透鏡49包括在水平方向上具有折射能力的柱形透鏡。
以上說明的每個(gè)元件都是照明光學(xué)系統(tǒng)α的一個(gè)組件。
二向色反射鏡58用于反射紅色和藍(lán)色波長的光分量同時(shí)便于綠色波長的光分量通過。第一偏振器59處理來自二向色反射鏡58的入射光中的綠色光分量。第一偏振器59可以是接合有偏振元件的透明基板，并便于入射光中的s偏振光通過。第一偏振分束器(PBS)60用于反射入射光中的s偏振光，同時(shí)使入射光中的p偏振光通過。第一PBS60包括偏振分離表面60a。
反射式LCD元件61反射入射光的同時(shí)對(duì)入射光的每個(gè)光分量進(jìn)行圖像調(diào)制，并包括對(duì)應(yīng)紅色光分量的R分量反射式LCD元件61R、對(duì)應(yīng)綠色光分量的G分量反射式LCD元件61G以及對(duì)應(yīng)藍(lán)色光分量的B分量反射式LCD元件61B。
1/4波片62包括對(duì)應(yīng)紅色光分量的R分量1/4波片62R、對(duì)應(yīng)綠色光分量的G分量1/4波片62G以及對(duì)應(yīng)藍(lán)色光分量的B分量1/4波片62B。第二偏振器64處理從二向色反射鏡58入射的紅色和藍(lán)色光分量，并且是接合有偏振元件的透明基板。第二偏振器64便于入射光中s偏振光的通過。第一顏色選擇延遲薄膜65用于將藍(lán)色光分量的偏振方向改變90度同時(shí)保留紅色光分量的偏振方向不變。第二PBS66用于反射入射光中s偏振光同時(shí)讓入射光中p偏振光通過。第二PBS66包括偏振分離表面66a。
第二顏色選擇延遲薄膜67用于將紅色光分量的偏振方向改變90度同時(shí)保留藍(lán)色光分量的偏振方向不變。第三偏振器68(偏振元件)處理投射顯示裝置中紅色和藍(lán)色光分量并便于入射光中s偏振光的通過。第三PBS69(顏色組合單元)用于反射入射光中的s偏振光同時(shí)讓入射光中的p偏振光通過。第三PBS69包括偏振分離表面69a。
上述從二向色反射鏡58到第三PBS69的每個(gè)構(gòu)件都用作顏色分離及組合光學(xué)系統(tǒng)β的一個(gè)組件。
照明光學(xué)系統(tǒng)α、顏色分離及組合光學(xué)系統(tǒng)β和投射光學(xué)系統(tǒng)70構(gòu)成圖像顯示光學(xué)系統(tǒng)。
以下說明光學(xué)特性。發(fā)光管41發(fā)出的光束被反射器會(huì)聚至預(yù)定方向。反射器42具有拋物面反射表面，使得來自拋物面表面焦點(diǎn)的光束可平行于拋物面表面的對(duì)稱軸(光軸)。可是，發(fā)光管41不是理想的點(diǎn)光源并具有限定尺寸的發(fā)光部分。因此，會(huì)聚的光束實(shí)際上包含與拋物面表面的對(duì)稱軸不平行的分量。
隨后，光束進(jìn)入第一柱形陣列43a。入射光束被分成對(duì)應(yīng)各個(gè)柱形透鏡的多個(gè)光束并被會(huì)聚(如沿著水平方向延伸的一系列波段)。光束隨后經(jīng)由紫外線濾光片44通過第二柱形陣列43b，并且在偏振元件45附近形成多個(gè)光束(沿著水平方向延伸的一系列波段)。
偏振元件45包括多個(gè)沿垂直方向設(shè)置的偏振分離表面、反射表面以及半波片。多個(gè)光束進(jìn)入相應(yīng)的偏振分離表面并隨后被分成p偏振透射分量以及s偏振反射分量。
s偏振反射分量從反射表面被反射并沿與p偏振光相同的方向出射。p偏振透射分量傳輸通過半波片，被轉(zhuǎn)換成與s偏振光相同偏振的分量，并從偏振元件45出射為偏振方向均勻取向的光。在從偏振元件45出射之后，經(jīng)歷偏振轉(zhuǎn)換的多個(gè)光束(沿著水平延伸的一系列波段)經(jīng)由前壓縮透鏡46從反射鏡47被反射大約90度，并隨后到達(dá)聚光透鏡48以及后壓縮透鏡49。
適當(dāng)?shù)卦O(shè)置前壓縮透鏡46、聚光透鏡48和后壓縮透鏡49的光學(xué)特性。多個(gè)光束形成彼此重疊的矩形圖像，以便形成矩形的均勻照明區(qū)域。
在該照明區(qū)域中，配置LCD元件61(下文中描述的R分量反射式LCD元件61R、G分量反射式LCD元件61G和B分量反射式LCD元件61B)。由偏振元件45形成的s偏振光進(jìn)入二向色反射鏡58。二向色反射鏡58反射藍(lán)色光分量(430nm至495nm波長)和紅色光分量(590nm至650nm波長)，同時(shí)讓綠色光分量(505nm至580nm波長)通過。
以下說明綠色光分量的光路。通過二向色反射鏡58的綠色光分量進(jìn)入第一偏振器59。綠色光分量在其由二向色反射鏡58分開后保持s偏振光。在從第一偏振器59出射之后，綠色光分量作為s偏振光進(jìn)入第一PBS60，并在偏振分離表面被反射，且到達(dá)G分量反射式LCD元件61G。在G分量反射式LCD元件61G中，綠色光分量經(jīng)受圖像調(diào)制并隨后被反射。經(jīng)歷圖像調(diào)制的綠色分量反射光中的s偏振光在第一PBS60的偏振分離表面60a再次被反射并返回到燈1的一側(cè)，進(jìn)而從投射光中去除了至少一部分光。
另一方面，經(jīng)歷圖像調(diào)制的綠色分量反射光中的p偏振光傳輸通過第一PBS60的偏振分離表面60a，并作為投射光指向第三PBS69。
此時(shí)，在所有偏振分量都被轉(zhuǎn)換成s偏振光(黑顯示)的狀態(tài)下，將設(shè)置在第一PBS60和G分量反射式LCD元件61G之間的G分量1/4波片62G的慢軸調(diào)至預(yù)定方向，能夠減少第一PBS60和G分量反射式LCD元件61G中發(fā)生的偏振狀態(tài)不規(guī)則變化的反作用。
從第一PBS60的出射的綠色光分量作為p偏振光進(jìn)入第三PBS69，通過第三PBS69的偏振分離表面69a并到達(dá)投射光學(xué)系統(tǒng)70。
另一方面，二向色反射鏡58反射的紅色和藍(lán)色光分量進(jìn)入第二偏振器64。這些紅色和藍(lán)色光分量在其被二向色反射鏡58分開后保持為s偏振光。在從第二偏振器64出射后，紅色和藍(lán)色光分量進(jìn)入第一顏色選擇延遲薄膜65。第一顏色選擇延遲薄膜65用于針對(duì)藍(lán)色光分量將偏振方向旋轉(zhuǎn)90度。因此，藍(lán)色光分量作為p偏振光進(jìn)入第二PBS66，而紅色光分量作為s偏振光進(jìn)入第二PBS66。在進(jìn)入第二PBS66之后，作為s偏振光，紅色光分量在第二PBS66的偏振分離表面66a被反射并到達(dá)R分量反射式LCD元件61R。在進(jìn)入第二PBS66之后，作為p偏振光，藍(lán)色光分量傳輸通過第二PBS66的偏振分離表面66a并到達(dá)B分量反射式LCD元件61B。
進(jìn)入R分量反射式LCD元件61R的紅色光分量隨后經(jīng)受圖像調(diào)制并被反射。經(jīng)受圖像調(diào)制的紅色分量反射光中的s偏振光被第二PBS66的偏振分離表面66a再次反射并返回至燈1的一側(cè)，進(jìn)而從投射光中移除至少一部分光。經(jīng)受圖像調(diào)制的紅色分量反射光中的p偏振光通過第二PBS66的偏振分離表面66a并作為投射光指向第二顏色選擇延遲薄膜67。
進(jìn)入B分量反射式LCD元件61B的藍(lán)色光隨后經(jīng)受圖像調(diào)制并被反射。經(jīng)受圖像調(diào)制的藍(lán)色分量反射光中的p偏振光傳輸通過第二PBS66的偏振分離表面66a并返回至燈1的一側(cè)，進(jìn)而從投射光中移除至少一部分光。
經(jīng)歷圖像調(diào)制的藍(lán)色分量反射光中的s偏振光被第二PBS66的偏振分離表面66a反射并作為投射光指向第二顏色選擇延遲薄膜67。
此時(shí)，調(diào)節(jié)設(shè)置在第二PBS66和R分量反射式LCD元件61R之間的R分量1/4波片62R以及設(shè)置在第二PBS66和B分量反射式LCD元件61B之間的B分量1/4波片62B每個(gè)的慢軸，能夠調(diào)節(jié)在綠色光分量的情況時(shí)針對(duì)每個(gè)紅色和藍(lán)色光分量黑顯示的狀態(tài)。
這樣，光束被組合為一個(gè)光束。包含從第二PBS66出射的紅色和藍(lán)色光分量的投射光中紅色光分量的偏振方向被第二顏色選擇延遲薄膜67旋轉(zhuǎn)90度，使其變?yōu)閟偏振光。隨后，紅色光分量被第三偏振器68起偏并進(jìn)入第三PBS69。
藍(lán)色光分量作為s偏振光通過第二顏色選擇延遲薄膜67，被第三偏振器68起偏并進(jìn)入第三PBS69。這樣，紅色和藍(lán)色光分量被第三偏振器68起偏，使得第二PBS66、R分量反射式LCD元件61R、B分量反射式LCD元件61B、R分量1/4波片62R和B分量1/4波片62B所產(chǎn)生的非必要分量被從得到的紅色和藍(lán)色分量投射光中減去。
進(jìn)入第三PBS69的紅色和藍(lán)色光分量的投射光被第三PBS69的偏振分離表面69a反射，并與通過第三PBS69偏振分離表面69a的綠色光分量組合以形成組合投射光，并到達(dá)投射光學(xué)系統(tǒng)70。
利用投射光學(xué)系統(tǒng)70放大紅色、綠色和藍(lán)色分量的組合投射光所形成的圖像并將其投射在被投射面(例如，屏幕)上。
上述的光路具有白顯示模式的反射式LCD元件。以下描述黑顯示模式的反射式LCD元件的光路。
描述綠色光分量的光路。傳輸通過二向色反射鏡58的綠色光分量的s偏振光進(jìn)入第一偏振器59并隨后進(jìn)入第一PBS60。s偏振光在第一PBS60的偏振分離表面60a反射并到達(dá)G分量反射式LCD元件61G。由于G分量反射式LCD元件61G處于黑顯示的模式，在不經(jīng)歷圖像調(diào)制的情況下反射綠色光分量。
因此，由于綠色光分量在從G分量反射式LCD元件61G反射之后為s偏振光，故綠色光分量被第一PBS60的偏振分離表面60a反射，通過第一偏振器59并返回?zé)?一側(cè)，進(jìn)而從投射光中移除至少一部分光。
以下描述紅色和藍(lán)色光分量的光路。從二向色反射鏡58反射的紅色和藍(lán)色光分量的s偏振光進(jìn)入第二偏振器64。隨后，紅色和藍(lán)色光分量從第二偏振器64出射并進(jìn)入第一顏色選擇延遲薄膜65。第一顏色選擇延遲薄膜65用于針對(duì)藍(lán)色光分量將偏振方向旋轉(zhuǎn)90度。因此，藍(lán)色光分量作為p偏振光進(jìn)入第二PBS66，進(jìn)而紅色光分量作為s偏振光進(jìn)入第二PBS66。
在進(jìn)入第二PBS66之后，作為s偏振光，紅色光分量隨后在第二PBS66的偏振分離表面66a反射并到達(dá)R分量反射式LCD元件61R。在進(jìn)入第二PBS66之后，作為p偏振光，藍(lán)色光分量通過第二PBS66的偏振分離表面66a并到達(dá)B分量反射式LCD元件61B。
由于R分量反射式LCD元件61R處于黑顯示模式，使得進(jìn)入R分量反射式LCD元件61R的紅色光分量在未經(jīng)歷圖像調(diào)制的情況下被反射。因此，由于紅色光分量在被R分量反射式LCD元件61R反射之后保持為s偏振光，因此紅色光分量在第二PBS66的偏振分離表面66a被反射，通過第二偏振器64并返回?zé)?一側(cè)，進(jìn)而從投射光中移除至少一部分光。因此，顯示黑色。
由于B分量反射式LCD元件61B處于黑顯示的模式，藍(lán)色光分量在不經(jīng)受圖像調(diào)制的情況下被反射。因此，由于藍(lán)色光分量在被B分量反射式LCD元件61B反射之后仍保持p偏振光，故藍(lán)色光分量通過第二PBS66的偏振分離表面66a并隨后被第一顏色選擇延遲薄膜65轉(zhuǎn)換成s偏振光。隨后，s偏振光通過第二偏振器64并返回?zé)?一側(cè)，進(jìn)而從投射光中移除至少一部分光。
以上描述了包含反射式LCD元件(反射液晶板)的投射顯示裝置的光學(xué)構(gòu)造。
以下，參照附圖3A至3C描述顏色分離及組合光學(xué)系統(tǒng)β和其周圍的保持結(jié)構(gòu)。在第一PBS60的頂面上接合(bond)有小玻璃塊80。大玻璃塊71通過接合到第三PBS69的頂部而保持第三PBS69，并通過接合到小玻璃塊80上而保持第一PBS60。
棱鏡基座72通過大玻璃塊71保持第一PBS60，第二PBS66以及第三PBS69，并直接保持二向色反射鏡58、第一偏振器59、第二偏振器64以及第二顏色選擇延遲薄膜67。頂板支架73(第一緊固件)和底板支架74(第一緊固件)設(shè)置得使頂板支架73之一和底板支架74之一接合并固定或可操作地分別連接到第一PBS60的頂部和底部側(cè)，并且兩個(gè)頂板支架73和兩個(gè)底板支架74接合并固定或可操作地連至顏色分離及組合光學(xué)系統(tǒng)β中的第二PBS66上。
1/4波片支架75保持1/4波片62并借助螺釘76被固定或可操作地連接到棱鏡基座72上。包括分別適用于R分量反射式LCD元件61R、G分量反射式LCD元件61G以及B分量反射式LCD元件61B的板固定框77R、77G和77B的板固定框77(第二緊固件)直接保持LCD元件61。丙烯酸間隔體78用作最終固定單元。
在本示例性實(shí)施例中，運(yùn)用以下構(gòu)件實(shí)現(xiàn)最終的固定頂板支架73(第一緊固件)和底板支架74(第一緊固件)，固定到或可操作地連接到第一PBS60(棱鏡)和第二PBS66(棱鏡)上并包括平行于進(jìn)入R分量反射式LCD元件61R、G分量反射式LCD元件61G和B分量反射式LCD元件61B(成像元件)的光束的光軸的接合表面78H1；G分量板固定框77G(第二緊固件)，保持成像元件并包括基本垂直于進(jìn)入成像元件的光束的光軸的接合表面78V1和78V2；以及接合到頂板支架73、底板74以及G分量板固定框77G上的間隔體78。
以下將G分量反射式LCD元件61G作為一個(gè)示例說明臨時(shí)固定和最終固定。G分量反射式LCD元件61G事先由G分量板固定框77G(第二緊固件)可靠地保持。G分量反射式LCD元件61G和G分量板固定框77G構(gòu)成G分量板單元。
考慮到粘合劑的固化時(shí)間，裝備的簡化性以及6個(gè)軸線的靈活性，通過紫外線固化進(jìn)行的接合可用于在執(zhí)行6軸線調(diào)節(jié)之后將G分量板單元(61G和77G)固定到第一PBS60上預(yù)定的位置。
通過用大量的UV粘合劑粘合頂板支架73的第一銷部分73a和G分量板固定框77G的第一開口77Ga，以及通過用大量的UV粘合劑粘合底板支架74的第一銷部分74a和G分量板固定框77G的第二開口77Ga，可以實(shí)現(xiàn)G分量板單元(61G和77G)在第一PBS60上的臨時(shí)固定。
如上所述，在本實(shí)施例中，第一緊固件(73和74)以及第二緊固件(77G)具有用于臨時(shí)固定或可操作地相互連接的臨時(shí)固定單元(73a，74a和77Ga)。
在此情況中，由于在銷部分73a和74a與開口77Ga之間存在大量UV粘合劑，故保留了在粘合劑固化和收縮時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。另外，由于存在包括相對(duì)柔軟的塊的粘合劑，所以根據(jù)溫度的變化使得保持G分量板單元(61G和77G)位置的精確度變得不穩(wěn)定。
鑒于這點(diǎn)，間隔體78置于銷部分73a和74a的附近并被緊密接合和固定，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最終固定。該最終固定確?？煽啃院蛷?qiáng)度。通過對(duì)著G分量板固定框77G的上部77Gb擠壓第一間隔體78的表面78V1(基本垂直于進(jìn)入LCD元件的光束的光軸)，以及通過對(duì)著第一頂板支架73的下部73b擠壓第一間隔體78的表面78V2(基本垂直于進(jìn)入LCD元件的光束的光軸)，接合并固定第一間隔體78。類似地，通過對(duì)著這G分量板固定框77G的上部77Gc擠壓第二間隔體78的表面78V3(基本垂直于進(jìn)入LCD元件的光束的光軸)，以及通過對(duì)著第一底板支架74的表面74c(平行于進(jìn)入LCD元件的光束的光軸)擠壓第二間隔體78的表面78H1(平行于進(jìn)入LCD元件的光束的光軸)，接合并固定第二間隔體78。
因此，借助剛性的間隔體78和各個(gè)剛性的薄接合層，實(shí)現(xiàn)比臨時(shí)固定更堅(jiān)固、更可靠的最終固定。
在該示例性實(shí)施例中，間隔體78設(shè)置在G分量板固定框77G上，并圍繞G分量反射式LCD元件61G外周在三或四個(gè)點(diǎn)處布置。
間隔體78和臨時(shí)固定單元(73a、74a和77Ga)設(shè)置在G分量板固定框77G上并配置在限定G分量反射式LCD元件61G外形的頂側(cè)和底側(cè)的外部。
多個(gè)間隔體78中的至少一個(gè)間隔體鄰近其中一個(gè)銷部分74a和其中一個(gè)開口77Ga。
為了增加粘合強(qiáng)度和精確度的可靠性，根據(jù)特征(例如，吸濕特性)可使用更薄的接合層。將最終固定單元放置在臨時(shí)固定單元附近，能夠減少臨時(shí)固定單元和最終固定單元之間連線方向上的作用力之外的力所產(chǎn)生的力矩分量的臂長，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固的最終固定。
如果最終固定單元被限于臨時(shí)固定單元一半的位置以減少將要放置的最終固定單元的數(shù)量，則至少一個(gè)示例性實(shí)施例將最終固定單元配置在每個(gè)臨時(shí)固定單元的中點(diǎn)處?？墒窃诖饲闆r中，板固定框77可能由于間隔體78的膨脹而變形。為了減少這個(gè)問題，沿著光軸將最終固定單元設(shè)置在相對(duì)剛性的臨時(shí)固定單元附近，進(jìn)而減少了板固定框77的變形。
另外，每個(gè)間隔體78具有長方體形狀，并因此間隔體78能被相對(duì)彼此基本垂直的兩個(gè)表面平滑地?cái)D壓。因此，能夠大幅度地減少該接合表面上接合層的厚度。通過模制或機(jī)械加工能夠很容易地形成長方體形間隔體78。在一些情況中，間隔體78可由具有低線性膨脹系數(shù)的材料(例如玻璃材料)所形成的元件所替代。
由于能夠從臨時(shí)固定完成之后打開著的上面區(qū)域和下面區(qū)域很容易地插入間隔體78，光學(xué)系統(tǒng)具有增加的靈活度，并且不需要特殊的裝備。
與G分量反射式LCD元件61G的情況相同，借助利用間隔體78的臨時(shí)固定和最終固定，將R分量反射式LCD元件61R和B分量反射式LCD元件61B固定到或可操作地連接到第二PBS66。LCD元件61可由透射LCD元件予以替換。
根據(jù)本示例性實(shí)施例，保持所述用于組合來自LCD元件61的光束的第一PBS60和第二PBS66的頂板支架73和底板支架74被固定或可操作地連接至通過臨時(shí)固定和最終固定而固定有LCD元件61的板固定框77，從而減少了所需中間件的數(shù)量。進(jìn)而，提高了對(duì)因下落而引起的沖擊和振動(dòng)的抵抗性。
最終固定單元的數(shù)量與臨時(shí)固定單元的數(shù)量相同，并且最終固定單元設(shè)置在臨時(shí)固定單元的附近。因此，當(dāng)臨時(shí)固定單元中存在的應(yīng)力隨時(shí)間的改變而釋放時(shí)，能夠減少由于力矩而引起的力的增大并將該力分散，進(jìn)而產(chǎn)生增加的可靠性。
當(dāng)間隔體78承受熱膨脹時(shí)，臨時(shí)固定單元產(chǎn)生抑制固定有或可操作地連接有LCD元件61的板固定框77的變形的反作用力。這減少了低對(duì)比度的情形以及由于板固定框77變形產(chǎn)生的LCD元件61變形所引起的LCD元件中光量調(diào)節(jié)的局部缺陷。
最終固定單元中使用的間隔體78的接合表面利用平行于光軸的表面78H以及基本垂直于光軸的表面78V。因此，固定的精確度保持在提高的級(jí)別，同時(shí)充分確保了沿著平行于光軸方向和垂直于光軸方向的LCD元件的靈活度。
其他方向上的應(yīng)力相對(duì)較小，因此產(chǎn)生反作用力的需求相對(duì)較低。由于形成間隔體78的接合表面而減少了粘合劑塊的使用，所以在粘合劑在最終固定單元中固化時(shí)產(chǎn)生的收縮就非常小。因此，在以提高的級(jí)別維持臨時(shí)固定的同時(shí)能夠執(zhí)行最終固定。
因?yàn)槭褂梅浅Ｉ倭康恼澈蟿┩瓿闪俗罱K固定，使得隨時(shí)間改變而引起的應(yīng)力釋放和退化的反作用非常小。這減少了粘合劑固化時(shí)產(chǎn)生的可能的反作用。
間隔體78由光透射材料(例如玻璃材料、丙烯酸材料、聚碳酸酯材料、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的其他光透射材料及其等同物)制成。因此，通過固化UV粘合劑可使間隔體78被接合。這提高了可加工性并由此縮短了生產(chǎn)時(shí)間。另外，在隨時(shí)間早期發(fā)生改變之前完成最終固定，使得調(diào)節(jié)和保持LCD元件的精確度保持在提高的級(jí)別。
間隔體78的接合表面利用平行于光軸的表面78H以及基本垂直于光軸的表面78V。
使用從該表面將安裝到PBS(棱鏡)上的構(gòu)件彎曲90度的表面，或從安裝到PBS(棱鏡)頂面上的構(gòu)件延伸的表面，以提高的精確度形成所述表面78H?；敬怪庇诠廨S的表面78V等同于LCD元件61的顯示表面。因此，在不必實(shí)行彎曲的情況下，在用于保持LCD元件61的構(gòu)件中形成表面78V。因此能夠相對(duì)容易地指定表面78V。
最終固定中所使用的間隔體78的接合表面使用平行于光軸的表面以及基本垂直于光軸的表面，以便利用敞開大約90度的區(qū)域容易地實(shí)行安裝和輻射操作。
如上所述，根據(jù)至少一個(gè)示例性實(shí)施例，成像元件能夠精確地固定在或可操作地連至目標(biāo)固定構(gòu)件上，因此，獲得了用于投射由成像元件以增加的分辨率實(shí)現(xiàn)的圖像信息的投射顯示裝置。
雖然參照示例性實(shí)施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于所披露的示例性實(shí)施例。以下權(quán)利要求的范圍與最廣泛的說明相一致以便包含所有的修改、同等結(jié)構(gòu)和功能。例如，在詞典編纂者本身的關(guān)注中，盡管以下權(quán)利要求引用術(shù)語，如“垂直”，但這些術(shù)語在權(quán)利要求范圍內(nèi)的含意包括“基本垂直”或“完全垂直”。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)造以將圖像投射在被投射面上的投射顯示裝置，所述圖像由成像元件利用來自光源的光所形成，所述投射顯示裝置包括棱鏡；第一緊固件，可操作地與所述棱鏡相連并包括平行于進(jìn)入所述成像元件的光束的光軸的接合表面；第二緊固件，保持所述成像元件并包括垂直于進(jìn)入所述成像元件的光束的光軸的接合表面；以及接合在所述第一緊固件和第二緊固件的接合表面之間的至少一個(gè)間隔體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射顯示裝置，進(jìn)一步包括至少一個(gè)臨時(shí)可操作地連接所述第一緊固件和第二緊固件的臨時(shí)固定單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射顯示裝置，其特征在于所述至少一個(gè)間隔體包括多個(gè)設(shè)置在所述第二緊固件上的間隔體，所述間隔體圍繞所述成像元件的外周設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投射顯示裝置，進(jìn)一步包括多個(gè)臨時(shí)可操作地連接所示第一緊固件和第二緊固件的臨時(shí)固定單元，其中間隔體的數(shù)量與臨時(shí)固定單元的數(shù)量相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射顯示裝置，其特征在于所述至少一個(gè)間隔體包括多個(gè)設(shè)置在第二緊固件上的間隔體，所述間隔體設(shè)置在所述成像元件的頂側(cè)和底側(cè)的外部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射顯示裝置，其特征在于所述至少一個(gè)間隔體由光透射材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射顯示裝置，其特征在于所述棱鏡被包括在顏色分離及組合光學(xué)系統(tǒng)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射顯示裝置，其特征在于所述成像元件為反射式液晶顯示元件。
9.一種構(gòu)造以將圖像投射到被投射面上的投射顯示裝置，所述圖像由成像元件利用來自光源的光所形成，所述投射顯示裝置包括棱鏡；第一緊固件，可操作地與所述棱鏡相連并包括接合表面；第二緊固件，保持所述成像元件并包括接合表面；以及接合在所述第一緊固件和第二緊固件的接合表面之間的至少一個(gè)間隔體。
全文摘要
至少一個(gè)示例性實(shí)施例涉及一種構(gòu)造以將圖像投射在被投射面上的投射顯示裝置，由成像元件利用來自光源的光形成所述圖像。所述投射顯示裝置包括棱鏡；第一緊固件，可操作地與所述棱鏡相連并包括平行于進(jìn)入所述成像元件的光束的光軸的接合表面；第二緊固件，保持所述成像元件并包括垂直于進(jìn)入所述成像元件的光束的光軸的接合表面；接合在所述第一緊固件和第二緊固件的接合表面之間的至少一個(gè)間隔體。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK1749812SQ200510103990
公開日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2005年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月17日
發(fā)明者田中秀知 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社