JP2002350977A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源装置、および均一照明光学系を構成す
る光学素子の位置調整を高精度に行うことができ、かつ
効率的に製造することのできるプロジェクタを提供する
こと。 【解決手段】光源ランプ１１、リフレクタ１２、および
これらを収納するハウジング１４を含む光源装置１０
と、この光源装置から出射された光束を画像情報に応じ
て変調する電気光学装置６０とを備えたプロジェクタ
は、光束分割光学素子３２、集光素子３３、および偏光
変換素子３４を一体的に保持する保持部材３６を有し、
リフレクタ１２には、光源ランプ１１から出射された光
束を反射する反射面と、リフレクタ１２の光出射側周縁
に、ハウジング１４に対する位置決めを行う基準面とが
形成され、基準面および反射面は、リフレクタ１２の成
形型を構成する１つのコアによって一体成形されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源ランプ、リフ
レクタ、およびこれらを収納するハウジングを含む光源
装置と、この光源装置から出射された光束を画像情報に
応じて変調する電気光学装置とを備えたプロジェクタに
関する。

【０００２】

【背景技術】従来より、光源と、この光源から出射され
た光束を画像情報に応じて変調する電気光学装置と、こ
の電気光学装置で変調された光束を拡大投写する投写光
学系とを備えたプロジェクタが利用されている。このよ
うなプロジェクタとしては、例えば、光源から射出され
た光束を、ダイクロイックミラーによりＲＧＢの三色の
色光に分離し、三枚の液晶パネルによって各色光毎に画
像情報に応じて変調し、変調後の光束をクロスダイクロ
イックプリズムで合成し、投写光学系となる投写レンズ
を介してカラー画像を拡大投写する、いわゆる三板式の
プロジェクタが知られている。

【０００３】前述のプロジェクタは、光源本体となる光
源装置と、光源本体から液晶パネル等の電気光学装置に
至る光路中に配置される均一照明光学系とを備えて構成
される。前記光源装置は、光源ランプと、この光源ラン
プから出射された光束を反射する反射面を有するリフレ
クタと、光源ランプおよびリフレクタを収納するハウジ
ングとを備えた光源ユニットとして構成され、前述のダ
イクロイックミラーや均一照明光学系を収納するライト
ガイドと呼ばれる光学部品用筐体内に装着される。

【０００４】ここで、リフレクタは、光源ランプから出
射された光束を反射する反射面と、リフレクタの光出射
側周縁に、ハウジングに対する位置決めを行うために形
成される基準面とを備えている。反射面は、楕円面、ま
たは放物面状に構成され、光源ランプの発光部分を反射
面の焦点位置に配置することにより、光源ランプから放
射された光束の射出方向を一定方向に揃えて出射するこ
とができる。基準面は、ハウジングに対してリフレクタ
を光源装置の照明光軸方向に位置決めするための面であ
り、例えば、ハウジングに位置決め突起を設けておき、
この位置決め突起を基準面に当接させることにより、ハ
ウジングに対するリフレクタの照明光軸方向位置を位置
決めすることができる。

【０００５】このようなリフレクタは、通常ガラス製と
され、その成形に際しては、反射面を形成するための凹
状のキャビティを有する下型と、下型のキャビティ内に
向けて摺動するコアと、このコアの外周部分に下型のキ
ャビティ周縁を囲むように設けられる押さえ型とを備え
た成形型が用いられる。具体的には、軟化したガラス材
料をキャビティ内に供給し、コアを摺動させてガラス材
料をキャビティおよびコアで囲まれた空間内全体に充填
してリフレクタの反射面を形成するとともに、押さえ型
でキャビティの周縁部分を押さえつけることにより基準
面を形成し、リフレクタの反射面と基準面とを一体的に
成形している。

【０００６】前記均一照明光学系は、光源装置から出射
された光束を無駄なく、かつ均一に液晶パネルの画像形
成領域に供給する光学系であり、例えば、光束分割光学
素子、偏光変換素子、および集光素子から構成されてい
る。光束分割光学素子は、光源から出射された光束を複
数の部分光束に分割して、液晶パネルの画像形成領域全
体を均一に照明するための光学素子であり、このような
光束分割光学素子としては、液晶パネルの画像形成領域
に応じたレンズを照明光軸に直交する面内でマトリクス
状に配列したレンズアレイが知られている。

【０００７】偏光変換素子は、光源から出射されたラン
ダム偏光光束を、Ｐ偏光光束またはＳ偏光光束に揃える
光学素子であり、Ｐ偏光光束およびＳ偏光光束を分離す
る偏光分離膜と、この偏光分離膜で分離されたいずれか
一方の偏光光束の位相を変換する位相差板とを備えてい
る。このような偏光変換素子を備えることにより、液晶
パネルの画像形成領域に供給される光束の偏光方向が揃
えられることとなるため、液晶パネルの入射側に配置さ
れる偏光板で遮断される偏光光束の光量を少なくするこ
とができ、光の利用率が向上し、明るい投写画像を形成
することができる。

【０００８】集光素子は、光源から出射された光束を、
液晶パネルの画像形成領域上に光の損失がないように集
める光学素子であり、前記の光束分割素子を備えた光学
系では、各部分光束毎に集光する複数のレンズを備えた
第１集光素子と、この第１集光素子で集光された複数の
部分光束を液晶パネルの画像形成領域上で重畳させる第
２集光素子とがある。

【０００９】このような光源装置および均一照明光学系
は、光の利用率を向上させるために、光源ランプ、リフ
レクタ、光束分割光学素子、偏光変換素子、および集光
素子の光学的相対位置を高精度に調整する必要があり、
これらの位置関係が高精度に調整されて初めて、光源ラ
ンプから出射された光束を被照明領域となる液晶パネル
の画像形成領域上に無駄なく供給してムラのない明るい
投写画像を形成することができる。

【００１０】このため、従来は、(1)予め組み立てられ
た光源装置を光学部品用筐体に装着し、(2)この光源装
置を点灯することにより形成される投写画像を確認しな
がら、光束分割光学素子、偏光変換素子、および集光素
子の位置調整を行い、(3)光学部品用筐体にこれらの光
学素子を位置決め固定するという手順で、光源装置、お
よび各光学素子の光学的相対位置を最適な相対位置に決
定していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の方法では、次のような問題がある。 (1) リフレクタの成形の際、キャビティに供給される
ガラス材料の量が異なると、キャビティに対するコアの
摺動量が変動するため、リフレクタの反射面を構成する
部分の肉厚変動が生じてしまう。この肉厚変動は、基準
面を含むリフレクタ全体の外形の寸法精度には影響を与
えないが、反射面の照明光軸方向位置に影響を与えてし
まい、基準面に対して反射面の焦点位置が照明光軸方向
にばらつきを生じるという問題がある。従って、所定量
のガラス材料で成形されたリフレクタを有する光源装置
に基づいて、光束分割光学素子、偏光変換素子、および
集光素子の位置調整を行っても、他の光源装置を用いる
と、リフレクタの偏差により光学的な相対位置のバラン
スが崩れてしまい、常に安定して光源装置、および各光
学素子の光学的相対位置を高精度に調整することができ
ないという問題がある。

【００１２】(2) 従来は、均一照明光学系を構成する
光学素子を、位置調整を行いながら直接光学部品用筐体
に位置決め固定していたため、プロジェクタの組み立て
途中でこのような光学素子の位置調整を必ず行わなけれ
ばならず、プロジェクタの組み立て作業の繁雑化を招
き、効率的にプロジェクタを製造することができないと
いう問題がある。

【００１３】本発明の目的は、光源装置、および均一照
明光学系を構成する光学素子の位置調整を高精度に行う
ことができ、かつ効率的に製造することのできるプロジ
ェクタを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のプロジェクタは、光源ランプ、リフレク
タ、およびこれらを収納するハウジングを含む光源装置
と、この光源装置から出射された光束を画像情報に応じ
て変調する電気光学装置とを備えたプロジェクタであっ
て、前記光源装置から出射された光束を複数の部分光束
に分割する光束分割光学素子、および各部分光束を被照
明領域となる前記電気光学装置の画像形成領域に集光す
る集光素子を一体的に保持する保持部材を有し、前記リ
フレクタには、前記光源ランプから出射された光束を反
射する反射面と、該リフレクタの光出射側周縁に、前記
ハウジングに対する位置決めを行うための基準面とが形
成され、前記基準面、および前記反射面は、前記リフレ
クタの成形型を構成する１つのコアで一体成形されてい
ることを特徴とする。

【００１５】ここで、リフレクタの成形型は、軟化した
ガラス材料が供給されるキャビティを有する下型と、こ
のキャビティの周縁を囲むように設けられる押さえ型
と、該押さえ型の摺動用開口内をキャビティ内に向けて
摺動するコアとを備えて構成することができる。このコ
アは、リフレクタの反射面を形成する反射面形成部、お
よびリフレクタの位置決め用の基準面を形成する基準面
形成部が一体的に形成されたものを採用することができ
る。さらに、このコアには、カバー部材が接合されるカ
バー接合面を形成する接合面形成部が一体的に形成され
ていてもよい。

【００１６】また、保持部材は、光束分割光学素子、お
よび集光素子を収納する保持枠として構成することがで
き、さらに、光束分割光学素子により分割された複数の
部分光束のそれぞれの偏光方向を変換する偏光変換素子
を保持できるのが好ましい。さらに、保持部材に保持さ
れるこれらの光学素子は、各々の光学的な相対位置が予
め調整されているのが好ましく、プロジェクタの組み立
て時には、他のレンズ、ミラー等の光学部品を収納する
光学部品用筐体に、保持部材ごと組み込むだけで光学的
位置が決められるようにしておくのが好ましい。

【００１７】このような本発明によれば、前記の成形型
でリフレクタを成形することにより、リフレクタの反射
面および基準面が一体成形されるため、ガラス材料の多
寡によって反射面の肉厚が変動しても、基準面に対する
反射面の位置が一定となる。従って、基準面に基づい
て、リフレクタをハウジングに固定すれば、ハウジング
に対するリフレクタの焦点位置を常に一定とすることが
できるので、常に定焦点位置の光源装置を製造すること
ができ、リフレクタと他の光学素子の光学的相対位置を
高精度に調整することができる。

【００１８】また、光束分割光学素子、集光素子、さら
には偏光変換素子が保持部材により一体化されることに
より、これらの光学素子を位置調整しながら光学部品用
筐体に位置決め固定する必要がなくなるので、効率的に
プロジェクタを製造することができる。特に、保持部材
に対して各光学素子を取り付けるに際して、予め各光学
素子の光学的相対位置を調整しておくことにより、プロ
ジェクタの製造効率を一層向上させることができる。

【００１９】以上において、前述の光源装置としては、
リフレクタの光出射側を覆うカバー部材を有し、リフレ
クタの光出射側周縁には、さらにこのカバー部材の周端
部が接合されるカバー接合面が形成され、このカバー接
合面も基準面および反射面とともに、１つのコアで一体
成形されたものを採用することができる。そして、この
場合、基準面にハウジングに形成された位置決め部を直
接させることによりハウジングに対してリフレクタを位
置決めすることができる。

【００２０】このようにカバー接合面が反射面および基
準面と一体成形されることにより、反射面に対するカバ
ー接合面の位置を一定とできるので、リフレクタの反射
面に対するカバー部材の位置を常に一定に維持すること
ができ、光学特性の一定な光源装置を安定して生産する
ことができる。

【００２１】また、他の光源装置としては、リフレクタ
の光出射側を覆うカバー部材を有し、このカバー部材
は、その周端部が基準面で接合され、該カバー部材の光
出射面がハウジングと当接することにより、ハウジング
に対するリフレクタの位置決めが行われるものを採用す
ることができる。ここで、カバー部材としては、所定厚
さの透明ガラス板を採用することができる。このように
カバー部材が基準面で接合されることにより、前記のよ
うに別途カバー接合面を設ける必要がなくなり、リフレ
クタの形状が簡単化するため、リフレクタの成形時の製
造効率を向上することができる。また、ガラス板等から
なるカバー部材は、厚さの精度を出しやすいので、この
ようにリフレクタの基準面をカバー部材を介してハウジ
ングと当接させても、ハウジングに対するリフレクタの
位置精度が損なわれることもない。

【００２２】さらに、前述のリフレクタは、基準面の外
側周縁に形成され、ハウジングへの固定を行うフランジ
部を備えているのが好ましい。ここで、リフレクタのハ
ウジングへの固定は、具体的には、フランジ部およびハ
ウジングの壁を狭圧保持するクリップ、リフレクタ全体
をハウジングの内壁に押圧固定するバネ等の付勢手段に
より行うことができる。このようにフランジ部を備える
ことにより、付勢手段でリフレクタをハウジングに簡単
に固定することができるため、光源装置の製造の簡単化
が図られる。

【００２３】そして、前述の保持部材は、さらに光束分
割光学素子により分割された部分光束のそれぞれの偏光
方向を変換する偏光変換素子を保持するように構成する
のが好ましい。このように保持部材が偏光変換素子をも
保持することにより、予め光束分割光学素子および偏光
変換素子の光学的相対位置を高精度に調整することがで
きるため、均一照明光学系における光の利用率を一層向
上することができ、明るく、色むらのない高品質の画像
を形成できるプロジェクタとすることができる。

【００２４】また、前述のプロジェクタが光源装置から
電気光学装置に至る光路中に配置されるレンズ、ミラー
等の光学部品を収納する光学部品用筐体を具備している
場合、保持部材は、この光学部品用筐体に取り付けられ
るのが好ましい。ここで、光学部品用筐体および保持部
材は、アルミニウム、マグネシウムなどの軽金属や、合
成樹脂の射出成形等により形成されたものを採用するの
が好ましい。

【００２５】このように保持部材が光学部品用筐体に取
り付けられることにより、均一照明光学系を構成する光
学素子を、相互に調整することなく保持部材を収納する
だけで、光学部品用筐体に位置決め固定することができ
るため、プロジェクタを一層効率的に組み立てることが
できる。また、保持部材に保持される各光学素子の光学
的相対位置が予め調整され、光学部品用筐体および保持
部材が射出成形等により形成されていれば、調整された
保持部材を光学部品用筐体に装着するだけで、他のリフ
レクタ、ミラー等に対する位置決めを高精度に行うこと
ができるため、プロジェクタの製造効率を一層向上させ
ることができる。

【００２６】さらに、前述のハウジングには、光学部品
用筐体に対する光源装置の位置決めを行うための光源位
置決め部が形成されているのが好ましい。ここで、光源
位置決め部は、ハウジングに突起状に構成することがで
き、光学部品用筐体の光源装置取り付け部分に凹部を形
成しておき、光源位置決め部をこの凹部と係合させるこ
とで光源装置の位置決めを行うことができる。このよう
にハウジングに光源位置決め部を形成することにより、
光学部品用筐体に光源装置を装着した際に、光学部品用
筐体に対する光源装置の位置決めを高精度に行うことが
できるため、焦点位置が高精度に位置決めされた光源装
置を組み込むことにより、光の利用率の高いプロジェク
タとすることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（１）装置の全体構成 以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明す
る。図１には、本発明の実施形態に係るプロジェクタ１
の光学系を説明するための模式図が示されている。この
プロジェクタ１は、光源装置１０、均一照明光学系３
０、色分離光学系４０、リレー光学系５０、電気光学装
置６０、および色合成光学系であるクロスダイクロイッ
クプリズム７０、および投写光学系である投写レンズ８
０を備えている。

【００２８】光源装置１０から出射された光束は、均一
照明光学系３０により均一で偏光方向の揃えられた光束
とされ、色分離光学系４０によりＲＧＢ三色の色光に分
離された後、各色光毎に電気光学装置６０に入力される
画像情報に応じて変調され、変調された各色光は、クロ
スダイクロイックプリズム７０により合成されてカラー
画像となり、投写レンズ８０により不図示のスクリーン
上に拡大投写される。

【００２９】このようなプロジェクタ１を構成する均一
照明光学系３０、色分離光学系４０、およびリレー光学
系５０は、図２に示すように、光学部品用筐体となるラ
イトガイド９０に収納され、各光学系を構成する光学素
子は、ライトガイド９０内に設定された照明光軸Ａに対
して高精度に位置決めされる。尚、以下の説明では、照
明光軸Ａに沿った光束進行方向をＺ軸とし、このＺ軸に
直交する面内において、Ｚ軸に直交し、かつ色分離光学
系４０による各色光が分離される面に直交する方向をＹ
軸、Ｚ軸およびＹ軸に直交する方向をＸ軸と規定する。

【００３０】光源装置１０は、ライトガイド９０を構成
する光源装着部９１に着脱自在に装着され、ライトガイ
ド９０に対する光源装置１０の位置も後述する位置決め
突起によって、高精度に位置決めされる。均一照明光学
系３０は、詳しくは後述するが、光源装置１０から出射
された光束を、複数の部分光束に分割する光束分割素
子、各部分光束の変更方向を揃える偏光変換素子、およ
び電気光学装置６０の画像形成領域上に各部分光束を重
畳させる集光素子を備えている。

【００３１】色分離光学系４０は、２枚のダイクロイッ
クミラー４１、４２と、反射ミラー４３とを備え、これ
らのミラー４１、４２、４３により均一照明光学系３０
から出射された複数の部分光束を、赤、青、緑の３色の
色光に分離する機能を有する。具体的には、ダイクロイ
ックミラー４１によって赤色光Ｒとその他の色光Ｇ、Ｂ
とが分離され、ダイクロイックミラー４２によって緑色
光Ｇおよび青色光Ｂが分離される。リレー光学系５０
は、入射側レンズ５１、リレーレンズ５３、反射ミラー
５５、５７、および出射側レンズ５９を備え、色分離光
学系４０で分離された色光、例えば、本例では青色光Ｂ
を液晶パネル６１Ｂまで導く機能を有している。

【００３２】電気光学装置６０は、３枚の光変調装置と
なる液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを備え、これら
は、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子と
して用いたものであり、色分離光学系４０で分離された
各色光Ｒ、Ｇ、Ｂは、これら３枚の液晶パネル６１Ｒ、
６１Ｇ、６１Ｂによって、画像情報に応じて変調されて
光学像を形成する。尚、この液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ
の光路前段には、フィールドレンズ６３が配置され、均
一照明光学系３０から射出された光束が照明光軸Ａに対
して平行に入射するようになっていて、液晶パネル６１
Ｂについては、リレー光学系５０の出射側レンズ５９が
このフィールドレンズを兼用している。

【００３３】色合成光学系となるクロスダイクロイック
プリズム７０は、３枚の液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６
１Ｂから出射された各色光ごとに変調された画像を合成
してカラー画像を形成するものである。このクロスダイ
クロイックプリズム７０には、赤色光を反射する誘電体
多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直
角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に形成され、これら
の誘電体多層膜によって３つの色光が合成される。投写
レンズ８０は、複数の組レンズからなるレンズユニット
から構成され、クロスダイクロイックプリズム７０で合
成されたカラー画像をスクリーン上に拡大投写する機能
を有する。

【００３４】（２）光源装置１０の構造 前記光源装置１０は、図３に示すように、光源ランプ１
１、リフレクタ１２、カバー部材となる透明板１３、お
よびランプハウジング１４を備えて構成される。光源ラ
ンプ１１は、光源装置１０の発光部本体を構成するもの
であり、所定距離離間して配置される一対の電極と、こ
の電極および一対の電極の離間部分を覆う発光管とを備
え、発光管は、電極の離間部分において外側に膨出して
いる。一対の電極間に電圧を印加すると、発光管内でア
ーク放電が起こり、光源ランプ１１が点灯する。尚、こ
のような光源ランプ１１としては、メタルハライドラン
プ、高圧水銀ランプ等が採用される。

【００３５】リフレクタ１２は、光源ランプ１１から放
射された光束の出射方向を揃える光学素子であり、図４
および図５に示すように、内面が半楕円形状の断面の鏡
面からなる反射面１２１Ａを有する本体部１２１と、こ
の本体部１２１の光出射側端部に形成され、反射面の光
軸を挟んで対象に形成される一対の切欠部１２２とを備
えている。この切欠部１２２は、リフレクタ１２が透明
板１３で塞がれた際に、光源ランプ１１の内部に冷却空
気を流通させるために形成されている。

【００３６】本体部１２１の光出射側周縁は、略矩形の
外周形状を有しており、その相対向する一対の辺部１２
３には、それぞれフランジ部１２４が形成され、その内
側には、基準面１２５、カバー接合面１２６、および接
着剤受面１２７が順次形成され、これらの面１２５〜１
２７は、外側から内側に向かって次第に深くなるような
段差として構成されている。

【００３７】基準面１２５は、後述するランプハウジン
グ１４に対して、リフレクタ１２の光軸方向位置を規定
するための面である。カバー接合面１２６は、図３に示
す透明板１３が接合される面であり、透明板１３とカバ
ー接合面１２６との間に接着剤を介在させることにより
接合される。接着剤受面１２７は、カバー接合面１２６
と透明板１３とを接合した際に、接着剤が本体部１２１
の反射面上に流れ出さないようにするための面である。

【００３８】透明板１３は、透明なガラス板から構成さ
れ、カバー接合面１２６の外周形状に合わせるために、
矩形板のコーナー部分を斜めカットした形状とされてい
る。尚、透明板１３をこのような形状とすることによ
り、透明板１３はカバー接合面１２６の深さ位置で本体
部１２１と当接し、基準面１２５は、透明板１３を接合
しても、外側に露出するような構成とされる。

【００３９】また、図５に示すように、本体部１２１の
光出射側端縁とは反対側の基端部分には孔１２８が形成
されていて、この孔１２８に光源ランプ１１が挿入固定
され、具体的には、光源ランプ１１およびリフレクタ１
２の光学的位置を高精度に位置決めした後、両者に接着
剤を塗布することにより固定される。尚、光源ランプ１
１およびリフレクタ１２の光学的位置は、光源ランプ１
１のアーク中心がリフレクタ１２の焦点となるように調
整して位置決めされる。

【００４０】ランプハウジング１４は、図６に示すよう
に、リフレクタ１２を光源ランプ１１とともに内部に収
納する箱状の筐体であり、リフレクタ１２の上下方向位
置を外形位置で規定する底面部１４１と、この底面部１
４１の照明光軸に平行な端縁から起立する一対の側面部
１４２と、この底面部１４１の光束出射側端縁から起立
する正面部１４３とを備えて構成される。

【００４１】底面部１４１は、光出射側前方部分が位置
決め面とされ、この部分にリフレクタ１２の辺部１２３
が当接することにより、ランプハウジング１４に設定さ
れる照明光軸に対するリフレクタ１２の上下方向位置が
規定される。側面部１４２は、リフレクタ１２の側方を
保護するとともに、照明光軸に対するリフレクタ１２の
左右方向位置を規定する面であり、本実施形態では、図
５中Ｚ軸正視で＋Ｘ側の側面部１４２がリフレクタ１２
の外形位置基準面とされる。また、各側面部１４２に
は、開口部１４２Ａが形成されていて、これらの開口部
１４２Ａは、リフレクタ１２の切欠部１２２に対応する
位置に形成されている。そして、この開口部１４２Ａに
冷却空気を導入または排出することにより、リフレクタ
１２内部の光源ランプ１１を冷却して、光源ランプ１１
の加熱を防止している。

【００４２】正面部１４３は、リフレクタ１２の光出射
側端面を囲むように形成されていて、その中央部分に
は、光出射用開口部１４３Ａが形成されている。また、
この光出射用開口部１４３Ａの四隅の外周部分には、正
面部１４３の内側壁から突出する位置決めピン１４３Ｂ
が形成されている。これらの位置決めピン１４３Ｂは、
リフレクタ１２の光軸方向位置を規定するものであり、
リフレクタ１２の装着時、リフレクタ位置決めピン１４
３Ｂがリフレクタ１２の基準面１２５と当接することに
より、リフレクタ１２の光軸方向位置が規定される。さ
らに、正面部１４３の上端には、２本の位置決めピン１
４３Ｃが突出形成されていて、これらの位置決めピン１
４３Ｃは、ランプハウジング１４を含む光源装置１０の
ライトガイド９０に対する位置決めを行うために形成さ
れている。

【００４３】このような光源装置１０は、図３に示すよ
うに、リフレクタ１２のフランジ部１２４と、ランプハ
ウジング１４の正面部１４３の四隅部分とをクリップ１
５で挟み込むことにより位置決め固定される。また、図
３では図示を略したが、図３において、ランプハウジン
グ１４のＺ軸正視で−Ｘ側の側面部１４２の後方部分か
ら＋Ｘ側の側面部１４２の前方部分にわたって線状バネ
が架設され、リフレクタ１２を底面部１４１と＋Ｘ側の
側面部１４２とに付勢固定することにより、ランプハウ
ジング１４に対するリフレクタの光軸直交方向の位置決
め固定が行われる。

【００４４】このような構造の光源装置１０において
は、前述のように、リフレクタ１２は、ランプハウジン
グ１４に対して基準面１２５および外形を基準としてバ
ネ等の付勢手段により固定される。従って、基準面１２
５を高精度に成形することは、均一で明るい画像を形成
できるプロジェクタ１を製造するために、重要な要素と
なる。このため、リフレクタ１２は、図７に示される成
形型２０により、基準面１２５および反射面１２１Ａを
一体成形される。

【００４５】成形型２０は、凹状のキャビティ２１１を
有する下型２１と、キャビティ２１１内に向けて摺動す
るコア２２と、このコア２２の周縁を囲むように設置さ
れる押さえ型２３とを備え、キャビティ２１１内に軟化
したガラス材料を供給し、押さえ型２３でキャビティ２
１１の周縁を塞ぎながら、コア２２をキャビティ２１１
内に摺動させることによりリフレクタ１２を成形するこ
とができる。

【００４６】コア２２は、楕円回転体状に膨出し、キャ
ビティ２１１内に挿入されるコア本体２２１と、このコ
ア本体２２１を囲む四隅部分に形成される段差面形成部
２２２とを備えた一体形に構成されている。このコア２
２は、キャビティ２１１に対して、Ｚ方向に進退するよ
うになっている。コア本体２２１は、キャビティ２１１
内に挿入されることで、軟化したガラス材料を拡散さ
せ、リフレクタ１２の本体部１２１を成形する部分であ
り、成形されたリフレクタ１２の内面側は反射面１２１
Ａとされる。

【００４７】段差面形成部２２２は、コア本体２２１の
回転体の軸に直交する複数の平面部分を有し、内側から
第１段差形成部２２２Ａ、第２段差形成部２２２Ｂ、第
３段差形成部２２２Ｃとされている。そして、第１段差
形成部２２２Ａはリフレクタ１２の接着剤受面１２７
を、第２段差形成部２２２Ｂはカバー接合面１２６を、
第３段差形成部２２２Ｃは基準面１２５を成形するため
に設けられている。

【００４８】押さえ型２３は、コア２２を囲むリング状
に構成されていて、リング状の内側は断面Ｌ字状の段差
部２３１が形成されている。この段差部２３１は、下型
２１のキャビティ２１１の周縁に形成される段差部２１
２と係合することにより、リフレクタ１２のフランジ部
１２４が成形される。そして、このような一体形のコア
２２を用いてリフレクタ１２を成形すると、反射面１２
１Ａ、接着剤受面１２７、カバー接合面１２６、基準面
１２５が一体成形されるため、ガラス材料の多寡によら
ず、反射面１２１Ａと基準面１２５との位置関係が常に
一定に保たれたリフレクタ１２を製造することができ
る。

【００４９】そして、このようなリフレクタ１２をラン
プハウジング１４に位置決め固定すると、基準面１２５
の位置が反射面１２１Ａに対して常に一定とされるた
め、基準面１２５にランプハウジング１４の位置決めピ
ン１４３Ｂを当接させ、リフレクタ１２をランプハウジ
ング１４に固定することで、ランプハウジング１４に対
する反射面１２１Ａの位置を高精度に位置決めすること
ができる。また、ランプハウジング１４の位置決めピン
１４３Ｃが、ライトガイド９０の凹部と係合することに
より、ライトガイド９０に対する光源装置１０の位置決
めを高精度に行うことができる。

【００５０】（３）均一照明光学系３０の構造 均一照明光学系３０は、図１に示されるように、平行化
レンズ３１、光束分割素子となる第１レンズアレイ３
２、集光素子となる第２レンズアレイ３３、偏光変換素
子となるＰＢＳアレイ３４、および集光素子となるコン
デンサレンズ３５を備えている。平行化レンズ３１は、
光源装置１０から出射された光束を平行化するための光
学素子であり、本例のように断面楕円形状のリフレクタ
１２の場合、該リフレクタ１２の第１焦点に光源ランプ
１１の発光点があると、第２焦点で集光してしまうため
に設けられている。

【００５１】第１レンズアレイ３２は、光源ランプ１１
から出射された光束を複数の部分光束に分割する光束分
割光学素子としての機能を有し、照明光軸Ａと直交する
面内にマトリクス状に配列される複数のレンズを備えて
構成され、各レンズの縦横比は、後述する電気光学装置
６０を構成する液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの画
像形成領域の縦横比と対応している。

【００５２】集光素子である第２レンズアレイ３３は、
前述の第１レンズアレイ３２により分割された部分光束
を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ３２と同
様に照明光軸Ａに直交する面内にマトリクス状に配列さ
れる複数のレンズを備えている。各レンズの配列は、第
１レンズアレイ３２を構成するレンズと対応している
が、その大きさは、第１レンズアレイ３２のように液晶
パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの画像形成領域の縦横比
と対応する必要はない。

【００５３】偏光変換素子としてのＰＢＳアレイ３４
は、第１レンズアレイ３２により分割された各部分光束
の偏光方向を一方向に揃える光学素子であり、図示を略
すが、照明光軸Ａに対して略４５°傾斜して配置される
複数の偏光分離膜と、各偏光分離膜に対して平行に配置
される複数の反射膜と、各偏光分離膜または反射膜の位
置に対応する、出射側位置に配置される複数の位相差
板、および入射側位置に配置される複数の遮光板とを備
えている。

【００５４】偏光分離膜は、各部分光束に含まれる偏光
光束のうち、Ｐ偏光光束またはＳ偏光光束の一方の偏光
光束を透過し、他方の偏光光束を反射することにより、
両偏光光束を分離する。反射膜は、この偏光分離膜で反
射された偏光光束を９０°折り曲げて透過した偏光光束
の出射方向に揃えて出射させる機能を有する。位相差板
は、偏光分離膜を透過した偏光光束の出射位置に応じて
配置され、該偏光光束の偏光方向を変換する機能を有
し、例えば、透過したのがＰ偏光光束であればＳ偏光光
束に変換する。遮光板は、反射膜の位置に応じた入射側
位置に配置され、ＰＢＳアレイに入射する不要な光を遮
断する機能を有し、適切な偏光変換を実現するために設
けられている。

【００５５】第２集光素子としてのコンデンサレンズ３
５は、第１レンズアレイ３２、第２レンズアレイ３３、
およびＰＢＳアレイ３４を経た複数の部分光束を集光し
て、液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの画像形成領域
上に重畳させる機能を有するレンズである。

【００５６】このような構成の均一照明光学系３０にお
いて、第１レンズアレイ３２、第２レンズアレイ３３、
ＰＢＳアレイ３４、およびコンデンサレンズ３５は、図
８に示すように、保持部材となる保持枠３６によって一
体化されている。保持枠３６は、射出成形等により成形
される合成樹脂製の箱状体から構成され、上面部分は開
口されていて、箱状体内部には、第２レンズアレイ３
３、ＰＢＳアレイ３４が収納され、箱状体の光入射側端
面には第１レンズアレイ３２、光出射側端面にはコンデ
ンサレンズ３５が取り付けられている。

【００５７】また、この保持枠３６の底面部分には、ラ
イトガイド９０と接合するための孔３６１が形成されて
いるとともに、第２レンズアレイ３３およびＰＢＳアレ
イ３４の間の側面部分には、スリット状の開口部３６２
が形成されている。この開口部３６２は、第２レンズア
レイ３３およびＰＢＳアレイ３４に冷却空気を引き通し
て、これらの光学素子を効率的に冷却するために形成さ
れている。

【００５８】このような保持枠３６に取り付けられる第
１レンズアレイ３２、第２レンズアレイ３３、ＰＢＳア
レイ３４、コンデンサレンズ３５は、プロジェクタ１の
組立前に位置調整用光源を利用して相互の光学的位置調
整が調整され、具体的には、例えば、以下の手順で保持
枠３６に対する取り付けが行われる。まず、第２レンズ
アレイ３３を外形基準で保持枠３６の内部に紫外線硬化
型接着剤により固定する。

【００５９】次に、この第２レンズアレイ３３に対する
第１レンズアレイ３２を調整用光源を照射しながら位置
調整する。具体的には、調整用光源から照射され、第１
レンズアレイ３２、第２レンズアレイ３３を経た光束
を、ＣＣＤカメラ等のエリアセンサによって検出しなが
ら、検出される光束が最も明るくかつ均一となるように
第１レンズアレイ３２を位置調整し、紫外線硬化型接着
剤を用いて保持枠３６に位置決め固定する。

【００６０】そして、同様にセンサで検出しながら、第
１レンズアレイ３２、第２レンズアレイ３３に対するコ
ンデンサレンズ３５の位置調整を行い、紫外線硬化型接
着剤を用いて保持枠３６に位置決め固定する。最後に、
調整用光源からこれらの光学素子を経た光束を照度計で
検出しながら、ＰＢＳアレイ３４の位置調整を行い、紫
外線硬化型接着剤を用いて保持枠３６に位置決め固定す
る。

【００６１】このように保持枠３６によって一体化され
た光学素子は、予め光学的相対位置が高精度に位置決め
されているため、プロジェクタ１の組立時には、ライト
ガイド９０に装着して、ネジ止め固定するだけで照明光
軸Ａに対して高精度に位置決め固定することができるこ
ととなる。尚、このような第１レンズアレイ３２、第２
レンズアレイ３３、ＰＢＳアレイ３４、およびコンデン
サレンズ３５を保持枠３６で一体化したのは、これらの
光学素子は、複数のレンズや、偏光分離膜および反射膜
を含む複数のユニットを組み合わせて構成されているた
め、照明光軸Ａに沿ったＺ軸方向のみならず、これに直
交するＸＹ平面方向の光学的位置調整も高精度に行わな
ければならないからである。

【００６２】（４）実施形態の効果 前述のような本実施形態によれば、次のような効果があ
る。成形型２０でリフレクタ１２を成形することによ
り、リフレクタ１２の反射面１２１Ａおよび基準面１２
５が一体成形されるため、ガラス材料の多寡によって反
射面１２１Ａの肉厚が変動しても、基準面１２５に対す
る反射面の位置が一定となる。従って、基準面１２５に
基づいて、リフレクタ１２をランプハウジング１４に固
定すれば、ランプハウジング１４に対するリフレクタ１
２の焦点位置、つまり光源ランプ１１の発光点位置を常
に一定とすることができるので、常に定焦点位置の光源
装置１０を製造することができ、リフレクタ１２と他の
光学素子の光学的相対位置を高精度に調整することがで
きる。

【００６３】また、第１レンズアレイ３２、第２レンズ
アレイ３３、コンデンサレンズ３５、さらにはＰＢＳア
レイ３４が保持枠３６により一体化されることにより、
これらの光学素子を位置調整しながらライトガイド９０
に位置決め固定する必要がなくなるので、効率的にプロ
ジェクタを製造することができる。特に、保持枠３６に
対して、これらの第１レンズアレイ３２、第２レンズア
レイ３３、ＰＢＳアレイ３４、コンデンサレンズ３５を
取り付けるに際して、予め各光学素子の光学的相対位置
を調整しておくことにより、プロジェクタの製造効率を
一層向上させることができる。

【００６４】さらに、リフレクタ１２のカバー接合面１
２６が反射面１２１Ａおよび基準面１２５と一体成形さ
れることにより、反射面１２１Ａに対するカバー接合面
１２６の位置を一定とできるので、リフレクタ１２の反
射面１２１Ａに対する透明板１３の位置を常に一定に維
持することができ、光学特性の一定な光源装置１０を安
定して生産することができる。そして、リフレクタ１２
がフランジ部１２４を備えることにより、バネ、クリッ
プ等でリフレクタ１２をランプハウジング１４に簡単に
固定することができるため、光源装置１０の製造の簡単
化が図られる。

【００６５】また、第１レンズアレイ３２、第２レンズ
アレイ３３、ＰＢＳアレイ３４、およびコンデンサレン
ズ３５を一体化した保持枠３６がライトガイド９０に取
り付けられることにより、均一照明光学系３０を構成す
る光学素子を、相互に調整することなく保持枠３６を収
納するだけで、ライトガイド９０に位置決め固定できる
ため、プロジェクタ１を一層効率的に組み立てることが
できる。

【００６６】さらに、ランプハウジング１４に位置決め
ピン１４３Ｃが形成されていることにより、ライトガイ
ド９０に光源装置１０を装着した際、ライトガイド９０
に対する光源装置１０の位置決めを高精度に行うことが
できるため、焦点位置が高精度に位置決めされた光源装
置１０を組み込むことで、光の利用率の高いプロジェク
タ１とすることができる。

【００６７】（５）実施形態の変形 尚、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではな
く、以下に示すような変形をも含むものである。前記実
施形態では、リフレクタ１２では、基準面１２５の内側
にカバー接合面１２６が形成され、このカバー接合面１
２６に透明板１３が接合される構成とされていたが、本
発明はこれに限られない。

【００６８】すなわち、図９に示されるように、リフレ
クタ９２に形成される基準面９２５を透明板１３との接
合面と兼用してもよい。このリフレクタ９２は、実施形
態と同様に、反射面９２１Ａを有する本体部９２１と、
この本体部９２１の光出射側端縁に沿って形成される基
準面９２５および接着剤受面９２７とを備えている。そ
して、基準面９２５には、厚さ一定の透明板１３が接合
され、透明板１３の光出射側面にランプハウジングの位
置決めピン１４３Ｂを当接するように構成される。この
ようなリフレクタ９２を成形する場合、図７のようなコ
ア２２において、段差面形成部２２２の第３段差形成部
２２２Ｃを省略するだけでよい。

【００６９】このように透明板１３が基準面９２５で接
合されることにより、前記実施形態のように別途カバー
接合面を設ける必要がなくなり、リフレクタ９２の形状
が簡単化するため、リフレクタ９２の成形時の製造効率
を向上することができる。また、ガラス製の透明板１３
は、厚さの精度を出しやすいので、このようにリフレク
タ９２の基準面９２５を透明板１３を介して位置決めピ
ン１４３Ｂと当接させても、ハウジングに対するリフレ
クタ９２の位置精度が損なわれることもない。

【００７０】また、前記実施形態では、第２レンズアレ
イ３３を外形基準で最初に保持枠３６に固定していた
が、本発明はこれに限られず、第１レンズアレイ３２を
最初に外形基準で保持枠３６に固定しておき、第２レン
ズアレイ３３の最適位置調整を実施してもよい。さら
に、前記実施形態では、コンデンサレンズ３５を保持枠
３６に位置調整固定していたが、本発明はこれに限られ
ず、コンデンサレンズ３５を保持枠３６に収納固定しな
い構造であってもよい。コンデンサレンズ３５の光軸合
わせは第１レンズアレイ３２、第２レンズアレイ３３等
と比較して比較的に容易だからである。

【００７１】また、前記実施形態は三板式のプロジェク
タ１であったが、これに限らず、単板式のプロジェクタ
であってもよく、さらには、電気光学装置も液晶パネル
６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂだけでなく、ＤＭＤ等（Digita
l Mirror Device）他の電気光学装置に本発明を利用し
てもよい。その他、本発明の実施の際の具体的な構造お
よび形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構
造等としてもよい。

【００７２】

【発明の効果】前述のような本発明によれば、光源装
置、および均一照明光学系を構成する光学素子の位置調
整を高精度に行うことができ、かつ効率的に製造するこ
とができるプロジェクタとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るプロジェクタの光学系
の構造を表す模式図である。

【図２】前記実施形態における光学部品用筐体に収納さ
れた光源装置および光学素子を表す斜視図である。

【図３】前記実施形態における光源装置を表す斜視図で
ある。

【図４】前記実施形態におけるリフレクタを表す斜視図
である。

【図５】図４におけるV−V線断面図である。

【図６】前記実施形態におけるハウジングの構造を表す
斜視図である。

【図７】前記実施形態におけるリフレクタを製造する成
形型の構造を表す部分断面図である。

【図８】前記実施形態における保持部材で一体化された
均一照明光学系を構成する光学素子を表す斜視図であ
る。

【図９】前記実施形態の変形となるリフレクタの構造を
表す断面図である。

【符号の説明】

１ プロジェクタ １０ 光源装置 １１ 光源ランプ １２ リフレクタ １３ 透明板（カバー部材） １４ ランプハウジング（ハウジング） ３２ 第１レンズアレイ（光束分割光学素子） ３３ 第２レンズアレイ（集光素子） ３４ ＰＢＳアレイ（偏光変換素子） ６０ 電気光学装置 ９０ ライトガイド（光学部品用筐体） １２１Ａ、９２１Ａ 反射面 １２４ フランジ部 １２５、９２５ 基準面 １２６ カバー接合面 １４３Ｂ 位置決めピン（位置決め部） １４３Ｃ 位置決めピン（光源位置決め部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５ Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｅ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源ランプ、リフレクタ、およびこれらを
   収納するハウジングを含む光源装置と、この光源装置か
   ら出射された光束を画像情報に応じて変調する電気光学
   装置とを備えたプロジェクタであって、 前記光源装置から出射された光束を複数の部分光束に分
   割する光束分割光学素子、および各部分光束を被照明領
   域となる前記電気光学装置の画像形成領域に集光する集
   光素子を一体的に保持する保持部材を有し、 前記リフレクタには、前記光源ランプから出射された光
   束を反射する反射面と、該リフレクタの光出射側周縁
   に、前記ハウジングに対する位置決めを行うための基準
   面とが形成され、 前記基準面、および前記反射面は、前記リフレクタの成
   形型を構成する１つのコアで一体成形されていることを
   特徴とするプロジェクタ。
2. 【請求項２】請求項１に記載のプロジェクタにおいて、 前記光源装置は、前記リフレクタの光出射側を覆うカバ
   ー部材を有し、 前記リフレクタの光出射側周縁には、さらにこのカバー
   部材の周端部が接合されるカバー接合面が形成され、 このカバー接合面も、前記基準面および反射面ととも
   に、前記リフレクタの成形型を構成する１つのコアで一
   体成形されていることを特徴とするプロジェクタ。
3. 【請求項３】請求項２に記載のプロジェクタにおいて、 前記基準面には、前記ハウジングに形成された位置決め
   部が当接することを特徴とするプロジェクタ。
4. 【請求項４】請求項１に記載のプロジェクタにおいて、 前記光源装置は、前記リフレクタの光出射側を覆うカバ
   ー部材を有し、 このカバー部材は、その周端部が前記基準面で接合さ
   れ、該カバー部材の光出射面が前記ハウジングと当接す
   ることにより、前記ハウジングに対するリフレクタの位
   置決めが行われることを特徴とするプロジェクタ。
5. 【請求項５】請求項１〜請求項４のいずれかに記載のプ
   ロジェクタにおいて、 前記リフレクタは、前記基準面の外側周縁に形成され、
   前記ハウジングへの固定を行うフランジ部を備えている
   ことを特徴とするプロジェクタ。
6. 【請求項６】請求項１〜請求項５のいずれかに記載のプ
   ロジェクタにおいて、 前記保持部材は、さらに前記複数の部分光束のそれぞれ
   の偏光方向を変換する偏光変換素子を保持することを特
   徴とするプロジェクタ。
7. 【請求項７】請求項１〜請求項６のいずれかに記載のプ
   ロジェクタにおいて、 前記保持部材に保持される各光学素子は、他の光学素子
   との相対位置が予め調整されて該保持部材に取り付けら
   れることを特徴とするプロジェクタ。
8. 【請求項８】請求項１〜請求項７のいずれかに記載のプ
   ロジェクタにおいて、 前記光源装置から前記電気光学装置に至る光路中に配置
   されるレンズ、ミラー等の光学部品を収納する光学部品
   用筐体を有し、 前記保持部材は、この光学部品用筐体に取り付けられる
   ことを特徴とするプロジェクタ。
9. 【請求項９】請求項８に記載のプロジェクタにおいて、 前記ハウジングには、前記光学部品用筐体に対する前記
   光源装置の位置決めを行うための光源位置決め部が形成
   されていることを特徴とするプロジェクタ。