JP2005107465A

JP2005107465A - 光学ユニット及びプロジェクタ装置

Info

Publication number: JP2005107465A
Application number: JP2003374967A
Authority: JP
Inventors: Akio Ishii; 章夫石井; Satoshi Komi; 聡小見
Original assignee: Plus Vision Corp
Current assignee: Plus Vision Corp
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】本発明は、光学ユニット、特にプロジェクタ等に用いる投影レンズに対して他の光学部品を、高精度に配置することが必要なユニットにおいて、モバイル用途に適したより小型化を達成した光学ユニットを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、請求項１に記載するように、ケース体と、このケース体に設けられた投影レンズ又は撮影レンズを配置する第１の配置部と、このケース体に設けられた第２のレンズを配置する矩形状の第２の配置部と、この配置部に配置される側面が矩形状の第２のレンズとを有することを特徴とする光学ユニットである。
【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

本発明は、レンズの高精度な位置合わせを必要とする光学ユニット、及びビデオプロジェクタに関するものである。

出願人は、先に、特願２００１−７１９３７号に示される画像表示装置を出願した。この画像表示装置は、白色光源と、白色光源からの光線を２次光源として集光する集光ミラーと、２次光源の位置に配置され、白色光を時間的に光の３原色に分解するカラーフィルタと、コンデンサレンズと、第１及び第２の折り返しミラーと、２次元に配列された各ピクセルの微小ミラーの傾きを変化させることにより反射光の角度を変化させてオン／オフ状態を作る反射表示手段と、この反射表示手段によって表された画像をスクリーンに拡大して投影する投影レンズとを備えるものである。

図５は、上記従来技術の構造図であり、１０は白色光源のアーク（発光点）、１１は集光ミラーとしての楕円ミラー、１５は輪帯部分が光の三原色（赤、緑、青）に分割された回転可能なカラーフィルタ、１３は光学部品であるライトトンネル、１６はコンデンサレンズ、１７は折り返しミラーとしての平面ミラー、１８は第２の折り返しミラーとしての球面ミラー、１９は反射表示手段としてのＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）、３は第２のコンデンサレンズ、２０は投影レンズである。

ここで、ＤＭＤ１９は、「光学」（ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．６，ｐ．３１３〜３１４，１９９６年）に記載されているように、２次元的に配列した各ピクセルが微小なミラーから構成され、各ピクセルごとにその直下に配置されたメモリー素子による静電界作用によって上記微小ミラーの傾きを制御し、反射光の反射角度を変化させることによってオン／オフ状態を作る反射形表示素子である。そして、ピクセルがオフの状態では、当該ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズに入射せず、ピクセルがオンの状態では、当該ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズ２０に入射してスクリーンに画像を形成するように光学系部品を配置する必要がある。なお、各ピクセルの微小ミラーのオン時の傾き角は、ＤＭＤ１９の光線の入射面に対して１０度から１２度程度と決められている。

技術文献１

特開２００２−２６８０１０号

従来の第２のコンデンサレンズの取り付け構造を図３に示す。
ケース体１の第１の配置部には図示しない投影レンズ体が配置、固定される。
第２のコンデンサレンズ３は、コンデンサレンズ位置決め用フレーム７に接着剤で固定されており、この位置決め用フレーム７の底面の図示しないねじ穴にて光学ユニットのケース体１に配置、固定されている。
また、ケース体１の第２の配置部４には図示しないＤＭＤが配置、固定される。
従来用いられている第２のコンデンサレンズ３の正面図を図３に示す。この第２のコンデンサレンズは、ＤＭＤに光源からの照明光を導くと共に、ＤＭＤからの反射光を投影レンズに導くため球面構造のレンズの一部を利用しており、正確な位置合わせが必要なため、レンズの縁に円形状を残しており、この円形状を用いて、フレームに位置合わせしている。そのため、従来の光学ユニットは高さ方向において小型化が困難であった。

上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載するように、ケース体と、このケース体に設けられた投影レンズ装置を配置する第１の配置部と、このケース体に設けられた第２のレンズを配置する第２の配置部と、この配置部に配置される側面が矩形状の第２のレンズとを有することを特徴としている。特に、第２のレンズを矩形としてレンズを小型化すると共に、ケース体に直接レンズを組み込む構造としている。

なお、請求項２、３に記載するように、第２のレンズを本体ケースに組み込む際に、板バネと位置調節構造を用いることで、正確に位置合わせを行うことが可能となる。

本発明によれば、第２のレンズを矩形形状とし、更に光学ユニットのケース体に直接取り付けるため、小型化が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態を示す斜視図であり、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を用いたプロジェクタに用いられる光学系部品の位置関係を示している。
これらの図において、１は光学ユニットのケース体、２は図示しない投影レンズ装置を取付ける第１のレンズ配置部。３は図示しないＤＭＤに光を照射すると共にＤＭＤからの反射光を投影レンズに導く第２のコンデンサレンズ、４は第２のコンデンサレンズ４を取付ける第２のレンズ配置部である。このレンズ３の背後には図示しないＤＭＤが配置、固定される。
尚、第１のレンズ配置部２には投影レンズを固定するためのねじ穴６が設けられ、第２のレンズ配置部４にはコンデンサレンズ４の位置調節及び固定用のねじ穴７が設けられている。
コンデンサレンズ３は高精度に位置調節を行う必要があるため、第２のレンズ配置部の開口寸法より小さい寸法形状をしており、このコンデンサレンズ３を第２のレンズ配置部４に微調整可能に配置するため、板ばね５がコンデンサレンズ４の四方側面に配置されている。

図２にプロジェクタの全体構成を示す。
１０は光源であり、この光源１０の周囲には反射鏡（リフレクタ）１１が設けられている。
この光源１０の光放出開口にはレンズ１２が設けられており、このレンズ１２の焦点にライトトンネル１３の光入力面が配置されている。
尚、ライトトンネル１３は光を均一化するためのものである。
本プロジェクタは、より小型化を実現するために、光源１０は光軸が、投影方向に平行になるように設けられており、このため、光源１０からの光を直角に導くようにミラー１４が設けられている。
ライトトンネル１３の光出力端にはカラーホイール１５が設けられており、このカラーホイール１５は、赤、青、緑の光を透過させるフィルタからなり、このフィルタが回転可能に配置されている。
カラーホイール１５の光出力面には、第１のコンデンサレンズ１６が設けられており、この第１のコンデンサレンズ１６から連続して出力される赤、青、緑の均一光は、第１の折り返しミラー１７、第２の折り返しミラー１８により光軸を調節され、第２のコンデンサレンズ３を介してＤＭＤ１９に入射される。
第２のコンデンサレンズ３は、折り返しミラーとの対向面が凸形状面であり、凸レンズの球面の一部を矩形状に削り取った形状を成している。尚、その曲率は表面反射によるハレーションが少なくなるように設計されている。
ＤＭＤ１９は複数の微小なミラーから成り、各入射光の色の画像を形成させるため、各ミラーの内で画像を形成するミラーをオンとすることで、オン状態のミラーの光を投影レンズ側へ反射する。
尚、投影レンズは複数のレンズから構成されている。

本実施例では、光学ユニットとして、図１に示した光学ユニットのケース体１に、投影レンズ第２のコンデンサレンズ３が固定され一体となり、第１のコンデンサレンズ、ＤＭＤ、及び折り返しミラーからなるユニット内に配置、固定される。
第２のコンデンサレンズ３は、矩形状に切り出されているため、切り出し制度が位置合わせの精度に反映され、円形のレンズの設計上の円周を位置合わせとして用いる場合に比べ、位置合わせ精度は劣ることになるが、位置調節機能７を付加することによりそれを補っている。
尚、第２のコンデンサレンズ３は、位置が微調整された後に接着剤にてケース体１に固定される。

本発明は、上記一実施例に限定されるものではなく、例えば、ＤＭＤではなくＣＣＤ撮像素子を用いたデジタルカメラの光学ユニットとしても利用できる。この場合も、ＣＣＤ撮像素子の前面に設けられるレンズ（第２のレンズ）を矩形状に構成し、光学ユニットに直接配置、固定することにより、より小型化が実現できる。
また、ケース体の構造、各部品の配置構造も図１に限定されるものではない。

本発明では、プロジェクタやカメラなどの光学ユニットに利用することができる。

本発明の実施例の形態に係る光学ユニットを示す斜視図である。本発明の実施例の形態に係るプロジェクタの構成を示す構成図である。従来の光学ユニットを示す斜視図である。従来の第２のコンデンサレンズ形状を示す正面図である。従来のプロジェクタの構成を示す構成図である。

符号の説明

１：光学ユニットのケース体
２：第１の配置部
３：第２のコンデンサレンズ
４：第２の配置部
５：板ばね
７：微調整部

Claims

ケース体と、このケース体に設けられた投影レンズ又は撮影レンズを配置する第１の配置部と、このケース体に設けられた第２のレンズを配置する矩形状の第２の配置部と、この配置部に配置される側面が矩形状の第２のレンズとを有することを特徴とする光学ユニット。
前記ケース体と前記第２のレンズとの間に設けられた板バネを有することを特徴とする請求項１項記載の光学ユニット。
前記ケース体の第２の配置部には、第２のレンズの位置を微調整する位置調節手段を有することを特徴とする請求項１項記載の光学ユニット。
光学ユニットのケース体と、このケース体に設けられた投影レンズ装置を配置する第１の配置部と、このケース体に設けられた第２のレンズを配置する第２の配置部と、この配置部に配置される側面が矩形状の第２のレンズと、このレンズに対向して設けられた光変調装置と、前記第２のレンズを通して光を照射する光源装置とを有することを特徴とするプロジェクタ装置。