JP2005164975A - 光学装置およびその組立方法、並びにプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】 合成プリズムと投写レンズとをプロジェクターに設置する際に生じる投写精度の悪化を防止し、且つ設置のための部材を不要にすることができる光学装置およびこれをを備えたプロジェクターを提供することを目的とする。
【解決手段】 鏡筒２０に複数のレンズが収納されてなる投写レンズ１０と、鏡筒２０の端部に鏡筒２０と一体に設置された合成プリズム３０と、合成プリズム３０に設置された光変調装置４０とを有する。鏡筒２０に複数のレンズが収納されてなる投写レンズ１０と、投写レンズ１０のうち最も端に配置されたレンズ１２に接着固定された合成プリズム３０と、合成プリズム３０に設置された光変調装置４０とを有する。そして、投写レンズ１０と合成プリズム３０とを一体化した後に、合成プリズム３０に光変調装置４０を設置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、投写レンズ、合成プリズムおよび光変調装置を有する光学装置、およびその組立方法、並びに該光学装置を備えたプロジェクターに関する。

プロジェクターは、光源ランプを有した照明光学系と、該照明光学系からの出射光を各色光に分離する色光分離光学系と、その各色光を入射して所定の情報に基づいて画像を生成し合成する変調色合成系と、その合成光を投写する投写レンズとを備えている（別途、詳細に説明する）。
従来、変調色合成系を構成する、赤、緑、青の３色の色光に対応した３枚の光変調装置（たとえば、液晶パネル）と合成プリズム（クロスダイクロイックプリズム）とが、それぞれ位置調整されて接合されている。そして、合成プリズムは台座に接着され、該台座がヘッド台等の水平面にネジ止めされている。また、投写レンズは鏡筒に収納され、該鏡筒には設置のためのフランジが設けられ、該フランジが前記ヘッド台等の垂直面にネジ止めされている。そして、前記ヘッド台等がプロジェクターの本体側に設置されている（たとえば、特許文献１参照。）
特開平２０００−２２１５８７号公報（６頁、図４）

しかしながら、合成プリズム（光変調装置が接合されている）と鏡筒（投写レンズが配置されている）とは、ヘッド台等にそれぞれネジ止めされたため、両者を設置する際の誤差（ネジとネジ孔とのクリアランス等に起因する設置誤差）によって、光学系の精度（フォーカス、アライメント）が悪化するおそれがある。また、それらを固定するための部材もそれぞれ必要になっていた。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、構造が簡素化され、光学系の投写精度を高めることができる光学装置およびその組立方法、並びに該光学装置を備えたプロジェクターを提供することを目的とする。

本発明の光学装置は、鏡筒に複数のレンズが収納されてなる投写レンズと、該鏡筒の端部に鏡筒と一体に設置された合成プリズムと、該合成プリズムに設置された光変調装置とを有することを特徴とする。これによれば、合成プリズムが鏡筒の端部に設置されているから、光学装置の部品点数が減少する。また、光学装置の精度（フォーカス、アライメント）が保証されて一体化しているから、その後も該精度が維持される。したがって、該光学装置を備えたプロジェクターは、製造コストの低減化や軽量化および投写画像の鮮明化を図ることができる。なお、本明細書において、投写レンズと合成プリズムと光変調装置とが直接的にまたは間接的に相互に配置されて一体化したものを「光学装置」と称する。

また、前記鏡筒の端部が断面Ｌ字形に突出するＬ字形突出部を具備し、該Ｌ字形突出部に前記合成プリズムが接着固定されていることを特徴とする。これによれば、合成プリズムがＬ字形突出部（鏡筒と一体化している）に接着固定されているから、接着固定が容易かつ確実であり、光学装置の部品点数が減少する。また、光学装置の精度（フォーカス、アライメント）が保証されて一体化しているから、その後も該精度が維持される。したがって、該光学装置を備えたプロジェクターは、製造コストの低減化や軽量化および投写画像の鮮明化を図ることができる。

また、前記投写レンズのうち最も端に配置されたレンズの一部が所定の弦に沿って切除され、前記Ｌ字形突出部の前記合成プリズムが接着固定される面が、前記弦に平行であることを特徴とする。これによれば、鏡筒の最も端に設けたレンズの収納部が、円形の一部を直線状に（所定の弦に沿って）欠く形状になり、該直線（弦）を鏡筒の軸方向に延長した面と同一の面または近接する平行な面を、前記合成プリズム設置面とすることができるから、前記合成プリズム設置面を、鏡筒の軸心（投写レンズの中心に同じ）に近づけることが可能になる。すなわち、合成プリズムの大きさを最少にすることができる。また、鏡筒を成形するための金型の中子（端部レンズの収納部を成形するための中子に同じ）を鏡筒の軸方向に移動することが可能になるから、鏡筒を成形する金型の構造が複雑になることがない。

また、鏡筒に複数のレンズが収納されてなる投写レンズと、該投写レンズのうち最も端に配置されたレンズに接着固定された合成プリズムと、該合成プリズムに設置された光変調装置とを有することを特徴とする。これによれば、投写レンズのうち最も端に配置されたレンズ（以下、端部レンズと称す）と合成プリズムとが接着固定されているから、光学装置の部品点数が減少する。また、光学装置の精度（フォーカス、アライメント）が保証されて一体化しているから、その後も該精度が維持される。したがって、該光学装置を備えたプロジェクターは、製造コストの低減化や軽量化および投写画像の鮮明化を図ることができる。

さらに、本発明のプロジェクターは、光源ランプを有した照明光学系と、該照明光学系からの出射光を各色光に分離する色光分離光学系と、その各色光を入射し、画像を生成し、合成し、および投写する前記の何れかに記載の光学装置とを有することを特徴とする。これによれば、光学装置が、投写レンズと合成プリズムと光変調装置とが一体化したものであるため、部品点数が減少し、精度（フォーカス、アライメント）が維持され、さらに、合成プリズムの大きさが最少にされるものであるから、該プロジェクターは、製造コストの低減化や軽量化および投写画像の鮮明化を図ることができる。

さらに、本発明の光学装置の組立方法は、レンズを鏡筒の内部に配置する工程と、
該鏡筒の端部に合成プリズムを設置する工程と、該合成プリズムに光変調装置を設置する工程とを有することを特徴とする。これによれば、レンズが所定の投写レンズを構成し、該投写レンズと合成プリズムとが相互の位置が調整された状態で一体化した後に、該一体化した合成プリズムに対して光変調装置の位置調整（フォーカス調整およびアライメント調整）がなされ、これらが一体化するから、その後に鏡筒と合成プリズムと光変調装置とが分離することがない。したがって、一旦保証された光学装置の精度が維持される。また、一体化のための中間部材が不要になるから、光学装置を構成する部品の点数が減少し、製造コストの低減や軽量化が可能になる。よって、該光学装置を備えたプロジェクターは、製造コストの低減化や軽量化および投写画像の鮮明化を図ることができる。

また、レンズを鏡筒の内部に配置する工程と、前記レンズのうち最も端に配置されたレンズに合成プリズムを接着固定する工程と、該合成プリズムに光変調装置を設置する工程とを有することを特徴とする。これによれば、レンズが所定の投写レンズを構成し、該投写レンズを構成するレンズのうち最も端に配置されたレンズに合成プリズムが位置調整された状態で一体化した後に、該一体化した合成プリズムに対して光変調装置の位置調整（フォーカス調整およびアライメント調整）がなされ、これらが一体化するから、その後に投写レンズと合成プリズムと光変調装置とが分離することがない。したがって、一旦保証された光学装置の精度が維持される。また、一体化のための中間部材が不要になるから、光学装置を構成する部品の点数が減少し、製造コストの低減や軽量化が可能になる。よって、該光学装置を備えたプロジェクターは、製造コストの低減化や軽量化および投写画像の鮮明化を図ることができる。

以下、実施形態１、２として本発明の光学装置を、実施形態３として本発明の光学装置の組立方法を、そして、実施形態４として本発明のプロジェクターを説明する。なお、説明に用いる各図において、同じ部分にはそれぞれ同じ符号を付し、一部の説明を省略する。

［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１に係る光学装置を示すものであって、（ａ）は側面視の断面図、（ｂ）は正面図である。
図１において、光学装置１は、複数のレンズが鏡筒２０に収納されてなる投写レンズ１０と、鏡筒２０の端部に一体的に設けられたＬ字形突出部２１と、Ｌ字形突出部２１に接着固定された合成プリズム３０と、合成プリズム３０に設置された光変調装置である液晶パネル４０とを有している。
なお、液晶パネル４０は合成プリズム３０の図中右面３１（投写レンズ１０の軸心に垂直で投写レンズ１０から遠い面）に設置されたものが示されているが、合成プリズム３０の図中手前面および図中奥面（投写レンズ１０の軸心に平行な面）にもそれぞれ設置されているものである（後記する図７の４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ参照）。
なお、投写レンズの枚数や構成される群の形態は図示するものに限定するものではない。また、投写レンズ１０のなかで、鏡筒２０の最も端（図中右端部）に配置されたレンズ、すなわち、合成プリズム３０に最も近いレンズ（液晶パネル４０に最も近いものに同じ）を、端部レンズ１１と便宜上称する。

鏡筒２０には、鏡筒２０の図中右端部にＬ字形突出部２１が一体的に設けられている。Ｌ字形突出部２１の鏡筒２０の軸心側の面（図中上面）は平面であって、合成プリズム３０が接着固定される合成プリズム設置面２２を形成している。
また、鏡筒２０の側面には、鏡筒２０の軸心に垂直な縦フランジ５０が一体的に設けられている。縦フランジ５０には、光学装置１をプロジェクターの本体側（たとえば、ライトガイド）に設置するための設置用孔５１、および補剛のための略格子状に配置されたリブ５２が形成されている。
さらに、Ｌ字形突出部２１の合成プリズム設置面２２とは反対の面（図中下面）２３には、略三角形状の補剛用のブラケット２４が一体的に設けられ、補剛用のブラケット２４の図中鉛直方向面が縦フランジ５０に連結している。

合成プリズム３０は、たとえば、４本の直角二等辺三角柱が相互に接着固定されて形成された四角柱であって、それぞれの配置が調整されて所定の精度が保証されている。そして、合成プリズム３０の図中下面３２が合成プリズム設置面２２に接着固定されている。なお、該接着固定のための接着剤は限定するものではない。
このとき、特定の投写レンズ１０に対して合成プリズム３０が位置調整（アライメント）され、両者は一対一の関係で接着固定され、その後分離することがない。さらに、前記合成プリズム３０に対して液晶パネル４０が位置調整（フォーカス、アライメント）され、両者は一対一の関係で接着固定され、その後分離することがない。

したがって、特定の投写レンズ１０と合成プリズム３０と液晶パネル４０とが一体的に接着固定された光学装置１は、一旦保証された位置精度が、その後も維持されることになる。また、光学装置１は、投写レンズ１０と合成プリズム３０と液晶パネル４０とが一体的に接着固定されているから、プロジェクターの本体側（たとえば、ライトガイド）に設置する際、台座やヘッド台等の設置のための中間部材が不要になるばかりでなく、ネジ止めによる設置誤差が生じることが無く、設置作業が容易かつ確実になる。

図２は図１を捕捉するものであって、本発明の実施形態１に係る光学装置の鏡筒を示す正面図である。
図２の（ａ）において、鏡筒２０の端部に、正面視円形の端部レンズ１１を配置するための端部レンズ収納部２５が設けられ、端部レンズ収納部２５の図中最下部Ａ（いわゆる６時の位置）から僅かに図中下方、または図中最下部Ａに接するように合成プリズム設置面２２が一体的に形成されている。
したがって、円形の端部レンズ１１は、合成プリズム設置面２２に干渉することなく、端部レンズ収納部２５に容易に収納することができる。また、鏡筒２０を成形する金型において、端部レンズ収納部２５を成形するための中子が、合成プリズム設置面２２を成形するための上型（または下型）と干渉しないから、金型の構成が複雑になることがない。

図２の（ｂ）において、鏡筒２０の端部に設けられた端部レンズ収納部２５ｂは、図２の（ａ）における端部レンズ収納部２５の正面視円形形状が、図中下方において直線状（図中、弦Ｂ−Ｃにて示す）に変形したものである（該直線状部分を直線部２６ｂと称す）。そして、直線部２６ｂから僅かに図中下方に、または直線部２６ｂに重なるように合成プリズム設置面２２ｂが配置されている。
すなわち、図２の（ａ）に示す合成プリズム設置面２２に較べて、図２の（ｂ）に示す合成プリズム設置面２２ｂは鏡筒２０の軸心に近づいているから、図２の（ａ）に示す合成プリズム設置面２２に接着固定される合成プリズム（図示しない）に較べて、図２の（ｂ）に示す合成プリズム設置面２２ｂに接着固定される合成プリズム（図示しない）は該近づいた距離だけ、余計に持ち上げられたことになる。

このことは、図２の（ｂ）に示す合成プリズム設置面２２ｂに接着固定される合成プリズムが、画像投写に寄与しない図中下方の所定範囲に相当する距離だけ持ち上げられ、さらに、画像投写に寄与しない図中上方の所定範囲（該持ち上げ距離に相当する）が撤去されたものと言えるから、その持ち上げられた高さ分だけ図中上下方向のサイズを小さくすることが可能になる。
なお、端部レンズ収納部２５ｂに収納される端部レンズ１１ｂの正面視形状は、端部レンズ収納部２５ｂの正面視形状に同一または相似であって、一部が所定の弦（図中、弦Ｂ−Ｃに平行）に沿って切除された略円形である。したがって、端部レンズ１１ｂは、合成プリズム設置面２２ｂに干渉することなく、端部レンズ収納部２５ｂに容易に収納することができる。

また、鏡筒２０を成形する金型において、端部レンズ収納部２５ｂを成形するための中子が、合成プリズム設置面２２ｂを成形するための上型（または下型）と干渉しないから、金型の構成が複雑にならない。すなわち、仮に、端部レンズ収納部を円形のままにして、合成プリズム設置面２２ｂ（端部レンズ収納部の内周よりも軸心側に偏位している）を成形しようとすると、円形の端部レンズ収納部２５ｂを成形するための断面円形の中子が、合成プリズム設置面２２ｂを成形するための上型（または下型）と干渉するため、該中子を合成プリズム設置面２２ｂ側に引き出すことが困難、または引き出すための特別の構造が必要になり、金型の構成が複雑になっていた。

図３は本発明の実施形態１に係る光学装置を示す正面図であって、図１における縦フランジを横フランジに変更したものである。
図３の（ａ）において、鏡筒２０の側面には、鏡筒２０の軸心に平行な横フランジ６０が一体的に設けられている。横フランジ６０の図中上面は平坦であって、図中下面に補剛のためのリブ６２（鏡筒２０の軸心に略垂直）が設けられ、さらに、光学装置１をプロジェクターの本体側（たとえば、ライトガイド）に設置するための設置用孔６１（一点鎖線にて示す）が設けられている。
図３の（ｂ）において、鏡筒２０の側面には、鏡筒２０の軸心に平行な横フランジ６０ｂが一体的に設けられている。横フランジ６０ｂの図中下面は平坦であって、図中上面に補剛のためのリブ６２ｂ（鏡筒２０の軸心に略垂直）が設けられ、さらに、光学装置１をプロジェクターの本体側（たとえば、ライトガイド）に設置するための設置用孔６１ｂ（）一点鎖線にて示す）が設けられている。
したがって、光学装置１をプロジェクターの本体側に設置する際の自由度が増す。

［実施形態２］
図４は本発明の実施形態２に係る光学装置を示すものであって、（ａ）は側面視の断面図、（ｂ）は正面図である。
図４において、光学装置２は、複数のレンズが鏡筒２０に収納されてなる投写レンズ１０と、投写レンズ１０のうち最も端に配置されたレンズ１２（以下、端部レンズと称す）に接着固定された合成プリズム３０と、合成プリズム３０に設置された光変調装置である液晶パネル４０とを有している。また、鏡筒２０の側面には、鏡筒２０の軸心に垂直な縦フランジ５０が一体的に設けられている（図１、２参照）。

ここで、端部レンズ１２は、図中右側の面１３が平面に形成された平凸レンズであって、面１３に合成プリズム３０の図中左面３３が接着固定されている。なお、該接着固定のための接着剤は限定するものではなく、光学レンズの貼り合わせに用いられる光学用ＵＶ接着剤等であれば何れであってもよい。
よって、特定の投写レンズ１０に対して合成プリズム３０が位置調整（アライメント）され、両者は一対一の関係で接着固定され、その後分離することがない。さらに、前記合成プリズム３０に対して液晶パネル４０が位置調整（フォーカス、アライメント）され、両者は一対一の関係で接着固定され、その後分離することがない。

したがって、特定の投写レンズ１０と合成プリズム３０と液晶パネル４０とが一体的に接着固定された光学装置２は、一旦保証された位置精度が、その後も維持されることになる。また、光学装置２は、投写レンズ１０と合成プリズム３０と液晶パネル４０とが一体的に接着固定されているから、プロジェクターの本体側（たとえば、ライトガイド）に設置する際、台座やヘッド台等の設置のための中間部材が不要になるばかりでなく、ネジ止めによる設置誤差が生じることが無く、設置作業が容易かつ確実になる。

図５は本発明の実施形態２に係る光学装置を示す正面図であって、図４における縦フランジを横フランジに変更したものである。
図５の（ａ）において、鏡筒２０の側面には、鏡筒２０の軸心に平行な横フランジ６０が一体的に設けられている。横フランジ６０の図中上面は平坦であって、図中下面に補剛のためのリブ６２（鏡筒２０の軸心に略垂直）が設けられ、さらに、光学装置２をプロジェクターの本体側（たとえば、ライトガイド）に設置するための設置用孔６１（一点鎖線にて示す）が設けられている。
図５の（ｂ）において、鏡筒２０の側面には、鏡筒２０の軸心に平行な横フランジ６０ｂが一体的に設けられている。横フランジ６０ｂの図中下面は平坦であって、図中上面に補剛のためのリブ６２ｂ（鏡筒２０の軸心に略垂直）が設けられ、さらに、光学装置２をプロジェクターの本体側（たとえば、ライトガイド）に設置するための設置用孔６１ｂ（一点鎖線にて示す）が形成されている。
したがって、光学装置２をプロジェクターの本体側に設置する際の自由度が増す。

［実施形態３］
つぎに、この光学装置の組立方法を説明する。
図６は本発明の実施形態３に係る光学装置の組立方法を示すフローチャートあって、（ａ）は光学装置１、（ｂ）は光学装置２について示す。
光学装置１（図１参照）の組立方法は、レンズを鏡筒２０に収納するステップ（図６の（ａ）のＳ１）と、鏡筒２０（投写レンズ１０が収納されている）のＬ字形突出部２１の合成プリズム設置面２２に合成プリズム３０を設置するステップ（図６の（ａ）のＳ２）と、合成プリズム３０（鏡筒２０に接着固定されている）に液晶パネル４０（３枚の液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂを総称する（後記する図７参照））を設置するステップ（図６の（ａ）のＳ３）とを有している。

すなわち、まず、鏡筒２０の内部に複数のレンズを配置して投写レンズ１０を完成する。そして、合成プリズム設置面２２の所定位置に合成プリズム３０を接着固定して両者を一体化する。このとき、たとえば、合成プリズム３０を構成する各プリズムの接合面と鏡筒２０に設けた縦フランジ５０との位置調整をして、合成プリズム３０と投写レンズ１０との位置精度が保証されることになる。
そして、該一体化した合成プリズム３０に対して、３枚の液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂのそれぞれについてフォーカスを調整をし、さらに、全ての液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂのアライメントを調整（たとえば、液晶パネル４０Ｇを基準）をしてこれらを接着固定する。
したがって、投写レンズ１０と合成プリズム３０と液晶パネル４０とは精度が保証された状態で一体化し、その後も、該一体化したもの（本明細書において「光学装置１」と称している）は、その構成部品が分離することがないから、かかる調整された精度が維持されることになる。また、鏡筒２０と合成プリズム３０とが、それぞれ別個にプロジェクターに設置されることがないため、設置に伴う投写精度の悪化が生じない。

また、光学装置２（図４参照）の組立方法は、レンズを鏡筒２０に配置するステップ（図６の（ｂ）のＳ１）と、レンズのうちで最も端に配置された端部レンズ１２に合成プリズム３０を接着固定するステップ（図６の（ａ）のＳ２）と、合成プリズム３０（端部レンズ１２が接着固定されている）に液晶パネル４０（３枚の液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂを総称する（後記する図７参照））を設置するステップ（図６の（ａ）のＳ３）とを有している。

すなわち、まず、鏡筒２０の内部に複数のレンズを配置して投写レンズ１０を完成する。そして、投写レンズ１０と合成プリズム３０とを接着固定して両者を一体化する。このとき、たとえば、鏡筒２０に該一体化のための治具を取付、該治具によって合成プリズム３０を、光軸に対して垂直な面内（端部レンズ１２の面１３に平行）で上下および左右方向、並びに光軸回りの回転方向で所定の位置に配置して、合成プリズム３０を端部レンズ１２に接着固定するから、合成プリズム３０と投写レンズ１０との位置精度が保証されることになる。
そして、該一体化した合成プリズム３０に対して、３枚の液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂのそれぞれについてフォーカスを調整をし、さらに、全ての液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂのアライメントを調整（たとえば、液晶パネル４０Ｇを基準）をしてこれらを接着固定する。
したがって、投写レンズ１０と合成プリズム３０と液晶パネル４０とは精度が保証された状態で一体化し、その後も、該一体化したもの（本明細書において「光学装置２」と称している）は、その構成部品が分離することがないから、かかる調整された精度が維持されることになる。また、鏡筒２０と合成プリズム３０とが、それぞれ別個にプロジェクターに設置されることがないため、設置に伴う投写精度の悪化が生じない。

［実施形態４］
図７本発明の実施形態４に係るプロジェクターの構成図である。
図７において、プロジェクター３は、光源ランプ１００を有した照明光学系３００と、照明光学系３００からの出射光を各色光に分離する色光分離光学系３８０と、実施形態１に示した光学装置１とを備えている。
光学装置１は、各色光を入射して所定の情報に基づいて画像を生成し且つ合成し、さらにその合成光を投写する。すなわち、３つの液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂとクロスダイクロイックプリズム３０と投写レンズ１０とが、あらかじめ位置調整されて一体的に接合されたものである。図中、鏡筒２０（投写レンズ１０が配置されている）と合成プリズム設置面２２（鏡筒２０から照明光学系３００側に突出している）とを模式的に記載し、鏡筒２０に設けられた縦フランジ５０または横フランジ６０（若しくは横フランジ６０ｂ）の記載を省略している。

次に、上記構成のプロジェクター３の作用を説明する。
まず、発光管１１０から発した出射光は、直接またはリフレクター１２０によって反射されて光源ランプ１００の前方に向かう。なお、光源ランプ１００にはリフレクター１２０に対峙する補助ミラーを備えてもよい。光源ランプ１００から出射された光は、凹レンズ２００に入り光の進行方向が照明光学系３００の光軸とほぼ平行に調整される。

続いて平行化された光は、インテグレータレンズを構成する第１レンズアレイ３２０の各小レンズ３２１に入射し、小レンズ３２１の数に応じた複数の部分光束に分割される。さらに、第１レンズアレイ３２０を出た各部分光束は、その各小レンズ３２１にそれぞれ対応した小レンズ３４１を有してなるインテグレータレンズを構成する第２レンズアレイ３４０に入射する。

そして、第２レンズアレイ３４０からの出射光は、光の偏向方向を同じ種類の直線偏光光にそろえる偏光変換素子アレイ３６０に入射する。そして、偏光変換素子アレイ３６０で偏光方向が揃えられた複数の部分光束は重畳レンズ３７０に入り、そこで液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂに入射する各部分光束が、対応するパネル面上で重さなり合うように調整される。

色光分離光学系３８０は、第１及び第２ダイクロイックミラー３８２、３８６を備え、照明光学系３００から射出される光を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。第１ダイクロイックミラー３８２は、重畳レンズ３７０から射出される光のうち赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。
そして、赤色光は第１ダイクロイックミラー３８２を透過して反射ミラー３８４で反射され、フィールドレンズ４００Ｒを通って赤色光用の液晶パネル４０Ｒに達する。また、緑色光は第２ダイクロイックミラー３８６で反射され、フィールドレンズ４００Ｇを通って緑色光用の液晶パネル４０Ｇに達する。

一方、青色光は、第２ダイクロイックミラー３８６を透過し、リレー光学系３９０、すなわち、入射側レンズ３９２、反射ミラー３９４、リレーレンズ３９６、及び反射ミラー３９８を通り、さらにフィールドレンズ４００Ｂを通って青色光用の液晶パネル４０Ｂに達する。
なお、青色光にリレー光学系３９０が用いられているのは、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ３９２に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４００Ｂに伝えるためである。なお、リレー光学系３９０は、３つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、赤色光等の他の色光を通す構成としてもよい。

フィールドレンズ４００Ｒ、４００Ｇ、４００Ｂは、重畳レンズ３７０から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。そして、３つの液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂは、それぞれに入射した各色光を与えられた画像情報に従って変調し、各色光の画像を形成する。なお、３つの液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの光入射面側、光出射面側には、通常、偏光板が設けられている。

クロスダイクロイックプリズム３０は、上記の各液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂから射出された３色の変調光が入射し、これらの変調光を合成してカラー画像を形成する色光合成光学系としての機能を有する。クロスダイクロイックプリズム３０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略Ｘ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって赤、緑、青の３色の変調光が合成されて、カラー画像を投写するための変調色合成光が形成される。

そして、クロスダイクロイックプリズム３０で合成された変調色合成光は、最後に投写レンズ１０に入り、そこからスクリーン上にカラー画像として投写表示される。

このプロジェクター３によれば、そこに設置されている光学装置１がすでに説明した作用を有するから（実施形態１参照）、投写画像の鮮明化が図られ、長期間の使用に対してもその性能が維持される。また、光学装置１に替えて光学装置２（実施形態２参照）を設置しても、同様の作用、効果が得られるものである。

なお、実施形態４では、透過型の液晶パネルを用いたプロジェクター４を例に説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、反射型の液晶パネルを用いたプロジェクターにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等の光変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、それが光を反射するタイプであることを意味している。
さらに、観察する方向から投写を行う前面投写型プロジェクターにも、また、観察する方向とは反対側から投写を行う背面投写型プロジェクターにも適用可能である。

本発明は以上の構成であるから、各種画像表示装置に備えられる光学装置および各種プロジェクターとして広く利用することができる。

本発明の実施形態１に係る光学装置を示す断面図および正面図。 本発明の実施形態１に係る光学装置の鏡筒を示す正面図。 本発明の実施形態１に係る光学装置を示す正面図（横フランジ）。 本発明の実施形態２に係る光学装置を示す断面図および正面図。 本発明の実施形態２に係る光学装置を示す正面図（横フランジ）。 本発明の実施形態３に係る光学装置の組立方法を示すフローチャート。 本発明の実施形態４に係るプロジェクターの構成図。

符号の説明

１：光学装置、２：光学装置、３：プロジェクター、１０：投写レンズ、１１：端部レンズ、１１ｂ：端部レンズ、１２：端部レンズ、２０：鏡筒、２１：Ｌ字形突出部、２２：合成プリズム設置面、２２ｂ：合成プリズム設置面、２４：ブラケット、２５：端部レンズ収納部、２５ｂ：端部レンズ収納部、２６ｂ：直線部、３０：合成プリズム、４０：液晶パネル、５０：縦フランジ、６０：横フランジ、１００：光源ランプ、３００：照明光学系、３８０：色光分離光学系、３９０：リレー光学系。

Claims (7)

1. 鏡筒に複数のレンズが収納されてなる投写レンズと、該鏡筒の端部に鏡筒と一体に設置された合成プリズムと、該合成プリズムに設置された光変調装置とを有することを特徴とする光学装置。
2. 前記鏡筒の端部が断面Ｌ字形に突出するＬ字形突出部を具備し、該Ｌ字形突出部に前記合成プリズムが接着固定されていることを特徴とする請求項１記載の光学装置。
3. 前記投写レンズのうち最も端に配置されたレンズの一部が所定の弦に沿って切除され、前記Ｌ字形突出部の前記合成プリズムが接着固定される面が、前記弦に平行であることを特徴とする請求項１または２記載の光学装置。
4. 鏡筒に複数のレンズが収納されてなる投写レンズと、該投写レンズのうち最も端に配置されたレンズに接着固定された合成プリズムと、該合成プリズムに設置された光変調装置とを有することを特徴とする光学装置。
5. 光源ランプを有した照明光学系と、該照明光学系からの出射光を各色光に分離する色光分離光学系と、その各色光を入射し、画像を生成し、合成し、および投写する請求項１乃至４の何れかに記載の光学装置とを有することを特徴とするプロジェクター。
6. レンズを鏡筒の内部に配置する工程と、
   該鏡筒の端部に合成プリズムを設置する工程と、
   該合成プリズムに光変調装置を設置する工程とを有することを特徴とする光学装置の組立方法。
7. レンズを鏡筒の内部に配置する工程と、
   前記レンズのうち最も端に配置されたレンズに合成プリズムを接着固定する工程と、
   該合成プリズムに光変調装置を設置する工程とを有することを特徴とする光学装置の組立方法。
   

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