JP2005331561A - 光学装置、およびプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の光変調装置および投射光学装置のメンテナンスや交換を容易に実施できる光学装置、およびプロジェクタを提供する。
【解決手段】光学装置３を構成する光学部品用筐体３７は、部品収納部材３７１と、蓋状部材３７２とで構成される。蓋状部材３７２は、部品収納部材３７１に対して着脱可能に取り付けられる。光学装置３を構成するヘッド体３６は、電気光学装置本体３４Ａを載置固定する電気光学装置載置部、および電気光学装置載置部上に立設され投射レンズ３５を支持する投射光学装置支持部３６１を有し、電気光学装置本体３４Ａおよび投射レンズ３５を一体化して光学ユニット４を構成する。そして、ヘッド体３６は、蓋状部材３７２に対して着脱可能に取り付けられ、蓋状部材３７２に装着された状態で光学ユニット４を部品収納部材３７１に対して着脱可能とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、光学装置、およびプロジェクタに関する。

従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタが知られている。
このようなプロジェクタでは、より鮮明な投射画像を得るために、各光変調装置間での画素ずれ、投射光学装置からの距離のずれの発生を防止する必要があり、各光変調装置、色合成光学装置、および投射光学装置が一体化された構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のプロジェクタでは、色合成光学装置の上方側端面、下方側端面、光束射出側端面、およびこの光束射出側端面に対向する端面を囲うように箱形枠を取り付ける。そして、箱形枠の所定位置に投射光学装置および３つの光変調装置をそれぞれ固定することで、各光変調装置、色合成光学装置、および投射光学装置が一体化される。
また、上述した各光変調装置、色合成光学装置、および投射光学装置を一体化したユニットは、プロジェクタの外装筐体の底板上に配置されるベースプレートにねじ等の固定部材にて取り付けられ、該ベースプレートに対して投射光学装置の投射方向に着脱可能に構成されている。このため、より鮮明な投射画像を得ることができる構造となるとともに、メンテナンス機会の多い投射光学装置および各光変調装置を一括して取り外すことができメンテナンス性が良好な構造となる。

特開平７−３１１３７２号公報

特許文献１に記載のプロジェクタでは、各光変調装置、色合成光学装置、および投射光学装置を一体化したユニットをベースプレートから取り外す場合には、ベースプレートに対してユニットを取り付けるねじ等の固定部材を外す必要がある。このため、光変調装置と他の光学部品との隙間にドライバ等を差し入れて固定部材を外す作業を実施しなければならず、メンテナンスや交換時の作業性を良好とする構造とは言い難い。

本発明の目的は、複数の光変調装置および投射光学装置のメンテナンスや交換を容易に実施できる光学装置、およびプロジェクタを提供することにある。

本発明の光学装置は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置、および前記複数の光変調装置で変調された光束を合成して光学像を形成する色合成光学装置が一体化された電気光学装置を含む複数の光学部品と、前記複数の光学部品を前記光源から射出された光束の照明光軸に対する所定位置に収納配置する光学部品用筐体と、前記電気光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えた光学装置であって、前記光学部品用筐体は、容器状の部品収納部材と、前記部品収納部材の開口部分を閉塞する蓋状部材とで構成され、前記蓋状部材は、前記部品収納部材に対して着脱可能に取り付けられ、前記電気光学装置を載置固定する電気光学装置載置部、および前記電気光学装置載置部上に立設され前記投射光学装置を支持する投射光学装置支持部を有し、前記電気光学装置および前記投射光学装置を一体化する支持構造体を備え、前記支持構造体は、前記蓋状部材に対して着脱可能に取り付けられ、前記蓋状部材に装着された状態で前記電気光学装置および前記投射光学装置を前記部品収納部材に対して着脱可能とすることを特徴とする。

ここで、部品収納部材および蓋状部材の取付構造、蓋状部材および支持構造体の取付構造としては、例えば、以下の構造を採用できる。
例えば、ねじ等の螺合部材により各部材を接続する。
また、例えば、ばね等の付勢部材により各部材を接続する。
さらに、例えば、各部材に互いに係合可能とする係合構造をそれぞれ形成し、係合構造により各部材を接続する。
さらにまた、例えば、各部材のうち一方の部材に嵌合突起を形成し、他方の部材に嵌合孔を形成し、嵌合突起および嵌合孔を嵌合させることで各部材を接続する。
本発明によれば、部品収納部材から蓋状部材を取り外すことで、蓋状部材とともに支持構造体も光学装置から取り外すことができる。すなわち、部品収納部材から蓋状部材を取り外すことで、蓋状部材とともに電気光学装置および投射光学装置を光学装置から取り外すことができる。このため、従来のように光変調装置と他の光学部品との隙間にドライバ等を差し入れて固定部材を外す作業を実施する必要がなく、部品収納部材に対する蓋状部材の取付状態を解放することで、光学装置から電気光学装置および投射光学装置を取り外すことができる。したがって、複数の光変調装置および投射光学装置のメンテナンスや交換時の作業性を良好とする。
また、蓋状部材とともに電気光学装置および投射光学装置を光学装置から取り外すことができるので、複数の光変調装置および投射光学装置のメンテナンスや交換を実施する際、部品収納部材に収納される他の光学部品のメンテナンスや交換も同時に実施できる。

本発明の光学装置では、前記蓋状部材は、前記部品収納部材の開口部分を閉塞する蓋状部材本体と、前記蓋状部材本体の端部から前記部品収納部材側に向けて前記蓋状部材本体に直交するように延出形成され、前記電気光学装置が前記支持構造体の前記電気光学装置載置部に載置固定された状態で前記電気光学装置および前記電気光学装置載置部を前記投射光学装置の投射方向に挿通可能とする開口を有する枠状の支持構造体支持枠とで構成され、前記支持構造体は、前記電気光学装置および前記電気光学装置載置部を前記支持構造体支持枠の前記開口に挿通した状態で、前記投射光学装置支持部が前記支持構造体支持枠に当接し、前記投射光学装置支持部が前記支持構造体支持枠に対して着脱可能に取り付けられることが好ましい。
本発明によれば、投射光学装置支持部が蓋状部材の支持構造体支持枠に当接し、投射光学装置支持部が支持構造体支持枠に対して着脱可能に取り付けられるので、支持構造体支持枠により投射光学装置支持部の面外方向の移動が規制され、蓋状部材による支持構造体の支持状態を安定に維持できる。

本発明の光学装置では、前記投射光学装置支持部の対向する側端部の対向する位置には、互いに離間する方向に延出する一対の起立片が形成され、前記蓋状部材は、前記部品収納部材の開口部分を閉塞する蓋状部材本体と、前記蓋状部材本体の端部における前記一対の起立片に対応する各位置から前記投射光学装置の投射方向に突出する一対の支持面を有する支持構造体支持部とで構成され、前記支持構造体は、前記一対の起立片が前記一対の支持面上に支持され、前記一対の起立片が前記一対の支持面に対して着脱可能に取り付けられることが好ましい。
本発明によれば、支持構造体の一対の起立片が支持構造体支持部の一対の支持面上に支持され、一対の起立片が一対の支持面に対して着脱可能に取り付けられるので、支持構造体を支持構造体支持部に設置する際には、一対の起立片を一対の支持面に載置するように設置すればよく、支持構造体支持部に対する支持構造体の設置作業を容易とする。
また、蓋状部材において、蓋状部材本体の端部から突出するように一対の支持面を形成するだけで支持構造体の取付構造を形成でき、蓋状部材の構造の簡素化を図れる。

本発明の光学装置では、前記支持構造体支持部は、前記蓋状部材本体の端部における前記一対の起立片に対応する各位置から前記投射方向に突出し、各突出方向先端部分が前記部品収納部材側に向けて前記蓋状部材本体に直交するようにそれぞれ延出し、各延出方向先端部分が互いに接続する平面視コ字形状を有し、コ字状先端部分の外側面に前記一対の支持面が形成されるとともに、コ字状内側面が前記投射光学装置支持部の外周形状に対応して形成され、前記支持構造体を支持した状態でコ字状基端部分の内側面が前記投射光学装置支持部に当接することが好ましい。
本発明によれば、支持構造体支持部は、平面視コ字形状を有し、支持構造体を支持した状態でコ字状基端部分の内側面が投射光学装置支持部に当接するので、一対の支持面のみならず、コ字状基端部分の内側面にて支持構造体を支持できる。したがって、蓋状部材による支持構造体の支持状態を安定に維持できる。

本発明のプロジェクタは、光源装置と、上述した光学装置と、前記光学装置を内部の所定位置に収納配置する外装筐体とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した光学装置、および外装筐体を備えているので、上述した光学装置と同様の作用・効果を享受できる。
また、複数の光変調装置および投射光学装置のメンテナンスや交換を容易に実施できる光学装置を備えているので、プロジェクタの利便性の向上が図れる。

[1.第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔1-1.プロジェクタの構成〕
図１は、プロジェクタ１の概略構成を模式的に示す図である。
プロジェクタ１は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、形成した光学像をスクリーン上に拡大投射するものである。このプロジェクタ１は、外装筐体としての外装ケース２と、光学装置３とを備える。
なお、図１において、図示は省略するが、外装ケース２内において、光学装置３以外の空間には、プロジェクタ１の構成部材に電力を供給する電源ユニット、プロジェクタ１の構成部材を冷却する冷却ユニット、前記電源ユニット、前記冷却ユニットおよび光学装置３を制御する制御基板等が配置されるものとする。

外装ケース２は、合成樹脂等から構成され、光学装置３を内部に収納配置する全体略直方体状に形成されている。この外装ケース２は、図示は省略するが、プロジェクタ１の天面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するアッパーケースと、プロジェクタ１の底面、前面、側面、および背面をそれぞれ構成するロアーケースとで構成され、前記アッパーケースおよび前記ロアーケースは互いにねじ等で固定されている。
なお、外装ケース２は、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
また、この外装ケース２には、図１に示すように、光学装置３の後述する投射レンズの先端部分を露出する開口２１が形成され、前記投射レンズから射出される光学像が開口２１を介してスクリーン上に投射される。

光学装置３は、詳細については後述するが、光源から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に対応して光学像（カラー画像）を形成し、形成した光学像を拡大投射する。この光学装置３は、図１に示すように、外装ケース２の背面に沿って延出するとともに、外装ケース２の側面に沿って延出する平面視略Ｌ字形状を有している。

〔1-2.光学装置の構成〕
図２は、光学装置３の内部構造を模式的に示す平面図である。
光学装置３は、図２に示すように、インテグレータ照明光学系３１と、色分離光学系３２と、リレー光学系３３と、電気光学装置３４と、投射光学装置としての投射レンズ３５と、支持構造体としてのヘッド体３６と、光学部品用筐体３７とを備える。
インテグレータ照明光学系３１は、電気光学装置３４を構成する後述する液晶パネルの画像形成領域を略均一に照明するための光学系である。このインテグレータ照明光学系３１は、図２に示すように、光源装置３１１と、第１レンズアレイ３１２と、第２レンズアレイ３１３と、偏光変換素子３１４と、重畳レンズ３１５とを備える。

光源装置３１１は、放射状の光線を射出する光源ランプ３１６と、この光源ランプ３１６から放射された放射光を反射するリフレクタ３１７とを備える。光源ランプ３１６としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが多用される。また、リフレクタ３１７としては、図２では、放物面鏡を採用しているが、これに限らず、楕円面鏡で構成し、光束射出側に該楕円面鏡により反射された光束を平行光とする平行化凹レンズを採用した構成としてもよい。
第１レンズアレイ３１２は、光軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源装置３１１から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。
第２レンズアレイ３１３は、第１レンズアレイ３１２と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ３１３は、重畳レンズ３１５とともに、第１レンズアレイ３１２の各小レンズの像を電気光学装置３４の後述する液晶パネル上に結像させる機能を有している。

偏光変換素子３１４は、第２レンズアレイ３１３と重畳レンズ３１５との間に配置され、第２レンズアレイ３１３からの光を略１種類の偏光光に変換するものである。
具体的に、偏光変換素子３１４によって略１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ３１５によって最終的に電気光学装置３４の後述する液晶パネル上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネルを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源装置３１１からの光の略半分を利用できない。このため、偏光変換素子３１４を用いることで、光源装置３１１からの射出光を略１種類の偏光光に変換し、電気光学装置３４での光の利用効率を高めている。

色分離光学系３２は、図２に示すように、２枚のダイクロイックミラー３２１，３２２と、反射ミラー３２３とを備え、ダイクロイックミラー３２１，３２２によりインテグレータ照明光学系３１から射出された複数の部分光束を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学系３３は、図２に示すように、入射側レンズ３３１、リレーレンズ３３３、および反射ミラー３３２，３３４を備え、色分離光学系３２で分離された赤色光を電気光学装置３４の後述する赤色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。

この際、色分離光学系３２のダイクロイックミラー３２１では、インテグレータ照明光学系３１から射出された光束の青色光成分が反射するとともに、赤色光成分と緑色光成分とが透過する。ダイクロイックミラー３２１によって反射した青色光は、反射ミラー３２３で反射し、フィールドレンズ３１８を通って電気光学装置３４の後述する青色光用の液晶パネルに達する。このフィールドレンズ３１８は、第２レンズアレイ３１３から射出された各部分光側をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の緑色光用、赤色光用の液晶パネルの光入射側に設けられたフィールドレンズ３１８も同様である。

ダイクロイックミラー３２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイックミラー３２２によって反射し、フィールドレンズ３１８を通って電気光学装置３４の後述する緑色光用の液晶パネルに達する。一方、赤色光はダイクロイックミラー３２２を透過してリレー光学系３３を通り、さらにフィールドレンズ３１８を通って電気光学装置３４の後述する赤色光用の液晶パネルに達する。なお、赤色光にリレー光学系３３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、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３３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ３１８に伝えるためである。

電気光学装置３４は、図２に示すように、３枚の光変調装置としての液晶パネル３４１（赤色光用の液晶パネルを３４１Ｒ、緑色光用の液晶パネルを３４１Ｇ、青色光用の液晶パネルを３４１Ｂとする）と、これら液晶パネル３４１の光束入射側および光束射出側にそれぞれ配置される入射側偏光板３４２および射出側偏光板３４３と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム３４４とを備える。そして、これらのうち、３枚の液晶パネル３４１、３つの射出側偏光板３４３、およびクロスダイクロイックプリズム３４４が一体化され、ここでは図示しない電気光学装置本体３４Ａを構成する。なお、本実施形態において、３枚の液晶パネル３４１、３つの射出側偏光板３４３、およびクロスダイクロイックプリズム３４４の他、入射側偏光板３４２も一体化する構成を採用してもよい。

入射側偏光板３４２は、偏光変換素子３１４で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射され、入射された光束のうち、偏光変換素子３１４で揃えられた光束の偏光軸と略同一方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。この入射側偏光板３４２は、例えば、サファイアガラスまたは水晶等の透光性基板上に偏光膜が貼付された構成を有している。
液晶パネル３４１は、具体的な図示は省略するが、１対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、図示しない制御基板から出力される駆動信号に応じて、前記液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板３４２から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。

射出側偏光板３４３は、入射側偏光板３４２と略同様の構成であり、液晶パネル３４１から射出された光束のうち、入射側偏光板３４２における光束の透過軸と直交する偏光軸を有する光束のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。
クロスダイクロイックプリズム３４４は、射出側偏光板３４３から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム３４４は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶パネル３４１Ｒ，３４１Ｂから射出され射出側偏光板３４３を介した色光を反射し、液晶パネル３４１Ｇから射出され射出側偏光板３４３を介した色光を透過する。このようにして、各液晶パネル３４１Ｒ，３４１Ｇ，３４１Ｂにて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。

投射レンズ３５は、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成される。そして、この投射レンズ３５は、電気光学装置３４にて形成された光学像（カラー画像）を図示しないスクリーン上に拡大投射する。
ヘッド体３６は、例えばアルミニウム合金またはマグネシウム合金等の金属材料から構成され、後述する電気光学装置本体３４Ａおよび投射レンズ３５を一体化するとともに、一体化したユニット（以下では、このユニットを便宜上、光学ユニットと呼称する）を光学部品用筐体３７に対して取り付けるものである。なお、光学ユニットの詳細な構造については、後述する。また、電気光学装置本体３４Ａ、投射レンズ３５、およびヘッド体３６の詳細な構造についても、光学ユニットの詳細な構造を説明する際に同時に説明する。
光学部品用筐体３７は、図２に示すように、内部に所定の照明光軸Ａが設定され、上述した光学部品３１〜３３、および前記光学ユニットを照明光軸Ａに対する所定位置に配置する。なお、この光学部品用筐体３７の詳細な構造については、後述する。

〔1-3.光学ユニットの構造〕
図３は、光学ユニット４の構造を示す分解斜視図である。
光学ユニット４は、上述したように、ヘッド体３６により電気光学装置本体３４Ａおよび投射レンズ３５が一体化されたユニットである。

〔1-3-1.電気光学装置本体の構造〕
電気光学装置本体３４Ａは、上述したように、３つの液晶パネル３４１、３つの射出側偏光板３４３、およびクロスダイクロイックプリズム３４４が一体化されたものである。
３つの液晶パネル３４１は、図３に示すように、該液晶パネル３４１の画像形成領域に応じた開口を有する３つの保持部材３４５にそれぞれ保持され、該保持部材３４５を介してクロスダイクロイックプリズム３４４の各光束入射側端面にそれぞれ固定される。
また、３つの射出側偏光板３４３は、具体的な図示は省略するが、クロスダイクロイックプリズム３４４の各光束入射側端面にそれぞれ直接貼り付けられる。なお、クロスダイクロイックプリズム３４４の各光束入射側端面に直接貼り付ける構成の他、液晶パネル３４１と同様に、保持部材３４５に保持させる構成を採用してもよい。
以上のように、クロスダイクロイックプリズム３４４の各光束入射側端面にそれぞれ液晶パネル３４１および射出側偏光板３４３が固定されることで、電気光学装置本体３４Ａが組み立てられる。

〔1-3-2.投射レンズの構造〕
投射レンズ３５の鏡筒３５１には、図３に示すように、光束入射側端部に、ヘッド体３６に固定するための平面視略矩形状のフランジ３５２が取り付けられている。
このフランジ３５２には、図３に示すように、投射レンズ３５をヘッド体３６の所定位置に位置決めするための２つの位置決め用孔３５２Ａ（図３では、１つのみの位置決め用孔３５２Ａを示している）と、投射レンズ３５をヘッド体３６に固定するための４つの固定用孔３５２Ｂ（図３では、３つのみの固定用孔３５２Ｂを示している）とが形成されている。４つの固定用孔３５２Ｂは、フランジ３５２における四隅位置近傍に形成されている。また、２つの位置決め用孔３５２Ａは、４つの固定用孔３５２Ｂのうち対角位置に形成された２つの固定用孔３５２Ｂ近傍に形成されている。

〔1-3-2.ヘッド体の構造〕
ヘッド体３６は、図３に示すように、側面視略Ｌ字形状を有し、Ｌ字状の各端部がそれぞれ図示しない電気光学装置載置部、および投射光学装置支持部３６１として機能する。
前記電気光学装置載置部は、ヘッド体３６のＬ字水平部分であり、平面視略矩形形状を有し、電気光学装置本体３４Ａを構成するクロスダイクロイックプリズム３４４の下面を支持する。この電気光学装置載置部は、平面視矩形状の外形寸法がクロスダイクロイックプリズム３４４の外形寸法と略同一、あるいは、若干小さく設定されている。
前記電気光学装置載置部において、クロスダイクロイックプリズム３４４と当接する上面の略中央部分には、球状の膨出部が形成されている。そして、前記膨出部にクロスダイクロイックプリズム３４４の下面を当接させることで、ヘッド体３６に対するクロスダイクロイックプリズム３４４のあおり方向の位置調整が可能となる。

投射光学装置支持部３６１は、図３に示すように、ヘッド体３６のＬ字垂直部分であり、平面視略矩形形状を有し、投射レンズ３５を支持するとともに、一体化した光学ユニット４を光学部品用筐体３７に対して固定する部分である。
この投射光学装置支持部３６１において、光束射出側端面略中央部分には、図３に示すように、光束入射側に窪み、投射レンズ３５のフランジ３５２の形状に対応した凹部３６１Ａが形成されている。
この凹部３６１Ａにおいて、矩形状の平面視略中央部分には、図３に示すように、光束透過用の開口３６１Ｂが形成されている。また、この開口３６１Ｂ近傍には、投射レンズ３５のフランジ３５２に形成された位置決め用孔３５２Ａおよび固定用孔３５２Ｂに対応して、２つの凸部３６１Ｃおよび４つのねじ孔３６１Ｄが形成されている。
また、この投射光学装置支持部３６１において、凹部３６１Ａの近傍には、一体化した光学ユニット４を光学部品用筐体３７に取り付けるための２つの位置決め用孔３６１Ｅと、４つの固定用孔３６１Ｆとが形成されている。４つの固定用孔３６１Ｆは、投射光学装置支持部３６１における四隅位置近傍に形成されている。また、２つの位置決め用孔３６１Ｅは、４つの固定用孔３６１Ｆのうち対角位置に形成された２つの固定用孔３６１Ｆ近傍に形成されている。

〔1-3-4.光学ユニットの組み立て構造〕
光学ユニット４を組み立てる際には、電気光学装置本体３４Ａをヘッド体３６の図示しない電気光学装置載置部に載置固定するとともに、投射レンズ３５をヘッド体３６の投射光学装置支持部３６１に設置する。投射レンズ３５をヘッド体３６の投射光学装置支持部３６１に設置する際には、図３に示すように、フランジ３５２の位置決め用孔３５２Ａが凸部３６１Ｃに嵌合するようにフランジ３５２を凹部３６１Ａに設置する。また、フランジ３５２の固定用孔３５２Ｂを介して図示しないねじをねじ孔３６１Ｄに螺合することで、投射光学装置支持部３６１に投射レンズ３５が支持固定され、光学ユニット４が組み立てられる。

〔1-4.光学部品用筐体の構造〕
図４は、光学部品用筐体３７の構造を示す図である。具体的に、図４は、光学装置３の組み立て構造を示す分解斜視図である。
光学部品用筐体３７は、図４に示すように、部品収納部材３７１と、蓋状部材３７２とで構成される。
部品収納部材３７１は、図４に示すように、光源装置３１１（図２）が収納される光源収納部３７１Ａと、光源装置３１１（図２）を除く他の光学部品３１，３２，３３（図２）が収納される部品収納部３７１Ｂとを備える。
光源収納部３７１Ａは、具体的な図示は省略するが、下方側が開口し、前記開口を介して光源装置３１１（図２）が内部に収納配置される。また、部品収納部３７１Ｂとの接続部分には、光源装置３１１（図２）から射出される光束が通過するように開口が形成されている。

部品収納部３７１Ｂは、図４に示すように、上方側が開口し、一端側が光源収納部３７１Ａと接続し、他端側が平面視略コ字状である容器状に形成され、この他端側の平面視コ字状内側部分に光学ユニット４を構成する電気光学装置本体３４Ａおよびヘッド体３６の一部が配置される。
この部品収納部３７１Ｂにおいて、側面の内側面には、具体的な図示は省略するが、複数の溝部が形成され、該溝部に上述した光学部品３１２〜３１５，３１８，３２１〜３２３，３３１〜３３４，３４２を上方からスライド式に嵌め込まれる。
また、この部品収納部３７１Ｂにおいて、側面の外側面には、図４に示すように、蓋状部材３７２を取り付けるための複数のねじ孔３７１Ｂ１が形成されている。

蓋状部材３７２は、図４に示すように、蓋状部材本体３７２Ａと、支持構造体支持枠３７２Ｂとで構成され、蓋状部材本体３７２Ａおよび支持構造体支持枠３７２Ｂが一体化した構造を有している。
蓋状部材本体３７２Ａは、図４に示すように、部品収納部材３７１における部品収納部３７１Ｂの上端側の開口部分を塞ぐように平面視略コ字状の板体から構成されている。
この蓋状部材本体３７２Ａには、図４に示すように、部品収納部３７１Ｂのねじ孔３７１Ｂ１に対応して複数の固定用孔３７２Ａ１が形成されている。
また、この蓋状部材本体３７２Ａには、図４に示すように、蓋状部材３７２を部品収納部材３７１に設置した状態で、光学部品用筐体３７内部に温められた空気が滞留しないように複数の開口部３７２Ａ２が形成されている。

支持構造体支持枠３７２Ｂは、光学ユニット４を支持する部分であり、図４に示すように、蓋状部材本体３７２Ａのコ字状先端部分に位置し、該蓋状部材本体３７２Ａの板面に直交する下方向に延出する平面視矩形状の板体から構成される。蓋状部材３７２を部品収納部材３７１に設置した状態では、支持構造体支持枠３７２Ｂは、部品収納部３７１Ｂの他端側の外側に配置される。
この支持構造体支持枠３７２Ｂにおいて、矩形状の平面視略中央部分には、図４に示すように、光束透過用の開口３７２Ｂ１が形成されている。また、この開口３７２Ｂ１近傍には、ヘッド体３６における投射光学装置支持部３６１に形成された位置決め用孔３６１Ｅおよび固定用孔３６１Ｆに対応して、２つの凸部３７２Ｂ２および４つのねじ孔３７２Ｂ３が形成されている。

〔1-5.光学ユニットおよび光学部品用筐体の組み立て構造〕
光学ユニット４および光学部品用筐体３７を組み立てる際には、以下のように実施する。
光学ユニット４を構成する電気光学装置本体３４Ａおよびヘッド体３６の図示しない電気光学装置載置部を、蓋状部材３７２の支持構造体支持枠３７２Ｂに形成された開口３７２Ｂ１に挿通する。また、支持構造体支持枠３７２Ｂの凸部３７２Ｂ２にヘッド体３６の位置決め用孔３６１Ｅが嵌合するように、支持構造体支持枠３７２Ｂにヘッド体３６の投射光学装置支持部３６１を当接させる。そして、ヘッド体３６の固定用孔３６１Ｆを介してねじ３８を支持構造体支持枠３７２Ｂのねじ孔３７２Ｂ３に螺合することで、光学ユニット４を蓋状部材３７２に固定する。
この後、蓋状部材３７２および光学ユニット４を部品収納部材３７１の上方側から、部品収納部材３７１の部品収納部３７１Ｂの開口部分を蓋状部材本体３７２Ａにて覆うように設置する。そして、蓋状部材本体３７２Ａの固定用孔３７２Ａ１を介して図示しないねじを部品収納部３７１Ｂのねじ孔３７１Ｂ１に螺合することで、光学装置３が組み立てられる。
また、光学ユニット４を光学部品用筐体３７から取り外す際には、上記と逆の手順にて実施される。

上述した第１実施形態においては、光学装置３において、部品収納部材３７１から蓋状部材３７２を取り外すことで、蓋状部材３７２とともに光学ユニット４を取り外すことができる。このため、従来のように液晶パネル３４１と他の光学部品との隙間にドライバ等を差し入れてねじ等の固定部材を外す作業を実施する必要がなく、部品収納部材に対する蓋状部材３７２の取付状態を解放することで光学装置３から光学ユニット４を容易に取り外すことができる。したがって、液晶パネル３４１および投射レンズ３５のメンテナンスや交換時の作業性を良好とする。
また、蓋状部材３７２とともに光学ユニット４を光学装置３から取り外すことができるので、液晶パネル３４１および投射レンズ３５のメンテナンスや交換を実施する際、部品収納部材３７１に収納される他の光学部品３１２〜３１５，３１８，３２１〜３２３，３３１〜３３４，３４２のメンテナンスや交換も同時に実施できる。

ここで、光学ユニット４は、ヘッド体３６の投射光学装置支持部３６１が蓋状部材３７２の支持構造体支持枠３７２Ｂに当接し、投射光学装置支持部３６１が支持構造体支持枠３７２Ｂにねじ３８により固定されるので、支持構造体支持枠３７２Ｂにより投射光学装置支持部３６１の面外方向の移動が規制され、蓋状部材３７２による光学ユニット４の支持状態を安定に維持できる。
そして、液晶パネル３４１および投射レンズ３５のメンテナンスや交換を容易に実施できる光学装置３を備えているので、プロジェクタ１の利便性の向上が図れる。

[2.第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態は、ヘッド体と光学部品用筐体における蓋状部材との接続構造が前記第１実施形態と異なる。すなわち、ヘッド体における投射光学装置支持部の構造、および蓋状部材の構造が前記第１実施形態と異なる。投射光学装置支持部および蓋状部材の構造以外は、前記第１実施形態と同様のものとする。

〔2-1.投射光学装置支持部の構造〕
図５は、第２実施形態におけるヘッド体４６の投射光学装置支持部４６１の構造を示す図である。
ヘッド体４６の投射光学装置支持部４６１は、前記第１実施形態で説明した投射光学装置支持部３６１と同様に、図５に示すように、電気光学装置本体３４Ａおよび投射レンズ３５を一体化して光学ユニット４Ａを構成するとともに、該光学ユニット４Ａを蓋状部材４７２（図６参照）に対して固定する部分である。
この投射光学装置支持部４６１において、光束射出側端面の略中央部分に位置する平面視略矩形領域は、投射レンズ３５が取り付けられる領域であり、前記第１実施形態で説明した投射光学装置支持部３６１と同様に、図５に示すように、開口３６１Ｂ、２つの凸部３６１Ｃ、および４つのねじ孔３６１Ｄが形成されている。すなわち、光学ユニット４Ａの組み立て構造は、前記第１実施形態で説明した光学ユニット４の組み立て構造と同様である。

また、この投射光学装置支持部４６１において、左右方向両端縁の上方側の対向する位置には、図５に示すように、互いに離間する方向に延出し、光学ユニット４Ａを蓋状部材４７２に取り付けるための一対の起立片４６１Ａがそれぞれ形成されている。
これら起立片４６１Ａは、下方側端面が略平面状に形成されており、該下方側端面が蓋状部材４７２の後述する支持構造体支持部の一対の支持面に当接する。
これら起立片４６１Ａには、図５に示すように、上方側端面および下方側端面を貫通して、起立片４６１Ａを蓋状部材４７２に固定するためのねじ孔４６１Ａ１がそれぞれ形成されている。

〔2-2.蓋状部材の構造〕
図６は、第２実施形態における光学部品用筐体４７の構造を示す図である。具体的に、図６は、第２実施形態における光学装置３Ａの組み立て構造を示す分解斜視図である。
蓋状部材４７２は、前記第１実施形態で説明した蓋状部材本体３７２Ａの他、支持構造体支持部４７２Ｂを備える。
蓋状部材４７２の支持構造体支持部４７２Ｂは、図６に示すように、蓋状部材本体３７２Ａのコ字状先端部分に突出するように設けられ、蓋状部材本体３７２Ａのコ字状先端部分から該蓋状部材本体３７２Ａの板面に直交する下方向にそれぞれ延出するとともに、各延出方向先端部分が互いに接続する平面視略コ字状に形成されている。蓋状部材４７２を部品収納部材３７１に設置した状態では、支持構造体支持部４７２Ｂは、部品収納部３７１Ｂの他端側の外側に配置される。
この支持構造体支持部４７２Ｂにおいて、コ字状先端部分の上端面は、図６に示すように、光学ユニット４Ａを構成するヘッド体４６の起立片４６１Ａを載置可能に略平面状に形成され、起立片４６１Ａを支持する支持面４７２Ｂ１となる。そして、この支持面４７２Ｂ１には、図６に示すように、投射光学装置支持部４６１における起立片４６１Ａのねじ孔４６１Ａ１に対応して固定用孔４７２Ｂ２が形成されている。
また、この支持構造体支持部４７２Ｂにおいて、コ字状内側面は、図６に示すように、光学ユニット４Ａを構成するヘッド体４６の投射光学装置支持部４６１における左右側端縁および下方側端縁、ならびに投射レンズ３５のフランジ３５２の左右側端縁および下方側端縁の形状に対応した形状を有している。

〔2-3.光学ユニットおよび光学部品用筐体の組み立て構造〕
光学ユニット４Ａおよび光学部品用筐体４７を組み立てる際には、以下のように実施する。
蓋状部材４７２の上方側または光束射出側から、光学ユニット４Ａを構成するヘッド体４６の起立片４６１Ａを蓋状部材４７２における支持構造体支持部４７２Ｂの支持面４７２Ｂ１上に載置する。この状態では、光学ユニット４Ａは、起立片４６１Ａのみならず、ヘッド体４６の投射光学装置支持部４６１における左右側端縁および下方側端縁、ならびに投射レンズ３５のフランジ３５２の左右側端縁および下方側端縁も蓋状部材４７２の支持構造体支持部４７２Ｂに当接する。そして、ヘッド体４６が蓋状部材４７２に位置決めされる。
そして、支持構造体支持部４７２Ｂに形成された固定用孔４７２Ｂ２を介してねじ４８（図６）を起立片４６１Ａに形成されたねじ孔４６１Ａ１に螺合することで、光学ユニット４Ａを蓋状部材４７２に固定する。
この後、前記第１実施形態と同様の方法で、蓋状部材４７２および光学ユニット４Ａを部品収納部材３７１に固定することで、光学装置３Ａが組み立てられる。
また、光学ユニット４Ａを光学部品用筐体４７から取り外す際には、上記と逆の手順にて実施される。

上述した第２実施形態においては、前記第１実施形態と比較して、ヘッド体４６の一対の起立片４６１Ａが蓋状部材４７２の支持構造体支持部４７２Ｂの一対の支持面４７２Ｂ１上に支持され、一対の起立片４６１Ａが一対の支持面４７２Ｂ１にねじ４８により固定されるので、光学ユニット４Ａを蓋状部材４７２に設置する際には、一対の起立片４６１Ａを一対の支持面４７２Ｂ１に載置するように設置すればよく、蓋状部材４７２に対する光学ユニット４Ａの設置作業を容易とする。
また、支持構造体支持部４７２Ｂは、平面視コ字形状を有し、光学ユニット４Ａを支持した状態でコ字状内側面にヘッド体４６の投射光学装置支持部４６１における左右側端縁および下方側端縁、ならびに投射レンズ３５のフランジ３５２の左右側端縁および下方側端縁が当接するので、一対の支持面４７２Ｂ１のみならず、コ字状内側面にて光学ユニット４Ａを支持できる。したがって、蓋状部材４７２による光学ユニット４Ａの支持状態を安定して維持できる。

〔3.実施形態の変形〕
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記各実施形態において、ヘッド体３６，４６および蓋状部材３７２，４７２の取付構造は、ヘッド体が蓋状部材に着脱可能に取り付けられていればよく、前記各実施形態で説明した取付構造に限らない。
前記第１実施形態において、支持構造体支持枠３７２Ｂは、平面視矩形枠状に形成されていたが、これに限らない。電気光学装置本体３４Ａおよび図示しない電気光学装置載置部を投射レンズ３５の投射方向に挿通可能な形状であればよく、平面視コ字形状、あるいは、支持構造体支持枠３７２Ｂにおける上下端縁を省略した形状を採用してもよい。
前記第２実施形態において、一対の起立片４６１Ａの下方側端面が略平面状に形成され、一対の支持面４７２Ｂ１も略平面状に形成されていたが、これに限らず、一対の支持面４７２Ｂ１に一対の起立片４６１Ａが載置可能であれば、いずれの形状を採用してもよい。
前記第２実施形態において、支持構造体支持部４７２Ｂは、平面視略コ字形状を有していたが、これに限らない。支持構造体支持部として、例えば、蓋状部材本体３７２Ａのコ字状先端部分の端部から突出するように少なくとも一対の支持面のみで構成してもよい。このような構成では、蓋状部材において、蓋状部材本体の端部から突出するように一対の支持面を形成するだけで光学ユニット４Ａの取付構造を形成でき、蓋状部材の構造の簡素化を図れる。

前記各実施形態では、部品収納部材３７１および蓋状部材３７２，４７２の取付構造、蓋状部材３７２，４７２およびヘッド体３６，４６の取付構造、ヘッド体３６，４６および投射レンズ３５の取付構造として、ねじによる取付構造を採用したが、これに限らない。
例えば、ばね等の付勢部材により各部材を接続する取付構造を採用してもよい。
また、例えば、各部材に互いに係合可能とする係合構造をそれぞれ形成し、係合構造により各部材を接続する取付構造を採用してもよい。
さらに、例えば、各部材のうち一方の部材に嵌合突起を形成し、他方の部材に嵌合孔を形成し、嵌合突起および嵌合孔を嵌合させることで各部材を接続する取付構造を採用してもよい。

前記各実施形態では、光学装置３，３Ａが平面視略Ｌ字形状を有した構成を説明したが、これに限らず、例えば、平面視略Ｕ字形状を有した構成を採用してもよい。
前記各実施形態では、３つの液晶パネル３４１Ｒ，３４１Ｇ，３４１Ｂを用いたプロジェクタ１の例のみを挙げたが、本発明は、２つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、あるいは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
前各記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。

本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明の光学装置は、複数の光変調装置および投射光学装置のメンテナンスや交換を容易に実施できるため、ホームシアターやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタの光学装置として有用である。

第１実施形態におけるプロジェクタの概略構成を模式的に示す図。 前記実施形態における光学装置の内部構造を模式的に示す平面図。 前記実施形態における光学ユニットの構造を示す分解斜視図。 前記実施形態における光学部品用筐体の構造を示す図。 第２実施形態におけるヘッド体の投射光学装置支持部の構造を示す図。 前記実施形態における光学部品用筐体の構造を示す図。

符号の説明

１・・・プロジェクタ、２・・・外装ケース（外装筐体）、３，３Ａ・・・光学装置、３４・・・電気光学装置、３５・・・投射レンズ（投射光学装置）、３６，４６・・・ヘッド体（支持構造体）、３７，４７・・・光学部品用筐体、３１１・・・光源装置、３１２〜３１５，３１８，３２１〜３２３，３３１〜３３４，３４２・・・光学部品、３４１Ｒ，３４１Ｇ，３４１Ｂ・・・液晶パネル（光変調装置）、３４４・・・クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、３６１，４６１・・・投射光学装置支持部、３７１・・・部品収納部材、３７２，４７２・・・蓋状部材、３７２Ａ・・・蓋状部材本体、３７２Ｂ・・・支持構造体支持枠、３７２Ｂ１・・・開口、４６１Ａ・・・起立片、４７２Ｂ・・・支持構造体支持部、４７２Ｂ１・・・支持面。

Claims (5)

1. 光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置、および前記複数の光変調装置で変調された光束を合成して光学像を形成する色合成光学装置が一体化された電気光学装置を含む複数の光学部品と、前記複数の光学部品を前記光源から射出された光束の照明光軸に対する所定位置に収納配置する光学部品用筐体と、前記電気光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えた光学装置であって、
   前記光学部品用筐体は、容器状の部品収納部材と、前記部品収納部材の開口部分を閉塞する蓋状部材とで構成され、
   前記蓋状部材は、前記部品収納部材に対して着脱可能に取り付けられ、
   前記電気光学装置を載置固定する電気光学装置載置部、および前記電気光学装置載置部上に立設され前記投射光学装置を支持する投射光学装置支持部を有し、前記電気光学装置および前記投射光学装置を一体化する支持構造体を備え、
   前記支持構造体は、前記蓋状部材に対して着脱可能に取り付けられ、前記蓋状部材に装着された状態で前記電気光学装置および前記投射光学装置を前記部品収納部材に対して着脱可能とすることを特徴とする光学装置。
2. 請求項１に記載の光学装置において、
   前記蓋状部材は、前記部品収納部材の開口部分を閉塞する蓋状部材本体と、前記蓋状部材本体の端部から前記部品収納部材側に向けて前記蓋状部材本体に直交するように延出形成され、前記電気光学装置が前記支持構造体の前記電気光学装置載置部に載置固定された状態で前記電気光学装置および前記電気光学装置載置部を前記投射光学装置の投射方向に挿通可能とする開口を有する枠状の支持構造体支持枠とで構成され、
   前記支持構造体は、前記電気光学装置および前記電気光学装置載置部を前記支持構造体支持枠の前記開口に挿通した状態で、前記投射光学装置支持部が前記支持構造体支持枠に当接し、前記投射光学装置支持部が前記支持構造体支持枠に対して着脱可能に取り付けられることを特徴とする光学装置。
3. 請求項１に記載の光学装置において、
   前記投射光学装置支持部の対向する側端部の対向する位置には、互いに離間する方向に延出する一対の起立片が形成され、
   前記蓋状部材は、前記部品収納部材の開口部分を閉塞する蓋状部材本体と、前記蓋状部材本体の端部における前記一対の起立片に対応する各位置から前記投射光学装置の投射方向に突出する一対の支持面を有する支持構造体支持部とで構成され、
   前記支持構造体は、前記一対の起立片が前記一対の支持面上に支持され、前記一対の起立片が前記一対の支持面に対して着脱可能に取り付けられることを特徴とする光学装置。
4. 請求項３に記載の光学装置において、
   前記支持構造体支持部は、前記蓋状部材本体の端部における前記一対の起立片に対応する各位置から前記投射方向に突出し、各突出方向先端部分が前記部品収納部材側に向けて前記蓋状部材本体に直交するようにそれぞれ延出し、各延出方向先端部分が互いに接続する平面視コ字形状を有し、コ字状先端部分の外側面に前記一対の支持面が形成されるとともに、コ字状内側面が前記投射光学装置支持部の外周形状に対応して形成され、前記支持構造体を支持した状態でコ字状基端部分の内側面が前記投射光学装置支持部に当接することを特徴とする光学装置。
5. 光源装置と、請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学装置と、前記光学装置を内部の所定位置に収納配置する外装筐体とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。

Images