JP2007240602A - 光学装置およびプロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】光学部品のガタつきや位置ずれを防止できるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】本発明の光学ユニットは、液晶パネル441およびクロスダイクロイックプリズムを一体に備える電気光学装置44と、電気光学装置44および複数の光学素子を照明光軸上の所定位置に配置する光学部品用筐体とを備え、光学部品用筐体5の部品収納部材51は、一対の位置決めピン512を備え、電気光学装置44には、フレーム61が設けられ、フレーム61は、本体から延設され、前記一対の位置決めピン512に対しそれぞれ内側から係合する一対の腕部611Bを備え、腕部611Bは、位置決めピン512との係合によって撓む可撓性を有している。
【選択図】図4
【解決手段】本発明の光学ユニットは、液晶パネル441およびクロスダイクロイックプリズムを一体に備える電気光学装置44と、電気光学装置44および複数の光学素子を照明光軸上の所定位置に配置する光学部品用筐体とを備え、光学部品用筐体5の部品収納部材51は、一対の位置決めピン512を備え、電気光学装置44には、フレーム61が設けられ、フレーム61は、本体から延設され、前記一対の位置決めピン512に対しそれぞれ内側から係合する一対の腕部611Bを備え、腕部611Bは、位置決めピン512との係合によって撓む可撓性を有している。
【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、光源ランプと、光源ランプから射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する複数の液晶パネル、および、液晶パネルで形成された光学像を合成するプリズムを一体的に備える電気光学装置と、プリズムで合成された光学像をスクリーン上に拡大投射する投射レンズと、前記光束の照明光軸が設定され、電気光学装置を照明光軸上の所定位置に配置する光学部品用筐体とを備えたプロジェクタが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1では、電気光学装置のプリズムにおいて、3つの光束入射端面にそれぞれ液晶パネルおよび偏光板が固定され、さらに、光束入射端面と交差する上端面に、電気光学装置を光学部品用筐体に取り付けるためのフレームが固定されている。このフレームは、4本の腕部を備え、これら腕部にはそれぞれ孔が形成されている。一方、光学部品用筐体には、位置決め用ピンおよび取付用ピンが突設されている。フレームの腕部の孔に位置決めピンを挿通させることで、電気光学装置が光学部品用筐体の所定位置に配置され、さらに、残りの腕部の孔を介して、ねじを取付ピンのねじ穴に螺合させることで、電気光学装置が光学部品用筐体に固定されている。
しかしながら、特許文献1に記載のプロジェクタでは、位置決め用ピンを腕部の孔に挿通させるために、位置決め用ピンと孔周縁との間に多少の隙間が形成されている。この隙間により、電気光学装置の位置決め時に、電気光学装置が光学部品用筐体に対してガタついたり、ずれたりする恐れがある。そして、この位置決め時のガタやズレは、電気光学装置および投射レンズの相対位置のずれに繋がり、さらには、投射画像の片ボケやフォーカスずれに繋がる恐れがある。
また、特許文献1に記載のプロジェクタでは、位置決め用ピンは、腕部の孔に挿通する用に形成されている。この位置決め用ピンには、プロジェクタが落下した際などに、腕部から位置決めピンに衝撃が伝わり、位置決め用ピンが破損しやすいという問題がある。
また、特許文献1に記載のプロジェクタでは、位置決め用ピンは、腕部の孔に挿通する用に形成されている。この位置決め用ピンには、プロジェクタが落下した際などに、腕部から位置決めピンに衝撃が伝わり、位置決め用ピンが破損しやすいという問題がある。
本発明の目的は、光学部品のガタつきや位置ずれを防止できる光学装置およびプロジェクタを提供することである。
前記した目的を達するために、本発明の光学装置は、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プリズムを一体に備える電気光学装置と、内部に光束の照明光軸が設定され、前記電気光学装置を前記照明光軸上の所定位置に配置する光学部品用筐体とを備えた光学装置であって、前記光学部品用筐体は、前記電気光学装置の前記照明光軸に対する位置決めを行う少なくとも一対の位置決め部を備え、前記電気光学装置には、前記電気光学装置を前記光学部品用筐体に取り付ける取付部材が設けられ、前記取付部材は、前記光学部品用筐体の前記一対の位置決め部に対しそれぞれ内側から係合する少なくとも一対の腕部を備え、前記腕部および前記位置決め部のいずれか一方は、前記腕部および前記位置決め部のいずれか他方との係合によって撓む可撓性を有していることを特徴とする。
本発明によれば、一対の腕部が一対の位置決め部にそれぞれ内側から係合し、かつ、これら腕部および位置決め部のいずれか一方は、撓んだ状態で腕部および位置決め部のいずれか他方と係合している。これによれば、腕部と位置決め部は、いずれか一方の撓みによる付勢力を持って強固に係合するため、位置決め部と腕部の間に隙間が生じにくくなるので、ガタつきおよび位置ずれも生じにくくなる。従って、電気光学装置および光学部品用筐体間のガタつきや位置ずれを抑制することができる。
さらに、腕部および位置決め部のいずれか一方は、可撓性を有している。このため、光源装置に落下等による衝撃が加えられても、可撓性を有する腕部および位置決め部のいずれか一方は、衝撃を吸収することができる。従って、衝撃による位置決め部の破損を防止することができる。
本発明では、前記腕部および前記位置決め部のいずれか一方には、曲面を有する曲面部が形成され、前記腕部および前記位置決め部のいずれか他方には、前記曲面部と係合し、前記曲面部とは反対側へV字状に没入されたV字状係合部が形成されていることが好ましい。
本発明によれば、腕部および位置決め部のいずれか一方に形成されたV字状係合部と、いずれか他方に曲面状に形成された曲面部とが係合する。すなわち、V字状係合部は、曲面部に対し、曲面部を挟むように2点で接触して係合するため、V字状係合部と曲面部の間に隙間が生じにくくなる。従って、腕部および位置決め部間におけるガタつきや位置ずれをさらに一層抑制できるため、電気光学装置および光学部品用筐体間のガタつきや位置ずれを、さらに一層抑制することができる。
本発明によれば、前記取付部材の前記腕部が、前記位置決め部との係合により撓む可撓性を有していることが好ましい。
本発明によれば、腕部は位置決め部との係合により撓む可撓性を有している。例えば、腕部の可撓性は、腕部に肉薄部を形成することなどによって備えることができる。
一方、位置決め部が可撓性を有する場合、位置決め部が光学部品用筐体内に設けられていることから、肉薄部等の加工がしにくい。このため、位置決め部を別体で形成してから、光学部品用筐体に取り付ける構成となる。この場合、光学装置の部品点数や製造過程が増加し、また、光学装置の落下等による衝撃によって位置決め部が脱落しやすいという問題が生じる。
これに対し、本発明によれば、前述したように腕部が可撓性を有する構成としたため、光学装置の部品点数および製造過程の増加を抑制し、さらに、光学装置を脱落および破損しにくい構造とすることができる。
本発明によれば、腕部は位置決め部との係合により撓む可撓性を有している。例えば、腕部の可撓性は、腕部に肉薄部を形成することなどによって備えることができる。
一方、位置決め部が可撓性を有する場合、位置決め部が光学部品用筐体内に設けられていることから、肉薄部等の加工がしにくい。このため、位置決め部を別体で形成してから、光学部品用筐体に取り付ける構成となる。この場合、光学装置の部品点数や製造過程が増加し、また、光学装置の落下等による衝撃によって位置決め部が脱落しやすいという問題が生じる。
これに対し、本発明によれば、前述したように腕部が可撓性を有する構成としたため、光学装置の部品点数および製造過程の増加を抑制し、さらに、光学装置を脱落および破損しにくい構造とすることができる。
本発明では、前記光学部品用筐体は、前記電気光学装置を前記光学部品用筐体に固定する少なくとも1つの固定部を備え、前記固定部には、ねじ穴が形成され、前記取付部材は、前記固定部の前記ねじ穴に螺合するねじが挿通される孔が形成された少なくとも1つの取付用腕部を備えていることが好ましい。
本発明によれば、電子光学装置は、腕部および位置決め部の係合によって位置決めされた後、取付用腕部の孔を介したねじを、固定部のねじ穴に螺合することで光学部品用筐体に固定される。従って、電気光学装置を、光学部品用筐体に対し強固に固定することができる。
本発明のプロジェクタは、光源と、前記光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し光学像を形成する前述したいずれかの光学装置と、前記光学装置によって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ことを特徴とする。
本発明によれば、前述した光学装置で奏することのできる作用・効果と同様の作用・効果を奏することができる。従って、プロジェクタの光学装置および投射光学装置の相対位置のずれ防止、および、投射画像の片ボケやフォーカスずれの防止等の効果を奏することができる。
本発明によれば、前述した光学装置で奏することのできる作用・効果と同様の作用・効果を奏することができる。従って、プロジェクタの光学装置および投射光学装置の相対位置のずれ防止、および、投射画像の片ボケやフォーカスずれの防止等の効果を奏することができる。
図を用いて本発明の実施形態を説明する。
<第1実施形態>
図1〜図4を参照して、本発明の第1実施形態を説明する。
〔プロジェクタ1の構成〕
図1は、プロジェクタ1の内部構成を模式的に示す図である。
プロジェクタ1は、図1に示すように、外装筐体2と、投射光学装置としての投射レンズ3と、外装筐体2内に配置された光学装置としての光学ユニット4、光学ユニット4を空冷する冷却ユニット(図示略)、プロジェクタ1内の各構成に電力を供給する電源ユニット(図示略)、および、これら各構成を制御する制御基板(図示略)等を備え、全体略直方体形状を有している。
このうち、投射レンズ3は、後述する光学ユニット4のクロスダイクロイックプリズム444で合成されたカラー画像(光学像)を拡大して投射するものである。
<第1実施形態>
図1〜図4を参照して、本発明の第1実施形態を説明する。
〔プロジェクタ1の構成〕
図1は、プロジェクタ1の内部構成を模式的に示す図である。
プロジェクタ1は、図1に示すように、外装筐体2と、投射光学装置としての投射レンズ3と、外装筐体2内に配置された光学装置としての光学ユニット4、光学ユニット4を空冷する冷却ユニット(図示略)、プロジェクタ1内の各構成に電力を供給する電源ユニット(図示略)、および、これら各構成を制御する制御基板(図示略)等を備え、全体略直方体形状を有している。
このうち、投射レンズ3は、後述する光学ユニット4のクロスダイクロイックプリズム444で合成されたカラー画像(光学像)を拡大して投射するものである。
〔光学ユニット4の詳細な構成〕
光学ユニット4は、図1に示すように、光源装置411を構成する光源ランプ416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た光学像を形成するユニットである。光学ユニット4は、インテグレータ照明光学系41と、色分離光学系42と、リレー光学系43と、電気光学装置44と、これらの光学部品41〜44を収納する光学部品用筐体5とを備える。
光学ユニット4は、図1に示すように、光源装置411を構成する光源ランプ416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た光学像を形成するユニットである。光学ユニット4は、インテグレータ照明光学系41と、色分離光学系42と、リレー光学系43と、電気光学装置44と、これらの光学部品41〜44を収納する光学部品用筐体5とを備える。
インテグレータ照明光学系41は、電気光学装置44を構成する3枚の液晶パネル441の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源装置411と、第1レンズアレイ412と、第2レンズアレイ413と、偏光変換素子414と、第1コンデンサレンズ415Aと、反射ミラー424と、第2コンデンサレンズ415Bとを備える。
光源装置411は、図1に示すように、放射状の光線を射出する光源としての光源ランプ416と、この光源ランプ416から射出された放射光を反射するリフレクタ417とを備える。光源ランプ416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。リフレクタ417は、本実施形態では放物面鏡を用いているが、平行化凹レンズとともに楕円面鏡を用いてもよい。
第1レンズアレイ412は、入射光束の光軸方向から見てほぼ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、光源ランプ416から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル441の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
第2レンズアレイ413は、第1レンズアレイ412と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413は、第2レンズアレイ413の後段に配置された第1コンデンサレンズ415Aおよび第2コンデンサレンズ415Bとともに、第1レンズアレイ412の各小レンズの像を液晶パネル441上に結像させる機能を有する。
偏光変換素子414は、第2レンズアレイ413と第1コンデンサレンズ415Aとの間に配置される。偏光変換素子414は、第2レンズアレイ413からの光を1種類の偏光光に変換するものであり、これにより、電気光学装置44での光の利用効率が高められている。
具体的に、偏光変換素子414によって1種類の偏光光に変換された各部分光は、第1コンデンサレンズ415Aおよび第2コンデンサレンズ415Bよって、最終的に電気光学装置44の液晶パネル441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441を用いたプロジェクタ1では、1種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する光源ランプ416からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子414を用いることにより、光源ランプ416から射出された光束を全て1種類の偏光光に変換し、電気光学装置44での光の利用効率を高めている。
色分離光学系42は、2枚のダイクロイックミラー421,422と、反射ミラー423とを備え、ダイクロイックミラー421,422によりインテグレータ照明光学系41から射出された複数の部分光束を赤(R)、緑(G)、青(B)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43は、入射側レンズ431と、リレーレンズ433と、反射ミラー432、434とを備え、色分離光学系42で分離された色光である赤色光を液晶パネル441Rまで導く機能を有している。
この際、色分離光学系42のダイクロイックミラー421では、インテグレータ照明光学系41から射出された光束のうち、赤色光成分と緑色光成分とは透過し、青色光成分は反射する。ダイクロイックミラー421によって反射した青色光は、反射ミラー423で反射し、フィールドレンズ419を通って、青色用の液晶パネル441Bに到達する。このフィールドレンズ419は、第2レンズアレイ413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。他の液晶パネル441G、441Rの光入射側に設けられたフィールドレンズ419も同様である。
また、ダイクロイックミラー421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422によって反射し、フィールドレンズ419を通って、緑色用の液晶パネル441Gに到達する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー422を透過してリレー光学系43を通り、さらにフィールドレンズ419を通って、赤色光用の液晶パネル441Rに到達する。
なお、赤色光にリレー光学系43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431に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ419に伝えるためである。なお、リレー光学系43には、3つの色光のうちの赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。
なお、赤色光にリレー光学系43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431に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ419に伝えるためである。なお、リレー光学系43には、3つの色光のうちの赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。
電気光学装置44は、入射された光束を画像情報に応じて変調するものである。電気光学装置44は、色分離光学系42で分離された各色光が入射される3つの入射側偏光板442と、各入射側偏光板442の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル441R,441G,441B(赤色光用の液晶パネルを441R、緑色光用の液晶パネルを441G、青色光用の液晶パネルを441Bとする)と、各液晶パネル441R,441G,441Bの後段にそれぞれ配置される3つの射出側偏光板443と、プリズムとしてのクロスダイクロイックプリズム444とを備える。
入射側偏光板442は、色分離光学系42で分離された各色光のうち、偏光変換素子414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り、サファイアガラス等の透光性基板に偏光膜が貼付されたものである。また、透光性基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ419に貼り付けてもよい。
液晶パネル441R,441G,441Bは、一対の透明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、制御基板から出力される画像情報に応じて画像形成領域内にある前記液晶の配向状態を制御し、入射側偏光板441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443も、入射側偏光板442と略同様に構成され、液晶パネル441の画像形成領域から射出された光束のうち、入射側偏光板442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。
射出側偏光板443も、入射側偏光板442と略同様に構成され、液晶パネル441の画像形成領域から射出された光束のうち、入射側偏光板442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444は、射出側偏光板443から射出され、色光毎に変調された光束を合成して、カラー画像を形成するものである。
クロスダイクロイックプリズム444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字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により3つの色光が合成される。
なお、詳しくは後述するが、液晶パネル441および射出側偏光板443は、保持部材および保持枠によって、クロスダイクロイックプリズム444の光束入射側端面に固定させれている。
クロスダイクロイックプリズム444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字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により3つの色光が合成される。
なお、詳しくは後述するが、液晶パネル441および射出側偏光板443は、保持部材および保持枠によって、クロスダイクロイックプリズム444の光束入射側端面に固定させれている。
〔光学部品用筐体5の構成〕
光学部品用筐体5は、光源装置411から出力された光束の照明光軸Aが内部に設定され、光学部品41〜44を収納して照明光軸A上の所定位置に配置する。
図2を用いて、光学部品用筐体5の具体的な構成について説明する。図2は、部品収納部材51を側方から見た斜視図である。
光学部品用筐体5は、内部に照明光軸が設定されて、光学部品41〜44(図1)の各光学素子を収納する部品収納部材51と、部品収納部材51の光学素子収納用開口511を覆って設けられる蓋状部材(図示略)とを備えている。本実施形態では、部品収納部材51は、射出成型によって一体的に形成されている。
光学部品用筐体5は、光源装置411から出力された光束の照明光軸Aが内部に設定され、光学部品41〜44を収納して照明光軸A上の所定位置に配置する。
図2を用いて、光学部品用筐体5の具体的な構成について説明する。図2は、部品収納部材51を側方から見た斜視図である。
光学部品用筐体5は、内部に照明光軸が設定されて、光学部品41〜44(図1)の各光学素子を収納する部品収納部材51と、部品収納部材51の光学素子収納用開口511を覆って設けられる蓋状部材(図示略)とを備えている。本実施形態では、部品収納部材51は、射出成型によって一体的に形成されている。
部品収納部材51の内壁面には、光学部品41〜43の各光学素子の側端部が挿入される複数の溝が形成されている。光学部品41〜43を構成する各光学素子は、側端部がこれらの溝に挿入されることで、部品収納部材51の各所定配置位置に収納される。さらに、部品収納部材51の底壁面には、複数の開口が形成されている。これは、冷却ユニットにより送風される冷却空気を、部品収納部材51内に導くための開口である。
部品収納部材51内における投射レンズ3の光束入射側に対向する位置(プリズム配置部510)には、後述する電気光学装置44(図3)が配置される。このプリズム配置部510は、略正四角形状に設定され、その四隅には、一対の位置決め部としての一対の位置決めピン512と、一対の固定部としての固定ピン513とが設けられている。
一対の位置決めピン512は、プリズム配置部510における投射レンズ3側の2つの隅部にそれぞれ立設され、円柱状に形成されている。
一対の固定ピン513は、プリズム配置部510における投射レンズ3とは反対側の2つの隅部にそれぞれ立設されており、位置決めピン512より細い円柱状を有している。各固定ピン513上面には、ねじ穴5131が形成されている。
一対の位置決めピン512は、プリズム配置部510における投射レンズ3側の2つの隅部にそれぞれ立設され、円柱状に形成されている。
一対の固定ピン513は、プリズム配置部510における投射レンズ3とは反対側の2つの隅部にそれぞれ立設されており、位置決めピン512より細い円柱状を有している。各固定ピン513上面には、ねじ穴5131が形成されている。
〔電気光学装置44の一体構造〕
図3は、一体的に組み合わされた電気光学装置44を上方から見た斜視図である。
入射側偏光板442(図1)を除く電気光学装置44は、クロスダイクロイックプリズム444の3つの光束入射側端面側に、液晶パネル441Rおよび射出側偏光板443(図1)がそれぞれ固定されて、一体構造となっている。なお、図3では、クロスダイクロイックプリズム444の3つの光束入射側端面のうち、1つの光束入射端面側に、液晶パネル441Rおよび射出側偏光板(図示略)が固定された状態を示している。
具体的には、図3に示すように、クロスダイクロイックプリズム444の上下面(光束入射端面と交差する一対の端面)のうち上面には取付部材としてのフレーム61が固定され、下面には台座62が固定されている。さらに、クロスダイクロイックプリズム444の光束入射端面側には、液晶パネル441および射出側偏光板443を保持する保持枠445が、保持部材446を介して固定されている。
図3は、一体的に組み合わされた電気光学装置44を上方から見た斜視図である。
入射側偏光板442(図1)を除く電気光学装置44は、クロスダイクロイックプリズム444の3つの光束入射側端面側に、液晶パネル441Rおよび射出側偏光板443(図1)がそれぞれ固定されて、一体構造となっている。なお、図3では、クロスダイクロイックプリズム444の3つの光束入射側端面のうち、1つの光束入射端面側に、液晶パネル441Rおよび射出側偏光板(図示略)が固定された状態を示している。
具体的には、図3に示すように、クロスダイクロイックプリズム444の上下面(光束入射端面と交差する一対の端面)のうち上面には取付部材としてのフレーム61が固定され、下面には台座62が固定されている。さらに、クロスダイクロイックプリズム444の光束入射端面側には、液晶パネル441および射出側偏光板443を保持する保持枠445が、保持部材446を介して固定されている。
フレーム61および台座62は、クロスダイクロイックプリズム444の上下両面に接着固定されている。フレーム61の本体および台座62の外周形状は、クロスダイクロイックプリズム444よりも若干大きく、側面がクロスダイクロイックプリズム444の側面より突出している。
〔フレーム61の構成〕
フレーム61には、図3に示すように、電気光学装置44の光学部品用筐体5(図1、図2)に対する位置決めを行う際に用いられる4本の腕部611を備えている。
4本の腕部611は、クロスダイクロイックプリズム444上面の2本の対角線の延長線上に沿って、四方に延びている。なお、図3に示すように、4本の腕部611のうち、クロスダイクロイックプリズム444の光束射出端面を挟む一対の腕部611Aは、直線状を有している。一方、クロスダイクロイックプリズム444の光束射出端面と対向する端面(図1の液晶パネル441Gと対向する光束入射端面)を挟む一対の腕部611Bは、基端部において前記端面と平行に突出したのち互いに対向する側へ屈折し、さらに、先端部において再び前記端面と平行なる向きに屈折している。
フレーム61には、図3に示すように、電気光学装置44の光学部品用筐体5(図1、図2)に対する位置決めを行う際に用いられる4本の腕部611を備えている。
4本の腕部611は、クロスダイクロイックプリズム444上面の2本の対角線の延長線上に沿って、四方に延びている。なお、図3に示すように、4本の腕部611のうち、クロスダイクロイックプリズム444の光束射出端面を挟む一対の腕部611Aは、直線状を有している。一方、クロスダイクロイックプリズム444の光束射出端面と対向する端面(図1の液晶パネル441Gと対向する光束入射端面)を挟む一対の腕部611Bは、基端部において前記端面と平行に突出したのち互いに対向する側へ屈折し、さらに、先端部において再び前記端面と平行なる向きに屈折している。
腕部611Aには、先端部において丸孔6110が形成されている
腕部611Bは、図3に示すように、それぞれ、延設方向に沿って形成された長尺のトラック孔6111と、先端部に形成されたV字状係合部6112とを備えている。これら一対の腕部611Bは、トラック孔6111によって延設方向中央部が肉薄となるため、互いに接近する向きへ、基端に対し先端がある撓み量をもって撓むことができる。なお、この撓み量については後述する。
V字状係合部6112は、各腕部611Bの先端面において中央部分が没入した平面視略V字状に形成されている。このV字状係合部6112には、前述した位置決めピン512の円柱側面が係合される。
腕部611Bは、図3に示すように、それぞれ、延設方向に沿って形成された長尺のトラック孔6111と、先端部に形成されたV字状係合部6112とを備えている。これら一対の腕部611Bは、トラック孔6111によって延設方向中央部が肉薄となるため、互いに接近する向きへ、基端に対し先端がある撓み量をもって撓むことができる。なお、この撓み量については後述する。
V字状係合部6112は、各腕部611Bの先端面において中央部分が没入した平面視略V字状に形成されている。このV字状係合部6112には、前述した位置決めピン512の円柱側面が係合される。
〔電気光学装置44のプリズム配置部510への取付構造〕
図3〜4を用いて、電気光学装置44のプリズム配置部510への位置決め構造および取付構造を説明する。
図4は、プリズム配置部510の所定位置に取り付けられた電気光学装置44を上方から見た模式平面図である。なお、図4では、電気光学装置44は、液晶パネル441以外の部品を省略して図示されている。
図4に示すように、電気光学装置44は、フレーム61を上方(部品収納部材51とは反対側)に向けて、プリズム配置部510に配置される。
図3〜4を用いて、電気光学装置44のプリズム配置部510への位置決め構造および取付構造を説明する。
図4は、プリズム配置部510の所定位置に取り付けられた電気光学装置44を上方から見た模式平面図である。なお、図4では、電気光学装置44は、液晶パネル441以外の部品を省略して図示されている。
図4に示すように、電気光学装置44は、フレーム61を上方(部品収納部材51とは反対側)に向けて、プリズム配置部510に配置される。
フレーム61の一対の腕部611BのV字状係合部6112は、一対の位置決めピン512の内側側面(一対の位置決めピン512の互いに対向する側面)に対し、内側から挟むように係合している。このため、位置決めピン512の円柱側面は、図4に示すように、内側側面の2箇所においてV字状係合部6112に当接している。
このように、腕部611BのV字状係合部6112が、それぞれ位置決めピン512に内側から係合していることにより、腕部611Bは、先端部が基端部に対して内側向き(一対の腕部611Bが互いに対向する向き)に撓む可撓性を有している。これにより、V字状係合部6112は、位置決めピン512の内側側面に当接する2箇所において、位置決めピン512に対し付勢する力をもって位置決めピン512に係合している。なお、位置決めピン512の内側側面は、本発明の曲面部に相当する。
このように、腕部611BのV字状係合部6112が位置決めピン512に対し付勢力を持って係合することで、プリズム配置部510における電気光学装置44の配置位置が決定される。
このように、腕部611BのV字状係合部6112が、それぞれ位置決めピン512に内側から係合していることにより、腕部611Bは、先端部が基端部に対して内側向き(一対の腕部611Bが互いに対向する向き)に撓む可撓性を有している。これにより、V字状係合部6112は、位置決めピン512の内側側面に当接する2箇所において、位置決めピン512に対し付勢する力をもって位置決めピン512に係合している。なお、位置決めピン512の内側側面は、本発明の曲面部に相当する。
このように、腕部611BのV字状係合部6112が位置決めピン512に対し付勢力を持って係合することで、プリズム配置部510における電気光学装置44の配置位置が決定される。
フレーム61の一対の腕部611Aは、それぞれ、丸孔6110を介したねじNが、固定ピン513上面のねじ穴5131(図2)に螺合することで、固定ピン513に固定されている。なお、このねじ固定は、腕部611Bおよび位置決めピン512によって電気光学装置44が位置決めされた後に行われる。
このように、この腕部611Bの位置決めピン512に対する付勢力と、腕部611Aおよび固定ピン513のねじ固定によって、電気光学装置44がプリズム配置部510に固定される。
なお、腕部611Bの撓み量は、電気光学装置44の各部品、および、部品収納部材51等の部品公差を考慮して設定されている。このため、各部品の固体差が生じても光学部品用筐体5に対して、ガタなしで取り付けることが可能となっている。すなわち、電気光学装置44の各部品、および、部品収納部材51等が、製造過程において考えられる寸法誤差を有していても、フレーム61の腕部611Bを位置決めピン512に撓んだ状態で係合させることができる。
このように、この腕部611Bの位置決めピン512に対する付勢力と、腕部611Aおよび固定ピン513のねじ固定によって、電気光学装置44がプリズム配置部510に固定される。
なお、腕部611Bの撓み量は、電気光学装置44の各部品、および、部品収納部材51等の部品公差を考慮して設定されている。このため、各部品の固体差が生じても光学部品用筐体5に対して、ガタなしで取り付けることが可能となっている。すなわち、電気光学装置44の各部品、および、部品収納部材51等が、製造過程において考えられる寸法誤差を有していても、フレーム61の腕部611Bを位置決めピン512に撓んだ状態で係合させることができる。
以上のような本実施形態の構成によれば、以下のような効果を奏することができる。
一対の腕部611Bが一対の位置決めピン512にそれぞれ内側から係合し、かつ、腕部611Bは、撓んだ状態で位置決めピン512と係合している。このような構成により、位置決めピン512と腕部611Bは、撓みによる付勢力を持って強固に係合するため、位置決めピン512と腕部611Bの間に隙間が生じにくく、さらに、ガタつきおよび位置ずれも生じにくくなる。従って、電気光学装置44および部品収納部材51間のガタつきや位置ずれを抑制することができる。
一対の腕部611Bが一対の位置決めピン512にそれぞれ内側から係合し、かつ、腕部611Bは、撓んだ状態で位置決めピン512と係合している。このような構成により、位置決めピン512と腕部611Bは、撓みによる付勢力を持って強固に係合するため、位置決めピン512と腕部611Bの間に隙間が生じにくく、さらに、ガタつきおよび位置ずれも生じにくくなる。従って、電気光学装置44および部品収納部材51間のガタつきや位置ずれを抑制することができる。
さらに、腕部611Bが可撓性を有していることから、プロジェクタ1に落下等による衝撃が加えられても、腕部611Bは、撓むことで衝撃を吸収することができる。従って、位置決めピン512に衝撃が伝わりにくくなるため、位置決めピン512の破損を防止することができる。
V字状係合部6112は、位置決めピン512に対し、円柱側面を挟むように2点で接触して係合するため、V字状係合部6112と位置決めピン512側面の間に隙間が生じにくくなる。従って、位置決めピン512および腕部611B間において、さらに一層ガタつきや位置ずれが生じにくくなるため、電気光学装置44および部品収納部材51間のガタつきや位置ずれを、さらに一層抑制することができる。
本実施形態では、腕部611Bにトラック孔6111を形成することで、腕部611Bを撓み可能とした。これに対し、位置決めピン512が可撓性を有する場合、位置決めピン512が部品収納部材51内に設けられていることから、トラック孔形成等の加工がしにくい。このため、位置決めピン512を別体で形成してから、部品収納部材51に取り付ける構成となる。この場合、光学ユニット4の部品点数や製造過程が増加し、また、光学ユニット4の落下等による衝撃によって位置決めピン512が脱落しやすいという問題が生じる。
しかしながら、本実施形態では、前述したように腕部611Bが可撓性を有する構成としたため、光学ユニット4の部品点数および製造過程の増加を抑制し、さらに、位置決めピン512を脱落しにくい構造とすることができる。
しかしながら、本実施形態では、前述したように腕部611Bが可撓性を有する構成としたため、光学ユニット4の部品点数および製造過程の増加を抑制し、さらに、位置決めピン512を脱落しにくい構造とすることができる。
<第2実施形態>
図5を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。なお、前記第1実施形態で前述された同一構成には同一符号を配し、その説明を省略する。
本実施形態のプロジェクタ1は、第1実施形態と比較して、フレーム61に形成された腕部611Bの先端部の構成、および、位置決めボス512Aの構成が異なる。
図5は、プリズム配置部510の所定位置に取り付けられた電気光学装置44を上方から見た模式平面図である。なお、図5では、電気光学装置44は、液晶パネル441以外の部品を省略して図示している。
図5を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。なお、前記第1実施形態で前述された同一構成には同一符号を配し、その説明を省略する。
本実施形態のプロジェクタ1は、第1実施形態と比較して、フレーム61に形成された腕部611Bの先端部の構成、および、位置決めボス512Aの構成が異なる。
図5は、プリズム配置部510の所定位置に取り付けられた電気光学装置44を上方から見た模式平面図である。なお、図5では、電気光学装置44は、液晶パネル441以外の部品を省略して図示している。
本実施形態では、図5に示すように、部品収納部材51のプリズム配置部510における投射レンズ3側の2つの隅部に、位置決めボス512Aがそれぞれ立設されている。
そして、この位置決めボス512Aの内側側面には、V字状係合部5121が形成されている。一方、腕部611Bの先端面は、円柱面状に形成されている。そして、腕部611Bが、撓み代を持って位置決めボス512AのV字状係合部5121に係合している。
このような構成によっても、第1実施形態と同様に、位置決めボス512Aと腕部611Bは、撓みによる付勢力を持って強固に係合するため、位置決めボス512Aと腕部611Bの間に隙間が生じにくく、さらに、ガタつきおよび位置ずれも生じにくくなる。従って、電気光学装置44および部品収納部材51間のガタつきや位置ずれを抑制することができる。
そして、この位置決めボス512Aの内側側面には、V字状係合部5121が形成されている。一方、腕部611Bの先端面は、円柱面状に形成されている。そして、腕部611Bが、撓み代を持って位置決めボス512AのV字状係合部5121に係合している。
このような構成によっても、第1実施形態と同様に、位置決めボス512Aと腕部611Bは、撓みによる付勢力を持って強固に係合するため、位置決めボス512Aと腕部611Bの間に隙間が生じにくく、さらに、ガタつきおよび位置ずれも生じにくくなる。従って、電気光学装置44および部品収納部材51間のガタつきや位置ずれを抑制することができる。
〔前記実施形態の変形〕
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、前記実施形態は、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。
前記各実施形態では、腕部611B、位置決めピン512(位置決めボス512A)は、それぞれ一対ずつ設けられていたが、本発明では、フレーム61および部品収納部材51に、それぞれ複数対の腕部611B、位置決めピン512(位置決めボス512A)を設けてもよい。
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、前記実施形態は、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。
前記各実施形態では、腕部611B、位置決めピン512(位置決めボス512A)は、それぞれ一対ずつ設けられていたが、本発明では、フレーム61および部品収納部材51に、それぞれ複数対の腕部611B、位置決めピン512(位置決めボス512A)を設けてもよい。
前記各実施形態では、腕部611Bが、位置決めピン512(位置決めボス512A)との係合によって撓む可撓性を有しているとした。しかしながら、本発明では、位置決めピン512(位置決めボス512A)が、腕部611Bとの係合によって撓む可撓性を有していてもよい。具体的には、位置決めピン512(位置決めボス512A)が、外側(一対の位置決めピン512が互いから離れる向き)に撓んだ状態で、腕部611Bと係合する構成としてもよい。
前記各実施形態では、腕部611Bに対し、延設方向に沿って長尺のトラック孔611を形成することによって可撓性を備えたが、本発明では、腕部611Bを可撓性の有する材料で形成することで可撓性を備えてもよい。
前記各実施形態では、腕部611Bに対し、延設方向に沿って長尺のトラック孔611を形成することによって可撓性を備えたが、本発明では、腕部611Bを可撓性の有する材料で形成することで可撓性を備えてもよい。
前記各実施形態では、位置決め部は、部品収納部材51の底面から突設された柱状の位置決めピン512または位置決めボス512Aであるとしたが、本発明では、例えば、部品収納部材51の内側壁面に形成された曲面状部分であってもよい。
前記各実施形態では、取付部材としてフレーム61を採用し、フレーム61に形成された腕部611Bと位置決めピン512(位置決めボス512A)が係合するとした。しかしながら、本発明では、取付部材として台座62を採用してもよい。具体的には、台座62にV字状係合部を有する腕部を形成して、当該腕部のV字状係合部が、プリズム配置部510に形成された位置決め部に係合する構成としてもよい。
前記各実施形態では、取付部材としてフレーム61を採用し、フレーム61に形成された腕部611Bと位置決めピン512(位置決めボス512A)が係合するとした。しかしながら、本発明では、取付部材として台座62を採用してもよい。具体的には、台座62にV字状係合部を有する腕部を形成して、当該腕部のV字状係合部が、プリズム配置部510に形成された位置決め部に係合する構成としてもよい。
前記各実施形態では、光学ユニット4が平面視略U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L字形状を有した構成を採用してもよい。
また、前記各実施形態では、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネル441を用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
さらに、前記各実施形態のプロジェクタ1では、3つの液晶パネル441R,441G,441Bを用いたが、本発明はこれに限らない。すなわち2つ、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、本発明を適用可能である。
また、前記各実施形態では、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネル441を用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
さらに、前記各実施形態のプロジェクタ1では、3つの液晶パネル441R,441G,441Bを用いたが、本発明はこれに限らない。すなわち2つ、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、本発明を適用可能である。
前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネル441を備えたプロジェクタ1を例示したが、入射光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から画像投射を行なうフロントタイプのプロジェクタ1のみを例示したが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から画像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。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から画像投射を行なうフロントタイプのプロジェクタ1のみを例示したが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から画像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。
1…プロジェクタ、3…投射レンズ(投射光学装置)、4…光学ユニット(光学装置)、416…光源ランプ(光源)、44…電気光学装置、441,441R,441G,441B…液晶パネル(光変調装置)、444…クロスダイクロイックプリズム(プリズム)、5…光学部品用筐体、511…光学素子収納用開口、512…位置決めピン(位置決め部)、512A…位置決めボス(位置決め部),513…固定ピン(固定部)、5131…ねじ穴、61…フレーム(取付部材)、611A…腕部(取付用腕部)、6110…丸孔(孔)、611B…腕部、6112…V字状係合部、A…照明光軸。
Claims (5)
- 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プリズムを一体に備える電気光学装置と、内部に光束の照明光軸が設定され、前記電気光学装置を前記照明光軸上の所定位置に配置する光学部品用筐体とを備えた光学装置であって、
前記光学部品用筐体は、前記電気光学装置の前記照明光軸に対する位置決めを行う少なくとも一対の位置決め部を備え、
前記電気光学装置には、前記電気光学装置を前記光学部品用筐体に取り付ける取付部材が設けられ、
前記取付部材は、前記光学部品用筐体の前記一対の位置決め部に対しそれぞれ内側から係合する少なくとも一対の腕部を備え、
前記腕部および前記位置決め部のいずれか一方は、前記腕部および前記位置決め部のいずれか他方との係合によって撓む可撓性を有している特徴とする光学装置。 - 請求項1に記載の光学装置において、
前記腕部および前記位置決め部のいずれか一方には、曲面を有する曲面部が形成され、
前記腕部および前記位置決め部のいずれか他方には、前記曲面部と係合し、前記曲面部とは反対側へV字状に没入されたV字状係合部が形成されていることを特徴とする光学装置。 - 請求項1または請求項2に記載の光学装置において、
前記取付部材の前記腕部が、前記位置決め部との係合により撓む可撓性を有していることを特徴とする光学装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の光学装置において、
前記光学部品用筐体は、前記電気光学装置を前記光学部品用筐体に固定する少なくとも1つの固定部を備え、
前記固定部には、ねじ穴が形成され、
前記取付部材は、前記固定部の前記ねじ穴に螺合するねじが挿通される孔が形成された少なくとも1つの取付用腕部を備えていることを特徴とする光学装置。 - 光源と、前記光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し光学像を形成する請求項1〜請求項4のいずれかに記載の光学装置と、前記光学装置によって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ことを特徴とするプロジェクタ。
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