JP2011002611A - Projector and method for assembling the projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクターおよびプロジェクターの組み立て方法に関する。 The present invention relates to a projector and a method for assembling a projector.
従来、プロジェクターが有する光学系は、各機能を実現させる複数種類の光学素子により構成されている。また、光学系は、光学素子に対して、概略、機能毎に複数のブロックに分け、そのブロック毎に筐体に収容した複数のユニットとして構成されている。そして、この複数のユニットどうしを一体となるように組み立てた後、プロジェクターの筐体内部に組み込まれる。 Conventionally, an optical system included in a projector is configured by a plurality of types of optical elements that realize each function. In addition, the optical system is configured as a plurality of units that are roughly divided into a plurality of blocks for each function and accommodated in a housing for each block. Then, after the plurality of units are assembled so as to be integrated, they are incorporated into the projector casing.
図9は、従来の光学系を構成するユニットを組み立てる際の概略側面図であり、図9(a)は、組み立て前の状態を示す図であり、図9(b)は、組み立て後の状態を示す図である。
図9に示すように、プロジェクターの光学系900は、投写レンズ(図示省略)を収容する投写レンズユニット910と、クロスダイクロイックプリズム922や光変調素子(図示省略)などを収容する光変調素子ユニット920と、光変調素子の前段(光源側)の光学素子を収容する光学素子ユニット930とを有して構成されている。光変調素子ユニット920は、プリズム用基板921に位置決めされたクロスダイクロイックプリズム922とクロスダイクロイックプリズム922に位置決めされた光変調素子が固定される。
FIG. 9 is a schematic side view when assembling a unit constituting a conventional optical system, FIG. 9 (a) is a diagram showing a state before assembly, and FIG. 9 (b) is a state after assembly. FIG.
As shown in FIG. 9, a projector
投写レンズユニット910と光変調素子ユニット920は、組み立ての際に基準となる基準面911,923を有している。また、投写レンズユニット910と光学素子ユニット930は、組み立ての際に基準となる基準面912,931を有している。なお、基準面911,912,923,931は、投写レンズの光軸Bに対して垂直な面で形成されている。そして、投写レンズユニット910は、基準面911(または基準面912)を基準として投写レンズが位置決めされている。光変調素子ユニット920は、基準面923を基準としてクロスダイクロイックプリズム922および光変調素子が位置決めされている。光学素子ユニット930は、基準面931を基準として各種光学素子が位置決めされている。
The
組み立ては、図9(b)に示すように、投写レンズユニット910に対して、光変調素子ユニット920と光学素子ユニット930とを取り付ける(組み立てる)。投写レンズユニット910に光変調素子ユニット920を取り付けるには、投写レンズユニット910の基準面911に、光変調素子ユニット920の基準面923を当接させた後、ネジ951により固定する。また、投写レンズユニット910に光学素子ユニット930を取り付けるには、投写レンズユニット910の基準面912に、光学素子ユニット930の基準面931を当接させた後、ネジ952により固定する。なお、ネジ951は、投写レンズ側に向けて螺合して固定されている。また、ネジ952は、ネジ951の向きとは逆に、クロスダイクロイックプリズム922側に向けて螺合して固定されている。
As shown in FIG. 9B, the light
このような組み立てにより、投写レンズユニット910と光変調素子ユニット920との位置精度を確保することができる。言い換えると、投写レンズと光変調素子との位置精度を確保することができる。また、同様に、投写レンズユニット910と光学素子ユニット930との位置精度を確保することができる。言い換えると、投写レンズと光学素子との位置精度を確保することができる。
By such an assembly, the positional accuracy between the
しかし、基準面911(基準面911に対応する基準面923)と、基準面912(基準面912に対応する基準面931)とが、投写レンズの光軸Bに対して垂直ではあるが、異なる面を有して形成されている。これにより、投写レンズユニット910に対する光変調素子ユニット920および光学素子ユニット930の位置精度は、確保することができるが、光変調素子ユニット920に対する光学素子ユニット930の位置精度は確保しづらくなるという課題があった。
However, the reference surface 911 (
また、位置精度が確保しづらくなる場合には、プロジェクターを使用する際の、使用環境温度変化やプロジェクター内部で発生した熱による内部温度変化などによる光学部材など(投写レンズなど)の形状変化(膨張など)を許容しづらくなる。その結果、投写された画像において、部分的な焦点ズレなどの不具合が発生するなど、投写される画像の品質が劣化するという課題があった。 In addition, when it is difficult to ensure the positional accuracy, the shape change (expansion) of optical members (projection lenses, etc.) due to changes in the operating environment temperature or internal temperature changes due to heat generated inside the projector when the projector is used Etc.) is difficult to tolerate. As a result, there is a problem that the quality of the projected image is deteriorated, such as a problem such as a partial focus shift in the projected image.
また、投写レンズユニット910に光変調素子ユニット920を固定するネジ951と、投写レンズユニット910に光学素子ユニット930を固定するネジ952との向きが逆方向となることによる組み立て性の低下が課題であった。
Further, there is a problem in that the assemblability is deteriorated due to the reverse direction of the screw 951 for fixing the light
従って、光学系を構成するユニット間の位置精度を向上させ、投写画像品質の劣化を防止すると共に、組み立て性の向上を図ることができるプロジェクターおよびプロジェクターの組み立て方法が要望されていた。 Therefore, there has been a demand for a projector and a method for assembling a projector that can improve the positional accuracy between units constituting the optical system, prevent deterioration of the projected image quality, and improve the assemblability.
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
(適用例1)本適用例に係るプロジェクターは、光学系を有し、入射光束を変調して投写するプロジェクターであって、(a)光学系の光変調素子前段の光学素子を収容して構成される光学素子ユニットと、(b)光学系の光変調素子を収容して構成される光変調素子ユニットと、(c)光学系の投写レンズを収容して構成される投写レンズユニットと、を備え、投写レンズユニットは、当該投写レンズユニットに光学素子ユニットと光変調素子ユニットとを組み立てて一体とさせる際に基準となる共通の基準面を有していることを特徴とする。 (Application Example 1) A projector according to this application example has an optical system and projects an incident light beam by modulating the light beam, and (a) a configuration that houses an optical element in front of the light modulation element of the optical system. An optical element unit, (b) a light modulation element unit configured to accommodate the light modulation element of the optical system, and (c) a projection lens unit configured to accommodate the projection lens of the optical system. The projection lens unit has a common reference plane that serves as a reference when the optical element unit and the light modulation element unit are assembled and integrated with the projection lens unit.
このようなプロジェクターによれば、投写レンズユニットが共通の基準面を有しており、共通の基準面を基準として、投写レンズユニットに光学素子ユニットと光変調素子ユニットとを組み立てる。これにより、投写レンズユニットと光変調素子ユニット、投写レンズユニットと光学素子ユニット、および光変調素子ユニットと光学素子ユニット、とのユニット間の位置精度を向上させることができる。共通の基準面を基準としているため、各ユニットに収容する光学素子の位置を決めることができ、各ユニット内での光学素子の位置精度を向上させることができる。従って、各ユニット内での光学素子の位置精度を向上させ、各ユニット間での位置精度を向上させることができる。これにより、プロジェクターを使用する際の使用環境温度変化や、プロジェクター内部で発生した熱による内部温度変化などの影響を受けても、投写される画像品質が劣化することを防止することができる。 According to such a projector, the projection lens unit has a common reference plane, and the optical element unit and the light modulation element unit are assembled to the projection lens unit using the common reference plane as a reference. Thereby, the positional accuracy between the projection lens unit and the light modulation element unit, the projection lens unit and the optical element unit, and the light modulation element unit and the optical element unit can be improved. Since the common reference plane is used as a reference, the position of the optical element accommodated in each unit can be determined, and the positional accuracy of the optical element in each unit can be improved. Therefore, the positional accuracy of the optical element in each unit can be improved, and the positional accuracy between the units can be improved. Thereby, it is possible to prevent the quality of the projected image from deteriorating even under the influence of a change in the use environment temperature when the projector is used or an internal temperature change due to heat generated in the projector.
(適用例2)上記適用例に係るプロジェクターにおいて、共通の基準面は、投写レンズの光軸に対して垂直な面であることが好ましい。 Application Example 2 In the projector according to the application example described above, it is preferable that the common reference plane is a plane perpendicular to the optical axis of the projection lens.
このようなプロジェクターによれば、共通の基準面は、投写レンズの光軸に対して垂直な面であるため、基準面が投写レンズの光軸に対して傾斜面となる場合に比べ、形成が容易となる。 According to such a projector, since the common reference plane is a plane perpendicular to the optical axis of the projection lens, the common reference plane is formed compared to the case where the reference plane is an inclined plane with respect to the optical axis of the projection lens. It becomes easy.
(適用例3)上記適用例に係るプロジェクターにおいて、投写レンズユニットは、反射ミラーを備えていることが好ましい。 Application Example 3 In the projector according to the application example described above, it is preferable that the projection lens unit includes a reflection mirror.
このようなプロジェクターによれば、投写レンズユニットに反射ミラーを備える場合、プロジェクターの使用環境温度変化や、プロジェクター内部で発生した熱による内部温度変化などの影響を更に受け易くなる。このような場合にも、投写レンズユニットに形成される共通の基準面を利用することにより、投写レンズユニット内での反射ミラーの位置精度を向上させ、また、反射ミラーに対する各ユニット内の光学素子の位置精度を向上させることができるため、プロジェクターを使用する際の使用環境温度変化や、内部温度変化などの影響を受けても、反射ミラーで反射されて投写される画像の品質が劣化することを防止することができる。 According to such a projector, when the projection lens unit is provided with a reflection mirror, it is more easily affected by changes in the operating environment temperature of the projector and internal temperature changes due to heat generated inside the projector. Even in such a case, by using a common reference surface formed in the projection lens unit, the positional accuracy of the reflection mirror in the projection lens unit is improved, and the optical element in each unit with respect to the reflection mirror is also provided. Therefore, the quality of the image reflected and reflected by the reflecting mirror will deteriorate even if it is affected by changes in the operating environment temperature or changes in internal temperature when using the projector. Can be prevented.
(適用例4)本適用例に係るプロジェクターの組み立て方法は、光学系を有し、入射光束を変調して投写するプロジェクターの組み立て方法であって、光学系の光変調素子前段の光学素子を収容して構成される光学素子ユニットと、光学系の光変調素子を収容して構成される光変調素子ユニットと、光学系の投写レンズを収容して構成される投写レンズユニットと、を備え、投写レンズユニットに光学素子ユニットと光変調素子ユニットとが、組み立てられて一体とされる際の基準となる共通の基準面を基準として、投写レンズユニットに対して光学素子ユニットと光変調素子ユニットとを同一方向から螺合して固定されることを特徴とする。 Application Example 4 A projector assembling method according to this application example is an assembling method of a projector that has an optical system and modulates and projects an incident light beam, and accommodates the optical element before the light modulation element of the optical system. An optical element unit configured as described above, a light modulation element unit configured to accommodate the optical modulation element of the optical system, and a projection lens unit configured to accommodate the projection lens of the optical system. The optical element unit and the light modulation element unit are connected to the projection lens unit with reference to a common reference plane that is a reference when the optical element unit and the light modulation element unit are assembled and integrated with the lens unit. It is characterized by being fixed by screwing from the same direction.
このようなプロジェクターの組み立て方法によれば、組み立て作業を行う場合、共通の基準面を基準として投写レンズユニットに対して光学素子ユニットと光変調素子ユニットとを同一方向から螺合して固定を行うことでよく、従来のように、異なる方向から螺合して固定する場合に比較して、作業を容易で効率的に行うことができる。従って、各ユニットの組み立て性の向上を図ることができる。 According to such a method for assembling a projector, when assembling is performed, the optical element unit and the light modulation element unit are screwed from the same direction and fixed to the projection lens unit with a common reference plane as a reference. As compared with the conventional case of screwing and fixing from different directions, the operation can be performed easily and efficiently. Therefore, the assemblability of each unit can be improved.
(適用例5)上記適用例に係るプロジェクターの組み立て方法において、同一方向とは、光変調素子ユニットからの光束の射出方向であることが好ましい。 Application Example 5 In the method for assembling the projector according to the application example, it is preferable that the same direction is an emission direction of a light beam from the light modulation element unit.
このようなプロジェクターの組み立て方法によれば、例えば、光学素子ユニットと光変調素子ユニットと投写レンズユニットとの中で、投写レンズユニットが他のユニットに比較して最も重量がある場合、投写レンズユニットに対して光学素子ユニットおよび光変調素子ユニットを固定する際には、最も重い投写レンズユニットを下側にして、その上側に他のユニットを位置させる形態とするのが、固定作業時における最も安定した形態とすることができる。この形態で、ネジ部材などを上側から下側、言い換えると、光変調素子ユニットからの光束の射出方向に向けて、螺合させて固定することが、固定作業を容易とさせ、かつ固定作業を効率的に行うことができる。従って、安定した組み立てが行え、各ユニットの組み立て性(組み立て作業性)を向上させることができる。 According to such a method of assembling the projector, for example, when the projection lens unit is the heaviest compared with other units among the optical element unit, the light modulation element unit, and the projection lens unit, the projection lens unit However, when fixing the optical element unit and the light modulation element unit, the most stable projection lens unit should be placed on the lower side and the other unit positioned on the upper side. It can be set as the form. In this form, the screw member or the like is screwed and fixed in the direction from the upper side to the lower side, in other words, in the emission direction of the light beam from the light modulation element unit, and the fixing operation is facilitated. Can be done efficiently. Therefore, stable assembly can be performed, and the assemblability (assembly workability) of each unit can be improved.
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態)
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(Embodiment)
図1は、本実施形態のプロジェクターを示す図であり、図1(a)は、表面を上方にした状態の斜視図であり、図1(b)は、底面を上側にした状態の斜視図であり、図1(c)は、プロジェクターを壁面に取り付けた状態を示す側面図である。図2は、プロジェクターの光学系を模式的に示す平面図である。最初に、図1を参照して、プロジェクター1の外観的な構成および動作を説明する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a projector according to the present embodiment, in which FIG. 1A is a perspective view in a state where a surface is directed upward, and FIG. 1B is a perspective view in a state where a bottom surface is directed upward. FIG. 1C is a side view showing a state in which the projector is attached to the wall surface. FIG. 2 is a plan view schematically showing the optical system of the projector. First, the external configuration and operation of the
なお、本実施形態を説明する図面(図1、図2、および以降で説明する図)において、プロジェクター1に対し、投写レンズ461(図2参照)の光軸Aの方向をY軸方向、Y軸方向に直交して図2における紙面に平行な方向をX軸方向、Y軸方向に直交して図2における紙面に垂直な方向をZ軸方向、としたXYZ直交座標系で示す。また、投写レンズ461内を光束が進む方向を+Y方向、+Y方向に沿って右方向を+X方向、+Y方向に沿って上方向を+Z方向とする。
In the drawings describing the present embodiment (FIGS. 1 and 2 and the drawings described below), the direction of the optical axis A of the projection lens 461 (see FIG. 2) is Y-axis direction, Y 2 is an XYZ orthogonal coordinate system in which the direction orthogonal to the axial direction and parallel to the paper surface in FIG. 2 is the X-axis direction, and the direction orthogonal to the Y-axis direction and perpendicular to the paper surface in FIG. Also, the direction in which the light beam travels in the
プロジェクター1は、光源装置411(図2参照)から射出された光束(入射光束)を、画像信号に基づいて光変調素子(液晶パネル441)(図2参照)で変調して光学像を形成し、その光学像を投写光学系46(図2参照)を介して画像(例えば、カラー画像)としてスクリーンSなどに投写するものである。
The
図1(a)に示すように、プロジェクター1は、略直方体形状の外装筐体111で覆われている。外装筐体111内部には、後述する光学ユニット5(図3参照)や、プロジェクター1を動作させるための制御部(図示省略)などを含んで構成される回路構成部(図示省略)などを備えている。
As shown in FIG. 1A, the
プロジェクター1の表面1aには、操作入力を行うスイッチ部112や、投写画像を透過させる防塵用の投写窓113などが設置されている。なお、投写窓113の内面側(外装筐体111内部)には、後述する投写光学系46が設置されており、投写光学系46から射出された投写画像は、投写窓113を介し、表面1a側から背面1c側に投写される。なお、本実施形態の投写光学系46は、反射式の光学系を採用している。
On the
図1(b)に示すように、プロジェクター1の底面1bには、プロジェクター1を天井や壁に吊り下げて設置した場合に、位置調整装置3に固定するための、固定用脚114が4箇所突出して設置されている。詳細には、固定用脚114には、ナット(図示省略)が挿入されて形成されており、このナットに固定用のネジ部材が螺合することで位置調整装置3に固定される。また、底面1bには、穴部115が設置されている。この穴部115には、プロジェクター1と接続するケーブル類(図示省略)が挿入され、外装筐体111内部に設置されるインターフェイス基板(図示省略)に接続される。
As shown in FIG. 1 (b), there are four fixing
なお、図1(c)に示すように、本実施形態のプロジェクター1は、スクリーンSに対して近距離で拡大して投写させる、いわゆる短焦点のプロジェクターとして構成されている。そして、プロジェクター1は、位置調整装置3を介して、壁に吊り下げて設置することを前提として構成されており、プロジェクター1を机上に置いて使用することは想定していない構造となっている。
As shown in FIG. 1C, the
壁面8に設置されたプロジェクター1は、プロジェクター1が設置される下方向の壁面8に設置されるスクリーンSに対して投写する。図1(c)には、プロジェクター1から投写される投写画像の画像光のイメージを二点鎖線で示している。図1(c)に示すように、プロジェクター1を使用する際のプロジェクター1の姿勢は、底面1b側を上側にし、表面1a側を下側にした姿勢となる。
The
図2を参照して、プロジェクター1の光学系4の構成および動作を簡単に説明する。
The configuration and operation of the optical system 4 of the
プロジェクター1の光学ユニット5は、制御部による制御により、画像信号に基づいて画像光を形成するものである。光学ユニット5の光学系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、光変調光学系44と、色合成光学系45と、投写光学系46と、を有して構成されている。
The
インテグレータ照明光学系41は、光源装置411から射出された光束を照明光軸Lに直交する面内における照度を均一に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41は、光源装置411、第1レンズアレイ412、第2レンズアレイ413、偏光変換素子414、および重畳レンズ415を備えて構成される。
The integrator illumination
光源装置411は、光束を射出する光源としての光源ランプ411A、リフレクター411B、リフレクター411Bの光束射出面側を覆う防爆ガラス411C、および光源ランプ411Aとリフレクター411Bと防爆ガラス411Cとを収容して固定する光源用筐体411Dを備えて構成されている。
The
光源ランプ411Aから射出された放射状の光束は、リフレクター411Bで反射されて略平行光束とされ、後段へ射出される。本実施形態では、光源ランプ411Aとして、高圧水銀ランプを用い、リフレクター411Bとして、放物面鏡を用いている。なお、光源ランプ411Aとしては、高圧水銀ランプに限られず、例えばメタルハライドランプやハロゲンランプなどを用いてもよい。また、リフレクター411Bとして放物面鏡を用いているが、これに限られず、楕円面鏡からなるリフレクターの光束射出面側に平行化凹レンズを配置した構成を用いてもよい。
The radial light beam emitted from the
第1レンズアレイ412は、照明光軸L方向から見て略矩形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411Aから射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸L方向に射出する。第2レンズアレイ413は、第1レンズアレイ412と略同様の構成であり、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有する。この第2レンズアレイ413は、重畳レンズ415とともに、第1レンズアレイ412の各小レンズの像を光変調光学系44の後述する光変調素子(液晶パネル441)上に結像させる機能を有する。
The
偏光変換素子414は、第2レンズアレイ413からの光を略1種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光変調光学系44での光の利用効率を高めている。詳細には、偏光変換素子414によって略1種類の偏光光に変換された各部分光束は、重畳レンズ415によって光変調光学系44の後述する液晶パネル441上に略重畳される。
The
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とを備える。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は、2枚のダイクロイックミラー421,422により赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の色光に分離される。
The color separation
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432,435とを備えている。このリレー光学系43は、色分離光学系42で分離された色光である赤色光を光変調光学系44の後述する赤色光用の液晶パネル441(441R)まで導く機能を有している。
The relay
なお、色分離光学系42のダイクロイックミラー421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、緑色光成分と赤色光成分とを透過させ、青色光成分を反射させる。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、青色光用の液晶パネル441(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。赤色光および緑色光用の液晶パネル441(441R,441G)の光束入射側に設けられたフィールドレンズ419も同様である。
The
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、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、緑色光用の液晶パネル441(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、更にフィールドレンズ419を通って、赤色光用の液晶パネル441(441R)に到達する。
Of the red light and green light transmitted through the
なお、赤色光にリレー光学系43を用いているのは、赤色光の光路長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散など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。
The reason why the relay
光変調光学系44は、入射された光束を画像信号に基づいて変調する。この光変調光学系44は、色分離光学系42で分離された各色光が入射される光学素子としての3つの入射側偏光板442(赤色光用を赤色光用入射側偏光板442R、緑色光用を緑色光用入射側偏光板442G、青色光用を青色光用入射側偏光板442Bとする)を備える。また、各入射側偏光板442の後段に設置される光変調素子としての3つの液晶パネル441(赤色光用を赤色光用液晶パネル441R、緑色光用を緑色光用液晶パネル441G、青色光用を青色光用液晶パネル441Bとする)を備える。また、各液晶パネル441の後段に設置される3つの射出側偏光板443(赤色光用を赤色光用射出側偏光板443R、緑色光用を緑色光用射出側偏光板443G、青色光用を青色光用射出側偏光板443Bとする)とを備える。
The light modulation
液晶パネル441(441R,441G,441B)は、例えば、ポリシリコンTFT(Thin Film Transistor)をスイッチング素子として用いたものであり、対向配置される一対の透明基板内に液晶が密封封入されている。この液晶パネル441は、入射側偏光板442を介して入射する光束を画像信号に基づいて変調して射出する。
The liquid crystal panel 441 (441R, 441G, 441B) uses, for example, a polysilicon TFT (Thin Film Transistor) as a switching element, and the liquid crystal is hermetically sealed in a pair of opposed transparent substrates. The
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、一定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。また、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から射出された光束のうち、所定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、透過させる偏光光の偏光軸は、入射側偏光板442における透過させる偏光光の偏光軸に対して直交するように設定されている。
The incident-side
色合成光学系45は、射出側偏光板443から射出され、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ものである。色合成光学系45は、クロスダイクロイックプリズム451を備える。このクロスダイクロイックプリズム451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。クロスダイクロイックプリズム451によって合成された色光は光学像として、投写光学系46に向けて射出される。
The color synthesizing
投写光学系46は、反射式の光学系を採用しており、投写レンズ461と、反射ミラー462とを備えている。そして、クロスダイクロイックプリズム451から射出された光学像(映像光)は、カラー画像として、複数のレンズから構成される投写レンズ461により拡大され、反射ミラー462により反射されてスクリーンSに投写される。なお、投写レンズ461の光軸を光軸Aで図示している。
なお、図2において、投写光学系46を構成する反射ミラー462は、説明の便宜上、座標系を外して図示している。
The projection
In FIG. 2, the
図3は、光学ユニットの全体を示す斜視図である。図4は、光学ユニットの構成を示す斜視図である。図5は、光学ユニットの固定部の拡大図である。また、図5は、図4に示すB部の拡大図であり、光学ユニット5の組み立て方法を示す図である。図6は、投写レンズユニットの固定部を示す概正面図である。図7は、光変調素子ユニットの固定部を示す斜視図である。また、図7は、投写レンズユニット53側から光変調素子ユニット52を見た場合の斜視図である。図8は、光学素子ユニットの固定部を示す斜視図である。また、図8は、投写レンズユニット53側から光学素子ユニット51を見た場合の斜視図である。図3〜図8を参照(図2を適宜参照)して、光学ユニット5の構成を説明する。
FIG. 3 is a perspective view showing the entire optical unit. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the optical unit. FIG. 5 is an enlarged view of a fixing portion of the optical unit. FIG. 5 is an enlarged view of a portion B shown in FIG. 4 and shows a method for assembling the
光学ユニット5は、図3、図4に示すように、光学素子ユニット51、光変調素子ユニット52、および投写レンズユニット53の3つのユニットに分けられて構成されている。各々のユニット(光学素子ユニット51、光変調素子ユニット52、および投写レンズユニット53)には、対応する光学素子が収容されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
以下では、各ユニット(光学素子ユニット51、光変調素子ユニット52、投写レンズユニット53)の構成の概要を説明する。
Below, the outline | summary of a structure of each unit (The
光学素子ユニット51の構成の概要を説明する。
光学素子ユニット51は、光学系4の光変調素子(液晶パネル441)前段の光学素子を収容して構成されるユニットである。本実施形態では、光学素子ユニット51は、図2に示すインテグレータ照明光学系41から、光変調光学系44を構成する入射側偏光板442(光変調素子の前段)までの光学素子を収容して構成される。
An outline of the configuration of the
The
光学素子ユニット51は、図4、図8に示すように、光学素子を収容する箱状の下案内枠511と蓋状の上案内枠512とを備えている。下案内枠511には、収容される光学素子を所定の位置に収めるための位置決め用溝(図示省略)などが形成されている。なお、光学素子を所定の位置に収容するための位置決め用溝は、後述する光学素子ユニット51の固定部51Aに形成される基準面515(515A〜515D)を基準として形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 8, the
光学素子ユニット51の一方の端部(下案内枠511の一方の端部)には、投写レンズユニット53と一体にさせる固定部51Aが形成されている。また、光学素子ユニット51の他方の端部(下案内枠511の他方の端部)には、インテグレータ照明光学系41を構成する光源装置411が固定されている。光源装置411は、ユーザーによる交換が可能に構成され、下案内枠511に対して固定および固定解除される。
At one end of the optical element unit 51 (one end of the lower guide frame 511), a fixing
光学素子ユニット51の組み立て方法は、最初に、下案内枠511の各々の位置決め用溝に対応する光学素子を挿入して収容する。そして、上案内枠512を、光学素子の上方から下案内枠511に載置してネジ固定することにより、光学素子を下案内枠511と上案内枠512とで挟み込む形態で光学素子を固定する。この組み立てにより、光学素子ユニット51が完成する。
The
光変調素子ユニット52の構成の概要を説明する。
光変調素子ユニット52は、光学系4の光変調素子(液晶パネル441)を収容して構成されるユニットである。本実施形態では、光変調素子ユニット52は、図2に示す光変調光学系44を構成する光変調素子としての液晶パネル441から、色合成光学系45を構成するクロスダイクロイックプリズム451(投写レンズ461の前段)までの光学素子を収容(固定)して構成される。
An outline of the configuration of the light
The light
光変調素子ユニット52は、図4、図7に示すように、クロスダイクロイックプリズム451を固定するプリズム固定基板521を備えている。また、プリズム固定基板521は、略矩形で板状の載置部522と、載置部522の下側に延びる固定脚523とを備えている。また、固定脚523の端部には、投写レンズユニット53と一体にさせる固定部52Aが形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 7, the light
光変調素子ユニット52の組み立て方法は、最初に、載置部522の上面にクロスダイクロイックプリズム451を位置決めして固定する。そして、このクロスダイクロイックプリズム451の3方向の側面に射出側偏光板443と液晶パネル441とを光学的な位置合わせを行って固定する。詳細には、射出側偏光板443と液晶パネル441とは、固定枠446で案内し、光学的な位置合わせを行って、クロスダイクロイックプリズム451に固定する。この組み立てにより、光変調素子ユニット52が完成する。
なお、プリズム固定基板521の載置部522に固定するクロスダイクロイックプリズム451の位置は、後述する光変調素子ユニット52の固定部52Aに形成される基準面525(525A〜525C)を基準として設定されている。
In the method of assembling the light
The position of the cross
投写レンズユニット53の構成の概要を説明する。
投写レンズユニット53は、光学系4の投写レンズ461を収容して構成されるユニットである。本実施形態では、投写レンズユニット53は、図2に示す投写光学系46の光学素子(投写レンズ461および反射ミラー462)を収容して構成される。
An outline of the configuration of the
The
投写レンズユニット53は、図4、図6に示すように、下案内枠531と上案内枠532とを備えている。また、投写レンズユニット53の一方の端部(下案内枠531の一方の端部)には、光変調素子ユニット52および光学素子ユニット51と一体にさせる固定部53Aが形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
投写レンズユニット53の組み立て方法は、最初に、下案内枠531の所定の位置に、投写レンズ461および反射ミラー462を収容する。そして、上案内枠532を光学素子の上方から下案内枠531に載置してネジ固定することにより、光学素子を下案内枠531と上案内枠532とで挟み込む形態で光学素子を固定する。この組み立てにより、投写レンズユニット53が完成する。
なお、投写レンズ461および反射ミラー462を収容する所定の位置は、後述する投写レンズユニット53の固定部53Aに形成される共通の基準面となる基準面535(535A〜535G)を基準として形成されている。
As a method for assembling the
The predetermined position where the
本実施形態の光学ユニット5の組み立て方法は、投写レンズユニット53に対して、光変調素子ユニット52と、光学素子ユニット51とを組み立てる。詳細には、光学ユニット5の組み立て方法は、投写レンズユニット53の固定部53Aに対して、光変調素子ユニット52の固定部52Aと、光学素子ユニット51の固定部51Aとを当接させて組み立てる。また、本実施形態の光学ユニット5の組み立て方法は、投写レンズユニット53に対して光変調素子ユニット52を組み立てた後、投写レンズユニット53に対し、光変調素子ユニット52を3方向から囲む形態で、光学素子ユニット51を組み立てる。
In the method of assembling the
そのため、各ユニットを組み立てる場合の基準となる、基準面、案内用の基準突起または案内用の基準孔、および固定する場合の挿通孔およびねじ切り加工が施された固定孔が形成されている。 For this reason, a reference surface, a guide reference projection or guide reference hole, and a fixing hole subjected to threading are formed as a reference when assembling each unit.
以下では、各ユニット(投写レンズユニット53、光変調素子ユニット52、光学素子ユニット51)の固定部53A,52A,51Aの構成に関して説明する。
Below, the structure of the fixing |
投写レンズユニット53の固定部53Aの構成に関して説明する。
投写レンズユニット53の固定部53Aには、図4、図5、図6に示すように、円形状で突出する共通の基準面となる基準面535(535A〜535G)が形成されている。この基準面535(535A〜535G)は、投写レンズ461の光軸Aに対して垂直な面(1つの面)で形成されている。
The configuration of the fixed
As shown in FIGS. 4, 5, and 6, a reference surface 535 (535 </ b> A to 535 </ b> G) serving as a common reference surface protruding in a circular shape is formed on the fixed
基準面535(535A〜535G)には、各々の中心位置に、ネジ部材10を固定するねじ切り加工が施された固定孔536(536A〜536G)が形成されている。また、投写レンズユニット53の固定部53Aには、基準突起537(537A〜537D)が形成されている。
The reference surface 535 (535A to 535G) is formed with a fixing hole 536 (536A to 536G) that is threaded to fix the
光変調素子ユニット52の固定部52Aの構成に関して説明する。
光変調素子ユニット52の固定部52Aには、図4、図5、図7に示すように、円形状で突出する基準面525(525A〜525C)が形成されている。この基準面525(525A〜525C)は、投写レンズ461の光軸Aに対して垂直な面で形成されている。
The configuration of the fixed
As shown in FIGS. 4, 5, and 7, a reference surface 525 (525 </ b> A to 525 </ b> C) that protrudes in a circular shape is formed in the fixing
基準面525(525A〜525C)には、各々の中心位置に、ネジ部材10を挿通する挿通孔526(526A〜526C)が形成されている。また、光変調素子ユニット52の固定部52Aには、基準孔527(527A,527B)が形成されている。
In the reference surface 525 (525A to 525C), insertion holes 526 (526A to 526C) through which the
光学素子ユニット51の固定部51Aの構成に関して説明する。
光学素子ユニット51の固定部51Aには、図4、図5、図8に示すように、円形状で突出する基準面515(515A〜515D)が形成されている。この基準面515(515A〜515D)は、投写レンズ461の光軸Aに対して垂直な面で形成されている。
The configuration of the fixed
As shown in FIGS. 4, 5, and 8, a reference surface 515 (515 </ b> A to 515 </ b> D) that protrudes in a circular shape is formed on the fixing
基準面515(515A〜515D)には、各々の中心位置に、ネジ部材10を挿通する挿通孔516(516A〜516D)が形成されている。また、光学素子ユニット51の固定部51Aには、基準孔517(517A,517B)が形成されている。
The reference surface 515 (515A to 515D) is formed with an insertion hole 516 (516A to 516D) through which the
なお、上述したように、本実施形態の投写レンズユニット53の基準面535は、投写レンズ461の光軸Aに垂直な面(1つの面)で形成されている。そして、投写レンズユニット53に対して、光変調素子ユニット52および光学素子ユニット51を組み立てる際には、投写レンズユニット53の基準面535に対して、光変調素子ユニット52の基準面525、および光学素子ユニット51の基準面515を当接させる形態となる。従って、投写レンズユニット53の基準面535は、1つの面で形成され、光変調素子ユニット52および光学素子ユニット51を組み立てる際の共通の基準面となっている。また、本実施形態の基準突起(投写レンズユニット53の基準突起537)は、投写レンズ461の光軸Aに平行な方向に形成されている。
As described above, the reference surface 535 of the
以下では、投写レンズユニット53に対する光変調素子ユニット52と光学素子ユニット51との組み立て方法を説明する。
Hereinafter, a method of assembling the light
投写レンズユニット53に対する光変調素子ユニット52の組み立て方法を説明する。
図5、図6、図7に示すように、最初に、投写レンズユニット53の基準突起537A,537Bに対応させて、光変調素子ユニット52の基準孔527A,527Bを挿入する。これにより、投写レンズユニット53に対して光変調素子ユニット52のX方向およびZ方向が位置決めされる。
A method for assembling the light
As shown in FIGS. 5, 6, and 7, first, reference holes 527 </ b> A and 527 </ b> B of the light
そして、投写レンズユニット53の基準面535A,535B,535Cに対して、光変調素子ユニット52の基準面525A,525B,525Cを、各々当接させる。これにより、投写レンズユニット53に対して光変調素子ユニット52のY方向が位置決めされる。以上により、投写レンズユニット53に対して光変調素子ユニット52が位置決めされる。
Then, the reference surfaces 525A, 525B, and 525C of the light
次に、光変調素子ユニット52の挿通孔526A,526B,526Cに対して同一方向(本実施形態では、−Y方向から+Y方向(光変調素子ユニット52からの光束の射出方向))に向けてネジ部材10を挿通させ、投写レンズユニット53の固定孔536A,536B,536Cのネジ部に螺合させてネジ締めを行う。これにより、投写レンズユニット53に対して光変調素子ユニット52が固定され、一体となる。
Next, toward the insertion holes 526A, 526B, and 526C of the light
投写レンズユニット53に対する光学素子ユニット51の組み立て方法を説明する。
図5、図6、図8に示すように、最初に、投写レンズユニット53の基準突起537C,537Dに対応させて、光学素子ユニット51の基準孔517A,517Bを挿入する。これにより、投写レンズユニット53に対して光学素子ユニット51のX方向およびZ方向が位置決めされる。
A method for assembling the
As shown in FIGS. 5, 6, and 8, first, the reference holes 517 </ b> A and 517 </ b> B of the
そして、投写レンズユニット53の基準面535D,535E,535F,535Gに対して、光学素子ユニット51の基準面515A,515B,515C,515Dを、各々当接させる。これにより、投写レンズユニット53に対して光学素子ユニット51のY方向が位置決めされる。以上により、投写レンズユニット53に対して光学素子ユニット51が位置決めされる。
Then, the reference surfaces 515A, 515B, 515C, and 515D of the
次に、光学素子ユニット51の挿通孔516A,516B,516C,516Dに対して同一方向(本実施形態では、−Y方向から+Y方向(光変調素子ユニット52からの光束の射出方向))に向けてネジ部材10を挿通させ、投写レンズユニット53の固定孔536D,536E,536F,536Gのネジ部に螺合させてネジ締めを行う。これにより、投写レンズユニット53に対して光学素子ユニット51が固定され、一体となる。
Next, in the same direction with respect to the insertion holes 516A, 516B, 516C, and 516D of the optical element unit 51 (in the present embodiment, from the −Y direction to the + Y direction (light emission direction of the light beam from the light modulation element unit 52)). Then, the
本実施形態の光学ユニット5は、投写レンズユニット53に反射式の光学系を採用し、短焦点のプロジェクター1を実現している。このため、投写レンズユニット53は、光変調素子ユニット52や光学素子ユニット51に比較して、大型化し、重量も重くなっている。従って、光学ユニット5の組み立ての際、詳細には、投写レンズユニット53を重力方向となる下側(上述の説明では+Y方向に対応)にした形態(固定部53Aは上側(上述の説明では−Y方向に対応)を向く形態)で治具に設置している。そして、投写レンズユニット53の上側(上述の説明では−Y方向に対応)から、光変調素子ユニット52、および光学素子ユニット51を組み立て、ネジ部材10で固定している。この方法が最も安定して光学ユニット5を組み立てることができる。また、ネジ部材10は、全て同一方向で、しかも下側(上述の説明では+Y方向に対応)となる光変調素子ユニット52からの光束の射出方向に向けて螺合して固定している。
The
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態のプロジェクター1によれば、光学ユニット5は、光学素子ユニット51と光変調素子ユニット52と投写レンズユニット53とを備えている。そして、投写レンズユニット53は、光学素子ユニット51と光変調素子ユニット52とを組み立てて一体とする際の基準となる共通の基準面535を有している。これにより、投写レンズユニット53に、光学素子ユニット51と光変調素子ユニット52とを組み立てて一体とする場合、光学素子ユニット51の基準面515と、光変調素子ユニット52の基準面525とを、対応する共通の基準面535に当接させて組み立てることにより、各ユニット51,52,53間の位置精度を向上させることができる。また、共通の基準面515を基準として投写レンズユニット53に収容する光学素子の位置を決めることができ、同様に、基準面525を基準として光変調素子ユニット52に収容する光学素子の位置を決めることができ、同様に、基準面515を基準として光学素子ユニット51に収容する光学素子の位置を決めることができる。これにより、各ユニット51,52,53内での光学素子の位置精度を向上させることができる。これにより、プロジェクター1を使用する際の使用環境温度変化や、プロジェクター1内部で発生した熱による内部温度変化などの影響を受けても、投写される画像品質が劣化することを防止することができる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
According to the
本実施形態のプロジェクター1によれば、投写レンズユニット53の共通の基準面535は、投写レンズ461の光軸Aに対して垂直な面であるため、基準面が投写レンズ461の光軸Aに対して傾斜面となる場合に比べ、形成が容易となる。
According to the
本実施形態のプロジェクター1によれば、投写レンズユニット53に反射ミラー462を備える場合、プロジェクター1の使用環境温度変化や、プロジェクター1内部で発生した熱による内部温度変化などの影響を更に受け易くなる。このような場合にも、投写レンズユニット53に形成される共通の基準面535を利用することにより、投写レンズユニット53内での反射ミラー462の位置精度を向上させ、また、反射ミラー462に対する各ユニット51,52内の光学素子の位置精度を向上させることができるため、プロジェクター1を使用する際の使用環境温度変化や、内部温度変化などの影響を受けても、反射ミラー462で反射されて投写される画像の品質が劣化することを防止することができる。
According to the
本実施形態のプロジェクター1の組み立て方法によれば、投写レンズユニット53に対して光変調素子ユニット52および光学素子ユニット51を固定する際、ネジ部材10は、同一方向となる光変調素子ユニット52からの光束の射出方向に向けて螺合して固定される。このように、同一方向となるようにネジ締めを行うことにより、異なる方向に各々ネジ締めすることに比較して、ネジ締め作業を容易で効率的に行うことができる。また、本実施形態のプロジェクター1は、短焦点のプロジェクターであり、投写レンズユニット53が、光変調素子ユニット52や光学素子ユニット51に比較して大型化して重量も重くなっている。そのため、投写レンズユニット53を下側にして、光変調素子ユニット52および光学素子ユニット51を組み立てる場合に、上側から下側、言い換えると、光変調素子ユニット52からの光束の射出方向に向けてネジ締めすることにより、ネジ締め作業を容易とさせ、かつネジ締め作業を効率的に行うことができる。これらにより、各ユニット51,52,53の安定した組み立てが行え、光学ユニット5の組み立て性(組み立て作業性)を向上させることができる。
According to the method for assembling the
なお、上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良などを加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the invention. A modification will be described below.
前記実施形態のプロジェクター1の光学ユニット5において、光変調光学系44の入射側偏光板442は、光学素子ユニット51に収容され、光変調光学系44の光変調素子(液晶パネル441)は、光変調素子ユニット52に収容されている。しかし、これに限られず、入射側偏光板442は、光変調素子ユニット52に収容されることでもよい。また、クロスダイクロイックプリズム451が光変調素子ユニット52に収容されているが、単板方式の光学系を用いた場合などには、クロスダイクロイックプリズムを使用しない光変調素子ユニットであってもよい。
In the
前記実施形態のプロジェクター1の組み立て方法によれば、投写レンズユニット53に対して光変調素子ユニット52および光学素子ユニット51を固定する際、ネジ部材10は、光変調素子ユニット52からの光束の射出方向に向けて螺合して固定される。しかし、これに限られず、ネジ部材10は、液晶パネル441側に向けて螺合して固定されてもよく、ユニットの大きさや重量により、ユニットの組み立て性を向上させる向きで固定することでよい。
According to the method for assembling the
前記実施形態のプロジェクター1は、射出された光束の照度を均一化する光学系として、第1レンズアレイ412、第2レンズアレイ413からなるレンズインテグレーター光学系を用いているが、これに限定されるものではなく、導光ロッドからなるロッドインテグレーター光学系も用いることができる。
The
前記実施形態のプロジェクター1の光学系4において、光変調素子としての液晶パネル441は、透過型の液晶パネルを採用しているが、反射型の液晶パネルなど、反射型の光変調素子を用いることも可能である。
In the optical system 4 of the
前記実施形態のプロジェクター1の光学系4において、光変調素子として、液晶パネル441を採用している。しかし、これに限られず、一般に、入射光束を画像信号に基づいて変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調素子などを採用してもよい。なお、マイクロミラー型光変調素子としては、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)を用いることができる。
In the optical system 4 of the
前記実施形態のプロジェクター1の光学系4において、光変調素子は、赤色光、緑色光、および青色光に対応して3つの液晶パネル441R,441G,441Bを用いる構成のいわゆる3板方式を採用している。しかし、これに限られず、単板方式を採用してもよい。また、コントラストを向上させるための液晶パネルを追加して採用してもよい。
In the optical system 4 of the
前記実施形態のプロジェクター1の光学系4において、光源ランプ411Aは、前記実施形態で説明した構成に限られず、レーザーダイオード、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro Luminescence)素子、シリコン発光素子などの各種固体発光素子で構成してもよい。
In the optical system 4 of the
1…プロジェクター、4…光学系、5…光学ユニット、10…ネジ部材、51…光学素子ユニット、51A…固定部、52…光変調素子ユニット、52A…固定部、53…投写レンズユニット、53A…固定部、441…液晶パネル、461…投写レンズ、511…下案内枠、512…上案内枠、515…基準面、516…挿通孔、517…基準孔、521…プリズム固定基板、525…基準面、526…挿通孔、527…基準孔、531…下案内枠、532…上案内枠、535…共通の基準面、536…固定孔、537…基準突起、A…投写レンズの光軸、S…スクリーン。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記光学系の光変調素子前段の光学素子を収容して構成される光学素子ユニットと、
前記光学系の前記光変調素子を収容して構成される光変調素子ユニットと、
前記光学系の投写レンズを収容して構成される投写レンズユニットと、を備え、
前記投写レンズユニットは、当該投写レンズユニットに前記光学素子ユニットと前記光変調素子ユニットとを組み立てて一体とさせる際に基準となる共通の基準面を有していることを特徴とするプロジェクター。 A projector that has an optical system and modulates and projects an incident light beam,
An optical element unit configured to accommodate an optical element in the preceding stage of the optical modulation element of the optical system;
A light modulation element unit configured to accommodate the light modulation element of the optical system;
A projection lens unit configured to accommodate the projection lens of the optical system,
The projection lens unit has a common reference plane that serves as a reference when the optical element unit and the light modulation element unit are assembled and integrated with the projection lens unit.
前記共通の基準面は、前記投写レンズの光軸に対して垂直な面であることを特徴とするプロジェクター。 The projector according to claim 1,
The common reference plane is a plane perpendicular to the optical axis of the projection lens.
前記光学系の光変調素子前段の光学素子を収容して構成される光学素子ユニットと、
前記光学系の前記光変調素子を収容して構成される光変調素子ユニットと、
前記光学系の投写レンズを収容して構成される投写レンズユニットと、を備え、
前記投写レンズユニットに前記光学素子ユニットと前記光変調素子ユニットとが、組み立てられて一体とされる際の基準となる共通の基準面を基準として、前記投写レンズユニットに対して前記光学素子ユニットと前記光変調素子ユニットとを同一方向から螺合して固定されることを特徴とするプロジェクターの組み立て方法。 A method of assembling a projector that has an optical system and modulates and projects an incident light beam,
An optical element unit configured to accommodate an optical element in the preceding stage of the optical modulation element of the optical system;
A light modulation element unit configured to accommodate the light modulation element of the optical system;
A projection lens unit configured to accommodate the projection lens of the optical system,
With respect to the projection lens unit, the optical element unit and the light modulation element unit with respect to the projection lens unit on the basis of a common reference plane serving as a reference when the optical element unit and the light modulation element unit are assembled and integrated. A method for assembling a projector, wherein the light modulation element unit is screwed and fixed from the same direction.
前記同一方向とは、前記光変調素子ユニットからの光束の射出方向であることを特徴とするプロジェクターの組み立て方法。 A method for assembling the projector according to claim 4,
The method of assembling a projector, wherein the same direction is an emission direction of a light beam from the light modulation element unit.
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