JP2017049514A - 照明ユニット、光学エンジン及び画像投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像生成素子に対する光学素子群の位置誤差を抑えることができる照明ユニットを提供する。
【解決手段】照明ユニット２０は、光源からの光をＤＭＤに導く光路を形成する光学素子群２２〜２５と、光学素子群２２〜２５を保持する照明ブラケット２６とを備える。光学素子群２２〜２５のうちシリンダミラー２４は、照明ブラケット２６に一体成形された支持部２６２〜２６４に支持されて照明ブラケット２６に保持されている。また光学素子群２２〜２５のうち凹面ミラー２５は、照明ブラケット２６に一体成形された支持部２６４〜２６６に支持されて照明ブラケット２６に保持されている。
【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、照明ユニット、光学エンジン及び画像投影装置に関する。

従来、光源からの光を用いて、パーソナルコンピュータやビデオカメラ等からの画像データに基づく映像光を生成し、生成した映像光をスクリーン等の投影面に投影する画像投影装置が使用されている。

この画像投影装置として、例えば、特許文献１に開示されている画像投影装置が知られている。特許文献１の画像投影装置は、光源からの光を照明ユニットにより画像生成素子に照射して映像光を生成し、当該映像光を投影面に投影するものである。

照明ユニットは、光源からの光を画像生成素子に導く光路を形成する光学素子群と、光学素子群を保持する照明ブラケットとを備えている。

しかしながら特許文献１の照明ユニットは、光学素子群が光学保持部材を介して照明ブラケットに保持されている。そのため、光学素子群及び光学保持部材の部品交差や組み付け交差により光学素子群の位置誤差が積み上がり、画像生成素子に対する光学素子群の位置が設計値からずれてしまう。そのため、光路の位置が設計値からずれて画像生成素子に対する照射効率が低下し、画像生成素子で生成される映像光の輝度が低下してしまう。

本発明は、画像生成素子に対する光学素子群の位置誤差を抑えることができる照明ユニットを提供することを目的とする。

本発明の照明ユニットは、光源からの光を画像生成素子に導く光路を形成する光学素子群と、前記光学素子群を保持する照明ブラケットとを備える照明ユニットであって、前記光学素子群のうち少なくとも一つの光学素子は、前記照明ブラケットに一体成形された支持部に支持されて前記照明ブラケットに保持されていることを特徴とする。

本発明の照明ユニットによれば、画像生成素子に対する光学素子群の位置誤差を抑えることができる。

本発明の一実施の形態に係る画像投影装置の使用時の斜視図である。 図１の画像投影装置から外装カバーを外し、電源基板ユニットを取り外した画像投影装置本体の斜視図である。 同実施の形態に係る照明ユニットの光学素子群と画像生成ユニットの斜視図である。 同実施の形態に係る光学エンジンを光源側から視た概略側面図である。 図２における照明ユニットを裏側から視た概略斜視図である。 図５Ａの照明ユニットにおいて凹面ミラーを外した状態の概略斜視図である。 図５ＢのＡ部を入射側から視た断面図である。 同実施の形態に係るライトトンネルの保持構造を入射側から視た断面図である。 同実施の形態に係る投影レンズユニットの正面図である。 図８の縦断面図である。 同実施の形態に係る投影レンズユニットの取り付け部分の拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る画像投影装置１の使用時の斜視図である。この画像投影装置１は、光源からの光を用いて、パーソナルコンピュータやビデオカメラ等からの画像データに基づく映像光Ｌｃを生成し、生成した映像光Ｌｃを前方に配置されたスクリーン等の投影面１０１に投影するものである。

最初に、画像投影装置１の基本的な構成を説明する。この画像投影装置１は、外装カバー３と、外装カバー３の内部に設けられる画像投影装置本体２と、画像投影装置本体２に取り付けられた電源基板ユニットとを備えている。

図２は、図１の画像投影装置１から外装カバー３を外し、電源基板ユニットを取り外した画像投影装置本体２の斜視図である。図２に示すように画像投影装置本体２は、光源ユニット１０と、光源ユニット１０からの光を用いて画像データに基づく映像光Ｌｃを生成し、生成した映像光Ｌｃを投影面１０１に投影する光学エンジン１００とを備えている。

光学エンジン１００は、光源ユニット１０からの光を受ける照明ユニット２０と、照明ユニット２０からの光を受けて映像光を生成する画像生成ユニット３０とを備えている。さらに光学エンジン１００は、画像生成ユニット３０で生成された映像光を投影面に投影する投影光学系ユニット４０を備えている。

次に、各ユニットの構成について説明する。

＜光源ユニット１０＞
光源ユニット１０は、光源１１と、光源１１を保持するホルダ１２と、ホルダ１２内に保持されたリフレクタと、光源１１及びホルダ１２を支持する光源ブラケット１３とを備えている。光源１１としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等が使用される。

この光源ユニット１０は、光源１１から出射された光をリフレクタで集めて照明ユニット２０に到達させるように構成されている。

＜照明ユニット２０＞
照明ユニット２０は、光源ブラケット１３に隣接して配置された照明ブラケット２６と、照明ブラケット２６に保持される光学素子群とを備えている。

図３は、照明ユニット２０の光学素子群と画像生成ユニット３０の斜視図である。図３に示すように照明ユニット２０の光学素子群は、カラーホイール２１、ライトトンネル２２、２枚のリレーレンズ２３、シリンダミラー２４、凹面ミラー２５から構成される。

カラーホイール２１、ライトトンネル２２、２枚のリレーレンズ２３、シリンダミラー２４は、光源ユニット１０からの光Ｌａが入射される順序に配置されている。凹面ミラー２５は、シリンダミラー２４からの反射光を画像生成ユニット３０に向けて反射させるように配置されている。

図２に示すように照明ブラケット２６には、カラーホイール２１及びライトトンネル２２を覆う照明カバー２７が設けられている。また照明ブラケット２６には、ＯＦＦ光板２８が設けられている。

図３に示すようにカラーホイール２１は、円盤形状であり、カラーホイール用モータ２１ａのモータ軸に固定されて回転するように構成されている。このカラーホイール２１には、回転方向にＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）などのフィルタが設けられている。

このカラーホイール２１は、その周端部に、光源ユニット１０から出射された光Ｌａ（白色光）が到達され、回転することで、その光Ｌａを時分割でＲ、Ｇ、Ｂの光Ｌｂに分離し、分離した光Ｌｂをライトトンネル２２に出射するように構成されている。

ライトトンネル２２は、四角筒形状であり、その内周面が鏡面となっている。このライトトンネル２２は、カラーホイール２１から入射された光Ｌｂを内周面で複数回反射させながら均一な面光源にして、２枚のリレーレンズ２３に向けて出射するように構成されている。

２枚のリレーレンズ２３は、ライトトンネル２２から入射された光Ｌｂを透過させてシリンダミラー２４に向けて出射するように構成されている。

シリンダミラー２４は、２枚のリレーレンズ２３を通して入射された光Ｌｂを凹面ミラー２５に向けて反射するように構成されている。

凹面ミラー２５は、シリンダミラー２４で反射された光Ｌｂを、画像生成ユニット３０に向けて反射するように構成されている。

＜画像生成ユニット３０＞
図３に示すように画像生成ユニット３０は、凹面ミラー２５の反射光路に配置された画像生成素子であるＤＭＤ３１（Digital Mirror Device）と、ＤＭＤ３１が装着されるＤＭＤボード３２とを備えている。ＤＭＤボード３２には、ＤＭＤ３１と反対側に配置され熱を発散させるヒートシンク３３が設けられている。さらにＤＭＤボード３２には、ヒートシンク３３をＤＭＤ３１に押し付けてＤＭＤボード３２に固定する固定板３４が設けられている。

ＤＭＤボード３２には、画像データに基づいてＤＭＤ３１を駆動する駆動回路が設けられている。ＤＭＤ３１は、この駆動回路で駆動されることにより、凹面ミラー２５で反射された光Ｌｂを用いて画像データに基づく映像光Ｌｃを生成する。さらにＤＭＤ３１は、生成した映像光Ｌｃを、投影光学系ユニット４０に向けて反射するように構成されている。

ＤＭＤ３１の構成についてさらに具体的に説明する。ＤＭＤ３１には画像生成面が形成されている。この画像生成面には、可動式の多数のマイクロミラーが格子状に配列されている。各マイクロミラーは鏡面をねじれ軸周りに所定角度傾斜させることができ、「ＯＮ」と「ＯＦＦ」の２つの状態を持たせることができる。マイクロミラーは、「ＯＮ」のときには、凹面ミラー２５で反射された光Ｌｂを映像光Ｌｃとして投影光学系ユニット４０に向けて反射するように構成されている。またマイクロミラーは、「ＯＦＦ」のときには、凹面ミラー２５で反射された光ＬｂをＯＦＦ光板２８（図２参照）に向けて反射するように構成されている。したがって、ＤＭＤ３１は、駆動回路によって各マイクロミラーを個別に駆動することにより画像データの画素ごとに光Ｌｂの出射を制御して映像光Ｌｃを生成する。

＜投影光学系ユニット４０＞
図４は、光学エンジン１００を光源１１側から視た概略側面図である。図４に示すように投影光学系ユニット４０は、投影レンズユニット４１と、投影レンズユニット４１の出射側に配置された折り返しミラー４２と、折り返しミラー４２と対向して配置された曲面ミラー４３とを備える。

投影レンズユニット４１は、画像生成ユニット３０から入射された映像光Ｌｃを透過させて折り返しミラー４２に向けて拡大して出射するように構成されている。

折り返しミラー４２は、投影レンズユニット４１から入射された映像光Ｌｃを曲面ミラー４３に向けて出射するように構成されている。

曲面ミラー４３は、折り返しミラー４２から入射された映像光Ｌｃを投影面１０１に反射させて投影するように構成されている。

また投影レンズユニット４１は、図２に示すレンズホルダー４４に保持されている。このレンズホルダー４４は、照明ブラケット２６に固定されている。また投影レンズユニット４１は、ミラーホルダー４５により覆われている。ミラーホルダー４５はレンズホルダー４４に固定されている。

折り返しミラー４２は、図２に示すように、その両側部がミラーブラケット４６に保持されている。このミラーブラケット４６はミラーホルダー４５に保持されている。曲面ミラー４３は、自由ミラーブラケット４７に保持されている。自由ミラーブラケット４７は、ミラーホルダー４５に保持されている。

折り返しミラー４２と自由ミラーブラケット４７との間には、画像投影装置本体２内の光学系部品を防塵するための透過ガラス４８が配置されている。この透過ガラス４８は、その両側部がミラーブラケット４６に保持されている。

次に、図５Ａ、図５Ｂ、図６を用いて、本実施の形態の照明ユニット２０の具体的な構成について説明する。なお、図５Ａは、図２における照明ユニット２０を裏側から視た概略斜視図である。図５Ｂは、図５Ａの照明ユニット２０において凹面ミラー２５を外した状態の概略斜視図である。図６は、図５ＢのＡ部を入射側から視た断面図である。

図５Ａと図５Ｂに示すように、この照明ユニット２０は、光学素子群（ライトトンネル２２、２枚のリレーレンズ２３、シリンダミラー２４、凹面ミラー２５）を備える。この光学素子群２２〜２５は、図３で示したように光源１１（図２参照）からの光ＬａをＤＭＤ３１に導く光Ｌｂ（光路）を形成するものである。また、ライトトンネル２２は、光路Ｌｂの位置を調整する光学素子である。

さらに、この照明ユニット２０は、光学素子群２２〜２５を保持する照明ブラケット２６を備える。この照明ブラケット２６は、光学素子群２２〜２５を収容するように箱状に形成されており、側面が開口されている。照明ブラケット２６の底壁２６１の下側には、画像生成ユニット３０（図３参照）が固定される。この底壁２６１の上面には、ＤＭＤ３１を露出させる照射用貫通孔２６ａが設けられている。

さらに、照明ブラケット２６の底壁２６１の上面には、シリンダミラー２４を照射用貫通孔２６ａよりも出射側（図５Ａ、図５Ｂの右側）で斜めの状態で周囲と離間させて３点で支持する３本の支持部２６２〜２６４が一体成形されている。この３本の支持部２６２〜２６４は、第１支持部２６２、第２支持部２６３、第３支持部２６４である。これらの支持部２６２〜２６４の構成について、図５Ｂを主に用いて、以下に具体的に説明する。

第１支持部２６２は、シリンダミラー２４を入射側（図５Ｂの左側）から視て、シリンダミラー２４の右側に配置されている。この第１支持部２６２は柱状に形成されており、シリンダミラー２４の右側部２４１を支持している。この支持構造について図６を用いて以下に具体的に説明する。

図６に示すように第１支持部２６２の左側面２６２ａには、断面が凹状の切り欠き２６２１が設けられている。この切り欠き２６２１は、図５Ａと図５Ｂに示すように第１支持部２６２の左側面２６２ａの入射側の下部から出射側の上部へ向けて形成されている。図６に示すように切り欠き２６２１の下面２６２１ｂには、バネ２６２２の一端が固定されている。バネ２６２２の他端は、シリンダミラー２４の右側部２４１の下面２４ａ（非反射面）を押圧して、右側部２４１の上面２４ｂ（反射面）を切り欠き２６２１の上面２６２１ａに押し付けている。

つまり、第１支持部２６２は、バネ２６２２のバネ力を利用して、シリンダミラー２４の右側部２４１を切り欠き２６２１の上面２６２１ａに押し付けることにより、シリンダミラー２４の右側部２４１を支持している。

また、図５Ｂに示すように、第２支持部２６３は、シリンダミラー２４を入射側から視てシリンダミラー２４の左側に第１支持部２６２と対向して配置されている。この第２支持部２６３は柱状に形成されており、シリンダミラー２４の左側部２４２の下側部分を支持している。この支持構造について以下に具体的に説明する。

第２支持部２６３の右側面２６３ａには、断面が凹状の切り欠き２６２３が設けられている。この切り欠き２６２３は、第２支持部２６３の右側面２６３ａの入射側の下部から出射側の上部へ向けて形成されている。切り欠き２６２３の下面には、バネの一端が固定されている。バネの他端は、シリンダミラー２４の左側部２４２の下側部分の下面２４ａを押圧して、左側部２４２の下側部分の上面２４ｂを切り欠き２６２３の上面２６２３ａに押し付けている。

つまり、第２支持部２６３は、バネのバネ力を利用してシリンダミラー２４の左側部２４２の下側部分を切り欠き２６２３の上面２６２３ａに押し付けることにより、シリンダミラー２４の左側部２４２の下側部分を支持している。

また、図５Ｂに示すように第３支持部２６４は、シリンダミラー２４を入射側から視てシリンダミラー２４の左側で第２支持部２６３よりも出射側に配置されている。この第３支持部２６４は柱状に形成されており、シリンダミラー２４の左側部２４２の上側部分を支持している。この支持構造について以下に具体的に説明する。

第３支持部２６４の右側面２６４ａには、断面が凹状の切り欠き２６２４が設けられている。この切り欠き２６２４は、第３支持部２６４の右側面２６４ａの入射側の中間部分から出射側の上部へ向けて形成されている。切り欠き２６２４の下面には、バネの一端が固定されている。バネの他端は、シリンダミラー２４の左側部２４２の上側部分の下面２４ａを押圧して上面２４ｂを切り欠き２６２４の上面２６２４ａに押し付けている。

つまり、第３支持部２６４は、バネのバネ力を利用してシリンダミラー２４の左側部２４２の上側部分を切り欠き２６２４の上面２６２４ａに押し付けることにより、シリンダミラー２４の左側部２４２の上側部分を支持している。

また、図５Ａに示すように、照明ブラケット２６の底壁２６１の上面には、凹面ミラー２５を照射用貫通孔２６ａと対向させた状態で周囲と離間させて３点で支持する３本の支持部２６４〜２６６が一体成形されている。この３本の支持部２６４〜２６６は、第３支持部２６４、第４支持部２６５、第５支持部２６６である。これらの支持部２６４〜２６６の構成について、以下に具体的に説明する。

第３支持部２６４は、凹面ミラー２５を入射側（図５Ａの右側）から視て凹面ミラー２５の左側の出射側の角部２５１の下面２５ａ（反射面）を上面２６４ｂで支持している。

第４支持部２６５は、凹面ミラー２５を入射側から視て凹面ミラー２５の右側に第３支持部２６４と対向して配置されている。この第４支持部２６５は柱状に形成されており、凹面ミラー２５の右側の出射側の角部２５２の下面２５ａを上面２６５ｂで支持している。

第５支持部２６６は、凹面ミラー２５を入射側から視て凹面ミラー２５の右側で第４支持部２６５よりも入射側に配置されている。この第５支持部２６６は柱状に形成されており、凹面ミラー２５の右側の入射側の角部２５３の下面２５ａを上面２６６ｂで支持している。

次に、図７を用いて本実施の形態のライトトンネル２２の保持構造について説明する。図７は、ライトトンネル２２の保持構造を入射側から視た断面図である。このライトトンネル２２は四角筒形状に形成されている。また、このライトトンネル２２は、図３に示したように光源１１（図２参照）からの光ＬａをＤＭＤ３１に導く光Ｌｂ（光路）の位置を調整するものである。また、このライトトンネル２２は、ＤＭＤ３１に光Ｌｂが適正に照射されるように照明ブラケット２６に保持されている。

このライトトンネル２２の保持構造は、ライトトンネル２２の一方の対向面である左右側面２２ａ，２２ｂを挟持する第１挟持部２２１と、ライトトンネル２２の他方の対向面である上下面２２ｃ，２２ｄを挟持する第２挟持部２２２とを備える。

第１挟持部２２１は、ライトトンネル２２の左右側面２２ａ，２２ｂを挟持して照明ブラケット２６に固定されている。

第１挟持部２２１は、照明ブラケット２６に螺合してライトトンネル２２の左側面２２ａの出射側を押圧する第１調整ネジ２２１１を備える。さらに第１挟持部２２１は、一端側（一方側）が照明ブラケット２６に固定されて他端側（他方側）がライトトンネル２２の右側面２２ｂの入射側をバネ力により押圧する板バネ２２１２（押さえ部材）を備える。板バネ２２１２の他端側には、ライトトンネル２２の右側面２２ｂをバネ力により押圧する第１押圧部２２１２ａが形成されている。

また、第１挟持部２２１は、第１調整ネジ２２１１が緩められたり締められたりすることにより、ライトトンネル２２の左右側面２２ａ，２２ｂの挟持力Ｆａ，Ｆｂが調整可能に構成されている。具体的には、第１調整ネジ２２１１が緩められたり締められたりすることにより第１調整ネジ２２１１の左側面２２ａに対する押圧力Ｆａが調整され、これに伴い第１押圧部２２１２ａの右側面２２ｂに対する押圧力Ｆｂが調整される。

第２挟持部２２２は、ライトトンネル２２の上下面２２ｃ，２２ｄを挟持して照明ブラケット２６に固定されている。

第２挟持部２２２は、照明ブラケット２６に螺合してライトトンネル２２の下面２２ｄの出射側を押圧する第２調整ネジ２２２１を備える。さらに第２挟持部２２２は、一端側（一方側）が照明ブラケット２６に固定されて他端側（他方側）がライトトンネル２２の上面２２ｃの入射側をバネ力により押圧する上記の板バネ２２１２を備える。この板バネ２２１２の他端側には、ライトトンネル２２の上面２２ｃを押圧する第２押圧部２２１２ｂが形成されている。

また、第２挟持部２２２は、第２調整ネジ２２２１が緩められたり締められたりすることにより、ライトトンネル２２の上下面２２ｃ，２２ｄの挟持力Ｆｃ，Ｆｄが調整可能に構成されている。具体的には、第２調整ネジ２２２１が緩められたり締められたりすることにより第２調整ネジ２２２１の下面２２ｄに対する押圧力Ｆｄが調整され、これに伴い第２押圧部２２１２ｂの上面２２ｃに対する押圧力Ｆｃが調整される。

さらに板バネ２２１２において、第１押圧部２２１２ａの押圧力Ｆｂは、第２押圧部２２１２ｂの押圧力Ｆｃよりも弱く設定されている。これにより、第１挟持部２２１の挟持力Ｆａ，Ｆｂが第２挟持部２２２の挟持力Ｆｃ，Ｆｄよりも弱く設定されている。

次に、図８と図９を用いて、本実施の形態の光学エンジン１００の内部に配置されている投影レンズユニット４１の具体的な構成について説明する。図８は、投影レンズユニット４１の正面図である。図９は、図８の縦断面図である。

投影レンズユニット４１は、複数の投影レンズ４１１ａ〜４１１ｊと、複数の投影レンズ４１１ａ〜４１１ｊを保持する鏡胴４１２とを備えている。

複数の投影レンズ４１１ａ〜４１１ｊは、画像生成ユニット３０と折り返しミラー４２との間に光軸に沿って一列に配置されており、画像生成ユニット３０から入射された映像光Ｌｃを透過させて拡大して出射するように構成されている。

画像生成ユニット３０側（映像光Ｌｃの入射側）に配置されている投影レンズ４１１ａ〜４１１ｉの径は、投影面１０１側（映像光Ｌｃの出射側）に配置されている投影レンズ４１１ｊの径よりも小さく設定されている。

鏡胴４１２は、複数の投影レンズ４１１ａ〜４１１ｊのうち入射側の投影レンズ４１１ａ〜４１１ｉを保持する金属製の入射側鏡胴４１２ａを備える。さらに鏡胴４１２は、複数の投影レンズ４１１ａ〜４１１ｊのうち出射側の投影レンズ４１１ｊを保持して入射側鏡胴４１２ａに当接する樹脂製の出射側鏡胴４１２ｂを備える。

入射側鏡胴４１２ａは、円筒状に形成されている。入射側鏡胴４１２ａの径は、出射側鏡胴４１２ｂの径よりも小さく設定されている。これにより入射側鏡胴４１２ａは、出射側鏡胴４１２ｂ内に挿入されて周面で当接されている。

出射側鏡胴４１２ｂは、投影レンズ４１１ｊを保持する外鏡胴４１２１ｂと、外鏡胴４１２１ｂ内に螺合された内鏡胴４１２２ｂとを備えている。内鏡胴４１２２ｂ内には入射側鏡胴４１２ａが挿入されて当接されている。外鏡胴４１２１ｂ及び内鏡胴４１２２ｂは樹脂製の鏡胴であり、円筒状に形成されている。

さらに鏡胴４１２は、入射側鏡胴４１２ａと出射側鏡胴４１２ｂの内鏡胴４１２２ｂとの当接部分４１２ｄを外側から嵌め込んで固定する固定部４１２ｃを備える。この固定部４１２ｃは金属製である。

次に、図１０を用いて、投影レンズユニット４１の取り付け部分の構成について説明する。図１０は、投影レンズユニット４１の取り付け部分の拡大図である。

投影レンズユニット４１は、レンズホルダー４４を備えている。このレンズホルダー４４は、鏡胴４１２を挿通させて保持する保持板４４１と、保持板４４１の入射側面（図１０において下面）の四つの角部に補強板４４３を介して設けられた四本の脚部４４２とを備える。

保持板４４１は、環状で且つ平板状に形成されている。保持板４４１の中央部分には、鏡胴４１２を挿通させて保持する保持穴４４１ａが設けられている。この保持板４４１は、保持穴４４１ａに鏡胴４１２を挿通させて保持した状態で、出射側（図１０において上側）に配置されているミラーホルダー４５に固定されている。

補強板４４３は、平板状に形成されている。この補強板４４３は、保持板４４１の下面の角部に締結部材４４ａで固定されており、角部を補強している。

４本の脚部４４２は、鏡胴４１２の入射側（図１０において下側）に配置されている照明ユニット２０の照明ブラケット２６に固定されている。これにより保持板４４１と照明ブラケット２６との間には、外部と連通する隙間Ｓが形成されている。この隙間Ｓ内には、鏡胴４１２の固定部４１２ｃとその周りの部分が配置されている。つまり、この隙間Ｓは、固定部４１２ｃを外気Ｃに接触させる通気部を構成している。

また、この隙間Ｓは、光学エンジン１００の内部に外気Ｃが通るように通路状に形成されて鏡胴４１２の固定部４１２ｃとその周りの部分を外気Ｃに接触させるように設けられている。具体的に説明すると、図１０において手前側の脚部４４２，４４２の間と、奥側の脚部４４２，４４２の間とには、それぞれ保持板４４１から離間して脚部４４２，４４２を連結する連結板４４４が設けられている。隙間Ｓは、双方の連結板４４４，４４４により、外気Ｃが通る通路状に形成されている。

また、双方の連結板４４４，４４４において鏡胴４１２の固定部４１２ｃと対向する部分には、それぞれ凹状の切り欠き４４４ａが形成されている。

また、図１０において隙間Ｓの左側（光源１１側）には、画像投影装置１を冷却する冷却風を発生するファンが配置されている。

以上のように構成されている画像投影装置１において、次に、画像の投影処理を説明する。

光源ユニット１０からの光Ｌａは、照明ユニット２０のカラーホイール２１に到達して時分割でＲ、Ｇ、Ｂの光Ｌｂに分離されてライトトンネル２２に出射される。ライトトンネル２２に入射された光Ｌｂは均一な面光源にされて２枚のリレーレンズ２３を透過してシリンダミラー２４に向けて出射される。シリンダミラー２４に入射された光Ｌｂは凹面ミラー２５により画像生成ユニット３０のＤＭＤ３１へ反射される。ＤＭＤ３１へ反射された光Ｌｂは画像データに基づく映像光Ｌｃとして投影光学系ユニット４０の複数の投影レンズ４１１ａ〜４１１ｊに向けて反射される。複数の投影レンズ４１１ａ〜４１１ｊに入射された映像光Ｌｃは、複数の投影レンズ４１１ａ〜４１１ｊを透過して拡大され、折り返しミラー４２で曲面ミラー４３に向けて出射される。曲面ミラー４３に入射された映像光Ｌｃは反射されて透過ガラス４８を透過して投影面１０１に投影される。

次に、画像の投影処理中における投影レンズユニット４１の冷却処理を説明する。

画像生成ユニット３０で生成された映像光Ｌｃは、投影レンズ４１１ａ〜４１１ｉに入射して透過するときに鏡胴４１２に当たる。一方、画像の投影処理中はファンが駆動している。このファンの駆動により、外気Ｃ（冷却風）が隙間Ｓの右側（ファンと反対側）から隙間Ｓ内に入って鏡胴４１２の固定部４１２ｃとその周りの部分に当たり、隙間Ｓの左側（ファン側）から外部へ抜ける。固定部４１２ｃとその周りの部分は外気Ｃが当てられることにより冷却され、これにより当接部分４１２ｄとその周りの部分に当たった映像光Ｌｃの熱が冷やされる。

次に、ライトトンネル２２の保持位置の調整方法を説明する。このときにライトトンネル２２は、第１挟持部２２１によりライトトンネル２２の左右側面２２ａ，２２ｂが限度まで挟持され、第２挟持部２２２によりライトトンネル２２の上下面２２ｃ，２２ｄが限度まで挟持されている。

上記で説明したように第１挟持部２２１の挟持力Ｆａ，Ｆｂは、第２挟持部２２２の挟持力Ｆｃ，Ｆｄよりも弱く設定されている。したがって、第２挟持部２２２の挟持力Ｆｃ，Ｆｄが弱められても、第１挟持部２２１の挟持力Ｆａ，Ｆｂは第２挟持部２２２の挟持力Ｆｃ，Ｆｄよりも弱い。

そこで、作業者は、第２調整ネジ２２２１を緩めて第２挟持部２２２の挟持力Ｆｃ，Ｆｄを弱めたり強めたりすることにより、ライトトンネル２２を上下に移動させてライトトンネル２２の保持位置を調整する。

次に、本実施の形態の照明ユニット２０の効果を列挙して説明する。

（１）本実施の形態の照明ユニット２０は、光源１１からの光ＬａをＤＭＤ３１に導く光路Ｌｂを形成する光学素子群２２〜２５と、光学素子群２２〜２５を保持する照明ブラケット２６とを備える。さらに、本実施の形態の照明ユニット２０は、光学素子群２２〜２５のうちシリンダミラー２４が、照明ブラケット２６に一体成形された支持部２６２〜２６４に支持されて照明ブラケット２６に保持されている。さらに、本実施の形態の照明ユニット２０は、光学素子群２２〜２５のうち凹面ミラー２５が、照明ブラケット２６に一体成形された支持部２６４〜２６６に支持されて照明ブラケット２６に保持されている。

これにより、シリンダミラー２４及び凹面ミラー２５は別部材を介さずに照明ブラケット２６に直接保持されるので、光学素子群２２〜２５におけるシリンダミラー２４及び凹面ミラー２５の位置誤差が抑えられる。よって、本実施の形態の照明ユニット２０は、ＤＭＤ３１に対する光学素子群２２〜２５の位置誤差を抑えることができる。この結果、光路Ｌｂの位置が設計値からずれるのが抑えられ、ＤＭＤ３１に対する照射効率の低下が抑えられる。したがって、本実施の形態の照明ユニット２０は、ＤＭＤ３１で生成される映像光Ｌｃの輝度の低下を抑えることができる。

（２）また、本実施の形態の照明ユニット２０は、シリンダミラー２４が周囲と離間された状態で支持部２６２〜２６４に支持されて照明ブラケット２６に保持されている。さらに、本実施の形態の照明ユニット２０は、凹面ミラー２５が周囲と離間された状態で支持部２６４〜２６６に支持されて照明ブラケット２６に保持されている。

これにより、シリンダミラー２４及び凹面ミラー２５は照明ブラケット２６のみに直接保持されるので、光学素子群２２〜２５におけるシリンダミラー２４及び凹面ミラー２５の位置誤差がさらに抑えられる。よって、本実施の形態の照明ユニット２０は、ＤＭＤ３１に対する光学素子群２２〜２５の位置誤差をさらに抑えることができる。この結果、光路Ｌｂの位置が設計値からずれるのがさらに抑えられ、ＤＭＤ３１に対する照射効率の低下がさらに抑えられる。したがって、本実施の形態の照明ユニット２０は、ＤＭＤ３１で生成される映像光Ｌｃの輝度の低下をさらに抑えることができる。

（３）また、本実施の形態の照明ユニット２０では、光学素子群２２〜２５に、光路Ｌｂの位置を調整可能な光学素子であるライトトンネル２２が含まれている。

このため、ライトトンネル２２の位置を調整して光路Ｌｂの位置を調整することにより、光源１１からの光ＬａをＤＭＤ３１全体に導くことが可能になり、ＤＭＤ３１に対する照射効率の低下をさらに抑えることができる。よって、本実施の形態の照明ユニット２０は、ＤＭＤ３１で生成される映像光Ｌｃの輝度の低下をさらに抑えることができる。

（４）また、本実施の形態の照明ユニット２０では、シリンダミラー２４と凹面ミラー２５を支持する支持部２６２〜２６６のうち、第３支持部２６４を共用した。これにより照明ユニット２０は、支持部の本数が抑えられるので、製造コストを抑えつつ光学素子群２２〜２５におけるシリンダミラー２４及び凹面ミラー２５の位置誤差が抑えられる。よって、本実施の形態の照明ユニット２０は、製造コストを抑えつつ、ＤＭＤ３１に対する光学素子群２２〜２５の位置誤差を抑えることができる。

（５）また、本実施の形態の光学エンジン１００は、照明ユニット２０を備えることによりＤＭＤ３１に対する照射効率の低下が抑えられるので、ＤＭＤ３１で生成される映像光Ｌｃの輝度の低下を抑えることができる。

（６）さらに、本実施の形態の画像投影装置１は、照明ユニット２０を備えることによりＤＭＤ３１に対する照射効率の低下が抑えられるので、ＤＭＤ３１で生成される映像光Ｌｃの輝度の低下を抑えることができる。

なお、本実施の形態の照明ユニット２０では、シリンダミラー２４と凹面ミラー２５の双方を、照明ブラケット２６に一体成形された支持部２６２〜２６６に支持させたが、光学素子群のうち少なくとも一つの光学素子を支持部に支持させれば良い。例えば、本実施の形態の照明ユニット２０では、シリンダミラー２４または凹面ミラー２５を、照明ブラケット２６に一体成形された支持部に支持させるようにしても良い。

次に、本実施の形態のライトトンネル２２の保持構造の効果を列挙して説明する。

（１）本実施の形態のライトトンネル２２の保持構造は、第１挟持部２２１の挟持力Ｆａ，Ｆｂが、第２挟持部２２２の挟持力Ｆｃ，Ｆｄよりも弱く設定されている。これにより作業者は、第２挟持部２２２の挟持力Ｆｃ，Ｆｄを調整するだけで、ライトトンネル２２を調整操作に追従して移動させて保持位置を調整することが可能になる。

したがって作業者は、ライトトンネル２２を摘んで保持位置を調整する必要がなく、ライトトンネル２２を照明ブラケット２６から一旦外して照明ブラケット２６に再度組み付けて保持位置を最初から調整する必要もない。よって、本実施の形態のライトトンネル２２の保持構造は、ライトトンネル２２の保持位置の調整作業を効率良く行うことができる。

（２）また、本実施の形態のライトトンネル２２の保持構造は、第１挟持部２２１の板バネ２２１２の押圧力Ｆｂが、第２挟持部２２２の板バネ２２１２の押圧力Ｆｃよりも弱く設定されている。これにより、第１挟持部２２１の挟持力Ｆａ，Ｆｂが、第２挟持部２２２の挟持力Ｆｃ，Ｆｄよりも弱く設定されている。

つまり、本実施の形態のライトトンネル２２の保持構造は、板バネ２２１２の押圧力Ｆｂ，Ｆｃを設定するだけで、第１挟持部２２１及び第２挟持部２２２の挟持力を簡単に設定することが可能になる。このため、第１挟持部２２１及び第２挟持部２２２の挟持力の設定にかかるコストが抑えられる。よって、本実施の形態のライトトンネル２２の保持構造は、コストを抑えて、ライトトンネル２２の保持位置の調整作業を効率良く行うことができる。

（３）また、本実施の形態のライトトンネル２２の保持構造は、第１挟持部２２１及び第２挟持部２２２の押さえ部材を一つの板バネ２２１２で共用している。このため、第１挟持部２２１及び第２挟持部２２２の製造にかかるコストが抑えられる。よって、本実施の形態のライトトンネル２２の保持構造は、コストをさらに抑えて、ライトトンネル２２の保持位置の調整作業を効率良く行うことができる。

（４）また、本実施の形態の照明ユニット２０は、ライトトンネル２２の保持構造を備えることによりライトトンネル２２の保持位置の調整作業を効率良く行うことが可能になるので、ＤＭＤ３１に対する照射位置の調整作業を効率良く行うことができる。

（５）また、本実施の形態の光学エンジン１００は、ライトトンネル２２の保持構造を備えることにより、ライトトンネル２２の保持位置の調整作業を効率良く行うことが可能になるので、ＤＭＤ３１に対する照射位置の調整作業を効率良く行うことができる。

（６）また、本実施の形態の画像投影装置１は、ライトトンネル２２の保持構造を備えることにより、ライトトンネル２２の保持位置の調整作業を効率良く行うことが可能になるので、ＤＭＤ３１に対する照射位置の調整作業を効率良く行うことができる。

なお、本実施の形態のライトトンネル２２の保持構造では、第１挟持部２２１の挟持力Ｆａ，Ｆｂを第２挟持部２２２の挟持力Ｆｃ，Ｆｄよりも弱く設定したが、挟持力の設定は逆でも良い。つまり、本実施の形態のライトトンネル２２の保持構造では、第２挟持部２２２の挟持力Ｆｃ，Ｆｄを第１挟持部２２１の挟持力Ｆａ，Ｆｂよりも弱く設定しても良い。具体的には、板バネ２２１２において第２押圧部２２１２ｂの押圧力Ｆｃが、第１押圧部２２１２ａの押圧力Ｆｂよりも弱く設定される。この場合に作業者は、第１調整ネジ２２１１を緩めたり締めたりして第１挟持部２２１の挟持力Ｆａ，Ｆｂを弱めたり強めたりすることによりライトトンネル２２を左右に動かして保持位置を調整する。

次に、本実施の形態の光学エンジン１００の効果を列挙して説明する。

（１）本実施の形態の光学エンジン１００は、光源１１からの光により画像生成ユニット３０で生成された映像光Ｌｃを透過させて出射する複数の投影レンズ４１１ａ〜４１１ｊ及び鏡胴４１２が内部に配置されている。この光学エンジン１００には、鏡胴４１２を外気Ｃに接触させる隙間Ｓ（通気部）が設けられている。

これにより鏡胴４１２は隙間Ｓを通じて外気Ｃに接触して冷却される。このため、鏡胴４１２に映像光Ｌｃが当たっても、映像光Ｌｃの熱が鏡胴４１２により冷やされる。よって、本実施の形態の投影レンズユニット４１は、映像光Ｌｃにより鏡胴４１２が熱くなるのを抑えることができる。

また、本実施の形態の光学エンジン１００は、鏡胴４１２が熱くなるのを抑えることにより、鏡胴４１２が熱膨張して各投影レンズ４１１ａ〜４１１ｊの位置がずれるのを抑えることができ、映像光Ｌｃの品質の低下を抑えることができる。

（２）また、本実施の形態の光学エンジン１００では、隙間Ｓが、光学エンジン１００の内部に外気Ｃが通るように通路状に形成されて鏡胴４１２を外気Ｃに接触させるように設けられている。

これにより鏡胴４１２は、隙間Ｓ内を通る外気Ｃに当てられて効率良く冷却される。このため、鏡胴４１２に当たった映像光Ｌｃの熱が鏡胴４１２により効率良く冷やされる。よって、本実施の形態の光学エンジン１００は、映像光Ｌｃにより鏡胴４１２が熱くなるのを効率良く抑えることができる。

（３）また、本実施の形態の光学エンジン１００は、鏡胴４１２が、金属製の入射側鏡胴４１２ａと、樹脂製の出射側鏡胴４１２ｂとを備える。

これにより入射側鏡胴４１２ａに当たった映像光Ｌｃの熱は、入射側鏡胴４１２ａから外部に放出されるので、映像光Ｌｃの熱が効率的に放出される。よって、本実施の形態の光学エンジン１００は、映像光Ｌｃにより鏡胴４１２が熱くなるのをより抑えることができる。

また、入射側鏡胴４１２ａの径は出射側鏡胴４１２ｂの径よりも小さいため、入射側鏡胴４１２ａの方が出射側鏡胴４１２ｂよりも熱くなる。そこで、入射側鏡胴４１２ａに金属製の鏡胴を用いることで、入射側鏡胴４１２ａが熱くなるのを確実に抑えることができる。さらに熱くなりにくい出射側鏡胴４１２ｂに樹脂製の鏡胴を用いることで、鏡胴４１２のコストの低減化と軽量化を図ることもできる。

さらに、本実施の形態の光学エンジン１００は、入射側鏡胴４１２ａと出射側鏡胴４１２ｂとの当接部分４１２ｄを固定する固定部４１２ｃを備え、隙間Ｓが固定部４１２ｃを外気Ｃに接触させるように設けられている。

当接部分４１２ｄは、金属と樹脂が当接していることから放熱しにくい部分である。このため、固定部４１２ｃが外気Ｃに接触することにより冷やされ、これにより当接部分４１２ｄの熱が冷やされる。よって、本実施の形態の光学エンジン１００は、映像光Ｌｃにより鏡胴４１２が熱くなるのをさらに抑えることができる。

（４）また、本実施の形態の光学エンジン１００は、鏡胴４１２を挿通させて保持するレンズホルダー４４を備える。このレンズホルダー４４は、鏡胴４１２の入射側に配置された照明ユニット２０との間に隙間Ｓを形成して照明ユニット２０に固定され、隙間Ｓが通気部を構成している。

これにより本実施の形態の光学エンジン１００は、通気部を簡単に構成して、鏡胴４１２に当たった映像光Ｌｃの熱を冷やすことが可能になる。よって、本実施の形態の光学エンジン１００は、コストを抑えて、映像光Ｌｃにより鏡胴４１２が熱くなるのを抑えることができる。

（５）また、本実施の形態の光学エンジン１００は、双方の連結板４４４，４４４において鏡胴４１２の固定部４１２ｃと対向する部分にそれぞれ切り欠き４４４ａが設けられている。これにより固定部４１２ｃは露出されるので外気Ｃと接触する面積が多くなり外気Ｃによりさらに効率良く冷却される。したがって、当接部分４１２ｄの熱が効率良く冷やされる。よって、本実施の形態の光学エンジン１００は、映像光Ｌｃにより鏡胴４１２が熱くなるのをさらに抑えることができる。

（６）また、本実施の形態の画像投影装置１は、光学エンジン１００を備えることにより映像光Ｌｃで鏡胴４１２が熱くなるのが抑えられるので、各投影レンズ４１１ａ〜４１１ｊの位置がずれてしまうことがない。よって、本実施の形態の画像投影装置１は、映像光Ｌｃの鮮明度等の品質の低下を抑えることができる。

なお、本実施の形態の光学エンジン１００では、通気部として通路状の隙間Ｓを設けたが、その他に、鏡胴４１２を外部に露出させるようにして通気部を設けても良い。

１ 画像投影装置
１１ 光源
２２ ライトトンネル（光学素子）
２３ リレーレンズ（光学素子）
２４ シリンダミラー（光学素子）
２５ 凹面ミラー（光学素子）
２６ 照明ブラケット
３１ ＤＭＤ（画像生成素子）
１００ 光学エンジン
２６２ 第１支持部（支持部）
２６３ 第２支持部（支持部）
２６４ 第３支持部（支持部）
２６５ 第４支持部（支持部）
２６６ 第５支持部（支持部）
Ｌａ 光
Ｌｂ 光路

特開２０１４−２３８４３２号公報

Claims (5)

1. 光源からの光を画像生成素子に導く光路を形成する光学素子群と、前記光学素子群を保持する照明ブラケットとを備える照明ユニットであって、
   前記光学素子群のうち少なくとも一つの光学素子は、前記照明ブラケットに一体成形された支持部に支持されて前記照明ブラケットに保持されていることを特徴とする照明ユニット。
2. 請求項１に記載の照明ユニットにおいて、
   前記少なくとも一つの光学素子は、周囲と離間された状態で前記支持部に支持されて前記照明ブラケットに保持されていることを特徴とする照明ユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載の照明ユニットにおいて、
   前記光学素子群には、前記光路の位置を調整可能な光学素子が含まれていることを特徴とする照明ユニット。
4. 光源からの光を画像生成素子に導く光路を形成する光学素子群と、前記光学素子群を保持する照明ブラケットとを備える光学エンジンであって、
   前記光学素子群のうち少なくとも一つの光学素子は、前記照明ブラケットに一体成形された支持部に支持されて前記照明ブラケットに保持されていることを特徴とする光学エンジン。
5. 光源からの光を画像生成素子に導く光路を形成する光学素子群と、前記光学素子群を保持する照明ブラケットとを備える画像投影装置であって、
   前記光学素子群のうち少なくとも一つの光学素子は、前記照明ブラケットに一体成形された支持部に支持されて前記照明ブラケットに保持されていることを特徴とする画像投影装置。