JP3888039B2

JP3888039B2 - プロジェクタ

Info

Publication number: JP3888039B2
Application number: JP2000208443A
Authority: JP
Inventors: 猛滝澤; 信介伊藤; 和幸飯沼; 雅志北林
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2020-07-10
Also published as: JP2002023262A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタに係り、詳しくは、光源から出射された光束を変調した後に拡大投射して投写画像を形成するプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プロジェクタを使用する環境が拡がりつつあり、社内会議や出張先でのプレゼンテーションなどで用いられる他、ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥのデータを取り込んで拡大投写することで、研究開発部門等での技術検討会に用いられたり、各種セミナーや研修会、さらには視聴覚教育を行う学校の授業でも用いられている。また、ＣＴスキャンやＭＲＩなどの医療画像やデータを投写し、治療法の検討、医療指導などに役立てたり、展示会や大勢が集まるイベントなどを効果的に演出するのにも用いられる。
【０００３】
このように、あるゆる環境でプロジェクタが用いられる現在では、プロジェクタに求められる仕様・機能も様々であり、携帯性を追求した軽量コンパクトモデル、画像品質を追求した高輝度モデルおよび高解像度モデル、各デジタル機器やモバイルツールとの接続を可能にした高機能モデルなどがある。
そして、使用される環境のさらなる拡大が予想されることから、新たな使用環境を想定したより高付加価値のプロジェクタの開発が盛んに行われている。
【０００４】
ところで、上述したようなプロジェクタは、その内部に複数の光学部品を収容し、これらの光学部品を用いることにより、光源から出射された光束を変調した後に拡大投写して投写画像を形成している。このような光学部品は、保持枠によって保持され、この保持枠をライトガイドに取り付けることでプロジェクタ内部に取り付けられている。
通常、光学部品のライトガイドへの取り付けの際には、光学部品と、当該光学部品に入射する光の光軸との相対位置を調整する必要がある。この光学部品の位置調整は、ライトガイドに対する保持枠の取付位置が決まっているため、保持枠に対する光学部品の位置を調整することで行われる。
【０００５】
ここで、保持枠には、当該保持枠に対する光学部品の位置調整を可能とする調整機構が設けられている。この位置調整機構は、保持枠に垂直方向へ調整（移動）可能に設けられた第１調整枠と、この第１調整枠に水平方向へ調整（移動）可能に設けられかつ光学部品を保持する第２調整枠とを備えている。保持枠に対する第１調整枠の位置調整は、保持枠に垂直方向へ螺合されかつ先端が第１調整枠に当接するねじを進退させることで行っている。一方、保持枠に対する第２調整枠の位置調整は、第１調整枠に水平方向へ螺合されかつ先端が第２調整枠に当接するねじを進退させることで行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来のプロジェクタにおいて、保持枠に対する光学部品の位置決め、つまり調整機構におけるねじ調整は、作業者のモニタを見ながらの手作業によって行われているため、手間がかかり、また、光学部品の位置調整の精度向上を図ることが困難であるという問題がある。
また、保持枠に対する光学部品の位置を調整するには、複数の調整部材（つまり第１調整枠、第２調整枠およびねじ）からなる調整機構が必要となるので、部品点数が多く、組立作業が繁雑になってしまうという問題もある。
【０００７】
本発明の目的は、部品点数を低減できるとともに、調整精度を向上させることができるプロジェクタを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のプロジェクタは、上記目的を達成するために、以下の構成を備える。
請求項１に記載の発明は、光学部品が内部に設けられるとともに、光源から出射された光束を変調した後に拡大投写して投写画像を形成するプロジェクタであって、前記光学部品を保持する保持枠と、この保持枠を支持する支持体とを備え、前記保持枠の左右両側方には、当該保持枠を前記支持体に案内する案内用係合部が設けられ、前記保持枠の下方には、突部が設けられ、前記支持体には、前記案内用係合部が遊嵌状態で係合する被係合部と、前記突部が係合する係合孔とが設けられ、前記案内用係合部と前記被係合部とが遊嵌状態で係合することで、前記支持体に対する前記光学部品の位置が調整され、前記突部と前記係合孔とが係合することで、前記光学部品の光軸方向の姿勢が規定されていることを特徴とするものである。
【０００９】
この発明によれば、保持枠の案内用係合部と、支持体の被係合部とが遊嵌状態で係合され、これら案内用係合部および被係合部間の遊びで、保持枠の支持体に対する位置、すなわち光学部品の支持体に対する位置が調整されている。具体的には、たとえば、保持枠を治具等で把持し、所定位置に固定された支持体の被係合部に保持枠の案内用係合部を遊嵌状態で係合させる。この状態において、遊びの範囲内で保持枠を移動させて位置決めする。従来のように調整機構を用いて光学部品自体を移動させるのではなく、光学部品を保持する保持枠を遊びの範囲内で移動させることで、支持体に対する光学部品の位置を調整しているから、調整機構が不要となり、部品点数の低減が可能となる。また、保持枠を直接把持して支持体に対して移動させるだけで、光学部品の位置を調整できるから、従来のように支持体に保持枠を取り付けた状態で光学部品の位置調整を行うよりも、調整作業が簡単になる。さらに、このような調整作業は、構成が簡単だから、自動機等を用いて容易に自動化でき、自動化すれば調整精度が向上する。さらにまた、保持枠および支持体には光学部品の光軸方向の姿勢を規定する突部および係合孔とがそれぞれ設けられているので、光学部品の光軸に対して直交する方向の位置調整だけ行えばよく、位置調整作業がさらに簡単になる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプロジェクタにおいて、前記保持枠には、治具が取り付けられる治具取付部が設けられていることを特徴とするものである。
この発明によれば、保持枠には治具取付部が設けられているから、治具で保持枠を常に所定の姿勢で、かつ、容易に把持できるようになり、位置調整がより正確に行える。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のプロジェクタにおいて、前記案内用係合部と、前記被係合部とが接着剤により固定されていることを特徴とするものである。この発明によれば、保持枠の案内用係合部と、支持体の被係合部とは、接着剤により固定されるので、保持枠と支持体とを位置決めした後に、案内用係合部および被係合部間、すなわち遊びの部分に接着剤を充填するだけでよく、固定作業が容易になる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のプロジェクタにおいて、前記案内用係合部には、前記接着剤が充填される接着剤充填用溝が形成されていることを特徴とするものである。この発明によれば、保持枠の案内用係合部には接着剤充填用溝が形成されているから、保持枠と支持体との固定の際に、接着剤充填用溝に接着剤を充填すれば保持枠および支持体間から接着剤が流れ出にくくなり、接着固定が確実になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔１．プロジェクタの主な構成〕
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１を上方から見た全体斜視図、図２は、プロジェクタ１を下方から見た全体斜視図、図３は、プロジェクタ１の内部を示す斜視図である。
図１ないし図３において、プロジェクタ１は、略四角箱状の外装ケース２と、外装ケース２内に収容された電源ユニット３と、同じく外装ケース２内に配置された平面Ｌ字形の光学ユニット４とを備えている。
【００１５】
外装ケース２は、図４に示すように、互いにネジ止めされる合成樹脂製のアッパーケース２１と、アルミニウム等の金属製のロアーケース２２と、同じくアルミニウム等の金属製のフロントケース２３とで構成されている。
【００１６】
アッパーケース２１は、上面部２１１および背面部２１２が一体成形された形状である。
上面部２１１の内部側には、アルミニウム板のパンチング加工による多孔状の第１電磁遮蔽部材２１３が取り外し可能に設けられている。アッパーケース２１の背面部２１２の内部側にも、アルミニウム板からなる第２電磁遮蔽部材２１４が設けられている。第２電磁遮蔽部材２１４は、ロアーケース２２側にネジ止めされている。
【００１７】
ロアーケース２２は、底面部２２１および対向し合う一対の側面部２２２が一体に形成された形状であり、プレスやマシニングセンタ等で加工された所定形状のアルミニウム板等を曲げ加工することで、底面部２２１および側面部２２２が互いに折曲して形成されている。
【００１８】
底面部２２１の前方の両隅部分には、プロジェクタ１全体の傾きを調整して投写画像の位置合わせを行う高さ位置調整機構７が設けられている。これに対して底面部２２１の後方側中央部には、樹脂製のフット部材６（図２）が嵌合しているのみである。
【００１９】
フロントケース２３は、外装ケース２の前面部２３１を形成する部材であり、やはりプレスやマシニングセンタ等で加工された所定形状のアルミニウム板等の曲げ加工あるいは絞り加工によって形成されている。このフロントケース２３には投写レンズ４６に対応して丸孔開口２３２が設けられ、丸孔開口２３２の周辺は絞り加工によって内部側に湾曲している。
【００２０】
このような外装ケース２には、内部に冷却空気を取り入れるための吸気口２Ａ，２Ｂ，２Ｃ、および内部から冷却空気を排出するための排気口２Ｄ，２Ｅの他、操作パネル２Ｆや、スピーカの位置に対応した多数の孔２Ｇ等が設けられている。また、外装ケース２の背面側には、インターフェース用の種々のコネクタが露出しており、各コネクタがマウントされるドライバーボードや他のボードは、背面側の開口部分を塞ぐように固定されたアルミ板５０に支持されるようになっている。このアルミ板５０は、電磁遮蔽板としても機能する。
【００２１】
電源ユニット３は、外装ケース２（図３）内の前面側に配置された主電源３１と、主電源３１の後方に配置されたバラスト３２とで構成されている。主電源３１は、電源ケーブルを通して供給された電力をバラスト３２や図示しないドライバーボード等に供給するものであり、前記電源ケーブルが差し込まれるインレットコネクタ３３（図２）、周囲を囲むアルミニウム製のフレーム３４（図３）、図示しない電源回路等を備えている。
バラスト３２は、電力を主に光学ユニット４の光源ランプ４１１（図５）に供給するものであり、ランプ駆動回路を備えている。
【００２２】
光学ユニット４は、図５に示すように、光源ランプ４１１から出射された光束を、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り、インテグレータ照明光学系４１、色分離光学系４２、リレー光学系４３、電気光学装置４４、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４５、および投写光学系としての投写レンズ４６を備えている。
【００２３】
〔２．光学系の詳細な構成〕
図５において、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（色光毎に液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと示す）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４１３と、ＵＶフィルタ４１８と、第１レンズアレイ４１４と、偏光変換素子４１５と、第２レンズアレイ４１６とを備えている。なお、偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６が本発明の光学部品である。
【００２４】
インテグレータ照明光学系４１を構成する光源装置４１３は、放射状の光線を出射する放射光源としての光源ランプ４１１と、この光源ランプ４１１から出射された放射光を反射するリフレクタ４１２とを有する。光源ランプ４１１としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、または高圧水銀ランプが用いられることが多い。第１レンズアレイ４１４は、ほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズ４１４Ａ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４１４Ａは、光源ランプ４１１から出射されてＵＶフィルタ４１８を通る光束を、複数の部分光束に分割している。各小レンズ４１４Ａ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。たとえば、液晶パネル４４１の画像形成領域のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３であるならば、各小レンズ４１４Ａのアスペクト比も４：３に設定する。
第２レンズアレイ４１６は、第１レンズアレイ４１４とほぼ同様な構成を有しており、小レンズ４１６Ａ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４１６は、第１レンズアレイ４１４からの光を集光している。
【００２５】
偏光変換素子４１５は、第１レンズアレイ４１４と第２レンズアレイ４１６との間に配置されるとともに、第１レンズアレイ４１４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４１５によって１種類の偏光光に変換された各部分光束は、集光レンズ４１７に集光し、最終的に電気光学装置４４の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ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を用いた本実施形態のプロジェクタ１（電気光学装置４４）では、光を構成する２種類の偏光光（Ｓ波とＰ波）のうちの１種類の偏光光しか利用できないため、光源ランプ４１１からの光のほぼ半分が利用されない。そこで、偏光変換素子４１５を用いることにより、光源ランプ４１１からの出射光を全て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。なお、このような偏光変換素子４１５は、たとえば特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
【００２６】
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、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
【００２７】
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３、および反射ミラー４３２、４３４を備え、色分離光学系４２で分離された色光、青色光を液晶パネル４４１Ｂまで導く機能を有している。なお、リレーレンズ４３３も本発明の光学部品である。
【００２８】
電気光学装置４４は、３枚の光変調装置となる液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを備え、これらは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものであり、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂによって、画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
【００２９】
クロスダイクロイックプリズム４５は、３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂから射出された各色光ごとに変調された画像を合成してカラー画像を形成するものである。なお、クロスダイクロイックプリズム４５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字状に形成され、これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成される。そして、クロスダイクロイックプリズム４５で合成されたカラー画像は、投写レンズ４６から射出され、スクリーン上に拡大投写される。
【００３０】
以上説明した各光学系４１〜４５は、図６に示すように、合成樹脂製のライトガイド４７に収容されている。すなわち、このライトガイド４７には、光源装置４１３を覆う光源保護部４７１の他、前述の各光学部品４１４，４１７，４１８，４２１〜４２３，４３１，４３２，４３４を上方からスライド式に嵌め込む溝部がそれぞれ設けられている。そして、ライトガイド４７には、図３に示すカバー４８が取り付けられている。
なお、本発明の光学部品であるリレーレンズ４３３、および一体にユニット化された偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６のライトガイド４７への取り付けは後述する。
【００３１】
また、ライトガイド４７の光出射側４９の一端側には、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂが一体に取り付けられたクロスダイクロイックプリズム４５が固定され、他端側の半円筒状部分に沿ったフランジ上に投写レンズ４６が固定されるようになっている。
【００３２】
〔３．冷却構造〕
図１ないし図３において、プロジェクタ１内には、投写レンズ４６脇および外装ケース２底面の吸気口２Ａから吸引された冷却空気が排気口２Ｄから排気される第１冷却系統Ａ、外装ケース２の側面に設けられた吸気口２Ｂから吸引された冷却空気が排気口２Ｅから排気される第２冷却系統Ｂ、外装ケース２の底面に設けられた吸気口２Ｃから吸引された冷却空気が排気口２Ｅから排気される第３冷却系統Ｃが形成されている。
【００３３】
第１冷却系統Ａでは、主電源３１の投写レンズ４６側に軸流吸気ファン５１（図３中に一点鎖線で図示）が設けられ、バラスト３２の光源装置４１３側に第１シロッコファン５２が設けられている。
軸流吸気ファン５１によって投写レンズ４６脇および吸気口２Ａから吸引された冷却空気は、主電源３１およびバラスト３２を冷却しながらシロッコファン５２側に流れ、吸引される。第１シロッコファン５２から吐き出された冷却空気は、ライトガイド４７に設けられた吸気用切欠部４７１Ａから光源保護部４７１内に入り込んで光源装置４１３を後方から冷却し、排気用切欠部４７１Ｂ（図６）から排気され、最終的に排気口２Ｄから外装ケース２外に排気される。
【００３４】
第２冷却系統Ｂでは、図７、図８の断面図に示すように、投写レンズ４６の下側に第２シロッコファン５３が設けられている。この第２シロッコファン５３は、吸気口２Ｂから電気光学装置４４の下方まで冷却空気を導くダクト部材６０（図６）の途中に配置されている。
吸気口２Ｂから吸引された吸気は、ダクト部材６０に導かれて第２シロッコファン５３に吸い込まれ、外装ケース２の底面に沿って吐き出された後、電気光学装置４４を冷却する。この後に冷却空気は、光学ユニット４の上部に配置された図示しないドライバーボードを冷却しながら背面側の軸流排気ファン５４に向かい、この排気ファン５４で排気口２Ｅから排気される。
【００３５】
第３冷却系統Ｃでは、図６中に一点鎖線で示すように、ライトガイド４７の下面における外装ケース２底面の吸気口２Ｃに対応した位置に第３シロッコファン５５が設けられている。吸気口２Ｃは、個々の孔を極力小径とすることで、プロジェクタ１の設置個所上にある塵や埃を吸い込み難くしている。
吸気口２Ｃから第３シロッコファン５５に吸い込まれた冷却空気は、外装ケース２の底面およびライトガイド４７の下面間に形成されるダクト状部分を通って光源装置４１３側に吐き出された後、ライトガイド４７内に導かれ、インテグレータ照明光学系４１を構成する前述した第１レンズアレイ４１４、偏光変換素子４１５と第２レンズアレイ４１６とからなるユニットのほか、ＵＶフィルタ４１８を下方から上方に向かって冷却する。この後に冷却空気は、カバー４８の後述する挿入用孔部４８Ａ（図３）から排気され、最終的に背面側の軸流排気ファン５４で排気口２Ｅから排気される。
【００３６】
〔４．リレーレンズの取付構造〕
リレーレンズ４３３は、図９に拡大して示すように、当該リレーレンズ４３３を保持する保持枠７０を介して、ライトガイド４７に支持・固定されている。リレーレンズ４３３は、その周縁が保持枠７０の枠内にはめ込まれて固定され、クリップ７０Ａで下部１箇所がとめられている。保持枠７０の左右両端面には、当該保持枠７０をライトガイド４７に案内する案内用係合部７１が突出してそれぞれ設けられている。これに対して、ライトガイド４７には、保持枠７０の案内用係合部７１と遊嵌状態で係合する被係合部７２が形成され、この被係合部７２は、上方へ開口したスリット状に形成されている。
【００３７】
このような案内用係合部７１および被係合部７２では、案内用係合部７１が上方から被係合部７２内に挿入されて、遊嵌状態で係合される。具体的には、案内用係合部７１と被係合部７２との間には、上下方向はもちろん、左右方向（光軸方向と直交する方向）において、遊びが形成され、この遊びの分だけ案内用係合部７１が被係合部７２に対して移動可能とされている。すなわち、リレーレンズ４３３を保持した保持枠７０がライトガイド４７に対して当該遊びの分だけ移動可能とされ、保持枠７０をライトガイド４７に対して移動させることで、保持枠７０のライトガイド４７に対する位置調整が可能となる。ここで、案内用係合部７１および被係合部７２間の遊びの寸法は、左右方向で±１ｍｍ〜±２ｍｍとされることが望ましい。なお、案内用係合部７１と被係合部７２との間には、前後方向（光軸方向）における位置調整用の遊びはなく、これにより、リレーレンズ４３３（保持枠７０）の光軸方向の姿勢が規定されている。
【００３８】
また、案内用係合部７１の側面（被係合部７２と近接する側面）には、接着剤が充填される接着剤充填用溝７５が形成されており、この溝７５は、案内用係合部７１の上端から下方向へ途中まで延びている。案内用係合部７１と被係合部７２とを係合させ、保持枠７０を位置決めした後、接着剤充填用溝７５に接着剤を充填すれば、案内用係合部７１と被係合部７２との間の隙間が小さくても接着剤を、案内用係合部７１および被係合部７２間に確実に充填できるようになる。なお、接着剤充填用溝７５が形成された案内用係合部７１の側面と向き合う被係合部７２の面は、少なくとも接着剤充填用溝７５を覆うだけの大きさ（幅）を有している。これにより、接着剤充填用溝７５と被係合部７２との間に接着剤をより確実に充填可能となる。
【００３９】
保持枠７０の上端面には、図示しない治具が取り付けられる治具取付部としての治具取付孔７３がその両端側に形成されている。これら治具取付孔７３には治具を構成するチャッキング用の一対の爪９０の先端部がそれぞれ挿入され、この状態で一対の爪９０が離間方向または近接方向へ付勢されることにより、治具で保持枠７０を把持することが可能となる。
【００４０】
一方、保持枠７０の下端面、およびこの下端面に向かい合うライトガイド４７の上面には、リレーレンズ４３３の光軸方向の姿勢を規定する規定手段７４が設けられている。
規定手段７４は、保持枠７０の下端面に下方へ突出して設けられた円柱状の突部７４Ａと、ライトガイド４７を貫通して形成されかつ突部７４Ａが係合する係合孔７４Ｂとによって構成されている。このうち、係合孔７４Ｂは、リレーレンズ４３３の光軸方向と直交する方向へ長く形成されているとともに、その長手方向と直交する方向（幅方向）の寸法が円柱状の突部７４Ａの直径寸法とほぼ同一とされている。これにより、突部７４Ａを係合孔７４Ｂに係合させると、突部７４Ａは係合孔７４Ｂに対して、係合孔７４Ｂの長手方向および上下方向へのみ移動可能となる。つまり、保持枠７０は、ライトガイド４７に対して、上下方向および光軸に対して直交する方向へのみ移動可能となり、光軸方向への移動は不可能とされている。これにより、リレーレンズ４３３の姿勢および光軸方向での位置を所定に保たれる。また、突部７４Ａを係合孔７４Ｂに挿入することで、保持枠７０が光軸方向へ倒れるのを防止できるようになる。
【００４１】
このようなリレーレンズ４３３の取付構造では、たとえば以下のようにして、リレーレンズ４３３をライトガイド４７に取り付ける。
まず、リレーレンズ４３３を保持枠７０に取り付け、治具（爪９０）で保持枠７０を保持する。この状態で、保持枠７０を上方からライトガイド４７内に挿入して位置決めする。この際、保持枠７０の案内用係合部７１をライトガイド４７の被係合部７２に係合させるとともに、保持枠７０下面の突部７４Ａをライトガイド４７の係合孔７４Ｂに係合させる。ここで、保持枠７０（リレーレンズ４３３）は、ライトガイド４７に対してリレーレンズ４３３の光軸方向と直交する面内方向へのみ移動可能とされている。
【００４２】
このようなリレーレンズ４３３の位置調整作業は、たとえば、治具を三次元方向へ移動させる三次元移動装置を手動操作することで行ってもよいし、自動化した三次元移動装置を自動操作することで行ってもよく、自動化すれば作業者がモニタ等を見ながら調整作業するよりも位置決め精度が向上する。
保持枠７０を位置決めした後、接着剤充填用溝７５に接着剤を充填して保持枠７０をライトガイド４７に固定する。
【００４３】
ここにおいて、リレーレンズ４３３のライトガイド４７に対する位置決めは、ライトガイド４７の上部にカバー４８をセットした後であってもよい。たとえば、図３に示すように、ライトガイド４７のカバー４８に、保持枠７０の治具取付孔７３に対応し、かつ治具取付孔７３より大きい挿入用孔部４８Ｂを形成する。このような構成において、カバー４８のないライトガイド４７に、上方から保持枠７０（リレーレンズ４３３）を挿入して案内用係合部７１をライトガイド４７の被係合部７２に係合させておき、接着剤充填用溝７５に接着剤を充填した状態でカバー４８を取り付ける。この後、カバー４８の挿入用孔部４８Ｂから治具（爪９０）を挿入してライトガイド４７およびカバー４８内の保持枠７０を保持し、リレーレンズ４３３の位置決めを行う。
【００４４】
〔５．偏光変換素子と第２レンズアレイとからなるユニットの取付構造〕
図１０および図１１において、偏光変換素子４１５と第２レンズアレイ４１６とからなるユニットは、上述したリレーレンズ４３３と同様に、当該偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６を互いに対向させた状態で保持する保持枠８０を介して、ライトガイド４７に支持・固定されている。ここにおいて、リレーレンズ４３３を保持する保持枠７０と、偏光変換素子４１５と第２レンズアレイ４１６とからなるユニットを保持する保持枠８０とは、光学部品を保持する保持構造が異なるのみで、他の構造は同様であるから、同様な符号を付して、それらの説明を省略または簡略する。
【００４５】
偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６は、互いに対向した状態で、周縁が保持枠８０の枠内にはめ込まれて固定され、クリップ８０Ａで上縁２箇所および下縁２箇所の計４箇所がとめられている。偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６が保持枠８０内にはめ込まれる際には、偏光変換素子４１５と第２レンズアレイ４１６との互いの位置関係の調整が行われ、互いに位置決めされた状態で保持枠８０にそれぞれ固定される。
【００４６】
保持枠８０の左右両端面には、保持枠７０と同様に、当該保持枠８０をライトガイド４７に案内する案内用係合部８１が設けられており、これに対して、ライトガイド４７には、保持枠８０の案内用係合部８１と遊嵌状態で係合する被係合部８２が設けられている。よって、当該保持枠８０は、保持枠７０と同様に位置調整が可能となる。案内用係合部８１には、接着剤が充填される接着剤充填用溝８５が形成されている。
【００４７】
また、保持枠８０の上端面の中央には、治具（爪９０）が取り付けられる治具取付部としての治具取付孔８３が形成されている。この治具取付孔８３には治具の各爪９０が挿入され、この状態で一対の爪９０が離間方向へ付勢されることで治具で保持枠８０を把持することが可能となる。
保持枠８０の下端面、およびこの下端面に向かい合うライトガイド４７の上面には、偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６の光軸方向の姿勢を規定する規定手段８４が設けられている。この規定手段８４は、保持枠８０の下端面に設けられた円柱状の突部８４Ａと、ライトガイド４７を貫通して形成されかつ突部８４Ａが係合する係合孔８４Ｂとによって構成されている。係合孔８４Ｂは、偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６の光軸方向と直交する方向へ長く形成されているとともに、その長手方向と直交する方向（幅方向）の寸法が突部８４Ａの直径寸法とほぼ同一とされている。これにより、保持枠８０は、ライトガイド４７に対して、光軸と直交する面内方向へのみ移動可能となり、光軸方向への移動は不可能とされている。また、突部８４Ａを係合孔８４Ｂに挿入することで、保持枠８０が光軸方向へ倒れるのを防止できるようになる。
【００４８】
さらに、保持枠８０の下部には、対向配置された偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６間の隙間に冷却空気を導入するためのダクト部８８が設けられており、ライトガイド４７には、保持枠８０の設置の際、当該ダクト部８８が挿通される挿通孔４７Ａが形成されている。この挿通孔４７Ａは、ライトガイド４７の外側と内側とを連通している。このような構成において、第３冷却系統Ｃの第３シロッコファン５５により吸気口２Ｃから吸い込まれた冷却空気は、挿通孔４７Ａに挿通されたダクト部８８から偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６間の空隙に取り込まれ、この空隙を通って治具取付孔８３および孔部８９から排気される。
【００４９】
このような偏光変換素子４１５と第２レンズアレイ４１６とからなるユニットの取付構造において、偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６（保持枠８０）は、上述したリレーレンズ４３３の場合と同様に、ライトガイド４７に対して位置決めされた後、ライトガイド４７に固定される。ここにおいて、ライトガイド４７に対する位置決めは、ライトガイド４７にカバー４８をセットした後であってもよい。このような場合、たとえば、図３に示すように、ライトガイド４７のカバー４８に、保持枠８０の治具取付孔８３に対応し、かつ治具取付孔８３より大きい挿入用孔部４８Ａを形成しておく。このような構成において、カバー４８のないライトガイド４７に、保持枠８０（偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６）を挿入して案内用係合部８１をライトガイド４７の被係合部８２に係合させておき、接着剤充填用溝８５に接着剤を充填した状態でカバー４８を取り付ける。この後、カバー４８の挿入用孔部４８Ａから治具（爪９０）を挿入してライトガイド４７およびカバー４８内の保持枠８０を保持し、偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６からなるユニットの位置決めを行う。
【００５０】
上述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
(１)保持枠７０の案内用係合部７１と、ライトガイド４７の被係合部７２とが遊嵌状態で係合され、これら案内用係合部７１および被係合部７２間の遊びで、ライトガイド４７に対するリレーレンズ４３３の位置が調整されている。つまり、従来のように調整機構を用いて光学部品自体を移動させるのではなく、リレーレンズ４３３を保持する保持枠７０を遊びの範囲内で移動させることで、ライトガイド４７に対するリレーレンズ４３３の位置を調整しているから、調整機構が不要となり、部品点数を低減できる。
【００５１】
また、保持枠７０を直接挟持してライトガイド４７に対して移動させるだけで、リレーレンズ４３３の位置を調整できるから、調整作業を簡単にできる。
【００５２】
さらに、このような調整作業は、治具（爪９０）を移動させればよいから、三次元移動装置等の自動機を用いて簡単に自動化でき、自動化すれば作業者がモニタ等を見ながら調整作業するよりも位置決め精度を向上させることができる。
【００５３】
(２)保持枠８０の案内用係合部８１と、ライトガイド４７の被係合部８２とが遊嵌状態で係合され、これら案内用係合部８１および被係合部８２間の遊びで、ライトガイド４７に対する偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６の位置が調整されている。つまり、偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６を保持する保持枠７０自体を遊びの範囲内で移動させることで、ライトガイド４７に対する偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６からなるユニットの位置を調整しているから、調整機構が不要となり、部品点数を低減できる。また、保持枠８０を治具で持って、所定位置に固定されたライトガイド４７に対して移動させるだけで、偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６の位置を調整できるから、調整作業を簡単にできる。さらに、このような調整作業は、簡単な構成だから、自動機により自動化すれば作業者がモニタ等を見ながら調整作業するよりも位置決め精度を向上させることができる。
【００５４】
(３)保持枠７０，８０には治具取付孔７３，８３が設けられているから、治具で保持枠７０，８０を常に所定の姿勢で、かつ、容易に把持できるようになり、位置調整をより正確に行うことができる。
【００５５】
(４)保持枠７０，８０およびライトガイド４７には、リレーレンズ４３３、および偏光変換素子４１５と第２レンズアレイ４１６とからなるユニットの光軸方向の姿勢を規定する規定手段７４，８４が設けられているので、各光学部品４３３，４１５，４１６の光軸に対しては、直交する方向の位置調整だけを行えばよく、位置調整作業をさらに簡単にできる。
【００５６】
(５)保持枠７０，８０の案内用係合部７１，８１と、ライトガイド４７の被係合部７２，８２とは、接着剤により固定されるので、保持枠７０，８０とライトガイド４７とを位置決めした後に、案内用係合部７１，８１および被係合部７２，８２間、すなわち遊びの部分に接着剤を充填するだけでよく、固定作業を容易にできる。
【００５７】
(６)保持枠７０，８０の案内用係合部７１，８１には接着剤充填用溝７５，８５が形成されているから、保持枠７０，８０とライトガイド４７との固定の際に、接着剤充填用溝７５，８５に接着剤を充填すれば保持枠７０，８０およびライトガイド４７間から接着剤が流れ出にくくなり、接着固定を確実にできる。
【００５８】
(７)偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６は、一つの保持枠８０で保持されるとともに、この保持枠８０を移動させることでライトガイド４７に対して位置調整されているから、厳しい位置決めを要する偏光変換素子４１５および第２レンズアレイ４１６間の位置関係を保ったままライトガイド４７に対しての位置を調整できる。
【００５９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は、本発明に含まれるものである。
たとえば、前記実施形態において、接着剤充填用溝７５，８５は案内用係合部７１，８１に形成されているが、これに限らず、たとえば、被係合部に形成されてもよく、また、案内用係合部および被係合部の両方に形成されてもよい。このような場合でも、案内用係合部および被係合部間に確実に接着剤を充填できる。
なお、本発明では、接着剤充填用溝は必須の構成ではなく、案内用係合部および被係合部に接着剤充填用溝を形成しない場合でも、本発明に含まれる。
【００６０】
前記実施形態では、規定手段７４，８４は、保持枠７０，８０に設けられた突部７４Ａ，８４Ａおよびライトガイド４７に設けられた係合孔７４Ｂ，８４Ｂで構成されているが、本発明に係る規定手段はこれに限定されるものではなく、たとえば、保持枠に設けられた係合孔およびライトガイドに設けられた突部で構成されていてもよい。
【００６１】
前記実施形態では、保持枠７０，８０の上面に治具取付孔７３，８３が形成されているが、たとえば、保持枠の側面に形成されていてもよく、治具を取り付けやすい位置に適宜形成されていればよい。なお、本発明では、治具取付孔は必須の構成ではなく、保持枠に治具取付孔を形成しない場合でも、本発明に含まれるが、治具取付孔を形成しておけば、治具で保持枠を容易かつ常に所定の姿勢で把持できる。この際、治具取付部の形状は、その実施にあたって任意に決定されればよく、孔状に限定されない。
【００６２】
前記実施形態では、保持枠７０，８０で保持する光学部品としてリレーレンズ４３３、および偏光変換素子４１５と第２レンズアレイ４１６とからなるユニットを挙げているが、本発明に係る光学部品はこれに限定されるものではない。ただし、このような光学部品としては、たとえばダイクロイックミラー４２１や集光レンズ４１７等であってもよいが、前述の実施形態のように、リレーレンズ４３３、および偏光変換素子４１５と第２レンズアレイ４１６とからなるユニットのような厳しい位置決めを必要とする光学部品であることが望ましい。
【００６３】
前記実施形態では、３つの光変調装置を用いたプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、１つの光変調装置のみを用いたプロジェクタ、２つの光変調装置を用いたプロジェクタ、あるいは、４つ以上の光変調装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。また、前記実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いても良い。さらに、前記実施形態では、光入射面と光出射面とが異なる透過型の光変調装置を用いていたが、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の光変調装置を用いても良い。さらにまた、前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投写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写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。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、保持枠の案内用係合部と、支持体の被係合部とを遊嵌状態で係合し、これら案内用係合部および被係合部間の遊びで、光学部品の支持体に対する位置を調整しているので、従来の調整機構が必要なくなり、部品点数を低減できる。また、保持枠を直接挟持して支持体に対して移動させるだけで、光学部品の位置を調整できるから、調整作業を簡単にできる。さらに、このような調整作業は、機械等を用いて簡単に自動化でき、自動化すれば調整精度を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一本実施形態に係るプロジェクタを上方から見た全体斜視図である。
【図２】プロジェクタを下方から見た全体斜視図である。
【図３】プロジェクタの内部を示す斜視図である。
【図４】前記実施形態の外装ケースの分解斜視図である。
【図５】プロジェクタの各光学系を模式的に示す平面図である。
【図６】プロジェクタの光学ユニットの構成部材を示す斜視図である。
【図７】図１の矢印VII−VIIから見た縦断面図である。
【図８】図１の矢印VIII−VIIIから見た縦断面図である。
【図９】光学ユニットのリレーレンズおよび保持枠を拡大して示す斜視図である。
【図１０】光学ユニットの偏光変換素子と第２レンズアレイとからなるユニットおよび保持枠を拡大して示す斜視図である。
【図１１】光学ユニットの偏光変換素子と第２レンズアレイとからなるユニットおよび保持枠を拡大して示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１プロジェクタ
４７支持体であるライトガイド
７０，８０保持枠
７１，８１案内用係合部
７２，８２被係合部
７３，８３治具取付部である治具取付孔
７４，８４規定手段
７５，８５接着剤充填用溝
４１１光源である光源ランプ
４１５光学部品である偏光変換素子
４１６光学部品である第２レンズアレイ
４３３光学部品であるリレーレンズ

Claims

光学部品が内部に設けられるとともに、光源から出射された光束を変調した後に拡大投写して投写画像を形成するプロジェクタであって、
前記光学部品を保持する保持枠と、この保持枠を支持する支持体とを備え、
前記保持枠の左右両側方には、当該保持枠を前記支持体に案内する案内用係合部が設けられ、
前記保持枠の下方には、突部が設けられ、
前記支持体には、前記案内用係合部が遊嵌状態で係合する被係合部と、前記突部が係合する係合孔とが設けられ、
前記案内用係合部と前記被係合部とが遊嵌状態で係合することで、前記支持体に対する前記光学部品の位置が調整され、
前記突部と前記係合孔とが係合することで、前記光学部品の光軸方向の姿勢が規定されていることを特徴とするプロジェクタ。
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記保持枠には、治具が取り付けられる治具取付部が設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
請求項１または請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記案内用係合部と、前記被係合部とが接着剤により固定されていることを特徴とするプロジェクタ。
請求項３に記載のプロジェクタにおいて、
前記案内用係合部には、前記接着剤が充填される接着剤充填用溝が形成されていることを特徴とするプロジェクタ。