JP3988499B2 - 照明光学装置、プロジェクタおよび光源装置 - Google Patents

照明光学装置、プロジェクタおよび光源装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源ランプ、リフレクタ、およびこれらを位置決め固定する固定枠を有する光源装置と、この光源装置を収納し、内部に照明光軸が設定された筐体とを備えた照明光学装置、プロジェクタに関する。
【0002】
【背景技術】
従来より、会議、学会、展示会等でのプレゼンテーションにプロジェクタが用いられ、コンピュータ等と接続してコンピュータの画像を大画面表示することにより、プレゼンテーションの効率化が図られている。
このプロジェクタは、光源と、光源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電気光学装置と、形成された光学像を投写面上に拡大投写する投写光学系とを備えて構成される。
【0003】
このようなプロジェクタに用いられる光源ランプとしては、メタルハライドランプや高圧水銀ランプがあり、これらのランプは、永年の使用により発光輝度が低下したり、場合によっては破裂して機能しなくなることがある。
【0004】
このため、通常、プロジェクタは、光源ランプおよびリフレクタを含む光源装置を本体から着脱可能に構成し、光源ランプの発光輝度が低下等した場合、適宜交換することができるようになっている。
【0005】
ところで、このようなプロジェクタは、電気光学装置、投写光学系の他に、投写画像に均一な面内照度を持たせるため均一照明光学素子や、電気光学装置の画像形成領域上に光源から射出された光束を集光する集光光学素子を備えている。そしてこれらの光学素子は、光源ランプから投写光学系に至る光路の照明光軸上に高精度に配置されなければ、高画質の投写画像が得られない。このため前述した光学素子は、内部に照明光軸が設定された光学部品用筐体内に収納され、この照明光軸に対して高精度に位置決め固定されている。
【0006】
このような本体構成において、光源装置を着脱可能とする場合、光源装置を装着したときに、光学部品用筐体内に設定された照明光軸上に適切に配置されなければならない。
このため、光学部品用筐体の光源装置収納部分で高精度に係合するランプ固定枠を設け、光源ランプおよびリフレクタをこのランプ固定枠に取り付けることによって、ランプ固定枠を光学部品用筐体に装着すると、光源ランプの発光点が筐体内部の照明光軸上に自動的に配置される構成が採用されていた。
【0007】
ここで、ランプ固定枠は、リフレクタの外周部分が当接し、光源ランプおよびリフレクタを照明光軸方向および照明光軸直交方向に位置決めする複数の位置決め面を有し、リフレクタをこの複数の位置決め面に対して押圧付勢することにより、ランプ固定枠に対する光源ランプおよびリフレクタの位置決め固定が行われている。そして、押圧付勢する部材としては従来より、照明光軸方向の位置決め面とリフレクタの外周部分に形成されたフランジを狭持するクリップ状のバネと、照明光軸直交方向の位置決め面とは反対のリフレクタの斜め後方から延出し、該位置決め面で係合する線状のバネとが採用されていた。
これにより、クリップ状のバネによりリフレクタを照明光軸方向の位置決め面に押圧付勢し、線状のバネにより、リフレクタを照明光軸直交方向の2つの位置決め面に押圧付勢することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の光源装置の構成では、光源装置の組み立て時にランプ固定枠に対して、リフレクタを高精度に位置決め固定しなければならず、光源装置の製造が煩雑化するという問題がある。
また、クリップ状のバネは板バネ材から製造できるが、線状のバネは棒バネ材で製造する必要があり材料コストが高く、かつ線状のバネは同時に2つの位置決め面にリフレクタを押圧付勢しなければならないため、形状が複雑になり、部品点数の複雑化、部品コストの高騰を招くという問題がある。
【0009】
本発明の目的は、光源装置の組み立ての簡素化を図ることができ、部品コストを低減することができる照明光学装置、プロジェクタおよび光源装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達するために、本発明の照明光学装置は、光源ランプ、リフレクタ、およびこれらを位置決め固定する固定枠を有する光源装置と、この光源装置を収納し、内部に照明光軸が設定された筐体とを備えた照明光学装置であって、前記光源ランプおよび前記リフレクタは、一体化され、前記固定枠は、前記リフレクタの外周部分が当接し、前記光源ランプおよび前記リフレクタを、前記筐体内の照明光軸方向および照明光軸直交方向に位置決めする複数の位置決め面を有し、前記リフレクタを付勢してこれら複数の位置決め面に当接させる複数の付勢部材と、前記筐体に設けられ、前記光源装置が前記筐体に収納されると、前記複数の付勢部材のうち、照明光軸直交方向に前記リフレクタを付勢する付勢部材を押圧し、この付勢部材に前記リフレクタを付勢させる押圧部とを備えていることを特徴とする。
【0011】
このような本発明によれば、照明光軸方向をz軸方向とし、この照明光軸と直交し、照明光軸により規定される光路面に沿った方向をx軸方向とし、さらに光路面に直交する方向をy軸方向として、固定枠にリフレクタを位置決めする際に、y軸方向を除いた、z軸方向とx軸方向の計2方向のみを位置決めする。そして、光源装置として前記筐体に収納される際に、筐体に設けられた押圧部がy軸方向に付勢部材を押圧する。そして、押圧された付勢部材がリフレクタをこのy軸方向に付勢することで、リフレクタの位置決めがなされる。従って、従来のように、固定枠にリフレクタを固定する際に、予め上記した3方向の位置決めを高精度に位置決めする必要がないので、光源装置の組み立ての簡素化を図ることができる。また、線状のバネを用いることなく、形状の単純な板バネ材等の付勢部材を用いてリフレクタを位置決め固定することができる。この形状の単純な板バネ材等は、製造が簡単であるため安価である。従って、部品コストを低減することができる
【0012】
本発明の照明光学装置では、前記複数の付勢部材は、前記固定枠に取り付けられていることが好ましい。
これによれば、固定枠は前記複数の位置決め面を有している。そして、これらの複数の付勢部材は、位置決め面に向かって確実にリフレクタを付勢しなければならない。ここで、複数の付勢部材は、前記固定枠に取り付けられていることにより、リフレクタを付勢する方向にずれが生じることがない。従って、より確実に固定枠にリフレクタの位置決め・固定を行うことができる。
【0013】
本発明の照明光学装置では、前記照明光軸直交方向に前記リフレクタを付勢する付勢部材には、前記リフレクタを照明光軸方向に位置決めする光軸方向位置決め部が設けられていることが好ましい。
これによれば、前記照明光軸直交方向に前記リフレクタを付勢する付勢部材には、光軸方向位置決め部が設けられていることにより、1つの付勢部材で、2方向の位置決めを行う。従って、部品点数を減らすことができるので、部品コストを低減することができる。
【0014】
本発明の照明光学装置では、前記照明光軸直交方向に前記リフレクタを付勢する付勢部材は、前記筐体に対する前記光源装置の挿入方向の位置決めを兼用することが好ましい。
これによれば、前記照明光軸直交方向に前記リフレクタを付勢する付勢部材は、前記筐体に対する前記光源装置の挿入方向の位置決めを兼用することにより、リフレクタの位置決め面に対する位置決めと光源装置の位置決めの2つの作業を1つの作業で行うことができるので、作業効率の向上を図ることができる。
【0015】
本発明のプロジェクタは、光源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し、拡大投射するプロジェクタであって前述の照明光学装置を備えていることを特徴とする。
ここで、プロジェクタの光源ランプは、従来より交換の頻度が大きいものである。そのため、光源ランプおよび光源装置の照明光軸方向の位置決めは、交換の都度行わなければならず、できる限り、簡素化することが望まれている。従って、プロジェクタが、前述の照明光学装置を備えていれば、光源ランプや光源装置自体の位置決めをし易いので、よりメンテナンスのし易いプロジェクタとすることができる。
【0016】
本発明の光源装置は、一体化された光源ランプおよびリフレクタと、これらを位置決め固定する固定枠とを備え、内部に照明光軸が設定された筐体に収納される光源装置であって、前記固定枠は、前記リフレクタの外周部分が当接し、前記光源ランプおよび前記リフレクタを、前記筐体内の照明光軸方向および照明光軸直交方向に位置決めする複数の位置決め面を有し、前記筐体への収納時に該筐体に設けられた押圧部と接触して、前記リフレクタを前記光軸直交方向に付勢する付勢部材を備えていることを特徴とする。
このような本発明によれば、前述と同様にして、光源装置の組み立ての簡素化を図ることができ、部品コストを低減することができる
【0017】
【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、本発明に係るプロジェクタ1を上方前面側から見た斜視図である。図2は、プロジェクタ1を下方背面側から見た斜視図である。
図1または図2に示すように、プロジェクタ1は、射出成形によって成形された略直方体状の外装ケース2を備える。この外装ケース2は、プロジェクタ1の本体部分を収納する合成樹脂製の筐体であり、アッパーケース21と、ロアーケース22とを備え、これらのケース21、22は、互いに着脱自在に構成されている。
【0018】
アッパーケース21は、図1、2に示すように、プロジェクタ1の上面、側面、前面、および背面をそれぞれ構成する上面部21A、側面部21B、前面部21Cおよび背面部21Dを含んで構成される。
同様に、ロアーケース22も、図1、2に示すように、プロジェクタ1の下面、側面、前面、および背面をそれぞれ構成する下面部22A、側面部22B、前面部22C、および背面部22Dを含んで構成される。
【0019】
従って、図1、2に示すように、直方体状の外装ケース2において、アッパーケース21およびロアーケース22の側面部21B、22B同士が連続的に接続されて直方体の側面部分210が構成され、同様に、前面部21C、22C同士の接続で前面部分220が、背面部21D、22D同士の接続で背面部分230が、上面部21Aにより上面部分240が、下面部22Aにより下面部分250がそれぞれ構成される。
【0020】
図1に示すように、上面部分240において、その前方側には操作パネル23が設けられ、この操作パネル23の近傍には音声出力用のスピーカ孔240Aが形成されている。
【0021】
前方から見て右側の側面部分210には、2つの側面部21B、22Bを跨る開口211が形成されている。ここで、外装ケース2内には、後述するメイン基板51と、インターフェース基板52とが設けられており、この開口211に取り付けられるインターフェースパネル53を介して、メイン基板51に実装された接続部51Bと、インターフェース基板52に実装された接続部52Aとが外部に露出している。これらの接続部51B、52Aにおいて、プロジェクタ1には外部の電子機器等が接続される。
【0022】
前面部分220において、前方から見て右側で、前記操作パネル23の近傍には、2つの前面部21C、22Cを跨ぐ円形状の開口221が形成されている。この開口221に対応するように、外装ケース2内部には、投写レンズ46が配置されている。この際、開口221から投写レンズ46の先端部分が外部に露出しており、この露出部分の一部であるレバー46Aを介して、投写レンズ46のフォーカス操作が手動で行えるようになっている。
【0023】
前面部分220において、前記開口221の反対側の位置には、排気口222が形成されている。この排気口222には、安全カバー222Aが形成されている。
【0024】
図2に示すように、背面部分230において、背面から見た右側には矩形状の開口231が形成され、この開口231からインレットコネクタ24が露出するようになっている。
【0025】
下面部分250において、下方から見て右端側の中央位置には矩形状の開口251が形成されている。開口251には、この開口251を覆うランプカバー25が着脱自在に設けられている。このランプカバー25を取り外すことにより、図示しない光源ランプの交換が容易に行えるようになっている。
【0026】
また、下面部分250において、下方から見て左側で背面側の隅部には、一段内側に凹んだ矩形面252が形成されている。この矩形面252には、外部から冷却空気を吸入するための吸気口252Aが形成されている。矩形面252には、この矩形面252を覆う吸気口カバー26が着脱自在に設けられている。吸気口カバー26には、吸気口252Aに対応する開口26Aが形成されている。開口26Aには、図示しないエアフィルタが設けられており、内部への塵埃の侵入が防止されている。
【0027】
さらに、下面部分250において、後方側の略中央位置にはプロジェクタ1の脚部を構成する後脚2Rが形成されている。また、下面部分250における前方側の左右の隅部には、同じくプロジェクタ1の脚部を構成する前脚2Fがそれぞれ設けられている。つまり、プロジェクタ1は、後脚2Rおよび2つ前脚2Fにより3点で支持されている。
2つの前脚2Fは、それぞれ上下方向に進退可能に構成されており、プロジェクタ1の前後方向および左右方向の傾き(姿勢)を調整して、投写画像の位置調整ができるようになっている。
【0028】
また、図1、2に示すように、下面部分250と前面部分220とを跨るように、外装ケース2における前方側の略中央位置には、直方体状の凹部253が形成されている。この凹部253には、該凹部253の下側および前側を覆う前後方向にスライド自在なカバー部材27が設けられている。このカバー部材27により、凹部253には、プロジェクタ1の遠隔操作を行うための図示しないリモートコントローラ(リモコン)が収納される。
【0029】
ここで、図3、4は、プロジェクタ1の内部を示す斜視図である。具体的には、図3は、図1の状態からプロジェクタ1のアッパーケース21を外した図である。図4は、図3の状態から制御基板5を外した図である。
【0030】
外装ケース2には、図3、4に示すように、背面部分に沿って配置され、左右方向に延びる電源ユニット3と、この電源ユニット3の前側に配置された平面視略L字状で光学系としての光学ユニット4と、これらのユニット3、4の上方および右側に配置される制御部としての制御基板5とを備える。これらの各装置3〜5によりプロジェクタ1の本体が構成されている。
【0031】
電源ユニット3は、電源31と、この電源31の下方に配置された図示しないランプ駆動回路(バラスト)とを含んで構成される。
電源31は、前記インレットコネクタに接続された図示しない電源ケーブルを通して外部から供給された電力を、前記ランプ駆動回路や制御基板5等に供給するものである。
前記ランプ駆動回路は、光学ユニット4を構成する図3、4では図示しない光源ランプに、電源31から供給された電力を供給するものであり、前記光源ランプと電気的に接続されている。このようなランプ駆動回路は、例えば、基板に配線することにより構成できる。
【0032】
電源31および前記ランプ駆動回路は、略平行に上下に並んで配置されており、これらの占有空間は、プロジェクタ1の背面側で左右方向に延びている。
また、電源31および前記ランプ駆動回路は、左右側が開口されたアルミニウム等の金属製のシールド部材31Aによって周囲を覆われている。
シールド部材31Aは、冷却空気を誘導するダクトとしての機能に加えて、電源31や前記ランプ駆動回路で発生する電磁ノイズが、外部へ漏れないようにする機能も有している。
【0033】
制御基板5は、図3に示すように、ユニット3、4の上側を覆うように配置されCPUや接続部51B等を含むメイン基板51と、このメイン基板51の下側に配置され接続部52Aを含むインターフェース基板52とを備える。
この制御基板5では、接続部51B、52Aを介して入力された画像情報に応じて、メイン基板51のCPU等が、後述する光学装置を構成する液晶パネルの制御を行う。
【0034】
メイン基板51は、金属製のシールド部材51Aによって周囲を覆われている。
【0035】
〔2.光学ユニットの詳細な構成〕
ここで、図5は、光学ユニット4を示す分解斜視図である。図6は、光学ユニット4を模式的に示す図である。
光学ユニット4は、図6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し、この光学像を拡大して投射するユニットであり、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、光学装置44と、投写レンズ46と、これらの光学部品41〜44、46を収納する合成樹脂製のライトガイド47(図5)とを備える。
【0036】
インテグレータ照明光学系41は、光学装置44を構成する3枚の液晶パネル441(赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル441R、441G、441Bとする)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、重畳レンズ415とを備える。
【0037】
光源装置411は、放射光源としての光源ランプ416と、リフレクタ417とを備え、光源ランプ416から射出された放射状の光線をリフレクタ417で反射して平行光線とし、この平行光線を外部へと射出する。光源装置411については、詳しく、後述する。
【0038】
第1レンズアレイ412は、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。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、各小レンズのアスペクト比も4:3に設定する。
【0039】
第2レンズアレイ413は、第1レンズアレイ412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液晶パネル441上に結像させる機能を有する。
【0040】
偏光変換素子414は、第2レンズアレイ413と重畳レンズ415との間に配置される。このような偏光変換素子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、光学装置44での光の利用効率が高められている。
【0041】
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、重畳レンズ415によって最終的に光学装置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、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414は、たとえば特開平8−304739号公報に紹介されている。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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418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418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418も同様である。
【0045】
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418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418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418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。
【0046】
光学装置44は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、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、視野角を補正する視野角補正フィルタ板448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と、各液晶パネル441R、441G、441Bの後段に配置される射出側偏光板443と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム444とを備える。
【0047】
液晶パネル441R、441G、441B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る。光学装置44において、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、入射側偏光板442、および射出側偏光板443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。
【0048】
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り、サファイアガラス等の透明基板に偏光膜が貼付されたものである。
【0049】
視野角補正フィルタ板448は、サファイアガラス等の透明基板に視野角を補正するフィルムが貼付されたものである。
【0050】
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(441R、441G、441B)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る。
これらの入射側偏光板442および射出側偏光板443は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。
【0051】
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、各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。
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。
【0052】
以上説明した液晶パネル441、射出側偏光板443およびクロスダイクロイックプリズム444は、一体的にユニット化された光学装置本体45として構成されている。図7は、光学装置本体45を示す斜視図である。
光学装置本体45は、図7に示すように、クロスダイクロイックプリズム444と、このクロスダイクロイックプリズム444の上面に固定された合成樹脂製の固定板447と、クロスダイクロイックプリズム444の光束入射端面に取り付けられ、射出側偏光板443を保持する金属製の保持板446と、この保持板446の光束入射側に取り付けられた透明樹脂製の4つのピン部材445によって保持される液晶パネル441(441R、441G、441B)とを備える。
保持板446と液晶パネル441との間には、所定間隔の空隙が設けられており、この空隙部分に冷却空気が流れるようになっている。
光学装置本体45は、固定板447に形成された4つの腕部447Aの丸穴447Bを介して、下ライトガイド471にねじ止め固定される。
【0053】
投写レンズ46は、光学装置44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を拡大して投写するものである。
ライトガイド47は、図5に示すように、各光学部品412〜415、418、421〜423、431〜434、442を上方からスライド式に嵌め込む溝部が形成された下ライトガイド471と、下ライトガイド471の上側開口を閉塞する蓋状の上ライトガイド472とを備えて構成される。
【0054】
図5に示すように、平面視略L字状の下ライトガイド471の一端側には、光源装置411が収容されている。他端側には、下ライトガイド471に形成されたヘッド部471Aを介して、投写レンズ46がねじ止め固定されている。
【0055】
また、図5に示すように、下ライトガイド471に収納された光学装置本体45は、第1バネ部材500、第2バネ部材510を挟んだ状態で下ライトガイド471にねじ止め固定される。この2つのバネ部材500、510は、視野角補正フィルタ板448および入射側偏光板442を下方へと付勢して位置を固定する。
【0056】
〔3.冷却構造〕
図8は、図4から前記上ライトガイドおよび光学装置本体45を取り外した図である。また、図9は、光学ユニット4を示す斜視図である。
ここで、プロジェクタ1には、図8、9に示すように、液晶パネル441を主に冷却するパネル冷却系Aと、偏光変換素子414を主に冷却する偏光変換素子冷却系Bと、電源ユニット3を主に冷却する電源冷却系Cと、光源装置411を主に冷却する光源冷却系Dとが設けられている。
【0057】
図8に示すように、パネル冷却系Aでは、電源ユニット3の下側に配置された大型のシロッコファン61が用いられている。
パネル冷却系Aでは、図8または図9に示すように、シロッコファン61によって、外装ケース2の下面部分250に形成された吸気口252A(図2)から吸入された外部の冷却空気は、図示しないダクトによって光学装置本体45の下方へと導かれ、下ライトガイド471における各液晶パネル441の下側に形成された吸入口からライトガイド47内部へと入る。この冷却空気は、図9に示すように、各液晶パネル441R、441G、441Bとクロスダイクロイックプリズム444との間の空隙を通って、液晶パネル441と前記射出側偏光板を冷却し、上ライトガイド472と前記制御基板との間の空間に排出される。また、この冷却空気は、各液晶パネル441R、441G、441Bとフィールドレンズ418との間の空隙を通って、液晶パネル441と入射側偏光板442を冷却し、上ライトガイド472と制御基板5との間の空間に排出される。この際、この空間に排出された空気は、上ライトガイド472の上端部分472Aと前記制御基板5の当接により、投写レンズ46側へは流れないようになっている。
【0058】
偏光変換素子冷却系Bでは、前記シロッコファン61によって吸入された冷却空気は、下ライトガイド471の下側に配置された図示しないダクトによって、偏光変換素子414の下側まで導かれ、下ライトガイド471における偏光変換素子414の下側に形成された吸入口からライトガイド47内へ入り、偏光変換素子414を冷却した後に、上ライトガイド472に形成された排出口474から排出される。
【0059】
電源冷却系Cでは、図8に示すように、金属製の板材を挟んでシロッコファン61の上側に配置された小型のシロッコファン62が用いられている。
電源冷却系Cでは、パネル冷却系Aによって上ライトガイド472と前記制御基板5の間に流れてきた冷却空気は、制御基板5を冷却しつつシロッコファン62によって吸入され、電源ユニット3の内部側へと排出される。この内部に排出された空気は、シールド部材31Aに沿って流れて電源31および前記ランプ駆動回路を冷却し、シロッコファン62とは反対側の開口から排出される。
【0060】
光源冷却系Dでは、光源装置411の前面側に配置された軸流ファン63と、この軸流ファン63に取り付けられたダクト64とが用いられている。
光源冷却系Dでは、電源冷却系Cおよび偏光変換素子冷却系Bから排出された空気は、軸流ファン63の吸引によって、光源装置411の側面部分に形成されたスリット状の開口から光源装置411内に入り込んで光源ランプ416を冷却し、ダクト64を介して、外装ケース2の排気口222から外部へと排出される。
【0061】
〔4.光源装置の構造〕
図10には、光源装置411の前部の斜視図、図11には、光源装置411の後部の斜視図、図12には、固定枠であるランプハウジング70の斜視図がそれぞれ示されている。
光源装置411は、コネクタ90と、光源ランプ416と、リフレクタ417と、固定枠であるランプハウジング70と、付勢部材である板バネ80とを備えて構成される。コネクタ90は、外部から電力を供給する。コネクタ90は、コネクタケーブル90A、90Bとを備えている。
【0062】
光源ランプ416は、発光管内に一対の電極を光源ランプ416の軸心に沿って対向配置させた構造となっている。光源ランプ416は、これら一対の電極間に電位を与えることによって発生する放電を利用した放電灯である。光源ランプ416の軸心上には、第1の電極端子416Aが設けられている。また、リフレクタ417の外周面上には、第2の電極端子416Bが設けられている。電極端子416A、416Bは、光源ランプ416の電極と、コネクタケーブル90A、90Bとを電気的に接続するための端子である。光源ランプ416には、高圧水銀ランプを採用している。なお、高圧水銀ランプ以外に、メタルハライドランプやハロゲンランプ等も採用できる。
【0063】
リフレクタ417は、放物面形状を有する。また、リフレクタ417の前面部分の外周部には、ランプハウジング70と当接するフランジ417Aが設けられている。リフレクタ417には、放物面鏡を採用している。なお、放物面鏡の代わりに、平行化凹レンズおよび楕円面鏡を組み合わせたものを採用してもよい。また、光源ランプ416およびリフレクタ417は、一体化されている。
【0064】
ランプハウジング70は、詳しくは図12に示されるように、リフレクタ417の一部の側面を覆う側部ハウジング700と、リフレクタ417が載置される底部ハウジング750とを含んで構成されている。ランプハウジング70は、樹脂の一体成形によって形成されている。
【0065】
側部ハウジング700は、光射出面を規定する矩形状の前面部710と、リフレクタ417の一側面の一部を覆う第1側面部720と、第1側面部720の反対側の第2側面部730とを含んで断面コ字形状に形成されている。
【0066】
前面部710の内面は、光源ランプ416およびリフレクタ417の前後方向、すなわち光軸方向(z軸方向)の位置決め面とされている。
前面部710には、中央部分に前面部710に対応した矩形状の前面開口部711が形成されている。また、前面部710の上側の1辺の第1側面部720よりの部分に、取り付け部712が設けられている。さらに、前面部710の上側の1辺の第2側面部730よりの部分は、角を切り落とした形状とされた取り付け部713が設けられている。前面開口部711の取り付け部713側の角隅部には、取り付け溝714が形成されている。これら取り付け部713および取り付け溝714は、平行に設けられている。
【0067】
第1側面部720の内面は、光源ランプ416およびリフレクタ417の左右方向、すなわち光軸直交方向でかつ、照明光軸により規定される光路面に沿った方向(x軸方向)の位置決め面とされている。
第1側面部720の上側の1辺は、取り付け部712と連続している。また、第1側面部720には、台形状の側面開口部721、722が形成されている。側面開口部721は、側面開口部722よりも上側に形成されており、側面開口部722よりも大きい。
【0068】
第2側面部730の上側の1辺は、取り付け部713の下側から水平方向に延びている。また、第2側面部730には、台形状の側面開口部731が形成されている。さらに、第2側面部730の上側の1辺には、取り付け溝732が形成されている。
また、第2側面部730の下側かつ前面部710側の部分には、調整材733が設けられている。さらに、第2側面部730の下側かつ前面部710側から少し離れた部分には、第2側面部730から底部ハウジング750にかけて台形状のガイド734が設けられている。また、ガイド734は、リフレクタ417(図10、11参照)の前面部分に設けられたフランジ417Aを前面部710と挟み込んで固定する。すなわち、ガイド734は、フランジ417Aの厚みと対応した位置に設けられている。また、図示しないが、第1側面部720の下側にも同様の台形状ガイドがあり、フランジ417Aと前面部710とを挟み込んで固定する。
【0069】
底部ハウジング750は、基台部760と、収容底部770と、固定部780とを備えて構成されている。
基台部760は、端子固定部761、762と、コネクタ固定部763とを備えている。端子固定部761では、電極端子416Aとコネクタケーブル90Aとがネジ止め固定される。端子固定部762では、電極端子416Bとコネクタケーブル90Bとがネジ止め固定される。また、基台部760の端子固定部761および762で囲まれた頂点部分には、係合部760Aおよびネジ760Bが設けられている。
係合部760Aは、光源装置411を内部に照明光軸が設定された後述する筐体である下ライトガイド471に収納する際に、位置決め固定するためのものである。ネジ760Bは、この収納の際に光源装置411の固定を行うためのものである。
コネクタ固定部763は、コネクタ90を収納し、固定する。
【0070】
収容底部770は、基台部760より上側に階段状に形成されている。収容底部770は、光源ランプ416およびリフレクタ417の上下方向、すなわち光軸直交方向(y軸方向)の位置決め面とされている。
【0071】
固定部780は、第1側面部720側に延出されて、設けられた矩形状の部分である。また、固定部780には、係合部780Aおよびネジ780Bが設けられている。係合部780Aは、光源装置411を下ライトガイド471に収納する際に、位置決め固定するためのものである。ネジ780Bは、この収納の際に光源装置411の固定を行うためのものである。
【0072】
板バネ80は、リフレクタ417を付勢して前述した複数の位置決め面に当接させる。板バネ80は、第1板バネ81(図12参照)と、第2板バネ82(図10、11参照)と、第3板バネ83(図10、11参照)とを備える。これら第1板バネ81と、第2板バネと、第3板バネは、ランプハウジング70に取り付けられている。具体的には、第1板バネ81は、図12に示されるように、第2側面部730の取り付け溝732に取り付けられている。第2板バネ82は、前面部710の取り付け部713および取り付け溝714に取り付けられる。第3板バネ83は、前面部710の取り付け部712に取り付けられる。
【0073】
図13には、第1板バネ81の斜視図、図14には、第2板バネ82の斜視図、図15には、第3板バネ83の斜視図がそれぞれ示されている。
第1板バネ81は、図13に示されるように、バネ係合部810と、バネ部811と、固定部812とを備え、金属の一体成形によって形成されている。また、第1板バネ81は、ランプハウジング70の第1側面部720の内面すなわち光軸直交方向(x軸方向)の位置決め面にリフレクタ417を付勢する。
【0074】
バネ係合部810は、ランプハウジング70に第1板バネ81を取り付ける際に、第2側面部730の取り付け溝732に係合させる部分である。また、バネ係合部810は、第1バネ係合部810Aと、第2バネ係合部810Bと、第3バネ係合部810Cとを備え、コ字形に連続して形成されている。
第1バネ係合部810Aは、その先端部分が第3バネ係合部810Cに近づくように傾斜して設けられている。第1バネ係合部810Aは、第3バネ係合部810Cよりも長く形成されている。
【0075】
バネ部811は、ランプハウジング70に第1板バネ81を取り付ける際に、付勢力を発生する部分である。
また、バネ部811は、第1バネ部811Aと、第2バネ部811Bと、第3バネ部811Cとを備え、断面ハの字形に連続して形成されている。第1バネ部811Aおよび第3バネ部811Cは、同じ方向に約10度ほど傾斜し、略同じ長さに形成されている。
【0076】
固定部812は、ランプハウジング70に第1板バネ81を取り付ける際に、第2側面部730に設けられた穴に入り第1板バネ81がランプハウジング70からぬけないようにする部分である。
また固定部812は、第1固定部812Aと、第2固定部812Bとを備え、折り曲げて重なった形状に形成されている。第1固定部812Aは、第2固定部812Bの略半分の長さである。
【0077】
第2板バネ82は、図14に示されるように、光軸方向位置決め部820と、光軸直交方向位置決め部824とを備え、金属の一体成形によって形成されている。また、第2板バネ82は、ランプハウジング70の前面部710の内面すなわち光軸方向(z軸方向)の位置決め面にリフレクタ417を付勢する。さらに、第2板バネ82は、ランプハウジング70の収容底部770すなわち光軸直交方向(y軸方向)の位置決め面にもリフレクタ417を付勢する。そして、第2板バネ82は、下ライトガイド471に対する光源装置411の挿入方向(y軸方向)の位置決めを兼用している。
【0078】
光軸方向位置決め部820は、光軸方向(z軸方向)の位置決め面にリフレクタ417を付勢する。また、光軸方向位置決め部820は、基部821と、第1係合部822と、第2係合部823とを備えている。基部821は、略矩形状である。第1係合部822は、基部より延び、断面略L字形である。第1係合部822のL字形の先端部822Aは、略90度内側に折れ曲がり、ランプハウジング70の取り付け溝714に挿入される。この先端部822Aにより、第2板バネ82は、ランプハウジング70と係合する。第2係合部823は、第1係合部822と反対側の基部821の辺より延び、2つの接触部823Aからなる。接触部823Aは、断面略S字形である。これら接触部823Aおよび第1係合部822は、ランプハウジング70の前面部710およびリフレクタ417のフランジ417Aを挟み込む。
【0079】
光軸直交方向位置決め部824は、光軸直交方向(y軸方向)の位置決め面にもリフレクタ417を付勢し、下ライトガイド471に対する光源装置411の挿入方向(y軸方向)の位置決めを兼用するものである。また、光軸直交方向位置決め部824は、第1部材824Aと、第2部材824Bと、第3部材824Cとを備え、互いに隣接する部材同士は異なる方向に傾斜しているものである。光軸直交方向位置決め部824は、光源装置411が下ライトガイド471に収納されると、下ライトガイド471に設けられた後述する押圧部95と接触して、リフレクタ417を光軸直交方向(y軸方向)に付勢する。
【0080】
第3板バネ83は、図15に示されるように、取り付け部830と、挟持部831とを備え、金属の一体成形によって形成されている。
また、第3板バネ83は、ランプハウジング70の前面部710の内面すなわち光軸方向(z軸方向)の位置決め面にリフレクタ417を付勢する。
取り付け部830は、断面略L字形である。取り付け部830には、垂下した部分の中央部に開口部830Aが形成されている。
挟持部831は、断面略L字形である。挟持部831の垂下した部分は、二股の挟持片831A、831Bとされている。これら挟持片831A、831Bは、上側から下側に向かって略L字形に形成されている。挟持片831Aは、挟持片831Bよりも垂下した部分が長い。
これら取り付け部830および挟持部831は、ランプハウジング70の前面部710およびリフレクタ417のフランジ417Aを挟み込むようにする。
【0081】
図16には、光源装置411の分解斜視図が示されている。次に、図16を参照して光源装置411の組み立ての手順について述べる。
1)ランプハウジング70の取り付け溝732に、第1板バネ81を取り付ける。
2)コネクタ固定部763にコネクタ90を収納する。コネクタケーブル90A、90Bと電極端子416A、416Bとをそれぞれ、端子固定部761、762でネジ91で固定する。
【0082】
3)リフレクタ417をランプハウジング70の前面部710に合わせて収納する。第2板バネ82を取り付け部713、取り付け溝714に取り付け、第2板バネ82で、ランプハウジング70の前面部710およびリフレクタ417のフランジ417Aを挟み込む。第3板バネ83を取り付け部712に取り付け、第3板バネ83で、ランプハウジング70の前面部710およびリフレクタ417のフランジ417Aを挟み込む。この際、リフレクタ417の左右方向(x軸方向)および前後方向(z軸方向)の位置決めが完了する。
【0083】
図17には、光源装置の収納を示す概略図が示されている。図17に示されるように、下ライトガイド471は、光源装置411を収容する収容部471Eを備えている。収容部471Eは、下側に開口している。この収容部471Eの内面側の上面には、押圧部95が設けられている。押圧部95は、光源装置411の第2板バネ82の光軸直交方向位置決め部824に対応する位置に設けられている。押圧部95は、先端部分が丸みを帯びている。例えば、押圧部95は先端部分が丸みを帯びていたが、これを用いなくてもよい。押圧部95は、第2板バネ82に、y軸方向に付勢する力を与えればよいので、平面状、その他いかなる形状でもよい。
【0084】
まず、光源装置411を矢印方向(y軸方向)に収容部471Eに収納する。第2板バネ82の光軸直交方向位置決め部824が押圧部95に押圧され、第2板バネ82は、リフレクタ417をy軸方向に付勢する。この際、リフレクタ417の上下方向(y軸方向)の位置決めが完了する。また、下ライトガイド471に対する光源装置411の挿入方向(y軸方向)の位置決めをも完了する。その後、光源装置411を下ライトガイド471にネジ止め固定する。
【0085】
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)ランプハウジング70にリフレクタ417を固定する際に、予め、照明光軸方向(z軸方向)、照明光軸直交方向(x、y軸方向)の2方向の計3方向の位置決めを高精度に位置決めする必要がないので、光源装置411の組み立ての簡素化を図ることができる。
【0086】
(2)線状のバネを用いることなく、形状の単純な板バネ80を用いてリフレクタ417を位置決め固定することができる。この形状の単純な板バネ80は、製造が簡単であるため安価である。従って、部品コストを低減することができる
【0087】
(3)ここで、複数の板バネ80(81、82、83)は、ランプハウジング70に取り付けられていることにより、リフレクタ417を付勢する方向にずれが生じることがない。従って、より確実にランプハウジング70にリフレクタ417の位置決め・固定を行うことができる。
【0088】
(4)照明光軸直交方向にリフレクタ417を付勢する第2板バネ82には、光軸方向位置決め部820が設けられていることにより、1つの第2板バネ82で、2方向の位置決めを行う。従って、部品点数を減らすことができるので、部品コストを低減することができる。
【0089】
(5)照明光軸直交方向にリフレクタ417を付勢する第2板バネ82は、下ライトガイド471に対する光源装置411の挿入方向(y軸方向)の位置決めを兼用することにより、リフレクタ417の位置決め面に対する位置決めと光源装置411の位置決めの2つの作業を1つの作業で行うことができるので、作業効率の向上を図ることができる。
【0090】
なお、本発明は前記各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。例えば、第3板バネ83を用いていたが、これを用いなくてもよい。この際、第2板バネ82を前面部710の中央部よりに配置することで、第3バネ板83を用いないようにすることができる。例えば、第2板バネ82は、下ライトガイド471に対する光源装置411の挿入方向(y軸方向)の位置決めを兼用していたが、これを用いなくてもよい。ランプハウジング70の下ライトガイド471との係合部760A,780A付近の平面部を高精度に成形することで下ライトガイド471とのy軸方向の位置決めができ,第2板バネ82は,リフレクタ417をy軸方向に付勢する目的にしてもよい。
その他、本発明を実施する際の具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲内で他の構造等としてもよい。
【0091】
【発明の効果】
本発明によれば、光源装置の組み立ての簡素化を図ることができ、部品コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプロジェクタを上方前面側から見た斜視図である。
【図2】前記プロジェクタを後方背面側から見た斜視図である。
【図3】前記プロジェクタの内部を示す斜視図であり、具体的には、図1の状態からアッパーケースを外した図である。
【図4】前記プロジェクタの内部を示す斜視図であり、具体的には、図3の状態から制御基板を外した図である。
【図5】前記プロジェクタを構成する光学ユニットを示す分解斜視図である。
【図6】前記光学ユニットを模式的に示す図である。
【図7】前記光学ユニットを構成する光学装置本体を示す斜視図である。
【図8】前記プロジェクタの内部における冷却系を説明するための斜視図であり、具体的には、図4から上ライトガイドおよび前記光学装置本体を取り外し、冷却系を示した図である。
【図9】前記光学ユニットの冷却系を説明するための斜視図である。
【図10】光源装置の前部の斜視図である。
【図11】光源装置の後部の斜視図である。
【図12】固定枠であるランプハウジングの斜視図である。
【図13】第1板バネの斜視図である。
【図14】第2板バネの斜視図である。
【図15】第3板バネの斜視図である。
【図16】光源装置の分解斜視図である。
【図17】光源装置の収納を示す概略図である。
【符号の説明】
1 プロジェクタ
4 光学ユニット
70 ランプハウジング
80 板バネ
81 第1板バネ
82 第2板バネ
83 第3板バネ
95 押圧部
411 光源装置
416 光源ランプ
417 リフレクタ
471 下ライトガイド
820 光軸方向位置決め部

Claims (6)

  1. 光源ランプ、リフレクタ、およびこれらを位置決め固定する固定枠を有する光源装置と、
    この光源装置を収納し、内部に照明光軸が設定された筐体とを備えた照明光学装置であって、
    前記光源ランプおよび前記リフレクタは、一体化され、
    前記固定枠は、前記リフレクタの外周部分が当接し、前記光源ランプおよび前記リフレクタを、前記筐体内の照明光軸方向および照明光軸直交方向に位置決めする複数の位置決め面を有し、
    前記リフレクタを付勢してこれら複数の位置決め面に当接させる複数の付勢部材と、
    前記筐体に設けられ、前記光源装置が前記筐体に収納されると、前記複数の付勢部材のうち、照明光軸直交方向に前記リフレクタを付勢する付勢部材を押圧し、この付勢部材に前記リフレクタを付勢させる押圧部とを備えていることを特徴とする照明光学装置。
  2. 請求項1に記載の照明光学装置において、
    前記複数の付勢部材は、前記固定枠に取り付けられていることを特徴とする照明光学装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の照明光学装置において、
    前記照明光軸直交方向に前記リフレクタを付勢する付勢部材には、前記リフレクタを照明光軸方向に位置決めする光軸方向位置決め部が設けられていることを特徴とする照明光学装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれかに記載の照明光学装置において、
    前記照明光軸直交方向に前記リフレクタを付勢する付勢部材は、前記筐体に対する前記光源装置の挿入方向の位置決めを兼用することを特徴とする照明光学装置。
  5. 光源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し、拡大投射するプロジェクタであって
    請求項1から請求項4のいずれかに記載の照明光学装置を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
  6. 一体化された光源ランプおよびリフレクタと、これらを位置決め固定する固定枠とを備え、内部に照明光軸が設定された筐体に収納される光源装置であって、
    前記固定枠は、
    前記リフレクタの外周部分が当接し、前記光源ランプおよび前記リフレクタを、前記筐体内の照明光軸方向および照明光軸直交方向に位置決めする複数の位置決め面を有し、
    前記筐体への収納時に該筐体に設けられた押圧部と接触して、前記リフレクタを前記光軸直交方向に付勢する付勢部材を備えていることを特徴とする光源装置。
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