JP4017008B2 - 光学装置、およびプロジェクタ - Google Patents
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Description
この光変調装置の入射側および射出側には、入射された光束のうち偏光軸に沿った方向の光束のみを透過させ、その他の方向の光束を吸収して、所定の偏光光として射出する光学変換板としての偏光板がそれぞれ配置されている。
このような偏光板は、例えば、高い熱伝導率を有するサファイア基板上に偏光膜が貼付されることで構成され、偏光膜における光の吸収に伴う発熱をサファイア基板に放熱する構造となっている。
このような問題を解決するために、例えば、以下のような構成が考えられる。
すなわち、クロスダイクロイックプリズムを支持する台座としてのプリズム支持板を熱伝導性材料から構成する。また、偏光板を構成するサファイア基板のサイズを大きく形成する。そして、サファイア基板とプリズム支持板とを接続し、偏光膜からサファイア基板に伝達した熱をプリズム支持板に放熱する。
しかしながら、このような構成では、サファイア基板のサイズを大きくする必要があり
、光学装置のコスト低減を図れない、という問題がある。
また、透明基板としては、例えば、サファイア、水晶、石英、または蛍石等で構成できる。
さらに、スペーサ挿通部としては、スペーサを挿通可能とする孔、切り欠き等にて構成できる。
また、スペーサとしては、例えば、アクリル材等の合成樹脂材料を採用できる。
本発明によれば、光学装置は、支持固定板を備え、この支持固定板は、光学変換板を支持固定し、台座の側面に固定されるので、光源からの光束の照射により光学変換膜に発生した熱を透明部材〜支持固定板〜台座の熱伝達経路を辿って放熱できる。
また、光学変換板は、支持固定板に支持固定されているので、必要最小限のサイズで透明部材を構成でき、透明部材のサイズの増加による光学装置のコスト増加を回避できる。
したがって、光学変換膜の放熱特性の向上を低コストで実現でき、本発明の目的を達成できる。
本発明では、支持固定板には、スペーサ挿通部が形成されているので、光変調装置は、スペーサを介して色合成光学装置の光束入射側端面に固定される。このことにより、光学変換板に発生する熱により支持固定板に寸法変化が生じた場合でも、光変調装置に位置ずれが生じることを回避できる。したがって、複数の光変調装置の相互位置に変化が生じることがなく、光学装置にて形成される光学像に画素ずれが生じることを防止できる。
また、スペーサが断熱性材料から構成されているので、支持固定板〜台座〜色合成光学装置〜スペーサ〜保持枠の熱伝達を可能とする経路において、色合成光学装置〜保持枠間での熱の伝達を遮断できる。このため、光変調装置本体に発生した熱が上述した経路を辿って光学変換板に伝達されることがなく、逆に光学変換板に発生した熱が上述した経路を辿って光変調装置本体に伝達されることもない。したがって、光変調装置本体および光学変換板をそれぞれ独立した状態で効率的に冷却できる。
ここで、例えば、スペーサと支持固定板におけるスペーサ挿通部の端部とが当接する状態となった場合であっても、上記同様に、光変調装置本体および光学変換板間での熱的な干渉を回避できる。
ここで、少なくとも2つの光学変換板としては、例えば、上述した偏光板、位相差板、色補正板、および視野角補償板のうちの少なくともいずれか2つを採用できる。また、同一の機能を有する光学変換板、例えば、偏光板を少なくとも2つで構成してもよい。
また、突出部としては、板状部材から該板状部材の面外方向に突出していればよい。すなわち、突出部は、板状部材から光束入射側に突出する構成を採用してもよく、板状部材から光束射出側に突出する構成を採用してもよい。
また、突出部が板状部材から光束射出側に突出するように構成すれば、この突出部およびこの突出部に支持固定される光学変換板は、板状部材と色合成光学装置との間に位置することになる。このような構成では、光学装置を大型化することなく、少なくとも2つの光学変換板を支持固定板にて支持固定できる。
ここで、光学変換板のうちの一方は、支持部の光束入射側に支持固定されてもよく、または、支持部の光束射出側に支持固定されてもよい。
本発明によれば、板状部材は、貼付部および支持部を有し、これら貼付部および支持部は、同一平面状に形成されているので、支持固定板を製造するにあたり、容易に製造でき、光学装置の製造コストの低減を図れる。
ここで、光学変換板のうちの一方は、支持部の光束入射側に支持固定されてもよく、または、支持部の光束射出側に支持固定されてもよい。
本発明では、板状部材は、貼付部および支持部を有し、支持部は、貼付部に対して突出部の突出方向に段落ち形成されている。例えば、突出部が板状部材から光束射出側に突出している場合には、板状部材と色合成光学装置との間に突出部およびこの突出部に支持固定される他方の光学変換板が配置されるとともに、支持部およびこの支持部に支持固定される一方の光学変換板も板状部材から光束射出側に配置されることになる。したがって、光学装置を大型化することなく、少なくとも2つの光学変換板を支持固定板にて支持固定できる。また、この場合、光学変換板のうちの一方が、支持部において、突出部と離間する側に支持固定されれば、この光学変換板と、突出部に支持固定される他方の光学変換板との間に、所定の隙間を形成できる。したがって、光学装置の冷却にファンを用いた場合には、これらの光学変換板の間に形成される隙間を風路として構成でき、これらの光学変換板をさらに効率良く冷却することが可能となる。
ここで、光学変換板のうちの一方は、支持部の光束入射側に支持固定されてもよく、または、支持部の光束射出側に支持固定されてもよい。
本発明では、板状部材は、貼付部および支持部を有し、支持部は、貼付部に対して突出部の突出方向と逆方向に段落ち形成されている。このことにより、支持部に支持固定される一方の光学変換板と、突出部に支持固定される他方の光学変換板との間に十分に隙間を形成できる。したがって、光学装置の冷却にファンを用いた場合には、これらの光学変換板の間に形成される隙間を風路として構成でき、これらの光学変換板をさらに効率良く冷却できる。
また、例えば、突出部が板状部材から光束射出側に突出するように構成すれば、光学変換板の冷却効率の向上を図れるとともに、光学装置の小型化も図れる。
本発明によれば、支持固定板は、板金加工により形成されているので、支持固定板を製造するにあたって、さらに容易に製造でき、光学装置の製造コストをさらに低減できる。
本発明によれば、支持固定板の開口周縁には、第1支持面および第2支持面が形成され、これら第1支持面および第2支持面は、平面的に互いに干渉しない位置に形成されているので、光学変換板を光束入射側端面および光束射出側端面の双方で支持固定できる。したがって、光学変換板を確実に支持固定できる。
また、支持固定板は、光学変換板を光束入射側端面および光束射出側端面の双方で支持固定するので、光学変換板の温度分布を均一化し、光学変換板の局所的な過熱を回避できる。したがって、光学装置にて形成する光学像を鮮明な状態で維持できる。
ここで、透明部材の光束入射側端面および光束射出側端面にそれぞれ貼り付けられる光学変換膜は、例えば、上述した偏光膜、位相差膜、色補正膜、および視野角補償膜のうちの2つを採用できる。また、同一の機能を有する光学変換膜、例えば、偏光膜を透明部材の光束入射側端面および光束射出側端面にそれぞれ貼り付ける構成としてもよい。
本発明によれば、1つの透明部材の光束入射側端面および光束射出側端面のそれぞれに光学変換膜が貼り付けられているので、透明部材の数を必要最低限とすることで、光学装置の製造コストをさらに低減できる。
本発明によれば、色合成光学装置の光束入射側端面と交差する一対の端面のうちのいずれか一方の端面に固定される台座には、冷却空気を流通させるための孔が形成されているので、例えば、光学装置の冷却にファンを用いた場合には、台座に形成された孔を介して冷却空気を色合成光学装置および支持固定板の間に送風することができ、光学変換板の放熱特性をさらに向上することが可能となる。
このような構成は、光学装置が少なくとも2つの光学変換板を備え、支持固定板が、開口周縁にて光学変換板のうちの一方を支持固定する板状部材と、この板状部材から光束射出方向に突出し、光学変換板のうちの他方を支持固定する突出部とを備える構成において、特に好ましい。このような構成では、台座に形成された孔からの冷却空気を、板状部材
と色合成光学装置との間に配置され、突出部にて支持固定される他方の光学変換板の両端面、および支持部に支持固定される一方の光学変換板の片面に効率的に送風することができる。
本発明によれば、色合成光学装置の光束入射側端面と交差する一対の端面のうちのいずれか他方の端面に固定される台座は、切り欠きおよび整流部を備えているので、例えば、光学装置の冷却にファンを用いた場合には、色合成光学装置および支持固定板の間に流通した冷却空気を滞留させることなく、常に新鮮な冷却空気を流通させることができる。したがって、光学変換板の放熱特性をさらに向上することが可能となる。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した光学装置を備えているので、上述した光学装置と同様の作用・効果を享受できる。
また、プロジェクタは、低コストの光学装置を備えることにより、該プロジェクタ自体の製造コストも低減できる。
さらに、プロジェクタは、冷却効率の良好な光学装置を備えることにより、画素ずれのない良好な光学像をスクリーンに投写できる。また、光源から射出される光束の輝度を高く設定でき、鮮明な光学像をスクリーンに投写できる。さらにまた、ファン等の冷却能力を強化する必要がないから、プロジェクタの省エネルギー化、静音化、および小型化も図れる。
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
〔1〕プロジェクタの構造
図1は、本実施形態に係る光学装置を備えたプロジェクタ1の構造を示す斜視図である。
プロジェクタ1は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面上に拡大投写する。このプロジェクタ1は、図1に示すように、平面視L字状の光学ユニット2と、この光学ユニット2の一端と接続する投写光学装置としての投写レンズ3とを備えている。
なお、具体的な図示は省略したが、プロジェクタ1は、光学ユニット2および投写レンズ3の他、外部から供給された電力をプロジェクタ1の構成部材に提供する電源ユニット、光学ユニット2の後述する液晶パネルを駆動制御する制御基板、プロジェクタ1の構成部材に冷却空気を送風する冷却ファンを有する冷却ユニット等を備えて構成される。
投写レンズ3は、光学ユニット2により画像情報に応じて変調された光学像を拡大投写する。この投写レンズ3は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、複数のレンズの相対位置を変更可能な図示しないレバーを備え、投写像のフォーカス調整、および倍率調整可能に構成されている。
〔2−1〕光学ユニット2の光学系の構成
図2は、光学ユニット2の内部構造を模式的に示す平面図である。具体的に、図2は、光学ユニット2における上ライトガイド252を取り外した図である。
ライトガイド25内に収納される複数の光学部品は、図2に示すように、インテグレータ照明光学系21と、色分離光学系22と、リレー光学系23と、光変調装置および色合成光学装置を一体化した光学装置24とで構成されている。
インテグレータ照明光学系21は、光源から射出された光束を照明光軸直交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21は、図2に示すように、光源装置211、第1レンズアレイ212、第2レンズアレイ213、偏光変換素子214、および重畳レンズ215を備えて構成される。
第2レンズアレイ213は、第1レンズアレイ212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具備する。この第2レンズアレイ213は、重畳レンズ215とともに、第1レンズアレイ212の各小レンズの像を光学装置24の後述する液晶パネル241R,241G,241Bの画像形成領域に結像させる機能を有する。
具体的に、偏光変換素子214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215によって最終的に光学装置24の後述する液晶パネル241R,241G,241Bの画像形成領域にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル241R,241G,241Bを用いたプロジェクタでは、1種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源ランプ216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214を用いることにより、光源ランプ216から射出された光束を略1種類の偏光光に変換し、光学装置24における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214は、例えば、特開平8−304739号公報に紹介されている。
リレー光学系23は、入射側レンズ231と、リレーレンズ233と、反射ミラー232,234とを備えている。このリレー光学系23は、色分離光学系22で分離された色光である青色光を光学装置24の後述する液晶パネル241Bまで導く機能を有している。
この際、色分離光学系22のダイクロイックミラー221では、インテグレータ照明光学系21から射出された光束のうち、緑色光成分と青色光成分とは透過し、赤色光成分は反射する。ダイクロイックミラー221によって反射した赤色光は、反射ミラー223で反射し、フィールドレンズ224を通って、赤色用の液晶パネル241Rに到達する。このフィールドレンズ224は、第2レンズアレイ213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241G,241Bの光入射側に設けられたフィールドレンズ224も同様である。
なお、青色光にリレー光学系23が用いられているのは、青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231に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ224に伝えるためである。なお、リレー光学系23には、3つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、赤色光を通す構成としてもよい。
ライトガイド25は、図1または図2に示すように、上述した光学部品21,22,23が収納される下ライトガイド251と、この下ライトガイド251の上面の開口部分を塞ぐ上ライトガイド252と、光源装置211を除く光学部品21,22,23を下ライトガイド251の所定位置に位置決めする位置決め部材253とを備える。
下ライトガイド251は、アルミニウムの平板を板金加工することにより形成されたものであり、図1ないし図3に示すように、光源装置211が収納される光源収納部251Aと、光源装置211を除く他の光学部品21,22,23(図2)が収納される部品収納部251Bとを備える。これら光源収納部251Aおよび部品収納部251Bは、絞り加工により容器状に形成され、光源収納部251Aは、下方側が開口され、部品収納部251Bは、上方側が開口されている。また、光源収納部251Aおよび部品収納部251Bの接続部分には、光源装置211から射出される光束が通過するように切削等により開口251C(図3)が形成されている。
なお、これら光源収納部251Aおよび部品収納部251Bは、一つの平板から絞り加工によりそれぞれ光源収納部251Aおよび部品収納部251Bを形成してもよい。また、2つの平板を絞り加工によりそれぞれ光源収納部251Aおよび部品収納部251Bを形成し、ねじ等により2つの部材を機械的に接合する構成、または、溶接により2つの部材を接合する構成を採用してもよい。
部品収納部251Bは、図3に示すように、一端側が光源収納部251Aと接続し、他端側が平面視略コ字状である容器状に形成され、この他端側にヘッド体26が接続される。
この部品収納部251Bにおいて、側面には、光学部品212〜215,231,233(図2)の位置に応じて、該側面の一部が部品収納部251Bの内側に切り起こされ、複数の孔251B1が形成されている。また、側面には、光学部品223,232,234(図2)の位置に応じて、内部に向けて貫通する円形状の複数の孔251B2が形成されている。さらに、平面視略コ字状内側の側面には、光源装置211(図2)から射出され、色分離光学系22(図2)により分離された3つの色光が光学装置24(図2)に向けて通過可能に切削等により切り欠き251B3が形成されている。
また、この部品収納部251Bにおいて、図示は省略するが、底面部分および上端部分には、ねじ溝を有する複数のバーリング孔が形成されている。
ここで、上述の下ライトガイド251の光源収納部251Aおよび部品収納部251Bの内面、および上ライトガイド252の下面には、ブラックアルマイト処理が施されている。
次に、ライトガイド25に対する、光源装置211を除く光学部品21,22,23の保持構造を説明する。
なお、この光学部品の保持構造としては、その類似した構造により3つの保持構造に分類できる。すなわち、第1レンズアレイ212、第2レンズアレイ213、偏光変換素子214、重畳レンズ215、入射側レンズ231、およびリレーレンズ233を保持するレンズ等の保持構造、ダイクロイックミラー221,222を保持するダイクロイックミラーの保持構造、および反射ミラー223,232,234を保持する反射ミラーの保持構造に分類できる。以下では、これら3つの保持構造を順次、説明する。
図4は、レンズ等の保持構造を説明するための図である。なお、上述のように、光学部品212〜215,231,233の保持構造は、類似した構造であり、ここでは主に、重畳レンズ215の保持構造を説明する。
重畳レンズ215は、図4に示すように、平面視円形状であり、光束入射側端面および光束射出側端面が球面状に膨出する凸レンズとして構成されている。そして、この重畳レンズ215を保持する部材としては、上述した複数の第1位置決め部材253Aのうちの2つの第1位置決め部材253Aが用いられる。
ここで、下ライトガイド251の孔251B1において、切り起こされた側面の一部は、第1位置決め部材253Aの支持面251B4として構成される。
そして、これら第1位置決め部材253は、下ライトガイド251の側面に形成された孔251B1を介して、溝部253A1が重畳レンズ215の外周端部に当接することで該重畳レンズ215を左右方向から挟持する。この際、第1位置決め部材253と支持面251B4との間、および第1位置決め部材253の溝部253A1と重畳レンズ215の外周端部との間には、紫外線硬化型接着剤が充填され、第1位置決め部材253を介して紫外線を照射して接着剤を硬化させることで重畳レンズ215がライトガイド25に対して保持固定される。
なお、その他の光学部品212〜214,231,233の保持構造についても、上述した重畳レンズ215の保持構造と略同様である。
図5は、ダイクロイックミラーの保持構造を説明するための図である。なお、上述のように、ダイクロイックミラー221,222の保持構造は、類似した構造であり、ここでは主に、ダイクロイックミラー222の保持構造を説明する。
ダイクロイックミラー222は、図5に示すように、平面視矩形状であり、上述した第2位置決め部材253Bにより保持される。
第2位置決め部材253Bは、図5に示すように、下ライトガイド251の部品収納部251Bの底面に固定される板状の台座253B1と、この台座253B1の上面に固定され、断面視L字形状を有する一対の板状部材253B2と、この一対の板状部材253B2およびダイクロイックミラー222の左右側端部の間に介装されるスペーサ253B3とを備えている。
これら一対の板状部材253B2において、他方の端面には、該端面の一部が対向する板状部材253B2側に三角形状に切り起こされ、この切り起こされた部分がスペーサ253B3を支持する支持面253B4として構成されている。
また、これら一対の板状部材253B2において、他方の端面のうち、フィールドレンズ224(図2)側の端面には、ダイクロイックミラー222にて反射されたG色光を通過させるための開口253B5が形成されている。
化型接着剤が充填され、スペーサ253B3を介して紫外線を照射して接着剤を硬化させることでダイクロイックミラー222がライトガイド25に対して保持固定される。
なお、ダイクロイックミラー221の保持構造についても、上述したダイクロイックミラー222の保持構造と同様である。
図6は、反射ミラーの保持構造を説明するための図である。なお、上述のように、反射ミラー223,232,234の保持構造は、類似した構造であり、ここでは主に、反射ミラー232の保持構造を説明する。
反射ミラー232は、図6に示すように、平面視矩形状であり、一方の端面に高反射性のアルミニウム等が蒸着された反射面を有している。そして、この反射ミラー232を保持する部材としては、上述した第3位置決め部材253Cが用いられる。
そして、この第3位置決め部材253Cは、下ライトガイド251の側面に形成された孔251B2を介して、ピン253C2が挿通され、該ピン253C2の先端が反射ミラー232の反射面の裏面に当接する。この際、ピン253C2と反射ミラー232の反射面の裏面との間、およびピン253C2の外周と孔251B2との間には、紫外線硬化型接着剤が充填され、第3位置決め部材253Cを介して紫外線を照射して接着剤を硬化させることで反射ミラー232がライトガイド25に対して保持固定される。
なお、その他の反射ミラー223,234の保持構造についても、上述した反射ミラー232の保持構造と同様である。
上述した第1位置決め部材253A、スペーサ253B3、および第3位置決め部材253Cはアクリル材にて構成されていたが、これに限らず、紫外線光を透過する他の合成樹脂で構成してもよく、その他、光学ガラス、水晶、サファイア、石英等にて構成してもよい。
また、レンズ等の保持構造、ダイクロイックミラーの保持構造、および反射ミラーの保持構造にて用いられる紫外線硬化型接着剤としては、種々のものを採用できるが、アクリレートを主成分とし、粘性が17000Pのものが好ましい。
ヘッド体26は、マグネシウム合金で構成され、側面略L字状に形成されている。このヘッド体26は、図2に示すように、投写レンズ3、および光学装置24を一体化する。そして、このヘッド体26は、側面略L字状の垂直面外側に形成されるレンズ支持部261と、側面略L字状の水平面上側に形成される載置面262と、この載置面262上に突設されるフィールドレンズ保持部263とを備えている。
なお、ヘッド体26は、マグネシウム合金に限らず、アルミニウム、マグネシウム、チタン、あるいはこれらを主材料とした合金等の金属によって構成してもよい。
載置面262は、図2に示すように、平面視略矩形状に形成されている。この載置面262において、レンズ支持部261近傍であって左右方向略中央部分に、光学装置24が載置固定される。また、この載置面262において、各液晶パネル241R,241G,241B側には、図示しない冷却ユニットから送風される冷却空気を流通させる4つの切り欠き262Aが形成されている。
フィールドレンズ保持部263は、載置面262に形成された切り欠き262Aの角隅部分から上方に向けて立設されたものであり、フィールドレンズ224を保持固定する。
ここで、上述したヘッド体26において、例えば、載置面262には、図示は省略するが、複数の孔が形成され、この孔と下ライトガイド251に形成された図示しないバーリング孔とを介してねじ等により下ライトガイド251に対してヘッド体26が固定される。
次に、図7を参照して、光学装置24の構造について詳説する。
図7は、光学装置24の構造を示す分解斜視図である。なお、図7では、説明を簡略化するために、R色光用の液晶パネル241R側のみを分解している。G色光用、B色光用の液晶パネル241G,241B側も同様のものとする。
光学装置24は、図7に示すように、光変調装置24Aと、入射側偏光ユニット24Bと、射出側偏光ユニット24Cと、プリズムユニット24Dと、ピンスペーサ24Eとを備える。
光変調装置24Aは、図7に示すように、液晶パネル241R(241G,241B)と、この液晶パネル241Rを保持する保持枠249とを備える。
液晶パネル241R(241G,241B)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、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。そして、この液晶パネル241R(241G,241B)は、入射側偏光板242を介して入射する光束を画像情報に応じて変調して射出する。
保持枠249は、液晶パネル241R(241G,241B)を収容する収納部249Aと、この収納部249Aと係合し収納した液晶パネル241R(241G,241B)を押圧固定する支持板249Bとを備える。
また、これら収納部249Aおよび支持板249Bには、その四隅部分にピンスペーサ24Eを挿通可能とする孔249Dが形成されている。
ここで、収納部249Aと支持板249Bとの固定は、図7に示すように、支持板249Bの左右両側に設けたフック249Eと、収納部249Aの対応する箇所に設けたフック係合部249Fとの係合により行う。
この保持枠249は軽量で熱伝導性が良好な材料、例えば、インバーおよび42Ni−Fe等の鉄−ニッケル合金、マグネシウム合金、アルミニウム合金、炭素鋼、黄銅、ステンレス等の金属、または、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ等のカーボンフィラーを混入させた樹脂(ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、液晶樹脂等)で構成されている。
入射側偏光ユニット24Bは、図7に示すように、入射側偏光板242と、この入射側偏光板242を支持固定する入射側支持固定板245とを備える。
入射側偏光板242は、色分離光学系22で分離された色光のうち、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。この入射側偏光板242は、図7に示すように、基板242Aと、この基板242Aの光束入射側端面に貼り付けられる偏光膜242Bとを備える。
基板242Aは、サファイアガラス製の矩形の板材である。このため、基板242Aは、その熱伝導率が約40W/(m・K)と高いうえに、その硬度も非常に高く、傷がつきにくく透明度が高いものである。なお、中輝度で安価性を重視する場合には、約10W/(m・K)の熱伝導率を有する水晶を用いてもよい。また、基板242Aは、サファイアガラス、水晶の他、石英、蛍石等で構成してもよい。
層することにより構成されている。
入射側支持固定板245は、アルミニウムの平板を板金加工することにより略矩形状に形成されている。この入射側支持固定板245には、切削等により、四隅部分に孔245Aが形成されているとともに、入射側偏光板242から射出される光束を透過可能とする図示しない開口が形成されている。そして、入射側偏光板242は、入射側支持固定板245の光束入射側端面における図示しない開口周縁に接着固定される。
図8は、射出側偏光ユニット24Cを詳細に示す分解斜視図である。
射出側偏光ユニット24Cは、図8に示すように、射出側偏光板243と、この射出側偏光板243を支持固定する射出側支持固定板246とを備える。
射出側偏光板243は、入射側偏光板242と略同様に構成され、液晶パネル241R(241G,241B)から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみを透過させ、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242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。この射出側偏光板243は、図8に示すように、第1射出側偏光板243Aと、第2射出側偏光板243Bとを備える。
第2射出側偏光板243Bは、第1射出側偏光板243Aと同様に、透明部材としての基板243B1と、光学変換膜としての偏光膜243B2とを備える。ここで、基板243B1は、上述した基板243A1と同様のものである。偏光膜243B2は、上述した偏光膜243A2と略同様のものであるが光吸収特性が異なる。
射出側支持固定板246は、第1射出側偏光板243Aの偏光膜243A2、および第2射出側偏光板243Bの偏光膜243B2の偏光軸が互いに平行となるように、第1射出側偏光板243Aおよび第2射出側偏光板243Bを支持固定する。この射出側支持固定板246は、入射側支持固定板245と同様に、アルミニウムの平板を板金加工することにより略矩形状に形成されている。この射出側支持固定板246は、図8に示すように、板状部材246Aと、この板状部材246Aから光束射出側に突出する突出部246Bとを備える。
また、板状部材246Aにおいて、略中央部分には、切削等により、光変調装置24A(図7)から射出される光束を透過可能とする開口246A3が形成されている。
突出部246Bは、板状部材246Aにおける開口246A3の上下辺縁近傍にそれぞれ2つずつ設けられている。この突出部246Bは、板状部材246Aを切り起こすことにより形成され、光束射出側に突出するとともに、先端部分が左右方向略中央部分に向けて折り曲げられ、断面視略L字状に形成されている。
プリズムユニット24Dは、図7に示すように、クロスダイクロイックプリズム244と、クロスダイクロイックプリズム244の上下端面(光束入射側端面と直交する一対の端面)に固定される台座247とを備える。
クロスダイクロイックプリズム244は、射出側偏光板243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。このクロスダイクロイックプリズム244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。
上台座247Aは、略直方体状に形成され、外周形状はクロスダイクロイックプリズム244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244の側面よりも突出している。
この上台座247Aにおいて、四隅部分には、上下面にかけて切り欠き247A1が形成されている。
また、この上台座247Aにおいて、各光変調装置24Aが設置される三方の側面には、各側面の端縁から下台座247Bに向けて延出する平面視略三角形状の整流部247A2が形成されている。そして、この整流部247A2の厚み寸法は、クロスダイクロイックプリズム244の光束入射側端面から上台座247Aの側面の突出する寸法と略同一に設定されている。すなわち、上台座247Aをクロスダイクロイックプリズム244に設置した場合には、クロスダイクロイックプリズム244の光束入射側端面に整流部247A2が当接する。
この下台座247Bにおいて、4つの端面近傍には、上下面を貫通して図示しない冷却ユニットから送風される冷却空気をクロスダイクロイックプリズム244と射出側偏光ユニット24Cとの間に流通可能とする4つの孔247B1が形成されている。
また、この下台座247Bには、4つの角部分から外側に延出して、光学装置24をヘッド体26の載置面262に固定するための取付部247B2が形成されている。そして、光学装置24がヘッド体26の載置面262に固定された状態では、下台座247Bの4つの孔247B1の位置がヘッド体26の載置面262に形成された4つの切り欠き262Aの位置に対応する。
これら上台座247Aおよび下台座247Bは、マグネシウム合金で構成されている。ただし、これら上台座247Aおよび下台座247Bの材料は、マグネシウム合金に限られない。例えば、軽量で熱伝導性が良好な、Al、Mg、Tiやこれらの合金、インバーおよび42Ni−Fe等の鉄−ニッケル合金、炭素鋼、黄銅、ステンレス等の金属、又は、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ等のカーボンフィラーを混入させた樹脂(ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、液晶樹脂等)を用いても良い。
図9は、ピンスペーサ24Eの構造を示す断面図である。
ピンスペーサ24Eは、図7または図9に示すように、入射側支持固定板245の孔245A、保持枠249の孔249Dに挿通されるスペーサ本体24E1と、クロスダイクロイックプリズム244の光束入射側端面に固定され、スペーサ本体24E1の一端と嵌合するスペーサ受け部24E2とを備える。
スペーサ本体24E1は、略円柱状の部材であり、紫外線光を透過しかつ、断熱性を有する合成樹脂(アクリル材)から構成されている。
このスペーサ本体24E1において、スペーサ受け部24E2に嵌合する一端とは反対側の他端近傍には、段差を持って拡径する拡径部24E3を有し、拡径部24E3の両端部にそれぞれ入射側支持固定板245の光束射出側端面および保持枠249の光束入射側端面が当接する。
なお、これらスペーサ本体24E1およびスペーサ受け部24E2は、アクリル材に限らず、紫外線光を透過する断熱性の材料、例えば、他の合成樹脂等、またはガラス等で構成してもよい。また、ピンスペーサ24Eの数は、4つに限らず、2つ以上あればよい。この場合、入射側支持固定板245の孔245A、および保持枠249の孔249Dの数もピンスペーサ24Eの数に対応するように形成すればよい。
また、スペーサ受け部24E2は、有底筒状の部材に限らず、図10に示すように、底のない筒状の形状を有するように形成してもよい。
上述した光学装置24は、以下の手順により組み立てられる。
(A)先ず、以下のように光変調装置24A、入射側偏光ユニット24B、射出側偏光ユニット24C、およびプリズムユニット24Dを組み立てる。
(A−1)保持枠249の収納部249Aに各液晶パネル241R,241G,241Bを収納する。この後、保持枠249の支持板249Bを収納部249Aの液晶パネル挿入側から取り付けて、各液晶パネル241R,241G,241Bを押圧固定し、光変調装置24Aを組み立てる。
(A−2)入射側支持固定板245の光束入射側端面における図示しない開口の周縁に接着剤を用いて入射側偏光板242を固定し、入射側偏光ユニット24Bを組み立てる。
(A−3)射出側支持固定板246の板状部材246Aにおける支持部246A4の光束射出端面に接着剤を用いて第1射出側偏光板243Aを固定する。また、射出側支持固定板246の突出部246Bの光束射出側端面に接着剤を用いて第2射出側偏光板243Bを固定し、射出側偏光ユニット24Cを組み立てる。
(A−4)クロスダイクロイックプリズム244の上下面に接着剤を用いて台座247を固定し、プリズムユニット24Dを組み立てる。
(C)次に、スペーサ本体24E1の拡径部24E3の両端面に紫外線硬化型接着剤を塗布する。そして、スペーサ本体24E1の他端側を入射側偏光ユニット24Bにおける入射側支持固定板245の孔245Aに挿通し、スペーサ本体24E1の拡径部24E3に入射側支持固定板245の光束射出側端面を当接させる。そしてまた、スペーサ本体24E1の拡径部24E3と入射側偏光ユニット24Bとの間に介在する紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して硬化させ、スペーサ本体24E1と入射側偏光ユニット24Bとを固定する。
上述した(C),(D)の工程において、スペーサ本体24E1と、光変調装置24A
および入射側偏光ユニット24Bとを、拡径部24E3に当接させた状態で固定することで、例えば、光変調装置24Aの保持枠249、および入射側偏光ユニット24Bの入射側支持固定板245の厚み寸法が小さい場合であっても、光変調装置24Aおよび入射側偏光ユニット24Bをスペーサ本体24E1に対して確実に固定できる。
(F)そして、スペーサ受け部24E2とクロスダイクロイックプリズム244の光束入射側端面との間の紫外線硬化型接着剤、およびスペーサ受け部24E2とスペーサ本体24E1との間の紫外線硬化型接着剤が未硬化な状態で、各液晶パネル241R,241G,241Bの位置調整を実施する。
(G)各液晶パネル241R,241G,241Bの位置調整を実施した後に、紫外線硬化型接着剤を硬化させて固定する。
以上のような工程手順によって光学装置24は製造される。
先ず、投写レンズ3(図1、図2)と正対する液晶パネル241Gについて、クロスダイクロイックプリズム244の光束入射側端面とスペーサ受け部24E2との接合面を摺動面としてアライメント調整を実施し、スペーサ受け部24E2とスペーサ本体24E1との接合部、すなわち、スペーサ受け部24E2に対してスペーサ本体24E1を摺動させることによって、フォーカス調整を実施する。ここで、アライメント調整とは、投写レンズ3の光軸方向をZ方向、これに直交する2軸をX,Y軸とした場合、X軸方向と、Y軸方向と、XY平面内の回転方向(θ方向)の調整を意味する。フォーカス調整とは、Z軸方向と、X軸を中心とした回転方向(Xθ方向)と、Y軸を中心とした回転方向(Yθ方向)の調整を意味する。
次に、位置調整と固定が完了した液晶パネル241Gを基準として、上記と同様に、液晶パネル241R,241Bの位置調整および固定を実施する。
なお、光学装置24の組み立ては、必ずしも上記の順序で実施する必要はない。
そして、以上のように組み立てられた光学装置24は、下台座247Bの取付部247B2をねじ等によりヘッド体26の載置面262に載置固定される。
次に、ヘッド体26を介してライトガイド25に固定された光学装置24の冷却構造について説明する。ここでは主に、光学装置24の射出側偏光ユニット24Cの冷却構造について詳説する。
図12は、射出側偏光ユニット24Cの冷却構造を示す図である。なお、図12では、3つの射出側偏光ユニット24Cのうち、液晶パネル241R側に配置された射出側偏光ユニット24Cの冷却構造を示しているが、他の射出側偏光ユニット24Cも同様の冷却構造であるものとする。
図示しない冷却ユニットから送風された冷却空気は、ヘッド体26における載置面262に形成された4つの切り欠き262Aを介して光学ユニット2内に導入される。
そして、射出側偏光板243を冷却した空気は、上方に向けて流れるとともに、上台座247Aに形成された整流部247A2により左右に分かれ、上台座247Aに形成された切り欠き247A1を介して光学装置24の上方に流れ、光学ユニット2(図1)の外部へと流出する。
また、4つの切り欠き262Aを介して光学ユニット2内に導入される残りの冷却空気は、具体的な図示は省略するが、射出側偏光ユニット24Cの光束入射側において、入射側偏光ユニット24B、光変調装置24A、および射出側偏光ユニット24Cを下方から上方へと流れ、入射側偏光ユニット24Bおよび光変調装置24Aを冷却するとともに、光束入射側から射出側偏光ユニット24Cを冷却する。そして、これら入射側偏光ユニット24B、光変調装置24A、および射出側偏光ユニット24Cを冷却した空気は、光学装置24の上方に流れ、光学ユニット2(図1)の外部へと流出する。
上述した第1実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)光学装置24の射出側偏光ユニット24Cは、射出側偏光板243とアルミニウムから構成される射出側支持固定板246とを備えている。また、射出側偏光板243は、第1射出側偏光板243Aおよび第2射出側偏光板243Bを備え、これら第1射出側偏光板243Aおよび第2射出側偏光板243Bは、それぞれ基板243A1,243B1および偏光膜243A2,243B2から構成されている。そして、射出側支持固定板246は、射出側偏光板243を支持固定し、マグネシウム合金から構成される台座247の側面に固定される。このことにより、光源装置211からの光束の照射により偏光膜243A2,243B2に発生した熱を基板243A1,243B1〜射出側支持固定板246〜台座247の熱伝達経路を辿って放熱できる。
(3)射出側偏光板243は、射出側支持固定板246に支持固定されている。このことにより、射出側偏光板243を直接、台座247の側面に固定する構成と比較して、必要最小限のサイズで基板243A1,243B1を構成でき、基板243A1,243B1のサイズの増加による光学装置24のコスト増加を回避できる。
(5)射出側支持固定板246は、板状部材246Aおよび突出部246Bを備えているので、射出側偏光板243を構成する第1射出側偏光板243Aおよび第2射出側偏光板243Bの双方を支持固定できる。また、射出側支持固定板246は、板状部材246A
および突出部246Bにて、第1射出側偏光板243Aおよび第2射出側偏光板243Bを互いに面外方向位置が異なるように支持固定するので、これら第1射出側偏光板243Aおよび第2射出側偏光板243Bの間に風路が形成され、これら第1射出側偏光板243Aおよび第2射出側偏光板243Bの放熱特性を向上できる。
(7)射出側支持固定板246を構成する板状部材246Aは、貼付部246A2および支持部246A4を有し、これら貼付部246A2および支持部246A4は、同一平面状に形成されているので、射出側支持固定板246を製造するにあたり、容易に製造でき、光学装置24の製造コストの低減を図れる。
(9)台座247を構成する下台座247Bには、冷却空気を流通させるための孔247B1が形成されているので、この孔247B1を介して冷却空気をクロスダイクロイックプリズム244および射出側偏光ユニット24Cの間に送風することができ、射出側偏光板243の放熱特性をさらに向上できる。
(10)台座247を構成する上台座247Aには、切り欠き247A1および整流部247A2が形成されているので、クロスダイクロイックプリズム244、射出側偏光板243、および射出側支持固定板246の間に流通した冷却空気を滞留させることなく、常に新鮮な冷却空気を流通させることができる。したがって、射出側偏光板243の放熱特性をさらに向上できる。
(12)入射側偏光ユニット24Bは、射出側偏光ユニット24Cと略同様に、入射側偏光板242と、入射側支持固定板245とを備えている。そして、入射側支持固定板245は、射出側支持固定板246と略同様に、アルミニウムの平板に板金加工を施すことにより形成されている。このことにより、低コストの入射側支持固定板245にて入射側偏光板242に発生した熱を効率的に放熱させることができる。
(14)プロジェクタ1は、上述した低コストの光学装置24を備えているので、該プロジェクタ1自体の製造コストも低減できる。また、プロジェクタ1は、上述した冷却効率の良好な光学装置24を備えているので、画素ずれのない良好な光学像をスクリーンに投写できる。さらに、光源装置211から射出される光束の輝度を高く設定でき、鮮明な光学像をスクリーンに投写できる。さらにまた、冷却ユニットを構成するファン等の冷却能力を強化する必要がないから、プロジェクタ1の省エネルギー化、静音化、および小型化も図れる。
(16)また、入射側偏光ユニット24Bを光学装置24に取り付けるため、光学装置24を製造する製造装置に入射側偏光ユニット24Bを設置する部分が不要となり、製造装置を簡略化できる。
(17)さらに、ピンスペーサ24Eが断熱性を有するアクリル材で構成されているので、射出側支持固定板246〜台座247〜クロスダイクロイックプリズム244〜ピンスペーサ24E〜保持枠249の熱伝達を可能とする経路において、クロスダイクロイックプリズム244〜保持枠249間での熱の伝達を遮断できる。また、上記同様に、保持枠249〜ピンスペーサ24E〜入射側支持固定板245の熱伝達を可能とする経路において、保持枠249〜入射側支持固定板245間での熱の伝達も遮断できる。このため、射出側偏光板243、液晶パネル241R,241G,241B、および入射側偏光板242を、ピンスペーサ24Eを介して相互に熱が伝達されることのない独立した状態に設定できる。したがって、光学装置24に送風される冷却空気により、射出側偏光板243、液晶パネル241R,241G,241B、および入射側偏光板242をそれぞれ独立して効率的に冷却できる。
なお、ピンスペーサ24Eの外周面が射出側支持固定板246の切り欠き246A1の端部に当接した場合であっても、上記同様に、射出側偏光板243、液晶パネル241R,241G,241B、および入射側偏光板242間での熱的な干渉を回避できる。
次に、本発明の第2実施形態を説明する。
図13は、第2実施形態における射出側偏光ユニット34Cを示す図である。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
第1実施形態では、射出側偏光ユニット24Cにおいて、射出側支持固定板246の板状部材246Aは、貼付部246A2と支持部246A4とが同一平面状になるように形成されている。
これに対して第2実施形態では、射出側偏光ユニット34Cにおいて、射出側支持固定板346の板状部材346Aは、図13に示すように、曲げ加工により、上下方向が3つの領域に分けられている。すなわち、上下の領域が第1実施形態の貼付部246A2に対応する貼付部346A2として機能し、これらの貼付部346A2の間の領域が、これら貼付部346A2に対して光束射出側(突出部346Bの突出方向)に段落ちして、第1実施形態の支持部246A4に対応する支持部346A4として機能する。そして、支持部346A4の光束入射側側端面にて第1射出側偏光板243Aを支持固定する。
なお、射出側支持固定板346の突出部346Bは、第1実施形態の突出部246Bと略同様に形成でき、説明を省略する。また、光学装置24の製造方法および冷却構造は、第1実施形態と略同様であり、説明を省略する。
(18)射出側偏光ユニット34Cにおける射出側支持固定板346の板状部材346Aは、貼付部346A2および支持部346A4を有し、支持部346A4は、貼付部346A2に対して光束射出側に段落ち形成されている。また、射出側偏光板243を構成する第1射出側偏光板243Aは、支持部346A4の光束入射側端面に支持固定される。このことにより、支持部346A4に支持固定される第1射出側偏光板243Aと、突出部346Bに支持固定される第2射出側偏光板243Bとの間に、比較的大きい隙間を形成できる。したがって、第1射出側偏光板243Aおよび第2射出側偏光板243Bとの間に流通する冷却空気の量が大きくなり、第1射出側偏光板243Aおよび第2射出側偏光板243Bの放熱特性をさらに向上できる。
次に、本発明の第3実施形態を説明する。
図14は、第3実施形態における射出側偏光ユニット44Cを示す図である。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
第1実施形態では、射出側偏光ユニット24Cにおいて、射出側支持固定板246の板状部材246Aは、貼付部246A2と支持部246A4とが同一平面状になるように形成されている。また、射出側支持固定板246の突出部246Bは、板状部材246Aから光束射出側に突出する。
これに対して第3実施形態では、射出側偏光ユニット44Cにおいて、射出側支持固定板446の板状部材446Aは、図14に示すように、曲げ加工により、左右方向が3つの領域に分けられている。すなわち、左右の領域が第1実施形態の支持部246A4に対応する支持部446A4として機能し、これら支持部446A4の間の領域が、これら支持部446A4に対して光束射出側に段落ちして、第1実施形態の貼付部246A2に対応する貼付部446A2として機能する。そして、支持部446A4の光束入射側端面にて第2射出側偏光板243Bを支持固定する。
また、射出側支持固定板446の突出部446Bは、第1実施形態の突出部246Bと略同様に形成できるが、板状部材446Aから光束入射側に突出する。そして、突出部446Bの光束入射側端面にて第1射出側偏光板243Aを支持固定する。
なお、光学装置24の製造方法および冷却構造は、第1実施形態と略同様であり、説明を省略する。
(19)射出側偏光ユニット44Cにおける射出側支持固定板446の板状部材446Aは、貼付部446A2および支持部446A4を有し、貼付部446A2は、支持部446A4に対して突出部446Bと離間する方向に段落ち形成されている。また、射出側偏光板243を構成する第2射出側偏光板243Bは、支持部446A4の光束入射側端面に支持固定される。このことにより、板状部材446Aに支持固定される第2射出側偏光板243Bとクロスダイクロイックプリズム244の光束入射側端面との間に、比較的大きい隙間を形成できる。したがって、射出側偏光ユニット44Cとクロスダイクロイックプリズム244との間に流通する冷却空気の量が大きくなり、第2射出側偏光板243Bの放熱特性をさらに向上できる。
次に、本発明の第4実施形態を説明する。
図15は、第4実施形態における射出側偏光ユニット54Cを示す図である。具体的に、図15(A)は、射出側偏光ユニット54Cの断面図であり、図15(B)は、射出側偏光ユニット54Cを光束入射側から見た図である。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
第1実施形態では、射出側偏光ユニット24Cにおいて、射出側偏光板243は、第1射出側偏光板243Aおよび第2射出側偏光板243Bを備えている。また、射出側偏光板243は、射出側支持固定板246に光束入射側端面のみで支持固定されている。
これに対して第4実施形態では、射出側偏光ユニット54Cにおいて、射出側偏光板543は、図15(A)に示すように、基板543Aと、この基板543Aの光束入射側端面および光束射出側端面にそれぞれ貼り付けられる偏光膜543B,543Cとで構成されている。また、射出側支持固定板546は、図15(A)に示すように、射出側偏光板543を光束射出側端面および光束入射側端面の双方で支持固定する。
射出側支持固定板546は、第1実施形態における射出側支持固定板246から突出部246Bを省略した構成と略同様であり、略矩形状に形成され、アルミニウム合金等の成型品である。
この射出側支持固定板546において、第1実施形態の支持部246A4に対応する支持部546A4は、図15に示すように、開口546A3の内側に突出し、射出側偏光板543の光束入射側端面を支持固定する第1支持面546A5と、射出側偏光板543の光束射出側端面を支持固定する第2支持面546A6とで構成されている。
第1支持面546A5は、図15(A)に示すように、射出側支持固定板546の光束入射側端面に沿って延出するとともに、射出側支持固定板546の光束射出側端面から厚み寸法内側に窪むように形成されている。また、この第1支持面546A5は、図15(B)に示すように、開口546A3の左右辺縁および下方辺縁から開口546A3の内側に突出するように形成されている。
すなわち、第1支持面546A5と第2支持面546A6とは、平面的に互いに干渉しない位置に設けられている。
そして、図15に示すように、射出側支持固定板546における第2支持面546A6と射出側偏光板543の光束射出側端面の上方端部とが接着固定されるとともに、射出側支持固定板546における第1支持面546A5と射出側偏光板543の光束入射側端面の左右端部および下方端部とが接着固定される。
なお、光学装置24の製造方法および冷却構造は、第1実施形態と略同様であり、説明を省略する。
(20)射出側偏光板543は、基板543Aと、この基板543Aの光束入射側端面および光束射出側端面にそれぞれ貼り付けられる偏光膜543B,543Cとで構成されている。このことにより、基板543Aの数を必要最低限とすることで、光学装置24の製造コストをさらに低減できる。
(21)射出側支持固定板546の開口546A3の周縁には、第1支持面546A5および第2支持面546A6が形成され、これら第1支持面546A5および第2支持面546A6は、平面的に互いに干渉しない位置に形成されているので、射出側偏光板543を光束入射側端面および光束射出側端面の双方で支持固定できる。したがって、射出側偏光板543を確実に支持固定できる。
(22)射出側支持固定板546は、射出側偏光板543を光束入射側端面および光束射出側端面の双方で支持固定するので、冷却流路が同一平面状になり、冷却空気が妨害されず、射出側偏光板543の温度分布を均一化し、射出側偏光板543の局所的な過熱を回避できる。したがって、光学装置24にて形成する光学像を鮮明な状態で維持できる。
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他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
前記各実施形態では、ライトガイド25を構成する下ライトガイド251および上ライトガイド252、および入射側支持固定板245、射出側支持固定板246,346,446,546は、アルミニウムから構成されていたが、これに限らず、電気亜鉛メッキ鋼
板等にて構成してもよく、射出成型等による成型により形成される合成樹脂製、鉄−ニッケル合金、Mg合金、Al合金等の成型品から構成してもよい。
前記各実施形態では、光学変換膜として偏光膜を挙げて説明したが、これに限らず、位相差膜、色補正膜、または視野角補正膜等を採用した構成としてもよい。
前記各実施形態において、スペーサ挿通部として切り欠き246A1,546A1を挙げて説明したが、これに限らない。すなわち、スペーサ本体24E1が挿通可能であればよく、射出側支持固定板246,346,446,546に孔を形成した構成であっても構わない。
前記各実施形態では、台座247は、上台座247Aおよび下台座247Bを備えた構成を説明したが、上台座247Aおよび下台座247Bのうちのいずれか一方のみで構成してもよい。また、上台座247Aには、切り欠き247A1および整流部247A2が形成され、下台座247Bには、孔247B1が形成されていたが、これに限らない。例えば、上台座247Aにおいて、切り欠き247A1、および整流部247A2を省略し、直方体形状で形成してもよい。また、例えば、下台座247Bにおいて、孔247B1を省略した構成としてもよい。
前記第2実施形態および前記第3実施形態において、射出側支持固定板346,446では、支持部346A4,446A4は、貼付部346A2,446A2に対して突出部346B,446Bの突出方向に段落ちしていたが、これに限らない。例えば、支持部346A4,446A4が、貼付部346A2,446A2に対して突出部346B,446Bの突出方向と逆方向に段落ちする構成を採用してもよい。このような構成では、第1射出側偏光板243Aと第2射出側偏光板243Bとの間に十分な隙間を形成でき、射出側偏光板243の冷却効率をさらに向上できる。
前記各実施形態において、入射側支持固定板245の光束射出側端面、光変調装置24Aを構成する保持枠249の光束射出側端面、および射出側支持固定板246の光束射出側端面に、遮光膜を設ける構成としてもよい。このような構成では、クロスダイクロイックプリズム244からの反射による光をクロスダイクロイックプリズム244側へさらに反射することを防ぎ、迷光によるコントラストの低下を回避できる。
光学部品212〜215,221〜223,231〜234は、光硬化型接着剤、または熱硬化型接着剤の表面張力によりライトガイド25に対して所定位置で位置決めされる。この後、光硬化型接着剤、または熱硬化型接着剤を硬化させて光学部品212〜215,221〜223,231〜234をライトガイド25に対して固定する。このような構成では、光学部品212〜215,221〜223,231〜234がライトガイド25に収納された状態で、固体状の位置決め部材253を省略できるので、光学ユニット2の軽量化を図れる。
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、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。
前記実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の光変調装置を用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の光変調装置を用いてもよい。
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。
Claims (11)
- 複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、前記光変調装置で変調された各色光を合成して射出する色合成光学装置とを備えた光学装置であって、
前記色合成光学装置の光束入射側端面と交差する一対の端面のうち、少なくともいずれか一方の端面に固定され、熱伝導性材料からなる台座と、
前記光変調装置の後段に配置され、前記光変調装置から射出される光束の光学特性を変換する光学変換膜、および前記光学変換膜が貼り付けられ、熱伝導性材料からなる透明部材を有する光学変換板と、
光束を通過可能とする開口を有し、前記光学変換板を支持固定する熱伝導性材料からなる支持固定板とを備え、
前記支持固定板は、前記台座の側面に固定され、
前記光変調装置は、色光を画像情報に応じて変調する光変調装置本体と、前記光変調装置本体を保持し、少なくとも2つの孔を有する保持枠とを備え、
前記孔には、前記光変調装置を前記色合成光学装置の光束入射側端面に固定する断熱性材料からなるスペーサが挿通され、
前記支持固定板には、前記スペーサを挿通可能とするスペーサ挿通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に記載の光学装置において、
少なくとも2つの前記光学変換板を備え、
前記支持固定板は、前記開口周縁にて前記光学変換板のうちの一方を支持固定する板状部材と、前記板状部材から面外方向に突出し、前記光学変換板のうちの他方を支持固定する突出部とを備えていることを特徴とする光学装置。 - 請求項2に記載の光学装置において、
前記板状部材は、前記台座の側面に貼り付けられる貼付部と、前記光学変換板のうちの一方を支持固定する支持部とを有し、
前記貼付部および前記支持部は、同一平面状に形成されていることを特徴とする光学装置。 - 請求項2に記載の光学装置において、
前記板状部材は、前記台座の側面に貼り付けられる貼付部と、前記光学変換板のうちの一方を支持固定する支持部とを有し、
前記支持部は、前記貼付部に対して前記突出部の突出方向に段落ち形成されていることを特徴とする光学装置。 - 請求項2に記載の光学装置において、
前記板状部材は、前記台座の側面に貼り付けられる貼付部と、前記光学変換板のうちの一方を支持固定する支持部とを有し、
前記支持部は、前記貼付部に対して前記突出部の突出方向と逆方向に段落ち形成されていることを特徴とする光学装置。 - 請求項2から請求項5のいずれかに記載の光学装置において、
前記支持固定板は、板金加工により形成され、
前記突出部は、前記板状部材の一部を切り起こすことにより形成されていることを特徴とする光学装置。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の光学装置において、
前記支持固定板の開口周縁には、前記開口内側に突出し、前記光学変換板の光束入射側端面を支持固定する第1支持面と、前記開口内側に突出し、前記光学変換板の光束射出側端面を支持固定する第2支持面とが形成され、
前記第1支持面および前記第2支持面は、平面的に互いに干渉しない位置に形成されていることを特徴とする光学装置。 - 請求項7に記載の光学装置において、
前記光学変換板は、前記透明部材の光束入射側端面および光束射出側端面にそれぞれ前記光学変換膜が貼り付けられて構成されていることを特徴とする光学装置。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載の光学装置において、
前記色合成光学装置の光束入射側端面と交差する一対の端面のうちのいずれか一方の端面に固定される台座には、前記色合成光学装置および前記支持固定板の間に冷却空気を流通させるための孔が形成されていることを特徴とする光学装置。 - 請求項9に記載の光学装置において、
前記色合成光学装置の光束入射側端面と交差する一対の端面のうちのいずれか他方の端面に固定される台座は、前記色合成光学装置および前記支持固定板の間に流通する冷却空気を外部へと流出可能とする切り欠きと、該端縁から対向する前記台座に向けて延出し、前記色合成光学装置および前記支持固定板の間に流通する冷却空気を前記切り欠きに導く整流部とを備えていることを特徴とする光学装置。 - 光源と、請求項1から請求項10のいずれかに記載の光学装置と、前記光学装置から射出される光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
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