JP4023314B2 - 光学部品用筐体、光学装置、およびプロジェクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射ミラーの姿勢を調整することができる光学部品用筐体、光学装置、およびプロジェクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、プロジェクタとしては、光源から射出された光束を、ダイクロイックミラーによってＲＧＢの３色の色光に分離し、３枚の液晶パネルにより各色光毎に、画像データに応じて変調し、変調後の光束をクロスダイクロイックプリズムで合成し、投写レンズを介してカラー画像をスクリーンに拡大投写する、いわゆる三板式のものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
このようなプロジェクタには、光源ランプから射出された光束およびダイクロイックミラーによって分離された色光の光束を反射し液晶パネルに導くための複数の反射ミラーが設けられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２８７２５２号公報（［００２６］〜［００４０］、図４、図７）
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、反射ミラーの取付位置が、予め設定された位置からずれてしまうと、この反射ミラーから射出された光束の照明光軸が規定された位置からずれてしまう場合がある。
そのような場合には、各色光の光束が液晶パネルに有効に導かれないために、照度の低下が引き起こされたり影が出るという問題がある。
また、各色光が有効に合成される有効照射領域が小さくなることにより色むらが生じたり、入射光の一部が画像の投写に利用されず無駄になるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、反射ミラーから射出された光束の照明光軸を、容易にかつ精密に調整できる、光学部品用筐体、光学装置、およびプロジェクタを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学部品用筐体は、反射ミラーを含む複数の光学部品を収納し、これら複数の光学部品を、平面的に規定された照明光軸上に配置する光学部品用筐体であって、前記反射ミラーを保持する保持部材と、他の光学部品を収納する筐体本体とを備え、前記保持部材の裏面には、前記反射ミラーの面外方向に膨出する膨出部が形成され、この膨出部が前記筐体本体の内面上を摺動することにより、前記保持部材は、前記筐体本体に対して回動し、この保持部材の回動中心と、前記規定された照明光軸及び前記反射ミラーの反射面との交点とが略一致し、前記照明光軸を含む平面と直交する前記保持部材の端部には、前記反射ミラーの面に沿って突出する突起が一対設けられ、この一対の突起は、両者の中心軸を結ぶ線が前記保持部材の回動中心を通る位置に設けられ、前記筐体本体内面には、前記保持部材の回動中心を、前記照明光軸を含む平面上に位置するように前記一対の突起を支持する平面状の支持面が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、保持部材の裏面に反射ミラーの面外方向に膨出する膨出部を形成し、この膨出部が筐体本体の内面上で摺動することで、保持部材が回動する構成とし、さらにこの保持部材の回動中心と、規定された照明光軸及び反射ミラーの反射面との交点とを略一致させたので、光束を規定された照明光軸に沿って反射ミラーに入射させた状態で、保持部材を任意の量だけ回動させたときの、反射ミラーから射出された光束の照明光軸（以下、射出光束照明光軸、と略す）の変位量を、保持部材の回動中心と、照明光軸と反射面との交点とを略一致させない構成と比べて小さくすることができる。
したがって、射出光束照明光軸を容易にかつ精密に調整することができる。
また、この発明によれば、照明光軸を含む平面と直交する保持部材の端部に、反射ミラーの面に沿って突出するように、かつ、それぞれの中心軸を結ぶ線が保持部材の回動中心を通るように形成した一対の突起を設け、筐体本体内面に、保持部材の回動中心を規定された照明光軸を含む平面上に位置するように突起を支持する支持面を形成したので、保持部材を左右方向に回動させると、突起は支持面上で回動中心を中心として摺動し、保持部材を上下方向に回動させると、突起は支持面上で中心軸を中心として回転する。
したがって、突起および支持面を備えることにより、これらを備えない構成と比べて、保持部材の自重による下方向への回動中心のずれを抑えることができる。
また、突起を支持面で支持させることにより、保持部材を筐体本体内部に仮設置することができる。したがって、保持部材の設置工程と姿勢調整工程を別々に設けることができるので、反射ミラーの姿勢調整作業を効率よく行うことができる。
【０００８】
本発明では、前記膨出部は、球面の一部として構成され、前記保持部材の回動中心及びこの膨出部の球面の中心とが略一致することが望ましい。
この発明によれば、膨出部を球面の一部で形成し、さらにその球面の中心と保持部材の回動中心を略一致させたので、膨出部を筐体本体の内面上で滑らかに摺動させることができる。
したがって、保持部材を滑らかに回動させることができるので、射出光束照明光軸をより精密に調整する事ができる。
【０００９】
本発明では、前記筐体本体の内面には、前記膨出部の摺動面に応じた位置に凹部が形成されていることことが望ましい。
この発明によれば、筐体本体の内面の、膨出部の摺動面に応じた位置に凹部を形成したので、膨出部をこの凹部に係合させる事により筺体本体の内面に対して位置決めすることができる。
したがって、凹部を設けない構成と比べて、保持部材を回動させたときの回動中心の位置ずれを抑える事ができる。
【００１０】
本発明では、前記膨出部の頂部には、前記保持部材の面外方向に突出する腕部が設けられ、前記筐体本体には、この腕部を突出させる孔が形成されていることが望ましい。
この発明によれば、膨出部の頂部に、保持部材の面外方向に突出する腕部を設け、筐体本体に、この腕部を突出させる孔を形成したので、筐体本体に蓋をした後でも、外部から膨出部を摺動させることができる。すなわち、保持部材を回動させることができる。
したがって、筐体本体に収納された光学部品への特別な防塵対策を施すことなく、保持部材を回動させることができる。
【００１３】
本発明の光源から射出された光束を複数の色光に分離する光学装置は、前記光学部品用筐体と、この光学部品用筐体内に収納される複数のミラーとを備え、前記複数のミラーは、全ての光を反射する全反射ミラーと、一定波長の光を透過して他を反射する波長選択ミラーとを備え、前記保持部材には、全反射ミラーまたは波長選択ミラーが取り付けられていることが望ましい。
この発明によれば、前述した光学部品用筐体と同様の作用・効果を奏することができ、光源から射出された光束を、確実に複数の色光に分離することができる。
【００１４】
本発明の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、この光学像を拡大投射するプロジェクタは、前記光学装置を備えていることが望ましい。
この発明によれば、前述した光学装置と同様の作用・効果を奏することができ、高輝度で高品質な光学像の拡大投射が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
（１）外観構成
図１および図２には、本発明の実施形態に係るプロジェクタ１が示されており、図１は上方前面側から見た斜視図であり、図２は下方背面側から見た斜視図である。
このプロジェクタ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光学機器であり、後述する光学ユニットを含む装置本体を内部に収納する外装ケース２および外装ケース２から露出する投写レンズ３を備えている。このプロジェクタ１は、大型店舗内や、パブリックスペース等に設置され、投写画像を大画面表示することによって、多数の観察者に映像情報を提供するものである。
投写レンズ３は、後述する光変調装置としての液晶パネルにより光源から射出された光束を画像情報に応じて変調形成された光学像を拡大投写する投写光学系としての機能を具備するものであり、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る。
【００１６】
筐体としての外装ケース２は、投写方向に沿った奥行き寸法がこれに直交する幅方向寸法よりも大きな直方体形状をなし、装置本体を覆う面状体１０と、ケース強度を負担する不図示のフレーム体とを備えて構成されている。
面状体１０は、装置本体の上部を覆うアッパーケース１１と、装置本体の下部を覆うロアーケース１２と、装置本体の前面部分を覆うフロントケース１３とを備えている。これら各ケース１１〜１３は、射出成形等によって成形された合成樹脂製の一体成形品である。
【００１７】
アッパーケース１１は、装置本体の上部を覆う筐体上面部１１Ａと、この筐体上面部１１Ａの幅方向端部から略垂下する筐体側面部１１Ｂ、１１Ｃと、筐体上面部１１Ａの後端部から略垂下する筐体背面部１１Ｄとを備えている。
このアッパーケース１１の筐体上面部１１Ａと、筐体側面部１１Ｂ、１１Ｃとが交差する稜線部分には、プロジェクタ１の投写方向略中央から後端側に向かって面取加工が施され、稜線に沿って凹状にへこんだ凹部１１１が形成されている。この凹部１１１は、プロジェクタ１を２台スタックさせた際に、２台のプロジェクタ１を連結するパイプ状の支持部材を挿入するために形成されている。
また、筐体側面部１１Ｂには、冷却空気導入用のスリット状の開口部１１２が形成されている。
【００１８】
筐体上面部１１Ａの略中央部分には、プロジェクタ１の起動・調整操作を行うための操作パネル１４が設けられている。この操作パネル１４は、起動スイッチ、画像・音声等の調整スイッチを含む複数のスイッチを備え、プロジェクタ１による投写時には、操作パネル１４中の調整スイッチ等を操作することにより、画質・音量等の調整を行うことができる。
また、筐体上面部１１Ａの投写方向前方には、複数の孔１４１が形成されていて、この内部には、音声出力用のスピーカが収納されている。
これら操作パネル１４およびスピーカは、後述する装置本体を構成する制御基板と電気的に接続され、操作パネル１４による操作信号はこの制御基板で処理される。
【００１９】
筐体背面部１１Ｄは、ほぼ全面が開口された枠状に構成され、この開口部分には、画像信号等を入力するためのコネクタ群１５が露出するとともに、その隣は、光源装置を収納する開口部とされ、通常は、光源装置収納用の蓋部材１６によって覆われている。尚、コネクタ群１５は、後述する制御基板と電気的に接続され、コネクタ群１５を介して入力した画像信号は、制御基板によって処理される。
また、筐体上面部１１Ａの後端部及び筐体背面部１１Ｄの上端部分は、アッパーケース１１から脱着可能な蓋部材１１３が取り付けられていて、この蓋部材１１３内部には、ＬＡＮボード等の拡張基板を挿入することができるようになっている。
【００２０】
ロアーケース１２は、アッパーケース１１との係合面を中心としてアッパーケース１１と略対称に構成され、筐体底面部１２Ａ、筐体側面部１２Ｂ、１２Ｃ、および筐体背面部１２Ｄを備えている。
そして、筐体側面部１２Ｂ、１２Ｃ、および筐体背面部１２Ｄは、その上端部分でアッパーケース１１の筐体側面部１１Ｂ、１１Ｃ、及び筐体背面部１１Ｄの下端部分と係合する。尚、筐体背面部１２Ｄは、アッパーケース１１の筐体背面部１１Ｄと同様に、ほぼ全面が開口され、係合後の開口部分から前述したコネクタ群１５が露出するとともに、両開口部分に跨って蓋部材１６が取り付けられる。
また、筐体背面部１２Ｄの角隅部には、さらに開口部が形成されており、この開口部からインレットコネクタ１７が露出している。さらに、筐体側面部１２Ｂには、アッパーケース１１の筐体側面部１１Ｂに形成された開口部１１２に応じた位置に開口部１２２が形成されている。
【００２１】
筐体底面部１２Ａには、プロジェクタ１の後端側略中央に固定脚部１８が設けられているとともに、先端側幅方向両端に調整脚部１９が設けられている。
調整脚部１９は、筐体底面部１２Ａから面外方向に進退自在に突出する軸状部材から構成され、軸状部材自体は、外装ケース２の内部に収納されている。このような調整脚部１９は、プロジェクタ１の側面部分に設けられる調整ボタン１９１を操作することにより、筐体底面部１２Ａからの進退量を調整することができる。
これにより、プロジェクタ１から射出された投写画像の上下位置を調整し、適切な位置に投写画像を形成することができるようになる。
【００２２】
また、筐体底面部１２Ａには、筐体底面部１２Ａの略中央に投写方向に沿って延びる凸条のリブ状部２０と、このリブ状部２０と直交するようにプロジェクタ１の幅方向に沿って延びる複数のリブ状部２１、２２とが形成されている。そして、中間部分の２本のリブ状部２１の間には、詳しくは後述するが、外部から冷却空気を取り込むための吸気用開口部が形成されていて、フィルタ２３によって覆われている。このフィルタ２３で塞がれた吸気用開口部の後端側には、やはり冷却空気取り込み用の吸気用開口部２４が形成されているが、フィルタで覆われる構成とはなっていない。
プロジェクタ１の幅方向に沿って延びるリブ状部２１、２２の端部には、ねじ孔２１Ａが４箇所形成されている。このねじ孔２１Ａには、プロジェクタ１を天井吊り下げとした場合の天井吊り下げ用の金具が装着される。
さらに、筐体底面部１２Ａの装置後端側端縁には、係合部２６が形成されており、この係合部２６には、前述したコネクタ群１５を覆って塵埃等がこれらに付着することを防止するためのカバー部材が取り付けられるようになっている。
【００２３】
フロントケース１３は、前面部１３Ａおよび上面部１３Ｂを備えて構成され、前面部１３Ａの外周部分には、面外方向に延びるリブ１３Ｃが形成されており、アッパーケース１１、ロアーケース１２の投写方向先端側とこのリブ１３Ｃが係合する。
前面部１３Ａは、ロアーケース１２の筐体底面部１２Ａからアッパーケース１１の筐体上面部１１Ａに向かって装置後端側に傾斜しており、その方向は投写面から遠ざかるように傾斜している。このようにしたのは、プロジェクタ１を天井吊り下げにした際に、フロントケース１３の前面部１３Ａが下面を向くので、フロントケース１３に塵埃が付着しにくくなるためであり、通常設置の状態よりもメンテナンスしにくい天井吊り下げの場合を考慮したためである。
【００２４】
このような前面部１３Ａの略中央部分には開口部２７が形成されており、この開口部２７からは投写レンズ３が露出する。
この開口部２７には、隣接してスリット状の開口部２８が形成されており、プロジェクタ１の装置本体内部を冷却した空気は、この開口部２８から排出される。
さらに、前面部１３Ａの角隅部近傍には、孔２９が形成されており、この孔２９からは、不図示のリモートコントローラの操作信号を受信するための受光部３０がある。
尚、本例においては、プロジェクタ１の背面側にも受光部３０が設けられており、図２に示されるようにアッパーケース１１の筐体背面部１１Ｄの角隅部に受光部３０がある。これにより、リモートコントローラを使用する場合、装置前面側、装置背面側のいずれの方向からもリモートコントローラの操作信号を受信することができるようになっている。
【００２５】
上面部１３Ｂは、アッパーケース１１の筐体上面部１１Ａの略中央まで延出し、具体的には図示を略したが、投写レンズ３の基端部近傍まで達している。このようにしたのは、投写レンズ３を変更する際に、フロントケース１３を取り外すだけで投写レンズ３を交換できるようにするためであり、アッパーケース１１およびロアーケース１２からフロントケース１３を取り外すと、上面部１３Ｂが外れて開口され、投写レンズ３の基端部取付部分が露出するようになっている。
【００２６】
（２）内部構成
このような外装ケース２の内部には、図３〜図５に示されるように、プロジェクタ１の装置本体が収納されており、この装置本体は、光学ユニット４、制御基板５、および電源ブロック６を備えて構成される。
(2-1)光学ユニット４の構造
光学エンジンとしての光学ユニット４は、光源装置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、投写レンズ３を介してスクリーン上に投写画像を形成するものであり、図５に示されるように、ライトガイド４０という光学部品用筐体内に、光源装置や、種々の光学部品等を組み込んだものとして構成される。
このライトガイド４０は、下ライトガイド４０１という筐体本体と、上ライトガイド４０２から構成され、それぞれは、射出成形等による合成樹脂製品である。
【００２７】
下ライトガイド４０１は、図６に示されるように、後述する光源装置が収納される光源収納部４０１Ａ及び光学部品を収納する部品収納部４０１Ｂを備え、この部品収納部４０１Ｂは、底面部４０１Ｃ及び側壁部４０１Ｄからなる上部が開口された容器状に形成され、側壁部４０１Ｄには、複数の溝部４０１Ｅが設けられている。この溝部４０１Ｅには、光学ユニット４を構成する種々の光学部品が装着され、これにより各光学部品は、ライトガイド４０内に規定された照明光軸上に精度よく配置される。上ライトガイド４０２は、この下ライトガイド４０１に応じた平面形状を有し、下ライトガイド４０１の上面を塞ぐ蓋状部材として構成される。
また、下ライトガイド４０１の光束射出側端部には、金属製の側面略Ｌ字状のヘッド体４０３が配置され、このヘッド体４０３のＬ字水平部分には、後述する光学装置４４が取り付けられるとともに、Ｌ字垂直部分には、投写レンズ３の基端部分が接合固定される。
【００２８】
このようなライトガイド４０内は、図７に示されるように、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、光変調光学系および色合成光学系を一体化した光学装置４４とに機能的に大別される。尚、本例における光学ユニット４は、三板式のプロジェクタに採用されるものであり、ライトガイド４０内で光源から射出された白色光を三色の色光に分離する空間色分離型の光学ユニットとして構成されている。
インテグレータ照明光学系４１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り、光源装置４１１、平行化凹レンズ４１２、第１レンズアレイ４１３、第２レンズアレイ４１４、偏光変換素子４１５、および重畳レンズ４１６を備えて構成される。
【００２９】
光源装置４１１は、放射光源としての光源ランプ４１７、リフレクタ４１８、およびリフレクタ４１８の光束射出面を覆うフロントガラス４１９を備え、光源ランプ４１７から射出された放射状の光線を、平行化凹レンズ４１２及びリフレクタ４１８で反射して略平行光線とし、外部へと射出する。本例では、光源ランプ４１７として高圧水銀ランプを採用しているが、これ以外にメタルハライドランプやハロゲンランプを採用することもある。また、本例では、楕円面鏡からなるリフレクタ４１８の射出面に平行化凹レンズ４１２を配置した構成を採用しているが、リフレクタ４１８として放物面鏡を採用することもできる
【００３０】
第１レンズアレイ４１３は、照明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具備している。各小レンズは、光源ランプ４１７から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸方向に射出する。各小レンズの輪郭形状は、後述する液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ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る。例えば、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ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に設定される。
第２レンズアレイ４１４は、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４１４は、重畳レンズ４１６とともに、第１レンズアレイ４１３の各小レンズの像を液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ上に結像させる機能を有する。
【００３１】
偏光変換素子４１５は、第２レンズアレイ４１４からの光を一定方向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、重畳レンズ４１６によって最終的に光学装置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４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ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４１７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４１５を用いることにより、光源ランプ４１７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４１５は、例えば、特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
【００３２】
色分離光学系４２は、インテグレータ照明光学系４１から射出された光束を曲折する反射ミラー４２１と、２枚のダイクロイックミラー４２２，４２３と、反射ミラー４２４とを備え、ダイクロイックミラー４２２、４２３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。反射ミラー４２４は、詳しくは後述するが、下ライトガイド４０１に対して姿勢を調整できるようになっている。
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。
【００３３】
この際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２２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反射し、青色光成分は透過する。ダイクロイックミラー４２２によって透過した青色光は、反射ミラー４２４で反射し、フィールドレンズ４２５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４２５は、第２レンズアレイ４１４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４２５も同様である。
【００３４】
また、ダイクロイックミラー４２２を反射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４２３によって反射し、フィールドレンズ４２５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４２３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４２５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４２５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。
【００３５】
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、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視野角補正板４４３および射出側偏光板４４４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４４５とを備える。
【００３６】
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り、図８に示されるように、液晶パネル４４１Ｇを例に取れば、パネル本体４４１１と、このパネル本体４４１１を収納する保持枠４４１２とを備えている。尚、以下の説明では、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｂについては特段言及しないが、液晶パネル４４１Ｇと略同様の構成である。
パネル本体４４１１は、図示を略したが、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たものであり、一対の透明基板の入射側及び射出側には防塵ガラスが貼り付けられている。
保持枠４４１２は、パネル本体４４１１を収納する凹部を有する部材であり、その四隅部分には、孔４４１３が形成されている。
【００３７】
このような液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂの前段に配置される入射側偏光板４４２（図７参照）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基板に偏光膜が貼付されたものである。また、基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ４２５に貼り付けてもよい。
視野角補正板４４３は、基板上に液晶パネル４４１Ｇで形成された光学像の視野角を補正する機能を有する光学変換膜が形成されたものであり、このような視野角補正板４４３を配置することにより、黒画面時の光漏れを低減し投写画像のコントラストが大幅に向上する。
【００３８】
射出側偏光板４４４は、液晶パネル４４１Ｇで光変調された光束のうち、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、本例では、２枚の第１偏光板（プリポラライザ）４４４Ｐ及び第２偏光板（アナライザ）４４４Ａから構成されている。このように射出側偏光板４４４を２枚構成としたのは、入射する偏光光を、第１偏光板４４４Ｐ、第２偏光板４４４Ａのそれぞれで按分させて吸収することにより、偏光光で発生する熱を両偏光板４４４Ｐ、４４４Ａで按分させ、それぞれの過熱を抑えるためである。
【００３９】
クロスダイクロイックプリズム４４５は、射出側偏光板４４４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４４５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。
このクロスダイクロイックプリズム４４５の下面には、プリズム固定板４４５１が紫外線硬化型接着剤により固着されている。このプリズム固定板４４５１は、クロスダイクロイックプリズム４４５の対角線に沿って伸びる脚部４４５２を備え、各脚部４４５２の先端部分には孔４４５３が形成されている。
そして、光学装置４４は、この孔４４５３部分に挿入される不図示のねじ等によって前述したヘッド体４０３のＬ字水平分に接合固定される。
【００４０】
前述した液晶パネル４４１Ｇ、視野角補正板４４３、第１偏光板４４４Ｐ及び第２偏光板４４４Ａは、パネル固定板４４６を介してクロスダイクロイックプリズム４４５の光束入射端面に固定される。
パネル固定板４４６は、平面視略Ｃ字形状の固定部本体４４６１と、この固定部本体４４６１の先端側に腕部４４６２を介して突設されるピン４４６３とを備える。このうち、固定部本体４４６１のＣ字先端には、視野角補正板４４３が固定される台座４４６４と、Ｃ字先端側縁に沿って延出し、視野角補正板４４３の外形位置基準となる位置決め部４４６４Ａが形成されている。
そして、液晶パネル４４１Ｇ、視野角補正板４４３、第１偏光板４４４Ｐ及び第２偏光板４４４Ａを、パネル固定板４４６によってクロスダイクロイックプリズム４４５の光束入射端面に固定する場合、まず、固定部本体４４６１のＣ字内側の空間に第１偏光板４４４Ｐ、第２偏光板４４４Ａを挿入し、バネ部材４４６５によって該空間内に、これら偏光板４４４Ｐ、４４４Ａが一定距離離間配置するように付勢しながら固定する。
【００４１】
次に、視野角補正板４４３の外形位置を位置決め部４４６４Ａにて合わせながら、視野角補正板４４３の端面を台座４４６４に熱伝導性テープまたは接着剤等で貼り付けた後、クロスダイクロイックプリズム４４５の光束入射端面にパネル固定板４４６を固定する。
そして、パネル固定板４４６のピン４４６３に紫外線硬化型接着剤を塗布した後、未硬化の状態で液晶パネル４４１Ｇの孔４４１３を挿通する。
同様の手順で液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｂも、紫外線硬化型接着剤が未硬化の状態でパネル固定板４４６に仮止めしておき、各液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂに赤、緑、青の各色光を導入し、クロスダイクロイックプリズム４４５の光束射出端面から射出された各色光を観察しながら、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ相互の位置調整を行い、位置調整が終了したら、紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂの位置決め固定を行う。
【００４２】
(2-2)制御基板５の構造
制御基板５は、図４及び図５に示すように、光学ユニット４の上側を覆うように配置され、２段に積層配置されるメイン基板５１を備え、上段側基板５１１には、演算処理装置等の制御部本体が実装され、下側基板５１２には、各液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂの駆動用ＩＣが実装されている。また、この制御基板５は、図示を略したが、このメイン基板５１の後端側で接続され、外装ケース２の筐体背面部１１Ｄ、１２Ｄに起立するインターフェース基板を備えている。
インターフェース基板の背面側には、前述したコネクタ群１５が実装されていて、コネクタ群１５から入力する画像情報は、このインターフェース基板を介してメイン基板５１に出力される。
メイン基板５１上の演算処理装置は、入力した画像情報を演算処理した後、液晶パネル駆動用ＩＣに制御指令を出力する。駆動用ＩＣは、この制御指令に基づいて駆動信号を生成出力して液晶パネル４４１を駆動させ、これにより、画像情報に応じて光変調を行って光学像が形成される。
【００４３】
(2-3)電源ブロック６の構造
電源ブロック６は、光学ユニット４に隣接して、プロジェクタ１の外装ケース２の投写方向に沿って延出して設けられ、図示を略したが、電源ユニット及びランプ駆動ユニットを備えている。
電源ユニットは、前述したインレットコネクタ１７に接続された電源ケーブルを通して外部から供給された電力をランプ駆動ユニットや制御基板５等に供給するものである。
ランプ駆動ユニットは、前述した光源装置４１１に安定した電圧で電力を供給するための変換回路であり、電源ユニットから入力した商用交流電流は、このランプ駆動ユニットによって整流、変換されて、直流電流や交流矩形波電流となって光源装置４１１に供給される。
このような電源ブロック６の前方には、図３に示すように、排気ファン６１が設けられており、プロジェクタ１内部の各構成部材を冷却した空気は、この排気ファン６１によって集められ、外装ケース２の開口部２８から装置外部に排出される。
【００４４】
(2-4)冷却構造
このようなプロジェクタ１内部は、光源装置４１１や電源ブロック６の発熱により加熱されるため、内部に冷却空気を循環させて、光源装置４１１、光学装置４４、電源ブロック６を効率的に冷却させる必要がある。このため、本例では、図９に示されるように３つの冷却流路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が設定されている。
冷却流路Ｃ１は、インテグレータ照明光学系４１を構成する光源装置４１１及び偏光変換素子４１５を冷却する流路であり、図２における吸気用開口部２４の装置内部に設けられるシロッコファン７１で吸引した冷却空気を、ダクト７２によってライトガイド４０の光源収納部４０１Ａの側方から光源装置４１１、偏光変換素子４１５に供給し、これらを冷却する。冷却後の空気は、排気ファン６１によって吸引され、プロジェクタ１の外部に排出される。
【００４５】
冷却流路Ｃ２は、光変調及び色合成を行う光学装置４４を冷却する流路であり、図２におけるフィルタ２３が設けられた位置に形成される吸気用開口部の装置内側に設けられるシロッコファン（後述）で吸引した冷却空気を、光学装置４４の下方から上方に向かって供給して、前記の液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂや、入射側偏光板４４２、視野角補正板４４３、射出側偏光板４４４を冷却する。冷却後の空気は、メイン基板５１の下面及びアッパーケース１１の筐体上面部１１Ａに沿って流れ、メイン基板５１に実装された回路素子を冷却しながら、排気ファン６１によって外部に排出される。
【００４６】
冷却流路Ｃ３は、電源ブロック６を冷却する流路であり、電源ブロック６の後端側に設けられる吸気ファン６２により、アッパーケース１１の筐体側面部１１Ｂに形成された開口部１１２、ロアーケース１２の筐体側面部１２Ｂに形成された開口部１２２から冷却空気を取り込み、取り込まれた冷却空気の一部は、電源ユニット及びランプ駆動ユニットに供給され、これらを冷却した後、排気ファン６１によって外部に排出される。
【００４７】
(2-5)反射ミラー４２４の姿勢調整構造
反射ミラー４２４は、図１０に示されるように、保持部材８１により保持されており、この保持部材８１は、下ライトガイド４０１の側壁部４０１Ｄに対して回動中心Ｐを中心に回動するように設けられている。また、この回動中心Ｐは、規定された照明光軸Ｌ１及び反射ミラー４２４の反射面４２４Ａとの交点Ｑと略一致するように設けられている。なお、ここでＬ２は射出光束照明光軸（反射面４２４Ａから射出された光束の照明光軸）を示している。
【００４８】
保持部材８１は、図１１及び図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、反射ミラー４２４を覆うように形成されており、背面部８１１、側面部８１２，８１３、上面部８１４、および下面部８１５を備えている。
背面部８１１の正面には、反射ミラー４２４が、上面部８１４および下面部８１５に設けられた、かしめ部８１４Ａにより熱かしめされることにより保持されている。保持部材８１の開口部の深さは、反射ミラー４２４の厚さよりも深く形成されているので、反射ミラー４２４の反射面４２４Ａは、保持部材８１の開口部の面位置よりも内側に位置している。
背面部８１１の裏面略中央には、膨出部８１６が形成されており、この膨出部８１６は回動中心Ｐを中心とする仮想球面Ｓの一部として構成されている。
膨出部８１６の頂部には、背面部８１１の面外方向に突出する腕部としてのミラー位置調整レバー８１７が備えられ、このミラー位置調整レバー８１７の先端には、不図示の調整用治具体からの調整用アームに接続される半球状のミラーノブ８１８が熱かしめにより固定されている。
【００４９】
側面部８１２，８１３には、反射ミラー４２４の面に沿って突出するように円柱状の突起８１９が設けられ、これら突起８１９は、それぞれの中心軸を結んだ仮想線Ｔが、回動中心Ｐを通るように形成されている。
側面部８１２の下方には、切欠き８１２Ａが形成されている。これにより、反射ミラー４２４を保持部材８１に取り付けた後でも、切欠き８１２Ａから、背面部８１１と反射ミラー４２４との間に先端が薄板状等に形成された治具を挿入する事により、反射ミラー４２４を容易に取り外す事ができる。
【００５０】
側壁部４０１Ｄには、図１１に示されるように、膨出部８１６が係合する凹部８２と、回動中心Ｐを規定された照明光軸Ｌ１を含む平面上に位置するように突起８１９を支持する支持面８３が設けられている。
凹部８２は、膨出部８１６の球面に対応した形状に形成されており、これにより、膨出部８１６を滑らかに摺動させる事ができる。凹部８２の頂部には、ミラー位置調整レバー８１７を下ライトガイド４０１の外部に露出するための孔８２１が形成されている。
孔８２１は上部が欠けた円形状に形成されており、この欠けた位置には、側壁部４０１Ｄの上辺に向かって開口された切欠き８２２が形成されている。これにより、ミラー位置調整レバー８１７を側壁部４０１Ｄの上方向から挿通させて、膨出部８１６を凹部８２に係合させることができるので、その作業性を良くすることができる。
【００５１】
孔８２１と切欠き８２２の結合部分には、くびれ部８２３が設けられている。これにより、切欠き８２２を形成したことにより生じる、膨出部８１６を摺動させるときの膨出部８１６の上方向への位置ずれを抑えることができる。
支持面８３は、肩部８３１の上面に設けられ、摩擦係数が小さい平面状に形成されている。これにより、突起８１９を滑らかに回転、摺動させることができる。
【００５２】
下ライトガイド４０１に対する反射ミラー４２４の姿勢調整、すなわち、射出光束照明光軸Ｌ２の調整は、ライトガイド４０内に光束を導入し、投写レンズ３から出た光束を確認しながら行われる。
具体的には、下ライトガイド４０１に、光源装置４１１および各光学部品を配置した後、膨出部８１６または凹部８２に瞬間接着剤主剤を塗布し、未硬化の状態でミラー位置調整レバー８１７を切欠き８２２の上方から挿通する。図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、膨出部８１６を凹部８２に係合し、突起８１９を支持面８３に支持させた後、上ライトガイド４０２で蓋をし、光束を規定された照明光軸Ｌ１に沿って反射面４２４Ａに入射する。
この状態で、ミラーノブ８１８に調整用治具体からの調整用アームを張力をかけて接続した後、この調整用治具体でミラー位置調整レバー８１７を操作し、膨出部８１６を凹部８２に倣って上下左右方向に摺動させるとともに、突起８１９を支持面８３上で摺動または回転させることにより、保持部材８１を回動させ、反射ミラー４２４の姿勢調整を行う。
【００５３】
たとえば、ミラー位置調整レバー８１７を、図１２（Ａ）に示されるように、Ｘ１１方向に動かすと、膨出部８１６は凹部８２に倣って摺動し、突起８１９は、支持面８３上で仮想線Ｔ上の回動中心Ｐを中心としてＸ１２方向に摺動する。したがって、保持部材８１は、回動中心Ｐを中心として左方向に回動する。
また、ミラー位置調整レバー８１７を、図１２（Ｂ）に示されるように、Ｚ１１方向に回動させると、膨出部８１６は凹部８２に倣って摺動し、突起８１９は、支持面８３上で回動中心Ｐを通る仮想線Ｔを中心としてＺ１２方向に回転する。したがって、保持部材８１は、回動中心Ｐを中心として上方向に回動する。
ミラー位置調整レバー８１７をＸ２１方向またはＺ２１方向に動かしたときにも上述した原理により、保持部材８１は、回動中心Ｐを中心として右方向または下方向に回動する。
【００５４】
投写レンズ３から出た光束を確認しながら、上述した方法で、保持部材８１を回動させて反射ミラー４２４の姿勢調整、すなわち、射出光束照明光軸Ｌ２の調整をし終えたら、瞬間接着剤主剤を塗布した部分に硬化促進剤を塗布し膨出部８１６と凹部８２とを接着するとともに、上ライトガイド４０２に設けられた孔（図示を略す）から突起８１９と支持面８３との接触部分に接着剤を塗布し両者を接着することにより、反射ミラー４２４を位置決め固定する。
【００５５】
前述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
反射ミラー４２４を保持する保持部材８１の裏面に膨出部８１６を形成し、この膨出部８１６が側壁部４０１Ｄの内面上を摺動することにより、保持部材８１が回動する構成とし、さらにこの保持部材８１の回動中心Ｐと規定された照明光軸Ｌ１及び反射ミラー４２４の反射面４２４Ａとの交点Ｑとを略一致させたので、光束を規定された照明光軸Ｌ１に沿って反射ミラー４２４に入射させた状態で、保持部材８１を任意の量だけ回動させたときの、射出光束照明光軸Ｌ２の変位量を、回動中心Ｐと交点Ｑとを略一致させない構成と比べて小さくすることができる。
したがって、射出光束照明光軸Ｌ２を容易にかつ精密に調整することができる。
【００５６】
膨出部８１６を仮想球面Ｓの一部で形成し、さらにその仮想球面Ｓの中心と保持部材８１の回動中心Ｐを略一致させたので、膨出部８１６を側壁部４０１Ｄの内面上で滑らかに摺動させることができる。
したがって、保持部材８１を滑らかに回動させることができるので、射出光束照明光軸Ｌ２をより精密に調整する事ができる。
【００５７】
側壁部４０１Ｄの内面の、膨出部８１６の摺動面に応じた位置に凹部８２を形成したので、膨出部８１６をこの凹部８２に係合させることにより側壁部４０１Ｄに対して位置決めする事ができる。
したがって、凹部８２を設けない構成と比べて、保持部材８１を回動させたときの回動中心Ｐの位置ずれを抑えることができる。
【００５８】
膨出部８１６の頂部に、背面部８１１の面外方向に突出するミラー位置調整レバー８１７を設け、側壁部４０１Ｄに、このミラー位置調整レバー８１７を突出させる孔８２１を形成したので、下ライトガイド４０１に蓋をした後でも、外部から膨出部８１６を摺動させることができる。すなわち、保持部材８１を回動させることができる。
したがって、ライトガイド４０に収納された光学部品への特別な防塵対策を施すことなく、保持部材８１を回動させることができる。
特に、膨出部８１６の頂部に、ミラー位置調整レバー８１７を介して調整用治具体からの調整用アームに接続されるミラーノブ８１８を設けたので、調整用アームを用いることにより、保持部材８１の回動をより精密に制御することができる。すなわち、射出光束照明光軸Ｌ２をより精密に調整することができるので、照明の有効範囲に対する余裕量を少なくできるため、有効照明が増し明るさを向上できる。
【００５９】
保持部材８１の側面部８１２，８１３に、反射ミラー４２４の面に沿って突出するように、かつ、それぞれの中心軸を結ぶ仮想線Ｔが保持部材８１の回動中心Ｐを通るように形成した一対の突起８１９を設け、側壁部４０１Ｄに、保持部材８１の回動中心Ｐを規定された照明光軸Ｌ１を含む平面上に位置するように突起８１９を支持する支持面８３を形成したので、保持部材８１を左右方向に回動させると、突起８１９は、支持面８３上で仮想線Ｔ上の回動中心Ｐを中心として摺動し、保持部材８１を上下方向に回動させると、突起８１９は、支持面８３上で回動中心Ｐを通る仮想線Ｔを中心として回転する。
したがって、突起８１９および支持面８３を備えることにより、これらを備えない構成と比べて、保持部材８１の自重による下方向への回動中心Ｐのずれを抑えることができる。
【００６０】
特に、突起８１９を円柱状としているので、突起８１９は支持面８３上で滑らかに回転するので、保持部材８１の上下方向への回動をより滑らかに行うことができる。
また、突起８１９を支持面８３で支持させることにより、保持部材８１を下ライトガイド４０１に仮設置することができる。したがって、保持部材８１の設置工程と姿勢調整工程を別々に設けることができるので、効率良く姿勢調整作業を行うことができる。
【００６１】
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、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、膨出部８１６および凹部８２の両方を球面状としたが、いずれかの一方が球面状であれば、同様の作用・効果を奏する事ができる。
前記実施形態では、反射ミラー４２４の姿勢調整できるようにしたが、反射ミラー４２１，４３２，４３４の姿勢調整をできるようにしても良い。
前記実施形態では、反射ミラー４２１，４２４，４３２，４３４に全反射ミラーを採用したが、波長選択ミラーを採用しても良い。
前記実施形態では、プロジェクタ１に設けられた反射ミラー４２４の姿勢調整を行ったが、同様の構成を、その他の光学機器や電子機器に備えられた反射ミラーまたは波長選択ミラーにも採用することができる。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成する上で他の構造等としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るプロジェクタの外観構成を表す概要斜視図。
【図２】前記実施形態におけるプロジェクタの外観構成を表す概要斜視図。
【図３】前記実施形態におけるプロジェクタの内部構成を表す概要斜視図。
【図４】前記実施形態におけるプロジェクタの内部構成を表す概要斜視図。
【図５】前記実施形態におけるプロジェクタの内部構成を表す概要斜視図。
【図６】前記実施形態における光学ユニットを収納するライトガイドの構造を表す概要斜視図。
【図７】前記実施形態における光学ユニット構造を表す模式図。
【図８】前記実施形態における光学装置の構造を表す概要斜視図。
【図９】前記実施形態における冷却流路を表す概要斜視図。
【図１０】前記実施形態における光学ユニットを収納するライトガイドの構造を表す概要斜視図。
【図１１】前記実施形態における光学ユニットを収納するライトガイドの構造を表す概要分解斜視図。
【図１２】前記実施形態における反射ミラーの姿勢調整構造を表す概要三面図。
【符号の説明】
１…プロジェクタ、４０…ライトガイド（光学部品用筐体）、８１…保持部材、８２…凹部、８３…支持面、４０１…下ライトガイド（筐体本体）、４２４…反射ミラー、４２４Ａ…反射面、８１６…膨出部、８１９…突起、８２１…孔、Ｌ１…規定された照明光軸、Ｐ…回動中心、Ｑ…交点、Ｓ…仮想球面（球面）、Ｔ…仮想線（突起の中心軸を結ぶ線）

Claims (6)

1. 反射ミラーを含む複数の光学部品を収納し、これら複数の光学部品を、平面的に規定された照明光軸上に配置する光学部品用筐体であって、
   前記反射ミラーを保持する保持部材と、他の光学部品を収納する筐体本体とを備え、
   前記保持部材の裏面には、前記反射ミラーの面外方向に膨出する膨出部が形成され、
   この膨出部が前記筐体本体の内面上を摺動することにより、前記保持部材は、前記筐体本体に対して回動し、
   この保持部材の回動中心と、前記規定された照明光軸及び前記反射ミラーの反射面との交点とが略一致し、
   前記照明光軸を含む平面と直交する前記保持部材の端部には、前記反射ミラーの面に沿って突出する突起が一対設けられ、
   この一対の突起は、両者の中心軸を結ぶ線が前記保持部材の回動中心を通る位置に設けられ、
   前記筐体本体内面には、前記保持部材の回動中心を、前記照明光軸を含む平面上に位置するように前記一対の突起を支持する平面状の支持面が形成されていることを特徴とする光学部品用筐体。
2. 請求項１に記載の光学部品用筐体において、
   前記膨出部は、球面の一部として構成され、前記保持部材の回動中心及びこの膨出部の球面の中心とが略一致することを特徴とする光学部品用筐体。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光学部品用筐体において、
   前記筐体本体の内面には、前記膨出部の摺動面に応じた位置に凹部が形成されていることを特徴とする光学部品用筐体。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光学部品用筐体において、
   前記膨出部の頂部には、前記保持部材の面外方向に突出する腕部が設けられ、 前記筐体本体には、この腕部を突出させる孔が形成されていることを特徴とする光学部品用筐体。
5. 光源から射出された光束を複数の色光に分離する光学装置であって、
   請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光学部品用筐体と、
   この光学部品用筐体内に収納される複数のミラーとを備え、
   前記複数のミラーは、全ての光を反射する全反射ミラーと、一定波長の光を透過して他を反射する波長選択ミラーとを備え、
   前記保持部材には、全反射ミラーまたは波長選択ミラーが取り付けられていることを特徴とする光学装置。
6. 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、この光学像を拡大投射するプロジェクタであって、
   請求項５に記載の光学装置を備えていることを特徴とするプロジェクタ。

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