JP4168854B2 - 光学装置、およびプロジェクタ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、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が一体的に設けられた光学装置、およびプロジェクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、光源から射出された光束を３色の色光に分離する色分離光学系と、色光毎に画像情報に応じて変調する３枚の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学装置とを備える３板式のプロジェクタが知られている。
このような三板式のプロジェクタでは、該プロジェクタの小型化を図るために、以下に示すように、色合成光学装置に対して３つの光変調装置を接合固定した光学装置が採用されている。
【０００３】
例えば、このような光学装置として、複数のピンスペーサを介して、色合成光学装置に対して３つの光変調装置を接合固定する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
具体的に、光変調装置は、光変調を実施する光変調素子と、この光変調素子の画像形成領域に応じて開口を有し、該光変調素子を収納する保持枠とで構成される。ここで、保持枠には、開口周縁に４つの孔が形成されている。そして、保持枠に光変調素子を収納保持させた状態で、４つのピンスペーサを保持枠に形成された４つの孔にそれぞれ挿通し、各ピンスペーサの端面を色合成光学装置の光束入射端面に接着固定するとともに、各ピンスペーサの側面と各孔の内側面とを接着固定することで光変調装置および色合成光学装置を接合固定している。
【０００４】
また、例えば、上述した複数のピンスペーサを一体化した光学装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
具体的に、この光学装置は、光変調装置を保持する略矩形板状の保持部材を備え、この保持部材の四隅角部分には、板面から面外方向に４つのピンが突出している。この保持部材において、これら４つのピンを連結する板面は、色合成光学装置の上下端面に設けられた台座の側面、または色合成光学装置の光束入射側端面に接着固定されている。そして、色合成光学装置に対して光変調装置を接合固定する際には、保持部材を台座の側面、または色合成光学装置の光束入射側端面に装着した状態で、光変調装置を構成する保持枠の４つの孔に保持部材の４つのピンを挿通させるように保持部材に対して光変調装置を設置し、４つのピンの側面と保持枠の４つの孔の内側面とを接着固定する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２２１５８８号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００３−１２１９３１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、光変調素子に発生する熱を効率的に冷却するとともに、光変調装置の製造コストの低減を図るために、光変調装置を構成する保持枠を板金加工等により形成する構造が提案されている。
しかしながら、特許文献１に記載の光学装置に、上述した光変調装置を採用した場合には、保持枠が薄型化するため、各ピンスペーサの側面と保持枠に形成された各孔の内側面との接着面積が確保できず、光学装置製造時にも、ピンスペーサの自重により傾いた状態で接合されてしまう。また、プロジェクタを長期間使用するにしたがって、傾いて接合されたピンスペーサを接着する接着剤の量の差による熱膨張量の差が発生し、色合成光学装置に対して固定された３つの光変調装置の相互位置がずれ、結果的に投写画像に画素ずれが生じるおそれがある。
【０００８】
また、特許文献２に記載の光学装置に、上述した光変調装置を採用した場合には、４つのピンが板体に連結されているので、４つのピンの傾斜を回避できる。しかしながら、保持部材の板面が台座の側面または色合成光学装置の光束入射側端面に接着固定されるため、保持部材と台座、または保持部材と色合成光学装置の各部材間の接着面積が大きくなる。このため、これら各部材の熱膨張係数が異なる構成の場合には、各部材間の熱応力が大きくなり、色合成光学装置に対して固定された３つの光変調装置の相互位置を良好に維持することが困難となる。
【０００９】
本発明の目的は、複数の光変調装置における相互の位置ずれを回避し、画素ずれのない良好な光学像を形成できる光学装置、およびプロジェクタを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学装置は、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が一体的に設けられた光学装置であって、前記光変調装置は、光変調を実施する光変調素子と、この光変調装置の画像形成領域に応じた開口、およびこの開口周縁に複数の孔を有し、前記光変調素子を収納する保持枠とを備え、当該光学装置は、前記複数の孔に挿通され、前記光変調装置および前記色合成光学装置を一体化するピンスペーサを備え、前記ピンスペーサは、前記複数の孔のうち２つの孔にそれぞれ挿通される２つのピン状突起と、前記各ピン状突起における前記色合成光学装置側の一端から離隔した部分を互いに連結する棒状の連結部とで構成されていることを特徴とする。
【００１１】
ここで、保持枠の孔は、少なくとも２つ以上形成すればよく、その数、および形成位置は特に限定しない。
さらに、連結部は、各ピン状突起における色合成光学装置側の一端を互いに連結する構成を除けば、各ピン状突起におけるいずれの位置で連結してもよい。
さらにまた、各ピン状突起の一端は、例えば、色合成光学装置の光束入射端面に直接接合してもよく、または色合成光学装置に対して固定された他の部材に接合してもよい。
【００１２】
本発明によれば、光学装置は、ピンスペーサを備え、２つのピン状突起が連結部にて互いに連結されているので、保持枠が薄型化して各ピン状突起の側面と保持枠に形成された各孔の内側面との接着面積が確保できない場合であっても、従来のような複数のピンが別体とされる構成と比較して、ピン自体の自重により各ピンが傾斜することを回避できる。
また、連結部は、各ピン状突起における色合成光学装置側の一端から離隔した部分で各ピン状突起を互いに連結するので、光変調装置を支持する各ピン状突起の一端が、例えば色合成光学装置の光束入射側端面等に接着固定されることとなる。このため、従来のような光変調装置を支持する保持部材において、複数のピンを連結する連結部分である板面が色合成光学装置の光束入射側端面等に接着固定される構成と比較して、光変調装置を支持する各ピン状突起と色合成光学装置等との接着面積が小さくなり、各ピン状突起と色合成光学装置等との熱膨張係数が異なる場合であっても、各部材間に生じる熱応力により各ピン状突起が受ける影響が小さくなり、各ピン状突起の位置ずれを回避できる。
したがって、上述した構成の光学装置では、各ピン状突起の傾斜および各ピン状突起の位置ずれを回避することにより、複数の光変調装置における相互の位置ずれを回避し、画素ずれのない良好な光学像を形成でき、本発明の目的を達成できる。
また、２つのピン状突起が互いに連結されているので、従来のような複数のピンがそれぞれ別体とされる構成と比較して、ピン状突起を光変調装置における保持枠の孔に挿通しやすく、光学装置を容易に製造できる。
【００１３】
本発明の光学装置では、前記各ピン状突起は、前記連結部にて前記光変調装置の光束入射側で互いに連結されていることが好ましい。
本発明によれば、連結部が光変調装置の光束入射側に位置するので、ピン状突起を介して色合成光学装置に対して光変調装置を接合する際に、連結部を色合成光学装置側に押圧することで、各ピン状突起の一端を例えば色合成光学装置の光束入射側端面等に確実に接合できる。したがって、色合成光学装置と光変調装置との接合状態を適切な状態とすることができる。
【００１４】
本発明の光学装置では、前記連結部には、入射光の光学特性を変換する光学変換素子が貼り付けられていることが好ましい。
ここで、光学変換素子としては、例えば、偏光板、位相差板、色補正板、または視野角補償板等を採用できる。
本発明によれば、連結部に、例えば、光変調装置の光路前段に配置される入射側偏光板を貼り付ければ、光学装置のさらなる小型化を図れる。
【００１５】
本発明の光学装置では、前記連結部は、当該光学装置に送風される冷却空気の流路に沿って延びていることが好ましい。
本発明によれば、連結部が、光学装置に送風される冷却空気の流路に沿って延びる構成とすることで、この連結部により冷却空気の流れを塞ぐことがない。また、この連結部が冷却空気の案内部として機能することとなる。したがって、光学装置にて発生した熱により温められた空気が光学装置の近傍に滞留することがなく、常に新鮮な冷却空気が光学装置に送風されることとなり、光学装置の冷却効率を向上できる。
【００１６】
本発明の光学装置では、前記保持枠は、前記光変調素子を収納する凹形枠体と、前記複数の孔を有し、この凹形枠体に収納された光変調素子を押圧固定する支持板とを備え、前記複数の孔は、前記支持板に形成された孔の内周縁を面外方向に突出させたバーリング孔であることが好ましい。
ここで、保持枠としては、例えば、射出成形等により成形された成形品としてもよく、板金加工により形成してもよい。例えば、保持枠を板金加工により形成した場合には、光変調素子の放熱特性を向上できるとともに、光変調装置の製造コストの低減を図れる。
本発明によれば、保持枠は、凹形枠体および支持板を備え、支持板には、ピン状突起を挿通可能とする複数の孔が形成され、これら複数の孔はバーリング孔であるので、孔の軸方向の長さ寸法が実質的に長くなり、ピン状突起の側面と孔の内側面との接着面積を確保できる。したがって、上述した２つのピン状突起が連結された構成とともに、ピン状突起の傾斜を回避できる。
【００１７】
本発明のプロジェクタは、光源と、上述した光学装置と、前記光学装置から射出される光学像を拡大投写する投写光学装置とを備えていることを特徴とする。
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、画素ずれのない良好な光学像を形成できる光学装置を備えているので、投写光学装置により鮮明な画像を投写できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の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。
【００１９】
光学ユニット２は、図示しない制御基板による制御の下、外部からの画像情報に応じて光学像を形成する。この光学ユニット２は、具体的には後述するが、図１に示すように、容器状に形成された下ライトガイド２５１およびこの下ライトガイド２５１の開口部分を閉塞する上ライトガイド２５２を有するライトガイド２５と、このライトガイド２５内に収納配置される複数の光学部品と、ライトガイド２５と接続され、投写レンズ３を支持するヘッド体２６とを備えている。
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。
【００２０】
〔２〕光学ユニット２の構造
〔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。
【００２１】
光源装置２１１は、放射光源としての光源ランプ２１６、リフレクタ２１７、およびリフレクタ２１７の光束射出面を覆う防爆ガラス２１８を備える。そして、光源ランプ２１６から射出された放射状の光束は、リフレクタ２１７で反射されて略平行光束とされ、外部へと射出される。本実施形態では、光源ランプ２１６として、高圧水銀ランプを採用し、リフレクタ２１７として、放物面鏡を採用している。なお、光源ランプ２１６としては、高圧水銀ランプに限らず、例えばメタルハライドランプやハロゲンランプ等を採用してもよい。また、リフレクタ２１７として放物面鏡を採用しているが、これに限らず、楕円面鏡からなるリフレクタの射出面に平行化凹レンズを配置した構成を採用してもよい。
【００２２】
第１レンズアレイ２１２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２１６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。
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。
【００２３】
偏光変換素子２１４は、第２レンズアレイ２１３からの光を略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２４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。
【００２４】
色分離光学系２２は、２枚のダイクロイックミラー２２１，２２２と、反射ミラー２２３とを備える。インテグレータ照明光学系２１から射出された複数の部分光束は、２枚のダイクロイックミラー２２１により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離される。
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。
【００２５】
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。
【００２６】
また、ダイクロイックミラー２２１を透過した青色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー２２２によって反射し、フィールドレンズ２２４を通って、緑色光用の液晶パネル２４１Ｇに到達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー２２２を透過してリレー光学系２３を通り、さらにフィールドレンズ２２４を通って、青色光用の液晶パネル２４１Ｂに到達する。
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。
【００２７】
光学装置２４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。この光学装置２４は、色分離光学系２２で分離された各色光が入射される３つの入射側偏光板２４２と、各入射側偏光板２４２の後段に配置される、液晶パネル２４１Ｒ，２４１Ｇ，２４１Ｂおよび３つの光学変換板２４３と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム２４４とを備える。
なお、光学装置２４の詳細な構造については、後述する。
【００２８】
〔2-2〕ライトガイド２５の構造
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。
【００２９】
図３は、下ライトガイド２５１の構造を示す斜視図である。
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。
【００３０】
光源収納部２５１Ａは、図示しない下方側の開口から光源装置２１１（図２）が収納配置される。この光源収納部２５１Ａの側面には、図示は省略するが、光源装置２１１に発生する熱により温められた空気が光源収納部２５１Ａ内に滞留しないように、切削等によりスリット状の開口部が形成されている。
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。
【００３１】
上ライトガイド２５２は、図１に示すように、アルミニウムの平板であり、切削等により、下ライトガイド２５１の部品収納部２５１Ｂの上端側の開口部分を塞ぐように形成されている。また、この上ライトガイド２５２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に対して上ライトガイド２５２が固定される。
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。
【００３２】
位置決め部材２５３は、図１または図２に示すように、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をそれぞれ位置決めする第１位置決め部材２５３Ａと、ダイクロイックミラー２２１，２２２をそれぞれ位置決めする第２位置決め部材２５３Ｂ（図２）と、反射ミラー２２３，２３２，２３４をそれぞれ位置決めする第３位置決め部材２５３Ｃとを備えている。なお、これら位置決め部材２５３は、次に述べる光学部品の保持構造にて具体的に説明する。
【００３３】
〔2-3〕光学部品の保持構造
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。
【００３４】
〔2-3-1〕レンズの保持構造
図４は、レンズ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。
【００３５】
第１位置決め部材２５３Ａは、下ライトガイド２５１の側面に形成された孔２５１Ｂ１に挿通される四角柱状の部材であり、紫外線光を透過する合成樹脂（アクリル材）から構成されている。また、この第１位置決め部材２５３Ａにおいて、四角柱状の一方の端面には、断面略Ｖ字状の溝部２５３Ａ１が形成されている。この溝部２５３Ａ１は、重畳レンズ２１５の外周端部の断面形状と略同一形状を有するように形成されている。
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。
【００３６】
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。
【００３７】
〔2-3-2〕ダイクロイックミラーの保持構造
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。
【００３８】
このうち、一対の板状部材２５３Ｂ２は、断面視Ｌ字形状の一方の端面が台座２５３Ｂ１の上面に固定され、他方の端面が台座２５３Ｂ１の上方に延び、下ライトガイド２５１の部品収納部２５１Ｂの側面に略平行に対向配置される。そして、これら一対の板状部材２５３Ｂ２の間に、ダイクロイックミラー２２２が傾斜して配置され、該ダイクロイックミラー２２２の左右端部と該板状部材２５３Ｂ２の他方の端面とが対向配置する。
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。
【００３９】
スペーサ２５３Ｂ３は、三角柱状の部材であり、第１位置決め部材２５３Ａと同様に、紫外線光を透過する合成樹脂（アクリル材）から構成されている。そして、このスペーサ２５３Ｂ３は、支持面２５３Ｂ４に支持されるとともに、ダイクロイックミラー２２２の左右端部と板状部材２５３Ｂ２との間に介装される。この際、スペーサ２５３Ｂ３の三角柱状の斜面の傾斜方向は、ダイクロイックミラー２２２の傾斜方向と略同一の方向となるように構成されている。また、スペーサ２５３Ｂ３と支持面２５３Ｂ４との間、およびスペーサ２５３Ｂ３の斜面とダイクロイックミラー２２２の外周端部との間には、紫外線硬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。
【００４０】
〔2-3-3〕反射ミラーの保持構造
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。
【００４１】
第３位置決め部材２５３Ｃは、紫外線光を透過する合成樹脂（アクリル材）から構成され、板体２５３Ｃ１と、この板体２５３Ｃ１の一方の端面の四隅部分から該端面に直交して突出する円柱状の４つのピン２５３Ｃ２とを備えている。
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。
【００４２】
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。
【００４３】
〔2-4〕ヘッド体２６の構造
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。
【００４４】
レンズ支持部２６１は、図１または図２に示すように、略矩形状に形成され、その四隅部分に表裏を貫通して投写レンズ３を固定するための図示しない固定用雌ねじ孔が形成されている。そして、このレンズ支持部２６１は、投写レンズ３の図示しない孔を介して固定用雌ねじ孔にねじ等が螺合することで、投写レンズ３を支持固定する。
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。
【００４５】
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。
【００４６】
〔３〕光学装置２４の構造
次に、図７または図８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の概略構成を示す全体斜視図である。
図８は、光学装置２４の構造を示す分解斜視図である。なお、図８では、説明を簡略化するために、Ｂ色光用の液晶パネル２４１Ｂ側のみを分解している。Ｒ色光用、Ｇ色光用の液晶パネル２４１Ｒ，２４１Ｇ側も同様のものとする。
光学装置２４は、図７または図８に示すように、光学変換素子としての３つの入射側偏光板２４２と、液晶パネル２４１Ｒ，２４１Ｇ，２４１Ｂを有する光変調装置２４０と、３つの光学変換板２４３と、３つの熱伝導板２４５と、クロスダイクロイックプリズム２４４（図８）と、台座２４６と、ピンスペーサ２４７と、弾性部材２４８（図９）とを備える。そして、光学装置２４は、図７に示すように、これら光学部品２４０，２４２〜２４８が一体的にユニット化して構成されている。
【００４７】
入射側偏光板２４２は、図７または図８に示すように、光学装置２４の最も光束入射側に配置され、色分離光学系２２を介した色光のうち、一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。この入射側偏光板２４２は、図７または図８に示すように、基板２４２Ａと、偏光軸が所定方向とされた状態で、この基板２４２Ａの光束入射側端面に貼り付けられる光学変換膜としての偏光膜２４２Ｂとを備える。
基板２４２Ａは、矩形状の板材であり、例えば、サファイアガラス、水晶、石英、または蛍石等にて構成できる。
偏光膜２４２Ｂは、矩形状のフィルムであり、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素を吸着・分散させてフィルム状とした後に、このフィルム状のものを一定方向に延伸し、その後、延伸されたフィルムの両面にアセテートセルロース系のフィルムを接着剤で積層することにより構成されている。
【００４８】
光変調装置２４０は、図８に示すように、光変調素子としての液晶パネル２４１Ｂ（２４１Ｒ，２４１Ｇ）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２４１Ｂ（２４１Ｒ，２４１Ｇ）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２４１Ｂ（２４１Ｒ，２４１Ｇ）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。
【００４９】
保持枠２４９は、液晶パネル２４１Ｂ（２４１Ｒ，２４１Ｇ）を収容する凹形枠体２４９Ａと、この凹形枠体２４９Ａと係合し収納した液晶パネル２４１Ｂ（２４１Ｒ，２４１Ｇ）を押圧固定する支持板２４９Ｂとを備える。これら凹形枠体２４９Ａおよび支持板２４９Ｂには、液晶パネル２４１Ｂ（２４１Ｒ，２４１Ｂ）のパネル面に対応する位置に開口部２４９Ｃが設けられている。そして、液晶パネル２４１Ｂ（２４１Ｒ，２４１Ｇ）は、この開口部２４９Ｃで露出し、この部分が画像形成領域となる。すなわち、液晶パネル２４１Ｂ（２４１Ｒ，２４１Ｇ）のこの部分に色光Ｂ（Ｒ，Ｇ）が導入され、画像情報に応じて光学像が形成される。
【００５０】
凹形枠体２４９Ａは、断面略コ字状の形状を有し、コ字状内側に図示しない収容部が設けられ、この収容部にて液晶パネル２４１Ｂ（２４１Ｒ，２４１Ｇ）を収容する。また、この凹形枠体２４９Ａは、コ字状基端側から見た場合に、支持板２４９Ｂの左右幅寸法と略同様の左右幅寸法であり、支持板２４９Ｂの高さ寸法よりも小さい高さ寸法で構成されるとともに、上方の左右角端部が切り欠かれ、ピンスペーサ２４７と機械的に干渉しないように形成されている。
この凹形枠体２４９Ａにおいて、基端部分から延びるコ字状端縁の外側面には、支持板２４９Ｂと係合するためのフック２４９Ｄが形成されている。
また、この凹形枠体２４９Ａにおいて、光束入射側端面の上方側には、上端部から開口部２４９Ｃに向けて延びる複数のフィン２４９Ｅが形成されている。
【００５１】
支持板２４９Ｂは、平面視矩形枠状に形成されている。
この支持板２４９Ｂにおいて、四隅角部分には、ピンスペーサ２４７を挿通可能とする孔２４９Ｆが形成されている。
この孔２４９Ｆは、その内周縁が光束入射側に向けて突出するように形成されたバーリング孔である。
また、この支持板２４９Ｂにおいて、左右辺縁の略中央部分には、光束入射側に突出し、凹形枠体２４９Ａのフック２４９Ｄと係合するフック係合部２４９Ｇが形成されている。そして、凹形枠体２４９Ａのフック２４９Ｄと、支持板２４９Ｂのフック係合部２４９Ｇとが係合することにより、凹形枠体２４９Ａと支持板２４９Ｂとが固定される。
【００５２】
なお、上述した保持枠２４９は、成形または板金加工により形成できる。また、その材料としては、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）等を採用できる。
【００５３】
光学変換板２４３は、光変調装置２４０から射出された光束の光学特性を変換する。この光学変換板２４３は、図８に示すように、第１光学変換板２４３Ａと、第２光学変換板２４３Ｂとを備える。
第１光学変換板２４３Ａは、入射側偏光板２４２と略同様の機能を有し、液晶パネル２４１Ｂ（２４１Ｒ，２４１Ｇ）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。この第１光学変換板２４３Ａは、図８に示すように、基板２４３Ａ１と、偏光軸が所定方向とされた状態で、この基板２４３Ａ１の光束入射側端面に貼り付けられる偏光膜２４３Ａ２とを備える。
【００５４】
基板２４３Ａ１は、水晶製の矩形の板材である。この基板２４３Ａ１は、光学軸方向で９．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有し、この光学軸と直交する方向で５．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有する。なお、基板２４３Ａ１は、水晶の他、サファイアガラス、石英、または蛍石等で構成してもよい。
偏光膜２４３Ａ２は、入射側偏光板２４２の偏光膜２４２Ｂと同様の構成である。
そして、この第１光学変換板２４３Ａは、基板２４３Ａ１の光学軸が所定方向とされた状態で、クロスダイクロイックプリズム２４４の光束入射側端面に貼り付けられる。なお、この第１光学変換板２４３Ａの貼付方向については、後述の熱伝導板２４５の説明と同時に説明する。
【００５５】
第２光学変換板２４３Ｂは、第１光学変換板２４３Ａと同様に、液晶パネル２４１Ｂ（２４１Ｒ，２４１Ｇ）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とともに、液晶パネル２４１Ｂ（２４１Ｒ，２４１Ｇ）から射出された光束の視野角を拡大する。この第２光学変換板２４３Ｂは、図８に示すように、基板２４３Ｂ１と、この基板２４３Ｂ１の光束射出側端面に貼り付けられる偏光膜２４３Ｂ２と、基板２４３Ｂ１の光束入射側端面に貼り付けられる視野角補償膜２４３Ｂ３とを備える。
【００５６】
基板２４３Ｂ１は、上述した基板２４３Ａ１と同様のものである。なお、この基板２４３Ｂ１の貼付方向および貼付位置は、後述の熱伝導板２４５の説明と同時に説明する。
偏光膜２４３Ｂ２は、上述した偏光膜２４３Ａ２と同様のものであるが光吸収特性が異なる。また、この偏光膜２４３Ｂ２は、その偏光軸が偏光膜２４３Ａ２と平行となる状態で基板２４３Ｂ１の光束射出側端面に貼り付けられる。
視野角補償膜２４３Ｂ３は、液晶パネル２４１Ｒ，２４１Ｇ，２４１Ｂで生じる複屈折を補償し、液晶パネル２４１Ｒ，２４１Ｇ，２４１Ｂで形成された光学像の視野角を補正する。そして、視野角補償膜２４３Ｂ３により、投写画像の視野角が拡大され、かつ投写画像のコントラストが向上する。
【００５７】
熱伝導板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。そして、この熱伝導板２４５は、第２光学変換板２４３Ｂを支持固定するとともに、第１光学変換板２４３Ａと熱伝達可能に接続し、第１光学変換板２４３Ａ、および第２光学変換板２４３Ｂからの熱を伝導可能とする。この熱伝導板２４５は、図８に示すように、板状部材２４５Ａと、この板状部材２４５Ａから光束入射側に突出する突出部２４５Ｂとを備える。
なお、熱伝導板２４５としては、アルミニウムの他、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熱伝導率の高い合成樹脂製、インバー等の鉄−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。
【００５８】
板状部材２４５Ａにおいて、略中央部分には、切削等により開口２４５Ａ１が形成されている。この開口２４５Ａ１の寸法は、第１光学変換板２４３Ａの基板２４３Ａ１の外形寸法と略同一か若しくは若干大きく形成され、この開口２４５Ａ１に基板２４３Ａ１が嵌合可能となっている。
また、板状部材２４５Ａにおいて、上下端部が貼付部２４５Ａ２となり、この貼付部２４５Ａ２の光束射出端面が台座２４６の側面に熱伝達可能に固定される。この貼付部２４５Ａ２には、上下辺縁略中央部分に開口２４５Ａ１に向けて熱間挙動差吸収用の切り欠き２４５Ａ３が形成されている。
【００５９】
突出部２４５Ｂは、板状部材２４５Ａにおける開口２４５Ａ１の左右辺縁に位置し、該開口２４５Ａ１の切り起こしの一部であり、光束入射側に突出するとともに先端部分が内側に曲折し、断面視Ｌ字状に形成されている。この突出部２４５Ｂの突出寸法は、クロスダイクロイックプリズム２４４に対して第１光学変換板２４３Ａおよび熱伝導板２４５が設置された状態で、第１光学変換板２４３Ａが熱伝導板２４５の開口２４５Ａ１から突出する寸法と略同一か若しくは若干大きく形成されている。そして、この突出部２４５Ｂの断面視Ｌ字状の内側端面が第１光学変換板２４３Ａと熱伝達可能に接続し、接続面２４５Ｂ１として機能する。また、突出部２４５Ｂにおいて、断面視Ｌ字状の光束入射端面に第２光学変換板２４３Ｂが支持固定される。
【００６０】
ここで、第１光学変換板２４３Ａは、該第１光学変換板２４３Ａの基板２４３Ａ１の光学軸が熱伝導板２４５の突出部２４５Ｂ同士が対向する方向、すなわち、左右方向に向くように、クロスダイクロイックプリズム２４４に貼り付けられる。
また、第２光学変換板２４３Ｂは、該第２光学変換板２４３Ｂの基板２４３Ｂ１の光学軸が熱伝導板２４５の突出部２４５Ｂ同士が対向する方向、すなわち、左右方向に向くように、熱伝導板２４５の突出部２４５Ｂに支持固定される。
この際、第１光学変換板２４３Ａにおける偏光膜２４３Ａ２の偏光軸、および第２光学変換板２４３Ｂにおける偏光膜２４３Ｂ２の偏光軸とは平行する状態となる。また、これら偏光膜２４３Ａ２および偏光膜２４３Ｂ２の偏光軸は、入射側偏光板２４２における偏光膜の偏光軸と直交する状態となる。
上述したように第１光学変換板２４３Ａおよび第２光学変換板２４３Ｂを支持することにより、偏光膜２４３Ａ２，２４３Ｂ２、または視野角補償膜２４３Ｂ３に発生した熱は、熱伝導率が比較的高い光学軸方向に沿って突出部２４５Ｂに伝達されるので、第１光学変換板２４３Ａおよび第２光学変換板２４３Ｂの放熱特性を向上できる。
【００６１】
クロスダイクロイックプリズム２４４は、第２光学変換板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。
台座２４６は、クロスダイクロイックプリズム２４４の上下面（光束入射端面と直交する一対の端面）に固定される。この台座２４６は、図８に示すように、クロスダイクロイックプリズム２４４の上面に固定される上台座２４６Ａと、クロスダイクロイックプリズム２４４の下面に固定される下台座２４６Ｂとを備える。
【００６２】
上台座２４６Ａ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よりも若干小さく、側面がクロスダイクロイックプリズム２４４の側面よりも内側に離間して配置される。
下台座２４６Ｂは、クロスダイクロイックプリズム２４４の下面を支持固定するプリズム固定板２４６Ｂ１と、プリズム固定板２４６Ｂ１と接続し、光学装置２４全体を支持固定する支持体２４６Ｂ２とを備える。
プリズム固定板２４６Ｂ１は、略直方体状に形成され、その上面には球面状の膨出部２４６Ｂ３が形成されている。そして、クロスダイクロイックプリズム２４４とプリズム固定板２４６Ｂ１とは、接着剤等により固定される。この膨出部２４６Ｂ３により、クロスダイクロイックプリズム２４４の下面とプリズム固定板２４６Ｂ１とは点で接触することとなる。したがって、クロスダイクロイックプリズム２４４の４つの直角プリズムの切断精度が悪い状態であっても、クロスダイクロイックプリズム２４４を三次元的に位置調整することができ、クロスダイクロイックプリズム２４４をプリズム固定板２４６Ｂ１に適切に固定できる。
また、プリズム固定板２４６Ｂ１の下面には、図示は省略するが、位置決め突起を有する位置決め部が形成され、この位置決め部によりヘッド体２６（図１、図２）の所定位置に位置付けられる。
【００６３】
支持体２４６Ｂ２は、略矩形状の板体であり、その外形寸法は、クロスダイクロイックプリズム２４４の外形寸法よりも大きく形成されている。また、この支持体２４６Ｂ２は、図示は省略するが、略中央部分にプリズム固定板２４６Ｂ１を設置するための開口を有している。そして、この開口には、プリズム固定板２４６Ｂ１を所定位置に設置するための位置決め部を有し、プリズム固定板２４６Ｂ１は、支持体２４６Ｂ２の所定位置に設置される。この際、プリズム固定板２４６Ｂ１の下面が支持体２４６Ｂ２の開口から露出する。
この支持体２４６Ｂ２において、その四隅部分には、外側に拡がるように延出する延出部２４６Ｂ４が形成されている。また、この延出部２４６Ｂ４の上面には、光学装置２４が組み立てられた状態で、光変調装置２４０の保持枠２４９の左右端縁に沿って延び、該保持枠２４９と熱伝達可能に接続する導熱部２４６Ｂ５が形成されている。
なお、プリズム固定板２４６Ｂ１と支持体２４６Ｂ２とを別体とせずに、一体的に構成してもよい。また、支持体２４６Ｂ２とヘッド体２６（図１、図２）とを別体とせずに、一体的に形成する構成を採用してもよい。
【００６４】
これら上台座２４６Ａおよび下台座２４６Ｂ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２４６Ａおよび下台座２４６Ｂ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、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）を用いてもよい。
【００６５】
ピンスペーサ２４７は、光変調装置２４０を熱伝導板２４５に支持固定するものであり、図８に示すように、平面視略コ字状に形成される２体で構成される。これら各ピンスペーサ２４７は、２つのピンとしてのピン状突起２４７Ａと、これら２つのピン状突起２４７Ａを連結する連結部分としての連結部２４７Ｂとを備える。これらピン状突起２４７Ａおよび連結部２４７Ｂは、紫外線光を透過する合成樹脂（アクリル材）を射出成形等により成形される成形品であり、一体的に形成される。
ピン状突起２４７Ａは、略円柱形状を有し、光変調装置２４０における保持枠２４９の支持板２４９Ｂの孔２４９Ｆに挿通され、一端が熱伝導板２４５の光束入射端面に固定される。
【００６６】
連結部２４７Ｂは、２つのピン状突起２４７Ａの他端同士を連結するものであり、図７または図８に示すように、各ピン状突起２４７Ａの他端部分から該ピン状突起２４７Ａと直交方向で光変調装置２４０を避けるように外側に向けて延びる。また、その先端部分が略９０°曲折し、該ピン状突起２４７Ａの延出方向で光束入射側に向けて延びる。さらに、その先端部分が略９０°曲折し、下方または上方に延びて接続している。
すなわち、連結部２４７Ｂは、この形状により、光学装置２４が組み立てられた状態では、図７に示すように、光変調装置２４０の光束入射側で上下方向に延びるように配置される。そして、この連結部２４７Ｂの光束入射側端面には、基板２４２Ａの光束射出側端面が当接するように入射側偏光板２４２が貼り付けられる。
【００６７】
なお、ピンスペーサ２４７は、アクリル材に限らず、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、または蛍石等にて構成してもよい。また、紫外線光を透過する材料に限らず、金属等の熱伝導率の高い部材をピンスペーサ２４７として採用してもよい。
【００６８】
図９は、光学装置２４における弾性部材２４８の配置状態を示す図である。具体的に、図９は、光学装置２４における液晶パネル２４１Ｒ側を上方から見た平面図を示している。
弾性部材２４８は、熱伝導性が良好でありかつ、弾性を有するゴム部材で形成され、各部材間に介装される。そして、この弾性部材２４８は、各部材間を熱伝達可能に接続する。この弾性部材２４８としては、例えば、アルミニウム、銀、またはカーボン等の粉末を混入したゴム部材等を採用できる。この弾性部材２４８は、図９に示すように、第１弾性部材２４８Ａと、第２弾性部材２４８Ｂと、第３弾性部材２４８Ｃとを備える。
【００６９】
第１弾性部材２４８Ａは、熱伝導板２４５の２つの貼付部２４５Ａ２と、上台座２４６Ａの側面および下台座２４６Ｂにおけるプリズム固定板２４６Ｂ１の側面との間に介装され、熱伝導板２４５および台座２４６を熱伝達可能に接続する。
第２弾性部材２４８Ｂは、熱伝導板２４５における突出部２４５Ｂの接続面２４５Ｂ１と第１光学変換板２４３Ａの基板２４３Ａ１との間に介装され、第１光学変換板２４３Ａおよび熱伝導板２４５を熱伝達可能に接続する。
そして、光学装置２４を組み立てる際には、熱伝導板２４５をクロスダイクロイックプリズム２４４に向けて押圧し、上述した第１弾性部材２４８Ａおよび第２弾性部材２４８Ｂを圧縮する。このようにすることで、第１弾性部材２４８Ａおよび第２弾性部材２４８Ｂの各部材に対する密着性が向上し、各部材間における熱伝達特性を良好にする。
第３弾性部材２４８Ｃは、下台座２４６Ｂにおける支持体２４６Ｂ２の導熱部２４６Ｂ５と光変調装置２４０における保持枠２４９の左右側面とを接続するように配置され、光変調装置２４０および下台座２４６Ｂを熱伝達可能に接続する。
【００７０】
〔４〕実施形態の効果
（１）光学装置２４は、クロスダイクロイックプリズム２４４の各光束入射側端面に対して２つのピンスペーサ２４７を備え、各ピンスペーサ２４７は、２つのピン状突起２４７Ａと、これらピン状突起２４７Ａにおける光束入射側の他端同士を連結する連結部２４７Ｂとで構成される。このことにより、ピン状突起２４７Ａが挿通される光変調装置２４０の孔２４９Ｆの軸方向の長さ寸法が短い場合であっても、従来のような複数のピンがそれぞれ別体とされる構成と比較して、ピンスペーサ２４７の自重により各ピン状突起２４７Ａが傾斜することを回避できる。したがって、光学装置２４は、各ピン状突起２４７Ａの傾斜を回避することにより、３つの光変調装置２４０における相互の位置ずれを回避でき、画素ずれのない良好な光学像を形成できる。
【００７１】
（２）２つのピン状突起２４７Ａは、連結部２４７Ｂにより各ピン状突起２４７Ａにおける光束入射側の他端同士で連結されるので、光変調装置２４０を支持する各ピン状突起２４７Ａの光束射出側の一端が、熱伝導板２４５の光束入射側端面に接着固定されることとなる。このため、光変調装置２４０を支持する各ピン状突起２４７Ａと熱伝導板２４５の光束入射側端面との接着面積が比較的小さくなり、各ピンスペーサ２４７と熱伝導板２４５との部材間に生じる熱応力により各ピンスペーサ２４７が受ける影響が小さくなり、各ピンスペーサ２４７の位置ずれを回避できる。したがって、光学装置２４は、各ピンスペーサ２４７の位置ずれを回避することにより、３つの光変調装置２４０における相互の位置ずれを回避でき、画素ずれのない良好な光学像を形成できる。
【００７２】
（３）２つのピン状突起２４７Ａが連結部２４７Ｂにて互いに連結されているので、従来のように各ピンがそれぞれ別体とされる構成と比較して、ピンスペーサ２４７を光変調装置２４０における保持枠２４９の孔２４９Ｆに挿通しやすく、光学装置２４を容易に製造できる。
（４）連結部２４７Ｂは、２つのピン状突起２４７Ａの光束入射側の他端同士を連結し、光変調装置２４０の光束入射側に位置するので、ピンスペーサ２４７を介してクロスダイクロイックプリズム２４４に対して光変調装置２４０を接合固定する際に、該連結部２４７Ｂをクロスダイクロイックプリズム２４４側に押押圧することで、各ピン状突起２４７Ａの光束射出側の一端を熱伝導板２４５の光束入射側端面に確実に当接できる。したがって、ピンスペーサ２４７を確実に熱伝導板２４５に接着固定でき、クロスダイクロイックプリズム２４４に対する光変調装置２４０の接合状態を適切な状態とすることができる。
【００７３】
（５）連結部２４７Ｂの光束入射側端面には、入射側偏光板２４２が貼り付けられているので、入射側偏光板２４２を保持する保持部材を別途設ける必要がなく、光学装置２４の小型化を図れるとともに、光学装置２４の製造コストの低減を図れる。また、このような構成により、例えば、入射側偏光板２４２が一体化していない光学装置と比較して、入射側偏光板２４２および光学変換板２４３の相互の位置を調整する際に、光学装置２４をライトガイド２５内に収納しなくても、光学装置２４単体で位置調整を実施できる。したがって、光学装置２４の製造をさらに容易に実施できる。
【００７４】
（６）連結部２４７Ｂは、上下の２つのピン状突起２４７Ａを連結し、上下方向に沿って延びるので、光学装置２４の各光束入射端面において、下方から上方に向けて冷却空気を流通させる場合、または上方から下方に向けて冷却空気を流通させる場合に、この連結部２４７Ｂにより冷却空気の流れを塞ぐことがない。また、この連結部２４７Ｂが冷却空気の案内部として機能する。したがって、光学装置２４にて発生した熱により温められた空気が光学装置２４の近傍に滞留することがなく、常に新鮮な冷却空気が光学装置２４に送風されることとなり、光学装置２４の冷却効率を向上できる。
【００７５】
（７）保持枠２４９は、凹形枠体２４９Ａおよび支持板２４９Ｂを備え、支持板２４９Ｂには、ピンスペーサ２４７におけるピン状突起２４７Ａを挿通可能とする４つの孔２４９Ｆが形成され、これらの孔２４９Ｆは、バーリング孔である。このことにより、孔２４９Ｆの軸方向の長さ寸法が実質的に長くなり、ピン状突起２４７Ａの側面と孔２４９Ｆの内側面との接着面積を確保できる。したがって、ピンスペーサ２４７の構造とともに、ピン状突起２４７Ａの傾斜を回避できる。
【００７６】
（８）光学装置２４は、熱伝導板２４５を備え、この熱伝導板２４５は、光学変換板２４３と熱伝達可能に接続するとともに、クロスダイクロイックプリズム２４４の上下両面に固定された台座２４６の側面と熱伝達可能に接続する。このことにより、熱伝導板２４５を介して、光学変換板２４３に発生した熱を台座２４６に放熱できる。また、光変調装置２４０は、第３弾性部材２４８Ｃを介して下台座２４６Ｂの導熱部２４６Ｂ５と接続する。このことにより、光変調装置２４０で発生した熱を導熱部２４６Ｂ５に放熱できる。したがって、光学変換板２４３および光変調装置２４０の放熱特性を向上し、光学装置２４の冷却効率を向上できる。さらに、光学装置２４は、下台座２４６Ｂの支持体２４６Ｂ２を介して金属製のヘッド体２６に載置固定され、このヘッド体２６は、金属製のライトガイド２５に固定される。このことにより、光変調装置２４０および光学変換板２４３にて発生した熱は、台座２４６まで辿った後、さらにヘッド体２６〜ライトガイド２５に伝達される。したがって、光学装置２４に熱が篭ることがなく、光学装置２４の冷却効率をさらに向上できる。
【００７７】
（９）熱伝導板２４５の貼付部２４５Ａ２と台座２４６の側面とが第１弾性部材２４８Ａにより接続されているので、熱による各部材の寸法変化（膨張、収縮）を第１弾性部材２４８Ａにて吸収できる。したがって、熱伝導板２４５および台座２４６の接続状態を保持でき、画素ずれ等をさらに防止し、光学装置２４にて良好な光学像を形成できる。
（１０）プロジェクタ１は、上述した光学装置２４を含んで構成されているので、投写レンズ３により鮮明な画像をスクリーン上に投写できる。
【００７８】
〔５〕実施形態の変形
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記実施形態では、保持枠２４９において、孔２４９Ｆが４つ形成されていたが、これに限らず、少なくとも２つ以上形成されていればよい。また、これらの孔２４９Ｆの形成位置も特に限定されず、開口部２４９Ｃの周縁部分であればよい。ピンスペーサ２４７を構成するピン状突起２４７Ａも保持枠２４９の孔２４９Ｆの数に対応して設ければよい。
【００７９】
前記実施形態では、４つのピン状突起２４７Ａのうち、上下の２つのピン状突起２４７Ａが連結部２４７Ｂにて連結される構成を説明したが、これに限らない。少なくとも２つのピン状突起２４７Ａを連結する構成であればよく、例えば、４つのピン状突起２４７Ａのうち、３つのピン状突起２４７Ａを連結する構成としてもよく、４つ全てのピン状突起２４７Ａを連結する構成としてもよい。
【００８０】
前記実施形態では、上下の２つのピン状突起２４７Ａは、各ピン状突起２４７Ａの光束入射側の他端同士が連結部２４７Ｂにて連結される構成を説明したが、これに限らない。各ピン状突起２４７Ａの光束射出側の一端同士を連結する構成を除けば、各ピン状突起２４７Ａにおけるいずれの位置で連結してもよい。
前記実施形態において、光学装置２４の構成は、上述した実施形態の構成に限らない。例えば、光学装置２４を構成する熱伝導板２４５を省略し、各ピン状突起２４７Ａの光束射出側の一端を、クロスダイクロイックプリズム２４４の光束入射端面、または台座２４６の側面に固定してもよい。
【００８１】
前記実施形態では、ピンスペーサ２４７における連結部２４７Ｂの光束入射側端面には、入射側偏光板２４２が貼り付けられた構成を説明したが、これに限らず、その他、位相差板、色補正板、または視野角補償板等を貼り付けてもよい。
前記実施形態では、保持枠２４９は、凹形枠体２４９Ａと支持板２４９Ｂとで構成され、支持板２４９Ｂに４つの孔２４９Ｆが形成された構成であったが、これに限らず、凹形枠体に孔が形成された従来の保持枠を採用してもよい。
【００８２】
前記実施形態では、下台座２４６Ｂにおける支持体２４６Ｂ２は、導熱部２４６Ｂ５を有し、第３弾性部材２４８Ｃを介して光変調装置２４０の保持枠２４９と熱伝達可能に接続されている構成を説明したが、これに限らない。例えば、導熱部２４６Ｂ５を光変調装置２４０の他、熱伝導板２４５の左右辺縁と熱伝達可能に接続してもよい。このような構成では、熱伝導板２４５〜導熱部２４６Ｂ５の熱伝達経路を確保できるので、第１光学変換板２４３Ａおよび第２光学変換板２４３Ｂの放熱特性をさらに向上させることができる。
【００８３】
前記実施形態において、ライトガイド２５の形状および構成は、上述した形状および構成に限らない。例えば、ライトガイド２５は、固体状の部材である位置決め部材２５３を具備し、光学部品２１２〜２１５，２２１〜２２３，２３１〜２３４を、該位置決め部材２５３とともにライトガイド２５に対して固定する構成を説明したが、これに限らず、例えば、位置決め部材を液状の部材から構成する。例えば、この液状の位置決め部材としては、光硬化型接着剤または熱硬化型接着剤等の接着剤を採用できる。そして、例えば、下ライトガイド２５１の部品収納部２５１Ｂ、または上ライトガイド２５２に光学部品２１２〜２１５，２２１〜２２３，２３１〜２３４と当接する部分を形成しておく。そして、この当接部分に光硬化型接着剤、または熱硬化型接着剤を塗布して光学部品２１２〜２１５，２２１〜２２３，２３１〜２３４を当接させ、外部の光軸調整治具等を用いて光学部品２１２〜２１５，２２１〜２２３，２３１〜２３４の位置調整を実施する。この際、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。
【００８４】
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。
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。
【００８５】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００８６】
【実施例】
本発明の効果を確認するために以下の実験を実施した。
以下の実験では、前記実施形態における光学装置２４の他、光学装置２４と構造の異なる２つの光学装置をそれぞれ使用する。
光学装置２４を使用した実験を実施例１とし、光学装置２４と構造の異なる２つの光学装置を使用した実験をそれぞれ比較例１および比較例２とする。
比較例１に使用した光学装置は、実施例１に用いた光学装置２４において、ピンスペーサ２４７の連結部２４７Ｂを省略し、４つのピン状突起２４７Ａがそれぞれ別体で構成されたものである。
【００８７】
また、比較例２に使用した光学装置は、実施例１に用いた光学装置２４の光変調装置２４０、クロスダイクロイックプリズム２４４、および台座２４６と略同様の部材とともに、光変調装置を保持する保持部材、および、クロスダイクロイックプリズムの光束入射端面に貼り付けられる射出側偏光板を備える。
このうち、保持部材は、ポリカーボネートを射出成形等により成形した成形品であり、光変調装置の画像形成領域に対応する開口を有する略矩形板状に構成され、四隅角部分には、板面から面外方向に４つのピン状突起が突出している。そして、これら４つのピン状突起を連結する連結部分である板面は、クロスダイクロイックプリズムの光束入射端面に接着固定される。
【００８８】
以上の実施例１、比較例１，２では、それぞれ３つの光学装置を、高温環境下（８５℃）において長時間（７２時間）放置する高温放置実験、および、所定の環境下において温度を−２５℃〜６５℃に変化させるヒートショック実験を実施し、各光学装置における液晶パネルの画素ずれ量を比較した。結果を表１に示す。
【００８９】
【表１】

【００９０】
ここで、画素ずれ量の測定では、各実験前に所定の画素位置を基準画素位置として設定しておき、実験後に所定の画素位置を測定し、測定した画素位置と基準画素位置との偏差を画素ずれ量として算出する。
【００９１】
結果として、比較例１では、表１に示すように、高温放置実験後およびヒートショック実験後の双方で、大きい画素ずれ量を示した。高温放置実験後およびヒートショック実験後の双方の光学装置を確認すると、光変調装置を支持固定する４つのピン状突起が熱伝導板に対して傾斜していた。これは、高温環境下または所定の環境下での温度変化において、光学装置製造時に、ピン状突起がその自重により傾いて接着されたこと、傾いて接着されたピン状突起の接着剤の量の差による熱膨張量の差により、クロスダイクロイックプリズムに対して固定された３つの光変調装置の相互の位置がずれたものと考えられる。そして、比較例１では、このようなピン状突起の傾斜が大きい画素ずれ量を引き起こしている。
【００９２】
比較例２では、表１に示すように、高温放置実験後の画素ずれ量は、小さい値を示したが、ヒートショック実験後の画素ずれ量は、若干大きい値を示した。高温放置実験後およびヒートショック実験後の双方の光学装置を確認すると、比較例１にて確認されたピン状突起の傾斜は見られなかった。ヒートショック実験後では、保持部材とクロスダイクロイックプリズムとが熱膨張係数が異なるため、所定の環境下での温度変化によりこれら各部材間の熱応力が大きくなり、クロスダイクロイックプリズムに対して固定された保持部材の位置が良好に維持されず、光変調装置の位置がずれてしまったものと考えられる。
【００９３】
実施例１では、高温放置実験後およびヒートショック実験後の双方の光学装置２４を確認すると、比較例１にて確認されたピン状突起２４７Ａの傾斜は見られず、表１に示すように、高温放置実験後およびヒートショック実験後の双方で、比較的小さい画素ずれ量を示した。これは、連結部２４７Ｂがピン状突起２４７Ａの傾斜を回避しているものと考えられる。また、光変調装置２４０を支持固定するピンスペーサ２４７は、ピン状突起２４７Ａの一端が熱伝導板２４５の光束入射側端面と接合しているので、ピンスペーサ２４７と熱伝導板２４５との接合面積が小さい。このため、ヒートショック実験において、所定の環境下で温度を変化させても、熱伝導板２４５とピンスペーサ２４７との間に発生する熱応力がピンスペーサ２４７に与える影響が小さく、ピンスペーサ２４７の位置ずれを回避できたものと考えられる。
したがって、本発明の光学装置２４の構造を採用することで、光変調装置２４０の位置ずれを回避し、画素ずれのない良好な光学像を形成できることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光学装置を備えたプロジェクタの構造を示す斜視図。
【図２】前記実施形態における光学ユニットの内部構造を模式的に示す平面図。
【図３】前記実施形態における下ライトガイドの構造を示す斜視図。
【図４】前記実施形態におけるレンズの保持構造を説明するための図。
【図５】前記実施形態におけるダイクロイックミラーの保持構造を説明するための図。
【図６】前記実施形態における反射ミラーの保持構造を説明するための図。
【図７】前記実施形態における光学装置の概略構成を示す全体斜視図。
【図８】前記実施形態における光学装置の構造を示す分解斜視図。
【図９】前記実施形態における光学装置の弾性部材の配置状態を示す図。
【符号の説明】
１・・・プロジェクタ、３・・・投写レンズ（投写光学装置）、２４・・・光学装置、２１１・・・光源装置、２４０・・・光変調装置、２４１Ｒ，２４１Ｇ，２４１Ｂ・・・液晶パネル（光変調素子）、２４２・・・入射側偏光板（光学変換素子）、２４７Ａ・・・ピン状突起（ピン）、２４７Ｂ・・・連結部（連結部分）、２４９・・・保持枠、２４９Ａ・・・凹形枠体、２４９Ｂ・・・支持板、２４９Ｃ・・・開口、２４９Ｆ・・・孔。

Claims (6)

1. 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が一体的に設けられた光学装置であって、
   前記光変調装置は、光変調を実施する光変調素子と、この光変調装置の画像形成領域に応じた開口、およびこの開口周縁に複数の孔を有し、前記光変調素子を収納する保持枠とを備え、
   当該光学装置は、前記複数の孔に挿通され、前記光変調装置および前記色合成光学装置を一体化するピンスペーサを備え、
   前記ピンスペーサは、前記複数の孔のうち２つの孔にそれぞれ挿通される２つのピン状突起と、前記各ピン状突起における前記色合成光学装置側の一端から離隔した部分を互いに連結する棒状の連結部とで構成されていることを特徴とする光学装置。
2. 請求項１に記載の光学装置において、
   前記各ピン状突起は、前記連結部にて前記光変調装置の光束入射側で互いに連結されていることを特徴とする光学装置。
3. 請求項２に記載の光学装置において、
   前記連結部には、入射光の光学特性を変換する光学変換素子が貼り付けられていることを特徴とする光学装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学装置において、
   前記連結部は、当該光学装置に送風される冷却空気の流路に沿って延びていることを特徴とする光学装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学装置において、
   前記保持枠は、前記光変調素子を収納する凹形枠体と、前記複数の孔を有し、この凹形枠体に収納された光変調素子を押圧固定する支持板とを備え、
   前記複数の孔は、前記支持板に形成された孔の内周縁を面外方向に突出させたバーリング孔であることを特徴とする光学装置。
6. 光源と、請求項１から請求項５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写する投写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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