JP4284766B2 - プロジェクタ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタ装置に関し、特に光学系のプリズムホルダー及びレンズホルダーの位置合わせ及び固定構造を有するプロジェクタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数枚の、たとえば液晶のライトバルブを用いたプロジェクタ装置は、白色光を三原色の赤、緑、青の各色光に分離して、その色光を液晶ライトバルブで画像変調して、次に各色光を合成して光束を生成した後に投写レンズでスクリーンに投写する。
図９は、従来のプロジェクタ装置を示す平面図であり、プリズム１０００の３つの面にはそれぞれ液晶パネル１００１，１００２，１００３が設けられている。液晶パネル１００１は緑（Ｇ）用の透過型の光変調素子であり、液晶パネル１００２は青（Ｂ）用の透過型の光変調素子で、そして液晶パネル１００３は赤（Ｒ）用の透過型の光変調素子である。
これらの液晶パネル１００１，１００２，１００３は、それぞれステージ１００４，１００５，１００６により、プリズム１０００に対して位置決めして固定されている。このプリズム１０００は投写レンズ１０１０の投写レンズホルダー１０１４側に固定されている。
【０００３】
図１０〜図１２は、上述したステージ１００４〜１００６の構造例を示している。
３枚の液晶パネル１００１，１００２，１００３の位置合わせ（レジストレイション）は、一枚の液晶パネル（ここでは緑色用の液晶パネル１００１）を機械的にプリズム１０００の中心及び投写レンズ１０１０の中心に液晶パネル１００１の中心が位置出しができるようにしておき、この緑色用の液晶パネル１００１を基準に他の２枚の液晶パネル１００２，１００３のそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ，θ軸の調整自在な簡易ステージを微調し、またＺ軸を調整しながら、赤色、緑色、青色３枚の液晶パネル１００１，１００２，１００３の映像がスクリーン上で重なるように位置合わせを行う。この時の、３枚の液晶パネルの位置合わせ精度は、１／３画素から１画素の精度が要求される。
また、特許第２７１４９３９号には、クロスダイクロイックプリズムの３面にそれぞれ偏光板等を貼り、さらにその偏光板の上に液晶パネルをジグを用いて位置を出して、直接液晶パネルをプリズムに固着する方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した液晶プロジェクタ装置においては、液晶パネルを一枚一枚に対応する形で簡易型の調整用ステージ１００４〜１００６を用意し、さらに、そのステージをクロスダイクロイックプリズムに固定して、位置出しの調整をしていたので、以下のような問題点がある。
（１）調整用のステージを赤色、緑色、青色の各液晶パネルに持つことで、部品点数が多くなる。
（２）Ｘ，Ｙ，θ，Ｚ軸に関する調整した後に、ステージが動かないようにネジ等で固定する。そのネジを締めて固定する時に、ステージがわずかに動いて、液晶パネルの位置ずれの原因となる。
（３）各液晶パネルの位置関係を精度よく出し調整しようとすると、ステージの調整機構が複雑になったり、また、調整軸が増えたりして光学系が大きくなる。（４）液晶パネルの出射側とプリズム面との間に隙間がとり難くなり、液晶パネルとプリズムの間に空気が通らなくなり、液晶パネルの空冷効率が悪く、液晶パネルが正しく作動しなくなる。
（５）ステージは、常に一方向にばね等で引っ張って固定する構造になっているので、衝撃に弱く、振動、衝撃等で液晶パネルの位置ずれが起こりやすい。
（６）位置精度を上げて、赤色、緑色、青色用の各液晶パネルの位置を合わせようとすると、３枚の液晶パネルの位置合わせに時間がかかる。
【０００５】
また、特許第２７１４９３９号による方法では、プリズムに貼った偏光板が冷却できないので、光源（ランプ）からの光で高温になり偏光板の偏光機能がなくなり液晶パネルでの光変調が不可能となる。
また、液晶パネルを偏光板の上に直接接着剤で固着すると、偏光板及び液晶パネル等に不具合が出た場合に部品交換するために接着を剥がす時に、偏光板及び液晶パネルの部品に傷が付き、使用可能な部品にも傷が付き無駄になる。
そこで本発明は上記課題を解消し、シンプルな構造を採用しながら、精度よく確実に光変調素子と、合成用プリズム及び投写レンズの位置合わせをしながら組み立てることができるプロジェクタ装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、光源と、前記光源からの光を複数の色光に色分離する分離光学手段と、前記分離された色光を変調する複数の透過型の光変調素子と、前記光変調素子により変調された各前記色光を合成して光束を生成する合成光学手段と、前記合成された光束を投写する投写光学手段とを有するプロジェクタ装置において、前記合成光学手段である合成用プリズムを保持するプリズムホルダーであって、第１位置合わせ部を有し、前記合成用プリズムの各前記色光が入射する入射面と前記合成用プリズムの前記合成された光束を前記投写光学手段側に出す出射面を除いた対向している前記合成用プリズムの一端面と他端面に位置合わせされて固定される前記プリズムホルダーと、前記プリズムホルダーを保持し、前記投写光学手段である投写レンズを保持するレンズホルダーであり、前記プリズムホルダーの前記第１位置合わせ部にはめ込むことで位置合わせを行うとともに固定するための第２位置合わせ部を有する前記レンズホルダーと、を備え、前記プリズムホルダーの前記第１位置合わせ部は、支柱を有し、前記レンズホルダーの前記第２位置合わせ部は、ガイド溝を有し、前記支柱を前記ガイド溝に挿入することにより、前記プリズムホルダーの前記第１位置合わせ部と前記レンズホルダーの前記第２位置合わせ部とを固定するプロジェクタ装置である。
【０００７】
請求項１では、プリズムホルダーは、合成光学手段である合成用プリズムを保持するものである。このプリズムホルダーは、第１位置合わせ部を有し、合成用プリズムの各色光が入射する入射面と合成用プリズムの合成された光束を投写光学手段側に出す出射面を除いた対向している合成用プリズムの一端面と他端面に位置合わせされて固定されるものである。
レンズホルダーは、投写光学手段である投写レンズを保持するものである。このレンズホルダーは、プリズムホルダーの第１位置合わせ部にはめ込むことで位置合わせを行うとともに固定するための第２位置合わせ部を有している。
これにより、プリズムホルダーはプリズムの一端面と他端面に位置合わせして合成用プリズムを固定することができる。そしてレンズホルダーの第２位置合わせ部は、プリズムホルダーの第１位置合わせ部を用いてはめ込むことで位置合わせを行いながら固定することができる。
このようにシンプルな構造でありながら、レンズホルダーとプリズムホルダー及び投写レンズと合成用プリズムを確実に位置合わせしながら固定して組み立てることができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のプロジェクタ装置において、前記プリズムホルダーの前記第１位置合わせ部は、位置合わせ穴を有し、前記レンズホルダーの第２位置合わせ部は前記位置合わせ穴にはめ込んで前記レンズホルダーに対して前記プリズムホルダーを位置決めするための位置決めピンを有し、前記レンズホルダーと前記プリズムホルダーは、位置決め後にネジ止めにより固定されている。
請求項２では、プリズムホルダーの第１位置合わせ部は、位置合わせ穴を有し、レンズホルダーの第２位置合わせ部は位置合わせ穴にはめ込んでレンズホルダーに対しプリズムホルダーを位置決めするための位置決めピンを有している。これにより位置決めピンを位置合わせ穴にはめ込むことで、プリズムホルダーとレンズホルダーを簡単に位置合わせすることができる。そして、レンズホルダーとプリズムホルダーは、位置決め後にネジ止めにより固定する。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１に記載のプロジェクタ装置において、前記合成用プリズムの前記色光が入射する３つの前記入射面に面してそれぞれ配置されてかつ前記合成用プリズムの前記一端面と他端面に対して接着され、前記光変調素子により変調された前記色光が通過するための開口部と複数の耳状の突起を有する３つの第１の固定部材と、３つの前記第１の固定部材に対してそれぞれ密接して固定されることで前記光変調素子を前記合成用プリズム側に固定するための３つの第２の固定部材であり、前記光変調素子により変調された前記色光が通過するための開口部と複数の耳状の突起を有する３つの前記第２の固定部材とをさらに備え、前記第１の固定部材の前記突起は、前記第２の固定部材側に向けて突出するように形成され、前記第２の固定部材の前記突起は、前記第１の固定部材側に向けて突出するように形成され、前記色光が前記合成用プリズムにより前記合成された光束を生成するように３つの前記光変調素子を前記合成用プリズムの前記色光が入射する３つの前記入射面にそれぞれ位置決めした状態で、前記第１の固定部材の前記突起と前記第２の固定部材の前記突起が、接着または半田付けにより固定されている。
【００１０】
請求項３では、第１の固定部材が、合成用プリズムの３つの入射面に面して配置されてかつ合成用プリズムの一端面と他端面に対して接着される。第１の固定部材は、光変調素子により変調された色光が通過するための開口部と耳状の突起を有している。第２の固定部材は、第１の固定部材に対して密接に固定されることで光変調素子を合成用プリズム側に固定するためのものである。この第２の固定部材は、光変調素子により変調された色光が通過するための開口部と耳状の突起を有している。
第１の固定部材の突起は、第２の固定部材側に向けて突出するように形成されている。第２の固定部材の突起は、第１の固定部材側に向けて突出するように形成されている。第１の固定部材の突起と第２の固定部材の突起は、色光が合成用プリズムにより合成された光束を再生するように３つの光変調素子を合成用プリズムの色光が入射する３つの入射面にそれぞれ位置決めした状態で、接着または半田付けにより固定する。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３に記載のプロジェクタ装置において、前記合成用プリズムの３つの前記入射面に対して、前記色光の波長に応じて拡大率を補正する３つの色倍率補正レンズがそれぞれ固定され、３つの前記第１の固定部材が３つの前記色倍率補正レンズの周囲を覆うように前記合成用プリズムの３つの前記入射面に面してそれぞれ配置されている。
請求項４では、３つの色倍率補正レンズが、合成用プリズムの３つの入射面に対してそれぞれ固定される。第１の固定部材は、色倍率補正レンズの周囲を覆うように合成用プリズムの入射面に対して配置されている。
請求項５の発明は、請求項３に記載のプロジェクタ装置において、前記第１の固定部材の前記突起と、前記第２の固定部材の前記突起とが光硬化型の接着剤により接着されて固定されている。
請求項５では、光硬化型の接着剤を用いることにより、接着を容易に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１３】
図１と図２は、本発明のプロジェクタ装置の好ましい実施の形態を示している。
プロジェクタ装置１００は、いわゆる３枚の液晶パネルを用いたリヤプロジェクタ装置である。プロジェクタ装置１００は筐体３７を有しており、筐体３７の下部キャビネット３８の中には、光学ユニット３４が収容されている。光学ユニット３４の投写レンズ１５から投写された映像１５Ａは、背面反射ミラー３６により方向転換されてスクリーン３５に投写される。このスクリーン３５に投写された拡大映像は、矢印Ｔ方向から見る。
【００１４】
図３は、図１に示す光学ユニット３４の詳しい構造例を示している。
図３において、メタハライドランプのような光源１で形成された照明光は、紫外線及び赤外線を遮断するカットフィルタ２を透過後、反射ミラー３ａで９０°方向転換しレンズアレイ４ａ，４ｂを透過し、プリズム偏光変換素子５に入ることにより、Ｐ波及びＳ波に分離される。
Ｐ波はプリズムを透過し、Ｓ波はプリズム面で反射し更に隣りのプリズムに形成された反射膜で反射し、メインコンデンサーレンズ６の方向へ進む。この時プリズム偏光変換素子５とメインコンデンサーレンズ６との間にある１／２波長板によってＳ波はＰ波に変換される。
プリズムを透過したＰ波と、Ｓ波が変換されＰ波は、メインコンデンサーレンズ６で集光され、第１ダイクロイックミラー７へ入射する。入射した照明光は第１ダイクロイックミラー７で色分離されて、赤（Ｒ）の光は反射し緑（Ｇ）の光及び青（Ｂ）の光は透過する。
【００１５】
第１ダイクロイックミラー７で色分離されて反射した赤（Ｒ）の光は、赤フィルタ８を透過して反射ミラー３ｂで反射し、コンデンサーレンズ１０ａでさらに集光されてコンデンサーレンズ１０ａに貼ってある偏光板１１−１ａと１／２波長板１１ａを透過して、液晶パネル１２ａを照明する。赤色用の液晶パネル１２ａは、駆動回路（図示しない）から供給される赤色の映像信号に基づいて駆動し赤色を透過することで光変調する。
一方、第１ダイクロイックミラー７を透過した緑及び青の光Ｇ，Ｂは、第２ダイクロイックミラー９で更に色分離される。緑（Ｇ）の光は反射してコンデンサーレンズ１０ｂに入射し，コンデンサーレンズ１０ｂでさらに集光されてコンデンサーレンズ１０ｂに貼ってある偏光板１１−１ｂと１／２波長板１１ｂを透過して液晶パネル１２ｂを照明する。緑色用の液晶パネル１２ｂは駆動回路（図示しない）から供給される、赤緑色の映像信号に基づいて駆動し緑色を透過することで光変調する。
【００１６】
第２ダイクロイックミラー９を透過した青（Ｂ）の光は、リレーレンズ１３ａを透過し、反射ミラー３ｃで９０°方向転換してリレーレンズ１３ｂに入射し、更に透過した後反射ミラー３ｄで９０°方向転換して、コンデンサーレンズ１０ｃに入射し、コンデンサーレンズ１０ｃでさらに集光されてコンデンサーレンズ１０ｃに貼ってある偏光板１１−１ｃ、１／２波長板１１ｃを透過して、液晶パネル１２ｃを照明する。青色用の液晶パネル１２ｃは、駆動回路（図示しない）から供給される、青緑色の映像信号に基づいて駆動し青色を透過することで光変調する。
【００１７】
赤色用液晶パネル１２ａ、緑色用液晶パネル１２ｂ、青色用液晶パネル１２ｃをそれぞれ駆動信号に基づいて透過した光（照明光）は、クロスダイクロイックプリズム１４の赤、緑、青の各プリズム面に貼ってある偏光板１１−１ａ，１１−１ｂ，１１−１ｃと１／２波長板１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、更に色倍率補正レンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃを透過して、クロスダイクロイックプリズム１４に入射する。
クロスダイクロイックプリズム１４に入射した、赤、緑、青の各光は、クロスに形成されたプリズム面の反射膜で反射（緑は透過）して色合成されて、投写レンズ１５によって拡大され、図１の筐体３７に固定されているスクリーン３５へ投写される。
【００１８】
尚、１／２波長板１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、入射側は照明光（Ｐ波水平方向）の位相を変えて、液晶パネル水平方向に対し４５°の角度方向から照明光を液晶パネルに入射させることで、液晶パネルから漏れて出てくる光を少なくして、液晶パネルのコントラストを上げ画質向上を図るものである。また、液晶パネル出射側の１／２波長板は、照明光が液晶パネルで９０°ねじられて出てくる光、いわゆる出射光（Ｓ波）は、液晶パネルの水平方向に対し４５°傾いているので１／２波長板で位相を変えて垂直方向にして、液晶パネル出射側の偏光板１１−１ａ，１１−１ｂ，１１−１ｃに出射光を垂直に入射させ、光をＳ波（垂直方向）に揃えてクロスダイクロイックプリズム入射させている。
また、色倍率補正レンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、赤、緑、青それぞれの波長によって、プリズム、投写レンズを透過すると拡大率がわずかに異なるので、その拡大率を補正するものである。
【００１９】
次に、図４を参照して、クロスダイクロイックプリズム（以下合成用プリズムという）１４と、３つの液晶パネル１２ａ，１２ｂ，１２ｃの取り付け構造について説明する。
合成用プリズム１４は、一端面１３０と他端面１４０、そして出射面１５０と３つの入射面１６０，１７０，１８０を有している。一端面１３０と他端面１４０は、出射面１５０、入射面１６０，１７０，１８０と直交する面である。
合成用プリズム１４の入射面１８０には、色倍率補正レンズ３３ａ、偏光板１１−１ａ及び１／２波長板１１ａが貼り付けられている。同様にして入射面１７０には、色倍率補正レンズ３３ｂ、偏光板１１−１ｂ及び１／２波長板１１ｂが貼り付けられている。入射面１６０には、色倍率補正レンズ３３ｃ、偏光板１１−１ｃ及び１／２波長板１１ｃが貼り付けられている。
【００２０】
出射面１５０は投写レンズ１５と対面する面であり、合成された光束Ｌが出射面１５０から投写レンズ１５側に向かう。
入射面１７０は、緑色の変調後の光束が入射される面であり、入射面１６０は青色の変調後の光束が入射される面であり、入射面１８０は、赤色の変調後の光束が入射される面である。
各入射面１８０，１７０，１６０には、図４に示すような第１の固定部材としての液晶パネル固定金具２９と、第２の固定部材としての液晶パネル取付金具２６を用いて、対応する液晶パネル１２ａ，１２ｂ，１２ｃが固定されるようになっている。
【００２１】
図４の例では、代表して、赤色用の液晶パネル１２ａが入射面１８０に対して固定される構造を示している。
液晶パネル１２ａは、液晶パネル取付金具２６に対してたとえば４本のネジ２６Ｍにより固定される。液晶パネル取付金具２６は、たとえば４つの耳状の突起２７を有している。各耳状の突起２７には穴２８が設けられている。液晶パネル取付金具２６は、長方形もしくは正方形の金属板であるが、この液晶パネル取付金具２６の中央には、矩形状の開口部２６Ａが形成されている。この開口部２６Ａは、液晶パネル１２ａの表示部分とほぼ同じ大きさである。
【００２２】
液晶パネル固定金具２９は、たとえば４つの耳状の突起３０を有しており、耳状の突起３０にはそれぞれ穴３１が形成されている。この突起３０は、液晶パネル取付金具２６の突起２７に対応した位置にあり、液晶パネル固定金具２９の突起３０と液晶パネル取付金具２６の突起２７を合わせた状態で、たとえば光硬化型の接着剤もしくは半田付けにより固定することができる。
光硬化型の接着剤としては、たとえばＵＶ接着剤（紫外線硬化型樹脂）を使用することができる。
【００２３】
液晶パネル固定金具２９は、その中央部に２つの接着部３２ａ，３２ｂを有している。この接着部３２ａ，３２ｂは、角穴３２ｃを有している。接着部３２ａは、合成用プリズム１４の一端面１３０側に位置し、もう１つの接着部３２ｂは、合成用プリズム１４の他端面１４０側に位置している。
液晶パネル固定金具２９の突起３０と液晶パネル取付金具２６の突起２７は、同形状になっており、しかも表面積が小さいものになっている。これはたとえば半田付けにより突起２７，３０を相互に固定する場合に、半田付けの際の熱が逃げないようにするためである。しかも突起３０，２７にはそれぞれ穴３１，２８が形成されているので、さらに突起３０，２７の表面積を小さくすることにより、半田による突起３０，２７の固定の際に熱が逃げないように工夫してある。
【００２４】
次に、図４の液晶パネル１２ａを、入射面１８０側に対して位置決めして固定する作業例を説明する。
まず、液晶パネル固定金具２９の接着部３２ａ，３２ｂが、合成用プリズム１４の一端面１３０と他端面１４０に対して位置決めされて、ＵＶ接着剤が接着部３２ａ，３２ｂの角穴３２ｃに沿って注入されることにより、液晶パネル固定金具２９は、入射面１８０に対して密着して配置される。
【００２５】
次に、液晶パネル取付金具２６が、液晶パネル固定金具２９に対してたとえば半田付けにより固定される。すなわち、液晶パネル固定金具２９の突起３０が、液晶パネル取付金具２６の突起２７に対して、半田付けにより固定される。この時に、各突起２７，３０の表面積が小さく、しかも穴３１，２８が設けられていることから表面積が小さく設定されているので、半田付けの際における熱の逃げを防止することができる。これにより、半田により突起２７，３０を確実にかつ短時間で固定することができる。
突起２７は、液晶パネル固定金具２９側に向けて突出して形成されており、反対に突起３０は液晶パネル取付金具２６側に向けて突出して形成されている。このことから突起２７，３０が半田付けにより固定されると、液晶パネル固定金具２９と液晶パネル取付金具２６の間には隙間が生じる。この隙間には、風が通ることから、液晶パネル１２ａの冷却を効率よく行うことができる。
【００２６】
液晶パネル１２ａは、ネジ２６Ｍにより、液晶パネル取付金具２６に対してネジ止めにより固定される。液晶パネル固定金具２９の開口部２９Ａは、液晶パネル取付金具２６の開口部２６Ａよりも大きく設定されている。図４では液晶パネル１２ａが合成用プリズム１４の入射面１８０に対面して固定される例を示しているが、このことは図５に示す液晶パネル１２ｂ，１２ｃが図４の入射面１７０，１６０にそれぞれ固定される場合においても同様に行うことができる。
【００２７】
なお、突起２７，３０の半田付けによる固定を行う前に、次のような液晶パネル１２ａ，１２ｂ，１２ｃの位置調整を行う。すなわち、図４に示す液晶パネル１２ａは入射面１８０に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θ軸の回転方向及び、Ｘ軸方向に関する倒れ調整、Ｙ軸方向に関する倒れ調整の合計６軸調整を行った後に、突起２７，３０が半田付けにより位置決めして固定される。
このことから、液晶パネル１２ａは、入射面１８０に対して正確に位置調整でき、同様にして液晶パネル１２ｂも入射面１７０に対して正確に位置調整でき、さらに液晶パネル１２ｃも入射面１６０に対して正確に位置調整してそれぞれ固定することができる。
【００２８】
図４の合成用プリズム１４の赤、緑、青に対応するプリズムの入射面１８０，１７０，１６０には、あらかじめ、色倍率補正レンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃが貼り付けてあり、また、色倍率補正レンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃの上には、偏光板１１−１ａ，１１−１ｂ，１１−１ｃが貼り付けられ、さらに、その上には１／２波長板１１ａ，１１ｂ，１１ｃが貼り付けられている。
また、色倍率補正レンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃの周囲を、液晶パネル固定金具２９でマスクすることで、プリズムの入射面１８０，１７０，１６０における有効面以外からの迷光を遮光することができる。
【００２９】
次に、図５〜図８を参照して、図４に示す要領で組み立てられた合成用プリズム１４と３枚の液晶パネル１２ａ，１２ｂ，１２ｃと投写レンズ１５が、プリズムホルダー１７とレンズホルダー２２を用いて光学的に位置調整して固定される構造例について説明する。
図５は、合成用プリズム１４が、プリズムホルダー１７により固定されており、投写レンズ１５がレンズホルダー２２に保持されている。図５に示す合成用プリズム１４は、すでに図４で示す要領で位置決めして固定された３枚の液晶パネル１２ａ，１２ｂ，１２ｃを備えている。プリズムホルダー１７は第１位置合わせ部１２０を有し、レンズホルダー２２は第２位置合わせ部１４０を有している。
プリズムホルダー１７の第１位置合わせ部１２０は、図５〜図７に示すような構造を有している。まずプリズムホルダー１７の構造を説明する。プリズムホルダー１７は、ベース２００と、取付部２１０，２２０を有している。取付部２１０，２２０は、ベース２００から垂直に突出して形成されており、それぞれ穴２２ａ，２２ｂを有している。
【００３０】
この取付部２１０，２２０は、合成用プリズム１４の一端面１３０と他端面１４０を接着により固定するために、密着する部分である。従って穴２２ａ，２２ｂは、ＵＶ接着剤を注入するための穴である。これにより、取付部２１０は合成用プリズム１４の一端面１３０に接着されるとともに、取付部２２０は合成用プリズム１４の他端面１４０に接着される。
ベース２００は、円形の開口部２３０を有しているとともに、耳状の突起２４０，２５０を有している。突起２４０，２５０は穴２４１，２５１をそれぞれ有している。ベース２００の上端面２５５には、ホルダー固定穴１９ａ，１９ｂを有しているとともに、位置出し穴１８ａ，１８ｂを有している。図７に示すように、ベース２００の後側は空間部２７０となっており、開口部２３０に接続されている。
【００３１】
一方、レンズホルダー２２の第２位置合わせ部１４０は次のような構造を有している。レンズホルダー２２は、図５に示すようにネジ穴２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄを有している。これらのネジ穴２５ａ〜２５ｄは、図８に示すように固定ネジ２９０によりレンズホルダー２２を筐体１６側に固定するようになっている。図５のレンズホルダー２２は、開口部３００を有している。この開口部３００は、図６のプリズムホルダー１７の開口部２３０と合致される部分である。レンズホルダー２２は、ネジ穴２４ａ，２４ｂを有しているとともに、位置出しピン２３ａ，２３ｂを有している。ネジ穴２４ａ，２４ｂは、プリズムホルダー１７のホルダー固定穴１９ａ，１９ｂに対応した位置にある。位置出しピン２３ａ，２３ｂは、プリズムホルダー１７の位置出し穴１８ａ，１８ｂに挿入されることにより、プリズムホルダー１７とレンズホルダー２２の位置決めを行うようになっている。
さらにレンズホルダー２２は、ガイド溝３４０，３４０を有している。このガイド溝３４０，３４０には、図７に示すプリズムホルダー１７の支柱３９０，３９０が挿入されるようになっている。そして、図５に示すように支柱３９０，３９０の突起２４０，２５０の穴２４１，２５１は、レンズホルダー２２の穴２４ｃ，２４ｂにそれぞれ合うようになっている。
【００３２】
図５に示すように、ネジ４００は、プリズムホルダー１７のホルダー固定穴１９ａ，１９ｂ及びレンズホルダー２２のネジ穴２４ａ，２４ｂにそれぞれはめ込まれることで、プリズムホルダー１７とレンズホルダー２２を一体化して固定することができる。この時に、位置出し穴１８ａ，１８ｂにはレンズホルダー２２の位置出しピン２３ａ，２３ｂがはめ込まれることから、プリズムホルダー１７とレンズホルダー２２は、位置出し及び固定を確実に行うことができる。
しかも、レンズホルダー２２の穴２４ｃ，２４ｄと、プリズムホルダー１７の穴２４１，２５１を位置合わせして、そしてその間の穴に対してネジ４１０をはめ込むことで、プリズムホルダー１７とレンズホルダー２２はさらにネジ４１０により一体化することができるのである。
このように投写レンズ１５のレンズホルダー２２とプリズムホルダー１７が組み立てられた様子を図８に示している。
【００３３】
本発明の実施の形態では、プリズムホルダー１７に合成用プリズム１４と液晶パネル１２ａ，１２ｂ，１２ｃを固定した状態、いわゆるプリズムブロックとしてまとめることで、投写レンズ１５との組立が簡単になる。
プリズムブロックのプリズムホルダー１７の位置出し穴１８ａ，１８ｂが、投写レンズホルダー２２の位置出しピン２３ａ，２３ｂとの嵌合で合成用プリズム１４と投写レンズ１５の位置出しがされ、投写レンズ、プリズムの光軸が一致する。
プリズムブロックの交換は、レンズホルダー２２のプリズム固定ネジ穴２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに止められているネジを外すだけで簡単に交換可能となる。また、プリズムブロックは互換性を持たせておけば、どのプリズムブロックでも取り付けることが可能である。
【００３４】
また、本発明の実施の形態では、合成用プリズム１４は、プリズムホルダー１７に上下の面が挟み込まれるようにして取り付けられる。この時好ましくは合成用プリズム１４はプリズムホルダー１７上側の一面と投写レンズ１５側に押しあてられ、この二面を基準位置決めし、さらにプリズムの左右のセンターが、投写レンズ１５の光軸と一致するようにジグとレザーを使って位置を出して位置が出たところで紫外線硬化樹脂（ＵＶ）を接着固定穴２０ａ，２０ｂへ流し入れ、光で硬化させ接着する。
【００３５】
また、図４に示す液晶パネル固定金具（部材）２９はクロスダイクロイックプリズム１４の３面に、プリズムを挟み込むようにジグを用いて位置出しし、ＵＶ接着用の角穴３２ｃに紫外線硬化樹脂を流し入れて光で硬化させて接着する。
上記のように、合成用プリズム１４の上下の面を使って合成用プリズム１４を固定する利点は、プリズムの接着面が適当に荒れているので接着が良く付く。また、硬化させる時に一方向から光を当てて硬化することができる。また、プリズム面に接着剤にはみ出す心配がない等等の利点が挙げられる。
また、合成用プリズムに液晶パネルが３枚固定された状態いわゆるプリズムブロックとして構成されていることで、液晶パネルの不良が発生した場合、プリズムブロックのみを交換することで容易にサービスができる。
【００３６】
本発明の実施の形態によれば、クロスダイクロイックプリズム上下に部材（液晶取付金具、液晶固定金具）を接着し、さらに、部材を介して液晶パネルを半田または、接着剤で固定すること、クロスダイクロイックプリズム上下を用いてプリズムホルダーを接着する構造にすることにより、以下のようなメリットがある。
液晶パネルの位置合わせを精度よくでき、赤、緑、青の３色の色ズレの少ない高画質を得ることができる。
従来用いた簡易ステージを省略できるので、部品点数を減らしてコストを下げることができる。
液晶パネルを、合成用プリズム側に対して半田または紫外線硬化樹脂で固定することで、落下、衝撃などによるレジストレイション（位置）ずれをなくすことができる。
【００３７】
合成用プリズムの上下面に部材を接着し、さらに、部材を介して液晶パネルを半田または、接着剤で固定することでプリズムブロックを小型化できる。また、光学ユニット全体も小型化できる。
プリズム周辺に、簡易ステージ等部品が無くなるので、液晶パネル及び偏光板との間に空間が作れるので、液晶パネル、偏光板を効率良く冷却できる。
クロスダイクロイックプリズム上下に部材を接着する時、一方向から紫外光を当て硬化できるので作業性がよい。
液晶パネルに不具合が出た場合、プリズムブロックの交換が容易にできる。また、プリズムブロックを投写レンズホルダーに直接固定する構造なので精度よく組立ができる。
以上、実施の形態例について詳細に述べたが、本発明は３板式プロジェクタ装置に限定されるものではなく、他のプロジェクタ装置にも適用できる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シンプルな構造を採用しながら、精度よく確実に光変調素子と、合成用プリズム及び投写レンズの位置合わせをしながら組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプロジェクタ装置の好ましい実施の形態を示す内部構造を示す側面図。
【図２】図１のプロジェクタ装置の正面図。
【図３】図１の光学ユニットの光学的構成例を示す平面図。
【図４】合成用プリズムと液晶パネルの取り付け構造例を示す斜視図。
【図５】合成用プリズムと投写レンズを、プリズムホルダーとレンズホルダーを介して位置決めして固定する構造例を示す分解斜視図。
【図６】図５のプリズムホルダーの例を示す斜視図。
【図７】プリズムホルダーの別の面から見た斜視図。
【図８】投写レンズと合成用プリズムが位置決めして固定された状態を示す平面図。
【図９】従来のプロジェクタ装置の光学ユニットを示す平面図。
【図１０】従来の液晶パネルの取付金具の例を示す正面図。
【図１１】従来の液晶パネルの取付金具の側面図。
【図１２】従来の取付金具がプリズム側に固定された様子を示す図。
【符号の説明】
７・・・第一ダイクロイックミラー（分離光学手段）、９・・・第二ダイクロイックミラー（分離光学手段）、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ・・・液晶パネル（光変調手段）、１４・・・合成用プリズム（合成光学手段）、１５・・・投写レンズ（投写光学手段）、１７・・・プリズムホルダー、２２・・・レンズホルダー、２６・・・液晶パネル取付金具（第２の固定部材）、２７，３０・・・突起、２９・・・液晶パネル固定金具（第１の固定部材）、３２ａ，３２ｂ・・・液晶パネル固定金具の接着部、３４・・・光学ユニット、１００・・・プロジェクタ装置、１２０・・・第１位置合わせ部、１４０・・・第２位置合わせ部

Claims (5)

1. 光源と、前記光源からの光を複数の色光に色分離する分離光学手段と、前記分離された色光を変調する複数の透過型の光変調素子と、前記光変調素子により変調された各前記色光を合成して光束を生成する合成光学手段と、前記合成された光束を投写する投写光学手段とを有するプロジェクタ装置において、
   前記合成光学手段である合成用プリズムを保持するプリズムホルダーであって、第１位置合わせ部を有し、前記合成用プリズムの各前記色光が入射する入射面と前記合成用プリズムの前記合成された光束を前記投写光学手段側に出す出射面を除いた対向している前記合成用プリズムの一端面と他端面に位置合わせされて固定される前記プリズムホルダーと、
   前記プリズムホルダーを保持し、前記投写光学手段である投写レンズを保持するレンズホルダーであり、前記プリズムホルダーの前記第１位置合わせ部にはめ込むことで位置合わせを行うとともに固定するための第２位置合わせ部を有する前記レンズホルダーと、
   を備え、
   前記プリズムホルダーの前記第１位置合わせ部は、支柱を有し、
   前記レンズホルダーの前記第２位置合わせ部は、ガイド溝を有し、
   前記支柱を前記ガイド溝に挿入することにより、前記プリズムホルダーの前記第１位置合わせ部と前記レンズホルダーの前記第２位置合わせ部とを固定するプロジェクタ装置。
2. 前記プリズムホルダーの前記第１位置合わせ部は、位置合わせ穴を有し、前記レンズホルダーの第２位置合わせ部は前記位置合わせ穴にはめ込んで前記レンズホルダーに対して前記プリズムホルダーを位置決めするための位置決めピンを有し、
   前記レンズホルダーと前記プリズムホルダーは、位置決め後にネジ止めにより固定されている請求項１に記載のプロジェクタ装置。
3. 前記合成用プリズムの前記色光が入射する３つの前記入射面に面してそれぞれ配置されてかつ前記合成用プリズムの前記一端面と他端面に対して接着され、前記光変調素子により変調された前記色光が通過するための開口部と複数の耳状の突起を有する３つの第１の固定部材と、
   ３つの前記第１の固定部材に対してそれぞれ密接して固定されることで前記光変調素子を前記合成用プリズム側に固定するための３つの第２の固定部材であり、前記光変調素子により変調された前記色光が通過するための開口部と複数の耳状の突起を有する３つの前記第２の固定部材と
   をさらに備え、
   前記第１の固定部材の前記突起は、前記第２の固定部材側に向けて突出するように形成され、
   前記第２の固定部材の前記突起は、前記第１の固定部材側に向けて突出するように形成され、
   前記色光が前記合成用プリズムにより前記合成された光束を生成するように３つの前記光変調素子を前記合成用プリズムの前記色光が入射する３つの前記入射面にそれぞれ位置決めした状態で、前記第１の固定部材の前記突起と前記第２の固定部材の前記突起が、接着または半田付けにより固定されている請求項１に記載のプロジェクタ装置。
4. 前記合成用プリズムの３つの前記入射面に対して、前記色光の波長に応じて拡大率を補正する３つの色倍率補正レンズがそれぞれ固定され、
   ３つの前記第１の固定部材が３つの前記色倍率補正レンズの周囲を覆うように前記合成用プリズムの３つの前記入射面に面してそれぞれ配置されている請求項３に記載のプロジェクタ装置。
5. 前記第１の固定部材の前記突起と、前記第２の固定部材の前記突起とが光硬化型の接着剤により接着されて固定されている請求項３に記載のプロジェクタ装置。

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