JP4423997B2

JP4423997B2 - プロジェクタ

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Publication number: JP4423997B2
Application number: JP2004041832A
Authority: JP
Inventors: 和幸飯沼; 信介伊藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2024-02-18
Also published as: JP2005234125A

Description

本発明は、光源と、この光源から射出される光束を複数の色光に分離する色分離光学系と、当該複数の色光ごとに設けられ、前記各色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する複数の光変調装置と、変調された前記色光を合成して光学像を形成する色合成光学系と、前記光源から射出された光束を、前記各光変調装置に導く複数の光学部品と、前記光学像を拡大投射する投写光学系とを備えたプロジェクタに関する。

従来、会議、学会、展示会等でのプレゼンテーションや、家庭での映画鑑賞等にプロジェクタが用いられている。このようなプロジェクタは、その内部に複数の光学部品を収納し、これらの光学部品を用いることにより、光源から射出された光束を変調して光学像を形成し、この光学像を拡大投写する。

このような光学部品をプロジェクタ内部に収納する部材として、内部に照明光軸が設定され、この照明光軸上に光学部品を配置・収納する光学部品用筐体が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような光学部品用筐体は、合成樹脂等から成形し、光学部品を収納する箱型形状の下部筐体と、この下部筐体の上部を覆う合成樹脂製の上部部材とを備えている。このうち、上部筐体は、光源から射出された光束が外部に漏れることを防止するとともに、下部筐体内に収納された光学部品を上部から押さえつけ、照明光軸上に各光学部品を位置決め固定する機能を有している。

特開２００３−２８７８１５号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の光学部品用筐体は、上部および下部筐体が相互に協働して内部の光学部品の位置決め固定を行っている構成であるため、上部筐体にもある程度の強度が要求され、かつ、上部筐体に位置決め固定用の突起等を設けなければならず、光学部品用筐体の軽量化が図りにくい上、光学部品用筐体の製造コストが高騰してしまうという問題がある。
また、光学部品用筐体を構成する部品の材質として、なるべく合成樹脂を使用しない方が環境適性上好ましく、プロジェクタを廃棄する場合等の処理作業を簡易化できる等の利点がある。

本発明の目的は、軽量化および小型化を実現でき、かつ、環境適性上も好ましい材質を使用したプロジェクタを提供することである。

本発明のプロジェクタは、光源と、この光源から射出される光束を複数の色光に分離する色分離光学系と、当該複数の色光ごとに設けられ、前記各色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する複数の光変調装置と、変調された前記色光を合成して光学像を形成する色合成光学系と、前記光源から射出された光束を、前記各光変調装置に導く複数の光学部品と、前記光学像を拡大投射する投写光学系とを備えたプロジェクタであって、内部に前記光源から射出される光束の照明光軸が設定され、前記複数の光学部品を収納して前記照明光軸上の所定位置に配置する光学部品用筐体を備え、前記複数の光学部品は、前記各光変調装置の前段に配置され、前記光源からの光束を平行化して、対応する前記光変調装置に導く複数の平行化レンズと、前記光変調装置の前段に配置され、対応する前記光変調装置に入射される光束を集光する集光レンズとを含み、前記光学部品用筐体は、前記複数の光学部品を前記照明光軸上の所定位置に位置決めして内部に収納する部品収納部材と、この部品収納部材の部品収納用の開口を閉塞し、該部品収納部材を遮光する遮光部材とを備え、前記部品収納部材は、前記複数の平行化レンズおよび前記集光レンズを当該部品収納部材に押圧固定する薄板状の押さえ部材を備え、前記押さえ部材は、前記各平行化レンズを前記部品収納部材に押圧固定するＵ字部と、該Ｕ字部から突出して、前記集光レンズを前記部品収納部材に押圧固定する突出部とを有し、前記遮光部材は、シート状の可撓性部材で形成され、前記部品収納部材内の光学部品を押圧付勢しないことを特徴とする。

本発明によれば、光学部品用筐体の軽量化および小型化を図ることができるので、このような光学部品用筐体を備えるプロジェクタの軽量化および小型化を図ることができる。また、環境適性を向上したプロジェクタを製造することができる。

つまり、光学部品用筐体のうち、遮光部材をシート状の可撓性部材で形成することにより、光学部品用筐体の軽量化および小型化を図ることができる。すなわち、従来では、遮光機能を有する上部筐体を、部品収納部材としての下部筐体と同じ材料で形成し、これら上部筐体および下部筐体により光学部品を位置決め固定していた。このため、上部筐体にもある程度の強度が求められるとともに、光学部品の位置決め固定用の突起を形成しなければならないため、光学部品用筐体の重量および厚さ寸法がともに大きくなっていた。しかしながら、部品収納部材が光学部品を位置決め固定し、シート状の可撓性部材で形成された遮光機能を有する遮光部材で、部品収納部材の開口を閉塞することにより、光学部品用筐体を軽量化および小型化することができる。
また、遮光部材をシート状の可撓性部材で形成することにより、この遮光部材の形成に用いられる材料を少なくすることができ、光学部品用筐体の製造コストを削減できるとともに、光学部品用筐体を処分する際の処理工程における処理量を少なくすることができるので、環境適性を向上することができるほか、処理時間の短縮を図ることができる。

さらに、押さえ部材が光学部品を部品収納部材に押さえるので、光学部品の安定した位置決め固定を行うことができる。すなわち、シート状の可撓性部材で形成された遮光部材の他に設けられた押さえ部材が、部品収納部材に光学部品を押圧固定するので、光学部品用筐体が反転された場合、あるいは、光学部品用筐体に衝撃が加わった場合等においても、光学部品が照明光軸上の所定の位置から脱落するのを防ぐことができる。従って、光学部品を一層安定して位置決め固定することができる。

また、平行化レンズと、光変調装置の前段に配置された集光レンズとは、押さえ部材により部品収納部材に押圧固定されるので、平行化レンズおよび集光レンズを安定して位置決め固定することができ、他の光学部品とともに、光学像を安定して形成することができる。

本発明では、前記遮光部材は、前記押さえ部材の少なくとも一部を覆うように設けられていることが好ましい。
本発明によれば、光学部品用筐体が反転等された場合、あるいは、光学部品用筐体に衝撃が加わった場合でも、脱落の可能性のある光学部品を押さえ部材が部品収納部材に直接押圧固定するので、遮光部材は、部品収納部材内を通過する光束の遮光が可能な構成であればよい。従って、遮光部材の材料・材質選定の幅を広げることができる。

本発明では、前記押さえ部材は、前記遮光部材の少なくとも一部を覆うように設けられていることが好ましい。
本発明によれば、押さえ部材に先がけて、遮光部材が部品収納部材に設けられるので、部品収納部材の開口を確実に閉塞することができる。従って、光学部品用筐体の遮光性を一層向上することができる。

本発明では、前記遮光部材は、紙、軽金属、ポリカーボネートまたはポリエステルによって形成されていることが好ましい。
ここで、軽金属としては、アルミニウムやマグネシウム等の金属または合金を挙げることができる。
本発明によれば、前述の材料によって遮光部材を形成することにより、光学部品用筐体の軽量化および小型化をより一層実現することができるとともに、環境適性を向上した遮光部材を備えた光学部品用筐体を製造することができる。すなわち、紙、軽金属、ポリカーボネートおよびポリエステルによって製造された遮光部材は、不要となった場合に回収して再利用することでき、循環型社会に対応した製品を製造することができる。

ここで、紙を遮光部材の材料として採用した場合では、紙は他の材料に比べて生分解性能が高いので、環境適性を一層向上した遮光部材を形成することができる。
また、アルミニウムやマグネシウム等の軽金属は熱伝導性が高いので、このような軽金属で製造した遮光部材を用いた場合では、光学部品用筐体内で発生した熱を放熱して効率良く冷却することができ、光学部品の寿命を延ばすことができる。
さらに、ポリカーボネートまたはポリエステルを採用した場合では、これらの材料は安価であり、加工が容易であるので、光学部品用筐体の製造工程を簡易化することができるとともに、製造コストを削減することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔１．プロジェクタの主な構成〕
図１は、本発明に係るプロジェクタ１を上方前面側から見た斜視図である。図２は、プロジェクタ１を下方背面側から見た斜視図である。
図１または図２に示すように、プロジェクタ１は、射出成形によって成形された略直方体状の外装ケース２を備える。この外装ケース２は、プロジェクタ１の本体部分を収納する合成樹脂製の筐体であり、アッパーケース２１と、ロアーケース２２とを備え、これらのケース２１，２２は、互いに着脱自在に構成されている。

アッパーケース２１は、図１，２に示すように、プロジェクタ１の上面、側面、前面、および背面をそれぞれ構成する上面部２１Ａ、側面部２１Ｂ、前面部２１Ｃおよび背面部２１Ｄを含んで構成される。
同様に、ロアーケース２２も、図１，２に示すように、プロジェクタ１の下面、側面、前面、および背面をそれぞれ構成する下面部２２Ａ、側面部２２Ｂ、前面部２２Ｃ、および背面部２２Ｄを含んで構成される。

従って、図１，２に示すように、直方体状の外装ケース２において、アッパーケース２１およびロアーケース２２の側面部２１Ｂ，２２Ｂ同士が連続的に接続されて直方体の側面部分２１０が構成され、同様に、前面部２１Ｃ，２２Ｃ同士の接続で前面部分２２０が、背面部２１Ｄ，２２Ｄ同士の接続で背面部分２３０が、上面部２１Ａにより上面部分２４０が、下面部２２Ａにより下面部分２５０がそれぞれ構成される。

図１に示すように、上面部分２４０において、その前方側には操作パネル２３が設けられ、この操作パネル２３の近傍には音声出力用のスピーカ孔２４０Ａが形成されている。

前方から見て右側の側面部分２１０には、２つの側面部２１Ｂ，２２Ｂを跨る開口２１１が形成されている。ここで、外装ケース２内には、後述するメイン基板５１と、インターフェース基板５２とが設けられており、この開口２１１に取り付けられるインターフェースパネル５３を介して、メイン基板５１に実装された接続部５１Ｂと、インターフェース基板５２に実装された接続部５２Ａとが外部に露出している。これらの接続部５１Ｂ，５２Ａにおいて、プロジェクタ１には外部の電子機器等が接続される。

前面部分２２０において、前方から見て右側で、前記操作パネル２３の近傍には、２つの前面部２１Ｃ，２２Ｃを跨ぐ円形状の開口２２１が形成されている。この開口２２１に対応するように、外装ケース２内部には、投写レンズ４６が配置されている。この際、開口２２１から投写レンズ４６の先端部分が外部に露出しており、この露出部分の一部であるレバー４６Ａを介して、投写レンズ４６のフォーカス操作が手動で行えるようになっている。

前面部分２２０において、前記開口２２１の反対側の位置には、排気口２２２が形成されている。この排気口２２２には、安全カバー２２２Ａが形成されている。

図２に示すように、背面部分２３０において、背面から見た右側には矩形状の開口２３１が形成され、この開口２３１からインレットコネクタ２４が露出するようになっている。

下面部分２５０において、下方から見て右端側の中央位置には矩形状の開口２５１が形成されている。開口２５１には、この開口２５１を覆うランプカバー２５が着脱自在に設けられている。このランプカバー２５を取り外すことにより、図示しない光源ランプの交換が容易に行えるようになっている。

また、下面部分２５０において、下方から見て左側で背面側の隅部には、一段内側に凹んだ矩形面２５２が形成されている。この矩形面２５２には、外部から冷却空気を吸入するための吸気口２５２Ａが形成されている。矩形面２５２には、この矩形面２５２を覆う吸気口カバー２６が着脱自在に設けられている。吸気口カバー２６には、吸気口２５２Ａに対応する開口２６Ａが形成されている。開口２６Ａには、図示しないエアフィルタが設けられており、内部への塵埃の侵入が防止されている。

さらに、下面部分２５０において、後方側の略中央位置にはプロジェクタ１の脚部を構成する後脚２Ｒが形成されている。また、下面部２２Ａにおける前方側の左右の隅部には、同じくプロジェクタ１の脚部を構成する前脚２Ｆがそれぞれ設けられている。つまり、プロジェクタ１は、後脚２Ｒおよび２つ前脚２Ｆにより３点で支持されている。
２つの前脚２Ｆは、それぞれ上下方向に進退可能に構成されており、プロジェクタ１の前後方向および左右方向の傾き（姿勢）を調整して、投写画像の位置調整ができるようになっている。

また、図１，２に示すように、下面部分２５０と前面部分２２０とを跨るように、外装ケース２における前方側の略中央位置には、直方体状の凹部２５３が形成されている。この凹部２５３には、該凹部２５３の下側および前側を覆う前後方向にスライド自在なカバー部材２７が設けられている。このカバー部材２７により、凹部２５３には、プロジェクタ１の遠隔操作を行うための図示しないリモートコントローラ（リモコン）が収納される。

図３，４は、プロジェクタ１の内部を示す斜視図である。具体的には、図３は、図１の状態からプロジェクタ１のアッパーケース２１を外した図である。図４は、図３の状態から制御基板５を外した図である。

外装ケース２には、図３，４に示すように、背面部分に沿って配置され、左右方向に延びる電源ユニット３と、この電源ユニット３の前側に配置された平面視略Ｌ字状で光学系としての光学ユニット４と、これらのユニット３，４の上方および右側に配置される制御部としての制御基板５とを備える。これらの各装置３〜５によりプロジェクタ１の本体が構成されている。

電源ユニット３は、電源３１と、この電源３１の下方に配置された図示しないランプ駆動回路（バラスト）とを含んで構成される。
電源３１は、前記インレットコネクタに接続された図示しない電源ケーブルを通して外部から供給された電力を、前記ランプ駆動回路や制御基板５等に供給するものである。
前記ランプ駆動回路は、光学ユニット４を構成する図３，４では図示しない光源ランプに、電源３１から供給された電力を供給するものであり、前記光源ランプと電気的に接続されている。このようなランプ駆動回路は、例えば、基板に配線することにより構成できる。

電源３１および前記ランプ駆動回路は、略平行に上下に並んで配置されており、これらの占有空間は、プロジェクタ１の背面側で左右方向に延びている。
また、電源３１および前記ランプ駆動回路は、左右側が開口されたアルミニウム等の金属製のシールド部材３１Ａによって周囲を覆われている。
シールド部材３１Ａは、冷却空気を誘導するダクトとしての機能に加えて、電源３１や前記ランプ駆動回路で発生する電磁ノイズが、外部へ漏れないようにする機能も有している。

制御基板５は、図３に示すように、ユニット３，４の上側を覆うように配置されＣＰＵや接続部５１Ｂ等を含むメイン基板５１と、このメイン基板５１の下側に配置され接続部５２Ａを含むインターフェース基板５２とを備える。
この制御基板５では、接続部５１Ｂ，５２Ａを介して入力された画像情報に応じて、メイン基板５１のＣＰＵ等が、後述する光学装置を構成する液晶パネルの制御を行う。
このメイン基板５１は、金属製のシールド部材５１Ａによって周囲を覆われており、光学ユニット４を構成する遮光部材４７２の上側に位置している。

〔２．光学ユニットの詳細な構成〕
図５は、光学ユニット４を示す分解斜視図である。また、図６は、光学ユニット４を模式的に示す図である。
光学ユニット４は、図６に示すように、光源装置４１１を構成する光源ランプ４１６から射出された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を拡大して投射するユニットであり、インテグレータ照明光学系４１と、色分離光学系４２と、リレー光学系４３と、光学装置４４と、投写光学系としての投写レンズ４６と、これらの光学部品４１〜４４，４６を収納する光学部品用筐体４７（図５）とを備える。
なお、光学部品用筐体４７については、後に詳述する。

インテグレータ照明光学系４１は、光学装置４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとする）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源装置４１１と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備える。

光源装置４１１は、放射光源としての光源ランプ４１６と、リフレクタ４１７とを備え、光源ランプ４１６から射出された放射状の光線をリフレクタ４１７で反射して平行光線とし、この平行光線を外部へと射出する。光源ランプ４１６には、高圧水銀ランプを採用している。なお、高圧水銀ランプ以外に、メタルハライドランプやハロゲンランプ等も採用できる。また、リフレクタ４１７には、放物面鏡を採用している。なお、放物面鏡の代わりに、平行化凹レンズおよび楕円面鏡を組み合わせたものを採用してもよい。

第１レンズアレイ４１２は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源ランプ４１６から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。

第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を液晶パネル４４１上に結像させる機能を有する。

偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置される。このような偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用効率が高められている。

具体的に、偏光変換素子４１４によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタ１では、１種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する光源ランプ４１６からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１４を用いることにより、光源ランプ４１６から射出された光束を全て１種類の偏光光に変換し、光学装置４４での光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子４１４は、たとえば特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。

色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１，４２２によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有している。

リレー光学系４３は、集光レンズとしての入射側レンズ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。

この際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明光学系４１から射出された光束のうち、赤色光成分と緑色光成分とは透過し、青色光成分は反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、平行化レンズとしてのフィールドレンズ４１８を通って、青色用の液晶パネル４４１Ｂに到達する。このフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４４１Ｇ、４４１Ｒの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１８も同様である。

また、ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１８を通って、緑色用の液晶パネル４４１Ｇに到達する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４１８を通って、赤色光用の液晶パネル４４１Ｒに到達する。
なお、赤色光にリレー光学系４３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４１８に伝えるためである。なお、リレー光学系４３には、３つの色光のうちの赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。

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射出側偏光板４４３と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４４４とを備える。

液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものである。
光学装置４４において、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３によって画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。

入射側偏光板４４２は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の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４１８に貼り付けてもよい。
射出側偏光板４４３も、入射側偏光板４４２と略同様に構成され、液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。また、基板を用いずに、偏光膜をクロスダイクロイックプリズム４４４に貼り付けてもよい。
これらの入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。

クロスダイクロイックプリズム４４４は、射出側偏光板４４３から射出され、各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。
クロスダイクロイックプリズム４４４には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。このようなクロスダイクロイックプリズム４４４は光学ガラスにより構成されている。
投写レンズ４６は、光学装置４４のクロスダイクロイックプリズム４４４で合成されたカラー画像を拡大して投写するものである。

〔３．光学部品用筐体の構成〕
光学部品用筐体４７は、図５に示すように、光学部品４１１〜４１５，４１８，４２１〜４２３，４３１〜４３４，４４２が収納される部品収納部材４７１と、部品収納部材４７１の上部に設けられる遮光部材４７２と、部品収納部材４７１に位置決めされた光学部品を上方から押さえる押さえ部材４７３とを備えている。

部品収納部材４７１は、この部品収納部材４７１の内部に設定される照明光軸上に、前述の光学部品を位置決め固定する略Ｌ字状の箱型形状を有した部材である。この部品収納部材４７１には、光源装置４１１が収納される光源収納部４７１Ａと、光学部品４１２〜４１５，４１８，４２１〜４２３，４３１〜４３４，４４２が収納される部品収納部４７１Ｂとが形成されている。
光源収納部４７１Ａは、略Ｌ字状の部品収納部材４７１端部に形成され、水平方向の先端部分に形成された図示しない開口から光源装置４１１が挿入される。
部品収納部４７１Ｂには、前述の光学部品を配置するための上部開口４７１Ｂ１が形成されている。また、この上部開口４７１Ｂ１を介して、光学部品を上方からスライド式に嵌め込む溝部（図示省略）が上下方向に沿って複数形成されており、これら溝部に各光学部品を嵌め込むことで、該光学部品の位置決めが行われる。これら位置決めがされた光学部品は、接着剤等により固定される。
なお、部品収納部材４７１は、合成樹脂を材料とする射出成形等によって形成されるほか、マグネシウムおよびアルミニウム等の金属によっても形成することができる。

遮光部材４７２は、部品収納部材４７１の上部開口４７１Ｂ１を閉塞し、部品収納部材４７１内を通過する光源ランプ４１６からの光束が、光学部品用筐体４７外部に漏れないようにして、前述の光学部品によって形成される光学像の光量を下げないようにする部材である。この遮光部材４７２は、部品収納部材４７１の部品収納部４７１Ｂの上部開口４７１B１の形状に合わせて形成されている。これにより、遮光部材４７２は、第１レンズアレイ４１２から入射側偏光板４４２までの光路の上部が覆われ、光学部品用筐体４７外部への光束の漏出が防がれる。
また、遮光部材４７２の偏光変換素子４１４に相当する位置には、２つの略矩形の開口４７２Ａが形成されている。この開口４７２Ａは、光学ユニット４を構成する際に、偏光変換素子４１４を位置決めする治具（図示省略）が挿通される開口であり、また、偏光変換素子４１４をはじめ、光学部品用筐体４７内で発生した熱を外部に排出するための開口でもある。

この遮光部材４７２は、ポリカーボネートまたはポリエステルによりシート状に形成されており、部品収納部材４７１の上端にテープまたは接着剤等により固定されるか、または、前述の溝部（図示省略）に挿し込まれて固定される。この遮光部材の厚さ寸法は、０．２５〜０．８０ｍｍ程度とされている。この範囲の厚さ寸法であれば、シート状の形態を維持でき、かつ、可撓性を保持できるので、部品収納部材４７１に密着して固定することができ、遮光性を向上することができる。
なお、ポリカーボネートおよびポリエステルは、一般には光束透過性質を備えているため、遮光部材４７２には、光束が透過して漏出しないように、彩色が施される等の処理がなされている。

また、遮光部材４７２で上部開口４７１Ｂ１を閉塞することにより、光学部品用筐体４７の軽量化および小型化を図ることができる。すなわち、ポリカーボネートまたはポリエステルによりシート状に形成された遮光部材４７２では、材料自体が軽量であるので、遮光部材４７２を軽量に形成でき、光学部品用筐体４７を軽量化できる。また、遮光部材４７２はシート状に形成されているので、光学部品用筐体４７の上下方向の寸法（厚さ寸法）を小さくすることができ、光学部品用筐体４７の小型化を図ることができる。

遮光部材の材料として、ポリカーボネートまたはポリエステルを採用した場合では、これらの材料は安価であるとともに加工が容易であるため、光学部品用筐体の製造を簡略化することができるとともに、製造コストを削減することができる。また、このような遮光部材４７２が廃棄される場合に、遮光部材４７２を回収してポリカーボネートまたはポリエステルのペレットにするなどして、リサイクル原料として利用でき、環境適性を向上することができる。
さらに、遮光部材４７２は、テープおよび接着剤等により部品収納部材４７１に固定されるので、光学部品用筐体４７の構成部品の点数を削減することができる。これにより、光学部品用筐体４７の構成を簡素化することができる。

押さえ部材４７３は、略ｕ字状の薄板状に形成されている。この押さえ部材４７３は、部品収納部材４７１と遮光部材４７２との間に介装され、フィールドレンズ４１８および入射側レンズ４３１を部品収納部材４７１に押さえつけて、光学部品用筐体４７が上下反転された場合、あるいは、光学部品用筐体４７に衝撃が加わった場合でも、フィールドレンズ４１８および入射側レンズ４３１が脱落しないようにしている。
なお、押さえ部材４７３は、合成樹脂により形成してもよく、金属によって形成してもよい。

押さえ部材４７３には、Ｕ字部４７３Ａと、このＵ字底部から、先端側とは逆方向に突出した突出部４７３Ｂとが形成されている。Ｕ字部４７３Ａは、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの前段に配置されたフィールドレンズ４１８を部品収納部材４７１に押さえつける部分である。また、突出部４７３Ｂは、入射側レンズ４３１を押さえつける部分である。このため、押さえ部材４７３は、部品収納部材４７１の光学装置４４の周囲にＵ字部４７３Ａが位置し、かつ、突出部４７３Ｂが入射側レンズ４３１の上側に位置するように取り付けられる。
なお、この押さえ部材４７３には、ねじ４７４が挿通する孔４７３Ｃが４つ形成され、このねじ４７４により、押さえ部材４７３は部品収納部材４７１に固定される。

以上のような構成により、プロジェクタ１の搬送時などに光学部品用筐体４７の上下が反転した場合、あるいは、光学部品用筐体４７に衝撃が加わった場合でも、フィールドレンズ４１８および入射側レンズ４３１は、押さえ部材４７３により部品収納部材４７１に押さえつけられるので、これら光学部品４１８，４３１の脱落を防ぐことができる。従って、これら光学部品４１８，４３１を安定して位置決め固定することができ、脱落による不具合や故障の原因を排除することができる。

また、部品収納部材４７１に押さえ部材４７３が設けられ、この押さえ部材４７３を覆うように遮光部材４７２が設けられているので、プロジェクタ１が上下反転した場合でも、フィールドレンズ４１８および入射側レンズ４３１は、押さえ部材４７３によって部品収納部材４７１に押さえつけられるので、遮光部材４７２には該フィールドレンズ４１８および入射側レンズ４３１の荷重がかからない。従って、遮光部材４７２は、機能として、光学部品用筐体４７内部の光束が外部に漏れないように遮光できればよく、遮光部材４７２の形態安定性および遮光性を考慮した材料選択の幅を広げることができる。

〔４．実施形態の変形〕
本発明は前述の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。
(4-1)前記実施形態では、遮光部材４７２はポリカーボネートまたはポリエステルによりシート状に形成されるとしたが、他の材料によって形成されるとしてもよい。例えば、アルミニウムやマグネシウム等の軽金属や、和紙等の紙を挙げることができる。なお、軽金属および和紙を用いた場合でも、厚さ寸法は、ポリカーボネートまたはポリエステルのシートと同様に、０．２５〜０．８０ｍｍの範囲とすることができる。

軽金属および紙により形成された遮光部材を用いた場合でも、前述のポリカーボネートまたはポリエステルのシートにより形成された遮光部材４７２と略同様の効果を奏することができる。
すなわち、軽量かつ小型な光学部品用筐体４７を構成でき、また、不要となったアルミニウム製または紙製の遮光部材は回収することにより、再度原料として利用することができ、環境適性を向上することができる。ここで、アルミニウムを用いた場合では、アルミニウムは熱伝導性が高いので、光学部品用筐体４７内に収納された光学部品の放熱を促進することができ、プロジェクタ１の安定した稼動および光学部品の長寿命化を図ることができる。また、和紙等の紙を用いた場合では、生分解性が高いので、環境適性を一層向上することができる。

(4-2)前記実施形態では、光学部品用筐体４７は、部品収納部材４７１に押さえ部材４７３が取り付けられ、この押さえ部材４７３を覆うように、遮光部材４７２を部品収納部材４７１に固定される構成としたが、これら遮光部材４７２および押さえ部材４７３の順序は逆でもよい。すなわち、光学部品用筐体４７は、部品収納部材４７１の上部開口４７１Ｂ１に遮光部材４７２が取り付けられ、この遮光部材４７２の上方で、かつ、フィールドレンズ４１８および入射側レンズ４３１の上方に位置するように、押さえ部材４７３が取り付けられる構成であってもよい。この場合、押さえ部材４７３の形状に関わらず、遮光部材４７２が部品収納部材４７１の上部開口４７１Ｂ１を覆うこととなるので、上部開口４７１Ｂ１を確実に閉塞することができる。従って、光学部品用筐体４７の遮光性を一層向上することができる。

また、押さえ部材４７３を設けずに、部品収納部材４７１と遮光部材４７２とによって、光学部品用筐体４７を構成してもよい。この場合、溝部に嵌め込むことによって位置決めし、押さえ部材４７３によって上方から部品収納部材４７１に押さえつけていた光学部品４１８，４３１を、接着剤およびかしめ等によって固定すればよい。これにより、光学部品用筐体４７を構成する部品点数の削減と、一層の軽量化および小型化を図ることができる。

(4-3)前記実施形態では、押さえ部材４７３は、フィールドレンズ４１８および入射側レンズ４３１を部品収納部材４７１に押さえつけるとしたが、他の光学部品を押さえてもよい。例えば、ダイクロイックミラー４２１，４２２およびリレーレンズ４３３等を挙げることができる。また、このような光学部品を押圧固定する場合には、押さえ部材４７３の形状は、押圧固定する光学部品の位置を考慮して変形してもよい。このような場合、溝に嵌め込むなどして光学部品の位置決めがされれば、押さえ部材４７３によって該光学部品が部品収納部材４７１に押さえられるので、該光学部品の位置決め固定を容易に行うことができる。従って、光学部品の接着剤等による固定作業を簡略化することができる。

(4-4)前記実施形態では、３つの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタの例のみを挙げたが、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
また、光変調装置として液晶パネル４４１を用いたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
さらに、前記各実施形態では、液晶パネルに、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
加えて、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。

本発明は、光学部品を収納する光学部品用筐体に利用できる。

本発明の一実施形態にかかるプロジェクタを上方前面側から見た斜視図。前記実施形態におけるプロジェクタを下方背面側から見た斜視図。前記実施形態におけるプロジェクタの内部を示す斜視図。前記実施形態におけるプロジェクタの内部を示す斜視図。前記実施形態における光学部品用筐体を示す分解斜視図。前記実施形態における光学ユニットの構成を示す模式図。

符号の説明

１…プロジェクタ、４６…投写レンズ（投写光学系）、４７…光学部品用筐体、４１１…光源装置（光源）、４１８…フィールドレンズ（平行化レンズ、光学部品）、４３１…入射側レンズ（集光レンズ、光学部品）、４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）…液晶パネル（光変調装置）、４７１…部品収納部材、４７２…遮光部材、４７３…押さえ部材、４７１Ｂ１…上部開口（開口）。

Claims

光源と、この光源から射出される光束を複数の色光に分離する色分離光学系と、当該複数の色光ごとに設けられ、前記各色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する複数の光変調装置と、変調された前記色光を合成して光学像を形成する色合成光学系と、前記光源から射出された光束を、前記各光変調装置に導く複数の光学部品と、前記光学像を拡大投射する投写光学系とを備えたプロジェクタであって、
内部に前記光源から射出される光束の照明光軸が設定され、前記複数の光学部品を収納して前記照明光軸上の所定位置に配置する光学部品用筐体を備え、
前記複数の光学部品は、
前記各光変調装置の前段に配置され、前記光源からの光束を平行化して、対応する前記光変調装置に導く複数の平行化レンズと、
前記光変調装置の前段に配置され、対応する前記光変調装置に入射される光束を集光する集光レンズとを含み、
前記光学部品用筐体は、
前記複数の光学部品を前記照明光軸上の所定位置に位置決めして内部に収納する部品収納部材と、
この部品収納部材の部品収納用の開口を閉塞し、該部品収納部材を遮光する遮光部材とを備え、
前記部品収納部材は、前記複数の平行化レンズおよび前記集光レンズを当該部品収納部材に押圧固定する薄板状の押さえ部材を備え、
前記押さえ部材は、
前記各平行化レンズを前記部品収納部材に押圧固定するＵ字部と、
該Ｕ字部から突出して、前記集光レンズを前記部品収納部材に押圧固定する突出部とを有し、
前記遮光部材は、シート状の可撓性部材で形成され、前記部品収納部材内の光学部品を押圧付勢しないことを特徴とするプロジェクタ。
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記遮光部材は、前記押さえ部材の少なくとも一部を覆うように設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記押さえ部材は、前記遮光部材の少なくとも一部を覆うように設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記遮光部材は、紙、軽金属、ポリカーボネートまたはポリエステルによって形成されていることを特徴とするプロジェクタ。