JP4507660B2 - プロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、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、光源、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する光変調装置を含む光学装置、および、形成された光学像を拡大投写する投写光学系を備えて構成される。

ここで、プロジェクタの光学装置には、光源と光変調装置との間に、インテグレータ照明光学系が設けられることが多く、インテグレータ照明光学系を設けることにより、光変調装置を照明する光束の面内照度を均一にし、投写画像全体の明るさの均一化を図ることができるという利点がある。
具体的なインテグレータ照明光学系としては、照明光軸に直交する面内にマトリクス状配置されるレンズ要素を備え、光源の後段に配置される光束分割素子としての第１レンズアレイと、この第１レンズアレイのレンズ要素に応じた複数のレンズ要素から構成され、第１レンズアレイにより分割された部分光束を、光変調装置の画像形成領域上に重畳させる第２レンズアレイとを備えたものが知られている。
インテグレータ照明光学系を構成する光学部品を含み、光源から射出された光束を光変調装置に導く各種光学部品は、通常、内部に所定の照明光軸が設定された光学部品用筐体内に収納されている。

このような光学部品用筐体として、光学部品を上方からスライド式に嵌め込む溝部が形成された光学部品用筐体（ライトガイド）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には、第１レンズアレイと第２レンズアレイとが所定の距離をおいて配置されるように、これら第１レンズアレイおよび第２レンズアレイが嵌め込まれる溝部が形成されている。これにより、第１レンズアレイおよび第２レンズアレイの光学部品用筐体への配置を容易にすることができる。また、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの間隔は、形成される光学像の光量および照明マージンに影響するため、該間隔を調整する必要があるが、第１レンズアレイおよび第２レンズアレイの配置位置が予め溝部によって規定されるため、これらの間隔調整を行う必要がなくなるので、プロジェクタの光学装置の製造工程を簡略化することができる。

特開２００１−３５６４０７号公報（第４頁、図６）

しかしながら、特許文献１に記載の光学部品用筐体では、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの間隔が、光学部品用筐体の形成された溝部によって規定されてしまうので、プロジェクタの用途および使用状態に合わせた光学装置を構成できないという問題があった。すなわち、１つの仕様に合わせて光学部品用筐体に光学部品を配置して光学装置を構成するため、仕様ごとに光学部品用筐体を製造する必要があり、製造工数および製造コストが増大するという問題があった。

本発明の目的は、複数の仕様に応じて構成できる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、該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する光変調装置と、前記光源と前記光変調装置との間に設けられ、該光変調装置を照明する複数の光学部品と、前記複数の光学部品を収納し、それぞれの前記光学部品を所定の照明光軸上に配置する筐体と、前記光変調装置で形成された光学像を投写する投写レンズとを備え、前記筐体は、前記投写レンズが取り付けられるレンズ取付面を有し、前記レンズ取付面には、２種の前記投写レンズに対応し、該各投写レンズから選択された投写レンズを該レンズ取付面に固定するレンズ固定部が設けられ、前記レンズ固定部は、第１のレンズ位置決め突起および第２のレンズ位置決め突起を有し、前記２種の投写レンズは、それぞれ、該投写レンズを構成するレンズを収納する鏡筒と、該鏡筒の投写方向基端側に形成され、該投写レンズの光軸直交方向に延出するフランジ部とを備え、前記２種の投写レンズは、前記第１のレンズ位置決め突起が挿入される孔を有する前記フランジ部を備える投写レンズ、及び、前記第２のレンズ位置決め突起が挿入される孔を有する前記フランジ部を備える投写レンズであり、前記第２のレンズ位置決め突起は、前記レンズ取付面における前記第１のレンズ位置決め突起が形成される平面より深さ寸法が小さい平面上で、かつ、該第１のレンズ位置決め突起より外縁側に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、レンズ取付面に設けられたレンズ固定部により、筐体に、それぞれ取付可能な２種の投写レンズのうち、選択された１つの投写レンズを取り付けることができる。ここで、形成された光学像を投写する場合には、該光学像を形成する光変調装置の大きさ等に応じて、種類の異なる投写レンズを取り付ける必要がある場合がある。このような場合に、２種の投写レンズを筐体に取り付けることができるので、種類の異なる投写レンズが採用される場合でも、筐体を共通して使用することができる。従って、筐体の汎用性を向上することができ、この筐体を用いて、より多くの仕様に応じたプロジェクタを構成することができる。

また、このような筐体を収納するプロジェクタの内部構造を、仕様ごとに変更する必要がない。従って、プロジェクタの製造工数をより削減することができるほか、他の仕様を有する光学部品を内部に収納したプロジェクタとの構成部品の共通化を図ることができ、プロジェクタの製造コストを一層削減することができる。

本発明では、前記フランジ部は、前記孔とは異なる位置に形成された他の孔を有し、前記レンズ固定部は、前記他の孔に対応する位置に形成され、投写レンズ固定用の固定具が挿通されるレンズ固定孔を有することが好ましい。
本発明によれば、筐体への投写レンズの固定構造は、レンズ取付面に投写レンズのフランジ部に形成された孔及び他の孔に対応する位置に、第１のレンズ位置決め突起、第２のレンズ位置決め突起およびレンズ固定孔を形成することで構成されるので、投写レンズをレンズ取付面に固定する固定構造を簡素化することができる。

本発明では、前記複数の光学部品は、前記光源から射出された光束を複数の部分光束に分割する第１のレンズアレイと、この第１のレンズアレイに応じた複数のレンズ要素を備え、各部分光束を前記光変調装置の画像形成領域に重畳させる第２のレンズアレイとを含んで構成され、前記筐体には、前記第１のレンズアレイが挿入され、該第１のレンズアレイを位置決めする溝部が、前記第２のレンズアレイに対する間隔を違えて複数形成され、前記第１のレンズアレイは、前記複数の溝部から選択された溝部に挿入されることが好ましい。

本発明によれば、筐体の照明光軸上における前記第２のレンズアレイに対して間隔が異なる複数の位置から選択して第１のレンズアレイを配置することができるので、該間隔を調整して、光変調装置で形成される光学像の光量および照明マージン等を調整することができる。従って、複数の仕様に合わせたプロジェクタを構成することができる。
また、それぞれの溝部の形状等を変更することにより、当該溝部に異なる種類の第１のレンズアレイを挿入することができる。ここで、プロジェクタには、第２のレンズアレイの後段に配置される光変調装置の大きさおよび解像度等の種類に応じたレンズアレイが用いられる場合がある。このため、それぞれの溝部が異なる種類の第１のレンズアレイを位置決めできることにより、筐体に配置する第１のレンズアレイの種類を変更することができ、前述の第１のレンズアレイの配置位置と同様に、複数の仕様に合わせたプロジェクタを構成することができる。
さらに、レンズアレイの種類、および、筐体におけるレンズアレイの配置位置を変えることにより、より多くの仕様に合わせたプロジェクタを構成することができる。また、このような複数の仕様のプロジェクタを１つの筐体で構成することができるので、プロジェクタの製造工数および製造コストを削減することができる。

本発明では、前記筐体は、前記光源を有する光源装置を収納する光源収納部を備え、この光源収納部には、前記第１のレンズアレイの種類に応じて前記光源装置の光軸方向位置を位置決めする光源位置決め部を備えることが好ましい。
本発明によれば、前述の溝部に配置される第１のレンズアレイの種類に応じて、該第１のレンズアレイおよび第２のレンズアレイの光軸位置を調整して、光源収納部に光源装置を位置決めすることができる。ここで、第１レンズアレイおよび第２レンズアレイの種類および配置位置に応じて、光源装置を取り付ける必要がある場合がある。このような場合でも、光源装置を位置調整して光源収納部に収納することができる。従って、前述の第１レンズアレイを位置決めする溝部と合わせて、より多くの仕様に応じたプロジェクタを構成することができる。
また、光源位置決め部によって位置決めが可能な光源装置であれば、光量等の仕様が異なる光源装置を収納することができる。従って、筐体の汎用性を一層向上でき、１種類の筐体から複数のプロジェクタを構成することができる。

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の鏡筒４６Ａ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４６Ｂ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つの前脚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字状で光学装置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、後述する光合成装置を構成する液晶パネルの制御を行う。

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いる。メイン基板５１は、図３ではわかり難いが、光学ユニット４を収納する光学部品用筐体４７を構成する蓋状部材７の上端部分７Ａ（図４）に当接している。

〔２．光学ユニットの詳細な構成〕
図５は、光学ユニット４を模式的に示す図である。
光学ユニット４は、図５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、プリズムユニット４４と、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４）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、プリズムユニット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、プリズムユニット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によって最終的にプリズムユニット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、プリズムユニット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、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、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。

プリズムユニット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。
プリズムユニット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、プリズムユニット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造〕
光学部品用筐体４７は、前述のように、光学ユニット４を構成する光学部品が収納される合成樹脂製の箱型部材であり、上方に各光学部品４１〜４４，４６を嵌め込むための開口６Ａ（図６）が形成され、該光学部品４１〜４４，４６が収納される断面略コ字状の部品収納部材６と、この部品収納部材６の開口６Ａを覆う蓋状部材７（図４）とを備えている。このうち、蓋状部材７は、部品収納部材６の開口６Ａと略同じ形状で形成され、部品収納部材６内を透過する光束が、開口６Ａを介して外部に漏れないようにしている。

図６は、部品収納部材６の概要斜視図である。また、図７は、部品収納部材６の平面図であり、図８は、部品収納部材６を光束投写側からみた側面図である。
部品収納部材６は、図６〜図８に示すように、該部品収納部材６の一端に形成され、前述の光源装置４１１を収納する光源収納部６１と、光源装置４１１以外の光学部品が収納される部品収納部６２と、光源収納部６１とは反対側の端部に形成され、投写レンズ４６を保持するレンズ保持部６４とを備えている。

光源収納部６１は、図６および図７に示すように、端部が開口した断面略コ字状の箱型部分であり、この光源収納部６１には、部品収納部６２に光束射出面を向けるようにして光源装置４１１が収納される。この光源収納部６１には、５つの開口部６１１，６１２，６１３，６１４，６１５と、光源装置４１１を固定する光源固定部６１６と、光源装置４１１を位置決めする光源位置決め部６１７，６１８とを備えている。

部品収納部６２側に端面に形成された開口部６１１は、光源装置４１１から射出された光束を、部品収納部６２に透過させる開口である。
光源収納部６１の水平方向の囲むように対向配置された面に形成された開口部６１２〜６１５は、光源装置４１１を冷却する冷却空気を送風するための開口である。このうち、光源装置４１１からの光束の射出方向先端側に形成された開口部６１２，６１３には、光源装置４１１のリフレクタ４１７内部を冷却する冷却空気が流通する。また、光束射出方向基端側に設けられた開口部６１４，６１５には、光源装置４１１のリフレクタ４１７外部を冷却する冷却空気が流通する。すなわち、図示しない冷却ファンから送風された冷却空気は、開口部６１２からリフレクタ４１７内部を流通して、リフレクタ４１７内面および光源ランプ４１６を冷却した後、開口部６１３から排出される。また、開口部６１４から光源収納部６１内に導入された冷却空気は、リフレクタ４１７外部およびリフレクタ４１７から露出した光源ランプ４１６を冷却し、スリット状に形成された開口部６１５から排出される。なお、開口部６１４は、光源装置４１１に設けられ、前述の電源ユニット３と接続される図示しないコネクタが露出する部分でもある。

光源固定部６１６および光源位置決め部６１７は、光源装置４１１による光束射出方向に沿って形成された対向する側面の上端から略垂直に外側に延出した部分である。
光源固定部６１６には、該光源固定部６１６を上下方向に貫通するように光源装置４１１の固定用のねじ孔６１６Ａが形成されている。
光源位置決め部６１７には、上方に向かって突出した光源位置決め用突起としての２つの位置決めピン６１７Ａ，６１７Ｂと、これら位置決めピン６１７Ａ，６１７Ｂに挟まれるように、光源位置決め部６１７を上下に貫通する光源固定用のねじ孔６１７Ｃが形成されている。

光源位置決め部６１８は、光源収納部６１の底面に形成された６つの孔６１８Ａ，６１８Ｂ，６１８Ｃ，６１８Ｄ，６１８Ｅ，６１８Ｆから構成されている。これら孔６１８Ａ〜６１８Ｆは、光源収納部６１の底面を貫通するように形成され、光源装置４１１に形成された図示しない位置決めピンと係合して、該光源装置４１１を光源収納部６１に位置決めする係合孔である。

ここで、光源装置４１１の光源収納部６１への位置決めの際には、光源装置４１１の種類および配置位置に応じて、光源位置決め部６１７の位置決めピン６１７Ａ，６１７Ｂおよび光源位置決め部６１８の孔６１８Ａ〜６１８Ｆから選択されて使用される。すなわち、光源位置決め部６１７の位置決めピン６１７Ａ，６１７Ｂのいずれか１つと、光源位置決め部６１８の孔６１８Ａ〜６１８Ｆのうちのいずれか２つが選択され、選択された１つの位置決めピンおよび２つの孔に、光源装置４１１に形成された図示しない孔および位置決めピンが係合することによって光源装置４１１が光源収納部６１に位置決めされる。
例えば、位置決めピン６１７Ａと孔６１８Ａ，６１８Ｄとの組み合わせ、位置決めピン６１７Ｂと孔６１８Ｂ，６１８Ｃとの組み合わせ、および、位置決めピン６１７Ａと孔６１８Ｅ，６１８Ｆとの組み合わせ等が挙げられる。これらの組み合わせは、前述のように、位置決めピン６１７Ａ，６１７Ｂのいずれか１つと、孔６１８Ａ〜６１８Ｆのいずれか２つとの組み合わせとなるので、合計３０種類の組み合わせとなる。従って、３０種の組み合わせから選択して、光源装置４１１の種類および配置位置に応じて該光源装置４１１を位置決めすることができる。

ここで、光源装置４１１の光軸方向位置については、光源装置４１１の種類に応じて調整する必要があるだけでなく、第１レンズアレイ４１２および第２レンズアレイ４１３の配置位置に応じて調整する必要がある。この場合に、前述の位置決めピン６１７Ａ，６１７Ｂおよび孔６１８Ａ〜６１８Ｆの３０種の組み合わせから選択して、光源装置４１１の位置決めを行うことにより、各種光源装置４１１の第１レンズアレイ４１２に対する距離を調整して位置決めすることができる。この際、位置決めピン６１７Ａを用いた場合では、位置決めピン６１７Ｂを用いた場合よりも第１レンズアレイ４１１から離れた位置に光源装置４１１を位置決めすることができる。
なお、このように位置決めピン６１７Ａ，６１７Ｂおよび孔６１８Ａ〜６１８Ｆによって位置決めされた光源装置４１１の固定は、光源固定部６１６および光源位置決め部６１７に形成されたねじ孔６１６Ａ，６１７Ｃに、光源装置４１１が位置決めされた状態で図示しないねじが螺合することによって行われる。

部品収納部６２は、前述のように、光源装置４１１以外の光学部品４１〜４４を収納する部分であり、それぞれの光学部品が上方から嵌め込まれるスリット状の溝部６２１，６２２，６２３，６２４，６２５，６２６，６２７，６２８，６２９，６３０，６３１，６３２，６３３が複数形成されている。このうち、溝部６２３〜６３３には、前述の第２レンズアレイ４１３、偏光変換素子４１４、重畳レンズ４１５、ダイクロイックミラー４２１，４２２、反射ミラー４２３、入射側レンズ４３１、反射ミラー４３２、リレーレンズ４３３、反射ミラー４３４およびフィールドレンズ４１８が嵌め込まれる。

溝部６２１，６２２は、第１レンズアレイ４１２を位置決め固定する溝部である。すなわち、部品収納部６２には、第１レンズアレイ４１２を位置決めし、かつ、第２レンズアレイ４１３との間隔を異にする２つの溝部が形成されている。ここで、第１レンズアレイ４１２と第２レンズアレイ４１３との距離が長くなると、液晶パネル４４１で形成される光学像の光量が上がる一方で、照明マージンが狭くなる。また、逆に短くなると、光量が下がる一方で、照明マージンが広くなる。従って、構成する光学ユニット４の仕様に合わせて、溝部６２１，６２２から選択して第１レンズアレイ４１２を位置決めすることにより、同じ部品収納部材６で異なる仕様の光学ユニット４を構成することができる。

また、溝部６２１，６２２および溝部６２３は、前述のように、第１レンズアレイ４１２および第２レンズアレイ４１３が、上方からスライドして嵌め込まれるようにスリット状に形成されている。これにより、第１レンズアレイ４１２および第２レンズアレイ４１３の形状に関わらず、具体的には、レンズアレイの形状が平面形状または凸型形状であっても、溝部６２１〜６２３に位置決め固定することができる。
ここで、液晶パネル４４１の大きさおよび解像度によって、用いられる第１レンズアレイ４１２および第２レンズアレイ４１３の種類が異なる場合がある。このような場合でも、複数種類の第１レンズアレイ４１２および第２レンズアレイ４１３を位置決めできるので、構成する光学ユニット４の仕様に合わせて、第１レンズアレイ４１２および第２レンズアレイ４１３を選択して採用することで、多様な仕様に合わせた光学ユニット４を１つの部品収納部材６から構成できる。

レンズ保持部６４は、前述のように、投写レンズ４６を部品収納部材６に一体的に保持させ、光学ユニット４をユニット化する部分である。このレンズ保持部６４は、図８に示すように、部品収納部材６を投写側から見て略矩形状に形成されている。
レンズ保持部６４の略中央には、略円形の開口部６４Ａが形成されている。この開口部６４Ａは、前述のクロスダイクロイックプリズム４４４で合成した光学像が透過される光路を形成する開口である。

また、レンズ保持部６４の投写側の面は、投写レンズ４６の鏡筒４６Ａの投写方向基端側に形成され、かつ、該投写レンズ４６の光軸直交方向に延出するフランジ部４６Ｃ（図５）と当接されるレンズ取付面６４Ｂとして構成されている。
このレンズ取付面６４Ｂの四隅部分には、投写方向に突出するレンズ位置決め突起としての４つの位置決めピン６４１，６４２，６４３，６４４と、図示しないねじ等の固定具が挿通され、投写レンズ４６を保持するレンズ固定孔としての８つの孔６４５，６４６，６４７，６４８，６４９，６５０，６５１，６５２とが、レンズ固定部として形成されている。

このうち、位置決めピン６４１，６４４および孔６４５〜６４８は同一平面上に形成されており、位置決めピン６４２，６４３および孔６４９〜６５２もまた前述の平面よりレンズ取付面６４Ｂにおける深さ寸法の大きい同一平面上に形成されている。また、位置決めピン６４１，６４４および孔６４５〜６４８は、レンズ取付面６４Ｂの外周近傍に形成されているのに対し、位置決めピン６４２，６４３および孔６４９〜６５２は、略中央に形成された開口部６４Ａの周囲に形成されている。

このような構成のレンズ取付面６４Ｂにより、複数種類の投写レンズ４６をレンズ保持部６４に取り付けることができる。すなわち、位置決めピン６４１，６４４および孔６４５〜６４８によって位置決め固定される投写レンズと、位置決めピン６４２，６４３および孔６４９〜６５２によって位置決め固定される投写レンズとの２種類の投写レンズ４６をレンズ保持部６４に位置決めすることができる。

ここで、位置決めピン６４１，６４４および孔６４５〜６４８によって投写レンズ４６を位置決め固定する場合、これら位置決めピン６４１，６４４および孔６４５〜６４８が形成されている平面は、位置決めピン６４２，６４３および孔６４９〜６５２が形成された平面よりもレンズ取付面４６Ｂにおける深さ寸法が小さいので、位置決めピン６４２，６４３の突出が投写レンズ４６の位置決め固定に干渉しないようにすることができる。
また、位置決めピン６４２，６４３および孔６４９〜６５２によって位置決め固定される投写レンズのフランジ部は、位置決めピン６４１，６４４および孔６４５〜６４８によって位置決め固定される投写レンズのフランジ部よりも小さく形成され、かつ、位置決めピン６４２，６４３および孔６４９〜６５２は、位置決めピン６４１，６４４および孔６４５〜６４８よりも、レンズ取付面６４Ｂの中心に近い位置に形成されている。これにより、位置決めピン６４１，６４４の突出および孔６４５〜６４８の形成位置周辺の構造が、位置決めピン６４２，６４３および孔６４９〜６５２による投写レンズ４６の固定に干渉しないようにすることができる。
従って、投写レンズ４６の位置決め固定に際して、位置決めピン６４１，６４４および孔６４５〜６４８を利用する場合、および、位置決めピン６４２，６４３および孔６４９〜６５２を利用する場合のそれぞれで、投写レンズ４６を安定して位置決め固定することができる。
なお、前述の例に限らず、位置決めピン６４１〜６４４および孔６４５〜６５２から任意に位置決めピンおよび孔を選択して、投写レンズ４６を位置決め固定するようにしてもよい。

ここで、液晶パネル４４１の大きさ等により、形成される光学像の大きさが変わるので、投写レンズ４６は、液晶パネル４４１に応じて異なる投写レンズ４６を保持させる必要がある。このため、通常では、液晶パネル４４１に応じた部品収納部材を用いて、投写レンズ４６を保持させ、光学ユニット４を構成する。しかしながら、本発明では、レンズ取付面６４Ｂに形成された位置決めピン６４１〜６４４および孔６４５〜６５２のうち、いずれかの位置決めピンおよび孔を選択して使用することで、前述のように少なくとも２種の投写レンズ４６を保持することができる。従って、異なる仕様の光学ユニット４を、１つの部品収納部材６で構成できる。

以上のような部品収納部材６を光学ユニット４に採用することにより、光源収納部６１に配置される光源装置４１１の種類および配置位置で少なくとも３０種類、部品収納部６２に配置される第１レンズアレイ４１２の配置位置で少なくとも２種類、第１レンズアレイ４１２および第２レンズアレイ４１３の種類で少なくとも２種類、レンズ保持部６４に保持される投写レンズ４６の種類で２種類の仕様の異なる光学ユニット４を構成することができる。
また、このような部品収納部材６により、多様な光学ユニット４を構成することができるので、部品収納部材６の汎用性を向上できるとともに、光学ユニット４の設計を簡略化することができる。また、部品収納部材６を共通の部材として利用することができるので、光学ユニット４ひいてはプロジェクタ１の製造コストを削減することができる。
さらには、プロジェクタ１では、仕様に合わせて採用される部品収納部材６を共通化できるので、プロジェクタ１に光学ユニット４を取り付ける構造を共通化することができるので、プロジェクタ１の内部構造の検討に係る設計工程を削除することができる。

なお、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。
例えば、前記実施形態では、第１レンズアレイ４１２を位置決めする溝部を２つ形成したが、３つ以上であってもよい。また、第１レンズアレイ４１２に限らず、他の光学部品の位置決めを行う溝部を複数形成してもよい。このような光学部品として、第２レンズアレイ４１３、偏光変換素子４１４を挙げることができる。

前記実施形態では、溝部６２１，６２２から第１レンズアレイ４１２を位置決めする溝部を選択して使用するとしたが、使用していない溝部に集光レンズをはめ込むようにしてもよい。このような場合では、第２レンズアレイ４１３に近い方の溝部６２２に、第１レンズアレイ４１２を嵌め込む構成が考えられる。このような場合、光源から射出される光束の利用率を向上して、光学像の光量を一層上げることができる。

前記実施形態では、光源装置４１１を位置決めする位置決めピンは、光源収納部６１の光源位置決め部６１７に２つ形成されるとしたが、これ以上であってもよい。また、位置決めピンの形成位置および光源位置決め部６１７の形成位置も前述の場所に限らない。なお、レンズ取付面６４Ｂに形成された位置決めピン６４１〜６４４および孔６４５〜６５２の形成位置についても同様である。

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、プロジェクタに利用できる。

本発明の一実施形態に係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ユニットを示す模式図。 前記実施形態における部品収納部材を示す斜視図。 前記実施形態における部品収納部材を示す平面図。 前記実施形態における部品収納部材を示す側面図。

符号の説明

１…プロジェクタ、４１１…光源装置、４１２…第１レンズアレイ（第１のレンズアレイ、光学部品）、４１３…第２レンズアレイ（第２レンズアレイ、光学部品）、４１６…光源ランプ、４４１…液晶パネル（光変調装置）、４６…投写レンズ、４６Ａ…鏡筒、４６Ｃ…フランジ部、４７…光学部品用筐体、６１…光源収納部、６１７，６１８…光源位置決め部、６２１，６２２…溝部、６４Ｂ…レンズ取付面、６４１〜６４４…位置決めピン（レンズ位置決め突起、レンズ固定部）、６４５〜６５２…孔（レンズ固定孔、レンズ固定部）。

Claims (4)

1. 光源と、
   該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する光変調装置と、
   前記光源と前記光変調装置との間に設けられ、該光変調装置を照明する複数の光学部品と、
   前記複数の光学部品を収納し、それぞれの前記光学部品を所定の照明光軸上に配置する筐体と、
   前記光変調装置で形成された光学像を投写する投写レンズとを備え、
   前記筐体は、前記投写レンズが取り付けられるレンズ取付面を有し、
   前記レンズ取付面には、２種の前記投写レンズに対応し、該各投写レンズから選択された投写レンズを該レンズ取付面に固定するレンズ固定部が設けられ、
   前記レンズ固定部は、第１のレンズ位置決め突起および第２のレンズ位置決め突起を有し、
   前記２種の投写レンズは、それぞれ、
   該投写レンズを構成するレンズを収納する鏡筒と、
   該鏡筒の投写方向基端側に形成され、該投写レンズの光軸直交方向に延出するフランジ部とを備え、
   前記２種の投写レンズは、前記第１のレンズ位置決め突起が挿入される孔を有する前記フランジ部を備える投写レンズ、及び、前記第２のレンズ位置決め突起が挿入される孔を有する前記フランジ部を備える投写レンズであり、
   前記第２のレンズ位置決め突起は、前記レンズ取付面における前記第１のレンズ位置決め突起が形成される平面より深さ寸法が小さい平面上で、かつ、該第１のレンズ位置決め突起より外縁側に形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記フランジ部は、前記孔とは異なる位置に形成された他の孔を有し、
   前記レンズ固定部は、前記他の孔に対応する位置に形成され、投写レンズ固定用の固定具が挿通されるレンズ固定孔を有することを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記複数の光学部品は、
   前記光源から射出された光束を複数の部分光束に分割する第１のレンズアレイと、
   この第１のレンズアレイに応じた複数のレンズ要素を備え、各部分光束を前記光変調装置の画像形成領域に重畳させる第２のレンズアレイとを含んで構成され、
   前記筐体には、前記第１のレンズアレイが挿入され、該第１のレンズアレイを位置決めする溝部が、前記第２のレンズアレイに対する間隔を違えて複数形成され、
   前記第１のレンズアレイは、前記複数の溝部から選択された溝部に挿入されることを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項３に記載のプロジェクタにおいて、
   前記筐体は、前記光源を有する光源装置を収納する光源収納部を備え、
   この光源収納部には、前記第１のレンズアレイの種類に応じて前記光源装置の光軸方向位置を位置決めする光源位置決め部を備えることを特徴とするプロジェクタ。

Images