JP4582213B2 - 光学装置およびプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、光学装置およびプロジェクタに関する。

従来、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光ごとに画像情報に応じて変調し、変調した各色光を合成して画像光を形成する光学装置と、形成された画像光を拡大投射する投射レンズとを備えたプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のプロジェクタでは、光学装置は、各色光ごとに設けられる３つの反射型光変調装置である液晶パネルと、三角柱状に形成されて所定の一面に液晶パネルが取り付けられる３つの取付部材（支持部材）と、各液晶パネルによって変調された各色光を合成して画像光を形成する立方体状のクロスダイクロイックプリズムとを備えている。液晶パネルが取り付けられた３つの取付部材および投射レンズは、立方体状のクロスダイクロイックプリズムが有する４つの各側面にそれぞれ近接配置される。

ところで、プロジェクタでは、鮮明な画像を得るために、各液晶パネルは投射レンズのバックフォーカス位置に必ずなければならない。また、より鮮明な画像を得るために、各液晶パネル間での画素ずれの発生を防止する必要がある。このため、光学装置の製造時には、各液晶パネルを投射レンズのバックフォーカス位置に正確に配置するフォーカス調整、および、各液晶パネルの画素を一致させるアライメント調整を高精度に行う必要がある。
そして、特許文献１に記載のプロジェクタでは、取付部材に対してパネル支持板を介して液晶パネルを取り付ける構成を採用し、取付部材とパネル支持板との間に液晶パネルの位置調整を行うための構造を設けている。すなわち、クロスダイクロイックプリズムに対して固定された取付部材に対して、冶具を用いて液晶パネルを移動させることで液晶パネルの位置調整を行っている。

特開２００７−１８３３９６号公報

ところで、高精細な反射型の液晶パネルが用いられるプロジェクタでは、液晶パネルに僅かでも位置ずれが生じていると、投射画像に画素ずれが生じたり、投射画像がぼやけるなど、投射画像に劣化が生じてしまう。そのため、高精細な反射型の液晶パネルの位置調整は、実際に用いられる投射レンズを用いて、かつ、投射レンズを支持するレンズ支持部とクロスダイクロイックプリズムが載置される台座部とを有するヘッド体により、投射レンズとクロスダイクロイックプリズムとを一体化させた状態で行うことが好ましい。

しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクタでは、投射レンズとクロスダイクロイックプリズムとをヘッド体により一体化させて液晶パネルの位置調整を行う場合、投射レンズに近接配置される液晶パネルの背面側には、ヘッド体のレンズ支持部が配置されることとなる。そのため、当該液晶パネルの位置調整においては、ヘッド体のレンズ支持部と液晶パネルとの隙間に冶具を挿入しなければならず、当該液晶パネルの位置調整が難しいという問題がある。

本発明の目的は、反射型光変調装置の位置調整を容易に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。

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反射型光変調装置と、前記反射型光変調装置に照射される光束および前記反射型光変調装置で変調された光束を偏光分離する複数の反射型偏光板と、前記複数の反射型光変調装置にて変調され前記複数の反射型偏光板にて偏光分離された光束がそれぞれ入射する複数の光束入射側端面、および光束射出側端面を有し、入射した各光束を合成して画像光を形成し、前記画像光を前記光束射出側端面から射出する色合成光学装置と、前記光束射出側端面に対向し前記画像光を拡大投射する投射レンズを支持するレンズ支持部を有し、前記投射レンズおよび前記色合成光学装置を一体化する支持構造体と、前記反射型光変調装置および前記反射型偏光板を支持する複数の取付部材と、前記取付部材を支持し前記光束入射側端面に固定する複数の調整部材とを備え、前記取付部材および前記調整部材のいずれか一方には、他方に突出する係合突起部が設けられ、前記取付部材および前記調整部材のいずれか他方には、前記係合突起部が遊嵌状態で挿入される係合受け部が設けられ、前記調整部材は、前記光束入射側端面に取り付けられる本体と、前記本体から光束入射側に突出し、前記取付部材を挟持する一対の腕部とを備え、前記一対の腕部には、他方の前記腕部に向けて突出する前記係合突起部がそれぞれ形成され、前記取付部材における互いに対向する各側壁部には、前記係合突起部に対応して凹状の前記係合受け部がそれぞれ形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、取付部材および調整部材のいずれか一方には、他方に突出する係合突起部が設けられ、取付部材および調整部材のいずれか他方には、係合突起部が遊嵌状態で挿入される係合受け部が設けられているので、取付部材を移動させることで、反射型光変調装置の位置調整を行うことができる。従って、取付部材および色合成光学装置周りの余裕のあるスペースに、取付部材を移動させるための冶具を設置して、反射型光変調装置の位置調整を行うことができるので、支持構造体と反射型光変調装置との狭い隙間に冶具を挿入する必要があった従来に比べ、容易に反射型光変調装置の位置調整を行うことができる。なお、反射型光変調装置の位置調整を行った後に、係合突起部と係合受け部とを接着固定することで、取付部材を調整部材に対して固定することができる。
また、レンズ支持部により色合成光学装置に投射レンズを一体化させることができるので、色合成光学装置に一体化させた投射レンズを介して拡大投射された投射画像を確認しながら反射型光変調装置の位置調整を行うことができ、正確に位置調整を行うことができる。
ここで、係合突起部が例えばピンにより構成され、係合受け部が、前記ピンが遊嵌状態で挿入される孔により構成され、ピンの延長方向に沿って取付部材を動かすことで反射型光変調装置の位置調整を行う場合、反射型光変調装置や反射型偏光板が取り付けられて重量のある取付部材を、ピンにより支持するために、ピンを大型化させなければならず、これに伴って孔も大型化させなければならないので、光学装置が大型化してしまうという問題がある。
これに対し、本発明によれば、係合突起部を係合受け部内に位置付け、係合受け部の延長方向に沿って取付部材を動かすことで反射型光変調装置の位置調整を行うとともに、一対の腕部により取付部材を保持する構成としたので、ピンに比べて小さな腕部によって取付部材を保持することができ、小型化できる。

本発明の光学装置では、前記複数の反射型光変調装置にて変調され前記複数の反射型偏光板にて偏光分離された光束がそれぞれ入射する複数の光学素子を備え、前記取付部材は、内部の空間に連通する３つの開口部が形成された中空部材で構成され、前記３つの開口部は、前記反射型光変調装置、前記反射型偏光板、および前記光学素子にてそれぞれ閉塞されていることが好ましい。

本発明によれば、取付部材に形成された３つの開口部がそれぞれ反射型光変調装置、反射型偏光板、および光学素子により閉塞され、取付部材内部の空間が密閉されている。そして、この密閉空間内に反射型光変調装置の反射面が配置されることとなるので、反射面への粉塵の付着を防ぐことができ、反射面に付着した粉塵が投射画像中に影として映るなどの投射画像の劣化を防止できる。

本発明の光学装置では、前記取付部材と前記調整部材との間には、隙間が形成されていることが好ましい。
本発明によれば、取付部材と調整部材との間に隙間が形成されているので、取付部材に冷却風が送られる場合、当該冷却風が前記隙間に入り込むこととなる。そのため、取付部材の調整部材に対向する面に、例えば熱に比較的弱い透過型の偏光板などの光学素子が配置された場合には、前記冷却風により当該光学素子を冷却でき、当該光学素子の熱劣化を抑えることができる。

本発明の光学装置では、前記取付部材における前記各側壁部には、前記係合受け部に接続し、前記各側壁部に交差する他の側壁部に向けて延びる挿入用溝がそれぞれ形成され、前記係合突起部は、前記取付部材を前記一対の腕部間に差し込むことで、前記挿入用溝を介して前記係合受け部内に位置付けられることが好ましい。

本発明によれば、係合受け部に接続する挿入用溝が形成されており、取付部材を一対の腕部間に差し込むことで、係合突起部を、挿入用溝を介して係合受け部内に位置付けることができるので、一対の腕部を開いて係合受け部内に係合突起部を位置付ける構成に比べ、容易に係合突起部を係合受け部内に位置付けることができる。

本発明の光学装置では、前記係合受け部は、前記光束入射側端面に直交する第１方向に沿って延びるように形成され、前記挿入用溝は、前記第１方向に直交する第２方向に傾斜して延びるように形成されていることが好ましい。
本発明によれば、挿入用溝は第２方向に対して傾斜しているので、反射型光変調装置のアライメント調整において取付部材や調整部材を第２方向に移動させる際に、係合突起部が挿入用溝を介して係合受け部から外れてしまうことを防止できる。

本発明のプロジェクタは、光源装置と、前述の光学装置と、前記投射レンズとを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、前述の光学装置を備えているので、前述と同様の効果を奏することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図１は、本実施形態のプロジェクタ１の構成を模式的に示す図である。
プロジェクタ１は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調してカラー画像（画像光）を形成し、このカラー画像をスクリーン（図示略）上に拡大投射する。このプロジェクタ１は、図１に示すように、ケース２と、投射光学装置としての投射レンズ３と、光学ユニット４とを備える。
なお、図１において、具体的な図示は省略したが、ケース２内において、投射レンズ３および光学ユニット４以外の空間には、プロジェクタ１内部の各構成部材を冷却する冷却ファン等を備えた冷却ユニット、プロジェクタ１内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、およびプロジェクタ１内部の各構成部材を制御する制御装置等が配置されるものとする。

ケース２は、光学ユニット４の後述する各装置４１〜４４を、内部に設定された照明光軸Ａ（後述する光源装置４１から射出される光束の中心軸）に対して位置決め固定する。
投射レンズ３は、複数のレンズを組み合わせた組レンズとして構成され、光学ユニット４にて形成されたカラー画像をスクリーン上に拡大投射する。

光学ユニット４は、前記制御装置による制御の下、光源から射出された光束を光学的に処理して画像信号に対応したカラー画像を形成するユニットである。この光学ユニット４は、図１に示すように、光源装置４１と、照明光学装置４２と、色分離光学装置４３と、光学装置４４等を備える。
光源装置４１は、図１に示すように、光源ランプ４１１、リフレクタ４１２、ＵＶ−ＩＲフィルタ４１３等を備える。光源ランプ４１１から射出された光束は、リフレクタ４１２によって射出方向が揃えられ、ＵＶ−ＩＲフィルタ４１３を介して照明光学装置４２に向けて射出される。なお、ＵＶ−ＩＲフィルタ４１３は、紫外領域および赤外領域の光束を吸収または反射し、その他の光束を透過するものである。

照明光学装置４２は、図１に示すように、第１レンズアレイ４２１、第２レンズアレイ４２２、偏光変換素子４２３、および重畳レンズ４２４を備える。そして、光源装置４１から射出された光束は、第１レンズアレイ４２１によって複数の部分光束に分割され、第２レンズアレイ４２２の近傍で結像する。第２レンズアレイ４２２から射出された各部分光束は、その中心軸（主光線）が偏光変換素子４２３の入射面に垂直となるように入射し、偏光変換素子４２３にて略１種類の直線偏光光として射出される。偏光変換素子４２３から直線偏光光として射出され、重畳レンズ４２４を介した複数の部分光束は、光学装置４４の後述する３枚の反射型液晶パネル４４２１上で重畳する。

色分離光学装置４３は、図１に示すように、青色光を反射するＢ光反射ダイクロイックミラー４３１Ａおよび緑色光、赤色光を反射するＧＲ光反射ダイクロイックミラー４３１ＢがＸ字状に配置されたクロスダイクロイックミラー４３１、緑色光を反射するＧ光反射ダイクロイックミラー４３２、および２枚の反射ミラー４３３，４３４を備える。そして、色分離光学装置４３は、照明光学装置４２から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の３色の色光に分離する。
具体的に、照明光学装置４２から射出された複数の部分光束は、クロスダイクロイックミラー４３１に入射し、青色光成分がＢ光反射ダイクロイックミラー４３１Ａにて反射し、緑色光成分と赤色光成分とがＧＲ光反射ダイクロイックミラー４３１Ｂにて反射し、青色光成分と緑色光成分および赤色光成分とに分離される。

クロスダイクロイックミラー４３１にて分離された青色光は、反射ミラー４３３で反射し、光学装置４４を構成する後述するワイヤグリッド４４１Ｂに入射する。
また、クロスダイクロイックミラー４３１にて分離された緑色光および赤色光は、反射ミラー４３４で反射した後、Ｇ光反射ダイクロイックミラー４３２に入射する。Ｇ光反射ダイクロイックミラー４３２に入射した緑色光および赤色光のうち、緑色光は、Ｇ光反射ダイクロイックミラー４３２によって反射し、光学装置４４を構成する後述するワイヤグリッド４４１Ｇに入射する。一方、赤色光は、Ｇ光反射ダイクロイックミラー４３２を透過して、光学装置４４を構成する後述するワイヤグリッド４４１Ｒに入射する。

光学装置４４は、入射した光束を画像情報に応じて変調して画像光（カラー画像）を形成するものである。この光学装置４４は、図１に示すように、反射型偏光板としての３つのワイヤグリッド４４１（赤色光側のワイヤグリッドを４４１Ｒ、緑色光側のワイヤグリッドを４４１Ｇ、青色光側のワイヤグリッドを４４１Ｂとする）と、３つの反射型光変調装置４４２（ワイヤグリッド４４１と同様に、各色光側の反射型光変調装置を４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂとする）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４４３と、光学素子としての３つの偏光板４４４（各色光側の偏光板を４４４Ｒ、４４４Ｇ、４４４Ｂとする）とを備える。
なお、光学装置４４は、３つのワイヤグリッド４４１、３つの反射型光変調装置４４２、クロスダイクロイックプリズム４４３、および３つの偏光板４４４の他、後述するヘッド体４４５、取付部材４４６、および調整部材４４７を備えるものであり、詳細な構成については後述する。

３つのワイヤグリッド４４１は、格子構造に基づく回折により入射した光束を偏光分離する。各ワイヤグリッド４４１は、図１に示すように、入射光束の光軸に対して略４５°傾斜した状態で配置される。そして、各ワイヤグリッド４４１は、入射した光束のうち、偏光変換素子４２３で揃えられた偏光方向と略同一の偏光方向を有する偏光光を透過させ、前記偏光方向に直交する偏光方向を有する偏光光を反射させ、入射した光束を偏光分離する。

各反射型光変調装置４４２は、反射型液晶パネル４４２１（図４参照）と、反射型液晶パネル４４２１を保持する保持枠４４２２（図４参照）とを備え、図１に示すように、各ワイヤグリッド４４１を透過した光束の光軸に対して略直交した状態で配置される。反射型液晶パネル４４２１は、シリコン基板上に液晶が形成されたいわゆるＬＣＯＳ(Liquid Crystal On Silicon)で構成されている。そして、反射型液晶パネル４４２１は、前記制御装置からの駆動信号に応じて、前記液晶の配向状態が制御され、ワイヤグリッド４４１を透過した偏光光束の偏光方向を変調し、ワイヤグリッド４４１に向けて反射する。反射型液晶パネル４４２１にて変調され、ワイヤグリッド４４１に向けて反射された光束は、偏光変換素子４２３で揃えられた偏光方向に直交する偏光方向を有する偏光光のみがワイヤグリッド４４１にて反射される。

各偏光板４４４は、クロスダイクロイックプリズム４４３の各光束入射側端面４４３１にそれぞれ対向して配設され、各ワイヤグリッド４４１にて反射された偏光方向と同一方向の偏光方向の直線偏光光を透過させる。すなわち、ワイヤグリッド４４１および偏光板４４４の双方を用いることで、ワイヤグリッド４４１にて所望の直線偏光光以外の偏光成分が反射された場合であっても、偏光板４４４にて前記偏光成分を除去する構成を採用している。

クロスダイクロイックプリズム４４３は、図１に示すように、各ワイヤグリッド４４１にて反射された各色光がそれぞれ入射される光束入射側端面４４３１（各色光側の光束入射側端面を４４３１Ｒ，４４３１Ｇ，４４３１Ｂとする）と、光束射出側端面４４３２とを有し、入射した各色光を合成してカラー画像を形成し、光束射出側端面４４３２から射出する。このクロスダイクロイックプリズム４４３は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、ワイヤグリッド４４１Ｇにて反射された緑色光を透過し、各ワイヤグリッド４４１Ｒ，４４１Ｂにて反射された赤、青色光をそれぞれ反射する。このようにして、各色光が合成されてカラー画像が形成される。そして、クロスダイクロイックプリズム４４３で形成されたカラー画像は、光束射出側端面４４３２から射出され、上述した投射レンズ３によりスクリーンへ拡大投射される。

〔光学装置の詳細な構成〕
図２は、光学装置４４を上方から見た斜視図、図３は、光学装置４４を下方から見た図である。
光学装置４４は、３つのワイヤグリッド４４１、３つの反射型光変調装置４４２、クロスダイクロイックプリズム４４３、および３つの偏光板４４４の他、図２および図３に示すように、支持構造体としてのヘッド体４４５、３つの取付部材４４６（各色光側の取付部材を４４６Ｒ，４４６Ｇ，４４６Ｂとする）、および３つの調整部材４４７（各色光側の調整部材を４４７Ｒ，４４７Ｇ，４４７Ｂとする）を備える。

ヘッド体４４５は、ヘッド体本体４４５１と、連結体４４５２とを備える。ヘッド体本体４４５１は、側面視Ｌ字状に形成され、ケース２に固定される。このヘッド体本体４４５１は、クロスダイクロイックプリズム４４３が載置固定される台座部４４５１Ａ（図３）と、投射レンズ３が嵌入される孔４４５３が形成されて投射レンズ３を支持するレンズ支持部４４５１Ｂとを備える。連結体４４５２は、一端がクロスダイクロイックプリズム４４３の天面に連結され、他端がヘッド体本体４４５１のレンズ支持部４４５１Ｂに連結されている。このヘッド体４４５がケース２に固定されることで、各光学部品４４１〜４４４、および投射レンズ３がケース２内部に設定された照明光軸Ａに対して位置決めされる。

図４は、取付部材４４６および取付部材４４６に取り付けられる各部材４４１，４４２，４４４を示す分解斜視図である。なお、３つの取付部材４４６の形状、および取付部材４４６に対する各部材４４１，４４２，４４４の取付け構成は同じであるので、図４では、１つの取付部材４４６（４４６Ｒ）および取付部材４４６Ｒに取り付けられる部材４４１Ｒ，４４２Ｒ，４４４Ｒを例示した。

反射型光変調装置４４２の保持枠４４２２は、取付部材４４６の後述する開口部４４６２Ａ内に挿入される枠状の挿入部４４２２Ａと、挿入部４４２２Ａの背面側に設けられた枠部４４２２Ｂとを備えている。挿入部４４２２Ａ内には反射型液晶パネル４４２１の反射面が配置される。また、反射型光変調装置４４２は、これら反射型液晶パネル４４２１および保持枠４４２２のほか、保持枠４４２２の背面に取り付けられ、反射型液晶パネル４４２１および保持枠４４２２の熱を放熱するヒートシンク４４２３を備える。

各取付部材４４６は、プラスチック製であり、ワイヤグリッド４４１、反射型光変調装置４４２、および偏光板４４４を支持し、各部材４４１，４４２，４４４をクロスダイクロイックプリズム４４３の対応する光束入射側端面４４３１に対して固定する。この取付部材４４６には、前述した冷却ユニットより下方から冷却風が送られる。この冷却風により、取付部材４４６に取り付けられた各部材４４１，４４２，４４４が冷却されるようになっている。

取付部材４４６は、三角柱状の中空部材であり、斜面である第１側面４４６１、頂角を挟む２面４４６２，４４６３のうちの一面である第２側面４４６２、および頂角を挟む２面４４６２，４４６３のうちの他方の面であり、調整部材４４７に対向配置される第３側面４４６３を備える。各側面４４６１〜４４６３には開口部が形成されている。

第１側面４４６１にはワイヤグリッド４４１が接着等により固定される。第２側面４４６２には、反射型光変調装置４４２がねじ４４２４（図２）により固定される。この際、反射型光変調装置４４２の挿入部４４２２Ａは、第２側面４４６２に形成されている開口部４４６２Ａ内に挿入される。第３側面４４６３には、偏光板４４４が接着等により固定される。

このような取付部材４４６の天面４４６４および底面４４６５（図３）には、係合受け部としての凹状の係合溝４４６６と、凹状の挿入用溝４４６７とが形成されている。
係合溝４４６６は、クロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４３１に直交する第１方向（光束入射側端面４４３１に入射する光束の中心軸）に沿って形成されている。
挿入用溝４４６７は、第１方向に直交する第２方向に沿って形成され、係合溝４４６６に接続されている。この挿入用溝４４６７は、係合溝４４６６側から外端側に向かって、光束入射側端面４４３１から離れる側に僅かに傾斜している。

図５は、クロスダイクロイックプリズム４４３に取り付けられた調整部材４４７を示す斜視図である。なお、クロスダイクロイックプリズム４４３の各光束入射側端面４４３１にはそれぞれ調整部材４４７が取り付けられるが、３つの調整部材４４７は同一の形状を有しているので、図５でも、図４と同様に調整部材４４７Ｒのみを例示した。
調整部材４４７は、クロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４３１に接着により取り付けられ、詳しくは後述するが、取付部材４４６のクロスダイクロイックプリズム４４３に対する位置決めを行い、ひいては、取付部材４４６に取り付けられた反射型光変調装置４４２のクロスダイクロイックプリズム４４３に対する位置決めを行う。

この調整部材４４７は、金属板が板金加工されることにより形成され、本体４４７１と、腕部４４７２とを備えている。
本体４４７１は、矩形に形成され、クロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４３１に紫外線硬化型の接着剤により取り付けられる。この本体４４７１には、偏光板４４４を透過した光束をクロスダイクロイックプリズム４４３に入射させるための開口４４７１Ａが形成されている。

腕部４４７２は、一対設けられ、それぞれ、本体４４７１の上部および下部から取付部材４４６側に向かって延設されている。これら一対の腕部４４７２の先端部には、それぞれ、開口４４７２Ａと、他方の腕部４４７２に対して突出する係合突起部としての係止爪４４７２Ｂとが形成されている。係止爪４４７２Ｂは、開口４４７２Ａを構成する腕部４４７２の先端に形成された舌片が他方の腕部４４７２側に向かって折り曲げられて形成されている。一対の係止爪４４７２Ｂは、それぞれ対応する係合溝４４６６に対して第１方向において遊嵌した状態で挿入されて、取付部材４４６を挟持する。
以上のような構成により、係止爪４４７２Ｂを挿入用溝４４６７に合わせた状態で、取付部材４４６を一対の腕部４４７２間に差し込むことで、係止爪４４７２Ｂが挿入用溝４４６７を介して係合溝４４６６内に位置付けられ、調整部材４４７に対して取付部材４４６が取り付けられる。

上述した光学装置４４は、以下に示すようにして製造される。
最初にヘッド体４４５に、投射レンズ３およびクロスダイクロイックプリズム４４３を固定して一体化する。また、ワイヤグリッド４４１、反射型光変調装置４４２、および偏光板４４４を取付部材４４６で固定する。次に、クロスダイクロイックプリズム４４３に、紫外線硬化型の接着剤が塗布された調整部材４４７と取付部材４４６とを、取付部材４４６が調整部材４４７に取り付けられた状態で、冶具で取付部材４４６を保持しながら設置する。取付部材４４６を冶具で保持すればよいので、冶具をヘッド体４４５と干渉しない位置に配置可能である。その後、フォーカス調整およびアライメント調整を冶具を用いて行う。

反射型光変調装置４４２の位置を投射レンズ３のバックフォーカス位置に位置付けるフォーカス調整は、まず、冶具からワイヤグリッド４４１へ向けて検査用の光束を射出し、投射レンズ３を介して拡大投射された投射画像を確認しながら、当該冶具を用いて、取付部材４４６を、クロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４３１に入射する光束の中心軸（係合溝４４６６）に沿って移動させる。そして、反射型光変調装置４４２の位置が投射レンズ３のバックフォーカス位置となる位置に取付部材４４６を位置付ける。本実施形態では、この際に、取付部材４４６と調整部材４４７との間に隙間Ｓ（図３参照）が形成されるように、腕部４４７２の長さや係合溝４４６６の位置などが設定されている。

一方、各反射型光変調装置４４２の画素を一致させるアライメント調整は、まず、冶具からワイヤグリッド４４１へ向けて検査用の光束を射出し、投射レンズ３を介して拡大投射された投射画像を確認しながら、当該冶具を用いて、取付部材４４６が取り付けられた調整部材４４７を、クロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４３１に入射する光束の中心軸に直交する２方向（例えば水平方向および鉛直方向）に移動させる。この時、上述の通り挿入用溝４４６７は、係合溝４４６６側から外端側に向かって、光束入射側端面４４３１から離れる側に僅かに傾斜しているため、取付部材４４６や調整部材４４７を移動させても、取付部材４４６が調整部材４４７から外れることはない。そして、他の反射型光変調装置４４２の投射画像に対して画素ずれのない位置に調整部材４４７を位置付けた後、紫外線を照射して接着剤を硬化させることで、係合溝４４６６および係止爪４４７２Ｂと、本体４４７１および光束入射側端面４４３１とが接着され、取付部材４４６および調整部材４４７がクロスダイクロイックプリズム４４３に対して固定される。３つの取付部材４４６と調整部材４４７とをクロスダイクロイックプリズム４４３に固定することにより、光学装置４４が完成する。

〔本実施形態の効果〕
以上のような本実施形態のプロジェクタ１によれば、以下の効果を奏することができる。
調整部材４４７には係止爪４４７２Ｂが設けられ、取付部材４４６には、係止爪４４７２Ｂが遊嵌状態で挿入される係合溝４４６６が設けられているので、取付部材４４６を動かすことで、反射型光変調装置４４２の位置調整を行うことができる。従って、取付部材４４６およびクロスダイクロイックプリズム４４３周りの余裕のあるスペースに冶具を設置して、反射型光変調装置４４２の位置調整を行うことができるので、ヘッド体４４５と反射型光変調装置４４２との狭い隙間に冶具を挿入する必要があった従来に比べ、容易に反射型光変調装置４４２の位置調整を行うことができる。なお、反射型光変調装置４４２の位置調整を行った後に、係合溝４４６６と係止爪４４７２Ｂとを接着固定することで、取付部材４４６を光束射出側端面に対して固定することができる。
また、レンズ支持部４４５１Ｂによりクロスダイクロイックプリズム４４３に投射レンズ３を一体化させることができるので、クロスダイクロイックプリズム４４３に一体化させた投射レンズ３を介して拡大投射された投射画像を確認しながら反射型光変調装置４４２の位置調整を行うことができ、正確に位置調整を行うことができる。

取付部材４４６に形成された３つの開口部がそれぞれ反射型光変調装置４４２、ワイヤグリッド４４１、および偏光板４４４により閉塞され、取付部材４４６内部の空間が密閉されている。そして、この密閉空間内に反射型光変調装置４４２の反射面が配置されることとなるので、反射面への粉塵の付着を防ぐことができ、反射面に付着した粉塵が投射画像中に影として映るなどの投射画像の劣化を防止できる。

取付部材４４６と調整部材４４７との間に隙間Ｓが形成されるので、冷却ユニットからの冷却風が当該隙間Ｓに入り込むこととなる。そのため、取付部材４４６の調整部材４４７に対向する第３側面４４６３に配置された熱に比較的弱い透過型の偏光板４４４を前記冷却風により冷却でき、当該偏光板４４４の熱劣化を抑えることができる。

ここで、調整部材４４７に例えば係合突起部としてのピンが立設され、取付部材に前記ピンが遊嵌状態で挿入される係合受け部としての孔が形成され、ピンの延長方向に沿って取付部材を動かすことで反射型光変調装置の位置調整を行う場合、反射型光変調装置や反射型偏光板が取り付けられて重量のある取付部材をピンにより支持するために、ピンを大型化させなければならず、これに伴って孔も大型化させなければならないので、光学装置が大型化してしまうという問題がある。
これに対し、本実施形態では、係止爪４４７２Ｂを係合溝４４６６内に位置付け、係合溝４４６６に沿って取付部材４４６を動かすことで反射型光変調装置４４２の位置調整を行うとともに、一対の腕部４４７２により取付部材４４６を保持する構成としたので、ピンに比べて小さな腕部によって取付部材４４６を保持することができ、小型化できる。

係合溝４４６６に接続する挿入用溝４４６７が形成され、取付部材４４６を一対の腕部４４７２間に差し込むことで、係止爪４４７２Ｂを、挿入用溝４４６７を介して係合溝４４６６内に位置付けることができるので、一対の腕部４４７２を開いて係合溝４４６６内に係止爪４４７２Ｂを位置付ける構成に比べ、容易に係止爪４４７２Ｂを係合溝４４６６内に位置付けることができる。

挿入用溝４４６７は第２方向に対して傾斜しているので、反射型光変調装置４４２のアライメント調整において取付部材４４６や調整部材４４７を第２方向に移動させる際に、係止爪４４７２Ｂが挿入用溝４４６７を介して係合溝４４６６から外れてしまうことを防止できる。

〔実施形態の変形〕
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、取付部材４４６に形成された係合溝４４６６に、調整部材４４７の係合爪４４７２Ｂを係合させ、取付部材４４６を係合溝４４６６に沿って移動させることで、反射型光変調装置４４２の位置調整を行っていた。しかしながら、調整部材にピンが立設されるとともに、取付部材に前記ピンが遊嵌状態で挿入される孔が形成され、反射型光変調装置の位置調整を、取付部材を前記ピンに挿通し、前記ピンに沿って移動させる事で行ってもよい。反射型光変調装置の位置調整の後は、ピンと孔とを接着等することで、取付部材を調整部材に固定できる。
前記実施形態では、光学素子として、偏光板４４４を配置していたが、位相差板、光学補償板などの他の光学素子を配置して、取付部材４４６内部の空間を密閉しても良い。

前記実施形態では、光源装置４１は、放電発光型の光源装置で構成されていたが、これに限らず、レーザダイオード、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)、有機ＥＬ(Electro Luminescence)素子、シリコン発光素子等の各種固体発光素子を採用してもよい。
また、光源装置４１を１つのみ用い色分離光学装置４３にて３つの色光に分離していたが、色分離光学装置４３を省略し、３つの色光をそれぞれ射出する３つの前記固体発光素子を光源装置として構成してもよい。

さらに、プロジェクタ１は、反射型光変調装置４４２を３つ備える三板式のプロジェクタで構成していたが、これに限らず、反射型光変調装置４４２を２つ備えるプロジェクタや、反射型光変調装置４４２を４つ以上備えるプロジェクタとして構成しても構わない。この際、プロジェクタは、ワイヤグリッド４４１および取付部材４４６も反射型光変調装置４４２と同様の個数分、備えることとなる。
前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行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射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。

本発明の光学装置は、反射型光変調装置の位置調整を容易にできるため、プレゼンテーションやホームシアタ等に用いられるプロジェクタの光学装置に利用できる。

本実施形態に係るプロジェクタの構成を模式的に示す図。 前記実施形態に係る光学装置を上方から見た斜視図。 前記実施形態に係る光学装置を下方から見た図。 前記実施形態に係る取付部材および取付部材に取り付けられる各部材を示す分解斜視図。 前記実施形態に係るクロスダイクロイックプリズムに取り付けられた調整部材を示す斜視図。

符号の説明

１…光源装置（プロジェクタ）、３…投射レンズ、４４…光学装置、４４１…反射型偏光板（ワイヤグリッド）、４４２…反射型光変調装置、４４３…クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、４４４…偏光板（光学素子）、４４５…ヘッド体（支持構造体）、４４６…取付部材、４４７…調整部材、４４３１…光束入射側端面、４４３２…光束射出側端面、４４５１Ｂ…レンズ支持部、４４６４…天面、４４６５…底面、４４６６…係合溝（係合受け部）、４４６７…挿入用溝、４４７１…本体、４４７２…腕部、４４７２Ｂ…係止爪（係合突起部）、Ｓ…隙間。

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反射型光変調装置と、
   前記反射型光変調装置に照射される光束および前記反射型光変調装置で変調された光束を偏光分離する複数の反射型偏光板と、
   前記複数の反射型光変調装置にて変調され前記複数の反射型偏光板にて偏光分離された光束がそれぞれ入射する複数の光束入射側端面、および光束射出側端面を有し、入射した各光束を合成して画像光を形成し、前記画像光を前記光束射出側端面から射出する色合成光学装置と、
   前記光束射出側端面に対向し前記画像光を拡大投射する投射レンズを支持するレンズ支持部を有し、前記投射レンズおよび前記色合成光学装置を一体化する支持構造体と、
   前記反射型光変調装置および前記反射型偏光板を支持する複数の取付部材と、
   前記取付部材を支持し前記光束入射側端面に固定する複数の調整部材とを備え、
   前記取付部材および前記調整部材のいずれか一方には、他方に突出する係合突起部が設けられ、
   前記取付部材および前記調整部材のいずれか他方には、前記係合突起部が遊嵌状態で挿入される係合受け部が設けられ、
   前記調整部材は、前記光束入射側端面に取り付けられる本体と、前記本体から光束入射側に突出し、前記取付部材を挟持する一対の腕部とを備え、
   前記一対の腕部には、他方の前記腕部に向けて突出する前記係合突起部がそれぞれ形成され、
   前記取付部材における互いに対向する各側壁部には、前記係合突起部に対応して凹状の前記係合受け部がそれぞれ形成されている
   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、
   前記複数の反射型光変調装置にて変調され前記複数の反射型偏光板にて偏光分離された光束がそれぞれ入射する複数の光学素子を備え、
   前記取付部材は、内部の空間に連通する３つの開口部が形成された中空部材で構成され、
   前記３つの開口部は、前記反射型光変調装置、前記反射型偏光板、および前記光学素子にてそれぞれ閉塞されている
   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、
   前記取付部材と前記調整部材との間には、隙間が形成されている
   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、
   前記取付部材における前記各側壁部には、前記係合受け部に接続し、前記各側壁部に交差する他の側壁部に向けて延びる挿入用溝がそれぞれ形成され、
   前記係合突起部は、前記取付部材を前記一対の腕部間に差し込むことで、前記挿入用溝を介して前記係合受け部内に位置付けられる
   ことを特徴とする光学装置。
5. 請求項４に記載の光学装置において、
   前記係合受け部は、前記光束入射側端面に直交する第１方向に沿って延びるように形成され、
   前記挿入用溝は、前記第１方向に直交する第２方向に傾斜して延びるように形成されている
   ことを特徴とする光学装置。
6. 光源装置と、請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学装置と、前記投射レンズとを備えている
   ことを特徴とするプロジェクタ。

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