JP5194498B2 - 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、３枚の液晶パネル（光変調装置）により色光毎に画像情報に応じて変調し、変調後の各色光をクロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）で合成して画像光を形成する、いわゆる三板式の光学装置を備えたプロジェクタが知られている。
このような光学装置では、クロスダイクロイックプリズムに液晶パネルを一体に組み付けて、組立性の向上を図っている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１に記載の光学装置は、クロスダイクロイックプリズムおよび液晶パネルの間に介在配置され、液晶パネルをクロスダイクロイックプリズムの光束入射側端面に固定するための保持部材を備えている。この保持部材は、矩形板状体と、この矩形板状体の四隅から突設され、液晶パネルを保持する保持枠の孔に挿通されるピンとを備えている。
特許文献２に記載の光学装置は、クロスダイクロイックプリズムおよび液晶パネルの間に、クロスダイクロイックプリズムの光束入射側端面に固定される矩形板状の基部を有する固定部材、および、液晶パネルが取り付けられる矩形板状の基部を有する保持部材の２部材を配設している。また、固定部材および保持部材は、各基部から起立する一対の起立片をそれぞれ有し断面Ｃ字状に構成され、各一対の起立片同士が互いに擦り合うように組み合わせ、起立片同士を光硬化型接着剤で固着することで、クロスダイクロイックプリズムに対して液晶パネルを組み付けている。

特開２００３−１２１９３１号公報 特開２００５−２３４１２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光学装置では、液晶パネルをクロスダイクロイックプリズムの光束入射側端面に固定するための保持部材を上述した形状で形成するためには、例えば射出成型等の成型により製造する必要がある。また、保持部材は、矩形板状体からピンが突設される形状を有しているため、保持部材の成型に用いられる金型が複雑な形状となる。このため、保持部材の製造が困難なものとなるとともに、保持部材の製造コストひいては光学装置の製造コストが増加してしまう、という問題がある。
また、特許文献２に記載の光学装置では、起立片間に介在される光硬化型接着剤に紫外線等の光を照射することが難しい。このため、光硬化型接着剤の硬化不良が生じやすく、長期間の使用によって、光変調装置の位置がずれる等の不具合が生じる恐れがある。
このため、保持部材の製造を容易とし、製造コストを低減させることができ、かつ、長寿命化が図れる技術が要望されている。

本発明の目的は、保持部材の製造を容易とし、製造コストを低減させることができ、かつ、長寿命化が図れる光学装置、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光変調装置と、各光変調装置に対向する複数の光束入射側端面を有し各光変調装置で変調された光束を合成して画像光を形成する色合成光学装置とを備えた光学装置であって、前記光変調装置は、入射した光束を画像情報に応じて変調する光変調素子と、複数の固定用孔を有し前記光変調素子を保持する保持枠とを備え、前記光束入射側端面および前記光変調装置の間に介在配置され、前記光変調装置を前記光束入射側端面に固定するための保持部材と、前記光束入射側端面に固定される光学素子とを備え、前記保持部材は、板金加工を施すことにより形成され、板状の基部と、前記保持枠の前記固定用孔に挿通される複数のピンとを備え、前記複数のピンは、前記基部に対して光束入射側に突出するように前記基部に対して面外方向に折り曲げられて形成され、前記基部は、前記光変調装置から射出される光束を通過させるための開口部を有する基部本体と、前記基部本体を挟んで互いに対向する位置に、前記光束入射側端面に対して固定される固定部とを備え、前記基部本体が各前記固定部に対して光束入射側に位置し、側方から見て段付き形状を有し、前記基部本体の平面形状は、前記光学素子の平面形状よりも大きく、前記開口部は、前記光学素子の平面形状よりも小さいことを特徴とする。

本発明では、光学装置において、光変調装置を色合成光学装置の光束入射側端面に固定するための保持部材は、板金加工を施すことにより形成され、板状の基部と、基部に対して面外方向に折り曲げられて形成された複数のピンとを備える。
このことにより、従来のような成型品である保持部材と比較して、容易に製造できるとともに、製造コストを低減できる。
また、光変調装置および保持部材の接合面は、保持枠の固定用孔の内周面と保持部材のピンの外周面となる。このため、保持枠の光束入射側から固定用孔に向けて紫外線等の光を照射すれば、前記接合面に介在される光硬化型接着剤に効果的に光を照射することができる。したがって、光硬化型接着剤の硬化不良が生じることなく、長期間、使用した場合であっても、光変調装置の位置がずれる等の不具合が生じることがなく、長寿命化が図れる。
さらに、保持部材が熱伝導性の良好な金属部材から構成されているため、例えば、保持部材に光変調装置の他、偏光板等の光学素子を支持させる構成とすれば、該光学素子に生じた熱を保持部材に伝達させ、光学装置の冷却効率を向上させることができる。
また、基部は、基部本体が各固定部に対して光束入射側に位置するように形成されている。このことにより、例えば、色合成光学装置の光束入射側端面に偏光板等の光学素子が貼付されている場合であっても、各固定部間に光学素子が位置する状態で、各固定部を介して保持部材を色合成光学装置の光束入射側端面に固定できる。また、このように配設した状態において、光学素子の外縁部が基部本体の開口部よりも外側に位置する、すなわち、光束入射側から開口部を見た場合に光学素子の外縁部が見えないように構成すれば、開口部を介した光束が光学素子の外縁部に入射することを防止できる。このため、光学素子の外縁部で光束が反射することがなく、外縁部で反射された光束が投影画像に入り込み、投影画像が劣化することを防止できる。

本発明の光学装置では、前記複数のピンのうち少なくとも２つのピンは、前記基部に対する曲げ方向が互いに異なるように形成されていることが好ましい。
ここで、複数のピンのうち少なくとも２つのピンが、基部に対する曲げ方向が互いに異なるように形成されているとは、複数のピンが２種類以上の曲げ方向で基部に対して折り曲げられていることを意味する。
ところで、例えば、複数のピンが全て同一の曲げ方向で基部に対して折り曲げられている場合、すなわち、複数のピンを基部に対して折り曲げる際の軸（以下、折り曲げ軸）が全てのピンで同一である場合には、以下に示すような問題が生じる恐れがある。
すなわち、折り曲げ軸に交差する方向（曲げ方向）から外力が与えられた場合には、全てのピンが同一の曲げ方向で基部に対して折り曲げられているため、複数のピンにより十分な強度を維持できず、外力によって複数のピンが曲げ方向に折れ曲がり、光変調装置の位置がずれる等の不具合が生じる恐れがある。

本発明では、複数のピンのうち少なくとも２つのピンは、基部に対する曲げ方向が互いに異なるように形成されている。言い換えれば、複数のピンのうち少なくとも２つのピンを基部に対して折り曲げる際の折り曲げ軸は、異なるものとなっている。このことにより、少なくとも２つのピンのうちいずれか一方のピンの折り曲げ軸に交差する方向（曲げ方向）から外力が与えられた場合であっても、他方のピンにより外力を緩和できる。したがって、各ピンにより十分な強度を維持し、種々の方向からの外力によってもピンが曲げ方向に折れ曲がることがなく、光変調装置の位置がずれる等の不具合が生じる恐れもない。

本発明の光学装置では、前記複数のピンは、前記基部に対する突出方向に略直交する同一軸上の２方向から面押しされていることが好ましい。
本発明では、複数のピンは、面押しされている。
このことにより、板金加工により切り出した際に、各ピンの角部分に形成されるバリ等を面押しにより除去できる。
また、各ピンを断面視矩形状から断面視円形状に近付けることができる。このため、保持枠と保持部材との接合面、すなわちピンを介して光変調装置を摺動させることで光変調装置のフォーカス調整を実施する際に、ピンを介して光変調装置を円滑に摺動させることができ、フォーカス調整を良好に実施できる。

本発明のプロジェクタは、光源装置と、上述した光学装置と、前記光学装置にて形成された画像光を拡大投射する投射光学装置とを備えていることを特徴とする。
本発明では、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および効果を享受できる。
また、プロジェクタは、製造コストを低減できる光学装置を備えているので、該プロジェクタ自体の製造コストも低減できる。
さらに、プロジェクタは、長寿命化が図れる光学装置を備えているので、長期間、使用した場合であっても、投影画像を良好に維持し、該プロジェクタ自体の長寿命化も図れる。

以下、本発明の実施の一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、プロジェクタ１の概略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、略直方体状の外装筐体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等を備える。
なお、図１において、具体的な図示は省略したが、外装筐体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。

外装筐体２は、プロジェクタ１の天面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するアッパーケース、およびプロジェクタ１の底面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するロアーケース等で構成される。そして、各ケースは、互いにねじ等で固定されている。
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、リレー光学装置４４と、光学装置４５と、これら各光学部品４１〜４５を内部に設定された照明光軸Ａに対する所定位置に配置する光学部品用筐体４６とを備える。
光源装置４１は、図１に示すように、光源ランプ４１１およびリフレクタ４１２等を備える。そして、光源装置４１は、光源ランプ４１１から射出された光束がリフレクタ４１２によって射出方向が揃えられ、照明光学装置４２に向けて光束を射出される。

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４５の後述する３枚の液晶パネル上で重畳する。

色分離光学装置４３は、図１に示すように、２枚のダイクロイックミラー４３１，４３２、および反射ミラー４３３を備え、これらのダイクロイックミラー４３１，４３２、反射ミラー４３３により照明光学装置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機能を有する。
リレー光学装置４４は、図１に示すように、入射側レンズ４４１、リレーレンズ４４３、および反射ミラー４４２，４４４を備え、色分離光学装置４３で分離された色光、例えば、赤色光を光学装置４５の後述する赤色光側の光変調装置（液晶パネル）まで導く機能を有する。

光学装置４５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４５は、図１に示すように、光変調素子としての液晶パネル４５１１（図２参照）を有する３つの光変調装置４５１（赤色光側の光変調装置を４５１Ｒ、緑色光側の光変調装置を４５１Ｇ、青色光側の光変調装置を４５１Ｂとする）と、各光変調装置４５１の光路前段側に配置される入射側偏光板４５２と、各光変調装置４５１の光路後段側に配置される視野角補償板４５３および射出側偏光板４５４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４５５とを備える。そして、これら各部材４５１〜４５５のうち、各光変調装置４５１、各視野角補償板４５３、各射出側偏光板４５４、およびクロスダイクロイックプリズム４５５が一体化されて光学装置本体４５Ａを構成する（図２参照）。なお、光学装置本体４５Ａとしては、これら各部材４５１、４５３〜４５５の他、各入射側偏光板４５２も一体化する構成を採用しても構わない。
なお、光学装置本体４５Ａの具体的な構成については、後述する。

３つの入射側偏光板４５２は、色分離光学装置４３で分離された各光束のうち、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のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、透光性基板上に偏光膜が貼付されて構成されている。
３つの光変調装置４５１を構成する各液晶パネル４５１１は、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、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、入射側偏光板４５２から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。

３つの視野角補償板４５３は、各光変調装置４５１の光路後段側にそれぞれ配設され、平面視矩形状の透光性基板上に光学補償フィルムが貼付された構成を有する。
前記光学補償フィルムは、液晶パネル４５１１で生じる複屈折による常光と異常光との間に生じる位相差を補償し、液晶パネル４５１１の明視特性を改善するものであり、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の透明支持体上に配向膜を介してディスコティック（円盤状）化合物層を形成したもので構成でき、ＷＶフィルム（富士写真フィルム社製）を採用できる。
３つの射出側偏光板４５４は、入射側偏光板４５２と略同様の機能を有し、液晶パネル４５１１および視野角補償板４５３を介して射出された光束のうち、一定方向の偏光光を透過し、その他の光束を吸収する。

クロスダイクロイックプリズム４５５は、射出側偏光板４５４から射出された色光毎に変調された各色光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４５５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、光変調装置４５１Ｇから射出され視野角補償板４５３および射出側偏光板４５４を介した色光を透過し、光変調装置４５１Ｒ，４５１Ｂから射出され視野角補償板４５３および射出側偏光板４５４を介した各色光を反射する。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４５５で形成されたカラー画像は、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。

〔光学装置本体の構成〕
図２は、光学装置本体４５Ａの概略構成を示す分解斜視図である。
なお、図２では、光学装置本体４５Ａにおいて、光変調装置４５１Ｂ側のみを分解しているが、各光変調装置４５１Ｒ，４５１Ｇ側も光変調装置４５１Ｂ側と同様の構造を有しているものとする。
光学装置本体４５Ａは、上述した各光変調装置４５１、各視野角補償板４５３、各射出側偏光板４５４、およびクロスダイクロイックプリズム４５５の他、図２に示すように、支持構造体４５６と、３つの保持部材４５７とを備え、これら各部材４５１，４５３〜４５７が一体化されたものである。

ここで、クロスダイクロイックプリズム４５５において、平面視略正方形状の３つの辺縁を含む各側面には、図２に示すように、熱伝導性を有する透光性基板４５５１がそれぞれ貼り付けられている。なお、透光性基板４５５１としては、例えば、水晶板あるいはサファイア板等が例示できる。そして、透光性基板４５５１がクロスダイクロイックプリズム４５５に貼り付けられた状態で、各透光性基板４５５１の光束入射側端面４５５１Ａ（図２）が本発明に係る色合成光学装置の光束入射側端面に相当する。
また、３つの射出側偏光板４５４は、図２に示すように、各光束入射側端面４５５１Ａにそれぞれ接着剤等により固定される。

また、光変調装置４５１は、上述した液晶パネル４５１１の他、図２に示すように、液晶パネル４５１１を保持する保持枠４５１２を備える。
保持枠４５１２は、液晶パネル４５１１を収納保持する部材であり、図２に示すように、光束入射側に配置される平面視矩形状の保持枠本体４５１２Ａと、光束射出側に配置される平面視略矩形状の遮光板（図示略）とを備える。

保持枠本体４５１２Ａは、図２に示すように、平面視略中央部分に液晶パネル４５１１の画像形成領域に対応した開口部４５１２Ａ１を有している。
また、保持枠本体４５１２Ａにおいて、光束射出側には、具体的な図示は省略するが、開口部４５１２Ａ１の周縁部分に、液晶パネル４５１１における外形形状（段付状）に対応した凹部が形成され、該凹部にて液晶パネル４５１１を収納保持する。
さらに、保持枠本体４５１２Ａにおいて、四隅角部分には、図２に示すように、光束入射側端面および光束射出側端面を貫通し、光変調装置４５１を保持部材４５７に固定するための固定用孔４５１２Ａ２がそれぞれ形成されている。

前記遮光板は、平面視略中央部分に液晶パネル４５１１の画像形成領域に対応した開口部を有し、保持枠本体４５１２Ａの光束射出側端面に接続することで、液晶パネル４５１１を透過した光が、視野角補償板４５３、射出側偏光板４５４、あるいはクロスダイクロイックプリズム４５５等で反射して液晶パネル４５１１の駆動部にあたり液晶パネル４５１１が誤動作することを防止している。

上述した保持枠４５１２は、熱伝導性を有する材料にて構成されている。
この熱伝導性を有する材料としては、例えば、インバーおよび４２Ｎｉ−Ｆｅ等のニッケル−鉄合金、マグネシウム合金、アルミニウム合金、炭素鋼、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）等が例示できる。なお、保持枠４５１２としては、保持枠本体４５１２Ａおよび前記遮光板を上述した材料のうち同一の材料で構成してもよく、異なる材料で構成してもよい。このように熱伝導性を有する材料で保持枠４５１２を構成することで、光束の照射により液晶パネル４５１１で生じた熱を効率的に保持枠４５１２に放熱することができる。

支持構造体４５６は、図２に示すように、略直方体形状を有し、クロスダイクロイックプリズム４５５の各光束入射側端面に交差する端面である下面に取り付けられ、光学装置本体４５Ａ全体を支持する部材である。
この支持構造体４５６には、図２に示すように、四隅角部分のうちＧ色光側の各角部分から外側に向けて延出し、光学部品用筐体４６に接続する腕部４５６１が形成されている。そして、腕部４５６１を光学部品用筐体４６に接続することで、光学装置本体４５Ａ全体が光学部品用筐体４６に固定される。

図３および図４は、保持部材４５７の概略構成を示す斜視図である。具体的に、図３は、保持部材４５７を光束入射側から見た斜視図である。図４は、保持部材４５７を光束射出側から見た斜視図である。
３つの保持部材４５７は、光変調装置４５１およびクロスダイクロイックプリズム４５５の間にそれぞれ配設され、各光変調装置４５１および各視野角補償板４５３をそれぞれ支持し、クロスダイクロイックプリズム４５５（透光性基板４５５１）に対して固定する部材である。
この保持部材４５７は、熱伝導性を有するアルミニウム等の板材に板金加工を施すことにより形成されたものであり、図３または図４に示すように、板状の基部４５８と、４つのピン４５９Ａ〜４５９Ｄとを備える。保持部材４５７の材料についても、保持枠４５１２と同様の採用を採用してもよい。

基部４５８は、図３または図４に示すように、基部本体４５８１と、一対の固定部４５８２Ａ，４５８２Ｂとを備える。
基部本体４５８１は、平面視矩形形状を有し、射出側偏光板４５４の平面形状よりも大きくなるように形成されている（図８参照）。
この基部本体４５８１において、略中央部分には、図３または図４に示すように、光束を通過可能とする開口部４５８１Ａが形成されている。この開口部４５８１Ａは、射出側偏光板４５４の平面形状よりも小さくなるように形成されている（図８参照）。

また、この基部本体４５８１において、互いに対向する辺縁（図３、図４中、左右の各辺縁）は、図３または図４に示すように、光束入射側に向けて略９０°折り曲げられ、さらに各先端部分４５８１Ｂが略９０°折り曲げられて互いに近接するように形成されている。そして、各先端部分４５８１Ｂは、視野角補償板４５３を支持する光学素子支持部として機能する。
また、各光学素子支持部４５８１Ｂの基端部分には、図３に示すように、光束射出側に窪み、光学装置本体４５Ａを製造する際に、保持部材４５７をクロスダイクロイックプリズム４５５（透光性基板４５５１）に押し付ける押し付け治具２００（図８参照）が当接する治具当接部４５８１Ｂ１が形成されている。
なお、各治具当接部４５８１Ｂ１間の離間寸法（左右方向の離間寸法）は、光変調装置４５１の左右方向の長さ寸法よりも大きくなるように形成されている。

一対の固定部４５８２Ａ，４５８２Ｂは、基部本体４５８１における各光学素子支持部４５８１Ｂとは異なる各辺縁（上下の各辺縁）から互いに離間する方向に延出する平面視矩形形状を有し、クロスダイクロイックプリズム４５５（透光性基板４５５１）に固定される部分である。
そして、上述した基部４５８は、基部本体４５８１が一対の固定部４５８２Ａ，４５８２Ｂに対して光束入射側に位置し、段付き状に形成されている（図８参照）。より具体的に、基部本体４５８１は、一対の固定部４５８２Ａ，４５８２Ｂに対して、射出側偏光板４５４の厚み寸法と略同一若しくは若干大きい寸法分だけ光束入射側にずれた位置に設定されている。

図５および図６は、ピン４５９Ａ〜４５９Ｄの概略構成を示す図である。具体的に、図５は、４つのピン４５９Ａ〜４５９Ｄのうち、光束入射側から見て左下に位置するピン４５９Ｃの拡大図である。図６は、ピン４５９Ｃの先端部分４５９１を切断した断面図である。
４つのピン４５９Ａ〜４５９Ｄは、基部４５８に対して光束入射側に向けて突出し、光変調装置４５１を構成する保持枠４５１２の各固定用孔４５１２Ａ２に挿通される部分である。これら４つのピン４５９Ａ〜４５９Ｄは、図３または図４に示すように、強度を確保するために、先端部分４５９１の断面積に比較して基端部分４５９２の断面積が大きくなるように構成されている。そして、各ピン４５９Ａ〜４５９Ｄの各先端部分４５９１が保持枠４５１２の各固定用孔４５１２Ａ２に挿通される。

４つのピン４５９Ａ〜４５９Ｄのうち、上方側に位置する２つのピン４５９Ａ，４５９Ｂは、基部４５８を構成する固定部４５８２Ａの互いに対向する辺縁（図３、図４中、左右の各辺縁）に接続し、固定部４５８２Ａに対して鉛直方向を軸（折り曲げ軸）として折り曲げられることで光束入射側に突出するように構成されている。
また、下方側に位置する２つのピン４５９Ｃ，４５９Ｄは、基部４５８を構成する基部本体４５８１の図３、図４中、下方側端縁の両端側に接続し、基部本体４５８１に対して水平方向を折り曲げ軸として折り曲げられることで光束入射側に突出するように構成されている。

ここで、ピン４５９Ｃの先端部分４５９１は、図５または図６に示すように、基部４５８に対する突出方向に略直交する同一軸上（図５または図６中、鉛直方向）の２方向から図示しない金型で押圧することで面押しされている。そして、ピン４５９Ｃの先端部分４５９１は、面押しされることで、図６に示すように、四隅の角がとれ、断面視矩形状から断面視円形状に近い形状（図６では、断面視八角形状）に変形されている。なお、ピン４５９Ｃのみを説明したが、その他のピン４５９Ａ，４５９Ｂ，４５９Ｄも同様に面押しされている。

図７は、保持部材４５７の製造方法を説明するための図である。
上述した保持部材４５７は、以下に示すように製造されるものである。
先ず、アルミニウム板にプレス加工を施すことで、図７に示す形状を打ち抜く。より具体的に、図７に示すように、基部本体４５８１に相当する部位４５８１´、一対の光学素子支持部４５８１Ｂに相当する各部位４５８１Ｂ´、一対の固定部４５８２Ａ，４５８２Ｂに相当する部位４５８２Ａ´，４５８２Ｂ´、および各ピン４５９Ａ〜４５９Ｄに相当する各部位４５９Ａ´〜４５９Ｄ´を含む形状となるように金型で打ち抜く。また、部位４５８１´の略中央部分に開口部４５８１Ａを形成する。また、各部位４５８１Ｂ´に、各治具当接部４５８１Ｂ１に相当する各開口部４５８１Ｂ１´を形成する。

また、板材の厚み方向に沿う互いに対向する２方向から図示しない金型で各部位４５９Ａ´〜４５９Ｄ´を押圧して面押しする。
さらに、絞り加工を施すことで、部位４５８１´（各部位４５８１Ｂ´，４５９Ｃ´，４５９Ｄ´を含む）の板面と各部位４５８２Ａ´，４５８２Ｂ´（各部位４５９Ａ´，４５９Ｂ´を含む）の板面との位置をずらし、段付き状に形成する。
さらにまた、曲げ加工を施すことで、鉛直方向を折り曲げ軸として、図７中、矢印Ｒ１，Ｒ２方向にそれぞれ各部位４５９Ａ´，４５９Ｂ´を部位４５８２Ａ´に対して折り曲げることで、各ピン４５９Ａ，４５９Ｂを形成する。同様に、水平方向を折り曲げ軸として、図７中、矢印Ｒ３方向に各部位４５９Ｃ´，４５９Ｄ´を部位４５８１´に対して折り曲げることで、各ピン４５９Ｃ，４５９Ｄを形成する。同様に、鉛直方向を軸として、図７中、矢印Ｒ４，Ｒ５方向にそれぞれ各部位４５８１Ｂ´を折り曲げることで、各光学素子支持部４５８１Ｂおよび各治具当接部４５８１Ｂ１を形成する。
以上のような工程により、保持部材４５７の外形形状が設定される。
そして、保持部材４５７の放射効率の向上、および保持部材４５７での光束の反射防止を目的として、上述した外形形状に設定した保持部材４５７に対して、その表面にブラックアルマイト処理を施し、保持部材４５７の製造を完了する。

上述した光学装置本体４５Ａは、以下に示すように、製造される。
図８は、光学装置本体４５Ａの製造時の状態を示す図である。
先ず、視野角補償板４５３が取り付けられた保持部材４５７を構成する一対の固定部４５８２Ａ，４５８２Ｂの光束射出側端面に光硬化型接着剤を塗布する。そして、図８に示すように、各透光性基板４５５１、支持構造体４５６、および各射出側偏光板４５４が取り付けられたクロスダイクロイックプリズム４５５の光束入射側端面４５５１Ａに対して、射出側偏光板４５４の外縁部が開口部４５８１Ａの外側に位置するように、一対の固定部４５８２Ａ，４５８２Ｂの光束射出側端面を密着させる。

次に、４つのピン４５９Ａ〜４５９Ｄの先端部分４５９１の外周部分に光硬化型接着剤を塗布する。
次に、図８に示すように、クロスダイクロイックプリズム４５５に対して光変調装置４５１の位置調整を実施するための位置調整治具１００に光変調装置４５１を保持させ、保持部材４５７の４つのピン４５９Ａ〜４５９Ｄの先端部分４５９１を光変調装置４５１の各固定用孔４５１２Ａ２に挿通させる。また、押し付け治具２００を各治具当接部４５８１Ｂ１に当接し、保持部材４５７をクロスダイクロイックプリズム４５５の光束入射側端面４５５１Ａに対して押圧する。

上述した状態に設定した後、位置調整治具１００を用いて、クロスダイクロイックプリズム４５５に対して光変調装置４５１を移動させる。そして、クロスダイクロイックプリズム４５５の光束入射側端面４５５１Ａと保持部材４５７の一対の固定部４５８２Ａ，４５８２Ｂの接合面を摺動面としてアライメント調整（液晶パネル４５１１に入射する光束の光軸に略直交するＸ軸方向およびＹ軸方向と、前記光軸を中心とする回転方向との調整）を実施する。なお、アライメント調整時には、押し付け治具２００も位置調整治具１００に連動させる。また、保持枠４５１２と保持部材４５７との接合面、すなわちピン４５９Ａ〜４５９Ｄを介して摺動させることでフォーカス調整（前記光軸に沿う方向と、前記Ｘ軸を中心とした回転方向と、前記Ｙ軸を中心とした回転方向との調整）を実施する。
そして、所定の位置に光変調装置４５１（液晶パネル４５１１）を位置付けた後、紫外線等を照射させることで、上述した光硬化型接着剤を硬化させ、保持部材４５７を介してクロスダイクロイックプリズム４５５の光束入射側端面４５５１Ａに対して光変調装置４５１を固定する。
以上の工程を全ての光変調装置４５１に対して実施することで、光学装置本体４５Ａが製造される。

上述した本実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、光学装置本体４５Ａにおいて、光変調装置４５１をクロスダイクロイックプリズム４５５の光束入射側端面４５５１Ａに固定するための保持部材４５７は、板金加工を施すことにより形成され、板状の基部４５８と、基部４５８に対して面外方向に折り曲げられて形成された４つのピン４５９Ａ〜４５９Ｄとを備える。
このことにより、従来のような成型品である保持部材４５７と比較して、容易に製造できるとともに、製造コストを低減できる。このため、光学装置本体４５Ａの製造コストを低減でき、ひいては、プロジェクタ１の製造コストを低減できる。

また、光変調装置４５１および保持部材４５７の接合面は、保持枠４５１２の固定用孔４５１２Ａ２の内周面と保持部材４５７のピン４５９Ａ〜４５９Ｄの外周面となる。このため、保持枠４５１２の光束入射側から固定用孔４５１２Ａ２に向けて紫外線等の光を照射すれば、前記接合面に介在される光硬化型接着剤に効果的に光を照射することができる。したがって、光硬化型接着剤の硬化不良が生じることなく、長期間、使用した場合であっても、光変調装置４５１の位置がずれる等の不具合が生じることがなく、長寿命化が図れる。また、長期間、使用した場合であっても、投影画像を良好に維持し、プロジェクタ１自体の長寿命化も図れる。
さらに、保持部材４５７が熱伝導性の良好な金属部材から構成されているため、保持部材４５７の光学素子支持部４５８１Ｂに支持される視野角補償板４５３に生じた熱を保持部材４５７に伝達させ、光学装置本体４５Ａの冷却効率を向上させることができる。

また、４つのピン４５９Ａ〜４５９Ｄは、ピン４５９Ａと、ピン４５９Ｂと、各ピン４５９Ｃ，４５９Ｄとで、基部４５８に対する曲げ方向（ピン４５９Ａが矢印Ｒ１方向、ピン４５９Ｂが矢印Ｒ２方向、各ピン４５９Ｃ，４５９Ｄが矢印Ｒ３方向）が互いに異なるように形成されている。言い換えれば、４つのピン４５９Ａ〜４５９Ｄは、各ピン４５９Ａ，４５９Ｂと、各ピン４５９Ｃ，４５９Ｄとで、基部４５８に対して折り曲げる際の折り曲げ軸（各ピン４５９Ａ，４５９Ｂが鉛直方向を折り曲げ軸、各ピン４５９Ｃ，４５９Ｄが水平方向を折り曲げ軸）が互いに異なるものとなっている。このことにより、例えば、各ピン４５９Ｃ，４５９Ｄの折り曲げ軸（水平方向）に交差する方向（鉛直方向）から外力が与えられた場合であっても、各ピン４５９Ａ，４５９Ｂ（鉛直方向を折り曲げ軸）により外力を緩和できる。また、例えば、各ピン４５９Ａ，４５９Ｂの折り曲げ軸（鉛直方向）に交差する方向（水平方向）から外力が与えられた場合であっても、各ピン４５９Ｃ，４５９Ｄ（水平方向を折り曲げ軸）により外力を緩和できる。したがって、各ピン４５９Ａ〜４５９Ｄにより十分な強度を維持し、種々の方向からの外力によってもピン４５９Ａ〜４５９Ｄが曲げ方向に折り曲がることがなく、光変調装置４５１の位置がずれる等の不具合が生じる恐れもない。

また、各ピン４５９Ａ〜４５９Ｄの先端部分４５９１は、面押しされている。
このことにより、板金加工により切り出した際に、各ピン４５９Ａ〜４５９Ｄの角部分に形成されるバリ等を面押しにより除去できる。
また、各ピン４５９Ａ〜４５９Ｄを断面視矩形状から断面視円形状に近付けることができる。このため、光変調装置４５１のフォーカス調整を実施する際に、ピン４５９Ａ〜４５９Ｄを介して光変調装置４５１を円滑に摺動させることができ、フォーカス調整を良好に実施できる。

また、基部４５８は、基部本体４５８１が各固定部４５８２Ａ，４５８２Ｂに対して光束入射側に位置するように形成されている。このことにより、各固定部４５８２Ａ，４５８２Ｂ間に射出側偏光板４５４が位置する状態で、各固定部４５８２Ａ，４５８２Ｂを介して保持部材４５７をクロスダイクロイックプリズム４５５の光束入射側端面４５５１Ａに固定できる。また、このように配設した状態において、射出側偏光板４５４の外縁部が基部本体４５８１の開口部４５８１Ａよりも外側に位置する、すなわち、光束入射側から開口部４５８１Ａを見た場合に射出側偏光板４５４の外縁部が見えないように構成されている。このことにより、開口部４５８１Ａを介した光束が射出側偏光板４５４の外縁部に入射することを防止できる。このため、射出側偏光板４５４の外縁部で光束が反射することがなく、外縁部で反射された光束が投影画像に入り込み、投影画像が劣化することを防止できる。

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。
前記実施形態において、保持部材４５７の構成は、前記実施形態で説明した構成に限らない。
例えば、ピン４５９Ａ〜４５９Ｄは、４つ設けられていたが、これに限らず、少なくとも２つ設けられていればよい。保持枠４５１２に形成された固定用孔４５１２Ａ２の数も同様である。
また、例えば、基部本体４５８１の左右辺縁に視野角補償板４５３を支持するための光学素子支持部４５８１Ｂが形成されていたが、例えば、上下辺縁にも同様の光学素子支持部を形成し、他の光学素子を支持させる構成としても構わない。

さらに、例えば、各ピン４５９Ａ〜４５９Ｄは、矢印Ｒ１〜Ｒ３の曲げ方向で基部４５８に対して折り曲げられていたが、これらの曲げ方向に限らない。例えば、基部４５８に対して折り曲げる際の折り曲げ軸を全て同一としてもよいし、例えば、以下に示す構成を採用しても構わない。
図９および図１０は、前記実施形態の変形例を示す図である。
例えば、図９に示す例では、各ピン４５９Ａ，４５９Ｄは、鉛直方向および水平方向に対して略４５°で交差した軸を折り曲げ軸として、基部４５８に対して矢印Ｒ６，Ｒ７方向に折り曲げられて形成されている。また、各ピン４５９Ｂ，４５９Ｃは、各ピン４５９Ａ，４５９Ｄの折り曲げ軸を１８０°回転させた軸を折り曲げ軸として、基部４５８に対して矢印Ｒ８，Ｒ９方向に折り曲げられて形成されている。
また、例えば、図１０に示す例では、各ピン４５９Ａ，４５９Ｄは、水平方向を折り曲げ軸として、基部４５８に対して矢印Ｒ１０，Ｒ１１方向に折り曲げられて形成されている。また、各ピン４５９Ｂ，４５９Ｄは、鉛直方向を折り曲げ軸として、基部４５８に対して矢印Ｒ１２，Ｒ１３方向に折り曲げられて形成されている。

前記実施形態では、クロスダイクロイックプリズム４５５の光束入射側端面として、透光性基板４５５１の端面を光束入射側端面４５５１Ａとしていたが、これに限らず、透光性基板４５５１を省略し、保持部材４５７をクロスダイクロイックプリズム４５５に直接、固定する構成を採用しても構わない。

前記実施形態において、プロジェクタ１の構成は、前記実施形態で説明した構成に限らない。
例えば、光源装置４１は、放電発光型の光源装置で構成していたが、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、液晶パネル４５１１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、液晶パネルを１つ備える単板式のプロジェクタで構成しても構わない。また、液晶パネルを２つ備えるプロジェクタや、液晶パネルを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。
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、保持部材の製造を容易とし、製造コストを低減させることができ、かつ、長寿命化が図れるため、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。

本実施形態におけるプロジェクタの概略構成を模式的に示す図。 前記実施形態における光学装置本体の概略構成を示す分解斜視図。 前記実施形態における保持部材の概略構成を示す斜視図。 前記実施形態における保持部材の概略構成を示す斜視図。 前記実施形態におけるピンの概略構成を示す図。 前記実施形態におけるピンの概略構成を示す図。 前記実施形態における保持部材の製造方法を説明するための図。 前記実施形態における光学装置本体の製造時の状態を示す図。 前記実施形態の変形例を示す図。 前記実施形態の変形例を示す図。

符号の説明

１・・・プロジェクタ、３・・・投射レンズ（投射光学装置）、４１・・・光源装置、４５・・・光学装置、４５１・・・光変調装置、４５５・・・クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、４５７・・・保持部材、４５８・・・基部、４５９Ａ〜４５９Ｄ・・・ピン、４５１１・・・液晶パネル（光変調素子）、４５１２・・・保持枠、４５１２Ａ２・・・固定用孔、４５８１・・・基部本体、４５８２Ａ，４５８２Ｂ・・・固定部、Ｒ１〜Ｒ３，Ｒ６〜Ｒ１３・・・曲げ方向。

Claims (4)

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、各光変調装置に対向する複数の光束入射側端面を有し各光変調装置で変調された光束を合成して画像光を形成する色合成光学装置とを備えた光学装置であって、
   前記光変調装置は、入射した光束を画像情報に応じて変調する光変調素子と、複数の固定用孔を有し前記光変調素子を保持する保持枠とを備え、
   前記光束入射側端面および前記光変調装置の間に介在配置され、前記光変調装置を前記光束入射側端面に固定するための保持部材と、前記光束入射側端面に固定される光学素子とを備え、
   前記保持部材は、板金加工を施すことにより形成され、板状の基部と、前記保持枠の前記固定用孔に挿通される複数のピンとを備え、
   前記複数のピンは、前記基部に対して光束入射側に突出するように前記基部に対して面外方向に折り曲げられて形成され、
   前記基部は、前記光変調装置から射出される光束を通過させるための開口部を有する基部本体と、前記基部本体を挟んで互いに対向する位置に、前記光束入射側端面に対して固定される固定部とを備え、前記基部本体が各前記固定部に対して光束入射側に位置し、側方から見て段付き形状を有し、
   前記基部本体の平面形状は、前記光学素子の平面形状よりも大きく、
   前記開口部は、前記光学素子の平面形状よりも小さい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、
   前記複数のピンのうち少なくとも２つのピンは、前記基部に対する曲げ方向が互いに異なるように形成されていることを特徴とする光学装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の光学装置において、
   前記複数のピンは、前記基部に対する突出方向に略直交する同一軸上の２方向から面押しされていることを特徴とする光学装置。
4. 光源装置と、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学装置と、前記光学装置にて形成された画像光を拡大投射する投射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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