JP5375111B2 - プロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

従来、プロジェクターでは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色光を画像情報に応じて変調する３つの光変調装置（液晶パネル）と、変調された各色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置（クロスダイクロイックプリズム）と、画像光を投射する投射光学装置（投射レンズ）とを備えた構成が多用される（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ーでは、水平部及び垂直部を有する側面略Ｌ字状のヘッド体が用いられ、水平部に各光変調装置及び色合成光学装置が設置され、垂直部に投射光学装置が設置されている。
そして、色合成光学装置にて形成された画像光は、垂直部に形成された開口部を介して投射光学装置に入射する。

特開２０００−２５０１３０号公報（図５、図６）

しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクターでは、例えば、利用者が投射光学装置を交換するためにヘッド体から投射光学装置を取り外した場合、垂直部に形成された開口部を介して色合成光学装置や各光変調装置が露出することとなる。
すなわち、投射光学装置の交換時において、利用者が誤って色合成光学装置や各光変調装置に触れてしまう恐れがある。
そして、利用者が誤って色合成光学装置や各光変調装置に触れてしまった場合には、色合成光学装置や各光変調装置に異物が付着したり、位置ずれが生じたりする恐れがあり、すなわち、投射光学装置を交換した後に良好な投射画像を表示できない恐れがある。

本発明の目的は、投射光学装置を交換した後であっても良好な投射画像を表示できるプロジェクターを提供することにある。

本発明のプロジェクターは、光源からの光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置で変調された画像光を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターであって、前記画像光を通過可能とする光通過用開口部を有し、前記光変調装置及び前記投射光学装置間を区画する区画板と、前記区画板に取り付けられ、前記光通過用開口部を閉塞する透光性部材とを備え、前記投射光学装置は、交換可能に設けられ、前記区画板は、前記光変調装置側に向けて凹状に膨出した膨出部を有し、前記光通過用開口部は、前記膨出部の頂部に形成されていることを特徴とする。

本発明では、区画板に形成された光通過用開口部は、透光性部材にて閉塞されている。このことにより、投射光学装置の交換時において、投射光学装置を取り外した場合であっても、光通過用開口部が透光性部材にて閉塞されているため、利用者が誤って光変調装置に触れてしまうことを防止できる。
このため、投射光学装置の交換時において、利用者が光変調装置に触れることにより異物が付着したり、位置ずれが生じたりする恐れがない。したがって、投射光学装置を交換した後であっても、良好な投射画像を表示できる。

また、本発明では、光通過用開口部は、膨出部の頂部に形成されている。このことにより、光通過用開口部は、投射光学装置の配設位置から投射方向とは反対側に奥まった位置に位置付けられることとなる。
このため、投射光学装置の交換時において、利用者が透光性部材に触れてしまうことも防止でき、すなわち、利用者が透光性部材に触れることにより透光性部材に異物が付着する恐れもない。したがって、上述した良好な投射画像を表示できるという効果を好適に図れる。

本発明のプロジェクターでは、前記透光性部材を前記区画板に取り付けるための取付部材を備え、前記取付部材は、遮光性材料から構成され矩形枠形状を有し、前記透光性部材の光束入射側から前記透光性部材を前記区画板に取り付けることが好ましい。
ここで、取付部材としては、全体として矩形枠形状を有していれば、単体で構成してもよく、あるいは、複数の部材を用いて矩形枠形状を有するように構成しても構わない。
ところで、プロジェクターでは、光源から射出された光束の一部が照明光軸から外れてプロジェクター内部に漏れることがある。そして、漏れ光が光通過用開口部を介して投射光学装置に入射した場合には、投射画像に不要な光（漏れ光）が含まれることとなり、良好な投射画像を表示できない。
本発明では、取付部材は、遮光性材料から構成され、矩形枠形状を有している。このことにより、取付部材における枠状内側の開口面積を、画像光を通過可能としつつ、漏れ光を遮光できる大きさに設定しておけば、取付部材にて漏れ光を遮光して投射光学装置に入射することを防止できる。したがって、上述した良好な投射画像を表示できるという効果を好適に図れる。

本発明のプロジェクターでは、前記透光性部材は、矩形板形状を有し、前記取付部材は、前記透光性部材における互いに対向する一対の端縁に沿って延出し、前記一対の端縁を前記区画板に付勢する一対の付勢部と、前記一対の端縁に交差する一対の交差端縁に沿って延出する一対の延出部とを備え、前記一対の付勢部及び前記一対の延出部は、一体形成されていることが好ましい。
本発明では、取付部材は、一対の付勢部と一対の延出部とが一体形成されて矩形枠形状を有するように構成されている。このことにより、透光性部材における互いに対向する一対の端縁を一対の付勢部にて区画板に付勢することで透光性部材を区画板に安定して固定しつつ、一対の付勢部及び一対の延出部にて漏れ光を良好に遮光できる。
また、取付部材として、複数の部材を用いて矩形枠形状を有するように構成したものと比較して、単体で構成できるため、部品点数の削減を図れ、取付部材による透光性部材の取付作業を容易に実施できる。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクターの構成〕
図１は、本実施形態におけるプロジェクター１の概略構成を示す図である。
プロジェクター１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、形成した画像光をスクリーン（図示略）上に投射し、投射画像を表示する。このプロジェクター１は、図１に示すように、外装を構成する外装筐体２と、光学ユニット３と、投射光学装置としての投射レンズ４と、投射位置調整装置５と、区画板６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、光学ユニット３、投射レンズ４、投射位置調整装置５、及び区画板６以外の空間には、プロジェクター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、プロジェクター１内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、及びプロジェクター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。

〔光学ユニットの構成〕
光学ユニット３は、制御装置（図示略）による制御の下、画像情報に応じて画像光を形成するものであり、外装筐体２の背面に沿って左側から右側に延出し、さらに前面側に屈曲して延出する平面視略Ｌ字形状を有している。
この光学ユニット３は、図１に示すように、光源ランプ３１１およびリフレクター３１２を有する光源装置３１と、レンズアレイ３２１，３２２、偏光変換素子３２３、および重畳レンズ３２４を有する照明光学装置３２と、ダイクロイックミラー３３１，３３２、および反射ミラー３３３を有する色分離光学装置３３と、入射側レンズ３４１、リレーレンズ３４３、および反射ミラー３４２，３４４を有するリレー光学装置３４と、光変調装置としての３つの液晶パネル３５１（赤色光側の液晶パネルを３５１Ｒ、緑色光側の液晶パネルを３５１Ｇ、青色光側の液晶パネルを３５１Ｂとする）、３つの入射側偏光板３５２、３つの射出側偏光板３５３、および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３５４（以下、プリズム３５４と記載）を有する光学装置３５と、内部に光源装置３１から射出された光束の照明光軸Ａを有し、照明光軸Ａに対する所定位置に各部材３１〜３５を配置する光学部品用筐体３６とを有する。

そして、光学ユニット３では、上述した構成により、光源装置３１から射出され照明光学装置３２を介した光束は、色分離光学装置３３にてＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光に分離される。また、分離された各色光は、各液晶パネル３５１にて画像情報に応じてそれぞれ変調される。変調された各色光は、プリズム３５４にて合成されて画像光となり、投射レンズ４にてスクリーン（図示略）に投射される。
なお、上述した各部材３１〜３６，４については、種々の一般的なプロジェクターの光学系として利用されているため、具体的な説明を省略する。

〔投射位置調整装置の構成〕
図２は、投射位置調整装置５の構成を模式的に示す図である。具体的に、図２は、投射位置調整装置５を前面側（投射レンズ４の投射方向側）から見た斜視図である。
投射位置調整装置５は、投射レンズ４を支持し、投射レンズ４を上下方向及び左右方向に移動させることで投射レンズ４の投射位置を調整する。この投射位置調整装置５は、図２に示すように、固定部材５１と、移動部材５２等を備える。
固定部材５１は、板状に構成され、区画板６の前面に固定される。
この固定部材５１において、略中央部分には、図２に示すように、投射レンズ４の基端部分よりも大きい径寸法を有する第１開口部５１１が形成されている。

移動部材５２は、板状に構成され、具体的な図示は省略したが、連結部材により固定部材５１に対して上下方向及び左右方向に移動可能に連結されている。
この移動部材５２において、略中央部分には、図２に示すように、投射レンズ４の基端部分と略同一の径寸法を有する第２開口部５２１が形成されている。
そして、投射レンズ４は、基端部分が各開口部５１１，５２１に挿通された状態で、移動部材５２に対して固定される。すなわち、移動部材５２の移動に投射レンズ４が連動し、投射レンズ４の投射位置が調整される。
なお、具体的な図示は省略したが、投射レンズ４は、バヨネット構造、あるいは、ネジ等により移動部材５２に対して固定されており、上記バヨネット構造あるいはネジの着脱により、移動部材５２に対して前面側から着脱可能に構成されている。

ここで、移動部材５２を移動させる構造については、図示を省略したが、例えば、以下の構成を採用できる。
例えば、モーター等の駆動部を設け、外装筐体２に露出して設けられた操作パネル（図示略）等が利用者により入力操作されることで、駆動部が駆動し、駆動部により移動部材５２を上下方向あるいは左右方向に移動させる構造が例示できる。
また、例えば、外装筐体２から露出するダイアルと、ダイアルの回転力を直線移動力に変換して移動部材５２に伝達する伝達変換機構とを設け、ダイアルが利用者により回転操作されることで、移動部材５２を上下方向あるいは左右方向に移動させる構造が例示できる。

〔区画板の構成〕
図３及び図４は、区画板６の構成を示す図である。具体的に、図３は、区画板６を背面側（投射レンズ４の投射方向と反対側）から見た斜視図である。図４は、図３の状態から区画板６に取り付けられた透光性部材８や取付部材７を分解した分解斜視図である。
区画板６は、プリズム３５４及び投射レンズ４間を区画するとともに、投射位置調整装置５を介して投射レンズ４を支持する。
この区画板６には、図３または図４に示すように、背面側（プリズム３５４の配設側）に向けて凹状に膨出した膨出部６１が形成されている。
膨出部６１は、平面視楕円形状を有し、膨出した頂部が画像光の光軸に略直交する平面状に形成されている。
そして、膨出部６１内部には、投射レンズ４が移動部材５２に固定された状態で、投射レンズ４の基端部分が各開口部５１１，５２１を介して挿通される。
この膨出部６１において、頂部には、図４に示すように、プリズム３５４で形成された画像光を通過させ、投射レンズ４に入射させるための矩形状の光通過用開口部６１１が形成されている。
そして、光通過用開口部６１１は、図３または図４に示すように、取付部材７を介して矩形板状の透光性部材８にて閉塞される。

次に、区画板６への透光性部材８の取付構造（光通過用開口部６１１の周縁部分の形状及び取付部材７の形状）を説明する。

〔光通過用開口部の周縁部分の形状〕
図５は、光通過用開口部６１１の周縁部分を拡大した図である。
光通過用開口部６１１の周縁部分には、図４または図５に示すように、透光性部材８及び取付部材７を設置するための設置部６２が設けられている。
設置部６２は、図５に示すように、膨出部６１の頂部から所定の厚みを有するように突出して設けられ、光通過用開口部６１１と略同一の中心位置を有し、光通過用開口部６１１よりも大きい矩形枠状に形成されている。
この設置部６２において、上端縁には、図５に示すように、上方側に延出し、固定ネジＳ（図３、図４）が螺合するネジ孔６３１を有する一対の固定部６３が設けられている。なお、設置部６２の下端縁にも、同様の一対の固定部６３が設けられている。
固定部６３は、設置部６２の厚み寸法よりも大きい厚み寸法を有し、設置部６２の中心位置を通る鉛直軸に対して対称位置にそれぞれ形成されている。

また、設置部６２において、上端縁には、図５に示すように、上方側に延出するとともに背面側に向けて突出し、取付部材７を位置決めするための位置決め突起６４が設けられている。なお、設置部６２の下端縁にも、同様の位置決め突起６４が設けられている。
ここで、上方側の位置決め突起６４は、設置部６２の中心位置を通る鉛直軸上に設けられている。また、下方側の位置決め突起６４は、設置部６２の中心位置を通る鉛直軸から右側（背面側から見て）にずれた位置に設けられている。

〔取付部材の形状〕
図６及び図７は、取付部材７の形状を示す斜視図である。具体的に、図６は取付部材７を背面側から見た斜視図であり、図７は取付部材７を前面側から見た斜視図である。
取付部材７は、背面側から透光性部材８を光通過用開口部６１１の周縁部分に取り付けるための部材である。
この取付部材７は、図６または図７に示すように、一対の付勢部７１と一対の延出部７２とが一体的に形成され、矩形枠形状を有する。
本実施形態では、取付部材７は、遮光性を有する金属材料で構成されている。

一対の付勢部７１は、固定ネジＳにて固定部６３に固定されるとともに、透光性部材８における上下両端縁を光通過用開口部６１１の周縁部分に向けて付勢する。
なお、一対の付勢部７１は、略同様の形状を有しているため、以下では、上方側の付勢部７１を主に説明する。
具体的に、付勢部７１は、基部７１１と、押圧部７１２とで構成されている。
基部７１１は、左右方向に延びる平板状に形成されている。
この基部７１１には、一対の固定部６３における各ネジ孔６３１に対応した位置に、固定用孔７１１Ａがそれぞれ形成されている。
また、各固定用孔７１１Ａの中心位置には、位置決め突起６４が挿通される位置決め孔７１１Ｂが形成されている。
なお、下方側の付勢部７１において、位置決め孔７１１Ｂは、下方側の位置決め突起６４に対応して、各固定用孔７１１Ａの中心位置から右側（背面側から見て）にずれた位置に形成されている。
また、一対の付勢部７１における各位置決め孔７１１Ｂは、異なる形状を有している。
具体的に、上方側の位置決め孔７１１Ｂが円孔で形成されているのに対し、下方側の位置決め孔７１１Ｂは、略上下方向に延びる長孔で形成されている。

押圧部７１２は、基部７１１における枠状内周縁（上方側の付勢部７１では基部７１１の下端縁、下方側の付勢部７１では基部７１１の上端縁）から枠状内側に延出し、断面Ｖ字状に折り曲げられた形状を有する。
ここで、押圧部７１２における断面Ｖ字状に折り曲げられた部位７１２Ａは、基部７１１よりも前面側に位置している。
そして、押圧部７１２は、取付部材７の材料や形状により弾性を有し、基端部分を支点として前後方向に屈曲可能に構成されている。

一対の延出部７２は、一対の付勢部７１における左右方向両端縁に接続し、各基部７１１に対して前面側に段落ち形成された平板形状を有する。
上述した構成により、各押圧部７１２及び各延出部７２により、矩形状の開口部７３が形成される。
ここで、取付部材７は、開口部７３の開口面積が透光性部材８の外形形状よりも小さくなるように形成されている。
また、開口部７３の開口面積は、光学ユニット３から漏れた（照明光軸Ａから外れた）漏れ光を取付部材７にて遮光し、漏れ光が光通過用開口部６１１を介して投射レンズ４に入射しないように、所定の大きさに設定されている。

〔取り付け方法〕
次に、上述した取付部材７により透光性部材８を区画板６に取り付ける方法を説明する。
先ず、透光性部材８を設置部６２における枠状内側に配置する。
次に、取付部材７を透光性部材８の背面側から、各位置決め突起６４が各位置決め孔７１１Ｂに挿通するように設置する。
すなわち、上述したように各位置決め突起６４や各位置決め孔７１１Ｂを左右方向にずれた位置に形成しておくことで、各位置決め孔７１１Ｂは、取付部材７の上方側及び下方側を作業者に認識させる目印として機能する。
そして、上述したように透光性部材８及び取付部材７を設置した状態で、各固定ネジＳを各固定用孔７１１Ａに挿通し、各ネジ孔６３１に螺合する。

図８及び図９は、取付部材７により透光性部材８が区画板６に取り付けられた状態を示す断面図である。具体的に、図８は各固定ネジＳを通る鉛直軸を含む平面にて切断した断面図であり、図９は水平面にて切断した断面図である。
上述したように取り付けた状態では、図８に示すように、各基部７１１が各固定部６３に当接し、各押圧部７１２の弾性力により、各押圧部７１２の部位７１２Ａが透光性部材８の上下両端縁を光通過用開口部６１１の周縁部分に付勢する。
また、上述したように取り付けた状態では、各延出部７２は、図９に示すように、設置部６２及び透光性部材８の双方から所定の隙間を空けた状態に位置付けられる。

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、区画板６に形成された光通過用開口部６１１は、透光性部材８にて閉塞されている。このことにより、投射レンズ４の交換時において、投射位置調整装置５から投射レンズ４を取り外した場合であっても、光通過用開口部６１１が透光性部材８にて閉塞されているため、利用者が誤ってプリズム３５４や各液晶パネル３５１に触れてしまうことを防止できる。
このため、投射レンズ４の交換時において、利用者がプリズム３５４や各液晶パネル３５１に触れることにより異物が付着したり、位置ずれが生じたりする恐れがない。したがって、投射レンズ４を交換した後であっても、良好な投射画像を表示できる。

また、光通過用開口部６１１は、膨出部６１の頂部に形成されている。このことにより、光通過用開口部６１１は、投射レンズ４の配設位置から背面側に奥まった位置に位置付けられることとなる（図２参照）。
このため、投射レンズ４の交換時において、利用者が透光性部材８に触れてしまうことも防止でき、すなわち、利用者が透光性部材８に触れることにより透光性部材８に異物が付着する恐れもない。したがって、上述した良好な投射画像を表示できるという効果を好適に図れる。

さらに、取付部材７は、遮光性材料から構成され、矩形枠形状を有している。このことにより、取付部材７における開口部７３の開口面積を、画像光を通過可能としつつ、漏れ光を遮光できる大きさに設定しておくことで、取付部材７にて漏れ光を遮光して投射レンズ４に入射することを防止できる。したがって、上述した良好な投射画像を表示できるという効果を好適に図れる。

また、取付部材７は、一対の付勢部７１と一対の延出部７２とが一体形成されて矩形枠形状を有するように構成されている。このことにより、透光性部材８における上下両端縁を一対の付勢部７１にて区画板６に付勢することで透光性部材８を区画板６に安定して固定しつつ、一対の付勢部７１及び一対の延出部７２にて漏れ光を良好に遮光できる。
さらに、取付部材７として、複数の部材を用いて矩形枠形状を有するように構成したものと比較して、単体で構成できるため、部品点数の削減を図れ、取付部材７による透光性部材８の取付作業を容易に実施できる。
また、取付部材７にて透光性部材８が取り付けられた状態では、光通過用開口部６１１が隙間なく透光性部材８にて閉塞されることとなるため、投射レンズ４の交換時等において、前面側から光通過用開口部６１１を介してプリズム３５４や各液晶パネル３５１等に塵埃等が付着することも防止できる。

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。
前記実施形態では、投射レンズ４は、投射位置調整装置５に取り付けられていたが、これに限らず、投射位置調整装置５を省略し、区画板６に直接、取り付ける構成を採用しても構わない。
前記実施形態では、取付部材７は、単体で構成されていたが、これに限らず、全体として矩形枠形状を有していれば、複数の部材を用いて矩形枠形状を有するように構成しても構わない。

前記実施形態では、取付部材７により透光性部材８を区画板６に取り付けていたが、これに限らず、取付部材７を省略し、接着剤等により透光性部材８を直接、区画板６に取り付けても構わない。
前記実施形態において、透光性部材８としては、画像光を透過可能とする部材であればいずれの部材でもよく、例えば、投射画像の色純度を向上させたり、投射画像のコントラストを向上させるために、所定のスペクトル成分を除去する光学フィルタで構成しても構わない。

前記実施形態において、プロジェクター１は、３つの液晶パネル３５１Ｒ，３５１Ｇ，３５１Ｂを備える構成としたが、本発明はこれに限らない。すなわち、２つ以下、あるいは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクターにも、本発明を適用可能である。液晶パネルが１つの場合は、プリズム３５４（色合成光学装置）は省略できる。
前記実施形態において、光変調装置としては、透過型の液晶パネルの他、反射型の液晶パネルを採用しても構わない。また、光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。例えば、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たプロジェクターにも、本発明を適用可能である。このような光変調装置を用いた場合、光束入射側及び光束射出側の偏光板３５２，３５３は省略できる。
前記実施形態では、フロント投射型のプロジェクターの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを備え、該スクリーンの裏面側から投射を行うリアタイプのプロジェクターにも適用可能である。

本発明は、プレゼンテーションやホームシアター等に用いられるプロジェクターに利用できる。

本実施形態におけるプロジェクターの概略構成を示す図。 前記実施形態における投射位置調整装置の構成を模式的に示す図。 前記実施形態における区画板の構成を模式的に示す図。 前記実施形態における区画板の構成を模式的に示す図。 前記実施形態における光通過用開口部の周縁部分を拡大した図。 前記実施形態における取付部材の形状を示す斜視図。 前記実施形態における取付部材の形状を示す斜視図。 前記実施形態における取付部材により透光性部材が区画板に取り付けられた状態を示す断面図。 前記実施形態における取付部材により透光性部材が区画板に取り付けられた状態を示す断面図。

１・・・プロジェクター、４・・・投射レンズ（投射光学装置）、６・・・区画板、７・・・取付部材、８・・・透光性部材、６１・・・膨出部、７１・・・付勢部、７２・・・延出部、３５１・・・液晶パネル（光変調装置）、３５４・・・クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、６１１・・・光通過用開口部。

Claims (3)

1. 光源からの光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置で変調された画像光を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターであって、
   前記画像光を通過可能とする光通過用開口部を有し、前記光変調装置及び前記投射光学装置間を区画する区画板と、
   前記区画板に取り付けられ、前記光通過用開口部を閉塞する透光性部材とを備え、
   前記投射光学装置は、交換可能に設けられ、
   前記区画板は、前記光変調装置側に向けて凹状に膨出した膨出部を有し、
   前記光通過用開口部は、前記膨出部の頂部に形成されている
   ことを特徴とするプロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
   前記透光性部材を前記区画板に取り付けるための取付部材を備え、
   前記取付部材は、
   遮光性材料から構成され矩形枠形状を有し、前記透光性部材の光束入射側から前記透光性部材を前記区画板に取り付ける
   ことを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項２に記載のプロジェクターにおいて、
   前記透光性部材は、矩形板形状を有し、
   前記取付部材は、
   前記透光性部材における互いに対向する一対の端縁に沿って延出し、前記一対の端縁を前記区画板に付勢する一対の付勢部と、
   前記一対の端縁に交差する一対の交差端縁に沿って延出する一対の延出部とを備え、
   前記一対の付勢部及び前記一対の延出部は、一体形成されている
   ことを特徴とするプロジェクター。

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