JP5413499B2 - 光学装置及びプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、入射した光束を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、変調された前記光束を合成する色合成光学装置とを備えた光学装置、及び、当該光学装置を備えるプロジェクタに関する。

従来、光源と、当該光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、変調された光束を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタが知られている。このようなプロジェクタとして、光源から射出された光束を、赤、緑及び青の３色の色光に分離する色分離光学装置と、色光ごとに設けられた光変調装置としての３つの液晶パネルと、当該液晶パネルで変調された各色画像を合成する色合成光学装置としてのプリズムとを備えた、いわゆる三板式プロジェクタが知られている。

ところで、このような三板式プロジェクタでは、それぞれの液晶パネルと色合成光学装置とを適切に位置合わせする必要がある。このため、各液晶パネルをプリズムに一体的に組み付けることで、ユニット化する手法が取られている。このようなプロジェクタとして、固定枠及び調整板を介して、プリズムの各光束入射面に、各液晶パネルを固定したプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載のプロジェクタでは、プリズム（ダイクロイッククロスプリズム）の上面を覆う天板の３辺に、当該プリズムの３つの光束入射面の各周端縁を覆う３枚の固定枠が取り付けられ、当該固定枠に、それぞれ液晶パネルが固定された調整板が固定されている。このような構成により、プリズムと各液晶パネルとを一体的に構成することができる。

特開２００１−５６５１６号公報

しかしながら、前述の特許文献１に記載のプロジェクタでは、調整板に形成された略円形状の穴を挿通する固定枠の支持片が略矩形状に形成されているので、穴内に接着剤等を注入した場合でも、当該支持片が揺動して、液晶パネルが固定された調整板と固定枠とが位置ずれを起こす可能性がある。

一方、穴の形状に応じて支持片を略円形状にすることも考えられるが、固定枠は板金を折曲加工することで形成される場合が多く、支持片を断面視略円形状に形成することが困難である。これに対し、断面視略円形状の支持片を樹脂等により形成し、当該支持片を接着剤等により固定枠に取り付けることも考えられるが、このような固定枠には、液晶パネル等で生じた熱が伝導するため、当該熱で樹脂が変形するとともに、調整板及び液晶パネルの自重で、調整板と固定枠との位置がずれる可能性がある。特に、投射光学装置として、広角の投射レンズを用いた近接投射型のプロジェクタにおいては、この問題は顕著となる。
以上のような問題から、プリズムに固定される部材と、液晶パネルが固定された部材との位置ずれを生じにくくすることができ、ひいては、プリズムと液晶パネルとの位置ずれを生じにくくすることのできる構造が要望されてきた。

本発明の目的は、色合成光学装置と光変調装置との位置ずれを抑制することのできる光学装置及びプロジェクタを提供することである。

前記した目的を達成するために、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、それぞれの前記光変調装置に対向する複数の光束入射面を有し、それぞれの前記光変調装置で変調された色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置と、前記光変調装置が固定される固定部材と、前記光束入射面に対向する位置に配置され、前記固定部材を支持する支持部材と、を備え、前記支持部材は、断面視略矩形の形状を有し、前記固定部材側に突出して、前記固定部材を支持する複数の支持部と、互いに対向する端縁に配置され、かつ、前記光変調装置に入射する色光の光軸に垂直な方向において、前記固定部材の端縁より外側に突出する複数の押込部と、を有し、前記固定部材は、前記支持部の断面形状に応じた断面視略矩形の形状を有し、前記支持部が挿入される孔部を有することを特徴とする。

ここで、光変調装置としては、入射光束が透過する過程で、当該入射光束を変調する液晶パネルを例示することができる。また、色合成光学装置としては、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有し、各直角プリズム同士を貼り合わせた界面に、例えば、赤色光及び青色光をそれぞれ反射し、かつ、緑色光をそれぞれ透過する２つの誘電体多層膜が形成されたクロスダイクロイックプリズムを例示することができる。

本発明によれば、支持部材が有する支持部は断面視略矩形状に形成され、当該支持部が挿入される固定部材の孔部は、当該支持部に応じた形状、すなわち、断面視略矩形状を有している。これによれば、孔部内に支持部を挿入した際の当該支持部の揺動を抑制することができる。従って、固定部材と支持部材との位置ずれを抑制することができ、ひいては、色合成光学装置と光変調装置との位置ずれを抑制することができる。
なお、光変調装置を固定する固定部と孔部とが同一平面上に設けられていれば、支持部材の支持部を孔部に挿入しつつ、固定部材を当該支持部に沿って摺動させることで、色合成光学装置に対する固定部材に固定された光変調装置の位置合わせを行う際に、固定部材にたわみが発生しても、これらの位置ずれを抑制することができる。従って、色合成光学装置に対する光変調装置の位置ずれを一層抑制することができる。

本発明では、前記支持部材は、互いに対向する端縁に配置され、かつ、前記光変調装置に入射する色光の光軸に垂直な方向において、前記固定部材の端縁より外側に突出する複数の押込部を有する。

ここで、色合成光学装置に対して光変調装置を固定する場合には、光変調装置を固定した固定部材を治具により把持して、当該固定部材を支持部材に支持させるとともに、当該支持部材を色合成光学装置に取り付けて、これらを互いに接着剤にて固定する。この際、支持部材は、色合成光学装置に圧着させた状態で固定する必要があるが、この圧着方向は、色合成光学装置の光束入射面の法線方向であり、この方向は、光変調装置に入射する光束の光軸方向となる。このため、固定部材及び支持部材を当該光軸方向から見た場合に、固定部材の範囲内に支持部材が位置する場合には、固定部材を把持する治具とは異なる治具で支持部材を把持し、当該支持部材を色合成光学装置に圧着させる必要があるため、圧着工程が煩雑となる。

これに対し、本発明では、支持部材は、固定部材の端縁から外側に突出する複数の押込部を有することにより、当該押込部を治具等により、光軸方向に沿って色合成光学装置に押し込むことで、支持部材を色合成光学装置に圧着させることができる。また、この際、複数の押込部が、互いに対向する端縁に配置されていることにより、支持部材の色合成光学装置への圧着を確実に行うことができる。従って、色合成光学装置への支持部材の圧着を簡易に行うことができ、ひいては、光学装置の製造工程を簡略化することができる。

本発明では、前記複数の光変調装置のうちの１つの光変調装置を保持する前記支持部材が有する前記複数の押込部は、他の光変調装置が配置される側に延出することが好ましい。
ここで、光変調装置には、当該光変調装置に画像情報を入力させるための信号線が接続される。この信号線は、それぞれが互いに干渉しないように、各光変調装置において互いに隣接する方向とは異なる方向（例えば、水平方向に沿って光変調装置が配列されている場合の上方向）に沿って各光変調装置から延出させる必要がある。このため、支持部材の複数の押込部が、当該信号線の延出方向に対して直交する方向である、他の光変調装置が配置される側に延出していることにより、複数の押込部を押し込んで色合成光学装置に支持部材を圧着させる際に、当該信号線が邪魔になることを防ぐことができる。従って、支持部材の色合成光学装置への圧着工程を簡略化することができ、これにより、光学装置の製造工程を簡略化することができる。

本発明では、前記複数の押込部は、前記固定部材側に突出し、かつ、突出する方向の先端側で前記他の光変調装置が配置される側に延出することが好ましい。
ここで、色合成光学装置が、前述のクロスダイクロイックプリズムで構成されている場合、当該クロスダイクロイックプリズムの３つの光束入射面には、それぞれ支持部材、固定部材及び光変調装置が位置することとなる。このため、支持部材の複数の押込部が、他の光変調装置が配置される側に延出している場合には、当該一対の押込部と、他の支持部材との距離が短くなり、互いに干渉してしまう。これに対し、本発明では、一対の押込部のそれぞれが、固定部材側に突出した後、当該突出方向の先端側で他の光変調装置が配置される側に延出する構成を有していることにより、他の支持部材との距離を長くすることができる。従って、支持部材同士が干渉することを防ぐことができる。

本発明では、前記複数の支持部のうちの１つの支持部は、他の支持部のうちの少なくとも１つと略直交する断面形状を有することが好ましい。
本発明では、前記固定部材は、互いに対向する端縁に凹部を有し、前記複数の押込部は、前記凹部に対応する位置に配置されることが好ましい。
本発明によれば、光変調装置に入射する色光の光軸方向に沿って光学装置を見た場合、支持部材の複数の押込部は、固定部材が有する凹部を介して露出することとなる。これによれば、当該凹部を介して、複数の押込部を色合成光学装置に向かって押し込むことができる。従って、支持部材の色合成光学装置に対する圧着を簡易に行うことができる。また、これにより、複数の押込部の支持部材の外側への延出寸法を小さくすることができるので、支持部材を小型化することができる。

なお、固定部材の凹部が、当該凹部を有する固定部材に固定される光変調装置に入射する色光の透過領域近傍にそれぞれ形成されていれば、光変調装置に適切に入射しない光を、固定部材における各凹部を挟む領域と、支持部材の各押込部とにより遮光することができる。従って、色合成光学装置に入射する光を、光変調装置の画像形成領域（光束変調領域）を透過した光とすることができるので、色合成光学装置に不要な光が入射することを防ぐことができる。

本発明では、前記固定部材は、前記凹部が位置する端縁の端部に遮光部を有することが好ましい。
また、本発明のプロジェクタは、光源と、前述の光学装置と、前記光学装置により合成された光束を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、前述の光学装置と同様の効果を奏することができる。また、固定部材が前述の凹部を有し、支持部材が、当該凹部の形成位置に応じた複数の押込部を有する場合には、当該固定部材及び支持部材により、光変調装置の画像形成領域に入射しない光を遮ることができるので、当該光が投射光学装置に入射することを防ぐことができる。従って、投射画像に関与しない不要な光が投射光学装置によって投射されて、当該投射画像のコントラストが低下することを防ぐことができる。

本発明の一実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す模式図。 前記実施形態における光学装置本体を示す斜視図。 前記実施形態における光学装置本体を示す分解斜視図。 前記実施形態における固定部材を光束入射側から見た斜視図。 前記実施形態における固定部材を光束射出側から見た斜視図。 前記実施形態における固定部材及び角度調整部材を示す斜視図。 前記実施形態における角度調整部材を光束射出側から見た斜視図。 前記実施形態における支持部材における押込部の形成位置を示す図。 前記実施形態における支持部材における押込部の形成位置を示す図。 前記実施形態の変形を示す図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの概略構成〕
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１の概略構成を示す模式図である。
本実施形態のプロジェクタ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（フルカラー画像に係る光束）を形成し、当該画像光をスクリーン等の投射面上に拡大投射するものである。このプロジェクタ１は、図１に示すように、投射レンズ３と、当該投射レンズ３により投射される画像光を形成する光学ユニット４と、これらを内部に収納する外装筐体２とを備えて構成されている。
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内には、投射レンズ３及び光学ユニット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ユニット、同じくプロジェクタ１を構成する電子部品に電力を供給する電源ユニット、及び、プロジェクタ１の駆動を制御する制御ユニット等が設けられている。

外装筐体２は、詳しい図示を省略したが、全体略直方体形状を有している。そして、この外装筐体２は、上部を形成するアッパーケース、下部を形成するロアーケース、及び、正面部（投射レンズ３により画像光を投射する側の部分）を形成するフロントケースとから構成されている。
投射レンズ３は、光学ユニット４で形成された画像光を拡大投射する投射光学装置である。この投射レンズ３は、図１に示すように、鏡筒３２内部に複数のレンズ（例えば、投射方向先端側に位置するフレネルレンズ３１等）が収納された組レンズとして構成されており、本実施形態では、従来のプロジェクタに比べて画像光の投射距離が短くても、従来のプロジェクタと同じ投射領域を実現可能に構成されている。すなわち、短い投射距離で従来のプロジェクタと同じ投射領域を実現するために、フレネルレンズ３１の直径は、鏡筒３２の直径より大きくなっている。

〔光学ユニットの構成〕
光学ユニット４は、前述の制御ユニットから入力する画像信号に応じた画像光を形成する。この光学ユニット４は、外装筐体２の背面（図１における上側）に沿って延出するとともに、当該外装筐体２の側面（図１における右側）に沿って延出する平面視略Ｌ字形状を有している。
このような光学ユニット４は、照明光学装置４１と、色分離光学装置４２と、リレー光学装置４３と、電気光学装置４４と、これら各装置４１〜４４を内部に収納配置する光学部品用筐体４５とを備えて構成されている。
このうち、光学部品用筐体４５は、内部に所定の照明光軸Ａが設定され、後述する各装置４１〜４４を照明光軸Ａに対する所定位置に配置する合成樹脂製の箱状部材である。

照明光学装置４１は、光源装置４１１、第一レンズアレイ４１２、第二レンズアレイ４１３、偏光変換素子４１４及び重畳レンズ４１５を備えて構成されている。
光源装置４１１は、放射状の光線を射出する光源ランプ４１６と、当該光源ランプ４１６から射出された放射光を反射して所定位置に収束させるリフレクタ４１７と、リフレクタ４１７にて収束される光束を照明光軸Ａに対して平行化する平行化凹レンズ４１８とを備えている。このような光源ランプ４１６としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ及び高圧水銀ランプ等を利用することができる。また、リフレクタ４１７としては、回転楕円面を有する楕円面リフレクタで構成することができるほか、回転放物面を有する放物面リフレクタで構成することも可能である。この場合には、平行化凹レンズ４１８を省略することができる。

第一レンズアレイ４１２及び第二レンズアレイ４１３は、それぞれ対応する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有し、第一レンズアレイ４１２は、光源装置４１１から入射した光束を複数の部分光束に分割して、第二レンズアレイ４１３近傍に結像させる。
第二レンズアレイ４１３は、光路後段に位置する重畳レンズ４１５とともに、第一レンズアレイ４１２の各小レンズから射出された像を、電気光学装置４４の後述する光変調装置４４１の画像形成領域に結像させる。
偏光変換素子４１４は、第二レンズアレイ４１３から入射した各部分光束を、略１種類の直線偏光光に変換する。

色分離光学装置４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２及び反射ミラー４２３を備え、照明光学装置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。このような色分離光学装置４２により分離された３色の色光のうち、赤色光及び緑色光は、集光レンズ４１９を介して赤色光用及び緑色光用の入射側偏光板４４２にそれぞれ入射し、青色光は、リレー光学装置４３及び集光レンズ４１９を介して青色光用の入射側偏光板４４２に入射する。

リレー光学装置４３は、色分離光学装置４２で分離された青色光を、後述する青色光用の光変調装置４４１Ｂまで導くものであり、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３及び反射ミラー４３２，４３４を備えている。このようなリレー光学装置４３が青色光の光路上に配置されているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いので光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。なお、リレー光学装置４３には、３つの色光のうち青色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、赤色光を通す構成としてもよい。

電気光学装置４４は、入射した光束を画像信号に応じて変調してカラー画像に係る画像光を形成する。この電気光学装置４４は、３つの光変調装置４４１（赤色光側の光変調装置を４４１Ｒ、緑色光側の光変調装置を４４１Ｇ、青色光側の光変調装置を４４１Ｂとする）と、各光変調装置４４１の光路前段側に配置される３つの入射側偏光板４４２と、各光変調装置４４１の光路後段側に配置される３つの視野角補償板４４３と、当該各視野角補償板４４３の光路後段側に配置される３つの射出側偏光板４４４と、クロスダイクロイックプリズム４４５とを備えて構成されている。

３つの入射側偏光板４４２は、色分離光学装置４２で分離された各色光のうち、偏光変換素子４１４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。
３つの光変調装置４４１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する液晶パネル４４１１（図２及び図３参照）を備え、前述の制御ユニットから入力する画像情報に応じて液晶の配向状態が制御されることで、入射側偏光板４４２から射出された偏光光の偏光方向を変調する。

３つの視野角補償板４４３は、各光変調装置４４１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。この光学補償フィルムは、光変調装置４４１の後述する液晶パネル４４１１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４４１１の明視特性を改善するものである。このような光学補償フィルムは、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）を採用することができる。
３つの射出側偏光板４４４は、光変調装置４４１を介して射出された光束のうち、一定方向の偏光光（例えば、入射側偏光板４４２における光束の透過軸と直交する偏光軸を有する光束）を透過し、その他の光を吸収する。

クロスダイクロイックプリズム（以下、「プリズム」と略す場合がある）４４５は、各射出側偏光板４４４から射出された変調光を合成してカラー画像を形成する色合成光学装置である。このプリズム４４５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有し、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４４１Ｇから射出され、かつ、射出側偏光板４４４を介した色光を透過し、光変調装置４４１Ｒ，４４１Ｂから射出され、かつ、射出側偏光板４４４を介した各色光を反射する。これにより、赤色光、緑色光及び青色光が合成された画像光が形成される。

図２及び図３は、光学装置本体４４Ａを示す斜視図及び分解斜視図である。なお、図３においては、光学装置本体４４Ａにおける光変調装置４４１Ｇ側のみを図示するが、光変調装置４４１Ｒ，４４１Ｂ側も同様の構成を有している。
電気光学装置４４は、前述のように、それぞれ３つの光変調装置４４１、入射側偏光板４４２、視野角補償板４４３及び射出側偏光板４４４と、１つのプリズム４４５とを備えている。
これらのうち、光変調装置４４１は、図２及び図３に示すように、固定部材５１に固定され、当該固定部材５１には、視野角補償板４４３が固定された角度調整部材５２が取り付けられる。また、固定部材５１は、射出側偏光板４４４を介してプリズム４４５に取り付けられた支持部材５３に支持される。

このようにして、光変調装置４４１、視野角補償板４４３、射出側偏光板４４４、プリズム４４５、固定部材５１、角度調整部材５２及び支持部材５３は、それぞれ一体となり、本発明の光学装置に相当する光学装置本体４４Ａを構成している。すなわち、光学装置本体４４Ａにおいては、光束の入射順に、光変調装置４４１及び固定部材５１と、視野角補償板４４３及び角度調整部材５２と、支持部材５３と、射出側偏光板４４４と、プリズム４４５とが並ぶこととなる。

このうち、プリズム４４５の３つの光束入射面には、それぞれ射出側偏光板４４４が貼付される。この射出側偏光板４４４は、図３に示すように、当該光束入射面を覆う基板４４４１と、当該基板４４４１の略中央に積層形成された略長方形状の偏光層４４４２とを備えている。このうち、基板４４４１は、幅寸法（基板４４４１をプリズム４４５の光束入射面に貼付した際に他の基板４４４１に近接する方向の寸法）が、当該光束入射面の同方向の寸法と略同じであり、高さ寸法（幅方向に直交する方向の寸法）が、当該光束入射面の同方向の寸法より大きく形成されており、当該基板４４４１を光束入射面に貼付した際には、当該基板４４４１は、光束入射面から上下に延出する。これら基板４４４１には、後述する支持部材５３がそれぞれ接着固定される。

〔光変調装置の構成〕
光変調装置４４１は、図２及び図３に示すように、「４：３」のアスペクト比で形成された画像形成領域（光変調領域）を有する液晶パネル４４１１と、当該液晶パネル４４１１を内部に保持する保持枠４４１２とを備えて構成されている。
このうち、保持枠４４１２は、全体略直方体形状を有し、当該保持枠４４１２の光束射出側（支持部材５３に対向する側）に、液晶パネル４４１１を内部に収納するための開口（図示省略）が形成されている。また、この保持枠４４１２の光束入射側の面には、内部に収納された液晶パネル４４１１に光束を入射させるための開口４４１２Ａが形成されており、当該開口４４１２Ａは、当該液晶パネル４４１１の画像形成領域に応じた形状及び寸法を有している。

更に、この保持枠４４１２の光束入射側の面の隅部には、当該保持枠４４１２を固定部材５１に固定するためのねじＳが挿通する５つの孔部４４１２Ｂが形成されている。
具体的に、５つの孔部４４１２Ｂのうち、２つは開口４４１２Ａの上方（当該光変調装置４４１を入射光束の光軸方向から見て、他の光変調装置４４１に近接する方向に対する直交方向のうちの一方向であり、液晶パネル４４１１の画像形成領域における短手方向に沿う方向のうちの一方向）で、かつ、当該保持枠４４１２の左右方向（他の光変調装置４４１に近接する方向であり、画像形成領域における長手方向に沿う方向）の両端に形成されている。また、残りの３つは開口４４１２Ａの下方に、左右方向に沿って等間隔に形成されている。そして、開口４４１２Ａの上方に位置する２つの孔部４４１２Ｂと、当該開口４４１２Ａの下方略中央に位置する１つの孔部４４１２Ｂとを挿通したねじＳが固定部材５１に形成されたねじ孔５１２に螺合することにより、保持枠４４１２は、固定部材５１に固定される。

また、保持枠４４１２の上端面の略中央には、略矩形状の挿通口４４１２Ｃが形成されている。この挿通口４４１２Ｃには、保持枠４４１２内に収納された液晶パネル４４１１に画像情報を入力させるための信号線（図示省略）が挿通される。そして、この信号線は、一端が液晶パネル４４１１に接続され、他端が光学ユニット４の上方に位置する前述の制御ユニットに接続される。

〔固定部材の構成〕
図４及び図５は、それぞれ固定部材５１を光束入射側及び光束射出側から見た斜視図である。
固定部材５１は、図４及び図５に示すように、平面視略長方形状を有する金属製部材であり、板金を折曲加工することにより形成されている。この固定部材５１には、平面視略矩形の開口５１１が形成されている。この開口５１１は、当該固定部材５１に光変調装置４４１が固定された際の液晶パネル４４１１の画像形成領域に対応し、当該開口５１１は、画像形成領域を透過した光束を透過させるための開口である。

また、この開口５１１の上方及び下方には、それぞれ２つ及び１つの固定部としてのねじ孔５１２が形成されており、前述のように、当該ねじ孔５１２にねじＳが螺合することにより、固定部材５１の光束入射側の面５１Ａに光変調装置４４１が固定される。ここで、固定部材５１の光束射出側の面５１Ｂにおけるねじ孔５１２の端縁部分は、図５に示すように、当該面５１Ｂから突出している。

更に、固定部材５１の端縁における長手方向、すなわち、開口５１１の短手方向に沿う方向の略中央には、光束射出側に突出した後、当該突出方向の先端部分にて固定部材５１の外側に延出した一対の延出部５１３が形成されている。これら延出部５１３の延出方向先端部分は、当該延出部５１３が形成されていない場合の固定部材５１の端縁から内側に位置しており、これにより、固定部材５１における延出部５１３が形成された領域には、凹部５１４が形成されている。これら延出部５１３の光束射出側の面５１３Ａは、後述する角度調整部材５２が摺動する摺動面として形成されている。

これら一対の凹部５１４を挟む固定部材５１の上下方向の端部には、光変調装置４４１に入射しない光束を遮光する遮光部５１５，５１６が形成されている。このうち、上方に位置する各遮光部５１５には、平面視略長方形状の孔部５１５１が形成されており、これら孔部５１５１の長手方向は、固定部材５１の上下方向に沿う方向に設定されている。また、下方に位置する遮光部５１６には、平面視略長方形状の孔部５１６１が形成されており、これら孔部５１６１の長手方向は、固定部材５１の左右方向（幅方向）に沿う方向に設定されている。これら孔部５１５１，５１６１には、後述する支持部材５３の支持部５３２，５３３が挿入される。すなわち、これら孔部５１５１，５１６１と、固定部としてのねじ孔５１２とは、それぞれ固定部材５１における同一平面上（光束入射側の面５１Ａ及び光束射出側の面５１Ｂ）に位置し、これらはそれぞれ面５１Ａ，５１Ｂのそれぞれに開口している。

固定部材５１には、上方に位置する各遮光部５１５に挟まれる位置に、光束射出側に突出し、かつ、当該突出方向の先端にて上方に延出する取付部５１７が形成されている。この取付部５１７には、角度調整部材５２が取り付けられる。そして、この取付部５１７には、略中央に円弧状の摺動孔５１７１が形成されており、当該摺動孔５１７１には、角度調整部材５２の膨出部５２７が挿入され、これにより、当該角度調整部材５２の摺動範囲が規定される。

〔角度調整部材の構成〕
図６は、固定部材５１及び角度調整部材５２を示す斜視図である。また、図７は、固定部材５１に取り付けられた角度調整部材５２を光束射出側から見た斜視図である。
角度調整部材５２は、視野角補償板４４３を保持するものであり、前述の固定部材５１の取付部５１７に取り付けられ、当該取付部５１７に形成された摺動孔５１７１に沿って摺動することで、視野角補償板４４３の位置を最適化し、形成される画像光のコントラストを向上させるものである。この角度調整部材５２は、図６及び図７に示すように、正面視略逆Ｔ字状を有し、幅広部分の略中央に略長方形状の開口５２１が形成されている。この開口５２１は、液晶パネル４４１１の画像形成領域と同様のアスペクト比で形成され、かつ、当該画像形成領域より大きく形成されている。そして、当該開口５２１の端縁には、４つの押さえ部５２２が形成されており、当該押さえ部５２２は、開口５２１に嵌め込まれた視野角補償板４４３を押さえる。

また、角度調整部材５２の幅広部分における開口５２１の短手方向に沿う方向の一方の端縁には、光束射出側に屈曲した屈曲部５２３が形成されている。更に、開口５２１の上方に、略矩形の開口５２４が形成されている。

一方、角度調整部材５２の上方側には、縦断面視略略Ｕ字状の取付部５２５が形成されている。この取付部５２５は、前述の固定部材５１に形成された取付部５１７を挟むようにして、当該取付部５１７に取り付けられ、これにより、固定部材５１に角度調整部材５２が取り付けられる。この取付部５１７における互いに対向する面には、それぞれ対向する方向に膨出した略円形状の膨出部５２６，５２７が２つずつ形成されている。
このうち、膨出部５２６は、取付部５１７に当接し、膨出部５２７が形成された面とともに、角度調整部材５２が固定部材５１から外れないように、取付部５１７を挟持する。
また、膨出部５２７は、取付部５１７の摺動孔５１７１に挿入され、これにより、角度調整部材５２の摺動範囲が規定される。なお、この角度調整部材５２の摺動に際しては、当該角度調整部材５２の光束入射側の面５２Ａが、面５１３Ａ上を摺動することで、当該角度調整部材５２の摺動時の抵抗を減少させている。

〔支持部材の構成〕
支持部材５３は、前述のように、射出側偏光板４４４を介してプリズム４４５の光束入射面に取り付けられ、光変調装置４４１及び角度調整部材５２が取り付けられた固定部材５１を支持するものである。この支持部材５３は、図３に示すように、正面視略長方形状を有する板状部材であり、折曲加工された板金で形成されている。この支持部材５３は、略中央に視野角補償板４４３を透過した光束を透過させる略長方形状の開口５３１が形成されている。

また、支持部材５３の四隅部分には、前述の固定部材５１側に突出し、当該固定部材５１の孔部５１５１，５１６１を挿通して固定部材５１を支持する支持部５３２，５３３が形成されている。詳述すると、支持部材５３における上端で、かつ、幅方向（左右方向）の両端に形成された一対の支持部５３２は、支持部材５３の上下方向に長手方向を有する断面視略長方形状に形成されている。また、支持部材５３における下端で、かつ、幅方向の両端に形成された一対の支持部５３３は、支持部材５３の幅方向に長手方向を有する断面視略長方形状に形成されている。

これら支持部５３２，５３３には、外周に接着剤が塗布された状態で、孔部５１５１，５１６１に挿入され、光変調装置４４１及び固定部材５１のプリズム４４５に対する位置調整が行われつつ、当該接着剤を硬化させることで、固定部材５１が支持部材５３により支持される。
なお、一対の支持部５３２間の寸法は、前述の角度調整部材５２の幅寸法より大きく設定されており、支持部材５３に固定部材５１を支持させた後でも、角度調整部材５２を引き抜くことができるように構成されている。

支持部材５３の上下方向に沿う端縁の略中央には、当該支持部材５３を射出側偏光板４４４に取り付ける際に、治具により押し込まれる一対の押込部５３４が形成されている。これら各押込部５３４は、固定部材５１側に突出した後、当該突出方向の先端にて支持部材５３の外側に延出する横断面視略Ｌ字状に形成されている。なお、このような一対の押込部５３４に挟まれる範囲内に、前述の開口５３１は形成されている。

図８及び図９は、支持部材５３における押込部５３４の形成位置を示す図である。換言すると、図８は、光変調装置４４１Ｇに入射する光束の光軸に沿って光学装置本体４４Ａを見た正面図であり、図９は、光学装置本体４４Ａを上方から見た平面図である。
この一対の押込部５３４は、図８に示すように、光変調装置４４１に入射する光束の光軸に沿って光学装置本体４４Ａを見た場合に、固定部材５１の端縁から外側に突出しており、当該固定部材５１に形成された凹部５１４を介して露出し、一部が遮光部５１５，５１６の一部を覆う。

また、この一対の押込部５３４は、図９に示すように、凹部５１４を通過した光が、隣接する他の射出側偏光板４４４の側面に入射しない程度に、外側に突出している。このため、光変調装置４４１の開口４４１２Ａ内に入射しない光のうち、凹部５１４を透過した光は一対の押込部５３４により遮られ、また、凹部５１４を挟む上方及び下方に入射した光は、固定部材５１の遮光部５１５，５１６により遮られる。これにより、光変調装置４４１の外側を透過する光が、射出側偏光板４４４に入射することを防ぐことができる。

特に、投射レンズ３の光束入射面に対向する位置には、光変調装置４４１Ｇが配置されており、当該光変調装置４４１Ｇに入射しなかった光が、光変調装置４４１Ｒ，４４１Ｂの光路後段に位置する射出側偏光板４４４に入射するなどして、投射レンズ３に入射した場合には、投射される画像光の他に当該光も投射されてしまうため、コントラストが低下する等の画像の劣化を引き起こす。これに対し、当該光変調装置４４１Ｇに入射しない光が、固定部材５１の遮光部５１５，５１６及び支持部材５３の押込部５３４により遮られるので、上記のような画像の劣化が生じることを防ぐことができる。

〔光学装置本体の組立工程〕
光学装置本体４４Ａの組立に際しては、まず、固定部材５１に対して光変調装置４４１をねじ固定した後、当該固定部材５１に角度調整部材５２を取り付ける。そして、この固定部材５１を治具で把持するとともに、他の治具により、支持部材５３を把持する。一方、プリズム４４５の光束入射面に紫外線硬化性の接着剤を塗布して、射出側偏光板４４４を仮固定する。次に、押込部５３４を押し込んで、射出側偏光板４４４に支持部材５３を圧着させつつ、同時に、支持部材５３の支持部５３２，５３３を固定部材５１の孔部５１５１，５１６１に挿入させて、プリズム４４５に対する光変調装置４４１の位置調整をする。この後、接着剤を塗布した領域に紫外線を照射して、これらを接着固定する。この際、前述のように、固定部材５１における孔部５１５１，５１６１と、固定部としてのねじ孔５１２とが同一平面上に位置するため、固定部材５１における孔部５１５１，５１６１と、ねじ孔５１２が同一平面上にない場合と比較して、光変調装置４４１の調整時において、固定部材５１にたわみが発生しても、プリズム４４５に対する光変調装置４４１の光軸方向のずれが生じることを防ぐことができる。

また、孔部５１５１，５１６１と、ねじ孔５１２とが同一平面上にないようにすると、固定部材５１を折曲加工する必要があり、曲げ加工時の公差を考慮して孔部５１５１，５１６１の孔径を大きめに設定しなくてはならない。これに対し、これらが同一平面上にあることにより、孔部５１５１，５１６１の孔径を大きく取る必要がない。よって、光変調装置４４１の取付精度の向上、及び、取付後の光変調装置４４１のずれを防ぐことができる。

このようにして、プリズム４４５に対して、射出側偏光板４４４、支持部材５３、固定部材５１及び光変調装置４４１を固定した後、当該固定部材５１に取り付けた角度調整部材５２の位置調整を行う。この際、角度調整部材５２の取付部５２５と、固定部材５１の取付部５１７との間に、紫外線硬化性の接着剤を塗布しておき、形成される画像光のコントラストが最も高くなる位置にて、当該接着剤に対して紫外線を照射して、角度調整部材５２を固定部材５１に固定する。なお、角度調整部材５２が誤った位置に固定されてしまった場合には、当該角度調整部材５２は、一対の支持部５３２の間から抜き出すことができるので、固定部材５１に対しての固定を解いて、再度、角度調整部材５２の角度調整を行うことができる。

以上説明した本実施形態のプロジェクタ１によれば、以下の効果がある。
（１）支持部材５３に形成された支持部５３２，５３３は、断面視略矩形状に形成され、当該支持部５３２，５３３が挿入される固定部材５１の孔部５１５１，５１６１は、当該支持部５３２，５３３に応じた略矩形状を有している。これによれば、孔部５１５１，５１６１内での支持部５３２，５３３の揺動を抑制することができる。従って、光学装置本体４４Ａを組み立てる時、及び、組み立てた後の固定部材５１と支持部材５３との位置ずれを抑制することができ、ひいては、光変調装置４４１とプリズム４４５との位置ずれを抑制することができる。
また、光変調装置を固定する固定部としてのねじ孔５１２と、支持部５３２，５３３が挿通する孔部５１５１，５１６１とは、固定部材５１における同一平面上に形成されている。これによれば、光変調装置４４１の調整時において、固定部材５１にたわみが発生しても、当該固定部材５１に固定された光変調装置４４１とプリズム４４５との位置ずれを抑制することができる。

（２）プリズム４４５の光束入射面に、射出側偏光板４４４を介して取り付けられる支持部材５３が、固定部材５１の端縁から外側に露出する一対の押込部５３４を備えていることにより、一対の押込部５３４を、光変調装置４４１に入射する光束の光軸方向に沿ってプリズム４４５に容易に押し込んで、当該プリズム４４５に支持部材５３を圧着させることができる。また、押込部５３４が、支持部材５３の長手方向に沿う端縁のそれぞれに形成されていることにより、それぞれに同じ荷重を加えることで、支持部材５３をプリズム４４５に確実かつ適切に圧着させることができる。従って、プリズム４４５に対する支持部材５３の圧着工程を簡略化することができ、ひいては、光学装置本体４４Ａの製造工程を簡略化することができる。

（３）一対の押込部５３４の延出方向は、挿通口４４１２Ｃを介して延出する信号線の延出方向に対して直交する方向である。これによれば、当該一対の押込部５３４を押し込む際に、当該信号線が干渉することを防ぐことができる。従って、支持部材５３のプリズム４４５への圧着工程を簡易に行うことができ、これにより、光学装置本体４４Ａの組立工程を簡略化することができる。

（４）各押込部５３４は、支持部材５３から固定部材５１側に突出した後、先端側で支持部材５３の外側に向かって延出する略Ｌ字状を有している。これによれば、他の支持部材５３の押込部５３４が互いに干渉することを防ぐことができる。従って、プリズム４４５の光束入射面のそれぞれに射出側偏光板４４４を介して支持部材５３を設けることができ、前述の光変調装置４４１の位置ずれ抑制の効果を、各光変調装置４４１で奏することができる。

（５）一対の押込部５３４は、光変調装置４４１に入射する光束の光軸方向から光学装置本体４４Ａを見た場合、固定部材５１に形成された一対の凹部５１４を介してそれぞれ露出する。これによれば、当該凹部５１４を介して露出した一対の押込部５３４を、治具等により、プリズム４４５に押し込みやすくすることができる。従って、射出側偏光板４４４を介して、支持部材５３のプリズム４４５に対する圧着を簡易に行うことができる。

また、光変調装置４４１の画像形成領域に対応する固定部材５１の開口５１１は、一対の凹部５１４により挟まれる領域内に形成されている。すなわち、一対の凹部５１４は、光変調装置４４１に入射する光束の透過領域近傍に形成され、支持部材５３の一対の押込部５３４は、当該凹部５１４を覆うように形成されている。また、各凹部５１４を挟むように、固定部材５１の上下には、遮光部５１５，５１６が形成されている。これによれば、光変調装置４４１に入射しない光を、当該光変調装置４４１の外側を覆うように配置された固定部材５１の遮光部５１５，５１６、及び、支持部材５３の各押込部５３４により遮ることができる。従って、プリズム４４５及び隣接する他の射出側偏光板４４４を介して、投射レンズ３に不要な光（画像光に寄与しない光）が入射することを防ぐことができるので、投射画像が劣化することを防ぐことができる。

〔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。

図１０は、前記実施形態の変形を示す図であり、固定部材５１の光束射出側の面５１Ｂに視野角補償板４４３を直接取り付けた構成を示す斜視図である。
前記実施形態では、光学装置本体４４Ａは、視野角補償板４４３を保持する角度調整部材５２を備えるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、図１０に示すように、角度調整部材５２を設けずに、視野角補償板４４３を固定部材５１の光束射出側の面５１Ｂ（例えば、面５１３Ａ）に直接貼付してもよい。更に、視野角補償板に限らず、他の光学素子、例えば、所定波長の色光を透過する光学フィルタ等を設けてもよい。

前記実施形態では、支持部材５３は、プリズム４４５の光束入射面に取り付けられた射出側偏光板４４４に接着固定されるとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、支持部材５３をプリズム４４５の光束入射面に直接固定してもよい。このような場合、図１０において示したように、固定部材５１の光束射出側の面５１Ｂに、射出側偏光板を貼付する構成とすればよい。

前記実施形態では、支持部材５３の押込部５３４は、他の支持部材５３に隣接する端部側と、当該端部側の反対の端部側に形成されるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、液晶パネル４４１１に接続される信号線に干渉しなければ、支持部材の上下の端部に形成してもよい。

前記実施形態では、固定部材５１は、光変調装置４４１に入射する光束の光軸に沿って光学装置本体４４Ａを見た際に、支持部材５３の押込部５３４を露出させる凹部５１４が形成されているとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、角度調整部材５２の摺動面となる延出部５１３の面５１３Ａを他の構成にて形成することができれば、延出部５１３及び凹部５１４を形成する必要はない。すなわち、押込部５３４は、固定部材５１の端縁の外側に延出していればよい。

前記実施形態では、各光変調装置４４１は、それぞれ固定部材５１に固定され、当該各固定部材５１は、プリズム４４５の各光束入射面に射出側偏光板４４４を介して取り付けられる支持部材５３により支持されるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、各液晶パネル４４１１のうち、いずれかが固定部材５１に固定され、当該固定部材５１が支持部材５３により支持される構成であれば、これらの数は問わない。特に緑色用の光変調装置４４１Ｇが固定部材５１により保持され、当該固定部材５１が支持部材５３により支持される構成であれば、前述の効果を確実に奏することができる。

前記実施形態では、プロジェクタ１は、３つの光変調装置４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを備えるとしたが、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にも、本発明を適用可能である。
また、前記実施形態では、光学ユニット４は平面視略Ｌ字形状を有した構成を説明したが、これに限らず、例えば、平面視略Ｕ字形状を有した構成を採用してもよい。

本発明は、プロジェクタに好適に利用することができる。

１…プロジェクタ、３…投射光学装置、４４Ａ…光学装置本体（光学装置）、５１…固定部材、５３…支持部材、４１１…光源装置（光源）、４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）…光変調装置、４４５…クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、５１２…ねじ孔（固定部）、５１４…凹部、５３２，５３３…支持部、５３４…押込部、５１５１，５１６１…孔部。

Claims (7)

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、
   それぞれの前記光変調装置に対向する複数の光束入射面を有し、それぞれの前記光変調装置で変調された色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置と、
   前記光変調装置が固定される固定部材と、
   前記光束入射面に対向する位置に配置され、前記固定部材を支持する支持部材と、を備え、
   前記支持部材は、
   断面視略矩形の形状を有し、前記固定部材側に突出して、前記固定部材を支持する複数の支持部と、
   互いに対向する端縁に配置され、かつ、前記光変調装置に入射する色光の光軸に垂直な方向において、前記固定部材の端縁より外側に突出する複数の押込部と、を有し、
   前記固定部材は、
   前記支持部の断面形状に応じた断面視略矩形の形状を有し、前記支持部が挿入される孔部を有す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、
   前記複数の光変調装置のうちの１つの光変調装置を保持する前記支持部材が有する前記複数の押込部は、他の光変調装置が配置される側に延出す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、
   前記複数の押込部は、前記固定部材側に突出し、かつ、突出する方向の先端側で前記他の光変調装置が配置される側に延出す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、
   前記複数の支持部のうちの１つの支持部は、他の支持部のうちの少なくとも１つと略直交する断面形状を有することを特徴とする光学装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学装置において、
   前記固定部材は、互いに対向する端縁に凹部を有し、
   前記複数の押込部は、前記凹部に対応する位置に配置されることを特徴とする光学装置。
6. 請求項５に記載の光学装置において、
   前記固定部材は、前記凹部が位置する端縁の端部に遮光部を有することを特徴とする光学装置。
7. 光源と、請求項１から請求項６のいずれかに記載の光学装置と、前記光学装置により合成された光束を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とするプロジェクタ。

Images