JP6376255B2 - 導光ユニット及びプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、導光部材保持具により導光部材を固定した導光ユニット及びこの導光ユニットを備えたプロジェクタに関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。

このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザ発光素子、有機ＥＬ、あるいは、蛍光体等を用いる開発や提案が多々なされている。

このデータプロジェクタでは、小型高輝度の放電ランプを備えた光源装置を用いた場合、光源装置から出射された光をカラーフィルタにより３原色の光として光源側光学系により液晶やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれる表示素子に照射し、発光ダイオードやレーザ発光素子を備えた光源装置では、光源装置から赤色光、緑色光、青色光を時分割で出射させて光源光学系により表示素子に照射し、表示素子の透過光又は反射光をズーム機能を備えた投影側光学系とされるレンズ群を介してスクリーンに投影する構造とされている。

このようなデータプロジェクタにおいて、光源装置から出射された光の強度を均一化するためにライトトンネルや導光ロッド等の導光部材が光源側光学系に用いられている。この導光部材は、光源装置から出射され有効光となる全ての光が透過するため、投影画像に及ぼす影響が非常に大きなものである。よって、導光装置の配置位置や集光レンズとの位置関係が重要となる。

また、このライトトンネル等の導光部材は、投影画像の矩形に合わせた矩形とされ、当該導光部材を透過する光を均一化して表示素子に光を照射するものであるため、中空または中実の角柱形状とされて表示素子に向かう光束と導光部材の固定方向との調整が行われている。

そして、このライトトンネルや導光ロッド等の導光部材は、角柱形状とされ、出射面の矩形の光が表示素子に照射されるため、導光部材の中心軸（光軸）を、光源から出射され表示素子に向かう光束の光軸と一致させるための角度調整機構（例えば特許文献１）や、導光部材をその角柱の中心軸を回転中心として出射面を回転させる機構（例えば特許文献２）が提案されている。

特開２０１２―１７３３４２号公報 特開２００７―２４８７５２号公報

前述の様に、角柱形状の導光部材の中心軸を回転中心として回転させる機構は、回転角が数度以下での微調整が要求され、回転調整機構が複雑かつ大型化することが多く、導光部材のユニットを小型化して各種装置に組み込むことが困難となることが多かった。

本発明は、小型化が容易であり、各種装置への組み込みを容易とする導光部材保持具を備えた導光ユニットを提供するものである。

本発明に係る導光ユニットは、光が入出射する２つの端部を有する導光部材と、前記導光部材の周側面を囲む本体部と、前記本体部の上面に設けられた天板部と、前記導光部材の前記端部の一端側である前記天板部の後端から垂下し、前記導光部材の前記端部の他端側を保持する後板部と、を含む調整固定板と、を有し、前記調整固定板は、前記調整固定板の前記天板部が前記本体部の上面との間に間隙を設けて固定され、前記天板部の後端側には前記本体部の上面との前記間隙を調整可能とする押えネジを有し、前記押えネジにより、前記導光部材の前記一端側における右側及び／又は左側の前記本体部との前記間隙を調整して、前記天板部の後端を、前記導光部材の前記他端側である前記天板部の前端に対して捻じれを生じさせて、前記後板部を回転可能としたことを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、光源装置と、投影光を生成する表示素子と、前記光源装置からの出射光を前記表示素子まで導光する光源側光学系と、前記表示素子で生成された投影光を導光する投影側光学系と、前記表示素子や前記光源装置の制御を行うプロジェクタ制御手段と、を備え、前記光源側光学系には前記本発明に係る導光ユニットを含むことを特徴とする。

本発明に係る導光ユニットは、回転角位置の調整が容易な導光部材を備えた小型の導光ユニットとして各種装置への組み込みを容易とし、該導光ユニットを備えたプロジェクタは小型にして明るく画質の良好なプロジェクタとすることができる。

本発明の実施形態に係るプロジェクタの外観斜視図である。 本発明の実施形態に係るプロジェクタの機能回路ブロック図である。 本発明の実施形態に係るプロジェクタの内部構造を示す平面模式図である。 プロジェクタの表示素子に光源光が照射される状態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るプロジェクタに用いる導光ユニットの一方から導光ユニットを見た後方斜視図である。 本発明の実施形態に係るプロジェクタに用いる導光ユニットの他方から導光ユニットを後方斜視図である。 本発明の実施形態に係るプロジェクタに用いる導光部材の斜視図である。 本発明の実施形態に係るプロジェクタに用いる導光ユニットの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るプロジェクタに用いる導光ユニットの導光部材保持具の分解斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を図に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る導光ユニットを備えるプロジェクタ10の外観斜視図である。なお、本実施形態において、左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とはプロジェクタ10のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。

本実施形態に係るプロジェクタ10は、図１に示すように、略直方体形状であって、本体ケースの前方の側板とされる正面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有し、正面パネル12には複数の吸気孔18が形成されている。さらに、正面パネル12には、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部が取り付けられている。

また、本体ケースである上面パネル11にはキー／インジケータ部37が設けられ、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源装置や表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。また上面パネル11は、プロジェクタ筐体の上面と左側面の一部までを覆っており、故障時等には上面パネル11を開閉できるように開閉パネルとして構成されている。

さらに、筐体の背面には、ＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20が設けられ、背面パネル13には、複数の吸気孔18が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図１に示した側板である左側パネル15には、各々複数の排気孔17が形成されている。また、左側パネル15の背面パネル近傍の隅部には、吸気孔18も形成されている。さらに、図示しない底面パネルにおける正面、背面、左側及び右側パネルの近傍にも、吸気孔18あるいは排気孔17が複数形成されている。なお、右側パネルや左側パネル15は、上面パネル11と底面パネルが組み合わされて形成されている。

次に、プロジェクタ10のプロジェクタ制御手段について図２のブロック図を用いて説明する。プロジェクタ制御手段は、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等から構成される。この制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、制御手段としてのＣＰＵや、各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ、ワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

入出力インターフェース22には、入出力コネクタ部21が接続されており、この入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に出力される。

表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ25に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力する。表示駆動部26は、表示エンコーダ24から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子51を駆動するものであり、光源装置60から出射された光線束を、光源側光学系を介して表示素子51に照射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、投影側光学系を介して投影面に画像を投影表示する。なお、この投影側光学系の可動レンズ群235は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。

画像圧縮伸長部31は、再生モード時にメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを、画像変換部23を介して表示エンコーダ24に出力し、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行なう。

本体ケースの上面パネル11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部35で受信され、Ｉｒ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に出力される。

制御部38は、光源制御部としての光源制御回路41を制御している。この光源制御回路41は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光源光が光源装置60から出射されるように、後述する光源装置としてのレーザ光源部70が備えるレーザ発光素子を時分割に点灯させる制御や駆動装置であるホイールモータ110の制御、及び、赤色光源装置120の赤色発光ダイオード121の点灯制御、等を行う。また、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43に光源装置60等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。

なお、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されている。この音声処理部47は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させる。

次に、このプロジェクタ10の内部構造について説明する。図３は、プロジェクタ10の内部構造を示す平面模式図である。プロジェクタ10は、図３に示すように、右側パネル14の近傍に制御回路基板241を備えている。この制御回路基板241は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、プロジェクタ10は、制御回路基板241の側方、つまり、プロジェクタ筐体の略中央部分に光源装置60を備えている。

さらに、プロジェクタ10の筐体内において、光源装置60が備えるレーザ光源部70の左側方には、光源装置60からの出射光を表示素子51まで導光する光学系である光源側光学系170の一部を備えた照明側光学ブロック161が配置されている。また、背面パネル13と左側パネル15とが交差する位置の近傍には、光源側光学系170の一部と、表示素子51と、表示素子51で生成された投影光をスクリーンに投影するための光学系である投影側光学系220の一部と、を備えた画像生成光学ブロック165が配置されている。さらに、画像生成光学ブロック165の前方には、投影側光学系220を備えた投影側光学ブロック168が配置されている。

照明側光学ブロック161が備える光源側光学系170としては、光源装置60からの出射光を均一化する導光部材としてのライトトンネル175、ライトトンネル175から出射された光を集光する集光レンズ178、ライトトンネル175から出射された光線束の光軸を画像生成光学ブロック165方向に変換する光軸変換ミラー181等がある。

画像生成光学ブロック165が備える光源側光学系170としては、光軸変換ミラー181で反射した光源光を表示素子51に集光させる集光レンズ183と、この集光レンズ183を透過した光線束を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー185と、がある。また、画像生成光学ブロック165において、表示素子51とするＤＭＤと背面パネル13との間には、表示素子51を冷却するためのヒートシンク等の冷却装置190が配置されて、このヒートシンクによって表示素子51が冷却される。また、表示素子51の正面近傍には、投影側光学系220の一部としてのコンデンサレンズ195が配置されている。

投影側光学ブロック168は、投影側光学系220として、固定鏡筒に内蔵される固定レンズ群225と可動鏡筒に内蔵される可動レンズ群235とを備えている。そして、投影側光学系220は、ズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされ、レンズモータにより可動レンズ群235を移動させることによりズーム調整やフォーカス調整を可能に形成されている。

次に、本実施形態における光源装置60について詳細に説明する。光源装置60は、青色波長帯域光を出射するレーザ光源部70と、このレーザ光源部70から出射される青色波長帯域光を拡散透過させる機能とともに、上記青色波長帯域光を励起光として緑色の蛍光光を生成する機能を備えた発光板101と、この発光板101を移動させる駆動手段としてのホイールモータ110と、を有する蛍光発光装置100を有する。

更に、レーザ光源部70と蛍光発光装置100との間に配置される赤色光源装置120、及び、蛍光発光装置100からの出射光や赤色光源装置120からの出射光の光軸が同一の光軸となるように変換して、各色光を光源側光学系のライトトンネル175の入射口に集光する導光光学系140、レーザ光源部70や発光板101を冷却する冷却装置81及び冷却ファン261など、を備える。

レーザ光源部70は、複数のレーザ発光素子71を備える光源部であって、プロジェクタ筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル13近傍に、出射光の光軸が背面パネル13と平行となるように配置されている。そして、図３に示したように、各レーザ発光素子71の前方にコリメータレンズ73が夫々配置されている。

そして、各レーザ発光素子71の前方には、導光光学系140として、光軸方向を正面パネル12方向に９０度変更する複数の反射ミラー75が階段状に配列され、反射ミラー75で反射したレーザ光線の光軸上には集光レンズ78が配置されている。

また、レーザ光源部70と右側パネル14との間にはレーザ光源部70を冷却するヒートシンク等の冷却装置81が配置され、ヒートシンクと背面パネル13との間には、冷却ファン261が配置されている。

蛍光発光装置100は、正面パネル12と平行となるように、つまり、レーザ光源部70からの出射光の光軸と直交するように配置された発光板101と、この発光板101を回転駆動するホイールモータ110と、レーザ光源部70から出射される光線束を発光板101に集光するとともに発光板101から背面パネル13方向に出射される光線束を集光する集光レンズ群111と、発光板101から正面パネル12方向に出射される光線束を集光する集光レンズ115と、を備える。

蛍光発光装置100の発光板101は、図３に示したように、反射ミラー75で反射されたレーザ光源部70からの出射光の光路上に一部が位置するように配置されている。そして、この発光板101は、レーザ光源部70から出射される青色波長帯域光を受けて緑色波長帯域光を出射する蛍光発光体が塗布された蛍光部と、レーザ光源部70からの出射光を拡散透過する透過部104と、が周方向に並設されている。

そして、発光板101を緑色光源装置80とするための緑色蛍光体層とされた蛍光部に照射されたレーザ光源部70からの青色波長帯域光は、緑色蛍光体層における緑色蛍光体を励起し、緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光線束は、直接背面パネル13側へ、あるいは、発光板101の溝部底面で反射したあとに背面パネル13側へ出射され、集光レンズ群111に入射する。

さらに、透過部104は、回転板基材の切抜き透孔部に透光性を有する透明基材が嵌入され、この透明基材の表面にサンドブラスト等による微細凹凸が形成されているものである。従って、発光板101の透過部に照射されたレーザ光源部70からの青色波長帯域光は、微細凹凸によって拡散された拡散透過光とされて発光板101を透過し、集光レンズ115に入射する。

なお、ホイールモータ110と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって蛍光発光装置100等が冷却される。

赤色光源装置120は、青色レーザ発光素子71と光軸が平行となるように配置された赤色発光ダイオード121と、赤色発光ダイオード121からの出射光を集光する集光レンズ群125と、を備える単色発光装置である。この赤色発光ダイオード121は、赤色波長帯域の光を発する発光ダイオードである。

この赤色光源装置120は、レーザ光源部70からの出射光及び発光板101から出射される緑色波長帯域光の光軸と赤色光源装置120から出射される赤色波長帯域光の光軸とが交差するように配置されている。さらに、赤色光源装置120は、赤色発光ダイオード121の右側パネル14側に配置されるヒートシンク130を備える。そして、ヒートシンク130と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって赤色光源とされる赤色発光ダイオード121が冷却される。

そして、導光光学系140は、青色、緑色、赤色波長帯域の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせる反射ミラー、ダイクロイックミラー等からなり、レーザ光源部70内でレーザ発光素子71からの出射光を反射集光させる反射ミラー群75や集光レンズ78と共に、レーザ光源部70から出射される光や蛍光発光装置100の発光板101から出射される光、及び、赤色光源装置120から出射される光を導光部材としてのライトトンネル175に入射するものである。

即ち、レーザ光源部70から出射される青色波長帯域光及び発光板101から出射される緑色波長帯域光と、赤色光源装置120から出射される赤色波長帯域光とが交差する位置に第一ダイクロイックミラー141を有し、青色及び赤色波長帯域光を透過し、蛍光発光装置100から出射される緑色波長帯域光を反射してこの緑色光の光軸を左側パネル15方向に９０度変換する。

また、導光光学系140は、発光板101を拡散透過した青色波長帯域光の光軸上、つまり、集光レンズ115と正面パネル12との間には、青色波長帯域光を反射してこの青色光の光軸を左側パネル15方向に９０度変換する第一反射ミラー143を配置するように有している。さらに、第一反射ミラー143で反射した青色波長帯域光の光軸上であって光学系ユニット160の近傍には、この青色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する第二反射ミラー145を配置するように有している。

更に、第一ダイクロイックミラー141を透過した赤色波長帯域光の光軸及びこの光軸と一致するように第一ダイクロイックミラー141により反射された緑色波長帯域光の光軸と、第二反射ミラー145で反射した青色波長帯域光の光軸とが交差する位置には、青色波長帯域光を透過し、赤色及び緑色波長帯域光を反射してこれら赤色及び緑色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する第二ダイクロイックミラー148を配置するように有している。そして、ダイクロイックミラーや反射ミラーの間には、夫々集光レンズを有している。さらに、ライトトンネル175の近傍には、ライトトンネル175の入射口に光源光を集光する集光レンズ173を有している。

このようにして、導光光学系140により光軸を一致させて光源装置60から出射される赤色波長帯域光、緑色波長帯域光、青色波長帯域光は、導光部材であるライトトンネル175を通過した後、光軸変換ミラー181及び照射ミラー185を介して表示素子51の斜め下方から表示素子51に照射される。

このため、ライトトンネル175の出射口の形状により表示素子51の前面には図４に示すように、マイクロミラーが配置される画像形成部52に対し、光の照射部分55は僅かに菱形となって表示素子51の周縁枠部53にも照射されることになる。

このため、ライトトンネル175の固定に際しては、ライトトンネル175の中心軸を光源装置60からの出射光の光軸と一致させると共に、ライトトンネル175をその中心軸を中心として数度の範囲内で回転させ、画像形成部52の外縁に照射される光を極力少なくするように回転の微調整を行うことが必要となる。

本実施の形態では、図５及び図６に示すように、ライトトンネル175をライトトンネル175よりも大きな直方体形状で、導光部材（ライトトンネル175）を保持する保持具310により保持してライトトンネル175をプロジェクタ10の底面パネルに固定し、ライトトンネル175の中心軸を光軸に合わせると共にライトトンネル175の回転角位置を微調整可能とするものである。

このライトトンネル175を保持具310により保持した導光ユニット300は、調整固定板360の後板部381からライトトンネル175の光出射口となる後端を僅かに突出させて保持具310の本体部320に収納するものである。

このライトトンネル175は、図７に示すように、金属平板を折り曲げて中空の角柱形状とされたロッドケース305内に、４枚の長方形平板状の光学ガラスのガラス板176を配置したものである。

このガラス板176は、左右のガラス板176が同一形状とされ、上下のガラス板176も同一形状とされてロッドケース305内の上下左右に配置され、４枚のガラス板176の中央に四角柱形状の光路を形成して光をガラス板176の外部に漏らさないように反射するものであって、ライトトンネル175の内側は、高さ５ｍｍ、幅７ｍｍ、長さ３０ｍｍ程度としているものである。

そして、ロッドケース305の上面及び左側面には、コ字状の切込みにより一辺をロッドケース305の上面や側面に連接する連接部とした弾性片部307を形成し、この弾性片部307の自由端をロッドケース305の上面や側面よりも僅かに内側とするように連接部で折り曲げてロッドケース305内のガラス板176を弾性片部307により押えてロッドケース305内にガラス板176を固定しているものである。

従って、このライトトンネル175は、光が入射される入射口を矩形とすると共に、光が進行する内部の光路も矩形として周囲で入射光の反射を繰り返して光束の断面における光の分布を均一化し、矩形の出射口から均一化した光を出射するものである。

また、このライトトンネル175を保持する保持具310は、図８に示すように、本体部320と調整固定板360とを備え、本体部320のロッド保持板341によりライトトンネル175の光入射口とされる前端の近傍を保持し、調整固定板360の後板部381でライトトンネル175の後端近傍を保持するものである。

この本体部320は、図９に示すように、下部本体330と上部本体350とで構成され、下部本体330は、平板状とされる底板331の左右に平板状の側板337が立設されて両側板337の間にライトトンネル175を収納可能とし、底板331の前方端には平板状の前板335が立設されているものである。

尚、底板331には、適宜、プロジェクタ10の底面パネルに固定する固定ネジ（図示せず）を貫通させる固定ネジ穴333を設けている。

そして、前板335には、ライトトンネル175よりも僅かに大きな矩形の入射窓336が設けられ、前板335の近傍には前板335と平行にロッド保持板341を有し、ロッド保持板341には、入射窓336の中心と中心を合わせたロッド保持穴343を設けている。

このロッド保持穴343は、ライトトンネル175の外形よりも僅かに大きな矩形とされてライトトンネル175の数度程度の回転を可能とする大きさとされ、ロッド保持穴343の周縁四辺の内、隣接する二辺にはロッド固定バネ345が設けられるものである。

このロッド固定バネ345は、ロッド保持板341のロッド保持穴343の周縁位置で前方に折り曲げられるようにしてロッド保持穴343の周縁から前方に突出する板状体である。

そして、このロッド固定バネ345は、ロッド保持穴343に挿入されるライトトンネル175の前端近傍における隣接する二面に接し、ロッド固定バネ345を有さないロッド保持穴343の隣接する二辺にライトトンネル175の隣接する二面を押圧し、ライトトンネル175の中心軸を中心に僅かに回転可能としてロッド保持穴343にライトトンネル175の前端近傍を保持するものである。

また、下部本体330の両側の側板337の上端に載置固定される平板状の上部本体350は、本体上面351から僅かに上方に突出した平面を上面とする調整板固定部355を上部本体350の略中央に有し、調整板固定部355には雌ネジを形成した取付ネジ穴356を有するものである。

尚、上部本体350の周縁には、複数の結合穴358を有し、この結合穴358を貫通させる結合ネジ354を下部本体330の側板337等に設けた結合ネジ穴347に螺入して上部本体350を下部本体330と一体とするものである。

そして、この本体部320に取り付ける調整固定板360は、ステンレス鋼の平板を加工し、図８に示したように、平板状の天板部361の後端から垂下する平板状の後板部381を有するものである。

この天板部361の略中央には取付板部363を有し、天板部361の後端近傍の側方には天板部361から垂下する板状の弾性側板367を、天板部361の後端近傍の他の側方には図６に示すように天板部361から垂下する板状の調整側板369を有するものである。

この取付板部363は、天板部361の前後方向に長い矩形とされて左右の側方及び後方が天板部361から切断され、取付板部363の前端で天板部361と連接されるものであり、取付板部363の後端近傍には、図８に示すように左右方向を長軸とする長穴形状の取付調整穴365を有するものである。

また、天板部361における取付板部363との連接部分の近傍又は取付板部363の連接部分の近傍には、取付穴364を有し、この取付穴364及び取付調整穴365を貫通させる取付ネジ391を調整板固定部355に形成した取付ネジ穴356に螺入して調整固定板360を本体部320の上部本体350の上面に固定するものである。

このように、調整固定板360の取付板部363を上部本体350における本体上面351よりも高い調整板固定部355に固定するため、取付板部363と前方で連接された調整固定板360の天板部361は、本体上面351の上方に間隙を設けるようにして上部本体350に固定されるものである。

そして、天板部361は天板部361における後端近傍において、後端近傍中央部に雌ネジを形成した持上げネジ穴371を有する。更に、持上げネジ穴371の右に位置する天板部361の後端近傍右端近くには、押えネジ397を貫通させる左右に長穴形状の右押え穴372を有し、持上げネジ穴371の左に位置する天板部361の後端近傍左端近くには、押えネジ397を貫通させる左右に長穴形状の左押え穴373を有するものである。

また、天板部361の後端から垂下する後板部381の略中央にはライトトンネル175の外形と略同一形状のロッド固定穴383が設けられ、ロッド固定穴383の一方の側辺には僅かに後方に突出する押え爪388が設けられ、ロッド固定穴383の前記一側辺に隣接する一辺である上辺には、後方に突出した後、後端を下方に折り曲げて折り曲げ部386を備えた係止爪385を設けている。

従って、図９に示すような保持具310の本体部320に固定されているロッド保持板341のロッド保持穴343に、図８に示すライトトンネル175の前端を挿入し、ロッド固定バネ345によりライトトンネル175の一側面と下面とをロッド保持穴343のロッド固定バネ345を有しない隣接した二辺に当接した状態とし、ライトトンネル175の後端を後板部381のロッド固定穴383に挿入して係止爪385の折り曲げ部386によりライトトンネル175の後端を保持し、ライトトンネル175の上方を係止爪385により押圧し、且つ、ライトトンネル175の側方を押え爪388により押圧してロッド固定穴383にライトンネルの後端近傍を強固に保持固定するものである。

このように、本実施の形態における導光ユニット300は、ライトトンネル175を上部本体350と下部本体330による本体部320に調整固定板360を取り付けた保持具310により保持するものであって、導光部材としてのライトトンネル175の前端近傍を下部本体330に固定したロッド保持板341により保持し、調整固定板360の後板部381によりライトトンネル175の後端近傍を固定保持しているものである。

そして、この導光ユニット300では、上部本体350の上面よりも調整板固定部355を高くして調整板固定部355に調整固定板360を取り付けているため、調整固定板360の天板部361と上部本体350の本体上面351との間に間隙を形成することができる。

更に、調整固定板360は天板部361の中央に設けた取付板部363により上部本体350の調整板固定部355に固定され、取付板部363は調整固定板360の天板部361とその前端で連接されており、天板部361は取付板部363の左右で後方に延びているため、右押え穴372の押えネジ397を押えネジ穴357に捻じ込むと、天板部361の後端右側を降下させるように天板部361の後端を傾斜させて天板部361が捻じれ、後板部381の下方を左方向に移動させるように後板部381が傾斜するように僅かに回転し、ひいてはロッド固定穴383やロッド固定穴383に固定されたライトトンネル175を数度以下の僅かではあっても回転させることができる。

また、左押え穴373の押えネジ397を押えネジ穴357に捻じ込むと、天板部361の後端左側を降下させるように天板部361の後端を傾斜させて天板部361が捻じれ、後板部381の下方を右方向に移動させるように後板部381が傾斜するように僅かに回転し、ひいてはロッド固定穴383やロッド固定穴383に固定されたライトトンネル175を数度以下の僅かではあっても回転させることができる。

このように、天板部361における後端側の右端又は左端を押下げるようにして天板部361の後端を天板部361の前端に対して捻じるように回転させることができ、天板部後端の回転により後板部381や後板部381に形成したロッド固定穴383、ロッド固定穴383に保持固定したライトトンネル175を回転させることができるものである。

この天板部361の捻じれによりロッド固定穴383が回転すると共に右側又は左側にロッド固定穴383がずれたとき、調整側板369に設けた調整ボルト393を捻じ込むと、弾性側板367の弾性力に抗して天板部361の後端、即ち後板部381の全体を左側に移動させることができ、調整ボルト393を緩めると、弾性側板367の弾性力により後板部381の全体を右側に移動させることができる。

尚、板状の調整側板369の前後幅を板状の弾性側板367の前後幅よりも広くして、調整側板369の剛性を弾性側板367の剛性よりも高くし、弾性側板367により天板部361の後端を本体部320に対して弾性側板367に移動させるように付勢しておき、調整ボルト393の調整側板369からの突出量により調整側板369と本体部320の側面との間隙を調整するものである。

また、このライトトンネル175の回転位置角及び左右位置を調整するときは、取付ネジ391を仮止め状態として緩く締めておき、長穴形状の取付調整穴365により調整固定板360の天板部361や取付板部363の後方が左右方向に移動可能としているものである。

そして、後板部381の回転によりライトトンネル175の回転位置角を調整する際、ロッド固定穴383ひいてはライトトンネル175の後端が上方向にずれた場合、持上げネジ395を捻じ込むようにして天板部361の後端を本体上面351から離すように引き上げ、又は、持上げネジ395を緩め、持上げネジ395の左右に配置した押えネジ397を捻じ込むようにして天板部361の後端を本体上面351に近づけるように降下させて後板部381全体の高さ調整行うものである。

従って、天板部361の後端を水平状態から捻じるようにして天板部361の後端から垂下する後板部381を回転させ、持上げネジ395及び押えネジ397により後板部381の回転と合せて高さの調整を行い、調整ボルト393により後板部381ひいてはロッド固定穴383の左右位置を調整してライトトンネル175の後端位置及び回転角位置を微調整することができる。

このように、この導光ユニット300は、保持具310の本体部320を直方体形状としてＬ字型の調整固定板360を本体部320に固定し、調整固定板360の天板部361を本体部320の本体上面351に近接させて調整固定板360の後板部381を本体部320の後方に位置させている。

そして、この保持具310の略中央に導光部材であるライトトンネル175を収納保持して後板部381からライトトンネル175の出射口となる後端を僅かに突出させているものであるから、全体を導光部材よりも太い立方体形状の小型のユニットとしてプロジェクタ10等への組み込み、及び、取付けに際しての角度調整や位置調整の微調整を比較的容易に行うことができるものである。

なお、この導光ユニット300をプロジェクタ10に組み込むに際しては、本体部320の底板331をプロジェクタ10の底面パネルに固定する際、ライトトンネル175の入射口及び本体部320の前板335に設けた入射窓336を光源装置60からの出射光の光軸位置に合わせると共にライトトンネル175の中心軸もこの光軸に合わせるようにして導光ユニット300を取り付けるものである。

また、上述の実施の形態は導光部材として中空のライトトンネル175を用いているも、中実の直方体角柱形状のガラスロッドである導光ロッドを用いることもある。

さらに、角柱形状の光進行路を内部に備え、周壁で光の反射を繰り返して光を均一化するライトトンネルやガラスロッド等の導光部材に限るものでなく、角レンズの複数を鏡筒に固定して透過光を調整するとともに投影形状を矩形とする導光部材を収納する導光ユニット300とすることもある。

このように、矩形の入射口と出射口を有する導光部材を収納する保持具310を有し、保持具310の調整固定板360の天板部361に捻じれを生じさせて天板部361から垂下する後板部381を回転させる導光ユニット300は、小型にして導光部材の回転微調整を容易に行うことができる。

このため、導光部材の透過光を効果的に所定の光照射面に照射し、表示素子51の必要範囲に光を集めて明るく鮮明な投影画像を形成することができる。

また、調整固定板360の天板部361における後端の左右に押えネジ397を有すると共に押えネジ397の中間に持上げネジ395を有する導光ユニット300は、持上げネジ395を中心として天板部361の後端左右を上下させ、天板部361の捻じれを確実に生じさせて天板部361の捻じれによる後板部381の回転微調整をより容易に行うことができる。

そして、弾性側板367や調整側板369を有する天板部361は、天板部361の後端位置、即ち導光部材の出射口側後端の左右位置の微調整を容易に行うことができるものである。

更に、ライトトンネル175やガラスロッドの導光部材は、当該導光部材を透過する光の密度を均一化してムラの無い光を投射することができる。

そして、ライトトンネル175など、角柱形状の導光部材を立方体形状の保持具310で覆った導光ユニット300は、導光部材を多少太くした形状として小型にして導光部材の調整が容易なユニットとすることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１] 光が入射する入射口と、前記入射口から入射した光が出射される出射口と、を有する導光部材と、
前記導光部材の周側面を囲む本体部と、
前記本体部の上面に設けられた天板部と前記導光部材の前記出射口側である前記天板部の後端から垂下し前記導光部材の前記出射口側を保持する後板部とを含む調整固定板と、
を有し、
前記調整固定板は、前記調整固定板の前記天板部が前記本体部の上面との間に間隙を設けて固定され、前記天板部の後端側には前記本体部の上面との前記間隙を調整可能とする押えネジを有し、
前記押えネジにより、前記導光部材の後端側における右側及び／又は左側の前記本体部との前記間隙を調整して前記天板部の後端を前記導光部材の前記入射口側である前記天板部の前端に対して捻じれを生じさせて前記後板部を回転可能としたことを特徴とする導光ユニット。
[２] 前記天板部の後端には、左右に前記押えネジを有すると共に、前記押えネジの間に前記本体部の上面との前記間隙を調整する持上げネジを更に有することを特徴とする前記[１]に記載した導光ユニット。
[３] 前記天板部の後端近傍一側方には、前記天板部から垂下する板状の弾性側板を有し、前記本体部に対して前記天板部の後端を当該弾性側板側に移動させるように付勢し、前記天板部の後端近傍他側方には前記天板部から垂下する板状の調整側板を有し、前記調整側板には当該調整側板と前記本体部の側面との間隙を調整可能とする調整ボルトを有することを特徴とする前記[１]又は前記[２]に記載した導光ユニット。
[４] 前記導光部材は、直方体形状にして中空のライトトンネル又は直方体形状にして中実のガラスロッドであることを特徴とする前記[１]乃至前記[３]の何れかに記載した導光ユニット。
[５] 光源装置と、
投影光を生成する表示素子と、
前記光源装置からの出射光を前記表示素子まで導光する光源側光学系と、
前記表示素子で生成された投影光を導光する投影側光学系と、
前記表示素子や前記光源装置の制御を行うプロジェクタ制御手段と、
を備え、
前記光源側光学系には前記[１]乃至前記[４]の何れかに記載した導光ユニットを含むことを特徴とするプロジェクタ。

１０ プロジェクタ
１１ 上面パネル １２ 正面パネル
１３ 背面パネル １４ 右側パネル
１５ 左側パネル １７ 排気孔
１８ 吸気孔 １９ レンズカバー
２０ 各種端子 ２１ 入出力コネクタ部
２２ 入出力インターフェース ２３ 画像変換部
２４ 表示エンコーダ ２５ ビデオＲＡＭ
２６ 表示駆動部 ３１ 画像圧縮伸長部
３２ メモリカード ３５ Ｉｒ受信部
３６ Ｉｒ処理部 ３７ キー／インジケータ部
３８ 制御部 ４１ 光源制御回路
４３ 冷却ファン駆動制御回路 ４５ レンズモータ
４７ 音声処理部 ４８ スピーカ
５１ 表示素子 ５２ 画像形成部
５３ 周縁枠部 ５５ 光照射部分
６０ 光源装置
７０ レーザ光源部 ７１ レーザ発光素子
７３ コリメータレンズ ７５ 反射ミラー群
７８ 集光レンズ ８１ 冷却装置
１００ 蛍光発光装置
１０１ 発光板 １１０ ホイールモータ
１１１ 集光レンズ群 １１５ 集光レンズ
１２０ 赤色光源装置 １２１ 赤色発光ダイオード
１２５ 集光レンズ群 １３０ ヒートシンク
１４０ 導光光学系 １４１ 第一ダイクロイックミラー
１４３ 第一反射ミラー １４５ 第二反射ミラー
１４８ 第二ダイクロイックミラー
１６１ 照明側光学ブロック １６５ 画像生成光学ブロック
１６８ 投影側光学ブロック
１７０ 光源側光学系 １７３ 集光レンズ
１７５ ライトトンネル １７６ ガラス板
１７８ 集光レンズ １８１ 光軸変換ミラー
１８３ 集光レンズ １８５ 照射ミラー
１９０ 冷却装置 １９５ コンデンサレンズ
２２０ 投影側光学系
２２５ 固定レンズ群 ２３５ 可動レンズ群
２４１ 制御回路基板 ２６１ 冷却ファン
３００ 導光ユニット
３０５ ロッドケース ３０７ 弾性片部
３１０ 保持具 ３２０ 本体部
３３０ 下部本体部 ３３１ 底板
３３３ 固定ネジ穴 ３３５ 前板
３３６ 入射窓 ３３７ 側板
３４１ ロット保持板 ３４３ ロッド保持穴
３４５ ロッド固定バネ ３４７ 結合ネジ穴
３５０ 上部本体 ３５１ 本体上面
３５４ 結合ネジ ３５５ 調整板固定部
３５６ 取付ネジ穴 ３５７ 押えネジ穴
３５８ 結合穴 ３６０ 調整固定板
３６１ 天板部 ３６３ 取付板部
３６４ 取付穴 ３６５ 取付調整穴
３６７ 弾性側板 ３６９ 調整側板
３７１ 持上げネジ穴 ３７２ 右押え穴
３７３ 左押え穴 ３８１ 後板部
３８３ ロッド固定穴 ３８５ 係止爪
３８６ 折り曲げ部 ３８８ 押え爪
３９１ 取付ネジ ３９３ 調整ボルト
３９５ 持上げネジ ３９７ 押えネジ

Claims (7)

1. 光が入出射する２つの端部を有する導光部材と、
   前記導光部材の周側面を囲む本体部と、
   前記本体部の上面に設けられた天板部と、前記導光部材の前記端部の一端側である前記天板部の後端から垂下し、前記導光部材の前記端部の他端側を保持する後板部と、を含む調整固定板と、
   を有し、
   前記調整固定板は、前記調整固定板の前記天板部が前記本体部の上面との間に間隙を設けて固定され、前記天板部の後端側には前記本体部の上面との前記間隙を調整可能とする押えネジを有し、
   前記押えネジにより、前記導光部材の前記一端側における右側及び／又は左側の前記本体部との前記間隙を調整して、前記天板部の後端を、前記導光部材の前記他端側である前記天板部の前端に対して捻じれを生じさせて、前記後板部を回転可能としたことを特徴とする導光ユニット。
2. 前記天板部の後端には、左右に前記押えネジを有すると共に、前記押えネジの間に前記本体部の上面との前記間隙を調整する持上げネジを更に有することを特徴とする請求項１に記載した導光ユニット。
3. 前記天板部の後端近傍一側方には、前記天板部から垂下する板状の弾性側板を有し、前記本体部に対して前記天板部の後端を当該弾性側板側に移動させるように付勢し、前記天板部の後端近傍他側方には前記天板部から垂下する板状の調整側板を有し、前記調整側板には当該調整側板と前記本体部の側面との間隙を調整可能とする調整ボルトを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した導光ユニット。
4. 前記導光部材は、直方体形状にして中空のライトトンネル又は直方体形状にして中実のガラスロッドであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載した導光ユニット。
5. 光が入射する入射口と、前記入射口から入射した光が出射される出射口と、を有する導光部材と、
   前記導光部材の周側面を囲む本体部と、
   前記本体部の上面に設けられた天板部と前記導光部材の前記出射口側である前記天板部の後端から垂下し前記導光部材の前記出射口側を保持する後板部とを含む調整固定板と、
   を有し、
   前記調整固定板は、前記調整固定板の前記天板部が前記本体部の上面との間に間隙を設けて固定され、前記天板部の後端側には前記本体部の上面との前記間隙を調整可能とする押えネジを有することを特徴とする導光ユニット。
6. 光が入射する入射口と、前記入射口から入射した光が出射される出射口と、を有する導光部材と、
   前記導光部材の周側面を囲む本体部と、
   前記本体部の上面に設けられた天板部と前記導光部材の前記出射口側である前記天板部の後端から垂下し前記導光部材の前記出射口側を保持する後板部とを含む調整固定板と、
   前記導光部材の後端側における右側及び／又は左側の、前記天板部と前記本体部との間隙を調整して、前記天板部の後端を前記導光部材の前記入射口側である前記天板部の前端に対して捻じれを生じさせて前記後板部を回転可能とした押えネジと、
   を有することを特徴とする導光ユニット。
7. 光源装置と、
   投影光を生成する表示素子と、
   前記光源装置からの出射光を前記表示素子まで導光する光源側光学系と、
   前記表示素子で生成された投影光を導光する投影側光学系と、
   前記表示素子や前記光源装置の制御を行うプロジェクタ制御手段と、
   を備え、
   前記光源側光学系には請求項１乃至請求項６の何れかに記載した導光ユニットを含むことを特徴とするプロジェクタ。

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