JP6463015B2 - 光学装置及びこれを用いた投射型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学装置及びこれを用いた投射型表示装置に関し、特にポートレート投射を可能にする光学装置に関する。

近年、プロジェクタ（投射型表示装置）には、床面に載置した状態で人の立位画像等の縦に長い画像を投射する、いわゆるポートレート投射をできることが望まれている。このようなプロジェクタとして特許文献１に記載された構成が知られている。

特許文献１では、折り返しミラーを投射レンズの前面に配置することでポートレート投射を可能にするとともに、折り返しミラーをプロジェクタの筐体に対して回動可能に取り付ける技術が開示されている。

特開２００４−５３９７６号公報

しかしながら、上述の特許文献に開示された構成では、折り返しミラーの一端側のみがプロジェクタ筐体に取り付けられている。このため、ガタが発生しやすく、高精度に投射画像を投射するのが困難になるおそれがあった。

そこで、本発明の目的は、高精度に投射画像を投射することを可能にした光学装置及びこれを用いた投射型表示装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の光学装置は、
投射型表示装置に装着可能な光学装置であって、
前記投射型表示装置からの光束を反射する反射部材と、
前記反射部材の一端側を支持するとともに、前記投射型表示装置の一端側に固定可能な第１の支持部材と、
前記反射部材の他端側を支持するとともに、前記投射型表示装置の他端側に固定可能な第２の支持部材と、を備え、
前記反射部材は、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とで支持される軸を中心に、前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材にそれぞれ設けられた開口部の幅の範囲内で回動するように設けられている、
ことを特徴とする。

本発明によれば、高精度に投射画像を投射することを可能にした光学装置及びこれを用いた投射型表示装置を提供することができる。

本発明の実施例におけるプロジェクタＰの内部を示す図。 本発明の実施例におけるプロジェクタＰの光学構成を示す平面図及び側面図。 本発明の実施例におけるプロジェクタＰの外観を天面側から見た図。 本発明の実施例におけるプロジェクタＰの外観を底面側から見た図。 本発明の第１実施例におけるポートレートユニットＵの分解斜視図。 本発明の第１実施例におけるポートレートユニットＵの分解斜視図。 本発明の第１実施例におけるポートレートユニットＵの組立図。 本発明の第１実施例におけるポートレートユニットＵがプロジェクタＰに取り付けられた状態を示す図。 本発明の第２実施例におけるポートレートユニットＵの分解斜視図。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の相対配置などは、この発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、構成部品の相対位置などは、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨で規定されたものではない。

〔投射型表示装置の構成の説明〕
図１は本発明の実施例におけるプロジェクタＰの内部を示す図である。

１は光源であるランプ。２は不図示の複数のバネ部材にてランプ１および後述する防爆凸レンズ３を保持するランプホルダ。３はランプ１からの光を集光する機能を備えた防爆凸レンズ。４はランプ１およびランプホルダ２および防爆凸レンズ３および不図示の複数の部材によって構成されるランプユニットである。

５は不図示のスクリーン（被投射面）に画像を投射する投射レンズユニットであり、投射レンズユニット５内には投射レンズ光学系が収納されている。６はランプユニット４や後述の照明光学系及び色分離合成系を収納するとともに投射レンズユニット５が固定される光学ボックスである。

７は電源であり、電源７には不図示のＡＣインレットを有し、後述する外装上ケース１７に組み込まれ電源７に電気的に接続され筺体内に電源が供給される。８はバラストであり、ランプ１を点灯するための点灯電源装置である。バラスト８は電源７およびランプ１と電気的に接続される。

９は後述する外装上ケース１７に設けられた吸気口１７ａから外気を吸入した空気の排気にて色分離合成系の光学素子を冷却する光学冷却ファンＡである。１０は後述する外装上ケース１７に設けられた吸気口１７ａから外気を吸入した空気の排気にて色分離合成系の光学素子を冷却する光学冷却ファンＢである。１１は光学冷却ファン９と光学冷却ファン１０を保持し、後述する吸気口１７ａから外気を吸入し、光学冷却ファン９と光学冷却ファン１０の吸気口に導風する光学冷却ファン吸気ダクトである。１３は排気ファンであり、排気ファン１３の吸気する空気によって電源８、バラスト９を冷却し、排気によってランプ１およびその周辺を冷却し後述する排気口１７ｂより筐体外へ排熱する。１４は排気ファン１３を保持する排気ファンホルダである。

１５はランプ冷却ファンであり、ランプ冷却ファン１５は色分離合成系の光学素子を冷却した空気を吸気し、排気によってランプ１を冷却する。１６はランプ冷却ファン１５から排気された空気を導風するランプ冷却ダクトである。

１７は外装上ケースであり、筐体内に外気を取り込む前面吸気口１７ａと筐体外に排熱する排気口１７ｂを備える。１８は吸気口１７ａに近接して取り付き筐体内へ外気を吸入する際に筐体内に塵埃が入ることを抑制するエアフィルタである。

１９は画像・制御等の各種信号を取り込むコネクタ（インターフェース）が搭載され、前述した電源７からの電力により液晶パネルの駆動、及びランプ１への点灯指令、複数のファンへの駆動指令を送ることを主とする駆動・制御基板ユニットである。駆動・制御基板ユニット１９は色分離合成光学系に配置される液晶パネルから出るＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）が接続される。

２０は側面吸気口１７ａから吸気した後、排気によって後述する偏光変換素子４５を冷却する偏光変換素子冷却ファンである。また、偏光変換素子冷却ファン２０はシロッコファンである。２１は偏光変換素子冷却ファン２０から排気された空気を導風する偏光変換素子冷却ダクトである。

次に、ランプ１、照明光学系、色分離合成光学系及び投射レンズユニット５により構成される光学系の構成について、図２を用いて説明する。図２において、（Ａ）は光学系の水平断面を、（Ｂ）は垂直断面をそれぞれ示す。

同図において、４１は連続スペクトルで白色光を発光する放電発光管（以下、単に発光管という）である。４２は発光管４１からの光を所定の方向に集光する凹面鏡を有するリフレクタである。発光管４１とリフレクタ４２により光源ランプ１が構成される。

４３ａは図２（Ａ）に示す水平方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズセルを複数配列した第１シリンダアレイである。４３ｂは第１シリンダアレイ４３ａの個々のレンズセルに対応したシリンドリカルレンズセルを複数有する第２シリンダアレイである。４４は紫外線吸収フィルタ、４５は無偏光光を所定の偏光光に変換する偏光変換素子である。

４６は図２（Ｂ）に示す垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたフロントコンプレッサである。４７はランプ１からの光軸を、ほぼ９０度（より詳しくは８８度）折り曲げるための反射ミラーである。

４３ｃは垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズセルを複数配列した第３シリンダアレイである。４３ｄは第３シリンダアレイ４３ｃの個々のレンズセルに対応したシリンドリカルレンズアレイを複数有する第４シリンダアレイである。

５０は色座標を所定値に調整するために特定波長域の色をランプ１に戻すためのカラーフィルタである。４８はコンデンサーレンズである。４９は垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたリアコンプレッサである。以上により、照明光学系が構成される。

５８は青（Ｂ：例えば４３０〜４９５ｎｍ）と赤（Ｒ：例えば５９０〜６５０ｎｍ）の波長領域の光を反射し、緑（Ｇ：例えば５０５〜５８０ｎｍ）の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーである。５９は透明基板に偏光素子を貼り付けたＧ用の入射側偏光板であり、Ｐ偏光光のみを透過する。６０は多層膜により構成された偏光分離面においてＰ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する第１偏光ビームスプリッタである。

６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂはそれぞれ、入射した光を反射するとともに画像変調する光変調素子（若しくは画像形成素子）としての赤用反射型液晶パネル、緑用反射型液晶パネル及び青用反射型液晶パネルである。６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂはそれぞれ、赤用１／４波長板、緑用１／４波長板及び青用１／４波長板である。

６４ａはＲ光の色純度を高めるためにオレンジ光をランプ１に戻すトリミングフィルタである。６４ｂは透明基板に偏光素子を貼り付けたＲＢ用入射側偏光板であり、Ｐ偏光のみを透過する。

６５はＲ光の偏光方向を９０度変換し、Ｂ光の偏光方向は変換しない色選択性位相差板である。６６は偏光分離面においてＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第２偏光ビームスプリッタである。

６８ＢはＢ用射出側偏光板（偏光素子）であり、Ｂ光のうちＳ偏光成分のみを整流する。６８ＧはＧ光のうちＳ偏光成分のみを透過させるＧ用出側偏光板である。６９はＲ光及びＢ光を透過し、Ｇ光を反射するダイクロイックプリズムである。

以上の符号５８〜６０、６２〜６９により、照明光学系からの照明光をＲＧＢ用の３つの光変調素子６１Ｒ、Ｇ、Ｂに導くとともに、この３つの光変調素子からの画像光を合成して投射レンズユニット（投射光学系）５に導く色分離合成光学系が構成される。

すなわち、プロジェクタＰは、液晶パネル（光変調素子）と、ランプ１（光源）からの光束を液晶パネルに導く照明光学系と、照明光学系からの光束を複数の色光に分離する色分離合成系を備える。

本実施例において、偏光変換素子４５はＰ偏光をＳ偏光に変換するが、ここでいうＰ偏光とＳ偏光は、偏光変換素子４５における光の偏光方向を基準として述べている。一方、ダイクロイックミラー５８に入射する光は、第１及び第２偏光ビームスプリッタ６０，６６での偏光方向を基準として考え、Ｐ偏光光であるとする。すなわち、本実施例では、偏光変換素子４５から射出された光をＳ偏光光とするが、同じＳ偏光光をダイクロイックミラー５８に入射する場合はＰ偏光光として定義する。

次に、光学的な作用を説明する。

発光管４１から発した光はリフレクタ４２により所定の方向に集光される。リフレクタ４２は放物面形状の凹面鏡を有し、放物面の焦点位置からの光は該放物面の対称軸に平行な光束となる。但し、発光管４１からの光源は理想的な点光源ではなく、有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物面の対称軸に平行でない光の成分も多く含まれている。これらの光束は、第１シリンダアレイ４３ａに入射する。第１シリンダアレイ４３ａに入射した光束は、シリンダレンズセルの数に応じた複数の光束に分割されて集光され、垂直方向に並ぶ帯状の複数の光束となる。そして、これら複数の分割光束は、紫外線吸収フィルタ４４及び第２シリンダアレイ４３ｂを経て、複数の光源像を偏光変換素子４５の近傍に形成する。

偏光変換素子４５は、偏光分離面と反射面と１／２波長板とを有する。複数の光束は、それぞれの列に対応した偏光分離面に入射し、これを透過するＰ偏光成分とここで反射するＳ偏光成分とに分割される。反射されたＳ偏光成分は反射面で反射し、Ｐ偏光成分と同じ方向に射出する。一方、偏光分離面を透過したＰ偏光成分は、１／２波長板を透過してＳ偏光成分と同じ偏光成分に変換される。こうして、同じ偏光方向を有する複数の光束が射出する。

偏光変換された複数の光束は、偏光変換素子４５から射出した後、フロントコンプレッサ４６で圧縮され、反射ミラー４７によって８８度反射され、第３シリンダアレイ４３ｃに入射する。

第３シリンダアレイ４３ｃに入射した光束は、シリンダレンズセルの数に応じた複数の光束に分割されて集光され、水平方向に並ぶ帯状の複数の光束となる。該複数の分割光束は、第４シリンダアレイ４３ｄ及びコンデンサーレンズ４８を介してリアコンプレッサ４９に入射する。

フロントコンプレッサ４６、コンデンサーレンズ４８及びリアコンプレッサ４９の光学作用によって、複数の光束によって形成される矩形像は互いに重なり合い、矩形の均一な明るさの照明エリアを形成する。この照明エリアに、反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂが配置される。

偏光変換素子４５によってＳ偏光とされた光は、ダイクロイックミラー５８に入射する。以下、ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光の光路について説明する。

ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光は、入射側偏光板５９に入射する。Ｇ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＰ偏光（偏光変換素子４５を基準とする場合はＳ偏光）となっている。そして、Ｇ光は入射側偏光板５９から射出した後、第１偏光ビームスプリッタ６０に対してＰ偏光として入射し、その偏光分離面を透過してＧ用反射型液晶パネル６１Ｇへと至る。

ここで、プロジェクタＰのＩＦ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）基板２５には、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ、スマートフォン、タブレット端末等の画像供給装置８００が接続されている。制御基板１１は、画像供給装置８００から入力された画像情報に基づいて反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂを駆動し、これらに各色用の原画を形成させる。これにより、各反射型液晶パネルに入射した光は、反射されるとともに原画に応じて変調（画像変調）される。画像供給装置８００とプロジェクタＰとにより画像表示システムが構成される。

Ｇ用反射型液晶パネル６１Ｇにおいては、Ｇ光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧ光のうちＰ偏光成分は、再び第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＧ光のうちＳ偏光成分は、第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面で反射され、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

このとき、すべての偏光成分をＰ偏光に変換した状態（黒を表示した状態）において、第１偏光ビームスプリッタ６０とＧ用反射型液晶パネル６１Ｇとの間に設けられた１／４波長板６２Ｇの遅相軸を所定の方向に調整する。これにより、第１偏光ビームスプリッタ６０とＧ用反射型液晶パネル６１Ｇで発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることができる。

第１偏光ビームスプリッタ６０から射出したＧ光は、ダイクロイックプリズム６９に対してＳ偏光として入射し、該ダイクロイックプリズム６９のダイクロイック膜面で反射して投射レンズユニット５へと至る。

一方、ダイクロイックミラー５８で反射したＲ光とＢ光は、トリミングフィルタ６４ａに入射する。Ｒ光とＢ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＰ偏光となっている。そして、Ｒ光とＢ光は、トリミングフィルタ６４ａでオレンジ光成分がカットされた後、入射側偏光板６４ｂを透過し、色選択性位相差板６５に入射する。

色選択性位相差板６５は、Ｒ光の偏光方向のみを９０度回転させる作用を有し、これによりＲ光はＳ偏光として、Ｂ光はＰ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射する。

Ｓ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＲ光は、該第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射され、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＢ光は、該第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過してＢ用反射型液晶パネル６１Ｂへと至る。

Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒに入射したＲ光は、画像変調されて反射される。画像変調されたＲ光のうちＳ偏光成分は、再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射されて光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＲ光のうちＰ偏光成分は、第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過して、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

また、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂに入射したＢ光は、画像変調されて反射される。画像変調されたＢ光のうちＰ偏光成分は、再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＢ光のうちＳ偏光成分は、第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射して、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

このとき、第２偏光ビームスプリッタ６６とＲ用，Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｂとの間に設けられた１／４波長板６２Ｒ，６２Ｂの遅相軸を調整することにより、Ｇ光の場合と同じように、Ｒ，Ｂ光それぞれの黒表示状態での調整を行うことができる。

こうして１つの光束に合成されて第２偏光ビームスプリッタ６６から射出したＲ光とＢ光は、射出側偏光板６８Ｂで検光されてダイクロイックプリズム６９に入射する。また、Ｒ光はＰ偏光のまま射出側偏光板６８Ｂを透過して、ダイクロイックプリズム６９に入射する。

射出側偏光板６８Ｂで検光されることにより、Ｂ光は、該Ｂ光が第２偏光ビームスプリッタ６６、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂ及び１／４波長板６２Ｂを通ることによって生じた無効な成分がカットされた光となる。

そして、ダイクロイックプリズム６９に入射したＲ光とＢ光は、ダイクロイック膜面を透過して、該ダイクロイック膜面にて反射したＧ光と合成されて投射レンズユニット５に至る。

そして、合成されたＲ，Ｇ，Ｂ光は、投射レンズユニット５によってスクリーンなどの被投射面に拡大投影される。

以上説明した光路は、反射型液晶パネルが白表示状態の場合である。以下では、反射型液晶パネルが黒表示状態の場合での光路について説明する。

まず、Ｇ光の光路について説明する。ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光のＰ偏光光は、入射側偏光板５９に入射し、その後第１偏光ビームスプリッタ６０に入射してその偏光分離面で透過され、Ｇ用反射型液晶パネル６１Ｇへと至る。しかし、反射型液晶パネル６１Ｇが黒表示状態であるため、Ｇ光は画像変調されずに反射される。このため、Ｇ用反射型液晶パネル６１Ｇで反射された後も、Ｇ光はＰ偏光光のままである。したがって、Ｇ光は再び第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面を透過し、入射側偏光板５９を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。

次に、Ｒ光とＢ光の光路について説明する。ダイクロイックミラー５８で反射したＲ光とＢ光のＰ偏光光は、入射側偏光板６４ｂに入射する。そして、入射側偏光板６４ｂから射出した後、色選択性位相差板６５に入射する。色選択性位相差板６５は、Ｒ光の偏光方向のみを９０度回転する作用を持つため、Ｒ光はＳ偏光として、Ｂ光はＰ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射する。

Ｓ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＲ光は、その偏光分離面で反射され、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＢ光は、その偏光分離面を透過してＢ用反射型液晶パネル６１Ｂへと至る。

ここで、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒは黒表示状態であるため、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒに入射したＲ光は画像変調されないまま反射される。このため、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒで反射された後も、Ｒ光はＳ偏光光のままである。したがって、Ｒ光は再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射し、入射側偏光板６４ｂを通過して光源側に戻され、投射光から除去される。これにより、黒表示がなされる。

一方、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂに入射したＢ光は、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂが黒表示状態であるため、画像変調されないまま反射される。このため、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂで反射された後も、Ｂ光はＰ偏光光のままである。したがって、Ｂ光は再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過し、色選択性位相差板６５によりＰ偏光に変換され、入射側偏光板６４ｂを透過して、光源側に戻され、投射光から除去される。

〔第１実施例〕
図３は本発明の実施例におけるプロジェクタ（投射型表示装置）Ｐの外観を天面側から見た図である。ここで、天面側とは、後述のランプカバーが設けられている側の面とする。

７１はプロジェクタＰ本体の下側を保護するための外装下ケースである。７２はランプユニット４を交換する際に開閉するためのランプカバーである。７３は投射レンズユニット５を保護するためのレンズカバーである。７４はエアフィルタ１８を保護するための吸気カバーである。７５は排気口１７ｂに取り付いている排気カバーである。７６はプロジェクタＰの状態を示すために外装上ケース１７に設けられているインジケータである。１７ｃ（１７ｃＬ、１７ｃＲ）は反転据え置きにした上で投射する際に不図示の調整脚を取り付けるための外装上ケース１７に設けられた調整脚用ねじ穴である。

図４は本発明の実施例におけるプロジェクタＰの外観を底面側から見た図である。

７７は据え置きする際に、設置する設置足である。７１ａ（７１ａＬ、７１ａＲ）はプロジェクタＰを天井に吊るされた状態で投射するための天吊り金具を取り付けるための外装下ケース７１に設けられた天吊り金具固定用の調整ねじ穴である。

図５は本発明の第１実施例における折り返しミラーユニット８０の分解斜視図である。

８０は、縦長画像の投射を実現するために投射レンズユニット５の前側に設けられる折り返しミラーユニットである。８１は投射レンズより拡大投影された映像を折り返すための折り返しミラー（反射部材）である。８２は折り返しミラーを保持するためのミラーホルダである。８２ａはミラーホルダの両側に設けられている軸である。８２ｂは後述するフロントシャーシ９２に対して取り付けられるねじ穴である。８２ｃは折り返しミラー８１を保持するために設けられたねじ穴である。８３は折り返しミラー８２の四隅に設けられるゴムである。８４は四隅に設けられたゴム８３を付勢させるための板ばねである。８４ａは後述するねじ８５を挿入するための挿入孔が設けられている。８５は板ばね８４をゴム８３に対して付勢させた状態で保持するためのビスである。

図６は本発明の第１実施例におけるポートレートユニット（光学装置）Ｕの分解斜視図である。

９１はリアシャーシである。９１ａはミラーホルダ８２の軸８２ａを挿入するための挿入孔である。９１ｂは後述するアッパーシャーシ９４を取り付けるために設けられたビス穴である。９１ｃは後述するローアーシャーシ９６を取り付けるために設けられたビス穴である。

９２はフロントシャーシである。９２ａはミラーホルダ８２の軸８２ｂを挿入するための挿入孔である。９２ｂは折り返しミラーユニット８０を所望の角度に調整するために設けられた長穴である。９２ｃは後述するアッパーシャーシ９４を取り付けるために設けられたビス穴である。９２ｄは後述するローアーシャーシ９６を取り付けるために設けられたビス穴である。

９３は折り返しミラー８０を所望の角度に操作するためのノブ付ビスであり、長穴９２ｂを介して、ねじ穴８２ｂに係合する。

９４はアッパーシャーシである。９４ａは後述するアッパーベースプレート９８に設けられた挿入孔９８ａに挿入するための軸である。９４ｂはビス穴９１ｂ、ビス穴９２ｃに取り付けるための挿入孔である。９４は後述するアッパーベースプレート９８に対して取り付けられるビス穴である。

９５はアッパーシャーシ９４をリアシャーシ９１およびフロントシャーシ９２に留めるためのビスである。

９６はローアーシャーシである。９６ａは後述するローアーベースプレート９９に設けられた挿入孔９９ａに挿入するための軸である。９６ｂはビス穴９１ｃ、ビス穴９２ｄに取り付けるための挿入孔である。

すなわち、一体化部材（第３の支持部材）２００は、リアシャーシ９１、フロントシャーシ９２、アッパーシャーシ９４、ローアーシャーシ９６を含み、各シャーシがビスによって接合されることで枠体となっている。

９７はローアーシャーシ９６をリアシャーシ９１およびフロントシャーシ９２に留めるためのビスである。

９８はアッパーシャーシ９４およびプロジェクタＰ本体に取り付けられるアッパーベースプレート（第１の支持部材）である。９８ａは軸９５ａを挿入するために設けられた挿入孔である。９８ｂは折り返しミラーユニット８０、リアシャーシ９１、フロントシャーシ９２、アッパーシャーシ９４、ローアーシャーシ９６の一体化部分を所望の角度に調整するために設けられた長穴である。９８ｃ（９８ｃＬ，９８ｃＲ）はプロジェクタＰ本体に取り付けるための取付穴である。

９９はローアーシャーシ９５およびプロジェクタＰ本体に取り付けられるローアーベースプレート（第２の支持部材）である。９９ａは軸９６ａを挿入にするために設けられた挿入孔である。９９ｃ（９９ｃＬ、９９ｃＲ）はプロジェクタＰ本体に取り付けるための取付穴である。

１００は折り返しミラーユニット８０、リアシャーシ９１、フロントシャーシ９２、アッパーシャーシ９４、ローアーシャーシ９６の一体化部分を所望の角度に調整するためのノブ付ビスである。

図７は本発明の第１実施例におけるポートレートユニットＵの組立図である。図７において、折り返しミラー８１の長辺方向と平行な方向をｙ軸方向とし、ｙ軸方向と直交し、アッパーベースプレート９８及びローアーベースプレート９９の面と平行な方向をｘ軸方向とし、ｘ軸方向及びｙ軸方向と直交する軸方向をｚ軸方向とした。

折り返しミラーユニット８０が軸８２ａを中心として回動可能となっている。そのため、フロントプレート９２に設けられた長穴９２ｂの範囲で折り返しミラー８１をｘｚ平面において角度調整が可能となった。

一方、折り返しミラーユニット８０、リアシャーシ９１、フロントシャーシ９２、アッパーシャーシ９４、ローアーシャーシ９６の一体化部分は、軸９４ａを中心として回動可能となっている。そのため、ローアーベースプレート９９に設けられた長穴９９ｂの範囲で折り返しミラーユニット８０、リアシャーシ９１、フロントシャーシ９２、アッパーシャーシ９４、ローアーシャーシ９６の一体化部分をｘｙ平面において角度調整が可能となった。言い換えれば、折り返しミラー８１をｘｙ平面において角度調整が可能となった。

すなわち、本実施例に示す構成によって、折り返しミラー８１は２方向に回動可能であるために細かな調整が可能となり、高精度な投射画像を投射することが可能となる。

言い換えれば、ポートレートユニットＵは、折り返しミラー８１が回動可能なように折り返しミラー８１を支持する一体化部材２００を備える。そして、折り返しミラー８１は、一体化部材２００を介して、アッパーベースプレート９８及びローアーベースプレート９９に支持されている。さらに、アッパーベースプレート９８及びローアーベースプレート９９は、一体化部材２００が回動可能なように一体化部材２００を支持する。

さらに言い換えれば、折り返しミラー８１は、長辺方向（図５に示す方向８１Ｌ）と短辺方向（図５に示す方向８１Ｓ）を備えるミラーであり、一体化部材２００は枠体である。また、折り返しミラー８１は、折り返しミラー８１の長辺方向と平行な軸を中心に回動可能であり、枠体は、折り返しミラー８１の短辺方向と平行な軸を中心に回動可能である。

なお、折り返しミラー８１の長辺方向とは、図５に示すように、折り返しミラー８１の厚みを除く寸法のうち、長い方の辺と平行な方向８１Ｌである。同様に、折り返しミラー８１の厚みを除く方向のうち、短い方の辺と平行な方向８１Ｓである。

図８は本発明の第１実施例におけるポートレートユニットＵがプロジェクタＰ本体に取り付けられた図である。

１０１（１０１Ｌ、１０１Ｒ）はアッパーベースプレート９８をプロジェクタＰに固定するためのビスであって、外装上ケース１７に設けられた調整脚用ねじ穴１７ｃにて固定されたビスである。一方、ローアーベースプレート９９は、図６に示すように、ビス１０２（１０２Ｌ、１０２Ｒ）によってプロジェクタＰに固定され、ビス１０２は、天吊り金具用の調整ねじ穴７１ａにて固定される。

すなわち、プロジェクタＰは、ローアーベースプレート９９に設けられている取付穴９９ｃＬ（第１の開口部）に対応する調整ねじ穴７１ａＬ（第１の凹部）を備える。さらに、ローアーベースプレート９９に設けられている取付穴９９ｃＲ（第２の開口部）に対応する調整ねじ穴７１ａＲ（第２の開口部）を備える。そして、取付穴９９ｃＬ及び取付穴９９ｃＲは、ローアーベースプレート９９をプロジェクタＰに固定する際に用いられるとともに、プロジェクタＰを天井から吊るす際にも用いられる。

ここで、ローアーベースプレート９９に設けられている取付穴９９ｃＬに対応する調整ねじ穴７１ａＬとは、ローアーベースプレート９９をプロジェクタＰに固定する際に、取付穴９９ｃＬと調整ねじ穴７１ａの重心位置が一致することを示す。ローアーベースプレート９９に設けられている取付穴９９ｃＲに対応する調整ねじ穴７１ａＲについても同様である。

言い換えると、プロジェクタＰは、ローアーベースプレート９９に設けられている取付穴９９ｃＬ（第１の開口部）に対応する調整ねじ穴７１ａＬ（第１の凹部）を備える。さらに、ローアーベースプレート９９に設けられている取付穴９９ｃＲ（第２の開口部）に対応する調整ねじ穴７１ａＲ（第２の開口部）を備える。

さらに、プロジェクタＰは、調整ねじ穴７１ａＬに係合可能なビス１０２Ｌ（第１の凸部）と、調整ねじ穴７１ａＲに係合可能なビス１０２Ｒ（第２の凸部）と、を備える。そして、ビス１０２Ｌ及びビス１０２Ｒは、ローアーベースプレート９９をプロジェクタＰに固定する際に調整ねじ穴７１ａＬ及び調整ねじ穴７１ａＲに係合する。さらに、ビス１０２Ｌ及びビス１０２Ｒは、プロジェクタＰを天井から吊るす際に調整ねじ穴７１ａＬ及び調整ねじ穴７１ａＲに係合し、プロジェクタＰの自重を支持する。

すなわち、本実施例で示す構成では、調整ねじ穴７１ａは、ローアーベースプレート９９をプロジェクタＰに固定するという機能と、天井吊り金具をプロジェクタＰに固定する機能という複数の機能を有する。言い換えれば、調整ねじ穴７１をローアーベースプレート９９固定時と、天井吊り金具固定時で兼用することが可能である。つまり、ポートレートユニットＵをプロジェクタＰに固定する際に、新しく調整ねじ穴を設ける必要がなく、既存の天井吊り金具用の調整ねじ穴を利用することが可能である。

以上のように、本実施例では、プロジェクタＰに装着可能なポートレートユニットＵが、プロジェクタＰからの光束を反射する折り返しミラー８１を備える。さらに、折り返しミラー８１の一端側を支持するとともに、プロジェクタＰの一端側に固定可能なアッパーベースプレート９８と、折り返しミラー８１の他端側を支持するとともに、プロジェクタＰの他端側に固定可能なローアーベースプレート９９と、を備える。

ここで、折り返しミラー８１の一端側とは、折り返しミラー８１の側面のうち、アッパーベースユニット９８と向かい合う側面（図５に示す側面Ｓ１）の側を示す。同様に、折り返しミラー８１の他端側とは、折り返しミラー８１の側面のうち、ローアーベースユニット９９と向かい合う側面（側面Ｓ１の反対側の側面）の側を示す。

さらに、プロジェクタＰの一端側とは、プロジェクタＰの面のうち、アッパーベースユニット９８が固定されている面（図８に示す面Ｓ３）の側を示す。同様に、プロジェクタＰの他端側とは、プロジェクタＰの面のうち、ローアーベースユニット９９が固定されている面（面Ｓ３の反対側の面）の側を示す。

また、プロジェクタＰは、ポートレートユニットＵと、液晶パネルと、ランプ１からの光束を液晶パネルに導く照明光学系と、照明光学系からの光束を複数の色光に分離するとともに、ポートレートユニットＵに導く色分離合成系と、を備えていても良い。

このように、ポートレートユニットＵとプロジェクタＰ本体が天面及び底面で機械的結合されることで、剛性が高くなる。そのため、ガタの発生が抑えられ、高精度に投射することが可能となる。

〔第２実施例〕
以下、図９を参照して、本発明の第２実施例で示すポートレートユニットＵついて説明する。

図９は本実施例におけるポートレートユニットＵを示す図である。

１１１は後述するアッパーベースプレート１１２とローアーベースプレート１１３と共に固定される補強板金（第４の支持部材）である。言い換えれば、補強板金１１１は、アッパーベースプレート（第１の支持部材）１１２及びローアーベースプレート（第２の支持部材）１１３を支持する。

１１１ａ及び１１１ｂは、補強板金１１１を後述するアッパーベースプレート１１２およびローアーベースプレート１１３に対して取り付けられるための挿入孔である。

１１２はアッパーシャーシ９４およびプロジェクタＰ本体に取り付けられるアッパーベースプレートである。１１２ｃ（１１２ｃＬ、１１２ｃＲ）はプロジェクタＰ本体に取り付けるための取付穴である。１１２ｂは補強板金１１１を取り付けるためのビス穴である。

１１３はローアーシャーシ９５およびプロジェクタＰ本体に取り付けられるローアーベースプレートである。１１３ｃ（１１３ｃＬ、１１３ｃＲ）はプロジェクタＰ本体に取り付けるための取付穴である。また、ローアーベースプレート１１３にも補強板金１１１を取り付けるための不図示のビス穴が設けられている。

すなわち、補強板金１１１がアッパーベースプレート１１２とローアーベースプレート１１３に対して固定される。このため、前述の第１実施例と比較して、プロジェクタＰの高さ方向に対して剛性が上がるため、よりガタの発生が抑えられ、より高精度に投射画像を投射することが可能となる。

〔他の実施形態〕
前述した実施例では、光源としてランプ１を用いたプロジェクタＰの構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。高精度に投射画像を投射することを可能にした光学装置及びこれを用いた投射型表示装置であれば、例えば、光源は、青色光を発するレーザーダイオードと、レーザーダイオードからの青色光の波長を変換する蛍光体と、を備える構成等であっても良い。

また、前述した実施例では、照明光学系に、シリンドリカルレンズセルを複数有するシリンダレンズアレイを用いた構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。照明光学系は、例えば、複数のフライアイレンズアレイを用いた構成等であっても良い。

８１ 折り返しミラー（反射部材）
９８ アッパーベースプレート（第１の支持部材）
９９ ローアーベースプレート（第２の支持部材）

Claims (11)

1. 投射型表示装置に装着可能な光学装置であって、
   前記投射型表示装置からの光束を反射する反射部材と、
   前記反射部材の一端側を支持するとともに、前記投射型表示装置の一端側に固定可能な第１の支持部材と、
   前記反射部材の他端側を支持するとともに、前記投射型表示装置の他端側に固定可能な第２の支持部材と、を備え、
   前記反射部材は、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とで支持される軸を中心に、前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材にそれぞれ設けられた開口部の幅の範囲内で回動するように設けられている
   ことを特徴とする光学装置。
2. 前記第１の支持部材の開口部及び前記第２の支持部材の開口部にそれぞれビスが挿入されることで、前記反射部材が前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材にそれぞれ設けられた開口部の幅の範囲内で回動するように設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記第１の支持部材の開口部に挿入されたビスには、前記開口部の幅の範囲内で操作されることで、前記反射部材を所望の角度に調整するためのノブが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
4. 前記反射部材が回動可能なように前記反射部材を支持する第３の支持部材をさらに備え、
   前記反射部材は、前記第３の支持部材を介して、前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材に支持されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学装置。
5. 前記反射部材は、長辺方向と短辺方向を備えるミラーであり、
   前記第３の支持部材は、枠体であって、
   前記ミラーは前記長辺方向と平行な軸を中心に回動可能であり、
   前記枠体は、前記ミラーの短辺方向と平行な軸を中心に回動可能である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の光学装置。
6. 投射型表示装置に装着可能な光学装置であって、
   前記投射型表示装置からの光束を反射する反射部材と、
   前記反射部材を支持する第３の支持部材と、
   前記第３の支持部材の一端側を支持するとともに、前記投射型表示装置の一端側に固定可能な第１の支持部材と、
   前記第３の支持部材の他端側を支持するとともに、前記投射型表示装置の他端側に固定可能な第２の支持部材と、を有し、
   前記反射部材は、前記第３の支持部材で支持される第１軸を中心に回動可能であり、かつ、前記第３の支持部材は、前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材で支持される第２軸を中心に回動可能であることを特徴とする光学装置。
7. 前記第３の支持部材は、前記第２軸を中心に回動する際に、前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材にそれぞれ設けられた開口部の幅の範囲内で回動するように設けられていることを特徴とする請求項６に記載の光学装置。
8. 前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材を支持する第４の支持部材をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学装置を着脱可能な投射型表示装置。
10. 前記第２の支持部材に設けられている第１の開口部に対応する第１の凹部と、
    前記第２の支持部材に設けられている第２の開口部に対応する第２の凹部と、をさらに備え、
    前記第１の凹部及び前記第２の凹部は、前記第２の支持部材を前記投射型表示装置に固定する際に用いられるとともに、前記投射型表示装置を天井から吊るす際にも用いられる、
    ことを特徴とする請求項９に記載の投射型表示装置。
11. 前記第２の支持部材に設けられている第１の開口部に対応する第１の凹部と、
    前記第２の支持部材に設けられている第２の開口部に対応する第２の凹部と、
    前記第１の凹部に係合可能な第１の凸部と、
    前記第２の凹部に係合可能な第２の凸部と、をさらに備え、
    前記第１の凸部及び前記第２の凸部は、前記第２の支持部材を前記投射型表示装置に固定する際に前記第１の凹部及び前記第２の凹部に係合するとともに、前記投射型表示装置を天井から吊るす際に前記第１の凹部及び前記第２の凹部に係合し、前記投射型表示装置の自重を支持する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の投射型表示装置。

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