JP6471570B2 - 投写光学装置およびプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、投写光学装置、および投写光学装置を備えたプロジェクターに関する。

従来、光源から射出される光（射出光）を画像情報に応じて光変調装置で変調し、投写光学装置で拡大投写するプロジェクターが知られている。また、プロジェクターには、スクリーン等の投写面に、近距離から広画角で投写するものがある。このようなプロジェクターでは、近距離で広画角な投写が可能な投写光学装置として、短焦点の投写光学装置が用いられている。なお、近年、近距離で広画角とするための投写光学系は、屈折光学系と共に、屈折・反射複合光学系が用いられている。

反射光学系は反射ミラーを備えて構成されている。反射ミラーは、非球面を有し、屈折光学系から射出された画像光を広画角で反射させて近距離でスクリーン等の投射面に投写させる光学部品である。このため、反射ミラーは高精度な位置調整が必要となる。

特許文献１では、広角性を損なうことなく、小さいミラーを搭載し、良好な画像が得られる安価かつコンパクトなミラー型の投射光学系が開示されている。

特開２０１２−２０３１３９号公報

投写光学装置の各種の光学調整を行う場合、マスターとなる筐体やレンズやミラーなどを用いずに、実際に製品とする投写光学装置（いわゆる実機）を用いて行う場合がある。例えば、屈折・反射複合光学系の投写光学装置において、屈折光学系の光学調整（フォーカス調整やバックフォーカス調整など）を行う場合、屈折光学系の反射ミラーは、調整用の画像を所定の位置に投写させる目的で使用される。この場合、反射ミラーを、初期的に設定される位置（初期的な基準位置）に保持する構成が必要になるという課題がある。また、屈折光学系の光学調整が終了した後に、反射光学系（反射ミラー）の位置調整を行う場合、反射ミラーの位置調整を高精度で行える機構が必要になるという課題がある。

従って、反射ミラーを初期的な基準位置に保持する構成や、反射ミラーの位置調整を高精度に行える機構を、容易な構成で実現する投写光学装置、および投写光学装置を備えたプロジェクターが要望されていた。

本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る投写光学装置は、複数のレンズを有する屈折光学系、反射ミラーを有する反射光学系、および屈折光学系と反射光学系とを収容する投写光学用筐体を備える投写光学装置であって、反射ミラーは、投写光学用筐体の光軸上に設置されて支点として動作する支点部と、光軸を含む鉛直面上で、支点部に相対する反射ミラーの外周部に設置されて光軸を中心に回転することを規制する回転規制部と、反射ミラーの外周部に設置されて押圧されることで支点部を支点として反射ミラーを移動させる一対の受部と、を備え、投写光学用筐体は、反射ミラーの反射面側から受部を付勢する付勢部材と、付勢部材に付勢された受部の移動を規制する規制板と、付勢部材の付勢方向とは反対方向から付勢部材の付勢力に抗して、規制板に設置されて受部を押圧し、前進および後退することにより、受部を前進および後退させる調整部材と、規制板と受部との間を露出させる開口部と、を備えることを特徴とする。

このような投写光学装置によれば、受部は、規制板により、反射面側から付勢部材に付勢されて移動した場合、規制板に当接等して移動が規制される。また、規制板には、調整部材が付勢方向とは反対方向から設置される。なお、調整部材は前進・後退が可能となっている。そして、調整部材は、前進・後退することにより、受部を押圧し、付勢部材の付勢力に抗して、受部を移動させる。なお、反射ミラーは、受部が移動する場合に、光軸上に設置される支点部を支点とし、光軸を含む鉛直面上で、支点部に相対する反射ミラーの外周部に設置される回転規制部により、光軸を中心に回転することを規制されながら移動する。そして、受部は一対備えられているため、調整部材の前進および後退する量をそれぞれ調整することで、受部の移動量をそれぞれ調整することができる。この構成により、投写光学装置は、反射ミラーの位置調整を高精度に行うことが可能となる。

また、規制板と受部との間を露出させる開口部を備えているため、開口部から、例えばゲージ等の所定の寸法を有する部材を挿入し、露出する規制板と受部との間にゲージを差し込むことが可能となる。この場合、ゲージは受部を押圧し、付勢部材の付勢力に抗して、受部を移動させることで差し込む。これにより、容易に、反射ミラーを初期的な基準位置に保持することができる。このため、実機を用いて、屈折光学系の光学調整（フォーカス調整やバックフォーカス調整など）を行う場合、調整用の画像を所定の位置に投写させることが容易となる。
従って、このような投写光学装置によれば、反射ミラーを初期的な基準位置に保持する構成や、反射ミラーの位置調整を高精度に行える機構を、容易な構成で実現することができる。

［適用例２］上記適用例に係る投写光学装置において、支点部は球面形状を有する第１突起部を備え、回転規制部は円柱形状を有する第２突起部を備え、投写光学用筐体は、第１突起部を摺動可能に保持する支点用受部と、第１突起部を摺動可能に支点用受部に押圧する支点押圧板と、第２突起部の光軸を中心とした回転方向の移動を規制する回転規制用受部と、を備えていることが好ましい。

このような投写光学装置によれば、支点部は球面形状を有する第１突起部を備える。そして、第１突起部は、支点押圧板に押圧されて、支点用受部に摺動可能に設置される。これにより、支点部は、反射ミラーをいずれの方向にも移動（回転）可能に支持する。また、回転規制部は円柱形状を有する第２突起部を備える。そして、第２突起部は、回転規制用受部に、光軸を中心とした回転方向の移動を規制されて設置される。これにより、回転規制部は、反射ミラーを回転規制用受部に沿った方向に移動や回転可能に支持する。これにより、反射ミラーの位置調整を行う場合、支点部を摺動可能な中心位置とし、回転規制部および回転規制用受部で反射ミラーの移動方向を規制することができる。従って、反射ミラーの高精度な位置調整を効率的に行うことができる。

［適用例３］上記適用例に係る投写光学装置において、受部は、支点部の中心を通る鉛直線に対して対称に設置されていることが好ましい。

このような投写光学装置によれば、一対の受部は、支点部の中心を通る鉛直線に対して対称に設置されることにより、支点部を支点として、回転規制部に規制され、それぞれ反対方向に移動させることができ、効率的な調整が行える。また、調整部材の調整量と受部の移動量とがそれぞれで同様となるため、調整を容易とすることができる。

［適用例４］上記適用例に係る投写光学装置において、付勢部材はコイルバネで構成され、調整部材はネジ部材で構成されていることが好ましい。

このような投写光学装置によれば、付勢部材はコイルバネで構成されるため、簡易な構成で受部を付勢することができる。また、調整部材はネジ部材で構成されるため、簡易な構成で調整部材を構成することができる。また、ネジ部材を回動させるという容易な動作により、ネジ部材を規制板に設置することや、前進および後退させることができる。

［適用例５］本適用例に係るプロジェクターは、光を射出する光源装置と、光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置で変調された変調光を投写する、上述したいずれかに記載の投写光学装置と、を備えていることを特徴とする。

このようなプロジェクターによれば、反射ミラーを初期的な基準位置に保持する構成や、反射ミラーの位置調整を高精度に行える機構を、容易な構成で実現する投写光学装置を備えるため、投写画像の光学的品質を大幅に向上させることができる。

本実施形態に係るプロジェクターの使用形態を示す斜視図。 プロジェクターの光学ユニットを模式的に示す図。 投写光学装置の斜視図。 投写光学装置の概断面図。 反射ミラーをミラー収容部に設置するための構成部材の分解斜視図。 反射ミラーを後側から見た状態の斜視図。 反射ミラーの位置調整の仕方を説明する図。 反射ミラーを所定の基準位置に保持する仕方を説明する図。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

〔実施形態〕

〔プロジェクター１の使用形態と動作〕
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の使用形態を示す斜視図である。なお、プロジェクター１には、本実施形態に係る投写光学装置５がプロジェクター１の外装筐体１０の内部に備えられている。

本実施形態のプロジェクター１は、図１に示すように、壁面Ｗに設置される支持装置ＳＤに、底面１Ａが上側となり、上面１Ｂが下側となるように支持されて設置される。また、投写面としてのスクリーンＳＣは、プロジェクター１の設置される壁面Ｗの下側で、プロジェクター１に近づいた位置に設置される。

プロジェクター１は、光源装置３１から射出された射出光を、画像情報に応じて光変調装置としての液晶パネル３５１で変調し、変調光を画像光として投写光学装置５（いずれも図２を参照）を介して拡大投写する装置である。なお、プロジェクター１は、投写光学装置５の反射光学系（反射ミラー７０（図２以降を参照））で反射された画像光（投写光）を底面１Ａの反対側からスクリーンＳＣに投写する。本実施形態のプロジェクター１は、スクリーンＳＣに対して近距離から大画面（広画角）で投写する、いわゆる短焦点型のプロジェクターとして構成されている。

〔プロジェクター１の光学ユニット３の構成と動作〕
図２は、プロジェクター１の光学ユニット３を模式的に示す図である。光学ユニット３は、制御部（図示省略）による制御に基づいて動作し、画像情報に応じて画像光を形成するものである。光学ユニット３は、図２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、重畳レンズ３２４、および平行化レンズ３２５を有する照明光学装置３２とを備えている。また、光学ユニット３は、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とを備えている。

また、光学ユニット３は、光変調装置としての３つの液晶パネル３５１（赤色光（Ｒ光）用の液晶パネルを３５１Ｒ、緑色光（Ｇ光）用の液晶パネルを３５１Ｇ、青色光（Ｂ光）用の液晶パネルを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を有する電気光学装置３５を備えている。また、光学ユニット３は、投写光学装置５と、各光学装置３１〜３５を収容する光学部品用筐体３６とを備えている。

光学ユニット３は、上述した構成により、光源装置３１から射出されて照明光学装置３２を介した光を、色分離光学装置３３で、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の３つの色光に分離する。また、分離された各色光は、各液晶パネル３５１で画像情報に応じてそれぞれ変調され、色光毎の変調光として形成される。色光毎の変調光は、クロスダイクロイックプリズム３５４に入射して画像光として合成され、投写光学装置５を介してスクリーンＳＣ（図１）等に拡大投写される。なお、上述した各光学装置３１〜３５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。

〔投写光学装置５の概要〕
図３は、投写光学装置５の斜視図である。図４は、投写光学装置５の概断面図である。なお、図３は、投写光学装置５を前側の上側から見た斜視図である。図４は、投写光学装置５を光軸Ｃに沿って上下方向に切断した断面図である。図３、図４を参照して、投写光学装置５を構成する各部材の構成と動作を含めて投写光学装置５を概略説明する。

なお、図３以降では、説明の便宜上、投写光学装置５の屈折光学系（第１光学系６）に画像光が入射する入射側を後側、第１光学系６から画像光が射出される射出側を前側とする。また、図３に示す図で、紙面の上方向を上側、下方向を下側とする。また、第１光学系６から画像光が射出される射出側に相対して見た場合の左右方向を左側、右側として適宜使用する。従って、図１に示す使用状態において、投写光学装置５は、上下左右を逆転させた状態で設置されることになる。なお、これは、プロジェクター１の上下左右を逆転させた状態となる。

投写光学装置５は、図３、図４に示すように、投写光学系として、第１光学系６（屈折光学系）と第２光学系７（反射光学系）とを併せた光学系として構成されている。本実施形態の投写光学装置５は、クロスダイクロイックプリズム３５４から射出された画像光を、第１光学系６で屈折させ、反射ミラー７０で構成される第２光学系７で反射させてスクリーンＳＣに投写する。投写光学装置５は、第１光学系６として、１つあるいは複数のレンズを１つのレンズ群とする複数のレンズ群を備えており、これらのレンズ群が光軸Ｃに沿って配置されている。なお、本実施形態の投写光学装置５は、短焦点の投写光学装置として構成され、第１光学系６は、入射する画像光をフォーカス調整する機能を有している。

投写光学装置５は、装置のベースとなる投写光学用筐体５１と、投写光学用筐体５１に収容される第１光学系６および第２光学系７と、を備えて概略構成されている。また、投写光学用筐体５１は、第１光学系６および第２光学系７を収容する下側筐体５２と、下側筐体５２の上部を覆うと共に透光板５４を保持する上側筐体５３とを備えている。なお、上側筐体５３に保持される透光板５４は、反射ミラー７０で反射された反射光（投写光）を透過する。透光板５４を透過した投写光はスクリーンＳＣに画像として投写される。

第１光学系６は、案内筒６５、カム筒６６、および光軸Ｃに沿って前側から順に配置される第１レンズ群Ｌ１〜第４レンズ群Ｌ４と、対応するレンズ群Ｌ１〜Ｌ４をそれぞれ保持する第１レンズ枠６１〜第４レンズ枠６４と、を備えている。また、第２光学系７は、非球面の反射ミラー７０を備えている。

投写光学装置５は、第１光学系６で、第４レンズ群Ｌ４から入射した画像光を光学的に処理した後、第１レンズ群Ｌ１から第２光学系７の反射ミラー７０に射出し、射出された画像光を反射ミラー７０で反射して第１レンズ群Ｌ１の上方向に投写光として射出する。なお、第１レンズ群Ｌ１が、反射ミラー７０に光を射出する第１光学系６の最前段となる。

〔下側筐体５２の概構成〕
投写光学用筐体５１の下側筐体５２は、入射側端部に配置されるフランジ５２１と、フランジ５２１から前側に延設する第１収容部５２２と、第１収容部５２２に延設して前側に拡がる第２収容部５２３とで構成されている。フランジ５２１には、平面視矩形状に形成され、電気光学装置３５が後端面に固定される。また、フランジ５２１の中央部には、挿通穴５２１１を有して、第４レンズ群Ｌ４を保持する第４レンズ枠６４の後側が挿通される。

第１収容部５２２は、概円筒状で、中心軸を境に上側が切り取られた概ね半円筒状に形成され、内部に第１光学系６が収容される。また、第１収容部５２２の上端部で、前側、後側には、投写光学装置５をプロジェクター１内部の固定部材（図示省略）に固定するための固定部５２２１が形成されている。

第２収容部５２３は、前側に拡がる筒状で、中心軸を境に上側が切り取られた概ね半円筒状（半円錐台形状）に形成される。第２収容部５２３の前側端部５２３１は開口され、反射ミラー７０が前側端部５２３１の近くの内面に設置される。なお、第２収容部５２３の反射ミラー７０が収容される領域をミラー収容部５５とする。ミラー収容部５５の構成の詳細は後述する。

〔上側筐体５３の概構成〕
投写光学用筐体５１の上側筐体５３は、下側筐体５２の上部で、第２収容部５２３の前側端部５２３１から第１収容部５２２の前側中ほどまでを覆うように設置される。また、上側筐体５３は、反射ミラー７０で反射された投写光を透過させる矩形状の透明な透光板５４を、投写光束の中心を結んだ線である投写光軸に略垂直となる角度で保持する透光板保持部５３１と、透光板５４を透過した投写光を遮らない角度で形成される傾斜部５３２とを備えて概ね構成されている。

上側筐体５３は、下側筐体５２の上端部にネジ（図示省略）により固定される。なお、上側筐体５３を下側筐体５２に固定することにより、第１光学系６や第２光学系７から射出された光などの外部への漏れを防ぐことができる。

〔投写光学装置５の光学系の構成と動作〕
案内筒６５には、前側から後側に向けて光軸Ｃの方向に沿って切り欠かれた直進溝６５２１が貫通して形成されている。案内筒６５は、第１レンズ枠６１と第２レンズ枠６２との外周側を覆う。なお、案内筒６５は、下側筐体５２の内部にネジ固定される。

カム筒６６は、円筒状に形成されており、内側に案内筒６５の一部が挿嵌され、案内筒６５に対して光軸Ｃを中心として回動可能となっている。カム筒６６は、内周面に、前側端部から後側に向けて光軸Ｃの方向に沿って切り欠かれた案内溝（図示省略）と、所定の経路で形成されて第１レンズ群Ｌ１〜第３レンズ群Ｌ３の移動動作を規定するカム溝６６３，６６４，６６５とが形成されている。

カム筒６６の外周面には、図示省略するレバー部材を固定する固定部（図示省略）が形成されている。フォーカス調整を行う場合には、レバー部材を回動させることにより、カム筒６６を案内筒６５に対して回動させて調整する。

第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３は、図４に示すように、第１レンズ枠６１、第２レンズ枠６２、第３レンズ枠６３にそれぞれ保持されて、案内筒６５に挿嵌され、光軸Ｃに沿って移動可能に構成されている。各レンズ枠６１，６２，６３には、カムピン６１Ｐ，６２Ｐ，６３Ｐが形成されており、このカムピン６１Ｐ，６２Ｐ，６３Ｐが、案内筒６５の直進溝６５２１と、カム筒６６のカム溝６６３，６６４，６６５とに係合されている。

各レンズ枠６１，６２，６３は、カムピン６１Ｐ，６２Ｐ，６３Ｐがカム筒６６の回動により直進溝６５２１とカム溝６６３，６６４，６６５との交点に誘導されることで光軸Ｃ方向に沿って移動する。この移動により、レンズ群Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が移動することで、画像光のフォーカス調整が行われる。
なお、第４レンズ群Ｌ４は、第４レンズ枠６４に保持されて案内筒６５に挿嵌される。第４レンズ群Ｌ４は、案内筒６５に対して回動させてバックフォーカス調整を行い、調整後、案内筒６５に固定される。

図５は、反射ミラー７０をミラー収容部５５に設置するための構成部材の分解斜視図である。なお、図５は、投写光学装置５を前側の上側から見た状態の斜視図である。図６は、反射ミラー７０を後側から見た状態の斜視図である。図３〜図６を参照して、反射ミラー７０およびミラー収容部５５の構成、組立て、および機能に関して説明する。

〔反射ミラー７０の構成〕
反射ミラー７０は、図５、図６に示すように、後側が所定の非球面形状に形成される湾曲した平面視で概矩形状となるミラー本体７０１と、ミラー本体７０１の後側の非球面形状の領域に反射膜が蒸着されて形成される反射面７０２とを備えている。反射ミラー７０は、ミラー本体７０１の上部の外周端部で、略中央に支点部７１を備えている。支点部７１は、反射ミラー７０がミラー収容部５５に設置された場合に、光軸Ｃに略交差する位置に形成されている。また、支点部７１は、反射ミラー７０の位置調整を行う場合に支点として動作する部分である。

支点部７１は、詳細には、図６に示すように、反射面７０２側に突出して球面形状を有する第１突起部７１１を備えている。また、支点部７１は、図５に示すように、第１突起部７１１の反対方向となる前側で、前側に突出する球面形状を有する押さえ用突起部７１２を備えている。

反射ミラー７０は、ミラー本体７０１の下部の外周端部で、略中央に回転規制部７２を備えている。回転規制部７２は、支点部７１に相対する反射ミラー７０の外周部に形成されている。詳細には、回転規制部７２は、反射ミラー７０がミラー収容部５５に設置された場合に、光軸Ｃを含む鉛直面上に形成される。回転規制部７２は、ミラー本体７０１の下部の外周端部から下方向に延出する円柱形状を有する第２突起部７２１を備えている。回転規制部７２は、反射ミラー７０の位置調整を行う場合に、第２突起部７２１の光軸Ｃを中心とした回転方向の移動を規制することで、反射ミラーの回転方向の移動を規制する部分である。

反射ミラー７０は、ミラー本体７０１の下側で、概ねコーナー部となる外周端部に、外側に延出する一対の受部７３を備えている。受部７３は、支点部７１（第１突起部７１１）の中心位置を通る鉛直線を中心として対称な位置に略対称形状に形成されている。なお、受部７３は、反射ミラー７０がミラー収容部５５に設置された場合に、光軸Ｃに直交する鉛直面に略平行となるように形成されている。

受部７３は、図５に示すように、前面側には、後述する調整用ネジ９が当接する当接面７３１が形成されている。また、後面側には、図６に示すように、後述するコイルバネ８の先端部を受けるバネ受部７３２が凹形状に形成されている。

〔ミラー収容部５５の構成〕
ミラー収容部５５は、下側筐体５２の前側の開口された先端部の内面側に構成され、反射ミラー７０を位置調整可能に保持する。ミラー収容部５５は、図４に示すように、光軸Ｃ上に形成され、支点部７１の第１突起部７１１を摺動可能に受ける支点用受部５５１を備えている。支点用受部５５１は、円錐形状の溝を有して形成され、球面形状を有する第１突起部７１１をこの溝で受ける。また、ミラー収容部５５は、図５に示すように、支点用受部５５１の両側近傍に、後述する支点押圧板４１を固定するための、孔部を有する円柱状の固定用ダボ５５１１を備えている。また、固定用ダボ５５１１に隣接して、支点押圧板４１を固定する場合の基準となる基準用突起５５１２が形成されている。

ミラー収容部５５は、図４、図５に示すように、支点用受部５５１に相対する下側の外周部の内面に、反射ミラー７０の回転規制部７２（第２突起部７２１）を摺動可能に保持する回転規制用受部５５２を備えている。回転規制用受部５５２は、光軸Ｃに沿うように開口先端部から所定の幅の溝を有して形成され、円柱形状を有する第２突起部７２１をこの溝で摺動可能に受ける。

ミラー収容部５５は、図５に示すように、下側の外周部の左右のコーナー近傍に、コイルバネ８を設置するバネ設置部５５３をそれぞれ備えている。バネ設置部５５３は、円筒状に突出して形成されている。バネ設置部５５３には、この円筒状の内部にコイルバネ８が設置される。また、ミラー収容部５５は、バネ設置部５５３の両側近傍に、後述する規制板４２を固定するための、孔部を有する円柱状の固定用ダボ５５３１を備えている。また、固定用ダボ５５３１に隣接して、規制板４２を固定する場合の基準となる基準用突起５５３２が形成されている。

ミラー収容部５５は、図５に示すように、バネ設置部５５３および固定用ダボ５５３１に相対するそれぞれの外周部に、ミラー収容部５５（第２収容部５２３）を貫通する孔で形成される開口部５５４を備えている。開口部５５４は、詳細には、反射ミラー７０および規制板４２がミラー収容部５５に設置された場合に、反射ミラー７０の受部７３と規制板４２との間を露出させる位置に形成されている。

支点押圧板４１は、反射ミラー７０の支点部７１を、ミラー収容部５５（支点用受部５５１）に摺動可能に設置する。支点押圧板４１は、本実施形態では、金属の板部材で構成され、固定用のネジＳＣ２を挿通する孔部４１１が、固定用ダボ５５１１の孔部に対応させて形成されている。また、孔部４１１の近傍には、支点押圧板４１を固定用ダボ５５１１に設置する際の基準となる、基準用突起５５１２に対応させた基準用孔部４１２が形成されている。

規制板４２は、コイルバネ８および反射ミラー７０がミラー収容部５５に設置された場合に、コイルバネ８の付勢力により前方向に移動する反射ミラー７０の受部７３の前側への移動を規制する。規制板４２は、本実施形態では、金属の板部材で構成され、調整用ネジ９を螺合させるためのねじ切り加工がなされたねじ切り部４２１を備えている。また、ねじ切り部４２１の両側には、固定用のネジＳＣ３を挿通する孔部４２２が、固定用ダボ５５３１の孔部に対応させて形成されている。また、孔部４２２の近傍には、規制板４２を固定用ダボ５５３１に設置する際の基準となる、基準用突起５５３２に対応させた基準用孔部４２３が形成されている。

付勢部材として、本実施形態では、図５に示すように、コイルバネ８を用いている。コイルバネ８は、反射ミラー７０の受部７３を反射面７０２側から付勢する。コイルバネ８は、圧縮コイルバネで構成されている。

調整部材として、本実施形態では、図５に示すように、調整用ネジ９を用いている。調整用ネジ９は、規制板４２に回動可能（前進および後退可能）に設置される。詳細には、調整用ネジ９は、ネジ部９１を備え、規制板４２のねじ切り部４２１に螺合することで設置される。また、調整用ネジ９は、ネジ頭９２を備え、ドライバー等の治工具により回動されることにより、規制板４２を基準として前進や後退を行う。なお、ネジ部９１の先端部９１１が受部７３に当接して押圧する部分となる。

〔反射ミラー７０のミラー収容部５５への設置方法〕
図４〜図６を参照して、反射ミラー７０のミラー収容部５５への設置方法を説明する。
最初に、コイルバネ８をそれぞれのバネ設置部５５３に設置する。次に、設置したコイルバネ８の先端部を反射ミラー７０（受部７３）のバネ受部７３２に当接するようにして、反射ミラー７０の支点部７１を、支点用受部５５１に設置する。併せて、反射ミラー７０（回転規制部７２）の第２突起部７２１を、ミラー収容部５５の回転規制用受部５５２に挿入する。なお、支点部７１を支点用受部５５１に設置する際には、第１突起部７１１が支点用受部５５１の溝に当接するように設置する。

次に、支点押圧板４１を支点部７１の前側から設置する。その場合、支点押圧板４１の基準用孔部４１２を基準用突起５５１２に挿入する。次に、ネジＳＣ２を前側から支点押圧板４１の孔部４１１に挿通し、固定用ダボ５５１１の孔部に螺合させる。これにより、支点押圧板４１が支点部７１を押圧した状態で固定用ダボ５５１１に固定される。なお、支点押圧板４１は、球面形状に形成される支点部７１の押さえ用突起部７１２に当接して押圧する状態で固定される。

次に、規制板４２を受部７３の前側から設置する。その場合、規制板４２の基準用孔部４２３を基準用突起５５３２に挿入する。次に、ネジＳＣ３を前側から規制板４２の孔部４２２に挿通し、固定用ダボ５５３１の孔部に螺合させる。これにより、規制板４２が固定用ダボ５５３１に固定される。なお、規制板４２は、コイルバネ８に付勢されて前側に移動する受部７３（当接面７３１）に当接し、当接面７３１を押圧した状態で固定される。

次に、調整用ネジ９を規制板４２の前側からねじ切り部４２１に設置する。詳細には、調整用ネジ９のネジ頭９２を回動させることにより、ネジ部９１をねじ切り部４２１に螺合させることで設置する。なお、調整用ネジ９は、ネジ頭９２を回動することにより、規制板４２を基準として前進や後退することができる。ネジ部９１が前進することで、ネジ部９１の先端部９１１が規制板４２から反射面７０２側（後側）に突出した場合、先端部９１１が受部７３の当接面７３１に当接する。
以上の組立てにより、図３に示すように、反射ミラー７０がミラー収容部５５に設置される。

図７は、反射ミラー７０の位置調整の仕方を説明する図である。図８は、反射ミラー７０を所定の基準位置に保持する仕方を説明する図である。なお、図７、図８は、光軸Ｃに平行となる鉛直面で受部７３を含む要部を切断した状態の斜視図として図示している。

〔反射ミラー７０の位置調整の仕方〕
本実施形態では、第２光学系７（反射ミラー７０）の位置調整は、第１光学系６の光学調整（フォーカス調整やバックフォーカス調整など）が行われた後、投写光学装置５の最終的な光学調整として行われる。反射ミラー７０の位置調整は、反射ミラー７０で反射された投写光が、所定の投写範囲に合致するように、反射ミラー７０自身の位置を調整して行う。反射ミラー７０の位置調整を高精度に行うことにより、投写された投写画像は、像面湾曲や、収差の変動によるコントラスト低下等の発生が無く、画像品質を大きく向上させることができる。

本実施形態の調整用ネジ９は、右ネジで形成されている。図７に示すように、規制板４２に設置された調整用ネジ９を右方向（時計回り）に回転させることにより、調整用ネジ９は、反射面７０２方向（後側）に移動（前進）する。また、反対に、左方向（反時計回り）に回転させることにより、反射面７０２方向とは反対側（前側）に移動（後退）する。

以降では、説明の便宜上、調整用ネジ９の先端部９１１が規制板４２の後面４２４から突出していない場合（先端部９１１がねじ切り部４２１の内部に位置する場合）を初期位置として説明する。この場合、規制板４２の後面４２４には、コイルバネ８の付勢力により、受部７３の当接面７３１が当接した状態となっている。

この状態で、調整用ネジ９を回転（右回転）させることにより、調整用ネジ９の先端部９１１が規制板４２の後面４２４から突出し始める。これにより、先端部９１１は、受部７３の当接面７３１に当接を開始する。そして更に回転させることにより、先端部９１１は当接面７３１（受部７３）を介してコイルバネ８の付勢力に抗して、コイルバネ８を押圧し始める。調整用ネジ９を更に回転させることにより、コイルバネ８の付勢力に抗して、調整用ネジ９は前進し、図７に示すように、先端部９１１は受部７３を後方向に移動させる。

受部７３（反射ミラー７０）が移動する場合には、支点部７１を支点とし、回転規制部７２により光軸Ｃを中心に回転することを規制されながら移動する。詳細には、球面形状を有する第１突起部７１１が支点用受部５５１に摺動可能に設置されていることにより、支点部７１は、反射ミラー７０をいずれの方向にも移動（回転）可能に支持する。また、円柱形状を有する第２突起部７２１が、光軸Ｃ方向に沿った溝で形成される回転規制用受部５５２に、移動方向を規制されて摺動可能に設置されることにより、回転規制部７２は、反射ミラー７０を回転規制用受部５５２の溝に沿って回転または前後方向へ移動可能に支持する。これにより、反射ミラー７０は、調整用ネジ９の前進・後退に従動して、支点部７１を中心位置として、回転規制部７２および回転規制用受部５５２で移動方向および移動量を規制されながら移動する。

ここで、説明の便宜上、第１光学系６から画像光が射出される射出側に相対して見た場合の左方向を左側（右方向を右側）として以降の説明を行う。
受部７３は左右方向に一対設置されているため、例えば、右側の調整用ネジ９を前進させて右側の受部７３を後側に移動させた場合、反射ミラー７０は支点部７１を中心として、回転規制部７２に規制されて左方向に回転する。また、反対に、左側の調整用ネジ９を前進させて左側の受部７３を後側に移動させた場合、反射ミラー７０は支点部７１を中心として回転規制部７２に規制されて右方向に回転する。また、調整用ネジ９を後退させることで、前進とは反対方向に回転させることができる。

また、一対の受部７３は、本実施形態では、支点部７１の中心を通る鉛直線に対して対称に設置されている。言い換えると、一対の受部７３は、第１突起部７１１および第２突起部７２１の中心を結ぶ直線に対して左右対称に形成されている。そのため、調整用ネジ９の調整量（回転量）と受部７３の移動量とが左右で同様となる。また、左右の調整用ネジ９を前進（または後退）させた場合、反射ミラー７０は反対方向に移動する。
上述したように、それぞれの調整用ネジ９を回動することにより、反射ミラー７０の位置を高精度に調整することができる。

反射ミラー７０の位置調整が終了した場合、調整用ネジ９は、コイルバネ８の押圧力により付勢され、ネジ部９１が規制板４２のねじ切り部４２１に固定された状態となり、調整後の反射ミラー７０を保持する。

なお、本実施形態では、調整終了後の調整用ネジ９に対し、接着剤等を用いて調整用ネジ９を規制板４２に固定している。接着剤等を用いて調整用ネジ９を規制板４２に固定することにより、調整後の投写光学装置５に振動や衝撃等が加わった場合に、調整用ネジ９と規制板４２との螺合状態が緩むことにより反射ミラー７０の位置がずれることを、接着しない場合に比べて、更に防止している。これにより、投写光学装置５の光学性能の低下を、接着しない場合に比べて、更に防止している。

接着に関し、本実施形態では、調整用ネジ９のネジ部９１と、規制板４２のねじ切り部４２１との間に接着剤を塗布して固定している。接着剤は、紫外線硬化型の接着剤を使用しているが、これに限定されるものではない。

〔反射ミラー７０を所定の基準位置に保持する仕方〕
本実施形態では、実機を用いて第１光学系６の光学調整（フォーカス調整やバックフォーカス調整など）を行っている。その場合、調整用の画像を所定の位置に投写させて行う。そのため、反射ミラー７０を初期的に設定される位置（初期的な基準位置）に保持することが必要となる。反射ミラー７０を初期的な基準位置に保持させるために、本実施形態では、開口部５５４を利用して行う。

図８に示すように、本実施形態では、所定の寸法（厚さ）を有する部材を、開口部５５４を介して、露出する一対の規制板４２と受部７３との間にそれぞれ差し込むことで、受部７３を後側に所定の寸法（厚さ）分だけ移動させ、反射ミラー７０を初期的な基準位置に保持させる。なお、所定の寸法は、反射ミラー７０が調整用の画像を所定の位置に投写させるために必要な移動量に対応して決められている。所定の寸法を有する部材として、本実施形態では、金属板で形成される板状のゲージＧを用いている。ゲージＧには、差込み側の先端部にテーパ部Ｇ１が形成され、差し込む場合の差し込みやすさを向上させている。また、ゲージＧは、開口部５５４に挿入可能な外形を有している。

本実施形態では、ゲージＧを差し込む場合には、調整用ネジ９の先端部９１１が規制板４２の後面４２４から突出していない状態（先端部９１１がねじ切り部４２１の内部に位置して設置されている状態）としている。この場合、規制板４２の後面４２４には、コイルバネ８の付勢力により、受部７３の当接面７３１が当接した状態となっている。

この状態で、ゲージＧを、ミラー収容部５５（第２収容部５２３）の外側から、開口部５５４に挿入する。そして、開口部５５４により露出する規制板４２と受部７３との間に、ゲージＧの差込み側（テーパ部Ｇ１）の先端部をあてがい押圧する。この動作により、ゲージＧは、受部７３を押圧し、コイルバネ８の付勢力に抗して、受部７３を後側に移動させることで、規制板４２と受部７３との間に差し込むことができる。
上述したように、ゲージＧを規制板４２と受部７３との間にそれぞれ差し込むことにより、反射ミラー７０をゲージＧの厚さ分（所定の寸法）だけ移動させ、初期的な基準位置に保持することができる。

なお、本実施形態では、ゲージＧを差し込む場合、調整用ネジ９の位置を、先端部９１１が規制板４２の後面４２４から突出しない状態としているが、これには限られない。ゲージＧを差し込むことができ、ゲージＧの厚さ分だけ受部７３を移動させた状態にできれば、調整用ネジ９の初期的な位置は関係しない。

なお、第１光学系６の光学調整が終了した場合、差し込まれたゲージＧを規制板４２と受部７３との間から抜き取る。そして、この後、反射ミラー７０自身の最終的な位置調整を行う。

上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の投写光学装置５によれば、受部７３は、反射面７０２側からコイルバネ８に付勢されて前側に移動した場合に、規制板４２に当接して前側への移動が規制される。また、規制板４２には、調整用ネジ９が付勢方向とは反対方向から設置される。なお、調整用ネジ９は前進・後退が可能となっている。そして、調整用ネジ９は、前進・後退することにより、受部７３を押圧し、コイルバネ８の付勢力に抗して、受部７３を移動させる。なお、反射ミラー７０は、受部７３が移動する場合に、光軸Ｃ上に設置される支点部７１を支点とし、光軸Ｃを含む鉛直面上で、支点部７１に相対する反射ミラー７０の外周部に設置される回転規制部７２により、光軸Ｃを中心に回転することを規制されながら移動する。そして、受部７３は一対備えられているため、調整用ネジ９の前進および後退する量をそれぞれ調整することで、受部７３の移動量をそれぞれ調整することができる。この構成により、投写光学装置５は、反射ミラー７０の位置調整を高精度に行うことが可能となる。

また、規制板４２と受部７３との間を露出させる開口部５５４を備えているため、開口部５５４から、所定の寸法を有するゲージＧを挿入し、規制板４２と受部７３との間にゲージＧを差し込むことが可能となる。これにより、容易に、反射ミラー７０を初期的な基準位置に保持することができる。このため、実機を用いて、第１光学系６（屈折光学系）の光学調整（フォーカス調整やバックフォーカス調整など）を行う場合、調整用の画像を所定の位置に投写させることが容易となる。これにより、所定の位置に投写された調整用の画像を見ながら第１光学系６の光学調整を行うことができる。
従って、本実施形態の投写光学装置５によれば、反射ミラー７０を初期的な基準位置に保持する構成や、反射ミラー７０の位置調整を高精度に行える機構を、容易な構成で実現することができる。

本実施形態の投写光学装置５によれば、反射ミラー７０を初期的な基準位置に保持する構成により、実機を用いて第１光学系６の光学調整を行うため、実機に対応した光学調整が行える。これにより、実機ではなくマスターを用いて第１光学系６の光学調整を行う場合に比べて、光学調整を高精度に行うことができる。

本実施形態の投写光学装置５によれば、反射ミラー７０を位置調整する場合の中心位置となる支点部７１（第１突起部７１１）が、光軸Ｃ上に設置される構成であるため、例えば、支点部７１が光軸Ｃからズレた位置に設置される構成に比べて、非球面の反射ミラー７０の光学設計の簡易化や型製造の簡易化を図ることができ、また、高精度な位置調整を容易に行うことができる。

本実施形態の投写光学装置５によれば、支点部７１は球面形状を有する第１突起部７１１を備える。そして、第１突起部７１１は、支点押圧板４１に押圧されて、支点用受部５５１に摺動可能に設置される。これにより、支点部７１は、反射ミラー７０をいずれの方向にも移動（回転）可能に支持することができる。また、回転規制部７２は円柱形状を有する第２突起部７２１を備える。そして、第２突起部７２１は、回転規制用受部５５２に、光軸Ｃを中心とした回転方向の移動を規制されて設置される。これにより、回転規制部７２は、反射ミラー７０を回転規制用受部５５２に沿った方向に移動や回転可能に支持することができる。これにより、反射ミラー７０の位置調整を行う場合、支点部７１を摺動可能な中心位置とし、回転規制部７２および回転規制用受部５５２で反射ミラー７０の移動方向を規制することができる。従って、反射ミラー７０の高精度な位置調整を効率的に行うことができる。

本実施形態の投写光学装置５によれば、一対の受部７３は、支点部７１の中心を通る鉛直線に対して左右対称に設置されることにより、支点部７１を支点として、回転規制部７２に規制され、それぞれ反対方向に移動させることができ、効率的な調整が行える。また、調整用ネジ９の調整量（回転量）と受部７３の移動量とが左右で同様となるため、調整を容易とすることができる。

本実施形態の投写光学装置５によれば、付勢部材はコイルバネ８で構成されるため、簡易な構成で受部７３を付勢することができる。また、調整部材はネジ部材としての調整用ネジ９で構成されるため、簡易な構成で調整部材を構成することができる。また、調整用ネジ９を回動させるという容易な動作により、調整用ネジ９を規制板４２に設置することや、前進および後退させることができる。

本実施形態の投写光学装置５によれば、反射ミラー７０の反射面７０２側（後側）からコイルバネ８により付勢された受部７３に対して、受部７３の前側に規制板４２を設けて受部７３を受ける構成となっている。そして、規制板４２は金属板で構成され、受部７３を移動させる調整用ネジ９がこの規制板４２のねじ切り部４２１に設置される。
ここで、本実施形態と比較するために、本実施形態の構成とは異なる構成の例を挙げる。例えば、コイルバネ８が本実施形態と同様に設置され、規制板４２は用いずに、調整用ネジ９のネジ頭９２が、反射ミラー７０（受部７３）より前側に位置して受部７３に当接する。そして、ネジ部９１は、コイルバネ８の内部を挿通させ、ネジ部９１と螺合するねじ切り部は、受部７３より後側で、コイルバネ８を受けるミラー収容部５５に設置される。また、ねじ切り部は、ナットを用いてミラー収容部５５にインサートする構成とする。
この構成と比較した場合、本実施形態では、ネジ長さを短くすることができ、また、ネジ頭９２と、ねじ切り部（螺合する部分）との距離を短くできるため、ネジ頭９２を回動させる場合に、ガタツキなどが無く安定した調整を行うことができる他、位置調整後の信頼性を向上させることができる。

本実施形態のプロジェクター１によれば、反射ミラー７０を初期的な基準位置に保持する構成や、反射ミラー７０の位置調整を高精度に行える機構を、容易な構成で実現する投写光学装置５を備えるため、投写画像の光学的品質を大幅に向上させることができる。

なお、上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良などを加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。

前記実施形態の投写光学装置５において、付勢部材としてコイルバネ８を用いている。しかし、付勢部材はコイルバネに限定されず、板バネなどを用いてもよい。

前記実施形態の投写光学装置５において、一対の受部７３は、支点部７１の中心を通る鉛直線に対して対称に設置されている。しかし、一対の受部７３は、対称とはならない設置としてもよい。対称でない場合には、調整部材の移動量に対する受部の移動量がそれぞれで異なることになるが、反射ミラー７０の調整を行うことができる。

前記実施形態の投写光学装置５において、開口部５５４は、ミラー収容部５５を貫通する孔で形成され、受部７３と規制板４２との間を露出させている。しかし、開口部５５４は、受部７３と規制板４２との間を露出させればよく、ミラー収容部５５の前側の端部に切欠き形状で形成されていてもよい。

前記実施形態のプロジェクター１は、図１に示すように、支持装置ＳＤを介して底面１Ａが上側となるように壁面Ｗに設置され、プロジェクター１の下側に設置されるスクリーンＳＣに投写画像を投写している。しかし、プロジェクター１の設置の仕方は限定されず、天井面や床面や机上面等に設置して、壁面Ｗに設置されるスクリーンＳＣに投写してもよい。また、プロジェクター１を机上面に設置して、同じ机上面に投写させることでもよい。

前記実施形態のプロジェクター１において、電気光学装置３５は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光に対応する３つの光変調装置を用いるいわゆる３板方式を採用している。しかし、これに限られず、単板方式の光変調装置を採用してもよい。また、コントラストを向上させるための光変調装置を追加して採用してもよい。

前記実施形態のプロジェクター１において、電気光学装置３５は、透過型の光変調装置（透過型の液晶パネル３５１）を採用している。しかし、これに限られず、反射型の光変調装置を採用してもよい。

前記実施形態のプロジェクター１において、電気光学装置３５は、光変調装置として液晶パネル３５１を採用している。しかし、これに限られず、一般に、入射光束を画像信号に基づいて変調するものであればよく、例えば、マイクロミラー型の光変調装置など、他の方式の光変調装置を採用することができる。なお、マイクロミラー型の光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を採用することができる。

前記実施形態のプロジェクター１において、光学ユニット３は、光源装置３１から射出された光束の照度を均一化する照明光学装置３２として、レンズアレイ３２１，３２２からなるレンズインテグレーター光学系を採用している。しかし、これに限定されるものではなく、導光ロッドからなるロッドインテグレーター光学系も採用することができる。

前記実施形態のプロジェクター１の光学ユニット３において、光源装置３１の光源ランプ３１１は、超高圧水銀ランプなどの放電式ランプを採用しているが、レーザーダイオード、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、シリコン発光素子などの各種固体発光素子を採用してもよい。

１…プロジェクター、５…投写光学装置、６…第１光学系（屈折光学系）、７…第２光学系（反射光学系）、８…コイルバネ（付勢部材）、９…調整用ネジ（調整部材）、３１…光源装置、４１…支点押圧板、４２…規制板、５１…投写光学用筐体、５５…ミラー収容部、７０…反射ミラー、７１…支点部、７２…回転規制部、７３…受部、３５１…液晶パネル（光変調装置）、４２１…ねじ切り部、５５１…支点用受部、５５２…回転規制用受部、５５３…バネ設置部、５５４…開口部、７０２…反射面、７１１…第１突起部、７２１…第２突起部、Ｃ…光軸。

Claims (5)

1. 複数のレンズを有する屈折光学系、反射ミラーを有する反射光学系、および前記屈折光学系と前記反射光学系とを収容する投写光学用筐体を備える投写光学装置であって、
   前記反射ミラーは、
   前記投写光学用筐体の光軸上に設置されて支点として動作する支点部と、
   前記光軸を含む鉛直面上で、前記支点部に相対する前記反射ミラーの外周部に設置されて前記光軸を中心に回転することを規制する回転規制部と、
   前記反射ミラーの外周部に設置されて押圧されることで前記支点部を支点として前記反射ミラーを移動させる一対の受部と、を備え、
   前記投写光学用筐体は、
   前記反射ミラーの反射面側から前記受部を付勢する付勢部材と、
   前記付勢部材に付勢された前記受部の移動を規制する規制板と、
   前記付勢部材の付勢方向とは反対方向から前記付勢部材の付勢力に抗して、前記規制板に設置されて前記受部を押圧し、前進および後退することにより、前記受部を前進および後退させる調整部材と、
   前記規制板と前記受部との間を露出させる開口部と、を備えることを特徴とする投写光学装置。
2. 請求項１に記載の投写光学装置であって、
   前記支点部は球面形状を有する第１突起部を備え、
   前記回転規制部は円柱形状を有する第２突起部を備え、
   前記投写光学用筐体は、
   前記第１突起部を摺動可能に保持する支点用受部と、
   前記第１突起部を摺動可能に前記支点用受部に押圧する支点押圧板と、
   前記第２突起部の前記光軸を中心とした回転方向の移動を規制する回転規制用受部と、
   を備えていることを特徴とする投写光学装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の投写光学装置であって、
   前記受部は、前記支点部の中心を通る鉛直線に対して対称に設置されていることを特徴とする投写光学装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の投写光学装置であって、
   前記付勢部材はコイルバネで構成され、前記調整部材はネジ部材で構成されていることを特徴とする投写光学装置。
5. 光を射出する光源装置と、
   前記光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変調光を投写する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の投写光学装置と、
   を備えていることを特徴とするプロジェクター。

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