JP7400512B2 - プロジェクター - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係るプロジェクターの光学的な構成を示す説明図である。図1に示すプロジェクター1は、LCD方式のプロジェクターである。プロジェクター1は、外部から入力される映像信号に基づき、スクリーン101に映像を表示する画像表示装置である。プロジェクター1は、光源102と、ミラー104a、104b、104cと、ダイクロイックミラー106a、106bと、液晶表示素子108R、108G、108Bと、ダイクロイックプリズム110と、光路変更素子2と、投射光学装置3とを備える。また、図示はしないが、光源102、ミラー104a、104b、104c、ダイクロイックミラー106a、106b、液晶表示素子108R、108G、108B、ダイクロイックプリズム110、光路変更素子を収納する外装筐体を備える。
図3は、光変調装置4、光路変更素子2、および投射光学装置3が固定ベース5に支持される状態を示す斜視図である。プロジェクター1は、光変調装置4および投射光学装置3を保持する保持部材である固定ベース5を備える。本実施形態では、固定ベース5は、アルミ等の金属からなる。図3に示すように、投射光学装置3は、ズームリングやフォーカスリング等を備えたレンズ鏡筒9によってレンズ群(図示せず)を保持するレンズユニットである。レンズ鏡筒9は、固定ベース5の+Z方向に配置され、Z軸方向(光軸方向)に延びている。レンズ鏡筒9は、固定ベース5に保持される。光変調装置4は、固定ベース5の-Z方向に配置される。光変調装置4は、図示しない支持部材であるプリズムベースに保持され、プリズムベースを介して固定ベース5に保持される。本実施形態において、保持部材である固定ベース5は光変調装置4および投射光学装置3の両方を保持しているが、これに限らず、固定ベース5が光変調装置4および投射光学装置3のどちらか一方のみを保持していてもよい。すなわち、固定ベース5が光変調装置4を保持し、投射光学装置3は、固定ベース5とは別の部材により外装筐体に固定されていてもよいし、固定ベース5が投射光学装置3を保持し、光変調装置4は、プリズムベースを介して外装筐体に固定されていてもよい。あるいは、光変調装置4は、外装筐体の内部において光学部品筐体の内部に配置され、光変調装置4がプリズムベースを介して光学部品筐体に固定されていてもよい。
図7は、光路変更素子2の分解斜視図である。図4、図7に示すように、光路変更素子2は、矩形のガラス板10と、ガラス板10を保持する光学部材保持部である内枠20と、内枠20を揺動可能に支持する支持部材である外枠30を備える。また、光路変更素子2は、内枠20を揺動させる第1アクチュエーター6と、外枠30を揺動させる第2アクチュエーター7を備える。なお、本実施形態における光学部材保持部は、枠状である内枠20だが、これに限らず、ガラス板10を保持するものであれば枠状でなくてもよい。
図8は、光変調装置4、光路変更素子2、および固定ベース5をガラス板10の中央で切断した断面図であり、図3のA-A位置で切断した断面図である。図3、図8に示すように、光変調装置4は、板金部材40によって保持された液晶表示素子108R、108G、108Bがダイクロイックプリズム110の+X方向、-X方向、-Z方向を囲むように組み立てられている。光変調装置4は、図示しないプリズムベースを介して固定ベース5に固定され、ベース板5Aに形成された開口50の-Z方向に配置される。光変調装置4は、ベース板5Aとの間にZ軸方向の隙間が形成される位置に保持される。光路変更素子2は、光変調装置4の+Z方向に配置され、光路変更素子2の一部が開口50の内周側に挿入される。
第1アクチュエーター6は、内枠20の+Y方向に配置される第1磁気駆動機構6A、および、内枠20の-Y方向に配置される第2磁気駆動機構6Bを備える。第1磁気駆動機構6Aおよび第2磁気駆動機構6Bは、それぞれ、Y軸方向に所定のギャップをもって対向する磁石61とコイル62を備える。磁石61は内枠20に支持され、コイル62は固定ベース5に支持される。コイル62に通電すると、コイル62に対し、磁石61がZ軸方向に移動する。これにより、磁石61が固定された内枠20に対し、第1揺動軸J1回りの駆動力が加えられる。第1磁気駆動機構6Aのコイル62と第2磁気駆動機構6Bのコイル62とは同期して通電され、内枠20に同一回転方向の駆動力を加える。
第2アクチュエーター7は、外枠30の第1突出部36の+X方向に配置される第3磁気駆動機構7A、および、外枠30の第2突出部37の-X方向に配置される第4磁気駆動機構7Bを備える。第3磁気駆動機構7Aおよび第4磁気駆動機構7Bは、それぞれ、X軸方向に所定のギャップをもって対向する磁石71とコイル72を備える。磁石71は外枠30に支持され、コイル72は固定ベース5に支持される。コイル72に通電すると、コイル72に対し、磁石71がZ軸方向に移動する。これにより、磁石71が固定された外枠30に対し、第2揺動軸J2回りの駆動力が加えられる。第3磁気駆動機構7Aのコイル72と第4磁気駆動機構7Bのコイル72とは同期して通電され、外枠30に同一回転方向の駆動力を加える。
光路変更素子2は、駆動信号処理回路(図示せず)から第1アクチュエーター6および第2アクチュエーター7へ供給される駆動信号により、ガラス板10および内枠20を第1揺動軸J1回りの第1揺動方向に揺動させるとともに、ガラス板10および内枠20を保持する外枠30を第2揺動軸J2回りの第2揺動方向に揺動させる。各アクチュエーターでは、駆動信号に基づいてコイル62およびコイル72に電流が流れる。その結果、ガラス板10は、第1揺動方向の揺動、および、第2揺動方向の揺動を組み合わせた光路シフト動作を駆動信号に応じた周波数で行う。これにより、プロジェクター1では、映像光LLの光路が変化し、駆動信号に応じた周波数で、画像表示位置P1、P2、P3、P4(図2参照)に画像が表示される。
以上のように、本実施形態のプロジェクター1は、光源102と、光源102から出射された光を変調する光変調装置4と、光変調装置4により変調された光を投射する投射光学装置3と、光変調装置4と投射光学装置3との間に配置され、光変調装置4により変調された光の光路を変更する光路変更素子2と、光変調装置4および投射光学装置3を保持する保持部材である固定ベース5とを備える。固定ベース5には、光変調装置4により変調された光が通過する開口50が設けられている。光路変更素子2は、光変調装置4により変調された光が入射する板状の光学部材であるガラス板10と、ガラス板10を保持する光学部材保持部である内枠20と、内枠20を揺動可能に支持する支持部材である外枠30とを有しており、外枠30は固定ベース5に支持される。
図10は、変形例1の度当たり部57および外枠30の断面構成を模式的に示す説明図である。変形例1の度当たり部57は、度当たり部57と対向する対向部59とは反対側に凹んでいる。また、変形例1の外枠30は、対向部59が度当たり部57とは反対側に凹んでいる。従って、度当たり部57と対向部59は、Z軸方向(光軸方向)の板厚が上記形態よりも小さい薄肉部であるため、度当たり部57と対向部59の配置領域のZ軸方向(光軸方向)の高さを小さくすることができる。これにより、外枠30のZ軸方向(光軸方向)の一部が固定ベース5のZ軸方向の配置領域の範囲内に配置される。従って、光路変更素子2を設置するために、固定ベース5と光変調装置4との間に必要な設置スペースの光軸方向の寸法を小さくすることができる。
図11は、変形例2の度当たり部57および外枠30の断面構成を模式的に示す説明図である。変形例2では、対向部59のZ軸方向(光軸方向)の両側に度当たり部57が配置される。これにより、外枠30の移動をZ軸方向(光軸方向)の両側において規制できるので、複数の方向の衝撃に対する耐衝撃性を高めることができる。なお、変形例2においても、度当たり部57が対向部59とは反対側に凹んでおり、対向部59が度当たり部57とは反対側に凹んでいるが、度当たり部57と対向部59は凹んだ形状でなくてもよく、他の部分と板厚が同じでもよい。また、度当たり部57と対向部59のいずれか一方を凹んだ形状にして、他方は凹んでいない形状にすることもできる。
上記形態および変形例1、2において、度当たり部57は、固定ベース5における開口50の縁に一体に形成されているが、開口50の縁に別部材を取り付けて度当たり部57を設けることもできる。また、対向部59も同様に、外枠30の縁に別部材を取り付けて対向部59を設けることもできる。なお、別部材を取り付ける場合には、度当たり部57や対向部59として用いられる部材とは別に補強部材を加えてもよい。これにより、衝撃時の破損を抑制できる。
Claims (11)
- 光源と、
前記光源から出射された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、
前記光変調装置と前記投射光学装置との間に配置され、前記光変調装置により変調され
た光の光路を変更する光路変更素子と、
前記光変調装置および投射光学装置、を保持する保持部材と、を備え、
前記保持部材には、前記光変調装置により変調された光が通過する開口が設けられ、
前記光路変更素子は、前記光変調装置により変調された光が入射する光学部材と、前記
光学部材を保持する光学部材保持部と、前記光学部材保持部を揺動可能に支持する支持部
材と、を有し、
前記光学部材保持部は、前記光学部材に入射する光の光軸と交差する第1揺動軸回りに
揺動可能に支持され、
前記支持部材は、前記光学部材保持部を囲む枠状部材であり、前記保持部材によって前
記光軸と交差し且つ前記第1揺動軸と交差する第2揺動軸回りに揺動可能に支持され、
前記保持部材は、前記光変調装置により変調された光を通過させる開口部を有したベー
ス板を備え、
前記投射光学装置は、前記ベース板の一方側で保持され、
前記光変調装置は、前記ベース板の前記一方側とは反対の他方側で保持され、
前記支持部材は、前記保持部材の前記ベース板の前記開口の縁に接続され、前記光路変
更素子の一部が前記開口の内周側に挿入されることを特徴とするプロジェクター。 - 前記光学部材の少なくとも一部が前記開口の内周側に配置されることを特徴とする請求
項1に記載のプロジェクター。 - 前記光路変更素子は、磁気駆動機構を備え、
前記磁気駆動機構は、磁石およびコイルを備え、
前記磁石および前記コイルの一方は、前記保持部材に支持され、
前記磁石および前記コイルの他方は、前記支持部材に支持されることを特徴とする請求
項1または2に記載のプロジェクター。 - 前記保持部材に固定されるヨークを備え、
前記磁石および前記コイルの一方は、ヨークを介して前記保持部材に固定されることを
特徴とする請求項3に記載のプロジェクター。 - 前記保持部材は、前記光軸方向から見て前記支持部材と重なる度当たり部を備えること
を特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載のプロジェクター。 - 前記支持部材は、前記度当たり部と対向する対向部を備え、
前記光路変更素子が駆動して前記対向部が移動する量は、前記度当たり部と前記対向部
との隙間より小さいことを特徴とする請求項5に記載のプロジェクター。 - 光源と、
前記光源から出射された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、
前記光変調装置と前記投射光学装置との間に配置され、前記光変調装置により変調され
た光の光路を変更する光路変更素子と、
前記光変調装置あるいは投射光学装置、を保持する保持部材と、を備え、
前記保持部材には、前記光変調装置により変調された光が通過する開口が設けられ、
前記光路変更素子は、前記光変調装置により変調された光が入射する光学部材と、前記
光学部材を保持する光学部材保持部と、前記光学部材保持部を揺動可能に支持する支持部
材と、を有し、
前記光学部材保持部は、前記光学部材に入射する光の光軸と交差する第1揺動軸回りに
揺動可能に支持され、
前記支持部材は、前記光学部材保持部を囲む枠状部材であり、前記保持部材によって前
記光軸と交差し且つ前記第1揺動軸と交差する第2揺動軸回りに揺動可能に支持され、
前記保持部材は、前記光軸方向から見て前記支持部材と重なる度当たり部を備え、
前記支持部材は、前記度当たり部と対向する対向部を備え、
前記度当たり部と前記対向部の一方は、他方とは反対側に凹んでいることを特徴とする
プロジェクター。 - 光源と、
前記光源から出射された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、
前記光変調装置と前記投射光学装置との間に配置され、前記光変調装置により変調され
た光の光路を変更する光路変更素子と、
前記光変調装置あるいは投射光学装置、を保持する保持部材と、を備え、
前記保持部材には、前記光変調装置により変調された光が通過する開口が設けられ、
前記光路変更素子は、前記光変調装置により変調された光が入射する光学部材と、前記
光学部材を保持する光学部材保持部と、前記光学部材保持部を揺動可能に支持する支持部
材と、を有し、
前記光学部材保持部は、前記光学部材に入射する光の光軸と交差する第1揺動軸回りに
揺動可能に支持され、
前記支持部材は、前記光学部材保持部を囲む枠状部材であり、前記保持部材によって前
記光軸と交差し且つ前記第1揺動軸と交差する第2揺動軸回りに揺動可能に支持され、
前記保持部材は、前記光軸方向から見て前記支持部材と重なる度当たり部を備え、
前記支持部材は、前記度当たり部と対向する対向部を備え、
前記度当たり部は、前記対向部とは反対側に凹んでおり、
前記対向部は、前記度当たり部とは反対側に凹んでいることを特徴とするプロジェクタ
ー。 - 前記支持部材は、前記度当たり部と対向する対向部を備え、
前記光路変更素子が駆動して前記対向部が移動する量は、前記度当たり部と前記対向部
との隙間より小さいことを特徴とする請求項7または8に記載のプロジェクター。 - 光源と、
前記光源から出射された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、
前記光変調装置と前記投射光学装置との間に配置され、前記光変調装置により変調され
た光の光路を変更する光路変更素子と、
前記光変調装置あるいは投射光学装置、を保持する保持部材と、を備え、
前記保持部材には、前記光変調装置により変調された光が通過する開口が設けられ、
前記光路変更素子は、前記光変調装置により変調された光が入射する光学部材と、前記
光学部材を保持する光学部材保持部と、前記光学部材保持部を揺動可能に支持する支持部
材と、を有し、
前記光学部材保持部は、前記光学部材に入射する光の光軸と交差する第1揺動軸回りに
揺動可能に支持され、
前記支持部材は、前記光学部材保持部を囲む枠状部材であり、前記保持部材によって前
記光軸と交差し且つ前記第1揺動軸と交差する第2揺動軸回りに揺動可能に支持され、
前記保持部材は、前記光軸方向から見て前記支持部材と重なる度当たり部を備え、
前記度当たり部は、前記支持部材の前記光軸方向の両側に配置されることを特徴とする
プロジェクター。 - 前記光変調装置および投射光学装置の両方が、前記保持部材に保持されていることを特
徴とする請求項7から10の何れか一項に記載のプロジェクター。
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