(57)【要約】  【課題】小型化が図られた投射表示装置を提供することを目的とする。  【解決手段】投射表示装置１においては、光学部品保持筐体としての保持筐体８に対して、照明光学系３と、光変調手段としての表示パネル４と、投射光学系５とが保持され、投射光学系５については、保持筐体８の内部に鏡筒を介することなく保持されていることとする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光学系と、光変調手段と、投射光学系とを保持する光学部品保持筐体を有する投射表示装置において、
上記投射光学系は、上記光学部品保持筐体の内部に鏡筒を介することなく保持されている、
ことを特徴とする投射表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の投射表示装置において、
前記投射光学系を構成するレンズのうち少なくとも１つのレンズを光軸方向に移動可能に支持するガイド部と、
上記ガイド部に沿って上記レンズを移動する移動手段と、
を有し、
上記ガイド部は、前記光学部品保持筐体に備えられる、
ことを特徴とする投射表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の投射表示装置において、
前記ガイド部に沿って移動するレンズは、レンズ保持枠を介して前記ガイド部に支持され、上記レンズ保持枠は、前記投射光学系を透過する光の光束量を制限する絞り部を有する、
ことを特徴とする投射表示装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の投射表示装置において、
前記照明光学系と前記投射光学系とは、前記照明光学系の光軸である照明光軸と前記投射光学系の光軸である投射光軸とが互いに交差するように配置され、
前記ガイド部の少なくとも１部は、上記照明光軸と上記投射光軸との挟角側に配置される、
ことを特徴とする投射表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の投射表示装置において、
前記ガイド部は、前記投射光学系を構成するレンズの最上部と最下部よりも上記各光軸を含む平面である光軸面の側に配置されている、
ことを特徴とする投射表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の投射表示装置において、
前記ガイド部は、その軸線が前記光軸面に含まれる位置に配置される、
ことを特徴とする投射表示装置。
【請求項７】
請求項１から６に記載の投射表示装置において、
照明光学系および投射光学系はテレセントリック光学系である、
ことを特徴とする投射表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射表示装置は、照明光学系や偏光板等の光学部品が保持される筐体に対して、光源および投射光学系を保持する投射レンズ鏡筒が取り付けられる構成となってる。また、近年、携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）と言った各種の携帯機器や携帯端末に投射表示装置を組み込むことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３３２９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば、携帯電話やＰＤＡは、一般に手のひらに収まる大きさの装置である。そのため、この限られた大きさの装置内に投射表示装置を組み込むために、投射表示装置に対する小型化が強く要求されている。
【０００５】
そこで、本発明は、小型化が図られた投射表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、照明光学系と、光変調手段と、投射光学系とを保持する光学部品保持筐体を有する投射表示装置において、投射光学系は、光学部品保持筐体の内部に鏡筒を介することなく保持されていることとする。
【０００７】
上記投射表示装置は、投射光学系を構成するレンズのうち少なくとも１つのレンズを光軸方向に移動可能に支持するガイド部と、ガイド部に沿ってレンズを移動する移動手段とを有し、ガイド部は、光学部品保持筐体に備えられることが好ましい。
【０００８】
上記投射表示装置は、ガイド部に沿って移動するレンズは、レンズ保持枠を介してガイド部に支持され、レンズ保持枠は、投射光学系を透過する光の光束量を制限する絞り部を有することが好ましい。
【０００９】
上記投射表示装置は、照明光学系と投射光学系とは、照明光学系の光軸である照明光軸と投射光学系の光軸である投射光軸とが互いに交差するように配置され、ガイド部の少なくとも一部は、照明光軸と投射光軸との挟角側に配置されることが好ましい。
【００１０】
上記投射表示装置は、ガイド部は、投射光学系を構成するレンズの最上部と最下部よりも各光軸を含む平面である光軸面の側に配置されていることが好ましい。
【００１１】
上記投射表示装置は、ガイド部は、その軸線が光軸面に含まれる位置に配置されることが好ましい。
【００１２】
上記投射表示装置は、照明光学系および投射光学系はテレセントリック光学系であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、投射表示装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、携帯電話に本発明の実施の形態に係る投射表示装置を組み込んだ状態を示す正面図である。
【図２】図２は、携帯電話に本発明の実施の形態に係る投射表示装置を組み込んだ状態を示す右側面図である。
【図３】図３は、携帯電話に本発明の実施の形態に係る投射表示装置を組み込んだ状態を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る投射表示装置を外装筐体に組み込み単体として用いる場合を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る投射表示装置を前方斜め上方から見た斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る投射表示装置の平面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る投射表示装置の正面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る投射表示装置の底面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る投射表示装置を左側から見た側面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態に係る投射表示装置の内部構成を、斜め上方から見た内部構成斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態に係る投射表示装置の構成を示す図であり、図７における切断線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図１２】図１２は、保持筐体の平面図である。
【図１３】図１３は、図１１に示す光源ユニットの拡大図である。
【図１４】図１４は、ステージを用いて光源ユニットを保持筐体に取り付ける際の構成を示す図である。
【図１５】図１５は、図１２における切断線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図１６】図１６は、投射光学系の分解斜視図である。
【図１７】図１７は、投射光学系を構成するレンズの構成を示す図である。
【図１８】図１８は、投射光学系を前方斜め上方から見た投射光学系の斜視図である。
【図１９】図１９は、焦点調節機構の構成を説明するための図であり、投射表示装置の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施の形態）
（投射表示装置１の全体構成）
以下に、本発明の実施の形態に係る投射表示装置１について、図１から図１９を参照しながら説明する。投射表示装置１は、例えば、図１から図３に示すように、携帯電話Ｔに組み込んだ状態で使用することができる。図１から図３は、投射表示装置１を携帯電話Ｔに組み込んだ状態を示す図である。図１は、携帯電話Ｔの正面図であり、図２は、携帯電話Ｔの右側面図である。また、図３は、携帯電話Ｔの平面図である。
【００１６】
図１から図３に示すように、投射表示装置１が、携帯電話Ｔに組み込まれた場合には、携帯電話Ｔの筐体ＴＡは、投射表示装置１を収容する外装筐体として機能する。投射表示装置１は、携帯電話やＰＤＡ等の投射表示機能以外の機能を有する装置に組み込まれて使用できる他、図４に示すように、投射表示装置Ｐ単体としても用いることができる。投射表示装置Ｐ単体として用いる場合には、投射表示装置１は、外装筐体ＰＡに収容された状態で使用されることになる。
【００１７】
図５は、投射表示装置１の外観の斜視図であり、携帯電話Ｔに組み込まれた状態を示している。図６は、投射表示装置１の平面図を示し、図７は、投射表示装置１の正面図を示し、図８は、投射表示装置１の底面図を示し、そして、図９は、投射表示装置１を左から見た左側面図を示している。図１０および図１１は、投射表示装置１の内部の概略の構成を示す図であり、図１０は、投射表示装置１を斜め上方から見たとき斜視図である。また、図１１は、図７に示す切断線Ａ−Ａにおける投射表示装置１の断面図を示す。
【００１８】
図１０および図１１に示すように、投射表示装置１は、光源保持体としての光源ユニット２と、照明光学系３と、光変調手段としての反射型液晶表示パネル（以下、単に、表示パネルと記載する）４と、投射光学系５等と言ったいわゆる光学部品６と、焦点調節機構７と、光学部品保持筐体としての筐体（以下、単に、保持筐体と記載する）８等とを有する。光源ユニット２、照明光学系３、表示パネル４、投射光学系５および焦点調節機構７は、保持筐体８に保持されている。照明光学系３と投射光学系５とは、照明光学系３の光軸（以下、照明光軸と言う。）Ｌ１と投射光学系の光軸（以下、投射光軸と言う。）Ｌ２とが互いに直交するように配置されている。
【００１９】
なお、以下の説明において、光源ユニット２から照射された照明光の進行方向を前方（前側）とし、その反対側を後方（後側）として説明する。したがって、照明光軸Ｌ１における前方と投射光軸Ｌ２における前方とは、互いに直交する方向となる。そして、照明光の進行方向に沿って後方から前方を見たときの右手側を右方（右側）、左手側を左方（左側）として説明する。また、照明光軸Ｌ１と投射光軸Ｌ２を含む仮想の平面を光軸面ＬＳ（図７参照）とし、この光軸面ＬＳに直交する方向を上下方向として説明を行う。なお、図１１は、投射表示装置１の光軸面ＬＳにおける断面図を示している。
【００２０】
光源ユニット２から照射された照明光は、照明光学系３を透過し表示パネル４に入射する。照明光学系３は、表示パネル４に対してテレセントリックな照明光を入射させることができるように構成されている。また、光源ユニット２から照射された照明光は、ワイヤーグリッド偏光分離素子９および光学補償板１０を介することで、所定の偏光状態に偏光され表示パネル４に入射する。
【００２１】
表示パネル４は、図示を省略する制御部により、画像データに基づいて駆動され、表示パネル４に入射した光に対して画像データに対応した光変調を行う。そして、表示パネル４からは、画像データに対応した画像を構成する光が出射される。なお、表示パネル４のアスペクト比（以下、パネルアスペクト比と記載する。）は、投射面（例えば、スクリーン面）の形状や扱う画像データの内容、あるいは投射表示装置１の用途等に応じたものが用いられる。具体的には、例えば、いわゆるスタンダードサイズの４：３あるいはワイドサイズの１６：９等のパネルアスペクト比のものを使用することができる。
【００２２】
表示パネル４から出射された光は、光学補償板１０を透過した後、ワイヤーグリッド偏光分離素子９で投射光学系５に向けて反射される。そして、投射光学系５により、図示を省略する投射面に投射される。つまり、表示パネル４上に形成された画像は、投射光学系５により投射面に拡大投射される。
【００２３】
投射光学系５は、焦点調節機構７により、投射光軸Ｌ２に沿って前後方向に移動可能に構成されている。したがって、投射光学系５から投射面（図示省略）までの投射距離に応じて、投射光学系５の前後方向の位置を焦点調節機構７により調整することで、投射面に投射される投射画像のピントを合わせることができる。
【００２４】
（保持筐体８の構成）
次に、図１２を参照しながら、保持筐体８の構成について説明する。図１２は、保持筐体８から光源ユニット２、照明光学系３、表示パネル４、投射光学系５等の光学部品６および焦点調節機構７を取り除いた状態の保持筐体８の平面図を示している。保持筐体８は、照明光学系３を保持する照明光学系保持部８Ａと投射光学系５を保持する投射光学系保持部８Ｂとを有する。照明光学系保持部８Ａと投射光学系保持部８Ｂとは、照明光学系３と投射光学系５の配置に合わせて配置されている。したがって、保持筐体８は、平面視においてＬ字型を呈している。
【００２５】
保持筐体８は、底板１１、側板１２Ｌ，１２Ｒおよび前板１３等から構成される。そして、保持筐体８の上部には、蓋部１５（図５から図７、および図９参照）が装着される。側板１２Ｌ，１２Ｒは、底板１１の左右の両端に、上方に向けて底板１１に対して直角に立設されている。側板１２Ｌ，１２Ｒは、照明光学系保持部８Ａと投射光学系保持部８Ｂにそれぞれ設けられている。前板１３は、投射光学系保持部８Ｂの前端部に、上方に向けて底板１１に対して直角に立設されている。前板１３には、投射光学系５から出射した光が通過する開口部１６（図５、図８参照）が形成されている。
【００２６】
保持筐体８は、ポリカーボネイト等の樹脂材により形成され、照明光学系保持部８Ａから投射光学系保持部８Ｂに亘って一体の構造となるように、成型加工等によって一体成型されている。保持筐体８には、底板１１と側板１２Ｒ，１２Ｌによって３方を囲まれる空間１７が形成され、空間１７の上方には開口部１８が形成されている。また、保持筐体８の照明光学系保持部８Ａの後端部には、開口部１９が形成されている。空間１７は、照明光学系保持部８Ａから投射光学系保持部８Ｂに連通し、空間１７には、照明光学系３や投射光学系５等の光学部品６が配置される。開口部１８から照明光学系３や投射光学系５等を空間１７に収容した後、保持筐体８に上方から蓋部１５を装着することで開口部１８が塞がれる。
【００２７】
蓋部１５も、ポリカーボネイト等の樹脂材により形成され、成型加工等において形成することができる。蓋部１５の外周の３ヵ所には、下方に向かって突出するフック部２０，２０，２０が設けられている（図５から図９参照）。また、保持筐体８の側板１２Ｒ、１２Ｌの外側の面には、フック部２０，２０，２０を掛け止めることができる突起２１，２１，２１が設けられている（図５から図９、図１０から図１２参照）。したがって、蓋部１５は、フック部２０，２０，２０を突起２１，２１，２１に掛け止めることで、保持筐体８に対して固定される。
【００２８】
（光源ユニット２の構成）
続いて、図１３を参照しながら光源ユニット２の構成について説明する。図１３は、図１１に示される光源ユニット２の部分の拡大図を示し、図中、矢印Ｘ方向が光の出射方向となる前方として示されている。
【００２９】
光源ユニット２は、光源収容筐体２２と、ライトパイプ２３と、平板状の反射偏光子２４等を有する。光源収容筐体２２は、前後方向に扁平した直方体の外形を呈し、内部に直方体を呈する空間２５が形成されている。図１３に示すように、空間２５には、光源として、３つの発光ダイオード、ＬＥＤ２６Ｒと、ＬＥＤ２６Ｇと、ＬＥＤ２６Ｂとが収容されている。ＬＥＤ２６Ｒは、赤色光を放出し、ＬＥＤ２６Ｇは、緑色光を放出する。そして、ＬＥＤ２６Ｂは、青色光を放出する。ＬＥＤ２６Ｒの光出射面には、赤色光を透過し他の色光を反射する特性のダイクロイックコート２６ＲＤが施されている。また、ＬＥＤ２６Ｇの光出射面には、緑色光を透過し他の色光を反射する特性のダイクロイックコート２６ＧＤが施されている。さらに、ＬＥＤ２６Ｂの光出射面には、青色光を透過し他の色光を反射する特性のダイクロイックコート２６ＢＤが施されている。
【００３０】
直方体の外形を呈する光源収容筐体２２の６面のうち、１つの面には、空間２５の開口部となる開口部２７が形成されている。この開口部２７は、光源収容筐体２６の扁平方向に位置する面に形成されている。空間２５の内面は、例えば、アルミ蒸着等が施され光反射面２８として構成されている。つまり、空間２５の内面は、開口部２７となる部分を除く５つの面が光反射面２８となっている。ＬＥＤ２６Ｒは、空間２５の開口部２７に対向する面である底面２８Ａに配置されている。また、底面２８Ａを挟んで互いに左右方向で対向する一対の面のうち一方の側面２８Ｂには、ＬＥＤ２６Ｇが配置され、他方の側面２８Ｃには、ＬＥＤ２６Ｂが配置されている。各ＬＥＤ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂから放出された光は、一部は直接に開口部２７に向かい、他の光は、光反射面２８で反射を繰り返した後、開口部２７に向かう。
【００３１】
開口部２７には、開口部２７を塞ぐように反射偏光子２４が配置されている。つまり、ＬＥＤ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂから出射し、空間２５内から開口部２７を通過してライトパイプ２３に出射する光は、反射偏光子２４を透過する。反射偏光子２４は、一方の偏光状態（例えば、Ｐ偏光状態）の光を透過し、他方の偏光状態（例えば、Ｓ偏光状態）の光を透過しない機能を有する偏光子である。したがって、各ＬＥＤ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂから放出され開口部２７からライトパイプ２３に出射する光は、Ｐ偏光状態の光として出射する。なお、反射偏光子２４としては、例えば、３Ｍ社製のＤＢＥＦ（登録商標）を用いることができる。
【００３２】
開口部２７に反射偏光子２４を備えることにより、開口部２７に至る光のうち、Ｐ偏光状態の光については、反射偏光子２４を透過し、Ｓ偏光状態の光については、空間２５内に向けて反射される。反射偏光子２４から空間２５に向けて反射されたＳ偏光状態の光は、光反射面２８で反射を繰り返す間に偏光状態が変化する。つまり、反射偏光子２４から空間２５に向けて反射され、光反射面２８で反射を繰り返す間に、Ｓ偏光状態からＰ偏光状態に、または両方の偏光状態が混合した光に変化する。したがって、反射偏光子２４で空間２５に向けて反射され、光反射面２８で反射を繰り返した後、再び、開口部２７に向かう光のうち、Ｐ偏光状態の光については反射偏光子２４を透過する。一方、光反射面２８で反射を繰り返した後もなおＳ偏光状態のままの光については、さらに再び空間２５内に向けて反射される。このように、反射偏光子２４で反射されたＳ偏光状態の光を空間２５に向けて反射し、光反射面２８で反射を繰り返し偏光状態を変化させることで、反射偏光子２４からより多くの光量のＰ偏光状態の光を出射させることができる。
【００３３】
また、各ＬＥＤの光出射面には、上述の所定のダイクロイックコートが施されている。そのため、例えば、ＬＥＤ２６Ｇからダイクロイックコート２６ＧＤを透過して出射した光は、ＬＥＤ２６Ｒ、ＬＥＤ２６Ｂに吸収されることなくダイクロイックコート２６ＲＤおよびダイクロイックコート２６ＢＤで反射され、直接、あるいは光反射面２８で反射されて反射偏光子２４からライトパイプ２３側に出射する。また、ＬＥＤ２６Ｒ、ＬＥＤ２６Ｂから出射した光についても、他のＬＥＤに吸収されることなく他のＬＥＤの光出射面に施されているダイクロイックコートで反射され、直接、あるいは光反射面２８で反射されて反射偏光子２４からライトパイプ２３側に出射する。このように、ＬＥＤ２６Ｒの光出射面にダイクロイックコート２６ＲＤを、また、ＬＥＤ２６Ｇの光出射面にダイクロイックコート２６ＧＤを、さらに、ＬＥＤ２６Ｂの光出射面にはダイクロイックコート２６ＢＤをそれぞれ施すことで、各ＬＥＤから出射した光のライトパイプ２３側への出射効率を高いものとすることができる
【００３４】
反射偏光子２４の前方（反射偏光子２４から出射した光の進行方向）には、内周面２９をアルミ蒸着等により鏡面処理が施されたライトパイプ２３が配置されている。ライトパイプ２３の一端側（後端側）となる光入射口３０から入射された光は、内周面２９の鏡面で繰り返し反射され、ライトパイプ２３の光軸であるパイプ光軸Ｌ３と直交する面内における光密度分布が均一化され、他端側となる光出射口３１から出射される。つまり、反射偏光子２４からＰ偏光状態で出射した光は、ライトパイプ２３の光入射口３０から入射し、光出射口３１から照度分布の均一化が図られた光として出射する。なお、各ＬＥＤ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂから放出された光は、空間２５の内部あるいはライトパイプ２３で反射される間に混合される。そのため、ライトパイプ２３からは、白色の光として出射する。
【００３５】
ライトパイプ２３の内周面２９のパイプ光軸Ｌ３に直交する面における形状は矩形を呈している。そして、該矩形の左右方向と上下方向の長さの比は、パネルアスペクト比と同一の比となるように構成されている。そのため、ライトパイプ２３の光出射口３１から出射する光の光束は、パイプ光軸Ｌ３に直交する面における照明範囲の形状が、パネルアスペクト比と同一の横縦比の形状となっている。したがって、表示パネル４を効率よく照明することができる。
【００３６】
反射偏光子２４は、光源収容筐体２２の外側の面に対して開口部２７を塞ぐように配置され、開口部２７の周縁部２７Ａに対して接着剤により固着される。つまり、反射偏光子２４は、光源収容筐体２２に対して一体的に備えられている。また、ライトパイプ２３は、後端を反射偏光子２４の前側の面に対して接着剤により固着されている。このように、光源ユニット２は、光源収容筐体２２、反射偏光子２４およびライトパイプ２３が一体的に構成されている。なお、反射偏光子２４については、ライトパイプ２３の光出射口３１に配置してもよい。この場合には、ライトパイプ２３は、後端を光源収容筐体２２の前面部に対して接着剤により固着することになる。
【００３７】
反射偏光子２４を、ライトパイプ２３の光出射口３１に配置した場合には、反射偏光子２４で反射されたＳ偏光状態の光は、内周面２９内および空間２５内の光反射面２８で反射を繰り返す間にＰ偏光状態に向けて偏光方向が変化させられる。そして、Ｐ偏光状態で光出射口３１に到達した光が反射偏光子２４を通過することになる。反射偏光子２４を、ライトパイプ２３の光出射口３１に配置することにより、反射偏光子２４で反射されたＳ偏光状態の光を、内周面２９および光反射面２８の両方を使って反射を繰り返させることができ、偏光方向を効率的に変化させることができる。
【００３８】
（光源ユニット２の保持筐体８への取り付け）
図１０から図１２に示すように、保持筐体８の照明光学系保持部８Ａの後方の開口部１９の左右には、光源ユニット２が保持される光源保持部３２が設けられている。照明光学系保持部８Ａにおける側板１２Ｒ，１２Ｌの後端部には、底板１１の後端１１Ａよりも後方に突出し、保持筐体８の側面に対向する壁部としての突出部３３Ｒ，３３Ｌが形成され、この突出部３３Ｒ，３３Ｌが光源保持部３２として構成されている。また、突出部３３Ｒと突出部３３Ｌは、互いに平行に対向している。
【００３９】
光源ユニット２は、光源収容筐体２２が突出部３３Ｒと突出部３３Ｌとの間に配置され、光出射口３１を照明光軸Ｌ１の前方に向けて、照明光学系保持部８Ａの空間１７内に配置されている。
【００４０】
ライトパイプ２３の外形の左右方向の幅と上下方向の高さは、光源収容筐体２２の左右方向の幅と上下方向の高さよりも小さく形成されている。
【００４１】
突出部３３Ｒと突出部３３Ｌとの間の間隔（内法間隔）Ｄ１は、光源収容筐体２２の左右方向の幅Ｗ１（図１３参照）よりも若干広く形成されている。例えば、間隔Ｄ１は、幅Ｗ１よりも２ｍｍ程度広く形成されている。つまり、光源収容筐体２２を突出部３３Ｒと突出部３３Ｌとの間に配置したときに、光源収容筐体２２と突出部３３Ｒおよび突出部３３Ｌとの間に間隙ＭＲ，ＭＬが形成されることになる。したがって、突出部３３Ｒと突出部３３Ｌとの間に配置された光源ユニット２を、間隔Ｒ１，Ｌ１の範囲で左右方向に移動させることができると共に、パイプ光軸Ｌ３の周りに回転させることもできる。
【００４２】
また、光源収容筐体２２の高さＨ１（図５、図９参照）は、側板１２Ｒ，１２Ｌの上下方向の高さＨ２（図５、図９参照）よりも若干低く形成されている。例えば、高さＨ２は、高さＨ１よりも２ｍｍ程度低く形成されている。したがって、側板１２Ｒ，１２Ｌの高さＨ２と光源収容筐体２２の高さＨ１との差の範囲内で光源収容筐体２２を上下方向に移動する場合には、光源収容筐体２２が保持筐体８の上方あるいは下方に突出してしまうことがない。
【００４３】
光源ユニット２は、照明光軸Ｌ１に対して所定位置に配置した状態で、接着剤としての紫外線硬化樹脂３４により突出部３３Ｒと突出部３３Ｌとに対して接着され固定される。このように光源ユニット２を紫外線硬化樹脂３４により保持筐体８に取り付けることで、ねじ等の取り付け具を用いて取り付ける場合に比べて、部品点数を削減することができる。部品点数が削減される結果、投射表示装置１の小型化についても図ることができる。
【００４４】
なお、光源ユニット２の所定位置への取り付けは、例えば、図１４に示されるように、６軸型のＸ−Ｙ−Ｚステージ（以下、ステージと記載する。）ＳＴを用いて行う。また、光源ユニット２の保持筐体８への取り付けは、照明光学系３、表示パネル４、投射光学系５等の光学部品６が保持筐体８に取り付けられ、照明光軸Ｌ１と投射光軸Ｌ２が決定された状態で行われる。
【００４５】
光源ユニット２の所定位置への取り付けに当たって、先ず、照明光学系３等の光学部品が保持されている保持筐体８を筐体載置台ＳＴ１に載置すると共に、ステージＳＴのワーク保持部ＳＴ２に光源ユニット２を保持する。そして、光源ユニット２の光源収容筐体２２を突出部３３Ｒ，３３Ｌとの間に配置し、光源ユニット２が保持筐体８の所定位置に配置されるように、ステージＳＴにより光源ユニット２の保持筐体８に対する位置を調整する。このようにして光源ユニット２が所定位置に配置されたならば、突出部３３Ｒ，３３Ｌと光源収容筐体２２との間、すなわち間隙ＭＲ，ＭＬに紫外線硬化樹脂３４を注入する。そして、突出部３３Ｒ，３３Ｌと光源収容筐体２２との間に注入された紫外線硬化樹脂３４に紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂３４を硬化させ、光源ユニット２を保持筐体８の所定位置に固定する。
【００４６】
なお、光源ユニット２の保持筐体８に対する所定位置とは、例えば、スクリーンに形成される投射画像の明るさが最も高くなる位置である。したがって、例えば、スクリーンに投射される投射画像を見ながら、該所定位置となるように、ステージＳＴを用いて光源ユニット２の保持筐体８に対する配置を変え、該所定位置となったところで、紫外線硬化樹脂３４を硬化させ、光源ユニット２を光源保持部３２に対して固定する。なお、光源収容筐体２２の幅Ｗ１は、突出部３３Ｒと突出部３３Ｌの間隔Ｄ１に対して調整代が確保できる長さに設定する。また、光源収容筐体２２の高さＨ１は、側板１２Ｒ，１２Ｌの高さＨ２に対して調整代が確保できる長さに設定する。
【００４７】
ところで、突出部３３Ｒには、図５および図１０に示すように、後端縁から前方に向けて凹む貫通部としての切欠部３５Ｒが上下方向に２つ並んで形成されている。また、突出部３３Ｌにも、後端縁から前方に向けて凹む貫通部としての切欠部３５Ｌが上下方向に２つ並んで形成されている。切欠部３５Ｒ，３５Ｌは、内側（照明光軸Ｌ１側）から外側に向けて、突出部３３Ｒ，３３Ｌを貫通している。
【００４８】
突出部３３Ｒ，３３Ｌと光源収容筐体２２との間に紫外線硬化樹脂３４を注入する際には、切欠部３５Ｒ，３５Ｌの内部にも紫外線硬化樹脂３４を注入する。そして、切欠部３５Ｒ，３５Ｌの内部に注入された紫外線硬化樹脂３４は、光源収容筐体２２に対しても及ぶ（接触する）。したがって、切欠部３５Ｒ，３５Ｌの内部に注入された紫外線硬化樹脂３４を硬化させると、光源収容筐体２２は、切欠部３５Ｒ，３５Ｌの内部から光源収容筐体２２に対して及ぶ紫外線硬化樹脂３４によっても保持筐体８に対して固定される。つまり、光源収容筐体２２は、突出部３３Ｒ，３３Ｌと光源収容筐体２２との間で硬化する紫外線硬化樹脂３４に加えて、切欠部３５Ｒ，３５Ｌの内部から光源収容筐体２２に対して及ぶ紫外線硬化樹脂３４によっても保持筐体８に対して固定される。
【００４９】
切欠部３５Ｒ，３５Ｌの内部から光源収容筐体２２に対して及ぶ紫外線硬化樹脂３４については、切欠部３５Ｒ，３５Ｌの内周縁に対しても接着している。そのため、接着面積を広く取ることができ、光源収容筐体２２の保持筐体８への固定をより確実なものとすることができる。また、切欠部３５Ｒ，３５Ｌの内部から光源収容筐体２２に対して及ぶ紫外線硬化樹脂３４については、切欠部３５Ｒ，３５Ｌの上下方向の内周縁に対して引っ掛かるように当たる。このため、光源収容筐体２２を上下方向に対して強固に固定することができる。
【００５０】
また、切欠部３５Ｒ，３５Ｌの外側、すなわち光源収容筐体２２が位置する側とは反対側から切欠部３５Ｒ，３５Ｌ内に紫外線を照射することで、突出部３３Ｒ，３３Ｌと光源収容筐体２２との間に注入されている紫外線硬化樹脂３４に紫外線を照射させ易くなり、紫外線硬化樹脂３４の硬化処理を行い易い。また、切欠部３５Ｒ，３５Ｌは、後方が開口部３５Ｒａ，３５Ｌａとして開放されているため、切欠部３５Ｒ，３５Ｌの後方から切欠部３５Ｒ，３５Ｌ内の紫外線硬化樹脂３４に紫外線を照射させ易く、紫外線硬化樹脂３４の硬化処理を行い易い。
【００５１】
上述したように、突出部３３Ｒと突出部３３Ｌは、底板１１よりも後方に突出している。つまり、突出部３３Ｒと突出部３３Ｌの下側には、底板１１が存在しない。また、突出部３３Ｒと突出部３３Ｌの間の上方は開放されている。つまり、光源ユニット２を保持筐体８に対して取り付ける際に、光源収容筐体２２の上下方向において、光源ユニット２やワーク保持部ＳＴ２が、保持筐体８に衝突し難い構成となっている。このため、光源収容筐体２２を光源保持部３２に取り付ける際の取り付け作業の効率化を図ることができる。
【００５２】
（照明光学系３の構成）
次に、照明光学系３の構成について説明する。図１０および図１１に示すように、照明光学系３は、４枚のレンズ３６，３７，３８，３９と、ワイヤーグリッド偏光分離素子９と、光学補償板１０等を有する。ライトパイプ２３から出射した光は、照明光学系３を介して表示パネル４に入射する。レンズ３６，３７，３８，３９は、それぞれ正の屈折率を有するレンズであり、ライトパイプ２３から出射した光が、表示パネル４にテレセントリックな状態で入射することができるように、テレセントリック光学系として構成されている。レンズ３６，３８は、それぞれガラスモールドにより成型される非球面レンズであり、レンズ３６については、ライトパイプ２３から出射した光をコリメートするコリメートレンズである。レンズ３９は、フィールドレンズである。
【００５３】
ワイヤーグリッド偏光分離素子９は、光の波長より短いピッチで並べられた多数の導体の微細ワイヤーを持つ素子であり、ワイヤーグリッド偏光分離素子９に入射する入射光のうち微細ワイヤーに垂直な偏光軸を有する成分を反射すると共に、微細ワイヤーに平行な偏光軸を有する成分を透過する機能を持つ。本実施の形態に係る投射表示装置１においては、ワイヤーグリッド偏光分離素子９は、Ｐ偏光状態の光については透過し、Ｓ偏光状態の光については反射する構成となっている。
【００５４】
ライトパイプ２３から出射し、レンズ３６，３７，３８を透過した光は、Ｐ偏光状態の光であるため、ワイヤーグリッド偏光分離素子９を透過し、表示パネル４に入射する。表示パネル４は、カラー画像を表示することができるカラー液晶パネルとして構成されている。表示パネル４は、制御部（図示省略）により画像データに基づいて駆動され、画像データに応じた画像を構成する光を、ワイヤーグリッド偏光分離素子９に向けて出射させる。
【００５５】
レンズ３９と表示パネル４との間には、光学補償板１０が配置されている。光学補償板１０は、表示パネル４のプレチルト角による画像のコントラストの低下を補償し、コントラストの向上を図る機能を有する。光学補償板１０としては、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）を採用できる。このように、レンズ３９と表示パネル４との間に光学補償板１０を配置することで投射画像のコントラストを向上させることができる。
【００５６】
（照明光学系３の保持筐体８への取り付け）
レンズ３６，３７，３８，３９は、保持筐体８の照明光学系保持部８Ａに保持され、保持筐体８に対して紫外線硬化樹脂等の接着剤を用いて、保持筐体８に対して固定されている。各レンズ３６，３７，３８，３９は、それぞれ照明光学系保持部８Ａの内側（レンズ配置側）に設けられるレンズ支持部４０，４０，４１，４１，４２，４２，４３，４３（図１２参照）に対して支持されると共に接着剤により固定されている。
【００５７】
図１５に、代表的にレンズ３６を支持するレンズ支持部４０，４０の構成を示す。図１５は、図１２における切断線Ｂ−Ｂにおける断面図を示している。レンズ支持部４０，４０は左右一対として設けられている。一方のレンズ支持部４０は、側板１２Ｒの内側に、照明光軸Ｌ２の側に向けて突出する突出部として、側板１２Ｒに一体に形成されている。また、他方のレンズ支持部４０は、側板１２Ｌの内側に、照明光軸Ｌ２の側に向けて突出する突出部として、側板１２Ｌに一体に形成されている。
【００５８】
レンズ支持部４０，４０は、下方支持面４０Ａ，４０Ａと、前後支持面４０Ｂ，４０Ｂとを有する。下方支持面４０Ａ，４０Ａは、側板１２Ｒ，１２Ｌの側から空間１７の内側に向かうにつれて下方に傾斜し、支持面を上方に向ける斜面として形成されている。つまり、下方支持面４０Ａ，４０Ａは、互いに左右方向の間隔が徐々に狭くなる斜面に形成されている。したがって、レンズ３６を、レンズ３６の周縁部の２点が左右の下方支持面４０Ａ，４０Ａにそれぞれ当接する状態で、下方支持面４０Ａ，４０Ａに支持させることができる。このように、レンズ３６の周縁部を下方支持面４０Ａ，４０Ａに支持されることで、レンズ３６を上下方向と左右方向について位置決めすることができる。
【００５９】
また、前後支持面４０Ｂ，４０Ｂは、側板１２Ｒ，１２Ｌから内側に突出し、前方に支持面を向けて形成されている。したがって、レンズ３６の後面の周囲を前後支持面４０Ｂ，４０Ｂに当接させることで、レンズ３６の前後方向への位置決め、およびレンズ面の前後方向への傾きについて位置決めを行うことができる。左側の前後支持面４０Ｂと右側の前後支持面４０の間の間隔は、レンズ３６の有効径以上の間隔に設定されている。
【００６０】
上述のように、レンズ３６は、レンズ支持部４０，４０により、左右方向、上下方向、前後方向およびレンズ面の前後方向への傾斜について位置決めが行われる。レンズ支持部４１，４１，４２，４２，４３，４３についてもレンズ支持部４０，４０と同様の構成を有する。したがって、レンズ支持部４１，４１についても同様に、レンズ３７を、左右方向、上下方向、前後方向およびレンズ面の前後方向への傾斜について位置決めして支持することができる。また、レンズ支持部４２，４２についても同様に、レンズ３８を、左右方向、上下方向、前後方向およびレンズ面の傾斜について位置決めして支持することができる。さらに、レンズ支持部４３，４３についても同様に、レンズ３９を、左右方向、上下方向、前後方向およびレンズ面の傾斜について位置決めして支持することができる。
【００６１】
図１０から図１２に示すように、ワイヤーグリッド偏光分離素子９は、側板１２Ｒ，１２Ｌの内側の面に形成される嵌め込み部４４により保持される。嵌め込み部４４の前側の面部４４Ａにワイヤーグリッド偏光分離素子９の前面を当接させることで、ワイヤーグリッド偏光分離素子９は保持筐体８に対して所定位置に配置される。所定位置とは、表示パネル４から出射した光を、照明光軸Ｌ１と直交するように投射光学系５に向けて反射することができる位置である。
【００６２】
嵌め込み部４４は上方に開口部４４Ｂを有し、この開口部４４Ｂからワイヤーグリッド偏光分離素子９を挿入し、ワイヤーグリッド偏光分離素子９の前面を面部４４Ａに当接させた状態で、ワイヤーグリッド偏光分離素子９は保持筐体８に対して所定位置に配置される。ワイヤーグリッド偏光分離素子９を嵌め込み部４４に挿入し、所定位置に配置した状態で、ワイヤーグリッド偏光分離素子９の後側には、嵌め込み部４４の後側の面との間に間隙４４Ｃが形成される。この間隙４４Ｃに接着剤としての紫外線硬化樹脂を注入する。そして、この注入された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射し、硬化させ、ワイヤーグリッド偏光分離素子９を嵌め込み部４４に対して固定する。
【００６３】
（表示パネル４の取り付け）
図１２に示すように、照明光学系保持部８Ａの前方端部には開口部４５が形成されている。また、図１０および図１１に示すように、表示パネル４は、表示パネル４の光の入出射面であるパネル面４Ａが開口部４５に面するように配置されている。表示パネル４は、保持筐体８の前板１３の右端縁１３Ａと照明光学系保持部８Ａの側板１２Ｒの前端部１２ＲＴに対して紫外線硬化樹脂等の接着剤により固定されている。
【００６４】
開口部４５の左右の周縁部には、光学補償板支持面４６が設けられている。光学補償板支持面４６は、照明光軸Ｌ１の前方に向けて面部が形成されている。光学補償板１０は、光学補償板支持面４６に光学補償板１０の後面の左右の縁部を当接させ、光学補償板支持面４６に対して位置決めされた状態で、紫外線硬化樹脂等の接着剤により、光学補償板支持面４６に固定されている。
【００６５】
上述したように、照明光学系３を構成するレンズ３６，３７，３８，３９、ワイヤーグリッド偏光分離素子９および光学補償板１０は、保持筐体８に対して支持され、そして、保持筐体８に対して紫外線硬化樹脂により接着され固定されている。また、表示パネル４についても、保持筐体８に対して紫外線硬化樹脂により接着され固定されている。このように、各部材を保持筐体８に対して紫外線硬化樹脂（接着剤）で接着し取り付けることで、ねじ等の取り付け具を用いて取り付ける場合に比べて、部品点数を削減することができる。また部品点数が削減される結果、投射表示装置１の小型化を図ることができる。
【００６６】
（投射光学系５の構成）
図１６に示すように、投射光学系５は、３枚のレンズ４７，４８，４９とレンズ保持枠５０等を有する。レンズ保持枠５０には、絞り部として機能する孔部５１が形成されている。レンズ保持枠５０の前側には、レンズ４７が保持され、後側には、レンズ４８が保持されている。レンズ４９は、レンズ４８に対して保持されている。
【００６７】
表示パネル４から出射した光は、投射光学系５を介してスクリーン（図示省略）に投射される。レンズ４７，４８，４９は、順に正、負、正の屈折率を有するレンズであり、それぞれプラスチックモールドにより成型される非球面レンズである。表示パネル４から出射した光は、レンズ４９，４８を透過し、レンズ保持枠５０の孔部５１を通過し、そして、レンズ４７を透過してスクリーン（図示省略）に向けて投射される。
【００６８】
レンズ保持枠５０の孔部５１は絞り機能を有し、投射光学系５は、絞り位置において、表示パネル４から出射する光に対してテレセントリック性を確保できるように構成されている。また、投射光学系５は、後述する焦点調節機構７により前後方向に移動可能に構成されている。つまり、焦点調節機構７により投射光学系５を前後に移動することにより、スクリーン（図示省略）に投射される画像のピント調整を行うことができる。
【００６９】
レンズ保持枠５０の前部には、レンズ４７と嵌め合うことができる２つの嵌合部５２，５２が形成されている。一方、レンズ４７には、嵌合部５２，５２にそれぞれ嵌合される被嵌合部５３，５３が形成されている。被嵌合部５３，５３は、レンズ４７の有効径の外側にフランジ状に突出して形成されている。また、被嵌合部５３，５３は、投射光軸Ｌ２に対して左右対称の形状に形成されている。そして、嵌合部５２，５２も、投射光軸Ｌ２に対して左右対称の形状に形成されている。なお、レンズ４７は、被嵌合部５３，５３の部分を含めて、上述したプラスチックモールド成型により一体的に形成されている。
【００７０】
嵌合部５２，５２の内周面５２Ａ，５２Ａと被嵌合部５３，５３の外周面５３Ａ，５３Ａとは、互いに投射光軸Ｌ２を中心とする同一曲率の円弧面を呈している。つまり、内周面５２Ａ，５２Ａと外周面５３Ａ，５３Ａとは、嵌合部５２，５２に被嵌合部５３，５３を嵌めたときに、互いにガタなく接するように構成されている。したがって、外周面５３Ａ，５３Ａと内周面５２Ａ，５２Ａとが対向するように、嵌合部５２，５２に被嵌合部５３，５３を嵌合すると、被嵌合部５３，５３は、投射光軸Ｌ２と直交する全方向において嵌合部５２，５２に対して当接することができる。つまり、レンズ４７は、被嵌合部５３，５３が嵌合部５２，５２に嵌合されることで、レンズ保持枠５０に対して投射光軸Ｌ２と直交する方向について移動しないように位置決めされた状態で保持される。
【００７１】
図１７に示すように、被嵌合部５３，５３の外周面５３Ａ，５３Ａは、それぞれ投射光軸Ｌ２に対して光軸面ＬＳを挟んで上下に約４５度ずつの円周を有する円弧面に形成されている。また、嵌合部５２，５２についても同様に、各内周面５２Ａ，５２Ａは、それぞれ投射光軸Ｌ２に対して光軸面ＬＳを挟んで上下に約４５度ずつの円周を有する円弧面に形成されている。
【００７２】
一方、レンズ保持枠５０には、投射光軸Ｌ２を通り光軸面ＬＳに直交する面を挟む左右それぞれ４５度の範囲においては、レンズ４７を保持する部分が形成されていない。しかしながら、内周面５２Ａ，５２Ａおよび外周面５３Ａ，５３Ａの円弧面の円周長を、投射光軸Ｌ２に対して光軸面ＬＳを挟んで上下に約４５度ずつとすることで、上下方向においてもレンズ保持枠５０は、レンズ４７を確実に保持することができる。なお、外周面５３Ａ，５３Ａおよび内周面５２Ａ，５２Ａの円弧面の円周長は、投射光軸Ｌ２に対して上下に３０度から５０度とすることで、レンズ保持枠５０およびレンズ４７の大型化を抑えつつ、レンズ保持枠５０によるレンズ４７の保持を確実なものとすることができる。外周面５３Ａ，５３Ａと内周面５２Ａ，５２Ａの円弧面の円周長が、投射光軸Ｌ２に対して３０度未満となると、レンズ保持枠５０によるレンズ４７の上下方向における保持が、不安定となる。５０度を超えると、レンズ保持枠５０およびレンズ４７が大型化し易くなる。
【００７３】
レンズ保持枠５０の後部には、レンズ４８の外周縁と嵌め合うことができる２つの嵌合部５４，５４が形成されている。また、レンズ４８には、嵌合部５４，５４にそれぞれ嵌合される被嵌合部５５，５５が形成されている。被嵌合部５５，５５も、上述のレンズ４７の被嵌合部５３，５３と同様に、レンズ４８の有効径の外側にフランジ状に突出して形成されると共に、投射光軸Ｌ２に対して左右対称の形状に形成されている。なお、レンズ４８は、被嵌合部５５，５５の部分を含めて、プラスチックモールド成型により一体的に形成されている。嵌合部５４，５４も、嵌合部５２，５２と同様に、投射光軸Ｌ２に対して左右対称の形状に形成されている。
【００７４】
そして、嵌合部５４，５４の内周面５４Ａ，５４Ａと被嵌合部５５，５５の外周面５５Ａ，５５Ａとも、内周面５２Ａ，５２Ａおよび外周面５３Ａ，５３Ａと同様に、互いに投射光軸Ｌ２を中心とする同一曲率の円弧面を呈し、嵌合部５４，５４に被嵌合部５５，５５を嵌めたときに、内周面５４Ａ，５４Ａと外周面５５Ａ，５５Ａとがガタなく接するように構成されている。したがって、被嵌合部５５，５５と嵌合部５４，５４とについても、外周面５５Ａ，５５Ａと内周面５４Ａ，５４Ａとが対向するように、嵌合部５４，５４に被嵌合部５５，５５を嵌合すると、被嵌合部５５，５５は、投射光軸Ｌ２と直交する全方向において嵌合部５４，５４に対して当接することができる。つまり、レンズ４８は、被嵌合部５５，５５が嵌合部５４，５４に嵌合されることで、レンズ保持枠５０に対して投射光軸Ｌ２と直交する方向について移動しないように位置決めされた状態で保持される。
【００７５】
なお、被嵌合部５５，５５の外周面５５Ａ，５５Ａは、被嵌合部５３，５３の外周面５３Ａ，５３Ａと同様に、それぞれ投射光軸Ｌ２に対して光軸面ＬＳを挟んで上下に約４５度ずつの円周を有する円弧面に形成されている。また、嵌合部５４，５４についても同様に、各内周面５４Ａ，５４Ａは、それぞれ投射光軸Ｌ２に対して光軸面ＬＳを挟んで上下に約４５度ずつの円周を有する円弧面に形成されている。
【００７６】
一方、レンズ保持枠５０には、投射光軸Ｌ２を通り光軸面ＬＳに直交する面を挟む左右それぞれ４５度の範囲においては、レンズ４８を保持する部分が形成されていない。しかしながら、内周面５４Ａ，５４Ａおよび外周面５５Ａ，５５Ａの円弧面の円周長を、投射光軸Ｌ２に対して光軸面ＬＳを挟んで上下に約４５度ずつとすることで、上下方向においてもレンズ保持枠５０は、レンズ４８を確実に保持することができる。なお、外周面５５Ａ，５５Ａおよび内周面５４Ａ，５４Ａの円弧面の円周長は、投射光軸Ｌ２に対して上下に３０度から５０度とすることで、レンズ保持枠５０およびレンズ４８の大型化を抑えつつ、レンズ保持枠５０に対するレンズ４８の保持を確実なものとすることができる。外周面５５Ａ，５５Ａと内周面５４Ａ，５４Ａの円弧面の円周長が、投射光軸Ｌ２に対して３０度未満となると、レンズ保持枠５０によるレンズ４８の上下方向における保持が、不安定となる。５０度を超えると、レンズ保持枠５０およびレンズ４８が大型化し易くなる。
【００７７】
レンズ４８には、左右の被嵌合部５５，５５との間に、後方に円筒状に突出した突出部５６が形成される。一方、レンズ４９の外周部には、突出部５６を内側に嵌合することができる嵌合部５７，５７が形成されている。嵌合部５７，５７は、レンズ４９の有効径の外側に形成されるフランジ状部５８，５８の前面部を、レンズ４９の前面よりも前方に突出させた突出部として形成されている。嵌合部５７，５７は、投射光軸Ｌ２に対して左右対称の形状に形成されている。そして、嵌合部５７，５７の内側に突出部５６を嵌合させることで、レンズ４９をレンズ４８に対して保持することができる。
【００７８】
突出部５６の外周面５６Ａと嵌合部５７，５７の内周面５７Ａ，５７Ａとは互いに同一の曲率に形成され、突出部５６に嵌合部５７，５７を嵌めたときに、内周面５７Ａ，５７Ａと外周面５６Ａとがガタなく接するように構成されている。したがって、レンズ４９は、レンズ４８に対して投射光軸Ｌ２と直交する方向について移動しないように位置決めされた状態で保持される。
【００７９】
なお、嵌合部５７，５７は、投射光軸Ｌ２に対して左右対称の形状であり、嵌合部５７，５７の内周面５７Ａ，５７Ａは、投射光軸Ｌ２に対して光軸面ＬＳを挟んで上下に約４５度ずつの円周を有する円弧面に形成されている。一方、レンズ４９には、投射光軸Ｌ２を通り光軸面ＬＳに直交する面を挟む左右それぞれ４５度の範囲においては、レンズ４８に保持される部分が形成されていない。しかしながら、内周面５７Ａ，５７Ａの円弧面の円周長を投射光軸Ｌ２に対して光軸面ＬＳを挟んで上下に約４５度ずつとすることで、上下方向においても突出部５６に対するレンズ４９の保持を確実なものとすることができる。内周面５７Ａ，５７Ａの円弧面の円周長は、投射光軸Ｌ２に対して光軸面ＬＳを挟んで上下にそれぞれ３０度から５０度とすることで、レンズ４９の大型化を抑えつつ、突出部５６に対するレンズ４９の保持を確実なものとすることができる。内周面５７Ａ，５７Ａの円弧面の円周長が、投射光軸Ｌ２に対して３０度未満となると、レンズ４８に対するレンズ４９の保持が不安定となり、５０度を超えると、レンズ４９が大型化し易くなる。
【００８０】
上述のように構成される投射光学系５においては、図１８に示すように、レンズ４７およびレンズ４８がレンズ保持枠５０に対して保持され、そしてレンズ４９がレンズ４８に保持された状態で、レンズ４７、レンズ４８およびレンズ４９の光軸が一致するように、レンズ保持枠５０に対するレンズ４７およびレンズ４８の保持構造、およびレンズ４８へのレンズ４９の保持構造が構成されている。つまり、レンズ４７、レンズ４８およびレンズ４９の各光軸が一致するように、嵌合部５２，５２と被嵌合部５３，５３の嵌め合い、嵌合部５４，５４と被嵌合部５５，５５の嵌め合い、さらに突出部５６と嵌合部５７，５７の嵌め合い等が構成されている。
【００８１】
嵌合部５２，５２は、内周面５２Ａ，５２Ａの投射光軸Ｌ２と直交する方向の間隔が、前方から後方に向かって僅かに狭くなるように構成されている。また、レンズ４７の被嵌合部５３，５３については、投射光軸Ｌ２と直交する方向の幅（直径）が、前方から後方に向かって僅かに狭くなるように構成されている。したがって、嵌合部５２，５２に被嵌合部５３，５３を嵌め込んだときに、レンズ４７を、投射光軸Ｌ２と直交する方向にガタ付くことなく、レンズ保持枠５０に対して確実に位置決めをした状態で保持することができる。
【００８２】
嵌合部５４，５４も、内周面５４Ａ，５４Ａの投射光軸Ｌ２と直交する方向の間隔が、後方から前方に向かって僅かに狭くなるように構成されている。また、レンズ４８の被嵌合部５５，５５についても、投射光軸Ｌ２と直交する方向の幅（直径）が、後方から前方に向かって僅かに狭くなるように構成されている。したがって、嵌合部５４，５４に被嵌合部５５，５５を嵌め込んだときに、レンズ４８を、投射光軸Ｌ２と直交する方向にガタ付くことなく、レンズ保持枠５０に対して確実に位置決めした状態で保持することができる。
【００８３】
さらに、レンズ４９の嵌合部５７，５７についても、内周面５７Ａ，５７Ａの投射光軸Ｌ２と直交する方向の間隔が、前方から後方に向かって僅かに狭くなるように構成されている。また、レンズ４８の突出部５６についても、投射光軸Ｌ２と直交する方向の幅（直径）が、前方から後方に向かって僅かに狭くなるように構成されている。したがって、突出部５６に嵌合部５７，５７を嵌め込んだときに、レンズ４９を、投射光軸Ｌ２と直交する方向にガタ付くことなく、レンズ４８に対して位置決めされた状態で保持することができる。
【００８４】
（投射光学系５の保持筐体８への取り付け）
次に、図１０から図１２および図１６、図１８を参照しながら、投射光学系５の保持筐体８への取り付け構造について説明する。投射光学系５は、保持筐体８に支持されるガイド部としてのガイド軸５９Ｌ，５９Ｒにレンズ保持枠５０を支持させることにより、保持筐体８に対して取り付けられている。ガイド軸５９Ｌは、投射光学系５の左側に、投射光軸Ｌ２に平行に配置され、ガイド軸５９Ｒは、投射光学系５の右側に、投射光軸Ｌ２に平行に配置されている。レンズ保持枠５０の左側には、ガイド軸５９Ｌが挿通される軸受部６０Ｌが形成され、また、レンズ保持枠５０の右側には、ガイド軸５９Ｒが挿通される軸受部６０Ｒが形成されている。軸受部６０Ｒは、前後に配置される前側軸受部６０ＲＡと後側軸受部６０ＲＢとを有している。軸受部６０Ｌには、ガイド軸５９Ｌが挿通される軸受孔６１Ｌが形成され、軸受部６０Ｒにも、ガイド軸５９Ｒが挿通される軸受孔６１Ｒが形成されている。レンズ保持枠５０は、軸受孔６１Ｌにガイド軸５９Ｌを通し、また、軸受孔６１Ｒにガイド軸５９Ｒを通し、保持筐体８に対して、ガイド軸５９Ｌ，５９Ｒを介して支持されている。軸受孔６１Ｌはガイド軸５９Ｌに対してガタ付くことなくスムーズに摺動可能であり、また、軸受孔６１Ｒもガイド軸５９Ｒに対してガタ付くことなくスムーズに摺動可能に構成されている。
【００８５】
ガイド軸５９Ｌは、前板１３から側板１２Ｌに向けて挿入されることで前板１３と側板１２Ｌとに対して支持されている。側板１２Ｌには切欠部１２ＬＡが形成され、この切欠部１２ＬＡにおいてガイド軸５９Ｌは側板１２Ｌから露出する露出軸部５９ＬＡを有する（図１０、図１１参照）。また、ガイド軸５９Ｒは、前板１３から側板１２Ｒに向けて挿入されることで前板１３と側板１２Ｒとに支持されている。側板１２Ｒには切欠部１２ＲＡが形成され、この切欠部１２ＲＡの部分においてガイド軸５９Ｒは側板１２Ｒから露出する露出軸部５９ＲＡを有する（図１０、図１１参照）。軸受部６０Ｌは、切欠部１２ＬＡにおいて露出軸部５９ＬＡに軸支されている。また、軸受部６０Ｒは切欠部１２ＲＡにおいて露出軸部５９ＲＡに軸支されている。そして、軸受部６０Ｒの前後の側面と、切欠部１２ＲＡの内側の縁面１２ＲＡ１，１２ＲＡ１との間の間隔Ｄ２，Ｄ２（図１１参照）の範囲内で、投射光学系５は前後方向に移動を許容される。
【００８６】
図１０、図１１に示すように、ガイド軸５９Ｌは、側板１２Ｌ内に前方から後方に向かって挿入され、また、ガイド軸５９Ｒも、側板１２Ｒ内に前方から後方に向かって挿入されている。このように構成することで、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌを側板１２Ｒ，１２Ｒの内側（空間１７内）に配置する場合に比べて、側板１２Ｒと側板１２Ｌとの間の間隔を狭くすることができ、投射表示装置１の小型化を図ることができる。
【００８７】
ところで、軸受部６０Ｌは、レンズ保持枠５０の左側に配置される嵌合部５２，５４を挟んで投射光軸２Ｌの反対側に設けられている。また、軸受部６０Ｒは、レンズ保持枠５０の右側に配置される嵌合部５２，５４を挟んで投射光軸２Ｌの反対側に設けられている。つまり、投射光軸２Ｌの左側に嵌合部５２，５４と軸受部６０Ｌが配置され、また、投射光軸２Ｌの右側に嵌合部５２，５４と軸受部６０Ｒが配置されているため、レンズ保持枠５０は、左右方向に幅広の形状となっている。そのため、レンズ保持枠５０を保持する投射光学系保持部８Ｂの左右方向の幅Ｗ２（図１１参照）は、レンズ保持枠５０の左右方向の幅に応じて広くする必要がある。
【００８８】
しかしながら、Ｌ字型に直交する照明光軸Ｌ１と投射光軸Ｌ２の挟角側に、ガイド軸５９Ｌを配置することで、保持筐体８の左右方向の寸法Ｔと前後方向の寸法Ｓを変えることなく、投射光学系保持部８Ｂの幅Ｗ２を広く確保することができる。つまり、Ｌ字型に直交する照明光軸Ｌ１と投射光軸Ｌ２の挟角側に形成されるスペースＫの側に、投射光学系保持部８Ｂの幅広になった部分が配置され、保持筐体８の全体的な大きさ寸法となる寸法Ｔと寸法Ｓを変えることなく、投射光学系保持部８Ｂの左右方向の幅を広く確保することができる。
【００８９】
また、ガイド軸５９Ｌ，５９Ｒをレンズ保持枠５０の左右に配置することで、ガイド軸５９Ｌ，５９Ｒを上下方向に配置する場合に比べて保持筐体８の上下方向の高さを低く抑えることができる。さらに、レンズ保持枠５０の軸受部６０Ｌと軸受部６０Ｒの左右方向の間隔を広くする（ガイド軸５９Ｌとガイド軸５９Ｒの左右方向の間隔を広くする）ことで、投射光学系５の保持筐体８への保持を安定させることができる。レンズ保持枠５０の軸受部６０Ｌと軸受部６０Ｒの左右方向の間隔を広くしても、上述したように、スペースＫに、投射光学系保持部８Ｂの幅広になった部分を配置することで、保持筐体８の全体的な大きさが大きくなることを抑えることができる。なお、ガイド軸５９Ｌ，５９Ｒは、レンズ４７，４８，４９のそれぞれについての最上部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と最下部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３（図１６参照）の内、最も光軸面ＬＳから離れた位置に位置する最上部と最下部よりも光軸面ＬＳ側の位置に配置する。このようにガイド軸５９Ｒ，５９Ｌを配置することで、投射光学系５の上下方向の大きさを小さくすることができ、投射表示装置１の一層のコンパクト化を図ることができる。
【００９０】
本実施の形態においては、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌは、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌの各軸線、すなわち、ガイド軸５９Ｒの中心線とガイド軸５９Ｌの中心線とを含む面が、光軸面ＬＳと一致するように配置されている。ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌをこのような配置とすることで、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌと投射光軸Ｌ２が同一面上に配置される。したがって、投射表示装置１においては、軸受孔６１Ｌ，６１Ｒが、光軸面ＬＳを通るように配置される。つまり、ガイド軸５９Ｌとガイド軸５９Ｒを、光軸面ＬＳよりも上方、あるいは下方に配置した場合には、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌが通る軸受孔６１Ｌ，６１Ｒを上方、あるいは下方に配置する必要が生じる。そのため、軸受部６０Ｌ，６０Ｒを軸受孔６１Ｌ，６１Ｒの配置に対応させて上方あるいは下方に設ける必要が生じる。その結果、保持筐体８についても、レンズ保持枠５０の軸受部６０Ｌ，６０Ｒを収容できるように大きさを増す必要が生じ、保持筐体８の上下方向の高さが大きくなる。これに対し、軸受孔６１Ｌ，６１Ｒが、光軸面ＬＳを通るように配置されることで、レンズ保持枠５０の上下方向の高さを低く抑えることができ、レンズ保持枠５０が収容されるレンズ保持枠５０の上下方向の高さを低く抑えることができる。
【００９１】
なお、上述したレンズ支持部４０，４０〜４３，４３の形状や配置、あるいはガイド軸５９Ｒ，５９Ｌ等の配置等は、照明光学系３および投射光学系５が、上述のように保持筐体８に保持された状態で、照明光軸Ｌ１と投射光軸Ｌ２が所定の配置になるように構成されている。また、保持筐体８の底板１１には、図１２に示すように、上下に貫通する孔部６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅが形成されている。
【００９２】
孔部６２Ａから孔部６２Ｄは、それぞれ順にレンズ３６からレンズ３９に対向する位置に設けられ、この孔部６２Ａから孔部６２Ｄにそれぞれ対応するレンズ３６からレンズ３９の周縁部の一部が配置される。また、孔部６２Ｅは、レンズ４７からレンズ４９に対向する位置に設けられ、レンズ４７からレンズ４９の周縁部の一部が配置される。
【００９３】
また、図５に示すように、蓋部１５にも、レンズ３６からレンズ３９およびレンズ４７からレンズ４９の配置位置に対応してそれぞれ孔部６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃが形成されている。そして、孔部６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃにそれぞれ対応するレンズ３６からレンズ３９およびレンズ４７からレンズ４９の周縁部の一部が配置される。
【００９４】
このように孔部６２Ａから孔部６２Ｅおよび孔部６３Ａから孔部６３Ｃを設けることにより、これらの孔部６２Ａから孔部６２Ｅおよび孔部６３Ａから孔部６３Ｃに対応するレンズの周縁部の一部が配置されるため、保持筐体８の高さを低く構成することができる。なお、孔部６２Ａから孔部６２Ｅおよび孔部６３Ａから孔部６３Ｃから、レンズの周縁部が突出しないように、保持筐体８の高さ等が設定されている。
【００９５】
（焦点調節機構７の構成）
次に、図１９を参照しながら、投射光学系５を前後方向に移動し、投射面における投射画像のピント調整を行う移動手段としての焦点調節機構７の構成について説明する。図１９は、投射表示装置１を下方から見た図である。
【００９６】
レンズ保持枠５０の下部には、突起部６４が設けられている。この突起部６４は、後述するカム溝６５に係合しカムフォロアとして機能する。突起部６４は、レンズ保持枠５０の下部に下方に突出する円柱状の形状を呈している。底板１１には、底板１１を上下に貫通し、前後方向に長い形状の長孔部６６が形成されている。突起部６４は、長孔部６６を通して底板１１の下面側に突出できる長さに構成されている。また、長孔部６６は、レンズ保持枠５０の前後方向の移動量を許容できる長さに形成されている。
【００９７】
底板１１の下面側には、カム溝６５を有する円盤状のカム盤６７が配置されている。図１９においては、突起部６４および長孔部５１を示すため、カム盤６７については、便宜上、２点鎖線にて示している。カム盤６７は、支持部６８を中心に回転可能に底板１１に取り付けられている。この支持部６８と突起部６４とは、投射光軸Ｌ２と平行に配置されている。支持部６８は、底板１１に対してねじ結合されるねじ６９により構成され、ねじ６９の軸部に対してカム盤６７が回転可能に支持されている。また、ねじ６９の頭部は、カム盤６７の下方への抜け止めとして機能している。すなわち、カム盤６７は、底板１１の下面とねじ６９の頭部との間に挟持された状態で、ねじ６９の軸部の周りに回転可能に、ねじ６９によって底板１１に取り付けられている。
【００９８】
支持部６８に支持されたカム盤６７のカム溝６５内には、突起部６４が配置される。したがって、カム盤６７を回転することで、カム溝６５と突起部６４との関係により、レンズ保持枠５０を前後方向に移動することができる。つまり、カム盤６７を回転し、レンズ保持枠５０を前後方向に移動することで、レンズ保持枠５０に保持されるレンズ４７，４８，４９を移動することができ、この移動により投射面に投射される投射画像の合焦位置を、投射距離に合わせて調整することができる。
【００９９】
また、上述したように、支持部６８と突起部６４とは投射光軸Ｌ２に対して平行に配置されている。そのため、カム溝６５は、突起部６４の投射光軸Ｌ２に平行な方向に位置する前端または後端に接する。これに対し、例えば、支持部６８と突起部６４とが投射光軸Ｌ２に対して平行でない場合には、カム溝６５は、突起部６４の前端または後端から左右にずれた位置に当接することになる。このため、カム盤６７を回転して投射光学系５を移動させる際に、突起部６４に対して左右方向への力が作用し易くなり、投射光学系５の移動方向が左右にぶれる虞がある。また、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌに対しても左右方向に力が作用するため、軸受孔６１Ｌ，６１Ｒとガイド軸５９Ｒ，５９Ｌとの間の移動抵抗が大きくなる。そのため、投射光学系５のスムーズな移動が損なわれたり、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌが、偏摩耗する虞もある。
【０１００】
一方、本実施の形態に示すように、支持部６８と突起部６４とが投射光軸Ｌ２に対して平行に配置することにより、カム盤６７を回転して投射光学系５を移動させる際に、カム溝６５から突起部６４に対して左右方向（投射光軸Ｌ２と直交する方向）に作用する力を小さくできる。このため、カム盤６７を回転し投射光学系５を移動させる際の左右へのぶれを抑えることができ、また、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌの偏摩耗等を防ぐことができる。
【０１０１】
上述した実施の形態に説明した投射表示装置１においては、光学部品保持筐体としての保持筐体８に対して、照明光学系３と、光変調手段としての表示パネル４と、投射光学系５とが保持され、投射光学系５については、保持筐体８の内部に鏡筒を介することなく保持されていることとする。
【０１０２】
このように、投射光学系５を保持筐体８の内部に鏡筒を介することなく保持することで、投射表示装置の小型化と部品点数の削減を図ることができる。つまり、例えば、投射光学系５を鏡筒に保持し、この鏡筒を保持筐体８に対して取り付ける構成とした場合には、鏡筒を構成するための部品点数が増え、投射表示装置１の大型化を招く。これに対し、投射光学系５を保持筐体８の内部に保持することで、鏡筒を不要とすることができ、投射表示装置の小型化と部品点数の削減を図ることができる。
【０１０３】
また、投射表示装置１においては、投射光学系５が、ガイド部としてのガイド軸５９Ｒ，５９Ｌに対して、光軸方向に移動可能に支持され、そして、移動手段としての焦点調節機構７により、投射光学系５を、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌに沿って移動すると共に、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌを、保持筐体８に対して備えられることが好ましい。
【０１０４】
このように、投射光学系５をガイド軸５９Ｒ，５９Ｌに移動可能に支持し、焦点調節機構７によって前後方向に移動することで、投射画像の結像状態を調整することができる。つまり、投射距離に応じて最適な投射画像と投射面に投影することができる。これに加えて、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌが保持筐体８に備えられている。このため、従来のように鏡筒に構成されるレンズの移動機構を用いる場合に比べて、投射表示装置の小型化を図ることができる。特に、本実施の形態においては、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌは、保持筐体８の構成部材である側板１２Ｌ，１２Ｒの内部に配置されている。このため、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌを、保持筐体８の内部である空間１７内に配置する場合に比べて、側板１２Ｌと側板１２Ｒとの間の間隔を狭く構成することができる。
【０１０５】
なお、上述の実施の形態に示す投射表示装置１においては、レンズ保持枠５０を移動することで、レンズ４７，４８，４９を前後方向に移動する構成としているが、少なくとも１つのレンズをレンズ保持枠５０に保持し、他のレンズについては保持筐体８に対して固定する構成としてもよい。
【０１０６】
さらに、投射表示装置１においては、レンズ４７，４８，４９を、レンズ保持枠５０を介してガイド軸５９Ｒ，５９Ｌに支持し、レンズ保持枠５０には、レンズ４７，４８，４９を透過する光の光束量を制限する絞り部としての孔部５１を形成することが好ましい。
【０１０７】
このように投射表示装置１を構成することにより、レンズ保持枠５０に絞り機能とレンズを保持する機能を兼ねることができ、部品点数を削減することができる。
【０１０８】
また、投射表示装置１においては、照明光学系３と投射光学系５とは、照明光学系３の光軸である照明光軸Ｌ１と投射光学系５の光軸である投射光軸Ｌ２とが互いに交差するように配置され、ガイド軸５９Ｌが、照明光軸Ｌ１と投射光軸Ｌ２との挟角側に配置される構成とすることが好ましい。
【０１０９】
このように投射表示装置１を構成することにより、投射表示装置１の全体的な大きさを変えることなく、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌを設けることができる。なお、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌを、例えば、上下方向に配置し、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌの両方を該挟角側に配置する構成としてもよい。
【０１１０】
また、投射表示装置１においては、ガイド軸５９Ｒ，５９Ｌは、レンズ４７，４８，４９のそれぞれについての最上部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と最下部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の内、最も光軸面ＬＳから離れた位置にある最上部と最下部よりも光軸面ＬＳ側の位置に配置することが好ましい。
【０１１１】
このように投射表示装置１を構成することにより、投射光学系５の上下方向の大きさを小さくすることができ、投射表示装置１の一層の小型化を図ることができる。
【０１１２】
また、投射表示装置１においては、ガイド軸５９Ｌ，５９Ｒを、それぞれの軸線が光軸面ＬＳに含まれる位置に配置することが好ましい。
【０１１３】
このように投射表示装置１を構成することにより、軸受孔６１Ｌ，６１Ｒを光軸面ＬＳを通るように配置することができ、レンズ保持枠５０の上下方向の高さを低く抑えることができる。このため、レンズ保持枠５０が収容されるレンズ保持枠５０の上下方向の高さを低く抑えることができ、ひいては、投射表示装置１の小型化を図ることができる。
【０１１４】
上述のように投射表示装置１の小型化が図れる結果、携帯電話Ｔ（図１等を参照）やＰＤＡを大型化することなく、携帯電話ＴやＰＤＡ等に投射表示装置１を組み込むことができる。また、投射表示装置１単体として用いる場合にも、その外装筐体ＰＡ（図４参照）を小型化することができる。
【０１１５】
また、投射表示装置１においては、照明光学系３および投射光学系５はテレセントリック光学系に構成することが好ましい。
【０１１６】
このように投射表示装置を構成することにより、色むらが少ない投射画像を得ることができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１  …  投射表示装置
３  …  照明光学系
４  …  表示パネル（光変調手段）
５  …  投射光学系
７  …  焦点調節機構（移動手段）
８  …  保持筐体（光学部品保持筐体）
４７，４８，４９  …  投射光学系を構成するレンズ
５０  …  レンズ保持枠
５１  …  孔部（絞り部）
５９Ｒ，５９Ｌ  …  ガイド軸（ガイド部）
Ｌ１  …  照明光軸
Ｌ２  …  投射光軸
ＬＳ  …  光軸面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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