(57)【要約】【課題】従来の照明装置においては、組立後に３軸調整が必要とされていたことから、調整作業が多くて作業性が悪く、調整作業自体も複雑になっており、調整作業に熟練性を要していた。【解決手段】光を出射する発光素子１０と、ライトパイプ２と、ホルダ３と、スプリング９と、を設ける。ライトパイプ２は、発光素子１０から出射された光が入射面２ａから入射され且つ入射された光を導光させて出射面２ｂから出射させる。ホルダ３は、ライトパイプ２が挿通されると共にそのライトパイプ２を姿勢変更可能に支持する中央穴１５を有し、その中央穴１５に挿通されたライトパイプ２の入射面側の端部に、その入射面２ａと対向させて発光素子１０が配置される。スプリング９は、ライトパイプ２を発光素子１０側に付勢して入射面２ａを発光素子１０に接触させる。【選択図】図１
2010122466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源部と、
前記光源部から出射された光が入射面から入射されると共に入射された光を導光させて出射面から出射させる導光部材と、
前記導光部材が挿通される貫通穴を有し且つ前記貫通穴に挿通された前記導光部材を姿勢変更可能に支持すると共に当該導光部材の前記入射面に前記光源部を対向させるホルダ部材と、
前記導光部材を前記光源部側に付勢して当該光源部に前記入射面を接触させる付勢部材と、を設けた
照明装置。
【請求項２】
前記導光部材は、前記入射面の面積よりも前記出射面の面積を大きくした角錐台形又は    円錐台形を有し、
前記出射面の近傍に装着される保持部材を設け、
前記保持部材を介して前記付勢部材で前記導光部材を前記光源部に付勢した
請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記導光部材の前記出射面の近傍に径方向外側に突出するフランジ部を設け、
前記フランジ部の外周面を前記ホルダ部材によって摺動可能に支持した
請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
前記ホルダ部材の前記光源部が配置される側に配置されるバネ受け部材を設け、
前記付勢部材は、前記導光部材を挟んで対称に一対を配置して設け、
前記一対の付勢部材を前記保持部材と前記バネ受け部材との間に掛け渡した
請求項２記載の照明装置。
【請求項５】
前記光源部は、前記ホルダ部材の一端に固定される配線基板に固定し、
前記配線基板の前記光源部と反対側の面に放熱器を密着させて設けた
請求項１記載の照明装置。
【請求項６】
前記光源部は、放電ランプ、発光ダイオード又はレーザのいずれかである
請求項１記載の照明装置。
【請求項７】
光を出射する照明装置と、
前記照明装置から出射された光を、空間光変調部により変調して出射させることにより、スクリーンに画像を投射させる投射光学系と、を備え、
前記照明装置は、
光を出射する光源部と、
前記光源部から出射された光が入射面から入射されると共に入射された光を導光させて出射面から出射させる導光部材と、
前記導光部材が挿通される貫通穴を有し且つ前記貫通穴に挿通された前記導光部材を姿勢変更可能に支持すると共に当該導光部材の前記入射面に前記光源部を対向させるホルダ部材と、
前記導光部材を前記光源部側に付勢して当該光源部に前記入射面を接触させる付勢部材と、を設けた
プロジェクタ装置。
【請求項８】
照明装置から出射された光を、空間光変調部により変調して投射光学系からスクリーンに投射させることにより画像を表示させる複数個のプロジェクタ装置を備え、
前記照明装置は、
光を出射する光源部と、
前記光源部から出射された光が入射面から入射されると共に入射された光を導光させて出射面から出射させる導光部材と、
前記導光部材が挿通される貫通穴を有し且つ前記貫通穴に挿通された前記導光部材を姿勢変更可能に支持すると共に当該導光部材の前記入射面に前記光源部を対向させるホルダ部材と、
前記導光部材を前記光源部側に付勢して当該光源部に前記入射面を接触させる付勢部材と、を設けた
画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置を有するプロジェクタ装置を複数個配列してスクリーンに立体画像を表示させる画像表示装置に関し、特に、プロジェクタ装置の一部を構成する照明装置の改良に関する。
【０００２】
近年、立体画像を表示できるようにした各種の画像表示装置が提案されている。
本出願に係る画像表示装置は、被写体となる立体を多数の視点から撮像し、その画像情報を、水平方向に並べた複数のプロジェクタ装置を用いて、撮影時の視点に対応する画像としてスクリーン面にて合成させる。これにより、スクリーンを見る観察者は、そのスクリーン上に被写体の実物を見る場合の画像を観察することができる。
この場合、実物を観察したときに左目に入射する画像が、画像表示装置の観察時においても左目に入射され、実物を観察したときに右目に入射する画像が、画像表示装置の観察時においても右目に入射される。その結果、スクリーンの観察者は、左右の目で実物を観察するように異なる画像を「見る」ことになり、その画像に対して立体感が得られることとなる。
【背景技術】
【０００３】
従来の、この種の画像表示装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、立体画像を表示させるために投射部を複数備えたものに適用して好適な投射型の画像表示装置に関するものが記載されている。この特許文献１に記載された画像表示装置は、光源から出射された光を、空間光変調部により変調して、投射光学系によりスクリーンに投射して画像を表示する投射部を、所定状態で複数配列して構成されている。画像表示装置は、複数の投射部が取り付けられる透孔が配列されたベース部材を備え、投射部は、投影レンズ群とレンズホルダと映像表示パネルと位置調整部とガイド軸とを備えている。投影レンズ群は、複数枚の投影レンズからなり、その投影レンズ群がレンズホルダに固定されている。位置調整部は、映像表示パネルを保護するホルダとカバーとで構成されており、光軸上を前後に水平移動することによりフォーカスの調整を行うことができる。また、ガイド軸は、位置調整部の水平移動をガイドし、ベース部材の透孔に取り付ける場合の位置決めの軸としても用いられている。
【０００４】
このような構成を有する画像表示装置（以下「第１の従来例」という。）によれば、簡単な構成で投射部のフォーカス調整を行うことができ、簡単な調整で立体画像を表示させることができる、という効果が期待される（特許文献１の段落［００１２］を参照）。
【０００５】
また、従来の画像表示装置の他の例としては、例えば、特許文献２に記載されているようなものもある。特許文献２には、光源から出射された表示光を均一化して導光する導光部材保持装置及びこの導光部材保持装置を備えるプロジェクタ等の投射装置に関するものが記載されている。この特許文献２に係る導光部材保持装置は、導光部材と第１ホルダ手段と第２ホルダ手段とを備えている。導光部材は、透光材によって全体角錐状に形成され、断面寸法が小さな第１端面を光源と対向させて入射面とすると共に断面寸法が大きな第２端面を表示部と対向させて出射面としている。そして、光源から出射された表示光を入射面から入射すると共に内部において乱反射させながら出射面側へと導光して表示部に供給する。第１ホルダ手段は、導光部材の入射面の対角長よりも大径でかつ出射面の対角長よりも小径とされた円形若しくは多角形断面の導光部材保持空間部が設けられている。また、第２ホルダ手段は、導光部材の出射面の外周縁部位を係止して外方に臨ませることにより、表示部と対向させる表示光出射開口部が設けられている。更に、導光部材が、導光部材保持空間部と表示光出射開口部との軸線を一致させて組み合わせた第１ホルダ手段と第２ホルダ手段との間に、長さ方向に挟持されると共に各稜線部を導光部材保持開口部の内周壁により保持されて組み合わされている。
【０００６】
このような構成を有する導光部材保持装置（以下「第２の従来例」という。）によれば、第１ホルダ手段によって導光部材の各稜線部を保持することで、保持部位における光量損失が低減され表示部に対して表示光を効率よく供給することが可能となる、等の効果が期待される（特許文献２の段落［００２０］を参照）。
【０００７】
しかしながら、第１の従来例及び第２の従来例の何れの場合においても、プロジェクタ装置は、小型で高容量の光を出射し、発熱量も小さい発光素子を光源として用いる照明装置が備えられている。プロジェクタ装置は、照明装置と投射光学系とによって構成されており、照明装置の光源としての白色発光素子が光を液晶パネルに供給し、その液晶パネルで得られた画像が、投射レンズを有する光学系を介してスクリーンに表示される。このとき、プロジェクタ装置の導光部材により、点光源に近い発光素子からの出射光を液晶パネルの画面サイズまで拡げると共に適切なＦナンバーで画像の投射が行われるようになっている。
【０００８】
導光部材は、断面寸法が小さい第１の端面を発光素子と対向させて入射面とすると共に、断面寸法が大きな凸レンズ形状の第２の端面を液晶パネルに対向させて出射面としている。そして、光源から出射された光を入射面から入射すると共に、内部において乱反射させながら出射面側へと導光し、出射面から出射させて液晶パネルに供給している。
【０００９】
導光部材の入射面は、良好な導光特性を得るためには、光源としての発光素子の出射面に対して密接させて一体化させることが好ましい。そこで、従来では、導光部材の入射面と発光素子の出射面との密接度を上げて良好な導光特性を得るために、互いの接触面（導光部材の入射面と発光素子の出射面）にインデックスマッチングのとれた光学オイル等を塗布する手法が広く用いられている。
【００１０】
ところが、光学オイルを用いる場合には、その塗布量の多少によって導光特性に差が生ずることになり、導光特性にバラツキが生じるという問題がある。また、光学オイルは、使用環境や使用期間等によって特性が変化したり、揮発して減少したりして導光特性の向上効果が減少するという問題もある。更に、光学オイル等の影響によって発光素子に劣化が生ずるという問題もあった。
【００１１】
また、光源としての発光素子の出射面は、良好な導光特性を得るために、組立後において、導光部材の入射面との互いの軸線を一致させるように光軸調整が行われる。この光軸調整は、発光素子の出射面と導光部材の入射面の軸線を一致させるためのＸ−Ｙ軸方向調整と、Ｘ−Ｙ軸と垂直をなすＺ方向のＺ軸方向調整とがある。Ｘ−Ｙ軸方向調整は、発光素子の出射方向と垂直をなす面方向に発光素子を移動させることによって行われる。また、Ｚ軸方向調整は、発光素子に対して導光部材を光軸方向へ移動させ、導光部材の入射面と発光素子の出射面を接触させる位置調整である。
【００１２】
このように、従来の光軸調整は、Ｘ−Ｙ軸方向調整とＺ軸方向調整との３軸調整が必要とされていた。そのため、調整作業が多く必要とされることから作業性が悪いばかりでなく、調整作業が複雑化していて調整作業に熟練性を要するという問題があった。
【特許文献１】特開２００７−１８７７４５号公報
【特許文献２】特開２００６−１９５３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
解決しようとする問題点は、従来の照明装置においては、組立後に３軸調整が必要とされていたことから、調整作業が多く必要とされていて作業性が悪いという点である。また、調整作業自体が複雑になっており、調整作業に熟練性を要する、という点である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本出願の照明装置は、光を出射する光源部と、導光部材と、ホルダ部材と、付勢部材と、を設けている。導光部材は、光源部から出射された光が入射面から入射されると共に入射された光を導光させて出射面から出射させる。ホルダ部材は、導光部材が挿通される貫通穴を有し且つその貫通穴に挿通された導光部材を姿勢変更可能に支持すると共に、その導光部材の入射面に光源部を対向させる。付勢部材は、導光部材を光源部側に付勢してその光源部に入射面を接触させる。
【発明の効果】
【００１５】
本出願の照明装置によれば、導光部材を付勢部材で光源部側に付勢することにより、導光部材の入射面を光源部の出射面に当接させて密接させることができる。そのため、導光部材の入射面と発光素子の出射面との密接度を上げて良好な導光特性を得ることができる。しかも、付勢部材の付勢力によって導光部材の入射面が発光素子の出射面に密接されるため、導光部材と発光素子との間の光軸方向の調整を不要とすることができ、この種の照明装置における光源等の位置調整作業の簡素化を図ることができる。これにより、プロジェクタ装置及び画像表示装置の組立時等における作業性及び生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
光源部と導光部材とホルダ部材と付勢部材とを設け、付勢部材で導光部材を光源部側に付勢し、入射面を光源部に接触させる。これにより、導光部材の入射面と光源部の出射面との密接度を上げて良好な導光特性が得られると共に、光源部の位置調整が容易な照明装置、プロジェクタ装置及び画像表示装置を、簡単な構成によって実現した。
【実施例１】
【００１７】
図１〜図１２は、本発明の照明装置、プロジェクタ装置及び画像表示装置の実施の形態の例を示すものである。即ち、図１〜図３は、本発明の照明装置の第１の実施の例を示すもので、図１は斜視図、図２は分解斜視図、図３は図１のＸ−Ｘ線断面図、図４は図１のＹ−Ｙ線断面図である。図５及び図６は、本発明のプロジェクタ装置の第１の実施の例を示すもので、図５は斜視図、図６は分解斜視図である。また、図７〜図１２は、本発明の画像表示装置の第１の実施の例を示すもので、図７は概略構成を示す説明図、図８はプロジェクタ集合体の斜視図、図９はプロジェクタ集合体の側面図、図１０はプロジェクタ集合体の分解斜視図である。更に、図１１はプロジェクタ集合体の動作説明図、図１２は画像表示装置による画像表示態様の例を示す説明図である。
【００１８】
図１〜図４に示すように、本発明の第１の実施例として示す照明装置１は、ライトパイプ２とホルダ３とホルダカバー４と保持部材５とリテーナ６とバネ受け枠７と傾き補正板８とスプリング９と発光素子１０と配線基板１１と放熱器１２等を備えて構成されている。
【００１９】
ライトパイプ２は、透過する光を均一化して導光させる導光部材の一具体例を示すもので、導光特性に優れた透明なアクリル樹脂等の透明合成樹脂材やガラス材等の透光材によって作られている。このライトパイプ２は、一端の面積よりも他端の面積を大きくした断面形状が矩形をなす四角錐台形の部材からなり、断面寸法が小さい第１の端面が入射面２ａとされ、断面寸法が大きい第２の端面が出射面２ｂとされている。そして、入射面２ａの中心と出射面２ｂの中心を軸方向に直線で結ぶ線が、ライトパイプ２の中心部を軸方向に通る光軸となっている。
【００２０】
ライトパイプ２の入射面２ａは、その光軸をなす軸心線と垂直に交差する平面として形成されている。また、ライトパイプ２の出射面２ｂは、その光軸をなす軸心線と交差する方向に展開された曲面として凸レンズ状に形成されている。この実施例では、入射面２ａ及び出射面２ｂの平面形状は、縦方向に長くした長方形として形成されている。しかしながら、ライトパイプは、断面形状が正方形の角錐台形や六角形、八角形、その他の角形であってもよく、また、断面形状が円形の円錐台形や楕円形の楕円台形等として形成することができる。
【００２１】
また、ライトパイプ２の出射面２ｂの近傍である出射面内側の端部には、径方向の外側に突出するフランジ部１４が設けられている。このフランジ部１４は、出射面２ｂより少し内側の部分において、周方向に連続する長方形の枠部分として形成されている。このフランジ部１４によってライトパイプ２の出射面２ｂ側が、保持部材５を介してホルダ３により摺動可能に保持されている。そして、ライトパイプ２のフランジ部１４の出射面２ｂ側に形成された段部にリテーナ６が装着されている。
【００２２】
ホルダ３は、ホルダ部材の一具体例を示すもので、この実施例では、断面形状が略長方形をなす角筒状の部材として形成されている。このホルダ３の中心部を貫通する貫通穴の一具体例を示す断面形状が長方形をなす中央穴１５にライトパイプ２の入射面２ａ側が挿入される。ホルダ３の幅方向に対向する左右の側面部の外面には、中央穴１５と平行に延在された長溝１６がそれぞれ設けられている。長溝１６はホルダ３の長手方向の一端から他端まで連続されており、各長溝１６にスプリング９がそれぞれ伸縮自在に収納される。ホルダ３の両端面には、ネジ穴１７が所定位置（本実施例では４箇所）にそれぞれ設けられている。このホルダ３の長手方向の一端に保持部材５が配置されている。
【００２３】
保持部材５は、ホルダ３の端面形状に対応した大きさを有する略長方形をなす枠体として形成されている。この保持部材５の長方形をなす開口部１８に、ライトパイプ２のフランジ部１４が摺動可能に係合される。保持部材５の開口部１８の幅方向に対向する２辺の略中央部には、リテーナ６の係止片６ａとの干渉を避けるための切欠き１９が設けられている。更に、保持部材５には、ホルダ３に設けた４つのネジ穴１７と対向する位置に挿通穴２１がそれぞれ設けられている。
【００２４】
リテーナ６は、第１の枠部材の一具体例を示すもので、ライトパイプ２の出射面２ｂに対応した大きさを有する長方形の枠体として形成されている。このリテーナ６の長方形をなす開口部２２に、ライトパイプ２の出射面２ｂ側の端部が嵌合されると共に、フランジ部１４に当接されて位置決めされる。リテーナ６の幅方向に対向する２辺の略中央部の外縁には、それぞれ係止片６ａが設けられている。２つの係止片６ａ，６ａは、リテーナ６の一面側へ９０°折り曲げられて形成されていて、それぞれの先端部には孔が設けられている。２つの係止片６ａ，６ａの孔には、２つのスプリング９，９の一端がそれぞれ掛け止められる。
【００２５】
ホルダカバー４は、ホルダ３及び保持部材５と同様の大きさを有する略長方形をなす枠体として形成されている。このホルダカバー４は、ライトパイプ２の出射面２ｂ側を覆う蓋のような機能を有している。そのため、ホルダカバー４はある程度の厚みを有しており、その一面側に、リテーナ６が装着されたライトパイプ２の出射面部を収容可能な長方形をなす空間部２３が設けられている。この空間部２３には、出射面２ｂの大きさに対応した同程度の大きさを有する長方形の開口部２４が連通されており、この開口部２４と空間部２３によってホルダカバー４が厚み方向へ貫通されている。
【００２６】
また、ホルダカバー４には、ホルダ３に設けた４つのネジ穴１７と対向する位置に挿通穴２５がそれぞれ設けられている。これらの挿通穴２５に固定ネジ２６のネジ軸部を挿通させ、更に保持部材５の挿通穴２１に挿通させた後、その先端部をホルダ３のネジ穴１７に螺合させて締め付ける。これにより、複数個（本実施例では４個）の固定ネジ２６によってホルダカバー４と保持部材５がホルダ３に締め付けられて一体的に固定される。更に、ホルダカバー４の長手方向に対向する２辺には位置決め孔２７，２７が設けられている。この位置決め孔２７に対応してホルダ３及び保持部材５にも位置決め孔が設けられており、これらの位置決め孔を貫通する位置決めピン２８によってホルダカバー４と保持部材５がホルダ３に位置決めされている。
【００２７】
ホルダ３の中央穴１５に挿入されたライトパイプ２の入射面２ａ側には、ライトパイプ２の傾きを補正するための傾き補正板８が装着されている。即ち、傾き補正板８の略中央部には、ライトパイプ２が貫通される貫通穴３１が設けられている。傾き補正板８の貫通穴３１の直径は、ライトパイプ２の入射面２ａから少し内側に入った部分の対角線長さと同じ長さに設定されている。この傾き補正板８は、中央穴１５よりも少し小さい長方形の板体からなり、その四辺のそれぞれ中央部には、外側に突出する半円形の突起部２９がそれぞれ設けられている。この突起部２９を含む傾き補正板８の長手方向及び幅方向の各長さは、中央穴１５の長辺及び短辺の長さよりもそれぞれ少し長く設定されている。
【００２８】
この傾き補正板８は、ライトパイプ２の光軸に対して少し傾いた状態でホルダ３の中央穴１５に装着される。このとき、傾き補正板８の外縁は、４箇所の突起部２９のみが中央穴１５の内面に接触される。この傾き補正板８の傾き角度を変えることにより、その傾けた方向に傾き量に応じて、ライトパイプ２を傾けて姿勢を変更（調整）することができる（光軸調整）。
【００２９】
更に、ホルダ３のホルダカバー４が取り付けられる側と反対側には、第２の枠部材の一具体例を示すバネ受け枠７が装着されている。バネ受け枠７は、左右方向に長い長方形の枠体からなり、中央の開口部３２を中央穴１５の中央に位置合わせした状態でホルダ３に装着される。このバネ受け枠７の長手方向である左右方向に対向する２辺の外縁には、それぞれ係止片７ａが同一面側へ９０°折り曲げられて形成されている。各係止片７ａの先端部には、スプリング９の他端が掛け止められる孔がそれぞれ設けられている。
【００３０】
スプリング９は、付勢部材の一具体例を示すもので、この実施例では、コイル部の両端にフック部を設けた引張コイルバネを用いている。しかしながら、付勢部材としては、この実施例のスプリングに限定されるものではなく、例えば、ゴム紐のようなゴム状弾性体を用いることもできる。このスプリング９は、その一端がリテーナ６の係止片６ａに設けた孔に掛け止められ、適度に引っ張られた状態で他端がバネ受け枠７の係止片７ａに設けた孔に掛け止められている。このスプリング９の弾性による引張力により、常時、ライトパイプ２がバネ受け枠７側に付勢されている。
【００３１】
また、ホルダ３のバネ受け枠７側の端面には、発光素子（ＬＥＤ）１０が実装された所定の電気回路を有する配線基板１１が配置されている。発光素子１０は、照明装置１の光源部の一具体例を示すもので、配線基板１１の一方の面の略中央部に取り付けられている。この実施例では、光源部として発光素子１０を用いた例について説明したが、例えば、光源として発光する照明ランプと、その照明ランプから出射された光を集めて一定の方向に進行させる反射鏡とによって構成することもできる。この場合、照明ランプは、白色光を出射するランプであってもよく、また、放電ランプ、高圧水銀ランプ等を適用することもできる。反射鏡は、卵の殻を半分にしたような半球殻状をなしており、その略中央部分に照明ランプが設置される。
【００３２】
配線基板１１は、ホルダカバー４と同程度の大きさを有する略四角形をなす板体として形成されている。この配線基板には、図示しないが、所定の配線回路として構成された電気配線が設けられていると共に、外部の電源や装置等と電気的に接続されるコネクタや必要な電子機器、電子部品が取り付けられる。更に、配線基板１１には、ホルダ３にネジ止めするための挿通穴３３が複数箇所（本実施例では４箇所）に設けられている。この配線基板１１の発光素子１０が搭載された面と反対側の面には、発光素子１０の熱を奪って冷却させる放熱器１２が取り付けられている。
【００３３】
放熱器１２は、配線基板１１と同様の形状を有するベース板３５と、このベース板３５の一面から立設された多数の放熱フィン３６とを有している。ベース板３５と多数の放熱フィン３６は、熱伝導性に優れた金属材料、例えば、アルミニウム合金によって一体に構成されている。なお、放熱器１２の材料としては、用途に応じてマグネシウム合金を用いても良い。ベース板３５には、配線基板１１の４つの挿通穴３３と対応する位置に、同じ数の挿通穴が設けられている。配線基板１１と放熱器１２のベース板３５との間には、発光素子１０が発光することによって生ずる熱を配線基板１１から放熱器１２に逃がすための放熱シート３８が介在されている。
【００３４】
かくして、配線基板１１とベース板３５に設けた挿通穴に固定ネジ３７のネジ軸部を挿通させた後、その先端部をホルダ３のネジ穴に螺合させて締め付ける。これにより、複数個（本実施例では４個）の固定ネジ３７によって配線基板１１と放熱器１２がホルダ３に締め付けられて一体的に固定されている。そして、バネ受け枠７は、ホルダ３と配線基板１１とで挟まれた状態となっている。
【００３５】
ホルダ３とホルダカバー４と保持部材５と傾き補正板８の材質としては、例えば、ガラス繊維強化熱可塑性プラスチック（Ｇ(Ｆ)ＲＴＰ）やＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンスルフィド樹脂）が好適である。しかしながら、これらに限定されるものではなく、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）等を用いても良く、また、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の金属材料を用いることもできる。更に、リテーナ６及びバネ受け枠７の材質としては、例えば、ステンレス鋼やスチール鋼その他の金属材料は勿論のこと、ＡＢＳ樹脂等のプラスチック材料を用いることもできる。
【００３６】
このような構成を有する照明装置１は、例えば、次のようにして組み立てることができる。まず、ライトパイプ２の出射面２ｂ側にリテーナ６の開口部２２を臨ませ、その出射面２ｂ部分を開口部２２に差し込む。このとき、リテーナ６をライトパイプ２のフランジ部１４まで差し込むことにより、フランジ部１４によってリテーナ６が位置決めされる。次に、ホルダ３の長手方向の一側に保持部材５を臨ませ、その外側から開口部１８にライトパイプ２の入射面２ａ側を挿入し、そのままホルダ３の中央穴１５に入射面２ａ側を挿入する。そして、ライトパイプ２のフランジ部１４を保持部材５の開口部１８に嵌め合わせると共に、保持部材５をホルダ３の一端に当接させる。
【００３７】
次に、保持部材５の外側にホルダカバー４を臨ませ、このホルダカバー４を保持部材５に重ね合わせる。これにより、ホルダカバー４の内側に設けた空間部２３内に、リテーナ６が装着されたライトパイプ２の出射面２ｂ部分が収納される。そこで、４個の固定ネジ２６のネジ軸部を挿通穴２５に挿入し、保持部材５の挿通穴２１を貫通させて先端部をホルダ３のネジ穴１７に螺合させる。そして、これらの固定ネジ２６を締め込むことにより、ライトパイプ２がホルダ３に保持される。このとき、ホルダ３の反対側から中央穴１５内に傾き補正板８を差し込み、その貫通穴３１にライトパイプ２の入射面２ａ側を差し込む。この状態では、ライトパイプ２は光軸方向へ移動可能となっている。
【００３８】
次いで、ホルダ３のホルダカバー４と反対側にバネ受け枠７を装着し、その外側に配線基板１１と放熱器１２を臨ませる。そして、４個の固定ネジ３７のネジ軸部を挿通穴３３等に挿入し、その先端部をホルダ３のネジ穴に螺合させる。これらの固定ネジ３７を締め込むことにより、配線基板１１と放熱器１２がホルダ３に固定される。このとき、配線基板１１に固定されている発光素子１０は、バネ受け枠７の開口部３２内に挿入され、ライトパイプ２の入射面２ａに対向される。
【００３９】
次に、ホルダ３の幅方向両側に設けられている左右の長溝１６，１６内において、長手方向の一側に配置されているリテーナ６の係止片６ａにスプリング９の一端を掛け止め、その他端を長手方向の他側に配置されているバネ受け枠７の係止片７ａに掛け止める。この場合、スプリング９の一端が係止されているバネ受け枠７がホルダ３に装着されている一方、スプリング９の他端が係止されているリテーナ６はライトパイプ２に嵌合され、そのライトパイプ２は保持部材５によって光軸方向へ移動可能に支持されている。
【００４０】
そのため、スプリング９のバネ力は、ライトパイプ２を発光素子１０側に付勢する力として作用する。この際、ライトパイプ２の光軸上に発光素子１０が配置され、その入射面２ａが発光素子１０の出射面に対向されている。その結果、スプリング９のバネ力によってライトパイプ２の入射面２ａが発光素子１０の出射面に押圧され、その入射面２ａが発光素子１０に圧接される。このように、ライトパイプ２は、スプリング９によって常に発光素子１０側に付勢され、その入射面２ａが光源である発光素子１０の出射面に常に圧接されて密着されている。
【００４１】
従って、従来のように光学オイル等を用いることなく、ライトパイプ２の入射面２ａと発光素子１０の出射面を直接密接させて一体化することができる。これにより、ライトパイプ２の入射面２ａと発光素子１０の出射面との間の密接度を向上させて良好な導光特性を得ることができる。しかも、スプリング９によってライトパイプ２が、常に光軸方向へ付勢されて入射面２ａが出射面に密接されているため、発光素子１０の出射方向である光軸方向の位置調整を行う必要がない。従って、光軸方向の位置調整を省略して光軸調整の簡略化を図ることができる。
【００４２】
また、発光素子１０の出射面は、良好な導光特性を得るために、その中心を導光部材であるライトパイプ２の入射面２ａの中心と一致させて組み立てる必要がある。そのため、通常は、前記組立後において、光軸調整が行われる。この光軸調整は、発光素子１０の出射面の中心とライトパイプ２の入射面２ａの中心を一致させるためのもので、具体的には、配線基板１１をライトパイプ２の軸心線と直交する方向へ移動させることによって行われる。
【００４３】
この場合、配線基板１１に設けた挿通穴３３及び放熱器１２のベース板３５に設けた挿通穴の直径は、これらをホルダ３に組み立てる固定ネジ３７の軸径よりも大きく設定されている。そこで、ホルダ３に配線基板１１等を固定ネジ３７で仮固定した状態において、配線基板１１等を前記直交する方向へ移動させることにより、発光素子１０の出射面の中心を入射面２ａの中心に一致させる光軸調整を行うことができる。
【００４４】
このようにして組み立てられる照明装置１を投射光学系４１と組み合わせることによってプロジェクタ装置４０が構成される。プロジェクタ装置４０は、照明装置１から出射された光を投射光学系４１の空間光変調部により変調して出射させ、スクリーンに画像を投射させるものである。このプロジェクタ装置４０は、図５及び図６に示すような構成を備えている。
【００４５】
即ち、プロジェクタ装置４０は、照明装置１と、その照明装置１のホルダカバー４側に配置された投射光学系４１とからなり、これらを組み立てて一体化させることにより構成されている。図５及び図６に示すように、投射光学系４１は、レンズホルダ４２と投射レンズ群４３と液晶ホルダ４４と液晶パネル４５と液晶カバー４６等を備えて構成されている。
【００４６】
レンズホルダ４２は、外形が小判形をした筒状の筒軸部４２ａと、この筒軸部４２ａの軸方向の一端に連続して設けられたベース部４２ｂを有している。このレンズホルダ４２の内部に、複数枚の投射レンズからなる投射レンズ群４３が固定及び／又は移動可能に支持されている。更に、レンズホルダ４２に支持された投射レンズ群４３内の所定位置には、透過する光を調整可能な絞り部が設けられている。このレンズホルダ４２のベース部４２ｂ側に液晶ホルダ４４と液晶パネル４５と液晶カバー４６が配置されている。液晶パネル４５は、入力された映像信号に対応した映像を表示する透過型のものであり、液晶ホルダ４４と液晶カバー４６とで光軸方向より挟まれた状態で保持されている。
【００４７】
液晶ホルダ４４と液晶カバー４６とは接着剤により固着されていて、液晶パネル４５と伴に一体的に移動可能とされている。そして、液晶カバー４６に対して照明装置１が、複数本の固定ネジ４７によりネジ止めされて一体的に固定されている。更に、液晶ホルダ４４には複数本（本実施例では２本）のガイドピン４８が立設されていて、これら第１及び第２のガイドピン４８ａ，４８ｂがレンズホルダ４２のベース部４２ｂを摺動可能に貫通されている。そして、第２のガイドピン４８ｂにはリターンバネ４９が装着されている。リターンバネ４９は、レンズホルダ４２を液晶ホルダ４４から離反させる方向へ常時付勢している。
【００４８】
レンズホルダ４２と液晶ホルダ４４は、２本のガイドピン４８ａ，４８ｂの対角線方向が異なる方向に配置された複数本（本実施例では２本）の調整ネジ５１により、２本のガイドピン４８ａ，４８ｂをガイドとして接近及び離反可能に連結されている。即ち、リターンバネ４９のバネ力に抗して調整ネジ５１を締め込むことにより、リターンバネ４９を圧縮してレンズホルダ４２を液晶ホルダ４４に近づけることができる。また、調整ネジ５１を緩めてリターンバネ４９を伸長させることにより、リターンバネ４９のバネ力で押圧してレンズホルダ４２を液晶ホルダ４４から遠ざけることができる。このような調整ネジ５１の作用により、投射レンズ群４３のレンズ最終面と液晶パネル４５の表示面との間の距離を調整してフォーカスを合わせることができる。
【００４９】
このようにして組み立てられたプロジェクタ装置４０では、光源としての発光素子１０から出射された光が、入射面２ａからライトパイプ２に入射され、その内部で乱反射され均一化されて出射面２ｂから平行光として出射される。このライトパイプ２から出射された光が液晶パネル４５に入射されることにより、入力された映像信号に対応した映像が投射光学系４１から出射される。
【００５０】
このような構成を有するプロジェクタ装置４０は、例えば、図７に示すような構成を備えた画像表示装置６０に用いられる。画像表示装置６０は、プロジェクタ集合体６１と基板保持台６２とスクリーン６３とミラー６４と基板６５等を備えて構成されている。
【００５１】
プロジェクタ集合体６１は、図８〜図１０に示すように、多数のプロジェクタ装置４０と、その多数のプロジェクタ装置４０を一纏めにして保持するプロジェクタベース７１とから構成されている。プロジェクタベース７１は、プロジェクタ装置４０を保持するための保持穴７２を当該プロジェクタ装置４０の数だけ設けた横長の長方形をなすベース部７２と、このベース部７２の周囲を囲う長方形の枠部７３を有している。多数の保持穴７２は、この実施例では上下方向へ６段に配列すると共に、各段においては横並びに所定間隔で整列させて配置されている。更に、多数の保持穴７２は、上下に隣り合う段と段との間では、互いに１／２ピッチずつ偏倚させて配置されている。
【００５２】
プロジェクタベース７１の各保持穴７２は、プロジェクタ装置４０の投射光学系４１部分の形状及び大きさに対応させて、それと同じ形状及び大きさを有する小判形の穴として形成されている。更に、各保持穴７２の右斜め上部には、プロジェクタ装置４０の第１のガイドピン４８ａが挿通される第１の挿通孔７３ａが設けられている。そして、各保持穴７２の左斜め下部には、プロジェクタ装置４０の第２のガイドピン４８ｂが挿通される第２の挿通孔７３ｂが設けられている。多数のプロジェクタ装置４０が保持されたプロジェクタ集合体６１は、多数のプロジェクタ装置４０によって形成される投射光出射面を正面方向へ向けた状態で基板保持台６２に取り付けられている。
【００５３】
基板保持台６２は、プロジェクタ集合体６１を支持する棚板７５と、この棚板７５を支持するベース板７６と、棚板７５に搭載された基板保持板７７等によって構成されている。基板保持板７７は、複数の基板６５を積層させて保持するもので、棚板７５の上面において面方向に所定の間隔をあけて複数枚が立設されている。基板保持板７７に保持された基板６５には、予め所定の画像情報が記憶されており、この基板６５より送られる映像信号に対応した像光が各プロジェクタ装置４０から出射される。
【００５４】
この基板保持台６２に保持されているプロジェクタ集合体６１の前方に、所定の間隔をあけてスクリーン６３が配置されている。スクリーン６３は、その一側に配置されたスクリーン枠８１と、上下に配置された上フレーム８２及び下フレーム８３によって保持されている。このスクリーン６３は、垂直方向には大きい拡散角を有し、水平方向には微小な拡散角を有する拡散異方性をもつ拡散板等によって構成されている。このスクリーン６３の左右両側にミラー６４が配置されている（図１１では、一方に配置されたミラー６４のみを示している）。
【００５５】
ミラー６４は、プロジェクタ装置４０から投射される投射光のうち、スクリーン６３に入射しない投射光を反射させ、スクリーン６３に投射させるものである。このミラー６４は、その上方に配置されたミラーホルダ８５によって保持されている。ミラーホルダ８５は、その上方に配置されたミラーホルダ保持枠８６に保持され、そのミラーホルダ保持枠８６はサイドフレーム８７に保持されている。そして、スクリーン６３はスクリーン枠８１等を介してベース板７６上に配設され、ミラー６４はサイドフレーム８７等を介してベース板７６上に配設されている。
【００５６】
このような構成を備えた画像表示装置６０において、立体的な画像を表示する原理について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、画像表示装置６０のプロジェクタ集合体６１の各プロジェクタ装置４０から投射される像光の投射状態を説明する図である。多数のプロジェクタ装置４０が横方向に所定間隔あけて配列されており、各プロジェクタ装置４０から投射される投射光Ｌｐの出射面を略一平面に揃えて配置した構成としている。また、図１２には、複数の画像情報を利用した画像表示態様を模式的に表示している。
【００５７】
画像表示する情報は、例えば、撮影装置によって、予め表示する立体像を複数の方向から撮影し、立体画像表示に必要な画像情報ｎ枚（ｎは複数、例えば１００以上）分を用意し、図示しない記憶装置等に記憶しておく。投射光は、例えば、１つのプロジェクタ装置４０ｍから、矢印ｍ１〜ｍ５で示すように、スクリーン６３に向かって投射される。なお、投射光ｍ１´は、ミラー６４で反射された後、スクリーン６３に向かって投射される光である。これらの投射光ｍ１´、ｍ２〜ｍ５がスクリーン６３を通過する角度は、スクリーン６３が水平方向に微小な拡散角度を有する構成とすることにより、略保持される。
【００５８】
ここで、矢印ｍ１´、ｍ２〜ｍ５で示す光は、予め用意しておいた立体画像を構成する複数枚の画像情報Ｐ１〜Ｐｎのうち、縦方向に分割された一部の画像情報Ｐ２ｍ〜Ｐｎｍを表示する。この場合、スクリーン６３を、その垂直方向には大きい拡散角度を有し、水平方向には微小な拡散角度を有する構成とすることにより、１つのプロジェクタ装置４０ｍの情報は垂直方向にしか拡散されないため、縦ラインの表示として見える。即ち、矢印ｍ１´、ｍ２〜ｍ５で示す光が通過するスクリーン６３上の位置を単位画素とすると、垂直方向に延びる各単位画素から観察者の瞳に向けて、立体画像を構成する縦ラインの画像情報Ｐ２ｍ〜Ｐｎｍ出射されることになる。
【００５９】
ここで、スクリーン６３の隣の単位画素の表示ラインは、その隣のプロジェクタ装置４０からの表示情報が眼に入る。従って、複数台のプロジェクタ装置４０からそれぞれ必要な情報が眼に入るようにすることにより、左右の眼で観察されるスクリーン６３上の画像は、各プロジェクタ装置４０による縦ライン表示の合成画像として見える。この際、スクリーン６３が水平方向において、例えば１°未満程度の微小な拡散角度を有する構成とすることにより、各プロジェクタ装置４０が表示する縦ラインの間に隙間を生じることなく、良好な立体画像表示を行うことができる。
【００６０】
ところで、図１２に示す画像表示装置６０において、左右の眼に見えるスクリーン６３上の画像は、各プロジェクタ装置４０による縦ライン表示の合成画像として見える。しかしながら、スクリーン６３の拡散板の水平方向の拡散角が殆ど０度の場合は、各プロジェクタ装置４０が表示する縦ラインの間に隙間が生じるため、縦ストライプが目立ってしまう。このため、水平方向の拡散角を、例えば１°未満程度もたせることにより、縦ライン間の隙間を埋めることができる。
【００６１】
以上説明したように、本発明によれば、ライトパイプを付勢部材によって光源部側に付勢し、ライトパイプの入射面を光源である発光素子の出射面に当接させる構成とすることにより、その入射面と出射面を常に密接させることができる。そのため、従来のように光学オイル等を用いて入射面と出射面を接続することなく、良好で安定した導光特性を得ることができる。しかも、光学オイル等による発光素子の劣化を生じるおそれが無いため、発光素子の長寿命化を実現することができる。更に、ライトパイプと発光素子が付勢部材によって弾性保持されていて、その入射面と出射面が常に密接されているため、調整作業は光軸調整のみで良く、発光素子の出射面とライトパイプの入射面とを密接させるための位置調整作業を簡略化することができる。
【００６２】
本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、照明装置及びプロジェクタ装置は、本発明の一実施例を示したものであり、これら装置及び構成部品の外形形状やレンズ配置等は、図示した実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の照明装置の第１の実施の例を示す正面側から見た斜視図である。
【図２】本発明の照明装置の第１の実施の例を示す分解した斜視図である。
【図３】本発明の照明装置の第１の実施の例を示すもので、図１のＸ−Ｘ線部分を断面した説明図である。
【図４】本発明の照明装置の第１の実施の例を示すもので、図１のＹ−Ｙ線部分を断面した説明図である。
【図５】本発明のプロジェクタ装置の第１の実施の例を示す斜視図である。
【図６】本発明のプロジェクタ装置の第１の実施の例を示す分解した斜視図である。
【図７】本発明の画像表示装置の第１の実施例の概略構成を示す説明図である。
【図８】本発明の画像表示装置の第１の実施例に用いられたプロジェクタ集合体を示す斜視図である。
【図９】図８に示すプロジェクタ集合体の側面図である。
【図１０】図８に示したプロジェクタ集合体の構成要素であるプロジェクタベースとプロジェクタ装置の斜視図である。
【図１１】図８に示すプロジェクタ集合体の動作を説明する説明図である。
【図１２】本発明の画像表示装置の第１の実施例による画像表示態様の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…照明装置、  ２…ライトパイプ（導光部材）、  ２ａ…入射面（第１の端面）、  ２ｂ…出射面（第２の端面）、  ３…ホルダ（ホルダ部材）、  ４…ホルダカバー、  ５…保持部材、  ６…リテーナ（第１の枠部材）、  ７…バネ受け枠（第２の枠部材）、  ８…傾き補正板、  ９…スプリング（付勢部材）、  １０…発光素子（光源部）、  １１…配線基板、  １２…放熱器、  １４…フランジ部、  １５…中央穴（貫通穴）、  １６…長溝、  １８…開口部、  １９…切欠き、  ４０…プロジェクタ装置、  ４１…投射光学系、  ４２…レンズホルダ、  ４３…投射レンズ群、  ４５…液晶パネル、  ６０…画像表示装置、  ６１…プロジェクタ集合体、  ６２…基板保持台、  ６３…スクリーン、  ６５…基板
【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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