(57)【要約】【課題】小型化、軽量化、低コスト化を図る上で有利な光学ユニットおよびプロジェクタ装置を提供する。【解決手段】光学部材５４は、フレーム５２に配置され幅と、高さと、厚さとを有する矩形板状を呈し光を反射させるものである。フレーム５２に、光学部材５４の幅方向の両側を保持する一対の取り付け部５６が設けられている。光学部材５４は、一方の面が厚さ方向位置決め面６８に当て付けられ、かつ、光学部材５４の端面が幅方向位置決め面７４に当て付けられ、さらに、他方の面側の光学部材５４の高さ方向の端部である下端が傾斜面７０に当て付けられた状態で、フレーム５２と光学部材５４との間に塗布された接着剤Ｓで固定されている。【選択図】図７
2010134084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
幅と、高さと、厚さとを有し前記フレームに配置される矩形板状の光学部材と、
前記フレームに設けられ前記光学部材の幅方向の両側を保持する一対の取り付け部とを備え、
前記各取り付け部は、前記光学部材の幅方向の端部で前記光学部材の高さ方向の端部が前記高さ方向に沿って挿入される挿入溝を含んで構成され、
前記挿入溝は、該挿入溝の深さ方向において互いに対向する開口と底部とを有し、
前記挿入溝は、前記フレームに設けられた互いに対向する第１壁部と第２壁部との間に形成され、
前記第１壁部に、前記挿入溝に挿入された前記光学部材の厚さ方向の一方の面に当接することで前記光学部材の厚さ方向の位置決めを行なう厚さ方向位置決め面が形成され、
前記底部寄りの前記第２壁部の箇所に、前記底部に至るにつれて前記厚さ方向位置決め面に近づく傾斜面が形成され、
前記光学部材は、前記一方の面が前記厚さ方向位置決め面に当て付けられ、前記他方の面側の前記光学部材の高さ方向の端部が前記傾斜面に当て付けられた状態で前記フレームと前記光学部材との間に塗布された接着剤で取り付けられている、
光学ユニット。
【請求項２】
前記接着剤が塗布される前記フレームと前記光学部材の箇所は、前記底部から離れた前記第１壁部の端部の箇所で前記第１壁部が前記光学部材に対向する箇所と、前記光学部材が前記第１壁部に対向する箇所である、
請求項１記載の光学ユニット。
【請求項３】
前記挿入溝に前記光学部材の幅方向の端部で高さ方向の一端が挿入された状態で、前記光学部材の高さ方向の他端は、前記底部から離れた前記第１壁部の端部よりも大きな高さを有し、または、前記第１壁部の端部と同じ高さを有し、
前記第１壁部の端部の箇所に、前記第２壁部側に開放状の凹部が設けられ、
前記凹部と前記挿入溝に挿入された前記光学部材の厚さ方向の一方の面とにより接着剤塗布用溝が形成され、
前記接着剤の前記フレームと前記光学部材との間への塗布は、前記接着剤が前記接着剤塗布用溝に塗布されることによりなされている、
請求項１記載の光学ユニット。
【請求項４】
前記第１壁部の高さは、前記第２壁部の高さよりも大きな寸法で形成されている、
請求項１記載の光学ユニット。
【請求項５】
前記一対の取り付け部のうちの一方の取り付け部に、前記挿入溝に挿入された前記光学部材の幅方向の端部に位置する端面に対向する第３壁部が設けられ、
前記第３壁部に、前記光学部材の前記端面に当接することで前記光学部材の幅方向の位置決めを行なう幅方向位置決め面が形成されている、
請求項１記載の光学ユニット。
【請求項６】
光源ユニットと、
前記光源ユニットからの光を波長領域が異なる複数の光に分離する分離部と、
前記分離部で分離された前記光毎に設けられそれら光を画像情報に応じて変調して出射する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器からの光を合成する光合成部と、
前記光合成部から出射された光をスクリーンに投射させる投射光学系とを備え、
前記分離部は、
フレームと、
幅と、高さと、厚さとを有し前記フレームに配置される矩形板状を呈し光を透過または反射させる光学部材と、
前記フレームに設けられ前記光学部材の幅方向の両側を保持する一対の取り付け部とを備え、
前記各取り付け部は、前記光学部材の幅方向の端部で前記光学部材の高さ方向の端部が前記高さ方向に沿って挿入される挿入溝を含んで構成され、
前記挿入溝は、該挿入溝の深さ方向において互いに対向する開口と底部とを有し、
前記挿入溝は、前記フレームに設けられた互いに対向する第１壁部と第２壁部との間に形成され、
前記第１壁部に、前記挿入溝に挿入された前記光学部材の厚さ方向の一方の面に当接することで前記光学部材の厚さ方向の位置決めを行なう厚さ方向位置決め面が形成され、
前記底部寄りの前記第２壁部の箇所に、前記底部に至るにつれて前記厚さ方向位置決め面に近づく傾斜面が形成され、
前記光学部材は、前記一方の面が前記厚さ方向位置決め面に当て付けられ、前記他方の面側の前記光学部材の高さ方向の端部が前記傾斜面に当て付けられた状態で前記フレームと前記光学部材との間に塗布された接着剤で取り付けられている、
プロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学ユニットおよびプロジェクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光源ユニットからの光を赤色、緑色、青色の光に分離する分離部と、分離部で分離された光毎に設けられそれら光を画像情報によって変調させる３つの光変調器と、各光変調器から出射される光を合成して出射する光合成部と、光合成部から出射された光をスクリーンに投射させる投射光学系とを備えるプロジェクタ装置が提供されている（特許文献１参照）。
プロジェクタ装置の分離部は、複数のダイクロイックフィルターおよび複数の反射ミラーからなる矩形板状の光学部材を備え、これら光学部材は、プロジェクタ装置のフレームに設けられ光学部材の幅方向の両側を保持する一対の取り付け部に取り付けられている。
取り付け部は、光学部材が上方から挿入可能な挿入溝と、光学部材の厚さ方向の一方の面に当接することで光学部材を位置決めする位置決め面と、挿入溝に組み込まれ光学部材の一方の面を位置決め面に当て付ける板ばねとを備えている。
そして、光学部材は、板ばねの付勢力により位置決め面に当接された状態で、フレームに取着される蓋部材によって光学部材の上部がフレームに対して移動不能に固定されることでフレームに組み付けられている。
【特許文献１】特開２００６−１１２９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術では、光学部材ごとに２個の板ばねが必要であり、したがって、光学部材が５枚設けられる場合は１０個の板ばねが必要であり、また、光学部材を固定するための蓋部材が必要である。
そのため、板ばねの占有スペースが大きなものとなるばかりでなく、板ばねの重量も重いものとなることから、小型化および軽量化を図る上で不利があった。
また、多数の板ばねおよび蓋部材が必要であることから部品点数が多く、また、それら多数の板ばねおよび蓋部材を組み込むため作業が煩雑となるため、低コスト化を図る上でも不利があった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、小型化、軽量化、低コスト化を図る上で有利な光学ユニットおよびプロジェクタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するため、本発明の光学ユニットは、フレームと、幅と、高さと、厚さとを有し前記フレームに配置される矩形板状の光学部材と、前記フレームに設けられ前記光学部材の幅方向の両側を保持する一対の取り付け部とを備え、前記各取り付け部は、前記光学部材の幅方向の端部で前記光学部材の高さ方向の端部が前記高さ方向に沿って挿入される挿入溝を含んで構成され、前記挿入溝は、該挿入溝の深さ方向において互いに対向する開口と底部とを有し、前記挿入溝は、前記フレームに設けられた互いに対向する第１壁部と第２壁部との間に形成され、前記第１壁部に、前記挿入溝に挿入された前記光学部材の厚さ方向の一方の面に当接することで前記光学部材の厚さ方向の位置決めを行なう厚さ方向位置決め面が形成され、前記底部寄りの前記第２壁部の箇所に、前記底部に至るにつれて前記厚さ方向位置決め面に近づく傾斜面が形成され、前記光学部材は、前記一方の面が前記厚さ方向位置決め面に当て付けられ、前記他方の面側の前記光学部材の高さ方向の端部が前記傾斜面に当て付けられた状態で前記フレームと前記光学部材との間に塗布された接着剤で取り付けられている。
また本発明のプロジェクタ装置は、光源ユニットと、前記光源ユニットからの光を波長領域が異なる複数の光に分離する分離部と、前記分離部で分離された前記光毎に設けられそれら光を画像情報に応じて変調して出射する複数の光変調器と、前記複数の光変調器からの光を合成する光合成部と、前記光合成部から出射された光をスクリーンに投射させる投射光学系とを備え、前記分離部は、フレームと、幅と、高さと、厚さとを有し前記フレームに配置される矩形板状を呈し光を透過または反射させる光学部材と、前記フレームに設けられ前記光学部材の幅方向の両側を保持する一対の取り付け部とを備え、前記各取り付け部は、前記光学部材の幅方向の端部で前記光学部材の高さ方向の端部が前記高さ方向に沿って挿入される挿入溝を含んで構成され、前記挿入溝は、該挿入溝の深さ方向において互いに対向する開口と底部とを有し、前記挿入溝は、前記フレームに設けられた互いに対向する第１壁部と第２壁部との間に形成され、前記第１壁部に、前記挿入溝に挿入された前記光学部材の厚さ方向の一方の面に当接することで前記光学部材の厚さ方向の位置決めを行なう厚さ方向位置決め面が形成され、前記底部寄りの前記第２壁部の箇所に、前記底部に至るにつれて前記厚さ方向位置決め面に近づく傾斜面が形成され、前記光学部材は、前記一方の面が前記厚さ方向位置決め面に当て付けられ、前記他方の面側の前記光学部材の高さ方向の端部が前記傾斜面に当て付けられた状態で前記フレームと前記光学部材との間に塗布された接着剤で取り付けられている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、厚さ方向位置決め面と傾斜面を利用して光学部材の位置決めを行い、位置決めした状態でフレームと光学部材とを接着剤で取り付けるようにした。
したがって、従来技術の光学部材ごとの２個の板ばねや蓋部材を不要とし、小型化を図ると共に、軽量化を図る上で有利となる。
特に、ダイクロイックフィルターや反射ミラーなどの光学部材を多数用いるプロジェクタ装置に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施の形態のプロジェクタ装置１０の構成を示す説明図、図２は本実施の形態のプロジェクタ装置１０の光合成部１８の構成を示す説明図である。
プロジェクタ装置１０は、図１に示すように、光源部１２と、分離部１４と、３つの光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂと、光合成部１８と、投射光学系２３などを含んで構成され、本発明は分離部１４に適用されている。
また、プロジェクタ装置１０は、さらに、位相差フィルム２０と、３つの入射側偏光板１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂと、３つの出射側偏光板２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂとを備えている。
また、プロジェクタ装置１０は、フレーム５２（図４）を備えている。
光源部１２、分離部１４、各入射側偏光板１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ、光合成部１８、各出射側偏光板２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ、投射光学系２３は、フレーム５２に設けられている。
【０００７】
（光源部１２）
光源部１２は、光源２４、ＵＶカットフィルター２６、フライアイレンズ２８、ＰＳ変換素子３０、コンデンサレンズ４５などを含んで構成されている。
光源２４は、白色光を出射するものであり、光源２４としては、白色光を出射するウルトラハイプレッシャーランプ、キセノンランプなど、従来公知のさまざまなランプが採用可能である。
ＵＶカットフィルター２６は、光源２４の前方に設けられた光源２４から出射される紫外線の通過を阻止するものである。
フライアイレンズ２８は、ＵＶカットフィルター２６の前方に設けられ、ＵＶカットフィルター２６を透過した光の照度分布を均一化することで、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂの有効面積内を均一に照明させるものである。
本実施の形態では、複数のフライアイレンズ２８が設けられている。
ＰＳ変換素子３０は、フライアイレンズ２８によって導かれた光の偏光方向を所定方向に揃えるものであり、具体的には、光の偏光成分のうちＳ波（Ｓ偏光の直線偏光）はそのまま透過させ、Ｓ波以外の偏光成分をＳ波に変換させて透過させるものである。
コンデンサレンズ４５はＰＳ変換素子３０から出射される光を収束するものである。
【０００８】
（分離部１４）
分離部１４は、光源部１２からの光を波長領域が異なるＲ（赤色）の光、Ｇ（緑色）の光、Ｂ（青色）の光に分離するものであり、言い換えると、光源部１２からの光を波長領域が異なる赤色、緑色、青色の光に分離するものである。
分離部１４は、第１、第２、第３のダイクロイックフィルター３２、３４、３５、第１、第２、第３の反射ミラー３６、３８、４０を含んでいる。
本実施の形態では、第１、第２のダイクロイックフィルター３４、３６はダイクロイックミラーとして構成され、第３のダイクロイックフィルター３５は、後述するコンデンサレンズ４６の出射面に形成されたダイクロイックコートによって構成されている。
なお、本実施の形態では、第１、第２のダイクロイックフィルター３２、３４、第１、第２、第３の反射ミラー３６、３８、４０は、本発明の光学部材に相当している。
これら光学部材の取り付けについては後で詳述する。
【０００９】
第１、第２、第３のダイクロイックフィルター３２、３４、３５について説明する。
図３（Ａ）は第１のダイクロイックフィルター３２の波長対透過率の特性を示すスペクトルの概略説明図、（Ｂ）は第２のダイクロイックフィルター３４の波長対透過率の特性を示すスペクトルの概略説明図、（Ｃ）は第３のダイクロイックフィルター３５の波長対透過率の特性を示すスペクトルの概略説明図である。
本発明の光学部材である第１のダイクロイックフィルター３２は、図３（Ａ）に示すように、光源部１２から導かれた光のうち青色の波長領域の光を選択的に反射すると共に、青色の波長領域を除く残りの光、言い換えると、緑色および赤色の波長領域を含む光を透過する。
本発明の光学部材である第２のダイクロイックフィルター３４は、図３（Ｂ）に示すように、第１のダイクロイックフィルター３２を透過した光のうち緑色の波長領域の光を選択的に反射して緑チャンネル入射側偏光板１５Ｇを介して緑チャンネル光変調器１６Ｇに導くと共に、赤色の波長領域の光を含む残りの光を透過する。
第３のダイクロイックフィルター３５は、図３（Ｃ）に示すように、第２のダイクロイックフィルター３４を透過した光のうち赤色の波長領域の光を選択的に透過するものである。
【００１０】
本発明の光学部材である第１の反射ミラー３６は、第１のダイクロイックフィルター３２で分離された青色の波長領域の光Ｂを反射して後述する青チャンネル入射側偏光板１５Ｂを介して青チャンネル光変調器１６Ｂに導くものである。
本発明の光学部材である第２の反射ミラー３８は、第２のダイクロイックフィルター３４で分離された赤色の波長領域の光を含む光を反射して第３の反射ミラー４０に導くものである。
本発明の光学部材である第３の反射ミラー４０は、第２反射ミラー３８によって導かれた赤色の波長領域の光を含む光を第３のダイクロイックフィルター３５と後述する赤チャンネル入射側偏光板１５Ｒを介して赤チャンネル光変調器１６Ｒに導くものである。
なお、図中、符号４２、４４は光Ｒについての光路長の補正を行うリレーレンズ、符号４６、４８、５０は光Ｒ、光Ｇ、光Ｂをそれぞれ収束するコンデンサレンズを示す。
なお、分離部１４は光源部１２からの光を赤色、緑色、青色の光に分離できればよいのであり、上述の構成に限定されるものではなく、従来公知のさまざまな構成が採用可能である。
【００１１】
（光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ）
各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、分離部１４で分離された光Ｒ、光Ｇ、光Ｂ毎に設けられている。
すなわち、赤色の光Ｒに対応して赤チャンネル光変調器１６Ｒが設けられ、緑色の光Ｇに対応して緑チャンネル光変調器１６Ｇが設けられ、青色の光Ｂに対応して青チャンネル光変調器１６Ｂが設けられている。
各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、各入射側偏光板１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを介して導かれる光の偏光状態を画像情報に応じて変換して透過させ、言い換えると、光の偏光状態を画像情報に応じて調整して透過させ、これにより、画像情報に応じて光を変調するものである。
詳細に説明すると、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、赤色、緑色、青色の３色の画像情報をそれぞれ表示するものである。
各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、入射光に対応した色の映像信号が印加され、映像信号に従い、入射光の偏光方向を変換して透過させるものである。
言い換えると、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、入射光をＳ偏光からＰ偏光に変換して変調出力するものである。
なお、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは入力される映像信号が白である場合（最も明るい場合）、入射光の偏光方向をＳ偏光からＰ偏光に変換して透過させる。また、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは入力される映像信号が黒である場合（最も暗い場合）、入射光の偏光方向をＳ偏光のまま透過させる。
本実施の形態では、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、透過型液晶パネルで構成されている。
【００１２】
（各入射側偏光板１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ）
各入射側偏光板１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに対応して分離部１４と光変調器との間に設けられ、分離部１４で分離された光Ｒ、光Ｇ、光Ｂの偏光成分をＳ波に揃えるものである。
すなわち、赤チャンネル光変調器１６Ｒに対応して赤チャンネル入射側偏光板１５Ｒが設けられ、緑チャンネル光変調器１６Ｇに対応して緑チャンネル入射側偏光板１５Ｇが設けられ、青チャンネル光変調器１６Ｂに対応して青チャンネル入射側偏光板１５Ｂが設けられている。
なお、ＰＳ変換素子３０により光Ｒ、光Ｇ、光Ｂの偏光成分はＳ波に揃えられているが、分離部１４を構成するミラーやレンズを通過することで光Ｒ、光Ｇ、光Ｂの偏光成分には乱れが生じＳ波でないものを含んでいる。
したがって、各入射側偏光板１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを用いることで光Ｒ、光Ｇ、光Ｂの偏光成分の乱れを除去しＳ波に揃えている。
各入射側偏光板１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、透過すべき偏光方向の光のみを透過させかつそれ以外の光を吸収する吸収型偏光板である。
このような吸収型偏光板としては、無機材料で形成された吸収型偏光板が採用可能である。
無機材料で形成された吸収型偏光板としては、無機微粒子の光学異方性による偏光吸収作用を利用したもの（以下無機吸収型偏光板という）などの従来公知のさまざまな無機吸収型偏光板が採用可能である。
なお、無機吸収型偏光板としては、使用波長帯域に対して透明である基板（ガラス基板）にスパッタリング、真空蒸着等の真空成膜法により、大きさが使用波長帯域よりも短く、かつ、形状異方性を有する無機微粒子（半導体、金属）を形成したものが挙げられる。
この無機吸収型偏光板は、無機微粒子が使用波長帯域よりも短い間隔で整列しており、当該無機微粒子の光学異方性による偏光吸収作用を利用することで偏光板として機能する。
また、吸収型偏光板としては、有機材料で形成された偏光板フィルムを用いたもの（以下有機吸収型偏光板という）など、従来公知のさまざまな有機吸収型偏光板が採用可能である。
【００１３】
本実施の形態では、赤チャンネル入射側偏光板１５Ｒおよび緑チャンネル入射側偏光板１５Ｇとして有機吸収型偏光板を用いている。
すなわち、有機吸収型偏光板（以下有機偏光板という）は、図２に示すように、透明なガラス基板１５０２と、該ガラス基板１５０２が変調器１６Ｒ、１６Ｇに臨む表面に貼り付けられた有機材料で形成された偏光板フィルム１５０４とを備える。
また、本実施の形態では、青チャンネル入射側偏光板１５Ｂとして無機吸収型偏光板（以下無機偏光板という）を用いている。
青チャンネル入射側偏光板１５Ｂは、青色の光、言い換えると、赤色および緑色よりも波長が短く、そのため、赤色および緑色よりも高いエネルギーを有する光を吸収することになる。
したがって、青チャンネル入射側偏光板１５Ｂは、赤チャンネル入射側偏光板１５Ｒおよび緑チャンネル入射側偏光板１５Ｇよりも発熱しやすく高温になりやすい。
このような青チャンネル入射側偏光板１５Ｂとして、耐熱性に優れた無機偏光板を用いることで、光源２４が高出力化された場合であっても、プロジェクタ装置１０によってスクリーンＳに投影される画像の品質を長期間にわたって維持することができ、プロジェクタ装置１０の長寿命化を図る上で有利となっている。
また、赤チャンネル入射側偏光板１５Ｒおよび緑チャンネル入射側偏光板１５Ｇは、青チャンネル入射側偏光板１５Ｂに比較して発熱しにくく高温になりにくいため、耐熱性がそれほど高くない有機偏光板を用いても寿命を確保する上で問題はない。
また、有機偏光板は、無機偏光板よりもコストが安価であるため、プロジェクタ装置１０のコストダウンを図る上で有利となっている。
【００１４】
（出射側偏光板２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ）
各出射側偏光板２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは何れも耐熱性に優れた無機偏光板で構成されている。
各出射側偏光板２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂから出射される光Ｒ、光Ｇ、光Ｂの偏光成分のうちＰ波を透過させ、それ以外の透過を阻止すべき偏光成分を吸収するものである。
すなわち、赤チャンネル光変調器１６Ｒに対応して赤チャンネル出射側偏光板２２Ｒが設けられ、緑チャンネル光変調器１６Ｇに対応して緑チャンネル出射側偏光板２２Ｇが設けられ、青チャンネル光変調器１６Ｂに対応して青チャンネル出射側偏光板２２Ｂが設けられている。
赤チャンネル出射側偏光板２２Ｒは、赤チャンネル光変調器１６Ｒと第１の入射面１８０２との間にそれぞれ空間Ｓ１、Ｓ２を確保した状態で配置され、本実施の形態では、後述する位相差フィルム２０との間に空間Ｓ２を介して対面している。
緑チャンネル出射側偏光板２２Ｇは、緑チャンネル光変調器１６Ｇと第２の入射面１８０４との間にそれぞれ空間Ｓ１、Ｓ２を確保した状態で配置されている。
青チャンネル出射側偏光板２２Ｂは、青チャンネル光変調器１６Ｂと第３の入射面１８０６との間にそれぞれ空間Ｓ１、Ｓ２を確保した状態で配置され、本実施の形態では、後述する位相差フィルム２０との間に空間Ｓ２を介して対面している。
【００１５】
各出射側偏光板２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂから出射された光のうちＰ波以外の偏光成分の光を吸収することで発熱する。
そこで、各出射側偏光板２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを放熱させるために、空間Ｓ１、Ｓ２に空気を流通させるファンなどの送風手段（不図示）を設けている。
【００１６】
（光合成部１８）
本実施の形態では、光合成部１８は、図２に示すように、光合成プリズム１８Ａで構成されている。
光合成プリズム１８Ａは、第１、第２、第３の入射面１８０２、１８０４、１８０６と、第１、第２のダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２と、出射面１８０８とを有している。
第１、第３の入射面１８０２、１８０６は平行し、第２の入射面１８０４と出射面１８０８とは第１、第３の入射面１８０２、１８０６と直交しかつ互いに平行している。
第１、第２のダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２は、互いに直交し、かつ、第１、第２、第３の入射面１８０２、１８０４、１８０６、出射面１８０８と４５度をなして交差している。
第１の入射面１８０２は、赤チャンネル光変調器１６Ｒから透過された光Ｒが入射される。
第２の入射面１８０４は、緑チャンネル光変調器１６Ｇから透過された光Ｇが入射される。
第３の入射面１８０６は、青チャンネル光変調器１６Ｂから透過された光Ｂが入射される。
第１、第２のダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２は、光Ｒ、光Ｇ、光Ｂをそれらの光の波長領域毎に反射または透過することにより合成するものである。
具体的には、第１のダイクロイックミラー膜１８１０は、Ｐ波は波長にかかわらず透過し、Ｓ波のうち赤色の波長領域の光のみ反射し、Ｓ波のうち赤色の波長領域を除く光は透過する。
第２のダイクロイックミラー膜１８１２は、Ｐ波は波長にかかわらず透過し、Ｓ波のうち青色の波長領域の光のみ反射し、Ｓ波のうち青色の波長領域を除く光は透過する。
出射面１８０８は、第１、第２のダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２によって合成された光を出射する。
【００１７】
（位相差フィルム２０）
位相差フィルム２０は有機材料で形成され、第１、第２、第３の入射面１８０２、１８０４、１８０６のうちの少なくとも１つの入射面に貼り付けられ直線偏光の偏光方向を変換するものである。
なお、位相差フィルム２０の入射面への貼り付けは、例えば、位相差フィルム２０の裏面に形成された接着層を用いることでなされる。
このような位相差フィルム２０の構成としては、例えば、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）とＰＶＡ（ポリビニルアルコール）とを積層し、表面にプロテクトフィルムとしてのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を形成したものなど、従来公知のさまざまな構成のものが採用可能である。
位相差フィルム２０は第１、第３の入射面１８０２、１８０６の２つの入射面に貼り付けられており、Ｐ偏光をＳ偏光に変換する。
【００１８】
（投射光学系２３）
投射光学系２３は、光合成部１８から（光合成プリズム１８Ａの出射面１８０８から）出射された光をスクリーンＳに照射することにより、スクリーンＳに画像を形成するものである。
【００１９】
次に動作について説明する。
光源部１２から出射された光は、分離部１４によって光Ｒ、光Ｇ、光Ｂに分離される。
光Ｒは、第１の入射側偏光板１５Ｒを介して赤チャンネル光変調器１６Ｒに導かれ変調されたのち、赤チャンネル出射側偏光板２２Ｒを介して位相差フィルム２０に至る。
そして、光Ｒは、位相差フィルム２０で直線偏光の偏光方向がＰ偏光からＳ偏光に変換されたのち、第１の入射面１８０２から第１、第２ダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２に導かれる。
したがって、Ｓ波としての光Ｒは、第１のダイクロイックミラー膜１８１０により反射され、また、第２のダイクロイックミラー膜１８１２を透過することで出射面１８０８から投射光学系２３に導かれる。
【００２０】
光Ｇは、第２の入射側偏光板１５Ｇを介して緑チャンネル光変調器１６Ｇに導かれ変調されたのち、緑チャンネル出射側偏光板２２Ｇを介して偏光方向がＰ波に揃えられた状態で第２の入射面１８０４から第１、第２ダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２に導かれる。
したがって、Ｐ波としての光Ｇは、第１、第２ダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２の双方を透過することで出射面１８０８から投射光学系２３に導かれる。
【００２１】
光Ｂは、青チャンネル入射側偏光板１５Ｂを介して青チャンネル光変調器１６Ｂに導かれ変調されたのち、青チャンネル出射側偏光板２２Ｂを介して位相差フィルム２０に至る。
そして、光Ｂは、位相差フィルム２０で直線偏光の偏光方向がＰ偏光からＳ偏光に変換されたのち、第３の入射面１８０６から第１、第２ダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２に導かれる。
したがって、Ｓ波としての光Ｂは、第２のダイクロイックミラー膜１８１２により反射され、また、第１のダイクロイックミラー膜１８１０を透過することで出射面１８０８から投射光学系２３に導かれる。
【００２２】
次に本発明の要旨について説明する。
前述したように、本実施の形態では、第１、第２のダイクロイックフィルター３２、３４、第１、第２、第３の反射ミラー３６、３８、４０が本発明の光学部材に相当しており、これら各光学部材に本発明が適用されている。したがって、分離部１４が本発明の光学ユニットに相当している。
以下では、第３の反射ミラー４０を例にとって説明し、第３の反射ミラー４０を光学部材５４として説明する。
すなわち、光学部材５４は、フレーム５２に配置され幅と、高さと、厚さとを有する矩形板状を呈し光を反射させるものである。なお、本発明の光学部材が第１、第２のダイクロイックフィルター３２、３４の場合には、光を透過および反射させる。
図４は光学部材５４の取り付け構造を示す斜視図、図５は図４のＡ矢視図、図６は図４をＢＢ線断面で破断し光学部材５４を取り除いた状態を示す斜視図、図７は光学部材５４を取り除いた図４のＢＢ線断面図である。
図８は押し当て治具２による光学部材５４の押し当て状態を示す説明図、図９は傾斜面による光学部材５４の厚さ方向位置決め面への当接状態を示す説明図、図１０は凹部に塗布された接着剤の説明図である。
図１１、図１２は光学部材５４の取り付け作業の説明図である。
【００２３】
図４乃至図７に示すように、フレーム５２に、光学部材５４の幅方向の両側を保持する一対の取り付け部５６が設けられている。
各取り付け部５６は、光学部材５４の幅方向の端部で少なくとも光学部材５４の高さ方向の端部が光学部材５４の高さ方向に沿って挿入される挿入溝５８を含んで構成されている。
挿入溝５８は、該挿入溝５８の深さ方向において互いに対向する開口６０と底部６２とを有している。
【００２４】
図６、図７に示すように、挿入溝５８は、フレーム５２に設けられた互いに対向する第１壁部６４と第２壁部６６との間に形成されている。
第１壁部６４の高さ（底部６２から離れた第１壁部６４の端部の高さ）は、第２壁部６６の高さよりも大きな寸法で形成されている。
また、図４に示すように、第１壁部６４の高さは、挿入溝５８に光学部材５４の幅方向の端部で高さ方向の一端が挿入された状態で、光学部材５４の高さ方向の他端よりも小さな寸法で形成され、または、光学部材５４の高さ方向の他端と同じ寸法で形成されている。すなわち、挿入溝５８に光学部材５４の幅方向の端部で高さ方向の一端が挿入された状態で、光学部材５４の高さ方向の他端は、底部６２から離れた第１壁部６４の端部よりも大きな高さを有し、または、底部６２から離れた第１壁部６４の端部と同じ高さを有している。
図７に示すように、第１壁部６４に、挿入溝５８に挿入された光学部材５４の厚さ方向の一方の面に当接することで光学部材５４の厚さ方向の位置決めを行なう厚さ方向位置決め面６８が形成されている。
底部６２寄りの第２壁部６６の箇所に、底部６２に至るにつれて厚さ方向位置決め面６８に近づく傾斜面７０が形成されている。傾斜面７０が厚さ方向位置決め面６８となす角度は任意である。
しかしながら、後述する分力Ｆ１とＦ３との大きさの差を少なくするように、傾斜面７０が厚さ方向位置決め面６８となす角度を調整すれば、光学部材５４の一方の面を厚さ方向位置決め面６８に安定して当て付ける上で有利となる。
言い換えると、光学部材５４の一方の面の上部と下部とを厚さ方向位置決め面６８にそれぞれ当て付ける力の差が少なくなるように、傾斜面７０が厚さ方向位置決め面６８となす角度を調整すれば、光学部材５４の一方の面を厚さ方向位置決め面６８に安定して当て付ける上で有利となる。
このような角度としては、例えば、１３．５度程度が効果的であった。
【００２５】
また、図４乃至図７に示すように、一対の取り付け部５６のうちの一方の取り付け部５６に、挿入溝５８に挿入された光学部材５４の幅方向の端部に位置する端面に対向する第３壁部７２が設けられている。
第３壁部７２に、光学部材５４の幅方向の端面に当接することで光学部材５４の幅方向の位置決めを行なう幅方向位置決め面７４が形成されている。
【００２６】
光学部材５４は、一方の面が厚さ方向位置決め面６８に当て付けられ、かつ、光学部材５４の端面が幅方向位置決め面７４に当て付けられ、さらに、他方の面側の光学部材５４の高さ方向の端部である下端が傾斜面７０に当て付けられた状態で、図１０に示すように、フレーム５２と光学部材５４との間に塗布された接着剤Ｓで固定されている。
接着剤Ｓとして従来公知のさまざまなものを使用可能であるが、本実施の形態では、接着剤Ｓとして硬化時間が短時間で済む紫外線硬化型接着剤が用いられ、プロジェクタ装置１０の組み立て作業の効率化が図られている。
なお、一方の面の厚さ方向位置決め面６８への当て付けと、他方の面側の光学部材５４の高さ方向の端部の傾斜面７０への当て付けは、図８に示すように、他方の面側の光学部材５４の高さ方向の上端に押し当て治具２を押し当てることによりなされる。
本実施の形態では、図８に示すように、接着剤Ｓが塗布されるフレーム５２と光学部材５４の箇所は、底部６２から離れた第１壁部６４の端部の箇所で光学部材５４に対向する箇所と、光学部材５４が第１壁部６４に対向する箇所である。
より詳細には、図４、図５、図１０に示すように、底部６２から離れた第１壁部６４の端部に、第２壁部６６側に開放状の凹部７６が設けられている。
この凹部７６を構成する底面は、例えば、円筒面などの曲面で形成され、底面の面積が大きく確保され、したがって、接着面積を大きく確保することで、接着強度の向上が図られている。
また、この凹部７６を構成する底面を階段状としてもよいが、その場合には、凹部７６に塗布された接着剤Ｓと底面との間に気泡が生じやすく、また、紫外線が接着剤Ｓ全体に到達しにくくなる。
これに対して、本実施の形態のように凹部７６を構成する底面を曲面で形成すると、凹部７６に塗布された接着剤Ｓと底面との間に気泡が生じることを防止でき、また、紫外線が接着剤Ｓの全体にまんべんなく照射されるため接着強度を確保する上で有利となる。
このように凹部７６を底部６２から離れた第１壁部６４の端部に設けることで、接着剤Ｓの塗布が容易にでき、作業性の向上を図る上で有利となる。
この凹部７６と挿入溝５８に挿入された光学部材５４の厚さ方向の一方の面とにより接着剤塗布用溝７８が形成されている。
そして、接着剤Ｓのフレーム５２と光学部材５４との間への塗布は、接着剤Ｓが接着剤塗布用溝７８に塗布されることによりなされている。
なお、接着剤Ｓとして紫外線硬化型接着剤を用いる場合、接着剤Ｓの深部硬化性を考慮して接着剤塗布用溝７８に塗布される接着剤Ｓの表面からの厚さは紫外線が十分に照射されるに足る寸法とすることが必要である。このような接着剤Ｓの厚さは３ｍｍ程度が接着剤Ｓを十分に硬化させ接着強度を確保する上で好ましい。
【００２７】
次に、光学部材５４の取り付け作業について説明する。
光学部材５４の幅方向の両側を上方から挿入溝５８に挿入し、適宜治具を用いて光学部材５４の幅方向の端面を幅方向位置決め面７４に当て付け、光学部材５４の幅方向の位置決めを行う。
また、図１１に示すように、光学部材５４の下端が傾斜面７０に当接した状態で、他方の面側の光学部材５４の上端に押し当て治具２を押し当て、光学部材５４の上端に斜め下方向きの押圧力を作用させる。
したがって、図８に示すように、光学部材５４の上端には、光学部材５４の一方の面が厚さ方向位置決め面６８に当て付けられる方向の分力Ｆ１と、下方に（底部６２に）向かう方向の分力Ｆ２が発生する。
そして、図９に示すように、光学部材５４の他方の面側の光学部材５４の下端が分力Ｆ２により傾斜面７０に当て付けられることにより、光学部材５４の下端には、光学部材５４の一方の面が厚さ方向位置決め面６８に当て付けられる方向の分力Ｆ３が発生する。
これにより、分力Ｆ２により光学部材５４の他方の面側の下端が傾斜面７０に当て付けられることで高さ方向の位置決めがなされ、さらに、分力Ｆ１とＦ３により光学部材５４の一方の面が厚さ方向位置決め面６８に当て付けられることで厚さ方向の位置決めがなされる。
この状態で、接着剤Ｓを接着剤塗布用溝７８に塗布し、塗布した接着剤Ｓに紫外線を照射することで接着剤Ｓが硬化する。
接着剤Ｓが硬化したならば、図１２に示すように、押し当て治具２を光学部材５４から取り外し、これにより光学部材５４のフレーム５２への取り付けがなされる。
【００２８】
本実施の形態の光学ユニットによれば、フレーム５２に設けた厚さ方向位置決め面６８と傾斜面７０を利用して光学部材５４の位置決めを行い、位置決めした状態でフレーム５２と光学部材５４とを接着剤Ｓで取り付けるようにした。
したがって、従来技術のような、光学部材ごとに光学部材を固定するための２個の板ばねが不要となる。また、光学部材を固定するための蓋部材も不要となる。
そのため、板ばねの占有スペースを節約することにより小型化を図ると共に、軽量化を図る上で有利となる。
また、多数の板ばねおよび蓋部材が不要となるため、部品コストおよび作業コストを低減でき、低コスト化を図る上でも有利となる。
したがって、本実施の形態の光学ユニットは、ダイクロイックフィルターや反射ミラーなどの光学部材を多数用いるプロジェクタ装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施の形態のプロジェクタ装置１０の構成を示す説明図である。
【図２】本実施の形態のプロジェクタ装置１０の光合成部１８の構成を示す説明図である。
【図３】（Ａ）は第１のダイクロイックフィルター３２の波長対透過率の特性を示すスペクトルの概略説明図、（Ｂ）は第２のダイクロイックフィルター３４の波長対透過率の特性を示すスペクトルの概略説明図、（Ｃ）は第３のダイクロイックフィルター３５の波長対透過率の特性を示すスペクトルの概略説明図である。
【図４】光学部材５４の取り付け構造を示す斜視図である。
【図５】図４のＡ矢視図である。
【図６】図４をＢＢ線断面で破断し光学部材５４を取り除いた状態を示す斜視図である。
【図７】光学部材５４を取り除いた図４のＢＢ線断面図である。
【図８】押し当て治具２による光学部材５４の押し当て状態を示す説明図である。
【図９】傾斜面による光学部材５４の厚さ方向位置決め面への当接状態を示す説明図である。
【図１０】凹部に塗布された接着剤の説明図である。
【図１１】光学部材５４の取り付け作業の説明図である。
【図１２】は光学部材５４の取り付け作業の説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０……プロジェクタ装置、１２……光源部、１４……分離部、１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ……光変調器、１８……光合成部、２３……投射光学系、３２……第１のダイクロイックフィルター、３４……第２のダイクロイックフィルター、３６……第１の反射ミラー、３８……第２の反射ミラー、４０……第３の反射ミラー、５２……フレーム、５４……光学部材、５６……取り付け部、５８……挿入溝、６０……開口、６２……底部、６４……第１壁部、６６……第２壁部、６８……厚さ方向位置決め面、７０……傾斜面、Ｓ……接着剤。
【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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