(57)【要約】【課題】光学装置と投射レンズとの位置ずれを抑制するプロジェクターを提供すること。【解決手段】複数の光変調装置４５１と、各光変調装置４５１にて変調された各色光を合成するクロスダイクロイックプリズム４５４とが一体化された光学装置本体４５Ａと、合成された光を投射する投射レンズとを備えたプロジェクターは、光学装置本体４５Ａを支持する水平支持部、及び投射レンズを支持する垂直支持部を有し、水平支持部との間でプリズム４５４を挟持する補助部材６とを備える。補助部材６は、プリズム４５４に当接する当接面６１１を有する。そして、平面視において、当接面６１１の中心位置Ｏは、光学装置本体４５Ａの重心位置Ｃに位置付けられている【選択図】図５
2011203623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置にて変調された各色光を合成する色合成光学装置とが一体化された光学装置と、合成された光を投射する投射レンズとを備えたプロジェクターであって、
前記色合成光学装置を支持する水平支持部、及び前記投射レンズを支持する垂直支持部を有し、前記光学装置及び前記投射レンズを一体化するヘッド体と、
前記水平支持部に対向し、当該水平支持部との間で前記色合成光学装置を挟持する補助部材とを備え、
前記補助部材は、前記色合成光学装置に当接する当接面を有し、
前記当接面に対して直交する方向からの平面視において、前記当接面の中心位置は、前記光学装置の重心位置に位置付けられている
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
前記当接面と前記色合成光学装置との間には、弾性を有する接着剤が塗布されている
ことを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から出射された光束を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置、及び各光変調装置により変調された光束を合成する色合成光学装置を有する光学装置と、合成された光を拡大投射する投射レンズとを備えるプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のプロジェクターは、投射レンズ及び光学装置を支持するヘッド体を備えている。このヘッド体は、光学装置を支持する光学装置載置部、及び当該光学装置載置部に立設されて、投射レンズを支持するレンズ支持部を備え、側面視Ｌ字状に形成されている。そして、このような構成のヘッド体により、投射レンズと光学装置とが一体化されて、投射レンズ及び光学装置が位置ずれしないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０５７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載のプロジェクターが床等に落下して外部から衝撃を受けた場合、ヘッド体に衝撃が伝達される。光学装置は光学装置載置部のみで支持されているため、衝撃により光学装置が光学装置載置部に対して位置ずれし易く、光学装置がヘッド体に対して位置ずれするおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、外部から衝撃を受けた場合でも、光学装置のヘッド体に対する位置ずれを抑制するプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のプロジェクターは、複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置にて変調された各色光を合成する色合成光学装置とが一体化された光学装置と、合成された光を投射する投射レンズとを備えたプロジェクターであって、前記色合成光学装置を支持する水平支持部、及び前記投射レンズを支持する垂直支持部を有し、前記光学装置及び前記投射レンズを一体化するヘッド体と、前記水平支持部に対向し、当該水平支持部との間で前記色合成光学装置を挟持する補助部材とを備え、前記補助部材は、前記色合成光学装置に当接する当接面を有し、前記当接面に対して直交する方向からの平面視において、前記当接面の中心位置は、前記光学装置の重心位置に位置付けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、色合成光学装置を支持する水平支持部、及び投射レンズを支持する垂直支持部を有するヘッド体と、水平支持部に対向し、色合成光学装置に当接する補助部材とを備える。そして、水平支持部と補助部材とで色合成光学装置を挟持し、補助部材の当接面の中心位置を光学装置の重心位置に位置付けているので、ヘッド体及び補助部材に対して光学装置を安定した位置で固定できる。従って、例えば、プロジェクターが落下する等の外部から衝撃を受けた場合でも、光学装置の位置ずれを抑制できる。
【０００９】
本発明のプロジェクターでは、前記当接面と前記色合成光学装置との間には、弾性を有する接着剤が塗布されていることが好ましい。
【００１０】
例えば、弾性を有する接着剤とは、硬化後も弾性を有する接着剤等である。
ところで、一般的に用いられる接着剤を用いると、硬化時に発生する引張応力により、色合成光学装置が水平支持部に対して補助部材側に向けて引っ張られるおそれがあり、色合成光学装置と水平支持部との位置ずれが発生する。
本発明によれば、当接面と色合成光学装置とは弾性を有する接着剤で固定されるので、硬化時に引張応力が発生しても、弾性を有する接着剤が引張応力を吸収し、色合成光学装置と水平支持部との位置ずれを抑制できる。
また、接着剤を用いて、補助部材の当接面と色合成光学装置とを固定するので、外部から衝撃を受けた場合でも、光学装置の位置ずれをより抑制できる。
さらに、外部から衝撃を受けた場合、衝撃がヘッド体に伝わるが、この衝撃を当接面と色合成光学装置との間の弾性を有する接着剤が吸収する。従って、光学装置への衝撃をより緩和できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図。
【図２】前記実施形態における投射レンズ及び光学装置が一体化された構造を示す斜視図。
【図３】前記実施形態における投射レンズ及び光学装置が一体化された構造を示す斜視図。
【図４】前記実施形態における補助部材を示す斜視図
【図５】前記実施形態における補助部材に光学装置本体が固定された構造を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの構成］
図１は、本実施形態におけるプロジェクター１の概略構成を示す図である。
図１は、プロジェクター１の概略構成を模式的に示す図である。
プロジェクター１は、外部機器等から入力される画像情報に応じて変調させた光束をスクリーン（図示略）上に投射し、投影画像を表示する。このプロジェクター１は、図１に示すように、略直方体状の外装筐体２と、投射レンズ３と、光学ユニット４と、具体的な図示を省略したが、プロジェクター１内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、プロジェクター１内部の各構成部材を冷却する冷却ファン、及びプロジェクター１内部の各構成部材を制御する制御装置等とを備える。
投射レンズ３は、鏡筒３１（図２参照）内に複数のレンズを組み合わせた組レンズとして構成され、光学ユニット４にて画像情報に応じて変調された光束をスクリーン上に拡大投射する。
【００１３】
［光学ユニットの構成］
光学ユニット４は、制御装置（図示略）による制御の下、画像情報に応じて光束を変調するものであり、外装筐体２の背面に沿って左側から右側に延出し、さらに前面側に屈曲して延出する平面視略Ｌ字形状を有している。この光学ユニット４は、図１に示すように、光源装置４１と、照明光学装置４２と、色分離光学装置４３と、リレー光学装置４４と、光学装置４５と、これら各部材４１〜４５を内部に収納配置する光学部品用筐体４６とを備える
光源装置４１は、光源４１１及びリフレクター４１２等を備える。そして、光源装置４１は、光源４１１から出射された光束がリフレクター４１２によって出射方向が揃えられ、照明光学装置４２に向けて光束を出射する。
照明光学装置４２は、第１レンズアレイ４２１、第２レンズアレイ４２２、入射した光束を略１種類の直線偏光光に変換する偏光変換素子４２３、及び重畳レンズ４２４を備える。
【００１４】
色分離光学装置４３は、図１に示すように、２枚のダイクロイックミラー４３１，４３２、及び反射ミラー４３３を備え、これらのダイクロイックミラー４３１，４３２、反射ミラー４３３により照明光学装置４２から出射された複数の部分光束を赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有する。
リレー光学装置４４は、図１に示すように、入射側レンズ４４１、リレーレンズ４４３、及び反射ミラー４４２，４４４を備え、色分離光学装置４３で分離された色光、例えば、赤色光を光学装置４５の後述する赤色光側の光変調装置４５１Ｒまで導く機能を有する。
【００１５】
［光学装置の構成］
図２は、投射レンズ３及び光学装置本体４５Ａが一体化された構造を示す斜視図である。具体的には、＋Ｚ軸方向側から見た斜視図である。図３は、図２を−Ｙ軸方向側から見た斜視図である。なお、図２及び図３では、説明の便宜上、画像情報に応じて変調された光束の光軸（プロジェクター１からの投射方向）をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する２軸をＸ軸（水平軸）及びＹ軸（鉛直軸）とする。以下の図面でも同様である。
光学装置４５は、入射した光束を画像情報に応じて変調する。この光学装置４５は、図１に示すように、３つの光変調装置４５１（赤色光側の光変調装置を４５１Ｒ、緑色光側の光変調装置を４５１Ｇ、青色光側の光変調装置を４５１Ｂとする）と、各光変調装置４５１の光路前段側に配置される入射側偏光板４５２と、各光変調装置４５１の光路後段側に配置される出射側偏光板４５３と、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４５４とを備える。そして、これらの各部材４５１〜４５４のうち、各光変調装置４５１、各出射側偏光板４５３、及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（以下、プリズム）４５４が一体化されて光学装置本体４５Ａを構成する（図２参照）。
ここで、本発明の光学装置は、光学装置本体４５Ａである。なお、光学装置本体４５Ａは、これら各部材４５１、４５３、４５４の他、各入射側偏光板４５２も一体化する構成を採用しても構わない。なお、図２及び図３では、図示の都合上、出射側偏光板４５３（図１参照）の図示を省略している。
【００１６】
各光変調装置４５１は、図２及び図３に示すように、各液晶パネル４５１１を備える他、各液晶パネル４５１１を保持する保持枠４５１２を備える。
保持枠４５１２は、液晶パネル４５１１を露出させる窓を備えて枠状に形成され、液晶パネル４５１１を収納保持する部材である。
なお、各光変調装置４５１は、図示しない取付部材等により、プリズム４５４に対して一体化される。
この取付部材は、例えば、保持枠４５１２に向けて突出する係合突起部を有し、この係合突起部が保持枠４５１２の係合孔に係合される。これにより、取付部材は、光変調装置４５１Ｒを保持する。また、取付部材は、出射側偏光板４５３（図１参照）を収納保持し、プリズム４５４に固定される。
【００１７】
プリズム４５４は、出射側偏光板４５３から出射された色光毎に変調された各色光を合成する。このプリズム４５４は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、光変調装置４５１Ｇから出射され出射側偏光板４５３を介した色光を透過し、光変調装置４５１Ｒ，４５１Ｂから出射され各出射側偏光板４５３を介した各色光を反射する。このようにして、各色光が合成される。そして、プリズム４５４で合成された光は、投射レンズ３に出射されて、スクリーンへ拡大投射される。
【００１８】
このような光学装置本体４５Ａは、図２及び図３に示すように、ヘッド体５を介して投射レンズ３と一体化される。
【００１９】
［ヘッド体の構成］
ヘッド体５は、図２及び図３に示すように、Ｘ軸方向からの側面視において、略Ｌ字状に形成されている。このヘッド体５は、プリズム４５４を支持する水平支持部５１と、水平支持部５１に略直交する方向に設けられる投射レンズ３を支持する垂直支持部５２とを備え、光学装置本体４５Ａ及び投射レンズ３を一体化するものである。
【００２０】
水平支持部５１は、−Ｙ軸方向側の面において、光硬化型接着剤等が塗布されて、所望の位置でプリズム４５４の上面を支持する。また、水平支持部５１は、＋Ｙ軸方向側の面において、Ｚ軸方向に沿って並設された複数のリブ５１１を備える。このリブ５１１は、ヘッド体５の強度を高めるものである。
【００２１】
垂直支持部５２は、Ｘ軸方向に延出する一対の腕部５２１を有し、各腕部５２１には、ヘッド体５を光学部品用筐体４６に対してネジで固定するためのネジ孔５２１Ａがそれぞれ形成されている。
また、垂直支持部５２の略中央部分には、円形状の開口部５２２が形成され、この開口部５２２は、投射レンズ３の鏡筒３１の基端部分の外径寸法と略同一径を有し、開口部５２２には、投射レンズ３の基端側が挿通される。
さらに、垂直支持部５２の下端縁には、図３に示すように、後述する補助部材６が接続される取付部５２３が−Ｚ軸方向に延出して形成されている。この取付部５２３の両端には、一対のネジ孔（図示略）が形成され、このネジ孔には、取付部５２３に補助部材６を固定するための一対のネジ５２２Ａが挿通される。
【００２２】
ここで、投射レンズ３は、図２及び図３に示すように、上述した鏡筒３１の他に、鏡筒３１の基端部分において、外方に張り出す略矩形状のフランジ部３２を備える。
フランジ部３２は、図２に示すように、四隅部分にネジ孔３２Ａが形成され、ネジ孔３２Ａに対して＋Ｚ軸方向からネジ３２１で垂直支持部５２に固定され、投射レンズ３及びヘッド体５が一体化される。
【００２３】
［補助部材の構成］
図４は、補助部材６を示す斜視図であり、具体的に、＋Ｚ軸方向側から見た斜視図である。
補助部材６は、板状部材であり、プリズム４５４に当接する当接部６１と、垂直支持部５２の取付部５２３に接続する接続部６２とを備え、ヘッド体５による光学装置本体４５Ａの支持を補助するものである。
【００２４】
当接部６１は、＋Ｙ軸方向に面全体が膨出する矩形状の平坦面である当接面６１１を有する。
当接面６１１は、プリズム４５４の底面に対して当接し、水平支持部５１とでプリズム４５４を挟持する。この当接面６１１の周縁部分には、凹状の溝部６１２が形成されている。そして、この当接面６１１には、湿気硬化型弾性接着剤が塗布されて、光学装置本体４５Ａが固定される。この湿気硬化型弾性接着剤は、空気中の水分に反応して硬化するものであり、硬化後も弾性を有する接着剤である。また、当該接着剤の色としては、プリズム４５４の底面での反射を防止するために黒色が好ましい。
なお、補助部材６及び光学装置本体４５Ａの具体的な固定方法については、後述する。
【００２５】
溝部６１２は、当接面６１１に塗布される湿気硬化型弾性接着剤が当接面６１１からはみ出た場合に、外部に漏れ出ないように、湿気硬化型弾性接着剤を蓄積する部分である。
【００２６】
接続部６２は、垂直支持部５２の取付部５２３に形成される一対のネジ孔に連通する一対のネジ孔６２Ａが形成される。そして、補助部材６の−Ｙ軸方向側からネジ５２２ＡがＹ軸方向に沿って、ネジ孔６２Ａに挿通されて、補助部材６がヘッド体５に固定される。これにより、ヘッド体５及び補助部材６と光学装置本体４５Ａとが固定されて一体化される。
【００２７】
［補助部材と光学装置本体との固定］
図５は、補助部材６に光学装置本体４５Ａが固定された構造を示す平面図である。具体的には、Ｙ軸方向（当接面６１１に直交する方向）に沿って見る平面図である。
予め、ヘッド体５の水平支持部５１の−Ｙ軸方向側の面に光硬化型接着剤を塗布しておく。そして、水平支持部５１に対して光学装置本体４５Ａを位置決めする。
次に、光学装置本体４５Ａに対して、補助部材６を固定する際、補助部材６の当接面６１１に湿気硬化型弾性接着剤を塗布する。そして、補助部材６の接続部６２をヘッド体５の取付部５２３に対して、ネジ５２２Ａで固定することで、プリズム４５４が水平支持部５１と補助部材６の当接面６１１とで挟持されるとともに、光学装置本体４５Ａの重心位置Ｃが当接面６１１の中心位置Ｏに一致するように位置付けられる。
この後、湿気硬化型弾性接着剤が空気中の水分により硬化し、補助部材６の当接部６１と、光学装置本体４５Ａとが固定される。さらに、水平支持部５１に紫外線等を照射することで光硬化型接着剤が硬化し、ヘッド体５及び補助部材６と、投射レンズ３及び光学装置本体４５Ａとが一体化される。
【００２８】
上述した本実施形態のプロジェクター１によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態では、プリズム４５４を支持する水平支持部５１、及び投射レンズ３を支持する垂直支持部５２を有するヘッド体５と、水平支持部５１に対向し、プリズム４５４に当接する補助部材６とを備える。そして、水平支持部５１と補助部材６とでプリズム４５４を挟持し、補助部材６の当接面６１１の中心位置Ｏを光学装置本体４５Ａの重心位置Ｃに位置付けているので、ヘッド体５及び補助部材６に対して光学装置本体４５Ａを安定した位置で固定できる。従って、光学装置本体４５Ａの位置ずれを抑制できる。
【００２９】
ところで、一般的に用いられる接着剤を用いると、硬化時に発生する引張応力により、プリズム４５４が水平支持部５１に対して補助部材６側に向けて引っ張られるおそれがあり、プリズム４５４と水平支持部５１との位置ずれが発生する。
そこで、本実施形態では、当接面６１１と色合成光学装置とは弾性を有する接着剤で固定されるので、硬化時に引張応力が発生しても、弾性を有する接着剤が引張応力を吸収し、プリズム４５４と水平支持部５１との位置ずれを抑制できる。
また、接着剤を用いて、補助部材６の当接面６１１とプリズム４５４とを固定するので、外部から衝撃を受けた場合でも、光学装置本体４５Ａの位置ずれをより抑制できる。
さらに、外部から衝撃を受けた場合、衝撃がヘッド体５に伝わるが、この衝撃を当接面６１１とプリズム４５４との間の弾性を有する接着剤が吸収する。従って、光学装置本体４５Ａへの衝撃をより緩和できる。
【００３０】
［実施形態の変形］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、ヘッド体５と補助部材６は、別体構成であったが、これらを一体化させて構成してもよい。
前記実施形態では、ヘッド体５の水平支持部５１及び垂直支持部５２が投射レンズ３及び光学装置本体４５Ａを支持し、補助部材６の当接面６１１の中心位置Ｏを光学装置本体４５Ａの重心位置Ｃと一致させていたが、ヘッド体５と補助部材６とを逆にして構成してもよい。この場合には、ヘッド体５の水平支持部５１が補助部材６となり、補助部材６が水平支持部５１となる。
前記実施形態では、補助部材６と光学装置本体４５Ａとの固定に湿気硬化型弾性接着剤を用いたが、これに限定されず、湿気硬化型を用いずに、単に硬化後も弾性を有する接着剤を用いればよい。
【００３１】
前記実施形態では、光学ユニット４は平面視略Ｌ字形状を有した構成としたが、これに限らず、例えば、平面視略Ｕ字形状を有した構成を採用してもよい。
前記実施形態では、透過型の液晶パネルを用いていたが、反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記実施形態では、光変調装置として液晶パネルを備えたプロジェクター１を例示したが、入射光束を変調して光学像を形成する光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。例えば、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いたプロジェクターにも、本発明を適用することも可能である。
【００３２】
前記実施形態では、投射面に対する画像情報に応じて変調された光束の投射方向と、当該光束に係る画像の観察方向とが略同じであるフロントタイプのプロジェクター１を例示したが、本発明はこれに限らず、投射方向と観察方向とがそれぞれ反対方向となるリアタイプのプロジェクターにも本発明を適用できる。
光源装置４１は、光源ランプ４１１を備える構成に限らず、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の固体光源を備える構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、プレゼンテーションやホームシアターに用いられるプロジェクターに利用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１…プロジェクター、３…投射レンズ、５…ヘッド体、６…補助部材、４５Ａ…光学装置本体（光学装置）、４５１…光変調装置、４５４…クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、５１…水平支持部、５２…垂直支持部、６１１…当接面、Ｃ…重心位置、Ｏ…中心位置。
【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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