(57)【要約】【課題】着脱可能な光学素子をユニットとして保持する保持部材の寸法バラツキに影響されず、光学素子と筺体の位置調整を簡便かつ正確に行える光学素子保持構造およびこれを用いた照明装置並びに画像投射装置を提供する。【解決手段】光学素子保持構造であって、着脱可能な光学素子をユニットとして保持する保持部材と、前記光学素子を固定する固定部を備える筐体と、着脱可能な光学素子を保持してユニットとする保持部材と、前記光学素子を固定するための固定部を備える筐体と、前記ユニットを前記筐体に収納するとき、前記保持部材を介して若しくは前記保持部材を介さずに前記光学素子を前記固定部に付勢する第１の付勢部材と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱可能な光学素子をユニットとして保持する保持部材と、
前記光学素子を固定する固定部を備える筐体と、
前記ユニットを前記筐体に収納するとき、前記保持部材を介して若しくは前記保持部材を介さずに前記光学素子を前記固定部に付勢する第１の付勢部材と、
を有することを特徴とする光学素子保持構造。
【請求項２】
前記第１の付勢部材は、前記保持部材、前記筐体と独立して設けられることを特徴とする請求項１に記載の光学素子保持構造。
【請求項３】
前記保持部材は、前記光学素子の着脱方向および前記第１の付勢部材の付勢方向に交差する方向の一方側で前記光学素子を受ける受け部と、他方側で前記光学素子を前記受け部へ付勢する第２の付勢部材と、を有し、
前記第２の付勢部材が前記光学素子を前記受け部に付勢して前記ユニットを形成することを特徴とする請求項２に記載の光学素子保持構造。
【請求項４】
前記第１の付勢部材は、前記保持部材に設けられることを特徴とする請求項１に記載の光学素子保持構造。
【請求項５】
前記保持部材は、前記光学素子の着脱方向および前記第１の付勢部材の付勢方向に交差する方向の一方側および他方側で前記光学素子を仮固定する仮固定部を有し、
前記第１の付勢部材が第１の付勢力で前記光学素子を前記仮固定部に付勢して前記ユニットを形成することを特徴とする請求項４に記載の光学素子保持構造。
【請求項６】
前記第１の付勢部材が前記第１の付勢力より大きい第２の付勢力で前記光学素子を前記仮固定部から離間した状態で前記固定部に固定させることを特徴とする請求項５に記載の光学素子保持構造。
【請求項７】
前記固定部は、前記光学素子の着脱方向と、前記光学素子の着脱方向および前記第１の付勢部材の付勢方向に交差する方向とに設けられ、
前記第１の付勢部材も前記光学素子の着脱方向と、前記光学素子の着脱方向および前記第１の付勢部材の付勢方向に交差する方向とに設けられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学素子保持構造。
【請求項８】
前記固定部へ前記光学素子を案内する案内部が設けられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学素子保持構造。
【請求項９】
前記光学素子は偏光変換素子であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学素子保持構造。
【請求項１０】
光源と、
光学素子と、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学素子保持構造と、
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の照明装置と、
前記照明装置によって照明される表示素子と、
前記表示素子に表示される画像をスクリーン面に投射する投射手段と、
を有することを特徴とする画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子保持構造およびこれを用いた照明装置並びに画像投射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学素子を有する光学装置において、光学素子を光学装置内部の決められた位置に精度良く配置することで、所望の光学性能を得ることができる。そこで、光学素子を精度良く配置するために、光学装置組立ての際、光学素子の位置を調整する調整作業を行う場合がある。しかしながら、光学素子の交換が必要なときに単純に交換するだけでなく、再度光学素子の位置調整が必要となり、容易に光学素子を交換できない場合がある。
【０００３】
このため、交換される光学素子には、再度の位置調整が不要な保持構造が必要である。特許文献１では、偏光板を同一面内、及びこの面と直角方向に遊嵌する（遊びを設けた）偏光板ホルダが、投射型表示装置に固定されることが開示されている。また、特許文献２では、遮光部材に偏光変換光学素子の端面を保持する保持部と、光学部品用筺体に取付ける為の固定部を備えることで、偏光変換光学素子と遮光部材と光学部品用筺体の相対位置調整が容易になされることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３１６９８号公報
【特許文献２】特開２００３−２８７７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、偏光板と偏光板ホルダの間に相対位置が変動する遊びがあるため、配置精度が要求される光学素子の保持方法として採用することは困難である。
【０００６】
また、特許文献２に開示された従来技術では、遮光部材の偏光変換光学素子の保持部と、光学部品用筺体との取付用固定部との寸法にバラツキが生じると偏光変換光学素子と光学部品用筺体との相対位置にバラツキが生じてしまう可能性がある。また、偏光変換素子を交換しようとすると、光学部品用筺体に固定されている他の光学素子との相対位置にバラツキが生じることで、再度の位置調整が必要になる場合がある。
【０００７】
本発明の目的は、着脱可能な光学素子をユニットとして保持する保持部材の寸法バラツキに影響されず、光学素子と筺体の位置調整を簡便かつ正確に行える光学素子保持構造およびこれを用いた照明装置並びに画像投射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る光学素子保持構造は、着脱可能な光学素子をユニットとして保持する保持部材と、前記光学素子を固定する固定部を備える筐体と、着脱可能な光学素子を保持してユニットとする保持部材と、前記光学素子を固定するための固定部を備える筐体と、前記ユニットを前記筐体に収納するとき、前記保持部材を介して若しくは前記保持部材を介さずに前記光学素子を前記固定部に付勢する第１の付勢部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、着脱可能な光学素子をユニットとして保持する保持部材の寸法バラツキに影響されず、光学素子と筺体の位置調整を簡便かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】(ａ)は本発明の第１の実施形態に係る光学素子保持構造の分解構成図、（ｂ）はその原理作用説明図である。
【図２】第１の実施形態に係る光学素子保持構造の組立斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る光学素子保持構造における光学素子ユニットの構成説明図である。
【図４】第１の実施形態に係る光学素子保持構造の組立上面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光学素子保持構造の分解構成図である。
【図６】第２の実施形態に係る光学素子保持構造の組立斜視図である。
【図７】第２の実施形態に係る光学素子保持構造における光学素子ユニットの構成説明図である。
【図８】第２の実施形態に係る光学素子保持構造における光学素子ユニットの構成図である。
【図９】第２の実施形態に係る光学素子保持構造の組立上面図である。
【図１０】第１、第２の実施形態の光学素子保持構造における筺体のＰ−Ｐ断面図である。
【図１１】第１、第２の実施形態の光学素子保持構造における筺体のＱ−Ｑ断面図である。
【図１２】第１、第２の実施形態の光学素子保持構造における筺体のＷ−Ｗ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
《第１の実施形態》
（光学素子保持構造およびこれを用いた照明装置並びに画像投射装置画像投射装置）
以下、図１乃至図４及び図１０乃至図１２を参照して、本発明の第１の実施形態に係る画像投射装置における光学素子保持構造について説明する。図１は光学保持構造の構成図であり、図２は光学素子保持構造組立図、図３は偏光変換素子１と保持部材３を組み合わせたユニット図、図４は図２の上面図である。また、図１０〜図１２は、図１に示す各々の断面図である。
【００１３】
１）照明装置、画像投射装置の構成
本実施形態に係る光学素子保持構造を備える照明装置、画像投射装置は、以下を有する。即ち、照明装置として、光源と、光学素子である偏光変換素子と、以下に詳述する光学素子保持構造を備える。また、画像投射装置として、上記照明装置と、上記照明装置によって照明される表示素子（液晶パネル）と、表示素子に表示される画像をスクリーン面に投射する投射手段を有する。
【００１４】
２）光学保持構造の構成
図１（a）に示すように、本実施形態に係る光学素子保持構造は、偏光変換素子（光学素子）１と、保持部材２と、光学部品用筺体４と、付勢部材（以下、第１の付勢部材ともいう）５とで、基本的に構成される。
【００１５】
ここで、偏光変換素子１と保持部材２とで、偏光変換素子ユニット（ユニット）３が構成される。保持部材２は、着脱可能な光学素子である偏光変換素子１を保持してユニット３とするものであり、光学部品用筺体（筐体）４はユニット３を保持（収納）する。そして、付勢部材５は偏光変換素子１を筺体４に付勢して筐体４の固定部４２（図１０）に位置決め固定するものであり、本実施形態では付勢部材５は保持部材２、筐体４と独立して設けられる。
【００１６】
図３は、ユニット３の構成図である。保持部材２は、弾性を有する第１の光学素子保持部（以下、第２の付勢部材ともいう）２１と、第１の光学素子保持部２１に対向する第２の光学素子保持部（受け部）２２を備える。即ち、偏光変換素子１の着脱方向（Ｘ方向）および第１の付勢部材５の付勢方向（Ｙ方向）に交差する方向（Ｚ方向）の一方側（図の上方側）に第２の付勢部材２１、他方側（図の下方側）に受け部２２が設けられる。
【００１７】
そして、偏光変換素子１は、第１の光学素子保持部２１が有する弾性により、第２の光学素子保持部２２と狭持されることで、保持部材２から脱落しない様に保持される。また、この構造により、偏光変換素子１は、保持部材２との着脱（挿脱）が繰返し可能となっている。なお、ユニット化した状態のユニット３において、偏光変換素子１の一部は、保持部材２の外形よりも突出する構造となっている。
【００１８】
図２で、筺体４は、偏光変換素子１を筺体４に付勢する第１の付勢部材５を取付ける付勢部材取付部４１と、付勢部材取付部４１に対向し、偏光変換素子を固定する固定部４２（図１０）とを備える。更には、偏光変換素子を固定部４２へ導く案内部４３（図１０）を備える。
【００１９】
２）固定方法
次に、筺体４に対する偏光変換素子１の固定方法（位置決め方法）について説明する。ユニット３を筺体４に組込む（収納する）際、ユニット３から一部突出している偏光変換素子１の端部を筺体４の案内部４３（図１０）の壁面に突き当て、Ｚ方向に組込む。
【００２０】
そして、偏光変換素子１が案内部４３から固定部４２（図１０）へ案内されると同時に、偏光変換素子１は筺体４の固定部４２（図１０）に固定される。即ち、偏光変換素子１は、Ｙ方向の付勢部材５（図１（ｂ）の５ｂ、５ｃ）とＸ方向の付勢部材５（図１（ｂ）の５ａ）によってＹ方向の固定部４２（図１（ｂ）のＦ、Ｇ）とＸ方向の固定部４２（図１（ｂ）のＥ）へ圧接する。これにより、偏光変換素子１は、Ｘ方向とＹ方向について光学部品用筺体４に対して位置決めがなされる（図４、図１０、図１１、図１２参照）。
【００２１】
なお、偏光変換素子１は、Ｚ方向に対する光学性能の敏感度は無いため、精度の高い位置決めは不要となる。従って、Ｚ方向においては、図示されない蓋部材によって性能に影響を与えない位置変動の範囲内で保持される。
【００２２】
また、偏光変換素子１の交換を行う際には、保持部材２の把持部２３（図３）を把持し、偏光変換素子１と保持部材２をユニットとして共に取出す必要がある。この時、前述の通り、偏光変換素子１は第１の保持部２１が有する弾性により第２の保持部２２と狭持されることで、保持部材２から脱落しない様に保持された状態で取出すことができる。
【００２３】
これにより、筺体４の固定部基準で収納されている図示されないその他の光学素子と、偏光変換素子１との相対位置が精度良く確保できる為、偏光変換素子１の再度の位置調整作業は不要となり、偏光変換素子１の交換作業も容易になる。
【００２４】
《第２の実施形態》
本実施形態は、第１の実施形態に対し、偏光変換素子を筺体に付勢する付勢手段の機能を保持部材が有する点が少なくとも異なる。これにより、部品点数の削減と、組立て工数の削減を可能にする。
【００２５】
以下、図５〜図９及び図１０〜図１２を参照して、本実施形態に係る光学素子保持構造について説明する。図５は光学素子保持構造の構成図であり、図６は光学素子保持構造組立図、図７は偏光変換素子１と保持部材３を組み合わせたユニット図、図８は図７の上面図、図９は図６の上面図である。また、図１０〜図１２は、図５に示す各々の断面図である。
【００２６】
１）構成
図５に示すように、本実施形態に係る光学素子保持構造は、偏光変換素子１と、保持部材６と、筺体４とで、基本的に構成される。ここで、偏光変換素子１と保持部材６とで、偏光変換素子ユニット（ユニット）７が構成される。保持部材６は偏光変換素子１を保持し、筺体４は偏光変換素子ユニット７を保持（収納）する。筺体４は、図１０に示すように偏光変換素子１を固定する固定部４２と、偏光変換素子１を固定部４２へ導く案内部４３を備える。
【００２７】
図７に示すように、保持部材６は、偏光変換素子１を筺体４に対してＹ方向に付勢する為の付勢部材６１（第１の付勢部材）と、付勢部材６１に対向する仮固定部６２とを有する。偏光変換素子１は、Ｙ方向の付勢部材６１と仮固定部６２に挟み込まれることよって保持部材６に保持され、ユニット７が形成される。
【００２８】
このように、偏光変換素子１は、付勢部材６１と仮固定部６２に挟み込まれることで、保持部材６から脱落しない様に保持される。また、この構造により、偏光変換素子１は、保持部材６との着脱が繰返し可能となっている。なお、ユニット化した状態のユニット７において、偏光変換素子１の一部は、保持部材６の外形よりも突出する構造となっている。
【００２９】
ここで、偏光変換素子１を保持部材６にユニットとして保持するために付勢部材６１が撓む撓み量をａ１とする（図８）。なお、保持部材６は、偏光変換素子１を筺体４に対してＸ方向に付勢するための付勢部材６３を有するが、ユニット化した状態のユニット７では付勢部材６３は変形されないため付勢機能は無い。
【００３０】
２）固定方法
次に、偏光変換素子１と筺体４の固定方法について説明する。ユニット７を筺体４に組込む際、ユニット７から一部突出している偏光変換素子１の端部を筺体４の案内部４３（図１０）の壁面に突き当て、Ｚ方向に組込む。そして、偏光変換素子１が案内部４３から固定部４２へ案内されると同時に、偏光変換素子１は保持部材６の付勢部材６３と６１（いずれも第１の付勢部材）によりＸ方向とＹ方向に固定部４２へ押しつけられる。
【００３１】
即ち、Ｘ方向に関しては、偏光変換素子１は、付勢部材６３（図１（ｂ）の５ａに相当）により保持部材６を介して固定部４２（図１（ｂ）の４２ａ）に位置決め固定される。また、Ｙ方向に関しては、偏光変換素子１は、付勢部材６１（図１（ｂ）の５ｂ、５ｃに相当）により、保持部材６を介さずに直接付勢されて固定部４２（図１（ｂ）の４２ｂ、４２ｃ）に位置決め固定される。このとき、、偏光変換素子１は、第１の付勢力（ユニットを形成するときの付勢力である第２の付勢力より大きい）で付勢されて固定部４２（図１（ｂ）の４２ｂ、４２ｃ）に位置決め固定される。
【００３２】
即ち、位置決め固定時の付勢部材６１の撓み量（偏光変換素子１と保持部材６のＹ方向の間隔）ａ２は、ユニット形成時の付勢部材６１の撓み量（偏光変換素子１と保持部材６のＹ方向の間隔）ａ１に対し、ａ１＞ａ２の関係となる（図８、図９）。
【００３３】
このようにして、偏光変換素子１は、Ｘ方向とＹ方向について筺体４に対して固定（位置決め）される。なお、ユニット形成時にＹ方向で仮固定部６２（図７）に当接していた偏光変換素子１は、位置決め固定時にはＹ方向で仮固定部６２から離間することになる。
【００３４】
なお、前述の通り、偏光変換素子１はＺ方向に対する光学性能の敏感度は無いため、精度の高い位置決めは不要となる。従って、Ｚ方向においては、図示されない蓋部材によって性能に影響を与えない位置変動の範囲内で保持される。
【００３５】
また、偏光変換素子１の交換を行う際には、保持部材６の把持部６４（図７）を把持し、偏光変換素子１と保持部材６を共に取出す必要がある。この時、ユニット形成時の付勢部材６１の撓み量はａ１となるので、保持部材６に保持されたユニット７の状態で取出すことができる。
【００３６】
そして、筺体４の固定部基準で収納されている図示されないその他の光学素子と、偏光変換素子１との相対位置が精度良く確保できるため、偏光変換素子１の再度の位置調整作業は不要となり、偏光変換素子１の交換作業も容易になる。
【００３７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１・・偏光変換素子、２・・保持部材、３・・偏光変換素子ユニット、４・・光学部品用筺体、５・・付勢部材、６・・保持部材、７・・偏光変換素子ユニット、４２・・光学素子固定部、６１・・付勢部材（Ｙ方向）、６３・・付勢部材（Ｘ方向）
【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】
2015125420.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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