(57)【要約】【課題】投写レンズの交換が容易に行うことができるプロジェクタを提供することである。【解決手段】本発明のプロジェクタは、投写レンズ３を支持固定するレンズ支持構造体としてのヘッド体を備え、筐体としての外装ケース２は、投写レンズ３を外装ケース２外部に露出させる前面部としてのフロントケース１３と、このフロントケース１３の端縁と交差する端面とを備え、この端面には、投写レンズ３及びヘッド体の固定部を露出させる開口部１１５Ａ、１１５Ｂが形成され、フロントケース１３には、開口部１１５Ａ、１１５Ｂを塞ぐ延出部としての上面部１３Ｂが形成されている。【選択図】  図１０
2004205672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、この光変調装置で形成された光学像を拡大して投写する投写レンズと、前記光変調装置および投写レンズを含む装置本体を収容する筐体とを備えるプロジェクタであって、
前記装置本体は、前記投写レンズを支持固定するレンズ支持構造体を備え、
前記筐体は、前記投写レンズを筐体外部に露出させる前面部と、この前面部の端縁と交差する端面とを備え、
この端面には、前記投写レンズ及び前記レンズ支持構造体の固定部を露出させる開口部が形成され、
前記前面部には、前記開口部を塞ぐ延出部が形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記投写レンズは、複数のレンズ及びこれら複数のレンズを収納する鏡筒を備え、この鏡筒の基端部には、該鏡筒側面から外側に突出し、前記投写レンズの延出方向に沿って延びる鍔状部が形成され、
前記レンズ支持構造体は、前記投写レンズの鏡筒部分が挿入され、該鏡筒の外周部分で前記投写レンズの基端部を保持する保持部と、前記投写レンズの延出方向と直交する方向から前記鍔状部を固定する固定部とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記レンズ支持構造体は、前記投写レンズが取り付けられるとともに、前記投写レンズの光軸直交方向に該投写レンズの位置を調整して、投写画像のあおり方向位置を調整するレンズ位置調整機構を備え、
このレンズ位置調整機構は、調整機構本体及びこの調整機構本体を駆動させる電動駆動部を備え、
前記装置本体は、この電動駆動部の駆動制御を行う制御部を備え、
前記レンズ位置調整機構には、この制御部からの駆動制御信号及び前記電動駆動部の駆動電力を、前記電動駆動部に中継する中継基板が設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項３に記載のプロジェクタにおいて、
前記装置本体の起動・調整操作を行うための操作部を備え、
この操作部は、前記中継基板を介して前記制御部と電気的に接続されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載のプロジェクタにおいて、
前記電動駆動部は、前記投写レンズの投写方向から見て、前記レンズ位置調整機構によるレンズ移動方向に沿った軸に対して、略４５度傾斜した位置に設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
請求項３〜請求項５のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記レンズ支持構造体は、金属製であり、前記筐体内部に設けられる電磁シールド部材と当接し、
前記中継基板に形成されるグランドパターンは、このレンズ支持構造体と電気的に接続されていることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、この光変調装置で形成された光学像を拡大して投写する投写レンズと、前記光変調装置および投写光学系を収容する筐体とを備えるプロジェクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、拡大投写するプロジェクタが利用されており、近年、このようなプロジェクタは、大規模店舗内や、パブリックスペースに設置され、光学像を大画面表示することにより、多数の観察者に種々の映像情報を提供している。
このような大規模店舗等で用いられるプロジェクタは、設置される場所に応じてあおり方向を調整したい場合があり、このようなプロジェクタとしてレンズ位置調整機構を備えたプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１）。
このようなレンズ位置調整機構は、装置本体とともに、アッパーケース、ロアーケース、及びフロントケースを含む外装ケース内に収納されている。
一方、このようなプロジェクタは、用途の多様化に伴い、必要に応じて短焦点、長焦点レンズ、広角レンズ等の投写レンズを使用したい場合がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２５０１３０公報（段落番号００５３、図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような特許文献１では、投写レンズの交換の際、アッパーケース及びフロントケースを取り外し、プロジェクタ内部を露出させた状態で投写レンズの交換を行わなければならず、分解・組み立てに手間がかかる上、設置場所で投写レンズの交換を行うと、装置内部に塵埃等が侵入して投写画像の画質が低下する可能性があり、好ましくない。
【０００５】
本発明の目的は、投写レンズの交換が容易に行うことができるプロジェクタを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のプロジェクタは、光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、この光変調装置で形成された光学像を拡大して投写する投写レンズと、前記光変調装置および投写レンズを含む装置本体を収容する筐体とを備えるプロジェクタであって、前記装置本体は、前記投写レンズを支持固定するレンズ支持構造体を備え、前記筐体は、前記投写レンズを筐体外部に露出させる前面部と、この前面部の端縁と交差する端面とを備え、この端面には、前記投写レンズ及び前記レンズ支持構造体の固定部を露出させる開口部が形成され、前記前面部には、前記開口部を塞ぐ延出部が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、投写レンズの交換の際、前面部を取り外すだけで、固定部は、開口部より露出し、例えば、ドライバー等の工具を開口部に挿入し、投写レンズ及びレンズ支持構造体の支持固定を解除して、前面部より投写レンズを抜き出すことができるので、前面部以外を取り外して交換する必要がなく、投写レンズの交換が容易に行うことができる。
また、必要最小限の前面部のみを取り外すだけで投写レンズの交換を行えるので、装置内部への塵埃の侵入を極力少なくすることができる。
【０００８】
本発明では、前記投写レンズは、複数のレンズ及びこれら複数のレンズを収納する鏡筒を備え、この鏡筒の基端部には、該鏡筒側面から外側に突出し、前記投写レンズの延出方向に沿って延びる鍔状部が形成され、前記レンズ支持構造体は、前記投写レンズの鏡筒部分が挿入され、該鏡筒の外周部分で前記投写レンズの基端部を保持する保持部と、前記投写レンズの延出方向と直交する方向から前記鍔状部を固定する固定部とを備えているのが好ましい。
この発明によれば、固定部が投写レンズの延出方向に直交する方向から鍔状部を固定するようになっているので、筐体の開口部から工具を挿入して投写レンズを取り外すことができる。
【０００９】
本発明では、前記レンズ支持構造体は、前記投写レンズが取り付けられるとともに、前記投写レンズの光軸直交方向に該投写レンズの位置を調整して、投写画像のあおり方向位置を調整するレンズ位置調整機構を備え、このレンズ位置調整機構は、調整機構本体及びこの調整機構本体を駆動させる電動駆動部を備え、前記装置本体は、この電動駆動部の駆動制御を行う制御部を備え、前記レンズ位置調整機構には、この制御部からの駆動制御信号及び前記電動駆動部の駆動電力を、前記電動駆動部に中継する中継基板が設けられているのが好ましい。
【００１０】
この発明によれば、制御部と電動駆動部とを直接、ケーブル等で接続する場合と比較して、制御部と中継基板、中継基板と電動駆動部の、各々を接続するケーブル等を短くすることができ、長いケーブルが装置内部で絡まることもない。
【００１１】
本発明では、前記装置本体の起動・調整操作を行うための操作部を備え、この操作部は、前記中継基板を介して前記制御部と電気的に接続されているのが好ましい。
この発明によれば、操作部と制御部とを中継基板が中継することで、電源および制御部と操作部とを接続するコード等を短くできる。
【００１２】
本発明では、前記電動駆動部は、前記投写レンズの投写方向から見て、前記レンズ位置調整機構によるレンズ移動方向に沿った軸に対して、略４５度傾斜した位置に設けられているのが好ましい。
一般に、プロジェクタ内部の空間は直方体状の空間を単位として部材の収納配置が行われる。一方、投写レンズは円筒形状をなすため、直方体状の空間に投写レンズを収納すると、角隅部分にデッドスペースが生じてしまう。
従って、この発明によれば、電動駆動部をこのような位置に設けることによりデッドスペース部分に電動駆動部を収納でき、省スペース化を図ることができる。
また、電動駆動部を略４５度傾斜した位置に配置することにより、プロジェクタの配置が天吊り状態であっても、据え置き状態であっても、重力の影響は同等であり、電動駆動部の駆動状態の変化がない。
【００１３】
本発明では、前記レンズ支持構造体は、金属製であり、前記筐体内部に設けられる電磁シールド部材と当接し、前記中継基板に形成されるグランドパターンは、このレンズ支持構造体と電気的に接続されているのが好ましい。
この発明によれば、金属製のレンズ支持構造体と電磁シールド部材が当接していることで、レンズ支持構造体と電磁シールド部材は、電気的に接続された状態になり、レンズ支持構造体と中継基板のグランドパターンが電気的に接続されているので、レンズ支持構造体、中継基板及び電磁シールド部材のグランドを共通にすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
（１）外観構成
図１および図２には、本発明の実施形態に係るプロジェクタ１が示されており、図１は上方前面側から見た斜視図であり、図２は下方背面側から見た斜視図である。
このプロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面上に拡大投写する光学機器であり、後述する光学ユニットを含む装置本体を内部に収納する外装ケース２および外装ケース２から露出する投写レンズ３を備えている。このプロジェクタ１は、大型店舗内や、パブリックスペース等に設置され、投写画像を大画面表示することによって、多数の観察者に映像情報を提供するものである。
投写レンズ３は、後述する光変調装置としての液晶パネルにより光源から射出された光束を画像情報に応じて変調形成された光学像を拡大投写する投写光学系としての機能を具備するものであり、詳しくは後述するが、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成される。
【００１５】
筐体としての外装ケース２は、投写方向に沿った奥行き寸法がこれに直交する幅方向寸法よりも大きな直方体形状をなし、装置本体を覆う面状体１０と、ケース強度を負担するフレーム体とを備えて構成されている。
面状体１０は、装置本体の上部を覆うアッパーケース１１と、装置本体の下部を覆うロアーケース１２と、装置本体の前面部分を覆うフロントケース１３とを備えている。これら各ケース１１〜１３は、射出成形等によって成形された合成樹脂製の一体成形品である。
【００１６】
アッパーケース１１は、装置本体の上部を覆う筐体上面部１１Ａと、この筐体上面部１１Ａの幅方向端部から略垂下する筐体側面部１１Ｂ、１１Ｃと、筐体上面部１１Ａの後端部から略垂下する筐体背面部１１Ｄとを備えている。
このアッパーケース１１の筐体上面部１１Ａと、筐体側面部１１Ｂ、１１Ｃとが交差する稜線部分には、プロジェクタ１の投写方向略中央から後端側に向かって面取加工が施され、稜線に沿って凹状にへこんだ凹部１１１が形成されている。この凹部１１１は、プロジェクタ１を２台スタックさせた際に、２台のプロジェクタ１を連結するパイプ状の支持部材を挿入するために形成されている。
また、筐体側面部１１Ｂには、冷却空気導入用のスリット状の開口部１１２が形成されている。
【００１７】
筐体上面部１１Ａの略中央部分には、プロジェクタ１の起動・調整操作を行うための操作パネル１４が設けられている。この操作パネル１４は、起動スイッチ、画像・音声等の調整スイッチを含む複数のスイッチを備え、プロジェクタ１による投写時には、操作パネル１４中の調整スイッチ等を操作することにより、画質・音量等の調整を行うことができる。
また、筐体上面部１１Ａの投写方向前方には、複数の孔１４１が形成されていて、この内部には、音声出力用のスピーカが収納されている。
これら操作パネル１４およびスピーカは、装置本体を構成する制御基板と電気的に接続され、操作パネル１４による操作信号はこの制御基板で処理される。
【００１８】
筐体背面部１１Ｄは、ほぼ全面が開口された枠状に構成され、この開口部分には、画像信号等を入力するためのコネクタ群１５が露出するとともに、その隣は、光源装置を収納する開口部とされ、通常は、光源装置収納用の蓋部材１６によって覆われている。尚、コネクタ群１５は、後述する制御基板と電気的に接続され、コネクタ群１５を介して入力した画像信号は、制御基板によって処理される。
また、筐体上面部１１Ａの後端部及び筐体背面部１１Ｄの上端部分は、アッパーケース１１から脱着可能な蓋部材１１３が取り付けられていて、詳しくは後述するが、この蓋部材１１３内部には、ＬＡＮボード等の拡張基板を挿入することができるようになっている。
【００１９】
ロアーケース１２は、アッパーケース１１との係合面を中心としてアッパーケース１１と略対称に構成され、筐体底面部１２Ａ、筐体側面部１２Ｂ、１２Ｃ、および筐体背面部１２Ｄを備えている。
そして、筐体側面部１２Ｂ、１２Ｃ、および筐体背面部１２Ｄは、その上端部分でアッパーケース１１の筐体側面部１１Ｂ、１１Ｃ、及び筐体背面部１１Ｄの下端部分と係合する。尚、筐体背面部１２Ｄは、アッパーケース１１の筐体背面部１１Ｄと同様に、ほぼ全面が開口され、係合後の開口部分から前述したコネクタ群１５が露出するとともに、両開口部分に跨って蓋部材１６が取り付けられる。
また、筐体背面部１２Ｄの角隅部には、さらに開口部が形成されており、この開口部からインレットコネクタ１７が露出している。さらに、筐体側面部１２Ｂには、アッパーケース１１の筐体側面部１１Ｂに形成された開口部１１２に応じた位置に開口部１２２が形成されている。
【００２０】
筐体底面部１２Ａには、プロジェクタ１の後端側略中央に固定脚部１８が設けられているとともに、先端側幅方向両端に調整脚部１９が設けられている。
調整脚部１９は、筐体底面部１２Ａから面外方向に進退自在に突出する軸状部材から構成され、軸状部材自体は、外装ケース２の内部に収納されている。このような調整脚部１９は、プロジェクタ１の側面部分に設けられる調整ボタン１９１を操作することにより、筐体底面部１２Ａからの進退量を調整することができる。
これにより、プロジェクタ１から射出された投写画像の上下位置を調整し、適切な位置に投写画像を形成することができるようになる。
【００２１】
また、筐体底面部１２Ａには、筐体底面部１２Ａの略中央に投写方向に沿って延びる凸条のリブ状部２０と、このリブ状部２０と直交するようにプロジェクタ１の幅方向に沿って延びる複数のリブ状部２１、２２とが形成されている。そして、中間部分の２本のリブ状部２１の間には、外部から冷却空気を取り込むための吸気用開口部が形成されていて、フィルタ２３によって覆われている。このフィルタ２３で塞がれた吸気用開口部の後端側には、やはり冷却空気取り込み用の吸気用開口部２４が形成されているが、フィルタで覆われる構成とはなっていない。
プロジェクタ１の幅方向に沿って延びるリブ状部２１、２２の端部には、ねじ孔２１Ａが４箇所形成されている。このねじ孔２１Ａには、プロジェクタ１を天井吊り下げとした場合の天井吊り下げ用の金具が装着される。
さらに、筐体底面部１２Ａの装置後端側端縁には、係合部２６が形成されており、この係合部２６には、前述したコネクタ群１５を覆って塵埃等がこれらに付着することを防止するためのカバー部材が取り付けられるようになっている。
【００２２】
フロントケース１３は、前面部１３Ａおよび上面部１３Ｂを備えて構成され、前面部１３Ａの外周部分には、面外方向に延びるリブ１３Ｃが形成されており、アッパーケース１１、ロアーケース１２の投写方向先端側とこのリブ１３Ｃが係合する。
前面部１３Ａは、ロアーケース１２の筐体底面部１２Ａからアッパーケース１１の筐体上面部１１Ａに向かって装置後端側に傾斜しており、その方向は投写面から遠ざかるように傾斜している。このようにしたのは、プロジェクタ１を天井吊り下げにした際に、フロントケース１３の前面部１３Ａが下面を向くので、フロントケース１３に塵埃が付着しにくくなるためであり、通常設置の状態よりもメンテナンスしにくい天井吊り下げの場合を考慮したためである。
【００２３】
このような前面部１３Ａの略中央部分には開口部２７が形成されており、この開口部２７からは投写レンズ３が露出する。
この開口部２７には、隣接してスリット状の開口部２８が形成されており、プロジェクタ１の装置本体内部を冷却した空気は、この開口部２８から排出される。
さらに、前面部１３Ａの角隅部近傍には、孔２９が形成されており、この孔２９からは、不図示のリモートコントローラの操作信号を受信するための受光部３０がある。
尚、本例においては、プロジェクタ１の背面側にも受光部３０が設けられており、図２に示されるようにアッパーケース１１の筐体背面部１１Ｄの角隅部から受光部３０がある。これにより、リモートコントローラを使用する場合、装置前面側、装置背面側のいずれの方向からもリモートコントローラの操作信号を受信することができるようになっている。
【００２４】
上面部１３Ｂは、アッパーケース１１の筐体上面部１１Ａの略中央まで延出し、具体的には後述するが、投写レンズ３の基端部近傍まで達している。
このようにしたのは、詳しくは後述するが、投写レンズ３を交換する際に、フロントケース１３を取り外すだけで投写レンズ３を交換できるようにするためであり、アッパーケース１１およびロアーケース１２からフロントケース１３を取り外すと、上面部１３Ｂが外れて開口され、投写レンズ３の基端部を取り付ける部分が露出するようになっている
【００２５】
（２）内部構成
このような外装ケース２の内部には、図３〜図５に示されるように、プロジェクタ１の装置本体が収納されており、この装置本体は、光学ユニット４、制御基板５、および電源ブロック６を備えて構成される。
(2-1)光学ユニット４の構造
光学エンジンとしての光学ユニット４は、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、投写レンズ３を介してスクリーン上に投写画像を形成するものであり、図５に示されるように、ライトガイド４０という光学部品用筐体内に、光源装置や、種々の光学部品等を組み込んだものとして構成される。
このライトガイド４０は、下ライトガイド４０１、上ライトガイド４０２から構成され、それぞれは、射出成形等による合成樹脂製品である。
【００２６】
下ライトガイド４０１は、図６に示されるように、後述する光源装置が収納される光源収納部４０１Ａ及び光学部品を収納する部品収納部４０１Ｂを備え、この部品収納部４０１Ｂは、底面部４０１Ｃ及び側壁部４０１Ｄからなる上部が開口された容器状に形成され、側壁部４０１Ｄには、複数の溝部４０１Ｅが設けられている。この溝部４０１Ｅには、光学ユニット４を構成する種々の光学部品が装着され、これにより各光学部品は、ライトガイド４０内に設定された照明光軸上に精度よく配置される。上ライトガイド４０２は、この下ライトガイド４０１に応じた平面形状を有し、下ライトガイド４０１の上面を塞ぐ蓋状部材として構成される。
また、下ライトガイド４０１の光束射出側端部には、金属製の側面略Ｌ字状のレンズ支持構造体としてのヘッド体４０３が配置され、このヘッド体４０３のＬ字水平部分には、後述する光学装置４４が取り付けられるとともに、Ｌ字垂直部分には、詳しくは後述するレンズ位置調整機構が設けられ、投写レンズ３の基端部分が接合固定される。
【００２７】
このようなライトガイド４０内は、図７に示されるように、インテグレータ照明光学系４１と、色分離光学系４２と、リレー光学系４３と、光変調光学系および色合成光学系を一体化した光学装置４４とに機能的に大別される。尚、本例における光学ユニット４は、三板式のプロジェクタに採用されるものであり、ライトガイド４０内で光源から射出された白色光を三色の色光に分離する空間色分離型の光学ユニットとして構成されている。
インテグレータ照明光学系４１は、光源から射出された光束を照明光軸直交面内における照度を均一にするための光学系であり、光源装置４１１、重畳レンズ４１２、第１レンズアレイ４１３、第２レンズアレイ４１４、偏光変換素子４１５、および重畳レンズ４１６を備えて構成される。
【００２８】
光源装置４１１は、放射光源としての光源ランプ４１７、リフレクタ４１８、およびリフレクタ４１８の光束射出面を覆うフロントガラス４１９を備え、光源ランプ４１７から射出された放射状の光線をリフレクタ４１８で反射して略平行光線とし、外部へと射出する。本例では、光源ランプ４１７として高圧水銀ランプを採用しているが、これ以外にメタルハライドランプやハロゲンランプを採用することもある。また、本例では、リフレクタ４１８として放物面鏡を採用しているが、楕円面鏡からなるリフレクタの射出面に平行化凹レンズを配置した構成も採用することもできる。
【００２９】
第１レンズアレイ４１３は、照明光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備している。各小レンズは、光源ランプ４１７から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸方向に射出する。各小レンズの輪郭形状は、後述する液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定される。例えば、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂの画像形成領域のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３であるならば、各小レンズのアスペクト比も４：３に設定される。
第２レンズアレイ４１４は、第１レンズアレイ４１３と略同様の構成であり、小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備する。この第２レンズアレイ４１４は、重畳レンズ４１２、４１６とともに、第１レンズアレイ４１３の各小レンズの像を液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ上に結像させる機能を有する。
【００３０】
偏光変換素子４１５は、第２レンズアレイ４１４からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用率が高められている。
具体的に、偏光変換素子４１５によって１種類の偏光光に変換された各部分光束は、重畳レンズ４１６によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源ランプ４１７からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１５を用いることにより、光源ランプ４１７から射出された光束を全て１種類の偏光光に変換し、光学装置４４における光の利用効率を高めている。なお。このような偏光変換素子４１５は、例えば、特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
【００３１】
色分離光学系４２は、インテグレータ照明光学系４１から射出された光束を曲折する反射ミラー４２１と、２枚のダイクロイックミラー４２２，４２３と、反射ミラー４２４とを備え、ダイクロイックミラー４２２、４２３によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有している。尚、本例では、反射ミラー４２４は、下ライトガイド４０１に対して姿勢を調整することができるようになっている。
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１と、リレーレンズ４３３と、反射ミラー４３２、４３４とを備え、色分離光学系４２で分離された色光である赤色光を液晶パネル４４１Ｒまで導く機能を有している。
【００３２】
この際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２２では、インテグレータ照明光学系４１から射出された光束のうち、赤色光成分と緑色光成分とは反射し、青色光成分は透過する。ダイクロイックミラー４２２によって透過した青色光は、反射ミラー４２４で反射し、フィールドレンズ４２５を通って、青色用の液晶パネル４４１Ｂに到達する。このフィールドレンズ４２５は、第２レンズアレイ４１４から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４４１Ｇ、４４１Ｒの光入射側に設けられたフィールドレンズ４２５も同様である。
【００３３】
また、ダイクロイックミラー４２２を反射した赤色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー４２３によって反射し、フィールドレンズ４２５を通って、緑色用の液晶パネル４４１Ｇに到達する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー４２３を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４２５を通って、赤色光用の液晶パネル４４１Ｒに到達する。
なお、赤色光にリレー光学系４３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４２５に伝えるためである。なお、リレー光学系４３には、３つの色光のうちの赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。
【００３４】
光学装置４４は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、色分離光学系４２で分離された各色光が入射される３つの入射側偏光板４４２と、各入射側偏光板４４２の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂと、各液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂの後段に配置される視野角補正板４４３および射出側偏光板４４４と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４４５とを備える。
【００３５】
液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものであり、図８に示されるように、液晶パネル４４１Ｇを例に取れば、パネル本体４４１１と、このパネル本体４４１１を収納する保持枠４４１２とを備えている。尚、以下の説明では、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｂについては特段言及しないが、液晶パネル４４１Ｇと略同様の構成である。
パネル本体４４１１は、図示を略したが、対向配置される一対の透明基板内に液晶が密封封入されたものであり、一対の透明基板の入射側及び射出側には防塵ガラスが貼り付けられている。
保持枠４４１２は、パネル本体４４１１を収納する凹部を有する部材であり、その四隅部分には、孔４４１３が形成されている。
【００３６】
このような液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂの前段に配置される入射側偏光板４４２（図７参照）は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。また、基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ４２５に貼り付けてもよい。
視野角補正板４４３は、基板上に液晶パネル４４１Ｇで形成された光学像の視野角を補正する機能を有する光学変換膜が形成されたものであり、このような視野角補正板４４３を配置することにより、投写画像の視野角が拡大され、かつ投写画像のコントラストが大幅に向上する。
【００３７】
射出側偏光板４４４は、液晶パネル４４１Ｇで光変調された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、本例では、２枚の第１偏光板（プリポラライザ）４４４Ｐ及び第２偏光板（アナライザ）４４４Ａから構成されている。このように射出側偏光板４４４を２枚構成としたのは、入射する偏光光を、第１偏光板４４４Ｐ、第２偏光板４４４Ａのそれぞれで按分させて吸収することにより、偏光光で発生する熱を両偏光板４４４Ｐ、４４４Ａで按分させ、それぞれの過熱を抑えるためである。
【００３８】
クロスダイクロイックプリズム４４５は、射出側偏光板４４４から射出され、各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。
クロスダイクロイックプリズム４４５には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。
このクロスダイクロイックプリズム４４５の下面には、プリズム固定板４４５１が紫外線硬化型接着剤により固着されている。このプリズム固定板４４５１は、クロスダイクロイックプリズム４４５の対角線に沿って伸びる脚部４４５２を備え、各脚部４４５２の先端部分には孔４４５３が形成されている。
そして、光学装置４４は、この孔４４５３部分に挿入される不図示のねじ等によって前述したヘッド体４０３のＬ字水平分に接合固定される。
【００３９】
前述した液晶パネル４４１Ｇ、視野角補正板４４３、第１偏光板４４４Ｐ及び第２偏光板４４４Ａは、パネル固定板４４６を介してクロスダイクロイックプリズム４４５の光束入射端面に固定される。
パネル固定板４４６は、平面視略Ｃ字形状の固定部本体４４６１と、この固定部本体４４６１の先端側に腕部４４６２を介して突設されるピン４４６３とを備える。このうち、固定部本体４４６１のＣ字先端には、視野角補正板４４３が固定される台座４４６４と、Ｃ字先端側縁に沿って延出し、視野角補正板４４３の外形位置基準となる位置決め部４４６４Ａが形成されている。
そして、液晶パネル４４１Ｇ、視野角補正板４４３、第１偏光板４４４Ｐ及び第２偏光板４４４Ａを、パネル固定板４４６によってクロスダイクロイックプリズム４４５の光束入射端面に固定する場合、まず、固定部本体４４６１のＣ字内側の空間に第１偏光板４４４Ｐ、第２偏光板４４４Ａを挿入し、バネ部材４４６５によって該空間内に、これら偏光板４４４Ｐ、４４４Ａが一定距離離間配置するように付勢しながら固定する。
【００４０】
次に、視野角補正板４４３の外形位置を位置決め部４４６４Ａにて合わせながら、視野角補正板４４３の端面を台座４４６４に熱伝導性テープまたは接着剤等で貼り付けた後、クロスダイクロイックプリズム４４５の光束入射端面にパネル固定板４４６を固定する。
そして、パネル固定板４４６のピン４４６３に紫外線硬化型接着剤を塗布した後、未硬化の状態で液晶パネル４４１Ｇの孔４４１３を挿通する。
同様の手順で液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｂも、紫外線硬化型接着剤が未硬化の状態でパネル固定板４４６に仮止めしておき、各液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂに赤、緑、青の各色光を導入し、クロスダイクロイックプリズム４４５の光束射出端面から射出された各色光を観察しながら、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ相互の位置調整を行い、位置調整が終了したら、紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂの位置決め固定を行う。
【００４１】
(2-2)制御基板５の構造
制御基板５は、図４及び図５に示すように、光学ユニット４の上側を覆うように配置され、２段に積層配置されるメイン基板５１を備え、上側基板５１１には、演算処理装置等の制御部本体が実装され、下側基板５１２には、各液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂの駆動用ＩＣが実装されている。また、この制御基板５は、図示を略したが、このメイン基板５１の後端側で接続され、外装ケース２の筐体背面部１１Ｄ、１２Ｄに起立するインターフェース基板を備えている。
インターフェース基板の背面側には、前述したコネクタ群１５が実装されていて、コネクタ群１５から入力する画像情報は、このインターフェース基板を介してメイン基板５１に出力される。
メイン基板５１上の演算処理装置は、入力した画像情報を演算処理した後、液晶パネル駆動用ＩＣに制御指令を出力する。駆動用ＩＣは、この制御指令に基づいて駆動信号を生成出力して液晶パネル４４１を駆動させ、これにより、画像情報に応じて光変調を行って光学像が形成される。
【００４２】
(2-3)電源ブロック６の構造
電源ブロック６は、光学ユニット４に隣接して、プロジェクタ１の外装ケース２の投写方向に沿って延出して設けられ、図示を略したが、電源ユニット及びランプ駆動ユニットを備えている。
電源ユニットは、前述したインレットコネクタ１７に接続された電源ケーブルを通して外部から供給された電力をランプ駆動ユニットや制御基板５等に供給するものである。
ランプ駆動ユニットは、前述した光源装置４１１に安定した電圧で電力を供給するための変換回路であり、電源ユニットから入力した商用交流電流は、このランプ駆動ユニットによって整流、変換されて、直流電流や交流矩形波電流となって光源装置４１１に供給される。
このような電源ブロック６の前方には、図３に示すように、排気ファン６１が設けられており、プロジェクタ１内部の各構成部材を冷却した空気は、この排気ファン６１によって集められ、外装ケース２の開口部２８から装置外部に排出される。
【００４３】
(2-4)冷却構造
このようなプロジェクタ１内部は、光源装置４１１や電源ブロック６の発熱により加熱されるため、内部に冷却空気を循環させて、光源装置４１１、光学装置４４、電源ブロック６を効率的に冷却させる必要がある。このため、本例では、図９に示されるように３つの冷却流路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が設定されている。
冷却流路Ｃ１は、インテグレータ照明光学系４１を構成する光源装置４１１及び偏光変換素子４１５を冷却する流路であり、図２における吸気用開口部２４の装置内部に設けられるシロッコファン７１で吸引した冷却空気を、ダクト７２によってライトガイド４０の光源収納部４０１Ａの側方から光源装置４１１、偏光変換素子４１５に供給し、これらを冷却する。冷却後の空気は、排気ファン６１によって吸引され、プロジェクタ１の外部に排出される。
【００４４】
冷却流路Ｃ２は、光変調及び色合成を行う光学装置４４を冷却する流路であり、図２におけるフィルタ２３が設けられた位置に形成される吸気用開口部の装置内側に設けられるシロッコファン（後述）で吸引した冷却空気を、光学装置４４の下方から上方に向かって供給して、前記の液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂや、入射側偏光板４４２、視野角補正板４４３、射出側偏光板４４４を冷却する。冷却後の空気は、メイン基板５１の下面及びアッパーケース１１の筐体上面部１１Ａに沿って流れ、メイン基板５１に実装された回路素子を冷却しながら、排気ファン６１によって外部に排出される。
【００４５】
冷却流路Ｃ３は、電源ブロック６を冷却する流路であり、電源ブロック６の後端側に設けられる吸気ファン６２により、アッパーケース１１の筐体側面部１１Ｂに形成された開口部１１２、ロアーケース１２の筐体側面部１２Ｂに形成された開口部１２２から冷却空気を取り込み、取り込まれた冷却空気の一部は、電源ユニット及びランプ駆動ユニットに供給され、これらを冷却した後、排気ファン６１によって外部に排出される。
【００４６】
（３）外装ケース２、ヘッド体４０３、及びレンズ位置調整機構４０４の詳細構造
(3-1)外装ケース２の構造
図１０は、フロントケース１３をアッパーケース１１およびロアーケース１２から取り外した状態を示している。図１１は、投写レンズ３を取り外した状態を示している。
【００４７】
図１０に示されるように、アッパーケース１１の筐体上面部１１Ａの投写方向前面部には、フロントケース１３の上面部１３Ｂと対応する取付段差部１１５が形成されている。取付段差部１１５は、平面視略矩形状である。
この取付段差部１１５には、矩形状の開口部１１５Ａ、開口部１１５Ｂおよび開口部１１５Ｃが形成されており、フロントケース１３を取り外すと、上面部１３Ｂが一体的に外れてこれら開口部１１５Ａ、１１５Ｂ及び１１５Ｃが露出する。
開口部１１５Ａ、１１５Ｂは、図１１に示されるように、後述する投写レンズ３の鏡筒３Ａの基端部分側面に設けられた鍔状部３Ｂを露出させるためのものであり、ドライバー等の工具が挿入できる大きさに形成されている。
開口部１１５Ｃは、投写レンズ３の接合を外部から確認するためのものであり、取付段差部１１５の開口部１１５Ａと１１５Ｂとの間に形成されている。
【００４８】
なお、投写レンズ３は、図１１に示されるように、ズームレンズの倍率変換のレンズ群、焦点調節用のレンズ群、およびこれらのレンズ群に対して基準となる固定レンズによって構成されている複数のレンズ及びこれら複数のレンズを収納する鏡筒３Ａを備え、この鏡筒３Ａの基端部には、該鏡筒３Ａ側面から外側に突出し、投写レンズ３の延出方向に沿って延びる鍔状部３Ｂが形成されている。
この鍔状部３Ｂには、等間隔に３個のねじ孔が形成されている。
投写レンズ３の鏡筒３Ａの側面には、周方向に沿って等間隔に後述するズーム・フォーカス用モータ４０４２Ａのギヤと噛合する図示しない複数の歯が形成されている。
【００４９】
(3-2)ヘッド体４０３の構造
図１２には、レンズ支持構造体としてのヘッド体４０３及びレンズ位置調整機構４０４が示されている。
ヘッド体４０３は、側面略Ｌ字状のマグネシウム合金の一体成形品から構成され、側面略Ｌ字状の垂直面外側がレンズ支持部４０３１、側面略Ｌ字状の内側が載置面４０３２とされる。
レンズ支持部４０３１には、図１２では図示を略したが、レンズ位置調整機構４０４がねじ止め固定される。
載置面４０３２には、図示を略したが、前述した光学装置がねじ止め固定される。この載置面４０３２には、光学装置を囲むように金属製の板状体４０３３が突設されていて、各板状体４０３３には、入射側偏光板が取り付けられる。このようにヘッド体４０３上に入射側偏光板取付用の板状体４０３３を突設することにより、入射側偏光板が加熱されると、その熱は、ヘッド体４０３を介して速やかに放出され、必要以上に入射側偏光板が加熱していることを防止している。
【００５０】
図１３は、レンズ位置調整機構４０４の概略構成図である。
レンズ位置調整機構４０４は、投写レンズ３が取り付けられるとともに、投写レンズ３の光軸直交方向に投写レンズ３の位置を調整して、投写画像のあおり方向位置を調整するものであり、枠状の金属製の調整機構本体４０４１及びこの調整機構本体４０４１を駆動させる電動駆動部４０４２を備えている。
【００５１】
調整機構本体４０４１は、投写レンズ３の鏡筒３Ａ部分が挿入され、鏡筒３Ａの外周部分で投写レンズ３の基端部を保持する保持部４０４１１と、投写レンズ３の延出方向と直交する方向から鍔状部３Ｂを固定する固定部４０４１２とを備えている。
なお、調整機構本体４０４１の図示左右上側には、開口部１１５Ａと１１５Ｂと対応する位置に、ねじ４０４４によるねじ止めをする際に、ドライバー等の工具を差し込むための円形の開口部４０４１Ａがそれぞれ３個ずつ形成されている
また、調整機構本体４０４１の図示中央部分上側には、制御基板５（図３参照）からの駆動制御信号及び電動駆動部４０４２の駆動電力を、電動駆動部４０４２に中継する矩形状の中継基板４０４３が設けられている。中継基板４０４３上には、配線パターンが形成されている。
【００５２】
保持部４０４１１は、投写方向に延びるリング状部材であり、図示右側の部分には、内面から外側に向かい、投写方向に沿った矩形状の凹部４０４１１Ａが形成されている。この凹部４０４１１Ａは、投写レンズ３を保持部４０４１１に挿入する際、対応する鍔状部３Ｂと対応する部分である。
固定部４０４１２は、図１３に示されるように、保持部４０４１１の側面から外側に突出し、保持部４０４１１の延出方向に沿って延びる部分である。
この固定部４０４１２には、鍔状部３Ｂを固定するために、等間隔の３個のねじ孔が形成されている。
【００５３】
一方、電動駆動部４０４２は、投写レンズ３の投写方向から見て、調整機構本体４０４１によるレンズ移動方向に沿った軸に対して、略４５度傾斜した位置に設けられ、投写レンズ３の鏡筒３Ａの側面に取り付けられた２個のズーム・フォーカス用モータ４０４２Ａと、調整機構本体４０４１の上面に取り付けられたあおり方向調整用モータ４０４２Ｂとを備えている。
【００５４】
ズーム・フォーカス用モータ４０４２Ａは、その回転軸が投写方向に向けて取り付けられている。
このズーム・フォーカス用モータ４０４２Ａは、投写レンズ３の鏡筒３Ａの側面に形成された図示しない複数の歯が、ギヤと噛合して、上記固定レンズに対して、上記ズームレンズの倍率変換のレンズ群および焦点調節用のレンズ群の相互位置を変更するように移動させることにより、投写像の倍率変換および焦点調節を行うものである。
あおり方向調整用モータ４０４２Ｂは、その回転軸が投写方向に対して４５度傾斜して取り付けられ、図示しない駆動機構により保持部４０４１１を投写レンズ３の光軸直交方向に移動させる。
【００５５】
(3-3) 中継基板４０４３の接続構造
図１４には、中継基板４０４３と他の部材との接続概略図が示されている。
中継基板４０４３には、ケーブル等により、制御基板５、操作パネル１４、及び電動駆動部４０４２が接続されている。このことにより、操作パネル１４は、中継基板４０４３を介して制御基板５と電気的に接続されている。
なお、制御基板５には、音声を出力するスピーカ（音声出力部）が接続されている。
また、ヘッド体４０３は、プロジェクタ１内部に設けられる図示しない金属製の電磁シールド部材と当接している。
中継基板４０４３に形成されるグランドパターンは、このヘッド体４０３と電気的に接続されている。
【００５６】
（４）実施形態の効果
前述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
(4-1) 投写レンズ３の交換の際、フロントケース１３を取り外すだけで、固定部４０４１２は、開口部１１５Ａ、１１５Ｂ及び開口部４０４１Ａより露出し、ドライバー等の工具を開口部１１５Ａ、１１５Ｂに挿入し、投写レンズ３及びヘッド体４０３の支持固定を解除して、フロントケース１３より投写レンズ３を抜き出すことができるので、フロントケース１３以外を取り外して交換する必要がなく、投写レンズ３の交換が容易に行うことができる。
また、必要最小限のフロントケース１３のみを取り外すだけで投写レンズ３の交換を行えるので、装置内部への塵埃の侵入を極力少なくすることができる。
【００５７】
(4-2)固定部４０４１２が投写レンズ３の延出方向に直交する方向から鍔状部３Ｂを固定するようになっているので、外装ケース２の開口部１１５Ａ、１１５Ｂから工具を挿入して投写レンズ３を取り外すことができる。
【００５８】
(4-3)制御基板５と電動駆動部４０４２とを直接、ケーブル等で接続する場合と比較して、制御基板５と中継基板４０４３、中継基板４０４３と電動駆動部４０４２の、各々を接続するケーブル等を短くすることができ、長いケーブルがプロジェクタ１内部で絡まることもない。
【００５９】
(4-4)操作パネル１４と制御基板５とを中継基板４０４３が中継することで、電源ブロック６および制御基板５と操作パネル１４とを接続するコード等を短くできる。
【００６０】
(4-5)一般に、プロジェクタ１内部の空間は直方体状の空間を単位として部材の収納配置が行われる。一方、投写レンズ３は円筒形状をなすため、直方体状の空間に投写レンズ３を収納すると、角隅部分にデッドスペースが生じてしまう。従って、電動駆動部４０４２を上記した位置に設けることによりデッドスペース部分に電動駆動部４０４２を収納でき、省スペース化を図ることができる。また、電動駆動部４０４２を略４５度傾斜した位置に配置することにより、プロジェクタ１の配置が天吊り状態であっても、据え置き状態であっても、重力の影響は同等であり、電動駆動部４０４２の駆動状態の変化がない。
【００６１】
(4-6)金属製のヘッド体４０３及びレンズ位置調整機構４０４と電磁シールド部材が当接していることで、ヘッド体４０３及びレンズ位置調整機構４０４と電磁シールド部材は、電気的に接続された状態になり、ヘッド体４０３及びレンズ位置調整機構４０４と中継基板４０４３のグランドパターンが電気的に接続されているので、ヘッド体４０３及びレンズ位置調整機構４０４、中継基板４０４３及び電磁シールド部材のグランドを共通にすることができる。
【００６２】
（５）実施形態の変形
尚、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
前記実施形態では、プロジェクタ１は、大型店舗内やパブリックスペース等に設置されるものとして説明していたが、高輝度大画面投影に限らず、本発明を採用しても良い。
【００６３】
前記実施形態では、光変調装置として透過型の液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂを採用していたが、本発明はこれに限られず、反射型液晶パネルや、マイクロミラーを用いた光変調装置を備えたプロジェクタに本発明を採用してもよい。
前記実施形態では、三板式のプロジェクタ１に本発明を採用していたが、これに限られず、単板式、多板式を問わずプロジェクタに本発明を採用してもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成する上で他の構造等としてもよい。
前記実施形態では、アッパーケース１１に開口部１１５Ａ、開口部１１５Ｂが形成され、そこからレンズ位置調整機構４０４と投写レンズ３の接続部分が露出していたが、これに限られず、ロアーケース１２に開口部を形成して、レンズ位置調整機構４０４と投写レンズ３の接続部分が露出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るプロジェクタの外観構成を表す概要斜視図。
【図２】前記実施形態におけるプロジェクタの外観構成を表す概要斜視図。
【図３】前記実施形態におけるプロジェクタの内部構成を表す概要斜視図。
【図４】前記実施形態におけるプロジェクタの内部構成を表す概要斜視図。
【図５】前記実施形態におけるプロジェクタの内部構成を表す概要斜視図。
【図６】前記実施形態における光学ユニットを収納するライトガイドの構造を表す概要斜視図。
【図７】前記実施形態における光学ユニット構造を表す模式図。
【図８】前記実施形態における光学装置の構造を表す概要斜視図。
【図９】前記実施形態における冷却流路を表す概要斜視図。
【図１０】前記実施形態におけるフロントケースをアッパーケースおよびロアーケースから取り外した状態を示す図。
【図１１】前記実施形態における投写レンズを取り外した状態を示す図。
【図１２】前記実施形態におけるヘッド体を示す図。
【図１３】前記実施形態におけるレンズ位置調整機構を示す図。
【図１４】前記実施形態における中継基板の接続状態を示す図。
【符号の説明】
１…プロジェクタ、２…外装ケース（筐体）、３…投写レンズ、３Ａ…鏡筒、３Ｂ…鍔状部、５…制御基板（制御部）、１３…フロントケース、１３Ａ…前面部、１３Ｂ…上面部（延出部）、４０３…ヘッド体（レンズ支持構造体）、４０４…レンズ位置調整機構、４０４１…調整機構本体、４０４１１…保持部、４０４１２…固定部、４０４２…電動駆動部、４０４２Ａ…ズーム・フォーカス用モータ、４０４２Ｂ…方向調整用モータ、４０４３…中継基板、４４１…液晶パネル（光変調装置）
【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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【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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