(57)【要約】【課題】断熱性、放熱性能を向上し、小型で、長期間にわたって性能を良好に維持できるプロジェクタを提供する。【解決手段】  プロジェクタ１は、光源装置２１１と、光源装置２１１からの光束を集光均一化するインテグレータ照明光学系２１と、複数の色光を単色光に分離する色分離光学系２２と、色分離光学系２２からの光束を光学ユニット２４に入射する導光光学系２３と、光学ユニットによって変調、合成された光を投写する投写レンズ３と、光源装置２１１とインテグレータ照明光学系２１と色分離光学系２２と導光光学系２３とが保持される上ライトガイド２５２と、光学ユニット２４と投写レンズ３とが保持される下ライトガイド２５１とが備えられている。【選択図】  図１
2005043679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの光束を集光均一化するインテグレータ照明光学系と、
複数の色光を単色光に分離する色分離光学系と、
前記色分離光学系からの光束を光変調装置に入射する導光光学系と、
前記光変調装置によって変調された光束を合成する光合成光学系と、
合成された光を投写する投写光学系と、  
を備えるプロジェクタであって、
前記光源と前記インテグレータ照明光学系と前記色分離光学系と前記導光光学系とが保持される一方の光学系保持筐体と、
前記光変調装置と前記光合成光学系と前記投写光学系とが保持される他方の光学系保持筐体と、
が備えら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、
合成樹脂から構成される前記一方の光学系保持筐体と、
金属から構成される前記他方の光学系保持筐体と、
が備えられ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、
前記インテグレータ照明光学系と前記色分離光学系と前記導光光学系とを構成する光学素子と、
前記一方の光学系保持筐体に設けられた前記光学素子が挿入される溝部と、
前記溝部の一部に設けられた前記光学素子を保持する突起部と、
が備え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１または請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記一方の光学系保持筐体と前記他方の光学系保持筐体との間にあって、前記インテグレータ照明光学系と前記色分離光学系と前記導光光学系のいずれかを覆う弾性を有するシートが備えら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１ないし請求項４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記インテグレータ照明光学系の光軸を挟んで両側、および前記投写光学系の光軸を挟んで両側に、前記一方の光学系保持筐体と前記他方の光学系保持筐体との位置を規制する案内部と、固定部とが設けら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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源とインテグレータ照明光学系と色分離光学系と導光光学系とが保持される一方の光学系保持筐体と、光変調装置と光合成光学系と投写光学系とが保持される他方の光学系保持筐体が備えられているプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタは、光源から射出された光束を集光均一化するインテグレータ照明光学系と、色分離する色分離光学系と、色分離光学系からの光束を光変調装置に射出する導光光学系と、画像情報に対応して光変調を行う光変調装置と、さらに光変調された光を合成する光合成光学系と、合成された光をスクリーン等の投写面に拡大投写する投写光学系で構成されている。
しかしながら、近年、プロジェクタの小型化、高輝度化が促進されて装置内の熱密度が従来に比べて上昇してきたために、プロジェクタ内の放熱対策、冷却性能の一層の向上が必要とされてきている。
【０００３】
そこで、光変調装置の光入射端面が第１透明放熱板に固着され、この第１透明放熱板が、その両側に配された熱伝導性結合部材を介して光合成光学系（例えば、クロスダイクロイックプリズム）に固着された第２透明放熱板に固定され、光変調装置と第２透明放熱板との間に冷却流路が形成されているプロジェクタが提案されている。
このようなプロジェクタは、光源とインテグレータ照明光学系と色分離光学系と前記導光光学系と光変調装置と光合成光学系と投写光学系等の光学系部材が、光学系保持筐体のひとつである下ライトガイドに保持されている（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００２−２４４２１４号公報（第６〜第７頁、図５〜図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような特許文献１では第１透明放熱板、熱伝導性結合部材、第２透明放熱板を介した熱伝導によってクロスダイクロックプリズムやそれを支持する光学系保持筐体に放熱されるが、発熱源である光源と他の光学系部材が同じ光学系保持筐体に保持されているので、熱が光学系部材に伝導しやすいという課題が考えられる。
また、第１透明放熱板、熱伝導性結合部材、第２透明放熱板等の部材が設けられているので、プロジェクタの小型化は困難であるということが考えられる。
また、クロスダイクロイックプリズムに熱が蓄積されることも考えられ、冷却性能としては不十分と考えられる。
このような構造では、光変調装置と第２透明放熱板との間に冷却流路が形成されているが、充分な放熱をするためには冷却流路を大きくするか、強力な冷却ファンが必要とされ、プロジェクタの小型化や、冷却ファンの静音化が充分ではなかった。
【０００５】
本発明の目的は、光学系部材間の断熱と放熱性能を向上し、小型で、長期間にわたって性能を良好に維持できるプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
光源と、該光源からの光束を集光均一化するインテグレータ照明光学系と、複数の色光を単色光に分離する色分離光学系と、前記色分離光学系からの光束を光変調装置に入射する導光光学系と、前記光変調装置によって変調された光束を合成する光合成光学系と、合成された光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタであって、前記光源と前記インテグレータ照明光学系と前記色分離光学系と前記導光光学系とが保持される一方の光学系保持筐体と、前記光変調装置と前記光合成光学系と前記投写光学系とが保持される他方の光学系保持筐体とが備えられていることを特徴とする。
ここで、光源としては、高圧水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプなどを使用することができる。
また、光変調装置としては、ＬＣＤ（液晶表示装置）やＤＭＤ（デジタルマイクロミラー装置）などを採用することができる。
【０００７】
この発明によれば、光源とインテグレータ照明光学系と色分離光学系と導光光学系とが一方の光学系保持筐体（例えば、上ライトガイド）に保持され、光変調装置と光合成光学系と投写光学系とが他方の光学系保持筐体（例えば、下ライトガイド）に保持されている。このことによって、光源や、インテグレータ照明光学系、色分離光学系、導光光学系等で発熱された熱は、他の光学系である光変調装置、光合成光学系および投写光学系に伝導しにくいため、例えば、光変調装置としての液晶表示装置等が高温になりにくく、液晶表示装置を含め長期間にわたって性能を維持することができる。
【０００８】
また、プロジェクタ内の温度が熱伝導によって上昇しにくいため、断熱や放熱のための部材や空間を設けることがなく小型化できる。プロジェクタ内の熱密度が低く抑えられるので、同じ光源を用いても高輝度が実現できるという効果がある。
また、プロジェクタ内の冷却に冷却ファン等を用いる場合でも、冷却ファンを小型化でき、このことにより、冷却ファンの静音化もできる。
【０００９】
本発明のプロジェクタは、合成樹脂から構成される前記一方の光学系保持筐体と、金属から構成される前記他方の光学系保持筐体とが備えられていることが好ましい。
ここで、他方の光学系保持筐体を形成する金属としては、金属でも熱伝導率が高く、軽量、金属射出成形が容易で複雑な形状の成形が可能なマグネシウム合金やアルミニウム合金などが採用される。
また、合成樹脂としては、熱伝導率が低いＢＭＣ樹脂等が使用される。
【００１０】
プロジェクタ１内に発生する熱は、隣接する他の光学系装置には伝導されないことが好まましく、一方では、早く伝導放熱させること好ましいという相反する二面性がある。光源やインテグレータ照明光学系と色分離光学系と導光光学系は、熱伝導率が低い合成樹脂で形成された一方の光学系保持筐体で保持されているので、光学系装置それぞれに熱が伝導しにくい。
【００１１】
また、一方の光学系保持筐体と他方の光学系保持筐体とは、材質が異なり、構造的に分離されているので、相互の熱の伝導が抑えられる。
光変調装置、光合成光学系および投写光学系は、金属で形成された他方の光学系保持筐体に保持されているが、投写光学系、例えば投写レンズは、スクリーンへの投写焦点などの調整が行われることが多いため、構造的強度が高い金属製の光学系保持筐体で支持されることが好ましい。
【００１２】
また、光変調装置、光合成光学系および投写光学系もわずかであるが熱を発生する。この熱は、熱伝導率が高い金属製の他方の光学系保持筐体に保持されているために、素早く他の部材、例えば、外装筐体などに伝導放熱させることができる
このように、二つの光学系保持筐体の材料を組み合わせ使用することで、プロジェクタ内の熱を効率よく伝導放熱と断熱をすることができる。
【００１３】
本発明のプロジェクタは、前記インテグレータ照明光学系と前記色分離光学系と前記導光光学系とを構成する光学素子と、前記一方の光学系保持筐体に設けられた前記光学素子が挿入される溝部と、前記溝部の一部に設けられた前記光学素子を保持する突起部と、が備えられていることが好ましい。
【００１４】
前記光学素子とは、例えば、レンズアレイ、偏光変換素子、重畳レンズ、ダイクロイックミラー、反射ミラー、フィールドレンズ等である。これらの光学素子は、一方の光学系保持筐体（例えば、上ライトガイド）に装着、保持される。従って、他方の光学系保持筐体（例えば、下ライトガイド）に組み込む際に、光学素子が一方の光学系保持筐体から脱落しないように保持されていなければならない。
上述のような構造によれば、光学素子は、一方の光学系保持筐体に形成された溝部に挿着され、溝部に設けられた突起部で押圧保持される。この突起部は、溝部内に光学素子挿入方向に斜面を有する形状や、光学素子を挿着した際に、光学素子の外側端部の一部を覆うような鍔状を有することで、装着しやすく、脱落しないので組立性が良いという効果がある。
【００１５】
本発明のプロジェクタは、前記一方の光学系保持筐体と前記他方の光学系保持筐体との間にあって、前記インテグレータ照明光学系と前記色分離光学系と前記導光光学系のいずれかを覆う弾性を有するシートが備えられていることが望ましい。
【００１６】
この発明によれば、光学素子を一方の光学系保持筐体に挿着した後、弾性を有するシートで覆い一方の光学系保持筐体の周縁部に接着する。こうしておけば、光学素子の脱落を防止することができる。このシートは、粘着材などで着脱可能に接着されることが好ましい。
また、このシートを二つの光学系保持筐体の接合部に配すれば、相互の熱の伝導を著しく減ずることができる。また、衝撃吸収効果や防塵効果もある。
【００１７】
本発明のプロジェクタは、前記インテグレータ照明光学系の光軸を挟んで両側、および前記投写光学系の光軸を挟んで両側に、前記一方の光学系保持筐体と前記他方の光学系保持筐体との位置を規制する案内部と、固定部とが設けられていることが好ましい。
【００１８】
本発明によれば、一方の光学系保持筐体に保持される光学系装置と、他方の光学系保持筐体に保持される光学系装置で構成されている。それぞれの光学系の光軸に対して対向する位置に案内部と固定部を設けることによって、光学装置の相対的な位置を正確に規制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図１０は本実施形態のプロジェクタが示されている。
図１は、本実施形態に係わるプロジェクタ１の構造を示す斜視図である。図１において、プロジェクタ１は、光源装置２１１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（図示しない）等の投写面上に拡大投写する。このプロジェクタ１は、平面視Ｌ字状の光学装置（光学系）２と、この光学装置２の一端と接続する投写光学系としての投写レンズ３とを備えている。
なお、図示は省略したが、プロジェクタ１は、光学装置２および投写レンズ３の他に、外部から供給された電力をプロジェクタ１の構成部材に提供する電源装置、後述する光学装置２の光変調装置としての液晶パネル２４１を制御駆動する制御基板、プロジェクタ１の構成部材に冷却空気を送風する冷却ファン、排気ファンを有する冷却装置およびこれらを収納する外装筐体（外装ケース５）等を備えて構成されている。
【００２０】
光学装置２は、図示しない制御基板により制御され、外部からの画像情報に応じて光学像を形成する。この光学装置２は、具体的には後述するが、容器状に成形された下ライトガイド２５１及びこの下ライトガイド２５１の開口部分を閉塞する上ライトガイド２５２を有し、光源装置２１１からの光束を集光均一化するインテグレータ照明光学系２１、インテグレータ照明光学系からの光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に色分離する色分離光学系２２、導光光学系２３、外部からの画像信号に基づき変調する光変調装置としての液晶パネル２４１およびこの変調された光束を合成する光合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム２４４から構成されている。これら光学系部材は、下ライトガイド２５１、上ライトガイド２５２で形成された空間内に収納されている
液晶パネル２４１には、フラットケーブル３００が接続されており、その一方の端末は制御基板（図示しない）のコネクタに接続される。
【００２１】
詳しくは後述するが、上ライトガイド２５２には、光源装置２１１、インテグレータ照明光学系２１、色分離光学系２２、導光光学系２３等が保持されており、下ライトガイド２５１には、光学ユニット２４と投写レンズ３が保持されている。
これら上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１とは、それぞれの周縁部を合わせ、光源装置２１１およびインテグレータ照明光学系２１の光軸を挟んで両側に案内部２６０と固定部２６１が設けられ（図中、一方のみ表示）、固定螺子４００で固定される。
また、投写光学系としての投写レンズ３の光軸を挟んで両側に案内部２６２と固定部２６３が設けられ、固定螺子４００で螺合固定されている。一方、固定部２６２とは光学ユニット２４を挟んで反対側の上ライトガイド２５２の外周部には、固定部２６４が設けられ、固定螺子４００によって前述の二つのライトガイドが螺合固定されている。
【００２２】
このようにして、上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１とは、案内部と固定部とで正確に位置規制され固定される。このことは、プロジェクタ１を構成する光学素子の相対的位置が正確に規制されているということである。
前述したように、上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１とによって一体化された光学装置２と光源装置２１１は、図示しない外装筐体としての外装ケース５に組み込まれる。
【００２３】
図２は、下ライトガイド２５１に光学ユニット２４および投写レンズ３が搭載された状態を示す斜視図である。図２において、光学ユニット２４は、光変調装置としての液晶パネル２４１および光合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム２４４とを一体化し、下ライトガイド２５１に形成された光学ユニット装着部２５１Ｂに装着されている。
下ライトガイド２５１には、インテグレータ照明光学系２１が配置される部分（図１、参照）の周縁部２個所に上ライトガイド２５２の位置を案内する案内部としての案内軸２６０と、固定部としての螺子孔２６１とが設けられている。
また、投写レンズ３保持部の両側には、案内部としての案内軸２６２と固定部としての螺子孔２６３が設けられている。
更に、固定部２６２とは、光学ユニット２４を挟んで反対側に固定部としての螺子孔２６４が設けられている。
また、液晶パネル２４１Ｒの下部には通気孔２５１Ａが穿設されている。図示しないが、液晶パネル２４１Ｇ，２４１Ｂの下部にも同様な通気孔２５１Ａが穿設されている。
【００２４】
下ライトガイド２５１は、前述したように、光学ユニット２４および投写レンズ３を保持し、案内軸２６０，２６２等が形成されるので、軽量、金属射出成形が容易で複雑な形状の成形が可能なマグネシウム合金やアルミニウム合金などが採用される。
また、光学ユニット２４では光束が反射される際に熱を発生するため、熱伝導率が高いマグネシウム合金、アルミニウム合金等が好ましい。
【００２５】
図３は、本実施形態に係わる光学ユニット２４を示す斜視図である。図３において、光学ユニット２４は、液晶パネル２４１Ｒ,２４１Ｇ，２４１Ｂを有する光変調装置２４０と、３つの光学変換板２４３と、３つの熱伝導板２４５と、クロスダイクロイックプリズム２４４と、台座２４６と、ピンスペーサ２４７とを備える。そして、光学ユニット２４は、図３に示すように、これら光変調装置２４０、光学変換板２４３、熱伝導板２４５、クロスダイクロイックプリズム２４４、台座２４６、ピンスペーサ２４７が一体的にユニット化して構成されている。
このように一体化された光学ユニット２４は、図２に示した下ライトガイド２５２の設けられた光学ユニット装着部２５１Ｂに装着され、図示しないが、台座２４６の下面に設けられた固定部を螺子固定される。
【００２６】
下ライトガイド２５２に投写レンズ３と光学ユニット２４が装着された状態で、光源装置２１１やおよび他の光学系が装着された上ガイドライト２５１が組み込まれている（図１、参照）。
【００２７】
図４は、本実施形態の上ライトガイド２５２を示した斜視図である。図４は、光源装置２１１、インテグレータ照明光学系２１、色分離光学系２２、導光光学系２３等が装着されて、表裏が転回された状態を示す。図４において、上ライトガイド２５２は、熱伝導率の低い合成樹脂（例えば、ＢＭＣ樹脂等）で形成され、光源収納枠部２５２Ａが設けられている。光源装置２１１は、この光源収納枠部２５２Ａに形成される空間に図中、矢印方向から収納、装着される。この際、光源ランプ装着枠２０１に設けられた案内孔（図は、省略）に上ライトガイド２５２に形成されている案内軸２０４を挿入して位置を定め固定螺子２０３によって固定される。案内孔と案内軸２０４とは遊嵌の関係にあり、光源装置２１１の正確な位置規制は、光源ランプ装着枠２０１に設けられた２本の案内軸２０２と、上ライトガイド２５２に設けられた案内孔２５２Ｂ，２５２Ｃ（図１を参照）によって行われる。
【００２８】
図４に示すように、上ライトガイド２５２には、図２で示した案内軸２６０に対応した位置に案内孔２６５が設けられ、螺子孔２６１に対応した位置に螺子挿入孔２６６が設けられている。更に、図２で示した案内軸２６２に対応した位置に案内孔２６７が設けられ、螺子孔２６３に対応した位置に螺子挿入孔２６８が設けられている。また、図２に示した螺子孔２６４に対応した位置に螺子挿入孔２６９が設けられている。
上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１との固定構造は、図９を用いて後述する。
【００２９】
次に、インテグレータ照明光学系２１、色分離光学系２２、導光光学系２３の配置について説明する。図４において、インテグレータ照明光学系２１は、光源装置２１１方向から順次、第１レンズアレイ２１２、第２レンズアレイ２１３、偏光変換素子２１４、重畳レンズ２１５が配置されている。これらの光学素子は、上ライトガイド２５２に設けられた突出部２５８に設けられた溝部に挿入されて保持される。保持構造については、図５、図６を用いて後述する。
【００３０】
色分離光学系２２は、２枚のダイクロイックミラー２２１，２２２と、反射ミラー２２３とを備える。ダイクロイックミラー２２１，２２２は、インテグレータ照明光学系２１の光軸上に光軸に対して略４５度傾けて配置され、反射ミラー２２３は、ダイクロイックミラー２２１からの反射光の光軸上にダイクロイックミラー２２１と平行に配置されている。これらの光学素子は、上ライトガイド２５２に設けられた突出部の溝部に挿入されて保持されている。
【００３１】
次に導光光学系について説明する。導光光学系２３は、入射側レンズ２３１と、リレーレンズ２３３と、反射ミラー２３２，２３４とを備えている。これらも、上ライトガイド２５２に向けられた突出部の溝部に挿入されて保持されている。
また、光学ユニット２４に隣接する３つのフィールドレンズ２２４、３つの入射側偏光板２４２も、上述した光学素子と同様に上ライトガイド２５２に向けられた突出部の溝部に挿入されて保持されている。
これら複数の光学素子の保持構造は、図５、図６で詳しく説明する。
【００３２】
図５、図６は、本実施形態のインテグレータ照明光学系２１、色分離光学系２２、導光光学系２３を構成する光学素子の上ライトガイド２５２への保持構造を示す。図５は、反射ミラー２３２の保持構造を示し、図５−（ａ）は、反射ミラー２３２が挿入される方向を図中上側に示した斜視図、図５−（ｂ）は、図５のＡ−Ａ断面を示す断面図である。図５は、反射ミラー２３２を例として説明するが、他の反射ミラー２２３,２３４、ダイクロイックミラー２２１，２２２、入射側偏光板２４２にも適用できる。
【００３３】
図５において、上ライトガイド２５２には、突出部２５８が形成される。この突出部２５８は、反射ミラー２３２が挿入される溝部２５９が設けられている。反射ミラー２３２が溝部２５９に挿入され、突出部２５８側とは反対側の反射ミラー２３２の背面と上ライトガイド２５２の壁の間に、板ばね２７０が挿入され、この板ばね２７０の弾性力で反射ミラー２３２が突出部２５８の溝部内壁面に押し圧されて保持されている。この際、突出部２５８は、色分離光学系２２からの光束が必要な量入射されるだけの開口面積を有し、板ばね２７０の弾性力に耐えるだけの強度を有する大きさに設定される。
ダイクロイックミラー２２１、２２２の場合は、光束が透過できるように開口部が大きく設定される。
板ばね２７０は、突出部２５８と略同じになるように幅が設定されているが、反射ミラーの場合は、２枚の板ばね２７０を一体化してもよい。
【００３４】
次に、入射側レンズ２３１の保持構造について説明する。図６は、入射側レンズの保持構造を示す斜視図と断面図である。図６（ａ）において、上ライトガイド２５２には、突出部２５７Ａ，２５７Ｂが一対形成されている。この突出部２５７Ａと２５２Ｂとの間に溝部２５２Ｅが設けられ、入射側レンズ２３１が挿入されている。
溝部２５２Ｅの入射側レンズ２３１の挿入口には面取りが形成されて、入射側レンズ２３１が装着しやすい形状に形成される。
【００３５】
図６（ｂ）は、図６（ａ）のＤ−Ｄ断面を示す。図６（ｂ）において、突出部２５７Ａには、入射側レンズ２３１側に突起部２５３が形成される。この突起部２５３は、入射側レンズ２３１の周縁部の高さ方向略中央部に入射側レンズ２３１が脱落しない程度の押圧力がかかるように設定される。
また、突起部２５３の入射側レンズ２３１が挿入される方向には、図に示すような斜面２５２Ｆが形成され、入射側レンズが挿入しやすいような形状になっている。
この際、突起部２５３は、突出部２５７Ａに設けたが、突出部２５７Ｂに設けても、両方に設けてもよい。
【００３６】
図６（ｃ）は、突出部２５７Ａの変形例を示す断面図である。図６（ｃ）において、突出部２５７Ａには、突起部２５３が形成される。この突起部２５３は、入射側レンズ２３１の周縁部の高さ方向中央よりも外側（図中、上方向）に設けられる。突起部２５３は、入射側レンズ２３１の凸面側に設けられているので、突起部２５３と入射側レンズとは、接する程度の寸法関係にしておいても、入射側レンズ２３１は脱落しにくくなる。
また、溝部２５２Ｅの底部は、入射側レンズ２３１の周縁部の厚みと概ね同じ幅の溝２５４が形成され、入射側レンズ２３１が、この溝２５４に挿入される。
【００３７】
図６（ｄ）に、他の変形例を示す。図６（ｄ）において、突出部２５７Ｂには、入射側レンズ２３１の一部（図中、上側端面）を覆う突起部２５４Ｆが形成される。この突起部部２５４Ｆの突起量は、溝部２５２Ｅと入射側レンズ２３１の周縁部厚みとの差よりも若干大きく設定される。
【００３８】
このような入射側レンズの上ライトガイド２５２への保持構造は、他のフィールドレンズ２２４、リレーレンズ２３３の保持構造にも適用できる。
【００３９】
また、前述した反射ミラー２３２の保持構造を前述したレンズの保持構造に適用することができ、逆に、入射側レンズ２３１の保持構造を反射ミラー、ダイクロイックミラー、入射側偏光板等に適用することができる。
【００４０】
この際、図示しないが、前述した光学素子が挿着される溝部２５２Ｅの底部に、光学素子が断面方向に位置がずれない程度の孔を設けておけば、この孔から治具等で光学素子を押し出すことによって、光学素子の抜き出しが容易にできる。
【００４１】
図７に、本発明の光学素子の保持構造の他の実施形態を示す。図７において、上ライトガイド２５２は、溝部２５９および２５２Ｅに反射ミラー２３２、入射側レンズ２３１が挿着され、その上部端面を覆うシート２８０が設けられている。このシート２８０は、片面に着脱可能な粘着層が形成されており、上ライトガイド２５２の周縁部２５５に接着固定される。このシート２８０は、厚み方向に弾性がある合成樹脂から構成され、反射ミラー２３２や入射側レンズ２３１等の光学素子が脱落しない程度の構造的強度を有する範囲で薄くすることが好ましい。
また、シート２８０が覆う平面範囲は、光学素子の一部を覆う範囲でも、光学ユニット２４、投写レンズ３、光源装置２１１を除く光学系全体を覆うようにしてもよい。
【００４２】
図８は、光源装置２１１が上ライトガイド２５２に装着された状態を示す断面図（図１、Ｂ−Ｂ断面）である。図８において、光源装置２１１を保持する光源ランプ装着枠２０１は、２本の案内軸２０２が植立されている。
これら案内軸２０２は、光源ランプ装着枠２０１の上ライトガイド２５２方向にわずかに突出した段部２０２Ａと、先端部には面取り２０２Ｂが形成されている。図１に示すように、上ライトガイド２５２に設けられた案内孔２５２Ｂは、孔内壁が３箇所切欠けられており、また、案内孔２５２Ｃは、２本の案内軸２０２を結んだ直線方向が長い略長円形とされる。
【００４３】
この際、案内孔２５２Ｂの中心最小径部２５２Ｄと案内軸２０２とは、きつめの遊嵌関係とされ、また、案内孔２５２Ｃの短径と案内軸２０２とは、きつめの遊嵌関係とされ、長径方向はゆるい遊嵌関係とされている。つまり、案内孔２５２Ｂ部でまず第１の位置規制を行い、案内孔２５２Ｃ部で案内孔２５２Ｂ部を回転中心とした光源装置２１１の回転方向の位置規制がなされる。
また、上ライトガイド２５２は、案内軸２０２の段部２０２Ａに当接しており、直接、光源ランプ装着枠２０１に接触しない。
このようにして、上ライトガイド２５２には、複数の光学素子と光源装置２１１が搭載、保持され、下ライトガイド２５１に組み合わされる。
【００４４】
図９は、下ライトガイド２５１と上ライトガイド２５２との固定構造を示す断面図である（図１のＣ−Ｃ断面）。この固定部は、図１に示すように、インテグレータ照明光学系２１の光軸（図示しない）に対して直角方向で光軸から離れた端部両側の２個所（図１では、１個所のみが示されている）に案内部２６０と固定部２６１が設けられる（図４も参照）。案内部２６０は、案内軸と案内孔の嵌合であり、固定部２６１は螺子による螺合固定される。
【００４５】
図９において、下ライトガイド２５１は、案内部としての案内軸２６０が成形されており、また、固定部としての螺子孔（雌螺子）２６１が設けられている。上ライトガイド２５２には、案内孔２６５と螺子挿入孔２６６が穿設されている。
案内孔２６５と案内軸２６０とを挿着させ、固定螺子４００を螺子孔２６１に螺合させて固定される。この際、案内孔２６５と案内軸２６０とはきつめの遊嵌とされ、固定螺子４００と螺子挿入孔２６６とはゆるい遊嵌とされる。
上ライトガイド２５２の案内孔２６５および螺子挿入孔２６６の周囲にはそれぞれ突出部２５６，２５７が形成され、これら突出部２５６，２５７が下ライトガイド２５１と当接されている。このことで、上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１との接触面積が小さく設定されている。
【００４６】
上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１との固定は、前述の場所以外に、投写レンズ３の下ライトガイド２５１との固定部両脇位置にも案内部（案内軸）２６２、固定部(螺子孔)２６３が設けられ、前述と同様な構造で固定される。
【００４７】
上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１との接触部には、先述の突出部２５６，２５７のような接触面積を減ずる手段を用いることが好ましいが、光源装置２１１から離れた位置においてはこの限りではない。
また、前述したようなシート２８０を設けた際には、突出部２５６，２５７は設けなくてもよい。
また、案内孔２６５，２６７と案内軸２６０，２６２、または螺子挿入孔２６６,２６８と螺子孔２６１,２６３とは、それぞれ上ライトガイド２５２、下ライトガイド２５１どちらに設けるかは、上述の条件を満たせば適宜選択することができる。
【００４８】
次に、光学装置２の構成及び光路について説明する。
図１０は、光学装置２の内部構造を模式的に示し、上ライトガイド２５２の蓋体部を透視した状態を示した平面図である。図１０において光源装置２１１は、放射光源としての光源ランプ２１６、リフレクタ２１７、およびリフレクタ２１７の光束射出面を覆う防爆ガラス２１８を備える。
光源ランプ２１６から射出された放射状の光束は、リフレクタ２１７で反射されて略平行光束とされ、外部へと射出される。本実施形態では、光源ランプ２１６として、高圧水銀ランプを採用し、リフレクタ２１７として放物面鏡を採用している。なお、光源ランプ２１６としては、高圧水銀ランプに限らず、例えばメタルハライドランプやハロゲンランプ等を採用してもよい。また、リフレクタ２１７として放物面鏡を採用しているが、これに限らず、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を採用してもよい。
光源装置２１１から射出された光束は、インテグレータ照明光学系２１に入射される。
【００４９】
次に、インテグレータ照明光学系２１について説明する。
第１レンズアレイ２１２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２１６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。
第２レンズアレイ２１３は、第１レンズアレイ２１２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２１３は、重畳レンズ２１５とともに、第１レンズアレイ２１２の各小レンズの像を光学ユニット２４の後述する液晶パネル２４１Ｒ，２４１Ｇ，２４１Ｂの画像形成領域に結像させる機能を有する。
【００５０】
偏光変換素子２１４は、第２レンズアレイ２１３からの光束を略１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学ユニット２４での光の利用効率が高められている。
具体的には、偏光変換素子２１４によって略１種類の偏光光に変換された各部分光束は、重畳レンズ２１５によって最終的に光学ユニット２４の後述する液晶パネル２４１Ｒ，２４１Ｇ，２４１Ｂの画像形成領域にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル２４１Ｒ，２４１Ｇ，２４１Ｂ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２１６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２１４を用いることにより、光源ランプ２１６から射出された光束を略１種類の偏光光に変換し、光学ユニット２４における光の利用効率を高めている。
【００５１】
色分離光学系２２は、２枚のダイクロイックミラー２２１，２２２と、反射ミラー２２３とを備える。インテグレータ照明光学系２１から射出された複数の部分光束は、ダイクロイックミラー２２１により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離される。
導光光学系２３は、入射側レンズ２３１と、リレーレンズ２３３と、反射ミラー２３２，２３４とを備えている。この導光光学系２３は、色分離光学系２２で分離された色光である青色光を光学ユニット２４の液晶パネル２４１Ｂまで導く機能を有している。
【００５２】
この際、色分離光学系２２のダイクロイックミラー２２１では、インテグレータ照明光学系２１から射出された光束のうち、緑色光成分と青色光成分は透過し、赤色光成分は反射する。ダイクロイックミラー２２１によって反射した赤色光は、反射ミラー２２３で反射し、フィールドレンズ２２４を通って、赤色用の液晶パネル２４１Ｒに到達する。このフィールドレンズ２２４は、第２レンズアレイ２１３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２４１Ｇ，２４１Ｂの光入射側に設けられたフィールドレンズ２２４も同様である。
【００５３】
また、ダイクロイックミラー２２１を透過した青色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー２２２によって反射し、フィールドレンズ２２４を通って、緑色光用の液晶パネル２４１Ｇに到達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー２２２を透過して導光光学系２３を通り、さらにフィールドレンズ２２４を通って、青色光用の液晶パネル２４１Ｂに到達する。
なお、青色光に導光光学系２３が用いられているのは、青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２３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ２２４に伝えるためである。なお、導光光学系２３には、３つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、赤色光を通す構成としてもよい。
【００５４】
光学ユニット２４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。入射側偏光板２４２は、色分離光学系２２で分離された色光のうち、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。
光学ユニット２４は、入射側偏光板２４２を介して入射する光束を変調し、各変調された光束を合成して光学像を射出する。
【００５５】
従って、本実施形態によれば、光源装置２１１とインテグレータ照明光学系２１と色分離光学系２２と導光光学系２３とが上ライトガイド２５２に保持され、光学ユニット２４と投写レンズ３とが下ライトガイド２５１に保持されている。このことによって、光源装置２１１や、インテグレータ照明光学系２１、色分離光学系２２、導光光学系２３等で発熱された熱は、他の光学系装置である光学ユニット２４および投写レンズ３に伝導しにくいため、例えば液晶パネル２４１やクロスダイクロイックプリズム２４４等が高温になりにくく、液晶パネル２４１を含め長期間にわたって性能を維持することができる。また、プジェクタ１内の温度が熱伝導によって上昇しにくいため、断熱や放熱のための部材や、空間を設ける必要がなく、小型化や高輝度化に寄与することもできる。
【００５６】
本実施形態によれば、プロジェクタ１内に発生する熱は、隣接する他の光学系装置には伝導されないことが好まましく、一方では、早く伝導放熱させること好ましいという相反する二面性がある。光源装置２１１やインテグレータ照明光学系２１と色分離光学系２２と導光光学系２３は、熱伝導率が低い合成樹脂で形成された上ライトガイド２５２で保持されているので、光学系装置それぞれに熱が伝導しにくい。
また、上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１とは、材質が異なり、構造的に分離されているので、相互の熱の伝導が抑えられる。
光学ユニット２４および投写レンズ３は、金属で形成された下ライトガイド２５１に保持されているが、投写レンズ３は、スクリーンへの投写焦点などの調整が行われることが多いため、構造的強度が高い金属製の下ライトガイド２５１で支持されることが好ましい。
【００５７】
また、光学ユニット２４および投写レンズ３もわずかであるが熱を発生する。この熱は、熱伝導率が高い金属製の下ライトガイド２５１に保持されているために、素早く他の部材、例えば、外装ケース５などに伝導放熱させることができる
このように、二つの下ライトガイド２５１，２５２の材料を組み合わせ使用することで、プロジェクタ内の熱を効率よく伝導放熱と断熱をすることができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、レンズアレイ２１２，２１３、偏光変換素子２１４、重畳レンズ２１５、ダイクロイックミラー２２１，２２２、反射ミラー２２３，２３２，２３４、リレーレンズ２３３、フィールドレンズ２２４などの光学素子は、上ライトガイド２５２に形成された溝部２５９や２５２Ｅに挿着され、板ばね２７０または、溝部２５２Ｅ内に設けられた突起部２５３で押圧保持される。この突起部２５３は、溝部内の光学素子挿入方向に斜面２５２Ｆを有する形状や、光学素子を挿着した際に、光学素子の外側端部の一部を覆うような鍔状の突起部２５４Ｆを有することで、装着しやすく、脱落しないので組立性が良いという効果がある。
【００５９】
また、本実施形態によれば、光学素子を上ライトガイド２５２に挿着した後、厚み方向に弾性を有するシート２８０で覆い上ライトガイド２５２の周縁部に接着する。こうしておけば、光学素子の脱落を防止することができる。
また、このシート２８０を二つの下ライトガイド２５１，２５２の接合部に配すれば、相互の熱の伝導を著しく減ずることができる。また、衝撃吸収効果や防塵効果もある。
【００６０】
本実施形態によれば、上ライトガイド２５２に保持される光学系装置と、下ライトガイド２５１に保持される光学系で構成され、それぞれの光学系装置の光軸に対して対向する位置に案内部２６０，２６２と固定部２６１，２６３を設けることによって、光学装置（光学素子）の相対的な位置を正確に規制することができ、鮮明で良好な投写表示ができる。
【００６１】
なお、本発明は前述の実施の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。
例えば、前記実施形態では、上ライトガイド２５２は合成樹脂から形成され、下ライトガイド２５１は金属で形成されていたが、両方とも合成樹脂で形成されてもよい。
また、前記実施形態では、上ライトガイド２５２に設けられた溝部に光学素子が挿入され、板ばね２７０や突起部２５３，２５４Ｆ、シート２８０で、光学素子が保持されていたが、専用の保持部材を設け、上ライトガイド２５２に固定することもできる。
【００６２】
従って、本発明によれば、断熱、放熱性能を向上し、このことによって、小型で、長期間にわたって良好な性能を維持できるプロジェクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態にかかるプロジェクタを示す斜視図。
【図２】本発明の下ライトガイドを示す斜視図。
【図３】本発明の光学ユニットを示す斜視図。
【図４】本発明の上ライトガイドを示す斜視図。
【図５】本発明の反射ミラーの保持構造を示す斜視図と断面図。
【図６】本発明の入射側レンズの保持構造を示す斜視図と断面図。
【図７】本発明の反射ミラーおよび入射側レンズの保持構造を示す断面図。
【図８】本発明の光源装置の保持構造を示す断面図。
【図９】本発明の上ライトガイドと下ライトガイドの固定構造を示す断面図。
【図１０】本発明の光学系装置を示す模式図。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・ロジェクタ
２・・・光学装置
３・・・投写レンズ（投写光学系）
２１・・・インテグレータ照明光学系
２２・・・色分離系
２３・・・導光光学系
２４・・・光学ユニット
２１１・・・光源装置
２４０・・・光変調装置
２５１・・・下ライトガイド
２５２・・・上ライトガイド
【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】
2005043679.tif 000009
【図８】
2005043679.tif 000010
【図９】
2005043679.tif 000011
【図１０】
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