(57)【要約】本発明は投影システムにおいて有用な光学装置に関する。本発明の光学装置は、必要に応じて、選択部品の交換を、投影システムの大掛かりな位置合わせを要することなく簡単に行えるように設計することができる。
2004530168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子と、
前記光学素子に装着された少なくとも２つの個別ブラケットと、
前記光学素子から受光するように構成配置された第１イメージャー装置であって、前記光学素子の前記個別ブラケットと連結されて該第１イメージャー装置を前記光学素子に関して所望の整合位置に保持する少なくとも２つのイメージャーブラケットを備える第１イメージャー装置と、
を含む光学装置。
【請求項２】
前記光学素子が第１偏光ビームスプリッタを含む、請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
第２偏光ビームスプリッタと、
前記第２偏光ビームスプリッタに装着された少なくとも２つの個別ブラケットと、
第２イメージャー装置であって、前記第２偏光ビームスプリッタの前記個別ブラケットと連結されて該第２イメージャー装置を前記第２偏光ビームスプリッタに関して所望の整合位置に保持する少なくとも２つのイメージャーブラケットを備える第２イメージャー装置と、
をさらに含む、請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
第３偏光ビームスプリッタと、
前記第３偏光ビームスプリッタに装着された少なくとも２つの個別ブラケットと、
第３イメージャー装置であって、前記第３偏光ビームスプリッタの前記個別ブラケットと連結されて該第３イメージャー装置を前記第３偏光ビームスプリッタに関して所望の整合位置に保持する少なくとも２つのイメージャーブラケットを備える第３イメージャー装置と、
をさらに含む、請求項３に記載の光学装置。
【請求項５】
前記第１偏光ビームスプリッタと前記第２偏光ビームスプリッタと前記第３偏光ビームスプリッタとがＸキューブ構成要素のそれぞれ異なる側面に個別に連結されている、請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記第１偏光ビームスプリッタに装着された少なくとも３つの個別ブラケットを備える、請求項２に記載の光学装置。
【請求項７】
前記少なくとも２つのイメージャーブラケットが前記個別ブラケットにはんだで連結されている、請求項２に記載の光学装置。
【請求項８】
前記少なくとも２つの個別ブラケットが第１ブラケットと第２ブラケットとを含み、前記第１ブラケットおよび前記第２ブラケットが前記偏光ビームスプリッタの互いに反対の側に配置されている、請求項２に記載の光学装置。
【請求項９】
前記少なくとも２つの個別ブラケットが第３ブラケットをさらに含み、前記第２ブラケットと前記第３ブラケットが前記偏光ビームスプリッタの同じ側に配置されている、請求項２に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの個別ブラケットが前記偏光ビームスプリッタ上に接着により装着されている、請求項２に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの個別ブラケットが、本質的に２つの個別ブラケットから成る、請求項２に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの個別ブラケットが実質的に同一である、請求項１１に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記少なくとも２つの個別ブラケットの各々が、前記個別ブラケットに連結するための装着部位を３つずつ備えている、請求項１１に記載の光学装置。
【請求項１４】
第１色プリズムと、
前記第１色プリズムに装着された少なくとも２つの個別ブラケットと、
第１イメージャー装置であって、前記第１色プリズムの前記個別ブラケットに連結されて該第１イメージャー装置を前記第１色プリズムに関して所望の整合位置に保持する少なくとも２つのイメージャーブラケットを備える第１イメージャー装置と、
を含む光学装置。
【請求項１５】
第２色プリズムと、
前記第２色プリズムに装着された少なくとも２つの個別ブラケットと、
第２イメージャー装置であって、前記第２色プリズムの前記個別ブラケットに連結されて該第２イメージャー装置を前記第２色プリズムに関して所望の整合位置に保持する少なくとも２つのイメージャーブラケットを備える第２イメージャー装置と、
をさらに含む、請求項１４に記載の光学装置。
【請求項１６】
第３色プリズムと、
前記第３色プリズムに装着された少なくとも２つの個別ブラケットと、
第３イメージャー装置であって、前記第３色プリズムの前記個別ブラケットに連結されて該第３イメージャー装置を前記第３色プリズムに関して所望の整合位置に保持する少なくとも２つのイメージャーブラケットを備える第３イメージャー装置と、
をさらに含む、請求項１５に記載の光学装置。
【請求項１７】
少なくとも３つの個別ブラケットを含む、請求項１４に記載の光学装置。
【請求項１８】
前記少なくとも２つのイメージャーブラケットがはんだにより前記個別ブラケットに連結されている、請求項１４に記載の光学装置。
【請求項１９】
前記少なくとも２つの個別ブラケットが第１ブラケットと第２ブラケットとを含み、前記第１ブラケットおよび前記第２ブラケットが前記色プリズムの互いに反対の側に配置されている、請求項１４に記載の光学装置。
【請求項２０】
前記少なくとも２つの個別ブラケットが第３ブラケットをさらに含み、前記第２ブラケットおよび前記第３ブラケットが前記色プリズムの同じ側に配置されている、請求項１９に記載の光学装置。
【請求項２１】
前記少なくとも２つの個別ブラケットが前記色プリズム上に接着により装着されている、請求項１４に記載の光学装置。
【請求項２２】
光学素子と、
前記光学素子に装着された少なくとも２つの個別ブラケットと、
前記光学素子から受光するように構成配置されているイメージャー装置であって、前記光学素子の前記個別ブラケットに連結されて該イメージャー装置を前記光学素子に関して所望の整合位置に保持する少なくとも２つのイメージャーブラケットを備えるイメージャー装置と、
前記イメージャー装置から受光してその光を表示するように構成配置されたスクリーンと、
を含むディスプレイ装置。
【請求項２３】
前記光学素子が色プリズムを含む、請求項２２に記載のディスプレイ装置。
【請求項２４】
前記光学素子が偏光ビームスプリッタを含む、請求項２２に記載のディスプレイ装置。
【請求項２５】
光学装置の製造方法であって、
少なくとも２つの個別ブラケットを光学素子上に装着する工程と、
少なくとも２つのイメージャーブラケットをイメージャー装置上に装着する工程と、
前記イメージャーブラケットを前記個別ブラケットに連結して、前記イメージャー装置を前記光学素子に関して所望の整合位置に保持する工程と、
を含む方法。
【請求項２６】
前記光学素子が色プリズムを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記光学素子が偏光ビームスプリッタを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
少なくとも２つの個別ブラケットを装着する前記工程が、３つの個別ブラケットを装着する工程を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
少なくとも２つの個別ブラケットを装着する前記工程が、第１ブラケットおよび第２ブラケットを前記光学素子の互いに反対の側に装着する工程を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
少なくとも２つの個別ブラケットを装着する前記工程が、第３ブラケットを前記光学素子の前記第２ブラケットと同じ側に装着する工程をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
少なくとも２つの個別ブラケットを装着する前記工程が、前記少なくとも２つの個別ブラケットを接着剤を用いて前記光学素子上に装着する工程を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記イメージャーブラケットを前記個別ブラケットに連結する前記工程が、前記イメージャーブラケットを前記個別ブラケットにはんだ付けする工程を含む、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影システムにおいて有用な光学装置を提供する。本発明装置は特に、光学的中心部を構成する構成要素の位置合わせを正しく行えるようにすると共に、これらの構成要素の一部にアクセスして取り外しを行えるようにしたシステムを提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
投影システムは一般に、システムに使用されている構成要素、特に光学的構成要素が適切な位置合わせを必要とする。また、通常の使用により交換が必要となったプロジェクタ構成要素の一部を取り替えられるようにすることが望ましい。例えば、投影システム内の電球が切れたものを新しい電球と交換することが良く行われている。このような交換の手順を簡単にして、大多数のユーザが行えるようにすることが望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
投影システムのその他の部品の交換についても、同様の汎用性と容易さが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、光学的中心部を構成する構成要素を精密に配置できるように構成された光学装置を提供する。光学的中心部は偏光ビームスプリッタと撮像部とからなり、撮像部はさらに少なくとも１つの色プリズムと、少なくとも１つのイメージャーと、任意に少なくとも１つの放熱部を備える。
【０００５】
光学装置および光学的中心部の各種構成要素の構成は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）の取り外しが簡単に行えるようにするのが有利である。このような構成は、通常のユーザがＰＢＳの取り外しおよび交換を行う場合、通常は光学部品の位置合わせをさらに行う必要がないようなシステムとするのが望ましい。従って、構成は丈夫で使い易いものとなる。
【０００６】
簡単に言うと、本発明は投影システムの光学装置を提供するものであって、この装置は、（ａ）偏光ビームスプリッタ（１３０）を含み、偏光ビームスプリッタ（１３０）がさらに、（ｉ）第１側面と第２側面と第３側面と第４側面、および上面と底面とを含み、第１側面と第３側面、第２側面と第４側面、上面と底面は相互に実質的に平行であり、かつ第１側面と第３側面と第４側面とがそれぞれ第１開口（１３４）と第２開口（１３２）と第３開口（１３１）を画定している。偏光ビームスプリッタ（１３０）はさらに、（ｉｉ）偏光ビームスプリッタの第１側面に配設されて偏光ビームスプリッタと投影レンズ部（１２０）との間に間隔をあける第１間隔保持手段（１３６ａ）と、（ｉｉｉ）偏光ビームスプリッタの第４側面に配設されて偏光ビームスプリッタと光学的中心部のフレームとの間に間隔をあける第２間隔保持手段（１３６ｂ）と、（ｉｖ）偏光ビームスプリッタの上面に配設されて偏光ビームスプリッタと光学的中心部のフレームとの間に間隔をあける第３間隔保持手段（１３６ｃ）と、（ｖ）偏光ビームスプリッタの幾何学的中心に配設された第１軸とを備える。本発明の光学装置はさらに、（ｂ）偏光ビームスプリッタの挿抜を案内するキャリアアセンブリ（７００）を含み、このキャリアは偏光ビームスプリッタの底面の少なくとも一部に、偏光ビームスプリッタの第２側面に近接して取付けられ、（ｉ）キャリアを把持する手段（７０３）と、（ｉｉ）少なくとも１つの案内部材（７０７）とを備え、（ｃ）第２の幾何学的中心軸を有する撮像部（１４０）を含み、この撮像部は偏光ビームスプリッタの第３側面に近接して、偏光ビームスプリッタと光学的に連通するように配置される。
【０００７】
本明細書において、例えば材料の寸法（長さ、幅、高さ）および厚みなどのような物理特性（ただしこれに限定するものではない）を数字的に記述する場合、その全てを「約」と言う用語が修飾するものとみなす。例えば、厚さ１ｍｍのフィルムと言う場合は、厚さ「約」１ｍｍのフィルムであるとみなすものとする。
【０００８】
次に、添付図面に関連して本発明のいろいろな実施形態について詳細に説明するが、それによって本発明がより完全に理解されるであろう。
【０００９】
なお、添付図面は概念化したもので、一定の比率で拡大・縮小したものではなく、また説明を目的としたもので、限定的なものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１を参照すると、本発明はその一形態において、投影レンズ部１２０と、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１３０と、撮像部１４０と、照明部１５０とを含む投影ディスプレイ装置１００である。ごく簡単に言うと、使用時、偏光状態Ｐ1の偏光が矢印１５１で示す方向にＰＢＳ部１３０に入射する。反射ポラライザとして機能する複屈折多層フィルム１３８が偏光状態Ｐ1の光を１５２の方向に反射して撮像部１４０に入射させる。図示されていないが、撮像部には照射光１５２の偏光を画素方向に回転させて少なくとも１つの画像を形成できる電子撮像装置をさらに内蔵させても良い。
【００１１】
好ましい実施形態では、撮像部１４０がそれぞれ異なる色の光を受光する３つの撮像装置を含み、撮像部１４０が入射光１５１を３色に分割し、それぞれをこれら３つの撮像装置の一つに照射する。このようにして形成されたカラー画像が撮像部１４０によって再び結合されて結像光線１５３を形成し、この結像光線が次に複屈折多層フィルム１３８に入射する。光線１５３の光の一部は入射光１５２の偏光を回転した画素からのものであるため、この光は複屈折多層フィルム１３８によって透過されるが、回転していない偏光を有する光は照明部１５０に向かって反射される。その結果、撮像部１４０によって生成された画像は、投影レンズ部１２０に送られ、投影レンズ部が画像光線１５５をスクリーン１６０上に投射する。
【００１２】
ＰＢＳ１３０は、第１側面と第２側面と第３側面と第４側面、および上面と底面とを有する。第１側面と第３側面、第２側面と第４側面、上面と底面はそれぞれ互いに実質的に平行である。第１側面が第１開口１３４に対応し、第３側面が第２開口１３２に対応し、第４側面が第３開口１３１に対応している。図示のように、入射した偏光１５１はＰＢＳの第４側面に入る。ＰＢＳの第２側面は開口のない表面であり、以下に説明するようにキャリアアセンブリに近接して配置される。
【００１３】
レンズ部１２０とＰＢＳ１３０と撮像部１４０とが適正に位置決めされ、相互に適正に位置合わせされていると、レンズ部１２０からスクリーン１６０上に投影される画像の品質が向上する。また、この位置決めおよび位置合わせを強固にすることにより、投影画像の品質に有意の悪影響を及ぼすことなくＰＢＳ１３０の交換を行えるようにするのが好ましい。ＰＢＳ１３０と撮像部１４０とが全方向においてそれぞれの設計位置の±０．１ｍｍの範囲内に配置することができ、かつＰＢＳ１３０と撮像部１４０の配向を座標のｘ軸，ｙ軸、ｚ軸に等しい３つの座標軸を中心として±０．１度の範囲内に維持することができれば、高品質の画像を得ることができることがわかった。本明細書において、これら３つの座標軸とは、（１）線１２１で表される光学軸、すなわちＰＢＳ１３０、撮像部１４０、または投影レンズ部１２０の幾何学的中心線、（２）紙面の平面内を１２１に対して垂直に通る第１軸（図示せず）、（３）１２１の線に直角に、紙面の平面から出てくる第２軸（図示せず）の３つである。
【００１４】
本発明の一形態では、以下に詳細に説明するように、圧縮バネを用いることによってレンズ部１２０とＰＢＳ１３０と撮像部１４０との適正な位置決めおよび位置合わせを達成することができる。このようなバネから加えられる力を、図１では矢印１６２と１６４で概略的に示しており、この力が撮像部１４０をＰＢＳ１３０に対して押圧し、次いで投影レンズ部１２０に対して押圧する。レンズ部１２０とＰＢＳ１３０と撮像部１４０とを適正に位置合わせするということは、これら構成要素の光学軸が実質的に同心的に整列されることを意味する。
【００１５】
投影レンズ部１２０は入射口１２２と、出射口１２４と、投影レンズシステムとを含み、投影レンズシステムは図示されていないが、筐体１２６の内部に光学軸１２１に沿って整列配置されるのが好ましい。
【００１６】
偏光ビームスプリッタ
ＰＢＳは入射光線を第１（透過光）偏光成分と第２（反射光）偏光成分とに分割する光学要素である。
【００１７】
反射液晶表示（ＬＣＤ）イメージャーを使用する投影システムの場合、光路を屈曲させることで照明光と投影画像とが偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）とイメージャーとの間で同じ物理空間を共有するようにしているため、小型化が可能となる。大部分の反射ＬＣＤイメージャーは偏光回転式、すなわち偏光した光がその偏光状態を最も暗い状態に関して実質的に修正されないまま透過されるか、あるいはその偏光状態を所望のグレースケールが得られるように回転させて透過される。従って、偏光した光線が入射光として使用されるのが一般的である。ＰＢＳを使用すると、ＰＢＳが入射光を偏光し光路を屈曲する働きをすることができるため、デザイン性を向上することができる。
【００１８】
ＷＯ００／７０３８６は、その図１においてガラスキューブ５４に格納されており、かつｘ偏光（すなわちほぼｓ偏光）で入射する光を反射するように配向されている複屈折多層フィルム５２を含むデカルトＰＢＳ素子５０を開示している。１１ページの９〜１１行を参照のこと。円錐角の大きな入射光の場合、デカルトＰＢＳは、ｓ偏光とｐ偏光に基づく識別のみを行うＰＢＳに比較してコントラストが高くなることが立証された、とある。デカルトＰＢＳは本発明に使用するのに有用なＰＢＳである。
【００１９】
さらに別の有用なＰＢＳが、本発明の譲受人が２００１年６月１１日に出願の米国特許出願第０９／８７８，５７５号、発明の名称「偏光ビームスプリッタ」（”Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ”）に記載されている。この出願に開示されたＰＢＳは、（ａ）パス軸を有し、少なくとも第１材料層と第２材料層とから成る多層構造を含む複屈折フィルムであって、各材料層の可視スペクトルにおける吸収端が偏光ビームスプリッタに照射される光の最短波長より４０ｎｍ以上小さく、赤外領域における吸収端が偏光ビームスプリッタに照射される光の最短波長より４０ｎｍ以上大きい複屈折フィルムと、（ｂ）複屈折フィルムのパス軸に沿って全内反射を生む値より小さくかつ１．６より大きい屈折率を有する少なくとも１つのプリズムとを備える。このＰＢＳは近紫外線と可視スペクトルの青色光における耐久性を向上したと言われる。ここで言う「パス軸」とは、偏光器、すなわち複屈折多層フィルムの透過光軸を意味する。
【００２０】
反射投影システムや背面投影システムなどの投影システムにおいては、一般に２つの略直角三角形プリズムを使用して略立方体形状のＰＢＳが形成される。この場合、複屈折フィルムは後述のように、取付け手段を用いて２つのプリズムの斜辺と斜辺の間に挟まれる。立法体形状のＰＢＳが大部分の投影システムにおいて好ましいとされるのは、小型化できること、すなわち光源と、フィルタなどの他の構成要素との配置を、小型・軽量で携帯可能なプロジェクタを提供できるような配置とすることができるためである。システムの中には、立方体形状のＰＢＳの１面またはそれ以上の面を正方形以外の形状として変更して良い場合がある。正方形以外の面を用いた場合、次に隣接する構成要素、例えば色プリズムや投影レンズなどによって、これと整合する平行面を設ける必要がある。
【００２１】
立方体が好ましい実施形態の一つであるが、その他の形状のＰＢＳを使うこともできる。例えば、複数のプリズムを組合わせて矩形のＰＢＳを提供することができる。ＷＯ００／７０３８６と米国特許出願第０９／８７８，５７５号に記載のＰＢＳは、有用なＰＢＳを例示したものであるが、その他の種類のＰＢＳも本発明において使用することができる。
【００２２】
プリズムの大きさ、ひいては結果的に得られるＰＢＳの大きさは用途によって決まる。一例としてのプロジェクタの場合、フィリップス・コーポレーション（Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｃｏｒｐ．）から市販されているＵＨＰ型のような小型の高圧アーク水銀灯を用い、その光線をＦナンバー２．２の光錘として、スリーファイブ・システムズ（Ｔｈｒｅｅ−Ｆｉｖｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）から入手可能なＳＸＧＡ分解能イメージャーのような対角線０．７８インチのイメージャーに提示する場合、ＰＢＳは長さおよび幅は共に４０ｍｍの立方体となり、斜辺５７ｍｍである。光線のＦナンバー、ＰＢＳからイメージャーまでの光学距離（すなわち実際の距離を距離の１単位ごとに屈折率で割った商の和）、イメージャーの大きさなどの要素によってＰＢＳの大きさが決定される。
【００２３】
図２は、第１プリズム１３７と第２プリズム１３９とから形成され、両プリズムの斜辺に沿って複屈折多層フィルム１３８を埋設した略立方体形状のＰＢＳ１３０を示している。一般に、フィルム１３８はプリズム１３７とプリズム１３９の斜辺を超えて延びる。これらのプリズムは略直角形のプリズムである。ＰＢＳは第１間隔保持手段１３６ａが配置される第１側面に相当する第１開口面１３４を備える。タブ１３６ａはＰＢＳと投影レンズ部との間に所望の間隔を生み出す働きをする。第３開口面１３１の上には第２間隔保持手段１３６ｂが配置される。タブ１３６ｂはＰＢＳと光学的中心部のフレームとの間に所望の間隔を生み出す働きをする。ＰＢＳ１３０の上面には第３間隔保持手段１３６ｃが配置される。タブ１３６ｃもまたＰＢＳと光学的中心部のフレームとの間に所望の間隔を生み出す働きをする。タブ１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃはＰＢＳの上面に重なる個別のタブとして示しているが、光路と干渉しない限り任意の構造とすることができる。また、タブ１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃはＰＢＳをキャリアフレーム内でＰＢＳを安定化する働き、すなわちＰＢＳの回転および移動を最小化する働きもする。
【００２４】
好ましい一実施形態では、低摩擦性の材料が第１、第２および第３間隔保持手段として機能し得ることが分かっている。適切な低摩擦性材料はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であり、そのフィルムまたはテープが特に有用である。市販のＰＴＦＥフィルムがテフロン（ＴＥＦＬＯＮ）テープである。別の実施形態では、タブ１３６ａを厚さ０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）のポリエチレンテレフタレート・フィルムとし、感圧性接着テープによりＰＢＳに接着する。
【００２５】
撮像部
入射した偏光１５２はＰＢＳを出た後、撮像部に入る。図３に示した撮像部４００は、第１色プリズム４５０およびそれと結合された第１イメージャー４５２と、第２色プリズム４６０およびそれと結合された第２イメージャー４６２と、第３色プリズム４７０およびそれと結合された第３イメージャー４７２とを備えている。必要であれば、イメージャー冷却用として放熱部材４５４、４６４、４７４を用い、それぞれのイメージャー近傍に配置するようにしても良い。偏光した光線１５２は色分割・結合プリズム４５０、４６０、４７０に投射され、これらのプリズムが偏光光線１５２を３本の光線に分割する。これら３本の光線は、赤色、緑色、および青色の反射イメージャー４５２、４６２、４７２から反射・変調される。図示されていない制御器をイメージャーに結合してイメージャーの動作を制御するようにしても良い。一般には、この制御器によって各イメージャーの異なる画素を作動して、反射光に画像を形成する。反射・変調した光線は色分割・結合プリズム（以下、便宜上「色プリズム」と呼ぶ）によって再結合される。結合光線１５３の変調成分がＰＢＳ１３０を通過し、投影レンズ部１２０によって画像として投影される。
【００２６】
イメージャー４５２、４６２、４７２の色プリズムへの取付けは取付手段４１０、４２０によって行われる。図３では取付手段４１０、４２０をブラケットとして示しているが、その他の取付手段を使用しても良い。例えば、イメージャーと色プリズムを接着により取付けることもできる。イメージャーを色プリズムに取付けるに際しては、まずイメージャー毎に調整治具で保持することによりイメージャーの位置合わせを行う。この調整治具には結合したプリズム４５０、４６０、４７０も保持させる。位置調整はイメージャーにカラーテスト画像を表示させながら行うことができる。色の重ね合わせが正しく行われたら、ブラケット４１０をブラケット４２０にはんだ付けする。はんだ付け法を用いる場合は、ブラケットを金属製とするのが好ましい。ブラケット４２０の色プリズム４５０、４６０、４７０への取付けは、はんだ付け温度に耐えることのできる適当な接着剤を用いて行うことができる。開口面４３４上には第４間隔保持手段４４６および４４７を使用して、接合した色プリズムとＰＢＳ（図示せず）との間に間隔を設けるようにすることができる。
【００２７】
図３、図４および図５ａは、ブラケット４１０、４２０の一実施形態を示しており、３つの個別ブラケット４２０をそれぞれプリズム４５０、４６０、４７０に結合したものである。ここで「個別」と言うのは、ブラケットが他の個別ブラケットと一体的に形成されておらず、それぞれの個別ブラケットが別々の構造であることを意味している。個別ブラケットの１つは各プリズムの一側面に結合されており（図３参照）、２つの個別ブラケットが各プリズムの相対する側面に結合されている（図５ａ参照）。
【００２８】
図４は偏光された光線１５２の軌跡を単純化して示している。光線１５２が照射開口４３４に入ると、色プリズム界面５１０に伝送され、そこで第１の色が光線５５１として反射され、反射面５７０へと向かった後、イメージャー４５２へと向かい、そこで入射光５５２の回転または非回転により画像を形成しながら画素方向に反射される。イメージャー４５２から反射された光は再び光路５５２、５５１、１５２を辿って、開口４３４から出射される。界面５１０でカラーフィルタにより反射されない光は、５５３に沿って伝播されてプリズム界面５２０に達し、そこで第２の色が光線５５４および５５５に沿って反射されてイメージャー４６２に達し、イメージャー４６２において画素方向の偏光回転が行われた後、再び光線５５５、５５４、５５３、１５２に沿って反射される。プリズム界面５２０によって反射されない残りの光は、５５６および５５７を通って伝播されてイメージャー４７２に達し、そこで画素方向に偏光回転された状態で反射されて開口４３４に戻る。
【００２９】
キャリアアセンブリ
キャリアアセンブリはＰＢＳを光学的中心部のフレームから迅速かつ簡単に取り外せるようにするものである。好適な一実施形態では、このキャリアアセンブリを熱可塑性成形部品とする。
【００３０】
図５ｂに示すように、キャリアアセンブリ７００は、基部７０２と、アセンブリ７０３および案内部材７０７を把持する手段と、第１カム面７０５と、支持部材７０４とを備える。図示のように、ＰＢＳ１３０は、開口１３２を備えるＰＢＳの第３側面が露出するようにキャリアアセンブリに挿入されている。基部７０２に近接して、かつこれと平行になるように、ＰＢＳの第２側面、すなわち開口の無い面（図示せず）が配置される。ＰＢＳ１３０は支持部材７０４においてキャリアアセンブリに固着される。複数の支持部材が用いられるのが一般的である。ＰＢＳ１３０は支持部材７０４に対し、エポキシなどを用いて接着されるのが好ましい。
【００３１】
使用時、キャリアアセンブリ７００が滑動して光学的中心部のフレーム６００（図５ａに示す）内に入り、第１カム面７０５が色プリズム４５０の両側に固着されているブラケットの第２カム面に当接する。この滑動によって色プリズムが押されてＰＢＳから離れるため、ＰＢＳ１３０の開口１３２は色プリズムと接触しなくなる。ＰＢＳ１３０が滑動して、その適正な垂直高付近まで来ると、キャリアアセンブリ７００のスロット機構と光学的中心部のフレームのスロット機構とがＰＢＳを前方（投影部１２０に向かって）に移動させると共に、光学的中心部のフレームの側方に移動させて、そこがＰＢＳの最終的な静止位置となる。図６は、案内レール７０６に接する案内部材７０７を使用してキャリアアセンブリ７００を光学的中心部のフレーム６００内に滑り込ませる際の、光学的中心部のフレーム６００のカム６１０を概略的に示している。
【００３２】
図５ｃに示すように、光学的中心部のフレーム６００は任意の引張りバネ６０２と、圧縮バネ６０４と、任意の板バネ６０６とを含んでおり、これらのバネは全て、撮像部４００、ＰＢＳおよびそのキャリアアセンブリを投影レンズ部に対して位置決めおよび位置合わせする働きをするものである。
【００３３】
照明源
一般的な光源としてランプとリフレクタがある。適切なランプには、キセノンランプ、白熱灯、レーザランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、メタル・ハライド・アーク灯、高圧水銀灯などがある。これらの光源は青色および近紫外波長の光を出射することができる。
【００３４】
別の実施形態
図７は別の実施形態の撮像部８００を示している。撮像部８００は、光を案内・結合するＸキューブ構造体８０２と、３つのＰＢＳ構造体８０４、８０５、８０６と、３つのイメージャー８０８、８１０、８１２とを備える。このような撮像部および構成要素としての構造体に関しては、例えば２００２年５月２９日出願の米国特許出願第０９／８７８，５５９号並びに米国特許出願第（            ）号、発明の名称「低収差の投影システム」（“Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｌｏｗ  Ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ”）にその例を見ることができる。
【００３５】
イメージャー８０８、８１０、８１２はそれぞれ対応するＰＢＳ構造体８０４、８０５、８０６に、ＰＢＳ構造体側に配置された２つの装着ブラケット８２０、８２２とイメージャー側に装着された２つのイメージャーブラケット８３０、８３２とを用いて装着されている。これら２つの装着ブラケット８２０、８２２は相互に独立している。２つのイメージャーブラケット８３０、８３２は装着ブラケット８２０、８２２への連結用に３つ以上（好ましくは３つ）の装着部位８４０、８４２、８４４を提供している。
【００３６】
この好ましい実施形態では、１つのイメージャーブラケット８３０が２つの装着部位８４０、８４２を有しており、これらの装着部位はイメージャー８０８の幅寸法ｗ（この幅寸法は当該イメージャーの幅寸法と長さ寸法のうち小さい方と定義される）の方向に相互に離隔されている。これら２つの装着部位８４０、８４２は単一の装着ブラケット８２０に連結することができる。第２イメージャーブラケット８３２は、イメージャー８０８の長さ寸法ｌに沿って、前記第１イメージャーから離隔して配置されている。第２イメージャーブラケット８３２は単一の装着部位８４４を備え、この装着部位は装着ブラケット８２２に連結することができる。この構成によって、イメージャーの位置決めを安定させることができると同時に、装着ブラケット８２０、８２２とＰＢＳ構造体８０４との熱膨張率の差が最長寸法の方向に与える影響を低減することができる。
【００３７】
装着ブラケット８２０、８２２は接着その他の方法でＰＢＳ構造体に連結される。装着ブラケット８２０、８２２は図７に示すように、たとえ１つか２つの構造体しか使用されない場合でも、装着部位８４０、８４２、８４４の何れかに結合される構造体と同じ形状とするのが好ましいが、必ずしも必要ではない。このように構成すれば、撮像部８００を組み立てる際の煩雑さを低減することができる。
【００３８】
イメージャーブラケット８３０、８３２のイメージャーへの装着は、例えばイメージャーのヒートシンク部に対して、例えば接着、機械的装着（ねじ、ボルト等を用いて）、溶接またははんだ付けなど任意の装着方法を用いて行うことができる。イメージャーブラケット８３０、８３２の装着ブラケット８２０、８２２への連結は、接着など任意の装着方法を用いて行うことができる。一実施形態では、イメージャーブラケット８３０、８３２と装着ブラケット８２０、８２２とをはんだ付けすることにより、装着および／またはイメージャーの位置合わせのための再調整を容易にする。
【００３９】
一実施形態では、イメージャーブラケット８３２が図７に示すように、イメージャーの長さ寸法に沿って屈曲できるように構成・配置される。このような構成は、例えばイメージャーブラケット８３２がイメージャーの長さ寸法に沿って屈曲できるように適宜の形状とした比較的薄い材料を用いることで達成される。このように屈曲させることが、イメージャーと偏光ビームスプリッタまたはその他の光学要素との間の熱膨張の差を吸収するのに役立つ場合がある。他方のイメージャーブラケット８３０は、イメージャーの長さ寸法に沿っての屈曲に耐えるように構成・配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一形態による投影装置１００を示す略図である。
【図２】本発明の一実施形態による偏光ビームスプリッタ１３０の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態による撮像部４００の正面図である。
【図４】光線１５２の軌跡を簡略化して示す撮像部４００の断面図である。
【図５ａ】本発明による光学的中心部のフレーム６００から離脱させたキャリアアセンブリ７００を示す正面図である。
【図５ｂ】本発明による光学的中心部のフレーム６００から離脱させたキャリアアセンブリ７００を示す正面図である。
【図５ｃ】フレーム６００と係合したキャリアアセンブリ７００を示す正面図である。
【図６】光学的中心部のフレーム６００と部分的に係合したキャリアアセンブリ７００を示す正面図である。
【図７】本発明の別の実施形態による撮像部を示す斜視図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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