(57)【要約】【課題】ベースフレーム内に配設される複数の光学部品を容易に組み付けること。【解決手段】プロジェクタは、光源２の入射光を投影レンズ１５へ出力するための複数の光学部品６，７，８が配設される内部空洞３３と連通する開口部３４が開設されるベースフレーム３１と、複数の光学部品６，７，８の中の１つの光学部品８である凹面鏡を保持した状態で、開口部３４から見て内部空洞３３の底面に取り付けられるホルダ４２と、を有するものである。【選択図】図５
2007163654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源の入射光を投影レンズへ出力するための複数の光学部品が配設される内部空洞と連通する開口部が開設されるベースフレームと、
上記複数の光学部品の中の１つの光学部品である凹面鏡を保持した状態で、上記開口部から見て上記内部空洞の底面に取り付けられるホルダと、
を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記ホルダに取り付けられ、前記ホルダに保持される前記凹面鏡を前記ホルダとの間に挟持する取付金具を有することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記凹面鏡は、平板の一方の面が凹面形状に形成され、他方の面が平板状に形成された形状を有する凹面鏡であり、
前記ホルダは、上記凹面形状と略一致する曲面形状に形成された曲面部を有し、
前記取付金具は、上記凹面鏡の凹曲面の一部を上記曲面部に当接するように、前記ホルダとの間で上記凹面鏡を挟持すること、
を特徴とする請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記凹面鏡は、一定の曲率の凹面形状を有するものであることを特徴とする請求項３記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記ホルダは、
前記ベースフレームの底面に取り付けられる基部と、
前記凹面鏡の凹曲面の幅より狭い間隔で上記基部に立設され、前記曲面部を有する一対の立設部と、
上記一対の立設部の先端部位同士を接続する補強部と、
を有することを特徴とする請求項３記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記曲面部は、前記一対の立設部とともに前記基部に形成され、
前記基部には、前記曲面部の一部を切り欠くように切欠部が形成されていることを特徴とする請求項５記載のプロジェクタ。
【請求項７】
一定の曲率の凹面形状を有する凹面鏡を含む複数の光学部品が配設される内部空洞と連通する開口部が開設されるベースフレームと、
上記凹面鏡の凹面形状と略一致する曲面形状に形成された曲面部を有し、上記開口部から見て上記内部空洞の底面に取り付けられるホルダと、
上記凹面鏡の凹曲面の一部を上記曲面部に当接するように、上記ホルダとの間で上記凹面鏡を挟持する取付金具と、
を有す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、プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、プロジェクタとしての画像表示装置を開示する。この画像表示装置は、第一の収納ケース内に、平面ミラー、球面ミラー、ＤＭＤ、レンズなどが配設される。そして、白色光源の光線は、楕円ミラー、ライトトンネル、カラーフィルタ、コンデンサレンズを介して、第一の収納ケースに入射する。第一の収納ケースに入射した光は、平面ミラーおよび球面ミラーにより反射された後、ＤＭＤに入射する。ＤＭＤは、２次元的に配置された多数のピクセルの微小ミラーの傾きを変化させることで、入射光の反射方向を変化させる。ＤＭＤにより反射されて投影レンズに入射した光は、スクリーンに照射される。これにより、スクリーンには、画像が表示される。
【０００３】
上述するように、プロジェクタの平面ミラー、球面ミラーなどの各種の光学部品は、第一の収納ケースなどのベースフレームに集約的に取り付けられる。これにより、複数の光学部品は、相対的に高い位置精度にて配設され、良好な画質の画像を投影することができる。
【０００４】
また、プロジェクタには、小型化などが要求される。そのため、球面ミラーなどの一部の光学部品は、平面ミラー、ＤＭＤ、投影レンズなどの残りの光学部品の配設位置を基準面とした場合にその基準面の上下方向へずれた位置に配設するとよい。これにより、ベースフレーム内に集約的に配設される複数の光学部品間の光学的な距離を確保しながら、ベースフレームの幅などを狭くしてプロジェクタの小型化を図ることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２３３９４０号公報（要約など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように球面ミラーなどの一部の光学部品を残りの光学部品とはずれた位置に配設する場合、そのずれて配設される光学部品の組込み作業性が悪くなる。つまり、そのずれて配設される一部の光学部品と、残りの光学部品とはベースフレーム内において重なるように配設される。また、これら複数の光学部品の間の空間は、光の通り道として空けておく必要がある。
【０００７】
このように狭い空間内に多数の光学部品を組み付けるため、構造的に作業性の良いものが要求される。特に、球面ミラーは、他の光学部品と位置的に重複させ易く、その組み付け性の向上が要求される。このため、本出願人は、図７に示すように、バネ性を有する取付金具７６を使用する方法を案出した。
【０００８】
図６は、凹曲面７１の周囲にツバ部７２が形成されたコンケーブミラー７３を示す斜視図である。このようなコンケーブミラー７３は、たとえば平板の一方の面を凹曲面７１に削った後、その周縁部を一定の厚さに削ることで、図６中において斜線部として示すツバ部７２を形成することになる。このように凹曲面７１が形成された後の板材の周縁部の切削加工は、難しい。また、そのツバ部７２の切削加工時には、コンケーブミラー７３を工作機械に取り付ける必要があるが、その取り付け時のチャック力により、コンケーブミラー７３の凹曲面７１が歪んでしまう可能性もある。その結果、コンケーブミラー７３の品質は安定し難く、且つ、コンケーブミラー７３の歩留まりを飛躍的に向上することは難しい。
【０００９】
図７は、図６のコンケーブミラー７３のベースフレーム７４への取り付け方法の一例を説明するための切欠分解斜視図である。このベースフレーム７４は、その内部空洞の底部（図７で左下側の部位）に、図６の比較例のコンケーブミラー７３が挿入される貫通孔７５が形成される。また、図７は、図６のコンケーブミラー７３が、後ろ向き（図７で下向き）で貫通孔７５に配設されている状態を描画している。コンケーブミラー７３は、その周囲のリブ部７２が比較例の取付金具７６により挟持されることで、ベースフレーム７４の内部空洞の底部に組み付けられる。
【００１０】
このようなベースフレーム７４へリレーレンズ、フラットミラー、コンケーブミラー７３などの光学部品の組み付けをする場合、組み付け作業者は、たとえば以下の手順で組み付けることになる。すなわち、組み付け作業者は、まず、ベースフレーム７４をその開口部７７（図７において右上側）が上向きとなる姿勢で載置した状態で、ベースフレーム７４内にリレーレンズおよびフラットミラーを組み付ける。次に、組み付け作業者は、貫通孔７５が上向きとなるように、ベースフレーム７４を裏返す。次に、組み付け作業者は、図７で２つの接着箇所として示すように、コンケーブミラー７３のリブ部７２にシリコン系接着剤やＵＶ硬化型接着剤を塗布し、ベースフレーム７４に対するコンケーブミラー７３の位置を調整して貫通孔７５に位置決めする。接着剤が硬化するのを待ってから、次に、組み付け作業者は、バネ性を持たせた取付金具７６を、ベースフレーム７４にネジ止めする。
【００１１】
このベースフレーム７４の場合、コンケーブミラー７３の位置決め精度を出すために接着剤を使用したり、組み付け作業中に、接着剤の乾燥を待ったりしなければならない。このため、ベースフレーム７４への光学部品の組み付け作業性が悪く、量産性に欠けている。また、コンケーブミラー７３の成形の難しさや、組み付け工程の複雑化などにより、製造コストもアップしてしまう。
【００１２】
このように本出願人が案出した方法の場合、ずれて配設される一部の光学部品、たとえばコンケーブミラー７３は反射のために傾けて配置されるが、その際、その傾きを保持するために、反射面の背後に保持部材たとえば取付金具７６を配置する必要がある。そのような保持部材は、他の光学部材とは反対側、すなわちベースフレーム７４の裏側から取り付けなければならない。組み付け作業者は、たとえば平面ミラー、微小ミラー型表示素子、レンズなどをベースフレーム７４に組み付けた後、ベースフレーム７４を裏返し、コンケーブミラー７３やその保持部材（たとえば取付部材７６）などの組み付け作業をしなければならない。
【００１３】
また、本出願人が案出した方法は、コンケーブミラー７３を取り付ける際に、その周縁にツバ部７２を形成し、そのツバ部７２を挟み込むことでベースフレーム７４に取り付けており、作業が増えるとともに高コスト化の要因となっている。
【００１４】
本発明は、ベースフレーム内に配設される複数の光学部品を容易に組み付けることができるプロジェクタを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るプロジェクタは、光源の入射光を投影レンズへ出力するための複数の光学部品が配設される内部空洞と連通する開口部が開設されるベースフレームと、複数の光学部品の中の１つの光学部品である凹面鏡を保持した状態で、開口部から見て内部空洞の底面に取り付けられるホルダと、を有するものである。
【００１６】
この構成を採用すれば、ベースフレーム内に配設される複数の光学部品の１つの光学部品である凹面鏡は、ホルダに組み込まれた後、ホルダとともに開口部からベースフレームの内部空洞の底面に取り付けられる。そして、残りの光学部品は、ホルダを用いて底部に配設されるその光学部品と同様に開口部から、ベースフレームに組み付けることができる。これにより、ベースフレーム内に配設される複数の光学部品は、それらの間に空間を確保しながら開口部から、ベースフレーム内において重なるように集約して組み付けることができる。しかも、組み付け作業者は、ベースフレーム内に配設される複数の光学部品を、たとえばベースフレームの内部空洞の底面が下側となる姿勢において開口部から容易に組み付けることができる。また、組み付け作業中にベースフレームを裏返したりする必要も無くなる。
【００１７】
本発明に係るプロジェクタは、上述した発明の構成に加えて、ホルダに取り付けられ、ホルダに保持される凹面鏡をホルダとの間に挟持する取付金具を有するものである。
【００１８】
この構成を採用すれば、ホルダに保持される凹面鏡は、ホルダと取付金具とにより挟持されることでホルダに保持される。したがって、このホルダに保持される凹面鏡をホルダに保持させるために接着剤を使用しないで済む。ベースフレーム内において接着剤を使用する必要が無くなるので、光源の入射光による加熱により接着剤からガスが発生し、その内部空洞を汚染してしまわないようにすることができる。
【００１９】
本発明に係るプロジェクタは、上述した発明の各構成に加えて、凹面鏡が、平板の一方の面が凹面形状に形成され、他方の面が平板状に形成された形状を有する凹面鏡であり、ホルダが、凹面形状と略一致する曲面形状に形成された曲面部を有し、取付金具が、凹面鏡の凹曲面の一部を曲面部に当接するように、ホルダとの間で凹面鏡を挟持するものである。
【００２０】
この構成を採用すれば、凹面鏡は、その両端部と中央部とで厚さが異なる。そのため、凹面鏡の凹曲面の一部が曲面部に当接する状態で、ホルダと取付金具とにより凹面鏡を挟持することで、凹面鏡は、しっかりとホルダに固定される。凹面鏡は、ホルダと取付金具とにより挟持された状態で動いてしまうことはない。したがって、凹面鏡をホルダなどに保持させるために、仮にたとえば凹面鏡の周縁部にツバ部などを形成し、このツバ部などによりしっかりと挟み込むようにする必要が無い。それ故、凹面鏡は、たとえば平板の一方の面を凹面形状に削るだけで形成することができる。凹面鏡にツバ部などを形成する場合に比べて、凹面鏡の量産性の安定化を図り、歩留まりを向上することができる。
【００２１】
本発明に係るプロジェクタは、上述した発明の各構成に加えて、凹面鏡が、一定の曲率の凹面形状を有するものである。
【００２２】
この構成を採用すれば、ホルダと取付金具とにより挟持された状態における凹面鏡の位置が若干ずれたとしても、凹曲面による曲面の位置は、ホルダに対して一定の位置を維持する。ホルダに対する曲面の組み付け位置精度が確保される。また、このように取付精度が確保されるので、取付精度を確保するために、仮にたとえば接着剤などにより凹面鏡をホルダなどに対して仮止めしたり、その接着剤の乾燥を待ったりする必要が無くなる。
【００２３】
本発明に係るプロジェクタは、上述した発明の各構成に加えて、ホルダが、ベースフレームの底面に取り付けられる基部と、凹面鏡の凹曲面の幅より狭い間隔で基部に立設され、曲面部を有する一対の立設部と、一対の立設部の先端部位同士を接続する補強部と、を有するものである。
【００２４】
この構成を採用すれば、一対の立設部は、それらの両端部同士が基部および補強部により連結されている。したがって、ホルダがダイカスト法により製造されたとしても、離間して形成される一対の立設部による曲面部の曲面形状は、凹面鏡の凹面形状と略一致するように精度良く形成される。
【００２５】
本発明に係るプロジェクタは、上述した発明の各構成に加えて、曲面部が、一対の立設部とともに基部に形成され、基部には、曲面部の一部を切り欠くように切欠部が形成されているものである。
【００２６】
この構成を採用すれば、ホルダがダイカスト法により製造されたとしても、曲面部の曲面形状は、基部に形成される部位を含めて凹面鏡の凹面形状と略一致するように精度良く形成される。ホルダは、一対の立設部および基部により凹面鏡をしっかりと保持することができる。
【００２７】
本発明に係る他のプロジェクタは、一定の曲率の凹面形状を有する凹面鏡を含む複数の光学部品が配設される内部空洞と連通する開口部が開設されるベースフレームと、凹面鏡の凹面形状と略一致する曲面形状に形成された曲面部を有し、開口部から見て内部空洞の底面に取り付けられるホルダと、凹面鏡の凹曲面の一部を曲面部に当接するように、ホルダとの間で凹面鏡を挟持する取付金具と、を有するものである。
【００２８】
この構成を採用すれば、凹面鏡は、ホルダを用いてベースフレームの内部空洞の底面に、残りの光学部品と一部が重なるように集約して組み付けることができる。組み付け作業者は、ベースフレーム内に配設される複数の光学部品を、凹面鏡を含めて、たとえばベースフレームの内部空洞の底面が下側となる姿勢において開口部から容易に組み付けることができる。また、組み付け作業中にベースフレームを裏返したりすることなく組み付けることができる。
【００２９】
しかも、凹面鏡は、その凹曲面がホルダの曲面部と当接するように取付金具により保持される。したがって、ホルダと取付金具とにより挟持された状態における凹面鏡の位置が周方向に若干ずれたとしても、凹曲面による曲面の位置は、ホルダに対して一定の位置を維持する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明では、ベースフレーム内に配設される複数の光学部品を容易に組み付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態に係るプロジェクタを、図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１は、本発明の実施の形態に係るプロジェクタを示す概略構成図である。プロジェクタは、略長方体形状の筐体１を有する。
【００３３】
筐体１の内部には、複数の光学部品により構成される光学系が配設される。具体的には、筐体１の内部には、光源としての高圧水銀ランプ２、防爆ガラス３、カラーホイールユニット４、中空ロッド５、リレーレンズ６、フラットミラー７、凹面鏡としてのコンケーブ（ｃｏｎｃａｖｅ）ミラー８、微小ミラー型表示素子９が配設される。また、筐体１には、投影レンズユニット１０が着脱可能に取り付けられるフランジ１１が配設される。
【００３４】
高圧水銀ランプ２は、内圧が高いランプで、強い白色の光を発光する。高圧水銀ランプ２は、その寿命などにより破裂することがある。防爆ガラス３は、高圧水銀ランプ２が寿命などにより破裂した場合に、その破裂片によりカラーホイールユニット４や中空ロッド５などの光学部品が傷つかないようにするために配設されるものである。
【００３５】
カラーホイールユニット４は、カラーホイール１２と、それを回転駆動する駆動モータ１３とを有する。カラーホイール１２は、ガラス板やアクリル板を円板形状に形成し、その円板面を赤色、青色および緑色に色分けしたものである。カラーホイール１２にたとえば６０度の中心角毎に６つのセグメントが設定される場合、その複数のセグメントは、赤色、青色および緑色の３つの色で順番に色分けされる。駆動モータ１３は、カラーホイール１２をその円板中心を回転中心として回転させる。そして、たとえば白色の光は、カラーホイール１２の赤色のセグメントを通過することで赤色へ変化し、青色のセグメントを通過することで青色へ変化し、緑色のセグメントを通過することで緑色へ変化する。
【００３６】
中空ロッド５は、ガラスや石英などを柱形状に形成したものである。この柱形状の各側面は、鏡面加工により高精度の互いに平行な平面に形成される。なお、中空ロッド５は、その柱の中央部に空洞が形成されていてもよい。
【００３７】
リレーレンズ６は、ガラスや石英などで形成された複数枚のレンズで構成される。リレーレンズ６は、入射する光を集光する。なお、リレーレンズ６は１枚のレンズで構成されていてもよい。
【００３８】
フラットミラー７は、平らな反射面を有するミラーである。フラットミラー７は、反射面に入射した光を、その平らな反射面の法線方向を基準とした対称な方向へ反射する。
【００３９】
コンケーブミラー８は、曲率が略一定の凹曲面４４（図３参照）を有する凹面鏡である。コンケーブミラー８は、凹曲面４４に入射した光を、光の照射部位の法線方向を基準とした対称な方向へ反射する。
【００４０】
微小ミラー型表示素子９は、シリコン基板上に数μｍ角程度の微小ミラーを多数並べ、この微小ミラーの傾きを静電引力を利用して変えることにより、光源からの光をスクリーン方向に反射させるかどうかを制御する光変調素子である。この微少ミラー型表示素子は、一般にテキサスインスツルメンツ社の商品名としてＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）と称されている素子と同機能を備える。
【００４１】
具体的には、微小ミラー型表示素子９は、Ｃ−ＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）基板の上に、スーパーストラクチャ構造による微小な可動ミラーが縦横のマトリックス状に複数配列されたデバイスである。各可動ミラーは、たとえば反射率９０％以上のアルミニウムで形成されている。また、マトリックス状に配列される複数の可動ミラーは、たとえばＶＧＡのピクセル数（横６４０×縦４８０ｐｉｘｅｌ）、ＨＤのピクセル数（横１２８０×縦７２０ｐｉｘｅｌ）、ＸＧＡのピクセル数（横１０２４×縦７６８ｐｉｘｅｌ）、ＷＸＧＡのピクセル数（横１２８０×縦７６８ｐｉｘｅｌ＝１５：９）などと同数の配列にて配設されるのが好ましい。
【００４２】
微小ミラー型表示素子９の各可動ミラーは、オン状態での向きと、オフ状態での向きとが異なる。たとえば各可動ミラーは、オン状態とオフ状態とで約２４度程度異なる向きに制御される。また、複数の可動ミラーのオン状態での向きは、略一致し、複数の可動ミラーのオフ状態での向きは、略一致する。このような可動ミラーは、毎秒数千回もの高い速度にて、オン状態とオフ状態との間で切り替えることができる。微小ミラー型表示素子９の複数の可動ミラーは、それぞれの個別のオンオフの制御状態に応じた向きへ、光を反射する。
【００４３】
投影レンズユニット１０は、フランジ１１と着脱される略円筒形状の鏡筒１４を有する。鏡筒１４の内部には、投影レンズ１５を含む複数のレンズが配列される。なお、投影レンズユニット１０は、短焦点のものであっても、ズーム機能を有するものであってもよい。また、投影レンズユニット１０は、絞り調整機能などを有するものであってもよい。
【００４４】
以上のようなプロジェクタの光学系では、高圧水銀ランプ２が発光した白色の光は、防爆ガラス３、カラーホイール１２および中空ロッド５を順番に通過する。中空ロッド５を通過した光は、リレーレンズ６を通過した後、フラットミラー７およびコンケーブミラー８により反射され、微小ミラー型表示素子９に入射する。微小ミラー型表示素子９の複数の可動ミラーは、それぞれのオンオフの制御状態に応じた向きへ、入射光を反射する。微小ミラー型表示素子９のオン状態の可動ミラーにより反射されて投影レンズユニット１０に入射した光は、投影レンズ１５からプロジェクタ外へ放射され、投影レンズ１５の正面に配設される図示外のスクリーンに照射される。
【００４５】
また、高圧水銀ランプ２が発光した白色の光は、それが透過するカラーホイール１２のセグメントの色に着色される。したがって、駆動モータ１３によりカラーホイール１２が回転すると、カラーホイール１２を通過する光の色は、赤色、青色および緑色の間で順番に変化する。スクリーンに照射される光の色も、赤色、青色および緑色の間で順番に変化する。
【００４６】
そして、このようなプロジェクタの光学系は、図１に示すように、入力端子２１、フォーマッタボード２２、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２３などで構成される制御回路により制御される。
【００４７】
入力端子２１は、たとえば図示外の映像再生装置やパーソナルコンピュータからのＡＶ（Ａｕｄｉｏ  Ｖｉｓｕａｌ）信号が入力される。ＡＶ信号には、アナログＲＧＢ信号、デジタルＲＧＢ信号、コンポジット信号、Ｓ端子信号、コンポーネント信号などがある。また、これら各種のＡＶ信号のフォーマットには、たとえばＮＴＳＣ規格、ＰＡＬ規格、ＨＤＴＶ規格、シリアル通信規格、ＲＳ−２３２Ｃ規格などに応じたものがある。
【００４８】
フォーマッタボード２２は、図示外の中央処理装置、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを有し、ＤＲＡＭ２３を使用して、入力端子２１に入力されるＡＶ信号に基づいて、微小ミラー型表示素子９を制御する。
【００４９】
このフォーマッタボード２２が、入力端子２１に入力されるＡＶ信号に対して処理をする信号処理としては、たとえば、Ｉ／Ｐ（Ｉｎｔｅｒｌａｃｅ  ｔｏ  Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ）変換処理、２−３プルダウン処理、画素数変換処理、ガンマ補正処理、縦横台形ひずみ補正処理などがある。
【００５０】
Ｉ／Ｐ変換処理は、インターレース映像情報をプログレッシブ映像情報へ変換する処理である。２−３プルダウン処理は、毎秒２４フレームの映像情報から、毎秒３０フレームの映像情報を生成する処理である。画素数変換処理は、映像情報の画素数を微小ミラー型表示素子９の画素数の映像情報へ変換する処理である。ガンマ補正処理は、各画素の輝度をプロジェクタの光学特性に応じた輝度へ変換する処理である。縦横台形ひずみ補正処理は、プロジェクタからスクリーンへ投影される画像の台形ひずみに応じて、映像情報を補正する処理である。台形ひずみは、プロジェクタがスクリーンへ垂直に画像を投影しない場合に発生する画像ひずみである。
【００５１】
そして、フォーマッタボード２２は、たとえばＡＶ信号の１つの映像フレームから、赤色用の映像情報と、青色用の映像情報と、緑色用の映像情報を生成する。各映像情報は、微小ミラー型表示素子９の複数の駆動ミラーと同じ画素数の情報を有する。各画素の情報は、それぞれの輝度情報を有する。
【００５２】
各色成分の映像情報を生成したフォーマッタボード２２は、カラーホイール１２の回転に同期して、微小ミラー型表示素子９の複数の駆動ミラーを制御する。具体的にはたとえば、フォーマッタボード２２は、カラーホイール１２の赤色のセグメントを通過した光が微小ミラー型表示素子９へ照射されている期間において、赤色用の映像情報の複数の画素の輝度に応じた回数で、複数の駆動ミラーをオン状態に制御する。同様に、フォーマッタボード２２は、カラーホイール１２の青色のセグメントを通過した光が微小ミラー型表示素子９へ照射されている期間においては、青色用の映像情報の複数の画素の輝度に応じた回数で複数の駆動ミラーをオン状態に制御し、緑色のセグメントを通過した光が微小ミラー型表示素子９へ照射されている期間において、緑色用の映像情報の複数の画素の輝度に応じた回数で複数の駆動ミラーをオン状態に制御する。
【００５３】
以上のフォーマッタボード２２による微小ミラー型表示素子９の複数の駆動ミラーのオンオフ制御により、スクリーン上には、非常に短い時間の間に、複数の駆動ミラーのオン回数に応じた濃度分布の赤色の濃淡画像と、青色の濃淡画像と、緑色の濃淡画像とが順番に形成される。人の目には、赤色の濃淡画像、青色の濃淡画像および緑色の濃淡画像によるフルカラーの画像が見えることになる。また、複数の駆動ミラーのオン回数が変更されることで、フルカラーの画像が変化し、動画が表示される。
【００５４】
次に、図１に示すプロジェクタの各種の光学部品の取り付け状態を説明する。
【００５５】
図１のプロジェクタは、ベースフレーム３１を有する。ベースフレーム３１は、Ｘ−Ｙベースユニット３２を介してフランジ１１に取り付けられる。Ｘ−Ｙベースユニット３２は、フランジ１１（すなわち投影レンズユニット１０）に対するベースフレーム３１の相対的な位置を調整する、たとえばずらして調整するためのものである。
【００５６】
ベースフレーム３１は、略立方体形状に形成される。図２は、ベースフレーム３１の概略断面図である。ベースフレーム３１は、内部空洞３３を有する。内部空洞３３は、ベースフレーム３１の上面に開設された開口部３４によりベースフレーム３１の外に連通する。このような構造を有するベースフレーム３１は、たとえばアルミニウムやマグネシウムを用いたダイカスト（Ｄｉｅ  Ｃａｓｔｉｎｇ）法により成形することができる。
【００５７】
なお、ベースフレーム３１の開口部３４は、プロジェクタに取り付けられるときには図示外のカバー部材により塞がれる。これにより、ベースフレーム３１の内部に外部の塵や埃が侵入し難くすることができる。
【００５８】
図１および図２に示すように、ベースフレーム３１の内部空洞３３には、プロジェクタの光学系を構成する複数の光学部品の中の、リレーレンズ６、フラットミラー７およびコンケーブミラー８が配設される。また、ベースフレーム３１には、内部空洞３３と連通するように、中空ロッド５が装着される孔と、微小ミラー型表示素子９が装着される孔と、投影レンズユニット１０への出力光が通過する孔（以下、出力孔と呼ぶ。）３５とが開設される。なお、出力孔３５は、Ｘ−Ｙベースユニット３２側の側面に開設される。
【００５９】
コンケーブミラー８は、内部空洞３３の底面に配設される。リレーレンズ６およびフラットミラー７は、中空ロッド５、微小ミラー型表示素子９および出力孔３５と同様に、このコンケーブミラー８より開口部３４寄りの上方位置に配設される。
【００６０】
そして、図１に示すように開口部３４側から内部空洞３３内を見たとき、フラットミラー７は、コンケーブミラー８と一部が重なる。中空ロッド５、リレーレンズ６、フラットミラー７、コンケーブミラー８および微小ミラー型表示素子９は、互いの光学的な距離を確保しながら、ベースフレーム３１に集約的に配設される。その結果、ベースフレーム３１の幅を狭くしたりして、プロジェクタの小型化を図ることができる。
【００６１】
図３は、コンケーブミラー８を有するコンケーブミラーユニット４１を示す分解斜視図である。図４は、コンケーブミラーユニット４１の分解側面図である。コンケーブミラーユニット４１は、コンケーブミラー８を保持するためのホルダ４２と、取付金具４３とを有する。
【００６２】
コンケーブミラー８は、上述したように曲率が略一定の凹曲面４４を有する凹面鏡である。そして、この実施の形態のコンケーブミラー８は、略長方形の平板形状の板材の一方の面を、一定の曲率の凹面形状に削り取った形状を有する。また、その凹曲面４４には、アルミニウムなどの金属がコーティングされて、凹面鏡とされる。
【００６３】
取付金具４３は、略Ｌ字形状のＬ字部４５を有する。Ｌ字部４５のＬ字横棒部４５ａの両端には、一対の固定リブ部４６，４６が形成される。固定リブ部４６には、ネジを通す貫通孔４７が開設される。また、図３などに示すように、一対の固定リブ部４６，４６を基準として、Ｌ字部４５は若干後ろ斜めに傾いた姿勢になっている。
【００６４】
Ｌ字部４５のＬ字縦棒部４５ｂの上端部には、２つの折返部４８，４９が形成される。一方の折返部４８は、Ｌ字縦棒部４５ｂの上縁に連結され、ホルダ４２側（図４で左側）へ突出するように形成される。他方の折返部４９は、Ｌ字縦棒部４５ｂの上端外側（図３で左側）の縁に連結され、ホルダ４２側（図４で左側）へ突出するように形成される。Ｌ字部４５のＬ字横棒部４５ａには、２つのバネ部５０，５０が形成される。バネ部５０，５０は、Ｌ字横棒部４５ａの本体よりホルダ４２側（図４で左側）へ突出するように形成される。
【００６５】
このようなＬ字部４５、一対の固定リブ部４６，４６、２つの折返部４８，４９、２つのバネ部５０，５０を有する取付金具４３は、たとえばステンレスなどの金属板をプレス機で打ちぬくことで一体的に形成することができる。
【００６６】
ホルダ４２は、ベースフレーム３１の底面に取り付けられる長尺な基部と、その基部の長尺方向両端に立設される一対の立設部５３，５３と、を有する。このようなホルダ４２は、たとえば材料にマグネシウムを用いたダイカスト法により一体的に且つ精度良く形成することができる。
【００６７】
基部は、ベース部５１を有する。ベース部５１は、コンケーブミラー８の幅より若干長い長尺形状に形成される。ベース部５１の両端には、一対の立設部５３，５３が立設される。一対の立設部５３，５３の間隔は、コンケーブミラー８の幅より若干狭く形成される。この一対の立設部５３，５３の間には、ベース部５１から上方へ突出するように突出稜部５２が形成される。この突出稜部５２および一対の立設部５３，５３の、取付金具４３側の面（図４で右側となる面）は、コンケーブミラー８の凹曲面４４略同じ一定の曲率の曲面形状に形成される。以下、この曲面を、ホルダ４２の曲面部５６と呼ぶ。
【００６８】
また、一対の立設部５３，５３には、外方へ突出するように一対の固定リブ部５４，５４が形成される。この一対の固定リブ部５４，５４には、ネジ孔５５が形成される。取付金具４３の一対の固定リブ部４６，４６は、このホルダ４２の一対の固定リブ部５４，５４にネジ止めされる。これにより、コンケーブミラー８は、取付金具４３とホルダ４２とに挟まれて保持される。
【００６９】
このように取付金具４３とホルダ４２とに挟まれた状態において、コンケーブミラー８の図３において左上の隅部は、その上側と左側に２つの折返部４８，４９が位置する。また、コンケーブミラー８の背面（図４で右側の面）には、取付金具４３の一対のバネ部５０，５０が当接する。コンケーブミラー８は、２つの折返部４８，４９により抜け出さないように保持されながら、一対のバネ部５０，５０により押されて、その凹鏡面４４の周縁部をホルダ４２の曲面部５６に密着させる。ホルダ４２に取り付けられたコンケーブミラー８の取り付け姿勢は、その凹曲面４４の周縁部がホルダ４２の曲面部５６に密着する姿勢で安定する。
【００７０】
また、コンケーブミラー８は、平板形状の板材の一方の面を、一定の曲率の凹面形状に削り取った凹面形状を有する。そのため、コンケーブミラー８の厚さは、その中央部が最も薄く、周縁部になるほど厚さが増す形状となる。コンケーブミラー８の凹曲面４４の下縁部と両側方の下方側周縁部が曲面部５６に密着し、コンケーブミラー８の背面部が取付金具４３で凹面部５６側に押されるため、およびコンケーブミラー８の両側方面が後述する補強部５７の両腕部５７ａ，５７ａと対向するように配置されるため、取付金具４３をネジ止めすることでコンケーブミラー８をホルダ４２に取り付けた後に、取付金具４３とホルダ４２との間において、コンケーブミラー８がずれてしまうことはない。ホルダ４２に取り付けられたコンケーブミラー８の取り付け姿勢は、その凹曲面４４の周縁部がホルダ４２の曲面部５６に密着する姿勢で安定する。
【００７１】
また、ホルダ４２は、腕部５７ａ，５７ａおよびつなぎ部５７ｂを有する補強部５７と、２つの切欠部５８，５８とを有する。補強部５７は、一対の立設部５３，５３の先端部位同士を接続するように形成される。特に、この補強部５７は、ホルダ４２を図３の上方から見たときに、一対の立設部５３，５３および突出稜部５２とともに四角い内周面を形成するように形成されている。また、２つの切欠部５８，５８は、図３に示すように、突出稜部５２における曲面部５６を切り欠くように形成される。
【００７２】
このような補強部５７および２つの切欠部５８，５８を形成することで、曲面部５６は、ホルダ４２を材料にマグネシウムを用いたダイカスト法により一体的に形成することと相俟って、コンケーブミラー８の凹曲面４４と略同じ一定の曲率の曲面形状に精度良く形成される。コンケーブミラー８の凹曲面４４の周縁部は、曲面部５６と全体的に密着することになる。ホルダ４２と取付金具４３により保持した状態において、コンケーブミラー８が、がたついてしまうことがない。また、ホルダ４２に取り付けられたコンケーブミラー８の取り付け姿勢は、その凹曲面４４の周縁部がホルダ４２の曲面部５６に密着する姿勢に安定する。なお、取付金具４３のＬ字縦棒部４５ｂは、コンケーブミラー８と、ホルダ４２のつなぎ部５７ｂとの間に設置されることとなり、コンケーブミラー８が背面側に何らかの力などで押されたとき、Ｌ字縦棒部４５ｂがつなぎ部５７ｂに当接することにより、それ以上、コンケーブミラー８から傾くことを防止する。なお、コンケーブミラー８を配置したとき、取付金具４３がつなぎ部５７ｂに当接するようにしてもよい。つなぎ部５７ｂは、腕部５７ａ，５７ａをつなぐことで、腕部５７ａなどの成形精度を高める働きを有している。
【００７３】
このように取付金具４３との間に挟まれることでホルダ４２の曲面部５６と密着する一定の姿勢で安定的に保持されるコンケーブミラー８は、図５に示すように、ベースフレーム３１の内部空洞３３の底面に配設される。図５は、コンケーブミラーユニット４１のベースフレーム３１への取り付け状態を説明するための切欠分解斜視図である。図５では、ベースフレーム３１は、ホルダ４２の取り付け部位およびその周辺部が部分的に描画されている。
【００７４】
ベースフレーム３１には、２つの突起部６１と、２つのネジ孔６２とが形成される。ホルダ４２のベース部５１には、ネジが挿入される２つの貫通孔６３と、ベース部５１に形成される貫通穴となる２つの位置決め穴６４，６４（図３参照）とを有する。コンケーブミラーユニット４１は、この２つの位置決め穴が２つの突起部６１と嵌合し、２つの貫通孔６３に挿入された２つのネジ６５が２つのネジ孔６２に嵌められることで、ベースフレーム３１の内部空洞３３の底面に配設される。
【００７５】
上述するように、コンケーブミラー８は、その凹曲面４４がホルダ４２の曲面部５６と密着する姿勢で、ホルダ４２に取り付けられている。したがって、コンケーブミラー８の凹曲面４４は、ベースフレーム３１の２つの突起部６１とベース部５１に形成される２つの位置決め穴６４，６４との形成精度と、ホルダ４２の形成精度とにより、精度良く位置決めされてベースフレーム３１の内部空洞３３の底面に配設される。
【００７６】
なお、図２に示すように、このコンケーブミラーユニット４１の上方には、リレーレンズ６と、フラットミラー７とが配設される。特に、フラットミラー７は、開口部３４側から内部空洞３３内を見たとき、図１に示すようにコンケーブミラー８とその一部が重なるように密集して配設される。
【００７７】
以上のように、この実施の形態によれば、ベースフレーム３１の内部空洞３３の底面に配設されるコンケーブミラー８は、コンケーブミラーユニット４１としてＡＳＳＹ（集合部品）化され、リレーレンズ６およびフラットミラー７などと同様に、ベースフレーム３１の開口部３４から、ベースフレーム３１の内部空洞３３に配設することができる。
【００７８】
これにより、ベースフレーム３１内に配設されるコンケーブミラー８、リレーレンズ６およびフラットミラー７は、それらの間に必要な空間を確保しながら、開口部３４から、ベースフレーム３１内において重なるように集約して組み付けることができる。
【００７９】
しかも、その組み付け作業者は、たとえばベースフレーム３１の内部空洞３３の底面が下側となる姿勢において開口部３４から、コンケーブミラー８、リレーレンズ６およびフラットミラー７を容易に組み付けることができる。また、組み付け作業中にベースフレーム３１を裏返したりする必要も無くなる。
【００８０】
また、この実施の形態では、コンケーブミラー８は、ホルダ４２と取付金具４３とにより挟持されることでホルダ４２に保持される。したがって、このホルダ４２に保持されるコンケーブミラー８をホルダ４２に保持させるために接着剤を使用しないで済む。
【００８１】
また、この実施の形態では、コンケーブミラー８は、平板の一方の面を凹曲面４４に削ることで形成されている。したがって、コンケーブミラー８は、その周縁にツバ部などを形成する場合に比べて簡単に形成することができる。コンケーブミラー８は、安定した品質で量産することができ、コンケーブミラー８の歩留まりを向上することができる。
【００８２】
また、この実施の形態のコンケーブミラー８は、その凹曲面４４の両端部と中央部とで厚さが異なる。そのため、コンケーブミラー８の凹曲面４４の一部がホルダ４２の曲面部５６に当接する状態で挟持されることで、コンケーブミラー８は、しっかりと位置決めされてホルダ４２に固定される。コンケーブミラー８は、ホルダ４２と取付金具４３とにより挟持された状態で動いてしまうことはない。したがって、コンケーブミラー８をホルダ４２などに保持させるために、従来のようにコンケーブミラー８の周縁部にツバ部などをわざわざ形成する必要が生じない。従来は、ツバ部をわざわざ形成し、そのツバ部をしっかりと挟み込むようにしていたが、この実施の形態では、その必要が無い。
【００８３】
このようにこの実施の形態のコンケーブミラー８は、ホルダ４２と取付金具４３とで挟持されることで、精度良く位置決めされて保持される。したがって、たとえば接着剤を用いて、コンケーブミラー８をホルダ４２に固定したり、取付金具４３での挟持前に仮の位置決めをしたりする必要がなくなる。その結果、ベースフレーム３１内において接着剤を使用する必要が無くなるので、高圧水銀ランプ２の光による加熱により接着剤からガスが発生し、その内部空洞３３を汚染したり、取り付け精度が悪化したりしてしまわないようにすることができる。また、組み付け作業中に、接着剤の乾燥を待ったりする必要が無くなる。
【００８４】
また、この実施の形態では、コンケーブミラー８の凹曲面４４が当接するホルダ４２は、一対の立設部５３，５３の先端部位同士を接続する補強部５７と、曲面部５６が形成される突出稜部５２を切り欠く切欠部５８，５８とを有する。したがって、ホルダ４２がダイカスト法により製造されることと相俟って、離間して形成される一対の立設部５３，５３と突出稜部５２とに形成される曲面部５６の曲面形状は、コンケーブミラー８の凹面形状と略一致するように精度良く形成される。ホルダ４２の曲面部５６は、コンケーブミラー８の凹曲面４４の下縁と両側縁下方部と当接し、コンケーブミラー８をしっかりと保持することができる。
【００８５】
以上の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。
【００８６】
たとえば上記実施の形態では、コンケーブミラー８は、曲率が略一定の凹曲面４４を有する。この他にもたとえば、コンケーブミラーは、曲率が凹曲面の部位に応じて異なるものであってもよい。
【００８７】
上記実施の形態では、ベースフレーム３１の内部空洞３３の底部には、コンケーブミラーユニット４１を配設している。この他にもたとえば、ベースフレーム３１の内部空洞３３の底部には、リレーレンズ６およびフラットミラー７を保持するユニットを配設するようにしてもよい。この場合、コンケーブミラー８は、リレーレンズ６およびフラットミラー７などと一部が上下方向で重なるように、開口部３４側に配設すればよい。
【００８８】
ただし、ユニット化して組み付ける光学部品としては、コンケーブミラー８が最適である。なぜなら、コンケーブミラー８はその凹曲面４４の曲率が略一定であり、円周方向に関してはホルダ４２に対する組み付け精度として高い精度が要求されないように組み付けることができる。コンケーブミラー８を無接着でホルダ４２へ取り付け、ホルダ４２に対する円周方向のコンケーブミラー８の組み付け精度が高くない場合であっても、ベースフレーム３１に組み付けたときの凹曲面４４の位置精度として高い精度を確保することができるからである。
【００８９】
上記実施の形態では、ベースフレーム３１の内部空洞３３には、リレーレンズ６、フラットミラー７およびコンケーブミラー８が配設されている。この他にもたとえば、ベースフレーム３１の内部空洞３３には、フラットミラー７およびコンケーブミラー８のみが配設されたり、中空ロッド５や投影レンズ１５などが配設されたりしてもよい。
【００９０】
上記実施の形態では、複数の可動ミラーを有する微小ミラー型表示素子９により、スクリーンに投影する画像を生成している。この他にもたとえば、液晶デバイスによる光の透過を制御することで、スクリーンに投影する画像を生成するようにしてもよい。
【００９１】
上記実施の形態では、コンケーブミラー８は、ユニット化した上でベースフレーム３１に組み付けられている。この他にもたとえば、フェイスマウントディスプレイなどで使用する各種の光学部品を、ユニット化した上でメインフレームに組み付けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明では、プロジェクタに、光学部品を組み付けるために利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態に係るプロジェクタを示す概略構成図である。
【図２】図１中のベースフレームの概略断面図である。
【図３】図２中のコンケーブミラーを有するコンケーブミラーユニットを示す分解斜視図である。
【図４】図３のコンケーブミラーユニットの分解側面図である。
【図５】図２中のコンケーブミラーユニットを、ベースフレームへ取り付ける状態を説明するための切欠分解斜視図である。
【図６】本出願人が先に案出した組み付け方法に使用する凹曲面の周囲にツバ部が形成されたコンケーブミラーを示す斜視図である。
【図７】本出願人が先に案出した組み付け方法を説明するための図で、図６のコンケーブミラーを、ベースフレームへ取り付ける方法を説明するための切欠分解斜視図である。
【符号の説明】
【００９４】
２  高圧水銀ランプ２（光源）
６  リレーレンズ（光学部品）
７  フラットミラー（光学部品）
８  コンケーブミラー（凹面鏡、光学部品）
１０  投影レンズユニット
１５  投影レンズ
３１  ベースフレーム
３３  内部空洞
３４  開口部
４２  ホルダ
４３  取付金具
５３  一対の立設部
５６  曲面部
５７  補強部
５８  切欠部
【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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