(57)【要約】【課題】簡素な構成により、ロッドインテグレータと三角プリズムに対して欠けを発生させることなく押圧力を付与して、高精度に位置決めし保持する。【解決手段】断面矩形のロッドインテグレータ２と、ロッドを保持するロッドホルダ８と、一対の三角プリズム６、７と、三角プリズムを保持して、第１隣辺面６ａ、７ａをロッドの入射端面に対向させ、第２隣辺面６ｂ、７ｂを外側にして並列配置させるプリズムホルダ１０と、ロッドの入射端面に隣接して配置され、三角プリズムの下端面を支持するプリズム支持面１と、三角プリズムに対し、上端面に当接して下向きの付勢力を与えるとともに、斜辺面に当接して横方向の付勢力を与えるプリズムバネ１４とを備える。プリズムバネが与える下向きの付勢力により三角プリズムの下端面がプリズム支持面に押圧され、横方向の付勢力により第１隣辺面がロッドの入射端面に押圧される。【選択図】図２
2013148720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に直交する断面が矩形であるロッドインテグレータと、
前記ロッドインテグレータを保持するロッドホルダと、
直角三角形の断面を有し、前記ロッドインテグレータの入射端面に対向させて配置された一対の三角プリズムと、
前記一対の三角プリズムを保持して、直角を挟む隣辺面の一方である第１隣辺面を前記ロッドインテグレータの前記入射端面に対向させ、隣辺面の他方である第２隣辺面を外側にして並列配置させるプリズムホルダと、
前記ロッドインテグレータの前記入射端面に隣接して配置され、前記三角プリズムの下端面を支持するプリズム支持面と、
前記三角プリズムに対し、上端面に当接して下向きの付勢力を与えるとともに、斜辺面に当接して横方向の付勢力を与えるプリズムバネとを備え、
前記プリズムバネが付与する前記下向きの付勢力により前記三角プリズムの下端面が前記プリズム支持面に押圧され、前記横方向の付勢力により前記第１隣辺面が前記ロッドインテグレータの前記入射端面に押圧されることを特徴とするロッドインテグレータ光学複合ユニット。
【請求項２】
前記プリズムホルダの側部には、前記入射端面の延長平面上に位置し前記三角プリズムの前記第１隣辺面に対向する基準面、及び前記基準面の両側部に位置し前記三角プリズムの前記第２隣辺面に対向する位置規制面が設けられ、
前記プリズムバネが付与する前記横方向の付勢力の前記光軸方向の成分により、前記第１隣辺面が前記基準面に密着し、前記光軸に直交する方向の成分により前記第２隣辺面が前記位置規制面に当接して位置決めされる請求項１に記載のロッドインテグレータ光学複合ユニット。
【請求項３】
前記プリズムバネは、前記プリズムホルダの上部に設けられたバネ固定面に固定された板バネにより構成され、
前記プリズムホルダは前記ロッドホルダに固定され、その固定状態における前記バネ固定面の高さは、前記プリズム支持面に載置された前記三角プリズムの上端面よりも低く、当該上端面に対して段差が形成されるように設定され、
前記プリズムバネの下面が前記三角プリズムの上端面に当接し、前記段差によって弾性変形することにより、前記三角プリズムに対する下向きの付勢力が発生している請求項１に記載のロッドインテグレータ光学複合ユニット。
【請求項４】
前記プリズムバネは、前記一対の三角プリズムの各々に対して設けられた一体のバネにより、前記下向きの付勢力と前記横方向の付勢力が得られるように構成されている請求項１に記載のロッドインテグレータ光学複合ユニット。
【請求項５】
前記ロッドインテグレータとして、第１ロッドインテグレータ、及び前記第１ロッドインテグレータの２倍の高さを有する第２ロッドインテグレータを含み、
前記ロッドホルダは、前記第１及び第２ロッドインテグレータが各々の端面を当接させて光軸方向に整列し、かつ各々の底面が同一平面上に位置するように保持する構成を有し、
前記第１ロッドインテグレータの前記入射端面、及び前記第２ロッドインテグレータの前記入射端面であって前記第１ロッドインテグレータの上面から突出した端面上半部に対向させて、各々前記一対の三角プリズムが配置され、
前記第１ロッドインテグレータの前記入射端面に隣接する前記プリズム支持面は、前記ロッドホルダにおける前記第１ロッドインテグレータが載置された面の延長部位により構成され、
前記第２ロッドインテグレータの前記入射端面に隣接する前記プリズム支持面は、前記第１ロッドインテグレータの上面により構成されている請求項１に記載のロッドインテグレータ光学複合ユニット。
【請求項６】
前記ロッドホルダには、前記各ロッドインテグレータを装着するための上方に開放されたロッド装着凹部が設けられて、前記ロッド装着凹部の底面には少なくとも２個のロッド支持凸面が設けられ、
前記各ロッドインテグレータは、底面が前記ロッド支持凸面により支持され、
前記三角プリズムの下端面が前記第１ロッドインテグレータの上面に当接する部位の直下に、前記ロッド支持凸面の一つが配置されている請求項５に記載のロッドインテグレータ光学複合ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のロッドインテグレータ光学複合ユニットと、
前記ロッドインテグレータの側方に配置され、前記三角プリズムに対して前記第２隣辺面から光束を入射させるように配置された発光素子とを備え、
前記第２隣辺面から前記三角プリズムに入射した前記光束が、前記三角プリズムの斜辺面により反射されて前記ロッドインテグレータの前記入射端面から入射するように構成された光源装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光源装置と、空間光変調素子と、前記光源装置からの光を前記空間光変調素子へ導光する照明光学系と、前記空間光変調素子から射出された画像をスクリーンに投写する投写光学系とを備えた投写型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッドインテグレータの入射端面に対して、側方から光束を導くように三角プリズムが配置された光学複合ユニットに関する。特に、ロッドインテグレータに対して三角プリズムを適切に決めして保持する構造を有する光学複合ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロッドインテグレータは、ビデオプロジェクタ等の投写型画像表示装置に広く用いられる。投写型画像表示装置では、光源からの光を液晶パネルや、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）等からなる画像表示素子（空間光変調素子）により変調して画像光を形成し、スクリーン上に投写表示する。明るさにむらのない投写画像光を形成するためには、光軸に垂直な面内における強度分布が均一な光束を画像表示素子に導く必要がある。しかし、一般的には、光源が発する光束には中央部と周辺部とで大きな強度差が存在する。ロッドインテグレータは、このような光源からの光束の強度分布を均一化するために用いられる。
【０００３】
ロッドインテグレータは一般的に、ガラス製の中実なロッドプリズムにより構成される。光源からの光は収束光束として入射端面に導かれ、ロッドインテグレータの内部に入射した後、入射角に応じた回数だけ側面で反射される。側面での光の反射には、ガラスと空気の屈折率の差による全反射を利用するのが一般的である。これにより、ロッドインテグレータ内を伝播する間に光束の中央部の光と周辺部の光が混じり合い、出射端面上において均一な強度分布を持った光束となる。
【０００４】
ところで、プリズムを始めとする各種の光学部材は、複数種類の部材を組み合わせて光学複合ユニットとして構成される場合が多い。そのような場合は、光学部材同士を互いに正確に位置決めして、相互の位置関係を確実に保持するための保持構造が必要である。
【０００５】
複数の光学部材を結合して光学複合ユニットを構成する例として、特許文献１には、接着剤を使用して、液晶パネルをプリズムの面に正確に位置決めし、相互の位置関係を保持して固定する方法が開示されている。特許文献１に開示された例について、図１３Ａ、図１３Ｂを参照して説明する。この例では、液晶パネル１０１が、略立方体形状のクロスダイクロイックプリズム１０２の側面に、それぞれ固定される。液晶パネル１０１を透過して変調を受けた各成分光は、プリズム１０２で合成される。
【０００６】
プリズム１０２は、ベース１０３の上面に固定され、液晶パネル１０１は、位置が調整された後に、接着によりプリズム１０２の側面に固定される。液晶パネル１０１は、板部材をプレス加工したホルダー板１０４に装着されている。ホルダー板１０４は、その上下端がそれぞれ直角に折り曲げられ、固定片１０４ａ、１０４ｂが形成されている。上側の固定片１０４ａはプリズム１０２の上面に沿って平行に延在し、下側の固定片１０４ｂはベース１０３の上面に沿って平行に延在する。
【０００７】
液晶パネル１０１を固定する手順としては、まず、図１３Ａに示すように、液晶パネル１０１が適切な配置となるように、ホルダー板１０４を位置決めして保持する。その状態で、ホルダー板１０４の周囲に仮止め用接着剤１０５を塗布して、仮止めする。仮止め用接着剤１０５には、紫外線硬化型の接着剤を用い、位置決め後に紫外線を照射して硬化させる。次に、図１３Ｂに示すように、同じ姿勢のままで、ホルダー板１０４の上下の固定片１０４ａ、１０４ｂの周囲に本硬化用接着剤１０６を同時に塗布する。そして、本硬化用接着剤１０６の硬化および接着力により、ホルダー板１０４をプリズム１０２に固定する。
【０００８】
プリズム１０２の上面とベース１０３の上面とは水平方向に延在しているので、本硬化用接着剤１０６を塗布した各部において本硬化用接着剤１０６に作用する重力の方向は同一となり、本硬化用接着剤１０６が流れ落ちるという不都合が生じることない。したがって、複数のホルダー板１０４について、液晶パネルの取り付け部分の姿勢を変えずに、一度に本硬化用接着剤１０６を塗布して固定することができる。これにより、プリズム１０２の側面付近に、液晶パネル１０１を固定したホルダー板１０４を迅速に固定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−８４１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に開示されたように接着剤を用いて光学素子どうしを結合するためには、接着剤により接合する前に、２つの光学素子を互いに位置決めした状態に保持する手段を用いる必要がある。そのため、製造工程が煩雑になることを免れない。
【００１１】
これに対して、複数の光学部材を機械的に保持して互いに結合させる構造であれば、光学部材同士を互いに位置決めする工程と、相互の位置関係が保持されるように保持構造を形成する工程を、同時に行うことが可能であり、工程を簡素化することができる。
【００１２】
但し、ロッドインテグレータに対して三角プリズムを組み合わせる光学系では、ロッドインテグレータと三角プリズムの相互間の隙間が十分に小さく維持され、また相互の横方向の位置関係が高精度に維持されなければならない。そのような高精度の結合を実現するためには、三角プリズムをロッドインテグレータ等に対して密着させるためのに、三角プリズムに対して押圧力を付与することが必要である。
【００１３】
しかし、そのような押圧力が強すぎると、三角プリズムに欠けが発生する場合があるため、押圧力を適度に調整するための構成が必要である。しかも、そのような押圧力は、三角プリズムとロッドインテグレータの密着面に直交する方向、および密着面に平行な方向の、少なくとも２方向に付与されなければならない。
【００１４】
以上のことを考慮して、本発明は、簡素な構成により、ロッドインテグレータと三角プリズムに対して欠けを発生させることなく押圧力を付与して、高精度に位置決めし保持することが可能なロッドインテグレータ光学複合ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明のロッドインテグレータ光学複合ユニットは、光軸に直交する断面が矩形であるロッドインテグレータと、前記ロッドインテグレータを保持するロッドホルダと、直角三角形の断面を有し、前記ロッドインテグレータの入射端面に対向させて配置された一対の三角プリズムと、前記一対の三角プリズムを保持して、直角を挟む隣辺面の一方である第１隣辺面を前記ロッドインテグレータの前記入射端面に対向させ、隣辺面の他方である第２隣辺面を外側にして並列配置させるプリズムホルダと、前記ロッドインテグレータの前記入射端面に隣接して配置され、前記三角プリズムの下端面を支持するプリズム支持面と、前記三角プリズムに対し、上端面に当接して下向きの付勢力を与えるとともに、斜辺面に当接して横方向の付勢力を与えるプリズムバネとを備え、前記プリズムバネが付与する前記下向きの付勢力により前記三角プリズムの下端面が前記プリズム支持面に押圧され、前記横方向の付勢力により前記第１隣辺面が前記ロッドインテグレータの前記入射端面に押圧されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成によれば、三角プリズムに対して付与される押圧力は、バネによる付勢力であるため、容易に適度な強さに調整可能であり、三角プリズムの欠けを回避しながら、三角プリズムをロッドインテグレータ及びプリズム支持面に密着させて、高精度に位置決めし保持することが可能である。しかも、プリズムホルダ及びプリズムバネによる保持構造は簡素であり、低コストで作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１におけるロッドインテグレータと三角プリズムの組合せによる光学系の構成を示す斜視図
【図２】実施の形態１におけるロッドインテグレータ光学複合ユニットの保持構造を含む全体構成を示す斜視図
【図３】図２に示したユニットの平面図
【図４】同ユニットの側面図
【図５】同ユニットの図３のＡ−Ａ線に沿った断面図
【図６】同ユニットのロッドバネを示す斜視図
【図７】同ユニットのプリズムホルダを示す斜視図
【図８】図７に示したプリズムホルダの平面図
【図９】同プリズムホルダに三角プリズムが保持された状態のプリズムユニットを示す斜視図
【図１０】図９に示したプリズムユニットの正面図
【図１１】同プリズムユニットの平面図
【図１２】実施の形態２における投写型画像表示装置の構成を概念的に示す平面図
【図１３Ａ】従来の光学複合ユニットを作製する方法の一例を示す斜視図
【図１３Ｂ】同方法により作製された光学複合ユニットを示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明のロッドインテグレータ光学複合ユニットは、上記構成を基本として、以下のような態様をとることができる。
【００１９】
すなわち、前記プリズムホルダの側部には、前記入射端面の延長平面上に位置し前記三角プリズムの前記第１隣辺面に対向する基準面、及び前記基準面の両側部に位置し前記三角プリズムの前記第２隣辺面に対向する位置規制面が設けられ、前記プリズムバネが付与する前記横方向の付勢力の前記光軸方向の成分により、前記第１隣辺面が前記基準面に密着し、前記光軸に直交する方向の成分により前記第２隣辺面が前記位置規制面に当接して位置決めされる構成とすることができる。
【００２０】
また、前記プリズムバネは、前記プリズムホルダの上部に設けられたバネ固定面に固定された板バネにより構成され、前記プリズムホルダは前記ロッドホルダに固定され、その固定状態における前記バネ固定面の高さは、前記プリズム支持面に載置された前記三角プリズムの上端面よりも低く、当該上端面に対して段差が形成されるように設定され、前記プリズムバネの下面が前記三角プリズムの上端面に当接し、前記段差によって弾性変形することにより、前記三角プリズムに対する下向きの付勢力が発生している構成とすることができる。
【００２１】
また、前記プリズムバネは、前記一対の三角プリズムの各々に対して設けられた一体のバネにより、前記下向きの付勢力と前記横方向の付勢力が得られる構成とすることができる。
【００２２】
また、前記ロッドインテグレータとして、第１ロッドインテグレータ、及び前記第１ロッドインテグレータの２倍の高さを有する第２ロッドインテグレータを含み、前記ロッドホルダは、前記第１及び第２ロッドインテグレータが各々の端面を当接させて光軸方向に整列し、かつ各々の底面が同一平面上に位置するように保持する構成を有し、前記第１ロッドインテグレータの前記入射端面、及び前記第２ロッドインテグレータの前記入射端面であって前記第１ロッドインテグレータの上面から突出した端面上半部に対向させて、各々前記一対の三角プリズムが配置され、前記第１ロッドインテグレータの前記入射端面に隣接する前記プリズム支持面は、前記ロッドホルダにおける前記第１ロッドインテグレータが載置された面の延長部位により構成され、前記第２ロッドインテグレータの前記入射端面に隣接する前記プリズム支持面は、前記第１ロッドインテグレータの上面により構成されたものとすることができる。
【００２３】
この構成において、前記ロッドホルダには、前記各ロッドインテグレータを装着するための上方に開放されたロッド装着凹部が設けられて、前記ロッド装着凹部の底面には少なくとも２個のロッド支持凸面が設けられ、前記各ロッドインテグレータは、底面が前記ロッド支持凸面により支持され、前記三角プリズムの下端面が前記第１ロッドインテグレータの上面に当接する部位の直下に、前記ロッド支持凸面の一つが配置されている構成とすることができる。
【００２４】
本発明の光源装置は、上記いずれかの構成を有する鵜ロッドインテグレータ光学複合ユニットと、前記ロッドインテグレータの側方に配置され、前記三角プリズムに対して前記第２隣辺面から光束を入射させるように配置された発光素子とを備え、前記第２隣辺面から前記三角プリズムに入射した前記光束が、前記三角プリズムの斜辺面により反射されて前記ロッドインテグレータの前記入射端面から入射するように構成される。
【００２５】
本発明の投写型画像表示装置は、上記構成の光源装置と、空間光変調素子と、前記光源装置からの光を前記空間光変調素子へ導光する照明光学系と、前記空間光変調素子から射出された画像をスクリーンに投写する投写光学系とを備えた構成とすることができる。
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
実施の形態１におけるロッドインテグレータ光学複合ユニットは、図１に斜視図で概念的に示す光学系を構成するものである。この光学系は、第１、第２ロッドインテグレータ（以下の記載では「ロッド」と略記する）１、２と、三角プリズム４〜７を組合せたものである。第１、第２ロッド１、２は、光軸方向に整列させて連結され、各々の入射端面から導入した光束を合成して射出するように構成されている。
【００２８】
第１、第２ロッド１、２は、その光軸方向である長手方向に直交する断面が矩形状であり、端面を互いに当接させて連結されている。図における第１ロッド１の右端面が第１入射端面１ａを構成し、同左端面が第１出射端面１ｂを構成する。第２ロッド２の右端面が第２入射端面２ａを構成し、同左端面が第２出射端面２ｂを構成する。第１、第２ロッド１、２の幅は同一である。一方、高さについては、第２ロッド２の高さが、第１ロッド１の高さの２倍である。従って、第２入射端面２ａの上半部は、第１ロッド１の上面から突出して、段差端面３を形成している。
【００２９】
第１入射端面１ａには、一対の三角プリズム４、５が配置され、第２入射端面２ａには、その上半部である段差端面３に対向させて一対の三角プリズム６、７が配置されている。三角プリズム４〜７は、二等辺直角三角形の断面を有する。
【００３０】
一方の三角プリズム４、５は、直角を挟む隣辺に対応する面（以下隣辺面と称する）の一方である第１隣辺面４ａ、５ａを、第１入射端面１ａに当接させて、並列配置されている。また、直角稜を外側にして、従って他方の隣辺面である第２隣辺面４ｂ、５ｂを外側方に向けて配置されている。その下端面は、第１入射端面１ａに隣接して設けられたプリズム支持面（図示せず。後述）に当接して位置決めされている。他方の三角プリズム６、７も、隣辺面の一方である第１隣辺面６ａ、７ａを第２入射端面２ａに当接させ、第２隣辺面６ｂ、７ｂを外側方に向けて、並列配置されている。その下端面は、プリズム支持面として機能する第１ロッド１の上面に当接して位置決めされている。
【００３１】
この複合ユニットを用いる投写型画像表示装置では、第１入射端面１ａ及び第２入射端面２ａの位置に対応させて、第１、第２ロッド１、２の左右側方にそれぞれ光源（図示せず）が配置される。
【００３２】
第１入射端面１ａの左右側方に配置された２つの光源からの光束は、隣辺面４ｂ、５ｂを通って三角プリズム４、５に入射し、斜辺面により光路が直角に曲げられて第１入射端面１ａを通って第１ロッド１に入射する。第１ロッド１を伝搬した光束は、第２入射端面２ａの下半分の領域を通って第２ロッド２に入射する。一方、第２入射端面２ａの左右側方に配置された２つの光源からの光束は、隣辺面６ｂ、７ｂを通って三角プリズム６、７に入射し、斜辺面により光路が直角に曲げられて第２入射端面２ａの上半分の領域を通って第２ロッド２に入射する。この光束と、第１ロッド１を介して入射し伝播する光束とは、第２ロッド２を伝搬する間に合成され、第２出射端面２ｂから出射する。
【００３３】
以上のような光学系を形成するために、第１、第２ロッド１、２及び三角プリズム４〜７は、図２〜図５に示すように、ロッドホルダ８及びプリズムホルダ９、１０により所定の状態に保持されて、ロッドインテグレータ光学複合ユニットを構成する。図２は、ロッドインテグレータ光学複合ユニットの保持構造を含む全体構成を示す斜視図である。図３は、図２に示したユニットの平面図、図４は、同ユニットの側面図、図５は、同ユニットの図３のＡ―Ａ線に沿った断面図である。
【００３４】
ロッドホルダ８は、第１、第２ロッド１、２を、図１に示したように連結させて保持するための機能を有する。すなわち、第１及び第２ロッド１、２を光軸方向に整列させ、第１ロッド１の第１出射端面１ｂに第２ロッド２の第２入射端面２ａが当接するように保持する。
【００３５】
ロッドホルダ８は上部が開放されたロッド装着凹部８ａを形成しており、このロッド装着凹部８ａに第１、第２ロッド１、２が上方から装着されている。従って、第１、第２ロッド１、２は、底面がロッドホルダ８の底面により支持され、側面がロッドホルダ８の壁面に面して保持されている。ロッド装着凹部８ａの底面には、図５に示すように、ロッド支持凸面８ｂが設けられている。ロッド支持凸面８ｂは、第１、第２ロッド１、２の各々の長手方向に離間して複数個が配置されている。これにより、第１、第２ロッド１、２は、底面を同一平面上に位置させて保持され、従って、第２ロッド２の第２入射端面２ａの上半部が第１ロッド１の上面から突出して、上述のとおり段差端面３を形成する。
【００３６】
また、ロッドホルダ８のロッド装着凹部８ａを形成する一方の側壁には、ロッド当接基準面８ｃが設けられている。図２〜図３に示すように、第１、第２ロッド１、２の側面の一方が、ロッド当接基準面８ｃに当接している。ロッドホルダ８にはさらに、図５に示すように、第１ロッド１の第１入射端面１ａに隣接した底面に、三角プリズム４、５の底面を支持するプリズム支持面８ｄが設けられている。
【００３７】
ロッドホルダ８にはロッドバネ１１が取付けられ、第１、第２ロッド１、２をロッドホルダ８に保持している。ロッドバネ１１の形状を、図６に示す。ロッドバネ１１には、固定部１１ａ、１１ｂ、及び押圧部１１ｃ、１１ｄが設けられている。固定部１１ａ、１１ｂがねじによりロッドホルダ８に固定され、押圧部１１ｃ、１１ｄが、各々第１、第２ロッド１、２の上面及び側面に当接して、第１、第２ロッド１、２をロッドホルダ８に向かって付勢している。押圧部１１ｃに付勢されて、第１、第２ロッド１、２の底面がロッド支持凸面８ｂに押圧され、押圧部１１ｄに付勢されて、第１、第２ロッド１、２の一方の側面がロッド当接基準面８ｃに押圧されて、位置決めが維持されている。
【００３８】
プリズムホルダ９は、図１、図２等に示したように、三角プリズム４、５を保持して、第１隣辺面４ａ、５ａを第１入射端面１ａに密着させ、また下端面をプリズム支持面８ｄに密着させる機能を有する。プリズムホルダ１０は、三角プリズム６、７を保持して、第１隣辺面６ａ、７ａを第２入射端面２ａに密着させ、また、下端面を第１ロッド１の上面に密着させる機能を有する。プリズムホルダ９、１０は、ねじ１２によりロッドホルダ８の支柱１３に固定されている。
【００３９】
プリズムホルダ９、１０には、プリズムバネ１４が取り付けられて、その付勢力により三角プリズム４〜７が保持されている。プリズムバネ１４は、三角プリズム４〜７の上端面に当接して下向きの付勢力を与える下方付勢機能、及び三角プリズム４〜７の斜辺面に当接して横（水平）方向の付勢力を与える横方向付勢機能を有する。下向きの付勢力により、三角プリズム４、５はロッドホルダ８のプリズム支持面８ｄに当接し、三角プリズム６、７は第１ロッド１の上面に当接し、密着する。また横方向の付勢力により、三角プリズム４、５は、第１隣辺面４ａ、５ａが第１入射端面１ａに押圧され、三角プリズム６、７は、第１隣辺面６ａ、７ａが第２入射端面２ａに押圧される。
【００４０】
三角プリズム４〜７を以上のように保持し、位置決めするための、プリズムホルダ９、１０の構造について、図７、図８を参照して説明する。図７は、プリズムホルダ１０（９も同様）を示す斜視図、図８は、図７に示したプリズムホルダ１０の平面図である。但し、図７と図８では、プリズムホルダ１０の向きが概略逆に図示されている。
【００４１】
プリズムホルダ１０は、結合部１５及びバネ固定面１６を有する。結合部１５にはねじ孔１５ａが設けられ、この部分でねじ１２によりロッドホルダ８の支柱１３に固定される。バネ固定面１６にもねじ孔１６ａが設けられ、プリズムバネ１４がねじにより固定される。プリズムホルダ１０の側部（図１、２等における入射側に対応）には、基準面１０ａ、及び位置規制面１０ｂが設けられている。基準面１０ａは、三角プリズム６、７の第１隣辺面６ａ、７ａに対向するとともに、第２ロッド２の第２入射端面２ａの延長平面上に位置するように構成される。位置規制面１０ｂは、三角プリズム６、７の第２隣辺面６ｂ、７ｂに対向するように基準面１０ａの両側部に設けられている。
【００４２】
上記構造のプリズムホルダ９、１０と協働して、三角プリズム４〜７を保持し、位置決めするためのプリズムバネ１４の構造と機能について、図９〜図１１を参照して説明する。図９は、プリズムホルダ１０に三角プリズム６、７が保持された状態のプリズムユニットを示す斜視図である。図１０は、図９に示したプリズムユニットの正面図、図１１は、同プリズムユニットの平面図である。
【００４３】
図９に示されるように、プリズムバネ１４は板バネにより構成され、直角に屈曲して水平方向に延びる下方付勢部１４ａと垂直方向に延びる横方向付勢部１４ｂとが形成されている。横方向付勢部１４ｂには、三角プリズム６、７に向かって突出する突起部１４ｃが形成されている。下方付勢部１４ａの下面が三角プリズム６、７の上端面に当接し、突起部１４ｃが三角プリズム６、７の斜辺面６ｃ、７ｃに当接する。
【００４４】
プリズムホルダ１０がロッドホルダ８に固定された状態において、バネ固定面１６の高さは、第１ロッド１の上面に載置された三角プリズム６、７の上端面よりも低くなる。従って、当該上端面とバネ固定面１６の間に段差が形成される。このような設定で、下方付勢部１４ａの下面が三角プリズム６、７の上端面に当接すると、段差によって下方付勢部１４ａは弾性変形して、三角プリズム６、７に対する下向きの付勢力が発生する。
【００４５】
第１ロッド１を支持するためにロッドホルダ８に設けられたロッド支持凸面８ｂの一つは、三角プリズム６、７の直下に配置されている。従って、プリズムバネ１４の下方付勢部１４ａにより三角プリズム６、７に対して付与される下向きの付勢力は、ロッド支持凸面８ｂにより垂直方向に受けられる。これにより、下方付勢部１４ａによる付勢力が、第１ロッド１に対するトルクを発生させることが抑制され、第１ロッド１の位置決めが不安定になることが回避される。
【００４６】
また、横方向付勢部１４ｂは、その寸法の設定により、突起部１４ｃが三角プリズム６、７の斜辺面６ｃ、７ｃを押圧するように構成されている。突起部１４ｃからの押圧力による、三角プリズム６、７に対する付勢力の第２ロッド２の光軸方向の成分により、第１隣辺面６ａ、７ａが基準面１０ａに密着する。一方、三角プリズム６、７に対する付勢力の光軸に直交する方向の成分により、第２隣辺面６ｂ、７ｂが位置規制面１０ｂに押圧され、三角プリズム６、７が位置決めされる。
【００４７】
以上のような構成により、第１、第２ロッド１、２に対して三角プリズム４〜７を高精度に位置決めして保持することが可能である。すなわち、三角プリズム４〜７に対して付与される押圧力は、プリズムバネ１４による付勢力であるため、容易に適度な強さに調整可能であり、三角プリズム４〜７と第１、第２ロッド１、２との隙間を最小限にして保持し、かつ三角プリズム４〜７の欠けを回避することが可能である。しかも、プリズムホルダ９、１０及びプリズムバネ１４による保持構造は簡素であり、低コストで作製することができる。
【００４８】
なお、以上の説明では、第１、第２ロッド１、２を光軸方向に連結し、第１入射端面１ａ及び第２入射端面２ａに対してそれぞれ三角プリズムを配置し、４つの光源からの光束を合成する構成について説明したが、本発明はこれに限られない。すなわち、ロッドの入射端面に三角プリズムを配置して、ロッドの側方からの光束を入射させる種々の構成に対して、本発明の保持構造を適用して、相応の効果を得ることが可能である。
【００４９】
＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２における投写型画像表示装置の構成を、図１２に示す。この画像表示装置は、実施の形態１の構成を有するロッドインテグレータ光学複合ユニットを用いて光源装置が構成されていることを特徴とする。図１２において、ロッドインテグレータ光学複合ユニットは、第１、第２ロッド１、２、及び三角プリズム４〜７のみに要素を省略して図示されている。
【００５０】
光源装置２０は、このロッドインテグレータ光学複合ユニット（１、２、４〜７）と、その側方に配置され、三角プリズム４〜７に対して第２隣辺面から光束を入射させるように配置された発光素子２１とから構成されている。発光素子２１としては、ランプ、ＬＥＤ等、周知のどのような素子（あるいは装置）を用いてもよい。第２隣辺面から三角プリズム４〜７に入射した光束が、三角プリズム４〜７の斜辺面により反射されて第１、第２ロッド１、２の入射端面から入射するように構成されている。
【００５１】
光源装置２１からの出力光は、リレーレンズ２２、フィールドレンズ２３、プリズム２４からなる照明光学系を経て、空間光変調素子であるＤＭＤ２５に入射する。第２ロッド２の出射面形状がＤＭＤ２５上に転写され、効率よく均一に集光できるように、照明光学系が構成されている。
【００５２】
ＤＭＤ２５は微小ミラーを２次限的に配置して構成され、入射光の反射状態を制御する。各ミラーは、映像入力信号に応じてその傾きを変化させることで、空間変調された画像光を形成する。ＤＭＤ２５から出射する画像光は、投写レンズ２６によりスクリーン（図示せず）上に拡大投写される。
【００５３】
図では光源装置２０を簡略化して記載したが、例えば、光源装置２０は赤、緑、青の色光を時分割で発光するように構成される。ＤＭＤ２５の各ミラーは、光源装置２０からの色光の変化と同期させて、赤、緑、青の映像入力信号に応じて制御され、各色光ごとの画像光を形成する。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明のロッドインテグレータ光学複合ユニットは、簡素な構成により、欠けを発生させることなくロッドインテグレータと三角プリズムを相互に高精度に位置決めして保持することが可能であり、ビデオプロジェクタ等の投写型画像表示装置に有用である。
【符号の説明】
【００５５】
１  第１ロッド（インテグレータ）
１ａ  第１入射端面
１ｂ  第１出射端面
２  第２ロッド（インテグレータ）
２ａ  第２入射端面
２ｂ  第２出射端面
３  段差端面
４〜７  三角プリズム
４ａ、５ａ、６ａ、７ａ  第１隣辺面
４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ  第２隣辺面
４ｃ、５ｃ、６ｃ、７ｃ  斜辺面
８  ロッドホルダ
８ａ  ロッド装着用凹部
８ｂ  ロッド支持凸面
８ｃ  ロッド当接基準面
８ｄ  プリズム支持面
９、１０  プリズムホルダ
１１  ロッドバネ
１１ａ、１１ｂ  固定部
１１ｃ、１１ｄ  押圧部
１２  ねじ
１３  支柱
１４  プリズムバネ
１４ａ  下方付勢部
１４ｂ  横方向付勢部
１４ｃ  突起部
１５  結合部
１６  バネ固定面
【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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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