JP2005234207A - 光学装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】光学部品用筐体等の収納体に対して投写レンズや光学装置本体をネジ止めせずに固定することができ、また、これらの光学部品を一体ないしは別々として、光軸方向と略垂直方向から簡便に着脱可能とする光学装置及びプロジェクタを提供すること。
【解決手段】投写光学装置３のフランジ部３１と、光変調装置４４１と色合成光学系４４４とを備えた光学装置本体４４のヘッド部４４５が一体とされて、光軸の略垂直方向に対して着脱可能な溝部４０１に挿入され、溝部４０１内部で当該フランジ部３１とヘッド部４４５が付勢部材５０１により押圧固定されている構成の光学装置１０及び当該光学装置１０を備えたプロジェクタ１であり、この構成により、光学部品用筐体４０等に対して投写光学装置３や光学装置本体４４をネジ止めせずに固定することができ、光学装置本体４４等の着脱を簡便に行うことが可能となる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光学装置及びプロジェクタに関する。

従来より、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して、投写レンズを介してスクリーン上に投写するプロジェクタが知られており、このプロジェクタは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）とともに、会議等でのプレゼンテーションに広く利用されている。このようなプロジェクタは、ダイクロイックミラー等の色分離光学系が、光源から射出された光束を三色の色光に分離し、また、液晶パネル等で構成される三つの光変調装置は、色光毎に画像情報に応じて変調する。更には、クロスダイクロイックプリズム等の色合成光学装置は、変調後の各色光を合成して光学像を形成しており、そして、この形成された光学像を投写光学装置により拡大投写するような構成を採用している。

一方、かかる構成のプロジェクタにあっては、これら複数の光学部品を収納して一体的な光学装置（光学ユニット）とするために、当該光学部品を収納、固定する光学部品用筐体（ライトガイドとも呼ばれる）等の光学部品収納体が利用されることが多い。この光学部品用筐体は、複数の光学部品を収納支持する支持側筐体部と、かかる支持側筐体部で支持された複数の光学部品を位置決め固定する構成を備えている。

この光学部品用筐体に収納された複数の光学部品は、前記した固定側筐体部により支持側筐体部側に押圧付勢することにより、内部に形成される照明光軸に対して精度よく位置決めされている。そして、光学部品、例えば、光変調装置や色合成光学装置を備えた光学装置本体や投写光学装置等の光学部品は、それぞれが別々に、あるいは一体化されて、この光学部品用筐体に対してネジ止めで固定されていた（例えば、特許文献１）。

特開平１１−２３１４１８号公報（［００３０］，図６）

しかしながら、前記した特許文献１に記載された従来のプロジェクタのように、光学部品用筐体に対して投写レンズや光学装置本体等をネジ止めにより固定した場合にあっては、専用の工具が必要となってしまうため着脱作業が煩雑かつ面倒となっていた。更には、光学部品を装着する際の光軸に対する微調整を行うことも困難であった。

また、このようにして光学部品をネジ止めにより固定した場合にあっては、光学部品用筐体の投写方向に対してネジが存在してしまう場合があり、筐体内部の光学部品のレイアウトにも制限が生じてしまっていた。そして、これら投写レンズや光学装置本体は、他の光学部品と比較して清掃等のメンテナンスを施す機会が多いため、着脱作業が容易な光軸方向と垂直方向に着脱できることが望ましかった。

本発明の目的は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、光学部品用筐体に対する投写レンズや光学装置本体をネジ止めせずに固定し、また、これらの光学部品を一体ないしは別々として、光軸方向と略垂直方向から簡便に着脱可能とする光学装置及びプロジェクタを提供することにある。

本発明の光学装置は、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、当該光変調装置で形成された光を合成する色合成光学系と、当該色合成光学系で合成された光束を拡大投射して投写画像を形成する投写光学装置とを備えた光学装置であって、前記投写光学装置が、レンズが収納される鏡筒と、当該鏡筒の基端に配設されるフランジ部を備え、前記光変調装置と色合成光学系とを備えた光学装置本体の射出方向には、前記フランジ部と対向して配設されるヘッド部を備え、前記フランジ部とヘッド部が一体とされて、光軸の略垂直方向に対して着脱可能な溝部に挿入され、当該溝部内部で当該フランジ部とヘッド部が付勢部材により押圧固定されていることを特徴とする。

この本発明の光学装置によれば、投写光学装置に配設されたフランジ部と、光変調装置と色合成光学系とを備えた光学装置本体に配設されたヘッド部を対向させた状態で一体化して一体部として、光軸の略垂直方向に対して着脱可能な溝部に挿入するとともに、かかる溝部の内部で当該フランジ部とヘッド部が付勢部材により押圧固定するような構成としているので、光学部品である投写光学装置や光学装置本体を所定の溝に対してネジ止めせずに固定することが可能となる。よって、例えば、溝部を光学部品用筐体等の光学部品収納体に対して取り付けることにより、当該収納体に対してこれらの光学部品をネジ止めせずに固定することができ、当該収納体に対する光学装置本体や投写光学装置の着脱を簡便に行うことができることとなる。

また、固定手段として付勢部材により押圧固定するようにしているので、光学部品を装着する際の光軸に対する微調整も容易に実施可能となる。
なお、当該フランジ部とヘッド部を一体化させた一体物を収納、固定保持する溝部は、当該溝部と光学部品収納体等を別々に形成して、両者を組み合わせるようにしてもよく、また、当該溝部と当該収納体を一体形成するようにしてもよい。

更には、本発明の構成によれば、光学部品用筐体等の収納体に対して、光学装置本体と投写光学装置とを一体にして、光軸方向と垂直方向に着脱することができるので、これらの光学部品の着脱を容易に行うことができ、その結果、光学装置本体や投写レンズに対する埃や塵の付着に対する清掃等のメンテナンスやアフターサービスに簡便に対応することを可能とする。

本発明の光学装置は、複数の光学部品を内部に収納し、各光学部品を所定の照明光軸上に位置決め配置する光学部品用筐体を備え、前記した溝部が、当該光学部品用筐体に対して一体形成されていることが好ましい。
かかる本発明の光学装置によれば、光学装置が光学部品用筐体を備えており、かかる光学部品用筐体に対して、投写光学装置のフランジ部と光学装置本体のヘッド部を一体化した一体部を光軸の垂直方向に着脱可能な溝部が一体形成されるよう構成としているので、光学部品用筐体に対して投写光学装置や光学装置本体をネジ止めせずに固定できることとなり、光学部品用筐体に対する光学装置本体や投写光学装置の着脱を簡便に行うことができることとなる。
そして、光学部品用筐体の投写方向に対してネジが存在することもなく、光学部品用筐体内部における光学部品のレイアウトにも幅を持たせることができ、レイアウトの多様化を図ることができる。

本発明の光学装置は、前記フランジ部及び前記ヘッド部が、両者のいずれか一方に対して嵌合突起を、またいずれか他方に対して嵌合孔をそれぞれ形成して、当該嵌合突起と嵌合孔が嵌合されて一体化されていることが好ましい。
かかる本発明によれば、投写光学装置のフランジ部と、光学装置本体のヘッド部が嵌合突起と嵌合孔を形成して嵌合されて固着一体化されているため、両者を余計な部品及び工具や接着剤を用いずに、簡便に一体化させることができる。また、嵌合により両者が強固に固着一体化されているので、両者を一体化しての着脱が容易に行われることとなり、前記した効果がより好適に奏されることになる。

本発明の光学装置は、前記溝部、並びに前記フランジ部及びヘッド部を一体とした一体部が、両者のいずれか一方に対して嵌合用突起を、またいずれか他方に対して嵌合用孔をそれぞれ形成して、当該嵌合用突起と当該嵌合用孔が嵌合されて固着されていることが好ましい。
かかる本発明によれば、投写光学装置のフランジ部と光学装置本体のヘッド部とを一体化した一体部と、当該一体部を着脱可能に収納する溝部とが、嵌合用突起と嵌合用孔を形成して嵌合状態となって固定されているので、前記した付勢部材による押圧固定することと加えて、光学装置本体と投写光学装置を光学部品用筐体等に取り付けられた溝部に対してより強固に固定させることが可能となる。

本発明の光学装置は、前記した付勢部材が板状部材からなり、略中央部分に位置する基部と、当該基部の両端から断面略八の字状に延出した腕部と、該腕部の先端から前記基部と平行に張り出した脚部とを備えて構成されることが好ましい。
かかる本発明によれば、付勢部材が、板状部材からなり、それぞれが特定形状の基部、腕部及び脚部を備えて構成されるため、原材料である板材を用いて所定の形状に打ち抜き加工や曲げ加工等を施して、付勢部材を簡便に製造することができるため、コストの削減を図ることが可能となる。また、付勢部材は、基部、腕部及び脚部を備えて構成されていることにより、腕部と基部または脚部との開き角度を大きくして、基部と脚部との平面位置を近接した状態にすれば、基部と脚部との平面位置が離間する方向に力を及ぼす、いわゆる板ばね構造とすることができる。このため、付勢される被付勢部材と付勢部材を支持する部材との距離が狭く設定された場合であっても、前記した構成の付勢部材を設置することが可能となり、確実に被付勢部材を付勢することができる。

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し、拡大投写するプロジェクタであって、前記した光学装置を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、前記した内容と同様の作用・効果を享受できる。
そして、かかる構成からなる光学装置は、投写光学系である投写光学装置や光学装置本体の配設のレイアウトに選択性をもたせることができるため、小型化も容易となるため、プロジェクタ自体の小型化をも促進することができる。
また、このようにしてプロジェクタを小型化することにより、製造コストの削減をも図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（Ｉ）光学系４の構成：
図１には本実施形態のプロジェクタ１の光学系４の模式図を示す。プロジェクタ１は、
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
学装置および色合成光学系を一体化した光学装置本体４４と、投写光学装置である投写レンズ３とを備えているものである。

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、第１レンズアレイ４１２、第
２レンズアレイ４１３、偏光変換素子４１４、および重畳レンズ４１５を備えて構成され
る。

光源装置４１１は、放射光源としての光源ランプ４１６およびリフレクタ４１７を備えており、光源ランプ４１６から射出された放射状の光線をリフレクタ４１７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４１６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４１７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。

第１レンズアレイ４１２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４１６から
射出された光束を部分光束に分割して、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４４１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。

第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２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４１３は、重畳レン
ズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を液晶パネル４４１上に結
像させる機能を有する。

偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３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、光学装置本体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４１４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４１５によって最終的に光学装置本体４４の液晶パネル４４１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４４１を用いたプロジェクタでは、１種類の偏
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４１６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４１４を用いることにより、光源ランプ４
１６から射出された光束を略１種類の偏光光に変換し、光学装置本体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４１４は、例えば、特開平８−３０
４７３９号公報に紹介されている。

色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２
３とを備え、ダイクロイックミラー４２１、４２２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。

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４３
２，４３４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４４
１Ｒまで導く機能を有している。

この場合、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２１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透過し、青色光成分は反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１８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４１８は、第２レンズアレイ４１３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４１８も同様である。

また、ダイクロイックミラー４２１を透過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４２２によって反射し、フィールドレンズ４１８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４２２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４１８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４１８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。

光学装置本体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４
４２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４４１
（４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ）と、各液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂの後
段に配置される射出側偏光板４４３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４４４を備えている。

この液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂは、図示しない駆動基板（例えば複数のライン状の電極と、画素を構成する電極と、これらの間に電気的に接続されたＴＦＴ素子とが形成された基板）と対向基板（例えば、共通電極が形成された基板）との間に液晶が封入されたものである。そして、これらの基板の間から図示しない制御用ケーブルが延びている。なお、これらの基板上に、投写レンズ３のバックフォーカス位置から液晶パネル４４１のパネル面の位置をずらして、光学的にパネル表面に付着したゴミを目立たなくするための防塵板を固着するような構成としてもよい。

そして、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３によって画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。

入射側偏光板４４２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４１８に
貼り付けてもよい。

また、射出側偏光板４４３も、入射側偏光板４４２と略同様に構成され、液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）から射出された光束のうち、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る。また、基板を用いずに、偏光膜をクロスダイクロイックプリズム４４４に貼り付けてもよい。
これらの入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３は、互いの偏光軸の方向が直交
するように設定されている。

光合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４４４は、射出側偏光板４４３から射出され、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４４４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
れら誘電体多層膜により３つの色光が合成される。そして、プリズム４４４で合成されたカラー画像は、投写レンズ３から射出され、スクリーン上に拡大投射されることになる。
そして、かかる構成からなる光学系は、例えば、平面略Ｌ字状の形状からなる光学部品用筐体４０に収容されることになる。

（II）投写レンズ３及び光学装置本体４４の固定構造：
図２ないし図５は、本実施形態における光学系４（光学装置１０）を示した概略図である。まず、図２は光学部品用筐体４０に対して投写レンズ３及び光学装置本体４４を装着させた状態を示した斜視図、図３は図２の光学系４を他の方向から見た斜視図をそれぞれ示している。
図２及び図３に示すように、本実施形態の光学系４にあっては、投写レンズ３と光学装置本体４４は、光学部品用筐体４０に対して、光軸方向（図２のｘ軸方向）に対して垂直方向（図２のｙ軸方向）に着脱可能な状態で装着されている。

投写光学装置である投写レンズ３は、レンズが収納されている鏡筒３０と、当該鏡筒３０の基端に外方に張り出すように配設されるフランジ部３１を備えている。また、この投写レンズ３の入射側に形成されたフランジ部３１と、光学装置本体４４に対して当該フランジ部３１と対向するように形成されたヘッド部４４５とが付き合わされて一体化された状態で一体部Ｘを形成して、当該一体部Ｘが光学部品用筐体４０に形成された２箇所の溝部４０１に挿入、装着されている。

図４は、図２に示した光学系４において、投写レンズ３及び光学装置本体４４を取り外した状態を示した斜視図であり、また、図５は、光学部品用筐体４０に形成された溝部４０１の内部における光学装置本体４４のヘッド部４４５及び投写レンズ３のフランジ部３１の固定状態を示した概略断面図である。
図４及び図５に示す光学部品用筐体４０に対して形成されている溝部４０１は、その内部に背面部４０１Ａ、側面部４０１Ｂ、及び正面部４０１Ｃが形成されており、本実施形態においては、当該正面部４０１Ｃと光学装置本体４４のヘッド部４４５の背面部４４５Ａとが対面して、また、当該背面部４０１Ａと、投写レンズ３のフランジ部３１の正面部３１Ｃとの空間部には、付勢部材５０１が挿入されることになる。

図５を用いて溝部４０１の内部を具体的に説明すると、光学装置本体４４のヘッド部４４５に形成された嵌合突起４４６と、投写レンズ３のフランジ部３１に形成された嵌合孔３１１が嵌合状態となり、投写レンズ３のフランジ部３１と光学装置本体４４のヘッド部４４５が固着一体化されている。

また、光学装置本体４４のヘッド部４４５の背面部４４５Ａと、溝部４０１の正面部４０１Ｃが、当該ヘッド部４４５の背面部４４５Ａに形成された嵌合用突起４４７と、溝部４０１の正面部４０１Ｃに形成された嵌合用孔４０２に嵌合させて嵌合状態となって当接している。
そして、当該溝部４０１の背面部４０１Ａと投写レンズ３のフランジ部３１の正面部３１Ｃとの間に形成された空間部に対しては、付勢部材５０１が挿入されており、付勢部材５０１は、光学部品用筐体４０の溝部４０１の背面部４０１Ａと、投写レンズ３のフランジ部３１の正面部３１Ｃを適度な付勢力により押圧して当接して押圧固定するようにしている。

図６は、投写レンズ３と光学装置本体４４を一体化させた状態を示した斜視図であり、図７は、図６を他の方向から見た斜視図である。図６及び図７に示されるように、投写レンズ３と光学装置本体４４は、投写レンズ３に形成されたフランジ部３１の背面部３１Ａと、光学装置本体４４に形成されたヘッド部４４５の正面部４４５Ｃとを当接面として、重ね合わされた状態で固着一体化されて一体部Ｘを形成している。

本実施形態においては、光学装置本体４４のヘッド部４４５に対して略円筒状の嵌合突起４４６、及び投写レンズ３のフランジ部３１に対して、当該嵌合突起４４６に相当する形状の嵌合孔３１１がそれぞれ形成されており、かかる嵌合突起４４６を嵌合孔３１１に嵌合させて投写レンズ３のフランジ部３１と光学装置本体４４のヘッド部４４５を固着一体化させている。
このようにして、両者をあらかじめ形成された嵌合突起４４６と嵌合孔３１１を用いて嵌合部を形成するようにして固着一体化させることにより、余計な部品及び工具や接着剤を用いずに、両者を簡便に一体化させることができる。
なお、この嵌合突起４４６及び嵌合孔３１１は、光学装置本体４４のヘッド部４４５及び投写レンズ３のフランジ部３１の左右両側に対して、一組ずつ形成されているものである。

また、図７に示すように、本実施形態において、光学装置本体４４に形成されたヘッド部４４５の背面部４４５Ａには、略円筒形状の嵌合用突起４４７が形成されている。この嵌合用突起４４７は、光学部品用筐体４０に配設された溝部４０１の正面部４０１Ｃに形成された当該円筒形状に対応する形状の嵌合用孔４０２に嵌合させて嵌合部を形成するようにして両者を固着させる。
このようにして、両者をあらかじめ形成された嵌合用突起４４７と嵌合用孔４０２を用いて両者を嵌合状態として固着させることにより、余計な部品及び工具や接着剤を用いずに、両者を簡便に固定させることができる。
なお、この嵌合用突起４４７及び嵌合用孔４０２は、光学装置本体４４に形成されたヘッド部４４５の背面部４４５Ａ及び光学部品用筐体４０に形成された溝部４０１の正面部４０１Ｃの左右両側に、それぞれ一組ずつ形成されている。

図８は、付勢部材５０１の構造を示す斜視図である。本実施形態の付勢部材５０１は、板状部材から構成されており、略中央部分の基部５０１Ａと、この基部５０１Ａの両端から略八の字状に延出した腕部５０１Ｂと、この腕部５０１Ｂの先端から前記基部５０１Ａと平行するように張り出した脚部５０１Ｃと、図７中の上部に位置する脚部５０１Ｃから垂直方向に延出した係合部５０１Ｄとを備えて構成されている。

このような構成の付勢部材５０１にあっては、腕部５０１Ｂと基部５０１Ａとの開き角が大きくなり、基部５０１Ａと脚部５０１Ｃとが平面的に離間する方向に力を及ぼす板ばね構造となっている。
なお、付勢部材５０１のサイズや、当該付勢部材５０１を構成する板状部材の構成材料や厚さ、並びに基部５０１Ａ、腕部５０１Ｂ、脚部５０１Ｃ及び係合部５０１Ｄの長さ等は、光学装置のサイズや必要とされる付勢力等に応じて適宜決定すればよい。

前記した構成を採用して、光学部品用筐体４０に対して光学装置本体４４及び投写レンズ３を固定する方法についての一例を説明する。
まず、前記した図６及び図７に示されるように、光学装置本体４４のヘッド部４４５の左右２箇所に対して形成された嵌合突起４４６と、投写レンズ３のフランジ部３１の、前記した嵌合突起４４６に対応する位置に対して形成された嵌合孔３１１を嵌合させて嵌合状態として、投写レンズ３のフランジ部３１と光学装置本体４４のヘッド部４４５を固着一体化させて一体部Ｘを形成する。

次に、前記した図５にその内部を示すように、この一体化された投写レンズ３のフランジ部３１と光学装置本体４４のヘッド部４４５（一体部Ｘ）を、光学部品用筐体４０に形成された溝部４０１に対して、光軸方向と垂直方向から挿入する。ここで、溝部４０１の内部においては、溝部４０１の背面部４０１Ａと投写レンズ３のフランジ部３１の正面部３１Ｃが、また溝部４０１の正面部４０１Ｃと光学装置本体４４のヘッド部４４５の背面部４４５Ａが直面することとなる一方、当該ヘッド部４４５の背面部４４５Ａには嵌合用突起４４７が形成されており、この嵌合用突起４４７が、光学部品用筐体４０の溝部４０１の正面部４０１Ｃに形成された嵌合用孔４０２に嵌合させて嵌合状態となる。

このようにして、投写レンズ３のフランジ部３１及び光学装置本体４４のヘッド部４４５と、光学部品用筐体４０の溝部４０１が仮固定されることとなり、また、当該溝部４０１の背面部４０１Ａと投写レンズ３のフランジ部３１の正面部３１Ｃとの間に所定の空間が形成される。

そして、かかる所定の空間に対して、板ばね構造を採用した図８に示す付勢部材５０１を挿入すると、付勢部材５０１は、光学部品用筐体４０の溝部４０１の背面部４０１Ａと、投写レンズ３のフランジ部３１の正面部３１Ｃを適度な付勢力により押圧して当接させることとなるので、光学部品用筐体４０に対して光学装置本体４４及び投写レンズ３が好適に固定されることとなるのである。

前記した実施形態の光学装置１０及びプロジェクタ１によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）光学装置１０が光学部品用筐体４０を備えており、当該光学部品用筐体４０に対して、光学装置本体４４のヘッド部４４５と投写光学装置である投写レンズ３のフランジ部３１とを一体化とした状態で、光軸の略垂直方向に着脱可能な溝部４０１が形成されており、かかる溝部４０１の内部で当該ヘッド部４４５とフランジ部３１が付勢部材５０１により押圧固定されているので、光学部品用筐体４０に対して投写レンズ３や光学装置本体４４をネジ止めせずに固定することができることとなり、光学部品用筐体４０に対する光学装置本体４４や投写レンズ３の着脱を簡便に行うことが可能となる。

特に、本発明の光学装置１０の構成によれば、光学部品用筐体４０に対して、光学装置本体４４と投写レンズ３とを一体にして、光軸方向と垂直方向に着脱することができるので、光学部品用筐体４０に対する着脱を容易に行うことができることとなり、光学装置本体４４や投写レンズ３における埃や塵の付着に対する清掃等のメンテナンスやアフターサービスに簡便に対応することができる。
また、固定手段として付勢部材５０１により押圧固定するようにしているので、光学装置本体４４や投写レンズ３を装着する際における光軸に対する微調整も容易に実施可能となる。

更には、光学部品用筐体４０の投写方向に対してネジが存在することもなくなるため、光学部品用筐体４０内部における光学部品のレイアウトにも幅を持たせることができ、レイアウトの多様化を図ることができる。

（２）光学装置本体４４のヘッド部４４５と投写レンズ３のフランジ部３１が、嵌合突起
４４６と嵌合孔３３１により嵌合状態となって固着一体化されているため、両者を余計な部品及び工具や接着剤を用いずに、簡便に一体化させることができる。
また、嵌合により両者が強固に固着一体化されているので、一体化しての着脱が容易に行われ、前記した（１）の効果がより好適に奏されることになる。

（３）光学装置本体４４のヘッド部４４５の背面部４４５Ａに形成した嵌合用突起４４７を、光学部品用筐体４０の溝部４０１の正面部４０１Ｃに形成された嵌合用孔４０２に嵌合させて、両者を嵌合状態として固着しているので、（１）で述べたように付勢部材５０１により押圧固定することとあわせて、光学装置本体４４と投写レンズ３の一体品を光学部品用筐体４０の溝部４０１に対してより強固に固定させることができる。

（４）そして、前記した構成の本発明の光学装置１０は、投写レンズや３光学装置本体４４の配設のレイアウトに選択性をもたせることができるため、小型化も容易となるため、プロジェクタ１自体の小型化をも図ることができる。

［実施形態の変形］
なお、以上説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。
例えば、前記した実施形態では、付勢部材５０１として、板状部材からなり、それぞれが特定形状の基部５０１Ａ、腕部５０１Ｂ及び脚部５０１Ｃを備えて構成されるいわゆる板ばね部材を例に挙げて説明したが、これには限定されず、例えば、ゴム等の弾性部材を付勢部材として用いてもよい。

前記した実施形態では、図６及び図７にも示したように、投写レンズ３と光学装置本体４４とが、光学装置本体４４のヘッド部４４５に対して嵌合突起４４６を、また、投写レンズ３のフランジ部３１に対して嵌合孔３１１をそれぞれ形成して、かかる嵌合突起４４６を嵌合孔３１１に嵌合させて両者を固着一体化させた態様を示したが、これには限定されず、例えば、光学装置本体４４のヘッド部４４５に対して嵌合孔を、また、投写レンズ３のフランジ部３１に嵌合突起を形成するようにして、両者を嵌合させて固着一体化させてもよい。あるいは、両者を所定の接着剤等の接着手段を用いて固着一体化させても問題はない。

なお、この投写レンズ３と光学装置本体４４は、前記した実施形態にあっては、両者をあらかじめ固着一体化した状態で、光学部品用筐体４０に形成された溝部４０１に挿入し、付勢部材５０１を用いて保持固定される態様を示したが、特に両者を固着一体化しない状態で光学部品用筐体４０の溝部４０１に挿入するようにして、付勢部材５０１により投写レンズ３及び光学装置本体４４と光学部品用筐体４０との押圧固定を行うようにしてもよい。また、この場合において、投写レンズ３と光学装置本体４４の着脱については、光学部品用筐体４０に対して両者を一緒に着脱してもよいし、あるいは、両者をそれぞれ別々に着脱するようにしてもよい。

前記した実施形態では、光学装置本体４４のヘッド部４４５の背面部４４５Ａには、略円筒形状の嵌合用突起４４７を形成して、当該嵌合用突起４４７が、光学部品用筐体４０に配設された溝部４０１内部の正面部４０１Ｃに形成された嵌合用孔４０２に嵌合させて両者を固着させた状態で、投写レンズ３のフランジ部３１の正面部３１Ｃと光学部品用筐体４０の溝部４０１内部の背面部４０１Ａとの間に付勢部材５０１を挿入させるようにした例を示したが、これには限定されず、嵌合用突起４４７を光学部品用筐体４０の溝部４０１内部の正面部４０１Ｃに形成させて、この嵌合用突起を光学装置本体４４のヘッド部４４５の背面部４４５Ａに形成された嵌合用孔に嵌合させて、両者を固定するようにしてもよい。そして、このようにしても、前記した（３）と同様な効果を好適に奏することができる。

なお、投写レンズ３に形成されたフランジ部３１の正面部３１Ｃと、光学部品用筐体４０に形成された溝部４０１内部の背面部４０１Ａに対して嵌合用突起及び嵌合用孔を形成して嵌合状態として固着させ、光学装置本体４４のヘッド部４４５の背面部４４５Ａと光学部品用筐体４０の溝部４０１内部の正面部４０１Ｃとの間に付勢部材５０１を挿入するようにしてもよく、このような手段によっても、投写レンズ３と光学装置本体４４の一体品と光学部品用筐体４０との固着が良好に行われることになる。

一方、投写レンズ３のフランジ部３１と光学装置本体４４のヘッド部４４５とを嵌合状態として固定せず、当該フランジ部３１とヘッド部４４５との一体部Ｘと光学部品用筐体４０との固着を付勢部材５０１の押圧固定だけとしてもよく、これによれば、投写レンズ３と光学装置本体４４との間の固定は、嵌合部を形成した場合と比較して若干劣ることとなるが、投写レンズ３等の光学部品用筐体４０からの脱着がスムースに行われるという利点がある。

前記した実施形態では、光学装置本体４４のヘッド部４４５と投写レンズ３のフランジ部を収納して固定保持する溝部４０１は、光学部品用筐体４０に一体形成されていたものであったが、これには限定されず、溝部４０１と光学部品用筐体４０を別々に形成して、両者を組み合わせるようにしてもよい。

また、嵌合部の形成について、嵌合突起４４６及び嵌合孔３１１、及び嵌合用突起４４７及び嵌合用孔４０２の形状を円筒形状とした例を示したが、嵌合状態を保持できるのであれば、これらの形状は任意のものであってよい。

前記実施形態では、光学装置における光軸の方向を変更する光軸変換素子としてダイクロイックミラー４２１，４２２を採用した例を示したが、これには限定されず、例えば、光軸変更素子として反射ミラー等を本発明に採用するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、光学装置本体４４について、３枚の液晶パネル４４１を用いたいわゆる三板式の光学装置１０及びプロジェクタ１を例として説明したが、これには限定されず、例えば、液晶パネル４４１は２枚であってもよく、また、４枚以上の液晶パネル４４１を備えた光学装置やプロジェクタについて、本発明の光学装置１０を採用してもよい。

前記実施形態では、光学部品用筐体４０の形状は、平面視した場合に略Ｌ字状とした例を示したが、例えば、平面視した場合に略Ｕ字状となる形状のものを採用してもよく、また、これ以外の形状としてもよい。

前記実施形態では、光変調装置として液晶パネル４４１を用いたプロジェクタ１を採用した例を示したが、これには限定されず、例えば、マイクロミラーを用いたデバイス等、液晶パネル以外を構成部品とする光変調装置を採用してもよい。
また、前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行う、いわゆるフロント投射式プロジェクタのみを例として示したが、これには限定されず、スクリーンを観察する方向とは反対側の方向から投射を行う、いわゆるリアタイプのプロジェクタに対して本発明の構成を採用してもよい。
その他、本発明の実施における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。

本発明の光学装置及びプロジェクタは、例えば、会議、学会、展示会等でのマルチメディアプレゼンテーションに適用される光学装置及びプロジェクタとして多目的に利用することができる。

本発明に係るプロジェクタの光学系の構造を示した模式図である。 光学系の一実施形態を示した図であって、投写レンズ及び光学装置本体を装着した状態を示す概略図である。 図２の光学系を他の方向からみた概略図である。 図２において、投写レンズ及び光学装置本体を取り外した状態を示した概略図である。 光学部品筐体に対する光学装置本体と投写レンズの固定状態を示した部分断面図である。 透写レンズと光学装置本体を一体化した状態を示した概略図である。 図６の一体品を他の方向から見た概略図である。 付勢部材の構造を示した斜視図である。

符号の説明

１…プロジェクタ、３…投写レンズ（投写光学装置）、１０…光学装置、３０…鏡筒、３１…フランジ部、３１Ａ…背面部、３１Ｃ…正面部、４０…光学部品用筐体、４２…色分離光学系、４４…光学装置本体、４４ｂ…光変調系、３１１…嵌合孔、４０１…溝部、４０１Ａ…背面部、４０１Ｂ…側面部、４０１Ｃ…正面部、４１１…光源装置、４２１，４２２…ダイクロイックミラー、４２３，４３２…反射ミラー、４４１…液晶パネル、４４２…入射側偏光板、４４３…射出側偏光板、４４４…クロスダイクロイックプリズム、４４５…ヘッド部、４４６…嵌合突起、４４７…嵌合用突起、Ｘ…一体部

Claims (6)

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、当該光変調装置で形成された光を合成する色合成光学系と、当該色合成光学系で合成された光束を拡大投射して投写画像を形成する投写光学装置とを備えた光学装置であって、
   前記投写光学装置が、レンズが収納される鏡筒と、当該鏡筒の基端に配設されるフランジ部を備え、
   前記光変調装置と色合成光学系とを備えた光学装置本体の射出方向には、前記フランジ部と対向して配設されるヘッド部を備え、
   前記フランジ部とヘッド部が一体とされて、光軸の略垂直方向に対して着脱可能な溝部に挿入され、
   当該溝部内部で当該フランジ部とヘッド部が付勢部材により押圧固定されていることを特徴とする光学装置。
2. 請求項１に記載の光学装置において、
   複数の光学部品を内部に収納し、各光学部品を所定の照明光軸上に位置決め配置する光学部品用筐体を備え、
   前記溝部が、当該光学部品用筐体に対して一体形成されていることを特徴とする光学装置。
3. 請求項１または請求項２の記載の光学装置において、
   前記フランジ部及びヘッド部が、
   両者のいずれか一方に対して嵌合突起を、またいずれか他方に対して嵌合孔をそれぞれ形成して、
   当該嵌合突起と嵌合孔が嵌合されて一体化されていることを特徴とする光学装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れかに記載の光学装置において、
   前記溝部、並びに前記フランジ部及びヘッド部を一体とした一体部が、
   両者のいずれか一方に対して嵌合用突起を、またいずれか他方に対して嵌合用孔をそれぞれ形成して、
   当該嵌合用突起と嵌合用孔が嵌合されて固着されていることを特徴とする光学装置。
5. 請求項１ないし請求項４の何れかに記載の光学装置において、
   前記付勢部材が板状部材からなり、略中央部分に位置する基部と、当該基部の両端から断面略八の字状に延出した腕部と、該腕部の先端から前記基部と平行に張り出した脚部とを備えて構成されることを特徴とする光学装置。
6. 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であって、
   請求項１ないし請求項５の何れかに記載の光学装置を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
   

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