JP2014145995A - 画像投影装置および照明光学系 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成であり、良好な表示性能を発揮する画像投影装置、及びそれに用いる照明光学系を提供する。
【解決手段】この画像投影装置は、一体に組み立てられた照明光学系（照明装置１）および投影光学系２と、それら照明光学系および投影光学系のうち、より大きな重量を有するいずれか一方のみと固定された架台３とを備える。前記投影光学系の重量は、前記照明光学系の重量よりも大きい。また前記照明光学系は光源を有し、前記光源は、発光ダイオードまたはレーザである。
【選択図】図２Ａ

Description

本開示は、照明光学系、ならびにこの照明光学系と投影光学系とを備えた画像投影装置に関する。

従来、ハロゲンランプやメタルハライドランプ等を光源として用いた照明光学系（照明装置）と、光変調素子や投影レンズを含む投影光学系（投影光学系）とを備えたプロジェクタ（画像投影装置）が知られている（特許文献１参照）。

近年では、このようなプロジェクタの分野においてマイクロプロジェクタと呼ばれる小型（手のひらサイズ）かつ軽量な携帯型プロジェクタが普及し始めている。このマイクロプロジェクタでは、照明装置の光源として主にＬＥＤ（Light Emitting Diode）が使用されている。さらに最近では、色再現範囲の拡大および低消費電力化の観点からレーザも注目されている。

特開２０１１−２６１１号公報

このようなＬＥＤやレーザを光源とするマイクロプロジェクタでは、ランプを光源とするプロジェクタの寸法や重量と比較して非常に小さくなっている。一方、短焦点型のマイクロプロジェクタでは、投影光学系がレンズと凹面もしくは凸面ミラーを組み合わせた構成が採用されることが多く、その寸法や重量を照明光学系の寸法や重量と同程度にすることが特に困難である。なお短焦点型とは一般に投影光学系のスローレシオ（throw ratio）が例えば０．７５以下のものをいう。特に例えば０．３８以下のものは超短焦点型と呼ばれることもある。また、ここでいうスローレシオとは、投影光学系の出射部からスクリーン面までの距離を投射画面の横幅で除した値であり、その値が小さいほどより短い距離でも大画面を投影できることを示す。上記困難性のため、照明光学系および投影光学系を、それらを収容する架台（あるいは筐体）にそれぞれ固定した場合、その架台の厚さを十分に大きくするなどして構造上の強化を図ることが望まれることから、結果として全体構成の小型化および軽量化の妨げとなっていた。また、温度変化による架台の膨張収縮や重量による撓み、衝撃による変形等によって照明光学系および投影光学系の光軸ずれが生じ、表示性能の低下を生じることもあった。

本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、よりコンパクトな構成でありながら、良好な表示性能を発揮しうる画像投影装置、およびそれに用いる照明光学系を提供することにある。

本開示の一実施形態としての画像投影装置は、一体に組み立てられた照明光学系および投影光学系と、これら照明光学系および投影光学系のうち、より大きな重量を有するいずれか一方のみと固定された架台とを備えたものである。

本開示の一実施形態としての照明光学系は、投影光学系と架台とを備えた画像投影装置に搭載されるものであって、投影光学系と一体に組み立てられ、かつ、自らと投影光学系とのうち、より大きな重量を有するいずれか一方のみが架台と固定されるものである。

本開示の一実施形態としての照明光学系および画像投影装置では、照明光学系および投影光学系が互いに一体に組み立てられているので、それらを個別に架台と固定する場合と比較してコンパクトな構成となる。また、それら照明光学系および投影光学系のうち、相対的に大きな重量を有するいずれか一方のみを架台と固定するようにしたので、架台の寸法の変化または歪み（撓み）による照明光学系と投影光学系との間において光軸ずれが生じにくい。

本開示の一実施形態としての照明光学系および画像投影装置によれば、よりコンパクトな構成でありながら、架台の寸法の変化または歪み（撓み）に起因した光軸ずれを防止することができ、良好な表示性能を発揮することができる。

本開示の一実施の形態に係る表示装置の全体構成例を表す模式図である。 図１に示した表示装置の要部を分解して表す分解斜視図である。 図１に示した表示装置の要部を表す斜視図である。 図１に示した表示装置の要部の変形例を分解して表す分解斜視図である（変形例１）。 図１に示した表示装置の要部の変形例を表す斜視図である（変形例１）。

従来のマイクロプロジェクタのなかには、携帯機器に内蔵するという観点から、照明光学系から投影光学系までを一体化したモジュール構造を採用したものがある。このようなモジュール構造では、照明光学系において発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザを光源として用いることで小型化を図ると共に、投影光学系としても、スローレシオが比較的大きく、例えば０．７５を上回る通常焦点型の、比較的小さな寸法のものが採用されている。ところが、光源としてＬＥＤやレーザを用いることで小型化した照明光学系に、スローレシオが比較的小さな、大型の短焦点型の投影光学系を組合せてなる卓上型のプロジェクタも考えられる。このような卓上型プロジェクタの場合、照明光学系を、小型化された共通の照明光学系モジュールとすれば、それを通常焦点型の小型の投影光学系と組合せることで、携帯機器にも内蔵可能なプロジェクタを実現できる。さらに、小型化された共通の照明光学系モジュールを、短焦点型の大型の投影光学系と組み合わせれば、卓上型の短焦点型プロジェクタを構成できるというメリットがある。

また、従来のプロジェクタにおいては照明光学系も投影光学系も同一のブロック（架台）上に各々組み付けられていた。しかしながら、照明光学系と投影光学系との光軸ずれを防止すると観点から、照明光学系と投影光学系とは一体に組み立てられていることが好ましい。また一体に組み立てた後に照明光学系と投影光学系とをそれぞれ架台に固定すると、架台の平面度や寸法精度や強度によっては照明光学系および投影光学系を架台に固定する際に架台が変形し、光軸がずれてしまうという問題がある。したがって、照明光学系および投影光学系のいずれか一方のみを架台に固定することが望ましい。

しかし上述したように共通の照明光学系に投影光学系を固定する場合、両者の重量比が問題となる場合がある。例えば小型の投影光学系の重量は照明光学系の重量の１／３以下であるのに対し、大型の投影光学系の重量は照明光学系の重量の３倍以上であることもあるからである。このとき重量の小さい方を架台に固定してしまうと、大きい方の重量により小さい方が変形しやすくなる。また衝撃を受けたときには、その衝撃の影響がさらに大きくなる。このため、重量の大きい方のみを架台に固定することが好ましい。

以下、本開示の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［表示装置の概略構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係る表示装置の全体構成を表す。この表示装置は、スクリーン３０（被投射面）に対して映像（映像光）を投影する画像投影装置であり、照明装置１と、この照明装置１からの照明光を用いて映像表示を行うための投影光学系２と、照明光学系１および投影光学系２を収容する外装としての架台３とを備えている。投影光学系２のスローレシオは例えば０．７５以下であり、そのようなスローレシオを有する画像投影装置は短焦点型と呼ばれる。投影光学系２のスローレシオが特に小さく、例えば０．３８以下である場合、そのような画像投影装置は超短焦点型と呼ばれることがある。照明装置１および投影光学系２は一体に組み立てられており、例えば投影光学系２のみが架台３に固定されている。なお、架台３は外装の一部であってもよい。

（照明装置１）
照明装置１は、筐体１０の内部に、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇ、青色レーザ１１Ｂ、カップリングレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、ダイクロイックプリズム１３１，１３２、フライアイレンズ１４およびコンデンサレンズ１５を備えている。なお、図中に示したＺ０は光軸を表している。

赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂはそれぞれ、赤色レーザ光、緑色レーザ光または青色レーザ光を発する３種類のレーザ光源である。これらのレーザ光源により光源部が構成されている。赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂは、それぞれ例えばパルス発光を行う。すなわち、例えば所定の発光周波数（発光周期）により、間欠的（断続的）にレーザ光を出射するようになっている。赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂはそれぞれ、例えば半導体レーザや固体レーザ等からなる。半導体レーザである場合、例えば、赤色レーザ光の波長λｒは６００〜７００ｎｍ程度、緑色レーザ光の波長λｇは５００〜６００ｎｍ程度、青色レーザ光の波長λｂは４００〜５００ｎｍ程度である。

カップリングレンズ１２Ｇは、緑色レーザ１１Ｇから出射された緑色レーザ光をコリメートして（すなわち平行光に変換してそれを）ダイクロイックプリズム１３１と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。同様に、カップリングレンズ１２Ｂは、青色レーザ１１Ｂから出射された青色レーザ光をコリメートしてダイクロイックプリズム１３１と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。カップリングレンズ１２Ｒは、赤色レーザ１１Ｒから出射された赤色レーザ光をコリメートしてダイクロイックプリズム１３２と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。なお、これらのカップリングレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによって、ここでは入射した各レーザ光をコリメートしている（平行光に変換している）が、この場合には限られず、カップリングレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによってコリメートしなくてもよい（平行光としてなくてもよい）。ただし、上記のようにコリメートしたほうが装置構成の小型化を図ることができるので、より望ましい。

ダイクロイックプリズム１３１は、カップリングレンズ１２Ｂを介して入射した青色レーザ光を選択的に透過させる一方、カップリングレンズ１２Ｇを介して入射した緑色レーザ光を選択的に反射させるプリズムである。ダイクロイックプリズム１３２は、ダイクロイックプリズム１３１から出射した青色レーザ光および緑色レーザ光を選択的に透過させる一方、カップリングレンズ１２Ｒを介して入射した赤色レーザ光を選択的に反射させるプリズムである。これにより、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光に対する色合成（光路合成）がなされる。

フライアイレンズ１４は、基板上に複数のレンズ（単位セル）が２次元配置された光学部材（インテグレータ）であり、これら複数のレンズの配列に応じて入射光束を空間的に分割して出射させるものである。フライアイレンズ１４は、ここではダイクロイックプリズム１３２とコンデンサレンズ１７との間の光路上に配置されている。フライアイレンズ１４では、分割された光束が重畳されるように出射される。これにより、フライアイレンズ１４からの出射光の均一化（面内の光量分布の均一化）が図られる。なお、フライアイレンズ１４では、斜入射光も効率良く照明光として利用するため、その光入射面側だけでなく光出射面側にも単位セル（所定の曲率を有する単位レンズ）が形成されているとよい。

コンデンサレンズ１５は、フライアイレンズ１５２からの出射光を集光し、照明光として出射させるためのレンズである。

照明装置１には、さらに、光変調素子としての反射型液晶パネル１６および偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ；Polarization Beam Splitter）１７を備えている。

ＰＢＳ１７は、特定の偏光（例えばＰ偏光）を選択的に透過させると共に、他の偏光（例えばＳ偏光）を選択的に反射させる光学部材である。これにより、照明装置１からの照明光（例えばＳ偏光）が選択的に反射されて反射型液晶パネル１６へ入射すると共に、この反射型液晶パネル１６から出射した映像光（例えばＰ偏光）が選択的に透過し、後述の投影レンズ２１へ入射するようになっている。

なお、ＰＢＳ１７と反射型液晶パネル１６との間の光路上に、フィールドレンズ（図示せず）を配置してもよい。このフィールドレンズにより照明光をテンセントリックに反射型液晶パネル１６へ入射させることで、照明装置１のコンパクト化を図ることができるからである。

反射型液晶パネル１６は、照明装置１からの照明光を、図示しない表示制御部から供給される映像信号に基づいて変調しつつ反射させることにより、映像光を出射する光変調素子である。このとき、反射型液晶パネル１６では、入射時の偏光と出射時の偏光とが異なるものとなるように反射がなされる。このような反射型液晶パネル１６は、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の液晶素子からなる。

（投影光学系２）
投影光学系２は、例えば１または２以上の投影レンズ２１が鏡筒２２に収容されてなるものである。投影レンズ２１は、反射型液晶パネル１６により変調された照明光（映像光）をスクリーン３０に対して投射（拡大投射）するためのレンズである。
投影光学系２が短焦点型の場合、例えば１または２以上の投影レンズ２１からの出射光を反射させてスクリーン３０に投射するための凹面ミラーもしくは凸面ミラーが配置されてもよい。これにより投影光学系２からスクリーン３０までの距離が小さくても、スクリーン上に大きな画面を投影することができる。

［照明装置１と投影光学系２との組み付け例］
次に、図２Ａ，２Ｂを参照して、本実施の形態の表示装置における要部の詳細な配置位置について説明する。図２Ａは、本実施の形態の表示装置の要部を、照明装置１、投影光学系２および架台３の各部分に分解した分解斜視図であり、図２Ｂはそれらを組み付けた状態を表す斜視図である。本実施の形態の表示装置では、照明装置１と投影光学系２とは、例えば光軸Ｚ０に沿って広がる各々の面同士が対向して固定されている。また、この表示装置では、照明装置１よりも投影光学系２のほうが大きな重量を有する。投影光学系２の重量は、照明装置１の重量の３倍以上であるとよい。このため、照明装置１は投影光学系２に固定され、投影光学系２のみが架台３に固定されている。ここで、照明装置１と架台３とは、互いに直接的に接触することなく離間して設けられている。これに対し、照明装置１と投影光学系２とは、互いに直接的に接触して固定されている。照明装置１の筐体１０は、投影光学系２に取り付けられている。

鏡筒２２は、例えば光軸Ｚ０に沿って順に配置された円筒部分２２Ａ〜２２Ｃを有する。円筒部分２２Ａ〜２２Ｃには、例えば１または複数のレンズが保持されている。また円筒部分２２Ａ〜２２Ｃには、上記１または複数のレンズからの出射光を反射する凹面ミラーもしくは凸面ミラーが保持されていてもよい。上記凹面ミラーもしくは凸面ミラーからの出射光を反射する平面ミラーがさらに保持されていてもよい。円筒部分２２Ａの下部（架台３と接する部分）にはフランジ２３が例えば２箇所設けられている。但し、図２Ａ，２Ｂでは、一方のフランジ２３が円筒部分２２Ａ，２２Ｂの背後に位置するため視認できない。フランジ２３には、嵌号穴４１Ｂと、２つのねじ止め用の穴４３とがそれぞれ設けられている。また、円筒部分２２Ｂの、円筒部分２２Ａと反対側の端面２２ＢＳには、例えば光軸Ｚ０に沿って広がる平板状の接続部２４が円筒部分２２Ｂと並んで立設している。接続部２４には、光軸Ｚ０に沿って広がる上面２４Ｓに、ボス５１Ａ，５１Ｂと、２つのねじ穴５３とが設けられている。上面２４Ｓは、筐体１０の下面１０Ｓと当接する面であり、これも光軸Ｚ０に沿って広がっている。「光軸Ｚ０に沿って」とは、光軸Ｚ０との相対角度が０°以上４５°以下であることを意味する。なお、上面２４Ｓおよび下面１０Ｓは、いずれも光軸Ｚ０と平行であることが望ましい。上面２４Ｓおよび下面１０Ｓの形成や、鏡筒２２と筐体１０との固定作業が容易となるからである。その場合、上面２４Ｓおよび下面１０Ｓは、光軸Ｚ０上に存在する場合に限られない。また以上の説明では鏡筒２２は円筒部分２２Ａ〜２２Ｃを有するものとしたが、鏡筒２２の構成はこれに限定されず、１または複数のレンズを保持するものであれば他の構成を取り得る。１または複数のレンズに加え、凹面ミラーもしくは凸面ミラー、または平面ミラーを保持できればなおよい。

筐体１０には、ＰＢＳ１７から外部へ出射される出射光が通過する開口１０Ｗが設けられている。照明装置１は、筐体１０の開口１０Ｗが投影光学系２における鏡筒２２の円筒部分２２Ｃの端面と対向し、光軸Ｚ０が一致するように鏡筒２２に固定されている。筐体１０には、嵌号穴５２Ａ，５２Ｂおよび２つのねじ止め用の穴５４がそれぞれ設けられている。嵌号穴５２Ａ，５２Ｂには、接続部２４に設けられたボス５１Ａ，５１Ｂがそれぞれ嵌号する。これにより、筐体１０と鏡筒２２との相対位置が決定される。また、２つのねじ止め用の穴５４はそれぞれ筐体１０を貫通しており、接続部２４に設けられた２つのねじ穴５３と連通するように相互に対応した位置に設けられている。連通するねじ穴５３およびねじ止め用の穴５４にはねじ５５が挿入され、これにより鏡筒２２（投影光学系２）と照明装置１とが締結されている。なお、照明装置１と投影光学系２との相対位置は、光軸Ｚ０に沿って調整できるようにしてもよい。これにより例えば照明装置１の反射型液晶パネル１６と投影光学系２の投影レンズ２１との相対位置を調整できるからである。このような相対位置の調整については、鏡筒２２の円筒部分２２Ｂもしくは円筒部分２２Ｃを、鏡筒内のらせん溝によって光軸に沿って前後に移動させるヘリコイド調整機構を用いてもよい。また、筐体１０を鏡筒２２に対してスライドさせるスライド機構を用いて調整してもよい。あるいは筐体１０の取付け部にガタを持たせて、鏡筒２２に対する相対位置をジグで調整したのちに固定するようにしてもよい。なお、相対位置の調整は、上記の方法による場合に限定されず、他の方法によって行ってもよい。また、筐体１０は例えば金属などの、熱伝達性の良い材質からなるとよい。さらに、放熱フィンを備えるなどして放熱性に優れた構造を有し、光源から鏡筒２２へ熱が伝わりにくくなっていることがより望ましい。

架台３は、例えばＡＢＳ樹脂などからなる。架台３の上面３Ｓには、２つのボス４１Ａと、４つのねじ穴４２とが設けられている。ボス４１Ａは、フランジ２３の嵌号穴４１Ｂと嵌号する。これにより、架台３と鏡筒２２との相対位置が決定される。ねじ穴４２は、それぞれフランジ２３のねじ穴４２と連通しており、ねじ穴４２およびねじ止め用の穴４３に挿入されたねじ４４により鏡筒２２（投影光学系２）と架台３とが締結されている。

［表示装置の表示動作］
この表示装置では、図１に示したように、まず照明装置１において、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂからそれぞれ出射された各色レーザ光（赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光）が、カップリングレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによってそれぞれコリメートされ、平行光となる。次いで、平行光となった各色レーザ光は、ダイクロイックプリズム１３１，１３２によって色合成（光路合成）がなされる。光路合成がなされた各レーザ光は、フライアイレンズ１４およびコンデンサレンズ１５をこの順に通過し、照明光としてＰＢＳ１７に入射する。この際、フライアイレンズ１４により、ＰＢＳ１７への入射光の均一化（面内の光量分布の均一化）が図られている。

ＰＢＳ１７へ入射した照明光は、ＰＢＳ１７によって選択的に反射され、反射型液晶パネル１６へ入射する。反射型液晶パネル１６では、この照明光が映像信号に基づいて変調されつつ反射されることにより、映像光として出射する。ここで、反射型液晶パネル１６では、入射時の偏光と出射時の偏光とが異なるので、反射型液晶パネル１６から出射した映像光は選択的にＰＢＳ１７を透過し、投影光学系２へと入射する。そして、投影光学系２へ入射した映像光は、投影レンズ２１などによって、スクリーン３０に対して投射（拡大投射）される。

この際、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂはそれぞれ、例えば、所定の発光周波数による間欠的な発光動作を行う。これにより、各色レーザ光（赤色レーザ光，緑色レーザ光，青色レーザ光）が、時分割的に順次出射される。そして、反射型液晶パネル１６では、各色成分（赤色成分、緑色成分、青色成分）の映像信号に基づいて、対応する色のレーザ光が時分割的に順次変調される。このようにして、映像信号に基づくカラー映像表示がこの表示装置においてなされる。

［表示装置の作用効果］
このように、本実施の形態では、互いに固定された照明装置１および投影光学系２のうち、相対的に大きな重量を有する投影光学系２を架台３に固定するようにした。その一方、相対的に小さな重量を有する照明装置１を、架台３に固定するのではなく投影光学系２に固定するようにした。そのため、本実施の形態の表示装置では、照明装置１および投影光学系２を個別に架台３へ固定する場合と比較してコンパクトな構成となる。また、熱や重量に伴う架台３の寸法の変化または歪み（撓み）に起因した照明装置１の光軸と投影光学系２の光軸との位置ずれが生じにくい。また照明装置１の重量を投影光学系２の重量の３分の１以下とした場合には、落下等の衝撃を受けたときでも架台３に固定された投影光学系２に過大な負荷が加わりにくく、照明装置１の光軸と投影光学系２の光軸との位置ずれも生じにくい。そのため、この表示装置は、良好な表示性能を発揮することができる。なお、照明装置１と架台３とは、フレキシブル配線基板や可撓性を有する放熱部材等の、相互の位置関係を固定する機能を有しない部材により相互に接続されていてもよい。

本実施の形態では、特に、照明装置１における下面１０Ｓおよび投影光学系２における上面１０Ｓがいずれも光軸Ｚ０に沿って広がり、かつそれらが当接して固定されている。このため、鏡筒２２の口径（投影レンズの径）に制限されることなく、互いに当接して固定される下面１０Ｓおよび上面２４Ｓの面積を十分に確保することができる。よって、構造上、照明装置１と投影光学系２とを安定して保持することができる。その結果、より良好な表示性能を発揮することができる。

さらに、本実施の形態の表示装置では、照明装置１を、架台３と接することなくそれと離間して設けるようにした。そのため、照明装置１の周囲に放熱を行うための空気の流路となる空間の確保が容易となり、動作時における照明装置１の冷却を十分に行うことができる。したがって、この表示装置では、全体を小型化した場合であっても、架台３に対する加熱を十分に抑えることができ、安全性の面での信頼性も向上する。

さらに、本実施の形態の表示装置では、照明装置１として、レーザ光源や光合波素子（ダイクロイックプリズム１３１，１３２）などと共に反射型液晶パネル１６およびＰＢＳ１７をも一の筐体１０に収めてユニット化した。このため、表示装置の全体構成をコンパクト化しつつ、その組立作業の効率化および高精度化の向上にも適する。

［変形例１］
図３Ａ，３Ｂは、本実施の形態における一変形例（変形例１）としての表示装置の要部を表す。図３Ａは、本変形例としての表示装置の要部を、照明装置１Ａ、投影光学系２Ａおよび架台３の各部分に分解した分解斜視図であり、図３Ｂはそれらを組み付けた状態を表す斜視図である。

上記実施の形態の表示装置は、照明装置１と投影光学系２とが、光軸Ｚ０に沿って広がる下面１０Ｓおよび上面２４Ｓが対向して固定されたものである。これに対し、本変形例の表示装置は、照明装置１Ａおよび投影光学系２Ａを有している。照明装置１Ａおよび投影光学系２Ａは、光軸Ｚ０と交差する方向に広がる各々の面、すなわち端面１０ＢＳおよび端面２２ＢＳ（後出）が対向して固定されたものである。「光軸Ｚ０と交差する方向」とは、光軸Ｚ０との相対角度が４５°超９０°以下であることを意味する。なお、端面１０ＢＳおよび端面２２ＢＳは、いずれも光軸Ｚ０に対して直交していることが望ましい。端面１０ＢＳおよび端面２２ＢＳの形成や、照明装置１（筐体１０Ａおよび接続部材１０Ｂ）と鏡筒２２との固定作業が容易となるからである。

照明装置１Ａは、筐体１０Ａに、円筒状の開口１０Ｋを有する環状の接続部材１０Ｂが固定されたものである。筐体１０Ａは、例えば接続部材１０Ｂを備えたことを除き、筐体１０と実質的に同様の構成を有する。開口１０Ｋは、反射型液晶パネル１６から出射し、選択的にＰＢＳ１７を透過した映像光が出射する位置に対応して設けられている。接続部材１０Ｂの、筐体１０Ａと反対側の端面１０ＢＳは、上述のように、端面２２ＢＳと当接して固定されている。具体的には、端面２２ＢＳには例えばボス６１およびねじ止め用の穴６３が２つずつ設けられており、端面１０ＢＳには嵌号穴６２と、貫通したねじ穴６４とがそれぞれ２つずつ設けられている。ボス６１は嵌号穴６２と嵌号し、これにより照明装置１Ａと投影光学系２Ａとの相対位置が決定される。２つのねじ止め用の穴６３は、それぞれねじ穴６４と連通しており、ねじ止め用の穴６３およびねじ穴６４に挿入されたねじ６５により投影光学系２Ａと照明装置１Ａとが締結されている。

このような構成の照明装置１Ａおよび投影光学系２Ａを備えた表示装置であっても、上記実施の形態における表示装置と同様の作用効果が得られる。特に、上記実施の形態の表示装置と比較すると、光軸Ｚ０に沿った方向の寸法を縮小するのに適した構成である。

以上、実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、接続部２４の上面２４Ｓと、筐体１０の下面１０Ｓとが互いに当接する場合を例示して説明したが、本技術はこれに限定されない。例えば接続部２４の上面２４Ｓと、筐体１０の下面１０Ｓとが他の部材を挟んで対向し、接続部２４と筐体１０とが間接的に固定されていてもよい。

また、上記実施の形態等では、照明光における主偏光成分がＳ偏光成分である場合について説明したが、これには限られず、逆に照明光における主偏光成分がＰ偏光成分である場合についても、本開示の技術を適用することが可能である。

また、上記実施の形態等の表示装置では、照明装置よりも投影光学系のほうが大きな重量を有する場合について説明したが、本技術はこれに限定されない。すなわち、投影光学系よりも照明装置のほうが大きな重量を有するようにしてもよい。その場合、照明装置が架台に固定されるようにすればよい。

さらに、上記実施の形態等では、複数種類（赤色用，緑色用，青色用）の光源がいずれもレーザ光源である場合について説明したが、この場合には限られず、他の光源（例えばＬＥＤ等）を用いてもよい。あるいは、レーザ光源と他の光源（例えばＬＥＤ等）とを組み合わせて用いてもよい。

加えて、上記実施の形態等では、光変調素子が反射型の液晶素子である場合を例に挙げて説明したが、この場合には限られない。すなわち、例えば透過型の液晶素子であってもよく、あるいは、液晶素子以外の光変調素子（例えば、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）など）であってもよい。

また、上記実施の形態等では、異なる波長の光を発する３種類の光源を用いた場合について説明したが、例えば３種類の光源ではなく、１種類や２種類，４種類以上の光源を用いるようにしてもよい。

さらに、上記実施の形態等では、照明装置および表示装置の各構成要素（光学系）を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。具体的には、例えばダイクロイックプリズム１３１，１３２の代わりに、ダイクロイックミラーを設けるようにしてもよい。

また、本技術は以下のような構成を取り得るものである。
（１）
一体に組み立てられた照明光学系および投影光学系と、
前記照明光学系および前記投影光学系のうち、より大きな重量を有するいずれか一方のみと固定された架台と
を備えた
画像投影装置。
（２）
前記投影光学系が前記照明光学系よりも大きな重量を有する
上記（１）記載の画像投影装置。
（３）
前記照明光学系は光源を有し、
前記光源は、発光ダイオードまたはレーザである
上記（２）記載の画像投影装置。
（４）
前記投影光学系のスローレシオが０．７５以下である
上記（２）または（３）に記載の画像投影装置。
（５）
前記投影光学系の重量は、前記照明光学系の重量の３倍以上である
上記（４）記載の画像投影装置。
（６）
前記照明光学系を収容する筐体をさらに備え、
前記筐体と前記投影光学系とが一体に組み立てられている
上記（１）から（５）のいずれか１つに記載の画像投影装置。
（７）
前記筐体は、金属からなる
上記（６）記載の画像投影装置。
（８）
前記架台は、前記照明光学系および前記投影光学系を収容する外装である
上記（１）から（７）のいずれか１つに記載の画像投影装置。
（９）
前記照明光学系と前記架台とは、互いに直接的に接触することなく離間して設けられている
上記（２）記載の画像投影装置。
（１０）
前記照明光学系は、光合波素子と、光変調素子とをさらに有する
上記（３）記載の画像投影装置。
（１１）
前記照明光学系および前記投影光学系は、互いに直接的に接触して固定され、または他の部材を介して間接的に固定されている
上記（１）から（１０）のいずれか１つに記載の画像投影装置。
（１２）
前記照明光学系および前記投影光学系は、光軸に対して平行な各々の面同士が対向して固定されている
上記（１０）または（１１）に記載の画像投影装置。
（１３）
前記照明光学系および前記投影光学系は、光軸に対して直交する各々の面同士が対向して固定されている
上記（１０）または（１１）に記載の画像投影装置。
（１４）
前記照明光学系および前記投影光学系は、それぞれ、光軸方向において相対位置が調整可能となっている
上記（１）から（１３）のいずれか１つに記載の画像投影装置。
（１５）
投影光学系と架台とを備えた画像投影装置に搭載される照明光学系であって、
前記投影光学系と一体に組み立てられ、かつ、自らと前記投影光学系とのうち、より大きな重量を有するいずれか一方のみが前記架台と固定される
照明光学系。

１…照明装置、２…投影光学系、３…架台、１０…筐体、１０Ｓ…下面、１１Ｒ…赤色レーザ、１１Ｇ…緑色レーザ、１１Ｂ…青色レーザ、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…カップリングレンズ、１３１，１３２…ダイクロイックプリズム、１４…フライアイレンズ、１５…コンデンサレンズ、１６…反射型液晶パネル、１７…偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、２１…投影レンズ、２２…鏡筒、２３…フランジ、２４…接続部、２４Ｓ…上面、３０…スクリーン、４１Ａ，５１Ａ，５１Ｂ…ボス、４１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ…嵌号穴、４２，５３，６４…ねじ穴、４３，５４，６３…ねじ止め用の穴、４４，５５，６５…ねじ、Ｚ０…光軸。

Claims (15)

1. 一体に組み立てられた照明光学系および投影光学系と、
   前記照明光学系および前記投影光学系のうち、より大きな重量を有するいずれか一方のみと固定された架台と
   を備えた
   画像投影装置。
2. 前記投影光学系の重量は、前記照明光学系の重量よりも大きい
   請求項１記載の画像投影装置。
3. 前記照明光学系は光源を有し、
   前記光源は、発光ダイオードまたはレーザである
   請求項２記載の画像投影装置。
4. 前記投影光学系のスローレシオが０．７５以下である
   請求項２記載の画像投影装置。
5. 前記投影光学系の重量は、前記照明光学系の重量の３倍以上である
   請求項４記載の画像投影装置。
6. 前記照明光学系を収容する筐体をさらに備え、
   前記筐体と前記投影光学系とが一体に組み立てられている
   請求項１記載の画像投影装置。
7. 前記筐体は、金属からなる
   請求項６記載の画像投影装置。
8. 前記架台は、前記照明光学系および前記投影光学系を収容する外装である
   請求項１記載の画像投影装置。
9. 前記照明光学系と前記架台とは、互いに直接的に接触することなく離間して設けられている
   請求項２記載の画像投影装置。
10. 前記照明光学系は、光合波素子と、光変調素子とをさらに有する
    請求項３記載の画像投影装置。
11. 前記照明光学系および前記投影光学系は、互いに直接的に接触して固定され、または他の部材を介して間接的に固定されている
    請求項１記載の画像投影装置。
12. 前記照明光学系および前記投影光学系は、光軸に対して平行な各々の面同士が対向して固定されている
    請求項１０記載の画像投影装置。
13. 前記照明光学系および前記投影光学系は、光軸に対して直交する各々の面同士が対向して固定されている
    請求項１０記載の画像投影装置。
14. 前記照明光学系および前記投影光学系は、それぞれ、光軸方向において相対位置が調整可能となっている
    請求項１記載の画像投影装置。
15. 投影光学系と架台とを備えた画像投影装置に搭載される照明光学系であって、
    前記投影光学系と一体に組み立てられ、かつ、自らと前記投影光学系とのうち、より大きな重量を有するいずれか一方のみが前記架台と固定される
    照明光学系。

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