JP3705287B2

JP3705287B2 - 光学ユニットおよび投写型表示装置

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Publication number: JP3705287B2
Application number: JP2004035040A
Authority: JP
Inventors: 基行藤森
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2017-11-07
Also published as: JP2004157567A

Description

本発明は、光学ユニットおよび投写型表示装置に関する。

投写型表示装置は基本的には次の各部分から構成されている。すなわち、光源ランプユニット（光源部）と、ここから出射された白色光束をＴＶ、パーソナルコンピュータ等からの画像情報に対応したカラー画像を合成できるように光学的に処理する光学系と、ここで合成された光束をスクリーン上に投写する投写レンズユニットと、電源ユニットと、制御回路等が搭載された回路基板群である。投写レンズユニットを除きこれらの各部分は装置外装ケース内に配置され、投写レンズユニットは一般には装置の前面から突出した状態で取付けられている。

ここで、光学系は、光源ランプユニットから出射された白色光束を３原色の各色光束に分離する色分離光学系、分離された各色の光束を画像情報に基づいて変調する３枚の液晶ライトバルブ、該液晶ライトバルブを介して変調された各色の変調光束を合成する色合成光学系などである。これらの光源ランプユニット、色分離光学系、液晶ライトバルブなどは、従来、樹脂製のライトガイド内に所定のレイアウトで配置される。これに対して、色合成光学系および投写レンズユニットは、ライトガイドとは別体の金属製のヘッド体に搭載され、このヘッド体がライトガイドに搭載される。このようにしてライトガイドに各種光学部品が支持され、それが光学ユニットとして電源ユニットや回路基板群とともに装置外装ケース内に配置されることになる。

また、光学ユニットには前記のとおり、各種の光学部品が搭載され、それらの光軸を調整する必要があるので、様々な光軸調整機構が構成されている。しかも、投写型表示装置では光源ランプユニット、色合成光学系、電源ユニットからかなりの発熱があるので、様々な冷却機構も組み込まれている。一般的には、外装ケースの通気口から吸気ファンによって外気を導入して、内部の発熱源の部分を経由して外気を流した後に排気している。

この種の投写型表示装置の多くは完全据え置きタイプというよりは、必要に応じて会議室に持ち込まれ、会議資料などをスクリーン上に投写するなどの目的で使用される。このため、投写型表示装置には持ち運びが可能な位に軽量であることが望まれる。

しかし、従来の投写型表示装置では、光源部、色合成光学系、電源ユニットからかなりの発熱があっても各種光学部品の光軸にずれが生じないように、樹脂製のライトガイドを肉厚に成形してその強度を高めてあるので、投写型表示装置の小型化、軽量化を図れないという問題点がある。また、樹脂自身の放熱性が低い上にライトガイドを肉厚にすると、その分、光学ユニットからの放熱性が低くなるので、光学部品が高温になり、大きな安全率をもって光学部品を使用しないと信頼性の低下を招くという問題点もある。

また、高速で微弱なビデオ信号を処理する回路類と、強力なノイズを発生する光源ランプが併存するため、ＥＭＩ対策が難しいという問題点もある。

そこで、本発明の課題は、このような点に着目して、使用部材の材質を改良することにより、軽量化および放熱性能の向上を図れるとともに、高信頼性化を図れる光学ユニットおよび投写型表示装置を提供することにある。

さらに、本発明の他の課題は、ＥＭＩ対策も容易に施すことのできる光学ユニットおよび投写型表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の光学ユニットは、光源部から出射された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を投写光学系を介して投写面上に拡大投写する投写型表示装置に用いられる光学ユニットであって、前記光源部から出射された光束を複数色の光束に分離する色分離光学系と、分離された各色の光束を画像情報に基づいて変調する複数のライトバルブと、該ライトバルブを介して変調された各色の変調光束を合成する色合成光学系と、該色合成光学系によって合成された変調光束を投写面に向けて拡大投写する投写光学系とを有し、前記光源部、前記色分離光学系、前記ライトバルブ、前記色合成光学系、および前記投写光学系は、マグネシウム合金からなる成型品を用いたライトガイドに支持されており、前記ライトガイドには、前記色分離光学系を構成する光学部品または前記ライトバルブを位置決め固定するための光学部品位置決め部を備え、前記光学部品位置決め部のうちの平板状の光学部品を位置決めする位置決め部は、位置決めされる平板状の光学部品の両平面を挟んで支持する受け部と、前記位置決めされる平板状の光学部品の対向する平面を挟んで支持する２つの支持部とを備え、前記平板状の光学部品を位置決めする位置決め部は、前記受け部と前記２つの支持部とによって前記位置決めされる平板状の光学部品を３点支持する構造となっており、前記支持部は、前記位置決めされる平板状の光学部品の平面方向にずれた位置にそれぞれ配置され、前記平板状の光学部品の対向する平面を挟んで支持する一対の位置決め部材で構成されていることを特徴とする。

本発明におけるマグネシウム合金からなる成形品とは、マグネシウム単独の素材からなるものに限定されることなく、マグネシウム合金からなる成形品をも含む意味である。

本発明によれば、光学ユニットのライトガイドに用いたマグネシウム合金からなる成形品は、樹脂からなる成形品に比較して、比重が小さく、かつ、放熱性および熱伝導率が高い。また、樹脂からなる成形品に比較して肉薄でも高い強度を有する。また、表１に比較して示すように、アルミニウム合金からなる成形品や亜鉛合金からなる成形品と比較しても、比重が小さく、かつ、比熱が大きいわりには放熱性および熱伝導率が高い。たとえば、樹脂からなる成形品の比重は約２．７とアルミニウム合金からなる成形品と同等であるのに対して、マグネシウム合金からなる成形品の比重は約１．８である。このため、光学ユニットを軽量化することができる。

また、ライトガイドを肉薄で構成しても十分な強度を有するので、肉薄にした分、光学ユニットのさらなる軽量化を図ることができる。さらに、ライトガイドを肉薄にすると、その分、放熱性が高まることに加えて、投写型表示装置内に空間的な余裕ができるので、外装ケースの通気口に配置する吸気ファンの前後に十分な空間を確保して冷却用空気の取り入れをスムーズにすることができるなど、構造面からも冷却効率を高めることができる。それ故、内部の温度上昇を抑えることができ、偏光変換素子などといった光学素子の耐熱面でのマージンを実質的に大きく確保できるので、信頼性が向上する。また、マグネシウム成形品は、樹脂成形品と比較して耐衝撃性や耐振動性が高いので、安定した精度を維持でき、故障が起きにくい。しかも、マグネシウム成形品は、樹脂成形品と違って材質の劣化がほとんどないので、信頼性も高い。たとえば、樹脂成形品は光源部からの紫外線を受けると、樹脂の一部が分解し、この分解したものが光源部あるいは光学部品に付着して性能を低下させるおそれがあるが、マグネシウム成形品の場合にはこのような性能低下がない。さらにまたマグネシウム成形品はリサイクルが可能であるという利点もある。

なお、マグネシウム合金のいくつかの例を表２に示す。

さらに、光学部品位置決め部のうちの平板状の光学部品を位置決めする位置決め部は、受け部および２つの支持部を備え、平板状の光学部品を３点支持する構造となっているので、受け部および２つの支持部を形成することで該位置決め部を連続する溝とせずにすみ、重量が軽減されるとともに、途中に溝がない分、空間を少しでも確保できる。

本発明の光学ユニットでは、前記ライトガイドには、前記色合成光学系および前記投写光学系を搭載するためのヘッド部が一体に構成されていることが好ましい。
本発明によれば、ライトガイドに対して、それとは別体のヘッド体を用いて色合成光学系および投写光学系を搭載する場合には、ライトガイドとヘッド体との間での組合せガタや公差のばらつきが避けられないのに対して、ライトガイドにヘッド部を一体に構成すると、前記の組合せガタや公差のばらつきがないので、ライトガイドに色合成光学系および投写光学系をねじ止めなどの簡単な方法で精度よく搭載することができる。それ故、光軸調整が不要となるので、生産コストの低減を図ることができる。また、ライトガイドに複雑な位置決め機構や調整機構を設けなくてもよい。

本発明の光学ユニットでは、前記ヘッド部には、前記色合成光学系を構成するプリズムを位置決め固定するための段差を備える光学部品載置部が構成されていることが好ましい。
本発明によれば、ヘッド部とは別体のプリズム固定板を用いる必要がない。

本発明の光学ユニットでは、前記ヘッド部および前記光学部品位置決め部が前記マグネシウム合金からなる成形品により形成されるとともに、前記ライトガイドと一体化されていることが好ましい。
本発明によれば、樹脂部分がないので、マグネシウム合金からなる成形品は樹脂からなる成形品に比較して比重が小さく、かつ、放熱性の面および強度の面で優れているという特長を最大限活かすことができる。また、樹脂部分がない分、放熱性の高いマグネシウム合金からなる成形品の露出面積が広いので、この点からも放熱性の面で有利である。さらには樹脂成形部分がないので、樹脂成形後の寸法出しの切削加工などの二次加工を完全に省くことができるので、低コスト化に有利である。

本発明の光学ユニットでは、前記光学部品位置決め部のうち非平板状の光学部品を位置決めする位置決め部は、位置決めされる非平板状の光学部品の側端面をガイドするガイド部を有し、前記ガイド部の高さ寸法は、前記位置決めされる非平板状の光学部品の外形寸法より低くなっていることが好ましい。
ここで、ガイド部の高さ寸法は、非平板状の光学部品の外形寸法の半分以上をガイドかつ支持できればよい。
本発明によれば、ガイド部の高さ寸法が低いので、マグネシウム成形が容易となり、かつ、重量も軽減される。

本発明の光学ユニットでは、前記光学部品位置決め部は前記ガイド部と本体部とを有し、前記ガイド部の高さ寸法は、前記本体部の高さ寸法の１／２〜３／４の範囲とされていることが好ましい。
本発明によれば、光学部品をガイドできる高さを有し、かつ、マグネシウム成形が容易となり、重量も軽減される。

本発明の光学ユニットでは、前記平板状の光学部品を位置決めする３点支持構造の取り付け基準面の抜き勾配は０°〜０．００８°とされるとともに、前記取り付け基準面以外の他の２側面の抜き勾配は１°〜２°とされていることが好ましい。
本発明によれば、光学部品を基準面に押しつけて取り付ければよいので、正確な位置に容易に取り付けることができ、正常な映像を得ることができる。

本発明の光学ユニットでは、前記他の２面と前記位置決めされる平板状の光学部品の端部との隙間には、前記位置決めされる平板状の光学部品を前記取り付け基準面に押し付けて前記位置決めされる平板状の光学部品のがたつきを防止する緩衝部材が配置されることが好ましい。
ここで、緩衝部材としては、スポンジ、テープ、樹脂等の弾性部材が挙げられる。
本発明によれば、光学部品を基準面に押し付けた後、基準面の反対面側に緩衝部材を詰め込むので、光学部品等のがたつきがなくなり、光学部品を確実に保持できる。

本発明の投写型表示装置は、上述した光学ユニットと、前記光源部等を駆動するための電源ユニットと、該電源ユニットおよび前記光学ユニットを収納する外装ケースとを有することを特徴とする。
本発明によれば、ライトガイドがマグネシウム合金からなる成形品で形成されているので、ライトガイドを肉薄で構成しても十分な強度を有し、肉薄にした分、ライトガイドのさらなる軽量化を図ることができる。さらに、ライトガイドを肉薄にすると、その分、放熱性が高まることに加えて、投写型表示装置内に空間的な余裕ができるので、外装ケースの通気口に配置する吸気ファンの前後に十分な空間を確保して冷却用空気の取り入れをスムーズにすることができるなど、構造面からも冷却効率を高めることができる。それ故、内部の温度上昇を抑えることができ、偏光変換素子などといった光学素子の耐熱面でのマージンを実質的に大きく確保できるので、信頼性が向上する。また、マグネシウム合金からなる成形品は、樹脂からなる成形品と比較して耐衝撃性や耐振動性が高いので、安定した精度を維持でき、故障が起きにくい。しかも、マグネシウム合金からなる成形品は、樹脂からなる成形品と違って材質の劣化がほとんどないので、信頼性も高い。たとえば、樹脂からなる成形品は光源部からの紫外線を受けると、樹脂の一部が分解し、この分解したものが光源部あるいは光学部品に付着して性能を低下させるおそれがあるが、マグネシウム合金からなる成形品の場合にはこのような性能低下がない。さらにまたマグネシウム合金からなる成形品はリサイクルが可能であるという利点もある。

本発明の投写型表示装置では、前記外装ケースおよび前記ヘッド部は前記ライトガイドと同様のマグネシウム合金からなる成形品を用いて形成され、かつ、前記外装ケース、前記ヘッド部および前記ライトガイドは一体的に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、外装ケースまでもマグネシウム合金からなる成形品で形成されているので、投写型表示装置のさらなる軽量化、小型化を図ることができ、天井に吊るして使用することも容易となる。

本発明の投写型表示装置では、前記外装ケースおよび前記ヘッド部は前記ライトガイドと同様のマグネシウム合金からなる成形品を用いて形成され、前記外装ケースと前記ライトガイドとは別体に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、外装ケースのコストアップ（成形品質、外観品質のための手直し）のリスク回避が可能となり、また、外装ケースの放熱性能を向上させることができる。さらに、外装ケースおよび光学ユニットを別々に販売できるので、販売が容易となる。

本発明の投写型表示装置では、前記ライトガイドおよび前記外装ケースはグランド電位に設定され、シールド材として用いられていることが好ましい。
本発明によれば、ランプ発光状態において、ランプの電極間にアーク放電させるため、外部へ強力なノイズを放出する。このノイズはさらにリフレクタで集中されて放射される。これをグランド電位に設定された上・下ライトガイドおよび外装ケースで完全に遮蔽できるため、微弱で高速な信号を処理する回路への悪影響を防ぐことができる。これにより、ＥＭＩのマージンを高めることができると共に、より高精細化に伴う高速信号化への対応が可能となる。加えて、ライトガイドおよび外装ケースは、それに近接する回路基板の確実なアースバスラインを兼ねることができる。さらに、一次側の電源ラインやランプ駆動ラインのシールドをも兼ねることもできる。

本発明の投写型表示装置では、前記光学ユニットを構成する上下のライトガイドのうち下ライトガイドの高さ寸法は、両ライトガイドの合計高さ寸法の１／２〜２／３となっていることが好ましい。
本発明によれば、各種部品を下ライトガイドに安定して取り付けることができる。

[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔全体構成〕
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態である投写型表示装置を説明する。
１．第１の実施の形態
（全体構成）
図１（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本形態の投写型表示装置の正面図、背面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本形態の投写型表示装置の平面図、底面図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本形態の投写型表示装置の右側面図、左側面図である。

これらの図において、本形態に係る投写型表示装置１は、直方体形状をした樹脂製の外装ケース２を有している。外装ケース２は、基本的には、アッパーケース３と、ロアーケース４と、装置後面を規定しているリアケース５から構成されている。装置前面の中央からは投写レンズユニット６（投写光学系）の先端側の部分が突出している。

リアケース５の後壁５ｄには、図１（Ｂ）からわかるように、外部電力供給用のＡＣインレット３６や各種の入出力端子群５０が配置されている。従って、利用者が通常、位置する装置側面部に信号ケーブルなどが置かれないので、使い勝手がよい。

（外装ケースの構造）
アッパーケース３は、長方形の上壁３ａと、その後側を除く三方の辺からほぼ垂直に下方に延びている左右の側壁３ｂ、３ｃおよび前壁３ｄから形成されている。同様に、ロアーケース４は、長方形の底壁４ａと、その後側を除く三方の辺からほぼ垂直に起立している左右の側壁４ｂ、４ｃおよび前壁４ｄから形成されている。リアケース５は、アッパーケース３およびロアーケース４のインロー部分を外側から案内、保持する構造を基本としており、ロアーケース４とは内側からねじ固定し（図示せず。）、アッパーケース３とはフック部分（図示せず。）と係止する状態で保持されている。

アッパーケース３およびロアーケース４は、中央部分が僅かに前方に凸状態に湾曲しており、この部分には環状リム５１が周囲に形成された円形の開口５２が設けられ、この開口５２を通って、投写レンズユニット６の前端側の部分が装置前方側に延びている。外装ケース２から突出する投写レンズユニット６の先端部分の下面側には、装置前端側を持ち上げるときに手を添えるためのガード部５３が構成され、このガード部５３は、投写レンズユニット６の先端部分をフード状に覆う肉厚のリムである。

アッパーケース３の上壁３ａの前方側の左右の端には、内蔵スピーカー（図示せず。）に対応した位置に多数の連通孔２５Ｒ、２５Ｌが形成されている。また、上壁３ａの前方側の中央部分には、操作スイッチ２６が取付けられている。

アッパーケース３において装置前面を規定している前壁３ｄの左側位置には受光窓を覆うリモコン受光フィルタ３５１ａが配置されている。また、リアケース５の後壁５ｄにもリモコン受光フィルタ３５１ｂが配置されている。

ロアーケース４の底壁４ａの後端の左右の角にはフット３１Ｒ、３１Ｌが配置され、そのうち、フット３１Ｒは、それを回すことにより主に投写画面の水平方向の調整ができる。ロアーケース４の前方寄りの位置にも、高さ調整用のフット３１Ｃが構成され、アッパーケース３の前壁３ｄの上端部分に配置されているフットボタン３１０を押すことにより、片手でも装置本体の上下方向の姿勢（投写レンズユニット６からの投写方向）を調整することができるようになっている。

ロアーケース４の底壁４ａには、その中央の前方側の位置に、エアーフィルタカバー２３が取付けられている。このエアーフィルタカバー２３には多数の通気孔２８が形成されており、これらの通気孔２８から外装ケース２の内部に空気が吸い込まれるようになっている。

また、ロアーケース４の底壁４ａには、外装ケース２に内蔵されている光源ランプユニット８（後述）に対応する位置にランプ交換蓋２７が取付けられている。この交換蓋２７は底壁４ａにねじ止めされており、ねじを緩めてランプ交換蓋２７を取外せば光源ランプユニット８を交換することができる。ここで、ランプ交換蓋２７には小さな吸気孔２７１が多数空けられており、これらの吸気孔２７１からも空気が吸い込まれるようになっている。

（ハンドルの取り付け構造）
図３（Ａ）からわかるように、装置の右側の側面には携帯用ハンドル３８が取付けられている。このハンドル３８の２つの基端部分３８ａ、３８ｂは、アッパーケース３およびロアーケース４の側壁３ｂ、４ｂの合わせ面の部分に回転可能に取付けられている。ロアーケース４の側壁４ｂには、ハンドル収納用の凹部３ｅが形成されており、ここにハンドル３８を収納できるようになっている。

図４に示したように、外装ケース２内に収納されているライトガイド１００は、その右側面と前端面との連接部分、および右側面と後端面との連接部分のいずれもが全体として斜辺部１０１、１０２となるように構成されている。従って、これらの斜辺部１０１、１０２と外装ケース２との隙間は広くなっている。そこで、本例では、図３（Ａ）に示すように外装ケース２の側面部にハンドル３８を取り付ける際には、その基端部分３８ａ、３８ｂの取り付け部分を、斜辺部１０１、１０２によって形成された広い隙間に相当する部分に設定してある。

このように構成すると、基端部分３８ａ、３８ｂの取り付け部分を構成するにあたって、装置の幅寸法を拡大する必要がないので、投写型表示装置１を小型化することができる。

なお、図３（Ｂ）からわかるように、装置の反対側の側面を規定しているアッパーケース３およびロアーケース４の側壁３ｃ、４ｃには、これらの双方に渡る状態で、そこを下方にして机の上に置いたときのためにパッドロアー３８１およびパッドアッパー３８２が配置されている。

（外装ケース内部の構造）
図４には、投写型表示装置１の外装ケース２の内部における各構成部分の配置を示してある。この図に示すように、外装ケース２の内部において、その装置前方に向かって右端側には電源ユニット７が配置されている。これよりも装置右側に隣接した位置には、光源ランプユニット８や投写レンズユニット６を搭載した光学ユニット１０が配置されている。

図５は、本形態の光学ユニット１０の外観を示す斜視図である。

図５に示すように、本形態の光学ユニット１０は、投写レンズユニット６以外の光学素子が収納され、上下のライトガイド９０１、９０２からなるライトガイド１００と、投写レンズユニット６とから大略構成されている。ライトガイド１００は、投写レンズユニット６と一体化され、固定ねじによりロアーケース４に固定される。

光学ユニット１０において、光源ランプユニット８から投写レンズユニット６に至る光路は、全体として略Ｌ字形になっており、この形状の光路に対応して、光学ユニット１０の平面形状も略Ｌ字形を有している。

一方、電源ユニット７は、装置後方から装置前方に向けて配置された本体部分７１と、光学ユニット１０と逆向きの平面Ｌ字形状を構成するように本体部分７１の前方端部で屈曲する延設部分７２とを備え、この延設部分７２が、投写レンズユニット６の側方に位置している。電源ユニット７の延設部分７２の端部には補助冷却ファン１７が内蔵されている。

なお、図示を省略するが、電源ユニット７は、金属製のシールドケースの内部に各構成素子が内蔵され、この部分で発生する電気的、磁気的ノイズが外部に漏れることを防止してある。これに用いるシールドケースは、電源ユニット７内部を冷却用空気が流れる際の通路を構成しているとともに、電源ユニット７から光源ランプユニット８へ流れる冷却用空気の通路を構成している。さらに、シールドケースは、この電源ユニット７に引き回されてきたＡＣ入力ライン、ランプ交換蓋２７を開ける動作に連動して光源ランプユニット８への電力供給をランプ交換蓋２７の開閉に連動して自動的に遮断するインタロックスイッチなどのセーフティスイッチを搭載し、かつ、光源ランプユニット８への出力線などをも覆い、それから発生するノイズを遮断している。

このように、光学ユニット１０が平面Ｌ字形状であることを逆に利用して、電源ユニット７も平面Ｌ字形状とし、それらを組み合わせると、光学ユニット１０と外装ケース２とによって区画された領域内が無駄にならない。それ故、光学ユニット１０と電源ユニット７とを狭い領域内に配置することができるので、投写型表示装置１の小型化を図ることができる。

図６（Ａ）に示すように、外装ケース２の底面部のうち、後述する色合成光学系を構成しているプリズムユニット９１０の下方に位置する部分には冷却用の吸気ファン１５を具備する通気口１５０が配置されている。

一方、装置後端側では、リアケース５に対して排気ファン１６を備える排気口１６０が構成され、この排気口１６０はリアケース５から部分的に張り出した張り出し部分５０１に構成されている。このように、排気口１６０を排気ファン１６から遠ざけたことにより擦過音を防止することができる。

（基板の配置構造）
図５および図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光学ユニット１０を構成する光学部品の一部が収納されたライトガイド１００の上面側には液晶駆動制御用のドライバ基板１３（駆動回路用基板）がねじ止め固定され、その上面側にはこれに平行にビデオ信号処理回路が搭載されたビデオ基板１１が配置されている。ドライバ基板１３およびビデオ基板１１はいずれも、基板後端部が装置後端面近くに届くように配置され、ビデオ基板１１の後端には、Ｄ−ｓｕｂコネクタの入出力端子類が直接取り付けられ、それらはリアケース５の入出力端子群５０の一部を構成している。従って、装置後端面に構成されている入出力端子５０と、ドライバ基板１３およびビデオ基板１１との間での配線距離を短くできるので、高速かつ微弱な信号を処理する回路系はノイズなどの影響を受けにくい。

ライトガイド１００の後端面とリアケース５との間にはテレビ画像や音声信号のインターフェースを行うオーディオ基板１８０が垂直に配置され、このオーディオ基板１８０はビデオ基板１１の後端部に対して配線接続されている。オーディオ基板１８０とリアケース５との間には金属製のシャーシ１８１が配置されている。シャーシ１８１は、金属製の筐体であるライトガイド１００に対して導電接続されている。このようにして各基板間を近接配置することにより、相互の配線距離を短縮し、ノイズの影響を受けにくいように構成してある。また、オーディオ基板１８０はシャーシ１８１を介してリアケース５に固定され、オーディオ基板１８０に実装されているインターフェース端子に加わる挿抜力に耐え得るようになっている。

各基板１１、１３間の電気的接続は次のようになっている。まず、ビデオ基板１１の下面にはコネクタ１１４が配置され、ドライバ基板１３の上面には、コネクタ１１４に差し込み接続可能なコネクタ１１６が配置されている。したがって、各基板１１、１３を配置した状態においては、コネクタ同志が接続した状態になる。このように、本例では、各基板間の接続がリード線等を引き回すことなく形成されているので、ノイズ発生源が少なく、ノイズの発生を抑制することができる。また、ドライバ基板１３についてはライトガイド１００の上面にねじ止め固定されているため、ドライバ基板１３を光学ユニット１０に固定した状態でＯＥＭ等を行え、便利である。

すなわち、ライトガイド１００内に収納されているライトバルブ（後述）は、各々特性が微妙に相違するため光学ユニット１０を組み立てた後、所望の画質を得る為に電気的調整を行う必要がある。

ここで、本例のように、ドライバ基板１３をライトガイド１００の上面にねじ止め固定する構成を採用すれば、ドライバ基板１３にて電気的調整を行った後、ドライバ基板１３と光学ユニット１０とをセットにして客先に納品することができ、客先では何ら電気的調整を行う必要がない。

ライトガイド１００の下面側にはマウスなどから入力される信号処理を行うためのリモート信号処理回路が搭載されたリモート基板１４０が配置されている。ここで、リモート基板１４０は、装置後端側から挿抜可能に配置されている。このため、マウスなどに対するリモート用回路について機種によって異なる回路構成の回路基板を用いる必要があっても、リモート基板１４０を装置後端側から入れ替えることにより、簡単に対応できる。

（光学ユニット）
図７〜１１を参照して、光学ユニット１０に組み込まれている光学系について説明する。なお、図８〜１１は、それぞれ図７のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線における断面図である。本例の光学系は、照明光学系９２３と、この照明光学系９２３から出射される光束を、赤、緑、青の各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する色分離光学系９２４と、各色光束を変調するライトバルブとしての３枚の液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂと、変調された色光束を再合成する色合成光学系としてのプリズムユニット９１０と、合成された光束をスクリーン上に拡大投写する投写レンズユニット６から構成される。

照明光学系９２３は、光源ランプユニット８（光源部）と、インテグレータレンズ９２１、９２２と、偏光変換素子９２０と、集光レンズ９３０と、反射ミラー９３１とを備えている。

光源ランプユニット８は、図１２に示すように、光源ランプ８０１と、これを内蔵しているランプハウジング８０２から構成されている。光源ランプ８０１は、メタルハライドランプ等のランプ本体８０５と、リフレクタ８０６から構成されており、ランプ本体８０５からの光を光軸に沿ってインテグレータレンズ９２１の側に向けて出射する。ランプ本体８０５としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。

ランプハウジング８０２は、光軸方向の前面が開口となっている。ランプハウジング８０２の側面部分には冷却用空気の通過孔８０８、８０９、およびリフレクタ８０６の背面側に形成された通過孔（図示せず。）が形成されている。本例では、このランプハウジング８０２と光源ランプ８０１が一体に形成され、ランプ交換時には、これらを一体のままで着脱する。

インテグレータレンズ９２１、９２２は、マトリクス状に配置された複数の矩形レンズの集合体からなり、光源ランプ８０１から出射された光束を複数の部分光束に分割する。偏光変換素子９２０は、インテグレータレンズ９２１、９２２によって分割された部分光束の各々を、一種類の偏光成分の光に変換する光学素子である。インテグレータレンズ９２１、９２２によって分割され、偏光変換素子９２０によって一種類の偏光成分の光に変換された部分光束のそれぞれは、集光レンズ９３０によって、ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂの面に重畳される。反射ミラー９３１は、照明光学系からの出射光の中心光軸を装置前方向に向けて直角に折り曲げるためのものである。

色分離光学系９２４は、赤緑反射ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、赤緑反射ダイクロイックミラー９４１において、照明光学系９２３から出射された光束に含まれている赤色光束Ｒおよび緑色光束Ｇが直角に反射されて、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。青色光束Ｂはこのミラー９４１を通過して、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、青色光束の出射部からプリズムユニット９１０の側に出射される。ミラー９４１において反射された赤および緑の光束Ｒ、Ｇのうち、緑反射ダイクロイックミラー９４２において、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束の出射部から色合成光学系の側に出射される。このミラー９４２を通過した赤色光束Ｒは、赤色光束の出射部から導光系９２７の側に出射される。導光系９２７は、入射側レンズ９７４と、入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの間に配置した中間レンズ９７３と、液晶ライトバルブ９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３とで構成されている。

色分離光学系９２４の青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇの出射部の出射側には、それぞれ集光レンズ９５１、９５２が配置されている。各出射部から出射した各色光束は、これらの集光レンズ９５１、９５２に入射して平行化される。

このように平行化された青色および緑色の光束Ｂ、Ｇは液晶ライトバルブ９２５Ｂ、９２５Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報（映像情報）が付加される。すなわち、これらのライトバルブは、不図示の駆動手段によって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。このような駆動手段は公知の手段をそのまま使用することができる。一方、赤色光束Ｒは、導光系９２７を介して対応する液晶ライトバルブ９２５Ｒに導かれて、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。本例の液晶ライトバルブは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものを使用できる。なお、図８、図１０中、９２５１は、液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂに信号を供給するためのフレキシブルプリント基板である。

また、液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂは、プリズムユニット９１０の各端面に対して対向するように配置され、その前後にはガラス板に貼り付けた合成樹脂製の偏光板（図示せず。）が配置される。

次に、各液晶ライトバルブ９２５Ｒ、Ｇ、Ｂを通って変調された各色光束は、色合成光学系に入射され、ここで合成される。本例では、前述のようにダイクロイックプリズムからなるプリズムユニット９１０を用いて色合成光学系を構成している。ここで合成された光束は、投写レンズユニット６を介して、所定の位置にあるスクリーン上に拡大投写される。

このように本形態では、ランプ本体８０５から出射された光束は、ライトガイド１００内で反射ミラー９３１によって反射され、ライトガイド１００のＬ字形の平面形状に沿う大回りのＬ字形の光路を進行して色分離光学系９２４およびプリズムユニット９１０に到達する。従って、各光学部品が狭い領域内に配置されながらも、光路を最大限長く設定してある。それ故、Ｆ値の小さなレンズを用いながら、かつ、インテグレータレンズ９２１、９２２や偏光変換素子９２０の配置位置を十分に確保しながら、光源ランプユニット８から出射された光束を平行光束として液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂに到達させることができる。

図１３（Ａ）は本形態の光学ユニットを構成する下ライトガイド９０１の斜視図である。図１４は、この下ライトガイド９０１に用いたマグネシウム合金からなる成形品の部分だけの斜視図であり、図１５は、この下ライトガイド９０１においてマグネシウム合金からなる成形品と一体成形してある樹脂部分だけを抜き出した斜視図である。

これらの図１３（Ａ）、１４、１５に示すように、下ライトガイド９０１の本体部分はマグネシウム合金からなる成形品９００から構成されている。この下ライトガイド９０１には、光源ランプユニット８、照明光学系９２３、色分離光学系９２４、導光系９２７、液晶ライトバルブ９２５Ｒ，９２５Ｇ，９２５Ｂ、プリズムユニット９１０を配置するための空間８００、９２４０、９２５０が構成され、それぞれの空間には、上記の光学系を構成するための各種光学素子を位置決めするための光学部品位置決め部１９０（図１３（Ａ）では偏光変換素子９２０を位置決め固定する部分だけに符号を付してある。）が構成されている。また、光源ランプユニット８を配置するための空間８００は、光源ランプユニット８の上面をマグネシウム合金からなる成形品９００が覆うように構成されている。

一方、光学部品位置決め部１９０は、マグネシウムのダイキャスト成形で形成できないような構造、あるいは高い精度が求められることから樹脂で形成してある。光学部品位置決め部１９０には、樹脂部分１９９の対向面同士に上下方向に延びる固定溝１９８が形成され、照明光学系、色分離光学系、導光系、液晶ライトバルブ、および色合成光学系を構成する光学部品のうち、平板状の光学部品または平面部（フランジ部）を備える光学部品については、すべて光学部品位置決め部１９０の固定溝１９８を利用して固定されている。すなわち、これら平板状の光学部品は固定溝１９８内に差し込んだ後、接着剤などで固定される。なお、樹脂部分１９９に用いられる樹脂は、線膨張係数がマグネシウム合金と近いことが好ましく、たとえばガラス入りのＰＣやＰＰＳが用いられる。

図１３（Ｂ）に示すように、マグネシウム合金からなる成形品９００のうち、樹脂部分１９９である光学部品位置決め部１９０が形成される部分には、樹脂通し孔９０９が形成されている（図１４では一部にのみ符号を付してある）。マグネシウム合金からなる成形品９００をアウトサート成形により樹脂部分１９９と一体成形する時には、図１３（Ｂ）中矢印Ｒｅで示すように、樹脂通し孔９０９を介して樹脂をマグネシウム合金からなる成形品９００の裏側まで流入させてから固化する。その結果、光学部品位置決め部１９０を構成する樹脂部分１９９はマグネシウム合金からなる成形品９００を挟むようにしてマグネシウム合金からなる成形品９００に固着する。従って、マグネシウム合金からなる成形品９００の一部に樹脂部分１９９を取り付けた場合でも、樹脂部分１９９がマグネシウム合金からなる成形品９００から脱落することがない。勿論、マグネシウム合金からなる成形品９００のアウトサート成形によらなくても、マグネシウム合金からなる成形品９００に対して別部品からなる樹脂部分１９９を接着などの方法で固着してもよいが、本形態のように、マグネシウム合金からなる成形品９００をアウトサート成形により製造すると、生産効率が高く、しかも寸法精度なども高いという利点がある。

このように構成した下ライトガイド９０１は、樹脂部分１９９が一部にだけ使用されているので、成形後のバリ取り（寸法出しの切削加工）などの工程はほとんど必要なく、必要であるとしてもわずかな工数で足りる。それ故、全体を樹脂からなる成形品から構成した場合と比較して、成形後の二次加工に要した加工費を大きく削減できる。

さらに、図１３（Ａ）、図１４に示すように、下ライトガイド９０１には、色合成光学系と投写光学系とを固定するためのヘッド部９０３も一体に構成されている。ヘッド部９０３は、装置の幅方向に向けて垂直な姿勢で延びる垂直壁９１と、この垂直壁９１の下端から水平に延びる底壁９２とから基本的に構成されている。底壁９２の表面には色合成光学系の光学部品載置部として、段差１９８Ａを備える薄い樹脂部分１９９（図１５参照）が底壁９２と一体に構成され、この光学部品載置部１９０Ａ上に、プリズムユニット９１０を構成する各プリズム片が段差１９８Ａによって位置決めされた状態で固定される。なお、この樹脂部分１９９も、先に述べた光学部品位置決め部１９０を構成する樹脂部分１９９（図９参照）と同様、アウトサート形式により形成されている。従って、光学部品載置部１９０Ａを構成する樹脂部分１９９は、樹脂通し孔９０９を介してマグネシウム合金からなる成形品９００を挟むようにしてマグネシウム合金からなる成形品９００に固着されている。

垂直壁９１の中央部分には、プリズムユニット９１０からの出射光が通過するための矩形の開口９１ｂが形成されている。この垂直壁９１には投写レンズユニット６の基端側（フランジ部分）を固定するためのねじ孔９１ｄが４か所に形成されている。従って、垂直壁９１の前面側の表面には投写レンズユニット６の基端側をねじ止めだけで固定でき、その後面側において底壁９２の上面にはプリズムユニット９１０を直接、固定できる。

このように、下ライトガイド９０１には、ヘッド部９０３が予め一体成形されており、下ライトガイド９０１とヘッド部９０３との間には組合せガタや公差のばらつきがないので、その垂直壁９１を挟むようにして投写レンズユニット６とプリズムユニット９１０とを固定するだけで相互の位置合わせを容易に行うことができる。それ故、組立て作業が容易であるとともに、光軸調整や複雑な位置決め機構や調整機構を設けなくてもよいので、コストの低減を図ることができる。しかも、これらの一体性にも優れているので、組み立て後に衝撃力等が作用しても、相互の位置ずれが発生するおそれが極めて少ないという利点がある。

ヘッド部９０３の底壁９２には、冷却用空気を流通させるための連通孔９１ｇが３箇所形成されている。図６（Ａ）からわかるように、この底壁９２の裏面に前記の吸気ファン１５が取付けられ、吸気ファン１５によって吸い込まれた冷却用空気は、これらの連通孔９１ｇを介して、底壁９２の上側にも流れ込むようになっている。

以上説明したように、本実施形態では、下ライトガイド９０１を構成するにあたって樹脂からなる成形品やアルミニウムからなる成形品ではなくてマグネシウム合金からなる成形品を用いている。このマグネシウム成形品は、樹脂成形品に比較して比重が小さい。たとえば、樹脂成形品の比重は約２．７とアルミニウム成形品と同等であるのに対して、マグネシウム成形品の比重は約１．８であるため、光学ユニットを軽量化することができる。

また、下ライトガイド９０１を約１．５ｍｍ程度にまで肉薄にしても、マグネシウム合金からなる成形品９００は、ランプ本体８０５、色合成光学系を構成するプリズムユニット９１０、または電源ユニット７からの発熱、および光学部品の重量に耐えるので、光軸を精度よく保つことができる。それ故、下ライトガイド９０１を肉薄にできる分、さらに光学ユニット１０の軽量化を図ることができ、携帯や取り扱いが容易となる。

さらに、マグネシウム合金からなる成形品９００は材料面からみて放熱性が高く、かつ、肉薄にできるという点からも内部からの放熱性も高めることができる。従って、内部の温度上昇を抑えることができる。たとえば、樹脂製であるため熱に弱い偏光変換素子を例にあげれば、樹脂製のライトガイドを用いた従来構造に比較して、マグネシウム合金からなる成形品９００を用いた本形態の構造によれば、偏光変換素子の定常状態における温度を１０℃〜２０℃も下げることができる。それ故、偏光変換素子などといった光学素子の耐熱面でのマージンを大きく確保できるので、信頼性が向上する。逆にいえば、同等の寿命で良ければ、より小型の光学素子を従来と同じ使用条件で用いることができることとなり、小型化しながら高輝度の表示に対応できる。

また、同等の寿命で良くて同じサイズの光学素子を用いるとすれば、その分、照度の向上を図ることができるといえる。

さらに、マグネシウム合金からなる成形品９００は、樹脂からなる成形品と比較して耐衝撃性や耐振動性が高いので、安定した精度を維持でき、故障が起きにくい。しかも、マグネシウム合金からなる成形品９００は、樹脂からなる成形品と違って材質の劣化がほとんどないので、信頼性も高い。たとえば、樹脂からなる成形品は光源部からの紫外線を受けると、樹脂の一部が分解し、この分解したものが光源部あるいは光学部品に付着して性能を低下させるおそれがあるが、マグネシウム合金からなる成形品９００の場合にはこのような性能低下がない。さらにまたマグネシウム合金からなる成形品９００はリサイクルが可能であるという利点がある。

また、下ライトガイド９０１に用いたマグネシウム合金からなる成形品９００はそれ自身で良好な導電性を有するため、マグネシウム合金からなる成形品９００自身（下ライトガイド９０１自身）をグランド電位に固定しておけば、グランドバスラインとして用いることができる。従って、各基板からのグランドをマグネシウム合金からなる成形品９００自身（下ライトガイド９０１自身）に落としておけば、そのままでシールドを行うことができる。しかも、光学ユニット１０は、投写型表示装置１の外装ケース２の内部において平面的に広い領域を占めているので、それ自身がシールド材としての機能を十分に果たすとともに、いずれの場所に基板を配置しても、基板からアースプレートを使用せずに直接、あるいは小さなアースプレートを用いるだけで基板をグランドに落とすことができる。それ故、各基板を光学ユニット１０の上方、下方、あるいは側方に配置することができるなど、各基板の配置場所についての自由度が高い。

さらに、図１３（Ａ）に示すように、光源ランプユニット８は、空間８００内に収納される。従って、光源ランプユニット８の上面と側面とがマグネシウム合金からなる成形品９００であるシールド材によって覆われた構造になっている。このため、ランプ本体８０５の点灯時に発生するノイズが外部に漏れることがない。よって、本実形態の投写型表示装置１では、簡単な構造でありながら、ＥＭＩ対策も万全である。また、より高速化する微弱なビデオ信号を処理する回路を搭載する本実形態の投写型表示装置１において、ランプ本体８０５から放射される強力なノイズを上ライトガイド９０２および下ライトガイド９０１で確実に遮蔽できるので、信頼性を格段に向上させることができる。

また、図１１に示すように、プリズムユニット９１０は下ライトガイド９０１のヘッド部９０３において底壁９２の上に配置されるが、この底壁９２の上面に一体に構成されている光学部品載置部１９０Ａがプリズム固定板として機能する。このため、本実形態では、別体のプリズム固定板を用いる必要がない。しかも、下ライトガイド９０１は、ヘッド部９０３も含めて肉薄のマグネシウム合金からなる成形品９００から構成されているため、その分、スペース的には余裕がある。そこで、本形態では、通気口１５０に配置する吸気ファン１５の上下に十分な空間１５１、１５２を確保することができる。それ故、冷却用空気の取り入れをスムーズにすることができるなど、構造面からも静圧低下を抑えて冷却効率を高めることができる。すなわち、吸気ファン１５が吸い込んだ冷却用空気は層流となって流れるので、流体抵抗が小さい分、吸気ファン１５によって冷却用空気がスムーズに吸い込まれ、かつ、プリズムユニット９１０に向けてスムーズに供給される。それ故、冷却効率が高い。

なお、プリズムユニット９１０の上面にはプリズムダクトおよび防塵用のメッシュ状のカバー（図示せず。）が配置されることがある。このようにして、落下してきた異物や電源オフ時に冷却風の流路内が負圧となって逆流する際の塵の侵入を防止する。

以上述べた実施形態の他に、図１５に示す各光学部品位置決め部１９０を、成形加工するときのランナー部（図示せず。）で相互に結合させて位置決め精度を出しておき、前記の樹脂通し孔９０９を利用して前記マグネシウム合金からなる成形品９００にねじ止めや加締め等によって固定しても同様な効果を得ることができる。

２．第２の実施形態
図１６には本発明の第２実施形態が示されており、この実施形態は、前記第１実施形態がライトガイド１００のみをマグネシウム成形品で構成したものであるのに対し、ライトガイド１０’とともに光学部品位置決め部１９０’もマグネシウム合金からなる成形品で構成したものである。

この場合、マグネシウムの粉末を樹脂と混練し、成形後に熱または熱と圧力によって樹脂部分を飛散させて精密に成形する成形方法により光学部品位置決め部１９０をも含めて一体成形加工させてもよい。

なお、この実施形態および次に述べる第３実施形態において、前記第１実施形態と同様の構造、使用部材には同一符号を付すとともに、その詳細な説明は省略または簡略化する。

近頃、マグネシウム成形加工方法において、チクソトロピーを応用した固液状態で樹脂成形と同様な成形加工が可能となっている。そして、この加工方法を採用すると、I.薄肉成形が可能、II.寸法精度が出るため寸法出しのための機械加工が不要、III.成形密度アップによる強度向上が図れる、等の利点がある。

しかしその反面、I.湯流れ性の考慮が必要、II.型への喰い付き防止策が不可欠、III.光学部品類をマグネシウム材で直接支持、案内する場合の耐衝撃性を実現する緩衝構造が不可欠となる、等の問題点はある。

以下、このような観点も含めて詳述する。

本第２実施形態では、光学部品位置決め部１９０’もマグネシウム成形品としたので、位置決め部１９０’の形態を前記樹脂製の位置決め部１９０に対して変えてある。

すなわち、図１６、１７に詳細を示すように、まず、平板状でない光学部品、つまり、集光レンズ９５１〜９５３、中間レンズ９７３を位置決めする部位Ａ−１９０’は、高さ寸法がＨの本体部１９９’と、高さ寸法がｈのガイド部１９８’と、レンズ９５１等の下端部を支持する受け部１９５とを有している。このガイド部１９８’は本体部１９９’から外側に突出するとともにレンズ９５１等の両側面部を挟み込む溝状に形成され、その高さ寸法ｈは、１／２＜Ｈ＜３／４とされているが、好ましくは、本体部１９９’の高さ寸法Ｈの１／２〜２／３程度である。そして、本体部の高さ寸法Ｈはレンズの直径とほぼ同じ寸法に形成されている。また、受け部１９５もレンズ９５１等の両側面部を挟み込むように形成されており、本体部１９９’においてガイド部１９８’の反対側には補強および湯流れ性改善用のリブ１９６が形成されている。

ここで、ガイド部１９８’の高さ寸法を低くしたのは、レンズ９５１等をガイドできればよく、また、そのレンズ９５１等は円盤状のためガイド部１９８’の高さ寸法を必ずしもレンズ９５１等の直径と同じとする必要はなく、また、成形加工が容易となるようにしたためである。

光学部品位置決め部１９０’のうち、平板状の光学部品、つまり、インテグレータレンズ９２１、９２２、偏光変換素子９２０、ミラー９４１〜９４３、９７１、９７２用の位置決め部Ｂ−１９０’は、図１８、１９に示すように３点固定構造となっている。

すなわち、下ライトガイド９０１の底面に当該下ライトガイド９０１と一体形成されミラー９４１等の下部を支持する溝状の受け部９８２と、下ライトガイド９０１の側面に当該下ライトガイド９０１と一体形成されミラー９４１等の上部かつ両平面を支持する２つの上部支持部９８３とで構成され、これら上部支持部９８３は上下方向にずれて配置された一対の位置決め部材９８３Ａ，９８３Ｂでそれぞれ形成されている。また、受け部９８２、上部支持部９８３においてミラー９４１等と当接する二面のうち一面は取り付け基準面９８４となっており、この取り付け基準面９８４の抜き勾配は例えば０°〜０．００８°となっている。また、この取り付け基準面９８４とは別の２面の抜き勾配は１〜２０°となっている。このように、受け部９８２、上部支持部９８３に勾配を設けることにより、成形後の収縮による型への喰い付きを防止することができる。

そして、このような受け部９８２および上部支持部９８３おける取り付け基準面９８４とは別の他の２面とミラー９４１等との間には、図２０に示すように、ミラー９４１等をガタつきなく支持するために、スポンジ、テープおよび樹脂等の弾性部材でなる緩衝材９８５が配置されている。

このような第２実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる他、緩衝材９８５によってミラーやレンズ類に加わる衝撃を緩衝でき、また、樹脂部分がないので、マグネシウム合金からなる成形品は樹脂からなる成形品に比較して比重が小さくなり、かつ、放熱性の面および強度の面で優れているという特長を最大限活かすことができるという効果がある。

また、樹脂部分がない分、放熱性の高いマグネシウム合金からなる成形品の露出面積が広いので、この点からも放熱性の面で有利である。さらに樹脂成形部分がないので、樹脂成形後のバリ取りなどの二次加工を完全に省くことができ、低コスト化に有利である。

さらに、集光レンズ９５１等の位置決め部のガイド部１９８’の高さ寸法がレンズ９５１等の直径より低いが、ガイドできる寸法に形成されているので、成形加工において湯の流れが少なくてすみ、加工が容易である。
また、ミラー９４１等の位置決め部は、受け部９８２および２つの上部支持部９８３で構成され、ミラー９４１等の平板状の光学部品を３点支持する構造となっているので、受け部９８２および２つの上部支持部９８３を形成することで位置決め部を連続する溝とせずにすみ、重量が軽減されるとともに、途中に溝がない分、空間を少しでも確保できる。
ここで、これらの受け部９８２等の取り付け基準面９８４とは別の他の２面とミラー９４１等との間には緩衝材９８５が詰め込まれているので、ミラー９４１等をガタつきなく支持することができる。

３．第３の実施形態
図２１、２２には本発明の第３実施形態が示されており、この実施形態では、ライトガイド、ヘッド部、光学部品位置決め部の他に外装ケースもマグネシウム合金からなる成形品とし、外装ケースとライトガイドとを一体化したものである。それ以外の部分については前述した実施形態と同様である。

本実施形態の投写型表示装置１’では、ロアーケース４’を含む外装ケース２’をマグネシウム合金からなる成形品で形成してあり、このような外装ケース２’は面積も広いので、湯（マグネシウム溶融金属）が隅々まで充分にゆきわたるように形成されている。すなわち、図２３に示すように、外装ケース２’に形成されたゲート２１０の反対側かつ一つの隅部（例えばランプ収納部近傍）にはその隅部を挟んで凹形状部２１１が設けられ、この凹形状部２１１には、捨てランナー２１２が設けられている。そして、この凹形状部２１１には、ランナー２１２を取り除いた後、例えばシボ加工が施され、これにより、外装ケース２’の外観面の欠陥を回避している。また、ゲート２１０の反対側には、例えば表面から突出した複数条のリブ２１３が全体で波形状に形成されており、ゲート２１０から遠い位置に、万一、巣や湯じわおよびヒケ等が生じてもそれらが目立たないようになっている。また、ゲート２１０は外装ケース２’から外方向に拡がる形状とされ、かつ、外方向に行くにつれ板厚が薄くなるように形成されている。

また、図示しないが外装ケースの開口部（例えば操作スイッチ部）等には、成形時にその周囲に湯が十分にいきわたるように、湯流れ確保用のリブも架けわたされている。

なお、ミラー９４１等を位置決めする光学部品位置決め部１９０’には型構成上ロアーケースにすりあわせ部を逃がす穴を複数あけなければならない。

ライトガイドに加えて外装ケースもマグネシウム合金からなる成形品とすることにより、図２２に示すように、電源ユニット７を構成するシールドケースは不要にできる。何故ならば、ライトガイドと外装ケースがシールド機能を兼ね備えることができるからである。そして、このように電源ユニット７を構成するシールドケースを設けない場合には、図２４に示すように、下ライトガイド４’の長手方向に沿って溝状の受け部７３を形成するとともに、この溝状の受け部７３に直交する複数のリブ７４を設ける。そして、基板類７７の端部をこの受け部７３に収め、断面Ｌ字状のブラケット７５とビス７６とによって固定すれば良い。なお、電源ユニット７内部の回路ブロック等を特定の流路を作って冷却を必要とする場合は、樹脂板等で覆えばよい。従って、ＥＭＩ対応を十分に施しつつ製品の小型、軽量化を可能とできる。

このような外装ケース２’内の１つの隅部には一次側フィルタ７８が配置され、反対側の隅部には一次側アクティブフィルタ７９と整流回路（ダイオードブリッジ）８０が配置されている。また、基板類７７に取り付けられて放熱板８１が配置され、この放熱板８１には、チョッパ回路用のドライブＦＥＴおよび逆流防止用ダイオード８２が取り付けられている。

ここで、図２５に示すように、このようなライトガイドの下ライトガイド９０１と上ライトガイド９０２との高さの比率は、下ライトガイド９０１と上ライトガイド９０２とを合計した高さ寸法をＲとし、下ライトガイド９０１の高さ寸法をｒとしたとき、１／２Ｒ＜ｒ＜３／４Ｒとされ、好ましくは、ｒ＝２／３Ｒとされる。従って、装置を天井や壁面等に設置する際に、装置本体を保持具によって保持し、保持具に吊り具を取り付けて設置する必要はなく、外装ケース２’に直接吊り具を取り付けて設置することが可能である。

なお、この比率は、前記第１、２実施形態でも同様としてよい。

このように、２５／１０００秒間の短時間に成形させるために、湯流れ性を損なわない形状、寸法設定とすることで、薄肉成形を確立している。また、集光レンズ９５１〜９５３、中間レンズ９７３を位置決めする部位Ａ−１９０’のガイド部（図示せず）の高さも必要最小限としている。ミラー類９４１〜９４３等平板状の光学部品用の位置決め部Ｂ−１９０’のガイド部も同様である。このように、ガイド部の高さを必要最小限とすることにより、高速、高圧で成形される湯による肉薄で丈の長い光学部品位置決め部の倒れ防止ができ、位置決め精度の向上が図れる。

本実施形態の投写型表示装置１’は、外装ケース２’がマグネシウム合金からなる成型品で形成してあるため、装置が軽量であるにもかかわらず、丈夫であり、例えば天井に吊して使用することができるようになっている。

すなわち、図２２に示すように、外装ケース２’の裏面に形成された少なくとも２個以上のボス２１５にタップが切られており、一方、外装ケース２’を外側から囲うように吊り具２１６が設けられている。この吊り具２１６は、外装ケース２’の裏面から両側面に沿って立ち上がり、投写型表示装置１’を例えば天井に吊して使用できるようになっている。つまり、吊り具２１６をケース２’の外側からビスをボス２１５のタップに螺合させて取り付けた後、フランジ部２１６Ａを天井に押し当てるとともに、ボルト等で固定するようになっている。マグネシウム材の外装ケースなるが故に、ねじ切り加工したボスで本体を逆に吊り下げる使用にも、強度的に充分耐え得るものとなっている。

このような第３実施形態によれば、前記第１、２実施形態の効果と同様の効果を得ることができる他、外装ケース２’もマグネシウム合金からなる成形品となっているので、第１、２実施形態の投写型表示装置よりも一段と軽量化、放熱性に優れたものとなり、また、強度の面でも優れたものとなるという効果がある。また、軽量化されているため、例えば天井に吊して使用する等、商品の派生展開を簡単に広げられる。さらに、光学ユニットの放熱板の機能を併せ持つことになり、光学素子類の発熱を抑えて信頼性の向上、または照度アップを可能とする。さらにまた、冷却ファンへの依存度を抑えられるので、ファンの小型化、設置数の削減による本体の小型、薄型化に寄与し、加えて、マグネシウムの振動吸収性の活用と、ファン回転数の低減による低騒音化も可能となる。また、外装ケースをマグネシウム合金からなる成形品で構成したので、オーディオ基板を取り付けかつシールドするシャーシや、電源ユニットのシールド板等、シールド機能を有する部品の削減ができ、軽量化やコストダウンも図れる。

（その他の実施の形態）
第１の実施形態における光学ユニット１０を用いて、図２６に示すように、リア型の投写型表示装置１Ａを構成してもよい。この場合には、光学ユニット１０から出射された光をミラー１０１Ａ、１０２Ａで反射し、レンチキュラースクリーン１０３Ａ（投写面）上に投写する。

また、前記第１実施形態では、マグネシウム合金からなる成形品のライトガイドと樹脂製の外装ケース２との組み合わせとし、第３実施形態では、ライトガイドと外装ケース２’とをマグネシウム合金からなる成形品で一体成形したが、これに限らず、例えば、ライトガイドと外装とを別々にマグネシウム合金からなる成形品で形成し、これらを組み合わせるようにしてもよい。

このようにすれば、前記各実施形態の効果と同様の効果を得ることができる他、外装ケースのコストアップ（成形品質、外観品質のための手直し）を抑えることができるという効果と、光学ユニットのＯＥＭにおいて外観デザインに左右されずに両者を別個に販売できるという効果とを得ることができる。

また、前記第２実施形態では、受け部９８２等の取り付け基準面９８４とは別の他の２面とミラー９４１等との間に緩衝材９８５を詰め込んでミラー９４１等のガタつきをなくしていたが、これに限らず、例えば図２７に示すように、受け部９０８等の取り付け基準面９０４とは別の面にテープまたは樹脂材９０５を、接着またはアウトサートにより取り付けるようにしてもよい。
そして、このようにしてもミラー９４１等をガタつきなく支持することができる。

本発明の光学ユニットは、使用部材の材質を改良することにより、軽量化および放熱性能の向上を図れるとともに、高信頼性化を図れるため、ホームシアターやプレゼンテーションで利用される投写型表示装置の光学ユニットとして有用である。

第１実施形態における投写型表示装置を示す図。前記実施形態における投写型表示装置を示す図。前記実施形態における投写型表示装置を示す図。前記実施形態における投写型表示装置の内部に構成してある光学ユニットの平面配置構造を示す説明図。前記実施形態における光学ユニットおよびその上方に被せた基板を示す斜視図。前記実施形態における投写型表示装置の内部構成を模式的に示す断面図。図５に示す下ライトガイドに各種光学部品を搭載した状態を示す平面図。図７のＡ−Ａ線における断面図。図７のＢ−Ｂ線における断面図。図７のＣ−Ｃ線における断面図。図７のＤ−Ｄ線における断面図。前記実施形態における光源ランプユニットの斜視図。前記実施形態における下ライトガイドの斜視図。前記実施形態における下ライトガイドのマグネシウム合金からなる成形品の部分を示す斜視図。前記実施形態における下ライトガイドの樹脂部分を示す斜視図。第２実施形態における下ライトガイドを示す斜視図。前記実施形態におけるレンズの位置決め部材を示す側面図。前記実施形態における反射ミラーの位置決め部材を示す側面図。前記実施形態における反射ミラーの位置決め部材を示す平面図。前記実施形態における反射ミラーの位置決め部材の要部を示す平面図。第３実施形態における外装ケース、下ライトガイドを示す斜視図。前記実施形態における外装ケース、下ライトガイドを示す平面図。前記実施形態における外装ケースの成形加工時の状態を示す平面図。図２２のＡ−Ａ線における断面図。前記実施形態における外装ケースの上下のケースの比率を示す断面図。第１実施形態の変形形態のリア型の投写型表示装置の構成図。第２実施形態の反射ミラーの位置決め部材の変形形態を示す側面図。

符号の説明

１，１’，１Ａ・・・投写型表示装置、２，２’・・・外装ケース、６・・・投写レンズユニット（投写光学系）、７・・・電源ユニット、８・・・光源ランプユニット（光源部）、１０・・・光学ユニット、１００，１０’・・・ライトガイド、１９０，１９０’・・・光学部品位置決め部、１９０Ａ・・・光学部品載置部、１９８Ａ・・・段差、１９８’・・・ガイド部、１９９・・・樹脂部分、１９９’・・・本体部、９００・・・マグネシウム合金からなる成形品、９０１・・・下ライトガイド、９０３・・・ヘッド部、９０９・・・樹脂通し孔、９１０・・・プリズムユニット（色合成光学系）、９２４・・・色分離光学系、９２５Ｒ，９２５Ｇ，９２５Ｂ・・・液晶ライトバルブ、９２０，９２１，９２２，９４１〜９４３、９７１、９７２・・・平板状の光学部品、９５１〜９５３，９７３・・・非平板状の光学部品、９８２・・・受け部、９８３Ａ，９８３Ｂ・・・位置決め部材（支持部）、９８４・・・取り付け基準面、９８５・・・緩衝材。

Claims

光源部から出射された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を投写光学系を介して投写面上に拡大投写する投写型表示装置に用いられる光学ユニットであって、
前記光源部から出射された光束を複数色の光束に分離する色分離光学系と、分離された各色の光束を画像情報に基づいて変調する複数のライトバルブと、該ライトバルブを介して変調された各色の変調光束を合成する色合成光学系と、該色合成光学系によって合成された変調光束を投写面に向けて拡大投写する投写光学系とを有し、
前記光源部、前記色分離光学系、前記ライトバルブ、前記色合成光学系、および前記投写光学系は、マグネシウム合金からなる成型品を用いたライトガイドに支持されており、
前記ライトガイドには、前記色分離光学系を構成する光学部品または前記ライトバルブを位置決め固定するための光学部品位置決め部を備え、
前記光学部品位置決め部のうちの平板状の光学部品を位置決めする位置決め部は、位置決めされる平板状の光学部品の両平面を挟んで支持する受け部と、前記位置決めされる平板状の光学部品の対向する平面を挟んで支持する２つの支持部とを備え、
前記平板状の光学部品を位置決めする位置決め部は、前記受け部と前記２つの支持部とによって前記位置決めされる平板状の光学部品を３点支持する構造となっており、
前記支持部は、前記位置決めされる平板状の光学部品の平面方向にずれた位置にそれぞれ配置され、前記平板状の光学部品の対向する平面を挟んで支持する一対の位置決め部材で構成されていることを特徴とする光学ユニット。
請求項１に記載の光学ユニットにおいて、
前記ライトガイドには、前記色合成光学系および前記投写光学系を搭載するためのヘッド部が一体に構成されていることを特徴とする光学ユニット。
請求項２に記載の光学ユニットにおいて、
前記ヘッド部には、前記色合成光学系を構成するプリズムを位置決め固定するための段差を備える光学部品載置部が構成されていることを特徴とする光学ユニット。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光学ユニットにおいて、
前記ヘッド部および前記光学部品位置決め部が前記マグネシウム合金からなる成形品により形成されるとともに、前記ライトガイドと一体化されていることを特徴とする光学ユニット。
請求項４に記載の光学ユニットにおいて、
前記光学部品位置決め部のうち非平板状の光学部品を位置決めする位置決め部は、位置決めされる非平板状の光学部品の側端面をガイドするガイド部を有し、前記ガイド部の高さ寸法は、前記位置決めされる非平板状の光学部品の外形寸法より低くなっていることを特徴とする光学ユニット。
請求項５に記載の光学ユニットにおいて、
前記光学部品位置決め部は前記ガイド部と本体部とを有し、
前記ガイド部の高さ寸法は、前記本体部の高さ寸法の１／２〜３／４の範囲とされていることを特徴とする光学ユニット。
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光学ユニットにおいて、
前記平板状の光学部品を位置決めする３点支持構造の取り付け基準面の抜き勾配は０°〜０．００８°とされるとともに、前記取り付け基準面以外の他の２側面の抜き勾配は１°〜２°とされていることを特徴とする光学ユニット。
請求項７に記載の光学ユニットにおいて、
前記他の２面と前記位置決めされる平板状の光学部品の端部との隙間には、前記位置決めされる平板状の光学部品を前記取り付け基準面に押し付けて前記位置決めされる平板状の光学部品のがたつきを防止する緩衝部材が配置されることを特徴とする光学ユニット。
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の光学ユニットと、前記光源部等を駆動するための電源ユニットと、該電源ユニットおよび前記光学ユニットを収納する外装ケースとを有することを特徴とする投写型表示装置。
請求項９に記載の投写型表示装置において、
前記外装ケースおよび前記ヘッド部は前記ライトガイドと同様のマグネシウム合金からなる成形品を用いて形成され、かつ、前記外装ケース、前記ヘッド部および前記ライトガイドは一体的に形成されていることを特徴とする投写型表示装置。
請求項９に記載の投写型表示装置において、
前記外装ケースおよび前記ヘッド部は前記ライトガイドと同様のマグネシウム合金からなる成形品を用いて形成され、前記外装ケースと前記ライトガイドとは別体に形成されていることを特徴とする投写型表示装置。
請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載の投写型表示装置において、
前記ライトガイドおよび前記外装ケースはグランド電位に設定され、シールド材として用いられていることを特徴とする投写型表示装置。
請求項９ないし請求項１２のいずれかに記載の投写型表示装置において、
前記光学ユニットを構成する上下のライトガイドのうち下ライトガイドの高さ寸法は、両ライトガイドの合計高さ寸法の１／２〜２／３となっていることを特徴とする投写型表示装置。