JP5725221B2 - プロジェクター - Google Patents
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Description
特許文献1に記載のプロジェクターでは、光学装置は、色光ごとに設けられる3つの反射型光変調装置である液晶パネルと、三角柱状に形成されて所定の一面に液晶パネルが取り付けられる3つの取付部材(支持部材)と、各液晶パネルによって変調された各色光を合成して画像光を形成する立方体状のクロスダイクロイックプリズムとを備えている。液晶パネルが取り付けられた3つの取付部材および投射レンズは、立方体状のクロスダイクロイックプリズムが有する4つの各側面にそれぞれ近接配置される。
そして、特許文献1に記載のプロジェクターでは、取付部材に対してパネル支持板を介して液晶パネルを取り付ける構成を採用し、取付部材とパネル支持板との間に液晶パネルの位置調整を行うための構造を設けている。すなわち、クロスダイクロイックプリズムに固定された取付部材に対して、冶具を用いて液晶パネルを移動させることで液晶パネルの位置調整を行っている。
また、本適用例によれば、取付部材に形成された3つの開口部がそれぞれ反射型光変調装置、反射型偏光板、および光学素子により閉塞され、取付部材内部の空間が密閉されている。そして、この密閉空間内に反射型光変調装置の反射面が配置されることとなるので、反射面への粉塵の付着を防ぐことができ、反射面に付着した粉塵が投射画像中に影として映るなどの投射画像の劣化を防止できる。
このような構成によれば、簡易な構成で、操作部を使用しながら位置調整ができる。
このような構成によれば、簡易な構成で、容易に位置調整できる。
また、調整部材の操作部の簡易な形状にすることによって、取付部材の構造の簡素化が図れる。
〔プロジェクターの構成〕
図1は、プロジェクター1の概略構成を示す図である。具体的に、図1は、本実施形態の要部である投射ユニット2の光学系を模式的に示した図である。
プロジェクター1は、画像を投射してスクリーン(図示略)上に投射画像を表示する。
このプロジェクター1は、図1に示すように、外装筐体(図示略)内部に収納される投射ユニット2を備える。
この投射ユニット2は、図1に示すように、3つの変調ユニット2Aと、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズムであるプリズム2Bと、投射レンズ2Cとを備える。
図2及び図3は、変調ユニット2Aの構成を示す図である。具体的に、図2は変調ユニット2Aの斜視図であり、図3は変調ユニット2Aの分解斜視図である。
3つの変調ユニット2Aは、図1に示すように、同様の構成を有し、反射型偏光板としてのワイヤーグリッド3(図1、図5)と、反射型偏光板調整部材としてのワイヤーグリッド調整部材31(図5)と、反射型光変調装置4(図3)と、偏光板5(図1、図6)と、偏光板調整部材51(図6)、光学補償板としての光学補償素子6(図1、図3)と、取付部材7(図2、図3)と、光学補償板調整部材としての光学補償素子調整部材8(図2、図3)とを備える。
なお、以下では、説明の便宜上、R色光側のワイヤーグリッドに3R、G色光側のワイヤーグリッドに3G、B色光側のワイヤーグリッドに3Bの符号を付して説明する(図1)。
ワイヤーグリッド3は、格子構造に基づく回折により、入射した光束を偏光分離する。このワイヤーグリッド3は、図1または図2に示すように、取付部材7により、入射光束の光軸に対して略45°傾斜した状態で配置される。
そして、ワイヤーグリッド3は、入射した光束のうち、所定の偏光光(第1の直線偏光光)を透過させ、第1の直線偏光光の偏光方向に直交する偏光方向を有する偏光光(第2の直線偏光光)を反射させ、入射した光束を偏光分離する。
反射型光変調装置4は、シリコン基板上に液晶が形成された所謂LCOS(Liquid Crystal On Silicon)で構成された反射型液晶パネルを備える。この反射型光変調装置4は、図1ないし図3に示すように、取付部材7により、ワイヤーグリッド3を透過した光束の光軸に対して略直交した状態で配置される。
そして、反射型光変調装置4は、制御装置(図示略)から信号が入力されることで、前記液晶の配向状態が制御され、ワイヤーグリッド3を透過した偏光光束の偏光方向を変調(位相変調)し、ワイヤーグリッド3に向けて反射する。反射型光変調装置4にて変調され、ワイヤーグリッド3に向けて反射された光束は、第2の直線偏光光と同一の偏光方向を有する偏光光のみがワイヤーグリッド3にて反射されてプリズム2Bに向う。
偏光板5は、反射型光変調装置4にて変調されワイヤーグリッド3にて反射された第2の直線偏光光の偏光方向と略同一の偏光方向を有する偏光光を透過させる。すなわち、ワイヤーグリッド3及び偏光板5の双方を用いることで、ワイヤーグリッド3にて所望の直線偏光光以外の偏光成分が反射された場合であっても、偏光板5にて前記偏光成分を除去する構成を採用している。
そして、偏光板5は、図1ないし図6に示すように、取付部材7により、プリズム2Bの光入射面2B1(図1)に対向するように配置される。
このプリズム2Bは、4つの直角プリズムを貼り合せた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合せた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、ワイヤーグリッド3Gにて反射されたG色光を透過し、各ワイヤーグリッド3R,3Bにて反射されたR,B色光をそれぞれ反射する。このようにして、各色光が合成される。そして、プリズム2Bで合成された光束(画像)は、投射レンズ2Cにてスクリーンに向けて投射される。
光学補償素子6は、ガラスまたはブラスチック等のポリマー製の透明板上に、複屈折性を有する無機若しくは有機材料からなる板状部材、または、これらを複合した板状部材に、WV(Wide View)フィルム等を取り付けたものである。この光学補償素子6は、反射型光変調装置4にて正確に変調できなかった位相変調量を微調整し、投射画像のコントラストを向上させる。
そして、光学補償素子6は、図1ないし図3に示すように、取付部材7内部に収納され、反射型光変調装置4に対向するように配置される。
取付部材7は、プラスチック製でワイヤーグリッド3およびワイヤーグリッド調整部材31、反射型光変調装置4、偏光板5および偏光板調整部材51、及び光学補償素子6を支持する。
この取付部材7は、図2または図3に示すように、断面略直角二等辺三角形状を有する三角柱状の中空部材であり、斜面である第1側面71、頂角を挟む第2側面72及び第3側面73を備える。
また、第1側面71には、突起部711,712,713が形成され、第3側面73には突起部731が形成されている。
また、第3側面73には、図6に示すように、開口部74Cが形成されている。この開口部74Cを閉塞するように偏光板5、偏光板調整部材51が固定される。
この凹部75において、底部分の一部には、取付部材7内外を連通する平面視矩形状の開口部74Bが形成されている。
また、凹部75において、図3中、左上部分の側壁、及び右下部分の側壁には、左右方向に沿って凹部75内外を連通する第1固定用切欠部76A及び第2固定用切欠部76Bがそれぞれ形成されている。
これら第1支持面77A,第2支持面77Bには、第3側面73に略直交する方向に突出する略円柱状の第1突起部78A(図4(A)参照)及び第2突起部78B(図3、図4(B)参照)がそれぞれ形成されている。
さらに、取付部材7の天面部には、図2または図3に示すように、上下方向に沿って凹部75内外を連通する操作用切欠部76Cが形成されている。
そして、第2側面72には、凹部75に光学補償素子6及び光学補償素子調整部材8が収納され、凹部75を閉塞するように反射型光変調装置4が固定される。
以上のように、各部材である、ワイヤーグリッド3、ワイヤーグリッド調整部材31、反射型光変調装置4、偏光板5、偏光板調整部材51にて各開口部74A〜74Cがそれぞれ閉塞されることで、取付部材7内部の空間が略密閉される。
ワイヤーグリッド調整部材31は、ワイヤーグリッド3を保持しつつ、取付部材7に対して係止される。そして、ワイヤーグリッド調整部材31は、ワイヤーグリッド3の姿勢調整に利用される。
このワイヤーグリッド調整部材31は、図5に示すように、板金加工が施されることにより、基体311に対して操作部32が一体形成されたものである。
基体311は、平面視略矩形状の板体で構成されている。そして、この基体311には、略中央部分に光束を通過させるための開口部(図示略)が形成され、当該開口部を閉塞するようにワイヤーグリッド3が固定される。
ワイヤーグリッド3の位置調整は、ワイヤーグリッド調整部材31の長穴33に、第1側面71の突起部711を遊嵌状態で挿入し、長穴34に突起部712を遊嵌状態で挿入する。操作部32を使用して長穴33に沿って、位置調整をする。尚、突起部713は傾斜を規制するものである。
偏光板調整部材51は、偏光板5を保持しつつ、取付部材7に対して係止される。そして、偏光板調整部材51は、偏光板5の姿勢調整に利用される。
この偏光板調整部材51は、図6に示すように、板金加工が施されることにより、基体511に対して取付部材7の天面方向に略長方形状に延出した突出部52と、天面方向に延出し、さらに横方向に延出する操作部54が一体形成されたものである。突出部52内には孔53が形成されている。
基体511は、平面視略矩形状の板体で構成されている。そして、この基体511には、略中央部分に光束を通過させるための開口部(図示略)が形成され、当該開口部を閉塞するように偏光板5が固定される。
光学補償素子調整部材8は、光学補償素子6を保持しつつ、取付部材7に対して係止される。そして、光学補償素子調整部材8は、光学補償素子6の姿勢調整に利用される。
この光学補償素子調整部材8は、図3に示すように、板金加工が施されることにより、基体81に対して第1腕部82A、第2腕部82B、及び操作部83が一体形成されたものである。
基体81は、平面視略矩形状の板体で構成されている。そして、この基体81には、略中央部分に光束を通過させるための開口部(図示略)が形成され、当該開口部を閉塞するように光学補償素子6が固定される。
第1腕部82A及び第2腕部82Bは、取付部材7に対して傾斜軸Ax(図3、図7参照)を中心として傾斜可能に軸支される部分である。
第1腕部82Aは、光学補償素子調整部材8が取付部材7の凹部75内部に収納された状態で、第1固定用切欠部76Aを介して凹部75内部から外部に突出する部分であり、図3に示すように、第1延出部821Aと、第1軸部822Aとを備える。
第1延出部821Aは、図3中、基体81の左上部分の端縁から基体81の板面に沿って左側に延出する。
第1軸部822Aは、第1延出部821Aの先端部分が略90°折り曲げられた部分であり、表裏を貫通する第1丸孔823Aを有する。
そして、第1腕部82Aは、図4(A)に示すように、第1固定用切欠部76Aを介して凹部75内部から外部に突出した状態で、第1軸部822Aが第1支持面77Aに対向し、第1丸孔823Aに第1突起部78Aが挿通することで、取付部材7に対して係止される。
そして、第2腕部82Bは、図4(B)に示すように、第2固定用切欠部76Bを介して凹部75内部から外部に突出した状態で、第2軸部822Bが第2支持面77Bに対向し、第2丸孔823Bに第2突起部78Bが挿通することで、取付部材7に対して係止される。
まず、図5に示すように、取付部材7の第1側面71に対して、ワイヤーグリッド3が固定されたワイヤーグリッド調整部材31を固定し、図6に示すように、取付部材7の第3側面73に対して、偏光板5が固定された偏光板調整部材51を固定する。
また、図3に示すように、光学補償素子6が固定された光学補償素子調整部材8を凹部75内部に収納し、第1腕部82A,第2腕部82Bを第1突出部78A,第2突出部78Bに係止する。さらに、第2側面72に対して、反射型光変調装置4を固定する。
そして、反射型光変調装置4にて変調され、ワイヤーグリッド3、偏光板5、及び投射レンズ(図示略)を介してスクリーンに投射された当該投射画像のコントラストが最大となるように、各部材の姿勢調整を実施する。
そして、上述したように光学補償素子6を傾斜させ、投射画像のコントラストが最大となる位置(反射型光変調装置4の液晶材料や配向状態に応じて光学補償素子6の光学軸の方位が適正となる位置)に位置付けた後、以下に示すように、取付部材7に対して光学補償素子調整部材8を固定する。
すなわち、操作用切欠部76Cと操作部83との隙間、第1突出部78A,第2突出部78Bと第1丸孔823A,第2丸孔823Bとの隙間、及び第1支持面77A,第2支持面77Bと第1軸部822A,第2軸部822Bとの隙間に接着剤を充填し、硬化させる。
以上の工程により、変調ユニット2Aが製造される。
以上のような本実施形態のプロジェクター1によれば、以下の効果を奏することができる。
ワイヤーグリッド3は、ワイヤーグリッド調整部材31を貼り付けるだけの簡易な構成で、取付部材7との間で取付位置の調整が容易にできる。
また、光学補償素子6、および、偏光板5も偏光板調整部材51を貼り付けるだけの簡易な構成で、取付部材7との間で取付位置の調整が容易にできる。
また、各調整部材の操作部を簡易な形状にすることによって、取付部材7の構造の簡素化が図れる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
また、上記実施形態では、光源装置からの光を色分離光学装置にて3つの色光に分離していたが、色分離光学装置を省略し、3つの色光をそれぞれ射出する3つの固体発光素子を光源装置として構成してもよい。
この際、プロジェクター1は、ワイヤーグリッド3および取付部材7も反射型光変調装置4と同様の個数分、備えることとなる。
上記実施形態のプロジェクター1は、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクターや、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクターに適用可能である。
Claims (10)
- 色光を画像情報に応じて変調する反射型光変調装置と、
入射する光を偏光分離する反射型偏光板と、
前記反射型偏光板を保持する反射型偏光板調整部材と、
前記反射型光変調装置および前記反射型偏光板をそれぞれ支持する複数の側面を有する取付部材と、を備え、
前記反射型偏光板調整部材は、前記反射型偏光板の光軸の方向に沿った軸を中心に傾斜させる第1操作部と、長孔の第1開口と、傾斜を規制する第2開口と、互いに対向する第1端縁および第2端縁と、を有し、
前記第1開口は、前記第1端縁側に設けられ、
前記第2開口は、前記第2端縁側に設けられていることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1に記載のプロジェクターであって、
前記第1操作部は、前記第1端縁側に設けられていることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1または請求項2に記載のプロジェクターであって、
前記第1開口は、前記第1操作部に設けられていることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
前記取付部材は、前記第1開口と係合する第1突起部と、前記第2開口と係合する第2突起部と、を有することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
前記反射型光変調装置を光学的に補償する光学補償素子と、
前記光学補償素子を保持し、傾斜可能に前記取付部材に取り付けられる光学補償素子調整部材と、を備え、
前記光学補償素子調整部材は、前記光学補償素子の光軸に略直行する傾斜軸を中心に傾斜させる第2操作部を有し、
前記第1操作部および前記第2操作部は、前記取付部材から同一方向に突出していることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項5に記載のプロジェクターであって、
前記取付部材は、前記光学補償素子調整部材の前記第2操作部を外部に突出させる操作用切欠部を有することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項5または請求項6に記載のプロジェクターであって、
前記光学補償素子調整部材は、互いに対向する第3端縁および第4端縁を有し、
前記光学補償素子調整部材は、前記第3端縁の一端側に設けられた第1腕部と、前記第4端縁の前記一端側とは反対側の他端側に設けられた第2腕部と、を有し、
前記第1腕部は、第3開口を有し、
前記第2腕部は、第4開口を有し、
前記第1腕部および前記第2腕部は、平面視で互いに離間する方向に突出し、
前記取付部材は、前記第3開口と係合する第3突起部が設けられた第1支持面と、前記第4開口と係合する第4突起部が設けられた第2支持面と、を有することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項5から7のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
前記反射型光変調装置により変調された光の偏光方向と略同一の偏光方向を有する光を透過させる偏光板と、
前記偏光板を保持し、傾斜可能に前記取付部材に取り付けられる偏光板調整部材と、を備え、
前記偏光板調整部材は、前記偏光板の光軸の方向に沿った軸を中心に傾斜させる第3操作部を有し、
前記第1操作部、前記第2操作部、および前記第3操作部は、前記取付部材から同一方向に突出していることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
前記反射型光変調装置により変調された光の偏光方向と略同一の偏光方向を有する光を透過させる偏光板と、
前記偏光板を保持し、傾斜可能に前記取付部材に取り付けられる偏光板調整部材と、を備えることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項8または請求項9に記載のプロジェクターであって、
前記偏光板調整部材は、第5開口が設けられた突出部を有し、
前記取付部材は、前記第5開口と係合する第5突起部を有することを特徴とするプロジェクター。
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