特許 7439881 光学装置、投影装置及び光学装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-19

(45)【発行日】2024-02-28

(54)【発明の名称】光学装置、投影装置及び光学装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20240220BHJP

   G02B 7/00 20210101ALI20240220BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20240220BHJP

   H04N 5/74 20060101ALN20240220BHJP

【ＦＩ】

G03B21/14 Z

G02B7/00 F

G03B21/00 F

H04N5/74 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022172170

(22)【出願日】2022-10-27

(62)【分割の表示】P 2018001575の分割

【原出願日】2018-01-10

(65)【公開番号】P2023015143

(43)【公開日】2023-01-31

【審査請求日】2022-11-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002022

【氏名又は名称】弁理士法人コスモ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤倉 拓史

(72)【発明者】

【氏名】加瀬 智史

【審査官】村上 遼太

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－３０１０４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０２０００８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－１３９１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２０８３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２４４３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２０３７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５１４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５７５１５０１（ＵＳ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２００８－００４０９３９（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０７３０１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ５／００－５／１３６

７／００－７／２４

Ｇ０３Ｂ２１／００－２１／１０

２１／１２－２１／１３

２１／１３４－２１／３０

３３／００－３３／１６

Ｈ０４Ｎ ５／６６－５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学部材を保持する保持部を有するケースを備え、
前記保持部は、固定剤が設けられた開口部を有し、
前記光学部材は、前記固定剤によって固定され、
前記固定剤は、前記開口部から前記ケースの外側に向けて突出している突出部を有し、
前記ケースは、第１の面と、前記ケースの外側から見て前記第１の面より凹状となっている凹部とが形成されているケース面を有し、
前記開口部は、前記凹部に形成されており、
前記突出部は、前記凹部から突出しているとともに前記第１の面より低いことを特徴とする光学装置。

【請求項2】

前記固定剤は、前記凹部と前記光学部材との間の隙間にかけて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項3】

前記開口部の幅方向における前記隙間に設けられた前記固定剤の幅は、前記開口部の幅方向における前記開口部内の前記固定剤の幅より長いことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。

【請求項4】

前記開口部の幅方向における前記突出部の幅は、前記開口部の幅方向における前記開口部内の前記固定剤の幅より長いことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか記載の光学装置。

【請求項5】

前記光学部材の前記保持部に対向する位置には、前記光学部材に対応して凹部が形成された蓋部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか記載の光学装置。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５の何れか記載の光学装置と、
前記光学装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と前記光学装置を制御する投影装置制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。

【請求項7】

ケースの保持部に設けられている開口部を介して前記ケースの内側に配置された光学部材及び前記開口部に固定剤を塗布する工程と、
前記固定剤を硬化することによって、前記保持部に前記光学部材を固定する工程と、
を含み、
前記固定剤は、前記開口部から前記ケースの外側に向けて突出している突出部を有し、
前記ケースは、第１の面と、前記ケースの外側から見て前記第１の面より凹状となっている凹部とが形成されているケース面を有し、
前記開口部は、前記凹部に形成されており、
前記突出部は、前記凹部から突出しているとともに前記第１の面より低いことを特徴とする光学装置の製造方法。

【請求項8】

前記固定剤を硬化させる工程は、所定時間の経過による硬化、紫外線硬化又は熱硬化の何れかの硬化方法であることを特徴とする請求項７に記載の光学装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学装置、投影装置及び光学装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から出射された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

【0003】

そして、この投影装置であるプロジェクタは、パーソナルコンピュータやＤＶＤプレーヤーなどの映像機器の普及に伴って、業務用プレゼンテーションから家庭用に至るまで、用途が拡大している。このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源として複数のレーザダイオード等の半導体発光素子を用い、それに伴い複数のレンズやミラー等の光学部材により構成される光学装置としての光源装置の開発や提案が多々なされている。

【0004】

例えば、特許文献１には、赤色光源や緑色光源、青色光源により各色波長帯域光の光源光を出射する光源装置を備える投影装置が開示される。この光源装置は、各色光源からの各色波長帯域光を複数の光学部材で同一の光路上に合わせ、この光を光源光として同一方向に出射する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１３－９７２３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１で開示される光源装置では、内蔵する光源装置の光学系に多くのレンズやミラーとされる光学部材が使用されて、投影画像の明るさや色再現性が高められる。そして、各レンズの配置位置や光軸位置は、投影画像の品質を高位に保つために、高度の注意が払われて組み立てが行われている。

【0007】

このため、多数の光学部材をねじで固定することは、工数の増大を招くことがある。また、複数の光学部材が収められる光学ケースのカバーに、板バネやクッション材を設けて、各光学部材を板バネやクッション材により押えて固定することも行われているため、部品の複雑化や部品点数の増加という問題があった。

【0008】

本発明は、以上の点に鑑み、組み立て作業を容易としつつ、光学部材の固定位置精度を高めることができる光学装置、投影装置及び光学装置の製造方法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】

【0009】

本発明に係る光学装置は、光学部材を保持する保持部を有するケースを備え、前記保持部は、固定剤が設けられた開口部を有し、前記光学部材は、前記固定剤によって固定され、前記固定剤は、前記開口部から前記ケースの外側に向けて突出している突出部を有し、前記ケースは、第１の面と、前記ケースの外側から見て前記第１の面より凹状となっている凹部とが形成されているケース面を有し、前記開口部は、前記凹部に形成されており、前記突出部は、前記凹部から突出しているとともに前記第１の面より低いことを特徴とする。

【0010】

本発明に係る投影装置は、上述の光学装置と、前記光学装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記表示素子と前記光学装置を制御する投影装置制御部と、を有することを特徴とする。

【0011】

本発明に係る光学装置の製造方法は、ケースの保持部に設けられている開口部を介して前記ケースの内側に配置された光学部材及び前記開口部に固定剤を塗布する工程と、前記固定剤を硬化することによって、前記保持部に前記光学部材を固定する工程と、を含み、前記固定剤は、前記開口部から前記ケースの外側に向けて突出している突出部を有し、前記ケースは、第１の面と、前記ケースの外側から見て前記第１の面より凹状となっている凹部とが形成されているケース面を有し、前記開口部は、前記凹部に形成されており、前記突出部は、前記凹部から突出しているとともに前記第１の面より低いことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、組み立て作業を容易としつつ、光学部材の固定位置精度を高めることができる光学装置、投影装置及び光学装置の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る投影装置を示す外観斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る投影装置の機能ブロックを示す図である。

【図3】本発明の実施形態に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。

【図4】本発明の実施形態に係る光学装置の光学ケース内部の平面模式図である。

【図5】本発明の実施形態に係る光学ケースのケース本体及び光学部材を示す分解斜視図である。

【図6】本発明の実施形態に係る光学ケースに集光レンズが固定される様子を示す断面模式図であり、（ａ）は図６（ｂ）のＶＩ（ａ）－ＶＩ（ａ）断面を示し、（ｂ）は図６（ａ）のＶＩ（ｂ）－ＶＩ（ｂ）断面を示す図である。

【図7】本発明の実施形態に係る光学ケースに反射ミラーが固定される様子を示す断面模式図であり、（ａ）は図７（ｂ）のＶＩＩ（ａ）－ＶＩＩ（ａ）断面を示し、（ｂ）は図７（ａ）のＶＩＩ（ｂ）－ＶＩＩ（ｂ）断面を示す図である。

【図8】本発明の実施形態に係る光学ケースに集光レンズが固定される様子を示す断面模式図であり、（ａ）は図８（ｂ）のＶＩＩＩ（ａ）－ＶＩＩＩ（ａ）断面を示し、（ｂ）は図８（ａ）のＶＩＩＩ（ｂ）－ＶＩＩＩ（ｂ）断面を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明を実施するための形態について説明する。図１は、投影装置１０の外観斜視図である。本実施形態の投影装置１０は、筐体上１０ａ及び筐体下１０ｂを備える。投影装置１０の筐体の側板である正面パネル１２、背面パネル１３、右側パネル１４、及び左側パネル１５は、筐体上１０ａの外周縁から下方に向かって立設する。各パネル１２～１５の下端は、筐体下１０ｂの外周縁と当接する。したがって、投影装置１０は、筐体上１０ａと筐体下１０ｂにより略直方体状に形成される。なお、本実施形態において、投影装置１０における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは投影装置１０のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。

【0015】

投影装置１０の筺体の上面パネル１１には、キー／インジケータ部３７、投影画像調整部１１ａが設けられる。このキー／インジケータ部３７には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、各色光源装置や表示素子又は制御回路等が過熱した時に報知をする過熱インジケータ等の各種設定を行うためのキーやインジケータが配置されている。投影画像調整部１１ａは、一つ又は複数の回動摘みを備える。この回動摘みを操作することにより、図４で後述する投影側光学系の可動レンズの位置が調節され、投影画像の大きさやピントの調節が行われる。また、投影装置１０は、図示しないが、リモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。

【0016】

正面パネル１２と右側パネル１４の前方右側の角部５０１には、吸気孔３１０が設けられる。正面パネル１２の左側には、すり鉢状に窪んだ光出射部１２ａが設けられる。この光出射部１２ａの左側パネル１５側の壁部には、吸気孔３２０が形成される。投影装置１０は、光出射部１２ａに、投影口１２ｂと、投影口１２ｂを覆うレンズカバー１９を有する。

【0017】

正面パネル１２の下端には、高さ調節ボタン１２ｃが設けられる。投影装置１０は、正面パネル１２側の内部に支脚を備える。投影装置１０は、高さ調節ボタン１２ｃが押下されている間、下方からその支脚を出没させることができる。よって、使用者は、高さ調節ボタン１２ｃを操作することにより支脚を任意の出代量で固定し、投影装置１０の高さや傾きを調節することができる。

【0018】

背面パネル１３には、ＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ－ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子２０が設けられている。また、背面パネル１３において、右側パネル１４側の角部５０３に吸気孔３３０が形成され、左側パネル１５側の角部５０４にも排気孔３４０が形成される。

【0019】

次に、投影装置１０の投影装置制御部について図２の機能ブロック図を用いて説明する。投影装置制御部は、制御部３８、入出力インターフェース２２、画像変換部２３、表示エンコーダ２４、表示駆動部２６等から構成される。

【0020】

制御部３８は、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

【0021】

そして、この投影装置制御部により、入出力コネクタ部２１から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース２２、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部２３で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ２４に出力される。

【0022】

表示エンコーダ２４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部２６に出力する。

【0023】

表示駆動部２６は、表示エンコーダ２４から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子５１を駆動するものである。

【0024】

投影装置１０は、光学装置６０から出射された光源光の光線束を、後述する導光光学系を介して表示素子５１に照射することにより、表示素子５１の反射光で光像（画像）を形成する。投影装置１０は、その形成した光像を同じく後述する投影側光学系を介してスクリーンに投影し、画像を表示させる。なお、この投影側光学系の可動レンズ群２３５は、レンズモータ４５によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。

【0025】

画像圧縮／伸長部３１は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード３２に順次書き込む記録処理を行う。

【0026】

また、画像圧縮／伸長部３１は、再生モード時はメモリカード３２に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長する。そして、画像圧縮／伸長部３１は、その画像データを、画像変換部２３を介して表示エンコーダ２４に出力し、メモリカード３２に記憶された画像データに基づいた動画等を表示する処理を行う。

【0027】

筺体の上面パネル１１に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部３７の操作信号は、直接に制御部３８に送出される。リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部３５で受信され、Ｉｒ処理部３６で復調されたコード信号が制御部３８に出力される。

【0028】

なお、制御部３８にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部４７が接続されている。この音声処理部４７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音データをアナログ化し、スピーカ４８を駆動して拡声放音させる。

【0029】

また、制御部３８は、光源制御手段としての光源制御回路４１を制御している。この光源制御回路４１は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光学装置６０から出射されるように、光学装置６０の緑色光源装置における励起光照射装置や、赤色光源装置の発光を個別に制御する。光学装置６０から出射された所定の波長帯域の光は、照射ミラー１８５で反射され、表示素子５１に照射される。

【0030】

制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３に光学装置６０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部３８は、投影装置１０の電源をＯＦＦにする指示を受けると、冷却ファン駆動制御回路４３にタイマーを用いて投影装置１０本体の電源ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させたり、温度センサによる温度検出の結果に応じて投影装置１０本体の電源を切るタイミングを定める等の制御を行うことができる。

【0031】

次に、図３及び図４に基づいて、投影装置１０の内部構造について述べる。図３は、投影装置１０の内部構造を示す平面模式図である。投影装置１０は、電源装置３０１、制御回路基板３０２、光学装置６０を備える。また、投影装置１０は、冷却ファンとして、吸気ファン２６０、吸気ファン２７０、排気ファン２８０を備える。

【0032】

光学装置６０は、投影装置１０の筐体の略中央に配置される。光学装置６０は、光学ケース６１を備える。光学ケース６１は、上部が開口される光学ケース本体６１ａと、開口される上部に取り付けられるカバー６１ｂを備える。この光学ケース６１の内部に各色光源やレンズ、ミラー等の光学部材が収容される。電源装置３０１は、光学装置６０の左側パネル１５側に配置される。電源装置３０１の基板は、左側パネル１５と略平行に配置される。制御回路基板３０２は、光学装置６０の背面パネル１３側に配置される。制御回路基板３０２は、上下方向に対し略垂直に配置される。制御回路基板３０２は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備える。また、制御回路基板３０２は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等の機能毎に分けて、複数備えることができる。

【0033】

ここで、光学装置６０の内部構造について説明する。図４は、光学装置６０の光学ケース６１のカバー６１ｂを省略して示す平面模式図である。光学装置６０は、赤色波長帯域光の光源である赤色光源装置１２０と、緑色波長帯域光の光源である緑色光源装置８０と、青色波長帯域光の光源である青色光源装置であると共に励起光源でもある励起光照射装置７０と、を備える。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０と、蛍光板装置１００により構成される。光学装置６０は、導光光学系１４０を有する。導光光学系１４０は、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光及び赤色波長帯域光の光線束を合わせて、各色波長帯域の光線束を同一光路上に導光する。

【0034】

励起光照射装置７０は、投影装置１０筐体の右側パネル１４側に配置される。励起光照射装置７０は、背面パネル１３と光軸が平行になるよう配置された複数の固体発光素子を備える。本実施形態の固体発光素子は、青色波長帯域光を発する複数の青色レーザダイオード７１である。また、複数の青色レーザダイオード７１は、右側パネル１４と平行に並べて配置されている。これら青色レーザダイオード７１は、ホルダ７４に固定される。

【0035】

また、励起光照射装置７０は、反射ミラー７６、拡散板７８、ヒートシンク８１を備える。反射ミラー７６は、各青色レーザダイオード７１からの出射光の光軸を拡散板７８に向けて略９０度変換する。拡散板７８は、反射ミラー７６で反射した各青色レーザダイオード７１からの出射光を予め定められた拡散角度で拡散する。ヒートシンク８１は、青色レーザダイオード７１と右側パネル１４との間に配置される。

【0036】

各青色レーザダイオード７１からの光路上には、青色レーザダイオード７１からの出射光の指向性を高めて平行光に変換するコリメータレンズ７３が夫々配置されている。これらコリメータレンズ７３は、青色レーザダイオード７１とともにホルダ７４に保持される。

【0037】

赤色光源装置１２０は、青色レーザダイオード７１の光線束と光軸が平行となるように配置された赤色光源１２１と、赤色光源１２１からの出射光を集光する集光レンズ群１２５と、を備える。この赤色光源１２１は、赤色波長帯域光を出射する固体発光素子である赤色発光ダイオードである。赤色光源装置１２０は、赤色光源装置１２０が出射する赤色波長帯域光の光軸が、蛍光板１０１から出射される緑色波長帯域光の光軸と交差するように配置される。また、赤色光源装置１２０は、赤色光源１２１の右側パネル１４側にヒートシンク１３０を備える。

【0038】

緑色光源装置８０を構成する蛍光板装置１００は、蛍光板１０１、モータ１１０、入射側の集光レンズ群１１７、出射側の集光レンズ１１５を備える。蛍光板１０１は、励起光照射装置７０からの出射光の光軸と直交するように配置された蛍光ホイールである。この蛍光板１０１はモータ１１０により回転駆動する。集光レンズ１１７ａ，１１７ｂは、励起光照射装置７０から出射される励起光の光線束を蛍光板１０１に集光する。集光レンズ１１５は、蛍光板１０１から正面パネル１２方向に出射される光線束を集光する。なお、蛍光板装置１００は、集光レンズ群１１７及び集光レンズ１１５の上方に配置される。そのため、蛍光板１０１の下方の一部が集光レンズ群１１７及び集光レンズ１１５の光路上に配置される。

【0039】

蛍光板１０１には、蛍光発光領域と拡散透過領域とが周方向に並設されている。蛍光発光領域は、青色レーザダイオード７１から出射された青色波長帯域光を励起光として受けて、励起された緑色波長帯域の蛍光光を出射する。拡散透過領域は、青色レーザダイオード７１からの出射光を拡散透過する。拡散透過した出射光は、光学装置６０の青色波長帯域光として出射される。

【0040】

導光光学系１４０は、第一ダイクロイックミラー１４１、集光レンズ１４９、第二ダイクロイックミラー１４８、第一反射ミラー１４３、集光レンズ１４６、第二反射ミラー１４５、集光レンズ１４７を有する。第一ダイクロイックミラー１４１は、励起光照射装置７０から出射される青色波長帯域光及び蛍光板１０１から出射される緑色波長帯域光と、赤色光源装置１２０から出射される赤色波長帯域光とが交差する位置に配置される。第一ダイクロイックミラー１４１は、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射する。第一ダイクロイックミラー１４１が反射した緑色波長帯域光の光軸は、集光レンズ１４９に向かう左側パネル１５方向に９０度変換される。したがって、第一ダイクロイックミラー１４１を透過した赤色波長帯域光の光軸は、第一ダイクロイックミラー１４１により反射された緑色波長帯域光の光軸と一致する。

【0041】

集光レンズ１４９は、第一ダイクロイックミラー１４１の左側パネル１５側に配置される。第一ダイクロイックミラー１４１を透過した赤色波長帯域光及び第一ダイクロイックミラー１４１により反射された緑色波長帯域光は、共に集光レンズ１４９に入射する。第二ダイクロイックミラー１４８は、集光レンズ１４９の左側パネル１５側であって、集光レンズ１４７の背面パネル１３側に配置される。第二ダイクロイックミラー１４８は、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射し、青色波長帯域光を透過する。したがって、集光レンズ１４９で集光された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４８によって反射されて、背面パネル１３側に９０度変換される。第二ダイクロイックミラー１４８の背面パネル１３側には、集光レンズ１７３が配置される。第二ダイクロイックミラー１４８により反射された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光は、集光レンズ１７３に入射する。

【0042】

第一反射ミラー１４３は、蛍光板１０１を透過した青色波長帯域光の光軸上、つまり、集光レンズ１１５と正面パネル１２との間に配置される。第一反射ミラー１４３は、青色波長帯域光を反射して、この青色波長帯域光の光軸を左側パネル１５方向に９０度変換する。集光レンズ１４６は、第一反射ミラー１４３の左側パネル１５側に配置される。また、第二反射ミラー１４５は、集光レンズ１４６の左側パネル１５側に配置される。第二反射ミラー１４５は、第一反射ミラー１４３により反射されて、集光レンズ１４６により集光された青色波長帯域光の光軸を、背面パネル１３側に９０度変換する。集光レンズ１４７は、第二反射ミラー１４５の背面パネル１３側に配置される。第二反射ミラー１４５により反射された青色波長帯域光は、集光レンズ１４７を介して第二ダイクロイックミラー１４８を透過し、集光レンズ１７３に入射する。このようにして、導光光学系１４０により導光された赤色、緑色、青色の各波長帯域光の光線束は、光源側光学系１７０の同一光路上に導光される。

【0043】

光源側光学系１７０は、集光レンズ１７３、ライトトンネルやガラスロッド等のライトトンネル１７５、集光レンズ１７８、光軸変換ミラー１７９、集光レンズ１８３、照射ミラー１８５、コンデンサレンズ１９５を備える。なお、コンデンサレンズ１９５は、コンデンサレンズ１９５の背面パネル１３側に配置される表示素子５１から出射された画像光を、投影側光学系２２０に向けて出射するため、投影側光学系２２０の一部でもある。

【0044】

集光レンズ１７３から出射した各光線束は、ライトトンネル１７５に入射する。ライトトンネル１７５に入射される各光線束は、ライトトンネル１７５により均一な強度分布の光線束となる。

【0045】

ライトトンネル１７５の背面パネル１３側の光軸上には、集光レンズ１７８を介して、光軸変換ミラー１７９が配置されている。ライトトンネル１７５の出射口から出射した光線束は、集光レンズ１７８で集光された後、光軸変換ミラー１７９により、集光レンズ１８３に向かう光軸に変換される。

【0046】

光軸変換ミラー１７９で反射した光線束は、集光レンズ１８３により集光された後、照射ミラー１８５により、コンデンサレンズ１９５を介して表示素子５１に所定の角度で照射される。なお、表示素子５１の背面パネル１３側にはヒートシンク１９０が設けられている。ＤＭＤとされる表示素子５１は、このヒートシンク１９０により冷却される。

【0047】

そして、光源側光学系１７０により表示素子５１の画像形成面に照射された光源光である光線束は、表示素子５１の画像形成面で反射され、投影光として投影側光学系２２０を介してスクリーンに投影される。

【0048】

投影側光学系２２０は、コンデンサレンズ１９５、可動レンズ群２３５、固定レンズ群２２５により構成される。固定レンズ群２２５は、固定鏡筒に内蔵される。可動レンズ群２３５は、可動鏡筒に内蔵され、手動又は自動により移動されることにより、ズーム調整やフォーカス調整を可能としている。

【0049】

このように投影装置１０を構成することで、蛍光板１０１を回転させるとともに励起光照射装置７０及び赤色光源装置１２０から異なるタイミングで光を出射すると、赤色、緑色及び青色の各波長帯域光が導光光学系１４０を介してライトトンネル１７５に入射され、さらに光源側光学系１７０を介して表示素子５１に入射される。よって、投影装置１０の表示素子５１であるＤＭＤがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

【0050】

ここで、図５に示すように、光学ケース６１の光学ケース本体６１ａは、底板６１ａ１と、底板６１ａ１の外周に立設する側壁６１ａ２と、を備えた略箱状に形成される。そして、導光光学系１４０や光源側光学系１７０等における多数の光学部材は、光学ケース６１の光学ケース本体６１ａ内に納められる。

【0051】

なお、本実施形態における光学ケース本体６１ａは、主に導光光学系１４０や光源側光学系１７０が収容される領域と、光軸変換ミラー１７９で反射した光線束を集光し、表示素子５１に光源光を導光する集光レンズ１８３、表示素子５１と投影側光学系２２０との間に配置されたコンデンサレンズ１９５等が収容される領域と、が形成される。そして、それぞれの領域に対応する光学ケース本体６１ａの上部には、それぞれカバー６１ｂ１，６１ｂ２が設けられる（図３参照）。光学ケース本体６１ａのカバー６１ｂ１，６１ｂ２の、各光学部材と対向する面には、各光学部材に対応して、発泡材等のクッション材からなるクッション部を形成することができる。

【0052】

光学ケース６１の光学ケース本体６１ａには、図６、図７に示すように、集光レンズＣＬや反射ミラーＭＬ等の光学部材を保持する保持部４００，４１０が形成される。保持部４００，４１０は、後に詳述するが、固定剤ＦＤにより光学部材を固定する固定部が複数形成される（固定部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）。ここで、図６及び図７は、光学ケース本体６１ａの底板６１ａ１が上側となるように図示されている。

【0053】

図６に示すように、集光レンズＣＬを保持する保持部４００は、光学ケース本体６１ａの底板６１ａ１の外側から見て（換言すれば、底板６１ａ１のケース面Ｐ）に凹状（内側から見て凸状）の凹部が形成される。保持部４００には、底板６１ａ１から、光学ケース本体６１ａの内側に向けて平面視略矩形周状に立設する周壁４０１が形成される。周壁４０１の突端からは、底板６１ａ１と平行に支持板４０２が周壁４０１に亘って形成される。支持板４０２には、中央部に略矩形の支持板開口４０３が形成される。

【0054】

支持板４０２における支持板開口４０３に面する縁部には、集光レンズＣＬの円形の外形（すなわち、集光レンズＣＬの光軸に直交する平面における集光レンズＣＬの外形）に倣って、傾斜又は円弧状の支持面４０２ａが形成される。一方、支持板開口４０３に対応する、光学ケース本体６１ａの外側には、梁状に形成される支持梁４０４が形成される。支持梁４０４には、略中央に長孔状の孔部４０４ａが形成される。支持梁４０４における光学ケース本体６１ａの内側の面は、集光レンズＣＬの円形の外形（すなわち、集光レンズＣＬの光軸周りにおける集光レンズＣＬの外形）に倣って、略円弧状に形成される支持面４０４ｂとされている。そして、支持梁４０４の両縁が支持板開口４０３に対して離間して配置されることにより、スリット４０５が形成される。後述するが、集光レンズＣＬの外周に対応する孔部４０４ａの部位（換言すれば、ケース面Ｐに最も近い位置）は固定部Ｆ１（第１固定部）とされる。また、集光レンズＣＬの外周に対応する各スリット４０５の部位は、それぞれ固定部Ｆ２（第２固定部）、固定部Ｆ３（第３固定部）とされる。固定部Ｆ２，Ｆ３は、固定部Ｆ１を挟んで対向して配置される。集光レンズＣＬは、固定部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３により固定される。

【0055】

保持部４００への集光レンズＣＬの配置は、以下のように行われる。
第１工程：治具６００に集光レンズＣＬ（光学部材）を配置する。
ここで、治具６００は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、略ブロック状に形成され、集光レンズＣＬが挿入される凹部６０１が形成される。凹部６０１は、集光レンズＣＬの外形形状に合わせて高精度に形成される。

【0056】

第２工程：治具６００に配置された集光レンズＣＬ（光学部材）に、光学ケース６１の保持部４００を位置決めする。治具６００の光学ケース６１（保持部４００）に対する位置決めは、治具６００の凹部６０１が形成される面側に立設する位置決めプレート６０２の先端面を光学ケース本体６１ａの底板６１ａ１の内側面に当接させて行われる。この場合、治具６００の位置決めプレート６０２の先端面及びこの先端面が当接する光学ケース６１の底板６１ａ１の部位を高精度に加工しておけば、更に高精度に光学ケース６１に対する集光レンズＣＬの位置決めを行うことができる。また、本工程で治具６００が位置決めされるときの集光レンズＣＬの外周は、保持部４００の支持板４０２の支持面４０２ａとの間に所定の隙間Ｓが形成される。同様に、集光レンズＣＬの外周と支持梁４０４の支持面４０４ｂとの間には、所定の隙間Ｓが形成される。

【0057】

第３工程：保持部４００に形成された複数の開口部とされるスリット４０５、孔部４０４ａに固定剤ＦＤを塗布する。スリット４０５、孔部４０４ａは、光学ケース６１の外側から内側に開口される開口部である。スリット４０５、孔部４０４ａに固定剤ＦＤを塗布することで、集光レンズＣＬの外周と支持板４０２の支持面４０２ａとの間の隙間Ｓ、及び、集光レンズＣＬの外周と支持梁４０４の支持面４０４ｂとの間の隙間Ｓに固定剤ＦＤが流れ込む。

【0058】

第４工程：固定剤ＦＤを硬化させる。ここで、固定剤ＦＤは、紫外線硬化剤や、熱硬化剤等の種々の硬化剤を用いることができる。そして、固定剤ＦＤの硬化方法は、固定剤ＦＤの種類に応じて、所定時間の経過による硬化、紫外線硬化、熱硬化等の何れかの硬化方法を採用することができる。

【0059】

第５工程：固定剤ＦＤの硬化後、治具６００を取り外す。集光レンズＣＬは、固定部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３における固定剤ＦＤが光学ケース６１と集光レンズＣＬに亘って硬化していることにより、光学ケース６１に固定される。

【0060】

次に、図７（ａ），（ｂ）により、矩形板状の反射ミラーＭＬが光学ケース６１の保持部４１０へ配置される場合について説明する。保持部４１０は、図６に示す保持部４００と同様に、光学ケース本体６１ａの底板６１ａ１に、外側から見てケース面Ｐに凹状に形成されて、周壁４１１、支持板４１２が形成される。支持板４１２の内側は支持板開口４１３が形成される。そして、支持板開口４１３に対応する位置に設けられる支持梁４１４の両縁側には、スリット４１５がそれぞれ形成される。一方、支持梁４１４には、反射ミラーＭＬに対応する位置に孔部４１４ａが形成される。反射ミラーＭＬを固定する固定部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は、反射ミラーＭＬに対応する位置における孔部４１４ａ及びスリット４１５を備える。

【0061】

そして、反射ミラーＭＬの保持部４１０への配置も、凹部６１１や位置決めプレート６１２を備える治具６００を用いて、上記の第１工程～第５工程により行われる。

【0062】

このようにして、導光光学系１４０や光源側光学系１７０における集光レンズや反射ミラー等の複数の光学部材は、治具６００を用いて固定剤ＦＤを塗布することにより容易かつ高精度に光学ケース６１に固定して配置することができる。ここで、治具６００は、例えば、図５で示す光学ケース本体６１ａにおける、主に導光光学系１４０や光源側光学系１７０が収容される領域の形状に合わせて一体に形成することができる。一体に形成した治具６００には、導光光学系１４０や光源側光学系１７０における多数の光学部材を挿入できる凹部（例えば凹部６０１，６１０）を多数の光学部材に対応して形成しておいて、各凹部に光学部材をそれぞれ挿入する。治具６００への複数の光学部材の配置後、治具６００に光学ケース本体６１ａを被せるように配置する。すると、各光学部材は、光学ケース本体６１ａの保持部（例えば保持部４００，４１０）に対して位置決めされる。その後、固定部（例えば固定部Ｆ１～Ｆ３）の開口部（例えば孔部４０４ａ，４１４ａ、スリット４０５，４１５）に固定剤ＦＤを塗布して硬化させることにより、各光学部材が光学ケース６１に固定される。このように、複数の光学部材に対応して複数の凹部を備える治具６００を用いることにより、自動組立機械への適用も容易に行うことができる。

【0063】

次に、図８（ａ），（ｂ）に示すように、集光レンズＣＬ等の光学部材が光学ケース６１の保持部４００，４１０へ配置された後、光学部材の脱落防止用の凹部６１ｂ３が形成された蓋部材（カバー６１ｂ）により、光学ケース６１と蓋部材とを固定する。あくまでも光学部材は固定剤ＦＤで固定されるため、光学部材の脱落防止用の凹部６１ｂ３と光学部材との間には、クリアランスを設けて形成される。なお、反射ミラーＭＬ等の光学部材においても同様の構成である。

【0064】

以上、本発明の実施形態によれば、光学装置６０は、光学部材を保持する保持部を有するケースを備え、保持部は、ケースの外側から内側に開口する複数の開口部を介して塗布された固定剤により、ケースに対して光学部材の位置及び傾きが固定される。具体的には、光学装置６０は、集光レンズＣＬや反射ミラーＭＬ等の光学部材が保持される保持部４００，４１０を有する光学ケース６１を備える。そして、保持部４００，４１０は、光学ケース６１の外側から内側に開口する開口部（孔部４０４ａ，４１４ａ、スリット４０５，４１５）を介して塗布された固定剤ＦＤにより光学ケース６１と光学部材が固定される複数の固定部Ｆ１～Ｆ３を備える。

【0065】

これにより、光学部材は、固定剤ＦＤにより固定されるので、固定剤ＦＤを塗布する前の光学ケース６１に対する光学部材の位置決めは治具６００を用いて容易に行うことができる。従って、光学装置を組み立て易くすることができると共に、治具６００により位置決めされた位置で正確に光学部材を固定することができる光学装置６０や投影装置１０を提供することができる。

【0066】

また、保持部４００，４１０は、ケース（光学ケース６１）の外側から見てケース面Ｐに凹状の凹部が形成されており、この凹部に複数の開口部（孔部４０４ａ，４１４ａ、スリット４０５，４１５）が形成される。これにより、投影装置１０の筐体に光学装置６０（光学ケース６１）を設置する際に保持部４００，４１０や固定剤ＦＤの干渉を低減することができる。

【0067】

また、固定部Ｆ１～Ｆ３のうち一の固定部Ｆ１は、光学部材の外周のうち、ケース面Ｐに最も近い位置に形成される。これにより、固定部Ｆ１に対して対称に固定部Ｆ２，Ｆ３を設けることができるので、更に安定して光学部材を光学ケース６１に固定することができる。

【0068】

また、複数の固定部は、光学部材の外周のうちケース面Ｐに最も近い位置に形成される固定部Ｆ１である第１固定部と、この第１固定部を挟んで対向して配置される第２固定部及び第３固定部である固定部Ｆ２、固定部Ｆ３を備える。これにより、固定部を３点支持とすることができるので、更に高精度な光学部材の固定を行うことができる。

【0069】

また、固定部Ｆ１～Ｆ３における光学ケース６１と光学部材との間には、所定の間隔の隙間部（隙間Ｓ）が形成される。これにより、隙間Ｓに固定剤ＦＤを流し込むことができるので、治具６００により高精度に位置決めを行いつつ、固定剤ＦＤの塗布により光学部材を光学ケース６１に固定することができる。

【0070】

また、光学部材の保持部４００，４１０に対向する位置には、光学部材に対応して凹部６１ｂ３が形成された蓋部材（カバー６１ｂ）が設けられる。これにより、光学装置６０を備える投影装置１０が落下して衝撃が加えられたとしても、この凹部６１ｂ３により光学部材を押えておくことができ、光学部材の飛散等を低減することができる。

【0071】

また、保持部４００，４１０に対向する位置であるカバー６１ｂ１，６１ｂ２の、光学部材に対応する位置には、各光学部材に対応してクッション（クッション部）を設けることができる。これにより、光学装置６０が落下等による衝撃を受けて固定部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３による固定が解除されて各光学部材が保持部４００，４１０から外れてしまっても、このクッションにより各光学部材が押えられるので、各光学部材が光学ケース６１から脱落して飛散する等することを低減することができる。従って、クッション部は、光学部材に対して接触又は近接するように設けることができる。なお、クッションが設けられていなくても、光学部材である集光レンズＣＬや反射ミラーＭＬは、複数箇所が、固定部Ｆ１～Ｆ３に塗布された固定剤ＦＤで、光学ケース６１の保持部４００、４１０に固定されているので、ある程度の衝撃を受けても光学部材である集光レンズＣＬや反射ミラーＭＬが脱落することはない。

【0072】

そして、本実施形態における光学装置６０の製造方法は、治具６００に光学部材を配置する工程（第１工程）と、治具６００に配置された光学部材に、光学ケース６１の保持部４００，４１０に位置決めする工程（第２工程）と、保持部４００，４１０に形成された複数の開口部（孔部４０４ａ，４１４ａ、スリット４０５，４１５）に固定剤ＦＤを塗布する工程（第３工程）と、固定剤ＦＤを硬化させる工程（第４工程）と、を含む。そして、固定剤ＦＤを硬化させる工程（第４工程）は、所定時間の経過による硬化、紫外線硬化又は熱硬化の何れかの硬化方法とすることができる。これにより、組み立て作業を容易としつつ、光学部材の固定位置精度を高めることができる光学装置の製造方法を提供することができる。

【0073】

なお、以上説明した各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0074】

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］光学部材を保持する保持部を有するケースを備え、
前記保持部は、前記ケースの外側から内側に開口する複数の開口部を介して塗布された固定剤により、前記ケースに対して前記光学部材の位置及び傾きが固定されることを特徴とする光学装置。
［２］前記保持部は、前記ケースの外側から見てケース面に凹状の凹部が形成されており、前記凹部に前記複数の開口部が形成されることを特徴とする前記［１］に記載の光学装置。
［３］前記固定剤によって前記ケースに固定される複数の固定部の一つは、前記光学部材の外周のうち、前記ケース面に最も近い位置に形成されることを特徴とする前記［１］又は前記［２］に記載の光学装置。
［４］前記複数の固定部は、前記光学部材の外周のうち、前記ケース面に最も近い位置に形成される第１固定部と、該第１固定部を挟んで対向して配置される第２固定部及び第３固定部を備えることを特徴とする前記［３］に記載の光学装置。
［５］前記固定部における前記ケースの内側面と前記光学部材との間には所定の間隔の隙間部が形成されることを特徴とする前記［３］又は前記［４］に記載の光学装置。
［６］前記光学部材の前記保持部に対向する位置には、前記光学部材に対応して凹部が形成された蓋部材が設けられることを特徴とする前記［１］乃至前記［５］の何れか記載の光学装置。
［７］前記光学部材の前記保持部に対向する位置には、前記光学部材に対応してクッション部が設けられることを特徴とする前記［１］乃至前記［５］の何れか記載の光学装置。
［８］前記［１］乃至前記［７］の何れか記載の光学装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と前記光源装置を制御する投影装置制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。
［９］治具と、光学部材と、複数の開口部が形成された保持部を有するケースと、を含む光学装置の製造方法であって、
前記治具に前記光学部材を配置する工程と、
前記治具に配置された前記光学部材に、前記ケースの前記保持部を位置決めする工程と、
前記保持部に形成された複数の開口部に、固定剤を塗布する工程と、
前記固定剤を硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする光学装置の製造方法。
［１０］前記固定剤を硬化させる工程は、所定時間の経過による硬化、紫外線硬化又は熱硬化の何れかの硬化方法であることを特徴とする前記［９］に記載の光学装置の製造方法。

【符号の説明】

【0075】

１０ 投影装置 １０ａ 筐体上
１０ｂ 筐体下 １１ 上面パネル
１１ａ 投影画像調整部 １２ 正面パネル
１２ パネル １２ａ 光出射部
１２ｂ 投影口 １２ｃ 高さ調節ボタン
１３ 背面パネル １３ パネル
１４ パネル １４ 右側パネル
１５ 左側パネル １５ パネル
１９ レンズカバー ２０ 端子
２１ 入出力コネクタ部 ２２ 入出力インターフェース
２３ 画像変換部 ２４ 表示エンコーダ
２５ ビデオＲＡＭ ２６ 表示駆動部
３１ 画像圧縮／伸長部 ３２ メモリカード
３５ Ｉｒ受信部 ３６ Ｉｒ処理部
３７ キー／インジケータ部 ３８ 制御部
４１ 光源制御回路 ４３ 冷却ファン駆動制御回路
４５ レンズモータ ４７ 音声処理部
４８ スピーカ ５１ 表示素子
６０ 光学装置 ６１ 光学ケース（ケース）
６１ａ 光学ケース本体 ６１ａ１ 底板
６１ａ２ 側壁 ６１ｂ カバー
６１ｂ１ カバー ６１ｂ２ カバー
６１ｂ３ 凹部
７０ 励起光照射装置 ７１ 青色レーザダイオード
７３ コリメータレンズ ７４ ホルダ
７６ 反射ミラー ７８ 拡散板
８０ 緑色光源装置 ８１ ヒートシンク
１００ 蛍光板装置 １０１ 蛍光板
１１０ モータ １１５ 集光レンズ
１１７ 集光レンズ群 １１７ａ 集光レンズ
１１７ｂ 集光レンズ １２０ 赤色光源装置
１２１ 赤色光源 １２５ 集光レンズ群
１３０ ヒートシンク １４０ 導光光学系
１４１ 第一ダイクロイックミラー １４３ 第一反射ミラー
１４５ 第二反射ミラー １４６ 集光レンズ
１４７ 集光レンズ １４８ 第二ダイクロイックミラー
１４９ 集光レンズ １７０ 光源側光学系
１７３ 集光レンズ １７５ ライトトンネル
１７８ 集光レンズ １７９ 光軸変換ミラー
１８３ 集光レンズ １８５ 照射ミラー
１９０ ヒートシンク １９５ コンデンサレンズ
２２０ 投影側光学系 ２２５ 固定レンズ群
２３５ 可動レンズ群 ２６０ 吸気ファン
２７０ 吸気ファン ２８０ 排気ファン
３０１ 電源装置 ３０２ 制御回路基板
３１０ 吸気孔 ３２０ 吸気孔
３３０ 吸気孔 ３４０ 排気孔
４００ 保持部 ４０１ 周壁
４０２ 支持板 ４０２ａ 支持面
４０３ 支持板開口 ４０４ 支持梁
４０４ａ 孔部 ４０４ｂ 支持面
４０５ スリット ４１０ 保持部
４１１ 周壁 ４１２ 支持板
４１３ 支持板開口 ４１４ 支持梁
４１４ａ 孔部 ４１５ スリット
５０１ 角部 ５０３ 角部
５０４ 角部 ６００ 治具
６０１ 凹部 ６０２ 位置決めプレート
６１０ 凹部 ６１１ 凹部
６１２ 位置決めプレート ＣＬ 集光レンズ
Ｆ１～Ｆ３ 固定部
ＦＤ 固定剤 ＭＬ 反射ミラー
Ｓ 隙間 Ｐ ケース面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】