光学装置和投影机的制作方法

专利名称：光学装置和投影机的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学装置和投影机。
背景技术：
以往，所利用的投影机具有光学装置，该光学装置具有配置在从光源射出的光束的光路上的多个光学部件和光束的照明光轴设定在内部的收纳多个光学部件并配置在指定位置的光学部件用箱体。
这里，作为光学部件，可以使用变更从光源射出的光束的光学特性的多个光学元件和反射和/或透过从光源射出的光束而将该光束导向指定的照明光轴上的多个反射镜等。
在这样的投影机中，为了得到更鲜明的投影画面，有必要防止作为光学部件的光学元件的相对位置或反射镜的反射面的倾斜位置的偏离。并且，这其中已提出了可以调整反射镜的姿势的保持结构(例如，参见专利文献1) 。
在该专利文献1所述的反射镜保持结构中，由在光学部件用箱体上形成的1个突起部和用固定螺钉安装在光学部件用箱体上的略呈U字形的板簧夹持反射镜的下端侧的中央部。另外，由安装在光学部件用箱体上的可以转动的2个偏心圆板和用固定螺钉安装在光学部件用箱体上的略呈U字形的板簧夹持反射镜的上端侧的2个部位。并且，通过使用旋具/起子等工具使各偏心圆板独立地转动，可以调整反射镜的铅直方向的倾斜和水平方向的倾斜中的至少一方。
专利文献1特开2000-321661号公报但是，在专利文献1所述的反射镜保持结构中，为了将反射镜设置在光学部件用箱体上，需要2个板簧和2个偏心圆板，所以，部件数增加，制造成本增加。
另外，将反射镜设置到光学部件用箱体上时，需要进行将2个板簧和2个偏心圆板分别安装到光学部件用箱体上的操作。此外，为了调整反射镜的姿势，需要利用旋具等工具使2个偏心圆板转动。因此，在反射镜的设置和姿势调整中，操作者要进行烦杂的操作。
本发明的目的旨在提供可以减少部件数、降低制造成本同时可以很容易进行反射镜的设置和姿势调整的光学装置和投影机。

发明内容
本发明的光学装置是具有包含配置在从光源射出的光束的光路上的反射镜的多个光学部件和上述光束的照明光轴设定在内部的将上述多个光学部件收纳保持在相对于上述照明光轴的指定位置的光学部件用箱体的光学装置，其特征在于具有安装在上述反射镜的反射面的背面的向上述反射镜的面外方向鼓出而形成为球面的一部分的突出部，和安装在上述反射镜的反射面的背面的沿上述反射镜的背面延伸而从上述反射镜的边缘平面看地(平面地)突出的反射镜姿势调整控制杆；上述反射镜沿上述光学部件用箱体的侧壁配置；上述侧壁在上述反射镜的设置位置具有与上述突出部的球面对应的凹曲面，上述凹曲面在上述反射镜被配置到上述设置位置时支持上述突出部。
这里，突出部和反射镜姿势调整控制杆可以是一体地形成的结构，也可以是分体构成的结构。
在本发明中，在反射镜的反射面的背面，安装了突出部和反射镜姿势调整控制杆，通过将该状态的反射镜设置到光学部件用箱体的侧壁的指定的设置位置，使得突出部由光学部件用箱体的凹曲面支持。这样，只要至少具有突出部和反射镜姿势调整控制杆就行了，与先有的反射镜保持结构相比，可以减少部件数，从而可以降低制造成本。
另外，只要预先在反射镜的反射面的背面安装了突出部和反射镜姿势调整控制杆，就可以很容易地进行将反射镜设置到光学部件用箱体上的作业。
此外，突出部形成为球面的一部分，凹曲面具有与突出部的球面对应的形状，反射镜姿势调整控制杆从反射镜的边缘平面看地突出。这样，在将反射镜设置到光学部件用箱体的指定的设置位置之后，例如通过用手握住反射镜姿势调整控制杆使该反射镜姿势调整控制杆移动，从而使突出部以球面的假想中心为中心在凹曲面上旋转滑动，可以很容易并且高精度地进行反射镜的姿势调整。
因此，通过减少部件数可以降低制造成本，同时，作业者不必进行烦杂的作业便可很容易地进行反射镜的设置和姿势调整，从而可以达到本发明的目的。
在本发明的光学装置中，上述突出部和上述反射镜姿势调整控制杆最好是一体地成形的成形品。
按照本发明，突出部和反射镜姿势调整控制杆是一体地成形的成形品，所以，可以进一步减少部件数，同时，可以很容易进行突出部和反射镜姿势调整杆向反射镜上的安装作业，即，可以更容易地进行反射镜的设置作业。
在本发明的光学装置中，上述反射镜姿势调整控制杆最好相对上述突出部的向上述反射镜的背面的安装面形成有向下的台阶(落差)。
在本发明中，由于反射镜姿势调整控制杆相对于突出部的安装面有落差地形成，所以，将突出部和反射镜姿势调整控制杆安装到反射镜的反射面的背面时，在反射镜姿势调整控制杆与背面之间形成指定的间隙。这样，例如通过将旋具等工具插入到该间隙中，便可很容易从反射镜上取下突出部和反射镜姿势调整控制杆，从而可以提高再加工性。
在本发明的光学装置中，上述突出部最好安装在上述反射镜的反射面的背面，使其球面中心与上述照明光轴和上述反射镜的反射面的交点基本一致。
按照本发明，突出部安装在反射镜上使突出部的球面中心与照明光轴和反射镜的反射面的交点基本一致，所以，使反射镜姿势调整控制杆移动而进行反射镜的姿势调整时，可以减小从反射镜反射的光束的光轴的位移量，从而可以更高精度地进行反射镜的姿势调整。
在本发明的光学装置中，在上述侧壁上，最好形成有沿上述反射镜的平面方向延伸的能够插拔上述反射镜的沟部。
按照本发明，由于在侧壁上形成沟部，所以，通过使反射镜沿沟部滑动，可以将该反射镜设置到指定位置，从而可以更容易地进行反射镜的设置作业。
在本发明的光学装置中，优选地，具有在上述沟部的内侧面与上述反射镜的反射面之间安装的将上述反射镜向上述侧壁施力的施力(偏压)部件。
这里，作为施力部件，可以是例如板簧或橡皮等弹性部件。
按照本发明，由于在沟部的内侧面与反射镜的反射面之间安装有施力部件，所以，可以将反射镜向侧部施力，借助于适度的偏压力可以使安装在反射镜上的突出部与侧壁的凹曲面接触，所以，可以使突出部在凹曲面上的旋转滑动圆滑地进行。因此，可以圆滑地进行反射镜的姿势调整。
在本发明的光学装置中，在上述侧壁上，最好与上述反射镜姿势调整控制杆的设置位置对应地形成有向外侧凹陷的凹部。
按照本发明，由于在侧壁上形成了凹部，所以，只要将该凹部形成例如为了进行反射镜的姿势调整而使反射镜姿势调整控制杆移动时反射镜姿势调整控制杆与侧壁不干涉，就可以使反射镜姿势调整控制杆圆滑地移动，即，可以圆滑地进行反射镜的姿势调整。
另外，在进行反射镜的姿势调整之后，通过将粘接剂注入该凹部，可以将反射镜姿势调整控制杆和/或突出部与侧壁粘接固定，从而可以很容易地将反射镜与光学部件用箱体固定。
在本发明的光学装置中，优选地，上述光学部件用箱体由收纳上述多个光学部件的容器状的部件收纳部件和将上述部件收纳部件的开口部分堵塞的盖状部件构成；在上述盖状部件上，与上述反射镜的上述设置位置对应地形成有开口，上述反射镜姿势调整控制杆在上述反射镜被设置到上述设置位置时其前端通过上述盖状部件的开口而突出。
按照本发明，反射镜姿势调整控制杆的前端在将部件收纳部与盖状部连接时通过盖状部的开口而突出，所以，即使将所有的光学部件设置到部件收纳部内而用盖状部将部件收纳部的开口部分堵塞之后，也可以使通过盖状部的开口而突出的反射镜姿势调整控制杆移动，即，可以进行反射镜的姿势调整。因此，在反射镜的姿势调整之后便可完成光学装置的制造，从而可以迅速进行光学装置的制造。
本发明的投影机是具有根据图像信息调制从光源射出的光束而形成光学像的光调制装置和放大投射由上述光调制装置形成的光学像的投射光学装置的投影机，其特征在于具有上述光学装置。
按照本发明，投影机具有上述光学装置，所以，可以享受与上述光学装置同样的作用和效果。


图1是从上方看具有本实施例的光学装置的投影机的整体透视图；图2是从下方看上述实施例的投影机的整体透视图；图3是表示上述实施例的投影机的内部的透视图；图4是表示上述实施例的投影机的内部的透视图；图5是表示上述实施例的投影机的内部的透视图；图6是表示上述实施例的光学单元的内部的透视图；图7是示意性地表示上述实施例的光学单元的光学系统的图；图8是表示上述实施例的电光装置的分解透视图；图9是表示上述实施例的投影机的冷却系统的图；图10是表示上述实施例的反射镜的保持结构的分解透视图；图11是从上方看上述实施例的反射镜的保持结构的平面图；图12是表示上述实施例的变形例的图。
符号说明1......投影机 3......投射透镜(投射光学装置)4......光学单元(光学装置) 40......光学部件用箱体401......部件收纳部 401G......侧壁 401J......沟部401K......凹部 401M......球状凹部(凹曲面) 402......盖状部件402A......开口 404A、504A......突出部404A1、504A1......球面 404A2、504A2......安装面404B、504B......反射镜姿势调整控制杆405......施力部件411......光源装置 424......反射镜441R、441G、441B液晶面板(光调制装置) A照明光轴具体实施方式
下面，根据

本发明的一实施例。
(1)投影机1的外观结构图1和图2表示包含本发明的光学装置的投影机1，图1是从上方前面侧看的透视图，图2是从下方背面侧看的透视图。
投影机1是根据图像信息调制从光源射出的光束并放大投射到屏幕等投射面上的光学机器，具有将包含后面所述的光学装置的装置本体收纳在内部的外装壳体2和从外装壳体2露出的投射透镜3。该投影机1配置在大型店铺内或公共场所等，通过大画面显示投射图像，向多数观察者提供图像信息。
投射透镜3具有作为放大投射由作为后面所述的光调制装置的液晶面板根据图像信息调制从光源射出的光束而形成的光学像的投射光学装置的功能，由在筒状的镜筒内收纳多个透镜的透镜组构成。
外装壳体2是沿投射方向的纵向尺寸比与其正交的轴向尺寸大的长方体形状，由覆盖装置本体的面状体10和负担壳体强度的图中未示出的框体构成。
面状体10包括覆盖装置本体的上部的上部壳体11、覆盖装置本体的下部的下部壳体12和覆盖装置本体的前面部分的前面壳体13。这些壳体11～13是通过注射模塑成形等而成形的合成树脂制的一体成形/成型品。
上部壳体11包括覆盖装置本体的上部的箱体上面部11A、从该箱体上面部11A的宽度方向端部基本下垂的箱体侧面部11B及11C和从箱体上面部11A的后端部基本下垂的箱体背面部11D。
对上部壳体11的箱体上面部11A与箱体侧面部11B及11C交叉的棱线部分从投影机1的投射方向的大致中央位置向后端侧进行倒角/切面加工，沿棱线形成凹陷成凹状的凹部111。该凹部111是为了在将2台投影机1叠放时插入将2台投影机1连接的管状的支持部件而形成的。
另外，在箱体侧面部11B上形成冷却空气导入用的缝隙状的开口部112。
在箱体上面部11A的大致中央部分设置了用于进行投影机1的起动和调整操作的操作面板14。该操作面板14具有包含起动开关、图像和声音等的调整开关的多个开关，在投影机1进行投射时通过操作上述操作面板14中的调整开关等，可以进行画质和音量等的调整。
另外，在箱体上面部11A的投射方向前方形成了多个孔141，在其内部收纳了声音输出用的扬声器。
这些操作面板14和扬声器与构成后面所述的装置本体的控制基板电气连接，操作面板14的操作信号由控制基板进行处理。
箱体背面部11D构成基本上前面开口的框状，在开口部分露出用于输入图像信号等的接续器组15，同时，其相邻处形成为收纳光源装置的开口部，通常，由光源装置收纳用的盖子部件16所覆盖。接续器组15与后面所述的控制基板电气连接，通过接续器组15输入的图像信号由控制基板进行处理。
另外，箱体上面部11A的后端部和箱体背面部11D的上端部分安装了可以从上部壳体11上装卸的盖子部件113，可以将LAN板等扩展基板插入到该盖子部件113内部。
下部壳体12以与上部壳体11的接合面为中心与上部壳体11基本对称地构成，包括箱体底面部12A、箱体侧面部12B及12C和箱体背面部12D。
并且，箱体侧面部12B及12C和箱体背面部12D由其上端部分与上部壳体11的箱体侧面部11B及11C和箱体背面部11D的下端部分接合。箱体背面部12D和上部壳体11的箱体背面部11D一样，大体上前面开口，从接合后的开口部分露出上述接续器组15，同时，跨越两开口部分安装盖子部件16。
另外，在箱体背面部12D的角部，还形成有开口部，从该开口部露出输入接续器17。此外，在箱体侧面部12B上，在与上部壳体11的箱体侧面部11B上形成的开口部112对应的位置形成开口部122。
在箱体底面部12A上，在投影机1的后端侧中央设置了固定脚部18，同时，在前端侧宽度方向两端设置了调整脚部19。
调整脚部19由可以从箱体底面部12A沿面外方向自由进退的突出的轴状部件构成，轴状部件本身收纳在外装壳体2的内部。这样的调整脚部19可以通过操作设置在投影机1的侧面部分的调整按钮191调整从箱体底面部12A的进退量。
这样，调整从投影机1射出的投射图像的上下位置，便可在适当的位置形成投射图像。
另外，在箱体底面部12A上，在箱体底面部12A的大致中央形成沿投射方向延伸的凸条状的棱状/脊部20和与该棱状部20正交地沿投影机1的宽度方向延伸的多个棱状部21及22。并且，在中间部分的2条棱状部21之间，形成用于从外部吸入冷却空气的吸气用开口部，由过滤器23所覆盖，详细情况见后面说明。在由过滤器23堵塞的吸气用开口部的后端侧形成仍然是冷却空气吸入用的吸气用开口部24，但是，不用过滤器覆盖。
在沿投影机1的宽度方向延伸的棱状部21及22的端部，在4个部位形成螺纹孔21A。将投影机1吊挂到天花板上时吊挂用的部件装配到该螺纹孔21A内。
此外，在箱体底面部12A的装置后端侧边缘形成接合部26，覆盖上述接续器组15用于防止尘埃等附着到其上的盖子部件安装到该接合部26上。
前面壳体13包括前面部13上面部13B，在前面部13A的外周部分形成在面外方向延伸的棱状部13C，上部壳体11、下部壳体12的投射方向前端侧与该棱状部13C接合。
前面部13A从下部壳体12的箱体底面部12A向上部壳体11的箱体上面部11A朝装置后端侧倾斜，其方向朝远离投射面的方向倾斜。这是为了在天花板上吊挂投影机1时前面壳体13的前面部13A指向下面，从而尘埃难于附着到前面壳体13上，考虑了比通常设置的状态难于维护的天花板吊挂的情况。
在这样的前面部13A的大致中央部分形成开口部27，从该开口部27露出投射透镜3。
与该开口部27相邻地形成缝隙状的开口部28，将冷却投影机1的装置本体内部的空气从该开口部28排出。
此外，在前面部13A的角部附近形成孔29，具有用于从该孔29接收图中未示出的遥控器的操作信号的接收部30。
此外，在本例中，在投影机1的背面侧还设置接收部30，如图2所示，在上部壳体11的箱体背面部11D的角部有接收部30。
这样，使用遥控器时，不论从装置前面侧和装置背面侧的哪个方向都可以接收遥控器的操作信号。
上面部13B延伸到上部壳体11的箱体上面部11A的大致中央，具体而言，就是到达投射透镜3的根端部附近，这在图中未示出。这是为了在变更投射透镜3时仅取下前面壳体13就可以更换投射透镜3，从上部壳体11和下部壳体12上取下前面壳体13时，上面部13B被取掉而成为开口，从而露出投射透镜3的根端部安装部分。
(2)投影机1的内部结构如图3～图5所示，投影机1的装置本体收纳在这样的外装壳体2的内部，该装置本体包括作为光学装置的光学单元4、控制基板5和电源块6。
(2-1)光学单元4的结构光学单元4根据图像信息调制从光源装置射出的光束而形成光学像，通过投射透镜3在屏幕上形成投射图像。如图7所示，该光学单元4按功能大致可分为积分照明光学系统41、色分离光学系统42、中继光学系统43、将光调制光学系统和色合成光学系统一体化的电光装置44和作为收纳这些光学部件41～44的光学部件用箱体的光学部件用箱体40。本例的光学单元4是三板式的投影机采用的，是在光学部件用箱体40内将从光源射出的白色光分离为三色的色光的空间色分离型的光学单元。
积分(器)照明光学系统41是用于使从光源射出的光束在照明光轴正交面内的照度均匀的光学系统，由光源装置411、平行化凹透镜412、第1透镜阵列413、第2透镜阵列414、偏振变换元件415和重叠透镜416构成。
光源装置411具有作为放射光源的光源灯417、反射镜418和覆盖反射镜418的光束射出面的前面玻璃419，由平行化凹透镜412和反射镜418反射从光源灯417射出的放射状的光线而成为大致平行光线，并向外部射出。在本例中，作为光源灯417，采用了高压水银灯，但是，除此以外，也可以采用金属卤化物灯或卤素灯。另外，在本例中，采用了在由椭圆镜面构成的反射镜418的射出面配置了平行化凹透镜412的结构，但是，作为反射镜418，也可以采用抛物面镜。
第1透镜阵列413具有由从照明光轴方向看大致呈矩形轮廓的小透镜排列成矩阵状的结构。各小透镜将从光源灯417射出的光束分割为部分光束，向照明光轴方向射出。
第2透镜阵列414具有小透镜排列成矩阵状的结构。第2透镜阵列414与重叠透镜416一起具有将第1透镜阵列413的各小透镜的像结像到液晶面板441R、441G、441B上的功能。
偏振变换元件415将来自第2透镜阵列414的光变换为一定方向的偏振光，这样，就提高了电光装置44的光的利用率。
具体而言，由偏振变换元件415变换为1种偏振光的各部分光束由重叠透镜416最终大致重叠到电光装置44的液晶面板441R、441G、441B上。在使用调制偏振光的液晶面板441R、441G、441B的投影机中，由于只能利用1种偏振光，所以，发生随机的偏振光的光源灯417的光束的约一半就未被利用。因此，通过使用偏振变换元件415，将从光源灯417射出的光束全部变换为1种偏振光，就提高了电光装置44的光的利用率。这样的偏振变换元件415已在例如特开平8-304739号公报中作了介绍。
色分离光学系统42包括使从积分照明光学系统41射出的光束弯折的反射镜421、2块分色镜422及423和反射镜424，具有由分色镜422及423将从积分照明光学系统41射出的多个部分光束分离为红(R)、绿(G)、蓝(B)的3色的色光的功能。反射镜424可以调整相对部件收纳部401的姿势，在后面详细说明。
中继光学系统43包括入射侧透镜431、中继透镜433和反射镜432及434，具有将由色分离光学系统42分离的色光即红色光导引到液晶面板441R的功能。
这时，在色分离光学系统42的分色镜422中，反射从积分照明光学系统41射出的光束中的红色光成分和绿色光成分，透过蓝色光成分。由分色镜422透过的蓝色光由反射镜424反射，通过场透镜425到达蓝色用的液晶面板441B。场透镜425将从第2透镜阵列414射出的各部分光束相对于其中心轴(主光线)变换为平行的光束。设置在其他液晶面板441G、441R的光入射侧的场透镜425的作用也一样。
另外，在由分色镜422反射的红色光和绿色光中，绿色光由分色镜423反射，通过场透镜425到达绿色用的液晶面板441。另一方面，红色光透过分色镜423后，通过中继光学系统43并进而通过场透镜425到达红色光用的液晶面板441R。
红色光之所以使用了中继光学系统43，是由于红色光的光路长度比其他色光的光路长度长，所以，是为了防止由于光的发散等引起的光的利用率降低。即，是为了使入射到入射侧透镜431上的部分光束仍然能传递到场透镜425上。在中继光学系统43中，采用了使3个色光中的红色光通过的结构，但是，不限于该结构，也可以采用例如使蓝色光通过的结构。
电光装置44根据图像信息调制入射的光束而形成彩色图像，具有入射由色分离光学系统42分离的各色光的3个入射侧偏振片442、配置在各入射侧偏振片442的后级的作为光调制装置的液晶面板441R、441G及441B、配置在各液晶面板441R、441G及441B的后级的视角修正片和射出侧偏振片444以及作为色合成光学系统的十字分色棱镜445。
液晶面板441R、441G、441B将例如多晶硅TFT作为开关元件使用，如图8所示，以液晶面板441G为例，包括面板本体4411和收纳该面板本体4411的保持框4412。在以下的说明中，虽然对液晶面板441R和441B未特别声明，但是与液晶面板441G具有相同的结构。
虽然图中未示出，面板本体4411是将液晶密封地封入相对配置的一对透明基板内的结构，在一对透明基板的入射侧和射出侧粘贴了防尘玻璃。
保持框4412是具有收纳面板本体4411的凹部的部件，在其四角部分形成了孔4413。
配置在这样的液晶面板441R、441G、441B的前级的入射侧偏振片442(参见图7)仅使由色分离光学系统42分离的各色光中的一定方向的偏振光透过，而吸收其他的光束，是将偏振膜粘贴到蓝宝石玻璃等的基板上而形成的。另外，也可以不使用基板而将偏振膜粘贴到场透镜425上。
视角修正片443是在基板上形成具有修正由液晶面板441G形成的光学像的视角的功能的光学变换膜的结构，通过配置这样的视角修正片443，可以降低黑画面时的光泄漏，从而可以大幅度提高投射图像的对比度。
射出侧偏振片444仅使由液晶面板441G调制的光束中的指定方向的偏振光透过，而吸收其他光束，在本例中，由2块第1偏振片(起偏器)444P和第2偏振片(检偏器)444A构成。
之所以将射出侧偏振片444采用2片的结构，是通过用第1偏振片444P和第2偏振片444A按比例吸收入射的偏振光并由两偏振片444P和444A按比例吸收由偏振光发生的热而用于抑制过热。
十字分色棱镜445将从射出侧偏振片444射出的对各色光进行了调制的光学像合成而形成彩色图像。
在十字分色棱镜445上，反射红色光的电介质多层膜和反射蓝色光的电介质多层膜沿4个直角棱镜的界面设置成大致X状，由这些电介质多层膜合成3个色光。
棱镜固定板4451利用紫外线硬化型粘接剂固定在十字分色棱镜445的下面。该棱镜固定板4451具有沿十字分色棱镜445的对角线延伸的脚部4452，在各脚部4452的前端部分形成孔4453。
并且，电光装置44利用插入该孔4453部分的图中未示出的螺丝件等与头部体403的L字水平部分连接固定。
上述液晶面板441G、视角修正片443、第1偏振片444P和第2偏振片444A通过面板固定板446固定在十字分色棱镜445的光束入射端面上。
面板固定板446具有平面呈大致C字形状的固定部本体4461和在该固定部本体4461的前端侧通过腕部4462而突出的销钉4463。其中，在固定部本体4461的C字前端形成固定视角修正片443的台座4464和沿C字前端侧边缘延伸的成为视角修正片443的外形位置基准的定位部4464A。
并且，利用面板固定板446将液晶面板441G、视角修正片443、第1偏振片444P和第2偏振片444A固定在十字分色棱镜445的光束入射端面上时，首先，将第1偏振片444P和第2偏振片444A插入到固定部本体4461的C字内侧的空间，在该空间内利用弹簧部件4465施力固定，使这些偏振片444P和444A间隔一定距离地配置。
其次，用定位部4464A对准视角修正片443的外形位置，利用热传导性胶带或粘接剂等将视角修正片443的端面粘贴到台座4464上之后，将面板固定板446固定在十字分色棱镜445的光束入射端面上。
并且，将紫外线硬化型粘接剂涂布到面板固定板446的销钉4463上之后，在未硬化的状态下插入液晶面板441G的孔4413内。
按照同样的顺序，液晶面板441R、441B也在紫外线硬化型粘接剂未硬化的状态下与面板固定板446临时固定，将红、绿、蓝的各色光导入各液晶面板441R、441G、441B，观察从十字分色棱镜445的光束射出端面射出的各色光，进行液晶面板441R、441G、441B相互间的位置调整，如果位置调整结束了，就对紫外线硬化型粘接剂照射紫外线，进行液晶面板441R、441G、441B的定位固定。
如图5或图6所示，光学部件用箱体40具有作为框体本体的部件收纳部件401和堵塞该部件收纳部件401的开口部分的盖状部件402。并且，这些部件收纳部件401和盖状部件402是通过注射模塑成形等形成的合成树脂制品。
如图6所示，部件收纳部件401包括收纳后面所述的光源装置的光源收纳部401A和收纳光学部件的部件收纳部401B，该部件收纳部401B形成由底面部401C和侧壁部401D构成的上面开口的容器状，在侧壁部401D上，设置了多个沟部401E和用于设置反射镜424的反射镜设置部401F。除了反射镜424以外的各种光学部件从上方滑动式地装配入该沟部401E。另外，反射镜设置部401F是设置反射镜424的部分，在说明反射镜424的保持结构时同时说明。并且，各光学部件利用这些沟部401E和反射镜设置部401F高精度地配置在光学部件用箱体40内规定的照明轴A(图7)上。
如图5所示，盖状部件402具有与部件收纳部件401对应的平面形状，构成为堵塞部件收纳部件401的上面的盖状部件。另外，在盖状部件402上形成多个开口部，例如，形成使可以调整反射镜424的姿势的后面所述的反射镜调整部件的一部分露出到光学单元4的外部的开口部402A。
另外，金属制的侧面略呈L字状的头部体403配置在部件收纳部件401的光束射出侧端部，电光装置44安装在该头部体403的L字水平部分，同时，投射透镜3的根端部分与L字垂直部分连接固定。
(2-2)控制基板5的结构如图4和图5所示，控制基板5配置成将光学单元4的上侧覆盖，具有2级层叠配置的主基板51，在上级侧基板51A上，装配运算处理装置等的控制部本体，下级侧基板51B上装配了各液晶面板441R、441G、441B的驱动用IC。另外，控制基板5具有在主基板51的后端侧连接的在外装壳体2的箱体背面部11D、12D上直立的接口基板，图中未示出。
在接口基板的背面侧，装配了上述接续器组15，从接续器组15输入的图像信息通过接口基板向主基板51输出。
主基板51的运算处理装置对输入的图像信息进行运算处理之后，向液晶面板驱动用IC输出控制指令。驱动用IC根据该控制指令生成并输出驱动信号，驱动液晶面板441，这样，便根据图像信息进行光调制，从而形成光学像。
(2-3)电源块(电源组件)6的结构电源块6与光学单元4相邻，沿投影机1的外装壳体2的投射方向延伸地设置，具有电源单元和灯驱动单元，图中未示出。
电源单元将通过与上述输入接续器17连接的电源电缆从外部供给的电力供给灯驱动单元和控制基板5等。
灯驱动单元是以稳定的电压向上述光源装置411供给电力的变换电路，从电源单元输入的工业交流电流由该灯驱动单元进行整流而变换为直流电流或交流矩形波电流，供给光源装置411。
如图3所示，在这样的电源块6的前方，设置了排气风扇61，将冷却投影机1内部的各结构部件后的空气由该排气风扇61聚集而从外装壳体2的开口部28向装置外部排出。
(2-4)冷却结构在这样的投影机1内部，由于光源装置411及电源块6的发热而被加热，所以，必须使冷却空气在内部循环，将光源装置411、电光装置44、电源块6有效地冷却。因此，在本例中，如图9所示，设置了3个冷却通路C1、C2、C3。
冷却通路C1是冷却构成积分照明光学系统41的光源装置411和偏振变换元件415的通路，通过管道72将由设置在图2的吸气用开口部24的装置内部的西洛克风扇71吸引的冷却空气从光学部件用箱体40的光源收纳部401A的侧方供给光源装置411和偏振变换元件415，将它们冷却。冷却后的空气由排气风扇61吸引而向投影机1的外部排出。
冷却通路C2是冷却进行光调制和色合成的电光装置44的通路，将由在图2的设置过滤器23的位置形成的吸气用开口部的装置内部的设置西洛克风扇(后面说明)吸引的冷却空气从电光装置44的下方向上方供给，冷却上述液晶面板441R、441G、441B以及入射侧偏振片442、视角修正片443和射出侧偏振片444。冷却后的空气沿主基板51的下面和上部壳体11的箱体上面部11A流通，将装配在主基板51上的电路元件冷却后由排气风扇61向外部排出。
冷却通路C3是冷却电源块6的通路，由设置在电源块6的后端侧的吸气风扇62从在上部壳体11的箱体侧面部11B上形成的开口部112和在下部壳体12的箱体侧面部12B上形成的开口部122吸入冷却空气，吸入的冷却空气的一部分供给电源单元和灯驱动单元，将它们冷却后由排气风扇61向外部排出。
(3)反射镜424的保持结构下面，参照

上述反射镜424的保持结构。
图10是表示反射镜424的保持结构的分解透视图。
图11是从上方侧看反射镜424的保持结构的平面图。
如图10或图11所示，反射镜424通过反射镜姿势调整部件404和施力部件405可以调整姿势地设置在部件收纳部件401的反射镜设置部401F上。
反射镜姿势调整部件404是调整反射镜424相对部件收纳部件401内的照明光轴A(图7)的姿势的部件，如图10或图11所示，具有突出部404A和反射镜姿势调整控制杆404B。
突出部404A形成大致半球状，球面404A1的相反侧的平面为安装面404A2，通过将该安装面404A2与反射镜424的反射面的背面粘接固定，使得反射镜姿势调整部件404与反射镜424固定。
反射镜姿势调整控制杆404B形成大致四方柱状，一侧面与突出部404A的安装面404A2大致平行，并且从安装面404A2向下错落/形成台阶地与突出部404A一体地连接。并且，在反射镜姿势调整部件404固定在反射镜424上时，如图10所示，反射镜姿势调整控制杆404B配置成与反射镜424之间形成间隙，同时，从突出部404A向上方延伸，其前端从反射镜424的上端边缘平面看地/平面地突出。
以上说明的突出部404A和反射镜姿势调整控制杆404B是通过将合成树脂等注射模塑成形而一体地形成的成形品。
施力部件405由例如硅橡胶构成，分别装配在反射镜设置部401F的后面所述的沟部与反射镜424的反射面的左右侧端部之间，将反射镜424向反射镜设置部401F的后面所述的侧壁施力。
反射镜设置部401F是将反射镜424设置到相对内部的照明光轴A(图7)的指定位置的部分。如图10或图11所示，反射镜设置部401F是部件收纳部件401的侧面，由平面呈大致矩形的侧壁401G、位于侧壁401G的左右两端边缘的一对直立棱401H和位于侧壁401G的左右方向大致中央部分的反射镜支撑部401I构成。
其中，一对直立棱401H具有剖面呈大致L字的形状，L字状开口部分相互相对。即，如图10或图11所示，通过一对直立棱401H和侧壁401G形成沟部401J，通过从上方使反射镜424和施力部件405在该沟部401J内滑动，将反射镜424和施力部件405设置到反射镜设置部401F中。
反射镜支撑部401I是支撑与反射镜424的反射面的背面粘接固定的反射镜姿势调整部件404的突出部404A的部分。如图10所示，该反射镜支撑部401I由凹部401K、一对突出部401L和作为凹曲面的球状凹部401M构成。
凹部401K从侧壁401G的上下方向的大致中央部分到上方侧边缘向外侧突出，内部向外侧凹陷。进行反射镜424的姿势调整时，该凹部401K可以避免侧壁401G与反射镜姿势调整部件404的反射镜姿势调整控制杆404B发生干涉。
一对突出部401L沿凹部401K的开口边缘从侧壁401G的下方侧向上方侧形成，向侧壁401G的内侧突出。并且，一对突出部401L的相对的角部倒角形成斜面401L1。从上方使反射镜424和施力部件405在沟部401J内滑动时，该斜面401L1可以避免与反射镜424的反射面的背面粘接固定的反射镜姿势调整部件404的突出部404A与侧壁401G发生干涉。
球状凹部401M位于凹部401K的下方侧端面角部，形成与反射镜姿势调整部件404的突出部404A的球面404A1对应的凹曲面状。
并且，将反射镜424设置到反射镜设置部401F上时，与和反射镜424的反射面的背面粘接固定的突出部404A的一部分接触，支持反射镜424。
下面，说明反射镜424向反射镜设置部401F上的设置方法。
首先，将反射镜姿势调整部件404与反射镜424的反射面的背面粘接固定。这时，将反射镜姿势调整部件404与反射镜424粘接固定成反射镜姿势调整部件404的突出部404A的球面中心位于光束照射的大致中心位置(与照明光轴A(图7)对应的位置)。
然后，使施力部件405与反射镜424的反射面的左右侧端部接触并从反射镜设置部401F的上方使施力部件405和安装了反射镜姿势调整部件404的反射镜424在沟部401J中滑动而将它们设置。这时，安装在反射镜424上的反射镜姿势调整部件404在反射镜支撑部401I的一对突出部401L的斜面401L1上导引，使球状凹部401M将突出部404A支持。在该状态下，施力部件405在沟部401J与反射镜424的反射面之间受压缩，反射镜424由该施力部件405向反射镜设置部401F的侧壁401G施力。并且，安装在反射镜424上的反射镜姿势调整部件404的突出部404A的球面404A1沿着反射镜支撑部401I的球状凹部401M的凹曲面将反射镜424在反射镜设置部401F上临时定位。
并且，在部件收纳部件401的开口部分设置盖状部件402，将部件收纳部件401的开口部分堵塞。这时，其他光学部件41、421～423、425、43、44(包含头部体403和固定在该头部体403上的投射透镜3)也收纳在部件收纳部件401中。在该状态下，反射镜姿势调整部件404的反射镜姿势调整控制杆404B的前端通过盖状部件402的开口部402A(图5)而突出。
然后，点亮光源装置411，将光束导入光学部件用箱体40内。并且，通过光学部件41～44由投射透镜3进行放大投射，确认例如投影到屏幕上的投影画面，进行反射镜424的姿势调整。
具体而言，就是用手握住从盖状部件402的开口部402A突出的反射镜姿势调整控制杆40的前端，通过使反射镜姿势调整控制杆404B在盖状部件402的平面方向例如向前后左右移动，使反射镜姿势调整部件404的突出部404A在反射镜设置部401F的球状凹部401M上旋转滑动，进行反射镜424的反射面的姿势调整。这时，由于将反射镜姿势调整部件404与反射镜424粘接固定成突出部404A的球面中心位于与反射镜424的照明光轴A(图7)对应的位置，所以，利用上述方法进行反射镜424的姿势调整时，反射镜424的反射面就以照明光轴A(图7)为中心进行旋转调整。
在进行反射镜424的姿势调整之后，通过盖状部件402的开口部402A将瞬间粘接剂注入到反射镜姿势调整部件404与反射镜设置部401F的凹部401K之间，通过将反射镜姿势调整部件404的突出部404A与球状凹部401M粘接固定，而将反射镜424相对反射镜设置部401F定位固定。
在上述实施例中，只要将具有突出部404A和反射镜姿势调整控制杆404B的反射镜姿势调整部件404与反射镜424的反射面的背面粘接固定，通过使突出部404A由反射镜设置部401F的球状凹部401M支持，就可以将反射镜424设置到反射镜设置部401F上，与先有的结构那样使用2个板簧和2个偏心圆板等部件数多的反射镜保持结构相比，减少了部件数，可以降低制造成本。
另外，通过预先在反射镜424的反射面的背面粘接固定反射镜姿势调整部件404，可以很容易地进行将反射镜424设置到反射镜设置部401F上的作业。
此外，构成反射镜姿势调整部件404的突出部404A构成为球面的一部分，球状凹部401M具有与突出部404A的球面404A1对应的形状，反射镜姿势调整控制杆404B从反射镜424的上端边缘平面看地突出，所以，将反射镜424设置到反射镜设置部401F上之后，通过用手握住反射镜姿势调整控制杆404B使该反射镜姿势调整控制杆404B移动，使突出部404A以球面404A1的假想中心为中心在球状凹部401M上旋转滑动，可以很容易并且高精度地进行反射镜424的姿势调整。
这里，将盖状部件402与部件收纳部件401连接在一起时，反射镜姿势调整控制杆404B的前端通过盖状部件402的开口部402A而突出，所以，即使在将全部光学部件41～44设置到部件收纳部件401内而将盖状部件402相对部件收纳部件401连接在一起之后，也可以使通过盖状部件402的开口部402A而突出的反射镜姿势调整控制杆404B移动，即，可以进行反射镜424的姿势调整。因此，在反射镜424的姿势调整之后即可完成光学单元4的制造，从而可以迅速地进行光学单元4的制造。
并且，反射镜姿势调整部件404是突出部404A和反射镜姿势调整控制杆404B一体地成形的成形品，所以，可以进一步减少部件数，同时可以很容易地进行突出部404A和反射镜姿势调整控制杆404B向反射镜424上的安装作业，即，可以很容易地进行反射镜424向反射镜设置部401F上的设置作业。
这里，反射镜姿势调整控制杆404B相对突出部404A的安装面404A2错落地形成(形成台阶部)，所以，将反射镜姿势调整部件404粘接固定在反射镜424上时，就在反射镜姿势调整控制杆404B与反射镜424之间形成指定的间隙。这样，通过将例如旋具等工具插入到该间隙中，可以很容易地将反射镜姿势调整部件404从反射镜424上取下，从而可以提高再加工/返工性。
另外，反射镜姿势调整部件404使突出部404A的球面中心与照明光轴A和反射镜424的反射面的交点基本一致地安装到反射镜424上，所以，使反射镜姿势调整控制杆404B移动而进行反射镜424的姿势调整时，可以减小从反射镜424反射的光束的光轴的位移/变动量，从而可以更高精度地进行反射镜424的姿势调整。
此外，在侧壁401G的左右两端部形成了沟部401J，所以，通过沿沟部401J使反射镜424滑动，可以很容易将该反射镜424设置到反射镜设置部401F上，从而可以很容易地进行反射镜424的设置作业。
这里，施力部件405装配在沟部401J的内侧面与反射镜424的反射面的左右两端部之间，所以，将反射镜424向侧壁401G施力，可以利用适度的偏压力使与反射镜424粘接固定的反射镜姿势调整部件404的突出部404A与侧壁401G的球状凹部401M接触，所以，可以使突出部404A在球状凹部401M上圆滑地旋转滑动，即，可以圆滑地进行反射镜424的姿势调整。
此外，在侧壁401G上形成了凹部401K，所以，为了进行反射镜424的姿势调整而使反射镜姿势调整控制杆404B移动时，可以避免反射镜姿势调整控制杆404B与侧壁401G发生干涉，可以使反射镜姿势调整控制杆404B圆滑地移动，即，可以圆滑地进行反射镜424的姿势调整。
另外，在进行反射镜424的姿势调整之后，通过将瞬间粘接剂注入凹部401K，可以将突出部404A与球状凹部401M粘接固定，从而可以很容易地将反射镜424固定在反射镜设置部401F上。
以上，对本发明的优选实施例进行了说明，但是，本发明不限于这些实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种改良和设计的变更。
在上述实施例中，反射镜姿势调整部件404粘接固定在反射镜424的反射面的背面上，但是，不限于该粘接固定方式，也可以采用通过双面胶带等进行安装的结构。
在上述实施例中，说明了突出部404A和反射镜姿势调整控制杆404B一体形成的结构，但是，不限于该结构，也可以例如将突出部404A和反射镜姿势调整控制杆404B采用分体的结构。这时，反射镜姿势调整控制杆404B只要其前端从反射镜424的上端边缘平面看地突出就行，可以固定在任意的位置上。
在上述实施例中，将反射镜姿势调整控制杆和突出部分体构成，进而也可以采用将反射镜设置部401F的直立棱401H和施力部件405省略的结构。
具体而言，图12是表示上述实施例的变形例的图。
与在上述实施例中说明的突出部404A形状大致相同的突出部504A和反射镜姿势调整控制杆504B与反射镜424的反射面的背面粘接固定。如图12所示，这些突出部504A和反射镜姿势调整控制杆504B是分体结构。
突出部504A与在上述实施例中说明的突出部404A的形状大致相同，具有球面504A1，安装面504A2与反射镜424的反射面的背面粘接固定，使该球面504A1的球面中心与反射镜424的反射面和照明光轴A的交点大致一致。
反射镜姿势调整控制杆504B由平面呈U字状的具有弹性的部件构成，根端部分与反射镜424的反射面的背面的上端部粘接固定。
并且，将反射镜424设置到反射镜设置部501F上时，预先将上述突出部504A和反射镜姿势调整控制杆504B与反射镜424粘接固定，将该状态的反射镜424从反射镜设置部501F的上方收纳到部件收纳部件401内，使反射镜姿势调整控制杆504B的前端部分位于部件收纳部件401的外侧，从而使突出部504A的球面504A1与反射镜设置部501F的球状凹部401M接触。这时，反射镜姿势调整控制杆504B的前端部分的接触部504B1与突出部504A的球面中心平面看地大致一致，反射镜424由反射镜姿势调整控制杆504B以向反射镜设置部501F施力的状态支持。
在该状态下，用手握住反射镜姿势调整控制杆504B突出到上方的部位，和上述实施例一样进行反射镜424的姿势调整。并且，在反射镜424的姿势调整之后，和上述实施例一样，将瞬间粘接剂注入凹部401K，将反射镜424固定在反射镜设置部501F上。
在这样的结构中，与上述实施例相比，可以省略直立棱401H和施力部件405，可以降低光学单元4的制造成本，同时，可以很容易地进行反射镜424向反射镜设置部501F上的设置。
在上述实施例中，反射镜姿势调整控制杆404B相对突出部404A的安装面404A2错落地形成(台阶)，但是，不限于该形式，也可以与突出部404A的安装面404A2在大致同一面上形成。
在上述实施例中，沟部401J的形状不限于在上述实施例中说明的形状。只要是可以使反射镜424滑动地插拔的形状就行，可以采用任意的形状。
在上述实施例中，作为施力部件405，采用了硅橡胶，但是，不限于该材料。可以是其他具有弹性的部件，或者也可以采用板簧。
在上述实施例中，反射镜424以外的反射镜421、432、434也和反射镜424一样，可以采用姿势可以调整的由光学部件用箱体40保持的结构。
在上述实施例中，说明了使用3个液晶面板441R、441G、441B的投影机1，但是，本发明不限于此。也可以适用于例如仅使用1个液晶面板的投影机、使用2个液晶面板的投影机或使用4个以上的液晶面板的投影机。
在上述实施例中，光学部件用箱体40具有平面呈L字状的形状，但是，也可以采用其他形状，例如，可以采用平面呈大致U字形的形状。
在上述实施例中，使用了光入射面和光射出面不同的透过型的光调制装置，但是，也可以使用光入射面和光射出面相同的反射型的光调制装置。
在上述实施例中，说明了从观察屏幕的方向进行投影的正投型投影机的例子，但是，本发明也可以应用于从与观察屏幕的方向的相反侧进行投影的背投型投影机。
在上述实施例中，说明了将反射镜424的保持结构应用于投影机1的结构，但是，本发明不限于此，也可以将上述反射镜的保持结构应用于其他光学机器。
以上说明了用于实施本发明的最佳结构等，但是，本发明不限于以上所述。即，虽然主要对特定的实施例说明并示出了本发明，但是，在不脱离本发明的技术思想和目的的范围内本技术领域的技术人员可以对上述实施例在形状、材质、数量以及其他详细的结构方面进行各种各样的变形。
因此，上述关于形状和材质等的说明只是为了容易理解本发明而进行的例示性说明，并不是限定本发明，所以，关于将它们的形状和材质等的限定的一部分或全部的限定除外的部件的名称的说明都包含在本发明中。
本发明的光学装置可以减少部件数，降低制造成本，同时，可以很容易地进行反射镜的设置和姿势调整，所以，可以作为在家庭影院或演示时利用的投影机的光学装置使用。此外，制造本发明的光学装置时，不需要进行光轴调整的特别的装置和夹具，可以有效地降低制造成本。
权利要求
1.一种光学装置，具有包含配置在从光源射出的光束的光路上的反射镜的多个光学部件和上述光束的照明光轴设定在内部的将上述多个光学部件收纳保持在相对于上述照明光轴的指定位置的光学部件用箱体，其特征在于具有安装在上述反射镜的反射面的背面的向上述反射镜的面外方向鼓出而形成为球面的一部分的突出部，和安装在上述反射镜的反射面的背面的沿上述反射镜的背面延伸而从上述反射镜的边缘平面看突出的反射镜姿势调整控制杆；上述反射镜沿上述光学部件用箱体的侧壁配置；上述侧壁在上述反射镜的设置位置具有与上述突出部的球面对应的凹曲面，上述凹曲面在上述反射镜被配置到上述设置位置时支持上述突出部。
2.按权利要求1所述的光学装置，其特征在于上述突出部和上述反射镜姿势调整控制杆是一体地成型的成型品。
3.按权利要求2所述的光学装置，其特征在于上述反射镜姿势调整控制杆相对上述突出部的向上述反射镜的背面的安装面错落地形成。
4.按权利要求1～3的任意一项所述的光学装置，其特征在于上述突出部安装在上述反射镜的反射面的背面，使其球面中心与上述照明光轴和上述反射镜的反射面的交点大致一致。
5.按权利要求1～4的任意一项所述的光学装置，其特征在于在上述侧壁形成有沿上述反射镜的平面方向延伸的能够插拔上述反射镜的沟部。
6.按权利要求5所述的光学装置，其特征在于具有在上述沟部的内侧面与上述反射镜的反射面之间安装的将上述反射镜向上述侧壁施力的施力部件。
7.按权利要求1～6的任意一项所述的光学装置，其特征在于在上述侧壁上，与上述反射镜姿势调整控制杆的设置位置对应地形成有向外侧凹陷的凹部。
8.按权利要求1～7的任意一项所述的光学装置，其特征在于上述光学部件用箱体由收纳上述多个光学部件的容器状的部件收纳部件和将上述部件收纳部件的开口部分堵塞的盖状部件构成；在上述盖状部件上，与上述反射镜的上述设置位置对应地形成有开口，上述反射镜姿势调整控制杆在上述反射镜被设置到上述设置位置时其前端通过上述盖状部件的开口而突出。
9.一种投影机，具有根据图像信息调制从光源射出的光束而形成光学像的光调制装置和放大投射由上述光调制装置形成的光学像的投射光学装置，其特征在于具有权利要求1～8的任意一项所述的光学装置。
全文摘要
提供可以减少部件数、降低制造成本同时可以很容易地进行反射镜的设置和姿势调整的光学装置和投影机。光学装置具有安装在反射镜(424)的反射面的背面的向反射镜(424)的面外方向突出而形成为球面的一部分的突出部(404A)和安装在反射镜(424)的反射面的背面的沿反射镜(424)的背面延伸的平面看从该反射镜(424)的边缘突出的反射镜姿势调整控制杆(404B)。反射镜(424)沿光学部件用箱体(40)的侧壁(401G)配置。该侧壁(401G)在反射镜(424)的设置位置具有与突出部(404A)的球面(404A1)对应的球状凹部(401M)，反射镜(424)配置到设置位置时，由该球状凹部(401M)支持突出部(404A)。
文档编号G03B21/28GK1641474SQ200510001839
公开日2005年7月20日 申请日期2005年1月13日 优先权日2004年1月15日
发明者北林雅志, 饭沼和幸, 小林浩, 桥爪秀敏 申请人:精工爱普生株式会社