JP2010020052A - 光学装置およびプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】異物の浸入を防止することが可能な光学装置、およびこの光学装置を搭載したプロジェクタを提供する。
【解決手段】プロジェクタ１は、画像信号に応じて光束を変調する液晶パネル５１と、液晶パネル５１に対して傾いて配置される角度を調整可能である光学補償素子５２と、を有し、冷却空気流Ｗの空気によって冷却される光学装置４４を備え、光学装置４４は、液晶パネル５１のパネル出射側５１ｂと光学補償素子５２との間隙へ向けて送風される空気を遮断して、異物の浸入を防止するための防塵シート７０を有し、防塵シート７０は、光学補償素子５２の傾きの角度を最大に調整した場合の当該間隙に合わせた形状を有している。
【選択図】図５

Description

本発明は、光束を画像信号に応じて変調する光学装置およびこの光学装置を搭載したプロジェクタに関する。

従来、プロジェクタの光学装置は、光束の入射に伴い温度が上昇するため、ファンを用いて、プロジェクタの外部から内部へ導入した空気によって冷却されている。これにより、光学装置の光学特性等が、熱により劣化することを防止可能である（例えば特許文献１）。

特許第２８３６５２４号公報

しかし、従来の技術では、光学装置の温度上昇を抑制できても、空気と共にプロジェクタの内部へ侵入した塵埃等の異物が、光学装置に付着して、投射した映像が不鮮明になってしまう事態が発生していた。プロジェクタには、空気の導入口にフィルタが設けられていて、空気をフィルタに通してから内部へ導入する工夫がなされているが、異物の浸入を十分に防ぎきれずに、異物が光学装置へ付着してしまう場合がある、という課題が残っていた。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る光学装置は、画像信号に応じて光束を変調する光学変調部と、前記光学変調部に対し配置される角度の調整が可能であり、前記光学変調部の前記光束の出射側に配置される光学補償部とを有し、送風される空気によって冷却されるものであって、前記光学変調部と、前記光学補償部との間隙に送風される空気を遮断するための遮断部が設けられていることを特徴とする。

この光学装置によれば、光学装置へ送風される空気によって、構成部品である光学変調部や光学補償部等が冷却されている。この空気に塵埃等の異物が含まれていると、異物が光学装置へ付着し易くなり、変調された光束が異物の影響を受けて異常な変調光になってしまう。この現象は、光学変調部における光束の出射側に異物が付着した場合において、異物に対していわゆるピントがほぼ合った状態になるため、顕著に現れる。そこで、光学装置には、光学変調部と、光学変調部の出射側に位置する光学補償部との間隙に空気が送風されないようにするための遮断部が設けられている。これにより、光学変調部の出射側へ空気が送風されなくなり、空気に異物が含まれていても、光学変調部の出射側に異物が付着することがなくなる。従って、光学変調部で変調された光束は、異常な変調光になることなく、光学補償部へ出射される。また、遮断部が設けられても、光学変調部と光学補償部との間隙以外へより多くの空気が送風されるため、光学装置は、空気によって十分に冷却される。

［適用例２］上記適用例に係る光学装置において、前記遮断部は、前記光学補償部の前記角度を最大に調整した場合の前記間隙の形状に合わせて形成されていることが好ましい。

この構成によれば、光学補償部は、対になる光学変調部の個々に対して配置される角度を調整することにより、光学変調部の変調量を微調整して、光学装置から出射される変調光を均一なものにする役目を負っているものである。つまり、光学補償部の角度調整は、対になる光学変調部によって異なるため、光学変調部の出射側と光学補償部とで形成する間隙の形状、即ち遮断部が遮断すべき間隙の形状も、角度調整の度合いによって異なっている。そのため、遮断部は、間隙の形状に合わせた対応が必要となる。そこで、光学補償部の角度調整を最大にした場合、即ち遮断部が遮断すべき間隙の形状が最大となる場合、に合わせて遮断部の形状を設定する。こうすれば、光学補償部の角度調整を行っても、遮断部が遮断すべき間隙の形状は、遮断部の形状より大きくなることがなく、光学変調部の出射側へ空気が送風されない。従って、光学補償部の角度調整量に拘わらず、同一の遮断部を光学装置に設けておけば、送風される空気を適切に遮断することが可能である。

［適用例３］上記適用例に係る光学装置は、前記遮断部を位置決め固定するための受部がさらに設けられていることが好ましい。

この構成によれば、光学装置に受部が設けられており、遮断部は、この受部に固定されることにより、遮断部が遮断すべき間隙を確実に塞ぐように位置決めされる。これにより、遮断部の取り付け位置を調整することなく、遮断部は、容易に且つ確実に所定位置へ設置される。

［適用例４］本適用例に係るプロジェクタは、光源部から出射された光束を画像信号に応じて変調し形成した画像光を投射するものであって、上記適用例のいずれか一例に記載の光学装置を搭載していることを特徴とする。

このプロジェクタによれば、プロジェクタ内部へ導入された空気によって、プロジェクタの構成部品である光学装置等が冷却されている。この空気に塵埃等の異物が含まれていると、異物が光学装置へ付着し易くなり、その結果、変調された光束が異物の影響を受けて、投射した映像が不鮮明になってしまう。この現象は、光学変調部における光束の出射側に異物が付着した場合に、異物に対していわゆるピントがほぼ合った状態となり、顕著に現れる。そこで、光学装置の光学変調部および光学補償部の間隙に空気が送風されないようにするための遮断部が設けられている。これにより、光学変調部の出射側へ空気が送風されなくなり、空気に異物が含まれていても、光学変調部の出射側に異物が付着することがなくなる。従って、光学装置で変調された光束は、異常な変調光にならず、プロジェクタは、鮮明な映像を投射することが可能である。

以下、光学装置の具体的な実施形態について図面に従って説明する。本実施形態では、光学装置がプロジェクタに搭載されている場合を一例にしており、まず、プロジェクタの概要について説明する。

図１は、本実施形態に係るプロジェクタの外観を示す斜視図である。図１に示すように、プロジェクタ１は、プロジェクタ１の機構部を収容する外装２を有し、外装２は、上面、側面、および背面を構成する上部外装２ａと、底面、側面、および背面を構成する下部外装２ｂと、前面を構成する前部外装２ｃと、で構成され略直方体状の外観をなしている。そして、上部外装２ａ上面の前部外装２ｃの側には、プロジェクタ１を操作するための操作部６が設けられている。また、前部外装２ｃには、操作部６の位置近傍に切り欠きが設けられていて、この切り欠きの部分にカラー画像を投射するための投射部３が配置されている。

そして、前部外装２ｃの投射部３と反対側位置には、機構部が発する熱を排出するための排気口８が設けられている。また、下部外装２ｂの投射部３側の側面には、冷却用の空気である冷却空気を筐体内へ導入するための吸気口９の１つである側面吸気口９ａが設けられ、さらに、下部外装２ｂの底面に底面吸気口９ｂが設けられている。これらにより、冷却空気が吸気口９から排気口８へ常に送られ、プロジェクタ１の内部温度が所定温度以上に上昇しないように配慮されている。

次に、プロジェクタ１の機構部の構成および機能を説明する。図２は、外装を取り外したプロジェクタの内部を示す斜視図である。図２に示すように、下部外装２ｂの前面の側には、既述した投射部３と、排気口８に連続して位置する排気部１８と、投射部３および排気部１８の間に位置する電源部１５と、電源部１５から外部へ電磁ノイズが漏れることを防止するためのシールド板１６とが配置され、排気部１８および電源部１５の後部には、平面視略Ｌ字状の光学ユニット４（４１，４２，４３，４４）が配置されている。機能部の主要部をなす光学ユニット４は、光源部から出射された光束を画像信号に応じて変調して投射するための機構である。そして、電源部１５、光学ユニット４および投射部３の上部外装２ａ（図１）の側に、プロジェクタ１を制御するための制御基板１２が配置されている。図２では、制御基板１２が取り外された状態が示されている。

この制御基板１２には、図示していない各種回路などが実装された制御部が、その両面に設けられている。また、制御基板１２の背面側には、２つのスピーカー１３と、プロジェクタ１と外部装置とを接続するためのコネクタ部１４と、が配設されている。

また、吸気口９の近傍には、冷却空気を取り入れるための吸気ファン１０が設けられていて、吸気ファン１０は、側面吸気口９ａに対応する側面シロッコファン１０ａと、底面吸気口９ｂに対応する底面シロッコファン１０ｂとからなっている。側面シロッコファン１０ａから取り入れられた冷却空気は、ダクト（不図示）で導かれ光学ユニット４を主に冷却し、底面シロッコファン１０ｂから取り入れられた冷却空気は、電源部１５を主に冷却する。また、排気部１８は、冷却空気を強制排気する排気ファン１８ａと、冷却空気を排気口８へ導くための排気ダクト１８ｂと、を有している。

そして、光学ユニット４は、排気部１８の近傍に位置し光源部を有するインテグレータ照明部４１と、色分離部４２と、リレー光学部４３と、光源部からの光束を画像信号に応じて変調する液晶パネル（光学変調部）等からなる３枚のパネルユニット５０を有する光学装置４４と、を有しており、光学装置４４は、投射部３と接続されている。

この光学ユニット４の一例について、さらに、詳細に説明する。図３は、光学ユニットの光学系を示す模式図である。まず、インテグレータ照明部４１は、光学装置４４を構成し赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色光に対応する３枚の液晶パネル５１（５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源部４１１と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備えている。

光源部４１１は、放射光源としての光源ランプ４１６と、リフレクタ４１７とを備え、光源ランプ４１６から出射された放射状の光をリフレクタ４１７で反射して平行光線とし、この平行光線の光束を色分離部４２へ出射する。

第１レンズアレイ４１２は、光軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源ランプ４１６から出射される光を、複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル５１の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。

第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２とほぼ同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５と共に、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を液晶パネル５１上に結像させる機能を有する。

偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置されると共に、第２レンズアレイ４１３と一体でユニット化されている。このような偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３からの光束を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用効率を高めている。

次に、色分離部４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１，４２２によりインテグレータ照明部４１から出射された複数の部分光束を赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。

そして、リレー光学部４３は、入射側レンズ４３１と、リレーレンズ４３３と、反射ミラー４３２，４３４とを備え、色分離部４２で分離された色光である赤色光を液晶パネル５１Ｒまで導く機能を有している。

この時、色分離部４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明部４１から出射された光束の赤色光成分と緑色光成分とが透過し、青色光成分が反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１８を通って、青色用の液晶パネル５１Ｂに到達する。このフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から出射された部分光束をその中心軸に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル５１Ｇ，５１Ｒにおいて光束の入射側に設けられたフィールドレンズ４１８も同様である。

また、ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１８を通って、緑色用の液晶パネル５１Ｇに到達する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学部４３を通り、さらにフィールドレンズ４１８を通って、赤色光用の液晶パネル５１Ｒに到達する。なお、赤色光にリレー光学部４３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光束の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。即ち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４１８に伝えるためである。

次に、光学装置４４は、入射した光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、色分離部４２で分離された各色光が入射する入射側偏光フィルタ（不図示）を備えた３つの液晶パネル５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂと、各液晶パネル５１の色光出射側に配置されている光学補償素子（光学補償部）５２と、出射側偏光フィルタ５３と、色合成のための光学系であり立方体形状をなすクロスダイクロイックプリズム４４１と、を備える。

液晶パネル５１は、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものであり、光学装置４４によって、画像情報に応じて変調された光学像が形成される。また、入射側偏光フィルタは、色分離部４２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。出射側偏光フィルタ５３も、入射側偏光フィルタとほぼ同様に構成され、液晶パネル５１から出射された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。

そして、クロスダイクロイックプリズム４４１は、色光毎に出射側偏光フィルタ５３から出射された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。クロスダイクロイックプリズム４４１には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、立方体を形成する４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により、３つの直角プリズムへそれぞれ入射した３つの色光が合成される。クロスダイクロイックプリズム４４１で合成されたカラー画像は、残る１つの直角プリズムから投射部３へ出射され、投射部３によって拡大されてスクリーン等へ投射される。

次に、光学ユニット４の主要部である光学装置４４の構成について説明する。図４は、光学装置の外観を示す斜視図である。また、図５は、防塵シートのパネルユニットへの装着を示す斜視図である。図４に示すように、光学装置４４は、クロスダイクロイックプリズム４４１と、クロスダイクロイックプリズム４４１にそれぞれ取り付けられた３枚のパネルユニット５０と、で構成されている。また、パネルユニット５０は、制御基板１２へ接続するための配線ケーブル５１ｃが設けられている液晶パネル５１と、液晶パネル５１よりクロスダイクロイックプリズム４４１の側に配置されているホルダユニット６０と、を有し、ホルダユニット６０には、光学補償素子５２および出射側偏光フィルタ５３が収容されている。図２では、この配線ケーブル５１ｃが、光学ユニット４に組み込まれたパネルユニット５０から制御基板１２の方向へ伸びている状態を示している。

この光学装置４４は、各色光の入射により発熱する。そのため、熱影響を排除して光学装置４４を保護するため、光学装置４４へは冷却用の空気が送風されている。光学装置４４へ送風される空気は、図２に示す側面シロッコファン１０ａによって導入され、下部外装２ｂの方向から制御基板１２の方向へ吹き上げるように流れて、光学装置４４を冷却する。つまり、パネルユニット５０へは、空気を送風するための冷却空気流Ｗが下部から上部へ向けて形成されている。そして、パネルユニット５０には、この冷却空気流Ｗを遮断して、液晶パネル５１と光学補償素子５２との間隙へ空気が送風されないようにするための防塵シート（遮断部）７０が設けられている。防塵シート７０は、図５に示すように、薄板状の形状であって、ホルダユニット６０のシート受溝（受部）６１ｋへ差し込まれて位置決め固定される。なお、防塵シート７０の詳細は、図８および図１０を参照して後述する。

ここで、パネルユニット５０の構成について説明する。図６は、パネルユニットを分解してその構成を示す斜視図である。図６に示すように、パネルユニット５０は、光束が入射するパネル入射側５１ａおよび光束が出射するパネル出射側５１ｂを有する液晶パネル５１と、板金加工による角筒状をなし角筒外面に液晶パネル５１がビス５１ｄで固定され液晶パネル５１と対向する角筒外面に出射側偏光フィルタ５３が貼付されるホルダ本体６１と、貼付された光学補償素子５２を有しホルダ本体６１の角筒内部へ収容される素子フレーム枠６２と、素子フレーム枠６２をホルダ本体６１へ固定するために弾性的に支持するフレーム固定具６３と、ホルダ本体６１の出射側偏光フィルタ５３の側に取り付けられるユニット固定枠６４と、を有している。これらホルダ本体６１、素子フレーム枠６２およびユニット固定枠６４は、液晶パネル５１から出射される光束が光学補償素子５２および出射側偏光フィルタ５３を介して通過するようにそれぞれ開口を有し、フレーム固定具６３と共にホルダユニット６０を構成している。

このような構成のホルダユニット６０において、素子フレーム枠６２は、中央部に開口を有する略矩形の板状であり、開口を塞いで光学補償素子５２が貼付されている。また、略矩形の対角に突起状に設けられた一対の係合軸部６２ｂと、上部の側の中央から上方に延びるレバー部６２ａと、を有している。この場合、係合軸部６２ｂは、液晶パネル５１の側から見て、略矩形の右上および左下の対角の位置にそれぞれ設けられている。素子フレーム枠６２は、これら係合軸部６２ｂによってホルダ本体６１と係合し、一対の係合軸部６２ｂの間を結ぶ回動軸線６２ｃを中心にして回動することが可能である。つまり、素子フレーム枠６２は、液晶パネル５１に対して一定の範囲内で任意の角度だけ光学補償素子５２を傾斜させることができるようになっている。光学補償素子５２を傾斜させる角度の微調整は、レバー部６２ａの操作によって行える。

この素子フレーム枠６２を収容するホルダ本体６１は、液晶パネル５１が取り付けられる正面部６１ａと、出射側偏光フィルタ５３が貼付される背面部６１ｂと、正面部６１ａおよび背面部６１ｂを繋ぐ２つの側面部６１ｃと、によって角筒状に形成されており、角筒状の内部空間に素子フレーム枠６２が収容される。正面部６１ａは、中央に略矩形の開口６１ｈを有し、収容された光学補償素子５２が液晶パネル５１と対面するようになっている。また、両側面部６１ｃには、冷却空気流Ｗ（図５）が送風される下部の側に、挿入孔６１ｅと、挿入孔６１ｅの下端に位置しスリット状の溝である係合溝６１ｆと、が形成されている。素子フレーム枠６２の一対の係合軸部６２ｂのうち左下側の係合軸部６２ｂは、挿入孔６１ｅに挿入されてから、係合溝６１ｆに係合される。さらに、両側面部６１ｃには、上部の側にスリット状の溝である係合溝６１ｄが形成されていて、この係合溝６１ｄに、素子フレーム枠６２の一対の係合軸部６２ｂのうち右上側の係合軸部６２ｂが係合する。

そして、ホルダ本体６１は、正面部６１ａの上部に、フレーム固定具６３を受けるための固定具受部６１ｇを有していて、固定具受部６１ｇに取り付けられたフレーム固定具６３は、２本の腕部が素子フレーム枠６２のレバー部６２ａを挟んでガイドの役目を果たし、レバー部６２ａによる微調整の操作を容易にすることができる。また、両側面部６１ｃの係合溝６１ｆの下部に、既述した防塵シート７０を位置決め固定するためのシート受溝６１ｋが設けられている。なお、係合溝６１ｄ，６１ｆは、両側面部６１ｃのそれぞれに形成されているため、素子フレーム枠６２を反転させて係合することができるようになっている。つまり、素子フレーム枠６２は、図６に示す回動軸線６２ｃが沿う対角とは異なるもう一方の対角、即ち素子フレーム枠６２の左上および右下の対角を結ぶ回動軸線を中心に回動して、光学補償素子５２の傾きを微調整することも可能である。素子フレーム枠６２の微調整後、レバー部６２ａ、固定具受部６１ｇおよびフレーム固定具６３に接着剤を供給して素子フレーム枠６２を固定すれば、液晶パネル５１と光学補償素子５２との位置関係を半恒久的に固定できる。

また、ユニット固定枠６４は、略矩形板状に板金加工されたものであり、中央部に矩形の開口６４ａを有し、出射側偏光フィルタ５３から出射された光束がクロスダイクロイックプリズム４４１（図４）へ入射するようになっている。さらに、ユニット固定枠６４は、出射側偏光フィルタ５３とクロスダイクロイックプリズム４４１とを所定距離だけ離間させた状態に保ちつつ、パネルユニット５０をクロスダイクロイックプリズム４４１に固定するために用いられている。このように、光学装置４４に用いられる３枚のパネルユニット５０は、赤色光、緑色光または青色光に対応した特性の液晶パネル５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂのいずれかと、その液晶パネル５１の特性に応じて設定配置された出射側偏光フィルタ５３と、をそれぞれ有している。

ここでいう光学補償素子５２は、ガラスあるいはプラスチック等のポリマー製の透明板上に、接着剤等によって、複屈折性を有するサファイア、水晶、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の板状部材あるいはフィルムを取り付けたものである。そして、この光学補償素子５２は、液晶パネル５１に封入されている液晶材料や液晶材料の配向特性に応じて、その光学軸を回動軸線６２ｃ等に対して回動させ適切な角度に設定することができる。

なお、各色光が入射する光学装置４４において、緑色光用の液晶パネル５１Ｇと、赤色光および青色光用の液晶パネル５１Ｒ，５１Ｂとは、プレチルト角が逆方向のものが用いられていて、これは、クロスダイクロイックプリズム４４１を透過または反射させる際に、左右の反転を補償して視野角特性を一致させるためである。このため、光学補償素子５２の光学軸や傾きも、緑色光用の液晶パネル５１Ｇに付随するものと赤色光および青色光用の液晶パネル５１Ｒ，５１Ｂに付随するものとでは、左右反転させる必要がある。

図６は、出射側偏光フィルタ５３が緑色光に対応した配置のものであり、液晶パネル５１が緑色光用の液晶パネル５１Ｇを有したパネルユニット５０を表している。これに対し、赤色光および青色光用のパネルユニット５０は、対応する色光用の液晶パネル５１Ｒまたは液晶パネル５１Ｂを有し、光学補償素子５２が、図６に示す回動軸線６２ｃの沿う対角とは異なる、もう一方の対角に沿う回動軸線を中心に回動するように、上下方向をそのままにして反転して配置されている。これら赤色光および青色光用のパネルユニット５０は、光学補償素子５２の配置以外、いずれも図６に示す緑色光用のパネルユニット５０と同じ配置構成である。

図７は、緑色光用のパネルユニットを示す側面図である。また、図８は、緑色光用のパネルユニットを示す底面図であり、図７に示すパネルユニット５０を冷却空気流Ｗが送風される底面の側から見た図である。そして、図９は、防塵シート７０を取り外したパネルユニットを示す底面図である。

まず、図７に示すように、パネルユニット５０の素子フレーム枠６２は、ホルダ本体６１へ開口６１ｈ（図６）とほぼ平行、即ち液晶パネル５１のパネル出射側５１ｂとほぼ平行に挿入された状態から、レバー部６２ａを液晶パネル５１の側へ移動して、回動軸線６２ｃ（図６）を中心に回動した状態である。素子フレーム枠６２の回動により、素子フレーム枠６２に貼付された光学補償素子５２は、液晶パネル５１に対して傾いた状態となっている。この状態における素子フレーム枠６２は、図９に示す底面の側から見ると、光学補償素子５２が、液晶パネル５１に対して、素子フレーム枠６２の左上の対角位置（図６）を液晶パネル５１の側へ近接させるようにして、角度αだけ傾いている。

この角度αは、素子フレーム枠６２の左上の対角位置を液晶パネル５１の側へ近接させるようにして、光学補償素子５２の傾きを調節できる最大の角度を示している。素子フレーム枠６２がホルダ本体６１へ挿入された時点では、角度αは０度であって、光学補償素子５２がパネル出射側５１ｂとほぼ平行となっている。つまり、光学補償素子５２は、０度からα度の間で調整が可能である。

ここで、図９に示すように、防塵シート７０を取り付けていない場合、パネルユニット５０を冷却するための冷却空気流Ｗ（図７）は、液晶パネル５１のパネル出射側５１ｂと光学補償素子５２との間隙、光学補償素子５２と出射側偏光フィルタ５３との間隙、および出射側偏光フィルタ５３とユニット固定枠６４との間隙を、底面の側から上部方向へ流れている。従って、冷却空気流Ｗに塵埃等の異物が含まれていると、異物がパネルユニット５０へ付着することがある。特に、液晶パネル５１のパネル出射側５１ｂに異物が付着した場合には、異物に対してピントがほぼ合った状態になってしまい、液晶パネル５１で変調された光束に異物の影響が含まれ、異常な変調光が出射されてしまう。つまり、プロジェクタ１は、輝点等の混じった不鮮明な映像をスクリーン等へ投射することになる。

そこで、パネルユニット５０では、液晶パネル５１のパネル出射側５１ｂと光学補償素子５２との間隙を、冷却空気流Ｗが送風されない遮風エリアＳとなるようにして、液晶パネル５１のパネル出射側５１ｂへの異物の付着を防止している。遮風エリアＳは、液晶パネル５１のパネル出射側５１ｂと光学補償素子５２との間隙において、間隙の底面の側に間隙を塞ぐ形状の防塵シート７０を設けることにより、実現される。間隙の底面の側は、冷却空気流Ｗが送風されて来る上流側に該当する。

そして、図８に示す防塵シート７０は、光学補償素子５２が最大の角度αに傾いた場合における遮風エリアＳ（図９）を形成している。この角度αに対応した防塵シート７０であれば、光学補償素子５２が角度αより小さい他の角度に調整されても、遮風エリアＳが角度αの場合より大きくなることはないため、液晶パネル５１のパネル出射側５１ｂと光学補償素子５２との間隙を、冷却空気流Ｗが送風されないエリアとすることができる。また、防塵シート７０は、ホルダ本体６１に設けられているシート受溝６１ｋに差し込むだけで遮風エリアＳを形成することができ、容易で且つ良好な組み立て性も有している。なお、遮風エリアＳが設けられても、遮風エリアＳ以外へより多くの空気が送風されるため、パネルユニット５０は、空気によって十分に冷却される。

次に、図１０は、赤色光および青色光用のパネルユニット５０を示す底面図である。このパネルユニット５０は、プレチルト角に合わせ、図６に示す素子フレーム枠６２が左右反転した状態で取り付けられている。この場合、素子フレーム枠６２は、素子フレーム枠６２の左上および右下の対角位置に係合軸部６２ｂが位置し、図６に示す素子フレーム枠６２とは異なる対角を結ぶ回動軸線を中心に回動するようになっている。従って、素子フレーム枠６２は、ホルダ本体６１へ挿入された状態から、レバー部６２ａが液晶パネル５１の側へ移動すると、この異なる回動軸線を中心に回動し、光学補償素子５２は、赤色光または青色光用の液晶パネル５１に対して傾いた状態となる。

この状態における素子フレーム枠６２は、図１０に示すように、底面の側から見ると、光学補償素子５２が、液晶パネル５１に対して、素子フレーム枠６２の右上の対角位置を液晶パネル５１の側へ近接させるようにして、角度βだけ傾いている。この角度βは、素子フレーム枠６２の右上の対角位置を液晶パネル５１の側へ近接させるようにして、光学補償素子５２の傾きを調節できる最大の角度を示している。この場合、光学補償素子５２の傾きは、緑色光用のパネルユニット５０と反対方向になる。

本実施形態のように光学補償素子５２を反転させて用いる場合においては、光学補償素子５２が傾く最大の角度αおよび角度βは、同じ値であるため、赤色光および青色光用のパネルユニット５０における防塵シート７０は、図８に示す緑色光用のパネルユニット５０に対応して取り付けられている防塵シート７０と同じものを、左右反転させてシート受溝６１ｋへ取り付ければ良い。これにより、赤色光および青色光用のパネルユニット５０における光学補償素子５２と液晶パネル５１との間隙を、緑色光用のパネルユニット５０の場合と同様に遮風エリアとすることができる。

以下、実施形態の主要な効果をまとめて記載する。

プロジェクタ１のパネルユニット５０は、液晶パネル５１のパネル出射側５１ｂと出射側偏光フィルタ５３との間隙に冷却用の空気が送風されないようにするため、防塵シート７０を有している。この防塵シート７０により、パネル出射側５１ｂへ空気が送風されなくなり、空気に異物が含まれていても、パネル出射側５１ｂに異物の付着することがなくなる。これにより、液晶パネル５１で変調された光束は、異常な変調光になることなく、プロジェクタ１から投射される。

また、液晶パネル５１から出射される変調光を均一なものにする出射側偏光フィルタ５３は、対になる液晶パネル５１の個々に対して傾きの角度α，βを調整することにより、液晶パネル５１の変調量を微調整できる。そこで、出射側偏光フィルタ５３を最大に傾けた場合に合わせて、防塵シート７０の形状を設定する。こうすれば、出射側偏光フィルタ５３の傾きを調整しても、防塵シート７０が遮断すべき間隙の形状は、防塵シート７０の形状より大きくなることがなく、液晶パネル５１のパネル出射側５１ｂへ空気が送風されない。このような光学装置４４を用いれば、液晶パネル５１に応じて調整された出射側偏光フィルタ５３の傾きに対応して、種々の角度形状の防塵シート７０を揃える必要がなく、共通に使用できる。

また、光学装置４４は上記の実施形態に限定されるものではなく、次に挙げる変形例のような形態であっても、実施形態と同様な効果が得られる。

防塵シート７０は、ホルダユニット６０を構成するホルダ本体６１のシート受溝６１ｋへ、差し込み固定される仕様に限定されるものではなく、ホルダユニット６０へ貼付される構成や、ホルダユニット６０と一体に形成される構成等であっても良い。これらによれば、液晶パネル５１のパネル出射側５１ｂと光学補償素子５２との間隙を、より確実に遮風エリアＳとすることができる。

防塵シート７０は、ホルダユニット６０において、冷却空気流Ｗが送風されて来る上流側にのみ設けられているが、ホルダユニット６０の下流側にも設けた構成であっても良い。こうすれば、逆流した冷却空気流が生じても、パネル出射側５１ｂと光学補償素子５２との間隙へ下流側から異物が浸入することを防止できる。

また、パネルユニット５０は、ホルダ本体６１、素子フレーム枠６２、フレーム固定具６３およびユニット固定枠６４を組み立てたホルダユニット６０と、液晶パネル５１と、で構成されているが、ホルダ本体６１と液晶パネル５１とを一体にした構成や、ホルダ本体６１とユニット固定枠６４とを一体にした構成等を採用して、部品数を削減した構成であっても良い。

本実施形態に係るプロジェクタの外観を示す斜視図。 外装を取り外したプロジェクタの内部を示す斜視図。 光学ユニットの光学系を示す模式図。 光学装置の外観を示す斜視図。 防塵シートのパネルユニットへの装着を示す斜視図。 パネルユニットを分解してその構成を示す斜視図。 緑色光用のパネルユニットを示す側面図。 緑色光用のパネルユニットを示す底面図。 防塵シートを取り外した緑色光用のパネルユニットを示す底面図。 赤色光および青色光用のパネルユニットを示す底面図。

符号の説明

１…プロジェクタ、２…外装、４…光学ユニット、４１…インテグレータ照明部、４２…色分離部、４３…リレー光学部、４４…光学装置、５０…パネルユニット、５１…光学変調部としての液晶パネル、５１ａ…パネル入射側、５１ｂ…パネル出射側、５２…光学補償部としての光学補償素子、５３…出射側偏光フィルタ、６０…ホルダユニット、６１…ホルダ本体、６１ｄ…係合溝、６１ｅ…挿入孔、６１ｆ…係合溝、６１ｈ…開口、６１ｋ…受部としてのシート受溝、６２…素子フレーム枠、６２ａ…レバー部、６２ｂ…係合軸部、６２ｃ…回動軸線、６３…フレーム固定具、６４…ユニット固定枠、７０…遮断部および薄板としての防塵シート、Ｓ…遮風エリア、Ｗ…冷却空気流、α，β…角度。

Claims (4)

1. 画像信号に応じて光束を変調する光学変調部と、前記光学変調部に対し配置される角度の調整が可能であり、前記光学変調部の前記光束の出射側に配置される光学補償部とを有し、送風される空気によって冷却される光学装置であって、
   前記光学変調部と、前記光学補償部との間隙に送風される空気を遮断するための遮断部が設けられていることを特徴とする光学装置。
2. 請求項１に記載の光学装置において、
   前記遮断部は、前記光学補償部の前記角度を最大に調整した場合の前記間隙の形状に合わせて形成されていることを特徴とする光学装置。
3. 請求項１または２に記載の光学装置において、
   前記遮断部を位置決め固定するための受部がさらに設けられていることを特徴とする光学装置。
4. 光源部から出射された光束を画像信号に応じて変調し形成した画像光を投射するプロジェクタであって、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の光学装置を搭載していることを特徴とするプロジェクタ。

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