JP6286862B2 - プロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

従来から、表示装置の一つとしてプロジェクターが知られている。プロジェクターは、例えば、照明装置からの光を光変調装置で変調することで画像を形成し、この画像を投写レンズなどでスクリーンに投写する。プロジェクターにおいて、画像のコントラストを向上させるために、光源から射出された光の光量を調光装置によって調整する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１、２のプロジェクターにおいて、調光装置は、光源からの光の少なくとも一部を遮光可能な遮光部材を備える。この遮光部材は、光源と光変調装置との間の光路の内外を移動する。光源からの光のうち遮光部材に遮られる光の光量は、遮光部材の位置に応じて変化し、結果として、光変調装置へ入射する光の光量が調整可能である。

特開２０１０−２４３９７６号公報 特開２０１０−２１１０３５号公報

一般的に、調光装置の遮光部材は、光源からの光を受けて昇温する。遮光部材が高温になると、遮光部材あるいは周辺部材が熱により変形、融解して劣化することがある。その結果、プロジェクターが短寿命になることがありえる。本発明は、上記の事情に鑑み成されたものであって、短寿命化を抑制したプロジェクターを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様のプロジェクターは、光源と、光源からの光により画像を形成する画像形成系と、画像形成系が形成した画像を投写する投写系と投写系の出射端面と光源との間の光路の内外に移動する遮光部材を含み、光源から射出された光の光量を調整する調光装置と、を備え、遮光部材は、透光部および遮光部を有する第１可動部と、透光部を通った光を遮る第２可動部と、を含み、第１可動部と第２可動部の一方または双方に放熱板が設けられている。

このプロジェクターは、光源からの光のうち遮光部材で遮る光を、第１可動部と第２可動部とに分担させて遮るとともに、第１可動部と第２可動部の一方または双方に設けらえた放熱板が遮光部材の熱を逃がすので、遮光部材の昇温を抑制できる。そのため、光源からの光によって遮光部材あるいは周辺部材が熱により劣化することが抑制され、プロジェクターの短寿命化を抑制できる。

第１の態様のプロジェクターにおいて、第１可動部には切り曲げにより放熱板が設けられており、透光部は、切り曲げにより形成された開口を含んでいてもよい。

このプロジェクターは、放熱板が形成されるとともに透光部の開口が形成されるので、製造コストを抑えることができる。

第１の態様のプロジェクターにおいて、第２可動部は、透光部を通った光が入射する斜面を有し、第１可動部の放熱板は、第２可動部の斜面で反射した光を遮光部へ導いてもよい。

このプロジェクターは、第２可動部の斜面で反射した光が迷光になることが抑制され、
プロジェクターの構成要素が迷光を受けることにより昇温すること等が抑制される。そのため、迷光を受けた構成要素の昇温等による劣化が抑制され、プロジェクターの短寿命化を抑制できる。

本発明の第２の態様のプロジェクターは、光源と、光源からの光により画像を形成する画像形成系と、画像形成系が形成した画像を投写する投写系と投写系の出射端面と光源との間の光路の内外に移動する遮光部材を含み、光源から射出された光の光量を調整する調光装置と、を備え、遮光部材は、透光部および遮光部を有する第１可動部と、透光部を通った光が入射する斜面を有し、透光部を通った光の一部を斜面での反射により遮光部へ導く第２可動部と、を含む。

このプロジェクターは、第２可動部の斜面で反射した光が迷光になることが抑制され、
プロジェクターの構成要素が迷光を受けることにより昇温すること等が抑制される。そのため、迷光を受けた構成要素の昇温等による劣化が抑制され、プロジェクターの短寿命化を抑制できる。

第１の態様または第２の態様のプロジェクターは、第１可動部において、光源からの光の光強度が相対的に弱い領域から強い領域に向かうにつれて、透光部の分布が密になっていてもよい。

このプロジェクターは、第１可動部のうち光源からの光強度が相対的に強い領域において、第１可動部を通過する光の光量が相対的に多くなる。そのため、第１可動部が局所的に昇温することが抑制され、第１可動部の熱による劣化が抑制されるので、プロジェクターの短寿命化を抑制できる。

本発明の第３の態様のプロジェクターは、光源と、光源からの光により画像を形成する画像形成系と、画像形成系が形成した画像を投写する投写系と投写系の出射端面と光源との間の光路の内外で移動する遮光部材を含み、投写系から出射する光の光量を調整する調光装置と、を備え、遮光部材は、透光部および遮光部を有する第１可動部と、透光部を通った光を遮る第２可動部と、を含み、第１可動部において、光源からの光の光強度が相対的に弱い領域から強い領域に向かうにつれて、透光部の分布が密になっている。

このプロジェクターは、第１可動部のうち光源からの光強度が相対的に強い領域において、第１可動部を通過する光の光量が相対的に多くなる。そのため、第１可動部が局所的に昇温することが抑制され、第１可動部の熱による劣化が抑制されるので、プロジェクターの短寿命化を抑制できる。

第１実施形態のプロジェクターを示す図である。 本実施形態における均一化光学系および調光装置を示す図である。 遮光部材と駆動部の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、遮光部材の動作を示す図である。 遮光部材を示す斜視図である。 （ａ）は第１可動部を示す平面図、（ｂ）は第２可動部を示す平面図である。 遮光部材を示す側面図である。 変形例１による遮光部材を示す側面図である。 変形例２による遮光部材を示す図である。 変形例３による遮光部材を示す図である。 変形例４による遮光部材を示す図である。 変形例５による遮光部材を示す平面図である。 変形例５による遮光部材を示す側面図である。 変形例６による遮光部材を示す側面図である。 第２実施形態による遮光部材を示す側面図である。 変形例７による遮光部材を示す側面図である。 光源光の光強度分布の一例を示す分布図である。 第３実施形態に係る遮光部材の第１可動部を示す図である。 光源光の光強度分布の他の例を示す分布図である。 変形例８による遮光部材の第１可動部を示す図である。

［第１実施形態］
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態のプロジェクター１を示す図である。プロジェクター１は、例えばＤＶＤプレイヤー、ＰＣなどの信号源から供給される画像データに従って画像を形成し、形成した画像をスクリーンや壁などの投写面ＳＣ（表示画面）に投写する。

本実施形態のプロジェクター１は、いわゆる３板式のプロジェクターである。このプロジェクター１は、各色の画像を形成した後に、各色の画像を空間的に重畳すること、あるいは視認者が各色の画像を区別できない程度のリフレッシュレートで３色の画像を時間順次で投写することで、フルカラーの画像を表現可能である。

図１のプロジェクター１は、光源２、照明光学系３、調光装置４、画像形成系５、ダイクロイックプリズム６、投写系７、及び制御部８を備える

光源２は、超高圧水銀ランプ（ＵＨＰ）などのランプ光源またはＬＥＤなどの固体光源を含み、赤緑青の波長帯を含む光源光（例えば白色光）を発する。照明光学系３は、光源２からの光源光で画像形成系５（照明領域）を照明する。

照明光学系３は、照明領域での照度分布を均一化する均一化光学系１０と、均一化光学系１０を通った光を色分離する色分離光学系１１とを備える。調光装置４は、その一部が均一化光学系１０の光路に配置され、均一化光学系１０を通過する光源光の光量を調整する。換言すると、調光装置４は、画像形成系５に到達する光源光の光量を調整する。均一化光学系１０および調光装置４については、後に詳しく説明する。

色分離光学系１１は、ダイクロイックミラー１２ａ、ダイクロイックミラー１２ｂ、折り曲げミラー１３、及びリレー光学系１４を備える。ダイクロイックミラー１２ａは、赤色光が通過し、緑色光及び青色光が反射する特性を有する。ダイクロイックミラー１２ｂは、緑色光が反射し、青色光が通過する特性を有する。

均一化光学系１０からの光源光のうちの赤色光は、ダイクロイックミラー１２ａを通過した後に、折り曲げミラー１３で反射して画像形成系５に入射する。均一化光学系１０からの光源光のうちの緑色光は、ダイクロイックミラー１２ａで反射した後に、ダイクロイックミラー１２ｂで反射して画像形成系５に入射する。均一化光学系１０からの光源光のうちの青色光は、ダイクロイックミラー１２ａで反射してダイクロイックミラー１２ｂを通過した後に、リレー光学系１４を通って画像形成系５に入射する。リレー光学系１４とダイクロイックミラー１２ｂとの間の光路には、照度がほぼ均一になる面（赤、緑の照明領域と共役な面）が均一化光学系１０によって形成され、リレー光学系１４は、この面と青の照明領域とを共役にする。以上のように、色分離光学系１１は、各色光を分離する他に、分離した各色光を画像形成系５に導く導光部としても機能する。

画像形成系５は、各色の画像を形成する画像形成装置１５ａ、画像形成装置１５ｂ、及び画像形成装置１５ｃを含む。ここでは、説明の便宜上、画像形成装置１５ａが赤色画像を形成し、画像形成装置１５ｂが緑色画像、画像形成装置１５ｃが青色画像をそれぞれ形成するものとする。

画像形成装置１５ａは、例えばノーマリーブラック型の液晶ライトバルブを含み、形成した画像を示す光（以下、画像光という）を射出する。本実施形態において、画像形成装置１５ａは、透過型の液晶パネル１６と、液晶パネル１６の入射側に設けられた偏光板１７ａと、液晶パネル１６の出射側に設けられた偏光板１７ｂとを含む。

入射側の偏光板１７ａは、第１直線偏光を通すとともに第２直線偏光を遮光する。液晶パネル１６は、光変調器駆動部１８（ドライバー）によって駆動され、色分離光学系１１から入射した赤色光を画像データに応じて変調する。出射側の偏光板１７ｂは、例えば、その透過軸が入射側の偏光板１７ａの透過軸と直交する方向に配置され、第２直線偏光を通すとともに第１直線偏光を遮光する。

制御部８は、画像データに基づいて光変調器駆動部１８（ドライバー）を制御することにより、液晶パネル１６を通った光の偏光状態を制御することによって、出射側の偏光板１７ｂを通る光のパターンを制御する。このようにして、制御部８は、画像データに規定された画像を、画像形成装置１５ａに形成させる。画像形成装置１５ａにおいて、赤色画像を示す赤色光は、ダイクロイックプリズム６に入射する。

画像形成装置１５ｂ、画像形成装置１５ｃは、それぞれ、画像形成装置１５ａと同様の構成であり、画像形成装置１５ａと重複する説明を省略する。画像形成装置１５ｂが形成した緑色画像を示す緑色光、及び画像形成装置１５ｃが形成した青色画像を示す青色光は、それぞれ、ダイクロイックプリズム６に入射する。

ダイクロイックプリズム６は、画像形成系５から出射した画像光を投写系７に導く導光部である。ダイクロイックプリズム６は、入射光の波長に応じて入射光が反射または透過する特性の第１波長分離膜および第２波長分離膜を含む。第１波長分離膜および第２波長分離膜は、互いに直交するように配置されている。第１波長分離膜は、青色光と緑色光とが透過するとともに赤色光が反射する特性である。第２波長分離膜は、緑色光と赤色光とが透過するとともに青色光が反射する特性である。

画像形成系５からダイクロイックプリズム６に入射した各色光は、第１波長分離膜及び第２波長分離膜での反射または透過により、進行方向が揃ってダイクロイックプリズム６から出射する。例えば、画像形成系５において、赤色画像、緑色画像、及び青色画像がほぼ同時に形成される場合に、ダイクロイックプリズム６は、これら３色の画像を合成する色合成部として機能する。ダイクロイックプリズム６から出射した画像光は、投写系７に入射する。

投写系７は、いわゆる投写レンズであり、画像形成系５が形成した画像を投写する。投写系７は、画像形成系５において画像が形成される面（物体面）と光学的に共役な像面を形成する。この像面の位置または近傍に投写面ＳＣが配置されることで、投写面ＳＣ上にピントの合った画像が表示される。

次に、均一化光学系１０および調光装置４について説明する。図２は、本実施形態における均一化光学系１０および調光装置４を示す図である。図２の均一化光学系１０は、フライアイレンズ２０、フライアイレンズ２１、偏光変換素子２２、及び重畳レンズ２３を含む。

フライアイレンズ２０は、所定面に二次元的に配列された複数のレンズ要素２０ａを含む。光源２からの光源光は、複数のレンズ要素２０ａに分かれて入射する。換言すると、複数のレンズ要素２０ａは、光源２からの光源光を複数の部分光束に分割する。複数のレンズ要素２０ａのそれぞれは、光源２と光学的に共役な面（以下、第１共役面２４という）を形成する。換言すると、レンズ要素２０ａのそれぞれは、第１共役面２４上に光源像（二次光源）を形成する。

フライアイレンズ２１は、二次元的に配列された複数のレンズ要素２１ｂを含む。レンズ要素２１ｂが配列される面は、フライアイレンズ２０が形成する第１共役面２４の位置またはその近傍に配置される。フライアイレンズ２１のレンズ要素２１ｂのそれぞれには光源像が形成され、フライアイレンズ２１（第１共役面２４）には複数の光源像を含む発光パターンが形成される。

重畳レンズ２３は、フライアイレンズ２１のレンズ要素２１ｂのそれぞれから射出された光を、ほぼ同一の領域（画像形成系５上の照明領域ＩＲ）に重畳する。重畳レンズ２３は、例えば、球面レンズや非球面レンズのような所定軸周りで回転対称な１または２以上のレンズを含む。この所定軸は、重畳レンズ２３の光軸（均一化光学系１０の光軸１０ａ）に相当し、フライアイレンズ２０が形成する第１共役面２４に対してほぼ垂直である。

調光装置４は、遮光部材２５および駆動部２６を備える。図２の遮光部材２５は、フライアイレンズ２０とフライアイレンズ２１との間の光路Ｋに配置可能であり、光路Ｋの内外に移動可能である。駆動部２６は、電動モーターなどのアクチュエータを含み、制御部８からの制御信号に応じた移動量で、遮光部材２５を移動させる。

遮光部材２５は、その少なくとも一部が光路Ｋの内側に配置された際に、光源光の少なくとも一部を遮光する。光路Ｋの内側に配置された遮光部材２５において、光源光が入射する受光部分の少なくとも一部は、光源光を反射、吸収により遮光する。この受光部分は、例えば、アルミニウム、クロムなどの金属材料からなり、アルマイト処理、黒体化などで光源光に対する反射率、吸収率を調整可能である。遮光部材２５は、第１可動部３０および第２可動部３１を含む。

図２の第１可動部３０は、概ね板状であり、均一化光学系１０の光軸１０ａに交差（直交）する方向に延びている。第１可動部３０は、均一化光学系１０の光軸１０ａに交差（直交）する面内で移動する。第１可動部３０は、可動子３０ａおよび可動子３０ｂを含む。可動子３０ａと可動子３０ｂは、均一化光学系１０の光軸１０ａを挟む位置に配置され、互いに近づく方向と離れる方向とに移動する。

第２可動部３１は、第１可動部３０に対して光源２の反対側に配置されている。第２可動部３１は、概ね板状であり、均一化光学系１０の光軸１０ａに交差（直交）する面内で移動する。本実施形態において、第２可動部３１は、第１可動部３０と連動して移動する。第２可動部３１は、光路Ｋにおいて、均一化光学系１０の光軸１０ａの方向から見た場合に第１可動部３０と重なる位置に配置可能である。第２可動部３１は、可動子３１ａおよび可動子３１ｂを含む。可動子３１ａと可動子３１ｂは、均一化光学系１０の光軸１０ａを挟む位置に配置され、互いに近づく方向と離れる方向とに移動する。

第２可動部３１の可動子３１ａは、第１可動部３０の可動子３０ａと対になっており、第１可動部３０の可動子３０ａと連動して移動する。第２可動部３１の可動子３１ａは、均一化光学系１０の光軸１０ａの方向から見た場合に第１可動部３０の可動子３０ａと重なる位置に配置可能である。第２可動部３１の可動子３１ｂは、第１可動部３０の可動子３０ｂと対になっており、可動子３０ｂと連動して移動する。可動子３１ｂと可動子３０ｂとの位置関係は、可動子３１ａと可動子３０ａとの位置関係と同様である。

図３は、遮光部材２５と駆動部２６の一例を示す図である。駆動部２６は、アクチュエータに接続された従動ギア３２と、従動ギア３２に接続されたラックギア３３およびラックギア３４と、ラックギア３３に固定された支持部材３５と、ラックギア３４に固定された支持部材３６とを含む。第１可動部３０の可動子３０ａと第２可動部３１の可動子３１ａは、支持部材３５に取り付けられている。第１可動部３０の可動子３０ｂと第２可動部３１の可動子３１ｂは、支持部材３６に取り付けられている。

駆動部２６の従動ギア３２は、アクチュエータから供給されるトルクにより回転する。従動ギア３２が回転すると、ラックギア３３は、均一化光学系１０の光軸１０ａ（図２参照）と直交する方向に平行移動し、ラックギア３３の平行移動に伴って、支持部材３５と可動子３０ａと可動子３１ａも平行移動する。また、従動ギア３２が回転すると、ラックギア３４は、ラックギア３３と反対向きに平行移動する。ラックギア３４の平行移動に伴って、支持部材３６と可動子３０ｂと可動子３１ｂも平行移動する。このようにして、支持部材３６に取り付けられた可動子３０ｂおよび可動子３１ｂは、支持部材３５に取り付けられた可動子３０ａおよび可動子３１ａとは反対向きに平行移動する。

図４（ａ）〜図４（ｃ）は、遮光部材２５の動作を示す図である。図４（ａ）〜図４（ｃ）には、遮光部材２５のうち第１可動部３０の可動子３０ａと可動子３０ｂを図示したが、上述のように、第２可動部３１の可動子３１ａは第１可動部３０の可動子３０ａと重なっており、第２可動部３１の可動子３１ｂは第１可動部３０の可動子３０ｂと重なっている。

図４（ａ）において、第１可動部３０の可動子３０ａと可動子３０ｂは、互いに接近しており、光路Ｋにおいて中心以外を通る光源光をほぼ遮ることができる。なお、第１可動部３０の可動子３０ａと可動子３０ｂは、互いに接触する位置またはその近傍まで移動可能でもよい。

図４（ｂ）において、第１可動部３０の可動子３０ａと可動子３０ｂは、図４（ａ）よりも互いに離れた位置に配置されており、光路Ｋと重なる面積が図４（ａ）の状態よりも小さい。すなわち、図４（ｂ）の状態において、調光装置４を通過する光源光の光量は、図４（ａ）の状態よりも多い。

なお、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、可動子３１ａは、可動子３０ａが均一化光学系１０の光軸１０ａに近づく向きに移動する際に、均一化光学系１０の光軸１０ａに近づく向きに移動する。同様に、可動子３０ａが均一化光学系１０の光軸１０ａから離れる向きに移動する際に、可動子３１ａは、均一化光学系１０の光軸１０ａから離れる向きに移動する。可動子３１ｂと可動子３０ｂの位置関係についても同様である。

図４（ｃ）において、第１可動部３０の可動子３０ａと可動子３０ｂは、図４（ｂ）よりも互いに離れた位置に配置されており、光路Ｋと重なっていない。すなわち、図４（ｃ）の状態において、調光装置４を通過する光源光の光量は、図４（ｂ）の状態よりも多く、最大になる。

図４（ａ）〜図４（ｃ）のように、調光装置４は、第１可動部３０および第２可動部３１の位置が光路Ｋに対して変化することで、光源光を遮る遮光量が変化する。その結果、均一化光学系１０から出射する光源光の光量が変化し、画像形成系５に到達する光源光の光量が変化する。

図２に示した制御部８は、画像データに基づいて駆動部２６を制御し、光路Ｋに対する遮光部材２５の位置（図３参照）を制御することによって、光源光のうち調光装置４を通る光の光量を制御する。例えば、制御部８は、各フレームの画像における画素の階調の度数分布に基づいて画像の明るさを判定し、例えば画像の明るさが閾値よりも低い（暗い）と判定した場合に、調光装置４による遮光量を増加させるように駆動部２６を制御する。その結果、例えば画像形成系５（液晶ライトバルブ）における光漏れなどを減らすことができ、コントラストの低下を抑制できる。

ところで、一般的に調光装置の遮光部材は、光源からの光を受けて昇温する。遮光部材が高温になると、遮光部材、あるいは遮光部材を支持する部材などの周辺部材が熱により変形、融解して劣化することがある。その結果、プロジェクターが短寿命になること、メンテナンスの頻度が高くなることなどがあるえる。このような不都合の対策として、遮光部材が閾値以上の高温になった場合に調光装置による遮光量を減らすこともできるが、この場合には、コントラスの低下を抑制できないことがありえる。

本実施形態のプロジェクター１は、調光装置４の遮光部材２５の昇温を抑制できるので、上述のような不都合を避けることができる。以下、遮光部材２５についてより詳しく説明する。

図５は、遮光部材２５を示す斜視図、図６（ａ）は第１可動部３０を示す平面図、図６（ｂ）は第２可動部３１を示す平面図、図７は、遮光部材２５を示す側面図である。なお、図２に示した第１可動部３０の可動子３０ｂは可動子３０ａと同様の構成であり、第２可動部３１の可動子３１ｂは可動子３１ａと同様の構成である。そのため、図５〜７において可動子３０ｂと可動子３１ｂの図示を省略した。

図５から図７に示すように、第１可動部３０の可動子３０ａは、光源からの光源光Ｌを通す透光部４０と、光源光Ｌを遮る遮光部４１とを有する。図５の可動子３０ａは、開口４２が設けられた板状部材を含む。透光部４０は開口４２を含み、遮光部４１は板状部材のうち開口４２を除く部分を含む。本実施形態において、開口４２の内側は空隙であるが、開口４２の内側に透光性の部材が設けられていてもよい。

第２可動部３１の可動子３１ａは、板状部材であり、可動子３０ａと重ねられている。可動子３１ａは、可動子３０ａに対向する受光面４３を有する。開口４２を通った光源光Ｌは、可動子３１ａの受光面４３の一部に入射して、受光面４３によって遮られる。受光面４３には、フィン状の放熱板４４が設けられている。放熱板４４は、受光面４３から可動子３０ａに向かって突出している。放熱板４４は、例えば金属材料からなり、溶接、リベット接合、ネジ止め等などの各種の接合方法のいずれかにより受光面４３に接合されている。

放熱板４４は、例えば、可動子３０ａの開口４２を通った光源光Ｌが入射しない位置に配置される。換言すると、放熱板４４は、可動子３０ａに入射してくる光源光Ｌの進行方向から見て、開口４２と重ならない位置に配置される。

光源２からの光源光Ｌは、図７に示すように、その一部が可動子３０ａの遮光部４１に入射し、遮光部４１によって遮られる。また、光源光Ｌの一部は、可動子３０ａの開口４２を通って可動子３１ａに入射し、可動子３１ａに遮られる。このように、可動子３０ａは、光源光Ｌのうち遮光量に応じた光の一部が開口４２を通るので、例えば遮光すべき光の全てを可動子３０ａで遮る構成と比較して、光源光Ｌの入射による昇温が抑えられる。

また、可動子３１ａは、光源光Ｌのうち遮光量に応じた光のうち開口４２を通った光を遮るので、例えば遮光すべき光の全てを可動子３１ａで遮る構成と比較して、光源光Ｌの入射による昇温が抑えられる。また、可動子３１ａは、光源光Ｌの入射により昇温するが、その熱を放熱板４４から逃がすので昇温が格段に抑えられる。

以上のような構成のプロジェクター１は、光源光Ｌのうち遮光すべき光を、第１可動部３０と第２可動部３１とに分担させて遮るとともに、放熱板４４が遮光部材２５の熱を逃がすので、遮光部材２５の昇温を抑制できる。そのため、光源光Ｌによる熱で遮光部材２５が劣化することが抑制され、プロジェクターの短寿命化を抑制できる。

なお、図３に示したように、遮光部材２５は駆動部２６と接続されており、駆動部２６の一部（例えば従動ギア３２）は、プラスチック製などで耐熱性が低い場合がある。このような場合においても、遮光部材２５の昇温が抑制されているので、遮光部材２５から駆動部２６へ伝わる熱量が少なくなり、駆動部２６の少なくとも一部が熱により劣化するなどの悪影響を受けることが抑制される。ここで、図３の支持部材３５などを、遮光部材２５（例えば、アルミニウム製）よりも熱伝導率が低い材料（例えば、ステンレス鋼）で形成しておくことにより、遮光部材２５から駆動部２６側へ伝わる熱をさらに減らすことができる。

本実施形態において、放熱板４４は、第１可動部３０の透光部４０を通った光源光Ｌが入射しない位置に配置されている。そのため、光源光Ｌの直接的な入射による放熱板４４の昇温が抑制される。結果として、受光面４３と放熱板４４との温度勾配が大きくなり、放熱板４４から熱を効率よく逃がすことができる。また、開口４２を通った光が放熱板４４で反射することによる迷光の発生を抑制することもできる。なお、放熱板４４の少なくとも一部は、第１可動部３０の透光部４０を通った光源光が入射する位置に配置されていてもよい。

本実施形態において、放熱板４４は、第２可動部３１の受光面４３に設けられている。そのため、可動子３０ａと可動子３１ａの受光面４３と間のスペースを放熱板４４の配置スペースに利用でき、調光装置４を小型にできる。

次に、変形例について説明する。図８は、変形例１による遮光部材２５ｂを示す側面図である。図８の遮光部材２５ｂにおいて、放熱板４４は、受光面４３と反対を向く面４５に設けられている。そのため、第１可動部３０の開口４２を通った光源光Ｌは、放熱板４４に直接的に入射することがない。結果として、光源光Ｌの入射による放熱板４４の昇温が抑制され、遮光部材２５ｂの熱を効率よく逃がすことができる。なお、放熱板４４は、受光面４３と面４５の双方に設けられていてもよい。

図９は、変形例２による遮光部材２５ｃを示す図である。図９の遮光部材２５ｃは、第１可動部３０の可動子３０ａと第２可動部３１の可動子３１ａが一体化された部材である。この遮光部材２５ｃは、例えば、板状部材をＣ字状に折り曲げることで形成される。この遮光部材２５ｃは、可動子３０ａと可動子３１ａとが別体である構成に比べて、部品数を減らすことなどができる。なお、第２可動部３１の可動子３１ａは、第１可動部３０の可動子３０ａと別体の部材であってもよく、第１可動部３０の可動子３０ａと独立した移動が可能であってもよい。

図１０は、変形例３による遮光部材２５ｄを示す図である。図２および図３に示した遮光部材２５は、平行移動により遮光量が変化する構成であるが、図１０の遮光部材２５ｄは、回転により遮光量が変化する構成である。

図１０の遮光部材２５ｄにおいて、第１可動部３０の可動子３０ａおよび第２可動部３１の可動子３１ａは、回転軸ＡＸ１の周りで回転する。第１可動部３０の可動子３０ｂおよび第２可動部３１の可動子３１ｂは、回転軸ＡＸ２の周りで回転する。回転軸ＡＸ１および回転軸ＡＸ２は、例えば光源光Ｌの進行方向に直交する面４６内に配置される。この遮光部材２５ｄは、可動子３０ａおよび可動子３１ａが面４６から離れるほど、遮光量が減少する。このような遮光部材２５ｄを適用した場合においても、プロジェクター１の短寿命化を抑制できる。

図１１は、変形例４による遮光部材２５ｅを示す図である。遮光部材２５ｅにおいて、第１可動部３０の可動子３０ａは、第２可動部３１の可動子３１ａに比べて、第１可動部３０の可動子３０ｂに向かって突出している。また、第２可動部３１の可動子３１ｂは、第１可動部３０の可動子３０ｂに比べて、第２可動部３１の可動子３１ａに向かって突出している。この遮光部材２５ｅは、第１可動部３０の可動子３０ａと可動子３０ｂとが互いに接近した状態において、均一化光学系１０の光軸１０ａの方向から見た場合に、第１可動部３０の可動子３０ａと第２可動部３１の可動子３１ｂとが互いに重なり合う。そのため、遮光部材２５ｅは、第１可動部３０の可動子３０ａと可動子３０ｂとが非接触であって、かつ光源光Ｌのほぼ全部を遮ることができる。

図１２は、変形例５による遮光部材２５ｆを示す平面図、図１３は遮光部材２５ｆを示す側面図である。本変形例において、放熱板４４は、第１可動部３０に設けられている。第１可動部３０は、切り曲げにより放熱板４４に形成されており、切り曲げにより形成された開口４２が透光部４０の少なくとも一部になっている。

詳しくは、遮光部材２５ｆは、板状部材を母材として形成されている。図１２の開口４２は、概ね矩形状であり、その３辺４２ａが板状部材から切り離されている。図１３に示すように、板状部材のうち開口４２の内側に相当する部分は、開口４２の切り離されていない一辺４２ｂに沿って折り曲げられており、放熱板４４になっている。放熱板４４は、第２可動部３１に向かって折り曲げられており、開口４２を通った光源光Ｌがほぼ入射しない位置、すなわち９０°以上の角度まで折り曲げられている。

本変形例の遮光部材２５ｆは、光源光Ｌのうち遮光すべき光を、第１可動部３０と第２可動部３１とに分担させて遮るとともに、放熱板４４が遮光部材２５ｆの熱を逃がすので、遮光部材２５ｆの昇温を抑制できる。また、折り曲げにより開口４２とともに放熱板４４が形成されるので、開口４２を型抜する場合と比較して廃材が少なくなり、また放熱板４４を接合により設ける場合と比較して放熱板４４の形成材料を省くことができる。

図１４は、変形例６による遮光部材２５ｇを示す側面図である。この遮光部材２５ｇは、第１可動部３０が光源光Ｌの進行方向に対して凹または凸の波形状に折れ曲がっている。図１４の第１可動部３０は、光源光Ｌの進行方向の側方から見た場合に矩形波状である。第１可動部３０は、光源光Ｌの入射側に向かって凸の凸部５０と、光源光Ｌの入射側に向かって凹の凹部５１とを含む。

第１可動部３０の凸部５０と凹部５１のそれぞれには、透光部４０を構成する開口４２が設けられている。この開口４２は、変形例５で説明した切り曲げにより形成されている。凸部５０において、放熱板４４は、光源光Ｌの入射側から出射側に向かって折り曲げられている。また、凹部５１において、放熱板４４は、光源光Ｌの出射側から入射側に向かって折り曲げられている。

本変形例における第２可動部３１は、第１可動部３０と同様に、光源光Ｌの進行方向に対して凹または凸の波形状に折れ曲がっている。第２可動部３１は、光源光Ｌの入射側に向かって凸の凸部５２と、光源光Ｌの入射側に向かって凹の凹部５３とを含む。ここでは、光源光Ｌが遮光部材２５ｇへ入射してくる方向に直交する方向において、第２可動部３１の凸部５２は第１可動部３０の凸部５０と位置がほぼ同じであり、第２可動部３１の凹部５３は第１可動部３０の凹部５１と位置がほぼ同じである。すなわち、第１可動部３０の凸部５０に設けられた開口４２を通った光源光Ｌは、第２可動部３１の凸部５２に入射し、第２可動部３１の凹部５１に設けられた開口４２を通った光源光Ｌは、第２可動部３１の凹部５３に入射する。

本変形例の遮光部材２５ｇにおいて、第１可動部３０は、波板状に折れ曲がっているので、平面状である場合よりも表面積が広くなり、第１可動部３０の熱を効率よく逃がすことができる。第２可動部３１についても同様に、波板状に折れ曲がっているので、第２可動部３１の熱を効率よく逃がすことができる。

また、放熱板４４は、光源光Ｌの入射側に凸の凸部５０においては光源光Ｌの出射側に折り曲げられており、光源光Ｌの入射側に凹の凹部５１においては光源光Ｌの入射側に折り曲げられている。そのため、放熱板４４の少なくとも一部は、光源光Ｌの入射側から見て窪んだ部分凹部５１、または光源光Ｌの出射側から見て窪んだ部分（凸部５０）に収容されることになり、光源光Ｌの進行方向において第１可動部３０を小型（薄型）にできる。なお、放熱板４４は、凸部５０あるいは凹部５１において、光源光Ｌの入射側と出射側のいずれに向けて折り曲げられていてもよい。

なお、上述の実施形態、変形例において、放熱板４４は、第１可動部３０と第２可動部３１の片方のみに設けられていてもよいし、第１可動部３０と第２可動部の双方に設けられていてもよい。

なお、上述の実施形態において、調光装置４の遮光部材２５は、均一化光学系１０に配置されているが、開口絞りの位置またはその近傍に配置されていてもよい。また、調光装置４の遮光部材２５は、均一化光学系１０において、フライアイレンズ２０とフライアイレンズ２１との間の光路に配置されているが、光源２と重畳レンズ２３との間の光路のいずれかの位置に配置されていてもよい。また、上述の実施形態において、均一化光学系１０は、フライアイレンズ２０により分割した複数の部分光束を重畳する構成であるが、ロッドインテグレータにより照度を均一化する態様でもよい。この場合には、ロッドインテグレータの光出射側の端面と照明領域（画像形成系５）とを光学的に共役にするリレー光学系が設けられ、調光装置４の遮光部材２５は、光源２とロッドインテグレータの光入射側の端面との間の光路に配置されていてもよいし、リレー光学系の瞳面の位置またはその近傍に設けられていてもよい。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図１５は、第２実施形態による遮光部材５５を示す側面図である。本実施形態において、遮光部材５５以外の部分については、第１実施形態で説明したプロジェクター１と同様であるので、重複する説明を省略する。

図１５の遮光部材５５は、透光部４０および遮光部４１を有する第１可動部３０と、透光部４０を通った光源光Ｌを遮る第２可動部３１とを含む。第１可動部３０は、第１実施形態と同様の構成である。

第２可動部３１は、透光部４０を通った光源光Ｌが入射する斜面５６ａを有する。斜面５６ａは、遮光部材５５へ入射してくる光源光Ｌの進行方向に対して非垂直及び非平行である。第２可動部３１において斜面５６ａを含む部分は、光源光Ｌに対する反射率が０％より大きく１００％より小さい材料からなり、光源光Ｌの一部を吸収する。また、透光部４０を通った光源光Ｌの一部は、第２可動部３１の斜面５６ａで反射する。

図１５の第２可動部３１は、斜面５６ａで反射した光源光Ｌが入射する斜面５６ｂを有する。斜面５６ｂは、遮光部材５５へ入射してくる光源光Ｌの進行方向（図２の均一光学系１０の光軸１０ａの方向）から見た場合に第１可動部３０の遮光部４１と重なる位置に、配置されている。斜面５６ｂは、斜面５６ａとなす角度がほぼ９０°である。そのため、第１可動部３０の透光部４０を通った光源光Ｌの一部は、斜面５６ａおよび斜面５６ｂで反射することにより、第２可動部３１への入射前から進行方向が反転しつつ光路がシフトし、第１可動部３０の遮光部４１に入射する。

ところで、一般的に、金属材料は樹脂材料などよりも耐熱性が高いので、遮光部材は、金属材料で形成されていると耐熱性が高くなる。一方で、遮光部材が金属材料で形成されていると、光源光の一部が遮光部材で反射して迷光になることがありえる。このような迷光は、例えば光源へ折り返されて光源を昇温し、光源を劣化させることがありえる。また、このような迷光は、筐体などの他の部材へ入射してこの部材を昇温し、この部材を劣化させることがありえる。

本実施形態において、第２可動部３１は、透光部４０を通った光源光Ｌの一部を、斜面５６ａおよび斜面５６ｂでの反射により、第１可動部３０の遮光部４１へ導く。そのため、透光部４０を通った光源光Ｌの一部が迷光になることが抑制され、迷光による光源や他の部材などの劣化が抑制される。結果として、本実施形態によれば、プロジェクター１の短寿命化を抑制できる。

また、本実施形態においても、光源光Ｌのうち遮光すべき光を第１可動部３０と第２可動部３１とに分担させて遮るので、遮光部材５５の昇温を抑制でき、プロジェクター１の短寿命化を抑制できる。また、第２可動部３１は、波板状に折れ曲がっているので、平板状である場合よりも表面積が大きくなり、第２可動部３１の熱を効率よく逃がすことができる。

次に、変形例について説明する。図１６は、変形例７による遮光部材５５ｂを示す側面図である。本変形例において、第１可動部３０には、図１２〜図１４を参照して説明したように、切り曲げにより放熱板４４および開口４２が設けられている。

本変形例において、放熱板４４は、開口４２の位置から、９０°より大きく１８０°よりも小さい範囲から選択される角度まで折り曲げられている。放熱板４４は、第２可動部３１の斜面５６ｂで反射した光源光Ｌが入射する第１面５７ａと、第１面５７ａの反対側を向く第２面５７ｂとを有する。第２可動部３１の斜面５６ｂから第１面５７ａに入射した光源光Ｌは、その一部が第１面５７ａで反射して進行方向が折れ曲がり、その隣の放熱板４４の第２面５７ｂに入射する。隣の放熱板４４の第２面５７ｂに入射した光源光Ｌは、その一部が第２面５７ｂで反射し、第１可動部３０の遮光部４１に入射する。

本実施形態の遮光部材５５ｂは、光源光Ｌが第２可動部３１の斜面５６ａ、斜面５６ｂ、放熱板４４の第１面５７ａ、第２面５７ｂなどで反射するたびに、光源光Ｌの一部を吸収する。そのため、迷光の発生が抑制され、プロジェクターの短寿命化を抑制できる。

例えば、光源光Ｌの一部は、第２可動部３１および放熱板４４を経由して遮光部４１に入射し、遮光部４１での反射により折り返されて光源２（図２参照）に戻ることがありえる。しかしながら、このような戻り光の光量は、遮光部材５５ｂへの入射時の光源光Ｌに比べると、遮光部材５５ｂ内での反射を繰り返した分だけ減少しており、戻り光による光源２の昇温が格段に抑制される。そのため、光源２の劣化などが抑制され、プロジェクターの短寿命化が抑制できる。

なお、本実施形態において、第２可動部３１は、第２可動部３１に入射した光源光Ｌの一部を、斜面５６ａおよび斜面５６ｂでの反射により第１可動部３０の遮光部４１に導く構成であるが、斜面５６ａの反射のみで第１可動部３０の遮光部４１に導く構成でもよい。この場合に、斜面５６ａの傾きは、例えば、斜面５６ａと遮光部４１の相対位置、第１可動部３０と第２可動部３１との間隔に基づいて設定される。

なお、本実施形態において、放熱板４４は、切り曲げにより形成されており、遮光部４１と界面なく連続しているが、遮光部４１とは別の部材を遮光部４１を含む部材に接合した態様でもよい。また、遮光部材５５ｂにおいて、光源光Ｌが反射する面の１または２以上が鏡面であってもよい。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態において、調光装置の遮光部材は、第１可動部の透光部の分布が、光源２からの光の光強度に応じた分布になっている。本実施形態において、遮光部材以外の部分については、第１実施形態で説明したプロジェクター１と同様であるので、重複する説明を省略する。

図１７は、光源光の光強度分布の一例を示す分布図、図１８は本実施形態に係る遮光部材５８の第１可動部３０を示す図である。図１７の光強度分布は、図２に示したフライアイレンズ２０が形成する光源像のパターンに対応し、フライアイレンズ２１の近傍における光強度分布に対応する。本実施形態に係る遮光部材５８は、図２と同様にフライアイレンズ２０とフライアイレンズ２１との間の光路に配置されており、均一化光学系１０の光軸１０ａに直交する移動面上を平行移動する。そのため、遮光部材５８の移動面における光強度分布は、図１７の光強度分布と同様の傾向を示す。

図１７に示す光強度分布は、フライアイレンズ２０の各レンズ要素が形成する光源像の位置に光強度のピークを有している。図１７の分布図における中心位置は、均一化光学系１０の光軸１０ａに対応する位置であり、例えば光源２から射出される光源光の光強度分布がガウス分布に従う場合などにおいて、遮光部材５８の移動面上の光強度は、一般的に、均一化光学系１０の光軸１０ａに近い位置であるほど強くなる。例えば、均一化光学系１０の光軸１０ａを中心とする円環状の微小領域を設定し、この微小領域における光強度の積分値すなわち明るさを求めると、均一化光学系１０の光軸１０ａから微小領域までの距離（径）が増加するにつれて、微小領域の明るさが減少する傾向がある。

図１８に示すように、本実施形態に係る遮光部材５８は、調光装置４（図２参照）による遮光量が最大となる状態において、光源２からの光源光Ｌの光強度が相対的に弱い領域から強い領域に向かうにつれて、透光部４０の分布が密になっている（第１可動部３０の開口率が高くなっている）。なお、調光装置４による遮光量が最大となる状態は、第１可動部３０の可動子３０ａが可動子３０ｂと最も接近した状態に対応する。

図１８の第１可動部３０において、透光部４０は、均一化光学系１０の光軸１０ａを中心とする同心円（図１８に鎖線で示す）の周上に配置されている。図１７を参照して説明したように、第１可動部３０の移動面における光強度は、均一化光学系１０の光軸１０ａから離れるにつれて弱くなる傾向がある。これに対応して、図１８に示す第１可動部３０において、均一化光学系１０の光軸１０ａの周りの周方向に沿った透光部４０のピッチに着目すると、均一化光学系１０の光軸１０ａに近い周上の透光部４０のピッチは、均一化光学系１０の光軸１０ａから遠い周上の透光部４０のピッチよりも小さい。

ここでは、透光部４０は、均一化光学系１０の光軸１０ａを中心とする各円周上で所定角度（図１８では３０°）おきに、配置されている。この場合に、均一化光学系１０の光軸１０ａの周りの周方向に沿った透光部４０のピッチは、各円の径と上記の所定角度により定まる。そのため、透光部４０のピッチは、均一化光学系１０の光軸１０ａから離れた円であるほど径が大きいので、大きくなる。

本実施形態にあっては、光源光の光強度が相対的に強い領域において、第１可動部３０の透光部４０の分布が相対的に密になるので、第１可動部３０による遮光量を減らすことができる。そのため、第１可動部３０の局所的な昇温が抑制され、第１可動部３０の劣化が抑制されるので、プロジェクター１の短寿命化を抑制できる。

次に、変形例について説明する。図１９は、光源光の光強度分布の他の例を示す分布図、図２０は変形例８による遮光部材５８ｂの第１可動部３０を示す図である。

図１９の光強度分布は、例えば２列２行の４つの光源を平面的に配列した場合の光強度分布である。このような場合には、複数の光源のそれぞれに起因する光強度分布が図１７に示した光強度分布と同様になり、複数の光源による全体の光強度分布は、各光源による光強度分布が光源の配列に対応して並んだ分布になる。

図２０の透光部４０は、各光源の光強度分布に対応する領域において、相対的に弱い領域から強い領域に向かうにつれて密になるパターンで配置されている。また、第１可動部３０の全体では、透光部４０は、各光源に応じたパターンが光源の配列に応じて２行２列に並んだパターンで配置されている。このような遮光部材５８ｂにおいても第１可動部３０の局所的な昇温が抑制され、第１可動部３０の劣化が抑制されるので、プロジェクター１の短寿命化を抑制できる。

なお、本実施形態においては、光源からの光強度が相対的に弱い領域から強い領域に向かうにつれて、透光部４０のピッチを狭くなることにより、透光部４０の分布が密になるが、透光部４０の開口径が大きくなることにより透光部４０の分布が密になっていてもよい。

なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態、変形例で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、上記の実施形態、変形例で説明した要件の１または２以上は、省略されることある。

１ プロジェクター、２ 光源、４ 調光装置、５ 画像形成系、７ 投写系、２５、２５ｂ〜２５ｇ 遮光部材、３０ 第１可動部、３１ 第２可動部、４０ 透光部、４１ 遮光部、４２ 開口、４４ 放熱板、５５、５５ｂ 遮光部材、５６ａ、５６ｂ 斜面、５８、５８ｂ 遮光部材、Ｋ 光路

Claims (3)

1. 光源と、
   前記光源からの光により画像を形成する画像形成系と、
   前記画像形成系が形成した画像を投写する投写系と
   前記投写系の出射端面と前記光源との間の光路の内外に移動する遮光部材を含み、前記光源から射出された光の光量を調整する調光装置と、を備え、
   前記遮光部材は、
   透光部および遮光部を有する第１可動部と、
   前記透光部を通った光を遮る第２可動部と、を含み、
   前記第１可動部と前記第２可動部の一方または双方に放熱板が設けられ、
   前記第１可動部と前記第２可動部とは一体となって移動し、
   前記第1可動部の前記放熱板は切り曲げにより設けられ、
   前記透光部は、前記切り曲げにより形成された開口を含み、
   前記第２可動部は、前記透光部を通った光が入射する斜面を有し、
   前記第１可動部の前記放熱板は、前記第２可動部の前記斜面で反射した光を前記遮光部へ導くプロジェクター。
2. 光源と、
   前記光源からの光により画像を形成する画像形成系と、
   前記画像形成系が形成した画像を投写する投写系と
   前記投写系の出射端面と前記光源との間の光路の内外に移動する遮光部材を含み、前記光源から射出された光の光量を調整する調光装置と、を備え、
   前記遮光部材は、
   透光部および遮光部を有する第１可動部と、
   前記透光部を通った光が入射する斜面を有し、前記透光部を通った光の一部を前記斜面での反射により前記遮光部へ導く第２可動部と、を含むプロジェクター。
3. 前記第１可動部において、前記光源からの光の光強度が相対的に弱い領域から強い領域に向かうにつれて、前記透光部の分布が密になっている
   請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。