JP7476643B2 - 投写光学装置およびプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、投写光学装置およびプロジェクターに関する。

従来、プロジェクターなどの投写型表示装置に適用される、屈曲型の投写光学装置が知られていた。このような投写光学装置には、投写レンズや投写する表示画像の投写方向を変えるミラーなどの光学部品が備わる。例えば、特許文献１には、光学部品としてレンズ群や光路折り曲げ手段である２つのミラーを備えた投写用光学系が開示されている。

特開２０１６－１５６９８６号公報

しかしながら、特許文献１の投写用光学系では、系内が高温になるという課題があった。詳しくは、投写用光学系を用いて高光束の画像光などを投写すると、光学部品や雰囲気が高温になり易い。そのため、光学部品を保持する部材の温度が上昇して熱膨張が生じ、光学部品の位置精度が低下する場合があった。位置精度が低下すると、投写される画像などの表示品質が悪化し易くなる。特に、屈曲型の投写光学系では、スネルの法則によって入射角度の２倍の角度で光軸がずれるため、表示品質の悪化が顕著になるおそれがあった。すなわち、従来よりも内部の冷却性を向上させた投写光学装置が求められていた。

投写光学装置は、第１筐体と、第１筐体に収容される第２筐体と、第２筐体に収容される投写光学系と、を備え、前記投写光学系は、光路を折り曲げる第１反射素子を有し、前記第１筐体には、前記第１筐体の内外に連通する複数の第１開口部が設けられ、前記第２筐体には、前記第２筐体の内外に連通する複数の第２開口部が設けられることを特徴とする。

投写光学装置は、第１筐体と、第１筐体に収容される第２筐体と、第２筐体に収容される投写光学系と、を備え、前記投写光学系は、光路を折り曲げる第１反射素子を有し、前記第１筐体には、前記第１筐体の内外を連通する複数の第１開口部が設けられ、前記第１反射素子には、前記第２筐体の外側に露出する放熱部が設けられることを特徴とする。

プロジェクターは、光源装置と、前記光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投写する、上記の投写光学装置と、を備えることを特徴とする。

第１実施形態に係るプロジェクターの構成を示す概略図。 投写光学装置の外観を示す斜視図。 投写光学装置の構成を示す模式図。 フレームの外観を示す斜視図。 フレームの外観を示す斜視図。 空気流路の構成を示す模式図。 空気流路の構成を示す模式図。 空気流路の構成を示す模式図。 第２実施形態に係る投写光学装置の放熱部の配置を示す斜視図。

以下の各図においては、必要に応じて相互に直交するＸＹＺ軸を付し、各矢印が指す方向を＋方向とし、＋方向と反対の方向を－方向とする。また、以降の説明において、＋Ｚ方向を上方といい、－Ｚ方向を下方ということもある。

１．第１実施形態
１．１．プロジェクターの構成
本実施形態では、光変調装置である液晶パネルを３個備えたプロジェクター１を例示する。まず、第１実施形態に係るプロジェクター１の構成について図１を参照して説明する。

図１に示すように、プロジェクター１は、本体部２の内部に、光源装置１０、色分離光学系２０、リレー光学系３０、光変調装置としての液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ、色合成光学系５０、および投写光学装置６０を備える。液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂは、光源装置１０から射出された光を変調する。投写光学装置６０は、液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂによって変調された光を投写する。投写光学装置６０は、本発明の投写光学装置の一例である。

光源装置１０は光源１１を有する。光源１１は、放電型のランプであって、光を色分離光学系２０へ射出する。光源装置１０において、光源１１と色分離光学系２０との間には、図示しない、フライアイレンズや偏光変換素子などを含むインテグレーター光学系が備わる。光源１１は、放電型のランプに限定されず、発光ダイオード、レーザーなどの固体光源であってもよい。

色分離光学系２０は、ダイクロイックミラー２１，２２、反射ミラー２３、フィールドレンズ２４，２５を備える。光源装置１０から色分離光学系２０に入射した光は、ダイクロイックミラー２１，２２にて、各々異なる波長域の３色の色光に分離される。３色の色光とは、略赤色の光であるＲ光、略緑色の光であるＧ光、略青色の光であるＢ光である。

ダイクロイックミラー２１は、Ｒ光を透過させると共にＧ光およびＢ光を反射させる。ダイクロイックミラー２１を透過したＲ光は、反射ミラー２３で反射され、フィールドレンズ２４を透過してＲ光用の液晶パネル４０Ｒを照明する。

ダイクロイックミラー２２は、Ｂ光を透過させると共にＧ光を反射させる。ダイクロイックミラー２２で反射されたＧ光は、フィールドレンズ２５を透過してＧ光用の液晶パネル４０Ｇを照明する。ダイクロイックミラー２２を透過したＢ光は、リレー光学系３０に入射する。

リレー光学系３０は、入射側レンズ３１、反射ミラー３２，３４、リレーレンズ３３、およびフィールドレンズとしての射出側レンズ３５を有する。Ｂ光は、Ｒ光やＧ光と比べて光路が長く光束が大きくなりやすい。そのため、リレーレンズ３３によって光束の拡大が抑えられる。色分離光学系２０から入射したＢ光は、反射ミラー３２で反射されると共に、入射側レンズ３１によってリレーレンズ３３の近傍で収束される。そして、Ｂ光は、反射ミラー３４および射出側レンズ３５に向かって発散する。反射ミラー３４で反射されたＢ光は、射出側レンズ３５を透過してＢ光用の液晶パネル４０Ｂを照明する。

液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂは、各々の入射面から入射した色光を、それぞれ対応する画像信号に応じた強度の光に変換し、変換光として色合成光学系５０へ射出する。液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂには、透過型の液晶パネルが採用される。

光変調装置としての液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂは、透過型に限定されず、反射型であってもよい。また、光変調装置としてデジタルマイクロミラーデバイスなどを採用してもよい。さらに、複数の色光毎にそれぞれ光変調装置を備える構成に限定されず、１個の光変調装置により、複数の色光を時分割にて変調する構成としてもよい。

色合成光学系５０は、クロスダイクロイックプリズムであって、液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂから入射した各色の変換光を合成する。これにより、Ｒ光、Ｇ光、およびＢ光の３色の変換光から、カラー画像を表示する合成光Ｌが生成される。合成光Ｌは投写光学装置６０へ射出される。

投写光学装置６０は、レンズ装着部７０を介して本体部２に装着される。投写光学装置６０は本体部２に対して着脱が可能である。投写光学装置６０に入射した合成光Ｌは、投写光学装置６０を介して、画像光として図示しないスクリーンなどの投写対象に拡大表示される。

１．２．投写光学装置の構成
投写光学装置６０の構成について図２および図３を参照して説明する。なお、図３では、投写光学装置６０、本体部２の色合成光学系５０、およびレンズ装着部７０以外の構成を省略している。

図２に示すように、投写光学装置６０は、屈曲型の投写レンズであって、＋Ｘ方向側からの平面視で略Ｕ字状に屈曲された光学系を有する。投写光学装置６０の下方の端部には、－Ｙ方向に向けて円筒部６２が設けられる。投写光学装置６０が本体部２に装着される際には、上述したレンズ装着部７０に円筒部６２が挿入される。

投写光学装置６０の上方の端部には、開閉可能なレンズカバー６４が設けられる。図２は、レンズカバー６４が閉じた状態を示している。レンズカバー６４は、投写光学装置６０の使用時には開いて画像光が射出され、投写光学装置６０を用いない場合には閉じて投写光学装置６０内を保護する。レンズカバー６４は投写光学装置６０に対して着脱可能であってもよい。

円筒部６２とレンズカバー６４との間には、第１筐体としての鏡筒６１が備わる。鏡筒６１の内部には、後述する第２筐体としてのフレームなどが収容される。

鏡筒６１には、鏡筒６１の内外を連通する複数の第１開口部６６１ａ，６６１ｂ，６６１ｃ，６６１ｄが設けられる。ここで、以降の説明において、複数の第１開口部６６１ａ，６６１ｂ，６６１ｃ，６６１ｄを総称して、単に第１開口部６６１ともいう。第１開口部６６１は、平面形が略長方形である。

第１開口部６６１のうちの、第１開口部６６１ａ，６６１ｂの２個は第１の方向であるＸ軸に沿う方向に対向する。詳しくは、鏡筒６１において、第１開口部６６１ａが＋Ｘ方向の側面に配置され、第１開口部６６１ｂが－Ｘ方向の側面に配置される。また、第１開口部６６１のうちの、第１開口部６６１ｃ，６６１ｄの２個は、Ｘ軸に沿う方向と交差する第２の方向であるＺ軸に沿う方向に対向する。詳しくは、鏡筒６１において、第１開口部６６１ｃが上方に配置され、第１開口部６６１ｄが下方に配置される。

ここで、本実施形態では、鏡筒６１が第１開口部６６１を４個備えた形態を例示したが、これに限定されない。第１開口部６６１は５個以上であってもよく、そのうちの少なくとも２個が第１の方向に対向し、少なくとも２個が第２の方向に対向すればよい。また、第１の方向および第２の方向は、Ｘ軸に沿う方向およびＺ軸に沿う方向であることに限定されない。第１の方向および第２の方向は、例えば、Ｘ－Ｚ平面に沿う平面において、互いに交差する２つの方向であればよい。

第１開口部６６１には、防塵部材６６４がそれぞれ設けられる。鏡筒６１の内外の空気は、防塵部材６６４を介して鏡筒６１の内部と外部とを流通する。防塵部材６６４は、例えば、繊維を板状に成形した、フェルト製や紙製の防塵用フィルターである。

図３に示すように、投写光学装置６０の円筒部６２が、レンズ装着部７０に挿入されて本体部２に装着される。色合成光学系５０から、＋Ｙ方向へ射出された合成光Ｌは、円筒部６２の－Ｙ方向の端面から投写光学装置６０に入射する。

投写光学装置６０は、鏡筒６１の内部に、投写光学系６００と、投写光学系６００を収容する第２筐体としてのフレーム６３０と、を備える。投写光学装置６０は、色合成光学系５０から入射した合成光Ｌを、２段階に順次屈曲させる。そのため、合成光Ｌは、プロジェクター１の－Ｙ方向へ反転されて画像光として射出される。

投写光学系６００は、第１反射素子６１１、第２反射素子６２１、第１レンズ群６１３、および第２レンズ群６２３を備える。第１反射素子６１１および第２反射素子６２１は、合成光Ｌの光路を折り曲げる。第１レンズ群６１３は第１反射素子６１１の後段に配置される。第２反射素子６２１は第１反射素子６１１の前段に配置される。第２レンズ群６２３は第２反射素子６２１の前段に配置される。第１反射素子６１１は、Ｘ-Ｙ平面に対して、－Ｙ方向の端部が約４５度起き上がって配置される。第２反射素子６２１は、Ｘ-Ｙ平面に対して、＋Ｙ方向の端部が約４５度起き上がって配置される。

ここで、本明細書において、前段とは光源装置１０に近い側をいい、後段とは光源装置１０から遠い側、すなわち投写対象に近い側をいう。したがって、前段は投写光学系６００の縮小側であり、後段は投写光学系６００の拡大側である。つまり、投写光学系６００の各構成は、合成光Ｌの進行方向に向かって、第２レンズ群６２３、第２反射素子６２１、第１反射素子６１１、第１レンズ群６１３の順番で配置される。なお、図３では、第２レンズ群６２３のうちで最も色合成光学系５０に近いレンズのみを図示し、第１レンズ群６１３のうちで最も投写対象に近いレンズのみを図示し、その他のレンズを省略している。

鏡筒６１は、第２筐体であるフレーム６３０を内部に収容する。フレーム６３０には、第１反射素子６１１および第２反射素子６２１が収容される。ここで、図３では、投写光学系６００のうち、第１反射素子６１１および第２反射素子６２１がフレーム６３０に収容される構成を図示したが、これに限定されない。フレーム６３０は、第１レンズ群６１３および第２レンズ群６２３も収容する構成であってもよい。フレーム６３０の詳細は後述する。

第１反射素子６１１および第２反射素子６２１は、第１レンズ群の光軸Ａ１と、第２レンズ群の光軸Ａ２とが略平行となるように合成光Ｌの光路を折り曲げる。詳しくは、投写光学装置６０に入射した合成光Ｌは、第２レンズ群６２３の光軸Ａ２に沿って進行し、第２反射素子６２１に至る。第２反射素子６２１は、合成光Ｌの進行方向を、光軸Ａ２と略直交し、Ｚ軸にほぼ沿う方向へ反射させて屈曲させる。第２反射素子６２１で反射された合成光Ｌは、第１反射素子６１１に至る。第１反射素子６１１は、合成光Ｌの進行方向を、Ｚ軸と略直交し、Ｙ軸にほぼ沿う方向へ反射させて屈曲させる。第１反射素子６１１で反射された合成光Ｌは、光軸Ａ１に沿って進行して第１レンズ群６１３へ入射する。

第１レンズ群６１３は、＋Ｙ方向から入射した合成光Ｌの光束を拡大して、－Ｙ方向へ射出する。そして、第１レンズ群６１３から射出された合成光Ｌは、画像光として拡大され、投写光学装置６０からプロジェクター１上方の－Ｙ方向へ向けてあおり投写される。

ここで、第１反射素子６１１と、第２反射素子６２１との間の光路上に第３レンズ群を配置してもよい。第３レンズ群によれば、第２反射素子６２１で反射されて第１反射素子６１１に向かう合成光Ｌの光束を拡幅または収束させることができる。

第１開口部６６１ｃ，６６１ｄは、Ｚ軸に沿う方向にフレーム６３０を挟んで対向する。第１開口部６６１ａ，６６１ｂは、Ｘ軸に沿う方向にフレーム６３０を挟んで対向する。第１開口部６６１は、投写光学装置６０がプロジェクター１に装着された状態で外界に露出して、鏡筒６１の内部と外部とを連通させる。なお、フレーム６３０に備わる、後述する複数の第２開口部は、第１開口部６６１のいずれかと対応する位置に設けられる。

投写光学装置６０は、屈曲型でない投写レンズと比べて、プロジェクター１を短焦点化する。屈曲型の投写光学装置６０を用いることにより、投写対象に近い位置で投写することが可能となる。なお、屈曲型の投写光学装置６０は、本体部２から射出された合成光Ｌの光路を屈曲させて射出可能であれば、上記の構成に限定されない。

１．３．フレームの構成
フレーム６３０の構成について、図４および図５を参照して説明する。図４および図５に示すように、＋Ｘ方向からの平面視にてフレーム６３０は略台形状であり、この台形において－Ｙ方向の下底が＋Ｙ方向の上底よりも長い。フレーム６３０は、上記台形を底面とする四角柱状であって、Ｘ軸に沿う方向が、四角柱の高さ方向と一致する。上記下底に相当する領域は、－Ｙ方向からの平面視で矩形の枠状を成している。

フレーム６３０は、上述したように略四角柱状であると共に、－Ｙ方向の面が開放されている。フレーム６３０は、第１窓部６３１および第２窓部６３２を備える。上記台形の脚に相当する部位において、上方の面には第１窓部６３１が設けられ、下方の面には第２窓部６３２が設けられる。第１窓部６３１には第１反射素子６１１が配置され、第２窓部６３２には第２反射素子６２１が配置される。第１反射素子６１１および第２反射素子６２１は、例えば接着によってフレーム６３０に固定される。この接着には、例えば、紫外線硬化型の接着剤が採用される。

フレーム６３０の－Ｙ方向、つまりフレーム６３０の内側には、第１窓部６３１を介して、第１反射素子６１１の第１反射面６１１ａが露出する。また、上記フレーム６３０の内側には、第２窓部６３２を介して、第２反射素子６２１の第２反射面６２１ａが露出する。第１反射面６１１ａと第２反射面６２１ａとによって、フレーム６３０の内側の内部空間には、上述した合成光Ｌの光路が形成される。

具体的には、合成光Ｌは、上述した第２レンズ群６２３を透過し、第２窓部６３２を介して第２反射素子６２１に到達する。次いで、合成光Ｌは、第２反射素子６２１によって＋Ｚ方向へ反射され、第１窓部６３１を介して第１反射素子６１１に到達する。そして、第１反射素子６１１で反射された合成光Ｌは、第１窓部６３１を介して－Ｙ方向へ進行し、上述した第１レンズ群６１３に入射する。

フレーム６３０には、フレーム６３０の内外、すなわちフレーム６３０の内側と外側とを連通する複数の第２開口部６６２ａ１，６６２ａ２，６６２ｂ１，６６２ｂ２，６６２ｃ，６６２ｄが設けられる。第２開口部６６２ａ１，６６２ａ２，６６２ｂ１，６６２ｂ２は平面的に略三角形の連通孔である。第２開口部６６２ｃ，６６２ｄは、平面的に略長方形の連通孔である。ここで、以降の説明において、複数の第２開口部６６２ａ１，６６２ａ２，６６２ｂ１，６６２ｂ２，６６２ｃ，６６２ｄを総称して、単に第２開口部６６２ともいう。

第２開口部６６２ａ１，６６２ａ２は、上記台形の＋Ｘ方向の底辺、つまり＋Ｘ方向の側面に設けられ、下方に向かって第２開口部６６２ａ１、第２開口部６６２ａ２の順に配置される。第２開口部６６２ｂ１，６６２ｂ２は、上記台形の－Ｘ方向の底辺、つまり－Ｘ方向の側面に設けられ、下方に向かって第２開口部６６２ａ１、第２開口部６６２ａ２の順に配置される。第２開口部６６２ａ１と第２開口部６６２ｂ１と、および第２開口部６６２ａ２と第２開口部６６２ｂ２とは、それぞれＸ軸に沿う方向に対向する。

第２開口部６６２ｃは、フレーム６３０の上方における上記枠状の領域に設けられる。第２開口部６６２ｄは、フレーム６３０の下方における上記枠状の領域に設けられる。第２開口部６６２ｃと第２開口部６６２ｄとは、Ｚ軸に沿う方向に対向する。

第２開口部６６２のそれぞれには、第１開口部６６１の防塵部材６６４と同様な防塵部材を設けてもよい。これにより、外部から吸入された空気に含まれる塵埃をさらに低減して、第１反射素子６１１、第２反射素子６２１などの光学部品に塵埃が付着することが抑えられる。

本実施形態では、６個の第２開口部６６２を備える形態を例示したが、これらの形状、個数、大きさ、および配置は限定されない。

フレーム６３０の材質としては、例えば、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマーなどの芳香族ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂などの樹脂が挙げられる。フレーム６３０は、これらの樹脂の他に、ガラス繊維などの充填材や添加剤などを含有してもよい。

１．４．空気流路の構成
投写光学装置６０における空気流路について、図６から図８を参照して説明する。なお、ここでいう空気流路とは、所謂煙突効果による空気の流れを利用して、投写光学装置６０の使用時に光学部品などに生じた熱を冷却するものである。該空気流路は投写光学装置６０の設置姿勢に応じて変化するため、３つの設置姿勢に応じた空気流路を例示する。

１．４．１．平置き設置
投写光学装置６０を装着したプロジェクター１を平置き設置すると、第２開口部６６２ｃから第２開口部６６２ｄに向かう方向、つまり－Ｚ方向が鉛直方向とほぼ一致する。この場合に、煙突効果による高温の空気の浮力は、鉛直方向と反対方向である＋Ｚ方向に作用する。

図６に示すように、光学部品が高温になると周辺の空気が温められて、フレーム６３０の内側に空気の流れｆａが生じる。流れｆａは、上方へ向かって第２開口部６６２ｃを介してフレーム６３０の外側へ出る。そして、流れｆａは、上述した筐筒６１の上方の第１開口部６６１ｃを介して、投写光学装置６０の外部に流出する。このとき、流れｆａに対応し、第２開口部６６２ｃ以外の第２開口部６６２から、フレーム６３０の外側の空気がフレーム６３０の内側に流入する。

詳しくは、第２開口部６６２ａ１を通る流れｆａ１、第２開口部６６２ａ２を通る流れｆａ２、第２開口部６６２ｂ１を通る流れｆａ３、第２開口部６６２ｂ２を通る流れｆａ４、および第２開口部６６２ｄを通る流れｆａ５が生じる。流れｆａ１，ｆａ２は、上述した鏡筒６１の第１開口部６６１ａを介して投写光学装置６０の外部から流入する、比較的に冷えた空気の流れである。同様に、流れｆａ３，ｆａ４は、鏡筒６１の第１開口部６６１ｂを介して流入する空気の流れである。流れｆａ５は、鏡筒６１の第１開口部６６１ｄを介して流入する空気の流れである。

流れｆａ１から流れｆａ５は、光学部品の熱によって温められると、流れｆａと成って投写光学装置６０の外部へ流出する。流れｆａは、光学部品が冷却されるまでの間に連続的に発生して、光学部品の熱を外部へ放出する。これにより、第１反射素子６１１などの光学部品およびフレーム６３０が冷却される。

１．４．２．天吊り設置
投写光学装置６０を装着したプロジェクター１を天井などに吊って設置すると、第２開口部６６２ｄから第２開口部６６２ｃに向かう方向、つまり＋Ｚ方向が鉛直方向とほぼ一致する。この場合に、煙突効果による高温の空気の浮力は、鉛直方向と反対方向である－Ｚ方向に作用する。

図７に示すように、光学部品が高温になると周辺の空気が温められて空気の流れｆｂが生じる。流れｆｂは、－Ｚ方向へ向かって第２開口部６６２ｄを介してフレーム６３０の外側へ出る。流れｆｂは、上述した筐筒６１の下方の第１開口部６６１ｄを介して、投写光学装置６０の外部に出る。このとき、流れｆｂに対応し、第２開口部６６２ｄ以外の第２開口部６６２から、フレーム６３０の外側の空気がフレーム６３０の内側に流入する。

詳しくは、第２開口部６６２ａ１を通る流れｆｂ１、第２開口部６６２ａ２を通る流れｆｂ２、第２開口部６６２ｂ１を通る流れｆｂ３、第２開口部６６２ｂ２を通る流れｆｂ４、および第２開口部６６２ｃを通る流れｆｂ５が生じる。流れｆｂ１，ｆｂ２は、上述した鏡筒６１の第１開口部６６１ａを介して投写光学装置６０の外部から流入する、比較的に冷えた空気の流れである。同様に、流れｆｂ３，ｆｂ４は、鏡筒６１の第１開口部６６１ｂを介して流入する空気の流れである。流れｆｂ５は、鏡筒６１の第１開口部６６１ｃを介して流入する空気の流れである。

流れｆｂ１から流れｆｂ５は、光学部品の熱によって温められると、流れｆｂと成って投写光学装置６０の外部へ流出する。流れｆｂは、光学部品が冷却されるまでの間に連続的に発生して、光学部品の熱を外部へ放出する。これにより、第１反射素子６１１などの光学部品およびフレーム６３０が冷却される。

１．４．３．縦置き設置
投写光学装置６０を装着したプロジェクター１の縦置き設置について、投写光学装置６０の－Ｘ方向が下面側となる場合について述べる。この場合には－Ｘ方向が鉛直方向とほぼ一致し、煙突効果による高温の空気の浮力は、鉛直方向と反対方向である＋Ｘ方向に作用する。

図８に示すように、光学部品が高温になると周辺の空気が温められて空気の流れｆｃが生じる。流れｆｃは、＋Ｘ方向へ向かって第２開口部６６２ａ１，６６２ａ２を介してフレーム６３０の外側へ出る。流れｆｃは、上述した筐筒６１の側方の第１開口部６６１ａを介して、投写光学装置６０の外側に出る。このとき、流れｆｃに対応し、第２開口部６６２ａ１，６６２ａ２以外の第２開口部６６２から、フレーム６３０の外側の空気がフレーム６３０の内側に流入する。

詳しくは、第２開口部６６２ｂ１を通る流れｆｃ３、第２開口部６６２ｂ２を通る流れｆｃ４、第２開口部６６２ｄを通る流れｆｃ５、および第２開口部６６２ｃを通る流れｆｃ６が生じる。流れｆｃ３，ｆｃ４は、上述した鏡筒６１の第１開口部６６１ｂを介して投写光学装置６０の外部から流入する、比較的に冷えた空気の流れである。同様に、流れｆｃ５は、鏡筒６１の第１開口部６６１ｄを介して流入する空気の流れである。流れｆｃ６は、鏡筒６１の第１開口部６６１ｃを介して流入する空気の流れである。

流れｆｃ３から流れｆｃ６は、光学部品の熱によって温められると、流れｆｃと成って投写光学装置６０の外部へ流出する。流れｆｃは、光学部品が冷却されるまでの間に連続的に発生して、光学部品の熱を外部へ放出する。これにより、第１反射素子６１１などの光学部品およびフレーム６３０が冷却される。

ここで、投写光学装置６０の＋Ｘ方向が下面側となる場合は、第２開口部６６２ａ１，６６２ａ２，６６２ｂ１，６６２ｂ２を通過する空気の流れが逆向きと成る他は、同様にして光学部品およびフレーム６３０が冷却される。

なお、上述した第３レンズ群をフレーム６３０の内側に設ける場合には、上述した空気の流れｆａ，ｆｂ，ｆｃなどが阻害されないように第３レンズ群を配置する。具体的には、例えば第３レンズ群を支持する部材に貫通孔などを設けて流路を確保してもよい。

以上に述べたように、プロジェクター１の設置姿勢に応じて、鏡筒６１の第１開口部６６１、フレーム６３０の第２開口部６６２、およびフレーム６３０の内側に空気流路が形成される。

本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

投写光学装置６０において、従来よりも内部の冷却性を向上させることができる。詳しくは、第１開口部６６１を介して鏡筒６１の内部に流入した空気が、第２開口部６６２を介してフレーム６３０の内側に流入する。フレーム６３０の内側に流入した空気は、第１反射素子６１１などの投写光学系６００を冷却して、他の第２開口部６６２からフレーム６３０の外側に排出される。フレーム６３０の外側に排出された空気は、他の第１開口部６６１から鏡筒６１の外部に排出される。そのため、空気の流れｆａ，ｆｂ，ｆｃなどによって投写光学系６００の熱が投写光学装置６０の外部に放出されて鏡筒６１の内部が冷却される。したがって、冷却性を向上させた投写光学装置６０を提供することができる。また、光学的な精度が向上し、投写される画像などの表示品質が向上したプロジェクター１を提供することができる。

投写光学装置６０をプロジェクター１に適用すると、投写光学装置６０を＋Ｘ方向から平面視した場合に、投写光学装置６０から投写される画像などの投写方向が約１８０°屈曲する。そのため、プロジェクター１の設置の自由度を向上させることができる。

投写光学装置６０の内部に生じた熱は、周辺の空気を温めて浮力を生じさせる。浮力が生じた高温の空気は、複数の第１開口部６６１のうち、鉛直方向と反対の方向に最も近い第１開口部６６１から放出される。このとき、他の第１開口部６６１から内部に低温の空気が吸引される。このような所謂煙突効果によって、内部の冷却性をさらに向上させることができる。

第１開口部６６１のそれぞれに防塵部材６６４が設けられることから、鏡筒６１の内部に吸引される空気が防塵部材６６４によって除塵される。そのため、投写光学系６００の光学部品に塵埃が付着することが抑えられる。これにより、第１反射素子６１１などの光学部品の清浄度を維持して、投写光学装置６０をプロジェクター１に適用した場合に、投写される画像などの表示品質を維持することができる。

フレーム６３０の材質が樹脂であることから、該材質が金属である場合と比べてフレーム６３０が軽量化される。また、フレーム６３０を射出成形などの簡便な方式で成形可能となり、加工費などが低減されると共に、材料費も低く抑えることができる。これらにより、投写光学装置６０の製造コストおよび重量を低減することができる。

２．第２実施形態
本実施形態では、第１実施形態と同様にプロジェクター１に適用可能な屈曲型の投写レンズである投写光学装置を例示ずる。なお、本実施形態に係る投写光学装置は、第１実施形態の投写光学装置６０に対して、フレームの構成を異ならせたものである。

本実施形態の投写光学装置は、第１実施形態の投写光学装置６０と同様に、第１筐体としての鏡筒６１と、鏡筒６１に収容される第２筐体としてのフレーム９３０と、フレーム９３０に収容される投写光学系６００と、を備える。投写光学系６００は、光路を折り曲げる第１反射素子６１１を有する。鏡筒６１には、鏡筒６１の内外を連通する第１開口部６６１ａ，６６１ｂ，６６１ｃ，６６１ｄが設けられる。

以下、フレーム９３０の構成について、図９を参照して説明する。図９に示すように、フレーム９３０は、第１実施形態のフレーム６３０と略同様な四角柱状であり、フレーム６３０のような第２開口部６６２を有しない点、および第１反射素子６１１に放熱部９１１が設けられる点が異なっている。そのため、第１実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

放熱部９１１は、基部９６４と突起部９９３とを含む。基部９６４は、第１反射素子６１１と同様な略矩形の平板である。基部９６４の主面の一方は、第１反射素子６１１の外側の面、換言すれば図示しない第１反射面の反対側の面に接して取り付けられる。基部９６４の主面の他方には突起部９９３が設けられる。突起部９９３は、基部９６４の主面の法線方向に突出すると共に、該主面を平面視した場合にマトリクス状に配置された複数の放熱フィンから成る。これにより、放熱部９１１は、フレーム９３０の外側の、図示しない鏡筒６１の内部の空間に露出する。ここで、フレーム９３０の外側とは、基部９６４が取り付けられている側を指す。

放熱部９１１の材質としては、例えば、比較的に大きな熱伝導率を有する、銅やアルミニウムなどの金属が挙げられる。

本実施形態の投写光学装置をプロジェクター１に適用すると、上述した合成光Ｌによって高温となった第１反射素子６１１の熱が放熱部９１１に伝播する。放熱部９１１に伝播した熱は、基部９６４を介して突起部９９３から放出されて周囲の空気を高温にする。高温の空気は、鉛直方向と反対の方向に浮力が作用するため、プロジェクター１の設置姿勢に応じて、図示しない第１開口部６６１のいずれかから外部へ流出する。このとき、他の第１開口部６６１を介して、鏡筒６１とフレーム９３０との間の空間に、鏡筒６１の外部の空気が流入する。これらの空気の流れは、第１反射素子６１１が冷却されるまでの間に連続的に発生して、第１反射素子６１１の熱を外部へ放出する。これにより、第１反射素子６１１などが冷却される。

なお、放熱部９１１における突起部９９３の個数、形状、配置は、上記の形態に限定されない。また、フレーム９３０に第１実施形態の第２開口部６６２のような連通孔を設けて、フレーム９３０の内側の光学部品を冷却してもよい。

本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

投写光学装置において、従来よりも内部の冷却性を向上させることができる。詳しくは、第１開口部６６１を介して鏡筒６１の内部に流入した空気が、放熱部９１１を冷却して、他の第１開口部６６１から鏡筒６１の外部に排出される。そのため、空気の流れによって第１反射素子６１１の熱が外部に放出されて内部が冷却される。これにより、冷却性を向上させた投写光学装置を提供することができる。

１…プロジェクター、１０…光源装置、４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ…光変調装置としての液晶パネル、６０…投写光学装置、６１…第１筐体としての鏡筒、６００…投写光学系、６１１…第１反射素子、６１３…第１レンズ群、６２１…第２反射素子、６２３…第２レンズ群、６３０，９３０…第２筐体としてのフレーム、６６１，６６１ａ，６６１ｂ，６６１ｃ，６６１ｄ…第１開口部、６６２ａ１，６６２ａ２，６６２ｂ１，６６２ｂ２，６６２ｃ，６６２ｄ…第２開口部、６６４…防塵部材、９１１…放熱部、Ａ１…第１レンズ群の光軸、Ａ２…第２レンズ群の光軸、Ｌ…光としての合成光。

Claims (11)

1. 光源装置と、
   前記光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、
   前記光源装置と前記光変調装置とを収容する本体部と、
   前記本体部に接続される投写光学装置と、を備え、
   前記投写光学装置は、
   第１筐体と、
   前記第１筐体に収容される第２筐体と、
   前記第２筐体に収容される投写光学系と、を備え、
   前記光源装置および前記光変調装置は、前記第１筐体の外側に配置され、
   前記投写光学系は、光路を折り曲げる第１反射素子を有し、
   前記第１筐体には、前記第１筐体の内外に連通する複数の第１開口部が設けられ、
   前記第２筐体には、前記第２筐体の内外に連通する複数の第２開口部が設けられること
   を特徴とするプロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターであって、
   前記複数の第２開口部のうち少なくとも１つは、前記複数の第１開口部のうち少なくと
   も１つと対向する位置に設けられていることを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項１または２に記載のプロジェクターであって、
   前記第２筐体は、前記複数の第２開口部のうち鉛直方向とは反対方向に配置された第２
   開口部から前記投写光学系の熱を放出するとともに、前記複数の第２開口部のうち他の第
   ２開口部から前記第２筐体の外部の空気を吸引することを特徴とするプロジェクター。
4. 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、
   前記第１反射素子に設けられ、前記第２筐体の外側に露出する放熱部をさらに備えるこ
   とを特徴とするプロジェクター。
5. 光源装置と、
   前記光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、
   前記光源装置と前記光変調装置とを収容する本体部と、
   前記本体部に接続される投写光学装置と、を備え、
   前記投写光学装置は、
   第１筐体と、
   前記第１筐体に収容される第２筐体と、
   前記第２筐体に収容される投写光学系と、を備え、
   前記光源装置および前記光変調装置は、前記第１筐体の外側に配置され、
   前記投写光学系は、前記第２筐体に固定されるとともに光路を折り曲げる第１反射素子
   を有し、
   前記第１筐体には、前記第１筐体の内外を連通する複数の第１開口部が設けられ、
   前記第１反射素子には、前記第２筐体の外側および前記第１筐体の内側に露出する放熱
   部が設けられることを特徴とするプロジェクター。
6. 前記投写光学系は、前記第１反射素子の後段に配置された第１レンズ群と、前記第１反
   射素子の前段に配置された第２反射素子と、前記第２反射素子の前段に配置された第２レ
   ンズ群と、を備え、
   前記第１反射素子および前記第２反射素子は、前記第１レンズ群の光軸と、前記第２レ
   ンズ群の光軸とが略平行となるように前記光路を折り曲げることを特徴とする、請求項１
   から請求項５のいずれか一項に記載のプロジェクター。
7. 複数の前記第１開口部のうち、
   少なくとも２個は、第１の方向に対向し、
   少なくとも２個は、前記第１の方向と交差する第２の方向に対向することを特徴とする
   、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプロジェクター。
8. 複数の前記第１開口部には、防塵部材が設けられ、
   前記第１筐体の内外の空気は、前記防塵部材を介して流通することを特徴とする請求項
   １から請求項７のいずれか１項に記載のプロジェクター。
9. 前記第２筐体の材質は、樹脂であることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれ
   か１項に記載のプロジェクター。
10. 光源装置と、前記光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、前記光源装置と
    前記光変調装置とを収容する本体部と、を備えるプロジェクターに接続される投写光学装
    置であって、
    前記投写光学装置は、
    前記光変調装置により変調された光が入射する端部を有する第１筐体と、
    前記第１筐体に収容される第２筐体と、
    前記第２筐体に収容される投写光学系と、
    を備え、
    前記投写光学系は、前記投写光学系の光路を折り曲げる第１反射素子を有し、
    前記第１筐体は、前記第１筐体の内外に連通する複数の第１開口部を有し、
    前記第２筐体は、前記第２筐体の内外に連通する複数の第２開口部を有することを特徴
    とする投写光学装置。
11. 前記第１筐体の前記端部は前記プロジェクターのレンズ装着部に固定される請求項１０
    に記載の投写光学装置。

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