JP2008225407A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】カラーホイールへの塵埃付着を抑制し、投影画像を良好に維持できるプロジェクタを提供する。
【解決手段】プロジェクタ１は、所定の回転軸３２Ａを中心として回転可能に構成され、回転方向に複数の領域に分割形成された複数のカラーフィルタを有するカラーホイール３２と、カラーホイール３２を回転させるホイール駆動部３３と、カラーホイール３２およびホイール駆動部３３を内部に収納するホイール筐体３４とを備える。ホイール筐体３４には、内部のカラーホイール３２に光束を入射させるための入射用開口部３４２１Ａと、カラーホイール３２を透過した光束を外部に射出するための射出用開口部３４１１Ａとが形成されている。入射用開口部３４２１Ａおよび射出用開口部３４１１Ａは、第１レンズアレイ３１１および第２レンズアレイ３１２にてそれぞれ閉塞されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

従来、光源装置と、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタが知られている。
光変調装置としては、可動マイクロミラーの入射角度を制御することにより、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調するＤＭＤ(Digital Micro miller Device：米国テキサスインスツルメンツ社の商標)が知られている。
そして、ＤＭＤを有するプロジェクタでは、回転することで光源装置から射出された光束を時分割形式で異なる波長領域の光束に変換して射出するカラーホイールを備えている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１３８９８６号公報

ところで、カラーホイールとしては、光源装置から射出された光束を時分割形式で異なる波長領域の光束に変換するために、高速で回転されるものである。このように高速で回転させた場合には、カラーホイールは、空気との摩擦により静電気を帯びやすくなる。そして、カラーホイールが帯電した場合には、空気中の塵埃等を吸着してしまい、カラーホイールの透過率が低下してしまう。すなわち、投影画像の明るさが低下し、投影画像を良好に維持できない、という問題がある。

本発明の目的は、カラーホイールへの塵埃付着を抑制し、投影画像を良好に維持できるプロジェクタを提供することにある。

本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記光源装置から射出された光束を複数の部分光束に分割する複数の第１レンズを有する第１レンズアレイと、前記複数の第１レンズに対応し前記複数の部分光束を集光する複数の第２レンズを有する第２レンズアレイと、所定の回転軸を中心として回転可能に構成され、回転方向に複数の領域に分割形成された複数のカラーフィルタを有するカラーホイールと、前記回転軸を中心として前記カラーホイールを回転させるホイール駆動部と、前記カラーホイールおよび前記ホイール駆動部を内部に収納するホイール筐体とを備え、前記ホイール筐体には、内部の前記カラーホイールに光束を入射させるための入射用開口部と、前記カラーホイールを透過した光束を外部に射出するための射出用開口部とが形成され、前記入射用開口部および前記射出用開口部は、前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイにてそれぞれ閉塞されていることを特徴とする。

本発明では、プロジェクタは、カラーホイールおよびホイール駆動部を内部に収納するホイール筐体を備える。そして、ホイール筐体は、入射用開口部および射出用開口部が第１レンズアレイおよび第２レンズアレイにてそれぞれ閉塞されている。このことにより、ホイール筐体、第１レンズアレイ、および第２レンズアレイにて密閉構造を構成でき、該密閉構造内部にカラーホイールを配置できる。すなわち、ホイール筐体外部から密閉構造内部に塵埃等が侵入することを防止できるため、密閉構造内部を予め清浄な状態としておけば、カラーホイールを高速で回転させ、カラーホイールが帯電した場合であっても、カラーホイールへの塵埃付着を抑制できる。したがって、カラーホイールの透過率を良好に維持し、投影画像の明るさを低下させることなく投影画像を良好に維持できる。よって、プロジェクタの長寿命化が図れる。

ところで、第１レンズアレイおよび第２レンズアレイの間には、これら第１レンズアレイおよび第２レンズアレイの光学特性に応じて所定の隙間が生じるものである。そして、カラーホイールは、第１レンズアレイおよび第２レンズアレイの間に配設されているので、例えばカラーホイールが第１レンズアレイの光路前段側または第２レンズアレイの光路後段側に配設した構成と比較して、プロジェクタ内部のスペースを有効に利用でき、プロジェクタの小型化が図れる。また、ホイール筐体の入射用開口部および射出用開口部を第１レンズアレイおよび第２レンズアレイにてそれぞれ閉塞する構成を採用しているので、入射用開口部および射出用開口部を閉塞するために別途、部材を設ける必要がなく、部材の省略からプロジェクタの製造コストも低減できる。

本発明のプロジェクタでは、前記ホイール筐体には、内外を連通する空気流通用開口部が形成され、前記空気流通用開口部は、多孔質素材または繊維状素材から構成される塵埃捕捉部材にて閉塞されていることが好ましい。
ところで、カラーホイールおよびホイール駆動部をホイール筐体内に収納した場合には、光源装置からの輻射熱や不要光の吸収等で温度上昇したカラーホイールや、駆動により温度上昇したホイール駆動部の冷却が困難なものとなる。
本発明では、ホイール筐体に空気流通用開口部が形成され、この空気流通用開口部が多孔質素材または繊維状素材から構成される通気性の塵埃捕捉部材にて閉塞されている。このことにより、空気流通用開口部（塵埃捕捉部材）を介してホイール筐体内外に空気を流通させることができ、カラーホイールやホイール駆動部を冷却することができる。また、空気流通用開口部が塵埃捕捉部材にて閉塞されているので、塵埃捕捉部材を介してホイール筐体内外に空気が流通する際、該空気に含まれる塵埃を塵埃捕捉部材にて捕捉することができ、ホイール筐体外部の塵埃が内部に侵入することを防止できる。したがって、カラーホイールやホイール駆動部の冷却を可能としつつ、ホイール筐体の防塵構造を良好に維持できる。

本発明のプロジェクタでは、前記塵埃捕捉部材は、金属発泡体で構成されていることが好ましい。
本発明では、塵埃捕捉部材が金属発泡体で構成されているので、塵埃捕捉部材の耐熱性を向上させることができる。このため、塵埃捕捉部材を介してカラーホイールやホイール駆動部にて温められた高温空気が流通する際でも、塵埃捕捉部材の熱劣化を防止できる。

本発明のプロジェクタでは、前記光変調装置を所定位置に配置する光学部品用筐体を備え、前記光学部品用筐体には、前記第２レンズアレイから射出された光束を内部に導入するための第１の開口部と、前記光変調装置にて変調された光束を外部に射出するための第２の開口部とが形成され、前記ホイール筐体は、前記射出用開口部周縁から突出する筒状の突出部を備え、前記第１の開口部は、前記突出部が嵌合可能に構成され、前記突出部が嵌合することで閉塞され、前記第２の開口部は、前記投射光学装置にて閉塞されていることが好ましい。

本発明では、プロジェクタは、光変調装置を所定位置に配置する光学部品用筐体を備える。また、ホイール筐体は、射出用開口部周縁から突出する突出部を備える。そして、光学部品用筐体は、第１の開口部および第２の開口部がホイール筐体および投射光学装置にてそれぞれ閉塞されている。このことにより、光学部品用筐体、ホイール筐体、および投射光学装置にて密閉構造を構成でき、該密閉構造内部に光変調装置や種々の光学部品を配置できる。すなわち、光学部品用筐体外部から密閉構造内部に塵埃等が侵入することを防止できるため、密閉構造内部を予め清浄な状態としておけば、光変調装置や種々の光学部品に塵埃が付着することを抑制でき、塵埃付着による投影画像の劣化を防止し投影画像を良好に維持できる。
また、光学部品用筐体の第１の開口部および第２の開口部をホイール筐体および投射光学装置にてそれぞれ閉塞する構成を採用しているので、第１の開口部および第２の開口部を閉塞するために別途、部材を設ける必要がなく、部材の省略からプロジェクタの製造コストも低減できる。

本発明のプロジェクタでは、前記光変調装置は、複数の可動マイクロミラーを有し、前記可動マイクロミラーの傾斜角度を制御することにより入射した光束を変調する反射型光変調装置で構成され、前記光学部品用筐体には、内外を連通する配設用開口部が形成され、前記配設用開口部は、前記反射型光変調装置にて閉塞されていることが好ましい。
本発明では、光学部品用筐体に配設用開口部が形成され、この配設用開口部が反射型光変調装置にて閉塞されている。このことにより、反射型光変調装置において、複数の可動マイクロミラーが形成される画像形成領域とは反対側の面（裏面）を光学部品用筐体外部に露出させることができる。したがって、例えば光学部品用筐体内部に光変調装置を配置する構成と比較して、反射型光変調装置の裏面にヒートシンク等を接続し、該ヒートシンクを光学部品用筐体外部に配設することが可能となり、反射型光変調装置の冷却効率を向上できる。また、このように構成すれば、光学部品用筐体内部の温度上昇を抑制でき、光学部品用筐体内部に配設される各種の光学部品の温度上昇も抑制できる。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの概略構成〕
図１および図２は、プロジェクタ１の概略構成を模式的に示す図である。具体的に、図１は、プロジェクタ１において、外装筐体内部に配設される各部材を示す分解斜視図である。図２は、プロジェクタ１において、ホイールユニット３を通り、カラー画像の投射方向に略直交する平面にて切断した断面図である。なお、図１および図２では、説明の便宜上、プロジェクタ１からの光束の投射方向をＺ軸とし、該Ｚ軸に直交する２軸をそれぞれＸ軸（水平軸）およびＹ軸（垂直軸）とする。以下の図面も同様である。
プロジェクタ１は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成し、このカラー画像をスクリーン（図示略）上に拡大投射するものである。このプロジェクタ１は、図１または図２に示すように、光源装置２と、ホイールユニット３と、光学ユニット４と、投射光学装置としての投射レンズ５等を備え、これら各部材２〜５が図示しない外装筐体内部に配設されて構成されている。
なお、図１または図２において、具体的な図示は省略したが、外装筐体内において、上述した各部材２〜５以外の空間には、プロジェクタ１内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、プロジェクタ１内部の各構成部材を冷却する冷却ファン等を備えた冷却ユニット、およびプロジェクタ１内部の各構成部材を制御する制御装置等が配置されるものとする。

投射レンズ５は、複数のレンズを組み合わせた組レンズとして構成され、光学ユニット４にて形成された画像光をスクリーン上に拡大投射する。
また、投射レンズ５は、図１に示すように、鏡筒５１の基端側に鏡筒５１の外周面から外側に延出する平面視矩形状のフランジ５２を有する。そして、投射レンズ５は、フランジ５２を介して光学ユニット４の所定位置に取り付けられる。

光源装置２は、前記制御装置による制御の下、点灯し、ホイールユニット３に向けて光束を射出する。この光源装置２は、図１または図２に示すように、光源ランプ２１１（図２）およびリフレクタ２１２を有する光源装置本体２１と、集光レンズ２２とを備える。そして、光源ランプ２１１から射出された放射状の光束は、リフレクタ２１２にて反射され、集光レンズ２２を介して後述する照明光学系３１に集光とされる。

ホイールユニット３は、具体的な構成については後述するが、光源装置２から射出された光束を前記制御装置による制御の下、時分割形式で赤、緑、青の波長領域の光束（以下、赤色光、緑色光、青色光）に変換する機能と、光源装置２から射出された光束を光学ユニット４の後述するＤＭＤの画像形成領域に略均一に照明する機能とを有する。
光学ユニット４は、光源装置２から射出されホイールユニット３を介した光束を光学的に変換してカラー画像を形成する。この光学ユニット４は、図２に示すように、２つの反射ミラー４１，４２と、光変調装置としてのＤＭＤ４３（図３参照）と、これら各部材４１〜４３を所定位置に配置する光学部品用筐体４４とを備える。

各反射ミラー４１，４２は、光学部品用筐体４４内部に収納され、光源装置２から射出されホイールユニット３を介した光束をＤＭＤ４３に導光する部材である。
具体的に、反射ミラー４１は、光源装置２から射出されホイールユニット３を介し＋Ｘ軸方向に向かう光束を＋Ｚ軸方向側に反射する。また、反射ミラー４２は、反射ミラー４１にて反射され＋Ｚ軸方向側に向かう光束を−Ｚ軸方向側に反射する。
ＤＭＤ４３は、光学部品用筐体４４における−Ｚ軸方向端面に取り付けられ（図３参照）、前記制御装置からの駆動信号に基づいて、各反射ミラー４１，４２にて導光された光束を変調する。より具体的に、ＤＭＤ４３は、入射光束を反射する多数の可動マイクロミラーを有し、前記制御装置からの駆動信号に基づいて、入射光束の反射方向を可動マイクロミラーの傾きを変える（オン／オフ）ことによって選択し、入射光束に対して画像情報に基づく２次元的な変調を与える。そして、入射光束は投射される画素に対応する変調光となる。

例えば、このＤＭＤ４３は、ＣＭＯＳウェハープロセスを基にマイクロマシン技術により半導体チップ上に多数の可動マイクロミラーを集積して構成される。この可動マイクロミラーは、対角軸を中心に回転し、２つの所定角度（±θ）に傾斜した双安定状態をとる。この２つの状態間で４θの大きな光偏向角が得られ、Ｓ／Ｎ比の良好な光スイッチングを実施することができる。
そして、ＤＭＤ４３に入射する光束のうち、＋２θ方向に偏向される光束（可動マイクロミラーがオン状態の時）は、画像光として＋Ｚ軸方向に向かい投射レンズ５により投射され、−２θ方向に偏向される光束（可動マイクロミラーがオフ状態の時）は、不要光として光学部品用筐体４４内部に配設される図示しない光吸収部材により吸収される。

図３は、光学部品用筐体４４の概略構成を示す斜視図である。具体的に、図３は、光学部品用筐体４４を−Ｚ軸方向側から見た斜視図である。
光学部品用筐体４４は、図１ないし図３に示すように、略直方体形状を有し、部品収納部材４４１と、蓋状部材４４２とを備える。
部品収納部材４４１は、図１ないし図３に示すように、＋Ｙ軸方向側が開口し、＋Ｚ軸方向側の第１側壁部４４１Ａ、＋Ｘ軸，−Ｘ軸方向側の各第２側壁部４４１Ｂ，４４１Ｃ、−Ｚ軸方向側の第３側壁部４４１Ｄ、−Ｙ軸方向側の底板部４４１Ｅを有し、容器状に形成されたものである。そして、部品収納部材４４１は、内部に各部材４１，４２を収納配置するとともに、各側壁部４４１Ａ，４４１Ｃ，４４１Ｄに投射レンズ５、ホイールユニット３、およびＤＭＤ４３をそれぞれ配置し、設定された所定の照明光軸に対する所定位置に各部材３，５，４１〜４３を位置付ける。

第１側壁部４４１Ａは、図１または図２に示すように、他の側壁部４４１Ｂ〜４４１Ｄに対して＋Ｙ軸方向端縁が＋Ｙ軸方向側に突出した形状を有する。
この第１側壁部４４１Ａには、図１または図２に示すように、部品収納部材４４１内外を連通し、ＤＭＤ４３にて変調された画像光を外部に射出するための平面視円形状の第２の開口部４４１１が形成されている。
また、第１側壁部４４１Ａの＋Ｚ軸方向端面には、図１に示すように、第２の開口部４４１１を囲うように４つの固定用孔４４１２が形成されている。

そして、図１に示すように、第１側壁部４４１Ａと投射レンズ５のフランジ５２との間にスペーサ５３および弾性部材から構成されるパッキン５４を介在させつつ、フランジ５２の各固定用孔５２１を介して図示しない固定ねじを挿通し、該固定ねじを第１側壁部４４１Ａの各固定用孔４４１２に螺合することで、光学部品用筐体４４に投射レンズ５が取り付けられる。そして、第２の開口部４４１１は、投射レンズ５にて閉塞されることとなる。
なお、第１側壁部４４１Ａとフランジ５２との隙間、および第２の開口部４４１１を介して光学部品用筐体４４外部の塵埃が内部に侵入することを防止するために、前記隙間には適宜、封止材が塗布されて封止されている。

第２側壁部４４１Ｃには、図１ないし図３に示すように、部品収納部材４４１内外を連通し、ホイールユニット３を介した光束を内部に導入するための平面視円形状の第１の開口部４４１３が形成されている。
また、第１の開口部４４１３の−Ｙ軸方向側には、図１ないし図３に示すように、部品収納部材４４１内外を連通し、Ｚ軸方向に延びる平面視矩形形状を有する連通孔４４１４Ａが形成されている。また、図２に示すように、第２側壁部４４１Ｂにも連通孔４４１４Ａに対向する位置に、連通孔４４１４Ａと同様の連通孔４４１４Ｂが形成されている。
そして、各連通孔４４１４Ａ，４４１４Ｂは、図１ないし図３に示すように、塵埃捕捉部材４４１５Ａ，４４１５Ｂにてそれぞれ閉塞されている。

ここで、塵埃捕捉部材４４１５Ａ，４４１５Ｂとしては、例えば、多孔質素材または繊維状素材で構成されたものを採用できる。
多孔質素材としては、例えば、独立気泡型や連続気泡型の樹脂発泡体や金属発泡体等が例示できる。
また、繊維状素材としては、例えば、不織布や、ガラス繊維等が例示できる。
本実施形態では、塵埃捕捉部材４４１５Ａ，４４１５Ｂとしては、三次元網目構造を有する連続気泡型の金属発泡体で構成されている。また、この金属発泡体は、金属粉末スラリーに界面活性剤と蒸発型発泡剤を添加し、薄膜を形成後、発泡剤を揮発させて直接スラリーを発泡させ、脱脂焼結する、いわゆるスラリー発泡法により製造されている。なお、スラリー発泡法により製造された金属発泡体に限らず、例えば、発泡ウレタンに金属粉末スラリーを塗布し、焼結するとともに、ウレタンを除去する、いわゆるスラリー塗布法により製造された金属発泡体を採用しても構わない。

第３側壁部４４１Ｄには、図３に示すように、部品収納部材４４１内外を連通し、ＤＭＤ４３を配設するための配設用開口部４４１６が形成されている。
また、第３側壁部４４１Ｄの−Ｚ軸方向端面には、図３に示すように、配設用開口部４４１６を囲うように４つの固定用孔４４１７が形成されている。
そして、図３に示すように、ＤＭＤ４３の各固定用孔４３１を介して図示しない固定ねじを挿通し、該固定ねじを第３側壁部４４１Ｄの各固定用孔４４１７に螺合することで、光学部品用筐体４４にＤＭＤ４３が取り付けられる。この状態では、ＤＭＤ４３は、複数の可動マイクロミラーが設けられた画像形成領域が光学部品用筐体４４内部に露出した状態となる。そして、配設用開口部４４１６は、ＤＭＤ４３にて閉塞されることとなる。
なお、ＤＭＤ４３と第３側壁部４４１Ｄとの間にスペーサ５３やパッキン５４等を介在させても構わない。また、ＤＭＤ４３と第３側壁部４４１Ｄとの隙間、および配設用開口部４４１６を介して光学部品用筐体４４外部の塵埃が内部に侵入することを防止するために、前記隙間に適宜、封止材が塗布されて封止されている。

また、配設用開口部４４１６の−Ｙ軸方向側には、図３に示すように、部品収納部材４４１内外を連通し、Ｘ軸方向に延びる平面視矩形形状を有する連通孔４４１４Ｃが形成されている。そして、連通孔４４１４Ｃは、塵埃捕捉部材４４１５Ａ，４４１５Ｂと同様の塵埃捕捉部材４４１５Ｃにて閉塞されている。

蓋状部材４４２は、部品収納部材４４１における＋Ｙ軸方向側の開口部分を閉塞する部材である。そして、蓋状部材４４２の−Ｙ軸方向側には、図１ないし図３に示すように、部品収納部材４４１における各側壁部４４１Ｂ〜４４１Ｄの＋Ｙ軸方向端部の形状と略同一の平面視コ字形状を有する塵埃捕捉部材４４１５Ｄが取り付けられている。そして、蓋状部材４４２を部品収納部材４４１に組み付けた際には、塵埃捕捉部材４４１５Ｄにて部品収納部材４４１の各側壁部４４１Ｂ〜４４１Ｄの＋Ｙ軸方向端部と蓋状部材４４２との隙間が閉塞される。なお、塵埃捕捉部材４４１５Ｄは、塵埃捕捉部材４４１５Ａ〜４４１５Ｃと同様のものである。

〔ホイールユニットの構成〕
図４は、ホイールユニット３の概略構成を示す分解斜視図である。
ホイールユニット３は、図２または図４に示すように、照明光学系３１と、カラーホイール３２と、ホイール駆動部３３と、ホイール筐体３４とを備える。
照明光学系３１は、光源装置２から射出された光束をＤＭＤ４３の画像形成領域に略均一に照明するための光学系である。この照明光学系３１は、図２に示すように、第１レンズアレイ３１１と、第２レンズアレイ３１２と、レンズ群３１３（本実施形態では、３つのレンズ３１３Ａ〜３１３Ｃで構成）とを備える。

第１レンズアレイ３１１は、入射光軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する第１レンズ３１１Ａが入射光軸に対し略直交する面内においてマトリクス状に配列された構成を有している。各第１レンズ３１１Ａは、光源装置２から射出される光束を複数の部分光束に分割している。
第２レンズアレイ３１２は、第１レンズアレイ３１１と略同様な構成を有しており、第２レンズ３１２Ａがマトリクス状に配設された構成を有している。この第２レンズアレイ３１２は、レンズ群３１３とともに、第１レンズアレイ３１１の各第１レンズ３１１Ａの像をＤＭＤ４３上に結像させる機能を有している。

カラーホイール３２は、光源装置２から射出された光束を赤色光、緑色光、青色光に変換する。このカラーホイール３２は、図４に示すように、平面視円盤形状を有し平面視中心位置を回転軸３２Ａ（図２）として回転可能に構成され、回転軸３２Ａが光源装置２からの光束の照明光軸からずれた位置（照明光軸に対して＋Ｙ軸方向側の位置）に配設されている。そして、カラーホイール３２は、円盤状の輪帯部分にそれぞれ、赤色光を透過するカラーフィルタ３２１Ｒ、緑色光を透過するカラーフィルタ３２１Ｇ、および青色光を透過するカラーフィルタ３２１Ｂが設けられ、回転軸３２Ａを中心として回転することで、３つのカラーフィルタ３２１Ｒ，３２１Ｇ，３２１Ｂを順次、切り替えて、光源装置２から射出される光束を赤色光、緑色光、青色光に順次、変換する。
ホイール駆動部３３は、一般的なモータ等で構成され、前記制御装置による制御の下、回転軸３２Ａを中心として所定の周波数でカラーホイール３２を回転させる。

ホイール筐体３４は、照明光学系３１、カラーホイール３２、およびホイール駆動部３３を内部に収納配置する筐体である。このホイール筐体３４は、図４に示すように、筐体本体３４１と、蓋体３４２とを備える。
筐体本体３４１は、図４に示すように、基部３４１１と、起立部３４１２とを備える。
基部３４１１は、図４に示すように、カラーホイール３２の平面形状よりも大きい平面形状を有する円盤形状を有する。
この基部３４１１において、−Ｙ軸方向側には、図２に示すように、内部に収納されるカラーホイール３２を透過した光束を外部に射出するための平面視矩形状の射出用開口部３４１１Ａが形成されている。この射出用開口部３４１１Ａには、図２に示すように、第２レンズアレイ３１２が嵌合して配設されている。そして、射出用開口部３４１１Ａは、第２レンズアレイ３１２にて閉塞される。

また、基部３４１１には、図２、図４に示すように、射出用開口部３４１１Ａ周縁から＋Ｘ軸方向に突出する円筒状の突出部３４１１Ｂが形成されている。そして、集光レンズ群３１３は、図２に示すように、突出部３４１１Ｂの筒状内部において筒状軸に沿って配設されている。
ここで、突出部３４１１Ｂは、光学部品用筐体４４の第２側壁部４４１Ｃに形成された第１の開口部４４１３に対応した形状を有している。そして、ホイールユニット３は、突出部３４１１Ｂを第１の開口部４４１３に嵌合することで、光学部品用筐体４４に取り付けられる。そして、第１の開口部４４１３は、ホイールユニット３にて閉塞されることとなる。
なお、第１の開口部４４１３と突出部３４１１Ｂとの隙間を介して光学部品用筐体４４外部の塵埃が内部に侵入することを防止するために、前記隙間には適宜、封止材が塗布されて封止されている。

また、基部３４１１において、略中央部分には、＋Ｘ軸方向に向けて膨出し、カラーホイール３２に接続したホイール駆動部３３を取り付けるための膨出部３４１１Ｃが形成されている。そして、図４に示すように、取付用孔３４１１Ｃ１にホイール駆動部３３の一部を嵌合させ、各固定用孔３４１１Ｃ２を介してホイール駆動部３３を図示しない固定ねじにて固定することで、膨出部３４１１Ｃにホイール駆動部３３が取り付けられる。なお、取付用孔３４１１Ｃ１や各固定用孔３４１１Ｃ２には、ホイール筐体３４外部の塵埃が内部に侵入することを防止するために、適宜、封止材が塗布されて封止されている。

さらに、基部３４１１において、膨出部３４１１Ｃを挟んで射出用開口部３４１１Ａに対向する位置（基部３４１１の＋Ｙ軸方向側）には、図２または図４に示すように、ホイール筐体３４内外を連通する平面視矩形状の空気流通用開口部３４１１Ｄが形成されている。そして、空気流通用開口部３４１１Ｄは、上述した塵埃捕捉部材４４１５Ａ〜４４１５Ｄと同様の塵埃捕捉部材３４１１Ｅにて閉塞されている。

起立部３４１２は、基部３４１１の円盤形状の外周縁から光束入射側（−Ｘ軸方向）に突出し、蓋体３４２と接続する部分である。この起立部３４１２の突出方向端部には、図４に示すように、蓋体３４２の後述する連結受け部に嵌合する突条部３４１２Ａが形成されている。

蓋体３４２は、筐体本体３４１の起立部３４１２と接続し、筐体本体３４１の−Ｘ軸方向側の開口部分を閉塞する部材である。この蓋体３４２は、図４に示すように、基部３４２１と、起立部３４２２とを備える。
基部３４２１は、筐体本体３４１の基部３４１１と同様の形状を有し、基部３４１１に対向する部分である。
この基部３４２１において、射出用開口部３４１１Ａに対向する部分には、図２または図４に示すように、光源装置２から射出された光束を内部のカラーホイール３２に入射させるための平面視矩形状の入射用開口部３４２１Ａが形成されている。この入射用開口部３４２１Ａには、図２または図４に示すように、第１レンズアレイ３１１が嵌合して配設されている。そして、入射用開口部３４２１Ａは、第１レンズアレイ３１１にて閉塞される。

起立部３４２２は、基部３４２１の円盤形状の外周縁から光束射出側（＋Ｘ軸方向）に突出し、筐体本体３４１の起立部３４１２と接続する部分である。この起立部３４２２の突出方向端部には、起立部３４１２の突条部３４１２Ａに対応し、−Ｘ軸方向に窪む連結受け部３４２２Ａが形成されている。
そして、筐体本体３４１に対してカラーホイール３２が接続されたホイール駆動部３３を取り付けた状態で、筐体本体３４１の起立部３４１２の突条部３４１２Ａを、蓋体３４２の起立部３４２２の連結受け部３４２２Ａに嵌合することで、筐体本体３４１に対して蓋体３４２が取り付けられる。
なお、各起立部３４１２，３４２２の隙間を介してホイール筐体３４外部の塵埃が内部に侵入することを防止するために、前記隙間には適宜、封止材が塗布されて封止されている。

そして、前記制御装置は、例えば、以下に示すように、ホイール駆動部３３およびＤＭＤ４３の動作制御を実施する。
すなわち、前記制御装置は、画像信号の同期信号に同期してカラーホイール３２を一定周波数で回転するようにホイール駆動部３３を駆動制御する。このことにより、カラーホイール３２に入射した光束は、時間的に、順次、赤色光、緑色光、青色光として透過する。
また、前記制御装置は、画像信号に信号処理が施されたデジタル画像データに対して、各種画像処理を施し、画像処理を施したデジタル画像データから駆動信号を生成して該駆動信号をＤＭＤ４３に出力し、カラーホイール３２を回転させる周波数に同期して、赤、緑、青の各画素に対応した可動マイクロミラーのオン／オフを実施する。
結果として、ＤＭＤ４３から赤、緑、青の画像光が射出され、これら各画像光が時間的に混合されてカラー画像が得られる（いわゆる、フィールドシーケンシャルカラー方式）。

上述した実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、プロジェクタ１は、カラーホイール３２およびホイール駆動部３３を内部に収納するホイール筐体３４を備える。そして、ホイール筐体３４は、入射用開口部３４２１Ａおよび射出用開口部３４１１Ａが第１レンズアレイ３１１および第２レンズアレイ３１２にてそれぞれ閉塞されている。このことにより、ホイール筐体３４、第１レンズアレイ３１１、および第２レンズアレイ３１２にて密閉構造を構成でき、該密閉構造内部にカラーホイール３２を配置できる。すなわち、ホイール筐体３４外部から密閉構造内部に塵埃等が侵入することを防止できるため、密閉構造内部を予め清浄な状態としておけば、カラーホイール３２を高速で回転させ、カラーホイール３２が帯電した場合であっても、カラーホイール３２への塵埃付着を抑制できる。したがって、カラーホイール３２の透過率を良好に維持し、投影画像の明るさを低下させることなく投影画像を良好に維持できる。よって、プロジェクタ１の長寿命化が図れる。

また、カラーホイール３２は、第１レンズアレイ３１１および第２レンズアレイ３１２の間に配設されている。このことにより、例えばカラーホイール３２が第１レンズアレイ３１１の光路前段側または第２レンズアレイ３１２の光路後段側に配設した構成と比較して、各レンズアレイ３１１，３１２の光学特性に応じて生じる各レンズアレイ３１１，３１２の隙間にカラーホイール３２を配設することで、プロジェクタ１内部のスペースを有効に利用でき、プロジェクタ１の小型化が図れる。また、ホイール筐体３４の入射用開口部３４２１Ａおよび射出用開口部３４１１Ａを第１レンズアレイ３１１および第２レンズアレイ３１２にてそれぞれ閉塞する構成を採用しているので、入射用開口部３４２１Ａおよび射出用開口部３４１１Ａを閉塞するために別途、部材を設ける必要がなく、部材の省略からプロジェクタ１の製造コストも低減できる。

また、ホイール筐体３４に空気流通用開口部３４１１Ｄが形成され、この空気流通用開口部３４１１Ｄが塵埃捕捉部材３４１１Ｅにて閉塞されている。このことにより、空気流通用開口部３４１１Ｄを介してホイール筐体３４内外に空気を流通させることができ、カラーホイール３２やホイール駆動部３３を冷却することができる。また、空気流通用開口部３４１１Ｄが塵埃捕捉部材３４１１Ｅにて閉塞されているので、塵埃捕捉部材３４１１Ｅを介してホイール筐体３４内外に空気が流通する際、該空気に含まれる塵埃を塵埃捕捉部材３４１１Ｅにて捕捉することができ、ホイール筐体３４外部の塵埃が内部に侵入することを防止できる。したがって、カラーホイール３２やホイール駆動部３３の冷却を可能としつつ、ホイール筐体３４の防塵構造を良好に維持できる。

ここで、塵埃捕捉部材３４１１Ｅは、金属発泡体で構成されている。このことにより、塵埃捕捉部材３４１１Ｅの耐熱性を向上させることができる。このため、塵埃捕捉部材３４１１Ｅを介してカラーホイール３２やホイール駆動部３３にて温められた高温空気が流通する際でも、塵埃捕捉部材３４１１Ｅの熱劣化を防止できる。
また、塵埃捕捉部材３４１１Ｅは、連続気泡型の金属発泡体で構成されている。このことにより、十分に高い気孔率を有する金属発泡体とし、低い圧力損失の下、塵埃捕捉部材３４１１Ｅを介してホイール筐体３４内外に空気を円滑に流通させ、カラーホイール３２やホイール駆動部３３の冷却効率を向上させることができる。

また、プロジェクタ１は、ＤＭＤ４３や各光学部品４１，４２を所定位置に配置する光学部品用筐体４４を備える。また、ホイール筐体３４は、射出用開口部３４１１Ａ周縁から突出する突出部３４１１Ｂを備える。そして、光学部品用筐体４４は、第１の開口部４４１３および第２の開口部４４１１がホイールユニット３および投射レンズ５にてそれぞれ閉塞されている。このことにより、光学部品用筐体４４、ホイールユニット３、および投射レンズ５にて密閉構造を構成でき、該密閉構造内部にＤＭＤ４３の画像形成領域や各光学部品４１，４２を配置できる。すなわち、光学部品用筐体４４外部から密閉構造内部に塵埃等が侵入することを防止できるため、密閉構造内部を予め清浄な状態としておけば、ＤＭＤ４３の画像形成領域や各光学部品４１，４２に塵埃が付着することを抑制でき、塵埃付着による投影画像の劣化を防止し投影画像を良好に維持できる。
また、光学部品用筐体４４の第１の開口部４４１３および第２の開口部４４１１をホイールユニット３および投射レンズ５にてそれぞれ閉塞する構成を採用しているので、第１の開口部４４１３および第２の開口部４４１１を閉塞するために別途、部材を設ける必要がなく、部材の省略からプロジェクタ１の製造コストも低減できる。

また、光学部品用筐体４４に配設用開口部４４１６が形成され、この配設用開口部４４１６がＤＭＤ４３にて閉塞されている。このことにより、ＤＭＤ４３において、複数の可動マイクロミラーが形成される画像形成領域とは反対側の面（裏面）を光学部品用筐体４４外部に露出させることができる。したがって、例えば光学部品用筐体４４内部にＤＭＤ４３を配置する構成と比較して、ＤＭＤ４３の裏面にヒートシンク等を接続し、該ヒートシンクを光学部品用筐体４４外部に配設することが可能となり、ＤＭＤ４３の冷却効率を向上できる。また、このように構成すれば、光学部品用筐体４４内部の温度上昇を抑制でき、光学部品用筐体４４内部に配設される各光学部品４１，４２の温度上昇も抑制できる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、光変調装置として、ＤＭＤ４３を採用していたが、これに限らず、透過型の液晶パネルや反射型の液晶パネル等を採用しても構わない。
前記実施形態では、カラーホイール３２は、円盤状の輪帯部分が３つの領域（各カラーフィルタ３２１Ｒ，３２１Ｇ，３２１Ｂ）に分割形成されていたが、各カラーフィルタ３２１Ｒ，３２１Ｇ，３２１Ｂの他、光源装置２から射出された白色光をそのまま透過する領域を追加しても構わない。また、カラーフィルタとしては、赤色光、緑色光、青色光に変換するカラーフィルタに限らず、その他の色光に変換するカラーフィルタを採用しても構わない。

前記実施形態では、塵埃捕捉部材３４１１Ｅ，４４１５Ａ〜４４１５Ｄが同一の金属発泡体で構成されていたが、これに限らず、多孔質素材または繊維状素材から構成されていれば、異なる材料にて構成されていても構わない。
前記実施形態において、連通孔４４１４Ａ〜４４１４Ｃおよび第２の塵埃捕捉部材４４１５Ａ〜４４１５Ｃの数および形成位置は、前記各実施形態で説明した数および形成位置に限らない。

前記実施形態において、集光レンズ群３１３を省略し、第２レンズアレイ３１２のみで第１レンズアレイ３１１の各第１レンズ３１１Ａの像をＤＭＤ４３上に結像させる構成としても構わない。
前記実施形態において、ホイール筐体３４に形成する入射用開口部３４２１Ａ、射出用開口部３４１１Ａ、および空気流通用開口部３４１１Ｄの位置は、前記実施形態で説明した位置に限らず、その他の位置としても構わない。

前記実施形態では、プロジェクタ１は、スクリーンを観察する方向から画像投射を行うフロントタイプのプロジェクタとしていたが、本発明のプロジェクタは、スクリーンを観察する方向とは反対側から画像投射を行うリアタイプのプロジェクタとしても構わない。

本発明のプロジェクタは、カラーホイールへの塵埃付着を抑制し、投影画像を良好に維持できるため、プレゼンテーションやホームシアタに用いられるプロジェクタに利用できる。

本実施形態におけるプロジェクタの概略構成を模式的に示す図。 前記実施形態におけるプロジェクタの概略構成を模式的に示す図。 前記実施形態における光学部品用筐体の概略構成を示す斜視図。 前記実施形態におけるホイールユニットの概略構成を示す分解斜視図。

符号の説明

１・・・プロジェクタ、２・・・光源装置、５・・・投射レンズ（投射光学装置）、３２・・・カラーホイール、３２Ａ・・・回転軸、３３・・・ホイール駆動部、３４・・・ホイール筐体、４３・・・ＤＭＤ（光変調装置）、４４・・・光学部品用筐体、３１１・・・第１レンズアレイ、３１１Ａ・・・第１レンズ、３１２・・・第２レンズアレイ、３１２Ａ・・・第２レンズ、３２１Ｒ，３２１Ｇ，３２１Ｂ・・・カラーフィルタ、３４１１Ａ・・・射出用開口部、３４１１Ｂ・・・突出部、３４１１Ｄ・・・空気流通用開口部、３４１１Ｅ・・・塵埃捕捉部材、３４２１Ａ・・・入射用開口部、４４１１・・・第２の開口部、４４１３・・・第１の開口部、４４１６・・・配設用開口部。

Claims (5)

1. 光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
   前記光源装置から射出された光束を複数の部分光束に分割する複数の第１レンズを有する第１レンズアレイと、
   前記複数の第１レンズに対応し前記複数の部分光束を集光する複数の第２レンズを有する第２レンズアレイと、
   所定の回転軸を中心として回転可能に構成され、回転方向に複数の領域に分割形成された複数のカラーフィルタを有するカラーホイールと、
   前記回転軸を中心として前記カラーホイールを回転させるホイール駆動部と、
   前記カラーホイールおよび前記ホイール駆動部を内部に収納するホイール筐体とを備え、
   前記ホイール筐体には、
   内部の前記カラーホイールに光束を入射させるための入射用開口部と、
   前記カラーホイールを透過した光束を外部に射出するための射出用開口部とが形成され、
   前記入射用開口部および前記射出用開口部は、前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイにてそれぞれ閉塞されている
   ことを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記ホイール筐体には、内外を連通する空気流通用開口部が形成され、
   前記空気流通用開口部は、多孔質素材または繊維状素材から構成される塵埃捕捉部材にて閉塞されている
   ことを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記塵埃捕捉部材は、金属発泡体で構成されている
   ことを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記光変調装置を所定位置に配置する光学部品用筐体を備え、
   前記光学部品用筐体には、
   前記第２レンズアレイから射出された光束を内部に導入するための第１の開口部と、
   前記光変調装置にて変調された光束を外部に射出するための第２の開口部とが形成され、
   前記ホイール筐体は、前記射出用開口部周縁から突出する筒状の突出部を備え、
   前記第１の開口部は、前記突出部が嵌合可能に構成され、前記突出部が嵌合することで閉塞され、
   前記第２の開口部は、前記投射光学装置にて閉塞されている
   ことを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項４に記載のプロジェクタにおいて、
   前記光変調装置は、複数の可動マイクロミラーを有し、前記可動マイクロミラーの傾斜角度を制御することにより入射した光束を変調する反射型光変調装置で構成され、
   前記光学部品用筐体には、内外を連通する配設用開口部が形成され、
   前記配設用開口部は、前記反射型光変調装置にて閉塞されている
   ことを特徴とするプロジェクタ。

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