JP2014085368A - 調光装置及びプロジェクター - Google Patents

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Abstract

【課題】調光を適切に実施できる調光装置及びプロジェクターを提供すること。
【解決手段】入射される光束の通過光量を調整する調光装置7は、それぞれ当該光束の中心軸に直交する方向に沿って移動し、当該光束の少なくとも一部を遮光する第1遮光部(遮光部733)及び第2遮光部(遮光部743)と、第1遮光部における光束の入射側及び出射側の一方に間隔を隔てて配置され、当該第1遮光部とともに移動する第1整流部(整流部751)と、を備え、第1整流部は、第2遮光部側の端部に、当該第2遮光部側に傾斜し、第2遮光部側とは反対側から第1遮光部との間に流通する空気を第2遮光部に導く導風部752を有する。
【選択図】図6

Description

本発明は、調光装置及びプロジェクターに関する。
従来、光源装置と、当該光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、変調された光束を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターが知られている。このようなプロジェクターとして、光変調装置に入射される光量を調整して、投射される画像の輝度を調整するプロジェクターが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1に記載のプロジェクターは、一対の光源装置、反射ミラー、調光装置、照明光学装置、色分離光学装置、光変調装置としての3つの液晶パネル、プリズム、及び、投射光学装置としての投射レンズを備える。このプロジェクターでは、当該各光源装置から出射された光は、反射ミラーにより同方向に反射され、調光装置を介して照明光学装置に入射される。当該照明光学装置により、光軸に対する直交面内の照度が均一化された光は、色分離光学装置により、赤(R)、緑(G)及び青(B)の色光に分離される。当該各色光は、対応する液晶パネルにより変調され、色光毎の変調光がプリズムにより合成される。このプリズムにより合成された光が、画像として投射レンズにより投射される。
ところで、特許文献1に記載のプロジェクターが備える調光装置は、一対の遮光部材を備え、当該各遮光部材は、照明光軸に対する直交方向にそれぞれ進退して、光束の通過領域に挿抜される。このように、各遮光部材により当該通過領域の面積を調整することで、各液晶パネルに入射される光量、すなわち、形成される画像の光量(輝度)を調整することができる。
特開2010−211035号公報
ここで、上記調光装置では、一対の遮光部材が光束の通過領域内に挿抜されるため、当該遮光部材の温度が高くなりやすい。特に、光源装置に放電光源ランプが採用されている場合には、光通過領域において照明光軸に近い領域の温度が遠い領域の温度に比べて高いため、一対の遮光部材における互いに近接する側の端部の温度が高くなりやすい。
一方、近年では、画像の高輝度化の要望が強くなっており、当該要望に対する1つの解決策として、発光輝度が高い光源装置が採用されることが多くなっている。このような光源装置が採用されると、上記遮光部材の温度が更に高くなって、当該遮光部材が劣化する場合があり、調光装置による調光が適切に行われなくなるという問題がある。
このような問題に対して、例えば、下側の遮光部材の下方から空気を送出し、各遮光部材を冷却する方法が挙げられる。
しかしながら、下方から上方に流通する空気は、下側に位置する遮光部材の下端部にて分断されてしまい、当該空気が進行するに従って遮光部材から離れてしまうため、各遮光部材(特に、上側の遮光部材)を適切に冷却できないという問題がある。
本発明は、調光を適切に実施できる調光装置及びプロジェクターを提供することを目的の一つとする。
本発明の第1態様に係る調光装置は、入射される光束の通過光量を調整する調光装置であって、それぞれ前記光束の中心軸に直交する方向に沿って移動し、前記光束の少なくとも一部を遮光する第1遮光部及び第2遮光部と、前記第1遮光部における前記光束の入射側及び出射側の一方に間隔を隔てて配置され、当該第1遮光部とともに移動する第1整流部と、を備え、前記第1整流部は、前記第2遮光部側の端部に、当該第2遮光部側に傾斜し、前記第2遮光部側とは反対側から前記第1遮光部との間に流通する空気を前記第2遮光部に導く導風部を有することを特徴とする。
以下の説明では、便宜上、第1遮光部から第2遮光部に向かう方向を第1方向とし、第2遮光部に対する第1遮光部の配置側を第1方向基端側とし、第1遮光部に対する第2遮光部の配置側を第1方向先端側とする。
上記第1態様によれば、調光装置は、第1遮光部と間隔を隔てて配置され、当該第1遮光部とともに移動する第1整流部を備えている。これによれば、第1方向先端側に流通する空気(第1遮光部において第2遮光部側とは反対側から流通する空気)が、第1遮光部における第1方向基端側の端部にて分断される場合でも、当該空気の一部を第1遮光部と第1整流部との間に流通させることができ、当該第1遮光部を冷却できる。
また、第1整流部は、第1方向先端側の端部(第2遮光部側の端部)に、第2遮光部側に傾斜して、第1整流部と第1遮光部との間を第1方向先端側に流通する空気を当該第2遮光部に導く導風部を有する。これによれば、第1整流部と第1遮光部との間を流通した空気を、確実に第2遮光部に向けて流通させることができ、当該第2遮光部を冷却できる。
従って、光が入射されて高温になりやすい第1遮光部及び第2遮光部に空気を確実に送風でき、当該第1遮光部及び第2遮光部を適切に冷却できる。そして、これにより、第1遮光部及び第2遮光部の劣化を抑制でき、調光を適切に実施できる。
また、本発明の第2態様に係るプロジェクターは、光源装置と、前記光源装置から出射された光束を変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光束を投射する投射光学装置と、前述の調光装置と、前記調光装置に空気を送出して、当該調光装置を冷却する冷却装置と、を備え、前記第1遮光部及び前記第2遮光部は、前記光源装置から出射されて前記光変調装置に入射される光束の光路上に設けられることを特徴とする。
上記第2態様によれば、前述の調光装置と同様の効果を奏することができる。
また、第1遮光部及び第2遮光部が、光源装置から光変調装置に入射される光束の光路上に配置されるので、当該光変調装置に入射される光量を確実に調整できる。従って、光変調装置により形成される画像のコントラストを向上できる。
上記第2態様では、前記光源装置から出射された光束を複数の部分光束に分割する第1レンズアレイと、前記第1レンズアレイにより分割された前記複数の部分光束を前記光変調装置に照射する第2レンズアレイと、を備え、前記第1遮光部及び前記第2遮光部は、前記第1レンズアレイと前記第2レンズアレイとの間に、前記第1整流部に対して前記第2レンズアレイ側に配置されることが好ましい。
上記第2態様によれば、第1レンズアレイ及び第2レンズアレイにより、光源装置から出射された光束の中心軸に対する直交面内の照度が均一化された光束を光変調装置に照射することができる。従って、当該光変調装置により形成される画像に輝度むらが生じることを抑制できる。
ここで、各遮光部による遮光位置が、当該各遮光部を通過した光が直接入射される光学部品に近いほど、各遮光部を全閉状態(各遮光部により最大限に遮光した状態)とした場合の光の漏れ量は少なくなる。
これに対し、上記第2態様では、第1遮光部及び第2遮光部は、第1整流部に対して第2レンズアレイ側に位置するように、第1レンズアレイと第2レンズアレイとの間に配置される。これによれば、各遮光部を上記全閉状態とした場合の光の漏れ量を少なくすることができる。従って、調光装置による光量調節を適切に実施できる。
上記第2態様では、前記第1遮光部及び前記第2遮光部は、前記第1遮光部及び前記第2遮光部において互いに対向する側の端部に、前記第2レンズアレイ側に傾斜して前記光束の少なくとも一部を遮光する傾斜部を有し、前記導風部は、前記第1遮光部及び前記第2遮光部が移動して近づいた場合に、前記第2遮光部の傾斜部に向けて前記空気を導風することが好ましい。
ここで、第1遮光部及び第2遮光部が、光束の中心軸に対して対称に配置され、かつ、当該各遮光部の移動量が同じである場合、これら第1遮光部及び第2遮光部による遮光量の調整が最も簡易となる。このような構成を有する調光装置の遮光位置は、各遮光部における互いに対向する側の端部の位置となる。
そして、上記第2態様では、第1遮光部及び第2遮光部は、当該各端部に、第2レンズアレイ側に傾斜して光束の少なくとも一部を遮光する傾斜部を有する。これによれば、前述の遮光位置をより第2レンズアレイ側に位置させることができる。従って、調光装置による光量調節をより適切に実施できる。
また、第1整流部が有する導風部が、第1遮光部及び第2遮光部が移動して近づいた場合に、当該第2遮光部の傾斜部に向けて前述の空気を導風する。これによれば、第2遮光部において光が入射される頻度が最も高く、かつ、入射光量が多いことから、当該第2遮光部において最も高温となりやすい傾斜部に、導風部により空気を確実に導風できる。従って、第2遮光部を効果的に冷却できる。更に、当該傾斜部に導風された空気は、第2遮光部に沿って第1方向先端側に流通することとなるので、当該第2遮光部全体を冷却できる。
加えて、第1遮光部の光束出射側の端面と第2レンズアレイとの間を、空気が上記第1方向先端側に流通する場合、当該空気は、第1遮光部における傾斜部に当たることとなる。これによれば、当該第1遮光部において最も高温となりやすい傾斜部に、空気を確実に流通させることができる。従って、第1遮光部を効果的に冷却できる。
上記第2態様では、前記第1遮光部に対する前記第1整流部側に前記第2遮光部と間隔を隔てて配置され、当該第2遮光部とともに移動する第2整流部を備えることが好ましい。
上記第2態様によれば、第1遮光部に対する第1整流部側と同じ側に、第2遮光部と間隔を隔てて第2整流部が配置される。これによれば、第1遮光部に沿って流通した空気を、第2遮光部と第2整流部との間に流通させることができる。従って、当該第2遮光部を冷却できる。
ここで、第2遮光部に前述の傾斜部が設けられ、導風部が当該傾斜部に空気を導風する場合には、当該傾斜部により、傾斜部に向かって流通した空気を第2遮光部と第2整流部との間に導くことができる。従って、第2遮光部をより効果的に冷却できる。
上記第2態様では、前記第1遮光部における前記第2遮光部側の端部は、前記第1整流部における同じ側の端部より前記第2遮光部側に位置し、前記第2遮光部における前記第1遮光部側の端部は、前記第2整流部における同じ側の端部より前記第1遮光部側に位置していることが好ましい。
上記第2態様によれば、第1遮光部及び第2遮光部において互いに対向する側の端部に入射される光が、第1整流部及び第2整流部によって遮光されることを防止できる。すなわち、当該光が第1整流部及び第2整流部により遮光されることで、前述の遮光位置が、後段の光学部品(例えば、前述の第2レンズアレイ)から遠ざかってしまうことを防止できる。従って、前述の光の漏れ量を確実に少なくすることができる。
本発明の一実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。 前記実施形態における各遮光部材が全閉状態である調光装置を示す斜視図。 前記実施形態における各遮光部材が全開状態である調光装置を示す斜視図。 前記実施形態における各遮光部材が全閉状態である調光装置を示す側面図。 前記実施形態における各遮光部材が全開状態である調光装置を示す側面図。 前記実施形態における各遮光部材が全閉状態である場合の空気の流れを説明する図。 前記実施形態における各遮光部材が全開状態である場合の空気の流れを説明する図。
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
[プロジェクターの概略構成]
図1は、本実施形態に係るプロジェクター1の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター1は、後述する光源装置31から出射された光を変調し、変調された光をスクリーン等の被投射面上に拡大投射することで、当該被投射面上に画像を表示する。このようなプロジェクター1は、図1に示すように、筐体2と、当該筐体2内に収納される光学ユニット3及び冷却装置9とを備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター1は、当該プロジェクター1を制御する制御装置、及び、当該プロジェクター1を構成する電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
これらのうち、冷却装置9は、詳しい図示を省略するが、冷却ファンと、当該冷却ファンから送出された空気を後述する照明光学装置32の下方に導くダクトとを備えて構成されている。
[光学ユニットの構成]
光学ユニット3は、光学部品用筐体4と、光学部品用筐体4に支持される光源装置31及び各種光学装置32〜34と、電気光学装置5及び投射光学装置6とを備える。
具体的に、光学部品用筐体4は、各種光学部品を収納する溝部(図示省略)が形成された部品収納部材と、当該部品収納部材に形成された部品収納用の開口部を閉塞する蓋状部材とを備え、これらは合成樹脂又は金属により形成されている。このような光学部品用筐体4には、光源装置31、照明光学装置32、色分離光学装置33及びリレー光学装置34が取り付けられる。
光源装置31は、光源ランプ311及びリフレクター312を有し、照明光学装置32に光束を出射する。
照明光学装置32は、光源装置31から出射された光束の中心軸に対する直交面内の照度を均一化する。この照明光学装置32は、第1レンズアレイ321、調光装置7、第2レンズアレイ322、偏光変換素子323及び重畳レンズ324を有する。
第1レンズアレイ321は、詳しい図示を省略するが、光源装置31から出射された光束を複数の部分光束に分割する複数の第1小レンズがマトリクス状に配列された構成を有する。また、第2レンズアレイ322は、第1レンズアレイ321の各第1小レンズに応じた複数の第2小レンズがマトリクス状に配列された構成を有する。そして、第2レンズアレイ322及び重畳レンズ324は、入射される各部分光束を後述する液晶パネル53の画像形成領域に照射して、当該画像形成領域を均一に照明する。
偏光変換素子323は、入射された光の偏光方向を一種類に揃える。
調光装置7は、第1レンズアレイ321を介して第2レンズアレイ322に入射される光の少なくとも一部を遮蔽して、当該第2レンズアレイ322、ひいては、液晶パネル53に入射される光量を調整する。なお、調光装置7の構成については、後に詳述する。
色分離光学装置33は、照明光学装置32から入射される光束を、赤(R)、緑(G)及び青(B)の3つの色光に分離する。この色分離光学装置33は、ダイクロイックミラー331,332及び反射ミラー333を有する。
リレー光学装置34は、分離された3つの色光のうち、赤色光の光路上に設けられる。このリレー光学装置34は、入射側レンズ341、リレーレンズ343及び反射ミラー342,344を有する。このリレー光学装置34は、分離された赤色光の光路(光変調装置53に到達するまでの光路)が、他の色光の光路に比べて長いため、当該赤色光の損失を抑制するものである。
電気光学装置5は、分離された各色光を画像情報に応じて変調した後、変調された各色光を合成する。この電気光学装置5は、それぞれ色光ごとに設けられる3つのフィールドレンズ51、3つの入射側偏光板52、光変調装置としての3つの液晶パネル53、及び、3つの出射側偏光板54と、変調された各色光を合成する色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム55とを有する。
投射光学装置6は、クロスダイクロイックプリズム55により合成された光束(画像を形成する光束)を前述の被投射面上に拡大投射する投射レンズである。
これら光源装置31、各光学装置32〜34、電気光学装置5及び投射光学装置6は、光学部品用筐体4内に設定された照明光軸Axに対する所定位置に位置付けられる。このため、光源装置31が光学部品用筐体4内に収納された際には、当該光源装置31から出射される光束の中心軸は、照明光軸Axと一致する。
[調光装置の構成]
図2及び図3は、調光装置7を光束出射側から見た斜視図である。これらのうち、図2は、遮光部材73,74が全閉状態(遮光量が最も多い状態であり、各遮光部材73,74を最も近接させた状態)にある場合の調光装置7を示している。また、図3は、遮光部材73,74の全開状態(遮光量が最も少ない状態であり、各遮光部材73,74を最も離間させた状態)を示している。
なお、以下の説明にて、光源装置31から出射された光束の進行方向をZ方向とし、当該Z方向に直交する方向のうち、鉛直方向とは反対方向(上方に向かう方向)をY方向(上記第1方向)とし、Z方向基端側から見て左から右に向かう方向をX方向とする。なお、光束の進行方向は、前述のようにダイクロイックミラー331等により屈曲されるが、X、Y及びZ方向は、本明細書では、光源装置31から射出された時点での光束の進行方向に基づいて設定されるものとする。
また、例えば「ある構成が他の構成に対するZ方向先端側に位置する」との記載は、当該構成が他の構成に対して+Z方向側に位置することを示し、「ある構成が他の構成のZ方向基端側に位置する」との記載は、当該構成が他の構成に対して−Z方向側に位置することを示す。X方向及びY方向においても同様である。
調光装置7は、前述のように、第1レンズアレイ321から第2レンズアレイ322に入射される光の一部を遮蔽する。この調光装置7は、図2及び図3に示すように、駆動手段71と、筐体72と、一対の遮光部材73,74とを備える。
駆動手段71は、遮光部材73,74を移動させる駆動力を発生させる。この駆動手段71の駆動は、前述の制御装置により制御される。なお、本実施形態では、駆動手段71は、ステッピングモーターにより構成されているが、他の構成を採用してもよい。
筐体72は、略直方体形状に形成され、駆動手段71が取り付けられる。この他、図示を省略するが、筐体72内には、遮光部材73,74を支持し、当該駆動手段71の駆動力により当該遮光部材73,74を移動させるギア等の伝達手段が設けられている。このような筐体72には、照明光軸Axに対する直交方向(具体的にはY方向)に沿うガイド溝721,722が、Z方向にずれて形成されている。すなわち、ガイド溝721は、ガイド溝722に対してZ方向基端側に形成されている。更に、筐体72には、当該筐体72を光学部品用筐体4に固定するための固定部723が設けられている。
遮光部材73は、本発明の第1遮光部材に相当し、遮光部材74は、本発明の第2遮光部材に相当する。これら遮光部材73,74は、本実施形態では、ステンレス鋼により形成された板状部材である。そして、遮光部材73,74は、駆動手段71及び伝達手段により、照明光軸Axに対する直交方向であるY方向に沿って互いに近接及び離間する方向に同じ寸法分だけ移動する。
このような遮光部材73は、ガイド溝721に挿入され、筐体72内部で支持される支持部731と、当該支持部731から略直角に折れ曲がり、Z方向とは反対方向に延出する延出部732と、当該延出部732に対して略直角に折れ曲がり、X方向に延出する遮光部733とを有する。
同様に、遮光部材74は、ガイド溝722に挿入され、筐体72内で支持される支持部741と、当該支持部741の端部からZ方向とは反対方向に延出する延出部742と、延出部742の端部からX方向に延出する遮光部743とを有する。
遮光部733,743は、それぞれ板状に形成されており、XY平面に沿うように配置される。これら遮光部733,743は、第1レンズアレイ321と第2レンズアレイ322との間に、照明光軸Axを中心とする対称位置に配置される。具体的に、遮光部733は、照明光軸Axに対するY方向基端側(−Y方向側)に配置され、遮光部743は、当該照明光軸Axに対するY方向先端側(+Y方向側)に配置される。
そして、遮光部材73,74がY方向に沿って進退すると、遮光部733,743は、第1レンズアレイ321から第2レンズアレイ322に入射される光束の通過領域内に挿抜され、当該光束を遮光する。これにより、第2レンズアレイ322に入射される光量が調整される。
ここで、延出部742のZ方向に沿う寸法は、延出部732のZ方向に沿う寸法より長い。これは、遮光部733における光束入射側の端面7331と、遮光部743における光束入射側の端面7431とをほぼ同一平面上に配置するための措置である。すなわち、支持部741が挿入されるガイド溝722の位置が、支持部731が挿入されるガイド溝721の位置よりZ方向先端側に位置するため、延出部732におけるZ方向に沿う寸法は、延出部742におけるZ方向に沿う寸法より長くなっている。なお、ガイド溝721,722の位置関係、及び、遮光部733,743の配置位置によっては、延出部732のZ方向に沿う寸法が延出部742の同方向の寸法より長くてもよい。
また、遮光部733,743において互いに対向する端部(それぞれ照明光軸Ax側の端部)には、Z方向先端側(すなわち第2レンズアレイ322側)に傾斜する傾斜部7332,7432が形成されている。これら傾斜部7332,7432は、光束の通過領域内に遮光部733,743が挿入されたときに、当該光束を遮蔽する主要部である。このような傾斜部7332,7432が設けられていることにより、遮光部材73,74による遮光位置が、端面7331,7431より第2レンズアレイ322側に近づくため、第2レンズアレイ322に漏れる光の量を低減させている。
なお、傾斜部7332,7432の照明光軸Axに対する傾斜角は、本実施形態では、それぞれ同じ角度であり、更に当該傾斜部7332,7432による反射光が光源装置31に向かわないように設定されている。しかしながら、これに限らず、それぞれ異なる傾斜角であってもよい。
図4及び図5は、調光装置7を示す側面図である。これらのうち、図4は、図2で示した状態、すなわち、一対の遮光部材73が全閉状態にある調光装置7を示している。また、図5は、図3で示した状態、すなわち、遮光部材73,74が全開状態にある調光装置7を示している。
更に、調光装置7は、図4及び図5に示すように、遮光部材73に設けられる整流板75と、遮光部材74に設けられる整流板76とを備える。
整流板75は、端面7331の一部を覆うように当該端面7331の光束入射側に設けられる。同様に、整流板76は、端面7431の一部を覆うように当該端面7431の光束入射側に設けられる。これら整流板75,76は、熱伝導性の高い金属により形成され、本実施形態では、遮光部材73,74と同じ金属(ステンレス鋼)により形成されている。詳述すると、Y方向の両端部をX方向に沿って折曲加工した板状体を、端面7331,7431に溶接することで、整流板75,76が構成されている。
このような整流板75,76は、光束が入射されることにより高温となる遮光部材73,74と熱伝導可能に接続されており、当該各整流板75,76は、遮光部材73,74の放熱面積を拡大して、当該遮光部材73,74の冷却効果を高める機能を有する。
また、整流板75は、端面7331に対して所定間隔を隔てて配置される整流部751を有し、整流板76は、端面7431に対して所定間隔を隔てて配置される整流部761を有する。これら整流部751及び端面7331の間の寸法(Z方向に沿う寸法)と、整流部761及び端面7431の間の寸法(Z方向に沿う寸法)とは同じである。
このような整流部751と遮光部733との間の空間S1内、及び、整流部761と遮光部743との間の空間S2内には、前述の冷却装置9(図1参照)から送風された空気がY方向先端側(+Y方向側)に流通する流路が形成される。このように、整流部751,761は、Y方向基端側に位置する冷却装置9から送出された空気を、端面7331,7431に沿って流通させる機能を有する。すなわち、整流部751は、本発明の第1整流部に相当し、整流部761は、本発明の第2整流部に相当する。
このような整流部751におけるY方向先端側の端部(遮光部材74側の端部)は、遮光部材73の傾斜部7332における同方向の端部よりY方向基端側(−Y方向側)に位置している。換言すると、当該傾斜部7332におけるY方向先端側の端部は、整流部751における同方向の端部より、Y方向先端側(すなわち、照明光軸Ax側)に位置している。
同様に、整流部761におけるY方向基端側の端部(遮光部材73側の端部)は、遮光部材74の傾斜部7432における同方向の端部よりY方向先端側(+Y方向側)に位置している。換言すると、当該傾斜部7432におけるY方向基端側の端部は、整流部761における同方向の端部より、Y方向基端側(すなわち、照明光軸Ax側)に位置している。
これは、端面7331,7431より光束入射側に位置する整流部751,761により光が遮蔽され、調光装置7による遮光位置が、第2レンズアレイ322に対して傾斜部7332,7432よりZ方向基端側(−Z方向側)になることを防ぐためである。これにより、第2レンズアレイ322に漏れる光の量を確実に低減させることができる。
整流板75,76のうち、冷却装置9から送出される空気の上流側に位置する整流板75の整流部751における下流側の端部、すなわち、当該整流部751におけるY方向先端側(+Y方向側)の端部には、空間S1内を流通した空気を遮光部材74に導く導風部752が形成されている。この導風部752は、Z方向先端側及びY方向先端側に向かって傾斜する部分であり、換言すると、Y方向先端側に向かうに従ってZ方向先端側(遮光部733に近接する方向)に傾斜した部分である。この導風部752は、空間S1内をY方向先端側に向かって流通する空気を、Z方向先端側に向けて流通させる。換言すると、当該導風部752は、遮光部733,743が移動して互いに近づいた場合に、当該遮光部743の傾斜部に向けて空気を導風する。このような導風部752の照明光軸Axに対する角度は、本実施形態では、遮光部材73,74を全閉状態とした場合に当該空気が傾斜部7432に向かう角度に設定されている。
[冷却空気の流れ]
図6及び図7は、遮光部材73,74が全閉状態及び全開状態にある場合の空気の流れを示す図である。なお、図6及び図7においては、調光装置7の筐体72や、遮光部材73,74における支持部731,741及び延出部732,742等、一部の構成の図示を省略している。
冷却装置9から送出された空気は、照明光学装置32の各光学部品を冷却する。
これらのうち、第2レンズアレイ322と偏光変換素子323との間を流通する空気は、図6及び図7に示すように、A91方向に沿ってY方向先端側(+Y方向側)に流通し、当該第2レンズアレイ322の光束出射側及び偏光変換素子323の光束入射側を冷却する。また、偏光変換素子323と重畳レンズ324との間を流通する空気は、A92方向に沿ってY方向先端側に流通し、当該偏光変換素子323の光束出射側及び重畳レンズ324の光束入射側を冷却する。
[第1レンズアレイと整流部との間を流通する空気の流れ]
第1レンズアレイ321と整流板75との間を流通する空気は、当該第1レンズアレイ321の光束出射側の端面、及び、整流板75の光束入射側の端面に沿ってA11方向に流通し、更に、整流板76の光束入射側の端面に沿ってA12方向に流通して、これらを冷却する。これにより、第1レンズアレイ321からの光束の通過領域内に挿入されて高温となる遮光部材73,74の熱が伝導される整流板75,76が、当該空気により冷却される。
[整流部と遮光部との間を流通する空気の流れ]
整流部751と遮光部733との間の空間S1をA21方向に流通する空気は、当該整流板75と遮光部材73とを冷却する。この後、導風部752により、空気の流通方向は、Z方向先端側に変更され、当該空気は、A22方向に沿って流通する。
ここで、遮光部材73,74が移動して互いに近づき、相対的に光束の遮光量が大きいとき、又は、図6の全閉状態である場合、導風部752により流通方向がZ方向先端側に変更された空気は、図6に示すように、遮光部材74の傾斜部7432に向けて流通する。このため、傾斜部7432に効果的に空気が送風され、当該傾斜部7432が効率よく冷却される。
この傾斜部7432に送風された空気は、当該傾斜部7432に沿ってA23方向に流通し、整流部761と端面7431との間の空間S2内を流通する。これにより、遮光部材74と、当該遮光部材74の熱が伝導される整流板76が冷却される。
一方、遮光部材73,74が移動して互いに離れ、相対的に光束の遮光量が小さいとき、又は、図7の全開状態である場合、導風部752により流通方向がZ方向先端側に変更された空気は、図7に示すように、第2レンズアレイ322の光束入射側の端面に沿って、A2A方向に流通する。そして、当該空気の一部は、傾斜部7432により整流部761と端面7431との間の空間S2内に導かれ、当該空間S2内をA23方向に流通する。これにより、遮光部材73,74が全閉状態である場合と同様に、遮光部材74及び整流板76が冷却される。また、他の一部の空気は、遮光部材74と第2レンズアレイ322との間をA33方向に流通する。これにより、遮光部材74及び第2レンズアレイ322が冷却される。
前述の通り、遮光部材73,74が全開状態でなく、全閉状態より開いた状態(互いが離間した状態)である場合も同様である。
[遮光部と第2レンズアレイとの間を流通する空気の流れ]
遮光部733と第2レンズアレイ322との間に冷却装置9から送出された空気は、遮光部材73,74が全閉状態である場合には、図6に示すように、当該遮光部733と第2レンズアレイ322との間をA31方向に沿って流通する。これにより、当該遮光部733と第2レンズアレイ322におけるY方向基端側の領域とが冷却される。
その後、当該空気の流通方向は、傾斜部7332によって、A32方向(すなわちZ方向先端側)に変更される。この際、傾斜部7332における光束出射側の面に、空気が当たることで、高温となりやすい傾斜部7332が効率よく冷却される。
そして、傾斜部7332によって当該傾斜部7332の先端部と第2レンズアレイ322との隙間に導かれた空気は、遮光部743と第2レンズアレイ322との間をA33方向に流通する。これにより、遮光部743と第2レンズアレイ322におけるY方向先端側の領域とが冷却される。
一方、図7に示すように、遮光部材73,74が全開状態である場合でも前述の場合と同様に、遮光部733の光束出射側の面に沿ってA31方向に流通した空気は、傾斜部7332により、A32方向に流通する。
この空気は、傾斜部7332の先端部と第2レンズアレイ322との隙間を介してY方向先端側へと流通し、前述の空間S1内を流通した空気と合流する。そして、当該空気は、第2レンズアレイ322の光束入射側の端面に沿ってA2A方向に流通し、当該第2レンズアレイ322を冷却する。ここで、遮光部材73,74が全開状態である場合には、第2レンズアレイ322の中央部分に入射される光量が多くなり、当該中央部分が高温となる。これに対し、当該中央部分を空気が流通することで、当該中央部分を冷却できる。
そして、前述のように、A2A方向に流通した空気のうち、一部の空気は、傾斜部7432により導かれてA23方向に流通し、これにより、遮光部743及び整流板76が冷却される。また、他の一部の空気は、遮光部743に沿ってA33方向に流通し、これにより、遮光部743及び第2レンズアレイ322が冷却される。
なお、遮光部材73,74が全開状態でなく、全閉状態より開いた状態である場合も同様である。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター1によれば、以下の効果がある。
遮光部材73には、当該遮光部材73とともに移動する整流板75が設けられ、当該整流板75は、遮光部733に対して間隔を隔てて配置される整流部751を有する。これによれば、Y方向先端側に流通する空気が、遮光部733におけるY方向基端側の端部にて分断される場合でも、分断された一方の空気を遮光部733と整流部751との間に流通させることができ、当該遮光部材73を冷却できる。
また、整流部751におけるY方向先端側の端部(遮光部材74側の端部)には、遮光部材74側に傾斜して、Y方向先端側に流通する空気を傾斜部7432に導く導風部752が設けられている。これによれば、整流部751と遮光部733との間を流通した空気を、確実に傾斜部7432に流通させることができ、当該空気により遮光部743(傾斜部7432)を冷却できる。
従って、光が入射されて高温になりやすい各遮光部733,743に空気を確実に流通させることができ、当該各遮光部733,743を適切に冷却できる。そして、これにより、当該各遮光部733,743の劣化を抑制でき、調光を適切に実施できる。
更に、遮光部733,743は、第1レンズアレイ321と第2レンズアレイ322との間に配置され、当該第1レンズアレイ321から第2レンズアレイ322に入射される光束の中心軸を中心とする対称位置に配置されている。これによれば、光変調装置としての液晶パネル53に入射される光量を確実に調整できる。従って、形成及び投射される画像のコントラストを確実に向上できる。
ここで、各遮光部733,743による遮光位置が、遮光部材73,74を介した光が直接入射される光学部品である第2レンズアレイ322に近いほど、各遮光部733,743を全閉状態とした場合の光の漏れ量は少なくなる。
これに対し、各遮光部733,743は、整流板75,76に対して第2レンズアレイ322側に配置される。これによれば、遮光部733,743に対して整流板75,76が第2レンズアレイ322側に配置される場合に比べて、遮光位置を第2レンズアレイ322側に近づけることができる。従って、各遮光部733,743が少なくとも光束の一部を遮光したときに、光の漏れ量を少なくすることができ、調光装置7による光量調節を適切に実施できる。
遮光部733,734における互いに対向する側の端部には、第2レンズアレイ322側に傾斜した傾斜部7332,7432が設けられている。これによれば、当該傾斜部7332,7432が設けられていない場合に比べて、前述の遮光位置を第2レンズアレイ322に一層近づけることができる。従って、調光装置7による光量調節をより適切に実施できる。
また、遮光部733,743が互いに近づいた場合に、導風部752は、当該遮光部743の傾斜部7432に向けて空気を導風する。これによれば、光が入射される頻度が最も高く、かつ、入射光量が多いことから、遮光部743において最も高温となりやすい傾斜部7432に、当該導風部752により空気をより確実に導風できる。従って、遮光部743を効果的に冷却できる。更に、当該傾斜部7432に導風された空気は、傾斜部7432及び端面7431に沿ってY方向先端側に流通するので、当該遮光部743全体を冷却できる。
加えて、遮光部733と第2レンズアレイ322との間をY方向先端側に流通する空気は、当該遮光部733の傾斜部7332に当たることとなる。これによれば、遮光部733において最も高温となりやすい傾斜部7332に、空気を確実に流通させることができる。従って、遮光部733を効果的に冷却できる。
遮光部733に対する整流部751の配置側と同じ側、すなわち、光束入射側に、遮光部743と間隔を隔てて整流部761が配置される。これによれば、遮光部733に沿って流通した空気を、遮光部743と整流部761との間に流通させることができる。従って、遮光部743を確実に冷却できる。
また、導風部752は、傾斜部7432に空気を導風するので、当該傾斜部7432に流通した空気を、遮光部743と整流部761との間に導くことができる。従って、遮光部743をより効果的に冷却できる。
整流部751のY方向先端側の端部は、傾斜部7332のY方向先端側の端部よりY方向基端側に位置し、整流部761のY方向基端側の端部は、傾斜部7432のY方向基端側の端部よりY方向先端側に位置する。これによれば、遮光部733,743における互いに対向する側の端部に位置する傾斜部7332,7432に入射される光が、当該整流部751,761により遮光されることを防止できる。すなわち、当該光が整流部751,761により遮蔽されることで、前述の遮光位置が、第2レンズアレイ322から遠ざかることを防止できる。従って、前述の光の漏れ量を確実に少なくすることができる。
[実施形態の変形]
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、整流板75,76は、遮光部733,743の端面7331,7431にそれぞれ固定されて、当該遮光部733,743に対して光束入射側に位置するとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、整流板75,76は、遮光部733,743の光束出射側に位置していてもよい。更に、整流板75,76のうち、一方が、対応する遮光部の光束入射側に位置し、他方が、対応する遮光部の光束出射側に位置していてもよい。
更に、整流板75,76は遮光部材73,74に固定されていなくてもよく、これらが別体として設けられ、遮光部材73,74の進退に応じて整流板75,76が同方向に同量移動する構成としてもよい。
前記実施形態では、遮光部733,743は、第1レンズアレイ321と第2レンズアレイ322との間に配置されていたが、本発明はこれに限らない。すなわち、光源装置31と光変調装置としての液晶パネル53との間に配置され、当該液晶パネル53に入射される光量を調整可能であれば、他の場所に設けられていてもよい。
更に、遮光部733,743は、Y方向に沿って移動するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、入射される光束の中心軸に対する直交方向にそれぞれ移動し、当該光束の少なくとも一部を遮光可能な構成であれば、遮光部が移動する方向は問わず、また、遮光部733,743が全閉状態である場合に、調光装置7を透過する光量が0とならなくてもよい。同様に、各遮光部に送風される空気の流通方向も、第1遮光部に相当する遮光部733側から、第2遮光部に相当する遮光部743側に向かって流通すればよく、Y方向基端側から先端側に向かう方向に限らない。
前記実施形態では、遮光部733,743において互いに対向する側の端部には、互いに近接し、かつ、第2レンズアレイ322側に傾斜した傾斜部7332,7432が形成されているとした。しかしながら、本発明はこれに限らず、当該傾斜部7332,7432は無くてもよい。
また、前記実施形態では、導風部752は、傾斜部7432に向けて流通するように導風するとした。しかしながら、本発明はこれに限らず、第2遮光部に相当する遮光部743に空気が導風されればよい。
前記実施形態では、遮光部743には、当該遮光部743と間隔を隔てて配置される整流部761を有する整流板76が取り付けられるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、整流板76は無くてもよい。また、整流板76を設ける場合でも、整流部761及び遮光部743の間の間隔と、整流部751及び遮光部733の間の間隔とは、異なっていてもよい。
前記実施形態では、プロジェクター1は、光変調装置として3つの液晶パネル53を備えていたが、本発明はこれに限らない。すなわち、2つ以下、あるいは、4つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
また、前記実施形態では、光学ユニット3は平面視略L字形状を有する構成としたが、本発明はこれに限らず、例えば、平面視略U字形状を有する構成を採用してもよい。
更に、前記実施形態では、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネル53を採用したが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記実施形態では、光変調装置として液晶パネル53を備えたプロジェクター1を例示したが、入射光束を画像情報に応じて変調可能な光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。例えば、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いたプロジェクターにも、本発明を適用することは可能である。このような光変調装置を用いた場合、光束入射側及び光束射出側の偏光板52,54は省略することができる。
本発明は、プロジェクターに好適に利用できる。
1…プロジェクター、6…投射光学装置、7…調光装置、9…冷却装置、31…光源装置、53…液晶パネル(光変調装置)、321…第1レンズアレイ、322…第2レンズアレイ、733…遮光部(第1遮光部)、743…遮光部(第2遮光部)、751…整流部(第1整流部)、752…導風部、761…整流部(第2整流部)、7332,7432…傾斜部、Ax…照明光軸(光束の中心軸)。

Claims (6)

  1. 入射される光束の通過光量を調整する調光装置であって、
    それぞれ前記光束の中心軸に直交する方向に沿って移動し、前記光束の少なくとも一部を遮光する第1遮光部及び第2遮光部と、
    前記第1遮光部における前記光束の入射側及び出射側の一方に間隔を隔てて配置され、当該第1遮光部とともに移動する第1整流部と、を備え、
    前記第1整流部は、前記第2遮光部側の端部に、当該第2遮光部側に傾斜し、前記第2遮光部側とは反対側から前記第1遮光部との間に流通する空気を前記第2遮光部に導く導風部を有することを特徴とする調光装置。
  2. 光源装置と、
    前記光源装置から出射された光束を変調する光変調装置と、
    前記光変調装置により変調された光束を投射する投射光学装置と、
    請求項1に記載の調光装置と、
    前記調光装置に空気を送出して、当該調光装置を冷却する冷却装置と、を備え、
    前記第1遮光部及び前記第2遮光部は、前記光源装置から出射されて前記光変調装置に入射される光束の光路上に設けられることを特徴とするプロジェクター。
  3. 請求項2に記載のプロジェクターにおいて、
    前記光源装置から出射された光束を複数の部分光束に分割する第1レンズアレイと、
    前記第1レンズアレイにより分割された前記複数の部分光束を前記光変調装置に照射する第2レンズアレイと、を備え、
    前記第1遮光部及び前記第2遮光部は、前記第1レンズアレイと前記第2レンズアレイとの間に、前記第1整流部に対して前記第2レンズアレイ側に配置されることを特徴とするプロジェクター。
  4. 請求項3に記載のプロジェクターにおいて、
    前記第1遮光部及び前記第2遮光部は、前記第1遮光部及び前記第2遮光部において互いに対向する側の端部に、前記第2レンズアレイ側に傾斜して前記光束の少なくとも一部を遮光する傾斜部を有し、
    前記導風部は、前記第1遮光部及び前記第2遮光部が移動して近づいた場合に、前記第2遮光部の傾斜部に向けて前記空気を導風することを特徴とするプロジェクター。
  5. 請求項2から請求項4のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
    前記第1遮光部に対する前記第1整流部側に前記第2遮光部と間隔を隔てて配置され、当該第2遮光部とともに移動する第2整流部を備えることを特徴とするプロジェクター。
  6. 請求項5に記載のプロジェクターにおいて、
    前記第1遮光部における前記第2遮光部側の端部は、前記第1整流部における同じ側の端部より前記第2遮光部側に位置し、
    前記第2遮光部における前記第1遮光部側の端部は、前記第2整流部における同じ側の端部より前記第1遮光部側に位置していることを特徴とするプロジェクター。
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