JP2018101031A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】光学部品への塵埃の付着を低減させて投写画像の画像品質を長時間維持するプロジェクターを提供する。【解決手段】プロジェクターは、光変調装置を含む光学部品を気流により冷却する冷却機構を備え、冷却機構は、光学部品の表面に沿ってレイノルズ数が６０以下となる流速で気流を発生させる吐出部を備えている。【選択図】図６

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

従来、光源から射出される光を画像情報に応じて光変調装置（液晶表示素子やＤＭＤデバイス等）で変調し、投写光学装置で画像を拡大投写するプロジェクターが知られている。また、プロジェクターでは、光学系を構成する各種光学部品や光学装置の冷却が必要となる。プロジェクターは、光学系の冷却方式として、一般的に、外気を取り込んで冷却する、いわゆる空冷方式が採用されている。なお、空冷方式を用いる際には、外気に含まれる塵埃の光学部品への付着を防止し、投写画像の画像品質の低下を抑制している。

特許文献１の投射型表示装置（プロジェクター等）は、空冷用空間部の下部に２箇所の冷却風吹出口から上向きに吹き出された冷却風を、その空冷用空間部内のクロスプリズムの互いに直交する側面に対応してほぼＬ型に配置された２組のライトバルブユニットの表面に沿って上昇されるように誘導する主送風ガイドが、２組のライトバルブユニットの互いに隣接する側面に沿ってほぼＬ型に配置され、かつ、この主送風ガイドがこの空冷用空間部のコーナー部分において底部から上方へ起立されてライトバルブユニットの側面を空冷用空間部の底部から覆うように設けているので、２箇所の冷却風吹出口から上向きに吹き出された冷却風を、２組のライトバルブユニットの表面に沿ってスムーズに上昇させることができ、この空冷用空間部のコーナー部分に冷却風の多量の渦を伴う乱流が発生することを防止することが開示されている。

また、冷却する気流として、層流ではなく、乱流を発生させて、発熱する光学部品の表面に冷却風を送ることで、冷却効率を向上させるプロジェクター等もある。

特許第３７８１０５４号公報

特許文献１における構成は、新たな機構を設置する必要があるため、コストアップや製品サイズが大型化する等の課題がある。
また、乱流を発生させて光学部品を冷却する場合、冷却風に含まれる人皮や綿埃等を含む数百μｍ〜数十μｍの比較的大きな塵埃は、吹き飛ばすことができる。しかし、サブμｍの小さな塵埃は、徐々にではあるが、光学部品に付着していく。付着した場合には以後離脱し難くなる。そのため、プロジェクターの使用時間が、１０００時間、２０００時間ではあまり問題とはならないが、１００００時間を超える等、長期で使用する場合には、投写画像の画質、特に色むら等の問題が発生しやすくなる。
従って、光学部品への塵埃の付着を低減させて投写画像の画像品質を長時間維持するプロジェクターが要望されていた。

本発明は、上述の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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係るプロジェクターは、光源から射出される光を画像情報に応じて光変調装置で変調し、投写光学装置で画像を拡大投写するプロジェクターであって、光変調装置を含む光学部品を気流により冷却する冷却機構を備え、冷却機構は、光学部品の表面に沿ってレイノルズ数が６０以下となる流速で気流を発生させる吐出部を備えていることを特徴とする。

本適用例のプロジェクターによれば、冷却機構は、光学部品の表面に沿ってレイノルズ数が６０以下となる流速で気流を発生させる吐出部を備えることにより、光学部品へ吹き付ける気流を層流とすることができる。なお、光学部品の面上を流動する気流が乱流の場合、光学部品の面上で速度差を有する領域が発生しやすく、速度の遅い領域などへ塵埃が滞留しやすくなる。しかし、光学部品への気流を層流とすることで、速度差の発生を抑制することができ、光学部品への塵埃の滞留を少なくすることで、光学部品への塵埃の付着を低減することができる。特に、サブμｍの塵埃（微粒子）の付着防止に効果がある。これにより、投写画像の画像品質を長時間維持することができる。

［適用例２］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、光学部品の表面を流動する気流を遮る構造部を備える場合、構造部は、光学部品の表面に対して垂直方向となる距離が０．５ｍｍ以内であることが好ましい。

上記適用例のプロジェクターによれば、光学部品の表面を流動する気流を遮る構造部（例えば、光学部品を保持固定する枠など）を備える場合、光学部品の表面に対して垂直方向となる距離が０．５ｍｍ以内であれば、構造部の下流側でのカルマン渦や乱流の発生を抑制することができる。従って、光学部品への塵埃の付着を低減することができる。

［適用例３］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、光学部品の表面を流動する気流を遮る構造部を備える場合、構造部は、気流の上流側および下流側にテーパー部を備えていることが好ましい。

上記適用例のプロジェクターによれば、気流を遮る構造部を備える場合、気流の上流側および下流側にテーパー部を備えている。この構成にすることにより、構造部に吹き付けた気流はテーパー部により滑らかに流動することができる。これにより、構造部の下流側でのカルマン渦や乱流の発生を抑制することができる。従って、光学部品への塵埃の付着を低減することができる。

第１実施形態に係るプロジェクターの光学系の概略構成を模式的に示す図。 走査電子顕微鏡による光学部品に付着した物質の画像（ＳＥＭ画像）。 付着物質のサイズ別個数を示す図。 プロジェクターの光学系及び冷却機構の概略構成を模式的に示す図。 光学補償素子を表側から見た斜視図。 光学補償素子を裏側から見た斜視図。 光学補償素子を保持した保持枠の受部を通る気流方向での断面図。 第２実施形態に係る光学部品の表面を流動する気流を遮る構造部を備える場合の構造部の形状を示す断面図。 図７Ａに示す構造部の平面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明を行う。

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係るプロジェクター１の光学系（光学ユニット３）の概略構成を模式的に示す図である。なお、図１を含め、以降の図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などを適宜異ならせている。

本実施形態のプロジェクター１は、光源３０１（光源装置３０）から射出される光（光束）を画像情報に応じて変調してスクリーン（図示省略）等の投写面に拡大投写する装置である。また、プロジェクター１は、光学ユニット３（光学系）、制御部（図示省略）、制御部等に電力を供給する電源部４（図４参照）、及びプロジェクター１内部を冷却する冷却機構５（図４参照）等を備え、これら各装置が外装筐体２内部に収容されている。なお、冷却機構５に関しては後述する。

図１に示すように、光学ユニット３は、制御部による制御に基づき、光源装置３０から射出された光束を変調して投写するユニットである。光学ユニット３は、光源装置３０、照明光学装置３１、色分離光学装置３２、リレー光学装置３３、電気光学装置３４、およびこれら光学装置３０〜３４を内部に収容すると共に、投写レンズ３５を所定位置で支持固定する光学部品用筐体３６を備えて構成されている。

光源装置３０は、光源３０１およびリフレクター３０２を備える。光源装置３０は、光源３０１から射出された光束をリフレクター３０２によって反射させて射出方向を揃え、照明光軸ＯＡに対して平行化して照明光学装置３１に向けて射出する。照明光軸ＯＡは、光源装置３０から被照明領域側に射出される光束の中心軸である。本実施形態の光源装置３０は、超高圧水銀ランプを採用している。

照明光学装置３１は、第１レンズアレイ３１１、第２レンズアレイ３１２、偏光変換素子３１３、重畳レンズ３１４、及び平行化レンズ３１５を備えている。第１レンズアレイ３１１は、光源装置３０から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸ＯＡに沿った方向に射出する。第２レンズアレイ３１２は、第１レンズアレイ３１１から射出された部分光束をそれぞれ重畳レンズ３１４に向けて射出する。

偏光変換素子３１３は、第２レンズアレイ３１２から射出されたランダム偏光光となる各部分光束を液晶パネル３４１で利用可能な略１種類の偏光光に揃える機能を有する。なお、第２レンズアレイ３１２から射出され、偏光変換素子３１３によって略１種類の偏光光に変換された各部分光束は、重畳レンズ３１４によって、液晶パネル３４１の表面に略重畳される。なお、重畳レンズ３１４から射出された光束は、平行化レンズ３１５により平行化されて液晶パネル３４１に重畳される。平行化レンズ３１５は、詳細には、後述する３色の色光毎に設けられている。

色分離光学装置３２は、第１ダイクロイックミラー３２１、第２ダイクロイックミラー３２２、及び反射ミラー３２３を備えている。色分離光学装置３２は、照明光学装置３１から射出された光束を、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光の３色の色光に分離する。

リレー光学装置３３は、入射側レンズ３３１、リレーレンズ３３３、及び反射ミラー３３２，３３４を備えている。リレー光学装置３３は、色分離光学装置３２で分離されたＲ光をＲ光用の液晶パネル３４１Ｒまで導く。なお、本実施形態では、リレー光学装置３３がＲ光を導く構成としているが、これに限定されず、例えば、Ｂ光を導く構成としてもよい。

電気光学装置３４は、各色光に対応して、入射側偏光板３４２、光変調装置としての液晶パネル３４１、光学補償素子３４３、及び射出側偏光板３４４を備えている。また、電気光学装置３４は、各色光を合成するクロスダイクロイックプリズム３４５を備えている。なお、各色光に対応する液晶パネル３４１として、Ｒ光用の液晶パネルを３４１Ｒ、Ｇ光用の液晶パネルを３４１Ｇ、Ｂ光用の液晶パネルを３４１Ｂとする。

液晶パネル３４１（３４１Ｒ，３４１Ｇ，３４１Ｂ）は、色分離光学装置３２で色光毎に分離された光束を画像情報に応じて変調する。クロスダイクロイックプリズム３４５は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状を有し、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム３４５は、液晶パネル３４１Ｒ，３４１Ｇ，３４１Ｂで変調された各色光を合成し、投写レンズ３５に射出する。

なお、光学補償素子３４３は、本実施形態では、液晶パネル３４１の後段に２枚設置されて構成されている（図中では１枚図示している）。光学補償素子３４３は、液晶分子の屈折率が方向によって異なることに起因する液晶パネル３４１の視野角特性を補正している。液晶パネル３４１の後段に配置される光学補償素子３４３は、液晶パネル３４１から射出された変調光に対して、液晶パネル３４１の上下方向の視野角特性を補正し、次の光学補償素子３４３は、左右方向の視野角特性を補正することで、投写画像のコントラストを向上させている。

投写光学装置としての投写レンズ３５は、複数のレンズを組み合わせた組レンズで構成され、電気光学装置３４で変調されて合成された光束をスクリーン等の投写面上に拡大投写する。

発明者は、プロジェクターの冷却に空冷方式を用いた場合、従来、メカニカルフィルターを通過して光学部品等に付着することで投写時の色むらの原因となる塵埃に対して、鋭意解析・検討を行った。その結果を以下に説明する。

図２は、走査電子顕微鏡による光学部品に付着した物質の画像（ＳＥＭ画像）である。図３は、付着物質のサイズ別個数を示す図である。なお、図３は、図２に示すＳＥＭ画像を基に画像処理を行った結果であり、横軸Ｘが付着物質の換算直径（単位：μｍ）を示し、縦軸Ｙが付着物質の個数（単位：個）を示している。

光学部品に付着して色むらの原因となる付着物質は、図２に示す画像のように微粒子Ａであり、微粒子Ａを解析した結果、主な微粒子Ａは、硫酸アンモニウムの微粒子Ａであることがわかった。また、微粒子Ａの粒径は、図３に示す図（データ）を基に解析した結果、平均粒径が０．６μｍであることがわかった。これにより、問題となる微粒子Ａは、大気汚染物質の原因となっている微小粒子状物質（いわゆるＰＭ２．５）となる微粒子の一成分であることがわかった。

図４は、プロジェクター１の光学系及び冷却機構５の概略構成を模式的に示す図である。

図４に示すように、プロジェクター１内部には、冷却機構５が備えられている。本実施形態の冷却機構５は、外気を取り込んで冷却する、いわゆる空冷方式を採用している。冷却機構５は、プロジェクター１外部の外気を吸気して、発熱する光学部品等に吹き付ける。そして、冷却機構５は、発熱した部品を冷却して温まった外気をプロジェクター１外部に排気する。冷却機構５の一連の動作により、発熱する光学部品（光源装置３０、偏光変換素子３１３、電気光学装置３４等）及び発熱する回路素子（図示省略）や電源部４等が冷却される。

本実施形態の冷却機構５は、吸気側冷却機構（第１吸気側冷却機構５１、第２吸気側冷却機構５２）と、排気側冷却機構５３とで構成されている。本実施形態では、第１吸気側冷却機構５１と第２吸気側冷却機構５２とは略同様に構成されるため、第１吸気側冷却機構５１を取り上げて吸気側冷却機構を説明する。

第１吸気側冷却機構５１は、吸気フレーム５１１、メカニカルフィルター５１２、吐出部としての吸気ファン５１４、及びダクト（図示省略）等を備えている。吸気フレーム５１１は、外装筐体２の側面に形成される開口部２１に設置される。吸気フレーム５１１は、メカニカルフィルター５１２を支持固定している。

吸気ファン５１４は、メカニカルフィルター５１２の後段に設置されている。吸気ファン５１４は、メカニカルフィルター５１２を通過した外気を、冷却する光学部品に導くダクトと一体となるように設置されている。そして、吸気ファン５１４が駆動することにより、吸気フレーム５１１を介して外気をメカニカルフィルター５１２内に吸気し、メカニカルフィルター５１２を通過した外気をダクト内に流動させる。なお、ダクト内を流動した外気は、ダクトの終端部（図示省略）から、冷却する光学部品に向けて吹き付ける。

本実施形態の吸気ファン５１４は、いわゆるシロッコファンを用いている。シロッコファンは、回転軸方向から吸気した空気（外気）を、回転による遠心力方向に吐出するファンである。

第１吸気側冷却機構５１において、メカニカルフィルター５１２は、従来と同様に、スポンジ等で構成されており、外気に含まれる人皮や綿埃等の比較的大きな塵埃を除去する。なお、本実施形態では、吸気ファン５１４は、メカニカルフィルター５１２を通過した微粒子Ａを含む外気に対して、層流の気流として吐出することで、微粒子Ａが光学部品に付着することを抑制している。詳細は後述する。

なお、第１吸気側冷却機構５１のダクトは、本実施形態では、吸気ファン５１４の下流側で２つに分岐されている。分岐された一方のダクトは、光学部品となる電気光学装置３４（液晶パネル３４１、入射側偏光板３４２、光学補償素子３４３、射出側偏光板３４４）に相対する下部に延びている。また、分岐された一方のダクトは、終端部近くで色光毎に更に３つに分岐している。なお、吸気ファン５１４の下流側で分岐された他方のダクトは、偏光変換素子３１３に相対する光学部品用筐体３６の側面まで延びている。

第１吸気側冷却機構５１は、一方のダクトにより、このダクトの分岐した３つの終端部から、電気光学装置３４（液晶パネル３４１、入射側偏光板３４２、光学補償素子３４３、射出側偏光板３４４）に対して色光毎に下方から外気を吹き付ける。これにより、発熱する液晶パネル３４１、入射側偏光板３４２、光学補償素子３４３、射出側偏光板３４４の熱を奪い温度を低下させる。また、熱を奪って温まった外気は、液晶パネル３４１、入射側偏光板３４２、光学補償素子３４３、射出側偏光板３４４の上方向（光学部品用筐体３６の上方向）に流動する。

また、第１吸気側冷却機構５１は、他方のダクトにより、このダクトの終端部から、光学部品用筐体３６に形成された開口部（図示省略）を介して、横方向から、発熱する偏光変換素子３１３に外気を吹き付ける。これにより、発熱する偏光変換素子３１３の熱を奪い温度を低下させる。また、熱を奪って温まった外気は、偏光変換素子３１３に相対する光学部品用筐体３６の側面に形成された開口部（図示省略）から光学部品用筐体３６の外に流動する。

第２吸気側冷却機構５２は、外装筐体２の側面に形成される開口部２２に設置される。第２吸気側冷却機構５２は、第１吸気側冷却機構５１と同様に構成されている。第２吸気側冷却機構５２は、第１吸気側冷却機構５１の吸気フレーム５１１、メカニカルフィルター５１２、吸気ファン５１４、及びダクト（図示省略）に対応して、吸気フレーム５２１、メカニカルフィルター５２２、吸気ファン５２４、及びダクト（図示省略）で構成されている。部品の外径や、吸気ファン５２４の仕様等、異なる部分もあるが、基本的に同様に構成されている。従って、第２吸気側冷却機構５２の構成の説明は省略する。

第２吸気側冷却機構５２が第１吸気側冷却機構５１と異なるのは、冷却対象とする光学部品が異なっているところである。第２吸気側冷却機構５２は、光学部品として光源装置３０を冷却している。また、第２吸気側冷却機構５２は、併せて電源部４も冷却している。なお、電源部４は、各種の直流電力をプロジェクター１の各部に供給している。また、電源部４は、光源装置３０を点灯させるためのパルス電圧を生成するバラストも含んでいる。

第２吸気側冷却機構５２のダクトは、終端部が光源装置３０の筐体側面まで延びている。吸気ファン５２４が駆動することにより、このダクトの終端部から、光源装置３０の筐体側面に形成された開口部（図示省略）を介して、横方向から、発熱する光源３０１及びリフレクター３０２（特に内側面となる反射面側）に外気を吹き付ける。これにより、発熱する光源３０１の熱を奪い温度を低下させる。なお、熱を奪って温まった外気は、光源装置３０の筐体側面に形成された開口部（図示省略）から光源装置３０の筐体の外に流動する。なお、筐体の外に流動した外気は、更に新たなダクト（図示省略）を介して電源部４内を流動し、電源部４の熱を奪って電源部４の外に流動する。

排気側冷却機構５３は、排気ファン５３１を備えて構成されている。本実施形態の排気ファン５３１は、軸流ファンを用いている。軸流ファンは、ファン回転軸方向から吸入した冷却風を、ファン回転軸方向に吐出するファンである。そして、排気側冷却機構５３は、第１吸気側冷却機構５１と第２吸気側冷却機構５２との冷却動作により温められた外気をプロジェクター１の外部に排気する。

詳細には、排気側冷却機構５３（排気ファン５３１）は、第１吸気側冷却機構５１により電気光学装置３４（液晶パネル３４１、入射側偏光板３４２、光学補償素子３４３、射出側偏光板３４４）及び偏光変換素子３１３を冷却して温まった外気と、第２吸気側冷却機構５２により、光源装置３０および電源部４を冷却して温まった外気とを、外装筐体２の側面に形成される開口部２３を介して排気する。

以降に示す表１は、発明者がレイノルズ数に着目し、レイノルズ数を異ならせた気流に対する塵埃の着塵状態を評価した表である。

プロジェクターは、セイコーエプソン（株）製のＥＢ-Ｇ５６５０Ｗを使用した。塵埃試験機は、スガ試験機（株）製のＤＴ-２を使用した。使用塵埃は、ＪＩＳ-１５種とし、所定量を秤量して使用した。測定条件は、プロジェクターに対するコマンド操作でランプ非点灯状態とし、吸気ファン及び排気ファンのコントロールを行う。そして、１０時間毎に１００時間迄測定を行った。

測定項目は、段階的に変化させたレイノルズ数に対する輝度低下率及び透過率としている。具体的には、輝度低下率は、輝度の初期値を１００とした場合に何％低下したのかを測定した。透過率は、初期値を１００とした場合に何％透過したのかを測定した。
なお、輝度低下率及び透過率の結果により、着塵状態が許容可能な場合は「○」、許容不可の場合は「×」で評価した。プロジェクターの製品仕様として、輝度低下率が３０％より大きくなる場合には着塵状態として許容不可（着塵量が多すぎる）としている。

評価の結果、輝度低下率が３０％以下となるためには、レイノルズ数は６０以下であることが必要であることがわかった。また、この状態では気流は層流となっていることがわかった。

図５Ａは、光学補償素子３４３を表側（変調光が入射する側）から見た斜視図である。また、図５Ｂは、光学補償素子３４３を裏側（視野角補正後の変調光が射出する側）から見た斜視図。光学補償素子３４３を例に、本実施形態を説明する。

光学補償素子３４３は、上述したように、矩形で透明なガラス基板３４３ａの表側の面Ｓ１に光学変換膜（図示省略）が蒸着されて構成されている。なお、光学補償素子３４３は、ガラス基板３４３ａの面Ｓ１に光学変換フィルムを貼着したものでもよい。

光学補償素子３４３は保持枠６０に保持されて固定されている。なお、保持枠６０は、クロスダイクロイックプリズム３４５の側面に、液晶パネル３４１や射出側偏光板３４４と共に固定される構成となっている。

保持枠６０は、金属の平板部材を加工して形成されている。そして保持枠６０の中央には矩形の開口部６１が形成されており、光学補償素子３４３で視野角特性を補正された変調光が開口部６１を介して後段に射出される。開口部６１の下側の辺には、光学補償素子３４３を受ける受部６２が２か所、前方向に曲折されて形成されている。また、開口部６１の上側の辺には、光学補償素子３４３を受ける受部６３が１か所、前方向に曲折されて形成されている。

光学補償素子３４３は、保持枠６０の表面側に設置され、裏側の面Ｓ２を保持枠６０の開口部６１の外周部に図示省略する両面テープ等で貼着されて固定される。
視野角を補正する場合には、保持枠６０に形成される調整部（図示省略）を照明光軸ＯＡに対して回動させることで、光学補償素子３４３の角度を変化させて補正する。

図６は、光学補償素子３４３を保持した保持枠６０の受部６２を通る気流Ｗ方向での断面図である。
第１吸気側冷却機構５１の一方のダクトは、上述したように、色光毎に分岐して、電気光学装置３４の下方から上方に向けて気流Ｗを吐出する。図６に示すように、光学補償素子３４３にも下方向から上方向に向かって気流Ｗが吐出される。なお、吐出部（吸気ファン５１４）からの気流Ｗは、レイノルズ数が６０の気流となるように設定されている。気流Ｗは、具体的には、気流（空気）の温度を４０℃とし、風速を１０ｍ/secとして設定している。

気流Ｗは、光学補償素子３４３に吹き付ける際、保持枠６０の受部６２にも吹き付けることになる。なお、図６において、気流Ｗの上流側は図面の下方向となり、下流側は図面の上方向となる。

受部６２は、言い換えると、光学部品（光学補償素子３４３）の表面（面Ｓ１）を流動する気流Ｗに対し、この気流Ｗを遮る構造部となる。また、本実施形態では、受部６２の先端は、光学補償素子３４３の面Ｓ１に対して垂直方向となる距離Ｈが０．５ｍｍで設定されている。

この場合、上流側から受部６２に気流Ｗが吹き付けた場合、レイノルズ数が６０の気流Ｗを維持することができるため、受部６２の下流側（上方向）において、カルマン渦や乱流の発生を抑制することができる。従って、受部６２の下流側となる光学補償素子３４３の面Ｓ１には、層流となる気流Ｗが流動する。これにより、光学補償素子３４３の面Ｓ１を流動する気流Ｗは層流を維持することができる。

上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態のプロジェクター１によれば、冷却機構５（第１吸気側冷却機構５１）は、光学部品（光学補償素子３４３）の面Ｓ１に沿ってレイノルズ数が６０以下となる流速で気流Ｗを発生させる吐出部としての吸気ファン５１４を備えることにより、光学補償素子３４３への気流Ｗを層流とすることができる。なお、光学補償素子３４３の面Ｓ１上を流動する気流Ｗが乱流の場合、光学補償素子３４３の面Ｓ１上で速度差を有する領域が発生しやすく、速度の遅い領域などへ塵埃が滞留しやすくなる。しかし、光学補償素子３４３への気流Ｗを層流とすることで、速度差の発生を抑制することができ、光学補償素子３４３への塵埃の滞留を少なくすることで、光学補償素子３４３への塵埃の付着を低減することができる。特に、サブμｍの塵埃（微粒子Ａ）の付着防止に効果がある。これにより、投写画像の色むら等を抑制することで、画像品質を長時間維持することができる。

本実施形態のプロジェクター１によれば、光学補償素子３４３の面Ｓ１を流動する気流Ｗに対し、この気流Ｗを遮る構造部（保持枠６０の受部６２）を備えており、光学補償素子３４３の面Ｓ１に対して垂直方向となる距離Ｈが０．５ｍｍに設定されている。この場合、受部６２の下流側でのカルマン渦や乱流の発生を抑制することができる。従って、光学補償素子３４３への塵埃の付着を低減することができる。

〔第２実施形態〕
図７Ａは、第２実施形態に係る光学部品の表面を流動する気流Ｗを遮る構造部を備える場合の構造部の形状を示す断面図である。図７Ｂは、図７Ａに示す構造部の平面図である。なお、図７Ａ、図７Ｂは、構造部として円柱状の突起を例としている。また、図７Ａ、図７Ｂでは、図面右側が上流側、図面左側が下流側としている。

本実施形態は、例えば、偏光変換素子３１３を、光学部品を収容する光学部品用筐体３６の所定の位置に設置した場合などに、設置した偏光変換素子３１３の表面を流動する気流Ｗを遮るように、光学部品用筐体３６の内面に例えば、円柱状の突起が構造部として構成されている場合を想定したものである。

図７Ａ、図７Ｂに示すように、気流Ｗの上流側および下流側には、円柱状の突起７０に対して、テーパー部Ｔ１，Ｔ２を備えた構造としている。これにより、気流Ｗは、突起７０に吹き付ける場合、テーパー部Ｔ１，Ｔ２により滑らかに流動することができるため、突起７０の下流側でのカルマン渦や乱流の発生を抑制することができる。そのため、気流Ｗのレイノルズ数を６０以下程度の層流状態に維持することができる。

上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態のプロジェクター１によれば、気流Ｗを遮る構造部（突起７０）を備える場合、気流Ｗの上流側および下流側にテーパー部Ｔ１，Ｔ２を備えている。このような構成とすることにより、突起７０の下流側でのカルマン渦や乱流の発生を抑制することができ、気流Ｗのレイノルズ数を６０以下程度の層流状態に維持できる。従って、光学部品への塵埃の付着を低減することができ、投写画像の画像品質を長時間維持することができる。

なお、上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良等を加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。

上記第１実施形態のプロジェクター１は、光学部品としての光学補償素子３４３を保持する保持枠６０の受部６２（気流Ｗを遮る構造部）に対し、光学補償素子３４３の面Ｓ１に対して垂直方向となる距離Ｈが０．５ｍｍに設定されている。しかし、光学補償素子３４３以外の光学部品での保持枠に適用してもよい。

上記第２実施形態のプロジェクター１は、構造部としての突起７０に対してテーパー部Ｔ１，Ｔ２を備えている。しかし、テーパーとして突起を中心に円錐状となるようなテーパー形状としてもよい。

上記第１実施形態のプロジェクター１において、光学部品としての光学補償素子３４３を保持する保持枠６０は、気流Ｗを遮る構造部としての受部６２を備えている。しかし、このような構造部を備える場合、構造部は、気流に直交する方向における光学部品が機能する有効幅の中心軸を基準とし、有効幅に対して１．２倍以上離間した領域に設置されることでもよい。有効幅として、例えば、図５Ｂにおいては、保持枠６０の開口部６１の左右方向の幅となる。この構成にした場合、気流が構造部により遮られた場合にも、また、気流が中心軸方向に対して若干傾いた方向に流動した場合にも、光学部品を流動する気流を層流として維持させることができる。

１…プロジェクター、２…外装筐体、３…光学ユニット、５…冷却機構、６０…保持枠、６１…開口部、６２…構造部としての受部、７０…構造部としての突起、３０１…光源、５１４，５２４…吐出部としての吸気ファン、Ａ…微粒子、Ｈ…距離、Ｔ１，Ｔ２…テーパー部、Ｗ…気流。

Claims (3)

1. 光源から射出される光を画像情報に応じて光変調装置で変調し、投写光学装置で画像を拡大投写するプロジェクターであって、
   前記光変調装置を含む光学部品を気流により冷却する冷却機構を備え、
   前記冷却機構は、前記光学部品の表面に沿ってレイノルズ数が６０以下となる流速で前記気流を発生させる吐出部を備えてい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、
   前記光学部品の表面を流動する前記気流を遮る構造部を備える場合、
   前記構造部は、前記光学部品の表面に対して垂直方向となる距離が０．５ｍｍ以内であることを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項１に記載のプロジェクターであって、
   前記光学部品の表面を流動する前記気流を遮る構造部を備える場合、
   前記構造部は、前記気流の上流側および下流側にテーパー部を備えていることを特徴とするプロジェクター。

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