JP5430080B2 - 画像投射装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源からの光を液晶パネル等の画像形成素子を介して被投射面に投射する液晶プロジェクタ等の画像投射装置に関する。

上記のような画像投射装置では、高輝度化の要望が強く、光源として超高圧水銀ランプ等の高輝度光源が用いられている。このため、画像形成素子や偏光板といった耐熱性が低い光学素子（冷却対象部）に対して適切な冷却構造が必要となる。画像投射装置の冷却構造としては、ファンの回転によって装置の筐体の外部から空気（外気）を取り込み、冷却対象部に流してこれを強制的に冷却する構造が一般的である。

ただし、筐体の外部から空気を取り込む際には、外気に含まれる塵埃に対する注意が必要である。画像形成素子の画像形成面や画像形成素子の周辺の光学素子に塵埃が付着すると、投射画像に塵埃の像が写り込み、画質を劣化させるおそれがあるためである。しかも、付着した塵埃により光の透過が遮られると、塵埃が付着した箇所を中心に光学素子の温度が上昇し、光学素子の寿命が劣化する可能性がある。

特許文献１には、光源ユニットと投射レンズユニット以外の光学ユニットの内部のうち少なくとも一部を気密状態になるよう区画した画像投射装置が開示されている。密閉空間内にはファンが設置され、該ファンの回転によって密閉空間内に循環空気流を発生させることにより、該密閉空間内の光学素子を冷却している。また、循環空気流は、密閉空間外の空気とヒートシンク等の放熱部材によって熱交換することで冷却される。また、光源からの光の光路を確保しつつ密閉空間を形成するために、密閉空間の内側から偏光板を貼り付けている。
特開２００１−２０９１２６号公報

しかしながら、特許文献１にて開示された画像投射装置では、密閉空間内で空気を循環させて光学素子を冷却するため、光量が増加して光学素子からの発熱量が増加した場合に、熱交換システムを大型化しなければ冷却効率が低下する。

また、光学素子からの発熱量の増加に対応するためにファンの回転数を上げることは、騒音の増加につながる。

また、密閉空間内をクリーンに保つためには、部品交換の必要が生じた場合に塵埃のないクリーンブースでの作業が求められ、一般環境で作業ができないことから、メンテナンス性が悪い。また、密閉空間をユニットとして交換する場合は、本来交換が必要のない部品まで交換してしまうことになる。

さらに、偏光板を密閉空間の内側から貼り付けると、部品交換において偏光板を取り除く必要がある場合に、一旦これを剥がして、再度貼り付ける作業が必要であるだけでなく、再度の貼り付け時に偏光板の向きを正確に調整する必要があり、手間がかかる。

本発明は、良好な冷却効率及びメンテナンス性を確保しつつ、画像形成素子やその周辺の光学素子への塵埃の付着を回避できるようにした画像投射装置を提供する。

本発明の一側面としての画像投射装置は、複数の画像形成素子と、光源からの光が入射し、該光源側から順に、フライアイレンズと、前記光源からの光を特定の偏光方向を有する偏光光に変換する偏光変換素子と、前記フライアイレンズで分割された複数の光束を前記複数の画像形成素子上で重ね合わせる集光機能を持つコンデンサレンズユニットとを有する照明光学系と、前記照明光学系からの光を色分解して前記複数の画像形成素子に導き、該複数の画像形成素子からの光を合成する色分解合成光学系と、該色分解合成光学系からの光を被投射面に投射する投射光学系と、前記照明光学系及び前記色分解合成光学系を内部に収納する光学収納部材と、防塵部材を通った空気を、前記光学収納部材の内部における前記色分解合成光学系が収納された第１の収納空間に導入する冷却風路とを有し、前記光学収納部材は、前記複数の画像形成素子と前記色分解合成光学系とを内包する第１の収納空間を、前記照明光学系のうち最も画像形成素子側のコンデンサレンズを除く素子を内包する第２の収納空間に対して、前記照明光学系のうち最も画像形成素子側のコンデンサレンズを用いて遮蔽するように構成されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、画像形成素子を含む色分解合成光学系に対して外気を取り込んで冷却するため、密閉空間を循環冷却する方法に比べて、高い冷却効率を確保することができる。また、冷却効率が高いことから、ファンを用いる場合には低騒音化が可能である。また、密閉空間を用いる場合のような熱交換システムが不要であるため、装置を小型化することができる。

さらに、色分解合成光学系に対して防塵部材を通した外気を取り込み、かつ色分解合成光学系が収納された空間を最終照明光学素子によって他の照明光学系の部分が収納された空間に対して閉じている、すなわち分離（遮蔽）している。このため、色分解合成光学系が収納された空間への冷却用に取り込まれた外気に含まれる塵埃だけでなく照明光学系側からの塵埃の侵入をも防止でき、色分解合成光学系への塵埃の付着を回避できる。

また、最終照明光学素子は、色分解合成光学系への光路を確保しつつ色分解合成光学系が収納された防塵空間（又は冷却風を流すダクト）の一部として用いられる。このため、同様な役割を有する専用の部品を用いる場合に比べて、部品点数の削減や省スペース化を図ることができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である液晶プロジェクタ（画像投射装置）の構成を示している。

この図において、１は光源ランプ（以下、単にランプという）であり、本実施例では、高圧水銀放電ランプが用いられている。ただし、光源ランプ１として、高圧水銀放電ランプ以外の放電型ランプ（例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ）を用いてもよい。

２はランプ１を保持するランプホルダ、３は防爆凸レンズ、４は防爆凸レンズ押えである。

αはランプ１からの光束を均一な明るさ分布を有する平行光束に変換する照明光学系である。βは照明光学系αからの光を色分解して、ＲＧＢの３色用の反射型液晶パネル（複数の画像形成素子：図２参照）に導き、さらに該液晶パネルからの光を合成する色分解合成光学系である。

５は色分解合成光学系βからの光（画像）を図示しないスクリーン（被投射面）に投射する投射レンズ鏡筒である。投射レンズ鏡筒５内には、投射光学系が収納されている。

６はランプ１、照明光学系α及び色分解合成光学系βを収納するとともに、投射レンズ鏡筒５が固定される光学ボックスである。

７は光学ボックス６内に照明光学系α及び色分解合成光学系βを収納した状態で蓋をする光学ボックス蓋である。

８は電源・バラストユニットであり、商用電源から各基板へのＤＣ電源を作り出す電源基板や、ランプ１を点灯駆動するバラスト電源部や、後述する各冷却ファンに電源を供給するファン電源部を含む。９は商用電源の取り入れ口であるＡＣインレットである。

１０は後述する下部外装ケース１７の吸気口１７ａから空気（外気）を吸い込むことで、色分解合成光学系β内の液晶パネルや偏光板等の光学素子を冷却するための光学系冷却ファンである。光学系冷却ファン１０は、色分解合成光学系βを冷却した後の空気（光学系冷却ファン１０からの排気）によって電源・バラストユニット８を冷却する。１１は吸気口１７ａから流入した外気を色分解合成光学系βにガイドするためのＲＧＢダクトである。

１２はランプ１に対して吹き付け風を送り、ランプ１を冷却するランプ冷却ファンである。ランプ冷却ファン１２は、下部外装ケース１７に設けられた吸気口１７ｂから外気を吸い込み、後述するインターフェース基板２１、回路駆動・制御基板２３、ＲＧＢ基板２４を冷却する。１３はランプ冷却ファン１２を保持しつつ、冷却風をランプ１に導く第１ランプダクトである。１４はランプ冷却ファン１２を保持しつつ、第１ランプダクト１３とともにダクトを構成する第２ランプダクトである。

１５は後述する側板吸気口１９ａから空気（外気）を吸い込み、電源・バラストユニット８の内部に冷却風を流すことで、該電源・バラストユニット８内の電気素子を冷却するための電源冷却ファンである。電源冷却ファン１５は、光学系冷却ファン１０から排出された空気も吸い込む。電源冷却ファン１５からの排気は、後述する側板排気口２０ａから筐体の外部へと排出される。

１６はランプ排気ファンであり、ランプ冷却ファン１２からランプ１に送られてこれを冷却した後の空気を、側板排気口２０ａから排出する。なお、ランプ排気ファン１６は、側板吸気口１９ａから外気を吸い込み、これをランプ１を冷却した後の空気と混合し、ランプ１を冷却した空気の温度を下げた後に側板排気口２０ａから筐体の外部へと排出する。

下部外装ケース１７は、ランプ１、光学ボックス６、電源・バラストユニット８及びファン１０，１２，１５，１６等を収納する。

１８は下部外装ケース１７に光学ボックス６等を収納した状態で蓋をするための上部外装ケースである。

１９は第１側板であり、第２側板２０とともに外装ケース１７，１８により形成される側面開口を閉じる。下部外装ケース１７には、上述した吸気口１７ａ，１７ｂが形成されており、第１側板１９には上述した側板吸気口１９ａが形成されている。また、第２側板２０には上述した側板排気口２０ａが形成されている。下部外装ケース１７、上部外装ケース１８、第１側板１９及び第２側板２０によって、該プロジェクタの筐体が構成される。

２１は画像信号や制御信号等の各種信号を取り込むコネクタが搭載されたインターフェース基板である。２２はインターフェース基板２１が取り付けられるインターフェース補強板である。２３は電源からの電力により液晶パネルの駆動、ランプ１の点灯制御及び各ファンの制御を行う回路駆動・制御基板である。２４は色分解合成光学系β内の液晶パネルから延出するＦＰＣが接続され、かつ回路駆動・制御基板２３に接続されるＲＧＢ基板である。

２５はＲＧＢ基板２４を電気ノイズから保護するためのＲＧＢ基板カバーである。２６は回路駆動・制御基板２３上の電気素子の放熱を行うとともに、これらを電気ノイズから保護するためのフロント基板カバーである。２７は筐体の上方向からの電気ノイズから電気素子を保護するためのトップ基板カバーである。

インターフェース基板２１、回路駆動・制御基板２３及びＲＧＢ基板２４は、インターフェース補強板２２、ＲＧＢ基板カバー２５、フロント基板カバー２６及びトップ基板カバー２７により構成される基板ボックス内に、互いに平行に並べられて収容される。

インターフェース基板には、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置（図示せず）が接続される。ＲＧＢ基板２４は、画像供給装置から入力された画像信号に基づいて液晶パネルを駆動し、これらに各色用の原画を形成させる。画像供給装置とプロジェクタとにより画像表示システムが構成される。

２８はランプ蓋である。ランプ蓋２８は、下部外装ケース１７の底面に着脱可能に配置され、不図示のビスにより固定される。また、２９はセット調整脚である。セット調整脚２９は、下部外装ケース１７に固定されており、その脚部の高さを調整可能となっている。脚部の高さ調整により、プロジェクタの傾斜角度を調整できる。

３０は下部外装ケース１７の吸気口１７ａ，１７ｂの外側に取り付けられる防塵フィルタ３１ａ，３１ｂを保持するＲＧＢ吸気プレートである。防塵フィルタ３１ａは、ＲＧＢ吸気プレート３０と吸気口１７ａとの間に配置されて、色分解合成光学系βに向けて吸い込まれる外気から塵埃を除去する。防塵フィルタ３１ｂは、ＲＧＢ吸気プレート３０と吸気口１７ｂとの間に配置され、インターフェース基板２１、回路駆動・制御基板２３及びＲＧＢ基板２４に向けて吸い込まれる外気から塵埃を除去する。

３２は色分解合成光学系β及び投射レンズ鏡筒５を保持するプリズムベースである。

３３は光学ボックス６に取り付けられて、ランプ１を冷却した空気と側板吸気口１９ａから吸い込んだ空気を攪拌する排気風路の一部を形成する排気放熱ユニットである。

３４は筐体外に排気される空気の流路に近接して設けられた排気温度センサ基板である。

３５はＡＣインレット９のグランドと、電源・バラストユニット８と、インターフェース補強板２２等の電気ノイズ保護部材とを電気的に接続するグランド接続板である。

３６はランプ１の輻射熱による光学ボックス６への伝熱を抑制するランプ放熱板である。

次に、前述したランプ１、照明光学系α、色分解合成光学系β及び投射光学系（投射レンズ鏡筒５）により構成される光学系の構成について図２を用いて説明する。

図２において、４１は連続スペクトルで白色光を発光する発光管である。４２は発光管４１からの光を所定の方向に集光するリフレクタである。発光管４１とリフレクタ４２とにより光源ランプ１が構成される。

３はランプ１からの光を集光する機能を備えた防爆凸レンズである。４３ａは第１フライアイレンズ、４３ｂは第２フライアイレンズＢであり、ランプ１からの光を複数の光束に分割する。

４４は紫外線吸収フィルタで、ランプ１からの光のうち短波長側の光（紫外線）を除去する色選択性フィルタにより構成される。４５はランプ１からの無偏光光を特定の偏光方向を有する偏光光に変換する偏光変換素子である。

４６は光軸を折り曲げるための全反射ミラーである。４７ａは第１コンデンサーレンズ、４７ｂは第２コンデンサーレンズである。これらのコンデンサーレンズ４７ａ，４７ｂは、フライアイレンズ４３ａ，４３ｂにて分割された複数の光束を、後述する反射型液晶パネル５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂ上で重ね合わせる集光機能を有する。以上の構成要素により照明光学系αが構成される。

４８は青（Ｂ）と赤（Ｒ）の波長領域の光を反射し、緑（Ｇ）の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーである。４９はトリミングフィルタであり、Ｒの色純度を高めるためにＲ帯域の光として使用される波長域を制限する機能を有する。

５０はワイヤーグリッド偏光板であり、反射型の偏光選択機能を有する。５１はカラーセレクトであり、所定の波長域の光の偏光方向を変換する波長選択性位相板により構成されている。

５２は偏光分離面を有する第１偏光ビームスプリッタであり、５３は偏光分離面を有する第２偏光ビームスプリッタである。５４はＢとＧに対してはダイクロイック作用を有し、Ｒについては偏光分離作用を有する色合成プリズムである。５５はＢ用の偏光板、５６はＧ用の偏光板である。

５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂはそれぞれ、Ｒ用１／４波長板、Ｇ用１／４波長板、Ｂ用１／４波長板である。

５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂはそれぞれ、入射した光を反射するとともに画像変調するＲ用反射型液晶パネル、Ｇ用反射型液晶パネル、Ｂ用反射型液晶パネルである。

以上のダイクロイックミラー４８から反射型液晶パネル５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂまでの構成要素により色分解合成光学系βが構成される。本実施例では、色分解合成光学系βは画像形成素子としての反射型液晶パネル５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂを含む。

ダイクロイックミラー４８、第１及び第２偏光ビームスプリッタ５２，５３により色分解されたＲ，Ｇ，Ｂの光はそれぞれ、反射型液晶パネル５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂに導かれて画像変調される。反射型液晶パネル５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂで画像変調され、反射されたＲ，Ｇ，Ｂの光は、第１及び第２偏光ビームスプリッタ５２，５３と色合成プリズム５４を介して合成され、投射光学系に導かれる。

投射光学系は、合成された光をスクリーン（被投射面）に拡大投射する。

次に、色分解合成光学系βの防塵冷却構造について、図３〜図６を用いて説明する。図３に示すように、ランプ１及び防爆凸レンズ３はランプホルダ２および防爆凸レンズ押え４に組み込まれ、さらに光学ボックス６に収納される。

照明光学系αを構成する上述した複数の光学素子（以下、照明光学素子という）３，４３ａ，４３ｂ，４４，４５，４６，４７ａ，４７ｂも、光学ボックス６に収納される。ここで、複数の照明光学素子のうち最も色分解合成光学系側の照明光学素子である最終照明光学素子は、第２コンデンサーレンズ４７ｂである。

さらに、色分解合成光学系βはプリズムベース３２により保持された状態で光学ボックス６に収納される。また、プリズムベース３２に取り付けられた投射レンズ鏡筒５は、光学ボックス６の外部に露出する。

図４に示すように、ランプ１、照明光学系α及びプリズムベース３２により保持された色分解合成光学系βが収納された光学ボックス６に対して光学ボックス蓋７が取り付けられることにより、光学エンジンの組み立てが完了する。光学ボックス６と光学ボックス蓋７により、光学収納部材が構成される。

色分解合成光学系βに含まれる反射型液晶パネル５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂから延出したＦＰＣ５９は、前述したＲＧＢ基板２４に接続されるために、光学ボックス６と光学ボックス蓋７により形成される内部空間から外部に引き出される。ＦＰＣ５９が外部に引き出される部分には、ゴムシールド６０が設けられ、この引き出される部分から光学ボックス６と光学ボックス蓋７により形成される内部空間に空気が出入りしないようになっている。

光学ボックス蓋７により保持された光学系冷却ファン１０は、その吸気面が色分解合成光学系βに近接するように配置される。

ここで、光学ボックス６と光学ボックス蓋７によって形成された内部空間のうち色分解合成光学系β及びプリズムベース３２が収納される空間を第１の収納空間という。また、光学ボックス６と光学ボックス蓋７によって形成された内部空間のうち、第２コンデンサーレンズ４７ｂ以外（最終照明光学素子以外）の照明光学素子が収納される空間を第２の収納空間という。

図５には、照明光学系αの第２コンデンサーレンズ４７ｂ側から見たときの光学エンジンの断面を示している。図５において、第２コンデンサーレンズ４７ｂの周縁部（ハッチングにより示した部分）Ｖは、光学ボックス６と光学ボックス蓋７とにより保持されている。光学ボックス６と光学ボックス蓋７は、第２コンデンサーレンズＢ４７ｂに対して、その外周縁よりも若干内径方向の位置までを覆う形で第２コンデンサーレンズ４７ｂの周縁部Ｖを保持している。

また、図６には、筐体の側面方向から見たときの光学エンジン（色分解合成光学系βの周辺）の断面を示す。光学ボックス６と光学ボックス蓋７にはそれぞれ、図中に丸で囲んだ係合部としての凹部（凹溝）６Ｖ，７Ｖが形成されている。凹部６Ｖ，７Ｖに、第２コンデンサーレンズ４７ｂの周縁部Ｖが嵌め込まれる（係合する）。これにより、第２コンデンサーレンズ４７ｂは、光学ボックス６と光学ボックス蓋７により保持される。また、凹部６Ｖ，７Ｖは、第２コンデンサーレンズ４７ｂの周縁部Ｖの全周にわたって形成されている。このため、第２コンデンサーレンズ４７ｂと光学ボックス６及び光学ボックス蓋７との間を通って空気が通らないようにすることができる。

一方、光学ボックス６から光学ボックス蓋７を取り外すことにより、凹部６Ｖと凹部７Ｖとが分かれるので、凹部６Ｖ，７Ｖから（つまりは光学ボックス６及び光学ボックス蓋７から）第２コンデンサーレンズ４７ｂを容易に取り外すことができる。

このように、本実施例では、第２コンデンサーレンズ４７ｂを、光学ボックス６及び光学ボックス蓋７（凹部６Ｖ，７Ｖ）に対して着脱可能としている。

ここで、図６において、Ｓ１は前述した第１の収納空間であり、Ｓ２は第２の収納空間である。光学ボックス６と光学ボックス蓋７により保持された第２コンデンサーレンズ４７ｂは、第１の収納空間Ｓ１を第２の収納空間Ｓ２に対して閉じている。言い換えれば、第２コンデンサーレンズ４７ｂは、第１の収納空間Ｓ１を第２の収納空間Ｓ２に対して分離又は遮蔽している。さらに言い換えれば、第２コンデンサーレンズ４７ｂは、第１の収納空間Ｓ１と第２の収納空間Ｓ２との間で空気の出入りが生じないように仕切っている。

また、投射レンズ鏡筒５のマウント部５ａは、プリズムベース３２の端面に対して、ここからの空気の出入りが生じないように密着状態で組み付けられている。すなわち、第１の収納空間Ｓの投射光学系側の端は、該投射光学系を収納する投射レンズ鏡筒（鏡筒部材）５のマウント面５ａを用いて閉じられて（外部空間に対して分離又は遮蔽されて）いる。なお、投射レンズ鏡筒５のマウント部５ａとプリズムベース３２の端面との間にゴムシールリング（シール部材）を挟み込んで、閉じ効果を高めてもよい。

さらに、色分解合成光学系βが組み付けられたプリズムベース３２は、光学ボックス６と光学ボックス蓋７に対して、一部が光学ボックス６と光学ボックス蓋７の外部に露出するように組み込まれる。ただし、プリズムベース３２と光学ボックス６及び光学ボックス蓋７との間に空気の出入りが可能な隙間が生じないように組み込まれる。

また、光学ボックス６と光学ボックス蓋７の側面には、光学系冷却ファン１０が密着して組み付けられる。

以上の構造により、第１の収納空間Ｓ１は、前述したＲＧＢダクト１１及び後述するプリズムベース排気口等の排気口を含む所定の冷却用開口以外の部分からは外部との空気の出入りが生じないように封止される。

次に、色分解合成光学系βの冷却方法について、図７及び図８を用いて説明する。プロジェクタの電源がＯＮされると、光学系冷却ファン１０が回転し、図７中に矢印で示すように、筐体の外部の空気（外気）が吸気口１７ａから吸い込まれる。このとき、外気は吸気口１７ａを通過する前に防塵フィルタ３１ａを通過するため、外気内に存在する塵埃は防塵部材としての防塵フィルタ３１ａにより捕獲され、吸い込まれる外気から除去される。

防塵フィルタ３１ａ及び吸気口１７ａを通過した空気は、冷却風路としてのＲＧＢダクト１１内を通って光学ボックス６及び光学ボックス蓋７（以下、これらをまとめて光学ボックス６という）内の第１の収納空間Ｓに流入する。

前述した封止構造により、光学ボックス６及びプリズムベース３２における第１の収容空間Ｓに面した各壁面及び第２コンデンサーレンズ４７ｂは、ＲＧＢダクト１１に繋がるダクトを構成する。すなわち、第２コンデンサーレンズ４７ｂは、ＲＧＢダクト１１に繋がるダクトの一部をそれ自体で構成している。

このため、第１の収納空間Ｓに流入した空気は、スムーズに色分解合成光学系βに向かって流れる。そして、液晶パネル５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂの背面に設けられたヒートシンク（放熱部材）、トリミングフィルタ４９、ワイヤーグリッド偏光板５０及びカラーセレクト５１に沿って流れ、これらから熱を奪ってこれらを冷却する。このとき、液晶パネル５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂの表面（画像形成面）に沿って一部の空気が流れる。

前述したように、ＲＧＢダクト１１以外の部分から第１の収納空間Ｓに空気が流入しないので、色分解合成光学系βを冷却する空気は、防塵フィルタ３１ａにより塵埃が除去された清浄な空気のみである。したがって、液晶パネル５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂの表面や、トリミングフィルタ４９、ワイヤーグリッド偏光板５０，カラーセレクト５１及び偏光板５５，５６といった各液晶パネルの周辺の光学素子に塵埃がほとんど付着することなく、これらを冷却する。

色分解合成光学系βを冷却した空気は、図８に示すように第１の収納空間Ｓから排出される。色分解合成光学系βを冷却した空気は、プリズムベース排気口３２ａ，３２ｂ，３２ｃと各液晶パネルの付近に設けられた排気口を通じて光学系冷却ファン１０に吸い込まれていく。

光学系冷却ファン１０によって吸い込まれた、色分解合成光学系βを冷却した後の空気は、光学系冷却ファン１０の吹出し口から吹き出され、電源・バラストユニット８に流れ、該ユニット８を冷却する。

以上のように本実施例では、色分解合成光学系βを冷却するための外気を防塵フィルタ３１ａを通して取り込み、かつ色分解合成光学系βが収納された第１の収納空間Ｓ１を所定の冷却用開口以外の部分での空気の流入出が生じないように封止して（閉じて）いる。このため、画像形成素子や他の光学素子に付着して投射画像に写り込んだり光学素子の温度上昇を引き起こしたりするような塵埃を含まない清浄な空気のみを第１の収納空間Ｓ１の導入し、色分解合成光学系βを冷却することができる。

これにより、特許文献１にて開示されているような密閉空間を循環冷却する方法に比べて、高い冷却効率を確保することができ、プロジェクタの小型化や低騒音化を図ることができる。

また、本実施例では、照明光学系αを構成する第２コンデンサーレンズ４７ｂを、色分解合成光学系βを冷却するためのダクトの一部として用いている。これにより、単なる透明板を新たに追加してダクトの一部として用いる場合に比べて、光学ボックス６内の省スペース化（大型化の防止）や部品点数の削減を図ることができる。

また、第２コンデンサーレンズ４７ｂを光学ボックス６に、容易に取り外し可能に保持させているので、色分解合成光学系βや照明光学系α内の部品を交換する必要が生じた場合のメンテナンス性を高めることができる。

図９には、本発明の実施例２を示す。実施例１では、図６に示すように、第２コンデンサーレンズ４７ｂの周縁部における主として光入射側の面を光学ボックス６と光学ボックス蓋７が覆うように構成した。

これに対し、本実施例では、図９に示すように、第２コンデンサーレンズ４７ｂの周縁部における光入射側の面と光射出側の面を覆う形状（凹部）６００Ｖ，７００Ｖを光学ボックス６と光学ボックス蓋７に形成する。

これにより、新たな部品を追加することなく、第２コンデンサーレンズ４７ｂと光学ボックス６及び光学ボックス蓋７との間を通って空気が通らないようにする機能をより高めることができる。

また、図示はしていないが、第２コンデンサーレンズ４７ｂの周縁部又は該周縁部が係合する光学ボックス６及び光学ボックス蓋７側の凹部にゴムリングを取り付けてもよい。これにより、第２コンデンサーレンズ４７ｂと光学ボックス６及び光学ボックス蓋７との間を通って空気が通らないようにする機能をさらに高めることができる。

なお、上記実施例１，２では、第２コンデンサーレンズ４７ｂを保持するために光学ボックス６及び光学ボックス蓋７に形成する係合部を凹部とした場合について説明したが、凹部以外の係合部を用いてもよい。

図１０には、本発明の実施例３を示す。本実施例では、投射レンズ鏡筒５のうちプリズムベース３２に近接する鏡筒部分の外周に、ゴムリング６１を装着している。このように、該鏡筒部分とプリズムベース３２との間に隙間が生じる場合には、ゴムリング６１によってその隙間を閉じることで、該隙間を通って第１の収納空間Ｓ１に空気が流入することを防止するとよい。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

例えば、光学ボックス６に相当する光学収納部材を、第１の収納空間を内部に有する第１の光学収納部材と、第２の収納空間を内部に有する第２の光学収納部材とにより構成した場合には、最終照明光学素子を、第１の光学収納部材により保持するとよい。これにより、光学収納部材が分割構造となっている場合に、第１の収納空間を第２の収納空間に対して閉じる構造にし易い。

本発明の実施例１であるプロジェクタの分解斜視図。 実施例１のプロジェクタの光学構成を示す図。 実施例１のプロジェクタにおける光学エンジンの構成（光学ボックス蓋の未装着状態）を示す図。 上記光学エンジンの構成（光学ボックス蓋の装着状態）を示す図。 上記光学エンジンを照明光学系側から見たときの断面図。 上記光学エンジンを側面から見たときの断面図。 上記光学エンジン内への空気の取り込み方法を説明する斜視断面図。 上記光学エンジン外への空気の排出方法を説明する斜視断面図。 本発明の実施例２を説明する図。 本発明の実施例３を説明する図。

符号の説明

１ ランプ
２ ランプホルダ
５ 投射レンズ鏡筒
６ 光学ボックス
６Ｖ，７Ｖ，６００Ｖ，７００Ｖ 凹部
７ 光学ボックス蓋
８ 電源・バラストユニット
１０ 光学系冷却ファン
１１ ＲＧＢダクト
１７ 下部外装ケース
３１ａ，３１ｂ 防塵フィルタ
３２ プリズムベース
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ プリズムベース排気口
４３ａ，４３ｂ フライアイレンズ
４４ 紫外線吸収フィルタ
４５ 偏光変換素子
４６ 全反射ミラー
４７ａ，４７ｂ コンデンサーレンズ
４８ ダイクロイックミラー
４９ トリミングフィルタ
５０ ワイヤーグリッド偏光板
５１ カラーセレクト
５２，５３ 偏光ビームスプリッタ
５４ 合成プリズム
５５，５６ 偏光板
５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂ １／４波長板
５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂ 反射型液晶パネル
６０ ゴムシールド
６１ ゴムリング
α 照明光学系
β 色分離合成光学系
Ｖ コンデンサーレンズの周縁部

Claims (4)

1. 複数の画像形成素子と、
   光源からの光が入射し、該光源側から順に、フライアイレンズと、前記光源からの光を特定の偏光方向を有する偏光光に変換する偏光変換素子と、前記フライアイレンズで分割された複数の光束を前記複数の画像形成素子上で重ね合わせる集光機能を持つコンデンサレンズユニットとを有する照明光学系と、
   前記照明光学系からの光を色分解して前記複数の画像形成素子に導き、該複数の画像形成素子からの光を合成する色分解合成光学系と、
   該色分解合成光学系からの光を被投射面に投射する投射光学系と、
   前記照明光学系及び前記色分解合成光学系を内部に収納する光学収納部材と、
   防塵部材を通った空気を、前記光学収納部材の内部における前記色分解合成光学系が収納された第１の収納空間に導入する冷却風路とを有し、
   前記光学収納部材は、前記複数の画像形成素子と前記色分解合成光学系とを内包する第１の収納空間を、前記照明光学系のうち最も画像形成素子側のコンデンサレンズを除く素子を内包する第２の収納空間に対して、前記照明光学系のうち最も画像形成素子側のコンデンサレンズを用いて遮蔽するように構成されている、
   ことを特徴とする画像投射装置。
2. 前記照明光学系は、前記フライアイレンズと前記偏光変換素子との間に配置された紫外線吸収フィルタを備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
3. 前記照明光学系は、前記光源を内包する第３の収納空間と前記第２の収納空間とを遮蔽する遮蔽レンズを備えており、
   該遮蔽レンズは、前記光源と前記フライアイレンズとの間に配置されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像投射装置。
4. 前記第１の収納空間の前記投射光学系側の端は、該投射光学系を収納する鏡筒部材を用いて閉じられている、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の画像投射装置。