JP6191905B2

JP6191905B2 - 投射光学装置および画像投影装置

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Publication number: JP6191905B2
Application number: JP2013046493A
Authority: JP
Inventors: 敏伸松山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2017-09-06
Anticipated expiration: 2033-03-08
Also published as: JP2014174314A

Description

本発明は、投射光学装置および画像投影装置に関するものである。

従来から、パソコンやビデオカメラ等からの画像データを基に、光源から出射される光を用いて画像形成部により画像を形成し、その画像を、レンズおよびミラーなどの複数の光学素子、および、開口した出射窓部を通してスクリーン等に投影して表示する画像投影装置が知られている。画像形成部は、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）、このＤＭＤを駆動する駆動基板、ＯＦＦ光板、駆動基板やＯＦＦ光板を保持する保持部材などを備えている。

特許文献１には、出射窓部の開口を有効な投影光線を遮ぎらない範囲で、極力小さくした投射光学装置が記載されている。

上記画像投影装置においては、出射窓部から太陽光線などの外光が装置内部に入射する。この出射窓部から入射した外光は、投影光学装置のレンズで集光されて、画像形成部へ入射し、画像形成部の駆動基板、ＯＦＦ光板、保持部材に照射される。あるいは、ＤＭＤに照射され、ＤＭＤで反射された光が、駆動基板、ＯＦＦ光板、保持部材に照射される。レンズで集光された強い外光が、画像形成部内の駆動基板などに照射されると、外光に含まれる紫外線により画像形成部内の部品が劣化してしまう。また、外光に含まれる赤外線により画像形成部内の部品が加熱され、熱変形するおそれがある。このように、出射窓部から入射した可視光以外の外光により、画像形成部は、上述したような悪影響が生じてしまう。

特許文献１に記載のように、出射窓部の開口を極力小さくすることで、出射窓部から装置内部へ入射する外光を減らすことができ、赤外線や紫外線などの可視光以外の外光による駆動基板などの画像形成部内の部品への悪影響を抑制することができる。

しかしながら、出射窓部の開口を極力小さくしても、出射窓部からの外光の入射は、完全には防ぎきることができない。従って、特許文献１では、外光の画像形成部への入射を完全には防ぎきることはできない。よって、レンズで集光された可視光以外の外光による画像形成部への悪影響を十分に抑制することができない。

本発明は以上の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、可視光以外の外光による画像形成部の悪影響を抑制することができる投射光学装置および画像投影装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像形成部で形成された画像を、光学素子および出射窓部を通過させて投影面に向けて投射する投射光学装置において、外光の非可視光成分のうち赤外線と紫外線の少なくとも一方が、前記画像形成部へ進入するのを防止する外光遮蔽手段を備えるとともに、前記画像形成部で形成された画像を投影面上に拡大投影するための投影レンズと、凹面ミラーと、前記投影レンズを通過した画像を前記凹面ミラーに向けて反射する折り返しミラーとを備え、前記外光遮蔽手段は、前記投影レンズの画像入射面、および／または、前記投影レンズの画像出射面に対向配置し、可視光は透過し、赤外線と紫外線の少なくとも一方はカットする非可視光カット手段を有し、前記凹面ミラーおよび前記折り返しミラーで反射した前記外光が、前記非可視光カット手段に入射することを特徴とするものである。

本発明によれば、外光の非可視光成分のうち赤外線と紫外線の少なくとも一方の、画像形成部への進入するのを防止する外光遮蔽手段を備えることで、外光の非可視光成分のうち赤外線と紫外線の少なくとも一方が、画像形成部へ入射するのを抑制することができる。これにより、画像形成部の部材に可視光以外の外光が照射されるのを抑制することができ、可視光以外の外光による画像形成部の悪影響を抑制することができる。

本実施形態に係るプロジェクタと投影面とを示す斜視図。プロジェクタから投影面までの光路図。プロジェクタの内部構成を示す概略斜視図。光源部の概略斜視図。照明部に収納された光学系部品を、他の部とともに示す斜視図。照明部と投影レンズ部と画像形成部とを図５のＡ方向から見た斜視図。照明部内での光の光路を説明する図。画像形成部の斜視図。第１光学部を、照明部と画像形成部とともに示す斜視図。図９のＡ−Ａ断面図。第２光学部が保持する第２光学系を、投影レンズ部と照明部と画像形成部とともに示す斜視図。第２光学部を、第１光学部、照明部、画像形成部とともに示す斜視図。第１光学系から投影面までの光路を示す斜視図。装置内の各部の配置関係を示した模式図。本実施形態のプロジェクタの使用例を示す図。従来のプロジェクタの使用例を示す図。図１６とは異なる従来のプロジェクタの使用例を示す図。本実施形態のプロジェクタの別の使用例を示す図。プロジェクタを設置面側見た斜視図。開閉カバーを装置から取り外した様子を示す斜視図。プロジェクタ内の空気の流れを説明する説明図。プロジェクタを窓の近くに配置したときの様子を示す図。装置内部に進入した外光の光路の一例を示す図。実施例１のプロジェクタの画像形成部周辺の概略構成図。実施例１のプロジェクタの他の構成例を示す図。実施例２のプロジェクタの画像形成部周辺の概略構成図。シャッター部材の移動の制御フロー図。実施例２のプロジェクタの他の構成例を示す図。

以下、本発明が適用される画像投影装置としてのプロジェクタ１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１とスクリーンなどの投影面１０１とを示す斜視図である。なお、以下の説明では、投影面１０１の法線方向をＸ方向、投影面の短軸方向（上下方向）をＹ方向、投影面１０１の長軸方向（水平方向）をＺ方向とする。
図１に示すように、プロジェクタ１の上面には、投影画像Ｐが出射する開口した出射窓部５１ａが設けられている。出射窓部５１ａは、防塵ガラスによりふさがれている。出射窓部５１ａから出射した投影画像Ｐが、スクリーンなどの投影面１０１に投影される。
また、プロジェクタ１の上面には、ユーザがプロジェクタ１を操作するための操作部８３が設けられている。また、プロジェクタ１の側面には、ピント調整のためのフォーカスレバー３３が設けられている。

図２は、プロジェクタ１から投影面１０１までの光路図である。
プロジェクタ１は、光源を備えた不図示の光源部と、光源からの光を用いて画像を形成する画像形成部Ａとを有している。画像形成部Ａは、画像形成素子としてのＤＭＤ１２（Digital Mirror Device）を備えた光変調部１０と、光源からの光を、折り返してＤＭＤ１２に照射して光像を生成する照明部２０とで構成されている。また、画像を投影面１０１に投影するための投射光学装置としての投影光学部Ｂを有している。投影光学部Ｂは、透過型の屈折光学系を少なくとも一つ含み、正のパワーを有する共軸系の第１光学系７０を備えた第１光学部３０と、折り返しミラー４１と正のパワーを有する曲面ミラー４２とを備えた第２光学部４０とで構成されている。

ＤＭＤ１２は、不図示の光源の光が照明部２０によって照射され、この照明部２０によって照射された光を変調することで画像を生成する。ＤＭＤ１２によって生成された光像は、第１光学部３０の第１光学系７０、第２光学部４０の折り返しミラー４１、曲面ミラー４２を介して、投影面１０１に投影される。

図３は、プロジェクタ１の内部構成を示す概略斜視図である。
図３に示すように、光変調部１０、照明部２０、第１光学部３０、第２光学部４０が、投影面および投影像の像面と平行な方向のうち図中Ｙ方向に並べて配置されている。また、照明部２０の図中右側には、光源部６０が配置されている。

なお、図３に示す符号３２ａ１、３２ａ２は、第１光学部３０のレンズホルダー３２の脚部であり、符号２６２は、光変調部１０を照明部２０にネジ止めするためのネジ止め部である。

次に、各部の構造について、詳細に説明する。

まず、光源部６０について説明する。
図４は、光源部６０の概略斜視図である。
光源部６０は、光源ブラケット６２を有しており、光源ブラケット６２の上部にハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプなどの光源６１が装着さている。また、光源ブラケット６２には、電源部８０（図１４参照）に接続された不図示の電源側コネクタと接続するコネクタ部６２ａが設けられている。

また、光源ブラケット６２の上部の光源６１の光出射側には、図示しないリフレクタなどが保持されたホルダ６４がネジ止めされている。ホルダ６４の光源６１配置側と反対側の面には、出射窓６３が設けられている。光源６１から出射した光は、ホルダに保持された不図示のリフレクタにより出射窓に集光され、出射窓６３から出射する。

また、ホルダ６４の上面と、ホルダの下面のＸ方向両端には、光源部６０を照明部２０の照明ブラケット２６（図６参照）に位置決めするため光源位置決め部６４ａ１〜６４ａ３が設けられている。ホルダ６４の上面に設けられた光源位置決め部６４ａ３は突起形状であり、ホルダ６４の下面に設けられた２つの光源位置決め部６４ａ１,６４ａ２は穴形状となっている。

また、ホルダ６４の側面には、光源６１を冷却するための空気が流入する光源給気口６４ｂが設けられており、ホルダ６４の上面には、光源６１の熱により加熱された空気が排気される光源排気口６４ｃが設けられている。

光源ブラケット６２には、不図示の吸気ブロワから吸気された空気が流入する通過部６５が設けられている。また、通過部６５の図中手前側の空気流入側には、上記通過部６５へ流入する空気の一部を、光源部６０と後述する開閉カバー５４（図７参照）との間に流すための開口部６５ａが設けられている。

次に、照明部２０について説明する。
図５は、照明部２０に収納された光学系部品を、他の部とともに示す斜視図である。
図５に示すように、照明部２０は、カラーホイール２１、ライトトンネル２２、２枚のリレーレンズ２３、シリンダミラー２４、凹面ミラー２５を有しており、これらは、照明ブラケット２６に保持されている。照明ブラケット２６は、２枚のリレーレンズ２３、シリンダミラー２４、凹面ミラー２５が収納される筐体状の部分２６１を有しており、この筐体状の部分２６１の４つの側面部のうち、図中右側のみ側面を有し、他の３面は、開口した形状となっている。そして、図中Ｘ方向の奥側の側面部開口には、ＯＦＦ光板２７（図６参照）が取り付けられており、図中Ｘ方向手前側の側面部開口には、いずれの図面にも図示されていないカバー部材が取り付けられる。これにより、照明ブラケット２６の筐体状の部分２６１に収納される２枚のリレーレンズ２３、シリンダミラー２４、凹面ミラー２５は、照明ブラケット２６と、ＯＦＦ光板２７（図６参照）と、いずれの図面にも図示されていないカバー部材とにより覆われる。

また、照明ブラケット２６の筐体状の部分２６１の下面には、ＤＭＤ１２が露出するための照射用貫通孔２６ｄを有している。

また、照明ブラケット２６には、３つの脚部２９を有している。これら脚部２９は、プロジェクタ１のベース部材５３（図１３参照）に当接して、照明ブラケット２６に積み重ねて固定される第１光学部３０、第２光学部４０の重量を支持している。また、脚部２９を設けることにより、光変調部１０のＤＭＤ１２を冷却するための冷却手段としてのヒートシンク１３（図６参照）に、後述するように、外気が流入するための空間を形成する。

なお、図５に示す符号３２ａ３、３２ａ４は、第１光学部３０のレンズホルダー３２の脚部であり、符号４５ａ３は、第２光学部４０のネジ止め部４５ａ３である。

図６は、照明部２０と投影レンズ部３１と光変調部１０とを図５のＡ方向から見た斜視図である。
照明ブラケット２６の筐体状の部分２６１の上部には、図中Ｙ方向に対して直交する上面２６ｂが設けられている。この上面２６ｂの４角には、第１光学部３０をネジ止めするためのネジが貫通する貫通孔が設けられている（図６では、貫通孔２６ｃ１と２６ｃ２とが図示されており、残りの貫通孔については、不図示）。また、図中Ｘ方向手前側の貫通孔２６ｃ１,２６ｃ２に隣接して、第１光学部３０を照明部２０に位置決めするための位置決め孔２６ｅ１,２６ｅ２が設けられている。図中Ｘ方向手前側に設けられた２個の位置決め孔のうち、カラーホイール２１配置側の位置決め孔２６ｅ１は、位置決めの主基準であり、丸穴形状となっている。また、カラーホイール２１配置側と反対側の位置決め孔２６ｅ２は、位置決めの従基準であり、Ｚ方向に延びる長穴となっている。また、各貫通孔２６ｃ１,２６ｃ２の周囲は、照明ブラケット２６の上面２６ｂよりも突出しており、第１光学部３０をＹ方向に位置決めするための位置決め突起２６ｆとなっている。位置決め突起２６ｆを設けずに、Ｙ方向の位置精度を高める場合、照明ブラケット２６の上面全体の平面度を高める必要があり、コスト高になる。一方、位置決め突起２６ｆを設けることで、位置決め突起２６ｆの部分だけ、平面度を高めればよいので、コストを抑えて、Ｙ方向の位置精度を高めることができる。

また、照明ブラケット２６上面の開口部には、投影レンズ部３１の下部が嵌合する遮光板２６３が設けられており、上方から筐体状の部分２６１内への光の進入を防いでいる。また、この遮光板２６３には、凹面ミラー２５（図７参照）が取り付けられている。

また、照明ブラケット２６の上面２６ｂの貫通孔２６ｃ１,２６ｃ２の間は、後述するように、第２光学部４０を、第１光学部３０にネジ止めする際に邪魔とならないように切り欠いている。

照明ブラケット２６のカラーホイール２１側端部（図中Ｚ方向手前側）には、前述の光源部６０のホルダ６４上面に設けられた突起状の光源位置決め部６４ａ３（図４参照）が嵌合する上下方向に貫通孔が形成された筒状の光源被位置決め部２６ａ３が設けられている。また、この光源被位置決め部２６ａ３の下方には、ホルダ６４の光源ブラケット６２側に設けられた２つの穴形状の光源位置決め部６４ａ１,６４ａ２が嵌合する突起状の２個の光源被位置決め部２６ａ１,２６ａ２が設けられている。そして、ホルダ６４の３つの光源位置決め部６４ａ１〜６４ａ３が、照明部２０の照明ブラケット２６に設けられた３箇所の光源被位置決め部２６ａ１〜２６ａ３に嵌合することで、光源部６０は、照明部２０に位置決め固定される（図３参照）。

また、照明ブラケット２６には、カラーホイール２１、ライトトンネル２２を覆う、照明カバー２８が取り付けられている。

図７は、照明部２０内での光の光路Ｌを説明する図である。
カラーホイール２１は、円盤形状のものであり、カラーモータ２１ａのモータ軸に固定されている。カラーホイール２１には、回転方向にＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）などのフィルタが設けられている。光源部６０のホルダ６４に設けられた不図示のリフレクタにより集光された光は、出射窓６３を通って、カラーホイール２１の周端部に到達する。カラーホイール２１の周端部に到達した光は、カラーホイール２１の回転により時分割でＲ、Ｇ，Ｂの光に分離される。

カラーホイール２１により分離された光は、ライトトンネル２２へ入射する。ライトトンネル２２は、四角筒形状であり、その内周面が鏡面となっている。ライトトンネル２２に入射した光は、ライトトンネル２２内周面で複数回反射しながら、均一な面光源にされてリレーレンズ２３へ向けて出射する。

ライトトンネル２２を抜けた光は、２枚のリレーレンズ２３を透過し、シリンダミラー２４、凹面ミラー２５により反射され、ＤＭＤ１２の画像生成面上に集光して結像される。

次に、光変調部１０について、説明する。
図８は、光変調部１０の斜視図である。
図８に示すように光変調部１０は、ＤＭＤ１２が装着されるＤＭＤボード１１を備えている。ＤＭＤ１２は、マイクロミラーが格子状に配列された画像生成面を上向きにしてＤＭＤボード１１に設けられたソケット１１ａに装着されている。ＤＭＤボード１１には、ＤＭＤミラーを駆動するための駆動回路などが設けられている。ＤＭＤボード１１の裏面（ソケット１１ａが設けられた面と反対側の面）には、ＤＭＤ１２を冷却するための冷却手段としてのヒートシンク１３が固定されている。ＤＭＤボード１１のＤＭＤ１２が装着される箇所は、貫通しており、ヒートシンク１３には、この不図示の貫通孔に挿入される突起部１３ａ（図７参照）が形成されている。この突起部１３ａの先端は、平面状になっている。突起部１３ａを不図示の貫通孔に挿入して、ＤＭＤ１２の裏面（画像生成面と反対側の面）に突起部１３ａ先端の平面部を当接させている。この平面部やＤＭＤ１２の裏面のヒートシンク１３が当接する箇所に弾性変形可能な伝熱シートを貼り付けて、突起部１３ａの平面部とＤＭＤ１２の裏面との密着性を高めて、熱伝導性を高めてもよい。

ヒートシンク１３は、固定部材１４により、ＤＭＤボード１１のソケット１１ａが設けられた面と反対側の面に加圧されて固定される。固定部材１４は、ＤＭＤボード１１の裏面の図中右側の部分に対向する板状の固定部１４ａと、ＤＭＤボード１１の裏面の図中左側の部分に対向する板状の固定部１４ａとを有している。各固定部のＸ方向一端付近と他端付近とには、左右の固定部を連結するように設けられた押し当て部１４ｂを有している。

ヒートシンク１３は、光変調部１０を照明ブラケット２６（図６参照）にネジ止めすると、固定部材１４により、ＤＭＤボード１１のソケット１１ａが設けられた面と反対側の面に加圧されて固定される。

以下に、光変調部１０の照明ブラケット２６の固定について、説明する。まず、ＤＭＤ１２が、先の図５で示した照明部２０の照明ブラケット２６下面に設けられた照射用貫通孔２６ｄの開口面と対向するように光変調部１０を、照明ブラケット２６に位置決めする。次に、固定部１４ａに設けられた不図示の貫通孔と、ＤＭＤボード１１の貫通孔１５とを貫通するように図中下側からネジを挿入する。そして、ネジを照明ブラケット２６に設けられたネジ止め部２６２（図３参照）の下面に設けられたネジ穴にねじ込んで、光変調部１０を照明ブラケット２６に固定する。また、照明ブラケット２６に設けられたネジ止め部２６２にネジをねじ込んでいくと、押し当て部１４ｂが、ヒートシンク１３をＤＭＤボード側へ押し込んでいく。これにより、ヒートシンク１３が、固定部材１４により、ＤＭＤボード１１のソケット１１ａが設けられた面と反対側の面に加圧されて固定される。

このように、光変調部１０は、照明ブラケット２６に固定され、先の図５に示した３つの脚部２９は、光変調部１０の重量も支持している。

ＤＭＤ１２の画像生成面には、可動式の複数のマイクロミラーが格子状に配列されている。各マイクロミラーは鏡面をねじれ軸周りに所定角度傾斜させることができ、「ＯＮ」と「ＯＦＦ」の２つの状態を持たせることができる。マイクロミラーが「ＯＮ」のときは、先の図７の矢印Ｌ２に示すように、光源６１からの光を第１光学系７０（図２参照）に向けて反射する。「ＯＦＦ」のときは、先の図６に示す照明ブラケット２６の側面に保持されたＯＦＦ光板２７に向けて光源６１からの光を反射する（図７の矢印Ｌ１参照）。従って、各ミラーを個別に駆動することにより、画像データの画素ごとに光の投射を制御することができ、画像を生成することができる。

不図示のＯＦＦ光板２７に向けて反射された光は、熱となって吸収され外側の空気の流れで冷却される。

次に、第１光学部３０について、説明する。
図９は、第１光学部３０を、照明部２０と光変調部１０とともに示す斜視図である。
図９に示すように、第１光学部３０は、照明部２０の上方に配置されており、複数のレンズで構成された第１光学系７０（図２参照）を保持した投影レンズ部３１と、この投影レンズ部３１を保持するレンズホルダー３２とを有している。レンズホルダー３２には、下方へ延びる４つの脚部３２ａ１〜３２ａ４が設けられており（図９には、脚部３２ａ２,３２ａ３のみ図示されている。脚部３２ａ１は、図３参照、脚部３２ａ４は、図５参照）、各脚部３２ａ１〜３２ａ４の底面には、照明ブラケット２６にねじ止めされるためのネジ穴が形成されている。

また、投影レンズ部３１には、フォーカスギヤ３６が設けられており、フォーカスギヤ３６には、アイドラギヤ３５が噛み合っている。アイドラギヤ３５には、レバーギヤ３４が噛み合っており、レバーギヤ３４の回転軸には、フォーカスレバー３３が固定されている。フォーカスレバー３３の先端部分は、先の図１に示すように、装置本体から露出している。

フォーカスレバー３３を動かすと、レバーギヤ３４、アイドラギヤ３５を介して、フォーカスギヤ３６が回動する。フォーカスギヤ３６が回動すると、投影レンズ部３１内の第１光学系７０を構成する複数のレンズが、それぞれ所定の方向へ移動し、投影画像のピントが調整される。

また、レンズホルダー３２には、４箇所、第２光学部４０を第１光学部３０にネジ止めするためのネジ４８が貫通するネジ貫通孔３２ｃ１〜３２ｃ３を有している（図９では、３個のネジ貫通孔が図示されており、各ネジ貫通孔３２ｃ１〜３２ｃ３には、ネジ４８を貫通させた様子が示されており、図で見えているのは、ネジ４８のネジ部の先端側である。）。また、各ネジ貫通孔３２ｃ１〜３２ｃ４の周囲は、レンズホルダー３２の面から突出した第２光学部位置決め突起３２ｄ１〜３２ｄ３が形成されている（図９では、３２ｄ１〜３２ｄ３が図示されている）。

図１０は、図９のＡ−Ａ断面図である。
図１０に示すように、脚部３２ａ１,３２ａ２には、被位置決め突起３２ｂ１,３２ｂ２が、設けられている。図中右側の被位置決め突起３２ｂ１は、照明ブラケット２６の上面２６ｂに設けられた位置決めの主基準である丸穴形状の位置決め孔２６ｅ１に挿入される。また、図中左側の被位置決め突起３２ｂ２は、位置決めの従基準である長穴形状の位置決め孔２６ｅ２に挿入される。これにより、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向の位置決めがなされる。そして、照明ブラケット２６上面２６ｂに設けられた貫通孔２６ｃ１〜２６ｃ４にネジ３７を挿入し、レンズホルダー３２の各脚部３２ａ１〜３２ａ４に設けられたネジ穴にネジ３７をねじ止めすることで、第１光学部３０が照明部２０に位置決め固定される。

投影レンズ部３１のレンズホルダー３２よりも上部側は、後述する第２光学部のミラーホルダー４５（図１２参照）により覆われている。なお、先の図３に示すように、投影レンズ部３１のレンズホルダー３２よりも下部側のレンズホルダー３２と照明部２０の照明ブラケット２６の上面２６ｂとの間の部分は、露出している。しかし、投影レンズ部３１は、レンズホルダー３２と嵌合しているため、この露出部から、画像の光路へ光が入り込むことはない。

次に、第２光学部４０について説明する。
図１１は、第２光学部４０が備える第２光学系を、投影レンズ部３１と照明部２０と光変調部１０とともに示す斜視図である。
図１１に示すように、第２光学部４０は、第２光学系を構成する折り返しミラー４１と、凹面状の曲面ミラー４２とを備えている。曲面ミラー４２の光を反射する面は、球面、回転対称非球面、自由曲面形状などにすることができる。

図１２は、第２光学部４０を、第１光学部３０、照明部２０、光変調部１０とともに示す斜視図である。
図１２に示すように、第２光学部４０は、曲面ミラー４２から反射した光像を透過するとともに、装置内の光学系部品を防塵するための防塵ガラス５１も備えている。

第２光学部４０は、折り返しミラー４１と防塵ガラス５１とを保持するミラーブラケット４３と、曲面ミラー４２を保持する自由ミラーブラケット４４と、ミラーブラケット４３および自由ミラーブラケット４４が取り付けられるミラーホルダー４５とを有している。

ミラーホルダー４５は、箱型の形状をしており、上面、下面および図中Ｘ方向奥側が開口しており、上から見たとき、略コの字状の形状をしている。ミラーホルダー４５の上部開口のＺ方向手前側と奥側とのそれぞれでＸ方向に延びる縁部は、図中Ｘ方向手前側端部からＸ方向奥側へ行くにつれて、上昇するように傾斜した傾斜部を有している。また、図中Ｘ方向と平行な平行部を有している。そして、傾斜部が、平行部より図中Ｘ方向手前側にある。また、ミラーホルダー４５の上部開口の図中Ｘ方向手前側のＺ方向に延びる縁部は、図中Ｚ方向と平行になっている。

ミラーブラケット４３は、ミラーホルダー４５の上部に取り付けられる。ミラーブラケット４３は、ミラーホルダー４５の上部開口縁部の傾斜部と当接する図中Ｘ方向手前側端部からＸ方向奥側へ行くにつれて、上昇するように傾斜した傾斜面４３ａを有している。また、ミラーホルダー４５の上部開口部縁部の平行部と当接するＸ方向に平行な平行面４３ｂを有している。傾斜面４３ａと平行面４３ｂとは、それぞれ開口部を有しており、傾斜面４３ａの開口部を塞ぐように、折り返しミラー４１が保持されており、平行面４３ｂの開口部を塞ぐように防塵ガラス５１が保持されている。

折り返しミラー４１は、板バネ状のミラー押さえ部材４６によりＺ方向両端が、ミラーブラケット４３の傾斜面４３ａに押し付けられることにより、ミラーブラケット４３の傾斜面４３ａに位置決め保持されている。折り返しミラー４１のＺ方向の一方側端部には、２個のミラー押さえ部材４６により固定されており、他方側端部には、１個のミラー押さえ部材４６により固定されている。

防塵ガラス５１は、Ｚ方向両端が、板バネ状のガラス押さえ部材４７によりミラーブラケット４３の平行面４３ｂに押し付けられることにより、ミラーブラケット４３に位置決め固定されている。防塵ガラス５１は、Ｚ方向両端それぞれ１個のガラス押さえ部材４７により保持されている。

曲面ミラー４２を保持する自由ミラーブラケット４４は、図中Ｘ方向奥側から手前側へ向けて下降するように傾斜した腕部４４ａをＺ軸方向手前側と奥側とに有している。また、自由ミラーブラケット４４は、腕部４４ａの上部でこれら二つの腕部４４ａを連結する連結部４４ｂを有している。自由ミラーブラケット４４は、ミラーホルダー４５の図中Ｘ方向奥側の開口を曲面ミラー４２が覆うように、腕部４４ａがミラーホルダー４５に取り付けられている。

曲面ミラー４２は、防塵ガラス５１側端部の略中央部が、板バネ状の自由ミラー押さえ部材４９により自由ミラーブラケット４４の連結部４４ｂに押し付けられる。また、曲面ミラー４２の第１光学系側の図中Ｚ軸方向両端が、ネジにより自由ミラーブラケット４４の腕部４４ａに固定されている。

第２光学部４０は、第１光学部３０のレンズホルダー３２に積載固定される。具体的には、ミラーホルダー４５の下部には、レンズホルダー３２の上面と対向する下面４５１が設けらている。この下面４５１には、第１光学部３０にネジ止めするための筒状形状のネジ止め部４５ａ１〜４５ａ３が４箇所、形成されている（ネジ止め部４５ａ１、４５a２は、図１１参照。ネジ止め部４５ａ３は、図５参照、残りのネジ止め部は、不図示）。第２光学部４０は、第１光学部３０のレンズホルダー３２に設けられた各ネジ貫通孔３２ｃ１〜３２ｃ３にネジ４８を貫通させ、各ネジ止め部４５ａ１〜４５ａ３にネジ４８をネジ止めすることにより、第１光学部３０にネジ止めされる。このとき、第２光学部４０のミラーホルダー４５の下面が、レンズホルダー３２の第２光学部位置決め突起３２ｄ１〜３２ｄ４と当接して、第２光学部４０は、Ｙ方向に位置決めされて固定される。

第２光学部４０を第１光学部３０のレンズホルダー３２に積載固定すると、先の図９に示すように、投影レンズ部３１のレンズホルダー３２よりも上部の部分が、第２光学部４０のミラーホルダー４５内に収納される。また、第２光学部４０を、レンズホルダー３２に積載固定したとき、曲面ミラー４２とレンズホルダー３２との間には、隙間があり、その隙間にアイドラギヤ３５（図９参照）入り込んでいるような形となる。

図１３は、第１光学系７０から投影面１０１（スクリーン）までの光路を示す斜視図である。
第１光学系７０を構成する投影レンズ部３１を透過した光束は、折り返しミラー４１と曲面ミラー４２との間で、ＤＭＤ１２で生成された画像に共役な中間像を形成する。この中間像は、折り返しミラー４１と曲面ミラー４２との間に曲面像として結像される。次に、中間像を結像した後の発散する光束は、凹面状の曲面ミラー４２に入射し、収束光束になり、曲面ミラー４２により中間像を「さらに拡大した画像」にして投影面１０１に投影結像する。

このように、投影光学系を、第１光学系７０と、第２光学系とで構成し、第１光学系７０と第２光学系の曲面ミラー４２との間に中間像を形成し、曲面ミラー４２で拡大投影することで、投影距離を短くでき、狭い会議室などでも使用することができる。

また、図１３に示すように、照明ブラケット２６には、第１光学部３０、第２光学部４０が積載固定される。また、光変調部１０も固定される。よって、照明ブラケット２６の脚部２９が、第１光学部３０、第２光学部４０および光変調部１０の重量を支える形でベース部材５３に固定される。

図１４は、装置内の各部の配置関係を示した模式図である。
図に示すように、光変調部１０、照明部２０、第１光学部３０、第２光学部４０は、投影面の短軸方向であるＹ方向に積層配置されている。光源部６０は、光変調部１０、照明部２０、第１光学部３０、第２光学部４０が積層された積層体に対して投影面の長軸方向であるＺ方向に配置されている。このように、本実施形態においては、光変調部１０、照明部２０、第１光学部３０、第２光学部４０および光源部が、投影画像および投影面１０１に対して平行な方向であるＹ方向またはＺ方向に並べて配置されている。さらに具体的には、光変調部１０と照明部２０とからなる画像形成系Ａと、第１光学部３０と第２光学部４０とからなる投影光学系Ｂとが積層された方向に対して直交する方向に光源部６０が画像形成系Ａに連結されている。また、画像形成系Ａと光源部６０とは、ベース部材５３に平行な同一の直線上に配置されている。また、画像形成系Ａと投影光学系Ｂとは、ベース部材５３に垂直な同一の直線上に配置され、ベース部材５３側から、画像形成系Ａ、投影光学系Ｂの順番で配置されている。これにより、装置の設置スペースが投影面１０１に投影された投影画像の面に対して直交する方向に取られるのを抑制することができる。これにより、画像投影装置を机などの上に載せて使用する場合、狭い室内においても装置が、机や椅子の配置の邪魔になるのを抑制することができる。

また、本実施形態においては、光源部６０の上方に、光源６１やＤＭＤ１１に電力を供給するための電源部８０が積層配置されている。これら光源部６０、電源部８０、画像形成系Ａ、投影光学系Ｂは、上述のプロジェクタの上面と、ベース部材５３と、プロジェクタ１の周囲を覆う後述の外装カバー５９（図１９参照）からなるプロジェクタ１の容器に収納されている。

図１５は、本実施形態のプロジェクタ１の使用例を示す図であり、図１６、図１７は、従来のプロジェクタ１Ａの使用例を示す図である。
図１５〜図１７に示すように、プロジェクタ１は、例えば会議室などで使用する場合、プロジェクタ１をテーブル１００に置いてホワイトボードなどの投影面１０１に画像を投影して使用される。

図１６に示すように、従来のプロジェクタ１Ａは、ＤＭＤ１２（画像生成素子）、照明部２０、第１光学系７０、第２光学系（曲面ミラー４２）が、投影画像の面に対して直交する方向に直列に並べて配置されている。よって、プロジェクタ１Ａの投影面に対して直交する方向（Ｘ方向）に長くなり、プロジェクタ１Ａが、投影面１０１に対して直交する方向にスペースをとってしまう。投影面１０１に投影された画像を見る人が座る椅子や、使用する机は、一般的に投影面に対して直交する方向に配置する。従って、プロジェクタが、投影面に対して直交する方向にスペースを取ると、それだけ、椅子の配置スペースや机の配置スペースが制限されて、利便性が悪い。

図１７に示すプロジェクタ１Ｂは、ＤＭＤ１２（画像形成素子）、照明部２０、第１光学系７０が、投影画像の面と平行に直列に並べて配置されている。よって、図１６に示すプロジェクタ１Ｂに比べて、投影面１０１に対して直交する方向の長さを短くすることができる。しかしながら、図１７に示すプロジェクタ１Ｂは、光源６１が、照明部２０に対して投影画像の面に対して直交する方向に配置されているため、プロジェクタの投影面１０１に対して直交する方向の長さを十分に短くすることができない。

一方、図１５に示す本実施形態のプロジェクタ１においては、光変調部１０と照明部２０とからなる画像形成系Ａ、および第１光学部３０と折り返しミラー４１とからなる投影光学系Ｂとを、投影面１０１および投影面１０１に投影された投影画像の像面に対して平行な方向のうち図中Ｙ方向に直列に並べて配置している。また、光源部６０と、照明部２０とが、投影面１０１に投影された投影画像の面に対して平行な方向のうち図中Ｚ方向に直列に並べて配置している。すなわち、本実施形態のプロジェクタ１は、光源部６０、光変調部１０、照明部２０および第１光学部３０と、折り返しミラー４１とは、投影面１０１に投影された投影画像の面に対して平行な方向（図中Ｚ方向またはＹ方向）に配置された構造となっている。言い換えれば、光源部６０、光変調部１０、照明部２０および第１光学部３０と、折り返しミラー４１のそれぞれが投影面および投影画像の像面に平行に配置されているのである。このように、光源部６０、光変調部１０、照明部２０および第１光学部３０と、折り返しミラー４１とを、投影面１０１に投影された投影画像の面に対して平行な方向（図中Ｚ方向またはＹ方向）に配置したので、図１５に示すように、図１６や図１７に示したプロジェクタに比べて投影面１０１に対して直交する方向（図中Ｘ方向）の長さを短くすることができる。これにより、プロジェクタ１が椅子の配置スペースや机の配置スペースの阻害となるのを抑制することができ、利便性の高いプロジェクタ１を提供することができる。

また、本実施形態においては、先の図１４に示すように、光源部６０の上方に、光源６１やＤＭＤ１１に電力を供給するための電源部８０が積層配置されている。これにより、プロジェクタ１のＺ方向も短くなっている。

図１８は、本実施形態のプロジェクタ１の別の使用例について説明する図である。
図１８に示すように、本実施形態のプロジェクタ１は、天井１０５に吊り下げて使用することもできる。この場合も、本実施形態のプロジェクタ１は、投影面１０１に対して直交する方向に短いので、天井１０５にプロジェクタ１を設置する際、天井１０５に配置された照明器具１０６に干渉することなく、設置することができる。

また、本実施形態においては、第２光学系を折り返しミラー４１と曲面ミラー４２とで構成しているが、第２光学系を曲面ミラー４２のみで構成してもよい。また、折り返しミラー４１は、平面ミラーでも正の屈折力を持ったミラーでも負の屈折力を持ったミラーでもよい。また、本実施形態においては、曲面ミラー４２として凹面ミラーを用いているが、凸面ミラーを用いることもできる。この場合は、第１光学系７０と曲面ミラー４２との間で中間像を形成しないように第１光学系７０を構成する。

光源６１は、経時使用で寿命を迎えるので、定期的な交換が必要である。このため、本実施形態においては、光源部６０は、装置本体から着脱可能に設けられている。

図１９は、プロジェクタ１の設置面側を見た斜視図である。
図１９に示すように、プロジェクタ１の底面を構成するベース部材５３には、開閉カバー５４が設けられており、開閉カバー５４には、回転操作部５４ａが設けられている。回転操作部５４ａを回転すると、開閉カバー５４と装置本体との固定が解除され、開閉カバー５４が、装置本体から取り外し可能となる。また、ベース部材５３の開閉カバー５４のＸ方向に隣接する箇所には、電源吸気口５６が設けられている。

また、図１９に示すように、プロジェクタ１の外装カバー５９の一方のＹ−Ｘ平面には、吸気口８４と、パソコンなどの外部装置からの画像データなどが入力される外部入力部８８が設けられている。

図２０は、開閉カバー５４を装置から取り外した様子を示す斜視図である。
開閉カバー５４を取り外すと、図２０に示すように、光源部６０の光源ブラケット６２の光源６１が装着された側と反対側の面が露出する。光源ブラケット６２には、取っ手部６６が、光源ブラケット６２に対して図中点線で示すＯ１を回転中心にして回動自在に取り付けられている。

光源部６０を装置本体から取り出すときは、取っ手部６６を回動させて取っ手部６６を掴んで図中手前側へ引き出すことで、光源部６０は、装置本体の開口部から取り外される。光源部６０を装置本体に装着するときは、装置本体の開口部から光源部６０を挿入する。光源部６０を装置本体への挿入していくと、先の図４に示したコネクタ部６２ａが装置本体の不図示の電源側コネクタと接続する。また、同図に示したホルダ６４の３つの光源位置決め部６４ａ１〜６４ａ３が、先の図６に示した照明部２０の照明ブラケット２６に設けられた３つの光源被位置決め部２６ａ１〜２６ａ３に嵌合する。これにより、光源部６０が装置本体に位置決めされ、光源部６０の装着が完了する。そして、開閉カバー５４をベース部材５３に取り付ける。本実施形態においては、光源部６０に取って部６６を設けているが、図２０に示すように、開閉カバー５４側へ突出して設けられたダクト部６５を取っ手部としてもよい。

また、ベース部材５３には、３箇所脚部５５が設けられており、この脚部５５を回転させることで、ベース部材５３からの突出量が変更され、高さ方向（Ｙ方向）の調整を行うことができるようになっている。

また、図２０に示すように、外装カバー５９の他方のＹ−Ｘ平面には、排気口８５が設けられている。

図２１は、本実施形態のプロジェクタ１内の空気の流れを説明する説明図である。この図は、プロジェクタ１を投影面１０１に対して直交する方向（Ｘ方向）から見た図である。
図２１に示すように、プロジェクタ１の側面の一方（図中左側）にプロジェクタ１内に外気を取り込むための開口した吸気口８４が設けられており、プロジェクタ１の側面の他方（図中右側）にプロジェクタ１内の空気を排気する開口した排気口８５が設けられている。また、排気口８５と対向するように、排気ファン８６が設けられている。

排気口８５と吸気口８４の一部は、プロジェクタ１を投影面１０１に対して直交する方向（Ｘ方向）から見たとき、光源部６０と操作部８３との間となるように設けられている。これにより、吸気口８４から取り込まれた外気は、先の図１２に示す第２光学部４０のミラーホルダ４５のＺＹ平面や曲面ミラー４２の裏面にまわりこんで、ミラーホルダ４５や曲面ミラー４２の裏面に沿いながら、吸気口８４へ向かって移動する。光源部６０の上部に配置された電源部８０は、図中Ｚ方向から見たとき、アーチ状の形状をしている。これにより、ミラーホルダ４５や曲面ミラー４２の裏面に沿いながら、吸気口８４へ向かって移動してきた空気は、電源部８０に囲われた空間へ流れ、排気口８５から排出される。

このように、排気口８５と吸気口８４の一部が、プロジェクタ１を投影面１０１に対して直交する方向（Ｘ方向）から見たとき、光源部６０と操作部８３との間となるように設けている。これにより、光源部６０と操作部８３との間を通って、排気口８５から排出される気流を生じさせることができる。

また、照明部２０のカラーホイール２１を回転駆動させるためのカラーモータ２１ａ（図５参照）の周囲の空気が吸引できるような箇所に光源ブロワ９５が配置されている。これにより、光源ブロワ９５の吸気により発生する気流でカラーモータ２１ａを冷却することができる。

光源ブロワ９５により吸引された空気は、光源ダクト９６を通って、ホルダ６４の光源給気口６４ｂ（図４参照）へ流入する。また、光源ダクト９６へ流入した空気の一部は、光源ダクト９６の外装カバー５９（図１９参照）との対向面に形成された開口部９６ａから光源ハウジング９７と外装カバー５９との間に流れる。

光源ダクト９６の開口部９６ａから光源ハウジング９７と外装カバー５９との間に流れてきた空気は、光源ハウジング９７と外装カバー５９とを冷却した後、排気ファン８６によって排気口８５から排出される。

また、光源給気口６４ｂへと流れた空気は、光源６１へ流入し、光源６１を冷却した後、ホルダ６４の上面に設けられた光源排気口６４ｃから排気される。光源排気口６４ｃから排気された空気は、光源ハウジング９７上面の開口部から電源部８０に囲われた空間へ排気される。その後、第２光学部４０を周り込んで電源部８０の囲われた空間に流れ込んできた低温の空気と混ざった後、排気ファン８６により排気口８５から排出される。このように、光源排気口６４ｃから排気された高温の空気が、外気と混合させてから、排気することにより、排気口８５から排気される空気が高温となるのを抑制することができる。

また、ユーザーが操作する操作部８３は、ユーザーが操作しやすいように、装置の上面に設けるのが好ましい。しかし、本実施形態においては、プロジェクタ１上面に、投影面１０１に画像を投影するための開口した出射窓部５１ａを設けているため、プロジェクタをＹ方向から見たとき、光源６１と重なる位置に、操作部８３を設ける必要がある。

本実施形態においては、光源部６０と操作部８３との間に吸気口８４から排気口８５へ向かって流れる気流で、光源６１を冷却して高温となった空気を、排気口へ向けて排気するので、この高温の空気が、操作部８３へ移動するのを抑制することができる。これにより、光源６１を冷却して高温となった空気で、操作部８３が温度上昇するのを抑制することができる。また、吸気口８４から第２光学部４０を周り込んで、排気口８５へ向かって流れる空気の一部は、操作部８３の真下を通って、操作部８３を冷却する。このことも、操作部８３の温度上昇を抑制することができる。

また、排気ファン８６による吸気により、先の図１９に示したベース部材５３に設けられた電源吸気口５６から外気が吸気される。光源ハウジング９７よりも図中Ｘ方向奥側には、光源６１に安定した電力（電流）を供給するための不図示のバラスト基板が配置されている。電源吸気口５６から吸引された外気は、光源ハウジング９７と不図示のバラスト基板との間を上方へ移動しながら、バラスト基板を冷却する。その後、バラスト基板の上方に配置されている電源部８０で囲われた空間に流れた後、排気ファン８６により排気口８５から排気される。

本実施形態では、吸気口８４から排気口８５へ向かう気流を発生させるファンを、排気ファン８６として、排気側に設けているので、吸気口にファンを設ける場合に比べて、吸気口から装置内に供給される空気の供給量を増やすことができる。これは、吸気口８４にファンを設けた場合、ファンの空気を送り出す方向に、第２光学部４０があるため、第２光学部４０によって、ファンから装置内部へ供給される外気の風量が低下してしまう。一方、排気ファン８６として、排気口８５側にファンを設けた場合、通常、排気口８５よりも排気側には、物体がないので、排気ファン８６から排出される風量が減少することはない。よって、排気ファン８６から排気された排気量と、同じだけの量の空気が吸気口８４から取り入れられるので、結果的に、吸気口から装置内部へ供給される空気の供給量が低下することがない。よって、所定の風圧で、吸気口８４から排気口８５へ向けて空気を流すことができ、光源６１から上昇してきた加熱空気を、吸気口８４から排気口８５への気流で、排気口８５へ良好に向かわせることができる。

また、装置本体の図中左下側には、光変調部１０のヒートシンク１３や、光源部６０、光源ブラケット６２などを冷却する冷却部１２０が配置されている。冷却部１２０は、吸気ブロワ９１、垂直ダクト９２、水平ダクト９３を有している。
吸気ブロワ９１は、吸気口８４の下方に対向配置されており、吸気口８４と対向する面から吸気口８４を介して外気を吸気するとともに、吸気口と対向する面と反対側の面から装置内部の空気を吸気して、吸気ブロワ９１の下方に配置された垂直ダクト９２へ流入する。垂直ダクト９２へ流入した空気は、下方へと移動し、垂直ダクト９２の下方部で連結された水平ダクト９３へ送られる。

水平ダクト９３内には、ＤＭＤ１２の画像生成面の裏側に取り付けられたヒートシンク１３が配置されており、ヒートシンク１３が、水平ダクト９３を流れる空気により冷却される。ヒートシンク１３が冷却されることにより、効率よくＤＭＤ１２を冷却することができ、ＤＭＤ１２が、高温になるのを抑制することができる。

水平ダクト９３内を移動してきた空気は、先の図４に示す光源部６０の光源ブラケット６２に設けられた通過部６５または開口部６５ａへ流入する。開口部６５ａへ流入した空気は、開閉カバー５４と光源ブラケット６２との間へと流れ、開閉カバー５４を冷却する。

一方、通過部６５へ流入した空気は、光源ブラケット６２を冷却した後、光源６１の出射側とは反対側の部分へ流入し、光源６１のリフレクタ６７の反射面とは反対側を冷却することで、光源６１のリフレクタ６７を冷却する。したがって、通過部６５を通過する空気は、光源ブラケット６２と光源６１の両方の熱を奪う。リフレクタ６７付近を通過した空気は、光源ブラケット６２の高さから排気ファン８６の下部付近の高さまでの空気を導く排気ダクト９４を通った後に、光源排気口６４Ｃから排気された空気と合流し、流体ガイド８７を通って、排気口８５へ至る。排気ファン８６により排気口８５から排出される。また、開口部６５ａを通って開閉カバー５４と光源ブラケット６２との間へ流入した空気は、開閉カバー５４を冷却した後、装置内部を移動して、排気ファン８６により排気口８５から排出される。

本実施形態においては、プロジェクタ１の上面部に投影画像Ｐが出射する開口した出射窓部５１ａが設けられている。このため、図２２に示すように、プロジェクタ１を窓Ｗの近くに配置した場合、太陽光線などの外光が、出射窓部５１ａを通って装置内部に進入するおそれが高い。

図２３は、装置内部に進入した外光の光路の一例を示す図である。
図２３に示すように、出射窓部５１ａを通って装置内部に進入した外光は、曲面ミラー４２に反射するなどにして、以下の箇所に照射される。すなわち、曲面ミラー４２を保持する自由ミラーブラケット４４、折り返しミラー４１を保持するミラーブラケット４３、自由ミラーブラケット４４およびミラーブラケット４３を保持するミラーホルダ４５などである。また、曲面ミラー４２、折り返しミラー４１、複数のレンズで構成された投影レンズ部３１を通って、画像形成部Ａ内に進入する。投影レンズ部３１は、ＤＭＤ１２からの光像を拡大して出射するものであるので、この投影レンズ部３１の光像出射面から入射した外光は、投影レンズ部３１で集光されて画像形成部Ａに進入する。画像形成部Ａに進入した外光は、ＤＭＤボード１１、照明部２０の照明ブラケット２６、ＯＦＦ光板２７などに照射される。

太陽光線などの外光には、赤外線や紫外線などの可視光以外の光が含まれる。装置の軽量化の観点などから、照明ブラケット２６は、樹脂で形成するのが好ましい。しかし、照明ブラケット２６を樹脂で形成した場合、照明ブラケット２６に外光が照射されると、外光に含まれる紫外線により劣化し、亀裂が生じたり、機械的強度が低下し破損したりするおそれがある。

また、回路基板であるＤＭＤボード１１の表面には、樹脂からなる絶縁層が設けられている。ＤＭＤボード１１に集光された外光が照射されると外光に含まれる紫外線により絶縁層が劣化し、亀裂が生じたり、絶縁層が剥がれ落ちたりするおそれがある。また、ＯＦＦ光板２７に集光された外光が照射されると外光に含まれる紫外線によりＯＦＦ光板２７の塗装されている光吸収部材が劣化し、ＯＦＦ光板２７から剥がれ落ちるおそれがある。

また、外光に含まれる赤外線により加熱され、照明ブラケット２６が熱変形するおそれもある。照明ブラケット２６が熱変形すると、照明ブラケット２６が保持するシリンダミラー２４、凹面ミラー２５が傾くなどして、光源からの光を、ＤＭＤ１２へ照射することができなくなるおそれがある。

特に、画像形成部Ａに進入する光は、投影レンズ部３１により集光された強い光であるため、外光の紫外線による劣化の進行が早い。また、外光の赤外線による熱変形が生じやすい。

そこで、本実施形態においては、以下に示す外光遮蔽手段により外光に含まれる紫外線や赤外線などの可視光以外の光を画像形成部Ａに進入しないようにした。以下に図面を用いて具体的に説明する。

［実施例１］
図２４は、実施例１のプロジェクタ１の画像形成部Ａ周辺の概略構成図である。
図２４に示すように、実施例１においては、外光遮蔽手段として、紫外線および赤外線をカットする非可視光カット手段５１０を、投影レンズ部３１の光像出射面に対向配置したものである。

非可視光カット手段は、透過ガラス５１３の上面に紫外線カットコート５１１が施されており、透過ガラス５１３の下面に赤外線カットコート５１２が施されている。紫外線カットコート５１１および赤外線カットコート５１２は、蒸着法などにより透過ガラス５１３に形成される。

非可視光カット手段５１０を、投影レンズ部３１の光像出射面３１ａと対向配置することで、投影レンズ部３１に外光の紫外線や赤外線が進入するのを防止することができる。これにより、画像形成部Ａに外光の紫外線や赤外線が照射されるのを防止することができる。その結果、ＤＭＤボード１１、照明ブラケット２６、ＯＦＦ光板２７が外光の紫外線により劣化したり、外光の赤外線により熱変形したりするのを抑制することができる。また、可視光は、透過するので、ＤＭＤ１２で生成された光像は、非可視光カット手段５１０を透過してスクリーンに投影される。

図２４に示す非可視光カット手段５１０は、透過ガラス５１３の一方の面に紫外線カットコート５１１を施し、他方の面に赤外線カットコートを施しているが、いずれか一方の面に赤外線カットコートと紫外線カットコートとを施してもよい。しかし、蒸着のし易さを考えると、透過ガラス５１３の一方の面に紫外線カットコート５１１を施し、他方の面に赤外線カットコートを施すのが好ましい。また、紫外線カットフィルムや赤外線カットフィルムを透過ガラス５１３に接着する構成でもよい。また、紫外線カットフィルムに赤外線カットフィルムを接着した構成とし、透過ガラス５１３をなくしてもよい。

また、図２５に示すように、非可視光カット手段５１０を、投影レンズ部３１の光像入射面に対向配置してもよい。さらには、投影レンズ部３１の光像入射面に紫外線および赤外線のいずれか一方をカットする非可視光カット手段を配置し、投影レンズ部３１の光像出射面に他方をカットする非可視光カット手段を配置してもよい。また、投影レンズ部３１の光像出射面３１ａに紫外線カートコートおよび赤外線カットコートのいずれか一方を施し、投影レンズ部３１の光像入射面に他方を施す構成にしてもよい。

また、例えば、画像形成部Ａを構成する各部材が、熱変形し難い材料で構成した場合のときは、非可視光カット手段５１０で紫外線のみをカットするものでもよい。

また、図２４に示すように、非可視光カット手段５１０を投影レンズ部３１の光像出射面３１ａに対向配置しても、投影レンズ部３１と非可視光カット手段５１０との隙間から投影レンズ部３１へ外光の非可視光が入射するおそれがある。このようにして投影レンズ部に入射した外光が、集光されて画像形成部Ａへ入射し、照明ブラケット２６などに照射されるおそれがある。このため、非可視光カット手段５１０を投影レンズ部３１の光像出射面３１ａ側と、投影レンズ部３１の光像入射面３１ｂ側にそれぞれ設けてもよい。これにより、投影レンズ部３１の光像出射面３１ａ側の非可視光カット手段でカットできなった外光の非可視光を、投影レンズ部３１の光像入射面３１ｂ側の非可視光カット手段でカットすることができる。

［実施例２］
図２６は、実施例２のプロジェクタ１の画像形成部Ａ周辺の概略構成図である。
図２６に示す構成は、投影レンズ部３１の光像出射面３１ａの近傍に外光遮蔽手段として、シャッター部材１８０を設けたものである。
図２６に示すようにシャッター部材１８０は、投影レンズ部３１の光像出射面３１ａに対向するように設けられている。シャッター部材１８０は、ラック＆ピニオン機構などの公知の機構により、投影レンズ部３１の光像出射面３１ａと対向する遮光位置から、退避位置に進退可能に設けられている。シャッター部材１８０は、金属などの熱導電性の高い部材で構成されている。

図２７は、シャッター部材１８０の移動の制御フロー図である。
プロジェクタの電源がＯＦＦの状態のときは、シャッター部材１８０は、投影レンズ部３１の光像出射面３１ａと対向する遮光位置にあり外光の画像形成部Ａへの進入を防止している。プロジェクタの電源がＯＮとなり、光源６１がＯＮ（点灯）になると（Ｓ１のＹＥＳ）、不図示の制御部は、不図示の駆動モータを駆動させて、シャッター部材１８０を遮光位置から図２６の点線で示す退避位置へと移動させる（Ｓ２）。これにより、投影画像を、スクリーンに投影することができる。

光源がＯＦＦとなり（Ｓ３）、画像の投影が終了したら、不図示の制御部は、不図示の駆動モータを駆動させて、シャッター部材１８０を退避位置から遮光位置へと移動させる（Ｓ４）。これにより、画像形成部Ａへの外光の進入防止することができ、照明ブラケット２６やＤＭＤボード１１に外光の紫外線や赤外線が照射されるのを防止することができる。また、シャッター部材１８０は、金属などの熱導電性のよい部材で構成し熱を逃がすことで、シャッター部材１８０の輻射熱により投影レンズ部３１などが加熱されるのを抑制することができる。

また、図２６においては、投影レンズ部３１の光像出射面３１ａに対向するようにシャッター部材１８０が設けられているが、図２８に示すように、投影レンズ部３１の光像入射面３１ｂに対向するようにシャッター部材１８０を設けてもよい。

先の実施例１の構成では、赤外線カットコート５１２が外光の赤外線により加熱され、透過ガラス５１３が熱変形するおそれがある。透過ガラス５１３が熱変形により歪んでしまうと、良好な投影画像をスクリーンに投影できなくなる。一方、この実施例２では、そのような不具合が生じることがない。しかし、この実施例２の構成では、画像投影中は、画像形成部Ａへの外光の進入を抑制できない。このため、出射窓部５１ａを塞ぐ防塵ガラス５１、投影レンズ部３１の光像入射面および光像出射面のいずれかに紫外線カットコートを施して、画像投影中に外光の紫外線が、画像形成部Ａに入射しないようにしてもよい。これにより、紫外線による照明ブラケット２６やＤＭＤボード１１の劣化を抑制することができる。もちろん、シャッタ部材１８０が設けられた側と反対側に、非可視光カット手段５１０を設けてもよい。

また、シャッター部材１８０の外光入射面であるシャッター部材の上面に光吸収層を設けるのがこのましい。このように、光吸収層を設けることで、シャッター部材１８０が遮蔽位置にあるとき、このシャッター部材１８０で反射した外光が、ミラーホルダ４５やミラーブラケット４３などに照射されるのを防止することができる。これにより、ミラーホルダ４５やミラーブラケット４３などがシャッター部材１８０で反射した外光に含まれる紫外線で劣化するのを抑制することができる。

シャッター部材１８０の上面に黒色塗料を塗布して、シャッター部材の上面に光吸収層を設けてもよいし、光吸収シートをシャッター部材１８０の上面に貼付してシャッター部材１８０の上面に光吸収層を設けてもよい。さらには、真空蒸着によりシャッター部材の上面に光吸収層を設けてもよい。光吸収シートや、真空蒸着法による光吸収層の成膜としては、例えば、アクター社の製品を用いることができる。このアクター社の光吸収膜は、赤外線の吸収や、紫外、可視光の透過防止膜などに使用されており、太陽光吸収率が９８％±１％などの製品がある。

本実施形態においては、外光を９８％以上、吸収する光吸収層を設けるのが好ましい。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
画像形成部Ａで生成された画像を、複数の光学素子（投影レンズ部３１、折り返しミラー４１、曲面ミラー４２）および出射窓部５１ａを通過させて投影面に向けて投射する投射光学装置（本実施形態においては、第１光学部３０および第２光学部４０とで構成）において、外光の非可視光成分のうち赤外線と紫外線の少なくとも一方の、画像形成部への進入するのを防止する外光遮蔽手段を備えた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、外光の赤外線、紫外線による画像形成部Ａの悪影響を抑制することができる。

（態様２）
また、（態様１）において、外光遮蔽手段は、可視光は透過し、赤外線と紫外線の少なくとも一方はカットする非可視光カット手段５１０を有する。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、外光の紫外線、赤外線による画像形成部Ａの悪影響を抑制することができる。

（態様３）
また、（態様２）において、画像形成部Ａで形成された画像を投影面上に拡大投影するための投影レンズ部３１などの投影レンズを備えており、非可視光カット手段５１０を、投影レンズの画像入射面、および／または、投影レンズの画像出射面に対向配置した。
かかる構成を備えることで、実施例１で説明したように、外光の紫外線、赤外線による画像形成部Ａの悪影響を抑制することができる。

（態様４）
また、（態様１）乃至（態様３）いずれかにおいて、画像形成部Ａで形成された画像を投影面上に拡大投影するための投影レンズ部３１などの投影レンズを備えており、外光遮蔽手段は、投影レンズの画像入射面、または、投影レンズの画像出射面の近傍に外光を遮蔽するシャッター機構を有する。
かかる構成を備えることでも、実施例２で説明したように、可視光以外の外光による画像形成部Ａの悪影響を抑制することができる。

（態様５）
また、（態様４）において、シャッター機構の外光を遮蔽するシャッター部材１８０などの遮蔽部材の少なくとも外光が入射する入射面に光吸収層を設けた。
かかる構成を備えることで、実施例２で説明したように、シャッター部材１８０などの遮蔽部材で反射した可視光以外の外光による不具合を防止することができる。

（態様６）
また、（態様１）乃至（態様５）において、画像形成部Ａで形成された画像を投影面上に拡大投影するための投影レンズ部３１などの投影レンズと、曲面ミラー４２などの凹面ミラーとを備えた。
かかる構成を備えることで、投影面１０１に投影画像を拡大投影することができる。

（態様７）
また、光源６１と、光源６１からの光を用いて画像を形成する画像形成部Ａと、複数の光学素子を備え、画像を投影面に向けて投射する投射光学部Ｂとを備えた画像投影装置において、上記投射光学部として、上記（１）乃至（６）いずれかに記載の態様の投射光学装置を用いた。
かかる構成を備えることで、装置内部部品の可視光以外の外光による悪影響を抑制することができる。

（態様８）
（態様７）において、出射窓部５１ａを、筐体の上面部に設けた。
かかる構成を備えることで、実施形態でも説明したように、投影面に対して直交する方向の長さを短くすることができる。

１：プロジェクタ
１０：光変調部
１１ａ：ソケット
１１：ＤＭＤボード
１２：ＤＭＤ
１３：ヒートシンク
１４：固定部材
２０：照明部
２１：カラーホイール
２２：ライトトンネル
２３：リレーレンズ
２４：シリンダミラー
２５：凹面ミラー
２６：照明ブラケット
２６ａ１〜２６ａ３：光源被位置決め部
２６ｃ１〜２６ｃ４：貫通孔
２６ｄ：照射用貫通孔
２６ｅ１,２６ｅ２：位置決め孔
２６ｆ：位置決め突起
２７：ＯＦＦ光板
２８：照明カバー
２９：脚部
３０：第１光学部
３１：投影レンズ部
３１ａ：光像出射面
３１ｂ：光像入射面
３２：レンズホルダー
３２ａ１〜３２ａ４：脚部
３２ｂ１〜３２ｂ４：被位置決め突起
３２ｃ１〜３２ｃ４：ネジ貫通孔
３２ｄ１〜３２ｄ４：第２光学部位置決め突起
３３：フォーカスレバー
３４：レバーギヤ
３５：アイドラギヤ
３６：フォーカスギヤ
４０：第２光学部
４１：折り返しミラー
４２：曲面ミラー
４３：ミラーブラケット
４４：自由ミラーブラケット
４５：ミラーホルダー
４５ａ１〜４５ａ４：ネジ止め部
４６：ミラー押さえ部材
４７：ガラス押さえ部材
４９：自由ミラー押さえ部材
５１：防塵ガラス
５１ａ：出射窓部
５３：ベース部材
５３ｃ：光源部取り出し口
５３ｄ：切り欠き
５３ｅ：被引っ掛け部
５４：開閉カバー
５４ａ：回転操作部
６０：光源部
６１：光源
６２：光源ブラケット
６２ａ：コネクタ部
６４：ホルダ
６４ａ１〜６４ａ３：光源位置決め部
６４ｂ：流入口
６４ｃ：排気口
６５：ダクト部
６５ａ：開口部
７０：第１光学系
８０：電源部
８３：操作部
８４：吸気口
８５：排気口
８６：排気ファン
９１：吸気ブロワ
９２：垂直ダクト
９３：水平ダクト
９４：排気ダクト
９５：光源ブロワ
９６：光源ダクト
１００：テーブル
１０１：投影面
１０５：天井
１０６：照明器具
１５１：引っ掛け部
１５２：押圧突起
１５３ａ,１５３ｂ,１５３ｃ：爪部
１５４：外れ抑制突起
１５５：開口部
１５６：突き当て部
１５７：ベース面
１６１：ロック部
１６２,１６２ａ：鍔部
１６４：スロープ部
１６５：押圧部
１７１：電源側コネクタ
１８０：シャッター部材
５１０：非可視光カット手段
５１１：紫外線カットコート
５１２：赤外線カットコート
５１３：透過ガラス
Ａ：画像形成部
Ｂ：投影光学部
Ｗ：窓

特開２００８−１６５２０２号公報

Claims

画像形成部で形成された画像を、光学素子および出射窓部を通過させて投影面に向けて投射する投射光学装置において、
外光の非可視光成分のうち赤外線と紫外線の少なくとも一方が、前記画像形成部へ進入するのを防止する外光遮蔽手段を備えるとともに、
前記画像形成部で形成された画像を投影面上に拡大投影するための投影レンズと、凹面ミラーと、前記投影レンズを通過した画像を前記凹面ミラーに向けて反射する折り返しミラーとを備え、
前記外光遮蔽手段は、前記投影レンズの画像入射面、および／または、前記投影レンズの画像出射面に対向配置し、可視光は透過し、赤外線と紫外線の少なくとも一方はカットする非可視光カット手段を有し、
前記凹面ミラーおよび前記折り返しミラーで反射した前記外光が、前記非可視光カット手段に入射することを特徴とする投射光学装置。
請求項１の投射光学装置において、
前記外光遮蔽手段は、前記投影レンズの画像入射面、または、前記投影レンズの画像出射面の近傍に外光を遮蔽するシャッター機構を有することを特徴とする投射光学装置。
請求項２の投射光学装置において、
前記シャッター機構の外光を遮蔽する遮蔽部材の少なくとも外光が入射する入射面に、光吸収層を設けたことを特徴とする投射光学装置。
光源と、
前記光源からの光を用いて画像を形成する画像形成部と、
複数の光学素子を備え、前記画像を投影面に向けて投射する投射光学部とを備えた画像投影装置において、
上記投射光学部として、請求項１乃至３いずれかの投射光学装置を用いたことを特徴とする画像投影装置。
請求項４の画像投影装置において、
前記出射窓部を、筐体の上面部に設けたことを特徴とする画像投影装置。