JP6285570B2 - プロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタに係り、特に、画像形成パネルがシフトして固定された固定シフト型のプロジェクタに関する。

ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：デジタルマイクロミラーデバイス）などの光変調装置（画像を形成する装置であり、以下「画像形成パネル」という）によって画像が付与された光を投射面（例えばスクリーン）に向けて投射し、スクリーン上に画像を表示するプロジェクタが知られている。

プロジェクタは、光源装置から出射された光（照明光）が、画像形成パネルによって画像信号（画像情報）に応じた画像が付与されて、画像光として投射レンズから出射され、画像がスクリーン上に拡大投射される。投射レンズの光軸がスクリーンに対して垂直であれば、画像形成パネルに表示された画像がそのまま拡大されてスクリーン上に投射されるが、通常スクリーンはプロジェクタより上方に配置されることが多い。

このように、プロジェクタの投射レンズの光軸に対してスクリーンがシフトして配置された場合、投射レンズの光軸に対してスクリーンがシフトしている方向と逆の方向に画像形成パネルをシフトさせて配置することにより、画像形成パネルに表示された画像をスクリーンにそのまま拡大して投射させることができる（固定シフト型のプロジェクタ）。

従来のプロジェクタとして、例えば、特許文献１には、光の進行方向に複数備えるレンズ群の加熱制御をすることにより、投射レンズの温度上昇に伴う投射光学装置の焦点位置の変動を解消することが記載されている。また、特許文献２には、レンズを備えるレンズ鏡筒内部を冷却することにより、収差補正レンズを冷却し、温度上昇に起因した投射レンズの収差の変化を抑制し、投射画像の品質の劣化を防止することが記載されている。

特開２０１１−２０９３９４号公報 特開２０１０−２４３５４２号公報

しかしながら、画像形成パネルを一定方向にシフトさせてスクリーンに投射すると、投射レンズの光軸の中心から、画像形成パネルをシフトした方向にずれて光が通過する。その結果、投射レンズ内の光が通過した位置で温度上昇が生じるので、投射レンズにおいて、画像形成パネルがシフトされた側（以下、投射レンズの下側という）とその逆側（以下、投射レンズの上側という）に温度差が生じる。投射レンズの上側と下側において温度差が生じると、レンズを保持する部材を変形させ、投射レンズ（投射レンズを構成する複数のレンズの一部のレンズを含む）に傾きや変位が生じる。投射レンズが傾くと、投射レンズの光学性能が設計値から変動し、スクリーンに投射される画像の品質を低下させる。

上記した特許文献１及び２には、投射画像の品質を安定させるために、加熱手段、または、冷却手段によりレンズ鏡筒内の温度調節を行うことは記載されている。

しかしながら、特許文献１、２は、投射レンズの面方向（光の進行方向に対して垂直方向）の温度差についての検討はなされておらず、面方向の温度差に起因する投射レンズの傾き、変位を防止し、投射される画像の品質低下を抑制することができていないという問題がある。特に、特許文献１、２においては、投射レンズを構成する複数枚のレンズ群において、個々のレンズに着目して面方向の温度差についての検討はなされていなかった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、投射レンズの上側と下側の温度差を低減する構造を有し、投射レンズの傾き、変位を防止することにより、投射される画像の品質低下を抑制することができるプロジェクタを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係るプロジェクタは、画像が形成される画像形成パネルと、画像形成パネルの画像を投射面に投射する投射レンズと、を備え、投射レンズの光軸に対して画像形成パネルの中心がシフトして固定され、投射された前記画像形成パネルの像の中央位置が、前記画像形成パネルの中心がシフトした方向と逆の方向にずれるプロジェクタにおいて、投射レンズのレンズ鏡筒は、投射レンズのＦナンバーを決定する絞りの位置よりも画像形成パネル側であって、画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒部分に放熱構造が形成されている。

本発明の一態様に係るプロジェクタのように、投射レンズの光軸に対して投射面（例えばスクリーン）の中央位置のずれる方向と逆の方向に画像形成パネルの中心がシフトしていると、投射レンズを構成する複数枚の各レンズのレンズ部分において光線が通る光路が各レンズの面方向（光の進行方向に対して垂直方向）において偏在する。

例えば、プロジェクタを水平面上に置いて垂直な投射面に画像を投射する場合、画像形成パネルによって画像が付与された光は、投射レンズの下側部分に入射し、絞りの位置を境として投射レンズの上側部分を通過しながら拡光する光路を形成し、投射面上に拡大投射される。そして、この光路の偏在によって光が通過するレンズ部分の温度上昇により、投射レンズを構成する各レンズの面方向（例えばレンズの上側と下側）に温度差が生じる。この温度差に起因して、投射レンズの傾きや変位が生じて、投射される画像の品質が低下する。特に、絞りの位置よりも画像形成パネル側のレンズは、拡光する光路を形成する絞りよりスクリーン側に位置するレンズよりもレンズの上側と下側との温度差が大きくなる。

本発明の一態様に係るプロジェクタによれば、投射レンズのレンズ鏡筒は、投射レンズのＦナンバーを決定する絞りの位置よりも画像形成パネル側であって、画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒部分に放熱構造が形成されている。これにより、固定シフト型のプロジェクタであっても、投射レンズの上側と下側に温度差が生じ難くなるので、投射レンズの傾きや変位を防止し、投射される画像の品質低下を抑制することができる。

本発明の態様として、放熱構造は、レンズ鏡筒に形成された開口部であることが好ましい。温度上昇したレンズ部分の熱が開口部を介してレンズ鏡筒外に放熱され、温度上昇したレンズ部分が冷却されるので、投射レンズの上側と下側に温度差が生じ難くなる。

この場合、開口部には開口面積を調整可能な開口面積調整機構を有することが一層好ましい。これにより、プロジェクタを使用する部屋等の温度環境に応じて放熱構造の放熱能力を調整できるので、投射レンズの上側と下側の温度差を精度良く制御できる。

本発明の態様として、放熱構造は、レンズ鏡筒に形成された表面積拡大部であることが好ましい。

これは、放熱構造の別態様であり、表面積拡大部としては例えば少なくとも１枚のフィンで構成することができる。これにより、温度上昇したレンズ部分の熱が表面積拡大部を介してレンズ鏡筒外に放熱され、温度上昇したレンズ部分が冷却されるので、投射レンズの上側と下側に温度差が生じ難くなる。

本発明の態様として、放熱構造は、レンズ鏡筒に設けられた放熱材であることが好ましい。

これは、放熱構造の別態様であり、温度上昇したレンズ部分の熱が放熱材を介してレンズ鏡筒外に放熱されるので、投射レンズの上側と下側に温度差が生じ難くなる。放熱材としては、例えば、放熱ゴム、放熱塗料、放熱セラミックス等を使用することができる。

本発明の態様として、放熱構造は、ヒートシンク構造であることが好ましい。ヒートシンク構造は、アルミニウムや銅等の熱伝導率の高い金属を用いた放熱器である。温度上昇したレンズ部分の熱がヒートシンク構造を介してレンズ鏡筒外に放熱されるので、投射レンズの上側と下側に温度差が生じ難くなる。

本発明の態様として、投射レンズを構成する複数枚のレンズのうち、Ｆナンバーを決定する絞りの位置よりも画像形成パネル側のレンズであって、画像形成パネルの中心がシフトした方向と、画像形成パネルの中心がシフトした方向と逆の方向における温度差による性能低下への影響が一番大きなレンズ位置に対応するレンズ鏡筒部分に放熱構造を形成することが好ましい。

温度差による性能低下への影響が一番大きなレンズ位置に放熱構造を形成すれば、投射される画像の品質低下をより一層効果的に抑制することができる。

なお、「性能低下への影響が一番大きなレンズ」とは、複数のレンズの中で、レンズの傾きや変位により、投射レンズの光学特性が設計値から最も変動するレンズを言う。

本発明の態様として、Ｆナンバーを決定する絞りの位置よりも画像形成パネル側のレンズ同士のスペーサとして金属リングを用いるとともに、金属リングの近傍に対応するレンズ鏡筒部分に放熱構造を形成することが好ましい。

金属リングは熱伝導率が高いので、金属リングの近傍に対応するレンズ鏡筒部分に放熱構造を形成することにより放熱効率が良くなる。この場合、金属リングと、表面積拡大による放熱構造（表面積拡大部）は、金属リングの熱を放熱構造で逃がせるように、面接触していることが好ましい。

本発明の態様として、画像形成パネルがシフトするシフト量Ｓは、０．４≦Ｓ≦０．７であることが好ましい。

画像形成パネルのシフト量Ｓが上記範囲の下限値０．４あたりからレンズ鏡筒の垂直方向、即ち投射レンズの上側と下側の温度差の影響に起因する投射レンズの傾き、変位が目立つようになる。一方、上記範囲の上限値０．７を超えた場合には、画像形成パネルのシフト量Ｓが大きくなり過ぎるため、レンズ系が大きくなることにより、製造適性が低下してしまう。そのため、画像形成パネルをシフトするシフト量Ｓを上記範囲とすることにより、投射レンズの上側と下側の温度差の影響を軽減しながら、製造適性に優れた高性能なプロジェクタを提供することができる。

本発明の態様として、画像形成パネルがシフトされた方向とは逆方向のレンズ鏡筒部分に逆部放熱構造を形成し、放熱構造は逆部放熱構造よりも放熱効率が高い構造に形成されることが好ましい。

これにより、投射レンズの上側と下側の温度差を低減できるだけでなく、レンズ全体の温度上昇を抑制することができるので、投射される画像の品質低下を一層確実に抑制することができる。

本発明のプロジェクタによれば、投射レンズの上側と下側の温度差を低減する構造を有するため、投射レンズの傾き、変位を防止し、投射される画像の品質低下を抑制することができる。

本実施形態のプロジェクタの構成を示す概略図。 光源装置の模式図。 第１実施形態の投射レンズの構成と光の光路を示す側面断面図。 画像形成パネルのシフト量を説明する説明図。 第１実施形態において、レンズ鏡筒に形成された放熱構造として開口部を説明する説明図。 開口部の大きさを説明する説明図。 開口部の開口面積調整機構の一例を説明する説明図。 レンズ鏡筒に形成された放熱構造として表面積拡大部を説明する説明図。 第２実施形態において、レンズ鏡筒に形成された放熱構造及び逆部放熱構造としての開口部を説明する説明図。 第２実施形態において、レンズ鏡筒に形成された放熱構造及び逆部放熱構造としての表面積拡大部を説明する説明図。 第２実施形態において、レンズ鏡筒に形成された放熱構造としての開口部及び逆部放熱構造としての表面積拡大部を説明する説明図。

以下、添付図面に従って、本発明に係るプロジェクタについて説明する。なお、本明細書において、「〜」とは、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。

［本発明のプロジェクタの第１実施形態］
図１は、本発明のプロジェクタの第１実施形態の構成を示す概略図である。なお、投射面としては、スクリーン、壁面、天井面等があるが、本実施の形態ではスクリーンの場合で以下に説明する。

本実施形態のプロジェクタ１０は、略直方体をした筐体１１に、光源装置１３、画像形成パネル１４、投射レンズ１５、及び制御装置１７が収容される。筐体１１の上面には、ズームダイヤル２１、光量調節ダイヤル２２．フォーカスダイヤル２３、上下ピン調ダイヤル（あおり操作部材）２４、左右ピン調ダイヤル（あおり操作部材）２５、及び画面修正ダイヤル（画面形状修正部材）２６が設けられている。光源装置１３から出射された光は、画像形成パネル１４の画像形成面１８で画像が付与され投射レンズ１５から出射し、スクリーン（図１で不図示、図３に符号２０で示す）に投射される。

図２に示すように、光源装置１３はＲＧＢ３色の光をそれぞれ出射するＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）５１を有する。Ｒ（赤）のＬＥＤ５１の出射する光はダイクロイックミラー５２で反射され、Ｇ（緑）のＬＥＤ５１の出射する光はダイクロイックミラー５３で反射され、ダイクロイックミラー５２を透過する。Ｂ（青）のＬＥＤ５１の出射する光はダイクロイックミラー５２、５３を透過して、ＲＧＢ３色の光は同一光軸上に出射される。

制御装置１７は、光源装置１３の光を画像形成面１８にＲＧＢ３色の画像を順次表示させ、３色の画像に合わせて３色のＬＥＤ５１からそれぞれの光を同調させて出射させる。また、ズームダイヤル２１の操作信号を受けてスクリーン２０に投射される画像の大きさを調節したり、光量調節ダイヤル２２の操作信号を受けてスクリーン２０に投射される画像の明るさを調節したりする。さらに、フォーカスダイヤル２３の操作に伴って投射レンズ１５のピント調節機構（不図示）を作動させ、スクリーン２０に投射された画像の中央部のピント調整を行う。後述する加温装置の駆動および制御についても制御装置１７により制御される。

画像形成パネル１４としては、透過型液晶パネル、デジタルマイクロミラーデバイスを用いることができる。また、光源装置１３は、ＲＧＢの３色を順次発光するＬＥＤ光源装置に限らず、白色光を発光するキセノンランプやハロゲンランプを用いた光源装置でもよく、この場合には、画像形成パネル１４として、透過型カラー液晶パネルを用いることができる。

図３は、本発明の固定シフト型の投射レンズにおけるレンズ構成の一例及び投射レンズを通過する光の光路を説明する側面断面図である。また、図４は、画像形成パネル１４のシフト量を説明する説明図である。

図３に示すように、画像の形成位置は、スクリーン２０の位置であり、投射レンズ１５の光軸Ｌに対して、図３の上側に投射される。画像形成パネル１４の中心は、投射レンズ１５の光軸Ｌに対して、スクリーン２０の投射面の中央位置のずれる方向と逆の方向、すなわち、投射レンズ１５の光軸に対して、下側にシフトして固定される。

図４に示すように、画像形成パネル１４をシフトする量（シフト率）Ｓとしては、Ｙ：投射レンズ１５の光軸Ｌから画像形成パネル中心までのシフト量（距離）、Ｈ：画像形成パネル１４のシフト方向の長さ、としたとき、Ｓ＝Ｙ／Ｈにより定義される。すなわち、Ｓ＝０．５の時は、図４に示すように、画像形成パネル１４の端面が、投射レンズ１５の光軸Ｌと一致する場合である。また、Ｓ＞０．５（Ｓが０．５より大きい）の時は、画像形成パネル１４の端部と、投射レンズ１５の光軸Ｌが離れる方向にシフトする。Ｓ＝０の場合は、画像形成パネル１４の中心と、投射レンズ１５の光軸Ｌとが一致する、従来の遠距離投射タイプに近いレイアウト（配置）になる。画像形成パネル１４をシフトするシフト量Ｓとしては、０．４以上０．７以下（０．４≦Ｓ≦０．７）とすることが好ましく、より好ましくは０．４５以上０．６以下である。

画像形成パネル１４のシフト量Ｓが上記範囲の下限値０．４あたりからレンズ鏡筒３１の垂直方向、即ち投射レンズの上側と下側の温度差の影響に起因する投射レンズ１５の傾き、変位が目立つようになる。一方、上記範囲の上限値０．７を超えた場合には、画像形成パネル１４のシフト量Ｓが大きくなり過ぎるため、レンズ系が大きくなることにより、製造適性が低下してしまう。そのため、画像形成パネル１４をシフトするシフト量Ｓを上記範囲とすることにより、投射レンズの上側と下側の温度差の影響を軽減しながら、製造適性に優れた高性能なプロジェクタ１０を提供することができる。

図３に示すように、本実施形態では、投射レンズ１５は、５枚のレンズから構成され、画像形成パネル１４側から順に、両凸レンズからなる第１レンズＬ_１と、スクリーン２０側に凹面を有する凹凸面からなる第２レンズＬ_２と、両凸レンズからなる第３レンズＬ_３と、スクリーン２０側に凸面を有する平凸面からなる第４レンズＬ_４と、スクリーン２０側に凸の非球面を有する第５レンズＬ_５とを配列して構成されている。

第１レンズＬ_１と第２レンズＬ_２との間にはスペーサとしての金属リング３６が設けられている。

また、第４レンズＬ_４の入射面側には、Ｆナンバーを決定する円形の開口絞りＡが設けられており、開口絞りＡの位置が絞りの位置３２となる。なお、本例の開口絞りＡは固定絞りであるが、これに限らず、第４レンズＬ_４と第５レンズＬ_５との間に、Ｆナンバーを決定する可変絞り装置を設けるようにしてもよい。可変絞り装置としては、公知の絞り装置を用いることができ、例えば、特開２０１１−２２７４７２号公報の段落＜００１８＞、図３、図４に記載されているように、鏡枠と穴座との間に複数枚の絞り羽根と菊座（可動部）を重ね合わせて保持する。各絞り羽根は穴座に揺動自在に位置決めされ、菊座を揺動させ、絞り羽根を揺動させて絞り口径を拡縮することにより、Ｆナンバーを調整することができる。

図３に示すように、投射レンズ１５内に入射した光は、投射レンズ１５の光軸の主に下側を通る。そして、絞りの位置３２で、光の通過経路が反転し、投射レンズ１５の上側を主に通過しながら拡光し、スクリーン２０に拡大投射される。図３では、画像形成パネル１４をそれぞれの位置を通過した光の、投射レンズ１５内における通過経路を実線で、その光の中心を一点鎖線で示した。

画像形成パネル１４が下側にシフトして配置されることにより、投射レンズ１５内の絞りの位置３２までは、投射レンズ１５内の画像形成パネル１４がシフトした方向、すなわち、投射レンズ１５の光軸に対し、主に下側を光が通過する。したがって、画像形成パネル１４がシフトした方向の投射レンズ１５が、光の通過により加熱され、投射レンズ１５内において、光の通過方向に対して垂直方向（投射レンズの上側と下側）に温度差が生じる。

光が通過することにより、投射レンズ１５内のレンズが加熱されると、レンズを保持する部材が、温度の影響で変形する場合がある。また、光の通過量が少ない領域では、レンズの温度上昇が少ない。これにより、投射レンズ１５の光の通過方向に対して垂直方向、すなわち投射レンズの上側と下側に温度差が生じる。この温度差が大きいと、レンズの面方向の部分的な加温による変形が生じ、レンズが傾き、形成される画像の品質が低下する。レンズが傾くことにより、レンズの回転対称性が崩れるため、形成される画像全体の解像力が低下するほかに、像面湾曲の発生による対角方向でのピント位置ずれなどが発生し、投射画像全体の性能低下につながる。特に、絞りの位置３２よりも画像形成パネル１４側のレンズＬ_１〜Ｌ_４は、拡光する光路を形成する絞りの位置３２よりもスクリーン２０側のレンズＬ_５よりもレンズの上側と下側における温度差が大きくなる。

そこで、本発明のプロジェクタ１０の第１実施形態では、投射レンズ１５のＦナンバーを決定する絞りの位置３２よりも画像形成パネル１４側であって、画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒３１部分に放熱構造を形成した。これにより、光の通過量が多く温度上昇の大きなレンズ部分と、光の通過量が少なく温度上昇の小さなレンズ部分との温度差を小さくすることができるので、投射レンズ上側と下側の温度差をより低減できる。

したがって、投射レンズ１５の傾き、変位を防止し、投射される画像の品質低下を抑制することができる。

放熱構造としては、レンズ鏡筒３１に形成され、レンズの熱（温熱）やレンズ支持部材の熱（温熱）を放熱できる構造であれば特に限定されないが、例えば、レンズ鏡筒に形成された開口部、レンズ鏡筒に形成された表面積拡大部、レンズ鏡筒に形成された放熱材、レンズ鏡筒に設けられたヒートシンク構造を好適に採用することができる。

図５は、放熱構造として、レンズ鏡筒３１に形成された開口部３４を用いた場合であり、図５（Ａ）は投射レンズ１５のレンズ鏡筒３１全体の外観図で、図５（Ｂ）は開口部３４とレンズとの位置関係を示す図である。

図５（Ｂ）に示すように、レンズＬ_１，Ｌ_２同士のスペーサとして金属リング３６を設け、金属リング３６の近傍であって画像形成パネル１４がシフトされた方向のレンズ鏡筒３１部分に開口部３４が形成されている。

これにより、光の通過量が多く温度上昇の大きなレンズＬ_１，Ｌ_２の下側部分の熱は開口部３４を介して放熱され易くなり、光の通過量が少なく温度上昇の小さなレンズＬ_１，Ｌ_２の上側部分の熱は放熱され難くなる。この結果、レンズＬ_１，Ｌ_２の下側部分と上側部分との温度差がより低減されるので、投射レンズ１５の傾き、変位を防止し、投射される画像の品質低下を抑制することができる。

金属リング３６としては、熱伝導率が高く、コスト的にも比較的安価なアルミニウム製や銅製の金属リングを使用することが好ましい。

図６は、図５（Ｂ）のａ−ａ線に沿ったレンズ鏡筒３１の断面図であり、放熱構造の形成範囲を開口部３４の例で説明する図である。

図６に示すように、開口部３４の形成範囲は、画像形成パネル１４のシフト方向を基準線Ｍとした場合に、光軸Ｌの中心角として表わすことができる。すなわち、開口部３４の形成範囲は、基準線Ｍから±１００度の中心角θ（θ１+θ２）を成す範囲、好ましくは±９０度の中心角θを成す範囲、より好ましくは±４５度の中心角θを成す範囲である。

開口部３４の形成範囲を基準線Ｍから±１００度の中心角を成す範囲よりも大きくすると、レンズ鏡筒３１の強度が弱くなる恐れがあるとともに、温度上昇するレンズの下側部分が局部的に放熱されず、投射レンズの上側と下側の温度差を低減しにくい。

なお、図６では、開口部３４の形成範囲を開口部３４の例で説明したが、以下説明する表面積拡大部、放熱材、及びヒートシンク構造の放熱構造の場合も同様である。

また、開口部３４には開口面積を調整する開口面積調整機構３８を有することが好ましい。

図７は、開口面積調整機構３８の一例を示したものであり、開口部３４が形成されたレンズ鏡筒３１部分の外側に、円弧状の外筒３８Ａを回動自在に嵌合される。そして、外筒３８Ａをレンズ鏡筒３１に対して周方向に回動させることにより、開口部３４の開口面積を調整できるようにしたものである。

このように、開口部３４に開口面積調整機構３８を設けることにより、プロジェクタ１０を使用する部屋等の温度に応じて、開口部３４の開口面積を調整することができる。これにより、プロジェクタ１０を使用する部屋等の温度環境に応じて開口部３４の放熱能力を調整できるので、投射レンズの上側と下側の温度差を一層精度良く制御できる。

図８は、放熱構造として、レンズ鏡筒３１に形成された表面積拡大部４０を用いた場合であり、図８（Ａ）は投射レンズ１５のレンズ鏡筒３１全体の外観図で、図８（Ｂ）は表面積拡大部４０とレンズとの位置関係を示す図である。

表面積拡大部４０としては複数枚のフィンＦの例で説明するが、フィンＦに限定されず、複数の突起や複数のディンプル等を形成してもよい。また、フィンＦは、レンズの熱やレンズ支持部材の熱を放熱できる構造であれば何枚でもよく、１枚でもよい。

図８（Ｂ）に示すように、レンズＬ_１，Ｌ_２同士のスペーサとして金属リング３６を設け、金属リング３６の近傍であって画像形成パネル１４がシフトされた方向のレンズ鏡筒３１部分に複数枚のフィンＦが形成されている。

これにより、光の通過量が多く温度上昇の大きなレンズＬ_１，Ｌ_２の下側部分の熱はフィンＦを介して放熱され易くなり、光の通過量が少なく温度上昇の小さなレンズＬ_１，Ｌ_２の上側部分の熱は放熱され難くなる。この結果、レンズＬ_１，Ｌ_２の下側部分と上側部分との温度差がより低減されるので、投射レンズ１５の傾き、変位を防止し、投射される画像の品質低下を抑制することができる。

表面積拡大部４０の放熱能力は表面積の大きさに比例するため、予備試験等によりフィンＦの枚数と放熱能力との関係を予め求めておくことが好ましい。

なお、図示しないが、放熱構造としては、レンズ鏡筒３１に設けられた放熱材を採用することもできる。放熱材としては、例えば、放熱ゴム、放熱塗料、放熱セラミックス等を使用することができる。

例えば図８の放熱構造の部分を、放熱ゴムや放熱セラミックスで形成したり、放熱塗料を塗布したりすることにより放熱材による放熱構造を形成できる。この場合、表面積拡大部４０（例えばフィンＦ）と放熱材とを組み合わせることが一層好ましい。

また、図示しないが、放熱構造としては、レンズ鏡筒３１に設けられたヒートシンク構造を採用することもできる。ヒートシンク構造は、アルミニウムや銅等の熱伝導率の高い金属を用いた放熱器であり、温度上昇したレンズ部分の熱をヒートシンク構造を介してレンズ鏡筒外に放熱することができる。そのため、投射レンズの上側と下側に温度差が生じ難くなる。

なお、第１の実施の形態では、放熱構造を形成するレンズ鏡筒３１の位置として、金属リング３６の近傍に対応するレンズ鏡筒３１部分の例で説明したが、これに限定されない。投射レンズ１５のＦナンバーを決定する絞りの位置３２よりも画像形成パネル１４側であって、画像形成パネル１４がシフトされた方向のレンズ鏡筒部分であれば良い。例えば、レンズの上側と下側の温度差による性能低下への影響が一番大きなレンズ位置に放熱構造を形成すれば、投射される画像の品質低下をより一層効果的に抑制することができる。

［本発明のプロジェクタの第２実施形態］
本発明のプロジェクタ１０の第２実施形態は、第１の実施の形態で説明した放熱構造の他に、画像形成パネル１４がシフトされた方向とは逆方向のレンズ鏡筒３１部分に逆部放熱構造を形成し、放熱構造が逆部放熱構造よりも放熱効率が高い構造になるように構成したものである。プロジェクタ１０のその他の構成は、第１の実施の形態と同様であり、その他の構成の説明は省略する。

図９は、放熱構造及び逆部放熱構造として、レンズ鏡筒に形成された開口部を用いた場合であり、図９（Ａ）は投射レンズのレンズ鏡筒全体の外観図で、図９（Ｂ）は放熱構造及び逆部放熱構造とレンズとの位置関係を示す図である。

図９（Ｂ）に示すように、レンズＬ_１，Ｌ_２同士のスペーサとして金属リング３６を設け、金属リング３６の近傍であって画像形成パネル１４がシフトされた方向のレンズ鏡筒３１部分に第１開口部３４Ａ（放熱構造）を形成し、画像形成パネル１４がシフトされた方向とは逆方向のレンズ鏡筒３１部分に第２開口部３４Ｂ（逆部放熱構造）を形成した。

すなわち、金属リング３６の近傍に対応するレンズ鏡筒３１部分において、レンズＬ_１，Ｌ_２の下側部分を臨むように第１開口部３４Ａが形成され、上側部分を臨むように第２開口部３４Ｂが形成されている。また、第１開口部３４Ａの開口面積は第２開口部３４Ｂの開口面積よりも大きく、第１開口部３４Ａ（放熱構造）が第２開口部３４Ｂ（逆部放熱構造）よりも放熱効率が高い構造になるように構成されている。

これにより、光の通過量が多く温度上昇の大きなレンズＬ_１，Ｌ_２の下側部分の熱は第１開口部３４Ａを介して大きな放熱量で放熱され、光の通過量が少なく温度上昇の小さなレンズＬ_１，Ｌ_２の上側部分の熱は第２開口部３４Ｂを介して小さな放熱量で放熱される。

この結果、レンズＬ_１，Ｌ_２の下側部分と上側部分との温度差がより低減されるので、投射レンズ１５の傾き、変位を防止し、投射される画像の品質低下を抑制することができる。また、第１開口部３４Ａと第２開口部３４Ｂとを設けることにより、レンズＬ_１，Ｌ_２全体の温度上昇を抑制することができるので、投射される画像の品質低下を一層確実に抑制することができる。

図１０は、放熱構造及び逆部放熱構造として、レンズ鏡筒に形成された表面積拡大部を用いた場合であり、図１０（Ａ）は投射レンズ１５のレンズ鏡筒３１全体の外観図で、図１０（Ｂ）は放熱構造及び逆部放熱構造とレンズとの位置関係を示す図である。なお、表面積拡大部としては、フィンの例で説明するが、上記した突起やディンプルでもよい。

図１０（Ｂ）に示すように、レンズＬ_１，Ｌ_２同士のスペーサとして金属リング３６を設け、金属リング３６の近傍であって画像形成パネル１４がシフトされた方向のレンズ鏡筒３１部分に第１表面積拡大部４０Ａ（放熱構造）を形成し、画像形成パネル１４がシフトされた方向とは逆方向のレンズ鏡筒３１部分に第２表面積拡大部４０Ｂ（逆部放熱構造）を形成した。

すなわち、金属リング３６の近傍に対応するレンズ鏡筒３１部分において、レンズＬ_１，Ｌ_２の下側部分に対応して第１表面積拡大部４０Ａが形成され、上側部分に対応して第２表面積拡大部４０Ｂが形成されている。また、第１表面積拡大部４０Ａの表面積は第２表面積拡大部４０Ｂの表面積よりも大きく、第１表面積拡大部４０Ａ（放熱構造）が第２表面積拡大部４０Ｂ（逆部放熱構造）よりも放熱効率が高い構造になるように構成されている。

これにより、光の通過量が多く温度上昇の大きなレンズＬ_１，Ｌ_２の下側部分の熱は第１表面積拡大部４０Ａを介して大きな放熱量で放熱され、光の通過量が少なく温度上昇の小さなレンズＬ_１，Ｌ_２の上側部分の熱は第２表面積拡大部４０Ｂを介して小さな放熱量で放熱される。

この結果、レンズＬ_１，Ｌ_２の下側部分と上側部分との温度差がより低減されるので、投射レンズ１５の傾き、変位を防止し、投射される画像の品質低下を抑制することができる。また、第１表面積拡大部４０Ａと第２表面積拡大部４０Ｂとを設けることにより、レンズＬ_１，Ｌ_２全体の温度上昇を抑制することができるので、投射される画像の品質低下を一層確実に抑制することができる。

図１１は、第２の実施の形態の変形例であり、放熱構造としてレンズ鏡筒３１に形成された開口部３４を用い、逆部放熱構造としてレンズ鏡筒３１に形成された表面積拡大部４０を用いた場合である。図１１は投射レンズ１５のレンズ鏡筒３１全体の外観図である。なお、図１１では、放熱構造及び逆部放熱構造とレンズとの位置関係を示す図は使用しないが、図９及び図１０と同様に、レンズＬ_１，Ｌ_２同士のスペーサとして設けた金属リング３６の近傍に放熱構造と逆部放熱構造とが形成される。

すなわち、金属リング３６の近傍に対応するレンズ鏡筒３１部分において、レンズＬ_１，Ｌ_２の下側部分を臨むように開口部３４が形成され、上側部分に対応して表面積拡大部４０が形成されている。また、開口部３４（放熱構造）は表面積拡大部４０（逆部放熱構造）よりも放熱能力が大きくなるように形成される。

これにより、光の通過量が多く温度上昇の大きなレンズＬ_１，Ｌ_２の下側部分の熱は開口部３４を介して大きな放熱量で放熱され、光の通過量が少なく温度上昇の小さなレンズＬ_１，Ｌ_２の上側部分の熱は表面積拡大部４０を介して小さな放熱量で放熱される。

この結果、レンズＬ_１，Ｌ_２の下側部分と上側部分との温度差がより低減されるので、投射レンズ１５の傾き、変位を防止し、投射される画像の品質低下を抑制することができる。また、開口部３４と表面積拡大部４０とを設けることにより、レンズＬ_１，Ｌ_２全体の温度上昇を抑制することができるので、投射される画像の品質低下を一層確実に抑制することができる。

図９〜図１１では、放熱構造及び逆部放熱構造の組み合わせてとして、開口面積の異なる開口部同士の組み合わせ、表面積の異なる表面積拡大部同士の組み合わせ、開口部と表面積拡大部との組み合わせで説明したが、これに限定されない。開口部、表面積拡大部、放熱材、ヒートシンク構造を組み合わせることもできる。

なお、第２の実施の形態では、放熱構造及び逆部放熱構造を形成するレンズ鏡筒３１の位置として、金属リング３６の近傍に対応するレンズ鏡筒３１部分の例で説明したが、これに限定されない。投射レンズ１５のＦナンバーを決定する絞りの位置３２よりも画像形成パネル１４側であって、画像形成パネル１４がシフトされた方向のレンズ鏡筒３１部分に放熱構造を形成し、画像形成パネル１４がシフトされた方向の逆方向のレンズ鏡筒３１部分に逆部放熱構造を形成すれば良い。例えば、レンズの上側と下側の温度差による性能低下への影響が一番大きなレンズ位置に放熱構造と逆部放熱構造を形成すれば、投射される画像の品質低下をより一層効果的に抑制することができる。

１０…プロジェクタ、１１…筐体、１３…光源装置、１４…画像形成パネル、１５…投射レンズ、１７…制御装置、１８…画像形成面、２０…スクリーン、２１…ズームダイヤル、２２…光量調節ダイヤル、２３…フォーカスダイヤル、２４…上下ピン調ダイヤル（あおり操作部材）、２５…上下ピン調ダイヤル（あおり操作部材）、２６…画面修正ダイヤル（画面形状修正部材）、３１…レンズ鏡筒、３２…絞りの位置、３４…開口部、３４Ａ…第１開口部、３４Ｂ…第２開口部、３６…金属リング、３８…開口面積調整機構、４０…表面積拡大部、４０Ａ…第１表面積拡大部、４０Ｂ…第２表面積拡大部、Ａ…開口絞り、Ｌ…光軸

Claims (13)

1. 画像が形成される画像形成パネルと、前記画像形成パネルの画像を投射面に投射する投射レンズと、を備え、前記投射レンズの光軸に対して前記画像形成パネルの中心がシフトして固定され、投射された前記画像形成パネルの像の中央位置が、前記画像形成パネルの中心がシフトした方向と逆の方向にずれるプロジェクタにおいて、
   前記投射レンズのレンズ鏡筒は、前記投射レンズのＦナンバーを決定する絞りの位置よりも前記画像形成パネル側であって、前記画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒部分に放熱構造が形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記放熱構造は、前記レンズ鏡筒に形成された開口部である請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記開口部には開口面積を調整可能な開口面積調整機構を有する請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記放熱構造は、前記レンズ鏡筒に形成された表面積拡大部である請求項１に記載のプロジェクタ。
5. 前記表面積拡大部は少なくとも１枚のフィンを有する請求項４に記載のプロジェクタ。
6. 前記放熱構造は、前記レンズ鏡筒に設けられた放熱材である請求項１、４及び５の何れか１項に記載のプロジェクタ。
7. 前記放熱構造は、ヒートシンク構造である請求項１、４、５及び６の何れか１項に記載のプロジェクタ。
8. 前記投射レンズを構成する複数枚のレンズのうち、前記Ｆナンバーを決定する絞りの位置よりも前記画像形成パネル側のレンズであって、前記画像形成パネルの中心がシフトした方向と、前記画像形成パネルの中心がシフトした方向と逆の方向における温度差による性能低下への影響が一番大きなレンズ位置に対応する前記レンズ鏡筒部分に前記放熱構造を形成する請求項１から７の何れか１項に記載のプロジェクタ。
9. 前記Ｆナンバーを決定する絞りの位置よりも前記画像形成パネル側のレンズ同士のスペーサとして金属リングを用い、前記金属リングの近傍に対応する前記レンズ鏡筒部分に前記放熱構造を形成する請求項１から３及び６から８の何れか１項に記載のプロジェクタ。
10. 前記Ｆナンバーを決定する絞りの位置よりも前記画像形成パネル側のレンズ同士のスペーサとして金属リングを用い、前記金属リングの近傍に対応する前記レンズ鏡筒部分に前記放熱構造を形成する請求項４又は５に記載のプロジェクタ。
11. 前記金属リングと前記表面積拡大部は、前記金属リングの熱を前記表面積拡大部で逃がせるように、面接触している請求項１０に記載のプロジェクタ。
12. 前記画像形成パネルがシフトするシフト量Ｓは、０．４≦Ｓ≦０．７である請求項１から１１の何れか１項に記載のプロジェクタ。
13. 前記レンズ鏡筒のうち、前記画像形成パネルがシフトされた方向とは逆方向のレンズ鏡筒部分に逆部放熱構造を形成し、前記放熱構造は前記逆部放熱構造よりも放熱効率が高い構造に形成される請求項１から１２の何れか１項に記載のプロジェクタ。