WO2016157997A1

WO2016157997A1 - プロジェクタ及びその画像劣化防止方法

Info

Publication number: WO2016157997A1
Application number: PCT/JP2016/053119
Authority: WO
Inventors: 泰斗黒田
Original assignee: 富士フイルム株式会社
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2016-10-06
Also published as: US9936174B2; CN207181929U; JP6377253B2; JPWO2016157997A1; US20170366788A1

Abstract

本発明は、投射レンズの鏡筒の周方向において不均一な温度分布を解消し、投射される画像の品質低下を抑えられるプロジェクタ及びその画像劣化防止方法を提供することを目的とする。レンズを保持する鏡筒（５２）を有する投射レンズ（１５）の光軸に対し、画像形成パネルをずらして配置すると、鏡筒において、画像形成パネルがシフトした側の第１部分（５２Ａ）では反対側の第２部分（５２Ｂ）より温度上昇が大きい。本発明の温度調整部（１６）は、冷却ダクト（６０）、加熱ダクト（６１）、連結ダクト（６２）、送風機（２７、２８）を備える。本発明は、送風機により、冷却ダクトの吸気口（６０ａ）から吸引した空気を、第１部分、光源（３０）、及び第２部分に順に通過させ、第１部分を冷却し、第２部分を加熱することによって、鏡筒の周方向での温度分布が均一になり、投射される画像の劣化が抑えられる。

Description

プロジェクタ及びその画像劣化防止方法

　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プロジェクタ及びその画像劣化防止方法に関する。

　プロジェクタは、光源装置から出射された光を、画像形成パネル（光変調パネル）によって画像情報に応じて変調して画像光を形成し、形成された画像光を投射レンズによりスクリーンに投射している。画像形成パネルとしては、例えばＬＣＤ（liquid　crystal　display：液晶ディスプレイ）やＤＭＤ（digital　micromirror　device：デジタルミラーデバイス）が用いられている。また、プロジェクタでは、投射画像の画質の向上のために照明光学系や投射光学系に絞りを配置し、画像形成に寄与しない光線を除去している。

　最近のプロジェクタでは、ＬＣＤやＤＭＤ等の各種画像形成パネルや光源の改善により、投射画像の照度が従来よりも上昇している。プロジェクタに用いられている高輝度タイプの光源は、発熱量も非常に高く、ケース内部の各種部品の温度が上昇しやすい。

　特許文献１記載のプロジェクタでは、電源投入直後、光源冷却用のファンを投射レンズに向けて送風し、光源の排熱を投射レンズに吹き付けている。これにより、投射レンズの温度を予め上昇させておき、使用中の温度変化による投射レンズのピント移動を抑えている。また、投射レンズの収差補正レンズに対して、レンズ保持枠に設けたフィンにより空気を送り、収差補正レンズを冷却することも行われている（例えば特許文献２参照）。さらに、投射レンズを構成する複数のレンズ群を加熱する加熱ユニットを設け、投射レンズ全体を均一な温度に加熱制御することにより、焦点位置の変動を解消することが行われている（例えば特許文献３参照）。

特開２００５－３３１７９０号公報特開２０１０－２４３５４２号公報特開２０１１－２０９３９４号公報

　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。しかし、例えばテーブル設置型のプロジェクタの場合、スクリーンはプロジェクタよりも上方に配置されることが多い。特に、省スペースやスクリーンの前面に立った説明者の影が出にくいメリットを有するため、投影するスクリーンとプロジェクタの距離を短くした広角タイプのプロジェクタが望まれている。このようなプロジェクタでは、画像形成パネルは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シフトして配置されている。この画像形成パネルのシフト量は、プロジェクタの投射レンズが広角タイプになるほど大きくなる。

　画像形成パネルを投射レンズの光軸に垂直な方向にシフトさせて、画像光をスクリーンに投射する場合、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。このため、投射レンズ内の光が通過した位置において温度が上昇する。したがって、投射レンズの鏡筒において、画像形成パネルをシフトした側の鏡筒の温度はその反対側の鏡筒の温度に対して相対的に高くなる温度分布が生じる。この不均一な温度分布によって、レンズを保持する部材や鏡筒の一部が変形し、投射レンズを構成する複数のレンズ或いはその一部のレンズに傾きや変位が生じる。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ことがある。

　特許文献１では、電源投入直後に光源の排熱を投射レンズに吹き付けて投射レンズの温度を上昇させておき、使用中の投射レンズの温度上昇を抑えている。また、特許文献２では、投射レンズの収差補正レンズに空気を送り、収差補正レンズを冷却して鏡筒の温度上昇を抑えている。さらに、特許文献３では、投射レンズ全体を均一な温度に加熱制御することにより、焦点位置の変動を抑制する。しかし、特許文献１、２のように温度上昇を抑える、あるいは、特許文献３のように投射レンズ全体を均一な温度に加熱制御するだけでは、投射レンズの光軸に直交する方向での温度差についての検討がなされていないため、レンズの傾きや変位を抑えることができず、依然としてスクリーンに投射される画像の品質が低下してしまうことから、新たな対策が望まれていた。

　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、投射レンズの光軸に直交する方向である鏡筒の周方向での不均一な温度分布を解消し、投射される画像の品質低下を抑えることができるプロジェクタ及びその画像劣化防止方法を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明のプロジェクタは、光源と、光源から照射される光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する画像形成パネルと、レンズ及びレンズを保持する鏡筒を有し画像形成パネルで形成された画像光を投射する投射レンズと、を有し、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配され、
　投射レンズの光軸に対して画像形成パネルがシフトした側の鏡筒の第１部分を冷却する空気を通過させる冷却ダクトと、
　投射レンズの光軸に対して画像形成パネルがシフトした側とは反対側の鏡筒の第２部分を加熱する空気を通過させる加熱ダクトと、
　冷却ダクトと加熱ダクトを連結し、冷却ダクトからの空気を光源に通過させて加熱ダクトに送る連結ダクトと、
　冷却ダクト、連結ダクト、加熱ダクトのいずれかに取り付けられ、冷却ダクトの吸気口から吸引した空気の少なくとも一部を加熱ダクトの排気口へ送る送風機と、を備える。

　また、排気口からの排気を第２部分に送り、第２部分を加熱することが好ましい。更に、冷却ダクトは、第１部分を露呈する第１開口部を有し、加熱ダクトは、第２部分を露呈する第２開口部を有することが好ましい。

　更にまた、連結ダクトと排気口の間に、第２部分に送る風量を調整する風量調整機構を有することが好ましい。鏡筒は合成樹脂製であることが好ましい。加えて、第１部分及び第２部分は、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にあることが好ましい。

　加えてまた、投射レンズの光軸から画像形成パネルの中心までの距離をＹと、画像形成パネルのシフト方向における長さをＨと、距離Ｙを長さＨで除して求められる画像形成パネルのシフト量をＳ＝Ｙ／Ｈとした場合に、シフト量Ｓは、０．４＜Ｓ＜０．７の範囲内であることが好ましい。

　また、上記目的を達成するために、本発明のプロジェクタの画像劣化防止方法は、光源と、光源から照射される光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する画像形成パネルと、レンズ及びレンズを保持する鏡筒を有し画像形成パネルで形成された画像光を投射する投射レンズと、を有し、投射レンズの光軸に対して画像形成パネルの中心をシフトして配したプロジェクタの画像劣化防止方法において、光軸に対して画像形成パネルがシフトした側の鏡筒の第１部分と、光源と、光軸に対して画像形成パネルがシフトした側とは反対側の鏡筒の第２部分と、をダクトによって連結し、ダクトに設けられる送風機により、第１部分側のダクトの吸気口から吸引した空気を、第１部分、光源、及び第２部分側のダクトに順に通過させ、第２部分側のダクトの排気口の空気を第２部分に送る。

　更に、上記目的を達成するために、本発明の別のプロジェクタの画像劣化防止方法は、光軸に対して画像形成パネルがシフトした側の鏡筒の第１部分と、光源と、光軸に対して画像形成パネルがシフトした側とは反対側の鏡筒の第２部分とをダクトで連結し、ダクトは、第１部分を露呈する第１開口部と、第２部分を露呈する第２開口部とを有し、ダクトに設けられる送風機により、鏡筒の第１部分側のダクトの吸気口から吸引した空気を、第１部分、光源、及び第２部分に順に通過させる。

　本発明のプロジェクタ及びその画像劣化防止方法によれば、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配されたプロジェクタに対して、投射レンズの光軸に直交する方向である鏡筒の周方向での温度分布を均一化し、投射される画像の品質低下を抑制することができる。

本発明のプロジェクタの構成の概略を示す斜視図である。第１実施形態のプロジェクタの内部構成を示す斜視図である。第１実施形態のプロジェクタの内部構成を示す横断面図である。投射レンズの構成を示す縦断面図である。画像形成パネルのシフト量を説明する図である。図３のＶＩ－ＶＩ線で切断した断面図である。第２実施形態の風量調整機構の構成を示す断面図である。第２実施形態の風量調整機構の構成を示す斜視図である。第３実施形態のダクト及び送風機の構成を示す断面図である。第４実施形態のプロジェクタの内部構成を示す横断面図である。

　＜第１実施形態＞
　図１に示すように、本実施形態のプロジェクタ１０は、略直方体をしたケース１１に、光源部１２、色分離部１３、画像形成部１４、投射レンズ１５、温度調整部１６（図２参照）、及び制御部１７が収容されている。ケース１１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、上下ピント調節ダイヤル２４、左右ピント調節ダイヤル２５、及び画面修正ダイヤル２６が設けられている。ケース１１の側面には、送風機２７、２８が設けられている。また、以下の実施形態では、プロジェクタをテーブルなどの台上に設置した状態を例に上げて説明する。

　図２に示すように、光源部１２は、光を照射する光源３０を備え、この光源３０の光を色分離部１３に供給する。色分離部１３は、光源部１２から出射される光を赤、緑、及び青の３色の光に分離する。色分離部１３で赤、緑、及び青に分離された３色の光は、画像形成部１４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～図３で不図示、図４に符号２０で示す）に投射される。

　図３に示すように、光源部１２は、光源３０、リフレクタ３１、フライアイレンズ３２、３３、偏光変換素子３４、コンデンサレンズ３５、及び反射ミラー３６などから構成されている。光源３０は、例えばキセノンランプやメタルハライドランプ及び超高圧水銀ランプなどの高輝度ランプであり、特定の偏光方向を持たない自然な白色光を照射する。リフレクタ３１は、光源３０が照射した照射光を集光する。

　フライアイレンズ３２、３３は、マイクロレンズアレイなどから構成され、光源３０が照射した照射光とリフレクタ３１が集光した照射光の照射面内の光量分布を均一化し、偏光変換素子３４に入射させる。

　偏光変換素子３４は、入射した照射光の偏光方向を揃える。コンデンサレンズ３５は、偏光変換素子３４により偏光方向が揃えられた照射光を反射ミラー３６に入射させる。反射ミラー３６は、入射した照射光を反射させて伝播方向を変え、色分離部１３に入射させる。これにより、光源部１２から色分離部１３に照射光が供給される。

　色分離部１３は、２枚のダイクロイックミラー４０、４１、反射ミラー４２、リレーレンズ４３を備える。この色分離部１３は、光源部１２から出射された照射光をダイクロイックミラー４０、４１により、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の３色の光に分離する。

　ダイクロイックミラー４０は、光源部１２から供給された照射光が入射するように配置されている。また、ダイクロイックミラー４０は、略板状に形成され、照射光の光軸に対して略４５度傾いて設けられている。ダイクロイックミラー４０は、赤色光を反射させ、緑色光と青色光とを透過させる特性を有しており、白色光である照射光のうち、赤色光成分のみを反射させ、緑色光成分と青色光成分とを透過させる。

　ダイクロイックミラー４０で反射した赤色光は、画像形成部１４に入射する。一方、ダイクロイックミラー４０を透過した緑色光と青色光とは、ダイクロイックミラー４１に入射する。

　ダイクロイックミラー４１は、ダイクロイックミラー４０と同様に、略板状に形成され、照射光の光軸に対して略４５度傾いて設けられている。ダイクロイックミラー４１は、緑色光を反射させ、青色光を透過させる特性を有しており、ダイクロイックミラー４０を透過した緑色光成分及び青色光成分の照射光のうち、緑色光成分を反射させ、青色光成分を透過させる。

　ダイクロイックミラー４１で反射した緑色光は、画像形成部１４に入射する。一方、ダイクロイックミラー４１を透過した青色光は、反射ミラー４２に入射する。反射ミラー４２は、ダイクロイックミラー４０、４１と同様に、略板状に形成され、照射光の光軸に対して略４５度傾いて設けられている。反射ミラー４２で反射した青色光は、リレーレンズ４３に導かれ、画像形成部１４に入射する。

　画像形成部１４は、赤色光用画像形成パネル４４、緑色光用画像形成パネル４５、青色光用画像形成パネル４６、反射ミラー４７、４８、集光レンズ４９、及びクロスダイクロイックプリズム５０などから構成されている。

　ダイクロイックミラー４０、４１により分離された３色の光のうち、赤色光は、反射ミラー４７、集光レンズ４９を介して赤色光用画像形成パネル４４に入射し、緑色光は、集光レンズ４９を介して緑色光用画像形成パネル４５に入射し、青色光は、反射ミラー４８、及び集光レンズ４９を介して青色光用画像形成パネル４６に入射する。

　赤色光用画像形成パネル４４は、例えば、透過型のＬＣＤであり、集光レンズ４９とクロスダイクロイックプリズム５０との間に配置されている。赤色光用画像形成パネル４４は、透過する赤色光を変調することによって、赤色成分の画像情報を付与した赤色の画像光を生成し、その赤色の画像光をクロスダイクロイックプリズム５０に入射させる。

　緑色光用画像形成パネル４５は、赤色光用画像形成パネル４４と同様に構成されており、透過する緑色光を変調することによって、緑色成分の画像情報を付与した緑色の画像光を生成し、その緑色の画像光をクロスダイクロイックプリズム５０に入射させる。さらに、青色光用画像形成パネル４６も、赤色光用画像形成パネル４４と同様に構成されており、透過する青色光を変調することによって、青色成分の画像情報を付与した青色の画像光を生成し、その青色の画像光をクロスダイクロイックプリズム５０に入射させる。

　クロスダイクロイックプリズム５０は、ガラスなどの透明素材を用いて略立方体に形成され、互いに交差するダイクロイック面５０ａ、５０ｂを内部に備えている。ダイクロイック面５０ａは、赤色光を反射させ、緑色光と青色光とを透過させる特性を有している。ダイクロイック面５０ｂは、青色光を反射させ、赤色光と緑色光とを透過させる特性を有している。クロスダイクロイックプリズム５０に入射した赤色の画像光は、ダイクロイック面５０ａで反射して投射レンズ１５に入射する。緑色の画像光は、各ダイクロイック面５０ａ、５０ｂを透過して投射レンズ１５に入射する。そして、青色の画像光は、ダイクロイック面５０ｂで反射して投射レンズ１５に入射する。

　このように、クロスダイクロイックプリズム５０は、入射した各色の画像光を同一光軸上にまとめた合成画像光として投射レンズ１５に入射させる。これにより、赤、緑、青の各色の画像情報が付与された合成画像光が投射レンズ１５によって投射され、フルカラーの画像がスクリーンなどに表示される。

　制御部１７は、画像形成パネル４４～４６にＲＧＢ３色の画像を表示させる制御を行う。また、制御部１７は、他に以下の処理も行う。例えば、ズームダイヤル２１の操作信号を受けると、スクリーン２０に投射される画像の大きさを調節する。光量調節ダイヤル２２の操作信号を受けると、スクリーン２０に投射される画像の明るさを調節する。フォーカスダイヤル２３の操作信号を受けると、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を調節する。上下ピント調節ダイヤル２４の操作信号を受けると、姿勢調節装置（不図示）の第１モータを回転させる。これにより、投射レンズ１５を光軸に直交する水平軸を中心に回転させ、投射レンズ１５の上下方向の傾きを調節する。左右ピント調節ダイヤル２５の操作信号を受けると、姿勢調整装置の第２モータを回転させる。これにより、投射レンズ１５を光軸に直交する鉛直軸を中心として回転させ、投射レンズ１５の左右方向の傾きを調節する。画面修正ダイヤル２６の操作信号を受けると、画像形成パネル４４～４６の画像形成面に形成される画像の表示サイズ及び形状を変更する。例えば、投射レンズ１５の傾き角度に応じて矩形画像が台形画像として表示されることがないように表示サイズ及び形状を変更する。

　図４に示すように、画像は、投射レンズ１５の光軸Ｌに対して、上側でスクリーン２０に投射される。画像形成パネル４４～４６の中心は、投射レンズ１５の光軸Ｌに対して、投射された像（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Ｌに対して、下側にシフトして固定される。なお、図４及び図５においては、煩雑化を防ぐため、画像形成パネル４４～４６のうち、画像形成パネル４５のみを図示している。

　画像形成パネル４４～４６のシフト量について、図５を用いて説明する。画像形成パネル４４～４６をシフトする量（シフト量）Ｓとしては、投射レンズ１５の光軸Ｌから画像形成パネル４４～４６中心までの距離をＹ、画像形成パネル４４～４６のシフト方向の長さをＨ、とした場合に、距離Ｙを長さＨで除して求められる画像形成パネル４４～４６をシフトする量、シフト量Ｓ＝Ｙ／Ｈにより定義される。すなわち、Ｓ＝０．５の時は、図５に示すように、画像形成パネル４４～４６の光軸Ｌに近い方の端面が、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４４～４６の光軸Ｌに近い方の端面が、投射レンズ１５の光軸Ｌから離れる方向にシフトする。Ｓ＝０の場合は、画像形成パネル４４～４６の中心と、投射レンズ１５の光軸Ｌとが一致して、従来の遠距離投射タイプに近い配置になる。

　画像形成パネル４４～４６をシフトする量Ｓとしては、０．４を超え０．７未満とすることが好ましい。シフト量Ｓが０．４を超えると、０．４以下の場合に比べて、投射レンズの光軸に垂直な方向の温度分布の影響が目立たなくなる。一方シフト量Ｓが０．７未満であると、０．７以上の場合に比べて、画像形成パネル４４～４６のシフト量が大きくなり過ぎることがなく、レンズ系が大きくなることを抑えて、製造適性の低下が防止される。従って、画像形成パネル４４～４６のシフト量Ｓを上記範囲に納めることで、投射レンズ１５の光軸に垂直な方向の温度分布の影響を軽減しながら、高性能な製品を提供することができる。画像形成パネル４４～４６をシフトする量Ｓは、０．４５を超え０．６未満とすることがより好ましい。

　図４に示すように、投射レンズ１５は、画像形成パネル４４～４６側から順に配される第１レンズＬ１～第５レンズＬ５及び開口絞り５１を保持する鏡筒５２を備えている。第１レンズＬ１は両側に凸面を有し、第２レンズＬ２は、スクリーン２０側に凹面及び画像形成パネル４４～４６側に凸面を有している。第３レンズＬ３は両側に凸面を有し、第４レンズＬ４は、スクリーン２０側に凸面で画像形成パネル４４～４６側に平面を有している。第５レンズＬ５は、スクリーン２０側に凸の非球面及び画像形成パネル４４～４６側に平面を有している。

　鏡筒５２は、複雑な断面形状を有するため、ポリカーボネート等の合成樹脂により成形されている。なお、鏡筒５２の一部又は全部を金属製としてもよい。

　第４レンズＬ４の出射面側には、Ｆナンバーを決定する円形の開口絞り５１が設けられており、開口絞り５１の位置が絞り位置となる。画像形成パネル４４～４６のそれぞれの位置を通過した光は、投射レンズ１５内における通過経路の概略を実線で、その光の中心を一点鎖線で、示してある。

　画像形成パネル４４～４６が下側にシフトして配置される場合、投射レンズ１５内に入射した光は、投射レンズ１５内の絞り位置まで、投射レンズ１５内の画像形成パネル４４～４６がシフトした方向、すなわち、投射レンズ１５の光軸Ｌに対し、主に下側を通過する。そして、絞り位置において、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、スクリーン２０に投射される。従って、画像形成パネル４４～４６がシフトした側の投射レンズが、光の通過により加熱され、投射レンズ１５内において、投射レンズ１５の光軸に垂直な方向に温度分布が生じる。

　この温度差が大きいと、第１レンズＬ１～第５レンズＬ５を保持する鏡筒５２にも、一方のみの加熱による変形が生じる。この変形によって、第１レンズＬ１～第５レンズＬ５が傾き、スクリーンに投射される画像の品質が低下する。更に、第１レンズＬ１～第５レンズＬ５が傾くことにより、第１レンズＬ１～第５レンズＬ５の回転対称性が崩れるため、投射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劣化につながる。

　上述したように、鏡筒５２は、投射レンズ１５の光軸Ｌに対して画像形成パネル４４～４６がシフトした側の第１部分５２Ａ（図６参照）では温度上昇が大きく、投射レンズ１５の光軸Ｌに対して画像形成パネル４４～４６がシフトした側とは反対側の第２部分５２Ｂ（図６参照）では温度上昇が小さい。そこで、温度調整部１６は、第１部分５２Ａを冷却し、第２部分５２Ｂを加熱する機能を有する。

　図６に示すように、温度調整部１６は、冷却ダクト６０と、加熱ダクト６１と、連結ダクト６２と、送風機２７、２８とを備える。なお、温度調整部１６により、冷却する第１部分５２Ａ及び加熱する第２部分５２Ｂは、開口絞り５１の位置よりも画像形成パネル４４～４６側にあることが好ましい。

　冷却ダクト６０は、一端に位置する吸気口６０ａに送風機２７が取り付けられ、他端が光源３０に向かって延びる四角形断面の筒状に形成されている。加熱ダクト６１は、一端に位置する排気口６１ａに送風機２８が取り付けられ、他端が光源３０に向かって延びる四角形断面の筒状に形成されている。加熱ダクト６１は、冷却ダクト６０と平行に配される。ダクト６０～６２は、例えば、鏡筒５２と同様に合成樹脂から成形されている。

　送風機２７は、吸気口６０ａを通じて冷却ダクト６０へ空気を吸引する吸気ファンであり、送風機２８は、排気口６１ａを通じて加熱ダクト６１から空気を排出する排気ファンである。送風機２７、２８は、例えば、同一のプロペラファンを使用し、ケース１１に対して向きを変えて取り付けられている。送風機２７は、鉛直方向において投射レンズ１５よりも下方に、送風機２８は、鉛直方向において投射レンズ１５よりも上方に位置する。

　送風機２７によって吸気口６０ａから吸引される空気は、冷却ダクト６０を通って光源３０に送られる。冷却ダクト６０は、鏡筒５２の第１部分５２Ａと対面する接続部６３を有する。接続部６３は、端縁が第１部分５２Ａの外周面に沿った円弧状に形成されており、冷却ダクト６０に対して第１部分５２Ａを露呈し、冷却ダクト６０内に通じる第１開口部６３Ａを有する。冷却ダクト６０内に送られた空気の一部は、第１開口部６３Ａを通じて第１部分５２Ａに送られる。

　送風機２８によって、加熱ダクト６１を通った空気は排気口６１ａからケース１１の外部へ排出される。加熱ダクト６１は、鏡筒５２の第２部分５２Ｂと対面する接続部６４を有する。接続部６４は、端縁が第２部分５２Ｂの外周面に沿った円弧状に形成されており、加熱ダクト６１に対して第２部分を露呈し、加熱ダクト６１内に通じる第２開口部６４Ａを有する。

　連結ダクト６２は、冷却ダクト６０の他端と、加熱ダクト６１の他端とを連結し、Ｕ字型に湾曲した筒状に形成されている。連結ダクト６２は、光源３０及びリフレクタ３１の周囲に配され、リフレクタ３１から照明光が出射する面が開口されている。連結ダクト６２は、冷却ダクト６０から送られる空気を光源３０に通過させて加熱ダクト６１に送る。光源３０は周囲に熱を排出するため、冷却ダクト６０から送られる空気は、光源３０を通過させることにより加熱され、加熱ダクト６１に送られる。

　以上のように、温度調整部１６では、送風機２７、２８により、冷却ダクト６０の吸気口６０ａから吸引した空気を、第１部分５２Ａ、光源３０、及び第２部分５２Ｂに順に通過させる。冷却ダクト６０を通る空気は、送風機２７によってケース１１の外部から吸引されたものであるから、ケース１１内の空気より温度が低い。よって、冷却ダクト６０から第１開口部６３Ａを通じて第１部分５２Ａに送られる空気は、第１部分５２Ａを冷却することができる。一方、加熱ダクト６１を通る空気は、光源３０によって加熱されたものであるから、冷却ダクト６０を通る空気よりも温度が高い。よって、加熱ダクト６１から第２開口部６４Ａを通じて第２部分５２Ｂに送られる空気は、第２部分５２Ｂを加熱することができる。

　第１部分５２Ａを冷却し、第２部分５２Ｂを加熱することによって、投射レンズ１５の鏡筒５２の周方向での温度分布が均一になり、偏った温度分布に起因して鏡筒５２の一部が変形することが抑えられる。特に、光が通過することで温度が上昇した鏡筒５２の下側（第１部分５２Ａ）と、鏡筒５２の下側に反対する側の上側（第２部分５２Ｂ）との温度差を小さくすることができ、投射レンズ１５内の第１レンズＬ１～第５レンズＬ５の傾きが防止される。このようにして、本発明の画像劣化防止方法が行われる。

　＜第２実施形態＞
　上記第１実施形態では、加熱ダクト６１を通過し、加熱された空気の一部が第２開口部６４Ａを通って第２部分５２Ｂに送られるものである。図７に示す第２実施形態では、加熱された空気をより積極的に第２部分５２Ｂに送るため、第２部分５２Ｂに送る風量を調整する風量調整機構を有する。この場合、風量調整機構は、例えば、複数の整流フィン６５を備えるルーバ機構である。

　複数の整流フィン６５は、加熱ダクト６１の内部、且つ連結ダクト６２と第２部分５２Ｂとの間に、互いに平行に配設される。整流フィン６５は、加熱ダクト６１の筒心方向と平行な第１位置（実線で示す位置）と、この第１位置に対して傾斜し、先端が第２部分５２Ｂに向かう第２位置（二点鎖線で示す位置）との間で揺動自在に取り付けられている。第１位置にある整流フィン６５は、加熱ダクト６１内の空気を排気口６１ａに導き、第２位置にある整流フィン６５は、加熱ダクト６１内の空気を第２部分５２Ｂに導く。なお、図７に示す例では、整流フィン６５は、連結ダクト６２と第２部分５２Ｂとの間に配されているが、これに限らず、連結ダクト６２と排気口６１ａとの間に配されていればよい。

　図８に示すように、例えば、複数の整流フィン６５は、一端に形成された連結ピン６５ａを介してリンク棒６６に連結されており、リンク棒６６は、加熱ダクト６１に対してスライド自在に取り付けられている。本実施形態の風量調整機構は、例えば、第１部分５２Ａ及び第２部分５２Ｂの温度を検出する温度センサと、リンク棒６６を駆動して整流フィン６５を第１位置と第２位置との間で移動させる駆動部（ともに図示せず）とを備え、温度センサで検出した第１部分５２Ａと第２部分５２Ｂとの温度差に応じて駆動部を制御し、風量を調整する。駆動部は、例えば、第１部分５２Ａと第２部分５２Ｂとの温度差が一定範囲を超える場合に、整流フィン６５を第１位置にし、一定範囲内では第２位置にする。これにより、加熱ダクト６１から第２部分５２Ｂに送る風量を調整することができる。

　なお、上記のように自動で整流フィン６５を移動させる構成に限定するものではなく、例えば、ケース１１に設けられた操作レバーを手動操作することでリンク棒６６がスライドするとその駆動力が各整流フィン６５に伝わり、整流フィン６５が第１位置と第２位置との間で移動するようにしてもよい。

　＜第３実施形態＞
　上記第１及び第２実施形態では、冷却ダクト６０の吸気口６０ａ、加熱ダクト６１の排気口６１ａに送風機２７，２８を取り付け、ケース１１の外部から空気を吸引して鏡筒５２を冷却し、また加熱した空気をケース１１の外部へ排出する構成としている。図９に示す第３実施形態では、冷却ダクト７２の吸気口７２ａ、加熱ダクト７３の排気口７３ａをケース１１内に配置し、排気口７３ａから排出した空気で鏡筒５２を加熱する。第３実施形態では、第１及び第２実施形態と同一の部分及び部材については同一の符号を示して説明を省略し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

　本実施形態のプロジェクタ７０を構成する温度調整部７１は、冷却ダクト７２と、加熱ダクト７３と、連結ダクト７４と、送風機２７、２８とを備える。また、ケース１１の側面には、上記第１実施形態における送風機２７，２８の代わりにメッシュ７７が設けられている。メッシュ７７は、ケース１１に形成された開口部７８を覆っている。なお、開口部７８を覆うものはメッシュ７７に限らず、例えば、複数のフィンを取り付けてもよい。

　冷却ダクト７２は、一端に位置する吸気口７２ａが鏡筒５２の第１部分５２Ａと対面し、他端が光源３０に向かって延びる四角形断面の筒状に形成されている。冷却ダクト７２には、吸気口７２ａと、光源３０との間に送風機２７が取り付けられている。送風機２７によって吸気口７２ａから吸引される空気は、冷却ダクト７２を通って光源３０に送られる。冷却ダクト７２を吸気口７２ａからケース１１の側面へ延長した位置のケース１１の側面にメッシュ７７及び開口部７８が配されている。

　加熱ダクト７３は、一端に位置する排気口７３ａが鏡筒５２の第２部分５２Ｂと対面し、他端が光源３０に向かって延びる四角形断面の筒状に形成されている。加熱ダクト７３には、排気口７３ａと、光源３０との間に送風機２８が取り付けられている。送風機２８によって、加熱ダクト７３を通った空気は排気口７３ａから排気され、第２部分５２Ｂへ送られる。加熱ダクト７３は、冷却ダクト７２と平行に配される。加熱ダクト７３を排気口７３ａからケース１１の側面へ延長した位置のケース１１の側面にメッシュ７７及び開口部７８が配されている。

　連結ダクト７４は、冷却ダクト７２の他端と、加熱ダクト７３の他端とを連結し、Ｕ字型に湾曲した筒状に形成されている。連結ダクト７４は、上記第１実施形態の連結ダクト６２と同様に、光源３０及びリフレクタ３１の周囲に配され、冷却ダクト７２から送られる空気を光源３０に通過させて加熱ダクト７３に送る。

　以上のように、温度調整部７１では、送風機２７、２８により、冷却ダクト７２の吸気口７２ａから吸引した空気を、第１部分５２Ａ、光源３０、及び第２部分５２Ｂ側の加熱ダクト７３に順に通過させ、加熱ダクト７３の排気口７３ａから第２部分５２Ｂに空気を送る。吸気口７２ａから冷却ダクト７２へ空気が吸引されることにより、第１部分５２Ａ付近の空気が吸引される。メッシュ７７及び開口部７８を通して外部の空気がケース１１内へ送られるため、第１部分５２Ａを冷却することができる。一方、加熱ダクト７３を通る空気は、光源３０によって加熱されたものであるので、冷却ダクト７２を通る空気よりも温度が高い。よって、加熱ダクト６１から排気口７３ａを通じて第２部分５２Ｂに送られる空気は、第２部分５２Ｂを加熱することができる。

　なお、本実施形態の温度調整部７１においても、上記第２実施形態と同様に、第２部分５２Ｂに送る風量を調整する風量調整機構を設けてもよい。この場合、排気口７３ａに、上記第２実施形態と同様に、複数の整流フィン６５を備えるルーバ機構を設けることが好ましい。なお、風量調整機構の配置はこれに限らず、連結ダクト７４と排気口７３ａとの間に配されることが好ましい。

　また、上記第１及び第２実施形態では、吸気口６０ａに送風機２７を、排気口６１ａに送風機２８を取り付け、上記第３実施形態では、吸気口７２ａと光源３０との間に送風機２７を、排気口７３ａと光源３０との間に送風機２８を取り付けているが、送風機２７，２８の取り付け位置はこれらに限定するものではなく、冷却ダクト、連結ダクト、加熱ダクトのいずれか１つに取り付けられ、冷却ダクトの吸気口から吸引した空気の少なくとも一部を加熱ダクトの排気口へと送ることができる取り付け位置であればよい。また、２つの送風機２７，２８を取り付ける構成に限定するものではなく、例えば、１つの送風機を冷却ダクト、連結ダクト、加熱ダクトのいずれか１つに取り付ける構成でもよい。

　＜第４実施形態＞
　上記第１～第３実施形態では、光源の光をダイクロイックミラーで色分離された赤、緑、青の光に３枚の画像形成パネルでそれぞれ画像情報を付与し、クロスダイクロイックプリズムで合成して投射レンズ１５に入射させる３板式のプロジェクタの例で説明している。図１０に示す第４実施形態では、赤、緑、及び青の光に１枚の画像形成パネル８３で画像情報を付与する単板式のプロジェクタの例を示す。第４実施形態では、第１～第３実施形態と同一の部分及び部材については同一の符号を示して説明を省略し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

　本実施形態のプロジェクタ８０は、ケース１１に、光源部８１、照明光学系８２、画像形成パネル８３、投射レンズ１５、温度調整部１６、及び制御部８４が収容されている。光源部８１は、上記第１～第３実施形態と同様の光源３０及びリフレクタ３１を備える。

　上記第１及び第２実施形態と同様に、光源３０及びリフレクタ３１の周囲に連結ダクト６２が配され、温度調整部１６は、第１部分５２Ａを冷却するとともに、第２部分５２Ｂを加熱する。なお、プロジェクタ８０を構成する温度調整部としては、上記第１及び第２実施形態と同様の温度調整部１６に限らず、上記第３実施形態と同様の温度調整部７１でもよい。

　照明光学系８２は、反射ミラー８５と、カラーホイール８６と、インテグレータ８７と、集光レンズ８８とを備える。反射ミラー８５は、光源３０が照射し、リフレクタ３１によって集光された照射光の光軸の向きを変える。反射ミラー８５で反射した照射光は、カラーホイール８６に向かう。

　カラーホイール８６は、Ｒ，Ｇ，及びＢの３色のフイルタが等分配置されている。カラーホイール８６を透過させた光は、インテグレータ８７に入射される。インテグレータ８７は、入射した光を内面で全反射させ、全反射を繰り返すことによって光束の密度を均一化して光出射する。出射された光は集光レンズ８８で集光され画像形成パネル８３を照射する。画像形成パネル８３は、３色の画像光を１枚で生成する単板式のＤＭＤを採用している。なお、画像形成パネル８３の中心は、上記第１～第３実施形態の画像形成パネル４４～４６と同様に、投射レンズ１５の光軸Ｌに対して、下側にシフトして固定される。

　制御部８４は、画像形成パネル８３の画像形成面にＲ、Ｇ、Ｂの３色の画像を順次表示させるとともに、この画像形成パネル８３に表示される３色の画像に合わせてカラーホイール８６を回転させる。光源部８１が発した光はカラーホイール８６で各色に時分割され、インテグレータ８７、集光レンズ８８を介して画像形成パネル８３を照射する。カラーホイール８６で時分割され、画像形成パネル８３によって画像情報が付与された画像光が投射レンズ１５によって投射され、フルカラーの画像がスクリーンなどに表示される。

　上記第１～第４実施形態では、光源として、白色光を発光するキセノンランプやハロゲンランプを使用しているが、これに限らず、ＲＧＢの３色を順次発光するＬＥＤ光源装置を用いてもよい。また、白色光を発光する光源を使用する場合には、画像形成パネルとして１枚の透過型カラー液晶パネルを用いてもよい。

　上記各実施形態では、プロジェクタをテーブルなどの台上に設置した状態を例に上げて説明しているが、これに限らず、本発明のプロジェクタは、天井から吊り下げて使用することも可能であり、この場合、上記各実施形態で説明した「上側」、「下側」、「上方」、「下方」などの表現は、全て上下方向が逆になる。

　上記各実施形態では、スクリーンに像を投射する例で説明したが、投射面はスクリーンに限定されず、様々な投射面に対して投射するプロジェクタとして用いることができる。また、上記各実施形態では、送風機２７，２８としてプロペラファンを用いているが、これに限らず、例えば、シロッコファンなど他の送風機を用いてもよい。

１０，７０，８０　プロジェクタ
１１　ケース
１２，８１　光源部
１３　色分離部
１４　画像形成部
１５　投射レンズ
１６，７１　温度調整部
１７，８４　制御部
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　上下ピント調節ダイヤル
２５　左右ピント調節ダイヤル
２６　画面修正ダイヤル
２７，２８　送風機
３０　光源
３１　リフレクタ
３２，３３　フライアイレンズ
３４　偏光変換素子
３５　コンデンサレンズ
３６，８５　反射ミラー
４０，４１　ダイクロイックミラー
４２，４７，４８　反射ミラー
４３　リレーレンズ
４４～４６，８３　画像形成パネル
４９，８８　集光レンズ
５０　クロスダイクロイックプリズム
５０ａ，５０ｂ　ダイクロイック面
５１　開口絞り
５２　鏡筒
５２Ａ，６３Ａ　第１部分
５２Ｂ，６４Ａ　第２部分
６０，７２　冷却ダクト
６１，７３　加熱ダクト
６２，７４　連結ダクト
６０ａ，７２a　吸気口
６１ａ，７３a　排気口
６３，６４　接続部
６５　整流フィン
６５ａ　連結ピン
６６　リンク棒
７７　メッシュ
７８　開口部
８２　照明光学系
８６　カラーホイール
８７　インテグレータ
Ｌ１～Ｌ５　第１レンズ～第５レンズ
Ｌ　投射レンズの光軸
Ｙ　投射レンズの光軸から画像形成パネル中心までの距離
Ｈ　投射レンズの光軸から画像形成パネルのシフト方向の長さ
　

Claims

光源と、
前記光源から照射される光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する画像形成パネルと、
レンズ及び前記レンズを保持する鏡筒を有し前記画像形成パネルで形成された画像光を投射する投射レンズと、
　を有し、
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配され、
　前記投射レンズの光軸に対して前記画像形成パネルがシフトした側の前記鏡筒の第１部分を冷却する空気を通過させる冷却ダクトと、
　前記投射レンズの光軸に対して前記画像形成パネルがシフトした側とは反対側の前記鏡筒の第２部分を加熱する空気を通過させる加熱ダクトと、
　前記冷却ダクトと前記加熱ダクトを連結し、前記冷却ダクトからの空気を前記光源に通過させて前記加熱ダクトに送る連結ダクトと、
　前記冷却ダクト、前記連結ダクト、又は前記加熱ダクトのいずれかに取り付けられ、前記冷却ダクトの吸気口から吸引した空気の少なくとも一部を前記加熱ダクトの排気口へ送る送風機と、
を備えるプロジェクタ。
　前記排気口からの排気を前記第２部分に送り、前記第２部分を加熱する請求項１に記載のプロジェクタ。
　前記冷却ダクトは、前記第１部分を露呈する第１開口部を有し、
　前記加熱ダクトは、前記第２部分を露呈する第２開口部を有する請求項１に記載のプロジェクタ。
　前記連結ダクトと前記排気口の間に、前記第２部分に送る風量を調整する風量調整機構を有する請求項１から３いずれか１項記載のプロジェクタ。
　前記鏡筒は合成樹脂製である請求項１から４いずれか１項記載のプロジェクタ。
　前記第１部分及び前記第２部分は、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にある請求項１から５いずれか１項記載のプロジェクタ。
　前記投射レンズの光軸から前記画像形成パネルの中心までの距離をＹと、
　前記画像形成パネルのシフト方向における長さをＨと、
　前記距離Ｙを前記長さＨで除して求められる前記画像形成パネルのシフト量をＳ＝Ｙ／Ｈとした場合に、
　前記シフト量Ｓは、０．４＜Ｓ＜０．７の範囲内である請求項１から６いずれか１項記載のプロジェクタ。
　光源と、前記光源から照射される光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する画像形成パネルと、レンズ及び前記レンズを保持する鏡筒を有し前記画像形成パネルで形成された画像光を投射する投射レンズと、を有し、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をシフトして配したプロジェクタの画像劣化防止方法において、
　前記光軸に対して前記画像形成パネルがシフトした側の前記鏡筒の第１部分と、前記光源と、前記光軸に対して前記画像形成パネルがシフトした側とは反対側の前記鏡筒の第２部分と、をダクトによって連結し、
　前記ダクトに設けられる送風機により、前記第１部分側の前記ダクトの吸気口から吸引した空気を、前記第１部分、前記光源、及び前記第２部分側の前記ダクトに順に通過させ、前記第２部分側の前記ダクトの排気口の空気を前記第２部分に送るプロジェクタの画像劣化防止方法。
　光源と、前記光源から照射される光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する画像形成パネルと、レンズ及び前記レンズを保持する鏡筒を有し前記画像形成パネルで形成された画像光を投射する投射レンズと、を有し、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をシフトして配したプロジェクタの画像劣化防止方法において、
　前記光軸に対して前記画像形成パネルがシフトした側の前記鏡筒の第１部分と、前記光源と、前記光軸に対して前記画像形成パネルがシフトした側とは反対側の前記鏡筒の第２部分とをダクトで連結し、
　前記ダクトは、前記第１部分を露呈する第１開口部と、前記第２部分を露呈する第２開口部とを有し、
　前記ダクトに設けられる送風機により、前記鏡筒の第１部分側の前記ダクトの吸気口から吸引した空気を、前記第１部分、前記光源、及び前記第２部分に順に通過させるプロジェクタの画像劣化防止方法。