(57)【要約】【課題】微細な塵埃（特にサブミクロンサイズの塵埃）がプロジェクター内部に侵入することを防止することが可能な新たな構成により、光学部品への塵埃の付着を防止し、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１は、光により発熱する光変調装置（液晶パネル３４１）を含む光学部品に対して外気を吸気して冷却する冷却機構５を備え、冷却機構５は、吸気した外気に含まれる塵埃を除去するメカニカルフィルター５１２と、メカニカルフィルター５１２を通過した塵埃を除去するプラスに帯電する帯電フィルター５１３と、を備える。また、帯電フィルター５１３は、微細な経路を複数有して構成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記光により発熱する前記光変調装置を含む光学部品に対して外気を吸気して冷却する冷却機構を備え、
前記冷却機構は、
吸気した前記外気に含まれる塵埃を除去するメカニカルフィルターと、
前記メカニカルフィルターを通過した塵埃を除去するプラスに帯電する帯電フィルターと、
を備えることを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクターであって、
前記帯電フィルターは、微細な経路を複数有して構成されていることを特徴とするプロジェクター。
【請求項３】
請求項２に記載のプロジェクターであって、
前記帯電フィルターは、小径の管を複数有する集合体として構成されていることを特徴とするプロジェクター。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
前記帯電フィルターは、プロジェクター本体に対して着脱可能に構成されていることを特徴とするプロジェクター。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
前記帯電フィルターは、コロナ照射または摺動による摩擦帯電によりプラスに帯電されることを特徴とするプロジェクター。
【請求項６】
請求項５に記載のプロジェクターであって、
前記コロナ照射または前記摺動による摩擦帯電を行うための電力は、前記光源を駆動するために用いられる電源部から供給されることを特徴とするプロジェクター。
【請求項７】
請求項６に記載のプロジェクターであって、
前記コロナ照射または前記摺動による摩擦帯電を行う場合には、前記光源の点灯開始前に行われることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、外気を取り込む際には、吸気口にスポンジ等で構成されるフィルター（いわゆるメカニカルフィルター）を設置し、外気に含まれる塵埃を除去することで、光学部品への塵埃の付着を防止し、投写画像の画像品質の低下を抑制している。
【０００３】
特許文献１では、プロジェクター内部にイオン化電極と集塵用電極とからなる一対の電極を設け、この電極間に電圧を印加し、プロジェクター内部に流入した埃をイオン化電極の放電により帯電させ、集塵用電極において捕捉する埃除去装置を設けることが開示されている。
【０００４】
特許文献２では、プロジェクターにおいて、空気の取り入れ側から順に、機械的に大粒な塵埃の進入を遮蔽するプレフィルターと、放電電極及び対向電極で構成された塵埃帯電部と、塵埃帯電部により帯電した塵埃を集塵する高圧電極及び集塵電極で構成された集塵部を設けて集塵部を通過した空気を機械的に吸塵する帯電したメインフィルターと、を配置し、その後段にイオン化された塵埃を電気的に中和する除電器を設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０６９０３号公報
【特許文献２】特開２００９−２４４８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および特許文献２における構成は、イオン化電極の放電や塵埃帯電部により、プロジェクター内部に流入した塵埃に対して帯電させて、埃除去装置やメインフィルターで吸塵している。また、その後、特許文献２では、イオン化された塵埃を電気的に中和する除電器を設けている。しかし、このような構造を実現させた場合、除去できるのは数十μｍ〜数ｍｍの比較的大きな塵埃であること、また、構成が複雑となるという懸念があった。
従って、微細な塵埃（特にサブミクロンサイズの塵埃）がプロジェクター内部に侵入することを防止することが可能な新たな構成により、光学部品への塵埃の付着を防止し、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
［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、光により発熱する光変調装置を含む光学部品に対して外気を吸気して冷却する冷却機構を備え、冷却機構は、吸気した外気に含まれる塵埃を除去するメカニカルフィルターと、メカニカルフィルターを通過した塵埃を除去するプラスに帯電する帯電フィルターと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本適用例のプロジェクターによれば、冷却機構を備えており、冷却機構は、メカニカルフィルターで吸気した外気に含まれる大き目の塵埃を除去し、メカニカルフィルターを通過した微細な塵埃をプラスに帯電する帯電フィルターで除去することができる。
なお、発明者の実験等により、メカニカルフィルターを通過したサブミクロンの微細な塵埃は、プラス帯電した材料に吸着し易いことを突き止めた。これにより、サブミクロンの微細な塵埃は、プラスに帯電する帯電フィルターを通過する際に帯電フィルターに吸着させることができる。そのため、帯電フィルターを通過した外気は、清浄な状態を維持することができる。従って、従来のように、メカニカルフィルターを通過した微細な塵埃をあえて帯電させる必要がなくなる。
冷却機構のこのような動作により、塵埃を除去した清浄な外気を例えばファンを用いて光学部品に吹き付けることができることで、光学部品に塵埃が付着することを防止することができる。そのため、投写画像の画質劣化（特に色むら）を抑制することが可能となり、当初の画像品質を長時間維持することができる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、帯電フィルターは、微細な経路を複数有して構成されていることが好ましい。
【００１１】
本適用例のプロジェクターによれば、帯電フィルターは、微細な経路を複数有して構成されることにより、プラスに帯電させた複数の微細な経路に、微細な塵埃を流動させることで、集塵効率を更に向上させることができる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、帯電フィルターは、小径の管を複数有する集合体として構成されていることが好ましい。
【００１３】
本適用例のプロジェクターによれば、帯電フィルターは、小径の管を複数有する集合体として構成されることにより、微細な経路を複数有した構造とすることができる。これにより、帯電フィルターを容易に構成することができる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、帯電フィルターは、プロジェクター本体に対して着脱可能に構成されていることが好ましい。
【００１５】
本適用例のプロジェクターによれば、帯電フィルターは、プロジェクター本体に対して着脱可能に構成されているため、微細な塵埃が付着した帯電フィルターをプロジェクター本体から取り外して新しい帯電フィルターに交換することが容易となる。また、塵埃の特性にもよるが、本発明で着目する微細な塵埃は水溶性であるため、塵埃が付着した帯電フィルターを取り外して、例えば、洗浄することで、付着した塵埃を洗い落とすこと等もでき、洗浄した帯電フィルターを再びプロジェクター本体に装着して使用することができる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、帯電フィルターは、コロナ照射または摺動による摩擦帯電によりプラスに帯電されることが好ましい。
【００１７】
本適用例のプロジェクターによれば、コロナ照射または摺動による摩擦帯電を行うことにより容易に帯電フィルターをプラスに帯電させることができる。
【００１８】
［適用例６］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、コロナ照射または摺動による摩擦帯電を行うための電力は、光源を駆動するために用いられる電源部から供給されることが好ましい。
【００１９】
本適用例のプロジェクターによれば、コロナ照射または摺動による摩擦帯電を行うための電力は、光源を駆動するために用いられる電源部から供給されるため、コロナ照射または摺動による摩擦帯電に伴う構成を簡易化することができる。
【００２０】
［適用例７］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、コロナ照射または摺動による摩擦帯電を行う場合には、光源の点灯開始前に行われることが好ましい。
【００２１】
本適用例のプロジェクターによれば、帯電フィルターに対して、光源の点灯開始前（例えば、電源をオン（点灯開始）するための操作を待機する状態（スタンバイ状態）の時など）にコロナ照射または摺動による摩擦帯電を行い、帯電フィルターとして機能する状態とさせる。これにより、点灯開始後には、遅滞なく冷却機構により清浄化された外気で光学部品を速やかに冷却することができ、微粒子の光学部品への着塵を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図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。
【図２】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）。
【図３】付着物質のサイズ別個数を示す図。
【図４】帯電フィルターの概略構成を模式的に示す斜視図。
【図５】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。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
〔実施形態〕
図１は、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。
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５参照）、及びプロジェクター１内部を冷却する冷却機構５（図５参照）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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、及び射出側偏光板３４３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３４４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。
【００３２】
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３４４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３４４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。
【００３３】
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。
【００３４】
発明者は、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、塵埃の付着するメカニズム、及び付着した物質に関して鋭意解析・検討を行った。その結果を以下に説明する。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
また、プラス帯電させた光学部品と、マイナス帯電させた光学部品への微粒子Ａの付着のし易さを確認したところ、プラス帯電させた光学部品に微粒子Ａが付着し易いことがわかった。これにより、微粒子Ａは、プラス帯電し易い部材に選択除去可能なことを突き止めた。
【００３８】
図４は、帯電フィルター５１３の概略構成を模式的に示す斜視図である。図５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。
発明者は、上述した知見に基づいて、図４に示す帯電フィルター５１３を考案した。また、図５に示すように、帯電フィルター５１３を用いて冷却機構５を構成した。
【００３９】
図４に示すように、帯電フィルター５１３は、外気の経路となる、径が小さく（微細）、所定の長さ（経路）の管５１３ａを複数有する集合体として構成されている。具体的には、帯電フィルター５１３は、外径がφ５ｍｍの複数の管５１３ａを束ねて、カバー用の板部材５１３ｂで外周を覆うことにより、断面形状が概ね矩形状に形成されている。本実施形態では管５１３ａ及びカバー用の板部材５１３ｂは、導電性を有している。なお、帯電フィルター５１３は、前段（上流側）となるメカニカルフィルター５１２の外形形状に合せている。なお、本実施形態の管５１３ａは、金属部材や、導電性を有する樹脂部材を用いることができる。
【００４０】
帯電フィルター５１３は、プラスに帯電させることで帯電フィルターとして機能する。また、プラスに帯電させる電源は、プロジェクター１の各部の動作に必要な各種の電力を供給する電源部４から供給している。
【００４１】
本実施形態では、帯電フィルター５１３の板部材５１３ｂに対して、ブラシ接触式となるブラシ電極の摺動による摩擦帯電を行っている。詳細には、プラスに帯電させるブラシ電極（図示省略）を用いて、フローティング状態の帯電フィルター５１３に対し、板部材５１３ｂの外表面にブラシ電極を接触及び移動することで、プラスに帯電させている。
【００４２】
図５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。こ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。
【００４３】
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。なお、第１吸気側冷却機構５１、第２吸気側冷却機構５２には、帯電フィルターを帯電させるための図示省略するブラシ電極がそれぞれ設置されている。
【００４４】
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、帯電フィルター５１３、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と、メカニカルフィルター５１２の後段（下流側）に帯電フィルター５１３を支持固定している。従って、メカニカルフィルター５１２及び帯電フィルター５１３は、吸気フレーム５１１に一体に組み付けられている。
【００４５】
なお、本実施形態では、メカニカルフィルター５１２及び帯電フィルター５１３を一体に組み付けた吸気フレーム５１１は、外装筐体２に対して着脱可能（プロジェクター本体に対して着脱可能）に構成されている。
【００４６】
吸気ファン５１４は、帯電フィルター５１３の後段に設置されている。吸気ファン５１４は、帯電フィルター５１３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、開口部２１に設置した吸気フレーム５１１の吸気口５１１ａを介して外気をメカニカルフィルター５１２内に吸気し、帯電フィルター５１３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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。これに対して、プラスに帯電した帯電フィルター５１３は、メカニカルフィルター５１２を通過した外気に含まれるマイナス側の電荷を有していると推測される微粒子Ａ（特に、硫酸アンモニウムの微粒子Ａ）を管５１３ａの内周面に吸着する。
【００４９】
この時、微粒子Ａを含む外気が、径の小さい複数の管５１３ａ内部の経路を流動することで、マイナス側の電荷を有していると推測される硫酸アンモニウムの微粒子Ａを、プラスに帯電した管５１３ａの内周面に近づけることができる。これにより、微粒子Ａを静電気力で管５１３ａの内周面に吸着させ易くすることができる。このような帯電フィルター５１３の構成により、微粒子Ａの集塵効率を向上させている。
【００５０】
従って、第１吸気側冷却機構５１において、吸気ファン５１４が駆動することにより、外装筐体２の開口部２１に設置した吸気フレーム５１１の吸気口５１１ａを介して外気を吸気する。吸気した外気は、メカニカルフィルター５１２により、外気に含まれる比較的大きな粒径の塵埃が除去される。
【００５１】
そして、メカニカルフィルター５１２を通過した微粒子Ａを含む外気は、帯電フィルター５１３の管５１３ａの内部（微細な経路）を通過することで、特にマイナス側の電荷を有していると推測される硫酸アンモニウムの微粒子Ａを含め、マイナス帯電した微粒子Ａが除去される。このように、外気は、帯電フィルター５１３を通過することで、最終的に清浄化される。そして、清浄化された外気は、吸気ファン５１４を介してダクト内を下流側に向けて流動する。
【００５２】
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、及び射出側偏光板３４３）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。
【００５３】
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、及び射出側偏光板３４３）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、及び射出側偏光板３４３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、及び射出側偏光板３４３の上方向（光学部品用筐体３６の上方向）に流動する。
【００５４】
なお、電気光学装置３４（液晶パネル３４１、入射側偏光板３４２、及び射出側偏光板３４３）へ吹き付けた外気は、清浄化されているため、液晶パネル３４１、入射側偏光板３４２、及び射出側偏光板３４３の外面への塵埃（微粒子Ａ）の付着は極力低減される。
【００５５】
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。
【００５６】
なお、偏光変換素子３１３へ吹き付けた外気は、清浄化されているため、偏光変換素子３１３の外面への塵埃（微粒子Ａ）の付着は極力低減される。
【００５７】
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（吸気口５１１ａ含む）、メカニカルフィルター５１２、帯電フィルター５１３（管５１３ａ、板部材５１３ｂ）、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（吸気口５２１ａ含む）、メカニカルフィルター５２２、帯電フィルター５２３（管５２３ａ、板部材５２３ｂ）、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
なお、光源装置３０（光源３０１、リフレクター３０２）へ吹き付けた外気は、清浄化されているため、光源３０１及びリフレクター３０２（特に反射面）への塵埃（微粒子Ａ）の付着は極力低減される。
【００６１】
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。
【００６２】
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、射出側偏光板３４３）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。
【００６３】
なお、本実施形態では、上述したように、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及び帯電フィルター５１３を一体に組み付けた吸気フレーム５１１は、外装筐体２に対して着脱可能に構成されている。従って、メカニカルフィルター５１２や帯電フィルター５１３に塵埃が付着して集塵効率が落ちた場合等には、吸気フレーム５１１を外装筐体２から取り外すことで、メカニカルフィルター５１２及び帯電フィルター５１３を取り外すことができる。これにより、新たなメカニカルフィルター５１２及び帯電フィルター５１３を外装筐体２に装着することができる。これは、第２吸気側冷却機構５２においても同様となる。
【００６４】
本実施形態の帯電フィルター５１３により吸着された微粒子Ａは、主に硫酸アンモニウムである。なお、硫酸アンモニウムは、水溶性の特性を有している。従って、取り外した帯電フィルター５１３を必要に応じて水洗いすることにより、付着した硫酸アンモニウムを洗浄することが可能となる。これにより、帯電フィルター５１３を初期状態に戻すことができる。そして、洗浄して初期状態に戻した帯電フィルター５１３を吸気フレーム５１１に組み付けた後、再び、外装筐体２に装着して使用することができる。これは、第２吸気側冷却機構５２においても同様となる。
【００６５】
なお、冷却機構５が設置されたプロジェクター１において、帯電フィルター５１３（５２３）に対して摺動による摩擦帯電を行う場合には、光源３０１の点灯開始前に行う仕様としている。
【００６６】
詳細には、電源部４は、通常、画像の投写に必要な電力（動作電力）を各部に供給する状態（電源オン状態）と、動作電力の供給を停止して、電源をオンにするための操作を待機する状態（スタンバイ状態）とを切り替えることができる。そして、プロジェクター１は、ユーザーによる入力操作部（図示省略）の電源キー（図示省略）の入力により、スタンバイ状態となる。次に、再び、電源キーの入力により、電源オン状態に移行して、光源３０１を点灯させる。従って、本実施形態では、帯電フィルター５１３（５２３）に対して摺動による摩擦帯電を行う場合には、電源オン状態に移行する前（光源３０１の点灯開始前）に行う仕様としている。
【００６７】
これにより、光源３０１の点灯開始後には、遅滞なく冷却機構５により清浄化された外気で光学部品を速やかに冷却することができ、微粒子Ａの光学部品への着塵を防止することができる。なお、帯電フィルター５１３（５２３）の初期的な帯電量や減衰量を考慮し、所定の時間以上使用される場合には、適宜、帯電処理を行うことが必要となる。
【００６８】
以降に示す表１は、第１吸気側冷却機構５１において、帯電フィルター５１３の帯電量を異ならせた場合の、メカニカルフィルター５１２を通過した微粒子Ａの光学部品への着塵の状態を比較した表である。
【００６９】
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。帯電させるフィルターは、上述の帯電フィルター５１３。帯電量測定器は、トレック・ジャパン（株）製のＭｏｄｅｌ８７６を使用した。なお、帯電量は、印加電圧の値としている。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。
【００７０】
測定項目は、帯電量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。
【００７１】
【表１】
2018097169.tif 000003
【００７２】
表１に示すように、帯電フィルター５１３の帯電量として、＋２０Ｖ〜＋１０００Ｖ迄を段階的に設定して測定した。その結果、帯電量が増えれば、微粒子Ａの光学部品への着塵量も減っていく。言い換えれば、帯電フィルター５１３の帯電量が増えれば、微粒子Ａが帯電フィルター５１３に着塵する量が増えて、外気の清浄化が進むことがわかる。なお、表１に示すように、帯電フィルター５１３の帯電量が＋２０Ｖ以上であれば、プロジェクターの製品仕様を満足させることができる。
【００７３】
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を備えており、冷却機構５（第１吸気側冷却機構５１）は、メカニカルフィルター５１２で吸気した外気に含まれる大き目の塵埃を除去する。そして、メカニカルフィルター５１２を通過した微細な塵埃（主に硫酸アンモニウムの微粒子Ａ）をプラスに帯電する帯電フィルター５１３で除去することができる。
なお、メカニカルフィルター５１２を通過した微粒子Ａはマイナス側の電荷を有していると推測され、プラスに帯電する帯電フィルター５１３を通過する際に帯電フィルター５１３に吸着させることができる。そのため、帯電フィルター５１３を通過した外気は、清浄な状態を維持することができる。従って、従来のように、メカニカルフィルターを通過した微細な塵埃をあえて帯電させる必要がなくなる。
冷却機構５のこのような動作により、塵埃（微粒子Ａ）を除去した清浄な外気を、吸気ファン５１４を用いて光学部品に吹き付けることができることで、光学部品に塵埃（微粒子Ａ）が付着することを防止することができる。従って、投写画像の、画質劣化（特に色むら）を抑制することが可能となり、当初の画像品質を長時間維持することができる。これは、第２吸気側冷却機構５２においても同様の効果を奏することができる。
また、従来のように帯電させた塵埃を除電する除電器などを構成する必要がないため、冷却機構５の構成を簡易にすることができる。
【００７４】
本実施形態のプロジェクター１によれば、第１吸気側冷却機構５１において、帯電フィルター５１３は、微細な経路を有する管５１３ａを複数有して構成されることにより、プラスに帯電させた複数の微細な管５１３ａに、微細な塵埃（微粒子Ａ）を流動させることで、集塵効率を更に向上させることができる。これは、第２吸気側冷却機構５２においても同様の効果を奏することができる。
【００７５】
本実施形態のプロジェクター１によれば、帯電フィルター５１３（５２３）は、小径の管を複数有する集合体として構成されることにより、微細な経路を複数有した構造としている。これにより、帯電フィルター５１３（５２３）を容易に構成することができる。
【００７６】
本実施形態のプロジェクター１によれば、第１吸気側冷却機構５１において、帯電フィルター５１３は、プロジェクター１の本体に対して着脱可能に構成されているため、微細な塵埃（微粒子Ａ）が付着した帯電フィルター５１３をプロジェクター１の本体から取り外して新しい帯電フィルターに交換することが容易となる。また、塵埃（微粒子Ａ）の付着した帯電フィルター５１３を取り外して、洗浄することで、付着した塵埃（微粒子Ａ）を洗い落とすこと等もでき、洗浄した帯電フィルター５１３を再びプロジェクター本体に装着して使用することができる。これは、第２吸気側冷却機構５２においても同様の効果を奏することができる。
【００７７】
本実施形態のプロジェクター１によれば、第１吸気側冷却機構５１において、摺動による摩擦帯電を行うことにより容易に帯電フィルター５１３をプラスに帯電させることができる。これは、第２吸気側冷却機構５２においても同様の効果を奏することができる。
【００７８】
本実施形態のプロジェクター１によれば、第１吸気側冷却機構５１において、帯電フィルター５１３をプラス帯電させるために、摺動による摩擦帯電を行うための電力は、光源３０１を駆動するために用いられる電源部４から供給されるため、摺動による摩擦帯電に伴う構成を簡易化することができる。
【００７９】
本実施形態のプロジェクター１によれば、帯電フィルター５１３（５２３）に対して、光源３０１の点灯開始前（本実施形態では、電源をオン（点灯開始）するための操作を待機する状態（スタンバイ状態）の時）に、摺動による摩擦帯電を行い、帯電フィルターとして機能する状態とさせている。これにより、点灯開始後には、遅滞なく冷却機構５により清浄化された外気で光学部品を速やかに冷却することができ、微粒子Ａの光学部品への着塵を防止することができる。
【００８０】
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。
【００８１】
上記実施形態のプロジェクター１は、帯電フィルター５１３（５２３）をプラスに帯電させるために、ブラシ電極の摺動による摩擦帯電を行っている。しかし、これに限られず、コロナ照射によりプラスに帯電させることでもよい。
また、コロナ照射によりプラス帯電させる場合の電力は、上記実施形態と同様に、光源３０１を駆動するために用いられる電源部４から供給されることがよい。
また、コロナ照射を行う場合、上記実施形態と同様に、光源３０１の点灯開始前に行われることがよい。
【００８２】
上記実施形態のプロジェクター１は、帯電フィルター５１３を構成する管５１３ａとして、導電性の部材を用いているが、絶縁性の部材を用いてもよい。絶縁性の部材にプラスの電荷を付与し、フィルター表面と内部とで電位の違いが生じた場合には、帯電フィルターによる集塵効率は低下するが、微粒子Ａを集塵することができる。これは、帯電フィルター５２３においても同様となる。
【００８３】
上記実施形態のプロジェクター１において、帯電フィルター５１３は、管５１３ａの集合体で構成され、微細な経路を複数有する構成としている。しかし、帯電フィルターは、微細な経路を複数有する構成でなくてもよく、その場合には、プラスに帯電する帯電量等を変化させること等で微粒子Ａを吸着（集塵）することができる。
【００８４】
上記実施形態のプロジェクター１は、帯電フィルター５１３を構成する管５１３ａとして、外径φ５ｍｍの管を用いている。しかし、使用可能な管の径はこれに限定されない。また、外径がそれぞれ異なる管の集合体で構成されていてもよい。いずれの場合にも、同様の効果を奏することができる。これは、帯電フィルター５２３においても同様となる。
【００８５】
上記実施形態のプロジェクター１において、帯電フィルター５１３は、外気の経路となる小径な管５１３ａを用いて微細な経路を複数有する集合体として構成されている。しかし、これには限られず、ピッチの小さい波板状の波板部材の湾曲面を挟むように平板状の平板部材を接続して微細な経路を形成し、波板部材、平板部材を交互に幾重にも積層することで、帯電フィルターを構成してもよい。このような帯電フィルターとすることでも集塵効率を向上させることができる。これは、帯電フィルター５２３においても同様となる。
【００８６】
上記実施形態のプロジェクター１において、第１吸気側冷却機構５１は、メカニカルフィルター５１２及び帯電フィルター５１３を吸気フレーム５１１に一体に組み付けて、開口部２１に設置している。また、吸気フレーム５１１を外装筐体２から取外すことで、メカニカルフィルター５１２または帯電フィルター５１３の交換等を行うことができる。しかし、これに限られず、メカニカルフィルター５１２及び帯電フィルター５１３をそれぞれ別々のフレームに設置する構成としてもよい。そして、それぞれのフレームは外装筐体２に対して着脱可能とする構造としてもよい。このような構造とすることで、メカニカルフィルター５１２及び帯電フィルター５１３を別々に交換可能とすることができ、きめ細かいメンテナンスを行うことができる。これは、第２吸気側冷却機構５２においても同様となる。
【００８７】
上記実施形態のプロジェクター１において、冷却機構５は、２つの吸気側冷却機構と、１つの排気側冷却機構とで構成されている。しかし、吸気側冷却機構や排気側冷却機構は数には限定されず、プロジェクターの構造、光学系の構造、光学系を含めた発熱状況等に応じ、適宜使用する数を決めることでよい。
【００８８】
上記実施形態のプロジェクター１において、冷却機構５は、第１吸気側冷却機構５１で電気光学装置３４と偏光変換素子３１３を冷却し、第２吸気側冷却機構５２で光源装置３０と電源部４を冷却している。しかし、冷却機構が受け持つ冷却する光学部品は、プロジェクターの構造、光学系の構造、光学系を含めた発熱状況等に応じ、適宜決めることでよい。
【００８９】
上記実施形態のプロジェクター１は、帯電フィルター５１３に電荷を加えて帯電フィルターを帯電させている。しかし、これには限られず、プラス電荷を保持させたマイクロファイバーを合成樹脂に混合して微細な経路として成形（射出成形等）することで帯電フィルターを構成してもよい。なお、マイクロファイバーとして、例えば、マイクロファイバーに静電気を保持させたフィルターとして、東洋紡績（株）の静電フィルターとなるエリトロン（登録商標）がある。このエリトロンに用いられるマイクロファイバーに対してプラス電荷を保持させた状態で用いることでもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１…プロジェクター、２…外装筐体、３…光学ユニット、４…電源部、５…冷却機構、５１…第１吸気側冷却機構、５２…第２吸気側冷却機構、５３…排気側冷却機構、３０１…光源、３１３…偏光変換素子、３４１…液晶パネル、５１２，５２２…メカニカルフィルター、５１３，５２３…帯電フィルター、５１３ａ，５２３ａ…管、５１３ｂ，５２３ｂ…板部材、５１４，５２４…吸気ファン、５３１…排気ファン。
【図１】
2018097169.tif 000004
【図２】
2018097169.tif 000005
【図３】
2018097169.tif 000006
【図４】
2018097169.tif 000007
【図５】
2018097169.tif 000008