(57)【要約】【課題】光学素子に塵や埃が付着するのを抑制し、かつ、装置のコストアップを抑えることができる画像投影装置を提供する。【解決手段】光源６１からの光と、複数の光学素子とを用いて画像を形成する画像形成部と、画像形成部で形成した画像を複数の光学素子を用いて投影面に投射する投射光学系などの投射光学部を備えた画像投影装置において、投射光学部の折り返しミラー４１の周囲に集塵部材として起毛部材１３１を配置した。集塵部材として、複数の起毛を有する起毛部材を用いることにより、装置の搬送時の振動や起毛に流れる空気などにより、起毛同士が擦れ合い、起毛が摩擦帯電し、投射光学内の塵や埃を静電的に吸着させることができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光と、複数の光学素子とを用いて画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部で形成した画像を複数の光学素子を用いて投射面に投射する投射光学部と、
装置内の塵や埃を電気的に吸着する集塵部材とを備えた画像投射装置において、
前記集塵部材を、電圧を印加せずとも装置内の塵や埃を電気的に吸着可能な構成にしたことを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
請求項１の画像投射装置において
前記集塵部材として、複数の起毛を有する起毛部材を用いたことを特徴とする画像投射装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像投射装置において、
前記集塵部材を前記光学素子の近傍に配置したことを特徴とする画像投射装置。
【請求項４】
請求項３の画像投射装置において、
前記投射光学部は、光学素子として、投射レンズ部と、投射レンズ部から出射された画像を反射する反射ミラーとを備えており、
前記反射ミラーの近傍に前記集塵部材を配置したことを特徴とする画像投射装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかの画像投射装置において、
前記集塵部材として、エレクトレット材料を用いたことを特徴とする画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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と、画像生成素子やレンズなどの複数の光学素子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を備えた投射光学部を通してスクリーン等に投射して表示する画像投射装置が知られている。
【０００３】
上記レンズ、ミラー、画像生成素子などの光学素子に塵やホコリが付着すると、スクリーン等に投射する画像が劣化するという不具合がある。
【０００４】
特許文献１には、光学素子としての液晶パネルの近傍に静電集塵部材を配置し、塵や埃を静電吸着することで、液晶パネルに塵や埃が付着するのを抑制する画像投射装置が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の画像投射装置においては、電圧発生回路により静電集塵部材に電圧を印加することで、静電集塵部材を静電帯電させ、塵や埃を静電吸着させるものである。よって、静電集塵部材を帯電させるための電圧発生装置が必要となり、部品点数の増加による装置のコストアップに繋がるという課題がある。
【０００６】
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、光学素子に塵や埃が付着するのを抑制し、かつ、装置のコストアップを抑えることができる画像投射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、光源からの光と、複数の光学素子とを用いて画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部で形成した画像を複数の光学素子を用いて投射面に投射する投射光学部と、装置内の塵や埃を電気的に吸着する集塵部材とを備えた画像投射装置において、前記集塵部材を、電圧を印加せずとも装置内の塵や埃を電気的に吸着可能な構成にしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光学素子に塵や埃が付着するのを抑制し、かつ、装置のコストアップを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るプロジェクタと投射面とを示す斜視図。
【図２】プロジェクタから投射面までの光路図。
【図３】プロジェクタの内部構成を示す概略斜視図。
【図４】光源装置の概略斜視図。
【図５】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。
【図６】照明部と投射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。
【図７】照明部内での光の光路を説明する図。
【図８】第１光学系から投射面までの光路を示す図。
【図９】プロジェクタを設置面側見た斜視図。
【図１０】第１光学部を、照明部と光変調部とともに示す斜視図。
【図１１】装置内の各部の配置関係を示した模式図。
【図１２】プロジェクタの使用例を示す図。
【図１３】プロジェクタの別の使用例を示す図。
【図１４】プロジェクタ内の空気の流れを説明する説明図。
【図１５】光変調部と照明部と吸気ブロワと示す斜視図。
【図１６】外装カバーの投射面との対向面に、排気口を設けたプロジェクタの模式図。
【図１７】第２光学内の起毛部材を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明が適用される画像投射装置としてのプロジェクタ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射面１０１とを示す斜視図である。なお、以下の説明では、投射面１０１の法線方向をＸ方向、投射面の短軸方向（上下方向）をＹ方向、投射面１０１の長軸方向（水平方向）をＺ方向とする。
【００１１】
プロジェクタは、パソコンやビデオカメラ等から入力される画像データに基づいて投射画像を形成し、その投射画像Ｐをスクリーンなどの投射面１０１に投射表示する装置である。特に、液晶プロジェクタは、近来、液晶パネルの高解像化、光源（ランプ）の高効率化に伴う明るさの改善、低価格化などが進んでいる。また、微小駆動ミラー装置であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device：登録商標）を利用した小型軽量なプロジェクタ１が普及し、オフィスや学校のみならず家庭においても広くプロジェクタ１が利用されるようになってきている。また、フロントタイプのプロジェクタは、携帯性が向上し、数人規模の小会議にも使われるようになってきている。このようなプロジェクタでは、大画面の画像を投射できること（投射面の大画面化）とともに、「プロジェクタ外に必要とされる投射空間」をできるだけ小さくできることが要請されている。後述のように、本実施形態のプロジェクタ１は、投射レンズ等の透過光学系を投射面１０１と平行に設定し、折り返しミラーで光束を折り返した後、自由曲面ミラーで光束を投射面１０１に対して拡大投射するように構成されている。この構成により、光学エンジン部を縦型で３次元的に小型化を図ることができる。
【００１２】
図１に示すように、プロジェクタ１の上面には、投射画像Ｐが出射する透過ガラス５１が設けられており、透過ガラス５１から出射した投射画像Ｐが、スクリーンなどの投射面１０１に投射される。
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。
【００１３】
図２は、プロジェクタ１から投射面１０１までの光路図である。
投射対象の画像を生成する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画像は、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、投射面１０１に投射される。
【００１４】
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、投射面および投射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、光源装置６０が配置されている。
【００１５】
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２６３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。
【００１６】
次に、各部の構造について、詳細に説明する。
【００１７】
まず、光源装置６０について説明する。
図４は、光源装置６０の概略斜視図である。
光源装置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、不図示の電源部に接続された電源コネクタと接続するコネクタ部６２ａが設けられている。コネクタ部６２ａは、光源装置６０の長手方向（Ｚ方向）一端側に設けられている。
【００１８】
また、光源ブラケット６２の上部の光源６１の光出射側（光源装置６０の長手方向他端側）には、図示しないリフレクタなどが保持された保持部材としてのホルダ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６４に保持された不図示のリフレクタにより出射窓６３に集光され、出射窓６３から出射する。
【００１９】
また、ホルダ６４の上面と、ホルダ６４の下面のＸ方向両端には、光源装置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、６４ａ２が設けられている。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。
【００２０】
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。
【００２１】
光源ブラケット６２には、光源装置６０の交換の際に使用者が指で摘んで光源装置６０を取り出す取っ手部６８が設けられている。取っ手部６８は、光源ブラケット６２の長手方向（図中Ｚ方向）において、コネクタ部６２ａと光源位置決め部６４ａ１,６４ａ２の略中央部に回動自在に光源ブラケット６２に取り付けられている。この取っ手部６８は図示した形状以外にも人が指先で摘める程度に適度な形状であってもよい。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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９参照）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の熱を放熱する放熱手段としてのヒートシンク１３（図６参照）に、装置外の空気が流入するための空間を形成する。
【００２５】
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。
【００２６】
図６は、照明部２０と投射レンズ部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。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。
【００２７】
また、照明ブラケット２６上面の開口部には、投射レンズ部３１の下部が嵌合する遮光板２６２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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、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２つの光源位置決め部６４ａ１，６４ａ２が、照明部２０の照明ブラケット２６に設けられた２箇所の光源被位置決め部２６ａ１，２６ａ２に嵌合することで、光源装置６０は、照明部２０に位置決め固定される（図３参照）。
【００３０】
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。
【００３１】
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。光源装置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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
次に、光変調部１０について、説明する。
図７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の熱を放熱する放熱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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。次に、ネジを照明ブラケット２６に設けられたネジ止め部２６３（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２６３にネジをねじ込んでいくと、固定部材１４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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
次に、第２光学部４０について説明する。
図８は、第１光学系から投射面までの光路を示す斜視図である。
第２光学部４０は、図８に示すように、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。
【００４１】
また、第２光学部４０は、先の図３に示すように、曲面ミラー４２から反射した画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透過ガラス５１も備えている。第２光学部４０は、折り返しミラー４１と透過ガラス５１とを保持するミラーブラケット４３とを備えている。また、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を備えている。
【００４２】
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の傾斜面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、ミラーブラケット４３の上部開口部を塞ぐように透過ガラス５１が保持されている。曲面ミラー４２を保持する自由ミラーブラケット４４は、ミラーホルダー４５に取り付けられている。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。したがって、投影レンズ部３１は、折り返しミラー４１、曲面ミラー４２、ミラーブラケット４３、自由ミラーブラケット４４、ミラーホルダー４５、透過ガラス５１で、周囲を囲まれたような状態になる。
【００４３】
また、折り返しミラー４１の周囲には、集塵部材が設けられている。本実施形態では、集塵部材として、複数の起毛を有する起毛部材１３１を用いた。起毛は、絶縁体からなり、工場出荷時に起毛を擦って摩擦帯電させておく。これにより、電圧を印加せずとも、第２光学部４０内の塵や埃が静電的に起毛に吸着し、折り返しミラー４１や曲面ミラー、投射レンズ部３１の出射面に塵や埃が付着するのを抑制することができる。これにより、集塵部材に電圧を印加する電源装置が不要となり、装置のコストアップを抑制することができる。また、集塵部材を、起毛部材とすることにより、チリや埃が吸着する吸着面積を広げることができ、経時にわたり良好な集塵性能を維持することができる。
【００４４】
また、経時使用により放電して、摩擦帯電量が減少していくおそれがある。しかし、本実施形態では、起毛部材を用いることで、プロジェクタ装置を持ち歩いたときや設置する際の振動や、第２光学部４０内の空気の流れにより起毛同士が擦れ合うなどして起毛を摩擦帯電させることができる。これにより、経時にわたり、起毛の帯電を維持することができ、経時にわたり第２光学内の塵や埃を静電吸着することができる。
【００４５】
また、集塵部材として、永久的に電気分極させたエレクトレット材料を用いてもよい。エレクトレット材料を用いることでも、集塵部材に電圧を印加する電源装置を用いずに、第２光学内の塵や埃を静電吸着することができ、装置のコストアップを抑えることができる。また、起毛部材の起毛をエレクトレット材料で構成することで、チリや埃が吸着する吸着面積を広げることができ、経時にわたり良好な集塵性能を維持することができ好ましい。
【００４６】
また、図５に示すように、光学素子である折り返しミラー４１の近傍に起毛部材１３１を配置することにより、折り返しミラー４１に付着する塵や埃を吸着することができ、折り返しミラー４１に塵や埃が付着するのを良好に抑制することができる。
【００４７】
なお、本実施形態においては、折り返しミラー４１の近傍にのみ、起毛部材１３１を配置しているが、曲面ミラー４２の近傍や、投射レンズ部３１の近傍に起毛部材１３１を設けてもよい。これにより、投射レンズ部３１や曲面ミラー４２に付着する塵や埃を吸着することができ好ましい。
【００４８】
図８に示すように、第１光学系７０を構成する投射レンズ部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」にして投射面１０１に投射結像する。
【００４９】
このように、投射光学系を、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で拡大投射することで、投射距離を短くでき、狭い会議室などでも使用することができる。
【００５０】
また、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
【００５１】
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、光源装置６０は、装置本体から着脱可能に設けられている。
【００５２】
図９は、プロジェクタ１の設置面側を見た斜視図である。
図９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ＤＭＤ１２と対向する箇所には、第１吸気口９２が設けられている。
【００５３】
また、図９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、第２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
【００５４】
図１０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１０に示すように、投射レンズ部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。
【００５５】
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、投射レンズ部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、投射画像のピントが調整される。
【００５６】
上記アイドラギヤ３５は、先の図５に示す、曲面ミラー４２の下面とレンズホルダー３２との間の隙間に設けられている。
【００５７】
図１１は、装置内の各部の配置関係を示した模式図である。図１１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、投射面の短軸方向であるＹ方向に積層配置されている。光源装置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射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、投射画像および投射面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部と、第１光学部３０と第２光学部４０とからなる投射光学系とが積層された方向に対して直交する方向に光源装置６０が画像形成部に連結されている。また、画像形成部と光源装置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、画像形成部と投射光学系とは、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、画像形成部、投射光学系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射面１０１に投射された投射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、画像投射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。
【００５８】
また、本実施形態においては、光源装置６０の上方に、光源６１やＤＭＤ１１に電力を供給するための電源装置８０が積層配置されている。これら光源装置６０、電源装置８０、画像形成部、投射光学系は、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の周囲を覆う外装カバー５９からなるプロジェクタ１の筐体に収納されている。
【００５９】
図１２は、本実施形態のプロジェクタ１の使用例を示す図である。
図１２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射面１０１に画像を投射して使用される。また、図１３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。
【００６０】
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。
【００６１】
図１４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を投射面１０１に対して直交する方向（Ｘ方向）から見た図である。
図１４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内に装置外の空気を取り込むための開口した第２吸気口８４が設けられている。第２吸気口８４には吸気用のファンは配置されていない。また、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。
【００６２】
排気口８５と第２吸気口８４の一部は、プロジェクタ１を投射面１０１に対して直交する方向（Ｘ方向）から見たとき、光源装置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、第２吸気口８４から取り込まれた装置外の空気は、先の図５に示す曲面ミラー４２の下面とレンズホルダー３２との間の隙間や、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、排気口８５へ向かって移動する。また、第２吸気口８４から取り込まれた装置外の空気の一部は、筐体内でさらに光源ブロワ９５に吸い込まれて光源装置６０へ流れる。光源装置６０の上部に配置された電源装置８０は、図中Ｚ方向から見たとき、３枚の基板の配置によって、コの字の光源装置６０側が開いた形状をしている。
【００６３】
排気口８５と第２吸気口８４の一部が、プロジェクタ１を投射面１０１に対して直交する方向（Ｘ方向）から見たとき、光源装置６０と操作部８３との間となるように設けることで、以下の効果を得ることができる。すなわち、光源装置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という効果である。
【００６４】
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。
【００６５】
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９参照）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。
【００６６】
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。
【００６７】
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装置８０に囲われた空間へ排気される。その後、第２光学部４０を周り込んで電源装置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、第２吸気口８４から取り込まれた装置外の空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。
【００６８】
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、投射面１０１に画像を投射するための透過ガラス５１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。
【００６９】
本実施形態においては、光源装置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。
【００７０】
また、排気ファン８６による吸気により、先の図９に示したベース部材５３に設けられた電源吸気口５６から、装置外の空気が吸気される。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から吸引された装置外の空気は、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装置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。
【００７１】
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、光源装置６０の光源ブラケット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、水平ダクト９３を有している。また、ベース部材５３の吸気ブロワ９１と対向する箇所には、第１吸気口９２が設けられている。このような構成によって、第１吸気口９２に吸気ブロワ９１が配置された状態になっている。
【００７２】
図１５に示すように、吸気ブロワ９１は、両面吸気シロッコファンである。吸気ブロワ９１のベース部材側ブロワ吸気口９１ａが、プロジェクタの筐体のＤＭＤ１２と対向する対向面部であるベース部材５３に設けられた第１吸気口９２に対向するように、吸気ブロワ９１は、光変調部１０に取り付けられている。また、吸気ブロワ９１のベース部材側ブロワ吸気口９１ａの反対面も吸気口であるが、吸気量はベース部材側ブロワ吸気口９１ａの方が多い。ヒートシンク１３は、フィンの高さが所定の第１フィン部と、この第１フィン部よりもフィンの高さが高い第２フィン部とで形成されている。吸気ブロワ９１のブロワ排気口９１ｂが、ヒートシンク１３の第２フィン部と対向するように、吸気ブロワ９１は、第１フィン部に取り付けられている。吸気ブロワ９１を両面吸気シロッコファンとすることで、ヒートシンク１３の第１フィン部を効率的に冷却することができる。
【００７３】
先の図１４に示すように、水平ダクト９３は、その上面と下面の一部が開口しており、下面の開口部が、ベース部材５３に設けられた第１吸気口９２と対向するように、水平ダクト９３は、プロジェクタ１のベース部材５３に固定されている。また、水平ダクト上面の開口部に光変調部１０のヒートシンク１３と、光変調部１０に取り付けられた吸気ブロワ９１が貫通するように、光変調部１０が水平ダクト９３上に配置される。
【００７４】
吸気ブロワ９１は、第１吸気口９２を介してベース部材側ブロワ吸気口９１ａで装置外の空気を吸気し、ブロワ排気口９１ｂからヒートシンク１３の第２フィン部向けて吸気ブロワ９１吸気した装置外の空気を排気する。これにより、ヒートシンク１３の第２フィン部が、空冷される。ヒートシンク１３の第２フィン部が空冷されることにより、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。
【００７５】
図１４に示すように、吸気ブロワ９１によって流れが生じ、ヒートシンク１３を抜けた空気は、水平ダクト９３を移動していき、先の図４に示す光源装置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。
【００７６】
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。したがって、第１吸気口９２から排気口８５までの流路は、曲面ミラー４２の下面とレンズホルダー３２との間の隙間付近を含んでいない。
【００７７】
本実施形態においては、上述したように、投射レンズ部３１のフォーカスギヤ３６と噛み合うアイドラギヤ３５の配置スペースを確保するために、曲面ミラー４２の下面とレンズホルダー３２との間の隙間を設けている。このような隙間があるため、第２光学部４０内外で空気の出入りがある。そのため、ミラーホルダ４５や曲面ミラー４２の裏面に沿いながら、排気口８５へ向かって移動する第２吸気口８４から取り込まれた装置外からの空気の一部が、上記曲面ミラー４２の下面とレンズホルダー３２との間の隙間に流れ込む。その結果、空気が、第２光学部４０内に流れ込み、装置外からの空気に含まれるホコリなどのゴミが、曲面ミラー４２、折り返しミラー４１などに付着するおそれがある。
【００７８】
しかし、本実施形態においては、図１７に示すように、第２光学部４０内に摩擦帯電、あるいはエレクレット材料で構成された起毛部材１３１が配置されており、この起毛部材１３１によりホコリなどのゴミなどを静電的に集塵している。これにより、曲面ミラー４２や折り返しミラー４１にゴミなどが付着するのを抑制することができ、投射画像の品質劣化を抑制することができる。
【００７９】
また、本実施形態においては、プロジェクタの筐体のＤＭＤ１２と対向する対向面部であるベース部材５３に第１吸気口９２を設けている。これにより、第１吸気口９２から吸気された装置外からの冷却用の空気が、直接、ヒートシンク１３へ流れ込む。よって、ダクトを経由してヒートシンク１３に装置外から取り入れた冷却用の空気を流れ込ませる構成に比べて冷却用の空気がヒートシンク１３に到達するまでの圧力損失を抑えることができる。その結果、ヒートシンク１３と光源装置６０を経由して排気口８５へ流れ込む空気の流量を、ダクトを経由してヒートシンク１３に装置外の空気を流れ込ませる構成に比べて増加させることができる。排気ファン８６により排気口８５から排気される空気の流量は、一定であるので、光源冷却後の空気の流量が増えることで、排気ファン８６により、第２吸気口８４から取り込まれる装置外の空気の流量を低下させることができる。その結果、曲面ミラー４２の下面とレンズホルダー３２との間の隙間付近や、ミラーホルダ４５や曲面ミラー４２の裏面に沿いながら、第２吸気口８４へ向かって移動する装置外の空気の流量が減少し、第２光学部内に装置外の空気が流れ込むのを抑制することができる。これにより、第２光学部４０の曲面ミラー４２や折り返しミラー４１に装置外の空気に含まれるゴミなどが付着するのをより一層、抑制することができる。これにより、長期にわたり、良好な投射画像を投射することができ、信頼性の高いプロジェクタを提供することができる。
【００８０】
なお、ダクトを経由してＤＭＤ１２へ装置外の空気を流れ込ませる構成でも、吸気ブロワのファンの回転数を上げることで、排気口８５へ流れ込むＤＭＤ１２および光源冷却後の空気の流量を増やすことができる。しかし、この場合、吸気ブロワ９１のファンの風切り音が増加して、騒音となる。また、消費電力が増加するというデメリットがある。一方、本実施形態においては、吸気ブロワのファンの回転数を上げずに、排気口８５へ流れ込むＤＭＤ１２および光源冷却後の冷却後空気の流量を増やすことができる。これにより、騒音や消費電力の増加を抑えることができる。
【００８１】
また、図１４に示すように、プロジェクタを、図中Ｚ軸方向に２等分、図中Ｙ軸方向に２等分して、プロジェクトをＳ１〜Ｓ４の４つの領域に区分に区分したとき、排気口８５を、Ｓ３の領域に配置し、光源装置６０をＳ４の領域に配置している。これにより、第１吸気口９２から吸気された装置外の空気が、図１４に示すように、Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４の順に領域を巡って、機外に排出され、第２光学部４０が配置された領域Ｓ１を通らなくすることができる。これにより、第１吸気口９２で吸気された装置外の空気を、第２光学部４０が設けられた領域を通らずに、ＤＭＤ１２、光源装置６０を冷却することができる。
【００８２】
また、排気口８５は、図１４に示す領域Ｓ３にあればよい。例えば、図１６に示すように、外装カバー５９の投射面１０１との対向面（フォーカスレバー３３が設けられた面と反対側の面）に、排気口８５を設け、その排気口８５と対向する面に排気ファン８６を設けてもよい。
【００８３】
また、外装カバー５９のＤＭＤ１２と対向する部分に、第１吸気口９２を設けてもよい。かかる構成としても第１吸気口９２で吸気された装置外の空気を、直接ＤＭＤ１２へ流すことができる。
【００８４】
また、本実施形態においては、起毛部材１３１を第２光学部４０内に設けたが、例えば、光学素子であるＤＭＤ１２の近傍など、照明部２０内に起毛部材１３１を設けてもよい。かかる構成とすることで、ＤＭＤ１２のミラー部や、照明部２０内のリレーレンズ２３、シリンダミラー２４、凹面ミラー２５などの光学素子に塵や埃が付着するのを抑制することができる。
【００８５】
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）
光源６１からの光と、複数の光学素子とを用いて画像を形成する画像形成部と、画像形成部で形成した画像を複数の光学素子を用いて投射面に投射する投射光学系などの投射光学部と、装置内の塵や埃を電気的に吸着する集塵部材とを備えた画像投射装置において、集塵部材を、電圧を印加せずとも装置内の塵や埃を電気的に吸着可能に構成した。
態様１によれば、集塵部材は、電圧を印加せずとも装置内の塵や埃を電気的に吸着することができるので、電圧発生回路を用いて帯電させるものに比べて、装置のコストアップを抑えることができる。また、装置内の塵や埃を集塵部材により静電吸着して集塵することにより、折り返しミラー４１などの光学素子に塵や埃が付着するのを抑制することができる。これにより、投射画像劣化を抑制することができる。
なお、例えば、集塵部材を工場出荷時に摩擦帯電させておくことで、電圧を印加せずに、装置内の塵や埃を電気的に吸着することが可能な構成にできる。また、態様２で説明するように、集塵部材を起毛部材とすることでも、装置内の塵や埃を電気的に吸着することが可能な構成にできる。また、集塵部材として、所定の工法により永久的に電気分極させたエレクトレット材料を用いることでも、集塵部材を、電圧を印加せずに、装置内の塵や埃を電気的に吸着することが可能な構成にできる。
【００８６】
（態様２）
（態様１）において、帯電部材として、複数の起毛を有する起毛部材を用いた。
工場出荷時に帯電部材を摩擦帯電させておく構成においては、自然放電により帯電量が低下するおそれがある。しかし、集塵部材として、複数の起毛を有する起毛部材を用いることにより、装置の搬送時の振動や起毛に流れる空気などにより、起毛同士が擦れ合い、起毛が摩擦帯電し、集塵部材の帯電を維持することができる。また、集塵部材を複数の起毛を有する起毛部材とすることにより、チリや埃が吸着する吸着面積を、表面が平滑な集塵部材に比べて広げることができ、経時にわたり良好な集塵性能を維持することができる。
【００８７】
（態様３）
（態様１）または（態様２）において、集塵部材を光学素子の近傍に配置した。
かかる構成を備えることで、折り返しミラー４１などの光学素子に付着する塵や埃を起毛部材１３１により良好に吸着することができ、光学素子に塵や埃が付着するのを良好に抑制することができる。
【００８８】
（態様４）
（態様３）において、投射光学系などの投射光学部は、光学素子として、投射レンズ部３１と、投射レンズ部３１から出射された画像を反射する折り返しミラー４１などの反射ミラーとを備えており、反射ミラーの近傍に集塵部材１３１を配置した。
かかる構成を備えることで、折り返しミラー４１などの反射ミラーに塵や埃が付着するのを良好に抑制することができる。
【００８９】
（態様５）
（態様１）乃至（態様４）のいずれかにおいて、集塵部材として、エレクトレット材料を用いた。
かかる構成を備えることで、永久的に帯電部材を帯電させることができ、塵や埃を経時にわたり良好に付着させることができる。
【符号の説明】
【００９０】
１：プロジェクタ
１０：光変調部
１１：ＤＭＤボード
１２：ＤＭＤ
１３：ヒートシンク
２０：照明部
３０：第１光学部
４０：第２光学部
４１：折り返しミラー
４２：曲面ミラー
５３：ベース部材
５９：外装カバー
６０：光源装置
６１：光源
８０：電源装置
８４：第２吸気口
８５：排気口
８６：排気ファン
９１：吸気ブロワ
９１ａ：ブロワ吸気口
９１ｂ：ブロワ排気口
９２：第１吸気口
９３：水平ダクト
９４：排気ダクト
９５：光源ブロワ
９６：光源ダクト
１２０：冷却部
１３１：起毛部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９１】
【特許文献１】特開２００２−６２８３号公報
【図１】
2015004881.tif 000003
【図２】
2015004881.tif 000004
【図３】
2015004881.tif 000005
【図４】
2015004881.tif 000006
【図５】
2015004881.tif 000007
【図６】
2015004881.tif 000008
【図７】
2015004881.tif 000009
【図８】
2015004881.tif 000010
【図９】
2015004881.tif 000011
【図１０】
2015004881.tif 000012
【図１１】
2015004881.tif 000013
【図１２】
2015004881.tif 000014
【図１３】
2015004881.tif 000015
【図１４】
2015004881.tif 000016
【図１５】
2015004881.tif 000017
【図１６】
2015004881.tif 000018
【図１７】
2015004881.tif 000019