(57)【要約】【課題】  放熱性能や断熱性能を向上し、このことによって小型で高輝度、また、長期間にわたって性能を維持できるプロジェクタを提供する。【解決手段】  本発明のプロジェクタは、光源装置２１１と、光源装置２１１からの複数の色光を単色光に分離する色分離光学系２２と、色分離光学系２２からの光を光変調装置(液晶パネル２４１)に入射する導光光学系２３と、光変調装置によって変調された光を合成する光合成光学系（クロスダイクロイックプリズム２４４）と、合成された光を投写する投写光学系（投射レンズ３）と、光源装置２１１が保持される上ライトガイド２５２と、色分離光学系２２と前記導光光学系２３と、光変調装置と、光合成光学系と、投写光学系とが保持される下ライトガイド２５１とが備えられている。【選択図】  図１
2005031516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの複数の色光を単色光に分離する色分離光学系と、
前記色分離光学系からの光を光変調装置に入射する導光光学系と、
前記光変調装置によって変調された光束を合成する光合成光学系と、
合成された光を投写する投写光学系と、
前記光源が保持される一方の光学系保持筐体と、
を備えるプロジェクタであって、
前記色分離光学系と前記導光光学系と前記光変調装置と前記光合成光学系と前記投写光学系とが保持される他方の光学系保持筐体と、
が備えられていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
合成樹脂から構成される前記一方の光学系保持筐体と、
金属から構成される前記他方の光学系保持筐体と、
が備えられていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記他方の光学系保持筐体には、前記色分離光学系から射出された光束の少なくともひとつの単色光の帯域選択不要反射光の被照射部に貫通孔が設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項３に記載のプロジェクタにおいて、
前記他方の光学系保持筐体には、前記色分離光学系から射出された複数の色光のうち緑色光の帯域選択不要反射光の被照射部に、前記貫通孔が設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載のプロジェクタにおいて、
前記貫通孔を覆う透明部材が前記他方の光学系保持筐体に設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記色分離光学系と前記導光光学系とが、前記他方の光学系保持筐体に設けられた支持部に弾性部材で押圧保持される反射ミラーを備え、
前記支持部の一部に切欠きが設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記一方の光学系保持筐体の前記反射ミラーを覆う部分に、貫通孔が設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記光源が光源保持筐体に保持され、前記光源保持筐体は、該光源保持筐体に設けられた軸部と前記一方の光学系保持筐体に設けられた案内孔と係合して位置規制され、
前記案内孔の内壁に切欠き部が設けられていることを特徴とするプロジェクタ。  
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記光源の光軸を挟んで両端に前記一方の光学系保持筐体と前記他方の光学系保持筐体のどちらかに、前記一方の光学系保持筐体と前記他方の光学系保持筐体との位置を規制する軸部と固定部が設けられ、前記軸部と前記固定部の周辺が突出されていることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源が保持される一方の光学系保持筐体と、色分離光学系と光変調装置と光合成光学系と投写光学系とが保持される他方の光学系保持筐体とが備えられているプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタは、光源から射出された光を色分離する色分離光学系と、色分離光学系からの光を光変調装置に射出する導光光学系と、画像情報に対応して光変調を行う光変調装置と、さらに光変調された光を合成する光合成光学系と、合成された光をスクリーン等の投写面に拡大投写する投写光学系で構成されている。
しかしながら、近年、プロジェクタの小型化、高輝度化が促進されて装置内の熱密度が従来に比べて上昇してきたために、プロジェクタ内の放熱対策、冷却性能の一層の向上が必要とされてきている。
【０００３】
そこで、光変調装置の光入射端面が第１透明放熱板に固着され、この第１透明放熱板が、その両側に配された熱伝導性結合部材を介して光合成光学系（例えば、クロスダイクロイックプリズム）に固着された第２透明放熱板に固定され、光変調装置と第２透明放熱板との間に冷却流路が形成されているプロジェクタが提案されている。
このようなプロジェクタは、光源とインテグレータ照明光学系と色分離光学系と前記導光光学系と光変調装置と光合成光学系と投写光学系等の光学系部材が、光学系保持筐体のひとつである下ライトガイドに保持されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２４４２１４号公報（第６〜第７頁、図５〜図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような特許文献１では、第１透明放熱板、熱伝導性結合部材、第２透明放熱板を介した熱伝導によってクロスダイクロックプリズムやそれを支持する光学系保持筐体に放熱されるが、第１透明放熱板、熱伝導性結合部材、第２透明放熱板等の部材が設けられ、プロジェクタの小型化は困難であるということが考えられる。また、クロスダイクロイックプリズムに熱が蓄積されることも考えられ、冷却性能としては不十分と考えられる。
また、このような構造では、光変調装置と第２透明放熱板との間に冷却流路が形成されているが、充分な放熱をするためには冷却流路を大きくするか、強力な冷却ファンが必要とされ、プロジェクタの小型化や、冷却ファンの静音化が充分ではなかった。
【０００５】
本発明の目的は、放熱のための部品を増やさずに放熱性能を向上し、小型で高輝度、長期間にわたって性能を維持できるプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプロジェクタは、光源と、該光源からの複数の色光を単色光に分離する色分離光学系と、前記色分離光学系からの光を光変調装置に入射する導光光学系と、前記光変調装置によって変調された光を合成する光合成光学系と、合成された光束を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタであって、前記光源が保持される一方の光学系保持筐体と、前記色分離光学系と前記導光光学系と前記光変調装置と前記光合成光学系と前記投写光学系とが保持される他方の光学系保持筐体と、が備えられていることを特徴とする。
ここで、光源としては、高圧水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプなどを使用することができる。
また、光変調装置としては、ＬＣＤ（液晶表示装置）やＤＭＤ（デジタルマイクロミラー装置）などを採用することができる。
【０００７】
この発明によれば、発熱源である光源は、一方の光学系保持筐体（例えば、上ライトガイド）に保持され、色分離光学系、導光光学系、光変調装置、光合成光学系および投写光学系は、他方の光学系保持筐体（例えば、下ライトガイド）に保持されている。このことによって、光源で発熱された熱は、他の光学系である色分離光学系、導光光学系、光変調装置、光合成光学系および投写光学系に伝導しにくいため、例えば、導光光学系の反射ミラーや光変調装置、例えば液晶表示装置等が高温になりにくく、液晶表示装置を含め長期間にわたって性能を維持することができる。また、プジェクタ内の温度が熱伝導のよって上昇しにくいため、断熱や放熱のための部材や空間を設ける必要がなく小型化ができる。このようにプロジェクタ内の熱密度が低く抑えられるので、同じ光源を用いても高輝度化が実現できる。
【０００８】
本発明のプロジェクタは、合成樹脂から構成される前記一方の光学系保持筐体と、金属から構成される前記他方の光学系保持筐体とが備えられていることが好ましい。
ここで、他方の光学系保持筐体を形成する金属としては、金属でも熱伝導率が高く、軽量、金属射出成形が容易で複雑な形状の成形が可能なマグネシウム合金やアルミニウム合金などが採用される。
【０００９】
プロジェクタ内に発生する熱は、隣接する他の光学系装置には伝導されないことが好まましく、一方では、早く伝導放熱させること好ましいという相反する二面性がある。合成樹脂は、熱伝導率が低く、プロジェクタ内で最も発熱量が大きい光源は、合成樹脂で形成された一方の光学系保持筐体で保持されているので、光源の熱は他の光学系装置（色分離光学系、光変調装置、光合成光学系および投写光学系等）に伝導しにくい。
また、光源以外の光学系装置は、熱伝導率が高い金属製の他方の光学系保持筐体に保持されているために、早く他の部材、例えば、外装筐体などに伝導放熱させることができる。
このように、二つの光学系保持筐体の材料を組み合わせ使用することで、プロジェクタ内の熱を効率よく伝導放熱と断熱をすることができる。
【００１０】
本発明のプロジェクタの前記他方の光学系保持筐体には、前記色分離光学系から射出された光束の少なくともひとつの単色光の帯域選択不要反射光の被照射部に貫通孔が設けられていることが好ましい。
【００１１】
プロジェクタがカラー表示される場合、光源から投写される光は、色分離光学系によって、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に分離されて光変調装置に射出されるが、このＲ，Ｇ，Ｂ以外の波長領域の光も一部が混在されている。詳しくは後述するが、この光は光変調装置に入射される際にフィールドレンズを透過するが、投写に不要な波長領域の光成分は、このフィールドレンズ表面に形成された帯域フィルター（波長選択性透過フィルター）によって反射される（帯域選択不要反射光と呼ぶ）。
【００１２】
この光は、光変調装置内に入射されると熱を発生することが知られている。また、このように反射された光は、他方の光学系保持筐体（下ライトガイド）に照射されると、この反射光が照射された部分でも発熱するが、反射光は、前述の他方の光学系保持筐体に設けられた貫通孔を通過するので、光変調装置での発熱および他方の光学系保持筐体の帯域選択不要反射光の被照射部の発熱を防止することができる。
また、この効果を得るために、新たに他の部材を備える必要もない。
【００１３】
本発明では、前記他方の光学系保持筐体には、前記光変調装置から射出される複数の色光のうち緑色光の帯域選択不要反射光の被照射部に、前記貫通孔が設けられていることが望ましい。
【００１４】
色分離光学系でＲ，Ｇ，Ｂの３色に分離された各波長領域のうち、Ｇ（緑色光）の波長領域の光がエネルギー密度が高いことが知られている。先述したように、色分離された光と混在する投写に不要な波長領域の光成分は、フィールドレンズ表面に形成されたトリミングフィルターによって反射され、しかもこの反射光は、他方の光学系保持筐体に設けられた貫通孔から他方の光学系保持筐体の外部に透過するため、帯域選択不要反射光によって被照射部が発熱することがなく、光変調装置や他方の光保持筐体における発熱を抑えることができる。
Ｇ以外のＲ，Ｂなどの領域においても他方の光学系保持筐体に前述したような貫通孔を設けておけば、一層発熱を抑える効果がある。
この際、先述の貫通孔を透過した光束が、例えば外装筐体に照射されることが考えられるが、この外装筐体が、熱伝導率が低い合成樹脂で形成されていれば、発熱を抑え、また、プロジェクタ外部に放熱し易く、熱の影響を減ずることができる。
【００１５】
本発明のプロジェクタは、前記貫通孔を覆う透明部材が前記他方の光学系保持筐体に設けられていることが望ましい。
【００１６】
前述した二つの光学系保持筐体で形成された空間は防塵空間であることが好ましい。従って、このような構造では、他方の光学系保持筐体の貫通孔が透明部材で覆われていることで防塵性を高め、また、透明部材であるため、帯域選択不要反射光は透過されるので被照射部の発熱を抑えることができる。
【００１７】
本発明のプロジェクタは、前記色分離光学系と前記導光光学系とが、前記他方の光学系保持筐体にも設けられた支持部に弾性部材で押圧保持される反射ミラーを備え、前記支持部の一部に切欠きが設けられていることが好ましい。
【００１８】
色分離光学系と導光光学系とは、例えばリレーレンズ及び反射ミラーで構成されている。この反射ミラーは、他方の光学系保持筐体の所定の位置に設けられた支持部に弾性部材によって押圧保持されている。この際、反射ミラーが押圧される支持部の一部が切欠かれていることにより、反射ミラーと支持部の接触面積が減ぜられる。
【００１９】
光束が反射ミラーに入射され、反射される際に反射ミラーが発熱する。
従って、反射ミラーと支持部の接触面積が少ないことから、反射ミラーで発熱した熱が他方の光学系保持構造に伝達しにくくなるという効果がある。
【００２０】
また、本発明のプロジェクタは、前記一方の光学系保持筐体の前記反射ミラーを覆う部分に、貫通孔が設けられていることが望ましい。
【００２１】
このような構造では、前述したように反射ミラーで発熱した熱は、一方の光学系保持筐体に設けられた貫通孔から空気の対流によって放熱される。
この貫通孔の大きさは、前述の二つの光学系保持筐体で形成された空間の内側と外側との間で空気の対流ができる程度の大きさで、防塵も考慮した場合、できるだけ小さい方が好ましい。
【００２２】
また、本発明のプロジェクタは、前記光源が光源保持筐体に保持され、前記光源保持筐体は、該光源保持筐体に設けられた軸部と前記一方の光学系保持筐体に設けられた案内孔と係合して位置規制され、前記案内孔の内壁に切欠き部が設けられていることが望ましい。
【００２３】
このような発明では、光源保持筐体と一方の光学系保持筐体とは、軸と孔の係合関係で位置が規制されている。この際、一方の光学系保持筐体の案内孔は、位置が規制できる範囲で部分的に切欠きが設けられ、軸部と案内孔の接触面積が少なくなっているので、光源で発熱した熱が、一方の光学系保持筐体を介して、他の光学系素子に伝導することを減ずる効果がある。
【００２４】
本発明のプロジェクタは、前記光源の光軸を挟んで両端に前記一方の光学系保持筐体と前記他方の光学系保持筐体のどちらかに、前記一方の光学系保持筐体と前記他方の光学系保持筐体との位置を規制する軸部と固定部が設けられ、前記軸部と前記固定部の周辺が突出されていることが好ましい。
【００２５】
このような発明の構造では、光源は一方の光学系保持筐体に保持され、光源以外の光学系は他方の光学係保持筐体に保持されている。従って、それぞれの位置精度を正確に管理する必要がある。光源の他の光学系、例えば、光源から射出される光束を集光、均一化するインテグレータ照明光学系と光源の光軸から離れた位置に、一方の光学系保持筐体と前記他方の光学系保持筐体との位置を規制する軸部と固定部が設けられているので、相互の位置関係を正確に規制することができる。
【００２６】
また、一方の光学系保持筐体と前記他方の光学系保持筐体との位置を規制する軸部と固定部のそれぞれが接触する位置に、部分的に突出部を設けることで、一方の光学系保持筐体と他方の光学系保持筐体との接触面積を少なくし熱の伝導を減ずることができる。
この際、この突出部は、どちらの光学系保持筐体に設けてもよく、適宜選択することができる。
【００２７】
また、前述の一方の光学系保持筐体に設けられた案内孔（内壁に切欠きを有する）の形状とこの突出部とを組み合わせれば、なお一層、光学係保持筐体間の熱の伝導を減ずることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図９は、本実施形態のプロジェクタが示されている。
図１は、本実施形態のプロジェクタ１の構造を示す斜視図である。図１において、プロジェクタ１は、光源ランプ２１６（図３に示す）を含む光源装置２１１から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーン（図示しない）等の投写面上に拡大投写する。このプロジェクタ１は、平面視Ｌ字状の光学装置（光学系）２と、この光学装置の一端と接続する投写光学系としての投写レンズ３とを備えている。
なお、図示は省略したが、プロジェクタ１は、光学装置２および投写レンズ３の他に、外部から供給された電力をプロジェクタ１の構成部材に提供する電源装置、後述する光学装置２の光変調装置としての液晶パネル２４１を制御駆動する制御基板、プロジェクタ１の構成部材に冷却空気を送風する冷却ファン、排気ファンを有する冷却装置および、これらを収納する外装筐体としての外装ケース５等を備えて構成されている。
【００２９】
光学装置２は、図示しない制御基板により制御され、外部からの画像情報に応じて光学像を形成する。この光学装置２は、具体的には後述するが、容器状に成形された下ライトガイド２５１及びこの下ライトガイド２５１の開口部分を閉塞する上ライトガイド２５２を有し、これら下ライトガイド２５１、上ライトガイド２５２で形成された空間内に収納されている光源装置２１１からの光束を集光均一化するインテグレータ照明光学系２１、インテグレータ照明光学系２１からの光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に色分離する色分離光学系２２のダイクロイックミラー２２１，２２２、導光光学系２３の反射ミラー２３２，２３４、外部からの画像信号に基づき変調する光変調装置としての液晶パネル２４１およびこの変調された光束を合成する光合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム２４４から構成されている（図２を参照）。
液晶パネル２４１には、フラットケーブル３００が接続されており、その一方の端末は制御基板（図示しない）のコネクタに接続される。
【００３０】
図２は、光学装置２の内部構造を示す斜視図である。詳しくは、上ライトガイド２５２を取り外した状態を示す。図２において、下ライトガイド２５１に収納されるインテグレータ照明光学系２１と、色分離光学系２２と、導光光学系２３と、光変調装置および光合成光学系とを一体化した光学ユニット２４とから構成されている。
インテグレータ照明光学系２１は、光源装置２１１から射出された光束を被照射面内における照度を均一にするための光学系である。
【００３１】
色分離光学系２２は、ダイクロイックミラー２２１、２２２および反射ミラー２２３から構成され、ダイクロイックミラー２２１，２２２は、それぞれ下ライトガイド２５１の厚み方向に形成された溝部２６２，２６３に挿着されている。これらダイクロイックミラー２２１，２２２は、溝部を構成する一方の壁部に板ばね(図示しない)等の弾性部材で押圧され支持されている。反射ミラー２２３については後述する。
【００３２】
導光光学系２３は、反射ミラー２３２，２３４，と入射側レンズ２３１、リレーレンズ２３３とから構成されている。反射ミラー２３２，２３４は、前述したダイクロイックミラー２２１，２２２と同様に、下ライトガイド２５１に設けられた溝部に挿着されるが、詳しくは図５において説明する。
リレーレンズ２３３は、下ライトガイド２５１に設けられたリレーレンズ挿入孔に装着されている。
【００３３】
光学ユニット２４は、光変調装置および光合成光学系とを一体化し、下ライトガイド２５１に形成された光学ユニット装着部２５１Ｂに装着されている。
【００３４】
下ライトガイド２５１は、金属射出成形によって形成され、材料としては、軽量で熱伝導率が高く、構造的強度が高いものが選択されるが、マグネシウム合金、またはアルミニウム合金等が採用される。
【００３５】
光源装置２１１は、光源保持筐体としての光源ランプ装着枠２１２の中央部空間に挿入され、固定ばね２１４の弾性力で保持されている。光源ランプ装着枠２１２には、光源装置２１１を上ライトガイド２５２に装着する際に位置規制をするための２本の案内軸２１３が設けられ、また、概略の位置を規制する孔２１５と固定するための螺子孔２１６が形成されている。
この案内軸２１３と上ライトガイド２５２との係合関係は、図６、図７を用いて後述する。
光源ランプ２１１が装着された上ライトガイド２５２は、下ライトガイド２５１に設けられた案内軸２６０と上ライトガイド２５２に設けられた案内孔（図示しない）と嵌合して位置が規制された後、螺子部２６１で螺子４００によって螺合される（図１参照）。この上ライトガイド２５１と下ライトガイド２５２の固定構造は、図９を用いて後述する。
【００３６】
次に、光学装置２の構成及び光路について説明する。
図３は、光学装置２の内部構造を模式的に示す平面図である。図３において光源装置２１１は、放射光源としての光源ランプ２１６、リフレクタ２１７、およびリフレクタ２１７の光束射出面を覆う防爆ガラス２１８を備える。
光源ランプ２１６から射出された放射状の光束は、リフレクタ２１７で反射されて略平行光束とされ、外部へと射出される。本実施形態では、光源ランプ２１６として、高圧水銀ランプを採用し、リフレクタ２１７として放物面鏡を採用している。なお、光源ランプ２１６としては、高圧水銀ランプに限らず、例えばメタルハライドランプやハロゲンランプ等を採用してもよい。また、リフレクタ２１７として放物面鏡を採用しているが、これに限らず、楕円面鏡からなるリフレクタの射出面に平行化凹レンズを配置した構成を採用してもよい。
光源装置２１１から射出された光束は、インテグレータ照明系２１に入射される。
【００３７】
次に、インテグレータ照明系２１について説明する。
第１レンズアレイ２１２は、照明光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備している。各小レンズは、光源ランプ２１６から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸方向に射出する。
第２レンズアレイ２１３は、第１レンズアレイ２１２と略同様の構成であり、小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備する。この第２レンズアレイ２１３は、重畳レンズ２１５とともに、第１レンズアレイ２１２の各小レンズの像を光学ユニット２４の後述する液晶パネル２４１Ｒ，２４１Ｇ，２４１Ｂの画像形成領域に結像させる機能を有する。
【００３８】
偏光変換素子２１４は、第２レンズアレイ２１３からの光束を略１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置２４での光の利用効率が高められている。
具体的には、偏光変換素子２１４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２１５によって最終的に光学ユニット２４の後述する液晶パネル２４１Ｒ，２４１Ｇ，２４１Ｂの画像形成領域にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル２４１Ｒ，２４１Ｇ，２４１Ｂを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源ランプ２１６からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子２１４を用いることにより、光源ランプ２１６から射出された光束を略１種類の偏光光に変換し、光学ユニット２４における光の利用効率を高めている。
【００３９】
色分離光学系２２は、２枚のダイクロイックミラー２２１，２２２と、反射ミラー２２３とを備える。インテグレータ照明光学系２１から射出された複数の部分光束は、ダイクロイックミラー２２１により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離される。
導光光学系２３は、入射側レンズ２３１と、リレーレンズ２３３と、反射ミラー２３２，２３４とを備えている。この導光光学系２３は、色分離光学系２２で分離された色光である青色光を光学ユニット２４の液晶パネル２４１Ｂまで導く機能を有している。
【００４０】
この際、色分離光学系２２のダイクロイックミラー２２１では、インテグレータ照明光学系２１から射出された光束のうち、緑色光成分と青色光成分は透過し、赤色光成分は反射する。ダイクロイックミラー２２１によって反射した赤色光は、反射ミラー２２３で反射し、フィールドレンズ２２４を通って、赤色用の液晶パネル２４１Ｒに到達する。このフィールドレンズ２２４は、第２レンズアレイ２１３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル２４１Ｇ，２４１Ｂの光入射側に設けられたフィールドレンズ２２４も同様である。
【００４１】
また、ダイクロイックミラー２２１を透過した青色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー２２２によって反射し、フィールドレンズ２２４を通って、緑色光用の液晶パネル２４１Ｇに到達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー２２２を透過して導光光学系２３を通り、さらにフィールドレンズ２２４を通って、青色光用の液晶パネル２４１Ｂに到達する。
なお、青色光に導光光学系２３が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ２３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ２２４に伝えるためである。なお、導光光学系２３には、３つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、赤色光を通す構成としてもよい。
【００４２】
光学ユニット２４は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形
成する。この光学ユニット２４は、色分離光学系２２で分離された各色の光束が入射される３つの入射側偏光板２４２と、各入射側偏光板２４２の後段に配置され、液晶パネル２４１Ｒ，２４１Ｇ，２４１Ｂ、光学変換板２４３、および色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム２４４が一体的にユニット化されている。
入射側偏光板２４２は、色分離光学系２２で分離された色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収する。
光学ユニット２４は、入射側偏光板２４２を介して入射する光束を変調し、各変調された光束を合成して光学像を射出する。
【００４３】
なお、光学ユニット２４において、入射側偏光板２４２と光学ユニット２４とを別体として構成したが、これに限らず、液晶パネル２４１Ｒ，２４１Ｇ，２４１Ｂ、光学変換板２４３、およびクロスダイクロイックプリズム２４４とともに、入射側偏光板２４２を一体的にユニット化して構成してもよい。
【００４４】
次に、緑色光の挙動について説明する。緑色光は、前述したように、ダイクロイックミラー２２２によって反射し、緑色光用のフィールドレンズ２２４を通って、緑色光用の液晶パネル２４１Ｇに到達する。この際、緑色光用のフィールドレンズ２２４の液晶パネル２４１Ｇ側の表面には、帯域フィルタ（波長選択性透過フィルタ）２２４Ａが形成されている。
ダイクロイックミラー２２２では、緑色光が反射されてフィールドレンズ２２４に射出されるが、わずかに他の波長領域の光束が混在される。そして、緑色光の波長領域の光束はフィールドレンズ２２４を通過するが、それ以外の波長領域の光束は帯域フィルタ２２４Ａによって反射される。例えば、光源ランプ２１６が高圧水銀灯の場合は、黄色領域の波長が反射される。
【００４５】
帯域フィルタ２２４Ａで反射された光束は、ダイクロイックミラー２２２を透過して下ライトガイド２５１の外周部壁まで進行するが、下ライトガイド２５１には、反射された光束（図中、破線で示す）の照射面積よりも大きな貫通孔２６５が設けられているので、下ライトガイド２５１を通過し、外装ケース５の外周壁に達する。
また、下ライトガイド２５１の外周部には、貫通孔２６５よりも大きな透明シートが貫通孔２６５を覆って接着されている。従って、トリミングフィルタ２２４Ａで反射された光束は、この透明シート２６６を透過する。
【００４６】
次に、反射ミラー２３２、２３４、２２３の保持構造について説明する。これら反射ミラーの保持構造は同じなので、反射ミラー２３２を例にあげ、図５によって説明する。
図５（ａ）は、反射ミラー２３２の保持構造を示す斜視図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図５において、下ライトガイド２５１には、溝部２５１Ａが形成される。この溝部２５１Ａは、反射ミラー２３２が収納できる範囲の深さを有し、光学装置２１１（図３に示す）から射出された青色光の光束が照射される範囲の開口部が設けられている。
この開口部には、反射ミラー２３２を保持する支持部２５１Ｂが設けられ、支持部２５１Ｂの厚み方向略中央部は、切欠き部２５１Ｃが形成されている。
【００４７】
反射ミラー２３２は、溝部２５１Ａ内に挿入され、開口部の背面側から２本の板ばね２７０の両先端付近で支持部２５１Ｂに押圧保持されている。板ばね２７０は、それぞれ反射ミラー２３２の４隅を押圧しており、前述の支持部２５１Ｂは、この板ばね２７０が押圧する位置に対応して、板ばね２７０の押圧力に耐える範囲で小さいほどよいとされる。
これら反射ミラー２３２と板ばね２７０は、板ばね２７０の押圧力で保持されているが、上ライトガイド２５２で上面を覆うことによって（図８を参照）抜け出すことが防止されている。
また、板ばね２７０は、本実施形態では２本で構成されているが、一体に形成し、反射ミラー２３２の４隅を押圧する形状とすることができる。
【００４８】
図４は、上ライトガイド２５２に光源装置２１１を装着した状態を示す斜視図であり、図中矢印視認方向が、図２の裏面側を示している。図４において、上ライトガイド２５２は、熱伝導率の低い合成樹脂（例えば、ＢＭＣ樹脂等）で形成され、光源収納枠部２５２Ａが設けられている。光源装置２１１は、この光源収納枠部２５２Ａに形成される空間に図中，矢印方向から収納、装着される。この際、光源ランプ装着枠２１２に設けられた案内孔（図は、省略）に上ライトガイド２５２に形成されている案内軸２１６を挿入して位置を定め固定螺子２１５によって固定される。案内孔と案内軸２１６とは遊嵌の関係にあり、正確な位置規制は、光源ランプ装着枠２１２に設けられた２本の案内軸２１３（図１を参照）によって行われる。
また、上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１との交差する位置には（図１、参照）、上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１とを位置規制する案内部２６０と固定部２６１が設けられている。この案内部２６０と固定部２６１は、図９において詳しく説明する。
【００４９】
上ライトガイド２５２と光源装置２１１の位置規制の構造を図６、図７を用いて説明する。
図６は、図１のＢ−Ｂ断面図、図７は、上ライトガイド２５２の案内孔２５２Ｂ（図１参照）の形状を示す平面図である。図６において、光源装置２１１を保持する光源ランプ装着枠２１２は、２本の案内軸２１３が植立されている（図２も参照）。
これら案内軸２１３は、光源ランプ装着枠２１２の上ライトガイド２５２方向にわずかに突出した段部２１３Ａと、先端部には面取り２１３Ｂが形成されている。図１に示すように、上ライトガイド２５２に設けられた案内孔２５２Ｂは、孔内壁が３箇所切欠けられており、また、案内孔２５２Ｃは、２本の案内軸２１３を結んだ直線方向が長い略長円形とされる。
【００５０】
この際、案内孔２５２Ｂの中心最小径部２５２Ｄと案内軸２１３とは、きつめの遊嵌関係とされ、また、案内孔２５２Ｃの短径と案内軸２１３とは、きつめの遊嵌関係とされ、長径方向はゆるい遊嵌関係とされている。つまり、案内孔２５２Ｂ部でまず第１の位置規制を行い、案内孔２５２Ｃ部で案内孔２５２Ｂ部を回転中心とした光源装置２１１の回転方向の位置規制がなされる。
また、上ライトガイド２５２は、案内軸２１３の段部２１３Ａに当接しており、直接、光源ランプ装着枠２１２に接触しない。
【００５１】
図７を用いて、案内孔２５２Ｂの形状について説明する。図７において、上ライトガイド２５２に設けられた案内孔２５２Ｂは、３箇所の突出された案内部２５２Ｄと切欠き部２５２Ｅが形成されている。３箇所の案内部２５２Ｄは、それぞれ案内軸２１３の案内部と接触する内接円を描くように設定され、切欠き部２５２Ｅは、案内軸２１３に接触しない。すなわち、案内孔２５２Ｂと案内軸２１３との径方向の接触面積は、位置規制ができる範囲で小さく設定されている。
このような上ライトガイド２５２の案内孔２５２Ｂの形状は、図７に示したような形状以外にも案内軸２１３との関係が上述のようであれば、適宜選択することができる。
光源装置２１１が装着された上ライトガイド２５２は、光学装置２を覆うように装着されている（図１を参照）。
【００５２】
この際、上ライトガイド２５２は、反射ミラー２３２，２３４，２２３の上部に空気対流用の貫通孔が設けられる。
図８は、反射ミラー２３２の上部に設けられた上ライトガイド２５２に設けられた貫通孔２５２Ｆを示す斜視図である。図８において、下ライトガイド２５１に設けられた溝部２５１Ａ内に挿着された反射ミラー２３２の上部を覆う上ライトガイド２５２には、反射ミラー２３２の両端部の位置に貫通孔２５２Ｆが設けられている。
貫通孔２５２Ｆは、反射ミラー２３２に光束が入射されることによって発熱した熱で、上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１で形成された空間で、空気の対流が生じた際に、この空間の外側に空気を対流排出するためのものである。従って、貫通孔２５２Ｆは、この空気の対流排出ができる範囲で可能な限り小さく設定される。このことは、前述の空間の防塵性も配慮されているためである。
このような構造は、他の反射ミラー２３４，２２３も同じとされる。
このようにして、上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１が組み合わされる。
【００５３】
図９は、下ライトガイド２５１と上ライトガイド２５２との固定構造を示す断面図である（図１のＣ−Ｃ断面）。この固定部は、図１に示すように、インテグレータ照明光学系２１の光軸（図示しない）の直角方向で光軸から離れた端部両側の２個所（図１では、１個所のみが示されている）に案内部２６０と固定部２６１が設けられる（図４も参照）。案内部２６０は、案内軸と案内孔の嵌合であり、固定部２６１は螺子による螺合固定される。
【００５４】
図９において、下ライトガイド２５１は、案内軸２６０が成形されており、また、螺子孔（雌螺子）２６１が設けられている。上ライトガイド２５２には、案内孔２５４と螺子挿入孔２５３が穿設されている。
案内孔２６０と案内軸２６０とを挿着させ、螺子４００を螺子孔２６１に螺合させて固定される。この際、案内孔２６０と案内軸２６０とはきつめの遊嵌とされ、螺子４００と螺子挿入孔２５３とはゆるい遊嵌とされる。
上ライトガイド２５２の案内孔２５４および螺子挿入孔２５３の周囲には突出部２５５，２５６が形成され、これら突出部２５５，２５６が下ライトガイドと当接されている。このことで、上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１との接触面積が小さくされる。
【００５５】
上ライトガイド２５２と下ライトガイドとの固定は、前述の場所以外に、光学装置２の光源装置２１１とは逆側の端部に設けられ、螺子４００によって螺合固定される（図１、参照））。
上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１との接触部には、先述の突出部２５５，２５６のような接触面積を減ずる手段を用いることが好ましいが、光源装置２１１から離れた位置においてはこの限りではない。
また、案内孔２５４と案内軸、または螺子挿入孔２５３と螺子孔２６１とは、それぞれ上ライトガイド２５２、下ライトガイド２５１どちらに設けるかは、上述の条件を満たせば適宜選択することができる。
【００５６】
従って、本実施形態によれば、発熱源である光源装置２１１は、上ライトガイド２５２に保持され、色分離光学系２２、導光光学系２３、光変調装置としての液晶パネル２４１、光合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム２４４および投写光学系としての投写レンズ３は、下ライトガイド２５１に保持されている。このことによって、光源で発熱された熱は、光学装置２に伝導しにくいため、例えば、反射ミラー２３２，２３４，２２３や液晶パネル２４１が高温になりにくく、長期間にわたって性能を維持することができる。また、プジェクタ内の温度が上昇しにくいため、小型化や高輝度化に寄与することもできる。
【００５７】
合成樹脂は、熱伝導率が低く、プロジェクタ１内で最も発熱量が大きい光源装置２１１は、合成樹脂で形成された上ライトガイド２５２で保持されているので、光源装置２１１の熱は光学装置２に伝導しにくい。
また、光源装置２１１以外の光学装置２は、熱伝導率が高い金属製の下ライトガイド２５１に保持されているために、他の部材、例えば、外装ケース５などに早く伝導放熱させることができる。
プロジェクタ１内に発生する熱は、隣接する他の光学系部材には伝導させないことが望ましく、一方では、早く伝導放熱させることが望ましいという相反する二面性がある。
本実施形態のように、二つのライトガイド２５１，２５１の材料を組み合わせ使用することで、プロジェクタ内の熱を効率よく伝導放熱と断熱をすることができる。
【００５８】
プロジェクタがカラー表示される場合、光源装置２１１から射出される光束は、色分離光学系２２によって、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に分離されて液晶パネル２４１に射出されるが、このＲ，Ｇ，Ｂ以外の波長領域の光も一部が混在されている。このような光は液晶パネル２４１に入射する際にフィールドレンズ２２４を透過するが、投写に不要な波長領域の光成分は、このフィールドレンズ２２４表面に形成された帯域フィルタ２２４Ａによって反射される。
この光は、光変調装置内に入射されると発熱する。また、このように反射された光束は、下ライトガイド２５１に照射されると、この反射光が照射された部分でも発熱するが、反射光は、前述の下ライトガイド２５１に設けられた貫通孔２６５を透過するので、光変調装置での発熱および下ライトガイド２５１の発熱を減少させることができる。このことにより、プロジェクタ１内の温度上昇を減ずることができる。
【００５９】
本実施形態では、下ライトガイド２５１には、色分離光学系２２から射出される複数の色光のうち緑色光の帯域選択不要反射光の被照射部に貫通孔２６５が設けられている。フィールドレンズ２２４表面に形成された帯域フィルターによって反射され、しかもこの反射光は、貫通孔２６５から下ライトガイド２５１の外部に透過するため、反射光によって被照射部が発熱することがなく、液晶パネル２４１Ｇや下ライトガイド２５１における発熱を抑えることができる。
先述の貫通孔２６５を透過した光束は、外装ケース５に達するが、この外装ケース５が、熱伝導率が低い合成樹脂で形成されていれば、発熱を抑え、また、プロジェクタ１外部に放熱し易く、熱の影響を減ずることができる。
緑色光以外の赤色光、青色光などの領域においてもフィールドレンズ２２４にそれぞれの波長領域に対応する帯域フィルタを形成し、下ライトガイド２５１に前述したような貫通孔２６５を設けておけば、一層発熱を抑える効果がある。
【００６０】
本実施形態のプロジェクタ１は、帯域選択不要反射光を透過させる貫通孔２６５を覆う透明部材２６６が下ライトガイド２５１に設けられているので、防塵性を高めることができる。また、透明部材であるため、帯域選択不要反射光は透過されるので被照射部の発熱を抑えることができる。
【００６１】
また、本実施形態のプロジェクタ１は、反射ミラー２３２，２３４，２２３が、下ライトガイド２５１の支持部２５１Ｂに板ばね２７０で押圧保持され、この支持部２５１Ｃには、切欠き２５１Ｃが設けられているので、反射ミラーと支持部の接触面積が減ぜられる。光が反射ミラーに入射され、反射される際には反射ミラーが発熱する。従って、反射ミラーと支持部の接触面積が少ないことから、反射ミラーで発熱した熱が他の光学装置２を構成する光学系部材に伝達しにくく、光学装置２内部の温度上昇を減ずることができる。
【００６２】
また、本実施形態では、上ライトガイド２５２の反射ミラー２３２，２３４，２２３を覆う部分に、空気対流用の貫通孔２５２Ｆが設けられているので、前述したように反射ミラーで発熱した熱は、この貫通孔２５２Ｆから放熱することができる。
【００６３】
本実施形態のプロジェクタ１は、光源ランプ装着枠２１２と上ライトガイド２５２とは、軸と孔の係合関係で位置が規制されている。この際、上ライトガイド２５２の案内孔２５２Ｂは、光源装置２１１の位置が規制できる範囲で部分的に切欠き２５２Ｅが設けられているので、案内軸２１３と案内孔２５２Ｂとの接触面積が少なくなり、光源装置２１１で発熱した熱が、上ライトガイド２５２を介して、他の光学系部材に伝導することを減ずる効果がある。
【００６４】
また、本実施形態では、光源装置２１１の光軸を挟んで両端に、上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１との位置を規制する案内部と固定部が設けられているので、それぞれの位置精度を正確に規制することができ、このことから、光源装置２１１と光学装置２との正確な光学的な位置精度が得られ、高質な投射画像を得ることができる。
また、上ライトガイド２５２の案内孔２５４および螺子挿入孔２５３の周辺には突出部２５５，２５６が設けられている。このことから、上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１との接触面積が小さくなるために、相互の熱伝導を減ずることができる。
【００６５】
本発明は、本実施形態で説明したように、部品を増やさずに放熱性能や断熱性能を向上し、このことによって小型で高輝度、また、長期間にわたって性能を維持できるプロジェクタを提供することができる。
【００６６】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。  
例えば、前記実施形態では、上ライトガイド２５２が、合成樹脂で形成され、下ライトガイドが金属で形成されていたが、本発明では、前記実施形態で示したように、それぞれのライトガイドにプロジェクタ１を構成する部材の組み合わせを変えて分離して装着する構造としてもよい。
【００６７】
また、前記実施形態では、下ライトガイド２５１には、色分離光学系２２から射出された光束の帯域選択不要反射光の被照射部に貫通孔２６５が設けられていたが、この帯域選択不要反射光が外装ケース５に照射される場合には、外装ケース５の被照射部に貫通孔を設け、透明部材で覆えば、なお一層効果が高められる。
【００６８】
また、本実施形態では、反射ミラー２３２，２３４，２２３の上部を覆う上ライトガイド２５２に、空気体流用の貫通孔２５２Ｆを設けたが、ダイクロイックミラー２２１、２２２の上部にこのような貫通孔を設けることができる。
【００６９】
また、本実施形態では、上ライトガイド２５２と下ライトガイド２５１との位置規制は、光源装置２１１近傍に設けられているが、例えば、光源装置２１１の光軸を光学装置２の方向延長線上の例えば、反射ミラー２３２付近の下ライトガイド２５１の外周縁部に案内部を設ければ、なお、正確な位置規制ができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態にかかるプロジェクタの斜視図。
【図２】本発明のプロジェクタの上ライトガイドを除いた状態を示す斜視図。
【図３】本発明の光学装置の内部構造を模式的に示す平面図。
【図４】本発明の上ライトガイドを示す斜視図。
【図５】本発明の反射ミラーの保持構造を示す斜視図。
【図６】本発明の光源装置の取り付け構造を示す断面図。
【図７】本発明の上ライトガイドの案内孔構造を示す平面図。
【図８】本発明の光学装置の一部を示す斜視図。
【図９】本発明の上ライトガイドと下ライトガイドの固定構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００７１】
１…プロジェクタ
２…光学装置
３…投射レンズ
２２…色分離装置
２３…導光光学系
２４…光学ユニット
２１１…光源装置
２２１，２２２…ダイクロイックミラー
２２３、２３２，２３４…反射ミラー
２４１（２４１Ｒ，２４１Ｇ，２４２Ｂ）…液晶パネル
２４４…クロスダイクロイックプリズム
２５１…下ライトガイド
２５２…上ライトガイド
【図１】
2005031516.tif 000003
【図２】
2005031516.tif 000004
【図３】
2005031516.tif 000005
【図４】
2005031516.tif 000006
【図５】
2005031516.tif 000007
【図６】
2005031516.tif 000008
【図７】
2005031516.tif 000009
【図８】
2005031516.tif 000010
【図９】
2005031516.tif 000011