JP5963062B2 - 画像投影装置および光学ユニット - Google Patents

Description

本発明は、画像投影装置および光学ユニットに関するものである。

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を用いて画像形成部により画像を形成し、その画像をスクリーン等に投射して表示する画像投影装置が知られている。

画像投影装置には、交流電圧を光源の変動に対応して、光源に安定的な電力（電流）を供給するための電力安定化部としてのバラスト基板や、光源や画像形成部を制御するための制御部としての制御基板に電力を供給するための電源基板としてのＰＦＣ（Power Factor Correction）電源基板が配置されている。さらに、ＰＦＣ電源基板は、電源ケーブルから供給された交流電圧を電力安定部や制御部のために昇圧する。

ＰＦＣ電源基板およびバラスト基板には、コンデンサ、コイル、抵抗などの電気素子を多数備えており、これら電気素子が発熱して温度が上昇してしまう。ＰＦＣ電源基板やバラスト基板が温度上昇して、高温となると、動作性能や耐用性が低下するおれがある。

特許文献１には、ＰＦＣ電源基板に空気を送風して、ＰＦＣ電源基板を空冷する画像投影装置が記載されている。

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、電源基板およびバラスト基板の一方もしくは両方を良好に冷却することができる画像投影装置および光学ユニットを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、光源と、前記光源の光の光路上に配置された画像形成素子と、前記画像形成素子を経た前記光源の光を反射する凹面鏡と、少なくとも前記凹面鏡を収納する外装と、電源基板とバラスト基板とを備えた画像投影装置において、前記画像投影装置の排気口へ向かう空気の流れを発生させるファンをさらに備え、前記電源基板および前記バラスト基板の一方もしくは両方は、前記凹面鏡の裏面と前記外装との間を通った後の前記排気口へ向かう空気の流れに、コイル、コンデンサーおよび抵抗の少なくともいずれかひとつが配置された面を向けて配置され、前記排気口へ向かう空気の流れは前記凹面鏡の裏面と前記外装との間を通ることを特徴とするものである。

本発明によれば、電源基板およびバラスト基板の一方もしくは両方をを良好に冷却することができる画像投影装置および光学ユニットを提供することができる。

本実施形態に係るプロジェクタと投影面とを示す斜視図。 プロジェクタから投影面までの光路図。 プロジェクタの構成を示す概略斜視図。 プロジェクタの要部外観斜視図。 画像形成ユニットの斜視図。 光源ユニットの概略斜視図。 プロジェクタを設置面側から見た斜視図。 光源交換蓋を装置から取り外した様子を示す斜視図。 照明ユニットに配置される光学部品を示す概略斜視図。 照明ユニットと画像形成ユニットと第１光学ユニットの投影レンズユニットとを示す斜視図。 第１光学ユニットを、照明ユニットと画像形成ユニットとともに示す斜視図。 図１１のＡ−Ａ断面図。 第２光学ユニットを、第１光学ユニット、照明ユニット、画像形成ユニットとともに示す斜視図。 第２光学ユニットが保持する第２光系を、投影レンズユニットと照明ユニットと画像形成ユニットとともに示す斜視図。 第１光学系から投影面までの光路を示す斜視図。 装置内の各ユニットの配置関係を示した模式図。 本実施形態のプロジェクタの使用例を示す図。 従来のプロジェクタの使用例を示す図。 図１８とは異なる従来のプロジェクタの使用例を示す図。 プロジェクタ内の空気の流れを説明する説明図。 図２０で示した構成をより具体的に示した図。 図２１のＡ−Ａ断面図。 図２１のＢ−Ｂ断面図。 図２１のＣ−Ｃ断面図。 図２１のＤ−Ｄ断面図。 図２１のＥ−Ｅ断面 装置本体に配置される基板を示す斜視図。 図２７において、排気ファン、光源ハウジングを取り除いた状態の斜視図。 電源ユニットを示す斜視図。 バラスト基板ユニットを示す斜視図。 バラスト基板ユニットを装置本体から取り外したときの斜視図。 電力供給のブロック図。

以下、本発明が適用される画像投影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影面１０１とを示す斜視図である。なお、以下の説明では、投影面１０１の法線方向をＸ方向、投影面の短軸方向（上下方向）をＹ方向、投影面１０１の長軸方向（水平方向）をＺ方向とする。
図１に示すように、プロジェクタ１の上面には、投影画像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から出射した投影画像Ｐが、スクリーンなどの投影面１０１に投影される。
また、プロジェクタ１の上面には、ユーザーがプロジェクタ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。

図２は、プロジェクタ１から投影面１０１までの光路図である。
プロジェクタ１は、光源を備えた不図示の光源ユニットと、光源からの光を用いて画像を形成する画像形成部Ａとを有している。画像形成部Ａは、画像形成素子としてのＤＭＤ１２（Digital Mirror Device）を備えた画像形成ユニット１０と、光源からの光を、折り返してＤＭＤ１２に照射して光像を生成する照明ユニット２０とで構成されている。また、画像を投影面１０１に投影するための投影光学系Ｂを有している。投影光学系Ｂは、透過型の屈折光学系を少なくとも一つ含み、正のパワーを有する共軸系の第１光学系７０を備えた第１光学ユニット３０と、折り返しミラー４１と正のパワーを有する曲面ミラー４２とを備えた第２光学ユニット４０とで構成されている。

ＤＭＤ１２は、不図示の光源の光が照明ユニット２０によって照射され、この照明ユニット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光学ユニット３０の第１光学系７０、第２光学ユニット４０の折り返しミラー４１、曲面ミラー４２を介して、投影面１０１に投影される。

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、画像形成ユニット１０、照明ユニット２０、第１光学ユニット３０、第２光学ユニット４０が、投影面および投影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、照明ユニット２０の図中右側には、光源ユニット６０が配置されている。

なお、図３に示す符号３２ａ１、３２ａ２は、第１光学ユニット３０のレンズホルダー３２の脚部であり、符号２６２は、画像形成ユニット１０を照明ユニット２０にネジ止めするためのネジ止め部である。

次に、各ユニットの構造について、詳細に説明する。

まず、光源ユニット６０について説明する。
図４は、光源ユニット６０の概略斜視図である。
光源ユニット６０は、光源ブラケット６２を有しており、光源ブラケット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、電源ユニット８０（図１４参照）に接続された不図示の電源側コネクタと接続するコネクタ部６２ａが設けられている。

また、光源ブラケット６２の上部の光源６１の光出射側には、図示しないリフレクタなどが保持されたホルダ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、ホルダに保持された不図示のリフレクタにより出射窓に集光され、出射窓６３から出射する。

また、ホルダ６４の上面と、ホルダの下面のＸ方向両端には、光源ユニット６０を照明ユニット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６４ａ１〜６４ａ３が設けられている。ホルダ６４の上面に設けられた光源位置決め部６４ａ３は突起形状であり、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。

また、ホルダ６４の上面を除く側面には、光源６１を冷却するための空気が流入する光源流入口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。

光源ブラケット６２には、後述するように吸気ブロワ９１（図２１など参照）から吸気された空気が流入する通過部６５が設けられている。また、通過部６５の図中手前側の空気流入側には、上記通過部６５へ流入する空気の一部を、光源ユニット６０と後述する開閉カバー５４（図７参照）との間に流すための開口部６５ａが設けられている。なお、光源ユニット６０の冷却については、後述する。

また、図４に示す光源位置決め突起６４ａ３が設けられた平面部６４ｄ２、光源位置決め穴６４ａ１,６４ａ２が設けられた平面部６４ｄ１は、後述するように、開閉カバーの押圧手段により押されたときに、照明ブラケットに突き当る突き当て部である。

次に、照明ユニット２０について説明する。
図５は、照明ユニット２０に収納された光学系部品を、他のユニットとともに示す斜視図である。
図５に示すように、照明ユニット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。

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。

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１９参照）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光学ユニット３０、第２光学ユニット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、画像形成ユニット１０のＤＭＤ１２を冷却するための冷却手段としてのヒートシンク１３（図６参照）に、後述するように、外気が流入するための空間を形成する。

なお、図５に示す符号３２ａ３、３２ａ４は、第１光学ユニット３０のレンズホルダー３２の脚部であり、符号４５ａ３は、第２光学ユニット４０のネジ止め部４５ａ３である。

図６は、照明ユニット２０と投影レンズユニット３１と画像形成ユニット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光学ユニット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光学ユニット３０を照明ユニット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、丸穴形状となっており、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光学ユニット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。

また、照明ブラケット２６上面の開口部には、投影レンズユニット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。

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光学ユニット４０を、第１光学ユニット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。

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、前述の光源ユニット６０のホルダ６４上面に設けられた突起状の光源位置決め部６４ａ３（図４参照）が嵌合する上下方向に貫通孔が形成された筒状の光源被位置決め部２６ａ３が設けられている。また、この光源被位置決め部２６ａ３の下方には、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３つの光源位置決め部６４ａ１〜６４ａ３が、照明ユニット２０の照明ブラケット２６に設けられた３箇所の光源被位置決め部２６ａ１〜２６ａ３に嵌合することで、光源ユニット６０は、照明ユニット２０に位置決め固定される（図３参照）。

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。

図７は、照明ユニット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。光源ユニット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。

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。

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。

次に、画像形成ユニット１０について、説明する。
図８は、画像形成ユニット１０の斜視図である。
図８に示すように画像形成ユニット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を冷却するための冷却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（図７参照）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。

ヒートシンク１３は、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。固定部材１４は、ＤＭＤボード１１の裏面の図中右側の部分に対向する板状の固定部１４ａと、ＤＭＤボード１１の裏面の図中左側の部分に対向する板状の固定部１４ａとを有している。各固定部のＸ方向一端付近と他端付近とには、左右の固定部を連結するように設けられた押圧部１４ｂを有している。

ヒートシンク１３は、画像形成ユニット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。

以下に、画像形成ユニット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で示した照明ユニット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画像形成ユニット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し、ネジを照明ブラケット２６に設けられたネジ止め部２６２（図３参照）の下面に設けられたネジ穴にねじ込んで、画像形成ユニット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２６２にネジをねじ込んでいくと、押圧部１４ｂが、ヒートシンク１３をＤＭＤボード側押圧していく。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。

このように、画像形成ユニット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、画像形成ユニット１０の重量も支持している。

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。

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。

次に、第１光学ユニット３０について、説明する。
図９は、第１光学ユニット３０を、照明ユニット２０と画像形成ユニット１０とともに示す斜視図である。
図９に示すように、第１光学ユニット３０は、照明ユニット２０の上方に配置されており、複数のレンズで構成された第１光学系７０（図２参照）を保持した投影レンズユニット３１と、この投影レンズユニット３１を保持するレンズホルダー３２とを有している。レンズホルダー３２には、下方へ延びる４つの脚部３２ａ１〜３２ａ４が設けられており（図９には、脚部３２ａ２,３２ａ３のみ図示されている。脚部３２ａ１は、図３参照、脚部３２ａ４は、図５参照）、各脚部３２ａ１〜３２ａ４の底面には、照明ブラケット２６にねじ止めされるためのネジ穴が形成されている。

また、投影レンズユニット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。

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、投影レンズユニット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、投影画像のピントが調整される。

また、レンズホルダー３２には、４箇所、第２光学ユニット４０を第１光学ユニット３０にネジ止めするためのネジ４８が貫通するネジ貫通孔３２ｃ１〜３２ｃ３を有している（図９では、３個のネジ貫通孔が図示されており、各ネジ貫通孔３２ｃ１〜３２ｃ３には、ネジ４８を貫通させた様子が示されており、図で見えているのは、ネジ４８のネジ部の先端側である。）。また、各ネジ貫通孔３２ｃ１〜３２ｃ４の周囲は、レンズホルダー３２の面から突出した第２光学ユニット位置決め突起３２ｄ１〜３２ｄ３が形成されている（図９では、３２ｄ１〜３２ｄ３が図示されている）。

図１０は、図９のＡ−Ａ断面図である。
図１０に示すように、脚部３２ａ１,３２ａ２には、被位置決め突起３２ｂ１,３２ｂ２が、設けられている。そして、図中右側の被位置決め突起３２ｂ１は、照明ブラケット２６の上面２６ｂに設けられた位置決めの主基準である丸穴形状の位置決め孔２６ｅ１に、図中左側の被位置決め突起３２ｂ２は、位置決めの従基準である長穴形状の位置決め孔２６ｅ２にそれぞれ挿入されて、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向の位置決めがなされる。そして、照明ブラケット２６上面２６ｂに設けられた貫通孔２６ｃ１〜２６ｃ４にネジ３７を挿入し、レンズホルダー３２の各脚部３２ａ１〜３２ａ４に設けられたネジ穴にネジ３７をねじ止めすることで、第１光学ユニット３０が照明ユニット２０に位置決め固定される。

投影レンズユニット３１のレンズホルダー３２よりも上部側は、後述する第２光学ユニットのミラーホルダー４５（図１２参照）により覆われている。なお、先の図３に示すように、投影レンズユニット３１のレンズホルダー３２よりも下部側のレンズホルダー３２と照明ユニット２０の照明ブラケット２６の上面２６ｂとの間の部分は、露出しているが、投影レンズユニット３１は、レンズホルダー３２と嵌合しているため、この露出部から、画像の光路へ光が入り込むことはない。

次に、第２光学ユニット４０について説明する。
図１１は、第２光学ユニット４０が備える第２光学系を、投影レンズユニット３１と照明ユニット２０と画像形成ユニット１０とともに示す斜視図である。
図１１に示すように、第２光学ユニット４０は、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

図１２は、第２光学ユニット４０を、第１光学ユニット３０、照明ユニット２０、画像形成ユニット１０とともに示す斜視図である。
図１２に示すように、第２光学ユニット４０は、曲面ミラー４２から反射した光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光学ユニット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、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とを有している。

ミラーホルダー４５は、箱型の形状をしており、上面、下面および図中Ｘ方向奥側が開口しており、上から見たとき、略コの字状の形状をしている。ミラーホルダー４５の上部開口のＺ方向手前側と奥側とのそれぞれでＸ方向に延びる縁部は、図中Ｘ方向手前側端部からＸ方向奥側へ行くにつれて、上昇するように傾斜した傾斜部と、図中Ｘ方向と平行な平行部とで構成されており、傾斜部が、平行部より図中Ｘ方向手前側にある。また、ミラーホルダー４５の上部開口の図中Ｘ方向手前側のＺ方向に延びる縁部は、図中Ｚ方向と平行になっている。

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は、ミラーホルダー４５の上部開口縁部の傾斜部と当接する図中Ｘ方向手前側端部からＸ方向奥側へ行くにつれて、上昇するように傾斜した傾斜面４３ａと、ミラーホルダー４５の上部開口部縁部の平行部と当接するＸ方向に平行な平行面４３ｂとを有している。傾斜面４３ａと平行面４３ｂとは、それぞれ開口部を有しており、傾斜面４３ａ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、平行面４３ｂの開口部を塞ぐように透過ガラス５１が保持されている。

折り返しミラー４１は、板バネ状のミラー押さえ部材４６によりＺ方向両端が、ミラーブラケット４３の傾斜面４３ａに押し付けられることにより、ミラーブラケット４３の傾斜面４３ａに位置決め保持されている。折り返しミラー４１のＺ方向の一方側端部には、２個のミラー押さえ部材４６により固定されており、他方側端部には、１個のミラー押さえ部材４６により固定されている。

透過ガラス５１は、Ｚ方向両端が、板バネ状のガラス押さえ部材４７によりミラーブラケット４３の平行面４３ｂに押し付けられることにより、ミラーブラケット４３に位置決め固定されている。透過ガラス５１は、Ｚ方向両端それぞれ１個のガラス押さえ部材４７により保持されている。

曲面ミラー４２を保持する自由ミラーブラケット４４は、図中Ｘ方向奥側から手前側へ向けて下降するように傾斜した腕部４４ａをＺ軸方向手前側と奥側とに有している。また、自由ミラーブラケット４４は、腕部４４ａの上部でこれら二つの腕部を連結する連結部４４ｂを有している。自由ミラーブラケット４４は、ミラーホルダー４５の図中Ｘ方向奥側の開口を曲面ミラー４２が覆うように、腕部４４ａがミラーホルダー４５に取り付けられている。

曲面ミラー４２は、透過ガラス５１側端部の略中央部が、板バネ状の自由ミラー押さえ部材４９により自由ミラーブラケット４４の連結部４４ｂに押し付けられ、第１光学系側の図中Ｚ軸方向両端が、ネジにより自由ミラーブラケット４４の腕部４４ａに固定されている。

第２光学ユニット４０は、第１光学ユニット３０のレンズホルダー３２に積載固定される。具体的には、ミラーホルダー４５の下部には、レンズホルダー３２の上面と対向する下面４５１が設けらており、この下面４５１には、第１光学ユニット３０にネジ止めするための筒状形状のネジ止め部４５ａ１〜４５ａ３が４箇所、形成されている（ネジ止め部４５ａ１、４５a２は、図１１参照。ネジ止め部４５ａ３は、図５参照、残りのネジ止め部は、不図示）。第２光学ユニット４０は、第１光学ユニット３０のレンズホルダー３２に設けられた各ネジ貫通孔３２ｃ１〜３２ｃ３にネジ４８を貫通させ、各ネジ止め部４５ａ１〜４５ａ３にネジ４８をネジ止めすることにより、第１光学ユニット３０にネジ止めされる。このとき、第２光学ユニット４０のミラーホルダー４５の下面が、レンズホルダー３２の第２光学ユニット位置決め突起３２ｄ１〜３２ｄ４と当接して、第２光学ユニット４０は、Ｙ方向に位置決めされて固定される。

第２光学ユニット３０を第１光学ユニット３０レンズホルダー３２に積載固定すると、先の図９に示すように、投影レンズユニット３１のレンズホルダー３２よりも上部の部分が、第２光学ユニット４０のミラーホルダー４５内に収納される。また、第２光学ユニット４０を、レンズホルダー３２に積載固定したとき、曲面ミラー４２とレンズホルダー３２との間には、隙間があり、その隙間にアイドラギヤ３５（図９参照）入り込んでいるような形となる。

図１３は、第１光学系７０から投影面１０１（スクリーン）までの光路を示す斜視図である。
第１光学系７０を構成する投影レンズユニット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、光像は、凹面状の曲面ミラー４２に入射し、曲面ミラー４２により中間像を「さらに拡大した画像」にして投影面１０１に投影結像する。

このように、投影光学系を、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で拡大投影することで、投影距離を短くでき、狭い会議室などでも使用することができる。

また、図１３に示すように、照明ブラケット２６には、第１光学ユニット３０、第２光学ユニット４０が積載固定される。また、画像形成ユニット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光学ユニット３０、第２光学ユニット４０および画像形成ユニット１０の重量を支える形でベース部材５３に固定される。

図１４は、装置内の各ユニットの配置関係を示した模式図である。
図に示すように、画像形成ユニット１０、照明ユニット２０、第１光学ユニット３０、第２光学ユニット４０は、投影面の短軸方向であるＹ方向に積層配置されており、光源ユニット６０は、画像形成ユニット１０、照明ユニット２０、第１光学ユニット３０、第２光学ユニット４０が積層された積層体に対して投影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、画像形成ユニット１０、照明ユニット２０、第１光学ユニット３０、第２光学ユニット４０および光源ユニットが、投影画像および投影面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、さらに具体的には、画像形成ユニット１０と照明ユニット２０とからなる画像形成部Ａと、第１光学ユニット３０と第２光学ユニット４０とからなる投影光学部Ｂとが積層された方向に対して直交する方向に光源ユニット６０が画像形成部Ａに連結されている。また、画像形成部Ａと光源ユニット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Ａと投影光学部Ｂ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Ａ、投影光学部Ｂの順番で配置されている。

また、本実施形態においては、光源ユニット６０の上方に、光源６１やＤＭＤ１１に電力を供給するための電源ユニット８０が積層配置されている。これら光源ユニット６０、電源ユニット８０、画像形成部Ａ、投影光学部Ｂ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の周囲を覆う後述の外装カバー５９（図１８参照）からなるプロジェクタ１の容器に収納されている。

図１５は、本実施形態のプロジェクタ１の使用例を示す図であり、図１６、図１７は、従来のプロジェクタ１Ａの使用例を示す図である。
図１５〜図１７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影面１０１に画像を投影して使用される。

図１６に示すように、従来のプロジェクタ１Ａは、ＤＭＤ１２（画像生成素子）、照明ユニット２０、第１光学系７０、第２光学系（曲面ミラー４２）が、投影面１０１に投影された投影画像の面に対して直交する方向に直列に並べて配置されている。よって、プロジェクタ１Ａの投影面に対して直交する方向（Ｘ方向）に長くなり、プロジェクタ１Ａが、投影面１０１に対して直交する方向にスペースをとってしまう。投影面１０１に投影された画像を見る人が座る椅子や、使用する机は、一般的に投影面に対して直交する方向に配置するため、プロジェクタが、投影面に対して直交する方向にスペースを取ると、それだけ、椅子の配置スペースや机の配置スペースが制限されて、利便性が悪い。

図１７に示すプロジェクタ１Ｂは、ＤＭＤ１２（画像形成素子）、照明ユニット２０、第１光学系７０が、投影面１０１に投影された投影画像の面と平行に直列に並べて配置されている。よって、図１８に示すプロジェクタ１Ｂに比べて、投影面１０１に対して直交する方向の長さを短くすることができる。しかしながら、図１７に示すプロジェクタ１Ｂは、光源６１が、照明ユニット２０に対して投影面１０１に投影された投影画像の面に対して直交する方向に配置されているため、プロジェクタの投影面１０１に対して直交する方向の長さを十分に短くすることができない。

一方、図１５に示す本実施形態のプロジェクタ１においては、画像形成ユニット１０と照明ユニット２０とからなる画像形成部Ａ、および第１光学ユニット３０と折り返しミラー４１とからなる投影光学部Ｂとを、投影面１０１および投影面１０１に投影された投影画像の像面に対して平行な方向のうち図中Ｙ方向に直列に並べて配置している。また、光源ユニット６０と、照明ユニット２０とが、投影面１０１に投影された投影画像の面に対して平行な方向のうち図中Ｚ方向に直列に並べて配置している。すなわち、本実施形態のプロジェクタ１は、光源ユニット６０、画像形成ユニット１０、照明ユニット２０および第１光学ユニット３０と、折り返しミラー４１とは、投影面１０１に投影された投影画像の面に対して平行な方向（図中Ｚ方向またはＹ方向）に配置された構造となっており、光源ユニット６０、画像形成ユニット１０、照明ユニット２０および第１光学ユニット３０と、折り返しミラー４１のそれぞれが投影面および投影画像の像面に平行な面に交差するように配置されているのである。このように、光源ユニット６０、画像形成ユニット１０、照明ユニット２０および第１光学ユニット３０と、折り返しミラー４１とを、投影面１０１に投影された投影画像の面に対して平行な方向（図中Ｚ方向またはＹ方向）に配置したので、図１５に示すように、図１６や図１７に示したプロジェクタに比べて投影面１０１に対して直交する方向（図中Ｘ方向）の長さを短くすることができる。これにより、プロジェクタ１が椅子の配置スペースや机の配置スペースの阻害となるのを抑制することができ、利便性の高いプロジェクタ１を提供することができる。

また、本実施形態においては、先の図１４に示すように、光源ユニット６０の上方に、光源６１やＤＭＤ１１に電力を供給するための電源ユニット８０が積層配置されている。これにより、プロジェクタ１のＺ方向も短くなっている。

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。

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、光源ユニット６０は、装置本体から着脱可能に設けられている。

図１８は、プロジェクタ１の設置面側を見た斜視図である。
図１８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の開閉カバー５４のＸ方向に隣接する箇所には、電源吸気口５６が設けられている。

また、図１８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、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。

図１９は、開閉カバー５４を装置から取り外した様子を示す斜視図である。
開閉カバー５４を取り外すと、図１９に示すように、光源ユニット６０の光源ブラケット６２の光源６１が装着された側と反対側の面が露出する。光源ブラケット６２には、取っ手部６６が、光源ブラケット６２に対して図中点線で示すＯ１を回転中心にして回動自在に取り付けられている。

光源ユニット６０を装置本体から取り出すときは、取っ手部６６を回動させて取っ手部６６を掴んで図中手前側へ引き出すことで、光源ユニット６０は、装置本体の開口部から取り外される。光源ユニット６０を装置本体に装着するときは、装置本体の開口部から光源ユニット６０を挿入する。光源ユニット６０を装置本体への挿入していくと、先の図４に示したコネクタ部６２ａが装置本体の不図示の電源側コネクタと接続し、同図に示したホルダ６４の３つの光源位置決め部６４ａ１〜６４ａ３が、先の図６に示した照明ユニット２０の照明ブラケット２６に設けられた３つの光源被位置決め部２６ａ１〜２６ａ３に嵌合し、光源ユニット６０が装置本体に位置決めされ、光源ユニット６０の装着が完了する。そして、開閉カバー５４をベース部材５３に取り付ける。本実施形態においては、光源ユニット６０に取って部６６を設けているが、図１９に示すように、開閉カバー５４側へ突出して設けられた通過部６５を取っ手部としてもよい。

また、ベース部材５３には、３箇所脚部５５が設けられており、この脚部５５を回転させることで、ベース部材５３からの突出量が変更され、高さ方向（Ｙ方向）の調整を行うことができるようになっている。

また、図１９に示すように、外装カバー５９の他方のＹ−Ｘ平面には、排気口８５が設けられている。

図２０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を投影面１０１に対して直交する方向（Ｘ方向）から見た図である。図２１には、本実施の形態における図２０の各符号に対応する構成に番号が付いている。図２０および図２１において、図中の矢印は空気の流れる方向を示している。図２２は、図２１のＡ−Ａ断面図、図２３は、図２１のＢ−Ｂ断面図である。図２４は、図２１のＣ−Ｃ断面図である。図２５は、図２１のＤ−Ｄ断面図である。図２６は、図２１のＥ−Ｅ断面である。
図２０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内に外気を取り込むための開口した吸気口８４が設けられており、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。

排気口８５と吸気口８４の一部は、プロジェクタ１を投影面１０１に対して直交する方向（Ｘ方向）から見たとき、光源ユニット６０と操作部８３との間となるように設けられている。また、曲面ミラー４２の裏面と、この裏面に対向する外装カバー５９との間には空気が流れることが可能な流路が形成されている。これにより、吸気口８４から取り込まれた外気は、先の図１２に示す第２光学ユニット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の裏面の曲面に沿いながら、吸気口８５へ向かって移動する（図２２、図２４、図２６参照）。なお、曲面ミラー４２は上述のとおり正のパワーを持つ凹面形状のミラーであり、曲面ミラー４２の裏面は、表面の形状に概略沿った凸形状である。光源ユニット６０の上部に配置された電源ユニット８０は、図中Ｚ方向から見たとき、光源ユニット６０側の辺のみが無い略四角形のコの字形状をしている（図２３参照）。そして、吸気口８４から取り込まれた外気は、ミラーホルダ４５や曲面ミラー４２の裏面の曲面に沿いながら、吸気口８５へ向かい、四方のうちの光源ユニット６０側を除く３方向を電源ユニット８０に囲われた空間へ流れ、排気口８５から排出される。

このように、排気口８５と吸気口８４の一部が、プロジェクタ１を投影面１０１に対して直交する方向（Ｘ方向）から見たとき、光源ユニット６０と操作部８３との間となるように設けることで、光源ユニット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。

また、照明ユニット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（図２５参照）。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とライトトンネル２２を冷却することができる。

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１９参照）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。

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。

また、光源流入口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、図２１に示すように、光源ハウジング９７上面の開口部から流体ガイド８７に沿って排気口８５へ向かって流れる。その後、第２光学ユニット４０を周り込んで電源ユニット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、外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。なお、流体ガイド８７は必ずしも必要ではなく、流体ガイド８７が無くとも、光源排気口６４ｃから排気された高温の空気は、後述するメインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂとで囲まれた空間で、曲面ミラー４２の裏面を通って吸気口８４から排気口８５へ向かう空気によって排気口８５から排気される。しかし、流体ガイド８７を用いることで光源排気口６４ｃから排気された高温の空気が直接メインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂ付近に向かうことを抑制することができる。しかし、流体ガイドによって、光源排気口６４ｃから排気された高温の空気の全てをメインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂから避けようとすると、局面ミラー４２の裏面を通ってきた空気と混ざることなく全ての高温空気が温度を下げることなく排気口８５から排気されるので排気口８５が高温化する。したがって、光源排気口６４ｃから排気され流体ガイド８７を通過した空気はメインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂで囲まれた空間を多少なりとも通る方が、確実に吸気口８４から曲面ミラー４２の裏面を通って排気口８５へ向かう空気と混ぜることができるので、使用者にとっては安全である。

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、投影面１０１に画像を投影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。

本実施形態においては、光源ユニット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光学ユニット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。

また、排気ファン８６による吸気により、先の図１９に示したベース部材５３に設けられた電源吸気口５６から外気が吸気される。光源ハウジング９７よりも図２１中Ｘ方向奥側には、光源６１に安定した電力（電流）を供給するためのバラスト基板３ａ（図２４、図２５参照）が配置されており、電源吸気口５６から吸引された外気は、光源ハウジング９７とバラスト基板３ａとの間を上方へ移動しながら、バラスト基板３ａ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ユニット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。

本実施形態では、吸気口８４から排気口８５へ向かう気流を発生させるファンを、排気ファン８６として、排気側に設けているので、吸気口にファンを設ける場合に比べて、吸気口から装置内に供給される空気の供給量を増やすことができる。これは、吸気口８４にファンを設けた場合、ファンの空気を送り出す方向に、第２光学ユニット４０があるため、第２光学ユニット４０によって、ファンから装置内部へ供給される外気の風量が低下してしまう。一方、排気ファン８６として、排気口８５側にファンを設けた場合、通常、排気口８５よりも排気側には、物体がないので、排気ファン８６から排出される風量が減少することはない。よって、排気ファン８６から排気された排気量と、同じだけの量の空気が吸気口８４から取り入れられるので、結果的に、吸気口から装置内部へ供給される空気の供給量が低下することがない。よって、所定の風圧で、吸気口８４から排気口８５へ向けて空気を流すことができ、光源６１から上昇してきた加熱空気を、吸気口８４から排気口８５への気流で、排気口８５へ良好に向かわせることができる。

また、装置本体の図中左下側には、画像形成ユニット１０のヒートシンク１３や、光源ユニット６０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、垂直ダクト９２、水平ダクト９３を有している。

吸気ブロワ９１は、吸気口８４の下方に対向配置されており、吸気口８４と対向する面から吸気口８４を介して外気を吸気するとともに、吸気口と対向する面と反対側の面から装置内部の空気を吸気して、吸気ブロワ９１の下方に配置された垂直ダクト９２へ流入する。垂直ダクト９２へ流入した空気は、下方へと移動し、垂直ダクト９２の下方部で連結された水平ダクト９３へ送れられる。

水平ダクト９３内には、ヒートシンク１３が配置されており、ヒートシンク１３が、水平ダクト９３を流れる空気により冷却される。ヒートシンク１３が冷却されることにより、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。

水平ダクト９３内を移動してきた空気は、先の図４に示す光源ユニット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。

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６７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６７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６７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、排気口８５へ至る。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。

光源ブラケット６２に通過部６５を設けて、光源ブラケット６２を冷却することで、光源６１の温度上昇を抑制することができる。よって、光源６１へ流入させる冷却風の流量を、少なくしても、良好に光源６１を冷却することができる。これにより、光源ブロワ９５の回転数（ｒｐｍ）を落とすことができ、光源ブロワ９５の風切り音を抑えることができる。また、光源ブロワ９５の回転数（ｒｐｍ）を落とすことができるので、装置の省電力化を図ることができる。

図２７は、装置本体に配置される基板を示す斜視図である。
図２７に示すように、本実施形態のプロジェクタ１は、画像形成素子であるＤＭＤ１２の駆動の制御などを行うための制御部としての制御基板２、光源６１に安定的な電力（電流、電圧）を供給するための電力安定化部としてのバラスト基板３ａ（図２４参照）を備えたバラスト基板ユニット３、不図示の電源ケーブルから供給された交流電圧を昇圧して、制御基板２やバラスト基板３ａに電力を供給するための電源部としてのＰＦＣ電源基板を備えた電源ユニット８０とを有している。

図２８は、図２７において、排気ファン８６、光源ハウジング９７を取り除いた状態の斜視図である。
図２８に示すように、制御基板２は、照明ユニット２０、第１光学ユニット３０の側面（ＺＹ平面）と対向するように配置されている。バラスト基板ユニット３は、制御基板２に対してＺ方向（水平方向）に隣接し、光源ユニット６０に対してＸ方向（投影画像に対して直交する方向）に隣接する位置に配置されている。また、電源ユニット８０は、光源ユニット６０およびバラスト基板ユニット３の上方に配置されている。また、電源ユニット８０は、自身の温度が所定以上になると、不図示の電源ケーブルからの電圧の供給を遮断するサーマルスイッチ１８２が設けられている。

図２９は、電源ユニット８０を示す斜視図である。
図２９および先の図２３に示すように、電源ユニット８０のＰＦＣ電源基板は、第１電源基板としてのメインＰＦＣ電源基板８０ａと、第２電源基板としてのサブＰＦＣ電源基板８０ｂとに分割されている。メインＰＦＣ電源基板８０ａは、略Ｌ字状のメイン基板ホルダ８１に取り付けられており、サブＰＦＣ電源基板８０ｂは、サブ基板ホルダ８２に取り付けられている。なお、メインＰＦＣ電源基板８０ａの法線上に光源ユニット６０および光源６１が配置されている。

メイン基板ホルダ８１は、下面にメインＰＦＣ電源基板８０ａが取り付けられる基板取り付け面８１ａと、基板取り付け面８１ａの図中Ｘ方向手前側端部から下側へ延びるカバー面８１ｂとを有している。
サブ基板ホルダ８２は、サブＰＦＣ電源基板８０ｂが、カバー面８１ｂと対向するように、基板取り付け面８１ａの図中Ｘ方向手前側端部に取り付けられている。また、サブＰＦＣ電源基板８０ｂに上記サーマルスイッチ１８２が設けられている。そして、先の図２７に示すように、メイン基板ホルダ８１の基板取り付け面８１ａと、カバー面８０ｂと、サブ基板ホルダ８２とで、排気ファン８６の空気吸い込み口を取り囲むように、電源ユニット８０を構成する複数の基板、具体的にはメインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂが、装置本体に取り付けられる。

これにより、送風手段としての排気ファン８６の吸い込みにより排気ファン８６へ向かう空気の流れを囲う流路を形成するように、すなわち、排気口８５へ向かう空気を異なる方向から案内する流路のうちの２面を形成するように、メインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂとカバー面８１ｂとが配置される。ただし、電源ユニット８０を３つの基板で構成して流路の３面としてもよい。また、流体ガイド８７がある場合は、メインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板とが一部を囲む空間は、流体ガイド８７から排気口８５までの流路である。また、流体ガイド８７が無い場合は、メインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂとが一部を囲む空間は、光源排気口６４ｃから排気口８５までの流路である。さらに、吸気口８４から曲面ミラー４２の裏面を通り排気口８５へ向かう空気の流路としても機能する。より具体的には、メインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂとが、排気ファン８６の空気を排気している面に空気の移動が可能につながる略四角柱もしくは多角柱の２面となるように配置されている。また、光源ユニット６０からの排気口８５へ向かう空気の流れを妨げないように、前述の略四角柱の４面のうち、光源ユニット６０に最も近い面にはメインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂのいずれも配置しない。また、前述の略四角柱の面のうち、投影面とは反対側の外装カバーに最も近い面には、メインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂのいずれも配置しないようにすることで、凹面形状の曲面ミラー４２の裏面に沿って排気口８５へ向かう空気の流れを妨げないようにすることができ、凹面形状の曲面ミラー４２の裏面に沿って排気口８５へ向かう空気の流れの速度を損なうことがない。前述の略四角柱の面のうち、投影面とは反対側の外装カバーに最も近い面、メインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂのいずれも配置しないようにすることは、電源ユニット６０のカバー面８１ｂにメインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂのいずれも配置しないようにすることと同意である。なお、曲面ミラー４２は上述のとおり正のパワーを持つ凹面形状のミラーであり、曲面ミラー４２の裏面は、表面の形状に概略沿った凸形状である。メインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂとが形成する流路と、曲面ミラー４２の裏面とこの裏面に対向する外装カバー５９とで形成される流路（第２流路）とはつながっているので、外装カバー５９の側面の吸気口８４に取り込まれ、凹面形状の曲面ミラー４２の裏面に沿って排気口８５へ向かって流れる空気は、サブＰＦＣ電源基板８０ｂと、メインＰＦＣ電源基板８０ａと、カバー面８１ｂとで囲われた空間を通って、排気ファン８６により排気口８５から排気される。これにより、メインＰＦＣ電源基板８０ａと、サブＰＦＣ電源基板８０ｂとが、光源ユニット６０および流体ガイド８７により熱せられるが、凹面形状の曲面ミラー４２の裏面に沿って排気口８５へ向かって流れる空気により冷却されるので、メインＰＦＣ電源基板８０ａと、サブＰＦＣ電源基板８０ｂの温度上昇を抑制することができる。さらに、従来では光源６１からの廃熱の問題で、電源ユニット８０の配置場所としては使えなかった空間に、電源ユニット８０を配置することで装置を小型化することが可能となる。

ここで、メインＰＦＣ電源基板８０ａと、サブＰＦＣ電源基板８０ｂを、空気の流れ方向に並べて配置した場合は、空気の流れ方向下流側に配置されたＰＦＣ電源基板は、上流側のＰＦＣ電源基板により、加熱された空気で冷却されるため、下流側のＰＦＣ電源基板は、十分に冷却されない。しかし、本実施形態のように、メインＰＦＣ電源基板８０ａと、サブＰＦＣ電源基板８０ｂとを吸気口８４に取り込まれ、排気口８５へ向かって流れる空気を取り囲むように配置することにより、温度の低い空気で、メインＰＦＣ電源基板８０ａと、サブＰＦＣ電源基板８０ｂとを冷却することができる。これにより、光源ユニット６０からの高温の排気の影響が及ぶ箇所であっても、メインＰＦＣ電源基板８０ａと、サブＰＦＣ電源基板８０ｂを、つまり、ＰＦＣ電源基板全体を良好に冷却することができる。

また、メインＰＦＣ電源基板８０ａのコイル、コンデンサー、抵抗など電気素子が配置された面と、サブＰＦＣ電源基板８０ｂの電気素子が配置された面と、カバー面８１ｂとで排気ファン８６の空気吸い込み口を取り囲むように構成している。これにより、発熱するコイルやコンデンサなどの電気素子に、吸気口８４から取り込まれた低温の空気を当てることができ、ＰＦＣ電源基板を効率よく冷却することができる。

また、本実施形態においては、メインＰＦＣ電源基板８０ａ面に対してサブＰＦＣ電源基板８０ｂが直交するような配置関係となっているので、メインＰＦＣ電源基板８０ａ面とサブＰＦＣ電源基板面とが平行となるように、メインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂとを並べて配置した場合に比べて、装置を小型化することができる。

また、上述では、電源ユニット８０は、カバー面８１ｂにサブＰＦＣ電源基板を対向させるような形状としているが、サブＰＦＣ電源基板８０ｂとメインＰＦＣ電源基板８０ａとが対向するような配置関係でもよい。このような構成でも、メインＰＦＣ電源基板８０ａと、サブＰＦＣ電源基板８０ｂとを空気の流路を取り囲むことができ、ＰＦＣ電源全体を良好に冷却することができる。メインＰＦＣ電源基板８０ａおよびサブＰＦＣ電源基板８０ｂには、コイルなど、基板面に対して直交する方向に長い電気素子が多数取り付けられている。よって、メインＰＦＣ電源基板８０ａに対してサブＰＦＣ電源基板を対向するように配置した場合、排気ファン８６へ向かう空気の流れ方向に対してメインＰＦＣ電源基板８０ａ上の電気素子と、サブＰＦＣ電源基板８０ｂ上の電気素子とが折り重なるように配置された形となる。その結果、排気ファン８６へ向かう空気が、電気素子にぶつかり、メインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂとカバー面８１ｂとに囲われた空間の空気の流れが悪くなるというおそれがある。一方、サブＰＦＣ電源基板８０ｂを、メインＰＦＣ電源基板に対して直交するように配置した場合は、少なくとも、メインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂとカバー面８１ｂとに囲われた空間のカバー面８１ｂの下側（メインＰＦＣ電源基板８０ａから離間した側）を流れる空気は、電気素子にぶつかることなく、排気ファン８６に向かうことができる。これにより、サブＰＦＣ電源基板８０ｂをメインＰＦＣ電源基板８０ａに対向させた場合に比べて、メインＰＦＣ電源基板８０ａとサブＰＦＣ電源基板８０ｂとカバー面８１ｂとに囲われた空間の空気の流れをよくすることができ、効率の良い冷却ができる。

図３０は、バラスト基板ユニット３を示す斜視図である。
図３０に示すように、バラスト基板ユニット３は、バラスト基板３ａを保持するためのバラスト基板ホルダ３ｂを有している。バラスト基板ホルダ３ｂの下面には、通風口３ｃが設けられている。

図３１は、バラスト基板ユニット３を装置本体から取り外したときの斜視図である。
図３１に示すように、ベース部材５３のバラスト基板ユニット３が取り付けられる箇所の真下に、電源吸気口５６が設けられている。バラスト基板ユニット３は、バラスト基板ホルダの通風口３ｃがこの電源吸気口５６と対向し、バラスト基板３ａが光源ハウジング９７と対向するように、装置本体に取り付けられる。

電源吸気口５６から排気ファン８６の吸引力により吸引された空気は、図３１の矢印Ｊ１に示すように、光源ハウジング９７とバラスト基板３ａとの間を上昇していく。これにより、光源ハウジング９７とバラスト基板３ａとを冷却することができる。そして、矢印Ｊ２に示すように、メインＰＦＣ電源基板８０ａと、カバー面８１ｂと、サブＰＦＣ電源基板８０ｂとで、囲った空間へ流れ、ＰＦＣ電源基板８０ａ,８０ｂを冷却した後、矢印Ｊ３に示すように、排気ファン８６から機外へ排出される。

このように、本実施形態においては、バラスト基板３ａを冷却する空気を、メインＰＦＣ電源基板８０ａと、カバー面８１ｂと、サブＰＦＣ電源基板８０ｂとで囲った空間へ流して、ＰＦＣ電源基板８０ａ,８０ｂも冷却するので、バラスト基板３ａとＰＦＣ電源基板８０ａ,８０ｂとを効率よく冷却することができる。

図３２は、電力供給のブロック図である。
図３２に示すように、サブＰＦＣ電源基板８０ｂには、ＰＣＦスイッチ部１８３と電源ケーブル１９０から供給された交流電圧を直流電圧に変換して、制御基板２に３．３Ｖの直流電圧を供給するための起動電圧変換部１８４を有している。

メインＰＦＣ電源基板８０ａには、電源ケーブル１９０から供給された交流電圧を直流電圧に変換して、制御基板２に１２Ｖの直流電圧を供給するための制御電圧変換部１８５と、バラストスイッチ部１８６と、１００Ｖの交流電圧を３８０Ｖまで昇圧させる昇圧部１８７とを有している。本実施の形態では、図３２のように、電源ユニット８０を複数の基板で構成したが、光源６１への電力を安定化させる電力安定部であるバラスト基板３ａを複数の基板に分割しても同じ効果が得られる。また、分割したバラスト基板３ａの一つとメインＰＦＣ電源基板８０ａとで流路の２面を形成してもよい。

電源ケーブル１９０のプラグをコンセントに差し込んで、サブＰＦＣ電源基板８０ｂに交流電圧が印加されると、起動電圧変換部１８４から制御基板２に３．３Ｖの直流電圧が印加される。制御基板２は、３．３Ｖの直流電圧が印加されたら、例えば、装置の所定の位置に設けられたサーミスタなどの温度検知手段で検知した温度などを調べたりして、装置が正常な状態であると判断したら、サブＰＦＣ電源基板８０ｂのＰＦＣスイッチ部１８３をＯＮにする。

ＰＦＣスイッチ部１８３がＯＮ状態となると、電源ケーブル１９０からの交流電圧がメインＰＦＣ電源基板８０ａに供給される。メインＰＦＣ電源基板８０ａに交流電圧が供給されると、制御電圧変換部１８５から制御基板２に１２Ｖの直流電圧が印加される。制御基板２は、１２Ｖの直流電圧が印加されたら、例えば、光源６１の温度などチェックして、光源６１などに異常がなかったら、メインＰＦＣ電源基板８０ａのバラストスイッチ部１８６をＯＮにする。

メインＰＦＣ電源基板８０ａのバラストスイッチ部１８６がＯＮ状態となると、電源ケーブル１９０からの交流電圧が昇圧部１８７に印加され、昇圧部１８７で交流電圧を３８０Ｖまで昇圧し、バラスト基板３ａで、光源６１に安定した電力（電流）が供給されるよう制御して、光源６１に３８０Ｖの電圧を印加する。これにより、光源が点灯する。

以上に説明したものは一例であり、次の（１）〜（８）態様毎に特有の効果を奏する。
上述の特許文献１に記載のＰＦＣ電源基板には、コンデンサ、コイルおよび抵抗などの多数の電気素子が取り付けられており、基板自体の面積が大きく、空気の流れ方向に長い。その結果、ＰＦＣ電源基板上を流れる空気の流路の下流側は、上流側でＰＦＣ電源基板から熱を奪って温度上昇した空気が流れる。その結果、ＰＦＣ電源基板の空気の流路下流側は、十分に空冷されない部分が生じるおそれがあった。このため、ＰＦＣ電源基板に空気を送風する送風手段としてのファンなどの回転数を上げたり、大型のファンにしたりして、風量を上げることで、ＰＦＣ電源基板の空気の流路下流側にも温度の低い空気を流すことができる。しかし、送風手段の回転数を上げた場合は、風切り音が増し、装置の騒音が増したり、消費電力が増したりしてしまう。
また、ファンなどの送風手段の大きさや配置位置によっては、面積の大きなＰＦＣ電源基板上に送風手段の空気の流路から外れる箇所が生じ、空冷されない部分が生じる場合があった。このため、大型の送風手段にして、送風手段により送風される空気の流路を大きくする必要があり、この場合は、装置が大型化してしまう。さらに、ＰＦＣ電源基板は上述のように面積が大きく、多数の電気素子が取り付けられていることで体積も大きくなっている。したがって、画像投影装置の各光学要素を配置した後の空き空間にＰＦＣ電源基板を配置することができず、ＰＦＣ電源基板の配置のための空間を改めて用意する必要があった。ここでＰＦＣ電源基板について述べたことは上述のバラスト基板についても同様であり、ともに装置の大型化の原因であった。
これに対し次の（１）〜（８）の態様は、次のとおりである。
（１）
光源と、流路とを備え、前記光源からの光を用いて形成された画像の投影像を形成する画像投影装置において、前記光源の発光を制御する制御部と、前記光源に安定した電力を供給するための電力安定部と、前記制御部および前記電力安定部の少なくともどちらか一方に電力を供給する電源部とを備え、前記電源部および電力安定部の一方もしくは両方を複数の基板に分割し、前記光源は前記複数の基板（本実施形態においては、サブＰＦＣ電源基板８０ｂ）のいずれかの面の法線上に配置され、前記複数の基板は、前記流路の前記光源に最も近い面以外の面を構成している。
かかる構成とすることで、流路を形成するための部材が不要になり部品点数の抑制になる。また、電源に関する基板を小さな空間に収めることが可能となり、電源に関する基板を配置するために大きな空間を用意する必要がなく、デッドスペースの有効活用にもなるので装置の小型化の効果がある。
また、電源基板もしくはバラスト基板を複数の基板に分割し、この複数の基板が光源に最も近い面を除く流路を構成したので、基板の冷却効率が良く、光源の熱が伝わるような空間であっても有効利用することが可能である。

（２）
また、上記（１）に記載の態様の画像投影装置において、前記光源と、前記光源からの光を用いて形成された画像の投影像を形成する反射面を備えた投影光学部と、前記複数の基板とを収納する容器を備え、前記容器の一側面と前記反射面の裏面とを含んで第２の流路を形成し、前記第２の流路は、前記流路とつながっており、前記複数の基板は、前記流路のうち前記一側面に近い面には配置されていない構成にした。
かかる構成を備えることで、吸気口８４から排気口８５へ流れる空気を基板で妨げることがない。

（３）
また、上記（１）または（２）に記載の態様の画像投影装置において、基板の電気素子が配置された側が、流路側となるように、複数の電源基板を配置した。
かかる構成を備えることで、基板上の発熱するコイルやコンデンサなどの電気素子に直接空気を当てて冷却することができ、電源基板全体を効率よく冷却することができる。

（４）
また、上記（１）乃至（３）いずれかに記載の態様の画像投影装置において、複数の基板のひとつ（本実施形態においては、サブＰＦＣ電源基板８０ｂ）に、所定の温度以上になると、基板への電力供給が遮断されるサーマルスイッチ１８２を備えており、サーマルスイッチ１８２を備えた電源基板を、光源６１の上方に配置した。
かかる構成を備えることで、光源６１が異常高温となったときに光源６１の輻射熱により加熱された光源６１周囲の空気が、上昇気流によりサーマルスイッチ１８２へ向かい、サーマルスイッチ１８２を加熱する。その結果、サーマルスイッチ１８２が、所定温度以上となり、電源基板への電力供給を遮断する。これにより、光源６１が、異常高温の状態で、使用し続けられるのを防止することができ、投影画像装置の安全性を高めることができる。

１：プロジェクタ
２：制御基板
３：バラスト基板ユニット
３ａ：バラスト基板
３ｂ：バラスト基板ホルダ
３ｃ：通風口
１０：画像生成ユニット
１１ａ：ソケット
１１：ＤＭＤボード
１２：ＤＭＤ
１３：ヒートシンク
１４：固定部材
２０：照明ユニット
２１：カラーホイール
２２：ライトトンネル
２３：リレーレンズ
２４：シリンダミラー
２５：凹面ミラー
２６：照明ブラケット
２６ａ１〜２６ａ３：光源被位置決め部
２６ｃ１〜２６ｃ４：貫通孔
２６ｄ：照射用貫通孔
２６ｅ１,２６ｅ２：位置決め孔
２６ｆ：位置決め突起
２７：ＯＦＦ光板
２８：照明カバー
２９：脚部
３０：第１光学ユニット
３１：投影レンズユニット
３２：レンズホルダー
３２ａ１〜３２ａ４：脚部
３２ｂ１〜３２ｂ４：被位置決め突起
３２ｃ１〜３２ｃ４：ネジ貫通孔
３２ｄ１〜３２ｄ４：第２光学ユニット位置決め突起
３３：フォーカスレバー
３４：レバーギヤ
３５：アイドラギヤ
３６：フォーカスギヤ
４０：第２光学ユニット
４１：折り返しミラー
４２：曲面ミラー
４３：ミラーブラケット
４４：自由ミラーブラケット
４５：ミラーホルダー
４５ａ１〜４５ａ４：ネジ止め部
４６：ミラー押さえ部材
４７：ガラス押さえ部材
４９：自由ミラー押さえ部材
５１：透過ガラス
５３：ベース部材
５３ｃ：光源ユニット取り出し口
５３ｄ：切り欠き
５３ｅ：被引っ掛け部
５４：開閉カバー
５４ａ：回転操作部
５６：電源吸気口
５９：外装カバー
６０：光源ユニット
６１：光源
６２：光源ブラケット
６２ａ：コネクタ部
６４：ホルダ
６４ａ１〜６４ａ３：光源位置決め部
６４ｂ：流入口
６４ｃ：排気口
６５：通過部
６５ａ：開口部
７０：第１光学系
８０：電源ユニット
８０ａ：メインＰＦＣ電源基板
８０ｂ：サブＰＦＣ電源基板
８１：メイン基板ホルダ
８１ａ：基板取り付け面
８１ｂ：カバー面
８２：サブ基板ホルダ
８３：操作部
８４：吸気口
８５：排気口
８６：排気ファン
８７：流体ガイド
９１：吸気ブロワ
９２：垂直ダクト
９３：水平ダクト
９４：排気ダクト
９５：光源ブロワ
９６：光源ダクト
９７：光源ハウジング
９８：混合ダクト
９８ａ：流入口
９８ｂ：流出口
９９：光源排気ダクト
１００：テーブル
１０１：投影面
１２０：冷却部
Ａ：画像形成部
Ｂ：投影光学部

特開２００７−７８９２４号公報

Claims (3)

1. 光源と、
   前記光源の光の光路上に配置された画像形成素子と、
   前記画像形成素子を経た前記光源の光を反射する凹面鏡と、
   少なくとも前記凹面鏡を収納する外装と、
   電源基板とバラスト基板とを備えた画像投影装置において、
   前記画像投影装置の排気口へ向かう空気の流れを発生させるファンをさらに備え、
   前記電源基板および前記バラスト基板の一方もしくは両方は、前記凹面鏡の裏面と前記外装との間を通った後の前記排気口へ向かう空気の流れに、コイル、コンデンサーおよび抵抗の少なくともいずれかひとつが配置された面を向けて配置されたことを特徴とする画像投影装置。
2. 前記電源基板および前記バラスト基板の一方は、複数の基板に分割され、
   前記複数の基板は、それぞれが、前記排気口へ向かう空気の流れに、コイル、コンデンサーおよび抵抗の少なくともいずれかひとつが配置された面を向けて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
3. 光源と、
   前記光源の光の光路上に配置された画像形成素子と、
   前記画像形成素子を経た前記光源の光を反射する凹面鏡と、
   少なくとも前記凹面鏡を収納する外装と、
   電源基板とバラスト基板とを備えた光学ユニットにおいて、
   前記凹面鏡の裏面と前記外装との間を通った空気によって前記電源基板および前記バラスト基板の一方もしくは両方の、コイル、コンデンサーおよび抵抗の少なくともいずれかひとつが配置された面が冷却されることを特徴とする光学ユニット。

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