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公開番号2025121181
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-19
出願番号2024016471
出願日2024-02-06
発明の名称プロジェクタ
出願人株式会社オプトル
代理人個人
主分類G03B 21/16 20060101AFI20250812BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】プロジェクタのミラーの局所的な高温化に起因する反射面形状の変化による光学性能の劣化を防止し得るプロジェクタを実現する。
【解決手段】画像表示素子と、この画像表示素子の画像形成部に表示される画像を被投射面上に拡大投影する結像光学系とを有し、結像光学系は画像形成部からの画像光を入射されるレンズ系LSと、その開口絞りSの拡大側に配置されて屈折力を有する合成樹脂製のミラーMとを有し、且つ、ミラーの反射面上の所定位置の温度を、反射面の裏面側において検出するサーミスタ21と、ペルチエ素子22と導熱部材11～13を含み、所定位置を含む面積領域を、冷却する冷却手段と、サーミスタによる温度検出に基づき冷却手段による面積領域の冷却を常時制御する制御手段30と、を有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
画像表示素子と、この画像表示素子の画像形成部に表示される画像を被投射面上に拡大投影する結像光学系とを有し、前記結像光学系は前記画像形成部からの画像光を入射されるレンズ系と、該レンズ系の開口絞りの拡大側に配置されて屈折力を有する合成樹脂製のミラーとを有し、且つ、前記ミラーの反射面上の所定位置の温度を、前記反射面の裏面側において検出するサーミスタと、ペルチエ素子と導熱部材を含み、前記所定位置を含む面積領域を、前記裏面側に前記導熱部材を接触させて冷却する冷却手段と、前記サーミスタによる温度検出に基づき前記冷却手段による前記面積領域の冷却を常時制御する制御手段と、を有し、前記所定位置は、結像光束の前記反射面上の光強度分布により生じる温度上昇領域に含まれる局所的な高温部の位置である、プロジェクタ。
続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
請求項１記載のプロジェクタであって、
前記冷却手段が、ペルチエ素子と、前記面積領域からの熱を前記ペルチエ素子へ導熱するシート状の熱伝導手段を有するプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１または２記載のプロジェクタであって、ペルチエ素子の背面側に放熱用のヒートシンクを有するプロジェクタ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明はプロジェクタに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
画像表示素子の画像形成部に表示される画像を被投射面上に拡大投影して画像表示するプロジェクタは、従来から種々の方式のものが知られている。画像表示素子としてはＤＭＤ（デジタル・ミラー・デバイス）や、液晶パネル等、所謂「ライトバルブ」と呼ばれるものが種々知られ、画像形成部はライトバルブにおいて「拡大投影されるべき画像が表示される部分」である。被投射面（一般的には「スクリーン面」である。）上に拡大投影される画像を以下において「投射画像あるいは拡大画像」ともいう。
プロジェクタの光学的な構成として、レンズ系と「屈折力を有するミラー」とを光学素子として組み合わせて短い投射距離を実現するものが広く知られている。
このような構成では、画像形成部からレンズ系に入射し、レンズ系を通った結像光束をミラーで被投射面側へ反射させる。
被投射面上に投影される拡大画像には「明るさ」が求められるが、拡大画像を明るくすると結像光束の光強度が強くなり、光学素子であるレンズ系やミラーの温度を上昇させ、レンズ系のレンズやミラーに熱変形を生じさせ易い。このような熱変形は、光学素子本来の光学特性を変化させ、特に、像面湾曲や色収差を劣化させ易く、また、解像度も光学素子の熱変形の影響を受けて低解像度化し易い。
従来、光学素子の昇温による光学特性の変動を抑制する方策としては、レンズ系のみからなる投射光学系の「レンズ系を保持する鏡筒」の一部を冷却もしくは加熱することにより、鏡筒内のレンズの温度偏差を解消する技術が知られている（特許文献１）。
【０００３】
結像光束は、その断面上の光強度が均一ではなく、ミラーの反射面上でも光強度は均一にはならない。ミラーの反射面上における「不均一な光強度分布」は、レンズ系の構成や画像形成部とレンズ系との位置関係に応じて変化し、また表示される画像によっても変化するが、「表示画像による結像光束の光強度分布の変化」の影響は一般に小さく、レンズ系の構成および画像形成部との位置関係による光強度分布は略定常的である。
【０００４】
ミラーの反射面に入射する結像光束における光強度の強い部分では、ミラー面に局所的な高温部が形成される。
プロジェクタに用いられるミラーのミラー面は、正のパワーを有する凹面ミラーのため曲面形状であり、ミラーは製造の容易さや低コスト化の観点から、合成樹脂を素材として形成されることが多い。
合成樹脂は、熱伝導率が小さいため、上記結像光束の高い光強度で照射される部分は熱が散逸しにくいため温度が上昇し易い。また、合成樹脂は熱膨張率が大きいため、温度上昇した部分には「熱膨張による大きな変形」が生じ易い。その結果、温度上昇は局所的（スポット状）に生じ、その結果生じるミラー面の局所的な変形は、室温から数度程度の温度上昇でも、前述の像面湾曲や色収差等、解像度を大きく劣化させ易い。
【０００５】
このような光学性能の劣化は「ミラーに生じる高温部の局所的な分布」によるものであるため、前記特許文献１の方法では解消が困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は上述した、ミラーの局所的な高温化に起因する反射面形状の変化による光学性能の劣化を防止し得るプロジェクタの実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のプロジェクタは、画像表示素子と、この画像表示素子の画像形成部に表示される画像を被投射面上に拡大投影する結像光学系とを有し、前記結像光学系は前記画像形成部からの画像光を入射されるレンズ系と、該レンズ系の開口絞りの拡大側に配置されて屈折力を有する合成樹脂製のミラーとを有し、且つ、前記ミラーの反射面上の所定位置の温度を、前記反射面の裏面側において検出するサーミスタと、ペルチエ素子と導熱部材を含み、前記所定位置を含む面積領域を、前記裏面側に前記導熱部材を接触させて冷却する冷却手段と、前記サーミスタによる温度検出に基づき前記冷却手段による前記面積領域の冷却を常時制御する制御手段と、を有し、前記所定位置は、結像光束の前記反射面上の光強度分布により生じる温度上昇領域に含まれる局所的な高温部の位置である。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、屈折力を有するミラーの反射面の局所的な高温部に起因する光学性能の劣化を有効に防止したプロジェクタを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
プロジェクタの結像光学系の概念図である。
結像光束の強度分布によるミラー裏面の温度分布を説明する図である。
実施の１形態によるミラーの温度制御を説明する図である。
実施の１形態におけるミラーの温度制御を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、プロジェクタの結像光学系の概念図である。
結像光学系は、レンズ系ＬＳとミラーＭとを有している。図中の符号Ｏは、画像表示素子の画像表示部の形成された面を示している。また、符号ＣＭＸは色合成手段を示し、符号ＡＸは結像光学系の光軸を示している。
（【００１１】以降は省略されています）

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