特開 2024-15608 投射光学装置およびプロジェクター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024015608

(43)【公開日】2024-02-06

(54)【発明の名称】投射光学装置およびプロジェクター

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/16 20060101AFI20240130BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20240130BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20240130BHJP

   G02B 7/192 20210101ALI20240130BHJP

   G02B 5/08 20060101ALN20240130BHJP

【ＦＩ】

G03B21/16

G03B21/00 D

G03B21/14 Z

G02B7/192

G02B5/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022117786

(22)【出願日】2022-07-25

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 雄太

【テーマコード（参考）】

2H042

2H043

2K203

【Ｆターム（参考）】

2H042DA02

2H042DA04

2H042DA08

2H042DA11

2H042DA12

2H042DC02

2H042DD05

2H042DE00

2H043CB01

2H043CB03

2H043CE00

2K203FA03

2K203FA23

2K203FA34

2K203FA43

2K203FB03

2K203GC05

2K203GC20

2K203HA04

2K203HB22

2K203HB26

2K203KA07

2K203LA04

2K203LA13

2K203LA36

2K203LA54

2K203MA07

2K203MA12

(57)【要約】

【課題】熱に起因する投射画像の画像光の移動を抑制することができる、投射光学装置およびプロジェクターを提供する。
【解決手段】本発明の投射光学装置は、画像光が入射する光学系と、光学系から射出された画像光を反射する反射素子と、光学系および反射素子を収容する筐体と、を備え、反射素子は、光が入射する第１面と第１面と反対の第２面とを有する基材と、基材の第１面に設けられた反射層と、基材の第２面に設けられた熱伝導層と、を有する。熱伝導層は基材よりも熱伝導率が高い。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像光が入射する光学系と、
前記光学系から射出された前記画像光を反射する反射素子と、
前記光学系および前記反射素子を収容する筐体と、を備え、
前記反射素子は、
前記画像光が入射する第１面と前記第１面と反対の第２面とを有する基材と、
前記基材の前記第１面に設けられた反射層と、
前記基材の前記第２面に設けられた熱伝導層と、を有し、
前記熱伝導層は、前記基材よりも熱伝導率が高い、
ことを特徴とする投射光学装置。

【請求項2】

前記画像光が前記反射層に形成する照度分布は、照度が所定値よりも高い第１領域を含み、
前記熱伝導層は、前記第２面のうちの少なくとも、前記第１領域に対応する第２領域に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の投射光学装置。

【請求項3】

前記筐体は、前記光学系および前記反射素子を収容する収容空間を密閉する密閉構造を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の投射光学装置。

【請求項4】

前記基材は、プラスチック材料で構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の投射光学装置。

【請求項5】

前記反射層および前記熱伝導層は金属材料で構成され、
前記熱伝導層の厚さは前記反射層の厚さよりも厚い、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の投射光学装置。

【請求項6】

前記熱伝導層の表面粗さは、前記反射層の表面粗さよりも大きい、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の投射光学装置。

【請求項7】

前記反射層は凹面形状を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の投射光学装置。

【請求項8】

前記光学系には、縮小側共役面から射出された前記画像光が入射し、
前記反射素子は、反射した前記画像光を拡大側共役面上に投射する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の投射光学装置。

【請求項9】

光を射出する光源装置と、
前記光源装置からの光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された画像光を投射する、請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の投射光学装置と、を備えた、
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、投射光学装置およびプロジェクターに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、小型でありながら大画面の投射画像を表示できる短焦点型のプロジェクターが求められている。このような短焦点型のプロジェクターとして、レンズと凹面鏡からなるミラーとを組み合わせた構成の投射光学装置を用い、ミラーで反射した画像をスクリーンに拡大投射する技術がある（例えば、下記特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－０８５９２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のような短焦点型のプロジェクターでは、投射光学装置のミラーに対して画像光が集光された状態で入射する。このため、ミラーは、画像光の照度が局所的に高くなることで生じた熱によって変形するおそれがある。このように変形したミラーで反射された画像光は、スクリーン上の所定位置からずれた位置に投射されてしまう。これにより投射された画像光が部分的に移動することで投射画像の画質が低下するという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様によれば、画像光が入射する光学系と、前記光学系から射出された前記画像光を反射する反射素子と、前記光学系および前記反射素子を収容する筐体と、を備え、前記反射素子は、前記画像光が入射する第１面と前記第１面と反対の第２面とを有する基材と、前記基材の前記第１面に設けられた反射層と、前記基材の前記第２面に設けられた熱伝導層と、を有し、前記熱伝導層は、前記基材よりも熱伝導率が高い、投射光学装置が提供される。

【0006】

本発明の一つの態様によれば、光を射出する光源装置と、前記光源装置からの光を変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された画像光を投射する、上記態様の投射光学装置と、を備えた、プロジェクターが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。

【図2】プロジェクターが備える投射光学装置の概略構成を示す断面図である。

【図3】反射ミラーに形成される照度分布を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

【0009】

本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。
本実施形態のプロジェクターは、スクリーン（被投射面）上にフルカラーの画像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクターは、赤色光、緑色光、青色光の各色光を変調する液晶ライトバルブからなる３つの光変調装置を備えている。

【0010】

図１は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。図２は、本実施形態のプロジェクターが備える投射光学装置の概略構成を示す断面図である。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１は、本体部２０と、外装筐体２ａと、投射光学装置６と、を備えている。本体部２０は、外装筐体２ａに収納されている。外装筐体２ａは、例えば樹脂材料からなり、複数の部材が組み合わされた構成を有する。

【0011】

投射光学装置６は、外装筐体２ａから一部が突出して配置される。本実施形態の投射光学装置６は、超短焦点対応の投射レンズユニットである。投射光学装置６を装着した状態では、プロジェクター１をスクリーンに近接した位置に設置し、画像を投射することができる。ただし、投射光学装置６は、必ずしも本体部２０に対して着脱可能に構成されていなくてもよい。投射光学装置６の詳細な構成については、後述する。

【0012】

本体部２０は、照明光学系としての光源装置２と、色分離光学系３と、光変調装置１１Ｒ，光変調装置１１Ｇ，光変調装置１１Ｂと、合成光学系５とを備えている。

【0013】

光源装置２は、光源２１と、第１レンズアレイ２２と、第２レンズアレイ２３と、偏光変換素子２４と、重畳レンズ２５と、を備えている。第１レンズアレイ２２および第２レンズアレイ２３は、複数のマイクロレンズが光軸と直交する面内にマトリクス状に配列された構成を有する。

【0014】

本実施形態のプロジェクター１においては、光源２１として放電型光源であるランプが採用されているが、光源２１の方式は放電型光源に限定されない。光源２１として、例えば発光ダイオード、レーザーなどの固体光源が採用されてもよいし、励起光の照射によって蛍光発光が生じる蛍光体を含む波長変換素子を含む光源装置が採用されてもよい。

【0015】

光源２１から射出された光は、第１レンズアレイ２２によって複数の部分光束に分割される。複数の部分光束は、第２レンズアレイ２３と重畳レンズ２５とによって、照明対象である３つの光変調装置１１Ｒ，光変調装置１１Ｇ，光変調装置１１Ｂの有効表示領域において重畳される。すなわち、第１レンズアレイ２２、第２レンズアレイ２３および重畳レンズ２５は、光源２１から射出された光によって光変調装置１１Ｒ，光変調装置１１Ｇ，光変調装置１１Ｂを略均一な照度分布で照明するインテグレーター光学系を構成する。

【0016】

偏光変換素子２４は、光源２１から射出された非偏光の光を、３つの光変調装置１１Ｒ，光変調装置１１Ｇ，光変調装置１１Ｂで利用可能な直線偏光に揃える。

【0017】

色分離光学系３は、光源装置２からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲと、緑色光ＬＧと、青色光ＬＢとに分離する。色分離光学系３は、第１ダイクロイックミラー７ａおよび第２ダイクロイックミラー７ｂと、第１全反射ミラー８ａ、第２全反射ミラー８ｂおよび第３全反射ミラー８ｃと、第１リレーレンズ９ａおよび第２リレーレンズ９ｂとを概略備えている。

【0018】

第１ダイクロイックミラー７ａは、光源装置２からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。第１ダイクロイックミラー７ａは、分離された赤色光ＬＲを透過すると共に、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを反射する。一方、第２ダイクロイックミラー７ｂは、緑色光ＬＧを反射すると共に青色光ＬＢを透過することによって、その他の光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。

【0019】

第１全反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置されて、第１ダイクロイックミラー７ａを透過した赤色光ＬＲを光変調装置１１Ｒに向けて反射する。一方、第２全反射ミラー８ｂおよび第３全反射ミラー８ｃは、青色光ＬＢの光路中に配置されて、第２ダイクロイックミラー７ｂを透過した青色光ＬＢを光変調装置１１Ｂに導く。緑色光ＬＧは、第２ダイクロイックミラー７ｂから光変調装置１１Ｇに向けて反射される。

【0020】

第１リレーレンズ９ａおよび第２リレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路中における第２ダイクロイックミラー７ｂの後段に配置されている。

【0021】

光変調装置１１Ｒは、赤色光ＬＲを画像情報に応じて変調し、赤色光ＬＲに対応した画像光を形成する。光変調装置１１Ｇは、緑色光ＬＧを画像情報に応じて変調し、緑色光ＬＧに対応した画像光を形成する。光変調装置１１Ｂは、青色光ＬＢを画像情報に応じて変調し、青色光ＬＢに対応した画像光を形成する。

【0022】

光変調装置１１Ｒ，光変調装置１１Ｇ，光変調装置１１Ｂには、例えば透過型の液晶パネルが用いられている。液晶パネルには画素が配列され、画像情報に応じて画素毎に変調している。また、液晶パネルの入射側および射出側各々には、図示しない偏光板が配置されている。

【0023】

また、光変調装置１１Ｒ，光変調装置１１Ｇ，光変調装置１１Ｂの入射側には、それぞれフィールドレンズ１０Ｒ，フィールドレンズ１０Ｇ，フィールドレンズ１０Ｂが配置されている。フィールドレンズ１０Ｒ，フィールドレンズ１０Ｇ，フィールドレンズ１０Ｂは、光変調装置１１Ｒ，光変調装置１１Ｇ，光変調装置１１Ｂそれぞれに入射する赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢそれぞれを平行化する。

【0024】

合成光学系５には、光変調装置１１Ｒ，光変調装置１１Ｇ，光変調装置１１Ｂからの画像光が入射する。合成光学系５は、各々が赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢに対応した画像光を合成し、この合成された画像光を投射光学装置６に向けて射出する。合成光学系５には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられている。合成光学系５によって生成された合成光は、投射光学装置６に向かって射出される。

【0025】

本体部２０から射出された合成光は、画像光ＩＬとして、投射光学装置６を介して、図示しないスクリーンなどの被投射面上に投射される。

【0026】

以下、投射光学装置６について説明する。
本実施形態の投射光学装置６は、縮小側共役面上の表示画像を拡大側共役面上に投射して投射画像を生成する。本実施形態において、縮小側共役面は、光変調装置１１Ｒ，光変調装置１１Ｇ，光変調装置１１Ｂにおける各液晶パネルの表示面に対応し、拡大側共役面は、被投射面であるスクリーンに対応する。
本実施形態の投射光学装置６は、縮小側共役面である光変調装置１１Ｒ，光変調装置１１Ｇ，光変調装置１１Ｂの各表示面と共役な位置に表示画像の中間像を形成するとともに、中間像を拡大側共役面であるスクリーン上に拡大投射する。

【0027】

以下、図面においては、必要に応じてＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。Ｚ軸は、投射光学装置６がスクリーン上に投射する投射画像の上下方向に沿う軸である。Ｘ軸は、投射光学装置６の光軸ＡＸ１と平行な軸である。Ｙ軸は、Ｘ軸およびＺ軸に直交する軸であり、投射光学装置６がスクリーン上に投射する投射画像の左右方向に沿う軸である。

【0028】

図２は、本実施形態の投射光学装置６の概略構成を示す断面図である。
図２に示すように、投射光学装置６は、レンズ群（光学系）６１と、反射ミラー（反射素子）６２と、レンズ群６１および反射ミラー６２を収容するレンズユニット筐体（筐体）６３と、を有する。
レンズ群６１は、複数のレンズから構成され、本体部２０からの画像光ＩＬを反射ミラー６２に向けて射出する。レンズ群６１は、複数のレンズが光軸ＡＸ１上に配置される。なお、レンズ群６１を構成する複数のレンズには、凸レンズ、凹レンズ等の種々の形状のレンズが含まれている。なお、レンズ群６１を構成するレンズの枚数、形状、寸法および配置は、特に限定されない。

【0029】

反射ミラー６２は、レンズ群６１から射出された画像光ＩＬを反射させて光路を折り曲げる。反射ミラー６２は、反射した画像光ＩＬを拡大側共役面である被投射面上に投射する。反射ミラー６２の反射面６２ａは、画像光ＩＬを反射して広角化させる非球面ミラーで構成される。反射ミラー６２は、反射面６２ａがレンズ群６１からの光射出方向と反対側（－Ｘ側）かつ上側（＋Ｚ側）を向くように配置される。本実施形態において、反射ミラー６２は、レンズ群６１の光軸ＡＸ１に沿う画像光ＩＬの主光線を光軸ＡＸ１に対して鋭角をなす斜め後方に向けて反射する。反射ミラー６２で反射された画像光ＩＬは、後述するレンズユニット筐体６３の光射出部６３３からスクリーンに向けて射出される。

【0030】

このような構成に基づき、本実施形態の投射光学装置６は、プロジェクター１に対して短距離に配置されたスクリーン上に画像光ＩＬを拡大して投影可能となっている。

【0031】

レンズユニット筐体６３は、鏡筒部６３０と、ミラー保持部６３１と、光入射部６３２と、光射出部６３３と、カバー部材６３４と、を有する。なお、レンズユニット筐体６３の構成材料、形状、寸法等については、特に限定されない。

【0032】

鏡筒部６３０は、レンズ群６１を収容する部位であり、ミラー保持部６３１は、反射ミラー６２を保持するための部位である。図示は省略するが、鏡筒部６３０はレンズ群６１を構成する個々のレンズを支持するための支持部を含み、ミラー保持部６３１は反射ミラー６２を支持するための支持部を含む。

【0033】

光入射部６３２は、本体部２０から射出された画像光ＩＬを投射光学装置６内に取り込む。光射出部６３３は、反射ミラー６２で反射された画像光ＩＬを投射光学装置６外に射出する。光入射部６３２および光射出部６３３は、例えば、透光性を有する窓部材で構成される。本実施形態の場合、例えば、光入射部６３２はレンズ形状を有するため、画像光ＩＬを効率良く取り込み可能となっている。

【0034】

レンズユニット筐体６３には開口部６３ａが設けられている。本実施形態の場合、開口部６３ａは、レンズユニット筐体６３のミラー保持部６３１に設けられている。
開口部６３ａは、レンズユニット筐体６３の内部空間と外部とを連通させる。レンズ群６１および反射ミラー６２は、開口部６３ａを介してレンズユニット筐体６３の内部に着脱可能とされる。カバー部材６３４は、開口部６３ａを覆うようにレンズユニット筐体６３に着脱可能とされている。

【0035】

カバー部材６３４は、レンズユニット筐体６３の内部空間を密閉状態で封止する。つまり、本実施形態のレンズユニット筐体６３は、レンズ群６１および反射ミラー６２を収容する収容空間Ｓを密閉する密閉構造を有している。このため、レンズユニット筐体６３は、内部の収容空間Ｓへの塵埃の侵入を抑制することで、塵埃が付着することでレンズ群６１および反射ミラー６２における光学特性の低下や、塵埃が発熱することでレンズ群６１および反射ミラー６２が変形や破損することを抑制できる。

【0036】

一般的に短焦点型のプロジェクターでは、反射ミラーで反射させることでスクリーン上に画像光を拡大して投射する構成を採用するため、反射ミラー上において画像光の光密度に偏りが生じてしまい、反射ミラー上に形成された照度分布が局所的に照度の高い領域を含んだものとなってしまう。

【0037】

本実施形態の投射光学装置６においても、本体部２０から射出された画像光ＩＬが反射ミラー６２上に形成する照度分布は局所的に照度が高い領域を含んだものとなる。
図３は本実施形態の反射ミラー６２に形成される照度分布を示した図である。具体的に図３は、反射層６２１上に形成される画像光ＩＬの照度分布を示した図であり、画像光ＩＬの照度の最大値（黒色）、画像光ＩＬの最小値（白色）で示している。

【0038】

図３に示すように、本実施形態の反射ミラー６２では、反射面６２ａのうち下側（図２に示される－Ｚ側）における画像光ＩＬの照度が局所的に高くなっている。画像光ＩＬの照度分布ＳＰは、照度が所定値よりも高い第１領域ＳＰ１を含む。つまり、第１領域ＳＰ１とは、反射面６２ａのうち、画像光ＩＬの照度が局所的に高くなる領域を意味している。
第１領域ＳＰ１を規定する所定値としては、照度５０％以上とすることが好ましく、照度６０％以上とすることがより好ましく、照度７０％以上とすることが最も好ましい。

【0039】

本実施形態の投射光学装置６では、反射ミラー６２における放熱性を高めて反射ミラー６２の温度を低減し、反射ミラー６２の局所的な変形を抑制することで熱に起因する投射画像の部分的な画像光の移動を抑制するようにしている。

【0040】

以下、本実施形態の反射ミラー６２の要部構成について説明する。
本実施形態の反射ミラー６２は、基材６２０と、反射層６２１と、熱伝導層６２２と、を有する。基材６２０は、画像光が入射する内面（第１面）６２０ａと、内面６２０ａとは反対側の外面（第２面）６２０ｂと、を有する。基材６２０の内面６２０ａは、凹面形状を有する。具体的に内面６２０ａは、例えば、球面形状、非球面形状、あるいは自由曲面形状のいずれかを有する。

【0041】

本実施形態において、基材６２０はプラスチック材料で構成されているが、ガラス材料を用いてもよい。特に、プラスチックはガラスと比べて加工性が高いため、内面６２０ａを所望の形状に容易且つ高精度に形成することができる。一方、プラスチックは熱による形状変化も生じやすく、反射層６２１の温度が高くなり過ぎると基材６２０が変形するおそれがある。

【0042】

反射層６２１は内面６２０ａに沿って形成される。このため、反射層６２１の表面６２１ａは内面６２０ａに倣った凹面形状を有する。本実施形態の場合、反射層６２１の表面６２１ａが反射ミラー６２の反射面６２ａに相当する。

【0043】

本実施形態の反射層６２１は、金属膜または誘電体膜で構成される。反射層６２１を構成する金属膜の材料としては、例えば、アルミニウム、銀等が用いられる。反射層６２１を構成する誘電体膜としては、例えば、４００ｎｍ～７００ｎｍの可視光を反射する膜が用いられる。
本実施形態の場合、蒸着法を用いて反射層６２１を形成した。反射層６２１の厚さは例えば、１μｍ以下に設定した。反射層６２１の表面６２１ａは準鏡面あるいは鏡面とした。具体的に反射層６２１の表面６２１ａにおける表面粗さ（Ｒｚ）は０．２μｍ以下となるように基材６２０の内面６２０ａを形成する。

【0044】

熱伝導層６２２は、基材６２０の外面６２０ｂの少なくとも一部に設けられる。
本実施形態の場合、熱伝導層６２２は、図２に示すように、外面６２０ｂのうちの少なくとも第２領域ＳＰ２に設けられる。第２領域ＳＰ２は、反射層６２１の第１領域ＳＰ１に対応する領域である。

【0045】

具体的に第１領域ＳＰ１に対応する第２領域ＳＰ２とは、反射層６２１および基材６２０の最短厚さ方向において第１領域ＳＰ１の外形と重なる外面６２０ｂ上における領域である。反射層６２１の最短厚さ方向とは反射層６２１の表面６２１ａの面法線に沿う方向に相当し、基材６２０の最短厚さ方向とは基材６２０の表面である内面６２０ａの面法線に沿う方向に相当する。

【0046】

ここで、反射層６２１の第１領域ＳＰ１は照度が局所的に高くなるため、反射層６２１の表面６２１ａの中で最も高温となる。つまり、基材６２０の外面６２０ｂのうち、第１領域ＳＰ１に対応する第２領域ＳＰ２は、第１領域ＳＰ１の熱が伝わり易いため、最も高温となると言える。

【0047】

本実施形態の場合、上述のように熱伝導層６２２が外面６２０ｂの第２領域ＳＰ２に少なくとも設けられるため、反射層６２１の表面６２１ａで最も高温となる第１領域ＳＰ１の熱を熱伝導層６２２へ伝導させて放熱することができる。よって、第１領域ＳＰ１の温度を効率良く低下させることができるので、反射ミラー６２の温度を効率良く低下させることができる。

【0048】

なお、熱伝導層６２２は第２領域ＳＰ２を含む外面６２０ｂの８０％以上の面積に設けられることが好ましく、外面６２０ｂの全体に設けられることがより好ましい。このようにすれば、反射ミラー６２の放熱性をより高めることができる。

【0049】

本実施形態の投射光学装置６では、レンズユニット筐体６３が密閉構造を採用したことで内部に熱がこもり易い。これに対して、反射ミラー６２は熱伝導層６２２により放熱性が高められているため、筐体内に籠った熱の影響を受け難い。よって、本実施形態の投射光学装置６によれば、レンズユニット筐体６３内の防塵性の向上と反射ミラー６２の冷却とを両立可能である。

【0050】

本実施形態の熱伝導層６２２は、基材６２０よりも熱伝導率が高い材料であればよく、熱伝導層６２２の材料としては、熱伝導性に優れた、銀、銅、金、アルミニウム等の金属が用いられる。熱伝導層６２２の形成方法としては、例えば、蒸着法、スパッタ法、あるいは、めっき法を用いることができる。なお、めっき法には、無電解めっきと電解めっきとが含まれる。

【0051】

本実施形態の場合、めっき法を用いて熱伝導層６２２を形成した。めっき法を用いた場合、数μｍ以上の厚さの熱伝導層６２２を低コストで形成することができる。めっき法で形成された熱伝導層６２２の表面粗さ（Ｒｚ）は１μｍ以上となる。

【0052】

このため、本実施形態において、熱伝導層６２２の厚さは反射層６２１の厚さよりも厚くなっている。この構成によれば、熱伝導層６２２の厚さを増やすことで、熱伝導層６２２における熱伝導量が向上し、反射層６２１の熱を熱伝導層６２２側に効率良く伝導することができる。よって、反射層６２１から効率良く放熱させることで反射ミラー６２の温度を効率良く低下させることができる。

【0053】

本実施形態の場合、熱伝導層６２２の表面粗さ（Ｒｚ）は、反射層６２１の表面粗さ（Ｒｚ）よりも大きくなっている。この構成によれば、熱伝導層６２２の表面粗さが増すため、熱伝導層６２２の表面に微細な凹凸が形成される。よって、熱伝導層６２２の表面における空気との接触面積が増加し、熱伝導層６２２の放熱性を高め、結果的に反射層６２１の放熱性を高めて反射ミラー６２の温度上昇を抑制することができる。

【0054】

なお、基材６２０の外面６２０ｂを粗面加工し、複数の凹凸構造を設けてもよい。この場合、熱伝導層６２２の表面には、外面６２０ｂの凹凸構造に倣った凹凸形状が形成されるので、熱伝導層６２２の表面積を増やすことができる。

【0055】

本実施形態の場合、反射層６２１の蒸着条件は面精度も含めて管理する必要があるため、反射ミラー６２を形成する際、反射層６２１を基材６２０の内面６２０ａに蒸着した後、熱伝導層６２２を基材６２０の外面６２０ｂに形成するのが望ましい。
このようにすれば、反射層６２１の成膜条件の自由度を確保できるので、面精度の高い反射層６２１を備えた反射ミラー６２を製造できる。

【0056】

以下のように、本実施形態の投射光学装置６は、画像光ＩＬが入射するレンズ群６１と、レンズ群６１から射出された画像光ＩＬを反射する反射ミラー６２と、レンズ群６１および反射ミラー６２を収容するレンズユニット筐体６３と、を備え、反射ミラー６２は、画像光ＩＬが入射する内面６２０ａと内面６２０ａと反対の外面６２０ｂとを有する基材６２０と、基材６２０の内面６２０ａに設けられた反射層６２１と、基材６２０の外面６２０ｂに設けられた熱伝導層６２２と、を有している。

【0057】

本実施形態の投射光学装置６によれば、画像光ＩＬを反射する反射ミラー６２が反射層６２１と反対側に熱伝導層６２２を有するため、反射層６２１の熱を熱伝導層６２２から放熱することで反射ミラー６２の温度を低下させることができる。
また、局所的に強い照度を含む照度分布の画像光ＩＬが反射層６２１に入射する場合でも、反射層６２１の温度を良好に低下させることで、反射層６２１に局所的な温度ムラが生じることも抑制できる。
したがって、本実施形態の投射光学装置６によれば、反射層６２１が局所的に高温となることによる反射ミラー６２の変形が抑制されるため、反射ミラー６２の熱に起因する投射画像光の部分的な移動を抑制した良質な画像を投射することができる。

【0058】

本実施形態のプロジェクター１は、照明光を射出する光源装置２と、光源装置２からの照明光を変調する光変調装置１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと、光変調装置１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂにより変調された光を投射する投射光学装置６と、を備える。

【0059】

本実施形態のプロジェクター１によれば、反射ミラー６２の熱に起因する投射画像の部分的な画像光の移動を抑制した投射光学装置６を備えることで、高品質な画像を近距離からスクリーン上に投射する単焦点型のプロジェクターを提供できる。

【0060】

また、本実施形態のプロジェクター１は、例えば、スクリーン上で検出した位置情報を投射画像に反映させるインタラクティブ機能を有するインタラクティブ型プロジェクター用途に最適である。

【0061】

一般的にインタラクティブ型プロジェクターは、投射光学装置とは異なる光学系からスクリーン上に赤外線からなる格子パターンを照射し、格子パターンに基づいてユーザーの指先やペン先等が指し示す投射画像上の位置情報を取得している。インタラクティブ型プロジェクターでは、投射画像の座標と格子パターンの座標とが一致することが前提となる。このため、仮に投射画像の画像光が移動してしまうと投射画像の座標と格子パターンの座標とが一致せず、インタラクティブ機能を十分に発揮させることができなくなってしまう。これに対して本実施形態のプロジェクター１によれば、反射ミラー６２の熱に起因する投射画像の画像光の移動を抑制できるため、インタラクティブ機能を安定して発揮させることができる。

【0062】

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
その他、光源装置を構成する各種構成要素の数、配置、形状および材料等の具体的な構成は、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。

【0063】

例えば、上記実施形態では、反射ミラー６２として反射面６２ａが凹面形状を有するミラーを例に挙げたが、反射面が凸面形状や平面形状を有する反射ミラーを用いた投射光学装置にも本発明は適用可能である。

【0064】

また、上記実施形態では、画像光として可視光をスクリーンに投射するプロジェクター１に用いる投射光学装置６を例に挙げた。このため、投射光学装置６が投射する光は可視光を用いたが、プロジェクターの光源の種類や用途に応じて、反射層６２１を構成する誘電体膜として近赤外光や赤外光を反射させる膜を用いてもよい。

【0065】

また、光変調装置１１Ｒ，光変調装置１１Ｇ，光変調装置１１Ｂは透過型の液晶パネルに限定されない。光変調装置１１Ｒ，光変調装置１１Ｇ，光変調装置１１Ｂとして、反射型の液晶パネルなどの反射型の光変調装置が採用されてもよい。また、入射した光の射出方向を、画素としてのマイクロミラー毎に制御することにより、光源２１から射出された光を変調するデジタルマイクロミラーデバイスなどが採用されてもよい。さらに、複数の色光毎にそれぞれ光変調装置を備える構成に限定されず、１つの光変調装置によって複数の色光を時分割して変調する構成が採用されてもよい。

【0066】

また、上記実施形態では、本発明による光源装置をプロジェクターに応用する例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置を自動車用ヘッドライトなどの照明器具にも適用することができる。

【0067】

以下、本開示のまとめを付記する。
（付記１）
画像光が入射する光学系と、
前記光学系から射出された前記画像光を反射する反射素子と、
前記光学系および前記反射素子を収容する筐体と、を備え、
前記反射素子は、
前記画像光が入射する第１面と前記第１面と反対の第２面とを有する基材と、
前記基材の前記第１面に設けられた反射層と、
前記基材の前記第２面に設けられた熱伝導層と、を有し、
前記熱伝導層は、前記基材よりも熱伝導率が高い、
ことを特徴とする投射光学装置。

【0068】

この構成の投射光学装置によれば、光を反射する反射素子が反射層と反対側に熱伝導層を有するため、反射層の熱を熱伝導層から放熱することで反射素子の温度を低下させることができる。
また、反射層を照明する光が局所的に強い照度を含む分布を有する場合であっても、反射層の温度を良好に低下させることで、反射層に局所的な温度ムラが生じることを抑制できる。
したがって、本構成の投射光学装置によれば、反射素子の反射層が局所的に高温となり難いため、反射素子の高温部分が変形することが抑制される。よって、反射素子の熱に起因する投射画像光の部分的な移動を抑制した良質な画像を投射することができる。

【0069】

（付記２）
前記画像光が前記反射層に形成する照度分布は、照度が所定値よりも高い第１領域を含み、
前記熱伝導層は、前記第２面のうちの少なくとも、前記第１領域に対応する第２領域に設けられる、
ことを特徴とする付記１に記載の投射光学装置。

【0070】

この構成によれば、上述のように熱伝導層が第２面の第２領域に少なくとも設けられるため、反射層の表面で最も高温となる第１領域から熱伝導層側へ効率良く放熱することができる。よって、最も高温となる第１領域の温度が効率良く低下するため、反射素子の温度を効率良く低下させることができる。

【0071】

（付記３）
前記筐体は、前記光学系および前記反射素子を収容する収容空間を密閉する密閉構造を有する、
ことを特徴とする付記１または付記２に記載の投射光学装置。

【0072】

この構成によれば、筐体の内部における収容空間への塵埃の侵入を抑制することで、塵埃が付着することによる光学系および反射素子における光学特性の低下や、塵埃が発熱や発火することで光学系および反射素子が変形や破損することを抑制できる。

【0073】

（付記４）
前記基材は、プラスチック材料で構成される、
ことを特徴とする付記１から付記３のうちのいずれか一項に記載の投射光学装置。

【0074】

この構成によれば、反射素子における加工性を向上させることができる。よって、反射素子を所望の形状に容易に加工できる。

【0075】

（付記５）
前記反射層および前記熱伝導層は金属材料で構成され、
前記熱伝導層の厚さは前記反射層の厚さよりも厚い、
ことを特徴とする付記１から付記４のうちのいずれか一項に記載の投射光学装置。

【0076】

この構成によれば、熱伝導層における熱伝導量が向上し、反射層の熱を熱伝導層側に効率良く伝導することができる。よって、反射層から効率良く放熱させることで反射素子の温度を効率良く低下させることができる。

【0077】

（付記６）
前記熱伝導層の表面粗さは、前記反射層の表面粗さよりも大きい、
ことを特徴とする付記１から付記５のうちのいずれか一項に記載の投射光学装置。

【0078】

この構成によれば、熱伝導層の表面粗さが増すため、熱伝導層の表面に微細な凹凸が形成される。よって、熱伝導層の表面と空気との接触面積が増加し、熱伝導層の放熱性を高め、結果的に反射層の放熱性を高めて反射素子の温度上昇を抑制することができる。

【0079】

（付記７）
前記反射層は凹面形状を有する、
ことを特徴とする付記１から付記６のうちのいずれか一項に記載の投射光学装置。

【0080】

この構成によれば、凹面形状の反射層を有する反射素子を備えることで単焦点型の投射光学装置を提供できる。

【0081】

（付記８）
前記光学系には、縮小側共役面から射出された前記画像光が入射し、
前記反射素子は、反射した前記光を拡大側共役面上に投射する、
ことを特徴とする付記１から付記７のうちのいずれか一項に記載の投射光学装置。

【0082】

この構成によれば、縮小側共役面上の表示画像を拡大側共役面上に投射して投射画像を生成する単焦点型の投射光学装置を提供できる。

【0083】

（付記９）
光を射出する光源装置と、
前記光源装置からの光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された画像光を投射する、付記１から付記８のうちのいずれか一項に記載の投射光学装置と、を備えた、
ことを特徴とするプロジェクター。

【0084】

この構成のプロジェクターによれば、反射素子の熱に起因する投射画像の部分的な画像光の移動を抑制した投射光学装置を備えることで、高品質な画像を近距離からスクリーンに投射する単焦点型のプロジェクターを提供できる。
また、本構成のプロジェクターは、スクリーン上において投射された画像光の部分的な移動を抑制できるため、スクリーン上で検出した位置情報を投射画像に反映させるインタラクティブ機能を有するプロジェクター用途として最適である。

【符号の説明】

【0085】

１…プロジェクター、２…光源装置、６…投射光学装置、１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒ…光変調装置、２１…光源、６１…レンズ群（光学系）、６２…反射ミラー（反射素子）、６３…レンズユニット筐体（筐体）、６２０…基材、６２１…反射層、６２２…熱伝導層、Ｓ…収容空間、ＳＰ…照度分布、ＳＰ１…第１領域、ＳＰ２…第２領域。

【図1】

【図2】

【図3】