(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射対象に向けて光を投射して、当該投射対象上に画像を表示する液晶表示装置であって、
投射光を出射する光源光学系と、
前記光源光学系からの出射光を受けて、与えられた駆動信号に応じて投射すべき画像を生成する液晶表示部と、
前記液晶表示部から出射される光を受ける第１の光学素子を含み、前記液晶表示部から出射された光を、投射対象に向けて投射する投射光学系とを備え、
前記液晶表示部は、
画像を生成する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の入射側に配置される入射側偏光素子と、
前記液晶表示素子の出射側に配置される出射側偏光素子と、
少なくとも、前記液晶表示素子、前記出射側偏光素子、および、前記第１の光学素子を保持する保持部材と、
冷却のための冷却媒体とを有し、かつ、
前記液晶表示素子と、前記第一の光学素子と、前記保持部材とは、前記液晶表示素子と前記第１の光学素子との間に空間を構成し、前記冷却媒体は該空間に充填されて前記出射側偏光素子と接し、
前記光源光学系は、
光源と、前記入射側偏光素子への入射光を当該入射側偏光素子の偏光方向と平行な偏光光とするよう該光源から投射される光について偏光変換する素子とを有し、かつ
前記偏光変換素子と前記出射側偏光素子では、偏光方向が直交すること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置であって、
前記出射側偏光素子は、前記第１の光学素子の入射面に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液晶表示装置であって、
前記出射側偏光素子は、前記液晶表示素子の出射側の面に固定されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液晶表示装置であって、
前記出射側偏光素子は、前記液晶表示素子と前記第１の光学素子との間に位置し、いずれとも間隔を空けた状態で配置されること
を特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、液晶プロジェクタや、液晶テレビジョン、投射型ディスプレイ装置等、液晶表示素子を使用してスクリーン上に任意の映像を投影する液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子を使用してスクリーン上に映像を投影する表示装置では、液晶パネル等の液晶表示素子に、電球などの光源からの光を当てて、その透過光をスクリーン上に投射する。そして、液晶表示素子において画素毎に偏光量を調整することで、任意の表示を行うことができるようになっている。
【０００３】
このような液晶表示装置において、明るい場所でも良好な投射映像を得たいというユーザの要求から、光源の高輝度化や光利用効率の向上により投射映像の光出力を増す試みが従来よりなされてきた。例えば、特開昭６３−１９７９１３号公報に記載されている技術では、光源からの不定偏光を互いに直交する２つの直線偏光に分離する偏光分離手段と、分離された直線偏光の一方を他方の偏光方向に一致するように回転させる偏光方向回転手段からなる偏光変換素子を用い、光源からの光利用効率を向上させている。
【０００４】
ところで、上記のような液晶表示装置においては、光源から出た光の内、最終的に投射されるもの以外の光は、液晶表示素子やその周辺の光学素子等に吸収されて熱となる。このため、液晶表示素子やその周辺の光学素子等は加熱されることになる。特に、光源の高輝度化や光利用効率の向上を図って、投射光出力を増加させることは、液晶表示素子に入射する光量を増加させ、液晶表示素子および偏光板での発熱を増加させることにつながる。また、光源から入射側偏光素子に至るまでの光学系において偏光変換素子を使用した場合には、偏光が一方向に揃えられるため、全黒表示時等に出射側偏光素子の発熱量が大きくなる。
【０００５】
一方、液晶表示素子は、一般には半導体の駆動素子と液晶等の光学機能材料とにより構成されている。これらは、いずれも正常に動作させるためには、所定の温度以下（例えば６０℃以下）に保つ必要がある。このため、液晶表示素子の冷却が必要となる。この種の冷却方式として、種々の提案がなされている。
【０００６】
液晶表示素子の冷却に関する従来技術としては、例えば、特開平３−１７４１３４号公報に記載されている例などが知られている。この従来技術では、一対の偏光板の内の一方と、液晶表示素子である液晶パネルが、冷却液を密封した冷却器に密接して、配置される。冷却器は枠体と枠体の両面を閉塞する２枚の透明板からなる密閉構造となっており、上記の偏光板及び液晶パネルはそれぞれ透明板に密接している。冷却器内部にはヒートパイプが一部挿入されており、ヒートパイプの冷却器外部突出部分には放熱フィンが設けられている。液晶パネル及び偏光板の熱は、冷却器へ伝達し、更に、冷却液、ヒートパイプを経て、放熱フィンから冷却器の外部に放出される。
【０００７】
また、上述の表示装置では、液晶表示素子を通過した光の一部が、液晶表示素子の後方の投射レンズ等の光学素子で反射して、液晶表示素子に戻ることが起こり得る。このような反射光は、コントラストの低下といった投射画像の品質を下げる一因となっている。
【０００８】
液晶表示素子後部の光学素子からの反射光によるコントラスト低下を抑制する従来技術としては、光学素子のコーティングによる透過率の向上策の他に、例えば、特開平６−１１００５５号公報に記載されている技術がある。この従来技術では、出射側の偏光板と投射レンズとの間にλ／４板を配置している。液晶パネルおよび出射側偏光板を通過した光は、λ／４板を経て投射レンズに至る。この入射光の一部は、投射レンズで反射して液晶パネル方向に戻る。この時、反射光は、出射側偏光板を通過してから往復で計２度λ／４板を通過する。このため、再度、出射側偏光板に到達したところでは、先に通過した時に比べ、偏光方向が９０度回転している。そのため、反射光は、出射側偏光板を通過できず、全て吸収される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示素子の加熱を防ぐための上記従来の技術は、一方の偏光板と液晶表示素子とを、冷却液を密封した冷却器の透明板に密接して配置するものであるため、偏光板および液晶表示素子の間には、２枚の透明板と冷却液とが介在することになる。これらの各境界面では屈折率の変化による反射が発生するため、通過光の減衰が生じ易い。
【００１０】
また、この従来の技術は、液晶表示素子からの発熱を、透明板−冷却液−ヒートパイプ−放熱フィン−周辺雰囲気（外部空気）と、多くの熱伝達経路を経て放熱する構成であるため、熱抵抗の積算から冷却性能に制約を受け易く、構造が複雑となる。特に、高輝度化を図る場合には、放熱効率を高める必要があるため、ヒートパイプや放熱フィンの大型化を行わなければならない。
【００１１】
一方、コントラストの低下を抑えるための上記従来の技術では、投射レンズからの反射光を出射側偏光板で吸収する構成であるため、出射側偏光板がより加熱されやすくなる。この加熱は、出射側偏光板の熱劣化（変形など）の要因となる。また、λ／４板の追加により、光学部品数が増加し、構成が複雑になる。
【００１２】
そこで、本発明は、投射映像の高輝度化と、液晶表示素子および偏光素子の温度上昇の抑制とを共に達成でき、小型かつ簡略な構成により実現できる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
投射対象に向けて光を投射して、当該投射対象上に画像を表示する液晶表示装置であって、
投射光を出射する光源光学系と、
前記光源光学系からの出射光を受けて、与えられた駆動信号に応じて投射すべき画像を生成する液晶表示部と、
前記液晶表示部から出射される光を受ける第１の光学素子を含み、前記液晶表示部から出射された光を、投射対象に向けて投射する投射光学系とを備え、
前記液晶表示部は、
画像を生成する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の入射側に配置される入射側偏光素子と、
前記液晶表示素子の出射側に配置される出射側偏光素子と、
少なくとも、前記液晶表示素子、前記出射側偏光素子、および、前記第１の光学素子を保持する保持部材と、
冷却のための冷却媒体とを有し、かつ、
前記液晶表示素子と、前記第一の光学素子と、前記保持部材とは、前記液晶表示素子と前記第１の光学素子との間に空間を構成し、前記冷却媒体は該空間に充填されて前記出射側偏光素子と接し、
前記光源光学系は、
光源と、前記入射側偏光素子への入射光を当該入射側偏光素子の偏光方向と平行な偏光光とするよう該光源から投射される光について偏光変換する素子とを有し、かつ
前記偏光変換素子と前記出射側偏光素子では、偏光方向が直交すること
を特徴とする液晶表示装置が提供される。
【００２０】
以上の一態様において、本発明は、さらに次の態様を適宜採用することができる。
【００２１】
ａ）  前記出射側偏光素子は、前記第１の光学素子の入射面に配置される。
【００２２】
ｂ）  前記出射側偏光素子は、前記液晶表示素子の出射側の面に固定される。
【００２３】
ｃ）  前記出射側偏光素子は、前記前記液晶表示素子と前記第１の光学素子との間に位置し、いずれとも間隔を空けた状態で配置される。
【００２４】
ｄ）  前記保持部材は、入射側および出射側にそれぞれ開口を有し、前記入射側開口には、前記入射側偏光素子および液晶表示素子のいずれかが装着され、前記出射側開口には、前記第１の光学素子が装着される。
【００２５】
ｅ）  前記保持部材の入射側開口に前記入射側偏光素子が装着され、前記液晶表示装置は、その入射側および出射側の両面に冷却媒体が存在する状態で、前記保持部材により保持される。
【００２６】
ｆ）  前記保持部材の入射側開口に前記液晶表示素子が装着され、前記液晶表示装置は、出射側に冷却媒体が存在する状態で、前記保持部材により保持される。
【００２７】
ｇ）  前記液晶表示部は、少なくとも前記出射側偏光素子が前記冷却部材に接する状態で、前記保持部材に保持される。
【００２８】
ｈ）  前記冷却媒体は、前記出射側偏光素子の屈折率に近い屈折率を有する。
【００２９】
ｉ）  前記冷却媒体は、屈折率が１．２〜１．７の範囲である。
【００３０】
ｊ）  前記保持部材は、金属で形成され、かつ、一部に放熱フィンが設けられている。
【００３１】
ｋ）  前記保持部材は、金属で形成され、かつ、一部に調圧機構が設けられている。
【００３２】
ｌ）  前記光源光学系は、光源と、前記入射側偏光素子への入射光が当該入射側偏光素子の偏光方向と平行な偏光成分を含む偏光とするよう光源から投射される光について偏光変換する素子とを有する。
【００３３】
このような液晶表示装置によれば、冷却媒体により、液晶表示素子および偏光素子の温度上昇を抑え、かつ、液晶表示素子の出射側の光路における屈折率の変化を小さく抑えることが可能となる。屈折率の変化を小さく抑えることで、液晶表示手段に戻る反射光が低減される。その結果、映像の高輝度化が達成される。また、反射光に起因する投影画像のコントラストの低下が抑制される。さらに、λ／４板など特殊な光学部品がいらなくなるため、また、冷却のための構造が簡単で高効率であるため、装置全体が小型かつ簡略な構成とすることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。以下では、液晶プロジェクタとして機能し得る液晶表示装置を例として述べる。
【００３５】
まず、本発明の第１〜第３の実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
【００３６】
図３は、本実施形態の単板式液晶プロジェクタの光学系の全体構成を示す図である。図３に示す単板式液晶プロジェクタは、メタルハライドランプ等の光源１２と、光源１２より発光した光を一定方向に集光する反射鏡１３と、多数のセルレンズが集合したマルチレンズ１４および１５と、偏光を一方向に揃える偏光変換素子１７と、液晶表示部１１と、投射レンズ群１ｂとを備える。この液晶プロジェクタは、液晶表示部１１において表示される画像を、投射レンズ１ｂによりスクリーン１６に投射して、拡大した画像をスクリーン上に表示させる。
【００３７】
ここで、光源１２から偏光変換素子１７は、液晶表示部１１に入射させる投射光を生成する光源光学系を構成する。また、構造上、液晶表示部１１に含まれる第１レンズ１ａと、投射レンズ群１ｂとにより、投射光学系を形成する。
【００３８】
偏光変換素子１７は、入射された不定偏光光を、特定の偏光成分の光に効率よく変換できるものである。本実施例では、この偏光変換素子１７を、入射側偏光素子３ａの偏光方向に略平行な偏光光を得られるように構成し、配置している。
【００３９】
図１は、本発明の第１の実施形態における液晶表示部の各部構成例を示す断面図である。液晶表示部１１は、液晶表示素子２と、出射側偏光素子３ｂと、第１投射レンズ１ａと、これらを保持すると共に、冷却媒体５を保持するための保持部材６と、入射側偏光素子３ａとを有する。なお、９０は光の進行方向を示している。
【００４０】
第１投射レンズ１ａは、前記投射レンズ群１ｂと共に、投射レンズ群を構成する光学素子であり、投射レンズ群の中で最も液晶表示素子２側に位置する。入射側偏光素子３ａ、液晶表示素子２、出射側偏光素子３ｂ、および、第１投射レンズ１ａは、透光面が互いに略平行（平行を含む）となるように配置されている。
【００４１】
保持部材６は、本実施の形態では、液晶表示素子２と、出射側偏光素子３ｂとを、冷却媒体５に接触させて、冷却させるように保持する機能をも有する。このため、他の部材と共に、冷却媒体５が存在する冷却空間を形成する部材、すなわち、冷却媒体５の容器を構成する部材としても機能する。他の部材としては、本実施の形態では、液晶表示素子２、第１投射レンズ１ａ、調圧用ベローズ９等が、冷却媒体５を囲む冷却空間を形成する部材として機能する。調圧用ベローズ９は、冷却媒体５の体積変化を吸収する。また、この保持部材６には、放熱フィン１９が接続され、冷却媒体５の熱を外部の流体、例えば、空気と熱交換して、冷却媒体５を冷却している。
【００４２】
保持部材６は、凹状の形態を有する第１保持部６１と、平板状の形態を有する第２保持部６２とを有する。第１保持部６１の凹部開口には、Ｏリング７ａを介して第２保持部６２が接合される。また、第２保持部６２には、液晶表示素子２により封止される入射側開口部６２ａが形成されている。また、第１保持部６１には、第１投射レンズ１ａにより封止される出射側開口部６１ａと、調圧用ベローズ９により封止される開口部６１ｂとが形成されている。入射側開口部６２ａおよび出射側開口部６１ａは、共に、液晶表示素子２の入射光および出射光を遮らない大きさとなっている。
【００４３】
入射側開口部６２ａには、液晶表示素子２がはめ込まれ、その隙間に弾性体２０を圧入されている。出射側開口部６１ａには、第１投射レンズ１ａがはめ込まれ、Ｏリング７ｂにより、第１投射レンズ１ａに圧接されている。
【００４４】
入射側偏光素子３ａは、液晶表示素子２との間に一定の距離を空けて配置され、入射側偏光素子保持枠４ａにより支持されている。一方、出射側偏光素子３ｂは、第１投射レンズ１ａの入射面上に配置され、出射側偏光素子保持枠４ｂにより支持されている。ここで、入射側偏光素子保持枠４ａおよび出射側偏光素子保持枠４ｂは、共に、液晶表示素子２の入射光を遮らない形状となっている。
【００４５】
調圧用ベローズ９は、調圧用ベローズ押え板１０により、保持部材６の開口部に取り付けられている。これら液晶表示素子２、保持部材６、第１投影レンズ１ａ、および、調圧用ベローズ９に囲まれた空間は、液密状態となっており、冷却媒体５で満たされている。
【００４６】
上記の各構成要素について、さらに詳しく説明する。
【００４７】
図２に、液晶表示素子２の断面を示す。図示のように、液晶表示素子２は、液晶駆動表示部５０と、ガラス板５１および５２と、液晶表示素子フレーム５３とにより構成される。液晶表示素子２には、液晶表示素子駆動用信号線１８が電気的に接続されている。この液晶表示素子駆動用信号線１８は、接着剤５４により液晶表示素子２に固定されて、図示していない駆動回路より出される駆動信号を伝送する。
【００４８】
入射側偏光素子３ａおよび出射側偏光素子３ｂは、板状に成形されており、片側の表面をガラスまたは樹脂によりコーティングされている。これら、入射側偏光素子３ａおよび出射側偏光素子３ｂは、所望の振動方向の光成分のみを通過させる機能を有する。なお、入射側偏光素子３ａおよび出射側偏光素子３ｂとして、それぞれ、複数の偏光素子を用いるようにしてもよい。
【００４９】
冷却媒体５としては、屈折率が１．２以上、１．７以下となる透光性流体を用いる。屈折率が１．２以上、１．７以下の透光性流体としては、例えば、スリーエム社のフッ素化不活性液（屈折率１．２５〜１．３）、エチレングリコール（屈折率１．４３）や、グリセリン（屈折率１．４７）、これらの水溶液、グリセリン・エチレングリコール混合液、等がある。
【００５０】
望ましくは、冷却媒体５の屈折率は、液晶表示素子２や出射側偏光素子３ｂ等、光路上で冷却媒体５に接触する光学素子の屈折率と略等しくなるようにする。ここで、液晶表示素子２や、出射側偏光素子３ｂ、第１投射レンズ１ａ等に用いられる光学ガラスやプラスチックの屈折率は約１．４〜１．５である。グリセリン・エチレングリコール混合液は、屈折率が１．４５であるため、冷却媒体５として好適である。もちろん、上記条件を満たすものであれば、ここに挙げていないものでも用いることができる。
【００５１】
このように冷却媒体５を選択すると、液晶表示素子２および冷却媒体５の境界面と、冷却媒体５および出射側偏光素子３ｂの境界面とにおける屈折率の差が小さくなる。これにより、これら境界面での反射が抑えられ、反射光が液晶表示素子に戻ることによって発生するコントラストの低下が抑制される。
【００５２】
保持部材６は、例えば、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ等の金属や、それらを含む熱伝達性に優れた材料により形成されている。保持部材６を構成する保持部６２には、液晶表示素子２の表示画素領域より大きな略四角形の入射側開口部が設けられている。この開口部には、液晶表示素子２がはめ込まれ、隙間に弾性体２０を圧入することにより固定される。一方、保持部６１には第１投射レンズ１ａの有効径と略同じ大きさの円形の出射開口部６１ａが設けられている。この開口部６１ａには、第１投射レンズ１ａがはめ込まれる。Ｏリング７ｂを潰すことにより、第１投射レンズ１ａは、第１投射レンズ押え板８に圧接され、固定される。
【００５３】
なお、弾性体２０およびＯリング７の代りに、接着剤や、パテ、硬化樹脂等を用いて液晶表示素子２および第１投射レンズ１ａの固定および封止を行うようにしてもよい。このような構造を有するため、保持部材６が、液晶表示素子２の表示画素領域を通過した表示光の光路を遮ることはない。
【００５４】
また、保持部材６は、保持部６１、６２の２ピース構造としており、この接合部はＯリング７ａを潰すことにより液密状態となる。このように、保持部材を複数ピース構造にすることで、保持部材６の入射側開口部６２ａや出射側開口部６１ａの大きさと、液晶表示素子２から第１投射レンズ１ａまでの光学的距離とに関わらず、冷却媒体５を封止する空間容積を大きく取ることができる。もちろん、保持部材を１ピース構造として、液晶表示部１１の構造を簡略化してもよい。
【００５５】
保持部６１には、調圧用ベローズ９が調圧用ベローズ押え板１０によって固定されている。この調圧用ベローズ９により、冷却媒体５の温度変化による体積変化は、調圧用ベローズ９の膨張収縮または変形によって吸収され、冷却媒体５の圧力は一定に保たれる。
【００５６】
出射側偏光素子３ｂは、出射側偏光素子保持枠４ｂによって保持部６１に固定される。この出射側偏光素子保持枠４ｂは、光路および冷却媒体５の対流を阻害しない形状をしている。
【００５７】
液晶表示素子２で発生した熱は、一部が弾性体２０を介して保持部材６へと伝わり、液晶表示部１１外部へ放出される。他の大部分の熱は、冷却媒体５に吸収され、冷却媒体５の自然対流に伴い移動する。そして、保持部材６の内壁面に伝導して、外部へ放出される。出射側偏光素子３ｂで発生した熱は、その大分部が冷却媒体５に吸収され、外部へ放出される。
【００５８】
このように、保持部材６は、液晶表示部１１で発生した熱を外部に放出する役目を持つ。保持部材６の外壁に放熱フィン１９を設けることで、放熱の効率を高めることができる。空気の自然対流により放熱を行う場合には、放熱フィン１９の放熱面を鉛直方向に略平行となるように配置することが望ましい。なお、図中では、放熱フィン１９は、保持部６１に設けているが、保持部６２または保持部６１、６２両方に設けても構わない。保持部材６を冷却ファン等により強制冷却することで、放熱の効率をより高めることができる。この場合には、放熱フィン１９の放熱面を冷却ファンの空気流の方向に略平行となるように配置することが望ましい。また、本実施例のように自然対流で冷却する場合には、ファン等による騒音の発生しない低騒音冷却を実現できる。
【００５９】
入射側偏光素子３ａで発生した熱は、一部は接触熱伝導により周辺部へ、残りの一部は、周囲雰囲気との間で熱交換される。冷却ファンを用いて入射側偏光素子３ａ表面上に空気流を起して、強制冷却するようにしてもよい。
【００６０】
また、液晶表示部１１全体を保持固定する構造材に、熱伝導性のよい材料、例えば、Ｆｅ、Ａｌ等の金属およびそれらを含む材料を用い、液晶表示部１１外部への接触熱伝導による放熱を促すようにしてもよい。
【００６１】
本実施例においては、液晶表示素子２の少なくとも入射側部分が保持部材６外部に面しているため、液晶表示素子２と液晶表示素子駆動用信号線１８の電気的接合部を保持部材６の外部に設けて、この電気的接合部および液晶表示素子駆動用信号線１８を冷却媒体５に接触させないようにしている。このため、冷却媒体５による侵蝕防止のための対策を行う必要はない。
【００６２】
また、液晶表示素子２の出射面が周囲雰囲気（外部の空気）とは非接触になるため、周囲雰囲気中の塵埃が液晶表示素子２の出射面表面に付着して、投射画像に影を落とす事が無い。
【００６３】
なお、出射側偏光素子３ｂは，本実施例のように１枚である必要はなく、複数枚から構成されるものであってもよく、その複数枚の内の一部が液晶表示素子２に取り付けられている場合でも、本発明の効果は有効である。
【００６４】
以上の構成において、図３に示すように、光源１２から出射した光は、反射鏡１３によりマルチレンズ１４、１５に集光される。ここで、マルチレンズ１４および１５は、液晶表示素子２の表示画素領域の全域に均一に光を入射させる作用を有し、スクリーン１６上の照度の均一化を可能とする。マルチレンズ１４および１５を経た光は、偏光変換素子１７において、入射側偏光素子３の偏光方向に略平行な偏光光に変換された後、液晶表示部１１に入射される。そして、液晶表示部１１に入射した光は、液晶表示部１１において、表示すべき画像対応に画素毎に濃淡を調整されて、投射手段を構成する投射レンズ群を経てスクリーン１６に投射される。
【００６５】
偏光変換素子１７において、入射側偏光素子３の偏光方向に略平行な偏光光を得ることにより、入射側偏光素子３ａにおける透過率が向上し、光源１２の出射光が効率よく液晶表示素子２に到達されるようになる。また、入射側偏光素子３ａでは、吸収する光の量が少ないため、発熱も小さい。
【００６６】
以上で説明したように、本実施形態によれば、投影画像のコントラストの低下を抑制とを共に達成できる。その結果、高輝度な投射映像を得ることができる。しかも、液晶表示素子２および出射側偏光素子３ｂの温度上昇を抑制することができる。しかも、他の特別な光学素子等を必要としないため、液晶表示部１１の簡略化が図れる。また、ヒートパイプ等を用いずに簡略な構成で冷却を行うことができる。
【００６７】
次に、単板式液晶プロジェクタに適用される液晶表示部１１の他の実施形態について、図４〜図６により説明する。なお、以下で用いる図面では、第１の実施形態の構成要素と同じ機能を持つものには同じ符号を付している。また、以下の液晶表示部１１も、例えば、図３に示した単板式液晶プロジェクタに適用される。
【００６８】
図４は、本発明の第２の実施形態における液晶表示部の各部構成例を示す断面図である。
【００６９】
本実施形態は、出射側偏光素子３ｂを液晶表示素子２の出射面に固定しているる点が、第１の実施形態と異なる。この構成は、液晶表示素子２に対する出射側偏光素子３の偏光透過軸を、予め、高精度に位置決めし、固定することを可能とする。これにより、全白表示時の透過率及び全黒表示時の遮蔽率が向上し、高いコントラストが得られる。
【００７０】
また、本実施例では、液晶表示素子２を開口部６２ａに嵌合する際、保持部６１との接合部を接着剤２１により封止している。
【００７１】
図５は、本発明の第３実施形態における液晶表示部の各部構成例を示す断面図である。
【００７２】
本実施形態は、入射側偏光素子３ａの出射面から第１投射レンズ１ａの入射面までの領域を冷却媒体５で満たし、液晶表示素子２を冷却媒体５内に配置した点が、第１の実施形態と異なる。
【００７３】
図５において、２４は液晶表示素子２を冷却媒体５の中に配置、保持する液晶表示素子保持枠、２５は冷却媒体調圧室、２２は液晶表示素子駆動用信号線１８を保持部材外部に引き出すために設けられた信号線引き出し口である。
【００７４】
入射側偏光素子３ａは、保持部６２の入射側に形成された開口部６２ａ、すなわち入射口を、塞ぐように設置されている。なお、保持部６２との接合部は、接着剤や、パテ、Ｏリングなどで封止される。冷却媒体５は、入射側偏光素子３ａ、保持部材６、調圧用ベローズ９、および、第１投影レンズ１ａにより囲まれた空間に充填される。
【００７５】
液晶表示素子２は、液晶表示素子保持枠２４により支持され、冷却媒体５内に配置される。ここで、冷却媒体５を充填されている領域は、液晶表示素子２の入射面側と出射面側とが繋がっており、冷却媒体５が両領域間を自由に対流できるようになっている。
【００７６】
液晶表示素子駆動用信号線１８は、信号線引き出し口２２から保持部材６外部に引き出される。信号線引き出し口２２は、接着剤や硬化樹脂の充填、または、弾性体の圧入等により封止される。このようにして形成されるシール部により、液漏れをおこすことなく、液晶表示素子駆動用信号線１８を容器外部に引き出すことができる。
【００７７】
調圧用ベローズ９を設置された冷却媒体調圧室２５は、保持部６１内部と連通し、冷却媒体５の圧力を一定に保つ。冷却媒体調圧室２５を保持部材６と別部品とすることで、保持部６１、６２を小型にすることが出来る。
【００７８】
このように、本実施形態によれば、液晶表示素子２の入射面および出射面の双方が冷却媒体５に直接接触されて、冷却されるため、液晶表示素子２の温度上昇をより低減できる。入射側偏光素子３ａでの発熱も冷却媒体５により冷却することができる。さらに、液晶表示素子２の両面が周囲雰囲気（外部空気）と非接触になるため、周囲雰囲気中の塵埃が液晶表示素子２の表面に付着して、投射画像に影を落とす事が無い。
【００７９】
図６は、本発明の第４の実施形態における液晶表示部の各部構成例を示す断面図である。
【００８０】
本実施形態は、液晶表示素子２の、液晶表示素子駆動用信号線１８との接続部を含む一部が、冷却媒体５の充填された保持部材６の外部に出るように構成した点が、第３の実施形態と異なる。
【００８１】
保持部材６の保持部６２には、液晶表示素子２を取付けるための、中空の突出部６２ｂが形成されている。この突出部６２ｂの一部には開口６２ｃが形成されている。液晶表示素子２の一部は、この突出部６２ｂの開口６２ｃに、Ｏリングや、接着剤、パテなどの手段により、液密状態となるように固定される。液晶表示素子２と液晶表示素子駆動用信号線１８との接続部は、突出部内の開口に位置し、冷却媒体５に接触しないようになっている。
【００８２】
本実施形態によれば、第３の実施形態で述べた効果に加え、液晶表示素子駆動用信号線１８と、その液晶表示素子２との接続部の、冷却媒体５に対する耐蝕性や、これによる冷却媒体５への漏電等への配慮が不要になるという効果が得られる。
【００８３】
次に、本発明の第５〜第１１の実施形態について、図面を参照して説明する。これらは、３板式液晶プロジェクタとして用いられる。もちろん、単板式の構成に適用することも可能な場合がある。なお、以下で用いる図面では、上述の実施形態で示した各構成要素と同じ機能を持つものには同じ符号を付している。
【００８４】
図９は、本実施形態の３板式液晶プロジェクタの光学系の全体構成を示す図である。
【００８５】
３板式液晶プロジェクタは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分対応の液晶表示部１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂと、メタルハライドランプ等の光源１２と、光源１２より出射された光を一定方向に集光する反射鏡１３と、多数のセルレンズが集合して構成されたマルチレンズ１４および１５と、偏光変換素子（偏光変換手段）１７と、偏光を３分割する分離光学系を構成し、入射光をＲ、Ｇ、Ｂの各成分に分離するミラー群３４〜３９と、ＲＧＢ成分の各光を液晶表示部１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂに集光して入射させるコンデンサレンズ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂと、液晶表示部１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂから出射される光を合成する合成光学素子４１と、合成された映像をスクリーン１６に投射する投射レンズ１とを有する。
【００８６】
ここで、光源１２からコンデンサレンズ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂまでの光学素子により光源光学系が構成される。また、合成光学素子４１、投射レンズ１等の光学素子により、投射光学系が構成される。
【００８７】
次に、本発明の第５の実施の形態について、図８および図７を参照して説明する。
【００８８】
図８は、液晶表示部１１を、各色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応して設けた構成例を示す図である。なお、図では、放熱フィン１９および調圧室２５の図示を省略している。
【００８９】
図８において、液晶表示部１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、液晶表示素子２Ｒ，２Ｇ、２Ｂと、入射側偏光素子３Ｒａ，３Ｇａ，３Ｂａと、出射側偏光素子３Ｒｂ，３Ｇｂ，３Ｂｂと、入射側偏光素子３Ｒａ，３Ｇａ，３Ｂａを保持固定する入射側偏光素子保持枠４Ｒａ，４Ｇａ，４Ｂａと、これらを保持する保持部材６Ｒ，６Ｇ，６Ｂとを備える。なお、５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは冷却媒体である。４１は合成光学素子、１は投射レンズである。
【００９０】
液晶表示部１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、光多面体である合成光学素子４１の３つの入射面にそれぞれ固定されている。合成光学素子４１は、各液晶表示部１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを通過してきた各色成分の光を合成するためのものである。
【００９１】
後述する分離光学系より分離された各色成分の光は、対応する液晶表示部１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに入射され、液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを経て画素毎に調光を受ける。調光された各光は、合成光学素子４１によって合成された後、投射レンズ１を介して投射される。
【００９２】
なお、本実施例では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３成分に対応させて液晶表示部１１を設けているが、例えば、Ｙ、Ｃとか、Ｇ、Ｒ＋Ｂのような２成分に対応させたり、４成分以上に対応させたりすることも可能である。
【００９３】
図７は、本発明の第５の実施形態における、液晶表示部の詳細な構成を示す断面図である。３板式では、図８に示すように、合成光学素子の３つの入射面に個別に液晶表示部１１を形成する。しかし、それらは、基本的に同一の構成を有するので、ここでは、ＲＧＢの３成分のうちの１成分用の液晶表示部の構成について説明する。従って、符号に関し、ＲＧＢの区別しない場合がある。また、図７の例は、前述した３板式に限らず、単板式に適用してもよい。
【００９４】
図７において、４１は多面体の合成光学素子、１１は液晶表示部である。本実施形態では、入射側偏光素子３ａ、液晶表示素子２、出射側偏光素子３ｂ、および、合成光学素子４１は、透光面が互いに平行となるように配置されている。
【００９５】
本実施の形態では、保持部材６は、凹部形状を有する１ピース構造を採用している。この保持部材には、その凹部の開口である出射側開口部６ｂと、凹部の底面に位置する入射側開口部６ａと、調圧室２５に連通するための連通口６ｃとが設けられている。入射側開口部６ａは、液晶表示素子２が嵌合されて封止される。具体的には、入射側開口部６ａには、液晶表示素子２をはめ込まれ、その隙間に弾性体２０を圧入されている。また、出射側開口部６ｂは、合成光学素子４１が密接して封止される。具体的には、出射側開口部６ｂは、合成光学素子４１の一つの光入射面により覆われ、Ｏリング７により合成光学素子４１に固定されている。入射側開口部６ａおよび出射側開口部６ｂは、共に、液晶表示素子２の入射光および出射光を遮らない大きさとなっている。
【００９６】
保持部材６は、前述したように、熱伝導の良好な材料、例えば、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ等の金属や、それらを含む熱伝達性に優れた材料により形成されており、自分自身が放熱の役割を担う。なお、保持部材６に液晶表示素子２および合成光学素子４１を固定するための手段として、弾性体２０およびＯリング７の代りに、接着剤や、パテ、硬化樹脂等を用いるようにしてもよい。
【００９７】
合成光学素子４１の入射面上には、出射側偏光素子３ｂが接着剤や両面テープなどにより固定されている。入射側偏光素子３ａは、液晶表示素子２との間に一定の距離を空けて配置され、入射側偏光素子保持枠４ａにより支持されている。ここで、入射側偏光素子保持枠４ａは、液晶表示素子２の入射光を遮らない形状となっている。
【００９８】
調圧室２５は、保持部材６内部と連通し、調圧用ベローズ押え板１０により、調圧用ベローズ９を取り付けられている。液晶表示素子２、保持部材６、調圧室２５、調圧用ベローズ９、および、出射側偏光素子３ｂを取り付けられた合成光学素子４１により囲まれる空間は、液密の状態となっており、冷却媒体５で満たされている。このような構造とすることで、液晶表示素子２および出射側偏光素子３ｂが、冷却媒体５に触れる状態で保持されることになる。
【００９９】
冷媒調圧室２５には、調圧用ベローズ９が調圧用ベローズ押え板１０によって固定されている。保持部材６、液晶表示素子２および合成光学素子４１により囲まれた空間と、冷媒調圧室２５および調圧用ベローズ９により囲まれた空間とは連通しており、冷却媒体５が移動可能な状態となっている。冷却媒体５の温度変化による体積変化は、調圧用ベローズ９の膨張収縮または変形によって吸収される。これにより、保持部材６内の圧力は一定に保たれる。
【０１００】
液晶表示素子２で発生した熱は、一部が弾性体２０を介して保持部材６へと伝わり、液晶表示部１１外部へ放出される。他の多くの部分の熱は、冷却媒体５に吸収され、冷却媒体５の自然対流に伴い移動する。そして、保持部材６の内壁面に伝導して、外部へ放出される。同様に、出射側偏光素子３ｂで発生した熱は、その多くが冷却媒体５に吸収され、外部へ放出される。
【０１０１】
このように、保持部材６は、それ自身が液晶表示部１１で発生した熱を外部に放出する機能を持つ。このため、ヒートパイプ等の冷却機構が必要なく、簡略な構造となっている。
【０１０２】
保持部材６の外壁に放熱フィン１９を設けることで、放熱の効率を高めることができる。空気の自然対流により放熱を行う場合には、放熱フィン１９の放熱面を鉛直方向に略平行となるように配置することが望ましい。保持部材６を冷却ファン等により強制冷却することで、放熱の効率をより高めることができる。この場合には、放熱フィン１９の放熱面を冷却ファンの空気流の方向に略平行となるように配置することが望ましい。
【０１０３】
入射側偏光素子３ａで発生した熱は、一部は接触熱伝導により周辺部へ、残りの一部は周囲雰囲気との間で熱交換される。冷却ファンを用いて入射側偏光素子３ａ表面上に空気流を起して、強制冷却するようにしてもよい。
【０１０４】
液晶表示部１１を保持および固定する構造材（図示略）として、熱伝導のよい材料、例えば、Ｆｅ、Ａｌ等の金属材料や、それらを含む熱伝達性に優れた材料を用い、液晶表示部１１外部への接触熱伝導による放熱を促すようにしてもよい。
【０１０５】
本実施例においては、液晶表示素子２の少なくとも入射側部分が保持部材６外部に面しているため、液晶表示素子２と液晶表示素子駆動用信号線１８の電気的接合部を保持部材６の外部に設けて、この電気的接合部および液晶表示素子駆動用信号線１８を冷却媒体５に接触させないようにしている。このため、冷却媒体５による侵蝕防止のための対策を行うことを要しない。
【０１０６】
また、液晶表示素子２の出射面が周囲雰囲気（外部の空気）とは非接触になるため、周囲雰囲気中の塵埃が液晶表示素子２の出射面表面に付着して、投射画像に影を落とすことが無い。
【０１０７】
なお、出射側偏光素子３ｂは、本実施例のように１枚である必要はなく、複数枚から構成されるものであってもよく、その複数枚の内の一部が液晶表示素子２に取り付けられている場合でも、本発明の効果は有効である。
【０１０８】
以上の構成において、図９に示すように、光源１２から出射した光は、反射鏡１３によりマルチレンズ１４、１５に集光される。ここで、マルチレンズ１４および１５は、液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの表示画素領域の全域に均一に光を入射させる作用を有し、スクリーン１６上の照度の均一化を可能とする。マルチレンズ１４および１５を経た光は、偏光変換素子１７において入射側偏光素子３の偏光方向に略平行な偏光光に変換された後、分離光学系３４〜３９でＲＧＢ成分に分離される。ＲＧＢの各分離光は、それぞれ、コンデンサレンズ４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂを経由して、液晶表示部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂに入射される。そして、液晶表示部１１において画素毎に濃淡を調整された各ＲＧＢ成分の光は、合成光学系４１において合成された後、投射レンズ１を経てスクリーン１６に投射される。
【０１０９】
本実施形態では、偏光変換素子１７を用いることで、各入射側偏光素子３ａで吸収される光の量を小さくしている。これにより、各入射側偏光素子３ａでの発熱量は、偏光変換素子１７を用いない場合に比べ大幅に低減される。
【０１１０】
また、液晶表示素子２と出射側偏光素子３ｂとの間に、屈折率がそれらに近い冷却媒体を介在させることで、両者間の光路における反射を低減して、輝度の低下を防いで高輝度化を実現すると共に、投影画像のコントラストの低下を抑制とを共に達成できる。また、液晶表示素子２および出射側偏光素子３ｂが冷却媒体５で冷却されるため、それらの温度上昇が抑えられる。さらに、他の特別な光学素子等を必要としないため、液晶表示部１１の簡略化が図れる。
【０１１１】
また、本実施形態によれば、スクリーン１６上の１画素表示について複数の液晶表示素子２を用いて調光を行うため、表示画像の品質を向上させることができる。
【０１１２】
図１０は、本発明の第６の実施形態における合成光学素子周辺の液晶表示部構成例を示す略断面図である。
【０１１３】
本実施形態は、各液晶表示部１１についての冷却媒体５の封止空間が互いに連結され、保持部材６が、ＲＧＢの各液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂについて１つになっている点、および、出射側偏光素子３Ｒｂ、３Ｇｂ、３Ｂｂが、対応する液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの出射面に設けられている点が、第５の実施形態と異なる。
【０１１４】
保持部材６は、全体として箱状に形成され、各液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを嵌合するための入射側開口６Ｒａ、６Ｇａ、６Ｂａと、合成光学素子４１を嵌合するための出射側開口６ｂとが設けられている。合成光学素子４１、保持部材６、複数の液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ、および、合成光学素子４１により囲まれた空間内に、冷却媒体５が充填される。
【０１１５】
このような構成から、保持部材６は、少なくとも出射側偏光素子３Ｒｂ、３Ｇｂ、３Ｂｂが冷却媒体５に接して冷却されるように、出射側偏光素子３Ｒｂ、３Ｇｂ、３Ｂｂを各液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを介して保持する。従って、本実施の形態では、出射側偏光素子３Ｒｂ、３Ｇｂ、３Ｂｂが冷却媒体５に接して冷却され、各液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが出射側偏光素子３Ｒｂ、３Ｇｂ、３Ｂｂを介して冷却されることになる。
【０１１６】
本実施の形態の場合、表示画像の種類によって一部の液晶表示素子２や出射側偏光素子３の発熱が増加した場合には、この熱が冷却媒体５の対流によって保持部材６で構成される冷却空間内全体に拡散されるため、放熱効率が向上する。
【０１１７】
また、この構成によれば、温度変化による冷却媒体の体積変化を吸収する調圧機構（図示略）も１つ設ければよく、装置が簡略化される。
【０１１８】
また、本実施形態では、出射側偏光素子３Ｒｂ、３Ｇｂ、３Ｂｂをそれぞれ液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの出射面に固定するため、各液晶表示素子２に対する出射側偏光素子３の偏光透過軸を、高精度に位置決めし、固定することができる。これにより、全白表示時の透過率および全黒表示時の遮蔽率が向上し、高コントラストの表示を行えるようになる。
【０１１９】
なお、本実施の形態において、出射側偏光素子３を合成光学素子に固定するようにしてもよい。
【０１２０】
図１１は、本発明の第７の実施形態における液晶表示部１１の構成を示す断面図である。図１１において、４１は多面体の合成光学素子、２は液晶表示素子である。本実施形態では、入射側偏光素子３ａ、液晶表示素子２、出射側偏光素子３ｂ、および、合成光学素子４１は、透光面が互いに平行となるように配置されている。
【０１２１】
本実施の形態では、保持部材６は、凹部形状を有する１ピース構造を採用している。この保持部材６には、その凹部の開口である出射側開口部６ｂと、凹部の底面に位置する入射側開口部６ａと、調圧ベローズ９のための開口６ｄと、信号線引き出し口６ｅとが設けられている。入射側開口部６ａは、入射側偏光素子３ａが嵌合されて封止される。また、出射側開口部６ｂは、合成光学素子４１が密接して封止される。具体的には、出射側開口部６ｂは、合成光学素子４１の一つの光入射面により覆われ、Ｏリング７により合成光学素子４１に固定されている。入射側開口部６ａおよび出射側開口部６ｂは、共に、液晶表示素子２の入射光および出射光を遮らない大きさとなっている。開口６ｄには、調圧ベローズ９を取り付けて、封止してある。また、開口６ｅには、信号線１８が挿通され、封止材２２により封止される。
【０１２２】
液晶表示素子駆動用信号線１８は、信号線引き出し口６ｅから保持部材６外部に引き出される。信号線引き出し口６ｅを封止する封止材２２としては、例えば、接着剤や硬化樹脂の充填したもの、弾性体の圧入したもの等がある。このようにして形成されるシール部により、液漏れをおこすことなく、液晶表示素子駆動用信号線１８を容器外部に引き出すことができる。
【０１２３】
冷却媒体５は、入射側偏光素子３ａ、調圧用ベローズ９、および、出射側偏光素子３ｂの固定された合成光学素子４１により囲まれた空間に充填される。本実施形態は、入射側偏光素子３ａの出射面から出射側偏光素子３ｂの入射面までの光の通過領域を、間に液晶表示素子２を挟んで、冷却媒体５で満たしている点が、第５の実施形態と異なる。なお、出射側偏光素子３ｂは、図１０で説明したように、液晶表示素子２の出射面に固定するようにしてもよい。
【０１２４】
図１１において、２４は、保持部材６内部で液晶表示素子２を支持する液晶表示素子保持枠である。液晶表示素子２は、液晶表示素子保持枠２４により、冷却媒体５の中に配置されることになる。ここで、冷却媒体５が充填されている領域は、液晶表示素子２の入射面側と出射面側とが連通している。これにより、冷却媒体５が両領域間を自由に移動でき、液晶表示部２の外側全体に触れて、これを冷却すること構成となっている。
【０１２５】
本実施形態によれば、液晶表示素子２の入射面および出射面の双方が冷却媒体５に直接接触されて、冷却されるため、液晶表示素子２の温度上昇をより低減できる。入射側偏光素子３ａでの発熱も、冷却媒体５により冷却することが可能になる。
【０１２６】
さらに、液晶表示素子２の両面が周囲雰囲気（外部空気）と非接触になるため、周囲雰囲気中の塵埃が液晶表示素子２の表面に付着して、投射画像に影を落とすことが無い。
【０１２７】
図１２は、本発明の第８の実施形態における合成光学素子周辺の液晶表示部構成例を示す略断面図である。
【０１２８】
本実施形態は、前述した図１１に示す第７の実施の形態における保持部材６を、図１０に示すように、ＲＧＢの三成分について共通化した点に特徴がある。すなわち、本実施の形態における保持部材６は、全体として箱状に形成され、各液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに対応する入射側偏光素子３Ｒａ、３Ｇａ、３Ｂａを嵌合するための入射側開口６Ｒａ、６Ｇａ、６Ｂａと、合成光学素子４１を嵌合するための出射側開口６ｂとが設けられている。合成光学素子４１、保持部材６、複数の入射側偏光素子３Ｒａ、３Ｇａ、３Ｂａ、および、合成光学素子４１により囲まれた空間内に、冷却媒体５が充填される。
【０１２９】
このような構成から、保持部材６は、入射側偏光素子３Ｒａ、３Ｇａ、３Ｂａ、液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ、および、出射側偏光素子３Ｒｂ、３Ｇｂ、３Ｂｂが冷却媒体５に接して冷却されるように、これらを保持する。液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ、および、出射側偏光素子３Ｒｂ、３Ｇｂ、３Ｂｂは、図１２では図示を省略しているが、例えば、図１１に示す液晶表示素子保持枠２４により支持される。
【０１３０】
この構成では、冷却媒体５が各液晶表示素子２の間を自由に移動できるため、放熱能力が向上する。また、より多くの冷却媒体５が充填できる。さらに、調圧機構（９，１０）を１つ設ければよい。
【０１３１】
なお、本実施の形態における出射側偏光素子３Ｒｂ、３Ｇｂ、３Ｂｂは、合成光学素子４１に固定する構造としてもよい。
【０１３２】
図１３は、本発明の第９の実施形態における合成光学素子周辺の液晶表示部構成例を示す略断面図である。
【０１３３】
本実施形態では、合成光学素子４１を保持部材６内に配置し、投影手段を構成する第１投影レンズ１により、保持部材６の出射側開口部を封止している点が、第８の実施形態と異なる。その他の構造は、第８の実施の形態と同じである。本実施の形態の構成では、合成光学素子４１の入射面および出射面が冷却媒体５に直接に接し、合成光学素子４１と第１投影レンズ１との間も冷却媒体５で満たされることになる。
【０１３４】
次に、図１４に示す本発明の第１０の実施形態について説明する。本実施の形態は、基本的には、図７に示す第５の実施の形態と同じ構成を有する。相違する点は、出射側偏光素子３ａが独立して固定される点と、調圧室を持たない点である。
【０１３５】
図１４に示すように、本実施形態では、入射側偏光素子３ａ、液晶表示素子２、出射側偏光素子３ｂ、および、合成光学素子４１は、透光面が互いに平行となるように配置されている。
【０１３６】
本実施の形態では、保持部材６は、凹部形状を有する１ピース構造を採用している。この保持部材６には、その凹部の開口である出射側開口部６ｂと、凹部の底面に位置する入射側開口部６ａと、調圧ベローズ９を装着する開口６ｄとが設けられている。入射側開口部６ａは、液晶表示素子２が嵌合されて封止される。具体的には、入射側開口部６ａには、液晶表示素子２がはめ込まれ、その隙間に弾性体２０が圧入されている。また、出射側開口部６ｂは、合成光学素子４１が密接して封止される。具体的には、出射側開口部６ｂは、合成光学素子４１の一つの光入射面により覆われ、Ｏリング７により合成光学素子４１に固定されている。入射側開口部６ａおよび出射側開口部６ｂは、共に、液晶表示素子２の入射光および出射光を遮らない大きさとなっている。
【０１３７】
また、図１４において、４ｂは、出射側偏光素子３ｂを支持するための出射側偏光素子保持枠である。出射側偏光素子３ｂは、液晶表示素子２および合成光学素子４１から一定の距離を空けて配置され、出射側偏光素子保持枠４ｂにより保持部材６に固定されている。ここで、出射側偏光素子保持枠４ｂは、出射側偏光素子３ｂの入射面側と出射面側との間で冷却媒体５が移動できるような形状となっている。この結果、出射側偏光素子３ｂの入射面および出射面が共に冷却媒体５によって冷却されるため、出射側偏光素子３ｂに対する冷却性能を向上させることができる。
【０１３８】
また、本実施形態は、図１４に示すように、冷却媒体５の調圧機構を保持部材６に一体化した構成となっている。すなわち、調圧室の連通口の代りにベローズ挿入口６ｄを保持部材６に設け、そこに調圧用ベローズ９を設置して、調圧用ベローズ押え板１０により固定する。この構成では、調圧室がいらなくなるため、液晶表示部１１の部品点数および製造工程数が削減される。
【０１３９】
図１５は、本発明の第１１の実施形態における液晶表示部の各部構成例を示す断面図である。
【０１４０】
本実施形態は、１ピース構造の保持部材６の底面側の一部に断部６０を設け、この断部６０の壁面６０ａに、液晶表示素子２を固定したものである。壁面６０ａには開口６０ｂが設けられ、液晶表示素子駆動用信号線１８が引き出される。液晶表示素子２の一部は、この断部壁面６０ａに、Ｏリングや、接着剤、パテなどの手段により、液密状態で固定される。液晶表示素子２と液晶表示素子駆動用信号線１８との接続部は、冷却媒体５に接触しないようになっている。
【０１４１】
また、保持部材６の入射側には、前記断部６０の壁面６０ａの近傍に、入射側開口６ａが設けられる。また、保持部材は、全体として凹部形状をなしており、その凹部の開口が出射側開口６ｂとなっている。入射側開口６ａには、入射側偏光素子３ａが嵌合され、冷却媒体５を液密シールしている。また、出射側開口６ｂには、合成光学素子４１が接着剤２１により固定される。この接着剤２１には、保持部材６の内部空間を封止する働きもある。
【０１４２】
本実施形態によれば、前述した第７の実施形態で述べた効果に加え、液晶表示素子駆動用信号線１８と、その液晶表示素子２との接続部の、冷却媒体５に対する耐蝕性や、これによる冷却媒体５への漏電等への配慮が不要になるという効果が得られる。
【０１４３】
また、本実施形態においては、合成光学素子４１を保持部材６の断部壁面６０ａに取り付ける構造としたため、保持部材６に組付けられた液晶表示素子２他の光学素子と合成光学素子４１との位置決めが容易となる。このことにより、他の光学素子に対する合成光学素子４１の光軸合わせなどが容易になる。
【０１４４】
以上に述べたように、本発明の各実施の形態は、出射側偏光素子３ｂが冷却媒体５に接触して冷却され、そこでの発熱が効率的に冷却される。また、液晶表示部２につていも、直接または前記出射側偏光素子３ｂを介して、冷却媒体で冷却される。液晶表示素子が冷却媒体５で直接冷却される場合、最も効率的であるが、出射側偏光素子４ｂを介して冷却される場合でも、出射側偏光素子３ｂの面全体で、厚さ方向に熱伝導が行なわれるので、効率的に冷却することができる。
【０１４５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、投射映像を高輝度化できると共に、液晶表示素子および偏光素子の温度上昇の抑制とが共に達成できる。また、コントラストの低下を抑えることができる。さらに、小型かつ簡略な構成により実現できる液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における液晶表示部の各部構成例を示す断面図。
【図２】本発明に用いる液晶表示素子の構成例を示す断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る短板式液晶プロジェクタの光学系全体を示す説明図。
【図４】本発明の第２の実施形態における液晶表示部の構成例を示す断面図。
【図５】本発明の第３の実施形態における液晶表示部の構成例を示す断面図。
【図６】本発明の第４の実施形態における液晶表示部の構成例を示す断面図。
【図７】本発明の第５の実施形態における液晶表示部の構成例を示す断面図。
【図８】本発明の第５の実施形態における液晶表示部周辺部の構成例を示す断面図。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る３板式液晶プロジェクタの光学系全体を示す説明図。
【図１０】本発明の第６の実施形態における液晶表示部の構成例を示す断面図。
【図１１】本発明の第７の実施形態における液晶表示部の構成例を示す断面図。
【図１２】本発明の第８の実施形態における液晶表示部周辺部の構成例を示す断面図。
【図１３】本発明の第９の実施形態における合成光学素子周辺の液晶表示部構成例を示す略断面図である。
【図１４】  本発明の第１０の実施形態における液晶表示部の構成例を示す断面図。
【図１５】  本発明の第１１の実施形態における液晶表示部周辺の各部構成例を示す略断面図。
【符号の説明】
１…投射レンズ  １ａ…第１投射レンズ  １ｂ…第２投射レンズ以降の投射レンズ群
２…液晶表示素子
３ａ、３Ｒａ、３Ｇａ、３Ｂａ…入射側偏光素子
３ｂ、３Ｒｂ、３Ｇｂ、３Ｂｂ…出射側偏光素子
４ａ、４Ｒａ、４Ｇａ、４Ｂａ …入射側偏光素子保持枠
４ｂ…出射側偏光素子保持枠
５…冷却媒体
６、６１、６２、６Ｒ、６Ｇ、６１…保持部材
７ａ，７ｂ…Ｏリング
８…第１投射レンズ押え板
９…調圧用ベローズ
１０…調圧用ベローズ押え板
１１…液晶表示部
１２…光源
１３…反射鏡
１４、１５…マルチレンズ
１６…スクリーン
１７…偏光変換素子
１８…液晶表示素子駆動用信号線
１９…放熱フィン
２０…冷却媒体封止用弾性体
２１…接着剤
２２…信号線引き出し口
２４、２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ …液晶表示素子保持枠
２５…冷却媒体調圧室
３４〜３９…分離光学系
４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ…コンデンサレンズ
４１…合成光学系素子
５０…液晶駆動表示部
５１、５２…ガラス板
５３…液晶表示素子フレーム
５４…液晶表示素子駆動用信号線固定用接着剤
９０…光の進行方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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