(57)【要約】【課題】画像の劣化を抑制でき、偏光素子を効果的に冷却できるプロジェクターを提供すること。【解決手段】プロジェクターは、光源装置と、光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、光変調装置に対する光入射側及び光出射側のうち一方に配置される偏光素子と、光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、偏光素子が配置され、内部に冷却液体が充填された筐体と、筐体内の冷却液体を偏光素子に流通させる流通装置と、を備え、冷却液体は、偏光素子の光入射側を第１方向に沿って流通し、偏光素子の光出射側を第１方向とは反対方向である第２方向に沿って流通する。【選択図】図２
2019133128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置と、
前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置に対する光入射側及び光出射側のうち一方に配置される偏光素子と、
前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、
前記偏光素子が配置され、内部に冷却液体が充填された筐体と、
前記筐体内の前記冷却液体を前記偏光素子に流通させる流通装置と、を備え、
前記冷却液体は、
前記偏光素子の光入射側を第１方向に沿って流通し、
前記偏光素子の光出射側を前記第１方向とは反対方向である第２方向に沿って流通することを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
前記偏光素子の光入射側を流通する前記冷却液体の流速と、前記偏光素子の光出射側を流通する前記冷却液体の流速とは、略同じであることを特徴とするプロジェクター。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のプロジェクターにおいて、
前記偏光素子は、前記光変調装置の光出射側に位置することを特徴とするプロジェクター。
【請求項４】
請求項３に記載のプロジェクターにおいて、
緑色光を含む複数の色光のそれぞれに対応する複数の前記光変調装置と、
複数の前記光変調装置のそれぞれによって変調された色光を合成する光合成装置と、を備え、
前記偏光素子は、前記緑色光に対応する前記光変調装置の光出射側に位置することを特徴とするプロジェクター。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載のプロジェクターにおいて、
前記偏光素子は、前記光変調装置の光入射側に位置することを特徴とするプロジェクター。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
前記偏光素子は、光入射面及び光出射面のうち一方の面に、所定の方向に沿ってそれぞれ延出し、かつ、前記所定の方向に交差する方向に配列された複数の凸部を有し、
前記一方の面を流通する前記冷却液体は、前記複数の凸部が延出する前記所定の方向に沿って流通することを特徴とするプロジェクター。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
前記冷却液体は、フッ素系の不活性液体である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、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置と、当該光源装置から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成する光変調装置と、当該光変調装置によって形成された画像を拡大投射する投射光学装置と、を備えたプロジェクターが知られている。このようなプロジェクターとして、冷却対象である光変調装置を冷却風によって冷却するプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載のプロジェクターでは、それぞれ光変調装置としての３つの液晶表示素子は、ダイクロイックプリズムに固定されており、これら３つの液晶表示素子の下方に、冷却ファンが設けられている。この冷却ファンから送風された冷却風は、風案内板に設けられた開口部を介して、各液晶表示素子の下側端面に供給される。そして、当該冷却風は、各液晶表示素子の入射側表面と、各液晶表示素子に対する光入射側に位置する偏光板との間を、当該液晶表示素子の表面の熱を奪いながら上方へと流通する。これにより、各液晶表示素子が空冷される。
【０００４】
また、液体冷媒を循環させて発熱体を冷却する電子機器が知られている（例えば、特許文献２参照）。
この特許文献２に記載の電子機器は、冷却対象である発熱体を冷却する冷却装置を備え、当該冷却装置は、受熱部、放熱部、ファン、タンク及びポンプと、これらを接続して循環流路を形成する配管と、を備える。これらのうち、受熱部によって受熱された発熱体の熱は、当該受熱部の内部を流通する液体冷媒に伝達され、放熱部にて放熱される。ファンは、放熱部に気体を送風して、放熱部での放熱を促進させる。タンクは、液体冷媒を貯留し、ポンプは、タンク内の液体冷媒を受熱部に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０７６９８号公報
【特許文献２】特開２００７−２９４６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に記載のように、光変調装置として液晶表示素子が採用される場合には、当該液晶表示素子に対する光入射側及び光出射側に、偏光素子を配置することが一般的である。このような偏光素子は、ある偏光方向の光を吸収する特性を有することから発熱しやすい一方で、熱によって劣化しやすい特性を有する。このため、偏光素子は、冷却される必要がある。
これに対し、上記特許文献１に記載のように、偏光素子に冷却風を送風して、当該偏光素子を冷却する構成や、上記特許文献２に記載のように、液体冷媒によって間接的に偏光素子を冷却する構成では、偏光素子を充分に冷却することが難しい場合がある。
【０００７】
このような問題に対し、冷却液体中に浸漬して偏光素子を冷却する構成が考えられる。
しかしながら、このような構成では、温度の変化に応じて密度が変化し、ひいては、屈折率が変化する液体の特性から、プロジェクターにより投射された画像が、以下のように劣化する。
例えば、液晶表示素子の光入射側に位置する偏光素子に対して、一端側から他端側に向かって冷却液体を流通させた場合、当該偏光素子の熱が伝達される冷却液体の温度は、上記他端側に向かうに従って高くなる。このことから、偏光素子の一端側と他端側とで冷却液体の屈折率は変化する。このような不均一な屈折率分布が生じると、偏光素子の一端側を通過した光の照度と、他端側を通過した光の照度とが異なるようになり、液晶表示素子に入射される光束に不均一な照度分布が生じる。このため、当該液晶表示素子によって変調されてプロジェクターから投射された画像に、照度むらが観察される。
【０００８】
一方、液晶表示素子の光出射側に位置する偏光素子に対して、一端側から他端側に向かって冷却液体を流通させた場合も、当該偏光素子の熱が伝達される冷却液体の温度は、上記他端側に向かうに従って高くなる。そして、上記のように、当該偏光素子に沿って流通する冷却液体に不均一な屈折率分布が生じると、液晶表示素子から出射された光束を投射する投射光学装置のバックフォーカス位置が、液晶表示素子において局所的に変化する。すなわち、当該バックフォーカス位置が、局所的に液晶表示素子に合わなくなる。このようなバックフォーカス位置の局所的な変化が生じると、投射された画像において、一部の画素の中心位置が移動したり、当該一部の画素の大きさが変化したりするような現象（これを解像度むらという）が観察される。
これらの問題から、投射された画像の劣化を抑制しつつ、冷却対象となる偏光素子を効果的に冷却できる構成が要望されていた。
【０００９】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決することを目的としたものであり、画像の劣化を抑制でき、偏光素子を効果的に冷却できるプロジェクターを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係るプロジェクターは、光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置に対する光入射側及び光出射側のうち一方に配置される偏光素子と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、前記偏光素子が配置され、内部に冷却液体が充填された筐体と、前記筐体内の前記冷却液体を前記偏光素子に流通させる流通装置と、を備え、前記冷却液体は、前記偏光素子の光入射側を第１方向に沿って流通し、前記偏光素子の光出射側を前記第１方向とは反対方向である第２方向に沿って流通することを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、筐体内の冷却液体は、偏光素子の光入射側を第１方向に沿って流通し、当該偏光素子の光出射側を当該第１方向とは反対方向に沿って流通する。これによれば、当該偏光素子の光入射側を流通する冷却液体の温度分布と、光出射側を流通する冷却液体の温度分布とを、互いに補完させることができる。すなわち、偏光素子の光入射側及び光出射側を流通し光が通過する冷却液体の温度分布を略均一化できるので、偏光素子を通過する光は、略均一な屈折率分布を有する冷却液体を通過した光とみなすことができる。このため、当該偏光素子が光変調装置の光入射側に位置する場合には、当該光変調装置に入射される光の照度分布を略均一化できるので、上記照度むらが発生することを抑制できる。また、当該偏光素子が光変調装置の光出射側に位置する場合には、上記バックフォーカス位置の局所的な変動を抑制できるので、上記解像度むらが発生することを抑制できる。従って、投射光学装置によって投射されて表示された画像の劣化を抑制できる。
【００１２】
上記一態様では、前記偏光素子の光入射側を流通する前記冷却液体の流速と、前記偏光素子の光出射側を流通する前記冷却液体の流速とは、略同じであることが好ましい。
なお、それぞれの流速が略同じであるとは、これら流速が完全に一致している場合の他、これら流速の差が所定範囲内であり、それぞれが一致していると認識可能な場合を含む。
このような構成によれば、偏光素子の光入射側と光出射側とを略均一に冷却できる。この他、偏光素子の光入射側を流通する冷却液体の温度分布と、光出射側を流通する冷却液体の温度分布とを、それぞれ略一致させることができる。また、偏光素子の光入射側を流通する冷却液体の屈折率分布と、光出射側を流通する冷却液体の屈折率分布とを、それぞれ略一致させることができる。これにより、偏光素子の光入射側と光出射側とで、冷却液体の屈折率分布を略均一化できる。従って、投射された画像の劣化をより効果的に抑制できる。
【００１３】
上記一態様では、前記偏光素子は、前記光変調装置の光出射側に位置することが好ましい。
このような構成によれば、上記のように、投射された画像に解像度むらが発生することを抑制できるので、画像の劣化が少ないプロジェクターを構成できる。
【００１４】
上記一態様では、緑色光を含む複数の色光のそれぞれに対応する複数の前記光変調装置と、複数の前記光変調装置のそれぞれによって変調された色光を合成する光合成装置と、を備え、前記偏光素子は、前記緑色光に対応する前記光変調装置の光出射側に位置することが好ましい。
ここで、一般的に、光源装置から出射された光のうち、緑色光は、光量が他の色光に比べて大きい。そして、緑色光に対応する光変調装置の光出射側に配置される偏光素子、例えば、透過型光変調装置によって画像情報に応じて変調された緑色光が入射する偏光素子は、上記の通り、画像情報に基づいて所定の偏光方向に変調された光を吸収することになる。これらのことから、緑色光が入射される偏光素子は、温度が相対的に高くなりやすい。特に、偏光素子は、温度によって劣化しやすいことから、緑色光用の偏光素子を効果的に冷却する必要がある。
これに対し、上記構成によれば、緑色光に対応する偏光素子の光入射側及び光出射側を冷却液体が流通するので、当該偏光素子を効果的に冷却できる。従って、偏光素子、ひいては、プロジェクターの長寿命化を図ることができる。
【００１５】
上記一態様では、前記偏光素子は、前記光変調装置の光入射側に位置することが好ましい。
このような構成によれば、上記のように、投射された画像に照度むらが発生することを抑制できるので、画像の劣化が少ないプロジェクターを構成できる。
【００１６】
上記一態様では、前記偏光素子は、光入射面及び光出射面のうち一方の面に、所定の方向に沿ってそれぞれ延出し、かつ、前記所定の方向に交差する方向に配列された複数の凸部を有し、前記一方の面を流通する前記冷却液体は、前記複数の凸部が延出する前記所定の方向に沿って流通することが好ましい。
このような偏光素子として、基板上に凹凸構造が形成されたワイヤーグリッド型の偏光板を例示できる。
ここで、上記複数の凸部の配列方向に沿って冷却液体が流通すると、当該凸部によって冷却液体の速度境界層が厚くなるため、偏光素子の冷却効率が低下する。
これに対し、各凸部の延出方向である上記所定の方向に沿って冷却液体が流通することにより、上記速度境界層を薄くすることができ、当該偏光素子の冷却効率を高めることができる。従って、偏光素子を効果的に冷却できる。
【００１７】
上記一態様では、前記冷却液体は、フッ素系の不活性液体であることが好ましい。
ここで、フッ素系の不活性液体としては、例えば、フロリナート（スリーエム社の商標）やＮＯＶＥＣ（スリーエム社の登録商標）を用いることができる。
このような構成によれば、冷却液体に浸漬した状態で、電子部品である光変調装置を動作させることができる。従って、光変調装置を冷却しつつ、当該光変調装置を安定して動作させることができ、プロジェクターを安定して動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。
【図２】上記第１実施形態における冷却装置の構成を示す模式図。
【図３】上記第１実施形態における偏光素子の構成を示す模式図。
【図４】上記第１実施形態における偏光素子の構成を示す断面図。
【図５】上記第１実施形態における冷却液体の流通方向を示す図。
【図６】上記第１実施形態における冷却装置の変形を示す模式図。
【図７】上記第１実施形態における冷却装置の変形での冷却液体の流通方向を示す図。
【図８】本発明の第２実施形態に係るプロジェクターの冷却装置を示す模式図。
【図９】上記第２実施形態における冷却装置の変形を示す模式図。
【図１０】上記第２実施形態における冷却装置の変形を示す模式図。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るプロジェクターの冷却装置を示す模式図。
【図１２】本発明の第４実施形態に係るプロジェクターの冷却装置を示す模式図。
【図１３】本発明の第５実施形態に係るプロジェクターの冷却装置を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの概略構成］
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、内部に設けられた光源装置４１から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する投射型表示装置である。このプロジェクター１は、図１に示すように、外観を構成する外装筐体２と、当該外装筐体２内に収容される装置本体３と、を備える。このようなプロジェクター１は、詳しくは後述するが、冷却装置５Ａの構成に特徴の１つを有する。
以下、プロジェクター１の構成について詳述する。
【００２０】
［外装筐体の構成］
外装筐体２は、略直方体形状に形成されている。この外装筐体２は、正面部２３、背面部２４、左側面部２５及び右側面部２６を有する他、それぞれ図示を省略するが、これら面部２３〜２６の一端側を接続する天面部と、これら面部２３〜２６の他端側を接続する底面部と、を有する。なお、底面部は、プロジェクター１の設置面に対向する面であり、複数の脚部が配設されている。
また、正面部２３は、開口部２３１を有する。この開口部２３１を介して、後述する投射光学装置４６の一部が露出され、当該投射光学装置４６によって画像が投射される。
【００２１】
［装置本体の構成］
装置本体３は、画像投射装置４及び冷却装置５Ａを備える。更に、図１では図示を省略するが、装置本体３は、プロジェクター１の動作を制御する制御装置、及び、プロジェクター１を構成する電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
【００２２】
［画像投射装置の構成］
画像投射装置４は、制御装置から入力される画像情報（画像信号を含む）に応じた画像を形成し、当該画像を上記被投射面上に投射する。この画像投射装置４は、光源装置４１、均一化装置４２、色分離装置４３、リレー装置４４、画像形成装置４５、投射光学装置４６及び光学部品用筐体４７を備える。
【００２３】
光源装置４１は、均一化装置４２に照明光を出射する。このような光源装置４１の構成としては、例えば、励起光である青色光を出射するＬＤ（Laser Diode）等の固体光源と、当該固体光源から出射された青色光のうち一部の青色光を、緑色光及び赤色光を含む蛍光に変換する波長変換素子と、を有する構成を例示できる。なお、光源装置４１の他の構成としては、超高圧水銀ランプ等の光源ランプを光源として有する構成や、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の他の固体光源を有する構成を例示できる。
【００２４】
均一化装置４２は、光源装置４１から入射される光束の中心軸に対する直交面内の照度を均一化する。この均一化装置４２は、第１レンズアレイ４２１、第２レンズアレイ４２２、偏光変換素子４２３及び重畳レンズ４２４を備える。なお、均一化装置４２は、均一化装置４２を通過する光束の一部を遮蔽して透過光量を調整する調光装置を更に備えていてもよい。
これらのうち、偏光変換素子４２３は、第２レンズアレイ４２２から入射される光束を、１種類の直線偏光に揃えて出射する。
【００２５】
色分離装置４３は、均一化装置４２から入射される光束から、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢを分離する。この色分離装置４３は、赤色光ＬＲ及び緑色光ＬＧを反射させて、青色光ＬＢを透過させるダイクロイックミラー４３１と、赤色光ＬＲを透過させて、緑色光ＬＧを反射させるダイクロイックミラー４３２と、分離された青色光ＬＢを後述する青用のフィールドレンズ４５１に向けて反射させる反射ミラー４３３と、を有する。なお、ダイクロイックミラー４３２にて反射された緑色光ＬＧは、緑用のフィールドレンズ４５１に入射される。
リレー装置４４は、分離された赤色光ＬＲの光路上にそれぞれ設けられる入射側レンズ４４１、反射ミラー４４２、リレーレンズ４４３及び反射ミラー４４４を備え、当該赤色光ＬＲを赤用のフィールドレンズ４５１に導く。なお、本実施形態では、画像投射装置４は、リレー装置４４に赤色光ＬＲを通す構成としたが、これに限らず、例えば青色光ＬＢを通す構成としてもよい。
【００２６】
画像形成装置４５は、入射される光を色光毎に変調し、変調された各色光を合成して、上記画像情報に応じた画像を形成する。この画像形成装置４５は、上記した３つの色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ毎にそれぞれ設けられるフィールドレンズ４５１、入射側偏光板４５２、光変調装置４５３及び出射側偏光板４５４と、１つの光合成装置４５５と、を備える。
【００２７】
入射側偏光板４５２は、後述する光変調装置４５３に対して光入射側に配置されている。入射側偏光板４５２は、赤色光ＬＲに応じた入射側偏光板４５２Ｒ、緑色光ＬＧに応じた入射側偏光板４５２Ｇ、及び、青色光ＬＢに応じた入射側偏光板４５２Ｂを含む。
また、出射側偏光板４５４は、光変調装置４５３に対して光出射側に配置されている。出射側偏光板４５４は、赤色光ＬＲに応じた出射側偏光板４５４Ｒ、緑色光ＬＧに応じた出射側偏光板４５４Ｇ、及び、青色光ＬＢに応じた出射側偏光板４５４Ｂを含む。
入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４には、詳しくは後述するが、本実施形態では、ワイヤーグリッド型の偏光素子ＰＰ（図３及び図４参照）が採用されている。すなわち、本実施形態において偏光素子ＰＰは、入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４に対応する。
【００２８】
光変調装置４５３は、光源装置４１から出射された光を画像情報に応じて変調する。光変調装置４５３は、赤色光ＬＲに対応する光変調装置４５３Ｒ、緑色光ＬＧに対応する光変調装置４５３Ｇ、及び、青色光ＬＢに対応する光変調装置４５３Ｂを含む。本実施形態では、光変調装置４５３は、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネルを備えて構成されている。
光合成装置４５５は、各光変調装置４５３によって変調されて出射側偏光板４５４を通過した各色光を合成する。この光合成装置４５５は、本実施形態では、略直方体形状のクロスダイクロイックプリズムにより構成されており、各光変調装置４５３よって変調された色光がそれぞれ入射される３つの光入射面４５５Ｂ，４５５Ｇ，４５５Ｒ（図２参照）と、これら色光を合成した画像光（画像を形成する光）が出射される１つの光出射面４５５Ｅ（図２参照）と、を有する。この光出射面４５５Ｅから出射された画像光は、投射光学装置４６に入射される。
【００２９】
このような画像形成装置４５を構成する３つの光変調装置４５３及び３つの出射側偏光板４５４は、光合成装置４５５において対応する光入射面４５５Ｂ，４５５Ｇ，４５５Ｒに、図示しない保持部材によって保持され、一体化されている。
なお、以下の説明では、入射側偏光板４５２、光変調装置４５３、出射側偏光板４５４及び光合成装置４５５を、画像形成ユニットＦＵと呼称する。この画像形成ユニットＦＵは、後述する冷却装置５Ａの筐体５１内に配置される。
【００３０】
投射光学装置４６は、光合成装置４５５から入射される画像光を上記被投射面上に拡大投射して、当該画像光により形成される画像を当該被投射面上に表示させる。すなわち、投射光学装置４６は、光変調装置４５３Ｒ，４５３Ｇ，４５３Ｂによって変調された光を投射する。この投射光学装置４６は、複数のレンズが鏡筒内に配置された組レンズとして構成されている。
【００３１】
光学部品用筐体４７は、上記した各装置４２〜４４及びフィールドレンズ４５１を保持する。
ここで、画像投射装置４には、設計上の光軸である照明光軸Ａｘが設定されており、光学部品用筐体４７は、当該照明光軸Ａｘにおける所定位置に、各装置４２〜４４及びフィールドレンズ４５１を保持する。この光学部品用筐体４７には、各フィールドレンズ４５１によって三方が囲まれる位置に、上記画像形成ユニットＦＵと冷却装置５Ａの筐体５１とが配置される空間Ｓが形成されている。
また、光源装置４１及び投射光学装置４６は、当該照明光軸Ａｘにおける所定位置に配置される。
【００３２】
以下の説明においては、背面部２４から正面部２３に向かう方向を＋Ｚ方向とし、当該＋Ｚ方向に交差し、かつ、互いに交差する方向を＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向とする。これら＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向のうち、＋Ｘ方向を左側面部２５から右側面部２６に向かう方向とし、＋Ｙ方向を、上記底面部から上記天面部に向かう方向とする。すなわち、＋Ｚ方向は、＋Ｙ方向側から見た場合に、投射光学装置４６の中心軸に沿って、当該投射光学装置４６が画像光を投射する方向である。また、図示を省略するが、＋Ｚ方向の反対方向を−Ｚ方向とする。−Ｘ方向及び−Ｙ方向も同様である。なお、本実施形態では、＋Ｘ方向、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向は、互いに直交する方向として規定している。
【００３３】
［冷却装置の構成］
図２は、冷却装置５Ａの構成を示す模式図であり、ＸＺ平面に沿う冷却装置５Ａの断面を模式的に示す図である。
冷却装置５Ａは、プロジェクター１の冷却対象の１つである画像形成ユニットＦＵを冷却する。この冷却装置５Ａは、図１及び図２に示すように、上記空間Ｓ内に配置される筐体５１を有する他、図２に示すように、流通装置５２を有する。
【００３４】
［筐体の構成］
筐体５１は、図２に示すように、偏光素子ＰＰを含む画像形成ユニットＦＵが内部に配置される筐体であり、略直方体形状に形成されている。この筐体５１は、それぞれ異なる側面部に、開口部５１１Ｂ，５１１Ｇ，５１１Ｒ，５１１Ｅを有する。
開口部５１１Ｂ，５１１Ｇ，５１１Ｒは、それぞれ対応する入射側偏光板４５２Ｂ，４５２Ｇ，４５２Ｒの光入射面に対向する位置に形成されている。これら開口部５１１Ｂ，５１１Ｇ，５１１Ｒは、それぞれ対応するフィールドレンズ４５１（図１参照）を透過した青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲが通過する開口部である。
開口部５１１Ｅは、光合成装置４５５の光出射面４５５Ｅに対向する位置に形成されている。この開口部５１１Ｅは、当該光出射面４５５Ｅから出射された上記画像光が通過する開口部である。
これら開口部５１１Ｂ，５１１Ｇ，５１１Ｒ，５１１Ｅには、透光性部材５１２が嵌め込まれており、これら開口部５１１Ｂ，５１１Ｇ，５１１Ｒ，５１１Ｅは、当該透光性部材５１２によって閉塞されている。
【００３５】
このような筐体５１は、内部に冷却液体が封入される密閉筐体として構成されている。すなわち、筐体５１の内部には、当該冷却液体が充填されており、上記画像形成ユニットＦＵは、当該冷却液体に浸漬される。
なお、密閉筐体とは、例えば、パッキン等を介して筐体５１の一部の側面部が着脱可能に取り付けられている構造等、筐体５１内の冷却液体が筐体５１の外部に漏れ出ることが抑制されている範囲内で、簡素な密閉構造も含む。
また、冷却液体としては、電源及び画像情報が供給されて駆動される光変調装置４５３の動作に影響を与えない不活性液体（特に、フッ素系の不活性液体）を利用できる。このような不活性液体としては、例えば、フロリナート（スリーエム社の商標）やＮＯＶＥＣ（スリーエム社の登録商標）を採用できる。
【００３６】
［流通装置の構成］
流通装置５２は、筐体５１内の冷却液体を撹拌して、当該筐体５１内にて冷却液体を循環させる。これにより、流通装置５２は、当該冷却液体を画像形成ユニットＦＵに流通させる。この流通装置５２は、本実施形態では、モーター（図示省略）と、当該モーターによって回転されるシャフト５２１と、当該シャフト５２１の外周に設けられたインペラ５２２と、を有する。このような構成であれば、冷却液体を撹拌するシャフト５２１及びインペラ５２２を筐体５１内に配置し、発熱源となるモーターを筐体５１外に配置することも可能である。この場合には、冷却液体の温度が流通装置５２によって上昇することが抑制される。しかしながら、流通装置５２の構成は、上記に限定されない。
【００３７】
本実施形態では、シャフト５２１及びインペラ５２２は、筐体５１内のデッドスペースに複数設けられている。具体的に、各シャフト５２１及びインペラ５２２は、＋Ｙ方向側から筐体５１内を見た場合に、略正方形状の筐体５１において投射光学装置４６に入射される画像光がほぼ通過しない四隅部分に配設されている。
すなわち、４つの流通装置５２のうちの２つの流通装置５２が有するシャフト５２１及びインペラ５２２は、光変調装置４５３Ｂを＋Ｚ方向において挟む位置に配置され、他の２つの流通装置５２が有するシャフト５２１及びインペラ５２２は、光変調装置４５３Ｒを＋Ｚ方向において挟む位置に配置されている。換言すると、４つの流通装置５２のうちの２つの流通装置５２が有するシャフト５２１及びインペラ５２２は、光変調装置４５３Ｇを＋Ｘ方向において挟む位置に配置され、他の２つの流通装置５２が有するシャフト５２１及びインペラ５２２は、光合成装置４５５の光出射面４５５Ｅを＋Ｘ方向において挟む位置に配置されている。なお、これに限らず、流通装置５２の位置及び数は、適宜変更可能である。
【００３８】
［冷却液体の流れ］
このような冷却装置５Ａにおいて、各流通装置５２が駆動されると、筐体５１内の冷却液体は、図２に示すように、筐体５１の内面と入射側偏光板４５２との間、入射側偏光板４５２と光変調装置４５３との間、光変調装置４５３と出射側偏光板４５４との間、及び、出射側偏光板４５４と光合成装置４５５との間を、これらに沿って流通する。
この際、入射側偏光板４５２に沿って流通する冷却液体は、当該入射側偏光板４５２の周囲に沿って流通する。例えば、緑色光ＬＧ用の入射側偏光板４５２Ｇに沿って流通する冷却液体は、当該入射側偏光板４５２Ｇの光入射側を−Ｘ方向に沿って流通した後、光出射側に流通して、当該入射側偏光板４５２Ｇの光出射側を−Ｘ方向とは反対方向である＋Ｘ方向に沿って流通する。そして、当該冷却液体は、光入射側に再度流通して、入射側偏光板４５２Ｇの光入射側を−Ｘ方向に流通する。
【００３９】
また、出射側偏光板４５４に沿って流通する冷却液体は、当該出射側偏光板４５４の周囲に沿って流通する。例えば、緑色光ＬＧ用の出射側偏光板４５４Ｇに沿って流通する冷却液体は、当該出射側偏光板４５４Ｇの光入射側を−Ｘ方向に沿って流通した後、光出射側に流通して、当該出射側偏光板４５４Ｇの光出射側を＋Ｘ方向に沿って流通する。そして、当該冷却液体は、光入射側に再度流通して、出射側偏光板４５４Ｇの光入射側を−Ｘ方向に流通する。
【００４０】
このように冷却液体が流通することによって、光変調装置４５３においても、冷却液体は、光入射側と光出射側とで互いに反対方向に流通する。例えば、緑色光ＬＧ用の光変調装置４５３Ｇの光入射側を流通する冷却液体は、当該光変調装置４５３Ｇの光入射面に沿って＋Ｘ方向に流通する。この光変調装置４５３Ｇの光出射側を流通する冷却液体は、当該光変調装置４５３Ｇの光出射面に沿って−Ｘ方向に流通する。
【００４１】
入射側偏光板４５２Ｂ、光変調装置４５３Ｂ及び出射側偏光板４５４Ｂの各光学素子に沿って流通する冷却液体も、上記と同様に、各光学素子における光入射側と光出射側とで互いに反対方向に流通する。また、入射側偏光板４５２Ｒ、光変調装置４５３Ｒ及び出射側偏光板４５４Ｒの各光学素子に沿って流通する冷却液体も、上記と同様に、各光学素子における光入射側と光出射側とで互いに反対方向に流通する。
これにより、入射側偏光板４５２、光変調装置４５３及び出射側偏光板４５４が冷却される。
【００４２】
なお、それぞれの入射側偏光板４５２、それぞれの光変調装置４５３、及び、それぞれの出射側偏光板４５４に沿って流通する冷却液体の流速は、略同じである。具体的に、入射側偏光板４５２Ｂ，４５２Ｇ，４５２Ｒのそれぞれに沿って流通する冷却液体の流速は、光入射側と光出射側とで略同じであり、出射側偏光板４５４Ｂ，４５４Ｇ，４５４Ｒのそれぞれに沿って流通する冷却液体の流速も、光入射側と光出射側とで略同じである。そして、入射側偏光板４５２に沿って流通する冷却液体の流速は、出射側偏光板４５４に沿って流通する冷却液体の流速と同じである。このため、入射側偏光板４５２Ｂ及び出射側偏光板４５４Ｂに挟まれる光変調装置４５３Ｂと、入射側偏光板４５２Ｇ及び出射側偏光板４５４Ｇに挟まれる光変調装置４５３Ｇと、入射側偏光板４５２Ｒ及び出射側偏光板４５４Ｒに挟まれる光変調装置４５３Ｒとのそれぞれに沿って流通する冷却液体の流速も、光入射側と光出射側とで同じである。
従って、それぞれの入射側偏光板４５２、それぞれの光変調装置４５３、及び、それぞれの出射側偏光板４５４は、略同じ冷却効率で冷却される。しかしながら、これに限らず、例えば温度が高くなりやすい構成や、熱によって劣化しやすい構成に流通する冷却液体の流速を、他の構成に比べて高くしてもよい。
【００４３】
［照度むらの改善］
ここで、液体は、温度の変化に伴って密度が変化し、これにより、屈折率が変化する。このため、入射側偏光板４５２の光入射側及び光出射側を一端側から他端側に向かって同方向に冷却液体が流通する場合、すなわち、冷却液体が入射側偏光板４５２の光入射側と光出射側とで互いに同じ方向に流通する場合、当該冷却液体の温度は、他端側に向かうに従って高くなることから、入射側偏光板４５２の一端側と他端側とで冷却液体の屈折率が異なる。このような不均一な屈折率分布が生じると、入射側偏光板４５２の一端側を通過した光の照度と、他端側を通過した光の照度とが異なるようになり、入射側偏光板４５２の光路後段に配置される光変調装置４５３に入射される光束に不均一な照度分布が生じる。この場合、当該光変調装置４５３によって変調されてプロジェクター１から投射された画像に、照度むらが観察される。
【００４４】
これに対し、上記のように、本実施形態において、入射側偏光板４５２の光入射側と光出射側とで、冷却液体の流通方向は、互いに反対方向である。例えば、緑色光ＬＧ用の入射側偏光板４５２Ｇの光入射側では、冷却液体は−Ｘ方向に流通し、光出射側では、冷却液体は＋Ｘ方向に流通する。このため、入射側偏光板４５２Ｇの＋Ｘ方向側と−Ｘ方向側とで、冷却液体の温度を略同じ値とすることができる。すなわち、所定の光学素子における光入射側を流通する冷却液体の温度の平均値と、光出射側を流通する冷却液体の温度の平均値とを、略同じ値にすることができる。そして、冷却液体の屈折率を略同じ値とすることができる。すなわち、所定の光学素子における光入射側を流通する冷却液体の屈折率の平均値と、光出射側を流通する冷却液体の屈折率の平均値とを、略同じ値にすることができる。他の入射側偏光板４５２Ｂ，４５２Ｒも同様である。これにより、入射側偏光板４５２を通過して光変調装置４５３に入射される光束の照度を略均一化できるので、上記照度むらの発生を抑制できる。
【００４５】
［解像度むらの改善］
出射側偏光板４５４の光入射側及び光出射側を一端側から他端側に向かって同方向に冷却液体が流通すると、当該冷却液体の温度は、他端側に向かうに従って高くなることから、出射側偏光板４５４の一端側と他端側とで冷却液体の屈折率が異なる。このような不均一な屈折率分布が生じると、投射光学装置４６のバックフォーカス位置が変化する。すなわち、当該バックフォーカス位置が、光変調装置４５３に局所的に合わなくなる。このようなバックフォーカス位置の局所的な変化（ずれ）が生じると、投射光学装置４６によって投射された画像において、ある画素の中心位置が変化する現象や、当該画素の大きさが変化する現象、すなわち、上記解像度むらが顕著に観察される。
【００４６】
これに対し、出射側偏光板４５４の光入射側と光出射側とで、冷却液体の流通方向は、互いに反対方向である。例えば、緑用の出射側偏光板４５４Ｇの光入射側では、冷却液体は−Ｘ方向に流通し、光出射側では、＋Ｘ方向に流通する。このため、上記入射側偏光板４５２Ｇでの場合と同様に、出射側偏光板４５４Ｇの＋Ｘ方向側と−Ｘ方向側とで、冷却液体の温度（光入射側及び光出射側の冷却液体の温度の平均値）を略同じ値とすることができ、冷却液体の屈折率（光入射側及び光出射側の冷却液体の屈折率の平均値）を略同じ値とすることができる。他の出射側偏光板４５４Ｂ，４５４Ｒも同様である。これにより、上記バックフォーカス位置が局所的に変化することを抑制でき、投射された画像に上記解像度むらが顕著に現れることが抑制される。
【００４７】
［冷却液体の流通方向に対する偏光板の向き］
図３及び図４は、偏光素子ＰＰの構成を示す模式図である。具体的に、図３は、偏光素子ＰＰを光入射側から見た模式図であり、図４は、偏光素子ＰＰの透過軸に沿う断面を模式的に示す図である。
本実施形態では、入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４として、図３及び図４に示す偏光素子ＰＰが採用されている。この偏光素子ＰＰは、光を透過させる透光性基板ＰＰ１上に、凹凸構造ＰＰ２が形成されたワイヤーグリッド型の無機偏光板である。
これらのうち、凹凸構造ＰＰ２は、偏光素子ＰＰを透過する光の進行方向を＋Ｌ方向とし、当該＋Ｌ方向に交差し、かつ、互いに交差する＋Ｍ方向及び＋Ｎ方向とした場合、光入射面において、＋Ｍ方向に沿って延出し、かつ、＋Ｎ方向に配列された複数の突条部ＰＰ３（複数の凸部）と、当該複数の突条部ＰＰ３間のそれぞれに溝部ＰＰ４と、を有する。
それぞれの突条部ＰＰ３は、図４に示すように、アルミニウムを含む無機偏光材料が蒸着等によって透光性基板ＰＰ１上に積層されたグリッド層ＰＰ３１と、当該グリッド層ＰＰ３１上に塗布されたシリコン等の吸収層ＰＰ３２と、を含んで構成される。
このような偏光素子ＰＰの透過軸は、上記突条部ＰＰ３の配列方向、すなわち、＋Ｎ方向に沿う軸となる。
【００４８】
このような偏光素子ＰＰに沿って冷却液体が流通する場合、凹凸構造ＰＰ２に対する冷却液体の流通方向によっては、偏光素子ＰＰの冷却効率が低下する。
具体的に、上記突条部ＰＰ３の配列方向である＋Ｎ方向、或いは、当該＋Ｎ方向の反対方向である−Ｎ方向（図示省略）に冷却液体が流通すると、当該突条部ＰＰ３によって速度境界層が厚くなり、偏光素子ＰＰの冷却効率が低下する。
これに対し、上記突条部ＰＰ３及び上記溝部ＰＰ４の延出方向（長手方向）である＋Ｍ方向、或いは、＋Ｍ方向の反対方向である−Ｍ方向（図示省略）に沿って冷却液体が流通すると、速度境界層が薄くなり、上記に比べて偏光素子ＰＰの冷却効率が高くなる。特に、上記のように例示したフッ素系の不活性液体の粘度は、気体より高く、水より小さい。また、当該不活性液体の表面張力は、水より大きい。このため、当該不活性液体により構成された冷却液体を、＋Ｍ方向又は−Ｍ方向に沿って流通させることにより、当該冷却液体による偏光素子ＰＰの冷却効率を高めることができる。
【００４９】
図５は、入射側偏光板４５２Ｇの突条部ＰＰ３及び溝部ＰＰ４の延出方向と冷却液体の流通方向とを示す図である。なお、図５においては、入射側偏光板４５２Ｇが有する複数の突条部ＰＰ３及び複数の溝部ＰＰ４のうち、一部についてのみ符号を付す。
冷却装置５Ａでは、上記偏光素子ＰＰが採用された入射側偏光板４５２のうち緑色光ＬＧ用の入射側偏光板４５２Ｇにおいて、冷却液体は、当該入射側偏光板４５２Ｇの光入射側を−Ｘ方向に沿って流通し、入射側偏光板４５２Ｇの光出射側を＋Ｘ方向に沿って流通する。このため、図５に示すように、入射側偏光板４５２Ｇを、突条部ＰＰ３及び溝部ＰＰ４の延出方向が＋Ｘ方向に沿うように配置することにより、上記速度境界層を薄くすることができ、入射側偏光板４５２Ｇを冷却液体によって効率よく冷却できる。
他の入射側偏光板４５２Ｂ，４５２Ｒについても、突条部ＰＰ３及び溝部ＰＰ４の延出方向が冷却液体の流通方向に沿うように、各入射側偏光板４５２Ｂ，４５２Ｒを配置することによって、これら入射側偏光板４５２Ｂ，４５２Ｒを効率よく冷却できる。
【００５０】
また、冷却装置５Ａでは、上記偏光素子ＰＰが採用された出射側偏光板４５４のうち緑色光ＬＧ用の出射側偏光板４５４Ｇにおいて、冷却液体は、当該出射側偏光板４５４Ｇの光入射側を−Ｘ方向に沿って流通し、出射側偏光板４５４Ｇの光出射側を＋Ｘ方向に沿って流通する。このため、入射側偏光板４５２Ｇと同様に、出射側偏光板４５４Ｇを、突条部ＰＰ３及び溝部ＰＰ４の延出方向が＋Ｘ方向に沿うように配置することにより、当該出射側偏光板４５４Ｇを冷却液体によって効率よく冷却できる。
他の出射側偏光板４５４Ｂ，４５４Ｒについても、突条部ＰＰ３及び溝部ＰＰ４の延出方向が冷却液体の流通方向に沿うように、各出射側偏光板４５４Ｂ，４５４Ｒを配置することによって、これら出射側偏光板４５４Ｂ，４５４Ｒを効率よく冷却できる。
【００５１】
なお、複数の突条部ＰＰ３及び複数の溝部ＰＰ４を有する凹凸構造ＰＰ２は、ワイヤーグリッド型の偏光素子ＰＰの光入射面に形成されているとしたが、これに限らず、偏光素子ＰＰの光出射面に形成されていてもよい。そして、入射側偏光板４５２の光入射側及び光出射側を、冷却液体が突条部ＰＰ３及び溝部ＰＰ４の延出方向に沿って互いに反対方向に流通する場合、凹凸構造ＰＰ２が、入射側偏光板４５２において光入射側及び光出射側のどちらに位置していても、冷却液体は、当該延出方向に沿って流通する。出射側偏光板４５４においても同様である。
このため、凹凸構造ＰＰ２が光入射側及び光出射側のいずれに位置している場合でも、入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４を効率よく冷却できる。
【００５２】
［第１実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１によれば、以下の効果を奏することができる。
例えば、筐体５１内の冷却液体は、入射側偏光板４５２Ｇの光入射側を、当該入射側偏光板４５２Ｇを通過する緑色光ＬＧの進行方向に対する交差方向である−Ｘ方向（第１方向の一例）に沿って流通し、当該入射側偏光板４５２Ｇの光出射側を、−Ｘ方向とは反対方向である＋Ｘ方向（第２方向の一例）に沿って流通する。これによれば、入射側偏光板４５２Ｇの光入射側を流通する冷却液体の温度分布と、光出射側を流通する冷却液体の温度分布とを、互いに補完することができる。すなわち、入射側偏光板４５２Ｇの光入射側及び光出射側を流通し緑色光ＬＧが通過する冷却液体の温度分布を略均一化できるので、当該緑色光ＬＧは、略均一な屈折率分布を有する冷却液体を通過した光とみなすことができる。このため、光変調装置４５３Ｇに入射される緑色光ＬＧの照度分布を略均一化できるので、光変調装置４５３によって形成される画像、ひいては、プロジェクター１によって投射された画像に、照度むらが発生することを抑制できる。他の入射側偏光板４５２Ｂ，４５２Ｒにおいても同様である。
従って、投射光学装置４６によって投射されて表示された画像に照度むらが観察されることを抑制でき、当該画像の劣化を抑制できる。
【００５３】
例えば、筐体５１内の冷却液体は、出射側偏光板４５４Ｇの光入射側を、当該出射側偏光板４５４Ｇを通過する緑色光ＬＧの進行方向に対する交差方向である−Ｘ方向（第１方向の一例）に沿って流通し、当該出射側偏光板４５４Ｇの光出射側を、−Ｘ方向とは反対方向である＋Ｘ方向（第２方向の一例）に沿って流通する。これによれば、出射側偏光板４５４Ｇの光入射側を流通する冷却液体の温度分布と、光出射側を流通する冷却液体の温度分布とを、互いに補完することができる。すなわち、出射側偏光板４５４Ｇの光入射側及び光出射側を流通し緑色光ＬＧが通過する冷却液体の温度分布を略均一化できるので、当該緑色光ＬＧは、略均一な屈折率分布を有する冷却液体を通過した光とみなすことができる。このため、投射光学装置４６のバックフォーカス位置が局所的に変動することを抑制できるので、投射された画像を構成する、赤色光ＬＲにより形成された赤色画像、緑色光ＬＧにより形成された緑色画像、及び、青色光ＬＢにより形成された青色画像のうち、緑色画像に解像度むらが顕著に観察されることを抑制できる。他の出射側偏光板４５４Ｂ，４５４Ｒにおいても同様である。
従って、投射光学装置４６によって投射されて表示された画像に解像度むらが観察されることを抑制でき、当該画像の劣化を抑制できる。
【００５４】
各入射側偏光板４５２において、光入射側を流通する冷却液体の流速と、光出射側を流通する冷却液体の流速とは、略同じである。また、各出射側偏光板４５４において、光入射側を流通する冷却液体の流速と、光出射側を流通する冷却液体の流速とは、略同じである。これによれば、入射側偏光板４５２の光入射側と光出射側とを略均一に冷却できる。また、出射側偏光板４５４の光入射側と光出射側とを略均一に冷却できる。この他、入射側偏光板４５２の光入射側を流通する冷却液体の温度分布と、光出射側を流通する冷却液体の温度分布とを、一致させることができる。また、入射側偏光板４５２の光入射側を流通する冷却液体の屈折率分布と、光出射側を流通する冷却液体の屈折率分布とを、一致させることができる。これにより、入射側偏光板４５２の光入射側と光出射側とで、冷却液体の屈折率分布を均一化できる。出射側偏光板４５４においても同様である。従って、投射された画像の劣化をより効果的に抑制できる。
【００５５】
プロジェクター１は、緑色光ＬＧを含む複数の色光のそれぞれに対応する複数の光変調装置４５３Ｂ，４５３Ｇ，４５３Ｒと、前記複数の光変調装置のそれぞれによって変調された色光を合成する光合成装置４５５と、を備える。偏光素子ＰＰは、緑色光ＬＧに対応する光変調装置４５３Ｇの光出射側に位置する出射側偏光板４５４Ｇを構成する。
これによれば、青色光ＬＢ及び赤色光ＬＲに比べて光量が大きい緑色光ＬＧが入射されて温度が高くなりやすい出射側偏光板４５４Ｇを効果的に冷却できる。従って、プロジェクター１の長寿命化を図ることができる。
【００５６】
入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４に採用される偏光素子ＰＰは、透光性基板ＰＰ１の光入射面及び光出射面のうち一方の面に、凹凸構造ＰＰ２を有する。この凹凸構造ＰＰ２は、上記＋Ｍ方向（所定の方向）に沿ってそれぞれ延出し、かつ、＋Ｎ方向（所定の方向に交差する方向）に沿って配列された複数の突条部ＰＰ３（複数の凸部）と、当該複数の突条部ＰＰ３間のそれぞれに形成される複数の溝部ＰＰ４とを有する。そして、入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４は、上記一方の面に沿って流通する冷却液体の流通方向に、上記複数の突条部ＰＰ３の延出方向が沿うように配置される。換言すると、入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４は、当該冷却液体の流通方向にそれぞれ沿い、かつ、当該流通方向に交差する方向に配列された複数の突条部ＰＰ３を有する。これによれば、上記のように、速度境界層を薄くすることができ、偏光板４５２，４５４の冷却効率を高めることができる。従って、偏光板４５２，４５４を効果的に冷却できる。
【００５７】
筐体５１内に充填される冷却液体は、フッ素系の不活性液体である。これによれば、冷却液体に浸漬した状態で、電子部品である光変調装置４５３を動作させることができる。従って、光変調装置４５３を冷却しつつ、当該光変調装置４５３を安定して動作させることができ、プロジェクター１を安定して動作させることができる。
【００５８】
［第１実施形態の変形］
上記プロジェクター１の冷却装置５Ａでは、流通装置５２によって流通する冷却液体は、各入射側偏光板４５２及び各出射側偏光板４５４を＋Ｙ方向側から見た場合に、これら偏光板４５２，４５４の周囲を反時計回りに流通していた。しかしながら、これに限らず、冷却装置は、＋Ｙ方向側から見て、冷却液体が偏光板４５２，４５４の周囲を時計回りに流通する構成としてもよい。また、冷却装置は、冷却液体が偏光板４５２，４５４の光入射側を＋Ｙ方向及び−Ｙ方向の一方に流通し、光出射側を他方に流通する構成としてもよい。
なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図６は、上記冷却装置５Ａの変形である冷却装置５Ｂを示す模式図である。詳述すると、図６は、ＸＹ平面に沿う冷却装置５Ｂの断面を模式的に示す図である。なお、図６では、筐体５１内に配置され、光合成装置４５５を支持する支持部ＳＭが図示されている。
例えば、図６に示す冷却装置５Ｂは、冷却装置５Ａと同様に、画像形成ユニットＦＵが配置され、内部に冷却液体が充填される筐体５１と、筐体５１内の冷却液体を撹拌して循環させる流通装置５２と、を備える。
この冷却装置５Ｂでは、入射側偏光板４５２（入射側偏光板４５２Ｇは図示省略）に沿って流通する冷却液体は、当該入射側偏光板４５２の光入射側を−Ｙ方向に流通し、光出射側を＋Ｙ方向に流通して、当該入射側偏光板４５２の周囲を循環する。
また、出射側偏光板４５４（出射側偏光板４５４Ｇは図示省略）に沿って流通する冷却液体は、当該出射側偏光板４５４の光入射側を−Ｙ方向に流通し、光出射側を＋Ｙ方向に流通して、当該出射側偏光板４５４の周囲を循環する。
【００６０】
図７は、冷却装置５Ｂにおける入射側偏光板４５２Ｂの突条部ＰＰ３及び溝部ＰＰ４の延出方向と冷却液体の流通方向とを示す図である。なお、図７においては、入射側偏光板４５２Ｂが有する複数の突条部ＰＰ３及び複数の溝部ＰＰ４のうち、一部についてのみ符号を付す。
なお、冷却装置５Ｂでも、入射側偏光板４５２は、それぞれの突条部ＰＰ３及び溝部ＰＰ４の延出方向が、冷却液体の流通方向に沿うように配置される。
例えば、入射側偏光板４５２Ｂは、凹凸構造ＰＰ２が光入射側に位置するとした場合、図７に示すように、突条部ＰＰ３及び溝部ＰＰ４の延出方向が、冷却液体の流通方向である−Ｙ方向に沿うように配置される。また、他の入射側偏光板４５２Ｇ，４５２Ｒも同様であり、各出射側偏光板４５４も同様である。これにより、上記速度境界層を薄くすることができ、入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４を効率よく冷却できる。
なお、凹凸構造ＰＰ２が、各偏光板４５２，４５４の光出射側に位置する場合や、冷却液体が各偏光板４５２，４５４の光入射側を＋Ｙ方向に流通し、光出射側を−Ｙ方向に流通する場合でも同様に、当該各偏光板４５２，４５４を効率よく冷却できる。
従って、このような冷却装置５Ｂを備えるプロジェクターによっても、上記冷却装置５Ａを備えるプロジェクター１と同様の効果を奏することができる。
【００６１】
なお、冷却装置５Ａ，５Ｂは、冷却液体が各偏光板４５２，４５４の周囲を循環するように流通する構成に限らない。例えば、入射側偏光板４５２に沿って流通する冷却液体の流通方向が、当該入射側偏光板４５２の光入射側と光出射側とで互いに反対方向であり、出射側偏光板４５４に沿って流通する冷却液体の流通方向が、当該出射側偏光板４５４の光入射側と光出射側とで互いに反対方向となれば、これら偏光板４５２，４５４の周囲を冷却液体が循環しなくてもよい。
【００６２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を有するが、冷却装置の筐体内の空間を区画する区画部材を有する点で、当該プロジェクター１とは相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
図８は、本実施形態に係るプロジェクターが有する冷却装置５Ｃを示す模式図である。詳述すると、図８は、ＸＺ平面に沿う冷却装置５Ｃの断面を模式的に示す図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、冷却装置５Ａに代えて冷却装置５Ｃを有する他は、上記プロジェクター１と同様の構成及び機能を有する。
冷却装置５Ｃは、それぞれ上記した筐体５１及び流通装置５２を有する他、図８に示すように、区画部材５３Ｃ，５４Ｃを有する。
【００６４】
区画部材５３Ｃ，５４Ｃは、筐体５１内に設けられ、当該筐体５１内の空間を区画する。具体的に、区画部材５３Ｃは、筐体５１内に配置された画像形成ユニットＦＵの各入射側偏光板４５２を＋Ｘ方向及び＋Ｚ方向において接続し、当該入射側偏光板４５２に対する光入射側の空間ＳＰ１と、光出射側の空間とを区画する。
このような区画部材５３Ｃは、光合成装置４５５の光出射面４５５Ｅに対向する部位に、画像光が通過する開口部５３Ｃ１を有する。この開口部５３Ｃ１は、当該画像光が通過可能な透光性部材５３Ｃ２によって閉塞されている。
【００６５】
また、区画部材５４Ｃは、筐体５１内に配置された画像形成ユニットＦＵの各出射側偏光板４５４を＋Ｘ方向及び＋Ｚ方向において接続し、当該出射側偏光板４５４に対する光入射側の空間ＳＰ２と、光出射側の空間ＳＰ３とを区画する。すなわち、区画部材５４Ｃは、上記入射側偏光板４５２に対する光出射側の空間を、空間ＳＰ２と空間ＳＰ３とに区画する。
このような区画部材５４Ｃも、光出射面４５５Ｅに対向する部位に、画像光が通過する開口部５４Ｃ１を有し、当該開口部５４Ｃ１は、透光性部材５４Ｃ２によって閉塞されている。
これら区画部材５３Ｃ，５４Ｃによって、筐体５１内の空間は、入射側偏光板４５２に対する光入射側の空間ＳＰ１と、当該入射側偏光板４５２に対する光出射側で、かつ、出射側偏光板４５４に対する光入射側の空間ＳＰ２と、当該出射側偏光板４５４に対する光出射側の空間ＳＰ３と、に区画される。
【００６６】
なお、図示を省略するが、筐体５１内には、当該区画部材５３Ｃ，５４Ｃに対する＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側に冷却液体が流通可能な空間が形成されている。このため、冷却液体は、空間ＳＰ１〜ＳＰ３の間を流通可能である。すなわち、区画部材５３Ｃ，５４Ｃによって、空間ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３は、それぞれの空間を冷却液体が相互に流通可能に区画されている。これら空間ＳＰ１〜ＳＰ３のそれぞれの内部には、流通装置５２（シャフト５２１及びインペラ５２２）が設けられており、当該空間ＳＰ１〜ＳＰ３内の冷却液体を撹拌及び流通させる。
【００６７】
このような冷却装置５Ｃにおいて、空間ＳＰ１内の流通装置５２が駆動されると、当該空間ＳＰ１内の冷却液体は、図８において開口部５１１Ｅが上側となるように＋Ｙ方向側から筐体５１を見て、反時計回りに流通する。このように流通する冷却液体は、筐体５１の内面と入射側偏光板４５２との間を流通して、これら入射側偏光板４５２の光入射側の面を冷却する。例えば、当該冷却液体は、入射側偏光板４５２Ｇの光入射側を−Ｘ方向に沿って流通して、当該入射側偏光板４５２Ｇの光入射面を冷却する。なお、熱を帯びた冷却液体が筐体５１の内面に接触することによって、当該冷却液体の熱の一部は筐体５１に伝達され、当該筐体５１によって外部に放熱される。これにより、冷却液体は冷却される。
【００６８】
また、空間ＳＰ２内の流通装置５２が駆動されると、当該空間ＳＰ２内の冷却液体は、図８において＋Ｙ方向側から筐体５１を見て、時計回りに流通する。このように流通する冷却液体は、入射側偏光板４５２と光変調装置４５３との間、及び、光変調装置４５３と出射側偏光板４５４との間を流通して、各入射側偏光板４５２の光出射面と、各光変調装置４５３の光入射面及び光出射面と、各出射側偏光板４５４の光入射面を冷却する。例えば、当該冷却液体は、入射側偏光板４５２Ｇと光変調装置４５３Ｇとの間、及び、光変調装置４５３Ｇと出射側偏光板４５４Ｇとの間を＋Ｘ方向に沿って流通して、これらを冷却する。
【００６９】
更に、空間ＳＰ３内の流通装置５２が駆動されると、当該空間ＳＰ３内の冷却液体は、図８において＋Ｙ方向側から筐体５１を見て、反時計回りに流通する。このように流通する冷却液体は、出射側偏光板４５４と光合成装置４５５との間を流通して、これら出射側偏光板４５４の光出射面を冷却する。例えば、当該冷却液体は、出射側偏光板４５４Ｇと光合成装置４５５（光入射面４５５Ｇ）との間を−Ｘ方向に沿って流通して、これらを冷却する。
【００７０】
このように、筐体５１内の冷却液体は、各光変調装置４５３の光入射側及び光出射側を、当該各光変調装置４５３に沿って同方向に流通する他、各入射側偏光板４５２の光入射側及び光出射側を、当該各入射側偏光板４５２に沿って互いに反対方向に流通し、各出射側偏光板４５４の光入射側及び光出射側を、当該各出射側偏光板４５４に沿って互いに反対方向に流通する。そして、詳しい図示を省略するが、各偏光板４５２，４５４の上記突条部ＰＰ３及び溝部ＰＰ４の延出方向は、冷却液体の流通方向に沿う。
このため、上記冷却装置５Ａの場合と同様に、上記照度むら及び上記解像度むらの発生を抑制しつつ、各偏光板４５２，４５４を効率よく冷却できる。
なお、本実施形態においては、空間ＳＰ１〜ＳＰ３のそれぞれを流通する冷却液体の流速を略同じとしている。しかしながら、これに限らず、例えば空間ＳＰ２，ＳＰ３を流通する冷却液体の流速を、空間ＳＰ１を流通する冷却液体の流速より高くして、出射側偏光板４５４を積極的に冷却する構成としてもよい。
以上説明した冷却装置５Ｃを有するプロジェクターによっても、上記プロジェクター１と同様の効果を奏することができる。
【００７１】
［第２実施形態の変形］
上記冷却装置５Ｃでは、光変調装置４５３に沿って流通する冷却液体は、光入射側及び光出射側で同方向に流通するとした。しかしながら、これに限らず、光変調装置４５３においても、光入射側及び光出射側のそれぞれで、冷却液体が互いに反対方向となるように流通してもよい。この場合、各光変調装置４５３間を接続する区画部材を、新たに設けてもよい。
また、上記照度むら及び上記解像度むらのうち一方の改善を図る構成として、区画部材５３Ｃ，５４Ｃのうち一方のみを筐体５１内に設け、対象となる偏光板の光入射側と光出射側とで、冷却液体が互いに反対方向となるように流通させてもよい。
【００７２】
図９は、冷却装置５Ｃの変形である冷却装置５Ｄを示す模式図である。詳述すると、図９は、ＸＺ平面に沿う冷却装置５Ｄの断面を模式的に示す図である。
例えば、図９に示す冷却装置５Ｄは、冷却装置５Ｃと同様の構成を有するが、区画部材５４Ｃは設けられていない。このため、区画部材５３Ｃは、筐体５１内の空間を、入射側偏光板４５２に対する光入射側の空間ＳＰ１と、光出射側の空間ＳＰ４とに区画する。
このような冷却装置５Ｄにおいて、空間ＳＰ１内の流通装置５２が駆動されると、＋Ｙ方向側から見て、冷却液体は、当該空間ＳＰ１内を反時計回りに流通する。また、空間ＳＰ４内の流通装置５２が駆動されると、＋Ｙ方向側から見て、冷却液体は、当該空間ＳＰ４内を時計回りに流通する。
【００７３】
このため、各入射側偏光板４５２においては、光入射側を流通する冷却液体の流通方向と、光出射側を流通する冷却液体の流通方向とが、互いに反対方向となる。このような冷却液体の流通方向は、入射側偏光板４５２に対する光入射側と光出射側とで互いに反対方向となれば、他の方向でもよい。そして、各光変調装置４５３及び各出射側偏光板４５４は、それぞれの光入射側及び光出射側を同方向に流通する冷却液体によって冷却される。
このような冷却装置５Ｄによっても、投射された画像に上記照度むらが顕著に観察されることを抑制でき、当該画像の劣化を抑制できる。
【００７４】
図１０は、冷却装置５Ｃの変形である冷却装置５Ｅを示す模式図である。詳述すると、図１０は、ＸＺ平面に沿う冷却装置５Ｅの断面を模式的に示す図である。
また例えば、図１０に示す冷却装置５Ｅは、冷却装置５Ｃと同様の構成を有するが、区画部材５３Ｃは設けられていない。このため、区画部材５４Ｃは、筐体５１内の空間を、出射側偏光板４５４に対する光入射側の空間ＳＰ５と、光出射側の空間ＳＰ３とに区画する。
このような冷却装置５Ｅにおいて、空間ＳＰ５内の流通装置５２が駆動されると、＋Ｙ方向側から見て、冷却液体は、当該空間ＳＰ５内を反時計回りに流通する。また、空間ＳＰ３内の流通装置５２が駆動されると、＋Ｙ方向側から見て、冷却液体は、当該空間ＳＰ３内を時計回りに流通する。
【００７５】
このため、各出射側偏光板４５４においては、光入射側を流通する冷却液体の流通方向と、光出射側を流通する冷却液体の流通方向とが、互いに反対方向となる。このような冷却液体の流通方向は、出射側偏光板４５４に対する光入射側と光出射側とで互いに反対方向となれば、他の方向でもよい。そして、各入射側偏光板４５２及び各光変調装置４５３は、それぞれの光入射側及び光出射側を同方向に流通する冷却液体によって冷却される。
このような冷却装置５Ｅによっても、投射された画像に上記解像度むらが顕著に観察されることを抑制でき、当該画像の劣化を抑制できる。
【００７６】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を備える。しかしながら、本実施形態に係るプロジェクターが備える冷却装置では、光合成装置４５５と投射光学装置４６との間の冷却液体の流通が規制されている。この点で、本実施形態に係るプロジェクターと、上記プロジェクター１とは相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
図１１は、本実施形態に係るプロジェクターが有する冷却装置５Ｆを示す模式図である。詳述すると、図１１は、ＸＺ平面に沿う冷却装置５Ｆの断面を模式的に示す図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、冷却装置５Ａに代えて冷却装置５Ｆを有する他は、上記プロジェクター１と同様の構成及び機能を有する。
冷却装置５Ｆは、図１１に示すように、筐体５１Ｆ及び流通装置５２（図１１では図示省略）を備える。
【００７８】
筐体５１Ｆは、上記筐体５１と同様に、画像形成ユニットＦＵが内部に配置される他、不活性液体である冷却液体が充填された略直方体形状の密閉筐体である。この筐体５１Ｆは、それぞれ透光性部材５１２によって閉塞される開口部５１１Ｂ，５１１Ｇ，５１１Ｒ，５１１Ｅを有する。
【００７９】
この他、筐体５１Ｆは、筐体５１Ｆにおける＋Ｚ方向側に位置し、かつ、入射側偏光板４５２Ｂ，４５２Ｒ、光変調装置４５３Ｂ，４５３Ｒ及び出射側偏光板４５４Ｂ，４５４Ｒに対して＋Ｚ方向側に位置する側面部５１Ｆ１を有する。そして、筐体５１Ｆは、当該側面部５１Ｆ１に、光合成装置４５５の光出射面４５５Ｅにおける光束通過領域ＰＡの外側部分と接続される規制部５１Ｆ２を有する。
規制部５１Ｆ２は、光合成装置４５５の光出射面４５５Ｅから出射される画像光を遮らないように、光束通過領域ＰＡ外に配置されている。この規制部５１Ｆ２は、当該光束通過領域ＰＡへの冷却液体の流入を規制する部位であり、当該光出射面４５５Ｅから投射光学装置４６に入射される画像光の光路において、光出射面４５５Ｅ及び投射光学装置４６の間に冷却液体が流通することを規制する。すなわち、規制部５１Ｆ２は、光合成装置４５５と投射光学装置４６との間に冷却液体を流通させない。本実施形態では、このような規制部５１Ｆ２は、開口部５１１Ｅを形作る端縁が光出射面４５５Ｅと接続されることによって構成されている。
【００８０】
ここで、上記のように、冷却液体は、温度によって屈折率が変化することから、当該冷却液体が筐体５１Ｆ内を循環して冷却対象を冷却すると、冷却液体に不均一な温度分布が生じ、ひいては、不均一な屈折率分布が生じてしまう。
そして、光変調装置４５３から出射された光の光路後段を流通する冷却液体に不均一な屈折率分布が生じると、投射光学装置４６のバックフォーカス位置が変化し、ひいては、上記解像度むらが、投射された画像に観察される。
【００８１】
この解像度むらは、上記光路後段（光変調装置４５３から光出射側）において、冷却液体における上記不均一な屈折率分布が生じる部位が、当該光変調装置４５３から離れる程、顕著に現れる。換言すると、解像度むらは、当該部位が投射光学装置４６に近くなる程、顕著に現れる。例えば、光変調装置４５３と出射側偏光板４５４との間、出射側偏光板４５４と光合成装置４５５との間、及び、光合成装置４５５の光出射面４５５Ｅと投射光学装置４６との間のそれぞれに、冷却液体が流通可能な流路が形成されている場合に、光合成装置４５５と投射光学装置４６との間を流通する冷却液体に上記不均一な屈折率分布が生じると、上記解像度むらが最も顕著に現れる。
【００８２】
これに対し、上記冷却装置５Ｆでは、光変調装置４５３から出射された光が投射光学装置４６に入射されるまでの光路において、当該光変調装置４５３から最も離れた光学部品間領域、すなわち、光出射面４５５Ｅと投射光学装置４６との間の領域に、冷却液体が流通することが、上記規制部５１Ｆ２によって規制される。
これによれば、光合成装置４５５と投射光学装置４６との間に冷却液体が流通可能に構成されている場合に比べて、上記解像度むらが顕著に発生することを抑制できる。
【００８３】
また、このような解像度むらの発生具合は、光の進行方向に交差する方向に冷却液体が流通する冷却装置５Ｆの構成において、各光変調装置４５３の光路後段における冷却液体の流路幅（冷却液体の流路において当該光の進行方向に沿う寸法であり、液厚）の大きさによっても変化する。例えば、当該流路幅が大きくなると、上記解像度むらが顕著となり、当該流路幅が小さくなると、上記解像度むらが観察されにくくなる。
これに対し、冷却装置５Ｆでは、各光変調装置４５３から出射された色光の光路に沿う出射側偏光板４５４と光合成装置４５５との間の寸法は、当該光路に沿う光変調装置４５３と出射側偏光板４５４との間の寸法より小さくなるように、これら光変調装置４５３、出射側偏光板４５４及び光合成装置４５５は配置されている。例えば、赤色光ＬＲの光路において、出射側偏光板４５４Ｒと光合成装置４５５の光入射面４５５Ｒとの間の寸法Ｌ２は、光変調装置４５３Ｒと出射側偏光板４５４Ｒとの間の寸法Ｌ１より小さい。すなわち、出射側偏光板４５４Ｒ及び光入射面４５５Ｒを通過する赤色光ＬＲの進行方向に対して交差する方向に沿って出射側偏光板４５４Ｒと光入射面４５５Ｒとの間を流通する冷却液体の流路幅は、当該赤色光ＬＲの進行方向に対して交差する方向に沿って光変調装置４５３Ｒと出射側偏光板４５４との間を流通する冷却液体の流路幅より小さい。
これにより、上記解像度むらの発生を抑制しつつ、これら光変調装置４５３及び出射側偏光板４５４を冷却できる。
【００８４】
なお、冷却装置５Ｆにおいても上記と同様に、入射側偏光板４５２、光変調装置４５３及び出射側偏光板４５４のそれぞれに沿って流通する冷却液体の流速は、略同じである。また、当該流速は、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲのそれぞれに応じた入射側偏光板４５２、光変調装置４５３及び出射側偏光板４５４のセットの間で略同じである。しかしながら、これに限らず、より高い冷却効率が要求される部品に流通する冷却液体の流速を、他の部品に流通する冷却液体の流速より高めてもよい。
また、冷却装置５Ｆでは、冷却液体は、＋Ｙ方向側から見て各入射側偏光板４５２の周囲を反時計回りに流通され、各出射側偏光板４５４の周囲を反時計回りに流通される。換言すると、当該冷却液体は、＋Ｙ方向側から見て各光変調装置４５３の周囲を時計回りに流通される。しかしながら、これに限らず、冷却装置５Ｆは、冷却液体が、＋Ｙ方向側から見て各入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４のそれぞれの周囲を時計回りに流通する構成としてもよい。また、冷却液体は、入射側偏光板４５２、光変調装置４５３及び出射側偏光板４５４の周囲を循環しなくてもよい。
【００８５】
［第３実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、上記プロジェクター１と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
筐体５１Ｆは、光合成装置４５５の光出射面４５５Ｅと投射光学装置４６との間への冷却液体の流入を規制する規制部５１Ｆ２を有する。これによれば、筐体５１Ｆ内を流通する冷却液体に上記不均一な屈折率分布が生じる場合でも、上記解像度むらが顕著に観察されることを抑制できる。従って、投射された画像の劣化を抑制できる。
【００８６】
光変調装置４５３及び出射側偏光板４５４に沿って、これらの間を流通する冷却液体の流路を第１流路とし、出射側偏光板４５４及び光合成装置４５５に沿って、これらの間を流通する冷却液体の流路を第２流路とした場合、光変調装置４５３から出射された光の進行方向に沿う第２流路の寸法Ｌ２（第２流路の流路幅）は、光変調装置４５３から出射された光の進行方向に沿う第１流路の寸法Ｌ１（第１流路の流路幅）より小さい。すなわち、光変調装置４５３から光路後段側に離れるに従って、冷却液体の流路幅は小さくなっている。換言すると、投射光学装置４６に入射される光の光路において当該投射光学装置４６に近づくに従って、冷却液体の流路幅は小さくなっている。これによれば、上記のように、寸法Ｌ２が寸法Ｌ１より大きい場合に比べて、解像度むらが観察されることを抑制できる。
この他、上記第１流路における冷却液体の流速と、上記第２流路における冷却液体の流速とは、それぞれ略同じである。これによれば、寸法Ｌ２（第２流路の流路幅）は、寸法Ｌ１（第１流路の流路幅）より小さいので、第１流路を流通する冷却液体の流量は、第２流路を流通する冷却液体の流量より多くなる。従って、光変調装置４５３を冷却しやすくすることができる。
【００８７】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を有するが、冷却液体の流通方向が異なる点で、当該プロジェクター１と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８８】
図１２は、本実施形態に係るプロジェクターが有する冷却装置５Ｇを示す模式図である。詳述すると、図１２は、ＸＺ平面に沿う冷却装置５Ｇの断面を模式的に示す図であり、冷却装置５Ｇにおける冷却液体の流通方向と、各光変調装置４５３を通過し、光合成装置４５５を介して投射光学装置４６に入射される各色光の光路とを示す図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、冷却装置５Ａに代えて冷却装置５Ｇを有する他は、上記プロジェクター１と同様の構成及び機能を有する。
冷却装置５Ｇは、図１２に示すように、それぞれ上記した筐体５１及び流通装置５２（図１２では図示省略）を備える他、複数の区画部材５５Ｇを有する。
【００８９】
複数の区画部材５５Ｇは、筐体５１内の空間を区画して、流通装置５２の撹拌によって流通する冷却液体の流通方向を調整する。換言すると、複数の区画部材５５Ｇは、冷却液体を整流する整流部材として機能する。
具体的に、複数の区画部材５５Ｇは、各光変調装置４５３において、光合成装置４５５によって合成されて投射光学装置４６に入射される画像光における一端側の領域Ａ１に対応する部位ＳＴ１側から、当該画像光における他端側の領域Ａ２に対応する部位ＳＴ２側に、冷却液体を流通させる。ここで、部位ＳＴ１は、各光変調装置４５３において、光合成装置４５５から投射光学装置４６に入射される画像光における一端側の領域Ａ１に対応する光を変調する一端側部位である。また、部位ＳＴ２は、各光変調装置４５３において、投射光学装置４６に入射される画像光における他端側の領域Ａ２に対応する光を変調する他端側部位である。
【００９０】
ここで、画像形成ユニットＦＵでは、光変調装置４５３Ｂ，４５３Ｇ，４５３Ｒは、直方体形状の光合成装置４５５において隣り合う３つの光入射面４５５Ｂ，４５５Ｇ，４５５Ｒにそれぞれ対向するように配置されている。そして、緑色光ＬＧは、＋Ｚ方向に沿って進行して入射側偏光板４５２、光変調装置４５３Ｇ及び出射側偏光板４５４を通過した後、光合成装置４５５を通過して、投射光学装置４６に入射される。一方、青色光ＬＢは、＋Ｘ方向に沿って進行して入射側偏光板４５２、光変調装置４５３Ｂ及び出射側偏光板４５４を通過した後、光合成装置４５５にて＋Ｚ方向側に反射されて投射光学装置４６に入射される。他方、赤色光ＬＲは、−Ｘ方向に沿って進行して入射側偏光板４５２、光変調装置４５３Ｒ及び出射側偏光板４５４を通過した後、光合成装置４５５にて＋Ｚ方向側に反射されて投射光学装置４６に入射される。
【００９１】
このため、光合成装置４５５に対して−Ｚ方向側の位置で、かつ、ＸＹ平面に沿うように配置される光変調装置４５３Ｇでは、投射光学装置４６に入射される画像光において＋Ｘ方向側の領域Ａ１（一端側の領域）に対応する光を変調する部位ＳＴ１は、＋Ｘ方向側の部位である。また、光変調装置４５３Ｇでは、当該画像光において−Ｘ方向側の領域Ａ２（他端側の領域）に対応する光を変調する部位ＳＴ２は、−Ｘ方向側の部位である。
同様に、光合成装置４５５に対して−Ｘ方向側に位置で、かつ、ＹＺ平面に沿うように配置される光変調装置４５３Ｂでは、領域Ａ１に対応する光を変調する部位ＳＴ１は＋Ｚ方向側の部位であり、領域Ａ２に対応する光を変調する部位ＳＴ２は−Ｚ方向側の部位である。また、光合成装置４５５に対して＋Ｘ方向側の位置で、ＹＺ平面に沿って配置される光変調装置４５３Ｒでは、部位ＳＴ１は−Ｚ方向側の部位であり、部位ＳＴ２は＋Ｚ方向側の部位である。
【００９２】
ところで、冷却液体が、光変調装置４５３における一端側から他端側に向かって流通すると、冷却液体の流通方向における下流側となる他端側では冷却液体の温度は高くなりやすく、屈折率は低くなりやすい。
そして、各光変調装置４５３における冷却液体の屈折率が低い領域を通過した光が、投射光学装置４６に入射される画像光において同じ領域に位置し、また、各光変調装置４５３における冷却液体の屈折率が高い領域を通過した光が、当該画像光において同じ領域に位置しないと、投射された画像に、色むらが顕著に観察されてしまう。換言すると、各光変調装置４５３Ｂ，４５３Ｇ，４５３Ｒによって変調された各色光において、冷却液体の屈折率が低い領域を通過した光、及び、屈折率が高い領域を通過した光が、画像光においてそれぞれ同じ領域を形成しない場合には、投射された画像に、色むらが顕著に観察されてしまう。
【００９３】
これに対し、冷却装置５Ｇにおいては、流通装置５２及び複数の区画部材５５Ｇによって、冷却液体は、入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４のそれぞれの光入射側及び光出射側を、互いに反対方向に流通する際に、光変調装置４５３の光入射側では、部位ＳＴ２側から部位ＳＴ１側に向かって流通し、当該光変調装置４５３の光出射側では、部位ＳＴ１側から部位ＳＴ２側に向かって流通する。すなわち、光変調装置４５３における光入射側の面に沿って流通する冷却液体の流通方向は、部位ＳＴ１（一端側部位）と部位ＳＴ２（他端側部位）とを結ぶ方向において、各光変調装置４５３の間で略同じである。また、光変調装置４５３における光出射側の面に沿って流通する冷却液体の流通方向は、部位ＳＴ１（一端側部位）と部位ＳＴ２（他端側部位）とを結ぶ方向において、各光変調装置４５３の間で略同じである。
例えば、光変調装置４５３Ｇでは、冷却液体は、当該光変調装置４５３Ｇの光入射側を部位ＳＴ２側から部位ＳＴ１側に向かって流通し、光出射側を部位ＳＴ１側から部位ＳＴ２側に向かって流通する。他の光変調装置４５３Ｂ，４５３Ｒに流通する冷却液体も同様である。
【００９４】
このように、冷却液体を流通させることによって、各光変調装置４５３の光入射側において、部位ＳＴ２から部位ＳＴ１に向かう方向と、冷却液体の流通方向とを一致させることができる。同様に、各光変調装置４５３の光出射側において、部位ＳＴ１から部位ＳＴ２に向かう方向と、冷却液体の流通方向とを一致させることができる。従って、投射された画像に、色むら及び解像度むらが顕著に観察されることを抑制できる。
また、各光変調装置４５３においては、冷却液体の流通方向における上流側が、当該各光変調装置４５３において光入射側と光出射側とで互いに反対側となり、当該流通方向における下流側が、当該各光変調装置４５３において光入射側と光出射側とで互いに反対側となる。これにより、当該光変調装置４５３を略均一に冷却できる。
【００９５】
［第４実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、上記プロジェクター１と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
各光変調装置４５３の光入射側を流通する冷却液体の流通方向は、部位ＳＴ１と部位ＳＴ２とを結ぶ方向において、光変調装置４５３のそれぞれで同じであり、当該冷却液体は、光入射側を部位ＳＴ２側から部位ＳＴ１側に向かって流通する。これによれば、各光変調装置４５３によって変調された変調光は、同じ照度分布を有する変調光として投射光学装置４６に入射される。このため、色毎に照度分布が異なる画像が投射されることを抑制でき、上記照度むらが生じる場合であっても、投射された画像に色むらが顕著に観察されることを抑制できる。
【００９６】
各光変調装置４５３の光出射側を流通する冷却液体の流通方向は、部位ＳＴ１と部位ＳＴ２とを結ぶ方向において、光変調装置４５３のそれぞれで同じであり、当該冷却液体は、光入射側を部位ＳＴ１側から部位ＳＴ２側に向かって流通する。これによれば、各光変調装置４５３によって変調されて冷却液体を通過した変調光は、それぞれ解像度むらの分布が同じ変調光となって、投射光学装置４６に入射される。このため、上記解像度むらが生じる場合であっても、当該解像度むらの分布が色毎に異なる画像が投射されることを抑制でき、上記解像度むらが顕著に観察されることを抑制できる。
【００９７】
［第４実施形態の変形］
上記冷却装置５Ｇでは、冷却液体は、光変調装置４５３の光入射側を部位ＳＴ２側から部位ＳＴ１側に向かって流通し、光出射側を部位ＳＴ１側から部位ＳＴ２側に向かって流通するとした。しかしながら、各光変調装置４５３の光入射側及び光出射側を流通する冷却液体の流通方向は、上記とは反対方向であってもよく、また、光入射側及び光入射側を流通する冷却液体の流通方向は、同じであってもよい。
また、冷却液体は、各入射側偏光板４５２、各光変調装置４５３及び各出射側偏光板４５４のそれぞれの光入射側及び光出射側を、−Ｙ方向側又は＋Ｙ方向側に流通してもよい。この場合、画像光における一端側の領域Ａ１及び他端側の領域Ａ２のうち、一方は、当該画像光において＋Ｙ方向側の領域となり、他方は、−Ｙ方向側の領域になる。この場合でも、各光変調装置４５３における部位ＳＴ１は、領域Ａ１に対応する光を変調する部位であり、部位ＳＴ２は、領域Ａ２に対応する光を変調する部位である。このように冷却液体が流通する場合でも、上記冷却装置５Ｇと同様の効果を奏することができる。なお、光変調装置４５３の光入射側及び光入射側を流通する冷却液体の流通方向は、同じであってもよく、互いに反対方向であってもよい。
【００９８】
更に、光変調装置４５３は、入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４に流通する冷却液体の流路上に配置されるのではなく、当該流路とは異なる冷却液体の流路上に配置されてもよい。例えば、上記区画部材５３Ｃ，５４Ｃの間に、各光変調装置４５３を接続する区画部材を設け、当該光変調装置４５３の光入射側及び光出射側のそれぞれを流通する冷却液体の流通方向が、互いに反対方向となるように、冷却装置を構成してもよい。この場合、冷却液体は、光変調装置４５３の周囲を循環してもよく、循環しなくてもよい。
【００９９】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を有するが、冷却装置が冷却液体を筐体５１外に流通させて冷却する冷却機構を有する。この点で、本実施形態に係るプロジェクターと上記プロジェクター１とは相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１００】
図１３は、本実施形態に係るプロジェクターが有する冷却装置５Ｈの全体構成を示すブロック図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、冷却装置５Ａに代えて冷却装置５Ｈを有する他は、上記プロジェクター１と同様の構成及び機能を有する。
冷却装置５Ｈは、上記冷却装置５Ａと同様に、上記冷却液体が充填された筐体５１及び流通装置５２を有する他、図１３に示すように、当該筐体５１内の冷却液体を当該筐体５１の外部にて冷却する外部冷却機構５６を有する。
この外部冷却機構５６は、複数の配管５６１（５６１１〜５６１４）、貯留部５６２、圧送部５６３及び受熱部５６４を有する。
【０１０１】
複数の配管５６１（５６１１〜５６１４）は、内部を冷却液体が流通し、筐体５１、貯留部５６２、圧送部５６３及び受熱部５６４を、冷却液体が流通可能に接続する。具体的に、配管５６１１は、筐体５１と貯留部５６２とを接続し、配管５６１２は、貯留部５６２と圧送部５６３とを接続する。また、配管５６１３は、圧送部５６３と受熱部５６４とを接続し、配管５６１４は、受熱部５６４と筐体５１とを接続する。
【０１０２】
貯留部５６２は、いわゆるタンクであり、筐体５１の外部に設けられ、筐体５１から配管５６１１を介して流入する冷却液体を内部に一時的に貯留する。この貯留部５６２は、冷却液体中に気泡が混入した場合に、当該気泡を確保する機能も有する。
圧送部５６３は、いわゆるポンプであり、筐体５１の外部に設けられ、貯留部５６２に貯留された冷却液体を、配管５６１３を介して受熱部５６４に圧送する。
受熱部５６４は、いわゆる熱交換器（ラジエター）であり、筐体５１の外部に設けられ、配管５６１３を介して流入される冷却液体の熱を受熱し、当該熱を外部に放熱することによって当該冷却液体を冷却する。このような受熱部５６４によって冷却された冷却液体は、配管５６１４を介して筐体５１に流通される。なお、受熱部５６４を冷却する冷却ファンを設けてもよい。
【０１０３】
ここで、詳しい図示を省略するが、例えば、一端が受熱部５６４に接続される配管５６１４の他端は、筐体５１の−Ｙ方向の側面部に接続される。また、一端が貯留部５６２に接続される配管５６１１の他端は、筐体５１の＋Ｙ方向の側面部に接続される。このため、受熱部５６４によって冷却された冷却液体は、筐体５１の下面から供給されて、当該筐体５１の上面から外部冷却機構５６に排出される。従って、筐体５１内を冷却液体にて満たすことができ、画像形成ユニットＦＵを冷却液体中に浸漬させることができる。
【０１０４】
このような冷却装置５Ｈにおいて、圧送部５６３が駆動されると、筐体５１から貯留部５６２に流入されて貯留された冷却液体が、受熱部５６４に供給される。この受熱部５６４によって冷却された冷却液体は、筐体５１に供給される。これにより、温度が低い冷却液体が筐体５１内に供給され、当該冷却液体は、流通装置５２によって画像形成ユニットＦＵの各構成に流通して、当該画像形成ユニットＦＵを冷却する。
このように、受熱部５６４にて冷却された冷却液体によって画像形成ユニットＦＵを冷却できるので、当該画像形成ユニットＦＵをより効果的に冷却できる。
【０１０５】
なお、筐体５１から配管５６１によって当該筐体５１の外部を流通する外部冷却機構５６における貯留部５６２、圧送部５６３及び受熱部５６４を冷却液体が流通する順序は、適宜変更可能である。また、筐体５１内の構成は、上記した構成のいずれかと同じであってもよく、冷却液体の流通方向も、上記した構成のいずれと同じであってもよく、異なっていてもよい。また、筐体５１内の流通装置５２の数及び配置も適宜変更可能である。更に、冷却装置５Ｈは、筐体５１に代えて筐体５１Ｆを有していてもよい。
【０１０６】
また、例えば、一端が受熱部５６４に接続される配管５６１４の他端は、筐体５１の±Ｘ方向及び±Ｚ方向の側面部のうちいずれかの側面部の−Ｙ方向側の部位に接続され、一端が貯留部５６２に接続される配管５６１１の他端は、筐体５１の±Ｘ方向及び±Ｚ方向の側面部のうちいずれかの側面部の＋Ｙ方向側の部位に接続されてもよい。この場合、配管５６１４の上記他端が、±Ｘ方向及び±Ｚ方向の側面部のうち１つの側面部の−Ｙ方向側の部位に接続され、配管５６１１の上記他端が、±Ｘ方向及び±Ｚ方向の側面部のうち当該１つの側面部以外の側面部の＋Ｙ方向側の部位に接続されてもよい。また、配管５６１４の上記他端が接続される側面部と同じ側面部であって、配管５６１４の上記他端が接続される部位より＋Ｙ方向側の部位に、配管５６１１の上記他端が接続されてもよい。更に例えば、−Ｙ方向が鉛直方向と平行である場合に、筐体５１に冷却液体を流入させる配管５６１４は、筐体５１における鉛直方向における下方側の部位に接続され、筐体５１から冷却液体を流出させる配管５６１１は、筐体５１における鉛直方向における上方側の部位に接続されていてもよい。
【０１０７】
［第５実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、上記プロジェクター１と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
筐体５１内には、貯留部５６２に貯留され、圧送部５６３によって圧送された冷却液体が供給される。これによれば、当該冷却液体が筐体５１内にて不足することを抑制できる。従って、筐体５１内を冷却液体によって満たしやすくすることができる。
また、受熱部５６４は、配管５６１３を介して流入される冷却液体の熱を受熱するので、外部冷却機構５６は、受熱部５６４にて冷却された冷却液体を筐体５１に供給できる。従って、冷却液体を筐体５１の外部にて冷却できるので、当該冷却液体によって冷却される画像形成ユニットＦＵを一層効果的に冷却できる。
【０１０８】
［実施形態の変形］
本発明は、上記各実施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、上記した冷却装置５Ａ〜５Ｈの構成を、互いに組み合わせてもよい。一例を挙げると、冷却装置５Ａ，５Ｂのいずれかと、冷却装置５Ｃ〜５Ｅのいずれかと、冷却装置５Ｆ，５Ｇ，５Ｈと、を組み合わせてもよい。また、上記各実施形態にて冷却装置の変形として示した内容及び構成を、他の冷却装置に組み合わせてもよい。
【０１０９】
上記各実施形態では、光変調装置４５３の光入射側に位置する入射側偏光板４５２が、光入射側及び光出射側を互いに反対方向に流通する筐体５１内の冷却液体によって冷却されるとした。また、光変調装置４５３の光出射側に位置する出射側偏光板４５４が、光入射側及び光出射側を互いに反対方向に流通する筐体５１内の冷却液体によって冷却されるとした。しかしながら、これに限らず、入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４のうち一方のみが、当該冷却液体によって冷却されてもよい。また、３つの入射側偏光板４５２Ｂ，４５２Ｇ，４５２Ｒのうちいずれかのみが、当該冷却液体によって冷却されてもよい。更に、３つの出射側偏光板４５４Ｂ，４５４Ｇ，４５４Ｒのうちいずれかのみが、当該冷却液体によって冷却されてもよい。すなわち、光変調装置４５３の光入射側及び光出射側のいずれかに配置され、光入射側及び光出射側を互いに反対方向に流通する冷却液体によって冷却される偏光板が存在すればよい。
【０１１０】
なお、入射側偏光板４５２と光変調装置４５３との間に、他の光学部品が配置されている場合でも、当該入射側偏光板４５２が、光変調装置４５３の光入射側に位置する偏光素子である。また、光変調装置４５３と出射側偏光板４５４との間に、他の光学部品が配置されている場合でも、当該出射側偏光板４５４が、光変調装置４５３の光出射側に位置する偏光素子である。
【０１１１】
上記各実施形態では、入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４のうち、１つの偏光板の光入射側を流通する冷却液体の流速と、当該１つの偏光板の光出射側を流通する冷却液体の流速とは、略同じであるとした。しかしながら、これに限らず、これらの流速は異なっていてもよい。
【０１１２】
上記各実施形態では、出射側偏光板４５４のうち、緑色光ＬＧが通過する出射側偏光板４５４Ｇは、光入射側及び光出射側を互いに反対方向に流通する冷却液体によって冷却されるとした。しかしながら、これに限らず、出射側偏光板４５４Ｇは、光入射側及び光出射側を同方向に流通する冷却液体によって冷却され、出射側偏光板４５４Ｂ，４５４Ｒのうち少なくとも一方が、光入射側及び光出射側を互いに反対方向に流通する冷却液体によって冷却されてもよい。入射側偏光板４５２についても同様である。
【０１１３】
上記各実施形態では、画像投射装置４は、光源装置４１から出射された光を、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲに分離する色分離装置４３を有するとした。しかしながら、これに限らず、画像投射装置４は、青色光ＬＢを出射する光源装置と、緑色光を出射する光源装置と、赤色光ＬＲを出射する光源装置を、上記光源装置４１に代えて有する構成としてもよい。
また、緑色光が通過する入射側偏光板４５２Ｇ、光変調装置４５３Ｇ及び出射側偏光板４５４Ｇは無くてもよい。すなわち、入射側偏光板４５２、光変調装置４５３及び出射側偏光板４５４は、青、緑及び赤の色光毎に設けられなくてもよく、他の色光に応じて設けられてもよい。
【０１１４】
上記各実施形態では、入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４には、ワイヤーグリッド型の偏光素子ＰＰが採用されているとした。しかしながら、これに限らず、入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５４には、他の構成の偏光素子が採用されてもよい。
また、これら偏光板４５２，４５４の冷却効率を考慮しないのであれば、上記突条部ＰＰ３の配列方向（＋Ｎ方向）に沿って冷却液体が流通してもよい。
【０１１５】
上記各実施形態では、冷却液体として、フッ素系の不活性液体を採用した。しかしながら、これに限らず、冷却液体に浸漬された光変調装置４５３が安定して駆動できれば、当該冷却液体の組成は、上記に限定されない。
【０１１６】
上記各実施形態では、筐体５１，５１Ｆの開口部５１１Ｂ，５１１Ｇ，５１１Ｒは、透光性部材５１２によって閉塞されているとした。しかしながら、これに限らず、例えば開口部５１１Ｂ，５１１Ｇ，５１１Ｒは、カラーフィルター（光学フィルター）やフィールドレンズ４５１によって閉塞されてもよい。この場合、開口部５１１Ｂ，５１１Ｇ，５１１Ｒを、筐体５１，５１Ｆの内側から閉塞してもよく、外側から閉塞してもよい。
また、入射側偏光板４５２の光入射側に冷却液体が流通しない構成である場合には、当該入射側偏光板４５２によって開口部５１１Ｂ，５１１Ｇ，５１１Ｒを閉塞してもよい。この場合でも、開口部５１１Ｂ，５１１Ｇ，５１１Ｒを、入射側偏光板４５２によって、筐体５１の内側から閉塞してもよく、外側から閉塞してもよい。
【０１１７】
上記各実施形態において採用される光変調装置は、制御装置と接続されるそれぞれの信号線に、当該光変調装置に入力される画像情報に応じて光変調装置における複数の表示素子（画素）を駆動させる駆動部（例えば、駆動ＩＣ（Integrated Circuit））を有していてもよい。特に、４Ｋや８Ｋ等の高解像度の画像を形成可能な光変調装置は、このような構成を有している場合がある。これらの駆動部は、光変調装置の表示素子を駆動させる際に発熱する。従って、上記各実施形態における冷却装置によれば、このような光変調装置が上記光変調装置４５３として採用されている場合でも、当該光変調装置４５３の信号線に取り付けられた駆動部も効率的に冷却することができる。
【０１１８】
上記各実施形態では、プロジェクターは、それぞれ液晶パネルを有する３つの光変調装置４５３（４５３Ｂ，４５３Ｇ，４５３Ｒ）を備えるとした。しかしながら、これに限らず、２つ以下、あるいは、４つ以上の光変調装置を備えるプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
上記各実施形態では、画像投射装置４は、図１に示すレイアウト及び光学部品を有する構成を例示した。しかしながら、これに限らず、他のレイアウト及び光学部品を有する画像投射装置４を採用してもよい。
【０１１９】
上記各実施形態では、光変調装置４５３は、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネルを有するとした。しかしながら、これに限らず、光変調装置４５３は、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルを有する構成としてもよい。また、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
１…プロジェクター、４１…光源装置、４５２（４５２Ｂ，４５２Ｇ，４５２Ｒ）…入射側偏光板（偏光素子）、４５３（４５３Ｂ，４５３Ｇ，４５３Ｒ）…光変調装置、４５４（４５４Ｂ，４５４Ｇ，４５４Ｒ）…出射側偏光板（偏光素子）、４５４Ｇ…出射側偏光板（第１偏光素子）、４５４Ｂ，４５４Ｒ…出射側偏光板（第２偏光素子）、４５５…光合成装置、４５５Ｂ，４５５Ｇ，４５５Ｒ…光入射面、４５５Ｅ…光出射面、４６…投射光学装置、５Ａ〜５Ｈ…冷却装置、５１，５１Ｆ…筐体、５１１Ｂ，５１１Ｇ，５１１Ｒ，５１１Ｅ…開口部、５１２…透光性基板、５２…流通装置、５２１…シャフト、５２２…インペラ、ＦＵ…画像形成ユニット、ＬＢ…青色光、ＬＧ…緑色光、ＬＲ…赤色光、ＰＰ３…突条部（凸部）。
【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】
2019133128.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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