(57)【要約】【課題】液晶プロジェクターにおいて、従来よりも少ない冷却風量で偏光ビームスプリッターの高温部の温度を十分に低下させる。【解決手段】本発明に係る偏光ビームスプリッターは、光源からの光が導入される第１プリズム片７１と光源からの光が導入されない第２プリズム片７２とを交互に配置して平板状のスプリッター本体が構成されており、各第２プリズム片７２の表面には、熱伝導板８が設置されている。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光が透過する第１棒状部分と光源からの光が透過しない第２棒状部分とを交互に配置して平板状本体が構成され、複数の第２棒状部分にはそれぞれ、その長手方向に伸びる熱伝導部が設けられており、該熱伝導部によって平板状本体の高温部の熱が低温部へ導かれることを特徴とする偏光ビームスプリッター。
【請求項２】
前記複数の第２棒状部分にはそれぞれ、第１棒状部分の光入射面と同じ向きに並ぶ表面に接触して、前記熱伝導部が配置されている請求項１に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項３】
前記複数の第２棒状部分にはそれぞれ、前記熱伝導部が埋設されている請求項１に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項４】
前記熱伝導部は、第１棒状部分よりも熱伝導率の高い材質から形成されている請求項１又は請求項２に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項５】
前記熱伝導部は、ヒートパイプによって構成されている請求項１又は請求項２に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項６】
前記複数の第２棒状部分はそれぞれ、第１棒状部分よりも熱伝導率の高い材質から形成されて、前記熱伝導部を構成している請求項１に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項７】
偏光ビームスプリッターを含む複数の光学部品から構成される光学系と、該光学系を冷却するための冷却ファンとを具え、光源からの光を前記光学系に導いて映像光として投射する液晶プロジェクターにおいて、偏光ビームスプリッターは、光源からの光が導入される第１棒状部分と光源からの光が導入されない第２棒状部分とを交互に配置してなる平板状のスプリッター本体を具え、複数の第２棒状部分にはそれぞれ、その長手方向に伸びる熱伝導部が設けられており、該熱伝導部によってスプリッター本体の高温部の熱が低温部へ導かれることを特徴とする液晶プロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源からの光を光学系に導いてカラー映像光を生成し、前方のスクリーンへ拡大投射する液晶プロジェクターに関し、特に光源からの光を同一の偏光方向に揃えるための偏光ビームスプリッターの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶プロジェクターは、図８に示す如くケーシングの内部に、光源となるランプ（４）、偏光ビームスプリッター（２４）、偏光板（３１）（３３）（３４）（３６）（３７）（３９）、液晶パネル（３２）（３５）（３８）、投射レンズ（２０）等からなる光学系を配備して構成される。
【０００３】
偏光ビームスプリッター（２４）は、図１１及び図１２に示す如く、断面が平行四辺形の複数本の棒状プリズム片（９１）（９２）を互いに接合して、平板状のスプリッター本体（９）を構成しており、該スプリッター本体（９）においては、前記ランプからの光が導入される第１のプリズム片（９１）と、前記ランプからの光が導入されない第２のプリズム片（９２）とが交互に配列され、第２のプリズム片（９２）の光出射面には、位相差板（９３）が貼り付けられている。
又、スプリッター本体（９）を構成する複数のプリズム片（９１）（９２）の互いの接合面には、ハーフミラー処理と鏡面処理とが交互に施されており、図１２中に矢印で示す様に、第１のプリズム片（９１）に入射した光は、ハーフミラー処理面にて透過光と反射光に分離され、透過光は位相差板（９３）を通過した後、前方へ出射される一方、反射光は更に鏡面処理面にて反射された後、前方へ出射される。これによって、偏光方向が揃った出射光が得られる。
【０００４】
この様な液晶プロジェクターにおいては、光学系を構成する偏光ビームスプリッター（２４）や液晶パネル（３２）（３５）（３８）等から発熱が生じるため、ケーシングの内部に冷却ファン（図示省略）を設置して、ケーシング内部の空気を流動させることによって、光学系全体を冷却することが行なわれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、偏光ビームスプリッター（２４）の位相差板（９３）は一般に樹脂フィルムから形成されており、耐熱性が低いため、冷却ファンを高速で回転させて、大きな冷却風量で偏光ビームスプリッター（２４）を冷却する必要があり、これによって、冷却ファンから発生する騒音が大きくなる問題があった。
そこで本発明の目的は、従来よりも少ない冷却風量で偏光ビームスプリッターの高温部の温度を十分に低下させることが出来る液晶プロジェクターを提供することである。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係る偏光ビームスプリッターは、光源からの光が透過する第１棒状部分と光源からの光が透過しない第２棒状部分とを交互に配置して平板状本体が構成されており、複数の第２棒状部分にはそれぞれ、その長手方向に伸びる熱伝導部が設けられている。
【０００７】
上記本発明の偏光ビームスプリッターにおいては、第１棒状部分に光源からの光が導入され、第１棒状部分内で透過光と反射光に分離され、透過光は９０°の移相が施された後、前方へ出射される一方、反射光は更に反射された後、前方へ出射される。
上述の光の透過によって平板状本体には熱が発生して、高温部と低温部が形成されるが、高温部の熱は熱伝導部を伝わって低温部へ導かれ、これによって平板状本体の温度分布が均一化される。
【０００８】
具体的構成において、前記複数の第２棒状部分にはそれぞれ、第１棒状部分の光入射面と同じ向きに並ぶ表面に接触して、前記熱伝導部が配置されている。或いは、前記複数の第２棒状部分にはそれぞれ、前記熱伝導部が埋設されている。又、前記熱伝導部は、第１棒状部分よりも熱伝導率の高い材質から形成し、或いはヒートパイプによって構成することが出来る。
他の具体的構成において、前記複数の第２棒状部分はそれぞれ、第１棒状部分よりも熱伝導率の高い材質から形成されて、前記熱伝導部を構成している。
【０００９】
【発明の効果】
本発明に係る偏光ビームスプリッター及びこれを具えた液晶プロジェクターによれば、偏光ビームスプリッターの温度分布が均一化されるので、従来よりも少ない冷却風量で高温部の温度を十分に低下させることが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図７乃至図１０に示す液晶プロジェクターに実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
該液晶プロジェクターは、図７に示す如く下半ケース（１１）及び上半ケース（１２）からなる扁平なケーシング（１）を具え、該ケーシング（１）の前面パネル（１３）には、投射窓（１４）が開設されると共に、内蔵のランプユニットから排出される温風の排気孔（１５）が開設されている。
ケーシング（１）の内部には、図９に示す如く、カラー映像光を生成するための光学ユニット（２）と、光学ユニット（２）の光源となるランプユニット（４）と、光学ユニット（２）を冷却するための冷却ユニット（６）とが配備される。
【００１１】
光学ユニット（２）は、図８に示す如く、ランプユニット（４）からの白色光を、第１インテグレータ（２１）、第１ミラー（２２）、第２インテグレータ（２３）及び偏光ビームスプリッター（２４）を経て、青用二色分離ミラー（２５）に導き、これによって青色光を分離する。又、青用二色分離ミラー（２５）を通過した光を緑用二色分離ミラー（２７）に導き、これによって緑色光を分離する。
青用二色分離ミラー（２５）によって分離された青色光は、第２ミラー（２６）を経て色合成装置（３）に入射する。又、緑用二色分離ミラー（２７）によって分離された緑色光は色合成装置（３）に入射し、赤色光は第３ミラー（２８）を経て色合成装置（３）に入射する。
【００１２】
色合成装置（３）に入射した青色光は、色合成装置（３）の青用入射側偏光板（３１）、青用液晶パネル（３２）、及び青用出射側偏光板（３３）を経て、色合成プリズム（３０）に導かれる。又、色合成装置（３）に入射した緑色光は、色合成装置（３）の緑用入射側偏光板（３４）、緑用液晶パネル（３５）、及び緑用出射側偏光板（３６）を経て、色合成プリズム（３０）に導かれる。更に、色合成装置（３）に入射した赤色光は、色合成装置（３）の赤用入射側偏光板（３７）、赤用液晶パネル（３８）、及び赤用出射側偏光板（３９）を経て、色合成プリズム（３０）に導かれる。
色合成プリズム（３０）に導かれた３色の映像光は、色合成プリズム（３０）により合成され、これによって得られるカラー映像光が、投射レンズ（２０）を経て前方のスクリーンへ拡大投射される。
【００１３】
冷却ユニット（６）は、図１０に示す如く扁平なハウジング（６０）を具え、該ハウジング（６０）には、ハウジング（６０）内へ向けて、２台の冷却ファン（６６）（６７）が取り付けられており、ハウジング（６０）の表面に開設した４つの空気吹出し口（６３）（６４）（６５）（６９）から、上方の光学系へ向けて空気を吹き出すものである。
【００１４】
前記４つの空気吹出し口（６３）（６４）（６５）（６９）の内、３つの空気吹出し口（６３）（６４）（６５）はそれぞれ、色合成装置（３）を構成する青用入射側偏光板（３１）、青用液晶パネル（３２）及び青用出射側偏光板（３３）へ向けて開口する青用の空気吹出し口と、緑用入射側偏光板（３４）、緑用液晶パネル（３５）及び緑用出射側偏光板（３６）へ向けて開口する緑用の空気吹出し口と、赤用入射側偏光板（３７）、赤用液晶パネル（３８）及び赤用出射側偏光板（３９）へ向けて開口する赤用の空気吹出し口となっている。
又、残りの１つの空気吹出し口（６９）は、偏光ビームスプリッター（２４）へ向けて開口する偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）用の空気吹出し口となっている。
【００１５】
本発明に係る偏光ビームスプリッター（２４）は、図１及び図２に示す如く、断面が平行四辺形の複数本の棒状プリズム片（７１）（７２）を互いに接合して、平板状のスプリッター本体（７）を構成しており、該スプリッター本体（７）においては、前記ランプからの光が直接に入射する第１のプリズム片（７１）と、前記ランプからの光が直接に入射しない第２のプリズム片（７２）とが交互に配列され、第２プリズム片（７２）の光出射面には、位相差板（７３）が貼り付けられている。
尚、偏光ビームスプリッター（２４）においては、その前段に配置されている光学系によって、スプリッター本体（７）の第１プリズム片（７１）にのみ光を入射させる構成となっている。
【００１６】
又、スプリッター本体（７）を構成する複数のプリズム片（７１）（７２）の互いの接合面には、ハーフミラー処理と鏡面処理とが交互に施されており、図１中に矢印で示す様に、第１プリズム片（７１）に入射した光は、ハーフミラー処理面にて透過光と反射光に分離され、透過光は位相差板（７３）を通過した後、前方へ出射される一方、反射光は更に鏡面処理面にて反射された後、前方へ出射される。これによって、偏光方向が揃った出射光が得られる。
従って、第１プリズム片（７１）には、その断面領域の全域に光が導入されるのに対し、第２プリズム片（７２）には、その断面領域の左半分の三角形領域にのみ光が導入され、その断面領域の右半分の三角形領域には光が導入されない。
【００１７】
更に、本発明に係る偏光ビームスプリッターにおいては、スプリッター本体（７）の光入射面に、各第２プリズム片（７２）の表面のみを覆って、第２プリズム片（７２）の全長を伸びる金属製の熱伝導板（８）が貼り付けられている。
【００１８】
上記本発明の液晶プロジェクターにおいては、偏光ビームスプリッター（２４）を構成するスプリッター本体（７）の中央部で最も発熱が激しく、高温となるが、該高温部を覆って熱伝導板（８）が設置されているので、高温部の熱は図２中に矢印で示す様に熱伝導板（８）を伝わって、低温のスプリッター本体端部へ向かって流れ、この結果、スプリッター本体（７）の温度は均一化される。
【００１９】
図３及び図４は、本発明に係る偏光ビームスプリッターの他の構成を表わしており、スプリッター本体（７）の光入射面には、各第２プリズム片（７２）の表面を覆って、一対の薄型ヒートパイプ（８１）（８１）が配置されており、各ヒートパイプ（８１）は、スプリッター本体（７）の中央部側に高温部（８１ａ）、スプリッター本体（７）の端部側に低温部（８１ｂ）を向けて固定されている。
従って、スプリッター本体（７）の高温部の熱は、図４中に矢印で示す様に、薄型ヒートパイプ（８１）の高温部（８１ａ）から低温部（８１ｂ）へ向けて輸送され、この結果、スプリッター本体（７）の温度分布が均一化されることになる。
【００２０】
図５は、本発明に係る偏光ビームスプリッターの更に他の構成を表わしており、スプリッター本体（７）を構成する各第２プリズム片（７２）の内、光が透過しない右半分の棒状領域（ハッチングを施して示す）に金属製の熱伝導部材（８２）を埋設したものである。
従って、スプリッター本体（７）の高温部の熱は、熱伝導部材（８２）を伝わって低温部へ流れ、この結果、スプリッター本体（７）の温度分布が均一化されることになる。
【００２１】
更に図６は、本発明に係る偏光ビームスプリッターの他の構成を表わしており、スプリッター本体（７）を構成する各第２プリズム片（７２）に、第２プリズム片（７２）の長手方向に伸びる溝（７４）が凹設され、該溝（７４）にヒートパイプ（８３）が埋設されている。
従って、スプリッター本体（７）の高温部の熱は、ヒートパイプ（８３）内を低温部へ向けて輸送され、この結果、スプリッター本体（７）の温度分布が均一化されることになる。
【００２２】
上述の如く本発明に係る偏光ビームスプリッター（２４）によれば、スプリッター本体（７）の温度が均一化されるので、前記冷却ユニット（６）の冷却ファン（６６）（６７）の回転数を上げることなく、スプリッター本体（７）の高温部の温度を十分に下げることが出来、これによって位相差板（７３）の熱損傷を防止することが出来る。
【００２３】
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、スプリッター本体（７）の中央部を含む一部の領域にのみ熱伝導板（８）やヒートパイプ（８１）（８３）を設置する構成においても、略同等の効果が得られる。
又、熱伝導板（８）やヒートパイプ（８１）（８３）の低温側の端部に周知のヒートシンクを接続した構成を採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る偏光ビームスプリッターの断面図である。
【図２】該偏光ビームスプリッターの熱の流れを示す平面図である。
【図３】本発明に係る偏光ビームスプリッターの他の構成例を示す断面図である。
【図４】該偏光ビームスプリッターの熱の流れを示す平面図である。
【図５】本発明に係る偏光ビームスプリッターの更に他の構成例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る偏光ビームスプリッターの更に他の構成例を示す断面図である。
【図７】本発明を実施すべき液晶プロジェクターの外観を示す斜視図である。
【図８】該液晶プロジェクターの光学系を示す図である。
【図９】該液晶プロジェクターの分解斜視図である。
【図１０】該液晶プロジェクターにおける光学系と冷却ユニットの位置関係を示す分解斜視図である。
【図１１】従来の偏光ビームスプリッターの斜視図である。
【図１２】該偏光ビームスプリッターの断面図である。
【符号の説明】
（２）　光学ユニット
（２４）　偏光ビームスプリッター
（６）　冷却ユニット
（６９）　ＰＢＳ用空気吹出し口
（６６）　第１冷却ファン
（６７）　第２冷却ファン
（７）　スプリッター本体
（７１）　第１プリズム片
（７２）　第２プリズム片
（７３）　位相差板
（８）　熱伝導板
（８１）　薄型ヒートパイプ
（８２）　熱伝導部材
（８３）　ヒートパイプ
【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】
2004021131.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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