(57)【要約】【課題】    冷却流体により光変調素子を効率的に冷却できる光変調素子保持体、光学装置、およびプロジェクタを提供する。【解決手段】光変調素子保持体４４６は、液晶パネル４４１の画像形成領域に応じてそれぞれ開口４４６１Ａ，４４６２Ａが形成され、液晶パネル４４１を挟持する１対の枠状部材４４６１，４４６２と、枠状部材４４６２における光束射出側に配置される透光性基板４４６４とを含んで構成される。枠状部材４４６２の光束入射側および光束射出側が液晶パネル４４１および透光性基板４４６４にてそれぞれ閉塞されることにより枠状部材４４６２内部に冷却室が形成される。この枠状部材４４６２は、冷却室に冷却流体を流入させる流入口４４６２Ｄと、冷却室内部の冷却流体を外部に流出させる流出口４４６２Ｅとを有し、流入口４４６２Ｄ近傍には冷却流体を冷却室内部に拡げるように流入させる整流部が形成されている。【選択図】 図６
2005208632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調素子を保
持し、内部に冷却流体が封入される冷却室が形成され、前記冷却室内の冷却流体により前
記光変調素子を冷却する光変調素子保持体であって、
前記光変調素子の画像形成領域に応じてそれぞれ開口が形成され、前記光変調素子を挟
持する１対の枠状部材と、
前記１対の枠状部材における対向する面と反対の面のうち少なくともいずれかの面側に
配置される透光性基板とを含んで構成され、
前記冷却室は、前記１対の枠状部材の前記開口における前記対向する面側、および前記
対向する面と反対の面のうち少なくともいずれかの面側が前記光変調素子および前記透光
性基板にてそれぞれ閉塞されることにより前記１対の枠状部材のうち少なくともいずれか
の枠状部材の内部に形成され、
前記冷却室が内部に形成される枠状部材は、前記冷却室に前記冷却流体を流入させる流
入口と、前記冷却室内部の前記冷却流体を外部に流出させる流出口とを有し、
前記流入口近傍には、前記冷却流体を前記冷却室内部に拡げるように流入させる整流部
が形成されていることを特徴とする光変調素子保持体。
【請求項２】
請求項１に記載の光変調素子保持体において、
前記流入口および前記流出口は、前記枠状部材における対向する位置にそれぞれ形成さ
れていることを特徴とする光変調素子保持体。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光変調素子保持体において、
前記１対の枠状部材は、熱伝導性材料から構成され、
前記１対の枠状部材のうち少なくともいずれかの枠状部材には、その端縁に放熱用の冷
却フィンが形成されていることを特徴とする光変調素子保持体。
【請求項４】
光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調素子を含
んで構成される光学装置であって、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光変調素子保持体と、
前記光変調素子保持体の流入口および流出口と接続され、前記冷却流体を前記冷却室外
部に案内し、再度、前記冷却室内部に導く複数の流体循環部材と、
前記複数の流体循環部材における前記冷却流体の流路中に配置され、前記冷却流体を蓄
積する冷却流体蓄積部とを備えていることを特徴とする光学装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光学装置において、
前記光変調素子は、複数で構成され、
前記光変調素子保持体は、前記複数の光変調素子に対応して複数で構成され、
前記複数の光変調素子保持体が取り付けられる複数の光束入射側端面を有し、前記複数
の光変調素子にて変調された各色光を合成して射出する色合成光学装置を備え、
前記冷却流体蓄積部は、前記色合成光学装置の前記複数の光束入射側端面と交差する端
面のうちいずれか一方の端面に取り付けられ、各光変調素子保持体から前記複数の流体循
環部材を介して前記冷却流体を一括して送入するとともに、内部の冷却流体を前記複数の
流体循環部材を介して前記複数の光変調素子保持体毎に分岐して送出することを特徴とす
る光学装置。
【請求項６】
請求項４に記載の光学装置において、
前記光変調素子は、複数で構成され、
前記光変調素子保持体は、前記複数の光変調素子に対応して複数で構成され、
前記複数の光変調素子保持体が取り付けられる複数の光束入射側端面を有し、前記複数
の光変調素子にて変調された各色光を合成して射出する色合成光学装置を備え、
前記冷却流体蓄積部は、前記光変調素子保持体に対して前記冷却流体の上流側に配置さ
れ、蓄積した冷却流体を前記複数の流体循環部材を介して前記複数の光変調素子保持体毎
に分岐して送出する上流側冷却流体蓄積部と、前記光変調素子保持体に対して前記冷却流
体の下流側に配置され、各光変調素子保持体から前記複数の流体循環部材を介して前記冷
却流体を一括して送入する下流側冷却流体蓄積部とで構成され、
前記上流側冷却流体蓄積部は、前記色合成光学装置の前記複数の光束入射側端面と交差
する端面のうちいずれか一方の端面に取り付けられ、
前記下流側冷却流体蓄積部は、前記色合成光学装置の前記複数の光束入射側端面と交差
する端面のうちいずれか他方の端面に取り付けられることを特徴とする光学装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の光学装置において、
前記光変調素子保持体および前記色合成光学装置の間に介在配置され、前記色合成光学
装置の複数の光束入射側端面に対して前記複数の光変調素子保持体を取り付けるための複
数の支持部材を備え、
前記光変調素子保持体の少なくとも２箇所には孔が形成され、
前記支持部材は、前記光変調素子保持体の開口と対応する位置に開口が形成された矩形
板状体と、前記矩形板状体の光束入射側端面から突設され、前記光変調素子保持体の前記
孔に挿入されるピン状部材とを備えていることを特徴とする光学装置。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれかに記載の光学装置において、
前記光変調素子保持体および前記色合成光学装置の間に介在配置され、前記複数の光変
調素子から射出される光束のうち、所定の偏光軸を有する光束をそれぞれ透過させ、他の
偏光軸を有する光束をそれぞれ反射する複数の反射型偏光素子を備え、
前記反射型偏光素子は、前記他の偏光軸を有する光束を前記光変調素子の画像形成領域
を避ける方向に反射することを特徴とする光学装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光学装置において、
前記反射型偏光素子は、相互に接続される複数のプリズムと、前記複数のプリズム間に
介装され、前記光変調素子から射出される光束のうち、所定の偏光軸を有する光束を透過
させ、他の偏光軸を有する光束を反射する反射型偏光膜とで構成され、
前記複数のプリズムは、光束入射側に配置され、前記光変調素子から射出される光束に
対する透過面と、前記反射型偏光膜にて反射された光束に対する全反射面とを兼ねる光束
入射側端面を有する入射側プリズムを含んで構成され、
前記入射側プリズムは、前記反射型偏光膜にて反射された光束を前記全反射面にて反射
させ、前記光変調素子の画像形成領域を避ける方向に射出することを特徴とする光学装置
。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の光学装置において、
前記光変調素子保持体および前記反射型偏光素子の間に介在配置され、前記色合成光学
装置の複数の光束入射側端面に対して前記複数の光変調素子保持体を取り付けるための複
数の支持部材を備え、
前記光変調素子保持体の少なくとも２箇所には孔が形成され、
前記支持部材は、前記光変調素子保持体の開口と対応する位置に開口が形成された矩形
板状体と、前記矩形板状体の光束入射側端面から突設され、前記光変調素子保持体の前記
孔に挿入されるピン状部材とを備え、
前記矩形板状体の端縁には、光束射出側に向けて湾曲し、前記反射型偏光素子にて反射
される光束を遮蔽する湾曲部が形成されていることを特徴とする光学装置。
【請求項１１】
請求項５から請求項１０のいずれかに記載の光学装置において、
前記複数の光変調素子の発熱量に応じて、前記各光変調素子保持体に流通する前記冷却
流体の流量を変更可能とする流量変更部を備えていることを特徴とする光学装置。
【請求項１２】
請求項５から請求項１０のいずれかに記載の光学装置において、
前記複数の流体循環部材は、管状部材から構成され、前記複数の光変調素子の発熱量に
応じて管径寸法が異なるように形成されていることを特徴とする光学装置。
【請求項１３】
請求項４から請求項１２のいずれかに記載の光学装置において、
前記冷却流体蓄積部は、前記複数の流体循環部材と接続し前記冷却流体を内部に流入さ
せる冷却流体流入部、および前記冷却流体を外部に流出させる冷却流体流出部を有し、
前記冷却流体流入部および前記冷却流体流出部は、前記冷却流体を流通可能な管形状を
有し、一方の端部が前記冷却流体蓄積部の内部に向けて突出していることを特徴とする光
学装置。
【請求項１４】
光源装置と、請求項４から請求項１３のいずれかに記載の光学装置と、前記光学装置に
て形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えていることを特徴とするプロジ
ェクタ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプロジェクタにおいて、
前記光学装置を前記投射光学装置に対する所定位置に収納する熱伝導性材料からなる光
学部品用筐体を備え、
前記光学装置を構成する光変調素子は、複数で構成され、
前記光学装置を構成する光変調素子保持体は、前記複数の光変調素子に対応して複数で
構成され、
前記光学装置は、前記複数の光変調素子保持体が取り付けられる複数の光束入射側端面
を有し、前記複数の光変調素子にて変調された各色光を合成して射出する色合成光学装置
を備え、
前記光学装置を構成する冷却流体蓄積部は、熱伝導性材料から構成され、前記色合成光
学装置の前記複数の光束入射側端面と交差する端面のうち少なくともいずれか一方の端面
に取り付けられ、前記光学装置を前記光学部品用筐体に収納した際、前記光学部品用筐体
と熱伝達可能に接続することを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調素子保持体、光学装置、およびプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する複数の光
変調素子と、各光変調素子で変調された光束を合成して射出する色合成光学装置と、色合
成光学装置にて合成された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えるプロジェクタが知
られている。
このうち、光変調素子としては、例えば、１対の基板間に液晶等の電気光学材料が密閉
封入されたアクティブマトリックス駆動方式の液晶パネルと、所定の偏光軸を有する光束のみを透過させる偏光板とを備える構成が一般的に採用される。
具体的に、液晶パネルを構成する１対の基板は、光束射出側に配置され、液晶に駆動電圧を印加するためのデータ線、走査線、スイッチング素子、画素電極等が形成された駆動基板と、光束入射側に配置され、共通電極、ブラックマスク等が形成された対向基板とで構成されている。
ここで、光源から射出された光束が液晶パネルに照射された場合には、液晶層による光
吸収とともに、駆動基板に形成されたデータ線および走査線や、対向基板に形成されたブ
ラックマトリックス等による光吸収により、液晶パネルの温度が上昇しやすい。また、光
源から射出された光束、および液晶パネルを透過した光束のうち、所定の偏光軸を有して
いない光束は、入射側偏光板および射出側偏光板によって吸収され、偏光板に熱が発生し
やすい。
【０００３】
このため、このような光変調素子を内部に有するプロジェクタは、光変調素子の温度上昇を緩和するために、冷却流体を用いた冷却装置を備えた構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
すなわち、特許文献１に記載の冷却装置は、対向する端面が開口された略直方体状の筐
体から構成され、内部に冷却流体を密閉封入する冷却室を備えている。そして、前記対向
する端面のうち、一方の端面側に液晶パネルを配置し、他方の端面側に偏光板を配置し、これら光変調素子および入射側偏光板にて開口の対向する端面を閉塞し、冷却室を形成している。このような構成により、光源から照射される光束により液晶パネルおよび偏光板に生じる熱を直接、冷却流体に放熱させている。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１７４１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の冷却装置では、冷却室内に冷却流体が密閉封入され
るので、発熱した液晶パネルおよび偏光板により冷却流体が温められやすく、温められた冷却流体が冷却室内に滞留してしまう。
したがって、光変調素子と冷却流体との温度差が小さくなり、光変調素子を効率的に冷
却することが困難である、という問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、冷却流体により光変調素子を効率的に冷却できる光変調素子保持体、
光学装置、およびプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光変調素子保持体は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光
学像を形成する光変調素子を保持し、内部に冷却流体が封入される冷却室が形成され、前
記冷却室内の冷却流体により前記光変調素子を冷却する光変調素子保持体であって、前記
光変調素子の画像形成領域に応じてそれぞれ開口が形成され、前記光変調素子を挟持する
１対の枠状部材と、前記１対の枠状部材における対向する面と反対の面のうち少なくとも
いずれかの面側に配置される透光性基板とを含んで構成され、前記冷却室は、前記１対の
枠状部材の前記開口における前記対向する面側、および前記対向する面と反対の面のうち
少なくともいずれかの面側が前記光変調素子および前記透光性基板にてそれぞれ閉塞され
ることにより前記１対の枠状部材のうち少なくともいずれかの枠状部材の内部に形成され
、前記冷却室が内部に形成される枠状部材は、前記冷却室に前記冷却流体を流入させる流
入口と、前記冷却室内部の前記冷却流体を外部に流出させる流出口とを有し、前記流入口
近傍には、前記冷却流体を前記冷却室内部に拡げるように流入させる整流部が形成されて
いることを特徴とする。
ここで、光変調素子保持体は、透光性基板を１つ有する構成でもよく、２つ有する構成
でもよい。例えば、透光性基板を１つのみ有する構成では、該透光性基板および光変調素
子により１対の枠状部材の開口における対向する面側および対向する面と反対の面のいず
れかの面側がそれぞれ閉塞され、一方の枠状部材の内部にのみ冷却室が形成される。また
、例えば、透光性基板を２つ有する構成では、２つの透光性基板および光変調素子により
１対の枠状部材の開口における対向する面側および対向する面と反対の面がそれぞれ閉塞
され、１対の枠状部材双方の内部にそれぞれ冷却室が形成される。
また、光変調素子としては、例えば、液晶パネルおよび偏光板等の構成を採用できる。光変調素子として、このように液晶パネルおよび偏光板等の構成を採用した場合には、光変調素子保持体は、光変調素子の構成部材の少なくとも１つを保持可能に構成されていればよい。
本発明によれば、冷却室が内部に形成される枠状部材は、流入口および流出口を有する
ので、例えば、冷却流体を流通可能な流体循環部材にて流入口および流出口を接続すれば
、冷却流体を対流させることが容易となり、光変調素子により温められた冷却流体が冷却
室内に滞留することを回避できる。
また、流入口近傍には、整流部が形成され、冷却室内に流入した冷却流体を内部に拡げ
るので、冷却室内全域に亘って冷却流体を対流させることができ、冷却室内に温められた
冷却流体が局所的に滞留することを回避できる。
したがって、光変調素子により冷却流体が温められて光変調素子と冷却流体との温度差
が小さくなることがなく、冷却流体により光変調素子を効率的に冷却でき、本発明の目的
を達成できる。
また、開口が光変調素子の画像形成領域に応じて設けられているので、冷却室に充填さ
れた冷却流体は、光変調素子の画像形成領域に接触する。このことにより、光変調素子の
画像形成領域内の温度分布が均一化され、局所的な過熱を回避し、光変調素子にて鮮明な
光学像を形成できる。
【０００８】
本発明の光変調素子保持体では、前記流入口および前記流出口は、前記枠状部材におけ
る対向する位置にそれぞれ形成されていることが好ましい。
本発明によれば、流入口および流出口が枠状部材における対向する位置にそれぞれ形成
されるので、冷却室内における冷却流体の流通を円滑に実施でき、冷却流体の対流速度を
速めることができる。したがって、光変調素子と冷却室内の冷却流体との温度差を維持し
、冷却流体により光変調素子をさらに効率的に冷却できる。
【０００９】
本発明の光変調素子保持体では、前記１対の枠状部材は、熱伝導性材料から構成され、
前記１対の枠状部材のうち少なくともいずれかの枠状部材には、その端縁に放熱用の冷却
フィンが形成されていることが好ましい。
本発明によれば、１対の枠状部材が熱伝導性材料から構成されているので、光変調素子
の熱、および冷却室内の冷却流体の熱を枠状部材に伝達可能な構成となる。また、１対の
枠状部材のうち少なくともいずれかの枠状部材の端縁に放熱用の冷却フィンが形成されて
いるので、枠状部材に伝達された熱を冷却フィンにて放熱でき、光変調素子の冷却効率を
向上できる。
例えば、冷却ファンにより、冷却フィンに冷却空気を吹き付ける構成、あるいは、冷却
フィン近傍の空気を吸入する構成とすれば、冷却フィンに伝達された熱を効率的に冷却で
き、光変調素子の冷却効率をさらに向上できる。
【００１０】
本発明の光学装置は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形
成する光変調素子を含んで構成される光学装置であって、上述した光変調素子保持体と、
前記光変調素子保持体の流入口および流出口と接続され、前記冷却流体を前記冷却室外部
に案内し、再度、前記冷却室内部に導く複数の流体循環部材と、前記複数の流体循環部材
における前記冷却流体の流路中に配置され、前記冷却流体を蓄積する冷却流体蓄積部とを
備えていることが好ましい。
本発明によれば、光学装置は、上述した光変調素子保持体と、複数の流体循環部材と、
冷却流体蓄積部とを備えているので、上述した光変調素子保持体と同様の作用・効果を享
受できる。
また、光変調素子保持体の冷却室内だけでなく、複数の流体循環部材および冷却流体蓄
積部にも冷却流体を封入することで、冷却流体の容量を大きくすることができ、光変調素
子と冷却流体との熱交換能力を向上させることができる。
【００１１】
本発明の光学装置では、前記光変調素子は、複数で構成され、前記光変調素子保持体は
、前記複数の光変調素子に対応して複数で構成され、前記複数の光変調素子保持体が取り
付けられる複数の光束入射側端面を有し、前記複数の光変調素子にて変調された各色光を
合成して射出する色合成光学装置を備え、前記冷却流体蓄積部は、前記色合成光学装置の
前記複数の光束入射側端面と交差する端面のうちいずれか一方の端面に取り付けられ、各
光変調素子保持体から前記複数の流体循環部材を介して前記冷却流体を一括して送入する
とともに、内部の冷却流体を前記複数の流体循環部材を介して前記複数の光変調素子保持
体毎に分岐して送出することが好ましい。
本発明によれば、例えば、各光変調素子にて生じる発熱量が異なる場合には、各光変調
素子保持体の冷却室から温度の異なる冷却流体が流出し、流出した各冷却流体は冷却流体
蓄積部にて混合されて温度が均一化される。そして、冷却流体蓄積部から温度が均一化さ
れた冷却流体が分岐されて各光変調素子保持体に流入する。このことにより、各光変調素
子保持体の冷却室に流入する冷却流体の温度が偏ることなく、略同一の温度である冷却流
体にて各光変調素子を冷却できる。
さらに、１つの冷却流体蓄積部のみで、各光変調素子保持体の冷却室から流出される温
度の異なる冷却流体を一括して送入し、送入した冷却流体を各光変調素子保持体毎に分岐
して送出するので、光学装置の構造の簡素化を図れる。また、この冷却流体蓄積部は、色
合成光学装置において、複数の光束入射側端面と交差する端面のうちいずれか一方の端面
に取り付けられるので、光学装置をコンパクトにでき、光学装置の小型化を図れる。
【００１２】
本発明の光学装置では、前記光変調素子は、複数で構成され、前記光変調素子保持体は
、前記複数の光変調素子に対応して複数で構成され、前記複数の光変調素子保持体が取り
付けられる複数の光束入射側端面を有し、前記複数の光変調素子にて変調された各色光を
合成して射出する色合成光学装置を備え、前記冷却流体蓄積部は、前記光変調素子保持体
に対して前記冷却流体の上流側に配置され、蓄積した冷却流体を前記複数の流体循環部材
を介して前記複数の光変調素子保持体毎に分岐して送出する上流側冷却流体蓄積部と、前
記光変調素子保持体に対して前記冷却流体の下流側に配置され、各光変調素子保持体から
前記複数の流体循環部材を介して前記冷却流体を一括して送入する下流側冷却流体蓄積部
とで構成され、前記上流側冷却流体蓄積部は、前記色合成光学装置の前記複数の光束入射
側端面と交差する端面のうちいずれか一方の端面に取り付けられ、前記下流側冷却流体蓄
積部は、前記色合成光学装置の前記複数の光束入射側端面と交差する端面のうちいずれか
他方の端面に取り付けられることが好ましい。
本発明によれば、例えば、各光変調素子にて生じる発熱量が異なる場合には、各光変調
素子保持体の冷却室から温度の異なる冷却流体が流出し、流出した各冷却流体は下流側冷
却流体蓄積部にて混合されて温度が均一化される。温度が均一化された冷却流体は、下流
側冷却流体蓄積部から上流側冷却流体蓄積部に流入し、さらに、上流側冷却流体蓄積部に
て分岐されて各光変調素子保持体に流入する。このことにより、下流側冷却流体蓄積部お
よび上流側冷却流体蓄積部の双方にて冷却流体の温度の均一化を良好に実施でき、各光変
調素子保持体の冷却室に流入する冷却流体の温度が偏ることなく、略同一の温度である冷
却流体にて各光変調素子を冷却できる。
また、下流側冷却流体蓄積部および上流側冷却流体蓄積部は、色合成光学装置において
、複数の光束入射側端面と交差する端面のそれぞれの端面に取り付けられるので、光学装
置をコンパクトにでき、光学装置の小型化を図れる。
【００１３】
本発明の光学装置では、前記光変調素子保持体および前記色合成光学装置の間に介在配
置され、前記色合成光学装置の複数の光束入射側端面に対して前記複数の光変調素子保持
体を取り付けるための複数の支持部材を備え、前記光変調素子保持体の少なくとも２箇所
には孔が形成され、前記支持部材は、前記光変調素子保持体の開口と対応する位置に開口
が形成された矩形板状体と、前記矩形板状体の光束入射側端面から突設され、前記光変調
素子保持体の前記孔に挿入されるピン状部材とを備えていることが好ましい。
ところで、複数の光変調素子を色合成光学装置の複数の光束入射側端面に対してそれぞ
れ取り付ける際には、複数の光変調素子の相互の位置調整を実施する必要がある。例えば
、光変調素子と色合成光学装置の光束入射側端面との間に複数のスペーサを介在させ、該
スペーサの位置を移動させることで各光変調素子の相互の位置調整を実施する構成が考え
られる。しかしながら、このような構成では、複数のスペーサを設置する組み立て工数が
増加するとともに、修理等により各光変調素子を取り外す場合でも複数のスペーサをそれ
ぞれ取り外すという面倒な作業が生じてしまう。
本発明によれば、光変調素子保持体に形成された孔に支持部材に突設されたピン状部材
を挿通し、支持部材と光変調素子保持体を接着固定し、色合成光学装置の光束入射側端面
に対して支持部材の光束射出側端面を取り付けることで、光変調素子保持体と色合成光学
装置とを一体化することができる。すなわち、上述したスペーサが、支持部材に形成され
たピン状部材に相当し、スペーサが支持部材に一体的に形成されていることで、光変調素
子保持体を色合成光学装置に対して取り付ける作業および取り外す作業を容易に実施でき
る。
【００１４】
本発明の光学装置では、前記光変調素子保持体および前記色合成光学装置の間に介在配
置され、前記複数の光変調素子から射出される光束のうち、所定の偏光軸を有する光束を
それぞれ透過させ、他の偏光軸を有する光束をそれぞれ反射する複数の反射型偏光素子を
備え、前記反射型偏光素子は、前記他の偏光軸を有する光束を前記光変調素子の画像形成
領域を避ける方向に反射することが好ましい。
ここで、反射型偏光素子としては、有機材料から構成される反射型偏光素子、または、
無機材料から構成される反射型偏光素子等を採用できる。
本発明では、光学装置は、光変調素子および色合成光学装置の間に反射型偏光素子が介
在配置される。反射型偏光素子は、所定の偏光軸以外の偏光軸を有する光束を反射するの
で、所定の偏光軸以外の偏光軸を有する光束を吸収する吸収型偏光素子と比較して、熱が
生じにくく、反射型偏光素子自体の温度の低減を図れる。したがって、従来のように偏光
素子を光変調素子保持体に保持させ、冷却流体により偏光素子を冷却する必要がなく、偏
光素子により光変調素子保持体における冷却室内の冷却流体の温度を増加させることもな
く、光変調素子を冷却流体により効率的に冷却できる。
また、反射型偏光素子は、他の偏光軸を有する光束を光変調素子の画像形成領域を避け
る方向に反射するので、光学装置内に迷光が生じることなく、良好な光学像を形成できる
。
【００１５】
本発明の光学装置では、前記反射型偏光素子は、相互に接続される複数のプリズムと、
前記複数のプリズム間に介装され、前記光変調素子から射出される光束のうち、所定の偏
光軸を有する光束を透過させ、他の偏光軸を有する光束を反射する反射型偏光膜とで構成
され、前記複数のプリズムは、光束入射側に配置され、前記光変調素子から射出される光
束に対する透過面と、前記反射型偏光膜にて反射された光束に対する全反射面とを兼ねる
光束入射側端面を有する入射側プリズムを含んで構成され、前記入射側プリズムは、前記
反射型偏光膜にて反射された光束を前記全反射面にて反射させ、前記光変調素子の画像形
成領域を避ける方向に射出することが好ましい。
本発明では、反射型偏光素子は、複数のプリズムと、反射型偏光膜とを備える。そして
、複数のプリズムのうちの入射側プリズムは、反射型偏光膜にて反射された光束を全反射
面にて反射させ、光変調素子の画像形成領域を避ける方向に射出するので、簡単な構成で
、光学装置内に迷光が生じることを回避できる。
【００１６】
本発明の光学装置では、前記光変調素子保持体および前記反射型偏光素子の間に介在配
置され、前記色合成光学装置の複数の光束入射側端面に対して前記複数の光変調素子保持
体を取り付けるための複数の支持部材を備え、前記光変調素子保持体の少なくとも２箇所
には孔が形成され、前記支持部材は、前記光変調素子保持体の開口と対応する位置に開口
が形成された矩形板状体と、前記矩形板状体の光束入射側端面から突設され、前記光変調
素子保持体の前記孔に挿入されるピン状部材とを備え、前記矩形板状体の端縁には、光束
射出側に向けて湾曲し、前記反射型偏光素子にて反射される光束を遮蔽する湾曲部が形成
されていることが好ましい。
本発明によれば、光変調素子保持体には孔が形成され、支持部材にはピン状部材が形成
されているので、上述した光学装置と同様に、光変調素子保持体を色合成光学装置に対し
て取り付ける作業および取り外す作業を容易に実施できる。
また、支持部材における矩形板状体の端縁には、湾曲部が形成されているので、反射型
偏光素子にて反射される光束を遮蔽可能な構成となり、反射される光束が他の部材に照射
されることを回避できる。特に、反射型偏光素子にて反射される光束が光学装置を構成す
る複数の流体循環部材に照射されることを回避する構成とすれば、流体循環部材を流通す
る冷却流体の温度を増加させることを回避でき、光変調素子の冷却効率が低下することを
回避できる。
【００１７】
本発明の光学装置では、前記複数の光変調素子の発熱量に応じて、前記各光変調素子保
持体に流通する前記冷却流体の流量を変更可能とする流量変更部を備えていることが好ま
しい。
ここで、流量変更部としては、例えば、冷却流体の流路中に弁を設け、該弁の位置を変
更することで流路を狭めたり拡げたりする構成を採用できる。
本発明によれば、流量変更部を操作することにより、例えば、発熱量の大きい光変調素
子に対して冷却流体の流量を大きくし、発熱量の小さい光変調素子に対して冷却流体の流
量を小さくすることで、各光変調素子の温度の均一化を簡単な構成で容易にかつ、高精度
に実施可能となる。したがって、各光変調素子にて形成される光学像の色合いを良好に維
持することが可能となる。
【００１８】
本発明の光学装置では、前記複数の流体循環部材は、管状部材から構成され、前記複数
の光変調素子の発熱量に応じて管径寸法が異なるように形成されていることが好ましい。
本発明によれば、例えば、発熱量の大きい光変調素子に対して冷却流体を流通させる流
体循環部材の管径寸法を大きくし、発熱量の小さい光変調素子に対して冷却流体を流通さ
せる流体循環部材の管径寸法を小さくすることで、各光変調素子の温度の均一化を簡単な
構成で容易に実施可能となる。したがって、各光変調素子にて形成される光学像の色合い
を良好に維持することが可能となる。
【００１９】
本発明の光学装置では、前記冷却流体蓄積部は、前記複数の流体循環部材と接続し前記
冷却流体を内部に流入させる冷却流体流入部、および前記冷却流体を外部に流出させる冷
却流体流出部を有し、前記冷却流体流入部および前記冷却流体流出部は、前記冷却流体を
流通可能な管形状を有し、一方の端部が前記冷却流体蓄積部の内部に向けて突出している
ことが好ましい。
本発明では、冷却流体蓄積部は、冷却流体流入部および冷却流体流出部を有する。そし
て、冷却流体流入部および冷却流体流出部の一方の端部は、冷却流体蓄積部の内部に向け
て突出している。このことにより、冷却流体蓄積部の内部に蓄積された冷却流体のみを外
部へと流出させることができる。例えば、冷却流体蓄積部内部が全て冷却流体にて満たさ
れていない場合でも、空気を混入させることなく、冷却流体のみを外部へと流出させるこ
とができる。
また、冷却流体流出部のみならず、冷却流体流入部も冷却流体蓄積部の内部に向けて突
出しているので、冷却流体の対流方向が変わった場合、すなわち、冷却流体流入部にて内
部の冷却流体を外部に流出させ、冷却流体流出部にて冷却流体を内部に流入させる場合で
も、冷却流体流入部にて内部に蓄積された冷却流体のみを外部へと流出させることができ
る。
【００２０】
本発明のプロジェクタでは、光源装置と、上述した光学装置と、前記光学装置にて形成
された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えていることが好ましい。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した光学装置を備えているので、上述した光学
装置と同様の作用・効果を享受できる。
また、上述した光学装置を備えることで、光変調素子の熱劣化を防止でき、プロジェク
タの高寿命化を図れる。
【００２１】
本発明のプロジェクタでは、前記光学装置を前記投射光学装置に対する所定位置に収納
する熱伝導性材料からなる光学部品用筐体を備え、前記光学装置を構成する光変調素子は
、複数で構成され、前記光学装置を構成する光変調素子保持体は、前記複数の光変調素子
に対応して複数で構成され、前記光学装置は、前記複数の光変調素子保持体が取り付けら
れる複数の光束入射側端面を有し、前記複数の光変調素子にて変調された各色光を合成し
て射出する色合成光学装置を備え、前記光学装置を構成する冷却流体蓄積部は、熱伝導性
材料から構成され、前記色合成光学装置の前記複数の光束入射側端面と交差する端面のう
ち少なくともいずれか一方の端面に取り付けられ、前記光学装置を前記光学部品用筐体に
収納した際、前記光学部品用筐体と熱伝達可能に接続することが好ましい。
本発明では、光学装置が色合成光学装置を備え、色合成光学装置の複数の光束入射側端
面と交差する端面のうち少なくともいずれか一方の端面に冷却流体蓄積部が取り付けられ
るので、光学装置をコンパクトにでき、光学装置の小型化を図れる。
また、プロジェクタが熱伝導性材料からなる光学部品用筐体を備え、光学装置を光学部
品用筐体に収納した際、熱伝導性材料からなる冷却流体蓄積部が光学部品用筐体に熱伝達
可能に接続する。このことにより、循環する冷却流体〜冷却流体蓄積部〜光学部品用筐体
への熱伝達経路を確保し、冷却流体の冷却効率を向上させ、ひいては、冷却流体による各
光変調素子の冷却効率の向上を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図１は、プロジェクタ１の概略構成を模式的に示す図である。
プロジェクタ１は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成し、形成したカラー画像をスクリーン上に拡大投射するものである。このプロジェクタ１は、外装筐体としての外装ケース２と、冷却ユニット３と、光学ユニット４と、投射光学装置としての投射レンズ５とを備える。
なお、図１において、図示は省略するが、外装ケース２内において、冷却ユニット３、
光学ユニット４、および投射レンズ５以外の空間には、電源ブロック、ランプ駆動回路等
が配置されるものとする。
【００２３】
外装ケース２は、合成樹脂等から構成され、冷却ユニット３、光学ユニット４、および
投射レンズ５を内部に収納配置する全体略直方体状に形成されている。この外装ケース２
は、図示は省略するが、プロジェクタ１の天面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成
するアッパーケースと、プロジェクタ１の底面、前面、側面、および背面をそれぞれ構成
するロアーケースとで構成され、前記アッパーケースおよび前記ロアーケースは互いにね
じ等で固定されている。
なお、外装ケース２は、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例え
ば、金属等により構成してもよい。
また、図示は省略するが、この外装ケース２には、冷却ユニット３によりプロジェクタ
１外部から冷却空気を内部に導入するための吸気口、およびプロジェクタ１内部で温めら
れた空気を排出するための排気口が形成されている。
【００２４】
冷却ユニット３は、プロジェクタ１内部に形成される冷却流路に冷却空気を送り込み、
プロジェクタ１内で発生する熱を冷却する。この冷却ユニット３は、投射レンズ５の側方
に位置し、外装ケース２に形成された図示しない吸気口からプロジェクタ１外部の冷却空
気を内部に導入して光学ユニット４の後述する光学装置の液晶パネルに冷却空気を吹き付
けるシロッコファン３１を含んで構成される。
なお、この冷却ユニット３は、図示は省略するが、シロッコファン３１の他、光学ユニ
ット４の後述する光源装置、および図示しない電源ブロック、ランプ駆動回路等を冷却す
るための冷却ファンも有しているものとする。
【００２５】
光学ユニット４は、光源から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に対応して
カラー画像を形成するユニットである。この光学ユニット４は、図１に示すように、外装ケース２の背面に沿って延出するとともに、外装ケース２の側面に沿って延出する平面視略Ｌ字形状を有している。なお、この光学ユニット４の詳細な構成については、後述する。
投射レンズ５は、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成される。そして、
この投射レンズ５は、光学ユニット４にて形成されたカラー画像を図示しない
スクリーン上に拡大投射する。
【００２６】
〔光学ユニットの詳細な構成〕
光学ユニット４は、図１に示すように、インテグレータ照明光学系４１、色分離光学系
４２、リレー光学系４３、光学装置４４、および、これら光学部品４１〜４４を収納配置
する光学部品用筐体４５とを備える。
インテグレータ照明光学系４１は、光学装置４４を構成する後述する液晶パネルの画像
形成領域を略均一に照明するための光学系である。このインテグレータ照明光学系４１は
、図１に示すように、光源装置４１１と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ
４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備える。
【００２７】
光源装置４１１は、放射状の光線を射出する光源ランプ４１６と、この光源ランプ４１
６から射出された放射光を反射するリフレクタ４１７とを備える。光源ランプ４１６とし
ては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが多用される。また、リ
フレクタ４１７としては、図１では、放物面鏡を採用しているが、これに限らず、楕円面
鏡で構成し、光束射出側に該楕円面鏡により反射された光束を平行光とする平行化凹レン
ズを採用した構成としてもよい。
第１レンズアレイ４１２は、光軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する小レンズがマト
リクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源装置４１１から射出される
光束を、複数の部分光束に分割している。
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様な構成を有しており、小
レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１３は、
重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を光学装置４４の
後述する液晶パネル上に結像させる機能を有している。
【００２８】
偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置され
、第２レンズアレイ４１３からの光を略１種類の偏光光に変換するものである。
具体的に、偏光変換素子４１４によって略１種類の偏光光に変換された各部分光は、重
畳レンズ４１５によって最終的に光学装置４４の後述する液晶パネル上にほぼ重畳される
。偏光光を変調するタイプの液晶パネルを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか
利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源装置４１１からの光の略半分を利用で
きない。このため、偏光変換素子４１４を用いることで、光源装置４１１からの射出光を
略１種類の偏光光に変換し、光学装置４４での光の利用効率を高めている。
【００２９】
色分離光学系４２は、図１に示すように、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２
と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１，４２２によりインテグレ
ータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を、赤、緑、青の３色の色光に分離す
る機能を有している。
リレー光学系４３は、図１に示すように、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３、
および反射ミラー４３２，４３４を備え、色分離光学系４２で分離された赤色光を光学装
置４４の後述する赤色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。
【００３０】
この際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明光
学系４１から射出された光束の青色光成分が反射するとともに、赤色光成分と緑色光成分
とが透過する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２
３で反射し、フィールドレンズ４１８を通って光学装置４４の後述する青色光用の液晶パ
ネルに達する。このフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された
各部分光側をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の緑色光用、赤色
光用の液晶パネルの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１８も同様である。
【００３１】
ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイ
ックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１８を通って光学装置４４の後述
する緑色光用の液晶パネルに達する。一方、赤色光はダイクロイックミラー４２２を透過
してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４１８を通って光学装置４４の後
述する赤色光用の液晶パネルに達する。なお、赤色光にリレー光学系４３が用いられてい
るのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光
の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分
光束をそのまま、フィールドレンズ４１８に伝えるためである。
【００３２】
光学装置４４は、図１に示すように、光変調素子を構成する光変調素子本体である３枚の液晶パネル４４１（赤色光用の液晶パネルを４４１Ｒ、緑色光用の液晶パネルを４４１Ｇ、青色光用の液晶パネルを４４１Ｂとする）と、この液晶パネル４４１の光束入射側および光束射出側に配置される入射側偏光板４４２および反射型偏光素子としての射出側偏光板４４３と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム４４４とを備える。
そして、これらのうち、３つの液晶パネル４４１、３つの射出側偏光板４４３、および
クロスダイクロイックプリズム４４４が一体化されて後述する光学装置本体が形成される
。
なお、前記光学装置本体は、具体的な構成は後述するが、液晶パネル４４１、射出側偏
光板４４３、およびクロスダイクロイックプリズム４４４以外に、流体循環部材、流体分
岐部、光変調素子保持体、および支持部材を備える。
【００３３】
液晶パネル４４１は、具体的な図示は省略するが、１対の透明なガラス基板に電気光学
物質である液晶が密閉封入された構成を有し、図示しない制御装置から出力される駆動信
号に応じて、前記液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板４４２から射出された偏光光
束の偏光方向を変調する。
入射側偏光板４４２は、偏光変換素子４１４で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光
が入射され、入射された光束のうち、偏光変換素子４１４で揃えられた光束の偏光軸と略
同一方向の偏光光のみ透過させ、その他の偏光軸を有する光束を反射する反射型偏光素子
から構成されている。例えば、入射側偏光板４４２としては、ガラス等の透光性基板と、
該透光性基板上に形成され、重合体を延伸形成した多数のフィルムが積層してなる多層構
造フィルムとを備えた反射型偏光素子を採用できる。また、入射側偏光板４４２としては
、上述した有機材料からなる反射型偏光素子に限らず、例えば、ガラス等の透光性基板と
、該透光性基板上に形成され、金属等の導電性材料から構成され、透光性基板から突出し
かつ、透光性基板の面内方向に延出する複数の突条部が縞状に並列配置された無機材料か
らなる反射型偏光素子を採用してもよい。
射出側偏光板４４３は、具体的な構成については後述するが、入射側偏光板４４２と同
様に反射型偏光素子から構成され、液晶パネル４４１から射出された光束のうち、入射側
偏光板４４２における光束の透過軸と直交する偏光軸を有する光束のみ透過させ、その他
の偏光軸を有する光束を反射する。
そして、上述した入射側偏光板４４２、液晶パネル４４１、および射出側偏光板４４３が光変調素子４４Ａを構成し、該光変調素子４４Ａにて光束を変調して所定の光学像を形成する。
【００３４】
クロスダイクロイックプリズム４４４は、各光変調素子４４Ａから射出された色光毎の光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム４４４は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｂから射出され射出側偏光板４４３を介した色光を反射し、液晶パネル４４１Ｇから射出され射出側偏光板４４３を介した色光を透過する。このようにして、各光変調素子４４Ａにて形成された各光学像が合成されてカラー画像が形成される。
そして、上述した３つの液晶パネル４４１、３つの射出側偏光板４４３、およびクロス
ダイクロイックプリズム４４４が一体化されて後述する光学装置本体が形成される。
【００３５】
光学部品用筐体４５は、例えば、金属等の熱伝導性材料から構成され、図１に示すよう
に、内部に所定の照明光軸Ａが設定され、上述した光学部品４１〜４４を照明光軸Ａに対
する所定位置に収納配置し、投射レンズ５を光学装置４４に対する所定位置に設置する。
この光学部品用筐体４５は、具体的な図示は省略するが、光学部品４１〜４４を収納する
容器状の部品収納部材と、前記部品収納部材の開口部分を閉塞する図示しない蓋状部材と
で構成される。
このうち、前記部品収納部材は、光学部品用筐体４５の底面、前面、および側面をそれ
ぞれ構成するものであり、側面の内側面には、上述した光学部品４１２〜４１５，４１８
，４２１〜４２３，４３１〜４３４，４４２を上方からスライド式に嵌め込むための溝部
が形成されている。また、底面には、光学装置４４の液晶パネル４４１位置に対応して３
つの孔４５１（図８参照）が形成され、冷却ユニット３を構成するシロッコファン３１から吐出される冷却空気は、図示しないダクトを介して３つの孔４５１に導かれ、３つの孔４５１を介して各液晶パネル４４１の対応箇所に吹き付けられる。
【００３６】
〔光学装置本体の構成〕
図２は、光学装置本体４４０を上方側から見た斜視図である。
図３は、光学装置本体４４０を下方側から見た斜視図である。
光学装置本体４４０は、図２または図３に示すように、３つの液晶パネル４４１と、３
つの射出側偏光板４４３と、クロスダイクロイックプリズム４４４（図２）と、冷却流体
蓄積部としての流体分岐部４４５と、３つの光変調素子保持体４４６と、３つの支持部材
４４７と、複数の流体循環部材４４８とを備える。
複数の流体循環部材４４８は、内部に冷却流体が対流可能なアルミニウム製の管状部材
で構成され、冷却流体が循環可能に流体分岐部４４５および光変調素子保持体４４６を接
続する。そして、循環する冷却流体により液晶パネル４４１に生じる熱を冷却する。
なお、本実施形態では、冷却流体として、透明性の非揮発性液体であるエチレングリコ
ールを採用する。冷却流体としては、エチレングリコールに限らず、その他の液体を採用
してもよい。
【００３７】
図４は、射出側偏光板４４３の構造を模式的に示す図である。具体的に、図４は、射出
側偏光板４４３を側方から見た図である。
３つの射出側偏光板４４３は、図４に示すように、クロスダイクロイックプリズム４４
４の各光束入射側端面にそれぞれ接着固定される。
この射出側偏光板４４３は、図４に示すように、２つの直角プリズム４４３１と、これ
ら直角プリズム４４３１の界面に形成された反射型偏光膜４４３２とを備える。
２つの直角プリズム４４３１のうち、光束入射側に配置される入射側プリズム４４３１
Ａは、液晶パネル４４１から射出される光束に対する透過面と、反射型偏光膜４４３２に
て反射された光束に対する全反射面とを兼ねる光束入射側端面４４３１Ａ１を有する。
反射型偏光膜４４３２は、例えば、重合体を延伸形成した多数のフィルムを積層した多
層構造フィルムで構成される。
そして、この射出側偏光板４４３に入射した光束Ｌのうち、所定の偏光軸を有する光束
Ｌ１は、図４に示すように、反射型偏光膜４４３２を透過して、クロスダイクロイックプ
リズム４４４に入射する。
また、図４に示すように、射出側偏光板４４３に入射した光束Ｌのうち、他の偏光軸を
有する光束Ｌ２は、反射型偏光膜４４３２にて反射し、さらに、入射側プリズム４４３１
Ａの光束入射側端面４４３１Ａ１にて全反射して上方に向けて射出される。
【００３８】
図５は、流体分岐部４４５の構造を示す図である。具体的に、図５（Ａ）は、流体分岐
部４４５を上方から見た平面図である。また、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）におけるＡ-Ａ
線の断面図である。
流体分岐部４４５は、略直方体状のアルミニウム製の中空部材で構成され、内部に冷却
流体を一時的に蓄積する。そして、３つの光変調素子保持体４４６から流出した冷却流体
を内部に送入するとともに、内部に蓄積した冷却流体を３つの光変調素子保持体４４６毎
に分岐して送出する。また、この流体分岐部４４５は、クロスダイクロイックプリズム４
４４の３つの光束入射側端面に交差する端面である下面に固定され、クロスダイクロイッ
クプリズム４４４を支持するプリズム固定板としての機能も有する。
この流体分岐部４４５において、クロスダイクロイックプリズム４４４の各光束入射側
端面に対応する３つの側面には、図５に示すように、各光変調素子保持体４４６から流出
した冷却流体を内部に流入させる冷却流体流入部４４５１と、内部の冷却流体を３つの光
変調素子保持体４４６毎に分岐して流出させる冷却流体流出部４４５２とがそれぞれ形成
されている。
【００３９】
これら冷却流体流入部４４５１および冷却流体流出部４４５２は、流体循環部材４４８
の管径寸法よりも小さい管径寸法を有する略筒状部材から構成され、流体分岐部４４５内
外に突出するように配置されている。そして、これら冷却流体流入部４４５１および冷却
流体流出部４４５２の外側に突出した一端には、それぞれ流体循環部材４４８の一端が接
続され、該流体循環部材４４８を介して冷却流体が流入および流出する。
また、この流体分岐部４４５において、底面の四隅部分には、図５（Ａ）に示すように
、該底面に沿って延出する腕部４４５３がそれぞれ形成されている。これら腕部４４５３
の先端部分には、それぞれ孔４４５３Ａが形成され、これら孔４４５３Ａに図示しないね
じを挿通し、光学部品用筐体４５の底面に螺合することで、光学装置本体４４０が光学部
品用筐体４５に固定される（図８参照）。この際、流体分岐部４４５および光学部品用筐
体４５は、熱伝達可能に接続される。
さらに、この流体分岐部４４５において、上面の略中央部分には、図５に示すように、
球状の膨出部４４５４が形成されている。そして、この膨出部４４５４にクロスダイクロ
イックプリズム４４４の下面を当接することで、流体分岐部４４５に対するクロスダイク
ロイックプリズム４４４のあおり方向の位置調整が可能となる。
【００４０】
図６は、光変調素子保持体４４６の概略構成を示す分解斜視図である。
３つの光変調素子保持体４４６は、３つの光変調素子４４Ａをそれぞれ構成する３つの液晶パネル４４１をそれぞれ保持するとともに、内部に冷却流体が流入および流出し、該冷却流体により３つの液晶パネル４４１をそれぞれ冷却する。なお、各光変調素子保持体４４６は、同様の構成であり、以下では１つの光変調素子保持体４４６のみを説明する。
光変調素子保持体４４６は、図６に示すように、１対の枠状部材４４６１，４４６２と
、２つの弾性部材４４６３と、透光性基板４４６４と、透光性基板固定部材４４６５とを
備える。
枠状部材４４６１は、アルミニウム製の部材から構成され、略中央部分に液晶パネル４
４１の画像形成領域に対応した矩形状の開口部４４６１Ａを有する平面視略矩形状の枠体
であり、枠状部材４４６２に対して光束入射側に配置され、液晶パネル４４１を弾性部材
４４６３を介して光束入射側から枠状部材４４６２に対して押圧固定する。
【００４１】
この枠状部材４４６１において、光束射出側端面には、図６に示すように、液晶パネル
４４１の光束射出側端面を支持するための支持面４４６１Ｂが形成されている。
また、枠状部材４４６１において、上方側端部角隅部分および下方側端部角隅部分には
、図６に示すように、支持部材４４７の後述するピン状部材を挿通可能とする４つの孔４
４６１Ｃが形成されている。
さらに、枠状部材４４６１において、左右側端面には、図６に示すように、該左右側端
面に略直交して突出するとともに光束入射側に屈曲して延出するフィン４４６１Ｄがそれ
ぞれ形成されている。
これらフィン４４６１Ｄは、冷却流体から枠状部材４４６２に伝達された熱を外気との
熱交換により放熱するものである。
また、これらフィン４４６１Ｄの基端部分において、上下方向端部位置には、図６に示
すように、枠状部材４４６２と接続するための接続部４４６１Ｅが形成されている。
【００４２】
図７は、枠状部材４４６２を光束射出側から見た斜視図である。
枠状部材４４６２は、略中央部分に液晶パネル４４１の画像形成領域に対応した矩形状
の開口４４６２Ａを有する平面視略矩形状のアルミニウム製の枠体であり、上述した枠状
部材４４６１との間に、弾性部材４４６３を介して液晶パネル４４１を挟持するとともに
、枠状部材４４６１と対向する面と反対の面側にて弾性部材４４６３を介して透光性基板
４４６４を支持するものである。
この枠状部材４４６２において、光束射出側端面には、図７に示すように、弾性部材４
４６３の形状に対応して矩形枠状の凹部４４６２Ｂが形成され、この凹部４４６２Ｂにて
弾性部材４４６３を介して透光性基板４４６４を支持する。そして、枠状部材４４６２が
透光性基板４４６４を支持することで、弾性部材４４６３、および透光性基板４４６４の
光束入射側端面にて、開口４４６２Ａにおける光束射出側が閉塞される。また、この凹部
４４６２Ｂの外周面には、複数の係止突起４４６２Ｃが形成され、これら係止突起４４６
２Ｃに弾性部材４４６３の外側面が当接し、弾性部材４４６３が位置決めされて凹部４４
６２Ｂに設置される。
【００４３】
また、この枠状部材４４６２において、光束入射側端面にも、図示は省略するが、光束
射出側端面に形成された凹部４４６２Ｂと同様の凹部が形成され、前記凹部にて弾性部材
４４６３を介して液晶パネル４４１の光束射出側端面を支持する。そして、枠状部材４４
６２が液晶パネル４４１の光束射出側端面を支持することで、弾性部材４４６３および液
晶パネルの光束射出側端面にて、開口４４６２Ａの光束入射側が閉塞される。また、光束
入射側端面にも、図示は省略するが、光束射出側端面に形成された係止突起４４６２Ｃと
同様の係止突起が形成されているものとする。
以上のように、液晶パネル４４１および透光性基板４４６４により開口４４６２Ａの光
束入射側および光束射出側が閉塞されると、枠状部材４４６２内部に冷却流体を封入可能
とする冷却室Ｒ１（図８参照）が形成される。
【００４４】
さらに、この枠状部材４４６２において、その下方側端部略中央部分には、図７に示す
ように、流体分岐部４４５の冷却流体流出部４４５２から流出した冷却流体を内部に流入
させる流入口４４６２Ｄが形成されている。この流入口４４６２Ｄは、流体循環部材４４
８の管径寸法よりも小さい管径寸法を有する略筒状部材から構成され、枠状部材４４６２
の外側に突出するように形成されている。そして、流入口４４６２Ｄの突出した端部には
、流体分岐部４４５の冷却流体流出部４４５２に接続した流体循環部材４４８の他端が接
続され、該流体循環部材４４８を介して流体分岐部４４５から流出した冷却流体が枠状部
材４４６２の冷却室Ｒ１（図８参照）に流入する。
【００４５】
さらにまた、この枠状部材４４６２において、その上方側端部略中央部分には、図７に
示すように、枠状部材４４６２の冷却室Ｒ１（図８参照）内の冷却流体を外部に流出させ
る流出口４４６２Ｅが形成されている。すなわち、流出口４４６２Ｅは、流入口４４６２
Ｄの対向位置に形成されている。この流出口４４６２Ｅは、流入口４４６２Ｄと同様に、
流体循環部材４４８の管径寸法よりも小さい管径寸法を有する略筒状部材から構成され、
枠状部材４４６２の外側に突出するように形成されている。そして、流出口４４６２Ｅの
突出した端部には、流体分岐部４４５の冷却流体流入部４４５１に接続した流体循環部材
４４８の他端が接続され、冷却室Ｒ１（図８参照）内の冷却流体が該流体循環部材４４８
を介して流体分岐部４４５に流入される。
【００４６】
また、開口４４６２Ａ周縁において、流入口４４６２Ｄおよび流出口４４６２Ｅと連通
する部位近傍は、図７に示すように、光束入射側に窪む凹部４４６２Ｆが形成され、該凹
部４４６２Ｆの外側面が前記部位に向けて幅狭となる形状となっている。
また、凹部４４６２Ｆの底面には、２つの整流部４４６２Ｇが立設されている。これら
整流部４４６２Ｇは、断面略直角三角形状であり、所定の間隔を空けて配置されるととも
に、直角三角形状の斜辺が互いに前記部位の離間方向に拡がるように配置されている。
【００４７】
また、この枠状部材４４６２において、左側端部角隅部分および右側端部角隅部分には
、図７に示すように、枠状部材４４６１と接続するための接続部４４６２Ｈが形成されて
いる。
そして、枠状部材４４６１，４４６２の各接続部４４６１Ｅ，４４６２Ｈにねじ４４６
６（図６）を螺合することで、液晶パネル４４１が弾性部材４４６３を介して枠状部材４
４６１，４４６２間に挟持され、枠状部材４４６２の開口４４６２Ａにおける光束入射側
が封止される。
さらに、この枠状部材４４６２において、左側端部略中央部分および右側端部略中央部
分には、図６または図７に示すように、透光性基板固定部材４４６５が係合するフック４
４６２Ｉが形成されている。
【００４８】
弾性部材４４６３は、液晶パネル４４１と枠状部材４４６２、および、枠状部材４４６
２と透光性基板４４６４との間にそれぞれ介在配置され、枠状部材４４６２の冷却室Ｒ１
（図８参照）を封止し冷却流体の液漏れ等を防止するものである。この弾性部材４４６３
は、弾性を有するシリコンゴムで形成され、両面あるいは片面に表層の架橋密度を上げる
表面処理が施されている。例えば、弾性部材４４６３としては、サーコンＧＲ−ｄシリー
ズ（冨士高分子工業の商標）を採用できる。ここで、端面に表面処理が施されていること
により、弾性部材４４６３を枠状部材４４６２の各凹部４４６２Ｂに設置する作業を容易
に実施できる。
なお、弾性部材４４６３は、水分透過量の少ないブチルゴムまたはフッ素ゴム等を使用
してもよい。
【００４９】
透光性基板４４６４は、透光性を有する例えばガラス基板から構成される。
透光性基板固定部材４４６５は、透光性基板４４６４を、弾性部材４４６３を介して枠
状部材４４６２の凹部４４６２Ｂに押圧固定する。この透光性基板固定部材４４６５は、
略中央部分に開口部４４６５Ａが形成された平面視略矩形枠体で構成され、開口部４４６
５Ａ周縁部分にて、透光性基板４４６４を枠状部材４４６２に対して押圧する。また、透
光性基板固定部材４４６５には、左右側端縁にそれぞれフック係合部４４６５Ｂが形成さ
れ、フック係合部４４６５Ｂを枠状部材４４６２のフック４４６２Ｉに係合させることで
、枠状部材４４６２に対して透光性基板固定部材４４６５が透光性基板４４６４を押圧し
た状態で固定される。
【００５０】
支持部材４４７は、略中央部分に図示しない開口が形成された平面視略矩形枠状の板体
から構成され、光変調素子保持体４４６を支持し、該光変調素子保持体４４６とクロスダ
イクロイックプリズム４４４とを一体化するものである。この支持部材４４７としては、
例えば、アルミニウムから構成し、表面にブラックアルマイト処理を施したものを採用で
きる。なお、この支持部材４４７としては、光変調素子保持体４４６の構成材料であるア
ルミニウムと、クロスダイクロイックプリズム４４４の構成材料の略中間の熱膨張係数を
有する鉄系材料から構成してもよい。
この支持部材４４７において、光束入射側端面には、図２または図３に示すように、光
変調素子保持体４４６の４つの孔４４６１Ｃに対応した位置に、板体から突出するピン状
部材４４７１が形成されている。
また、この支持部材４４７において、上方側端部には、図２または図３に示すように、
光束射出側に向けて湾曲する湾曲部４４７２が形成されている。
そして、この支持部材４４７は、ピン状部材４４７１を光変調素子保持体４４６の４つ
の孔４４６１Ｃに挿通することで該光変調素子保持体４４６を支持し、板体の光束射出側
端面をクロスダイクロイックプリズム４４４に固定された射出側偏光板４４３の光束入射
側端面に接着固定することで、光変調素子保持体４４６がクロスダイクロイックプリズム
４４４と一体化される。
このように光変調素子保持体４４６をクロスダイクロイックプリズム４４４に対して固
定することで、支持部材４４７の湾曲部４４７２が射出側偏光板４４３の上方を覆うよう
に配置される（図８参照）。
以上説明したように、光学装置本体４４０において、冷却流体は、複数の流体循環部材
４４８を介して、流体分岐部４４５〜各光変調素子保持体４４６〜流体分岐部４４５とい
う流路を自然対流にて循環する。
【００５１】
次に、液晶パネル４４１の冷却構造を説明する。
図８は、液晶パネル４４１の冷却構造を説明するための断面図である。
光源装置４１１から射出された光束により、液晶パネル４４１に生じた熱は、光変調素
子保持体４４６の枠状部材４４６２における冷却室Ｒ１内の冷却流体に伝達される。
冷却室Ｒ１内の冷却流体に熱が伝達されることにより、他の冷却流体との間に温度差が
生じ、光学装置本体４４０における冷却流体の流路内に自然対流が生じる。
そして、冷却室Ｒ１内の冷却流体に伝達された熱は、冷却流体の流れにしたがって冷却
室Ｒ１〜流体分岐部４４５に移動する。流体分岐部４４５に温められた冷却流体が流入す
ると、冷却流体の熱は、流体分岐部４４５〜光学部品用筐体４５の熱伝達経路を辿って放
熱される。冷却された冷却流体は、流体分岐部４４５〜冷却室Ｒ１へと再度、移動する。
また、冷却室Ｒ１内の冷却流体に伝達された熱は、枠状部材４４６１に伝達されるとと
もに、該枠状部材４４６１のフィン４４６１Ｄ（図６）に伝達される。
ここで、冷却ユニット３のシロッコファン３１（図１）によりプロジェクタ１外部から
内部に導入された冷却空気は、光学部品用筐体４５の底面に形成された孔４５１を介して
光学部品用筐体４５内に導入される。光学部品用筐体４５内に導入された冷却空気は、図
８に示すように、光変調素子保持体４４６の外面に沿って、下方から上方に向けて流通す
る。この際、冷却空気は、枠状部材４４６１のフィン４４６１Ｄ（図６）に伝達された熱
を冷却するとともに、液晶パネル４４１の光束入射側端面を冷却する。
【００５２】
上述した第１実施形態においては、光変調素子保持体４４６を構成する枠状部材４４６
２には冷却室Ｒ１が形成され、冷却流体を内部に流入する流入口４４６２Ｄ、および冷却
流体を外部に流出する流出口４４６２Ｅを有しているので、複数の流体循環部材４４８に
て流入口４４６２Ｄおよび流出口４４６２Ｅを接続することで、冷却室Ｒ１内の冷却流体
を容易に対流させることができ、液晶パネル４４１により温められた冷却流体が冷却室Ｒ
１内に滞留することを回避できる。
また、流入口４４６２Ｄおよび流出口４４６２Ｅ近傍には、整流部４４６２Ｇが形成さ
れているので、流入口４４６２Ｄを介して冷却室Ｒ１内に流入した冷却流体を整流部４４
６２Ｇにて内部に拡げ、冷却室Ｒ１内の冷却流体を整流部４４６２Ｇにて集束させて流出
口４４６２Ｅを介して外部に流出させることができ、冷却室Ｒ１内全域に亘って冷却流体
を対流させることができる。このため、冷却室Ｒ１内に温められた冷却流体が局所的に滞
留することを回避できる。
したがって、液晶パネル４４１により冷却流体が温められて液晶パネル４４１と冷却流
体との温度差が小さくなることがなく、冷却流体により液晶パネル４４１を効率的に冷却
できる。
ここで、開口４４６２Ａが液晶パネル４４１の画像形成領域に応じて設けられているの
で、冷却室Ｒ１に充填された冷却流体は、液晶パネル４４１の画像形成領域に接触する。
このことにより、液晶パネル４４１の画像形成領域内の温度分布が均一化され、局所的な
過熱を回避し、光変調素子４４Ａにて鮮明な光学像を形成できる。
【００５３】
また、流入口４４６２Ｄおよび流出口４４６２Ｅは、枠状部材４４６２における対向す
る位置にそれぞれ形成されているので、冷却室Ｒ１内における冷却流体の流通を円滑に実
施でき、冷却流体の対流速度を速めることができる。このため、液晶パネル４４１と冷却
室Ｒ１内の冷却流体との温度差を維持し、冷却流体により液晶パネル４４１をさらに効率
的に冷却できる。
ここで、流入口４４６２Ｄが枠状部材４４６２の下方側端部に形成され、流出口４４６
２Ｅが枠状部材４４６２における上方側端部に形成されているので、熱の移動方向と冷却
流体の対流方向とを同一方向にすることができ、温められた冷却流体を冷却室Ｒ１外部へ
と容易に流出させることができる。
【００５４】
さらに、１対の枠状部材４４６１，４４６２が熱伝導性を有するアルミニウムから構成
されているので、液晶パネル４４１に生じた熱、および冷却室Ｒ１内の冷却流体に生じる
熱を枠状部材４４６１，４４６２に伝達できる。また、枠状部材４４６１の左右端縁には
、フィン４４６１Ｄが形成されているので、枠状部材４４６１に伝達された熱をフィン４
４６１Ｄにて放熱できる。さらに、冷却ユニット３のシロッコファン３１により光変調素
子保持体４４６の外面に冷却空気が送風されるので、フィン４４６１Ｄに伝達された熱を
効率的に冷却でき、液晶パネル４４１の冷却効率をさらに向上できる。
【００５５】
そして、光学装置本体４４０は、光変調素子保持体４４６の他、複数の流体循環部材４
４８および流体分岐部４４５を備えているので、冷却室Ｒ１内だけでなく、複数の流体循
環部材４４８および流体分岐部４４５にも冷却流体を封入することで、冷却流体の容量を
大きくすることができ、液晶パネル４４１と冷却流体との熱交換能力を向上させることが
できる。
また、流体分岐部４４５には、各光変調素子保持体４４６の冷却室Ｒ１から温度の異な
る冷却流体が一括して送入され、送入された各冷却流体は、該流体分岐部４４５内にて混
合されて温度が均一化される。そして、流体分岐部４４５から温度が均一化された冷却流
体が分岐されて各光変調素子保持体４４６の冷却室Ｒ１に流入する。このことにより、各
光変調素子保持体４４６の冷却室Ｒ１に流入する冷却流体の温度が偏ることなく、略同一
の温度である冷却流体にて各液晶パネル４４１を冷却できる。
さらに、１つの流体分岐部４４５のみで、各光変調素子保持体４４６の冷却室Ｒ１から
流出される温度の異なる冷却流体を一括して送入し、送入した冷却流体を各光変調素子保
持体４４６毎に分岐して送出するので、光学装置本体４４０の構造の簡素化を図れる。ま
た、この流体分岐部４４５がクロスダイクロイックプリズム４４４の下面に固定されるの
で、光学装置本体４４０をコンパクトにでき、光学装置本体４４０の小型化を図れる。
【００５６】
ここで、光学装置本体４４０を金属製材料からなる光学部品用筐体４５に収納した際、
アルミニウムからなる流体分岐部４４５が光学部品用筐体４５に熱伝達可能に接続するの
で、循環する冷却流体〜流体分岐部４４５〜光学部品用筐体４５への熱伝達経路を確保し
、冷却流体の冷却効率を向上させ、ひいては、冷却流体による液晶パネル４４１の冷却効
率の向上を図れる。
また、流体分岐部４４５において、冷却流体流入部４４５１および冷却流体流出部４４
５２は、一方の端部が内部に向けて突出しているので、流体分岐部４４５の内部に蓄積さ
れた冷却流体のみを外部へと流出させることができる。例えば、流体分岐部４４５内部が
冷却流体にて満たされていない場合でも、空気を混入させることなく、冷却流体のみを外
部へと流出させることができる。また、冷却流体流出部４４５２のみならず、冷却流体流
入部４４５１も内部に突出しているので、冷却流体の対流方向が変わった場合、すなわち
、冷却流体流入部４４５１にて内部の冷却流体を外部に流出させ、冷却流体流出部４４５
２にて冷却流体を内部に流入させる場合でも、冷却流体流入部４４５１にて内部に蓄積さ
れた冷却流体のみを外部へと流出させることができる。
また、シロッコファン３１の送風を光学部品用筐体４５の底面に沿って流せば、循環す
る流体の放熱面積を増加でき、さらに、冷却効率が高められる。
【００５７】
ところで、３つの光変調素子保持体４４６をクロスダイクロイックプリズム４４４の各
光束入射側端面に対してそれぞれ取り付ける際には、３つの液晶パネル４４１の相互の位
置調整を実施する必要がある。例えば、光変調素子保持体４４６とクロスダイクロイック
プリズム４４４との間に複数のスペーサを介在させ、該スペーサの位置を移動させること
で各液晶パネル４４１の相互の位置調整を実施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、複数のスペーサを設置する組み立て工数が増加するとともに、修理等
により各光変調素子保持体４４６を取り外す場合でも複数のスペーサをそれぞれ取り外す
という面倒な作業が生じてしまう。
本実施形態では、光変調素子保持体４４６に形成された４つの孔４４６１Ｃに支持部材
４４７に突設されたピン状部材４４７１を挿通し、支持部材４４７と光変調素子保持体４
４６を接着固定し、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射側端面に固定された
射出側偏光板４４３の光束入射側端面に支持部材４４７の光束射出側端面を固定すること
で、光変調素子保持体４４６とクロスダイクロイックプリズム４４４とを一体化すること
ができる。すなわち、上述したスペーサが、支持部材４４７に形成されたピン状部材４４
７１に相当し、スペーサが支持部材４４７に一体的に形成されていることで、光変調素子
保持体４４６をクロスダイクロイックプリズム４４４に対して取り付ける作業および取り
外す作業を容易に実施できる。
【００５８】
また、入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３は、反射型偏光素子から構成されるので、所定の偏光軸以外の偏光軸を有する光束を吸収する吸収型偏光素子で構成した場合と比較して、熱が生じにくく、入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３自体の温度の低減を図れる。したがって、従来のように偏光素子を光変調素子保持体に保持させ、冷却流体により偏光素子を冷却する必要がなく、入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３により光変調素子保持体４４６における冷却室Ｒ１内の冷却流体の温度を増加させることもなく、液晶パネル４４１を冷却流体により効率的に冷却できる。したがって、入射側偏光板４４２、液晶パネル４４１、および射出側偏光板４４３で構成される光変調素子４４Ａの温度上昇による熱劣化を抑制し、光変調素子４４Ａにて良好な光学像を形成できる。
また、射出側偏光板４４３は、所定の偏光軸以外の偏光軸を有する光束を、液晶パネル
４４１の画像形成領域を避け、上方に向けて射出するので、光学装置本体４４０内に迷光
が生じることがなく、良好な光学像を形成できる。
【００５９】
ここで、射出側偏光板４４３は、２つの直角プリズム４４３１と、反射型偏光膜４４３
２とを備え、２つの直角プリズム４４３１のうち入射側プリズム４４３１Ａは、反射型偏
光膜４４３２にて反射された光束を光束入射側端面４４３１Ａ１にて全反射させ、上方に
向けて射出するので、簡単な構成で、光学装置本体４４０内に迷光が生じることを回避で
きる。
また、支持部材４４７における上方側端縁には、湾曲部４４７２が形成されているので
、射出側偏光板４４３にて上方側に射出される光束を遮蔽でき、射出される光束が他の部
材に照射されることを回避できる。特に、上方側に射出される光束が複数の流体循環部材
４４８に照射されることを回避でき、流体循環部材４４８を流通する冷却流体の温度を増
加させることを回避でき、液晶パネル４４１の冷却効率が低下することを回避できる。
【００６０】
そして、複数の流体循環部材４４８、流体分岐部４４５、１対の枠状部材４４６１，４
４６２は、耐蝕性を有するアルミニウムで構成されていることにより、長期間、冷却流体
と接触した場合でも化学反応を生じることを防止することができる。すなわち、化学反応
による反応性物質による冷却流体の着色等を回避し、冷却室Ｒ１内を通過する光束の光学
特性を変更することを防止できる。
そしてまた、プロジェクタ１は、上述した光学装置本体４４０を備えることで、液晶パ
ネル４４１の熱劣化を防止でき、プロジェクタ１の高寿命化を図れる。
【００６１】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して
、その詳細な説明は省略または簡略化する。
前記第１実施形態では、光学装置本体４４０は、冷却流体を蓄積する冷却流体蓄積部と
して流体分岐部４４５のみを有している。
これに対して第２実施形態では、光学装置本体５４０は、冷却流体を蓄積する冷却流体
蓄積部として流体分岐部５４５および中継タンク５４９を備える。その他の構成は、前記
第１実施形態と同様である。
【００６２】
具体的に、図９は、第２実施形態における光学装置本体５４０を上方側から見た斜視図
である。
図１０は、光学装置本体５４０を下方側から見た斜視図である。
光学装置本体５４０は、図９または図１０に示すように、前記第１実施形態で説明した
３つの液晶パネル４４１、射出側偏光板４４３、クロスダイクロイックプリズム４４４（
図９）、光変調素子保持体４４６、支持部材４４７、および複数の流体循環部材４４８の
他、上流側冷却流体蓄積部としての流体分岐部５４５と、下流側冷却流体蓄積部としての
中継タンク５４９（図９）とを備え、これら各部材４４１，４４３，４４４，４４６〜４
４８，５４５，５４９が一体化されている。
なお、光学装置本体５４０において、冷却流体の対流方向が変わった場合には、流体分
岐部５４５が本発明に係る下流側冷却流体蓄積部に相当し、中継タンク５４９が本発明に
係る上流側冷却流体蓄積部に相当する。
【００６３】
流体分岐部５４５は、前記第１実施形態で説明した流体分岐部４４５と略同様の構成を
有し、異なる点は、冷却流体流入部４４５１の形成位置および数、冷却流体流出部４４５
２の形成位置が異なるのみである。すなわち、流体分岐部５４５は、図９または図１０に
示すように、前記第１実施形態の流体分岐部４４５の腕部４４５３（孔４４５３Ａを含む
）を有する。また、図示は省略するが、流体分岐部５４５の上面には、前記第１実施形態
で説明した流体分岐部４４５の膨出部４４５４と同様の膨出部が形成されているものとす
る。
第２実施形態における流体分岐部５４５の冷却流体流入部５４５１（図９）は、クロス
ダイクロイックプリズム４４４の光束射出側端面に対応する側面に１つのみ形成されてい
る。そして、この冷却流体流入部５４５１は、流体循環部材４４８の一端と接続し、流体
循環部材４４８を介して、中継タンク５４９から流出した冷却流体を内部に流入させる。
また、第２実施形態における流体分岐部５４５の冷却流体流出部５４５２（図１０）は
、クロスダイクロイックプリズム４４４の３つの光束入射側端面に対応する各側面の略中
央部分に形成されている。
【００６４】
図１１は、中継タンク５４９の構造を示す図である。具体的に、図１１（Ａ）は、中継
タンク５４９を上方から見た平面図である。また、図１１（Ｂ）は、図１１（Ｂ）におけ
るＢ-Ｂ線の断面図である。
中継タンク５４９は、略円柱状のアルミニウム製の中空部材で構成され、クロスダイク
ロイックプリズム４４４の３つの光束入射側端面に交差する端面である上面に固定される
。そして、この中継タンク５４９は、各光変調素子保持体４４６から送出された冷却流体
を一括して送入し、送入した冷却流体を外部に送出する。
この中継タンク５４９において、その上面には、図１１に示すように、各光変調素子保
持体４４６の各枠状部材４４６２から流出した冷却流体を内部に流入させる３つの冷却流
体流入部５４９１が形成されている。これら冷却流体流入部５４９１は、流体循環部材４
４８の管径寸法よりも小さい管径寸法を有する略筒状部材から構成され、中継タンク５４
９内外に突出するように配置されている。そして、各冷却流体流入部５４９１の外側に突
出した端部には、３つの光変調素子保持体４４６の流出口４４６２Ｅに接続された各流体
循環部材４４８の他端がそれぞれ接続され、該流体循環部材４４８を介して各光変調素子
保持体４４６から送出された冷却流体が一括して中継タンク５４９内部に流入する。
【００６５】
また、この中継タンク５４９において、外側面の下方側には、図１１（Ａ）に示すよう
に、送入した冷却流体を外部に流出させる冷却流体流出部５４９２が形成されている。こ
の冷却流体流出部５４９２は、冷却流体流入部５４９１と同様に、流体循環部材４４８の
管径寸法よりも小さい管径寸法を有する略筒状部材から構成され、中継タンク５４９内外
に突出するように配置されている。そして、冷却流体流出部５４９２の外側に突出した端
部には、流体分岐部５４５の冷却流体流入部５４５１に接続された流体循環部材４４８の
他端が接続され、該流体循環部材４４８を介して中継タンク５４９内部の冷却流体が流体
分岐部５４５内部に流入する。
以上説明したように、光学装置本体５４０において、冷却流体は、複数の流体循環部材
４４８を介して、流体分岐部５４５〜各光変調素子保持体４４６〜中継タンク５４９〜流
体分岐部５４５という流路を自然対流にて循環する。
【００６６】
次に、液晶パネル４４１の冷却構造を説明する。
図１２は、液晶パネル４４１の冷却構造を説明するための断面図である。
なお、第２実施形態における液晶パネル４４１の冷却構造は、前記第１実施形態で説明
した冷却構造と略同様であり、以下では、適宜、簡略化して説明する。
光源装置４１１から射出された光束により、液晶パネル４４１に生じた熱は、光変調素
子保持体４４６の枠状部材４４６２における冷却室Ｒ１内の冷却流体に伝達される。
冷却室Ｒ１内の冷却流体に熱が伝達されることにより、前記第１実施形態と同様に、光
学装置本体５４０における冷却流体の流路内に自然対流が生じる。
そして、各冷却室Ｒ１内の冷却流体に伝達された熱は、冷却流体の流れにしたがって各
冷却室Ｒ１〜中継タンク５４９〜流体分岐部５４５に移動する。流体分岐部５４５に温め
られた冷却流体が流入すると、冷却流体の熱は、前記第１実施形態と同様に、流体分岐部
５４５〜光学部品用筐体４５の熱伝達経路を辿って放熱される。冷却された冷却流体は、
流体分岐部５４５〜冷却室Ｒ１へと再度、移動する。
また、冷却室Ｒ１内の冷却流体に伝達された熱は、前記第１実施形態と同様に、枠状部
材４４６１〜フィン４４６１Ｄ（図６）の熱伝達経路を辿って放熱され、さらに、冷却ユ
ニット３のシロッコファン３１（図１）による冷却空気の強制冷却により液晶パネル４４
１の光束入射側端面およびフィン４４６１Ｄ（図６）が冷却される。
【００６７】
上述した第２実施形態においては、前記第１実施形態と比較して、中継タンク５４９に
は、各光変調素子保持体４４６の冷却室Ｒ１から温度の異なる冷却流体が一括して送入さ
れ、送入された各冷却流体は、該中継タンク５４９内にて混合されて温度が均一化される
。そして、温度が均一化された冷却流体は、中継タンク５４９から流体分岐部５４５に流
入し、さらに、流体分岐部５４５にて分岐されて各光変調素子保持体４４６に流入する。
このことにより、中継タンク５４９および流体分岐部５４５の双方にて冷却流体の温度の
均一化を良好に実施でき、各光変調素子保持体４４６の冷却室Ｒ１に流入する冷却流体の
温度が偏ることなく、略同一の温度である冷却流体にて各液晶パネル４４１を冷却できる
。
また、光学装置本体５４０が中継タンク５４９を備えているので、該中継タンク５４９
にも冷却流体を封入することができ、冷却流体の容量をさらに大きくすることができ、液
晶パネル４４１と冷却流体との熱交換能力をさらに向上させることができる。
さらに、中継タンク５４９がクロスダイクロイックプリズム４４４の上面に固定される
ので、光学装置本体５４０をコンパクトにでき、光学装置本体５４０の小型化を図れる。
【００６８】
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して
、その詳細な説明は省略または簡略化する。
前記第１実施形態では、光学装置４４において、流体分岐部４４５にて分岐され３つの
光変調素子保持体４４６に流入する冷却流体の流量は、略同一に設定されている。
これに対して第４実施形態では、光学装置４４において、各光変調素子保持体４４６に
流入する冷却流体の流量を変更可能とする流量変更部４４９を備える。その他の構成は、
前記第１実施形態と同様である。
【００６９】
具体的に、図１３は、第３実施形態における流量変更部４４９の構造および設置位置を
示す図である。ここで、図１３は、流体分岐部４４５を上方から見た平面図である。
流量変更部４４９は、図１３に示すように、流体分岐部４４５の冷却流体流出部４４５
２にそれぞれ設けられ、各冷却流体流出部４４５２から各光変調素子保持体４４６に送入
される冷却流体の流量を変更可能に構成されている。この流量変更部４４９は、図１３に
示すように、流量変更部本体４４９Ａと、流量調整部４４９Ｂとを備える。
流量変更部本体４４９Ａは、冷却流体を流通可能とする流路が形成されているとともに
、流量調整部４４９Ｂを回動可能に軸支する。
流量調整部４４９Ｂは、具体的な図示は省略するが、流量変更部本体４４９Ａ内に配置
される調整弁と、流量変更部本体４４９Ａの外側に突出する調整ねじとを備える。
このうち、前記調整弁は、回動位置に応じて流量変更部本体４４９Ａ内の流路を狭めた
り、拡げたりして流路を通過する冷却流体の流量を変更可能とする。そして、前記調整弁
は、前記調整ねじの動きに連動し、前記調整ねじを手動にて回動させることにより、流量
変更部本体４４９Ａの流路を通過する冷却流体の流量を変更可能とする。
【００７０】
上述した第３実施形態においては、前記第１実施形態と比較して、流量変更部４４９の
流量調整部４４９Ｂを操作することにより、３つの液晶パネル４４１のうち、発熱量の大
きい液晶パネル４４１に対して冷却流体の流量を大きくし、発熱量の小さい液晶パネル４
４１に対して冷却流体の流量を小さくすることで、各液晶パネル４４１の温度の均一化を
簡単な構成で容易にかつ、高精度に実施できる。したがって、各光変調素子４４Ａにて形
成される光学像の色合いを良好に維持することができる。
【００７１】
[第４実施形態]
次に、本発明の第４実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して
、その詳細な説明は省略または簡略化する。
前記第１実施形態では、光学装置４４において、流体分岐部４４５にて分岐され３つの
光変調素子保持体４４６に流入する冷却流体の流量は、略同一に設定されている。
これに対して第４実施形態では、流体分岐部７４５の各冷却流体流入部７４５１および
冷却流体流出部７４５２と、流体分岐部７４５および各光変調素子保持体４４６とを接続
する流体循環部材７４８の管径を異なるものとすることで、各光変調素子保持体４４６に
流入する冷却流体の流量を変更する。
【００７２】
具体的に、図１４は、第４実施形態における流体分岐部７４５および該流体分岐部７４
５と接続する流体循環部材７４８を示す図である。具体的に、図１４は、流体分岐部７４
５を下方から見た平面図である。
流体分岐部７４５は、前記第１実施形態で説明した流体分岐部４４５と略同様の構成で
あり、３つの冷却流体流入部７４５１および３つの冷却流体流出部７４５２の管径が異な
るように形成されている点が異なるのみである。
本実施形態では、Ｇ色光用の液晶パネル４４１を保持する光変調素子保持体４４６と冷
却流体を流通可能に接続する冷却流体流入部７４５１Ｇおよび冷却流体流出部７４５２Ｇ
の管径を最も大きい管径に設定し、Ｂ色光用の液晶パネル４４１を保持する光変調素子保
持体４４６と冷却流体を流通可能に接続する冷却流体流入部７４５１Ｂおよび冷却流体流
出部７４５２Ｂ、Ｒ色光用の液晶パネル４４１を保持する光変調素子保持体４４６と冷却
流体を流通可能に接続する冷却流体流入部７４５１Ｒおよび冷却流体流出部７４５２Ｒの
管径を順に、小さく設定している。
また、流体循環部材７４８も上述した各冷却流体流入部７４５１Ｒ，７４５１Ｇ，７４
５１Ｂおよび冷却流体流出部７４５２Ｒ，７４５２Ｇ，７４５２Ｂの管径に対応させて、
各流体循環部材７４８Ｒ，７４８Ｇ，７４８Ｂで管径を異なるものに設定している。
【００７３】
上述した第４実施形態では、前記第１実施形態と比較して、各液晶パネル４４１の発熱
量に応じて、各冷却流体流入部７４５１Ｒ，７４５１Ｇ，７４５１Ｂ、各冷却流体流出部
７４５２Ｒ，７４５２Ｇ，７４５２Ｂ、およびこれらの管径に対応させて流体循環部材７
４８Ｒ，７４８Ｇ，７４８Ｂの管径を異なるものに設定することで、各液晶パネル４４１
の温度の均一化を簡単な構成で容易に実施可能となる。したがって、各光変調素子４４Ａ
にて形成される光学像の色合いを良好に維持することができる。
【００７４】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形
態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに
設計の変更が可能である。
前記各実施形態では、光学装置本体４４０，５４０において、冷却流体を自然対流にて
対流させる構成を説明したが、光学装置本体４４０，５４０における冷却流体の流路中に
ポンプ等の流体圧送部を設け、強制的に冷却流体を循環させる構成としてもよい。
【００７５】
前記各実施形態では、光変調素子保持体４４６は、透光性基板４４６４を１つ有する構
成であったが、これに限らず、透光性基板４４６４を２つ有する構成を採用してもよい。
すなわち、枠状部材４４６２の光束射出側に透光性基板４４６４を配置するとともに、枠
状部材４４６１の光束入射側にも透光性基板４４６４を配置する。そして、１対の枠状部
材４４６１，４４６２の各開口４４６１Ａ，４４６２Ａにおける対向する面側、および対
向する面と反対の面を、液晶パネル４４１および２つの透光性基板４４６４にてそれぞれ
閉塞することで、１対の枠状部材４４６１，４４６２双方の内部にそれぞれ冷却室が形成
される。このような構成では、液晶パネル４４１における光束入射側および光束射出側に
それぞれ冷却室が形成されることとなり、液晶パネル４４１の冷却効率をさらに向上させ
ることができる。
また、上述した構成において、入射側偏光板４４２および／または射出側偏光板４４３
を吸収型偏光素子として構成する。そして、透光性基板４４６４の代わりに吸収型偏光素
子である入射側偏光板および／または射出側偏光板を配置する構成を採用してもよい。
【００７６】
前記各実施形態において、光学装置本体４４０，５４０は、冷却流体蓄積部として流体
分岐部４４５，５４５、中継タンク５４９を備えていたが、これに限らず、これら冷却流
体蓄積部を省略した構成としてもよい。すなわち、光変調素子保持体４４６の流入口４４
６２Ｄおよび流出口４４６２Ｅを流体循環部材４４８にて直接、接続する構成としてもよ
い。このような構成でも、本発明の目的を十分に達成できる。
前記各実施形態において、枠状部材４４６２に形成される整流部４４６２Ｇは、流入口
４４６２Ｄの近傍および流出口４４６２Ｅの近傍にそれぞれ形成されていたが、これに限
らず、少なくとも流入口４４６２Ｄの近傍に形成されていればよい。また、整流部４４６
２Ｇの形状は、前記各実施形態で説明した形状に限らず、冷却室Ｒ１内に流入した冷却流
体を内部に広げるような形状であれば、その他の形状であっても構わない。
【００７７】
前記各実施形態では、光変調素子保持体４４６において、フィン４４６１Ｄは、枠状部
材４４６１の左右端縁に形成されていたが、これに限らず、枠状部材４４６２の左右端縁
に形成した構成を採用してもよく、枠状部材４４６１，４４６２の双方の左右端縁に形成
した構成を採用してもよい。
前記各実施形態において、光変調素子保持体４４６の孔４４６１Ｃは、４つに限らず、
少なくとも２つ形成されていればよい。また、支持部材４４７のピン状部材４４７１も４
つに限らず、光変調素子保持体４４６の孔４４６１Ｃの数に対応して形成すればよい。
【００７８】
前記各実施形態において、射出側偏光板４４３は、２つの直角プリズム４４３１と、反
射型偏光膜４４３２とを備える構成であったが、これに限らず、ガラス等の透光性基板と
、該透光性基板上に形成され、金属等の導電性材料から構成され、透光性基板から突出し
かつ、透光性基板の面内方向に延出する複数の突条部が縞状に並列は位置された無機材料
からなる反射型偏光素子として構成してもよい。この際、所定の偏光軸以外の偏光軸を有
する光束を液晶パネル４４１の画像形成領域を避ける方向に反射させるには、上述した無
機材料からなる反射型偏光素子を液晶パネル４４１の光束入射側端面または光束射出側端
面に対して傾斜させて配置させればよい。
【００７９】
前記各実施形態において、流体分岐部４４５，５４５，７４５、中継タンク５４９は、
冷却流体流入部４４５１，５４５１，５４９１，７４５１および冷却流体流出部４４５２
，５４５２，５４９２，７４５２を有し、冷却流体流入部４４５１，５４５１，５４９１
，７４５１および冷却流体流出部４４５２，５４５２，５４９２，７４５２の一方の端部
が内部に向けて突出している構成を説明したが、これに限らない。例えば、流体分岐部４
４５，５４５，７４５、中継タンク５４９に直接、流体循環部材４４８，７４８を連通接
続し、流体循環部材４４８，７４８の端部を流体分岐部４４５，５４５，７４５、中継タ
ンク５４９内部に突出させる構成としてもよい。
【００８０】
前記各実施形態において、冷却流体と接触する部材である、流体循環部材４４８，７４
８、流体分岐部４４５，５４５，７４５、中継タンク５４９、および枠状部材４４６１，
４４６２は、アルミニウム製の部材から構成したが、これに限らない。耐蝕性を有する材
料であれば、アルミニウムに限らず、他の材料にて構成してもよく、例えば、無酸素銅や
ジュラルミンにて構成してもよい。
また、流体循環部材４４８，７４８は、光変調素子保持体４４６への変形反力が小さく
画素ずれを抑制する硬度の低いブチルゴムまたはフッ素ゴム等を使用してもよい。
【００８１】
前記第２実施形態では、光学装置本体５４０を光学部品用筐体４５に対して収納した際
、流体分岐部５４５を光学部品用筐体４５に対して熱伝達可能に接続する構成を説明した
が、中継タンク５４９を光学部品用筐体４５に対して熱伝達可能に接続してもよく、流体
分岐部５４５および中継タンク５４９の双方を光学部品用筐体４５に対して熱伝達可能に
接続してもよい。
【００８２】
前記各実施形態では、シロッコファン３１の送風によって、光変調素子保持体４４６の
外面ならびに光学部品用筐体４５の底面を冷却していたが、これに限らず、シロッコファ
ン３１を省略した構成を採用してもよい。このような構成では、低騒音化に寄与できる。
【００８３】
前記第３実施形態における流量変更部４４９は、前記第１実施形態に採用する構成に限
らず、前記第２実施形態に採用してもよい。また、流量変更部４４９は、各液晶パネル４
４１に対応して３つで構成されていたが、これに限らず、１つ、または、２つで構成して
もよい。さらに、流量変更部４４９は、流体分岐部４４５の冷却流体流出部４４５２に設
けた構成を説明したが、これに限らず、冷却流体流出部４４５２と接続する流体循環部材
４４８に設けてもよい。さらにまた、流量変更部４４９の構成は、前記第３実施形態で説
明した構成に限らず、冷却流体の流路中に弁を設け、該弁の位置を変更することで流路を
狭めたり拡げたりする構成であれば、他の構成であっても構わない。
【００８４】
前記第４実施形態における流体分岐部７４５および流体分岐部７４５と接続する流体循
環部材７４８は、前記第１実施形態に採用する構成に限らず、前記第２実施形態に採用し
てもよい。また、流体分岐部７４５の各冷却流体流入部７４５１、各冷却流体流出部７４
５２、およびこれらと接続する流体循環部材７４８の各管径をそれぞれ異なるように設定
していたが、これに限らず、各管径のうち、１つのみの管径を他の管径よりも小さく、あ
るいは大きくした構成を採用してもよい。
前記各実施形態では、光学ユニット４が平面視略Ｌ字形状を有した構成を説明したが、
これに限らず、例えば、平面視略Ｕ字形状を有した構成を採用してもよい。
前記各実施形態では、３つの光変調素子４４Ａを用いたプロジェクタ１の例のみを挙げ
たが、本発明は、１つの光変調素子のみを用いたプロジェクタ、２つの光変調素子のみを
用いたプロジェクタ、あるいは、４つ以上の光変調素子を用いたプロジェクタにも適用可
能である。
前記各実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いた光変調素子４４Ａを採用していたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いた光変調素子を採用してもよい。
前記各実施形態では、液晶パネル４４１を有する光変調素子４４Ａ用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調素子を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板は省略できる。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投写を行なうフロントタイプのプ
ロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投
写を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
【００８５】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は
、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特
に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱す
ることなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成におい
て、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易に
するために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの
形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明
に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の光変調素子保持体は、冷却流体により光変調素子を効率的に冷却できるため、
ホームシアターやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタの光変調素子保持体とし
て有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】各実施形態におけるプロジェクタの概略構成を模式的に示す図。
【図２】第１実施形態における光学装置を上方側から見た斜視図。
【図３】前記実施形態における光学装置を下方側から見た斜視図。
【図４】前記実施形態における射出側偏光板の構造を模式的に示す図。
【図５】前記実施形態における流体分岐部の構造を示す図。
【図６】前記実施形態における光変調素子保持体の概略構成を示す分解斜視図。
【図７】前記実施形態における枠状部材を光束射出側から見た斜視図。
【図８】前記実施形態における液晶パネルの冷却構造を説明するための図。
【図９】第２実施形態における光学装置を上方側から見た斜視図。
【図１０】前記実施形態における光学装置を下方側から見た斜視図。
【図１１】前記実施形態における中継タンクの構造を示す図。
【図１２】前記実施形態における液晶パネルの冷却構造を説明するための図。
【図１３】第３実施形態における流量変更部の構造および設置位置を示す図。
【図１４】第４実施形態における流体分岐部および該流体分岐部と接続する流体循環部材を示す図。
【符号の説明】
【００８８】
１・・・プロジェクタ、５・・・投射レンズ（投射光学装置）、４５・・・光学部品用
筐体、４１１・・・光源装置、４４・・・光学装置、４４１・・・液晶パネル（光変調素
子）、４４３・・・射出側偏光板（反射型偏光素子）、４４４・・・クロスダイクロイッ
クプリズム（色合成光学装置）、４４５・・・流体分岐部（冷却流体蓄積部）、４４６・
・・光変調素子保持体、４４７・・・支持部材、４４８・・・流体循環部材、４４９・・
・流量変更部、５４９・・・中継タンク（冷却流体蓄積部）、４４３１・・・プリズム、
４４３１Ａ・・・入射側プリズム、４４３１Ａ１・・・光束入射側端面、４４３２・・・
反射型偏光膜、４４５１，５４５１，５４９１，７４５１・・・冷却流体流入部、４４５
２，５４５２，５４９２，７４５２・・・冷却流体流出部、４４６１，４４６２・・・枠
状部材、４４６１Ａ，４４６２Ａ・・・開口、４４６１Ｃ・・・孔、４４６１Ｄ・・・フ
ィン、４４６２Ｄ・・・流入口、４４６２Ｅ・・・流出口、４４６２Ｇ・・・整流部、４
４６４・・・透光性基板、４４７１・・・ピン状部材、４４７２・・・湾曲部、Ｒ１・・
・冷却室。
【図１】
2005208632.tif 000003
【図２】
2005208632.tif 000004
【図３】
2005208632.tif 000005
【図４】
2005208632.tif 000006
【図５】
2005208632.tif 000007
【図６】
2005208632.tif 000008
【図７】
2005208632.tif 000009
【図８】
2005208632.tif 000010
【図９】
2005208632.tif 000011
【図１０】
2005208632.tif 000012
【図１１】
2005208632.tif 000013
【図１２】
2005208632.tif 000014
【図１３】
2005208632.tif 000015
【図１４】
2005208632.tif 000016