(57)【要約】【課題】    光変調素子を複数で構成した場合であっても、冷却流体により光変調素子を効率的に冷却できかつ、軸上色収差を補正して画質の向上が図れる光学装置、およびプロジェクタを提供する。【解決手段】光学装置を構成する各光変調素子保持体４４０２は、液晶パネル４４１を挟持する枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂと、枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂの開口４４０４Ａ１，４４０４Ｂ１を閉塞する透光性基板４４２１，４４３１とを備える。複数の光変調素子保持体４４０２のうち少なくともいずれかの光変調素子保持体４４０２を構成する射出側透光性基板４４３１は、その光束入射側端面および光束射出側端面の少なくともいずれかの端面が曲面状であり、レンズを構成する。【選択図】 図７
2005338347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出され複数の色光に分離された各光束を画像情報に応じてそれぞれ変調して光学像を形成する複数の光変調素子と、内部に冷却流体が封入される冷却室がそれぞれ形成され前記冷却室内の冷却流体に対して熱伝達可能に前記複数の光変調素子をそれぞれ保持する複数の光変調素子保持体とを備える光学装置であって、
前記光変調素子保持体は、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一対の枠状部材と、前記一対の枠状部材における対向する面と反対の面側のうち光束入射側に配置される入射側透光性基板、および光束射出側に配置される射出側透光性基板とを含んで構成され、
前記冷却室は、前記一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側が前記光変調素子、前記入射側透光性基板、および前記射出側透光性基板にてそれぞれ閉塞されることにより前記一対の枠状部材の双方の内部にそれぞれ形成され、
前記複数の光変調素子保持体のうち少なくともいずれかの光変調素子保持体を構成する前記射出側透光性基板は、その光束入射側端面および光束射出側端面の少なくともいずれかの端面が曲面状であり、レンズを構成することを特徴とする光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学装置において、
前記複数の光変調素子は、赤の波長領域を有する赤色光を変調する赤色光対応光変調素子を含んで構成され、
前記複数の光変調素子保持体のうち前記赤色光対応光変調素子を保持する光変調素子保持体の前記射出側透光性基板は、光束射出側端面が凸曲面状に形成され、レンズを構成することを特徴とする光学装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光学装置において、
前記複数の光変調素子は、赤の波長領域を有する赤色光を変調する赤色光対応光変調素子を含んで構成され、
前記複数の光変調素子保持体のうち前記赤色光対応光変調素子を保持する光変調素子保持体の前記射出側透光性基板は、光束入射側端面が凸曲面状に形成され、レンズを構成することを特徴とする光学装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光学装置において、
前記複数の光変調素子は、赤の波長領域を有する赤色光を変調する赤色光対応光変調素子を含んで構成され、
前記複数の光変調素子保持体のうち前記赤色光対応光変調素子を保持する光変調素子保持体の前記射出側透光性基板は、光束入射側端面が凹曲面状に形成され、レンズを構成することを特徴とする光学装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学装置において、
入射した光束の光学特性を変換する少なくとも１つの光学変換素子を備え、
前記光学変換素子は、透光性基板と、前記透光性基板上に形成され、入射した光束の光学特性を変換する光学変換膜とで構成され、
前記光変調素子保持体を構成する前記入射側透光性基板および前記射出側透光性基板のうち少なくともいずれかの透光性基板は、前記光学変換素子を構成する透光性基板であることを特徴とする光学装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５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する色合成光学装置を備えていることを特徴とする光学装置。
【請求項７】
光源装置と、請求項１から請求項６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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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光変調素子と、変調された光束を拡大投射する投射レンズとを備えるプロジェクタが知られている。
このうち、光変調素子は、光源から射出された光束を変調する際、光束の一部を吸収する。光変調素子が光束の一部を吸収すると、光変調素子自体の温度が上昇する。そして、このような状態では、光変調素子は、過熱により損傷を受ける虞がある。
【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、内部に冷却流体を充填する冷却室を備えている。そして、前記対向する端面の双方にそれぞれ一対の透明基板を配置し、これら一対の透明基板にて開口の対向する端面を閉塞して冷却室を形成している。また、一対の透明基板のうち、光束射出側に配置される透明基板に光変調素子を密接・接続している。このような構成により、光源から照射される光束により光変調素子に生じる熱を透明基板を介して冷却流体に放熱させている。
また、特許文献１に記載の冷却装置は、一対の透明基板のうち光束入射側に配置される透明基板が略均一の厚みを有し光束入射側に膨出するように形成され、該透明基板と内部に封入される冷却流体との組合せによってレンズ機能を有するように構成されている。そして、冷却装置に入射した光束を、光束入射側に配置される透明基板、および冷却室内に充填される冷却流体により屈折させ、所定位置に収束させている。このような構成により、光変調素子の光路前段に配置される集光レンズを省略し、Ｆ値の小さい投射レンズを採用している。したがって、集光レンズの省略、およびＦ値の小さい投射レンズの採用により、プロジェクタの小型化、および低コスト化を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２０４６８２号公報（図１）
【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、冷却室内に封入された冷却流体の容量が小さいため、冷却流体と発熱した光変調素子との熱交換能力が低い。このため、光変調素子を効率的に冷却することができず、冷却流体による伝導放熱とともに、他の冷却方式、例えば、冷却ファン等による強制冷却を必要とする。
ところで、近年では、光源装置から射出された光束を複数の色光に分離し、分離された各色光をそれぞれ複数の光変調素子にて変調させ、各光変調素子にて変調された各色光を合成することでカラー画像を形成する構成が提案されている。このような構成では、光源装置から光変調素子の間に配置され、光源装置から射出された光束を導光するレンズ等により、各光変調素子を介した後の各色光が収束する収束位置が異なる、所謂軸上色収差が生じる虞がある。このように軸上色収差が生じた状態では、各色光が合成されることで光学像が形成された際に、光学像の画質を損ねてしまう、という問題がある。
特許文献１に記載の冷却装置では、上記問題に対応するための記載がなく、上述した複数の光変調素子を設ける構成に特許文献１に記載の冷却装置を採用しても、すなわち、各光変調素子を複数の前記冷却装置に保持させる構成を採用しても、上記軸上色収差を補正し光学像の画質を良好にする構成とは言えない。
【０００６】
本発明の目的は、光変調素子を複数で構成した場合であっても、冷却流体により光変調素子を効率的に冷却できかつ、軸上色収差を補正して画質の向上が図れる光学装置、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】
本発明の光学装置は、光源から射出され複数の色光に分離された各光束を画像情報に応じてそれぞれ変調して光学像を形成する複数の光変調素子と、内部に冷却流体が封入される冷却室がそれぞれ形成され前記冷却室内の冷却流体に対して熱伝達可能に前記複数の光変調素子をそれぞれ保持する複数の光変調素子保持体とを備える光学装置であって、前記光変調素子保持体は、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一対の枠状部材と、前記一対の枠状部材における対向する面と反対の面側のうち光束入射側に配置される入射側透光性基板、および光束射出側に配置される射出側透光性基板とを含んで構成され、前記冷却室は、前記一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側が前記光変調素子、前記入射側透光性基板、および前記射出側透光性基板にてそれぞれ閉塞されることにより前記一対の枠状部材の双方の内部にそれぞれ形成され、前記複数の光変調素子保持体のうち少なくともいずれかの光変調素子保持体を構成する前記射出側透光性基板は、その光束入射側端面および光束射出側端面の少なくともいずれかの端面が曲面状であり、レンズを構成することを特徴とする。
【０００８】
ここで、レンズとして構成される射出側透光性基板は、光束入射側端面および光束射出側端面の少なくともいずれかの端面が曲面状であればよく、例えば、以下の形状が例示できる。
光束入射側端面および光束射出側端面の双方を凸曲面状、または凹曲面状に形成する。
また、光束入射側端面を凸曲面状に形成し、光束射出側端面を凹曲面状に形成する。逆に、光束入射側端面を凹曲面状に形成し、光束射出側端面を凸曲面状に形成してもよい。
さらに、光束入射側端面を平面状に形成し、光束射出側端面を凸曲面状に形成する。逆に、光束入射側端面を凸曲面状に形成し、光束射出側端面を平面状に形成してもよい。
さらにまた、光束入射側端面を平面状に形成し、光束射出側端面を凹曲面状に形成する。逆に光束入射側端面を凹曲面状に形成し、光束射出側端面を平面状に形成してもよい。
また、レンズとして構成される射出側透光性基板は、複数の光変調素子保持体のうち少なくともいずれかの光変調素子保持体に採用すればよく、例えば、複数の光変調素子保持体のいずれかの光変調素子保持体に採用する構成、あるいは、複数の光変調素子保持体の全ての光変調素子保持体に採用する構成を採用してもよい。
【０００９】
本発明では、光変調素子保持体は、開口を有する一対の枠状部材と、入射側透光性基板および射出側透光性基板とを含んで構成される。そして、一対の枠状部材間に光変調素子を挟持し、一対の枠状部材における対向する面と反対の面側に入射側透光性基板および射出側透光性基板をそれぞれ配置することで、一対の枠状部材の双方の内部に冷却室が形成される。このため、従来の構成と比較して、光変調素子と接触する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。また、光変調素子の光束入射側および光束射出側に冷却室が設けられることとなるので、光変調素子に生じた熱を光束入射側および光束射出側の双方から冷却流体に放熱でき、光変調素子を効率的に冷却できる。
また、複数の光変調素子保持体のうち少なくともいずれかの光変調素子保持体を構成する射出側透光性基板は、上述したようにレンズを構成するので、該射出側透光性基板に入射した光束を屈折させ、射出側透光性基板を介した後の光束が収束する収束位置を変更することができる。例えば、他の色光の前記収束位置に対して光路後段側あるいは光路前段側に前記収束位置が形成される所定の色光に対応する光変調素子保持体の射出側透光性基板に上述したレンズ機能を持たせることで、複数の色光の前記収束位置を略一致させることができ、軸上色収差を補正できる。このため、光学装置にて形成する光学像の画質の向上が図れる。
【００１０】
本発明の光学装置では、前記複数の光変調素子は、赤の波長領域を有する赤色光を変調する赤色光対応光変調素子を含んで構成され、前記複数の光変調素子保持体のうち前記赤色光対応光変調素子を保持する光変調素子保持体の前記射出側透光性基板は、光束射出側端面が凸曲面状に形成され、レンズを構成することが好ましい。
本発明によれば、例えば、射出側透光性基板の屈折率をｎ１とし冷却流体の屈折率をｎ２とすると、射出側透光性基板として、屈折率ｎ１が屈折率ｎ２と略同一となる材料を採用した場合に、該射出側透光性基板の光束射出側端面を凸曲面状に形成することで、外部の空気との屈折率の差によって該射出側透光性基板にレンズ機能を持たせることができる。特に、赤色光は、光変調素子を介した後の収束位置が他の色光の収束位置に対して光路後段に形成されやすく、上述した射出側透光性基板を赤色光に対応する光変調素子保持体に採用することで、射出側透光性基板を介した赤色光の前記収束位置を光路前段側に変更でき、他の色光の収束位置に略一致させることが可能となる。
【００１１】
本発明の光学装置では、前記複数の光変調素子は、赤の波長領域を有する赤色光を変調する赤色光対応光変調素子を含んで構成され、前記複数の光変調素子保持体のうち前記赤色光対応光変調素子を保持する光変調素子保持体の前記射出側透光性基板は、光束入射側端面が凸曲面状に形成され、レンズを構成することが好ましい。
本発明によれば、例えば、射出側透光性基板の屈折率をｎ１とし冷却流体の屈折率をｎ２とすると、射出側透光性基板として、屈折率ｎ１が屈折率ｎ２よりも大きい材料を採用した場合に、該射出側透光性基板の光束入射側端面を凸曲面状に形成することで、冷却室内部の冷却流体との屈折率の差によって該射出側透光性基板にレンズ機能を持たせることができる。特に、赤色光は、光変調素子を介した後の収束位置が他の色光の収束位置に対して光路後段に形成されやすく、上述した射出側透光性基板を赤色光に対応する光変調素子保持体に採用することで、射出側透光性基板を介した赤色光の前記収束位置を光路前段側に変更でき、他の色光の収束位置に略一致させることが可能となる。
また、レンズとして構成される射出側透光性基板は、光束入射側端面が凸曲面状に形成されているので、冷却室内における光変調素子と接触する冷却流体層の厚みが縮小する。このため、例えば、ポンプ等により、冷却室内の冷却流体を外部に案内し、再度冷却流体を冷却室内に導くように冷却室内の冷却流体を対流させる場合には、冷却流体の対流速度を速めることができる。したがって、このような構成を採用した場合には、光変調素子と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一層効率的に冷却できる。
【００１２】
本発明の光学装置では、前記複数の光変調素子は、赤の波長領域を有する赤色光を変調する赤色光対応光変調素子を含んで構成され、前記複数の光変調素子保持体のうち前記赤色光対応光変調素子を保持する光変調素子保持体の前記射出側透光性基板は、光束入射側端面が凹曲面状に形成され、レンズを構成することが好ましい。
本発明によれば、例えば、射出側透光性基板の屈折率をｎ１とし冷却流体の屈折率をｎ２とすると、射出側透光性基板として、屈折率ｎ１が屈折率ｎ２よりも小さい材料を採用した場合に、該射出側透光性基板の光束入射側端面を凹曲面状に形成することで、冷却室内部の冷却流体との屈折率の差によって冷却流体とともに該射出側透光性基板にレンズ機能を持たせることができる。特に、赤色光は、光変調素子を介した後の収束位置が他の色光の収束位置に対して光路後段に形成されやすく、上述した射出側透光性基板を赤色光に対応する光変調素子保持体に採用することで、射出側透光性基板を介した赤色光の前記収束位置を光路前段側に変更でき、他の色光の収束位置に略一致させることが可能となる。
また、レンズとして構成される射出側透光性基板は、光束入射側端面が凹曲面状に形成されているので、冷却室内における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。
【００１３】
本発明の光学装置では、入射した光束の光学特性を変換する少なくとも１つの光学変換素子を備え、前記光学変換素子は、透光性基板と、前記透光性基板上に形成され、入射した光束の光学特性を変換する光学変換膜とで構成され、前記光変調素子保持体を構成する前記入射側透光性基板および前記射出側透光性基板のうち少なくともいずれかの透光性基板は、前記光学変換素子を構成する透光性基板であることが好ましい。
ここで、光学変換素子としては、例えば、偏光板、位相差板、あるいは視野角補正板等を採用できる。
本発明によれば、光変調素子保持体を構成する入射側透光性基板および射出側透光性基板のうち少なくともいずれかの透光性基板は、光学変換素子を構成する透光性基板であるので、光変調素子のみならず、光源から射出された光束によって光学変換膜に生じる熱も、冷却室内の冷却流体に放熱できる。
また、光変調素子保持体を構成する入射側透光性基板および射出側透光性基板のうち少なくともいずれかの透光性基板上に光学変換膜を形成することで、光学変換素子を形成でき、光学変換素子を支持する部材を別途設ける必要がなく、光学装置の小型化を図れる。
【００１４】
本発明の光学装置では、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する色合成光学装置を備えていることが好ましい。
本発明によれば、色合成光学装置の各光束入射側端面に複数の光変調素子保持体をそれぞれ取り付けることで、複数の光変調素子保持体を一体化させることができ、複数の光変調素子の冷却効率向上に加えて光学装置の小型化も図れる。
【００１５】
本発明のプロジェクタは、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を特徴とする。
本発明によれば、プロジェクタは、光源装置、上述した光学装置、および投射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、光変調素子を効率的に冷却できる光学装置を備えているので、光変調素子の熱劣化を防止し、プロジェクタの長寿命化を図れる。
さらに、軸上色収差を補正できる光学装置を備えているので、投射光学装置にて拡大投射される画像から色ずれ等を除去でき、鮮明な画像を表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
[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光学像を形成し、形成した光学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、プロジェクタ１の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、冷却ユニット３および光学ユニット４等を制御する制御基板等が配置されるものとする。
【００１７】
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、および側面等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、および背面等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（例えば、図２に示す吸気口２２）、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。
さらに、この外装ケース２には、図１に示すように、投射レンズ５の側方で外装ケース２の角部分に位置し、光学ユニット４の後述する光学装置のラジエータを他の部材と隔離する隔壁２１が形成されている。
【００１８】
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と、外装ケース２に形成された隔壁２１内部に位置し、外装ケース２に形成された吸気口２２（図２参照）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の後述するラジエータに冷却空気を吹き付ける軸流ファン３２とを備える。
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および軸流ファン３２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。
【００１９】
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光学像（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にて形成された光学像（カラー画像）を図示しないスクリーン上に拡大投射する。
【００２０】
〔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と、色分離光学系４２と、リレー光学系４３と、光学装置４４と、これら光学部品４１〜４３、および光学装置４４の後述する光学装置本体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。
【００２１】
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４１６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。
【００２２】
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。
【００２３】
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で分離された青色光を光学装置４４の後述する青色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。
【００２４】
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赤色光成分が反射するとともに、緑色光成分と青色光成分とが透過する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した赤色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１８を通って光学装置４４の後述する赤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、青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。
【００２５】
ダイクロイックミラー４２１を透過した緑色光と青色光のうちで、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、青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の後述する青色光用の液晶パネルに達する。なお、青色光にリレー光学系４３が用いられているのは、青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。
【００２６】
光学装置４４は、図１に示すように、光変調素子としての３枚の液晶パネル４４１（赤色光対応光変調素子としての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光学変換素子としての入射側偏光板４４２（４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂ）および射出側偏光板４４３（４４３Ｒ，４４３Ｇ，４４３Ｂ）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とが一体的に形成されたものである。
なお、光学装置４４は、具体的な構成は後述するが、液晶パネル４４１、入射側偏光板４４２、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、メインタンク、流体圧送部、ラジエータ、流体循環部材、流体分岐部、光変調素子保持体、および中継タンクを備える。
【００２７】
図２は、プロジェクタ１内の一部を上方側から見た斜視図である。なお、図２において、光学部品用筐体４５内の光学部品は、説明を簡略化するために、光学装置４４の後述する光学装置本体のみを図示し、その他の光学部品４１〜４３は省略している。
図３は、プロジェクタ１内の一部を下方側から見た斜視図である。
光学部品用筐体４５は、例えば、金属製部材から構成され、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４１〜４３、および光学装置４４の後述する光学装置本体を照明光軸Ａに対する所定位置に収納配置する。なお、光学部品用筐体４５は、金属製部材に限らず、その他の材料にて構成してもよい。この光学部品用筐体４５は、図２に示すように、光学部品４１〜４３、および光学装置４４の後述する光学装置本体を収納する容器状の部品収納部材４５１と、部品収納部材４５１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。
【００２８】
このうち、部品収納部材４５１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。
この部品収納部材４５１において、側面の内側面には、図２に示すように、上述した光学部品４１２〜４１５，４１８，４２１〜４２３，４３１〜４３４を上方からスライド式に嵌め込むための溝部４５１Ａが形成されている。
また、側面の正面部分には、図２に示すように、投射レンズ５を光学ユニット４に対して所定位置に設置するための投射レンズ設置部４５１Ｂが形成されている。この投射レンズ設置部４５１Ｂは、平面視略矩形状に形成され、平面視略中央部分には光学装置４４からの光束射出位置に対応して円形状の図示しない孔が形成されており、光学ユニット４にて形成されたカラー画像が前記孔を通して投射レンズ５にて拡大投射される。
また、この部品収納部材４５１において、底面には、図３に示すように、光学装置４４の液晶パネル４４１位置に対応して形成された３つの孔４５１Ｃと、光学装置４４の後述する流体分岐部の冷却流体流入部に対応して形成された孔４５１Ｄとが形成されている。ここで、冷却ユニット３のシロッコファン３１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、シロッコファン３１の吐出口３１Ａ（図３）から吐出され、図示しないダクトを介して前記孔４５１Ｃに導かれる。
【００２９】
〔光学装置の構成〕
図４は、光学装置４４を下方側から見た斜視図である。
光学装置４４は、図２ないし図４に示すように、液晶パネル４４１、入射側偏光板４４２、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が一体化された光学装置本体４４０と、メインタンク４４５と、流体圧送部４４６と、ラジエータ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に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各部材４４０，４４５〜４４７を接続する。そして、循環する冷却流体により光学装置本体４４０を構成する液晶パネル４４１、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３に生じる熱を冷却する。
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し、紫外線吸収剤を添加したものを採用する。紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール、あるいは、ベンゾフェノン等が例示できる。また、本実施形態に採用する冷却流体の屈折率ｎ２は、1.45〜1.54の範囲に設定されている。なお、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。以下の表１に、本実施形態に採用可能な冷却流体、および該冷却流体の屈折率ｎ２を示す。なお、表１に示す種々の冷却流体をそれぞれ単体で採用してもよいし、種々の冷却流体のうち少なくともいずれかを混合した冷却流体を採用してもよい。
【００３０】
【表１】
2005338347.tif 000003
【００３１】
以下では、各部材４４０，４４５〜４４７を、循環する冷却流体の流路に沿って液晶パネル４４１に対する上流側から順に説明する。
【００３２】
〔メインタンクの構造〕
図５は、メインタンク４４５の構造を示す図である。具体的に、図５（Ａ）は、メインタンク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。
メインタンク４４５は、略円柱形状を有し、アルミニウム製の２つの容器状部材から構成され、２つの容器状部材の開口部分を互いに接続することで内部に冷却流体を一時的に蓄積する。これら容器状部材は、例えば、シール溶接またはゴム等の弾性部材を介在させることで接続される。
【００３３】
このメインタンク４４５において、円柱軸方向略中央部分には、図５（Ｂ）に示すように、冷却流体を内部に流入させる冷却流体流入部４４５Ａおよび内部の冷却流体を外部に流出させる冷却流体流出部４４５Ｂが形成されている。
これら冷却流体流入部４４５Ａおよび冷却流体流出部４４５Ｂ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、メインタンク４４５の内外に突出するように配置されている。そして、冷却流体流入部４４５Ａの外側に突出した一端には、流体循環部材４４８の一端が接続され、該流体循環部材４４８を介して外部からの冷却流体がメインタンク４４５内部に流入する。また、冷却流体流出部４４５Ｂの外側に突出した一端にも、流体循環部材４４８の一端が接続され、該流体循環部材４４８を介してメインタンク４４５内部の冷却流体が外部へと流出する。
また、冷却流体流入部４４５Ａおよび冷却流体流出部４４５Ｂの内側に突出した他端は、図５（Ａ）に示すように、メインタンク４４５の円柱軸に向けて延出し、平面的に視て略直交するようにそれぞれ配置されている。このような構成により、冷却流体流入部４４５Ａを介してメインタンク４４５内部に流入した冷却流体が、冷却流体流出部４４５Ｂを介して直ぐに外部に流出することを回避でき、流入した冷却流体をメインタンク４４５内部の冷却流体と混合させ、冷却流体の温度の均一化を図っている。
【００３４】
また、このメインタンク４４５の外周面において、円柱軸方向略中央部分には、図５（Ａ）に示すように、２つの容器状部材のそれぞれに３つの固定部４４５Ｃが形成され、該固定部４４５Ｃにねじ４４５Ｄ（図２、図３）を挿通し、外装ケース２の底面に螺合することで、２つの容器状部材が互いに密接して接続されるとともに、メインタンク４４５が外装ケース２に固定される。
そして、このメインタンク４４５は、図１または図２に示すように、光学部品用筐体４５と外装ケース２の内側面とで形成される平面視三角形状の領域に配置される。この領域にメインタンク４４５を配置することで、外装ケース２内の収納効率の向上が図れ、プロジェクタ１が大型化することがない。
【００３５】
〔流体圧送部の構造〕
流体圧送部４４６は、メインタンク４４５内に蓄積された冷却流体を送入し、送入した冷却流体を外部に強制的に送出する。このため、流体圧送部４４６は、図４に示すように、メインタンク４４５の冷却流体流出部４４５Ｂに接続した流体循環部材４４８の他端と連通接続するとともに、外部に冷却流体を送出するために他の流体循環部材４４８の一端と連通接続している。
この流体圧送部４４６は、具体的な図示は省略するが、例えば、略直方体状のアルミニウム製の中空部材内に羽根車が配置された構成を有し、図示しない制御装置による制御の下、前記羽根車が回転することで、メインタンク４４５内に蓄積された冷却流体を流体循環部材４４８を介して強制的に送入し、送入した冷却流体を流体循環部材４４８を介して外部に強制的に送出する。このような構成では、流体圧送部４４６は、前記羽根車の回転軸方向の厚み寸法を小さくすることができ、プロジェクタ１内部の空きスペースに配置することが可能となる。本実施形態では、流体圧送部４４６は、図２または図３に示すように、投射レンズ５の下方に配置される。
【００３６】
〔光学装置本体の構造〕
光学装置本体４４０は、３つの液晶パネル４４１、３つの入射側偏光板４４２、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の他、図２または図４に示すように、流体分岐部４４０１（図４）と、３つの光変調素子保持体４４０２と、中継タンク４４０３（図２）とを備える。
なお、液晶パネル４４１、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３の詳細な構造については、光変調素子保持体４４０２を説明する際に同時に説明する。
【００３７】
〔流体分岐部の構造〕
図６は、流体分岐部４４０１の構造を示す図である。具体的に、図６（Ａ）は、流体分岐部４４０１を上方から見た平面図である。また、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）におけるＢ-Ｂ線の断面図である。
流体分岐部４４０１は、略直方体状のアルミニウム製の中空部材で構成され、流体圧送部４４６から強制的に送出された冷却流体を送入し、送入した冷却流体を３つの光変調素子保持体４４０２毎に分岐して送出する。また、この流体分岐部４４０１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４４０１において、底面の略中央部分には、図６（Ｂ）に示すように、流体圧送部４４６から圧送された冷却流体を内部に流入させる冷却流体流入部４４０１Ａが形成されている。この冷却流体流入部４４０１Ａは、メインタンク４４５の冷却流体流入部４４５Ａ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、流体分岐部４４０１内外に突出するように配置されている。そして、冷却流体流入部４４０１Ａの外側に突出した一端には、流体圧送部４４６に連通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を介して流体圧送部４４６から圧送された冷却流体が流体分岐部４４０１内部に流入する。
また、底面の四隅部分には、図６（Ａ）に示すように、該底面に沿って延出する腕部４４０１Ｂがそれぞれ形成されている。これら腕部４４０１Ｂの先端部分には、それぞれ孔４４０１Ｂ１が形成され、これら孔４４０１Ｂ１に図示しないねじを挿通し、光学部品用筐体４５の部品収納部材４５１に螺合することで、光学装置本体４４０が部品収納部材４５１に固定される（図１１参照）。この際、流体分岐部４４０１および光学部品用筐体４５は、熱伝達可能に接続される。
【００３８】
また、この流体分岐部４４０１において、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射側端面に対応する３つの側面には、図６（Ａ）に示すように、送入された冷却流体を３つの光変調素子保持体４４０２毎に分岐して流出させる冷却流体流出部４４０１Ｃが形成されている。
これら冷却流体流出部４４０１Ｃは、冷却流体流入部４４０１Ａ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、流体分岐部４４０１内外に突出するように配置されている。そして、各冷却流体流出部４４０１Ｃ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を介して流体分岐部４４０１内部の冷却流体が分岐されて外部へと流出する。
さらに、この流体分岐部４４０１において、上面の略中央部分には、図６に示すように、球状の膨出部４４０１Ｄが形成されている。そして、この膨出部４４０１Ｄにクロスダイクロイックプリズム４４４の下面を当接させることで、流体分岐部４４０１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。
【００３９】
〔光変調素子保持体の構造〕
３つの光変調素子保持体４４０２は、３つの液晶パネル４４１、３つの入射側偏光板４４２、および３つの射出側偏光板４４３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、３つの入射側偏光板４４２、および３つの射出側偏光板４４３をそれぞれ冷却する。
なお、各光変調素子保持体４４０２は、略同様の構成であり、以下では１つの光変調素子保持体４４０２のみを説明する。この光変調素子保持体４４０２は、図４に示すように、液晶パネル４４１、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３を保持する光変調素子保持体本体４４０４と、光変調素子保持体本体４４０４を支持する支持部材４４０５とを備える。
また、これら光変調素子保持体本体４４０４および支持部材４４０５の構造を説明する前に、上述したように液晶パネル４４１、偏光板４４２，４４３、およびクロスダイクロイックプリズム４４４の構造を説明する。
【００４０】
〔液晶パネル、偏光板、およびプリズムの構造〕
図７は、液晶パネル４４１、入射側偏光板４４２、射出側偏光板４４３、および光変調素子保持体本体４４０４の組み立て構造を示す分解斜視図である。
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、その他の光束を吸収するものである。この入射側偏光板４４２は、図７に示すように、光束入射側端面および光束射出側端面が平面で構成される矩形板状の入射側透光性基板４４２１と、この入射側透光性基板４４２１上に貼付された光学変換膜としての偏光膜４４２２（図１３参照）とで構成されている。
このうち、入射側透光性基板４４２１としては、例えば、石英、テンパックス（商品名）、水晶、あるいはサファイアガラス等を採用できる。
液晶パネル４４１は、具体的な図示は省略するが、一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、図示しない制御基板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。
【００４１】
射出側偏光板４４３は、入射側偏光板４４２と略同様の構成であり、図７に示すように、矩形板状の射出側透光性基板４４３１と、光学変換膜としての偏光膜４４３２とで構成され、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、その他の光束を吸収するものである。
なお、３つの射出側偏光板４４３Ｒ，４４３Ｇ，４４３Ｂのうち、赤色光に対応する射出側偏光板４４３Ｒを構成する射出側透光性基板４４３１Ｒは、他の色光に対応する射出側偏光板４４３Ｇ，４４３Ｂを構成する射出側透光性基板４４３１と異なる形状を有しており、以下では、赤色光に対応する射出側透光性基板４４３１Ｒの形状を説明する。緑色光および青色光に対応する射出側透光性基板４４３１の形状は、入射側偏光板４４２を構成する入射側透光性基板４４２１の形状と同様であり、光束入射側端面および光束射出側端面が平面で構成される矩形板状に形成されているものとする。加えて、これら射出側透光性基板４４３１および入射側透光性基板４４２１の熱伝導率が９Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であれば、入射側偏光板４４２、射出側偏光板４４３、および液晶パネル４４１の冷却性能を改善できる。さらに、このような材質の基板に光学変換膜である上述した偏光膜４４２２，４４３２、位相差膜、視野角補正膜等を貼り付けることで、これら光学変換膜の冷却性能を改善できる。
【００４２】
図８は、射出側透光性基板４４３１Ｒの形状を示す図である。具体的に、図８（Ａ）は、射出側透光性基板４４３１Ｒを光束射出側から見た正面図である。また、図８（Ｂ）は、射出側透光性基板４４３１Ｒの側面図である。
射出側透光性基板４４３１Ｒは、図８に示すように、矩形板状に形成されるとともに、液晶パネル４４１Ｒの画像形成領域と平面的に干渉する位置に、光束射出側に膨出する略球状の膨出部４４３１Ｒ１が形成されている。
本実施形態では、射出側透光性基板４４３１Ｒとして、石英を採用し、その屈折率ｎ１が冷却流体の屈折率ｎ２と略同一となるように設定されている。このため、射出側透光性基板４４３１Ｒは、外部の空気との屈折率の差により正の屈折力を有するレンズとして構成され、色収差を補正する機能を有する。なお、射出側透光性基板４４３１Ｒによる色収差を補正する構造については、後述する。
なお、射出側透光性基板４４３１Ｒとしては、石英に限らず、その他の材料を採用してもよい。以下の表２には、射出側透光性基板の材料、屈折率ｎ１、熱伝導率を示す。
【００４３】
【表２】
2005338347.tif 000004
【００４４】
クロスダイクロイックプリズム４４４は、射出側偏光板４４３から射出された色光毎に変調された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４４３Ｒ，４４３Ｂ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４４３Ｇを介した色光を透過する。このようにして、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂにて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。
【００４５】
〔光変調素子保持体本体の構造〕
光変調素子保持体本体４４０４は、図７に示すように、一対の枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂと、４つの弾性部材４４０４Ｃと、一対の偏光板固定部材４４０４Ｄ，４４０４Ｅとを備える。
枠状部材４４０４Ａ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部４４０４Ａ１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、枠状部材４４０４Ｂに対して光束入射側に配置され、液晶パネル４４１の光束入射側端面を支持するとともに、入射側偏光板４４２の光束射出側端面を支持する。
【００４６】
図９は、枠状部材４４０４Ａを光束入射側から見た斜視図である。
この枠状部材４４０４Ａにおいて、光束入射側端面には、図９に示すように、弾性部材４４０４Ｃの形状に対応して矩形枠状の凹部４４０４Ａ２が形成され、この凹部４４０４Ａ２にて弾性部材４４０４Ｃを介して入射側偏光板４４２を支持する。そして、枠状部材４４０４Ａが入射側偏光板４４２の光束射出側端面を支持することで、弾性部材４４０４Ｃ、および入射側偏光板４４２の光束射出側端面にて、開口部４４０４Ａ１における光束入射側が閉塞される。また、この凹部４４０４Ａ２の外周面には、複数の係止突起４４０４Ａ３が形成され、これら係止突起４４０４Ａ３に弾性部材４４０４Ｃの外側面が当接し、弾性部材４４０４Ｃが位置決めされて凹部４４０４Ａ２に設置される。
【００４７】
また、この枠状部材４４０４Ａにおいて、光束射出側端面にも、図８に示すように、光束入射側端面と同様に、弾性部材４４０４Ｃの形状に対応して矩形枠状の凹部４４０４Ａ２が形成され、この凹部にて弾性部材４４０４Ｃを介して液晶パネル４４１の光束入射側端面を支持する。そして、枠状部材４４０４Ａが液晶パネル４４１の光束入射側端面を支持することで、弾性部材４４０４Ｃおよび液晶パネル４４１の光束入射側端面にて、開口部４４０４Ａ１の光束射出側が閉塞される。また、光束射出側端面にも、凹部４４０４Ａ２の外周面に係止突起４４０４Ａ３が形成されている。
以上のように液晶パネル４４１および入射側偏光板４４２により開口部４４０４Ａ１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４４０４Ａ内部に冷却流体を封入可能とする冷却室Ｒ１（図１３参照）が形成される。
【００４８】
さらに、この枠状部材４４０４Ａにおいて、その下方側端部略中央部分には、図９に示すように、流体分岐部４４０１の冷却流体流出部４４０１Ｃから流出した冷却流体を内部に流入させる流入口４４０４Ａ４が形成されている。この流入口４４０４Ａ４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、枠状部材４４０４Ａの外側に突出するように形成されている。そして、流入口４４０４Ａ４の突出した端部には、流体分岐部４４０１の冷却流体流出部４４０１Ｃ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を介して流体分岐部４４０１から流出した冷却流体が枠状部材４４０４Ａの冷却室Ｒ１（図１３参照）に流入する。
【００４９】
さらにまた、この枠状部材４４０４Ａにおいて、その上方側端部略中央部分には、図９に示すように、枠状部材４４０４Ａの冷却室Ｒ１（図１３参照）内の冷却流体を外部に流出させる流出口４４０４Ａ５が形成されている。すなわち、流出口４４０４Ａ５は、流入口４４０４Ａ４の対向位置に形成されている。この流出口４４０４Ａ５は、流入口４４０４Ａ４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４４０４Ａの外側に突出するように形成されている。そして、流出口４４０４Ａ５の突出した端部には、流体循環部材４４８が接続され、冷却室Ｒ１（図１３参照）内の冷却流体が該流体循環部材４４８を介して外部に流出される。
【００５０】
そして、開口部４４０４Ａ１周縁において、流入口４４０４Ａ４および流出口４４０４Ａ５と連通する部位近傍は、図９に示すように、光束射出側に窪む凹部が形成され、該凹部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、凹部の底面には、２つの整流部４４０４Ａ６が立設されている。これら整流部４４０４Ａ６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。
【００５１】
また、この枠状部材４４０４Ａ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９に示すように、支持部材４４０５の後述するピン状部材を挿通可能とする４つの挿通部４４０４Ａ７が形成されている。
さらに、この枠状部材４４０４Ａ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９に示すように、枠状部材４４０４Ｂと接続するための接続部４４０４Ａ８が形成されている。
さらにまた、この枠状部材４４０４Ａ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９に示すように、偏光板固定部材４４０４Ｄが係合するフック４４０４Ａ９が形成されている。
【００５２】
枠状部材４４０４Ｂは、アルミニウム製の部材から構成され、上述した枠状部材４４０４Ａとの間に、弾性部材４４０４Ｃを介して液晶パネル４４１を挟持するとともに、枠状部材４４０４Ａと対向する面と反対の面側にて弾性部材４４０４Ｃを介して射出側偏光板４４３を支持するものであり、その具体的な構造は、上述した枠状部材４４０４Ａと略同様である。すなわち、この枠状部材４４０４Ｂには、枠状部材４４０４Ａの開口部４４０４Ａ１、凹部４４０４Ａ２、係止突起４４０４Ａ３、流入口４４０４Ａ４、流出口４４０４Ａ５、整流部４４０４Ａ６、接続部４４０４Ａ８、およびフック４４０４Ａ９と同様の、開口部４４０４Ｂ１、凹部４４０４Ｂ２、係止突起４４０４Ｂ３、流入口４４０４Ｂ４，流出口４４０４Ｂ５、図示しない整流部、接続部４４０４Ｂ８、およびフック４４０４Ｂ９が形成されている。
なお、流体分岐部４４０１の冷却流体流出部４４０１Ｃと枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂの各流入口４４０４Ａ４，４４０４Ｂ４とを接続する流体循環部材４４８は、図４に示すように、他端が２つに分岐した形状を有している。すなわち、流体分岐部４４０１の冷却流体流出部４４０１Ｃから流出した冷却流体は、流体循環部材４４８を介して２つに分岐され、各枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂの各冷却室Ｒ１，Ｒ２（図１３参照）に流入する。
また、枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂの各接続部４４０４Ａ８，４４０４Ｂ８にねじ４４０４Ｆを螺合することで、液晶パネル４４１が弾性部材４４０４Ｃを介して枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂ間に挟持され、枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂの各開口部４４０４Ａ１，４４０４Ｂ１の対向する面側が封止される。
【００５３】
弾性部材４４０４Ｃは、入射側偏光板４４２と枠状部材４４０４Ａ、枠状部材４４０４Ａと液晶パネル４４１、液晶パネル４４１と枠状部材４４０４Ｂ、および枠状部材４４０４Ｂと射出側偏光板４４３の間にそれぞれ介在配置され、枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂの各冷却室Ｒ１，Ｒ２（図１３参照）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４４０４Ｃ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４４０４Ｃ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４４０４Ｃを枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂの各凹部４４０４Ａ２，４４０４Ｂ２に設置する作業を容易に実施できる。
なお、弾性部材４４０４Ｃ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。
【００５４】
偏光板固定部材４４０４Ｄ，４４０４Ｅは、入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３を、弾性部材４４０４Ｃを介して枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂの各凹部４４０４Ａ２，４４０４Ｂ２にそれぞれ押圧固定する。これら偏光板固定部材４４０４Ｄ，４４０４Ｅは、略中央部分に開口部４４０４Ｄ１，４４０４Ｅ１が形成された平面視略矩形枠体で構成され、開口部４４０４Ｄ１，４４０４Ｅ１周縁部分にて、入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３を枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂに対してそれぞれ押圧する。また、これら偏光板固定部材４４０４Ｄ，４４０４Ｅには、左右側端縁にそれぞれフック係合部４４０４Ｄ２，４４０４Ｅ２が形成され、フック係合部４４０４Ｄ２，４４０４Ｅ２を枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂの各フック４４０４Ａ９，４４０４Ｂ９に係合させることで、枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂに対して偏光板固定部材４４０４Ｄ，４４０４Ｅが入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３を押圧した状態で固定される。
【００５５】
〔支持部材の構造〕
支持部材４４０５は、略中央部分に図示しない開口が形成された平面視矩形枠状の板体から構成される。
この支持部材４４０５において、光束入射側端面には、光変調素子保持体本体４４０４の４つの挿通部４４０４Ａ７に対応した位置に、板体から突出するピン状部材４４０５Ａ（図４）が形成されている。
そして、この支持部材４４０５は、ピン状部材４４０５Ａを光変調素子保持体本体４４０４の４つの挿通部４４０４Ａ７に挿通することで該光変調素子保持体本体４４０４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４４０２がクロスダイクロイックプリズム４４４と一体化される。
【００５６】
〔中継タンクの構造〕
図１０は、中継タンク４４０３の構造を示す図である。具体的に、図１０（Ａ）は、中継タンク４４０３を上方から見た平面図である。また、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）におけるＣ-Ｃ線の断面図である。
中継タンク４４０３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４４０３は、各光変調素子保持体４４０２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４４０３において、その上面には、図１０に示すように、各光変調素子保持体４４０２の各枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂから送出された冷却流体を内部に流入させる６つの冷却流体流入部４４０３Ａが形成されている。これら冷却流体流入部４４０３Ａ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、中継タンク４４０３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４４０３Ａの外側に突出した端部には、３つの光変調素子保持体４４０２の各枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂの流出口４４０４Ａ５，４４０４Ｂ５と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を介して各光変調素子保持体４４０２から送出された冷却流体が一括して中継タンク４４０３内部に流入する。
【００５７】
また、この中継タンク４４０３において、外側面の下方側には、図１０に示すように、送入された冷却流体を外部に流出させる冷却流体流出部４４０３Ｂが形成されている。この冷却流体流出部４４０３Ｂは、冷却流体流入部４４０３Ａ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４４０３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４４０３Ｂの外側に突出した端部には、流体循環部材４４８の一端が接続され、該流体循環部材４４８を介して中継タンク４４０３内部の冷却流体が外部へと流出する。
【００５８】
〔ラジエータの構造〕
図１１は、ラジエータ４４７の構造、およびラジエータ４４７と軸流ファン３２との配置関係を示す図である。具体的に、図１１（Ａ）は、ラジエータ４４７および軸流ファン３２を上方から見た斜視図である。また、図１１（Ｂ）は、ラジエータ４４７および軸流ファン３２をラジエータ４４７側から見た平面図である。
ラジエータ４４７は、図１または図２に示すように、外装ケース２に形成された隔壁２１内に配置され、光学装置本体４４０において各液晶パネル４４１、各入射側偏光板４４２、および各射出側偏光板４４３にて温められた冷却流体の熱を放熱する。このラジエータ４４７は、図１０に示すように、固定部４４７１と、管状部材４４７２と、複数のフィン４４７３とを備える。
固定部４４７１は、例えば、金属等の熱伝導性部材から構成され、図１１（Ｂ）に示すように、平面視略コ字形状を有し、対向するコ字状端縁に管状部材４４７２が挿通可能に構成されている。また、この固定部４４７１は、コ字状内側面にて複数の放熱フィン４４７３を支持する。この固定部４４７１のコ字状先端部分には、外側に延出する延出部４４７１Ａが形成され、該延出部４４７１Ａの孔４４７１Ａ１を介して図示しないねじを外装ケース２に螺合することでラジエータ４４７が外装ケース２に固定される。
【００５９】
管状部材４４７２は、アルミニウムから構成され、図１１（Ｂ）に示すように、固定部４４７１の一方のコ字状先端端縁から他方のコ字状先端端縁に向けて延出し、この延出方向先端部分が略９０°屈曲して下方側に延出し、さらにこの延出方向先端部分が略９０°屈曲して固定部４４７１の他方のコ字状先端端縁から一方のコ字状先端端縁に向けて延出する平面視略コ字形状を有し、固定部４４７１および放熱フィン４４７３と熱伝達可能に接続する。また、この管状部材４４７２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し、図１１（Ｂ）に示す上方側の一端が、光学装置本体４４０における中継タンク４４０３の冷却流体流出部４４０３Ｂと接続した流体循環部材４４８の他端と接続する。また、図１１（Ｂ）に示す下方側の他端が、メインタンク４４５の冷却流体流入部４４５Ａと接続した流体循環部材４４８の他端と接続する。したがって、中継タンク４４０３から流出した冷却流体が流体循環部材４４８を介して管状部材４４７２を通り、管状部材４４７２を通った冷却流体が流体循環部材４４８を介してメインタンク４４５内に流入する。
【００６０】
放熱フィン４４７３は、例えば、金属等の熱伝導性部材からなる板体で構成され、管状部材４４７２を挿通可能に構成されている。そして、複数の放熱フィン４４７３は、管状部材４４７２の挿通方向と直交する方向に延びるようにそれぞれ形成され、管状部材４４７２の挿通方向に沿って並列配置している。このような複数の放熱フィン４４７３の配置状態では、図１０に示すように、軸流ファン３２から吐出される冷却空気は、複数の放熱フィン４４７３の間を通り抜けることになる。
【００６１】
以上説明したように、冷却流体は、複数の流体循環部材４４８を介して、メインタンク４４５〜流体圧送部４４６〜流体分岐部４４０１〜各光変調素子保持体４４０２〜中継タンク４４０３〜ラジエータ４４７〜メインタンク４４５という流路を循環する。
【００６２】
〔冷却構造〕
次に、液晶パネル４４１、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３の冷却構造を説明する。
図１２および図１３は、液晶パネル４４１、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３の冷却構造を説明するための図である。具体的に、図１２は、光変調素子保持体本体４４０４を光束射出側から見た図である。図１３は、図１２におけるＤ-Ｄ線の断面図である。なお、図１２および図１３では、赤色光側の光変調素子保持体本体４４０４を示しており、緑色光側および青色光側では、射出側透光性基板４４３１Ｒの膨出部４４３１Ｒ１が省略されている状態と同様である。
流体圧送部４４６が駆動することにより、流体循環部材４４８を介して、メインタンク４４５内の冷却流体が流体圧送部４４６内に送入されるとともに、流体圧送部４４６から流体分岐部４４０１に送出される。
【００６３】
そして、流体分岐部４４０１内に送入された冷却流体は、流体分岐部４４０１の各冷却流体流出部４４０１Ｃから流出し、流体循環部材４４８を介して、図１２に示すように、各光変調素子保持体本体４４０４の各流入口４４０４Ａ４，４４０４Ｂ４から各光変調素子保持体本体４４０４内部へと流入する。
ここで、光源装置４１１から射出された光束により、液晶パネル４４１、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３に生じた熱は、図１３に示すように、光変調素子保持体４４０２の各枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂの各冷却室Ｒ１，Ｒ２内の冷却流体に伝達される。
各冷却室Ｒ１，Ｒ２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，Ｒ２〜中継タンク４４０３〜ラジエータ４４７へと移動する。温められた冷却流体がラジエータ４４７の管状部材４４７２を通過する際、該冷却流体の熱は、管状部材４４７２〜複数の放熱フィン４４７３に伝達される。そして、軸流ファン３２から吐出される冷却空気により、複数の放熱フィン４４７３に伝達された熱が冷却される。
そして、ラジエータ４４７にて冷却された冷却流体は、ラジエータ４４７〜メインタンク４４５〜流体圧送部４４６〜流体分岐部４４０１へと移動し、再度、冷却室Ｒ１，Ｒ２へと移動する。
【００６４】
また、冷却ユニット３のシロッコファン３１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４５１Ｃ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、光変調素子保持体本体４４０４の外面、および光変調素子保持体本体４４０４と支持部材４４０５との間に流入し、下方から上方に向けて流通する。この際、冷却空気は、入射側偏光板４４２の光束入射側端面および射出側偏光板４４３の光束射出側端面を冷却しながら流通する。
【００６５】
〔色収差の補正構造〕
図１４および図１５は、射出側透光性基板４４３１Ｒによる色収差の補正構造を示す模式図である。具体的に、図１４は、膨出部４４３１Ｒ１が設けられていない射出側透光性基板４４３１を採用した場合での該射出側透光性基板４４３１を介した光束の収束状態を示す図である。図１５は、本実施形態の射出側透光性基板４４３１Ｒを介した光束の収束状態を示す図である。また、図１４および図１５では、射出側透光性基板４４３１，４４３１Ｒを上方から見ている。なお、重畳レンズ４１５から射出側偏光板４４３Ｇに至る緑色光の光路長、および重畳レンズ４１５から射出側偏光板４４３Ｒに至る赤色光の光路長は、同一に設定されているため、図１４および図１５では、射出側偏光板４４３Ｇ，４４３Ｒを介した緑色光および赤色光の光路を比較可能に示している。また、図１４および図１５では、説明の便宜上、クロスダイクロイックプリズム４４４、および偏光膜４４３２を省略している。
重畳レンズ４１５およびフィールドレンズ４１８での屈折率は、波長（色）によって異なる。例えば、緑の波長領域におけるレンズ４１５，４１８での屈折率に対して、赤の波長領域におけるレンズ４１５，４１８での屈折率は小さいものとなる。このため、赤色光Ｒが収束する投射レンズ５の光学上の主点ＰＲ位置は、図１４に示すように、緑色光Ｇが収束する投射レンズ５の光学上の主点ＰＧ位置に対して光路後段側に形成されることとなる。このような状態では、投射レンズ５を介して拡大投射された投影画像において、緑色光Ｇの画像と赤色光Ｒの画像とがずれた状態となり、色ずれが生じ画質が損なわれる。
【００６６】
本実施形態では、射出側透光性基板４４３１Ｒには膨出部４４３１Ｒ１が設けられていることにより、図１５に示すように、赤色光Ｒ’が収束する投射レンズ５の光学上の主点ＰＲ’位置は、射出側透光性基板４４３１Ｒにより赤色光Ｒ’が屈折して上述した主点ＰＲよりも光路前段に変更され、緑色光Ｇの主点ＰＧと略一致する。すなわち、冷却流体の屈折率ｎ２、射出側透光性基板４４３１Ｒの屈折率ｎ１、および膨出部４４３１Ｒ１の形状は、レンズ４１５，４１８の光学特性（緑色光および赤色光の軸上色収差）に応じて設計されている。そして、このような状態では、投射レンズ５を介して拡大投射された投影画像において、色ずれが除去され、色にじみのない投影画像となる。
なお、具体的な説明を省略するが、青色光が収束する投射レンズ５の光学上の主点位置はリレー光学系４３により赤色光Ｒおよび緑色光Ｇの主点ＰＲ，ＰＧ位置に一致するように設定されている。
【００６７】
上述した第１実施形態においては、光変調素子保持体４４０２を構成する光変調素子保持体本体４４０４は、開口４４０４Ａ１，４４０４Ｂ１を有する一対の枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂを有し、これら一対の枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂ間に液晶パネル４４１を挟持し、入射側透光性基板４４２１および射出側透光性基板４４３１を、枠状部材４４０４Ａの光束入射側、および枠状部材４４０４Ｂの光束射出側にそれぞれ配置することで、一対の枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂ内部にそれぞれ冷却室Ｒ１，Ｒ２が形成される。このため、従来の構成と比較して、液晶パネル４４１と接触する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、液晶パネル４４１の光束入射側および光束射出側に冷却室Ｒ１，Ｒ２が設けられることとなるので、液晶パネル４４１に生じた熱を光束入射側および光束射出側の双方から冷却流体に放熱でき、液晶パネル４４１を効率的に冷却できる。
【００６８】
また、入射側透光性基板４４２１には偏光膜４４２２が貼り付けられて入射側偏光板４４２を構成し、射出側透光性基板４４３１には偏光膜４４３２が貼り付けられて射出側偏光板４４３を構成しているので、液晶パネル４４１のみならず、入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３に生じる熱も、冷却室Ｒ１，Ｒ２内の冷却流体に放熱できる。また、入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３を支持する部材を別途設ける必要がなく、光学装置本体４４０の小型化を図れる。
さらに、冷却流体には紫外線吸収剤が添加されているので、液晶パネル４４１に入射する光束に含まれる紫外線を冷却流体に吸収させることができ、液晶パネル４４１に紫外線が入射することによる液晶パネル４４１の劣化を抑制できる。
【００６９】
ここで、光学装置４４は、流体圧送部４４６、および複数の流体循環部材４４８を備えているので、各光変調素子保持体本体４４０４内の冷却室Ｒ１，Ｒ２内の冷却流体を外部に案内し、再度冷却室Ｒ１，Ｒ２内に導くことができる。このため、冷却室Ｒ１，Ｒ２内の冷却流体を対流させることで、液晶パネル４４１、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３と冷却流体との温度差を維持し、液晶パネル４４１、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３をさらに効率的に冷却できる。
【００７０】
また、３つの光変調素子保持体本体４４０４のうち赤色光に対応する光変調素子保持体本体４４０４を構成する射出側透光性基板４４３１Ｒは、屈折率ｎ１が冷却流体の屈折率ｎ２と略同一に設定されるとともに、光束射出側に膨出する膨出部４４３１Ｒ１を有しているので、外部の空気との屈折率の差によってレンズ機能を有する構成となる。このため、射出側透光性基板４４３１Ｒに入射した赤色光Ｒ’を、射出側透光性基板４４３１Ｒにて屈折させ、赤色光Ｒ’の主点ＰＲ’位置を緑色光Ｇの主点ＰＧ位置に略一致させることができ、軸上色収差を補正できる。したがって、光学装置本体４４０にて形成する光学像の画質の向上が図れる。
このように射出側透光性基板４４３１Ｒにより、赤色光Ｒ’の主点ＰＲ’位置を緑色光Ｇの主点ＰＧ位置に略一致させることができるので、投射レンズ５のバックフォーカス位置に各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを位置決めするフォーカス調整を容易に実施できる。
【００７１】
そして、光学装置本体４４０は、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各光変調素子保持体４４０２が取り付けられるので、３つの光変調素子保持体４４０２を一体化させることができ、液晶パネル４４１の冷却効率向上に加えて光学装置本体４４０の小型化も図れる。
そしてまた、プロジェクタ１は、液晶パネル４４１を効率的に冷却できる光学装置４４を備えているので、液晶パネル４４１の熱劣化を防止し、プロジェクタ１の長寿命化を図れる。
また、プロジェクタ１は、軸上色収差を補正できる光学装置４４を備えているので、投射レンズ５にて拡大投射される投影画像から表示影を除去でき、鮮明な投影画像を表示できる。
【００７２】
[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。
図１６は、第２実施形態における射出側偏光板４４３Ｒ’の構造を示す断面図である。
前記第１実施形態では、射出側偏光板４４３Ｒを構成する射出側透光性基板４４３１Ｒの膨出部４４３１Ｒ１は、光束射出側に膨出する構成である。
これに対して第２実施形態では、射出側偏光板４４３Ｒ’を構成する射出側透光性基板４４３１Ｒ’は、図１６に示すように、液晶パネル４４１Ｒの画像形成領域と平面的に干渉する位置に、光束射出側ではなく光束入射側に膨出する膨出部４４３１Ｒ１’を有している。射出側偏光板４４３Ｒ’以外の構成は、前記第１実施形態と同様のものとする。
本実施形態では、射出側透光性基板４４３１Ｒ’として、熱伝導率が９Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、屈折率ｎ１が1.54〜1.77であるガラスが有効である。例えば、熱伝導率が４２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、屈折率ｎ１が１．７６のサファイアガラスが好適である。すなわち、射出側透光性基板４４３１Ｒ’は、表１および表２に示すように、その屈折率ｎ１が冷却流体の屈折率ｎ２よりも大きく設定されている。このため、膨出部４４３１Ｒ１’が光束入射側に膨出している状態でも、冷却室Ｒ２内部の冷却流体との屈折率の差により正の屈折力を有するレンズとして構成され、色収差を補正する機能を有する。なお、射出側透光性基板４４３１Ｒ’による色収差を補正する構造は、前記第１実施形態で説明した射出側透光性基板４４３１Ｒによる色収差を補正する構造と略同様であり、説明を省略する。
【００７３】
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、射出側透光性基板４４３１Ｒ’は、屈折率ｎ１が冷却流体の屈折率ｎ２よりも大きく設定されるとともに、光束入射側に膨出する膨出部４４３１Ｒ１’を有しているので、冷却室Ｒ２内部の冷却流体との屈折率の差によってレンズ機能を有する構成となる。このため、前記第１実施形態と同様に、射出側透光性基板４４３１Ｒ’に入射した赤色光Ｒ’を、射出側透光性基板４４３１Ｒ’にて屈折させ、赤色光Ｒ’の主点ＰＲ’位置を緑色光Ｇの主点ＰＧ位置に略一致させることができ、軸上色収差を補正して光学装置本体４４０にて形成する光学像の画質の向上が図れる。
【００７４】
また、膨出部４４３１Ｒ１’は、光束入射側に向けて膨出するように形成されているので、図１６に示すように、冷却室Ｒ２内における液晶パネル４４１Ｒと接触する冷却流体層の厚みが縮小し、冷却流体の対流速度を速めることができる。したがって、液晶パネル４４１Ｒ、入射側偏光板４４２Ｒ、および射出側偏光板４４３Ｒ’と冷却流体との温度差を良好に維持し、冷却流体により液晶パネル４４１Ｒ、入射側偏光板４４２Ｒ、および射出側偏光板４４３Ｒ’を一層効率的に冷却できる。
さらに、射出側透光性基板４４３１Ｒ’として熱伝導率の高いサファイアガラスを採用しているので、偏光膜４４３２〜射出側透光性基板４４３１Ｒ’への放熱特性が向上し、射出側偏光板４４３Ｒ’の冷却効率を向上できる。
さらにまた、膨出部４４３１Ｒ１’により、冷却室Ｒ２内の冷却流体と射出側透光性基板４４３１Ｒ’との接触面積が増大し、射出側偏光板４４３Ｒ’の冷却効率をさらに向上できる。
【００７５】
[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。
図１７は、第３実施形態における射出側偏光板４４３Ｒ’’の構造を示す断面図である。
前記第１実施形態では、射出側偏光板４４３Ｒを構成する射出側透光性基板４４３１Ｒの光束射出側端面には、光束射出側に膨出する膨出部４４３１Ｒ１が形成されている。
これに対して第３実施形態では、射出側偏光板４４３Ｒ’’を構成する射出側透光性基板４４３１Ｒ’’は、図１７に示すように、光束入射側端面の液晶パネル４４１Ｒの画像形成領域と平面的に干渉する位置が光束射出側に窪む凹曲面４４３１Ｒ１’’を有している。射出側偏光板４４３Ｒ’’以外の構成は、前記第１実施形態と同様のものとする。
本実施形態では、射出側透光性基板４４３１Ｒ’’は、その屈折率ｎ１が冷却流体の屈折率ｎ２よりも小さく設定されている。このため、射出側透光性基板４４３１Ｒ’’に凹曲面４４３１Ｒ１’’を形成した場合であっても、冷却室Ｒ２内部の冷却流体との屈折率の差により冷却室Ｒ２内部の冷却流体とともに正の屈折力を有するレンズとして構成され、色収差を補正する機能を有する。なお、射出側透光性基板４４３１Ｒ’’による色収差を補正する構造は、前記第１実施形態で説明した射出側透光性基板４４３１Ｒによる色収差を補正する構造と略同様であり、説明を省略する。
【００７６】
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、射出側透光性基板４４３１Ｒ’’は、その光束入射側端面に凹曲面４４３１Ｒ１’’を有し、屈折率ｎ１が屈折率ｎ２よりも小さく設定されているので、冷却室Ｒ２内部の冷却流体との屈折率の差によって冷却流体とともにレンズ機能を有する構成となる。このため、このため、前記第１実施形態と同様に、射出側透光性基板４４３１Ｒ’’に入射した赤色光Ｒ’を、冷却流体および射出側透光性基板４４３１Ｒ’’にて屈折させ、赤色光Ｒ’の主点ＰＲ’位置を緑色光Ｇの主点ＰＧ位置に略一致させることができ、軸上色収差を補正して光学装置本体４４０にて形成する光学像の画質の向上が図れる。
【００７７】
また、射出側透光性基板４４３１Ｒ’’の光束入射側端面に凹曲面４４３１Ｒ１’’が形成されているので、冷却室Ｒ２内部の冷却流体の容量を大きくすることができ、液晶パネル４４１Ｒおよび射出側偏光板４４３Ｒ’’と冷却流体との熱交換能力を向上させ、液晶パネル４４１Ｒおよび射出側偏光板４４３Ｒ’’の冷却効率の向上が図れる。
【００７８】
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４４において、メインタンク４４５、流体圧送部４４６、ラジエータ４４７、および複数の流体循環部材４４８を備えた構成を説明したが、これに限らない。メインタンク４４５、流体圧送部４４６、およびラジエータ４４７のうち少なくともいずれかを省略した構成を採用しても本発明の目的を十分に達成できる。例えば、流体圧送部４４６を省略し、冷却流体を自然対流にて循環させる構成としてもよい。また、メインタンク４４５、流体圧送部４４６、ラジエータ４４７、および複数の流体循環部材４４８の全てを省略し、冷却室Ｒ１，Ｒ２内に冷却流体を密閉封入する構成を採用しても本発明の目的を十分に達成できる。
【００７９】
前記第１実施形態では、射出側透光性基板４４３１Ｒは、光束射出側端面に凸曲面状の膨出部４４３１Ｒ１が形成され、光束入射側端面が平面状に形成されていたが、これに限らず、射出側透光性基板４４３１Ｒが正の屈折力を有する構成であればよい。
例えば、射出側透光性基板４４３１Ｒの光束入射側端面にも膨出部４４３１Ｒ１と同様の膨出部を形成する。また、例えば、射出側透光性基板４４３１Ｒの光束入射側端面を凹曲面状に形成してもよい。
前記第２実施形態では、射出側透光性基板４４３１Ｒ’は、光束入射側端面に凸曲面状の膨出部４４３１Ｒ１’が形成され、光束射出側端面が平面状に形成されていたが、これに限らず、射出側透光性基板４４３１Ｒ’が正の屈折力を有する構成であればよい。
例えば、射出側透光性基板４４３１Ｒ’の光束射出側端面にも膨出部４４３１Ｒ１’と同様の膨出部を形成する。また、例えば、射出側透光性基板４４３１Ｒ’の光束射出側端面を凹曲面状に形成してもよい。
【００８０】
前記各実施形態では、レンズとして機能する射出側透光性基板４４３１Ｒ，４４３１Ｒ’，４４３１Ｒ’’を赤色光に対応する光変調素子保持体本体４４０４にのみ採用した構成を説明したが、これに限らない。
例えば、３つの光変調素子保持体本体４４０４の全てにレンズとして機能する射出側透光性基板を採用してもよい。この際、重畳レンズ４１５およびフィールドレンズ４１８による赤、緑、青の各色光の軸上色収差に応じて、各射出側透光性基板の屈折率、膨出部４４３１Ｒ１，４４３１Ｒ１’、および凹曲面４４３１Ｒ１’’の形状を変更すればよい。例えば、赤色光に対応する射出側透光性基板の屈折率を他の色光に対応する射出側透光性基板の屈折率よりも大きくしたり、赤色光に対応する射出側透光性基板における膨出部の曲率半径または凹曲面の曲率半径を他の色光に対応する射出側透光性基板における膨出部の曲率半径または凹曲面の曲率半径よりも小さくしたりすればよい。
このような構成では、レンズとして機能する射出側透光性基板を、３つの光変調素子保持体本体に採用するので、投射レンズ５として、Ｆ値の小さい投射レンズを採用でき、プロジェクタ１の小型化および低コスト化を図れる。また、上述した構成を第２実施形態に採用すれば、各光変調素子保持体本体４４０４の各冷却室Ｒ２内において、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂにそれぞれ接触する冷却流体層を縮小でき、各冷却室Ｒ２内の対流速度を速めることができ、３つの液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの冷却効率の向上が一括して図れる。
【００８１】
また、例えば、赤色光の光路と青色光の光路とを入れ換えるように設計する。すなわち、液晶パネル４４１Ｒと液晶パネル４４１Ｂの位置を入れ換える。このように設計した場合には、緑色光の光路長と青色光の光路長とが略同一となる構成である。この場合において、青色光の投射レンズ５の光学上の主点位置は、赤色光と逆に、緑色光の主点ＰＧ位置よりも光路前段側に形成されることとなる。そして、レンズ機能を有する射出側透光性基板を、青色光に対応する光変調素子保持体本体のみに採用する。この際、前記射出側透光性基板としては、前記各実施形態で説明した射出側透光性基板４４３１Ｒ，４４３１Ｒ’，４４３１Ｒ’’と逆のレンズ機能を有するものを採用する。例えば、前記射出側透光性基板の屈折率ｎ１と冷却流体の屈折率ｎ２との関係としてｎ１≧ｎ２に設定するとともに、前記射出側透光性基板の光束入射側端面を平面状に形成し光束射出側端面を凹曲面状に形成する。また、例えば、ｎ１＞ｎ２に設定するとともに、前記第３実施形態で説明した射出側透光性基板４４３１Ｒ’’を採用する。さらに、例えば、ｎ１≧ｎ２に設定するとともに、前記射出側透光性基板の光束入射側端面および光束射出側端面の双方を凹曲面状に形成する。このような構成では、前記射出側透光性基板を負の屈折力を有するレンズとして構成でき、前記射出側透光性基板を介した青色光の前記主点位置を光路後段側に変更し、他の色光の主点位置に略一致させることができる。
【００８２】
前記各実施形態では、射出側透光性基板４４３１Ｒ，４４３１Ｒ’，４４３１Ｒ’’のみにレンズ機能を持たせていたが、射出側透光性基板４４３１Ｒ，４４３１Ｒ’，４４３１Ｒ’’とともに入射側透光性基板４４２１にレンズ機能を持たせる構成を採用してもよい。
【００８３】
前記各実施形態において、冷却流体として、低粘度の冷却流体を採用してもよい。このように低粘度の冷却流体を採用することで、液晶パネル４４１の冷却効率をさらに向上できる。
このような構成を前記第１実施形態に採用した場合には、冷却流体の屈折率ｎ２と射出側透光性基板４４３１の屈折率ｎ１とを略同一に設定しているため、冷却流体とともに射出側透光性基板４４３１のアッベ数が５０以下となり易く、射出側透光性基板４４３１Ｒによる色収差を補正する効果が小さくなってしまう。このような場合には、射出側透光性基板４４３１Ｒの膨出部４４３１Ｒ１の曲率半径を変更することで対応できる。
また、このような構成では、液晶パネル４４１、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３から冷却流体に放熱される熱の温度変化に応じて、冷却流体を介した光束が揺らぐ、所謂揺らぎ現象が発生する虞がある。このような場合には、前記第２実施形態で説明したような射出側透光性基板４４３１Ｒ’を、３つの光変調素子保持体本体４４０４にそれぞれ採用すれば、各冷却室Ｒ２内の冷却流体の対流速度を速め、上述した揺らぎ現象を回避できる。
【００８４】
前記各実施形態では、一対の枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂの外面に入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３を配置し、該入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３にて各冷却室Ｒ１，Ｒ２を閉塞していたが、これに限らず、偏光膜４４２２，４４３２が貼り付けられていない入射側透光性基板４４２１および射出側透光性基板４４３１のみで各冷却室Ｒ１，Ｒ２を閉塞してもよい。この際、入射側偏光板および射出側偏光板としては、前記各実施形態で説明した吸収型偏光板ではなく、所定の偏光軸を有する光束を透過し、その他の偏光軸を有する光束を反射する反射型偏光板とすれば、入射側偏光板および射出側偏光板を冷却流体にて冷却しなくても、光源から射出される光束による温度上昇を抑制できる。
また、光学変換素子として入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３を採用し、これら入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３を冷却流体にて冷却する構成を採用したが、これに限らず、光学変換素子としては、位相差板、あるいは視野角補正板を採用し、これらの光学変換素子を冷却流体にて冷却する構成を採用してもよい。
【００８５】
前記各実施形態では、各光変調素子保持体４４０２に流入する冷却流体の流量は、略同一に設定されていたが、これに限らず、各光変調素子保持体４４０２に流入する冷却流体の流量を異なるものとする構成を採用してもよい。
例えば、流体分岐部４４０１から各光変調素子保持体４４０２に流通する流路中に弁を設け、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してもよい。
また、例えば、流体分岐部４４０１と各光変調素子保持体４４０２とを接続する各流体循環部材４４８を異なる管径寸法とする構成を採用してもよい。
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４４０２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本発明の目的を十分に達成できる。このような構成では、プロジェクタ１の小型化・低騒音化に寄与できる。
【００８６】
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、メインタンク４４５、流体圧送部４４６、ラジエータ４４７の管状部材４４７２、枠状部材４４０４Ａ，４４０４Ｂ、中継タンク４４０３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としては、光変調素子保持体４４０２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。
【００８７】
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つの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタ１の例のみを挙げたが、本発明は、２つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、あるいは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
前各記実施形態では、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。
【００８８】
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】
【００８９】
本発明の光学装置は、光変調素子を複数で構成した場合であっても、冷却流体により光変調素子を効率的に冷却できかつ、軸上色収差を補正して画質の向上が図れるため、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学装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】第１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】前記実施形態におけるプロジェクタ内の一部を上方側から見た斜視図。
【図３】前記実施形態におけるプロジェクタ内の一部を下方側から見た斜視図。
【図４】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５】前記実施形態におけるメインタンクの構造を示す図。
【図６】前記実施形態における流体分岐部の構造を示す図。
【図７】前記実施形態における液晶パネル、入射側偏光板、射出側偏光板、および光変調素子保持体本体の組み立て構造を示す分解斜視図。
【図８】前記実施形態における透光性基板の形状を示す図。
【図９】前記実施形態における枠状部材を光束入射側から見た斜視図。
【図１０】前記実施形態における中継タンクの構造を示す図。
【図１１】前記実施形態におけるラジエータの構造、およびラジエータと軸流ファンとの配置関係を示す図。
【図１２】前記実施形態における液晶パネル、入射側偏光板、および射出側偏光板の冷却構造を説明するための図。
【図１３】前記実施形態における液晶パネル、入射側偏光板、および射出側偏光板の冷却構造を説明するための図。
【図１４】前記実施形態における透光性基板による色収差の補正構造を示す模式図。
【図１５】前記実施形態における透光性基板による色収差の補正構造を示す模式図。
【図１６】第２実施形態における射出側偏光板の構造を示す断面図。
【図１７】第３実施形態における射出側偏光板の構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００９１】
１・・・プロジェクタ、５・・・投射レンズ（投射光学装置）、４４・・・光学装置、４１１・・・光源装置、４４１・・・液晶パネル（光変調素子）、４４１Ｒ・・・液晶パネル（赤色光対応光変調素子）、４４２・・・入射側偏光板（光学変換素子）、４４３・・・射出側偏光板（光学変換素子）、４４４・・・クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、４４０２・・・光変調素子保持体、４４０４Ａ，４４０４Ｂ・・・枠状部材、４４０４Ａ１，４４０４Ｂ１・・・開口、４４２１・・・入射側透光性基板、４４２２，４４３２・・・偏光膜（光学変換膜）、４４３１，４４３１Ｒ，４４３１Ｒ’，４４３１Ｒ’’・・・射出側透光性基板、Ｒ１，Ｒ２・・・冷却室。
【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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【図１６】
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【図１７】
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