(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射面に光の入射領域と非入射領域が交互に割り当てられ前記入射領域から入射された光を所定の偏光光として出射する偏光ビームスプリッタアレイの冷却装置において、
排気口を有する送風部と、
吸気口が前記排気口に向き合うよう配置された吸風部と、
前記送風部に空気を送って前記排気口から冷却風を排出させるとともに前記吸風部内の空気を吸引して前記冷却風を前記排気口から前記吸気口に向かわせる冷却風流通手段とを備え、
前記冷却風が前記偏光ビームスプリッタアレイの表面に沿って流れるよう前記送風部と前記吸風部が配置されていると共に、前記光の入射領域に前記冷却風が偏在するよう、前記排気口と前記吸気口の双方または何れか一方が直線状に複数配されている、
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記光の非入射領域に沿って液体を流通させるための流通路と、前記流通路に冷却液を流通させる液体流通手段とをさらに備える、
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記流通路は、断面が三角形の三角柱形状を有するとともに、前記三角形の一辺が前記非入射領域と接して配される、
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記流通路は、前記光の非入射領域に沿って前記偏光ビームスプリッタアレイ内を貫通するよう前記偏光ビームスプリッタ内に埋設されている、
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記光の非入射領域に沿って熱を移動させるための熱移動部材と、前記熱移動部材にて偏光ビームスプリッタ外に移動された熱を排熱する排熱手段をさらに備える、
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記熱移動部材は、断面が三角形の三角柱形状を有するとともに、前記三角形の一辺が前記非入射領域と接して配される、
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記熱移動部材は、前記光の非入射領域に沿って前記偏光ビームスプリッタアレイ内を貫通するよう前記偏光ビームスプリッタ内に埋設されている、
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
光を発する光源と、
前記光源からの前記光が入射するとともに所定の偏光光を出射する偏光ビームスプリッタアレイと、
前記偏光ビームスプリッタアレイを冷却する請求項１ないし７の何れか一項に記載の冷却装置と、
前記偏光ビームスプリッタアレイからの出射光が照射されるとともに映像信号に応じて前記出射光を変調する光変調素子とを有する、
ことを特徴とする映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光入射面に光の入射領域と非入射領域が交互に配された偏光ビームスプリッタアレイの冷却装置、および、この冷却装置と偏光ビームスプリッタアレイを内蔵する映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネルを光変調素子として用いる投写型映像表示装置（以下、「プロジェクタ」という）では、光源から出射された照明光の偏光方向を一方向に揃えるために、偏光ビームスプリッタアレイ（以下、「ＰＢＳアレイ」という）が配されている。かかるＰＢＳアレイには、入射面に光の入射領域と非入射領域が一定の間隔で交互に配されている。入射領域から入射された照明光は、ＰＢＳアレイ内の偏光ミラー面に入射され、Ｐ偏光成分の光のみが偏光ミラー面を透過する。偏光ミラー面にて反射されたＳ偏光成分の光は、さらにミラー面によってＰ偏光成分の光と同一方向に反射される。こうして、照明光がＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離された後、通常、Ｐ偏光成分の光の偏光方向が、ＰＢＳアレイの出射面に貼着された１／２波長板によって９０度回転される。これにより、照明光の偏光方向が一方向に揃えられる。
【０００３】
近年、この種のプロジェクタでは、高輝度化の要請から、照明光の光量増加が進められている。しかし、このように照明光の光量が増加すると、照明光が透過する光学部品において、温度上昇による特性劣化の問題が生じる。これに対し、以下の特許文献１では、光学系を空冷機構によって冷却することが述べられている。
【特許文献１】特開２００１−２２８５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、ＰＢＳアレイを冷却する際には、ＰＢＳアレイ全体もしくは主として光の照射強度が高い中央領域に冷却風をあてる構成が用いられていた。しかし、温度上昇による特性劣化は、特に、偏光ミラー面と１／２波長板において起こり易く、このため、冷却も、偏光ミラー面と１／２波長板の近傍を局所的に行うのが効果的である。しかし、従来の冷却構造は、上記のように一様に冷却風をＰＢＳアレイにあてるものであるため、偏光ミラー面と１／２波長板の近傍を局所的に冷却することはできず、冷却効率が非常に悪いものであった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、ＰＢＳアレイの冷却効率を顕著に高めることができる新たな構成を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、光入射面に光の入射領域と非入射領域が交互に割り当てられ前記入射領域から入射された光を所定の偏光光として出射する偏光ビームスプリッタアレイの冷却装置において、排気口を有する送風部と、吸気口が前記排気口に向き合うよう配置された吸風部と、前記送風部に空気を送って前記排気口から冷却風を排出させるとともに前記吸風部内の空気を吸引して前記冷却風を前記排気口から前記吸気口に向かわせる冷却風流通手段とを備え、前記冷却風が前記偏光ビームスプリッタアレイの表面に沿って流れるよう前記送風部と前記吸風部が配置されていると共に、前記光の入射領域に前記冷却風が偏在するよう、前記排気口と前記吸気口の双方または何れか一方が直線状に複数配されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の態様は、上記第１の態様に係る冷却装置において、前記光の非入射領域に沿って液体を流通させるための流通路と、前記流通路に冷却液を流通させる液体流通手段とをさらに備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の態様は、上記第２の態様に係る冷却装置において、前記流通路は、断面が三角形の三角柱形状を有するとともに、前記三角形の一辺が前記非入射領域と接して配されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の態様は、上記第２の態様に係る冷却装置において、前記流通路は、前記光の非入射領域に沿って前記偏光ビームスプリッタアレイ内を貫通するよう前記偏光ビームスプリッタ内に埋設されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第５の態様は、上記第１の態様に係る冷却装置において、前記光の非入射領域に沿って熱を移動させるための熱移動部材と、前記熱移動部材にて偏光ビームスプリッタ外に移動された熱を排熱する排熱手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第６の態様は、上記第５の態様に係る冷却装置において、前記熱移動部材は、断面が三角形の三角柱形状を有するとともに、前記三角形の一辺が前記非入射領域と接して配されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第７の態様は、上記第５の態様に係る冷却装置において、前記熱移動部材は、前記光の非入射領域に沿って前記偏光ビームスプリッタアレイ内を貫通するよう前記偏光ビームスプリッタ内に埋設されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第８の態様は、映像表示装置において、光を発する光源と、前記光源からの前記光が入射するとともに所定の偏光光を出射する偏光ビームスプリッタアレイと、前記偏光ビームスプリッタアレイを冷却する第１ないし第７の態様の何れかに係る冷却装置と、前記偏光ビームスプリッタアレイからの出射光が照射されるとともに映像信号に応じて前記出射光を変調する光変調素子とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上記第１の態様に係る冷却装置によれば、冷却風が前記偏光ビームスプリッタアレイの表面に沿って流れるため、偏光ビームスプリッタアレイで発生した熱を効率的に除去することができる。
【００１６】
また、上記第１の態様に係る冷却装置によれば、冷却風が光の入射領域に偏在するため、特に発熱量が大きい入射領域近傍を効率的に冷却することができる。通常、偏光ミラー面と１／２波長板は、入射領域から入射した光が直進する光路上に配置される。よって、上記第２の態様のように、入射領域に沿って冷却風を流し、入射領域近傍における熱を局所的に除去するようにすれば、温度上昇による特性劣化が起こり易い偏光ミラー面と１／２波長板の部分を局所的に冷却することができ、偏光ビームスプリッタアレイに対する冷却効率を顕著に高めることができる。
【００１７】
加えて、上記第２ないし第７の態様によれば、非入射領域近傍における熱をも効率的に除去することができる。ここで、非入射領域は、本来、光の入射に用いられない領域であるため、この領域に流通路や熱移動部材を配置しても、偏光ビームスプリッタアレイの特性が劣化することはない。
【００１８】
なお、流通路や熱移動部材は、光の非入射面上に貼着等により設置することができる。この場合、第３または第６の態様のように、三角形の一辺が非入射領域に接触するよう配置すると、たとえばフライアイレンズによって集光された照明光が流通路や熱移動部材によって遮られるのを防止することができ、照明光を円滑に入射領域に入射させることができる。
【００１９】
また、第４または第７の態様のように、流通路や熱移動部材を偏光ビームスプリッタアレイ内に内蔵すると、内部の熱を効率的に除去することができる。この場合、流通路や熱移動部材は、たとえば、以下の実施の形態の図５に示すように、光の非入射領域２００ｂの入射面とミラー面２００ｄの間に埋設して配置することもできる。この構成をとれば、流通路や熱移動部材を偏光ミラー面２００ｃと１／２波長板２００ｅにより接近させることができるため、偏光ミラー面２００ｃと１／２波長板２００ｅの冷却効率をさらに高めることができる。
【００２０】
このように第１ないし第７の態様に係る冷却装置によれば、偏光ビームスプリッタアレイの冷却効率を高めることができ、光の入射領域と非入射領域を局所的に効率よく冷却することができる。このため、温度上昇による特性劣化が起こり易い偏光ミラー面と１／２波長板の部分を局所的に冷却することができ、偏光ビームスプリッタアレイに対する冷却効率を顕著に高めることができる。
【００２１】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２３】
まず、図１ないし図３を参照して、実施例１に係るＰＢＳアレイユニット１２の構成を説明する。図１はＰＢＳアレイユニット１２の外観を模式的に示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ’断面の一部を模式的に示す斜視図、図３は図１の構成からＰＢＳアレイ２００を取り除いた冷却装置部分を示す斜視図である。
【００２４】
図１に示す如く、ＰＢＳアレイユニット１２は、一対の流路連結部１０１、１０２と、複数の冷却構造部１０３と、ＰＢＳアレイ２００とを備えている。ここで、ＰＢＳアレイ２００は、既存の構成と同様の構成を有している。冷却構造１０３は、ＰＢＳアレイ２００にて発生した熱を除去するためのものである。流路連結部１０１、１０２は、冷却構造１０３に冷却液を循環させるためのものである。
【００２５】
図２を参照して、冷却構造部１０３は、三角柱構造となっており、各三角柱構造には、上下に貫通する貫通孔１０３ａが形成されている。この貫通孔１０３ａは、冷却液の流路を構成する。なお、冷却構造部１０３は、熱伝導率の高い材料からなっている。
【００２６】
ＰＢＳアレイ２００の照明光入射面には、照明光の入射を許容する入射領域２００ａと、表面に遮光膜が形成された非入射領域２００ｂが一定間隔で交互に配されている。冷却構造部１０３は、三角柱構造の一面が非入射領域２００ｂに貼り付けられることにより、ＰＢＳアレイ２００に設置されている。なお、三角柱構造（冷却構造部１０３）は、フライアイレンズ（後述）によって収束された照明光を遮ることがないように、三角柱構造の傾斜状態が調整されている。
【００２７】
入射領域２００ａに入射された照明光は、ＰＳＢアレイ部２００内に配された偏光ミラー面２００ｃに入射する。このうち偏光ミラー面２００ｃに対しＰ偏光の光成分は偏光ミラー面２００ｃを透過する。また、偏光ミラー面２００ｃに対しＳ偏光の光成分は偏光ミラー面２００ｃによって反射され、さらにミラー面２００ｄによって、Ｐ偏光成分の進行方向と同一方向に反射される。こうして、照明光は、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分に分離される。このうち、Ｐ偏光成分の光は、ＰＢＳアレイ２００の光出射面に貼着された１／２波長板２００ｅによって偏光方向が９０度回転される。これにより、ＰＢＳアレイ２００を透過した光の偏光方向が一方向に揃えられる。
【００２８】
図１に戻り、流路連結部１０１、１０２には、それぞれ、冷却液が流出する流出口１０１ａと、冷却液が流入する流入口１０２ａが形成されている。流路連結部１０１内には、流出口１０１ａと各冷却構造部１０３の貫通孔１０３ａとを連結する流路が形成されている。また、流路連結部１０２内には、流入口１０２ａと各冷却構造部１０３の貫通孔１０３ａとを連結する流路が形成されている。よって、流入口１０２ａから流入した冷却液は、流路連結部１０２内の流路を通って全ての冷却構造部１０３の貫通孔１０３ａに流入する。そして、貫通孔１０３ａを通った後、流路連結部１０１内の流路を介して、流出口１０１ａから流出される。
【００２９】
図３を参照して、流路連結部１０２には、ＰＢＳアレイ２００の下端部と係合する段差部１０２ｂが形成されている。流路連結部１０１にも、これと同様の段差部（図示せず）が形成されている。ＰＢＳアレイ２００は、上端部と下端部が、それぞれ、流路連結部１０１の段差部と流路連結部１０２の段差部に係合されることにより、図１に示す状態に位置決めされる。この状態で、上端部と下端部を段差部に接着し、また、非入射領域２００ｂを冷却構造１０３に接着することにより、図３に示す冷却装置部分とＰＢＳアレイ２００が一体化される。
【００３０】
次に、図４ないし図６を参照して、ＰＢＳアレイユニット１２の他の構成例を説明する。図４はＰＢＳアレイユニット１２の外観を模式的に示す斜視図、図５は図４のＡ−Ａ’断面の一部を模式的に示す斜視図、図６はＰＢＳアレイユニット１２の組み立て方法を示す図である。
【００３１】
図４に示す如く、ＰＢＳアレイユニット１２は、一対の流路連結部１１１、１１２と、ＰＢＳアレイ２００とを備えている。ここで、ＰＢＳアレイ２００は、冷却液を通すための内部構造（貫通孔）が配されている。流路連結部１１１、１１２は、ＰＢＳアレイ２００内の内部構造（貫通孔）に冷却液を循環させるためのものである。
【００３２】
図５を参照して、ＰＢＳアレイ２００には、非入射領域２００ｂとミラー面２００ｄの間の空き領域にパイプ部２００ｆが形成されており、それぞれのパイプ部２００ｆには、上下に貫通する貫通孔２００ｇが形成されている。この貫通孔２００ｇは、冷却液の流路を構成する。なお、パイプ部２００ｆは、熱伝導率の高い材料からなっている。
【００３３】
図４に戻り、流路連結部１１１、１１２には、それぞれ、冷却液が流出する流出口１１１ａと、冷却液が流入する流入口１１２ａが形成されている。流路連結部１１１内には、流出口１１１ａと各パイプ部２００ｆの貫通孔２００ｇとを連結する流路が形成されている。また、流路連結部１１２内には、流入口１１２ａと各パイプ部２００ｆの貫通孔２００ｇとを連結する流路が形成されている。よって、流入口１１２ａから流入した冷却液は、流路連結部１１２内の流路を通って全ての各パイプ部２００ｆの貫通孔２００ｇに流入する。そして、貫通孔２００ｇを通った後、流路連結部１１１内の流路を介して、流出口１１１ａから流出される。
【００３４】
図６を参照して、パイプ部２００ｆは、ＰＢＳアレイ２００の上端部および下端部から一定寸法だけ突出している。また、流路連結部１１１、１１２には、それぞれ、ＰＢＳアレイ２００の上端部および下端部と係合する凹部１１１ｂ、１１２ｂが形成され、さらに、これら凹部１１１ｂ、１１２ｂには、ＰＢＳアレイ２００の上端部および下端部から突出したパイプ部２００ｆと係合する孔１１１ｃ、１１２ｃが形成されている、これらの孔１１１ｃ、１１２ｃは、流路連結部１１１、１１２内の流路１１１ｄ、１１２ｄへと繋がっている。また、流路１１１ｄ、１１２ｄは、それぞれ、流出口１１１ａと流入口１１２ａへと繋がっている。
【００３５】
ＰＢＳアレイ２００は、上端部と下端部が、それぞれ、流路連結部１１１、１１２の凹部１１１ｂ、１１２ｂに係合される。このとき、同時に、パイプ部２００ｆの上下端が、孔１１１ｃ、１１２ｃに係合される。この状態で、上端部と下端部を凹部１１１ｂ、１１２ｂに接着することにより、図４に示す如く冷却装置部分とＰＢＳアレイ２００が一体化される。
【００３６】
図７は、上記構成のＰＢＳアレイユニット１２をプロジェクタに組み込んだときの構成を示す図である。
【００３７】
図において、１０は、複数のランプが集積された照明装置である。ランプは、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等からなっている。ランプからの光は、リフレクタの作用により略平行光となって出射される。
【００３８】
照明装置１０からの光は、フライアイレンズ１１を介して上述のＰＢＳアレイユニット１２に入射され、さらに、コンデンサレンズ１３に入射される。フライアイレンズ１１は、蝿の目状のレンズ群からなる第１および第２のフライアイレンズレンズを備え、液晶パネル２０、２８、３９に入射する際の光量分布が均一となるよう、照明装置１０から入射される光にレンズ作用を付与する。コンデンサレンズ１３は、ＰＢＳアレイユニット１２から入射された光に集光作用を付与する。コンデンサレンズ１３を透過した光は、ダイクロイックミラー１４に入射する。
【００３９】
ダイクロイックミラー１４は、コンデンサレンズ１３から入射された光のうち、赤色波長帯の光（以下、「Ｒ光」という）のみを透過し、青色波長帯の光（以下、「Ｂ光」という）と緑色波長帯の光（以下、「Ｇ光」という）を反射する。ダイクロイックミラー１４を透過したＲ光は、コンデンサレンズ１５を透過した後、ミラー１６よって反射され、コンデンサレンズ１７に入射される。
【００４０】
コンデンサレンズ１７を透過したＲ光は、入射側偏光板１８と光学補償板１９を介して液晶パネル２０に入射される。液晶パネル２０は、赤色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＲ光を変調する。液晶パネル２０によって変調されたＲ光は、出射側偏光板２１を介して、ダイクロイックプリズム２２に入射される。
【００４１】
ダイクロイックミラー１４によって反射されたＧ光とＢ光は、コンデンサレンズ２３を透過した後、ダイクロイックミラー２４に入射する。このうちＧ光は、ダイクロイックミラー２４によって反射され、コンデンサレンズ２５に入射される。コンデンサレンズ２５を透過したＧ光は、入射側偏光板２６と光学補償板２７を介して液晶パネル２８に入射される。液晶パネル２８は、緑色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＧ光を変調する。液晶パネル２８によって変調されたＧ光は、出射側偏光板２９を介して、ダイクロイックプリズム２２に入射される。
【００４２】
ダイクロイックミラー２４を透過したＢ光は、コンデンサレンズ３０を透過して、ＵＶカットフィルタ３１に入射される。このとき、紫外光がＵＶカットフィルタ３１にて除去される。ＵＶカットフィルタ３１を透過したＢ光は、リレーレンズ３２、３４、３７と２つのミラー３３、３５からなる光路を進み、入射側偏光板３７と光学補償板３８を介して液晶パネル３９に入射される。液晶パネル３９は、青色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＢ光を変調する。液晶パネル３９によって変調されたＢ光は、出射側偏光板４０を介して、ダイクロイックプリズム２２に入射される。
【００４３】
ダイクロイックプリズム２２は、液晶パネル２０、２８、３９によって変調されたＲ光、Ｇ光およびＢ光を色合成し、投写レンズ４１へと入射させる。投写レンズ４１は、投写光を被投写面上に結像させるためのレンズ群と、これらレンズ群の一部を光軸方向に変位させて投写画像のズーム状態およびフォーカス状態を調整するためのアクチュエータを備えている。ダイクロイックプリズム２２によって色合成されたカラー映像光は、投写レンズ３５によって、スクリーン上に拡大投写される。
【００４４】
なお、本構成例では、入射側偏光板１８、２６、３７と出射側偏光板２１、２９、４０が、それぞれ、２枚構成となっている。このように偏光板を２枚構成としたのは、偏光板の損傷を未然に防止するためである。
【００４５】
すなわち、本構成例では、高輝度化のために照明装置１０から発せられる光の光量が高く設定されている。このため、液晶パネル２０、２８、３９の前後に配された偏光板に入射する際の光の光量も大きくなる。このように偏光板に入射する光の光量が大きいと、偏光板透過時に吸収される光の光量が大きくなり、この吸収によって大きな発熱が生じる。よって、偏光板を１枚とすると、この発熱によって偏光板に損傷が生じる惧れがある。特に、短波長のＢ光が透過する偏光板では、発熱量がかなり大きくなり、偏光板に損傷が生じる可能性が高まる。よって、これを回避するために、本構成例では、入射側偏光板１８、２６、３７と出射側偏光板２１、２９、４０をそれぞれ２枚構成とし、発熱による偏光板の損傷を未然に防止している。
【００４６】
具体的には、入射側偏光板１８、２６、３７と出射側偏光板２１、２９、４０をそれぞれ構成する２枚の偏光板のうち、ダイクロイックプリズム２２から離れている方の偏光板にて偏光方向を粗く揃え、ダイクロイックプリズム２２に接近している方の偏光板にて偏光方向を微細に揃えるようにしている。これにより、偏光板における発熱を分散させ、偏光板の損傷が未然に防止される。
【００４７】
この他、Ｒ光用の入射側偏光板１８とＢ光用の入射側偏光板３７には、Ｒ光とＢ光の偏光方向をそれぞれ９０度回転させる１／２波長板（図示せず）が備え付けられている。これにより、Ｒ光とＢ光は、ダイクロイックプリズム２２の反射面に対してＳ偏光で入射し、ダイクロイックプリズム２２におけるＲ光とＢ光の反射効率が高められる。なお、Ｇ光用の入射側偏光板２６には、１／２波長板が配されていない。このため、Ｇ光は、ダイクロイックプリズム２２の反射面に対してＰ偏光で入射し、ダイクロイックプリズム２２におけるＧ光の透過効率が高められる。
【００４８】
さらに、本構成例では、ＰＢＳアレイユニット１２に冷却液を循環させるための構成として、ポンプ５１と、ラジエータ５２と、ファン５３と、配管５４が配されている。ＰＢＳアレイユニット１２の流入口１０２ａまたは１１２ａと、流出口１０１ａまたは１１１ａは配管５４に連結されている。さらに、配管５４は、ポンプ５１とラジエータ５２に連結されている。ファン５３は、風がラジエータ５２を通るよう矢印方向に気流を発生させる。ラジエータ５２を通った風は、プロジェクタ外に送い出される。
【００４９】
ポンプ５１が駆動されることにより、同図矢印方向に冷却液が循環する。これにより、冷却液は、ＰＢＳアレイユニット１２に配された上記貫通孔１０３ａ（図２）または２００ｆ（図５）内を流れる。上記の如く貫通孔１０３ａ、２００ｆは、ＰＢＳアレイ２００の非入射領域２００ｂ近傍を通っている。このため、冷却液は、非入射領域近傍の熱を吸熱し、ＰＢＳアレイ２００外に輸送する。よって、ＰＢＳアレイ２００は、非入射領域近傍が局所的に冷却される。冷却液にて輸送された熱は、冷却液がラジエータ５２を通過する際に取り除かれる。
【００５０】
このように、本実施例によれば、非入射領域２００ｂ近傍における熱を除去することができる。ここで、非入射領域２００ｂは、本来、光の入射に用いられない領域であるため、この領域に熱輸送のための構造（冷却構造部１０３、パイプ部２００ｆ）を配置しても、ＰＢＳアレイ２００の特性が劣化することはない。
【００５１】
図１ないし図３のように冷却構造部１０３を非入射領域２００ｂに貼り付ける構成とすると、ＰＢＳアレイ２００の構造を既存のものから変更する必要がないため、構成の簡素化を図ることができる。他方、図４ないし図６のようにパイプ部２００ｆをＰＢＳアレイ２００内に埋設する構成とすると、熱輸送路を偏光ミラー面２００ｃと１／２波長板２００ｅにより接近させることができるため、偏光ミラー面２００ｃと１／２波長板２００ｅの冷却効率をさらに高めることができる。
【００５２】
このように本実施例によれば、温度上昇による特性劣化が起こり易い偏光ミラー面２００ｃと１／２波長板２００ｅの近傍領域を局所的に冷却することができ、ＰＢＳアレイ２００に対する冷却効率を顕著に高めることができる。
【実施例２】
【００５３】
上記実施例１では、貫通孔に冷却液を循環させることによりＰＢＳアレイ２００の非入射領域２００ｂ近傍を冷却するようにしたが、本実施例では、非入射領域２００ｂにヒートパイプを配置することによって、ＰＢＳアレイ２００の非入射領域２００ｂ近傍を冷却するようにしている。
【００５４】
図８および図９を参照して、実施例２に係るＰＢＳアレイユニット１２の構成を説明する。図８はＰＢＳアレイユニット１２の外観を模式的に示す斜視図、図９は図８のＡ−Ａ’断面の一部を模式的に示す斜視図である。
【００５５】
図８に示す如く、ＰＢＳアレイユニット１２は、上部保持体１２１と、下部保持体１２２と、複数のヒートパイプ１２３と、上部保持体１２１に延設された熱輸送部１２４と、被冷却部１２５と、ＰＢＳアレイ２００とを備えている。ここで、ＰＢＳアレイ２００は、既存の構成と同様の構成を有している。また、上部保持体１２１と下部保持体１２２には、上記実施例１における流路連結部１０１、１０２と同様、ＰＢＳアレイ２００の上端部および下端部と係合する段差部が形成されている。
【００５６】
図２を参照して、ヒートパイプ１２３は、三角柱形状を有している。ヒートパイプ１２３は、三角柱の一面が非入射領域２００ｂに貼り付けられることにより、ＰＢＳアレイ２００に設置されている。なお、ヒートパイプ１２３は、上記実施例１と同様、フライアイレンズによって収束された照明光を遮ることがないように、三角柱の傾斜状態が調整されている。
【００５７】
図８に戻り、上部保持体１２１内には、ヒートパイプ１２１ａが配されており、このヒートパイプ１２１ａにヒートパイプ１２３の上端が連接されている。さらに、ヒートパイプ１２１ａは、熱輸送部１２４内のヒートパイプ１２４ａへと連接され、さらに、このヒートパイプ１２４に対して、被冷却部１２５を構成する簾状のヒートパイプ１２５ａが連接されている。こうして、ヒートパイプ１２３からヒートパイプ１２５ａまでの間に熱輸送路が構成されている。
【００５８】
ＰＢＳアレイ２００の非入射領域近傍における熱は、ヒートパイプ１２３によってヒートパイプ部１２１ａへと輸送される。さらに、この熱は、ヒートパイプ部１２１ａに連接されたヒートパイプ部１２４ａを介して、被冷却部１２５のヒートパイプ部１２５ａへと輸送される。被冷却部１２５のヒートパイプ部１２５ａには後述の如く風が送られ、これにより、ヒートパイプ部１２５ａに輸送された熱が取り除かれる。こうして、ＰＢＳアレイ２００は、非入射領域２００ｂが局所的に冷却される。
【００５９】
図１０は、上記構成のＰＢＳアレイユニット１２をプロジェクタに組み込んだときの構成を示す図である。なお、光学系の構成は、図７（実施例１）と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００６０】
本構成例では、ファン５３によって、上記被冷却部１２５のヒートパイプ部１２５ａに風が送られる。これにより、上記のとおり、ＰＢＳアレイ２００の非入射領域に設置されたヒートパイプ１２３からヒートパイプ部１２５ａに輸送された熱が取り除かれる。
【００６１】
本実施例においても、上記実施例１と同様、非入射領域２００ｂ近傍における熱を除去することができ、温度上昇による特性劣化が起こり易い偏光ミラー面２００ｃと１／２波長板２００ｅの近傍領域を局所的に冷却することができる。よって、ＰＢＳアレイ２００に対する冷却効率を顕著に高めることができる。
【００６２】
また、本実施例では、冷却液を循環させる構成ではないため、上記実施例１に比べて冷却装置の構成を簡素化および小型化することができる。
【００６３】
なお、図８および図９の構成例では、ヒートパイプ１２３を非入射領域に貼り付けるようにしたが、上記実施例１における図４ないし図６の場合と同様、非入射領域２００ｂとミラー面２００ｄの間の領域にヒートパイプを埋設するようにしても良い。こうすると、ＰＢＳアレイ２００の構造が複雑化するが、熱輸送路を偏光ミラー面２００ｃと１／２波長板２００ｅにより接近させることができるため、偏光ミラー面２００ｃと１／２波長板２００ｅの冷却効率をさらに高めることができる。
【００６４】
また、図８および図９の構成例では、ヒートパイプ部１２５ａをヒートパイプ部１２４ａに連接させるようにしたが、放熱板をヒートパイプ部１２４ａに連接させるようにしても良い。
【実施例３】
【００６５】
上記実施例１、２では、冷却液またはヒートパイプによってＰＢＳアレイ２００の非入射領域２００ｂ近傍を冷却するようにしたが、本実施例では、風を入射領域２００ａ近傍に偏在させることによって、ＰＢＳアレイ２００の入射領域２００ａ近傍を冷却するようにしている。
【００６６】
図１１および図１２を参照して、実施例３に係る冷却ユニット６０の構成を説明する。図１１は冷却ユニット６０の外観を模式的に示す斜視図、図１２は図１に示す冷却ユニット６０を図中矢印Ｂ方向および矢印Ｃ方向から見たときの図である。なお、図１２（ａ）では、便宜上、吸風部１３１が取り除かれた状態が図示されている。
【００６７】
図１１に示す如く、冷却ユニット６０は、吸風部１３１と、送風部１３２とを備えている。なお、同図には、冷却ユニット６０によって冷却されるＰＢＳアレイ２００が併せて示されている。ＰＢＳアレイ２００は、既存のものと同様の構成となっている。
【００６８】
吸風部１３１と送風部１３２は、それぞれ、有底筒状の形状を有しており、一端にダクト１３１ａ、１３２ａが形成されている。また、吸風部１３１には、下面に、内部空洞に繋がる吸風孔１３１ｂが形成され、送風部１３２には、上面に、内部空洞に繋がる送風孔１３２ｂが形成されている。ここで、吸風孔１３１ｂ間のピッチと、送風孔１３２ｂ間のピッチは、何れも、ＰＢＳアレイ２００における入射領域２００ａ間のピッチと同じである。吸風部１３１と送風部１３２は、吸風孔１３１ｂと送風孔１３２ｂが入射領域２００ａの位置において互いに対向するようにして、ＰＢＳアレイ２００の上部および下部の位置に配置される。
【００６９】
こうして吸風部１３１と送風部１３２を配置した後、ダクト１３２ａから送風部１３２に風を流し込み、同時に、吸風部１３１内の空気をダクト１３１ａから引っ張るようにすると、送風孔１３２ｂから送り出された風が、送風孔１３２ｂに対向する吸風孔１３１ｂへと流れ、ＰＢＳアレイ２００表面を流れる風が、入射領域２００ａ近傍に偏在するようになる。
【００７０】
ここで、送風孔１３２ｂは、図１２（ａ）に示すように、ＰＢＳアレイ２００の厚みよりも大きな寸法を有しており、ＰＢＳアレイ２００を厚み方向に跨ぐようにして位置づけられる。なお、図１２には図示していないが、吸風部１３１側の吸風孔１３１ｂも、ＰＢＳアレイ２００の厚みよりも大きな寸法を有しており、ＰＢＳアレイ２００を厚み方向に跨ぐようにして位置づけられる。よって、送風孔１３２ｂから送り出された風は、図１２（ｂ）に示すように、ＰＢＳアレイ２００の入射面と出射面の両方に沿って吸風部１３１へと向かうこととなる。
【００７１】
このように、本実施例では、ダクト１３２ａから送風部１３２に風を流し込み、同時に、吸風部１３１内の空気をダクト１３１ａから引っ張るようにすると、ＰＢＳアレイ２００の入射面と出射面の両方に沿って風が流れ、この風が、入射領域２００ａ近傍に偏在するようになる。よって、ＰＢＳアレイ２００の入射領域２００ａ近傍が効率的に冷却される。
【００７２】
図１３は、上記構成の冷却ユニット６０とＰＢＳアレイ２００をプロジェクタに組み込んだときの構成を示す図である。なお、光学系の構成は、図７（実施例１）と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００７３】
本構成例では、シロッコファン５６によって、ダクト１３２ａから送風部１３２に風を流し込まれ、同時に、シロッコファン５７によって吸風部１３１内の空気がダクト１３１ａから引っ張られる。なお、シロッコファン５６は、プロジェクタ外部の空気をダクト１３２ａに供給し、シロッコファン５７は、吸風部１３１内の空気をプロジェクタ外部に排出する。
【００７４】
本実施例よれば、上記のように、ＰＢＳアレイ２００表面を流れる風を入射領域２００ａ近傍に偏在させることができるため、入射領域２００ａ近傍の熱を効果的に除去することができる。よって、温度上昇による特性劣化が起こり易い偏光ミラー面２００ｃと１／２波長板２００ｅの近傍領域を局所的に冷却することができ、ＰＢＳアレイ２００に対する冷却効率を顕著に高めることができる。
【実施例４】
【００７５】
本実施例は、上記実施例１と上記実施例３とを組み合わせたものである。
【００７６】
図１４は、ＰＢＳアレイユニット１２の外観を模式的に示す斜視図である。同図に示す如く、ＰＢＳアレイユニット１２は、上部保持体１４１と、下部保持体１４２と、ＰＢＳアレイ２００を備えている。
【００７７】
ＰＢＳアレイ２００は、図４ないし図６と同様の構成となっている。上部保持体１４１と下部保持体１４２には、それぞれ、ＰＢＳアレイ２００内の貫通孔２００ｇに冷却水を循環させるための流出口１４１ｂと流入口１４２ｂが形成されている。これら流出口１４１ｂと流入口１４２ｂは、図４ないし図６の場合と同様、上部保持体１４１と下部保持体１４２内の流路を介してＰＢＳアレイ２００内の貫通孔２００ｇ上下端に繋がっている。
【００７８】
また、上部保持体１４１と下部保持体１４２には、それぞれ、ダクト１４１ａ、１４２ａが形成されている。また、上部保持体１４１には、下面に、内部空洞に繋がる吸風孔（図示せず）が形成され、下部保持体１４２には、上面に、内部空洞に繋がる送風孔１４２ｃが形成されている。ここで、吸風孔（図示せず）間のピッチと、送風孔１４２ｃ間のピッチは、何れも、ＰＢＳアレイ２００における入射領域２００ａ間のピッチと同じである。
【００７９】
なお、本構成例では、ＰＢＳアレイ２００を幅方向に挟むようにして、吸風孔（図示せず）と送風孔１４２ｃが配されている。したがって、図１４に示す如くＰＢＳアレイ２００の上下端部に上部保持体１４１と下部保持体１４２を装着した状態では、ＰＢＳアレイ２００の入射面側に吸風孔（図示せず）と送風孔１４２ｃが並び、また、出射面側にも吸風孔（図示せず）と送風孔１４２ｃが並ぶこととなる。
【００８０】
上部保持体１４１と下部保持体１４２がＰＢＳアレイ２００に装着されると、吸風孔１３１ｂと送風孔１３２ｂが入射領域２００ａの位置において互いに対向するよう位置づけられる。なお、上部保持体１４１と下部保持体１４２には、図６に示す凹部１１１ｂ１１２ｂと同様の凹部が形成されており、これら凹部をＰＢＳアレイ２００の上下端に係合・固着することにより、上部保持体１４１と下部保持体１４２がＰＢＳアレイ２００に装着される。
【００８１】
本実施例では、流出口１４１ｂと流入口１４２ｂを介して冷却水を循環させることにより、ＰＢＳアレイ２００の非入射領域近傍が冷却される。また、シロッコファン等を用いてダクト１３２ａ内に風を流し込み、同時に、ダクト１３１ａ内の空気を引っ張ることにより、ＰＢＳアレイ２００表面を流れる風を入射領域２００ａ近傍に偏在させることができ、入射領域２００ａ近傍の熱を効果的に除去することができる。よって、本実施例によれば、ＰＢＳアレイ２００に対する冷却効率をさらに高めることができる。
【００８２】
本実施例に係るＰＢＳアレイユニットをプロジェクタに組み込む場合には、図７に示す冷却系（ポンプ５１、ラジエータ５２、ファン５３、配管５４）と、図１３に示す冷却系（シロッコファン５６、５７）が必要となる。
【００８３】
なお、本実施例では、冷却液による冷却手段として図４ないし図５に示す構成を用いたが、これに代えて、図１ないし図３の構成を用いても良い。また、冷却液による冷却手段に代えて、図８および図９に示すヒートパイプによる手段を用いても良い。
【００８４】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態によって何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も上記の他に種々の変更が可能である。
【００８５】
たとえば、上記実施の形態では、全ての非入射領域２００ｂに対して冷却構造部１０３、パイプ部２００ｆまたはヒートパイプ１２３を配置するようにし、あるいは、全ての入射領域２００ａに送風孔１３２ｂおよび吸風孔１３１ｂを配置するようにしたが、たとえば、所定個数の非入射領域２００ｂ毎に冷却構造部１０３、パイプ部２００ｆまたはヒートパイプ１２３を配置するようにし、あるいは、所定個数の入射領域２００ａ毎に送風孔１３２ｂおよび吸風孔１３１ｂを配置するようにしても良い。
【００８６】
また、中央部等、特に温度上昇が大きい非入射領域２００ｂにおいて冷却構造部１０３、パイプ部２００ｆまたはヒートパイプ１２３の配置を集中させても良く、同様に、特に温度上昇が大きい入射領域２００ｂにおいて送風孔１３２ｂおよび吸風孔１３１ｂの配置を集中させても良い。
【００８７】
また、特に温度上昇が大きい非入射領域２００ｂにおいて冷却液が流れ易くなるよう冷却構造部１０３またはパイプ部２００ｆを構成し、同様に、特に温度上昇が大きい入射領域２００ａにおいて風が流れ易くなるよう、たとえば、送風孔１３２ｂおよび吸風孔１３１ｂの大きさ等を調整しても良い。
【００８８】
また、特に温度上昇が大きい非入射領域２００ｂにおいて冷却液が流れ易くなるよう、あるいは、特に温度上昇が大きい入射領域２００ａにおいて風が流れ易くなるよう、たとえば、流路連結部１０１、１０２、１１１、１１２、吸風部１３１、送風部１３２、上部支持体１４１および下部支持体１４２内に、ダクトやリブのような整流手段を配置しても良い。
【００８９】
この他、光学系の構成は、上記に限定されるものではなく、たとえば、さらに黄色光を映像光に重畳するタイプの光学系に本発明を適用することも可能である。
【００９０】
本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】実施例１に係るＰＢＳアレイユニットの構成を示す斜視図
【図２】実施例１に係るＰＢＳアレイユニットの一部断面構造を示す図
【図３】実施例１に係るＰＢＳアレイユニットからＰＢＳアレイを取り除いた冷却装置部分の構成を示す斜視図
【図４】実施例１に係る他のＰＢＳアレイユニットの構成を示す斜視図
【図５】実施例１に係る他のＰＢＳアレイユニットの一部断面構造を示す図
【図６】実施例１に係る他のＰＢＳアレイユニットの組み立て方法を示す図
【図７】実施例１に係るＰＢＳアレイユニットを組み込んだプロジェクタの構成例を示す図
【図８】実施例２に係るＰＢＳアレイユニットの構成を示す斜視図
【図９】実施例２に係るＰＢＳアレイユニットの一部断面構造を示す図
【図１０】実施例２に係るＰＢＳアレイユニットを組み込んだプロジェクタの構成例を示す図
【図１１】実施例３に係る冷却ユニットの構成を示す斜視図
【図１２】実施例３に係る冷却ユニットの構成を示す図
【図１３】実施例３に係るＰＢＳアレイユニットを組み込んだプロジェクタの構成例を示す図
【図１４】実施例４に係るＰＢＳアレイユニットの構成を示す斜視図
【符号の説明】
【００９２】
１２ … ＰＢＳアレイユニット
５１ … ポンプ
５２ … ラジエータ
５３ … ファン
５４ … 配管
５６、５７ … シロッコファン
６０ … 冷却ユニット
１０１、１０２ … 流路連結部
１０３  冷却構造部
１１１、１１２ … 流路連結部
１２１ … 上部保持体
１２１ａ、１２４ａ、１２５ａ … ヒートパイプ部
１２２ … 下部保持体
１２３ … ヒートパイプ
１２４ … 熱輸送部
１２５ … 被冷却部
１３１ … 吸風部
１３１ｂ … 吸風孔
１３２ … 送風部
１３２ｂ … 送風孔
１４１ … 上部保持体
１４２ … 下部保持体
１４２ｃ … 送風孔
２００ … ＰＢＳアレイ
２００ａ … 入射領域
２００ｂ … 非入射領域
２００ｃ … 偏光ミラー面
２００ｄ … ミラー面
２００ｅ … １／２波長板
２００ｆ … パイプ部
２００ｇ … 貫通孔
【図１】
0005216359.tif 000002
【図２】
0005216359.tif 000003
【図３】
0005216359.tif 000004
【図４】
0005216359.tif 000005
【図５】
0005216359.tif 000006
【図６】
0005216359.tif 000007
【図７】
0005216359.tif 000008
【図８】
0005216359.tif 000009
【図９】
0005216359.tif 000010
【図１０】
0005216359.tif 000011
【図１１】
0005216359.tif 000012
【図１２】
0005216359.tif 000013
【図１３】
0005216359.tif 000014
【図１４】
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