(57)【要約】【課題】冷却効率の高い冷却構造を有する液晶プロジェクタを提供する。【解決手段】静電レンズ４１１と入射側偏光板７ａＧとフレーム部材７００Ｇとで画定された第１の空間において、フレーム部材７００Ｇの一方に設けられた第１の開口部７０１と、入射側偏光板７ａＧと液晶パネル６Ｇとフレーム部材７００Ｇとで画定された第２の空間において、フレーム部材７００Ｇの第１の開口部７０１と光軸に対して反対側に設けられた第２の開口部７０３と、第１の開口部７０１から第２の開口部７０３の方向を向いた場合の入射側偏光板７ａＧの左右両側に第１の空間と第２の空間とを繋ぐように設けられた第３の開口部７０２とを備え、冷却ファンによって第１の開口部７０１から第１の空間内に冷却風を送風する。【選択図】  図４
2016045338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光束の光路を囲んで配置された角筒状のフレーム部材と、
前記フレーム部材の内部に前記光束の光路上に隣り合って配置された第１、第２及び第３の光学部材と、
前記第１の光学部材と前記第２の光学部材と前記フレーム部材とで画定された第１の空間において、前記フレーム部材の一方に設けられた第１の開口部と、
前記第２の光学部材と前記第３の光学部材と前記フレーム部材とで画定された第２の空間において、前記フレーム部材の前記第１の開口部と前記光軸に対して反対側に設けられた第２の開口部と、
前記第１の開口部から前記第２の開口部の方向を向いた場合の前記第２の光学部材の左右両側に前記第１の空間と第２の空間とを繋ぐように設けられた第３の開口部と、
前記第１の開口部から前記第１の空間内に送られる冷却風を送風する冷却ファンと
を備えたことを特徴とする液晶プロジェクタ。
【請求項２】
請求項１記載の液晶プロジェクタにおいて、
前記第２の光学部材は偏光板であることを特徴とする液晶プロジェクタ。
【請求項３】
請求項２記載の液晶プロジェクタにおいて、
前記偏光板は、偏光膜と、前記偏光膜を保持する板状の保持部材とから構成されたことを特徴とする液晶プロジェクタ。
【請求項４】
請求項２記載の液晶プロジェクタにおいて、
前記偏光板は、偏光膜と、前記偏光膜を保持する液晶パネルとから構成されたことを特徴とする液晶プロジェクタ。
【請求項５】
請求項１記載の液晶プロジェクタにおいて、
前記第２の光学部材は液晶パネルであることを特徴とする液晶プロジェクタ。
【請求項６】
光源と、
前記光源から出射された光束の光路を囲んで配置された角筒状のフレームと、
前記フレームの内部に前記光源から出射された光束の光路上に隣り合って配置されたコンデンサレンズ、入射側偏光板、液晶パネル、出射側偏光板、及び光合成プリズムと、
前記コンデンサレンズと前記入射側偏光板と前記フレームとで画定された第１の空間において、前記フレームの一方に設けられた第１の開口部と、
前記入射側偏光板と前記液晶パネルと前記フレームとで画定された第２の空間において、前記フレームの前記第１の開口部と前記光軸に対して反対側に設けられた第２の開口部と、
前記第１の開口部から前記第２の開口部の方向を向いた場合の前記入射側偏光板の左右両側に前記第１の空間と第２の空間とを繋ぐように設けられた第３の開口部と、
前記第１又は第２の開口部から前記第１又は第２の空間内に送られる冷却風を送風する第１の冷却ファンと、
前記液晶パネルと前記出射側偏光板と前記フレームとで画定された第３の空間において、前記フレームの一方に設けられた第４の開口部と、
前記出射側偏光板と前記光合成パネルと前記フレームとで画定された第４の空間において、前記フレームの前記第３の開口部と前記光軸に対して反対側に設けられた第５の開口部と、
前記第３の開口部から前記第４の開口部の方向を向いた場合の前記入射側偏光板の左右両側に前記第３の空間と第４の空間とを繋ぐように設けられた第６の開口部と、
前記第４又は第５の開口部から前記第３又は第４の空間内に送られる冷却風を送風する第２の冷却ファンと
を備えたことを特徴とする液晶プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタに関し、例えば液晶パネル及び偏光板等の光学部品を冷却する構造を有する液晶プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオ映像、或いはコンピュータで作成した文章や画像をスクリーン等に投射する装置の一つとして液晶プロジェクタが知られている。液晶プロジェクタは、光源から出射された光を赤、青、緑の３色の光に分離し、液晶パネルにおいてビデオ映像やコンピュータから入力された信号に応じて変調し、光合成プリズムにより再度合成し、そして、投射レンズを介してスクリーン等へ投射している。
【０００３】
このような液晶プロジェクタにおいては様々な光源が用いられているが、例えば高輝度の超高圧水銀ランプが用いられる場合には、光源から出射された光は偏波が不揃いであるため、そのままの状態で３原色への分離および合成を行っても適切なコントラストを再現することができない。そこで、偏光板を用いてコントラストを劣化させている偏波を遮ったり、変調したりすることで光を所定方向の直線偏光状態に調整している。
【０００４】
偏光板や液晶パネルは、光を透過させる際に入射する光のエネルギの一部を吸収するため発熱して温度が上昇する。しかしながら、偏光板や液晶パネルは過度に温度が上昇すると変色し、投射された映像の画質が劣化してしまうため、偏光板や液晶パネルを適正な温度範囲に維持する冷却構造が必要になる。
【０００５】
液晶プロジェクタにおける各部の冷却は、例えば、筐体内部に設置されたファンの回転によって筐体外部から吸気口を介して空気を取り込み、対象物に冷却風を当てることで強制的に空気冷却する。偏光板や液晶パネル等の冷却に用いる冷却空気は、冷却空気中に存在する塵埃の付着による画像の劣化を防ぐため、他の部品等からの塵埃混入を抑制する通風ダクトを介して導かれることが多い。
【０００６】
近年、液晶プロジェクタは筐体の小型化、光源の高輝度化による画質向上等が望まれている。しかしながら、筺体の小型化は発熱密度の増加や圧力損失増大による冷却風量の低下を招き、また、高輝度化は透過する光エネルギの増加による液晶パネル等の温度上昇を招くので、十分な冷却手段を講じなければ、画質の劣化が生じてしまう。また、液晶プロジェクタの市場では、製品の低価格化に伴って低コスト化が必要となっており、液晶パネルや偏光板といった光学部品の点数を減らすことで低コスト化を図っているが、部品点数を減らすほど光の透過する個々の部品が吸収する光エネルギが増えるため、光学部品の温度が上昇する傾向にある。
【０００７】
このような偏光板や液晶パネルの冷却に関する従来技術として、例えば、特許文献１（特開２００３−４３４４４号公報）には、光源からの光路上に配置された液晶ライトバルブを有し、液晶ライトバルブを透過した光を投射するようにした液晶プロジェクタにおいて、送風装置からの冷却風を液晶ライトバルブの面に沿う方向に吹出し、かつ光路の光軸に対して斜め方向から液晶ライトバルブの面に当てるように導風する液晶プロジェクタに関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−４３４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来技術においては、冷却風吹出し口と冷却対象が離れているため、冷却空気の流れが冷却対象に到達する前に拡散してしまい、冷却効率が冷却風量に対して低下してしまうという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、冷却効率の高い冷却構造を有する液晶プロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、光源と、前記光源から出射された光束の光路を囲んで配置された角筒状のフレーム部材と、前記フレーム部材の内部に前記光束の光路上に隣り合って配置された第１、第２及び第３の光学部材と、前記第１の光学部材と前記第２の光学部材と前記フレーム部材とで画定された第１の空間において、前記フレーム部材の一方に設けられた第１の開口部と、前記第２の光学部材と前記第３の光学部材と前記フレーム部材とで画定された第２の空間において、前記フレーム部材の前記第１の開口部と前記光軸に対して反対側に設けられた第２の開口部と、前記第１の開口部から前記第２の開口部の方向を向いた場合の前記第２の光学部材の左右両側に前記第１の空間と第２の空間とを繋ぐように設けられた第３の開口部と、前記第１の開口部から前記第１の空間内に送られる冷却風を送風する冷却ファンとを備えたものとする。
【発明の効果】
【００１２】
冷却効率の高い冷却構造を有する液晶プロジェクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施の形態に係る液晶プロジェクタの全体構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】一実施の形態に係る液晶プロジェクタの投射光学系の構成を抜き出して概略的に示す上面図である。
【図３】一実施の形態に係る液晶プロジェクタのプリズムユニットの構成を抜き出して概略的に示す上面図である。
【図４】コンデンサレンズ、入射側偏光板及び液晶パネルを関連構成とともに抜き出して示す斜視図である。
【図５】図４の光軸における縦線断面である。
【図６】図４の光軸における横断面図である。
【図７】コンデンサレンズ、入射側偏光板、液晶パネル、出射側偏光板、光合成プリズム、フレーム部材、及び通風ダクトの位置関係を示す縦断面図であり、図３におけるＡ−Ａ線縦断面図である。
【図８】従来技術におけるプリズムユニット近傍の構成を概略的に示す縦断面である。
【図９】従来技術におけるプリズムユニットの構成を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る液晶プロジェクタの全体構成を概略的に示す斜視図であり、図２はその投射光学系の構成を抜き出して概略的に示す上面図であり、図３はそのプリズムユニットの構成を抜き出して概略的に示す上面図である。なお、図２及び図３においては、説明の簡単のためにドライブ基板８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ（後述）を省略した図を示している。
【００１６】
図１〜図３において、本実施の形態の液晶プロジェクタ１は、図示しない外部電源から入力された電力を液晶プロジェクタ１全体に供給する電源ユニット２と、光を出射する光源ユニット３と、光源ユニット３から出射された光の照度分布の一様化を図るとともに色を分離する光学ユニット４と、光学ユニット４を介して分離された光を合成するプリズムユニット５と、プリズムユニット５で合成された光を投射する投射レンズ９と、プリズムユニット５の各構成を冷却するための冷却風を送風する冷却ファン７０ａ，７０ｂとから概略構成されている。
【００１７】
光源ユニット３は、電源ユニット２から供給される電力を光に変換するランプ３ａと、ランプ３ａからの光を反射させて光の束（以下、光束と称する）として出射させるランプリフレクタ３ｂと、ランプリフレクタ３ｂにより出射された光束の紫外線を除去するランプレンズ３ｃとから構成されている。ランプ３ａとしては、例えば、超高圧水銀ランプ、ＬＥＤランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプなどが選択的に用いられる。
【００１８】
隣り合って配置される電源ユニット２と光源ユニット３との間には、電源ユニット２と光源ユニット３の冷却を行う冷却ファン１０が光源ユニット３に隣接して配置されている。光源ユニット３のランプ３ａは、電力を光に変換する際に生じる熱損失、ランプ３ａから射出する可視光成分以外（例えば、赤外線のふく射成分）を吸収することなどによって非常に高温となるため、冷却ファン１０を用いて光源ユニット３へ温度の低い空気を流入させることで冷却を行う。なお、冷却ファン１０を駆動する駆動回路は図示しないが、例えば、電源ユニット２内に設けても良いし、筺体内の空きスペースに設けても良い。
【００１９】
光学ユニット４は、光源ユニット３から出射された光束の照度分布を均一化するインテグレータとしての一対のマルチレンズアレイ４０１，４０２と、マルチレンズアレイ４０１，４０２を介した光束を偏光する偏光変換素子４０３と、重畳作用を有する集光レンズ４０４と、集光レンズ４０４を介した光束のＲ光（赤色帯域の光）、Ｇ光（緑色帯域の光）、Ｂ光（青色帯域の光）の何れか１つ又は２つを選択的に透過又は反射するダイクロックミラー４０８，４０９と、ダイクロックミラー４０８，４０９を介した光束を反射する反射ミラー４０５，４０６，４０７と、光束の光軸上において光束を集光する第一及び第二のリレーレンズ４１３，４１４と、反射ミラー４０５，４０６，４０７により反射された光束を集光してプリズムユニット５に入射するコンデンサレンズ４１０，４１１，４１２とから概略構成されている。
【００２０】
マルチレンズアレイ４０１、４０２は、複数の凸レンズが二次元状に配置されて構成されており、光源ユニット３からマルチレンズアレイ４０１に入射された光束は、マルチレンズアレイ４０２の各セル（各レンズ）に光源像を二次元状に形成する。マルチレンズアレイ４０２で集光された光源像は、偏光変換素子４０３で振動方向が一定方向の直線偏光に変換される。これにより、プリズムユニット５（後述）において、振動方向が一定方向の直線偏光のみを通過するよう設計されている液晶パネル６Ｒ、６Ｇ、６Ｂを透過することができる。また、マルチレンズアレイ４０１、４０２にて二次元状に分割された光源像は、重畳作用を有する集光レンズ４０４により液晶パネル６（６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ）に重畳される。
【００２１】
偏光変換素子４０３及び集光レンズ４０４を介した偏光方向一定の光束は、ダイクロイックミラー４０８により、Ｒ光（赤色帯域の光）が反射され、Ｇ光（緑色帯域の光）とＢ光（青色帯域の光）が透過される。ダイクロイックミラー４０８で反射されたＲ光の光束は反射ミラー４０５で反射され、コンデンサレンズ４１０を介してプリズムユニット５に入射される。また、ダイクロイックミラー４０８を透過したＧ光及びＢ光を含む光束は、ダイクロイックミラー４０９により、Ｇ光が反射され、Ｂ光が透過される。ダイクロイックミラー４０９で反射されたＧ光の光束は、コンデンサレンズ４１１を介してプリズムユニット５に入射される。また、ダイクロイックミラー４０９を透過したＢ光の光束は、リレーレンズ４１３により集光され、反射ミラー４０６で反射され、リレーレンズ４１４により集光され、反射ミラー４０７で反射され、コンデンサレンズ４１２を介してプリズムユニット５に入射される。
【００２２】
なお、ダイクロイックミラー４０８，４０９においては、光束のＲ光、Ｇ光、Ｂ光の反射及び透過による分離が出来ればよく、例えば、ダイクロイックミラー４０８でＢ光を反射させてＲ光、Ｇ光を透過させてもよいし、Ｇ光を反射させてＲ光、Ｂ光を透過させる構成でもよい。
【００２３】
プリズムユニット５は、Ｒ光、Ｇ光、及びＢ光の光束を合成する光合成プリズム８と、光合成プリズム８の隣接する３面に配置されたＲ光用液晶パネル６Ｒ、Ｇ光用液晶パネル６Ｇ、及び、Ｂ光用液晶パネル６Ｂと、光合成プリズム８の他の面に配置され、光合成プリズム８で合成された光束を投射する投射レンズ９とを備えている。
【００２４】
Ｒ光用液晶パネル６ＲにおけるＲ光の光束の入射側及び出射側には、それぞれ、Ｒ光用入射偏光板７ａＲ及びＲ光用出射偏光板７ｂＲが配置されており、Ｒ光用入射偏光板７ａＲ、Ｒ光用液晶パネル６Ｒ、及びＲ光用出射偏光板７ｂＲを介した光束が光合成プリズム８に入射される。光学部材である光学ユニット４のコンデンサレンズ４１１、Ｒ光用入射偏光板７ａＲ、Ｒ光用液晶パネル６Ｒ、Ｒ光用出射偏光板７ｂＲ、及び光合成プリズム８は、Ｒ光の光路に沿って配置された角筒状のフレーム７００Ｒ内部に配置され保持されている。
【００２５】
同様に、Ｇ光用液晶パネル６ＧにおけるＧ光の光束の入射側及び出射側には、それぞれ、Ｇ光用入射偏光板７ａＧ及びＧ光用出射偏光板７ｂＧが配置されており、Ｇ光用入射偏光板７ａＧ、Ｇ光用液晶パネル６Ｇ、及びＧ光用出射偏光板７ｂＧを介した光束が光合成プリズム８に入射される。光学部材である光学ユニット４のコンデンサレンズ４１１、Ｇ光用入射偏光板７ａＧ、Ｇ光用液晶パネル６Ｇ、Ｇ光用出射偏光板７ｂＧ、及び光合成プリズム８は、Ｇ光の光路に沿って配置された角筒状のフレーム７００Ｇ内部に配置され保持されている。
【００２６】
また、Ｂ光用液晶パネル６ＢにおけるＢ光の光束の入射側及び出射側には、それぞれ、Ｂ光用入射偏光板７ａＢ及びＢ光用出射偏光板７ｂＢが配置されており、Ｂ光用入射偏光板７ａＢ、Ｂ光用液晶パネル６Ｂ、及びＢ光用出射偏光板７ｂＢを介した光束が光合成プリズム８に入射される。光学部材である光学ユニット４のコンデンサレンズ４１１、Ｂ光用入射偏光板７ａＢ、Ｂ光用液晶パネル６Ｂ、Ｂ光用出射偏光板７ｂＢ、及び光合成プリズム８は、Ｂ光の光路に沿って配置された角筒状のフレーム７００Ｂ内部に配置され保持されている。
【００２７】
各偏光板７ａＲ、７ａＧ，７ａＢ，７ｂＲ，７ｂＧ，７ｂＢは、それぞれ、偏光膜とそれを保持する板状保持部材（例えば、光源である光源ユニット３からの光を透過する機能または反射する機能を有するガラス基板など）とを有している。また、フレーム７００は、一体の鋳造部品や樹脂射出成型品でも良いし板金加工した板部材の組み合わせ、あるいはこれらを組合せたものでも良い。
【００２８】
プリズムユニット５に入射されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、入射側偏光板７ａＲ，７ａＧ，７ａＢ、液晶パネル６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、及び出射側偏光板７ｂＲ，７ｂＧ，７ｂＢを通過する過程で、それぞれ、ビデオ映像やコンピュータから入力された信号（映像信号）に応じた光学像に変換され、光合成プリズム８に入射されてカラー映像へと合成された後、投射レンズ９の投射レンズ入射部９ａへ入射されて、投射レンズ出射部９ｂより拡大投影されて図示しないスクリーンに表示される。
【００２９】
冷却ファン７０ａ，７０ｂは、通風ダクト７１内に配置されており、通風ダクト吸気口７１ａより防塵フィルタ１１を介して外気を取り入れる。通風ダクト７１は、光学部品の冷却風に光学系以外の冷却風が混入しないように設置されている。通風ダクト吸気口７１ａから取り入れられた冷却風７２は、通風ダクト７１により整流され、プリズムユニット５の下部に設けられた通風ダクト吐出口７１ｂＲ、７１ｂＧ、７１ｂＢを介してプリズムユニット５の冷却に供される。
【００３０】
図４は、コンデンサレンズ、入射側偏光板及び液晶パネルを関連構成とともに抜き出して示す斜視図である。また、図５は図４の光軸における縦線断面であり、図６は図４の光軸における横断面図である。なお、図４〜図６においては、Ｇ光用のコンデンサレンズ４１１、入射側偏光板７ａＧ及び液晶パネル６Ｇについて代表して示し、同様の構成を有する他の光成分（Ｒ光、Ｂ光）に係るコンデンサレンズ４１１、入射側偏光板７ａＲ，７ａＢ、液晶パネル６Ｒ，６Ｇ、及びフレーム部材７００Ｒ，７００Ｇについては説明を省略する。また、図７は、コンデンサレンズ、入射側偏光板、液晶パネル、出射側偏光板、光合成プリズム、フレーム部材、及び通風ダクト７１の位置関係を示す縦断面図であり、図３におけるＡ−Ａ線縦断面図である。
【００３１】
図４〜図７に示すように、光源ユニット３から出射された光束の光路上に光学部材であるコンデンサレンズ４１１、入射側偏光板７ａＧ及び液晶パネル６Ｇが隣り合って配置されており、光束の光路を囲んで配置された角筒状のフレーム部材７００Ｇによって保持されている。
【００３２】
コンデンサレンズ４１１と入射側偏光板７ａＧとフレーム部材７００Ｇとで画定された第１の空間において、フレーム部材７００Ｇの一方（下方）には第１の開口部７０１が設けられている。また、入射側偏光板７ａＧと液晶パネル６Ｇとフレーム部材７００Ｇとで画定された第２の空間において、フレーム部材７００Ｇの第１の開口部７０１と光軸に対して反対側（すなわち、上側）には第２の開口部７０３が設けられている。さらに、第１の開口部７０１から第２の開口部７０３の方向を向いた場合の入射側偏光板７ａＧの左右両側に第１の空間と第２の空間とを繋ぐように第３の開口部７０３が設けられている。第３の開口部７０３は、第１の開口部７０１から第２の開口部７０２の方向に向かって（すなわち、上下方向に）延在するように設けられている。入射側偏光板７ａＧ、及び液晶パネル６Ｇは透過または反射できなかった光を吸収し発熱するが、これらの光学部品は許容温度が低いため、光学部品へ導かれる冷却風７２によって以下のように冷却される。
【００３３】
通風ダクト吸気口７１ａから取り入れられた冷却風７２が通風ダクト７１によって整流され、プリズムユニット５の下部に設けられた通風ダクト吐出口７１ｂＧから第１の開口部７０１を介して第１の空間に供給される。第１の開口部７０１から第１の空間に供給された冷却風７２は、第３の開口部７０２を通過するために入射側偏光板７ａＧに一旦衝突するように流れ（図６参照）、その後、中央で左右に分離する（図５参照）。
【００３４】
その後、第１の空間に供給された冷却風７２は、入射側偏光板７ａＧの両脇において入射側偏光板７ａＧ保持するフレーム部材７００Ｇに設けられた第３の開口部７０２を介して、第２の空間側へ流れる。第３の開口部７０２を介して第２の空間に流入した冷却風７２は、一旦液晶パネル６Ｇ側に向かって流れ、液晶パネル６Ｇに衝突して折り返して入射側偏光板７ａの裏面へ戻ってくるように流れる（図５、図６参照）。これにより入射側偏光板７ａＧの表面と裏面の両方で冷却対象である入射側偏光板７ａＧの面に垂直に向かう冷却風の流れの速度成分が発生し、下流へ向かっての速度境界層の発達が抑制されて熱伝達率が向上するので、高い冷却効果が得られる。
【００３５】
その後、第３の開口部７０２を介して第２の空間に流れ込んだ冷却風７２は、第２の開口部を介してフレーム部材７００Ｇ外へ排出される。このように、第１の開口部７０１、第１の空間、第３の開口部７０２、第２の空間、第２の開口部７０３の順に冷却風７２が流れる冷却風路が形成される。
【００３６】
また、図示は省略するが、光合成プリズム８、出射側偏光板７ｂＧ、液晶パネル６Ｇ、及びフレーム部材７００Ｇによる構成においても同様の構造を有している。すなわち、光合成プリズム８と出射側偏光板７ｂＧとフレーム部材７００Ｇとで画定された第３の空間において、フレーム部材７００Ｇの一方（下方）には第４の開口部が設けられている。また、出射側偏光板７ｂＧと液晶パネル６Ｇとフレーム部材７００Ｇとで画定された第４の空間において、フレーム部材７００Ｇの第４の開口部と光軸に対して反対側（すなわち、上側）には第５の開口部が設けられている。さらに、第４の開口部から第５の開口部の方向を向いた場合の出射側偏光板７ｂＧの左右両側に第３の空間と第４の空間とを繋ぐように第６の開口部が設けられている。第６の開口部は、第３の開口部から第４の開口部の方向に向かって（すなわち、上下方向に）延在するように設けられている。出射側偏光板７ｂＧ、及び液晶パネル６Ｇは透過または反射できなかった光を吸収し発熱するが、これらの光学部品は許容温度が低いため、光学部品へ導かれる冷却風７２によって以下のように冷却される。
【００３７】
通風ダクト吸気口７１ａから取り入れられた冷却風７２が通風ダクト７１によって整流され、プリズムユニット５の下部に設けられた通風ダクト吐出口７１ｂＧから第４の開口部を介して第３の空間に供給される。第４の開口部から第３の空間に供給された冷却風７２は、第６の開口部を通過するために出射側偏光板７ｂＧに一旦衝突するように流れ、その後、中央で左右に分離する。その後、第３の空間に供給された冷却風７２は、出射側偏光板７ｂＧの両脇において出射側偏光板７ｂＧ保持するフレーム部材７００Ｇに設けられた第６の開口部を介して、第４の空間側へ流れる。第６の開口部を介して第４の空間に流入した冷却風は、一旦液晶パネル６Ｇ側に向かって流れ、液晶パネル６Ｇに衝突して折り返して出射側偏光板７ｂＧの裏面へ戻ってくるように流れる。これにより入射側偏光板７ａの表面と裏面の両方で冷却対象である出射側偏光板７ｂＧの面に垂直に向かう冷却風の流れの速度成分が発生し、下流へ向かっての速度境界層の発達が抑制されて熱伝達率が向上するので、高い冷却効果が得られる。その後、第６の開口部を介して第４の空間に流れ込んだ冷却風７２は、第５の開口部を介してフレーム部材７００Ｇ外へ排出される。このように、このように、第４の開口部、第３の空間、第６の開口部、第４の空間、第５の開口部の順に冷却風が流れる冷却風路が形成される。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、第１の空間に第１の開口部を、第２の空間に第２の開口部を設けるように構成したがこれに限られず、第２の空間の下方と第１の空間の上方に開口部を設け、通風ダクトから第２の空間に冷却風を供給する構成としても、同様の効果を得ることができる。また、同様に、本実施の形態においては、第３の空間に第４の開口部を、第４の空間に第５の開口部を設けるように構成したがこれに限られず、第４の空間の下方と第３の空間の上方に開口部を設け、通風ダクトから第４の空間に冷却風を供給する構成としても、同様の効果を得ることができる。
【００３９】
また、プリズムユニット５の冷却には複数の冷却ファンを用いる場合もあり、例えば、冷却ファン７０ａはＢ光の入射する側の光学部品を冷却し、冷却ファン７０ｂはＲ光とＧ光の入射する光学部品を冷却する構成としてもよい。また、この構成は様々考えられ、冷却ファン７０ａでＢ光とＧ光が入射する光学部品を冷却してもよいし、冷却ファン７０ｂでＲ光の入射する光学部品を冷却しても構わないし、それぞれ別個のファンで冷却することも可能である。
【００４０】
また、本実施の形態においては、第１の空間に第１の開口部を、第２の空間に第２の開口部を、第３の空間に第４の開口部を、第４の空間に第５の開口部をそれぞれ設けるように構成したがこれに限られず、第２の空間の下方（又は上方）と第３の空間の上方（又は下方）に開口部を設け、通風ダクトから第２の空間（又は第３の空間）に冷却風を供給する構成としても、液晶パネルに対して同様の冷却効果を得ることができる。
【００４１】
以上のように構成した本実施の形態における効果を従来技術と比較しつつ詳細に説明する。
【００４２】
図９は、従来技術におけるプリズムユニットの構成を概略的に示す斜視図である。
【００４３】
図９では、光学部品の下方から冷却風が上昇するように流れ、入射側偏光板７ａ（７ａＲ、７ａＧ、７ａＢ）、出射側偏光板７ｂ（７ｂＲ、７ｂＧ、７ｂＢ）、液晶パネル６（６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ）に通風ダクト７１を介して各部品周囲を通過し、これらを冷却する。符号８１Ｒ、８１Ｇ、８１Ｂは、それぞれ、Ｒ用Ｇ用Ｂ用の液晶パネル−ドライブ基板接続用フレキ８１を示している。
【００４４】
図８は従来技術におけるプリズムユニット近傍の構成を概略的に示す縦断面である。
【００４５】
入射側偏光板７ａ、出射側偏光板７ｂは偏光作用を持つ偏光膜７ａａ、７ｂａと偏光膜を支えるガラス基板７ａｂ、７ｂｂで形成される。偏光膜７ａａ、７ｂａには偏光フィルム等の有機素材、もしくはアルミ等の金属の蒸着膜が用いられる。またガラス基板７ａｂ、７ｂｂには一般的な無アルカリガラスや水晶ガラス、サファイアガラス等が用いられる。液晶パネル６Ｇは液晶パネル−ドライブ基板接続用フレキ８１Ｇを介してドライブ基板８０と接続されている。なお、フレキはプレキシブルプリント基板と称することもある。また、ドライブ基板は駆動回路基板と称することもある。入射側偏光板７ａ、出射側偏光板７ｂのうち主に光の入射により発熱するのは、偏光膜７ａａ、７ｂａである。そこで、ガラス基板７ａｂ、７ｂｂに熱伝導率の高い素材を用いることで伝熱の促進を図り、冷却効率の向上が可能である。即ち、ガラス基板７ａｂ、７ｂｂは偏光膜７ａａ、７ｂａの保持部材であると同時に、放熱面積の向上にも寄与している。
【００４６】
しかしながら、このような従来技術の構造では、入射側偏光板７ａ、液晶パネル６、出射側偏光板７ｂの部品間に、冷却ファン７０から通風ダクト７１の通風ダクト吐出口７１ｂ（７１ｂＧ）を経て供給される冷却風７２を各部品（例えば、液晶パネル６Ｇ、ガラス基板７ａｂ、７ｂｂ、偏光膜７ａａ、７ｂａ）の光路側表面に対して平行に流入させる（以下、平行流冷却とも称する）ことで部品冷却を実施しており、伝熱境界膜層が厚くなってしまって伝熱量が低下し、冷却効率が低下してしまうという欠点があった。
【００４７】
これに対して本実施の形態においては、静電レンズ４１１と入射側偏光板７ａＧ（７ａＲ，７ａＢ）とフレーム部材７００Ｇ（７００Ｒ，７００Ｂ）とで画定された第１の空間において、フレーム部材７００Ｇ（７００Ｒ，７００Ｂ）の一方に設けられた第１の開口部７０１と、入射側偏光板７ａＧ（７ａＲ，７ａＢ）と液晶パネル６Ｇ（６Ｒ，６Ｂ）とフレーム部材７００Ｇ（７００Ｒ，７００Ｂ）とで画定された第２の空間において、フレーム部材７００Ｇ（７００Ｒ，７００Ｂ）の第１の開口部７０１と光軸に対して反対側に設けられた第２の開口部７０３と、第１の開口部７０１から第２の開口部７０３の方向を向いた場合の入射側偏光板７ａＧ（７ａＲ，７ａＢ）の左右両側に第１の空間と第２の空間とを繋ぐように設けられた第３の開口部７０２とを備え、冷却ファンによって第１の開口部７０１から第１の空間内に冷却風を送風するように構成したので、入射側偏光板７ａＧ（７ａＲ，７ａＢ）の表面と裏面の両方で冷却対象である入射側偏光板７ａＧ（７ａＲ，７ａＢ）の面に垂直に向かう冷却風７２の流れの速度成分が発生し、下流へ向かっての速度境界層の発達が抑制されて熱伝達率が向上するので、高い冷却効果が得られる。したがって、冷却効率の高い冷却構造を有する液晶プロジェクタを提供することができる。
【００４８】
また、光合成プリズム８と出射側偏光板７ｂＧ（７ｂＲ，７ｂＢ）とフレーム部材７００Ｇ（７００Ｒ，７００Ｂ）とで画定された第３の空間において、フレーム部材７００Ｇ（７００Ｒ，７００Ｂ）の一方に設けられた第４の開口部と、出射側偏光板７ｂＧ（７ｂＲ，７ｂＢ）と液晶パネル６Ｇ（６Ｒ，６Ｂ）とフレーム部材７００Ｇ（７００Ｒ，７００Ｂ）とで画定された第４の空間において、フレーム部材７００Ｇ（７００Ｒ，７００Ｂ）の第４の開口部と光軸に対して反対側に設けられた第５の開口部と、第４の開口部から第５の開口部の方向を向いた場合の出射側偏光板７ｂＧ（７ｂＲ，７ｂＢ）の左右両側に第３の空間と第４の空間とを繋ぐように設けられた第６の開口部とを備え、冷却ファンによって第４の開口部から第３の空間内に冷却風を送風するように構成したので、出射側偏光板７ｂＧ（７ｂＲ，７ｂＢ）の表面と裏面の両方で冷却対象である出射側偏光板７ｂＧ（７ｂＲ，７ｂＢ）の面に垂直に向かう冷却風７２の流れの速度成分が発生し、下流へ向かっての速度境界層の発達が抑制されて熱伝達率が向上するので、高い冷却効果が得られる。したがって、冷却効率の高い冷却構造を有する液晶プロジェクタを提供することができる。
【００４９】
また、本実施の形態により、冷却効率が向上するため、光学部品の熱による変色を抑制し、画像の劣化を防ぐことができる。また、例えば、部品温度を部品の耐熱温度より十分低く保つことができるので、部品の長寿命化を図ることができる。また、冷却効率が向上することにより、必要に応じて冷却風量を減らすことができるので、冷却ファンの回転数を低減することが可能となり、騒音の低下を実現することができる。更に、光学部品の温度を下げる能力が向上するので、光源のランプの光量を増加させることができ、投射映像の高輝度化を実現できる。
【００５０】
また、従来技術では、熱伝導率の高い素材を用いることで伝熱の促進を図り、放熱面積の向上に寄与させることで、冷却効率の向上を図っていたが、本実施の形態において冷却効率を向上することが出来るため、偏光板のガラス基板を取り除いて液晶パネルに偏光膜を保持させる構造とすることが可能となるので、液晶プロジェクタ内部構造の合理化が可能となり、コストを削減することができる。
【００５１】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  液晶プロジェクタ
２  電源ユニット
３  光源ユニット
４  光学ユニット
５  プリズムユニット
６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ  液晶パネル
７ａＲ，７ａＧ，７ａＢ  入射側偏光板
７ｂＲ，７ｂＧ，７ｂＢ  出射側偏光板
８  光合成プリズム
９  投射レンズ
１０  冷却ファン
１１  防塵フィルタ
７０ａ，７０ｂ  冷却ファン
７１  通風ダクト
７１ａ  通風ダクト吸気口
７１ｂＲ、７１ｂＧ、７１ｂＢ  通風ダクト吐出口
７２  冷却風
４１１  静電レンズ
７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂ  フレーム部材
７０１  第１の開口部
７０２  第２の開口部
７０３  第３の開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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