(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源の光を分光する分光手段と、与えられた映像信号により上記各分光を変調する液晶パネルと、該液晶パネルにより変調された各分光の偏光光を得る偏光板と、各偏光板により偏光された各分光を合成して出射する光合成プリズムと、各偏光板及び液晶パネルにこれらのほぼ面方向に流れる冷却風を発生させる冷却手段とを備えた液晶プロジェクタであって、
上記各偏光板は各別に透明板に貼着され、該透明板が光軸を中心として回動自在に設けられたホルダーにより保持されて光学部品を構成しており、
該光学部品のホルダーに形成された開口部が向いた側に上記冷却手段が配設されて、該開口部に冷却手段による冷却風が当たるようにし、
上記開口部の冷却風が当たる側の開口縁部にテーパ部が形成され、
上記光学部品が上記液晶パネル及び光合成プリズムから離間した位置に配設された
ことを特徴とする液晶プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な偏光板が取り付けられた液晶プロジェクタに関する。詳しくは、偏光板の冷却を効率良く行なうことにより、偏光板の熱に起因する複屈折を抑制して色ムラや輝度ムラを抑制してより均整度の高い画質を得る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば光源からの光を赤、緑、青の三原色の光束に分解すると共にこれらの光をそれぞれ液晶パネルによって変調し、この変調された光をスクリーン上に投射して映像として合成する液晶プロジェクタがある。
【０００３】
図８にそのような液晶プロジェクタの従来のものの一例ａを示す。
【０００４】
該液晶プロジェクタａは、先ず、光源ｂの白色光をＵＶ−ＩＲカットフィルタｃ、マルチレンズアレイｄ及びコンデンサーレンズｘを透過させた後ダイクロイックミラーｅで赤色光Ｒを透過させると共に青色光Ｂ及び緑色光Ｇを反射させ、該青色光Ｂ及び緑色光Ｇのうち緑色光Ｇをダイクロイックミラーｆで反射させると共に青色光Ｂを透過させて三原色の光束に分解する。
【０００５】
そして、赤色光Ｒは全反射ミラーｈ及びコンデンサーレンズｉを経て赤色光用液晶パネルｊＲに入射され、緑色光Ｇはコンデンサーレンズｉを経て緑色光用液晶パネルｊＧに入射され、青色光Ｂはリレーレンズｇ、ｇ、全反射ミラーｈ、ｈ及びコンデンサーレンズｉを経て、青色光用液晶パネルｊＢに入射される。
【０００６】
各色光用液晶パネルｊに入射された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂは、液晶パネルｊＢ、ｊＲ、ｊＧにより変調されて透過された後、ダイクロイックプリズム（光合成プリズム）ｋに各面から入射され、これら各光束が合成された後、投影レンズｌによってスクリーン等に投射されるようになっている。
【０００７】
また、各液晶パネルｊＲ、ｊＧ、ｊＢを通過させるとき、所定の方向に振動する光束のみ通過させるため、液晶パネルｊＲ、ｊＧ、ｊＢの入射側には入射側偏向板（偏向子）ｍＲ、ｍＧ、ｍＢが、また、出射側には出射側偏光板（検光子）ｎＲ、ｎＧ、ｎＢがそれぞれ配設されている。
【０００８】
これら入射側偏光板ｍは上記各コンデンサーレンズｉに各別に貼着され、また、出射側偏光板ｎは上記ダイクロイックプリズムｋの各入射面に各別に貼着されている。
【０００９】
そして、各偏光板ｍ、ｎは光束が通過するとき熱が発生するため、その冷却が必要であり、これら偏光板ｍ、ｎの近傍にこれらの面方向に冷却風が流れるように冷却手段（図示は省略する。）が配設されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の液晶プロジェクタａにあっては、入射側偏光板ｍが液晶パネルｊに貼り付けられているため、入射側偏光板ｍで発生する熱により液晶パネルｊの温度が上昇し色ムラや輝度ムラの原因となるため液晶パネルｊにあまり多くの光量を入射させることができないという問題があった。
【００１１】
また、出射側偏光板ｎが熱容量がきわめて大きいダイクロイックプリズムｋの表面に貼り付けられているため、出射側偏光板ｎに対する冷却が十分に必要であり、冷却が不均一になると、スクリーンに輝度ムラや色ムラが生じるという問題があった。
【００１２】
更に、偏光板ｍ、ｎの冷却が不十分であると、偏光板ｍ、ｎが損傷してしまい、偏光板としての機能を失ってしまう虞もある。
【００１３】
そして、このような問題が発生しないレベルまで、入射側偏光板ｍ及び出射側偏光板ｎの冷却を強化しようとすると、強力な冷却手段を使用せざるを得ず、冷却手段の大型化を余儀なくされ、かつ、ファンノイズが大きくなってしまうという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は、上記した事情に鑑み、強力な冷却手段を使用せずに、偏光板の熱に起因する複屈折を抑制して色ムラや輝度ムラを抑制することにより、より均整度の高い画質を得ることを課題とする。
【００１７】
本発明液晶プロジェクタは、各偏光板を各別に透明板に貼着させ、該透明板を光軸を中心として回動自在に設けられたホルダーにより保持して光学部品を構成し、上記ホルダーに形成された開口部が向いた側に冷却手段が配設されて、該開口部に冷却手段による冷却風が当たるようにし、上記開口部の冷却風が当たる側の開口縁部にテーパ部を形成し、上記光学部品を上記液晶パネル及び光合成プリズムから離間した位置に配設したものである。
【００１８】
従って、本発明液晶プロジェクタにあっては、偏光板の冷却を効率良く行なうことができ、偏光板の熱に起因する複屈折を抑制して色ムラや輝度ムラを抑制してより均整度の高い画質を得ることができる。また、偏光板を貼着した透明板を保持したホルダーを、光軸を中心として回動自在に設けたので、偏光板の向きの調整を容易に行なうことができる。そして、さらに、光学部品のホルダーに形成された開口部が向いた側に冷却手段が配設されると共に、開口部の冷却風が当たる側の開口縁部にテーパ部を形成したので、透明板の表面を流れて来た冷却風の流れに乱流が発生しにくくなって、冷却風をスムーズに流すことができ、偏光板及び透明板の冷却効果を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明液晶プロジェクタの実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明液晶プロジェクタの実施の形態１を概略的に示すものである。
【００２１】
液晶プロジェクタ１は光源部２を備える。該光源部２はランプ３とリフレクタ４とＵＶ−ＩＲカットフィルタ５とマルチレンズアレイ６ａとコンデンサーレンズ６ｂとから成り、ランプ３及びリフレクタ４からの白色光をＵＶ−ＩＲカットフィルタ５、マルチレンズアレイ６ａ及びコンデンサーレンズ６ｂを透して出射する。
【００２２】
そして、上記光源部２からの白色光を分光手段（色分離光学系）７によって３原色光、すなわち、赤色光Ｒ、青色光Ｂ及び緑色光Ｇに分光する。上記分光手段７は、第１及び第２のダイクロイックミラー８、９並びに全反射ミラー１０から成り、第１のダイクロイックミラー８によって、赤色光Ｒを透過させ、青色光Ｂ及び緑色光Ｇを反射し、また、第２のダイクロイックミラー９によって緑色光Ｇを反射し、青色光Ｂを透過させる。
【００２３】
そして、第１のダイクロイックミラー８を透過した赤色光Ｒは全反射ミラー１０によって反射され、また、第２のダイクロイックミラー９により透過された青色光Ｂは導光光学系１１によって導かれる。該導光光学系１１は２つのリレーレンズ１２、１２と２つの全反射ミラー１３、１３とから成る。
【００２４】
そして、上記分光された各光Ｒ、Ｇ、Ｂは後述する液晶パネルによって変調された後光合成プリズム１４に入射され、該光合成プリズム１４によって合成されて出射され投影レンズ１５によって図示しないスクリーン等に投影される。
【００２５】
ここで使用される光合成プリズム１４は、ダイクロイックプリズムと称されるもので、屈折率が等しい４個の断面が直角２等辺三角形を為す三角プリズムを相互に貼り合わせて全体として四角柱状をしたものであり、３つの外周側面１６Ｒ、１６Ｇ及び１６Ｂを光束入射面として上記各光Ｒ、Ｇ、Ｂが入射され、これら光Ｒ、Ｇ、Ｂが合成されて残る一つの外周側面（光束出射面）１７から出射されて投影レンズ１５に向かう。
【００２６】
そして、全反射ミラー１０とダイクロイックプリズム１４の赤色光用光束入射面１６Ｒとの間、第２のダイクロイックミラー９と緑色光用光束入射面１６Ｇとの間及び全反射ミラー１３と青色光用光束入射面１６Ｂとの間の構成は同様の構成であるので、そのうちの一つについて説明する。
【００２７】
各光束入射面１６に遠いところからコンデンサーレンズ１８、入射側偏光光学部品１９、液晶パネル２０、出射側偏光光学部品２１の順に配置されている。
【００２８】
上記分光手段７及び導光光学系１１によって分光され且つ所定の位置に導かれた各光Ｒ、Ｇ、Ｂはコンデンサーレンズ１８を透して入射側偏光光学部品１９に導かれて偏光光とされ、液晶パネル２０に導かれる。そして、液晶パネル２０を透過する際に該液晶パネル２０に与えられた映像信号により変調される。そして、該変調された光は出射側偏光光学部品２１を通過した後、上記各光束入射面１６からダイクロイックプリズム１４に入射する。ダイクロイックプリズム１４に入射した各光はダイクロイックプリズム１４において合成され、光束出射面１７から出射され投影レンズ１５によって図示しないスクリーン等にフルカラーの映像として投影される。
【００２９】
入射側偏光光学部品１９は、図３に示すように、偏光板２２を透明板であるガラス板２３に貼着したものをホルダー２４に保持して構成される。尚、ガラス板２３は、石英ガラスでも良いが、熱伝導率の高いサファイアを用いても良い。
【００３０】
ホルダー２４は、コ字状のフレーム体２５と該フレーム体２５のコ字状開口部２６と反対側に位置された取付部２７とが、例えば、ＰＣ樹脂（ポリカーボネード）により一体に形成されている。尚、ホルダー２４の材料は、これに限らず、例えば、アルミニウム等の熱伝導率の高いものを用いても良い。
【００３１】
図３及び図４に示すように、フレーム体２５の内側縁であって上記取付部２７の板片２７ａが突出する側と反対側の部分には、上記ガラス板２３の板厚とほぼ同じ寸法の段差部２８が形成され、該段差部２８に上記偏光板２２が貼着されたガラス板２３が接着され、ガラス板２３はその長手方向のほぼ２／３が上記フレーム体２５の両腕部２５ａ、２５ａに固定され、残りほぼ１／３がフレーム体２５よりも突出されている。これは、偏光板２２の冷却効果を良好にする一方、ガラス板２３のホルダー２４への保持を確実にするためである。
【００３２】
フレーム体２５の両腕部２５ａ、２５ａに挟まれた奥部２５ｂであって、上記段差部２８が形成された側と反対側の縁部には、テーパ部２９が形成されており、これにより、ガラス板２３の表面を流れて来た後述する冷却風の流れに乱流が発生しにくく、冷却風をスムーズに流すことができ、偏光板２２及びガラス板２３の冷却効果を向上させることができる。
【００３３】
図５に示すように、取付部２７は、断面形状がほぼＬ字状を呈し、その一片２７ａが保持されたガラス板２３のほぼ中心を中心とする円弧状の板片に形成され、該板片２７ａには、上記円弧状の周方向に長い長孔３０が形成されている。尚、かかるガラス板２３の中心は上記液晶パネル２０の中心とも一致している。
【００３４】
このような入射側偏光光学部品１９は、上記板片２７ａの円弧面とほぼ同じ曲率の円弧面が形成された固定側部材３１に、上記板片２７ａが摺動自在に合せられた状態で、その板片２７ａの長孔３０に固定用ネジ３２が挿入され、これを上記固定側部材３１のネジ穴３３に螺合することにより固定側部材３１に取り付けられる。
【００３５】
この状態で、入射側偏光光学部品１９は、その入射側であるコンデンサーレンズ１８と出射側である液晶パネル２０とから離間した状態となっている。
【００３６】
そして、固定用ネジ３２を緩めた状態で、固定側部材３１の円弧面上を板片２７ａを滑らせるようにして移動させることにより、偏光板２２の向きを調整することができる。
【００３７】
出射側偏光光学部品２１は、上記入射側偏光光学部品１９とほぼ同じ構成で、偏光板２２とガラス板２３とホルダー２４とから成るが、かかる出射側偏光光学部品２１は、そのホルダー２４が固定側部材３１に固定されている。これは、液晶パネル２０を挟んで位置される２つの偏光板２２と２２とは、両者の相対的な向きを合わせる必要があるが、そのうちのいずれか一方を他方に対して調整可能にすれば良く、従って、上記入射側偏光光学部品１９を回動調整自在にしたので、出射側偏光光学部品２１は固定側部材３１に対して回動自在に支持する必要がないからである。
【００３８】
そして、このような出射側偏光光学部品２１は、液晶パネル２０とダイクロイックプリズム１４との間にいずれにも接触しない状態で配設される。
【００３９】
入射側偏光光学部品１９、液晶パネル２２、出射側偏光光学部品２１が配設された部分の側方には冷却手段としての冷却用ファン３４が配置されている。
【００４０】
具体的には、各偏光光学部品１９、２１のホルダー２４、２４のコ字状開口部２６、２６が向いた側に上記冷却用ファン３４が配設されており、これにより、コンデンサーレンズ１８と入射側偏光光学部品１９との間の間隙３５、入射側偏光光学部品１９と液晶パネル２０との間の間隙３６、液晶パネル２０と出射側偏光光学部品２１との間の間隙３７及び出射側偏光光学部品２１とダイクロイックプリズム１４との間の間隙３８に上記冷却用ファン３４による冷却風３９、３９、・・・が通るようになっている。尚、冷却用ファン３４は、各色の光束Ｒ、Ｇ、Ｂに各別に対応するように３つ用意しても良いし、１つの冷却用ファン３４をダイクロイックプリズム１４の各光束入射面１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに対応した位置に配設するようにしても良い。
【００４１】
しかして、図２に示すように、冷却用ファン３４による冷却風３９、３９、・・・は上述のように、各偏光光学部品１９、２１の表面及び裏面を流れることになり、かつ、ホルダー２４、２４は冷却風３９、３９、・・・が当たる側にコ字状開口部２６、２６が形成されているため、各偏光光学部品１９、２１に、直接、冷却風３９、３９、・・・が当たり、その冷却効果は極めて良好で偏光光学部品１９、２１が高温になることを防止することができ、温度上昇による複屈折を避けることができ、輝度ムラや色ムラの発生を防止することができる。
【００４２】
また、上記間隙３９、３９、・・・の存在は液晶パネル２０及びダイクロイックプリズム１４に対する冷却効果をも高くし、従って、小出力の冷却用ファンを用いれば足りることになり、より静謐な液晶プロジェクタ１を提供することができる。
【００４３】
図６は、偏光光学部品の変形例４０を示すものである。かかる偏光光学部品４０は、そのホルダー及び透明板の形状が上記実施の形態に示したホルダー２４及びガラス板２３と異なる。
【００４４】
この変形例にかかる偏光光学部品４０の透明板４１は円形を呈し、ホルダー４２は上記透明板４１を保持する部分が半円弧状を呈している。尚、透明板４１に貼着される偏光板４３は円形であっても、矩形状であっても良い。
【００４５】
このような偏光光学部品４０にあっても、冷却用ファン３４による冷却風をホルダー４２の開放された側、即ち、透明板４１が露出した側から透明板４１に直接当たるようにすることができ、透明板４１に貼着された偏光板４３を効率良く冷却することができる。
【００４６】
図７は、また別の偏光光学部品の変形例４４を示すものである。かかる偏光光学部品４４は、そのホルダーの形状が上記実施の形態に示したホルダー２４と異なる。
【００４７】
この変形例にかかる偏光光学部品４４のホルダー４５は、上記実施の形態におけるホルダー２４のフレーム体２５の両腕部２５ａ、２５ａを切除した如き形状を呈する。
【００４８】
そして、透明板４６及び偏光板４７は共に矩形状を呈し、その一辺が上記ホルダー４５に接着されている。
【００４９】
このような偏光光学部品４４にあっては、矩形状をした透明板４６及び偏光板４７の３辺を、冷却用ファン３４による冷却風に直接晒すことができ、更に、良好な冷却効果を期待することができる。
【００５０】
尚、上記した実施の形態においては、コンデンサーレンズ１８と液晶パネル２０との間及び液晶パネル２０とダイクロイックプリズム１４との間に偏光光学部品１９、２１のみをそれぞれ介在させたものについて示したが、これらの間に波長板を介在させた場合にも、本発明は適用される。
【００５１】
また、上記した実施の形態には液晶パネルを３枚使用したいわゆる３板式のものを示したが、本発明の適用範囲が３板式のものに限られることを意味するものではなく、例えば、液晶パネルを２枚使用した２板式のものにも適用することができることは勿論である。更に、複数板式の液晶プロジェクタにあっては、各液晶パネルのすべてに対応させて本発明を適用する必要もなく、例えば、熱条件の厳しい色にのみ本発明を適用するようにしても良い。
【００５２】
さらに、上記した実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００５５】
本発明液晶プロジェクタは、各偏光板を各別に透明板に貼着させ、該透明板を光軸を中心として回動自在に設けられたホルダーにより保持して光学部品を構成し、上記ホルダーに形成された開口部が向いた側に冷却手段が配設されて、該開口部に冷却手段による冷却風が当たるようにし、上記開口部の冷却風が当たる側の開口縁部にテーパ部を形成し、上記光学部品を上記液晶パネル及び光合成プリズムから離間した位置に配設したことを特徴とする。
【００５６】
従って、本発明液晶プロジェクタにあっては、偏光板の冷却を効率良く行なうことができ、偏光板の熱に起因する複屈折を抑制して色ムラや輝度ムラを抑制してより均整度の高い画質を得ることができる。また、偏光板を貼着した透明板を保持したホルダーを、光軸を中心として回動自在に設けたので、偏光板の向きの調整を容易に行なうことができる。そして、さらに、光学部品のホルダーに形成された開口部が向いた側に冷却手段が配設されると共に、開口部の冷却風が当たる側の開口縁部にテーパ部を形成したので、透明板の表面を流れて来た冷却風の流れに乱流が発生しにくくなって、冷却風をスムーズに流すことができ、偏光板及び透明板の冷却効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図２及び図３と共に、本発明液晶プロジェクタの実施の形態を示すものであり、本図は光学系の概略図である。
【図２】  要部の拡大概略図である。
【図３】  図４と共に、光学部品を示すものであり、本図は正面図である。
【図４】  図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図である。
【図５】  光学部品と冷却手段との位置関係を概略的に示す斜視図である。
【図６】  光学部品の変形例を示す正面図である。
【図７】  光学部品の別の変形例を示す正面図である。
【図８】  従来の液晶プロジェクタの一例を示す光学系の概略図である。
【符号の説明】
１…液晶プロジェクタ、２…光源部（光源）、７…分光手段、１４…ダイクロイックプリズム（光合成プリズム）、１９…入射側偏光光学部品（光学部品）、２０…液晶パネル、２１…出射側偏光光学部品（光学部品）、２２…偏光板、２３…ガラス板（透明板）、２４…ホルダー、２６…開口部、２９…テーパ部、３４…冷却用ファン（冷却手段）、３９…冷却風、４０…偏光光学部品、４１…透明板、４２…ホルダー、４３…偏光板、４４…偏光光学部品、４５…ホルダー、４６…透明板、４７…偏光板
【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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