(57)【要約】光学装置本体（４４０）は、３つの液晶パネル（４４１）をそれぞれ保持し、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、各冷却室内の冷却流体により３つの液晶パネル（４４１）をそれぞれ冷却する３つの光変調素子保持体（４４６）と、３つの光変調素子保持体（４４６）と連通接続され、冷却流体を各冷却室外部に案内し、再度、各冷却室内部に導く複数の流体循環部材（４４８）と、冷却流体の流路中に配置され、３つの液晶パネル（４４１）の発熱量に応じて、各光変調素子保持体（４４６）に流通する冷却流体の流量を変更可能とする流量変更部（４４９）とを備える。【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する複数の光変調素子を備えた光学装置であって、
前記複数の光変調素子をそれぞれ保持し、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、各冷却室内の冷却流体により前記複数の光変調素子をそれぞれ冷却する複数の光変調素子保持体と、
前記複数の光変調素子保持体と連通接続され、前記冷却流体を前記各冷却室外部に案内し、再度、前記各冷却室内部に導く複数の流体循環部材とを備え、
前記複数の光変調素子の発熱量に応じて、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に構成されてい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、
前記冷却流体の流路中に配置され、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３】
請求項１に記載の光学装置において、
前記複数の流体循環部材は、前記複数の光変調素子の発熱量に応じて前記流体循環部材の流路の断面積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４】
請求項３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、
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、前記冷却流体を前記複数の流体循環部材を介して前記各光変調素子保持体に圧送し、前記冷却流体を強制的に循環させる流体圧送部を備えていることを特徴とする光学装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光学装置において、
前記流体圧送部は、複数設けられ、
前記複数の流体圧送部のうち少なくとも１つの流体圧送部は、前記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のうち所定の光変調素子保持体のみに圧送す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、
前記流体圧送部は、複数設けられ、
前記複数の流体循環部材のうち少なくともいずれかの流体循環部材は、前記複数の光変調素子保持体のうち所定の光変調素子保持体、および前記複数の流体圧送部のうち少なくとも１つの流体圧送部を接続して、前記冷却流体が循環可能とする第１の流路を形成し、
前記複数の流体循環部材のうち他の流体循環部材は、前記複数の光変調素子保持体のうち前記所定の光変調素子保持体を除く他の光変調素子保持体、および前記複数の流体圧送部のうち他の流体圧送部を接続して、前記冷却流体が循環可能とする第２の流路を形成し、
前記第１の流路、および前記第２の流路は、互いに独立した流路であることを特徴とする光学装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の光学装置において、
前記複数の光変調素子毎に前記冷却流体の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部が検出した温度情報に基づいて、前記複数の流体圧送部を駆動制御して前記冷却流体の流量を変更させる制御部とを備えていることを特徴とする光学装置。
【請求項９】
光源装置と、請求項１から請求項８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。【０００３】  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。【０００４】  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、偏光板によって吸収され、偏光板に熱が発生しやすい。【０００５】  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）。
【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】
【０００６】  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筺体から構成され、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、これら液晶パネルおよび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。【０００７】  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。
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】
【０００８】  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する複数の光変調素子を備えた光学装置であって、前記複数の光変調素子をそれぞれ保持し、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、各冷却室内の冷却流体により前記複数の光変調素子をそれぞれ冷却する複数の光変調素子保持体と、前記複数の光変調素子保持体と連通接続され、前記冷却流体を前記各冷却室外部に案内し、再度、前記各冷却室内部に導く複数の流体循環部材とを備え、前記複数の光変調素子の発熱量に応じて、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に構成されていることを特徴とする。【０００９】  ここで、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。【００１０】  本発明によれば、複数の光変調素子保持体は、複数の流体循環部材にて連通接続されているので、冷却室内外に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。このため、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。【００１１】  また、複数の光変調素子の発熱量に応じて、各光変調素子保持体に流通する冷却流体の流量を変更可能に構成されているので、例えば、発熱量の大きい光変調素子を保持する光変調素子保持体に対して冷却流体の流量を大きく設定し、発熱量の小さい光変調素子を保持する光変調素子保持体に対して冷却流体の流量を小さく設定することが可能となり、各光変調素子の温度を均一化することが可能となる。このため、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。【００１２】  本発明の光学装置では、前記冷却流体の流路中に配置され、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を保持する光変調素子保持体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を保持する光変調素子保持体に対して冷却流体の流量を小さくすることができ、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。【００１３】  本発明の光学装置では、前記複数の流体循環部材は、前記複数の光変調素子の発熱量に応じて前記流体循環部材の流路の断面積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を保持する光変調素子保持体に対して冷却流体を流通させる流体循環部材の流路の断面積を大きくし、発熱量の小さい光変調素子を保持する光変調素子保持体に対して冷却流体を流通させる流体循環部材の流路の断面積を小さくすることで、各光変調素子の温度の均一化を容易に実施可能となる。【００１４】  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を保持する光変調素子保持体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を保持する光変調素子保持体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。【００１５】  本発明の光学装置では、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、前記冷却流体を前記複数の流体循環部材を介して前記各光変調素子保持体に圧送し、前記冷却流体を強制的に循環させる流体圧送部を備えていることが好ましい。
本発明によれば、流体圧送部により冷却流体を強制的に循環させることができるので、冷却室内部の冷却流体を確実に対流させることができる。このため、光変調素子と冷却流体との間で常に大きい温度差を確保し、光変調素子の冷却効率の向上が図れる。【００１６】  本発明の光学装置では、前記流体圧送部は、複数設けられ、前記複数の流体圧送部のうち少なくとも１つの流体圧送部は、前記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のうち所定の光変調素子保持体のみに圧送することが好ましい。
本発明によれば、例えば、発熱量の大きい光変調素子を保持する所定の光変調素子保持体に対して冷却流体を圧送する専用の流体圧送部を設けることができる。このため、発熱量の大きい光変調素子を保持する所定の光変調素子保持体に対して供給する冷却流体の流量を調整することができ、発熱量の大きい光変調素子を効率的に冷却できる。また、例えば、上述したように流量変更部を設けたり、流体循環部材の管径寸法や流路の断面積を異なるように形成したりしなくても、前記専用の流体圧送部が冷却流体を圧送する流量を、他の流体圧送部が冷却流体を圧送する流量よりも多くなるように設定しておけば、発熱量の大きい光変調素子の冷却効率をより向上させ、各光変調素子を効率的に冷却できる。
これによって、発熱量が大きくなる光変調素子への対応が可能となり、高輝度化および小型化に伴う熱密度の上昇に対応でき、商品性を高められる。【００１７】  本発明の光学装置では、前記流体圧送部は、複数設けられ、前記複数の流体循環部材のうち少なくともいずれかの流体循環部材は、前記複数の光変調素子保持体のうち所定の光変調素子保持体、および前記複数の流体圧送部のうち少なくとも１つの流体圧送部を接続して、前記冷却流体が循環可能とする第１の流路を形成し、前記複数の流体循環部材のうち他の流体循環部材は、前記複数の光変調素子保持体のうち前記所定の光変調素子保持体を除く他の光変調素子保持体、および前記複数の流体圧送部のうち他の流体圧送部を接続して、前記冷却流体が循環可能とする第２の流路を形成し、前記第１の流路、および前記第２の流路は、互いに独立した流路であることが好ましい。
本発明によれば、例えば、発熱量の大きい光変調素子を第１の流路を循環する冷却流体にて冷却し、他の光変調素子を第２の流路を循環する冷却流体にて冷却する構成を採用すれば、第１の流路および第２の流路が互いに独立した流路であるので、各光変調素子を適切な温度環境下で機能させることができ、各光変調素子を効率的に冷却できる。また、各光変調素子を適切な温度環境下で機能させることができるので、各光変調素子の性能を長期間維持できる。【００１８】  本発明の光学装置では、前記複数の光変調素子毎に前記冷却流体の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部が検出した温度情報に基づいて、前記複数の流体圧送部を駆動制御して前記冷却流体の流量を変更させる制御部とを備えていることが好ましい。
本発明によれば、例えば、制御部に、各光変調素子が所定の性能を確保するための各光変調素子毎の目標温度を予め格納しておく。そして、制御部は、温度検出部が検出した温度と目標温度とを比較して、冷却流体の温度が目標温度となるように、各流体圧送部を駆動制御して各流体圧送部が圧送する冷却流体の流量を調整する。このように構成すれば、各光変調素子を目標温度近傍の温度で維持することができ、各光変調素子の性能を長期間維持できる。また、例えば、上述したように、発熱量の大きい光変調素子を保持する所定の光変調素子保持体に対して冷却流体を圧送する専用の流体圧送部を設ける構成の場合には、制御部が前記専用の流体圧送部を駆動制御することで、発熱量の大きい光変調素子についての緻密な冷却流体の流量調整が実施できる。【００１９】  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、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。
さらに、上述した光学装置を備えることで、画像品質の経時変化が少ないプロジェクタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】［図１］図１は、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である。
［図２］図２は、前記実施形態における光学装置本体を上方側から見た斜視図である。
［図３］図３は、前記実施形態における光学装置本体を下方側から見た斜視図である。
［図４］図４は、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である。
［図５Ａ］図５Ａは、前記実施形態における流体分岐部の構造を示す平面図である。
［図５Ｂ］図５Ｂは、前記実施形態における流体分岐部の構造を示す側面図である。
［図６］図６は、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である。
［図７］図７は、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である。
［図８］図８は、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である。
［図９］図９は、第２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平面図である。
［図１０Ａ］図１０Ａは、第３実施形態における光学装置本体の概略構成を示す斜視図である。
［図１０Ｂ］図１０Ｂは、前記実施形態における光学装置本体の概略構成を示す断面図である。
［図１１］図１１は、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断面図である。
［図１２］図１２は、第４実施形態におけるＧ色光用の光変調素子保持体の概略構成を示す断面図である。
［図１３］図１３は、前記実施形態における光学装置本体の概略構成を示す図である。
［図１４］図１４は、第５実施形態における光学装置本体の概略構成を示す図である。
［図１５］図１５は、第６実施形態における光学装置本体の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】  １…プロジェクタ、３…冷却ユニット、４…光学ユニット、５…投射光学装置としての投射レンズ、４４Ａ…光変調素子、４４０…光学装置本体、４４１…液晶パネル、４４６…光変調素子保持体、４４８…流体循環部材、４４９…流量変更部、Ｒ１…冷却室
【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。
〔１〕プロジェクタの構造
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。【００２６】  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。【００２７】  〔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。【００２８】  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。【００２９】  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。【００３０】  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。
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。【００３１】  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。【００３２】  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。
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束をその中心軸（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。【００３３】  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の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。【００３４】  光学装置４４は、図１に示すように、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および射出側偏光板４４３と、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。【００３５】  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。【００３６】  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。
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。【００３７】  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Ａｘが設定され、上述した光学部品４１〜４４を照明光軸Ａｘ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に吹き付けられる。【００３８】  〔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、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。【００３９】  〔流体循環部材の構造〕
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、例えば、エチレングリコールを水で希釈して、さらに、シリコンオイルを含んだ消泡剤を加えたものを採用してもよい。このような冷却流体を採用することで、冷却流体の温度を上げるのに必要な熱量が増えるので、吸熱能力が向上し、また、泡の発生が抑えられるので、投射画像への泡による影響を減らすことができる。
勿論、プロピレングリコールを水で希釈して用いても同様の冷却効果を得ることができる。【００４０】  〔射出側偏光板の構造〕
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４４４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４４３１Ａ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。【００４１】  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４４３１Ａ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。【００４２】  〔流体分岐部の構造〕
図５Ａおよび図５Ｂは、流体分岐部４４５の構造を示す図である。具体的に、図５Ａは、流体分岐部４４５を上方から見た平面図である。また、図５Ｂは、図５Ａ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挿入するとともに、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。【００４３】  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５Ａまたは図５Ｂ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。
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。【００４４】  これら各冷却流体流入部４４５１および各冷却流体流出部４４５２のうち、各冷却流体流出部４４５２には、図５Ａまたは図５Ｂに示すように、流量変更部４４９がそれぞれ設けられている。
流量変更部４４９は、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５Ａまたは図５Ｂ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、流量変更部本体４４９Ａ内に配置される調整弁（図示略）と、流量変更部本体４４９Ａの外側に突出する調整ねじ４４９Ｂ１とを備える。【００４５】  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、調整ねじ４４９Ｂ１の動きに連動し、調整ねじ４４９Ｂ１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。
また、この流体分岐部４４５において、底面の四隅部分には、図５Ａ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５Ａまたは図５Ｂ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。【００４６】  〔光変調素子保持体の構造〕
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４４１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。【００４７】  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４４６１Ｃ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。【００４８】  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４４６３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４４６２Ｃ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４４６２Ｂに設置される。【００４９】  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４４６２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４４１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。【００５０】  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。
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。【００５１】  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４４６２Ｄ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。【００５２】  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。
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。【００５３】  そして、枠状部材４４６１，４４６２の各接続部４４６１Ｅ，４４６２Ｈにねじ４４６６（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４４６１，４４６２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４４６２Ｉが形成されている。
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４４６２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。【００５４】  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４４６５Ａ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。【００５５】  〔支持部材の構造〕
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。【００５６】  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（図８参照）、射出側偏光板４４３を介して上方に向けて射出された光束Ｌ２（図４）が遮光される。
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。【００５７】  〔冷却構造〕
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。【００５８】  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。この際、流体分岐部４４５に配設された各流量変更部４４９により、３つの冷却室Ｒ１に流入する冷却流体の流量が異なるものに設定されている。本実施形態では、各流量変更部４４９の各調整ねじ４４９Ｂ１を操作することにより、発熱量の大きい液晶パネル４４１Ｇを保持する光変調素子保持体４４６の冷却室Ｒ１に流入する冷却流体の流量を最も大きく設定し、液晶パネル４４１Ｂを保持する光変調素子保持体４４６の冷却室Ｒ１に流入する冷却流体の流量、液晶パネル４４１Ｒを保持する光変調素子保持体４４６の冷却室Ｒ１に流入する冷却流体の流量を順に、小さく設定している。
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。【００５９】  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。【００６０】  上述した第１実施形態においては、光学装置本体４４０は、各光変調素子保持体４４６の流入口４４６２Ｄおよび流出口４４６２Ｅが複数の流体循環部材４４８と連通接続された構成であるので、各冷却室Ｒ１内外に冷却流体を容易に対流させることができ、各液晶パネル４４１にて温められた冷却流体が各冷却室Ｒ１内に滞留することを回避できる。このため、液晶パネル４４１にて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。【００６１】  ここで、光変調素子保持体４４６は、枠状部材４４６２における開口４４６２Ａの光束入射側を液晶パネル４４１にて閉塞する構成であるので、冷却流体が液晶パネル４４１に直接接触する構成となり、冷却流体による液晶パネル４４１の冷却効率をさらに向上できる。
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ているので、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。このため、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。【００６２】  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、光学装置本体４４０は、流体分岐部４４５を備えているので、各冷却室Ｒ１内および複数の流体循環部材４４８内だけでなく、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。【００６３】  さらに、光学装置本体４４０は、流量変更部４４９を備えているので、調整ねじ４４９Ｂ１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４４１Ｇを保持する光変調素子保持体４４６に対して冷却流体の流量を大きくし、他の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｂを保持する各光変調素子保持体４４６に対して冷却流体の流量を小さくすることができ、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にて形成される各光学像の色合いを良好に維持できる。
そして、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、光変調素子４４Ａ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。
また、上述した光学装置本体４４０を備えることで、画像品質の経時変化が少ないプロジェクタ１を提供できる。【００６４】［第２実施形態］
以下、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３つの流量変更部４４９を備える。そして、各流量変更部４４９の各調整ねじ４４９Ｂ１を操作することにより、各冷却室Ｒ１に流入する冷却流体の流量を変更している。
これに対して第２実施形態では、流体分岐部５４５の各冷却流体流入部５４５１および冷却流体流出部５４５２と、流体分岐部５４５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５４８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。【００６５】  図９は、第２実施形態における流体分岐部５４５および該流体分岐部５４５と接続する流体循環部材５４８を示す図である。具体的に、図９は、流体分岐部５４５を下方から見た平面図である。
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と略同様の構成であり、３つの冷却流体流入部５４５１および３つの冷却流体流出部５４５２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、発熱量の大きい液晶パネル４４１Ｇ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５４５１Ｇおよび冷却流体流出部５４５２Ｇの管径を最も大きい管径に設定し、液晶パネル４４１Ｂ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５４５１Ｂおよび冷却流体流出部５４５２Ｂ、液晶パネル４４１Ｒ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５４５１Ｒおよび冷却流体流出部５４５２Ｒの管径を順に、小さく設定している。
また、流体循環部材５４８も上述した各冷却流体流入部５４５１Ｒ，５４５１Ｇ，５４５１Ｂおよび冷却流体流出部５４５２Ｒ，５４５２Ｇ，５４５２Ｂの管径に対応させて、各流体循環部材５４８Ｒ，５４８Ｇ，５４８Ｂで管径を異なるものに設定している。【００６６】  上述した第２実施形態では、各液晶パネル４４１の発熱量に応じて、各冷却流体流入部５４５１Ｒ，５４５１Ｇ，５４５１Ｂ、各冷却流体流出部５４５２Ｒ，５４５２Ｇ，５４５２Ｂ、およびこれらの管径に対応させて流体循環部材５４８Ｒ，５４８Ｇ，５４８Ｂの管径を異なるものに設定することで、前記第１実施形態と同様に、発熱量の大きい液晶パネル４４１Ｇを保持する光変調素子保持体４４６に対して冷却流体の流量を大きくし、他の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｂを保持する各光変調素子保持体４４６に対して冷却流体の流量を小さくすることができ、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できる。このため、各光変調素子４４Ａにて形成される各光学像の色合いを良好に維持できる。【００６７】［第３実施形態］
以下、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。
これに対して第３実施形態では、光学装置本体６４０の構成が前記第１実施形態と異なり、強制的に冷却流体を循環させる。光学装置本体６４０以外の構成は、前記第１実施形態と同様であり、以下では、光学装置本体６４０の構成のみを説明する。【００６８】  〔光学装置本体の構造〕
図１０Ａおよび図１０Ｂは、第３実施形態における光学装置本体６４０の概略構成を示す図である。具体的に、図１０Ａは、光学装置本体６４０の全体構成を模式的に示す斜視図である。図１０Ｂは、図１０Ａにおける２点鎖線で示した仮想平面で切った断面をＱ視方向から見た図である。なお、図１０Ａでは、説明の便宜上、Ｇ色光側の光軸方向と逆方向をＺ軸とし、該Ｚ軸と直交する２軸をそれぞれＸ軸およびＹ軸とする。また、図１０Ａでは、光変調素子４４Ｂを省略している。
光学装置本体６４０は、前記第１実施形態で説明した３つの液晶パネル４４１の他、３つの入射側偏光板６４２（図１１参照）および３つの射出側偏光板６４３（図１１参照）と、メインタンク６４５と、３つの光変調素子保持体６４６と、流体圧送部としてのポンプ６４７と、複数の流体循環部材６４８と、放熱部６４９とを備える。【００６９】  〔入射側偏光板および射出側偏光板の構造〕
入射側偏光板６４２および射出側偏光板６４３は、所定の偏光軸を有する光束のみを透過させ、所定の偏光軸を有していない光束を吸収する吸収型の偏光板で構成されている。なお、入射側偏光板６４２および射出側偏光板６４３における光束が透過する透過軸は、略直交するように配置されている。そして、液晶パネル４４１、入射側偏光板６４２および射出側偏光板６４３は、一体化されて光変調素子保持体６４６の光束射出側端面に密着保持される（図１１参照）。なお、これら液晶パネル４４１、入射側偏光板６４２および射出側偏光板６４３が本実施形態に係る光変調素子４４Ｂ（図１１参照）を構成する。【００７０】  〔流体循環部材の構造〕
複数の流体循環部材６４８は、前記第１実施形態と同様に、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メインタンク６４５、３つの光変調素子保持体６４６、ポンプ６４７、および放熱部６４９を接続する。複数の流体循環部材６４８は、図１０Ａに示すように、基幹配管部６４８Ａと、各色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｇ，６４８Ｂとを備える。
基幹配管部６４８Ａは、光学装置本体６４０内で冷却流体を循環させる中心となる配管であり、複数の流体循環部材６４８の中で、その流路の断面積が最も大きく設定されている。
各色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｇ，６４８Ｂは、基幹配管部６４８Ａを流通する冷却流体を各光変調素子保持体６４６内に流入させるとともに、各光変調素子保持体６４６内から流出した冷却流体を基幹配管部６４８Ａに戻す配管である。これら各色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｇ，６４８Ｂは、図１０Ｂに示すように、Ｇ色光用配管部６４８Ｇの断面積が最も大きく、Ｒ色光用配管部６４８ＧおよびＢ色光用配管部６４８Ｂの断面積が略同一に設定されている。また、Ｇ色光用配管部６４８Ｇの断面積は、基幹配管部６４８Ａの断面積と略同一に設定されている。【００７１】  〔メインタンクの構造〕
メインタンク６４５は、略六角柱形状を有し、アルミニウム製の容器状部材から構成され、内部に冷却流体を一時的に蓄積する。
このメインタンク６４５において、Ｙ軸プラス側の部分は、光学装置本体６４０の構成の中で最もＹ軸プラス側に突出して設けられている。また、メインタンク６４５のＹ軸プラス側に突出した部分の内部には、若干の空気層が設けられている。これにより、冷却流体内に発生した気泡は、重力によりメインタンク６４５のＹ軸プラス側に突出した部分の空気層に集まる。また、この空気層により、外気の温度変化等に伴う各光変調素子保持体６４６および各流体循環部材６４８の熱収縮による歪みや、冷却流体の体積変化を吸収することができる。【００７２】  〔ポンプの構造〕
ポンプ６４７は、メインタンク６４５内に蓄積された冷却流体を基幹配管部６４８Ａを介して送入し、送入した冷却流体を基幹配管部６４８Ａを介して外部に強制的に送出する。このポンプ６４７は、例えば、ＤＣサーボモータでアルミニウム製の中空部材内の羽根車を駆動し、回転によって羽根が冷却流体を押し出す遠心式ポンプで構成されている。また、ポンプ６４７としては、上述した遠心式ポンプに限らず、電圧をかけると伸び縮みするピエゾ素子を使って冷却流体を吸引および排出するピエゾポンプで構成してもよい。【００７３】  〔光変調素子保持体の構造〕
図１１は、光変調素子保持体６４６の概略構成を示す断面図である。具体的に、図１１は、光変調素子保持体６４６および該光変調素子保持体６４６に保持された光変調素子４４Ｂの縦断面図である。
３つの光変調素子保持体６４６は、光束射出側端面に３つの光変調素子４４Ｂをそれぞれ密着保持するとともに、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つの光変調素子４４Ｂをそれぞれ冷却する。なお、各光変調素子保持体６４６は、同様の構成であり、以下では１つの光変調素子保持体６４６のみを説明する。
光変調素子保持体６４６は、図１１に示すように、入射側の透光性基板６４６Ａと、射出側の透光性基板６４６Ｂと、案内枠６４６Ｃと、シール部材６４６Ｄと、２つの固定枠６４６Ｅとから構成されている。【００７４】  入射側の透光性基板６４６Ａ、および射出側の透光性基板６４６Ｂは、透明性と熱伝達率の優れたサファイアガラスで構成されている。また、これら透光性基板６４６Ａ，６４６Ｂとしては、サファイアガラスに限らず、例えば同様の特性を有する石英ガラスで構成してもよい。
案内枠６４６Ｃは、略中央部分に開口６４６Ｃ１が形成された矩形状のアルミニウム製の板体から構成されている。この案内枠６４６Ｃにおける開口６４６Ｃ１の光束入射側および光束射出側には、シール部材６４６Ｄを介して入射側の透光性基板６４６Ａおよび射出側の透光性基板６４６Ｂが配置される。そして、開口６４６Ｃ１の光束入射側および光束射出側が各透光性基板６４６Ａ，６４６Ｂにて閉塞されることにより、案内枠６４６Ｃの内部に冷却流体が充填される冷却室Ｒ２が形成される。なお、具体的な図示は省略するが、案内枠６４６Ｃには、冷却室Ｒ２内外を連通する連通孔が形成され、前記連通孔に上述した各色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｇ，６４８Ｂが接続される。そして、ポンプ６４７から基幹配管部６４８Ａを介して外部に強制的に送出された冷却流体は、各色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｇ，６４８Ｂを介して各冷却室Ｒ２内に流入するとともに、各冷却室Ｒ２から各色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｇ，６４８Ｂを介して外部に流出する。【００７５】  シール部材６４６Ｄは、矩形枠形状を有し、案内枠６４６Ｃおよび各透光性基板６４６Ａ，６４６Ｂとの間に配置され、案内枠６４６Ｃの冷却室Ｒ２から冷却流体が漏れることを防止する。このシール部材６４６Ｄは、導熱性シリコンゴムで構成されている。なお、シール部材６４６Ｄとしては、シリコンゴムに限らず、導熱性とシール性があればよく、例えばニトリルゴムで構成してもよい。
２つの固定枠６４６Ｅは、略中央部分に開口６４６Ｅ１が形成された矩形枠状の板体から構成され、案内枠６４６Ｃと接続することで各透光性基板６４６Ａ，６４６Ｂを、シール部材６４６Ｄを介して案内枠６４６Ｃに固定する。【００７６】  〔放熱部の構造〕
放熱部６４９は、光学装置本体６４０において各光変調素子４４Ｂにて温められた冷却流体の熱を放熱する。この放熱部６４９は、図１０Ａに示すように、放熱用配管部６４９Ａと、放熱フィン６４９Ｂとを備える。
放熱用配管部６４９Ａは、アルミニウムから構成され、図１０Ａに示すように、一端側が各光変調素子保持体６４６から各色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｇ，６４８Ｂを介して冷却流体が流入する基幹配管部６４８Ａと接続する。また放熱用配管部６４９Ａの他端側がメインタンク６４５と接続する。そして、この放熱用配管部６４９Ａは、放熱フィン６４９Ｂに対してうねりを持って折り重なるように密着して設置されている。【００７７】  放熱フィン６４９Ｂは、熱伝導率の良いアルミニウムから構成され、放熱用配管部６４９Ａと接続する端面と反対側の端面に複数の突条部６４９Ｂ１が形成されている。そして、複数の突条部６４９Ｂ１により、空気との接触面積を増やし、放熱効果を向上させている。
以上説明したように、冷却流体は、複数の流体循環部材６４８を介して、メインタンク６４５〜ポンプ６４７〜各光変調素子保持体６４６〜放熱部６４９〜メインタンク６４５という流路を循環する。【００７８】  〔冷却構造〕
次に、光変調素子４４Ｂの冷却構造を説明する。
ポンプ６４７が駆動することにより、メインタンク６４５内部の冷却流体が基幹配管部６４８Ａに流通する。そして、基幹配管部６４８Ａを流通する冷却流体は、各色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｇ，６４８Ｂにて分岐され、各光変調素子保持体６４６の各冷却室Ｒ２内部へと流入する。この際、冷却流体に掛かる圧力は同一で、各光変調素子保持体６４６に至る経路と、各冷却室Ｒ２の容量および各光変調素子保持体６４６から流れ出る経路も略同じなので、冷却流体の流量は、各色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｇ，６４８Ｂの流路の断面積の大きさに比例する。よって、冷却流体は、最も多くの量がＧ色光用配管部６４８Ｇへ流れ込む。また、ここで、冷却流体の流量が多くなると冷却流体ののべ量が増え、熱容量が増えるので、同一の熱量が加わった場合において、Ｇ色光用の光変調素子保持体６４６内の冷却流体は、他色光用の光変調素子保持体６４６内の冷却流体より温度上昇が少ない。よって、より多くの熱エネルギを吸収することができる。【００７９】  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６４２、および射出側偏光板６４３に生じた熱は、光変調素子保持体６４６を構成する射出側の透光性基板６４６Ｂ、案内枠６４６Ｃ、シール部材６４６Ｄ、および固定枠６４６Ｅ等を介して冷却室Ｒ２内の冷却流体に伝達される。
各光変調素子４４Ｂの熱を吸収して温度が上昇した冷却流体は、各色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｇ，６４８Ｂを介して基幹配管部６４８Ａにて合流する。
そして、各光変調素子保持体６４６の各冷却室Ｒ２から基幹配管部６４８Ａに流出した冷却流体は、放熱部６４９へと移動する。ここで、温められた冷却流体が放熱部６４９の放熱用配管部６４９Ａを通過する際、該冷却流体の熱は、放熱用配管部６４９Ａ〜放熱フィン６４９Ｂに伝達され、放熱フィン６４９Ｂの複数の突条部６４９Ｂ１を介して放熱される。
そして、放熱部６４９にて冷却された冷却流体は、放熱部６４９〜メインタンク６４５〜ポンプ６４７へと移動し、再度、各冷却室Ｒ２へと移動する。
また、冷却ユニット３のシロッコファン３１により、前記第１実施形態と同様に、冷却空気が光変調素子４４Ｂの外面、および光変調素子保持体６４６の外面を、下方から上方に向けて流通する。この際、冷却空気は、光変調素子４４Ｂおよび光変調素子保持体６４６を冷却しながら流通する。【００８０】  上述した第３実施形態においては、光学装置本体６４０は、ポンプ６４７を備えているので、ポンプ６４７により冷却流体を強制的に循環させることができ、各光変調素子保持体６４６の各冷却室Ｒ２内部の冷却流体を確実に対流させることができる。このため、各光変調素子４４Ｂと冷却流体との間で常に大きい温度差を確保し、各光変調素子４４Ｂの冷却効率の向上が図れる。
ここで、発熱量の大きい光変調素子４４Ｂを保持する光変調素子保持体６４６と接続するＧ色光用配管部６４８Ｇの流路の断面積は、他の光変調素子保持体６４６と接続するＲ色光用、Ｂ色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｂの流路の断面積よりも大きく形成されている。このことにより、前記第１実施形態と略同様に、発熱量の大きいＧ色光用の光変調素子４４Ｂを保持する光変調素子保持体６４６に対して冷却流体の流量を大きくし、Ｒ色光用、Ｂ色光用の各光変調素子４４Ｂをそれぞれ保持する各光変調素子保持体６４６に対して冷却流体の流量を小さくすることができ、各光変調素子４４Ｂの温度の均一化を簡単な構成で容易に実施できる。このため、各光変調素子４４Ｂにて形成される光学像の色合いを良好に維持できる。【００８１】［第４実施形態］
以下、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３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３実施形態では、光学装置本体６４０において、ポンプ６４７が１つのみ設けられ、該ポンプ６４７にて強制循環させた冷却流体にて各光変調素子４４Ｂを冷却している。
これに対して第４実施形態では、光学装置本体７４０において、２つのポンプ６４７，６４７Ｇが設けられ、ポンプ６４７Ｇは、Ｇ色光用の光変調素子４４Ｂを冷却するためのＧ色光専用のポンプである。また、３つの光変調素子保持体６４６のうち、Ｇ色光用の光変調素子４４Ｂを保持する光変調素子保持体６４６Ｇの厚み寸法を他の光変調素子保持体６４６の厚み寸法よりも小さく形成している。その他の構成は、前記第３実施形態と同様である。【００８２】  具体的に、図１３は、第４実施形態における光学装置本体７４０の概略構成を示す図である。
光学装置本体７４０は、前記第３実施形態で説明した光変調素子４４Ｂ、メインタンク６４５、Ｒ色光用、Ｂ色光用の光変調素子保持体６４６、ポンプ６４７、および放熱部６４９の他、図１３に示すように、Ｇ色光用の光変調素子保持体６４６Ｇと、ポンプ６４７と同様の構成であるポンプ６４７Ｇと、複数の流体循環部材７４８とを備える。
複数の流体循環部材７４８は、図１３に示すように、前記第３実施形態で説明した基幹配管部６４８Ａ、各色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｇ，６４８Ｂの他、第１接続配管部７４８Ａと、第２接続配管部７４８Ｂとを備える。【００８３】  第１接続配管部７４８Ａは、メインタンク６４５、ポンプ６４７Ｇ、およびＧ色光用配管部６４８Ｇを接続する。そして、第１接続配管部７４８Ａは、ポンプ６４７Ｇにてメインタンク６４５から強制的に送出された冷却流体をＧ色光用配管部６４８Ｇに導く。この第１接続配管部７４８Ａは、その断面積がＧ色光用配管部６４８Ｇの断面積と略同一に設定されている。
第２接続配管部７４８Ｂは、メインタンク６４５およびポンプ６４７Ｇ間に配設される第１接続配管部７４８Ａから分岐し、ポンプ６４７、Ｒ色光用配管部６４８ＲおよびＢ色光用配管部６４８Ｂを接続する。そして、第２接続配管部７４８Ｂは、ポンプ６４７にて第１接続配管部７４８Ａから分岐した冷却流体をＲ色光用配管部６４８ＲおよびＢ色光用配管部６４８Ｂに導く。この第２接続配管部７４８Ｂは、その断面積が第１接続配管部７４８Ａの断面積よりも小さく、Ｒ色光用配管部６４８ＲまたはＢ色光用配管部６４８Ｂの断面積以上の大きさに設定されている。【００８４】  以上のことにより、例えば、ポンプ６４７とポンプ６４７Ｇとを同一のポンプ圧で冷却流体を送り出した場合、冷却流体は、流路の断面積が大きくて、流路抵抗の小さい第１接続配管部７４８ＡおよびＧ色光用配管部６４８Ｇの方に、より多くの量が流れ込む。
図１２は、Ｇ色光用の光変調素子保持体６４６Ｇの概略構成を示す断面図である。
具体的に、図１２は、光変調素子保持体６４６Ｇおよび該光変調素子保持体６４６Ｇに保持された光変調素子４４Ｂの縦断面図である。
光変調素子保持体６４６Ｇは、図１２に示すように、前記第３実施形態で説明した光変調素子保持体６４６と同様に、入射側の透光性基板６４６Ａと、射出側の透光性基板６４６Ｂと、案内枠６４６Ｃと、シール部材６４６Ｄと、２つの固定枠６４６Ｅとから構成され、その流路の幅Ｔ２がＲ色光用、Ｂ色光用の各光変調素子保持体６４６の流路の幅Ｔ１よりも小さく設定されている。例えば、Ｔ２の値はＴ１の値の半分に設定されている。液体は、一定の圧力が加わった状態で、流路が広ければ流速は遅くなり、流路が狭ければ流速が速くなることが知られている。よって、Ｇ色光用の光変調素子保持体６４６Ｇの冷却室Ｒ２内の流路は、Ｒ色光用、Ｂ色光用の各光変調素子保持体６４６の各冷却室Ｒ２内の流路よりも狭いので、冷却流体の流速は速くなる。さらに、その流速は、ポンプ６４７Ｇにて制御することができる。【００８５】  なお、各光変調素子４４Ｂの冷却構造は、前記第３実施形態で説明した冷却構造と略同様であり、その説明を省略する。
上述した第４実施形態においては、光学装置本体７４０は、２つのポンプ６４７，６４７Ｇを備え、ポンプ６４７Ｇは、Ｇ色光用の光変調素子４４Ｂを冷却するためのＧ色光用専用のポンプであるので、発熱量の大きいＧ色光用の光変調素子４４Ｂを保持する光変調素子保持体６４６Ｇに対して供給する冷却流体の流量を調整することができ、発熱量の大きいＧ色光用の光変調素子４４Ｂを効果的に冷却でき、各光変調素子４４Ｂを効率的に冷却できる。
また、発熱量の大きいＧ色光用の光変調素子４４Ｂを保持する光変調素子保持体６４６Ｇにおける冷却流体が流通する流路の幅Ｔ２は、Ｒ色光用、Ｂ色光用の各光変調素子保持体６４６における冷却流体が流通する流路の幅Ｔ１よりも小さく設定されている。このことにより、Ｇ色光用の光変調素子保持体６４６Ｇの冷却室Ｒ２を流れる冷却流体の流速は、Ｒ色光用、Ｂ色光用の各光変調素子保持体６４６の各冷却室Ｒ２を流れる冷却流体の流速よりも速くなる。このため、発熱量が大きいＧ色光用の光変調素子４４Ｂと冷却流体との温度差を効果的に小さくでき、発熱量が大きいＧ色光用の光変調素子４４Ｂをさらに効果的に冷却できる。【００８６】［第５実施形態］
以下、本発明の第５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３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３実施形態では、光学装置本体６４０において、ポンプ６４７が１つのみ設けられ、該ポンプ６４７にて強制循環させた冷却流体にて各光変調素子４４Ｂを冷却している。
これに対して第５実施形態では、光学装置本体８４０は、Ｇ色光用の光変調素子４４Ｂの冷却専用の独立した第１光学装置本体８４１と、Ｒ色光、Ｂ色光用の光変調素子４４Ｂを冷却する第２光学装置本体８４２とから構成される。その他の構成は、前記第３実施形態と同様である。【００８７】  具体的に、図１４は、第５実施形態における光学装置本体８４０の概略構成を示す図である。
第１光学装置本体８４１は、図１４に示すように、光変調素子保持体６４６ＧにてＧ色光用の光変調素子４４Ｂが保持され、Ｇ色光用配管部６４８Ｇにより、メインタンク６４５、ポンプ６４７Ｇ、光変調素子保持体６４６Ｇ、および放熱部６４９が接続されている。そして、冷却流体は、Ｇ色光用配管部６４８Ｇを介して、メインタンク６４５〜ポンプ６４７Ｇ〜光変調素子保持体６４６Ｇ〜放熱部６４９〜メインタンク６４５の第１の流路Ａを循環する。
第２光学装置本体８４２は、図１４に示すように、２つの光変調素子保持体６４６にてＲ色光用、Ｂ色光用の各光変調素子４４Ｂがそれぞれ保持され、Ｒ色光用配管部６４８Ｒ、Ｂ色光用配管部６４８Ｂ、および第２接続配管部７４８Ｂにより、メインタンク６４５、ポンプ６４７、各光変調素子保持体６４６、および放熱部６４９が接続されている。そして、冷却流体は、Ｒ色光用配管部６４８Ｒ、Ｂ色光用配管部６４８Ｂ、および第２接続配管部７４８Ｂを介して、メインタンク６４５〜ポンプ６４７〜各光変調素子保持体６４６〜放熱部６４９〜メインタンク６４５の第２の流路Ｂを循環する。
なお、各光変調素子４４Ｂの冷却構造は、前記第３実施形態で説明した冷却構造と略同様であり、その説明を省略する。【００８８】  上述した第５実施形態においては、光学装置本体８４０は、第１の流路Ａを有する第１光学装置本体８４１、および第２の流路Ｂを有する第２光学装置本体８４２で構成され、発熱量の大きいＧ色光用の光変調素子４４Ｂを第１の流路Ａを循環する冷却流体にて冷却し、Ｒ色光用、Ｂ色光用の各光変調素子４４Ｂを第２の流路Ｂを循環する冷却流体にて冷却する。ここで、第１の流路Ａおよび第２の流路Ｂが互いに独立した流路である。このことにより、各光変調素子４４Ｂを適切な温度環境下で機能させることができ、各光変調素子４４Ｂを効率的に冷却できる。また、各光変調素子４４Ｂを適切な温度環境下で機能させることができるので、各光変調素子４４Ｂの性能を長期間維持できる。【００８９】［第６実施形態］
以下、本発明の第６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４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。
本実施形態における光学装置本体９４０は、前記第４実施形態で説明した光学装置本体７４０において、Ｒ，Ｇ，Ｂ色光側をそれぞれ流通する冷却流体の温度を検出する温度検出部としての温度センサ９４１，９４２，９４３と、温度センサ９４１，９４２，９４３にて検出された温度に基づいてポンプ６４７，６４７Ｇを駆動制御する制御部９４４とを備えている点が前記第４実施形態と異なるのみであり、その他の構成は、前記第４実施形態と同様である。【００９０】  具体的に、図１５は、第６実施形態における光学装置本体９４０の概略構成を示す図である。
温度センサ９４１は、Ｇ色光用の光変調素子保持体６４６Ｇと、流出側のＧ色光用配管部６４８Ｇとの接合部の内壁に取り付けられている。温度センサ９４１は、サーミスタを使用しており、Ｇ色光用の光変調素子４４Ｂの熱エネルギを吸収した後の冷却流体の温度を検出する。温度センサ９４１からの検出信号は制御部９４４に送られ、Ａ／Ｄ変換等により所定の信号形式に変換される。制御部９４４には、各光変調素子４４Ｂが所定の性能を確保するために必要な目標温度が予め格納されている。制御部９４４は、温度センサ９４１が検出した温度と目標温度を比較し、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御により、冷却流体の温度が目標値となるようにポンプ６４７Ｇの回転数を調整して冷却流体の流量を制御する。【００９１】  Ｒ色光用、Ｂ色光用の各光変調素子保持体６４６についても同様に、温度センサ９４２，９４３が取り付けられている。制御部９４４は、温度センサ９４２，９４３が検出した温度とそれぞれの対応する目標温度とを比較し、ＰＩＤ制御により、冷却流体の温度が目標値となるようにポンプ６４７の回転数を調整して冷却流体の流量を制御する。
上述した第６実施形態においては、光学装置本体９４０は、温度センサ９４１，９４２，９４３、および制御部９４４を備えているので、制御部９４４が、温度センサ９４１，９４２，９４３にて検出された温度と目標温度とを比較して、冷却流体の温度が目標温度となるように、各ポンプ６４７，６４７Ｇを駆動制御して各ポンプ６４７，６４７Ｇが圧送する冷却流体の流量を調整できる。このため、各光変調素子４４Ｂを目標温度近傍の温度で維持することができ、各光変調素子４４Ｂの性能を長期間維持できる。
また、発熱量の大きい光変調素子４４Ｂを保持する光変調素子保持体６４６Ｇに対して冷却流体を圧送するＧ色光専用のポンプ６４７Ｇが設けられているので、制御部９４４がポンプ６４７Ｇを駆動制御することで、発熱量の大きいＧ色光用の光変調素子４４Ｂについての緻密な冷却流体の流量調整が実施できる。【００９２】  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。
前記各実施形態において、光変調素子保持体４４６，６４６，６４６Ｇの構成は、前記各実施形態で説明した構成に限らない。光変調素子保持体としては、光変調素子を構成する少なくとも一部（液晶パネル４４１等）を保持可能な構成であればいずれの構成でも構わない。
例えば、前記第１実施形態および前記第２実施形態において、光変調素子保持体４４６の開口４４６２Ａの光束入射側および光束射出側を、２つの透光性基板４４６４にてそれぞれ閉塞する。そして、２つの透光性基板４４６４のいずれか一方に、液晶パネル４４１を前記第３実施形態ないし前記第６実施形態と略同様に密着させる。この際、入射側偏光板４４２および／または射出側偏光板４４３を、吸収型偏光素子で構成し、液晶パネル４４１と一体化して２つの透光性基板４４６４のいずれか一方に密着させる構成を採用してもよい。【００９３】  また、例えば、前記第１実施形態および前記第２実施形態において、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により、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。【００９４】  また、例えば、前記第３実施形態ないし前記第６実施形態において、光変調素子４４Ｂを入射側の透光性基板６４６Ａに密着させる構成を採用してもよい。また、光変調素子４４Ｂを、入射側偏光板６４２および液晶パネル４４１と、射出側偏光板６４３とに別体化する、あるいは、入射側偏光板６４２と、液晶パネル４４１および射出側偏光板６４３とに別体化して、入射側の透光性基板６４６Ａおよび射出側の透光性基板６４６Ｂにそれぞれ密着させる構成を採用してもよい。さらに、入射側の透光性基板６４６Ａおよび射出側の透光性基板６４６Ｂを省略し、上述した別体化した部材にて案内枠６４６Ｃの開口６４６Ｃ１の光束入射側および光束射出側をそれぞれ閉塞させる構成を採用してもよい。
前記第１実施形態および前記第２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、前記第３実施形態ないし前記第６実施形態で説明したポンプ６４７，６４７Ｇ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を採用してもよい。【００９５】  前記第１実施形態および前記第２実施形態において、光学装置本体４４０，５４０は、流体分岐部４４５，５４５を備えていたが、これに限らず、これら流体分岐部４４５，５４５を省略した構成としてもよい。すなわち、各光変調素子保持体４４６の流入口４４６２Ｄおよび流出口４４６２Ｅを流体循環部材４４８，５４８にて直接、接続する構成としてもよい。この際、第１実施形態であれば、各光変調素子保持体４４６と接続する各流体循環部材４４８の流路中に、それぞれ流量変更部４４９を設けておく。また、第２実施形態であれば、各光変調素子保持体４４６と接続する各流体循環部材５４８Ｒ，５４８Ｇ，５４８Ｂを各液晶パネル４４１の発熱量に応じて管径寸法を異なるように形成しておく。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、冷却流体と接触する部材である、流体循環部材４４８，５４８，６４８，７４８、流体分岐部４４５，５４５、枠状部材４４６１，４４６２、案内枠６４６Ｃ，メインタンク６４５、ポンプ６４７，６４７Ｇ、および放熱用配管部６４９Ａ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。耐食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４４８，５４８，６４８，７４８は、光変調素子保持体４４６，６４６，６４６Ｇ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。【００９６】  前記第１実施形態において、流量変更部４４９は、各液晶パネル４４１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１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。
また、前記第１実施形態における流量変更部４４９を、前記第３実施形態ないし前記第６実施形態における光学装置本体６４０，７４０，８４０，９４０に採用してもよい。例えば、流量変更部４４９を各光変調素子保持体６４６，６４６Ｇの流入側の流体循環部材６４８，７４８に設ける。このような構成では、色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｇ，６４８Ｂの流路の断面積を異なるように形成する必要がなく、光学装置本体６４０，７４０，８４０，９４０の製造を容易とする。【００９７】  前記第２実施形態において、流体分岐部５４５の各冷却流体流入部５４５１、各冷却流体流出部５４５２、およびこれらと接続する流体循環部材５４８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。
前記第４実施形態では、各色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｇ，６４８Ｇの流路の断面積を異なるように形成していたが、これに限らない。例えば、各色光用配管部６４８Ｒ，６４８Ｇ，６４８Ｂの流路の断面積を略同一に設定する。そして、ポンプ６４７Ｇが冷却流体を圧送する流量を、ポンプ６４７が冷却流体を圧送する流量よりも多くなるように設定する。このように構成すれば、光変調素子保持体６４６Ｇの冷却室Ｒ２に流入する冷却流体の流量が、他の光変調素子保持体６４６の冷却室Ｒ２に流入する冷却流体の流量よりも多くなり、発熱量の大きいＧ色光用の光変調素子４４Ｂを効果的に冷却できる。なお、前記第５実施形態および前記第６実施形態でも同様である。【００９８】  前記第５実施形態では、Ｇ色光用の光変調素子４４Ｂに対応した第１の流路Ａ、およびＲ色光用、Ｂ色光用の各光変調素子４４Ｂに対応した第２の流路Ｂが形成されていたが、これに限らない。例えば、各光変調素子に対応した３つの流路を形成し、該３つの流路が互いに独立した流路となるように構成してもよい。
前記第６実施形態における温度センサ９４１，９４２，９４３および制御部９４４を、前記第４実施形態および前記第５実施形態に採用し、前記第６実施形態と略同様に、冷却流体の温度に応じたポンプ６４７，６４７Ｇの駆動制御を実施する構成を採用してもよい。
前記各実施形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂ色光用の光変調素子保持体４４６，６４６，６４６Ｇのうち、Ｇ色光用の光変調素子保持体４４６，６４６Ｇに流量が多く流れる構成を説明したが、これに限らない。各光変調素子４４Ａ，４４Ｂの発熱量を考慮して、例えば、Ｂ色光用の光変調素子４４Ａ，４４Ｂの発熱量が大きい場合には、Ｂ色光用の光変調素子保持体４４６，６４６に流量が多く流れるように設定してもよい。【００９９】  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，４４Ｂ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つの光変調素子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，４４Ｂ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，４４Ｂを用いていたが、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。【０１００】  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。
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】
【０１０１】  以上のように、本発明の光学装置は、冷却流体により光変調素子を効率的に冷却できるため、プレゼンテーションやホームシアター等の分野において利用されるプロジェクタに用いられる光学装置として有用である。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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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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【国際調査報告】
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