JP2003195253A

JP2003195253A - 光学装置、およびこれを備えたプロジェクタ

Info

Publication number: JP2003195253A
Application number: JP2001395191A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Miyazawa; 淳宮澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】プロジェクタの高輝度化、および小型化に
対応し、光学素子の冷却効率を良好にすることができる
光学装置およびこれを備えたプロジェクタを提供する。【解決手段】クロスダイクロイックプリズム４５の上下
端面に上部台座４４４および下部台座４４５を接着固定
し、該上部台座４４４および下部台座４４５の側面に冷
媒容器４４７を固定する。冷媒容器４４７は、液晶パネ
ル４４１Ｇの画像形成領域に対応して開口部４４７Ｐを
有する略矩形枠状に形成され、冷媒が充填される冷媒充
填部４４７Ａと、該冷媒充填部４４７Ａの開口部４４７
Ｐを封止する光束入射側基板４４７Ｂ（偏光板４４２
Ｂ）および光束射出側基板４４７Ｃと、前記基板４４７
Ｂ，４４７Ｃと冷媒充填部４４７Ａの開口部４４７Ｐと
の間に介在する弾性部材４４７Ｄと、前記基板４４７
Ｂ，４４７Ｃを冷媒充填部４４７Ａに押圧固定する支持
板４４７Ｅとを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の色光を各色
光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、
光変調装置で変調された各色光を合成する色合成光学装
置とが一体的に設けられた光学装置、およびこれを備え
たプロジェクタに関する。

【０００２】

【背景技術】光源ランプから射出された光束を、ダイク
ロイックミラーを用いて三色の色光Ｒ、Ｇ、Ｂに分離す
る色分離光学系と、分離された光束を各色光毎に、画像
情報に応じて変調する３枚の光変調装置と、各光変調装
置で変調された光束を、合成するクロスダイクロイック
プリズムとを備えた三板式のプロジェクタが知られてい
る。ここで、光変調装置の光束射出側には、該光変調装
置を通過した光束のうち、所定の偏光軸を有する光束の
透過を行う偏光フィルムを備えている。このような光学
素子を内部に有するプロジェクタは、光の透過または吸
収によって光学素子の温度が上昇するため、通常、空気
等の媒体の流動を生じさせるファンによる空冷によっ
て、熱を発生する光学素子自体を直接冷却する冷却装置
を備えている。また、上記空冷による冷却装置の他に、
以下に示すような冷却装置を備えたプロジェクタが提案
されている。特開平３−１４４６０８号公報には、矩形
枠状の放熱器の内部に冷却液が充填される冷却室が形成
され、光変調装置の画像形成領域に対応し、該冷却室を
閉塞する２枚の板のうち、一方に偏光フィルタを用いる
ことにより、あるいは、冷却室内に偏光フィルタを載置
固定することにより、光源ランプから射出された光束に
よって偏光フィルタで発生した熱を冷却液により、直
接、冷却する冷却機構が開示されている。特開平４−３
１８４７号公報には、光変調装置と、光束入射側偏光フ
ィルタおよび光束射出側偏光フィルタを上記冷却室内に
配置し、光源ランプから射出された光束によって光変調
装置、各偏光フィルタで発生した熱を冷却液により、直
接、冷却する冷却機構が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、プロジェクタ
は、高輝度化とともに携帯性を重視した小型化・軽量化
が求められている。プロジェクタの高輝度化・小型化が
進むにつれ、光学素子における熱密度は増加し、このよ
うな熱密度の増加に対応する光学素子の機能的信頼性を
確保する必要がある。しかしながら、上記のような空冷
による冷却装置では、プロジェクタの小型化に伴い、プ
ロジェクタ内の光学部品が互いに近接しており、ファン
からの強制換気により流動する冷却空気はその隙間に入
り込むことができず、充分に光学素子を冷却することが
できない、という問題がある。また、光学素子の冷却効
率を向上させるために、上記冷却空気の風量を増加させ
ることが考えられるが、冷却空気の風量増加は、ファン
の大型化を必要とし、プロジェクタの小型・軽量化を阻
害するとともに、騒音も増加する、という問題がある。
さらに、上記のような空冷による冷却装置の他に、上記
のような冷却液を利用した液冷による冷却装置を使用し
た場合には、光学素子に発生する熱は、冷却液の対流に
よる熱伝達によって放熱されるが、放熱器からの熱伝達
経路が確保されておらず、上記のような空冷では放熱器
に熱が滞留し、長時間の使用によって冷却液の温度は上
昇し、冷却液の熱膨張による液漏れ等が生じるおそれが
ある、という問題がある。

【０００４】本発明の目的は、プロジェクタの高輝度
化、および小型化に対応し、光学素子の冷却効率を良好
にすることができる光学装置およびこれを備えたプロジ
ェクタを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の光学装置は、複
数の色光を各色光毎に画像情報に応じて変調する複数の
光変調装置と、この光変調装置で変調された各色光を合
成する色合成光学装置とが一体的に設けられた光学装置
であって、前記光変調装置の光射出側に配置され、フィ
ルム状の偏光素子およびこの偏光素子が貼り付けられる
基板を備えた偏光板と、該偏光板の光透過領域に応じて
形成され、内部に冷却流体が密閉封入される冷却室を有
し、前記偏光板を保持する熱伝導性材料からなる偏光板
保持体と、前記色合成光学装置の光入射端面と交差する
端面に設けられ、該色合成光学装置を固定する熱伝導性
材料からなる台座とを備え、前記冷却室の光入射側また
は光射出側は、前記偏光板の基板により封止され、前記
偏光板保持体は、前記台座に取り付けられていることを
特徴とするものである。

【０００６】このような本発明によれば、光学装置は、
偏光板と偏光板保持体とを備え、偏光板保持体の冷却室
の光入射側または光射出側は、偏光板の基板により封止
されていることにより、光源から射出された光束によっ
て偏光板に発生する熱を偏光板保持体の冷却室に充填さ
れた冷却流体の対流による熱伝達を利用して放熱するこ
とができる。また、冷却流体が充填される冷却室が偏光
板の光透過領域に応じて形成されていることにより、偏
光板の光透過領域における温度分布は均一化され、局所
的な過熱を回避し、スクリーンに投写される画像を鮮明
に表示することができる。また、光学装置は台座を備
え、偏光板保持体が台座に固定されていることにより、
光源から射出された光束によって偏光板に発生する熱を
偏光板保持体から台座へと放熱することができ、このよ
うな熱伝達経路により、偏光板の冷却効率はさらに向上
する。ここで、偏光板保持体および台座は、熱伝導材料
から構成されているので、光源からの光の照射による偏
光板に発生する熱を、熱伝導率の高い熱伝導性材料から
構成される偏光板保持体および台座に逃がすことで、偏
光板の放熱性をさらに改善し、偏光板の温度上昇による
劣化を防止することができる。したがって、偏光板の放
熱性は改善され、プロジェクタの高輝度化に対応させ
て、光源からの光束を増加させた場合であっても、偏光
板の熱を効率的に放熱し、鮮明な画像を表示させること
ができる。また、偏光板保持体が台座に固定されている
ことにより、冷却流体の対流による熱伝達により偏光板
保持体に発生する熱を台座に放熱することができ、偏光
板保持体に熱が滞留することを防止し、偏光板保持体の
過熱による冷却流体の膨張を回避し、冷却流体の封止状
態を安定にして冷却流体の漏れ等を防止することができ
る。さらに、偏光板の放熱性改善により、光学装置に用
いる冷却ファンを小型化することができる。

【０００７】本発明の光学装置では、前記基板は、サフ
ァイアガラス、または水晶、または石英ガラスから構成
されていることが好ましい。偏光フィルムは、所定の偏
光軸を有する光束を透過するが、それ以外の光束は偏光
フィルムによって吸収され熱に変換される。特に、光変
調装置の射出側の偏光フィルムは、スクリーンに投写さ
れる画像を全て黒表示にする場合に、光変調装置から射
出された光束を全て吸収することにより、偏光フィルム
は高温化し、劣化しやすい。ここで、偏光フィルムを高
い熱伝導率を有するサファイアガラス、または水晶、ま
たは石英ガラスに張り付けることにより、偏光フィルム
で発生した熱を上記部材に放熱することができ、偏光フ
ィルムの高温化を回避し、偏光フィルムの機能的信頼性
を確保することができる。

【０００８】本発明の光学装置では、前記偏光板保持体
の外周部分には、冷却フィンが形成されていることが好
ましい。このような構成では、偏光板保持体の外周部分
には、冷却フィンが形成されていることにより、該冷却
フィンにより偏光板保持体の放熱冷却ができるととも
に、通常の空冷ファンを併用して冷却フィンを冷却すれ
ば、偏光板保持体の冷却効率を向上することができる。

【０００９】本発明の光学装置では、前記偏光板保持体
は、アルミニウム、マグネシウム等の金属材料から構成
され、この偏光板保持体の前記冷却流体との接触部分に
は、耐蝕処理が施されていることが好ましい。金属材料
の耐蝕処理としては、陽極酸化、化成処理、電気めっ
き、無電解めっき等が挙げられるが、このうち、陽極酸
化または化成処理を採用すれば、表面層を酸化皮膜で覆
うことができ、耐蝕性を向上させることができる。偏光
板保持体は、光源から射出される光束により温度が上昇
し、冷却流体との長期間の接触により化学反応が生じや
すい。この化学反応により反応生成物質が生じ、冷却流
体は着色等により光学特性を劣化させてしまう。ここ
で、偏光板保持体の冷却流体との接触部分には、上記陽
極酸化または化成処理が施されることにより、偏光板保
持体の極表面層は、酸化被膜で覆われ冷却流体との長期
間の接触においても、化学反応を生じることを防止する
ことができる。したがって、冷却流体の光学特性を劣化
させることなく、スクリーン上に投写される画像を鮮明
に表示させることができる。

【００１０】本発明の光学装置では、前記冷却室の前記
基板で封止される面とは反対側の面は、戻り光防止する
遮光処理がされたガラス板で封止されていることが好ま
しい。このような構成では、冷却室は、基板で封止され
る面とは反対側の面が、戻り光を防止する遮光処理がさ
れたガラス板で封止されていることにより、光源から射
出された光束が、偏光板保持枠を透過して、色合成光学
装置に入光された際に、色合成光学装置で反射された戻
り光が、該ガラス板で反射することを防止することがで
き、色合成光学装置に迷光が取り込まれることを回避
し、スクリーン上に投写される画像のボケの生成を防止
することができる。

【００１１】本発明の光学装置では、前記ガラス板は、
サファイアガラス、または水晶、または石英ガラスから
構成されていることが好ましい。このような構成では、
ガラス板が高い熱伝導性を有し、かつ、高い硬度を有す
るサファイアガラス、または水晶、または石英ガラスか
ら構成されていることにより、光源から射出された光束
により冷却流体に伝達された熱を上記部材に効率的に放
熱することができ、冷却流体の高温化を防止することが
できる。また、冷却室を封止するガラス板の強度を向上
させることができ、外面に傷が付きにくくなり、製造工
程中に取り扱う場合での破損の危険性を回避することが
できる。

【００１２】本発明の光学装置では、前記基板は、熱伝
導性の弾性材料を介して前記偏光板保持体に接着固定さ
れていることが好ましい。このような構成では、基板
が、熱伝導性の弾性部材を介して偏光板保持体に接着固
定されていることにより、冷却流体の熱による膨張を弾
性部材が吸収することができ、偏光板保持体の冷却室に
密閉封止された冷却流体の封止状態を安定に保持し、冷
却流体の漏れ等を回避することができる。

【００１３】本発明の光学装置では、前記偏光板保持体
には、前記偏光板保持面と交差する端面に、前記冷却流
体を注入する注入孔が形成されていることが好ましい。
このような構成では、偏光板保持体の偏光板保持面と交
差する端面に、冷却流体を注入する注入孔が形成されて
いることにより、光学装置を製造した後であっても、冷
却室に冷却流体を注入することが可能となり、製造効率
を向上させる。また、光学装置の設置時に該注入孔が偏
光板保持体の上端部に位置するように配置すれば、冷却
流体を注入した後に偏光板保持体を長期間使用しても、
冷却流体の自重による漏れを回避することができる。

【００１４】本発明の光学装置では、前記偏光板保持体
には、前記注入孔に隣接して、注入時前記冷却室内の空
気を排出する空気抜孔が形成されていることが好まし
い。通常、偏光板保持体の冷却室内に冷却流体を注入し
て封止すると、冷却室内部に気泡が残りやすい。このよ
うな冷却室内部に残留した気泡により、光源ランプから
射出された光束は、散乱し、残留した気泡位置に対応し
て、スクリーン上に投写される画像に色抜けが生じてし
まう。このような構成では、偏光板保持体には、注入孔
に隣接して空気抜孔が形成されていることにより、冷却
室内の空気を排出する孔が独立して存在することにな
り、注入孔から冷却流体を注入すると同時に、空気抜孔
から残留空気を排出することができる。したがって、冷
却流体内の残留空気が排除されることにより、偏光板保
持体を透過する光束が冷却流体内の残留空気により散乱
することがなく、投写される画像を鮮明に表示させるこ
とができる。

【００１５】ここで、前記空気抜孔の貫通位置に応じた
冷却室内部には、気泡溜め用の凹部が形成されているこ
とが好ましい。このような構成では、空気抜孔の貫通位
置に応じた冷却室内部には、気泡溜め用の凹部が形成さ
れていることにより、冷却流体内に空気が混入している
場合に、該空気は、気泡溜め用の凹部に溜まり、偏光板
の光透過領域と対向することはない。したがって、冷却
流体内の残留空気が、光学素子によって光学的処理が行
われた光束を妨害することがなく、光学素子による特性
を充分に発揮させることができる。

【００１６】また、前記注入孔および前記空気抜孔は、
前記交差する端面を対称分割する軸に対して、非対称に
配置されていることが好ましい。このような構成では、
注入孔および空気抜孔が、交差する端面を対称分割する
軸に対して、非対称に配置されていることにより、偏光
板保持体の冷却室に冷却流体を注入する際、空気抜孔が
上方になるように傾けた状態で、注入口から冷却流体を
注入することで、冷却流体に混入した空気は空気抜孔側
に上昇し、冷却流体の注入完了とともに、冷却流体に混
入した空気を、空気抜孔を通して排除することができ
る。

【００１７】本発明の光学装置では、前記台座は、前記
色合成光学装置の光入射端面と交差する一対の端面にそ
れぞれ設けられ、少なくとも一方の台座には、冷却フィ
ンが形成されていることが好ましい。このような構成で
は、台座が色合成光学装置の光束入射端面と交差する一
対の端面にそれぞれ設けられていることにより、偏光板
保持体を台座に取り付ける際に、偏光板保持体の両端部
を台座に取り付けることができ、偏光板保持体の安定し
た保持を行うことができる。また、偏光板保持体を２つ
の台座で固定することにより、偏光板から偏光板保持体
に放熱された熱を偏光板保持体の両端部から台座に放熱
させることができ、偏光板からの熱伝達経路を確保し、
偏光板の温度分布を均一化して局所的な過熱による偏光
板の劣化を防止することができる。また、少なくとも一
方の台座には、冷却フィンが形成されていることによ
り、該冷却フィンにより台座の放熱冷却ができるととも
に、通常の空冷ファンと併用することにより、台座の冷
却効率を向上することができる。

【００１８】一方、本発明のプロジェクタは、上記目的
を達成するために、上述した光学装置のうちのいずれか
を備えていることを特徴とするものである。この発明に
よれば、上述した光学装置の作用・効果と略同様な作用
・効果を奏するプロジェクタを享受できる。また上述し
た光学装置を用いれば、プロジェクタ内部の光学素子を
確実に冷却できてプロジェクタの寿命を長くすることが
できるようになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。〔１．プロジェクタの主な構成〕図１は、本発明の実施
形態に係るプロジェクタ１の内部構造を模式的に表した
平面図である。プロジェクタ１は、全体略直方体形状の
外装ケース２と、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た光学像を形成する光学ユニッ
ト４と、プロジェクタ１内に滞留する熱を冷却する冷却
ユニット５と、電源ケーブルを通して供給された電力を
前記光学ユニット４および該光学ユニット４を制御する
ドライバボード等に供給する電源ユニット３を備えてい
る。外装ケース２は、それぞれ金属または樹脂製とさ
れ、プロジェクタ１の天面、前面、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、
側面、および背面をそれぞれ構成するロアーケースとで
構成されている。

【００２０】また、外装ケース２の前面には、切欠部２
Ａが形成されており、この切欠部２Ａから、外装ケース
２内部に配置された光学ユニット４の一部が、外部に露
出している。この切欠部２Ａを通して光学ユニット４で
形成された光学像が射出されスクリーン上に画像が表示
される。また、上記切欠部２Ａ位置の両側には、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
２Ｂ，２Ｃが設けられている。また、外装ケース２の底
面には、前記光学ユニット４の下方に位置し、前記冷却
ユニット５によって外部から冷却空気を吸引するための
吸気口（図示省略）が設けられている。

【００２１】光学ユニット４は、平面略Ｌ字形状を有
し、図２に示すように、光源ランプ４１１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た光学像
を形成するユニットであり、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、および投写光学系としての投写レンズ４６を備え
ている。これら光学部品は、光学部品用筐体としてのラ
イトガイド４Ａ内に載置固定される。電源ユニット３
は、光学ユニット４のインテグレータ照明光学系４１近
傍に配置し、図示しない電源ケーブルを通して電力が供
給され、供給された電力をドライバーボード（図示省
略）や、内部に組み込まれたランプ駆動回路（バラス
ト）により、光学ユニット４の光源ランプ４１１に供給
している。ここで、ドライバーボードは、光学ユニット
４の上方に配置され、後述する光変調装置となる各液晶
パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを制御するための
ものであり、画像情報に応じた光学像を投写するため
に、画像情報を取り込んで制御および演算処理等を行
う。また、電源ユニット３は、それぞれ金属板からなる
シールド板によって覆われている。これにより、電源ユ
ニット３から外部への電磁ノイズの漏れを防止してい
る。これら電源ユニット３および光学ユニット４は、樹
脂製ケースの場合、該ユニット３，４上部および下部に
配置されたシールド板によって覆われている。これによ
って、電源ユニット３やドライバーボード、図示外の制
御回路等から外部への電磁ノイズの漏れを防止してい
る。

【００２２】冷却ユニット５は、プロジェクタ１の内部
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ものであり、上記光学
ユニット４の光学装置４４の下方に位置し、外装ケース
２の底面に形成された吸気口から冷却空気を吸引する軸
流吸気ファン５１と、上記光学ユニット４の光源装置４
１３の下方に位置し、光学ユニット４内の冷却空気を引
き寄せ、この引き寄せる過程で光源装置４１３を冷却
し、光学ユニット４の下方に位置するダクト５２Ａを介
して排気口２Ｂから温められた空気を排出するブロワ５
２と、上記電源ユニット３の近傍に配置され、外装ケー
ス２の前面に形成された排気口２Ｃからプロジェクタ１
内部および電源ユニット３によって温められた空気を排
出する軸流排気ファン５３とから構成される。

【００２３】〔２．光学系の詳細な構成〕図２におい
て、インテグレータ照明光学系４１は、光学装置４４を
構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青の色光毎
にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと
示す）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学
系であり、光源装置４１３と、第１レンズアレイ４１８
と、第２レンズアレイ４１４と、偏光変換素子４１５
と、重畳レンズ４１６とを備えている。

【００２４】これらのうち、光源装置４１３は、放射状
の光線を射出する光源ランプ４１１と、この光源ランプ
４１１から射出された放射光を反射する楕円面鏡４１２
と、光源ランプ４１１から射出され楕円面鏡４１２によ
り反射された光を平行光とする平行化凹レンズ４１３Ａ
とを備える。なお、平行化凹レンズ４１３Ａの平面部分
には、図示しないＵＶフィルタが設けられている。ま
た、光源ランプ４１１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。さら
に、楕円面鏡４１２および平行化凹レンズ４１３Ａの代
わりに、放物面鏡を用いてもよい。

【００２５】また、第１レンズアレイ４１８、第２レン
ズアレイ４１４、および偏光変換素子４１５は、一体的
に組み合わされて筐体内に設置固定される。第１レンズ
アレイ４１８は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を
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、光源ランプ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。各小レンズ
の輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の形状
とほぼ相似形をなすように設定されている。たとえば、
液晶パネル４４１の画像形成領域のアスペクト比（横と
縦の寸法の比率）が４：３であるならば、各小レンズの
アスペクト比も４：３に設定する。

【００２６】第２レンズアレイ４１４は、第１レンズア
レイ４１８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４１４は、重畳レンズ４１６とともに、第１
レンズアレイ４１８の各小レンズの像を液晶パネル４４
１上に結像させる機能を有している。

【００２７】偏光変換素子４１５は、第２レンズアレイ
４１４と重畳レンズ４１６との間に配置されるととも
に、第２レンズアレイ４１４と一体でユニット化されて
いる。このような偏光変換素子４１５は、第２レンズア
レイ４１４からの光を１種類の偏光光に変換するもので
あり、これにより、光学装置４４での光の利用効率が高
められている。

【００２８】具体的に、偏光変換素子４１５によって１
種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１
６によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１
Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ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４４１を用いた本実施形態
のプロジェクタ１（光学装置４４）では、１種類の偏光
光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を
発する光源ランプ４１１からの光のほぼ半分が利用され
ない。そこで、偏光変換素子４１５を用いることによ
り、光源ランプ４１１からの射出光を全て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。なお、このような偏光変換素子４１５は、たとえば
特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。

【００２９】色分離光学系４２は、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。

【００３０】リレー光学系４３は、入射側レンズ４３
１、リレーレンズ４３３、および反射ミラー４３２、４
３４を備え、色分離光学系４２で分離された色光、赤色
光を液晶パネル４４１Ｒまで導く機能を有している。

【００３１】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透過するとともに、赤
色光成分と緑色光成分とが反射する。ダイクロイックミ
ラー４２１によって透過した青色光は、反射ミラー４２
３で反射し、フィールドレンズ４１７を通って青色用の
液晶パネル４４１Ｂに達する。このフィールドレンズ４
１７は、第２レンズアレイ４１４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。他の液晶パネル４４１Ｇ、４４１Ｒの光入射側に
設けられたフィールドレンズ４１７も同様である。

【００３２】ダイクロイックミラー４２１を反射した赤
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４１７を通っ
て緑色用の液晶パネル４４１Ｇ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４１７を通って赤
色光用の液晶パネル４４１Ｒ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長さよりも長いため、光の拡散
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４１７に伝えるためである。

【００３３】光学装置４４は、３枚の光変調装置となる
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、色合成光
学系としてのクロスダイクロイックプリズム４５とを備
えている。液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ
は、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子と
して用いたものであり、色分離光学系４２で分離された
各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１
Ｇ，４４１Ｂとこれらの光束入射側にある偏光板４４２
Ａおよび射出側にある偏光板４４２Ｂによって、画像情
報に応じて変調されて光学像を形成する。具体的に、液
晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、ＴＦＴのス
イッチング素子がマトリックス状に配列し、該スイッチ
ング素子によって電圧が印加される画素電極を備えた駆
動基板と、画素電極に対応して対向電極を備えた対向基
板とで構成される。ここで、各液晶パネル４４１Ｒ，４
４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射端面および光束射出端面に
は、サファイアまたは石英ガラスで構成される防塵ガラ
ス４４１Ａが貼り付けられている。

【００３４】クロスダイクロイックプリズム４５は、３
枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂから射出
された各色光毎に変調された画像を合成してカラー画像
を形成するものである。なお、クロスダイクロイックプ
リズム４５には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色
光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの
界面に沿って略Ｘ字状に形成され、これらの誘電体多層
膜によって３つの色光が合成される。そして、プリズム
４５で合成されたカラー画像は、投写レンズ４６から射
出され、スクリーン上に拡大投写される。

【００３５】以上説明した各光学系４１〜４５は、図１
に示すように、合成樹脂製の筐体としてのライトガイド
４Ａ内に収容されている。このライトガイド４Ａは、前
述の各光学部品４１６，４１７，４２２〜４２４，４３
１〜４３４を上方からスライド式に嵌め込む溝部がそれ
ぞれ設けられた下ライトガイドと、下ライトガイドの上
部の開口側を閉塞する蓋状の上ライトガイドとで構成さ
れている。また、図２に示すように、平面略Ｌ字状のラ
イトガイド４Ａの一端側には、光源装置４１３が収容さ
れ、他端側には、ヘッド部４９を介して投写レンズ４６
が固定されている。

【００３６】〔３．光学装置の構造〕光学装置４４の構
造について、以下に説明する。図３には、光学装置４４
を上方から見た斜視図が示され、図４には、光学装置４
４の分解斜視図が示されている。なお、図４には、３つ
の液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）
のうち、代表して液晶パネル４４１Ｇのみを図示し、他
の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｂの図示を省略する。光
学装置４４は、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１
Ｂと、光束射出側の偏光板４４２Ｂと、クロスダイクロ
イックプリズム４５とが一体的に形成されたものであ
り、光源ランプ４１１から射出された光束は液晶パネル
４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂにより画像情報に応じて
変調され、該液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ
で変調された光束のうち所定の偏光軸を有する光束のみ
が偏光板４４２Ｂを透過し、クロスダイクロイックプリ
ズム４５によって、該偏光板４４２Ｂを透過した各色光
を合成し、光学像として投写される。光学装置４４に
は、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび偏
光板４４２Ｂを冷却するために、クロスダイクロイック
プリズム４５の上下面（光束入射端面と略直交する一対
の端面）にそれぞれ固定された上部台座４４４および下
部台座４４５と、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４
４１Ｂを枠内に保持する保持枠４４６と、上部台座４４
４および下部台座４４５に取り付けられ、光束射出側の
偏光板４４２Ｂを保持する偏光板保持体としての冷媒容
器４４７とを含んで構成されている。ここで、上部台座
４４４、下部台座４４５、保持枠４４６、および冷媒容
器４４７は、熱伝導率の高いアルミニウムで形成されて
いる。なお、上記部材は、アルミニウムに限らず、マグ
ネシウム合金、銅等の熱伝導率の高い材料で形成されて
いればよい。

【００３７】上部台座４４４および下部台座４４５は、
クロスダイクロイックプリズム４５の上下両面に固定さ
れており、外周形状はクロスダイクロイックプリズム４
５と略同一である。上部台座４４４および下部台座４４
５の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂが配置さ
れる側面には、冷媒容器４４７を保持固定するための凸
部４４４Ａ，４４５Ａおよび孔４４４Ｄ，４４５Ｄが形
成されており、ねじ４４８で固定する。接着の場合、上
部台座４４４および下部台座４４５の側面には、対向す
る上下の辺縁にわたって凹部４４４Ｂ，４４５Ｂが形成
され、接着固定される冷媒容器４４７と上部台座４４４
および下部台座４４５との間にドライバー等の工具が差
し込めるようになっている。また、下部台座４４５の光
束射出側の辺縁角隅部分および光束入射側の辺縁中央部
分には、一体化された光学装置４４をライトガイド４Ａ
に固定するための孔４４５Ｃがそれぞれ設けられ、ねじ
等により固定される。また、上部台座４４４の中央部に
は略円形状にくりぬかれた凹部が形成され、その凹部の
円形の直径方向に沿って、複数のルーバ状のフィン４４
４Ｃが形成されており、これにより、外気との接触面積
が増加し放熱しやすくなっている。

【００３８】保持枠４４６は、各液晶パネル４４１Ｒ，
４４１Ｇ，４４１Ｂを収納保持するための収納体４４６
Ａと、収納された各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４
４１Ｂの光束射出側から押圧固定する支持板４４６Ｂと
を備えて構成される。収納体４４６Ａは、四隅に冷媒容
器４４７に取り付けるための４つの取付孔４４６Ｃが形
成されており、該４つの取付孔４４６Ｃには、紫外線を
透過する合成樹脂（アクリル材等）から構成される４つ
のピンスペーサ４４６Ｄが挿通されて冷媒容器４４７と
接合される。このピンスペーサ４４６Ｄにより、保持枠
４４６と冷媒容器４４７との間には隙間が生じ、すなわ
ち、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを冷却
する流路が形成されている。また、収納体４４６Ａの上
下辺縁および左右辺縁から突出してフィン４４６Ｅが形
成されており、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４
１Ｂから伝達された熱を放熱することができるようにな
っている。さらに、収納体４４６Ａの左右端面略中央部
には、支持板４４６Ｂと係合するためのフック係合部４
４６Ｆが形成されている。支持板４４６Ｂは、略矩形枠
状に形成されており、上記フック係合部４４６Ｆに対応
して左右端部にはフック４４６Ｇが形成されている。こ
こで、収納体４４６Ａおよび支持板４４６Ｂの略中央部
には、開口部４４６Ｈが形成され、この開口部４４６Ｈ
は各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂからの有
効光を透過できる。

【００３９】冷媒容器４４７は、上記液晶パネル４４１
の画像形成領域に対応して開口部４４７Ｐを有する略矩
形枠状に形成され、冷媒が充填される冷媒充填部４４７
Ａと、該冷媒充填部４４７Ａの開口部４４７Ｐを封止す
る光束入射側基板４４７Ｂおよび光束射出側基板４４７
Ｃと、前記基板４４７Ｂ，４４７Ｃと冷媒充填部４４７
Ａの開口部４４７Ｐとの間に介在する弾性部材４４７Ｄ
と、前記基板４４７Ｂ，４４７Ｃを冷媒充填部４４７Ａ
に押圧固定する支持板４４７Ｅとを備えて構成される。
ここでは、冷媒として、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ている。冷媒充填部４４７Ａ
は、該上端部に冷媒を注入するための注入孔４４７Ｆと
該上端部の角隅部に冷媒内に混入した残留空気を排除す
るための空気抜孔４４７Ｇが形成されている。図５に示
すように、上端部に形成された注入孔４４７Ｆおよび空
気抜孔４４７Ｇは、冷媒充填部４４７Ａの開口部４４７
Ｐまで貫通して形成され、開口部４４７Ｐ上端角隅部分
には、空気抜孔４４７Ｇと接続された気泡溜まり用サラ
イ４４７Ｈが形成されている。また、上下端部には、上
部台座４４４，下部台座４４５の凸部４４４Ａ，４４５
Ａに対応して、位置決め用の孔４４７Ｕと、孔４４４
Ｄ，４４５Ｄに対応して、表裏面を貫通するように形成
された孔４４７Ｉと、支持板４４７Ｅを固定するための
孔４４７Ｌ，４４７Ｓが形成されている。また、開口部
４４７Ｐを囲むように、前記弾性部材４４７Ｄを配置す
るための溝４４７Ｒが形成されている。さらに、左右端
面には、左右辺縁の長さを有し、端部から突出してフィ
ン４４７Ｊが形成されており、冷媒から伝達された熱を
該フィン４４７Ｊによって放熱することができるように
なっている。また、左右端面には、基板４４７Ｂ，４４
７Ｃを押圧固定する支持板４４７Ｅを仮組みするための
フック係合部４４７Ｋが形成されている。ここで、冷媒
充填部４４７Ａは、冷媒との化学反応を防止するため
に、クロメート処理（アロジン）が施されており、０．
１〜０．３μｍ程度の表面層は、酸化物の皮膜によって
覆われている。

【００４０】光束入射側基板４４７Ｂは、偏光板４４２
Ｂを採用している。ここで、偏光板４４２Ｂは、図示し
ない透明接着剤を用いて偏光フィルムをサファイア基板
に貼り付けた構成となっており、サファイア基板を冷媒
充填部４４７Ａ側に向けて冷媒充填部４４７Ａと接合す
る。光束射出側基板４４７Ｃは、サファイアガラスで構
成されており、光束射出側端面には、遮光膜が形成され
ている。ここで、遮光膜が形成されていることにより、
クロスダイクロイックプリズム４５からの反射光が液晶
パネル４４１側へ戻ることを防止し、迷光によるコント
ラストの低下を防ぐようにしている。

【００４１】弾性部材４４７Ｄは、冷媒充填部４４７Ａ
と基板４４７Ｂ，４４７Ｃとの間に介在し、内部に充填
される冷媒の液漏れ等を防止するものであり、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ものを採用
できる。例えばサーコンＧＲ−ｄシリーズ（冨士高分子
工業の商標）を採用することができる。ここで、端面に
上記表面処理が施されていることにより、冷媒容器４４
７を組み立てる際に、弾性部材４４７Ｄの冷媒充填部４
４７Ａへの位置決めを容易にすることができる。

【００４２】支持板４４７Ｅは、上記冷媒充填部４４７
Ａの開口部４４７Ｐに対応して開口部４４７Ｑを有する
略矩形枠状に形成され、その外形形状は、上部台座４４
４、下部台座４４５、およびクロスダイクロイックプリ
ズム４５が組み合わされた端面の大きさと略同一であ
り、左右端部には、冷媒充填部４４７Ａのフック係合部
４４７Ｋに対応してフック４４７Ｍが形成され、上下端
部には、冷媒充填部４４７Ａの孔４４７Ｉ，４４７Ｕに
対応して、孔４４７Ｏが形成されている。また、光束入
射側の支持板４４７Ｅの上下端部には、冷媒充填部４４
７Ａの孔４４７Ｌに対応して、孔４４７Ｎが形成され、
光束射出側の支持板４４７Ｅの上下端部には、冷媒充填
部４４７Ａの孔４４７Ｓに対応して、孔４４７Ｔが形成
されている。支持板４４７Ｅと冷媒充填部４４７Ａと
は、上記孔４４７Ｎ、４４７Ｔにねじを挿通し、冷媒充
填部４４７Ａの孔４４７Ｌ、４４７Ｓで螺合させること
により、固定される。また、このような冷媒容器４４７
は、ねじを支持板４４７Ｅの孔４４７Ｏおよび冷媒充填
部４４７Ａの孔４４７Ｉに挿通させて、上部台座４４４
および下部台座４４５の孔４４４Ｄ，４４５Ｄで螺合さ
せることにより、上部台座４４４および下部台座４４５
の端面に、冷媒容器４４７が熱伝達可能に保持されてい
る。なお、クロスダイクロイックプリズム４５に入射す
る偏光光束の向きを考慮して、クロスダイクロイックプ
リズム４５の光束入射端面のうち、Ｇ色光の光束入射端
面には、図示しない位相差板が貼り付けられている。

【００４３】〔４．光学装置の製造方法〕以下には、図
３および図４を参照し、光学装置の製造方法について詳
説する。先ず、下記（１），（２）に示す工程によりプ
リズムユニットを組み立てる。（１）クロスダイクロイックプリズム４５の上下面に上
部台座４４４および下部台座４４５を熱伝導性良好な熱
硬化性接着剤を用いて接着固定する。（２）クロスダイクロイックプリズム４５のＧ色光入射
側端面に位相差板を貼り付ける。

【００４４】次に、下記（３）〜（７）に示す工程によ
り冷媒容器４４７を組み立てる。（３）冷媒充填部４４７Ａの溝４４７Ｒに弾性部材４４
７Ｄを組み込む。（４）さらに、上記弾性部材４４７Ｄを冷媒充填部４４
７Ａと挟むように、光束入射側には、偏光板４４２Ｂを
組み込み、光束射出側には、光束射出側基板４４７Ｃを
組み込む。（５）組み込まれた偏光板４４２Ｂおよび光束射出側基
板４４７Ｃを押圧固定するために、支持板４４７Ｅのフ
ック４４７Ｍを冷媒充填部４４７Ａのフック係合部４４
７Ｋに係合して仮組みを行った後、支持板４４７Ｅの孔
４４７Ｎ、４４７Ｔにねじを挿通し、冷媒充填部４４７
Ａの孔４４７Ｌ、４４７Ｓにて、支持板４４７Ｅを固定
する。

【００４５】（６）上記のように冷媒充填部４４７Ａの
開口部４４７Ｐが封止された後、冷媒充填部４４７Ａに
冷媒を注入する。具体的には、空気抜孔４４７Ｇが形成
された角隅部分が上方になるように傾け、注入孔４４７
Ｆから冷媒を注入させる。冷媒と混入した空気は、空気
抜孔４４７Ｇと対応して開口部４４７Ｐに形成された気
泡溜まり用サライ４４７Ｈに溜まり、冷媒の注入完了と
同時に空気抜孔４４７Ｇから排除される。（７）冷媒充填部４４７Ａへの冷媒注入完了後、Ｏリン
グ付きのねじにより注入孔４４７Ｆおよび空気抜孔４４
７Ｇを封止する。

【００４６】次に、下記（８）に示す工程により、上記
プリズムユニットに上記冷媒容器４４７を固定する。（８）上部台座４４４および下部台座４４５の凸部４４
４Ａおよび４４５Ａに冷媒容器４４７Ａに形成された略
中央部に位置する孔４４７Ｕおよび孔４４７Ｏにより仮
組みを行うとともに、左右端部に形成された上記孔４４
７Ｉおよび孔４４７Ｏからねじを挿通し、上部台座４４
４および下部台座４４５に形成された孔４４４Ｄおよび
４４５Ｄに螺合することで、冷媒容器４４７の固定を行
う。次に、下記（９）、（１０）に示す工程により、液
晶パネルユニットを組み立てる。（９）保持枠４４６の収納体４４６Ａに熱伝導性良好な
熱硬化性接着剤を塗布し、光束入射側および光束射出側
端面に防塵ガラス４４１Ａが貼り付けられた液晶パネル
４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの光束射出側端面が保持
されるように組み込む。（１０）支持板４４６Ｂのフック４４６Ｇを収納体４４
６Ａのフック係合部４４６Ｆに係合して仮組みした後、
熱硬化性接着剤をホットエア等により硬化させる。

【００４７】（１１）次に、各液晶パネル４４１Ｒ，４
４１Ｇ，４４１Ｂの相互の位置調整を行う。具体的に、
上記冷媒容器４４７が固定されたプリズムユニットを位
置調整治具に装着し、さらに、保持枠４４６で保持固定
された液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの光束
入射端面を位置調整治具で保持し、各液晶パネル４４１
Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ間で画素ずれがないように相互
の位置を調整する。ここで、位置調整に関しては、先
ず、投写レンズと正対する液晶パネル４４１Ｇのアライ
メント調整およびフォーカス調整を行い、投写レンズ４
６からの所定の位置に液晶パネル４４１Ｇを調整した
後、保持枠４４６の孔４４６Ｃに熱伝導性良好な紫外線
硬化性接着剤とともにピンスペーサ４４６Ｄを挿通し、
光束入射側からピンスペーサ４４６Ｄに紫外線を照射さ
せ、接着剤を硬化させて固定する。次に、上記位置調整
の後に硬化固定された液晶パネル４４１Ｇの画素に合う
ように液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｂを上記と同様に位
置調整および固定を行う。（１２）上記光学装置の位置調整が終了した後、光学装
置をライトガイド４Ａ内に組み込み、下部台座４４５の
孔４４５Ｃにねじを挿通し、下ライトガイドに固定す
る。

【００４８】〔５．冷却構造〕本実施形態のプロジェク
タ１では、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを
主に冷却するパネル冷却系Ａと、光源装置４１３を主に
冷却する光源冷却系Ｂと、電源ユニット３を主に冷却す
る電源冷却系Ｃと、光束射出側の偏光板４４２Ｂを主に
冷却する偏光板冷却系Ｄとを備えている。

【００４９】図１において、パネル冷却系Ａでは、光学
装置４４の下方に配置された軸流吸気ファン５１が用い
られている。軸流吸気ファンによって外装ケース２下面
の吸気口から吸引された冷却空気は、光学装置４４の下
方まで導かれる。ここで、ライトガイド４Ａの底面に
は、外装ケース２の底面に形成された吸気口（図示省
略）位置に対応し、かつ、光学装置４４の冷媒容器４４
７の下方に対応した位置には、開口部４Ｂが形成されて
おり、外装ケース２の底面に形成された吸気口から吸引
された冷却空気をライトガイド４Ａ内に取り込むことが
できるようになっている。これにより、軸流吸気ファン
５１で吸引した冷却空気は、クロスダイクロイックプリ
ズム４５と冷媒容器４４７、および冷媒容器４４７と保
持枠４４６との間に入り込み、液晶パネル４４１Ｒ，４
４１Ｇ，４４１Ｂおよびこの光入射側、射出側に配置さ
れた偏光板４４２Ａおよび４４２Ｂが冷却されるように
なっている。液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ
は、保持枠４４６に保持固定されており、液晶パネル４
４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂから保持枠４４６に伝達さ
れた熱もまた、上記冷却空気により冷却される。ここ
で、保持枠４４６は、上下辺縁および左右辺縁から突設
されたフィン４４６Ｅによりさらに効率的に、冷却が行
われるようになっている。なお、ライトガイド４Ａの下
面には、図１または図６に示すように、平面略矩形板状
の整流板４７８が設けられ、整流板４７８に設けられた
一対の立上片４７８Ａ（合計１４枚）が開口部４Ｂから
上方側に突出するようになっている。ただし、図１で
は、立上片４７８Ａを二点鎖線で示してある。これらの
立上片４７８Ａにより、液晶パネル４４１Ｒ，４４１
Ｇ，４４１Ｂおよび偏光板４４２Ａ、４４２Ｂを冷却す
るための冷却空気の流れが、下方から上方へ整えられ
る。

【００５０】パネル冷却系Ａの冷却空気は、このように
して液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび偏
光板４４２Ａ、４４２Ｂを下方から上方に向けて冷却し
た後、ブロワ５２側に引き寄せられ、前面側の排気口２
Ｂから排気される。ここで、パネル冷却系Ａによる冷却
空気は、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを冷
却する役割のみならず、液晶パネル４４１Ｒ，４４１
Ｇ，４４１Ｂの表面に吹きつけられることで、パネル表
面に付着した塵等を吹き飛ばす役割をも有している。パ
ネル冷却系Ａにより、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，
４４１Ｂの表面を常に清浄することができるから、プロ
ジェクタ１において、安定した画質の光学画像をスクリ
ーン等に投写できるようになる。

【００５１】図１において、光源冷却系Ｂでは、光学ユ
ニット４の下面に設けられたブロワ５２が用いられてい
る。軸流吸気ファン５１によって外部から吸引され、ラ
イトガイド４Ａ内に入り込んだ冷却空気は、液晶パネル
４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび偏光板４４２Ａ、
４４２Ｂを冷却した後に、ブロワ５２によって引き寄せ
られ、一体化された第１レンズアレイ、第２レンズアレ
イ４１４および偏光変換素子４１５間を通ってこれらを
冷却した後、光源装置４１３内に入り込んで光源ランプ
４１１を冷却し、この後、ライトガイド４Ａから出て、
ダクト５２Ａを介して排気口２Ｂから排気される。

【００５２】また、電源冷却系Ｃでは、電源ユニット３
の近傍に設けられた軸流排気ファン５３が用いられてい
る。電源ユニット３による熱によって温められた空気は
軸流排気ファン５３に吸引され、前面側の排気口２Ｃか
ら排出される。また、同様に、プロジェクタ１内部の空
気も排気口２Ｃから排出されることで、プロジェクタ１
内部には、熱が滞留しないようになっている。

【００５３】図６において、偏光板冷却系Ｄでは、上述
したように冷媒容器４４７が用いられている。光束射出
側の偏光板４４２Ｂは、冷媒充填部４４７Ａの光束入射
側を封止するように構成されており、冷媒充填部４４７
Ａに充填される冷媒とサファイア板を介して、接触して
いる。光源ランプ４１１から射出された光束により偏光
板４４２Ｂに発生した熱は、冷媒に伝達される。熱によ
り温められた冷媒は、密度の低下により上昇し、冷媒内
に自然対流が発生する。該対流により運ばれた熱は、冷
媒充填部４４７Ａにより外気と熱交換が行われる。ここ
で、冷媒充填部４４７Ａの左右辺縁に突設されたフィン
４４７Ｊに上記パネル冷却系Ａによる冷却空気が送風さ
れることにより、冷媒充填部４４７Ａからの熱交換がよ
り効果的に促進される。さらに、冷媒容器４４７Ａは、
クロスダイクロイックプリズム４５の上下端面に固定さ
れる上部台座４４４および下部台座４４５に熱伝達可能
に固定されているので、冷媒容器４４７Ａに伝達された
熱は、上部台座４４４および下部台座４４５に伝達さ
れ、冷媒容器４４７Ａにおける放熱に加えて、上部台座
４４４に形成されたフィン４４４Ｃによって外気と熱交
換が行われる。

【００５４】〔６．実施形態の効果〕上述のような本実
施形態によれば、次のような効果がある。（１）光学装置は、冷媒容器４４７を備え、光束射出側
の偏光板４４２Ｂが、冷媒容器４４７を構成する冷媒充
填部４４７Ａの開口部４４７Ｐの一方を封止することに
より、光源ランプ４１１から射出された光束の照射によ
る偏光板４４２Ｂに発生する熱を冷媒容器４４７に充填
された冷媒の自然対流による熱伝達を利用して放熱する
ことができる。また、偏光板４４２Ｂの光透過領域に対
応する部分が冷媒との直近に配置されていることによ
り、偏光板４４２Ｂにおける温度分布は均一化され、局
所的な過熱を回避し、長時間の使用による偏光板４４２
Ｂの劣化を防止することができ、スクリーンに投写され
る画像を鮮明に表示することができる。（２）冷媒容器４４７が上部台座４４４および下部台座
４４５に固定されていることにより、光源ランプ４１１
から射出された光束によって光束射出側の偏光板４４２
Ｂに発生する熱を冷媒容器４４７から上部台座４４４お
よび下部台座４４５へと放熱することができ、このよう
な熱伝達経路により、光束射出側の偏光板４４２Ｂの冷
却効率はさらに向上する。したがって、光束射出側の偏
光板４４２Ｂの放熱性は改善され、プロジェクタ１の高
輝度化に対応させて、光源からの光束を増加させた場合
であっても、偏光板４４２Ｂの熱を効率的に放熱し、鮮
明な画像を表示させることができる。

【００５５】（３）冷媒容器４４７が上部台座４４４お
よび下部台座４４５に固定されていることにより、冷媒
の自然対流による熱伝達により溶媒容器４４７に発生す
る熱を上部台座４４４および下部台座４４５に放熱する
ことができ、冷媒容器４４７に熱が滞留することを防止
し、冷媒容器の過熱による冷媒の膨張を回避し、冷媒の
封止状態を安定にして冷媒の液漏れ等を防止することが
できる。（４）上部台座４４４にフィン４４４Ｃが形成されてい
ることにより、パネル冷却系Ａからの冷却空気の送風
で、熱交換が促進され、上部台座４４４の熱を効率的に
放熱することができる。（５）冷媒容器４４７が接着固定される場合、上部台座
４４４および下部台座４４５の側面には、対向する上下
の辺縁にわたって凹部４４４Ｂ，４４５Ｂが形成されて
いることにより、何らかの不具合による冷媒容器４４７
の修理・交換をする場合、その凹部４４５Ａにドライバ
ー等の工具を差し込み、上部台座４４４および下部台座
４４５側面から冷媒容器４４７を容易に引き剥がすこと
ができる。ここで、冷媒容器４４７は上部台座４４４お
よび下部台座４４５の側面にねじ止め固定されているの
で、引き剥がした後にクロスダイクロイックプリズム４
５の光束入射端面に固着した接着剤を削り取る必要もな
く、クロスダイクロイックプリズム４５の光束入射端面
に傷をつけることがない。したがって、修理・交換およ
び再位置調整の作業性の改善に繋がる。

【００５６】（６）冷媒容器４４７は、冷媒充填部４４
７Ａの上端部に冷媒を注入するための注入孔４４７Ｆと
空気抜孔４４７Ｇを備えていることにより、長期間使用
した場合においても、冷媒の自重による液漏れを回避す
ることができる。また、空気抜孔４４７Ｇが冷媒充填部
４４７Ａの角隅部分に位置していることにより、冷媒を
注入する際に、空気抜孔４４７Ｇが上方になるように傾
け、注入孔４４７Ｆから冷媒を注入すれば、冷媒に混入
した空気は上昇し、空気抜孔４４７Ｇと対応して開口部
４４７Ｐに形成された気泡溜まり用サライ４４７Ｈに溜
まり、冷媒の注入完了と同時に空気抜孔４４７Ｇから排
除される。したがって、冷媒内の残留空気が排除される
ことにより、冷媒容器４４７内を透過する光束が冷媒内
の残留空気により散乱することがなく、投写される画像
を鮮明に表示することができる。（７）開口部４４７Ｐに気泡溜まり用サライ４４７Ｈが
形成されていることにより、冷媒に混入した空気は、気
泡溜まり用サライ４４７Ｈに溜まるので、液晶パネル４
４１の画像形成領域と対向することがなく、液晶パネル
４４１によって光学的処理が施された光束は残留空気に
よって通路を妨害されず、投写される画像を鮮明に表示
することができる。（８）冷媒容器４４７の表面には、クロメート処理（ア
ロジン）が施されていることにより、極表面層を酸化被
膜で覆うことができ、耐蝕性を向上させることができ
る。したがって、冷媒との長期間の接触においても、冷
媒との化学反応を防止することができ、冷媒の光学特性
を劣化させることなく、スクリーン上に投写される画像
を鮮明に表示させることができる。

【００５７】（９）冷媒充填部４４７Ａの左右辺縁に、
フィン４４７Ｊが突設されていることにより、パネル冷
却系Ａからの冷却空気の送風で、熱交換が促進され、冷
媒容器４４７の熱を効率的に放熱することができる。（１０）冷媒容器４４７、上部台座４４４、下部台座４
４５、および保持枠４４６が、熱伝導性良好なＡｌで構
成されていることにより、光源ランプ４１１からの光の
照射による液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、
および光束射出側の偏光板４４２Ｂの熱を、熱伝導性良
好なＡｌから構成される上記部材に逃がすことで、上記
光学素子の放熱性をさらに改善し、上記光学素子の温度
上昇による動作不良を防止することができる。また、光
学装置４４を構成する部材が同材質（Ａｌ）で構成され
ているので、熱による寸法変化（膨張、収縮）量が同じ
となるため、機能的信頼性が飛躍的に向上する。

【００５８】（１１）偏光板４４２Ｂは、偏光フィルム
とサファイア板から構成されていることにより、光源ラ
ンプ４１１から射出された光束の照射による偏光フィル
ムで発生した熱を熱伝導性良好なサファイア板に放熱す
ることができ、偏光フィルムの高温化を回避し、偏光フ
ィルムの機能的信頼性を確保することができる。（１２）冷媒充填部４４７Ａの開口部４４７Ｐを封止す
る壁（光束射出側の偏光板４４２Ｂのサファイア板およ
び光束射出側基板４４７Ｃ）が、弾性を有するシリコン
ゴムから構成された弾性部材４４７Ｄを介して冷媒容器
４４７の開口部４４７Ｐを封止していることにより、冷
媒の熱による膨張を弾性部材４４７Ｄが吸収することが
でき、冷媒の液漏れ等を回避することができる。また、
弾性部材４４７Ｄの表面を架橋度を上げるように表面処
理を施すことで、冷媒容器４４７を組み立てる際に、弾
性部材４４７Ｄの冷媒充填部４４７Ａへの設置を容易に
することができる。（１３）光束射出側基板４４７Ｃが高い熱伝導性を有
し、かつ、高い硬度を有するサファイアガラスから構成
されていることにより、光源ランプ４１１から射出され
た光束により冷媒に伝達された熱をサファイアガラスに
効率的に放熱することができ、冷媒の高温化を防止する
ことができる。また、冷却室を封止する壁の強度を向上
させることができ、外面に傷が付きにくくなり、製造工
程中に取り扱う場合での破損の危険性を回避することが
できる。

【００５９】（１４）光学装置４４を構成する各部材に
おける接着に、熱伝導性を有する接着剤を用いて、接着
固定していることにより、接着剤における各部材におけ
る熱伝達が促進され、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１
Ｇ，４４１Ｂおよび偏光板４４２Ｂの放熱性が改善され
る。（１５）各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの
光束入射端面および光束射出端面には、サファイアまた
は石英ガラスで構成される防塵ガラス４４１Ａが貼り付
けられていることにより、液晶パネル４４１Ｒ，４４１
Ｇ，４４１Ｂから保持枠４４６への熱伝導を向上させる
ことができる。また、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１
Ｇ，４４１Ｂの外面の強度を向上させることができ、各
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの外面に傷が
付きにくくなり、製造工程中に取り扱う場合での破損の
危険性を回避することができる。さらに、各液晶パネル
４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの機械的強度向上によっ
て液晶パネル４４１を構成する駆動基板および対向基板
を薄型化することができ、液晶パネル４４１を薄型化す
ることが可能となる。（１６）保持枠４４６を冷媒容器４４７に固定する際に
使用するピンスペーサ４４６Ｄが紫外線を透過する透明
部材で構成されていることにより、保持枠４４６と冷媒
容器４４７との固定を紫外線硬化性接着剤を用いて行う
ことができ、ピンスペーサ４４６Ｄを通して紫外線を照
射することで、保持枠４４６と冷媒容器４４７との接合
を容易に行うことができる。

【００６０】〔７．実施形態の変形〕なお、本発明は、
前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的
を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形
等も本発明に含まれる。前記実施形態において、各液晶
パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと光束射出側の偏
光板４４２Ｂとの間にＷＶフィルム等の光学補償膜を介
在させてもよく、このような光学補償膜を介在させるこ
とにより、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ
によって表示される映像を鮮明に投写することができ
る。前記実施形態では、部材を固定する接着剤として、
紫外線硬化性接着剤あるいは熱硬化性接着剤を使用した
が、さらに接着剤の熱伝導率を高くするために、銀パラ
ジウム等の金属粒子を混合した接着剤を用いてもよい。

【００６１】前記実施形態では、光学装置をライトガイ
ドに固定する際に、下部台座４４５の孔４４５Ｃからね
じを挿通してライトガイド４Ａとを固定していたが、上
部台座４４４に取付部を設けてライトガイド４Ａと上部
台座４４４を固定することで、光学装置４４を筐体に固
定してもよい。前記実施形態では、支持板４４７Ｅと冷
媒充填部４４７Ａ、冷媒容器４４７と上部台座４４４お
よび下部台座４４５とをねじにより固定していたが、こ
れに限らず、熱伝達可能に固定されればよく、熱伝導性
良好な熱硬化性接着剤あるいは紫外線硬化性接着剤を使
用してもよい。前記実施形態では、上部台座４４４、冷
媒充填部４４７Ａ、および保持枠４４６に熱を効率的に
放熱するために、フィンが設けられていたが、フィンの
形状は任意であり、前記実施形態での形状に限定されな
い。

【００６２】さらに、前記各実施形態では、３つの光変
調装置を用いたプロジェクタの例のみを挙げたが、本発
明は、１つの光変調装置のみを用いたプロジェクタ、２
つの光変調装置を用いたプロジェクタ、あるいは、４つ
以上の光変調装置を用いたプロジェクタにも適用可能で
ある。

【００６３】また、前記各実施形態では、光変調装置と
して液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用い
たデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよ
い。この場合は、入出射側の偏光板は省略できる。さら
に、前記実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる
透過型の光変調装置を用いていたが、光入射面と光射出
面とが同一となる反射型の光変調装置を用いてもよい。

【００６４】さらにまた、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。

【００６５】

【発明の効果】本発明の光学装置およびこれを備えたプ
ロジェクタによれば、プロジェクタの高輝度化、および
小型化に対応し、光学素子の冷却効率を良好にすること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るプロジェクタの内部構造を模
式的に示す平面図である。

【図２】前記実施形態における光学ユニットを模式的に
示す平面図である。

【図３】前記実施形態における光学装置を上方から見た
斜視図である。

【図４】前記実施形態における光学装置の分解斜視図で
ある。

【図５】前記実施形態における冷媒充填部の構造を示す
正面図である。

【図６】前記実施形態における光学装置の冷却構造を示
す断面図である。

【符号の説明】

１プロジェクタ４２色分離光学系４４光学装置４５クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装
置）４６投写レンズ（投写光学系）４４１，４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ液晶パネル
（光変調装置）４４２Ｂ偏光板（偏光フィルム、サファイアガラス）４４４，４４５台座４４４Ｃフィン４４６保持枠４４７冷媒容器（偏光板保持体）４４７Ｃ光束射出側基板（ガラス基板）４４７Ｄ弾性部材（弾性材料）４４７Ｆ注入孔４４７Ｇ空気抜孔４４７Ｈ気泡溜め用サライ（凹部）４４７Ｊフィン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H043 AE02 AE23 2H088 EA12 EA14 EA15 EA19 EA68 HA05 HA07 HA08 HA13 HA14 HA16 HA18 HA21 HA24 HA25 HA28 MA06 MA20 2H091 FA05Z FA07Z FA08X FA08Z FA11Z FA14Z FA17Z FA23Z FA26X FA29Z FA34X FA41Z FB07 FB08 FC06 FC18 FC23 FC25 FC28 FD06 FD14 GA09 GA12 GA13 GA17 LA02 LA04 LA09 LA11 LA12 LA16 LA30 MA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の色光を各色光毎に画像情報に応じ
て変調する複数の光変調装置と、この光変調装置で変調
された各色光を合成する色合成光学装置とが一体的に設
けられた光学装置であって、前記光変調装置の光射出側に配置され、フィルム状の偏
光素子およびこの偏光素子が貼り付けられる基板を備え
た偏光板と、該偏光板の光透過領域に応じて形成され、内部に冷却流
体が密閉封入される冷却室を有し、前記偏光板を保持す
る熱伝導性材料からなる偏光板保持体と、前記色合成光学装置の光入射端面と交差する端面に設け
られ、該色合成光学装置を固定する熱伝導性材料からな
る台座とを備え、前記冷却室の光入射側または光射出側は、前記偏光板の
基板により封止され、前記偏光板保持体は、前記台座に
取り付けら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、前記基板は、サファイアガラス、または水晶、または石
英ガラスから構成されていることを特徴とする光学装
置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の光学装
置において、前記偏光板保持体の外周部分には、冷却フィンが形成さ
れていることを特徴とする光学装置。
【請求項４】請求項１から請求項３のいずれかに記載
の光学装置において、前記偏光板保持体は、アルミニウム、マグネシウム等の
金属材料から構成され、この偏光板保持体の前記冷却流体との接触部分には、耐
蝕処理が施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、前記冷却室の前記基板で封止される面とは反対側の面
は、戻り光を防止する遮光処理がされたガラス板で封止
され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、前記ガラス板は、サファイアガラス、または水晶、また
は石英ガラスから構成されていることを特徴とする光学
装置。
【請求項７】請求項１から請求項６のいずれかに記載
の光学装置において、前記基板は、熱伝導性の弾性材料を介して前記偏光板保
持体に接着固定されていることを特徴とする光学装置。
【請求項８】請求項１から請求項７のいずれかに記載
の光学装置において、前記偏光板保持体には、前記偏光板保持面と交差する端
面に、前記冷却流体を注入する注入孔が形成されている
ことを特徴とする光学装置。
【請求項９】請求項８に記載の光学装置において、前記偏光板保持体には、前記注入孔に隣接して、注入時
前記冷却室内の空気を排出する空気抜孔が形成されてい
ることを特徴とする光学装置。
【請求項１０】請求項９に記載の光学装置において、前記空気抜孔の貫通位置に応じた冷却室内部には、気泡
溜め用の凹部が形成されていることを特徴とする光学装
置。
【請求項１１】請求項１０に記載の光学装置におい
て、前記注入孔および前記空気抜孔は、前記交差する端面を
対称分割する軸に対して、非対称に配置されていること
を特徴とする光学装置。
【請求項１２】請求項１から請求項１１のいずれかに
記載の光学装置において、前記台座は、前記色合成光学装置の光入射端面と交差す
る一対の端面にそれぞれ設けられ、少なくとも一方の台座には、冷却フィンが形成されてい
ることを特徴とする光学装置。
【請求項１３】請求項１から請求項１２のいずれかに
記載の光学装置を備えていることを特徴とするプロジェ
クタ。