JP2004021116A

JP2004021116A - 光学素子冷却装置、光学装置、および、プロジェクタ

Info

Publication number: JP2004021116A
Application number: JP2002178973A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Fujimori; 藤森　基行
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】光学素子の冷却効率を良好にすることができる光学素子冷却装置、光学装置、および、プロジェクタを提供する。
【解決手段】光学素子冷却装置４４３は、内部に冷却流体を封入し、この冷却流体と射出側偏光板を接触させることで、射出側偏光板を冷却する。この光学素子冷却装置４４３は、内部に冷却流体が封入されるとともに、射出側偏光板を保持する光学素子保持体４４７と、この光学素子保持体４４７に封入された冷却流体を対流させる流体循環部材としてのパイプ４４８とを備えて構成されている。このうち、パイプ４４８は、光学素子保持体４４７の左右両側に配置され、光学素子保持体４４７の左右端縁に沿って延出し、互いに平行になるように配置されている。
【選択図】　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子を冷却流体により冷却する光学素子冷却装置、光学装置、および、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、三色の色光Ｒ，Ｇ，Ｂに分離するダイクロイックミラーと、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枚の液晶パネルと、各液晶パネル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。
【０００３】
このうち、液晶パネルは、マトリクス状に形成された画素電極およびこの画素電極に電圧を印加するＴＦＴ等の電極を有する駆動基板と、この駆動基板に形成された画素電極に対応した電極が形成された対向基板と、これら駆動基板および対向基板の間に封入される液晶層とを備えて構成されている。
また、この液晶パネルの光束入射側および光束射出側には所定の偏光軸を有する光束を透過させる偏光板が配置される。
【０００４】
ここで、光源ランプからの光束が液晶パネルを透過する際には、液晶層による光吸収とともに、ＴＦＴ等の電極への光遮断や画素電極の外縁部からの光漏洩を防ぐための遮光膜による光吸収によって、液晶パネルに熱が発生しやすい。また、この液晶パネルを透過した後、所定の偏光軸を有していない光束は、液晶パネルの光束射出側に配置された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、このような光学素子を内部に有するプロジェクタは、光学素子の温度上昇を緩和するために、以下に示すような冷却装置を備えている。
すなわち、特開平３−１４４６０８号公報に記載された冷却装置は、矩形枠状の放熱器の内部に冷却液を充填する冷却室を形成している。そして、液晶パネルの画像形成領域に対応し、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ている。または、冷却室内に偏光フィルタを載置固定している。このような構成により、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、冷却している。
また、特開平４−３１８４７号公報に記載された冷却装置は、液晶パネルと、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する。そして、光源ランプから射出された光束によって液晶パネル、各偏光フィルタで発生した熱を冷却液により、直接、冷却している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような冷却装置では、冷却室内に封入された冷却液の容量が少ない。このため、発熱した光学素子と冷却液との熱交換能力が低い。
また、上記のような冷却装置では、冷却室内に封入された冷却液の対流速度が遅い。このため、冷却液が発熱した光学素子により温められやすく、光学素子と冷却液との温度差が小さくなる。
【０００７】
さらに、上記のような冷却装置では、冷却装置が小さい、すなわち、冷却室が小さいために、冷却室内に封入された冷却液の対流の制御をすることが困難である。
以上のことにより、冷却液により光学素子を効率的に冷却することができない、という問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、このような点に鑑みて、光学素子の冷却効率を良好にすることができる光学素子冷却装置、光学装置、および、プロジェクタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学素子冷却装置は、光学素子を冷却流体により冷却する光学素子冷却装置であって、前記光学素子を保持する保持面を有し、内部に前記冷却流体が封入される冷却室が形成された光学素子保持体と、この光学素子保持体の冷却室と連通接続され、前記冷却流体を前記冷却室外部に案内し、再度、前記冷却室内部に導く複数の流体循環部材とを備え、少なくとも一対の流体循環部材は、前記光学素子保持体の端縁に沿って延出し、互いに平行に配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
このような本発明によれば、光学素子冷却装置は、流体循環部材を備えていることにより、光学素子保持体の冷却室内だけでなく、流体循環部材にも冷却流体を封入し、冷却流体の容量を大きくすることができ、光学素子と冷却流体との熱交換能力を向上させることができる。
また、少なくとも一対の流体循環部材が、光学素子保持体の端縁に沿って延出し、互いに平行に配置されていることにより、流体循環部材が、所定の方向に冷却流体を導くことができるので、冷却室内に封入された冷却流体の対流の制御を容易に行え、かつ、冷却流体の対流速度を速めることができる。
【００１１】
したがって、光学素子により冷却流体が温められて光学素子と冷却流体との温度差が小さくなることがなく、冷却流体により光学素子を効率的に冷却することができ、本発明の目的を達成できる。
【００１２】
本発明の光学素子冷却装置では、前記一対の流体循環部材は、前記光学素子保持体を挟んで対向配置されていることが好ましい。前記光学素子保持体は、略直方体状に形成され、前記空洞部材は、前記光学素子保持体の左右端縁に沿って形成されていることが好ましい。
このような構成では、一対の流体循環部材が、光学素子保持体を挟んで対向配置されることにより、光学素子冷却装置を設置した際に、一対の流体循環部材の配置位置が、光学素子保持体の上下方向に位置すれば、一対の流体循環部材は、冷却流体の対流方向に配置されることになり、冷却室内の冷却流体の対流制御を容易に行うことができる。
【００１３】
本発明の光学素子冷却装置では、前記光学素子保持体の保持面と直交し、かつ互いに対向する光学素子保持体の端面には、それぞれ、前記冷却室に貫通する孔が形成され、前記流体循環部材は、各孔間を連結する管状部材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、光学素子保持体の保持面と直交し、かつ互いに対向する光学素子保持体の端面には、それぞれ、冷却室に貫通する孔が形成され、流体部材が、各孔間を連結する管状部材から構成されていることにより、光学素子保持体内の冷却流体を管状部材により冷却室外部に導き、再度、光学素子保持体内に導くことができ、冷却流体の対流制御を容易に行うことができる。
【００１４】
なお、光学素子保持体の端面に形成する孔は、少なくとも１つ形成されていればよい。このような構成では、光学素子冷却装置を設計するにあたり、光学素子保持体の対向する端面に形成する孔の数を自由に設定することで、用途や要求性能等に応じて光学素子冷却装置の最適化を図ることができる。
【００１５】
本発明の光学素子冷却装置では、前記光学素子保持体の端縁には、放熱用の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、光学素子保持体の端縁に冷却フィンが形成されていることにより、この冷却フィンで光学素子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すれば、光学素子保持体の冷却効率を向上することができる。
【００１６】
本発明の光学素子冷却装置では、前記冷却フィンには、前記光学素子保持体の端縁に沿って貫通する孔が形成され、前記流体循環部材は、この孔に挿通されていることが好ましい。
このような構成では、冷却フィンには孔が形成され、流体循環部材は、この孔に挿通されていることにより、光学素子と熱交換を行った冷却流体が内部を通過する際に温められた流体循環部材を、この冷却フィンにより放熱し、冷却することができる。したがって、流体循環部材に導かれる冷却流体の熱を放熱することができ、冷却流体の対流速度を増加させることができる。
【００１７】
本発明の光学素子冷却装置では、前記冷却フィンには、フィン表面に突設され、前記光学素子保持体の端縁に沿って延びる凸条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、冷却フィンには、凸条部が形成されていることにより、冷却フィンと外部空気との接触面積を増加し、冷却フィンによる光学素子保持体の冷却効率をさらに向上させることができる。
【００１８】
本発明の光学素子冷却装置では、前記光学素子保持体および前記流体循環部材は、アルミニウム、チタン等の金属製部材から構成されていることが好ましい。
光学素子保持体および空洞部材は、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、冷却流体の着色等により光学素子の光学特性を劣化させてしまう。
【００１９】
ここでは、光学素子保持体および流体循環部材が、耐蝕性を有するアルミニウム、チタン等の金属部材から構成されていることにより、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。
【００２０】
本発明の光学素子冷却装置は、光学素子を冷却流体により冷却する光学素子冷却装置であって、前記光学素子を保持する保持面を有し、内部に前記冷却流体が封入される冷却室が形成された光学素子保持体と、この光学素子保持体の冷却室と連通接続され、前記冷却流体を前記冷却室外部に案内し、再度、前記冷却室内部に導く複数の流体循環部材とを備え、少なくとも一対の流体循環部材は、前記光学素子保持体の端縁に沿って延出し、互いに平行に配置され、前記流体循環部材と前記光学素子保持体との間には、前記冷却流体を強制的に循環させる冷却流体移送手段が介在していることを特徴とするものである。
【００２１】
このような本発明によれば、光学素子冷却装置は、光学素子保持体と、流体循環部材とを備え、少なくとも一対の流体循環部材は、光学素子保持体の端縁に沿って延出し、互いに平行に配置されていることにより、請求項１と同様の作用効果を奏する。
さらに、光学素子冷却装置は、流体循環部材と光学素子保持体との間に冷却流体移送手段が介在し、光学素子保持体内の冷却流体を強制的に循環させることにより、光学素子と冷却流体との間で常に大きい温度差を確保し、冷却流体と光学素子との熱交換効率を向上させることができ、本発明の目的を達成することができる。
【００２２】
本発明の光学素子冷却装置は、光学素子を冷却流体により冷却する光学素子冷却装置であって、前記光学素子を保持する保持面を有し、内部に前記冷却流体が封入される冷却室が形成された光学素子保持体と、この光学素子保持体の冷却室と連通接続され、前記冷却流体を前記冷却室外部に案内し、再度、前記冷却室内部に導く複数の流体循環部材と、前記光学素子保持体と一体的に構成され、前記冷却流体を強制的に循環させる冷却流体移送手段とを備え、少なくとも一対の流体循環部材は、前記光学素子保持体の端縁に沿って延出し、互いに平行に配置されていることを特徴とするものである。
【００２３】
このような本発明によれば、光学素子冷却装置は、光学素子保持体と、流体循環部材とを備え、少なくとも一対の流体循環部材は、光学素子保持体の端縁に沿って延出し、互いに平行に配置されていることにより、請求項１と同様の作用効果を奏する。
また、光学素子保持体と一体的に構成され、冷却流体を強制的に循環させる冷却流体移送手段を備えていることにより、光学素子と冷却流体との間で常に大きい温度差を確保し、冷却流体と光学素子との熱交換効率を向上させることができ、本発明の目的を達成することができる。
さらに、冷却流体移送手段は、光学素子保持体と一体的に構成されていることにより、光学素子冷却装置の小型化を図ることができる。
【００２４】
本発明の光学素子冷却装置では、前記冷却流体移送手段は、圧電素子により体積変化して前記冷却流体を圧送するポンプ室と、このポンプ室の前記流体循環部材との接続孔に形成される弁機構とを備えていることが好ましい。
このような構成では、冷却流体移送手段は、ポンプ室と、弁機構とを備えていることにより、簡易な構造により、冷却流体を強制的に循環させることができる。また、冷却流体の圧送は、圧電素子により行うことにより、冷却流体移送手段の小型化を図ることができる。
【００２５】
本発明の光学素子冷却装置では、前記光学素子保持体は、複数設けられ、前記冷却流体移送手段のポンプ室は、これら光学素子保持体の各冷却室から冷却流体を吸入し、再度、前記流体循環部材を介して前記各冷却室に導入していることが好ましい。
このような構成では、光学素子保持体は、複数設けられ、冷却流体移送手段のポンプ室は、これら光学素子保持体の各冷却室から冷却流体を吸入し、再度、流体循環部材を介して各冷却室に導入していることにより、冷却流体移送手段のポンプ室内では、各光学素子保持体からの冷却流体が混合される。すなわち、冷却流体を各光学素子保持体で共有し、各光学素子保持体にて冷却する光学素子を同一の冷却流体で冷却することができ、各光学素子の温度を均一に冷却することができる。
【００２６】
本発明の光学素子冷却装置では、前記冷却流体移送手段には、前記ポンプ室が複数設けられ、これらのポンプ室は、前記複数の光学素子保持体の冷却室に対して冷却流体の吸入および排出を行うことが好ましい。
このような構成では、冷却流体移送手段には、ポンプ室が複数設けられ、これらのポンプ室は、複数の光学素子保持体の冷却室に対して冷却流体の吸入および排出を行うことにより、各光学素子保持体の冷却室に対して冷却流体の対流速度を増加させることができる。
【００２７】
本発明の光学素子冷却装置では、前記冷却流体移送手段には、前記ポンプ室内と外部空気との間で熱交換を行う放熱板が設けられていることが好ましい。
このような構成では、冷却流体移送手段には、放熱板が設けられていることにより、光学素子と熱交換を行った冷却流体により温められた冷却流体移送手段を、この放熱板により放熱し、冷却することができる。また、冷却流体移送手段自体の動作により、温められた冷却流体移送手段を、この放熱板により放熱し、冷却することができる。
【００２８】
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、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の光学素子冷却装置と、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を備え、前記光学素子冷却装置は、前記色合成光学装置および前記光変調装置の間に介装され、前記光学素子冷却装置の冷却室には、冷却対象となる光学素子の光束透過領域に応じて光入射側および光射出側にそれぞれ開口が形成され、これらの開口の少なくともいずれか一方は、前記偏光板の基板により封止されていることを特徴とするものである。
【００２９】
このような本発明によれば、光学装置は、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の光学素子冷却装置と、偏光板とを備え、光学素子冷却装置の冷却室に形成された開口の光入射側および光射出側の少なくともいずれか一方は、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光学素子冷却装置の冷却室に充填された冷却流体の対流による熱交換を利用して放熱することができる。
また、偏光板に発生する熱を光学素子冷却装置内の冷却流体により放熱することにより、偏光板の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。
【００３０】
本発明の光学装置では、前記光変調装置は、一対の基板間に電気光学物質が密閉封入された変調素子本体を備え、前記冷却室の光入射側または光射出側は、前記光変調装置の基板により封止されていることが好ましい。
このような構成では、光学素子冷却装置の冷却室の光入射側または光射出側は、光変調装置の基板により封止されていることにより、偏光板のみならず、光変調装置に発生した熱も光学素子冷却装置内の冷却流体の対流による熱交換を利用して放熱することができる。
また、光変調装置に発生する熱を光学素子冷却装置内の冷却流体により放熱することにより、光変調装置の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。
【００３１】
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、請求項８から請求項１３のいずれかに記載の光学素子冷却装置と、この光学素子冷却装置の冷却流体移送手段に冷却空気を送風する冷却ファンとを備えていることを特徴とするものである。
【００３２】
このような本発明によれば、光学素子を効率的に冷却することができる請求項８から請求項１３のいずれかに記載の光学素子冷却装置を備えていることにより、光学装置を構成する光学素子の冷却効率を向上させることができる。
また、光学装置は、冷却ファンを備え、この冷却ファンは、冷却流体移送手段に冷却空気を送風することにより、温められた冷却流体移送手段の冷却効率を向上させることができる。
【００３３】
本発明のプロジェクタは、光源から射出された光束を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、各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学装置とを備え、投写画像を形成するプロジェクタであって、請求項１４から請求項１６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。
【００３４】
【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。
［第１実施形態］
〔１．プロジェクタの主な構成〕
図１は、本発明に係るプロジェクタ１の内部構造を模式的に示す平面図である。
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とを備えて構成されている。
【００３５】
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を備えて構成されている。
【００３６】
図１に示すように、外装ケース２の前面には、切欠部２Ａが形成されている。外装ケース２内部に配置された光学ユニット４の一部は、この切欠部２Ａから外部に露出している。そして、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、外装ケース２の前面において、切欠部２Ａ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が形成されている。
さらに、外装ケース２の底面において、前記光学ユニット４の下方に位置する部分には、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図示しない吸気口が形成されている。
【００３７】
図２は、光学ユニット４を模式的に示す平面図である。
光学ユニット４は、平面略Ｌ字形状を有し、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４１〜４４，４６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。
【００３８】
電源ユニット３は、図１に示すように、外装ケース２内における光学ユニット４の図１中右側に配置されている。この電源ユニット３は、図示しない電源ケーブルを通して電力が供給され、供給された電力を制御基板（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）等に供給している。
ここで、制御基板は、プロジェクタ１全体を制御するものであり、光学ユニット４の上方に配置される。特に、後述する光変調装置４４１の各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを制御し、画像情報に応じた光学像を投写する。このため、この制御基板は、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、ランプ駆動回路（バラスト）は、供給された電力を光学ユニット４の光源ランプ４１１に供給する。
【００３９】
電源ユニット３および光学ユニット４は、アルミニウムまたはマグネシウム等の金属製の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や制御基板等から外部への電磁ノイズの漏れを防止している。
【００４０】
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、軸流吸気ファン５１と、ブロワ５２と、軸流排気ファン５３とを備えて構成されている。
軸流吸気ファン５１は、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。
ブロワ５２は、光学ユニット４の光源装置４１３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を冷却する。そして、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。
軸流排気ファン５３は、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プロジェクタ１外部に排出する。
【００４１】
〔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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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４４１上に結像させる機能を有している。
【００４５】
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。
【００４６】
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４１６によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１Ｒ，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からの射出光をほぼ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。
【００４７】
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４２３，４２４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。
【００４８】
リレー光学系４３は、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で分離された色光、赤色光を液晶パネル４４１Ｒまで導く機能を有している。
【００４９】
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４２３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４１７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。
【００５０】
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４１７に伝えるためである。
【００５１】
光学装置４４は、詳しくは後述するが、光源装置４１３から射出される光束を画像情報に応じて変調する３枚の光変調装置４４１と、光変調装置４４１の光束射出側に配置される射出側偏光板４４２Ｂと、ここでは図示しないが、この射出側偏光板４４２Ｂを冷却する光学素子冷却装置４４３と、色合成光学装置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。
【００５２】
光変調装置４４１は、色分離光学系４２で分離された各色光を画像情報に応じて変調する液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、ここでは図示しないが、この液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを保持するパネル保持体４４４とを備えている。
この液晶パネル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，４４１Ｇ，４４１Ｂとこれらの光束入射側にある入射側偏光板４４２Ａおよび光束射出側にある射出側偏光板４４２Ｂとによって、画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
【００５３】
射出側偏光板４４２Ｂは、光変調装置４４１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を透過し、その他の偏光軸を有する光束を吸収する。なお、この射出側偏光板４４２Ｂの詳細については後述する。
光学素子冷却装置４４３は、具体的には後述するが、射出側偏光板４４２Ｂと接触し、内部に冷却流体が封入される冷却室を有する。そして、この冷却流体と射出側偏光板４４２Ｂとの間で熱交換が行われ、射出側偏光板４４２Ｂに発生する熱が冷却する。
【００５４】
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。
【００５５】
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４１６，４１７，４２２〜４２４，４３１〜４３４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。
【００５６】
〔３．光学装置の構造〕
図３は、第１実施形態における光学装置４４を上方から見た概観斜視図である。図４は、第１実施形態における光学装置４４の分解斜視図である。
光学装置４４の構造について、図３および図４を参照して説明する。なお、図３および図４において、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。
【００５７】
光学装置４４は、クロスダイクロイックプリズム４５と、このクロスダイクロイックプリズム４５に固定される台座４４５と、クロスダイクロイックプリズム４５の光束入射端面に固定される固定板４４６と、台座４４５側面に固定される光学素子冷却装置４４３と、この光学素子冷却装置４４３を介して固定板４４６に保持される光変調装置４４１と、光変調装置４４１と光学素子冷却装置４４３との間に介装される補助板４４９とを備え、これらが一体的に形成される。
【００５８】
このような構成では、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂが、光源ランプ４１１から射出された光束を画像情報に応じて変調する。また、射出側偏光板４４２Ｂが、これらの液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂにて変調された光束のうち所定の偏光軸を有する光束を透過させる。そして、クロスダイクロイックプリズム４５が、各射出側偏光板４４２Ｂを透過した各色光を合成して、光学像を形成する。
【００５９】
台座４４５は、クロスダイクロイックプリズム４５の上下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４５と略同一である。この台座４４５は、上部台座４４５Ａおよび下部台座４４５Ｂを備えて構成されている。
【００６０】
上部台座４４５Ａおよび下部台座４４５Ｂにおいて、光束入射側の側面には、この側面の両端縁に位置し、光束入射方向に突出した突出部４４５Ａ１，４４５Ｂ１が形成されている。この突出部４４５Ａ１，４４５Ｂ１において、光束入射側の端面には、光学素子冷却装置４４３を保持固定するための孔４４５Ａ２，４４５Ｂ２が形成されている。
【００６１】
ここで、光学素子冷却装置４４３を固定する際には、この突出部４４５Ａ１，４４５Ｂ１に光学素子冷却装置４４３の光束射出側端面を当接し、光学素子冷却装置４４３の後述する孔と突出部４４５Ａ１，４４５Ｂ１に形成された孔４４５Ａ２，４４５Ｂ２とにねじを螺合することにより、光学素子冷却装置４４３が台座４４５に固定される。
【００６２】
また、光学素子冷却装置４４３を台座４４５の突出部４４５Ａ１，４４５Ｂ１に接着固定する場合には、この突出部４４５Ａ１，４４５Ｂ１にて形成される光学素子冷却装置４４３と台座４４５との間の隙間にドライバ等の工具を差し込むことができる。これにより、光学素子冷却装置４４３に何らかの不具合が生じた場合に、接着固定された光学素子冷却装置４４３と台座４４５との隙間にドライバ等の工具を差し込み、光学素子冷却装置４４３を台座４４５から引き剥がすことができる。
【００６３】
また、具体的な図示は省略するが、下部台座４４５Ｂの下面において、この下面の四隅部分および中央部分には、一体化された光学装置４４をライトガイドに固定するための孔が設けられ、ねじ等により固定される。
さらに、上部台座４４５Ａの中央部分には略円形状にくりぬかれた凹部４４５Ａ３が形成されている。この凹部４４５Ａ３には、凹部４４５Ａ３の円形の直径方向に沿って、複数のルーバ状のフィン４４５Ａ４が形成されており、外気との接触面積が増加し、放熱しやすくなっている。
【００６４】
固定板４４６は、クロスダイクロイックプリズム４５の光束入射端面に固定され、光変調装置４４１を保持固定する。この固定板４４６は、全体略矩形状に形成されており、矩形板状体４４６Ａと、この矩形板状体４４６Ａから光束入射側に突出した突出部４４６Ｂとを備えて構成されている。
【００６５】
矩形板状体４４６Ａは、突出部４４６Ｂとは反対側の端面がクロスダイクロイックプリズム４５の光束入射端面に接着固定される。また、この矩形板状体４４６Ａの略中央部分には、クロスダイクロイックプリズム４５に光束を入射させるための開口部４４６Ａ１が形成されている。
【００６６】
突出部４４６Ｂは、矩形板状体４４６Ａの四隅部分に位置し、光変調装置４４１を保持固定する。この突出部４４６Ｂは、矩形板状体４４６Ａの左右辺縁から光束入射側に延出した延出部４４６Ｂ１と、この延出部４４６Ｂ１の先端部分において、台座４４５の突出部４４５Ａ１，４４５Ｂ１から離間する方向に折曲して形成された当接面４４６Ｂ２とを備えている。
【００６７】
この当接面４４６Ｂ２は、台座４４５の突出部４４５Ａ１，４４５Ｂ１よりも光束入射側に突出している。このため、光学素子冷却装置４４３を台座４４５の突出部４４５Ａ１，４４５Ｂ１に固定した状態で、光変調装置４４１をこの光学素子冷却装置４４３を介して当接面４４６Ｂ２に接着固定することができる。
【００６８】
ここで、台座４４５および固定板４４６は、熱伝導率の高いアルミニウムで形成されている。なお、これら部材はアルミニウムに限らず、マグネシウム合金、または、チタン等の熱伝導率の高い金属部材で構成してもよい。
【００６９】
図５は、光学素子冷却装置４４３の内部構造を示す断面図である。
光学素子冷却装置４４３は、内部に冷却流体を封入し、この冷却流体と光学素子を接触させることで、光学素子を冷却する。この光学素子冷却装置４４３は、内部に冷却流体が封入されるとともに、光学素子を保持する光学素子保持体４４７と、この光学素子保持体４４７に封入された冷却流体を対流させる流体循環部材としてのパイプ４４８（図３、図４）とを備えて構成されている。
【００７０】
光学素子保持体４４７は、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの画像形成領域に対応して開口部４４７Ａを有する略矩形枠状に形成されている。この光学素子保持体４４７は、冷却流体が充填される冷却室４４７Ｂ４を有する冷却流体充填部４４７Ｂと、開口部４４７Ａ周縁に配置される弾性部材４４７Ｃ（図５）と、冷却流体充填部４４７Ｂの光束入射側および光束射出側からねじにより固定される支持板４４７Ｄとを備えて構成されている。
【００７１】
ここで、冷却流体充填部４４７Ｂには、図５に示すように、光束入射側および光束射出側に、弾性部材４４７Ｃと当接するように光束入射側基板４４７Ｅおよび光束射出側基板４４７Ｆが配置される。そして、支持板４４７Ｄが、これら光束入射側基板４４７Ｅおよび光束射出側基板４４７Ｆを外側から冷却流体充填部４４７Ｂに押圧固定することで冷却流体を封止している。なお、ここでは、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している。
【００７２】
冷却流体充填部４４７Ｂは、その上端部に冷却流体を注入するための注入孔４４７Ｂ１と冷却流体内に混入した残留空気を排除するための空気抜孔４４７Ｂ２とを備えている。これら注入孔４４７Ｂ１および空気抜孔４４７Ｂ２は、照明光軸に対して非対称に形成されている。
また、この冷却流体充填部４４７Ｂの上下端面には、冷却室４４７Ｂ４に貫通し、パイプ４４８を接続するための孔４４７Ｂ３が左右両側に形成されている。
【００７３】
さらに、この冷却流体充填部４４７Ｂの左右端面には、左右辺縁の長さを有し、端部から突出してフィン４４７Ｇが形成されている。
フィン４４７Ｇは、図５に示すように、冷却流体から伝達された熱を外気との熱交換により放熱する。このフィン４４７Ｇは、外気との熱交換を行う外気接触面４４７Ｇ１と、光学素子保持体４４７の左右端縁に沿って貫通した貫通孔４４７Ｇ２とを備えている。
【００７４】
外気接触面４４７Ｇ１は、この外気接触面４４７Ｇ１から突出し、光学素子保持体４４７の左右端縁に沿って延びる凸条部４４７Ｇ３が形成されている。この凸条部４４７Ｇ３により、外気接触面４４７Ｇ１の表面積を増加させ、外気との熱交換を積極的に実施できるようになっている。
貫通孔４４７Ｇ２は、パイプ４４８が挿通され、冷却流体からパイプ４４８に伝達された熱を受ける部分である。この貫通孔４４７Ｇ２にて受けた熱は、フィン４４７Ｇの全体に伝達され、外気接触面４４７Ｇ１にて放熱される。
【００７５】
なお、このフィン４４７Ｇの基端部分において、上下端部には、切り欠き部４４７Ｇ４（図４）が形成されている。この切り欠き部４４７Ｇ４に、固定板４４６の突出部４４６Ｂが位置し、フィン４４７Ｇとこの突出部４４６Ｂとが位置的に干渉しないような構成となっている。
【００７６】
弾性部材４４７Ｃは、冷却流体充填部４４７Ｂと基板４４７Ｅ，４４７Ｆとの間に介在し、内部に充填される冷却流体の液漏れ等を防止する。この弾性部材４４７Ｃ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４４７Ｃとしてサーコン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、端面に表面処理が施されていることにより、光学素子冷却装置４４３を組み立てる際に、弾性部材４４７Ｃの冷却流体充填部４４７Ｂへの設置を容易にすることができる。
【００７７】
支持板４４７Ｄは、基板４４７Ｅ，４４７Ｆを押圧固定する。この支持板４４７Ｄは、開口部４４７Ａを有する略矩形枠状の枠体で構成され、冷却流体充填部４４７Ｂの外周縁に当接する。この支持板４４７Ｄを冷却流体充填部４４７Ｂに固定する際には、具体的な図示は省略するが、冷却流体充填部４４７Ｂに形成された孔と支持板４４７Ｄに形成された孔とをねじ等により螺合することで実施される。
【００７８】
光束入射側基板４４７Ｅおよび光束射出側基板４４７Ｆは、射出側偏光板４４２Ｂで構成されている。この射出側偏光板４４２Ｂは、所定の偏光軸を有し、この偏光軸が互いに平行となるように、第１射出側偏光板４４２Ｃおよび第２射出側偏光板４４２Ｄとを備えて構成されている。この第１射出側偏光板４４２Ｃが光束入射側基板４４７Ｅに相当し、第２射出側偏光板４４２Ｄが光束射出側基板４４７Ｆに相当する。
【００７９】
第１射出側偏光板４４２Ｃおよび第２射出側偏光板４４２Ｄは、サファイアガラスまたは水晶製の基板４４２Ｃ１，４４２Ｄ１と、偏光軸が所定方向とされた状態で、この基板４４２Ｃ１，４４２Ｄ１のそれぞれ光束入射側および光束射出側の表面に貼付される偏光素子としての偏光膜４４２Ｃ２，４４２Ｄ２とを備えている。
基板４４２Ｃ１，４４２Ｄ１は、サファイアガラス製の矩形の板材である。このため、基板４４２Ｃ１，４４２Ｄ１は、その熱伝導率が約４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）と高いうえに、その硬度も非常に高く、傷が付きにくく透明度が高いものである。
【００８０】
偏光膜４４２Ｃ２，４４２Ｄ２は、矩形状のフィルムであり、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素を吸着・分散させてフィルム状とした後に、このフィルム状のものを一定方向に延伸し、その後、延伸されたフィルムの両面にアセテートセルロース系のフィルムを接着剤で積層することにより構成されたものである。
ここで、第１射出側偏光板４４２Ｃおよび第２射出側偏光板４４２Ｄが冷却流体充填部４４７Ｂに、対向配置された場合には、偏光膜４４２Ｃ２，４４２Ｄ２の偏光軸が互いに平行となっている。また、この射出側偏光板４４２Ｂの画像形成領域に対応する部分が冷却流体と接触することになる。
【００８１】
パイプ４４８は、アルミニウムから構成された金属部材であり、冷却流体充填部４４７Ｂの上下端部に形成された孔４４７Ｂ３と接続する。具体的に、このパイプ４４８は、略コ字状に形成され、この略コ字状の自由端をさらに上下方向に折曲し、冷却流体充填部４４７Ｂの上下端部に形成された孔４４７Ｂ３と接続している。また、このパイプ４４８は、左右両側に配置され、光学素子保持体４４７の左右端縁に沿って延出し、互いに平行になるように配置されている。
さらに、このパイプ４４８の中央部分は、光学素子保持体４４７の左右端縁に沿って形成されたフィン４４７Ｇの貫通孔４４７Ｇ２に挿通されている。
このような構成により、パイプ４４８は、冷却流体充填部４４７Ｂ内の冷却流体の冷却流路となり、冷却流体の自然対流を誘導している。
【００８２】
ここで、光学素子保持体４４７およびパイプ４４８は、耐蝕性を有するアルミニウムで形成されている。なお、これら部材は、アルミニウムに限らず、チタン等の耐蝕性を有する金属部材で構成してもよい。さらに、冷却流体に耐蝕性を向上させるために、冷却流体充填部４４７Ｂおよびパイプ４４８の冷却流体と接触する部分に、クロメート処理（アロジン）を施してもよい。
【００８３】
上述した光学素子冷却装置４４３を台座４４５の側面に固定する際には、光学素子冷却装置４４３の表裏面を貫通するように形成された孔４４３Ａ、すなわち、冷却流体充填部４４７Ｂおよび支持板４４７Ｄに形成された孔４４３Ａと、台座４４５の突出部４４５Ａ１，４４５Ｂ１の孔４４５Ａ２，４４５Ｂ２とにねじを螺合することにより実施される。
【００８４】
光変調装置４４１は、光源ランプ４１１からの光束を画像情報に応じて変調する液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、この液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１を保持するパネル保持体４４４とを備えて構成されている。
パネル保持体４４４は、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納保持するための収納体４４４Ａと、具体的な図示は省略するが、収納された各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの光束射出側から押圧固定する支持板とを備えて構成される。
【００８５】
収納体４４４Ａは、略矩形枠状の板材であり、四隅に位置し、光変調装置４４１を固定板４４６の当接面４４６Ｂ２に固定するための固定部４４４Ａ１を備えている。この固定部４４４Ａ１は、収納体４４４Ａから光束射出側に突出して形成され、表裏を貫通するように孔４４４Ａ２が形成されている。この孔４４４Ａ２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４４４Ｂが挿通されて固定板４４６の当接面４４６Ｂ２に接合される。また、この収納体４４４Ａの左右端面略中央部分には、具体的な図示は省略するが、支持板と係合するためのフック係合部が形成されている。
【００８６】
支持板は、略矩形枠状の板材であり、収納体のフック係合部に対応して左右端部にはフックが形成されている。
ここで、収納体４４４Ａおよび支持板の略中央部には、開口部４４４Ａ３が形成され、この開口部４４４Ａ３は、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂからの有効光を透過できる。
【００８７】
補助板４４９は、光変調装置４４１および光学素子冷却装置４４３との間に介装され、光変調装置４４１および光学素子冷却装置４４３に発生する熱の放熱を補助する。この補助板４４９は、略矩形枠状の板材であり、略中央部分には、開口部４４９Ａが形成されている。
また、この補助板４４９の四隅部分には、孔４４９Ｂが形成され、具体的な図示は省略するが、補助板４４９は、この孔４４９Ｂと、光学素子冷却装置４４３に形成された孔とをねじで螺合することにより固定される。
【００８８】
さらに、この補助板４４９の左右辺縁には、フィン４４９Ｃが形成され、このフィン４４９Ｃは、補助板４４９に伝達された熱を外気との熱交換により放熱している。
ここで、この補助板４４９は、熱伝導性を有するアルミニウムで形成されている。なお、この補助板４４９は、アルミニウムに限らず、マグネシウム合金、または、チタン等の熱伝導性を有する金属部材で構成してもよい。
【００８９】
また、具体的な図示は省略するが、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、位相差板が貼り付けられている。
【００９０】
〔４．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、射出側偏光板４４２Ｂを主に冷却する射出側偏光板冷却系Ｄとを備えている。
【００９１】
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５１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の光変調装置４４１および光学素子冷却装置４４３の下方に対応した位置には、開口部４Ｂが形成されている。このため、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。
【００９２】
このような構成により、軸流吸気ファン５１で吸引した冷却空気は、開口部４Ｂからライトガイド４Ａ内に入り込む。そして、この冷却空気は、クロスダイクロイックプリズム４５と光学素子冷却装置４４３との間、光学素子冷却装置４４３と補助板４４９との間、補助板４４９と光変調装置４４１との間、および、光変調装置４４１の光束入射側を下方から上方へと通過する。この通過の際に、光変調装置４４１の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、入射側偏光板４４２Ａおよび射出側偏光板４４２Ｂが冷却される。また、これら液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび射出側偏光板４４２Ｂから光学素子冷却装置４４３および補助板４４９に伝達された熱も、この冷却空気により冷却される。ここで、光学素子冷却装置４４３のフィン４４７Ｇおよび補助板４４９のフィン４４９Ｃ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。
【００９３】
なお、ライトガイド４Ａの下面には、図１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，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび入射側偏光板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。
【００９４】
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および入射側偏光板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２Ｂ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，４４１Ｇ，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。このパネル冷却系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。
【００９５】
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る。そして、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する。この後、光源装置４１３内に入り込んで光源ランプ４１１を冷却し、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。
【００９６】
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。
【００９７】
また、射出側偏光板冷却系Ｄでは、上述したように光学素子冷却装置４４３が用いられている。
射出側偏光板４４２Ｂを構成する第１射出側偏光板４４２Ｃおよび第２射出側偏光板４４２Ｄは、冷却流体充填部４４７Ｂを封止するように構成されており、冷却流体充填部４４７Ｂの冷却室４４７Ｂ４に充填される冷却流体と直接、接触している。
【００９８】
ここで、光源ランプ４１１から射出された光束により射出側偏光板４４２Ｂの偏光膜４４２Ｃ２，４４２Ｄ２に発生した熱は、パネル冷却系Ａにより空冷されると同時に、基板４４２Ｃ１，４４２Ｄ２に伝達される。そして、この基板４４２Ｃ１，４４２Ｄ２に伝達された熱は、図５に示すように、冷却流体と熱交換が行われ、冷却流体に熱が伝達される。
【００９９】
この後、熱により温められた冷却流体は、密度の低下により上昇し、図６に示すように、冷却流体充填部４４７Ｂの上端部に接続されたパイプ４４８内に入り込み、パイプ４４８により誘導され、冷却流体充填部４４７Ｂの下端部から、再度、冷却流体充填部４４７Ｂ内に導入される。このように、冷却流体に自然対流が発生し、冷却流体充填部４４７Ｂおよびパイプ４４８に循環経路が形成される。
【０１００】
ここで、冷却流体がパイプ４４８内を通過する際に、パイプ４４８が冷却流体充填部４４７Ｂのフィン４４７Ｇの貫通孔４４７Ｇ２と接続していることで、パイプ４４８内の冷却流体がフィン４４７Ｇにより放熱され、冷却流体の対流速度を増加させている。
【０１０１】
〔５．第１実施形態の効果〕
上述のような第１実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）光学素子冷却装置４４３は、パイプ４４８を備えていることにより、冷却流体充填部４４７Ｂだけでなく、パイプ４４８内にも冷却流体を充填することで、冷却流体の全容量が大きくなり、発熱した射出側偏光板４４２Ｂとこの冷却流体との熱交換能力を向上させることができる。
【０１０２】
（２）パイプ４４８は、光学素子保持体４４７の左右両側に配置され、射出側偏光板４４２Ｂに照射される光束の光軸と直交する面内、かつ、互いに平行になるように構成されていることにより、パイプ４４８は、冷却流体の対流方向に配置されることになり、冷却流体をパイプ４４８内を通過させ、上方から下方へと導くことができる。すなわち、冷却流体充填部４４７Ｂに封入された冷却流体の対流の制御を容易に行うことができ、さらに、冷却流体の対流速度を増加させることができる。
したがって、発熱した射出側偏光板４４２Ｂと冷却流体との温度差が小さくなることがなく、冷却流体により射出側偏光板４４２Ｂを効率的に冷却することができる。
【０１０３】
（３）冷却流体充填部４４７Ｂおよびパイプ４４８は、耐蝕性を有するアルミニウムで構成されていることにより、長期間、冷却流体と接触した場合でも化学反応を生じることを防止することができる。すなわち、化学反応による反応生成物質による冷却流体の着色等を回避し、光学素子冷却装置４４３を通過する光束の光学特性を変更することを防止することができる。
【０１０４】
（４）冷却流体充填部４４７Ｂは、左右両端縁にフィン４４７Ｇを備え、このフィン４４７Ｇの貫通孔４４７Ｇ２にパイプ４４８が接続されることにより、温められた冷却流体の熱をパイプ４４８およびフィン４４７Ｇを介して放熱することができる。したがって、パイプ４４８に導かれる冷却流体の熱を冷却し、冷却流体の対流速度を増加させることができる。
【０１０５】
（５）冷却流体充填部４４７Ｂのフィン４４７Ｇは、外気接触面４４７Ｇ１を備え、この外気接触面４４７Ｇ１には、凸条部４４７Ｇ３が形成されていることにより、フィン４４７Ｇの放熱特性をさらに向上させることができる。
（６）射出側偏光板４４２Ｂの画像形成領域に対応する部分が冷却流体と直接接触していることにより、射出側偏光板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射出側偏光板４４２Ｂ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。
【０１０６】
（７）射出側偏光板４４２Ｂが、第１射出側偏光板４４２Ｃと第２射出側偏光板４４２Ｄとの２つで構成されていることにより、射出側偏光板４４２Ｂに発生する熱を２つの偏光板４４２Ｃ，４４２Ｄに分散することができ、射出側偏光板４４２Ｂの熱による劣化を防止することができる。
また、射出側偏光板４４２Ｂの放熱性改善により、ファン等の冷却装置の増強によるエネルギー消費や騒音の増大を抑制することができるとともに、さらに、ファン等の冷却装置を小型化することができる。
【０１０７】
（８）第１射出側偏光板４４２Ｃおよび第２射出側偏光板４４２Ｄの基板４４２Ｃ１，４４２Ｄ１は、サファイア製であることにより、光源ランプ４１１から射出された光束の照射による偏光膜４４２Ｃ２，４４２Ｄ２で発生した熱を熱伝導性良好な基板４４２Ｃ１，４４２Ｄ１に放熱することができ、偏光膜４４２Ｃ２，４４２Ｄ２の高温化を回避し、偏光膜４４２Ｃ２，４４２Ｄ２の機能的信頼性を確保することができる。
【０１０８】
（９）光学素子保持体４４７および台座４４５が、熱伝導性良好なアルミニウム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、または、射出側偏光板４４２Ｂの熱を、これら光学素子保持体４４７および台座４４５に逃がすことで、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、または、射出側偏光板４４２Ｂの放熱性をさらに改善し、温度上昇による動作不良を防止することができる。
【０１０９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
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。
第１実施形態では、光学素子冷却装置４４３における冷却流体の対流は、冷却流体充填部４４７Ｂおよびパイプ４４８との間において自然対流により実施されていた。
これに対して第２実施形態では、光学素子冷却装置５４３は、冷却流体移送手段としてのダイヤフラムポンプ５４１を備え、光学素子冷却装置５４３における冷却流体の対流が、冷却流体充填部４４７Ｂおよびパイプ５４８との間において強制的に循環する点が相違する。
【０１１０】
図７は、第２実施形態における光学装置５４を上方から見た概観斜視図である。なお、図７では、光学装置５４の要部を説明するために、補助板４４９および光変調装置４４１を省略している。また、クロスダイクロイックプリズム４５のＲ，Ｇ，Ｂの３つの光束入射端面に配置される光学素子冷却装置５４３の光学素子保持体４４７のうち、代表してＧ色光側の光学素子保持体４４７のみを図示し、Ｒ，Ｂ色光側の光学素子保持体４４７の図示を省略する。
光学素子冷却装置５４３は、光学素子保持体４４７と、冷却流体を強制的に循環させるダイヤフラムポンプ５４１と、これら光学素子保持体４４７とダイヤフラムポンプ５４１とを接続するパイプ５４８と、ダイヤフラムポンプ５４１の熱を放熱する放熱板５４２とを備えて構成される。またダイヤフラムポンプ５４１の上方には、このダイヤフラムポンプ５４１に冷却空気を送風する軸流ファン５５が配置されている。
【０１１１】
ダイヤフラムポンプ５４１は、ダイヤフラムを変形させることによりポンプ室の容積を増減させ、ポンプ室と外部との間で、液体の吸入および排出を行う。このダイヤフラムポンプ５４１は、略直方体状に形成され、上部台座４４５Ａの上面にねじ等により固定されている。
【０１１２】
図８は、ダイヤフラムポンプ５４１の構造を模式的に示す断面図である。
具体的に、このダイヤフラムポンプ５４１は、変形自在に構成されたダイヤフラム５４１Ａと、このダイヤフラム５４１Ａ上に装着された圧電素子５４１Ｂと、冷却流体を流入および流出するポンプ室５４１Ｃとを備えて構成されている。
【０１１３】
ダイヤフラム５４１Ａは、ポリプロピレンまたはポリカーボネイト等で構成され、圧電素子５４１Ｂの変形と連動して変形する。この変形により、ポンプ室５４１Ｃ内の容積が増減し、ポンプ室５４１Ｃ内に冷却流体が流入および流出される。
圧電素子５４１Ｂは、図示しない制御基板と電気的に接続し、この制御基板から適当な周波数で電圧が加えられ、この電圧に応じて変形する。すなわち、この制御基板が圧電素子５４１Ｂの制御を行い、圧電素子５４１Ｂを装着したダイヤフラム５４１Ａの変形を制御している。
このように圧電素子５４１Ｂによりダイヤフラム５４１Ａを変形させることで、ダイヤフラムポンプ５４１を小型化している。
【０１１４】
ポンプ室５４１Ｃには、図７、図８に示すように、各光束入射端面において、この左右両側に位置する２つの排出口５４１Ｄと、各光束入射端面において、略中央部分に位置する吸入口５４１Ｅとが形成されている。また、このポンプ室５４１Ｃは、ダイヤフラム５４１Ａと同様に、ポリプロピレンまたはポリカーボネイト等で構成されている。
【０１１５】
図９は、流入弁および流出弁の構造を示す図である。
図９に示すように、吸入口５４１Ｅには、ダイヤフラム５４１Ａの変形によって容積を増加させた際に、冷却流体を流入させる流入弁５４１Ｃ１が配置されている。また、排出口５４１Ｄには、ダイヤフラム５４１Ａの変形によって容積を減少させた際に、冷却流体を流出させる流出弁５４１Ｃ２が配置されている。
これら流入弁５４１Ｃ１および流出弁５４１Ｃ２は、シリコーンゴムから構成されている。
【０１１６】
流入弁５４１Ｃ１は、図９に示すように、断面略Ｌ字状に形成され、ポンプ室５４１Ｃの内壁に設置される。この流入弁５４１Ｃ１は、ポンプ室５４１Ｃの内壁と略平行な端面Ｈの一部、すなわち、流入弁５４１Ｃ１の角隅部分のみがポンプ室５４１Ｃの内壁と固定されている。このため、ポンプ室５４１Ｃの内壁と固定されていない流入弁５４１Ｃ１の端面Ｈは、内壁から近接隔離することができるように構成されている。
【０１１７】
ここで、ポンプ室５４１Ｃ内が減圧された場合、すなわち、図８中鎖線で示すように、ダイヤフラム５４１Ａが圧電素子５４１Ｂ側に変形した場合には、ポンプ室５４１Ｃの内壁と固定されていない流入弁５４１Ｃ１の端面Ｈは、内壁から離間し（図９中鎖線で示す）、吸入口５４１Ｅから冷却流体がポンプ室５４１Ｃ内に吸入される。
また、反対に、ポンプ室５４１Ｃ内が加圧された場合、すなわち、ダイヤフラム５４１Ａが変形してから定常位置に戻る場合には、ポンプ室５４１Ｃの内壁と固定されていない流入弁５４１Ｃ１の平面Ｈは、内壁に密着し（図９中実線で示す）、吸入口５４１Ｅから冷却流体がポンプ室５４１Ｃ内に流入しない。
【０１１８】
流出弁５４１Ｃ２は、流入弁５４１Ｃ１と同様な構造を採用している。この流出弁５４１Ｃ２は、流入弁５４１Ｃ１と異なり、ポンプ室５４１Ｃの外壁に設置される。このため、流入弁５４１Ｃ１とは逆に、ポンプ室５４１Ｃの排出口５４１Ｄから冷却流体が排出される。
【０１１９】
上述したダイヤフラムポンプ５４１は、１つのポンプ室５４１Ｃ、および、１つのダイヤフラム５４１Ａを備え、光学装置５４のＲ，Ｇ，Ｂの各光束入射側に配置された３つの光学素子冷却装置４４３に冷却流体を排出および吸入している。なお、このような構成に限らず、３つダイヤフラムポンプ５４１で光学装置５４のＲ，Ｇ，Ｂの各光束入射側に配置された３つの光学素子冷却装置４４３の各々に冷却流体を排出および吸入してもよい。
また、２つのダイヤフラムポンプ５４１を用いて、例えば、光学装置５４のＲ色光位置に対応する光学素子冷却装置４４３と、Ｇ，Ｂ色光位置に対応する光学素子冷却装置４４３とに冷却流体を排出および吸入してもよい。
【０１２０】
パイプ５４８は、可撓性部材から構成され、ダイヤフラムポンプ５４１の排出口５４１Ｄと冷却流体充填部４４７Ｂの下端部の孔４４７Ｂ３とを接続する２つの排出パイプ５４８Ａと、冷却流体充填部４４７Ｂの上端部の孔４４７Ｂ３とダイヤフラムポンプ５４１の吸入口５４１Ｅとを接続する吸入パイプ５４８Ｂとを備えて構成されている。
【０１２１】
排出パイプ５４８Ａは、略コ字状に形成され、このコ字状の自由端の一方を折曲してダイヤフラムポンプ５４１の排出口５４１Ｄに接続し、他方の自由端を上方に折曲して冷却流体充填部４４７Ｂの下端部の孔４４７Ｂ３に接続している。また、この排出パイプ５４８Ａは、左右両側に配置され、射出側偏光板４４２Ｂに照射される光束の光軸と直交する面内、かつ、互いに平行になるように構成されている。
【０１２２】
さらに、この排出パイプ５４８Ａの略中央部分は、光学素子保持体４４７の左右端縁に沿って形成されたフィン４４７Ｇの貫通孔４４７Ｇ２に挿通されている。
このような構成により、排出パイプ５４８Ａは、ダイヤフラムポンプ５４１からの冷却流体の排出経路となり、強制的に冷却流体がダイヤフラムポンプ５４１から排出され、冷却流体充填部４４７Ｂ内に導入されるようになっている。
【０１２３】
吸入パイプ５４８Ｂは、略Ｔ字状に形成され、３つの自由端のうち２つが冷却流体充填部４４７Ｂの上端部の孔４４７Ｂ３と接続し、残りの自由端がダイヤフラムポンプ５４１の吸入口５４１Ｅと接続している。このような構成により、ダイヤフラムポンプ５４１は、冷却流体充填部４４７Ｂの２つの孔４４７Ｂ３から冷却流体を吸入し、これら吸入した冷却流体を合流させて吸入口５４１Ｅから冷却流体をポンプ室５４１Ｃ内に取り込んでいる。
【０１２４】
上述したパイプ５４８の構成では、冷却流体は、冷却流体充填部４４７Ｂから吸入パイプ５４８Ｂ、吸入パイプ５４８Ｂからダイヤフラムポンプ５４１、ダイヤフラムポンプ５４１から排出パイプ５４８Ａ、そして、排出パイプ５４８Ａから冷却流体充填部４４７Ｂへと流れ、このような冷却流路が確立されている。
【０１２５】
放熱板５４２は、ダイヤフラムポンプ５４１の上面に固定され、冷却流体またはダイヤフラム５４１Ａの駆動により温められたダイヤフラムポンプ５４１を外気との熱交換により冷却する。この放熱板５４２は、熱交換効率を向上させるためにフィン５４２Ａを備えている。
フィン５４２Ａは、ダイヤフラムポンプ５４１から垂直に立ち上がるように形成された筒状部材が、放熱板５４２の一面に形成されている。このような構成により、外気との接触面積を大きくしている。
【０１２６】
次に、第２実施形態のプロジェクタ１における冷却構造を説明する。
図１０は、射出側偏光板冷却系Ｄおよびポンプ冷却系Ｅの冷却流路を説明する図である。
第２実施形態における冷却構造は、第１実施形態で説明した、パネル冷却系Ａ、光源冷却系Ｂ、電源冷却系Ｃ、射出側偏光板冷却系Ｄの他に、ダイヤフラムポンプ５４１を主に冷却するポンプ冷却系Ｅを備えている。
射出側偏光板冷却系Ｄでは、光学素子冷却装置４４３とダイヤフラムポンプ５４１とが用いられている。
【０１２７】
射出側偏光板４４２Ｂの偏光膜４４２Ｃ２，４４２Ｄ２で発生した熱は、第１実施形態と同様に、冷却流体充填部４４７Ｂの冷却流体と熱交換が行われ、冷却流体に熱が伝達される。
図示しない制御基板から適当な周波数で電圧がダイヤフラムポンプ５４１の圧電素子５４１Ｂに加えられ、ダイヤフラムポンプ５４１が駆動する。この際、冷却流体充填部４４７Ｂの温められた冷却流体は、冷却流体充填部４４７Ｂの上端部の孔４４７Ｂ３から吸入パイプ５４８Ｂを介してダイヤフラムポンプ５４１のポンプ室５４１Ｃに吸入される。
ここで、冷却流体からポンプ室５４１Ｃに熱が伝達され、さらにダイヤフラムポンプ５４１の上面に固定された放熱板５４２に伝達される。
【０１２８】
また、ダイヤフラムポンプ５４１の駆動により、ポンプ室５４１Ｃ内の冷却流体が排出口５４１Ｄから排出パイプ５４８Ａを介して冷却流体充填部４４７Ｂに再度戻される。ここで、排出パイプ５４８Ａは冷却流体充填部４４７Ｂのフィン４４７Ｇを通ることにより、このフィン４４７Ｇの外気接触面４４７Ｇ１とパネル冷却系Ａの冷却空気との熱交換で、排出パイプ５４８Ａ内を流れる冷却流体の熱が冷却される。
【０１２９】
以上のように、ダイヤフラムポンプ５４１により、冷却流体充填部４４７Ｂ→吸入パイプ５４８Ｂ→ポンプ室５４１Ｃ→排出パイプ５４８Ａ→冷却流体充填部４４７Ｂという冷却流体の循環を繰り返すことで、射出側偏光板４４２Ｂが冷却される。
【０１３０】
ポンプ冷却系Ｅでは、軸流ファン５５と放熱板５４２とが用いられている。
軸流ファン５５は、外装ケース２（図１）の上面に形成された図示しない孔からプロジェクタ１外部の冷却空気を吸入し、ダイヤフラムポンプ５４１の上面に固定された放熱板５４２のフィン５４２Ａに送風する。この送風された冷却空気により、射出側偏光板冷却系Ｄにより放熱板５４２に伝達された熱がフィン５４２Ａから放熱される。
ポンプ冷却系Ｅの冷却空気は、このようにしてダイヤフラムポンプ５４１を冷却した後、具体的な図示は省略するが、ブロワ５２側に引き寄せられ、前面側の排気口２Ｂから排気される。
【０１３１】
上述した第２実施形態によれば、前記（１）、（２）、（４）〜（９）と略同様の効果の他、次のような効果がある。
（１０）光学素子冷却装置５４３は、ダイヤフラムポンプ５４１を備え、冷却流体充填部４４７Ｂ内の冷却流体をパイプ５４８を介して強制的に循環させていることにより、冷却流体の対流速度をさらに増加させることができる。
したがって、発熱した射出側偏光板４４２Ｂと冷却流体との温度差が小さくなることがなく、冷却流体により射出側偏光板４４２Ｂをさらに効率的に冷却することができる。
【０１３２】
（１１）冷却流体は、冷却流体充填部４４７Ｂおよびパイプ５４８の他にダイヤフラムポンプ５４１のポンプ室５４１Ｃ内にも充填されることにより、冷却流体の全容量を増加させることができ、発熱した射出側偏光板４４２Ｂとこの冷却流体との熱交換能力をさらに向上させることができる。
（１２）ダイヤフラムポンプ５４１は、各光学素子保持体４４７に冷却流体を排出および吸入していることにより、ポンプ室５４１Ｃ内では、各光学素子保持体４４７からの冷却流体が混合される。すなわち、冷却流体を各光学素子保持体４４７で共有し、各Ｒ，Ｇ，Ｂの射出側偏光板４４２Ｂを同一の冷却流体で冷却することができ、各射出側偏光板４４２Ｂの温度を均一に冷却することができる。
【０１３３】
（１３）ダイヤフラムポンプ５４１の上面に放熱板５４２が固定され、この放熱板５４２が、フィン５４２Ａを備えていることにより、冷却流体、または、ダイヤフラム５４１Ａの駆動により温められたダイヤフラムポンプ５４１を、この放熱板５４２により放熱し、冷却することができる。
（１４）また、この放熱板５４２の上方に軸流ファン５５が設置されていることにより、軸流ファン５５で吸引した冷却空気を放熱板５４２のフィン５４２Ａに送風することで、ダイヤフラムポンプ５４１の熱をさらに効率的に冷却することができる。
【０１３４】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
以下の説明では、前記第２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。
第２実施形態における光学装置５４では、光学素子冷却装置５４３は、ダイヤフラムポンプ５４１を備え、このダイヤフラムポンプ５４１は、上部台座４４５Ａの上面に設置され、光学素子保持体４４７内の冷却流体を強制的に対流させていた。
これに対して、第３実施形態における光学装置６４では、光学素子冷却装置６４３は、冷却流体移送手段としてのダイヤフラムポンプ６４１を備え、光学素子保持体４４７とダイヤフラムポンプ６４１とが一体的に構成されている点が相違する。
【０１３５】
図１１は、第３実施形態における光学装置６４を上方から見た概観斜視図である。なお、図１１では、光学装置６４の要部を説明するために、補助板４４９および光変調装置４４１を省略している。また、クロスダイクロイックプリズム４５のＲ，Ｇ，Ｂの３つの光束入射端面に配置される光学素子冷却装置６４３のうち、代表してＧ色光側の光学素子冷却装置６４３のみを図示し、Ｒ，Ｂ色光側の光学素子冷却装置６４３の図示を省略する。
【０１３６】
具体的に、光学素子冷却装置６４３は、光学素子保持体４４７と、ダイヤフラムポンプ６４１と、この光学素子保持体４４７とダイヤフラムポンプ６４１とを接続する空洞部材としてのパイプ６４８とを備えて構成されている。
ダイヤフラムポンプ６４１は、冷却流体充填部４４７Ｂの上端部の略中央部分に固定されている。このダイヤフラムポンプ６４１の内部構造については、第２実施形態のダイヤフラムポンプ５４１と略同一であり、説明を省略する。
【０１３７】
ダイヤフラムポンプ６４１は、略直方体状に形成され、左右端部に排出口６４１Ｄおよび吸入口６４１Ｅがそれぞれ形成されている。また、具体的な図示は省略しているが、Ｒ，Ｂ各色光側の光学素子冷却装置６４３においても、ダイヤフラムポンプ６４１をそれぞれ備え、すなわち、３つのダイヤフラムポンプ６４１でそれぞれの光学素子冷却装置６４３内の冷却流体の強制対流を行っている。
【０１３８】
パイプ６４８は、可撓性部材から構成され、ダイヤフラムポンプ６４１の排出口６４１Ｄと冷却流体充填部４４７Ｂの下端部の孔４４７Ｂ３とを接続する２つの排出パイプ６４８Ａと、冷却流体充填部４４７Ｂの上端部の孔４４７Ｂ３とダイヤフラムポンプ６４１の吸入口６４１Ｅとを接続する２つの吸入パイプ６４８Ｂとを備えて構成されている。
【０１３９】
排出パイプ６４８Ａは、略コ字状に形成され、このコ字状の自由端の一方を折曲してダイヤフラムポンプ６４１の排出口６４１Ｄに接続し、他方の自由端を上方に折曲して冷却流体充填部４４７Ｂの下端部の孔４４７Ｂ３に接続している。また、この排出パイプ６４８Ａは、左右両側に配置され、射出側偏光板４４２Ｂに照射される光束の光軸と直交する面内、かつ、互いに平行になるように構成されている。
【０１４０】
さらに、この排出パイプ６４８Ａの略中央部分は、光学素子保持体４４７の左右端縁に沿って形成されたフィン４４７Ｇの貫通孔４４７Ｇ２に挿通されている。
このような構成により、排出パイプ６４８Ａは、ダイヤフラムポンプ６４１からの冷却流体の排出経路となり、強制的に冷却流体がダイヤフラムポンプ６４１から排出され、冷却流体充填部４４７Ｂ内に導入されるようになっている。
【０１４１】
吸入パイプ５４８Ｂは、略Ｌ字状に形成され、一方の端部を冷却流体充填部４４７Ｂの上端部の孔４４７Ｂ３と接続し、他方の端部をダイヤフラムポンプ５４１の吸入口５４１Ｅと接続している。
【０１４２】
上述したパイプ６４８の構成では、冷却流体は、冷却流体充填部４４７Ｂから吸入パイプ６４８Ｂ、吸入パイプ６４８Ｂからダイヤフラムポンプ６４１、ダイヤフラムポンプ６４１から排出パイプ６４８Ａ、そして、排出パイプ６４８Ａから冷却流体充填部４４７Ｂへと流れ、このような冷却流路が確立されている。
【０１４３】
次に、第３実施形態のプロジェクタ１における冷却構造を説明する。
図１２は、射出側偏光板冷却系Ｄによる冷却構造を説明する図である。
射出側偏光板冷却系Ｄでは、光学素子冷却装置６４３が用いられている。射出側偏光板４４２Ｂの偏光膜４４２Ｃ２，４４２Ｄ２で発生した熱は、第１実施形態と同様に、冷却流体充填部４４７Ｂの冷却流体と熱交換が行われ、冷却流体に熱が伝達される。
ダイヤフラムポンプ６４１は、第２実施形態と同様に、図示しない制御基板から適当な周波数で電圧が圧電素子に加えられ、ダイヤフラムが変形して駆動する。この際、冷却流体充填部４４７Ｂの温められた冷却流体は、冷却流体充填部４４７Ｂの上端部の孔４４７Ｂ３から吸入パイプ６４８Ｂを介してダイヤフラムポンプ６４１のポンプ室に吸入される。
【０１４４】
さらに、ダイヤフラムポンプ６４１の駆動により、ポンプ室内の冷却流体が排出口６４１Ｄから排出パイプ６４８Ａを介して冷却流体充填部４４７Ｂに再度戻される。ここで、排出パイプ６４８Ａは冷却流体充填部４４７Ｂのフィン４４７Ｇを通ることにより、このフィン４４７Ｇの外気接触面４４７Ｇ１とパネル冷却系Ａの冷却空気との熱交換で、排出パイプ６４８Ａ内を流れる冷却流体の熱が冷却される。
【０１４５】
以上のように、ダイヤフラムポンプ６４１により、冷却流体充填部４４７Ｂ→吸入パイプ６４８Ｂ→ポンプ室→排出パイプ６４８Ａ→冷却流体充填部４４７Ｂという冷却流体の循環を繰り返すことで、射出側偏光板４４２Ｂが冷却される。
【０１４６】
上述した第３実施形態によれば、前記（１）、（２）、（４）〜（１１）と略同様の効果の他、次のような効果がある。
（１５）光学素子冷却装置６４３は、ダイヤフラムポンプ６４１を備え、このダイヤフラムポンプ６４１は、冷却流体充填部４４７Ｂと一体化していることにより、光学装置６４の小型化を図ることができる。
（１６）また、ダイヤフラムポンプ６４１は、冷却流体充填部４４７Ｂと一体化していることにより、光学装置６４の製造を容易に行うことができる。
（１７）放熱板５４２および軸流ファン５５等の部材を省略し、コスト削減を測ることができる。
【０１４７】
〔６．実施形態の変形〕
なお、本発明は、前記各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。
前記各実施形態では、光学素子保持体４４７が、射出側偏光板４４２Ｂを保持固定する構成を説明したが、これに限らない。例えば、図３に示すように、射出側偏光板４４２Ｂおよび液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを保持固定する構成を採用してもよい。
【０１４８】
具体的に、図１３に示すように液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、ガラスなどからなる駆動基板４４１Ｃと対向基板４４１Ｄとが、シール材（図示省略）を介して所定間隔を空けて張り合わされ、両基板間に液晶が注入された構成となっている。また、この対向基板４４１Ｄには、サファイアまたは水晶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。
【０１４９】
このような液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂが、冷却流体充填部４４７Ｂの光束入射側に配置され、光束射出側には、射出側偏光板４４２Ｂが配置される。この時、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの駆動基板４４１Ｃが冷却流体充填部４４７Ｂ側に設置される。
このような構成では、光源ランプ４１１からの光束の照射により温められた液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび射出側偏光板４４２Ｂの双方を冷却流体充填部４４７Ｂ内の冷却流体により冷却することができるという利点がある。
【０１５０】
前記第２実施形態では、ダイヤフラムポンプ５４１は、ポンプ室５４１Ｃ内に冷却流体を収納するとともに、ダイヤフラム５４１Ａの変形により、光学素子保持体４４７内にポンプ室５４１Ｃ内の冷却流体を循環させていたが、これに限らない。例えば、図１４に示すように、ダイヤフラムポンプ５４１を２つの機能に分け、主に冷却流体を循環させるダイヤフラムポンプ本体５４５と、主に冷却流体を収納する冷却流体収納部５４４とを備えて構成してもよい。
【０１５１】
具体的には、排出パイプ５４８Ａの上方部分を２つに分割し、その間にダイヤフラムポンプ本体５４５を配置する。このように、冷却流体を主に循環するダイヤフラムポンプ本体５４５を左右に２つ配置することにより、冷却流体の対流速度を増加させることができ、光学素子保持体４４７に保持固定される光学素子の冷却効率を向上させることができるという利点がある。
また、ダイヤフラムポンプ５４１が、冷却流体を収納する冷却流体収納部５４４を備えていることにより、ポンプ冷却系Ｅによるダイヤフラムポンプ５４１の冷却効率をさらに向上させることができるという利点がある。
【０１５２】
前記第３実施形態では、冷却流体充填部４４７Ｂにおいて、上端部の左右両側には、孔４４７Ｂ３が形成され、冷却流体充填部４４７Ｂの上端部に固定されたダイヤフラムポンプ６４１が、この２つの孔４４７Ｂ３から冷却流体を吸入する構成を説明したが、これに限らない。冷却流体充填部４４７Ｂの上端部に、少なくとも１つの孔が形成され、この孔からダイヤフラムポンプが冷却流体を吸入するような構成であればよい。
【０１５３】
例えば、図１５に示す光学装置６４では、冷却流体充填部４４７Ｂの上端部の略中央部分に孔４４７Ｂ３を形成している。また、ダイヤフラムポンプ６４１は、上下端部にそれぞれ、排出口６４１Ｄおよび吸入口６４１Ｅが形成されている。そして、この孔４４７Ｂ３とダイヤフラムポンプ６４１の吸入口６４１Ｅと吸入パイプ６４８Ｂで接続し、さらに、ダイヤフラムポンプ６４１の排出口６４１Ｄと冷却流体充填部４４７Ｂの下端部の孔４４７Ｂ３とを排出パイプ６４８Ａで接続する。
このような構成では、ダイヤフラムポンプ６４１は、上下端部にそれぞれ、排出口６４１Ｄおよび吸入口６４１Ｅが形成されていることにより、ダイヤフラムポンプ６４１の排出および吸入構造を簡素化することができるという利点がある。
【０１５４】
前記第２実施形態および前記第３実施形態では、ダイヤフラムポンプ５４１，６４１の流入弁５４１Ｃ１および流出弁５４１Ｃ２は、断面略Ｌ字状に形成され、シリコーンゴムから構成されていることを説明したが、これに限らない。例えば、円板状に形成されてもよく、ボール弁等を採用してもよい。
【０１５５】
前記各実施形態では、支持板４４７Ｄと冷却流体充填部４４７Ｂとの固定をねじにより行っていたが、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。
前記各実施形態では、冷却流体充填部４４７Ｂ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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
【発明の効果】
本発明によれば、光学素子の冷却効率を良好にでき、光学素子の劣化を防止し、この光学素子を備えた光学装置およびプロジェクタの寿命を長く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】前記各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】前記各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】第１実施形態における光学装置を上方から見た外観斜視図である。
【図４】第１実施形態における光学装置の分解斜視図である。
【図５】第１実施形態における光学素子冷却装置の内部構造を示す断面図である。
【図６】第１実施形態における射出側偏光板冷却系の冷却構造を説明する図である。
【図７】第２実施形態における光学装置を上方から見た概観斜視図である。
【図８】第２実施形態におけるダイヤフラムポンプの構造を模式的に示す断面図である。
【図９】第２実施形態における流入弁および流出弁の構造を示す図である。
【図１０】第２実施形態における射出側偏光板冷却系およびポンプ冷却系の冷却流路を説明する図である。
【図１１】第３実施形態における光学装置を上方から見た概観斜視図である。
【図１２】第３実施形態における射出側偏光板冷却系の冷却構造を説明する図である。
【図１３】変形例を説明する図である。
【図１４】変形例を説明する図である。
【図１５】変形例を説明する図である。
【符号の説明】
１　プロジェクタ
４４，５４，６４　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）
５５　冷却ファン
４４１　光変調装置
４４２Ｂ　射出側偏光板
４４２Ｃ１，４４２Ｄ１　基板
４４２Ｃ２，４４２Ｄ２　偏光膜（偏光素子）
４４３，５４３，６４３　光学素子冷却装置
４４７　光学素子保持体
４４７Ｂ３　孔
４４７Ｂ４　冷却室
４４７Ｇ　フィン（冷却フィン）
４４７Ｇ１　外気接触面（フィン表面）
４４７Ｇ２　貫通孔（孔）
４４７Ｇ３　凸条部
４４８，５４８，６４８　パイプ（流体循環部材）
５４１，６４１　ダイヤフラムポンプ（冷却流体移送手段）
５４１Ｂ　圧電素子
５４１Ｃ　ポンプ室
５４１Ｃ１　流入弁（弁機構）
５４１Ｃ２　流出弁（弁機構）
５４１Ｄ　排出口（接続孔）
５４１Ｅ　吸入口（接続孔）
５４２　放熱板

Claims

光学素子を冷却流体により冷却する光学素子冷却装置であって、
前記光学素子を保持する保持面を有し、内部に前記冷却流体が封入される冷却室が形成された光学素子保持体と、
この光学素子保持体の冷却室と連通接続され、前記冷却流体を前記冷却室外部に案内し、再度、前記冷却室内部に導く複数の流体循環部材とを備え、
少なくとも一対の流体循環部材は、前記光学素子保持体の端縁に沿って延出し、互いに平行に配置されていることを特徴とする光学素子冷却装置。
請求項１に記載の光学素子冷却装置において、
前記一対の流体循環部材は、前記光学素子保持体を挟んで対向配置されていることを特徴とする光学素子冷却装置。
請求項１または請求項２に記載の光学素子冷却装置において、
前記光学素子保持体の保持面と直交し、かつ互いに対向する光学素子保持体の端面には、それぞれ、前記冷却室に貫通する孔が形成され、
前記流体循環部材は、各孔間を連結する管状部材から構成されていることを特徴とする光学素子冷却装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学素子冷却装置において、
前記光学素子保持体の端縁には、放熱用の冷却フィンが形成されていることを特徴とする光学素子冷却装置。
請求項４に記載の光学素子冷却装置において、
前記冷却フィンには、前記光学素子保持体の端縁に沿って貫通する孔が形成され、
前記流体循環部材は、この孔に挿通されていることを特徴とする光学素子冷却装置。
請求項４または請求項５に記載の光学素子冷却装置において、
前記冷却フィンには、フィン表面に突設され、前記光学素子保持体の端縁に沿って延びる凸条部が形成されていることを特徴とする光学素子冷却装置。
請求項１から請求項６のいずれかに記載の光学素子冷却装置において、
前記光学素子保持体および前記流体循環部材は、アルミニウム、チタン等の金属製部材から構成されていることを特徴とする光学素子冷却装置。
光学素子を冷却流体により冷却する光学素子冷却装置であって、
前記光学素子を保持する保持面を有し、内部に前記冷却流体が封入される冷却室が形成された光学素子保持体と、
この光学素子保持体の冷却室と連通接続され、前記冷却流体を前記冷却室外部に案内し、再度、前記冷却室内部に導く複数の流体循環部材とを備え、
少なくとも一対の流体循環部材は、前記光学素子保持体の端縁に沿って延出し、互いに平行に配置され、
前記流体循環部材と前記光学素子保持体との間には、前記冷却流体を強制的に循環させる冷却流体移送手段が介在していることを特徴とする光学素子冷却装置。
光学素子を冷却流体により冷却する光学素子冷却装置であって、
前記光学素子を保持する保持面を有し、内部に前記冷却流体が封入される冷却室が形成された光学素子保持体と、
この光学素子保持体の冷却室と連通接続され、前記冷却流体を前記冷却室外部に案内し、再度、前記冷却室内部に導く複数の流体循環部材と、
前記光学素子保持体と一体的に構成され、前記冷却流体を強制的に循環させる冷却流体移送手段とを備え、
少なくとも一対の流体循環部材は、前記光学素子保持体の端縁に沿って延出し、互いに平行に配置されていることを特徴とする光学素子冷却装置。
請求項８または請求項９のいずれかに記載の光学素子冷却装置において、
前記冷却流体移送手段は、圧電素子により体積変化して前記冷却流体を圧送するポンプ室と、このポンプ室の前記流体循環部材との接続孔に形成される弁機構とを備えていることを特徴とする光学素子冷却装置。
請求項１０に記載の光学素子冷却装置において、
前記光学素子保持体は、複数設けられ、
前記冷却流体移送手段のポンプ室は、これら光学素子保持体の各冷却室から冷却流体を吸入し、再度、前記流体循環部材を介して前記各冷却室に導入していることを特徴とする光学素子冷却装置。
請求項１０に記載の光学素子冷却装置において、
前記冷却流体移送手段には、前記ポンプ室が複数設けられ、
これらのポンプ室は、前記複数の光学素子保持体の冷却室に対して冷却流体の吸入および排出を行うことを特徴とする光学素子冷却装置。
請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の光学素子冷却装置において、
前記冷却流体移送手段には、前記ポンプ室内と外部空気との間で熱交換を行う放熱板が設けられていることを特徴とする光学素子冷却装置。
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、
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の光学素子冷却装置と、
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を備え、
前記光学素子冷却装置は、前記色合成光学装置および前記光変調装置の間に介装され、
前記光学素子冷却装置の冷却室には、冷却対象となる光学素子の光束透過領域に応じて光入射側および光射出側にそれぞれ開口が形成され、
これらの開口の少なくともいずれか一方は、前記偏光板の基板により封止されていることを特徴とする光学装置。
請求項１４に記載の光学装置において、
前記光変調装置は、一対の基板間に電気光学物質が密閉封入された変調素子本体を備え、
前記開口の光入射側または光射出側は、前記光変調装置の基板により封止されていることを特徴とする光学装置。
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、
請求項８から請求項１３のいずれかに記載の光学素子冷却装置と、
この光学素子冷却装置の冷却流体移送手段に冷却空気を送風する冷却ファンとを備えていることを特徴とする光学装置。
光源から射出された光束を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、各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学装置とを備え、投射画像を形成するプロジェクタであって、
請求項１４から請求項１６のいずれかに記載の光学装置を備えたプロジェクタ。