JP2005121973A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ライトバルブの冷却効率を向上した小型の投射型表示装置を提供する。
【解決手段】反射型ライトバルブ１０８を中央部に接着した第１取り付け部材１２１に導風部材１４１を取り付け、第１取り付け部材１２１の中央部の面と導風部材１４１との空隙部Ｄに冷却ファンによる冷却気流を導く。導風部材１４１に羽根部材１４１Ａ〜１４１Ｄを設け、これらの羽根部材の長さを、冷却ファンに近い羽根部材１４１Ｄから遠い羽根部材１４１Ａにかけて段階的に大きくする（１４２Ａ＞１４２Ｂ＞１４２Ｃ＞１４２Ｄ）。空隙部Ｄを流れる冷却気流が流れる先に、当該冷却気流の向きを変えずに当該気流を排出するように導風部材１４１に開口部１４５Ａ（図３）を形成する。導風部材１４１に側面折り曲げ部１４３Ａおよび１４３Ｂ（図３）を形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ライトバルブを使用し、当該ライトバルブによって形成された像をスクリーンなどに向けて投射する投射型表示装置に関する。

光源からの光を反射型ライトバルブに入射して変調し、反射型ライトバルブから反射射出された変調光を検光光学系で検光し、検光光学系で検光された光を投射光学系によってスクリーンなどに投射する構成の投射型表示装置が知られている。このような投射型表示装置において、各光学系およびライトバルブ間の位置ずれが生じると、投射される画像の品質が低下する。とくに、ライトバルブは発熱量が大きいので、熱変形による位置ずれが生じやすい。そこで、特許文献１には反射型ライトバルブの背面に放熱フィンを形成したヒートシンクを接合した装置が開示されている。

特開２００１−１２５２００号公報

一般に、ヒートシンクを設けた反射型ライトバルブにおいては、反射型ライトバルブの冷却効率が悪く、熱変形による画素ずれや焦点のずれなどが起こり、投射像の品質が劣化してしまう問題があった。

請求項１に記載の発明は、光源光を反射型ライトバルブに入射させ、反射型ライトバルブで反射射出された光を投射光学系によって投射する投射型表示装置に適用される。そして、反射型ライトバルブの光が入射および射出する面の背面側に配設され、冷却気流を背面へ進ませる導風手段を備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の投射型表示装置において、導風手段は、反射型ライトバルブの背面との間に空隙を設けて配設され、導入した冷却気流を空隙において背面に沿って進行させることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の投射型表示装置において、導風手段は、冷却気流の上流に近いほど気流に対して短く形成された互いの長さが異なる複数の羽根部材を備え、羽根部材で気流の向きを変えて背面に進ませることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の投射型表示装置において、導風手段は、複数の羽根部材の両端部に当該羽根部材との間に空隙を有するように形成されるガイド部材をさらに備えることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の投射型表示装置において、複数の羽根部材は、それぞれが反射型ライトバルブの背面に対して斜めに形成されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の投射型表示装置において、導風手段は、反射型ライトバルブの背面と面接合されているライトバルブ取り付け部材と対向して取り付けられることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の投射型表示装置において、導風手段は、反射型ライトバルブによる熱を放熱する放熱部材に対して取り付けられることを特徴とする。

本発明によれば、適切にライトバルブを冷却するようにした小型の投射型表示装置を提供できる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態による投射型表示装置の光学部の基本構成図である。図１において、ランプ１０１Ａおよび放物面形状の凹面鏡１０１Ｂで構成される光源１０１から射出された光源光は、偏光変換装置１０２へ入射される。偏光変換装置１０２は、光源１０１からの入射光を略単一偏光（紙面に垂直な方向に振動方向を有するＳ偏光）に変換する。

偏光変換装置１０２から射出されたＳ偏光は、クロスダイクロイックミラー１０３に入射される。クロスダイクロイックミラー１０３は、ダイクロイックミラー１０３Ｂと、ダイクロイックミラー１０３ＲＧとで構成される。ダイクロイックミラー１０３Ｂは、Ｂ（青）光反射特性を有する。一方、ダイクロイックミラー１０３ＲＧは、Ｒ（赤）光ならびにＧ（緑）光反射特性を有する。クロスダイクロイックミラー１０３は、入射されたＳ偏光を入射光軸に垂直で互いに反対方向に進行するＢ光と、Ｒ光およびＧ光の混合光とに色分解する。ここで、光軸とは、光束の中心軸をいう。

色分解されたＢ光は、偏向ミラー１０４によって進行方向を変えて進み、Ｂ光用に配設されている偏光ビームスプリッタ１０７Ｂに入射される。偏光ビームスプリッタ１０７Ｂは、入射された光（Ｓ偏光）を偏光分離部１０７ＢＰで反射して反射型ライトバルブ１０８Ｂに向けて射出する。

一方、色分解されたＲ光およびＧ光の混合光は、偏向ミラー１０５によって進行方向を変えて進み、Ｇ光反射ダイクロイックミラー１０６に入射される。Ｇ光反射ダイクロイックミラー１０６は、入射された混合光を、当該ミラー１０６を反射して進行するＧ光と、当該ミラー１０６を透過して進行するＲ光とに色分解する。

色分解されたＧ光は、Ｇ光用に配設されている偏光ビームスプリッタ１０７Ｇに入射される。偏光ビームスプリッタ１０７Ｇは、入射された光（Ｓ偏光）を偏光分離部１０７ＧＰで反射して反射型ライトバルブ１０８Ｇに向けて射出する。

色分解されたＲ光は、Ｒ光用に配設されている偏光ビームスプリッタ１０７Ｒに入射される。偏光ビームスプリッタ１０７Ｒは、入射された光（Ｓ偏光）を偏光分離部１０７ＲＰで反射して反射型ライトバルブ１０８Ｒに向けて射出する。

反射型ライトバルブ１０８Ｂ、１０８Ｇおよび１０８Ｒは、それぞれ入射された各色光を各色に対応する画像信号に基づいて変調する。これにより、各反射型ライトバルブは、入射されたＳ偏光と振動方向が異なるＰ偏光の変調光、および入射されたＳ偏光と振動方向が同じＳ偏光の非変調光による混合光を、各色用の偏光ビームスプリッタへ向けて反射射出する。

Ｂ光用の反射型ライトバルブ１０８Ｂから偏光ビームスプリッタ１０７Ｂに再び入射されたＢ色光は、偏光分離部１０７ＢＰを透過するＰ偏光の変調光と、偏光分離部１０７ＢＰを反射するＳ偏光の非変調光とに偏光分離される。偏光ビームスプリッタ１０７Ｂで反射される非変調光は、光源１０１の方向に進行して廃棄される。同様に、Ｇ光用の反射型ライトバルブ１０８Ｇから偏光ビームスプリッタ１０７Ｇに再び入射されたＧ色光は、偏光分離部１０７ＧＰを透過するＰ偏光の変調光と、偏光分離部１０７ＧＰを反射するＳ偏光の非変調光とに偏光分離される。偏光ビームスプリッタ１０７Ｇで反射される非変調光は、光源１０１の方向に進行して廃棄される。

また、Ｒ光用の反射型ライトバルブ１０８Ｒから偏光ビームスプリッタ１０７Ｒに再び入射されたＲ色光は、偏光分離部１０７ＲＰを透過するＰ偏光の変調光と、偏光分離部１０７ＲＰを反射するＳ偏光の非変調光とに偏光分離される。偏光ビームスプリッタ１０７Ｒで反射される非変調光は、光源１０１の方向に進行して廃棄される。

Ｂ光用の偏光ビームスプリッタ１０７Ｂを透過した変調光、すなわち、検光光は、クロスダイクロイックプリズム１０９に入射される。同様に、Ｇ光用の偏光ビームスプリッタ１０７Ｇを透過した変調光である検光光、ならびにＲ光用の偏光ビームスプリッタ１０７Ｒを透過した変調光である検光光は、それぞれクロスダイクロイックプリズム１０９に入射される。

クロスダイクロイックプリズム１０９は、その内部に、Ｒ光反射ダイクロイック膜１０９ＲとＢ光反射ダイクロイック膜１０９Ｂとが互いに直交するように配置された複合プリズムである。クロスダイクロイックプリズム１０９に入射したＲ色の検光光は、Ｒ光反射ダイクロイック膜１０９Ｒによって投射レンズ１１０側に反射される。また、クロスダイクロイックプリズム１０９に入射したＢ色の検光光は、Ｂ光反射ダイクロイック膜１０９Ｂによって投射レンズ１１０側に反射される。さらに、クロスダイクロイックプリズム１０９に入射したＧ色の検光光は、両ダイクロイック膜１０９Ｒ、１０９Ｂをそれぞれ透過して投射レンズ１１０側へ進む。これにより、Ｒ色、Ｇ色およびＢ色の検光光は、クロスダイクロイックプリズム１０９の同一面から色合成された光として射出される。色合成光は、投射レンズ１１０に入射され、スクリーン（不図示）上にフルカラー像が拡大投射される。

本発明は、上述した反射型ライトバルブ１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂの冷却方法に特徴を有する。

図２は、図１の光学部の分解構成図である。図２において、図１と同一の構成要素には図１と同一の符号が記されている。クロスダイクロイックプリズム１０９と偏光ビームスプリッタ１０７Ｇとが、両者の間にガラス基板光路長補正部材１２３Ｇを挟んで接着剤により接着される。同様に、クロスダイクロイックプリズム１０９と偏光ビームスプリッタ１０７Ｒ、およびクロスダイクロイックプリズム１０９と偏光ビームスプリッタ１０７Ｂが、それぞれガラス基板光路長補正部材１２３Ｒ（不図示）および１２３Ｂを挟んで接着剤により接着される。この結果、クロスダイクロイックプリズム１０９に対して偏光ビームスプリッタ１０７Ｒ、１０７Ｇ、および１０７Ｂが一体化される。

偏光ビームスプリッタ１０７Ｒにおいて、反射型ライトバルブ１０８Ｒとの間で光を入射／射出する面と直交する上下の面に、第２取り付け部材１２２Ｒが接着剤により接着して取り付けられる。第２取り付け部材１２２Ｒは、鉄系の金属板を加工して構成され、上記入射／射出する光を通過させる開口部と、当該開口部の上部および下部それぞれから偏光ビームスプリッタ１０７Ｒの上下の面に平行に折り曲げられた２つの折り曲げ部とを有する。第２取り付け部材１２２Ｒは、これら上下２つの折り曲げ部で偏光ビームスプリッタ１０７Ｒを上下から挟むように接着される。

第２取り付け部材１２２Ｒはさらに、図２の上方向および下方向にそれぞれ延設された脚部１２２ＲＡ、１２２ＲＢ、１２２ＲＣ（不図示）、および１２２ＲＤ（不図示）が設けられている。第２取り付け部材１２２Ｒが偏光ビームスプリッタ１０７Ｒに取り付けられた時、第２取り付け部材１２２Ｒの上記折り曲げ部を除く面と、偏光ビームスプリッタ１０７Ｒの入射／射出面とが平行で、かつ所定の間隔を有するように構成される。上記脚部１２２ＲＡ、１２２ＲＢ、１２２ＲＣ（不図示）、および１２２ＲＤ（不図示）にはそれぞれ半田メッキが施されている。

偏光ビームスプリッタ１０７Ｒの場合と同様に、偏光ビームスプリッタ１０７Ｇに対して第２取り付け部材１２２Ｇが、偏光ビームスプリッタ１０７Ｂに対して第２取り付け部材１２２Ｂが、それぞれ接着される。

反射型ライトバルブ１０８Ｒは、第１取り付け部材１２１Ｒの略中央部に熱伝導率の良好な接着剤を用いて接着固定される。反射型ライトバルブ１０８Ｒは、図示しないガラス基板とシリコン基板との間に液晶層を形成して構成されており、当該シリコン基板と第１取り付け部材１２１Ｒの略中央部とが面接合するように接着される。反射型ライトバルブ１０８Ｒの面のうち上述した偏光ビームスプリッタ１０７Ｒとの間で光を入射／射出する面はガラス基板側の面であり、シリコン基板側の面は背面に相当する。

第１取り付け部材１２１Ｒは、鉄系の金属板を加工して構成され、図２の上方向および下方向にそれぞれ延設された脚部１２１ＲＡ、１２１ＲＢ、１２１ＲＣ、および１２１ＲＤが設けられている。各脚部は反射型ライトバルブ１０８Ｒ側に斜めに折り曲げられ、上述した第２取り付け部材１２２Ｒの各脚部とそれぞれ接合するように構成されている。第１取り付け部材１２１Ｒの各脚部にも、第２取り付け部材１２２Ｒの各脚部と同様に半田メッキが施されている。

反射型ライトバルブ１０８Ｒが接着固定された第１取り付け部材１２１Ｒの脚部１２１ＲＡ、１２１ＲＢ、１２１ＲＣ、および１２１ＲＤは、第２取り付け部材１２２Ｒの脚部１２２ＲＡ、１２２ＲＢ、１２２ＲＣ（不図示）、および１２２ＲＤ（不図示）に対してそれぞれ位置合わせを行った上で固着される。両部材の脚部に形成されている半田メッキを局部的に加熱して溶かすことにより、両部材の脚部間で半田付けが行われ、反射型ライトバルブ１０８Ｒが偏光ビームスプリッタ１０７Ｒと一体化固着される。

反射型ライトバルブ１０８Ｒの場合と同様に、反射型ライトバルブ１０８Ｇ（不図示）が第１取り付け部材１２１Ｇを用いて偏光ビームスプリッタ１０７Ｇと一体化固着される。また、反射型ライトバルブ１０８Ｂ（不図示）が第１取り付け部材１２１Ｂを用いて偏光ビームスプリッタ１０７Ｂと一体化固着される。

第１取り付け部材１２１Ｒにおいて、反射型ライトバルブ１０８Ｒを接着した面の反対側の面に、導風部材１４１Ｒが取り付けられる。導風部材１４１Ｒの構成および取り付けの詳細については後述する。同様に、第１取り付け部材１２１Ｇの反射型ライトバルブ１０８Ｇ（不図示）を接着した面の反対側の面に、導風部材１４１Ｇが取り付けられる。また、第１取り付け部材１２１Ｂの反射型ライトバルブ１０８Ｂ（不図示）を接着した面の反対側の面に、導風部材１４１Ｂが取り付けられる。

クロスダイクロイックプリズム１０９の下面に、取り付け部材１３２が接着材により接着される。取り付け部材１３２をマウント部材１３１にネジにて取り付けることにより、クロスダイクロイックプリズム１０９および上記各部材が一体化された構成体が、マウント部材１３１と一体化される。

投射レンズ１１０とマウント部材１３１との一体化について説明する。マウント部材１３１の上記構成体が取り付けられた面と反対側の面に、投射レンズ１１０の鏡筒部がネジにて取り付けられる。鏡筒部のフランジに形成された複数の穴１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、…を通して鏡筒部をマウント部材１３１にネジにて取り付けることにより、投射レンズ１１０がマウント部材１３１と一体化される。

マウント部材１３１は、下部の両側に床部材(不図示)へ取り付けるための張り出し部１３１Ｅ、１３１Ｆ（不図示）を有する。マウント部材１３１は、張り出し部１３１Ｅ、１３１Ｆに形成された穴部を通して、不図示の床部材にネジにて取り付けることによって床部材に取り付けられる。

導風部材１４１Ｒ、１４１Ｇ、および１４１Ｂの構成および取り付けの詳細について説明する。図３は、導風部材１４１Ｒ、１４１Ｇ、および１４１Ｂの構成を説明する斜視図である。導風部材１４１Ｒ、１４１Ｇ、および１４１Ｂの構成は共通であるので、図３における符号を１４１とする。導風部材１４１の形状を説明するために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。

導風部材１４１は、金属板部材または有機板部材を板金加工して構成され、図３の上方から順に複数の羽根部材１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃ、および１４２Ｄがそれぞれ形成されている。羽根部材１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃ、および１４２Ｄは、それぞれＹ軸に平行な方向における幅が同一である。また、羽根部材１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃ、および１４２Ｄの角度は、それぞれＸＹ平面に対して鋭角な角度を有しており、それぞれの羽根部材の前端部１４２ＡＴ、１４２ＢＴ、１４２ＣＴ、および１４２ＤＴは、それぞれがＸＹ平面に対してさらに鋭角な角度を有するように図３の下方に折り曲げられている。各羽根部材の長さは、１４２Ａ＞１４２Ｂ＞１４２Ｃ＞１４２Ｄとなるように構成されている。

羽根部材１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃ、および１４２Ｄの下側に、それぞれ長方形状の開口部１４５Ｃ、１４５Ｄ、１４５Ｅおよび１４５Ｆが形成されている。また、最も長い羽根部材１４２Ａの上部にはＹ軸に平行な開口部１４５Ａが、最も短い羽根部材１４２Ｄの下部にはＹ軸に平行な開口部１４５Ｂが、それぞれ形成されている。

上記羽根部材１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃ、および１４２Ｄの両側部には、それぞれＸＺ平面に平行な側面部１４３Ａおよび１４３Ｂが折り曲げ加工によって形成されている。本実施の形態では、側面部１４３Ａおよび１４３Ｂと、各羽根部材１４２Ａ〜１４２Ｄの測端部との間に空隙が形成されている。開口部１４５Ａの上部には、ＹＺ平面に平行であって、羽根部材１４２Ａ〜１４２Ｄの前端部と反対方向に折り曲げられた折り曲げ部１４４Ａが形成されている。また、開口部１４５Ｂの下部には、ＹＺ平面に平行であって、羽根部材１４５Ａ〜１４５Ｄの前端部と反対方向に折り曲げられた折り曲げ部１４４Ｂが形成されている。

図４は、図３の導風部材１４１を反射型ライトバルブ１０８が接着されている第１取り付け部材１２１に取り付けた状態を説明する断面構成図である。第１取り付け部材１２１Ｒ、１２１Ｇ、および１２１Ｂの構成は共通であるので、図４における符号を１２１とする。第１取り付け部材１２１は、反射型ライトバルブ１０８が接着される部位（中央部）の厚みが、中央部を除く部位（上下部）の厚みに比べて厚くなるように構成されている。

導風部材１４１は、折り曲げ部１４４Ａおよび１４４Ｂを第１取り付け部材１２１の上記中央部と上下部の厚さの差（厚みの差）の部分に接着材で接着して取り付けられる。折り曲げ部１４４Ａおよび１４４Ｂの折り曲げ量は、第１取り付け部材１２１の厚みの差よりも大きく形成されている。したがって、折り曲げ部１４４Ａおよび１４４Ｂで第１取り付け部材１２１の中央部の厚い箇所を上下から挟むようにして取り付けることにより、第１取り付け部材１２１の中央部の面と、導風部材１４１の羽根部材１４１Ａ〜１４１Ｄとの間に空隙部Ｄが形成される。

図５は、以上の説明により一体化された構成体をＧ光の光軸に関して鉛直方向に切断した断面構成図である。図５において、投射レンズ１１０、マウント部材１３１、クロスダイクロイックプリズム１０９、ガラス基板光路長補正部材１２３Ｇ、偏光ビームスプリッタ１０７Ｇ、第２取り付け部材１２２Ｇ、第１取り付け部材１２１Ｇ、反射型ライトバルブ１０８Ｇ、および導風部材１４１Ｇが一体化されている。

マウント部材１３１は床部材１５１に取り付けられ、床部材１５１には、床部材１５１の下部に配設されている冷却ファン１６１による冷却用気流を導風部材１４１へ流すための開口部１５２が設けられている。冷却用気流は、開口部１５２を通して矢印で示すように反射型ライトバルブ１０８Ｇを冷却する。

冷却用気流中の導風部材１４１によって導入される気流の流れについて、図４を参照して説明する。図４において、冷却用気流は点線で示したように流れる。冷却ファン１６１からの冷却気流ｆＡ、ｆＢ、ｆＣ、およびｆＤは、それぞれ導風部材１４１の下部から上方へ進む。冷却気流ｆＤは、冷却ファン１６１に最も近い羽根部材１４２Ｄによって第１取り付け部材１２１側に導かれ、導風部材１４１の開口部１４５Ｆ（図３）を通過して空隙部Ｄを上方へ進む。冷却気流ｆＤはさらに上方へ直進し、導風部材１４１の上部に形成されている開口部１４５Ａから上方に排出される

冷却気流ｆＣは、羽根部材１４２Ｃによって第１取り付け部材１２１側に導かれ、導風部材１４１の開口部１４５Ｅ（図３）を通過して空隙部Ｄを上方へ進む。冷却気流ｆＣは冷却気流ｆＤと合流してさらに上方へ直進し、導風部材１４１の上部に形成されている開口部１４５Ａから上方に排出される。

冷却気流ｆＢは、羽根部材１４２Ｂによって第１取り付け部材１２１側に導かれ、導風部材１４１の開口部１４５Ｄ（図３）を通過して空隙部Ｄを上方へ進む。冷却気流ｆＢは冷却気流ｆＣおよびｆＤと合流してさらに上方へ直進し、導風部材１４１の上部に形成されている開口部１４５Ａから上方に排出される。

冷却気流ｆＡは、羽根部材１４２Ａによって第１取り付け部材１２１側に導かれ、導風部材１４１の開口部１４５Ｃ（図３）を通過して空隙部Ｄを上方へ進む。冷却気流ｆＡは冷却気流ｆＢ、ｆＣおよびｆＤと合流してさらに上方へ直進し、導風部材１４１の上部に形成されている開口部１４５Ａから上方に排出される。

なお、導風部材１４１の下部に形成されている開口部１４５Ｂを通過して空隙部Ｄを上方へ進み、導風部材１４１の上部に形成されている開口部１４５Ａから上方に排出される気流も存在する。

以上説明した第一の実施形態についてまとめる。
（１）反射型ライトバルブ１０８を中央部に接着した第１取り付け部材１２１に導風部材１４１を取り付け、第１取り付け部材１２１の中央部の面と導風部材１４１との空隙部Ｄに冷却ファン１６１による冷却気流を導くようにした。冷却気流が第１取り付け部材１２１を冷却するので、ライトバルブの発熱による機器の温度上昇を抑えることができる。この結果、発熱による熱膨張などによる各部材の相対的な位置ずれが生じにくく、投射像における画素ずれや像ぼけの発生を抑えて高品位の投射画像を得ることができる。

（２）導風部材１４１に羽根部材１４１Ａ〜１４１Ｄを設け、これらの羽根部材の長さを、冷却ファン１６１に近い上流の羽根部材１４１Ｄから遠い羽根部材１４１Ａにかけて段階的に大きくする（１４２Ａ＞１４２Ｂ＞１４２Ｃ＞１４２Ｄ）ようにした。これにより、異なる冷却気流ｆＡ、ｆＢ、ｆＣ、ｆＤを各羽根部材によって効率よく上記空隙部Ｄに導くことができるので、ライトバルブによる熱を効率よく放熱させることができる。

（３）空隙部Ｄを流れる冷却気流が流れる先に、当該冷却気流の向きを変えずに当該気流を排出するように導風部材１４１に開口部１４５Ａを形成したので、冷却気流が籠もることがなく、ライトバルブの冷却の効率を高めることができる。

（４）導風部材１４１に側面折り曲げ部１４３Ａおよび１４３Ｂを形成したので、導風部材１４１に導かれた冷却気流が図３のＹ軸方向に漏出しないようにガイドされる。これにより、冷却気流を効率よく流すことができるので、冷却の効果を上げることができる。

上記（１）〜（４）により、ヒートシンクを具備しなくてもライトバルブによる熱を効率よく放熱させることが可能になり、小型の投射型表示装置を提供できる。

（第二の実施形態）
図６は、本発明の第二の実施形態による投射型表示装置の光学部の基本構成図である。図６において、偏光照明装置３０２および偏光ビームスプリッタ３０７間に、時系列色分解光学系３１１が配設されている。偏光ビームスプリッタ３０７は、図１の偏光ビームスプリッタ１０７（ＲＧＢ）に用いたものと同様である。また、光源３０１、偏光照明装置３０２、反射型ライトバルブ３０８および投射レンズ３１０は、それぞれ第一の実施形態における図１の構成と同一であるので説明を省略し、第一の実施形態との相違点を中心に説明する。

第二の実施形態では、複数の色に対応して複数の光学系を備えることなく、同一の光学系を用いて複数の色の光を時分割で投射することにより、スクリーン（不図示）上にフルカラー像を投射する。

時系列色分解光学系３１１は、ガラス円盤の外周部に当該円周を３等分するようにＲ光透過フィルタ、Ｇ光透過フィルタ、およびＢ光透過フィルタをそれぞれ形成したものである。時系列色分解光学系３１１は、光源３０１からの光が時分割で各フィルタを透過するように、回転軸Ｏ’を中心に所定の角速度で回転されている。これにより、偏光照明装置３０２を射出した光が時系列的に色分解され、偏光ビームスプリッタ３０７へ入射される。

反射型ライトバルブ３０８は、時系列的に入射される色分解光（Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）を各色に対応する画像信号で時系列的に変調し、各色の変調光を時系列的に射出する。偏光ビームスプリッタ３０７に入射された各色の変調光は、偏光分離部３０７Ｐを透過するＰ偏光と、偏光分離部３０７Ｐを反射するＳ偏光とに偏光分離される。偏光ビームスプリッタ３０７で反射されるＳ偏光は、光源３０１の方向に進行して廃棄される。

偏光ビームスプリッタ３０７から投射レンズ３１０へ射出された検光光は、投射レンズ３１０によって図示しないスクリーン上に投射される。観察者は、時系列的に投射される各色の像を観察することにより、フルカラーの投射像を観察することができる。

図７は、図６による装置の冷却構造を示す平面構成図である。図７において、第一の実施形態と同様の第２取り付け部材１２２が偏光ビームスプリッタ３０７に接着されている。第２取り付け部材１２２には、反射型ライトバルブ３０８が接着された第１取り付け部材１２１が第一の実施形態と同様に半田付けされている。

第１取り付け部材１２１において、反射型ライトバルブ３０８を接着した面の反対側の面に、冷却フィン３２１が取り付けられている。冷却フィン３２１は、紙面に垂直な方向の冷却気流に対して放熱するように構成されている。図７の例では、紙面の裏側に配設されている冷却ファン（不図示）からの冷却気流が、冷却フィン３２１のフィン間を紙面に垂直な向きに流れる。

冷却フィン３２１の先端部（図７において下側）には、第一の実施形態と同様の導風部材１４１が取り付けられている。導風部材１４１により、冷却ファン（不図示）による冷却気流が冷却フィン３２１のフィン間に導かれる。

以上説明したように第二の実施形態によれば、冷却フィン３２１に導風部材１４１を取り付け、冷却フィン３２１のフィン間に冷却ファンによる冷却気流を導くようにしたので、冷却気流がフィン３２１を冷却し、ライトバルブ３０８の発熱による機器の温度上昇を抑えることができる。この結果、発熱による熱膨張などによる各部材の相対的な位置ずれが生じにくく、投射像における画素ずれや像ぼけの発生を抑えて高品位の投射画像を得ることができる。

また、第一の実施形態と同様に、導風部材１４１は長さの異なる羽根部材１４１Ａ〜１４１Ｄによって異なる冷却気流を効率よく導ける上に、開口部１４５Ａによって冷却気流が籠もらず、側面折り曲げ部１４３Ａおよび１４３Ｂによって効率よく冷却気流を流せるので、冷却効率を高めることができる。

以上の説明では、シリコン基板上に液晶層を設け、その上にガラス基板を配置して構成される反射型ライトバルブを用いる場合を想定して説明したが、異なる構造を有する反射型ライトバルブの場合にも本発明を適用できる。

また、ライトバルブとしてＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を使用する場合にも本発明を適用してよい。

特許請求の範囲における各構成要素と、発明を実施するための最良の形態における各構成要素との対応について説明する。投射光学系は、たとえば、投射レンズ１１０（３１０）によって構成される。導風手段は、たとえば、導風部材１４１によって構成される。ガイド部材は、たとえば、側面折り曲げ部１４３Ａおよび１４３Ｂによって構成される。放熱部材は、たとえば、冷却フィン３２１によって構成される。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。

本発明の第一の実施形態による投射型表示装置の光学部の基本構成図である。 図１の光学部の分解構成図である。 導風部材を説明する斜視図である。 図３の導風部材を取り付けた状態を説明する断面構成図である。 一体化された構成体の断面構成図である。 本発明の第二の実施形態による投射型表示装置の光学部の基本構成図である。 図６による装置の冷却構造を示す平面構成図である。

符号の説明

１１、３０１…光源
１０７（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、３０７…偏光ビームスプリッタ
１０８（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、３０８…反射型ライトバルブ
１１０、３１０…投射レンズ
１２１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…第１取り付け部材
１２２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…第２取り付け部材
１４１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…導風部材
１４２Ａ〜１４２Ｄ…羽根部材
１４３Ａ、１４３Ｂ…側面折り曲げ部
１４５Ａ〜１４５Ｆ…開口部
１６１…冷却ファン
Ｄ…空隙

Claims (7)

1. 光源光を反射型ライトバルブに入射させ、前記反射型ライトバルブで反射射出された光を投射光学系によって投射する投射型表示装置において、
   前記反射型ライトバルブの光が入射および射出する面の背面側に配設され、冷却気流を前記背面へ進ませる導風手段を備えることを特徴とする投射型表示装置。
2. 請求項１に記載の投射型表示装置において、
   前記導風手段は、前記反射型ライトバルブの背面との間に空隙を設けて配設され、導入した冷却気流を前記空隙において前記背面に沿って進行させることを特徴とする投射型表示装置。
3. 請求項２に記載の投射型表示装置において、
   前記導風手段は、前記冷却気流の上流に近いほど気流に対して短く形成された互いの長さが異なる複数の羽根部材を備え、前記羽根部材で気流の向き変えて前記背面に進ませることを特徴とする投射型表示装置。
4. 請求項３に記載の投射型表示装置において、
   前記導風手段は、前記複数の羽根部材の両端部に当該羽根部材との間に空隙を有するように形成されるガイド部材をさらに備えることを特徴とする投射型表示装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の投射型表示装置において、
   前記複数の羽根部材は、それぞれが前記反射型ライトバルブの背面に対して斜めに形成されていることを特徴とする投射型表示装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の投射型表示装置において、
   前記導風手段は、前記反射型ライトバルブの背面と面接合されているライトバルブ取り付け部材と対向して取り付けられることを特徴とする投射型表示装置。
7. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の投射型表示装置において、
   前記導風手段は、前記反射型ライトバルブによる熱を放熱する放熱部材に対して取り付けられることを特徴とする投射型表示装置。

Images