JP2006030372A - 液晶プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリズムの温度上昇によって生じる投射画像のムラを防ぐ。
【解決手段】 少なくとも2個の偏光ビームスプリッタプリズムの相対位置が決定された偏光ビームスプリッタプリズムユニットを保持固定する取付部材が、連結用部材を冷却する構造を持つ。
【選択図】 図１

Description

この発明は、反射型液晶表示素子および偏光ビームスプリッタプリズムを備えた、液晶プロジェクタ装置に関するものである。

従来より、反射型液晶表示素子を用いた投射型液晶プロジェクタにおいては、偏光子、検光子として、偏光ビームスプリッタが用いられている。

図１１は、従来の反射型液晶表示素子を用いた投射型液晶プロジェクタＤ２の概略を示した平面図である。

光源である投射ランプ１から投射された白色光は、投射ランプ１を構成するリフレクタにより、略平行光Ｌ１は、偏光変換素子２によって、Ｓ偏光のＬ２へ変換される。

Ｌ２は、ＲＢ透過ダイクロイックミラー３に入射し、ＲおよびＢ成分を含むＬ３（ＲＢ）、Ｇ成分を含むＬ３（Ｇ）に分離される。

Ｓ偏光の前記Ｌ３（ＲＢ）は、次に、波長選択性を持つ第一偏光回転素子５に入射する。

第一偏光回転素子５は、入射したＲＢ成分光について、Ｒ成分についてはＳ偏光のまま透過させ、Ｂ成分についてはＰ偏光に回転させるように設定されていて、前記Ｌ３（ＲＢ）はＳ偏光のＲ成分Ｌ４（Ｒ）、Ｐ偏光のＢ成分Ｌ４（Ｂ）として出射する。

１０は第一偏光ビームスプリッタプリズムであり（以降第一ＰＢＳプリズムと表記する）、誘電体多層膜１０ｃを挟み込む形で第一透光性部材１０ａと、第二透光性部材１０ｂが接合され構成されている。

ここで、前記誘電体多層膜１０ｃはＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる。

前記Ｌ４（Ｒ）と、Ｌ４（Ｂ）は、前記第一ＰＢＳプリズム１０に入射し、Ｓ偏光のＬ４（Ｒ）は前記誘電体多層膜１０ｃによって反射され、第一ＰＢＳプリズム１０を出射する。

出射した前記Ｌ４（Ｒ）は、反射型液晶表示素子２０Ｒへと入射し、Ｒ色の映像信号に応じて変調され、Ｐ偏光の変調光Ｌ５（Ｒ）となり、反射型液晶表示素子２０Ｒを出射する。

次にＰ偏光の変調光Ｌ５（Ｒ）は、前記第一ＰＢＳプリズム１０へ再度入射し、Ｐ偏光であるので、前記誘電体多層膜１０ｃを透過し、第一ＰＢＳプリズム１０を出射する。

Ｐ偏光のＬ４（Ｂ）は、前記第一ＰＢＳプリズム１０の誘電体多層膜１０ｃを透過して、第一ＰＢＳプリズム１０を出射する。

出射した前記Ｌ４（Ｂ）は、反射型液晶表示素子２０Ｒへ入射し、Ｂ色の映像信号に応じて変調され、Ｓ偏光の変調光Ｌ５（Ｂ）として、前記第一ＰＢＳプリズム１０へ戻り、Ｓ偏光であるので、前記誘電体多層膜１０ｃによって反射される。

１１は第二偏光ビームスプリッタプリズムであり（以降第二ＰＢＳプリズムと表記する）、前記第一ＰＢＳプリズム１０と同様に、誘電体多層膜１１ｃを挟み込む形で第一透光性部材１１ａと、第二透光性部材１１ｂが接合され構成され、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる。

前記ＲＢ透過ダイクロイックミラー３によって分離されたＧ成分、Ｌ３（Ｇ）は、第二ＰＢＳプリズム１１に入射し、Ｓ偏光の前記Ｌ３（Ｇ）は、前記誘電体多層膜１１ｃによって反射され、第二ＰＢＳプリズム１１を出射し、反射型液晶表示素子２０Ｇへと入射する。

反射型液晶表示素子２０Ｇに入射したＬ３（Ｇ）はＧ色の映像信号に応じて変調され、Ｐ偏光の変調光Ｌ４（Ｇ）として、前記第二ＰＢＳプリズム１１へ再度入射し、Ｐ偏光であるので、前記誘電体多層膜１１ｃを透過し、第二ＰＢＳプリズム１１を出射する。

１２は第三偏光ビームスプリッタプリズムであり（以降第三ＰＢＳプリズムと表記する）、前記第一ＰＢＳプリズム１０および第二ＰＢＳプリズムと同様に誘電体多層膜１２ｃを挟み込む形で第一透光性部材１２ａと、第二透光性部材１２ｂが接合され構成され、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる。

前記第一ＰＢＳプリズム１０と第三ＰＢＳプリズム１２の間には、波長選択性を持つ第二偏光回転素子６が設置されている。

前記第二ＰＢＳプリズム１１を出射した、Ｓ偏光である前記Ｌ５（Ｒ）と、Ｐ偏光である前記Ｌ５（Ｂ）は、前記第二偏光回転素子６に入射し、Ｒ成分である前記Ｌ５（Ｒ）についてはＳ偏光のまま出射させＬ６（Ｒ）とし、Ｂ成分であるＬ５（Ｂ）についてはＳ偏光に回転させ、Ｓ偏光のＬ６（Ｂ）として出射させる。

前記Ｌ６（Ｒ）およびＬ６（Ｂ）および、Ｌ４（Ｇ）は、第三ＰＢＳプリズム１２に入射する。

前記第三ＰＢＳプリズム１２に入射した、Ｓ偏光である、前記Ｌ６（Ｒ）およびＬ６（Ｂ）は、第三ＰＢＳプリズムの誘電体多層膜１２ｃによって、反射され出射される。

また、Ｐ偏光であるＬ４（Ｇ）は、前記誘電体多層膜１２ｃを透過、出射し、前記Ｌ６（Ｒ）、Ｌ６（Ｂ）と共に、投射レンズ４０に入射し、スクリーン（非図示）に拡大投射される。

Ｄ２において、図１２に示すように、第一ＰＢＳプリズム１０、第二ＰＢＳプリズム１１および第三ＰＢＳプリズム１２は、プリズム取付部材１５０に、それぞれ位置決めされ、それぞれの下面部を前記プリズム取付部材に接合する形で保持固定されている。

そしてこのような技術として特許文献１を挙げることが出来る。
特開２０００−３０５１６７号公報

反射型液晶表示素子を用いた液晶プロジェクタ装置に用いられる、偏光ビームスプリッタプリズム（以降ＰＢＳプリズムと表記）においては、プリズムに光を入射させた時にプリズム内に部分的な温度上昇が生じると、部分的な屈折率の変化が発生し、誘電体多層膜による偏光分離にムラが生じ、投射画像にムラを生じる場合がある。

この為、ＰＢＳプリズムが、部分的に温度上昇を生じないように、ＰＢＳプリズムの冷却を行うことが望ましい。

そこで、ＰＢＳプリズムを位置決めし保持固定するプリズム取付部材を、高精度の形状形成が可能で、かつ熱伝導に優れた例えばアルミ合金等の材料で形成し、使用するＰＢＳプリズムをそれぞれ保持固定し、各ＰＢＳプリズムのそれぞれの下面部を前記プリズム取付部材に接合する形で保持固定することで、アルミ合金材料の放熱作用を利用して冷却する方法が従来より行われている。

ところで、複数の反射型液晶素子によってそれぞれ変調された変調光を合成し、投射するにあたっては、各液晶素子の投射画像が一致するように、各素子の位置調整を行う必要がある。

しかしながら、複数のＰＢＳプリズムを位置決めし保持固定し、かつ複数の反射型液晶表示素子の位置調整を行った後、装置筐体内の温度が上昇すると、プリズム取付部材の伸びによって、前記プリズム取付部材に保持固定された各ＰＢＳプリズム間の距離も変化し、調整された各液晶素子の投射画像位置にずれが生じる事があった。

しかも、近年の液晶プロジェクタ装置においては、小型化、高輝度化の要望が高く、装置筐体内の温度上昇が大きくなる傾向がある。

アルミ合金は周知の通り、熱伝導に優れた素材であるが、その線膨張係数の大きさは、上記問題に対して無視できない数値である。

前記プリズム取付部材を、熱伝導に優れ、かつ線膨張係数の小さい、例えば窒化アルミニウム等の材料を用いて形成する方法があるが、アルミ合金と比較すると、成型の難しさや、形状の制約がある点、高価である等、様々な問題点があり、実現は容易ではなく、前記ＰＢＳプリズムの冷却と、温度上昇時の投射画像のずれを発生させない固定方法が課題となっている。

本発明は、上記課題を考慮して考案されたものであり、
光源、色分離光学系、複数の反射型液晶表示素子、複数の偏光ビームスプリッタプリズムを含む色合成光学系および、投射レンズを備え、
前記光源からの照明光を前記色分離光学系によってＲ、Ｇ、Ｂの３色に分離し、前記複数の各反射型液晶表示素子に入射させ、該反射型液晶表示素子にてそれぞれ変調させた後、前記色合成光学系によって合成した前記各反射型液晶表示素子の変調光を、前記投射レンズによって拡大投射する液晶プロジェクタ装置であって、
前記偏光ビームスプリッタプリズムは、誘電体多層膜と、該誘電体多層膜を挟み込む２個の透光性材料によって構成され、さらに、少なくとも２個の偏光ビームスプリッタプリズムを、少なくとも１個の連結用部材にて連結することで、その相対位置が決定された偏光ビームスプリッタプリズムユニットとし、かつ、該偏光ビームスプリッタプリズムユニットを保持固定する取付部材が、前記連結用部材を冷却する構造を持つことを特徴とする。

本発明の第一の実施例によれば、
２個のＰＢＳプリズムを連結する連結部材を、プリズムユニット取付部材に形成した開口部より露出させることで、前記プリズムユニット下側からの冷却が可能となる。

該連結部材を冷却することで、前記２個のＰＢＳプリズムを冷却することが可能となる。

ここで、前記連結部材を、各ＰＢＳプリズム間の距離変化が無視できる線膨張係数の材料、例えばガラス等を用いて形成すれば、前記プリズムユニット取付部材は、中心に配置されたＰＢＳプリズムのみで、前記プリズムユニットを保持しているので、アルミ合金等で形成しても、アルミ合金の温度上昇は各ＰＢＳプリズム間の距離変化には影響を及ぼさず、かつ、連結部材の冷却によって各ＰＢＳプリズムが部分的な温度上昇を極力発生しないように冷却することが可能となる。

その結果、各ＰＢＳの部分的な温度上昇の抑制によって、投射画像における画像ムラの発生を極力抑えると共に、各ＰＢＳプリズム間の距離変化を無視する範囲に抑えることが可能になり、各反射型液晶表示素子の位置ずれを極力抑えることが可能となる。

また、本発明の第二の実施例によれば、
連結用部材を、伝熱グリスを介して、放熱用ヒートシンクに熱伝導可能に接触させる。

前記放熱用ヒートシンクは装置筐体内に固定されているが、前記伝熱グリスを介しているので、前記放熱用ヒートシンクと前記連結用部材はお互いに熱変形自在であり、その結果、前記放熱用ヒートシンクの温度上昇による変形が、前記連結用部材に与える影響は軽微である。

よって、前述の実施例１と同等の効果に加えて、前記放熱用ヒートシンクにより、連結用部材のさらなる冷却効果を得ることが可能となる。

また、本発明の第三の実施例によれば、
前記第一および第二の実施例における効果に加えて、
複数のＰＢＳプリズム間に配置された光学部品を、連結用部材に、熱伝導可能に接合することで、前記光学部品を冷却することを可能にし、前述の実施例１および実施例２の効果に加えて、近傍に位置する各ＰＢＳプリズム部分的に温度上昇させることを防ぐことが可能になる。

以下、図１乃至図８を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお図中Ｄ１は本発明に係る、反射型液晶表示素子を用いた、液晶プロジェクタ装置を示し、Ｄ２は従来の、反射型液晶表示素子を用いた、液晶プロジェクタ装置を示す。

本発明の実施に係る液晶プロジェクタ装置は、図１に符号Ｄ１に示すように、投射ランプ１、偏光変換素子２、ＲＢ透過ダイクロイックミラー３、ＲＢ入射偏光板４、第一偏光回転素子５、Ｇ入射偏光板７、第二偏光回転素子６、ＲＢ出射偏光板８、Ｇ出射偏光板９、および、第一ＰＢＳプリズム１０、第二ＰＢＳプリズム１１、第三ＰＢＳプリズム１２、連結部材１３、連結部材１４で構成されたプリズムユニット１００、プリズムユニット取付部材１５、Ｒ用反射型液晶表示素子２０Ｒ、Ｇ用反射型液晶表示素子２０Ｇ、Ｂ用反射型液晶表示素子２０Ｂ、入射ダミーガラス３０、出射ダミーガラス３１、投射レンズ４０によって構成されている。

光源である投射ランプ１から投射された白色光は、投射ランプ１を構成するリフレクタにより出射された略平行光Ｌ１は、偏光変換素子２によって、Ｓ偏光のＬ２へ変換される。

Ｌ２は、ＲＢ透過ダイクロイックミラー３に入射し、ＲおよびＢ成分を含むＬ３（ＲＢ）、Ｇ成分を含むＬ３（Ｇ）に分離される。

Ｓ偏光の前記Ｌ３（ＲＢ）は、ＲＢ入射偏光板４を透過し、残ったＰ偏光成分をさらにカットされ波長選択性を持つ第一偏光回転素子５に入射する。

第一偏光回転素子５は、Ｒ成分についてはＳ偏光のまま透過させ、Ｂ成分についてはＰ偏光に回転させるように設定されていて、前記Ｌ３（ＲＢ）はＳ偏光のＲ成分Ｌ４（Ｒ）、Ｐ偏光のＢ成分Ｌ４（Ｂ）として透過する。

１０は第一偏光ビームスプリッタプリズムであり（以降第一ＰＢＳプリズムと表記する）、誘電体多層膜１０ｃを挟み込む形で第一透光性部材１０ａと、第二透光性部材１０ｂが接合され構成されている。

ここで、前記誘電体多層膜１０ｃはＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる。

前記Ｌ４（Ｒ）と、Ｌ４（Ｂ）は、前記第一ＰＢＳプリズム１０に入射し、Ｓ偏光のＬ５（Ｒ）は前記誘電体多層膜１０ｃによって反射され、第一ＰＢＳプリズム１０を出射する。

出射した前記Ｌ４（Ｒ）は、反射型液晶表示素子２０Ｒへと入射し、Ｒ色の映像信号に応じて変調され、Ｐ偏光の変調光Ｌ５（Ｒ）となり、反射型液晶表示素子２０Ｒを出射する。

Ｐ偏光の変調光Ｌ５（Ｒ）は、前記第一ＰＢＳプリズム１０へ再度入射し、Ｐ偏光であるので、前記誘電体多層膜１０ｃを透過し、第一ＰＢＳプリズム１０を出射する。

Ｐ偏光のＬ４（Ｂ）は、前記第一ＰＢＳプリズム１０の誘電体多層膜１０ｃを透過して、第一ＰＢＳプリズム１０を出射する。

出射した前記Ｌ４（Ｂ）は、反射型液晶表示素子２０Ｒへ入射し、Ｂ色の映像信号に応じて変調され、Ｓ偏光の変調光Ｌ５（Ｂ）として、前記第一ＰＢＳプリズム１０へ再度入射し、Ｓ偏光であるので、前記誘電体多層膜１０ｃによって反射される。

前記ＲＢ透過ダイクロイックミラー３によって分離されたＧ成分、Ｌ３（Ｇ）は、Ｇ入射偏光板７を透過し、残ったＰ偏光成分をさらにカットされ透過する。

前記Ｌ３（Ｇ）は、前述のＲおよびＢの光路と光路長を等しくするために、前記第一偏光回転素子５の代用として設置されている入射ダミーガラス３０を透過する。

１１は第二偏光ビームスプリッタプリズムであり（以降第二ＰＢＳプリズムと表記する）、前記第一ＰＢＳプリズム１０と同様に、誘電体多層膜１１ｃを挟み込む形で第一透光性部材１１ａと、第二透光性部材１１ｂが接合され構成され、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる。

第二ＰＢＳプリズム１１に入射したＳ偏光のＬ３（Ｇ）は、前記誘電体多層膜１１ｃによって反射され、第二ＰＢＳプリズム１１を出射し、反射型液晶表示素子２０Ｇへと入射する。

反射型液晶表示素子２０Ｇに入射したＬ３（Ｇ）はＧ色の映像信号に応じて変調され、Ｐ偏光の変調光Ｌ４（Ｇ）として、前記第二ＰＢＳプリズム１１へ再度入射し、Ｐ偏光であるので、前記誘電体多層膜１１ｃを透過し、第二ＰＢＳプリズム１１を出射する。

１２は第三偏光ビームスプリッタプリズムであり（以降第三ＰＢＳプリズムと表記する）、前記第一ＰＢＳプリズム１０および第二ＰＢＳプリズムと同様に誘電体多層膜１２ｃを挟み込む形で第一透光性部材１２ａと、第二透光性部材１２ｂが接合され構成され、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる。

前記第一ＰＢＳプリズム１０と第三ＰＢＳプリズム１２の間には、波長選択性を持つ第二偏光回転素子６、ＲＢ出射偏光板８が設置されている。

前記第二ＰＢＳプリズム１１を出射した、Ｓ偏光である前記Ｌ５（Ｒ）と、Ｐ偏光である前記Ｌ５（Ｂ）は、前記第二偏光回転素子６に入射し、Ｒ成分である前記Ｌ５（Ｒ）についてはＳ偏光のまま出射させＬ６（Ｒ）とし、Ｂ成分であるＬ５（Ｂ）についてはＳ偏光に回転させ、Ｓ偏光のＬ６（Ｂ）として出射させる。

次にＬ６（Ｒ）およびＬ６（Ｂ）は、Ｓ偏光透過のＲＢ出射偏光板８を透過することで、不要なＰ偏光成分がさらに除かれる。

前記第二ＰＢＳプリズム１１と第三ＰＢＳプリズム１２の間には、出射ダミーガラス３１、Ｇ出射偏光板９が設置されている。

前記Ｌ４（Ｇ）は、ＲおよびＢの光路と光路長を等しくするために、前記第二偏光回転素子６の代用として設置されている出射ダミーガラス３１を透過する。

次にＬ４（Ｇ）は、Ｐ偏光透過のＧ出射偏光板９を透過することで、不要なＳ偏光成分がさらに除かれる。

前記Ｌ６（Ｒ）およびＬ６（Ｂ）および、Ｌ４（Ｇ）は、第三ＰＢＳプリズム１２に入射する。

前記第三ＰＢＳプリズム１２に入射した、Ｓ偏光である、前記Ｌ６（Ｒ）およびＬ６（Ｂ）は、第三ＰＢＳプリズムの誘電体多層膜１２ｃによって、反射され、出射される。

また、Ｐ偏光であるＬ４（Ｇ）は、前記誘電体多層膜１２ｃを透過し、出射し、前記Ｌ６（Ｒ）、Ｌ６（Ｇ）と共に、投射レンズ４０に入射し、スクリーン（非図示）に拡大投射される。

図２に示すように、第一ＰＢＳプリズム１０と第三ＰＢＳプリズム１２は、連結部材１３によって、その相対位置を決定され連結固定され、また、第二ＰＢＳプリズム１１と第三ＰＢＳプリズム１２も、同様に、連結部材１４によって、その相対位置を決定され連結固定され、プリズムユニット１００を構成している。

図３に示すように、前記プリズムユニット１００は、プリズムユニット取付部材１５に、位置決めされ、保持固定されている。

また、Ｒ用反射型液晶表示素子２０Ｒ、Ｇ用反射型液晶表示素子２０Ｇ、Ｂ用反射型液晶表示素子２０Ｂは、投射時に、各表示素子の投射画像が一致するように、その位置を調整され表示素子支持部材（非図示）によって、保持固定されている。

尚、本発明の実施の形態として、前面投射型の液晶プロジェクタ装置における実施例を示しているが、背面投射型液晶プロジェクタ装置における、投射ユニットとしても、同様の構成をとることができる。

以下に、図１乃至図８を参照して、本発明の第一の実施例について説明する。

図１は、本発明に係る、反射型液晶表示素子を用いた、液晶プロジェクタ装置の概略を示した平面図である。

図２は、第一ＰＢＳプリズム１０と第三ＰＢＳプリズム１２が、連結部材１３によって連結固定され、さらに第二ＰＢＳプリズム１１と第三ＰＢＳプリズム１２が、連結部材１４によって連結固定されることで構成されたプリズムユニット１００の概略図である。

図３は、前記プリズムユニット取付部材１５の概略を示す概略図である。

図４は、プリズムユニット１００のプリズムユニット取付部材１５への取付状態を示した概略図である。

図５は、プリズムユニット１００のプリズムユニット取付部材１５への取付状態において、第二ＰＢＳプリズム１１と、第三ＰＢＳプリズム１２、取付部材１５の構成の概略を示した断面図である。

図２において、連結部材１３は、第一ＰＢＳプリズム１０と、該第一ＰＢＳプリズム１０を構成する第一透光部材１０ａの下側面１０ａ−Ｄにおいて接合され、かつ、第三ＰＢＳプリズム１２と、該第三ＰＢＳプリズム１２を構成する第二透光部材１２ａの下側面１２ａ−Ｄにおいて接合されている。

さらに連結部材１４は、第二ＰＢＳプリズム１１と、該第二ＰＢＳプリズム１１を構成する第一透光部材１１ａの下側面１１ａ−Ｄにおいて接合され、かつ、第三ＰＢＳプリズム１２と、該第三ＰＢＳプリズム１２を構成する第二透光部材１２ｂの下側面１２ｂ−Ｄにおいて接合されている。

前記第一ＰＢＳプリズム１０と、前記第三ＰＢＳプリズム１２および、前記第二ＰＢＳプリズム１１と前記第三ＰＢＳプリズム１２のそれぞれの位置関係は、治具等を用いて正確に位置決めされた状態で、前記連結部材１３および連結部材１４にて接合され、プリズムユニット１００を構成する。

プリズムユニット１００は、前記第三ＰＢＳプリズム１２の、下側面１２ａ−Ｄおよび１２ｂ−Ｄにおける、前記連結部材１３および連結部材１４を接合していない面を使用して、プリズムユニット取付部材１５の、接着面１５ａと接合され、前記第一ＰＢＳプリズム１０および第二ＰＢＳプリズム１１は、前記プリズムユニット取付部材１５とは、接触していない構造となっている。

プリズムユニット取付部材１５には、前記プリズムユニット１００を構成する連結部材１３および連結部材１４を冷却するための開口部１５ａが形成されている。

ここで、前記連結部材１３および連結部材１４は、前記第一ＰＢＳプリズム１０および第二ＰＢＳプリズム１１、第三ＰＢＳプリズム１２の下面に接合されており、各ＰＢＳプリズムより下側に突出する形となっている。

突出した、該連結部材１３および１４は、前記プリズムユニット取付部材１５に形成された開口部１５ａによって、該プリズムユニット下部側に露出させることで前記プリズムユニット１５下側からの冷却が可能となる。

該連結部材１３および１４を冷却することで、前記第一ＰＢＳプリズム１０および第二ＰＢＳプリズム１１、第三ＰＢＳプリズム１２を冷却することが可能となる。

ここで前記連結部材１３および１４を、各ＰＢＳプリズム間の距離変化が無視できる線膨張係数の材料、例えばガラス等を用いて形成すれば、前記プリズムユニット取付部材１５は、前記第三ＰＢＳプリズム１２でのみ、前記プリズムユニット１００を保持しているので、アルミ合金等で形成しても、アルミ合金の温度上昇は各ＰＢＳプリズム間の距離変化には影響を及ぼさず、かつ、連結部材１３、１４の冷却によって各ＰＢＳプリズムが部分的な温度上昇を極力発生しないように冷却することが可能となる。

その結果、各ＰＢＳの部分的な温度上昇の抑制によって、投射画像における画像ムラの発生を極力抑えると共に、各ＰＢＳプリズム間の距離変化を無視する範囲に抑えることが可能になり、各反射型液晶表示素子の位置ずれを極力抑えることが可能となる。

また、前記プリズムユニット取付部材１５下部に、冷却ファン５０を設置して、前記連結部材１３および１４を、前記開口部１５ａ、１５ｂを通して冷却すると、さらに効果的に冷却が可能である。

さらに、前記連結部材１３および１４を、各ＰＢＳプリズム間の距離変化が無視できる線膨張係数かつ、前記各ＰＢＳプリズムを構成する透光部材の少なくとも１個より熱伝導率の高い材料、例えばサファイア、ダイヤモンド、窒化アルミニウム等を用いて形成すると、冷却効果をさらに高めることが可能となる。

連結部材１３および１４を、図７に示すように、一体形状の連結部材２００としても良い。

また、複数のＰＢＳプリズムで構成されるプリズムユニットとしての強度を高くするために、図８に示すように、各ＰＢＳプリズム間の接合を、下面側の連結用部材１３および１４のほかに、上面側も同様に連結用部材１３０および１４０を用いて連結しても良い。

以下に図９を参照して、本発明の第二の実施例について説明する。

尚、第一の実施例と同一の機能を示す部品については、その説明は省略する。

図９は、プリズムユニット１００のプリズムユニット取付部材１５への取付と冷却を示した断面図である。

図９において、前記プリズムユニット１００を構成する、連結用部材１３は、前記プリズムユニット取付部材１５に形成された開口部１５ａから、前記プリズムユニット取付部材１５下部より下側に突出する。

連結用部材１３下面には、伝熱グリス１３１を介して、放熱用ヒートシンク５１が熱伝導可能に接触している。

前記放熱用ヒートシンク５１は装置筐体内に固定されているが、前記伝熱グリス５３を介しているので、前記放熱用ヒートシンクと、前記連結用部材１３は、お互いに熱変形自在であり、前記放熱用ヒートシンク５１の温度上昇による変形が、前記連結用部材に与える影響は軽微である。

よって前述の実施例１と同等の効果に加えて、前記放熱用ヒートシンク５１により、連結用部材１３のさらなる冷却効果を得ることが可能となる。

また、前記放熱用ヒートシンク５１の近傍に冷却用ファン５２を配置することで、放熱用ヒートシンク５１のさらなる冷却効果および、それに伴う連結用部材１３のさらなる冷却効果を得ることが可能となる。

連結用部材１４についても、同様の構造とすれば良く、また、前記連結用部材１３の冷却を行っている前記放熱用ヒートシンク５１を、伝熱グリスを介して、連結用部材１４の冷却にも使用しても良い。

前記伝熱グリスの代用として、伝熱シート等を使用しても良い。

また、放熱用ヒートシンク５１の代用として、ヒートパイプや、ペルチェ素子等のデバイスを使用しても良い。

以下に図１０を参照して、本発明の第三の実施例について説明する。

尚、第一、第二の実施例と同一の機能を示す部品については、その説明は省略する。

図１０において、第二ＰＢＳプリズム１１と第三ＰＢＳプリズム１２の間にはＧ出射偏光板９が配置されている。

前記Ｇ出射偏光板９は、熱伝導に優れたサファイア基板上に配置され、前記Ｇ出射偏光板９は、連結用部材１３に熱伝導可能に接合されている。

複数のＰＢＳプリズム間に配置された出射偏光板９を、前記連結用部材１３に、熱伝導可能に接合することで、前記出射偏光板９を冷却し、前述の実施例１および実施例２の効果に加えて、不要な偏光成分光を除去するために配置されている前記Ｇ出射偏光板９が、不要成分光を除去する際に上昇させた温度が、近傍に位置する第二ＰＢＳプリズム１１および第三ＰＢＳプリズム１２を部分的に温度上昇させることを防ぐ。

本発明に係る、反射型液晶表示素子を用いた、液晶プロジェクタ装置の概略を示した平面図。 プリズムユニットの概略図。 プリズムユニット取付部材の概略図。 プリズムユニットのプリズムユニット取付部材への取付状態を示した概略図。 プリズムユニットのプリズムユニット取付部材への取付状態を示した断面図。 プリズムユニットの冷却を示した概略図。 プリズムユニットを構成する連結部材を示した概略図。 プリズムユニットの概略図。 プリズムユニットの冷却を示した概略図。 プリズムユニットおよび光学部品の冷却を示した概略図。 従来の、反射型液晶表示素子を用いた、液晶プロジェクタ装置の概略を示した平面図。 従来のプリズムユニットのプリズムユニット取付部材への取付状態を示した断面図。

符号の説明

１ 投射ランプ
２ 偏光変換素子
３ ＲＢ透過ダイクロイックミラー
４ ＲＢ入射偏光板
５ 第一偏光回転素子
６ 第二偏光回転素子
７ Ｇ入射偏光板
８ ＲＢ出射偏光板
９ Ｇ出射偏光板
１０ 第一ＰＢＳプリズム
１０ａ 第一透光部材
１０ｂ 第二透光部材
１０ｃ 誘電体多層膜
１１ 第二ＰＢＳプリズム
１１ａ 第一透光部材
１１ｂ 第二透光部材
１１ｃ 誘電体多層膜
１２ 第三ＰＢＳプリズム
１２ａ 第一透光部材
１２ｂ 第二透光部材
１２ｃ 誘電体多層膜
１３ 連結部材
１４ 連結部材
１５ プリズムユニット取付部材
１５ａ 接着面
１５ｂ 冷却用開口部
２０Ｒ Ｒ用反射型液晶表示素子
２０Ｇ Ｇ用反射型液晶表示素子
２０Ｂ Ｂ用反射型液晶表示素子
３０ 入射ダミーガラス
３１ 出射ダミーガラス
４０ 投射レンズ
５０ 冷却用ファン
５１ 放熱用ヒートシンク
５２ 伝熱グリス
５３ 冷却用ファン
１００ プリズムユニット
１３０ 連結用部材
１４０ 連結用部材
１５０ プリズムユニット取付部材

Claims (5)

1. 光源、色分離光学系、複数の反射型液晶表示素子、複数の偏光ビームスプリッタプリズムを含む色合成光学系および、投射レンズを備え、
   前記光源からの照明光を前記色分離光学系によってＲ、Ｇ、Ｂの３色に分離し、前記複数の各反射型液晶表示素子に入射させ、該反射型液晶表示素子にてそれぞれ変調させた後、前記色合成光学系によって合成した前記各反射型液晶表示素子の変調光を、前記投射レンズによって拡大投射する液晶プロジェクタ装置であって、
   前記偏光ビームスプリッタプリズムは、誘電体多層膜と、該誘電体多層膜を挟み込む２個の透光性材料によって構成され、さらに、少なくとも２個の偏光ビームスプリッタプリズムを、少なくとも１個の連結用部材にて連結することで、その相対位置が決定された偏光ビームスプリッタプリズムユニットとし、かつ、該偏光ビームスプリッタプリズムユニットを保持固定する取付部材が、前記連結用部材を冷却する構造を持つことを特徴とする、液晶プロジェクタ装置。
2. 少なくとも２個の前記偏光ビームスプリッタプリズムが、少なくとも１個の前記連結用部材にて連結されて構成された前記偏光ビームスプリッタプリズムユニットは、該偏光ビームスプリッタユニットを保持固定する前記取付部材に対して、１個の前記偏光ビームスプリッタプリズムのみが接合されていることを特徴とする、請求項１に記載の、液晶プロジェクタ装置。
3. 前記連結用部材が、前記偏光ビームスプリッタプリズムを構成する透光性材料の少なくとも１つよりも、熱伝導率の大きい材料によって構成されていることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の、液晶プロジェクタ装置。
4. 少なくとも１個の前記連結用部材が、ヒートシンクに、熱伝導可能に接触していることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の、液晶プロジェクタ装置。
5. 少なくとも１個の前記連結用部材が、前記複数のＰＢＳプリズム間に配置された、少なくとも１個の光学部品と熱伝導可能に接触していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の、液晶プロジェクタ装置。

Images