JP2010085804A - Image projection device - Google Patents

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Azusa Omori
梓 大森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image projection device in which a polarization conversion element can efficiently be cooled without interrupting effective light rays, and also noise can be suppressed. <P>SOLUTION: The image projection device includes: the polarization conversion element 45 which converts non-polarized light made incident from a light source 1 into linear polarization; optical systems α, β and 5 which produce light for illuminating an image forming element 61 by using the linear polarization and project the light modulated by the image forming element onto a surface to be projected; and cooling means 14, 15, 16 and E which supply cooling air to the incident surface of the polarization conversion element. The cooling means supply the cooling air to the first area B where the non-polarized light enters the inside of the polarization conversion element, of the incident surface from a specific direction along the incident surface. A heat dissipating member 70 is provided in the second area A of the incident surface which is an area where the non-polarized light does not enter a part except a polarization splitting surface 45a inside the polarization conversion element and away from the center part C of a flow of cooling air in a direction perpendicular to the specific direction. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶プロジェクタ等の画像投射装置に関し、特に偏光変換素子と該偏光変換素子を冷却する構造を有する画像投射装置に関する。   The present invention relates to an image projection apparatus such as a liquid crystal projector, and more particularly to an image projection apparatus having a polarization conversion element and a structure for cooling the polarization conversion element.

プロジェクタには、光源から入射した無偏光光を直線偏光に変換する偏光変換素子が用いられる場合がある。該直線偏光は、偏光ビームスプリッタ等により構成される色分解合成光学系によって複数の色光に分解され、該複数の色光は複数の画像形成素子(液晶パネル等)に導かれる。さらに、複数の画像形成素子によって変調された複数の色光は、色分解合成光学系により合成されて被投射面に投射される。   In some cases, a projector uses a polarization conversion element that converts non-polarized light incident from a light source into linearly polarized light. The linearly polarized light is separated into a plurality of color lights by a color separation / synthesis optical system configured by a polarization beam splitter or the like, and the plurality of color lights are guided to a plurality of image forming elements (liquid crystal panels or the like). Furthermore, the plurality of color lights modulated by the plurality of image forming elements are synthesized by the color separation / synthesis optical system and projected onto the projection surface.

プロジェクタの小型化と光輝度化により、偏光変換素子の単位面積に当たる光の強度が増加し、温度上昇による偏光変換素子の性能劣化が問題となっている。   Due to the downsizing and light intensity of the projector, the intensity of light that hits a unit area of the polarization conversion element increases, and the performance deterioration of the polarization conversion element due to temperature rise has become a problem.

偏光変換素子の冷却は、特許文献1にて開示されているように、ファンからの液晶パネルや光源ランプへの冷却風の一部を分岐させて用いる場合が多い。ただし、ファンから送り出される冷却風によって偏光変換素子を冷却する場合、その冷却風には指向性があるため、冷却に偏りが生じ、偏光変換素子の入射面内で冷却不足となる部分が生じる。また、冷却風量を増加させることで上記のような冷却不足の部分を無くそうとすると、ファンの大型化や回転数の増加によってプロジェクタの大型化や騒音の増加を招く。   For cooling the polarization conversion element, as disclosed in Patent Document 1, a part of cooling air from the fan to the liquid crystal panel or the light source lamp is often branched and used. However, when the polarization conversion element is cooled by the cooling air sent from the fan, since the cooling air has directivity, the cooling is biased, and there is a portion where the cooling is insufficient in the incident surface of the polarization conversion element. Further, if it is attempted to eliminate the above-mentioned insufficient cooling portion by increasing the cooling air volume, the size of the projector and the increase in noise are caused by the increase in the size of the fan and the number of revolutions.

特許文献2や特許文献3には、偏光変換素子の射出側に熱伝導率の高い伝熱透明基板を設けることで、伝熱及び放熱を効率良く行い、熱による偏光変換素子の性能劣化を防ぐプロジェクタが開示されている。   In Patent Document 2 and Patent Document 3, by providing a heat transfer transparent substrate with high thermal conductivity on the exit side of the polarization conversion element, heat transfer and heat dissipation are efficiently performed, and performance deterioration of the polarization conversion element due to heat is prevented. A projector is disclosed.

特許文献4には、複数の偏光分離面を用いた偏光変換素子の入射面のうち、該複数の偏光分離面に向かって光源ランプからの光が入射する複数の入射領域の間の複数の領域を遮光する複数の遮光部を有する遮光部材を設けた偏光変換素子が開示されている。
特開2001−228803号公報 特開2002−006281号公報 特開2001−318359号公報 特許第3832076号公報
Patent Document 4 discloses a plurality of regions between a plurality of incident regions in which light from a light source lamp is incident toward a plurality of polarization separation surfaces among incident surfaces of a polarization conversion element using a plurality of polarization separation surfaces. A polarization conversion element provided with a light shielding member having a plurality of light shielding portions for shielding light is disclosed.
JP 2001-228803 A JP 2002-006281 A JP 2001-318359 A Japanese Patent No. 3832076

しかしながら、特許文献2や特許文献3にて開示されているように、熱伝導率の高い伝熱透明基板(例えば、サファイア)は一般に高価である。また、サファイアの熱伝導率は40W/K・m程度であるため、アルミ等の高熱伝導率を持つ金属ほどの伝熱/放熱効果は望めない。   However, as disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, a heat transfer transparent substrate (for example, sapphire) having a high thermal conductivity is generally expensive. Further, since the thermal conductivity of sapphire is about 40 W / K · m, the heat transfer / heat radiation effect as high as that of a metal having a high thermal conductivity such as aluminum cannot be expected.

また、特許文献4にて開示された偏光変換素子のように、複数の入射領域の間の複数の領域を複数の遮光部(遮光部材)によって遮光する構成では、偏光変換素子と遮光部材との位置合わせが難しい。遮光部が入射領域の一部を覆うと、入射領域に入射すべき有効光の一部が遮られてしまい、投射画像が暗くなる等の問題が生じる。   Further, in the configuration in which a plurality of regions between a plurality of incident regions are shielded by a plurality of light shielding portions (light shielding members) as in the polarization conversion element disclosed in Patent Document 4, the polarization conversion element and the light shielding member It is difficult to align. When the light shielding portion covers a part of the incident area, a part of the effective light that should be incident on the incident area is blocked, resulting in a problem that the projected image becomes dark.

本発明は、有効光を遮らずに偏光変換素子を効率良く冷却でき、騒音も抑えることができるようにした画像投射装置を提供する。   The present invention provides an image projection apparatus capable of efficiently cooling a polarization conversion element without blocking effective light and suppressing noise.

本発明の一側面としての画像投射装置は、偏光分離面を用いて、光源から入射した無偏光光を直線偏光に変換する偏光変換素子と、該直線偏光を用いて画像形成素子を照明する光を生成し、該画像形成素子で変調された光を被投射面に投射する光学系と、偏光変換素子の入射面に対して冷却風を供給する冷却手段とを有する。冷却手段は、該入射面のうち無偏光光を偏光変換素子の内部に入射させる第1の領域に、該入射面に沿った特定方向から冷却風を供給する。そして、該入射面のうち無偏光光を偏光変換素子の内部の偏光分離面以外の部分に入射させない領域であって、該冷却風の流れの中心部から該特定方向に直交する方向に離れた第2の領域上に、放熱部材が設けられていることを特徴とする。   An image projection apparatus according to one aspect of the present invention uses a polarization separation surface to convert a non-polarized light incident from a light source into linearly polarized light, and light that illuminates an image forming element using the linearly polarized light. And an optical system that projects the light modulated by the image forming element onto the projection surface, and a cooling unit that supplies cooling air to the incident surface of the polarization conversion element. The cooling unit supplies cooling air from a specific direction along the incident surface to a first region of the incident surface where non-polarized light is incident on the inside of the polarization conversion element. And it is a region where the non-polarized light is not incident on the part other than the polarization separation surface inside the polarization conversion element, and is separated from the center of the flow of the cooling air in the direction perpendicular to the specific direction. A heat dissipation member is provided on the second region.

また、本発明の他の一側面としての画像投射装置は、光源から入射した無偏光光を直線偏光に変換する偏光変換素子と、該直線偏光を用いて画像形成素子を照明する光を生成し、該画像形成素子で変調された光を被投射面に投射する光学系と、偏光変換素子の入射面に対して冷却風を供給する冷却手段と、偏光変換素子の入射面上に設けられた放熱部材とを有する。冷却手段は、ファンと、該ファンからの冷却風を、該入射面のうち無偏光光を偏光変換素子の内部に入射させる第1の領域に供給するように導く導風路とを有する。そして、放熱部材は、導風路の内部に延びる延長部を有することを特徴とする。   An image projection apparatus according to another aspect of the present invention generates a polarization conversion element that converts non-polarized light incident from a light source into linearly polarized light, and light that illuminates the image forming element using the linearly polarized light. An optical system that projects light modulated by the image forming element onto a projection surface, a cooling unit that supplies cooling air to the incident surface of the polarization conversion element, and an incident surface of the polarization conversion element. And a heat dissipating member. The cooling means includes a fan and an air guide path that guides the cooling air from the fan to be supplied to a first region of the incident surface where non-polarized light is incident on the inside of the polarization conversion element. And a heat radiating member has an extension part extended in the inside of an air guide path, It is characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、偏光変換素子の入射面上における冷却風の流れの中心部から離れた領域を放熱部材によって効率良く冷却することができる。したがって、偏光変換素子の全体を適切に冷却することができる。しかも、ファンの大型化や回転数の増加が不要となるため、騒音の増加を回避することができる。また、偏光変換素子に入射する有効光を遮るという問題も生じにくい。   According to the present invention, it is possible to efficiently cool the region away from the center of the flow of the cooling air on the incident surface of the polarization conversion element by the heat radiating member. Therefore, the entire polarization conversion element can be appropriately cooled. In addition, it is not necessary to increase the size of the fan or increase the number of rotations, so that an increase in noise can be avoided. Further, it is difficult to cause a problem of blocking effective light incident on the polarization conversion element.

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(プロジェクタの全体構成)
図2には、本発明の実施例1である液晶プロジェクタ(画像投射装置)の構成を示している。
(Overall configuration of projector)
FIG. 2 shows the configuration of a liquid crystal projector (image projection apparatus) that is Embodiment 1 of the present invention.

この図において、1は光源ランプ(以下、単にランプという)であり、本実施例では、高圧水銀放電ランプが用いられている。ただし、光源ランプ1として、高圧水銀放電ランプ以外の放電型ランプ(例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ)を用いてもよい。   In this figure, reference numeral 1 denotes a light source lamp (hereinafter simply referred to as a lamp), and a high-pressure mercury discharge lamp is used in this embodiment. However, as the light source lamp 1, a discharge lamp (for example, a halogen lamp, a xenon lamp, or a metal halide lamp) other than the high-pressure mercury discharge lamp may be used.

2はランプ1を保持するランプホルダ、3は防爆ガラス、4はガラス押えである。αはランプ1からの光束を均一な明るさ分布を有する平行光束に変換する照明光学系、βは照明光学系αからの光を色分解して、後述するRGBの3色用の液晶パネルに導き、さらに該液晶パネルからの光を色合成する色分解合成光学系である。   2 is a lamp holder for holding the lamp 1, 3 is explosion-proof glass, and 4 is a glass presser. α is an illumination optical system that converts the luminous flux from the lamp 1 into a parallel luminous flux having a uniform brightness distribution, β is a color separation of the light from the illumination optical system α, and is applied to a liquid crystal panel for RGB, which will be described later. A color separation / synthesis optical system for guiding and color-combining light from the liquid crystal panel.

5は色分解合成光学系βからの光(画像)を図示しないスクリーン(被投射面)に投射する投射レンズである。投射レンズ5内には、後述する投射光学系が収納されている。   Reference numeral 5 denotes a projection lens that projects light (image) from the color separation / synthesis optical system β onto a screen (projected surface) (not shown). A projection optical system, which will be described later, is accommodated in the projection lens 5.

6はランプ1、照明光学系α及び色分解合成光学系βを収納するとともに、投射レンズ5が固定される光学ボックスである。該光学ボックス6には、ランプ1の周囲を囲むランプケース6aが形成されている。   Reference numeral 6 denotes an optical box that houses the lamp 1, the illumination optical system α, and the color separation / synthesis optical system β and to which the projection lens 5 is fixed. The optical box 6 is formed with a lamp case 6 a surrounding the lamp 1.

7は光学ボックス6内に照明光学系α及び色分解合成光学系βを収納した状態で蓋をする光学ボックス蓋である。8は商用電源から各基板へのDC電源を作り出すPFC電源基板、9は電源フィルタ基板、10はPFC電源基板8とともに動作してランプ1を点灯駆動するバラスト電源基板である。   Reference numeral 7 denotes an optical box lid that covers the optical box 6 with the illumination optical system α and the color separation / synthesis optical system β accommodated therein. Reference numeral 8 denotes a PFC power supply board that creates a DC power supply from a commercial power supply to each board. Reference numeral 9 denotes a power supply filter board. Reference numeral 10 denotes a ballast power supply board that operates with the PFC power supply board 8 to drive the lamp 1 to light.

11はPFC電源基板8からの電力により、液晶パネルの駆動とランプ1の点灯制御を行う制御基板である。12A,12Bはそれぞれ、後述する下部外装ケース21の吸気口21aから空気を吸い込むことで、色分解合成光学系β内の液晶パネルや偏光板等の光学素子を冷却するための第1及び第2光学系冷却ファンである。13は両光学系冷却ファン12A,12Bからの風を、色分解合成光学系β内の光学素子に導く第1RGBダクトである。   Reference numeral 11 denotes a control board that performs driving of the liquid crystal panel and lighting control of the lamp 1 by electric power from the PFC power supply board 8. 12A and 12B are first and second for cooling optical elements such as a liquid crystal panel and a polarizing plate in the color separation / synthesis optical system β by sucking air from an air inlet 21a of the lower exterior case 21 described later. It is an optical system cooling fan. Reference numeral 13 denotes a first RGB duct for guiding the wind from both the optical system cooling fans 12A and 12B to the optical elements in the color separation / synthesis optical system β.

14はランプ1に対して吹き付け風を送り、ランプ1を冷却するランプ冷却ファンである。15はランプ冷却ファン14を保持しつつ、冷却風をランプ1に導く第1ランプダクトである。16はランプ冷却ファン14を保持して、第1ランプダクト15とともにダクトを構成する第2ランプダクトである。   Reference numeral 14 denotes a lamp cooling fan that sends a blowing air to the lamp 1 to cool the lamp 1. A first lamp duct 15 guides the cooling air to the lamp 1 while holding the lamp cooling fan 14. Reference numeral 16 denotes a second lamp duct that holds the lamp cooling fan 14 and forms a duct together with the first lamp duct 15.

17は下部外装ケース21に設けられた吸気口21bから空気を吸い込み、PFC電源基板8とバラスト電源基板10内に風を流通させることで、これらを冷却するための電源冷却ファンである。18は排気ファンであり、ランプ冷却ファン14からランプ1に送られてこれを冷却した後の熱風を、後述する第2側板B24に形成された排気口24aから排出する。   Reference numeral 17 denotes a power supply cooling fan for cooling air by sucking air from an air inlet 21b provided in the lower exterior case 21 and allowing air to flow through the PFC power supply board 8 and the ballast power supply board 10. Reference numeral 18 denotes an exhaust fan, which discharges hot air that has been sent from the lamp cooling fan 14 to the lamp 1 and has cooled it, from an exhaust port 24a formed in a second side plate B24 described later.

下部外装ケース21は、ランプ1、光学ボックス6及び電源系基板8〜10及び制御基板11等を収納する。22は下部外装ケース21に光学ボックス6等を収納した状態で蓋をするための上部外装ケースである。23は第1側板であり、第2側板24とともに外装ケース21,22により形成される側面開口を閉じる。下部外装ケース21には、上述した吸気口21a,21bが形成されており、第2側板24には上述した排気口24aが形成されている。下部外装ケース21、上部外装ケース22、第1側板23及び第2側板24によって、該プロジェクタの筐体が構成される。   The lower exterior case 21 houses the lamp 1, the optical box 6, the power supply system boards 8 to 10, the control board 11, and the like. Reference numeral 22 denotes an upper outer case for covering the lower outer case 21 with the optical box 6 and the like stored therein. Reference numeral 23 denotes a first side plate, which closes a side opening formed by the outer cases 21 and 22 together with the second side plate 24. The lower exterior case 21 has the above-described intake ports 21a and 21b, and the second side plate 24 has the above-described exhaust port 24a. The lower exterior case 21, the upper exterior case 22, the first side plate 23, and the second side plate 24 constitute a housing of the projector.

25は各種信号を取り込むためのコネクタが搭載されたIF基板であり、26は第1側板23の内側に取り付けられたIF補強板である。   Reference numeral 25 denotes an IF board on which a connector for taking in various signals is mounted. Reference numeral 26 denotes an IF reinforcing plate attached to the inside of the first side plate 23.

27はランプ1からの排気熱を排気ファン18まで導き、筐体内に排気風を拡散させないようにするための排気ダクトである。排気ダクト27は、ランプ1からの光が装置の外部に漏れないようにするための遮光機能を有するランプ排気ルーバー19,20を内部に保持する。   Reference numeral 27 denotes an exhaust duct for guiding the exhaust heat from the lamp 1 to the exhaust fan 18 so as not to diffuse the exhaust air into the housing. The exhaust duct 27 holds lamp exhaust louvers 19 and 20 having a light shielding function for preventing light from the lamp 1 from leaking outside the apparatus.

28はランプ蓋である。ランプ蓋28は、下部外装ケース21の底面に着脱可能に配置され、不図示のビスにより固定される。また、29はセット調整脚である。セット調整脚29は、下部外装ケース21に固定されており、その脚部29aの高さを調整可能となっている。脚部29aの高さ調整により、プロジェクタの傾斜角度を調整できる。   Reference numeral 28 denotes a lamp lid. The lamp lid 28 is detachably disposed on the bottom surface of the lower exterior case 21 and is fixed by a screw (not shown). Reference numeral 29 denotes a set adjustment leg. The set adjustment leg 29 is fixed to the lower exterior case 21, and the height of the leg part 29a can be adjusted. The tilt angle of the projector can be adjusted by adjusting the height of the leg 29a.

30は下部外装ケース21の吸気口21aの外側に取り付けられる不図示のゴミ除去フィルタを保持するRGB吸気プレートである。   Reference numeral 30 denotes an RGB intake plate for holding a dust removal filter (not shown) attached to the outside of the intake port 21a of the lower exterior case 21.

31は色分解合成光学系βを保持するプリズムベースである。32は色分解合成光学系β内の光学素子と液晶パネルを冷却するために、第1及び第2光学系冷却ファン12A,12Bからの冷却風を導くダクト形状部を有するボックスサイドカバーである。33はボックスサイドカバー32と合わさってダクトを形成する第2RGBダクトである。   Reference numeral 31 denotes a prism base that holds the color separation / synthesis optical system β. Reference numeral 32 denotes a box side cover having a duct-shaped portion for guiding cooling air from the first and second optical system cooling fans 12A and 12B in order to cool the optical elements and the liquid crystal panel in the color separation / synthesis optical system β. Reference numeral 33 denotes a second RGB duct that forms a duct together with the box side cover 32.

34は色分解合成光学系β内に配置される液晶パネルから延びたフレキシブル基板が接続され、制御基板11に接続されるRGB基板である。35はRGB基板34に電気ノイズが入り込まないようにするためのRGB基板カバーである。   Reference numeral 34 denotes an RGB substrate connected to the control substrate 11 to which a flexible substrate extending from a liquid crystal panel disposed in the color separation / synthesis optical system β is connected. Reference numeral 35 denotes an RGB substrate cover for preventing electrical noise from entering the RGB substrate 34.

(光学構成)
次に、前述したランプ1、照明光学系α、色分解合成光学系β及び投射レンズ(投射光学系)5により構成される光学系の構成について図3を用いて説明する。図3において、(A)は光学系の水平断面を、(B)は垂直断面をそれぞれ示す。
(Optical configuration)
Next, the configuration of the optical system including the lamp 1, the illumination optical system α, the color separation / synthesis optical system β, and the projection lens (projection optical system) 5 will be described with reference to FIG. 3A shows a horizontal section of the optical system, and FIG. 3B shows a vertical section.

同図において、41は連続スペクトルで白色光を発光する放電発光管(以下、単に発光管という)である。42は発光管41からの光を所定の方向に集光する凹面鏡を有するリフレクタである。発光管41とリフレクタ42により光源ランプ1が構成される。   In the figure, reference numeral 41 denotes a discharge arc tube (hereinafter simply referred to as an arc tube) that emits white light in a continuous spectrum. Reference numeral 42 denotes a reflector having a concave mirror that condenses light from the arc tube 41 in a predetermined direction. The light source lamp 1 is constituted by the arc tube 41 and the reflector 42.

43aは図2(A)に示す水平方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズセルを複数配列した第1シリンダアレイである。43bは第1シリンダアレイ43aの個々のレンズセルに対応したシリンドリカルレンズセルを複数有する第2シリンダアレイである。44は紫外線吸収フィルタ、45は無偏光光を所定の偏光方向を有する直線偏光に変換する偏光変換素子である。   Reference numeral 43a denotes a first cylinder array in which a plurality of cylindrical lens cells having refractive power in the horizontal direction shown in FIG. 43b is a second cylinder array having a plurality of cylindrical lens cells corresponding to the individual lens cells of the first cylinder array 43a. 44 is an ultraviolet absorption filter, and 45 is a polarization conversion element that converts non-polarized light into linearly polarized light having a predetermined polarization direction.

46は図2(B)に示す垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたフロントコンプレッサである。47はランプ1からの光軸を、ほぼ90度(より詳しくは88度)折り曲げるための反射ミラーである。   Reference numeral 46 denotes a front compressor composed of a cylindrical lens having a refractive power in the vertical direction shown in FIG. Reference numeral 47 denotes a reflection mirror for bending the optical axis from the lamp 1 by approximately 90 degrees (more specifically, 88 degrees).

43cは垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズセルを複数配列した第3シリンダアレイである。43dは第3シリンダアレイ43cの個々のレンズセルに対応したシリンドリカルレンズアレイを複数有する第4シリンダアレイである。   43c is a third cylinder array in which a plurality of cylindrical lens cells having refractive power in the vertical direction are arranged. 43d is a fourth cylinder array having a plurality of cylindrical lens arrays corresponding to individual lens cells of the third cylinder array 43c.

50は色座標を所定値に調整するために特定波長域の色をランプ1に戻すためのカラーフィルタである。48はコンデンサーレンズである。49は垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたリアコンプレッサである。以上により、照明光学系αが構成される。   Reference numeral 50 denotes a color filter for returning the color in a specific wavelength region to the lamp 1 in order to adjust the color coordinates to a predetermined value. Reference numeral 48 denotes a condenser lens. Reference numeral 49 denotes a rear compressor composed of a cylindrical lens having a refractive power in the vertical direction. The illumination optical system α is configured as described above.

58は青(B:例えば430〜495nm)と赤(R:例えば590〜650nm)の波長領域の光を反射し、緑(G:例えば505〜580nm)の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーである。59は透明基板に偏光素子を貼り付けたG用の入射側偏光板であり、P偏光光のみを透過する。60は多層膜により構成された偏光分離面においてP偏光光を透過し、S偏光光を反射する第1偏光ビームスプリッタである。   58 is a dichroic mirror that reflects light in the wavelength region of blue (B: for example 430 to 495 nm) and red (R: for example 590 to 650 nm) and transmits light in the wavelength region of green (G: for example 505 to 580 nm). is there. 59 is an incident side polarizing plate for G in which a polarizing element is bonded to a transparent substrate, and transmits only P-polarized light. Reference numeral 60 denotes a first polarization beam splitter that transmits P-polarized light and reflects S-polarized light on a polarization separation surface constituted by a multilayer film.

61R,61G,61Bはそれぞれ、入射した光を反射するとともに画像変調する画像形成素子(若しくは光変調素子)としての赤用反射型液晶パネル、緑用反射型液晶パネル及び青用反射型液晶パネルである。62R,62G,62Bはそれぞれ、赤用1/4波長板、緑用1/4波長板及び青用1/4波長板である。   61R, 61G and 61B are a reflective liquid crystal panel for red, a reflective liquid crystal panel for green and a reflective liquid crystal panel for blue as image forming elements (or light modulating elements) which reflect incident light and modulate the image, respectively. is there. 62R, 62G, and 62B are a quarter wavelength plate for red, a quarter wavelength plate for green, and a quarter wavelength plate for blue, respectively.

64aはR光の色純度を高めるためにオレンジ光をランプ1に戻すトリミングフィルタである。64bは透明基板に偏光素子を貼り付けたRB用入射側偏光板であり、P偏光のみを透過する。   A trimming filter 64a returns orange light to the lamp 1 in order to increase the color purity of the R light. Reference numeral 64b denotes an incident-side polarizing plate for RB in which a polarizing element is attached to a transparent substrate and transmits only P-polarized light.

65はR光の偏光方向を90度変換し、B光の偏光方向は変換しない色選択性位相差板である。66は偏光分離面においてP偏光を透過し、S偏光を反射する第2偏光ビームスプリッタである。   65 is a color selective phase difference plate that converts the polarization direction of the R light by 90 degrees and does not convert the polarization direction of the B light. Reference numeral 66 denotes a second polarization beam splitter that transmits P-polarized light and reflects S-polarized light on the polarization separation surface.

68BはB用射出側偏光板(偏光素子)であり、B光のうちS偏光成分のみを整流する。68GはG光のうちS偏光成分のみを透過させるG用出側偏光板である。69はR光及びB光を透過し、G光を反射するダイクロイックプリズムである。   Reference numeral 68B denotes a B-use exit side polarizing plate (polarizing element) that rectifies only the S-polarized component of the B light. 68G is a G output-side polarizing plate that transmits only the S-polarized light component of the G light. Reference numeral 69 denotes a dichroic prism that transmits R light and B light and reflects G light.

以上のダイクロイックミラー58〜ダイクロイックプリズム69により、色分解合成光学系βが構成される。   The above dichroic mirror 58 to dichroic prism 69 constitute a color separation / synthesis optical system β.

本実施例において、偏光変換素子45はP偏光をS偏光に変換するが、ここでいうP偏光とS偏光は、偏光変換素子45における光の偏光方向を基準として述べている。一方、ダイクロイックミラー58に入射する光は、第1及び第2偏光ビームスプリッタ60,66での偏光方向を基準として考え、P偏光光であるとする。すなわち、本実施例では、偏光変換素子45から射出された光をS偏光光とするが、同じS偏光光をダイクロイックミラー58に入射する場合はP偏光光として定義する。   In this embodiment, the polarization conversion element 45 converts P-polarized light to S-polarized light. The P-polarized light and S-polarized light described here are described with reference to the polarization direction of light in the polarization conversion element 45. On the other hand, the light incident on the dichroic mirror 58 is assumed to be P-polarized light considering the polarization directions in the first and second polarization beam splitters 60 and 66 as a reference. That is, in this embodiment, the light emitted from the polarization conversion element 45 is S-polarized light, but when the same S-polarized light is incident on the dichroic mirror 58, it is defined as P-polarized light.

(光学的作用)
次に、光学的な作用を説明する。
(Optical action)
Next, the optical action will be described.

発光管41から発した光はリフレクタ42により所定の方向に集光される。リフレクタ42は放物面形状の凹面鏡を有し、放物面の焦点位置からの光は該放物面の対称軸に平行な光束となる。但し、発光管41からの光源は理想的な点光源ではなく、有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物面の対称軸に平行でない光の成分も多く含まれている。これらの光束は、第1シリンダアレイ43aに入射する。第1シリンダアレイ43aに入射した光束は、シリンダレンズセルの数に応じた複数の光束に分割されて集光され、垂直方向に並ぶ帯状の複数の光束となる。そして、これら複数の分割光束は、紫外線吸収フィルタ44及び第2シリンダアレイ43bを経て、複数の光源像を偏光変換素子45の近傍に形成する。   Light emitted from the arc tube 41 is collected in a predetermined direction by the reflector 42. The reflector 42 has a parabolic concave mirror, and light from the focal position of the paraboloid becomes a light beam parallel to the symmetry axis of the paraboloid. However, since the light source from the arc tube 41 is not an ideal point light source and has a finite size, the condensed light flux includes many light components that are not parallel to the symmetry axis of the paraboloid. ing. These light beams are incident on the first cylinder array 43a. The light beam incident on the first cylinder array 43a is divided into a plurality of light beams corresponding to the number of cylinder lens cells and collected to form a plurality of strip-shaped light beams arranged in the vertical direction. The plurality of split light beams pass through the ultraviolet absorption filter 44 and the second cylinder array 43b to form a plurality of light source images in the vicinity of the polarization conversion element 45.

図4を用いて偏光変換素子45の構成について説明する。偏光変換素子45は、複数の偏光分離面45aと、複数の反射面45bと、複数の1/2波長板45cとを有する。上記複数の分割光束(無偏光光)は、その列に対応した偏光分離面45aに入射し、該偏光分離面45aを透過したP偏光と該偏光分離面45aで反射したS偏光とに分離される。   The configuration of the polarization conversion element 45 will be described with reference to FIG. The polarization conversion element 45 includes a plurality of polarization separation surfaces 45a, a plurality of reflection surfaces 45b, and a plurality of half-wave plates 45c. The plurality of split light beams (non-polarized light) are incident on the polarization separation surface 45a corresponding to the column, and are separated into P-polarized light transmitted through the polarization separation surface 45a and S-polarized light reflected by the polarization separation surface 45a. The

偏光分離面45aで反射したS偏光は、反射面45bで反射してP偏光と同じ方向に射出する。一方、偏光分離面45aを透過したP偏光は、1/2波長板45cにより偏光方向を90度回転されてS偏光に変換されるこうして、同じ偏光方向を有する複数の光束(直線偏光)が射出する。   The S-polarized light reflected by the polarization separation surface 45a is reflected by the reflecting surface 45b and is emitted in the same direction as the P-polarized light. On the other hand, the P-polarized light transmitted through the polarization separation surface 45a is converted into S-polarized light by rotating the polarization direction by 90 degrees by the half-wave plate 45c. Thus, a plurality of light beams (linearly polarized light) having the same polarization direction are emitted. To do.

偏光変換された複数の光束は、偏光変換素子45から射出した後、フロントコンプレッサ46で圧縮され、反射ミラー47によって88度反射され、第3シリンダアレイ43cに入射する。   The plurality of light beams that have undergone polarization conversion are emitted from the polarization conversion element 45, compressed by the front compressor 46, reflected by the reflection mirror 47, and incident on the third cylinder array 43 c.

第3シリンダアレイ43cに入射した光束は、シリンダレンズセルの数に応じた複数の光束に分割されて集光され、水平方向に並ぶ帯状の複数の光束となる。該複数の分割光束は、第4シリンダアレイ43d及びコンデンサーレンズ48を介してリアコンプレッサ49に入射する。   The light beam incident on the third cylinder array 43c is divided into a plurality of light beams corresponding to the number of cylinder lens cells and collected to form a plurality of strip-shaped light beams arranged in the horizontal direction. The plurality of split light beams enter the rear compressor 49 via the fourth cylinder array 43d and the condenser lens 48.

フロントコンプレッサ46、コンデンサーレンズ48及びリアコンプレッサ49の光学作用によって、複数の光束によって形成される矩形像は互いに重なり合い、矩形の均一な明るさの照明エリアを生成する。この照明エリアに、反射型液晶パネル61R,61G,61Bが配置される。このようにして、反射型液晶パネル61R,61G,61Bを照明する光が生成される。   By the optical action of the front compressor 46, the condenser lens 48, and the rear compressor 49, rectangular images formed by a plurality of light beams overlap with each other to generate a rectangular uniform brightness illumination area. Reflective liquid crystal panels 61R, 61G, and 61B are disposed in this illumination area. In this way, light that illuminates the reflective liquid crystal panels 61R, 61G, 61B is generated.

偏光変換素子45によってS偏光とされた光は、ダイクロイックミラー58に入射する。以下、ダイクロイックミラー58を透過したG光の光路について説明する。   The light converted to S-polarized light by the polarization conversion element 45 enters the dichroic mirror 58. Hereinafter, the optical path of the G light transmitted through the dichroic mirror 58 will be described.

ダイクロイックミラー58を透過したG光は、入射側偏光板59に入射する。G光はダイクロイックミラー58によって分解された後もP偏光(偏光変換素子45を基準とする場合はS偏光)となっている。そして、G光は入射側偏光板59から射出した後、第1偏光ビームスプリッタ60に対してP偏光として入射し、その偏光分離面を透過してG用反射型液晶パネル61Gへと至る。   The G light transmitted through the dichroic mirror 58 enters the incident side polarizing plate 59. Even after being decomposed by the dichroic mirror 58, the G light remains P-polarized light (S-polarized light when the polarization conversion element 45 is used as a reference). The G light exits from the incident-side polarizing plate 59, then enters the first polarizing beam splitter 60 as P-polarized light, passes through the polarization separation surface, and reaches the G reflective liquid crystal panel 61G.

ここで、該プロジェクタのIF基板25には、パーソナルコンピュータ、DVDプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置80が接続されている。制御基板11は、画像供給装置80から入力された画像情報に基づいて反射型液晶パネル61R,61G,61Bを駆動し、これらに各色用の原画を形成させる。これにより、各反射型液晶パネルに入射した光は、反射されるとともに原画に応じて変調(画像変調)される。画像供給装置80とプロジェクタとにより画像表示システムが構成される。   Here, an image supply device 80 such as a personal computer, a DVD player, or a TV tuner is connected to the IF board 25 of the projector. The control board 11 drives the reflective liquid crystal panels 61R, 61G, and 61B based on the image information input from the image supply device 80, and forms an original image for each color on them. Thereby, the light incident on each reflective liquid crystal panel is reflected and modulated (image modulation) according to the original image. The image supply device 80 and the projector constitute an image display system.

G用反射型液晶パネル61Gにおいては、G光が画像変調されて反射される。画像変調されたG光のうちP偏光成分は、再び第1偏光ビームスプリッタ60の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたG光のうちS偏光成分は、第1偏光ビームスプリッタ60の偏光分離面で反射され、投射光としてダイクロイックプリズム69に向かう。   In the G reflective liquid crystal panel 61G, the G light is image-modulated and reflected. The P-polarized component of the image-modulated G light is again transmitted through the polarization separation surface of the first polarization beam splitter 60, returned to the light source side, and removed from the projection light. On the other hand, the S-polarized component of the image-modulated G light is reflected by the polarization separation surface of the first polarization beam splitter 60 and travels toward the dichroic prism 69 as projection light.

このとき、すべての偏光成分をP偏光に変換した状態(黒を表示した状態)において、第1偏光ビームスプリッタ60とG用反射型液晶パネル61Gとの間に設けられた1/4波長板62Gの遅相軸を所定の方向に調整する。これにより、第1偏光ビームスプリッタ60とG用反射型液晶パネル61Gで発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることができる。   At this time, in a state where all the polarization components are converted to P-polarized light (in a state where black is displayed), a quarter-wave plate 62G provided between the first polarizing beam splitter 60 and the G-use reflective liquid crystal panel 61G. The slow axis is adjusted in a predetermined direction. Thereby, the influence of the disorder of the polarization state which generate | occur | produces with the 1st polarizing beam splitter 60 and the reflective liquid crystal panel 61G for G can be restrained small.

第1偏光ビームスプリッタ60から射出したG光は、ダイクロイックプリズム69に対してS偏光として入射し、該ダイクロイックプリズム69のダイクロイック膜面で反射して投射レンズ5へと至る。   The G light emitted from the first polarizing beam splitter 60 enters the dichroic prism 69 as S-polarized light, is reflected by the dichroic film surface of the dichroic prism 69, and reaches the projection lens 5.

一方、ダイクロイックミラー58で反射したR光とB光は、トリミングフィルタ64aに入射する。R光とB光はダイクロイックミラー58によって分解された後もP偏光となっている。そして、R光とB光は、トリミングフィルタ64aでオレンジ光成分がカットされた後、入射側偏光板64bを透過し、色選択性位相差板65に入射する。   On the other hand, the R light and B light reflected by the dichroic mirror 58 enter the trimming filter 64a. R light and B light are still P-polarized light after being decomposed by the dichroic mirror 58. Then, after the orange light component is cut by the trimming filter 64a, the R light and the B light are transmitted through the incident side polarizing plate 64b and are incident on the color selective phase difference plate 65.

色選択性位相差板65は、R光の偏光方向のみを90度回転させる作用を有し、これによりR光はS偏光として、B光はP偏光として第2偏光ビームスプリッタ66に入射する。   The color-selective phase difference plate 65 has an action of rotating only the polarization direction of the R light by 90 degrees, so that the R light is incident on the second polarization beam splitter 66 as S-polarized light and the B light is incident on P-polarized light.

S偏光として第2偏光ビームスプリッタ66に入射したR光は、該第2偏光ビームスプリッタ66の偏光分離面で反射され、R用反射型液晶パネル61Rへと至る。また、P偏光として第2偏光ビームスプリッタ66に入射したB光は、該第2偏光ビームスプリッタ66の偏光分離面を透過してB用反射型液晶パネル61Bへと至る。   The R light incident on the second polarization beam splitter 66 as S-polarized light is reflected by the polarization separation surface of the second polarization beam splitter 66 and reaches the R-use reflective liquid crystal panel 61R. The B light incident on the second polarization beam splitter 66 as P-polarized light is transmitted through the polarization separation surface of the second polarization beam splitter 66 and reaches the B-use reflective liquid crystal panel 61B.

R用反射型液晶パネル61Rに入射したR光は、画像変調されて反射される。画像変調されたR光のうちS偏光成分は、再び第2偏光ビームスプリッタ66の偏光分離面で反射されて光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたR光のうちP偏光成分は、第2偏光ビームスプリッタ66の偏光分離面を透過して、投射光としてダイクロイックプリズム69に向かう。   The R light incident on the R reflective liquid crystal panel 61R is image-modulated and reflected. The S-polarized component of the image-modulated R light is reflected again by the polarization separation surface of the second polarization beam splitter 66, returned to the light source side, and removed from the projection light. On the other hand, the P-polarized component of the image-modulated R light passes through the polarization separation surface of the second polarization beam splitter 66 and travels toward the dichroic prism 69 as projection light.

また、B用反射型液晶パネル61Bに入射したB光は、画像変調されて反射される。画像変調されたB光のうちP偏光成分は、再び第2偏光ビームスプリッタ66の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたB光のうちS偏光成分は、第2偏光ビームスプリッタ66の偏光分離面で反射して、投射光としてダイクロイックプリズム69に向かう。   The B light incident on the B-use reflective liquid crystal panel 61B is image-modulated and reflected. The P-polarized component of the image-modulated B light is transmitted again through the polarization separation surface of the second polarization beam splitter 66 and returned to the light source side, and is removed from the projection light. On the other hand, the S-polarized component of the image-modulated B light is reflected by the polarization separation surface of the second polarization beam splitter 66 and travels toward the dichroic prism 69 as projection light.

このとき、第2偏光ビームスプリッタ66とR用,B用反射型液晶パネル61R,61Bとの間に設けられた1/4波長板62R,62Bの遅相軸を調整することにより、G光の場合と同じように、R,B光それぞれの黒表示状態での調整を行うことができる。   At this time, by adjusting the slow axes of the quarter-wave plates 62R and 62B provided between the second polarizing beam splitter 66 and the R and B reflective liquid crystal panels 61R and 61B, As in the case, the adjustment in the black display state of each of the R and B lights can be performed.

こうして1つの光束に合成されて第2偏光ビームスプリッタ66から射出したR光とB光は、射出側偏光板68Bで検光されてダイクロイックプリズム69に入射する。また、R光はP偏光のまま射出側偏光板68Bを透過して、ダイクロイックプリズム69に入射する。   The R light and B light that are combined into one light beam and emitted from the second polarization beam splitter 66 are analyzed by the exit-side polarizing plate 68B and enter the dichroic prism 69. Further, the R light is transmitted through the exit-side polarizing plate 68 </ b> B as P-polarized light and enters the dichroic prism 69.

射出側偏光板68Bで検光されることにより、B光は、該B光が第2偏光ビームスプリッタ66、B用反射型液晶パネル61B及び1/4波長板62Bを通ることによって生じた無効な成分がカットされた光となる。   By being analyzed by the exit-side polarizing plate 68B, the B light is ineffective generated by the B light passing through the second polarizing beam splitter 66, the B reflective liquid crystal panel 61B, and the quarter wavelength plate 62B. The light is cut from the components.

そして、ダイクロイックプリズム69に入射したR光とB光は、ダイクロイック膜面を透過して、該ダイクロイック膜面にて反射したG光と合成されて投射レンズ5に至る。   The R light and B light incident on the dichroic prism 69 pass through the dichroic film surface and are combined with the G light reflected by the dichroic film surface to reach the projection lens 5.

そして、合成されたR,G,B光は、投射レンズ5によってスクリーンなどの被投射面に拡大投影される。   The combined R, G, B light is enlarged and projected onto a projection surface such as a screen by the projection lens 5.

次に、本実施例のプロジェクタにおける偏光変換素子45の冷却構造(冷却手段)について、図1、図5及び図6を用いて説明する。   Next, a cooling structure (cooling means) for the polarization conversion element 45 in the projector according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

偏光変換素子45は、後述する遮光放熱部材70が取り付けられた状態で光学ボックス6内に収納される。光学ボックス6における偏光変換素子45の真下には不図示の穴が形成されている。   The polarization conversion element 45 is accommodated in the optical box 6 in a state in which a light shielding and heat radiating member 70 described later is attached. A hole (not shown) is formed immediately below the polarization conversion element 45 in the optical box 6.

図1に示すように、偏光変換素子45への冷却風は、ランプ冷却ファン14からの冷却風を光源ランプ1に導く第1及び第2ランプダクト15,16から分岐したダクト(導風路)Eを通って、上述した光学ボックス6の穴から偏光変換素子45に供給される。図1には、ダクトEにおける光学ボックス6の穴に対応する位置に形成された吹き出し口Hを示している。該吹き出し口Hからの冷却風が、光学ボックス6の穴を通って偏光変換素子45に供給される。   As shown in FIG. 1, the cooling air to the polarization conversion element 45 is a duct (air guide path) branched from the first and second lamp ducts 15 and 16 that guides the cooling air from the lamp cooling fan 14 to the light source lamp 1. E is supplied to the polarization conversion element 45 through the hole of the optical box 6 described above. FIG. 1 shows a blowout port H formed at a position corresponding to the hole of the optical box 6 in the duct E. Cooling air from the outlet H is supplied to the polarization conversion element 45 through the hole of the optical box 6.

偏光変換素子45の入射側には、前述した第2シリンダアレイ43bが配置され、射出側には、前述したフロントコンプレッサ46が配置されている。冷却風は、第2シリンダアレイ43bと偏光変換素子45との間及びフロントコンプレッサ46と偏光変換素子45との間の空間を流れ、光学ボックス蓋7に形成された不図示の穴を通って光学ボックス6外に流出し、さらに筐体外に排出される。   The aforementioned second cylinder array 43b is disposed on the incident side of the polarization conversion element 45, and the aforementioned front compressor 46 is disposed on the exit side. The cooling air flows through the space between the second cylinder array 43 b and the polarization conversion element 45 and between the front compressor 46 and the polarization conversion element 45, and passes through a hole (not shown) formed in the optical box lid 7. It flows out of the box 6 and is discharged out of the casing.

図1に示すように、ダクトEは、偏光変換素子45の側方(ランプ1から偏光変換素子45への光路に対して直交する方向)から偏光変換素子45の真下に延び、吹き出し口Hによって絞られて該吹き出し口Hから吹き出す。このため、吹き出し口Hから吹き出した冷却風は、図1及び図5に矢印Cで示すように、ランプ1側から見て、偏光変換素子45の右下から左上の方向(特定方向)に該偏光変換素子45の入射面及び射出面に沿って流れる。矢印Cは、吹き出し口Hから吹き出した冷却風の流れの中心部も示している。   As shown in FIG. 1, the duct E extends from the side of the polarization conversion element 45 (the direction orthogonal to the optical path from the lamp 1 to the polarization conversion element 45) directly below the polarization conversion element 45, and is Squeezed out and blown out from the outlet H. For this reason, the cooling air blown out from the blowout port H is seen in the direction from the lower right to the upper left (specific direction) of the polarization conversion element 45 as seen from the lamp 1 side as shown by an arrow C in FIGS. It flows along the entrance surface and exit surface of the polarization conversion element 45. An arrow C also indicates a center portion of the flow of the cooling air blown out from the blowout port H.

冷却風の流れの中心部Cでの流速に比べて、該中心部Cから矢印Cの方向に対して直交する方向(図5中のDの方向)に離れた領域での流速は低速である。このため、偏光変換素子45に対して冷却風を供給するだけでは、偏光変換素子45におけるランプ1側から見て右側の領域が冷却不足となるおそれがある。   Compared to the flow velocity at the center C of the flow of the cooling air, the flow velocity in the region away from the center C in the direction perpendicular to the direction of the arrow C (direction D in FIG. 5) is low. . For this reason, if only the cooling air is supplied to the polarization conversion element 45, the right region of the polarization conversion element 45 as viewed from the lamp 1 side may be insufficiently cooled.

そこで、本実施例では、偏光変換素子45の入射面上に遮光放熱部材70を設ける。遮光放熱部材70は、放熱機能とともに遮光機能を有する。   Therefore, in this embodiment, the light shielding and radiating member 70 is provided on the incident surface of the polarization conversion element 45. The light shielding heat radiating member 70 has a light shielding function as well as a heat radiating function.

偏光変換素子45の入射面には、図5に示すように、ランプ1からの無偏光光を偏光変換素子45の内部に入射させる透過領域(第1の領域)Bがある。また、偏光変換素子45の入射面には、ランプ1からの無偏光光を偏光変換素子45の内部における45aで示す複数の偏光分離面以外の部分に入射させないように遮光すべき遮光領域(第2の領域)Aがある。   As shown in FIG. 5, the incident surface of the polarization conversion element 45 has a transmission region (first region) B through which non-polarized light from the lamp 1 enters the polarization conversion element 45. Further, on the incident surface of the polarization conversion element 45, a non-polarized light from the lamp 1 is shielded so as not to be incident on portions other than the plurality of polarization separation surfaces indicated by 45a in the polarization conversion element 45. 2 region) A.

遮光放熱部材70の遮光部70aは、偏光変換素子45の入射面における遮光領域A上(第2の領域上)であって、偏光分離素子45の内部における複数の偏光分離面45a以外の部分に無偏光光を入射させないように設けられる。遮光領域Aは、冷却風の流れの中心部Cから矢印Cの方向(特定方向)に対して直交する方向Dに離れた領域であり、上述した空気冷却だけでは冷却不足になる領域に相当する。   The light shielding portion 70 a of the light shielding heat radiating member 70 is on the light shielding region A (on the second region) on the incident surface of the polarization conversion element 45, and on a portion other than the plurality of polarization separation surfaces 45 a inside the polarization separation element 45. It is provided so that non-polarized light does not enter. The light shielding area A is an area away from the center C of the flow of the cooling air in a direction D perpendicular to the direction of the arrow C (specific direction), and corresponds to an area where the above-described air cooling alone is insufficiently cooled. .

このように、空気冷却だけでは冷却不足となる領域Aを遮光放熱部材70(遮光部70a)によって遮光し、かつ該領域の積極的な放熱を行うことで、偏光変換素子45の全体の入射光による温度上昇に起因する性能劣化を抑えることができる。   In this way, the entire incident light of the polarization conversion element 45 is obtained by shielding the area A, which is insufficiently cooled only by air cooling, by the light shielding and radiating member 70 (the light shielding portion 70a) and actively radiating heat in the area. It is possible to suppress the performance deterioration due to the temperature rise due to the above.

また、遮光放熱部材70の下部には、吹き出し口HからダクトEの内部に延びる延長部70bが設けられている。この延長部70bを冷却風の流速が速いダクトEの内部まで延ばすことで、偏光変換素子45の放熱を促進することができる。   In addition, an extension 70 b extending from the blowout port H to the inside of the duct E is provided at the lower part of the light shielding and heat radiating member 70. By extending the extended portion 70b to the inside of the duct E where the flow velocity of the cooling air is fast, the heat radiation of the polarization conversion element 45 can be promoted.

なお、図1及び図5では、延長部70bを平板形状に形成した場合を示したが、延長部70bの表面に凹凸又はフィンを設けることで、放熱面積を拡大することができ、より放熱効果を高めることができる。   1 and 5 show the case where the extension portion 70b is formed in a flat plate shape, but by providing unevenness or fins on the surface of the extension portion 70b, the heat dissipation area can be expanded, and the heat dissipation effect can be further increased. Can be increased.

さらに、遮光放熱部材70の材料としては、高輝度アルミが好ましい。高輝度アルミは光を反射するため、遮光放熱部材70の遮光部70aに当たる不要光が反射されて偏光変換素子45の温度上昇をより効果的に抑えることができる。また、高輝度アルミの熱伝導率は220W/K・mと、サファイアガラスの熱伝導率40 W/K・mと比較して数倍高く、遮光部70aが偏光変換素子45から受けた熱が放熱部70bに移動しやすい。したがって、高輝度アルミは遮光放熱部材70の材料として好適である。なお、高輝度アルミは、一般に、サファイアガラスより安価に入手することができる。   Further, as the material of the light shielding and radiating member 70, high-luminance aluminum is preferable. Since the high-luminance aluminum reflects light, unnecessary light hitting the light shielding portion 70a of the light shielding heat radiating member 70 is reflected, and the temperature rise of the polarization conversion element 45 can be more effectively suppressed. Further, the heat conductivity of the high-luminance aluminum is 220 W / K · m, which is several times higher than the heat conductivity of sapphire glass, 40 W / K · m. It is easy to move to the heat dissipation part 70b. Therefore, high-luminance aluminum is suitable as a material for the light shielding and radiating member 70. High-luminance aluminum can generally be obtained at a lower cost than sapphire glass.

さらに、本実施例では、偏光変換素子45の入射面のうち透過領域B上には、遮光放熱部材70(遮光部70a)を配置していない。図4からも分かるように、透過領域Bには、実際には、ランプ1からの光が偏光分離面45aに向かって透過する有効領域とそれ以外の不要領域とが交互に存在する。しかし、透過領域B上に、複数の不要領域を覆う複数の遮光部を有する遮光放熱部材を配置すると、偏光変換素子45と遮光放熱部材との位置合わせが適正でないと、本来、有効領域に入射すべき光が遮られる。   Further, in the present embodiment, the light shielding heat radiating member 70 (light shielding portion 70a) is not disposed on the transmission region B in the incident surface of the polarization conversion element 45. As can be seen from FIG. 4, in the transmissive region B, there are actually effective regions in which the light from the lamp 1 is transmitted toward the polarization separation surface 45a and other unnecessary regions alternately. However, if a light-shielding heat radiating member having a plurality of light-shielding portions covering a plurality of unnecessary regions is arranged on the transmission region B, if the alignment between the polarization conversion element 45 and the light-shielding heat radiating member is not appropriate, the light enters the effective region. The light that should be blocked.

このため、本実施例では、透過領域B上に遮光放熱部材70(遮光部70a)を設けないことで、このような不適切な遮光を回避しつつ、偏光変換素子45の適切な冷却を行えるようにしている。   For this reason, in this embodiment, by not providing the light shielding heat dissipation member 70 (the light shielding portion 70a) on the transmission region B, it is possible to appropriately cool the polarization conversion element 45 while avoiding such inappropriate light shielding. I am doing so.

図6には、本発明の実施例2である液晶プロジェクタにおける偏光変換素子45の冷却構造を示している。   FIG. 6 shows a cooling structure of the polarization conversion element 45 in the liquid crystal projector that is Embodiment 2 of the present invention.

本実施例の偏光変換素子45の入射面にも、ランプ1からの無偏光光を偏光変換素子45の内部に入射させる透過領域(第1の領域)Bと、該無偏光光を偏光変換素子45の内部に入射させないように遮光すべき遮光領域(第2の領域)Aがある。遮光領域Aは、入射面の上部において左右方向の中央部から左右両側に広がっている。   Also on the incident surface of the polarization conversion element 45 of the present embodiment, a transmission region (first region) B that allows the non-polarized light from the lamp 1 to enter the polarization conversion element 45, and the non-polarization light to the polarization conversion element There is a light shielding region (second region) A that should be shielded so as not to be incident on the inside of 45. The light shielding region A extends from the center in the left-right direction to the left and right sides at the upper part of the incident surface.

そして本実施例では、冷却風が、偏光変換素子45の入射面(及び射出面)に沿って真下から真上に向かって流れる場合を示している。この場合、特に、風下(入射面の上部)における左右両側の領域、つまりは冷却風の流れの中心部Cから矢印Cの方向に対して直交する方向Dに離れた領域での流速が、中心部Cでの流速に比べて低くなる。このため、偏光変換素子45の上部における左右両側の領域が冷却不足になり易い。   In this embodiment, the cooling air flows along the incident surface (and the exit surface) of the polarization conversion element 45 from directly below to above. In this case, in particular, the flow velocity in the regions on the left and right sides in the leeward (upper part of the incident surface), that is, in the region away from the central portion C of the flow of the cooling air in the direction D orthogonal to the direction of the arrow C is the center. It becomes lower than the flow velocity in part C. For this reason, the left and right regions in the upper part of the polarization conversion element 45 are likely to be undercooled.

そこで、本実施例では、図6に示すように、偏光変換素子45の入射面の遮光領域Aのうち冷却風の流れの中心部Cから方向Dに離れた左右両側の領域上に、遮光放熱部材70に設けられた複数の遮光部70aを配置している。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, light shielding and heat dissipation is performed on both the left and right regions away from the central portion C of the cooling air flow in the direction D in the light shielding region A of the incident surface of the polarization conversion element 45. A plurality of light shielding portions 70 a provided on the member 70 are arranged.

さらに、本実施例でも、遮光放熱部材70の下部に、導風路としてのダクトの内部に延びる延長部70bが設けられており、放熱を促進している。   Furthermore, also in the present embodiment, an extension portion 70b extending inside the duct as the air guide path is provided at the lower portion of the light shielding and heat radiating member 70 to promote heat dissipation.

以上の構成によれば、偏光変換素子45の全体の入射光による温度上昇に起因する性能劣化を抑えることができる。   According to the above configuration, it is possible to suppress performance deterioration due to temperature increase due to the incident light of the entire polarization conversion element 45.

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。   Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment when the present invention is implemented.

例えば、各実施例に示した遮光領域Aの形状は例に過ぎず、他の形状を有していてもよい。   For example, the shape of the light shielding region A shown in each embodiment is merely an example, and may have other shapes.

また、実施例1では、画像形成素子として反射型液晶パネルを用いた液晶プロジェクタについて説明したが、本発明は、画像形成素子として透過型液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)等を用いたプロジェクタにも適用することができる。   In the first embodiment, a liquid crystal projector using a reflective liquid crystal panel as an image forming element has been described. However, the present invention uses a transmissive liquid crystal panel, a digital micromirror device (DMD), or the like as an image forming element. It can also be applied to.

本発明の実施例1である液晶プロジェクタにおける偏光変換素子の周辺の構成を示す斜視図。1 is a perspective view showing a configuration around a polarization conversion element in a liquid crystal projector that is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 実施例1の液晶プロジェクタの全体構成を示す分解斜視図。1 is an exploded perspective view illustrating an overall configuration of a liquid crystal projector of Embodiment 1. FIG. 実施例1の液晶プロジェクタの光学構成を示す水平断面図及び垂直断面図。2 is a horizontal sectional view and a vertical sectional view showing an optical configuration of the liquid crystal projector of Embodiment 1. FIG. 上記偏光変換素子の構成を示す図。The figure which shows the structure of the said polarization conversion element. 実施例1における偏光変換素子と遮光放熱部材と冷却風の流れの向きとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between the polarization conversion element in Example 1, the light shielding heat radiating member, and the direction of the flow of cooling air. 本発明の実施例2における偏光変換素子と遮光放熱部材と冷却風の流れの向きとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between the polarization conversion element in Example 2 of this invention, the light-shielding heat radiating member, and the direction of the flow of cooling air.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源ランプ
6 光学ボックス
7 光学ボックス蓋
14 ランプ冷却ファン
15,16 ランプダクト
45 偏光変換素子
45a 偏光分離面
45b 反射面
45c 1/2波長板
61R,61G,61B 反射型液晶パネル
70 遮光放熱部材
70a 遮光部
70b 延長部
A 遮光領域
B 透過領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source lamp 6 Optical box 7 Optical box cover 14 Lamp cooling fan 15, 16 Lamp duct 45 Polarization conversion element 45a Polarization separation surface 45b Reflective surface 45c 1/2 wavelength plate 61R, 61G, 61B Reflective type liquid crystal panel 70 Light-shielding heat dissipation member 70a Light shielding part 70b Extension part A Light shielding area
B Transmission area

Claims (3)

偏光分離面を用いて、光源から入射した無偏光光を直線偏光に変換する偏光変換素子と、
前記直線偏光を用いて画像形成素子を照明する光を生成し、該画像形成素子で変調された光を投射光学系により被投射面に投射する光学系と、
前記偏光変換素子の入射面に対して冷却風を供給する冷却手段とを有し、
前記冷却手段は、前記入射面のうち前記無偏光光を前記偏光変換素子の内部に入射させる第1の領域に、前記入射面に沿った特定方向から前記冷却風を供給し、
前記入射面のうち前記無偏光光を前記偏光変換素子の内部における前記偏光分離面以外の部分に入射させない領域であって、前記冷却風の流れの中心部から前記特定方向に直交する方向に離れた第2の領域上に、遮光機能を有する放熱部材が設けられていることを特徴とする画像投射装置。
A polarization conversion element that converts non-polarized light incident from a light source into linearly polarized light using a polarization separation surface;
An optical system that generates light that illuminates the image forming element using the linearly polarized light, and that projects the light modulated by the image forming element onto a projection surface by a projection optical system;
Cooling means for supplying cooling air to the incident surface of the polarization conversion element;
The cooling means supplies the cooling air from a specific direction along the incident surface to a first region where the non-polarized light is incident on the polarization conversion element in the incident surface,
Of the incident surface, the non-polarized light is not incident on a portion other than the polarization separation surface inside the polarization conversion element, and is separated from the center of the flow of the cooling air in a direction orthogonal to the specific direction. An image projection apparatus, wherein a heat dissipation member having a light shielding function is provided on the second region.
前記冷却手段は、ファンと、該ファンからの前記冷却風を前記第1の領域に前記特定方向から供給するように導く導風路とを有し、
前記放熱部材は、前記導風路の内部に延びる延長部を有することを特徴とする請求項1に記載の画像投射装置。
The cooling means includes a fan and an air guide path that guides the cooling air from the fan to be supplied to the first region from the specific direction.
The image projecting device according to claim 1, wherein the heat radiating member has an extension extending inside the air guide passage.
光源から入射した無偏光光を直線偏光に変換する偏光変換素子と、
前記直線偏光を用いて画像形成素子を照明する光を生成し、該画像形成素子で変調された光を被投射面に投射する光学系と、
前記偏光変換素子の入射面に対して冷却風を供給する冷却手段と、
前記偏光変換素子の入射面上に設けられた放熱部材とを有し、
前記冷却手段は、
ファンと、
該ファンからの前記冷却風を、前記入射面のうち前記無偏光光を前記偏光変換素子の内部に入射させる第1の領域に供給するように導く導風路とを有し、
前記放熱部材は、前記導風路の内部に延びる延長部を有することを特徴とする画像投射装置。
A polarization conversion element that converts non-polarized light incident from a light source into linearly polarized light;
An optical system that generates light for illuminating the image forming element using the linearly polarized light, and projects the light modulated by the image forming element onto a projection surface;
Cooling means for supplying cooling air to the incident surface of the polarization conversion element;
A heat dissipating member provided on the incident surface of the polarization conversion element,
The cooling means is
With fans,
An air guide path for guiding the cooling air from the fan to be supplied to a first region of the incident surface where the non-polarized light is incident on the polarization conversion element;
The image radiating device according to claim 1, wherein the heat dissipating member has an extension extending inside the air guide passage.
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