JP3992005B2 - 光学装置、およびプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、光学装置、およびプロジェクタに関する。

従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、光変調装置で変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えるプロジェクタが知られている。
このうち、光変調装置としては、例えば、一対の基板間に液晶等の電気光学材料が密閉封入されたアクティブマトリックス駆動方式の光変調素子が一般的に採用される。具体的に、この光変調素子を構成する一対の基板は、液晶に駆動電圧を印加するためのデータ線、走査線、スイッチング素子、画素電極等が形成された駆動基板と、共通電極、ブラックマスク等が形成された対向基板とで構成されている。
また、この光変調素子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入射側偏光板および射出側偏光板がそれぞれ配置される。
ここで、光源から射出された光束が光変調素子に照射された場合には、液晶層による光吸収とともに、駆動基板に形成されたデータ線および走査線や、対向基板に形成されたブラックマトリックス等による光吸収により、光変調素子の温度が上昇しやすい。また、光源から射出された光束、および光変調素子を透過した光束のうち、所定の偏光軸を有していない光束は、偏光板によって吸収され、偏光板に熱が発生しやすい。

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、冷却流体を用いた冷却装置を備えた構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
すなわち、特許文献１に記載の冷却装置は、光変調素子と偏光板とを離隔した状態でそれぞれ支持し、内部に冷却流体が充填される冷却室を備えている。また、この冷却室は、内部に冷却流体を流通可能なチューブ等によりラジエータおよび流体ポンプと連通接続されている。このため、内部の冷却流体は、チューブ等を介して冷却室〜ラジエータ〜流体ポンプ〜冷却室という流路を循環する。そして、このような構成により、光源から照射される光束により光変調素子および偏光板に生じる熱を直接冷却流体に放熱させている。

特開平１−１５９６８４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクタでは、離間配置された冷却室、ラジエータ、および流体ポンプをチューブ等にて連通接続しているので、冷却装置自体のサイズが大きくなり、その取り扱い性が悪くなる、という問題がある。
また、例えば、光学素子の冷却効率を向上させるために、冷却流体の容量を大きくする構成、すなわち、冷却装置に冷却流体を一時的に蓄積可能なタンクを具備させる構成とした場合には、冷却装置のサイズがさらに増大してしまい、その取り扱い性がさらに悪くなる。
特に、光変調素子を複数で構成した場合には、上述した問題が顕著となる。

本発明の目的は、光変調素子を冷却流体にて効率的に冷却できかつ、光変調素子を複数で構成した場合であっても小型化を図れる光学装置、およびプロジェクタを提供することにある。

本発明の光学装置は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する複数の光変調素子を含んで構成される光学装置であって、内部に冷却流体が封入される冷却室が形成され、前記冷却室内の冷却流体に対して熱伝達可能に前記複数の光変調素子をそれぞれ保持する複数の光変調素子保持体と、前記光変調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、前記複数の光変調素子保持体がそれぞれ取り付けられる複数の光束入射側端面を有し、前記複数の光変調素子にて変調された各光束を合成する色合成光学装置と、前記複数の流体循環部材における前記冷却流体の流路中に配置され、前記冷却流体を内部に蓄積可能に構成され、内部の冷却流体を前記複数の流体循環部材を介して前記複数の光変調素子保持体毎に分岐して各冷却室に流入させる流体分岐部と、前記複数の流体循環部材における前記冷却流体の流路中に配置され、前記冷却流体を内部に蓄積可能に構成され、前記各冷却室から前記複数の流体循環部材を介して流出する冷却流体を一括して送入する流体送入部と、前記複数の流体循環部材における前記冷却流体の流路中に配置され、前記流体送入部内の冷却流体を前記複数の流体循環部材を介して送入し、送入した冷却流体を前記複数の流体循環部材を介して前記流体分岐部内に圧送し、前記冷却流体を強制的に循環させる流体圧送部とを備え、前記流体分岐部および前記流体圧送部は、前記色合成光学装置における前記複数の光束入射側端面に交差する端面のうちいずれか一方の端面に積層配置され、前記流体送入部は、前記色合成光学装置における前記複数の光束入射側端面に交差する端面のうちいずれか他方の端面に取り付けられていることを特徴とする。

ここで、流体分岐部および流体圧送部の配置位置としては、流体分岐部が色合成光学装置側に配置される構成としてもよく、流体圧送部が色合成光学装置側に配置される構成としてもよい。
また、光変調素子保持体は、色合成光学装置の光束入射側端面に直接取り付けられる構成の他、他の部材を介して取り付けられる構成を採用してもよい。
本発明では、複数の光変調素子保持体は、色合成光学装置の複数の光束入射側端面に対して取り付けられる。また、流体分岐部および流体圧送部は、色合成光学装置における複数の光束入射側端面に交差する端面のうちいずれか一方の端面に積層配置される。また、流体送入部は、色合成光学装置における複数の光束入射側端面に交差する端面のうちいずれか一方の端面に取り付けられる。このことにより、光学装置を構成する、複数の光変調素子、複数の光変調素子保持体、複数の流体循環部材、流体分岐部、流体送入部、および流体圧送部を、色合成光学装置の周囲にコンパクトにまとめることができ、光変調素子が複数で構成されている場合であっても、光学装置の小型化を図れ、光学装置の取り扱い性を良好にすることができる。
また、流体分岐部および流体送入部が内部にて一時的に冷却流体を蓄積可能な構成であるので、これら流体分岐部および流体送入部をタンクとして機能させることも可能となる。このため、タンクとしての機能を有する部材を別途設けなくても冷却流体の容量を十分に確保できかつ、小型化が図れる光学装置を構成できる。

さらに、光学装置が流体圧送部を備えているので、複数の流体循環部材を介して各冷却室内部の冷却流体を外部に流出させ、外部の冷却流体を複数の流体循環部材を介して各冷却室内部に流入させ、各冷却室内部の冷却流体の入れ替えを確実に実施できる。このため、各冷却室内部に光変調素子にて温められた冷却流体が滞留することを回避でき、光変調素子と冷却流体との温度差を維持して、冷却流体により光変調素子を効率的に冷却できる。
さらにまた、各冷却室の上流側および下流側に、流体分岐部および流体送入部が配置されているので、各冷却室を対流する冷却流体の対流速度を速め、光変調素子と冷却流体との温度差を維持して、冷却流体により光変調素子をさらに効率的に冷却できる。
したがって、冷却流体により光変調素子を効率的に冷却できかつ、光変調素子が複数で構成されている場合であっても光学装置の小型化を図れ、本発明の目的を達成できる。

本発明の光学装置では、前記流体分岐部は、前記色合成光学装置における前記一方の端面に取り付けられていることが好ましい。
本発明によれば、流体分岐部および流体圧送部は、流体分岐部が色合成光学装置側に位置するように積層配置されるので、流体分岐部と、色合成光学装置の複数の光束入射側端面に対して取り付けられる各光変調素子保持体との冷却流体の流路を短く設定でき、流体分岐部から分岐して送出される冷却流体を円滑に各光変調素子保持体の各冷却室に流入させることができる。

本発明の光学装置では、前記流体圧送部は、前記色合成光学装置における前記一方の端面に取り付けられていることが好ましい。
本発明によれば、流体分岐部および流体圧送部は、流体圧送部が色合成光学装置側に位置するように積層配置されるので、例えば、流体圧送部および流体分岐部を一体化し、流体分岐部に色合成光学装置を支持する支持部材としての機能を具備させれば、光学装置を例えば光学部品を所定位置に収納配置する光学部品用筐体内に収納し、流体分岐部を光学部品用筐体の底面に取り付けることで、全ての光学装置を前記光学部品用筐体内部に収納することができる。したがって、光学装置の取り扱い性をさらに良好にすることができる。

本発明の光学装置では、前記流体送入部から前記流体圧送部に向かう前記複数の流体循環部材における前記冷却流体の流路中に配置され、前記冷却流体の熱を放熱する放熱部を備えていることが好ましい。
ここで、放熱部としては、例えば、複数の流体循環部材を流通する冷却流体と熱伝達可能に接続される複数の放熱フィンを備え、流体循環部材を流通する冷却流体の熱を前記複数の放熱フィンに放熱する、いわゆるラジエータを採用できる。また、ラジエータに限らず、複数の流体循環部材を流通する冷却流体と熱伝達可能に接続され、ペルチェ効果を利用したペルチェモジュールを採用してもよい。
本発明によれば、光学装置が放熱部を備えているので、流体送入部から流体圧送部に向かう冷却流体を冷却でき、流体分岐部に蓄積される冷却流体の温度の低減を図れる。したがって、流体分岐部から各光変調素子保持体の冷却室に流通する温度の低減した冷却流体により各光変調素子をさらに効率的に冷却できる。

本発明の光学装置では、前記流体分岐部および前記流体圧送部は、熱伝導性材料から構成され、互いに熱伝達可能に接続していることが好ましい。
本発明によれば、流体分岐部および流体圧送部が熱伝導性材料から構成され、互いに熱伝達可能に接続しているので、流体分岐部内、および流体圧送部内の冷却流体の熱を流体分岐部および流体圧送部の外壁に放熱させることができる。また、例えば光学部品を所定位置に収納配置する光学部品用筐体を熱伝導性材料で構成し、光学装置を前記光学部品用筐体内に収納した際、流体分岐部および流体圧送部のうち少なくともいずれかを光学部品用筐体に熱伝達可能に接続すれば、流体分岐部および流体圧送部の外壁に伝達された熱を光学部品用筐体に放熱させることができる。

本発明の光学装置では、前記色合成光学装置の各光束入射側端面にそれぞれ取り付けられ、前記複数の光変調素子から射出される光束のうち、所定の偏光軸を有する光束をそれぞれ透過させ、他の偏光軸を有する光束をそれぞれ反射する複数の反射型偏光素子を備え、前記反射型偏光素子は、前記他の偏光軸を有する光束を前記光変調素子の画像形成領域を避ける方向に反射することが好ましい。
ここで、反射型偏光素子としては、有機材料から構成される反射型偏光素子、または、無機材料から構成される反射型偏光素子等が例示できる。
本発明では、反射型偏光素子は、所定の偏光軸以外の偏光軸を有する光束を反射するので、所定の偏光軸以外の偏光軸を有する光束を吸収する吸収型偏光素子と比較して、熱が生じにくく、反射型偏光素子自体の温度の低減を図れる。このため、従来のように冷却室内の冷却流体に光変調素子のみならず偏光板を接触させ、偏光板をも冷却する構造とする必要がなく、すなわち、光変調素子保持体にて光変調素子のみならず偏光板を保持させる構成を採用する必要がない。したがって、光変調素子保持体における冷却室内の冷却流体の温度を偏光板にて上昇させることなく、光変調素子を効率的に冷却できる。
また、反射型偏光素子は、他の偏光軸を有する光束を光変調素子の画像形成領域を避ける方向に反射するので、光学装置内に迷光が生じることなく、光変調素子にて形成される光学像を安定に維持でき、良好な光学像を形成できる。

本発明の光学装置では、前記反射型偏光素子は、相互に接続される複数のプリズムと、前記複数のプリズム間に介装され、前記光変調素子から射出される光束のうち、所定の偏光軸を有する光束を透過させ、他の偏光軸を有する光束を反射させる反射型偏光膜とで構成され、前記複数のプリズムは、光束入射側に配置され、前記光変調素子から射出される光束に対する透過面と、前記反射型偏光膜にて反射された光束に対する全反射面を兼ねる光束入射側端面を有する入射側プリズムを含んで構成され、前記入射側プリズムは、前記反射型偏光膜にて反射された光束を前記全反射面にて反射させ、前記光変調素子の画像形成領域を避ける方向に射出することが好ましい。
本発明によれば、反射型偏光素子は、複数のプリズムと、反射型偏光膜とを備える。そして、複数のプリズムのうち入射側プリズムは、反射型偏光膜にて反射された光束を全反射面にて反射させ、光変調素子の画像形成領域を避ける方向に射出するので、簡単な構成で、光学装置内に迷光が生じることを回避できる。

本発明のプロジェクタは、光源装置と、上述した光学装置と、前記光学装置にて形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクタは、光源装置、上述した光学装置、および投射光学装置を備えているので、上述した光学装置と同様の作用・効果を享受できる。
また、プロジェクタは、光変調素子を効率的に冷却できる光学装置を備えているので、光変調素子の熱劣化を防止でき、プロジェクタの高寿命化を図れる。

本発明のプロジェクタでは、前記光学装置を前記投射光学装置に対する所定位置に収納する熱伝導性材料からなる光学部品用筐体を備え、前記流体分岐部および前記流体圧送部のうち少なくともいずれか一方は、熱伝導性材料から構成され、前記光学装置を前記光学部品用筐体に収納した際、前記光学部品用筐体と熱伝達可能に接続することが好ましい。
本発明では、プロジェクタが熱伝導性材料からなる光学部品用筐体を備える。また、流体分岐部および流体圧送部のうち少なくともいずれか一方が熱伝導性材料から構成される。そして、光学装置を光学部品用筐体に収納した際、流体分岐部および流体圧送部のうち少なくともいずれか一方が光学部品用筐体に熱伝達可能に接続する。このことにより、循環する冷却流体〜流体分岐部および流体圧送部のうち少なくともいずれか一方〜光学部品用筐体への熱伝達経路を確保し、冷却流体の冷却効率を向上させることができる。このため、光学部品用筐体にラジエータとしての機能も持たせることができ、ラジエータとしての機能を有する部材を別途設けなくても冷却流体の冷却効率の向上を十分に図れる。

[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図１は、プロジェクタ１の概略構成を模式的に示す図である。
プロジェクタ１は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、形成した光学像をスクリーン上に拡大投射するものである。このプロジェクタ１は、外装ケース２と、冷却ユニット３と、光学ユニット４と、投射光学装置としての投射レンズ５とを備える。
なお、図１において、図示は省略するが、外装ケース２内において、冷却ユニット３、光学ユニット４、および投射レンズ５以外の空間には、電源ブロック、ランプ駆動回路等が配置されるものとする。

外装ケース２は、合成樹脂等から構成され、冷却ユニット３、光学ユニット４、および投射レンズ５を内部に収納配置する全体略直方体状に形成されている。この外装ケース２は、図示は省略するが、プロジェクタ１の天面、前面、背面、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、前面、側面、および背面をそれぞれ構成するロアーケースとで構成され、前記アッパーケースおよび前記ロアーケースは互いにねじ等で固定されている。
なお、外装ケース２は、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
また、図示は省略するが、この外装ケース２には、冷却ユニット３によりプロジェクタ１外部から冷却空気を内部に導入するための吸気口、およびプロジェクタ１内部で温められた空気を排出するための排気口が形成されている。

冷却ユニット３は、プロジェクタ１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。この冷却ユニット３は、投射レンズ５の側方に位置し、外装ケース２に形成された図示しない吸気口からプロジェクタ１外部の冷却空気を内部に導入して光学ユニット４の後述する光学装置の液晶パネルに冷却空気を吹き付けるシロッコファン３１を含んで構成される。
なお、この冷却ユニット３は、図示は省略するが、シロッコファン３１の他、光学ユニット４の後述する光源装置、および図示しない電源ブロック、ランプ駆動回路等を冷却するための冷却ファンも有しているものとする。

光学ユニット４は、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て光学像（カラー画像）を形成するユニットである。この光学ユニット４は、図１に示すように、外装ケース２の背面に沿って延出するとともに、外装ケース２の側面に沿って延出する平面視略Ｌ字形状を有している。なお、この光学ユニット４の詳細な構成については、後述する。
投射レンズ５は、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成される。そして、この投射レンズ５は、光学ユニット４にて形成された光学像（カラー画像）を図示しないスクリーン上に拡大投射する。

〔光学ユニットの詳細な構成〕
光学ユニット４は、図１に示すように、インテグレータ照明光学系４１と、色分離光学系４２と、リレー光学系４３と、光学装置４４と、これら光学部品４１〜４４を収納配置する光学部品用筐体４５とを備える。
インテグレータ照明光学系４１は、光学装置４４を構成する後述する液晶パネルの画像形成領域を略均一に照明するための光学系である。このインテグレータ照明光学系４１は、図１に示すように、光源装置４１１と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備える。

光源装置４１１は、放射状の光線を射出する光源ランプ４１６と、この光源ランプ４１６から射出された放射光を反射するリフレクタ４１７とを備える。光源ランプ４１６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。また、リフレクタ４１７としては、図１では、放物面鏡を採用しているが、これに限らず、楕円面鏡で構成し、光束射出側に該楕円面鏡により反射された光束を平行光とする平行化凹レンズを採用した構成としてもよい。
第１レンズアレイ４１２は、光軸方向から見て略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、光源装置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。
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２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４１３は、重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を光学装置４４の後述する液晶パネル上に結像させる機能を有している。

偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置され、第２レンズアレイ４１３からの光を略１種類の偏光光に変換するものである。
具体的に、偏光変換素子４１４によって略１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に光学装置４４の後述する液晶パネル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を用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源装置４１１からの光の略半分を利用できない。このため、偏光変換素子４１４を用いることで、光源装置４１１からの射出光を略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。

色分離光学系４２は、図１に示すように、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１，４２２によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学系４３は、図１に示すように、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で分離された赤色光を光学装置４４の後述する赤色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。

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反射するとともに、赤色光成分と緑色光成分とが透過する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１８を通って光学装置４４の後述する青色光用の液晶パネルに達する。このフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光側をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の緑色光用、赤色光用の液晶パネルの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１８も同様である。

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４１８を通って光学装置４４の後述する緑色光用の液晶パネルに達する。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４１８を通って光学装置４４の後述する赤色光用の液晶パネルに達する。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４１８に伝えるためである。本実施形態では、赤色光の光路を長くした構成を採用したが、例えば、青色光の光路を長くする構成を採用してもよい。

光学装置４４は、図１に示すように、光変調素子としての３枚の液晶パネル４４１（赤色光用の液晶パネルを４４１Ｒ、緑色光用の液晶パネルを４４１Ｇ、青色光用の液晶パネルを４４１Ｂとする）と、この液晶パネル４４１の光束入射側および光束射出側に配置される入射側偏光板４４２および射出側偏光板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４４４とを含んで構成される。そして、これらのうち、３つの液晶パネル４４１、３つの射出側偏光板４４３、およびクロスダイクロイックプリズム４４４が一体的に形成されたものである。本実施形態では、３つの入射側偏光板４４２は、３つの液晶パネル４４１、射出側偏光板４４３、およびクロスダイクロイックプリズム４４４とは、別体化されるが、一体化される構成を採用してもよい。
なお、光学装置４４は、具体的な構成は後述するが、液晶パネル４４１、射出側偏光板４４３、およびクロスダイクロイックプリズム４４４以外に、流体圧送部、流体循環部材、流体分岐部、光変調素子保持体、支持部材、および流体送入部を備える。
入射側偏光板４４２は、偏光変換素子４１４で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射され、入射された光束のうち、偏光変換素子４１４で揃えられた光束の偏光軸と略同一方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。この入射側偏光板４４２は、具体的な図示は省略するが、サファイアガラスまたは水晶等の透光性基板上に偏光膜が貼付された構成を有している。

光学部品用筐体４５は、例えば、金属製部材から構成され、図１に示すように、内部に所定の照明光軸Ａが設定され、上述した光学部品４１〜４４を照明光軸Ａに対する所定位置に収納配置する。なお、光学部品用筐体４５は、金属製部材に限らない。その他の材料にて構成してもよいが、熱伝導性材料で構成することが好ましい。この光学部品用筐体４５は、具体的な図示は省略するが、光学部品４１〜４４を収納する容器状の部品収納部材と、部品収納部材の開口部分を閉塞する蓋状部材とで構成される。
このうち、部品収納部材は、光学部品用筐体４５の底面、前面、および側面をそれぞれ構成する。
この部品収納部材において、底面には、光学装置４４の液晶パネル４４１位置に対応して形成された図示しない３つの孔が形成されている。そして、冷却ユニット３のシロッコファン３１によりプロジェクタ１外部から内部に導入された冷却空気は、シロッコファン３１から吐出され、前記３つの孔を介して光学装置４４の３つの液晶パネル４４１へと流通する。

〔光学装置の構成〕
図２および図３は、光学装置４４の概略構成を示す図である。具体的に、図２は、光学装置４４を上方側から見た斜視図である。図３は、光学装置４４を下方側から見た斜視図である。
光学装置４４は、図２または図３に示すように、３つの液晶パネル４４１と、３つの射出側偏光板４４３と、クロスダイクロイックプリズム４４４と、流体圧送部４４５と、流体分岐部４４６と、光変調素子保持体４４７と、支持部材４４８と、流体送入部４４９と、複数の流体循環部材４４０とを備える。

〔液晶パネルの構造〕
液晶パネル４４１は、ガラスなどからなる一対の基板４４１Ｃ，４４１Ｄ（図６参照）に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有している。このうち、基板４４１Ｃ（図６参照）は、液晶を駆動するための駆動基板であり、互いに平行に配列形成される複数のデータ線と、複数のデータ線と直交する方向に配列形成される複数の走査線と、走査線およびデータ線の交差に対応してマトリクス状に配列形成される画素電極と、ＴＦＴ等のスイッチング素子とを有している。また、基板４４１Ｄ（図６参照）は、基板４４１Ｃ（図６参照）に対して所定間隔を空けて対向配置される対向基板であり、所定の電圧Ｖcomが印加される共通電極を有している。また、これら基板４４１Ｃ，４４１Ｄ（図６参照）には、図示しない制御装置と電気的に接続し、前記走査線、前記データ線、前記スイッチング素子、および前記共通電極等に所定の駆動信号を出力するフレキシブルプリント基板４４１Ｅ（図６参照）が接続されている。このフレキシブルプリント基板４４１Ｅ（図６参照）を介して前記制御装置から駆動信号を入力することで、所定の前記画素電極と前記共通電極との間に電圧が印加され、該画素電極および共通電極間に介在する液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板４４２から射出された偏光光束の偏光方向が変調される。

〔射出側偏光板の構造〕
図４は、射出側偏光板４４３の構造を模式的に示す図である。具体的に、図４は、射出側偏光板４４３を側方から見た図である。
射出側偏光板４４３は、液晶パネル４４１から射出された光束のうち、入射側偏光板４４２における光束の透過軸と直交する偏光軸を有する光束のみ透過させ、その他の偏光軸を有する光束を反射する反射型偏光素子で構成されている。そして、３つの射出側偏光板４４３は、所定の厚み寸法を有する略直方体形状を有し、光束射出側端面がクロスダイクロイックプリズム４４４の各光束入射側端面にそれぞれ接着固定される。
この射出側偏光板４４３は、図４に示すように、２つの直角プリズム４４３Ａと、これら直角プリズム４４３Ａの界面に形成された反射型偏光膜４４３Ｂとを備える。このうち、反射型偏光膜４４３Ｂとしては、例えば、重合体を延伸形成した多数のフィルムを積層した多層構造フィルムを採用できる。
そして、この射出側偏光板４４３に入射した光束Ｌのうち、所定の偏光軸を有する光束Ｌ１は、図４に示すように、反射型偏光膜４４３Ｂを透過して、クロスダイクロイックプリズム４４４に入射する。
また、図４に示すように、射出側偏光板４４３に入射した光束Ｌのうち、他の偏光軸を有する光束Ｌ２は、反射型偏光膜４４３Ｂにて反射し、さらに、直角プリズム４４３Ａの光束入射側端面にて全反射して、上方に向けて射出される。

〔クロスダイクロイックプリズムの構造〕
クロスダイクロイックプリズム４４４は、射出側偏光板４４３から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム４４４は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｂから射出され射出側偏光板４４３を介した色光を反射し、液晶パネル４４１Ｇから射出され射出側偏光板４４３を介した色光を透過する。このようにして、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂにて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。

〔流体循環部材の構造〕
複数の流体循環部材４４０は、内部に冷却流体が対流可能にアルミニウム製の管状部材で構成され、冷却流体が循環可能に各部材４４５〜４４７，４４９を接続する。そして、循環する冷却流体により液晶パネル４４１に生じる熱を冷却する。
なお、本実施形態では、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する。冷却流体としては、エチレングリコールに限らず、その他の液体を採用してもよい。

〔流体圧送部の構造〕
流体圧送部４４５は、外部から冷却流体を送入し、送入した冷却流体を外部に強制的に送出する。このため、流体圧送部４４５は、図２または図３に示すように、２つの流体循環部材４４０の一端とそれぞれ連通接続している。
この流体圧送部４４５は、具体的な図示は省略するが、例えば、略直方体状のアルミニウム製の中空部材内に羽根車が配置された構成を有し、図示しない制御装置による制御の下、前記羽根車が回転することで、外部の冷却流体を流体循環部材４４０を介して強制的に送入し、送入した冷却流体を流体循環部材４４０を介して外部に強制的に送出する。このような構成では、流体圧送部４４５は、前記羽根車の回転軸方向の厚み寸法を小さくすることができ、プロジェクタ１内部の空きスペースに配置することが可能となる。本実施形態では、具体的には後述するが、クロスダイクロイックプリズム４４４の下方側に配置される。

〔流体分岐部の構造〕
図５は、流体分岐部４４６の構造を示す図である。具体的に、図５（Ａ）は、流体分岐部４４６を上方から見た平面図である。また、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）におけるＡ−Ａ線の断面図である。
流体分岐部４４６は、略直方体状のアルミニウム製の中空部材で構成され、流体圧送部４４５から強制的に送出された冷却流体を送入し、送入した冷却流体を３つの光変調素子保持体４４７毎に分岐して送出する。また、この流体分岐部４４６は、クロスダイクロイックプリズム４４４の３つの光束入射側端面に交差する端面である下面に固定され、クロスダイクロイックプリズム４４４を支持するプリズム固定板としての機能も有する。
この流体分岐部４４６において、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出側端面に対応する端面には、図５に示すように、流体圧送部４４５から圧送された冷却流体を内部に流入させる冷却流体流入部４４６１が形成されている。この冷却流体流入部４４６１は、流体循環部材４４０の管径寸法よりも小さい管径寸法を有する略筒状部材から構成され、流体分岐部４４６内外に突出するように配置されている。そして、冷却流体流入部４４６１の外側に突出した一端には、図２または図３に示すように、流体圧送部４４５に連通接続された２つの流体循環部材４４０のうちの一方の流体循環部材４４０の他端が接続され、該流体循環部材４４０を介して流体圧送部４４５から圧送された冷却流体が流体分岐部４４６内部に流入する。

また、底面の四隅部分には、図５（Ａ）に示すように、該底面に沿って延出する腕部４４６２がそれぞれ形成されている。これら腕部４４６２の先端部分には、それぞれ孔４４６２Ａが形成され、これら孔４４６２Ａに図示しないねじを挿通し、光学部品用筐体４５の図示しない部品収納部材に螺合することで、光学装置４４が前記部品収納部材に固定される（図９参照）。そして、流体圧送部４４５および流体分岐部４４６は、光学装置４４を前記部品収納部材に収納した状態では、前記部品収納部材を挟持するようにクロスダイクロイックプリズム４４４の下面に積層配置される（図９参照）。この際、流体圧送部４４５、流体分岐部４４６、および光学部品用筐体４５は、相互に熱伝達可能に接続される。

また、この流体分岐部４４６において、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射側端面に対応する３つの側面には、図５（Ａ）に示すように、送入された冷却流体を３つの光変調素子保持体４４７毎に分岐して送出させる冷却流体流出部４４６３がそれぞれ形成されている。
これら冷却流体流出部４４６３は、冷却流体流入部４４６１と同様に、流体循環部材４４０の管径寸法よりも小さい管径寸法を有する略筒状部材から構成され、流体分岐部４４６内外に突出するように配置されている。そして、各冷却流体流出部４４６３の外側に突出した一端には、それぞれ流体循環部材４４０の一端が接続され、該流体循環部材４４０を介して流体分岐部４４６内部の冷却流体が分岐されて外部へと流出する。
さらに、この流体分岐部４４６において、上面の略中央部分には、図５に示すように、球状の膨出部４４６４が形成されている。そして、この膨出部４４６４にクロスダイクロイックプリズム４４４の下面を当接させることで、流体分岐部４４６に対するクロスダイクロイックプリズム４４４のあおり方向の位置調整が可能となる。

〔光変調素子保持体の構造〕
図６は、光変調素子保持体４４７の概略構成を示す分解斜視図である。
３つの光変調素子保持体４４７は、３つの液晶パネル４４１をそれぞれ保持するとともに、内部に冷却流体が流入および流出し、該冷却流体により３つの液晶パネル４４１をそれぞれ冷却する。なお、各光変調素子保持体４４７は、同様の構成であり、以下では１つの光変調素子保持体４４７のみを説明する。
光変調素子保持体４４７は、一対の枠状部材４４７１，４４７２と、２つの弾性部材４４７３と、透光性基板４４７４と、透光性基板固定部材４４７５とを備える。
枠状部材４４７１は、略中央部分に液晶パネル４４１の画像形成領域に対応して矩形状の開口部４４７１Ａを有する平面視略矩形状の枠体であり、枠状部材４４７２に対して光束入射側に配置され、液晶パネル４４１を弾性部材４４７３を介して光束入射側から枠状部材４４７２に対して押圧固定する。
この枠状部材４４７１において、光束射出側端面には、図６に示すように、液晶パネル４４１の光束入射側端面を支持するための支持面４４７１Ｂが形成されている。
また、枠状部材４４７１において、上方側端部角隅部分および下方側端部角隅部分には、図６に示すように、支持部材４４８の後述するピン状部材を挿通可能とする４つの挿通部４４７１Ｃが形成されている。
さらに、枠状部材４４７１において、左側端部角隅部分および右側端部角隅部分には、図６に示すように、枠状部材４４７２と接続するための接続部４４７１Ｄが形成されている。

図７は、枠状部材４４７２を光束射出側から見た斜視図である。
枠状部材４４７２は、略中央部分に液晶パネル４４１の画像形成領域に対応した矩形状の開口４４７２Ａを有する平面視略矩形状のアルミニウム製の枠体であり、上述した枠状部材４４７１との間に、弾性部材４４７３を介して液晶パネル４４１を挟持するとともに、枠状部材４４７１と対向する面と反対の面側にて弾性部材４４７３を介して透光性基板４４７４を支持するものである。
この枠状部材４４７２において、光束射出側端面には、図７に示すように、弾性部材４４７３の形状に対応して矩形枠状の凹部４４７２Ｂが形成され、この凹部４４７２Ｂにて弾性部材４４７３を介して透光性基板４４７４を支持する。そして、枠状部材４４７２が透光性基板４４７４を支持することで、弾性部材４４７３、および透光性基板４４７４の光束入射側端面にて、開口４４７２Ａにおける光束射出側端面が閉塞される。また、この凹部４４７２Ｂの外周面には、複数の係止突起４４７２Ｃが形成され、これら係止突起４４７２Ｃに弾性部材４４７３の外側面が当接し、弾性部材４４７３が位置決めされて凹部４４７２Ｂに設置される。

また、この枠状部材４４７２において、光束入射側端面にも、図示は省略するが、光束射出側端面に形成された凹部４４７２Ｂと同様の凹部が形成され、前記凹部にて弾性部材４４７３を介して液晶パネル４４１の光束射出側端面を支持する。そして、枠状部材４４７２が液晶パネル４４１の光束射出側端面を支持することで、弾性部材４４７３および液晶パネル４４１の光束射出側端面にて、開口４４７２Ａの光束入射側が閉塞される。また、光束入射側端面にも、図示は省略するが、光束射出側端面に形成された係止突起４４７２Ｃと同様の係止突起が形成されているものとする。
以上のように、液晶パネル４４１および透光性基板４４７４により開口４４７２Ａの光束入射側および光束射出側が閉塞されると、枠状部材４４７２内部に冷却流体を封入可能とする冷却室Ｒ１（図９参照）が形成される。

さらに、この枠状部材４４７２において、その下方側端部略中央部分には、図７に示すように、流体分岐部４４６の冷却流体流出部４４６３から流出した冷却流体を内部に流入させる流入口４４７２Ｄが形成されている。この流入口４４７２Ｄは、流体循環部材４４０の管径寸法よりも小さい管径寸法を有する略筒状部材から構成され、枠状部材４４７２の外側に突出するように形成されている。そして、流入口４４７２Ｄの突出した端部には、流体分岐部４４６の冷却流体流出部４４６３に接続した流体循環部材４４０の他端が接続され、該流体循環部材４４０を介して流体分岐部４４６から流出した冷却流体が枠状部材４４７２の冷却室Ｒ１（図９参照）に流入する。

さらにまた、この枠状部材４４７２において、その上方側端部略中央部分には、図７に示すように、枠状部材４４７２の冷却室Ｒ１（図９参照）内の冷却流体を外部に流出させる流出口４４７２Ｅが形成されている。すなわち、流出口４４７２Ｅは、流入口４４７２Ｄの対向位置に形成されている。この流出口４４７２Ｅは、流入口４４７２Ｄと同様に、流体循環部材４４０の管径寸法よりも小さい管径寸法を有する略筒状部材から構成され、枠状部材４４７２の外側に突出するように形成されている。そして、流出口４４７２Ｅの突出した端部には、流体循環部材４４０の一端が接続され、冷却室Ｒ１（図９参照）内の冷却流体が該流体循環部材４４０を介して外部に流出する。

また、開口４４７２Ａ周縁において、流入口４４７２Ｄおよび流出口４４７２Ｅと連通する部位近傍は、図７に示すように、光束入射側に窪む凹部４４７２Ｆが形成され、該凹部４４７２Ｆの外側面が前記部位に向けて幅狭となる形状となっている。
また、凹部４４７２Ｆの底面には、２つの整流部４４７２Ｇが立設されている。これら整流部４４７２Ｇは、断面略直角三角形状であり、所定の間隔を空けて配置されるとともに、直角三角形状の斜辺が互いに前記部位の離間方向に拡がるように配置されている。

また、この枠状部材４４７２において、左側端部角隅部分および右側端部角隅部分には、図７に示すように、枠状部材４４７１と接続するための接続部４４７２Ｈが形成されている。
そして、枠状部材４４７１，４４７２の各接続部４４７１Ｄ，４４７２Ｈにねじ４４７６（図６）を螺合することで、液晶パネル４４１が弾性部材４４７３を介して枠状部材４４７１，４４７２間に挟持され、枠状部材４４７２の開口４４７２Ａにおける光束入射側が封止される。
さらに、この枠状部材４４７２において、左側端部略中央部分および右側端部略中央部分には、図６または図７に示すように、透光性基板固定部材４４７５が係合するフック４４７２Ｉが形成されている。

弾性部材４４７３は、液晶パネル４４１と枠状部材４４７２、および、枠状部材４４７２と透光性基板４４７４との間にそれぞれ介在配置され、枠状部材４４７２の冷却室Ｒ１（図８参照）を封止し冷却流体の液漏れ等を防止するものである。この弾性部材４４７３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４４７３としては、サーコンＧＲ−ｄシリーズ（冨士高分子工業の商標）を採用できる。ここで、端面に表面処理が施されていることにより、弾性部材４４７３を枠状部材４４７２の各凹部４４７２Ｂに設置する作業を容易に実施できる。
なお、弾性部材４４７３は、水分透過量の少ないブチルゴムまたはフッ素ゴム等を使用してもよい。

透光性基板４４７４は、透光性を有する例えばガラス基板から構成される。
透光性基板固定部材４４７５は、透光性基板４４７４を、弾性部材４４７３を介して枠状部材４４７２の凹部４４７２Ｂに押圧固定する。この透光性基板固定部材４４７５は、略中央部分に開口部４４７５Ａが形成された平面視略矩形枠体で構成され、開口部４４７５Ａ周縁部分にて、透光性基板４４７４を枠状部材４４７２に対して押圧する。また、透光性基板固定部材４４７５には、左右側端縁にそれぞれフック係合部４４７５Ｂが形成され、フック係合部４４７５Ｂを枠状部材４４７２のフック４４７２Ｉに係合させることで、枠状部材４４７２に対して透光性基板固定部材４４７５が透光性基板４４７４を押圧した状態で固定される。

〔支持部材の構造〕
支持部材４４８は、略中央部分に図示しない開口が形成された平面視略矩形枠状の板体から構成され、光変調素子保持体４４７を支持し、該光変調素子保持体４４７とクロスダイクロイックプリズム４４４とを一体化するものである。この支持部材４４８としては、例えば、アルミニウムから構成し、表面にブラックアルマイト処理を施したものを採用できる。なお、この支持部材４４８としては、光変調素子保持体４４７の構成材料であるアルミニウムと、クロスダイクロイックプリズム４４４の構成材料の略中間の熱膨張係数を有する鉄系材料から構成してもよい。
この支持部材４４８において、光束入射側端面には、図２または図３に示すように、光変調素子保持体４４７の４つの挿通部４４７１Ｃに対応した位置に、板体から突出するピン状部材４４８１が形成されている。
また、この支持部材４４８において、上方側端部には、図２または図３に示すように、光束射出側に向けて湾曲する湾曲部４４８２が形成されている。
そして、この支持部材４４８は、ピン状部材４４８１を光変調素子保持体４４７の４つの挿通部４４７１Ｃに挿通することで該光変調素子保持体４４７を支持し、板体の光束射出側端面をクロスダイクロイックプリズム４４４に固定された射出側偏光板４４３の光束入射側端面に接着固定することで、光変調素子保持体４４７がクロスダイクロイックプリズム４４４と一体化される。
このように光変調素子保持体４４７をクロスダイクロイックプリズム４４４に対して固定することで、支持部材４４８の湾曲部４４８２が射出側偏光板４４３の上方を覆うように配置される（図９参照）。

〔流体送入部の構造〕
図８は、流体送入部４４９の概略構成を示す図である。具体的に、図８（Ａ）は、流体送入部４４９を上方から見た平面図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）におけるＢ−Ｂ線の断面図である。
流体送入部４４９は、略円柱状のアルミニウム製の中空部材で構成され、クロスダイクロイックプリズム４４４の３つの光束入射側端面に交差する端面である上面に固定される。そして、この流体送入部４４９は、各光変調素子保持体４４７から送出された冷却流体を一括して送入し、送入した冷却流体を外部に送出する。
この流体送入部４４９において、その上面には、図８に示すように、３つの光変調素子保持体４４７の各枠状部材４４７２から送出された冷却流体を内部に流入させる３つの冷却流体流入部４４９１が形成されている。これら冷却流体流入部４４９１は、流体循環部材４４０の管径寸法よりも小さい管径寸法を有する略筒状部材から構成され、流体送入部４４９内外に突出するように配置されている。そして、各冷却流体流入部４４９１の外側に突出した端部には、図２に示すように、３つの光変調素子保持体４４７の各枠状部材４４７２の各流出口４４７２Ｅと接続された流体循環部材４４０の他端がそれぞれ接続され、該流体循環部材４４０を介して各光変調素子保持体４４７から送出された冷却流体が一括して流体送入部４４９内部に流入する。

また、この流体送入部４４９において、外側面の下方側には、図８に示すように、送入された冷却流体を外部に流出させる冷却流体流出部４４９２が形成されている。この冷却流体流出部４４９２は、冷却流体流入部４４９１と同様に、流体循環部材４４０の管径寸法よりも小さい管径寸法を有する略筒状部材から構成され、流体送入部４４９内外に突出するように配置されている。そして、冷却流体流出部４４９２の外側に突出した端部には、図２または図３に示すように、流体圧送部４４５に連通接続した２つの流体循環部材４４０のうちいずれか他方の流体循環部材４４０の他端が接続され、該流体循環部材４４０を介して流体送入部４４９内部の冷却流体が流体圧送部４４５に送入される。

以上説明したように、冷却流体は、複数の流体循環部材４４０を介して、流体圧送部４４５〜流体分岐部４４６〜各光変調素子保持体４４７〜流体送入部４４９〜流体圧送部４４５という流路を循環する。

〔冷却構造〕
次に、液晶パネル４４１の冷却構造を説明する。
図９は、液晶パネル４４１の冷却構造を説明するための断面図である。
流体圧送部４４５が駆動することにより、流体循環部材４４０を介して、流体送入部４４９内の冷却流体が流体圧送部４４５内に送入されるとともに、図９に示すように、流体圧送部４４５から流体分岐部４４６に送出される。

そして、流体分岐部４４６内に送入された冷却流体は、図９に示すように、各冷却流体流出部４４６３から流出し、流体循環部材４４０を介して、各光変調素子保持体４４７の各冷却室Ｒ１内部へと流入する。
ここで、光源装置４１１から射出された光束により、液晶パネル４４１に生じた熱は、図９に示すように、各冷却室Ｒ１内の冷却流体に伝達される。
各冷却室Ｒ１内の冷却流体に伝達された熱は、冷却流体の流れにしたがって冷却室Ｒ１〜流体送入部４４９〜流体圧送部４４５〜流体分岐部４４６へと移動する。ここで、流体圧送部４４５および流体分岐部４４６に温められた冷却流体が流入すると、冷却流体の熱は、流体圧送部４４５および流体分岐部４４６〜光学部品用筐体４５の熱伝達経路を辿って放熱される。すなわち、光学部品用筐体４５は、ラジエータとしての機能も有する。
そして、冷却された冷却流体は、流体分岐部４４６〜冷却室Ｒ１へと再度、移動する。

また、冷却ユニット３のシロッコファン３１によりプロジェクタ１外部から内部に導入された冷却空気は、光学部品用筐体４５の底面に形成された図示しない孔を介して光学部品用筐体４５内に導入される。光学部品用筐体４５内に導入された冷却空気は、図９に示すように、液晶パネル４４１の光束入射側端面、および入射側偏光板４４２の光束射出側端面を冷却しながら、下方から上方に向けて流通する。

上述した第１実施形態においては、クロスダイクロイックプリズム４４４における３つの光束入射側端面に、３つの光変調素子保持体４４７が３つの支持部材４４８を介してそれぞれ取り付けられ、上面に流体送入部４４９が取り付けられ、さらに、下面側に流体分岐部４４６および流体圧送部４４５が積層配置される。このことにより、３つの液晶パネル４４１、３つの光変調素子保持体４４７、複数の流体循環部材４４０、流体分岐部４４６、流体送入部４４９、および流体圧送部４４５を、クロスダイクロイックプリズム４４４の周囲にコンパクトにまとめることができ、液晶パネル４４１が３つで構成されている場合であっても、光学装置４４の小型化を図れる。
また、流体分岐部４４６および流体送入部４４９が内部にて一時的に冷却流体を蓄積可能な構成であるので、これら流体分岐部４４６および流体送入部４４９をタンクとして機能させることが可能となる。このため、タンクとしての機能を有する部材を別途設けなくても冷却流体の容量を十分に確保できかつ、小型化が図れる光学装置４４を構成できる。
さらに、光学部品用筐体４５が金属製部材から構成され、流体分岐部４４６および流体圧送部４４５が熱伝導性の良好なアルミニウムから構成される。そして、流体分岐部４４６および流体圧送部４４５は、光学部品用筐体４５の底面を挟持するように配置され、光学部品用筐体４５と熱伝達可能に接続される。このことにより、循環する冷却流体〜流体分岐部４４６および流体圧送部４４５〜光学部品用筐体４５への熱伝達経路を確保し、冷却流体の冷却効率を向上させることができる。このため、光学部品用筐体４５をラジエータとしての機能も持たせることができ、ラジエータとしての機能を有する部材を別途設けなくても冷却流体の冷却効率の向上を十分に図れる。

したがって、光学装置４４の略全ての構成要素を、光学部品用筐体４５内に収納することができ、例えば、ラジエータやタンク等を別途備え、これらラジエータやタンク等が光学部品用筐体４５の外部に配置される構成に対して、以下の利点がある。
（１）複数の流体循環部材４４０も含めて光学装置４４をコンパクトにまとめることで、複数の流体循環部材４４０の引き回し作業を容易に実施でき、光学装置４４の取り扱い性が飛躍的に向上する。
（２）光学装置４４における複数の流体循環部材４４０の接続作業も容易にかつ、確実に実施でき、流体循環部材４４０の接続箇所から冷却流体が漏れることを確実に防止できる。
（３）前記ラジエータや前記タンク等の着脱操作を実施する際に、流体循環部材４４０を介して例えば光変調素子保持体４４７に力が伝わることがなく、光学装置４４の組み立て時、液晶パネル４４１の位置調整時に流体循環部材４４０からの反力を低減でき、作業性を向上できるとともに、液晶パネル４４１の位置決め精度も向上できる。
（４）前記ラジエータや前記タンク等を別途設ける必要がないので、プロジェクタ１内部の省スペース化を図りプロジェクタ１の小型化を実現できるとともに、プロジェクタ１の軽量化も実現でき、さらに、プロジェクタ１の製造コストの低減も可能となる。
（５）流体循環部材４４０を前記ラジエータや前記タンクに引き回す必要がなく、流体循環部材４４０の長さを短くできかつ、流体循環部材４４０の本数削減が可能となる。このため、流体循環部材４４０を流通する際の冷却流体の蒸発量を抑制でき、冷却流体の補充間隔を長く設定でき、プロジェクタ１の利便性の向上が図れる。
（６）流体循環部材４４０の長さの低減、および本数削減により、流体圧送部４４５による冷却流体を圧送する圧力を低減でき、すなわち、流体圧送部４４５の駆動時における回転数を抑制でき、流体圧送部４４５自体の音を低減しプロジェクタ１の静音化が可能となる。

そして、光学装置４４が流体圧送部４４５を備えているので、複数の流体循環部材４４０を介して、流体圧送部４４５〜流体分岐部４４６〜各光変調素子保持体４４７〜流体送入部４４９〜流体圧送部４４５という流路で冷却流体を強制循環し、各光変調素子保持体４４７の各冷却室Ｒ１内部に液晶パネル４４１にて温められた冷却流体が滞留することを回避でき、液晶パネル４４１と冷却流体との温度差を維持して、冷却流体により液晶パネル４４１を効率的に冷却できる。

また、各冷却室Ｒ１の上流側および下流側に、流体分岐部４４６および流体送入部４４９が配置されているので、各冷却室Ｒ１を対流する冷却流体の対流速度を速め、液晶パネル４４１と冷却流体との温度差を維持して、冷却流体により液晶パネル４４１をさらに効率的に冷却できる。
さらに、流体分岐部４４６がクロスダイクロイックプリズム４４４の下面に取り付けられているので、流体分岐部４４６と、各光変調素子保持体４４７の流入口４４７２Ｄとの距離を短く設定でき、流体分岐部４４６から分岐して送出される冷却流体を円滑に各光変調素子保持体４４７の各冷却室Ｒ１に流入させることができる。

さらにまた、射出側偏光板４４３は、反射型偏光素子から構成され、所定の偏光軸以外の偏光軸を有する光束を反射するので、所定の偏光軸以外の偏光軸を有する光束を吸収する吸収型偏光素子と比較して、熱が生じにくく、射出側偏光板４４３自体の温度の低減を図れる。このため、従来のように冷却室内の冷却流体に液晶パネルのみならず偏光板を接触させ、偏光板をも冷却する構造とする必要がなく、すなわち、光変調素子保持体４４７にて液晶パネル４４１のみならず射出側偏光板４４３を保持させる構成を採用する必要がない。したがって、光変調素子保持体４４７における冷却室Ｒ１内の冷却流体の温度を射出側偏光板４４３にて上昇させることなく、液晶パネル４４１を効率的に冷却できる。
また、射出側偏光板４４３は、他の偏光軸を有する光束を液晶パネル４４１の画像形成領域を避ける方向に反射するので、光学装置４４内に迷光が生じることなく、液晶パネル４４１にて形成される光学像を安定に維持でき、良好な光学像を形成できる。
さらに、射出側偏光板４４３は、２つの直角プリズム４４３Ａと、反射型偏光膜４４３Ｂとを備え、２つの直角プリズム４４３Ａのうち光束入射側に配置されるプリズム４４３Ａは、反射型偏光膜４４３Ｂにて反射された光束を光束入射側端面にて全反射させ、上方に向けて射出するので、簡単な構成で、光学装置４４内に迷光が生じることを回避できる。
そして、プロジェクタ１は、液晶パネル４４１を効率的に冷却できかつ、射出側偏光板４４３の温度の低減を図れる光学装置４４を備えているので、液晶パネル４４１および射出側偏光板４４３の熱劣化を防止でき、プロジェクタ１の高寿命化を図れる。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
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。
前記第１実施形態では、光学装置４４を構成する流体分岐部４４６は、クロスダイクロイックプリズム４４４の下面に取り付けられている。また、光学装置４４を構成する流体圧送部４４５は、流体分岐部４４６との間で光学部品用筐体４５の底面を挟持するように、流体分岐部４４６と一体化している。
これに対して、第２実施形態では、光学装置５４を構成する流体圧送部５４５は、クロスダイクロイックプリズム４４４の下面に取り付けられ、さらに、その下面には流体分岐部５４６が取り付けられる。流体圧送部５４５および流体分岐部５４６以外の構造は、前記第１実施形態と同様のものとする。

図１０および図１１は、第２実施形態における光学装置５４の概略構成を示す図である。具体的に、図１０は、光学装置５４を上方側から見た斜視図である。図１１は、光学装置５４を下方側から見た斜視図である。
流体圧送部５４５は、前記第１実施形態で説明した流体圧送部４４５とその形状、およびその機能は同一である。そして、この流体圧送部５４５は、図１０または図１１に示すように、クロスダイクロイックプリズム４４４における３つの光束入射側端面に交差する端面である下面に取り付けられる。
流体分岐部５４６は、前記第１実施形態で説明した流体分岐部４４６とその形状、およびその機能は同一であり、流体分岐部４４６の冷却流体流入部４４６１、腕部４４６２（孔４４６２Ａを含む）、冷却流体流出部４４６３、および膨出部４４６４と同様の、冷却流体流入部５４６１、腕部５４６２（孔５４６２Ａを含む）、冷却流体流出部５４６３、および図示しない膨出部を有している。
そして、前記第１実施形態と略同様に、流体分岐部５４６の前記膨出部にクロスダイクロイックプリズム４４４の下面に取り付けられた流体圧送部５４５の下面を当接することで、流体分岐部５４６に対するクロスダイクロイックプリズム４４４のあおり方向の位置調整が可能となる。
また、前記第１実施形態と同様に、流体分岐部５４６の孔５４６２Ａに図示しないねじを挿通し、光学部品用筐体４５の図示しない部品収納部材に螺合することで、光学装置５４が前記部品収納部材に固定される。この際、流体分岐部５４６および光学部品用筐体４５は、熱伝達可能に接続される。そして、流体圧送部５４５および流体分岐部５４６は、光学部品用筐体４５の内部に配置される（図１２参照）。

図１２は、液晶パネル４４１の冷却構造を説明するための断面図である。
第２実施形態における液晶パネル４４１の冷却構造は、図１２に示すように、前記第１実施形態で説明した冷却構造と略同様であり、詳細な説明を省略する。

上述した第２実施形態では、前記第１実施形態と比較して、流体圧送部５４５および流体分岐部５４６が一体化し、流体圧送部５４５がクロスダイクロイックプリズム４４４の下面に取り付けられているので、流体分岐部５４６の孔５４６２Ａにねじ等を挿通し、ねじを光学部品用筐体４５の底面に螺合することで、光学装置５４の全ての構成要素を光学部品用筐体４５内部に収納できる。したがって、光学装置５４の取り扱い性をさらに向上させ、光学部品用筐体４５内への設置作業をさらに容易に実施できる。
また、流体圧送部５４５および流体分岐部５４６が互いに熱伝達可能に一体化しているので、流体分岐部５４６〜光学部品用筐体４５への熱伝達経路の他、流体圧送部５４５〜流体分岐部５４６〜光学部品用筐体４５への熱伝達経路も確保でき、循環する冷却流体の冷却効率を十分に維持できる。

[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
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。
前記第２実施形態では、光学部品用筐体４５がラジエータとしての機能を有し、循環する冷却流体は該光学部品用筐体４５に放熱される。
これに対して第３実施形態では、前記第２実施形態における光学装置５４に、ラジエータ６４１を付加した点が異なるのみである。その他の構造は、前記第２実施形態と同様のものとする。

図１３は、第３実施形態におけるラジエータ６４１の構造、および配置位置を示す図である。
放熱部としてのラジエータ６４１は、流体送入部４４９および流体圧送部５４５における冷却流体の流路間に配置され、各液晶パネル４４１にて温められ流体送入部４４９から流出する冷却流体の熱を放熱する。このラジエータ６４１は、図１３に示すように、管状部材６４１１と、複数のフィン６４１２とを備える。
管状部材６４１１は、アルミニウムから構成され、図１３に示すように、平面視略Ｕ字形状を有するように延出形成されている。また、この管状部材６４１１は、流体循環部材４４０の管径寸法よりも小さい管径寸法を有し、Ｕ字形状の一端が、図１３に示すように、流体送入部４４９の冷却流体流出部４４９２と接続した流体循環部材４４０の他端と接続する。また、Ｕ字形状の他端が、図１３に示すように、流体圧送部５４５に連通接続した流体循環部材４４０の他端と接続する。したがって、流体送入部４４９から流出した冷却流体が流体循環部材４４０を介して管状部材６４１１を通り、管状部材６４１１を通った冷却流体が流体循環部材４４０を介して流体圧送部５４５内に流入する。

放熱フィン６４１２は、例えば、金属等の熱伝導性部材からなる板体で構成され、管状部材６４１１を挿通可能とし、管状部材６４１１と熱伝達可能に接続するように構成されている。そして、複数の放熱フィン６４１２は、管状部材６４１１の挿通方向と直交する方向に延びるようにそれぞれ形成され、管状部材６４１１の挿通方向に沿って並列配置している。

以上説明したように、本実施形態では、冷却流体は、複数の流体循環部材４４０を介して、流体圧送部５４５〜流体分岐部５４６〜各光変調素子保持体４４７〜流体送入部４４９〜ラジエータ６４１〜流体圧送部５４５という流路を循環する。
そして、第３実施形態における液晶パネル４４１の冷却構造は、冷却流体がラジエータ６４１の管状部材６４１１を通過する際に、冷却流体の熱が管状部材６４１１〜放熱フィン６４１２に放熱される点以外は、前記第２実施形態の冷却構造と同様であり、詳細な説明を省略する。
なお、ラジエータ６４１の近傍に、冷却ファンを配置し、ラジエータ６４１の放熱フィン６４１２に冷却空気を送風する構成、または、放熱フィン６４１２近傍の空気を吸入する構成を採用してもよい。このような構成では、放熱フィン６４１２を効率的に冷却することが可能となり、ひいては、冷却流体の冷却効率の向上が図れる。

上述した第３実施形態においては、前記第２実施形態と比較して、光学装置５４にラジエータ６４１を付加したので、該ラジエータ６４１により流体送入部４４９から流体圧送部５４５に向かう冷却流体を冷却でき、流体分岐部５４６に蓄積される冷却流体の温度の低減を図れる。したがって、流体分岐部５４６から各光変調素子保持体４４７の各冷却室Ｒ１に流通する温度の低減した冷却流体により各液晶パネル４４１をさらに効率的に冷却できる。
また、ラジエータ６４１を付加することで、光学部品用筐体４５にラジエータとしての機能を具備させる必要がなく、光学部品用筐体４５を金属等の熱伝導性材料から構成しなくてもよい。このため、光学部品用筐体４５の設計の自由度が向上し、例えば、軽量な合成樹脂等から構成すれば、プロジェクタ１の軽量化も実現可能となる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記各実施形態では、光変調素子保持体４４７は、冷却室を１つのみ有する構成を説明したが、これに限らない。例えば、光変調素子保持体４４７の構成として、枠状部材４４７１を枠状部材４４７２と略同様の構造とし、枠状部材４４７１の光束入射側に、透光性基板４４７４および透光性基板固定部材４４７５を配置する。このような構成では、一対の枠状部材４４７１，４４７２における開口部の対向する端面側が液晶パネル４４１にて閉塞されるとともに、一対の透光性基板４４７４にて前記対向する端面側と反対の端面側が閉塞され、液晶パネル４４１の光束入射側および光束射出側の双方に冷却室が形成される。
また、上述したように２つの冷却室を形成した場合、一対の枠状部材４４７１，４４７２に連通口を形成し、この連通口にて、一対の枠状部材４４７１，４４７２の双方の内部にそれぞれ形成される各冷却室を連通接続する構成を採用してもよい。

前記各実施形態では、光変調素子保持体４４７の冷却室Ｒ１は、液晶パネル４４１の画像形成領域に応じた位置に形成されていたが、内部の冷却流体に熱伝達可能に液晶パネル４４１を保持する構造であれば、いずれの構造でもよく、例えば、液晶パネル４４１の画像形成領域を除く位置に形成されていてもよい。
前記各実施形態において、光変調素子保持体４４７の流入口４４７２Ｄおよび流出口４４７２Ｅは、前記各実施形態で説明した形成位置に限らず、その他の形成位置を採用してもよい。例えば、冷却流体の流通方向を逆にし、流入口４４７２Ｄおよび流出口４４７２Ｅをそれぞれ流出口および流入口としてそれぞれ機能させる構成を採用してもよい。

前記各実施形態では、入射側偏光板４４２を吸収型偏光素子として説明したが、所定の偏光軸を有する光束を透過し、その他の偏光軸を有する光束を反射する反射型偏光素子、例えば、射出側偏光板４４３と略同様の構成としてもよい。
前記各実施形態では、入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３を液晶パネル４４１に対して離隔配置していたが、これに限らない。例えば、射出側偏光板４４３を吸収型偏光素子として構成する。そして、透光性基板４４７４の替わりに前記射出側偏光板を配置する構成としてもよい。また、例えば、上述したように、光変調素子保持体４４７を、液晶パネル４４１の光束入射側および光束射出側に冷却室を形成する構成とし、一対の透光性基板４４７４の替わりにそれぞれ入射側偏光板４４２および前記射出側偏光板を配置する構成としてもよい。

前記第３実施形態では、第２実施形態の光学装置５４にラジエータ６４１を採用していたが、これに限らず、第１実施形態の光学装置４４にラジエータ６４１を採用してもよい。また、放熱部としてラジエータ６４１を採用した構成を説明したが、これに限らず、複数の流体循環部材４４０を流通する冷却流体と熱伝達可能に接続され、ペルチェ効果を利用したペルチェモジュールを放熱部として採用してもよい。

前記各実施形態において、冷却流体と接触する部材である、流体循環部材４４０、流体圧送部４４５，５４５、枠状部材４４７１，４４７２、流体分岐部４４６，５４６、流体送入部４４９、およびラジエータ６４１の管状部材６４１１は、アルミニウム製の部材から構成したが、これに限らない。耐食性を有する材料であれば、アルミニウムに限らず、他の部材にて構成してもよい。例えば、無酸素銅やジュラルミンにて構成してもよい。また、流体循環部材４４０としては、光変調素子保持体４４７への変形反力が小さく画素ずれを抑制できる硬度の低いブチルゴムまたはフッ素ゴム等を使用してもよい。

前記各実施形態では、各光変調素子保持体４４７の各冷却室Ｒ１内に流入する冷却流体の流量は、略同一に設定されていたが、これに限らず、各冷却室Ｒ１内に流入する冷却流体の流量を異なるものとする構成を採用してもよい。
例えば、流体分岐部４４６，５４６から各冷却室Ｒ１に流通する流路中に弁を設け、該弁の位置を変更することで流路を狭めたり拡げたりする構成を採用してもよい。
また、例えば、流体分岐部４４６，５４６と各冷却室Ｒ１とを接続する各流体循環部材４４０を各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの発熱量に応じて異なる管径寸法とする構成を採用してもよい。

前記各実施形態において、流体分岐部４４６，５４６および流体送入部４４９は、冷却流体流入部４４６１，５４６１，４４９１および冷却流体流出部４４６３，５４６３，４４９２を有し、冷却流体流入部４４６１，５４６１，４４９１および冷却流体流出部４４６３，５４６３，４４９２の一方の端部が内部に向けて突出している構成を説明したが、これに限らない。例えば、流体分岐部４４６，５４６および流体送入部４４９に直接、流体循環部材４４０を連通接続し、流体循環部材４４０の端部を流体分岐部４４６，５４６および流体送入部４４９内部に突出させる構成としてもよい。

前記各実施形態では、シロッコファン３１の送風によって、光変調素子保持体４４７の外面ならびに光学部品用筐体４５の底面を冷却していたが、これに限らず、シロッコファン３１を省略した構成でも本発明の目的を十分に達成できる。このような構成では、プロジェクタ１の静音化に寄与できる。

前記各実施形態では、光学ユニット４が平面視略Ｌ字形状を有した構成を説明したが、これに限らず、例えば、平面視略Ｕ字形状を有した構成を採用してもよい。
前記各実施形態では、３つの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタ１の例のみを挙げたが、本発明は、２つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、あるいは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
前記各実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記各実施形態では、光変調素子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、液晶以外の光変調素子を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板は省略できる。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射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射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。

本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明の光学装置は、光変調素子を冷却流体にて効率的に冷却できかつ、光変調素子を複数で構成した場合であっても小型化を図れるため、ホームシアターやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタに用いられる光学装置として有用である。

第１実施形態におけるプロジェクタの概略構成を模式的に示す図。 前記実施形態における光学装置の概略構成を示す図。 前記実施形態における光学装置の概略構成を示す図。 前記実施形態における射出側偏光板の構造を模式的に示す図。 前記実施形態における流体分岐部の構造を示す図。 前記実施形態における光変調素子保持体の概略構成を示す分解斜視図。 前記実施形態における枠状部材を光束射出側から見た斜視図。 前記実施形態における流体送入部の概略構成を示す図。 前記実施形態における液晶パネルの冷却構造を説明するための断面図。 第２実施形態における光学装置の概略構成を示す図。 前記実施形態における光学装置の概略構成を示す図。 前記実施形態における液晶パネルの冷却構造を説明するための断面図。 第３実施形態におけるラジエータの構造、および配置位置を示す図。

符号の説明

１・・・プロジェクタ、５・・・投射レンズ（投射光学装置）、４４，５４・・・光学装置、４５・・・光学部品用筐体、４１１・・・光源装置、４４０・・・流体循環部材、４４１，４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ・・・液晶パネル（光変調素子）、４４３・・・射出側偏光板（反射型偏光素子）、４４３Ａ・・・直角プリズム、４４３Ｂ・・・反射型偏光膜、４４４・・・クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、４４５，５４５・・・流体圧送部、４４６，５４６・・・流体分岐部、４４７・・・光変調素子保持体、４４９・・・流体送入部、６４１・・・ラジエータ（放熱部）、Ｒ１・・・冷却室。

Claims (9)

1. 光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する複数の光変調素子を含んで構成される光学装置であって、
   内部に冷却流体が封入される冷却室が形成され、前記冷却室内の冷却流体に対して熱伝達可能に前記複数の光変調素子をそれぞれ保持する複数の光変調素子保持体と、
   前記光変調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、
   前記複数の光変調素子保持体がそれぞれ取り付けられる複数の光束入射側端面を有し、前記複数の光変調素子にて変調された各光束を合成する色合成光学装置と、
   前記複数の流体循環部材における前記冷却流体の流路中に配置され、前記冷却流体を内部に蓄積可能に構成され、内部の冷却流体を前記複数の流体循環部材を介して前記複数の光変調素子保持体毎に分岐して各冷却室に流入させる流体分岐部と、
   前記複数の流体循環部材における前記冷却流体の流路中に配置され、前記冷却流体を内部に蓄積可能に構成され、前記各冷却室から前記複数の流体循環部材を介して流出する冷却流体を一括して送入する流体送入部と、
   前記複数の流体循環部材における前記冷却流体の流路中に配置され、前記流体送入部内の冷却流体を前記複数の流体循環部材を介して送入し、送入した冷却流体を前記複数の流体循環部材を介して前記流体分岐部内に圧送し、前記冷却流体を強制的に循環させる流体圧送部とを備え、
   前記流体分岐部および前記流体圧送部は、前記色合成光学装置における前記複数の光束入射側端面に交差する端面のうちいずれか一方の端面に積層配置され、
   前記流体送入部は、前記色合成光学装置における前記複数の光束入射側端面に交差する端面のうちいずれか他方の端面に取り付けられていることを特徴とする光学装置。
2. 請求項１に記載の光学装置において、
   前記流体分岐部は、前記色合成光学装置における前記一方の端面に取り付けられていることを特徴とする光学装置。
3. 請求項１に記載の光学装置において、
   前記流体圧送部は、前記色合成光学装置における前記一方の端面に取り付けられていることを特徴とする光学装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学装置において、
   前記流体送入部から前記流体圧送部に向かう前記複数の流体循環部材における前記冷却流体の流路中に配置され、前記冷却流体の熱を放熱する放熱部を備えていることを特徴とする光学装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学装置において、
   前記流体分岐部および前記流体圧送部は、熱伝導性材料から構成され、互いに熱伝達可能に接続していることを特徴とする光学装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学装置において、
   前記色合成光学装置の各光束入射側端面にそれぞれ取り付けられ、前記複数の光変調素子から射出される光束のうち、所定の偏光軸を有する光束をそれぞれ透過させ、他の偏光軸を有する光束をそれぞれ反射する複数の反射型偏光素子を備え、
   前記反射型偏光素子は、前記他の偏光軸を有する光束を前記光変調素子の画像形成領域を避ける方向に反射することを特徴とする光学装置。
7. 請求項６に記載の光学装置において、
   前記反射型偏光素子は、相互に接続される複数のプリズムと、前記複数のプリズム間に介装され、前記光変調素子から射出される光束のうち、所定の偏光軸を有する光束を透過させ、他の偏光軸を有する光束を反射させる反射型偏光膜とで構成され、
   前記複数のプリズムは、光束入射側に配置され、前記光変調素子から射出される光束に対する透過面と、前記反射型偏光膜にて反射された光束に対する全反射面とを兼ねる光束入射側端面を有する入射側プリズムを含んで構成され、
   前記入射側プリズムは、前記反射型偏光膜にて反射された光束を前記全反射面にて反射させ、前記光変調素子の画像形成領域を避ける方向に射出することを特徴とする光学装置。
8. 光源装置と、請求項１から請求項７のいずれかに記載の光学装置と、前記光学装置にて形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
9. 請求項８に記載のプロジェクタにおいて、
   前記光学装置を前記投射光学装置に対する所定位置に収納する熱伝導性材料からなる光学部品用筐体を備え、
   前記流体分岐部および前記流体圧送部のうち少なくともいずれか一方は、熱伝導性材料から構成され、前記光学装置を前記光学部品用筐体に収納した際、前記光学部品用筐体と熱伝達可能に接続することを特徴とするプロジェクタ。

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