JP4093073B2 - プロジェクタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、複数の色光を画像情報に応じて各色光毎に変調して光学像を形成する複数の光変調系と、各光変調系で変調された光学像を合成する色合成光学系と、この合成された光学像を拡大投写する投写光学系とを備えたプロジェクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、会議、学会、展示会等でのプレゼンテーションにプロジェクタを用いることが知られている。このようなプロジェクタでは、光源装置から射出された光束をダイクロイックミラーによって三原色の赤、緑、青の色光に分離するとともに、三枚の液晶パネルにより各色光毎に画像情報に応じて変調し、画像変調後の各色光をクロスダイクロイックプリズムで合成し、投写レンズを介してカラー画像を拡大投写する、いわゆる三板式が採用されるものがある。
この三板式のプロジェクタでは、液晶パネルの光束入射側および光束射出側に、液晶パネルで変調される各色光の偏光方向を揃える偏光板等の光学変換素子が設けられる。
【０００３】
ところで、以上のようなプロジェクタでは、光源装置からの光束の照射によって各偏光板が発熱する。そこで、これら液晶パネルや各偏光板を冷却するため、例えば、以下のような冷却構造が採用されている。
すなわち、プロジェクタに、冷却ファンと、この冷却ファンに接続されたダクトとを設ける。このダクトには、液晶パネルの光束入射側に冷却空気を吐出するための入射側吹出口と、液晶パネルの光束射出側に冷却空気を吐出するための射出側吹出口とが形成される。この構成によれば、冷却ファンからの冷却空気を、入射側吹出口および射出側吹出口で按分して吐出することにより、液晶パネルおよび各偏光板を強制的に冷却できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２９５８１４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常、光束射出側と光束入射側とで偏光板の光学的な特性が異なるため、光束射出側の偏光板は、光束入射側の偏光板よりも発熱量が大きくなる。また、近年、プロジェクタの高輝度化が要請されていることから、上述したような構成では、特に射出側の偏光板で発生する熱量が増大し、速やかに放熱できないおそれがあった。
この問題を解決するため、冷却ファンの回転数を上昇させたり、設置数量を増やしたりして冷却効率の向上を図ることも考えられるが、プロジェクタの小型化、低騒音化の実現のためには、できるだけ冷却ファンを小型化して設置数量を低減する必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、冷却ファンの小型化や設置数量の低減を実現しつつ、光変調系を高効率で冷却できるプロジェクタを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のプロジェクタは、複数の色光を画像情報に応じて各色光毎に変調して光学像を形成する複数の光変調系と、各光変調系で変調された光学像を合成する色合成光学系と、この合成された光学像を拡大投写する投写光学系とを備えたプロジェクタであって、前記各光変調系は、光変調装置と、この光変調装置の光束入射側に配置された入射側光学変換素子と、前記光変調装置の光束射出側に配置された射出側光学変換素子とを含んで構成され、前記色合成光学系の下側に配置され、前記色合成光学系の下側から前記投写光学系の各側方に向けてそれぞれ延出する略Ｕ字形状を有し、前記光変調系に冷却空気を導入するためのダクトと、前記投写光学系の側方に互いに対向して配置され前記ダクトに冷却空気を送る第１冷却ファン、および第２冷却ファンとを備え、前記ダクトは、当該ダクトを分割して形成されて前記第１冷却ファンから吐出された冷却空気を導く第１導風路、および前記第２冷却ファンから吐出された冷却空気を導く第２導風路と、これら導風路に形成されて前記光変調装置の光束入射側に冷却空気を吐出する入射側吐出口、および該光変調装置の光束射出側に冷却空気を吐出する射出側吐出口とを有し、前記複数の光変調系の少なくとも１つを独立冷却対象とし、この独立冷却対象についての前記入射側吐出口および前記射出側吐出口は、前記ダクトにおける分割部分を挟んだ両側位置にそれぞれ形成され、前記独立冷却対象についての前記入射側吐出口は、前記第１導風路に形成され、前記射出側吐出口は、前記第２導風路に形成され、前記第２冷却ファンは、前記第１冷却ファンよりも送風量が多いことを特徴とする。
【０００８】
ここで、光変調装置としては、ガラスなどからなる駆動基板と対向基板とが、シール材を介して所定間隔を空けて貼り合わせられ、両基板間に液晶が封入された構成を有する液晶パネル等の光変調素子を備えたものが採用できる。
また、光学変換素子としては、基板と、この基板の上に設けられた光学変換膜とを備える構成が採用できる。基板としては、サファイア、石英ガラス、水晶、螢石等が挙げられる。光学変換膜としては、偏光膜や、視野角補正膜、位相差膜等が挙げられる。
【０００９】
この発明によれば、光変調装置の光束入射側と光束射出側とを異なる経路を経た冷却空気で冷却する構成としたので、それぞれの発生熱量に対応して冷却空気の風速や風量を調整すればよい。これにより、同一経路からの冷却空気を利用した場合に比べ、光変調装置の光束入射側および光束射出側をそれぞれ適切な条件で冷却できるから、冷却ファンの小型化や設置数量の低減を実現しつつ、光変調系を高効率で冷却できる。
また、上述したように、通常、射出側光学変換素子は入射側光学変換素子よりも発生熱量が多くなる。そのため、この発明によれば、第２冷却ファンとして第１冷却ファンより冷却能力が高いものを用いたので、それぞれの光学変換素子を迅速に冷却できる。
【００１０】
特に、光源ランプからの光束をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光に分離して、３つの光変調装置で各色光毎に変調する三板式を採用したプロジェクタの場合、光源ランプの特性により、特にＧおよびＢの光変調系は、Ｒの光変調系よりも発生熱量が多くなる。このため、独立冷却対象としては、ＧおよびＢの光変調系が好ましい。
【００１１】
本発明では、前記射出側吐出口は、前記光変調装置および前記射出側光学変換素子を冷却する位置に形成されていることが好ましい。
この発明によれば、射出側吐出口から吐出される冷却空気により、光変調装置だけでなく、発生熱量の多い射出側光学変換素子をも冷却でき、冷却効率をさらに良好にできる。
【００１２】
本発明では、前記独立冷却対象以外の光変調系のうち少なくとも１つについての前記入射側吐出口および前記射出側吐出口は、同一の導風路に形成されていることが好ましい。
上述したように、この発明によれば、独立冷却対象よりも発生熱量が少ない光変調系については、入射側吐出口および射出側吐出口を同一の導風路に設けることにより、ダクトの構造を簡単化できる。例えば、上述した三板式のプロジェクタの場合、ＧおよびＢの光変調系よりも発生熱量が少ないＲの光変調系について、入射側吐出口および射出側吐出口を同一の導風路に設けることが好ましい。
【００１３】
本発明では、前記光変調系の延出方向は、前記導風路の延出方向に略直交して配置され、前記各吐出口のうち少なくとも１つは、該吐出口からの冷却空気の吐出方向に前記光変調系が位置するように、前記導風路の延出方向に沿った面で、かつ、該光変調系の延出方向と該導風路との交点よりも上流側にオフセットされた位置に形成されていることが好ましい。
導風路を延出方向に沿って進んできた冷却空気は、吐出口から吐出されるが、慣性の法則により、吐出口に対して略直交方向ではなく、やや導風路における下流寄りの方向に吐出される。したがって、この発明によれば、吐出口を導風路の上流側にオフセットさせて形成したので、吐出口からの冷却空気を光変調系に確実に接触させて、光変調系を円滑に冷却できる。
【００１７】
本発明では、前記光変調系、前記色合成光学系、および前記投写光学系を収容する外装筐体を備え、前記２つの冷却ファンの吸気口は、前記外装筐体の異なる２面にそれぞれ形成されていることが好ましい。
この発明によれば、プロジェクタ外部の冷却空気を、外装筐体の異なる２面からそれぞれの冷却ファンに導入したので、冷却空気を円滑に光変調系に導入して、冷却効率をさらに向上できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
（１．プロジェクタの主な構成）
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１を下方から見た斜視図である。具体的には、プロジェクタ１のロアーケース２３に、投写レンズ４６および内部冷却ユニット５を取り付けた図である。図２は、図１の状態におけるプロジェクタ１の正面図である。図３は、光学ユニット４内の光学系を模式的に示す平面図である。なお、プロジェクタを構成するこれらの部品４，５，２３，４６については、以下に詳説する。
【００１９】
以上の図１〜３において、プロジェクタ１は、外装筐体としての外装ケース２と、外装ケース２内に収容された電源ユニット（図示省略）と、同じく外装ケース２内に配置された平面Ｕ字形の光学ユニット４と、同じく外装ケース２内に配置された内部冷却ユニット５とを備え、全体略直方体形状となっている。
ここで、電源ユニットは、電力をランプ駆動回路やドライバーボード等に供給する電源と、電力を光学ユニット４の光源ランプ４１１に供給するランプ駆動回路（バラスト）とで構成される。また、ドライバーボードは、画像情報に応じて後述する液晶パネル４４１を駆動制御するものである。
【００２０】
外装ケース２は、それぞれ樹脂製とされたアッパーケース（図示省略）、ロアーケース２３で構成され、互いにネジで固定されている。なお、ロアーケース２３は、樹脂製に限らず、金属製であってもよい。
ロアーケース２３は、上述した電源ユニット、光学ユニット４、および内部冷却ユニット５が載置固定されるものであり、底面部２３１と、その周囲に設けられた側面部２３２と、背面部２３３と、正面部２３４とで形成されている。
【００２１】
底面部２３１の前方略中央には、プロジェクタ１全体の傾きを調整して投写画像の位置合わせを行うための位置調整機構が取り付けられる位置調整機構取付部２３１Ａが設けられている。また、底面部２３１の図１中前方左側には、ランプカバーが着脱自在に取り付けられるランプカバー用開口２３１Ｂが形成されている。また、底面部２３１の図１中前方右側には、冷却空気の吸気口２３１Ｃが形成されている。さらに、底面部２３１の後方側の２つの隅部には、リアフットが嵌め込まれるリアフット取付部２３１Ｄが形成されている。
【００２２】
正面部２３４には、投写光学系としての投写レンズ４６を支持するための切欠部２３４Ａが形成されている。この投写レンズ４６は、上面部分がアッパーケースから露出し、投写レンズ４６のズーム操作およびフォーカス操作を、レバーを介して手動で行えるようになっている。
この正面部２３４において、切欠部２３４Ａと反対側には、内部冷却ユニット５を介して排気する排気口が取り付けられる排気口取付部２３４Ｂが形成されている。この排気口取付部２３４Ｂは、内部の電源ユニットの前方側に位置している。
【００２３】
側面部２３２には、一方の側面（図１中右側）にコ字形のハンドルが回動自在に取り付けられるためのハンドル取付部２３２Ａが設けられている。また、他方の側面（図１中左側）には、ハンドルを上側にしてプロジェクタ１を立てた場合の足となるサイドフット２Ａ（図２参照）が設けられている。
また、ハンドル取付部２３２Ａに囲まれた部分には、冷却空気の吸気口２３２Ｂが形成されている。すなわち、吸気口２３１Ｃおよび吸気口２３２Ｂは、外装ケース２の異なる２面としての底面部２３１および側面部２３２に形成されている。
【００２４】
背面部２３３は、図２に示すように、インターフェースカバーを取り付けるためのインターフェース部２Ｂが形成されている。インターフェース部２Ｂの図２中左側には、内部の電源ユニットの後方側に位置する吸気口２３３Ａが形成されている。
【００２５】
光学ユニット４は、図３に示すように、光源ランプ４１１から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成するユニットである。この光学ユニット４は、インテグレータ照明光学系４１、色分離光学系４２、リレー光学系４３、光学装置４４、および投写レンズ４６を備えている。
【００２６】
内部冷却ユニット５は、外部の冷却空気を吸入して、プロジェクタ１内部に導入し、内部の発熱部材を冷却するとともに、温められた空気を外部に排出する。この内部冷却ユニット５は、光学ユニット４の光学装置４４を主に冷却する冷却ユニットとしてのパネル冷却装置５０のほか、図示を省略するが、光源ランプ４１１を主に冷却するランプ冷却用シロッコファン、外部の冷却空気を吸入して、電源ユニットに送風する軸流ファン、およびプロジェクタ１内部の空気を外部に排出する排気用シロッコファンを備えて構成されている。
【００２７】
これら電源ユニット、光学ユニット４、および、内部冷却ユニット５は、上下を含む周囲をアルミニウム製のシールド板（図示省略）で覆われており、これによって、電源ユニット等から外部への電磁ノイズの漏れを防止している。
【００２８】
（２．光学系の詳細な構成）
図３において、インテグレータ照明光学系４１は、光学装置４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと示す）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源装置４１３と、第１レンズアレイ４１８と、ＵＶフィルタを含む第２レンズアレイ４１４と、偏光変換素子４１５と、重畳レンズ４１６と、反射ミラー４２４とを備えている。
【００２９】
これらのうち、光源装置４１３は、放射状の光線を射出する放射光源としての光源ランプ４１１と、この光源ランプ４１１から射出された放射光を反射するリフレクタ４１２とを有する。光源ランプ４１１としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、または高圧水銀ランプが用いられることが多い。リフレクタ４１２としては、放物面鏡を用いている。放物面鏡の他、平行化レンズ（凹レンズ）と共に楕円面鏡を用いてもよい。
【００３０】
第１レンズアレイ４１８は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源ランプ４１１から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
【００３１】
第２レンズアレイ４１４は、第１レンズアレイ４１８と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１４は、重畳レンズ４１６とともに、第１レンズアレイ４１８の各小レンズの像を液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ上に結像させる機能を有している。
【００３２】
偏光変換素子４１５は、第２レンズアレイ４１４と重畳レンズ４１６との間に配置されるとともに、第２レンズアレイ４１４と一体でユニット化されている。このような偏光変換素子４１５は、第２レンズアレイ４１４からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用効率が高められている。
【００３３】
具体的に、偏光変換素子４１５によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１６によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル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ランプ４１１からの光のほぼ半分を利用することができない。そこで、偏光変換素子４１５を用いることにより、光源ランプ４１１からの射出光をほぼ１種類の偏光光に変換し、光学装置４４での光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子４１５は、たとえば特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
【００３４】
色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３，４２４とを備え、ダイクロイックミラー４２１，４２２によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
【００３５】
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３、および反射ミラー４３２、４３４を備え、色分離光学系４２で分離された色光、赤色光を液晶パネル４４１Ｒまで導く機能を有している。
【００３６】
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赤色光成分と緑色光成分とが透過するとともに、青色光成分が反射する。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４１７を通って入射側偏光板４４２で偏光方向がそろえられた後、青色用の液晶パネル４４１Ｂに達する。このフィールドレンズ４１７は、第２レンズアレイ４１４から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１７も同様である。
【００３７】
ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１７を通って入射側偏光板４４２で偏光方向がそろえられた後、緑色用の液晶パネル４４１Ｇに達する。一方、赤色光はダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４１７を通って入射側偏光板４４２で偏光方向をそろえて赤色光用の液晶パネル４４１Ｒに達する。
なお、赤色光にリレー光学系４３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４１７に伝えるためである。なお、リレー光学系４３には、３つの色光のうちの赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。
【００３８】
光学装置４４は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、色分離光学系４２で分離された各色光が入射される３つの光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂと、各光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂで変調された光学像を合成する色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４４５とを備えている。
光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂは、光変調装置としての液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、これら液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射側に配置された入射側光学変換素子としての入射側偏光板４４２および視野角補正板４４３と、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの光束射出側に配置された射出側光学変換素子としての射出側偏光板４４４とを備える。
【００３９】
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものであり、図示を省略するが、対向配置される一対の透明基板内に液晶が密封封入されて構成される。
このような液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの前段に配置される入射側偏光板４４２は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一定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り、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。また、基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ４１７に貼り付けてもよい。
【００４０】
視野角補正板４４３は、光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂの液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂで形成される光学像の視野角を補正する機能を有する光学変換膜が基板上に形成されたものであり、このような視野角補正板４４３を配置することにより、投写画像の視野角が拡大され、かつ投写画像のコントラストが大幅に向上する。
【００４１】
射出側偏光板４４４は、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂで光変調された光束のうち、所定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り、本例では、２枚の第１偏光板（プリポラライザ）４４４Ｐ及び第２偏光板（アナライザ）４４４Ａから構成されている。このように射出側偏光板４４４を２枚構成としたのは、入射する偏光光を、第１偏光板４４４Ｐ、第２偏光板４４４Ａのそれぞれで按分させて吸収することにより、偏光光で発生する熱を両偏光板４４４Ｐ、４４４Ａで按分させ、それぞれの過熱を抑えるためである。
【００４２】
クロスダイクロイックプリズム４４５は、射出側偏光板４４４から射出された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。
クロスダイクロイックプリズム４４５には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。そして、クロスダイクロイックプリズム４４５で合成されたカラー画像は、投写レンズ４６から射出され、スクリーン上に拡大投写される。
【００４３】
前述した液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、視野角補正板４４３、第１偏光板４４４Ｐ及び第２偏光板４４４Ａは、図示しないパネル固定板を介してクロスダイクロイックプリズム４４５の光束入射端面に固定される。
以上説明した各光学系４１〜４４、４６は、平面略Ｕ字状に形成された光学部品用の筐体としての合成樹脂製の光学部品用筐体（図示省略）に収容される。
【００４４】
（３．パネル冷却装置の構成および冷却構造）
図４および図５は、パネル冷却装置５０と光学装置４４との位置関係を示す斜視図および平面図である。図６は、パネル冷却装置５０の平面図である。
パネル冷却装置５０は、光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂに冷却空気を導入するためのものであり、冷却空気が通る２つの導風路５１，５２を備えたダクト５３と、各導風路５１，５２に冷却空気を送る２つの冷却ファンとしてのシロッコファン５４，５５とを備えている。
【００４５】
ダクト５３は、合成樹脂で一体に形成されて、ロアーケース２３の底面部２３１に沿って延びる略Ｕ字形状とされ、光学ユニット４の下側に配置される。このダクト５３は、図６中１点鎖線で示すように、略中央で導風路５１および導風路５２に分割されている。すなわち、導風路５１は、光学ユニットを構成するダイクロイックプリズム４４５の下から、図６中投写レンズ４６の右側に略Ｌ字形状に延びている。導風路５２は、ダイクロイックプリズム４４５の下から、図６中投写レンズ４６の左側に略Ｌ字形状に延びている。
これにより、導風路５１，５２の延出方向は、光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂの延出方向に略直交している。
【００４６】
ここで、第１導風路としての導風路５１には、光変調系４４Ｇ，４４Ｂの各液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射側に冷却空気を吐出する入射側吐出口６１Ｇ，６１Ｂが形成されている。また、第２導風路としての導風路５２には、光変調系４４Ｇ，４４Ｂの各液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束射出側に冷却空気を吐出する射出側吐出口６２Ｇ，６２Ｂが形成されている。
これにより、光変調系４４Ｇ，４４Ｂにおいて、入射側吐出口６１Ｇ，６１Ｂおよび射出側吐出口６２Ｇ，６２Ｂは、異なる導風路５１，５２に形成されており、液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射側と光束射出側とがそれぞれ独立して冷却される独立冷却対象となっている。
【００４７】
また、導風路５２には、光変調系４４Ｒの液晶パネル４４１Ｒの光束入射側に冷却空気を吐出する入射側吐出口、および光束射出側に冷却空気を吐出する射出側吐出口が一体化された吐出口６１Ｒが形成されている。これにより、光変調系４４Ｒにおいて、その入射側吐出口および射出側吐出口（つまり吐出口６１Ｒ）は、同一の導風路５２に形成されており、独立冷却対象となっていない。
【００４８】
各入射側吐出口６１Ｇ，６１Ｂは、液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射面、視野角補正板４４３、および入射側偏光板４４２を冷却する位置に形成されている。
具体的には、入射側吐出口６１Ｇは、光学部品４４１Ｇ，４４３，４４２の延出方向と導風路５１との交点よりも、導風路５１の上流側にオフセットされた位置で、かつ導風路５１の延出方向に沿った面に形成されている。これは、導風路５１内の冷却空気が、慣性の法則により、入射側吐出口６１Ｇからやや下流寄りの方向に吐出されることから、冷却空気の吐出方向に光学部品４４１Ｇ，４４３，４４２が位置するようにするためである。
入射側吐出口６１Ｂは、光学部品４４１Ｂ，４４３，４４２の延出方向と導風路５１との交点で、かつ導風路５１の延出方向に沿った面に形成されている。
【００４９】
各射出側吐出口６２Ｇ，６２Ｂは、液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束射出面および射出側偏光板４４４を冷却する位置に形成されている。
具体的には、射出側吐出口６２Ｇは、入射側吐出口６１Ｇと同様の理由で、光学部品４４１Ｇ，４４４の延出方向と導風路５２との交点よりも、導風路５２の上流側にオフセットされた位置で、かつ導風路５２の延出方向に沿った面に形成されている。
射出側吐出口６２Ｂは、光学部品４４１Ｂ，４４４の延出方向と導風路５２との交点で、かつ導風路５２の延出方向に沿った面に形成されている。
【００５０】
吐出口６１Ｒは、その光束入射側で、液晶パネル４４１Ｒの光束入射面、視野角補正板４４３、および入射側偏光板４４２を冷却し、その光束射出側で、液晶パネル４４１Ｒの光束射出面および射出側偏光板４４４を冷却する位置に形成されている。
具体的には、吐出口６１Ｒは、これら光学部品４４１Ｒ，４４２，４４４の延出方向と導風路５２との交点で、かつ導風路５２の延出方向に沿った面に形成されている。
【００５１】
シロッコファン５４は、図６中投写レンズの右側に配置され、ロアーケース２３の底面部２３１に形成された吸気口２３１Ｃから、投写レンズ４６下面および側面を通って、冷却空気を導風路５１に導入する。このシロッコファン５４は、独立冷却対象としての光変調系４４Ｇ，４４Ｂの入射側吐出口６１Ｇ，６１Ｂが形成された導風路５１に冷却空気を送る第１冷却ファンとされている。
【００５２】
シロッコファン５５は、シロッコファン５４より送風量が多い大型のものであり、図６中投写レンズの左側でかつロアーケース２３の側面部２３２に沿って配置され、この側面部２３２に形成された吸気口２３２Ｂから、冷却空気を導風路５２に導入する。このシロッコファン５５は、独立冷却対象としての光変調系４４Ｇ，４４Ｂの射出側吐出口６２Ｇ，６２Ｂが形成された導風路５２に冷却空気を送る第２冷却ファンとされている。
【００５３】
次に、以上のパネル冷却装置５０の動作を説明する。
シロッコファン５４で吸気口２３１Ｃから導入された冷却空気は、導風路５１を通って、入射側吐出口６１Ｇ，６１Ｂから吐出される。入射側吐出口６１Ｇ，６１Ｂから吐出された冷却空気は、液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射面、視野角補正板４４３、および入射側偏光板４４２を冷却する。
シロッコファン５５で吸気口２３２Ｂから導入された冷却空気は、導風路５２を通って、射出側吐出口６２Ｇ，６２Ｂおよび吐出口６１Ｒから吐出される。このうち、射出側吐出口６２Ｇ，６２Ｂから吐出された冷却空気は、液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束射出面および射出側偏光板４４４を冷却する。吐出口６１Ｒから吐出された空気は、液晶パネル４４１Ｒの光束入射面および光束射出面、入射側偏光板４４２、視野角補正板４４３、射出側偏光板４４４を冷却する。以上の光学部品を冷却した冷却空気は、図示しない排気用シロッコファンで集められて、プロジェクタ１の正面に形成される排気口から排出される。
【００５４】
（４．実施形態の効果）
上述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射側と光束射出側とを異なる経路を経た冷却空気で冷却する構成としたので、それぞれの発生熱量に対応して冷却空気の風速や風量を調整すればよい。これにより、同一経路からの冷却空気を利用した場合に比べ、液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射側および光束射出側をそれぞれ適切な条件で冷却できるから、冷却ファンの小型化や設置数量の低減を実現しつつ、光変調系４４Ｇ，４４Ｂを高効率で冷却できる。
【００５５】
（２）吐出口６１Ｒおよび射出側吐出口６２Ｇ，６２Ｂを、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび射出側偏光板４４４を冷却する位置に形成したので、吐出される冷却空気により、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂだけでなく、発生熱量の多い射出側偏光板４４４をも冷却でき、冷却効率をさらに良好にできる。
（３）独立冷却対象以外の光変調系４４Ｒについての吐出口６１Ｒを導風路５２に形成したので、入射側吐出口および射出側吐出口を同一の導風路５２に設けることにより、ダクト５３の構造を簡単化できる。
【００５６】
（４）入射側吐出口６１Ｇおよび射出側吐出口６２Ｇを、光変調系４４Ｇの延出方向と導風路５１，５２との交点よりも上流側にオフセットされた位置に形成したので、吐出口６１Ｇ，６２Ｇからの冷却空気を光変調系４４Ｇに確実に接触させて、光変調系４４Ｇを円滑に冷却できる。
（５）通常、射出側偏光板４４４は入射側偏光板４４２よりも発生熱量が多くなることから、シロッコファン５５としてシロッコファン５４よりも冷却能力が高いものを用いたので、それぞれ射出側偏光板４４４および入射側偏光板４４２を迅速に冷却できる。
【００５７】
（６）冷却ファン５４，５５の吸気口２３１Ｃ，２３２Ｂを、外装ケース２の異なる２面にそれぞれ形成したので、プロジェクタ１外部の冷却空気を、円滑に光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂに導入して、冷却効率をさらに向上できる。
【００５８】
（５．実施形態の変形）
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。
例えば、前記実施形態では、光変調系４４Ｇ，４４Ｂのみを独立冷却対象としたが、これに限らない。すなわち、光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ全てを独立冷却対象としてもよいし、これら光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂのうちいずれか１つを独立冷却対象としてもよい。
また、シロッコファン５４，５５の大きさ、性能等は、光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂの発熱量に応じて適宜決められてよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係るプロジェクタ内部を示す斜視図。
【図２】 図１の状態におけるプロジェクタの正面図。
【図３】 前記実施形態に係る光学ユニット内の光学系を模式的に示す平面図。
【図４】 前記実施形態に係る冷却装置と光学装置との位置関係を示す斜視図。
【図５】 前記実施形態に係る冷却装置と光学装置との位置関係を示す平面図。
【図６】 前記実施形態に係る冷却装置の平面図。
【符号の説明】
１…プロジェクタ、２…外装ケース（外装筐体）、４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ…光変調系、４６…投写レンズ（投写光学系）、５０…パネル冷却装置（冷却装置）、５１，５２…導風路、５３…ダクト、５４…シロッコファン（第１冷却ファン）、５５…シロッコファン（第２冷却ファン）、６１Ｒ…吐出口（入射側吐出口および射出側吐出口）、６１Ｇ，６１Ｂ…入射側吐出口、６２Ｇ，６２Ｂ…射出側吐出口、２３１Ｃ，２３２Ｂ…吸気口、４４１，４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ…液晶パネル（光変調装置）、４４２…入射側偏光板（入射側光学変換素子）、４４３…視野角補正板（射出側光学変換素子）、４４４…射出側偏光板（射出側光学変換素子）、４４５…クロスダイクロイックプリズム（色合成光学系）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、複数の色光を画像情報に応じて各色光毎に変調して光学像を形成する複数の光変調系と、各光変調系で変調された光学像を合成する色合成光学系と、この合成された光学像を拡大投写する投写光学系とを備えたプロジェクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、会議、学会、展示会等でのプレゼンテーションにプロジェクタを用いることが知られている。このようなプロジェクタでは、光源装置から射出された光束をダイクロイックミラーによって三原色の赤、緑、青の色光に分離するとともに、三枚の液晶パネルにより各色光毎に画像情報に応じて変調し、画像変調後の各色光をクロスダイクロイックプリズムで合成し、投写レンズを介してカラー画像を拡大投写する、いわゆる三板式が採用されるものがある。
この三板式のプロジェクタでは、液晶パネルの光束入射側および光束射出側に、液晶パネルで変調される各色光の偏光方向を揃える偏光板等の光学変換素子が設けられる。
【０００３】
ところで、以上のようなプロジェクタでは、光源装置からの光束の照射によって各偏光板が発熱する。そこで、これら液晶パネルや各偏光板を冷却するため、例えば、以下のような冷却構造が採用されている。
すなわち、プロジェクタに、冷却ファンと、この冷却ファンに接続されたダクトとを設ける。このダクトには、液晶パネルの光束入射側に冷却空気を吐出するための入射側吹出口と、液晶パネルの光束射出側に冷却空気を吐出するための射出側吹出口とが形成される。この構成によれば、冷却ファンからの冷却空気を、入射側吹出口および射出側吹出口で按分して吐出することにより、液晶パネルおよび各偏光板を強制的に冷却できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２９５８１４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常、光束射出側と光束入射側とで偏光板の光学的な特性が異なるため、光束射出側の偏光板は、光束入射側の偏光板よりも発熱量が大きくなる。また、近年、プロジェクタの高輝度化が要請されていることから、上述したような構成では、特に射出側の偏光板で発生する熱量が増大し、速やかに放熱できないおそれがあった。
この問題を解決するため、冷却ファンの回転数を上昇させたり、設置数量を増やしたりして冷却効率の向上を図ることも考えられるが、プロジェクタの小型化、低騒音化の実現のためには、できるだけ冷却ファンを小型化して設置数量を低減する必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、冷却ファンの小型化や設置数量の低減を実現しつつ、光変調系を高効率で冷却できるプロジェクタを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のプロジェクタは、複数の色光を画像情報に応じて各色光毎に変調して光学像を形成する複数の光変調系と、各光変調系で変調された光学像を合成する色合成光学系と、この合成された光学像を拡大投写する投写光学系とを備えたプロジェクタであって、前記各光変調系は、光変調装置と、この光変調装置の光束入射側に配置された入射側光学変換素子と、前記光変調装置の光束射出側に配置された射出側光学変換素子とを含んで構成され、前記色合成光学系の下側に配置され、前記色合成光学系の下側から前記投写光学系の各側方に向けてそれぞれ延出する略Ｕ字形状を有し、前記光変調系に冷却空気を導入するためのダクトと、前記投写光学系の側方に互いに対向して配置され前記ダクトに冷却空気を送る第１冷却ファン、および第２冷却ファンとを備え、前記ダクトは、当該ダクトを分割して形成されて前記第１冷却ファンから吐出された冷却空気を導く第１導風路、および前記第２冷却ファンから吐出された冷却空気を導く第２導風路と、これら導風路に形成されて前記光変調装置の光束入射側に冷却空気を吐出する入射側吐出口、および該光変調装置の光束射出側に冷却空気を吐出する射出側吐出口とを有し、前記複数の光変調系の少なくとも１つを独立冷却対象とし、この独立冷却対象についての前記入射側吐出口および前記射出側吐出口は、前記ダクトにおける分割部分を挟んだ両側位置にそれぞれ形成され、前記独立冷却対象についての前記入射側吐出口は、前記第１導風路に形成され、前記射出側吐出口は、前記第２導風路に形成され、前記第２冷却ファンは、前記第１冷却ファンよりも送風量が多いことを特徴とする。
【０００８】
ここで、光変調装置としては、ガラスなどからなる駆動基板と対向基板とが、シール材を介して所定間隔を空けて貼り合わせられ、両基板間に液晶が封入された構成を有する液晶パネル等の光変調素子を備えたものが採用できる。
また、光学変換素子としては、基板と、この基板の上に設けられた光学変換膜とを備える構成が採用できる。基板としては、サファイア、石英ガラス、水晶、螢石等が挙げられる。光学変換膜としては、偏光膜や、視野角補正膜、位相差膜等が挙げられる。
【０００９】
この発明によれば、光変調装置の光束入射側と光束射出側とを異なる経路を経た冷却空気で冷却する構成としたので、それぞれの発生熱量に対応して冷却空気の風速や風量を調整すればよい。これにより、同一経路からの冷却空気を利用した場合に比べ、光変調装置の光束入射側および光束射出側をそれぞれ適切な条件で冷却できるから、冷却ファンの小型化や設置数量の低減を実現しつつ、光変調系を高効率で冷却できる。
また、上述したように、通常、射出側光学変換素子は入射側光学変換素子よりも発生熱量が多くなる。そのため、この発明によれば、第２冷却ファンとして第１冷却ファンより冷却能力が高いものを用いたので、それぞれの光学変換素子を迅速に冷却できる。
【００１０】
特に、光源ランプからの光束をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光に分離して、３つの光変調装置で各色光毎に変調する三板式を採用したプロジェクタの場合、光源ランプの特性により、特にＧおよびＢの光変調系は、Ｒの光変調系よりも発生熱量が多くなる。このため、独立冷却対象としては、ＧおよびＢの光変調系が好ましい。
【００１１】
本発明では、前記射出側吐出口は、前記光変調装置および前記射出側光学変換素子を冷却する位置に形成されていることが好ましい。
この発明によれば、射出側吐出口から吐出される冷却空気により、光変調装置だけでなく、発生熱量の多い射出側光学変換素子をも冷却でき、冷却効率をさらに良好にできる。
【００１２】
本発明では、前記独立冷却対象以外の光変調系のうち少なくとも１つについての前記入射側吐出口および前記射出側吐出口は、同一の導風路に形成されていることが好ましい。
上述したように、この発明によれば、独立冷却対象よりも発生熱量が少ない光変調系については、入射側吐出口および射出側吐出口を同一の導風路に設けることにより、ダクトの構造を簡単化できる。例えば、上述した三板式のプロジェクタの場合、ＧおよびＢの光変調系よりも発生熱量が少ないＲの光変調系について、入射側吐出口および射出側吐出口を同一の導風路に設けることが好ましい。
【００１３】
本発明では、前記光変調系の延出方向は、前記導風路の延出方向に略直交して配置され、前記各吐出口のうち少なくとも１つは、該吐出口からの冷却空気の吐出方向に前記光変調系が位置するように、前記導風路の延出方向に沿った面で、かつ、該光変調系の延出方向と該導風路との交点よりも上流側にオフセットされた位置に形成されていることが好ましい。
導風路を延出方向に沿って進んできた冷却空気は、吐出口から吐出されるが、慣性の法則により、吐出口に対して略直交方向ではなく、やや導風路における下流寄りの方向に吐出される。したがって、この発明によれば、吐出口を導風路の上流側にオフセットさせて形成したので、吐出口からの冷却空気を光変調系に確実に接触させて、光変調系を円滑に冷却できる。
【００１７】
本発明では、前記光変調系、前記色合成光学系、および前記投写光学系を収容する外装筐体を備え、前記２つの冷却ファンの吸気口は、前記外装筐体の異なる２面にそれぞれ形成されていることが好ましい。
この発明によれば、プロジェクタ外部の冷却空気を、外装筐体の異なる２面からそれぞれの冷却ファンに導入したので、冷却空気を円滑に光変調系に導入して、冷却効率をさらに向上できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
（１．プロジェクタの主な構成）
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１を下方から見た斜視図である。具体的には、プロジェクタ１のロアーケース２３に、投写レンズ４６および内部冷却ユニット５を取り付けた図である。図２は、図１の状態におけるプロジェクタ１の正面図である。図３は、光学ユニット４内の光学系を模式的に示す平面図である。なお、プロジェクタを構成するこれらの部品４，５，２３，４６については、以下に詳説する。
【００１９】
以上の図１〜３において、プロジェクタ１は、外装筐体としての外装ケース２と、外装ケース２内に収容された電源ユニット（図示省略）と、同じく外装ケース２内に配置された平面Ｕ字形の光学ユニット４と、同じく外装ケース２内に配置された内部冷却ユニット５とを備え、全体略直方体形状となっている。
ここで、電源ユニットは、電力をランプ駆動回路やドライバーボード等に供給する電源と、電力を光学ユニット４の光源ランプ４１１に供給するランプ駆動回路（バラスト）とで構成される。また、ドライバーボードは、画像情報に応じて後述する液晶パネル４４１を駆動制御するものである。
【００２０】
外装ケース２は、それぞれ樹脂製とされたアッパーケース（図示省略）、ロアーケース２３で構成され、互いにネジで固定されている。なお、ロアーケース２３は、樹脂製に限らず、金属製であってもよい。
ロアーケース２３は、上述した電源ユニット、光学ユニット４、および内部冷却ユニット５が載置固定されるものであり、底面部２３１と、その周囲に設けられた側面部２３２と、背面部２３３と、正面部２３４とで形成されている。
【００２１】
底面部２３１の前方略中央には、プロジェクタ１全体の傾きを調整して投写画像の位置合わせを行うための位置調整機構が取り付けられる位置調整機構取付部２３１Ａが設けられている。また、底面部２３１の図１中前方左側には、ランプカバーが着脱自在に取り付けられるランプカバー用開口２３１Ｂが形成されている。また、底面部２３１の図１中前方右側には、冷却空気の吸気口２３１Ｃが形成されている。さらに、底面部２３１の後方側の２つの隅部には、リアフットが嵌め込まれるリアフット取付部２３１Ｄが形成されている。
【００２２】
正面部２３４には、投写光学系としての投写レンズ４６を支持するための切欠部２３４Ａが形成されている。この投写レンズ４６は、上面部分がアッパーケースから露出し、投写レンズ４６のズーム操作およびフォーカス操作を、レバーを介して手動で行えるようになっている。
この正面部２３４において、切欠部２３４Ａと反対側には、内部冷却ユニット５を介して排気する排気口が取り付けられる排気口取付部２３４Ｂが形成されている。この排気口取付部２３４Ｂは、内部の電源ユニットの前方側に位置している。
【００２３】
側面部２３２には、一方の側面（図１中右側）にコ字形のハンドルが回動自在に取り付けられるためのハンドル取付部２３２Ａが設けられている。また、他方の側面（図１中左側）には、ハンドルを上側にしてプロジェクタ１を立てた場合の足となるサイドフット２Ａ（図２参照）が設けられている。
また、ハンドル取付部２３２Ａに囲まれた部分には、冷却空気の吸気口２３２Ｂが形成されている。すなわち、吸気口２３１Ｃおよび吸気口２３２Ｂは、外装ケース２の異なる２面としての底面部２３１および側面部２３２に形成されている。
【００２４】
背面部２３３は、図２に示すように、インターフェースカバーを取り付けるためのインターフェース部２Ｂが形成されている。インターフェース部２Ｂの図２中左側には、内部の電源ユニットの後方側に位置する吸気口２３３Ａが形成されている。
【００２５】
光学ユニット４は、図３に示すように、光源ランプ４１１から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成するユニットである。この光学ユニット４は、インテグレータ照明光学系４１、色分離光学系４２、リレー光学系４３、光学装置４４、および投写レンズ４６を備えている。
【００２６】
内部冷却ユニット５は、外部の冷却空気を吸入して、プロジェクタ１内部に導入し、内部の発熱部材を冷却するとともに、温められた空気を外部に排出する。この内部冷却ユニット５は、光学ユニット４の光学装置４４を主に冷却する冷却ユニットとしてのパネル冷却装置５０のほか、図示を省略するが、光源ランプ４１１を主に冷却するランプ冷却用シロッコファン、外部の冷却空気を吸入して、電源ユニットに送風する軸流ファン、およびプロジェクタ１内部の空気を外部に排出する排気用シロッコファンを備えて構成されている。
【００２７】
これら電源ユニット、光学ユニット４、および、内部冷却ユニット５は、上下を含む周囲をアルミニウム製のシールド板（図示省略）で覆われており、これによって、電源ユニット等から外部への電磁ノイズの漏れを防止している。
【００２８】
（２．光学系の詳細な構成）
図３において、インテグレータ照明光学系４１は、光学装置４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと示す）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源装置４１３と、第１レンズアレイ４１８と、ＵＶフィルタを含む第２レンズアレイ４１４と、偏光変換素子４１５と、重畳レンズ４１６と、反射ミラー４２４とを備えている。
【００２９】
これらのうち、光源装置４１３は、放射状の光線を射出する放射光源としての光源ランプ４１１と、この光源ランプ４１１から射出された放射光を反射するリフレクタ４１２とを有する。光源ランプ４１１としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、または高圧水銀ランプが用いられることが多い。リフレクタ４１２としては、放物面鏡を用いている。放物面鏡の他、平行化レンズ（凹レンズ）と共に楕円面鏡を用いてもよい。
【００３０】
第１レンズアレイ４１８は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源ランプ４１１から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
【００３１】
第２レンズアレイ４１４は、第１レンズアレイ４１８と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１４は、重畳レンズ４１６とともに、第１レンズアレイ４１８の各小レンズの像を液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ上に結像させる機能を有している。
【００３２】
偏光変換素子４１５は、第２レンズアレイ４１４と重畳レンズ４１６との間に配置されるとともに、第２レンズアレイ４１４と一体でユニット化されている。このような偏光変換素子４１５は、第２レンズアレイ４１４からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用効率が高められている。
【００３３】
具体的に、偏光変換素子４１５によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１６によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル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ランプ４１１からの光のほぼ半分を利用することができない。そこで、偏光変換素子４１５を用いることにより、光源ランプ４１１からの射出光をほぼ１種類の偏光光に変換し、光学装置４４での光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子４１５は、たとえば特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
【００３４】
色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３，４２４とを備え、ダイクロイックミラー４２１，４２２によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
【００３５】
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３、および反射ミラー４３２、４３４を備え、色分離光学系４２で分離された色光、赤色光を液晶パネル４４１Ｒまで導く機能を有している。
【００３６】
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赤色光成分と緑色光成分とが透過するとともに、青色光成分が反射する。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４１７を通って入射側偏光板４４２で偏光方向がそろえられた後、青色用の液晶パネル４４１Ｂに達する。このフィールドレンズ４１７は、第２レンズアレイ４１４から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１７も同様である。
【００３７】
ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１７を通って入射側偏光板４４２で偏光方向がそろえられた後、緑色用の液晶パネル４４１Ｇに達する。一方、赤色光はダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４１７を通って入射側偏光板４４２で偏光方向をそろえて赤色光用の液晶パネル４４１Ｒに達する。
なお、赤色光にリレー光学系４３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４１７に伝えるためである。なお、リレー光学系４３には、３つの色光のうちの赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。
【００３８】
光学装置４４は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、色分離光学系４２で分離された各色光が入射される３つの光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂと、各光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂで変調された光学像を合成する色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４４５とを備えている。
光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂは、光変調装置としての液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、これら液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射側に配置された入射側光学変換素子としての入射側偏光板４４２および視野角補正板４４３と、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの光束射出側に配置された射出側光学変換素子としての射出側偏光板４４４とを備える。
【００３９】
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものであり、図示を省略するが、対向配置される一対の透明基板内に液晶が密封封入されて構成される。
このような液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの前段に配置される入射側偏光板４４２は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一定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り、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。また、基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ４１７に貼り付けてもよい。
【００４０】
視野角補正板４４３は、光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂの液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂで形成される光学像の視野角を補正する機能を有する光学変換膜が基板上に形成されたものであり、このような視野角補正板４４３を配置することにより、投写画像の視野角が拡大され、かつ投写画像のコントラストが大幅に向上する。
【００４１】
射出側偏光板４４４は、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂで光変調された光束のうち、所定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り、本例では、２枚の第１偏光板（プリポラライザ）４４４Ｐ及び第２偏光板（アナライザ）４４４Ａから構成されている。このように射出側偏光板４４４を２枚構成としたのは、入射する偏光光を、第１偏光板４４４Ｐ、第２偏光板４４４Ａのそれぞれで按分させて吸収することにより、偏光光で発生する熱を両偏光板４４４Ｐ、４４４Ａで按分させ、それぞれの過熱を抑えるためである。
【００４２】
クロスダイクロイックプリズム４４５は、射出側偏光板４４４から射出された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。
クロスダイクロイックプリズム４４５には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。そして、クロスダイクロイックプリズム４４５で合成されたカラー画像は、投写レンズ４６から射出され、スクリーン上に拡大投写される。
【００４３】
前述した液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、視野角補正板４４３、第１偏光板４４４Ｐ及び第２偏光板４４４Ａは、図示しないパネル固定板を介してクロスダイクロイックプリズム４４５の光束入射端面に固定される。
以上説明した各光学系４１〜４４、４６は、平面略Ｕ字状に形成された光学部品用の筐体としての合成樹脂製の光学部品用筐体（図示省略）に収容される。
【００４４】
（３．パネル冷却装置の構成および冷却構造）
図４および図５は、パネル冷却装置５０と光学装置４４との位置関係を示す斜視図および平面図である。図６は、パネル冷却装置５０の平面図である。
パネル冷却装置５０は、光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂに冷却空気を導入するためのものであり、冷却空気が通る２つの導風路５１，５２を備えたダクト５３と、各導風路５１，５２に冷却空気を送る２つの冷却ファンとしてのシロッコファン５４，５５とを備えている。
【００４５】
ダクト５３は、合成樹脂で一体に形成されて、ロアーケース２３の底面部２３１に沿って延びる略Ｕ字形状とされ、光学ユニット４の下側に配置される。このダクト５３は、図６中１点鎖線で示すように、略中央で導風路５１および導風路５２に分割されている。すなわち、導風路５１は、光学ユニットを構成するダイクロイックプリズム４４５の下から、図６中投写レンズ４６の右側に略Ｌ字形状に延びている。導風路５２は、ダイクロイックプリズム４４５の下から、図６中投写レンズ４６の左側に略Ｌ字形状に延びている。
これにより、導風路５１，５２の延出方向は、光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂの延出方向に略直交している。
【００４６】
ここで、第１導風路としての導風路５１には、光変調系４４Ｇ，４４Ｂの各液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射側に冷却空気を吐出する入射側吐出口６１Ｇ，６１Ｂが形成されている。また、第２導風路としての導風路５２には、光変調系４４Ｇ，４４Ｂの各液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束射出側に冷却空気を吐出する射出側吐出口６２Ｇ，６２Ｂが形成されている。
これにより、光変調系４４Ｇ，４４Ｂにおいて、入射側吐出口６１Ｇ，６１Ｂおよび射出側吐出口６２Ｇ，６２Ｂは、異なる導風路５１，５２に形成されており、液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射側と光束射出側とがそれぞれ独立して冷却される独立冷却対象となっている。
【００４７】
また、導風路５２には、光変調系４４Ｒの液晶パネル４４１Ｒの光束入射側に冷却空気を吐出する入射側吐出口、および光束射出側に冷却空気を吐出する射出側吐出口が一体化された吐出口６１Ｒが形成されている。これにより、光変調系４４Ｒにおいて、その入射側吐出口および射出側吐出口（つまり吐出口６１Ｒ）は、同一の導風路５２に形成されており、独立冷却対象となっていない。
【００４８】
各入射側吐出口６１Ｇ，６１Ｂは、液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射面、視野角補正板４４３、および入射側偏光板４４２を冷却する位置に形成されている。
具体的には、入射側吐出口６１Ｇは、光学部品４４１Ｇ，４４３，４４２の延出方向と導風路５１との交点よりも、導風路５１の上流側にオフセットされた位置で、かつ導風路５１の延出方向に沿った面に形成されている。これは、導風路５１内の冷却空気が、慣性の法則により、入射側吐出口６１Ｇからやや下流寄りの方向に吐出されることから、冷却空気の吐出方向に光学部品４４１Ｇ，４４３，４４２が位置するようにするためである。
入射側吐出口６１Ｂは、光学部品４４１Ｂ，４４３，４４２の延出方向と導風路５１との交点で、かつ導風路５１の延出方向に沿った面に形成されている。
【００４９】
各射出側吐出口６２Ｇ，６２Ｂは、液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束射出面および射出側偏光板４４４を冷却する位置に形成されている。
具体的には、射出側吐出口６２Ｇは、入射側吐出口６１Ｇと同様の理由で、光学部品４４１Ｇ，４４４の延出方向と導風路５２との交点よりも、導風路５２の上流側にオフセットされた位置で、かつ導風路５２の延出方向に沿った面に形成されている。
射出側吐出口６２Ｂは、光学部品４４１Ｂ，４４４の延出方向と導風路５２との交点で、かつ導風路５２の延出方向に沿った面に形成されている。
【００５０】
吐出口６１Ｒは、その光束入射側で、液晶パネル４４１Ｒの光束入射面、視野角補正板４４３、および入射側偏光板４４２を冷却し、その光束射出側で、液晶パネル４４１Ｒの光束射出面および射出側偏光板４４４を冷却する位置に形成されている。
具体的には、吐出口６１Ｒは、これら光学部品４４１Ｒ，４４２，４４４の延出方向と導風路５２との交点で、かつ導風路５２の延出方向に沿った面に形成されている。
【００５１】
シロッコファン５４は、図６中投写レンズの右側に配置され、ロアーケース２３の底面部２３１に形成された吸気口２３１Ｃから、投写レンズ４６下面および側面を通って、冷却空気を導風路５１に導入する。このシロッコファン５４は、独立冷却対象としての光変調系４４Ｇ，４４Ｂの入射側吐出口６１Ｇ，６１Ｂが形成された導風路５１に冷却空気を送る第１冷却ファンとされている。
【００５２】
シロッコファン５５は、シロッコファン５４より送風量が多い大型のものであり、図６中投写レンズの左側でかつロアーケース２３の側面部２３２に沿って配置され、この側面部２３２に形成された吸気口２３２Ｂから、冷却空気を導風路５２に導入する。このシロッコファン５５は、独立冷却対象としての光変調系４４Ｇ，４４Ｂの射出側吐出口６２Ｇ，６２Ｂが形成された導風路５２に冷却空気を送る第２冷却ファンとされている。
【００５３】
次に、以上のパネル冷却装置５０の動作を説明する。
シロッコファン５４で吸気口２３１Ｃから導入された冷却空気は、導風路５１を通って、入射側吐出口６１Ｇ，６１Ｂから吐出される。入射側吐出口６１Ｇ，６１Ｂから吐出された冷却空気は、液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射面、視野角補正板４４３、および入射側偏光板４４２を冷却する。
シロッコファン５５で吸気口２３２Ｂから導入された冷却空気は、導風路５２を通って、射出側吐出口６２Ｇ，６２Ｂおよび吐出口６１Ｒから吐出される。このうち、射出側吐出口６２Ｇ，６２Ｂから吐出された冷却空気は、液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束射出面および射出側偏光板４４４を冷却する。吐出口６１Ｒから吐出された空気は、液晶パネル４４１Ｒの光束入射面および光束射出面、入射側偏光板４４２、視野角補正板４４３、射出側偏光板４４４を冷却する。以上の光学部品を冷却した冷却空気は、図示しない排気用シロッコファンで集められて、プロジェクタ１の正面に形成される排気口から排出される。
【００５４】
（４．実施形態の効果）
上述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射側と光束射出側とを異なる経路を経た冷却空気で冷却する構成としたので、それぞれの発生熱量に対応して冷却空気の風速や風量を調整すればよい。これにより、同一経路からの冷却空気を利用した場合に比べ、液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂの光束入射側および光束射出側をそれぞれ適切な条件で冷却できるから、冷却ファンの小型化や設置数量の低減を実現しつつ、光変調系４４Ｇ，４４Ｂを高効率で冷却できる。
【００５５】
（２）吐出口６１Ｒおよび射出側吐出口６２Ｇ，６２Ｂを、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび射出側偏光板４４４を冷却する位置に形成したので、吐出される冷却空気により、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂだけでなく、発生熱量の多い射出側偏光板４４４をも冷却でき、冷却効率をさらに良好にできる。
（３）独立冷却対象以外の光変調系４４Ｒについての吐出口６１Ｒを導風路５２に形成したので、入射側吐出口および射出側吐出口を同一の導風路５２に設けることにより、ダクト５３の構造を簡単化できる。
【００５６】
（４）入射側吐出口６１Ｇおよび射出側吐出口６２Ｇを、光変調系４４Ｇの延出方向と導風路５１，５２との交点よりも上流側にオフセットされた位置に形成したので、吐出口６１Ｇ，６２Ｇからの冷却空気を光変調系４４Ｇに確実に接触させて、光変調系４４Ｇを円滑に冷却できる。
（５）通常、射出側偏光板４４４は入射側偏光板４４２よりも発生熱量が多くなることから、シロッコファン５５としてシロッコファン５４よりも冷却能力が高いものを用いたので、それぞれ射出側偏光板４４４および入射側偏光板４４２を迅速に冷却できる。
【００５７】
（６）冷却ファン５４，５５の吸気口２３１Ｃ，２３２Ｂを、外装ケース２の異なる２面にそれぞれ形成したので、プロジェクタ１外部の冷却空気を、円滑に光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂに導入して、冷却効率をさらに向上できる。
【００５８】
（５．実施形態の変形）
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。
例えば、前記実施形態では、光変調系４４Ｇ，４４Ｂのみを独立冷却対象としたが、これに限らない。すなわち、光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ全てを独立冷却対象としてもよいし、これら光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂのうちいずれか１つを独立冷却対象としてもよい。
また、シロッコファン５４，５５の大きさ、性能等は、光変調系４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂの発熱量に応じて適宜決められてよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係るプロジェクタ内部を示す斜視図。
【図２】 図１の状態におけるプロジェクタの正面図。
【図３】 前記実施形態に係る光学ユニット内の光学系を模式的に示す平面図。
【図４】 前記実施形態に係る冷却装置と光学装置との位置関係を示す斜視図。
【図５】 前記実施形態に係る冷却装置と光学装置との位置関係を示す平面図。
【図６】 前記実施形態に係る冷却装置の平面図。
【符号の説明】
１…プロジェクタ、２…外装ケース（外装筐体）、４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ…光変調系、４６…投写レンズ（投写光学系）、５０…パネル冷却装置（冷却装置）、５１，５２…導風路、５３…ダクト、５４…シロッコファン（第１冷却ファン）、５５…シロッコファン（第２冷却ファン）、６１Ｒ…吐出口（入射側吐出口および射出側吐出口）、６１Ｇ，６１Ｂ…入射側吐出口、６２Ｇ，６２Ｂ…射出側吐出口、２３１Ｃ，２３２Ｂ…吸気口、４４１，４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ…液晶パネル（光変調装置）、４４２…入射側偏光板（入射側光学変換素子）、４４３…視野角補正板（射出側光学変換素子）、４４４…射出側偏光板（射出側光学変換素子）、４４５…クロスダイクロイックプリズム（色合成光学系）。
Claims (5)
- 複数の色光を画像情報に応じて各色光毎に変調して光学像を形成する複数の光変調系と、各光変調系で変調された光学像を合成する色合成光学系と、この合成された光学像を拡大投写する投写光学系とを備えたプロジェクタであって、
前記各光変調系は、光変調装置と、この光変調装置の光束入射側に配置された入射側光学変換素子と、前記光変調装置の光束射出側に配置された射出側光学変換素子とを含んで構成され、
前記色合成光学系の下側に配置され、前記色合成光学系の下側から前記投写光学系の各側方に向けてそれぞれ延出する略Ｕ字形状を有し、前記光変調系に冷却空気を導入するためのダクトと、
前記投写光学系の側方に互いに対向して配置され前記ダクトに冷却空気を送る第１冷却ファン、および第２冷却ファンとを備え、
前記ダクトは、当該ダクトを分割して形成されて前記第１冷却ファンから吐出された冷却空気を導く第１導風路、および前記第２冷却ファンから吐出された冷却空気を導く第２導風路と、これら導風路に形成されて前記光変調装置の光束入射側に冷却空気を吐出する入射側吐出口、および該光変調装置の光束射出側に冷却空気を吐出する射出側吐出口とを有し、
前記複数の光変調系の少なくとも１つを独立冷却対象とし、この独立冷却対象についての前記入射側吐出口および前記射出側吐出口は、前記ダクトにおける分割部分を挟んだ両側位置にそれぞれ形成され、
前記独立冷却対象についての前記入射側吐出口は、前記第１導風路に形成され、前記射出側吐出口は、前記第２導風路に形成され、前記第２冷却ファンは、前記第１冷却ファンよりも送風量が多いことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記射出側吐出口は、前記光変調装置および前記射出側光学変換素子を冷却する位置に形成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項１または２に記載のプロジェクタにおいて、
前記独立冷却対象以外の光変調系のうち少なくとも１つについての前記入射側吐出口および前記射出側吐出口は、同一の導風路に形成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項１から３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記光変調系の延出方向は、前記導風路の延出方向に略直交して配置され、
前記各吐出口のうち少なくとも１つは、該吐出口からの冷却空気の吐出方向に前記光変調系が位置するように、前記導風路の延出方向に沿った面で、かつ該光変調系の延出方向と該導風路との交点よりも上流側にオフセットされた位置に形成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項１から請求項４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記光変調系、前記色合成光学系、および前記投写光学系を収容する外装筐体を備え、
前記２つの冷却ファンの吸気口は、前記外装筐体の異なる２面にそれぞれ形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
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