JP5453957B2 - 光学装置およびプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、光変調装置を有する光学装置、およびこの光学装置を備えたプロジェクターに関する。

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写する投写光学装置とを備えるプロジェクターが知られている。光変調装置は、例えば、１対の基板間に液晶が密封封入されたアクティブマトリックス駆動方式の液晶パネルで構成され、フレームによって保持され光学装置として構成されている。
液晶パネルは、液晶層、各種配線、およびブラックマトリックス等に光源からの光束が吸収されることによって発熱し、劣化する恐れがある。このため、光学装置に空気を吹き付けて液晶パネルを冷却する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のプロジェクターは、透過型の液晶パネルとフレームとを有する光学装置（液晶表示素子）、および光学装置に空気を送風するファンを備えている。フレームは、液晶パネルの外周を保持するように構成され、端部には、傾斜部が形成されている。そして、液晶パネルは、ファンから供給され、傾斜部に沿って流れた空気がスムーズに表面に導かれることによって冷却されるように構成されている。

特開２００２−１０７６９８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、フレームに傾斜部を設けることによって、空気を液晶パネルの表面に導くとはいうものの、液晶パネルの表面は、外周がフレームに覆われていると共に、フレームの表面と段差があるため、表面全体に空気が導かれず、液晶パネルは、充分冷却されない恐れがある。また、液晶パネルを充分冷却するために、ファンの回転数を上げると騒音が増し、プロジェクターから投写された画像光を観察する観察者に不快感を与える恐れがある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る光学装置は、画素電極および前記画素電極に接続されるスイッチング素子を有する素子基板、および前記素子基板に対向して配設された対向基板を有し、光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置を保持するフレームと、前記対向基板の光束が入射する入射側端面に密着して配置された入射側防塵ガラスと、を備え、前記入射側防塵ガラスは、平面サイズが前記対向基板の平面サイズより大きく形成され、前記フレームの光路前段側に配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、入射側防塵ガラスは、対向基板の入射側端面に密着して配置されているので、入射側端面に塵埃が付着することを防止することができる。また、入射側防塵ガラスは、平面サイズが対向基板の平面サイズより大きく形成され、フレームの光路前段側に配置されている。つまり、入射側防塵ガラスは、外周端部が対向基板の外周端部から突出し、光束が入射する側の全面が露出して配置される。これによって、入射側防塵ガラスは、平面サイズが対向基板の平面サイズと略同等に形成され、フレームの光路後段側、つまりフレームの内部に配置されている場合に比べて、外気に露出する表面積が大きく構成される。よって、入射側防塵ガラスの効率的な放熱が可能となり、入射する光束に伴って発熱する光変調装置の効率的な冷却が可能となる。したがって、光変調装置は、温度上昇が抑制され、入射した光束を安定して変調することが可能となる。

［適用例２］上記適用例に係る光学装置において、前記フレームは、前記入射側防塵ガラスの端面に隣接し、前記入射側防塵ガラスの前記光束が入射する第１面に沿う方向から当該光学装置に向けて供給された空気を前記第１面に導く整流部を備えていることが好ましい。

この構成によれば、第１面に沿う方向から光学装置に向けて供給された空気は、整流部によって第１面に導かれるので、対向基板から突出している入射側防塵ガラスの外周端部によって遮られることが抑制され、効率良く第１面に流通する。これによって、入射側防塵ガラスの放熱性が向上し、光変調装置のさらに効率的な冷却が可能となる。

［適用例３］上記適用例に係る光学装置において、前記フレームと前記入射側防塵ガラスとの間には、前記入射側防塵ガラスの前記光束が入射する第１面に沿う方向の空気が流通する間隙が設けられていることが好ましい。

この構成によれば、フレームと入射側防塵ガラスとの間には、第１面に沿う方向の空気が流通する間隙が設けられているので、この間隙を形成する第１面と反対側の第２面、および第２面に対向するフレームの部位に空気を流通させることができる。よって、入射側防塵ガラスを両面から放熱することができると共に、フレームの放熱性が向上し、光変調装置のさらに効率的な冷却が可能となる。

［適用例４］上記適用例に係る光学装置において、前記フレームは、前記入射側防塵ガラスの第１端面に隣接し、前記入射側防塵ガラスの前記光束が入射する第１面に沿う方向から当該光学装置に向けて供給された空気を前記第１面に導く整流部を有し、前記第１端面に交差する前記入射側防塵ガラスの第２端面を含む端部と、前記フレームとの間には、前記第１面に沿う方向の空気が流通する間隙が設けられていることが好ましい。

この構成によれば、フレームは、第１端面に隣接する整流部を有し、第１端面に交差する第２端面を含む入射側防塵ガラスの端部と、フレームとの間には、間隙が設けられている。これによって、第１面に沿う方向から供給された空気を、整流部によって損失が少なく第１面に流通させることができると共に、間隙を形成する第１面と反対側の第２面、および第２面に対向するフレームの部位に空気を流通させることができる。よって、入射側防塵ガラスの第１面側の効率的な放熱が可能になると共に、第２面、および第２面に対向するフレームの部位からの放熱が可能となる。したがって、入射側防塵ガラスおよびフレームの放熱性がより向上し、光変調装置のさらに効率的な冷却が可能となる。

［適用例５］上記適用例に係る光学装置において、前記素子基板は、前記フレームに接着剤を介して固定されていることが好ましい。

この構成によれば、素子基板は、フレームに接着剤を介して固定されているので、入射する光束に伴って発熱する光変調装置の熱を効率良くフレームに伝導させることが可能となる。よって、フレームを放熱することで、光変調装置の効率的な冷却が可能となる。

［適用例６］本適用例に係るプロジェクターは、光源と、前記光源から射出された光束を変調する上記記載の光学装置と、前記光学装置で変調された光束を投写する投写光学装置と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、プロジェクターは、上述した光学装置を備えているので、光変調装置の効率的な冷却が可能となり、品質の良好な画像光を長期に亘って投写することが可能となる。よって、プロジェクターの長寿命化が図れる。

第１実施形態のプロジェクターの概略構成を示す模式図。 第１実施形態の光学装置を分解した斜視図。 第１実施形態の光学装置を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図。 第２実施形態の光学装置を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図。 第３実施形態の光学装置を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図。 変形例の光学装置を模式的に示す斜視図。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、その画像光をスクリーン等に拡大投写する。
図１は、本実施形態のプロジェクターの概略構成を示す模式図である。
図１に示すように、プロジェクター１は、光源２１１を有し、略Ｌ字状に形成された光学ユニット２、光学ユニット２を冷却する冷却ファン３、外装を構成する外装筐体４、図示しない制御部、および光源２１１や制御部等に電力を供給する電源装置等を備えている。

制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター１の動作の制御、例えば、画像の投写に関わる制御等を行う。

光学ユニット２は、制御部による制御の下、光源２１１から射出された光束を光学的に処理し、画像情報に応じた画像光を形成して投写する。
図１に示すように、光学ユニット２は、光源装置２１、照明光学装置２２、色分離光学装置２３、リレー光学装置２４、電気光学装置２５、投写光学装置としての投写レンズ２６、およびこれらの光学部品を所定位置に配置する光学部品用筐体２７を備える。

光源装置２１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源２１１およびリフレクター２１２等を備える。そして、光源装置２１は、光源２１１から射出された光束をリフレクター２１２によって射出方向を揃え、照明光学装置２２に向けて射出する。

照明光学装置２２は、第１レンズアレイ２２１、第２レンズアレイ２２２、偏光変換素子２２３、および重畳レンズ２２４を備える。
第１レンズアレイ２２１は、光源２１１から射出された光束の光軸Ｌ方向から見て略矩形の輪郭を有する小レンズがマトリックス状に配列された構成を有しており、光源装置２１から射出された光束を複数の部分光束に分割する。第２レンズアレイ２２２は、第１レンズアレイ２２１と略同様の構成を有しており、重畳レンズ２２４とともに、部分光束を後述する液晶パネル５１の表面に略重畳させる。偏光変換素子２２３は、第２レンズアレイ２２２から射出されたランダム偏光光を液晶パネル５１で利用可能な略１種類の偏光光に揃える機能を有する。

色分離光学装置２３は、２枚のダイクロイックミラー２３１，２３２、および反射ミラー２３３を備え、照明光学装置２２から射出された光束を赤色光（以下「Ｒ光」という）、緑色光（以下「Ｇ光」という）、青色光（以下「Ｂ光」という）の３色の色光に分離する機能を有する。

リレー光学装置２４は、入射側レンズ２４１、リレーレンズ２４３、および反射ミラー２４２，２４４を備え、色分離光学装置２３で分離されたＢ光をＢ光用の液晶パネル５１Ｂまで導く機能を有する。なお、光学ユニット２は、リレー光学装置２４がＢ光を導く構成としているが、これに限らず、例えば、Ｒ光を導く構成としてもよい。

電気光学装置２５は、入射側偏光板２５１、光学装置５、射出側偏光板２５４、色合成光学装置としてクロスダイクロイックプリズム２５５を備え、色分離光学装置２３で分離された各色光を画像情報に応じて変調し、画像光を形成する。
入射側偏光板２５１は、３色の色光毎に備えられており、色分離光学装置２３で分離された各色光のうち、偏光変換素子２２３で揃えられた偏光光を透過し、その偏光光と異なる偏光光を吸収して光学装置５に射出する。

光学装置５は、３色の色光毎に備えられており、光変調素子としての液晶パネル５１（Ｒ光用の液晶パネルを５１Ｒ、Ｇ光用の液晶パネルを５１Ｇ、Ｂ光用の液晶パネルを５１Ｂとする）を備え、入射側偏光板２５１から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。光学装置５については、後で詳細に説明する。

射出側偏光板２５４は、入射側偏光板２５１と略同様の機能を有し、液晶パネル５１から射出された光束のうち一定方向の偏光光を透過し、その他の光束を吸収する。

クロスダイクロイックプリズム２５５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。誘電体多層膜は、液晶パネル５１Ｒ，５１Ｂから射出され、射出側偏光板２５４を介して射出された色光を反射し、液晶パネル５１Ｇから射出され、射出側偏光板２５４を介して射出された色光を透過する。このようにして、クロスダイクロイックプリズム２５５は、各液晶パネル５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂにて変調された各色光を合成して画像光を形成する。

投写レンズ２６は、複数のレンズを組み合わせた組レンズとして構成され、電気光学装置２５にて形成された画像光をスクリーン上に拡大投写する。

冷却ファン３は、シロッコファンで構成されており、吐出した空気を図示しないダクトを介して光学装置５に吹き付けて光学装置５を冷却する。

ここで、光学装置５について詳細に説明する。
図２は、光学装置５を分解した斜視図である。図３は、光学装置５を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光束が入射する側から見た正面図である。なお、図２、図３は、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものと適宜異ならせた図である。
光学装置５は、図２、図３に示すように、液晶パネル５１に加えて入射側防塵ガラス５２、射出側防塵ガラス５３、フレキシブルプリント基板５４、およびフレーム６を備えている。

液晶パネル５１は、図２、図３に示すように、ガラスなどからなる矩形状の素子基板５１１および対向基板５１２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。
素子基板５１１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ックス状に配列形成される画素電極と、データ線、走査線、および画素電極と電気的に接続されるＴＦＴ（Thin Film Transistor）あるいはＭＩＭ（Metal Insulator Metal）等のスイッチング素子とを有している。また、素子基板５１１の一方の端部には、制御部との電気的接続のための接続端子が形成されている。

対向基板５１２は、素子基板５１１に対して所定間隔を有し、対向して配設される基板であり、所定の電圧が印加される共通電極、ブラックマトリックス等を有している。対向基板５１２は、平面サイズが素子基板５１１の平面サイズより小さく形成されており、素子基板５１１の接続端子が露出し、接続端子部と対向する側が対向基板５１２より突出するように形成されている。なお、以下においては、説明の便宜上、接続端子が形成されている側を上側、図３（ｂ）の図面視における右側を右側として記載する。また、対向基板５１２から突出し、対向基板５１２と対向する側の素子基板５１１の面を突出面という。

フレキシブルプリント基板５４は、一端が素子基板５１１の接続端子部に電気的に接続固定されており、他端が制御部に着脱可能に接続される。
液晶パネル５１は、このフレキシブルプリント基板５４を介して制御部から駆動信号が入力され、所定の画素電極と共通電極との間に電圧が印加される。そして、液晶パネル５１は、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２５１から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。

入射側防塵ガラス５２は、石英ガラス等の光束を透過する板材で、平面サイズが対向基板５１２の平面サイズより大きい矩形状に形成されている。入射側防塵ガラス５２は、図３に示すように、４辺がそれぞれ対向基板５１２より突出し、対向基板５１２の光束が入射する入射側端面５１２Ｎにシリコン系等の接着剤を介し、密着して固定されている。

入射側防塵ガラス５２は、入射側端面５１２Ｎに塵埃が付着することを防止すると共に、光源からの光束が吸収されることによって発熱する液晶パネル５１の熱を放熱する機能を有している。また、入射側防塵ガラス５２には、光束が入射する第１面５２Ｎの反対側の第２面５２Ｓに、蒸着等によって形成された反射膜５２Ａが設けられている。反射膜５２Ａは、図３（ｂ）に示すように、液晶パネル５１の画像形成領域５１Ａの外側の領域に形成されており、光学装置５に射出され画像光の形成に寄与しない光束を反射する。

射出側防塵ガラス５３は、入射側防塵ガラス５２と同様に、石英ガラス等の光束を透過する板材で形成されている。射出側防塵ガラス５３は、図３（ａ）に示すように、平面サイズが素子基板５１１の平面サイズと略同一サイズに形成され、素子基板５１１の光束が射出する射出側端面５１１Ｓにシリコン系等の接着剤を介し、密着して固定されている。射出側防塵ガラス５３は、射出側端面５１１Ｓに塵埃が付着することを防止すると共に、発熱する液晶パネル５１の熱を放熱する機能を有している。

入射側防塵ガラス５２および射出側防塵ガラス５３によって、液晶パネル５１は、入射側端面５１２Ｎおよび射出側端面５１１Ｓに塵埃が付着することが防止される。そして、入射側防塵ガラス５２の第１面５２Ｎ、および射出側防塵ガラス５３の光束が射出される側の面に塵埃が付着しても焦点からずれた位置なので、投写される画像は、表示陰等の画像の劣化が抑制される。なお、入射側防塵ガラス５２および射出側防塵ガラス５３は、石英ガラスに限らず、例えば、サファイア、水晶等で構成してもよい。

フレーム６は、液晶パネル５１を保持するように形成され、設置用のピンを介してクロスダイクロイックプリズム２５５に取り付けられる。
フレーム６は、マグネシウム合金製で外形が略直方体状に形成され、収納部６１、開口部６２、整流部６３、補助整流部６４、切り欠き部６５、および設置用孔６６を有している。また、フレーム６は、図３（ａ）に示すように、下端部および上端部の光束が入射する側の角部がそれぞれ面取りされた斜面６Ａおよび斜面６Ｂを有している。

収納部６１は、素子基板５１１および射出側防塵ガラス５３が収納される凹部であり、平面視矩形状に形成され、底面６１Ａを有している。
開口部６２は、底面６１Ａに設けられており、入射側偏光板２５１から射出された色光が通過する。開口部６２は、対向基板５１２の外形寸法より大きな寸法に形成されており、縁部６７の厚み、具体的に、光束が入射する側の外面６Ｃと底面６１Ａとの寸法は、対向基板５１２の板厚より薄く形成されている。

液晶パネル５１は、図３（ａ）に示すように、対向基板５１２が開口部６２に挿通され、素子基板５１１の突出面のうち接続端子を除く部位が底面６１Ａに接着されてフレーム６に保持される。また、液晶パネル５１は、対向基板５１２の入射側端面５１２Ｎが外面６Ｃより突出してフレーム６に配置される。そして、入射側防塵ガラス５２は、フレーム６の外面６Ｃから突出した対向基板５１２の入射側端面５１２Ｎに接着されてフレーム６の光路前段側に配置される。
なお、液晶パネル５１とフレーム６とを組み合わせる際の位置決めの基準を、底面６１Ａに接着される素子基板５１１の突出面のうちの少なくとも一つの面と、その面に隣接する対向基板５１２の側面と、としている。また、入射側防塵ガラス５２を対向基板５１２の入射側端面５１２Ｎに接着する際に、フレーム６を位置決めの基準としている。このように基準を決めることにより、対向基板５１２と入射側防塵ガラス５２との位置、特に、対向基板５１２のブラックマトリックスと入射側防塵ガラス５２の反射膜５２Ａとの位置、を精度よく合わせることができる。

整流部６３は、外面６Ｃから突出しており、冷却ファン３から吐出された空気が、効率良く入射側防塵ガラス５２の第１面５２Ｎに流通するように形成されている。具体的に、整流部６３は、図３（ａ）に示すように、入射側防塵ガラス５２の下側の端面（第１端面５２Ｂ）に隣接して設けられており、先端が入射側防塵ガラス５２の第１面５２Ｎより僅かに低い高さを有し、下側の面が斜面６Ａに倣うように形成されている。

補助整流部６４は、整流部６３と略対称形状に形成され、入射側防塵ガラス５２の上側の端面に隣接して設けられている。具体的に、補助整流部６４は、図３（ａ）に示すように、先端が入射側防塵ガラス５２の第１面５２Ｎより僅かに低い高さを有し、上側の面が斜面６Ｂに倣うように形成されている。
このように、フレーム６は、斜面６Ａと第１面５２Ｎとの間、および第１面５２Ｎと斜面６Ｂとの間に、空気の流れを遮る遮蔽部が殆どないように形成されている。

切り欠き部６５は、フレキシブルプリント基板５４が配置される部位であり、収納部６１から上方に向かって切り欠かれている。設置用孔６６は、設置用のピンが挿入される貫通孔であり、図３（ｂ）に示すように、フレーム６の四隅に形成されている。なお、フレーム６は、マグネシウム合金製に限らず他の金属材料や合成樹脂で形成してもよい。

ここで、光学装置５に吹き付けられた空気の流れについて説明する。
冷却ファン３は、前述したように、吐出した空気をダクトを介して光学装置５に吹き付けて光学装置５を冷却する。具体的に、冷却ファン３およびダクトは、冷却ファン３から吐出された空気が光学装置５の下方、つまりフレキシブルプリント基板５４が接続されている側の反対側から光学装置５に吹き付けられるように構成されている。より具体的に、冷却ファン３およびダクトは、入射側防塵ガラス５２の第１面５２Ｎに沿う方向から光学装置５に向けて空気を供給するようになっている。

図３（ａ）に示すように、冷却ファン３から吐出され、ダクトに導かれて光学装置５に吹き付けられた空気（流れＦ１）は、第１面５２Ｎに直接吹き付けられると共に、フレーム６に吹き付けられる。フレーム６に吹き付けられた空気は、斜面６Ａから整流部６３に沿って流れた後、第１面５２Ｎに沿って滑らかに流れる（流れＦ２）。第１面５２Ｎに直接吹き付けられた空気、および流れＦ２の空気は、第１面５２Ｎの略全面に亘って流通し、液晶パネル５１の発熱に伴って温度上昇した入射側防塵ガラス５２の熱を奪って上方に流れる（流れＦ３）。入射側防塵ガラス５２の上方に流れた空気の一部は、補助整流部６４および斜面６Ｂに沿って流れる（流れＦ４）。
このように、冷却ファン３から光学装置５に吐出された空気、つまり第１面５２Ｎに沿う方向から光学装置５に向けて供給された空気は、整流部６３によって風量や風速の損失が少なく滑らかに第１面５２Ｎに流通して入射側防塵ガラス５２を放熱する。そして、液晶パネル５１は、入射側防塵ガラス５２が放熱されることによって冷却される。

以上説明したように、本実施形態のプロジェクター１によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）入射側防塵ガラス５２は、平面サイズが対向基板５１２の平面サイズより大きく形成され、第１面５２Ｎが露出して配置される。これによって、入射側防塵ガラス５２は、平面サイズが対向基板５１２の平面サイズと略同等に形成され、フレーム６の内部に配置されている場合に比べて、外気に露出する表面積が大きく構成される。よって、入射側防塵ガラス５２の効率的な放熱が可能となり、入射する光束に伴って発熱する液晶パネル５１の効率的な冷却が可能となる。したがって、液晶パネル５１は、温度上昇が抑制され、入射した光束を安定して変調することが可能となる。

（２）冷却ファン３から吐出された空気は、整流部６３によって第１面５２Ｎに導かれるので、対向基板５１２から突出している入射側防塵ガラス５２の外周端部によって遮られることが抑制され、効率良く第１面５２Ｎに流通する。これによって、入射側防塵ガラス５２の放熱性が向上し、液晶パネル５１は、温度上昇がさらに抑制される。また、冷却ファン３から吐出された空気は、効率良く第１面５２Ｎに導かれるので、冷却ファン３の回転数を下げることが可能となり、低騒音化が図れる。

（３）フレーム６には、補助整流部６４が設けられているので、光学装置５から上方に滑らかに空気が流れ、乱流による風切り音等の抑制が可能となり、低騒音化が図れる。

（４）素子基板５１１は、フレーム６に接着剤を介して固定されているので、発熱する液晶パネル５１の熱を効率良くフレーム６に伝導させることが可能となる。よって、冷却ファン３から吐出された空気によるフレーム６の放熱によって、液晶パネル５１の効率的な冷却が可能となる。

（５）入射側防塵ガラス５２は、平面サイズが大きく形成され、反射膜５２Ａを広く形成できるので、フレーム６に照射される光量を減少させることができる。よって、フレーム６の発熱の低減が可能となり、液晶パネル５１の温度上昇の抑制が図れる。

（６）プロジェクター１は、上述した光学装置５を備えているので、液晶パネル５１の効率的な冷却が可能となり、品質の良好な画像光を長期に亘って投写することが可能となる。よって、プロジェクター１の長寿命化が図れる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るプロジェクター１について、図面を参照して説明する。
以下の説明では、第１実施形態と同様の構造および同様の部材には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のプロジェクター１は、第１実施形態のフレーム６と形状の異なるフレーム６０を有する光学装置５０を備えている。

図４は、光学装置５０を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は、光束が入射する側から見た正面図である。なお、図４は、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものと適宜異ならせた図である。
図４に示すように、フレーム６０は、第１実施形態のフレーム６と同様に、液晶パネル５１を収納する収納部１６１、光束が通過する開口部１６２、フレキシブルプリント基板５４が配置される切り欠き部１６５、および設置用のピンが挿入される設置用孔１６６を有している。

図４（ａ）に示すように、開口部１６２の縁部１６７の厚みは、第１実施形態のフレーム６の縁部６７より薄く形成されており、フレーム６０の光束が入射する側の外面６０Ａと、入射側防塵ガラス５２の第２面５２Ｓとの間には、空気が流通可能な間隙６０Ｇが設けられている。より具体的に、間隙６０Ｇは、外面６０Ａと、対向基板５１２から突出している第２面５２Ｓの左右両端部との間にそれぞれ設けられており、第１面５２Ｎに沿う方向から供給された空気が流通可能になっている。つまり、間隙６０Ｇは、冷却ファン３から吐出された空気が流通するように形成されている。また、フレーム６０は、図４（ａ）に示すように、下端部および上端部の光束が入射する側の角部がそれぞれ面取りされた斜面６０Ｂおよび斜面６０Ｃを有している。

ここで、光学装置５０に吹き付けられた空気の流れについて説明する。
図４（ａ）に示すように、冷却ファン３から吐出され、ダクトに導かれて光学装置５０に吹き付けられた空気（流れＦ１）は、第１面５２Ｎに直接吹き付けられると共に、フレーム６０に吹き付けられる。フレーム６０に吹き付けられた空気は、一部（両端側）が斜面６０Ｂに沿って流れた後、間隙６０Ｇに流入し（流れＦ１１）、他の多くの空気は、第１面５２Ｎに流れる（流れＦ１２）。

第１面５２Ｎに直接吹き付けられた空気、および流れＦ１２の空気は、第１面５２Ｎの略全面に亘って流通し、入射側防塵ガラス５２の第１面５２Ｎから熱を奪って上方に流れる（流れＦ１３）。一方、間隙６０Ｇに流入した空気は、間隙６０Ｇを形成する入射側防塵ガラス５２の第２面５２Ｓ、およびフレーム６０の外面６０Ａから熱を奪って上方に流れる（流れＦ１４）。流れＦ１４の空気の一部は、斜面６０Ｃに沿って流れる（流れＦ１５）。
このように、冷却ファン３から光学装置５０に吐出された空気は、入射側防塵ガラス５２を両面から放熱して液晶パネル５１を冷却する。

以上説明したように、本実施形態のプロジェクター１によれば、第１実施形態の効果（１）、（４）〜（６）に加えて、以下の効果を得ることができる。
（１）フレーム６０と入射側防塵ガラス５２との間には、冷却ファン３から吐出された空気が流通する間隙６０Ｇが設けられているので、入射側防塵ガラス５２を両面から放熱することができると共に、フレーム６０の放熱性が向上する。よって、液晶パネル５１のさらに効率的な冷却が可能となる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係るプロジェクター１について、図面を参照して説明する。
以下の説明では、第１実施形態と同様の構造および同様の部材には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のプロジェクター１は、第１実施形態のフレーム６と形状の異なるフレーム６００を有する光学装置５００を備えている。

図５は、光学装置５００を示す図であり、（ａ）は、断面図、（ｂ）は、光束が入射する側から見た正面図である。なお、図５は、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものと適宜異ならせた図である。
図５に示すように、フレーム６００は、第１実施形態のフレーム６に対して、光束が入射する側の外面の左右端部が切り欠かれた形状を有している。

具体的に、フレーム６００は、図５に示すように、左右端部の外面６００Ａを有し、この外面６００Ａと、第１端面５２Ｂに交差する入射側防塵ガラス５２の第２端面５２Ｃを含む左右両側の端部５２１との間に間隙６００Ｇがそれぞれ設けられている。間隙６００Ｇは、第２実施形態の間隙６０Ｇと同様に、第１面５２Ｎに沿う方向の空気、つまり冷却ファン３から吐出された空気が流通するように形成されている。左右の外面６００Ａの下方および上方には、図５（ａ）に示すように、先端の厚み寸法が小さくなるように傾斜する斜面６００Ｂ，６００Ｃがそれぞれ形成されている。

また、フレーム６００は、図５に示すように、入射側防塵ガラス５２の第１端面５２Ｂに隣接して形成された整流部６０１、入射側防塵ガラス５２の上側の端面に隣接して形成された補助整流部６０２、下側の斜面６００Ｄ、および上側の斜面６００Ｅを有している。整流部６０１は、対向基板５１２の左側の縁端に沿う部位から右側の縁端に沿う部位の間に設けられており、断面形状は、第１実施形態のフレーム６の整流部６３と同寸法に形成されている。同様に、補助整流部６０２は、対向基板５１２の左側の縁端に沿う部位から右側の縁端に沿う部位の間に設けられており、断面形状は、第１実施形態のフレーム６の補助整流部６４と同寸法に形成されている。

ここで、光学装置５００に吹き付けられた空気の流れについて説明する。
図５（ａ）に示すように、冷却ファン３から吐出され、ダクトに導かれて光学装置５００に吹き付けられた空気（流れＦ１）は、第１面５２Ｎに直接吹き付けられると共に、フレーム６００に吹き付けられる。フレーム６００に吹き付けられた空気は、一部が左右の斜面６００Ｂに沿って流れた後、間隙６００Ｇに流入し（流れＦ２１）、他の多くの空気は、斜面６００Ｄから整流部６０１に沿って滑らかに第１面５２Ｎに流れる（流れＦ２２）。

第１面５２Ｎに直接吹き付けられた空気、および流れＦ２２の空気は、第１面５２Ｎの略全面に亘って流通し、入射側防塵ガラス５２の第１面５２Ｎから熱を奪って上方に流れる（流れＦ２３）。また、流れＦ２３の空気の一部は、斜面６００Ｅに沿って流れる（流れＦ２４）。一方、間隙６００Ｇに流入した空気は、間隙６００Ｇを形成する入射側防塵ガラス５２の第２面５２Ｓ、およびフレーム６００の外面６００Ａから熱を奪って上方に流れ（流れＦ２５）、流れＦ２５の空気の一部は、斜面６００Ｃに沿って流れる（流れＦ２６）。
このように、冷却ファン３から光学装置５００に吐出された空気は、整流部６０１によって、風量や風速の損失が少なく滑らかに第１面５２Ｎに流れると共に、間隙６００Ｇによって、入射側防塵ガラス５２の第２面５２Ｓ側およびフレーム６００を放熱して液晶パネル５１を冷却する。

以上説明したように、本実施形態のプロジェクター１によれば、第１実施形態の効果（１）〜（６）に加えて、以下の効果を得ることができる。
（１）フレーム６００には、冷却ファン３から吐出された空気を第１面５２Ｎに導く整流部６０１が形成され、フレーム６００と入射側防塵ガラス５２との間には、冷却ファン３から吐出された空気が流通する間隙６００Ｇが設けられている。これによって、入射側防塵ガラス５２の第１面５２Ｎから効率的に放熱することが可能になると共に、間隙６００Ｇを形成する第２面５２Ｓ、およびフレーム６００の外面６００Ａからの放熱が可能となる。したがって、入射側防塵ガラス５２およびフレーム６００の放熱性がより向上し、液晶パネル５１のさらに効率的な冷却が可能となる。

（変形例）
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
前記実施形態のプロジェクター１は、フロントタイプのプロジェクター１として適用しているが、投写対象面としてのスクリーンを一体で有するリアタイプのプロジェクターにも適用できる。

光源２１１は放電型のランプに限らず、その他の方式のランプや発光ダイオード等の固体光源で構成してもよい。

前記実施形態は、冷却ファン３から吐出された空気が光学装置５，５０，５００の下方から吹き付けられるように構成されているが、空気を他の方向、例えば光学装置の左方あるいは右方から吹き付けるように構成し、その方向からの空気に対応するように光学装置を構成してもよい。図６は、変形例の光学装置５１０を模式的に示す斜視図である。図６に示すように、光学装置５１０は、左方から吹き付けられた空気に対応するように構成されており、フレーム６１０の左右の端部には、整流部６１１、補助整流部６１２がそれぞれ形成されている。そして、光学装置５１０の左方から吹き付けられた空気は、整流部６１１に沿って流れた後、第１面５２Ｎの略全面に亘って流通し、補助整流部６１２に沿って右方に流れる。また、図示は省略するが、前記実施形態の光学装置５０，５００と同様に、フレーム６１０と入射側防塵ガラス５２との間に、左右方向の空気が流通する間隙を設けるように構成してもよい。

１…プロジェクター、２…光学ユニット、３…冷却ファン、５，５０，５００，５１０…光学装置、６，６０，６００，６１０…フレーム、２５…電気光学装置、２６…投写レンズ、５１…液晶パネル、５２…入射側防塵ガラス、５２Ｂ…第１端面、５２Ｃ…第２端面、５２Ｎ…第１面、５２Ｓ…第２面、５３…射出側防塵ガラス、６０Ｇ，６００Ｇ…間隙、６３，６０１，６１１…整流部、２１１…光源、５１１…素子基板、５１１Ｓ…射出側端面、５１２…対向基板、５１２Ｎ…入射側端面、５２１…端部。

Claims (3)

1. 画素電極および前記画素電極に接続されるスイッチング素子を有する素子基板、および前記素子基板に対向して配設された対向基板を有し、光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
   前記光変調装置を保持するフレームと、
   前記対向基板の光束が入射する入射側端面に密着して配置された入射側防塵ガラスと、を備え、
   前記入射側防塵ガラスは、平面サイズが前記対向基板の平面サイズより大きく、
   前記入射側防塵ガラスの前記光束が入射する側の第１面は、前記フレームの外周面よりも前記光束が入射する側に突出して配置され、
   前記入射側防塵ガラスと前記フレームの外周面との間に間隙が設けられ、
   前記フレームは、
   前記入射側防塵ガラスの端面に隣接され、前記入射側防塵ガラスの前記第１面に沿う方向から供給された空気を前記第１面に導く整流部と、
   前記間隙に向けて前記空気を整流し、前記間隙に前記空気を流通させる斜面と、を有することを特徴とする光学装置。
2. 請求項１に記載の光学装置であって、
   前記素子基板は、前記フレームに接着剤を介して固定されていることを特徴とする光学装置。
3. 光源と、
   前記光源から射出された光束を変調する請求項１または請求項２に記載の光学装置と、
   前記光学装置で変調された光束を投写する投写光学装置と、
   を備えることを特徴とするプロジェクター。

Images