JP2004240024A

JP2004240024A - 光学装置、およびプロジェクタ

Info

Publication number: JP2004240024A
Application number: JP2003026979A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Yanagisawa; 佳幸柳沢
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】プロジェクタの静粛性を損なうことなく、効率的な冷却を行うことができ、かつ画素ずれ等を起こすことのない光学装置、およびプロジェクタを提供する。
【解決手段】光学装置４４は、光変調装置４４０を保持可能に構成される４つの熱伝導性材料からなる保持部材４４６を有し、各保持部材４４６が連結されてクロスダイクロイックプリズム４４４を囲むように一体化されたプリズム枠５００を備えている。そして、保持部材４４６は、対向するクロスダイクロイックプリズム４４４の端面に入射または射出する光束の光軸を含み、該端面とクロスダイクロイックプリズム４４４の上下端面とに直交する平面に対して対称形状を有する。そしてまた、プリズム枠５００は、上述した平面に対して対称となるように各保持部材４４６が連結されて一体化されている。
【選択図】図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の色光を各色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置が対向配置される複数の光束入射端面を有し、各光変調装置で変調された各色光を合成して射出する光学装置、およびプロジェクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、光源から出射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、いわゆる三板式のプロジェクタが知られている。
このようなプロジェクタでは、各液晶パネルは投写レンズのバックフォーカスの位置に必ずなければならず、このため、従来は、クロスダイクロイックプリズムの光束入射端面に液晶パネルを位置調整しながら直接固定して一体化された光学装置が採用されている。
【０００３】
この一体化された光学装置における液晶パネルとクロスダイクロイックプリズムとの取付構造としては、液晶パネルを収納するパネル保持枠の四隅に孔を形成し、この孔にピンを挿入してクロスダイクロイックプリズムの光束入射端面に接着固定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、液晶パネルのパネル保持枠とクロスダイクロイックプリズムとの間に楔状のスペーサを介在させ、クロスダイクロイックプリズムの光束入射端面に接着固定する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
このような光学装置を構成する液晶パネルや偏光板等の光学素子は、光源から射出された光束により加熱されるため、プロジェクタにはファンを用いた冷却機構が組み込まれ、プロジェクタの使用中は、ファンにより液晶パネル、偏光板等の光学素子を冷却することが一般である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２２１５８８号公報（〔００４１〕段落、図５）
【特許文献２】
特開平１０−１０９９４号公報（〔００５２〕段落、図６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、プロジェクタの小型化に伴い、光学装置も小型化されているため、クロスダイクロイックプリズムの光束入射端面と液晶パネル間の隙間も小さくなっており、その隙間部分に冷却空気を流通させて効率的に冷却することが困難になってきているという問題がある。特に、プロジェクタの高輝度化を図る上で、液晶パネル等を如何に効率的に冷却するかが問題とされている。
ここで、冷却ファンの送風量を上げて対応することも考えられるのだが、ファン駆動による騒音が大きくなるため、静粛性という点では問題を残す。
また、このような光学装置で液晶パネルが加熱され、パネル保持枠等が熱膨張すると、各色光を変調する液晶パネルの画素位置もこれに伴い動き、クロスダイクロイックプリズムから射出された投写画像に画素ずれが生じる可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、プロジェクタの静粛性を損なうことなく、効率的な冷却を行うことができ、かつ画素ずれ等を起こすことのない光学装置、および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】
本発明の光学装置は、複数の色光を各色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置が対向配置される複数の光束入射端面を有し、各光変調装置で変調された各色光を合成して射出する色合成光学装置とを備えた光学装置であって、前記色合成光学装置の各光束入射端面および光束射出端面に対向配置され、前記光変調装置を保持可能に構成される複数の熱伝導性材料からなる保持部材を有し、各保持部材が連結されて前記色合成光学装置を囲むように一体化された保持枠を備え、前記保持部材は、対向する前記色合成光学装置の端面に入射または射出する光束の光軸を含み、該端面と前記複数の光束入射端面に交差する前記色合成光学装置の端面とに直交する平面に対して対称となる形状を有し、前記保持枠は、前記平面に対して対称となるように前記各保持部材が連結配置されていることを特徴とする。
【０００８】
ここで、保持枠を構成する材料としては、射出成形等により簡単に成形することができ、かつ熱伝導性を有する材料であれば種々のものを採用することができ、例えば、ＰＰＳ（ＰｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅＳｕｌｆｉｄｅ）にカーボン等の熱伝導性材料を所定量添加した合成樹脂を採用することができる。また、鋳造、チクソ成形等を利用してアルミニウム、マグネシウム等の金属により保持枠を形成することも可能である。
【０００９】
この発明によれば、熱伝導性材料からなる複数の保持部材が連結されて一体化された保持枠を備えていることにより、光変調装置に発生した熱は、熱伝導性材料からなる保持枠を介して放熱することができるため、ファンの送風量を多くすることなく、効率的に光変調装置を冷却することができる。
また、各保持部材をこのように対称形状とするとともに、対称配置することで保持枠を構成していることにより、保持枠が加熱に伴い膨張しても、変位の方向および量を各保持部材で揃えることができるため、保持枠が変形して光変調装置の画素位置が移動しても、その移動量を略同じにすることができ、投写画像に生じる画素ずれを低減できる。
【００１０】
本発明では、前記光変調装置は、光変調を行う光変調素子と、この光変調素子を収納保持する素子保持枠とを備え、前記各保持部材のうち、前記各光束入射端面に対向配置される保持部材は、前記光変調装置を保持し、前記光束射出端面に対向配置される保持部材は、前記素子保持枠を保持することが好ましい。
ここで、素子保持枠としては、上述した保持枠を構成する材料と同様のものを採用できる。
この発明によれば、光束射出端面に対向配置される保持部材に、光束入射端面に対向配置される保持部材が保持する光変調装置を構成する素子保持枠を保持させるので、保持枠に光変調装置を保持させた状態でも、保持枠を対称とすることができるため、前述した加熱に伴う膨張方向、膨張量を均等にすることができ、画素ずれを一層少なくすることができる。
【００１１】
本発明では、前記光変調装置は、光変調を行う光変調素子と、この光変調素子を収納保持する素子保持枠とを備え、前記各保持部材のうち、前記各光束入射端面に対向配置される保持部材は、前記光変調装置を保持し、前記光束射出端面に対向配置される保持部材は、金属製の枠状部材を保持することが好ましい。
ここで、枠状部材としては、種々の形状を採用でき、素子保持枠と同じ形状を有するように構成してもよく、その他の形状を有するように構成してもよい。
この発明によれば、光束射出端面に対向配置される保持部材に、金属製の枠状部材を保持させるので、保持枠における光変調装置を保持する保持部材の熱膨張時の変形を枠状部材により少なくでき、画素ずれを一層少なくすることができる。また、枠状部材が金属製であることにより、熱伝導を速やかに行うことができ、伝導による冷却を促進してより効率的に光変調装置を冷却することができる。
【００１２】
また、本発明のプロジェクタは、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し、該光学像を拡大投写するプロジェクタであって、前述したいずれかの光学装置を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、前述した作用および効果を享受できるため、静粛性が高く、かつ冷却効率が高く、さらには画素ずれの少ない質の高い画像を投写することのできるプロジェクタとすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［１．第１実施形態］
以下、本発明に係る第１実施形態を図面を参照して説明する。
〔１−１．プロジェクタの主な構成〕
図１は、本発明の実施形態に係るプロジェクタ１を上方から見た全体斜視図である。図２は、図１の状態からアッパーケース２１を外した分解斜視図である。
プロジェクタ１は、全体略直方体形状の外装ケース２と、プロジェクタ１内に滞留する熱を冷却する冷却ユニット３と、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た光学像を形成する光学ユニット４とを備えて構成されている。
なお、図２において、図示は省略するが、外装ケース２内の光学ユニット４以外の空間には、電源ブロック、ランプ駆動回路が収納される。
【００１４】
外装ケース２は、それぞれ金属で構成され、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２１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２２とで構成されている。これらのケース２１，２２は、互いにねじ等で固定されている。なお、外装ケース２は、金属製に限らず、合成樹脂等により構成してもよい。
アッパーケース２１は、上面部２１１と、その周囲に設けられた、側面部２１２と、背面部２１３と、正面部２１４とで構成されている。
上面部２１１には、光学ユニット４の後述する光学装置４４の上方に位置し、冷却ユニット３によって外部から冷却空気を吸引するための吸気口２１１Ａが設けられている。
側面部２１２のうち、一方の側面部２１２（前面から見て右側面）には、冷却ユニット３によって、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２１２Ａが設けられている。
【００１５】
背面部２１３には、図示は省略するが、コンピュータ接続用の接続部や、ビデオ入力端子、オーディオ機器接続端子等の各種の機器接続用端子が設けられており、該背面部２１３の内側には、映像信号等の信号処理を行う信号処理回路が実装されたインターフェース基板が配置されている。
正面部２１４には、切欠部２１４Ａが形成されており、ロアーケース２２と組み合わされた状態で、円形の開口部２Ａを形成し、この開口部２Ａから、外装ケース２内部に配置された光学ユニット４の一部が、外部に露出している。この開口部２Ａを通して光学ユニット４で形成された光学像が射出され、スクリーン上に画像が表示される。
【００１６】
ロアーケース２２は、底面部２２１と、その周囲に設けられた、側面部２２２と、背面部２２３と、正面部２２４とで構成されている。
底面部２２１には、図示は省略するが、光学ユニット４の下方に位置し、後述する光源装置４１１を着脱する開口部が形成されており、該開口部には、ランプカバーが嵌め込み式で着脱可能に設けられている。
正面部２２４には、切欠部２２４Ａが形成され、アッパーケース２１と組み合わされた状態で、切欠部２１４Ａと連続して円形の開口部２Ａを形成する。
【００１７】
冷却ユニット３は、プロジェクタ１の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、光学ユニット４の後述する光学装置４４の上方に位置し、アッパーケース２１の上面部２１１に形成された吸気口２１１Ａから冷却空気を吸引する軸流吸気ファン３１と、光学装置４４の後述する光源装置４１１の近傍に位置し、光学ユニット４内およびプロジェクタ１内の空気を引き寄せ、アッパーケース２１の側面部２１２に形成された排気口２１２Ａから温められた空気を排出するシロッコファン３２とを備えている。
【００１８】
光学ユニット４は、光源ランプ４１６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、図２に示すように、ロアーケース２２の右側の側面部２２２から背面部２２３に沿って、さらに、左側の側面部２２２に沿って正面部２１４へと延びる平面視略Ｌ字形状を有している。また、この光学ユニット４は、図示は省略するが、電源ケーブルを通して電力が供給され、供給された電力を該光学ユニット４の光源ランプ４１６に供給するための電源装置と電気的に接続している。さらに、この光学ユニット４の上方には、図示は省略するが、画像情報に応じた光学像を投写するために、画像情報を取り込んで制御および演算処理等を行い、後述する光変調装置４４０を構成する液晶パネル４４１を制御する制御基板が配置される。
【００１９】
〔１−２．光学系の詳細な構成〕
図３は、光学ユニット４を上方から見た斜視図である。
図４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。
光学ユニット４は、図４に示すように、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、投写レンズ４６、これら光学部品４１〜４４、および４６を収納配置するライトガイド４７とを備えている。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４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とを備えている。
【００２０】
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楕円面鏡４１７と、光源ランプ４１６から射出され楕円面鏡４１７により反射された光束を平行光とする平行化凹レンズ４１１Ａとを備える。なお、平行化凹レンズ４１１Ａの平面部分には、図示しないＵＶフィルタが設けられている。また、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。さらに、楕円面鏡４１７および平行化凹レンズ４１１Ａの代わりに、放物面鏡を用いてもよい。
【００２１】
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、光源ランプ４１６から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。
【００２２】
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４１２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液晶パネル４４１上に結像させる機能を有している。
【００２３】
偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置されるとともに、第２レンズアレイ４１３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４１４は、第２レンズアレイ４１３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。
具体的に、偏光変換素子４１４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４１５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４１６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、光源ランプ４１６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。
そして、上述した第１レンズアレイ４１２、第２レンズアレイ４１３、および偏光変換素子４１４は、一体的に組み合わされてライトガイド４７内に設置固定される。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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を通って青色用の液晶パネル４４１Ｂ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４４１Ｇ、４４１Ｒ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。
【００２７】
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４１８を通っ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。
【００２８】
光学装置４４は、光変調装置４４０（図８、図９）を構成する光変調素子としての３枚の液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）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とが一体的に形成されたものである。
液晶パネル４４１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、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとこれらの光束入射側にある入射側偏光板４４２（４４２Ａ）および射出側にある射出側偏光板４４２（４４２Ｂ）によって、画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
具体的には後述するが、液晶パネル４４１は、ＴＦＴのスイッチング素子がマトリックス状に配列し、該スイッチング素子によって電圧が印加される画素電極を備えた駆動基板と、画素電極に対応して対向電極を備えた対向基板とで構成される。
【００２９】
クロスダイクロイックプリズム４４４は、３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂから射出された各色光毎に変調された画像を合成してカラー画像を形成するものである。なお、クロスダイクロイックプリズム４４４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字状に形成され、これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成される。
投写レンズ４６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、この投写レンズ４６は、クロスダイクロイックプリズム４４４にて合成されたカラー画像をスクリーン上に拡大投写する。また、この投写レンズ４６は、スクリーン上に投写されるカラー画像のフォーカス調整、および、倍率調整用のレバー４６Ａを備えている。
ライトガイド４７は、底面、前面、および側面をそれぞれ構成する下ライトガイド４８と、この下ライトガイド４８の上部の開口側を閉塞する蓋状の上ライトガイド４９とで構成されている。
【００３０】
図５は、下ライトガイド４８の斜視図である。
図６は、ライトガイド４７から光源装置４１１を取り外した状態を示す分解斜視図である。
図７は、ライトガイド４７を下方から見た斜視図である。
下ライトガイド４８は、図６に示すように、光源装置４１１を収納する光源装置収納部４８１と、各光学部品４１１Ａ，４１２〜４１５，４２〜４４を収納する光学部品収納部４８２と、投写レンズ４６を設置する投写レンズ設置部４８３とを備えている。
【００３１】
光源装置収納部４８１は、図５ないし図７に示すように、下方が開放され、かつ、内側面に矩形状の開口部４８１Ａを有する箱形形状を有しており、該光源装置収納部４８１に光源装置４１１が収納される。
ここで、光源装置４１１は、図６に示すように、固定板４１１Ｂに載置固定され、光源装置収納部４８１の下方から固定板４１１Ｂとともに、該光源装置収納部４８１に収納される。
【００３２】
この固定板４１１Ｂは、板状体の両端縁から延出した起立片４１１Ｂ１を有しており、該起立片４１１Ｂ１は、光源装置４１１から射出される光束に沿って高さ寸法が異なる。光源装置４１１の楕円面鏡４１７の中央部分から前方にかけての高さ寸法は光源装置４１１の高さ寸法と略同一となっており、楕円面鏡４１７の後方部分は、光源装置４１１の高さ寸法より低く形成されている。
光源装置４１１を固定板４１１Ｂと共に下ライトガイド４８の光源装置収納部４８１に収納した状態では、光源装置収納部４８１に形成された開口部４８１Ａと起立片４１１Ｂ１とにより、光源装置４１１の前方部分が、閉塞状態となり、後方部分が、吹き抜け状態となっている。
この光源装置４１１の前方部分における閉塞状態により、光源装置４１１から射出される光束を外部に漏洩することを防止でき、後方部分における吹き抜け状態により、光源装置収納部４８１内部に光源装置４１１に発生する熱が滞留しない構造となっている。
【００３３】
光学部品収納部４８２は、側面部４８２Ａと、底面部４８２Ｂとを備えて構成されている。
側面部４８２Ａの内側面には、平行化凹レンズ４１１Ａと、第１レンズアレイ４１２、第２レンズアレイ４１３、および偏光変換素子４１４で構成されるユニットと、重畳レンズ４１５とを上方からスライド式に嵌め込むための第１溝部４８２Ａ１と、入射側レンズ４３１、反射ミラー４３２、リレーレンズ４３３を上方からスライド式に嵌め込むための第２溝部４８２Ａ２とが形成されている。
また、側面部４８２Ａの正面部分には、光学装置４４からの光束射出位置に対応して円形の孔４８２Ａ３が形成されており、該孔４８２Ａ３を通して投写レンズ４６で拡大投写された画像光が、スクリーン上に表示される。
【００３４】
底面部４８２Ｂには、ダイクロイックミラー４２１を支持する第１ボス部４８２Ｂ１と、第２溝部４８２Ａ２に対応した溝を有する第２ボス部４８２Ｂ２と、光学装置４４を囲むように第３ボス部４８２Ｂ３が、底面から立設されている。
また、底面部４８２Ｂには、偏光変換素子４１４を含むユニットを冷却するための吸気口４８２Ｂ４と、光学装置４４の液晶パネル４４１位置に対応して形成された排気口４８２Ｂ５と、該排気口４８２Ｂ５で囲まれた中央部分に光学装置４４設置用の孔４８２Ｂ６が形成されている。
さらに、図７に示すように、底面部４８２Ｂの裏面には、下ライトガイド４８とロアーケース２２の底面部２２１が当接した状態で、排気口４８２Ｂ５から排出された空気を外部へと導くダクト４８２Ｂ７が形成されている。
【００３５】
投写レンズ設置部４８３は、光学部品収納部４８２の側面部４８２Ａの正面部分に位置し、略矩形状に形成され、該側面部４８２Ａと一体的に設けられている。
この投写レンズ設置部４８３の四隅部分には、投写レンズ４６を設置するための孔４８３Ａが形成され、対角線上の２つの孔４８３Ａの近傍には、投写レンズ４６設置の際の位置決めとして使用される突起部４８３Ｂが形成されている。
投写レンズ設置部４８３が光学部品収納部４８２に一体的に設けられていることにより、投写レンズ４６の自重を確実に保持することができる。
【００３６】
上ライトガイド４９は、図３に示すように、光学装置４４の上方部分を除き、下ライトガイド４８の上部開口部分を閉塞するものであり、さらに、下ライトガイド４８の第１溝部４８２Ａ１および第２溝部４８２Ａ２によって支持されることのない光学部品、反射ミラー４２３、ダイクロイックミラー４２２、反射ミラー４３４を支持するものである。
この上ライトガイド４９の光学部品位置に対応した部分には、調整部４９Ａが設置されており、該調整部４９Ａにより光学部品の姿勢調整を行い、各色光の照明光軸の調整を行うことができる。
【００３７】
〔１−３．光学装置の構造〕
図８は、第１実施形態に係る光学装置４４を上方から見た斜視図である。
図９は、第１実施形態に係る光学装置４４の分解斜視図である。
光学装置４４は、光変調を行う光変調装置４４０と、上述したクロスダイクロイックプリズム４４４と、このクロスダイクロイックプリズム４４４の下面、光束入射端面および光束射出端面を囲うように配置される保持枠としてのプリズム枠５００とを備えている。
なお、光学装置４４の構成部材は、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ側において略同一の構成を有しており、以下では、液晶パネル４４１Ｒ側に位置する構成部材を説明する。液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂ側に位置する構成部材は液晶パネル４４１Ｒ側に位置する構成部材と同様のものとする。
光変調装置４４０は、光源ランプ４１６から射出された光束を画像情報に応じて変調する３枚の液晶パネル４４１と、各液晶パネル４４１を収納保持する素子保持枠としてのパネル保持枠４４３とを備えている。
液晶パネル４４１Ｒは、図９に示すように、駆動基板（例えばＴＦＴ基板）４４１Ａとその対向基板４４１Ｅであるガラス基板の間に液晶が封入されたものであり、これらのガラス基板の間から制御用ケーブル４４１Ｃが延びている。また、駆動基板４４１Ａおよび／または対向基板４４１Ｅには、通常、投写レンズ４６のバックフォーカス位置から液晶パネル４４１Ｒのパネル面の位置をずらして光学的にパネル表面に付着したゴミを目立たなくするための光透過性防塵板が固着されるが、ここでは、光透過性防塵板として、サファイアあるいは石英等の熱伝導性のよい板体を固着するものとする。
【００３８】
パネル保持枠４４３は、図９に示すように、液晶パネル４４１Ｒを保持固定する。このパネル保持枠４４３は、液晶パネル４４１Ｒを収納する収納体４４３Ａと、収納体４４３Ａと係合し、収納した液晶パネル４４１Ｒを押圧固定する支持板４４３Ｂとを備えている。
収納体４４３Ａには、略中央部分に液晶パネル４４１Ｒを収納する収納部４４３Ａ１（液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｂ側のパネル保持枠４４３を参照）が形成され、この収納部４４３Ａ１は、液晶パネル４４１Ｒの対向基板４４１Ｅに固着された光透過性防塵板の外周を把持する。また、収納体４４３Ａには、収納された液晶パネル４４１Ｒのパネル面に対応する位置に開口部４４３Ｃが設けられており、その四隅部分には、孔４４３Ｄが形成されている。さらに、収納体４４３Ａには、左右側端面の略中央部分にフック係合部４４３Ｆが形成されている。
【００３９】
支持板４４３Ｂは、収納体４４３Ａに収納された液晶パネル４４１Ｒを光束射出側から収納体４４３Ａ側に押圧する。この支持板４４３Ｂの左右両側には、収納体４４３Ａのフック係合部４４３Ｆと係合するフック４４３Ｅが形成されている。また、支持板４４３Ｂの光束射出側端面には、図示は省略するが、遮光膜が設けられており、クロスダイクロイックプリズム４４４からの反射による光をクロスダイクロイックプリズム４４４側へさらに反射することを防ぎ、迷光によるコントラストの低下を防ぐようにしている。
そして、上述したパネル保持枠４４３に液晶パネル４４１Ｒが収納されると、液晶パネル４４１Ｒは、パネル保持枠４４３の開口部４４３Ｃで露出し、この部分が画像形成領域となる。すなわち、液晶パネル４４１Ｒのこの部分にＲ色光が導入され、画像情報に応じて光学像が形成される。
【００４０】
プリズム枠５００は、図９に示すように、クロスダイクロイックプリズム４４４の下面に位置する台座４４５と、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面および光束射出端面を囲う４つの保持部材４４６とを備えている。
台座４４５は、平面視正方形の形状を有する板体であり、その上面の中心部分にクロスダイクロイックプリズム４４４を載置固定する。この台座４４５の４つの側面の外周寸法は、クロスダイクロイックプリズム４４４の４つの側面の外周寸法よりも大きく設定されている。
【００４１】
保持部材４４６は、略中央部分に開口部４４６Ａを有する矩形枠状の板体で構成され、上述したパネル保持枠４４３を収納保持可能に構成されている。
保持部材４４６の一方の端面には、高さ方向に平行する一対の辺縁に沿って凸部４４６Ｂが形成され、これら凸部４４６Ｂの外側端部には、該凸部４４６Ｂに沿って斜面４４６Ｃが形成されている。
保持部材４４６の他方の端面には、四隅部分に該端面と直交する方向に突出し、パネル保持枠４４３の孔４４３Ｄと対応する位置にピン４４６Ｄが形成されている。また、保持部材４４６の他方の端面には、高さ方向に平行する一対の辺縁から該端面に直交して突出する起立片４４６Ｅが形成されている。これら起立片４４６Ｅの突出高さは、パネル保持枠４４３の厚み寸法にほぼ等しく設定され、高さ方向長さは、パネル保持枠４４３の高さにほぼ等しく設定されている。また、これら起立片４４６Ｅの内側間隔は、パネル保持枠４４３の幅にほぼ等しく設定されている。
【００４２】
そして、台座４４５の各側面に各保持部材４４６の凸部４４６Ｂの下方側先端部を固着し、さらに、各保持部材４４６の対向する斜面４４６Ｃ同士を固着することで、各保持部材４４６同士および各保持部材４４６と台座４４５とが連結され、プリズム枠５００が形成される。ここで、各保持部材４４６は、クロスダイクロイックプリズム４４４の各光束入射端面に入射する光束の光軸または光束射出端面から射出される光束の光軸を含み、クロスダイクロイックプリズム４４４の上下端面と、各光束入射端面または光束射出端面とに直行する平面に対して対称となるように設定されている。すなわち、各保持部材４４６は、該保持部材４４６の上下辺縁の中心部分を通り、該保持部材４４６の端面と直交する平面に対して対称となる形状を有して、左右対称の形状となっている。また、台座４４５は、平面視正方形の形状を有している。このため、プリズム枠５００もまた、上述した平面に対して対称となるように設定されている。すなわち、プリズム枠５００もまた、各保持部材４４６が配置される４つの側面から眺めた場合に、左右対称の形状を有している。
【００４３】
上述したパネル保持枠４４３およびプリズム枠５００は、ＰＰＳ（ＰｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅＳｕｌｆｉｄｅ）に熱伝導性材料であるカーボンを所定量添加した合成樹脂で構成され、射出成形等の成形により得られる成形品である。例えば、この合成樹脂としては、ＣｏｏｌＰｏｌｙＲＢ０２０（商品名）を採用できる。
なお、パネル保持枠４４３およびプリズム枠５００は、上述した合成樹脂の他、アクリル材、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、液晶樹脂、ＰＡ（ＰｏｌｙＡｍｉｄｅ）等の樹脂、あるいは、軽量で熱伝導性が良好なアルミニウム、マグネシウム、チタン、あるいはこれらを主材料とした合金等の金属によって構成してもよい。また、パネル保持枠４４３およびプリズム枠５００の構成材料を異なるもので構成してもよい。また、本実施形態において、各保持部材４４６、および台座４４５は、それぞれが成形することで製造されているが、例えば、図１０に示すように、プリズム枠５００を一体成形により製造してもよい。このような構成では、プリズム枠５００自体の剛性を強固なものにできるとともに、各保持部材４４６間および各保持部材４４６と台座４４５との間における熱伝達性能を向上できる。
【００４４】
〔１−４．光学装置の製造方法〕
以下には、図８、図９を参照し、第１実施形態に係る光学装置４４の製造方法を説明する。
（Ａ）先ず、クロスダイクロイックプリズム４４４に射出側偏光板４４２Ｂを固着する。
（Ｂ）射出側偏光板４４２Ｂを固着したクロスダイクロイックプリズム４４４を台座４４５の中央部に固着する。
（Ｃ）台座４４５の各側面に各保持部材４４６の凸部４４６Ｂの下方側先端部を固着するとともに、各保持部材４４６の対向する斜面４４６Ｃ同士を固着し、プリズム枠５００を形成する。この際、台座４４５の側面における外周寸法は、クロスダイクロイックプリズム４４４の側面における外周寸法よりも大きく設定されているので、プリズム枠５００の各保持部材４４６の端面とクロスダイクロイックプリズム４４４の各側面との間に所定の隙間が形成される。
（Ｄ）パネル保持枠４４３の収納体４４３Ａに各液晶パネル４４１を収納する。さらに、支持板４４３Ｂを各液晶パネル４４１の光束射出側から収納体４４３Ａに取り付けて、各液晶パネル４４１を押圧固定して保持する。
【００４５】
（Ｅ）プリズム枠５００におけるクロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に対向配置される保持部材４４６のピン４４６Ｄに、例えば、紫外線硬化型接着剤または光硬化型接着剤を塗布し、接着剤が未硬化な状態で各液晶パネル４４１を収納保持したパネル保持枠４４３の孔４４３Ｄを挿入する。すなわち、プリズム枠５００において、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出端面に対向配置される保持部材４４６は、パネル保持枠４４３を保持しない。
（Ｆ）接着剤が未硬化な状態で、保持部材４４６のピン４４６Ｄを介してパネル保持枠４４３を摺動させ、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの位置を調整する。
（Ｇ）各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの位置調整を実施した後に接着剤を硬化させ、プリズム枠５００にパネル保持枠４４３を接着固定する。
以上のような工程手順により光学装置４４が製造される。
【００４６】
なお、光学装置４４の製造の際の工程は、上述した順序に限らない。例えば、上記（Ｄ）の工程を予め実施し、順次上記（Ａ）からの工程を実施してもよく、また、上記（Ｃ）の工程を予め実施し、順次上記（Ａ）からの工程を実施してもよい。
また、図１０に示すように、プリズム枠５００を一体成形により製造した場合には、光学装置４４の製造方法としては、上記（Ｃ）の工程が省略されることとなる。
【００４７】
〔１−５．冷却ユニットによる冷却構造〕
図１１は、パネル冷却系Ａの冷却流路を示す図である。
図１２は、光源冷却系Ｂの冷却流路を示す図である。
プロジェクタ１では、各液晶パネル４４１を主に冷却するパネル冷却系Ａと、光源装置４１１を主に冷却する光源冷却系Ｂとを備えている。
パネル冷却系Ａでは、図１１に示すように、光学装置４４の上方に配置された軸流吸気ファン３１が用いられている。軸流吸気ファン３１によって、アッパーケース２１の上面部２１１に形成された吸気口２１１Ａから吸引された冷却空気は、光学装置４４の上方まで導かれる。ここで、上ライトガイド４９は、光学装置４４の上面が露出するように、下ライトガイド４８の上面に設置されているので、軸流吸気ファン３１によって吸引された冷却空気をライトガイド４７内に取り込むことができる。
【００４８】
ライトガイド４７内に取り込まれた冷却空気は、クロスダイクロイックプリズム４４４の上面を冷却しつつ、プリズム枠５００の各保持部材４４６の端面とクロスダイクロイックプリズム４４４の側面との間に形成された隙間およびプリズム枠５００の光束入射側に入り込む。そして、各液晶パネル４４１の光束射出側および光束入射側、パネル保持枠４４３、偏光板４４２を冷却し、図７に示すように、下ライトガイド４８の底面部４８２Ｂに形成された排気口４８２Ｂ５を通過して、ライトガイド４７外部へと排出される。
ライトガイド４７外部へと排出された空気は、下ライトガイド４８がロアーケース２２の底面部２２１と当接した状態で形成されるダクト４８２Ｂ７に導かれ、光学ユニット４の前方側に送風される。そして、この空気は、光源装置４１１の近傍に配置されたシロッコファン３２に引き寄せられ、アッパーケース２１の側面部２１２に形成された排気口２１２Ａを通して排出される。
【００４９】
光源冷却系Ｂでは、図１２に示すように、光源装置４１１の近傍に設けられたシロッコファン３２が用いられている。
シロッコファン３２の吸気口は、下ライトガイド４８の光源装置収納部４８１の側面に形成された開口部４８１Ａと光源装置４１１を載置固定する固定板４１１Ｂの起立片とで形成される矩形状の隙間に対向配置されている。
パネル冷却系Ａによってライトガイド４７内に入り込んだ冷却空気の一部は、図１２に示すように、シロッコファン３２により、ライトガイド４７内を通って光源装置４１１の後方側まで引き寄せられる。
このシロッコファン３２によって引き寄せられる過程で、一体化された第１レンズアレイ４１２、第２レンズアレイ４１３および偏光変換素子４１４間を通ってこれらを冷却した後、光源装置４１１内に入り込んで光源ランプ４１６および楕円面鏡４１７を冷却している。そして、光源装置４１１等を冷却した空気は、シロッコファン３２に吸引され、アッパーケース２１の側面部２１２に形成された排気口２１２Ａを通して排出される。
【００５０】
〔１−６．第１実施形態の効果〕
上述した第１実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）プリズム枠５００は、クロスダイクロイックプリズム４４４を載置固定する台座４４５と、光変調装置４４０を保持可能に構成される４つの保持部材４４６とを備えている。そして、プリズム枠５００は、各保持部材４４６同士および各保持部材４４６と台座４４５とを連結することで、クロスダイクロイックプリズム４４４の下面、光束入射端面および光束射出端面を囲うように構成される。また、このプリズム枠５００がＰＰＳ（ＰｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅＳｕｌｆｉｄｅ）に熱伝導性材料であるカーボンを所定量添加した合成樹脂で構成されている。このことにより、冷却ユニット３におけるファンの送風量を多くすることなく、各液晶パネル４４１およびクロスダイクロイックプリズムに発生した熱を効率的に放熱できる。特に、プリズム枠５００において、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出端面に対向配置される保持部材４４６も、各液晶パネル４４１に発生する熱の放熱経路として機能させることができるので、各液晶パネル４４１に発生する発熱量の違いに起因する温度差を抑制し、放熱の均等化を図れる。
【００５１】
（２）各保持部材４４６は、該保持部材４４６の上下辺縁の中心部分を通り、該保持部材４４６の端面と直交する平面に対して対称となるように設定されている。さらに、プリズム枠５００もまた、上述した平面に対して対称となるように設定されている。このことにより、プリズム枠５００が、各液晶パネル４４１における発熱等により加熱して熱膨張を起こしても、変位の方向および量を各保持部材４４６で揃えることができる。したがって、プリズム枠５００が熱膨張により変形して光変調装置４４０の画素位置が移動しても、その移動量を略同じにでき、投写画像に生じる画素ずれを低減できる。
【００５２】
（３）プリズム枠５００の保持部材４４６は、ピン４４６Ｄを有し、光変調装置４４０のパネル保持枠４４３は、ピン４４６Ｄに対応する孔４４３Ｄを有している。このことにより、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に対して、パネル保持枠４４３をピン４４６Ｄを介して摺動させることで各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの位置調整を容易に実施できる。
（４）パネル保持枠４４３は、プリズム枠５００と同じ構成材料により構成されているので、パネル保持枠４４３およびプリズム枠５００が各液晶パネル４４１における発熱等により熱膨張した際に、パネル保持枠４４３およびプリズム枠５００との間で、構成材料の違いに起因する熱応力を低減できる。したがって、プリズム枠５００における光変調装置４４０の保持固定を確実に実施できる。
【００５３】
（５）プリズム枠５００の保持部材４４６の起立片４４６Ｅは、各液晶パネル４４１の側縁を覆うように形成されているので、パネル保持枠４４３と保持部材４４６との間から漏れる光を遮断できる。したがって、この起立片４４６Ｅにより、光学装置４４内で漏れた光が投写レンズ４６に呑み込まれて投写画像のコントラストが低下したり、画像がぼやけたりするのを防止でき、高品質な画像を得ることが可能となる。
（６）プロジェクタ１は、上述した光学装置４４を備えているので、静粛性が高く、かつ冷却効率が高く、さらには画素ずれの少ない質の高い画像を投写できる。
【００５４】
［２．第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態を説明する。
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。
第１実施形態では、プリズム枠５００の保持部材４４６には、ピン４４６Ｄが形成されている。そして、プリズム枠５００は、パネル保持枠４４３はの孔４４３Ｄにピン４４６Ｄを挿入することで、該ピン４４６Ｄを介してパネル保持枠４４３を保持固定する。
これに対して第２実施形態では、プリズム枠５００は、楔状スペーサ４４７を介してパネル保持枠４４３を保持固定する。
【００５５】
〔２−１．光学装置の構造〕
具体的に、図１３は、第２実施形態に係る光学装置４４を上方から見た斜視図である。図１４は、第２実施形態に係る光学装置４４の分解斜視図である。ここで、各液晶パネル４４１は、プリズム枠５００にパネル保持枠４４３および楔状スペーサ４４７を利用して取り付けられている。
プリズム枠５００は、第１実施形態で説明した、台座４４５および保持部材４４６を備えている。
このうち、保持部材４４６は、パネル保持枠４４３を保持する端面に、第１実施形態で説明した起立片４４６Ｅと、パネル保持枠４４３を収納する保持枠収納部４４６Ｆとを備えている。
【００５６】
保持枠収納部４４６Ｆは、開口部４４６Ａの周縁に沿って設けられ、パネル保持枠４４３の光束射出端面を支持する。この保持枠収納部４４６Ｆの左右辺縁には、斜面４４６Ｇが形成され、この斜面４４６Ｇとパネル保持枠４４３との間に、パネル保持枠４４３を保持部材４４６に固定するための楔状スペーサ４４７が挿入可能となっている。
そして、第１実施形態と同様に、各保持部材４４６は、該保持部材４４６の上下辺縁の中心部分を通り、該保持部材４４６の端面と直交する平面に対して対称となる形状を有している。すなわち、各保持部材４４６は、左右対称の形状を有している。このため、プリズム枠５００もまた、上述した平面に対して対称となるように設定されている。すなわち、プリズム枠５００もまた、各保持部材４４６が配置される４つの側面から眺めた場合に、左右対称の形状を有している。
【００５７】
なお、各保持部材４４６およびプリズム枠５００において、左右対称の形状のみならず、上下対称の形状を有するように形成してもよい。例えば、プリズム枠５００であれば、クロスダイクロイックプリズム４４４の上面側にも、台座４４５と同一の台座を設けるようにすればよい。
上述したプリズム枠５００（台座４４５、保持部材４４６）は、第１実施形態と同様の材料を用いて射出成形等の成形により製造できる。また、本実施形態において、各保持部材４４６、および台座４４５は、それぞれ成形することで製造されているが、例えば、図１５に示すように、プリズム枠５００を一体成形により製造してもよい。このような構成では、第１実施形態の図１０と同様に、プリズム枠５００自体の剛性を強固なものにできるとともに、各保持部材４４６間および各保持部材４４６と台座４４５との間における熱伝達性能を向上できる。
【００５８】
楔状スペーサ４４７は、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの位置決め、および、パネル保持枠４４３とプリズム枠５００との固定に用いられる。ここでは、２つの楔状スペーサ４４７が用いられ、これら楔状スペーサ４４７の長さ寸法は、保持枠収納部４４３Ｆの斜面４４３Ｇと略同じ長さ寸法を有している。この楔状スペーサ４４７は、上述したプリズム枠５００と同様の材料を用いて射出成形等の成形により製造できる。なお、楔状スペーサ４４７の構成材料をプリズム枠５００と異なるもの、例えば、アクリル材、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、液晶樹脂、ＰＡ（ＰｏｌｙＡｍｉｄｅ）等の樹脂、あるいは、軽量で熱伝導性が良好なアルミニウム、マグネシウム、チタン、あるいはこれらを主材料とした合金等の金属によって構成してもよい。
【００５９】
〔２−２．光学装置の製造方法〕
次に、図１３、図１４を参照し、第２実施形態に係る光学装置４４の製造方法を説明する。
先ず、第１実施形態で説明した（Ａ）〜（Ｄ）の工程を実施した後に、以下の工程を実施する。
（Ｅ−１）プリズム枠５００におけるクロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に対向配置される保持部材４４６の保持枠収納部４４６Ｆに、各液晶パネル４４１を収納保持したパネル保持枠４４３を収納する。すなわち、プリズム枠５００において、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出端面に対向配置される保持部材４４６は、パネル保持枠４４３を保持しない。
（Ｅ−２）保持枠収納部４４６Ｆに形成された斜面４４６Ｇとパネル保持枠４４３との間に、紫外線硬化型接着剤または光硬化型接着剤を塗布した楔状スペーサ４４７を挿入する。この時、楔状スペーサ４４７は、接着剤の表面張力によって、斜面４４６Ｇとパネル保持枠４４３の側面とに密着する。
【００６０】
（Ｆ−１）接着剤が未硬化な状態で、プリズム枠５００に対して楔状スペーサ４４７を介してパネル保持枠４４３を摺動させ、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの位置を調整する。
そして、第１実施形態の工程（Ｇ）を実施し、光学装置４４を製造する。
なお、光学装置４４の製造の際の工程は、上述した順序に限らない。例えば、（Ｄ）の工程を予め実施し、順次（Ａ）からの工程を実施してもよく、また、（Ｃ）の工程を予め実施し、順次（Ａ）からの工程を実施してもよい。
また、図１５に示すように、プリズム枠５００を一体成形により製造した場合には、光学装置４４の製造方法としては、（Ｃ）の工程が省略されることとなる。
【００６１】
〔２−３．第２実施形態の効果〕
上述した第２実施形態によれば、上記（１）、（２）、（４）〜（６）と同様の効果の他、以下のような効果がある。
（７）プリズム枠５００の保持部材４４６には、光変調装置４４０を収納保持可能な保持枠収納部４４６Ｆが設けられ、該保持枠収納部４４６Ｆは、楔状スペーサ４４７とともに、光変調装置４４０のパネル保持枠４４３の光束射出側端面および外周面を保持する。このことにより、光変調装置４４０に対する外力の影響を分散させ、プリズム枠５００にて光変調装置４４０を安定に保持させることができる。
【００６２】
（８）楔状スペーサ４４７は、保持部材４４６の保持枠収納部４４６Ｆに形成された斜面４４６Ｇとパネル保持枠４４３との間に配置されるので、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの位置調整後の楔状スペーサ４４７の位置ずれが各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの位置ずれに及ぼす影響も比較的少ない。したがって、投写レンズ４６から投写される投写画像の画質の向上に寄与することが可能である。
【００６３】
（９）楔状スペーサ４４７は、プリズム枠５００およびパネル保持枠４４３と同じ構成材料により構成されているので、楔状スペーサ４４７、パネル保持枠４４３およびプリズム枠５００が各液晶パネル４４１における発熱等により熱膨張した際に、楔状スペーサ４４７、パネル保持枠４４３およびプリズム枠５００の各部材間で、構成材料の違いに起因する熱応力を低減できる。したがって、プリズム枠５００における光変調装置４４０の保持固定を確実に実施できる。
【００６４】
［３．第３実施形態］
次に、本発明に係る第３実施形態を説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態および前記第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。
第１実施形態および第２実施形態では、プリズム枠５００において、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出端面に対向配置される保持部材４４６は、パネル保持枠４４３を保持しない。
これに対して第３実施形態では、プリズム枠５００において、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に対向配置される保持部材４４６とともに、光束射出端面に対向配置される保持部材４４６もパネル保持枠４４３を保持する。
【００６５】
〔３−１．光学装置の構造〕
具体的に、図１６は、第３実施形態に係る光学装置４４を上方から見た斜視図である。なお、図１６は、第１実施形態に本発明を適用した図である。ここでは、第１実施形態におけるプリズム枠５００のクロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出端面に対向配置される保持部材４４６にパネル保持枠４４３が保持されている。
クロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出端面に対向配置される保持部材に保持されるパネル保持枠４４３は、液晶パネル４４１を構成する駆動基板４４１Ａおよび対向基板４４１Ｅと同材質のガラス基板を収納保持している。なお、このパネル保持枠４４３において、サファイア、水晶、あるいは石英等の基板を収納保持するように構成してもよく、何も収納保持しない構成を採用してもよい。
【００６６】
〔３−２．光学装置の製造方法〕
第３実施形態における光学装置４４の製造方法としては、第１実施形態で説明した工程（Ｅ）において、プリズム枠５００におけるクロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出端面に対向配置される保持部材４４６のピン４４６Ｄに、接着剤を介してガラス基板を収納保持したパネル保持枠４４３の孔４４３Ｄを挿入し、保持部材４４６にパネル保持枠４４３を固着する。その他の工程は、第１実施形態と同様に実施できる。
【００６７】
〔３−３．第３実施形態の効果〕
上述した第３実施形態によれば、上記（１）〜（６）と同様の効果の他、以下のような効果がある。
（１０）プリズム枠５００では、光変調装置４４０をクロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に対向配置される３つの保持部材４４６がそれぞれ３つの光変調装置４４０を保持するとともに、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出端面に対向配置される保持部材４４６がパネル保持枠４４３を保持する。このことにより、プリズム枠５００が３つの光変調装置４４０および１つのパネル保持枠４４３が固定された状態でも、対向する保持部材４４６の上下辺縁の中心部分を通り、対向する保持部材４４６の各端面と直交する平面に対して対称となる。したがって、プリズム枠５００が、各液晶パネル４４１における発熱等により加熱して熱膨張を起こしても、膨張方向および膨張量を均等にすることができ、投写画像の画素ずれ量を一層少なくできる。
【００６８】
（１１）クロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出端面に対向配置される保持部材４４６にもパネル保持枠４４３を保持させることで、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出端面に対向配置される保持部材４４６の剛性を向上させ、光学装置４４全体の剛性を向上できる。
（１２）クロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出端面に対向配置される保持部材４４６に保持されるパネル保持枠４４３には、液晶パネル４４１を構成する駆動基板４４１Ａおよび対向基板４４１Ｅと同材質のガラス基板が収納保持されている。このことにより、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出端面に対向するパネル保持枠４４３は、クロスダイクロイックプリズム４４４の各光束入射端面に対向する光変調装置４４０と略同様の構造となり、プリズム枠５００が熱膨張を起こしても、膨張方向および膨張量が均等になり、投写画像の画素ずれ量をさらに一層少なくできる。また、光学装置４４全体の剛性もさらに向上できる。
【００６９】
［４．実施形態の変形］
以上、本発明の様々な実施の形態を説明したが、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含む。例えば、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
前記各実施形態では、プリズム枠５００として、保持部材４４６がピン４４６Ｄを有する構成、および、保持枠収納部４４６Ｆを有する構成を説明したが、光変調装置４４０の保持構造はこれに限らず、その他の構成を採用してもよい。すなわち、プリズム枠５００としては、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面および光束射出端面に対向配置される各保持部材４４６が該保持部材４４６の上下辺縁の中心部分を通り、該保持部材４４６の端面と直交する平面に対して対称となるように設定され、さらに、プリズム枠５００もまた、上述した平面に対して対称となるように設定されていればよい。
【００７０】
前記各実施形態では、各保持部材４４６が該保持部材４４６の上下辺縁の中心部分を通り、該保持部材４４６の端面と直交する平面に対して対称となる形状を有し、さらに、プリズム枠５００もまた、上述した平面に対して対称となるように設定されているが、これに限らない。例えば、各保持部材４４６が左右対称形状を有するとともに、該保持部材４４６の左右辺縁の中心部分を通り、該保持部材４４６の端面と直交する平面に対して対称となる形状を有していてもよい。すなわち、各保持部材４４６が、左右対称の形状のみならず、上下対称の形状を有するように形成してもよい。また、プリズム枠５００もまた、上下対称となるように設定してもよい。この際、プリズム枠５００は、クロスダイクロイックプリズム４４４の上面側にも、台座４４５と同一形状を有する台座を設ければよい。
このような構成では、各保持部材４４６およびプリズム枠５００が左右対称のみならず、上下対称となっているので、プリズム枠５００において、光変調装置４４０が保持される端面（保持部材４４６）それぞれの熱膨張時の上下方向のプリズム枠５００の変位量を略同一にでき、この変位に伴う画素ずれを少なくできる。
【００７１】
前記各実施形態では、射出側偏光板４４２Ｂは、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に直接貼り付けられた構成を説明したが、これに限らず、プリズム枠５００に固着する構成を採用してもよい。例えば、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に対向配置される保持部材４４６の凸部４４６Ｂの先端部分に射出側偏光板４４２Ｂの端面を固着する。このような構成では、プリズム枠５００により、光変調装置４４０およびクロスダイクロイックプリズム４４４を効率的に放熱し、さらに、射出側偏光板４４２Ｂに発生する熱も放熱できる。
【００７２】
前記第３実施形態では、前記第１実施形態のプリズム枠５００において、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出端面に対向配置される保持部材４４６にパネル保持枠４４３を保持させる構成を説明したが、これに限らない。例えば、図１７に示すように、前記第２実施形態のプリズム枠５００に採用してもよい。このような構成では、前記第２実施形態および前記第３実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００７３】
また、前記第３実施形態では、プリズム枠５００において、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出端面に対向配置される保持部材４４６に、熱伝導性を有する合成樹脂からなるパネル保持枠４４３を保持させる構成を説明したが、これに限らない。例えば、この保持部材４４６に、金属製の枠状部材を保持させる構成を採用してもよい。ここで、この枠状部材としては、パネル保持枠４４３と同じ外形形状を有する構成としてもよく、パネル保持枠４４３と異なる外形形状を有していてもよい。すなわち、前記第１実施形態のプリズム枠５００に採用する場合には、枠状部材としては、保持部材４４６のピン４４６Ｄに対応する孔を有していればよい。また、前記第２実施形態のプリズム枠５００に採用する場合には、枠状部材としては、保持部材４４６の保持枠収納部４４６Ｆに対応する形状を有していればよい。
このような構成では、金属製の枠状部材により、プリズム枠５００における光変調装置４４０を保持する保持部材４４６の熱膨張時の変形を枠状部材により少なくでき、画素ずれ量をさらに少なくできる。また、枠状部材が金属製であることにより、各液晶パネル４４１に発生する熱を速やかに放熱できる。
【００７４】
前記各実施形態において、冷却ユニット３の各ファンの数、および、配置構成は、上述した実施の形態に限らず、その他の構成を採用してもよい。例えば、冷却ユニット３の軸流吸気ファン３１を光学装置４４の下方に設置し、冷却空気の流れを光学装置４４の下方から上方に向けて流れる構成としてもよい。
前記第２実施形態において、楔状スペーサ４４７は、左右２体で構成され、その長さ寸法は、パネル保持枠４４３の保持枠収納部４４３Ｆの左右辺縁に形成された斜面４４３Ｇと略同じ長さ寸法で設定されていたが、これに限らない。例えば、楔状スペーサ４４７を、パネル保持枠４４３の左右辺縁の長さ寸法よりも小さい寸法で、パネル保持枠４４３の左右辺縁それぞれに、複数の楔状スペーサ４４７を用いる構成を採用してもよい。このような構成では、パネル保持枠４４３とプリズム枠５００との間に熱応力が発生したとしても、複数の楔状スペーサ４４７により分散でき、プリズム枠５００による光変調装置４４０の保持を確実にできる。
【００７５】
前記各実施形態では、３つの光変調装置４４０を用いたプロジェクタ１の例のみを挙げたが、本発明は、１つの光変調装置のみを用いたプロジェクタ、２つの光変調装置を用いたプロジェクタ、あるいは、４つ以上の光変調装置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、平面視Ｌ字状の光学ユニット４を用いたが、これに限らず、例えば、平面視Ｕ字状の光学ユニットを採用してもよい。
前記各実施形態では、光変調素子として液晶パネル４４１を用いた構成を説明したが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
【００７６】
前記各実施形態では、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネル４４１を用いたが、光束入射面と光束射出面とが同一となる反射型の光変調素子を用いてもよい。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投写を行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写を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
【００７７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るプロジェクタを上方から見た全体斜視図。
【図２】前記各実施形態におけるプロジェクタの内部構造を表す図。
【図３】前記各実施形態における光学ユニットを上方から見た斜視図。
【図４】前記各実施形態におけるプロジェクタの光学系を模式的に示す平面図。
【図５】前記各実施形態における下ライトガイドの構造を示す斜視図。
【図６】前記各実施形態における光学ユニットから光源装置を取り外した分解斜視図。
【図７】前記各実施形態におけるライトガイドを下方から見た斜視図。
【図８】前記第１実施形態に係る光学装置を上方から見た斜視図。
【図９】前記実施形態における光学装置の分解斜視図。
【図１０】前記実施形態におけるプリズム枠を一体成形した図。
【図１１】前記各実施形態におけるパネル冷却系Ａの冷却流路を示す図。
【図１２】前記各実施形態における光源冷却系Ｂの冷却流路を示す図。
【図１３】前記第２実施形態に係る光学装置を上方から見た斜視図。
【図１４】前記実施形態における光学装置の分解斜視図。
【図１５】前記実施形態におけるプリズム枠を一体成形した図。
【図１６】前記第３実施形態に係る光学装置を上方から見た斜視図。
【図１７】前記第２実施形態の変形例を示す図。
【符号の説明】
１・・・プロジェクタ、４４・・・光学装置、４４０・・・光変調装置、４４１・・・液晶パネル（光変調素子）、４４３・・・パネル保持枠（素子保持枠）、４４４・・・クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、４４６・・・保持部材、５００・・・プリズム枠（保持枠）。

Claims

複数の色光を各色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置が対向配置される複数の光束入射端面を有し、各光変調装置で変調された各色光を合成して射出する色合成光学装置とを備えた光学装置であって、
前記色合成光学装置の各光束入射端面および光束射出端面に対向配置され、前記光変調装置を保持可能に構成される複数の熱伝導性材料からなる保持部材を有し、各保持部材が連結されて前記色合成光学装置を囲むように一体化された保持枠を備え、
前記保持部材は、対向する前記色合成光学装置の端面に入射または射出する光束の光軸を含み、該端面と前記複数の光束入射端面に交差する前記色合成光学装置の端面とに直交する平面に対して対称となる形状を有し、
前記保持枠は、前記平面に対して対称となるように前記各保持部材が連結配置されていることを特徴とする光学装置。
請求項１に記載の光学装置において、
前記光変調装置は、光変調を行う光変調素子と、この光変調素子を収納保持する素子保持枠とを備え、
前記各保持部材のうち、前記各光束入射端面に対向配置される保持部材は、前記光変調装置を保持し、前記光束射出端面に対向配置される保持部材は、前記素子保持枠を保持することを特徴とする光学装置。
請求項１に記載の光学装置において、
前記光変調装置は、光変調を行う光変調素子と、この光変調素子を収納保持する素子保持枠とを備え、
前記各保持部材のうち、前記各光束入射端面に対向配置される保持部材は、前記光変調装置を保持し、前記光束射出端面に対向配置される保持部材は、金属製の枠状部材を保持することを特徴とする光学装置。
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し、該光学像を拡大投写するプロジェクタであって、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光学装置を備えていることを特徴とするプロジェクタ。