JP2005208410A - 光学装置、およびプロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストかつ製造容易で、主として光変調装置を十分効率的に冷却できる光学装置、およびこの光学装置を備えるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】光変調装置440R,440G,440Bと、色合成光学装置443とを備えた光学装置44は、光変調装置440R,440G,440Bにおいて光変調を行う光変調素子441R,441G,441Bを収容する保持枠820に、熱伝導可能に接続され、光変調装置440R,440G,440Bに生じた熱を外部に放出する熱伝導性材料からなる放熱板700を備え、この放熱板700には、色合成光学装置443の光束入射端面に向かって面外方向に突出する突起711Aが設けられ、光変調装置440R,440G,440Bは、この突起711Aを介して色合成光学装置443に固定される。
【選択図】図4
【解決手段】光変調装置440R,440G,440Bと、色合成光学装置443とを備えた光学装置44は、光変調装置440R,440G,440Bにおいて光変調を行う光変調素子441R,441G,441Bを収容する保持枠820に、熱伝導可能に接続され、光変調装置440R,440G,440Bに生じた熱を外部に放出する熱伝導性材料からなる放熱板700を備え、この放熱板700には、色合成光学装置443の光束入射端面に向かって面外方向に突出する突起711Aが設けられ、光変調装置440R,440G,440Bは、この突起711Aを介して色合成光学装置443に固定される。
【選択図】図4
Description
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して光学像を形成する複数の光変調装置と、各光変調装置と対向する複数の光束入射端面を有し、各光変調装置で形成された光学像を合成する色合成光学装置とを備えた光学装置に関する。
従来から、会議、学会、展示会等でのプレゼンテーション用途にプロジェクタが利用されており、近年では、ホームシアター用途にも利用されている。
このようなプロジェクタとして、光源ランプから射出された光束を、ダイクロイックミラーを用いて赤、緑、青の三色の色光に分離する色分離光学系と、分離された光束を色光毎に画像情報に応じて変調する3枚の光変調装置(液晶パネル)と、各液晶パネルで変調された光束を合成するクロスダイクロイックプリズムを有する光学装置と、この光学装置によって形成されたカラー光学像をスクリーンに拡大投射する投写レンズとを備え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として、光源ランプから射出された光束を、ダイクロイックミラーを用いて赤、緑、青の三色の色光に分離する色分離光学系と、分離された光束を色光毎に画像情報に応じて変調する3枚の光変調装置(液晶パネル)と、各液晶パネルで変調された光束を合成するクロスダイクロイックプリズムを有する光学装置と、この光学装置によって形成されたカラー光学像をスクリーンに拡大投射する投写レンズとを備え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は、簡単に持ち運んで、様々な場所や機会で使用できるように、より軽量、コンパクトな製品が開発されている。
ここで、プロジェクタに組み込まれる光学装置は、液晶パネル等の光変調素子を備え、液晶パネルの入射側および射出側に偏光板をそれぞれ備えている。そして、これらの液晶パネルや偏光板自体を小型化するとともに、これらの取り付け構造の簡素化によっても、プロジェクタの小型化を図り、組立性をも向上させている。
例えば、液晶パネルの射出側の偏光板はクロスダイクロイックプリズムの光束入射端面に直接接着し、凹部を有する容器状の保持枠に液晶パネルを収納し、保持枠の四隅に形成された孔にピン状の部材を挿入することによって液晶パネルとクロスダイクロイックプリズムとを一体化した光学装置が知られている(特許文献1参照)。このような構成によって、液晶パネルを単独で支持する構造が不要となり、小型化および組立性の向上が図られる。
ここで、プロジェクタに組み込まれる光学装置は、液晶パネル等の光変調素子を備え、液晶パネルの入射側および射出側に偏光板をそれぞれ備えている。そして、これらの液晶パネルや偏光板自体を小型化するとともに、これらの取り付け構造の簡素化によっても、プロジェクタの小型化を図り、組立性をも向上させている。
例えば、液晶パネルの射出側の偏光板はクロスダイクロイックプリズムの光束入射端面に直接接着し、凹部を有する容器状の保持枠に液晶パネルを収納し、保持枠の四隅に形成された孔にピン状の部材を挿入することによって液晶パネルとクロスダイクロイックプリズムとを一体化した光学装置が知られている(特許文献1参照)。このような構成によって、液晶パネルを単独で支持する構造が不要となり、小型化および組立性の向上が図られる。
一方、このようなプロジェクタでは、上記のように小型化が促進されるとともに、明るい場所でも鮮明な投写画像を表示できるように、光源の高輝度化が促進されている。
これに伴い、高輝度化された光源からの光束が、小型化された液晶パネルや偏光板に集中するようになり、熱密度が上昇して、液晶パネルや偏光板にかかる熱負荷が非常に大きくなっている。この熱負荷により、液晶パネルや偏光板に用いられた有機材料が歪んで劣化したり、液晶の過熱から動作不良を生じたりするおそれがあった。
これに伴い、高輝度化された光源からの光束が、小型化された液晶パネルや偏光板に集中するようになり、熱密度が上昇して、液晶パネルや偏光板にかかる熱負荷が非常に大きくなっている。この熱負荷により、液晶パネルや偏光板に用いられた有機材料が歪んで劣化したり、液晶の過熱から動作不良を生じたりするおそれがあった。
さらに、偏光板は、入射した光束のうち偏光軸に沿った方向の光束のみを透過させ、その他の方向の光束を吸収することから、過熱しやすい。また、液晶パネルに電圧を印加し、印加電圧に応じて射出側の偏光板の透過率を変化させることによって光学像の階調特性を得ているため、特に、射出側偏光板において、光の吸収熱による劣化が一層生じやすく、光束が吸収されずに光抜け現象が生じるなど、光学像の画質低下につながるおそれがあった。
なお、このような問題は、偏光板に限らず、視野角補正板や、位相差板等の熱劣化を生じやすいその他の光学機能を有する光学変換素子を採用した場合でも同様に発生するおそれがある。
なお、このような問題は、偏光板に限らず、視野角補正板や、位相差板等の熱劣化を生じやすいその他の光学機能を有する光学変換素子を採用した場合でも同様に発生するおそれがある。
従来より、これら液晶パネルや偏光板等の光学素子に外部から取り入れた冷却風を吹き付ける冷却方法が採用されているが、冷却ファンの大型化や、回転数を上げることによってモータ音が騒音化し、プレゼンテーションの妨げとなったり、鑑賞者に不快感を与えたりするおそれがあるとともに、プロジェクタの小型化および高輝度化に伴って内部の熱密度が上昇する中、冷却効率にも限界がある。
そこで、対向配置された2枚の透明ガラス板の各辺端部同士をスペーサで連結して容器状とし、その内部にエチレングリコールなどの冷却媒体を密封して冷却装置を形成し、この冷却装置を合計2つ、液晶パネルの両側に配置して、入射側偏光板、液晶パネル、射出側偏光板に密着させる構成が提案されている(特許文献2)。これにより、冷却装置で強制的に冷却を図り、さらに、冷却媒体の熱をスペーサに伝導させることによって、放熱が図られる。
そこで、対向配置された2枚の透明ガラス板の各辺端部同士をスペーサで連結して容器状とし、その内部にエチレングリコールなどの冷却媒体を密封して冷却装置を形成し、この冷却装置を合計2つ、液晶パネルの両側に配置して、入射側偏光板、液晶パネル、射出側偏光板に密着させる構成が提案されている(特許文献2)。これにより、冷却装置で強制的に冷却を図り、さらに、冷却媒体の熱をスペーサに伝導させることによって、放熱が図られる。
しかしながら、特許文献2のような冷却装置を製造するには、冷却装置1つあたり、2枚の透明ガラス板、ガラス板の各辺に配置されるスペーサ、および冷却媒体を必要とし、このように冷却装置が複雑な構造である分、光学装置の部品点数および部品コストが増加してしまう。また、透明ガラス板とスペーサを容器に組み立てる工程、その容器内に冷却媒体を密封する工程、この冷却装置を液晶パネルと入射側偏光板および射出側偏光板との間に密着固定する工程という、それぞれ単純とは言いがたい複数の工程が必要となるから、光学装置の製造に手間を要するとともに、プロジェクタ全体の製造コストが高騰してしまうという問題があった。
本発明の目的は、上記問題に鑑みて、プロジェクタの高輝度化や小型化、低騒音化に対応できるとともに、製造コストが高騰することなく容易に製造でき、かつ、主として光変調装置を十分効率的に冷却できる光学装置、およびこの光学装置を備える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、複数の色光を各色光毎に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装置と、各光変調装置と対向する複数の光束入射端面を有し、各光変調装置で形成された光学像を合成する色合成光学装置とを備えた光学装置であって、前記光変調装置において光変調を行う光変調素子を収容する保持枠に、熱伝導可能に接続され、前記光変調装置に生じた熱を外部に放出する熱伝導性材料からなる放熱板を備え、この放熱板には、前記色合成光学装置の光束入射端面に向かって面外方向に突出する突起が設けられ、前記光変調装置は、この突起を介して前記色合成光学装置に固定されることを特徴とする。
ここで、放熱板の熱伝導性材料としては、アルミニウム、マグネシウム、銅、鉄、チタン、これらを含有する合金等の金属や、カーボンフィラー等を採用できる。放熱板の光変調装置への固定はねじ止め等の任意の手段を採用できる。
また、突起の材質としては、熱伝導率の小さい材質を好適に採用できる。突起の色合成光学装置への固定態様は任意であり、例えば、接着等の手段によって、突起を当該光束入射端面に直接固定してもよい。
また、突起の材質としては、熱伝導率の小さい材質を好適に採用できる。突起の色合成光学装置への固定態様は任意であり、例えば、接着等の手段によって、突起を当該光束入射端面に直接固定してもよい。
この発明によれば、光源からの光束の照射によって光変調装置に生じた熱は、光変調装置から保持枠を介して放熱板に迅速に伝導し、当該放熱板から外部にすみやかに放出されるので、光変調装置を十分効果的に放熱冷却できる。また、保持枠および放熱板と光変調装置との間に熱伝導性のシリコーン系接着剤や熱伝導性のグリスを介在させ、保持枠および放熱板と光変調装置とを熱的に結合させれば、放熱板の伝導放熱性が向上し、光変調装置の放熱冷却がより一層促進される。
これにより、光変調装置の温度上昇による動作不良が防止され、光学装置が長寿命化するとともに、光学装置によって形成される光学像の画質低下が防止され、機能的信頼性を大幅に向上させることができる。
さらに、放熱板から突起が延びている分、光変調装置と色合成光学装置との間に隙間があるので、この隙間に冷却風を吹き込んだときに、冷却風が光変調装置の表裏両側に行き渡る。したがって、光変調装置に温度むらを生じさせずに、冷却性能をより一層向上させることができる。
これにより、光変調装置の温度上昇による動作不良が防止され、光学装置が長寿命化するとともに、光学装置によって形成される光学像の画質低下が防止され、機能的信頼性を大幅に向上させることができる。
さらに、放熱板から突起が延びている分、光変調装置と色合成光学装置との間に隙間があるので、この隙間に冷却風を吹き込んだときに、冷却風が光変調装置の表裏両側に行き渡る。したがって、光変調装置に温度むらを生じさせずに、冷却性能をより一層向上させることができる。
一方、光学装置の製造に際しては、放熱板を光変調装置に固定するとともに、放熱板から延びる突起を色合成光学装置に固定するだけで、工程が複雑化することなく容易に製造できる。製造に際して特別な装置等は不要であり、設備製造費が増大することもない。
また、色合成光学装置に対する各光変調装置の位置決めよりも前に、放熱板を光変調装置に予め固定することにより、光変調装置の位置決め作業に支障なく、効率的に製造できる。
また、色合成光学装置に対する各光変調装置の位置決めよりも前に、放熱板を光変調装置に予め固定することにより、光変調装置の位置決め作業に支障なく、効率的に製造できる。
本発明の光学装置では、前記突起は、前記放熱板に形成された雌ねじ孔と螺合するねじ軸状部材であることが好ましい。
この発明によれば、放熱板の雌ねじ孔にねじ軸状部材を螺合するだけで、突起を容易に形成できる。ねじ軸状部材としては、各種の雄ねじを採用でき、汎用ねじを突起に供することによって、部品コストを大幅に低減できる。
この発明によれば、放熱板の雌ねじ孔にねじ軸状部材を螺合するだけで、突起を容易に形成できる。ねじ軸状部材としては、各種の雄ねじを採用でき、汎用ねじを突起に供することによって、部品コストを大幅に低減できる。
本発明の光学装置では、前記光変調装置および前記色合成光学装置の間には、前記光変調装置により変調された光束の光学変換を行う光学変換素子が配置され、この光学変換素子は、外周部分が保持部材により保持され、この保持部材は、光束透過用の開口が形成された本体部と、この本体部の外周部分から光軸方向に沿って起立する一対の起立片と、この起立片の先端部分を曲折させた折曲片とを有し、前記突起は、前記本体部または前記折曲片に固定されていることが好ましい。
ここで、光学変換素子としては、偏光膜や、視野角拡大膜、位相差膜等の光学特性を変換する膜を採用した偏光板や、視野角補正板、位相差板等とすることができる。これらの光学変換素子の基板には、サファイアガラスや石英ガラス、水晶等を材質として採用できる。このような光学変換素子は、単一構造でも、複数が組み合わされた構造でもよく、光変調装置の射出側だけではなく、入射側に設けられていてもよい。
また、保持部材の材質としては、アルミニウム、マグネシウム、銅、鉄、チタン、およびこれらを含有する合金等の金属や、カーボンフィラー等の熱伝導性が良好な材料を採用するのが好ましい。
なお、突起は、保持部材の本体部および折曲片のいずれに固定されていてもよい。
ここで、光学変換素子としては、偏光膜や、視野角拡大膜、位相差膜等の光学特性を変換する膜を採用した偏光板や、視野角補正板、位相差板等とすることができる。これらの光学変換素子の基板には、サファイアガラスや石英ガラス、水晶等を材質として採用できる。このような光学変換素子は、単一構造でも、複数が組み合わされた構造でもよく、光変調装置の射出側だけではなく、入射側に設けられていてもよい。
また、保持部材の材質としては、アルミニウム、マグネシウム、銅、鉄、チタン、およびこれらを含有する合金等の金属や、カーボンフィラー等の熱伝導性が良好な材料を採用するのが好ましい。
なお、突起は、保持部材の本体部および折曲片のいずれに固定されていてもよい。
この発明によれば、保持部材を備えることにより、光学変換素子で生じた熱は保持部材に直ちに伝導し、保持部材から外部に素早く放出される。これにより、保持部材がなく、光学変換素子が直接色合成光学装置に固定されている場合と比べて、光学変換素子の放熱性能を確実に向上させることができる。
また、このように光学変換素子に生じた熱が保持部材を介してすみやかに放出される一方、光変調装置に生じた熱についても、前述のように放熱板から素早く放出されるので、光変調装置と光学変換素子との間で温度の高低に応じて出入りしやすい熱の量が減少する。つまり、光変調装置と光学変換素子との間の熱の逆流が防止され、光変調装置のみならず、光の吸収によって過熱しやすく、劣化が生じやすい光学変換素子をも十分効果的に、放熱冷却できる。ここで、放熱板を光変調装置の射出側よりも入射側に固定する方が、光学変換素子の放熱性能を向上させることができる。
また、このように光学変換素子に生じた熱が保持部材を介してすみやかに放出される一方、光変調装置に生じた熱についても、前述のように放熱板から素早く放出されるので、光変調装置と光学変換素子との間で温度の高低に応じて出入りしやすい熱の量が減少する。つまり、光変調装置と光学変換素子との間の熱の逆流が防止され、光変調装置のみならず、光の吸収によって過熱しやすく、劣化が生じやすい光学変換素子をも十分効果的に、放熱冷却できる。ここで、放熱板を光変調装置の射出側よりも入射側に固定する方が、光学変換素子の放熱性能を向上させることができる。
さらに、突起を色合成光学装置に直接固定した場合は、光変調装置は色合成光学装置の光束入射端面に突起を介して部分的に支持されているに過ぎないのに対して、光変調装置を色合成光学装置の光束入射端面に保持部材を介して確実に支持可能となる。
したがって、複数個の光学変換素子が使用されるような場合でも、これら光学変換素子の荷重に耐え、光変調装置と色合成光学装置とを強固に固定できる。
なお、光学変換素子が着脱可能となるように保持部材を構成すれば、製造不良や変質が生じた場合にも光学変換素子を新しいものに交換でき、リワーク性を向上させることができる。
したがって、複数個の光学変換素子が使用されるような場合でも、これら光学変換素子の荷重に耐え、光変調装置と色合成光学装置とを強固に固定できる。
なお、光学変換素子が着脱可能となるように保持部材を構成すれば、製造不良や変質が生じた場合にも光学変換素子を新しいものに交換でき、リワーク性を向上させることができる。
そして、一対の起立片および折曲片が光学変換素子の周囲に設けられているため、光学変換素子から保持部材への熱伝導が一層効果的に行われる。また、起立片および折曲片の寸法分、保持部材の熱容量が増大することによって、保持部材からの放熱性を向上させることができる。
また、光変調装置と色合成光学装置の間に冷却風を導入する場合には、冷却風の流路となる位置には起立片および折曲片を形成しないことにより、冷却風は失速せずに保持部材の内側に勢いよく流れ、光学変換素子を効率よく冷却できる。
さらに、折曲片の表裏両面側を接合部分として、複数の光学変換素子を保持可能となり、保持部材の収容性を向上させることができる。
また、光変調装置と色合成光学装置の間に冷却風を導入する場合には、冷却風の流路となる位置には起立片および折曲片を形成しないことにより、冷却風は失速せずに保持部材の内側に勢いよく流れ、光学変換素子を効率よく冷却できる。
さらに、折曲片の表裏両面側を接合部分として、複数の光学変換素子を保持可能となり、保持部材の収容性を向上させることができる。
本発明の光学装置では、前記本体部または前記折曲片には、前記突起が挿入される筒状部が設けられていることが好ましい。
ここで、筒状部は、折曲片と一体的に形成されていても、別体に形成され、接合等の手段によって折曲片と一体化されていてもよく、汎用のパイプ材料等を筒状部に供することができる。汎用材料を採用することにより、低コスト化が図られる。
ここで、筒状部は、折曲片と一体的に形成されていても、別体に形成され、接合等の手段によって折曲片と一体化されていてもよく、汎用のパイプ材料等を筒状部に供することができる。汎用材料を採用することにより、低コスト化が図られる。
この発明によれば、例えば、突起の先端の端面が保持部材の外面に接合されたり、保持部材に形成された孔に突起が挿入されたりする場合に比べ、突起の外周部分が筒状部によって確実に支持されるとともに、放熱板の突起が突出する方向に沿って、筒状部を介し、該突起と保持部材との接触面積を拡大できるので、突起と保持部材とを十分に接合できる。
したがって、保持部材および放熱板を介して、色合成光学装置に光変調装置を一層確実に支持させることができる。
また、突起と筒状部との接着代が大きい分、突起と筒状部とを進退可能となり、色合成光学装置の光束入射端面に対する光変調装置の姿勢を容易に調整できる。
なお、筒状部の形状は、折曲片の外面から光変調装置側に突出していてもよいし、反対に、折曲片の外面から色合成光学装置側に窪んでいても、折曲片の表裏両面から突出していてもよい。
したがって、保持部材および放熱板を介して、色合成光学装置に光変調装置を一層確実に支持させることができる。
また、突起と筒状部との接着代が大きい分、突起と筒状部とを進退可能となり、色合成光学装置の光束入射端面に対する光変調装置の姿勢を容易に調整できる。
なお、筒状部の形状は、折曲片の外面から光変調装置側に突出していてもよいし、反対に、折曲片の外面から色合成光学装置側に窪んでいても、折曲片の表裏両面から突出していてもよい。
本発明の光学装置では、前記放熱板は、板金打抜加工により形成され、前記筒状部および/または前記突起は、断熱性材料から構成されていることが好ましい。
ここで、断熱性材料としては、アクリル等の合成樹脂や、石英ガラス等のガラス材料等を採用できる。
この発明によれば、放熱板に板金材料を採用・加工することにより、金属は熱伝導性が良好であることから、光変調装置の一層の放熱冷却が図られるとともに、打抜加工によって、一層容易かつ安価に製造できる。また、放熱板に関して成形型の費用もかからず、部品コストを低廉にできる。
さらに、突起と筒状部で互いに接合された放熱板と保持部材との間の熱伝導が遮断され、放熱板および保持部材を介して互いに固定された光変調装置と光学変換素子との間において熱伝導が生じなくなる。これにより、光変調装置と光学変換素子との間の熱逆流が生じず、光変調装置と光学変換素子とは熱的に互いに独立した状態となる。
したがって、光変調装置で生じた熱を金属製の放熱板から迅速に放出させ、光学変換素子で生じた熱を保持部材から十分に放出させるというように個別に冷却手段を講じることができ、効果的な冷却が可能となる。
ここで、断熱性材料としては、アクリル等の合成樹脂や、石英ガラス等のガラス材料等を採用できる。
この発明によれば、放熱板に板金材料を採用・加工することにより、金属は熱伝導性が良好であることから、光変調装置の一層の放熱冷却が図られるとともに、打抜加工によって、一層容易かつ安価に製造できる。また、放熱板に関して成形型の費用もかからず、部品コストを低廉にできる。
さらに、突起と筒状部で互いに接合された放熱板と保持部材との間の熱伝導が遮断され、放熱板および保持部材を介して互いに固定された光変調装置と光学変換素子との間において熱伝導が生じなくなる。これにより、光変調装置と光学変換素子との間の熱逆流が生じず、光変調装置と光学変換素子とは熱的に互いに独立した状態となる。
したがって、光変調装置で生じた熱を金属製の放熱板から迅速に放出させ、光学変換素子で生じた熱を保持部材から十分に放出させるというように個別に冷却手段を講じることができ、効果的な冷却が可能となる。
本発明の光学装置では、前記複数の光束入射端面と交差する端面には、熱伝導性材料からなる台座が設けられ、前記保持部材は、この台座と熱伝導可能に接続されていることが好ましい。
ここで、台座の熱伝導性材料としては、アルミニウム、マグネシウム、銅、鉄、チタン、これらを含有する合金等を採用できる。
この発明によれば、光学変換素子から保持部材を介して台座にも熱伝導可能となり、熱容量が拡大する。したがって、光学変換素子を一層効果的に放熱冷却できる。
ここで、台座の熱伝導性材料としては、アルミニウム、マグネシウム、銅、鉄、チタン、これらを含有する合金等を採用できる。
この発明によれば、光学変換素子から保持部材を介して台座にも熱伝導可能となり、熱容量が拡大する。したがって、光学変換素子を一層効果的に放熱冷却できる。
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、拡大投写するプロジェクタであって、前述したような光学装置を備えることを特徴とする。
この発明によれば、光学装置が前述のような作用及び効果を具備するため、同様の作用および効果を享受できる。すなわち、光学装置が、前述のような放熱冷却性能を有することにより、画質低下につながりやすい温度上昇による動作不良や劣化が生じず、長寿命化も図られる。
したがって、高騒音化するおそれがある送風等の冷却手段によらなくても、小型化や高輝度化に対応可能となり、機能的信頼性を大幅に向上させることができる。
この発明によれば、光学装置が前述のような作用及び効果を具備するため、同様の作用および効果を享受できる。すなわち、光学装置が、前述のような放熱冷却性能を有することにより、画質低下につながりやすい温度上昇による動作不良や劣化が生じず、長寿命化も図られる。
したがって、高騒音化するおそれがある送風等の冷却手段によらなくても、小型化や高輝度化に対応可能となり、機能的信頼性を大幅に向上させることができる。
以下、本発明の実施の一形態に係るプロジェクタについて図面を用いて説明する。
〔1−1.プロジェクタの主な構成〕
図1は、プロジェクタ1の内部構造を模式的に示す平面図である。プロジェクタ1は、全体略直方体状で樹脂製の外装ケース2と、光源装置413から射出された光束を光学的に処理して画像情報に応じた光学像を形成する光学ユニット4と、プロジェクタ1内に発生する熱を外部へと放出する冷却ユニット5と、外部から供給された電力をこれらのユニット4,5等に供給する電源ユニット3とを備える。
〔1−1.プロジェクタの主な構成〕
図1は、プロジェクタ1の内部構造を模式的に示す平面図である。プロジェクタ1は、全体略直方体状で樹脂製の外装ケース2と、光源装置413から射出された光束を光学的に処理して画像情報に応じた光学像を形成する光学ユニット4と、プロジェクタ1内に発生する熱を外部へと放出する冷却ユニット5と、外部から供給された電力をこれらのユニット4,5等に供給する電源ユニット3とを備える。
外装ケース2は、各ユニット3〜5を収納するものであり、具体的な図示を省略するが、プロジェクタ1の上面部、前面部、および側面部を構成するアッパーケースと、プロジェクタ1の底面部、側面部、および背面部を構成するロアーケースとを備えて構成される。
図1に示すように、外装ケース2の前面には、切欠部2Aが形成されている。外装ケース2に収納された光学ユニット4の一部は、この切欠部2Aから外部側へ露出している。また、外装ケース2の前面において、切欠部2Aの両側には、プロジェクタ1内の空気を排出するための排気口2B,2Cが形成されている。外装ケース2の底面において、光学ユニット4を構成する後述する光学装置44に対応する部分には、外部から冷却空気を吸入するための図示しない吸気口が形成されている。
電源ユニット3は、図1に示すように、外装ケース2内における光学ユニット4の図1中右側に配置されている。この電源ユニット3は、具体的な図示を省略するが、インレットコネクタに差し込まれた電源ケーブルを介して供給された電力を、ランプ駆動回路(バラスト)や、ドライバーボード(図示略)等に供給するものである。
前記ランプ駆動回路は、供給された電力を光学ユニット4の光源ランプ411に供給するものである。前記ドライバーボードは、図示を省略するが、光学ユニット4の上方に配置され、入力された画像情報の演算処理を行った上で、後述する液晶パネル441R,441G,441Bの制御等を行うものである。
前記ランプ駆動回路は、供給された電力を光学ユニット4の光源ランプ411に供給するものである。前記ドライバーボードは、図示を省略するが、光学ユニット4の上方に配置され、入力された画像情報の演算処理を行った上で、後述する液晶パネル441R,441G,441Bの制御等を行うものである。
電源ユニット3および光学ユニット4は、アルミニウムまたはマグネシウム等の金属製のシールド板によって覆われている。また、前記ランプ駆動回路およびドライバーボードもアルミニウムまたはマグネシウム等の金属製のシールド板によって覆われている。これにより、電源ユニット3やドライバーボード等からの外部への電磁ノイズの漏れが防止されている。
冷却ユニット5は、プロジェクタ1内の流路に冷却空気を取り込んで、この取り込んだ冷却空気にプロジェクタ1内で発生した熱を吸収させ、この暖められた冷却空気を外部へと排出することにより、プロジェクタ1内を冷却するものである。この冷却ユニット5は、軸流吸気ファン51と、シロッコファン52と、軸流排気ファン53とを備える。
軸流吸気ファン51は、光学ユニット4の光学装置44の下方で、かつ外装ケース2の前記吸気口の上方に配置されている。軸流吸気ファン51は、この吸気口を介して、外部から冷却空気を光学ユニット4内に吸入し、光学装置44を冷却する。
シロッコファン52は、光学ユニット4の光源装置413の下方に配置されている。シロッコファン52は、軸流吸気ファン51によって吸入された光学ユニット4内の冷却空気を引き寄せ、この引き寄せる過程で光源装置413の熱を奪い、光学ユニット4の下方に配置されたダクト52Aを通って、排気口2Bから暖められた冷却空気を外部へ排出する。
軸流排気ファン53は、外装ケース2の前面に形成された排気口2Cと電源ユニット3との間に配置されている。軸流排気ファン53は、電源ユニット3によって暖められた電源ユニット3近傍の空気を吸入して、排気口2Cから外部へと排出する。
〔1−2.光学ユニットの構成〕
図2は、光学ユニット4を模式的に示す平面図である。
光学ユニット4は、図2に示すように、平面略L字状に形成され、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画像を形成するユニットであり、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、投写光学系としての投写レンズ46とを備える。これら光学部品41〜44,46は、光学部品用筐体としての光学部品用筐体47内に収納され固定される。
図2は、光学ユニット4を模式的に示す平面図である。
光学ユニット4は、図2に示すように、平面略L字状に形成され、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画像を形成するユニットであり、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、投写光学系としての投写レンズ46とを備える。これら光学部品41〜44,46は、光学部品用筐体としての光学部品用筐体47内に収納され固定される。
インテグレータ照明光学系41は、図2に示すように、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、第2レンズアレイ414と、偏光変換素子415と、重畳レンズ416とを備える。
光源装置413は、放射状の光線を射出する光源ランプ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楕円面鏡412と、光源ランプ411から射出され楕円面鏡412により反射された光を平行光とする平行化凹レンズ413Aとを備える。なお、平行化凹レンズ413A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411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、超高圧水銀ランプ等を使用できる。さらに、楕円面鏡412および平行化凹レンズ413Aの代わりに、放物面鏡を用いてもよい。
第1レンズアレイ418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する。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する。
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、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有する。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441上に結像させる機能を有する。
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。また、図2中の二点鎖線410で示すように、ユニット化された偏光変換素子415および第2レンズアレイ414と、第1レンズアレイ418とは、一体的にユニット化されている。
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441を用いたプロジェクタ1(光学装置44)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からの光の略半分が利用されない。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1種類の偏光光に変換し、光学装置44における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、例えば、特開平8−304739号公報に紹介されている。
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する。
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まで導く機能を有する。
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まで導く機能を有する。
このような光学系41,42,43において、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透過するとともに、赤色光成分と緑色光成分とが反射する。このダイクロイックミラー421によって透過した青色光成分は、反射ミラー423で反射し、フィールドレンズ417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。
ダイクロイックミラー421で反射され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417に引き渡すためである。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、青色光等のその他の色光を通す構成としてもよい。
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カラー画像を形成するものであり、色分離光学系42から射出された光束が入射され、いわゆる偏光子となる入射側偏光板444と、各入射側偏光板444の光路後段に配置される3つの光変調装置440R,440G、440Bと、各光変調装置440R,440G,440Bの光路後段に配置され、いわゆる検光子となる射出側偏光板630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443とを備える。光学部品441,443,620は一体的に形成されて光学装置本体48を構成する。
入射側偏光板444は、光学装置本体48とは別体として構成される光学変換素子である。この入射側偏光板444は、色分離光学系42で分離された各光束のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の方向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。
以上説明した各光学部品41〜44は、光学部品用筐体としての合成樹脂製の光学部品用筐体47内に収容されている。
光学部品用筐体47は、図示を省略するが、前述した各光学部品414〜418,421〜423,431〜434,444(図2)を上方からスライド式に嵌め込む溝部がそれぞれ設けられた部品収納部材と、この部品収納部材の上部の開口側を閉塞する蓋状部材とを備える。また、平面略L字状の光学部品用筐体47の一端側には、光源装置413が収容され、他端側にはヘッド部49を介して投写レンズ46が固定されている。
光学部品用筐体47は、図示を省略するが、前述した各光学部品414〜418,421〜423,431〜434,444(図2)を上方からスライド式に嵌め込む溝部がそれぞれ設けられた部品収納部材と、この部品収納部材の上部の開口側を閉塞する蓋状部材とを備える。また、平面略L字状の光学部品用筐体47の一端側には、光源装置413が収容され、他端側にはヘッド部49を介して投写レンズ46が固定されている。
〔1−3.光学装置を構成する光学装置本体の構成〕
図3から図6には、光学装置44を構成する光学装置本体48について示されている。図3は光学装置本体48を上方から見た図であり、図4は下方から見た図、図5は側面図である。また、図6には、光学装置本体48の光変調装置440等が示されている。
光学装置本体48は、クロスダイクロイックプリズム443と、このクロスダイクロイックプリズム443の光束入射端面と略直交する端面である上下面に固定される一対の台座445と、この台座445に固定される保持部材としての3つのホルダユニット600と、このホルダユニット600に固定される光変調装置440R,440G,440Bおよび3つの放熱板700とを備えている。
図3から図6には、光学装置44を構成する光学装置本体48について示されている。図3は光学装置本体48を上方から見た図であり、図4は下方から見た図、図5は側面図である。また、図6には、光学装置本体48の光変調装置440等が示されている。
光学装置本体48は、クロスダイクロイックプリズム443と、このクロスダイクロイックプリズム443の光束入射端面と略直交する端面である上下面に固定される一対の台座445と、この台座445に固定される保持部材としての3つのホルダユニット600と、このホルダユニット600に固定される光変調装置440R,440G,440Bおよび3つの放熱板700とを備えている。
クロスダイクロイックプリズム443は、光変調装置440R,440G,440Bから射出され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り、外観略立方体状の六面体である。クロスダイクロイックプリズム443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。このクロスダイクロイックプリズム443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。
台座445は、クロスダイクロイックプリズム443を支持固定するとともに、ホルダユニット600が接合される部材であり、クロスダイクロイックプリズム443の上面に固定される上側台座446と、クロスダイクロイックプリズム443の下面に固定される下側台座447とを備える。
なお、上側台座446は、クロスダイクロイックプリズム443の角度調整の終了後、紫外線硬化型接着剤で固定される。下側台座447は、シリコ−ン系の熱伝導性接着剤によってクロスダイクロイックプリズム443に熱伝導性良好に固定されている。
なお、上側台座446は、クロスダイクロイックプリズム443の角度調整の終了後、紫外線硬化型接着剤で固定される。下側台座447は、シリコ−ン系の熱伝導性接着剤によってクロスダイクロイックプリズム443に熱伝導性良好に固定されている。
上側台座446および下側台座447は、ともにアルミニウムやマグネシウム等、およびこれらを含有する合金製の部材であり、クロスダイクロイックプリズム443の上面部・下面部よりも若干大きい外形寸法で略四角形板状に形成されている。
上側台座446には、四隅から外側に向かって延びる腕部448が形成されており、この腕部448にて、光学装置本体48が光学部品用筐体47に接合固定される。
下側台座447には、略円形状にくり抜かれた凹部447A(図4)が形成されており、冷却空気との接触面積が増加し、放熱しやすい構造となっている。
上側台座446には、四隅から外側に向かって延びる腕部448が形成されており、この腕部448にて、光学装置本体48が光学部品用筐体47に接合固定される。
下側台座447には、略円形状にくり抜かれた凹部447A(図4)が形成されており、冷却空気との接触面積が増加し、放熱しやすい構造となっている。
光変調装置440R,440G,440Bは、光変調素子としての液晶パネル441R,441G,441Bと、液晶パネル441R,441G,441Bをそれぞれ保持するパネル保持枠820(図6)とを備え、全体略矩形板状に形成されている。
液晶パネル441R,441G,441Bは、具体的な図示を省略するが、ガラス製の駆動基板および対向基板と、これらの基板間に注入されるTN(ツイステッドネマチック)型の液晶とを備え、入射側偏光板444を介して入射する光束を画像情報に応じて変調して射出する。
駆動基板の内側には、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電体からなる画素電極、各画素電極に対応するTFT素子などのスイッチング素子、配線、液晶分子を配列する配向膜などが形成されている。また、対向基板の内側面には、前記画素電極に対応する対向電極、駆動基板の配向膜とは向きが略直交する配向膜などが形成されている。これにより、アクティブマトリクス型の液晶パネルが構成されている。
また、これらの駆動基板と対向基板との間から、制御用ケーブル442が延出している。
駆動基板の内側には、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電体からなる画素電極、各画素電極に対応するTFT素子などのスイッチング素子、配線、液晶分子を配列する配向膜などが形成されている。また、対向基板の内側面には、前記画素電極に対応する対向電極、駆動基板の配向膜とは向きが略直交する配向膜などが形成されている。これにより、アクティブマトリクス型の液晶パネルが構成されている。
また、これらの駆動基板と対向基板との間から、制御用ケーブル442が延出している。
パネル保持枠820は、液晶パネル441R,441G,441Bの画像形成領域に対応する矩形状の開口部821が形成された矩形状の枠部材であり、マグネシウムやアルミニウム、チタン、これらの合金等や、カーボンフィラーを含む樹脂材料等、熱伝導性が良好な材料から構成されている。
また、パネル保持枠820の表面には放熱フィン822が形成されており、液晶パネル441R,441G,441Bから伝導した熱が、パネル保持枠820を通じて放熱されやすくなっている。
また、パネル保持枠820の表面には放熱フィン822が形成されており、液晶パネル441R,441G,441Bから伝導した熱が、パネル保持枠820を通じて放熱されやすくなっている。
放熱板700は、図6に示されるように、光変調装置440の画像形成領域に対応し、かつ、パネル保持枠820の放熱フィン822が露出する開口部701が略中央に形成された矩形板状の枠部材であり、パネル保持枠820に固定されて、液晶パネル441R,441G,441Bで生じた熱を外部に放出する。
この放熱板700は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、これらの合金等の熱伝導性が良好な金属材料が使用され、製造が容易な板金打抜加工によって形成されている。打抜加工の際には、孔710および孔720(図5)が当該放熱板700の四隅に穿孔される。
この放熱板700は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、これらの合金等の熱伝導性が良好な金属材料が使用され、製造が容易な板金打抜加工によって形成されている。打抜加工の際には、孔710および孔720(図5)が当該放熱板700の四隅に穿孔される。
これらの孔710は、それぞれねじ切り加工がされており、この雌ねじ孔としての孔710にねじ軸状部材としての4つのねじ711を螺合するだけで、放熱板700の板面からねじ711の先端側が突出し、4つの突起711Aが形成される。
ねじ711は、紫外線を透過し、かつ、断熱性を有する透明アクリル製であり、市販のメートルねじ(例えば、ねじ径がM1.7、長さ6mm)等を採用できる。また、アクリル製ねじ以外の金属製ねじでも、パイプ部材640が断熱性を有する透明アクリル製などであれば、使用可能である。
このように、孔710に規格品のねじ711を螺合することにより、容易かつ安価に突起711Aが形成されるので、光学装置44専用の突起部材を製造したり、その突起部材を放熱板700に接合したりする手間やコストがかからず、製造の容易化を確実に図ることができる。
ねじ711は、紫外線を透過し、かつ、断熱性を有する透明アクリル製であり、市販のメートルねじ(例えば、ねじ径がM1.7、長さ6mm)等を採用できる。また、アクリル製ねじ以外の金属製ねじでも、パイプ部材640が断熱性を有する透明アクリル製などであれば、使用可能である。
このように、孔710に規格品のねじ711を螺合することにより、容易かつ安価に突起711Aが形成されるので、光学装置44専用の突起部材を製造したり、その突起部材を放熱板700に接合したりする手間やコストがかからず、製造の容易化を確実に図ることができる。
一方、孔720は、孔710の近傍にそれぞれ形成されており、これらの孔720は、市販されている金属製タッピングねじ721の挿通によってねじ切りされる下孔となっている。パネル保持枠820には、孔720に対応する穴(図示省略)が開いており、放熱板700は、タッピングねじ721によってパネル保持枠820にねじ止め固定される。この固定の際、放熱板700とパネル保持枠820との間や孔720に、熱伝導性のシリコーン系接着剤が充填されるので、放熱板700とパネル保持枠820とが互いに密着し、熱伝導が良好に行われる状態となる。
そして、光変調装置440R,440G,440Bの放熱冷却機構としての放熱板700は、前述のように、板金材料と市販のねじを材料として低コストかつ容易に製造できるとともに、製造工程も複雑化しない。なお、放熱板700は、あらかじめ光変調装置440R,440G,440Bにねじ止め固定しておく。
そして、光変調装置440R,440G,440Bの放熱冷却機構としての放熱板700は、前述のように、板金材料と市販のねじを材料として低コストかつ容易に製造できるとともに、製造工程も複雑化しない。なお、放熱板700は、あらかじめ光変調装置440R,440G,440Bにねじ止め固定しておく。
ホルダユニット600は、クロスダイクロイックプリズム443の光束入射端面に沿って、上側台座446および下側台座447に両端部がそれぞれ接着固定されている。
このホルダユニット600は、図4に示されるように、外側ホルダ610および内側ホルダ620の断面略C字のチャンネル状部材二体による構成となっている。これら外側ホルダ610および内側ホルダ620は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、これらの合金等による金属製パイプを切り開いた板金プレス加工によって形成され、向かい合わせで入れ子状に組み合わされ、内側に射出側偏光板630等の光学変換素子を保持している。
また、ホルダユニット600には、光変調装置440R,440G,440B固定用の筒状部としてのパイプ部材640が4つ設けられている。
このホルダユニット600は、図4に示されるように、外側ホルダ610および内側ホルダ620の断面略C字のチャンネル状部材二体による構成となっている。これら外側ホルダ610および内側ホルダ620は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、これらの合金等による金属製パイプを切り開いた板金プレス加工によって形成され、向かい合わせで入れ子状に組み合わされ、内側に射出側偏光板630等の光学変換素子を保持している。
また、ホルダユニット600には、光変調装置440R,440G,440B固定用の筒状部としてのパイプ部材640が4つ設けられている。
外側ホルダ610は、図4に示されるように、クロスダイクロイックプリズム443の光束入射端面に沿って上側台座446および下側台座447に両端が固定される矩形平板状の本体部611と、この本体部611の左右両端から面外方向(光軸方向)に向かって起立する一対の起立片612とを含んで形成されている。本体部611には、光束透過用の略矩形の開口部(図示省略)が略中央に形成されている。また、各起立片612の先端側は互いに接近する方向に曲折しており、本体部611の板面に略平行な折曲片613となっている。
なお、内側ホルダ620も、外側ホルダ610と略同様に、本体部621と、起立片622と、折曲片623とを含んで形成されている。
なお、内側ホルダ620も、外側ホルダ610と略同様に、本体部621と、起立片622と、折曲片623とを含んで形成されている。
ここで、射出側偏光板630は、入射側偏光板444と略同様に構成され、液晶パネル441R,441G,441Bから射出された光束のうち、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。
ところで、射出側偏光板630の透過率を液晶パネル441R,441G,441Bに印加される電圧に応じて変化させることによって光学像の色の階調特性を実現しているので、射出側偏光板630は入射側偏光板444よりも光の吸収熱によって一層劣化しやすい。
本実施形態では、射出側偏光板630を透過する光束の偏光軸は、入射側偏光板444の偏光軸に対して直交するように設定されている(液晶パネル441R,441G,441Bの配向膜の配列方向に対応)。つまり、液晶パネル441R,441G,441Bに電圧を印加しないとき、入射側偏光板444の偏光軸から射出側偏光板630の偏光軸に沿って液晶分子が略90°ねじれ、この液晶分子に沿って光束が透過し、全白画像が形成される。一方、電圧印加により全黒画像を形成する場合には、射出側偏光板630は、液晶パネル441R,441G,441Bから射出された不要光を透過させずにすべて吸収する必要があり、熱負荷がより大きくなる。
ところで、射出側偏光板630の透過率を液晶パネル441R,441G,441Bに印加される電圧に応じて変化させることによって光学像の色の階調特性を実現しているので、射出側偏光板630は入射側偏光板444よりも光の吸収熱によって一層劣化しやすい。
本実施形態では、射出側偏光板630を透過する光束の偏光軸は、入射側偏光板444の偏光軸に対して直交するように設定されている(液晶パネル441R,441G,441Bの配向膜の配列方向に対応)。つまり、液晶パネル441R,441G,441Bに電圧を印加しないとき、入射側偏光板444の偏光軸から射出側偏光板630の偏光軸に沿って液晶分子が略90°ねじれ、この液晶分子に沿って光束が透過し、全白画像が形成される。一方、電圧印加により全黒画像を形成する場合には、射出側偏光板630は、液晶パネル441R,441G,441Bから射出された不要光を透過させずにすべて吸収する必要があり、熱負荷がより大きくなる。
このような射出側偏光板630は、偏光軸が互いに合致する一対の偏光板631,632から構成されており、一枚目の偏光板632で十分に不要光を吸収できなかった場合でも、二枚目の偏光板631で確実に一定の偏光光に変換できるようになっている。
これらの偏光板631,632は、具体的な図示は省略したが、ポリビニルアルコール(PVA)のフィルムおよびアセテートセルロース系の矩形状のフィルムが積層された光学変換膜としての偏光膜と、この偏光膜が貼付されたサファイアガラス製の基板とを備えている。
これらの偏光板631,632は、具体的な図示は省略したが、ポリビニルアルコール(PVA)のフィルムおよびアセテートセルロース系の矩形状のフィルムが積層された光学変換膜としての偏光膜と、この偏光膜が貼付されたサファイアガラス製の基板とを備えている。
偏光板631、632は、外側ホルダ610および内側ホルダ620の端部に形成された爪部材615(図4)、爪部材625(図3)にそれぞれの端部が嵌め込まれ、外側ホルダ610および内側ホルダ620の開口部(図示省略)の周りにそれぞれ保持される。
ここで、外側ホルダ610および内側ホルダ620の開口部(図示省略)の表裏両面に偏光板631、632を保持することができ、偏光板を複数設ける場合などでも、保持位置に困ることがなく場所もとらない。なお、外側のホルダ610および内側ホルダ620を組み合わせた際、外側のホルダ610と内側ホルダ620との間に生じた隙間にも偏光板等を保持できる。また、偏光板631,632は、いずれかに製造不良や変質が生じた場合でも、爪部材615,625から取り外してそれぞれ新しいものに交換可能であり、リワーク性に優れる。
なお、外側ホルダ610および内側ホルダ620には、位相差板や視野角補正板等の別種の光学変換素子をセットすることもできる。また、また、入射光の色や各種条件に応じて、これらの光学変換素子の固定位置は調整できる。
ここで、外側ホルダ610および内側ホルダ620の開口部(図示省略)の表裏両面に偏光板631、632を保持することができ、偏光板を複数設ける場合などでも、保持位置に困ることがなく場所もとらない。なお、外側のホルダ610および内側ホルダ620を組み合わせた際、外側のホルダ610と内側ホルダ620との間に生じた隙間にも偏光板等を保持できる。また、偏光板631,632は、いずれかに製造不良や変質が生じた場合でも、爪部材615,625から取り外してそれぞれ新しいものに交換可能であり、リワーク性に優れる。
なお、外側ホルダ610および内側ホルダ620には、位相差板や視野角補正板等の別種の光学変換素子をセットすることもできる。また、また、入射光の色や各種条件に応じて、これらの光学変換素子の固定位置は調整できる。
そして、偏光板632が保持された内側ホルダ620を偏光板631が保持された外側ホルダ610の内側に、互いの本体部611,621が向かい合わせとなるように挿入し、起立片612、622に形成された凹凸612A,622Aを係合することにより、外側ホルダ610と内側ホルダ620とが組み合わせられ、内部に保持された偏光板631,632の偏光軸が互いに合致する。
こうして、外側ホルダ610および内側ホルダ620が入れ子状となって、起立片612,622や折曲片613,623のぶんホルダユニット600の表面積が大きくなり、また、本体部611,621、起立片612,622、および折曲片613,623によって偏光板631,632が覆われることによって、偏光板631および偏光板632と、外側ホルダ610および内側ホルダ620との間の熱伝導性を向上できる。
こうして、外側ホルダ610および内側ホルダ620が入れ子状となって、起立片612,622や折曲片613,623のぶんホルダユニット600の表面積が大きくなり、また、本体部611,621、起立片612,622、および折曲片613,623によって偏光板631,632が覆われることによって、偏光板631および偏光板632と、外側ホルダ610および内側ホルダ620との間の熱伝導性を向上できる。
以上のように、偏光板631,632が収容されたホルダユニット600は、偏光板631,632の偏光軸と入射側偏光板444の偏光軸とが直交するように位置決めされ、シリコーン系の熱伝導性接着剤、または、嫌気性紫外線硬化型接着剤により、クロスダイクロイックプリズム443の光束入射端面に沿って上側台座446、下側台座447に固定される。
一方、パイプ部材640は、図6に放熱板700、光変調装置440とともに示されているように、ホルダユニット600とは別体とされている。また、このパイプ部材640は、紫外線を透過し、かつ、断熱性を有する透明アクリル製であり、汎用パイプ材料の採用によって低コスト化が図られている。
このパイプ部材640の中には、放熱板700の突起711Aが挿入され、パイプ部材640と突起711Aが互いに接着固定される。
この固定作業は、まず、投写レンズ46と正対する光変調装置440Gに関して、突起711Aの外周面、および、パイプ部材640の端面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、突起711Aをパイプ640に挿入しておく。次に、パイプ部材640の端面を外側ホルダ610の折曲片613に当接させる。
この固定作業は、まず、投写レンズ46と正対する光変調装置440Gに関して、突起711Aの外周面、および、パイプ部材640の端面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、突起711Aをパイプ640に挿入しておく。次に、パイプ部材640の端面を外側ホルダ610の折曲片613に当接させる。
そして、パイプ部材640の内部で突起711Aを進退し、光変調装置440Gを接着剤の表面張力によって追従調整させることによって、投写レンズ46のバックフォーカス面内に液晶パネル440Gのフォーカス面を合わせ込むフォーカス調整を行う。この際、突起711Aがパイプ部材640の内周面で支持されるから、容易に作業できる。
このように液晶パネル441Gの位置決めが済んだら、紫外線を照射して接着剤を硬化させる。この際、透明なアクリル樹脂を通じて突起711Aとパイプ部材640との接触部分に紫外線が十分に行き渡るので、接着剤を迅速に硬化させることができる。
なお、突起711Aおよびパイプ部材640の材質は同様のアクリル材料であるため、熱膨張による接着剤の剥離が防止される。
このように液晶パネル441Gの位置決めが済んだら、紫外線を照射して接着剤を硬化させる。この際、透明なアクリル樹脂を通じて突起711Aとパイプ部材640との接触部分に紫外線が十分に行き渡るので、接着剤を迅速に硬化させることができる。
なお、突起711Aおよびパイプ部材640の材質は同様のアクリル材料であるため、熱膨張による接着剤の剥離が防止される。
こうして光変調装置440Gが固定されたら、光変調装置440R,440Bについても同様にフォーカス調整を行うとともに、パイプ部材640の端面を外側ホルダ610の折曲片613に摺動させることにより、液晶パネル441Gを基準として、液晶パネル441R,441G,441B相互のアライメント調整を行う。
このフォーカス・アライメント調整の過程で、紫外線硬化型接着剤がパイプ部材640と突起711Aとの間に充填され、パイプ部材640と折曲片613との間にも充填される。なお、上記のように接着剤を突起711Aに塗布しないで、パイプ部材640に接着剤を充填して作業を行ってもよいし、フォーカス・アライメント調整の最中などに接着剤を突起711Aに塗布、あるいはパイプ部材640に充填することも考えられる。
このフォーカス・アライメント調整の過程で、紫外線硬化型接着剤がパイプ部材640と突起711Aとの間に充填され、パイプ部材640と折曲片613との間にも充填される。なお、上記のように接着剤を突起711Aに塗布しないで、パイプ部材640に接着剤を充填して作業を行ってもよいし、フォーカス・アライメント調整の最中などに接着剤を突起711Aに塗布、あるいはパイプ部材640に充填することも考えられる。
ここで、前述のように、放熱板700は光変調装置440R,440G,440Bにあらかじめ固定されており、放熱板700の光変調装置440R,440G,440Bへの固定が光変調装置440R,440G,440Bのフォーカス・アライメント調整のような位置決め作業に影響を与えないので、作業効率が損なわれない。
以上により、パイプ部材640の一端が折曲片613に接着固定され、パイプ部材640は外側ホルダ610と一体化されるとともに、突起711Aがパイプ部材640と固定されることによって、光変調装置440R,440G,440Bは放熱板700を介してホルダユニット600に固定される。そして、光変調装置440R,440G,440Bは、ホルダユニット600、上側台座446、下側台座447を介し、クロスダイクロイックプリズム443の光束入射端面に対向配置されて固定される。
このように、パイプ部材640に突起711Aが挿入されて固定されるので、突起711Aの端面(ねじ711の端面)が折曲片613に直接接合されたり、折曲片613に形成された孔に突起711Aが挿入されたりする場合よりも、突起711Aと外側ホルダ610との接触面積を、突起711Aが突出する方向にパイプ部材640を介して拡大できる。
これにより、放熱板700と外側ホルダ610とを十分な接着面積にて十分に接着でき、偏光板631、632や、外側ホルダ610、内側ホルダ620、放熱板700、および光変調装置440R,440G,440Bの荷重にも耐えられ、プロジェクタ1の耐衝撃性の向上にもつながる。
このように、パイプ部材640に突起711Aが挿入されて固定されるので、突起711Aの端面(ねじ711の端面)が折曲片613に直接接合されたり、折曲片613に形成された孔に突起711Aが挿入されたりする場合よりも、突起711Aと外側ホルダ610との接触面積を、突起711Aが突出する方向にパイプ部材640を介して拡大できる。
これにより、放熱板700と外側ホルダ610とを十分な接着面積にて十分に接着でき、偏光板631、632や、外側ホルダ610、内側ホルダ620、放熱板700、および光変調装置440R,440G,440Bの荷重にも耐えられ、プロジェクタ1の耐衝撃性の向上にもつながる。
以上まとめると、光変調装置440R,440G,440Bは、ホルダユニット600を介してクロスダイクロイックプリズム443に取り付けられている。これにより、クロスダイクロイックプリズム443に突起711Aを直接固定した場合では光変調装置440R,440G,440Bはクロスダイクロイックプリズム443に部分的に支持されるに過ぎないのに対して、ホルダユニット600は上側台座446・下側台座447に十分な接合面積で接着されており、光変調装置440R,440G,440Bをクロスダイクロイックプリズム443に確実に支持可能となる。
ここで、ホルダユニット600にパイプ部材640を設けずに、外側ホルダ610の本体部611に穿孔し、形成された孔の周縁を面外方向に突出させるバーリング加工によって、パイプ部材640の代わりとなる筒状部を外側ホルダ610と一体形成することも考えられる。これにより、外側ホルダ610およびパイプ部材640を板金加工によって容易に形成できるとともに、突起711Aをこの筒状部に挿入する際に、バーリング孔から空気が抜け、接着剤をこのバーリング孔から充填することも可能となるので、作業効率を向上させることができる。
以上説明した光学装置本体48には、光束が入射側偏光板444を介して入射し、その入射光は、液晶パネル441R,441G,441Bを透過して、さらに、射出側偏光板630の偏光板631、632を透過し、クロスダイクロイックプリズム443に入射する。この際、液晶パネル441R,441G,441Bや、射出側偏光板630の偏光板631,632、クロスダイクロイックプリズム443の温度がそれぞれ上昇し、液晶の温度上昇による動作不良や、液晶パネル441R,441G,441Bおよび偏光板631,632等に用いられた有機材料の変質による劣化が生じるおそれがある。液晶パネル441R,441G,441Bが劣化した場合は色むらが生じやすく、偏光板631,632が劣化した場合は光束を吸収できずに透過させてしまう光抜け現象が生じやすいため、ともに光学像の画質低下の原因となるおそれがある。
ここで、液晶パネル441R,441G,441Bと、偏光板631,632と、クロスダイクロイックプリズム443とにおいて、それぞれ生じた熱について見てみると、液晶パネル441R,4441G,441Bで生じた熱はパネル保持枠820を介し、放熱板700に迅速に熱伝導する。そして、放熱板700の表面や放熱フィン822から、材質が有する良好な熱伝導率の下、冷却空気中にすみやかに放出される。
また、偏光板631,632で生じた熱は、ホルダユニット600に伝導するとともに、上側台座446および下側台座447に伝導し、上側台座446の腕部448から光学部品用筐体47にも伝導し、最終的には、光学部品用筐体47を通じて外装ケース2にも伝導する。よって、偏光板631,632で生じた熱がホルダユニット600、および上側台座446、下側台座447、および光学部品用筐体47等のヒートシンクに逃げることから、熱容量が増大するとともに、冷却空気との接触面積が増加し、冷却空気との間の熱交換が効率的となる。
そして、クロスダイクロイックプリズム443で生じた熱は、上側台座446、下側台座447、さらに光学部品用筐体47に伝導し、放出される。
また、偏光板631,632で生じた熱は、ホルダユニット600に伝導するとともに、上側台座446および下側台座447に伝導し、上側台座446の腕部448から光学部品用筐体47にも伝導し、最終的には、光学部品用筐体47を通じて外装ケース2にも伝導する。よって、偏光板631,632で生じた熱がホルダユニット600、および上側台座446、下側台座447、および光学部品用筐体47等のヒートシンクに逃げることから、熱容量が増大するとともに、冷却空気との接触面積が増加し、冷却空気との間の熱交換が効率的となる。
そして、クロスダイクロイックプリズム443で生じた熱は、上側台座446、下側台座447、さらに光学部品用筐体47に伝導し、放出される。
このように、液晶パネル441R,441G,441Bと、偏光板631,632と、クロスダイクロイックプリズム443で生じた熱がそれぞれ放熱されるので、液晶パネル441R,441G,441Bと、偏光板631,632と、クロスダイクロイックプリズム443との間で出入りする熱量は減少する。
それに加えて、光変調装置440R,440G,440Bと射出側偏光板630とを固定している突起711Aおよびパイプ部材640は断熱材料であるため熱伝導せず、光変調装置440R,440G,440B側と、射出側偏光板630およびクロスダイクロイックプリズム443側とで熱的に独立した状態となる。
それに加えて、光変調装置440R,440G,440Bと射出側偏光板630とを固定している突起711Aおよびパイプ部材640は断熱材料であるため熱伝導せず、光変調装置440R,440G,440B側と、射出側偏光板630およびクロスダイクロイックプリズム443側とで熱的に独立した状態となる。
つまり、光変調装置440R,440G,440B側と、射出側偏光板630およびクロスダイクロイックプリズム443側との間で熱逆流を防止でき、液晶パネル441R,441G,441Bで生じた熱を放熱板700から迅速に放熱させ、偏光板631,632で生じた熱をホルダユニット600から十分に放熱させるというように個別に冷却手段を講じることができ、効果的な冷却が可能となる、
したがって、液晶パネル441R,441G,441Bや偏光板631,632の偏光膜の耐久性向上・長寿命化が図られ、熱劣化等に起因する画質低下を防止して、機能的信頼性を向上させることができる。
したがって、液晶パネル441R,441G,441Bや偏光板631,632の偏光膜の耐久性向上・長寿命化が図られ、熱劣化等に起因する画質低下を防止して、機能的信頼性を向上させることができる。
〔1−4.冷却構造〕
以下、プロジェクタ1に設けられた空冷式の冷却機構の構成について説明する。プロジェクタ1は、図1に示すように、主に光学装置44(図2)を冷却する光学装置冷却系Aと、主に光源装置413を冷却する光源冷却系Bと、主に電源ユニット3を冷却する電源冷却系Cとを備える。
光学装置冷却系Aは、外装ケース2の下面に形成される図示しない吸気口と、この吸気口の上方に配置される軸流吸気ファン51と、光学部品用筐体47の底面において軸流吸気ファン51の上方に形成される開口部4Bとを備える。
以下、プロジェクタ1に設けられた空冷式の冷却機構の構成について説明する。プロジェクタ1は、図1に示すように、主に光学装置44(図2)を冷却する光学装置冷却系Aと、主に光源装置413を冷却する光源冷却系Bと、主に電源ユニット3を冷却する電源冷却系Cとを備える。
光学装置冷却系Aは、外装ケース2の下面に形成される図示しない吸気口と、この吸気口の上方に配置される軸流吸気ファン51と、光学部品用筐体47の底面において軸流吸気ファン51の上方に形成される開口部4Bとを備える。
プロジェクタ1の外部の新鮮な冷却空気は、軸流吸気ファン51により、外装ケース2の吸気口から吸入され、開口部4Bを介して、光学部品用筐体47内に入り込む。この際、図示を省略するが、光学部品用筐体47の下面には、整流板が設けられており、これにより、光学部品用筐体47外部の冷却空気は、下から上へと流れるように整流されている。
図1の矢印で示すように、光学部品用筐体47内に導かれた冷却空気は、整流された結果、光学装置44の下方から上方へと流れ、液晶パネル441Gの表裏面側を通り、台座445やホルダユニット600、光変調装置440R,440G,440B、さらに、入射側偏光板444等を冷却しながら、光学装置本体48の上方へと流れる。
この際、光変調装置440R,440G,440Bとホルダユニット600とは、放熱板700の突起711Aを介して離間配置されており、冷却空気が当該離間部分に勢いよく流れ込んで、液晶パネル441R,441G,441B、および偏光板631,632の全体に供給される。
さらに、外側ホルダ610および内側ホルダ620は断面略C字状であり、本体部611,621、起立片612,622、および折曲片613,623の内側で冷却空気が整流され、偏光板631,632の板面に沿って冷却空気が流れるので、偏光板631,632に温度むらが生じず、冷却効果が一層高められる。
したがって、光変調装置440R,440G,440Bおよび射出側偏光板630は、この冷却空気の導入による冷却機構と、前述した放熱冷却機構との2系統により効率的に冷却されるので、プロジェクタ1内部を循環する冷却空気の風量を増加させなくても、光学装置44が組み込まれているプロジェクタ1の高輝度化、小型化、低騒音化を阻害しない。
さらに、外側ホルダ610および内側ホルダ620は断面略C字状であり、本体部611,621、起立片612,622、および折曲片613,623の内側で冷却空気が整流され、偏光板631,632の板面に沿って冷却空気が流れるので、偏光板631,632に温度むらが生じず、冷却効果が一層高められる。
したがって、光変調装置440R,440G,440Bおよび射出側偏光板630は、この冷却空気の導入による冷却機構と、前述した放熱冷却機構との2系統により効率的に冷却されるので、プロジェクタ1内部を循環する冷却空気の風量を増加させなくても、光学装置44が組み込まれているプロジェクタ1の高輝度化、小型化、低騒音化を阻害しない。
また、光学装置冷却系Aにおいて、循環する冷却空気は、光学装置44を冷却する機能に加えて、液晶パネル441R,441G,441Bの表面等に付着した塵埃を吹き飛ばす機能も有する。このため、液晶パネル441R,441G,441Bの表面が常に清浄な状態となり、安定した画質を確保できる。
光源冷却系Bは、図1に示すように、シロッコファン52と、ダクト52Aと、排気口2Bとを備える。この光源冷却系Bにおいて、光学装置冷却系Aを通過した冷却空気は、シロッコファン52によって吸引され、光源装置413内に入り込んで光源ランプ411を冷却した後に、光学部品用筐体47から出てダクト52Aを通り、排気口2Bから外部へと排出される。
電源冷却系Cは、電源ユニット3の近傍に設けられた軸流排気ファン53と、排気口2Cとを備える。この電源冷却系Cにおいて、電源ユニット3による熱によって温められた空気は、軸流排気ファン53によって吸引され、排気口2Cから排出される。この際、プロジェクタ1内全体の空気も同時に排出しており、プロジェクタ1内に熱がこもらないようになっている。
本発明は、前述の各実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
放熱板や突起、保持部材、筒状部、台座等の形状、位置、数、大きさ、材質等は前記実施形態のものに限定されない。
放熱板は、光学装置やプロジェクタの小型化も考慮の上、光変調装置よりも大きい寸法に形成すれば、放熱性能を向上させることができる。
また、突起は、ねじ溝等の無いストレートピンも採用でき、外形が突起・凸状であれば、筒形状のように、中空形状であってもよい。また、前記実施形態のように放熱板700とは別体のねじ711を突起として採用できる一方、突起を放熱板の本体と一体形成することもできる。
放熱板や突起、保持部材、筒状部、台座等の形状、位置、数、大きさ、材質等は前記実施形態のものに限定されない。
放熱板は、光学装置やプロジェクタの小型化も考慮の上、光変調装置よりも大きい寸法に形成すれば、放熱性能を向上させることができる。
また、突起は、ねじ溝等の無いストレートピンも採用でき、外形が突起・凸状であれば、筒形状のように、中空形状であってもよい。また、前記実施形態のように放熱板700とは別体のねじ711を突起として採用できる一方、突起を放熱板の本体と一体形成することもできる。
光変調装置は、放熱板の突起を介して色合成光学装置に固定されていればよく、保持部材や筒状部、台座等を備えていなくても本発明の目的を達成できる。色合成光学装置の光束入射端面に突起が直接接合されていてもよいし、保持部材に形成された孔に突起が挿入されていてもよい。
また、筒状部によって突起が支持される部分は、突起の基端から先端まで、いずれの部分でもよい。
なお、台座を備える場合には、台座の下方がプロジェクタの筐体に固定されていても構わない。
また、筒状部によって突起が支持される部分は、突起の基端から先端まで、いずれの部分でもよい。
なお、台座を備える場合には、台座の下方がプロジェクタの筐体に固定されていても構わない。
ここで、突起の固定態様についても、前記実施形態のように接着固定に限定されない。例えば、突起を樽形状とし、筒状部に挿入して係合させたり、突起の表面に小突起を形成し、筒状部内面に形成された凹部と係合させたりすることによって、突起を固定してもよい。
また、突起が筒状部に挿入される場合は、突起が筒状部に挿入可能な範囲で、突起および筒状部の径を任意に設定できる。筒状部が突起の径に対してゆるい場合は、突起と筒状部との光軸方向における接触寸法を生かして、突起を筒状部中で傾斜させることができ、前述のようなフォーカス調整やアライメント調整を、より容易に、より高精度に行うことができる。
さらに、突起と筒状部との固定に接着剤を使用する場合、筒状部や突起に接着剤の溜まり部分となる溝等を形成することなどが考えられる。
また、突起が筒状部に挿入される場合は、突起が筒状部に挿入可能な範囲で、突起および筒状部の径を任意に設定できる。筒状部が突起の径に対してゆるい場合は、突起と筒状部との光軸方向における接触寸法を生かして、突起を筒状部中で傾斜させることができ、前述のようなフォーカス調整やアライメント調整を、より容易に、より高精度に行うことができる。
さらに、突起と筒状部との固定に接着剤を使用する場合、筒状部や突起に接着剤の溜まり部分となる溝等を形成することなどが考えられる。
光変調装置は、放熱板の突起を介して、色合成光学装置に直接的・間接的に固定・取り付けされていればよく、前記実施形態のように、ホルダユニット600および台座445を介して放熱板の突起を色合成光学装置に固定する構成にできるほか、保持部材を備えずに板状の固定部材などを介して放熱板の突起を色合成光学装置の光束入射端面に固定することもできる。
また、放熱板、光変調装置、保持部材、突起、および筒状部の互いの固定態様は、前記実施形態のものに限定されない。例えば、放熱板の光変調装置への固定はタッピングねじなどに限らず、ねじ孔に螺合されるねじや、両面テープ等の固定手段も採用できる。
そして、前記実施形態のように、放熱板700、パネル保持枠820、外側ホルダ610、内側ホルダ620、突起711A,およびパイプ部材640の互いの固定部分には、熱伝導性のシリコーン系接着剤や、熱伝導性のグリス等を充填し、熱伝導性を向上させることができる。
なお、放熱板が光変調装置に固定される位置は、光変調装置の入射側でも射出側でも構わない。
また、放熱板、光変調装置、保持部材、突起、および筒状部の互いの固定態様は、前記実施形態のものに限定されない。例えば、放熱板の光変調装置への固定はタッピングねじなどに限らず、ねじ孔に螺合されるねじや、両面テープ等の固定手段も採用できる。
そして、前記実施形態のように、放熱板700、パネル保持枠820、外側ホルダ610、内側ホルダ620、突起711A,およびパイプ部材640の互いの固定部分には、熱伝導性のシリコーン系接着剤や、熱伝導性のグリス等を充填し、熱伝導性を向上させることができる。
なお、放熱板が光変調装置に固定される位置は、光変調装置の入射側でも射出側でも構わない。
突起が挿入される筒状部の形状、位置、数、大きさ、材質等も様々な態様が採用できる。筒状部は、前記実施形態で例示したパイプ形状のもの以外にも、半円筒形や、花弁状等、筒形状を基礎とする任意の形状とすることができる。
また、筒状部は、保持部材の面外方向に突出するものに限定されず、保持部材の表面から窪むように形成されていてもよい。
さらに、保持部材に形成される筒状部と同様のものを、光変調装置の保持枠や放熱板に設けることも考えられる。
また、筒状部は、保持部材の面外方向に突出するものに限定されず、保持部材の表面から窪むように形成されていてもよい。
さらに、保持部材に形成される筒状部と同様のものを、光変調装置の保持枠や放熱板に設けることも考えられる。
光学変換素子の種類は、前記実施形態で例示した偏光板や、視野角補正板、位相差板に限定されず、光学的特性を変換する各種の素子を採用できる。これらの光学変換素子は、使用される数は限定されず、別の種類の光学変換素子が組み合わせられてもよい。前記実施形態において、偏光板631、632等の光学変換素子を折曲片613、623に接着固定してもよい。
なお、前記実施形態は電圧を印加しないときに全白画像を形成する所謂ノーマリーホワイトモードであり、偏光板631、632は互いの偏光軸が直交するように配置されていたが、ノーマリーブラックモードを採用し、偏光板631、632の互いの偏光軸が平行となるように配置してもよい。
そして、これらの光学変換素子の固定態様は特に限定されず、例えば、保持部材に溝を形成し、この溝に光学変換素子が差し込まれていたり、色合成光学装置の光束入射端面に光学変換素子が直に貼付されていたりしてもよい。なお、光学変換素子を単独で支持する部材を設けてもよいが、前記実施形態のように、クロスダイクロイックプリズム443に光変調装置440R,440G,440Bが支持されている構造中に、光学変換素子の支持構造を組み込む方が、光学装置およびプロジェクタの小型化・軽量化が図られる。
なお、前記実施形態は電圧を印加しないときに全白画像を形成する所謂ノーマリーホワイトモードであり、偏光板631、632は互いの偏光軸が直交するように配置されていたが、ノーマリーブラックモードを採用し、偏光板631、632の互いの偏光軸が平行となるように配置してもよい。
そして、これらの光学変換素子の固定態様は特に限定されず、例えば、保持部材に溝を形成し、この溝に光学変換素子が差し込まれていたり、色合成光学装置の光束入射端面に光学変換素子が直に貼付されていたりしてもよい。なお、光学変換素子を単独で支持する部材を設けてもよいが、前記実施形態のように、クロスダイクロイックプリズム443に光変調装置440R,440G,440Bが支持されている構造中に、光学変換素子の支持構造を組み込む方が、光学装置およびプロジェクタの小型化・軽量化が図られる。
前記実施形態のようなTN(ツイステッドネマチック)型以外にも、光変調素子に各種の液晶を採用できる。
また、液晶パネル441R,441G,441Bのような液晶による光変調素子のほかに、マイクロデバイスミラーによる光変調素子等も採用できる。
さらに、光変調素子は、前記実施形態のように透明な電極を使用する透過方式から、必要に応じて反射電極を使用する反射方式に切り替えて使用されてもよい。
また、液晶パネル441R,441G,441Bのような液晶による光変調素子のほかに、マイクロデバイスミラーによる光変調素子等も採用できる。
さらに、光変調素子は、前記実施形態のように透明な電極を使用する透過方式から、必要に応じて反射電極を使用する反射方式に切り替えて使用されてもよい。
前記実施形態でいくつか例示したが、熱伝導性材料としては、Mg合金、Al合金、Mo−Cu合金、Ti合金、およびFe−Ni合金や、カーボンフィラーを含有する樹脂材料等を採用できる。
一方、断熱性材料としては、アクリル等の合成樹脂材料や石英ガラス等のガラス材料等があるが、前記実施形態のように、突起711やパイプ部材640にこのような断熱性材料を使用し、放熱板700側とホルダユニット600側との熱伝導を遮断するのが好ましい。光変調装置と保持部材との間に断熱シート等を介装することも考えられる。
ただし、これら突起や筒状部に金属等の熱伝導性材料を用いることもできる。この場合は、光変調装置と光学変換素子とで生じた熱を放熱板から外部に放出させることができる。また、この場合は、突起と筒状部との固定に熱伝導性接着剤を使用して、ホットエア、ホットビーム等の導入によって迅速に固定できる。
一方、断熱性材料としては、アクリル等の合成樹脂材料や石英ガラス等のガラス材料等があるが、前記実施形態のように、突起711やパイプ部材640にこのような断熱性材料を使用し、放熱板700側とホルダユニット600側との熱伝導を遮断するのが好ましい。光変調装置と保持部材との間に断熱シート等を介装することも考えられる。
ただし、これら突起や筒状部に金属等の熱伝導性材料を用いることもできる。この場合は、光変調装置と光学変換素子とで生じた熱を放熱板から外部に放出させることができる。また、この場合は、突起と筒状部との固定に熱伝導性接着剤を使用して、ホットエア、ホットビーム等の導入によって迅速に固定できる。
また、本発明の光学装置は、前記各記実施形態のようなスクリーンを観察する方向から投写を行なうフロントタイプのプロジェクタ1のほかに、スクリーンの観察方向とは反対側から投写を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用できる。
本発明の光学装置は、プロジェクタに利用できる他、その他の光学機器にも利用することができる。
1…プロジェクタ、44…光学装置、48…光学装置本体、413…光源装置(光源)、440R,440G,440B…光変調装置、441R,441G,441B…液晶パネル(光変調素子)443…クロスダイクロイックプリズム(色合成光学装置)、445…台座、446…上側台座、447…下側台座、600…ホルダユニット(保持部材)、610…外側ホルダ、611…本体部、612…起立片、613…折曲片、620…内側ホルダ、621…本体部、622…起立片、623…折曲片、630…射出側偏光板(光学変換素子)、631,632…偏光板、640…パイプ部材(筒状部)、700…放熱板、710…孔(雌ねじ孔)、711…ねじ(ねじ軸状部材)、711A…突起、820…パネル保持枠(保持枠)。
Claims (7)
- 複数の色光を各色光毎に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装置と、各光変調装置と対向する複数の光束入射端面を有し、各光変調装置で形成された光学像を合成する色合成光学装置とを備えた光学装置であって、
前記光変調装置において光変調を行う光変調素子を収容する保持枠に、熱伝導可能に接続され、前記光変調装置に生じた熱を外部に放出する熱伝導性材料からなる放熱板を備え、
この放熱板には、前記色合成光学装置の光束入射端面に向かって面外方向に突出する突起が設けられ、
前記光変調装置は、この突起を介して前記色合成光学装置に固定され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、
前記突起は、前記放熱板に形成された雌ねじ孔と螺合するねじ軸状部材であることを特徴とする光学装置。 - 請求項1または請求項2に記載の光学装置において、
前記光変調装置および前記色合成光学装置の間には、前記光変調装置により変調された光束の光学変換を行う光学変換素子が配置され、
この光学変換素子は、外周部分が保持部材により保持され、
この保持部材は、光束透過用の開口が形成された本体部と、この本体部の外周部分から光軸方向に沿って起立する一対の起立片と、この起立片の先端部分を曲折させた折曲片とを有し、
前記突起は、前記本体部または前記折曲片に固定されていることを特徴とする光学装置。 - 請求項3に記載の光学装置において、
前記本体部または前記折曲片には、前記突起が挿入される筒状部が設けられていることを特徴とする光学装置。 - 請求項4に記載の光学装置において、
前記放熱板は、板金打抜加工により形成され、
前記筒状部および/または前記突起は、断熱性材料から構成されていることを特徴とする光学装置。 - 請求項3から請求項5のいずれかに記載の光学装置において、
前記複数の光束入射端面と交差する端面には、熱伝導性材料からなる台座が設けられ、
前記保持部材は、この台座と熱伝導可能に接続されてい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、拡大投写するプロジェクタであって、
請求項1から請求項6のいずれかに記載の光学装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004015961A JP2005208410A (ja) | 2004-01-23 | 2004-01-23 | 光学装置、およびプロジェクタ |
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JP2004015961A JP2005208410A (ja) | 2004-01-23 | 2004-01-23 | 光学装置、およびプロジェクタ |
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JP2004015961A Withdrawn JP2005208410A (ja) | 2004-01-23 | 2004-01-23 | 光学装置、およびプロジェクタ |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1933203A2 (en) | 2006-11-22 | 2008-06-18 | Funai Electric Co., Ltd. | Lamp module |
EP1933202A2 (en) | 2006-11-22 | 2008-06-18 | Funai Electric Co., Ltd. | Lamp module |
-
2004
- 2004-01-23 JP JP2004015961A patent/JP2005208410A/ja not_active Withdrawn
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