JP5006572B2 - 光変調素子ユニット、投射光学ユニットおよび画像投射装置 - Google Patents
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Description
図1、図2および図3Aには、本発明の参考例1である光変調素子ユニットとして液晶素子ユニットを示している。この液晶素子ユニットは、図3Aに示すように、後述する投射光学ユニットに搭載されたときに、色分解や色合成を行う偏光ビームスプリッタ88の入射出面に対して所定の間隔(冷却風 air flowの通路)を空けて配置される。
図4には、本発明の参考例2である液晶素子ユニットを示している。参考例1のように、液晶素子ユニットを構成した場合、その組み立て時にごみが液晶パネル61B上に付着したまま残ってしまう可能性がある。このため、本参考例では、液晶素子ユニットの組み立て前において、液晶パネル61Bがもともと備えるカバーガラス61C上に、さらに透光性カバー板としてのデフォーカス板77を貼り付けている。これにより、液晶素子ユニットの組み立ての際にデフォーカス板77上に付着したごみは、デフォーカス板77の厚み分、液晶パネル61Bの表示面にピントが合う投射レンズに対してデフォーカスされるので、投射画像上で目立たなくなる。
参考例1,2では、1/4波長板76(透明基板75)が液晶パネル61Bに対して回動しない場合について説明した。本実施例では、1/4波長板76は投射画像のコントラストをより向上させる目的で、1/4波長板76の中央領域を通る軸(照明光の光軸)回りでの回動位置調整を可能としている。
1/4波長板76および液晶パネル61Bにおいて最も入射光量が多いのは画面の中心(光軸中心)付近に対応する中心領域であり、該中心領域の積極的な冷却が必須である。明るいプロジェクタにおいて例えばファンの吹き付け風を利用し、該中心領域に冷却風を集め、風速を高くして冷却効率を上げることが効果的である。これには、発熱部である1/4波長板76および液晶パネル61Bの近くまでダクトを延ばし、圧力損失を起こさないように序々に風速を高めていくことが重要である。また、透明基板75と偏光ビームスプリッタ88は、風路の一部をなしているため、お互いの間隔を変えることによって、風路の形状が変化することになるので、流れる風の風速が変化する。これにより単位時間あたりに1/4波長板76を冷却する能力も変化する。
図9Aには、本発明の実施例3である液晶素子ユニットを示している。本実施例でも、1/4波長板76が貼り付けられている透明基板75はダクト80からの冷却風82Aによって冷却されているが、冷却風82Aの中のごみが透明基板75の外面に付着しにくくすることで、画質をさらに高めることができる。
図10には、上記実施例2又は3に示した液晶素子ユニットを用いた投射光学ユニットを示している。なお、図10に示す液晶素子ユニット100に代えて参考例1、2、及び実施例1に示した液晶素子ユニットを用いてもよい。
図11には、上記実施例4で説明した投射光学ユニットの冷却機構を示している。該冷却機構は、投射光学ユニットが画像投射装置にセットされた状態で投射光学ユニットの周囲に配置されるように装置内に設けられる。なお、図11には、液晶素子ユニット100を含む光学系βを備えた投射光学ユニットに加え、該投射光学ユニットに照明光を導く光学系αも示している。また、プリズムベース31は省略している。
図13には、上記実施例5にて説明した投射光学ユニットを用いた液晶プロジェクタ(画像投射装置)を分解して示している。なお、図13において、図10〜12に示した構成部材と同一のものには同一符号を付している。
5 投射レンズ
6 光学ボックス
8 電源
11 回路基板
12A,12B 光学冷却ファン
13 RGBダクト
14 ランプ冷却ファン
17 電源用冷却ファン
18 排気ファン
58 ダイクロイックミラー
59 偏光板
60,66 偏光ビームスプリッタ
61G 緑色用反射型液晶パネル
61R 赤色用反射型液晶パネル
61B 青色用反射型液晶パネル
62G 緑色用1/4波長板
62B 青色用1/4波長板
62R 赤色用1/4波長板
65 色選択性位相差板
69 ダイクロイックプリズム
70 背面板
71 マスク部材
73 防塵保持枠
75 透明基板
76 1/4波長板
77 デフォーカス板
78 弾性防塵カバー
79 ホルダ
80 ダクト
83 透明電極膜
85 接地線
88 偏光ビームスプリッタ
S 防塵空間
Claims (16)
- 透光性基板と、前記透光性基板に取り付けられたフィルム型光学機能部材と、前記透光性基板から離れて配置された反射型光変調素子と、前記透光性基板と前記反射型光変調素子との間の空間を覆うカバー部材と、前記透光性基板を保持する保持部材とを有し、前記保持部材は、前記透光性基板のうち前記反射型光変調素子とは反対側の第1の面に沿った空間へ、冷却風をガイドするためのガイド部を有し、前記保持部材が、前記フィルム型光学機能部材を通る軸回りで回動可能であり、
前記カバー部材の前記軸方向に沿った断面における形状が、略U字型であることを特徴とする光変調素子ユニット。 - 前記ガイド部は、前記第1の面に沿った空間へガイドする冷却風を、前記透光性基板の中心領域に向けて集める絞り部を有することを特徴とする請求項1に記載の光変調素子ユニット。
- 前記絞り部は、前記透光性基板の中心領域に近づくほど、冷却風が通る風路が狭まる構造であることを特徴とする請求項2に記載の光変調素子ユニット。
- 前記ガイド部は、吹き出し口から吹き出した冷却風の一部を前記透光性基板の前記第1の面に導く傾斜部を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の光変調素子ユニット。
- 前記カバー部材は、前記第1の面に沿った空間を覆わないように形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の光変調素子ユニット。
- 前記フィルム型光学機能部材が、前記透光性基板における前記反射型光変調素子側の第2の面に取り付けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の光変調素子ユニット。
- 前記フィルム型光学機能部材が、前記透光性基板における前記第1の面に取り付けられていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の光変調素子ユニット。
- 前記光変調素子ユニットが前記反射型光変調素子からの光を投射する投射光学ユニットに用いられる場合において、前記投射光学ユニットは、前記透光性基板に対して前記反射型光変調素子とは反対側に配置される光学素子を有し、該光変調素子ユニットは、前記透光性基板と前記光学素子との間に冷却風の通路が形成されるように前記光学ユニット内に配置されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1つに記載の光変調素子ユニット。
- 前記反射型光変調素子の背面に放熱部材が設けられていることを特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載の光変調素子ユニット。
- 光変調素子ユニットと、光源からの光を前記光変調素子ユニットに導く光学系と、前記光変調素子からの光を投射する投射レンズとを有する投射光学ユニットであって、
前記光変調素子ユニットは、透光性基板と、前記透光性基板に取り付けられたフィルム型光学機能部材と、前記透光性基板から離れて配置された反射型光変調素子と、前記透光性基板と前記反射型光変調素子との間の空間を覆うカバー部材と、前記透光性基板を保持する保持部材とを備え、前記保持部材は、前記透光性基板のうち前記反射型光変調素子とは反対側の第1の面に沿った空間へ、冷却風をガイドするためのガイド部を有し、前記保持部材が、前記フィルム型光学機能部材を通る軸回りで回動可能であり、
前記カバー部材の前記軸方向に沿った断面における形状が、略U字型であることを特徴とする投射光学ユニット。 - 光源と、前記光源からの光を光変調素子ユニットに導き、該光変調素子ユニットからの光を投射する光学系とを有する画像投射装置であって、前記光変調素子ユニットは、透光性基板と、前記透光性基板に取り付けられたフィルム型光学機能部材と、前記透光性基板から離れて配置された反射型光変調素子と、前記透光性基板と前記反射型光変調素子との間の空間を覆うカバー部材と、前記透光性基板を保持する保持部材とを備え、前記保持部材は、前記透光性基板のうち前記反射型光変調素子とは反対側の第1の面に沿った空間へ、冷却風をガイドするためのガイド部を有し、前記保持部材が、前記フィルム型光学機能部材を通る軸回りで回動可能であり、
前記カバー部材の前記軸方向に沿った断面における形状が、略U字型であることを特徴とする画像投射装置。 - 前記透光性基板と該透光性基板に対して前記反射型光変調素子とは反対側に配置された光学素子との間に冷却風を流す冷却機構を有することを特徴とする請求項11に記載の画像投射装置。
- 前記冷却機構は、前記反射型光変調素子の背面側の領域に冷却風を流すことを特徴とする請求項12に記載の画像投射装置。
- 請求項11に記載の画像投射装置と、該画像投射装置に画像信号を供給する画像供給装置を有することを特徴とする画像投射システム。
- 前記保持部材は金属で構成されていることを特徴とする請求項1から9いずれか1つに記載の光変調素子ユニット。
- 前記ガイド部は樹脂で構成されていることを特徴とする請求項1から9いずれか1つに記載の光変調素子ユニット。
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