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

Description

本発明は、プロジェクタ等の画像投射装置に用いられる反射型光変調素子ユニットおよびこれを備えた投射光学ユニットに関するものである。

液晶プロジェクタは、光変調素子としての液晶パネルで照明光を入力画像情報に応じて変調し、該変調光を投射レンズにより投射することで、スクリーンに画像を表示する。

このような液晶プロジェクタにおいて、投射画像の画質を向上させるための液晶パネルの防塵構造と該液晶パネルの冷却構造とを備えた構成として、特許文献１にて開示されたものがある。該構成は、透過型液晶パネルの前面および背面にカバーガラスを設け、該カバーガラスと透過型液晶パネルとの間を防塵密閉空間とした上で、カバーガラス面に沿って冷却風を流すことにより透過型液晶パネルの冷却を行うものである。カバーガラスは、その外表面に付着したごみに対する投射レンズのデフォーカス量を大きくして、投射画像上でごみが目立たないようにするため、液晶パネルから大きく離して配置されている。

一方、反射型液晶パネルを用いるプロジェクタにおける液晶パネルの防塵構造には、特許文献２および特許文献３に開示されたものがある。これら公報にて開示の構成では、ビームプリッタから液晶パネルまでの間の空間を、該ビームスプリッタと液晶パネルとの間に配置された１／４波長板などの光学機能部材を含めてすべて防塵カバーで覆う。

なお、１／４波長板を含む光学機能部材には、水晶を用いたものと、フィルム型のものとがあり、液晶パネルを照明する明るいＦナンバーを有する光学系を実現するため、つまりは明るい画像を表示するためにはフィルム型光学機能部材が適している。

特許文献４には、フィルム型の１／４波長板が含まれた防塵構造が開示されている。
特開平１０−３１９３７９号公報 特開２００３−１７７３８２号公報 特開２００４−２１９９７１号公報 特開２００５−１３４８１４号公報

特許文献１に開示された構成のように、防塵のためのカバーガラスを液晶パネルから大きく離して新たに配置することによって、光学的に必要な部品以外の部品数が増加する。また液晶パネルからカバーガラスの距離の分、投射レンズからのバックフォーカス長が長くなる。したがって、光学系が全体として大型化してしまう。

一方、特許文献２および特許文献３にて開示された構成においては、ビームスプリッタと液晶パネルとの間の空間をすべてカバー部材で覆う防塵構造を採っている。このため、該防塵構造内の空気を循環させることができず、防塵構造内に配置される１／４波長板を冷却することができない。したがって、熱に弱いフィルム型の１／４波長板ではなく、水晶によって製作された熱に強い１／４波長板が用いられている。しかしながら、水晶の１／４波長板を用いた構成では、明るいＦナンバーの照明光学系を実現することが難しい。

特許文献４に開示された構成は、熱変形温度が比較的高いポリオレフィン樹脂を１／４波長板の材料として選択することにより、フィルム型の１／４波長板の耐熱性を向上させたことを特徴としている。しかしながら、近年のプロジェクタ等の画像投射装置においては、更に明るい表示画像が求められており、熱変形温度が高い材料を選択するだけでなく、熱変形を防止する他の構成によって、１／４波長板の熱変形を低減することが望ましい。

本発明は、フィルム型光学機能部材と反射型光変調素子とを用い、光学的に必要な部品以外の部品数の増加を抑えながら反射型光変調素子の防塵を行えるようにした光変調素子ユニットを提供することを目的の１つとしている。また、この光変調素子ユニットを備えた投射光学ユニットおよび画像投射装置を提供することを他の目的の１つとしている。

本発明は、上記のような光変調素子ユニットにおいて、フィルム型光学機能部材の冷却を効率良く行えるようにすることを目的の１つとしている。本発明の一側面としての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備える。そして、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。

なお、上記光変調素子ユニットを含む投射光学ユニット、さらに該投射光学ユニットを備えた画像投射装置や、該画像投射装置と画像供給装置を含む画像投射システムも本発明の他の側面を構成する。

本発明の光変調素子ユニットを用いれば、明るく高画質の画像を投射表示可能な投射光学ユニットおよび画像投射装置を実現することができる。

（参考例１）
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。

該液晶素子ユニットは、反射型光変調素子（反射型液晶素子）としての反射型液晶パネル６１Ｂと、該反射型液晶パネル６１Ｂが取り付けられた背面板７０とを有する。背面板７０には、反射型液晶パネル６１Ｂの前面（光の入射出側の面）を覆うように、ステンレスやアルミ等の板金で形成された遮光マスク７１が取り付けられている。反射型液晶パネル６１Ｂの表示部を構成する画素の端には、各画素を制御するシフトレジスタが配線されている。これらのシフトレジスタが投射画面上にパターンとして投影されてしまうことを防ぐため、液晶パネル６１Ｂの近傍にシフトレジスタの像を隠すマスク部材７１を設けている。

また、液晶素子ユニットは、マスク部材７１の前方に配置されたフィルム型光学機能部材としてのフィルム型１／４波長板（位相板）７６を有する。１／４波長板７６は、透光性を有する、すなわち透明な基板７５に貼り付けられることによって平面性が確保されている。そして、該透明基板７５が背面板７０に固定された防塵保持枠７３を構成するホルダ（保持部材）７９によって保持されることで、１／４波長板７６が反射型液晶パネル６１Ｂに対して所定の間隔をあけた状態で位置決めされる。防塵保持部材７３は、ホルダ７９と、該ホルダ７９および背面板７０との間に配置されたカバー７８Ａとにより構成されている。

反射型液晶パネル６１Ｂの表示面（光の入射出面）は、該表示面を外力から保護するためおよび表示面に直接ごみが付着するのを防止するための薄いカバーガラス６１Ｃで覆われている。なお、このカバーガラス６１Ｃは、もともと液晶パネル６１Ｂの構成部品として装着されているものである。

しかし、該表示面に後述する投射レンズのピントを合わせた場合、この薄いカバーガラス６１Ｃの表面に付着したごみに対するデフォーカス量が充分にとれないことがある。一般に、垂直配向型の反射型液晶パネルでは、隣接する画素間に光を遮るものがほとんどない。このため、画素間にパネル表示面の法線方向に延びる柱等の支持構造を構成することが困難であり、仮に支持構造を設けたとしても、コントラストなどの画質を劣化させる要因となってしまう。また、カバーガラス６１Ｃの厚みを増すと、液晶パネル６１Ｂに余計な応力を与えてしまうため、カバーガラス６１Ｃの厚みを増してデフォーカス量を十分に確保する手法を採ることも困難である。

このため、パネル表示面とマスク部材７１のマスク面から数ｍｍ離れた位置に、別途カバーガラスを設け、さらにこのカバーガラスと液晶パネルとの間の空間を覆うことで、デフォーカス量が十分に確保できる防塵効果を得るのが好ましい。

但し、新たにカバーガラスを設ける場合、１／４波長板７６又は液晶パネル６１Ｂと、これらに光を射出し、かつこれらからの光が入射する偏光ビームスプリッタとの間に新たなカバーガラスを挿入するスペースが必要となる。このため、反射型液晶パネルで形成した画像を投射する投射レンズからのバックフォーカスが長くなってしまい、光学系が全体として大きくなってしまう。

このため、本参考例では、液晶パネル６１Ｂの近傍に配置された１／４波長板７６を保持する透明基板７５を、液晶パネル６１Ｂに対する防塵を行うためのカバーガラス（防塵ガラス）として利用する。そして、透明基板７５と液晶パネル６１Ｂとの間の空間Ｓを樹脂製の防塵保持枠７３で囲むように覆い、透明基板７５と液晶パネル６１Ｂとの間の開口を塞いでいる。これにより、付着したごみに対して十分なデフォーカス量を確保でき、しかも投射レンズからのバックフォーカス長が長くならないようにした液晶パネル６１Ｂの防塵構造を実現している。したがって、光学的に必要な部品以外で防塵のために最低限必要な部材が防塵保持枠７３のみとなり、部品点数を少なくすることができる。なお、防塵保持枠７３は、透明基板７５を保持する部材としての役割も有する。

本参考例では、透明基板７５と液晶パネル６１Ｂとの間の空間Ｓを覆うために、実際には透明基板７５と液晶パネル６１Ｂの背面に接する背面板７０との間に防塵保持枠７３を配置している。このように、「透明基板と液晶パネルとの間の空間を覆う」とは、これらの部材の間の空間のみを覆う場合のみならず、これらの部材に対してその前面又は背面に接する部材までの空間を覆う場合も含む。

但し、本参考例の防塵保持枠７３は、図３Ａに示すように、透明基板７５における液晶パネル６１Ｂとは反対側の面に沿った（面した）、偏光ビームスプリッタ８８との間の空間を覆わないように形成されている。つまり、透明基板７５が防塵保持枠７３によって覆われる空間の一方の端部を構成している。これにより、透明基板７５と偏光ビームスプリッタ８８の入射出面との間に冷却風の通路を確保することができる。

本参考例では、１／４波長板７６および透明基板７５を、ホルダ７９により保持している。ホルダ７９のビームスプリッタ８８側であって、冷却風の通路の両側には壁が設けられており、冷却風をガイドしている。さらに、透明基板７５を保持するホルダ７９にダクト８０を設けることによって、１／４波長板７６と透明基板７５の近傍まで序々に風速を高めながら冷却風を導き、それらの中心領域に冷却風を集めている。ホルダ７９の壁およびダクト８０を、冷却風をガイドするガイド部として有することにより、透明基板７５及び１／４波長板７６を効率よく冷却することができる。なお、本参考例におけるホルダ７９とダクト８０は、一体成型により作製してもよいし、個別に作製した後にねじや接着剤等により結合してもよい。ホルダ７９及びダクト８０の材料に成型樹脂等を用いて一体成型した場合には、作製工程を簡略にすることができる。ホルダ７９およびダクト８０を個別に作製した後に結合する場合には、各部材の成型が容易であると共に、適宜材料を選択することができる。例えばダクト８０については樹脂材料により成型する一方で、保持部材を金属材料を用いて成型することにより、金属材料の比較的高い熱伝導率を利用して透明基板７５の放熱効率を向上することができる。

さらに、本参考例では、従来に比べてより明るい画像を投射できるプロジェクタ（以下、明るいプロジェクタという）を実現するために、以下の構成を採用している。

まず第１に、液晶パネル６１Ｂの背面に、アルミや鉄−ニッケル合金等で作られた背面板７０が取り付けられている。明るいプロジェクタを実現するためには、液晶パネル６１Ｂで発生した熱を背面板７０に効率良く伝えるとともに、背面板７０に伝達された熱を効率良く放熱する必要がある。このため、背面板７０には、図２に示すような放熱フィン７０Ｂを形成している。また、例えば鉄−ニッケル合金製の背面板にアルミ製の放熱フィンを熱伝導の良い接着剤で貼り付けたけ形態でもよい。これにより、液晶パネル６１Ｂの表示面側の防塵空間Ｓが防塵保持枠７３で覆われてほぼ密閉されても、背面側において充分熱を逃がすことができる。このため、液晶パネル６１Ｂに大きな光量の照明光を入射させることができ、明るいプロジェクタを構成することができる。

さらに、本参考例の液晶素子ユニットを用いる投射光学ユニットでは、照明光学系のＦナンバーを従来のものに対してより明るく設定することができる。図１において、１／４波長板７６に入射する光線の入射角度７２は、従来の液晶プロジェクタよりも大きくなる。従来の反射型液晶プロジェクタで用いられていた水晶の１／４波長板は視野角特性が一般的にフィルムタイプのものより劣るため、Ｆナンバーが明るい照明光学系を用いてもコントラストが低下してしまう。したがって、明るいプロジェクタを実現するためには、フィルムタイプの１／４波長板を使用することが必須である。

一方、有機フィルムにより製作された１／４波長板は、耐熱温度が水晶に比べて低いため、１／４波長板７６の冷却が不可欠である。本参考例では、図１および図３Ａに示すように、１／４波長板７６を貼り付けた透明基板７５を、１／４波長板７６が液晶パネル側に向くように配置している。また、透明基板７６のうち１／４波長板７６を貼り付けた面とは反対側の面（外面）を上記防塵保持枠７３で覆われた防塵空間Ｓ外に露出させている。そして、該透明基板７５の外面に、ホルダ７９の壁によりガイドされた冷却風８２Ａを当てることにより（図３Ａ参照）、１／４波長板７６で発生した熱を透明基板７５を介して効率良く放熱させることができる。

この場合の透明基板７５の厚みは、水晶の１／４波長板とほぼ同じであり、水晶の１／４波長板を用いた場合と同等の配置スペースしか必要とならない。

ここで、図３Ａに示す場合の冷却効果について説明する。液晶パネル６１Ｂの表示面側の防塵空間Ｓは、透明基板７５、防塵保持枠７３および背面板７０で覆われたほぼ密閉された空間である。密閉された空気の熱伝導率は０．０２Ｗ／ｍ・Ｋであり、密閉されて循環していない場合はほぼ断熱材として作用する。一方、フィルムタイプの１／４波長板７６の熱伝導率は０．１〜０．３Ｗ／ｍ・Ｋである。また、本参考例において透明基板７５に用いられるガラス板の熱伝導率は、１．１Ｗ／ｍ・Ｋ程度である。

この場合、透明基板（ガラス板）７５は、１／４波長板７６に比べて熱伝導率が良く、透明基板７５内で拡散する熱量は１／４波長板７６内で拡散する熱量に比べて多いことが分かる。

つまり、フィルムの熱伝導率に対して、密閉空気の熱伝導率は約１／１０倍であり、ガラス板の熱伝導率は約１０倍である。このため、図３Ａの場合は、１／４波長板（フィルム）７６で発生した熱はほとんど透明基板（ガラス板）７５に伝わって透明基板７５内の熱伝導により拡散する。透明基板７５の表面が冷却風８２Ａで冷却されることにより、結果として１／４波長板７６を効率良く冷却することができる。なお、透明基板７５の材料は、熱伝導率が０．９Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものを選択するとよい。

また、透明基板７５として、熱伝導率が上記ガラスより高いもの（例えば、１．５Ｗ／ｍ・Ｋ）を用いてもよい。例えば、サファイア（４２Ｗ／ｍ・Ｋ）を用いることができる。但し、サファイアを用いる場合は、結晶軸を考慮して使用する必要がある。また、もともと光学的に等軸又はアモルファスで異方性を持たない構造体であり、かつ熱伝導率がガラスよりも高い蛍石（９．７１ Ｗ／ｍ・Ｋ）や石英ガラス（１．６Ｗ／ｍ・Ｋ）を用いることで、容易に放熱性を向上させることができる。

一方、図３Ｂに示すように、１／４波長板７６を貼り付けた透明基板７５を、１／４波長板７６が液晶パネル側とは反対側を向くように配置して、１／４波長板７６を上記防塵保持枠７３で覆われた防塵空間Ｓ外に露出させてもよい。この場合、１／４波長板７６に直接冷却風８２Ａを当てることができ、１／４波長板７６を冷却することができる。

但し、前述したように、フィルムの熱伝導率はガラス板の熱伝導率に比べると低い。このため、１／４波長板７６内で拡散する熱量も透明基板７５に比べると低い。また、透明基板７５のうち密閉空間外に面する面積が図３Ａの場合に比べて小さいため、透明基板７５内で熱がこもり易く、透明基板７５の中心領域（光の入射領域の中心部分）と周辺領域との間に温度勾配が生じ易い。温度勾配があるとそこに熱応力が発生し、漏れ光（つまりは投射画像の明るさむらや色むら）の原因となる複屈折が発生する。したがって、図３Ｂのように構成する場合には、このような不都合を回避できるように、冷却風による冷却をさらに十分に行う必要がある。

また、図３Ｂのように構成する場合の透明基板７５としては、光弾性定数の低い材料を使用するのが好ましい。一般にガラスの光弾性定数は１．１ｎｍ／ｃｍ／１０５Ｐａ程度である。例えば株式会社オハラのＰＢＨ５５ガラス（０．０３ｎｍ／ｃｍ／１０５Ｐａ）、ショット日本株式会社のＳＦ６ガラス（０．０６５ｎｍ／ｃｍ／１０５Ｐａ）等が低い光弾性定数を有するため好ましい。また、図３Ａのように構成する場合の透明基板はＮ‐ＳＦ６ガラス（熱伝導率０．９６Ｗ／ｍ・Ｋ）、光弾性定数０．２８ｎｍ／ｃｍ／１０５Ｐａ）等を使用してもよい。Ｎ‐ＳＦ６ガラスは、熱伝導率がガラスとほぼ同等でかつ光弾性定数が１ｎｍ／ｃｍ／１０５Ｐａより小さいため、複屈折による漏れ光量をより小さくすることができる。光弾性定数が１．０ｎｍ／ｃｍ／１０５Ｐａ以下の材料を積極的に用いれば、さらなるコントラストおよび画質の向上を図ることができる。

また、図３Ａ，３Ｂのいずれの場合においても、背面板７０に設けられた放熱フィン７０Ｂの間に冷却風８２Ａを流すことにより、液晶パネル６１Ｂを効率良く冷却することができる。これによりファンの数を増加させることなく１／４波長板７６と液晶パネル６１Ｂを冷却することができる。

（参考例２）
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。

なお、カバーガラス６１Ｃ上にデフォーカス板７７を貼り付けることで、参考例１に比べて、液晶素子ユニットの光路方向の厚み（透明基板７５から背面板７０までの長さ）をほとんど変えずにデフォーカス板７７を設けることができる。

また、本参考例の場合、デフォーカス板７７が防塵空間Ｓとしての密閉空間内に配置されることになるため、デフォーカス板７７の温度が上昇し、複屈折による漏れ光が生じるおそれがある。このため、デフォーカス板７７の材料として、参考例１で説明したように、光弾性定数が１．０ｎｍ／ｃｍ／１０５Ｐａ以下の材料、例えば前述のＳＦ６ガラスやＰＢＨ５５ガラスを用いるとよい。

（実施例１）
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。

図５には、本発明の実施例１である液晶素子ユニットを示している。この図に示すように、本実施例では、１／４波長板７６および透明基板７５を、上記軸ＡＸＬを中心に回動可能なホルダ（保持部材）７９により保持している。ホルダ７９には、軸ＡＸＬから離れる方向に延びる延長部７９Ａが設けられており、該延長部７９Ａの先端部には、図５に示すように、軸方向視において軸ＡＸＬを中心とする円弧形状を有する部分７９Ｂが形成されている。そして、該ホルダ７９を回動可能に支持する部材（例えば、投射光学ユニットにおいて各光学素子を支持するベース部材）にも、軸ＡＸＬを中心とする円弧形状部分を形成すれば、ホルダ７９を軸ＡＸＬ回りで回動可能に保持できる。

また、ホルダ７９から背面板７０までの間にゴムなどの弾性部材によって形成された弾性防塵カバーを設け、透明基板７５と液晶パネル６１Ｂ（本実施例ではカバーガラス６１Ｃ）との間の空間を覆っている。防塵ガラスとしての透明基板７５と弾性防塵カバーとによって液晶パネル６１Ｂの防塵構造を実現できる。

ここで、本実施例では、ホルダ７９とマスク部材７１との間に弾性防塵カバー７８を配置し、さらに弾性防塵カバー７８の断面形状を略Ｕ字型としている。ホルダ７９が回動すると、弾性防塵カバー７８に対してホルダ７９が摺動する。弾性防塵カバー７８がホルダ７９との摺動によりずれて防塵空間Ｓ内に塵が入らないように、弾性防塵カバー７８は軸方向にチャージされている。

また、マスク部材７１は、前述したようにシフトレジスタを隠すようにその開口の大きさが設定されているために、有効光束の外周近傍に掛かっている。したがって、わずかではあるがマスク部材７１の端面が光を吸収することがある。マスク部材７１の端部で発生した熱は、マスク部材７１全体を伝わって背面板７０を経て放熱される。このため、マスク部材７１および背面板７０に接する弾性防塵カバー７８は耐熱タイプであることが望ましい。通常、パネル雰囲気温度は４０〜６０℃になるため、これ以上の耐熱が必要である。具体的には、ＥＰＤＭゴムの耐熱タイプやシリコンゴムなどが挙げられる。また、エラストマーなどの熱可塑性樹脂であってもよい。

（実施例２）
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６および図７には、本発明の実施例２である液晶素子ユニットを示す。本実施例では、透明基板７５を保持するホルダ７９にダクト８０を設けることによって、１／４波長板７６と透明基板７５の近傍まで序々に風速を高めながら冷却風を導き、それらの中心領域に冷却風を集めている。

一般に、画像投射装置内には、限られた数のファンからの冷却風を装置内の各部に導くダクトが設けられており、液晶素子ユニットにも冷却風が導かれる。８１はファンから導かれた冷却風の吹出し口である。

図６に示すように、ホルダ７９に設けられたダクト８０には、吹出し口８１から吹き出した冷却風の一部８２Ａを透明基板７５の外面に導く傾斜部８０Ｂが設けられている。これにより、吹出し口８１からの冷却風の一部８２Ａが弾性防塵カバー７８やマスク部材７１に向かって流れることを防止し、透明基板７５の外面に冷却風を集めることができる。また、図示していないが、吹出し口８１から吹き出した冷却風の他の一部８２Ｂを背面板７０に設けられた放熱フィン７０Ｂ（図２参照）に向けて導くダクトを設けてもよい。

また、図７に示すように、ダクト８０には、透明基板７５の外面に導かれる冷却風８２Ａを透明基板７５の中心領域に向けて集める絞り部８０Ｃが設けられている。これにより、透明基板７５の中心領域に効率良く冷却風を導くことができる。

なお、実施例１で説明したように、ホルダ７９が軸ＡＸＬ回りで回動可能である場合（円弧形状部分７９Ｂが設けられている場合）には、図８に示すように、該ホルダ７９にダクト８０を一体回動可能に設ける。これにより、ダクト８０の絞り部８０Ｃの出口が常に中心領域を向き、冷却風８２Ａを該中心領域に導くことができる。

この場合、ホルダ７９が回動することによって、吹出し口８１に対するダクト８０の入口中心のずれＤが生じる。このため、このずれＤの最大値を見込んで吹出し口８１又はダクト８０の入口を充分大きくしておくことで、ダクト８０に流入する冷却風の風量を概ね一定とすることができる。これにより、回動位置の調節に伴う１／４波長板７６および透明基板７５の冷却効果の変動を少なくすることができる。

（実施例３）
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。

このため、本実施例では、図９Ａに示すように、透明基板７５の外面に透明電極膜８３を蒸着し、透明基板７５の外面に導電性を持たせている。透明電極膜８３は、液晶パネル６１Ｂに接続されたフレキシブル基板８４から延長された接地線８５に導電部材８３Ａを介して結線されている。フレキシブル基板８４は、画像投射装置のＲＧＢ回路基板１１（図１３にて後述、図示する）に接続され、該回路基板３４（図１３にて後述、図示する）を介して接地される。

これにより、透明基板７５の外面に静電気が帯電することがなくなり、冷却風８２Ａ内に含まれるごみが付着し難くなる。

また、図９Ｂに示すように、透明基板７５を保持するホルダ７９を導電性の材料、例えばアルミによりダイキャスト法等で製作し、透明電極膜８３とホルダ７９の一部（図ではダクト８０）とを導通させてもよい。この場合には、ホルダ７９から延長した接地線８５を画像投射装置のＲＧＢ回路基板に接続する。

（実施例４）
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。

この図において、実施例２に示した液晶素子ユニットの構成部材については、図６および図７中の符号と同一符号を付して説明に代える。

図１０において、βは図示しない光源からの光を色分離して、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）用にそれぞれ設けられた３つの液晶素子ユニット１００に導く光学系である。この光学系は、さらに液晶素子ユニット１００で反射および画像変調された光を色合成して投射レンズ５に導く。８８は該光学系βに含まれる偏光ビームスプリッタのうち液晶素子ユニット１００の透明基板７５との間に冷却風の通路をあけて配置されたものである。該光学系βの詳しい構成は、以下の実施例において説明する。

光学系βはプリズムベース３１により保持されている。各液晶素子ユニット１００の液晶パネル６１Ｂは背面板７０を介して偏光ビームスプリッタ８８に固定された固定金具８８Ｂに接着固定される。１／４波長板７６が貼り付けられた透明基板７５を保持するホルダ７９は、その円弧形状部（図７中の７９Ｂ参照）が、プリズムベース３１に形成された円弧状の摺動部３１Ｂに当接するように取り付けられ、光軸回りで回動調節可能に保持される。また、プリズムベース３１には、ホルダ７９に設けられたダクト８０の開口より大きな開口部３１Ｃが形成されており、冷却風を液晶素子ユニット１００に導く。

（実施例５）
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。

冷却機構は、図１０に示したプリズムベース３１に形成された開口部３１Ｃに冷却風を導くメインダクト３２，１３と、該冷却風を発生する光学冷却ファン１２Ａ，１２Ｂとを有する。メインダクト３２，１３は各液晶素子ユニット１００にほぼ均等に冷却風を導くことができるように分割されている。分割された各冷却風は、開口部３１Ｃを通過した後、各液晶素子ユニット１００に吹き付けられる。

また、図１２には、ファン１２Ａ，１２Ｂが冷却風となる空気を取り込むための構成を示している。ファン１２Ａとファン１２Ｂは、画像投射装置の下面外装部材（外装キャビネット）２１に取り付けられたメインダクト１３によって、該外装キャビネット２１に設けられた吸気口２１ａに対向するように保持される。吸気口２１ａにはフィルタ９３が取り付けられており、該フィルタ９３は、吸気口２１ａに取り付けられるフィルタ蓋３０によって保持される。吸気口２１ａからファン１２Ａ，１２Ｂによって吸い込まれる空気からフィルタ９３によって一定の大きさ以上のごみが除去される。フィルタ９３によって除去できなかったごみは、液晶素子ユニット１００まで到達し、防塵ガラスとしての透明基板７５に付着する可能性がある。ただし、図６および図７に示すように液晶パネル６１Ｂから大きく離れた透明基板７５にゴミが付着しても、十分にこれをデフォーカスさせることができる。

（実施例６）
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。

図１３において、１は光源ランプ、２はランプ１を保持するランプホルダ、３は防爆ガラス、４はガラス押えである。αはランプ１からの光を色分解合成光学系βに導く照明光学系である。色分解合成光学系βは、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色用の液晶素子ユニットを備えている。５は色分解合成光学系βからの射出光を図示しないスクリーン（被投射面）投射して画像を表示する投射レンズである。該投射レンズ５内には、後述する投射レンズ光学系が収納されている。

６はランプ１、照明光学系αおよび色分解合成光学系βを収納するとともに投射レンズ５が固定される光学ボックスである。該光学ボックス６には、ランプ１の周囲を囲むランプ周辺部材としてのランプケース部材が形成されている。

７は光学ボックス６内に照明光学系αおよび色分解合成光学系βを収納した状態で蓋をするための光学ボックス蓋、８は電源、９は電源フィルタ、１０は電源８とともにランプ１を点灯するためのバラスト電源である。１１は電源８からの電力により液晶パネルの駆動およびランプ１の点灯指令を出力する回路基板である。

１２Ａ，１２Ｂは実施例５で説明したように、外装キャビネット２１の吸気口２１ａから空気を吸い込み、色分解合成光学系β内の液晶素子ユニットや他の光学素子を冷却する光学系用冷却ファンである。１３は冷却ファン１２Ａ，１２Ｂからの冷却風を色分解合成光学系β内の液晶素子ユニットや他の光学素子に導く光学系ダクトＡである。

１４はランプ１に対して冷却風を吹き付けてランプ１を冷却する光源ランプ用の冷却ファンである。１５はランプ用冷却ファン１４を保持し、冷却風をランプ１に導くランプダクトＡ、１６は冷却ファン１４を保持し、ランプダクトＡ１５とともにダクトを構築するためのランプダクトＢである。

１７は外装キャビネット２１に設けた吸気口２１ｂから空気を吸い込むことで、電源８とバラスト電源１０内に冷却風を流通させ、電源８およびバラスト電源１０を同時に冷却する電源用冷却ファンである。１８は排気ファンであり、該排気ファン１８はランプ冷却ファン１４からの冷却風がランプ１を通過することによって温度が上昇した熱風を排出する。

１９はランプ排気ルーバＡ、２０はランプ排気ルーバＢであり、ランプ１からの光が装置外部に漏れないように遮光機能を有している。

外装キャビネット２１は、光学ボックス６等を収納する外装ケースの下部を構成する。２２は外装キャビネット２１に光学ボックス６等を収納した状態で蓋をするための外装キャビネット蓋（外装ケース上部）である。２３は側板Ａ、２４は側板Ｂである。外装キャビネット２１には、上述した吸気口２１ａ，２１ｂが形成されており、側板Ｂ２４には上述した排気口２４ａが形成されている。

２５は各種信号を取り込むためのコネクタが搭載されたインターフェース基板、２６は側板Ａ２３の内側に取り付けられたインターフェース補強板である。

２７はランプ１からの排気熱を排気ファン１８まで導き、装置内部に排気風を放散させないようにするためのランプ排気ボックスである。ランプ排気ボックス２７は、ランプ排気ルーバＡ１９とランプ排気ルーバＢ２０を保持する。

２８はランプ蓋である。該ランプ蓋２８は、外装キャビネット２１の底面に着脱自在に設けられており、図示を省略したビスにより固定されている。また、２９はセット調整脚である。該セット調整脚２９は、外装キャビネット２１に固定されており、その脚部２９ａの高さを調整可能となっている。脚部２９ａの高さ調整により、装置本体の傾斜角度を調整できる。

３０は外装キャビネット２１の吸気口２１ａの外側に取り付けられる、図１２に示すフィルタ９３を押えるフィルタ蓋である。

３１は色分解合成光学系βを保持するプリズムベースであり、３２は色分解合成光学系βの光学素子と反射型液晶パネルを冷却するための冷却ファン１２Ａ，１２Ｂからの冷却風を導くダクト形状部を有するメインダクトＡである。３３はボックスサイドカバー３２と合わせることでダクトを形成するメインダクトＢである。

３４は色分解合成光学系β内に配置される液晶素子ユニットの反射型液晶パネルから延びたフレキシブル基板が接続され、回路基板１１に接続されるＲＧＢ基板である。３５はＲＧＢ基板３４に電気ノイズが入り込まないようにするためのＲＧＢ基板カバーである。

次に、前述したランプ１、照明光学系α、色分解合成光学系βおよび投射レンズ５により構成される光学全系について図１４Ａおよび図１４Ｂを用いて説明する。

図１４Ａおよび図１４Ｂにおいて、４１は連続スペクトルで白色光を発光する発光管、４２は発光管４１からの光を所定の方向に集光するリフレクタであり、発光管４１とリフレクタ４２とによりランプ１が形成される。

４３ａは水平方向（ランプ１からの光の進行方向における水平方向（図１４Ａの紙面に対する垂直方向））において屈折力を有する複数のレンズアレイで構成された第１シリンダアレイである。４３ｂは第１シリンダアレイ４３ａの個々のレンズに対応したレンズアレイを有する第２シリンダアレイである。４４は紫外線吸収フィルタ、４５は無偏光光を所定の偏光光に揃える偏光変換素子である。

４６は垂直方向（ランプ１からの光の進行方向における垂直方向（図１４Ａの紙面に対する平行方向））において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたフロントコンプレッサである。４７は光軸を８８度変換する反射ミラーである。４３ｃは垂直方向において屈折力を有するレンズアレイで構成された第３シリンダアレイである。４３ｄは第３シリンダアレイ４３ｃの個々のレンズに対応したレンズアレイを有する第４シリンダアレイである。

５０は色座標を所定値に調整するために特定波長域の色をランプ１に戻すカラーフィルタ、４８はコンデンサーレンズ、４９は垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたリアコンプレッサである。以上により照明光学系αが構成される。

５８は青（Ｂ）と赤（Ｒ）の波長領域の光を反射し、緑（Ｇ）の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーである。５９は透明基板に偏光素子を貼り付けて構成されるＧ用の入射側偏光板であり、Ｐ偏光光のみを透過する。６０はＰ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する第１偏光ビームスプリッタであり、偏光分離面を有する。

６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂはそれぞれ入射した光を反射するとともに画像変調する赤用の反射型液晶パネル、緑用の反射型液晶パネル、青用の反射型液晶パネルである。これらの反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂには、図１４Ａに示すように、前述した回路基板１１を介して駆動信号が入力される。回路基板１１には、パーソナルコンピュータやＤＶＤプレーヤ、ＴＶチューナ等の画像供給装置２００から画像信号が入力される。

６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂはそれぞれ、赤用の１／４波長板、緑用の１／４波長板、青用の１／４波長板である。６４ａはＲの色純度を高めるためにオレンジ光をランプ１に戻すトリミングフィルタである。６４ｂは透明基板に偏光素子を貼り付けて構成されるＲＢ用の入射側偏光板であり、Ｐ偏光のみを透過する。

６５はＲ光の偏光方向を９０度変換し、Ｂ光の偏光方向は変換しない色選択性位相差板である。６６はＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第２の偏光ビームスプリッタであり、偏光分離面を有する。

６８ＢはＢ用射出側偏光板（偏光素子）であり、Ｂ光のうちＳ偏光のみを整流する。６８ＧはＳ偏光のみを透過させるＧ用射出側偏光板である。６９はＲＢ光を透過し、Ｇ光を反射するダイクロイックプリズムである。

以上のダイクロイックミラー５８からダイクロイックプリズム６９により、色分解合成光学系βが構成される。

ここで、本実施例でのＰ偏光とＳ偏光の定義を明確にする。偏光変換素子４５はＰ偏光をＳ偏光に変換するが、ここでいうＰ偏光とＳ偏光は、偏光変換素子４５を基準として述べている。一方、ダイクロイックミラー５８に入射する光は、偏光ビームスプリッタ６０，６６を基準として考え、Ｐ偏光とする。偏光変換素子４５から射出された光はＳ偏光であるが、これがダイクロイックミラー５８に入射する場合はＰ偏光として定義する。

次に、光学作用について説明する。発光管４１から発した光はリフレクタ４２により所定の方向に集光される。リフレクタ４２は放物面形状を有しており、放物面の焦点位置からの光は放物面の対称軸に平行な光束となる。但し、発光管４１からの光源は理想的な点光源ではなく有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物面の対称軸に平行でない光の成分も多く含まれている。これらの光束は、第１シリンダアレイ４３ａに入射する。第１シリンダアレイ４３ａに入射した光束はそれぞれのシリンダレンズに応じた複数の光束に分割および集光されて垂直方向に帯状の複数の光束となる。これらの複数の光束は、紫外線吸収フィルタ４４を介して第２のシリンダアレイ４３ｂを経て、複数の光源像（垂直方向に帯状の複数の光源像）を偏光変換素子４５の近傍に形成する。

偏光変換素子４５は、偏光分離面と反射面と１／２波長板とからなり、複数の光束は、その列に対応した偏光分離面に入射して、該偏光分離面を透過するＰ偏光成分と該偏光分離面で反射するＳ偏光成分に分割される。反射されたＳ偏光成分の光は反射面で反射し、Ｐ偏光成分と同じ方向に射出する。一方、透過したＰ偏光成分の光は、１／２波長板を透過してＳ偏光成分と同じ偏光成分に変換される。これにより、偏光変換素子４５からは偏光方向が揃った光が射出する。

偏光変換された複数の光束（垂直方向に帯状の複数の光束）は、フロントコンプレッサ４６を介して、反射ミラー４７に入射し、該入射光束に対して８８度の角度をなすように反射する。その後、第３シリンダアレイ４３ｃに入射する。

第３のシリンダアレイ４３ｃに入射した光束は、それぞれのシリンダレンズに応じた複数の光束に分割および集光され、第４シリンダアレイ４３ｄを経ることで複数の光束（水平方向に帯状の複数の光束）となる。この複数の光束は、さらにコンデンサーレンズ４８およびリアコンプレッサ４９に至る。

ここで、フロントコンプレッサ４６、コンデンサーレンズ４８およびリアコンプレッサ４９の光学的作用の関係により、上記複数の光束はそれらの矩形像が重なることで矩形の均一な照明エリアを形成する。この照明エリアに反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂの表示面が配置される。次に、偏光変換素子４５によりＳ偏光とされた光は、ダイクロイックミラー５８に入射する。ダイクロイックミラー５８は、Ｂ（波長４３０〜４９５ｎｍ）とＲ（波長５９０〜６５０ｎｍ）の光は反射し、Ｇ（波長５０５〜５８０ｎｍ）の光は透過する。

次に、Ｇ光の光路について説明する。ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光は、入射側偏光板５９に入射する。なお、Ｇ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＰ偏光（偏光変換素子４５を基準とする場合はＳ偏光）となっている。そして、Ｇ光は、入射側偏光板５９から射出した後、第１偏光ビームスプリッタ６０に対してＰ偏光として入射し、その偏光分離面を透過して、Ｇ用の反射型液晶パネル６１Ｇに至る。Ｇ用の反射型液晶パネル６１Ｇにおいては、Ｇ光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧ反射光のうちＰ偏光成分は、再び第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＧ反射光のうちＳ偏光成分は、第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面で反射され、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

すべての偏光成分をＰ偏光に変換した状態（黒を表示した状態）において、第１偏光ビームスプリッタ６０とＧ用の反射型液晶パネル６１Ｇとの間に設けられた１／４波長板６２Ｇの遅相軸を所定方向に調整する。これにより、第１偏光ビームスプリッタ６０とＧ用の反射型液晶パネル６１Ｇとで発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることができる。

第１偏光ビームスプリッタ６０から射出したＧ光は、ダイクロイックプリズム６９に対してＳ偏光として入射し、該ダイクロイックプリズム６９のダイクロイック膜面で反射されて投射レンズ５に向かう。

一方、ダイクロイックミラー５８で反射されたＲ光とＢ光は、入射側偏光板６４ａに入射する。なお、Ｒ光とＢ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＰ偏光となっている。そして、Ｒ光とＢ光は、トリミングフィルタ６４ａでオレンジ光をカットされた後、入射側偏光板６４ｂから射出し、色選択性位相差板６５に入射する。

色選択性位相差板６５は、Ｒ光についてのみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＲ光はＳ偏光として、Ｂ光はＰ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射する。Ｓ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＲ光は、該第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射され、Ｒ用の反射型液晶パネル６１Ｒに至る。また、Ｐ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＢ光は、該第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過してＢ用の反射型液晶パネル６１Ｂに至る。

Ｒ用の反射型液晶パネル６１Ｒに入射したＲ光は、画像変調されて反射される。画像変調されたＲ反射光のうちＳ偏光成分は、再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射されて光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＲ反射光のうちＰ偏光成分は、第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過して、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

また、Ｂ用の反射型液晶パネル６１Ｂに入射したＢ光は、画像変調されて反射される。画像変調されたＢ反射光のうちＰ偏光成分は、再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＢ反射光のうちＳ偏光成分は、第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射して、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

このとき、第２偏光ビームスプリッタ６６とＲ用，Ｂ用の反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｂの間に設けられた１／４波長板６２Ｒ，６２Ｂの遅相軸を調整することにより、Ｇ光と同じように、Ｒ光およびＢ光のそれぞれの黒表示に対する調整を行うことができる。

こうして１つの光束に合成され、第２偏光ビームスプリッタ６６から出射したＲおよびＢの投射光のうちＢ光は、射出側偏光板６８Ｂで検光されてダイクロイックプリズム６９に入射する。また、Ｒ光はＰ偏光のまま偏光板６８Ｂを透過し、ダイクロイックプリズム６９に入射する。なお、射出側偏光板６８Ｂで検光されることにより、Ｂ投射光は第２偏光ビームスプリッタ６６とＢ用の反射型液晶パネル６１Ｂと１／４波長板６２Ｂとを通ることによって生じた無効な成分がカットされた光となる。

そして、ダイクロイックプリズム６９に入射したＲおよびＢの投射光は、ダイクロイックプリズム６９のダイクロイック膜面を透過し、該ダイクロイック膜面にて反射するＧ光と合成されて投射レンズ５に至る。

合成されたＲ，Ｇ，Ｂの投射光は、投射レンズ５によってスクリーンなどの被投射面に拡大投影される。

以上説明した光路は、反射型液晶パネルが白表示状態である場合のものであるため、以下に反射型液晶パネルが黒表示状態の場合での光路について説明する。

まず、Ｇの光路について説明する。ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光のうちＰ偏光成分は入射側偏光板５９に入射し、その後第１偏光ビームスプリッタ６０に入射して、その偏光分離面を透過し、Ｇ用の反射型液晶パネル６１Ｇに至る。しかし、反射型液晶パネル６１Ｇが黒表示状態であるため、Ｇ光は画像変調されないまま反射される。従って、反射型液晶パネル６１Ｇで反射された後もＧ光はＰ偏光光のままである。このため、Ｇ光は再び第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面を透過し、入射側偏光板５９を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。

次に、Ｒ光とＢ光の光路について説明する。ダイクロイックミラー５８を反射したＲ光とＢ光のうちＰ偏光光は、トリミングフィルタ６４ａを通過して入射側偏光板６４ｂに入射する。そして、入射側偏光板６４ｂから射出した後、色選択性位相差板６５に入射する。色選択性位相差板６５は、Ｒ光についてのみ偏光方向を９０度回転する作用を持っている。これにより、Ｒ光はＳ偏光として、Ｂ光はＰ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射する。

Ｓ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＲ光は、第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射され、Ｒ用の反射型液晶パネル６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＢ光は、該第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過してＢ用の反射型液晶パネル６１Ｂへと至る。

ここでＲ用の反射型液晶パネル６１Ｒは黒表示状態であるため、Ｒ用の反射型液晶パネル６１Ｒに入射したＲ光は画像変調されないまま反射される。つまり、Ｒ用の反射型液晶パネル６１Ｒで反射された後もＲ光はＳ偏光光のままである。したがって、該Ｒ光は再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射し、色選択性位相差板６５および入射側偏光板６４ｂを通過して光源側に戻され、投射光から除去される。このため、黒表示が行われる。

一方、Ｂ用の反射型液晶パネル６１Ｂに入射したＢ光は、Ｂ用の反射型液晶パネル６１Ｂが黒表示状態であるため、画像変調されないまま反射される。つまり、Ｂ用の反射型液晶パネル６１Ｂで反射された後もＢ光はＰ偏光光のままである。したがって、該Ｂ光は再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過し、色選択性位相差板６５および入射側偏光板６４ｂを透過して光源側に戻されて投射光から除去される。以上が、反射型液晶パネル（反射型光変調素子）を使用したプロジェクタでの光学構成および光学作用である。

なお、上記実施例および参考例では、反射型液晶パネルと１／４波長板が貼り付けられた透明気板との間の空間を防塵空間とする場合について説明したが、透明基板に貼り付けられるフィルム型光学機能部材は、１／４波長板に限られず、偏光素子やその他の波長板等でもよい。また、反射型液晶パネルに限らず、他の反射型光変調素子を用いてもよい。

また、実施例２，５では、１／４波長板が貼り付けられた透明基板を保持するホルダに、透明板の中心領域に冷却風を導くダクトを一体的に形成した場合を説明したが、ダクトをホルダと別体とし、投射光学ユニットのプリズムベース等に形成してもよい。この場合も、１／４波長板に回動に応じてダクトの向きも透光性基板又は１／４波長板の中心領域を向くように回動させることができるようにするとよい。

さらに、上記参考例１、２及び実施例１〜３において説明した液晶素子ユニットは例にすぎず、これら以外のフィルム型光学機能部材が貼り付けられた透明基板と反射型光変調素子との間の空間をカバー部材で覆う構成も、本発明に含まれる。また、参考例１、２及び実施例１〜３の液晶素子ユニットは、実施例４〜６において説明した投射光学ユニットやプロジェクタに限らず、反射型光変調素子とフィルム型光学機能部材とを併せて用いる様々な構成の投射光学ユニットやプロジェクタに用いることかできる。

以上説明したように、上記各実施例、及び参考例によれば、フィルム型光学機能部材が取り付けられた透光性基板と反射型光変調素子との間の空間がカバー部材によって覆われている。これにより、フィルム型光学機能部材を保持するために必要な透光性基板を反射型光変調素子の防塵のための部品としても利用した防塵構造を実現できる。しかも、カバー部材は、透光性基板と反射型光変調素子との間の空間を覆い、該空間の外部において透光性基板に沿う空間を覆わない。このため、透光性基板に取り付けられたフィルム型光学機能部材を直接又は透光性基板を介して該空間の外部から冷却することも可能となる。

したがって、この光変調素子ユニットを用いれば、明るく高画質の画像を投射表示可能な投射光学ユニットおよび画像投射装置を実現することができる。

本発明の参考例１である液晶素子ユニットの断面図。 参考例１の液晶素子ユニットの分解斜視図。 Ａは参考例１の液晶素子ユニットの冷却効果について説明する図。Ｂは参考例１の変形例の冷却効果を説明する図。 本発明の参考例２である液晶素子ユニットの断面図。 Ａは本発明の実施例１である液晶素子ユニットの断面図。Ｂは実施例１の液晶素子ユニットの部分正面図。 本発明の実施例２である液晶素子ユニットの断面図。 実施例２の液晶素子ユニットの正面図。 実施例２の液晶素子ユニット（透明基板および１／４波長板の回動状態）の正面図。 Ａは本発明の実施例３である液晶素子ユニットの断面図。Ｂは実施例３の液晶素子ユニットの変形例の断面図。 本発明の実施例４である投射光学ユニットの分解斜視図。 本発明の実施例５である投射光学ユニットと冷却構造を示す分解斜視図。 実施例５の冷却構造を示す分解斜視図。 本発明の実施例６である液晶プロジェクタを示す分解斜視図。 Ａは実施例６の液晶プロジェクタの光学系の構成を示す側面図。Ｂは実施例６の液晶プロジェクタの光学系の構成を示す平面図。

１ 光源ランプ
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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。
15. 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。
16. 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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