JP2003262917A - 光学装置、およびこの光学装置を備えたプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化・高輝度化に対応するとともに、冷
却効率を良好にできる光学装置、およびこれを備えたプ
ロジェクタを提供する。 【解決手段】光学装置４４には、液晶パネル４４１およ
び偏光フィルム４４３Ａを冷却するために、クロスダイ
クロイックプリズム４４４の上下面（光束入射端面と略
直交する一対の端面）にそれぞれ固定された台座４４５
と、各液晶パネル４４１を枠内に保持する保持枠４４６
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ように配置され、台座４４
５側面に取り付けられる透明部材としてのサファイア板
４４７と、上記サファイア板４４７と台座４４５側面と
の間に介在する弾性部材４４８と、上記保持枠４４６と
上記サファイア板４４７との間に介在するスペーサ４４
９とを備えて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、色光を画像情報に
応じて変調する光変調装置と、光変調装置で変調された
色光を合成する色合成光学装置とが一体化された光学装
置、およびこの光学装置を備えた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。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、例えば、特開２０００−２２１５８８号公報に記載
されたように、各液晶パネルが収納される保持枠の四隅
に孔を形成し、この孔にピンを挿入することにより、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
する構造や、あるいは、特開平１０−１０９９４号公報
に記載されたように、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構
造がある。このような一体化された光学装置における液
晶パネルの冷却は、ピンまたはスペーサにより、保持枠
とクロスダイクロイックプリズムとの間に隙間を形成
し、空冷ファンを用いて上記隙間に冷却空気を導入する
ことによる強制冷却により行われている。

【０００３】

【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、高輝度化が促進され、上記光学
装置自体も小型化されており、液晶パネルとクロスダイ
クロイックプリズムとの間の隙間も小さくなっているた
め、その隙間に冷却空気が入り込みにくく、上記強制冷
却にのみ依存した構造では、冷却効率が悪く、液晶パネ
ルが劣化しやすい、という問題がある。また、上記のよ
うな問題を回避するため、上記隙間を通る冷却空気量を
多くして冷却効率を向上させることが考えられるが、こ
れは冷却ファンによる騒音の増大化につながる、という
問題がある。さらに、冷却空気量を多くするためには、
冷却ファンの大型化が要求される。ファンの大型化はプ
ロジェクタ自体の大型化につながり、プロジェクタの小
型化を阻害する、という問題がある。

【０００４】本発明の目的は、小型化・高輝度化に対応
するとともに、冷却効率を良好にできる光学装置、およ
びこれを備えたプロジェクタを提供することにある。

【０００５】

【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、光変調装置で変調された各色光を合成す
る色合成光学装置とが一体的に設けられた光学装置であ
って、前記色合成光学装置の光束射出端面および光束入
射端面を囲むように配置された複数の熱伝導性の透明部
材と、前記色合成光学装置の光束入射端面と交差する一
対の端面に固定された熱伝導性材料からなる台座とを備
え、前記光変調装置は、前記透明部材上に取り付けら
れ、前記透明部材は前記台座側面と接続されていること
を特徴とするものである。

【０００６】このような本発明によれば、光学装置が、
透明部材と台座とを備え、光変調装置が、透明部材上に
取り付けられ、該透明部材が台座側面と接続されている
ことにより、光源からの光束の照射による光変調装置の
熱を熱伝導性の透明部材、さらには、熱伝導性材料から
なる台座に放熱することができ、光変調装置の冷却効率
を向上させることができる。また、透明部材が、色合成
光学装置の光束射出端面および光束入射端面を囲むよう
に配置されていることにより、色合成光学装置の光束入
射端面上に装着された透明部材のみならず、光束射出端
面上に装着された透明部材も、光源からの光束の照射に
よる光変調装置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、光変調装置の冷却効率をさらに向
上させることができる。したがって、冷却ファンを併用
することにより、光変調装置に発生する熱の冷却を、冷
却ファンによる強制冷却、自然空冷、および上記伝導放
熱によって行うことができ、光変調装置の冷却効率を一
層向上させることができる。

【０００７】また、上記のような冷却構造を採用するこ
とにより、併用する冷却ファンの数を減少させ、さら
に、該冷却ファンの回転数を減少させて微弱な冷却空気
にも対応させることができるので、プロジェクタの低騒
音化および小型化を促進することができる。また、光変
調装置が、透明部材を介して、台座側面に接着固定され
ることにより、すなわち、色合成光学装置の光束入射端
面には何も接着されることがないので、色合成光学装置
のサイズを一対の台座の対向する方向に小さくすること
ができる。これにより、大幅なコスト低減が図れ、色合
成光学装置の小型化に伴ってプロジェクタ自身の小型化
を促進する。

【０００８】本発明の光学装置では、前記複数の透明部
材は、互いに連結されていることが好ましい。このよう
な構成では、複数の透明部材が、互いに連結しているこ
とにより、各光変調装置に発生する発熱量の違いに起因
する温度差を抑制し、放熱の均等化を図ることができ
る。

【０００９】本発明の光学装置では、前記透明部材およ
び前記台座は、熱伝導性の弾性部材を介して接続されて
いることが好ましい。ここで、熱伝導性の弾性部材とし
ては、アルミニウムまたはカーボン等の金属粉を混入し
たシリコーンゴムを採用することができる。上記透明部
材と上記台座とが異なる部材で構成されている場合に
は、光源からの光束の照射により光変調装置に発生した
熱で透明部材および台座とが熱膨張した際、透明部材と
台座との界面には大きい熱応力が発生することになる。
その結果、この熱応力により透明部材と台座との接続状
態が崩れ、透明部材に固定された各光変調装置の相互の
位置ずれによる画素ずれ、または、投写レンズのバック
フォーカス位置から光変調装置が位置ずれを起こすこと
になる。

【００１０】ここでは、透明部材および台座が、熱伝導
性のシリコーンゴムを介して接続されていることによ
り、光源からの光束の照射により光変調装置に発生した
熱で透明部材および台座とが熱膨張した際、透明部材と
台座との間で発生する熱応力を弾性体であるシリコーン
ゴムが吸収することができ、透明部材と台座との接続状
態を保持することができるので、上記画素ずれ、または
上記フォーカスずれを防止することができる。また、こ
のシリコーンゴムは熱伝導性を有していることにより、
透明部材と台座との接続状態を保持するとともに、透明
部材から台座への放熱特性を改善し、光変調装置の冷却
効率を向上させることができる。さらに、光源からの光
束の照射により光変調装置に発生した熱で、シリコーン
ゴム自体も熱膨張し、このシリコーンゴムの熱膨張によ
り、透明部材と台座における部材間の密着性が向上し、
透明部材から台座への熱伝導性が良好となる。

【００１１】本発明の光学装置では、前記光変調装置
は、光変調を行う光変調素子と、該光変調素子の画像形
成領域と対応する開口部を有する保持枠とを備え、前記
保持枠は、熱伝導性材料から構成されていることが好ま
しい。ここで、熱伝導性材料としては、カーボン、チタ
ン、アルミニウム、フッ化ケイ素等を添加した熱伝導性
樹脂を採用することができる。また、光変調素子として
は、ガラスなどからなる駆動基板と対向基板とが、シー
ル材を介して所定間隔を空けて貼り合わせられ、両基板
間に液晶が注入された構成を有する液晶パネルを採用す
ることができる。このような構成では、光変調装置は、
光変調素子および保持枠を備え、該保持枠は上記カーボ
ン、チタン、アルミニウム、フッ化ケイ素等を添加した
熱伝導性樹脂から構成されていることにより、該熱伝導
性樹脂の線膨張係数をガラス材料に近づけることがで
き、光源からの光束の照射による液晶パネルおよび保持
枠の熱膨張変形を略同程度に収めることができる。した
がって、線膨張係数の違いにより発生する熱応力を緩和
し、各液晶パネルの相互位置のずれを防止することがで
き、表示画像の画素ずれを回避することができるととも
に、熱応力による液晶パネルの破損等を回避することが
できる。

【００１２】本発明の光学装置では、前記保持枠および
前記透明部材の間には、熱伝導性材料からなる楔状のス
ペーサが介装されていることが好ましい。このような構
成では、保持枠および透明部材の間には、楔状スペーサ
が介装されていることにより、投写される画像の画素ま
たは投写レンズからのバックフォーカス位置を合わせる
ために、楔状スペーサの位置を移動させることで、各液
晶パネルの位置調整を行うことができ、各液晶パネルの
位置を適切な状態に配置することができる。また、この
楔状スペーサが、熱伝導性材料から構成されていること
により、光変調装置と透明部材の間における熱抵抗を軽
減し、光源からの光束の照射によって光変調装置に発生
する熱の放熱特性を良好にし、光変調装置の冷却効率を
向上させることができる。

【００１３】本発明の光学装置では、前記スペーサは、
透光性部材から構成され、このスペーサ、前記保持枠、
前記透明部材は、これらの間に介在する光硬化性接着剤
により接着固定されていることが好ましい。ここで、透
光性部材としては、サファイア、水晶、螢石等を採用す
ることができる。このような構成では、スペーサが、透
光性部材から構成され、スペーサ、保持枠、および透明
部材が、これらの間に介在する光硬化性接着剤により接
着固定されていることにより、光学装置を製造する際
に、透明部材と保持枠との接合において、紫外線をスペ
ーサに対して照射すれば、スペーサ内を紫外線光が透過
し、保持枠と透明部材との接合を容易に行うことがで
き、光学装置の製造効率を向上させる。

【００１４】本発明の光学装置では、前記保持枠および
前記透明部材の間には、これらの介装部分の全長よりも
短い長さ寸法を有する複数のスペーサが介装されている
ことが好ましい。このような構成では、保持枠および透
明部材の間に、これらの介装部分の全長よりも短い長さ
寸法を有する複数のスペーサが介装されていることによ
り、保持枠および透明部材との間における熱応力が分散
し、各スペーサの外形形状の変形を低減することがで
き、光変調装置を確実に保持することができる。したが
って、各光変調装置の相互の位置状態を確保し、投写さ
れる画像の画素ずれを回避することができる。

【００１５】本発明の光学装置では、光学機器を構成す
る光学部品を所定の照明光軸上に収納配置し、少なくと
も一部が熱伝導性材料で構成された光学部品用筐体に装
着され、前記台座には、この光学部品用筐体に該光学装
置が装着されると、付勢状態で前記光学部品用筐体の熱
伝導性材料で構成された部分に当接する熱伝導性の弾性
部材が設けられていることが好ましい。ここで、熱伝導
性の弾性部材としては、伸縮自在であるスプリングシリ
コーンゴムを採用することができる。このような構成で
は、台座には、光学部品用筐体に光学装置が装着される
と、付勢状態で光学部品用筐体の熱伝導性材料で構成さ
れた部分に当接するスプリングシリコーンゴムが設けら
れていることにより、光源からの光束の照射により光変
調装置に発生した熱は、透明部材から台座に放熱され、
さらに、台座からスプリングシリコーンゴムを介して光
学部品用筐体に放熱されるので、光変調装置から放熱さ
れる伝導可能な全熱量を増加させることができ、光変調
装置の冷却効率をさらに向上させることができる。

【００１６】本発明の光学装置では、前記保持枠には、
前記光学部品用筐体に該光学装置が装着されると、付勢
状態で前記光学部品用筐体の熱伝導性材料で構成された
部分に当接する熱伝導性の弾性部材が設けられているこ
とが好ましい。ここで、熱伝導性の弾性部材としては、
アルミニウムまたはカーボン等の金属粉を混入したシリ
コーンゴムを採用することができる。通常、液晶パネル
と色合成光学装置との間には、液晶パネルから出射した
光束を光学的に処理する偏光板または光学補償膜等が配
置される。したがって、光源からの光束の照射により液
晶パネルに発生した熱を放熱する場合には、この放熱経
路に上記偏光板または光学補償膜等が配置されているこ
とになり、該偏光板または光学補償膜等の冷却効率が悪
化してしまう。

【００１７】ここでは、保持枠には、光学部品用筐体に
光学装置が装着されると、付勢状態で光学部品用筐体の
熱伝導性材料で構成された部分に当接するシリコーンゴ
ムが設けられていることにより、液晶パネルで発生した
熱を保持枠からシリコーンゴムを介して光学部品用筐体
に放熱することができ、液晶パネルで発生した熱の放熱
経路を並列に設け、放熱可能な全熱量を増やして液晶パ
ネルの冷却効率を向上させるとともに、通常の放熱経路
に流れる熱量を低減することで、該放熱経路内に配置さ
れる偏光板または光学補償膜等の冷却効率を向上させる
ことができる。

【００１８】本発明の光学装置では、前記台座は、サフ
ァイア、水晶、螢石、熱伝導性樹脂のいずれかから構成
されていることが好ましい。このような構成では、台座
が、サファイア、水晶、螢石、熱伝導性樹脂のいずれか
から構成されていることにより、台座の熱膨張率が前記
透明部材の熱膨張率と略同一にすることができ、該台座
と前記透明部材との間の熱応力を低減し、透明部材の破
損、該破損に伴う液晶パネルの相互間の位置ずれ（画素
ずれ）、および投写レンズのバックフォーカス位置から
の位置ずれ（フォーカスずれ）等を回避することができ
る。

【００１９】一方、本発明のプロジェクタは、上記目的
を達成するために、上述した光学装置のうちのいずれか
を備えていることを特徴とするものである。この発明に
よれば、上述した光学装置の作用・効果と略同様な作用
・効果を奏するプロジェクタを享受できる。また上述し
た光学装置を用いれば、該プロジェクタの小型化を図り
やすくすることができるとともに、プロジェクタ内部の
光学素子を確実に冷却できてプロジェクタの寿命を長く
することができるようになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 〔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、
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を備えて構成されている。なお、図２にお
いて、具体的な図示を省略するが、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。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、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、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は互いにねじで固定されている。

【００２１】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で形成されている。上面部２１１に
は、後述する光学装置の上方に位置し、前記冷却ユニッ
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（正面から見
て右側面）には、前記冷却ユニット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。

【００２２】背面部２１３には、具体的な図示は省略す
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、前記ロアーケース２
２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。

【００２３】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で形成されている。底面部２２１には、図
示は省略するが、前記光学ユニット４の下方に位置し、
後述する光源装置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、前記アッパーケース２１と組み合わされた状
態で、上述した切欠部２１４Ａと連続して円形の開口部
２Ａを形成する。

【００２４】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ものであり、上記光学
ユニット４の光学装置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、上記光学
ユニット４の光源装置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２
１２Ａから温められた空気を排出するシロッコファン３
２とを備えて構成されている。

【００２５】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り、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へと延びる平面略Ｌ字形状を有している。
具体的な図示は省略するが、この光学ユニット４は、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。また、この光学ユニ
ット４の上方には、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となる各液晶パネル４４１
Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを制御する制御基板が配置され
る。

【００２６】〔２．光学系の詳細な構成〕図３は、光学
ユニット４を上方から見た全体斜視図である。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、および投写レンズ４６を備えてい
る。これら光学部品は、図３に示すように、光学部品用
筐体としてのライトガイド４７内に載置固定される。図
４において、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，４
４１Ｂ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、偏光変換光学
素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備えている。

【００２７】これらのうち、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。

【００２８】また、第１レンズアレイ４１２、第２レン
ズアレイ４１３、および偏光変換光学素子４１４は、一
体的に組み合わされて筐体内に設置固定される。第１レ
ンズアレイ４１２は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪
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。各小レ
ンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の
形状とほぼ相似形をなすように設定されている。たとえ
ば、液晶パネル４４１の画像形成領域のアスペクト比
（横と縦の寸法の比率）が４：３であるならば、各小レ
ンズのアスペクト比も４：３に設定する。

【００２９】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４４
１上に結像させる機能を有している。

【００３０】偏光変換光学素子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光学素子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。

【００３１】具体的に、偏光変換光学素子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４４
１Ｒ，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からの光のほぼ半分を
利用することができない。そこで、偏光変換光学素子４
１４を用いることにより、光源ランプ４１６からの射出
光をほぼ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。なお、このような偏光変換光
学素子４１４は、たとえば特開平８−３０４７３９号公
報に紹介されている。

【００３２】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。

【００３３】リレー光学系４３は、入射側レンズ４３
１、リレーレンズ４３３、および反射ミラー４３２、４
３４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。

【００３４】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４２
３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４
１８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。

【００３５】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。

【００３６】光学装置４４は、３枚の光変調装置４４０
（図８、図９）を構成する光変調素子としての液晶パネ
ル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４４１Ｒ，４４１
Ｇ，４４１Ｂ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４４１
Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとこれらの光束入射側にある偏
光板４４２および射出側にある偏光板４４３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４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４
１Ｂ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。

【００３７】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。そして、プリ
ズム４４４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。

【００３８】〔３．光学部品用筐体の構造〕上述した各
光学系４１〜４４は、図３に示すように、光学部品用筐
体としての金属製のライトガイド４７内に収容されてい
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。

【００３９】図５は、下ライトガイド４８の全体斜視図
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を下方から見た全体斜視図である。図６
に示すように、下ライトガイド４８は、光源装置４１１
を収納する光源装置収納部４８１と、上記各光学部品４
１１Ａ，４１２〜４１５，４２〜４４を収納する光学部
品収納部４８２と、上記投写レンズ４６を設置する投写
光学系設置部４８３とを備えて構成されている。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、図６に示すよ
うに、光源装置４１１は、固定板４１１Ｂに載置固定さ
れ、上記光源装置収納部４８１の下方から固定板４１１
Ｂとともに、該光源装置収納部４８１に収納される。

【００４０】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４
１１Ｂ１は、光源装置４１１から射出される光束に沿っ
て高さ寸法が異なり、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４１
１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、上記光源装置収納部４８１に形成された開口部４
８１Ａと上記起立片４１１Ｂ１とにより、光源装置４１
１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。

【００４１】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することができ、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ような構造と
なっている。

【００４２】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
び偏光変換光学素子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４
４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４
６で拡大投写された画像光が、スクリーン上に表示され
る。

【００４３】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、上記第２
溝部４８２Ａ２に対応した溝を有する第２ボス部４８２
Ｂ２と、上記光学装置４４を囲むように第３ボス部４８
２Ｂ３が、底面から突設されている。また、底面部４８
２Ｂには、偏光変換光学素子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４８２Ｂ
５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、上記排気口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。

【００４４】投写光学系設置部４８３は、上記光学部品
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。この投写光学系設置部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４
８３Ｂが形成されている。投写光学系設置部４８３が上
記光学部品収納部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。

【００４５】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、上記下ライトガイ
ド４８の上部開口部分を閉塞するものであり、さらに、
上記下ライトガイド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の上記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により上
記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。

【００４６】〔４．光学装置の構造〕図８は、光学装置
４４を上方から見た全体斜視図である。図９は、光学装
置４４の分解斜視図である。なお、図９において、光学
装置４４の分解は、液晶パネル４４１Ｂ側およびクロス
ダイクロイックプリズム４４４の光束射出側で行ってい
る。液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ側は液晶パネル４４
１Ｂと同様のものとする。

【００４７】光学装置４４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し、この変調され
た各色光を合成し、光学像として投写するものであり、
光変調を行う光変調装置４４０と、この光変調装置４４
０から射出される各色光を合成する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の上下面（光束入射端面と略直交する一対の端
面）にそれぞれ固定された台座４４５と、この台座４４
５側面に取り付けられる透明部材としてのサファイア板
４４７と、サファイア板４４７と台座４４５側面との間
に介装される弾性部材４４８と、光変調装置４４０とサ
ファイア板４４７との間に介装される楔状のスペーサ４
４９とを備えて構成されている。

【００４８】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液晶パネ
ル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、各液晶パネル４４
１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納保持する保持枠４４６
とを備えて構成されている。液晶パネル４４１Ｂは、図
９に示すように、駆動基板（例えばＴＦＴ基板）４４１
Ｄ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
４４１Ｄ又は／及び対向基板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４４
１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。

【００４９】保持枠４４６は、図９に示すように、液晶
パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを保持固定するも
のであり、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ
を収容する収納体４４６Ａと、収納体４４６Ａと係合し
収納した各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを
押圧固定する支持板４４６Ｂとからなる。また、保持枠
４４６は、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ
の対向基板４４１Ｅに固着された光透過性防塵版の外周
が把持されて、収納体４４６Ａに各液晶パネル４４１
Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂが収納されるものとし、収納さ
れた各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂのパネ
ル面に対応する位置には開口部４４６Ｃを備えている。

【００５０】また、収納体４４６Ａと支持板４４６Ｂと
の固定は、図９に示すように、支持板４４６Ｂの左右両
側に設けたフック４４６Ｂ１と、収納体４４６Ａの対応
する箇所に設けたフック係合部４４６Ａ１との係合によ
り行う。ここで、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４
４１Ｂは、保持枠４４６の開口部４４６Ｃで露出し、こ
の部分が画像形成領域となる。すなわち、各液晶パネル
４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂのこの部分に各色光Ｒ，
Ｇ，Ｂが導入され、画像情報に応じて光学像が形成され
る。

【００５１】また、収納体４４６Ａの光束射出側端面の
左右端縁は、斜面４４６Ｄが形成されており、該斜面４
４６Ｄに、上記スペーサ４４９が対向配置する。支持板
４４６Ｂの左右端縁も、この斜面４４６Ｄに対応した形
状となっている。さらに、この収納体４４６Ａおよび支
持板４４６Ｂの光束射出側端面には、遮光膜（図示省
略）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。上記のよう
な保持枠４４６は、カーボン、チタン、アルミニウム、
フッ化ケイ素等を添加した熱伝導性樹脂により構成され
ている。

【００５２】台座４４５は、クロスダイクロイックプリ
ズム４４４の上下両面に固定され、光学装置４４をライ
トガイド４７に固定するものであり、熱伝導率の高いア
ルミニウムで構成され、外周形状はクロスダイクロイッ
クプリズム４４４と略同一である。また、具体的な図示
は省略するが、クロスダイクロイックプリズム４４４の
下方に位置する台座４４５の下面には、一体化された光
学装置４４をライトガイド４７に設置するために、上述
した下ライトガイド４８の底面部４８２Ｂに形成された
孔４８２Ｂ６に対応して、位置決め突起、および固定用
の孔がそれぞれ設けられ、ねじ等により固定される。な
お、台座４４５は、アルミニウムで構成されているが、
これに限らず、マグネシウム合金、銅等の熱伝導率の高
い材料、若しくは、サファイア、水晶、螢石、熱伝導性
樹脂等で形成されていてもよい。

【００５３】サファイア板４４７は、図９に示すよう
に、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂが収納
された保持枠４４６を保持固定するものであり、クロス
ダイクロイックプリズム４４４に台座４４５が固定され
た状態と略同一の外形形状を有して板状に形成されてい
る。このサファイア板４４７は、クロスダイクロイック
プリズム４４４の光束入射側端面および光束射出側端面
にそれぞれ配置され、台座４４５の側面に連結して固着
されている。

【００５４】また、サファイア板４４７の略中央部に
は、偏光フィルム４４３Ａが貼り付けられている。すな
わち、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂが収
納された保持枠４４６を保持固定する機能とともに、偏
光フィルム４４３Ａが貼り付けられて、光束射出側の偏
光板４４３としての機能も兼ねている。なお、ここで、
透明部材としてサファイア板を用いているが、水晶、石
英ガラス、または螢石等を採用してもよい。

【００５５】弾性部材４４８は、図９に示すように、サ
ファイア板４４７と台座４４５側面との間に介在し、サ
ファイア板４４７と台座４４５との接合部に発生する熱
応力を緩和するものであり、熱伝導性良好な、弾性を有
するシリコーンゴムで形成され、両面あるいは片面に表
層の架橋密度を上げる表面処理が施されているものを採
用できる。例えばサーコンＧＲ−ｄシリーズ（冨士高分
子工業の商標）を採用することができる。ここで、端面
に上記表面処理が施されていることにより、光学装置４
４を組み立てる際に、弾性部材４４８の台座４４５への
位置決めを容易にすることができる。

【００５６】スペーサ４４９は、図９に示すように、保
持枠４４６とサファイア板４４７との間に介在し、保持
枠４４６の位置調整を行うものであり、断面略三角形の
形状を有し、サファイアから構成されている。このスペ
ーサ４４９は、各保持枠４４６に２つずつ（計６個）配
置され、保持枠４４６の斜面４４６Ｄに当接し、該スペ
ーサ４４９の移動により、保持枠４４６を移動させ、投
写レンズ４６からのバックフォーカス位置に各液晶パネ
ル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを位置調整する。この
位置調整の詳細については、後述する。ここで、スペー
サ４４９は、サファイアから構成されているが、サファ
イアに限らず、水晶、石英ガラス、または螢石等で構成
されていてもよい。

【００５７】〔５．光学装置の製造方法〕以下には、図
８および図９を参照し、光学装置の製造方法について詳
説する。先ず、サファイア板４４７に偏光フィルム４４
３Ａを貼り付けておき、下記（ａ），（ｂ），（ｃ）に
示す工程によりプリズムユニットを組み立てる。 （ａ）クロスダイクロイックプリズム４４４の上下面に
台座４４５を熱伝導性良好な熱硬化性接着剤を用いて接
着固定する。 （ｂ）上記台座４４５側面に弾性部材４４８を熱伝導性
良好な熱硬化性接着剤を用いて接着固定する。 （ｃ）上記偏光フィルム４４３Ａが貼り付けられたサフ
ァイア板４４７を、弾性部材４４８を介して、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
射出端面を囲うように連結し、熱伝導性良好な熱硬化性
接着剤または光硬化性接着剤を用いて接着固定する。

【００５８】次に、下記（ｄ），（ｅ）に示す工程によ
り保持枠４４６を組み立て、上記プリズムユニットに装
着する。 （ｄ）保持枠４４６の収納体４４６Ａに各液晶パネル４
４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納し、その対向基板４
４１Ｅに固着された光透過性防塵板の外周を利用して位
置決めし、さらに、熱伝導性接着剤を用いて収納体４４
６Ａと各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとを
固着する。その後、保持枠４４６の支持板４４６Ｂを収
納体４４６Ａの液晶パネル挿入側から取り付けて、各液
晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを押圧固定して
保持する。なお、収納体４４６Ａへの支持板４４６Ｂの
取り付けは、支持板４４６Ｂのフック４４６Ｂ１を収納
体４４６Ａのフック係合部４４６Ａ１に係合することで
行うことができる。 （ｅ）各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収
納保持した保持枠４４６の支持板４４６Ｂ側の端面をサ
ファイア板４４７に当接させる。

【００５９】次に、下記（ｆ）に示す工程により、液晶
パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの位置調整を行
う。 （ｆ）保持枠４４６の斜面４４６Ｄとサファイア板４４
７の端面との間に光硬化性接着剤を塗布したスペーサ４
４９を挿入し、斜面４４６Ｄに沿ってこのスペーサ４４
９を移動させながら投写レンズ４６からのバックフォー
カス位置に保持枠４４６を位置決めする。具体的な位置
調整方法については後述する。 （ｇ）その後、接着剤を硬化させて、各部材を固着す
る。 以上のような工程手順によって光学装置は製造される。

【００６０】ここで、スペーサ４４９の移動はスペーサ
４４９の表面に塗布した光硬化性接着剤の表面張力を利
用して行う。保持枠４４６、サファイア板４４７、およ
びスペーサ４４９の固着方法としては、例えば、まず光
硬化性接着剤でスポット的仮固定を行い、その後、保持
枠４４６とサファイア板４４７との間の隙間に熱伝導性
接着剤を充填して本固定させることができる。なお、こ
の位置調整にはフォーカス調整及びアライメント調整の
両方が含まれる。

【００６１】なお、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，
４４１Ｂのクロスダイクロイックプリズム４４４への取
り付けは、必ずしも上記の順序で行う必要はなく、最終
的に図８の状態となればよい。そして、以上のようにし
て一体化された液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１
Ｂとクロスダイクロイックプリズム４４４は、クロスダ
イクロイックプリズム４４４の下方に位置する台座４４
５の下面に形成された位置決め突起を下ライトガイド４
８の底面部４８２Ｂに形成された両側の孔４８２Ｂ６
（図７）に挿通し、位置決めを行い、中央の孔４８２Ｂ
６（図７）および台座４４５の固定用孔にねじ等で固着
される。

【００６２】ここで、光学装置４４が下ライトガイド４
８に固定された状態で、図１０に示すように、光学装置
４４の保持枠４４６の左右端面と下ライトガイド４８の
第３ボス部４８２Ｂ３との間には、弾性部材５０を介在
させている。なお、弾性部材５０としては、熱伝導性良
好な、弾性を有するシリコーンゴムで形成され、両面あ
るいは片面に表層の架橋密度を上げる表面処理が施され
ているものを採用できる。例えばサーコンＧＲ−ｄシリ
ーズ（冨士高分子工業の商標）を採用することができ
る。

【００６３】〔６．液晶パネルの位置調整方法〕上記
（ｆ）の位置調整工程におけるクロスダイクロイックプ
リズム４４４への液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４
１Ｂの三次元的な位置調整は、保持枠４４６の斜面４４
６Ｄとサファイア板４４７との間に光硬化性接着剤を塗
布したスペーサ４４９を挿入し、接着剤が未硬化な状態
で、以下のように行う。先ず、投写レンズ４６と正対す
る液晶パネル４４１Ｇを、サファイア板４４７とスペー
サ４４９との接合面を摺動面としてアライメント調整を
行い、保持枠４４６とスペーサ４４９との接合部、すな
わち、スペーサ４４９を保持枠４４６の斜面４４６Ｄに
沿って移動させ、フォーカス調整を行う。投写レンズ４
６からの所定の位置に液晶パネル４４１Ｇを調整した
後、光硬化性接着剤を紫外線照射し、硬化させ、固定を
行う。ここで、紫外線はスペーサ４４９を透過して光硬
化性接着剤に照射され、光硬化性接着剤は硬化する。次
に、上記位置調整の後に硬化固定された液晶パネル４４
１Ｇを基準として、上記と同様に液晶パネル４４１Ｒ，
４４１Ｂの位置調整および固定を行う。

【００６４】〔７．冷却ユニットによる冷却構造〕図１
１は、パネル冷却系Ａの冷却流路を示す図である。図１
２は、パネル冷却Ａによる光学装置４４を冷却する冷却
構造を表す断面図である。図１３は、光源冷却系Ｂの冷
却流路を示す図である。本実施形態のプロジェクタ１で
は、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ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、上記軸流
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。

【００６５】図１２に示すように、ライトガイド４７内
に取り込まれた冷却空気は、台座４４５の上面を冷却し
つつ、スペーサ４４９によって形成されたサファイア板
４４７と保持枠４４６との間の隙間、または保持枠４４
６の光束入射側に入り込み、各液晶パネル４４１Ｒ，４
４１Ｇ，４４１Ｂの光束射出側および光束入射側、保持
枠４４６、サファイア板４４７、および偏光フィルム４
４３Ａを冷却し、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。

【００６６】下ライトガイド４８の底面部４８２Ｂに形
成された排気口４８２Ｂ５を通過した空気は、図７に示
すように、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４８２Ｂ
７に導かれ、光学ユニット４の前方側に送風される。図
１１に示すように、上記光学装置４４を冷却し、ダクト
４８２Ｂ７を介して光学ユニット４の前方側に送風され
た空気は、最終的に光源装置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２
１の側面部２１２に形成された排気口２１２Ａを通して
排出される。

【００６７】ここで、パネル冷却系Ａによる冷却空気
は、光学装置４４を冷却する役割のみならず、液晶パネ
ル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの表面に吹きつけられ
ることで、パネル表面に付着した塵等を吹き飛ばす役割
をも有している。パネル冷却系Ａにより、液晶パネル４
４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの表面を常に清浄すること
ができるから、プロジェクタ１において、安定した画質
の光学画像をスクリーン等に投写できるようになる。

【００６８】光源冷却系Ｂでは、図１３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４１１Ｂ１とで形成される矩形
状の隙間に対向配置されている。

【００６９】上記パネル冷却系Ａによってライトガイド
４７内に入り込んだ冷却空気は、図１３に示すように、
光学装置４４を冷却して下ライトガイド４８の底面部４
８２Ｂに形成された排気口４８２Ｂ５を通過してライト
ガイド４７の外部に排出されるだけでなく、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の後方側へと引き寄せられる。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
偏光変換光学素子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。

【００７０】上記光源装置４１１等を冷却した空気は、
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４１１Ｂ１とで形成される矩
形状の隙間を通って、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。

【００７１】〔８．光学装置の放熱構造〕図１４には、
光学装置４４の放熱経路を説明する熱回路網が示された
図である。本実施形態のプロジェクタ１では、光学装置
４４の冷却において、上記冷却ファンによる強制冷却だ
けでなく、光学装置４４の構造によって放熱経路が確保
されている。以下には、図８、図９、および図１４を参
照して、光学装置４４の放熱経路について説明する。

【００７２】光源装置４１１からの光束の照射により、
光学装置４４の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１
Ｂおよび光束射出側の偏光フィルム４４３Ａには熱が発
生する。図１４に示すように、液晶パネル４４１は、ラ
イトガイド４７内の内部空気および保持枠４４６と接続
し、該液晶パネル４４１に発生した熱は、上記パネル冷
却系Ａによる冷却空気との熱交換とともに、収納保持さ
れた保持枠４４６へと放熱される。また、光束射出側の
偏光フィルム４４３Ａは、上記液晶パネル４４１と同様
にライトガイド４７内の内部空気と、サファイア板４４
７と接続し、該偏光フィルム４４３Ａに発生した熱は、
上記パネル冷却系Ａによる冷却空気との熱交換ととも
に、サファイア板４４７へと放熱される。

【００７３】保持枠４４６は、上記液晶パネル４４１と
同様にライトガイド４７内の内部空気と、該保持枠４４
６の斜面４４６Ｄに当接する２つのスペーサ４４９を介
してサファイア板４４７と、該保持枠４４６の左右端縁
に設置された弾性部材５０を介してライトガイド４７と
接続し、該保持枠４４６に伝達された熱は、上記パネル
冷却系Ａによる冷却空気との熱交換とともに、サファイ
ア板４４７およびライトガイド４７へと放熱される。

【００７４】サファイア板４４７は、上記液晶パネル４
４１と同様にライトガイド４７内の内部空気と、クロス
ダイクロイックプリズム４４４の上下面に固定された台
座４４５と接続し、該サファイア板４４７に伝達された
熱は、上記パネル冷却系Ａによる冷却空気との熱交換と
ともに、上下の台座４４５へと放熱される。クロスダイ
クロイックプリズム４４４の上方に固定された台座４４
５は、ライトガイド４７内の内部空気と接続し、上方に
固定された台座４４５に伝達された熱は、上記パネル冷
却系Ａによる冷却空気と熱交換が行われる。

【００７５】クロスダイクロイックプリズム４４４の下
方に固定された台座４４５は、下ライトガイド４８の底
面部４８２Ｂと接続し、下方に固定された台座４４５に
伝達された熱は、ライトガイド４７へと放熱される。ラ
イトガイド４７は、プロジェクタ１内の内部空気と接続
し、ライトガイド４７に伝達された熱は、プロジェクタ
１内の内部空気と熱交換が行われ、上記シロッコファン
３２によって、外部へと排出される。

【００７６】以上のように、光学装置４４を構成する各
部材の接続、および冷却ユニット３により、光学装置４
４が冷却されている。

【００７７】〔９．実施形態の効果〕上述のような本実
施形態によれば、次のような効果がある。 （１）光学装置４４が、台座４４５とサファイア板４４
７とを備え、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ
を収納した保持枠４４６が、サファイア板４４７を介し
て台座４４５側面に接着固定されていることにより、光
源装置４１１からの光束の照射による液晶パネル４４１
Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの熱をサファイア板４４７、さ
らには、台座４４５に放熱することができ、液晶パネル
４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの冷却効率を向上させる
ことができる。 （２）サファイア板４４７が、クロスダイクロイックプ
リズム４４４の光束射出端面および光束入射端面を囲う
ように連結して装着されていることにより、各液晶パネ
ル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂに発生する発熱量の違
いに起因する温度差を抑制し、放熱の均等化を図ること
ができる。

【００７８】（３）クロスダイクロイックプリズム４４
４の光束射出端面上に装着されるサファイア板４４７
も、光源装置４１１からの光束の照射による液晶パネル
４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ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、液晶パネル４４１
Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの冷却効率をさらに向上させる
ことができる。 （４）液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納
した保持枠４４６が、サファイア板４４７を介して、台
座４４５側面に接着固定されることにより、すなわち、
クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に
は何も接着されることがないので、クロスダイクロイッ
クプリズム４４４のサイズを一対の台座４４５の対向す
る方向に小さくすることができる。これにより、大幅な
コスト削減が図れ、クロスダイクロイックプリズム４４
４の小型化に伴って、プロジェクタ１自身の小型化を促
進する。

【００７９】（５）台座４４５とサファイア板４４７と
の間には、熱伝導性良好な、弾性部材４４８が介在して
いることにより、光源装置４１１からの光束の照射によ
り各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂに発生し
た熱でサファイア板４４７および台座４４５とが熱膨張
した際、サファイア板４４７と台座４４５との間で発生
する熱応力を弾性部材４４８が吸収することができ、サ
ファイア板４４７と台座４４５との接続状態を保持する
ことができるので、画素ずれ、またはフォーカスずれを
防止することができる。

【００８０】（６）弾性部材４４８が熱伝導性良好に構
成されていることにより、サファイア板４４７と台座４
４５との接続状態を保持するとともに、サファイア板４
４７から台座４４５への放熱特性を改善し、液晶パネル
４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの冷却効率を向上させる
ことができる。 （７）光源装置４１１からの光束の照射により液晶パネ
ル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂに発生した熱で、弾性
部材４４８自体も熱膨張し、この弾性部材４４８の熱膨
張により、サファイア板４４７と台座４４５における部
材間の密着性が向上し、サファイア板４４７から台座４
４５への熱伝導性が良好とすることができる。

【００８１】（８）光学装置４４は、保持枠４４６を備
え、該保持枠がカーボン、チタン、アルミニウム、フッ
化ケイ素等を添加した熱伝導性樹脂から構成されている
ことにより、該保持枠の線膨張係数をガラス材料に近づ
けることができ、すなわち、液晶パネル４４１Ｒ，４４
１Ｇ，４４１Ｂを構成する駆動基板４４１Ｄおよび対向
基板４４１Ｅの線膨張係数に近づけることができ、光源
装置４１１からの光束の照射による液晶パネル４４１
Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび保持枠４４６の熱膨張変
形を略同程度に収めることができる。したがって、線膨
張係数の違いにより発生する熱応力を緩和し、各液晶パ
ネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの相互位置のずれを
防止することができ、表示画像の画素ずれを回避するこ
とができるとともに、熱応力による液晶パネル４４１
Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの破損等を回避することができ
る。

【００８２】（９）下ライトガイド４８には第３ボス部
４８２Ｂ３が形成され、保持枠４４６と該第３ボス部４
８２Ｂ３との間には、弾性部材５０が介在していること
により、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂで発
生した熱の放熱経路を並列に設け、放熱可能な全熱量を
増やして液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの冷
却効率を向上させるとともに、偏光フィルム４４３Ａ側
に流れる熱量を低減することで、偏光フィルム４４３Ａ
の冷却効率を向上させることができる。 （１０）光学装置４４がスペーサ４４９を備えているこ
とにより、投写される画像の画素または投写レンズから
のバックフォーカス位置を合わせるために、スペーサ４
４９の位置を移動させることで、各液晶パネル４４１
Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの位置調整を行うことができ、
各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの位置を適
切な状態に配置することができる。

【００８３】（１１）スペーサ４４９が、紫外線を透過
するサファイアから構成されていることにより、光学装
置４４を製造する際に、サファイア板４４７と液晶パネ
ル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納した保持枠４４
６との接合において、光硬化性接着剤を塗布したスペー
サ４４９を用いれば、該スペーサ４４９内を光が透過
し、保持枠４４６とサファイア板４４７との接合を容易
に行うことができ、光学装置４４の製造効率を向上させ
る。 （１２）サファイア板４４７およびスペーサ４４９とが
同材質（サファイア）で構成されていることにより、熱
による寸法変化（膨張、収縮）量が同じとなるため、機
能信頼性が向上する。

【００８４】（１３）投写光学系設置部４８３は、上記
光学部品収納部４８２の側面部４８２Ａの正面部分に位
置し、該側面部４８２Ａと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。 （１４）液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよ
び偏光フィルム４４３Ａに発生する熱の冷却をパネル冷
却系Ａによる強制冷却、プロジェクタ１内の内部空気に
よる自然空冷、および光学装置４４を構成する部材間の
伝導放熱によって行うことができるので、液晶パネル４
４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび偏光フィルム４４３
Ａの冷却効率を一層向上させることができる。

【００８５】（１５）また、上記のような冷却構造を採
用することにより、併用する冷却ファンの数を減少さ
せ、さらに、該冷却ファンの回転数を減少させて微弱な
冷却空気にも対応させることができるので、プロジェク
タの低騒音化および小型化を促進することができる。 （１６）透明部材として、硬度の高いサファイア板４４
７を用いていることにより、該サファイア板４４７の略
中央部に偏光フィルム４４３Ａを貼り付けた状態で、光
射出側の偏光板４４３として機能させることができ、余
分な部材を省略し、コスト削減を図ることができる。

【００８６】〔１０．実施形態の変形〕尚、本発明は、
前述の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。例えば、本実施形態で
は、冷却ユニット３は軸流吸気ファン３１を備え、該軸
流吸気ファン３１は、光学装置４４の上方に設置され、
冷却空気は、光学装置４４の上方から下方に向けて流れ
る構成となっていたが、これに限らず、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。ここで、クロスダイクロイックプリズム４４４
の上方に固定された台座４４５と上ライトガイド４９ま
たはアッパーケース２１との間に伸縮自在であるスプリ
ングシリコーンゴム等の熱伝導性部材を介在することが
好ましい。

【００８７】このような構成にすることにより、光源装
置４１１からの光束の照射により液晶パネル４４１Ｒ，
４４１Ｇ，４４１Ｂに発生した熱は、サファイア板４４
７から台座４４５に放熱され、さらに、台座４４５から
スプリングシリコーンゴムを介して上ライトガイド４９
またはアッパーケース２１に放熱されるので、液晶パネ
ル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂまたは光束射出側偏光
板４４３から放熱される伝導可能な全熱量を増加させる
ことができ、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ
または光束射出側偏光板４４３の冷却効率をさらに向上
させることができる。

【００８８】また、前記実施形態において、スペーサ４
４９はサファイアから構成されていたが、これに限ら
ず、金属製の部材から構成してもよい。このような構成
にすることにより、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４
４１Ｂを収納した保持枠４４６とサファイア板４４７と
の間における熱抵抗を低減し、光源装置４１１からの光
束の照射によって液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４
１Ｂまたは光束射出側偏光板４４３に発生する熱の放熱
特性を良好にし、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４
１Ｂまたは光束射出側偏光板４４３の冷却効率をさらに
向上させることができる。

【００８９】また、前記実施形態において、スペーサ４
４９は、左右２体で構成され、保持枠４４６の左右辺縁
に形成された斜面４４６Ｄに設置されていたが、この構
成に限らず、左右それぞれのスペーサを保持枠４４６辺
縁の長さ寸法よりも小さい寸法で、保持枠４４６の左右
辺縁それぞれに、複数のスペーサを用いて構成してもよ
い。このような構成にすることにより、保持枠４４６と
サファイア板４４７との間における熱応力が複数のスペ
ーサにより分散され、スペーサの外形形状の変形を低減
することができ、保持枠４４６を確実に保持することが
できる。したがって、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，
４４１Ｂの相互の位置状態を確保し、投写される画像の
画素ずれを回避することができる。

【００９０】さらに、前記実施形態では、３つの光変調
装置を用いたプロジェクタ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。

【００９１】また、前記実施形態では、光変調装置とし
て液晶パネルを用いていたが、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。
さらに、前記実施形態では、光入射面と光出射面とが異
なる透過型の光変調装置を用いていたが、光入射面と光
出射面とが同一となる反射型の光変調装置を用いてもよ
い。

【００９２】さらにまた、前記実施形態では、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なうリアタイプ
のプロジェクタにも適用可能である。

【００９３】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
プロジェクタの小型化・高輝度化に対応して、光学装置
の冷却効率を良好にすることができる、という効果があ
る。

【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
全体斜視図である。

【図２】前記実施形態におけるプロジェクタの内部構造
を表す図であり、具体的には、図１からアッパーケース
を外した分解斜視図である。

【図３】前記実施形態における光学ユニットを上方から
見た全体斜視図である。

【図４】前記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である。

【図５】前記実施形態における下ライトガイドの構造を
示す全体斜視図である。

【図６】前記実施形態における光学ユニットから光学装
置を取り外した分解斜視図である。

【図７】前記実施形態におけるライトガイドを下方から
見た全体斜視図である。

【図８】前記実施形態における液晶パネルおよびプリズ
ムとを一体化した光学装置を上方から見た全体斜視図で
ある。

【図９】前記実施形態における液晶パネルおよびプリズ
ムとを一体化した光学装置の構造を示す分解斜視図であ
る。

【図１０】前記実施形態における光学装置のライトガイ
ドへの取付構造を示す図である。

【図１１】前記実施形態におけるパネル冷却系Ａの冷却
流路を示す図である。

【図１２】前記実施形態におけるパネル冷却系Ａによる
光学装置の冷却構造を示す断面図である。

【図１３】前記実施形態における光源冷却系Ｂの冷却流
路を示す図である。

【図１４】前記実施形態における光学装置の構成部材間
の伝熱経路を表す熱回路網を示す図である。

【符号の説明】

１ プロジェクタ ４４ 光学装置 ４７ ライトガイド（光学部品用筐体） ５０ 弾性部材 ４４０ 光変調装置 ４４１，４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ 液晶パネル
（光変調素子） ４４４ 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 保持枠 ４４７ サファイア板（透明部材） ４４８ 弾性部材 ４４９ スペーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 EA18 FA30 HA28 MA20 2H089 HA40 JA10 QA16 TA18 UA05

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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、光変調装置で変調された
   各色光を合成する色合成光学装置とが一体的に設けられ
   た光学装置であって、 前記色合成光学装置の光束射出端面および光束入射端面
   を囲むように配置された複数の熱伝導性の透明部材と、 前記色合成光学装置の光束入射端面と交差する一対の端
   面に固定された熱伝導性材料からなる台座とを備え、前
   記光変調装置は、前記透明部材上に取り付けられ、前記
   透明部材は前記台座側面と接続されていることを特徴と
   する光学装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の光学装置において、 前記複数の透明部材は、互いに連結されていることを特
   徴とする光学装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の光学装置
   において、 前記透明部材および前記台座は、熱伝導性の弾性部材を
   介して接続されていることを特徴とする光学装置。
4. 【請求項４】請求項１から請求項３のいずれかに記載の
   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、該光変
   調素子の画像形成領域と対応する開口部を有する保持枠
   とを備え、 前記保持枠は、熱伝導性材料から構成されていることを
   特徴とする光学装置。
5. 【請求項５】請求項４に記載の光学装置において、 前記保持枠および前記透明部材の間には、熱伝導性材料
   からなる楔状のスペーサが介装されていることを特徴と
   する光学装置。
6. 【請求項６】請求項５に記載の光学装置において、 前記スペーサは、透光性部材から構成され、 このスペーサ、前記保持枠、前記透明部材は、これらの
   間に介在する光硬化性接着剤により接着固定されている
   ことを特徴とする光学装置。
7. 【請求項７】請求項５または請求項６に記載の光学装置
   において、 前記保持枠および前記透明部材の間には、これらの介装
   部分の全長よりも短い長さ寸法を有する複数のスペーサ
   が介装されていることを特徴とする光学装置。
8. 【請求項８】請求項４から請求項７のいずれかに記載の
   光学装置において、 光学機器を構成する光学部品を所定の照明光軸上に収納
   配置し、少なくとも一部が熱伝導性材料で構成された光
   学部品用筐体に装着され、 前記台座には、この光学部品用筐体に該光学装置が装着
   されると、付勢状態で前記光学部品用筐体の熱伝導性材
   料で構成された部分に当接する熱伝導性の弾性部材が設
   けられていることを特徴とする光学装置。
9. 【請求項９】請求項８に記載の光学装置において、 前記保持枠には、前記光学部品用筐体に該光学装置が装
   着されると、付勢状態で前記光学部品用筐体の熱伝導性
   材料で構成された部分に当接する熱伝導性の弾性部材が
   設けられていることを特徴とする光学装置。
10. 【請求項１０】請求項１から請求項９のいずれかに記載
    の光学装置において、 前記台座は、サファイア、水晶、螢石、熱伝導性樹脂の
    いずれかから構成されていることを特徴とする光学装
    置。
11. 【請求項１１】請求項１から請求項１０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。