JP2006106363A

JP2006106363A - 光学装置及びプロジェクタ

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Publication number: JP2006106363A
Application number: JP2004292962A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Yanagisawa; 佳幸柳沢
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】光変調装置及びこの光変調装置近傍に配置された光学部品の冷却を効率よく行うことができ、また、水晶基板と偏光板に接続した場合であっても、偏光板の軸変形の発生を防止することができる光学装置及びプロジェクタを提供すること。
【解決手段】光学装置４４は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調素子４４１Ｒ１を含む複数の光学素子を備え、前記光学素子のうち少なくとも一つと熱伝達可能に接続され、当該光学素子の熱を放熱する水晶基板４４３Ａ１，４４３Ｂ１を備え、前記水晶基板４４３Ａ１，４４３Ｂ１の結晶軸は接続された前記光学素子の有効光学領域の長辺方向に平行である。
【選択図】図８

Description

本発明は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調素子を含む複数の光学素子を備えた光学装置、及びこの光学装置を備えたプロジェクタに関する。

従来、会議、学会、展示会等でのプレゼンテーションや、家庭での映画鑑賞等にプロジ
ェクタが用いられている。このようなプロジェクタは、内部に光源と、この光源から射出
された光束を画像情報に変調する液晶パネル等の光変調装置と、入射される光束の光学変
換を行う複数の光学部品からなる光学装置を備え、この光学装置により光学像を形成して
拡大投写する。

このようなプロジェクタは、ダイクロイックミラー等の色分離光学系が、光源から射出された光束を三色の色光に分離し、液晶パネル等で構成される３枚の光変調装置は、色光毎に画像情報に応じて変調する。また、クロスダイクロイックプリズム等の色合成光学装置は、変調後の各色光を合成して光学像を形成しており、この形成された光学像を、投写レンズ等の投射光学装置によって拡大投射する、いわゆる三板式の構成を採用するものが広く知られている。

かかる三板式のプロジェクタでは、構造の簡素化及び組み立て工程の簡素化のため、３枚の光変調装置をクロスダイクロイックプリズムの光束入射側端面に取り付けた構成の光学装置が採用されている。このような構成の光学装置では、各液晶パネルの画素ずれにより生じる画質劣化を防止するため、色合成光学装置であるクロスダイクロイックプリズムの光束入射端面に、光変調装置である各液晶パネルの相対位置を調整しながら固定している。

一方、プロジェクタは、高輝度化および小型化が図られ、これに伴い、内部に配置された光学部品の効果的な冷却手段ないしは冷却方法が検討されてきた。特に、色合成光学装置の光束入射端面に配置される光学部品である偏光素子は、光源から射出された光束が集約して照射されるので発熱しやすく、かつ、熱に弱いため、光学像の形成を安定化させるには、偏光板等の光学部品を効率よく冷却する必要があった。

このため、光学装置を構成する光変調装置や、当該光変調装置の光束射出端面の前段または後段に配置されている偏光板等の光学部品（光学素子）については、これらと熱伝達可能に接続され、当該光学素子から発生される熱を放熱する水晶基板を備えるようにして、
光学部品などの冷却を効率よく実施するようにしていた（例えば、特許文献１〜特許文献３）。また、このような放熱用の水晶基板は、平面視で横長の矩形状のものが使用されるが、水晶の結晶軸方向（結晶の成長方向）を水晶基板の短辺方向（縦方向）としたものが適用されていた。

特開２００３−１２１９３１号公報特開２００３−１２１９３７号公報特開２００３−２６２９１７号公報

ところで、水晶基板における熱伝導率は、面内で一様ではなく、結晶軸方向（結晶の成長方向）に向かうに従って高くなり、また、水晶基板の線膨張率も、同様に結晶軸方向に向かうに従って低くなり、よって高温時における水晶基板の歪みが起こりにくくなるものであった。
一方、従来の構成のように、放熱用の水晶基板について軸方向を短辺方向（縦方向）とした場合にあっては、距離が長い長辺方向が熱伝導率が低くなってしまうため、水晶基板中の面内温度のバラツキが大きくなり、中央部分の温度が下がりにくくなってしまうという問題があった。また、水晶基板と偏光板とを接続した場合にあっては、高温時における偏光板の軸変形が発生しやすくなってしまっていた。

本発明の目的は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、光変調装置及びこの光変調装置近傍に配置された光学部品の冷却を効率よく行うことができ、また、水晶基板と偏光板に接続した場合であっても、偏光板の軸変形の発生を防止することができる光学装置及びプロジェクタを提供することである。

本発明の光学装置は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調素子を含む複数の光学素子を備えた光学装置であって、前記光学素子のうち少なくとも一つと熱伝達可能に接続され、当該光学素子の熱を放熱する水晶基板を備え、前記水晶基板の結晶軸は前記光学素子の有効光学領域の長辺方向に平行であることを特徴とする。

ここで、光学素子としては、例えば、射出側偏光板、入射側偏光板、位相差板、色補正板、視野角補償板（これらと同等の特性を備えた偏光膜などを含む）や、光変調素子と接続される防塵ガラス等を挙げることができ、また、複数の光学素子としては、位相差板、射出側偏光板のうち少なくとも２つ以上を含む構成のほか、同一の機能を有する光学素子、例えば２つの射出側偏光板を含む構成としてもよい。

本発明では、光学装置が、光変調素子を含む複数の光学素子を備え、この光学素子から発生される熱を放熱する水晶基板と熱伝達可能に接続されており、また、この水晶基板の
結晶軸は前記光学素子の有効光学領域の長辺方向に平行とする構成を採用しているので、結晶形成方向である水晶基板の長辺方向に対して熱伝導率が高くなることになり、水晶基板と熱伝達可能に接続された光学素子の面内温度分布を均一化することができ、光学素子により発生した熱を効率的に放熱することができる。

また、光学素子と熱伝達可能に接続される水晶基板の結晶軸が水晶基板の有効光学領域の長辺方向に平行な方向とした構成を採用しているので、水晶基板の線膨張率が低い方向が長辺方向、線膨張率が高い方向が短辺方向となるため、熱吸収における膨張変位量を抑制することができ、例えば偏光板などの接続された光学素子の軸変形の発生を防止することができる。

本発明の光学装置は、前記光学素子は、前記光変調素子の光路前段側に配設され、入射光束のうち所定の偏光光のみを透過する入射側偏光素子を含み、前記水晶基板は、当該入射側偏光素子と熱伝達可能に接続され、当該入射側偏光素子の熱を放熱することが好ましい。
この本発明によれば、水晶基板は入射側偏光素子と熱伝達可能に接続されるので、入射側偏光素子の面内温度分布を均一化することができ、この入射側偏光素子により発生した熱を効率的に放熱することができる。

本発明の光学装置は、前記光学素子は、前記光変調素子の光路後段側に配設され、入射光束のうち所定の偏光光のみを透過する射出側偏光素子を含み、前記水晶基板は、当該射出側偏光素子と熱伝達可能に接続され、当該射出側偏光素子の熱を放熱することが好ましい。
この本発明によれば、水晶基板は射出側偏光素子と熱伝達可能に接続されるので、射出側偏光素子の面内温度分布を均一化することができ、この射出側偏光素子により発生した熱を効率的に放熱することができる。

本発明の光学装置は、前記射出側偏光素子が第１射出側偏光素子と、前記第１射出側偏光素子の光束射出側に配設される第２射出側偏光素子からなり、前記水晶基板は、前記第１射出側偏光素子及び／または第２射出側偏光素子と熱伝達可能に接続され、接続された射出側偏光素子の熱を放熱することが好ましい。
この本発明によれば、射出側偏光素子を２枚とした構成とするため、光学素子を射出側偏光素子とした場合の前記した効果を好適に奏するほか、入射した偏光光を、第１射出側偏光素子、第２射出側偏光素子でそれぞれ割り振って吸収させることができるため、２つの偏光板それぞれでの過度の発熱を抑制することができる。

本発明の光学装置は、光学素子である複数の光変調素子で変調された各色光を合成する色合成光学装置を備え、前記第２射出側変更素子と接続された前記水晶基板が、前記色合成光学装置の光束入射側端面に貼付されていることが好ましい。
ここで、本発明の光学装置を構成する水晶基板は、前記したように、水晶基板の線膨張率が低い方向が長辺方向、線膨張率が高い方向が短辺方向となるため、熱吸収における膨張変位量を抑制することができるのであるが、第２射出側変更素子と接続された水晶基板が色合成光学装置の光束入射側端面に貼付することにより、例えば、第２射出側偏光素子と水晶基板を接続した射出側偏光板の軸変形も起こりにくくなる。また、光変調装置については、保持部材、棒状部材(ピンスペーサ)を介して水晶基板の上に載っているため、水晶基板の熱歪みから生じる位置ずれによる光学装置の画素ずれの発生防止に大きく寄与することができる。

本発明の光学装置は、前記水晶基板と接続される光学素子の有効光学領域の外側の横寸法（ｌ_ｘ）と有効光学領域の外側の縦寸法（ｌ_ｙ）と、前記水晶基板の、接続される当該光学素子の有効光学領域の長辺方向に平行な方向の熱伝導率（λ_ｘ）と、当該平行な方向と垂直な方向の熱伝導率（λ_ｙ）が下記式（Ｉ）を具備することが好ましい。

この本発明によれば、水晶基板と接続される光学素子の有効光学領域の外側の横寸法（ｌ_ｘ）と有効光学領域の外側の縦寸法（ｌ_ｙ）と、前記水晶基板の、接続される当該光学素子の有効光学領域の長辺方向に平行な方向の熱伝導率（λ_ｘ）と、当該平行な方向と垂直な方向の熱伝導率（λ_ｙ）が前記式（Ｉ）を具備する関係にあるので、偏光板の有効エリア外の周辺部分の熱応力を均一にできＸ方向とＹ方向の引張力が均一になり、射出側偏光素子における偏光軸方向のひずみを抑制することができ、前記した効果をより効率的に発揮することができる。

本発明の光学装置は、前記射出側偏光素子に視野角補償素子が配設されていることが好ましい。
この本発明によれば、光変調装置の光路後段側に配設され、射出光束のうち所定の偏光光のみを透過する射出側偏光素子に視野角補償素子が配設されているので、投写画像の視野角が拡大され、かつ、投写画像のコントラストが大幅に向上することとなる。

また、本発明のプロジェクタは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して
光学像を形成し、前記光学像を拡大投写するプロジェクタであって、前述の光学装置を備
えていることを特徴とする。

本発明によれば、前述の光学装置と略同じ効果を奏することができる。すなわち、前記した本発明の光学装置を備えているため、光変調装置及びこの光変調装置近傍に配置された光学部品の冷却を効率よく行い、また、高温時における偏光板の軸変形及び接続される光変調装置の位置ずれによる画素ずれの発生を防止することができ、投写画像の高画質化を図ることができるプロジェクタを好適に提供可能とする。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。

（Ｉ）プロジェクタの外観構成：
図１および図２には、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１が示されており、図１は上方前面側から見た斜視図であり、図２は下方背面側から見た斜視図である。
このプロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面上に拡大投写する光学機器であり、後述する光学系を含む装置本体を内部に収納する外装ケース２および外装ケース２から露出する投写光学装置である投写レンズ３を備えている。

投写レンズ３は、後述する光変調装置としての液晶パネルにより光源から射出された光束を画像情報に応じて変調形成された光学像を拡大投写する投写光学系としての機能を具備するものであり、筒状体内部に複数のレンズが収納された組レンズとして構成される。

筐体としての外装ケース２は、投写方向に直交する幅方向の寸法が投写方向寸法よりも大きい幅広の直方体形状をなし、装置本体の上部を覆うアッパーケース２１と、装置本体の下部を覆うロアーケース２２と、装置本体の前面部分を覆うフロントケース２３とを備えている。これら各ケース２１〜２３は、射出成形等によって成形された合成樹脂製の一体成形品である。

アッパーケース２１は、装置本体の上部を覆う上面部２１Ａと、この上面部２１Ａの幅方向端部から略垂下する側面部２１Ｂ、２１Ｃと、上面部２１Ａの後端部から略垂下する背面部２１Ｄとを備えている。
上面部２１Ａの投写方向前側には、プロジェクタ１の起動・調整操作を行うための操作パネル２４が設けられている。この操作パネル２４は、起動スイッチ、画像・音声等の調整スイッチを含む複数のスイッチを備え、プロジェクタ１による投写時には、操作パネル２４中の調整スイッチ等を操作することにより、画質・音量等の調整を行うことができる。

また、上面部２１Ａの操作パネル２４の隣には、複数の孔２４１が形成されていて、この内部には、図示を略したが、音声出力用のスピーカが収納されている。
これら操作パネル２４およびスピーカは、後述する装置本体を構成する制御基板と電気的に接続され、操作パネル２４による操作信号はこの制御基板で処理される。
背面部２１Ｄには、略中央部分に上面部２１Ａ側に切り欠かれた凹部が形成され、この凹部には、後述する制御基板に接続されたインターフェース基板上に設けられたコネクタ群２５が露出する。

ロアーケース２２は、アッパーケース２１との係合面を中心として略対称に構成され、底面部２２Ａ、側面部２２Ｂ、２２Ｃ、および背面部２２Ｄを備えている。そして、側面部２２Ｂ、２２Ｃ、および背面部２２Ｄは、その上端部分でアッパーケース２１の側面部２１Ｂ、２１Ｃ、および背面部２１Ｄの下端部分と係合し、外装ケース２の側面部分および背面部分を構成する。

底面部２２Ａには、プロジェクタ１の後端側略中央に固定脚部２６が設けられているとともに、先端側幅方向両端に調整脚部２７が設けられている。
この調整脚部２７は、底面部２２Ａから面外方向に進退自在に突出する軸状部材から構成され、軸状部材自体は、外装ケース２の内部に収納されている。このような調整脚部２７は、プロジェクタ１の側面部分に設けられる調整ボタン２７１を操作することにより、底面部２２Ａからの進退量を調整することができる。
これにより、プロジェクタ１から射出された投写画像の上下位置を調整し、適切な位置に投写画像を形成することができるようになる。

また、底面部２２Ａには、外装ケース２の内部と連通する開口部２８、２９、３０が形成されている。
開口部２８は、プロジェクタ１の光源を含む光源装置を着脱する部分であり、通常は、ランプカバー２８１によって塞がれている。
開口部２９、３０は、スリット状の開口部として構成される。
開口部２９は、光源ランプから射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置としての液晶パネルを含む光学装置を冷却するための冷却空気取込用の吸気用開口部である。
開口部３０は、プロジェクタ１の装置本体を構成する電源ユニット、光源駆動回路を冷却するための冷却空気取込用の吸気用開口部である。
尚、開口部２９、３０は、そのスリット状開口部分で常時プロジェクタ１内部と連通しているため、塵埃等が内部に侵入しないように、それぞれの内側に防塵フィルタが設けられている。

さらに、底面部２２Ａには、底面部２２Ａに対して外側にスライド自在に取り付けられた蓋部材３１が設けられていて、この蓋部材３１の内部には、プロジェクタ１を遠隔操作するためのリモートコントローラが収納されるようになっている。尚、図示しないリモートコントローラには、前述した操作パネル２４に設けられる起動スイッチ、調整スイッチ等と同様のものが設けられていて、リモートコントローラを操作すると、この操作に応じた赤外線信号がリモートコントローラから出力され、赤外線信号は、外装ケース前面及び背面に設けられる受光部３１１を介して制御基板で処理される。

背面部２２Ｄには、アッパーケース２１の場合と同様に、略中央部分に底面部２２Ａ側に切り欠かれた凹部が形成され、前記インターフェース基板上に設けられたコネクタ群２５が露出するとともに、端部近傍にもさらに開口部３２が形成されていて、この開口部３２からインレットコネクタ３３が露出している。インレットコネクタ３３は、外部電源からプロジェクタ１に電力を供給する端子であり、後述する電源ユニットと電気的に接続される。

フロントケース２３は、前面部２３Ａおよび上面部２３Ｂを備えて構成され、上面部２３Ｂの投写方向後端側で前述したアッパーケース２１およびロアーケース２２の投写方向先端部分と係合する。
前面部２３Ａには、投写レンズ３を露出させるための略円形状の開口部３４、およびその隣に形成された複数のスリットから構成される開口部３５が形成されている。

開口部３４は、その上面側がさらに開口され、投写レンズ３の鏡筒の一部が露出していて、鏡筒周囲に設けられたズーム・フォーカス調整用のつまみ３Ａ、３Ｂを外部から操作することができるようになっている。
開口部３５は、装置本体を冷却した空気を排出する排気用開口部として構成され、後述するプロジェクタ１の構成部材である光学系、制御系、および電源ユニット・ランプ駆動ユニットを冷却した空気は、この開口部３５からプロジェクタ１の投写方向に排出される。

（II）光学系の構成：
図５には本実施形態のプロジェクタ１の光学系の模式図を示す。プロジェクタ１は、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、光変調光学装置および色合成光学装置を一体化した光学装置４４と、投写光学装置としての投写レンズ３とを備えているものである。

光学系としての光学ユニット４は、光源装置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、投写レンズ３を介してスクリーン上に投写画像を形成するものであり、図４に示される光学部品用筐体４０という光学部品用筐体内に、光源装置や、種々の光学部品等を組み込んだものとして構成される。
この光学部品用筐体４０は、部品収納部材４０１、および図４では図示を略した蓋状部材から構成され、それぞれは、射出成形等による合成樹脂製品である。

部品収納部材４０１は、光学部品を収納する底面部４０１Ａ及び側壁部４０１Ｂからなる上部が開口された容器状に形成され、側壁部４０１Ｂには、複数の溝部４０１Ｃが設けられている。この溝部４０１Ｃには、光学ユニット４を構成する種々の光学部品が装着され、これにより各光学部品は、光学部品用筐体４０内に設定された照明光軸上に精度よく配置される。蓋状部材は、この部品収納部材４０１に応じた平面形状を有し、部品収納部材４０１の上面を塞ぐ。
また、部品収納部材４０１の底面部４０１Ａの光束射出側端部には、円形状の開口部が形成された前面壁が設けられていて、この前面壁には、投写レンズ３の基端部分が接合固定される。

このような光学部品用筐体４０内は、図５に示されるように、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、光変調光学系および色合成光学系を一体化した光学装置４４とに機能的に大別される。尚、本例における光学ユニット４は、三板式のプロジェクタに採用されるものであり、光学部品用筐体４０内で光源から射出された白色光を三色の色光に分離する空間色分離型の光学ユニットとして構成されている。

インテグレータ照明光学系４１は、光源から射出された光束を照明光軸直交面内における照度を均一にするための光学系であり、光源装置４１１、第１レンズアレイ４１２、第２レンズアレイ４１３、偏光変換素子４１４、および重畳レンズ４１５を備えて構成される。

光源装置４１１は、放射光源としての光源ランプ４１６およびリフレクタ４１７を備え、光源ランプ４１６から射出された放射状の光線をリフレクタ４１７で反射して略平行光線とし、外部へと射出する。本例では、光源ランプ４１６として高圧水銀ランプを採用しているが、これ以外にメタルハライドランプやハロゲンランプを採用することもある。また、本例では、リフレクタ４１７として放物面鏡を採用しているが、楕円面鏡からなるリフレクタの射出面に平行化凹レンズを配置した構成も採用することもできる。

第１レンズアレイ４１２は、照明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具備している。各小レンズは、光源ランプ４１６から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸方向に射出する。各小レンズの輪郭形状は、後述する光変調装置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る。

第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様の構成であり、小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備する。この第２レンズアレイ４１３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光変調装置４４１上に結像させる機能を有する。

偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用率が高められている。
具体的には、偏光変換素子４１４によって１種類の偏光光に変換された各部分光束は、重畳レンズ４１５によって最終的に光学装置４４の光変調装置４４１上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの光変調装置４４１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からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１４を用いることにより、光源ランプ４１６から射出された光束を全て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４１４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（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有している。

リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１と、リレーレンズ４３３と、反射ミラー４３２、４３４とを備え、色分離光学系４２で分離された色光である赤色光を光変調装置４４１Ｒまで導く機能を有している。

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うち、赤色光成分と緑色光成分とは透過し、青色光成分は反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１８を通って、青色用の光変調装置４４１Ｂに到達する。このフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する平行化レンズである。他の光変調装置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。

また、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、緑色用の光変調装置４４１Ｇに到達する。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、赤色光用の光変調装置４４１Ｒに到達する。

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。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、これに限らず、例えば、青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てカラー画像を形成するものであり、色分離光学系４２で分離された各色光が入射される３つの入射側偏光板４４２と、各入射側偏光板４４２の後段に配置される光変調装置４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、各光変調装置４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂの後段に配置される射出側偏光板４４３と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４４４とを備える。

光変調装置４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂは、光変調素子となる液晶パネル４４１Ｒ１，４４１Ｇ１，４４１Ｂ１を備えている。この液晶パネル４４１Ｒ１，４４１Ｇ１，４４１Ｂ１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、図５では図示を略したが、対向配置される一対の透明基板内に液晶が密封封入されたパネル本体を、保持枠４４７Ａ，４４７Ｂ（図８参照）内に収納されている。

光学装置４４において、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３つの光変調装置４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板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。

入射側偏光板４４２は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、水晶や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。また、基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ４１８に貼り付ける構成としてもよい。

射出側偏光板４４３は、第１射出偏光板４４３Ｂ及び第２射出偏光板４４３Ａから構成されている。
まず、第１射出側偏光板４４３Ｂは、前述の入射側偏光板４４２と略同様の機能を有し、光変調装置４４１（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を透過させ、その他の光束を吸収するとともに、光変調装置４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）から射出された光束の視野角を拡大する。

この第１射出側偏光板４４３Ｂは、詳しくは後記するが、水晶基板４４３Ｂ１（図８参照）と、この水晶基板４４３Ｂ１の光束射出側端面に貼り付けられる偏光膜４４３Ｂ２（第１射出側偏光素子）（図８参照）と、水晶基板４４３Ｂ１の光束入射側端面に貼り付けられる視野角補償膜４４３Ｂ３（図８参照）とを備えている。偏光膜４４３Ｂ２は水晶基板４４３Ｂ１に貼付されることにより、水晶基板４４３Ｂ１と偏光膜４４３Ｂ２は熱伝達可能に接続されることになる。

第２射出側偏光板４４３Ａは、詳しくは後記するが、第１射出側偏光板４４３Ａと同様に、入射された光束のうち、所定方向の偏光光のみを透過させ、その他の光束を吸収するものである。
この第２射出側偏光板４４３Ａに透過させる偏光光の偏光軸は、偏光板４４２における透過させる偏光光の偏光軸に対して直交するように設定されている。

このような第２射出側偏光板４４３Ａは、これも詳しくは後記するが、水晶基板４４３Ａ１（図８参照）と、偏光軸が所定方向とされた状態で、この水晶基板４４３Ａ１の光束入射側端面に貼り付けられる偏光膜４４３Ａ２（第２射出側偏光素子）（図８参照）とを備えている。偏光膜４４３Ａ２は水晶基板４４３Ａ１に貼付されることにより、水晶基板４４３Ａ１と偏光膜４４３Ａ２は熱伝達可能に接続されることになる。

なお、このように射出側偏光板４４３を２枚として構成すれば、入射する偏光光を、第１射出側偏光板４４３Ｂ、第２射出側偏光板４４３Ａのそれぞれで按分させて吸収させることにより、偏光光で発生する熱を両偏光板４４３Ａ，４４３Ｂで按分させ、それぞれの過熱を抑えることができる。

クロスダイクロイックプリズム４４４は、射出側偏光板４４３から射出され、各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。
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字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。

そして、このような光学装置４４は、ユニットとして構成され、前述した光学部品用筐体４０の投写レンズ３の光路前段に配置され、部品収納部材４０１の底面部にねじ止め固定される。

（III）制御基板５の構造
制御基板５は、図３に示すように、光学ユニット４の上側を覆うように配置され、演算処理装置、液晶パネル駆動用ＩＣが実装されたメイン基板５１と、このメイン基板５１の後端側で接続され、外装ケース２の背面部２１Ｄ、２２Ｄに起立するインターフェース基板５２とを備えている。

インターフェース基板５２の背面側には、前述したコネクタ群２５が実装されていて、コネクタ群２５から入力する画像情報は、このインターフェース基板５２を介してメイン基板５１に出力される。

メイン基板５１上の演算処理装置は、入力した画像情報を演算処理した後、液晶パネル駆動用ＩＣに制御指令を出力する。駆動用ＩＣは、この制御指令に基づいて駆動信号を生成出力して光変調装置４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの液晶パネル４４１Ｒ１，４４１Ｇ１，４４１Ｂ１を駆動させ、これにより、画像情報に応じて光変調を行って光学像が形成される。
このようなメイン基板５１は、パンチングメタルを折り曲げ加工した板金５３によって覆われ、この板金５３は、メイン基板５１上の回路素子等によるＥＭＩ（電磁障害）を防止するために設けられている。

（IV）電源ブロック６の構造：
電源ブロック６は、図示を略すが、電源と、この電源の下方に配置されたランプ駆動回路（バラスト）とを含んで構成される。
電源は、前記インレットコネクタに接続された図示しない電源ケーブルを通して外部から供給された電力を、前記ランプ駆動回路や制御基板５等に供給するものである。
ランプ駆動回路は、光学ユニット４を構成する光源ランプ４１６に、電源から供給された電力を供給するものであり、前記光源ランプと電気的に接続されている。このようなランプ駆動回路は、例えば、基板に配線することにより構成できる。

（Ｖ）冷却ユニット７の構造：
図３および図４に示すように、冷却手段としての冷却ユニット７は、投写レンズ３を挟んでそれぞれ対向配置される２つのシロッコファン７１，７２と、ダクト７３および図示しない導風板とから構成されている。

シロッコファン７１は、ロアーケース２２の側面部２２Ｃ側に配置され、シロッコファン７２は、投写レンズ３を挟んで、ロアーケース２２の前方側略中央に配置されている。これらシロッコファン７１，７２は、開口部２９を介して吸入したプロジェクタ１外部の空気を、光学装置４４の下方に配置されたダクト７３および導風板７４に送風して、光学装置４４を下方から冷却する。

（VI）光学装置４４の構造：
図６および図７には、光学装置４４の斜視図が示されている。詳述すると、図６には、光変調装置４４１Ｂを上方から左手に見た光学装置４４の斜視図が示されており、また、図７には、光変調装置４４１Ｂを下方から右手に見た光学装置４４の斜視図が示されている。なお、図６及び図７では、投写レンズ３も示されており、図６ではこの投写レンズ３を２点鎖線で示している。

また、図８は、光学装置４４の分解斜視図を示している。なお、図８では、説明を簡略化するために、赤色光が入射する光束入射面の構成のみを示し、他の光束入射面については説明および図示を省略するが、緑色光が入射する光束入射面および青色光が入射する光束入射面においても略同様の構成を備えている。

光学装置４４は、図６ないし図８に示すように、クロスダイクロイックプリズム４４４を中心として、該クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射面である３面に、光変調装置４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、射出側偏光板４４３（図６および図７では図示を省略）とが取り付けられている。また、クロスダイクロイックプリズム４４４は、プリズム台座４４５に載置され、クロスダイクロイックプリズム４４４の上面には、放熱ブロック４４６が載置されている。このように、光学装置４４は、これらを含めたユニットとして構成されている。

以下、光学装置４４の構造を図８ないし図１２に基づいて説明する。なお、これら図８
、図９及び図１２中に示した矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは、それぞれ同一方向を示している。具体的
には、Ｚ軸方向は照明光軸方向を示し、Ｘ軸方向は幅方向（水晶基板にあっては、結晶軸
方向も兼ねている）を示し、Ｙ軸方向は高さ方向（水晶基板を示す場合にあっては、同様
に、結晶軸方向に垂直な方向も兼ねている）を示している。

なお、図８中、プリズム台座４４５は、前述のように、クロスダイクロイックプリズム４４４を支持するとともに、投写レンズ３を支持する部材である。この図８に示すように、プリズム台座４４５は、幅方向（Ｘ軸方向）から見て略Ｌ字状に形成されている。

また、プリズム台座４４５には、クロスダイクロイックプリズム４４４が載置される載置部４４５１と、投写レンズ３を支持するレンズ支持部４４５２とが形成されている。
このようなプリズム台座４４５により、クロスダイクロイックプリズム４４４および第１射出側偏光板４４３Ｂで発生して熱が伝導されて放熱されるほか、保持部材４４８およびピンスペーサ４４９を介して、第２射出側偏光板４４３Ａおよび光変調装置４４１Ｒ（４４１Ｇ，４４１Ｂ）の熱が伝導されて放熱されるので、これらの光学部品の熱を効率よく冷却することができる。

図８に示すように、クロスダイクロイックプリズム４４４の赤色光入射面には、クロスダイクロイックプリズム４４４に近接する方から順に、偏光膜４４３Ａ２（第２射出側光学素子）と水晶基板４４３Ａ１とからなる第２射出側偏光板４４３Ａと、熱伝導性の保持部材４４８と、第１射出側光学素子４４３Ｂ２、水晶基板４４３Ｂ１及び視野角補償素子である視野角補償膜４４３Ｂ３とからなる第１射出側偏光板と、光変調装置４４１Ｒが配置されている。

このうち、第２射出側偏光板４４３Ａは、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射面に、該第２射出側偏光板４４３Ａの水晶基板４４３Ａ１の光束射出側端面を対向させて、紫外線硬化性接着剤等により接着固定される。また、水晶基板４４３Ａ１の光束入射側端面には、偏光膜４４３Ａ２（第２射出側光学素子）を貼付して、射出側偏光板４４３Ａ（第２射出側偏光板）を形成している。なお、本実施形態にあっては、この第２射出側偏光板４４３Ａの外形寸法は、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射面の寸法と略同一に形成されている。

更には、第２射出側偏光板４４３Ａは、偏光膜４４３Ａ２を貼付した光束入射側端面を、後記する保持部材４４８のＺ軸方向と対向する面（取付面４４８Ｄ）と接着剤により貼り合わされ、この保持部材４４８に形成された開口部４４８Ａ１（図１２参照）から偏光膜４４３Ａ２を露出するようにする。

図９は、水晶基板４４３Ａ１の結晶軸方向を示した模式図である。図９に示すように、第２射出側偏光板４４３Ａを構成し、第２射出側偏光素子４４３Ａ２と熱伝達可能に接続された水晶基板４４３Ａ１は、本実施形態では平面視で横長矩形状であり、結晶軸が後記する第２射出側偏光素子４４３Ａ２の有効光学領域４４３ＡＸ（図１０参照。以下同）の長辺方向（図９のＸ軸方向。図８も同様）と平行な方向に向いており、また、第２射出側偏光素子４４３Ａ２の有効光学領域４４３ＡＸの短辺方向（図９のＹ軸方向。図８も同様）が水晶基板４４３Ａ１の結晶軸の方向と垂直方向とされている。

一方、水晶基板４４３Ａ１の熱伝導率は、結晶軸方向（図９のＸ軸方向）に向かうに従って高くなるため、本発明の光学装置４４を構成する水晶基板４４３Ａ１においても、距離の長い基板の長辺方向の熱伝導率が高くなり、これにより水晶基板中の面内温度のバラツキを抑制することができる。
なお、水晶基板４４３Ａ１における、配設される第２射出側偏光素子４４３Ａ２の有効光学領域４４３ＡＸの長辺方向の熱伝導率は、８〜１２Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１程度であればよく、同様に、水晶基板４４３Ａ１における配設される第２射出側偏光素子４４３Ａ２の有効光学領域４４３ＡＸの短辺方向の熱伝導率は、４〜８Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１程度であればよい。

また、水晶基板４４３Ａ１の結晶軸が水晶基板４４３Ａ１に配設される第２射出側偏光素子４４３Ａ２の有効光学領域４４３ＡＸの長辺方向に向いていることにより、水晶基板の４４３Ａ１線膨張率が低い方向が当該長辺方向、線膨張率が高い方向が当該長辺方向と垂直な方向（配設される第２射出側偏光素子４４３Ａ２の有効光学領域４４３ＡＸの短辺方向）となるため、熱吸収における膨張変位量を少なくすることができ、接続する偏光膜４４３Ａ２の軸変形の発生を抑制することができる。

なお、水晶基板４４３ａに貼付される偏光膜４４３Ａ２は、矩形状のフィルムであり、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素を吸着・分散させてフィルム状とした後に、このフィルム状のものを一定方向に延伸し、その後、延伸されたフィルムの両面に、アセテートセルロース系のフィルムを接着剤で積層させることにより形成されている。

図１０は、水晶基板４４３Ａ１に偏光膜４４３Ａ２を貼付した構成の第２射出側偏光板の４４３Ａの有効光学領域４４３ＡＸと熱伝導率との関係と示す模式図である。
ここで、偏光膜４４３Ａ２の内側に形成され有効光学領域４４３ＡＸ（図１０において２点鎖線で囲まれる領域）は、一般に、偏光膜４４３Ａ２の外周（外形）から０．５〜２ｍｍ程度内側に入った寸法となるが、
水晶基板４４３Ａ１と接続される光学素子である偏光膜４４３Ａ２の有効光学領域の外側の横寸法（ｌ_ｘ１）と有効光学領域の外側の縦寸法（ｌ_ｙ１）と、水晶基板４４３Ａ１の、接続される偏光膜４４３Ａ２の有効光学領域の長辺方向（図１０の水晶基板等の長辺方向）に平行な方向の熱伝導率（λ_ｘ１）と、当該平行な方向と垂直な方向（図１０の水晶基板等の短辺方向）の熱伝導率（λ_ｙ１）が下記式（Ｉ’）を具備することが好ましい。

このように、水晶基板４４３Ａ１と接続される偏光膜４４３Ａ２の有効光学領域の外側の横寸法（ｌ_ｘ１）と有効光学領域の外側の縦寸法（ｌ_ｙ１）と、水晶基板４４３Ａ１の、接続される偏光膜４４３Ａ２の有効光学領域の長辺方向に平行な方向の熱伝導率（λ_ｘ１）と、当該平行な方向と垂直な方向の熱伝導率（λ_ｙ１）が前記式（Ｉ’）を具備する関係にあるので、偏光板４４３Ａの有効エリア外の周辺部分の熱応力を均一にできＸ方向とＹ方向の引張力が均一になり、第２射出側偏光板４４３Ａにおける偏光軸方向のひずみを抑制することができることとなる。

なお、第２射出側偏光板４４３Ａにおける前記縦寸法（ｌ_ｙ１）と横寸法（ｌ_ｘ１）は、偏光膜４４３Ａ２の大きさにより決定される有効光学領域４４３ＡＸや、使用される水晶基板４４３Ａ１の熱伝導率（λ_ｘ１）及び熱伝導率（λ_ｘ１）により、前記式（Ｉ’）の関係を具備するように適宜決定すればよいが、概ね、縦寸法（ｌ_ｙ１）を０．５〜２ｍｍ、横寸法（ｌ_ｙ１）を０．５〜２ｍｍ程度としておけば、水晶基板４４３Ａ１の軸変形を効率的に抑えることができる。

次に、第１射出側偏光板４４３Ｂは、偏光膜４４３Ｂ２（第１射出側光学素子）、水晶基板４４３Ｂ１及び視野角補償素子４４３Ｂ３とから構成される。
水晶基板４４３Ｂ１は、前記した第２射出側偏光板４４３Ａを構成する水晶基板４４３Ａ１と同様、平面視で横長矩形状であり、結晶軸が後記する第１射出側偏光素子４４３Ｂ２（偏光膜４４３Ｂ２）の有効光学領域４４３ＢＸの長辺方向に平行な方向に向いており、また、第１射出側偏光素子４４３ＡＢの有効光学領域４４３ＢＸの短辺方向が水晶基板４４３Ａ１の結晶軸の方向と垂直方向とされている。
ここで、水晶基板４４３Ｂ１において、配設される第１射出側偏光素子４４３Ｂ２（偏光膜４４３Ｂ２）の有効光学領域４４３ＢＸの長辺方向の熱伝導率は、８〜１２Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１程度であればよく、同様に、水晶基板４４３Ｂ１において、配設される第１射出側偏光素子４４３Ｂ２（偏光膜４４３Ｂ２）の有効光学領域４４３ＢＸの短辺方向の熱伝導率は、４〜８Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１程度であればよい。

第１射出側偏光素子４４３Ｂ２（偏光膜４４３Ｂ２）は、前述した偏光膜４４３Ａ２と同様のものであるが、光吸収特性が偏光膜４４３Ａ２とは異なるものが適用され、また、この偏光膜４４３Ｂ２は、その偏光軸が偏光膜４４３Ａ２と平行となる状態で基板４４３Ｂ１の光束射出側端面に貼り付けられる。

また、視野角補償膜４４３Ｂ３は、光変調装置４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）で生じる複屈折を補償し、光変調装置４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）で形成された光学像の視野角が拡大され、かつ投写画像のコントラストが向上する。

そして、図１１は、図１０と同様に、水晶基板４４３Ｂ１に偏光膜４４３Ｂ２及び視野角補償膜４４３Ｂ３を貼付した構成の第１射出側偏光板４４３Ｂの有効光学領域４４３ＢＸと、熱伝導率との関係と示す模式図である。
前記した第２射出側偏光板４４３Ａと同様、水晶基板４４３Ｂ１と接続される偏光膜４４３Ｂ２の有効光学領域４４３ＢＸ（図１１において、２点鎖線で囲まれる領域）の外側の縦寸法（ｌ_ｙ２）と有効光学領域４４３ＢＸの外側の横寸法（ｌ_ｘ２）と、水晶基板４４３Ｂ１の、接続される偏光膜４４３Ｂ２の有効光学領域の長辺方向（図１１の水晶基板等の長辺方向）に平行な方向の熱伝導率（λ_ｘ２）と、当該平行な方向と垂直な方向（図１１の水晶基板等の短辺方向）の熱伝導率（λ_ｙ２）が下記式（Ｉ’’）を具備することが好ましく、下記式（Ｉ’’）を具備するようにすれば、第２射出側偏光板４４３Ｂの有効エリア外の周辺部分の熱応力を均一にできＸ方向とＹ方向の引張力が均一になり、第２射出側偏光板４４３Ｂにおける偏光軸方向のひずみを抑制することができることとなる。

そして、これら第１射出側偏光板４４３Ｂ及び第２射出側偏光板４４３Ａは、保持部材４４８と接着されて（加えて、第２射出側偏光板４４３Ａは、クロスダイクロイックプリズム４４４とも接着されて）保持固定されることになる。

図１２には、これら第１射出側偏光板４４３Ｂ及び第２射出側偏光板４４３Ａを接着して保持固定する保持部材４４８の斜視図が示されている。
この保持部材４４８は、図８および図１２に示すように、照明光軸方向（Ｚ軸方向）から見て略矩形を有し、アルミニウム等の金属平板を板金加工して形成されている。

この熱伝導性の保持部材４４８は、図１２に示すように、略矩形の板状部４４８Ａと、この板状部４４８Ａの幅方向（Ｘ軸方向）両端部から面外方向に、それぞれが対向するように起立した側面部４４８Ｂと、これら側面部４４８Ｂの高さ方向（Ｙ軸方向）両端から、保持部材４４８の略中央に向かって略垂直に延出する延出部４４８Ｃとを備える。

板状部４４８Ａの略中央には、略矩形の開口部４４８Ａ１が形成されている。この開口部４４８Ａ１の寸法は、前記した第２射出側偏光板４４３Ａの水晶基板４４３Ａ１の外形寸法より小さく形成されており、かかる開口部から第２射出側偏光板４４３において水晶基板４４３Ａ１に貼付された偏光膜（第２射出側偏光素子）が露出することになる。なお、この第２射出側偏光板４４３Ｂを構成する水晶基板４４３Ａ１は、保持部材４４８のＺ軸方向と対向する面（取付面４４８Ｄ）と接着剤により貼り合わされる。

なお、保持部材の開口部４４８Ａ１を覆うように、第２射出側偏光板４４３Ａを構成する水晶基板４４３Ａ１が保持部材と接着された場合に、第２射出側偏光板４４３Ａの光束入射側の面と、板状部４４８Ａの光束入射側の面とは、同一平面となるように構成されている。すなわち、板状部４４８Ａに対する第２射出側偏光板４４３Ａの突出量は、板状部４４８Ａの厚さ方向（Ｚ軸方向）の寸法と略同じとされている。

また、板状部４４８Ａの高さ方向両端部は、貼付部４４８Ａ２，４４８Ａ４が形成されている。これら貼付部４４８Ａ２，４４８Ａ４は、クロスダイクロイックプリズム４４４の下に配置されるプリズム台座４４５に、板状部４４８Ａを熱伝導可能に貼り付ける部分である。これら貼付部４４８Ａ２の上端および貼付部４４８Ａ４の下端の略中央には、開口部４４８Ａ１に向けて、熱間挙動差吸収用の切り欠き４４８Ａ３，４４８Ａ５が形成されている。

側面部４４８Ｂには、それぞれの側面部４４８Ｂが対向する面に、平面視略矩形の突出部４４８Ｂ１が２つずつ形成されている。この突出部４４８Ｂ１は、高さ方向における両端から延出して形成された延出部４４８Ｃよりも中心よりに形成されている。この突出部４４８Ｂ１の光束入射側の面には、延出部４４８Ｃに取り付けられる第１射出側偏光板４４３Ｂの光束射出側の面が当接される。これにより、保持部材４４８における第１射出側偏光板４４３Ｂの照明光軸方向（Ｚ軸方向）の位置決めがされる。

延出部４４８Ｃは、照明光軸方向から保持部材４４８を見た場合の四隅部分にそれぞれ形成されている。
これら延出部４４８Ｃに形成された面のうち、高さ方向（Ｙ軸方向）で互いに対向する面は、第１射出側偏光板４４３Ｂの水晶基板４４３Ｂ１が取り付けられる基板取付面４４８Ｃ１である。この基板取付面４４８Ｃ１には、第１射出側偏光板４４３Ｂの水晶基板４４３Ｂ１（図８参照）の高さ方向端部から起立する面が、熱伝導可能に接着固定される。ここで、板状部４４８Ａに貼り合わされた第２射出側偏光板４４３Ａにおける偏光膜４４３Ａ２の偏光軸と、延出部４４８Ｃの基板取付面４４８Ｃ１に嵌合された第１射出側偏光板４４３Ｂにおける偏光膜４４３Ｂ２の偏光軸とが平行となるように、第１射出側偏光板４４３Ｂが取り付けられる。また、これら偏光膜４４３Ａ２，４４３Ｂ２の偏光軸は、前述の入射側偏光板４４２における偏光膜の偏光軸と直交するように、射出側偏光板４４３Ａ，４４３Ｂは配置される。
また、延出部４４８Ｃの光束入射側の面４４８Ｃ２には、光変調装置４４１Ｒ（４４１Ｇ，４４１Ｂ）を位置決めおよび保持するための棒状部材であるピンスペーサ４４９（図８参照）が、熱伝導可能に接着固定される。

このような保持部材４４８によれば、第１射出側偏光板４４３Ａおよび第２射出側偏光板４４３Ｂの熱（水晶基板４４３Ａ１，４４３Ｂ１により吸収された偏光膜４４３Ａ２，４４３Ｂ２で発生した熱）をが、該保持部材４４８に伝導され放熱されるので、射出側偏光板４４３Ａ，４４３Ｂの冷却効率を向上できる。

また、板状部４４８Ａの開口部４４８Ａ１を覆うように接着される第２射出側偏光板４４３Ａと、延出部４４８Ｃに保持される第１射出側偏光板４４３Ｂとの間には、所定の間隔が生じており、また、この空間の幅方向は、保持部材４４８の側面部４４８Ｂによって囲まれることになる。これによれば、第１射出側偏光板４４３Ｂの光束入射面および第２射出側偏光板４４３Ａの光束射出面を冷却する冷却空気の筒状の流路を形成することができる。従って、これら第１射出側偏光板４４３Ｂおよび第２射出側偏光板４４３Ａを効果的に冷却することができる。

なお、保持部材４４８は、アルミニウムのほか、電気亜鉛メッキ鋼板等にて構成してもよく、熱伝導率の高い合成樹脂を用いて射出成形等により成形される合成樹脂成形品や、インバー等の鉄−ニッケル合金、マグネシウム合金、アルミニウム合金等を加工することにより形成するようにしてもよい。

また、ピンスペーサ４４９は、図８に示すように、熱伝導性の合成樹脂によって構成された棒状部材である。このピンスペーサ４４９は、前述のように、保持部材４４８に形成された延出部４４８Ｃの光束入射側の面４４８Ｃ２に取り付けられる。また、このピンスペーサ４４９は、光変調装置４４１Ｒ（４４１Ｇ，４４１Ｂ）に形成された孔４４７Ｂ３に挿通され、該光変調装置４４１を保持する。
なお、ピンスペーサ４４９は、熱伝導性の合成樹脂に限らず、光学ガラス、水晶、サフ
ァイア、石英、または蛍石等で構成してもよい。また、金属等の熱伝導率の高い部材で構
成してもよい。

光変調装置４４１Ｒ（４４１Ｇ，４４１Ｂ）は、光変調素子としての液晶パネル４４１
Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）と、この液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ
１）を光束入射側および光束射出側から挟持する保持枠４４７とを備えている。

液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）は、ガラスなどからなる一対の透明基板４４１Ｒ１１、４４１Ｒ１２を備える。この一対の透明基板４４１Ｒ１１、４４１Ｒ１２は、シール材（図示省略）を介して所定間隔を空けて貼り合わせられている。

また、透明基板４４１Ｒ１１、４４１Ｒ１２の内側には、ＴＦＴ素子などのスイッチング素子、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電体からなる画素電極、配線、配向膜などが形成されている。そして、透明基板４４１Ｒ１１、４４１Ｒ１２の内側面には、前記画素電極に対応する対向電極、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。なお、透明基板４４１Ｒ１１の外径寸法は、透明基板４４１Ｒ１２の外径寸法よりも大きく設定されている。

液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）は、前述のように、入射光束を画像情報に応じて変調するものである。この液晶パネル４４１Ｒ１には、上方（Ｙ軸方向）に延出する制御用ケーブル４４１Ｒ２（４４１Ｇ２，４４１Ｂ２は図６および図７参照）が設けられており、該制御用ケーブル４４１Ｒ２（４４１Ｇ２，４４１Ｂ２）を介して、前述の制御基板５に接続される。

保持枠４４７は、液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）を光束入射側から
保持する第１保持枠４４７Ａと、光束射出側から保持する第２保持枠４４７Ｂとから構成
されている。
第１保持枠４４７Ａは、照明光軸方向（Ｚ軸方向）から見て略凸型に形成されるとともに、断面略コ字状に形成され、内部に形成された図示しない収納部に、液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）の光束入射側の面を収納する部材である。
この第１保持枠４４７Ａには、略矩形の開口部４４７Ａ１と、フィン４４７Ａ２と、フック４４７Ａ３とが形成されている。

開口部４４７Ａ１は、第１保持枠４４７Ａの略中央に形成されている。この開口部４４７Ａ１の形成位置は、液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）のパネル面に対応しており、この開口部４４７Ａ１から、液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）が露出する。液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）には、前述の色分離光学系で分離した赤色光（緑色光，青色光）が開口部４４７Ａ１を介して入射されるので、この部分が画像形成領域となる。

フィン４４７Ａ２は、開口部４４７Ａ１の上方略中央に、該開口部４４７Ａ１から上方に向かって凹状に複数形成されている。このフィン４４７Ａ２は、内部に収納する液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）で発生した熱が、第１保持枠４４７Ａに伝導された際に、空気との接触面積を大きくして、放熱するための部分である。

フック４４７Ａ３は、第１保持枠４４７Ａの光束入射側の面における幅方向（Ｘ軸方向）両端部から、照明光軸方向（Ｚ軸方向）に起立する面の略中央に形成されている。このフック４４７Ａ３には、略中央に凸型の突出部が形成されており、この突出部が第２保持枠４４７Ｂに形成されたフック嵌合部４４７Ｂ２に嵌合される。

第２保持枠４４７Ｂは、平面視略矩形状に形成されている。この第２保持枠４４７Ｂには、開口部４４７Ｂ１と、フック嵌合部４４７Ｂ２と、孔４４７Ｂ３とが形成されている。開口部４４７Ｂ１は、第１保持枠４４７Ａと同様に、第２保持枠４４７Ｂの略中央で、光変調装置４４１（４４１Ｇ，４４１Ｂ）の液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１
Ｂ１）のパネル面に対応する位置に形成されている。

フック嵌合部４４７Ｂ２は、第２保持枠４４７Ｂの幅方向（Ｘ軸方向）両端部の略中央部から照明光軸方向（Ｚ軸方向）とは反対方向に起立して形成されている。このフック嵌合部４４７Ｂ２の略中央には、矩形状の開口が形成されており、この開口に前述の第１保持枠４４７Ａのフック４４７Ａ３に形成された突出部が嵌合され、第１保持枠４４７Ａおよび第２保持枠４４７Ｂを固定する。

孔４４７Ｂ３は、第２保持枠４４７Ｂの照明光軸方向から見て四隅部分に形成されている。これらの孔４４７Ｂ３は、その内周縁が照明光軸方向（Ｚ軸方向）とは反対方向に向けて突出するように形成されたバーリング孔である。これら孔４４７Ｂ３にピンスペーサ４４９が挿通され、位置調整がされた後に、第２保持枠４４７Ｂは、接着剤等によりピンスペーサ４４９に固定される。

このような光変調装置４４１Ｒにより、液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）で発生した熱が、第１保持枠４４７Ａおよび第２保持枠４４７Ｂから構成される保持枠４４７に伝導される。また、保持枠４４７に伝導された熱は、保持枠４４７で放熱されるとともに、ピンスペーサ４４９を介して保持部材４４８に伝導されて放熱される。これにより、液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）の熱を放熱する面積を拡大することができる。従って、該液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）を効果的に冷却することができ、破損、劣化等を抑えて製品寿命を延ばすことができるとともに、
光学像形成の安定化を図ることができる。

なお、前述の保持枠４４７は、成形または板金加工により形成できる。また、その材料としては、熱伝導率の高い部材、例えば、インバーおよび４２Ｎｉ−Ｆｅ等のニッケル−鉄合金、マグネシウム合金、アルミニウム合金、炭素鋼、ステンレス等の金属、または、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ等のカーボンフィラーを混入させた樹脂（ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、液晶樹脂等）等を採用できる。

（VII）第１実施形態の効果：
前記した第１実施形態によれば、下記の効果を好適に奏することができる。
すなわち、光学装置４４が、射出側偏光素子である偏光膜４４３Ａ２，４４３Ｂ２から発生される熱を放熱する水晶基板４４３Ａ１，４４３Ｂ１と熱伝達可能に接続されており、また、この水晶基板４４３Ａ１，４４３Ｂ１の結晶軸は光学素子である偏光膜４４３Ａ２，４４３Ｂ２の有効光学領域の長辺方向に平行な方向とする構成を採用しているので、結晶形成方向である水晶基板の長辺方向に対して熱伝導率が高くなることになり、水晶基板と熱伝達可能に接続された偏光膜４４３Ａ２，４４３Ｂ２の面内温度分布を均一化することができ、偏光膜４４３Ａ２，４４３Ｂ２により発生した熱を効率的に放熱することができ、偏光板４４３Ａ，４４３Ｂの性能を良好な状態に保持することができる。

また、光学素子である偏光膜４４３Ａ２，４４３Ｂ２と熱伝達可能に接続される水晶基板４４３Ａ１，４４３Ｂ１の結晶軸が偏光膜４４３Ａ２，４４３Ｂ２の有効光学領域の長辺方向に平行な方向とする構成を採用しているので、水晶基板４４３Ａ１，４４３Ｂ１の線膨張率が低い方向が長辺方向、線膨張率が高い方向が短辺方向となるため、熱吸収における膨張変位量を抑制することができ、接続された偏光膜４４３Ａ２，４４３Ｂ２（射出側偏光素子）の軸変形の発生を防止することができる。

また、プロジェクタ１がかかる光学装置４４を備えているため、偏光膜４４３Ａ２，４４３Ｂ２（射出側偏光素子）の冷却を効率よく行い、また、高温時における射出側偏光板４４３Ａ，４４３Ｂの軸変形及び接続される光変調装置４４１の位置ずれによる画素ずれの発生を防止することができる。これにより、投写画像の高画質化を図ることができるプロジェクタ１となる。

（VIII）第２実施形態：
次に、本発明に係る第２実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。

前記した第１実施形態にあっては、平面視で横長矩形状であり、結晶軸が長辺方向に向いている水晶基板４４３Ａ１，４４３Ｂ１を、光学素子である偏光膜４４３Ａ２，４４３Ｂ２と接続させ、射出側偏光板４４３Ａ，４４３Ｂの構成部材として適用した例を示すものであった。
これに対して第２実施形態では、水晶基板を、射出側偏光板４４３Ａ，４４３Ｂの構成部材とともに、光変調装置４４１Ｒを構成する防塵レンズ４４１Ｒ１１１，４４１Ｒ１２１として適用している。

図１３は、第２実施形態の光学装置を構成する光変調装置の構造を示す分解斜視図である。この光変調装置４４１Ｒ（４４１Ｇ，４４１Ｂ）は、光変調装置である液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）と、この液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）を光束入射側および光束射出側から挟持する保持枠４４７とを備えているという点においては前記した第１実施形態の光学装置を構成する光変調装置４４１Ｒと共通するものである。

これに加えて、本実施形態にあっては、液晶パネル４４１Ｒ１（４４１Ｇ１，４４１Ｂ１）を構成するガラスなどからなる一対の透明基板４４１Ｒ１１、４４１Ｒ１２には、光束射出側および光束入射側に塵埃付着を防止するための防塵ガラス４４１Ｒ１１１、４４１Ｒ１２１がそれぞれ密着状態で貼り付けられている。

防塵ガラス４４１Ｒ１１１、４４１Ｒ１２１は、一対の透明基板４４１Ｒ１１、４４１Ｒ１２の外面を被覆して塵埃の付着を防止するものであり、このような防塵ガラス４４１Ｒ１１１、４４１Ｒ１２１の外面に塵埃が付着しても、フォーカス状態とならないため、投写画像上の表示の影となることはない。

ここで、透明基板４４１Ｒ１１、４４１Ｒ１２に貼り付けられる防塵ガラス４４１Ｒ１１１の外径寸法は、透明基板４４１Ｒ１１の外径寸法と略同じである。また、透明基板４４１Ｒ１１、４４１Ｒ１２に貼り付けられる防塵ガラス４４１Ｒ１２１の外径寸法は、透明基板４４１Ｒ１２の外径寸法と略同じである。

そして、本実施形態にあっては、防塵ガラス４４１Ｒ１１１、４４１Ｒ１２１として、図９に示す水晶基板４４３Ｂ１と同様に、平面視で横長矩形状であり、結晶軸が長辺方向に向いており、また、水晶基板の短辺方向が結晶軸の方向と垂直方向とされる水晶基板が使用されている。ここで、防塵ガラス４４１Ｒ１１１、４４１Ｒ１２１となる水晶基板の長辺方向の熱伝導率は、８〜１２Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１程度であればよく、同様に、水晶基板の短辺方向の熱伝導率は、４〜８Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１程度であればよい。

この本実施形態によれば、前記した第１実施形態の光学装置４４及びプロジェクタ１が奏する効果のほか、光変調装置に搭載される液晶パネル４４１Ｒの冷却が効率よく行われることになり、投写画像の高画質化を図ることができるプロジェクタ１を提供することができる。

（IX）実施形態の変形：
なお、以上説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。

例えば、前記した実施形態では、平面視で横長矩形状であり、結晶軸が偏光膜４４３Ａ２，４４３Ｂ２の有効光学領域の長辺方向に平行に向いている水晶基板を、射出側偏光板４４３Ａ，４４３Ｂ（第１実施形態）や光変調装置４４１Ｒの防塵レンズ４４１Ｒ１１１，４４１Ｒ１２１（第２実施形態）として適用した例を示したが、これには限定されず、かかる水晶基板を入射側偏光板４４２（図５参照）の構成部材として適用するようにしてもよい。これにより、入射側偏光素子の面内温度分布を均一化することができ、この入射側偏光素子により発生した熱を効率的に放熱することができる。

前記各実施形態では、３つの光変調装置４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを用いたプロジ
ェクタの例のみを挙げたが、４つ以上の光変調装置を用いたプロジェクタにも適用するようにしてもよい。
また、前記各実施形態では、光変調装置４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）は、
光変調素子として液晶パネル４４１Ｒ１，４４１Ｇ１，４４１Ｂ１を用いたが、マイクロ
ミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調素子を用いてもよい。
さらに、前記各実施形態では、液晶パネルに、光入射面と光射出面とが異なる透過型の
液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用
いてもよい。
加えて、前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投写を行なうフロントタ
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。

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例等の内容に何ら限定されるものではない。

前記した第１実施形態のプロジェクタ１を用いて、当該プロジェクタ１を構成する光学装置４４の第１射出側偏光板４４３Ｂを構成する水晶基板４４３Ｂ１として、下記仕様の水晶基板を使用してプロジェクタ１を運転させ、発熱温度の低減効果を確認した。
具体的には、結晶軸が接続される偏光膜４４３Ｂ２の長辺方向に平行な方向に向いている実施例１の水晶基板と、結晶軸が水晶基板の短辺方向（長辺方向に垂直な方向）に向いている下記仕様の参考例１の水晶基板を適用した第１実施形態のプロジェクタを同条件で運転させて、発熱温度の差異を確認した。

（実施例１の水晶基板の仕様）
サイズ：縦（短辺）１６ｍｍ×横（長辺）×２３．５ｍｍ×厚さ１．４ｍｍ
熱伝導率（長辺方向）：１０．７Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１
熱伝導率（短辺方向）：６．２Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１

（参考例１の水晶基板の仕様）
サイズ：縦（短辺）１６ｍｍ×横（長辺）×２３．５ｍｍ×厚さ１．４ｍｍ
熱伝導率（長辺方向）：６．２Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１
熱伝導率（短辺方向）：１０．７Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１

なお、水晶基板に貼付される偏光膜４４３Ｂ２のサイズは、縦１５ｍｍ×横２１ｍｍとして、水晶基板４４３Ｂ１（第１射出側偏光板）は、両側部を保持部材に接着剤（ＳＥ４４８６：東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製）にて接着固定した。
前記の水晶基板を用いて、光源の光束の明るさを１９３０ｌｍ、２０００ｌｍ、及び２３００ｌｍとした場合の水晶基板の温度（℃）の測定結果を表１に示す。

（結果）

表１の結果からわかるように、いずれの明るさにおいても、結晶軸が偏光膜の有効光学領域の長辺方向に平行に向いている実施例１の水晶基板は、結晶軸が偏光膜の有効光学領域の短辺方向に平行（長辺方向に垂直な方向）に向いている参考例１の水晶基板より発熱温度が低く、当該発熱温度の低減効果が認められた。
このように、実施例１の水晶基板をプロジェクタに適用することにより、高温時の発熱量も少なく、偏光板として適用した場合にあっても、高温時における偏光板の軸変形の発生を抑制することができる。

本発明の光学装置及びプロジェクタは、例えば、会議、学会、展示会等でのマルチメディアプレゼンテーションに適用される光学装置及びプロジェクタとして多目的に利用することができる。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクタを上方から見た斜視図。前記実施形態におけるプロジェクタを下方から見た斜視図。前記実施形態におけるプロジェクタの内部構成を表す斜視図。前記実施形態におけるプロジェクタの内部構成を表す斜視図。前記実施形態におけるプロジェクタの光学系の構造を表す模式図。前記実施形態における光学装置を上方から見た斜視図。前記実施形態における光学装置を下方から見た斜視図。前記実施形態における光学装置の構造を示す分解斜視図。前記実施形態における光学装置を構成する水晶基板の結晶軸方向を示した模式図。前記実施形態における、第２射出側偏光板の有効光学領域と熱伝導率との関係と示す模式図。前記実施形態における、第１射出側偏光板の有効光学領域と熱伝導率との関係と示す模式図。前記実施形態における保持部材を光束入射側から見た斜視図。本発明の第２実施形態の光学装置を構成する光変調装置の構造を示す分解斜視図。

符号の説明

１…プロジェクタ、３…投写レンズ（投写光学装置）、４…光学ユニット、４４…光学装置、４１１…光源装置、４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）…光変調装置、４４１Ｒ１，４４１Ｇ１，４４１Ｂ１…液晶パネル（光変調素子）、４４２…入射側偏光板（光学素子）、４４３…射出側偏光板、４４３Ａ…第２射出側偏光板、４４３Ａ１…水晶基板、４４３Ａ２…偏光膜（第２射出側偏光素子：光学素子）、４４３Ｂ…第１射出側偏光板、４４３Ｂ１…水晶基板、４４３Ｂ２…偏光膜（第１射出側偏光素子：光学素子）、４４３Ｂ３…視野角補償膜（視野角補償素子）４４４…クロスダイクロイックプリズム、４４８…保持部材、４４９…ピンスペーサ（棒状部材）

Claims

光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調素子を含む複数の光学素子を備えた光学装置であって、
前記光学素子のうち少なくとも一つと熱伝達可能に接続され、当該光学素子の熱を放熱する水晶基板を備え、
前記水晶基板の結晶軸は接続された前記光学素子の有効光学領域の長辺方向に平行であることを特徴とする光学装置。
請求項１に記載の光学装置において、
前記光学素子は、前記光変調素子の光路前段側に配設され、入射光束のうち所定の偏光光のみを透過する入射側偏光素子を含み、
前記水晶基板は、当該入射側偏光素子と熱伝達可能に接続され、当該入射側偏光素子の熱を放熱することを特徴とする光学装置。
請求項１に記載の光学装置において、
前記光学素子は、前記光変調素子の光路後段側に配設され、入射光束のうち所定の偏光光のみを透過する射出側偏光素子を含み、
前記水晶基板は、当該射出側偏光素子と熱伝達可能に接続され、当該射出側偏光素子の熱を放熱す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、
前記射出側偏光素子が第１射出側偏光素子と、前記第１射出側偏光素子の光束射出側に配設される第２射出側偏光素子からなり、
前記水晶基板は、前記第１射出側偏光素子及び／または第２射出側偏光素子と熱伝達可能に接続され、接続された射出側偏光素子の熱を放熱す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、
光学素子である複数の光変調素子で変調された各色光を合成する色合成光学装置を備え、
前記第２射出側変更素子と接続された前記水晶基板が、前記色合成光学装置の光束入射側端面に貼付されていることを特徴とする光学装置。
請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の光学装置において、
前記水晶基板と接続される光学素子の有効光学領域の外側の横寸法（ｌ_ｘ）と有効光学領域の外側の縦寸法（ｌ_ｙ）と、
前記水晶基板の、接続される当該光学素子の有効光学領域の長辺方向に平行な方向の熱伝導率（λ_ｘ）と、当該平行な方向と垂直な方向の熱伝導率（λ_ｙ）が下記式（Ｉ）を具備することを特徴とする光学装置。
請求項３ないし請求項６のいずれかに記載の光学装置において、
前記射出側偏光素子に視野角補償素子が配設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、前記光学像を拡
大投写するプロジェクタであって、
前記請求項１ないし請求項７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。