CN1125364C - 光调制元件及投影型显示装置 - Google Patents

Abstract

液晶调制元件(925R、925G、925B)配置成使其光出射面(925R、925G、925B)面对彩色合成棱镜(910)的光入射面(911R、911G、911B)。在液晶调制元件(925R、925G、925B)的光出射面(9252R、9252G、9252B)上贴有透明板(970R、970G、970B)。因此，能防止灰尘附着于液晶调制元件(925R、925G、925B)的光出射面(9252R、9252G、9252B)。另外，还能防止在光出射面(9252R、9252G、9252B)与空气的界面上因折射率不同而发生的光的反射。因此，不会使液晶调制元件(925R、925G、925B)的开关特性恶化、可以防止圬垢附着在液晶调制元件(925R、925G、925B)的光出射面(9252R、925G、925B)上，能投影出高画质的图象。

Description

光调制元件及投影型显示装置

技术领域

本发明涉及光调制元件及投影型显示装置。尤其是涉及根据图象信息调制光束的光调制元件周围的光学元件的配置结构。

背景技术

投影型显示装置，基本上由光源灯单元、对从光源灯单元射出的光束进行光学处理从而能合成与图象信息对应的彩色图象的光学单元、将由光学单元合成后的光束放大并投影到屏幕上的投影透镜单元、电源单元、及安装有控制电路等的电路基板构成。

在图11中，示出上述各构成部分中的光学单元和投影透镜单元的简略结构。如该图所示，光学单元9a的光学系统，备有：用作光源的灯本体81；用于将从灯本体81射出的光束W分离为红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色的各色光束R、G、B的彩色分离光学系统924；根据图象信息对分离后的各色光束进行调制的3个液晶调制元件(光调制元件)925R、925G、925B；及用于对调制后的彩色光束进行合成的按正方形断面棱柱体形成的彩色合成棱镜910。从灯本体81射出的光束W，由备有各种分色镜的彩色分离光学系统924分离为各色光束R、G、B，各色光束中的红色及绿色光束R、G从设在彩色分离光学系统924内的各自的出射部射向对应的液晶调制元件925R、925G。蓝色光束B，经导光系统927导向对应的液晶调制元件925B，并从设在导光系统927内的出射部射向对应的液晶调制元件925B。

如图11(B)、(C)的放大图所示，在光学单元9a中，在液晶调制元件925R、925G、925B的入射面侧，配置有偏振片960R、960G、960B，利用该偏振片960R、960G、960B使入射到液晶调制元件925R、925G、925B的各色光束的偏振面一致。此外，在液晶调制元件925R、925G、925B的出射面侧，也配置有偏振片961R、961G、961B，利用该偏振片961R、961G、961B使入射到彩色合成棱镜910的经调制后各色光束的偏振面一致。借助于这些偏振片的作用，就可以将对比度优良的放大图象投影到屏幕10的表面上。在将液晶调制元件925R、925G、925B夹在中间的两个偏振片中，位于液晶调制元件925R、925G、925B的出射面侧的偏振片961R、961G、961B，分别贴合于液晶调制元件925R、925G、925B的光出射面。

另外，作为液晶调制元件925R、925G、925B，一般使用由开关元件对配置成矩阵状的象素进行控制的有源矩阵型液晶装置。

这里，为提高放大投影到屏幕10上的图象的对比度，一种有效的方法是将对偏振光具有良好选择特性的偏振片贴合在液晶调制元件925R、925G、925B的光出射面上。但是，选择特性优良的偏振片，也相应地会吸收更多的光，因此，使发热量增加。在上述投影型显示装置中，在装置内部形成如图11(C)所示的空气流，并可以利用该空气流冷却偏振片，但因偏振片直接贴合在液晶调制元件的光出射面上，所以对液晶调制元件的热传递很快，易于使液晶调制元件的温度升高。液晶板的光学特性随其温度的升高而恶化，因而就导致了图象对比度的恶化。

因此，在配置时应考虑使偏振片离开液晶调制元件的光出射面。但是，在简单地使偏振片离开光出射面配置的情况下，液晶调制元件的开关元件有可能因液晶调制元件的光出射面上的表面反射光线而发生误动作。而灰尘等也有可能随着在投影型显示装置内部形成的空气流而附着在液晶调制元件的光出射面上，因而不能投影出高画质的图象。

鉴于上述问题，本发明的课题是提供一种不会使光调制元件的开关特性恶化、而且可以防止圬垢附着在光调制元件的光出射面上因而能投影出高画质图象的光调制元件及投影型显示装置。

发明的公开

为解决上述课题，本发明的光调制元件的特征在于：在至少任何一侧的面上设置透明板。

在这种光调制元件中，可以阻止偏振片的发热直接传递到光调制元件，并能抑制光调制元件的温度上升。因此，可以避免因偏振片的发热而造成的光调制元件光学特性的恶化。

另外，还可以由透明板防止在光调制元件的表面与空气的界面上因折射率不同而发生的光的反射。因此，可以防止因表面反射而造成的该光调制元件的特性恶化。

进一步，即使灰尘等随着在装置内部形成的空气流而扩散，也由于光调制元件的表面受到透明板的保护，因而能防止圬垢直接附着在其表面上。

最好将偏振片贴合在该光调制元件的透明板上。如采用这种结构，则能防止灰尘进入光调制元件与偏振片之间，因此光的偏振状态不会受到灰尘的扰乱。此外，在显示黑色图象时，可以防止与附着了灰尘的部分相当的部位变成空白显示，因而能提高显示质量。

在光调制元件的透明板的表面上，最好涂布表面活性剂或进行防静电处理。在这种情况下，由于灰尘很难附着在透明板的表面上，所以能够更有效地防止灰尘的附着。

本发明的投影型显示装置，具有根据图象信息对从光源射出的光束进行调制的光调制元件及将由上述光调制元件调制后的光放大并投影在投影面上的投影装置，该投影型显示装置的特征在于：将透明板设在上述光调制元件的光出射面上。

在本发明的投影型显示装置中，不是将偏振片直接安装于光调制元件的光出射面，而是在该光出射面上设置着透明板。因此，可以阻止偏振片的发热直接传递到光调制元件，并能抑制光调制元件的温度上升。因此，可以避免因偏振片的发热而造成的光调制元件光学特性的恶化。

另外，还可以由设在光调制元件的光出射面上的透明板防止在光调制元件的表面与空气的界面上因折射率不同而发生的光的反射。因此，可以防止因光调制元件的光出射面上的表面反射而造成的该光调制元件的开关特性的恶化。

进一步，即使灰尘等随着在装置内部形成的空气流而扩散，也由于光调制元件的表面受到透明板的保护，因而能防止圬垢直接附着在该光出射面上。因此，如采用本发明的投影型显示装置，则不会引起光调制元件的开关特性恶化、而且可以防止圬垢附着在光调制元件的光出射面上，因而能将高画质图象投影在投影面上。

作为透明板，最好采用在至少一侧的表面上覆盖防反射膜的型式。如采用这种透明板，则可以消除由透明板反射而回射到光调制元件的光，因而还能防止因从透明板回射的光引起的光调制元件的开关特性的恶化。

作为透明板的厚度，最好设定为大于投影装置的焦点深度。如设定为这样的厚度，则即使有灰尘等附着在透明板的表面上，该灰尘在投影面上也模糊不清而很难引人注目。

在将偏振片配置在透明板与投影装置之间的情况下，如用延伸树脂形成透明板，并使该透明板的光轴与该偏振片的光轴基本一致，则能防止因液晶光调制元件具有的各向异性特性引起的画质降低。

作为透明板的原材料，可采用与上述偏振片的构成要素中用于夹持偏振层的一对基板相同的材料。通过用这种与夹持偏振层的基板相同的材料形成透明板，可以减少部件的种类。此外，夹持偏振层的基板，是一种为贴合于光调制元件而采用的缺陷非常少的基板，所以，通过用与该基板相同的材料形成透明板，可以自动地防止因透明板的缺陷而引起的画质恶化。

在将偏振片贴合于透明板的情况下，由于能防止灰尘进入光调制元件与偏振片之间，因此光的偏振状态不会受到灰尘的扰乱。此外，在显示黑色图象时，可以防止与附着了灰尘的部分相当的部位变成空白显示，因而能提高显示质量。

另外，也可以在透明板的表面上涂布表面活性剂或进行防静电处理。在这种情况下，由于灰尘很难附着在透明板的表面上，所以能够更有效地防止灰尘的附着。

可以将光调制元件通过安装构件安装于构成投影装置的彩色合成棱镜上，并使该安装构件具有用作将光调制元件夹在中间的第1、第2框部件的安装框板、紧贴地固定于彩色合成棱镜的光入射面的固定框板、夹在安装框板与固定框板之间中间框板。

如采用这种结构，则安装了光调制元件的安装构件，可以通过将固定框板紧帖地固定于彩色合成棱镜而进行安装。因此，可以用安装构件保持光调制元件，安装也易于进行。

在采用掺入玻璃纤维的树脂制作安装框板的情况下，可以抑制线膨胀并防止光调制元件的移动，同时能使温度保持均匀并使光调制元件的面内温度均匀分布。

另一方面，当采用金属制作安装框板时，可以提高散热效果。尤其是，在将偏振片贴合于透明板时，由于会随着光的吸收而产生热量，所以最好用金属制作安装框板。

本发明的投影型显示装置，具有根据图象信息对从光源射出的光束进行调制的光调制元件及将由上述光调制元件调制后的光放大并投影在投影面上的投影装置，该投影型显示装置采用这样的结构，即设有通过空气层包围光调制元件并将光源和投影装置隔开的隔板，在该隔板上设有安装于与光调制元件的光入射面对应的光入射窗孔的透明板及使由光调制元件调制后的光射出的光出射窗孔。

在具有这种结构的投影型显示装置中，如果将偏振片配置于隔板的外壁面或与隔板离开的位置，则可以将偏振片产生的热的大部分在隔板的外侧除去。此外，由于光调制元件由隔板包围，所以能防止灰尘从外部侵入，因而可以防止灰尘附着在光调整元件的光出射面上，并因此能持续地将高画质的图象投影在投影面上。

在具有这种结构的投影型显示装置中，如果在隔板以内设置使空气循环起来的风扇，则可以促进光调制元件本身的散热，因而也能避免因光调制元件本身发热而造成的光学特性的恶化。

在这种投影型显示装置中，在将偏振片贴合于透明板的情况下，由于可以防止灰尘进入光调制元件与偏振片之间，因此光的偏振状态不会受到灰尘的扰乱。此外，在显示黑色图象时，可以防止与附着了灰尘的部分相当的部位变成空白显示，因而能提高显示质量。

在这种投影型显示装置中，也可以在透明板的表面上涂布表面活性剂或进行防静电处理。在这种情况下，由于灰尘很难附着在透明板的表面上，所以能够更有效地防止灰尘的附着。

附图的简单说明

图1是表示采用本发明后的投影型显示装置的外观形状的斜视图。

图2是表示图1所示投影型显示装置的内部结构的简略平面结构图。

图3是图2的A-A线的简略断面结构图。

图4是将光学单元和投影透镜单元部分取出表示的简略平面结构图。

图5是表示组装在光学单元内的光学系统的简略结构图。

图6是将液晶调制元件周围放大后示出的图。

图7是表示液晶调制元件单元的结构的分解斜视图。

图8是本发明实施形态2的投影型显示装置的液晶调制元件周围部分的放大图。

图9是本发明实施形态3的投影型显示装置的液晶调制元件周围部分的放大图。

图10是本发明实施形态4的投影型显示装置的液晶调制元件周围部分的放大图。

图11是表示组装在现有投影型显示装置的光学单元内的光学系统的简略结构图。

用于实施发明的最佳形态

<实施形态1>

以下参照附图说明采用本发明后的投影型显示装置的一例。本例的投影型显示装置的形式为，将从光源灯单元射出的光束分离为红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色光束，使该各色光束通过光调制元件即液晶调制元件并根据图象信息进行调制，将调制后的各色调制光束合成，并通过投影透镜单元放大显示在屏幕上。

图1示出本例的投影型显示装置的外观。如该图所示，本例的投影型显示装置1具有长方体形状的外罩壳体2。外罩壳体2基本上由上壳体3、下壳体4、及用于限定装置正面的前壳体5构成。投影透镜单元6的前端侧部分从前壳体5的中央伸出。

在图2中，示出在投影型显示装置1的外罩壳体2内部的各构成部分的配置。在图3中，示出图2的A-A线的断面。如这两个图所示，在外罩壳体2的内部，在其后端侧配置着电源单元7。光源灯单元8配置在比该电源单元7更邻近于装置前侧的位置。在光源灯单元8的靠装置前侧的位置配置着光学单元9。投影透镜单元6的基端侧位于光学单元9的前侧的中央。

另一方面，安装有输入输出接口电路的接口基板11，沿装置的前后方向配置在光学单元9的侧面，与该接口基板11平行地配置着安装有视频信号处理电路的视频基板12。另外，在光源灯单元8、光学单元9的上侧，配置着用于对装置进行驱动控制的控制基板13。扬声器14R、14L分别配置在装置前端侧的左右角。冷却用吸气扇15A配置在光学单元9的顶面侧的中央，在光学单元9的底面侧的中央，配置着用于形成冷却用循环流的循环用风扇15B。此外，在光源灯单元8的背面侧即装置侧面配置着排气扇16。并且，在电源单元7的面朝基板11、12端部的位置上，配置着辅助冷却扇17，用于将来自吸气扇15A的冷却用空气流吸入电源单元7内。

在电源单元7的正上方靠该装置左侧的位置，配置着软盘驱动单元18。

该光源灯单元8，备有光源灯80、内装光源灯80的灯箱83。光源灯80备有卤素灯、氙气灯、金属卤化物灯等的灯本体81、及其断面具有抛物线形状的反射面的反射镜82，可以反射来自灯本体81的发散光并大体上沿着光轴射向光学单元9侧。

在图4中，将光学单元9和投影透镜单元6的部分取出后示出。如该图所示，光学单元9，在结构上将除该彩色合成棱镜910以外的光学元件从上下夹持在上下导光板901、902之间来保持。

该上导光板901、下导光板902，分别用固定螺钉固定在上壳体3和下壳体4的侧面。此外，该上导光板901、下导光板902，还同样地用固定螺钉固定在彩色合成棱镜910的侧面。彩色合成棱镜910，用固定螺钉固定在用模铸板形成的厚的端面板903的背面。投影透镜单元6的基端侧，同样地用固定螺钉固定在该端面板903的正面。

在图5中，示出组装在本例的投影型显示装置1内的光学系统的简略结构。在本例的投影型显示装置1的光学系统中，采用作为光源灯单元8的构成要素的光源灯80及由作为均匀照明光学元件的积分透镜921和积分透镜922构成的均匀照明光学系统923。

并且，投影型显示装置1，备有：彩色分离光学系统924，用于将从该均匀照明光学系统923射出的光束W分离为红(R)、绿(G)、蓝(B)；3个液晶调制元件925R、925G、925B，用于对各色光束R、G、B进行调制；彩色合成棱镜910，用作对被调制后的彩色光束进行合成的彩色合成光学系统；及导光系统927，用于将合成后的光束导向将光束放大并投影到屏幕10的表面上的投影透镜单元6中与蓝色光束B对应的液晶调制元件925B。

均匀照明光学系统923备有反射镜931，用于使均匀照明光学系统923的出射光的光轴1a成直角地转向装置的前方。将该反射镜931夹在中间的积分透镜921、922以相互正交的状态配置。

光源灯80的出射光，通过该积分透镜921作为2次光源像分别投影到构成积分透镜922的各个透镜的入射面上，并用该积分透镜922的出射光照射被照明对象物。

彩色分离光学系统924，由蓝绿反射分色镜941、绿反射分色镜942及反射镜941构成。首先，光束W中所含有的蓝色光束B和绿色光束G，在蓝绿反射分色镜941上成直角地反射，并射向绿反射分色镜942侧。

红色光束R通过该镜941后，在后面的反射镜942上成直角地反射，并从红色光束R的出射部944射向棱镜单元910侧。接着，在由镜941反射的蓝色、绿色光束B、G中，仅绿色光束G在绿反射分色镜942上成直角地反射，并从绿色光束G的出射部945射向彩色合成光学系统侧。通过该镜942后的蓝色光束B，从蓝色光束B的出射部946射向导光系统927侧。在本例中，从均匀照明光学元件的光束W的出射部到彩色分离光学系统924中的各色光束的出射部944、945、946的距离，设定为相等值。

在彩色分离光学系统942的红色光束R、绿色光束G的出射部944、945的出射侧，分别配置着聚光透镜951、952。因此，从各出射部射出的红色光束R、绿色光束G，在入射到该聚光透镜951、952后被校正为平行光束。

上述被校正为平行光束的红色光束R、绿色光束G，入射到液晶调制元件925R、925G，以进行调制，并附加与各色光对应的图象信息。即，这些光阀925R、925G，由图中未示出的驱动装置根据图象信息进行开关控制，并由此对通过它们的各色光进行调制。这种驱动装置可以直接使用现有的众所周知的装置。

另一方面，蓝色光束B，由导光系统927导向对应的液晶调制元件925B，在这里同样根据图象信息进行调制。本例的光阀，例如可采用多晶硅TFT作为开关元件。

导光系统927，由配置在蓝色光束B出射部946的出射侧的聚光透镜954、入射侧反射镜971、出射侧反射镜972、配置在上述2个反射镜之间的中间透镜973、及配置在液晶调制元件925B跟前的聚光透镜953构成。各色光束的光路长度、即从光源灯805到各液晶板的距离，以蓝色光束B为最长，因此，该光束的光量损失最多。但是，通过在其光路上设置导光系统927，可以抑制光量损失。

接着，通过各液晶调制元件925R、925G、925B调制后的各色光束R、G、B，入射到彩色合成棱镜910，由该棱镜进行合成。由彩色合成棱镜910合成后的彩色图象，通过投影透镜单元6放大并投影到位于规定位置的屏幕10的表面上。

在图6中，将液晶调制元件(光调制元件)925R、925G、925B的周围部分放大后示出。如该图所示，本例的彩色合成棱镜910，通过将4个三角柱形的棱镜贴合在一起，形成大致为正方形断面的棱柱体形，沿着呈X状的贴合面形成电介质多层膜，并提供所需的光学特性。平板状的各液晶调制元件925R、925G、925B，以规定间隔与该彩色合成棱镜910的除面向投影透镜单元6的侧面以外的其余3个侧面(光入射面)911R、911G、911B面对设置。在与各液晶调制元件925R、925G、925B的光入射面9251R、9251G、9251B相距规定间隔的位置上分别配置着作为偏振元件的入射侧偏振片960R、960G、960B。

在各液晶调制元件925R、925G、925B的光出射面9252R、9252G、9252B一侧，出射侧偏振片961R、961G、961B，分别贴合于彩色合成棱镜910的光入射面911R、911G、911B。这样，在本例中，出射侧偏振片961R、961G、961B离开液晶调制元件925R、925G、925B的光出射面9252R、9252G、9252B。

在各液晶调制元件925R、925G、925B的光出射面9252R、9252G、9252B上，贴合着用与构成出射侧偏振片961R、961G、961B的构件中的夹持偏振层的基板(图中未示出)相同的材料形成的透明板970R、970G、970B。

该透明板970R、970G、970B的光轴与出射侧偏振片961R、961G、961B的光轴基本一致。此外，将防反射薄膜蒸镀在各透明板970R、970G、970B的光出射侧的表面上。通过由该防反射薄膜防止在液晶调制元件925R、925G、925B与空气的界面上因折射率不同而发生的光的反射，可以消除向液晶调制元件925R、925G、925B回射的光，因而可以防止液晶调制元件的元件误动作。

将液晶调制元件925R、925G、925B安装于彩色合成棱镜910的光入射面的结构，示于图7。

在图7中，示出将安装构件70R分解后的状态。

安装构件70R，备有用于保持液晶调制元件925R及透明板970R的安装框板71。该安装框板71备有第1和第2框板72、73，并构成将液晶调制元件925R及透明板970R夹在这两个框板中间的保持结构。在图中，仅表示出第1框板72，并示出第2框板73、液晶调制元件925R及透明板970R已安装固定在第1框板72的一侧的状态。安装构件70R，还备有粘结固定于彩色合成棱镜910的光入射面911R的固定框板74。安装框板71以可拆卸的方式通过中间框板75固定于该固定框板74上。

安装框板71的第1框板72，备有用于使光通过的矩形开口72a，同时在四周形成具有一定厚度的周围壁72b。在第2外框73上也形成用于使光通过的矩形开口(图中未示出)。该第2框板73的尺寸正好嵌入第1框板72的周围壁72b的内侧。

因此，如在将液晶调制元件925R及透明板970R夹在第1和第2框板72、73中间的状态下将第2框板73一侧嵌入第1框板72侧，则可构成以将液晶调制元件925R及透明板970R夹入这两个框板72、73中间的状态进行保持的安装框体71。

其次，中间框板75，是与安装框板71的第1框板72尺寸大致相同的矩形框，备有用于使光通过的矩形开口75a。在该中间框板75上，在其矩形开口75a的四角，形成从框板表面垂直延伸的啮合凸片75d。与之相对地，在安装框板71的第1框板72的侧面与各啮合凸片75d对应的位置上，形成可以使各啮合凸片75d插入的啮合孔72d。因此，在将中间框板75的啮合凸片75b与安装框板71的各啮合孔72d对准并相互重合时，即可形成使各啮合凸片75d插入各啮合孔72d的临时固定状态。

另一方面，固定框板74，也是形成有用于使光通过的矩形开口74a的矩形框板。该固定框板74的背面，用粘结剂固定于彩色合成棱镜910的光入射面911R。在该固定框板74上框部分的两角、及固定框板74下框部分左右方向的中央位置上，形成螺钉孔74c。在中间框板75上也形成与这3个螺钉孔74c对应的螺钉孔75c。于是，通过将各联接用埋头螺钉76插入对应的螺钉孔74c、75c，可以将中间框板75固定于固定框板74。另外，在本例中，用3个螺钉76将中间框板75固定于固定框板74。螺钉的个数可以是如图5所示的4个，也可以是4个以上。一般说来，螺钉个数越少，则螺钉联接的作业工序越少。

这里，在固定框板74下框部分的左右两角形成啮合凸起74b，在中间框板75下框部分的左右两角形成与该2个啮合凸起74b对应的啮合孔75b。因此，当利用螺钉76固定时，如将中间框板75的啮合孔75b与固定框板74的啮合凸起74b对准，并将中间框板75向固定框板74侧压入，则可以将中间框板75临时固定于固定框板74。如采用这种结构，则可以进一步提高框板相互间的定位精度。

上述液晶调制元件单元70R，备有将安装框板71对已固定于固定框板74的中间框板75进行定位的定位装置。该定位装置备有2个楔77。与该楔77的倾斜面77a相接触的楔导向面72e～g，在安装框板71的第1框板72的周围壁72a左右两侧面的上下方向的中央位置形成。在将安装框板71临时固定于中间框板75时，在第1框板72的楔导向面72e与中间框板75的面朝该楔导向面72e的框部分之间构成楔插入沟槽。

因此，在将安装框板71临时固定于中间框板75之后，如将2个楔77从第1框板72的左右打入并对楔77的打入量进行调整，则可以对液晶板40R进行定位。

在本例中，作为固定框板74、中间框板75，采用扁平形状。如在图3中所述，在彩色合成棱镜910的下方，配置着循环用风扇15B，使冷却风自下而上流动。为使该流动不发生紊乱，最好在风扇15B的上方位置配置整流板。由于作为固定框板74、中间框板75采用扁平形状，所以可以将整流板的安装位置延伸到安装构件70R的正下方，因此，能有效地使冷却风自下而上流动。此外，由于这些框板的形状简单，所以部件容易加工，还具有使部件精度也提高的优点。

除此以外，在安装构件70中，采用2个定位用楔77，同时将其安装在第1框板72及中间框板75的左右两侧的上下方向的中央位置并粘结固定。楔77的粘结固定位置如不适当，则有可能引起第1框板72、中间框板75、或楔77的热变形，因而在各构件内产生过大的应力集中。因此，还有可能使楔77从第1框板72或中间框板75上剥离。

但是，如上所述，由于将楔77粘结固定在左右的中央位置，因而以该部分为中心可以使第1框板72及中间框板75在上下方向自由地热变形。因此，由于这些框板的热变形的受约束程度低，所以能够避免不希望有的应力集中及楔的剥离等弊端。

另外，从图7可以看出，本例的楔77，在其背面77b上形成2个盲孔77c。这2个盲孔77c，在用夹具夹紧楔77进行处理时，可以起到作为夹紧用啮合部的作用。如形成上述的盲孔77c，则可以简单地进行该夹紧操作，因此，使其处理操作变得易于进行。

在本例中在楔77的背面形成了夹紧时用的啮合用盲孔77c。夹紧用啮合部，也可以用其他构件形成。例如，也可以在安装框板71的周围壁72a的外表面上形成盲孔等夹紧用啮合部。

另外，在这种情况下，如果用例如FPR之类的掺入玻璃纤维的树脂形成安装框板71，则可以抑制线膨胀，并能防止液晶调制元件925R、925G、925B的移动，同时，能使液晶调制元件925R、925G、925B的温度保持均匀，并使液晶调制元件925R、925G、925B的面内温度均匀分布。

进一步，如用金属制作安装框板71，则可以提高散热效果。特别是在透明板上贴有偏振片时，能够高效率地对随着该偏振片的光吸收而产生的热进行散热。

在结构如上所述的本例的投影型显示装置1中，出射侧偏振片961R、961G、961B与液晶调制元件925R、925G、925B的光出射面9252R、9252G、9252B分离，所以能够防止由出射侧偏振片961R、961G、961B产生的热传递到液晶调制元件925R、925G、925B。因此，可以抑制液晶调制元件925R、925G、925B的温度上升，并能防止其光学特性的恶化。

另外，由于液晶调制元件925R、925G、925B与出射侧偏振片961R、961G、961B分离，所以从液晶调制元件925R、925G、925B射出的光的传播范围扩大，因而光可以由较大的面积接受。因此，可以减少偏振片961R、961G、961B的每单位面积产生的热，散热也容易进行。特别是，如在液晶调制元件925R、925G、925B的光入射面侧设置用于将光聚焦于光阀的各象素的微型透镜阵列，则对进一步扩大光的传播范围是有效的。

在本例的投影型显示装置1中，在内部形成图6(B)中以箭头示出的空气流。因此，如液晶调制元件925R、925G、925B的光出射面是9252R、9252G、9252B为露出状态，则随空气流而扩散的灰尘将附着在其表面上使其脏污。但是，在本例的投影型显示装置1中，由于在液晶调制元件925R、925G、925B的光出射面9252R、9252G、9252B上贴有透明板970R、970G、970B，所以能防止发生上述弊端。

透明板970R、970G、970B的厚度，最好设定为大于投影装置的焦点深度。即使有灰尘等附着在透明板970R、970G、970B的表面上，在屏幕上也模糊不清而很难引人注目。

此外，在本例的投影型显示装置1中，透明板970R、970G、970B的光轴与出射侧偏振片961R、961G、961B的光轴基本一致，所以还具有能防止因液晶调制元件925R、925G、925B的各向异性特性引起的画质降低的优点。

另外，通过采用与夹持偏振片961R、961G、961B的偏振层的基板相同的原材料形成透明板970R、970G、970B，可以减少部件的种类。此外，夹持该偏振层的基板，是一种为贴合于液晶调制元件而采用的缺陷非常少的基板。因此，通过采用与夹持偏振层的基板相同的材料，可以自动地防止因透明板的缺陷而引起的画质恶化。

还可以考虑将上述透明板970R、970G、970B设置在液晶调制元件925R、925G、925B的光入射面上。在这种情况下，即使有灰尘等附着在液晶调制元件的光入射面上，也能获得在屏幕上不会显露出来的效果。此外，也可以在液晶调制元件925R、925G、925B的光入射面和出射面两边都设置透明板。

进一步，也可以在上述透明板970R、970G、970B的表面上涂布表面活性剂(界面活性剂)或进行防静电处理。如采用这种处理，则由于灰尘很难附着在透明板970R、970G、970B的表面上，所以能够更有效地防止灰尘的附着。

还可以将偏振片961R、961G、961B贴合于透明板970R、970G、970B上，在这种情况下，能够防止灰尘进入液晶调制元件925R、925G、925B与偏振片961R、961G、961B之间，因此光的偏振状态不会受到灰尘的扰乱。此外，在显示黑色图象时，可以防止与附着了灰尘的部分相当的部位变成空白显示，因而能提高显示质量。

另外，对于偏振片来说，有反射型偏振片和吸收型偏振片两种型式。其中，反射型偏振片，是可以使两种直线偏振光中的一种直线偏振光透过而将另一种反射的型式。而吸收型偏振片，是可以使两种直线偏振光中的一种直线偏振光透过而将另一种吸收的型式。偏振片960R、960G、960B、961R、961G、961B，既可以是反射型，也可以是透射型。

当然也可以不将出射侧偏振片961R、961G、961B贴合于彩色合成棱镜910，而是独立地配置在液晶调制元件925R、925G、925B与彩色合成棱镜910之间。

<实施形态2>

在图8中示出本发明实施形态2的投影型显示装置的液晶调制元件周围部分的简略结构。本例的投影型显示装置，除液晶调制元件周围部分结构不同这一点外，其他结构与投影型显示装置1都相同，所以仅说明不同的部分。此外，对图8中与投影型显示装置1通用的部分，标以相同的符号而将其说明省略。

如图8所示，在本例的投影型显示装置中，3个液晶调制元件925R、925G、925B及彩色合成棱镜910，由用于通过空气而将液晶调制元件925R、925G、925B封闭的隔板983完全包围。此外，在隔板983内，配置着用于使空气循环起来的风扇987。在本例中，可以用风扇987形成如图12(A)和(B)中箭头所示的空气流985。

在隔板983上，在与液晶调制元件925R、925G、925B的光入射面9251R、9251G、9251B相对的部分形成光入射窗孔，在该光入射窗孔上设有由玻璃等构成的透明体980R、980G、980B。此外，在与彩色合成棱镜910的光出射面相对的部分设有由开口构成的光出射窗孔990。因此，各色光束R、G、B透过透明板980R、980G、980B，入射到分别对应的液晶调制元件925R、925G、925B。在由液晶调制元件925R、925G、925B调制后，由分色棱镜910进行合成，并从光出射窗孔990射向投影透镜单元6。

在各透明板980R、980G、980B的外侧，贴合着入射侧偏振片960R、960G、960B。共用的出射侧偏振片982，嵌入光出射窗孔990。即，出射侧偏振片982配置在离开液晶调制元件925R、925G、925B的光出射面9252R、9252G、9252B的位置。

在结构如上所述的本例的投影型显示装置中，液晶调制元件925R、925G、925B本身产生的热，以由风扇987形成的空气流985为媒体被隔板983吸收，然后，从隔板983向外部散出。从隔板983散出的热及由入射出射侧偏振片960R、960G、960B、982产生的热，借助于由图2、图3所示的吸气扇15A、排气扇16在装置内部形成的空气流除去。

因此，可以抑制液晶调制元件925R、925G、925B以及入射出射侧偏振片960R、960G、960B、982的温度上升，因而能避免其光学特性的恶化。此外，由于用隔板983将液晶调制元件925R、925G、925B完全包围，所以灰尘或绒毛等不会从外部侵入到隔板983的内部。因此，能够防止在屏幕上因灰尘等造成脏污的投影等而引起的画质降低。此外，作为隔板983的材料，最好采用热吸收性良好的镁、铝等金属。

另外，由于液晶调制元件925R、925G、925B与出射侧偏振片982分离，所以从液晶调制元件925R、925G、925B射出的光的传播范围扩大，因而光可以由较大的面积接受。因此，可以减少偏振片982的每单位面积产生的热，散热也容易进行。特别是，如在液晶调制元件925R、925G、925B的光入射面侧设置用于将光聚焦于光阀的各象素的微型透镜阵列，则对进一步扩大光的传播范围是有效的。

在上述透明板980R、980G、980B的表面上，也可以涂布表面活性剂(界面活性剂)或进行防静电处理。如采用这种处理，则由于灰尘很难附着在透明板980R、980G、980B的表面上，所以能够更有效地防止灰尘的附着。

另外，对于偏振片来说，有反射型偏振片和吸收型偏振片两种型式。其中，反射型偏振片，是可以使两种直线偏振光中的一种直线偏振光透过而将另一种反射的型式。而吸收型偏振片，是可以使两种直线偏振光中的一种直线偏振光透过而将另一种吸收的型式。偏振片960R、960G、960B、982，既可以是反射型，也可以是透射型。

<实施形态3>

在实施形态1或2中，说明了将透射型液晶调制元件用作液晶调制元件的投影型显示装置，但本发明也可以应用于将反射型液晶调制元件用作液晶调制元件的投影型显示装置。以下，说明采用了反射型液晶调制元件的投影型显示装置的一例。

图9是本例投影型显示装置的光阀的周围部分的简略结构图。在图9中，偏振光束分离器1900，由具有反射S偏振光光束而使P偏振光光束透过的S偏振光光束反射面1901的棱镜构成。偏振光束分离器1900，由S偏振光光束反射面1901将从光源灯单元8射出的照明光中的S偏振光的光分量折曲90度，并入射到兼作彩色分离装置和彩色合成装置使用的分色棱镜1910。

分色棱镜1910，按X字形贴合着分色膜，用于将所入射的照明光分离为R、G、B的3色分量。由分色棱镜1910分离后的各色光束，入射到沿着分色棱镜的3个边配置的反射型液晶调制元件1925R、1925G、1925B的光入射出射面。入射到反射型液晶调制元件1925R、1925G、1925B的各色光束，经其调制后从同一光入射出射面射向分色棱镜1910。

本例的液晶调制元件1925R、1925G、1925B，采用不施加电压(OFF)时液晶分子垂直定向而施加电压(ON)时液晶分子扭转90度超各向同性定向的型式。因此，不施加电压(OFF)时入射到反射型液晶调制元件1925R、1925G、1925B的S偏振光光束，返回分色棱镜1910而不改变其偏振方向。

另一方面，施加电压(ON)时入射到反射型液晶调制元件1925R、1925G、1925B的S偏振光光束，因液晶分子扭转而改变其偏振方向并变成P偏振光后返回分色棱镜1910。

经反射型液晶调制元件1925R、1925G、1925B调制后的光束，由分色棱镜1910合成，并通过偏振光束分离器1900、偏振片1920、及投影透镜单元6投影在投影面(屏幕)上。

在采用了这种反射型液晶调制元件1925R、1925G、1925B的投影型显示装置中，在反射型液晶调制元件1925R、1925G、1925B的光入射出射面上贴有与在前面的实施形态1中说明过的透明板同样的透明板1970R、1970G、1970B。因此，可以防止在反射型液晶调制元件1925R、1925G、1925B的光入射出射面与空气的界面上因折射率不同而发生的光的反射。因此，能提高光的利用效率。

另外，即使灰尘等随着在装置内部形成的空气流而扩散，也可以由透明板1970R、1970G、1970B防止圬垢直接附着在反射型液晶调制元件1925R、1925G、1925B的光入射出射面上。因此，在本例所述的将反射型液晶调制元件1925R、1925G、1925B用作液晶调制元件的的投影型显示装置中，也不会引起液晶调制元件1925R、1925G、1925B的开关特性恶化、而且可以防止圬垢附着在液晶调制元件1925R、1925G、1925B的光入射出射面上，因而能投影出高画质的图象。

在上述透明板1970R、1970G、1970B的表面上，也可以涂布表面活性剂(界面活性剂)或进行防静电处理。如采用这种处理，则由于灰尘很难附着在透明板1970R、1970G、1970B的表面上，所以能够更有效地防止灰尘的附着。

另外，配置在偏振光束分离器1900与投影透镜单元6之间的偏振片1920，用于提高投影图象的对比度。因此，如对投影图象不要求高的对比度，则可将该偏振片1920省略。

另外，对于偏振片来说，有反射型偏振片和吸收型偏振片两种型式。其中，反射型偏振片，是可以使两种直线偏振光中的一种直线偏振光透过而将另一种反射的型式。而吸收型偏振片，是可以使两种直线偏振光中的一种直线偏振光透过而将另一种吸收的型式。偏振片1920，既可以是反射型，也可以是透射型。

另外，在上述例中，其结构为在反射型液晶调制元件1925R、1925G、1925B的光入射出射面上贴有透明板1970R、1970G、1970B，但在结构上也可以如实施形态3所述，用隔板将反射型液晶调制元件1925R、1925G、1925B及分色棱镜1910包围起来。

<实施形态4>

以下，给出采用了反射型液晶调制元件的投影型显示装置的另一例。

图10是本例的投影型显示装置的光阀周围部分的简略结构图。在图10中，投影型显示装置，备有对从光源灯单元8射出的照明光进行反射的蓝反射分色镜2941及红绿反射分色镜2942。光束W，在由蓝反射分色镜2941将其所含有的蓝色光束B成直角地反射后，进一步由反射镜2971成直角地反射，然后，入射到与分色棱镜2910邻接设置的第1偏振光束分离器2900B。

该偏振光束分离器2900B，由具有用反射S偏振光光束而使P偏振光光束透过的偏振光分离膜形成的S偏振光光束反射面2901B的棱镜构成。该偏振光束分离器2900B，由S偏振光光束反射面2901B将蓝色光束的S偏振光的光分量折曲90度，并入射到与偏振光束分离器2900B的一边相对配置且在光入射出射面上安装有透明板2970B的反射型液晶调制元件2925B的光入射出射面。然后，只有由液晶调制元件2925B调制并透过S偏振光光束反射面2901B的蓝色光束的P偏振光，从同一个光入射出射面射向分色棱镜2910。

另一方面，红色光束R及绿色光束G，首先由红绿反射分色镜2942将其所含有的红色光束R、绿色光束G成直角地反射，然后，进一步由反射镜2972成直角地反射。

红色光束R，在通过绿反射分色镜2941后，入射到将分色棱镜2910夹在中间而设置在与第1偏振光束分离器2900B相对一侧的第2偏振光束分离器2900R。第2偏振光束分离器2900R，由具有用反射S偏振光光束而使P偏振光光束透过的偏振光分离膜形成的S偏振光光束反射面2901B的棱镜构成。

该第2偏振光束分离器2900R，由S偏振光光束反射面2901R将红色光束的S偏振光的光分量折曲90度，并入射到与偏振光束分离器2900R的一边相对配置且在光入射出射面上贴有透明板2970R的反射型液晶调制元件2925R的光入射出射面。然后，只有由液晶调制元件2925R调制并透过S偏振光光束反射面2901R的红色光束的P偏振光，从同一个光入射出射面射向分色棱镜2910。

绿色光束G，在由绿反射分色镜2943反射后，入射到在分色棱镜2910的1边设置的第3偏振光束分离器2900G。第3偏振光束分离器2900G，由具有用反射S偏振光光束而使P偏振光光束透过的偏振光分离膜形成的S偏振光光束反射面2901G的棱镜构成。该偏振光束分离器2900G，由S偏振光光束反射面2901G将绿色光束的S偏振光的光分量折曲90度，并入射到与偏振光束分离器2900G的一边相对配置且在光入射出射面上贴有透明板2970G的反射型液晶调制元件2925G的光入射出射面。

然后，只有由液晶调制元件2925G调制并透过S偏振光光束反射面2901G的绿色光束的P偏振光，从同一个光入射出射面射到分色棱镜2910。

如上所述，通过各液晶调制元件2925R、2925G、2925B调制后的各光束R、G、B，入射到分色棱镜2910并由其进行合成。然后，将合成后的彩色图象通过投影透镜单元6放大并投影到位于规定位置的屏幕10的表面上。

在采用了这种反射型液晶调制元件2925R、2925G、2925B的投影型显示装置中，在反射型液晶调制元件2925R、2925G、2925B的光入射出射面上贴有与在前面的实施形态1中说明过的透明板同样的透明板2970R、2970G、2970B。因此，可以防止在反射型液晶调制元件2925R、2925G、2925B的光入射出射面与空气的界面上因折射率不同而发生的光的反射。因此，能提高光的利用效率。

另外，即使灰尘等随着在装置内部形成的空气流而扩散，也可以由透明板2970R、2970G、2970B防止圬垢直接附着在反射型液晶调制元件2925R、2925G、2925B的光入射出射面上。因此，在本例所述的将反射型液晶调制元件2925R、2925G、2925B用作液晶调制元件的的投影型显示装置中，不会引起液晶调制元件2925R、2925G、2925B的开关特性恶化、而且可以防止圬垢附着在液晶调制元件2925R、2925G、2925B的光入射出射面上，因而能投影出高画质的图象。

在上述透明板2970R、2970G、2970B的表面上，也可以涂布表面活性剂(界面活性剂)或进行防静电处理。如采用这种处理，则由于灰尘很难附着在透明板2970R、2970G、2970B的表面上，所以能够更有效地防止灰尘的附着。

另外，在上述例中，其结构为在反射型液晶调制元件2925R、2925G、2925B的光入射和出射面上贴有透明板2970R、2970G、2970B，但在结构上也可以如实施形态3所述，用隔板将反射型液晶调制元件2925R、2925G、2925B和分色棱镜2910包围起来。

<其他实施形态>

在上述实施形态中，说明了备有分别对3色的光进行调制的3个液晶调制元件的投影型显示装置，但可以应用本发明的投影型显示装置，并不限于上述的装置，例如，也可以仅使用一个液晶调制元件。此外，对投影型显示装置来说，具有从观察屏幕侧进行投影的正面投影型及从与观察屏幕侧相反的一侧进行投影的背面投影型两种类型，本发明对其任何一种型式都可以适用。

本发明可以作为对从光源射出的光束进行光学处理并将图象放大投影到投影面上的投影型显示装置使用，例如，可以作为备有液晶调制元件的视频投影机等使用。

Claims (17)

1.一种光调制元件，根据图象信息对从光源射出的光束进行调制，该光调制元件的特征在于：在至少任何一侧的面上设有透明板。

2.根据权利要求1所述的光调制元件，其特征在于：在上述透明板上贴合着偏振片。

3.根据权利要求1或2所述的光调制元件，其特征在于：在上述透明板的表面上涂布表面活性剂或进行防静电处理。

4.一种投影型显示装置，具有根据图象信息对从光源射出的光束进行调制的光调制元件及将由上述光调制元件调制后的光放大并投影在投影面上的投影装置，该投影型显示装置的特征在于：在上述光调制元件的光出射面上设有透明板。

5.根据权利要求4所述的投影型显示装置，其特征在于：在上述透明板的至少一侧的表面上设有防反射膜。

6.根据权利要求4或5所述的投影型显示装置，其特征在于：将上述透明板的厚度设定为大于上述投影装置的焦点深度。

7.根据权利要求4或5所述的投影型显示装置，其特征在于：将偏振片配置在上述透明板与上述投影装置之间，上述透明板用延伸树脂形成，并使上述透明板的光轴与上述偏振片的光轴基本一致。

8.根据权利要求7所述的投影型显示装置，其特征在于：上述偏振片由偏振层及夹持上述偏振层的一对基板构成，上述透明板用与构成上述基板的材料相同的材料制作。

9.根据权利要求7所述的投影型显示装置，其特征在于：上述偏振片贴合在上述透明板上。

10.根据权利要求4和5中任何一项所述的投影型显示装置，其特征在于：在上述透明板的表面上涂布表面活性剂或进行防静电处理。

11.根据权利要求4和5中任何一项所述的投影型显示装置，其特征在于：将上述光调制元件通过安装构件安装在构成上述投影装置的彩色合成棱镜上，该安装构件具有用作将上述光调制元件夹在中间的第1、第2框部件的安装框板、紧贴地固定于上述彩色合成棱镜的光入射面的固定框板、及夹在上述安装框板与固定框板之间的中间框板。

12.根据权利要求11所述的投影型显示装置，其特征在于：上述安装框板用掺入玻璃纤维的树脂制作。

13.根据权利要求11所述的投影型显示装置，其特征在于：上述安装框板用金属制作。

14.一种投影型显示装置，具有根据图象信息对从光源射出的光束进行调制的光调制元件及将由上述光调制元件调制后的光放大并投影在投影面上的投影装置，该投影型显示装置的特征在于：备有通过空气层包围上述光调制元件并将上述光源和上述投影装置隔开的隔板，在上述隔板上设有安装于与上述光调制元件的光入射面对应的光入射窗孔的透明板及使由上述光调制元件调制后的光射出的光出射窗孔。

15.根据权利要求14所述的投影型显示装置，其特征在于：在上述隔板内设置使空气循环起来的风扇。

16.根据权利要求14或15所述的投影型显示装置，其特征在于：上述偏振片贴合在上述透明板上。

17.根据权利要求14或15所述的投影型显示装置，其特征在于：在上述透明板的表面上涂布表面活性剂或进行防静电处理。

Images