JP2004354600A - 保持枠、光学装置、プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】基板の位置ずれを防止するとともに、基板外周の締め付けを防止し、色むらの発生を防ぐことができる保持枠、光学装置及びプロジェクタを提供すること。
【解決手段】保持枠８の光束入射側面の四辺には、開口部８１近傍から光束入射側面の外周縁に向かって延び、各辺の長手方向に略直交する複数本の欠損部８７Ａ〜８７Ｌが形成されている。また、保持枠８の収容面の四辺にも開口部８１近傍から収容面の外周縁に向かって延び、各辺の長手方向に略直交する複数本の欠損部８８Ａ〜８８Ｈが形成されている。保持枠８の収容面の各辺の欠損部は、光束入射側から見て保持枠８の光束入射側面の各辺に形成された欠損部の間となる位置に形成されている。
【選択図】 図１５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保持枠、光学装置、プロジェクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来から、光源と、光源から射出された光束をダイクロイックミラーを用いて三色の色光Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する色分離光学系と、分離された光束を各色光毎に、画像情報に応じて変調する３枚の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を、合成する色合成光学装置とを備えた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において、光変調装置を構成する光変調素子は、一対の基板と、この基板間に封入される光変調素子本体とを備えている。そして、この光変調素子本体は保持枠に収容保持され、色合成光学装置の光束入射端面に固定されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−８９３６４号公報（第１０頁、図９）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、光変調装置の基板は石英等の材料から構成され、保持枠は金属等の材料から構成されている。そのため、保持枠の膨張係数は、基板の膨張係数に比べ非常に大きく、低温状態における保持枠の収縮率は、基板の収縮率に比べて非常に大きくなるので、低温状態では、保持枠と基板との間に隙間がなくなり、保持枠が基板の外周を締め付けることとなる。これにより一対の基板間の隙間が変形し、透過光束の透過率が変化して、投写画像に色むらが生じる場合がある。特に、大型の光変調装置では、保持枠の収縮寸法が大きくなるため、少し温度が下がっただけでも、保持枠が基板の外周を締め付けてしまい、投写画像に色むらが生じてしまうことがある。
ここで、このような問題を解決するために保持枠と、基板との間の隙間を大きく確保することが考えられるが、保持枠と基板との間の隙間を大きくすると、基板が保持枠内で移動しやすくなるため、基板の位置がずれ、投写画像に画素ずれが発生してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、基板の位置ずれを防止するとともに、基板外周の締め付けを防止し、色むらの発生を防ぐことができる保持枠、光学装置及びプロジェクタを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の保持枠は、透過する光束を変調する光変調素子本体及びこの光変調素子本体が封入された一対の基板を備えた光変調素子を収容し、保持するとともに、光束透過用の開口部が形成された保持枠であって、前記光変調素子を収容する収容面、及び、この収容面の裏面側に位置する光束入射側面には、前記開口部近傍から外周縁に向かって延びる欠損部が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
通常、保持枠が収縮する際には、保持枠の外周縁に沿った方向に収縮力が発生する。保持枠の収容面及び光束入射側面には、開口部近傍から外周縁に向かって延び、保持枠の収縮方向に略直交するような欠損部が形成されているため、保持枠の収縮力を弱め、基板外周を締め付ける力を緩和することができる。これにより、一対の基板間の隙間を所定の寸法に保つことができ、基板間の隙間の変化に伴って発生する透過光束の透過率の変化、及びこの透過率の変化に起因する色むらの発生を防止することができる。
また、保持枠に欠損部を形成したことで、保持枠による基板の締め付けを防止できるため、保持枠と基板との間の隙間を大きくする必要がない。従って、保持枠内での基板の位置ずれ、さらにこの基板の位置ずれに伴って発生する投写画像の画素ずれの発生を防止できる。
また、保持枠と基板との間の隙間を大きく確保する必要がないので、保持枠と基板との間からの光漏れも防止できる。
【０００８】
この際、本発明では、前記収容面及び前記光束入射面の外形形状は平面略矩形形状であり、前記欠損部は、前記収容面及び光束入射側面の四辺それぞれに形成されていることが好ましい。
収容面及び光束入射側面の四辺それぞれに欠損部を形成することで、基板外周を締め付ける力を確実に小さくすることができる。
【０００９】
本発明では、前記収容面に形成された欠損部と、前記光束入射側面に形成された欠損部とは、光束入射側からみて各辺に交互に配置されていることが好ましい。
このような本発明によれば、収容面に形成された欠損部と、光束射出側面に形成された欠損部とは、光束入射側からみて各辺に交互に配置されており、欠損部同士が重なり合うように形成されていないので、欠損部が形成された部分の強度が極度に低下してしまうことがなく、保持枠の収縮の際のそりや歪の発生を確実に防止することができる。
【００１０】
本発明では、前記収容面及び前記光束入射側面の一辺に形成される欠損部の本数は、前記光変調素子の略矩形形状の画像形成領域の対角の長さ寸法が０．５インチ及び０．７インチの場合２本以上、０．９インチの場合３本以上、１．３インチの場合４本以上であることが好ましい。
【００１１】
このような欠損部の本数は以下のようにして求められる。
保持枠の外気の温度変化をＴ、保持枠の膨張係数をα１、基板の膨張係数をα２、前記収容面と前記基板との間に予め設定されている隙間の寸法をＸ、収容面の一辺の長さ寸法をＬとした場合、前記収容面及び前記光束入射面の一辺に形成される欠損部の本数は、｛Ｔ（α１−α２）Ｌ｝／Ｘで算出される値を整数値とした値以上の値となる。
ここで、｛Ｔ（α１−α２）Ｌ｝／Ｘで算出される値を整数値とした値とは、小数点以下を四捨五入して整数値とした値のことをいう。
通常、保持枠には、マグネシウム合金、アルミニウム合金等が使用されるがこの中で最も膨張係数α１が大きなものはマグネシウム合金（α１＝２６×１０^−６）である。また、基板には、通常、石英、サファイア、水晶等が使用されるが、この中で最も膨張係数α２が小さなものは石英（α２＝０．５８×１０^−６）である。
従って、保持枠にマグネシウム合金、基板に石英を使用した場合に、α１−α２、すなわち、欠損部の本数が最も多くなる。そして、温度変化を２５℃から−２０℃（Ｔ＝４５）、隙間Ｘの寸法を０．０１ｍｍ、収容面（画像形成領域の対角の寸法０．５インチの光変調素子に対応した保持枠の収容面）の一辺の長さＬを１５．７ｍｍとすると、｛Ｔ（α１−α２）Ｌ｝／Ｘで算出される値は１．８となり、本数は２本となる。光変調素子の対角が０．７インチの場合、０．９インチの場合、１．３インチの場合も同様にして、本数が求められる。
以上のような本数とすることで、低温状態における保持枠の収縮率と、基板の収縮率との差を小さくすることができる。これにより、保持枠の収縮に伴う基板の締め付けを防止でき、さらには投写画像の色むら発生を防止できる。
そして、α１−α２が最も大きくなる条件で欠損部の本数を算出しているので、保持枠や基板にマグネシウム合金や石英以外の他の材料を採用した場合であっても、上述したような本数で欠損部を形成しておけば、確実に保持枠の収縮に伴う基板の締め付けを防止できる。
【００１２】
また、前記収容面及び光束入射側面に形成される欠損部の本数は、保持枠の膨張係数を前記基板の膨張係数で割った値を整数値とした値、又はこの整数値とした値を整数倍した値としてもよい。
ここで、保持枠の膨張係数を基板の膨張係数で割った値を整数値とした値とは、保持枠の膨張係数を基板の膨張係数で割った値の小数点以下をくりあげて整数とした値である。
欠損部の本数をこのような本数とすることによっても、低温状態における保持枠の収縮率と、基板の収縮率との差を小さくすることができる。これにより、保持枠の収縮に伴う基板の締め付けを防止でき、さらには投写画像の色むら発生を防止できる。
【００１３】
本発明では、前記基板は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料、例えば、石英、水晶、蛍石、サファイア等により構成されていることが好ましく、なかでも、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料、例えば、サファイア等により構成されていることが好ましい。
このような本発明によれば、基板が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する材料により構成されているため、光束の透過、吸収により光変調素子で発生する熱を基板を介して保持枠に放熱させることができる。また、このように熱伝導率の高い材料で基板を形成することで、基板の面内温度分布を均一化させることができ、熱歪の発生を防止できる。
【００１４】
また、本発明では、保持枠の膨張係数が、７．０×１０^−６以上、２６×１０^−６以下であることが好ましい。
前述したように、基板は、石英材料で構成されることが好ましい。従って、保持枠を以上のような膨張係数とすることで、保持枠の膨張係数を基板の膨張係数に近づけることができ、さらに確実に保持枠による基板の締め付けを防止することができる。
【００１５】
さらに、本発明では、保持枠は熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料により構成されていることが好ましい。
ここで、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料としては、Ｍｇ合金、Ａｌ合金、Ｍｏ−Ｃｕ合金、Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金等があげられる。
保持枠を熱伝導率１０Ｗ／ｍ・Ｋという高い熱伝導率を有するものとすることで、光束の透過、吸収により光変調素子で発生する熱を保持枠に伝達させて放熱することができる。これにより、光変調素子の基板の面内温度分布が均一化され、基板に熱歪が発生するのを防止できる。
【００１６】
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して光学像を形成する光変調装置と、この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を備える光学装置であって、前記光変調装置は、光変調素子本体及びこの光変調素子本体が封入された一対の基板を有する光変調素子と、この光変調素子を保持する上述した何れかの保持枠とを備え、前記保持枠は、色合成光学装置の光束入射端面に固定されていることを特徴とする。
このような本発明によれは、上述した何れかの保持枠を備えた光変調装置を備えているため、基板の位置ずれを防止するとともに、基板外周の締め付けを防止し、色むらの発生を防ぐことができるという効果を奏することができる。
【００１７】
本発明のプロジェクタは、前記光学装置によって形成された画像を投写する投写光学系とを備えたことを特徴とする。
このようなプロジェクタは、上述した光学装置を備えているため、光学装置と同様の効果を奏することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施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、本発明に係るプロジェクタ１を上方前面側から見た斜視図である。図２は、プロジェクタ１を下方背面側から見た斜視図である。
図１または図２に示すように、プロジェクタ１は、射出成形によって成形された略直方体状の外装ケース２を備える。この外装ケース２は、プロジェクタ１の本体部分を収納する合成樹脂製の筐体であり、アッパーケース２１と、ロアーケース２２とを備え、これらのケース２１，２２は、互いに着脱自在に構成されている。
【００１９】
アッパーケース２１は、図１，２に示すように、プロジェクタ１の上面、側面、前面、および背面をそれぞれ構成する上面部２１Ａ、側面部２１Ｂ、前面部２１Ｃおよび背面部２１Ｄを含んで構成される。
同様に、ロアーケース２２も、図１，２に示すように、プロジェクタ１の下面、側面、前面、および背面をそれぞれ構成する下面部２２Ａ、側面部２２Ｂ、前面部２２Ｃ、および背面部２２Ｄを含んで構成される。
【００２０】
従って、図１，２に示すように、直方体状の外装ケース２において、アッパーケース２１およびロアーケース２２の側面部２１Ｂ，２２Ｂ同士が連続的に接続されて直方体の側面部分２１０が構成され、同様に、前面部２１Ｃ，２２Ｃ同士の接続で前面部分２２０が、背面部２１Ｄ，２２Ｄ同士の接続で背面部分２３０が、上面部２１Ａにより上面部分２４０が、下面部２２Ａにより下面部分２５０がそれぞれ構成される。
【００２１】
図１に示すように、上面部分２４０において、その前方側には操作パネル２３が設けられ、この操作パネル２３の近傍には音声出力用のスピーカ孔２４０Ａが形成されている。
【００２２】
前方から見て右側の側面部分２１０には、２つの側面部２１Ｂ，２２Ｂを跨る開口２１１が形成されている。ここで、外装ケース２内には、後述するメイン基板５１と、インターフェース基板５２とが設けられており、この開口２１１に取り付けられるインターフェースパネル５３を介して、メイン基板５１に実装された接続部５１Ｂと、インターフェース基板５２に実装された接続部５２Ａとが外部に露出している。これらの接続部５１Ｂ，５２Ａにおいて、プロジェクタ１には外部の電子機器等が接続される。
【００２３】
前面部分２２０において、前方から見て右側で、前記操作パネル２３の近傍には、２つの前面部２１Ｃ，２２Ｃを跨ぐ円形状の開口２２１が形成されている。この開口２２１に対応するように、外装ケース２内部には、投写レンズ４６が配置されている。この際、開口２２１から投写レンズ４６の先端部分が外部に露出しており、この露出部分の一部であるレバー４６Ａを介して、投写レンズ４６のフォーカス操作が手動で行えるようになっている。
【００２４】
前面部分２２０において、前記開口２２１の反対側の位置には、排気口２２２が形成されている。この排気口２２２には、安全カバー２２２Ａが形成されている。
【００２５】
図２に示すように、背面部分２３０において、背面から見た右側には矩形状の開口２３１が形成され、この開口２３１からインレットコネクタ２４が露出するようになっている。
【００２６】
下面部分２５０において、下方から見て右端側の中央位置には矩形状の開口２５１が形成されている。開口２５１には、この開口２５１を覆うランプカバー２５が着脱自在に設けられている。このランプカバー２５を取り外すことにより、図示しない光源ランプの交換が容易に行えるようになっている。
【００２７】
また、下面部分２５０において、下方から見て左側で背面側の隅部には、一段内側に凹んだ矩形面２５２が形成されている。この矩形面２５２には、外部から冷却空気を吸入するための吸気口２５２Ａが形成されている。矩形面２５２には、この矩形面２５２を覆う吸気口カバー２６が着脱自在に設けられている。吸気口カバー２６には、吸気口２５２Ａに対応する開口２６Ａが形成されている。開口２６Ａには、図示しないエアフィルタが設けられており、内部への塵埃の侵入が防止されている。
【００２８】
さらに、下面部分２５０において、後方側の略中央位置にはプロジェクタ１の脚部を構成する後脚２Ｒが形成されている。また、下面部２２Ａにおける前方側の左右の隅部には、同じくプロジェクタ１の脚部を構成する前脚２Ｆがそれぞれ設けられている。つまり、プロジェクタ１は、後脚２Ｒおよび２つ前脚２Ｆにより３点で支持されている。
２つの前脚２Ｆは、それぞれ上下方向に進退可能に構成されており、プロジェクタ１の前後方向および左右方向の傾き（姿勢）を調整して、投写画像の位置調整ができるようになっている。
【００２９】
また、図１，２に示すように、下面部分２５０と前面部分２２０とを跨るように、外装ケース２における前方側の略中央位置には、直方体状の凹部２５３が形成されている。この凹部２５３には、該凹部２５３の下側および前側を覆う前後方向にスライド自在なカバー部材２７が設けられている。このカバー部材２７により、凹部２５３には、プロジェクタ１の遠隔操作を行うための図示しないリモートコントローラ（リモコン）が収納される。
【００３０】
ここで、図３，４は、プロジェクタ１の内部を示す斜視図である。具体的には、図３は、図１の状態からプロジェクタ１のアッパーケース２１を外した図である。図４は、図３の状態から制御基板５を外した図である。
【００３１】
外装ケース２には、図３，４に示すように、背面部分に沿って配置され、左右方向に延びる電源ユニット３と、この電源ユニット３の前側に配置された平面視略Ｌ字状で光学系としての光学ユニット４と、これらのユニット３，４の上方および右側に配置される制御部としての制御基板５とを備える。これらの各装置３〜５によりプロジェクタ１の本体が構成されている。
【００３２】
電源ユニット３は、電源３１と、この電源３１の下方に配置された図示しないランプ駆動回路（バラスト）とを含んで構成される。
電源３１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。
前記ランプ駆動回路は、光学ユニット４を構成する図３，４では図示しない光源ランプに、電源３１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。
【００３３】
電源３１および前記ランプ駆動回路は、略平行に上下に並んで配置されており、これらの占有空間は、プロジェクタ１の背面側で左右方向に延びている。
また、電源３１および前記ランプ駆動回路は、左右側が開口されたアルミニウム等の金属製のシールド部材３１Ａによって周囲を覆われている。
シールド部材３１Ａは、冷却空気を誘導するダクトとしての機能に加えて、電源３１や前記ランプ駆動回路で発生する電磁ノイズが、外部へ漏れないようにする機能も有している。
【００３４】
制御基板５は、図３に示すように、ユニット３，４の上側を覆うように配置されＣＰＵや接続部５１Ｂ等を含むメイン基板５１と、このメイン基板５１の下側に配置され接続部５２Ａを含むインターフェース基板５２とを備える。
この制御基板５では、接続部５１Ｂ，５２Ａを介して入力された画像情報に応じて、メイン基板５１のＣＰＵ等が、後述する光学装置を構成する液晶パネルの制御を行う。
【００３５】
メイン基板５１は、金属製のシールド部材５１Ａによって周囲を覆われている。メイン基板５１は、図３ではわかり難いが、光学ユニット４を構成する上ライトガイド４７２の上端部分４７２Ａ（図４）に当接している。
【００３６】
〔２．光学ユニットの詳細な構成〕
ここで、図５は、光学ユニット４を示す分解斜視図である。図６は、光学ユニット４を模式的に示す図である。
光学ユニット４は、図６に示すように、光源装置４１１を構成する光源ランプ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し、この光学像を拡大して投射するユニットであり、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、光学装置４４と、投写レンズ４６と、これらの光学部品４１〜４４，４６を収納する合成樹脂製のライトガイド４７（図５）とを備える。ライトガイド４７は、ライトガイド４７は、図５に示すように、後述する光学部品４１２〜４１５，４１８，４２１〜４２３，４３１〜４３４，４４２を上方からスライド式に嵌め込む溝部が形成された下ライトガイド４７１と、下ライトガイド４７１の上側開口を閉塞する蓋状の上ライトガイド４７２とを備えて構成されている。
【００３７】
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，４４１Ｂとする）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、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備える。
【００３８】
光源装置４１１は、放射光源としての光源ランプ４１６と、リフレクタ４１７とを備え、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で反射して平行光線とし、この平行光線を外部へと射出する。光源ランプ４１６には、高圧水銀ランプを採用している。なお、高圧水銀ランプ以外に、メタルハライドランプやハロゲンランプ等も採用できる。また、リフレクタ４１７には、放物面鏡を採用している。なお、放物面鏡の代わりに、平行化凹レンズおよび楕円面鏡を組み合わせたものを採用してもよい。
【００３９】
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。
【００４０】
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液晶パネル４４１上に結像させる機能を有する。
【００４１】
偏光変換素子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。このような偏光変換素子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での光の利用効率が高められている。
【００４２】
具体的に、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４４１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４４１を用いたプロジェクタ１では、１種類の偏光光しか利用できないため、他種類の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素子４１４は、たとえば特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
【００４３】
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。
【００４４】
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液晶パネル４４１Ｒまで導く機能を有している。
【００４５】
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、青色用の液晶パネル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。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。
【００４６】
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、緑色用の液晶パネル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、赤色光用の液晶パネル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。
【００４７】
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としての液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、各液晶パネル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。
【００４８】
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，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枚の液晶パネル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。
【００４９】
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、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に貼り付けてもよい。
射出側偏光板４４３も、入射側偏光板４４２と略同様に構成され、液晶パネル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透過させ、その他の光束を吸収するものである。また、基板を用いずに、偏光膜をクロスダイクロイックプリズム４４４に貼り付けてもよい。
これらの入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。
【００５０】
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。このようなクロスダイクロイックプリズム４４４は光学ガラスにより構成されている。
投写レンズ４６は、光学装置４４のクロスダイクロイックプリズム４４４で合成されたカラー画像を拡大して投写するものである。
【００５１】
［光学装置本体の構成］
以上説明した液晶パネル４４１、射出側偏光板４４３およびクロスダイクロイックプリズム４４４は、一体的にユニット化された光学装置本体４５として構成されている。図７は、光学装置本体４５を示す斜視図であり、図８は、光学装置本体４５を示す分解斜視図である。
この光学装置本体４５は、図７及び図８に示すように、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の下面に固定された台座４４７と、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に取り付けられ、射出側偏光板４４３を保持する金属製の固定板４４６と、この固定板４４６の光束入射側に金属製の４つのねじ４４６Ｐによって固定される液晶パネル４４１（４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ）とを備える。
【００５２】
台座４４７は、例えば、マグネシウム合金で構成され、その外周形状はクロスダイクロイックプリズム４４４と略同じである。
固定板４４６は、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの光束射出側に取り付けられ、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂをクロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に固定するとともに、射出側偏光板４４３を保持するものである。固定板４４６の膨張係数は７．０×１０^−６以上、２６×１０^−６以下であることが好ましく、なかでも、クロスダイクロイックプリズム４４４と、後述する保持枠８の膨張係数の中間値近傍であることが好ましい。本実施形態では、固定板４４６は鉄製であるため、その膨張係数は、１１．２×１０^−６となる。
この固定板４４６は、図８及び図９に示すように、中央部に開口部４４６Ａ１が形成された平面略矩形形状の板状部４４６Ａと、この板状部４４６Ａの四隅に形成された脚部４４６Ｂとを備えている。
【００５３】
板状部４４６Ａの外形形状は、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面内に収まる形状となっている。また、板状部４４６Ａの開口部４４６Ａ１は液晶パネル４４１の画像形成領域に対応して形成されている。この板状部４４６Ａの光束射出側面の４辺の各辺には、開口部４４６Ａ１から板状部４４６Ａの外周縁に向かって延び、各辺の長手方向に略直交する溝状の第１欠損部４４６Ａ３と、外周縁から開口部４４６Ａ１に向かって延び、各辺の長手方向に略直交する溝状の第２欠損部４４６Ａ４とが交互に形成されている。第１欠損部４４６Ａ３は、各辺に１本ずつ（総数４本）形成され、第２欠損部４４６Ａ４は各辺に２本ずつ（総数８本）形成されている。従って、欠損部４４６Ａ３，４４６Ａ４全体の本数は１２本となる。
【００５４】
このような第１欠損部４４６Ａ３及び第２欠損部４４６Ａ４の本数は、クロスダイクロイックプリズム４４４の膨張係数を固定板４４６の膨張係数で割った値の小数点以下をくり上げて、整数とした値を整数倍した値である。すなわち、本実施形態では、クロスダイクロイックプリズム４４４は光学ガラス製で、その膨張係数は７．６×１０^−６であり、固定板４４６は鉄製で膨張係数は１１．２×１０^−６であるため、クロスダイクロイックプリズム４４４の膨張係数を固定板４４６の膨張係数で割った値は、１．５であり、これを整数とした値は２となる。従って、欠損部４４６Ａ３及び欠損部４４６Ａ４の本数は２を６倍した１２本となっているのである。
さらに、板状部４４６Ａには、後述する保持枠８の孔に対応する孔４４６Ａ５が形成されており、孔４４６Ａ５と保持枠８の孔８２１とは、ねじ４４６Ｐにより固定される。これにより、液晶パネル４４１が固定板４４６に取り付けられることとなる。
【００５５】
脚部４４６Ｂは、クロスダイクロイックプリズム４４４に固着される固着部４４６Ｂ１と、この固着部４４６Ｂ１と板状部４４６Ａとを連結する連結部４４６Ｂ２とを備えている。
固着部４４６Ｂ１は、クロスダイクロイックプリズム４４４の四隅に取り付けられた金属層４４４Ａにはんだ付けされる。
連結部４４６Ｂ２の断面積は、固着部４４６Ｂ１の平面積よりも小さく、固定板４４６とクロスダイクロイックプリズム４４４との膨張率の違いにより生じる力を連結部４４６Ｂ２で吸収できるようにしている。
以上のような脚部４４６Ｂは、板状部４４６Ａに一体成形されているものであってもよく、また、別体であってもよい。
【００５６】
一方、液晶パネル４４１は、図８に示すように、平面略矩形形状の液晶パネル本体（光変調素子）４４１Ｘと、液晶パネル本体４４１Ｘの光束入射側および光束射出側に密着して貼り付けられる防塵ガラス４４１Ｄ、４４１Ｃと、液晶パネル本体４４１Ｘおよび防塵ガラス４４１Ｄ、４４１Ｃを内部に収納し、保持する保持体７と備えて構成されている。
【００５７】
液晶パネル本体４４１Ｘは、駆動基板（例えば複数のライン状の電極と、画素を構成する電極と、これらの間に電気的に接続されたＴＦＴ素子とが形成された基板）４４１Ａと、対向基板（例えば、共通電極が形成された基板）４４１Ｅと、の間に液晶（光変調素子本体）が封入されたものであり、これらの基板の間から制御用ケーブル４４１Ｆが延びて構成されている。
この液晶パネル本体４４１Ｘは、その画像形成領域の対角の寸法が例えば、０．７インチである。
駆動基板４４１Ａ及び対向基板４４１Ｅを構成する材料としては、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料が好ましく、例えば、石英等が挙げられる。
【００５８】
防塵ガラス４４１Ｃ、４４１Ｄは、それぞれ駆動基板４４１Ａおよび対向基板４４１Ｅ上に、透明接着剤等で固着されている。
これら防塵ガラス４４１Ｃ、４４１Ｄは、投写レンズ４６のバックフォーカス位置から液晶パネル４４１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ものである。
防塵ガラス４４１Ｃ、４４１Ｄを構成する材料としては、伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料が好ましく、例えば、石英等が挙げられる。
なお、本実施形態では、駆動基板４４１Ａ、対向基板４４１Ｅ、防塵ガラス４４１Ｃ，４４１Ｄの材料を石英等としたが、これに限られず、例えば、サファイア、水晶、蛍石等としてもよい。
【００５９】
保持体７は、液晶パネル本体４４１Ｘおよび防塵ガラス４４１Ｃ、４４１Ｄを収容し、保持する保持枠８と、この保持枠８と係合し、収納した液晶パネル本体４４１Ｘおよび防塵ガラス４４１Ｃ、４４１Ｄを押圧固定する枠状部材９とを備えている。
枠状部材９の液晶パネル本体４４１Ｘの画像形成領域に対応する位置には、矩形形状の光束透過用の開口部９１が設けられている。また、枠状部材９の左右両側にはフック９２が設けられており、このフック９２を後述する保持枠８のフック係合部８３２に係合することで、保持枠８と枠状部材９とが固定される。
【００６０】
次に図１０から図１７を参照して保持枠８について説明する。
保持枠８は、画像形成領域の対角が０．７インチの液晶パネル本体４４１Ｘに対応した大きさの平面略矩形形状の部材である。この保持枠８は、膨張係数が７．０×１０^−６以上、２６×１０^−６以下であり、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料により構成されている。このような材料としては例えば、Ｍｇ合金が挙げられる。
なお、本実施形態では、保持枠８の材料としてＭｇ合金を例示したが、これに限らず、Ａｌ合金、Ｍｏ−Ｃｕ合金、Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金等であってもよい。
このような保持枠８の液晶パネル本体４４１Ｘの画像形成領域に対応する位置には図１０に示すように矩形形状の光束透過用の開口部８１が設けられている。また、保持枠８の四隅には四角柱状の固定部８２が形成されており、この固定部８２には孔８２１が形成されている。ここで、保持枠８の一対の長辺を長辺８Ａ，８Ｄとし、一対の短辺を短辺８Ｂ，８Ｃとする。
【００６１】
図１１に示すように、保持枠８は、防塵ガラス４４１Ｃ及び駆動基板４４１Ａを収容する第１収容部８３と、防塵ガラス４４１Ｄ及び対向基板４４１Ｅを収容する第２収容部８４とを備えている。
第１収容部８３は、防塵ガラス４４１Ｃ及び駆動基板４４１Ａの側面を保持する第１外周壁８３１を備えている。第１外周壁８３１は、保持枠８の短辺８Ｃ，８Ｂ、長辺８Ａを構成するものであり、一対の短辺８３１Ｂ，８３１Ｃと、長辺８３１Ａとを備え、長辺８３１Ａと対向する辺が開口された平面略コ字形となっている。この第１外周壁８３１は、固定部８２を連結するが、この第１外周壁８３１により連結されない２つの固定部８２間（第１外周壁８３１の長辺８３１Ａと対向する開口側に配置された２つの固定部８２間）には、平板部８５が配置されている。この平板部８５は、第１収容部８３に収容される防塵ガラス４４１Ｃ及び駆動基板４４１Ａの光束入射面と略平行に延びており、この平板部８５には、前述した制御用ケーブル４４１Ｆが設置される。
【００６２】
第１外周壁８３１の収容面（防塵ガラス４４１Ｃ及び駆動基板４４１Ａ側の面）には、防塵ガラス４４１Ｃ及び駆動基板４４１Ａを位置決めするための位置決め突起８３１Ｄが形成されている。
また、第１外周壁８３１の一対の短辺８３１Ｂ，８３１Ｃの外面（防塵ガラス４４１Ｃ及び駆動基板４４１Ａ側の収容面の裏面）であって、前述した枠状部材９のフック９２に対応する位置には、フック係合部８３２が形成されている。
【００６３】
第２収容部８４は、その外径寸法が第１収容部８３の外形寸法よりも小さく、第１収容部８３よりも光束入射側に突出している。この第２収容部８４は、防塵ガラス４４１Ｄ及び対向基板４４１Ｅの側面を保持する第２外周壁８４１と、防塵ガラス４４１Ｄの光束入射面の外周部分を固定するための固定壁８４２を備えている。
第２外周壁８４１は、平面略矩形形状であり、保持枠８の短辺８Ｂ，８Ｃを構成する一対の短辺８４１Ｂ，８４１Ｃと、保持枠８の長辺８Ａ，８Ｄを構成する一対の長辺８４１Ａ，８４１Ｄとを備えている。
【００６４】
第２外周壁８４１の各辺の収容面（防塵ガラス４４１Ｄ及び対向基板４４１Ｅ側の面）には、防塵ガラス４４１Ｄ及び対向基板４４１Ｅを位置決めするための位置決め突起８４１Ｅが形成されている。また、第２外周壁８４１の短辺８４１Ｂと、第１外周壁８３１の短辺８３１Ｂとの間、第２外周壁の短辺８４１Ｃと、第１外周壁８３１の短辺８３１Ｃとの間には、これらの短辺を連結する連結壁８６が設けられている。この連結壁８６は、第２外周壁８４１の短辺８４１Ｂ，８４１Ｃ及び第１外周壁８３１の短辺８３１Ｂ，８３１Ｃに略直交している。
なお、第２外周壁８４１の長辺８４１Ａと第１外周壁８３１の長辺８３１Ａとの間には連結壁は設けられていない。
図１０に示すように、連結壁８６の光束入射側面であって、平板部８５により連結された固定部８２近傍には、この連結壁８６の光束入射側面と、第２収容部８４の第２外周壁８４１及び固定壁８４２の光束入射側面間に跨る凸部Ｔが形成されている。
また、図１１に示すように、第２外周壁８４１の第１外周壁８３１側の端面は、連結壁８６よりも第１外周壁８３１側に突出しており、第１収容部８３に収容される駆動基板４４１Ａの光束入射面の外周部分に当接する。
【００６５】
固定壁８４２は、第２外周壁８４１の第１外周壁８３１側と反対側に第２外周壁８４１と略直交するように設けられたものであり、防塵ガラス４４１Ｄの光束入射面に当接する。この固定壁８４２の中央部分に前述した開口部８１が形成されている。この固定壁８４２は一対の長辺８４２Ａ，８４２Ｄと、一対の短辺８４２Ｂ，８４２Ｃとを備えている。
【００６６】
このような保持枠８の光束入射側面の四辺には、図１０及び図１２に示すように、開口部８１近傍から光束入射側面の外周縁に向かって延び、各辺の長手方向に略直交する複数本の欠損部８７Ａ〜８７Ｌが形成されている。これらの欠損部８７Ａ〜８７Ｌは、保持枠８の光束入射側面を裏面の収容面側（平板部８５は液晶パネル本体４４１Ｘの制御用ケーブル４４１Ｆが設置される側）に窪むように切り欠いて形成されている。そして、本実施形態では、保持枠８の光束入射側面の各辺に、例えば３本ずつ欠損部が形成されており、その総数は、１２本である。
欠損部８７Ａ，８７Ｃは、保持枠８の長辺８Ｄの長手方向の端部にそれぞれ形成されている。この欠損部８７Ａ，８７Ｃは、固定壁８４２の長辺８４２Ｄから、第２外周壁８４１の長辺８４１Ｄを介して固定部８２の孔８２１の近傍まで延びている。
【００６７】
欠損部８７Ｂは、保持枠８の長辺８Ｄの長手方向略中央に形成されたものであり、この欠損部８７Ｂは、図１３にも示すように、固定壁８４２の長辺８４２Ｄから、第２外周壁８４１の長辺８４１Ｄを介し、平板部８５の外縁近傍まで延びている。なお、図１３は、保持枠８の欠損部８７Ｂに沿った断面図であり、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ方向の断面図である。
【００６８】
欠損部８７Ｄは、保持枠８の短辺８Ｂの一方の端部に形成されたものであり、固定壁８４２の短辺８４２Ｂから、凸部Ｔを切り欠き、連結壁８６まで延びている。
さらに欠損部８７Ｅは、保持枠８の短辺８Ｂの長手方向略中央に形成されたものであり、固定壁８４２の短辺８４２Ｂ、第２外周壁８４１の短辺８４１Ｂ、連結壁８６を切り欠いたものである。この欠損部８７Ｅは、図１４にも示すように、固定壁８４２の短辺８４２Ｂと第２外周壁８４１の短辺８４１Ｂとの境界部分から連結壁８６と第１外周壁８３１の短辺８３１Ｂとの境界部分近傍まで延びている。なお、図１４は保持枠８の欠損部８７Ｅに沿った断面図であり、図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ方向の断面図である。
【００６９】
欠損部８７Ｆは、保持枠８の短辺８Ｂの他方の端部に短辺８Ｂの長手方向に直交するように形成されたものであり、固定壁８４２の短辺８４２Ｂと、第２外周壁８４１の短辺８４１Ｂとの境界部分から、連結壁８６と第１外周壁８３１の短辺８３１Ｂとの境界部分まで切り欠いたものである。
さらに、欠損部８７Ｇ及び欠損部８７Ｉは、保持枠８の長辺８Ｄの端部にそれぞれ形成されたものであり、固定壁８４２の長辺８４２Ａから、第２外周壁８４１の長辺８４１Ａを介して固定部８２の孔８２１の近傍まで延びている。
欠損部８７Ｈは、保持枠８の長辺８Ｄの略中央部分に形成されたものであり、固定壁８４２の長辺８４２Ａ、第２外周壁８４１の長辺８４１Ａを切り欠いたものである。
欠損部８７Ｊ〜８７Ｌは、保持枠８の短辺８Ｃに形成されたものであり、それぞれ開口部８１を挟んで対向する欠損部８７Ｆ〜８７Ｄと略同様に形成されている。
【００７０】
一方、防塵ガラス４４１Ｃ、駆動基板４４１Ａ、防塵ガラス４４１Ｄ及び対向基板４４１Ｅを収容する収容面の四辺には、図１１及び図１５に示すように、開口部８１近傍から収容面の外周縁に向かって延び、各辺の長手方向に略直交する複数本の欠損部８８Ａ〜８８Ｈが形成されている。これらの欠損部８８Ａ〜８８Ｈは、収容面を裏面の光束入射側面側に窪むように切り欠いて形成される。
本実施形態では、収容面の各辺に例えば、２本ずつ欠損部が形成されており、その総数は例えば８本である。保持枠８の収容面の各辺の欠損部は、光束入射側から見て保持枠８の光束入射側面の各辺に形成された欠損部の間となる位置に形成されている。すなわち、保持枠８の各辺には、収容面に形成された欠損部と光束入射側面に形成された欠損部とが交互に配置されていることとなる。
【００７１】
欠損部８８Ａは、保持枠８の長辺８Ｄの長手方向の一方の端部近傍に形成されており、欠損部８７Ａと欠損部８７Ｂとの間に位置する。
欠損部８８Ｂは、保持枠８の長辺８Ｄの長手方向の他方の端部近傍に形成されており、欠損部８７Ｂと欠損部８７Ｃとの間に位置する。
これらの欠損部８８Ａ及び８８Ｂは、図１６にも示すように、第２外周壁８４１の長辺８４１Ｄから、平板部８５近傍まで延びている。図１６は、図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ方向の断面図である。
【００７２】
欠損部８８Ｃは、保持枠８の短辺８Ｂの長手方向の一方の端部近傍に形成されたものであり、欠損部８７Ｄと、欠損部８７Ｅとの間に位置する。
欠損部８８Ｄは、保持枠８の短辺８Ｂの長手方向の他方の端部近傍に形成されたものであり、欠損部８７Ｅと、欠損部８７Ｆとの間に位置する。
これらの欠損部８８Ｃ，８８Ｄは、第２外周壁８４１の短辺８４１Ｂの連結壁８６近傍から、連結壁８６を介して第１外周壁８３１まで延びている。
【００７３】
欠損部８８Ｅは、保持枠８の長辺８Ａの長手方向の一方の端部近傍に形成されたものであり、欠損部８７Ｇと、欠損部８７Ｈとの間に位置する。
欠損部８８Ｆは、保持枠８の長辺８Ａの長手方向の他方の端部近傍に形成されたものであり、欠損部８７Ｈと、欠損部８７Ｉとの間に位置する。
これらの欠損部８８Ｅ及び８８Ｆは、第２外周壁８４１の長辺８４１Ａの固定壁側から、第１外周壁８３１の長辺８３１Ａに向かって延びている。
なお、第１外周壁８３１は、この欠損部８８Ｅ及び８８Ｆにより切りかかれていない。
【００７４】
欠損部８８Ｇは、保持枠８の短辺８Ｃの長手方向の一方の端部近傍に形成されたものであり、欠損部８７Ｊと、欠損部８７Ｋとの間に位置する。
欠損部８８Ｈは、保持枠８の短辺８Ｃの長手方向他方の端部近傍に形成されたものであり、欠損部８７Ｋと、欠損部８７Ｌとの間に位置する。
これらの欠損部８８Ｇ，８８Ｈは、図１７にも示すように、第２外周壁８４１の短辺８４１Ｃの連結壁８６近傍から、連結壁８６を介して第１外周壁８３１まで延びている。図１７は、図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ方向の断面図である。
【００７５】
以上のような保持枠８の各辺に形成される欠損部の本数は次のようにして求められる。
保持枠８の外気の温度変化をＴ、保持枠８の膨張係数をα１、基板４４１Ａ，４４１Ｅの膨張係数をα２、保持枠８の収容面と基板４４１Ａ，４４１Ｅとの間に予め設定されている隙間の寸法をＸ、保持枠８の収容面の一辺の長さ寸法をＬとした場合、収容面及び光束入射面の一辺に形成される欠損部の本数は、｛Ｔ（α１−α２）Ｌ｝／Ｘで算出される値を整数値とした値以上の本数とされる。例えば、保持枠８の外気の温度が２５℃から−２０℃に変化した場合、Ｔ＝４５となる。また、本実施形態では、保持枠８はＭｇ合金製であるため、保持枠８の膨張係数α１＝２６×１０^−６となる。さらに、本実施形態では、基板４４１Ａ，４４１Ｅは石英製であるため、膨張係数α２は、０．５８×１０^−６となる。また、隙間Ｘの寸法を０．０１ｍｍ、収容面の長辺の長さ寸法を１８．１ｍｍ、短辺の長さ寸法を１４．７とすると、｛Ｔ（α１−α２）Ｌ｝／Ｘ＝２．１または１．７となる。従って、これらの値の小数点以下を四捨五入すると、保持枠８の各辺に形成される欠損部の本数は２本以上とされる。そのため、本実施形態では、収容面の各辺には欠損部が２本ずつ形成され、光束入射側面の各辺には欠損部が３本ずつ形成されているのである。
【００７６】
従って、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１−１）通常、保持枠８が収縮する際には、保持枠８の各辺の長手方向に収縮力が発生する。保持枠８の収容面及び光束入射側面には、開口部８１近傍から外周縁に向かって延び、各辺の長手方向に直交する欠損部８７Ａ〜８７Ｌ、欠損部８８Ａ〜８８Ｈが形成されているため、保持枠８が収縮する力を弱めることができる。これにより、保持枠８の液晶パネル本体４４１Ｘ及び防塵ガラス４４１Ｃ，４４１Ｄの外周を締め付ける力を緩和することができる。従って、基板４４１Ａ，４４１Ｅ間の隙間を所定の寸法に保つことができ、基板４４１Ａ，４４１Ｅ間の隙間の変化に伴って発生する透過光束の透過率の変化、及びこの透過率の変化に起因する色むらの発生を防止することができる。
【００７７】
（１−２）また、保持枠８に欠損部８７Ａ〜８７Ｌ、欠損部８８Ａ〜８８Ｈを形成したことで、保持枠８による基板４４１Ａ，４４１Ｅの締め付けを防止できるため、保持枠８と基板４４１Ａ，４４１Ｅとの間の隙間を大きくする必要がない。従って、保持枠８内での基板４４１Ａ，４４１Ｅの位置ずれを防止でき、さらに基板４４１Ａ，４４１Ｅの位置ずれにともなう画素ずれの発生も防止できる。
（１−３）さらに、保持枠８と基板４４１Ａ，４４１Ｅとの間の隙間を大きく確保する必要がないので、保持枠８と基板４４１Ａ，４４１Ｅとの間からの光漏れも防止できる。
【００７８】
（１−４）本実施形態では、保持枠８の四辺それぞれに欠損部８７Ａ〜８７Ｌ、欠損部８８Ａ〜８８Ｈを形成しているため、保持枠８が収縮する際に、基板４４１Ａ，４４１Ｅを締め付ける力を確実に小さくすることができる。
（１−５）さらに、保持枠８の四辺に欠損部８７Ａ〜８７Ｌ、欠損部８８Ａ〜８８Ｈをそれぞれ形成することで、保持枠８の収縮の際のそりや歪の発生を確実に防止することができる。
特に、本実施形態では、保持枠８の光束入射側面に形成された欠損部８７Ａ〜８７Ｌと、収容面に形成された欠損部８８Ａ〜８８Ｈとを各辺に交互に配置しており、収容面と光束入射側面に形成された欠損部が重なり合うことがないため、欠損部が形成された部分の強度が極度に低下することがない。これにより、保持枠８の収縮に伴って発生するそりや歪をより確実に防止することができる。
【００７９】
（１−６）保持枠８の外気の温度変化をＴ、保持枠８の膨張係数をα１、基板４４１Ａ，４４１Ｅの膨張係数をα２、保持枠８の収容面と基板４４１Ａ，４４１Ｅとの間に予め設定されている隙間の寸法をＸ、保持枠８の収容面の一辺の長さ寸法をＬとした場合、収容面及び光束入射面の一辺に形成される欠損部の本数を｛Ｔ（α１−α２）Ｌ｝／Ｘで算出される値を整数値とした値以上の本数としたので、低温状態における保持枠８の収縮率と、基板４４１Ａ，４４１Ｅの収縮率との差を小さくすることができる。これにより、保持枠８の収縮に伴う基板４４１Ａ，４４１Ｅの締め付けを確実に防止でき、さらには、色むら発生を防止できる。
（１−７）また、保持枠８の収容面に形成された欠損部８８Ａ〜８８Ｈのうち、長辺８Ｄ及び長辺８Ａに形成された欠損部８８Ａ，８８Ｂ，８８Ｅ，８８Ｆは、第２収容部８４の第２外周壁８４１を跨るように切り欠いているが、短辺８Ｂ，８Ｃに形成された欠損部８８Ｃ，８８Ｄ，８８Ｇ，８８Ｈは、第２外周壁８４１を一部（連結壁８６近傍部分）しか切り欠いていない。このように、欠損部８８Ｃ，８８Ｄ，８８Ｇ，８８Ｈを、第２外周壁８４１を一部しか切り欠かない構造とすることで、第２収容部８４の強度を所定以上に確保することができる。
また、本実施形態では、長辺８Ａに形成された欠損部８８Ｅ，８８Ｆを第１外周壁８３１を切り欠かない構造としたので、第１収容部８３の強度も所定以上に確保することができる。
【００８０】
（１−８）本実施形態では、基板４４１Ａ，４４１Ｅ及び防塵ガラス４４１Ｄ，４４１Ｃは、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する材料、例えば石英により構成されているため、液晶パネル本体４４１Ｘで発生する熱を基板４４１Ａ，４４１Ｅ、防塵ガラス４４１Ｄ，４４１Ｃを介して保持枠８に熱を放熱させることができる。また、このように熱伝導率の高い材料で基板４４１Ａ，４４１Ｅ、防塵ガラス４４１Ｄ，４４１Ｃを形成することで、基板４４１Ａ，４４１Ｅの面内温度分布を均一化させることができ、熱歪の発生及びこの熱歪の発生に伴う色むらの発生をより確実に防止できる。
（１−９）さらに、保持枠８をＭｇ合金製とし、熱伝導率１０Ｗ／ｍ・Ｋという高い熱伝導率を有するものとすることで、液晶パネル本体４４１Ｘの基板４４１Ａ，４４１Ｅから保持枠８に伝達された熱を放熱することができる。これにより、基板４４１Ａ，４４１Ｅの面内温度分布がより均一化され、基板４４１Ａ，４４１Ｅにより生じる熱歪を確実に防止できる。
【００８１】
（１−１０）また、固定板４４６の光束射出面の４辺には、各辺の長手方向に直交して延びる第１欠損部４４６Ａ３と、第２欠損部４４６Ａ４とが形成されているので、固定板４４６の膨張・収縮を抑制することができる。これにより、固定板４４６の膨張・収縮の際の変形力が液晶パネル４４１にかかるのを防止でき、液晶パネル４４１の基板４４１Ａ，４４１Ｅ間の隙間を所定の寸法に保つことができる。従って、基板４４１Ａ，４４１Ｅ間の隙間の変化に伴って発生する透過光束の透過率の変化、及びこの透過率の変化に起因する色むらの発生を防止することができる。
また、保持枠８と、固定板４４６はねじ４４６Ｐにより互いに固定されているため、保持枠８の収縮率と、固定板４４６の収縮率が大きく異なる場合には、収縮率の違いにより発生する力で、ねじ４４６Ｐを軸に固定板４４６や保持枠８が変形してしまう可能性がある。これに対し、本実施形態では、保持枠８及び固定板４４６の双方に欠損部を形成して、保持枠８の収縮率及び固定板４４６の収縮率を低下させているため、収縮率の違いにより生じる変形を防止することができる。
【００８２】
（１−１１）固定板４４６には、第１欠損部４４６Ａ３と、第２欠損部４４６Ａ４とが形成されているため、固定板４４６の膨張・収縮を抑制でき、固定板４４６の膨張・収縮率をクロスダイクロイックプリズム４４４の膨張・収縮率に近づけることができる。これにより、固定板４４６とクロスダイクロイックプリズム４４４の膨張・収縮率の違いにより発生する力を小さくすることができ、クロスダイクロイックプリズム４４４に対する固定板４４６の位置ずれ、さらには、固定板４４６に固定された液晶パネル４４１の位置ずれを防止することができる。そして、このように液晶パネル４４１の位置ずれを防止することができるので、液晶パネル４４１の位置ずれにより発生する画素ずれも防止することができる。
【００８３】
（１−１２）また、固定板４４６の板状部４４６Ａには、開口部４４６Ａ１から外周縁に向かって延びる第１欠損部４４６Ａ３と、外周縁から開口部４４６Ａ１に向かって延びる第２欠損部４４６Ａ４とが各辺に交互に形成されているため、固定板４４６の膨張・収縮の際に発生するそりを防止することができる。
（１−１３）固定板４４６の欠損部４４６Ａ３，４４６Ａ４の本数は、クロスダイクロイックプリズム４４４の膨張係数を固定板４４６の膨張係数で割った値の小数点以下をくり上げて、整数とした値を整数倍した値である。欠損部４４６Ａ３，４４６Ａ４の本数を以上のような本数とすることで、固定板４４６の膨張・収縮率と、クロスダイクロイックプリズム４４４の膨張・収縮率との差を小さくすることができる。そのため、クロスダイクロイックプリズム４４４に対する固定板４４６の位置ずれ、さらには、固定板４４６に固定された液晶パネル４４１の位置ずれを確実に防止することができる。そして、これにより、液晶パネル４４１の位置ずれにより発生する画素ずれを防止することができる。
（１−１４）さらに、本実施形態では、第１欠損部４４６Ａ３が各辺に１本ずつ形成されており、第２欠損部４４６Ａ３が各辺に２本ずつ形成されているため、固定板４４６の強度を所定以上に確保することができる。
【００８４】
（１−１５）また、本実施形態では、固定板４４６の膨張係数を保持枠８の膨張係数とクロスダイクロイックプリズム４４４の膨張係数との中間値近傍の値としたため、保持枠８の膨張係数及びクロスダイクロイックプリズム４４４の膨張係数との差が小さくなる。
すなわち、保持枠８の膨張係数と固定板４４６の膨張係数の差が小さくなるため、固定板４４６の膨張・収縮に伴って発生する力が保持枠８にかかってしまうことを確実に防止でき、液晶パネル４４１の透過光束の透過率の変化、さらには色むらの発生を防止することができる。
また、保持枠８の膨張係数とクロスダイクロイックプリズム４４４の膨張係数との差が小さくなるので、クロスダイクロイックプリズム４４４に対する固定板４４６の位置ずれ、さらには、この位置ずれに伴って発生する画素ずれを確実に防止することができる。
【００８５】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、基板４４１Ａ，４４１Ｅを石英製としたが、これには限られない。例えば、サファイア、水晶等の材料で基板を構成してもよい。このような材料は、熱伝導率が非常に高いため、このような材料で基板を構成することで、基板の面内温度分布をより均一化することができ、熱歪の発生を効果的に防止することができる。
さらに、前記実施形態では、保持枠８をＭｇ合金製としたが、これには限られない。例えば、Ｍｏ−Ｃｕ合金、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルフィド）、Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｔｉ合金等の材料で保持枠８を構成してもよい。
【００８６】
また、前記実施形態では、液晶パネル本体４４１Ｘの画像形成領域の対角の寸法を０．７インチとし、この液晶パネル本体４４１Ｘに応じた寸法の保持枠８を採用したが、これに限らず、液晶パネル本体４４１Ｘの画像形成領域の対角を０．５インチ、０．９インチ、１．３インチとしてもよい。この場合、保持枠の各辺に形成される欠損部の本数は０．５インチで２本以上、０．９インチで３本以上、１．３インチで４本以上、１．５インチで４本以上、１．８インチで５本以上であることが好ましい。
【００８７】
さらに、前記実施形態では、基板４４１Ａ，４４１Ｅと防塵ガラス４４１Ｃ，４４１Ｄを同じ材料により構成したが、これに限らず、異なる材料から構成されていてもよい。この際、保持枠８は、防塵ガラス又は基板のうち、収縮率が小さい方の外周を締め付けることとなる。例えば、保持枠が防塵ガラスの外周を締め付けた場合には、防塵ガラスを介して一対の基板が締め付けられ、基板間の間隔が変化する可能性がある。この場合、保持枠８の各辺に形成される欠損部の本数は、保持枠８の外気の温度の変化をＴ、基板または防塵ガラスの膨張係数のうち、小さな膨張係数をα３、保持枠の膨張係数をα１、保持枠８の収容面と基板との間に予め設定されている隙間の寸法をＸ、保持枠８の収容面の一辺の長さ寸法をＬとした場合、｛Ｔ（α１−α３）Ｌ｝／Ｘで算出される値を整数値とした値以上の本数であることが好ましい。このようにすれば、本数の欠損部を保持枠に形成することで、防塵ガラス又は基板のうち小さい方の収縮率と、保持枠の収縮率との差を小さくすることができ、これにより、保持枠の収縮に伴う基板の締め付けを防止することができる。
【００８８】
さらに、前記実施形態では、保持枠８の各辺に形成される欠損部の本数を、保持枠８の外気の温度変化をＴ、保持枠８の膨張係数をα１、基板４４１Ａ，４４１Ｅの膨張係数をα２、保持枠８の収容面と基板４４１Ａ，４４１Ｅとの間に予め設定されている隙間の寸法をＸ、保持枠８の収容面の一辺の長さ寸法をＬとした場合、｛Ｔ（α１−α２）Ｌ｝／Ｘで算出される値を整数値とした値以上の本数としたが、これには限られない。例えば、保持枠に形成される欠損部の総数を保持枠の膨張係数を、基板の膨張係数で割った値の小数点以下をくり上げて整数とした本数としてもよい。このようにすることでも、保持枠の収縮率と、基板の収縮率との差を小さくすることが可能である。
さらに、以上のような算出方法で欠損部の本数を決定するのではなく、欠損部の本数を保持枠８の強度等を考慮して決定してもよい。
【００８９】
また、前記実施形態では、欠損部８７Ａ〜８７Ｌ、欠損部８８Ａ〜８８Ｈを保持枠８の各辺に形成したが、欠損部が形成されない辺があってもよい。
また、前記実施形態では、収容面に形成された欠損部８８Ａ〜８８Ｈと、光束入射側面に形成された欠損部８７Ａ〜８７Ｌは保持枠８の各辺に交互に配置されているとしたが、これに限らず、交互に配置されていなくてもよい。このようにすれば、欠損部を適宜形成することができるので、欠損部の形成を容易化することができる。
【００９０】
さらに、前記実施形態では、固定板４４６の膨張係数をクロスダイクロイックプリズム４４４と、後述する保持枠８の膨張係数の中間値近傍の値としたが、このような値には限られない。また、固定板４４６の膨張係数は７．０×１０^−６以上、２６×１０^−６以下の範囲外であってもよい。
さらに、欠損部４４６Ａ３，４４６Ａ４の本数は、クロスダイクロイックプリズム４４４の膨張係数を固定板４４６の膨張係数で割った値を整数とした値を整数倍した値としたが、これに限られず、例えば、固定板４４６の強度を考慮し、欠損部の本数を設定してもよい。
また、固定板４４６に形成される欠損部の本数を液晶パネル４４１の保持枠８の膨張係数を固定板４４６の膨張係数で割った値の小数点以下をくり上げて整数とした値としてもよい。このようにすれば、保持枠８と固定板４４６との膨張・収縮率の差を小さくすることができ、これにより、固定板４４６の膨張・収縮による力が保持枠８に作用してしまうことを防止できる。
また、前記実施形態では、固定板４４６の欠損部４４６Ａ３と欠損部４４６Ａ４とは各辺に交互に配置されていたが、これに限らず、交互に配置されていなくてもよい。このようにすることで、欠損部の形成が容易化される。
【００９１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のプロジェクタを上方前面側から見た斜視図。
【図２】前記プロジェクタを下方背面側から見た斜視図。
【図３】前記プロジェクタの内部を示す斜視図。
【図４】前記プロジェクタの内部を示す斜視図。
【図５】前記プロジェクタを構成する光学ユニットを示す分解斜視図。
【図６】前記光学ユニットを示す模式図。
【図７】光学装置本体を示す斜視図。
【図８】光学装置本体を示す分解斜視図。
【図９】前記光学装置本体の固定板を示す斜視図。
【図１０】前記光学装置本体の保持枠を示す斜視図。
【図１１】図１０とは異なる方向から見た前記保持枠の斜視図。
【図１２】前記保持枠の平面図。
【図１３】前記保持枠の要部を示す断面図。
【図１４】前記保持枠の要部を示す断面図。
【図１５】前記保持枠の平面図。
【図１６】前記保持枠の要部を示す断面図。
【図１７】前記保持枠の要部を示す断面図。
【符号の説明】
１…プロジェクタ、８…保持枠、８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ…辺、４４…光学装置８１…開口部、８７Ａ，８７Ｂ，８７Ｃ，８７Ｄ，８７Ｅ，８７Ｆ，８７Ｇ，８７Ｈ，８７Ｉ，８７Ｊ，８７Ｋ，８７Ｌ，８８Ａ，８８Ｂ，８８Ｃ，８８Ｄ，８８Ｅ，８８Ｆ，８８Ｇ，８８Ｈ…欠損部、４４１…液晶パネル、４４１Ａ，４４１Ｅ…基板、４４１Ｘ…液晶パネル本体、４４１Ｃ，４４１Ｄ…防塵ガラス、４４４…クロスダイクロイックプリズム

Claims (12)

1. 透過する光束を変調する光変調素子本体及びこの光変調素子本体が封入された一対の基板を備えた光変調素子を収容し、保持するとともに、光束透過用の開口部が形成された保持枠であって、
   前記光変調素子を収容する収容面、及び、この収容面の裏面側に位置する光束入射側面には、前記開口部近傍から外周縁に向かって延びる欠損部が形成されていることを特徴とする保持枠。
2. 請求項１に記載の保持枠において、
   前記収容面及び前記光束入射面の外形形状は平面略矩形形状であり、
   前記欠損部は、前記収容面及び光束入射側面の四辺それぞれに形成されていることを特徴とする保持枠。
3. 請求項２に記載の保持枠において、
   前記収容面に形成された欠損部と、前記光束入射側面に形成された欠損部とは、光束入射側からみて各辺に交互に配置されていることを特徴とする保持枠。
4. 請求項２又は３に記載の保持枠において、
   前記収容面及び前記光束入射側面の一辺に形成される欠損部の本数は、前記光変調素子の略矩形形状の画像形成領域の対角の長さ寸法が０．５インチ及び０．７インチの場合２本以上、０．９インチの場合３本以上、１．３インチの場合４本以上であることを特徴とする保持枠。
5. 請求項２または３に記載の保持枠において、
   前記保持枠の外気の温度変化をＴ、
   保持枠の膨張係数をα１、前記基板の膨張係数をα２、前記収容面と前記基板との間に予め設定されている隙間の寸法をＸ、前記収容面の一辺の長さ寸法をＬとした場合、
   前記収容面及び前記光束入射面の一辺に形成される欠損部の本数は、｛Ｔ（α１−α２）Ｌ｝／Ｘで算出される値を整数とした値以上の本数であることを特徴とする保持枠。
6. 請求項１から３の何れかに記載の保持枠において、
   前記収容面及び光束入射側面に形成される欠損部の本数は、保持枠の膨張係数を前記基板の膨張係数で割った値を整数とした値、又はこの整数とした値を整数倍した値であることを特徴とする保持枠。
7. 請求項１から６の何れかに記載の保持枠において、
   前記基板は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料により構成されていることを特徴とする保持枠。
8. 請求項１から７の何れかに記載の保持枠において、
   膨張係数が、７．０×１０^−６以上、２６×１０^−６以下であることを特徴とする保持枠。
9. 請求項１から８の何れかに記載の保持枠において、
   熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料により構成されていることを特徴とする保持枠。
10. 請求項９に記載の保持枠において、
    前記材料は、マグネシウム合金、アルミニウム合金、モリブデン−銅合金、チタン合金又は鉄−ニッケル合金のいずれかであること特徴とする保持枠。
11. 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する光変調装置と、この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を備える光学装置であって、
    前記光変調装置は、光変調素子本体及びこの光変調素子本体が封入された一対の基板を有する光変調素子と、この光変調素子を保持する請求項１から１０の何れかに記載の保持枠とを備え、
    前記保持枠は、色合成光学装置の光束入射端面に固定されていることを特徴とする光学装置。
12. 請求項１１に記載の光学装置と、前記光学装置によって形成された画像を投写する投写光学系とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。

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