JP4228603B2 - 光変調装置、光学装置及びプロジェクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光変調装置、この光変調装置を有する光学装置及びプロジェクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来から、光学装置を利用した光学機器として、光源と、この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学装置と、この光学装置で変調された光束を拡大投写する投写光学系とを備えたプロジェクタが利用されている。
光学装置は、色光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、この光変調装置の光束入射側および光束射出側に配置される色合成光学装置とを含んで構成される。
【０００３】
光変調装置は、液晶等の電気光学材料を密閉封入した一対の基板を有する光変調装置本体と、この光変調装置本体を収納固定する保持枠とを備えている。
光変調装置本体の一対の基板のうちの一方の基板（第一の基板）には、電気光学材料に駆動電圧を印加するためのデータ線、走査線、スイッチング素子、画素電極等が形成されている。また、他方の基板（第二の基板）には、共通電極、ブラックマスク、さらには必要に応じてカラーフィルタ等が形成されている。
保持枠は、光変調装置本体を収納する収納部と、この収納部内の光変調装置本体を位置決め固定する固定板とを備えて構成されている。この保持枠に光変調装置本体を収納する際には、保持枠の収納部側に第二の基板を向けて収納した後、第一の基板側から固定板で押圧固定する。
【０００４】
以上のような光変調装置では、第一の基板に形成されたデータ線、走査線や第二の基板に形成されたブラックマスク等が光源からの光束の照射による熱を吸収してしまい、第一の基板及び第二の基板の温度が上昇してしまう。そのため、前記基板の熱を放熱させる必要がある。
第二の基板は、収納部との接触面積が大きいため、収納部を金属等の熱伝導性材料で構成することにより、その熱を効率的に放熱させることが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、第一の基板は、固定板が薄い板状体からなり熱容量が小さい。しかも、固定板は、部分的に第一の基板と当接して第一の基板を押圧固定する構造となっているため、第一の基板の熱が逃げにくいという問題がある。
一方、固定板の熱容量を大きくするため、固定板の厚さ寸法を厚くすることが考えられるが、光変調装置が厚くなり、これを搭載する光学装置が大きくなるので、小型化を損ねることとなる。また、光変調装置の後段に配置される偏光板等の光学素子との隙間が増大することとなるので、色むら、コントラスト不良等の画質不良を生じる可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、画質低下を生じることがなく、かつ、基板の熱の放熱性が良好である光変調装置、この光変調装置を有する光学装置及びプロジェクタを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は以下の構成を採用して前記目的を達成しようとするものである。
具体的には、本発明の光変調装置は、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装置であって、一対の透明基板の間に電気光学材料が密閉封入された光変調装置本体と、この光変調装置本体を収納する収納部及びこの収納部内の光変調装置本体を押圧固定する固定板を有する保持枠と、前記光変調装置本体、及び前記固定板の間に設けられる熱伝導性材料からなる枠状部材とを備え、前記一対の基板のうち、前記固定板側に配置される第一の基板外面には、前記基板外面への塵埃付着を防止する防塵ガラスが密着して貼り付けられ、前記防塵ガラスの外径寸法は、前記第１の基板の外径寸法より小さく設定され、前記枠状部材は、前記第１の基板の外周縁に設けられ、前記固定板と、前記第１の基板における光束射出側端面、及び側面とに当接する断面略Ｌ字形形状に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成の本発明では、光変調装置の第一の基板の外周縁には熱伝導性材料からなる枠状部材が配置されているので、第一の基板の熱を効率的に枠状部材に伝達することができる。この枠状部材は、保持枠に当接しているため、枠状部材に伝達された熱は保持枠を介して外部へ放熱される。このように、熱伝導性材料からなる枠状部材を設けることで、第一の基板の熱を効率よく保持枠に伝達させることができるので、第一の基板の放熱性を良好なものとすることができる。
また、枠状部材を設けることで放熱性を良好にできるため、固定板の熱容量を増やすために固定板の厚さ寸法を厚くする必要がなく、画質低下を招く虞もない。
また、第一の基板の熱を直に枠状部材に伝達させることができるので、効率的に基板の熱を放熱させることができる。
【００１０】
この際、前記第一の基板には、互いに平行に配列形成された複数のデータ線と、これら複数のデータ線と直交する方向に配列形成された複数の走査線と、前記データ線及び走査線と、画素電極との間に配置されるスイッチング素子とが形成されていることが好ましい。
走査線やデータ線は光源からの光束の照射による熱を吸収しやすく、走査線やデータ線が設けられた基板は温度が上昇しやすい。従って、このような第一の基板側に枠状部材を配置することで、より効率的に放熱させることができる。
【００１２】
また、前記防塵ガラスは、サファイア、石英、水晶及び蛍石の何れかからなることが好ましい。
このような材料は、光透過性の材料でありながら、高い熱伝導率を有している。従って、このような材料で防塵ガラスを構成することで、基板の放熱性を向上させることができる。
【００１３】
さらに、前記第一の基板は、前記光変調装置本体の光束射出側に配置される基板であることが好ましい。
光変調装置本体の光束射出側には、光変調装置の後段の偏光板やプリズム等が取り付けられるため、光束射出側は特に放熱性に劣る。従って、光束射出側に配置される第一の基板側に枠上部材を設けることで、放熱性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明は、前述の光変調装置としてのみ成立するだけでなく、このような光変調装置を備えた光学装置、さらには、この光学装置を有するプロジェクタとしても成立するものである。
具体的には、複数の色光を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、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る光学装置であって、前記光変調装置は、請求項１から５の何れかに記載の光変調装置であることを特徴とする。
光学装置は、上述した光変調装置を有するため、光変調装置と同様の作用効果を奏することができる。つまり、画質低下を生じることがなく、かつ、基板の熱の放熱性が良好である光学装置とすることができる。
【００１５】
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て拡大投写するプロジェクタであって、請求項１から請求項５のいずれかに記載の光変調装置または請求項６に記載の光学装置を備えることを特徴とする。
このようなプロジェクタは、前述した光学装置及び光変調装置と同様の作用効果を奏することができる。
【００１６】
【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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
前面部分２２０において、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。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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４４１の制御を行う。
【００３１】
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。
【００３２】
〔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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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の後段に配置され視野角を補正する視野角補正フィルタ板４４８と、各視野角補正フィルタ板４４８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、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム４４４とを備える。ここで、液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）の構造については後述する。
【００４４】
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、視野角補正フィルタ板４４８、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。
【００４５】
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る。
射出側偏光板４４３は、入射側偏光板４４２と略同様の構成であり、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。
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。
【００４６】
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。
視野角補正フィルタ板４４８は、サファイアガラス等の透明基板に、視野角を補正する視野角補正フィルムが貼付されたものである。
【００４７】
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を示す斜視図である。
光学装置本体４５は、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の上面に固定された合成樹脂製の固定部材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偏光板保持板４４６と、この偏光板保持板４４６の光束入射側に取り付けられた透明樹脂製の４つのピン部材４４５によって保持される液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）とを備える。
偏光板保持板４４６と液晶パネル４４１との間には、所定間隔の空隙が設けられており、この空隙部分に冷却空気が流れるようになっている。
光学装置本体４５は、固定部材４４７に形成された４つの腕部４４７Ａの丸穴４４７Ｂを介して、下ライトガイド４７１にねじ止め固定される。
【００４８】
〔３．液晶パネルの詳細な構成〕
図８から図１０を用いて液晶パネル４４１の構成について説明する。図８に示すように液晶パネル４４１は、光変調装置本体５００と、この光変調装置本体５００を保持し、固定する保持枠５１０と、枠状部材５２０とを備えている。
光変調装置本体５００は、ガラスなどからなる一対の基板５０１Ａ，５０１Ｂと、この一対の基板５０１Ａ，５０１Ｂに貼り付けられる防塵ガラス５０２Ａ，５０２Ｂとを有する。
一対の基板５０１Ａ，５０１Ｂ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、両基板５０１Ａ，５０１Ｂ間に電気光学材料である液晶が注入された構成となっている。
【００４９】
図９に示すように、一対の基板５０１Ａ，５０１Ｂのうち、一方の基板（第一の基板）５０１Ａには、互いに平行に配列形成された複数のデータ線５０１Ｃと、これら複数のデータ線と直交する方向に配列形成された複数の走査線５０１Ｄと、データ線５０１Ｃ及び走査線５０１Ｄと、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電体からなる画素電極５０１Ｅとの間に配置されるＴＦＴ素子などのスイッチング素子５０１Ｆとが形成されている。また、他方の基板（第二の基板）５０１Ｂの内面上には上記画素電極に対応して対向電極５０１Ｇやブラックマスク５０１Ｈなどが形成され、これらによってアクティブマトリクス型の液晶パネル構造が構成されている。
このような一対の基板５０１Ａ，５０１Ｂには、矢印Ｐで示すように第二の基板５０１Ｂ側から光束が入射し、第一の基板５０１Ａ側から光束が射出する。
【００５０】
図１０に示すように、防塵ガラス５０２Ａ，５０２Ｂは、一対の基板５０１Ａ，５０１Ｂの基板外面（光束入射側端面及び光束射出側端面）に貼り付けられている。この防塵ガラス５０２Ａ，５０２Ｂは、基板外面を被覆して塵埃の付着を防止するものである。このような防塵ガラス５０２Ａ，５０２Ｂ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、投写画像上の表示陰となることはない。この防塵ガラス５０２Ａ，５０２Ｂは、例えば、サファイア、石英、水晶、蛍石等で構成されている。
第一の基板５０１Ａに貼り付けられる防塵ガラス５０２Ａの外径寸法は、第一の基板５０１Ａの外径寸法よりも小さくなっている。
また、第二の基板５０１Ｂに貼り付けられる防塵ガラス５０２Ｂは、後述する保持枠５１０の収納部５１１に当接している。
【００５１】
枠状部材５２０は、熱伝導性材料から構成されており、第一の基板５０１Ａの外周縁に設けられている。熱伝導性材料としては、例えば、マグネシウム、アルミニウム、チタンまたは熱伝導性樹脂等があげられる。
この枠状部材５２０は、後述する保持枠５１０の固定板５１２に当接している。枠状部材５２０の内周側部分には、第一の基板５０１Ａの外周縁部が嵌め込まれる切欠部５２１が形成されており、枠状部材５２０は、断面Ｌ字形形状となっている。従って、枠状部材５２０は、第一の基板５０１Ａの光束射出側端面及び側面に当接することとなる。
また、枠状部材５２０の光束射出側の端面は、防塵ガラス５０２Ａの光束射出側端面よりもわずかに光束射出側に突出している。
さらに、この枠状部材５２０と防塵ガラス５０２Ａとの間には、わずかな隙間が形成されており、この隙間には熱伝導性の接着剤が充填されている。
【００５２】
保持枠５１０は、枠状部材５２０及び光変調装置本体５００を収納保持する収納部５１１と、収納された枠状部材５２０及び光変調装置本体５００を光束射出側から押圧固定する固定板５１２とを備えて構成される。
収納部５１１は、枠状部材５２０と同様の熱伝導性材料、例えば、マグネシウム、アルミニウム、チタンまたは熱伝導性樹脂等で構成されている。また、収納部５１１は、基板５０１Ａ，５０１Ｂの画像形成領域に対応した開口部５１１Ａを有する略矩形枠状となっている。この収納部５１１の四隅には、偏光板保持板４４６のピン部材４４５を挿通するための、取付孔が形成されている（図７参照）。さらに、収納部５１１の側面略中央部には、固定板５１２と係合するためのフック係合部５１１Ｂが形成されている。
固定板５１２も収納部５１１と同様、枠状に形成されており、固定板５１２には、上記フック係合部５１１Ｂに対応したフック５１２Ａが形成されている。また、固定板５１２にも基板５０１Ａ，５０１Ｂの画像形成領域に対応した開口部５１２Ｂが形成されている。
【００５３】
このような液晶パネル４４１は次の様にして組み立てられる。
まず、保持枠５１０の収納部５１１の内面に熱伝導性良好な熱硬化性接着剤を塗布する。次に、光変調装置本体５００を防塵ガラス５０２Ｂ側から収納部５１１に収納する。さらに、枠状部材５２０を第一の基板５０１Ａに取付け、枠状部材５２０と防塵ガラス５０２Ａとの間の隙間に熱伝導性の接着剤を充填する。そして、固定板５１２のフック５１２Ａを収納部５１１のフック係合部５１１Ｂに係合させ、光変調装置本体５００を収納部５１１に押圧固定する。
【００５４】
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) 液晶パネル４４１の第一の基板５０１Ａの外周縁には、第一の基板５０１Ａに当接した熱伝導性材料からなる枠状部材５２０が配置されているので、第一の基板５０１Ａの熱を効率的に枠状部材５２０に伝達することができる。この枠状部材５２０は、固定板５１２に当接しているため、枠状部材５２０に伝達された熱は固定板５１２を介して外部へ放熱される。このように、熱伝導性材料からなる枠状部材５２０を設けることで、第一の基板５０１Ａの熱を効率よく固定板５１２に伝達させることができ、第一の基板５０１Ａの放熱性を良好なものとすることができる。
【００５５】
(２) 枠状部材５２０を設けることで放熱性を良好にできるため、固定板５１２の厚さ寸法を厚くして熱容量を増加させる必要がなく、画質低下を招く虞もない。さらに、枠状部材５２０と防塵ガラス５０２Ａとの間の隙間に充填した熱伝導性の接着剤は、保持枠５１０の収納部５１１の内面と枠状部材５２０外周との間にも浸透してくるので、熱伝導性をさらに高めることができる。
【００５６】
(３) 第一の基板５０１Ａにはデータ線５０１Ｃや走査線５０１Ｄが形成されており、このデータ線５０１Ｃや走査線５０１Ｄは光源からの光束の照射による熱を吸収するため、第一の基板５０１Ａは温度が上昇しやすい。このような第一の基板５０１Ａに枠状部材５２０を直接、当接させて配置しているため、第一の基板５０１Ａの熱の放熱性をより一層向上させることができる。
【００５７】
(４) また、液晶パネル４４１の光束射出側には、後段の射出側偏光板４４３やプリズム４４４等が取り付けられるため、液晶パネル４４１の光束射出側は特に放熱性に劣る。本実施形態では、液晶パネル４４１の光束射出側に配置される第一の基板５０１Ａに枠状部材５２０を配置したため、液晶パネル４４１の光束射出側の放熱性を向上させることができる。
【００５８】
(５) 枠状部材５２０はマグネシウム、アルミニウム、チタンまたは熱伝導性樹脂等の熱伝導率が特に高い熱伝導性材料から構成されているため、効率よく第一の基板５０１Ａの熱を枠状部材５２０へ伝達させることができる。
【００５９】
(６) 第二の基板５０１Ｂにはブラックマスク５０１Ｈが形成されており、このブラックマスク５０１Ｈが光束を吸収することにより、第二の基板５０１Ｂは発熱する。この熱は防塵ガラス５０２Ｂを介して収納部５１１に伝達されて放熱されている。本実施形態では、収納部５１１も枠状部材５２０と同様の熱伝導性材料から構成されているため、第二の基板５０１Ｂの放熱性も向上させることができる。
【００６０】
(７) 防塵ガラス５０２Ａ，５０２Ｂは、サファイア、石英、水晶、蛍石等から構成されており、このような材料は、熱伝導率が高いため、防塵ガラス５０２Ａ，５０２Ｂが貼り付けられた第一の基板５０１Ａ、第二の基板５０１Ｂからの放熱性をさらに向上させることができる。
【００６１】
(８) 第一の基板５０１Ａ側に配置される防塵ガラス５０２Ａの外径寸法は、第一の基板５０１Ａの外径寸法よりも小さくなっているため、枠状部材５２０を第一の基板５０１Ａの側面だけでなく、光束射出側端面に当接して配置させることができる。従って、枠状部材５２０と第一の基板５０１Ａとの接触面積を大きく確保することができ、枠状部材５２０への熱の伝導効率を向上させることができる。
【００６２】
(９)さらに、第一の基板５０１Ａと防塵ガラス５０２Ａの外径寸法を同じものとした場合には、第一の基板５０１Ａと保持枠５１０との間の隙間に枠状部材を配置することとなるので、枠状部材の断面積を大きく確保することが困難となる。しかし、本実施形態では、防塵ガラス５０２Ａの外径寸法は、第一の基板５０１Ａの外径寸法よりも小さくなっているため、枠状部材５２０をこの外径差分の厚さ寸法を有するものとすることができ、断面積を大きく確保できる。従って、枠状部材５２０の熱容量をさらに大きくすることができ、より効率的に第一の基板５０１Ａから放熱させることができる。
【００６３】
(10) 枠状部材５２０の光束射出側の端面は、防塵ガラス５０２Ａの光束射出側端面よりもわずかに光束射出側に突出している。従って、固定板５１２で押圧固定した際、固定板５１２が防塵ガラス５０２Ａと接触せず、防塵ガラス５０２Ａが固定板５１２により傷付いてしまう虞がない。
【００６４】
次に、本発明の第１参考形態を説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
前記実施形態では、枠状部材５２０は、防塵ガラス５０２Ａには当接せず、第一の基板５０１Ａに当接して配置されていた。
【００６５】
これに対して、第１参考形態に係る液晶パネル４４１’は、図１１に示すように、枠状部材６２０が第一の基板５０１Ａには当接せず、防塵ガラス５０２Ａに当接して配置されている。
枠状部材６２０には、第一の基板５０１Ａの外周縁が嵌め込まれる切欠部６２１と、防塵ガラス５０２Ａの外周縁が嵌め込まれる切欠部６２２とが形成されている。
【００６６】
枠状部材６２０の切欠部６２２は、防塵ガラス５０２Ａに当接している。すなわち、防塵ガラス５０２Ａの射出側端面から側面にかけて枠状部材６２０が当接することとなる。
一方、枠状部材６２０の切欠部６２１と、第一の基板５０１Ａとの間には、隙間が形成されており、この隙間には熱伝導性の接着剤が充填されている。
また、枠状部材６２０の光束射出側の端面には段部６２３が形成され、この段部６２３に保持枠５１０の固定板５１２が当接するようになっている。
【００６７】
このような第１参考形態によれば、前記実施形態で述べた(２)、(４)から(７)、(９)の効果に加えて、次のような効果がある。
(11) 第一の基板５０１Ａから防塵ガラス５０２Ａに伝達された熱は、枠状部材６２０を介して固定板５１２へ放熱される。従って、枠状部材６２０を防塵ガラス５０２Ａにのみ当接させた場合であっても放熱性を良好なものとすることができる。
【００６８】
(12) 枠状部材６２０は、防塵ガラス５０２Ａにのみ当接しているため、枠状部材６２０により第一の基板５０１Ａを傷つけてしまうことがない。
【００６９】
(13) 枠状部材６２０は防塵ガラス５０２Ａの側面及び光束射出側端面に当接しているため、防塵ガラス５０２Ａとの接触面積を大きく確保することができ、防塵ガラス５０２Ａの熱を効果的に放熱させることができる。
【００７０】
次に、本発明の第２参考形態を説明する。
図１２に示すように、本参考形態では、液晶パネル４４１”の枠状部材７２０は第一の基板５０１Ａ及び防塵ガラス５０２Ａに当接して配置されている。
前記実施形態及び前記第１参考形態と異なり、枠状部材７２０には切欠部は形成されていない。この枠状部材７２０は、第一の基板５０１Ａの光束射出側端面の防塵ガラス５０２Ａが貼り付けられていない部分に配置されている。
【００７１】
このような第２参考形態によれば、前記実施形態で述べた(１)から(７)、(９)の効果に加えて、次のような効果がある。
(14) 枠状部材７２０は第一の基板５０１Ａ及び防塵ガラス５０２Ａに当接して配置されているため、第一の基板５０１Ａから直接、熱を放熱させることができるとともに、防塵ガラス５０２Ａからも間接的に第一の基板５０１Ａの熱を放熱させることができる。従って、第一の基板５０１Ａの熱の放熱性をより向上させることができる。
【００７２】
(15) また、枠状部材７２０には前記実施形態及び前記第１参考形態と異なり切欠部が形成されていないため、枠状部材７２０の製造を容易なものとすることができる。
【００７３】
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。
【００７４】
例えば、枠状部材５２０，６２０，７２０は、マグネシウム、アルミニウム、チタンまたは熱伝導性樹脂等から構成されているとしたが、枠状部材５２０，６２０，７２０は熱伝導性材料から構成されていればよく、銅等の他の熱伝導性材料から構成されていてもよい。ただし、マグネシウム、アルミニウム、チタンまたは熱伝導性樹脂は熱伝導性が非常に高いので、第一の基板５０１Ａの放熱性を高めることができる。
【００７５】
さらに、保持枠５１０の収納部５１１は枠状部材５２０，６２０，７２０と同様の熱伝導性材料からされているとしたが、枠状部材５２０，６２０，７２０は他の材料、例えば、プラスチック等から構成されていてもよい。
また、防塵ガラス５０２Ａ，５０２Ｂはサファイア、石英、水晶、蛍石等からなるとしたが、これらの材料には限られない。ただし、このような材料は熱伝導性が高いため効果的に一対の基板５０１Ａ，５０１Ｂから放熱させることができる。
【００７７】
【発明の効果】
このような本発明によれば画質低下を生じることがなく、かつ、基板の熱の放熱性が良好である光変調装置、この光変調装置を有する光学装置及びプロジェクタを提供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】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタを上方前面側から見た斜視図である。
【図２】前記プロジェクタを下方背面側から見た斜視図である。
【図３】前記プロジェクタの内部を示す斜視図であり、具体的には、図１の状態からアッパーケースを外した図である。
【図４】前記プロジェクタの内部を示す斜視図であり、具体的には、図３の状態から制御基板を外した図である。
【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である。
【図６】前記光学ユニットを模式的に示す図である。
【図７】前記光学ユニットを構成する光学装置本体を示す斜視図である。
【図８】液晶パネルの分解斜視図である。
【図９】前記液晶パネルの一対の基板の構造を示す斜視図である。
【図１０】前記液晶パネルの断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る液晶パネルの断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る液晶パネルの断面図である。
【符号の説明】
１ プロジェクタ
４４ 光学装置
４４１，４４１’，４４１” 液晶パネル
４４４ クロスダイクロイックプリズム
５００ 光変調装置本体
５０１Ａ、５０１Ｂ 基板
５０１Ｃ データ線
５０１Ｄ 走査線
５０１Ｅ 画素電極
５０２Ａ，５０２Ｂ 防塵ガラス
５１０ 保持枠
５１１ 収納部
５１２ 固定板
５２０，６２０，７２０ 枠状部材

Claims (6)

1. 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装置であって、
   一対の透明基板の間に電気光学材料が密閉封入された光変調装置本体と、
   この光変調装置本体を収納する収納部及びこの収納部内の光変調装置本体を押圧固定する固定板を有する保持枠と、
   前記光変調装置本体、及び前記固定板の間に設けられる熱伝導性材料からなる枠状部材とを備え、
   前記一対の基板のうち、前記固定板側に配置される第一の基板外面には、前記基板外面への塵埃付着を防止する防塵ガラスが密着して貼り付けられ、前記防塵ガラスの外径寸法は、前記第１の基板の外径寸法より小さく設定され、
   前記枠状部材は、前記第１の基板の外周縁に設けられ、前記固定板と、前記第１の基板における光束射出側端面、及び側面とに当接する断面略Ｌ字形形状に形成されていることを特徴とする光変調装置。
2. 請求項１に記載の光変調装置において、
   前記第一の基板には、互いに平行に配列形成された複数のデータ線と、これら複数のデータ線と直交する方向に配列形成された複数の走査線と、前記データ線及び走査線と、画素電極との間に配置されるスイッチング素子とが形成されていることを特徴とする光変調装置。
3. 請求項１に記載の光変調装置において、
   前記防塵ガラスは、サファイア、石英、水晶及び蛍石の何れかからなることを特徴とする光変調装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の光変調装置において、
   前記第一の基板は、前記光変調装置本体の光束射出側に配置される基板であることを特徴とする光変調装置。
5. 複数の色光を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、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る光学装置であって、
   前記光変調装置は、請求項１から４の何れかに記載の光変調装置であることを特徴とする光学装置。
6. 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て拡大投写するプロジェクタであって、
   請求項１から請求項４のいずれかに記載の光変調装置または請求項５に記載の光学装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。

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