JP4487483B2 - 光変調素子ユニット及び投射型表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光変調素子ユニット及び投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像信号に基づいて光源からの光を透過型光変調素子を用いて光変調し、該光変調された光をスクリーンなどに投射することで画像を形成する投射型表示装置が提供されている（特許文献１）。
前記透過型光変調素子は、例えば石英ガラスなどからなる透明基板の間に液晶が封入されて構成されており、前記液晶が前記映像信号に基づいて駆動されることによって映像の表示を行ない、前記映像が表示されている液晶に光源からの光を透過させることによって前記光変調を行なって映像の像を形成するものである。
前記透過型光変調素子は接着剤によって、例えばアルミ材料から構成されるフレームに固定され、該フレームを介して前記投射型表示装置の光学部材あるいは筐体側に固定されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１８０９５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように透過型光変調素子がフレームに固定されている場合、投射型表示装置が設置された環境の温度に応じて、前記透過型光変調素子とフレームとの間に熱膨張差が生じると、透過型光変調素子が応力を受けて変形してしまうおそれがある。このような透過型光変調素子の変形が生じると、該透過型光変調素子によって形成される映像に濃淡ムラが生じる不具合が発生する。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、その目的とするところは、透過型光変調素子がフレームとの熱膨張差による応力を受けて変形することが防止され、透過型光変調素子に表示される映像に濃淡ムラが生じることがなく映像の品質を確保する上で有利な光変調ユニット及び投射型表示装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、本発明の光変調素子ユニットは、板状の透過型光変調素子と、熱伝導性を有する材料から形成されたフレームとを備えた光変調素子ユニットであって、前記透過型光変調素子は、厚さ方向の一方に位置し光が入射する光入射面と、厚さ方向の他方に位置し前記入射した光が出射する光出射面とを有し、前記フレームは、前記透過型光変調素子が収容される大きさの底壁と、前記底壁に形成された窓と、前記底壁の周囲から起立すると共に前記透過型光変調素子を仮止めするための接着剤を塗布するための開口が設けられた起立壁とを有し、前記窓の周囲の前記底壁箇所には、少なくとも３個の半球状の突起が形成され、前記透過型光変調素子の光出射面が前記窓に臨ませた状態でかつ前記透過型光変調素子の周囲全域と前記起立壁との間に環状の空間が確保された状態で、該光出射面の周囲の箇所は少なくとも３個の前記半球状の突起に載置され、仮止め用の前記接着剤が前記開口を介して前記透過型光変調素子の周囲の複数箇所と前記各半球状の突起の近傍箇所とにわたってそれぞれ塗布されて該半球状の突起上で点接触された状態で、前記透過型光変調素子が前記底壁に設けられた少なくとも３個の前記半球状の突起上に仮止めされ、前記環状の空間に弾性および熱伝導性を有するシーリング材が充填され、仮止め用の前記接着剤は、前記透過型光変調素子と前記フレームとの熱膨張差により破断され、前記透過型光変調素子は、前記シーリング材により前記底壁の少なくとも３個の前記半球状の突起上において弾性支持されて取り付けられた状態となり、前記透過型光変調素子の熱は前記シーリング材を介して前記フレームに放熱されることを特徴とする。
また、本発明の投射型表示装置は、 光源からの光を光変調素子ユニットにより映像信号に基づいて光変調することにより映像を形成し、前記光変調素子ユニットにより形成された前記映像を投射する投射型表示装置において、前記光変調素子ユニットは、板状の透過型光変調素子と、熱伝導性を有する材料から形成されたフレームとを備え、前記透過型光変調素子は、厚さ方向の一方に位置し光が入射する光入射面と、厚さ方向の他方に位置し前記入射した光が出射する光出射面とを有し、前記フレームは、前記透過型光変調素子が収容される大きさの底壁と、前記底壁に形成された窓と、前記底壁の周囲から起立すると共に前記透過型光変調素子を仮止めするための接着剤を塗布するための開口が設けられた起立壁とを有し、前記窓の周囲の前記底壁箇所には少なくとも３個の半球状の突起が形成され、前記透過型光変調素子の光出射面が前記窓に臨ませた状態でかつ前記透過型光変調素子の周囲全域と前記起立壁との間に環状の空間が確保された状態で、該光出射面の周囲の箇所は少なくとも３個の前記半球状の突起に載置され、仮止め用の前記接着剤が前記開口を介して前記透過型光変調素子の周囲の複数箇所と前記各半球状の突起の近傍箇所とにわたってそれぞれ塗布されて該半球状の突起上で点接触された状態で、前記透過型光変調素子が前記底壁に設けられた少なくとも３個の前記半球状の突起上に仮止めされ、仮止め用の前記接着剤は、前記透過型光変調素子と前記フレームとの熱膨張差により破断され、前記透過型光変調素子は、前記シーリング材により前記底壁の少なくとも３個の前記半球状の突起上において弾性支持されて取り付けられた状態となり、前記透過型光変調素子の熱は前記シーリング材を介して前記フレームに放熱されることを特徴とする。
そのため、本発明の光変調素子ユニットおよび投射型表示装置によれば、透過型光変調素子は、透過型光変調素子の周囲と起立壁との間の環状の空間に充填されたシーリング材により底壁上において弾性支持されて取り付けられた状態となることから、透過型光変調素子と底壁とは相対的に変位可能な状態となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図２は本発明の第１の実施の形態の投射型表示装置の構成を示す構成図である。
投射型表示装置１００は筐体１０２を有し、該筐体１０２内に本発明に係る３つの光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが配設されている。
前記各光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの光入射側には、それぞれ入射側偏光板１２が配設され、前記各光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの光出射側には、それぞれ出射側偏光板１４が配設されている。
これら３つの光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、図外の映像信号供給器、例えば、テレビジョンチューナ装置、ビデオテーププレーヤ装置、ビデオディスクプレーヤ装置などから制御回路を介して映像信号が供給され、この映像信号に基づいて映像を表示するように構成されている。
前記各光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、透過型の光変調素子を有し、透過率の変化（濃淡）によって映像を表示する。前記３つの光変調素子ユニットのうち、光変調素子ユニット１０Ａは前記映像信号に対応する映像の赤色成分を表示し、光変調素子ユニット１０Ｂは前記映像信号に対応する映像の緑成分を表示し、光変調素子ユニット１０Ｃは前記映像信号に対応する映像の青色成分を表示する。
【０００７】
さらに、前記筐体１０２内には、光源１０４、ＵＶフィルタ１０６、マルチレンズアレイ１０８、１１０、コンデンサレンズ１１２、第１のダイクロイックミラー１１４Ａ、第２のダイクロイックミラー１１４Ｂ、第１乃至第３のコンデンサーレンズ１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ、第１、第２の集光レンズ１１８、１２０、クロスダイクロイックプリズム１２２、投射レンズ１２４などが配設されている。
前記光源１０４はハロゲンランプのような高輝度の白色ランプで構成され、該光源１０４から出射された光束は、前記ＵＶフィルタ１０６、マルチレンズアレイ１０８、１１０を順次透過し、該光束に対して４５度傾斜して配設された前記第１のダイクロイックミラー１１４Ａに入射する。
前記第１のダイクロイックミラー１１４Ａは、前記光束のうち赤色成分光Ｒのみを反射して９０度偏向させ、前記光束のうち緑色成分光Ｇと青色成分光Ｂを透過させる。
前記第１のダイクロイックミラー１１４Ａにより反射された赤色成分光Ｒは、第１のミラー１２６Ａによって反射され９０度偏向され、第１のコンデンサーレンズ１１６Ａ、入射側偏光板１２、前記光変調ユニット１０Ａ、出射側偏光板１４を順次透過してクロスダイクロイックプリズム１２２の一側面部１２２Ａに入射する。
【０００８】
前記第１のダイクロイックミラー１１４Ａを透過した緑色成分光Ｇおよび青色成分光Ｂは、これら緑色成分光Ｇおよび青色成分光Ｂの光束に対して４５度傾斜して配設された前記第２のダイクロイックミラー１１４Ｂに入射する。この第２のダイクロイックミラー１１４Ｂは、前記緑色成分光Ｇおよび青色成分光Ｂのうち、緑色成分光Ｇのみを反射して９０度偏向させ、残りの青色成分光Ｂを透過させる。
前記第２のダイクロイックミラー１１４Ｂによって反射された緑色成分光Ｇは、前記第２のコンデンサーレンズ１１６Ｂ、入射側偏光板１２、前記光変調ユニット１０Ｂ、出射側偏光板１４を順次透過してクロスダイクロイックプリズム１２２の後面部１２２Ｂに入射する。
【０００９】
前記第２のダイクロイックミラー１１４Ａを透過した青色成分光Ｂは、第１の集光レンズ１１８を透過し、該青色成分光Ｂの光束に対して４５度傾斜して配設された第２のミラー１２６Ｂに入射されて反射され９０度偏向される。
前記第２のミラー１２６Ｂによって反射された青色成分光Ｂは、第２の集光レンズ１２０を透過し、第３のミラー１２６Ｃにより反射され９０度偏向されコンデンサーレンズ１１６Ｃ、入射側偏光板１２、前記光変調ユニット１０Ｃ、出射側偏光板１４を順次透過してクロスダイクロイックプリズム１２２の他側面部１２２Ｃに入射する。
なお、前記第１、第２の集光レンズ１１８、１２０は、前記光源１０から前記各光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに至る赤色成分光Ｒ、緑色成分光Ｇおよび青色成分光Ｂのそれぞれの光路長のうち、前記青色成分光Ｂの光路長が前記赤色成分光Ｒ、緑色成分光Ｇの光路長に比較して長いことにより青色成分光Ｂが拡散しやすいため、青色成分光Ｂを集束させるためのものである。
【００１０】
前記クロスダイクロイックプリズム１２２は、前記一側面部１２２Ａから入射された赤色成分光Ｒ、前記後面部１２２Ｂから入射された緑色成分光Ｇ、前記他側面部１２２Ｃから入射された青色成分光Ｂを合成して前面部１２２Ｄから出射するものであり、色合成光学系を構成している。
前記クロスダイクロイックプリズム１２２の前面部１２２Ｄから出射された光束は、前記投射レンズ１２４に入射される。該投射レンズ１２４は、入射された光束を前記筐体１０２の前方に投射する。
すなわち、前記投射レンズ１２４は、前記各光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃにより表示され前記光源１０４によって照明された映像の像を、前記筐体１０２の前方に設置されたスクリーン上に結像させる。
【００１１】
図１は光変調素子ユニットの構成を示す分解斜視図、図３はフレームの要部拡大図、図４は光変調素子ユニットの断面図、図５は光変調素子ユニットの取付状態を示す図である。
図１に示すように、各光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、それぞれ透過型光変調素子１６とフレーム３０とを備え、光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの構成はほぼ同様であるので以後光変調素子ユニット１０として説明する。
図４に示すように、前記透過型光変調素子１６は、ＴＦＴ基板１８、対向基板２０、第１防塵ガラス２２、第２防塵ガラス２４などが重ね合わせて構成され、透過型光変調素子１６にはフレキシブル基板２６が連結されている。
前記ＴＦＴ基板１８は、矩形板状に形成された透明基板から構成され、該透明基板の上面中央には透明電極が矩形状の領域に形成され、前記上面の透明電極の周囲には液晶駆動用回路が形成されている。
【００１２】
前記対向基板２０は、前記ＴＦＴ基板１８よりも縦横の寸法が若干小さい透明基板から構成されている。前記対向基板２０は、該対向基板２０の四辺と前記ＴＦＴ基板１８の四辺をそれぞれ平行させ、かつ、前記ＴＦＴ基板１８の透明電極に対向して配設され、前記対向基板２０と前記ＴＦＴ基板１８との間に液晶が封止されている。
そして、前記液晶によって矩形状の輪郭を有した映像表示領域が形成されるように構成されている。
【００１３】
前記第１防塵ガラス２２は前記対向基板２０よりも縦横の寸法が若干小さい透明基板から構成されている。前記第１防塵ガラス２２は、該第１防塵ガラス２２の四辺と前記対向基板２０の四辺をそれぞれ平行させ、かつ、前記対向基板２０の上面に重ね合わせて配設され、接着剤によって接着されている。
【００１４】
前記第２防塵ガラス２４は前記ＴＦＴ基板１８よりも縦横の寸法が若干小さい透明基板から構成されている。前記第２防塵ガラス２４は、該第２防塵ガラス２４の四辺と前記ＴＦＴ基板１８の四辺をそれぞれ平行させ、かつ、前記ＴＦＴ基板１８の下面に重ね合わせて配設され、接着剤によって接着されている。
【００１５】
したがって、本実施の形態では、前記第１防塵ガラス２２の上面が、前記透過型光変調素子１６の厚さ方向の一方に位置し前記光源１０４からの光を入射する光入射面１６０２を構成している。
また、前記第２防塵ガラス２４の下面が、前記透過型光変調素子１６の厚さ方向の他方に位置し前記光入射面１６０２に入射した光が出射する光出射面１６０４を構成している。
なお、本実施の形態では、前記ＴＦＴ基板１８、対向基板２０、第１、第２防塵ガラス２２、２４は石英ガラスで構成されている。
【００１６】
前記フレキシブル基板２６は、帯状に形成されその長手方向の両端に複数の接続端子が設けられている。フレキシブル基板２６の一端側の接続端子は前記ＴＦＴ基板１８に設けられた前記液晶駆動用回路の接続端子に接続され、フレキシブル基板２６の他端側の接続端子は外部回路に接続されている。そして、前記外部回路から液晶駆動信号が前記フレキシブル基板２６を介して前記液晶駆動用回路に供給される。
そして、前記液晶駆動信号に基づいて前記ＴＦＴ基板１８と対向基板２０の間に封止された液晶が駆動されることにより映像が表示されることになる。
【００１７】
前記フレーム３０は、図１に示すように、前記透過型光変調素子１６が収容される大きさの矩形状に形成された底壁３２と、前記底壁３２に形成され前記光出射面１６０４の中央部を臨ませる矩形状の窓３６と、前記底壁３２の周囲から起立し前記透過型光変調素子１６の周囲に臨む起立壁３８とを有し、本実施の形態では前記フレーム３０は熱伝導性に優れたアルミ材料で構成されている。
前記起立壁３８は、前記光出射面の中央部を窓３６に臨ませ、かつ、前記底壁３２に前記光変調素子１６が載置された状態で、前記透過型光変調素子１６の周囲全域と前記起立壁３８との間に環状の空間３７が形成されるように構成されている。
本実施の形態では、図４に示すように、前記窓３６の周囲の底壁３２箇所に同一の高さを有する複数の突起３４が突設されており、前記光出射面の中央部を窓３６に臨ませ、かつ、前記突起３４に前記光変調素子１６が載置された状態で、前記透過型光変調素子１６の周囲全域と前記起立壁３８との間に環状の空間３７が形成されるように構成されている。
前記突起３４はそれぞれ半球状に突設されて合計３個設けられ、前記窓３６を囲む底壁３２の４つの辺のうち３つの辺にそれぞれ設けられている。
また、前記起立壁３８の４つの角部と、起立壁３８の一辺の中間部にはねじ挿通孔４０が貫通して設けられている。
【００１８】
次に、前記光変調素子ユニット１０の組立てについて説明する。
まず、前記透過型光変調素子１６の映像表示領域の輪郭と、前記窓３６の輪郭とに基づいて透過型光変調素子１６のフレーム３０への位置決めを行ないつつ、前記透過型光変調素子１６の光出射面１６０４の周囲の箇所を前記フレーム３０の各突起３４に載置するとともに、前記透過型光変調素子１６の周囲全域と前記起立壁３８との間に環状の空間３７を確保する。
この際、前記透過型光変調素子１６の光出射面１６０４と前記フレーム３０の底壁３２との間には前記３つの突起３４の高さと等しい寸法の空隙が形成されている。
この状態で、前記透過型光変調素子１６と前記フレーム３０との熱膨張差により破断される程度の強度で前記透過型光変調素子１６を前記底壁３２上に仮固定（仮止め）する。この仮固定（仮止め）は、位置決めされたこれら透過型光変調素子１６とフレーム３０の位置がずれることを防止するためになされるものである。本実施の形態では、この仮固定（仮止め）を接着剤４２を用いて行なっている。すなわち、前記透過型光変調素子１６の周囲の複数箇所（第２防塵ガラス２４の端面の複数箇所）と前記フレーム３０の底壁３２の複数箇所とにわたり仮止め用の接着剤４２を塗布する。より具体的には、前記第２防塵ガラス２４の端面の複数箇所と、前記３つの突起３４の近傍の底壁３２の複数箇所とにわたりＵＶ硬化型の接着剤４２を塗布している。
前記接着剤４２の塗布は、接着剤塗布用のディスペンサ装置のシリンジの先端を前記環状の空間３７に挿入し該シリンジ先端の吐出口から接着剤４２を吐出させることによって行なわれる。
前記接着剤４２は、前記透過型光変調素子１６と前記フレームとの熱膨張差により破断されるように構成されている。
より詳細には、前記透過型光変調素子１６を構成する石英ガラスの線膨張係数は５．４×１０−７（１／Ｋ）であり、前記フレームを構成するアルミの線膨張係数は２．１×１０−５（１／Ｋ）であり、したがって熱による膨張時あるいは収縮時にこれら石英ガラスとアルミとの間に熱膨張の差が生じ、この熱膨張差により破断されるように構成されている。
【００１９】
次いで、前記透過型光変調素子１６の周囲と前記起立壁３８との間に形成された環状の空間３７に弾性および熱伝導を有するシーリング材４４を充填する。
本実施の形態では、シーリング材４４を前記透過型光変調素子１６の周囲全域に充填している。
このシーリング材４４により前記透過型光変調素子１６は底壁３２上において弾性支持された状態で取着されることになり、したがってシーリング材４４が接着剤として機能している。
本実施の形態では、前記シーリング材４４としてシリコンゴムが用いられている。
前記シリコンゴムは、充填時には液状あるいはペースト状を呈し、空気に触れて時間経過とともに硬化し、やがて弾性を有する弾性ゴム状となる。このようなシリコンゴムは、例えば充填後１時間程度である程度硬化し、充填後２日乃至３日程度で完全に硬化し、完全に硬化した状態で弾性を有する弾性ゴム状となる。
【００２０】
そして、前記フレーム３０の上部に前記見切り板２８が取り付けられ、前記見切り板２８は光を透過しない例えば金属などの材料で構成されている。
前記見切り板２８は、矩形板状の枠部２８０２と、該枠部２８０２の中央に形成された矩形状の開口２８０４と、枠部２８０２の外縁から起立された４つの係合爪２８０６とを有している。
前記見切り板２８は、前記開口２８０４によって光変調素子ユニット１６の光入射面１６０２を透過する光束の透過領域を制限することで不要な光が光変調素子ユニット１６の光入射面１６０２に入射したり、該光入射面１６０２から反射したりすることを防止するものである。
前記見切り板２８のフレーム３０への取付は、前記透過型光変調素子１６の光入射面１６０２が前記見切り板２８の開口２８０４に臨んだ状態で前記４つの係合爪２８０６をフレーム３０の起立壁３８の係合凹部３９に係合させることによってなされる。
以上のようにして前記光変調素子ユニット１０が簡単に組み立てられる。
【００２１】
次に、前記光変調素子ユニット１０の筐体１０２への取付について説明する。
図５に示すように、前記フレーム３０は、まず、薄板状の第１の取付部材５０に取り付けられる。
前記第１の取付部材５０の中央には前記透過型光変調素子１６の光出射面１６０４を臨ませる窓が形成され、また、四隅にはそれぞれ取付孔５００２が設けられている。
前記フレーム３０の第１の取付部材５０への取付は、不図示のねじを前記５つのねじ挿通孔４０を介して第１の取付部材５０のねじ孔に螺合することでなされる。
一方、前記クロスダイクロイックプリズム１２２は不図示の固定部材により筐体１０２に取り付けられており、該クロスダイクロイックプリズム１２２の一側面部１２２Ａ、後面部１２２Ｂ、他側面部１２２Ｃの両側にはそれぞれ第２の取付部材５２が設けられ、これら第２の取付部材５２にはそれぞれ２つの取付突片５２０２が設けられている。前記各取付突片５２０２は、前記一側面部１２２Ａ、後面部１２２Ｂ、他側面部１２２Ｃのそれぞれの四隅近傍箇所に位置している。
前記光変調素子ユニット１０は、前記出射側偏光板１４をクロスダイクロイックプリズム１２２の一側面部１２２Ａ（後面部１２２Ｂ、他側面部１２２Ｃ）に対面させ、前記各取付孔５００２に前記取付突片５２０２を挿入し、光変調素子ユニット１０と一側面部１２２Ａ（後面部１２２Ｂ、他側面部１２２Ｃ）との位置決めを行なった状態で、前記各取付孔５００２と前記取付突片５２０２の間の隙間に接着剤を充填して硬化させることで前記クロスダイクロイックプリズム１２２に取り付けられる。
【００２２】
次に、光変調素子ユニット１０および投射型表示装置１００の作用、効果について説明する。
前記投射型表示装置１００が設置された環境の温度に応じて、前記透過型光変調素子１６とフレーム３０との間に熱膨張差が生じ、この熱膨張差により前記接着剤４２が破断される。
すなわち、前記透過型光変調素子１６は、当初仮止めの接着剤４２により底壁３２上に固定的に取り付けられているが、該接着剤４２が破断されることで、前記透過型光変調素子１６は、前記透過型光変調素子１６の周囲と前記起立壁３８との間の環状の空間３７に充填されたシーリング材４４により前記底壁３２上において弾性支持されて取り付けられた状態となる。
したがって、熱膨張差が生じた場合、前記透過型光変調素子１６と底壁３２とは相対的に変位可能であり、前記熱膨張差がシーリング材４４によって吸収される。
これにより、透過型光変調素子１６が前記熱膨張差によるフレーム３０から応力を受けて変形することが防止され、前記透過型光変調素子１６に表示される映像に濃淡ムラが生じることがなく映像の品質を確保する上で有利となる。
また、前記第１の固定部材５０と前記フレーム３０との間に熱膨張差が生じた場合には該熱膨張差によってフレーム３０が変形することも想定されるが、このような場合でも、前記フレーム３０の変形は前記シーリング材４４によって吸収され透過型光変調素子１６に伝達されないので、透過型光変調素子１６の変形を防止する上で有利となる。
【００２３】
また、前記透過型光変調素子１６の光出射面１６０４は、前記底壁３２の３つの突起３４の上に載置されているので、光出射面１６０４と底壁３２との接触面積は小さく、前記透過型光変調素子１６と底壁３２とは相対的に変位し易くなり、したがって、前記熱膨張差をシーリング材４４により吸収する上で有利となり、透過型光変調素子１６の変形を防止する上で有利となる。
また、前記透過型光変調素子１６は、光源１０４からの光束が入射されることにより温度が上昇するが、前記シーリング材４４は熱伝導性を有していることから、透過型光変調素子１６の熱は前記シーリング材４４を介して前記フレーム３０に速やかに伝導され放熱される。
したがって、透過型光変調素子１６の温度上昇を抑える上で有利となり、映像の品質を確保する上で有利となる。
また、接着剤４２を用いて仮止めするので、前記シーリング材４４が熱膨張差を吸収する機能を確保しつつ該シーリング材４４の充填作業を効率よく行なえ、前記透過型光変調素子１６のコストダウンを図る上で有利となる。
【００２４】
図６はフレーム３０の変形例を示す説明図である。
この変形例では、前記起立壁３８に、前記仮止め用の接着剤４２を塗布するための開口４１を設けたものである。
更に詳しくは、前記３つの突起３４のうち２つの突起３４に臨む前記起立壁３８の２箇所にそれぞれ開口４１を設けている。
このように構成した場合には、接着剤塗布用のディスペンサ装置のシリンジ５０の先端５２を前記開口４１から挿入することによって接着剤４２を塗布することが容易となり、作業性を向上させる上で有利となる。
【００２３】
なお、前記突起３４の個数は３個に限定されるものではなく、４個あるいはそれ以上であってもよい。また、突起３４を省略することもできるが、突起３４を設けると、透過型光変調素子１６と底壁３２とは相対的に変位し易くなり、したがって、透過型光変調素子１６の変形を防止する上で有利となる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、透過型光変調素子が熱膨張差による応力を受けて変形することが防止され、透過型光変調素子に表示される映像に濃淡ムラが生じることがなく映像の品質を確保する上で有利な光変調ユニット、投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 光変調素子ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態の投射型表示装置の構成を示す構成図である。
【図３】 フレームの要部拡大図である。
【図４】 光変調素子ユニットの断面図である。
【図５】 光変調素子ユニットの取付状態を示す図である。
【図６】 フレームの変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
１００……投射型表示装置、１０……光変調素子ユニット、１６……透過型光変調素子、１６０２……光入射面、１６０４……光出射面、３０……フレーム、３２……底壁、３４……突起、３６……窓、３７……環状の空間、３８……起立壁、４４……シーリング材。
【発明の属する技術分野】
本発明は光変調素子ユニット及び投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像信号に基づいて光源からの光を透過型光変調素子を用いて光変調し、該光変調された光をスクリーンなどに投射することで画像を形成する投射型表示装置が提供されている（特許文献１）。
前記透過型光変調素子は、例えば石英ガラスなどからなる透明基板の間に液晶が封入されて構成されており、前記液晶が前記映像信号に基づいて駆動されることによって映像の表示を行ない、前記映像が表示されている液晶に光源からの光を透過させることによって前記光変調を行なって映像の像を形成するものである。
前記透過型光変調素子は接着剤によって、例えばアルミ材料から構成されるフレームに固定され、該フレームを介して前記投射型表示装置の光学部材あるいは筐体側に固定されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１８０９５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように透過型光変調素子がフレームに固定されている場合、投射型表示装置が設置された環境の温度に応じて、前記透過型光変調素子とフレームとの間に熱膨張差が生じると、透過型光変調素子が応力を受けて変形してしまうおそれがある。このような透過型光変調素子の変形が生じると、該透過型光変調素子によって形成される映像に濃淡ムラが生じる不具合が発生する。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、その目的とするところは、透過型光変調素子がフレームとの熱膨張差による応力を受けて変形することが防止され、透過型光変調素子に表示される映像に濃淡ムラが生じることがなく映像の品質を確保する上で有利な光変調ユニット及び投射型表示装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、本発明の光変調素子ユニットは、板状の透過型光変調素子と、熱伝導性を有する材料から形成されたフレームとを備えた光変調素子ユニットであって、前記透過型光変調素子は、厚さ方向の一方に位置し光が入射する光入射面と、厚さ方向の他方に位置し前記入射した光が出射する光出射面とを有し、前記フレームは、前記透過型光変調素子が収容される大きさの底壁と、前記底壁に形成された窓と、前記底壁の周囲から起立すると共に前記透過型光変調素子を仮止めするための接着剤を塗布するための開口が設けられた起立壁とを有し、前記窓の周囲の前記底壁箇所には、少なくとも３個の半球状の突起が形成され、前記透過型光変調素子の光出射面が前記窓に臨ませた状態でかつ前記透過型光変調素子の周囲全域と前記起立壁との間に環状の空間が確保された状態で、該光出射面の周囲の箇所は少なくとも３個の前記半球状の突起に載置され、仮止め用の前記接着剤が前記開口を介して前記透過型光変調素子の周囲の複数箇所と前記各半球状の突起の近傍箇所とにわたってそれぞれ塗布されて該半球状の突起上で点接触された状態で、前記透過型光変調素子が前記底壁に設けられた少なくとも３個の前記半球状の突起上に仮止めされ、前記環状の空間に弾性および熱伝導性を有するシーリング材が充填され、仮止め用の前記接着剤は、前記透過型光変調素子と前記フレームとの熱膨張差により破断され、前記透過型光変調素子は、前記シーリング材により前記底壁の少なくとも３個の前記半球状の突起上において弾性支持されて取り付けられた状態となり、前記透過型光変調素子の熱は前記シーリング材を介して前記フレームに放熱されることを特徴とする。
また、本発明の投射型表示装置は、 光源からの光を光変調素子ユニットにより映像信号に基づいて光変調することにより映像を形成し、前記光変調素子ユニットにより形成された前記映像を投射する投射型表示装置において、前記光変調素子ユニットは、板状の透過型光変調素子と、熱伝導性を有する材料から形成されたフレームとを備え、前記透過型光変調素子は、厚さ方向の一方に位置し光が入射する光入射面と、厚さ方向の他方に位置し前記入射した光が出射する光出射面とを有し、前記フレームは、前記透過型光変調素子が収容される大きさの底壁と、前記底壁に形成された窓と、前記底壁の周囲から起立すると共に前記透過型光変調素子を仮止めするための接着剤を塗布するための開口が設けられた起立壁とを有し、前記窓の周囲の前記底壁箇所には少なくとも３個の半球状の突起が形成され、前記透過型光変調素子の光出射面が前記窓に臨ませた状態でかつ前記透過型光変調素子の周囲全域と前記起立壁との間に環状の空間が確保された状態で、該光出射面の周囲の箇所は少なくとも３個の前記半球状の突起に載置され、仮止め用の前記接着剤が前記開口を介して前記透過型光変調素子の周囲の複数箇所と前記各半球状の突起の近傍箇所とにわたってそれぞれ塗布されて該半球状の突起上で点接触された状態で、前記透過型光変調素子が前記底壁に設けられた少なくとも３個の前記半球状の突起上に仮止めされ、仮止め用の前記接着剤は、前記透過型光変調素子と前記フレームとの熱膨張差により破断され、前記透過型光変調素子は、前記シーリング材により前記底壁の少なくとも３個の前記半球状の突起上において弾性支持されて取り付けられた状態となり、前記透過型光変調素子の熱は前記シーリング材を介して前記フレームに放熱されることを特徴とする。
そのため、本発明の光変調素子ユニットおよび投射型表示装置によれば、透過型光変調素子は、透過型光変調素子の周囲と起立壁との間の環状の空間に充填されたシーリング材により底壁上において弾性支持されて取り付けられた状態となることから、透過型光変調素子と底壁とは相対的に変位可能な状態となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図２は本発明の第１の実施の形態の投射型表示装置の構成を示す構成図である。
投射型表示装置１００は筐体１０２を有し、該筐体１０２内に本発明に係る３つの光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが配設されている。
前記各光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの光入射側には、それぞれ入射側偏光板１２が配設され、前記各光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの光出射側には、それぞれ出射側偏光板１４が配設されている。
これら３つの光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、図外の映像信号供給器、例えば、テレビジョンチューナ装置、ビデオテーププレーヤ装置、ビデオディスクプレーヤ装置などから制御回路を介して映像信号が供給され、この映像信号に基づいて映像を表示するように構成されている。
前記各光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、透過型の光変調素子を有し、透過率の変化（濃淡）によって映像を表示する。前記３つの光変調素子ユニットのうち、光変調素子ユニット１０Ａは前記映像信号に対応する映像の赤色成分を表示し、光変調素子ユニット１０Ｂは前記映像信号に対応する映像の緑成分を表示し、光変調素子ユニット１０Ｃは前記映像信号に対応する映像の青色成分を表示する。
【０００７】
さらに、前記筐体１０２内には、光源１０４、ＵＶフィルタ１０６、マルチレンズアレイ１０８、１１０、コンデンサレンズ１１２、第１のダイクロイックミラー１１４Ａ、第２のダイクロイックミラー１１４Ｂ、第１乃至第３のコンデンサーレンズ１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ、第１、第２の集光レンズ１１８、１２０、クロスダイクロイックプリズム１２２、投射レンズ１２４などが配設されている。
前記光源１０４はハロゲンランプのような高輝度の白色ランプで構成され、該光源１０４から出射された光束は、前記ＵＶフィルタ１０６、マルチレンズアレイ１０８、１１０を順次透過し、該光束に対して４５度傾斜して配設された前記第１のダイクロイックミラー１１４Ａに入射する。
前記第１のダイクロイックミラー１１４Ａは、前記光束のうち赤色成分光Ｒのみを反射して９０度偏向させ、前記光束のうち緑色成分光Ｇと青色成分光Ｂを透過させる。
前記第１のダイクロイックミラー１１４Ａにより反射された赤色成分光Ｒは、第１のミラー１２６Ａによって反射され９０度偏向され、第１のコンデンサーレンズ１１６Ａ、入射側偏光板１２、前記光変調ユニット１０Ａ、出射側偏光板１４を順次透過してクロスダイクロイックプリズム１２２の一側面部１２２Ａに入射する。
【０００８】
前記第１のダイクロイックミラー１１４Ａを透過した緑色成分光Ｇおよび青色成分光Ｂは、これら緑色成分光Ｇおよび青色成分光Ｂの光束に対して４５度傾斜して配設された前記第２のダイクロイックミラー１１４Ｂに入射する。この第２のダイクロイックミラー１１４Ｂは、前記緑色成分光Ｇおよび青色成分光Ｂのうち、緑色成分光Ｇのみを反射して９０度偏向させ、残りの青色成分光Ｂを透過させる。
前記第２のダイクロイックミラー１１４Ｂによって反射された緑色成分光Ｇは、前記第２のコンデンサーレンズ１１６Ｂ、入射側偏光板１２、前記光変調ユニット１０Ｂ、出射側偏光板１４を順次透過してクロスダイクロイックプリズム１２２の後面部１２２Ｂに入射する。
【０００９】
前記第２のダイクロイックミラー１１４Ａを透過した青色成分光Ｂは、第１の集光レンズ１１８を透過し、該青色成分光Ｂの光束に対して４５度傾斜して配設された第２のミラー１２６Ｂに入射されて反射され９０度偏向される。
前記第２のミラー１２６Ｂによって反射された青色成分光Ｂは、第２の集光レンズ１２０を透過し、第３のミラー１２６Ｃにより反射され９０度偏向されコンデンサーレンズ１１６Ｃ、入射側偏光板１２、前記光変調ユニット１０Ｃ、出射側偏光板１４を順次透過してクロスダイクロイックプリズム１２２の他側面部１２２Ｃに入射する。
なお、前記第１、第２の集光レンズ１１８、１２０は、前記光源１０から前記各光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに至る赤色成分光Ｒ、緑色成分光Ｇおよび青色成分光Ｂのそれぞれの光路長のうち、前記青色成分光Ｂの光路長が前記赤色成分光Ｒ、緑色成分光Ｇの光路長に比較して長いことにより青色成分光Ｂが拡散しやすいため、青色成分光Ｂを集束させるためのものである。
【００１０】
前記クロスダイクロイックプリズム１２２は、前記一側面部１２２Ａから入射された赤色成分光Ｒ、前記後面部１２２Ｂから入射された緑色成分光Ｇ、前記他側面部１２２Ｃから入射された青色成分光Ｂを合成して前面部１２２Ｄから出射するものであり、色合成光学系を構成している。
前記クロスダイクロイックプリズム１２２の前面部１２２Ｄから出射された光束は、前記投射レンズ１２４に入射される。該投射レンズ１２４は、入射された光束を前記筐体１０２の前方に投射する。
すなわち、前記投射レンズ１２４は、前記各光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃにより表示され前記光源１０４によって照明された映像の像を、前記筐体１０２の前方に設置されたスクリーン上に結像させる。
【００１１】
図１は光変調素子ユニットの構成を示す分解斜視図、図３はフレームの要部拡大図、図４は光変調素子ユニットの断面図、図５は光変調素子ユニットの取付状態を示す図である。
図１に示すように、各光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、それぞれ透過型光変調素子１６とフレーム３０とを備え、光変調素子ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの構成はほぼ同様であるので以後光変調素子ユニット１０として説明する。
図４に示すように、前記透過型光変調素子１６は、ＴＦＴ基板１８、対向基板２０、第１防塵ガラス２２、第２防塵ガラス２４などが重ね合わせて構成され、透過型光変調素子１６にはフレキシブル基板２６が連結されている。
前記ＴＦＴ基板１８は、矩形板状に形成された透明基板から構成され、該透明基板の上面中央には透明電極が矩形状の領域に形成され、前記上面の透明電極の周囲には液晶駆動用回路が形成されている。
【００１２】
前記対向基板２０は、前記ＴＦＴ基板１８よりも縦横の寸法が若干小さい透明基板から構成されている。前記対向基板２０は、該対向基板２０の四辺と前記ＴＦＴ基板１８の四辺をそれぞれ平行させ、かつ、前記ＴＦＴ基板１８の透明電極に対向して配設され、前記対向基板２０と前記ＴＦＴ基板１８との間に液晶が封止されている。
そして、前記液晶によって矩形状の輪郭を有した映像表示領域が形成されるように構成されている。
【００１３】
前記第１防塵ガラス２２は前記対向基板２０よりも縦横の寸法が若干小さい透明基板から構成されている。前記第１防塵ガラス２２は、該第１防塵ガラス２２の四辺と前記対向基板２０の四辺をそれぞれ平行させ、かつ、前記対向基板２０の上面に重ね合わせて配設され、接着剤によって接着されている。
【００１４】
前記第２防塵ガラス２４は前記ＴＦＴ基板１８よりも縦横の寸法が若干小さい透明基板から構成されている。前記第２防塵ガラス２４は、該第２防塵ガラス２４の四辺と前記ＴＦＴ基板１８の四辺をそれぞれ平行させ、かつ、前記ＴＦＴ基板１８の下面に重ね合わせて配設され、接着剤によって接着されている。
【００１５】
したがって、本実施の形態では、前記第１防塵ガラス２２の上面が、前記透過型光変調素子１６の厚さ方向の一方に位置し前記光源１０４からの光を入射する光入射面１６０２を構成している。
また、前記第２防塵ガラス２４の下面が、前記透過型光変調素子１６の厚さ方向の他方に位置し前記光入射面１６０２に入射した光が出射する光出射面１６０４を構成している。
なお、本実施の形態では、前記ＴＦＴ基板１８、対向基板２０、第１、第２防塵ガラス２２、２４は石英ガラスで構成されている。
【００１６】
前記フレキシブル基板２６は、帯状に形成されその長手方向の両端に複数の接続端子が設けられている。フレキシブル基板２６の一端側の接続端子は前記ＴＦＴ基板１８に設けられた前記液晶駆動用回路の接続端子に接続され、フレキシブル基板２６の他端側の接続端子は外部回路に接続されている。そして、前記外部回路から液晶駆動信号が前記フレキシブル基板２６を介して前記液晶駆動用回路に供給される。
そして、前記液晶駆動信号に基づいて前記ＴＦＴ基板１８と対向基板２０の間に封止された液晶が駆動されることにより映像が表示されることになる。
【００１７】
前記フレーム３０は、図１に示すように、前記透過型光変調素子１６が収容される大きさの矩形状に形成された底壁３２と、前記底壁３２に形成され前記光出射面１６０４の中央部を臨ませる矩形状の窓３６と、前記底壁３２の周囲から起立し前記透過型光変調素子１６の周囲に臨む起立壁３８とを有し、本実施の形態では前記フレーム３０は熱伝導性に優れたアルミ材料で構成されている。
前記起立壁３８は、前記光出射面の中央部を窓３６に臨ませ、かつ、前記底壁３２に前記光変調素子１６が載置された状態で、前記透過型光変調素子１６の周囲全域と前記起立壁３８との間に環状の空間３７が形成されるように構成されている。
本実施の形態では、図４に示すように、前記窓３６の周囲の底壁３２箇所に同一の高さを有する複数の突起３４が突設されており、前記光出射面の中央部を窓３６に臨ませ、かつ、前記突起３４に前記光変調素子１６が載置された状態で、前記透過型光変調素子１６の周囲全域と前記起立壁３８との間に環状の空間３７が形成されるように構成されている。
前記突起３４はそれぞれ半球状に突設されて合計３個設けられ、前記窓３６を囲む底壁３２の４つの辺のうち３つの辺にそれぞれ設けられている。
また、前記起立壁３８の４つの角部と、起立壁３８の一辺の中間部にはねじ挿通孔４０が貫通して設けられている。
【００１８】
次に、前記光変調素子ユニット１０の組立てについて説明する。
まず、前記透過型光変調素子１６の映像表示領域の輪郭と、前記窓３６の輪郭とに基づいて透過型光変調素子１６のフレーム３０への位置決めを行ないつつ、前記透過型光変調素子１６の光出射面１６０４の周囲の箇所を前記フレーム３０の各突起３４に載置するとともに、前記透過型光変調素子１６の周囲全域と前記起立壁３８との間に環状の空間３７を確保する。
この際、前記透過型光変調素子１６の光出射面１６０４と前記フレーム３０の底壁３２との間には前記３つの突起３４の高さと等しい寸法の空隙が形成されている。
この状態で、前記透過型光変調素子１６と前記フレーム３０との熱膨張差により破断される程度の強度で前記透過型光変調素子１６を前記底壁３２上に仮固定（仮止め）する。この仮固定（仮止め）は、位置決めされたこれら透過型光変調素子１６とフレーム３０の位置がずれることを防止するためになされるものである。本実施の形態では、この仮固定（仮止め）を接着剤４２を用いて行なっている。すなわち、前記透過型光変調素子１６の周囲の複数箇所（第２防塵ガラス２４の端面の複数箇所）と前記フレーム３０の底壁３２の複数箇所とにわたり仮止め用の接着剤４２を塗布する。より具体的には、前記第２防塵ガラス２４の端面の複数箇所と、前記３つの突起３４の近傍の底壁３２の複数箇所とにわたりＵＶ硬化型の接着剤４２を塗布している。
前記接着剤４２の塗布は、接着剤塗布用のディスペンサ装置のシリンジの先端を前記環状の空間３７に挿入し該シリンジ先端の吐出口から接着剤４２を吐出させることによって行なわれる。
前記接着剤４２は、前記透過型光変調素子１６と前記フレームとの熱膨張差により破断されるように構成されている。
より詳細には、前記透過型光変調素子１６を構成する石英ガラスの線膨張係数は５．４×１０−７（１／Ｋ）であり、前記フレームを構成するアルミの線膨張係数は２．１×１０−５（１／Ｋ）であり、したがって熱による膨張時あるいは収縮時にこれら石英ガラスとアルミとの間に熱膨張の差が生じ、この熱膨張差により破断されるように構成されている。
【００１９】
次いで、前記透過型光変調素子１６の周囲と前記起立壁３８との間に形成された環状の空間３７に弾性および熱伝導を有するシーリング材４４を充填する。
本実施の形態では、シーリング材４４を前記透過型光変調素子１６の周囲全域に充填している。
このシーリング材４４により前記透過型光変調素子１６は底壁３２上において弾性支持された状態で取着されることになり、したがってシーリング材４４が接着剤として機能している。
本実施の形態では、前記シーリング材４４としてシリコンゴムが用いられている。
前記シリコンゴムは、充填時には液状あるいはペースト状を呈し、空気に触れて時間経過とともに硬化し、やがて弾性を有する弾性ゴム状となる。このようなシリコンゴムは、例えば充填後１時間程度である程度硬化し、充填後２日乃至３日程度で完全に硬化し、完全に硬化した状態で弾性を有する弾性ゴム状となる。
【００２０】
そして、前記フレーム３０の上部に前記見切り板２８が取り付けられ、前記見切り板２８は光を透過しない例えば金属などの材料で構成されている。
前記見切り板２８は、矩形板状の枠部２８０２と、該枠部２８０２の中央に形成された矩形状の開口２８０４と、枠部２８０２の外縁から起立された４つの係合爪２８０６とを有している。
前記見切り板２８は、前記開口２８０４によって光変調素子ユニット１６の光入射面１６０２を透過する光束の透過領域を制限することで不要な光が光変調素子ユニット１６の光入射面１６０２に入射したり、該光入射面１６０２から反射したりすることを防止するものである。
前記見切り板２８のフレーム３０への取付は、前記透過型光変調素子１６の光入射面１６０２が前記見切り板２８の開口２８０４に臨んだ状態で前記４つの係合爪２８０６をフレーム３０の起立壁３８の係合凹部３９に係合させることによってなされる。
以上のようにして前記光変調素子ユニット１０が簡単に組み立てられる。
【００２１】
次に、前記光変調素子ユニット１０の筐体１０２への取付について説明する。
図５に示すように、前記フレーム３０は、まず、薄板状の第１の取付部材５０に取り付けられる。
前記第１の取付部材５０の中央には前記透過型光変調素子１６の光出射面１６０４を臨ませる窓が形成され、また、四隅にはそれぞれ取付孔５００２が設けられている。
前記フレーム３０の第１の取付部材５０への取付は、不図示のねじを前記５つのねじ挿通孔４０を介して第１の取付部材５０のねじ孔に螺合することでなされる。
一方、前記クロスダイクロイックプリズム１２２は不図示の固定部材により筐体１０２に取り付けられており、該クロスダイクロイックプリズム１２２の一側面部１２２Ａ、後面部１２２Ｂ、他側面部１２２Ｃの両側にはそれぞれ第２の取付部材５２が設けられ、これら第２の取付部材５２にはそれぞれ２つの取付突片５２０２が設けられている。前記各取付突片５２０２は、前記一側面部１２２Ａ、後面部１２２Ｂ、他側面部１２２Ｃのそれぞれの四隅近傍箇所に位置している。
前記光変調素子ユニット１０は、前記出射側偏光板１４をクロスダイクロイックプリズム１２２の一側面部１２２Ａ（後面部１２２Ｂ、他側面部１２２Ｃ）に対面させ、前記各取付孔５００２に前記取付突片５２０２を挿入し、光変調素子ユニット１０と一側面部１２２Ａ（後面部１２２Ｂ、他側面部１２２Ｃ）との位置決めを行なった状態で、前記各取付孔５００２と前記取付突片５２０２の間の隙間に接着剤を充填して硬化させることで前記クロスダイクロイックプリズム１２２に取り付けられる。
【００２２】
次に、光変調素子ユニット１０および投射型表示装置１００の作用、効果について説明する。
前記投射型表示装置１００が設置された環境の温度に応じて、前記透過型光変調素子１６とフレーム３０との間に熱膨張差が生じ、この熱膨張差により前記接着剤４２が破断される。
すなわち、前記透過型光変調素子１６は、当初仮止めの接着剤４２により底壁３２上に固定的に取り付けられているが、該接着剤４２が破断されることで、前記透過型光変調素子１６は、前記透過型光変調素子１６の周囲と前記起立壁３８との間の環状の空間３７に充填されたシーリング材４４により前記底壁３２上において弾性支持されて取り付けられた状態となる。
したがって、熱膨張差が生じた場合、前記透過型光変調素子１６と底壁３２とは相対的に変位可能であり、前記熱膨張差がシーリング材４４によって吸収される。
これにより、透過型光変調素子１６が前記熱膨張差によるフレーム３０から応力を受けて変形することが防止され、前記透過型光変調素子１６に表示される映像に濃淡ムラが生じることがなく映像の品質を確保する上で有利となる。
また、前記第１の固定部材５０と前記フレーム３０との間に熱膨張差が生じた場合には該熱膨張差によってフレーム３０が変形することも想定されるが、このような場合でも、前記フレーム３０の変形は前記シーリング材４４によって吸収され透過型光変調素子１６に伝達されないので、透過型光変調素子１６の変形を防止する上で有利となる。
【００２３】
また、前記透過型光変調素子１６の光出射面１６０４は、前記底壁３２の３つの突起３４の上に載置されているので、光出射面１６０４と底壁３２との接触面積は小さく、前記透過型光変調素子１６と底壁３２とは相対的に変位し易くなり、したがって、前記熱膨張差をシーリング材４４により吸収する上で有利となり、透過型光変調素子１６の変形を防止する上で有利となる。
また、前記透過型光変調素子１６は、光源１０４からの光束が入射されることにより温度が上昇するが、前記シーリング材４４は熱伝導性を有していることから、透過型光変調素子１６の熱は前記シーリング材４４を介して前記フレーム３０に速やかに伝導され放熱される。
したがって、透過型光変調素子１６の温度上昇を抑える上で有利となり、映像の品質を確保する上で有利となる。
また、接着剤４２を用いて仮止めするので、前記シーリング材４４が熱膨張差を吸収する機能を確保しつつ該シーリング材４４の充填作業を効率よく行なえ、前記透過型光変調素子１６のコストダウンを図る上で有利となる。
【００２４】
図６はフレーム３０の変形例を示す説明図である。
この変形例では、前記起立壁３８に、前記仮止め用の接着剤４２を塗布するための開口４１を設けたものである。
更に詳しくは、前記３つの突起３４のうち２つの突起３４に臨む前記起立壁３８の２箇所にそれぞれ開口４１を設けている。
このように構成した場合には、接着剤塗布用のディスペンサ装置のシリンジ５０の先端５２を前記開口４１から挿入することによって接着剤４２を塗布することが容易となり、作業性を向上させる上で有利となる。
【００２３】
なお、前記突起３４の個数は３個に限定されるものではなく、４個あるいはそれ以上であってもよい。また、突起３４を省略することもできるが、突起３４を設けると、透過型光変調素子１６と底壁３２とは相対的に変位し易くなり、したがって、透過型光変調素子１６の変形を防止する上で有利となる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、透過型光変調素子が熱膨張差による応力を受けて変形することが防止され、透過型光変調素子に表示される映像に濃淡ムラが生じることがなく映像の品質を確保する上で有利な光変調ユニット、投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 光変調素子ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態の投射型表示装置の構成を示す構成図である。
【図３】 フレームの要部拡大図である。
【図４】 光変調素子ユニットの断面図である。
【図５】 光変調素子ユニットの取付状態を示す図である。
【図６】 フレームの変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
１００……投射型表示装置、１０……光変調素子ユニット、１６……透過型光変調素子、１６０２……光入射面、１６０４……光出射面、３０……フレーム、３２……底壁、３４……突起、３６……窓、３７……環状の空間、３８……起立壁、４４……シーリング材。
Claims (4)
- 板状の透過型光変調素子と、熱伝導性を有する材料から形成されたフレームとを備えた光変調素子ユニットであって、
前記透過型光変調素子は、厚さ方向の一方に位置し光が入射する光入射面と、厚さ方向の他方に位置し前記入射した光が出射する光出射面とを有し、
前記フレームは、前記透過型光変調素子が収容される大きさの底壁と、前記底壁に形成された窓と、前記底壁の周囲から起立すると共に前記透過型光変調素子を仮止めするための接着剤を塗布するための開口が設けられた起立壁とを有し、
前記窓の周囲の前記底壁箇所には、少なくとも３個の半球状の突起が形成され、
前記透過型光変調素子の光出射面が前記窓に臨ませた状態でかつ前記透過型光変調素子の周囲全域と前記起立壁との間に環状の空間が確保された状態で、該光出射面の周囲の箇所は少なくとも３個の前記半球状の突起に載置され、
仮止め用の前記接着剤が前記開口を介して前記透過型光変調素子の周囲の複数箇所と前記各半球状の突起の近傍箇所とにわたってそれぞれ塗布されて該半球状の突起上で点接触された状態で、前記透過型光変調素子が前記底壁に設けられた少なくとも３個の前記半球状の突起上に仮止めされ、
前記環状の空間に弾性および熱伝導性を有するシーリング材が充填され、
仮止め用の前記接着剤は、前記透過型光変調素子と前記フレームとの熱膨張差により破断され、前記透過型光変調素子は、前記シーリング材により前記底壁の少なくとも３個の前記半球状の突起上において弾性支持されて取り付けられた状態となり、前記透過型光変調素子の熱は前記シーリング材を介して前記フレームに放熱される
ことを特徴とする光変調素子ユニット。 - 光源からの光を光変調素子ユニットにより映像信号に基づいて光変調することにより映像を形成し、前記光変調素子ユニットにより形成された前記映像を投射する投射型表示装置において、
前記光変調素子ユニットは、板状の透過型光変調素子と、熱伝導性を有する材料から形成されたフレームとを備え、
前記透過型光変調素子は、厚さ方向の一方に位置し光が入射する光入射面と、厚さ方向の他方に位置し前記入射した光が出射する光出射面とを有し、
前記フレームは、前記透過型光変調素子が収容される大きさの底壁と、前記底壁に形成された窓と、前記底壁の周囲から起立すると共に前記透過型光変調素子を仮止めするための接着剤を塗布するための開口が設けられた起立壁とを有し、
前記窓の周囲の前記底壁箇所には少なくとも３個の半球状の突起が形成され、
前記透過型光変調素子の光出射面が前記窓に臨ませた状態でかつ前記透過型光変調素子の周囲全域と前記起立壁との間に環状の空間が確保された状態で、該光出射面の周囲の箇所は少なくとも３個の前記半球状の突起に載置され、
仮止め用の前記接着剤が前記開口を介して前記透過型光変調素子の周囲の複数箇所と前記各半球状の突起の近傍箇所とにわたってそれぞれ塗布されて該半球状の突起上で点接触された状態で、前記透過型光変調素子が前記底壁に設けられた少なくとも３個の前記半球状の突起上に仮止めされ、
前記環状の空間に弾性および熱伝導性を有するシーリング材が充填され、
仮止め用の前記接着剤は、前記透過型光変調素子と前記フレームとの熱膨張差により破断され、前記透過型光変調素子は、前記シーリング材により前記底壁の少なくとも３個の前記半球状の突起上において弾性支持されて取り付けられた状態となり、前記透過型光変調素子の熱は前記シーリング材を介して前記フレームに放熱される
ことを特徴とする投射型表示装置。 - 前記シーリング材は、前記環状の空間の全周全域にわたって充填されていることを特徴とする請求項１記載の光変調素子ユニットまたは請求項２記載の投射型表示装置。
- 前記弾性および熱伝導性を有するシーリング材としてシリコンゴムが用いられることを特徴とする請求項１記載の光変調素子ユニットまたは請求項２記載の投射型表示装置。
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