KR100514708B1

KR100514708B1 - 광변조소자및투사형표시장치

Info

Publication number: KR100514708B1
Application number: KR10-1998-0710305A
Authority: KR
Inventors: 도시아키 하시즈메; 신지 하바; 모토유키 후지모리
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 2005-12-16
Also published as: KR20000016702A

Abstract

액정변조소자(925R, G, B)는 그 광출사면(9252R, G, B)이 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R, G, B)과 면하도록 배치되어 있다. 액정변조소자(925R, G, B)의 광출사면(9252R, G, B)에는 투명판(970R, G, B)이 부착되어 있다. 이 때문에 액정변조소자(925R, G, B)의 광출사면(9252R, G, B)에 먼지가 부착되는 것도 방지할 수 있다. 또한 광출사면(9252R, G, B)과 공기와의 경계면에서의 굴절율 차이에 의한 광의 반사를 막을 수 있다. 이것에 의해, 액정변조소자(925R, G, B)의 스위칭 특성을 열화시키지 않고 또한 액정변조소자(925R, G, B)의 광출사면(9252R, G, B)에의 먼지 부착을 방지하여 고화질의 화상을 투사할 수 있다.

Description

광변조소자 및 투사형 표시장치

본 발명은 광변조소자 및 투사형 표시장치에 관한 것이다. 특히 광속을 화상정보에 대응하여 변조하는 광변조소자 주변의 광학소자의 배치 구조에 관한 것이다.

투사형 표시장치는 광원 램프 유닛과, 여기에서 출사된 광속을 화상정보에 대응한 컬러 화상을 합성할 수 있도록 광학적으로 처리하는 광학유닛과, 여기서 합성된 광속을 스크린 상에 확대 투사하는 투사 렌즈 유닛과, 전원 유닛과, 제어 회로 등이 실장된 회로 기판으로 기본적으로 구성되어 있다.

도 17에는 상기의 각 구성 부분 중, 광학유닛 및 투사 렌즈 유닛의 개략 구성을 도시하고 있다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 광학유닛(9a)의 광학계는 광원으로서의 램프 본체(81)와, 이 램프 본체(81)로부터 출사된 광속(W)를 적(R), 녹(G), 청(B)의 3원색의 각 색광속(R, G, B)으로 분리하는 색분리 광학계(924)와, 분리된 각 색의 광속을 화상정보에 대응하여 변조하는 3개의 액정변조소자(925R, 925G, 925B)와, 변조된 색광속을 합성하는 정방형 단면의 각기둥 모양으로 형성된 색합성 프리즘(910)을 구비하고 있다. 램프 본체(81)로부터 출사된 광속(W)은 각종 다이크로익 미러를 구비한 색분리 광학계(924)에 의해 각 색광속(R, G, B)으로 분리되며, 각 색광속 중 적색 및 녹색 광속(R, G)은 색분리 광학계(924)에 설치된 각각의 출사부로부터 대응하는 액정변조소자(925R, 925G)를 향하여 출사된다. 청색 광속(B)은 도광계(927)를 지나서 대응하는 액정변조소자(925B)에 유도되고, 도광계(927)에 설치된 출사부로부터 대응하는 액정변조소자(925B)를 향하여 출사되도록 되어 있다.

도 17B와 도 17C에 확대하여 도시한 바와 같이, 광학유닛(9a)에 있어서는 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 입사면 측에 편광판(960R, 960G, 960B)이 배치되고, 이 편광판(960R, 960G, 960B)에 의해 액정변조소자(925R, 925G, 925B)에 입사되는 각 색광속의 편광면을 갖추도록 하고 있다. 또한 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 출사면 측에도 편광판(961R, 961G, 961B)이 배치되고, 이 편광판(961R, 961G, 961B)에 의해 색합성 프리즘(910)에 입사되는 변조된 후의 각 색광속의 편광면을 갖추도록 하고 있다. 이들의 편광판의 작용에 의해서, 스크린(10)의 표면에 콘트라스트(contrast)에 뛰어난 확대 화상을 투사할 수 있도록 되어 있다. 액정변조소자(925R, 925G, 925B)를 사이에 두는 2개의 편광판 중, 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 출사면 측에 위치하는 편광판(961R, 961G, 961B)은 액정변조소자의 광출사면에 각각 점착되어 있다.

또한 액정변조소자(925R, 925G, 925B)로서는 매트릭스 형상으로 배치된 화소를 스위칭 소자에 의해 제어하는 액티브 매트릭스형 액정 장치가 일반적으로 사용된다.

여기서, 스크린(10) 위에 확대 투사되는 화상의 콘트라스트를 향상하기 위해서는 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 광출사면에 편광광의 선택 특성이 양호한 편광판을 점착하는 것이 유효하다. 그러나 선택 특성이 뛰어난 편광판은 그만큼 광 흡수도 많고, 따라서 발열량이 많다. 상술한 투사형 표시장치에 있어서는 장치 내부에 도 17C에 도시한 바와 같은 공기류가 형성되고, 이 공기류에 의해서 편광판이 냉각되도록 되어 있지만, 편광판이 액정변조소자의 광출사면에 바로 부착되어 있으므로, 액정변조소자로의 열전달이 높고 액정변조소자의 온도가 상승하기 쉽다. 이 온도 상승에 의해서 액정 패널의 광학 특성이 열화하고, 화상의 콘트라스트의 악화를 일으키게 된다.

그래서 편광판을 액정변조소자의 광출사면으로부터 떼어 배치하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 편광판을 단순히 광출사면으로부터 떼어 배치한 것으로는, 액정변조소자의 광출사면에서의 표면 반사에 의한 광선에 의해서 액정변조소자의 스위칭 소자가 오동작할 우려가 있다. 또한 투사형 표시장치 내부에 형성되는 공기류에 의해서 먼지 등이 액정변조소자의 광출사면에 부착하여 고화질의 화상을 투사할 수 없게 될 염려도 있다.

본 발명의 과제는 상기 관점에 비추어 보아, 광변조소자의 스위칭 특성을 열화시키지 않고, 더구나 광변조소자의 광출사면에의 먼지 부착을 방지하고, 고화질의 화상을 투사할 수 있는 광변조소자 및 투사형 표시장치를 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명을 적용한 투사형 표시장치의 외관 형상을 도시한 사시도.

도 2는 도 1에 도시한 투사형 표시장치의 내부 구성을 도시한 개략 평면 구성도.

도 3은 도 2의 A-A선에서의 개략 단면 구성도.

도 4는 광학유닛과 투사 렌즈 유닛 부분을 꺼내어 도시한 개략 평면 구성도.

도 5는 광학유닛에 짜 넣어져 있는 광학계를 도시한 개략 구성도.

도 6A 및 도 6B는 본 발명의 실시예 1에 따른 투사형 표시장치의 액정변조소자의 주변 부분의 확대도.

도 7은 먼지 방지부재의 개략 단면 구성도.

도 8은 먼지 방지부재를 광입사측에서 보았을 때의 개략 평면 구성도.

도 9는 먼지 방지부재를 광출사측에서 보았을 때의 개략 평면 구성도.

도 10A는 먼지 방지부재를 색합성 프리즘의 광입사면에 설치하는 모양을 도시한 분해 사시도.

도 10B는 고정 프레임판과 편광판의 대소 관계를 도시한 설명도.

도 11은 도 7에 도시한 먼지 방지부재와는 다른 예의 먼지 방지부재의 분해 사시도.

도 12A는 도 11에 도시한 먼지 방지부재를 XZ 평면에서 절단하였을 때의 개략 단면 구성도.

도 12B는 도 11에 도시한 먼지 방지부재를 YZ 평면에서 절단하였을 때의 개략 단면 구성도.

도 13A 및 도 13B는 액정변조소자 위의 광출사면 위를 롤러가 이동하는 모양을 도시한 설명도.

도 14는 결합 멈춤쇠와 결합 돌기의 결합 상태를 도시한 평면도.

도 15는 도 11에 도시한 먼지 방지부재를 색합성 프리즘에 설치하는 모양을 도시한 분해 사시도.

도 16은 본 발명의 실시예 2에 따른 투사형 표시장치의 액정변조소자의 주변 부분의 개략 구성도.

도 17A 내지 도 17C는 종래의 투사형 표시장치의 광학유닛에 저장되어 있는 광학계를 도시한 개략 구성도.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 광변조소자는 광원으로부터 출사된 광속을 화상정보에 대응하여 변조하는 광변조소자이고, 적어도 어느 한쪽 면에 투명판이 설치되고, 상기 투명판과 상기 광변조소자 사이는 먼지 방지부재에 의해서 외부와 차단되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 광변조소자에서는 광변조소자에 전달하는 편광판의 발열을 보다 저감할 수 있다. 또한 투명판과 광변조소자 사이는 먼지 방지부재에 의해 외부와 차단되므로, 이들 사이에 먼지가 침입하는 일이 없다. 이 때문에, 광변조소자로부터 출사된 광속이 먼지에 의해 산란하는 등의 폐해도 해소할 수 있다.

먼지 방지부재는 유리 섬유 함유 수지로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 이 경우 선팽창을 억제하고 광변조소자의 이동을 방지함과 동시에, 온도를 균일하게 유지하여 광변조소자의 면내의 온도 분포를 균일하게 하는 것이 가능해진다.

한편 먼지 방지부재를 금속제로 할 수도 있다. 이와 같이 하면 방열 효과를 향상시키는 것이 가능하다. 특히 투명판에 편광판을 부착한 경우에는 광흡수를 따라 열이 발생하기 때문에 먼지 방지부재를 금속제로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 광변조소자에서는 편광판을 투명판에 부착하는 것도 가능하다. 이와 같이 하면 편광판과 투명판 사이에 먼지가 들어오지 않는다. 이 때문에 광변조소자로부터 출사된 광속이 먼지 등에 의해 산란하는 등의 폐해를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

또한 본 발명의 광변조소자에 있어서, 투명판의 적어도 한쪽 면에 표면 활성제를 도포 또는 정전 방지 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 투명판에의 먼지 부착을 방지하는 것이 가능해진다.

본 발명의 투사형 표시장치는 광변조소자의 광출사면 측에 투명판이 설치되고, 이 투명판과 상기 광변조소자의 광출사면 사이가 먼지 방지부재에 의해 외부와 차단되어 있는 구성으로 할 수 있다.

투명판의 광출사면 측에 편광판이 배치되면, 광변조소자와 편광판 사이에는 편광판 및 공기층이 개재하게 되므로, 광변조소자에 전달하는 편광판의 발열을 보다 저감할 수 있다. 또한 투명판과 광변조소자의 광출사면 사이는 먼지 방지부재에 의해 외부와 차단되기 때문에 이들 사이에 먼지가 침입하지 않는다. 이 때문에 광변조소자로부터 출사된 광속이 먼지에 의해 산란하는 등의 폐해도 해소할 수 있다.

먼지 방지부재로서는 광변조소자 및 투명판을 유지하는 프레임 본체와, 이 프레임 본체의 광출사측에 착탈 가능한 상태로 고정된 광출사측외 외부 프레임을 갖는 것을 사용할 수 있다. 이러한 먼지 방지부재를 사용하는 경우에는 프레임 본체에 광변조소자의 광입사면의 일부와 접하는 광입사면용 접촉면과, 광변조소자의 측면과 접하는 광변조소자 측면용 접촉면과, 투명판의 측면에 접하는 투명판 측면용 접촉면을 설치하도록 한다. 또한 광출사측 외부 프레임에 투명판의 광출사면의 일부를 프레임 본체를 향하여 압박 가능한 압박면을 설치하도록 한다.

이와 같이 하면 광변조소자는 프레임 본체에 설치된 광입사면용 접촉면 및 광변조소자용 접촉면에 접함으로써 프레임 본체의 소정의 위치에 배치된다. 또한 투명판은 프레임 본체에 설치된 투명판용 접촉면 및 스페이서(spacer)에 의해서 프레임 본체 및 광변조소자에 대한 상대적인 위치가 규정된다. 따라서 광변조소자, 스페이서 및 투명판을 이 순서로 프레임 본체에 포개어 맞춘 후에, 광출사측 외부 프레임을 프레임 본체에 고정하면 투명판의 광출사면이 광출사측 외부 프레임의 압박면에 의해 프레임 본체 측에 꽉 눌러지기 때문에, 광변조소자, 스페이서 및 투명판을 프레임 본체 및 광출사측 외부 프레임에 의해 유지할 수 있고 또한 그들의 상대적인 배치 관계도 동시에 유지할 수 있다.

여기서 광변조소자나 투명판 등을 접착제를 사용하여 프레임 본체에 고정하면, 그들을 교환하고 싶은 경우에는 시간이 걸린다. 예를 들면, 프레임 본체로부터 광변조소자나 투명판을 뗀 후에는 그것들에 부착되어 있는 접착제를 세정하는 공정 등이 필요하다.

이것에 대하여 상기와 같은 먼지 방지부재를 사용하면 부품 교환시에는 광출사측 외부 프레임을 프레임 본체로부터 떼는 것만으로 양호하므로, 재가공의 작업성을 향상할 수 있다.

먼지 방지부재의 프레임 본체에 광변조소자의 광출사면에 롤러를 대고, 해당 롤러를 한 방향으로 이동시키기 위한 안내면을 형성해 두는 것이 바람직하다. 광변조소자의 광출사면에는 광의 이용 효율을 향상시키는 등의 목적으로부터 반사방지 필름(AR 필름)이 부착되는 경우가 있다.

이러한 경우, 광변조소자의 광출사면에 AR 필름을 얹은 상태에서 안내면을 따라 롤러를 움직이면 광변조소자의 광출사면에 AR 필름을 간단히 부착할 수 있다.

또한 안내면이 형성되어 롤러를 이동시키기 쉬운 구조로 되어 있으므로, 광변조소자의 광출사면과 AR 필름 사이에 생기는 기포를 빼기 쉽다. 또한 먼지가 부착한 AR 필름을 교환할 경우는 광출사측 외부 프레임을 프레임 본체로부터 떼고, 프레임 본체로부터 투명판 및 스페이서를 떼어낸다. 그후 먼지가 부착한 AR 필름을 광변조소자의 광출사면로부터 떼어 새로운 AR 필름을 상술한 바와 같이 안내면을 이용하여 롤러를 이동시키면서 부착한다. AR 필름을 다시 붙인 후는 스페이서 및 투명판을 광변조소자에 대하여 포개 맞추어 광출사측 외부 프레임을 프레임 본체에 고정한다. 이와 같이 프레임 본체에 안내면이 형성되어 있는 먼지 방지부재를 사용하면 AR 필름 재부착도 간단히 할 수 있다.

이러한 본 발명의 투사형 표시장치에 있어서도 투명판의 적어도 한쪽 표면에 반사 방지막을 피복하므로써, 상술한 바와 같이 투명판으로부터 광변조소자에 반사하는 광을 없앨 수 있고, 광변조소자의 스위칭 특성을 보다 양호하게 유지할 수 있다.

광변조소자로서는 투과형 및 반사형 어느 것이어도 좋지만, 투과형의 광변조소자를 사용할 경우에는 광출사면측 뿐 아니라 광입사면측에도 투명판(광입사측 투명판)을 설치하는 것이 바람직하고 또한 광입사면 측에 설치된 투명판과 광변조소자의 광입사면 사이의 먼지 방지부재에 의해 외부와 차단해 두는 것이 바람직하다.

이와 같이 투과형의 광변조소자를 사용하여 그 광입사면 측에 투명판을 설치할 경우에는 먼지 방지부재의 프레임 본체에 광입사면측 투명판의 광출사면의 일부에 접하는 광출사면용 접착면과 광입사측 투명판 측면에 접하는 투명판 측면용 접촉면을 설치하도록 한다. 또한 프레임 본체의 광입사측에 착탈 가능한 상태로 고정할 수 있는 광입사측 외부 프레임을 설치하고, 이 광입사측 외부 프레임에 광입사측 투명판의 광입사면을 프레임 본체를 향하여 압박 가능한 압박면을 설치하도록 한다. 이렇게 하므로써 접착제를 사용하지 않고 광입사측 투명판을 광변조소자의 광입사면 측에 유지해 둘 수가 있다. 또한 단지 광입사측 외부 프레임을 프레임 본체로부터 떼어냄으로써, 투명판의 교환도 용이하게 할 수 있다.

여기서 광입사측 외부 프레임 및 광출사측 외부 프레임을 동일 형상으로 하여, 각각의 외부 프레임에 프레임 본체의 측면을 따라서 연장하는 결합 멈춤쇠를 형성하고, 프레임 본체에 각각의 결합 멈춤쇠에 대응하는 결합 돌기를 형성하는 경우에는 프레임 본체에 형성하는 각각의 결합 돌기의 위치가 프레임 본체의 두께 방향에 수직인 방향에서 어긋난 위치가 되도록 하는 것이 바람직하다. 각각의 결합 돌기의 위치가 프레임 본체의 두께 방향에서 일치한 프레임 본체를 상하형으로 성형하는 것은 곤란하다. 그러나 상기와 같은 프레임 본체를 사용하면, 프레임 본체 자체의 성형도 종래대로 용이하게 할 수 있다. 또한 광입사측 외부 프레임과 광출사측 외부 프레임이 동일 형상이므로 부품의 공통화를 꾀할 수 있다.

먼지 방지부재는 유리 섬유 함유 수지로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 이 경우 선팽창을 억제하여 광변조소자의 이동을 방지함과 동시에, 온도를 균일하게 유지하여 광변조소자면 내의 온도 분포를 균일하게 하는 것이 가능하다.

한편 먼지 방지부재를 금속제로 하면 방열 효과를 향상시키는 것이 가능하다. 특히 투명판에 편광판을 붙인 경우에는 광흡수를 따라 열이 발생하기 때문에 설치 프레임판을 금속으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 상기 투사형 표시장치에서는 편광판을 투명판에 부착하는 것도 가능하다. 이와 같이 하면 편광판과 투명판 사이에 먼지가 침입하는 일이 없다. 이 때문에 광변조소자로부터 출사된 광속이 먼지 등에 의해 산란하는 등의 폐해를 보다 효과적으로 방지할 수가 있다.

또한 본 발명의 상기 투사형 표시장치에서는 투명판의 적어도 한쪽 면에 표면 활성제를 도포 또는 정전 방지 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 투명판에의 먼지 부착을 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 투사형 표시장치는 광원으로부터 출사된 광속을 복수의 색광속으로 분리하고, 각 색광속을 광변조소자를 통해서 화상정보에 대응하여 변조하여 상기 광변조소자에 의해 변조된 각 색광속을 색합성 수단에 의해 합성하고 이 합성된 광을 투사 수단을 거쳐 투사면 위에 확대 투사하는 투사형 표시장치이며, 광변조소자의 광출사면 측에 설치된 투명판과, 이 투명판 및 상기 광변조소자를 유지함과 동시에 상기 투명판과 상기 광변조소자의 광출사면 사이를 외부에서 차단하는 먼지 방지부재와, 상기 색합성 수단의 광입사면에 고정되는 고정 프레임판과, 상기 고정 프레임판에 대하여 착탈 가능한 상태로 고정되는 중간 프레임 본체를 갖고, 상기 먼지 방지부재를 상기 중간 프레임판에 대하여 고정한 구성을 채용하고 있다. 이러한 구성의 투사형 표시장치에 의해서도 광변조소자에 전달하는 편광판의 발열을 보다 저감할 수 있음과 동시에, 광변조소자로부터 출사된 광속이 먼지에 의해 산란하는 등의 폐해를 막을 수 있다. 이와 더불어, 광변조소자에 직접 닿아 색합성 수단 측에의 설치 작업을 할 필요가 없기 때문에, 광변조소자가 다른 부분에 간섭하여 파손 또는 결손하는 것도 방지할 수 있다.

이러한 구성의 본 발명의 투사형 표시장치에 있어서는 먼지 방지부재의 설치 위치를 규정함으로써, 광변조소자의 위치 결정을 하는 위치 결정 수단을 설치해 두면, 이 위치 결정 수단에 의해서 먼지 방지부재와 광변조소자의 설치 위치를 동시에 결정할 수 있어 편리하다.

이러한 구성의 본 발명의 투사형 표시장치에 있어서도, 투과형의 광변조소자를 사용하는 경우에는 상술한 바와 같이, 광출사면측 뿐 아니라 광입사면 측에도 투명판을 설치하는 것이 바람직하고, 또한 광입사면 측에 설치된 투명판과 광변조소자의 광입사면 사이를 먼지 방지부재에 의해 외부와 차단해 두는 것이 바람직하다.

여기서 색합성 수단의 광입사면에 편광판이 고정되어 있는 경우가 있다. 이러한 경우에 편광판의 프레임 부분과 고정 프레임판의 접착면이 완전히 겹쳐 버리면 접착 강도가 저하하거나, 편광판이 박리하게 될 우려가 있다. 이러한 문제를 확실히 회피하기 위해서는 접착면의 일부분만이 편광판의 프레임 부분과 겹치도록 고정프레임판을 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 고정 프레임판의 상기 광입사면에의 접착면이 상기 편광판에 의해 완전히 덮여 있지 않은 상태로 되어 있는 것이 바람직하다.

투명판 표면에는 표면 활성제가 도포되며 또는 정전 방지 처리가 실시되어 있을 수 있다. 이 경우 투명판 표면에 먼지가 부착하기 어려우므로, 먼지의 부착을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

편광판이 투명판에 부착되어 있는 경우에는 광변조소자와 편광판 사이에 먼지가 들어가는 것을 막을 수 있기 때문에, 광의 편광 상태가 먼지에 의해서 산란되는 일이 없다. 또한 흑색 화상을 표시한 경우에, 먼지가 부착한 부분에 상당하는 지점이 공백(white blank)으로서 표시가 되는 것을 방지할 수 있고, 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

상기 먼지 방지부재를 유리 섬유 함유 수지제로 한 경우, 선팽창을 억제하여 광변조소자의 이동을 방지함과 동시에 온도를 균일하게 유지하여 광변조소자 면내의 온도 분포를 균일하게 하는 것이 가능하다.

한편 먼지 방지부재를 금속제로 하면, 방열 효과를 향상시키는 것이 가능하다. 특히 투명판에 편광판을 붙인 경우에는 광흡수를 따라 열이 발생하기 때문에 먼지 방지부재를 금속으로 하는 것이 바람직하다.

(실시예 1)

이하에 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 투사형 표시장치의 일례를 설명한다. 본 실시예의 투사형 표시장치는 광원 램프 유닛으로부터 출사된 광속을 적(R), 녹(G), 청(B)의 3원색 광속으로 분리하여, 이들의 각 색광속을 액정변조소자를 통해서 화상정보에 대응시켜 변조하고, 변조한 후의 각 색의 변조 광속을 합성하여, 투사 렌즈 유닛을 거쳐 스크린상에 확대 표시하는 형식이다.

도 1에는 본 실시예의 투사형 표시장치의 외관을 도시하고 있다. 이 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 투사형 표시장치(1)는 직방체 형상을 한 외장 케이스(2)를 갖고 있다. 외장 케이스(2)는 기본적으로는 상부 케이스(3)와 하부 케이스(4)와, 장치의 전방을 규정짓는 전면 케이스(5)로 구성되어 있다. 전면 케이스(5)의 중앙으로부터는 투사 렌즈 유닛(6)의 선단측 부분이 돌출하고 있다.

도 2에는 투사형 표시장치(1)의 외장 케이스(2) 내부의 각 구성 부분의 배치를 도시하고 있고, 도 3에는 도 2의 A-A선에서의 단면을 도시하고 있다. 이들의 도면에 도시한 바와 같이, 외장 케이스(2) 내부에 있어서, 그 후단측에는 전원 유닛(7)이 배치되어 있다. 이 전원 유닛(7)보다도 장치 앞쪽이 인접한 위치에는 광원 램프 유닛(8)이 배치되어 있다. 광원 램프 유닛(8)의 장치 앞쪽에는 광학유닛(9)이 배치되어 있다. 광학유닛(9)의 앞쪽 중앙에는 투사 렌즈 유닛(6)의 기단측이 위치하고 있다.

한편 광학유닛(9) 측방에는 장치의 전후 방향을 향하여 입출력 인터페이스 회로가 탑재된 인터페이스 기판(11)이 배치되고, 이 인터페이스 기판(11)에 평행하게 비디오 신호 처리 회로가 탑재된 비디오 기판(12)이 배치되어 있다. 또한 광원 램프 유닛(8), 광학유닛(9) 위쪽에는 장치 구동 제어용 제어 기판(13)이 배치되어 있다. 장치 전단측의 좌우 모서리에는 각각 스피커(14R, 14L)가 배치되어 있다.

광학유닛(9)의 상면측 중앙에는 냉각용 흡기팬(15A)이 배치되고, 광학유닛(9)의 저면측 중앙에는 냉각용 순환류 형성용의 순환용 팬(15B)이 배치되어 있다. 또한 광원 램프 유닛(8)의 이면측인 장치 측면에는 배기팬(16)이 배치되어 있다. 그리고, 전원 유닛(7)에서의 기판(11, 12) 끝에 면하는 위치에는 흡기팬(15A)으로부터의 냉각용 공기류를 전원 유닛(7) 내에 흡인하기 위한 보조 냉각팬(17)이 배치되어 있다.

전원 유닛(7) 바로 위에는 그 장치 좌측 위치에 플로피 디스크 구동 유닛(18)이 배치되어 있다.

이 광원 램프 유닛(8)은 광원 램프(80)와, 이것을 내장하고 있는 램프 하우징(83)을 구비하고 있다. 광원 램프(80)는 할로겐 램프, 크세논 램프, 메탈 할로이드 램프 등의 램프 본체(81)와, 단면이 포물선 형상의 반사면을 구비한 리플렉터(82)를 구비하고 있고, 램프 본체(81)로부터의 발산광을 반사하여 거의 광축을 따라 광학유닛(9) 측을 향하여 출사할 수 있도록 되어 있다.

도 4에는 광학유닛(9) 및 투사 렌즈 유닛(6) 부분을 꺼내어 도시하고 있다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 광학유닛(9)은 그 색합성 프리즘(10) 이외의 광학 소자가 상하 라이트 가이드(901, 902) 사이에 상하로부터 끼워져 유지된 구성으로 되어있다. 이들의 상라이트 가이드(901), 하라이트 가이드(902)는 각각 상부 케이스(3) 및 하부 케이스(4) 측에 고정 나사에 의해 고정되어 있다.

또한 이들의 상하 라이트 가이드판(901, 902)은 색합성 프리즘(910) 측에 동일하게 고정 나사에 의해 고정되어 있다. 색합성 프리즘(910)은 다이캐스트판인 두꺼운 헤드판(903) 이면측에 고정 나사에 의해 고정되어 있다. 이 헤드판(903) 앞면에는 투사 렌즈 유닛(6)의 기단측이 동일하게 고정 나사에 의해 고정되어 있다.

도 5에는 본 실시예의 투사형 표시장치(1)에 짜 넣어져 있는 광학계의 개략 구성을 도시하고 있다. 본 실시예의 투사형 표시장치(1)의 광학계에는 광원 램프 유닛(8)의 구성 요소인 광원 램프(80)와, 균일 조명 광학 소자인 집광 렌즈(921) 및 집광 렌즈(922)로 구성되는 균일 조명 광학계(923)가 채용되어 있다. 그리고 투사형 표시장치(1)는 이 균일 조명 광학계(923)로부터 출사되는 광속(W)을 적(R), 녹(G), 청(B)으로 분리하는 색분리 광학계(924)와, 각 색광속(R, G, B)을 변조하는 3장의 액정변조소자(925R, 925G, 925B)와, 변조된 후의 색광속을 합성하는 색합성 광학계로서의 색합성 프리즘(910)과, 합성된 광속을 스크린(10) 표면에 확대 투사하는 투사 렌즈 유닛(6) 중 청색 광속(B)에 대응하는 액정변조소자(925B)에 유도하는 도광계(927)를 구비하고 있다.

균일 조명 광학계(923)는 반사 미러(931)를 구비하고 있고, 균일 조명 광학계(923)로부터의 출사광의 광축(1a)을 장치 앞방향을 향하여 직각으로 꺽여지도록 하고 있다. 이 반사 미러(931)를 사이에 두고 집광 렌즈(921, 922)가 직교하는 상태로 배치되어 있다.

광원 램프(80)로부터의 출사광은 이 집광 렌즈(921)를 거쳐 집광 렌즈(922)를 구성하고 있는 각 렌즈의 입사면 상에 각각 2차 광원상으로서 투사되어, 해당 집광 렌즈(92)로부터의 출사광을 사용하여 피조명 대상물이 조사된다.

각 색분리 광학계(924)는 청녹 반사 다이크로익 미러(941)와, 녹반사 다이크로익 미러(942)와, 반사 미러(943)로 구성된다. 우선 청녹 반사 다이크로익 미러(941)에 있어서, 광속(W)에 포함되어 있는 청색 광속(B) 및 녹색 광속(G)이 직각으로 반사되어, 녹반사 다이크로익 미러(942) 측을 향한다.

적색 광속(R)은 이 미러(941)를 통과하여, 후방의 반사 미러(943)에서 직각으로 반사되고 적색 광속(R)의 출사부(944)로부터 프리즘 유닛(910)측에 출사된다. 다음에 녹반사 다이크로익 미러(942)에 있어서, 미러(941)에 의해 반사된 청색, 녹색 광속(B, G) 중 녹색 광속(G)만이 직각으로 반사되고, 녹색 광속(G)의 출사부(945)로부터 색합성 광학계측에 출사된다. 이 미러(942)를 통과한 청색 광속(B)은 청색 광속(B)의 출사부(946)로부터 도광계(927)측에 출사된다. 본 실시예에서는 균일 조명 광학 소자의 광속(W)의 출사부로부터 색분리 광학계(924)에서의 각 색광속의 출사부(944, 945, 946)까지의 거리가 모두 같게 설정되어 있다.

색분리 광학계(942)의 적색, 녹색 광속(R, G)의 출사부(944, 945)의 출사측에는 각각 집광 렌즈(951, 952)가 배치되어 있다. 따라서 각 출사부로부터 출사한 적색, 녹색 광속(R, G)은 이들의 집광 렌즈(951, 952)에 입사하여 평행화된다.

이와 같이 평행화된 적색, 녹색 광속(R, G)은 액정변조소자(925R, 925G)에 입사하여 변조되며, 각 색광에 대응한 화상정보가 부가된다. 즉, 이들의 라이트 밸브는 도시하지 않은 구동 수단에 의해 화상정보를 따라서 스위칭 제어되고, 이것에 의해 여기를 통과하는 각 색광의 변조가 행하여진다. 이러한 구동 수단은 공지의 수단을 그대로 사용할 수 있다.

한편 청색 광속(B)은 도광계(927)를 거쳐 대응하는 액정변조소자(925B)에 유도되고, 여기에 있어서 동일하게 화상정보를 따라서 변조가 실시된다. 본 실시예의 라이트 밸브는, 예를 들면, 폴리실리콘(TFT)을 스위칭 소자로서 사용할 수 있다.

도광계(927)는 청색 광속(B) 출사부(946)의 출사측에 배치한 집광 렌즈(954)와, 입사측 반사 미러(971)와, 출사측 반사 미러(972)와, 이들의 반사 미러 사이에 배치한 중간 렌즈(973)와, 액정변조소자(925B) 앞쪽에 배치한 집광 렌즈(953)로 구성된다. 각 색광속의 광로 길이, 즉, 광원 램프(805)로부터 각 액정 패널까지의 거리는 청색 광속(B)이 가장 길어지고, 따라서 이 광속의 광량 손실이 가장 많아진다. 그러나 도광계(927)를 개재시킴으로서 광량 손실을 억제할 수 있다.

다음에 각 액정변조소자(925R, 925G, 925B)를 통하여 변조된 각 색광속(R, G, B)은 색합성 프리즘(910)에 입사되고 여기서 합성된다. 이 색합성 프리즘(910)에 의해 합성된 컬러 화상은 투사 렌즈 유닛(6)을 거쳐 소정의 위치에 있는 스크린(10) 표면에 확대 투사된다.

도 6에는 액정변조소자의 주변 부분의 개략 구성을 도시하고 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R, 911G, 911B)과 소정의 간격을 두고 면대향하는 각 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 광입사면측 및 광출사면측에 먼지 방지부재(965R, 965G, 965B)를 거쳐 플라스틱, 유리 등으로 이루어지는 투명판(962R, 962G, 962B, 963R, 963G, 963B)이 설치되어 있다.

투명판(962R, 962G, 962B, 963R, 963G, 963B)과 액정변조소자(925R, 925G, 925B) 사이는 먼지 방지부재(965R, 965G, 965B)에 의해 외부와 차단되어 있다. 이 때문에 투명판(962R, 962G, 962B, 963R, 963G, 963B)과 액정변조소자(925R, 925G, 925B) 사이에 먼지가 침입하지 않기 때문에, 그들 사이에 있는 먼지에 의해 각 색광속이 산란한 것을 방지할 수 있다. 또한 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 광출사면에도 광반사 방지용 박막이 피복되어 있고, 상술한 귀환 광에 의한 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 오동작을 방지하고 있다.

투명판(963R, 963G, 963B)은 입사측 및 출사측 표면(10)에 광반사 방지용 박막이 피복되어 있다.

입사측 편광판(960R, 960G, 960B)은 투명판(962R, 962G, 962B)의 광입사면과 소정의 간격을 두고 배치되어 있고, 출사측 편광판(961R, 961G, 961B)은 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R, 911G, 911B)에 각각 부착되어 있다.

이와 같이 구성한 투사형 표시장치에서는 입사측 편광판(960R, 960G, 960B) 및 출사측 편광판(961R, 961G, 961B)를 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 광입사면, 광출사면으로부터 떼어 설치하여 있음과 동시에, 입사측 편광판(960R, 960G, 960B), 출사측 편광판(961R, 961G, 961B)과 액정변조소자(925R, 925G, 925B) 사이에 투명판(962R, 962G, 962B, 963R, 963G, 963B)이나, 공기를 개재시키고 있으므로 입사측 편광판(960R, 960G, 960B) 및 출사측 편광판(961R, 961G, 961B)에서의 발열이 액정변조소자(925R, 925G, 925B)에 전달하는 것을 저해할 수 있다. 또한 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 광출사면이 투명판(963R, 963G, 963B)에 의해 보호되어 있고 또한 투명판(963R, 963G, 963B)과 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 광출사면이 떨어져 있으므로, 출사측 편광판(961R, 961G, 961B)에서의 발열이 액정변조소자(925R, 925G, 925B)에 전달하는 것을 저해할 수 있다. 이것에 의해 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 온도 상승을 억제할 수 있고, 그 광학 특성의 열화를 막을 수 있다.

또한 액정변조소자(925R, 925G, 925B)와 출사측 편광판(961R, 961G, 961B)이 떨어져 있으므로, 액정변조소자(925R, 925G, 925B)에서 출사되는 광의 퍼짐이 커지기 때문에 넓은 면적에서 광을 받게 된다. 이 때문에 편광판(961R, 961G, 961B)의 단위 면적당 발열을 적게 할 수 있고 방열도 용이하다. 특히 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 광입사면측에 액정변조소자의 각 화소에 광을 집광시키는 마이크로렌즈 배열를 배치하면 광의 퍼짐이 더욱 커져 유효하다.

또한 본 실시예의 투사형 표시장치에서는 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 광입사면측에도 투명판(962R, 962G, 962B)이 부착되어 있으므로, 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 광입사면에의 먼지 부착도 방지할 수 있다.

또 출사측 편광판(961R, 961G, 961B)을 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R, 911G, 911B)에 부착하지 않고, 투명판(963R, 963G, 963B)에 부착하여 맞출 수도 있다. 이 경우 각 액정변조소자(925R, 925G, 925B)와 편광판(961R, 961G, 961B) 사이에 먼지가 들어가는 것을 막을 수 있고, 광의 편광 상태가 먼지에 의해 산란되는 일이 없다. 또한 흑색 화상을 표시한 경우에 먼지가 부착한 부분에 상당하는 지점이 희게 빠진 표시가 되는 것을 방지할 수 있고, 표시 품질을 향상시키는 것이 가능하다.

또한 출사측 편광판(961R, 961G, 961B)을 투명판(962R, 962G, 962B)과 색합성 프리즘(910) 사이에 독립하여 배치할 수도 있다.

또한 이러한 투명판(962R, 962G, 962B, 963R, 963G, 963B) 표면에 표면 활성제(계면 활성제)를 도포 또는 정전 방지 처리를 실시할 수 있다. 이와 같이하면 투명판(962R, 962G, 962B, 963R, 963G, 963B) 표면에 먼지가 부착하기 어려워지므로 먼지의 부착을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

또 편광판에는 반사형 편광판과 흡수형 편광판의 2종류가 있다. 이 중, 반사형 편광판은 2종류의 직선 편광광 중 한쪽 직선 편광광을 투과시키고, 다른쪽을 반사하는 타입이다. 또한 흡수형 편광판은 2종류의 직선 편광광 중 한쪽 직선 편광광을 투과시키고 다른쪽을 흡수하는 타입이다. 편광판(960R, 960G, 960B, 961R, 961G, 961B)은 반사형이어도 투과형이어도 좋다.

다음에 먼지 방지부재(965R, 965G, 965B)의 구조를 자세히 설명한다. 또 각 먼지 방지부재(965R, 965G, 965B)는 동일한 구성이기 때문에, 먼지 방지부재(965R)만을 대표하여 설명한다. 또한 이하의 설명에 있어서는 서로 직교하는 3개의 방향을 편의적으로 X축 방향(가로방향), Y축 방향(세로방향), Z축 방향(광축과 평행한 방향)으로 한다. 도 7에는 먼지 방지부재(965R)의 개략 단면 구성을 도시하고 있다. 또한 도 8에는 그 먼지 방지부재(965R)를 광입사면측에서 보았을 때의 개략 평면 구성을 도시하며, 도 9에는 광출사면측으로부터 보았을 때의 개략 평면 구성을 도시하고 있다.

이들의 도면에 도시한 바와 같이, 액정변조소자(925R)의 광입사면에는 스페이서(21)를 거쳐 투명판(962R)이 배치되고, 광출사면에는 스페이서(22)를 거쳐 투명판(963R)이 배치되어 있다. 본 실시예에서는 이러한 배치 관계에 있는 액정변조소자(925R) 및 투명판(962R, 963R)이 먼지 방지부재(965R)에 의해 유지되어 있다.

먼지 방지부재(965R)는 액정변조소자(925R) 및 투명판(962R, 963R)을 끼우는 제 1 및 제 2 외부 프레임(51, 52)과, 액정변조소자(925R)의 광출사면과 투명판(963R) 사이 및 액정변조소자(925R)의 광입사면과 투명판(962R) 사이를 외부와 차단하는 중간 프레임(53)을 구비하고 있다. 제 1 및 제 2 외부 프레임(51, 52)에 의해 액정변조소자(925R)와 투명판(962R, 963R)이 끼워진 상태로 유지되어 있다.

제 1 외부 프레임(51)은 광 통과용 직사각형 개구(51a)를 구비하고 있음과 동시에, 4개의 둘레에 일정한 두께의 주위벽(51b)을 구비하고 있다. 제 2 외부 프레임(52)도 광 통과용의 직사각형 개구(52a)를 구비하고 있음과 동시에, 4개의 둘레에 일정한 두께의 주위벽(52b)을 구비하고 있다. 제 2 외부 프레임(52)은 그 상하 방향(세로방향 Y)의 길이가 투명판(963R)보다 크고 또한 제 1 외부 프레임(51)보다 작게 설정되어 있다.

중간 프레임(53)은 직사각형 프레임이고, 액정변조소자(925R) 및 투명판(962R), 963R)의 외주를 둘러싸는 상태로 설치되어 있다. 이 중간 프레임(53) 측면에 있어서 좌우 각각 2개소 위치에 결합 돌기(53a)가 형성되어 있다. 이것에 대하여 제 1 외부 프레임(51)에는 각 결합 돌기(53a)에 대응하는 위치에 이들을 끼워 맞춤 가능한 결합 구멍(51c)이 형성되어 있다.

또한 중간 프레임(53) 측면에 있어서 좌우 각각 2개소 위치에 결합 돌기(53b)가 형성되어 있다. 이것에 대하여, 제 2 외부 프레임(52)에는 각 결합 돌기(53b)에 대응하는 위치에 이들을 끼워 맞춤 가능한 결합 구멍(52c)이 형성되어 있다.

따라서, 액정변조소자(925R)의 광입사면측에 설치되어 있는 투명판(962R) 외측에서 각 결합 돌기(53a)가 각 결합 구멍(51c)에 삽입되도록 제 1 외부 프레임(51)을 중간 프레임(53)에 대하여 밀어 넣고, 또한 액정변조소자(925R)의 광출사면측에 설치되어 있는 투명판(963R) 외측에서 각 결합 돌기(53b)가 각 결합 구멍(52c)에 삽입되도록 제 2 외부 프레임(52)을 중간 프레임(53)에 대하여 밀어 넣으면 액정변조소자(925R)와 투명판(962R, 963R)이 먼지 방지부재(965R)에 의해 유지된다.

또한 액정변조소자(925R)의 광입사면과 투명판(962R) 사이 및 액정변조소자(925R)의 광출사면과 투명판(963R) 사이가 외부와 차단된다. 또 먼지 방지부재(965R)에서 윗쪽을 향하여 연장되어 있는 부재는 배선용 플랙시블 테이블(953R)이다.

또 이 경우에 먼지 방지부재(965R)를, 예를 들면, FRP과 같이 유리 섬유 함유 수지로 형성함으로써, 선팽창을 억제하고 먼지 방지부재(965R)의 이동을 방지함과 동시에 먼지 방지부재(965R)의 온도를 균일하게 유지하여 먼지 방지부재(965R)면 내의 온도 분포를 균일하게 하는 것이 가능하다.

한편 먼지 방지부재(965R)를 금속으로 하면, 방열 효과를 향상시키는 것이 가능하다. 특히 투명판에 광흡수형 편광판을 부착한 경우에는 해당 편광판 광흡수에 따르는 열을 효율적으로 방출할 수가 있다.

도 10A에는 액정변조소자(925R) 및 투명판(962R, 963R)을 보유한 먼지 방지부재(965R)를 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R)에 부착하는 모양을 도시하고 있다. 이 도면을 참조하여 먼지 방지부재(965R)를 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R)에 설치하기 위한 설치 구조를 설명한다.

도 10A에 도시한 바와 같이, 액정변조소자(925R) 등을 보유한 먼지 방지부재(965R)는 중간 프레임판(55)을 거쳐, 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R)에 접착 고정되는 고정 프레임판(54)에 대하여 고정되도록 되어 있다. 또 본 실시예의 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R)에는 적필터(23)가 부착되어 있고, 이 적필터(23) 표면에 편광판(961R)이 고정되어 있다.

중간 프레임판(55)은 먼지 방지부재(965R)의 제 1 외부 프레임(51)과 거의 동일하거나 또는 이것보다 한층 크게 형성된 직사각형 프레임이고, 광 통과용 직사각형 개구(55a)를 구비하고 있다. 이 중간 프레임판(55)에는 그 직사각형 개구(55a)의 네 모서리에 프레임판 표면에서 수직으로 연장되는 결합 돌기 부재(55d)가 형성되어 있다. 이것에 대하여 먼지 방지부재(965R)측에는 각 결합 돌기 부재(55d)에 대응하는 위치에 이들을 삽입 가능한 결합 구멍(51d)이 형성되어 있다.

본 실시예에서는 먼지 방지부재(965R)의 제 1 외부 프레임(51)과 중간 프레임(53)에 각각 형성된 관통 구멍에서 각 결합 구멍(51d)이 구성되어 있다. 따라서, 먼지 방지부재(965R)의 각 결합 구멍(51d)에 중간 프레임판(55)의 각 결합 돌기 부재(55d)를 맞추어 서로 포개면, 각 결합 구멍(51d)에 각 결합 돌기(55d)가 삽입된 임시 고정이 가능한 상태가 형성된다.

한편 고정 프레임판(54)도 광 통과용 직사각형 개구(54a)가 형성된 직사각형의 프레임판이다. 또한 고정 프레임판(54)에 형성되어 있는 직사각형 개구(54a)는 편광판(961R)의 광입사면보다 작게 형성되어 있다. 고정 프레임판(54)은 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R)에 설치된 적 필터(25)에 접착제에 의해 고정된다.

이때 편광판(961R)에 의해 고정 프레임판(54)의 접착면(54e)을 완전히 덮어버리면, 접착 강도가 저하하거나 편광판(961R)이 떨어질 염려가 있다. 그러나 본 실시예에서는 도 10B에 도시한 바와 같이, 편광판(961R)에 의해 고정 프레임판(54)의 접착면(54e)이 완전히 덮여져 있지 않으므로, 접착 강도의 저하나 편광판(961R)이 벗겨질 가능성이 매우 적다.

도 10A에 되돌아가, 고정 프레임판(54)의 상부 프레임 부분의 경우 및 고정 프레임의 하부 프레임 부분의 좌우 방향의 중앙 위치에는 나사 구멍(54c)이 형성되어 있다. 이들 3개의 나사 구멍(54c)에 대응하는 중간 프레임판(55)에도 나사 구멍(55c)이 형성되어 있다. 대응하는 나사 구멍(54c, 55c)에 체결용 접시머리 나사(56)를 삽입함으로써, 고정 프레임판(54)에 대하여 중간 프레임판(55)이 고정된다. 또 본 실시예에서는 3개의 나사(56)에 의해 고정 프레임판(54)에 대하여 중간 프레임판(55)이 고정되어 있다. 나사의 개수는 한정되지 않고 4개 이상이어도 되고, 또한 2개 이하이어도 된다. 일반적으로는 개수가 적을수록 나사 체결의 작업 공정이 적고 제조가 용이하다.

여기서 고정 프레임판(54)의 하부 프레임 부분의 좌우 양 모서리에는 결합 돌기(54b)가 형성되고, 이들 2개의 결합 돌기(54b)에 대응하는 중간 프레임판(55)의 하부 프레임 부분의 좌우 양 모서리에는 결합 구멍(55b)이 형성되어 있다. 따라서 나사(56)에 의해 고정할 때에는 고정 프레임판(54)의 결합 돌기(54b)에 대하여 중간 프레임판(55)의 결합 구멍(55b)을 맞추어, 중간 프레임판(55)을 고정 프레임판(54)측에 밀어 넣으면 중간 프레임판(55)을 고정 프레임판(54)에 임시 고정할 수 있다. 이와 같이 하면 상호의 프레임판의 위치 결정 정밀도를 한층 향상시킬 수 있다.

본 실시예의 투사형 표시장치는 먼지 방지부재(965R)를 고정 프레임판(54)에 고정한 중간 프레임판(55)에 대하여 위치 결정하기 위한 위치 결정 수단을 구비하고 있다. 이 위치 결정 수단은 2개의 쐐기(57)를 구비하고 있다. 이 쐐기(57)의 경사면(57a)이 맞닿는 쐐기 안내면(51e 내지 51g)이 먼지 방지부재(965R)의 좌우 양측면의 상하 방향의 중앙 위치에 형성되어 있다. 중간 프레임판(55)에 먼지 방지부재(965R)를 임시 고정하면 쐐기 안내면(51e)과 이것에 대치하고 있는 중간 프레임판(55)의 프레임 부분 사이에 쐐기 삽입 홈이 구성된다.

따라서 중간 프레임판(55)에 먼지 방지부재(965R)를 임시 고정한 뒤에, 2 개의 쐐기(57)를 먼지 방지부재(965R) 좌우에 박아 넣고, 이들의 쐐기(57)의 밀어 넣는 양을 조정하면 먼지 방지부재(965R)의 위치가 규정되고, 먼지 방지부재(965R)에 보유되어 있는 액정변조소자(925R)의 위치 결정을 할 수 있다.

다음에 먼지 방지부재(965R)를 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R)에 설치하는 순서에 관해서 설명한다. 우선 액정변조소자(925R) 및 투명판(962R, 963 R)이 보유된 먼지 방지부재(965R)를 준비한다. 또한 광입사면(911R)에 적필터(25)를 거쳐 편광판(961R)이 고정된 색합성 프리즘(910)을 준비한다. 다음에 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R)에 고정된 적필터(25)에 고정 프레임판(54)을 위치 결정하여 접착 고정한다. 접착제로서는 자외선 경화형 접착제 등을 사용할 수 있다.

다음에 접착 고정하여 고정 프레임판(54) 표면에 중간 프레임판(55)을 위치 결정하고, 3개의 접시머리 나사(56)에 의해서 해당 중간 프레임판(55)을 나사 고정한다. 그런 후에 액정변조소자(925R) 등이 보유되어 있는 먼지 방지부재(965R)를 중간 프레임판(55)에 위치 결정하여 거기에 임시 고정한다. 즉, 중간 프레임판(55)의 결합 돌기 부재(55d)를 먼지 방지부재(965R)의 결합 구멍(51d)에 일치시키고, 이 상태에서 먼지 방지부재(965R)를 중간 프레임판(55)을 향하여 밀어 넣는다. 또 고정 프레임판(54)을 색합성 프리즘(910)에 접착 고정하기 전에, 고정 프레임판(54)과 중간 프레임판(54)을 나사(56)로 미리 일체화해 두면 위치 정밀도를 만들기 쉬워진다.

이후는 위치 결정 수단으로서 쐐기(57)를 사용하고, 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R)에 대하여 액정변조소자(925R)의 위치 결정을 한다. 즉, 2개의 쐐기(57)를 먼지 방지부재(965R)에 형성한 쐐기 안내면(51e)을 따라 임시 고정되어 있는 먼지 방지부재(965R)와 중간 프레임판(55) 사이에 삽입한다. 그리고 각 쐐기 (57)의 삽입량을 조정함으로서, 액정변조소자(925R)의 얼라이먼트(alignment) 조정 및 포커스 조정을 한다.

위치 결정이 이루어진 지점에서 이들의 쐐기(57)를 접착제를 사용하여 위치 결정 대상의 부재인 먼지 방지부재(965R) 및 중간 프레임판(55)에 접착 고정한다. 이 경우에 사용하는 접착제로서도 자외선 경화형 접착제를 사용할 수 있다.

여기서, 상기의 쐐기(57)의 위치 결정 작업 및 쐐기(57)의 접착 고정 작업을 공정 순서를 따라서 보다 자세히 설명한다.

우선 투사 렌즈 유닛(6)의 포커스면내에 액정변조소자(925R)의 포커스면을 전용 조정 장치를 사용하여 맞추어 넣는다. 이 상태에서 상술대로 중간 프레임판(55)의 결합 돌기 부재(55d)가 먼지 방지부재(965R)의 결합 구멍(51d)에 들어가 형성되는 틈에 자외선 경화형 접착제를 주입하여 자외선 조사에 의해서 경화시켜 고정한다.

다음에, 중간 프레임판(55)과 먼지 방지부재(965R)에 설치한 쐐기 안내면(51e)에 의하여 자외선 경화형 접착제에 쐐기(57)의 노출 단면으로부터 자외선을 조사하여 접착하여 본 고정을 한다. 액정변조소자(925R, 925G, 925B) 중앙에 배치되는 액정변조소자(925G)를 기준으로서, 동일하게 액정변조소자(925R, 925B)의 포커스 조정 및 상호간의 화소 맞춤 조정을 하여 임시 고정 및 본고정을 행한다.

또한 임시 고정 작업은 헤드판(903)에 색합성 프리즘(910)과 투사 렌즈(6)를 설치한 상태로 조정 장치에 세트하여 행하므로, 부품 개개의 특성에 맞춘 최적의 조정이 가능하다. 또한 먼지 방지부재(965R)의 조정 장치에의 척킹(chucking)은 제 1 외부 프레임(51)의 외형을 기준으로서 행하고 있다.

액정변조소자(925R) 이외의 액정변조소자(925G, 925B)를 유지하고 있는 먼지 방지부재(965G, 965B)의 색합성 프리즘(910)에의 설치 구조도 동일한 구조이므로 그 설명은 생략한다.

이상과 같이 하여 먼지 방지부재(965R)를 색합성 프리즘(910)에 부착하면 다음과 같은 효과가 얻어진다.

첫째로, 액정변조소자(925R)는 그 4프레임 부분이 먼지 방지부재(965R)에 의해서 보호되어진 상태에 있으므로, 액정변조소자(925R)에 직접 닿아, 색합성 프리즘(910)측에의 설치 작업을 할 필요가 없다. 따라서 액정변조소자(925R)가 다른 부분에 닿는 등으로 파손 또는 결손하는 것을 방지할 수 있다. 또한 액정변조소자(925R) 주위는 먼지 방지부재(965R)에 의해 덮여져 있으므로, 외광을 차단할 수 있고, 외광에 기인한 액정변조소자(925R)의 오동작을 막을 수 있다.

둘째로, 액정변조소자(925R)를 보유한 먼지 방지부재(965R)는 중간 프레임판(55)을 거쳐 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R)에 대하여 나사 고정되어 착탈가능하게 되어 있다. 따라서, 예를 들면, 액정변조소자(925R)에 결함이 발생한 경우에는 나사(56)를 빼는 간단한 작업으로 그 교환을 행할 수 있다. 또한 색합성 프리즘(910)에 대하여 액정변조소자(925R)가 직접 접착 고정되어 있지 않으므로, 이러한 교환시에 색합성 프리즘(910)측을 손상하지 않고, 또한 고액의 부품을 낭비 없이 사용할 수 있다.

세째로, 액정변조소자(925R)를 유지한 먼지 방지부재(965R)는 중간 프레임판(55)에 임시 고정할 수 있다. 이 임시 고정 상태를 형성한 뒤에, 쐐기(57)를 사용하여 액정변조소자(925R)와 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R)과의 자리매김을 할 수 있다. 이와 같이 임시 고정 상태를 형성할 수 있으므로, 별도의 공정으로 쐐기(57)를 사용한 위치 결정 작업을 간단히 할 수 있으므로, 설비의 사이클 타임의 향상을 가져온다.

여기서, 쐐기(57)로서는 일반적으로는 유리제를 사용할 수가 있다. 그러나 먼지 방지부재(965R)를 수지 성형품으로 한 경우에는 유리에 비해 열팽창율이 크기 때문에 열팽창 차이에 의해 쐐기(57)가 이들의 프레임판으로부터 박리하기 쉬워지고 쐐기(57)가 온도 변화에 의해 파괴되는 경우가 있다. 이것을 회피하기 위해서는 쐐기(57)를 아크릴계 등의 수지 성형품으로 하는 것이 바람직하다. 또한 쐐기(57)를 아크릴계 재질로 함으로써, 성형 가공을 할 수 있기 때문에, 유리제에 비하여 대폭 비용 저감을 꾀할 수 있다. 또 쐐기(57)의 소재로서 자외선을 투과시키는 재료를 사용함으로써 쐐기(57)를 접착 고정하기 위한 접착제로서 온도 상승이 적고 경화 시간이 짧은 자외선 경화형 접착제를 사용할 수 있다.

또한 먼지 방지부재(965R)에 쐐기 안내면(51e)을 형성함으로써, 그 상하에는 상단면(51f, 51g)이 형성되어 있고 이들 3면에 의해 쐐기(57)가 안내된다. 즉, 이 부분에 접착제를 충전하여 쐐기(57)를 삽입하면 접착제의 표면 장력에 의해 쐐기(57)는 이들 3면에 의해 안내되면서, 자동적으로 내부로 이동한다. 따라서 공정내에서 우연히 만나는 외란에 대하여 강해지고 쐐기(57)의 장착 작업이 간단하다.

또 본 실시예에서는 중간 프레임판(55)에 대한 먼지 방지부재(965R)의 임시 고정에 접착제를 쓰고 있지만, 그 대신에 납땜 등을 사용할 수도 있다. 먼지 방지부재(965R) 등이 수지제인 경우에는 접합 부분에 금속 부재를 부착한 것, 혹은 접합 부분에 메탈라이즈층을 형성한 것을 사용할 수 있다.

다음에 상기의 먼지 방지부재(965R), 중간 프레임판(55), 고정 프레임판(54)은 유리섬유 또는 탄산칼슘을 혼입한 열경화성 수지의 성형품으로 할 수 있다. 이러한 수지 소재를 사용하면, 그 열팽창 계수가 일반 수지 소재에 비해 유리에 가까워진다. 이 때문에 색합성 프리즘(910)에 맞추어 붙인 상태에서 열변형에 기인한 화소어긋남 등을 막을 수 있다.

여기서, 색합성 프리즘(910)에 대하여 고정 프레임판(54)을 접착 고정하기 위한 접착제로서는 상술한 바와 같이 자외선 경화형 접착제를 사용할 수 있지만, 접착성을 향상시키기 위해서 기초 처리 재료를 도포하는 것이 바람직하다. 즉, 색합성 프리즘(910)에 있어서는 상술한 바와 같이, 적색 광속의 입사면(911R)과 청색 광속의 입사면(911B)이 대치하고 있다. 청색 광속은 파장이 짧으므로, 그 일부가 색합성 프리즘(910)의 반사막을 투과하여 반대측 적색 광속의 입사면(911R)에 이르는 경우가 있다. 이러한 역광이 액정변조소자(925R)에 입사하면 오동작을 일으킨다. 본 실시예에서는 적색 광속의 입사면(911R)에 적필터(25)가 설치되어 있으므로 이러한 역광을 차단하고, 역광에 기인한 액정변조소자(925R)의 오동작을 막을 수 있다.

적색 광속의 입사면(911R)에만 필터를 설치하는 것은 청색 광속의 역광에 의한 영향이 가장 크기 때문이지만, 다른 광속의 역광에 의한 영향이 큰 경우에는 이것에 제한되지 않는다. 다른 면에 필터를 설치하거나 또는 복수 면에 필터를 설치할 수 있다.

그러나 이러한 필터가 존재하면 그것에 의하여 접착 고정시의 자외선이 차단되고 고정 프레임판(54)을 색합성 프리즘(910)의 입사면(911R, 911G, 911B)에 접착 고정하기 위한 자외선 경화형 접착제가 자외선 조사 부족 부분이 발생할 염려가 있다. 이 폐해를 막고 고정 프레임판(54)을 확실히 입사면(911R)에 접착 고정하기 위해서는 상기와 같이 이들의 접착면에 기초 처리 재료를 도포해 두는 것 및 혐기성 접착제를 병용하는 것이 바람직하다. 물론 이러한 필터가 존재하지 않는 입사면에서 같은 처리를 실시할 수 있다.

또한 접착제로서는 자외선 경화형 접착제 사용에 관해서 설명하였지만, 이외의 접착제를 사용할 수도 있다. 예를 들면, 핫멜트(hot-melt) 타입의 접착제를 사용하여 고정 프레임판(54)의 접착 고정, 쐐기(57)의 접착 고정을 하도록 하면, 상기 필터에 의한 문제를 고려할 필요가 없다.

또 본 실시예에서는 고정 프레임판(54), 중간 프레임판(55)으로서 평평한 형상의 것을 사용하고 있다. 도 3을 참조하여 설명하였듯이 색합성 프리즘(910)의 아래쪽은 팬(15B)이 배치되어 있고, 냉각풍이 밑에서 윗쪽으로 흐른다. 이 흐름에 흐트러짐이 생기지 않도록 하기 위해서는 팬(15B) 윗쪽 위치에 정류판을 배치하는 것이 바람직하다. 고정 프레임판(54), 중간 프레임판(5)으로서 평평한 것을 사용하고 있기 때문에, 정류판의 설치 위치를 액정변조소자(925R) 바로 밑까지 연장시키는 것이 가능해지고, 따라서 냉각풍을 효과적으로 밑에서 위로 흘릴 수 있다. 또한 이들 프레임판의 형상이 단순하므로, 부품 가공이 용이하고 부품 정밀도도 향상한다는 이점도 있다.

이것에 덧붙여, 위치 결정용 쐐기(57)를 2개 사용함과 동시에 그들을 먼지 방지부재(965R) 및 중간 프레임판(55)에서의 좌우 양측의 상하 방향의 중앙 위치에 설치하여 접착 고정하고 있다. 쐐기(57)의 접착 고정 위치가 적절하지 않으면, 먼지 방지부재(965R), 중간 프레임판(55) 또는 쐐기(57)의 열변형에 기인하여 각 부재에 과잉 응력 집중이 발생할 염려가 있다. 또한 그 때문에, 쐐기(57)가 먼지 방지부재(965R) 또는 중간 프레임판(55)으로부터 박리될 염려가 있다.

그러나 상기와 같이, 좌우 중앙 위치에 쐐기(57)를 접착 고정하고, 이 부분을 중심으로서 먼지 방지부재(965R) 및 중간 프레임판(55)은 상하 방향에의 열변형이 자유롭다. 따라서 이들의 프레임판의 열변형의 구속 정도가 낮으므로, 원하지 않는 응력 집중, 쐐기의 박리 등의 폐해를 막을 수 있다.

또한 본 실시예의 쐐기(57)는 도 10A에서 알 수 있는 바와 같이, 그 배면(57b)에 2개의 막힌 구멍(57c)을 형성한다. 이들의 막힌 구멍(57c)은 쐐기(57)를 지그를 사용하여 척킹하여 취급하는 경우에 있어서, 척킹용 결합부로서 기능한다. 이러한 막힌 구멍(57c)을 형성해 두면, 그 척킹을 간단히 할 수 있고, 따라서 그 취급 조작이 간단하다.

또 본 실시예에서는 쐐기(57) 배면에 척킹 때의 결합용 막힌 구멍(57c)을 형성한다. 척킹용 결합부는 이외의 부재에 형성할 수 있다. 예를 들면, 먼지 방지부재(965R) 외면에 막힌 구멍 등의 척킹용 결합부를 형성할 수도 있다.

다음에 먼지 방지부재(965R)의 변형예를 설명한다. 도 11은 먼지 방지부재(965)의 변형예의 분해 사시도이다. 또한 도 12A는 도 11에 도시한 먼지 방지부재(1965R)를 XZ평면에서 절단하였을 때의 개략 단면 구성도, 도 12B는 도 11에 도시한 먼지 방지부재(1965R)를 YZ평면에서 절단하였을 때의 개략 단면 구성도이다.

이들의 도면에 도시한 바와 같이, 먼지 방지부재(1965R)는 액정변조소자(925R) 및 투명판(962R, 963R)을 보유하고 있다. 이 먼지 방지부재(1965R)는 중간 프레임(30)과, 이 중간 프레임(30)의 광출사측에 착탈 가능하게 고정된 광출사측 외부 프레임으로서의 제 2 외부 프레임(31)과, 중간 프레임(30)의 광입사측에 착탈 가능하게 고정된 광입사측 외부 프레임으로서의 제 1 외부 프레임(32)과, 액정변조소자(925R)와 투명판(963R) 사이에 배치된 스페이서(33)를 갖고 있다. 액정변조소자(925R) 및 투명판(963R)이 이 중간 프레임(30) 및 제 2 외부 프레임(31)에 의해서 끼워진 상태로 유지되고, 또한 투명판(962R)이 이 중간 프레임(30) 및 제 1 외부 프레임(32)에 의해 끼워진 상태로 유지되어 있다.

액정변조소자(925R)는 그 광입사면에서의 가장자리 부분이 한층 낮은 단면(9254R)으로 되어 있다. 이 액정변조소자(925R)의 윗쪽부터는 배선용 플랙시블 케이블(9253R)이 연장되어 있다.

중간 프레임(30)은 직사각형 프레임이고, 프레임 부분의 광출사면측의 안쪽 가장자리 부분이 일단 낮은 단면(303)으로 되어 있다. 프레임 부분의 광출사측 면(302)에는 액정변조소자(925R)의 단면(9254R)이 접하고 있고, 중간 프레임(30)에 형성된 단면(303)에는 액정변조소자(925R)가 일단 높은 광출사면의 가장자리 부분이 접하고 있다. 즉, 중간 프레임(30)의 광출사측에는 액정변조소자(925R)의 광출사면의 일부와 접하고 있는 광입사면용 접촉면(302, 303)이 형성되어 있다.

또한 중간 프레임(30)의 프레임 부분의 외부 끝부에는 액정변조소자(925R)의 장변측 측면을 따라 연장되는 한 쌍의 장변측 벽 부분(304)과 액정변조소자(925R)의 단변측 측면을 따라 연장되는 한 쌍의 단변측 벽 부분(305)이 형성되어 있다. 장변측 벽 부분(304)은 그 앞끝이 액정변조소자(925R)의 광출사면와 거의 같아지는 위치까지 연장되어 있다. 이들의 장변측 벽 부분(304)은 액정변조소자(925R)의 장변측 측면과는 소정의 간격을 두고 대향하고 있다.

단변측 벽 부분(305)은 그 앞끝이 액정변조소자(925R)의 단변측 측면을 넘어, 투명판(963R)의 단변측 측면까지 연장되어 있다. 이 단변측 벽 부분(305)에는 액정변조소자(925R)의 단변측 측면과 접하고 있는 라이트 밸브측면용 접촉면(306)과 투명판(963R)의 단변측 측면과 접하고 있는 투명판 측면용 접촉면(307)이 형성되어 있다. 본 실시예에서는 라이트밸브 측면용 접촉면(306) 및 투명판 측면용 접촉면(307)은 동일 평면상에 구성되어 있다.

스페이서(33)는 일정한 두께의 직사각형 프레임이다. 이 스페이서(33)는 그 장변 방향의 치수가 액정변조소자(925R)와 거의 같게 설정되어 있고, 해당 스페이서(33)의 단변측 측면이 단변측 벽 부분(305)의 투명판 측면용 접촉면(307)(라이트밸브 측면용접 촉면(306))에 접하고 있다. 스페이서(33)의 장변측 프레임 부분에는 광입사측에 연장되는 돌출 부재(331)가 형성되어 있다. 이 돌출 부재(331)는 액정변조소자(925R)의 장변측 측면과 중간 프레임(30)에 형성된 장변측벽 부분(304) 사이에 삽입되어 있다.

또한 스페이서(33)의 장변측 프레임 부분에는 광출사측에 연장되는 돌출 부재(332)가 형성되어 있다. 이 돌출 부재(332)에 의해 투명판(963R)은 상하 방향(Y 방향)으로부터 유지된다.

제 2 외부 프레임(31)은 일정 두께를 갖고, 스페이서(33)보다 얇은 직사각형 프레임이다. 이 제 2 외부 프레임(31)은 그 프레임 부분의 광입사측 표면 전체가 투명판(963R)의 광출사면를 중간 프레임(30)을 향하여 압박하는 압박면(311)으로 되어 있다. 또한 제 2 외부 프레임(31)은 그 네 모서리에 중간 프레임(30)의 단변측 프레임 부분의 측면을 따라 연장되는 결합 멈춤쇠(312)가 형성되어 있다. 이것에 대하여 중간 프레임(30)에는 각각의 결합 멈춤쇠(312)에 대응하는 위치에 이들의 결합 멈춤쇠(312)를 걸기 가능한 결합 돌기(341)가 형성되어 있다.

다음에 중간 프레임(30)에 대하여, 액정변조소자(925R), 스페이서(33), 투명판(963R) 및 제 2 외부 프레임(31)의 부착 순서를 설명한다.

먼저 액정변조소자(925R)를 중간 프레임(30)에 형성된 한 쌍의 단변측 벽 부분(305) 사이에 삽입한다. 이때 액정변조소자(925R)의 광입사면의 가장자리 부분이 중간 프레임(30)의 단면(광입사측 접촉면)(303)에 당접하도록 삽입한다. 이와 같이하면 액정변조소자(925R)는 광입사면용 접촉면(302, 303) 및 라이트밸브 측면용 접촉면(306)에 의해 중간 프레임(30)의 소정 위치에 배치된다. 이 상태에 있어서는 도 13A에 도시한 바와 같이, 단변측 벽 부분(305)은 액정변조소자(925R)의 단변측 측면을 넘어 광출사측에 연장된 상태에 있다. 한편 도 13B에 도시한 바와 같이 장변측 벽 부분(304)의 앞끝은 액정변조소자(925R)의 광출사면과 거의 같은 평면상에 위치한다. 또 이 상태에 있어서는 액정변조소자(925R)는 중간 프레임(30)에 대하여 완전히 고정되어 있지 않고, 용이하게 뗄 수가 있다.

다음에 스페이서(33)를 중간 프레임(30)의 단변측 벽 부분(305)을 따라 액정변조소자(925R)의 광입사면에 포갠다. 이때 스페이서(33)에 형성된 돌출 부재(331)가 액정변조소자(925R)의 장변측 측면과 중간 프레임(30)의 장변측 벽 부분(304) 사이에 삽입되도록 하면, 스페이서(33)가 액정변조소자(925R)의 광출사면의 소정 위치에 배치된다.

다음에 투명판(963R)을 중간 프레임(30)의 단변측 벽 부분(305)을 따라 투명판(963R)을 스페이서(33)에 포갠다. 이때 스페이서(33)에 형성된 돌출 부재(332) 사이에 투명판(963R)이 위치하도록 함으로써, 해당 투명판(963R)이 소정 위치에 배치되고, 중간 프레임(30), 액정변조소자(925R), 스페이서(33) 및 투명판(963R)의 상호 배열 관계가 규정된 상태가 된다. 또 스페이서(33)나 투명판(963R)을 포갤 뿐의 상태에서는 그것들은 중간 프레임(30)에 대하여 완전히 고정되어 있지 않고, 그들을 언제라도 뗄 수 있다.

다음에 제 2 외부 프레임(31)에 형성된 결합 멈춤쇠(312)와 중간 프레임(30)에 형성된 결합 돌기(341)가 걸리도록 제 2 외부 프레임(31)을 중간 프레임(30)에 대하여 장착한다. 이와 같이하면 제 2 외부 프레임(31)의 압박면(311)에 의해서 투명판(963R)의 광출사면이 중간 프레임(30)을 향하여 압박되고, 투명판(963R), 스페이서(33) 및 액정변조소자(925R)의 모든 부품이 광출사측으로부터 중간 프레임(30)에 대하여 꽉 눌러진 상태가 된다. 이결과 액정변조소자(925R), 스페이서(33), 투명판(963R)이 중간 프레임(30) 및 제 2 외부 프레임(31)에 의해 삽입된 상태로 유지된다. 또한 그들의 배열 관계가 유지된다.

다음에 중간 프레임(30)의 광입사측 구성에 관해서 설명한다. 중간 프레임(30)은 그 광입사측에 투명판(962R)의 4 둘레 측면을 따라 연장되는 벽 부분(308)과, 투명판(962R)의 광출사면의 가장자리 부분과 접하고 있는 광출사면용 접촉면(309)을 구비하고 있다. 벽 부분(309)에는 투명판(962R)의 측면과 접하고 있는 투명판 측면용 접촉면(310)이 형성되어 있다.

제 1 외부 프레임(32)은 광입사측의 외부 프레임(31)과 동일 형상이다. 즉, 제 1 외부 프레임(32)은 일정한 두께를 가지고 스페이서(33)보다 얇은 직사각형 프레임이다. 제 1 외부 프레임(32)은 그 프레임 부분의 광출사측의 표면 전체가 투명판(962R)의 광입사면을 중간 프레임(30)에 대하여 압박하는 압박면(321)으로 되어 있다. 또한 제 1 외부 프레임(31)은 그 4구석에는 중간 프레임(30)의 단변측 프레임 부분의 두께 방향을 향하여 연장되는 결합 멈춤쇠(322)가 형성되어 있다. 이것에 대하여, 중간 프레임(30)에는 각각의 결합 멈춤쇠(322)에 대응하는 위치에 이들의 결합 멈춤쇠(322)를 걸기 가능한 결합 돌기(342)가 형성되어 있다.

따라서 투명판(962R)을 중간 프레임(30)에 형성되어 있는 벽 부분(308)에 의해 둘러싸인 부분에 넣으면, 투명판(962R)의 광입사면의 가장자리 부분은 중간 프레임(30)의 광출사면용 접촉면(309)에 부딪친다. 또한 투명판(962R)의 4둘레의 측면은 벽 부분(308)에 형성된 투명판 측면용 접촉면(309)에 당접한다. 이것에 의해 투명판(962R)은 중간 프레임(30)의 소정의 위치에 배치되고, 액정변조소자(925R)의 광입사면과의 간격이 유지된다. 또 이 상태에 있어서는 투명판(962R)은 중간 프레임(30)에 대하여 완전히 고정되어 있지 않고, 용이하게 착탈 가능한 상태이다.

이 상태대로 제 1 외부 프레임(32)에 형성된 결합 멈춤쇠(322)와, 중간 프레임(30)에 형성된 결합 돌기(342)가 걸리도록 제 1 외부 프레임(315)을 중간 프레임(30)에 대하여 장착하면 제 1 외부 프레임(32)의 압박면(321)에 의해 투명판(962R)이 압박되고, 투명판(962R)이 중간 프레임(30) 및 제 1 외부 프레임(32)에 의해서 끼워진 상태로 유지된다. 또한, 중간 프레임(30)에 형성된 벽 부분(308)에 의해 액정변조소자(925R)의 광입사면과 투명판(962) 사이가 외부에서 차단된다.

이러한 먼지 방지부재(1965R)를 사용하여 액정변조소자(925R) 및 투명판(962R, 963R)을 보유하면 부품 교환 등의 재공정 작업성을 향상할 수 있다. 즉, 액정변조소자(925R)나 투명판(962R, 963R) 등을 접착제를 사용하여 중간 프레임(30)에 고정하면, 그것들을 교환하는 경우에는 중간 프레임(30)으로부터 각 구성 부품 (액정변조소자(925R)나 투명판(962R, 963R))을 뗀 후에 그것들에 부착하고 있는 접착제를 깨끗하게 세정하는 공정 등이 필요하다. 그러나 상기의 먼지 방지부재(1965R)를 사용하면, 부품 교환시에는 제 2 외부 프레임(31) 및 제 1 외부 프레임(32)을 중간 프레임(30)으로부터 떼면 액정변조소자(925R) 등의 각 구성 부품을 용이하게 뗄 수 있으므로, 부품의 교환 작업을 용이하게 할 수 있다.

여기서 중간 프레임(30)에 액정변조소자(925R)를 배치한 상태에 있어서는 도 13A 및 도 13B에 도시한 바와 같이, 중간 프레임(30)에 형성된 장변측 벽 부분(304)은 그 선단이 액정변조소자(925R)의 광출사면과 거의 동일 평면상에 위치하고 있지만, 단변측 벽 부분(305)은 액정변조소자(925R)의 광출사면를 넘어 광출사측에 연장된 상태에 있다. 이 때문에 액정변조소자(925R)의 광출사면에 롤러(40)를 대고 단변측 벽 부분(305)에 형성되어 있는 투명판측 접촉면(307)을 안내면으로서 이용하여 해당 롤러(40)를 한 방향(Y 방향)으로 이동시킬 수 있다.

액정변조소자의 광출사면에는 광의 이용 효율을 향상시키는 등의 목적에서 반사 방지 필름(AR 필름)이 부착되어 있는 것이 있다. 이 경우 액정변조소자(925R)의 광출사면에 AR 필름을 얹고, 상기와 같이 롤러(40)를 한 방향에 이동시킴으로써, 그 광출사면에 AR 필름을 용이하게 부착할 수 있다. 또한 롤러(40)를 한 방향에 이동시킬 수 있으므로, 롤러(40)를 이동시키기 쉽고, 광출사면과 AR 필름 사이에 생기는 기포를 제거하는 데도 유효하다.

또한 먼지가 부착한 AR 필름을 교환할 경우에는 우선 제 2 외부 프레임(31)을 중간 프레임(30)으로부터 떼고, 중간 프레임(30)으로부터 투명판(963R) 및 스페이서(33)를 뗀다. 그후 먼지가 부착한 AR 필름을 액정변조소자(925R)의 광출사면으로부터 떼어 새로운 AR 필름을 상기의 순서로 부착한다. AR 필름을 다시 붙인 후는 스페이서(33) 및 투명판(963R)을 액정변조소자(925R)에 대하여 포개어 제 2 외부 프레임(31)을 중간 프레임(30)에 고정한다.

이와 같이 함으로 AR 필름의 재부착 작업이 종료한다. 이와 같이 안내면(본 실시예에서는 투명판 측면 접촉면(307))을 구비한 중간 프레임(30)을 사용함으로써, 액정변조소자(925R)의 광출사면에의 AR 필름의 재부착 작업도 용이하게 할 수 있다.

도 14에는 결합 멈춤쇠(312, 322)와 결합 돌기(341, 342)와의 결합 상태를 도시하고 있다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 각각의 외부 프레임(31, 32)에 형성된 결합 멈춤쇠(312, 322)는 각각 직사각형 개구(313, 323)를 갖고 있다. 이들의 결합 멈춤쇠(312, 322)에 각각 대응한 결합 돌기(341, 342)는 결합 멈춤쇠(312, 322)의 직사각형 개구(313, 323)에 걸리고, 또한 중간 프레임(30)의 두께 방향(Z 방향)에 수직한 방향(X 방향)에서 어긋난 위치가 되도록 형성되어 있다.

여기서 각각의 결합 돌기(341, 342)의 위치가 두께 방향에서 일치하고 있는 중간 프레임을 상하형으로 성형하는 것은 곤란하기 때문에, 다른 형상의 제 1 외부 프레임과 제 2 외부 프레임을 사용하여, 중간 프레임에 형성하는 결합 돌기를 두께 방향에 수직인 방향에서 비키어 놓을 필요가 있다. 그러나 본 실시예와 같은 결합 기구를 채용하면 중간 프레임 자체의 성형도 용이하게 할 수 있고, 이것과 동시에 제 1 외부 프레임(32)과 제 2 외부 프레임(31)을 동일 형상으로 하여 부품의 공통화를 꾀할 수 있다.

또 먼지 방지부재(1965R)를 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R)에 설치하기 위한 구조는 상술한 먼지 방지부재(965R)와 동일하다. 즉, 도 15에 도시한 바와 같이, 먼지 방지부재(1965R)는 중간 프레임판(55)을 거쳐 색합성 프리즘(910)의 광입사면(911R)에 접착 고정되는 고정 프레임판(54)에 대하여 고정된다. 또한 중간 프레임판(55), 고정 프레임판(54)을 사용하여 먼지 방지부재(1965R)를 색합성 프리즘(910)에 설치하는 순서나 작용 효과는 동일하므로 그 설명은 생략한다.

(실시예 2)

이상의 실시예 1에 있어서는 액정변조소자로서 투과형 액정변조소자를 사용한 투사형 표시장치를 설명하였지만, 액정변조소자로서 반사형 액정변조소자를 사용한 투사형 표시장치에 관해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 반사형 액정변조소자를 채용한 투사형 표시장치의 일례를 이하에 나타낸다.

도 16은 본 실시예의 투사형 표시장치의 라이트밸브 주변 부분의 개략 구성도이다. 도 16에 있어서, 투사형 표시장치는 광원 램프 유닛(8)으로부터 출사된 조명광을 반사시키는 청반사 다이크로익 미러(2941)와 적녹 반사 다이크로익 미러(2942)를 구비하고 있다. 광속(W)은 청반사 다이크로익 미러(2941)에 있어서, 거기에 포함되어 있는 청색 광속(B)이 직각으로 반사된 뒤, 반사 미러(2971)에서 더욱 직각으로 반사되어, 다이크로익 프리즘(2910)에 인접해 설치된 제 1 편광 빔 스플리터(2900B)에 입사된다.

이 편광 빔 스플리터(2900B)는 S 편광의 광속을 반사하고, 또한 P 편광의 광속을 투과시키는 편광 분리막으로 형성된 S 편광 광속 반사면(2901B)을 갖는 프리즘으로 구성되어 있다. 이 편광 빔 스플리터(2900B)는 청색 광속에서 S 편광의 광 성분을 S 편광 광속 반사면(2901B)에 의해 90도 구부려 편광 빔 스플리터(12900B)의 한 변에 대향하여 배치된 반사형 액정변조소자(2925B)의 광입출사면에 입사시킨다.

그리고 액정변조소자(2925B)에서 변조되어 S 편광 광속 반사면(2901B)을 투과한 청색 광속의 P 편광만이 같은 광입출사면으로부터 다이크로익 프리즘(2910)에 출사된다. 또 액정변조소자(2925B)의 광입출사면측에는 먼지 방지부재(2965B)를 거쳐 투명판(2963B)이 배치되어 있다.

한편 적색 광속(R) 및 녹색 광속(G)은 우선 적녹 반사 다이크로익 미러(942)에 있어서 거기에 포함되어 있는 적색 광속(R), 녹색 광속(G)이 직각으로 반사된 뒤, 반사 미러(2972)에서 직각으로 반사된다.

적색 광속(R)은 녹반사 다이크로익 미러(2941)를 통과한 뒤, 다이크로익 프리즘(2910)을 끼우고 제 1 편광 빔 스플리터(2900B) 반대측에 설치된 제 2 편광 빔 스플리터(2900R)에 입사된다. 제 2 편광 빔 스플리터(2900R)는 S 편광의 광속을 반사하고, 또한 P 편광의 광속을 투과시키는 편광 분리막으로 형성된 S 편광 광속 반사면(2901R)을 갖는 프리즘으로 구성되어 있다.

이 제 2 편광 빔 스플리터(2900R)는 적색 광속에서의 S 편광의 광성분을 S 편광 광속 반사면(2901B)에 의해 90도 구부려, 편광 빔 스플리터(2900R)의 한 변에 대향하여 배치된 반사형 액정변조소자(2925R)의 광입출사면에 입사시킨다.

그리고 액정변조소자(2925R)에서 변조되어, S 편광 광속 반사면(2901R) 투과한 적색 광속의 P 편광만이 같은 광입출사면에서 다이크로익 프리즘(2910)에 출사된다. 또 액정변조소자(2925R)의 광입출사면측에는 먼지 방지부재(2965R)를 거쳐 투명판(2963R)이 배치되어 있다.

녹색 광속(G)은 녹반사 다이크로익 미러(2943)에서 반사된 뒤, 다이크로익 프리즘(2910) 한변에 설치된 제 3 편광 빔 스플리터(2900G)에 입사된다. 제 3 편광 빔 스플리터(2900G)는 S 편광의 광속을 반사하고, 또한 P 편광의 광속을 투과시키는 편광 분리막으로 형성된 S 편광 광속 반사면(2901G)을 갖는 프리즘으로 구성되어 있다. 이 편광 빔 스플리터(2900G)는 녹색 광속에서의 S 편광의 광성분을 S 편광광속 반사면(2901G)에 의해 90도 구부려, 편광 빔 스플리터(2900G)의 한변에 대향하여 배치된 반사형 액정변조소자(2925G)의 광입출사면에 입사된다.

그리고 액정변조소자(2925G)에서 변조되어 S 편광 광속 반사면(2901G)을 투과한 녹색 광속의 P 편광만이 같은 광입출사면으로부터 다이크로익 프리즘(2901)에 출사된다. 또 액정변조소자(2925G)의 광입출사면측에는 먼지 방지부재(2965G)를 거쳐 수납되고 투명판(2963G)이 배치되어 있다.

상술한 바와 같이, 각 액정변조소자(2925B, 2925R, 2925G)를 통하여 변조된 각 광속(B, R, G)은 다이크로익 프리즘(2910)에 입사되어 거기서 합성된다. 그리고 합성된 컬러 화상은 투사 렌즈 유닛(6)을 거쳐 소정의 위치에 있는 스크린(10) 표면에 확대 투사된다.

이러한 반사형 액정변조소자(2925R, 2925G, 2925B)를 사용하여 투사형 표시장치에서는 반사형 액정변조소자(2925R, 2925G, 2925B)의 광출사면이 투명판(2963R, 2963G, 2963B)에 의해 보호되어 있으므로, 출사측 편광판(961R, 961G, 961B)에서의 발열이 액정변조소자(925R, 925G, 925B)에 전달하는 것을 저해할 수 있다. 이것에 의해, 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 온도 상승을 억제할 수 있고, 그 광학 특성의 열화를 막을 수 있다.

또한 액정변조소자(925R, 925G, 925B)와 출사측 편광판(961R, 961G, 961B)를 떨어뜨리고 있으므로, 액정변조소자(925R, 925G, 925B)에서 출사되는 광의 퍼짐이 커지기 때문에, 넓은 면적에서 광을 받을 수 있다. 이 때문에 편광판(961R, 961G, 961B)의 단위 면적당 발열을 적게 할 수 있고, 방열도 용이하다. 특히 액정변조소자(925R, 925G, 925B)의 광입사면측에 액정변조소자의 각 화소에 광을 집광시키는 마이크로 렌즈 배열를 배치하면 광의 확대가 또한 커져 유효하다.

또한 이러한 투명판(2963R, 2963G, 2963B) 표면에 표면 활성제(계면 활성제)를 도포 또는 정전 방지 처리를 실시할 수 있다. 이와 같이 하면 투명판(2963R, 2963G, 2963B) 표면에 먼지가 부착하기 어렵게 되므로, 먼지의 부착을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

(그 밖의 실시예)

또 상기 실시예에서는 3색 광을 각각 변조하는 3개의 액정변조소자를 구비한 투사형 표시장치에 관하여 설명하였지만, 본 발명이 적용된 투사형 표시장치는 상술한 바와 같은 것에 한하지 않고, 예를 들면, 액정변조소자를 1장밖에 사용하지 않아도 된다. 또한 투사형 표시장치에는 스크린을 관찰하는 측에서 투사를 하는 프런트형, 스크린을 관찰하는 측과는 반대 방향에서 투사를 하는 리어형의 2종류가 있지만 본 발명의 어느 타입에도 적용 가능하다.

본 발명은 광원으로부터 출사된 광속을 광학적으로 처리하여 화상을 투사면위에 확대 투사하는 투사형 표시장치로서 이용할 수가 있으며, 예를 들면, 액정변조소자를 구비한 비디오 프로젝터 등으로서 이용할 수가 있다.

Claims

광원으로부터 출사된 광속을 화상정보에 대응하여 변조하는 광변조소자와, 상기 광변조소자의 적어도 어느 한쪽의 면측에 설치된 투명판과, 상기 투명판과 상기 광변조소자 사이에 설치된 먼지 방지부재를 가지며, 상기 투명판과 상기 광변조소자간은 먼지 방지부재에 의해 외부와 차단되어 있는 광변조장치로서,

상기 광변조소자 및 상기 투명판의 면으로부터 떨어져 설치된 편광판을 가지며, 상기 편광판과 상기 광변조소자 사이에 상기 투명판과 공기가 개재하는 것을 특징으로 하는, 광변조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 먼지 방지부재는 유리섬유를 함유하는 수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광변조소자.
제 1 항에 있어서, 상기 먼지 방지부재는 금속제인 것을 특징으로 하는 광변조소자.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명판에는 편광판이 첨부되어 있는 것을 특징으로 하는 광변조소자.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명판의 적어도 한쪽 면에는 표면 활성제가 도포되거나 또는 정전 방지처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 광변조소자.
광원으로부터 출사된 광속을 화상정보에 대응하여 변조하는 광변조소자와, 상기 광변조소자의 적어도 어느 한쪽의 면측에 설치된 투명판과, 상기 투명판과 상기 광변조소자 사이에 설치된 먼지 방지부재를 가지며, 상기 투명판과 상기 광변조소자간은 먼지 방지부재에 의해 외부와 차단되어 있는 광변조장치와, 상기 광변조소자에 의해 변조된 광을 투사면 상에 확대 투사하는 투사수단을 갖는 투사형 표시장치로서,

상기 광변조소자 및 상기 투명판의 면으로부터 떨어져 설치된 편광판을 가지며, 상기 편광판과 상기 광변조소자 사이에 상기 투명판과 공기가 개재하는 것을 특징으로 하는, 투사형 표시장치.
제 6 항에 있어서, 상기 먼지 방지부재는, 상기 광변조소자 및 상기 투명판 및 상기 스페이서를 보유하는 프레임체와, 해당 프레임체의 광출사 쪽에 착탈 가능한 상태로 고정된 광출사측 외부 프레임을 갖고,

상기 프레임체는, 상기 광변조소자의 광입사면의 일부와 접하고 있는 광입사면용 접촉면과, 상기 광변조소자의 측면에 접하고 있는 광변조소자 측면용 접촉면과, 상기 투명판 측면에 접하고 있는 투명판 측면용 접촉면을 구비하고 있고,

상기 광출사측 외부 프레임은, 상기 투명판의 광출사면의 일부를 상기 프레임체를 향하여 가압할 수 있는 가압면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 7 항에 있어서, 상기 프레임체는, 상기 광변조소자의 광출사면에 롤러를 닿게하여, 당해 롤러를 한 방향으로 이동시키기 위한 안내면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명판의 면에는 반사 방지막이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광변조소자는 투과형 광변조소자이고, 당해 투과형 광변조소자의 광입사면측에는 광입사측 투명판이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 10 항에 있어서, 상기 광입사측 투명판과 상기 투과형 광변조소자의 광입사면 사이는, 상기 먼지 방지부재에 의해 외부와 차단되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 11 항에 있어서, 상기 프레임체의 광입사측에 착탈 가능한 상태로 고정되는 광입사측 외부 프레임을 갖고, 당해 광입사측 외부 프레임은, 상기 광입사측 투명판의 광입사면의 일부를 상기 프레임체를 향하여 가압할 수 있는 가압면을 구비하고,

상기 프레임체는 상기 광입사측 투명판의 광출사면의 일부와 접하고 있는 광출사면용 접촉면과, 당해 광입사측 투명판 측면에 접하고 있는 투명판측 면용 접촉면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 12 항에 있어서, 상기 광입사측 외부 프레임 및 상기 광출사측 외부 프레임은, 동일 형상이고, 상기 프레임체의 측면을 따라 연장하는 걸어맞춤 톱니를 구비하고 있고, 상기 프레임체는 상기 걸어맞춤 톱니의 각각에 대응하는 걸어맞춤돌기를 구비하고 있고, 각 걸어맞춤돌기는 상기 프레임체의 두께 방향에 수직인 방향에서 어긋난 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 6 항에 있어서, 상기 먼지 방지부재는 유리섬유를 함유하는 수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 6 항에 있어서, 상기 먼지 방지부재는 금속제인 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 6 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명판에는 편광판이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 6 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명판의 적어도 한쪽 면에는 표면 활성제가 도포되거나 또는 정전 방지처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
광원으로부터 출사된 광속을 복수의 색광속으로 분리하고, 각 색광속을 광변조소자를 통해서 화상정보에 대응하여 변조하며, 상기 광변조소자에 의해 변조된 각 색광속을 색합성 수단에 의해 합성하고, 상기 색합성 수단에 의해 합성된 광을 투사수단을 거쳐 투사면 위에 확대 투사하는 투사형 표시장치에 있어서,

상기 광변조소자의 광출사면 측에 설치된 투명판과,

상기 투명판 및 상기 광변조소자를 보유함과 동시에, 상기 투명판과 상기 광변조소자의 광출사면 사이를 외부로부터 차단하는 먼지 방지부재와,

상기 색합성 수단의 광입사면에 고정되는 고정 프레임판과,

상기 고정 프레임판에 대하여 떼어낼 수 있는 상태로 고정되는 중간 프레임판을 가지며,

상기 먼지 방지부재는 상기 중간 프레임판에 대하여 고정되는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 18 항에 있어서, 상기 먼지 방지부재의 장착위치를 규정함으로써, 상기 광변조소자의 위치결정을 행하는 위치결정수단을 갖는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 18 항에 있어서, 상기 광변조소자는 투과형 광변조소자이고, 상기 투명판이 상기 투과형 광변조소자의 광입사면 측에도 설치되어 있고, 이 투명판도 상기 먼지 방지부재에 의해 유지되어 있음과 동시에, 당해 투명판과 상기 투명판 광변조소자의 광입사면 사이가 상기 먼지 방지부재에 의해 외부와 차단되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 색합성 수단의 상기 광입사면에는 편광판이 설치되고, 상기 고정 프레임판의 상기 광입사면에의 접착면이, 상기 편광판에 의해 완전히는 덮여 있지 않은 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명판의 적어도 한쪽 면에는 표면 활성제가 도포되거나 또는 정전 방지처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명판에는 편광판이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 먼지 방지부재는 유리섬유를 함유하는 수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 먼지 방지부재는 금속제인 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.