KR20040018973A - 광 변조 장치, 이 광 변조 장치를 구비한 광학 장치 및,이 광 변조 장치 또는 광학 장치를 구비하는 프로젝터 - Google Patents

광 변조 장치, 이 광 변조 장치를 구비한 광학 장치 및,이 광 변조 장치 또는 광학 장치를 구비하는 프로젝터 Download PDF

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 액정 패널(441)은, 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하는 액정 패널(441)로서, 한쌍의 투명 기판(711A, 711B)의 사이에 전기 광학 재료가 밀폐 봉입된 액정 패널 본체(710)와, 이 액정 패널 본체(710)의 화상 형성 영역에 따른 개구부(721A)가 형성된 저면부(721) 및 이 저면부(721)의 대향하는 단 가장자리에 세워진 한쌍의 측면부(722)로 구성되는 대략 C자 형상을 갖고, 액정 패널 본체(710)를 내부에 수납하는 유지 프레임(720)을 구비하고 있다.

Description

광 변조 장치, 이 광 변조 장치를 구비한 광학 장치 및, 이 광 변조 장치 또는 광학 장치를 구비하는 프로젝터{OPTICAL MODULATOR, OPTICAL DEVICE HAVING THE OPTICAL MODULATOR AND PROJECTOR HAVING THE SAME}
본 발명은, 광 변조 장치, 이 광 변조 장치를 구비한 광학 장치 및 이 광 변조 장치 또는 광학 장치를 구비하는 프로젝터에 관한 것이다.
종래, 광원 램프로부터 사출된 광속을, 다이크로익 미러를 사용하여 삼색의 색광(R, G, B)으로 분리하는 색 분리 광학계와, 분리된 광속을 색광마다 화상 정보에 따라 변조하는 3장의, 예컨대 액정 패널과 같은 광 변조 장치, 및 각 액정 패널로 변조된 광속을 합성하는 크로스 다이크로익 프리즘과 같은 색 합성 광학 장치를 갖는 광학 장치를 구비하는 3판식의 프로젝터가 알려져 있다.
이러한 3판식의 프로젝터에 사용되는 광학 장치로는, 프리즘의 광속 입사 단면에 액정 패널을 쐐기 형상의 스페이서나 핀 스페이서를 거쳐 접합 고정한 것이 알려져 있다(일본 특허 공개 제 1999-160788호 공보, 일본 특허 공개 제 2003-121937호 공보 참조). 이러한 광학 장치는, 액정 패널이 프리즘에 직접 접합 고정되어 있기 때문에, 액정 패널을 단독으로 지지하는 구조를 설치할 필요가 없고, 프로젝터의 소형화에 크게 기여할 수 있는 것이다.
여기서, 이러한 광학 장치는, 프리즘의 광속 입사 단면과 액정 패널의 사이에 편광막, 시야각 보정막 등의 광학 변환막이 형성된 기판을 갖는 광학 변환 소자가 개재 배치되어, 액정 패널 및 광학 변환 소자를 효율적으로 냉각할 필요가 있다.
이 때문에, 프리즘의 복수의 광속 입사 단면과 교차하는 단면 중 적어도 한쪽에 금속 등의 열 전도성 재료로 구성되는 스탠드를 접합하고, 광학 변환 소자 및 액정 패널에서 발생한 열을 이 스탠드로 흡수하여, 스탠드를 냉각함으로써, 광학 변환 소자나 액정 패널을 효율적으로 냉각하는 구성이 제안되어 있다.
그러나, 상술한 구성은, 스탠드상에 광학 변환 소자를 접합 고정하고, 또한그 위에 스페이서를 거쳐 액정 패널을 접합 고정한 구성이기 때문에, 광학 변환 소자 또는 액정 패널의 과열 상태에 차이가 생기면, 한쪽으로부터 다른쪽으로 열이 전달되고, 양자를 효율적으로 냉각할 수 없는 경우가 있다는 문제가 있다.
또한, 광학 변환 소자상에 스페이서를 거쳐 액정 패널 등의 광 변조 장치를 접합 고정한 구성으로는, 프리즘의 광속 입사 단면과 액정 패널의 사이의 간극을 충분히 확보할 수 없기 때문에, 냉각 효율이 악화된다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 광학 변환 소자 및 광 변조 장치 양자를 효율적으로 냉각할 수 있는 광 변조 장치, 이 광 변조 장치를 구비한 광학 장치 및, 이 광 변조 장치 또는 광학 장치를 구비하는 프로젝터를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 광 변조 장치는, 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하는 광 변조 장치로서, 한쌍의 투명 기판의 사이에 전기 광학 재료가 밀폐 봉입된 광 변조 장치 본체와, 이 광 변조 장치 본체의 화상 형성 영역에 따른 개구부가 형성된 저면부 및 이 저면부의 대향하는 단 가장자리에 세워진 한쌍의 측면부로 구성되는 대략 C자 형상을 갖고, 상기 광 변조 장치 본체를 내부에 수납하는 유지 프레임을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의하면, 광 변조 장치 본체가 한쌍의 측면부를 갖는 유지 프레임의 내부에 수납되고, 측면부에 의해 광학 변환 소자에 대하여, 이격 배치되게 된다. 따라서, 광 변조 장치와 광학 변환 소자의 사이에, 냉각 공기를 흘림으로써 효율적으로 광 변조 장치의 냉각을 하는 것이 가능해진다.
또한, 한쌍의 측면부를 갖는 유지 프레임에 의해, 광학 변환 소자 및 광 변조 장치의 양자가 접촉하지 않기 때문에, 양자간에 직접 열이 전달되지 않고, 효율적으로 광 변조 장치의 냉각을 실행하는 것이 가능해진다.
본 발명의 광 변조 장치에서는, 상기 광 변조 장치 본체의 광속 사출측에 배치되고, 중앙에 상기 광 변조 장치 본체의 화상 형성 영역에 따른 개구부가 형성된 프레임 형상 부재를 가지며, 이 프레임 형상 부재는, 상기 한쌍의 측면부와 대향하는 위치에 형성되는 한쌍의 절곡부를 구비하고, 상기 측면부 및 상기 절곡부가 접촉 접합되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 예컨대, 광 변조 장치 본체로부터 발생한 열이, 프레임 형상 부재에 전달되고, 프레임 형상 부재의 절곡부를 거쳐 유지 프레임으로 열을 발산할 수 있기 때문에, 광 변조 장치 본체를 효율적으로 냉각할 수 있다.
본 발명의 광 변조 장치에서는, 상기 광 변조 장치 본체에는, 상기 광속 입사측 및/또는 광속 사출측에 먼지 부착을 방지하는 방진 유리가 밀착하여 부착되고, 이 방진 유리는, 열 전도성 투명 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 방진 유리는, 열 전도성 투명 재료로 구성되어 있기 때문에, 광 변조 장치 본체가 발생하는 열을, 방진 유리를 거쳐 유지 프레임으로 발산할 수 있기 때문에, 보다 효율적으로 광 변조 장치 본체를 냉각할 수 있다.
본 발명의 광 변조 장치에서는, 상기 유지 프레임에는, 광속 입사측의 방진 유리용 입사측 방진 유리 위치 결정부가, 상기 개구부의 주변에 적어도 3개소 설치되어 있는 것이 바람직하다.
여기에서, 입사측 방진 유리 위치 결정부로서는, 핀이나 더보 등으로 구성되는 것을 채용할 수 있다.
이에 의하면, 입사측 방진 유리 위치 결정부가, 개구부의 주변에 적어도 3개소 설치되어 있음으로써, 광 변조 장치 본체 및 광속 입사측의 방진 유리와, 유지 프레임의 상호 위치 조정시에, 조립 지그 등을 필요로 하지 않는다. 따라서, 용이하게 광 변조 장치 본체와 유지 프레임의 위치 조정이 가능하다.
본 발명의 광 변조 장치에서는, 상기 입사측 방진 유리 위치 결정부는, 상기 광 변조 장치 밖으로부터 도입되는 냉각풍의 하류측에 배치되고, 상기 광속 입사측의 방진 유리의 단면에, 접합하도록 설치된 2개소의 제 1 위치 결정부와, 이 제 1 위치 결정부가 접촉하는 광속 입사측의 방진 유리의 단면과 직교하는 단면에 접촉하도록 설치된 1개소의 제 2 위치 결정부로 구성되는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 제 1 위치 결정부가 방진 유리의 한쪽 단면에 접촉하고, 제 2 위치 결정부가 이 제 1 위치 결정부가 접촉하는 광속 입사측의 방진 유리의 단면과 직교하는 단면에 접촉함으로써, 방진 유리의 2 방향의 위치 결정이 이루어지기 때문에, 방진 유리를 확실히 위치 결정·고정할 수 있다.
또한, 제 1 위치 결정부는, 상기 광 변조 장치 밖으로부터 도입되는 냉각풍의 하류측에 배치되어 있음으로써, 냉각풍의 도입을 저해하지 않기 때문에, 효율적으로 광 변조 장치 본체를 냉각할 수 있다.
본 발명의 광 변조 장치에서는, 상기 입사측 방진 유리 위치 결정부는, 상기광속 입사측에 배치되는 투명 기판의 2분의 1의 두께와 상기 광속 입사측의 방진 유리를 합한 두께 이상, 또한 이 투명 기판의 두께와 이 방진 유리를 합한 두께보다도 작게 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 입사측 방진 유리 위치 결정부가, 투명 기판 및 광속 입사측의 방진 유리의 양쪽에 접촉할 수 있기 때문에, 투명 기판과 이 방진 유리의 위치 어긋남을 일으키지 않는다.
본 발명의 광 변조 장치에서는, 상기 프레임 형상 부재에는, 광속 사출측의 방진 유리용 사출측 방진 유리 위치 결정부가, 상기 개구부의 주변에 적어도 3개소 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 광속 사출측의 방진 유리용 사출측 방진 유리 위치 결정부가, 개구부의 주변에 적어도 3개소 설치되어 있음으로써, 광 변조 장치 본체 및 광속 사출측의 방진 유리와, 유지 프레임의 상호 위치 조정시에, 조립 지그 등을 필요로 하지 않는다. 따라서, 용이하게 광 변조 장치 본체와 유지 프레임의 위치 조정이 가능하다.
본 발명의 광 변조 장치에서는, 상기 사출측 방진 유리 위치 결정부는, 상기 광 변조 장치 밖으로부터 도입되는 냉각풍의 하류측에 배치되고, 상기 광속 사출측의 방진 유리의 단면에 접촉하도록 설치된 2개소의 제 1 위치 결정부와, 이 제 1 위치 결정부가 접촉하는 광속 사출측의 방진 유리의 단면과 직교하는 단면에 접촉하도록 설치된 1개소의 제 2 위치 결정부로 구성되는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 제 1 위치 결정부가 방진 유리의 한쪽 단면에 접촉하고, 제 2위치 결정부가 이 제 1 위치 결정부가 접촉하는 광속 사출측의 방진 유리의 단면과 직교하는 단면에 접촉함으로써, 방진 유리의 2방향의 위치 결정이 이루어지기 때문에, 방진 유리를 확실히 위치 결정·고정할 수 있다.
또한, 제 1 위치 결정부는, 상기 광 변조 장치 밖으로부터 도입되는 냉각풍의 하류측에 배치되어 있음으로써, 냉각풍의 도입을 저해하지 않기 때문에, 효율적으로 광 변조 장치 본체를 냉각할 수 있다.
본 발명의 광 변조 장치에서는, 상기 사출측 방진 유리 위치 결정부는, 상기 광속 사출측에 배치되는 투명 기판의 2분의 1의 두께와 상기 광속 사출측의 방진 유리를 합친 두께 이상, 또한 이 투명 기판의 두께와 이 방진 유리를 합한 두께보다도 작게 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 입사측 방진 유리 위치 결정부가, 투명 기판 및 광속 입사측의 방진 유리의 양쪽에 접촉할 수 있기 때문에, 투명 기판과 이 방진 유리의 위치 어긋남을 일으키지 않는다.
본 발명의 광 변조 장치에서는, 상기 유지 프레임의 측면부 선단에는, 상기 유지 범위내측으로 굴곡하는 절곡 리브가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 절곡 리브의 부분에 의해, 예컨대 유지 프레임과 다른 부재의 접촉 면적을 늘릴 수 있다. 따라서, 광 변조 장치 본체에서 발하는 열을 효율적으로 광 변조 장치의 밖으로 발산할 수 있기 때문에, 효율적으로 광 변조 장치를 냉각할 수 있다.
본 발명의 광 변조 장치에서는, 상기 유지 프레임에는, 대략 중앙 부분에 상기 측면부로부터 상기 절곡 리브에 걸쳐 긴 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 예컨대 외부로부터의 열에 의해 유지 프레임이 팽창하더라도, 긴 구멍에 의해 열에 의한 응력이 완화되기 때문에, 유지 범위내의 광 변조 장치 본체에 응력이 걸리는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 광 변조 장치에서는, 상기 광 변조 장치 후단에 배치되어, 사출 광속의 광학 변환을 실행하는 광학 변환 소자와의 위치 결정을 실행하기 위해서, 상기 절곡 리브 선단에는, 절곡 리브 연장 방향을 따라 이격하여 배치되는 한쌍의 절결 홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 한쌍의 절결 홈에 의해 광학 변환 소자의 상기 광 변조 장치의 위치 결정을 실행한다. 따라서, 위치 결정시에 지그 등을 필요로 하지 않기 때문에, 제조 순서의 간략화를 도모할 수 있다.
본 발명의 광학 장치는, 복수의 색광을 색광마다 화상 정보에 따라 변조하는 복수의 광 변조 장치와, 각 광 변조 장치와 대향하는 복수의 광속 입사 단면을 갖고, 각 광 변조 장치로 변조된 각 색광을 합성하는 색 합성 광학 장치를 구비하는 광학 장치로서, 상기 색 합성 광학 장치의 복수의 광속 입사 단면과 교차하는 단면 중 적어도 어느 한쪽 단면에 고정되고, 열 전도성 재료로 구성되는 스탠드와, 상기 광 변조 장치 및 상기 광속 입사 단면의 사이에 개재 배치되는 동시에, 단부가 스탠드에 접속되어, 상기 광 변조 장치로부터 사출된 색광의 광학 변환을 실행하는 광학 변환막이 기판상에 형성된 광학 변환 소자를 구비하고, 상기 광 변조 장치는상술한 광 변조 장치인 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 광 변조 장치는 상술한 광 변조 장치이기 때문에, 상술한 바와 같은 작용·효과를 얻을 수 있다. 따라서, 광학 변환 소자 및 광 변조 장치 양자를 효율적으로 냉각할 수 있는 광학 장치로 할 수 있다.
본 발명의 광학 장치에서는, 상기 스탠드는, 상기 색 합성 광학 장치의 단면에 탑재되는 판 형상의 스탠드 본체와, 이 스탠드 본체의 단부에, 상기 색 합성 광학 장치의 각 광속 입사 단면을 따라 절곡 형성되고, 상기 광 변조 장치가 복수 개소에서 접촉 접합되는 복수의 리브를 구비하며, 각 리브에는, 상기 리브의 돌출 방향 선단에 형성되어, 상기 광 변조 장치의 복수의 접합면을 분할하는 슬릿이 적어도 하나 이상 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 예컨대, 외부로부터의 열에 의해 스탠드가 팽창해도, 슬릿에 의해 열에 의한 응력이 완화되기 때문에, 스탠드에 접속된 광학 변환 소자나 광 변조 장치의 상대적인 위치가 변화하지 않는다. 따라서, 광속 입사 단면에 대하여 광 변조 장치 등의 위치 어긋남을 일으키는 것을 확실히 방지할 수 있다.
본 발명의 광학 장치에서는, 상기 스탠드에는, 상기 리브의 절곡 부분을 따라 연장되는 긴 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 긴 구멍에 의해, 광학 장치 외부로부터의 냉각풍을 통과시킬 수 있기 때문에, 효율적으로 광학 장치를 냉각할 수 있다.
본 발명의 광학 장치에서는, 상기 광학 변환 소자는, 상기 광 변조 장치의 접합면의 내측에서 상기 리브에 접합되어, 상기 긴 구멍의 외측 단부는, 접합되는광학 변환 소자의 단부를 따라 리브의 돌출 방향으로 굴곡되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 긴 구멍의 외측 단부는, 접합되는 광학 변환 소자의 단부를 따라 리브의 돌출 방향으로 굴곡하고 있음으로써, 긴 구멍의 외측 단부가, 광학 변환 소자의 기판 접합면과, 유지 프레임의 접합면을 분단하기 때문에, 광학 변환 소자와 광 변조 장치 사이의 열의 이동을 적게 할 수 있다.
본 발명의 광학 장치에서는, 상기 스탠드에는, 내부에 광원으로부터 사출된 광속의 조명 광축이 설정되고, 상기 광학 장치를 수납하여 상기 조명 광축상의 소정 위치에 배치하는 광학 부품용 하우징으로 고정하기 위해서, 상기 스탠드에는, 장착부가 적어도 2개 이상 설치되어 있는 것이 바람직하다.
여기서, 장착부로서는, 예컨대 스탠드에 구멍을 형성하고, 나사 구멍으로 되어 있는 것일 수도 있고, 스탠드가 고정되는 색 합성 광학 장치의 단면으로부터 연장되어 있는 아암 형상의 것으로 할 수도 있다.
이에 의하면, 장착부가 적어도 2개 이상 설치되어 있음으로써, 광학 장치와 광학 부품용 하우징와의 접촉 면적을 증가시키게 되므로, 효율적으로 광학 장치에서 발생한 열을 광학 부품용 하우징로 발산할 수 있기 때문에, 광학 장치를 효율적으로 냉각할 수 있다.
본 발명의 광학 장치에서는, 상기 장착부는 상기 스탠드의 1변의 대략 중앙에 1개 설치되고, 또한 이 1변에 대향하는 변의 각 모서리부에 각각 2개씩 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 장착부에 의해 3개소에서, 광학 장치를 광학 부품용 하우징에 장착하여 고정하기 때문에, 광학 장치를 광학 부품용 하우징에 확실히 고정할 수 있다.
본 발명의 광학 장치에서는, 상기 스탠드는, 상기 광 변조 장치 및 상기 광학 변환 소자가 접합되는 복수의 단면을 갖는 덩어리 형상 부재로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 예컨대, 광학 변환소자나 광 변조 장치가 발하는 열을 스탠드로부터 발산할 수 있기 때문에, 효율적으로 광학 변환 소자나 광 변조 장치를 냉각할 수 있다.
본 발명의 광학 장치로에서는, 상기 광 변조 장치는 상기 단면에 복수 개소에서 접촉 접합되고, 상기 스탠드에는, 상기 색 합성 광학 장치의 스탠드 고정 단면을 따라 연장되며, 단부가 상기 광 변조 장치의 복수의 접합면을 분할하는 홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 예컨대 외부로부터의 열에 의해 스탠드가 팽창하더라도, 광 변조 장치의 복수의 접합면을 분할하는 홈에 의해 열에 의한 응력이 완화되기 때문에, 스탠드에 접속된 광학 변환 소자나 광 변조 장치의 상대적인 위치가 변화하지 않는다. 따라서, 광속 입사 단면에 대하여 광 변조 장치 등의 위치 어긋남을 일으키는 것을 확실히 방지할 수 있다. 본 발명의 광학 장치에서는, 상기 광학 변환 소자는 상기 광 변조 장치의 복수의 접합면의 내측에서 접합되고, 상기 스탠드에는, 상기 색 합성 광학 장치의 스탠드 고정 단면을 따라 연장되며, 단부가 상기 광 변조 장치의 접합면 및 상기 광학 변환 소자의 접합면을 분할하는 제 2 홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 예컨대 제 2 홈이 광 변조 장치의 접합면 및 상기 광학 변환 소자의 접합면을 분할하므로 광학 변환 소자와 광 변조 장치가 직접 접촉하지 않는다. 따라서, 광학 변환 소자와 광 변조 장치의 양자간에 직접 열이 전달되지 않고, 효율적으로 광학 변환 소자 및 광 변조 장치의 냉각을 실행하는 것이 가능해진다.
본 발명의 광학 장치에서는, 내부에 광원으로부터 사출된 광속의 조명 광축이 설정되고, 상기 광학 장치를 수납하여 상기 조명 광축상의 소정 위치에 배치하는 광학 부품용 하우징으로 안내 및 고정하기 위해서, 상기 스탠드에는 각각 가이드 구멍 및 나사 구멍이 형성되고, 상기 나사 구멍은 상기 스탠드의 대략 중앙에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 광학 장치는, 가이드 구멍에 의해 광학 부품용 하우징내의 소정의 위치로 안내되고, 나사 구멍에 의해 광학 부품용 하우징으로 나사 고정되기 때문에, 광학 장치를 광학 부품용 하우징으로 확실히 위치 결정 고정할 수 있다.
본 발명의 광학 장치에서는, 상기 기판에는, 적어도 상기 스탠드와 대향하는 면에, 납땜 가능한 도금층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 기판과 스탠드의 고착에 의해, 광학 변환 소자에서 발생하는 열이, 스탠드로 발산할 수 있기 때문에, 한층 더 광학 변환 소자의 냉각을 효율적으로 실행할 수 있다.
본 발명의 광학 장치에서는, 상기 도금층은 무전해 니켈-링-도금층과, 땜납도금층으로 구성되는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 무전해 니켈-링-도금층은 균일한 막 두께로 형성할 수 있기 때문에, 예컨대 유지 프레임 등의 복잡한 형상의 것이라도 박리하거나 하는 일이 없다. 따라서, 균일한 막 두께를 갖기 때문에, 내식성 및 내마모성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 광학 장치에서는, 상기 기판은 열 전도율 10W/(m·K)이상의 부재로 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 기판이 열 전도율 10W/(m·K) 미만의 부재로 이루어지면, 광학 변환 소자에서 발하는 열이 스탠드까지 충분히 전달되지 않는 경우가 있다.
본 발명의 프로젝터는, 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하여 확대 투사하는 프로젝터로서, 상술한 광 변조 장치 또는 상술한 광학 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 상술한 바와 같은 작용·효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 프로젝터의 내부 구조를 모식적으로 나타내는 평면도,
도 2는 제 1 실시 형태의 광학 유닛을 모식적으로 나타내는 평면도,
도 3은 제 1 실시 형태의 광학 장치 본체를 나타내는 사시도,
도 4는 제 1 실시 형태의 광학 장치 본체를 나타내는 분해 사시도,
도 5는 제 1 실시 형태의 액정 패널을 나타내는 단면도,
도 6a 및 6b는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 광학 장치 본체를 상측 또는 하측에서 본 평면도,
도 7은 제 2 실시 형태의 광학 장치 본체가 라이트 가이드에 장착된 상태를 나타내는 단면도,
도 8은 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 광 변조 장치의 개략을 나타내는 사시도,
도 9는 제 3 실시 형태에 따른 광학 장치 본체를 나타내는 평면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 프로젝터441, 441B, 441G, 441R : 액정 패널
443 : 크로스다익 프리즘(색합성 광학 장치)
444 : 입사측 편광판446, 476 : 상측 스탠드
447, 477 : 하측 스탠드448, 478 : 스탠드 본체
448 B, 449A, 449C, 450A, 451B : 긴 구멍
454 : 본체460 : 사출측 편광판
461 : 기판461A : 편광 막(광학 변환막)
710 : 액정 패널 본체711A, 711B : 절곡 리브
712A, 712B : 방진 유리720 : 유지 프레임
723 : 절곡 리브730 : 프레임 형상 부재
730A : 개구부730B : 제 1 위치결정부
730C : 제 2 위치결정부731 : 절곡부
실시 형태
〔1. 본 발명의 제 1 실시 형태〕
이하, 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 프로젝터를 도면을 사용하여 설명한다.
〔1-1.프로젝터의 주요 구성〕
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 프로젝터(1)의 내부 구조를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 프로젝터(1)는 전체적으로 대략 직방체 형상으로 수지제의 외장 케이스(2)와, 광원 장치(413)로부터 사출된 광속을 광학적으로 처리하여 화상 정보에 따른 광학상을 형성하는 광학 유닛(4)과, 프로젝터(1)내에 발생하는 열을 외부로 방출하는 냉각 유닛(5)과, 외부에서 공급된 전력을 이러한 유닛(4, 5) 등에 공급하는 전원 유닛(3)을 구비한다.
외장 케이스(2)는 각 유닛(3~5)을 수납하는 것으로, 구체적인 도시를 생략하지만, 프로젝터(1)의 상면부, 전면부, 및 측면부를 구성하는 상측 케이스와, 프로젝터(1)의 저면부, 측면부 및 배면부를 구성하는 하측 케이스를 구비하여 구성된다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 외장 케이스(2)의 전면에는 절결부(2A)가 형성되어 있다. 외장 케이스(2)에 수납된 광학 유닛(4)의 일부는, 이 절결부(2A)로부터 외부측으로 노출되어 있다. 또한, 외장 케이스(2)의 전면에 있어서, 절결부(2A)의 양측에는, 프로젝터(1)내의 공기를 배출하기 위한 배기구(2B, 2C)가 형성되어 있다. 외장 케이스(2)의 바닥면에 있어서, 광학 유닛(4)을 구성하는 후술하는 광학 장치(44)에 대응하는 부분에는, 외부로부터 냉각 공기를 흡입하기 위한 도시하지 않는 흡기구가 형성되어 있다.
전원 유닛(3)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 외장 케이스(2)내에 있어서의 광학 유닛(4)의 도 1 중 우측에 배치되어 있다. 이 전원 유닛(3)은, 구체적인 도시를 생략하지만, 입구 커넥터에 삽입된 전원 케이블을 거쳐 공급된 전력을 램프 구동 회로(밸러스트)나 드라이버 보드 (도시 생략) 등에 공급하는 것이다.
상기 램프 구동 회로는 공급된 전력을 광학 유닛(4)의 광원 램프(411)에 공급하는 것이다. 상기 드라이버 보드는, 도시를 생략하지만, 광학 유닛(4)의 상방에 배치되어 입력된 화상 정보의 연산 처리를 실행한 다음, 후술하는 액정 패널(441R, 441G, 441B)의 제어 등을 실행하는 것이다.
전원 유닛(3) 및 광학 유닛(4)은 알루미늄 또는 마그네슘 등의 금속제의 실드판에 의해 피복되어 있다. 또한, 상기 램프 구동 회로 및 드라이버 보드도 알루미늄 또는 마그네슘 등의 금속제의 실드판에 의해 피복되어 있다. 이로써, 전원 유닛(3)이나 드라이버 보드 등으로부터의 외부로의 전자 노이즈의 누출이 방지되어 있다.
냉각 유닛(5)은, 프로젝터(1)내의 유로에 냉각 공기를 취입하고, 이 취입한 냉각 공기에 프로젝터(1)내에서 발생한 열을 흡수시켜, 이 데워진 냉각 공기를 외부로 배출함으로써, 프로젝터(1)내를 냉각하는 것이다. 이 냉각 유닛(5)은 축류 흡기팬(51)과 시로코팬(52)과 축류 배기 팬(53)을 구비한다.
축류 흡기팬(51)은 광학 유닛(4)의 광학 장치(44)의 하방에서, 또한 외장 케이스(2)의 상기 흡기구의 상측에 배치되어 있다. 축류 흡기팬(51)은, 이 흡기구를 거쳐, 외부로부터 냉각 공기를 광학 유닛(4)내로 흡입하여, 광학 장치(44)를 냉각한다.
시로코팬(52)은 광학 유닛(4)의 광원 장치(413)의 하방에 배치되어 있다.시로코팬(52)은 축류 흡기팬(51)에 의해 흡입된 광학 유닛(4)내의 냉각 공기를 끌어당키고, 이 끌어당기는 과정에서 광원 장치(413)의 열을 빼앗아, 광학 유닛(4)의 하방에 배치된 덕트(52A)를 통해, 배기구(2B)로부터 데워진 냉각 공기를 외부로 배출한다.
축류 배기팬(53)은, 외장 케이스(2)의 전면에 형성된 배기구(2C)와 전원 유닛(3)의 사이에 배치되어 있다. 축류 배기 팬(53)은, 전원 유닛(3)에 의해 데워진 전원 유닛(3) 근방의 공기를 흡입하여, 배기구(2C)로부터 외부로 배출한다.
〔1-2. 광학 유닛의 구성〕
도 2는 광학 유닛(4)을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
광학 유닛(4)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 평면 대략 L자 형상으로 형성되고, 광원 램프(411)로부터 사출된 광속을 광학적으로 처리하여, 화상 정보에 대응한 광학 화상을 형성하는 유닛으로서, 인터그레이터 조명 광학계(41)와, 색 분리 광학계(42)와, 릴레이 광학계(43)와, 광학 장치(44)와, 투사 광학계로서의 투사 렌즈(46)를 구비한다. 이들 광학 부품(41~44, 46)은 광학 부품용 하우징으로서의 라이트 가이드(47)내에 수납되어 고정된다.
인터그레이터 조명 광학계(41)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 광학 장치(44)를 구성하는 3장의 액정 패널(441)〔적색, 녹색, 청색의 색광마다 각각 액정 패널(441R, 441G, 441B)로 나타냄〕의 화상 형성 영역을 거의 균등하게 조명하기 위한 광학계이며, 광원 장치(413)와, 제 1 렌즈 어레이(418)와, 제 2 렌즈 어레이(414)와, 편광 변환 소자(415)와, 중첩 렌즈(416)를 구비한다.
광원 장치(413)는, 방사상의 광선을 사출하는 광원 램프(411)와, 이 광원 램프(411)로부터 사출된 방사광을 반사하는 타원면 거울(412)와, 광원 램프(411)로부터 사출되어 타원면 거울(412)에 의해 반사된 광을 평행광으로 하는 평행화 오목 렌즈(413A)를 구비한다. 또한, 평행화 오목 렌즈(413A)의 평면 부분에는, 도시하지 않는 UV 필터가 설치되어 있다. 또한, 광원 램프(411)로는, 할로겐 램프나 메탈배이드 램프, 고압 수은 램프가 널리 사용된다. 또한, 타원면 거울(412) 및 평행화 오목 렌즈(413A)의 대신에, 포물면 거울을 사용할 수도 있다.
제 1 렌즈 어레이(418)는, 광축 방향에서 보아 대략 구 형상의 윤곽을 갖는 렌즈가 매트릭스 형상으로 배열된 구성을 갖는다. 각 소형 렌즈는, 광원 램프(411)로부터 사출되는 광속을 복수의 부분 광속으로 분할한다. 각 소형 렌즈의 윤곽 형상은, 액정 패널(441)의 화상 형성 영역의 형상과 거의 상이한 모양을 이루도록 설정되어 있다. 예컨대, 액정 패널(441)의 화상 형성 영역의 애스펙트비(가로와 세로의 치수 비율)가 4:3이면, 각 소형 렌즈의 애스펙트비도 4:3으로 설정한다.
제 2 렌즈 어레이(414)는, 제 1 렌즈 어레이(418)와 대략 동일한 구성을 갖고, 소형 렌즈가 매트릭스 형상으로 배열된 구성을 갖는다. 이 제 2 렌즈 어레이(414)는, 중첩 렌즈(416)와 함께 제 1 렌즈 어레이(418)의 각 소형 렌즈의 상을 액정 패널(441)상에 결상시키는 기능을 갖는다.
편광 변환 소자(415)는, 제 2 렌즈 어레이(414)와 중첩 렌즈(416)의 사이에배치되는 동시에, 제 2 렌즈 어레이(414)와 일체로 유닛화되어 있다. 이러한 편광 변환 소자(415)는, 제 2 렌즈 어레이(414)로부터의 광을 1종류의 편광광으로 변환하는 것으로, 이로써 광학 장치(44)에서의 광의 이용 효율이 높여지고 있다. 또한, 도 2 중의 2점 쇄선(410)으로 나타내는 바와 같이, 유닛화된 편광 변환 소자(415) 및 제 2 렌즈 어레이(414)와, 제 1 렌즈 어레이(418)는 일체적으로 유닛화되어 있다.
구체적으로, 편광 변환 소자(415)에 의해 1종류의 편광광으로 변환된 각 부분광은, 중첩 렌즈(416)에 의해 최종적으로 광학 장치(44)의 액정 패널(441R, 441G, 441B)상에 거의 중첩된다. 편광광을 변조하는 타입의 액정 패널(441)을 사용한 프로젝터(1)［광학 장치(44)］에서는, 1종류의 편광광밖에 이용할 수 없기 때문에, 다른 종류의 랜덤한 편광광을 발하는 광원 램프(411)로부터의 광의 거의 절반은 이용되지 않는다. 따라서, 편광 변환 소자(415)를 사용함으로써, 광원 램프(411)로부터의 사출광을 모두 1종류의 편광광으로 변환하여, 광학 장치(44)에서의 광의 이용 효율을 높이고 있다. 또한, 이러한 편광 변환 소자(415)는, 예컨대 일본 특허 공개 제 1996-304739호 공보에 소개되어 있다.
색 분리 광학계(42)는, 2장의 다이크로익 미러(421, 422)와, 반사 미러(423, 424)를 구비하고, 다이크로익 미러(421, 422)에 의해 인터그레이터 조명 광학계(41)로부터 사출된 복수의 부분 광속을 적색, 녹색, 청색의 3색 색광으로 분리하는 기능을 갖는다.
릴레이 광학계(43)는, 입사측 렌즈(431), 릴레이 렌즈(433), 및 반사미러(432, 434)를 구비하고, 색 분리 광학계(42)로 분리된 색광(적색광)을 액정 패널(441R)까지 유도하는 기능을 갖는다.
이와 같은 광학계(4)에 있어서, 색 분리 광학계(42)의 다이크로익 미러(421)에서는, 인터그레이터 조명 광학계(41)로부터 사출된 광속의 청색 광 성분이 투과하는 동시에, 적색 광 성분과 녹색 광 성분이 반사한다. 이 다이크로익 미러(421)에 의해 투과한 청색 광 성분은, 반사 미러(423)로 반사하여, 필드 렌즈(417)를 통해 청색용 액정 패널(441B)에 이른다. 이 필드 렌즈(417)는 제 2 렌즈 어레이(414)로부터 사출된 각 부분 광속을 그 중심축(주광선)에 대하여 평행한 광속으로 변환한다. 다른 액정패널(441R, 441G)의 광 입사측에 설치된 필드 렌즈(417)도 동일하다.
다이크로익 미러(421)로 반사된 적색광과 녹색광 중에, 녹색광은 다이크로익 미러(422)에 의해 반사하고, 필드 렌즈(417)를 통해 녹색용 액정 패널(441G)에 이른다. 한편, 적색광은 다이크로익 미러(422)를 투과하여 릴레이 광학계(43)를 통과하고, 또한 필드 렌즈(417)를 통해 적색광용 액정 패널(441R)에 이른다.
또한, 적색광에 릴레이 광학계(43)가 사용되고 있는 것은, 적색광의 광로의 길이가 다른 색광의 광로 길이보다도 길기 때문에, 광의 발산 등에 의한 광의 이용 효율의 저하를 방지하기 위해서이다. 즉, 입사측 렌즈(431)에 입사한 부분 광속을 그 상태로 필드 렌즈(417)에 전달하기 위해서이다. 또한, 릴레이 광학계(43)에는, 3개의 색광 중의 적색광을 통과시키는 구성으로 했지만, 청색광 등의 그 밖의 색광을 통과시키는 구성으로 할 수도 있다.
광학 장치(44)는, 입사된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 컬러 화상을 형성하는 것으로, 색 분리 광학계(42)로부터 사출된 광속이 입사되어, 소위 편광자로 되는 입사측 편광판(444)과, 각 입사측 편광판(444)의 광로 후단에 배치되는 광 변조 장치로서의 3장의 액정 패널(441R, 441G, 441B)과, 각 액정 패널(441R, 441G, 441B)의 광로 후단에 배치되고, 이른바 검색자로 되는 사출측 편광판(460)과, 크로스 다이크로익 프리즘(443)을 구비한다. 광학 부품(441, 443, 460)은 일체적으로 형성되어 광학 장치 본체(48)를 구성한다. 또한, 광학 장치 본체(48)의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
입사측 편광판(444)은, 광학 장치 본체(48)와는 별도의 개체로서 구성되어 있다. 이 입사측 편광판(444)은 색 분리 광학계(42)로 분리된 각 광속 중, 일정 방향의 편광광만 투과시키고, 그 밖의 방향의 광속을 흡수하는 것이다. 또한, 입사측 편광판(444)과 사출측 편광판(460)의 편광축의 방향은, 서로 직교하도록 설정되어 있다.
이상 설명한 각 광학 부품(41~44)은, 광학 부품용 하우징으로서의 열 전도성 재료로 구성되는 라이트 가이드(47)내에 수용되어 있다.
라이트 가이드(47)는, 도시를 생략하지만, 상술한 각 광학 부품(414~418, 421~423, 431~434, 444)(도 2)을 상측으로부터 슬라이드식으로 삽입하는 홈부가 각각 설치된 하측 라이트 가이드와, 이 하측 라이트 가이드의 상부의 개구측을 밀폐하는 커버 형상의 상측 라이트 가이드를 구비한다. 또한, 평면이 대략 L자 형상인 라이트 가이드(47)의 일단측에는 광원 장치(413)가 수용되고, 다른 단측에는 헤드부(49)를 거쳐 투사 렌즈(46)가 고정되어 있다.
〔1-3.광학 장치를 구성하는 광학 장치 본체의 구성〕
도 3은 광학 장치 본체(48)를 나타내는 사시도이다. 도 4는 광학 장치(44)를 구성하는 광학 장치 본체(48)를 나타내는 분해 사시도이다. 또한, 도 4에는 3개의 액정 패널(441R, 441G, 441B)측 중, 액정 패널(441G)측만을 대표로 분해하여 도시하고, 다른 액정 패널(441R, 441B)의 분해 도시를 생략한다.
광학 장치 본체(48)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 크로스 다이크로익 프리즘(443)과, 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)와, 사출측 편광판(460)과, 액정 패널(441G)(441)을 구비하고 있다.
크로스 다이크로익 프리즘(443)은 3장의 액정 패널(441R, 441G, 441B)로부터 사출되고 각 색광마다 변조된 화상을 합성하여 컬러 화상을 형성하는 것으로, 외관은 대략 입방체 형상의 육면체이다. 크로스 다이크로익 프리즘(443)에는, 적색광을 반사하는 유전체 다층막과 청색광을 반사하는 유전체 다층막이, 4개의 직각 프리즘의 계면을 따라 대략 X자 형상으로 형성되고, 이러한 유전체 다층막에 의해 3개의 색광이 합성된다. 이 크로스 다이크로익 프리즘(443)으로 합성된 컬러 화상은 투사렌즈(46)로부터 사출되어, 스크린상에 확대 투사된다.
이 크로스 다이크로익 프리즘(443)의 복수의 광속 입사 단면과 교차하는 단면인 상하면에는, 각각 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)가 고정되어 있다. 상측 스탠드(446)는 열 전도성 재료로 구성되는 판금으로 구성되고, 크로스 다이크로익 프리즘(443)의 상면에 고정되어 있다. 한편, 하측 스탠드(447)는 크로스 다이크로익 프리즘(443)의 하면에 고정되어 있다.
상측 스탠드(446)는, 크로스 다이크로익 프리즘(443)의 상면과 대략 동일한 외형 크기를 갖고, 42합금［야마하메타닉스(주)제, 성분 Ni 42wt%, Fe 58wt%, 팽창 계수 40×10-7~47×10-7이하 동일］으로 구성된다.
상측 스탠드(446)는, 크로스 다이크로익 프리즘(443)의 상면에 탑재되는 판 형상의 스탠드 본체(448)와, 이 스탠드 본체(448)의 단부에, 크로스 다이크로익 프리즘(443)의 각 광속 입사 단면을 따라 절곡 형성되고, 액정 패널(441)이 복수 개소에서 접촉 접합되는 리브(449, 450, 450, 451)를 구비하며, 스탠드 본체(448)의 4변의 단 가장자리로부터 도시 상방 수직으로 리브(449, 450, 450, 451)가 세워진 것이다.
또한, 스탠드 본체(448)의 중앙부 부근에는, 대략 원 형상으로 도려내어 구멍내어진, 대략 구멍 상태인 위치 결정 구멍(448A)이 2개소 형성되어 있다. 이것은, 스탠드 본체(448)가 크로스 다이크로익 프리즘(443)을 접착 고정할 때의 지그(도시 생략)로의 위치 결정으로서 이용된다. 또한, 스탠드 본체(448)의 리브(450)의 단 가장자리 부분에는, 슬릿(448B)이 각각 형성되어 있다.
리브(449, 451)는, 스탠드 본체(448)의 대향하는 2변에 설치되어 있다. 리브(449)는 액정 패널(441G)이 고정되는 광속 입사 단면측에 설치되고, 리브(451)는, 액정 패널(441G)이 고정되는 광속 입사 단면측과 대향하는 단면측에 설치되어 있는 것이다. 리브(449, 451)는 광속 입사단면의 폭과 대략 동일한 폭으로 형성되어 있다.
리브(449)에는, 리브(449)의 돌출 방향 선단의 대략 중앙 부분에 형성되고, 액정 패널(441G)(441)의 복수의 접합면을 분할하는 슬릿(449A)이 1개 형성되어 있다. 슬릿(449A)은 리브(449)의 상측의 단면으로부터 높이 방향의 대략 절반 정도의 높이까지 이르도록 형성되어 있다.
또한, 리브(449) 및 스탠드 본체(448)에는, 리브(449)의 절곡 부분을 따라 연장되는 단면 L자 모양의 긴 구명(449B)이 2개소 형성되어 있다.
긴 구멍(449B)은, 슬릿(449A)을 중심으로 하여 대략 대칭으로 리브(449)의 외측 가장자리측에 각각 형성되어 있다.
또한, 리브(449)의 긴 구멍(449B)의 외측 단부에는, 접합되는 사출측 편광판(460)의 단부를 따라 리브의 돌출 방향으로 굴곡하여 신장하는 슬릿(449C)이 형성되어 있다. 슬릿(449C)은, 리브(449)의 높이 방향의 대략 절반 정도의 높이로부터 긴 구멍(449B)까지 형성되어 있다.
또한, 리브(451) 및 스탠드 본체(448)에는, 리브(451)의 절곡 부분을 따라 연장되는 단면 L자 모양의 긴 구멍(451B)가 1개소 형성되어 있다.
한편, 2개의 리브(450)는 리브(449)가 설치된 스탠드 본체(448)의 2변에 대하여 직교하는 2변에 설치되어 있다. 2개의 리브(450)는, 액정 패널(441R) 및 액정 패널(441B)이 고정되는 광속 입사 단면측에 각각 설치되어 있는 것이다.
리브(450)에는 리브(449)와 동일하게 리브(450)의 돌출 방향 선단의 대략 중앙 부분에 형성되고, 액정 패널(441B, 441R)(441)의 복수의 접합면을 분할하는슬릿(450A)이 1개 형성되어 있다. 슬릿(450A)은 리브(450)의 상측의 단면으로부터 높이 방향의 대략 절반 정도의 높이까지 이르도록 형성되어 있다.
또한, 리브(450) 및 스탠드 본체(448)에는 리브(450)의 절곡 부분을 따라 연장되는 단면 L자형의 긴 구멍(450B)이 2개소 형성되어 있다.
긴 구멍(450B)은 슬릿(450A)을 중심으로 대략 대칭으로 리브(450)의 외측 가장자리측에 각각 형성되어 있다.
또한, 리브(450)의 긴 구멍(450B)의 외측 단부에는, 접합되는 사출측 편광판(460)의 단부를 따라 리브의 돌출 방향으로 굴곡하여 신장하는 슬릿(450C)이 형성되어 있다. 슬릿(450C)은 리브(450)의 높이 방향의 대략 절반 정도의 높이로부터 긴 구멍(450B)까지 형성되어 있다.
상측 스탠드(446)를 제조할 때에는, 직사각형 형상의 판금을 리브(449) 들에 대응하는 형상으로 관통 가공한 후, 리브(449) 등과 같이 수직으로 굴곡시켜 제조한다.
하측 스탠드(447)는, 상측 스탠드(446)와 대략 동일한 구성으로, 크로스 다이크로익 프리즘(443)의 하면과 대략 동일한 외형 크기를 갖고, 42합금［야마하메타닉스(주)제］으로 구성된다.
또한, 하측 스탠드(447)와 상측 스탠드(446)는, 하측 스탠드(447)에는, 라이트 가이드(47)로 고정하기 위한 장착부(455)가 적어도 2개 이상 설치되어 있는 점도 상이하다.
구체적으로는, 이 장착부(455)는 박스 형상의 본체(454)로부터 연장되어 있는 것이다. 본체(454)는 스탠드 본체(448)와 대략 동일한 외경 치수를 갖고, 열 전도성 재료로 구성되며, 본 실시 형태에서는, 42합금［야마하메타니크스(주)제］이다. 본체(454)에 대하여, 아암 형상의 장착부(455)는 하측 스탠드(447)의 리브(451)측의 1변의 대략 중앙에 1개 설치되고, 또한 이 1변에 대향하는 리브(449)측의 변의 각 모서리부에 각각 1개씩 설치되어 있다. 장착부(455)에는 중심에 장착 구멍(455 A)이 형성되어 있다. 즉 광학 장치(44)는 장착 구멍(455A)과 라이트 가이드(47)에 설치한 위치 결정용 핀(도시 생략)에 위치 결정되고, 이상의 하측 스탠드(447)의 장착부(455)를 거쳐, 라이트 가이드(47)(도 1)에 접촉하여 고정되어 있다.
사출측 편광판(460)은 액정 패널(441G)(441) 및 광속 입사 단면의 사이에 개재 배치되는 동시에, 단부가 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)에 접속되어, 액정 패널(441)로부터 사출된 색광의 편광을 실행하는 편광막(461A)이 기판(461)상에 형성된 것이다.
기판(461)은 열 전도율 10W/(m·K) 이상의 부재로 구성되면 좋고, 본 실시 형태에서는, 사파이어 유리제의 구형의 판이다. 이 때문에, 이 기판(461)은 그 열전도율이 약 40W/(m·K)로 높을 뿐만 아니라, 그 경도도 매우 높고, 흠집나기 어려우며 투명도가 높은 것이다.
여기서, 기판(461)이, 열 전도율 10W/(m·K) 미만의 부재로 구성되면, 사출측 편광판(460)에서 발하는 열이, 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)까지 충분히 전달되지 않는 경우가 있다.
기판(461)에는, 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)의 대향하는 면에, 납땜 가능한 도금층이 형성되어 있다.
이 도금층은 무전해 니켈-인-도금층과, 땜납 도금층으로 구성된다.
사출측 편광판(460)의 기판(461)의 도시 상하 방향의 단부는, 각각 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)의 리브(449)와, 납땜 등에 의해 접속되고, 사출측 편광판(460)은 액정 패널(441G)(441)의 접합면의 내측에서 리브(449)에 접속되어 있다.
편광막(461A)은, 기판(461)상의 도시 상하 방향의 중간 부분에, 기판(461)의 도시 좌우 방향의 폭과 대략 동일한 폭으로, 대략 정방 형상으로 형성되고, 폴리비닐알콜(PVA)에 옥소를 흡착. 분산시켜 필름 형상으로 한 후에, 이 필름 형상의 것을 일정 방향으로 연신하며, 그 후 연신된 필름의 양면에 아세테이트 셀룰로오스계의 필름을 접착제로 적층함으로써 구성된 것이다.
광 변조 장치인 액정 패널(441G)(441)은, 광 변조 장치 본체로서의 액정 패널 본체(710)와, 유지 프레임(720)과, 프레임 형상 부재(730)를 구비하고 있다.
액정 패널 본체(710)는 유리 등으로 구성되는 한쌍의 투명 기판(711A, 711B)를 구비한다. 한쌍의 투명 기판(711A, 711B)은 밀봉재(도시 생략)를 거쳐 소정 간격을 두고 부착되어 있다.
투명 기판(711A)의 내측에는, TFT 소자 등의 스위칭 소자, ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전체로 구성되는 화소 전극, 배선, 배향막 등이 형성되어 있다. 또한, 투명 기판(711B)의 내측면에는 상기 화소 전극에 대응하는 대향 전극,배향막 등이 형성되어 있다. 이로써, 액티브 매트릭스형의 액정 패널이 구성되어 있다.
투명 기판(711A)의 외경 치수는, 투명 기판(711B)의 외경 치수보다도 크다.
이 액정 패널 본체(710)에는, 광속 사출측 및 광속 입사측에 먼지 부착을 방지하는 방진 유리(712A, 712B)가 각각 밀착하여 부착되어 있다. 구체적으로는, 방진 유리(712A, 712B)는 열 전도성 투명 재료로 구성되고, 본 실시 형태에서는, 사파이어로 구성되어 있다. 이 방진 유리(712A, 712B)는 기판 외면을 피복하여 먼지의 부착을 방지하는 것이다. 이와 같은 방진 유리(712A, 712B)의 외면에 먼지가 부착되어도, 포커스 상태로 되지 않기 때문에, 투사 화상상의 표시 그늘로 되지 않는다.
투명 기판(711A)에 부착되는 방진 유리(712A)의 외경 치수는, 투명 기판(711A)의 외경 치수와 대략 동일하다.
투명 기판(711B)에 접착되는 방진 유리(712B)의 외경 치수는, 투명 기판(711B)의 외경 치수와 대략 동일하다.
유지 프레임(720)은, 일체적으로 형성된 저면부(721) 및 이 저면부(721)의 대향하는 단 가장자리에 세워진 한쌍의 측면부(722)로 구성되는 대략 C자 형상을 갖고, 액정 패널 본체(710)를 내부에 수납하는 것이다.
저면부(721)는 대략 직사각 형상이고, 그 중앙 부분에는, 액정 패널 본체(710)의 화상 형성 영역에 따른 직사각 형상의 개구부(721A)가 형성되어 있다.
저면부(721)에는, 광속 입사측의 방진 유리(712B)용 입사측 방진 유리 위치결정부가, 개구부(721A)의 주변에 적어도 3개소 설치되어 있다.
본 실시 형태에서는, 도 4, 5에 도시되는 바와 같이, 입사측 방진 유리 위치 결정부는 광속 입사측의 방진 유리(712B)의 단면에, 접촉하도록 설치된 2개소의 제 1 위치 결정부(721B)와, 이 제 1 위치 결정부가 접촉하는 광속 입사측의 방진 유리(712B)의 단면과 직교하는 단면에, 접촉하도록 설치된 1개소의 제 2 위치 결정부(721C)로 구성된다.
제 1 위치 결정부(721B)는 핀 형상의 부재로 구성되고, 개구부(721A)의 도시 하측에, 또한 저면부(721)의 이면측에 설치되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제 1 위치 결정부(721B)는 액정 패널(441G) 밖에서 도입되는 냉각풍의 상류측에 배치되어 있게 되지만, 하류측에 배치되어 있으면 보다 바람직하다.
제 2 위치 결정부(721C)는 핀 형상의 부재로 구성되고, 개구부(721A)의 도시 우측 상측에, 또한 저면부(721)의 이면측에 설치되어 있다.
이들 제 1 위치 결정부(721B) 및 제 2 위치 결정부(721C)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 광속 입사측에 배치되는 투명 기판(711B)의 2분의 1의 두께와 방진 유리(712B)를 합한 두께에 이르도록 형성되어 있다.
측면부(722)는, 도 4로 되돌아가, 평면이 대략 사다리꼴 형상이고, 사다리꼴의 상측 바닥에 상당하는 부분이고, 저면부(721)와 연속하고 있는 것이다. 측면부(722) 선단에는, 유지 프레임(720) 내측에 굴곡하는 절곡 리브(723)가 형성되어 있다.
절곡 리브(723)에는, 대략 중앙 부분에 측면부(722)로부터 절곡 리브(723)에 걸치는 긴 구멍인 슬릿(723A)이 1개소 형성되어 있다.
슬릿(723A)은 측면부(722)와 교차하는 부분으로부터 절곡 리브(723)의 돌출 방향의 절반 정도의 부분까지 형성되어 있다.
절곡 리브(723) 선단에는, 절곡 리브(723) 연장 방향을 따라 이격하여 배치되는 한쌍의 절결 홈인 슬릿(723B)이 합계 2개소 형성되어 있다. 슬릿(723B)은 절곡 리브(723)의 단 가장자리 부분으로부터 절곡 리브(723)의 돌출 방향의 절반 정도의 부분까지 형성되어 있다.
또한, 유지 프레임(720)은 절곡 리브(723)를 거쳐, 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)와 고착되지만, 이 고착의 방법은 납땜이어도 좋고, 접착제 등에 의한 것이어도 좋다. 이 고착시에는, 액정 패널(441G)(441)의 포커스 조정 등을 위해, 약간의 간극을 개방하도록 한다.
프레임 형상 부재(730)는, 액정 패널 본체(710)의 광속 사출측에 배치되고, 열 전도성 재료로 구성되어 있다. 프레임 형상 부재(730)는, 본 실시 형태에서는 42합금［야마하메타닉스(주)제］으로 구성되어 있다.
프레임 형상 부재(730)에는, 중앙에 액정 패널 본체(710)의 화상 형성 영역에 따른 직사각 형상의 개구부(730A)가 형성되어 있다.
또한, 프레임 형상 부재(730)는, 한쌍의 측면부(722)와 대향하는 위치에 형성되는 한쌍의 절곡부(731)를 구비하고 있다.
이 절곡부(731)는, 광속 사출측을 향해 세워지고, 측면부(722)에 접촉 접합되어 있다. 또한, 접촉 접합부에 간극을 갖게 하도록 하여, 이 간극에 열 전도와 고정을 겸하는 땜납 또는 열 전도성의 접착제를 개재하여 고착할 수도 있다. 방열성의 개선과 한쌍의 측면부(722)의 간섭방지에 유효하게 된다. 또한, 프레임 형상 부재(730)는 프레임 형상 부재(730)의 도시 우측 상측의 단 가장자리로부터 돌출한 대략 반원 형상의 돌출부(732)를 갖고 있다.
프레임 형상 부재(730)에는, 광속 사출측의 방진 유리(712A)용 사출측 방진 유리 위치 결정부가, 개구부(730A)의 주변에 적어도 3개소 설치되어 있다.
본 실시 형태에서는, 도 4, 5에 도시되는 바와 같이, 사출측 방진 유리 위치 결정부는, 광속 사출측의 방진 유리(712A)의 단면에, 접촉하도록 설치된 2개소의 제 1 위치 결정부(730B)와, 이 제 1 위치 결정부(730B)가 접촉하는 광속 사출측의 방진 유리(712A)의 단면과 직교하는 단면에, 접촉하도록 설치된 1개소의 제 2 위치 결정부(730C)로 구성된다.
제 1 위치 결정부(730B)는 핀 형상의 부재로 이루어지고, 개구부(730A)의 도시 하측에, 또한 프레임 형상부(730)의 표면측에 설치되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제 1 위치 결정부(730B)는 액정 패널(441G) 밖에서 도입되는 냉각풍의 상류측에 배치되어 있게 되지만, 하류측에 배치되어 있으면 보다 바람직하다.
제 2 위치 결정부(730C)는, 프레임 형상 부재(730)의 일부를 굴곡하여 형성하고, 돌출부(732)에 또한 프레임 형상 부재(730)의 표면측에 설치되어 있다. 물론, 제 2 위치 결정부(730C)는 핀 형상 부재일 수도 있다.
이들 제 1 위치 결정부(730B) 및 제 2 위치 결정부(730C)는, 도 5에 도시되는 바와 같이, 광속 사출측에 배치되는 투명 기판(711A)의 2분의 1의 두께와 방진 유리(712A)를 합한 두께에 이르도록 형성되어 있다.
또한, 도 5를 참조하여, 액정 패널 본체(710)와, 유지 프레임(720)과, 프레임 형상 부재(730)에 의해, 액정 패널(441G)을 조립할 때의 순서를 이하에 나타낸다.
우선, 프레임 형상 부재(730)의 제 1 위치 결정부(730B) 및 제 2 위치 결정부(730C)에 의해, 광속 사출측의 방진 유리(712A)를 위치 결정하여, 프레임 형상 부재(730)에 고정한다. 이 고정은 납땜에 의해 실행한다. 물론, 이 고정은, 열 전도성 접착제에 의해 실행할 수도 있다.
다음에, 고정된 방진 유리(712A) 위에, 미리 투명 기판(711A, 711B)을 일체화해 둔 패널 본체를 중첩시킨다. 이 때의 위치 결정은, 제 1 위치 결정부(730B) 및 제 2 위치 결정부(730C)에 의해 실행한다. 그리고, 방진 유리(712A)에 투명 기판(711A, 711B)을 고정한다. 이 고정에는, 자외선 경화형 접착제 등이 사용되고, 이 접착제에 자외선을 조사함으로써 접착 고정된다. 물론, 이 고정은 열 경화형 접착제에 의해 실행할 수도 있다.
그리고, 유지 프레임(720)의 제 1 위치 결정부(721B) 및 제 2 위치 결정부(721C)에 의해 광속 입사측의 방진 유리(712B)를 위치 결정하여, 유지 프레임(720)에 고정한다. 이 고정은 납땜에 의해 실행한다. 물론, 이 고정은 열 전도성 접착제에 의해 실행할 수도 있다.
마지막으로, 고정된 방진 유리(712B) 위에 투명 기판(711B)측을 중첩시킨다. 이 때의 위치 결정은 제 1 위치 결정부(721B) 및 제 2 위치 결정부(721C)에 의해 실행한다. 그리고, 방진 유리(712B)에 투명 기판(711B)을 고정한다. 이 고정에는, 자외선 경화형 접착제 등이 사용되고, 이 접착제에 자외선을 조사함으로써, 접착 고정된다. 물론, 이 고정은 열 경화형 접착제에 의해 실행할 수도 있다.
〔1-4. 냉각 구조〕
다음에, 프로젝터(1)에 설치된 공기 냉각식의 냉각 기구의 구성에 대하여 설명한다. 프로젝터(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 주로 광학 장치(44)(도 2)를 냉각하는 광학 장치 냉각계(A)와, 주로 광원 장치(413)를 냉각하는 광원 냉각계(B)와, 주로 전원 유닛(3)을 냉각하는 전원 냉각계(C)를 구비한다.
광학 장치 냉각계(A)는, 외장 케이스(2)의 하면에 형성되는 도시하지 않는 흡기구와, 이 흡기구의 상방에 배치되는 축류 흡기팬(51)과, 라이트 가이드(47)의 바닥면에 있어서 축류 흡기 팬(51)의 상방에 형성되는 개구부(4B)를 구비한다.
프로젝터(1)의 외부의 신선한 냉각 공기는, 축류 흡기팬(51)에 의해 외장 케이스(2)의 흡기구로부터 흡입되고, 개구부(4B)를 거쳐 라이트 가이드(47)내로 들어간다. 이 때, 도시를 생략하지만, 라이트 가이드(47)의 하면에는 정류판이 설치되어 있고, 이로써 라이트 가이드(47) 외부의 냉각 공기는 하측으로부터 상측으로 흐르도록 정류되어 있다.
라이트 가이드(47)내로 유도된 냉각 공기는, 정류된 결과, 광학 장치(44)의하방으로부터 상방으로 흐르고, 액정 패널(441G)의 이면측을 통해 상측 스탠드(446) 등, 사출측 편광판(460), 액정 패널(441G), 또한 입사측 편광판(444) 등을 냉각하면서, 광학 장치 본체(48)의 상방으로 흐른다.
또한, 광학 장치 냉각계(A)에 있어서, 순환하는 냉각 공기는 광학 장치(44)를 냉각하는 기능에 부가하여, 액정 패널(441R, 441G, 441B)의 표면 등에 부착된 번지를 날려버리는 기능도 갖는다. 이 때문에, 액정 패널(441R, 441G, 441B)의 표면이 항상 청정한 상태로 되어, 안정된 화질을 확보할 수 있다.
광원 냉각계(B)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 시로코팬(52)과, 덕트(52A)와, 배기구(2B)를 구비한다. 이 광원 냉각계(B)에 있어서, 광학 장치 냉각계(A)를 통과한 냉각 공기는 시로코팬(52)에 의해 흡인되어, 광원 장치(413)내로 들어가 광원 램프(411)를 냉각한 후에, 라이트 가이드(47)로부터 나와 덕트(52A)를 통해, 배기구(2B)로부터 외부로 배출된다.
전원 냉각계(C)는, 전원 유닛(3)의 근방에 설치된 축류 배기팬(53)과, 배기구(2C)를 구비한다. 이 전원 냉각계(C)에 있어서, 전원 유닛(3)에 의한 열에 의해 데워진 공기는 축류 배기팬(53)에 의해 흡인되어, 배기구(2C)로부터 배출된다. 이 때, 프로젝터(1)내 전체 공기도 동시에 배출하고 있어, 프로젝터(1)내에 열이 박히지 않도록 되어 있다.
〔1-5. 제 1 실시 형태의 효과〕
상기 제 1 실시 형태에 의하면, 이하와 같은 효과가 있다.
(1) 액정 패널 본체(710)가 한쌍의 측면부(722)를 갖는 유지 프레임(720)의 내부에 수납되고, 측면부(722)에 의해 사출측 편광판(460)에 대하여, 이격 배치되게 된다. 따라서, 액정 패널(441G)(441)과 사출측 편광판(460)의 사이에, 냉각 공기를 흘림으로써 효율적으로 액정 패널(441G)(441)의 냉각을 실행할 수 있게 된다. 또한, 한쌍의 측면부(722)를 갖는 유지 프레임(720)에 의해, 사출측 편광판(460) 및 액정 패널(441G)(441)의 양자가 접촉하지 않기 때문에, 양자간에 직접 열이 전달되지 않고, 효율적으로 액정 패널(441G)(441)의 냉각을 실행하는 것이 가능해진다. 또한, 방진 유리(712A)와 방진 유리(712B)의 양자가 열 전도성이 높은 부재를 사용하여 프레임 형상 부재(730)와 유지 프레임(720)에 직접 열 전도 가능하도록 고착되고, 입사측과 사출측의 양면으로부터 개재물 없이 직접 방사 냉각이 가능해지며, 덧붙여 한쌍의 측면부(722)가 액정 패널(441G)(441) 및 사출측 편광판(460)의 큰 히트 싱크로 되어, 냉각풍에 의해 방사 냉각을 한층 더 향상시키는 것이 가능해진다.
(2) 액정 패널 본체(710)로부터 발생한 열이, 프레임 형상 부재(730)로 전달되고, 프레임 형상 부재(730)의 절곡부(731)를 거쳐 유지 프레임(720)으로 열을 발산할 수 있기 때문에, 액정 패널 본체(710)를 효율적으로 냉각할 수 있다.
(3) 방진 유리(712A, 712B)는, 열 전도성 투명 재료(사파이어)로 구성되어 있음으로써, 액정 패널 본체(710)가 발생하는 열을 방진 유리(712A, 712B)를 거쳐 유지 프레임(720)으로 발산할 수 있기 때문에, 보다 효율적으로 액정 패널 본체(710)를 냉각할 수 있다.
(4) 제 1 위치 결정부(721B)가 방진 유리(712B)의 하측의 단면에 접촉하고, 제 2 위치 결정부(721C)가 이 제 1 위치 결정부(721B)가 접촉하는 광속 입사측의 방진 유리(712B)의 단면과 직교하는 단면에 접촉함으로써, 방진 유리(712B)의 2방향의 위치 결정이 이루어지기 때문에, 방진 유리(712B)를 확실히 위치 결정·고정할 수 있다. 또한, 제 1 위치 결정부(721B)는, 액정 패널(441G)(441) 밖에서 도입되는 냉각풍의 하류측에 배치되어 있는 경우에는, 냉각풍의 도입을 저해하지 않기 때문에, 효율적으로 액정 패널 본체(710)를 냉각할 수 있다.
(5) 입사측 방진 유리 위치 결정부인 제 1 위치 결정부(721B) 및 제 2 위치 결정부(721C)가, 투명 기판(711B) 및 광속 입사측의 방진 유리(712B)의 양쪽에 접촉할 수 있기 때문에, 투명 기판(711B) 및 방진 유리(712B)의 위치 어긋남을 일으키지 않는다.
(6) 제 1 위치 결정부(730B)가 방진 유리(712A)의 하측의 단면에 접촉하고, 제 2 위치 결정부(730C)가 광속 사출측의 방진 유리의 단면과 대향하는 상측의 단면에 접촉함으로써, 방진 유리의 2방향의 위치 결정이 이루어지기 때문에, 방진 유리를 확실히 위치 결정·고정할 수 있다. 또한, 제 1 위치 결정부(730B)는, 액정 패널(441G)(441) 밖에서 도입되는 냉각풍의 하류측에 배치되어 있는 경우에는, 냉각풍의 도입을 저해하지 않기 때문에, 효율적으로 액정 패널 본체(710)를 냉각할 수 있다.
(7) 사출측 방진 유리 위치 결정부인 제 1 위치 결정부(730B) 및 제 2 위치 결정부(730C)가, 투명 기판(711A) 및 광속 사출측의 방진 유리(712A)의 양쪽에 접촉할 수 있기 때문에, 투명 기판(711A)과 이 방진유리(712A)의 위치 어긋남을 일으키지 않는다.
(8) 절곡 리브(723)의 부분에 의해, 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)의 접촉 면적을 늘릴 수 있다. 따라서, 액정 패널 본체(710)에서 발하는 열을 효율적으로 액정 패널(441G)(441)의 밖으로 발산할 수 있기 때문에, 효율적으로 액정 패널(441G)(441)을 냉각할 수 있다.
(9) 슬릿(723B)이 형성되어 있음으로써, 외부로부터의 열에 의해 유지 프레임(720)이 팽창해도, 슬릿(723B)에 의해 열에 의한 응력이 완화되기 때문에, 유지 프레임(720)내의 액정 패널 본체(710)에 응력이 걸리는 것을 방지할 수 있다.
(10) 한쌍의 절결 홈인 슬릿(723B)에 의해 사출측 편광판(460)의 액정 패널(441G)(441)로의 위치 결정을 실행한다. 따라서, 위치 결정시에, 지그 등을 필요로 하지 않기 때문에, 제조 순서의 간략화를 도모할 수 있다.
(11) 외부로부터의 열에 의해 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)가 팽창해도, 슬릿(448B, 449A, 449C, 450A)에 의해 열에 의한 응력이 흡수되기 때문에, 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)에 접속된 사출측 편광판(460)이나 액정 패널(441G)(441)의 상대적인 위치가 변화하지 않는다. 따라서, 광속 입사 단면에 대하여 액정 패널(441G)(441)등이 위치 어긋남을 일으키는 것을 확실히 방지할 수 있다.
(12) 긴 구멍(451B)에 의해, 광학 장치(44) 밖으로부터의 냉각풍을 통과시킬 수 있기 때문에, 효율적으로 광학 장치(44)를 냉각할 수 있다.
(13) 장착부(455)가 중 적어도 2개 이상 설치되어 있음으로써, 광학 장치(44)와 라이트 가이드(47)의 접촉 면적을 늘리게 되므로, 효율적으로 광학 장치(44)에서 발생한 열을 라이트 가이드(47)로 방출할 수 있기 때문에, 광학 장치(44)를 효율적으로 냉각할 수 있다.
(14) 장착부(455)에 의해 3개소에서, 광학 장치(44)를 라이트 가이드(47)에 장착하여 고정하기 때문에, 광학 장치(44)를 라이트 가이드(47)에 확실히 고정할 수 있다.
(15) 기판(461)과 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)의 고착에 의해, 사출측 편광판(460)에서 발생하는 열이 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)로 발산할 수 있기 때문에, 한층 더 사출측 편광판(460)의 냉각을 효율적으로 실행할 수 있다.
(16) 기판(461)에 형성된 무전해 니켈-인-도금층은 균일한 막 두께로 형성할 수 있기 때문에, 내식성, 내마모성을 향상시킬 수 있다.
〔2. 본 발명의 제 2 실시 형태]
다음에, 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 프로젝터를 도면을 사용하여 설명한다. 제 2 실시 형태에 따른 프로젝터는, 상기 제 1 실시 형태의 프로젝터(1)와는, 광학 장치 본체(48)의 일부인 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)의 구성만이 상이하다. 이 때문에, 상기 제 1 실시 형태와 동일 또는 상당 구성품에는 동일한 부호를 붙여, 설명을 생략 또는 간략한다.
〔2-1. 주요 구성〕
도 6은, 광학 장치 본체(48)를 상측 또는 하측에서 본 평면도이다. 구체적으로, 도 6a는, 광학 장치 본체(48)를 상측에서 본 도면이고, 도 6b는 광학 장치 본체(48)를 하측에서 본 도면이다.
도 7은 광학 장치 본체(48)가 라이트 가이드(47)에 장착된 상태를 나타내는 단면도이다. 구체적으로, 도 7은, 도 6의 Ⅶ-Ⅶ 선에서의 단면을 나타내는 도면이다. 제 1 실시 형태의 하측 스탠드(447)는, 도 4에 도시되는 바와 같이, 장착부(455)가 설치되어 있지 않다.
이에 대하여, 제 2 실시 형태의 상측 스탠드(476) 및 하측 스탠드(477)는, 도 6 또는 도 7에 도시되는 바와 같이, 장착부(455)가 설치되어 있지 않다.
또한, 제 1 실시 형태의 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)는, 도 4에 도시되는 바와 같이, 대략 직사각 형상의 스탠드 본체(448)와, 스탠드 본체(448)의 4변의 단 가장자리로부터 각각 상방 수직으로 세워진 리브(449, 450, 450, 451)를 구비하여 구성되어 있다.
이에 대하여, 제 2 실시 형태의 상측 스탠드(476) 및 하측 스탠드(477)는, 도 6 또는 도 7에 도시되는 바와 같이, 직방체 형상의 덩어리 형상 부재인 스탠드 본체(478)만으로 구성되어 있다. 이 스탠드 본체(478)는, 상술한 42 합금［야마하메타닉스(주)제］와 같이, 유리와 동등한 열 팽창 계수를 갖는 재료를 사용한다.
또한, 제 2 실시 형태의 상측 스탠드(476) 및 하측 스탠드(477)에는, 도 6a,도 6b에 도시되는 바와 같이, 크로스 다이크로익 프리즘의 상측 스탠드(476) 및 하측 스탠드(477) 고정 단면을 따라 연장되고, 단부가 액정 패널(441G)(441)의 복수의 접합면을 분할하는 홈(478C)이 형성되어 있다. 홈(478C)은, 상측 스탠드(476) 및 하측 스탠드(477)의 상기 접합면의 중앙 부분에 형성되어 있다.
또한, 상측 스탠드(476) 및 하측 스탠드(477)에는, 도 6a, 도 6b에 도시되는 바와 같이, 크로스 다이크로익 프리즘의 상측 스탠드(476) 및 하측 스탠드(477) 고정 단면을 따라 연장되고, 단부가 액정 패널(441 G)(441)의 접합면 및 사출측 편광판(460)의 접합면을 분할하는 제 2 홈인 홈(478D)이 형성되어 있다.
홈(478D)이 분할하는 액정 패널(441G)(441)의 복수의 접합면의 내측에는, 사출측 편광판(460)이 접합되어 있다.
홈(478D)이 분할하는 액정 패널(441G)(441)의 복수의 접합면의 외측에는, 절곡 리브(723)가 접합되어 있다.
또한, 제 2 실시 형태의 하측 스탠드(477)에는, 도 6b에 도시되는 바와 같이, 서로 대향하는 액정 패널(441R, 441B)을 향해 연장되는 홈(478C)에 있어서, 액정 패널(441G)로부터 광속 사출측으로 연장되는 2개의 홈(478D)과 교차하는 2개의 위치에, 광학 장치 본체(48)를 라이트 가이드(47)로 안내하기 위한 가이드 구멍(478E)이 형성되고, 액정 패널(441G)로부터 광속 사출측으로 연장되는 홈(478C)과 교차하는 위치에, 광학 장치 본체(48)를 라이트 가이드(47)에 고정하기 위한 나사 구멍(478F)이 형성되어 있다.
그리고, 광학 장치 본체(48)는, 도 7에 도시되는 바와 같이, 가이드구멍(478E)에 라이트 가이드(47)의 위치 결정 돌기(47A)가 끼워짐으로써, 라이트 가이드(47)에 대하여 위치 결정되어, 라이트 가이드(47)의 고정용 구멍(47B)을 거쳐 나사(600)를 나사 구멍(478F)에 나사 결합시킴으로써 라이트 가이드(47)에 대하여 고정된다.
〔2-2. 제 2 실시 형태의 효과〕
상기 제 2 실시 형태에 의하면, 제 1 실시 형태의 효과에 부가하여, 이하와 같은 효과가 있다.
(17) 외부로부터의 열에 의해 상측 스탠드(476) 및 하측 스탠드(477)가 팽창해도, 광 변조 장치의 복수의 접합면을 분할하는 홈(478C)에 의해 열에 의한 응력이 완화되기 때문에, 상측 스탠드(476) 및 하측 스탠드(477)에 접속된 사출측 편광판(460)이나 액정 패널(441G)(441)의 상대적인 위치가 변화하지 않는다. 따라서, 광속 입사 단면에 대하여 액정 패널(441G)(441) 등의 위치 어긋남을 일으키는 것을 확실히 방지할 수 있다.
(18) 홈(478D)이 액정 패널(441G)(441)의 접합면 및 사출측 편광판(460)의 접합면을 분할하기 때문에, 사출측 편광판(460)과 액정 패널(441G)(441)이 직접 접촉하지 않는다. 따라서, 사출측 편광판(460)과 액정 패널(441G)(441)의 양자간에 직접 열이 전달되지 않고, 효율적으로 사출측 편광판(460) 및 액정 패널(441G)(441)의 냉각을 실행하는 것이 가능해진다.
(19) 광학 장치(44)는 가이드 구멍(478E)에 의해 라이트 가이드(47)내의 소정의 위치로 안내되고, 나사 구멍(478F)에 의해 라이트 가이드(47)로 나사 고정되기 때문에, 광학 장치(44)를 라이트 가이드(47)로 확실히 위치 결정 고정할 수 있다.
〔3. 본 발명의 제 3 실시 형태〕
다음에, 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 프로젝터를 도면을 사용하여 설명한다. 제 3 실시 형태에 따른 프로젝터는, 상기 제 1 실시 형태의 프로젝터(1)와는, 광학 장치 본체(48)의 일부가 상이하다. 이 때문에, 상기 제 1 실시 형태와 동일 또는 상당 구성품에는 동일한 부호를 붙여, 설명을 생략 또는 간략한다.
〔3-1. 주요 구성〕
제 1 실시 형태의 액정 패널(441G)(441)은, 도 4에 도시되는 바와 같이, 절곡 리브(723)에는, 슬릿(723A), 슬릿(723B)이 형성되고, 형성되어 있는 위치에 상기한 이외의 제한은 없고, 이들 슬릿(723A), 슬릿(723B)은 주로 외부로부터의 열에 의한 열 응력을 완화하기 위한 것이었다.
이에 대하여, 제 3 실시 형태의 액정 패널(441G)(441)은, 도 8에 도시되는 바와 같이, 절곡 리브(723)의 2개소의 슬릿(723B)은, 그 상하 방향의 내측 단부는, 사출측 편광판(460)의 상하 방향의 단 가장자리와 대응하고 있다.
또한, 제 1 실시 형태의 액정 패널(441G)(441)은, 도 4에 도시되는 바와 같이, 절곡 리브(723) 및 사출측 편광판(460)은, 대략 동일 평면상에 배치되어 있다.
이에 대하여, 제 3 실시 형태의 액정 패널(441G)(441)은, 도 8, 9에 도시되는 바와 같이, 절곡 리브(723)의 내측 즉 광속 입사측에, 사출측 편광판(460)이 고착되어 있다.
〔3-2. 제 3 실시 형태의 효과〕
상기 제 3 실시 형태에 의하면, 제 1 실시 형태의 효과에 부가하여, 이하와 같은 효과가 있다.
(20) 슬릿(723B)의 상하 방향의 내측 단부는, 사출측 편광판(460)의 상하 방향의 단 가장자리와 대응하기 때문에, 액정 패널(441G)(441)에 대하여, 사출측 편광판(460)의 위치 결정을 용이하게 실행할 수 있다. 따라서, 제조 순서의 간략화를 도모할 수 있다.
〔4. 실시 형태의 변형〕
또한, 본 발명은 상기 각 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 다른 구성 등을 포함하여, 이하에 나타내는 변형 등도 본 발명에 포함된다.
예컨대, 상기 각 실시 형태에 있어서, 상측 스탠드(446) 및 하측 스탠드(447)는, 42합금［야마하메타닉스(주)제］로 구성되는 것이었지만, 이에 한정되지 않고, 알루미늄, 마그네슘, 동 또는 철의 합금제의 부재로 구성되는 것이어도 무방하고, 코발［웨스팅하우스(주)제, 성분 Ni29wt%, C 17wt%, Fe 54wt%, 팽창계수 46×10-7∼56×10-7이하 동일)로 구성됨］, 펠니코 등의 부재로 구성되는 것이어도 무방하다. 또한, 이것들은, 유리의 팽창 계수에 가까운 팽창 계수를 갖는 것이다.
상기 각 실시 형태에 있어서, 기판(461)은 사파이어로 구성되는 것이었지만, 이에 한정되지 않고, 수정이나 석영 유리 등이어도 무방하다.
상기 각 실시 형태에 있어서, 유지 프레임(720)은 42합금［야마하메타닉스(주)제］로 구성되는 것이었지만, 이에 한정되지 않고, 알루미늄, 마그네슘, 동 또는 철의 합금제의 부재로 구성되는 것이어도 무방하고, 코발, 펠니코 등의 부재로 구성되는 것이어도 무방하다.
상기 각 실시 형태에 있어서, 프레임 형상 부재(730)는 42합금［야마하메타닉스(주)제］로 구성되는 것이었지만, 이에 한정되지 않고, 알루미늄, 마그네슘, 동 또는 철의 합금제의 부재로 구성되는 것이어도 무방하고, 코발, 펠니코 등의 부재로 구성되는 것이어도 무방하다.
상기 각 실시 형태에 있어서, 방진 유리(712A, 712B)는 사파이어로 구성되는 것이었지만, 이에 한정되지 않고, 수정이나 석영 유리 등으로 할 수도 있다.
또한, 제 1 위치 결정부(721B) 및 제 2 위치 결정부(721C)는, 광속 입사측에 배치되는 투명 기판(711B)의 2분의 1의 두께와 방진 유리(712B)를 합한 두께 이상, 또한 투명 기판(711B)의 두께와 이 방진 유리(712B)를 합한 두께보다도 작게 형성되어 있으면 무방하다.
또한, 제 1 위치 결정부(730B) 및 제 2 위치 결정부(730C)는, 광속 사출측에 배치되는 투명 기판(711A)의 2분의 1의 두께와 방진 유리(712A)를 합한 두께 이상, 또한 투명 기판(711A)의 두께와 이 방진 유리(712A)를 합한 두께보다도 작게 형성되어 있으면 무방하다.
상기 제 3 실시 형태에 있어서, 액정 패널(441G)(441)은, 절곡 리브(723)의 내측즉 광속 입사측에, 사출측 편광판(460)이 고착되어 있었지만, 이에 한정되지 않고, 절곡 리브(723)의 외측즉 광속 사출측에, 사출측 편광판(460)이 고착될 수도 있다.
본 발명에 의하면, 광학 변환 소자 및 광학 장치 양자를 효율적으로 냉각할 수 있는 광학 장치, 이 광학 장치를 구비한 광학 유닛, 및 프로젝터를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (27)

  1. 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하는 광 변조 장치에 있어서,
    한 쌍의 투명 기판의 사이에 전기 광학 재료가 밀폐 봉입된 광 변조 장치 본체와,
    이 광 변조 장치 본체의 화상 형성 영역에 따른 개구부가 형성된 저면부 및 이 저면부의 대향하는 단 가장자리에 세워진 한쌍의 측면부로 구성되는 약 C자 형상을 갖고, 상기 광 변조 장치 본체를 내부에 수납하는 유지 프레임을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는
    광 변조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 변조 장치 본체의 광속 사출측에 배치되어, 중앙에 상기 광 변조 장치 본체의 화상 형성 영역에 따른 개구부가 형성된 프레임 형상 부재를 갖고,
    이 프레임 형상 부재는, 상기 한쌍의 측면부와 대향하는 위치에 형성되는 한쌍의 절곡부를 구비하며,
    상기 측면부 및 상기 절곡부가 접촉 접합되어 있는 것을 특징으로 하는
    광 변조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 변조 장치 본체에는, 상기 광속 입사측 및/또는 광속 사출측에 먼지 부착을 방지하는 방진 유리가 밀착하여 장착되고,
    이 방진 유리는 열 전도성 투명 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    광 변조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유지 프레임에는, 광속 입사측의 방진 유리용 입사측 방진 유리 위치 결정부가, 상기 개구부의 주변에 적어도 3개소 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    광 변조 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 입사측 방진 유리 위치 결정부는, 상기 광 변조 장치 밖으로부터 도입되는 냉각풍의 하류측에 설치되고, 상기 광속 입사측의 방진 유리의 단면에, 접촉하도록 설치된 2개소의 제 1 위치 결정부와,
    이 제 1 위치 결정부가 접촉하는 광속 입사측의 방진 유리의 단면과 직교하는 단면에, 접촉하도록 설치된 1개소의 제 2 위치 결정부로 구성되는 것을 특징으로 하는
    광 변조 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 입사측 방진 유리 위치 결정부는, 상기 광속 입사측에 배치되는 투명 기판의 2분의 1의 두께와 상기 광속 입사측의 방진 유리를 합친 두께 이상, 또한 이 투명 기판의 두께와 이 방진 유리를 합한 두께보다도 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 변조 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 프레임 형상 부재에는, 광속 사출측의 방진 유리용의 사출측 방진 유리 위치 결정부가, 상기 개구부의 주변에 적어도 3개소 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    광 변조 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 사출측 방진 유리 위치 결정부는, 상기 광 변조 장치 밖으로부터 도입되는 냉각풍의 하류측에 배치되고, 상기 광속 사출측의 방진 유리의 단면에, 접촉하도록 설치된 2개소의 제 1 위치 결정부와,
    이 제 1 위치 결정부가 접촉하는 광속 사출측의 방진 유리의 단면과 직교하는 단면에, 접촉하도록 설치된 1개소의 제 2 위치 결정부로 구성되는 것을 특징으로 하는
    광 변조 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 사출측 방진 유리 위치 결정부는, 상기 광속 사출측에 배치되는 투명 기판의 2분의 1의 두께와 상기 광속 사출측의 방진 유리를 합한 두께 이상, 또한 이 투명 기판의 두께와 이 방진 유리를 합한 두께보다도 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    광 변조 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지 프레임의 측면부 선단에는, 상기 유지 범위 내측에 굴곡하는 절곡 리브가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    광 변조 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유지 프레임에는, 대략 중앙 부분에 상기 측면부로부터 상기 절곡 리브에 걸치는 긴 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    광 변조 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 광 변조 장치 후단에 배치되어, 사출 광속의 광학 변환을 실행하는 광학 변환 소자와의 위치 결정을 실행하기 위해서,
    상기 절곡 리브 선단에는, 절곡 리브 연장 방향을 따라 이격하여 배치되는 한쌍의 절결 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    광 변조 장치.
  13. 복수의 색광을 색광마다 화상 정보에 따라 변조하는 복수의 광 변조 장치와, 각 광 변조 장치와 대향하는 복수의 광속 입사 단면을 갖고, 각 광 변조 장치로 변조된 각 색광을 합성하는 색 합성 광학 장치를 구비하는 광학 장치에 있어서,
    상기 색 합성 광학 장치의 복수의 광속 입사 단면과 교차하는 단면 중 적어도 어느 한쪽 단면에 고정되고, 열 전도성 재료로 구성되는 스탠드와,
    상기 광 변조 장치 및 상기 광속 입사 단면의 사이에 개재 배치되는 동시에, 단부가 스탠드에 접속되어, 상기 광 변조 장치로부터 사출된 색광의 광학 변환을 실행하는 광학 변환막이 기판상에 형성된 광학 변환소자를 구비하고,
    상기 광 변조 장치는, 상기 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 광 변조 장치인 것을 특징으로 하는
    광학 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 스탠드는, 상기 색 합성 광학 장치의 단면에 탑재되는 판 형상의 스탠드 본체와, 이 스탠드 본체의 단부에, 상기 색 합성 광학계를 각 광속 입사 단면을 따라 굴곡 형성되고, 상기 광 변조 장치가 복수 개소에서 접촉 접합되는 복수의 리브를 구비하고,
    상기 리브에는, 상기 리브의 돌출 방향 선단에 형성되고, 상기 광 변조 장치의 복수의 접합면을 분할하는 슬릿이 적어도 1개 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    광학 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스탠드에는, 상기 리브의 절곡 부분을 따라 연장되는 긴 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    광학 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 광학 변환 소자는, 상기 광 변조 장치의 접합면의 내측에서 상기 리브에 접합되고,
    상기 긴 구멍의 외측 단부는, 접합되는 광학 변환 소자의 단부를 따라 리브의 돌출 방향으로 굴곡하고 있는 것을 특징으로 하는
    광학 장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    내부에 광원으로부터 사출된 광속의 조명 광축이 설정되고, 상기 광학 장치를 수납하여 상기 조명 광축상의 소정 위치에 배치하는 광학 부품용 하우징으로 고정하기 위해서,
    상기 스탠드에는 장착부가 적어도 2개 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    광학 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 장착부는 상기 스탠드의 1변의 대략 중앙에 1개 설치되고, 또한 이 1변에 대향하는 변의 각 모서리부에 각각 1개씩 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    광학 장치.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 스탠드는, 상기 광 변조 장치 및 상기 광학 변환 소자가 접합되는 복수의 단면을 갖는 덩어리 형상 부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    광학 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 광 변조 장치는 상기 단면에 복수 개소에서 접촉 접합되고,
    상기 스탠드에는, 상기 색 합성 광학 장치의 스탠드 고정 단면을 따라 연장되며, 단부가 상기 광 변조 장치의 복수의 접합면을 분할하는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    광학 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 광학 변환 소자는 상기 광 변조 장치의 복수의 접합면의 내측에 접합되고,
    상기 스탠드에는, 상기 색 합성 광학 장치의 스탠드 고정 단면을 따라 연장되며, 단부가 상기 광 변조 장치의 접합면 및 상기 광학 변환 소자의 접합면을 분할하는 제 2 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    광학 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    내부에 광원으로부터 사출된 광속의 조명 광축이 설정되고, 상기 광학 장치를 수납하여 상기 조명 광축상의 소정 위치에 배치하는 광학 부품용 하우징으로 안내 및 고정하기 위해,
    상기 스탠드에는 각각 가이드 구멍 및 나사 구멍이 형성되고,
    상기 나사 구멍은 상기 스탠드의 대략 중앙에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    광학 장치.
  23. 제 13 항에 있어서,
    상기 기판에는, 적어도 상기 스탠드와의 대향하는 면에, 납땜 가능한 도금층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    광학 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 도금층은 무전해 니켈-인-도금층과, 땜납 도금층으로 구성되는 것을 특징으로 하는
    광학 장치.
  25. 제 13 항에 있어서,
    상기 기판은 열 전도율 10W/(m·K) 이상의 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  26. 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하여 확대 투사하는 프로젝터에 있어서,
    상기 제 1 항에 기재된 광 변조 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
  27. 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하여 확대 투사하는 프로젝터에 있어서,
    상기 제 13 항에 기재된 광학 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
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