KR20060044779A - 광변조 소자 유지체, 광학 장치 및 프로젝터 - Google Patents

Abstract

광변조 소자 유지체(4402)는 대략 U자형상 단면의 열전도성 재료로 이루어지는 광변조 소자 유지부(4405)와, 열전도성 재료로 이루어지는 판형상 부재(4406)와, 열전도성 재료로 구성되고, 내부에 냉각 유체를 봉입 가능하게 한 중공 부재로 구성되는 광변조 소자 냉각부(4407)를 구비한다. 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)는 각 개구부(4405A1, 4406A) 주연부가 액정 패널(441)과 각각 열 전달 가능하게 접촉하고, 광변조 소자 유지부(4405)의 U자형 내측에서 액정 패널(441)을 협지한다. 광변조 소자 냉각부(4407)는 내측면에서 액정 패널(441)과 열 전달 가능하게 접속하는 환형으로 형성되고, 유입구(4407D) 및 유출구(4407E)를 갖고 있다.

Description

광변조 소자 유지체, 광학 장치 및 프로젝터{OPTICAL MODULATOR HOLDER, OPTICAL DEVICE, AND PROJECTOR}

도 1은 제 1 실시형태에 있어서의 프로젝터의 개략 구성을 모식적으로 도시한 도면,

도 2는 상기 실시형태에 있어서의 프로젝터내의 일부를 상방측에서 본 사시도,

도 3은 상기 실시형태에 있어서의 프로젝터내의 일부를 하방측에서 본 사시도,

도 4a는 상기 실시형태에 있어서의 메인 탱크의 구조를 도시하는 평면도,

도 4b는 상기 도 4a의 A-A 단면을 도시하는 단면도,

도 5는 상기 실시형태에 있어서의 광학 장치 본체의 개략 구성을 도시하는 사시도,

도 6은 상기 실시형태에 있어서의 광학 장치 본체의 개략 구성을 도시하는 분해 사시도,

도 7은 상기 실시형태에 있어서의 광변조 소자 냉각부를 광속 사출측에서 본 사시도,

도 8a는 상기 실시형태에 있어서의 라디에이터의 구조, 및 라디에이터와 축류 팬의 배치 관계를 도시하는 사시도,

도 8b는 라디에이터 및 축류 팬을 라디에이터측에서 본 평면도,

도 9는 상기 실시형태에 있어서의 액정 패널 및 사출측 편광판의 냉각 구조를 설명하기 위한 도면,

도 10은 상기 실시형태에 있어서의 액정 패널 및 사출측 편광판의 냉각 구조를 설명하기 위한 도면,

도 11은 상기 실시형태에 있어서의 액정 패널 및 사출측 편광판의 냉각 구조를 설명하기 위한 도면,

도 12는 제 2 실시형태에 있어서의 광학 장치 본체의 개략 구성을 도시하는 사시도,

도 13은 상기 실시형태에 있어서의 광학 장치 본체의 개략 구성을 도시하는 분해 사시도,

도 14는 상기 실시형태에 있어서의 사출측 편광판의 구조를 모식적으로 도시한 도면,

도 15는 상기 실시형태에 있어서의 액정 패널 및 사출측 편광판의 냉각 구조를 설명하기 위한 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 프로젝터 5 : 투사 렌즈(투사 광학 장치)

44 : 광학 장치 411 : 광원 장치

441, 441R, 441G, 441B : 액정 패널(광변조 소자)

441C : 구동 기판 441D : 대향 기판

441E : 플렉시블 프린트 기판(회로 기판)

441F : 방진 유리(투광성 기판) 443 : 사출측 편광판(광학 변환 소자)

443A : 투광성 기판 443B : 광학 변환막

444 : 크로스 다이크로익 프리즘(색 합성 광학 장치)

446 : 유체 압송부 448 : 유체 순환 부재

543 : 사출측 편광판(반사형 편광 소자)

543A : 직각 프리즘 543B : 반사형 편광막

4401 : 유체 분기부 4402 : 광변조 소자 유지체

4404 : 유체 송입부 4405 : 광변조 소자 유지부

4405A : 장방형 판형상체 4405A1 : 개구부

4405B : 기립부 4406 : 판형상 부재

4406A : 개구부 4406B : 절곡부

4407 : 광변조 소자 냉각부 4407D :유입구

4407E : 유출구

본 발명은 광변조 소자 유지체, 광학 장치 및 프로젝터에 관한 것이다.

종래, 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하는 광변조 장치와, 광변조 장치에 의해 변조된 광속을 확대 투사하는 투사 광학 장치를 구비하는 프로젝터가 공지되어 있다.

이 중, 광변조 장치로서는, 예컨대 한쌍의 기판 사이에 액정 등의 전기 광학 재료가 밀폐 봉입된 액티브 매트릭스(active matrix) 구동 방식의 광변조 소자가 일반적으로 채용된다. 구체적으로, 이 광변조 소자를 구성하는 한쌍의 기판은 광속 사출측에 배치되고, 액정에 구동 전압을 인가하기 위한 데이터선, 주사선, 스위칭 소자, 화소 전극 등이 형성된 구동 기판과, 광속 입사측에 배치되고, 공통 전극, 블랙 마스크(black mask) 등이 형성된 대향 기판으로 구성되어 있다.

또한, 이 광변조 소자의 광속 입사측 및 광속 사출측에는 소정의 편광축을 갖는 광속을 투과시키는 입사측 편광판 및 사출측 편광판이 각각 배치된다.

여기에서, 광원으로부터 사출된 광속이 광변조 소자에 조사되었을 경우에는, 액정층에 의한 광흡수와 함께, 구동 기판에 형성된 데이터선 및 주사선이나, 대향 기판에 형성된 블랙 마스크 등에 의한 광흡수에 의해, 광변조 소자의 온도가 상승하기 쉽다. 또한, 광원으로부터 사출된 광속 및 광변조 소자를 투과한 광속중, 소정의 편광축을 갖고 있지 않은 광속은 입사측 편광판 및 사출측 편광판에 의해 흡수되어, 편광판에 열이 발생하기 쉽다.

이 때문에, 이러한 광학 소자를 내부에 갖는 프로젝터는 광학 소자의 온도 상승을 완화하기 위해서, 냉각 유체를 이용한 냉각 장치를 구비한 구성이 제안되고 있다(예컨대, 문헌 : 일본 특허 공개 공보 제 1989-159684 호 참조).

즉, 문헌에 기재된 냉각 장치는 광변조 소자와 광원측의 편광판을 이격한 상태에서 각각 지지하고, 내부에 냉각 유체가 충전되는 냉각실을 구비하고 있다. 또한, 이 냉각실은 내부에 냉각 유체를 유통 가능한 튜브 등에 의해 라디에이터(radiator) 및 유체 펌프와 연통 접속되어 있다. 이 때문에, 내부의 냉각 유체는 튜브 등을 거쳐서 냉각실 ∼ 라디에이터 ∼ 유체 펌프 ∼ 냉각실과 같은 유로를 순환한다. 그리고, 이러한 구성에 의해, 광원으로부터 조사되는 광속에 의해 광변조 소자 및 입사측 편광판의 광속 투과 영역에 생기는 열을 직접 냉각 유체로 방열시키고 있다.

그러나, 문헌에 기재된 냉각 장치에서는 냉각 유체에 광원으로부터 조사되는 광속이 투과하기 때문에, 하기와 같은 문제가 생길 우려가 있다.

예를 들면, 냉각 유체에 거품이나 먼지 등이 혼입하여, 혼입한 거품이나 먼지 등에 광속이 조사되었을 경우에는, 광변조 소자에 의해 형성되는 광학상에 거품이나 먼지 등의 상이 들어가게 된다.

또한, 예컨대 냉각 유체에 온도차가 발생했을 경우에는, 해당 냉각 유체의 굴절률의 차이 등에 의해, 광변조 소자에 의해 형성되는 광학상에 흔들림이 발생하게 된다.

더욱이, 예컨대 광원으로부터 조사되는 광속에 의해 냉각 유체가 열화했을 경우에는, 광속의 투과율이 저하하여, 광변조 소자에 의해 형성되는 광학상에 조도 저하나 색재현성의 열화가 생기게 된다.

따라서, 광변조 소자에 의해 형성되는 광학상을 안정하게 유지할 수 있고, 또한 광변조 소자를 효율적으로 냉각할 수 있는 구조가 요망되고 있다.

본 발명의 주 목적은 광변조 소자에 의해 형성되는 광학상을 안정하게 유지할 수 있고, 또한 광변조 소자를 효율적으로 냉각할 수 있는 광변조 소자 유지체, 광학 장치 및 프로젝터를 제공하는 것이다.

본 발명의 광변조 소자 유지체는, 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하는 광변조 소자를 유지하는 동시에, 상기 광변조 소자를 냉각하는 광변조 소자 유지체로서, 상기 광변조 소자의 화상 형성 영역을 따라 개구를 갖는 장방형 판형상체 및 상기 장방형 판형상체의 대향하는 각 단부 가장자리로부터 상기 장방형 판형상체의 면외 방향으로 기립하는 한쌍의 기립부를 갖고 대략 U자형상 단면의 열전도성 재료로 이루어지는 광변조 소자 유지부와, 상기 광변조 소자의 화상 형성 영역을 따라 개구를 갖고, 열전도성 재료로 이루어지는 판형상 부재와, 열전도성 재료로 구성되고, 내부에 냉각 유체를 봉입 가능하게 한 중공 부재로 구성되는 광변조 소자 냉각부를 구비하며, 상기 광변조 소자 유지부의 상기 장방형 판형상체 및 상기 판형상 부재는 각 개구 주연부가 상기 광변조 소자의 광속 입사측 단부면 및 광속 사출측 단부면과 각각 열 전달 가능하게 접촉하고, 상기 광변조 소자 유지부의 U자형 내측에서 상기 광변조 소자를 협지하고, 상기 광변조 소자 냉각부는 상기 광변조 소자의 외주를 둘러싸도록 배치되어 내측면에서 상기 광변조 소자와 열 전달 가능하게 접속하는 환형으로 형성되고, 내부에 상기 냉각 유체를 유입시키는 유입구, 및 내부의 상기 냉각 유체를 외부로 유출시키는 유출구를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 광변조 소자 유지체를 구성하는 광변조 소자 냉각부는 내부에 냉각 유체를 봉입 가능하게 한 중공 부재로 구성되고, 광변조 소자의 외주를 둘러싸는 환형 형상을 갖고 있으므로, 광변조 소자 냉각부의 내부의 냉각 유체를 광속이 투과하는 일이 없다. 이 때문에, 예컨대 냉각 유체에 거품이나 먼지 등이 혼입했을 경우에 있어서도, 혼입한 거품이나 먼지 등에 광속이 조사되지 않으므로, 광변조 소자에 의해 형성되는 광학상에 거품이나 먼지 등의 상이 들어가는 일이 없다. 또한, 예컨대 냉각 유체에 온도차가 생겼을 경우에 있어서도, 광변조 소자에 의해 형성되는 광학상에 흔들림이 발생하는 일도 없다. 더욱이, 예컨대 냉각 유체가 열화하여, 냉각 유체가 착색된 경우에 있어서도, 광변조 소자에 의해 형성되는 광학상에 조도 저하나 색재현성의 열화가 생기는 일도 없다.

또한, 광변조 소자 냉각부는 열전도성 재료로 구성되고, 내측면에서 광변조 소자와 열 전달 가능하게 접속하므로, 광변조 소자에 발생된 열을 해당 광변조 소자 냉각부를 거쳐서 내부의 냉각 유체로 방열할 수 있다. 더욱이, 광변조 소자 냉각부에는, 유입구 및 유출구가 형성되어 있으므로, 예컨대 냉각 유체를 유통 가능한 유체 순환 부재에 의해 유입구 및 유출구를 접속하면, 냉각 유체를 대류시키는 것이 용이하게 되어, 광변조 소자에 의해 가열된 냉각 유체가 광변조 소자 냉각부의 내부에 체류하는 것을 회피할 수 있다. 이 때문에, 광변조 소자에 의해 냉각 유체가 가열되어 광변조 소자와 냉각 유체의 온도차가 작아지는 일이 없어, 냉각 유체에 의해 광변조 소자를 효율적으로 냉각할 수 있다.

더욱이, 광변조 소자 유지체를 구성하는 광변조 소자 유지부 및 판형상 부재는 열전도성 재료로 구성되고, 각 개구 주연부가 광변조 소자와 각각 열 전달 가능하게 접촉하고, 해당 광변조 소자를 협지하므로, 광변조 소자에 발생된 열을 광변조 소자 냉각부 이외에, 광변조 소자의 입사면 및 사출면의 양면으로부터 전달한 열을 광변조 소자 유지부 및 판형상 부재에도 방열할 수 있어, 광변조 소자의 냉각 효율을 향상할 수 있다.

게다가, 광변조 소자 유지부는 대략 U자형상 단면을 갖고, U자형 내측에서 장방형 판형상체와 판형상 부재 사이에 광변조 소자를 협지하므로, 예컨대 광변조 소자 유지체를 광학 장치내에 설치하고, U자형 개구 부분을 다른 부재에 의해 폐색하도록 구성하면, 해당 광변조 소자 유지부 및 상기 다른 부재에 의해 통형상의 공간이 형성된다. 그리고, 예컨대 이 공간에 냉각 팬 등에 의해 냉각 공기를 유통시키는 구성으로 하면, 냉각 공기가 상기 공간 외부로 누설되는 일이 없고, 상기 공간내의 광변조 소자, 광변조 소자 유지부의 내측면, 판형상 부재 및 광변조 소자 냉각부를 강제 냉각할 수 있고, 상술한 냉각 유체에 의한 냉각, 및 상술한 광변조 소자 유지부 및 판형상 부재로의 전도 방열에 부가하여, 광변조 소자를 더 한층 효율적으로 냉각 가능한 구성을 실현할 수 있다.

따라서, 광변조 소자에 의해 형성되는 광학상을 안정하게 유지할 수 있고, 또한 광변조 소자를 효율적으로 냉각할 수 있어, 본 발명의 목적을 달성할 수 있 다.

본 발명의 광학 장치에서는, 상기 장방형 판형상체 및 상기 판형상 부재는 상기 광변조 소자의 외형 치수보다도 큰 외형 치수를 갖고, 상기 광변조 소자 냉각부는 해당 광변조 소자 유지체를 조립한 상태에서 상기 장방형 판형상체 및 상기 판형상 부재에 협지되고, 상기 장방형 판형상체 및 상기 판형상 부재의 상기 각 개구 주연부와 열 전달 가능하게 접속되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 광변조 소자 냉각부는 장방형 판형상체 및 판형상 부재의 각 개구 주연부와 열 전달 가능하게 접속되므로, 광변조 소자로부터 장방형 판형상체 및 판형상 부재에 전달된 열을 광변조 소자 냉각부를 거쳐서 내부의 냉각 유체에 전달시키는 열 전달 경로를 확보할 수 있어, 광변조 소자의 냉각 효율을 더욱 향상할 수 있다.

또한, 광변조 소자 유지부 및 판형상 부재에 대하여 광변조 소자 냉각부를 고정할 수 있고, 광변조 소자 유지체를 일체화하여, 광변조 소자의 유지 상태를 안정화할 수 있다.

본 발명의 광변조 소자 유지체에서는, 상기 판형상 부재는 평면에서 보아 장방형 형상의 판체로 구성되고, 대향하는 측단부에 상기 판체의 면외 방향으로 절곡하는 한쌍의 절곡부를 갖고, 상기 한쌍의 절곡부는 해당 광변조 소자 유지체를 조립한 상태에서 상기 광변조 소자 유지부의 상기 한쌍의 기립부에 있어서의 대향하는 각 단부면과 열 전달 가능하게 접속되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 판형상 부재의 한쌍의 절곡부는 광변조 소자 유지부의 한 쌍의 기립부와 열 전달 가능하게 접속되므로, 광변조 소자로부터 판형상 부재에 전달된 열을 광변조 소자 유지부의 한쌍의 기립부에 전달시키는 열 전달 경로를 확보할 수 있어, 광변조 소자의 냉각 효율을 더 한층 향상할 수 있다.

또한, 광변조 소자 유지부의 한쌍의 기립부에 대하여 판형상 부재를 고정할 수 있어, 광변조 소자의 유지 상태를 안정화할 수 있다.

본 발명의 광변조 소자 유지체에서는, 상기 광변조 소자 유지부 및 상기 판형상 부재는 철-니켈 합금으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

여기에서, 철-니켈 합금으로서는, 예컨대 인바(invar) 혹은 42Ni-Fe 등의 철-니켈 합금을 채용할 수 있다.

그런데, 광변조 소자로서, 예컨대 한쌍의 유리 기판내에 전기 광학 재료가 밀폐 봉입되는 구성을 채용했을 경우에는, 광변조 소자 유지부 및 판형상 부재와 한쌍의 유리 기판 사이에 열팽창 계수의 차이가 생기기 쉽다. 그리고, 이 열팽창 계수의 차이가 클 경우에는, 하기에 나타내는 바와 같은 문제가 생길 우려가 있다.

예를 들면, 광변조 소자 유지 체내에 광변조 소자를 조립하고, 광변조 소자 유지부 및 판형상 부재와 한쌍의 유리 기판을 접착제 등에 의해 열 전달 가능하게 접촉했을 경우, 광원으로부터 조사되는 광속에 의해 각 부재에 열이 발생하면, 각 부재의 열에 의한 치수 변화(팽창, 수축)량이 상이하고, 광변조 소자에 변형이 발행하여 한쌍의 기판 사이에 봉입되는 전기 광학 재료의 형상 변화에 의한 화질의 열화가 발생하게 된다.

본 발명에 의하면, 광변조 소자 유지부 및 판형상 부재가 철-니켈 합금으로 구성되어 있으므로, 광변조 소자 유지부 및 판형상 부재의 열팽창 계수가 한쌍의 유리 기판의 열팽창 계수에 근접하게 된다. 이 때문에, 광변조 소자 유지부 및 판형상 부재와, 한쌍의 유리 기판 사이에 있어서의 각 부재의 열에 의한 치수 변화(팽창, 수축)량을 대략 동일하게 할 수 있다. 따라서, 광변조 소자에 발생된 열을 광변조 소자 유지부 및 판형상 부재에 양호하게 전달시킬 수 있는 동시에, 광변조 소자 유지부 및 판형상 부재와 한쌍의 유리 기판이 접착제 등에 의해 고정되었을 경우에도 각 부재의 열에 의한 치수 변화에 의해 광변조 소자에 변형이 발생하는 것을 회피하여 한쌍의 유리 기판 사이에 봉입되는 전기 광학 재료의 형상 변화에 의한 화질의 열화를 회피할 수 있다.

본 발명의 광학 장치는, 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하는 광변조 소자를 포함하여 구성되는 광학 장치로서, 전술한 본 발명의 광변조 소자 유지체와, 상기 광변조 소자 유지체를 구성하는 광변조 소자 냉각부의 유입구 및 유출구와 연통 접속하고, 상기 광변조 소자 냉각부 내부의 냉각 유체를 외부로 안내하고, 다시 상기 광변조 소자 냉각부 내부로 인도하는 복수의 유체 순환 부재를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 광학 장치는 상술한 광변조 소자 유지체 및 복수의 유체 순환 부재를 구비하고 있으므로, 상술한 광변조 소자 유지체와 동일한 작용·효과를 발휘할 수 있다.

또한, 광변조 소자 냉각부의 내부뿐만 아니라, 복수의 유체 순환 부재에도 냉각 유체를 봉입함으로써, 냉각 유체의 용량을 크게 할 수 있어, 광변조 소자와 냉각 유체의 열교환 능력을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 광학 장치에서는, 상기 광변조 소자는 복수로 구성되고, 상기 광변조 소자 유지체는 상기 복수의 광변조 소자를 따라 복수로 구성되고, 상기 복수의 광변조 소자 유지체가 배치되는 복수의 광속 입사측 단부면을 갖고 상기 복수의 광변조 소자에 의해 변조된 각 광속을 합성하는 색 합성 광학 장치와, 상기 복수의 유체 순환 부재에 있어서의 냉각 유체의 유로중에 배치되어 내부의 냉각 유체를 분기하여 상기 복수의 광변조 소자 유지체를 구성하는 각 광변조 소자 냉각부로 송입하는 유체 분기부와, 상기 복수의 유체 순환 부재에 있어서의 냉각 유체의 유로중에 배치되어 상기 각 광변조 소자 냉각부로부터 유출되는 냉각 유체를 일괄하여 송입하는 유체 송입부(送入部)를 구비하고, 상기 유체 분기부는 상기 색 합성 광학 장치에 있어서의 상기 복수의 광속 입사측 단부면에 교차하는 단부면중 어느 한쪽의 단부면에 부착되고, 상기 유체 송입부는 상기 색 합성 광학 장치에 있어서의 상기 복수의 광속 입사측 단부면에 교차하는 단부면중 다른쪽의 단부면에 부착되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 광학 장치를 구성하는 유체 분기부는 내부의 냉각 유체를 복수의 광변조 소자 냉각부마다 분기하여 송출하므로, 각 광변조 소자 냉각부내로 유입되는 냉각 유체의 온도가 치우치는 일없이, 대략 동일한 온도인 냉각 유체에 의해 각 광변조 소자를 냉각할 수 있다.

또한, 각 광변조 소자 냉각부 내부, 및 복수의 유체 순환 부재뿐만 아니라, 유체 분기부 및 유체 송입부 내부에도 냉각 유체를 봉입함으로써, 냉각 유체의 용 량을 크게 할 수 있어, 광변조 소자와 냉각 유체의 열교환 능력을 향상시킬 수 있다.

더욱이, 유체 분기부 및 유체 송입부는 색 합성 광학 장치에 있어서 복수의 광속 입사측 단부면과 교차하는 단부면에 각각 부착되므로, 광변조 소자가 복수로 구성되어 있는 경우에 있어서도, 광학 장치를 컴팩트하게 할 수 있어, 광학 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

게다가, 각 광변조 소자 냉각부를 라디에이터 및 유체 펌프 등의 다른 부재와 접속할 때에도, 유체 분기부 및 유체 송입부와 상기 다른 부재를 유체 순환 부재에 의해 접속하면 좋고, 각 광변조 소자 냉각부와 상기 다른 부재를 직접 유체 순환 부재에 의해 접속할 필요가 없다. 이 때문에, 유체 순환 부재의 장착 작업을 용이하게 실시할 수 있다.

본 발명의 광학 장치에서는, 상기 유체 분기부 및 상기 유체 송입부는 열전도성 재료로 구성되고, 상기 색 합성 광학 장치의 복수의 광속 입사측 단부면을 따라 복수의 유지체 장착면을 갖고, 상기 복수의 광변조 소자 유지체는 상기 광변조 소자 유지부의 한쌍의 기립부가 상기 유체 분기부의 상기 유지체 장착면 및 상기 유체 송입부의 상기 유지체 장착면을 걸치도록 상기 복수의 유지체 장착면에 각각 열 전달 가능하게 부착되는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 각 광변조 소자 유지체는 광변조 소자 유지부의 한쌍의 기립부가 유체 분기부의 유지체 장착면 및 유체 송입부의 유지체 장착면을 걸치도록, 유체 분기부 및 유체 송입부의 복수의 유지체 장착면에 각각 부착되므로, 각 광변 조 소자체를 광학 장치내에 설치했을 경우에는, 광변조 소자 유지부의 U자형 개구 부분이 유체 분기부의 유지체 장착면, 색 합성 광학 장치의 광속 입사측 단부면, 및 유체 송입부의 유지체 장착면에 의해 폐색할 수 있고, 광변조 소자 유지체와, 유체 분기부, 색 합성 광학 장치 및 유체 송입부에 의해 통형상의 공간이 형성된다. 따라서, 상술한 바와 같이, 냉각 팬 등에 의해 상기 공간에 냉각 공기를 유통시키는 구성이 가능해지고, 방열면을 무리 없이 넓힐 수 있으므로 광변조 소자를 더 한층 효율적으로 냉각할 수 있다.

또한, 유체 분기부 및 유체 송입부가 열전도성 재료로 구성되고, 광변조 소자 유지부의 한쌍의 기립부가 유체 분기부 및 유체 송입부에 열 전달 가능하게 부착되므로, 광변조 소자로부터 광변조 소자 유지부에 전달된 열을 유체 분기부 및 유체 송입부에 전달시키고, 또한 유체 분기부 및 유체 송입부내의 냉각 유체에 전달시키는 열 전달 경로를 확보할 수 있어, 광변조 소자의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 광학 장치에서는, 상기 유체 분기부 및 상기 유체 송입부는 열전도성 재료로 구성되고, 상기 색 합성 광학 장치의 복수의 광속 입사측 단부면을 따라 복수의 유지체 장착면을 갖고, 입사한 광속의 광학 특성을 변환하는 복수의 광학 변환 소자를 구비하고, 상기 광학 변환 소자는 열전도성을 갖는 투광성 기판과, 상기 투광성 기판상에 설치되고, 입사한 광속의 광학 특성을 변환하는 광학 변환막으로 구성되고, 상기 복수의 광학 변환 소자는 상기 투광성 기판이 상기 유체 분기부의 상기 유지체 장착면 및 상기 유체 송입부의 상기 유지체 장착면을 걸치도록 상기 복수의 유지체 장착면에 각각 열전달 가능하게 부착되는 것이 바람직하다.

여기에서, 광학 변환 소자로서는, 예컨대 위상차판, 편광판, 시야각 보정판 등을 예시할 수 있다.

본 발명에서는, 유체 분기부 및 유체 송입부는 열전도성 재료로 구성된다. 또한, 광학 장치를 구성하는 복수의 광학 변환 소자는 열전도성을 갖는 투광성 기판이 유체 분기부의 유지체 장착면 및 유체 송입부의 유지체 장착면을 걸치도록, 유체 분기부 및 유체 송입부의 복수의 유지체 장착면에 열 전달 가능하게 부착된다. 이에 의해, 광원으로부터 조사되는 광속에 의해 광학 변환막에 발생되는 열을 투광성 기판을 거쳐서 유체 분기부 및 유체 송입부에 전달시킬 수 있고, 또한 유체 분기부 및 유체 송입부내의 냉각 유체에 전달시킬 수 있다. 따라서, 광변조 소자뿐만 아니라, 복수의 광학 변환 소자의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 광학 장치에서는, 상기 색 합성 광학 장치의 각 광속 입사측 단부면에 각각 부착되고, 상기 복수의 광변조 소자로부터 출사되는 광속중 소정의 편광축을 갖는 광속을 각각 투과시키고, 다른 편광축을 갖는 광속을 각각 반사하는 복수의 반사형 편광 소자를 구비하고, 상기 반사형 편광 소자는 상기 다른 편광축을 갖는 광속을 상기 광변조 소자의 화상 형성 영역을 피하는 방향으로 반사하는 것이 바람직하다.

여기에서, 반사형 편광 소자로서는, 유기 재료로 구성되는 반사형 편광 소자, 또는 무기 재료로 구성되는 반사형 편광 소자 등을 예시할 수 있다.

본 발명에서는, 반사형 편광 소자는 소정의 편광축 이외의 편광축을 갖는 광 속을 반사하므로, 소정의 편광축 이외의 편광축을 갖는 광속을 흡수하는 흡수형 편광 소자와 비교하여, 열이 발생하기 어려워, 반사형 편광 소자 자체의 온도의 저감을 도모할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같은 열전도성 재료로 구성되는 유체 분기부 및 유체 송입부에 열 전달 가능하게 부착하는 구성을 채용할 필요가 없어, 색 합성 광학 장치의 광속 입사측 단부면에 부착하는 구성을 채용할 수 있다.

또한, 반사형 편광 소자 자체의 온도의 저감을 도모할 수 있으므로, 흡수형 편광 소자를 채용하는 구성과 비교하여, 반사형 편광 소자의 열이 광변조 소자에 전달될 우려도 없어, 광변조 소자를 효율적으로 냉각할 수 있다.

더욱이, 반사형 편광 소자는 다른 편광축을 갖는 광속을 광변조 소자의 화상 형성 영역을 피하는 방향으로 반사하므로, 광학 장치내에 미광(迷光)이 생기는 일없이, 광변조 소자에 의해 형성되는 광학상을 안정하게 유지할 수 있어, 양호한 광학상을 형성할 수 있다.

본 발명의 광학 장치에서는, 상기 반사형 편광 소자는 서로 접속되는 복수의 프리즘과, 상기 복수의 프리즘 사이에 개재되고, 상기 광변조 소자로부터 사출되는 광속중 소정의 편광축을 갖는 광속을 투과시키고, 다른 편광축을 갖는 광속을 반사하는 반사형 편광막으로 구성되고, 상기 복수의 프리즘은 광속 입사측에 배치되고, 상기 광변조 소자로부터 사출되는 광속에 대한 투과면과, 상기 반사형 편광막에 의해 반사된 광속에 대한 전반사면을 겸하는 광속 입사측 단부면을 갖는 입사측 프리즘을 포함하여 구성되고, 상기 입사측 프리즘은 상기 반사형 편광막에 의해 반사된 광속을 상기 전반사면에 의해 반사시켜, 상기 광변조 소자의 화상 형성 영역을 피 하는 방향으로 사출하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 반사형 편광 소자는 복수의 프리즘과, 반사형 편광막을 구비한다. 그리고, 복수의 프리즘중 입사측 프리즘은 반사형 편광막에 의해 반사된 광속을 전반사면에 의해 반사시켜, 광변조 소자의 화상 형성 영역을 피하는 방향으로 사출하므로, 간단한 구성으로, 광학 장치내에 미광이 생기는 것을 회피할 수 있다.

본 발명의 광학 장치에서는, 상기 복수의 유체 순환 부재에 있어서의 냉각 유체의 유로중에 배치되고, 상기 냉각 유체를 상기 복수의 유체 순환 부재를 거쳐서 상기 광변조 소자 유지체를 구성하는 광변조 소자 냉각부로 압송하고, 상기 냉각 유체를 강제적으로 순환시키는 유체 압송부를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 광학 장치가 유체 압송부를 구비하고 있으므로, 광변조 소자에 의해 가열된 광변조 소자 냉각부내의 냉각 유체를 외부로 유출시키고, 또한 외부의 냉각 유체를 광변조 소자 냉각부내로 유입시켜, 광변조 소자 냉각부내의 냉각 유체의 교체를 확실하게 실시할 수 있다. 따라서, 광변조 소자와 냉각 유체 사이에서 항상 큰 온도차를 확보하여, 냉각 유체와 광변조 소자의 열교환 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 광학 장치에서는, 상기 광변조 소자는 복수의 신호선, 상기 복수의 신호선에 접속된 복수의 스위칭 소자 및 상기 복수의 스위칭 소자에 접속된 복수의 화소 전극을 갖는 구동 기판과, 상기 구동 기판에 대향 배치되고, 공통 전극을 갖는 대향 기판과, 상기 구동 기판 및 상기 대향 기판 사이에 봉입되는 액정과, 상기 복수의 신호선 및 상기 공통 전극과 전기적으로 접속되고 상기 구동 기판 및 상기 대향 기판 사이로부터 연장되는 회로 기판과, 상기 구동 기판 및 상기 대향 기판의 외면에 부착되는 열전도성을 갖는 한쌍의 투광성 기판을 포함하여 구성되며, 상기 광변조 소자 유지체를 구성하는 광변조 소자 유지부의 장방형 판형상체 및 판형상 부재는 각 개구 주연부가 상기 광변조 소자의 상기 한쌍의 투광성 기판과 각각 열 전달 가능하게 접촉하고, 상기 광변조 소자 유지부의 U자형 내측면에서 상기 광변조 소자를 협지하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 광변조 소자 유지체를 구성하는 광변조 소자 유지부 및 판형상 부재는 각 개구 주연부가 광변조 소자를 구성하는 열전도성을 갖는 한쌍의 투광성 기판과 각각 열 전달 가능하게 접촉하므로, 광변조 소자에 발생된 열을 한쌍의 투광성 기판을 거쳐서 광변조 소자 유지부 및 판형상 부재에 양호하게 전달시킬 수 있어, 광변조 소자의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 광학 장치에서는, 상기 광변조 소자는 상기 한쌍의 투광성 기판 중 어느 한쪽의 투광성 기판이 다른쪽의 투광성 기판보다도 외형 형상이 크게 형성되고, 광속 입사 방향을 따라서 단차를 갖고, 상기 광변조 소자 냉각부의 환형 내측면은 상기 단차에 대응한 형상을 갖고, 상기 광변조 소자를 끼워맞춤 가능하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 광변조 소자 냉각부의 환형 내측면은 광변조 소자에 있어서의 광속 입사 방향을 따른 단차에 대응한 형상을 갖고, 광변조 소자를 끼워맞춤 가능하게 형성되어 있으므로, 광변조 소자 냉각부에 대한 광변조 소자의 설치를 용 이하게 실시할 수 있고, 즉 광변조 소자 유지체에 대한 광변조 소자의 조립 작업을 용이하게 실시할 수 있다.

본 발명의 광학 장치에서는, 상기 회로 기판은 상기 광변조 소자가 상기 광변조 소자 냉각부에 끼워맞춘 상태에서, 상기 광변조 소자 냉각부의 환형 내측면을 따라 절곡하고, 또한 상기 광변조 소자 냉각부의 광속 입사측 단부면 또는 광속 사출측 단부면을 따라 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 예컨대 광변조 소자 냉각부에 있어서 회로 기판의 연장 방향으로 유입구 및/또는 유출구가 형성되고, 일단부가 유입구 및/또는 유출구에 연통 접속하는 유체 순환 부재의 타단부측이 광변조 소자 냉각부의 광속 사출측으로 연장되도록 구성되어 있는 경우에는, 광변조 소자가 광변조 소자 냉각부에 끼워맞춘 상태에서, 회로 기판을 광변조 소자 냉각부의 환형 내측면을 따라 광속 입사측으로 절곡하고, 또한 광변조 소자 냉각부의 광속 입사측 단부면을 따라 배치하면, 회로 기판과 유체 순환 부재가 간섭하는 일이 없어, 광학 장치의 조립 작업을 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 유체 순환 부재의 타단부측이 광변조 소자 냉각부의 광속 입사측으로 연장되도록 형성되어 있는 경우에도 대략 동일하다.

본 발명의 프로젝터는 광원 장치와, 전술한 본 발명의 광학 장치와, 상기 광학 장치에 의해 형성된 광학상을 확대 투사하는 투사 광학 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 프로젝터는 광원 장치, 상술한 광학 장치, 투사 광학 장치를 구비하고 있으므로, 상술한 광학 장치와 동일한 작용·효과를 발휘할 수 있 다.

또한, 프로젝터는 광변조 소자를 효율적으로 냉각할 수 있는 광학 장치를 구비하고 있으므로, 광변조 소자의 열 열화를 방지할 수 있어, 해당 프로젝터의 고수명화를 도모할 수 있다.

더욱이, 프로젝터는 광변조 소자에 의해 형성되는 광학상을 안정하게 유지할 수 있는 광학 장치를 구비하고 있으므로, 투사 광학 장치를 거쳐서 양호한 광학상을 투사할 수 있다.

[제 1 실시형태]

이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다.

(프로젝터의 구성)

도 1은 프로젝터(1)의 개략 구성을 모식적으로 도시한 도면이다.

프로젝터(1)는 광원으로부터 사출되는 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하고, 형성한 광학상을 스크린상에 확대 투사하는 것이다. 이 프로젝터(1)는 외장 케이스(2)와, 냉각 유닛(3)과, 광학 유닛(4)과, 투사 광학 장치로서의 투사 렌즈(5)를 구비한다.

또한, 도 1에 있어서, 도시는 생략했지만, 외장 케이스(2)내에 있어서 냉각 유닛(3), 광학 유닛(4) 및 투사 렌즈(5) 이외의 공간에는 전원 블록, 램프 구동 회로 등이 배치되어 있다.

외장 케이스(2)는 합성 수지 등으로 구성되고, 냉각 유닛(3), 광학 유닛(4) 및 투사 렌즈(5)를 내부에 수납 배치하는 전체 대략 직방체 형상으로 형성되어 있다. 이 외장 케이스(2)는 도시는 생략했지만, 프로젝터(1)의 천장면, 전면, 배면 및 측면을 각각 구성하는 상측 케이스와, 프로젝터(1)의 바닥면, 전면, 측면 및 배면을 각각 구성하는 하측 케이스로 구성되고, 상기 상측 케이스 및 상기 하측 케이스는 서로 나사 등으로 고정되어 있다.

또, 외장 케이스(2)는 합성 수지제에 한하지 않고, 그 밖의 재료로 형성하여도 좋고, 예컨대 금속 등에 의해 구성하여도 좋다.

또한, 도시는 생략했지만, 이 외장 케이스(2)에는 냉각 유닛(3)에 의해 프로젝터(1) 외부로부터 냉각 공기를 내부에 도입하기 위한 흡기구[예컨대, 도 2에 도시하는 흡기구(22)] 및 프로젝터(1) 내부에서 가열된 공기를 배출하기 위한 배기구가 형성되어 있다.

더욱이, 이 외장 케이스(2)에는, 도 1에 도시하는 바와 같이 투사 렌즈(5)의 측방향으로 외장 케이스(2)의 모서리 부분에 위치하고, 광학 유닛(4)의 후술하는 광학 장치의 라디에이터를 다른 부재와 격리하는 격벽(21)이 형성되어 있다.

냉각 유닛(3)은 프로젝터(1) 내부에 형성되는 냉각 유로에 냉각 공기를 보내주고, 프로젝터(1)내에서 발생하는 열을 냉각한다. 이 냉각 유닛(3)은 투사 렌즈(5)의 측방향에 위치하고, 외장 케이스(2)에 형성된 도시하지 않은 흡기구로부터 프로젝터(1) 외부의 냉각 공기를 내부로 도입하여 광학 유닛(4)의 후술하는 광학 장치의 액정 패널에 냉각 공기를 내뿜는 시로코 팬(sirocco fan)(31)과, 외장 케이 스(2)에 형성된 격벽(21) 내부에 위치하고, 외장 케이스(2)에 형성된 흡기구(22)(도 2 참조)로부터 프로젝터(1) 외부의 냉각 공기를 내부로 도입하여 광학 유닛(4)의 후술하는 라디에이터에 냉각 공기를 내뿜는 축류 팬(axial flow fan)(32)을 구비한다.

또, 이 냉각 유닛(3)은 도시는 생략했지만, 시로코 팬(31) 및 축류 팬(32) 이외에, 광학 유닛(4)의 후술하는 광원 장치, 및 도시하지 않은 전원 블록, 램프 구동 회로 등을 냉각하기 위한 냉각 팬도 갖고 있다.

광학 유닛(4)은 광원으로부터 사출된 광속을 광학적으로 처리하여 화상 정보에 대응해서 광학상(칼라 화상)을 형성하는 유닛이다. 이 광학 유닛(4)은 도 1에 도시하는 바와 같이 외장 케이스(2)의 배면을 따라 연장하는 동시에, 외장 케이스(2)의 측면을 따라 연장하는 평면에서 보아 대략 L자형상을 갖고 있다. 또, 이 광학 유닛(4)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.

투사 렌즈(5)는 복수의 렌즈가 조합된 렌즈 세트로서 구성된다. 그리고, 이 투사 렌즈(5)는 광학 유닛(4)에 의해 형성된 광학상(칼라 화상)을 도시하지 않은 스크린상에 확대 투사한다.

(광학 유닛의 상세한 구성)

광학 유닛(4)은 도 1에 도시하는 바와 같이 인티그레이터 조명 광학계(integrator illuminating optical system)(41)와, 색 분리 광학계(42)와, 릴레이 광학계(relay optical system)(43)와, 광학 장치(44)와, 이들 광학 부품(41 내지 43), 광학 장치(44)의 후술하는 광학 장치 본체 및 입사측 편광판을 수납 배치하는 광학 부품용 하우징(45)을 구비한다.

인티그레이터 조명 광학계(41)는 광학 장치(44)를 구성하는 후술하는 액정 패널의 화상 형성 영역을 대략 균일하게 조명하기 위한 광학계이다. 이 인티그레이터 조명 광학계(41)는 도 1에 도시하는 바와 같이 광원 장치(411)와, 제 1 렌즈 어레이(412)와, 제 2 렌즈 어레이(413)와, 편광 변환 소자(414)와, 중첩 렌즈(415)를 구비한다.

광원 장치(411)는 방사상의 광선을 사출하는 광원 램프(416)와, 이 광원 램프(416)로부터 사출된 방사광을 반사하는 리플렉터(reflector)(417)를 구비한다. 광원 램프(416)로서는, 할로겐 램프나 메탈 할로겐화물 램프(metal halide lamp), 고압 수은 램프가 많이 사용된다. 또한, 리플렉터(417)로서는, 도 1에서는 포물면 거울을 채용하고 있지만, 이에 한하지 않고, 타원면 거울로 구성하고, 광속 사출측에 해당 타원면 거울에 의해 반사된 광속을 평행광으로 하는 평행화 오목 렌즈를 채용한 구성으로 하여도 좋다.

제 1 렌즈 어레이(412)는 광축 방향에서 보아 대략 장방형 형상의 윤곽을 갖는 소형 렌즈가 매트릭스 형상으로 배열된 구성을 갖고 있다. 각 소형 렌즈는 광원 장치(411)로부터 사출되는 광속을 복수의 부분 광속으로 분할하고 있다.

제 2 렌즈 어레이(413)는 제 1 렌즈 어레이(412)와 대략 동일한 구성을 갖고 있고, 소형 렌즈가 매트릭스 형상으로 배열된 구성을 갖고 있다. 이 제 2 렌즈 어레이(413)는 중첩 렌즈(415)와 함께, 제 1 렌즈 어레이(412)의 각 소형 렌즈의 상을 광학 장치(44)의 후술하는 액정 패널상에 결상시키는 기능을 갖고 있다.

편광 변환 소자(414)는 제 2 렌즈 어레이(413)와 중첩 렌즈(415) 사이에 배치되고, 제 2 렌즈 어레이(413)로부터의 광을 대략 1종류의 편광광으로 변환하는 것이다.

구체적으로, 편광 변환 소자(414)에 의해 대략 1종류의 편광광으로 변환된 각 부분 광은 중첩 렌즈(415)에 의해 최종적으로 광학 장치(44)의 후술하는 액정 패널상에 거의 중첩된다. 편광광을 변조하는 타입의 액정 패널을 이용한 프로젝터에서는, 1종류의 편광광밖에 이용할 수 없기 때문에, 랜덤한 편광광을 발생하는 광원 장치(411)로부터의 광의 대략 절반을 이용할 수 없다. 이 때문에, 편광 변환 소자(414)를 사용함으로써, 광원 장치(411)로부터의 사출광을 대략 1종류의 편광광으로 변환하여, 광학 장치(44)에서의 광의 이용 효율을 높이고 있다.

색 분리 광학계(42)는 도 1에 도시하는 바와 같이 2장의 다이크로익 미러(dichroic mirror)(421, 422)와, 반사 미러(423)를 구비하며, 다이크로익 미러(421, 422)에 의해 인티그레이터 조명 광학계(41)로부터 사출된 복수의 부분 광속을 적색, 녹색, 청색의 3색의 색광으로 분리하는 기능을 갖고 있다.

릴레이 광학계(43)는 도 1에 도시하는 바와 같이 입사측 렌즈(431), 릴레이 렌즈(433), 및 반사 미러(432, 434)를 구비하고, 색 분리 광학계(42)에 의해 분리된 적색광을 광학 장치(44)의 후술하는 적색광용의 액정 패널까지 인도하는 기능을 갖고 있다.

이때, 색 분리 광학계(42)의 다이크로익 미러(421)에서는, 인티그레이터 조명 광학계(41)로부터 사출된 광속의 청색광 성분이 반사하는 동시에, 적색광 성분 과 녹색광 성분이 투과한다. 다이크로익 미러(421)에 의해 반사된 청색광은 반사 미러(423)에 의해 반사되고, 필드 렌즈(field lens)(418)를 통해 광학 장치(44)의 후술하는 청색광용의 액정 패널에 도달한다. 이 필드 렌즈(418)는 제 2 렌즈 어레이(413)로부터 사출된 각 부분 광측을 그 중심축(주 광선)에 대하여 평행한 광속으로 변환한다. 다른 녹색광용, 적색광용의 액정 패널의 광입사측에 설치된 필드 렌즈(418)도 동일하다.

다이크로익 미러(421)를 투과한 적색광과 녹색광중에서, 녹색광은 다이크로익 미러(422)에 의해 반사되고, 필드 렌즈(418)를 통해 광학 장치(44)의 후술하는 녹색광용의 액정 패널에 도달한다. 한편, 적색광은 다이크로익 미러(422)를 투과하여 릴레이 광학계(43)를 통해서, 또한 필드 렌즈(418)를 통해 광학 장치(44)의 후술하는 적색광용의 액정 패널에 도달한다. 또, 적색광에 릴레이 광학계(43)가 이용되고 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 그대로 필드 렌즈(418)에 전달하기 위해서이다. 본 실시형태에 있어서는 적색광의 광로 길이가 길기 때문에 이러한 구성으로 되어 있지만 청색광의 광로 길이를 길게 하는 구성도 고려될 수 있다.

광학 장치(44)는 도 1에 도시하는 바와 같이 광변조 소자로서의 3장의 액정 패널(441)(적색광용의 액정 패널을 441R, 녹색광용의 액정 패널을 441G, 청색광용의 액정 패널을 441B라고 함)과, 이 액정 패널(441)의 광속 입사측 및 광속 사출측에 배치되는 광학 변환 소자로서의 3개의 입사측 편광판(442) 및 3개의 사출측 편 광판(443)과, 색 합성 광학 장치로서의 크로스 다이크로익 프리즘(444)을 포함하여 구성된다. 그리고, 이들중 3개의 액정 패널(441), 3개의 사출측 편광판(443) 및 크로스 다이크로익 프리즘(444)이 일체적으로 형성된 것이다. 본 실시형태에서는, 3개의 입사측 편광판(442)은 3개의 액정 패널(441), 사출측 편광판(443) 및 크로스 다이크로익 프리즘(444)과는 별체로 되어 있지만, 일체화되는 구성을 채용하여도 좋다.

또, 광학 장치(44)는 구체적인 구성이 후술되지만, 액정 패널(441), 입사측 편광판(442), 사출측 편광판(443) 및 크로스 다이크로익 프리즘(444) 이외에, 메인 탱크, 유체 압송부, 라디에이터, 유체 순환 부재, 유체 분기부, 광변조 소자 유지체 및 유체 송입부를 구비한다.

입사측 편광판(442)은 편광 변환 소자(414)에 의해 편광 방향이 대략 일방향으로 정렬된 각 색광이 입사되고, 입사된 광속중 편광 변환 소자(414)에 의해 정렬된 광속의 편광축과 대략 동일한 방향의 편광광만 투과시키고, 그 밖의 광속을 흡수하는 것이다. 이 입사측 편광판(442)은 구체적인 도시는 생략했지만, 사파이어 유리 또는 수정 등의 투광성 기판상에 편광막이 부착된 구성을 갖고 있다.

도 2는 프로젝터(1)내의 일부를 상방측에서 본 사시도이다. 또, 도 2에 있어서, 광학 부품용 하우징(45)내의 광학 부품은 설명을 간략화하기 위해 광학 장치(44)의 후술하는 광학 장치 본체만을 도시하고, 그 밖의 광학 부품(41 내지 43, 442)은 생략하고 있다.

도 3은 프로젝터(1)내의 일부를 하방측에서 본 사시도이다.

광학 부품용 하우징(45)은, 예컨대 금속제 부재로 구성되고, 도 1에 도시하는 바와 같이 내부에 소정의 조명 광축(A)이 설정되고, 상술한 광학 부품(41 내지 43, 442) 및 광학 장치(44)의 후술하는 광학 장치 본체를 조명 광축(A)에 대한 소정 위치에 수납 배치한다. 또, 광학 부품용 하우징(45)은 금속제 부재에 한하지 않고, 그 밖의 재료로 구성하여도 좋고, 특히 열전도성 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 이 광학 부품용 하우징(45)은 도 2에 도시하는 바와 같이 광학 부품(41 내지 43, 442) 및 광학 장치(44)의 후술하는 광학 장치 본체를 수납하는 용기형상의 부품 수납 부재(451)와, 부품 수납 부재(451)의 개구 부분을 폐색하는 도시하지 않는 커버형 부재로 구성된다.

이 중, 부품 수납 부재(451)는 광학 부품용 하우징(45)의 바닥면, 전면 및 측면을 각각 구성한다.

이 부품 수납 부재(451)에 있어서, 측면의 내측면에는, 도 2에 도시하는 바와 같이 상술한 광학 부품(412 내지 415, 418, 421 내지 423, 431 내지 434, 442)을 상방으로부터 슬라이드식으로 끼워넣기 위한 홈부(451A)가 형성되어 있다.

또한, 측면의 정면 부분에는, 도 2에 도시하는 바와 같이 투사 렌즈(5)를 광학 유닛(4)에 대하여 소정 위치에 설치하기 위한 투사 렌즈 설치부(451B)가 형성되어 있다. 이 투사 렌즈 설치부(451B)는 평면에서 보아 대략 장방형 형상으로 형성되고, 평면에서 보아 대략 중앙 부분에는 광학 장치(44)로부터의 광속 사출 위치에 대응하여 원형형상의 도시하지 않은 구멍이 형성되어 있고, 광학 유닛(4)에 의해 형성된 칼라 화상이 상기 구멍을 통하여 투사 렌즈(5)에 의해 확대 투사된다.

또한, 이 부품 수납 부재(451)에 있어서, 바닥면에는, 도 3에 도시하는 바와 같이 광학 장치(44)의 액정 패널(441) 위치에 대응하여 형성된 3개의 구멍(451C)과, 광학 장치(44)의 후술하는 유체 분기부의 냉각 유체 유입부에 대응하여 형성된 구멍(451D)이 형성되어 있다. 여기에서, 냉각 유닛(3)의 시로코 팬(31)에 의해 프로젝터(1) 외부로부터 내부에 도입된 냉각 공기는 시로코 팬(31)의 토출구(31A)(도 3)로부터 토출되어, 도시하지 않는 덕트를 거쳐서 상기 구멍(451C)으로 인도된다.

(광학 장치의 구성)

광학 장치(44)는 도 2 또는 도 3에 도시하는 바와 같이 액정 패널(441), 사출측 편광판(443) 및 크로스 다이크로익 프리즘(444)이 일체화된 광학 장치 본체(440)(도 2)와, 메인 탱크(445)와, 유체 압송부(446)와, 라디에이터(447)와, 복수의 유체 순환 부재(448)를 구비한다.

복수의 유체 순환 부재(448)는 내부에 냉각 유체가 대류 가능하게 알루미늄제의 관상 부재로 구성되고, 냉각 유체가 순환 가능하게 각 부재(440, 445 내지 447)를 접속한다. 그리고, 순환하는 냉각 유체에 의해 광학 장치 본체(440)를 구성하는 액정 패널(441) 및 사출측 편광판(443)에 발생하는 열을 냉각한다.

또, 본 실시형태에서는, 냉각 유체로서 투명성의 비휘발성 액체인 에틸렌 글리콜(ethylene glycol)을 채용한다. 냉각 유체로서는, 에틸렌 글리콜에 한하지 않고, 그 밖의 액체를 채용하여도 좋다.

이하에서는, 각 부재(440, 445 내지 447)를 순환하는 냉각 유체의 유로를 따라 액정 패널(441)에 대한 상류측으로부터 순차로 설명한다.

(메인 탱크의 구조)

도 4a, 도 4b는 각각 메인 탱크(445)의 구조를 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 4a는 메인 탱크(445)를 상방에서 본 평면도이다. 또한, 도 4b는 도 4a에 있어서의 A-A 선의 단면도이다.

메인 탱크(445)는 대략 원주형상을 갖고, 알루미늄제의 2개의 용기형상 부재로 구성되고, 2개의 용기형상 부재의 개구 부분을 서로 접속함으로써 내부에 냉각 유체를 일시적으로 축적한다. 이들 용기형상 부재는, 예컨대 시일 용접 또는 고무 등의 탄성 부재를 개재시킴으로써 접속된다.

이 메인 탱크(445)에 있어서, 원주축 방향 대략 중앙 부분에는 도 4b에 도시하는 바와 같이 냉각 유체를 내부에 유입시키는 냉각 유체 유입부(445A) 및 내부의 냉각 유체를 외부로 유출시키는 냉각 유체 유출부(445B)가 형성되어 있다.

이들 냉각 유체 유입부(445A) 및 냉각 유체 유출부(445B)는 유체 순환 부재(448)의 관 직경 치수보다도 작은 관 직경 치수를 갖는 대략 통형상 부재로 구성되고, 메인 탱크(445)의 내외로 돌출하도록 배치되어 있다. 그리고, 냉각 유체 유입부(445A)의 외측으로 돌출한 일단부에는 유체 순환 부재(448)의 일단부가 접속되고, 해당 유체 순환 부재(448)를 통해 외부로부터의 냉각 유체가 메인 탱크(445) 내부로 유입된다. 또한, 냉각 유체 유출부(445B)의 외측으로 돌출한 일단부에도 유체 순환 부재(448)의 일단부가 접속되고, 해당 유체 순환 부재(448)를 통해 메인 탱크(445) 내부의 냉각 유체가 외부로 유출된다.

또한, 냉각 유체 유입부(445A) 및 냉각 유체 유출부(445B)의 내측으로 돌출 한 타단부는 도 4a에 도시하는 바와 같이 메인 탱크(445)의 원주축을 향해서 연장되고, 평면적으로 보아 대략 직교하도록 각각 배치되어 있다. 이와 같이, 냉각 유체 유입부(445A) 및 냉각 유체 유출부(445B)를 평면적으로 보아 대략 직교하도록 각각 배치함으로써, 냉각 유체 유입부(445A)를 거쳐서 메인 탱크(445) 내부로 유입된 냉각 유체가 냉각 유체 유출부(445B)를 거쳐서 즉시 외부로 유출되는 것을 회피할 수 있어, 유입된 냉각 유체를 메인 탱크(445) 내부의 냉각 유체와 혼합시켜, 냉각 유체의 온도의 균일화를 도모하고 있다.

또한, 이 메인 탱크(445)의 외주면에 있어서, 원주축 방향 대략 중앙 부분에는 도 4a에 도시하는 바와 같이 2개의 용기형상 부재의 각각 3개의 고정부(445C)가 형성되고, 해당 고정부(445C)에 나사(445D)(도 2, 도 3)를 관통 삽입하여, 외장 케이스(2)의 바닥면에 나사 결합함으로써, 2개의 용기형상 부재가 서로 밀접하게 접속되는 동시에, 메인 탱크(445)가 외장 케이스(2)에 고정된다.

그리고, 이 메인 탱크(445)는 도 1 또는 도 2에 도시하는 바와 같이 광학 부품용 하우징(45)과 외장 케이스(2)의 내측면으로 형성되는 평면에서 보아 삼각형 형상의 영역에 배치된다. 이 영역에 메인 탱크(445)를 배치함으로써, 외장 케이스(2)내의 수납 효율의 향상을 도모할 수 있어, 프로젝터(1)가 대형화하는 일이 없다.

(유체 압송부의 구조)

유체 압송부(446)는 메인 탱크(445)내에 축적된 냉각 유체를 송입하고, 송입된 냉각 유체를 외부로 강제적으로 송출한다. 이 때문에, 유체 압송부(446)는 도 3에 도시하는 바와 같이 메인 탱크(445)의 냉각 유체 유출부(445B)에 접속한 유체 순환 부재(448)의 타단부와 연통 접속하는 동시에, 외부에 냉각 유체를 송출하기 위해 다른 유체 순환 부재(448)의 일단부와 연통 접속하고 있다.

이 유체 압송부(446)는 구체적인 도시는 생략했지만, 예컨대 대략 직방체형의 알루미늄제의 중공 부재내에 임펠러(impeller)가 배치된 구성을 갖고, 도시하지 않은 제어 장치에 의한 제어하에서 상기 임펠러가 회전함으로써, 메인 탱크(445)내에 축적된 냉각 유체를 유체 순환 부재(448)를 거쳐서 강제적으로 송입하고, 송입된 냉각 유체를 유체 순환 부재(448)를 통해 외부로 강제적으로 송출한다. 이러한 구성에서는, 유체 압송부(446)는 상기 임펠러의 회전축 방향의 두께 치수를 작게 할 수 있어, 프로젝터(1) 내부의 빈 공간에 배치하는 것이 가능해지고, 프로젝터(1) 내부의 수납 효율의 향상을 도포할 수 있어, 프로젝터(1)가 대형화하는 일이 없다. 본 실시형태에서는, 유체 압송부(446)는 도 2 또는 도 3에 도시하는 바와 같이 투사 렌즈(5)의 하방에 배치된다.

(광학 장치 본체의 구조)

도 5는 광학 장치 본체(440)의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.

도 6은 광학 장치 본체(440)의 개략 구성을 도시하는 분해 사시도이다. 또, 도 6에서는, 설명을 간략화하기 위해 G 색광측만을 분해하고 있다. R, B 색광측도 G 색광측과 동일한 구조로 한다.

광학 장치 본체(440)는 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이 3개의 액정 패널(441), 3개의 사출측 편광판(443) 및 크로스 다이크로익 프리즘(444)(도 6)과, 유 체 분기부(4401)와, 3개의 광변조 소자 유지체(4402)와, 유체 송입부(4404)를 구비한다.

(액정 패널의 구조)

액정 패널(441)은 도 6에 도시하는 바와 같이 유리 등으로 이루어지는 한쌍의 기판(441C, 441D)에 전기 광학 물질인 액정이 밀폐 봉입된 구성을 갖고 있다. 이 중, 기판(441C)은 액정을 구동하기 위한 구동 기판이며, 서로 평행하게 배열 형성되는 복수의 데이터선과, 복수의 데이터선과 직교하는 방향으로 배열 형성되는 복수의 주사선과, 주사선 및 데이터선의 교차에 대응하여 매트릭스 형상으로 배열 형성되는 화소 전극과, TFT 등의 스위칭 소자를 갖고 있다. 또한, 기판(441D)은 기판(441C)에 대하여 소정 간격을 두고서 대향 배치되는 대향 기판이며, 소정의 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전극을 갖고 있다. 또한, 이들 기판(441C, 441D)에는, 도시하지 않은 제어 장치와 전기적으로 접속하고, 상기 주사선, 상기 데이터선, 상기 스위칭 소자 및 상기 공통 전극 등에 소정의 구동 신호를 출력하는 회로 기판으로서의 플렉시블 프린트 기판(441E)이 접속되어 있다. 이 플렉시블 프린트 기판(441E)을 거쳐서 상기 제어 장치로부터 구동 신호를 입력함으로써, 소정의 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 전압이 인가되고, 해당 화소 전극 및 공통 전극 사이에 개재되는 액정의 배향 상태가 제어되어, 입사측 편광판(442)으로부터 사출된 편광 광속의 편광 방향이 변조된다. 더욱이, 이들 기판(441C, 441D)의 외면에는 열전도성을 갖는 투광성 기판으로서의 한쌍의 방진(防塵) 유리(441F)가 부착되어 있다. 이 한쌍의 방진 유리(441F)에 의해, 액정 패널(441) 외면에 먼지가 부착 되어도, 먼지가 포커스 위치로부터 벗어난 상태로 되어, 해당 먼지가 투사 화상상의 표시 음영으로 되는 일이 없다. 이 한쌍의 방진 유리(441F)로서는, 예컨대 사파이어, 수정 등의 재료를 채용할 수 있다.

하기의 표 1에, 방진 유리(441F)에 채용 가능한 재료와, 이 재료의 특성(열팽창 계수, 열전도율)을 나타낸다.

	열전도율 (W/m·K)	열팽창 계수 (×10-6/K)
사파이어	42	5.3
석영	1.2	0.58
수정	9.3(광학축 방향에 평행)	6.8
	5.4(광학축 방향에 직각)	12.2

그리고, 이 액정 패널(441)에 있어서, 구동 기판(441C)의 외형 형상은 대향 기판(441D)의 외형 형상보다도 크게 설정된다. 또한, 구동 기판(441C)과 이 구동 기판(441C)에 부착되는 방진 유리(441F)의 외형 형상이 대략 동일하게 설정된다. 더욱이, 대향 기판(441D)과 이 대향 기판(441D)에 부착되는 방진 유리(441F)의 외형 형상이 대략 동일하게 설정된다. 즉, 이 액정 패널(441)은 광속 입사측을 향함에 따라서, 외형 형상이 작아지는 단차형으로 형성되어 있다.

(사출측 편광판의 구조)

사출측 편광판(443)은 입사측 편광판(442)과 마찬가지로 도 6에 도시하는 바와 같이 투광성 기판(443A) 및 광학 변환막으로서의 편광막(443B)을 갖고, 액정 패널(441)로부터 사출된 광속중, 입사측 편광판(442)에 있어서의 광속의 투과축과 직교하는 편광축을 갖는 광속만 투과시키고, 그 밖의 광속을 흡수하는 것이다.

이 중, 투광성 기판(443A)의 외형 치수는 도 6에 도시하는 바와 같이 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 높이 치수보다도 큰 높이 치수를 갖는 동시에, 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 폭 치수와 대략 동일 이하의 폭 치수를 갖도록 설정되어 있다.

그리고, 광학 장치 본체(440)가 조립된 상태에서는, 이 사출측 편광판(443)은 유체 분기부(4401)의 단부면 및 유체 송입부(4404)의 단부면을 걸치도록, 유체 분기부(4401)의 단부면, 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 광속 입사측 단부면 및 유체 송입부(4404)의 단부면에 열전도성을 갖는 접착제 등에 의해 고착된다.

(크로스 다이크로익 프리즘의 구조)

크로스 다이크로익 프리즘(444)은 사출측 편광판(443)으로부터 사출된 색광마다 변조된 광학상을 합성하여 칼라 화상을 형성하는 광학 소자이다. 이 크로스 다이크로익 프리즘(444)은 4개의 직각 프리즘을 서로 부착시킨 평면에서 보아 대략 정방형 형상을 하고, 직각 프리즘끼리를 서로 부착시킨 계면에는 2개의 유전체 다층막이 형성되어 있다. 이들 유전체 다층막은 액정 패널(441R, 441B)로부터 사출되어 사출측 편광판(443)을 거친 색광을 반사하고, 액정 패널(441G)로부터 사출되어 사출측 편광판(443)을 거친 색광을 투과한다. 이렇게 하여, 각 액정 패널(441R, 441G, 441B)에 의해 변조된 각 색광이 합성되어서 칼라 화상이 형성된다.

(유체 분기부의 구조)

유체 분기부(4401)는 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 상면 또는 하면과 대략 동일한 평면형상을 갖는 대략 직방체형의 알루미늄제의 중공 부재로 구성되고, 유체 압송부(446)로부터 강제적으로 송출된 냉각 유체를 송입하고, 송입된 냉각 유체를 3개의 광변조 소자 유지체(4402)마다 분기하여 송출한다. 또한, 이 유체 분기부(4401)는 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 3개의 광속 입사측 단부면에 교차하는 단부면인 하면에 고정되고, 크로스 다이크로익 프리즘(444)을 지지하는 프리즘 고정판으로서의 기능도 갖는다.

이 유체 분기부(4401)에 있어서, 바닥면의 대략 중앙 부분에는, 유체 압송부(446)로부터 압송된 냉각 유체를 내부에 유입시키는 냉각 유체 유입부(4401A)(도 9 참조)가 형성되어 있다. 이 냉각 유체 유입부(4401A)는 메인 탱크(445)의 냉각 유체 유입부(445A)와 마찬가지로 유체 순환 부재(448)의 관 직경 치수보다도 작은 관 직경 치수를 갖는 대략 통형상 부재로 구성되고, 유체 분기부(4401) 내외로 돌출하도록 배치되어 있다(도 9 참조). 그리고, 냉각 유체 유입부(4401A)의 외측으로 돌출한 일단부에는 유체 압송부(446)에 연통 접속된 유체 순환 부재(448)의 타단부가 접속되고, 해당 유체 순환 부재(448)를 통해 유체 압송부(446)로부터 압송된 냉각 유체가 유체 분기부(4401) 내부로 유입된다.

또한, 바닥면의 네 구석 부분에는, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이 해당 바닥면을 따라 연장되는 아암부(4401B)가 각각 형성되어 있다. 이들 아암부(4401B)의 선단 부분에는 각각 구멍(4401B1)이 형성되고, 이들 구멍(4401B1)에 도시하지 않은 나사를 관통 삽입하여, 광학 부품용 하우징(45)의 부품 수납 부재(451)에 나사 결합함으로써, 광학 장치 본체(440)가 부품 수납 부재(451)에 고정된다. 이때, 유체 분기부(4401) 및 광학 부품용 하우징(45)은 열 전달 가능하게 접속된다. 이와 같이, 유체 분기부(4401)가 광학 부품용 하우징(45)에 열 전달 가능하게 접속됨으로써, 순환하는 냉각 유체 ∼ 유체 분기부(4401) ∼ 광학 부품용 하우징(45)으로의 열 전달 경로를 확보하여, 냉각 유체의 냉각 효율을 향상시키고, 나아가서는 냉각 유체에 의한 액정 패널(441) 및 사출측 편광판(443)의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 시로코 팬(31)의 송풍을 광학 부품용 하우징(45)의 바닥면을 따라 흘리면, 순환하는 냉각 유체의 방열 면적을 증가할 수 있고, 또한 냉각 효율을 높일 수 있다.

또한, 이 유체 분기부(4401)에 있어서, 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 광속 입사측 단부면에 대응하는 3개의 측면에는, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이 송입된 냉각 유체를 3개의 광변조 소자 유지체(4402)마다 분기하여 유출시키는 냉각 유체 유출부(4401C)가 형성되어 있다. 또, 도 5 및 도 6에서는 R, G 색광측의 냉각 유체 유출부(4401C)만을 도시하고 있지만, B 색광측에도 냉각 유체 유출부가 형성되어 있다.

이들 냉각 유체 유출부(4401C)는 냉각 유체 유입부(4401A)와 마찬가지로 유체 순환 부재(448)의 관 직경 치수보다도 작은 관 직경 치수를 갖는 대략 통형상 부재로 구성되고, 유체 분기부(4401) 내외로 돌출하도록 배치되어 있다(도 9 참조). 그리고, 각 냉각 유체 유출부(4401C)의 외측으로 돌출한 일단부에는 각각 유체 순환 부재(448)의 일단부가 접속되고, 해당 유체 순환 부재(448)를 통해 유체 분기부(4401) 내부의 냉각 유체가 분기되어서 외부로 유출된다.

더욱이, 이 유체 분기부(4401)에 있어서, 상면의 대략 중앙 부분에는, 구체적인 도시는 생략했지만, 구형상의 팽출부(膨出部)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 팽출부에 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 하면을 접촉시킴으로써, 유체 분기부(4401)에 대한 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 경사 방향(tilting direction)의 위치 조정이 가능해진다.

(광변조 소자 유지체의 구조)

3개의 광변조 소자 유지체(4402)는 3개의 액정 패널(441)을 각각 유지하는 동시에, 3개의 액정 패널(441)을 각각 냉각한다. 또, 각 광변조 소자 유지체(4402)는 동일한 구성이며, 이하에서는 1개의 광변조 소자 유지체(4402)만을 설명한다.

광변조 소자 유지체(4402)는 도 6에 도시하는 바와 같이 광변조 소자 유지부(4405)와, 판형상 부재(4406)와, 광변조 소자 냉각부(4407)를 구비한다.

광변조 소자 유지부(4405)는 단면에서 보아 대략 U자형상을 갖고, U자형 내측에서 액정 패널(441), 판형상 부재(4406) 및 광변조 소자 냉각부(4407)를 유지한다. 이 광변조 소자 유지부(4405)는 도 6에 도시하는 바와 같이 장방형 판형상체(4405A)와, 한쌍의 기립부(4405B)를 구비하고, 이들이 일체적으로 형성된 것이다.

장방형 판형상체(4405A)는 도 6에 도시하는 바와 같이 액정 패널(441)의 대향 기판(441D)의 외형 형상보다도 큰 외형 형상을 갖는 평면에서 보아 대략 장방형 형상의 판체이며, 그 대략 중앙 부분에는 액정 패널(441)의 화상 형성 영역에 대응한 개구부(4405A1)가 형성되어 있다.

한쌍의 기립부(4405B)는 도 6에 도시하는 바와 같이 평면에서 보아 대략 장방형 형상을 갖고, 장방형 판형상체(4405A)의 대향하는 측단부 가장자리인 좌우측 단부 가장자리로부터 광속 사출측으로 각각 돌출하도록 형성되어 있다.

이 한쌍의 기립부(4405B)는 도 6에 도시하는 바와 같이 장방형 판형상체(4405A)의 좌우측 단부 가장자리로부터 광속 사출측으로 각각 돌출하는 동시에, 상하 방향으로 연장하는 형상을 갖고 있다.

또한, 이 한쌍의 기립부(4405B)에 있어서, 돌출 방향 선단 부분은 도 6에 도시하는 바와 같이 대향하는 기립부(4405B)측으로 절곡된 절곡 리브(rib)(4405B1)를 갖고 있다.

그리고, 광학 장치 본체(440)가 조립된 상태에서는, 이 광변조 소자 유지부(4405)는 한쌍의 기립부(4405B)가 유체 분기부(4401)의 단부면 및 유체 송입부(4404)의 단부면을 걸치도록 설치되고, 절곡 리브(4405B1)의 광속 사출측 단부면이 유체 분기부(4401)의 단부면, 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 광속 입사측 단부면 및 유체 송입부(4404)의 단부면에 열전도성을 갖는 접착제 등에 의해 고착된다.

판형상 부재(4406)는 도 6에 도시하는 바와 같이 액정 패널(441)의 구동 기판(441C)의 외형 형상보다도 큰 외형 형상을 갖는 평면에서 보아 대략 장방형 형상의 판체이며, 그 대략 중앙 부분에는 액정 패널(441)의 화상 형성 영역에 대응한 개구부(4406A)가 형성되어 있다.

이 판형상 부재(4406)에 있어서, 대향하는 측단부 가장자리인 좌우 방향측 단부 가장자리에는, 도 6에 도시하는 바와 같이 광속 사출측으로 절곡된 한쌍의 절곡부(4406B)가 형성되어 있다.

그리고, 이 판형상 부재(4406)의 좌우 방향의 외형 치수는 광변조 소자 유지부(4405)의 한쌍의 기립부(4405B)끼리의 이격 치수보다도 작게 설정되고, 광변조 소자 유지부(4405)의 U자형 내측에 상방으로부터 판형상 부재(4406)를 삽입 가능하게 되어 있다.

본 실시형태에서는, 상술한 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)는 인바 및 42Ni-Fe 등의 철-니켈 합금으로 구성되어 있다. 또, 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)는 철-니켈 합금에 한하지 않고, 마그네슘 합금, 알루미늄 합금, 또는 열전도성 수지 등을 채용하여도 좋다. 또한, 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)는 상술한 재료중 동일한 재료로 구성되어 있어도 좋고, 다른 재료로 구성되어 있어도 상관없다.

하기의 표 2에, 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)에 채용 가능한 재료와, 이 재료의 특성(열팽창 계수, 열전도율)을 나타낸다.

	열전도율 (W/m·K)	열팽창 계수 (×10-6/K)
인바(Ni36-Fe)	10.15	15
42Ni-Fe	12.6	4.5
알루미늄 합금(AZ91D)	72	25
알루미늄 합금(380AL)	96	21.8
열전도성 수지 [Cool Poly D2(상품명)]	15	4 (섬유 방향에 평행)
		10 (섬유방향에 직각)

도 7은 광변조 소자 냉각부(4407)를 광속 사출측에서 본 사시도이다.

광변조 소자 냉각부(4407)는 내부에 냉각 유체를 봉입 가능하게 한 알루미늄제의 중공 부재로 구성되고, 액정 패널(441)의 화상 형성 영역에 대응한 개구부(4407A)를 갖고 액정 패널(441)의 외주를 둘러싸는 평면에서 보아 대략 장방형 형상의 환형으로 형성되어 있다.

이 개구부(4407A)는 액정 패널(441)의 대향 기판(441D)의 외형 형상보다도 약간 크게 설정되고, 대향 기판(441D) 및 이 대향 기판(441D)에 부착되는 방진 유리(441F)를 끼워맞춤 가능한 형상을 갖고 있다.

이 광변조 소자 냉각부(4407)에 있어서, 그 광속 사출측 단부면에는, 도 7에 도시하는 바와 같이 개구부(4407A) 주연부가 광속 입사측으로 오목하게 오목부(4407B)가 형성되어 있다.

이 오목부(4407B)는 액정 패널(441)의 구동 기판(441C)의 외형 형상보다도 약간 큰 외형 형상을 갖는다. 그리고, 대향 기판(441D) 및 이 대향 기판(441D)에 부착되는 방진 유리(441F)가 개구부(4407A)에 끼워맞추었을 때에, 구동 기판(441C) 및 이 구동 기판(441C)에 부착되는 방진 유리(441F)가 오목부(4407B)에 설치된다.

즉, 개구부(4407A)의 내측면 및 오목부(4407B)가 본 발명에 따른 환형 내측면에 해당한다. 그리고, 광변조 소자 냉각부(4407)는 개구부(4407A) 및 오목부(4407B)에 의해, 액정 패널(441)이 설치된 상태에서 해당 액정 패널(441)의 외주를 둘러싸고 있다.

여기에서, 오목부(4407B)의 바닥부 및 광속 입사측 단부면 사이의 치수는 대향 기판(441D) 및 이 대향 기판(441D)에 부착된 방진 유리(441F)의 전체의 두께 치수와 대략 동일하게 설정되어 있다. 또한, 오목부(4407B)의 깊이 치수는 구동 기판(441C) 및 이 구동 기판(441C)에 부착된 방진 유리(441F)의 전체의 두께 치수와 대략 동일하게 설정되어 있다. 즉, 액정 패널(441)을 광변조 소자 냉각부(4407)에 설치한 상태에서는 광속 입사측 단부면 및 광속 사출측 단부면이 대략 동일 평면이 된다.

또한, 이 광변조 소자 냉각부(4407)에 있어서, 그 광속 입사측 단부면에는, 도 6에 도시하는 바와 같이 상단부로부터 개구부(4407A)의 상단 가장자리에 걸쳐서 광속 사출측으로 오목한 오목부(4407C)가 형성되어 있다. 이 오목부(4407C)의 폭 치수는 액정 패널(441)의 플렉시블 프린트 기판(441E)의 폭 치수보다 약간 큰 치수로 설정되어 있다.

더욱이, 이 광변조 소자 냉각부(4407)에 있어서, 그 하방측 단부 대략 중앙 부분에는, 도 6 또는 도 7에 도시하는 바와 같이 유체 분기부(4401)의 냉각 유체 유출부(4401C)로부터 유출한 냉각 유체를 내부에 유입시키는 유입구(4407D)가 형성되어 있다. 이 유입구(4407D)는 유체 순환 부재(448)의 관 직경 치수보다도 작은 관 직경 치수를 갖는 대략 통형상 부재로 구성되고, 광변조 소자 냉각부(4407)의 외측으로 돌출하도록 형성되어 있다. 그리고, 유입구(4407D)의 돌출한 단부에는, 유체 분기부(4401)의 냉각 유체 유출부(4401C)에 접속된 유체 순환 부재(448)의 타단부가 접속되고, 해당 유체 순환 부재(448)를 통해 유체 분기부(4401)로부터 유출한 냉각 유체가 광변조 소자 냉각부(4407) 내부로 유입된다.

게다가, 이 광변조 소자 냉각부(4407)에 있어서, 그 상방측 단부 대략 중앙 부분에는, 도 6 또는 도 7에 도시하는 바와 같이 내부의 냉각 유체를 외부로 유출시키는 유출구(4407E)가 형성되어 있다. 이 유출구(4407E)는 유입구(4407D)와 마찬가지로 유체 순환 부재(448)의 관 직경 치수보다도 작은 관 직경 치수를 갖는 대략 통형상 부재로 구성되고, 광변조 소자 냉각부(4407)의 외측으로 돌출하도록 형성되어 있다. 그리고, 유출구(4407E)의 돌출한 단부에는 유체 순환 부재(448)가 접속되고, 유입구(4407D)를 거쳐서 내부로 유입된 냉각 유체가 해당 유체 순환 부재(448)를 통해 외부로 유출된다.

또한, 유출구(4407E)가 형성되는 상방측 단부는 도 6 또는 도 7에 도시하는 바와 같이 상방측을 향함에 따라서, 광변조 소자 냉각부(4407)의 두께 치수가 축소하는 테이퍼형으로 형성되어 있다. 또, 내측면의 형상도 마찬가지로 테이퍼형으로 되어 있다(도 9 참조). 또한, 유입구(4407D)가 형성되는 하방측 단부도 마찬가지로, 도 6 또는 도 7에 도시하는 바와 같이 하방측을 향함에 따라서, 광변조 소자 냉각부(4407)의 두께 치수가 축소하는 테이퍼형으로 형성되어 있다. 이렇게 상방측 단부 및 하방측 단부를 테이퍼형으로 형성함으로써, 내부로 유입되는 냉각 유체, 외부로 유출되는 냉각 유체의 대류를 원활하게 실시할 수 있다.

그리고, 예컨대 하기에 나타내는 바와 같이, 상술한 광변조 소자 유지체(4402)에 대하여 액정 패널(441)이 조립된다.

우선, 광변조 소자 냉각부(4407)에 대하여 액정 패널(441)을 조립한다.

구체적으로, 광변조 소자 냉각부(4407)의 광속 사출측으로부터, 액정 패널(441)의 플렉시블 프린트 기판(441E)이 광변조 소자 냉각부(4407)의 개구부(4407A)에 관통 삽입되도록, 액정 패널(441)을 개구부(4407A) 및 오목부(4407B)에 설치한다. 이 상태에서는, 플렉시블 프린트 기판(441E)은 개구부(4407A)의 내측면에 의해 절곡되는 동시에, 광변조 소자 냉각부(4407)의 광속 입사측 단부면에 형성된 오목부(4407C)의 바닥부를 따라 배치된다(도 9 참조).

다음에, 액정 패널(441)이 조립된 광변조 소자 냉각부(4407)에 대하여 판형상 부재(4406)를 부착한다.

구체적으로, 광변조 소자 냉각부(4407)의 광속 사출측에 판형상 부재(4406)를 배치하고, 판형상 부재(4406)의 개구부(4406A) 주연부와, 액정 패널(441)의 광속 사출측에 배치되는 방진 유리(441F) 및 광변조 소자 냉각부(4407)의 광속 사출측 단부면을 열 전달 가능하게 접속한다. 예를 들면, 판형상 부재(4406)의 개구부(4406A) 주연부와 방진 유리(441F)를 열전도성을 갖는 접착제에 의해 고착하는 동시에, 개구부(4406A) 주연부와 광변조 소자 냉각부(4407)의 광속 사출측 단부면을 열전도성을 갖는 접착제 또는 용접 등에 의해 고착한다.

또, 상술한 접착제의 도포 또는 용접 등은 개구부(4406A) 주연부 전체에 걸쳐서 실시하여도 좋고, 스폿(spot)적으로 실시하여도 좋다.

그리고, 액정 패널(441), 광변조 소자 냉각부(4407) 및 판형상 부재(4406)가 일체화한 유닛을 광변조 소자 유지부(4405)에 조립한다.

구체적으로, 상기 유닛을 광변조 소자 유지부(4405)의 상방측으로부터 U자형 내측에 삽입하고, 광변조 소자 유지부(4405)를 구성하는 장방형 판형상체(4405A)의 개구부(4405A1) 주연부와, 상기 유닛을 구성하는 액정 패널(441)의 광속 입사측에 배치되는 방진 유리(441F) 및 광변조 소자 냉각부(4407)의 광속 입사측 단부면을 열 전달 가능하게 접속한다. 예를 들면, 상기 유닛의 조립과 마찬가지로, 장방형 판형상체(4405A)의 개구부(4405A1) 주연부와 방진 유리(441F)를 열전도성을 갖는 접착제에 의해 고착하는 동시에, 개구부(4405A1) 주연부와 광변조 소자 냉각부(4407)의 광속 입사측 단부면을 열전도성을 갖는 접착제 또는 용접 등에 의해 고착한다.

즉, 액정 패널(441) 및 광변조 소자 냉각부(4407)는 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)에 의해 협지되는 구성으로 된다.

더욱이, 판형상 부재(4406)의 절곡부(4406B)와, 광변조 소자 유지부(4405)를 구성하는 한쌍의 기립부(4405B)의 내측면을 열 전달 가능하게 접속한다. 이들 접속은 예컨대 상기와 동일하게 열전도성을 갖는 접착제 또는 용접 등을 채용할 수 있다.

(유체 송입부의 구조)

유체 송입부(4404)는 도 5 또는 도 6에 도시하는 바와 같이 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 상면 또는 하면과 대략 동일한 평면형상을 갖는 대략 직방체형의 알루미늄제의 중공 부재로 구성되고, 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 3개의 광속 입사측 단부면에 교차하는 단부면인 상면에 고정된다. 그리고, 이 유체 송입부(4404)는 각 광변조 소자 냉각부(4407)로부터 송출된 냉각 유체를 일괄하여 송입하고, 송입된 냉각 유체를 외부로 송출한다.

이 유체 송입부(4404)에 있어서, 그 상면에는, 도 5 또는 도 6에 도시하는 바와 같이 각 광변조 소자 냉각부(4407)로부터 송출된 냉각 유체를 내부로 유입시키는 3개의 냉각 유체 유입부(4404A)가 형성되어 있다. 이들 냉각 유체 유입부(4404A)는 유체 순환 부재(448)의 관 직경 치수보다도 작은 관 직경 치수를 갖는 대략 통형상 부재로 구성되고, 유체 송입부(4404) 내외로 돌출하도록 배치되어 있다(도 9 참조). 그리고, 각 냉각 유체 유입부(4404A)의 외측으로 돌출한 단부에는 3개의 광변조 소자 냉각부(4407)의 각 유출구(4407E)와 접속된 유체 순환 부재(448)의 타단부가 접속되고, 해당 유체 순환 부재(448)를 통해 각 광변조 소자 냉각부(4407)로부터 송출된 냉각 유체가 일괄하여 유체 송입부(4404) 내부로 유입된다.

또한, 유체 송입부(4404)에 있어서, 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 광속 사출측 단부면에 대응하는 단부면에는, 도 5에 도시하는 바와 같이 송입된 냉각 유체를 외부로 유출시키는 냉각 유체 유출부(4404B)가 형성되어 있다. 이 냉각 유체 유출부(4404B)는 냉각 유체 유입부(4404A)와 마찬가지로 유체 순환 부재(448)의 관 직경 치수보다도 작은 관 직경 치수를 갖는 대략 통형상 부재로 구성되고, 유체 송입부(4404) 내외로 돌출하도록 배치되어 있다(도 9 참조). 그리고, 냉각 유체 유출부(4404B)의 외측으로 돌출한 단부에는 유체 순환 부재(448)의 일단부가 접속되고, 해당 유체 순환 부재(448)를 통해 유체 송입부(4404) 내부의 냉각 유체가 외부로 유출된다.

(라디에이터의 구조)

도 8a, 도 8b는 라디에이터(447)의 구조, 및 라디에이터(447)와 축류 팬(32)의 배치 관계를 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 8a는 라디에이터(447) 및 축류 팬(32)을 상방에서 본 사시도이다. 또한, 도 8b는 라디에이터(447) 및 축류 팬(32)을 라디에이터(447)측에서 본 평면도이다.

라디에이터(447)는, 도 1 또는 도 2에 도시하는 바와 같이 외장 케이스(2)에 형성된 격벽(21)내에 배치되고, 광학 장치 본체(440)에 있어서 각 액정 패널(441) 및 각 사출측 편광판(442)에 의해 가열된 냉각 유체의 열을 방열한다. 이 라디에이터(447)는 도 8에 도시하는 바와 같이 고정부(4471)와, 관상 부재(4472)와, 복수의 핀(4473)을 구비한다.

고정부(4471)는 예컨대 금속 등의 열전도성 부재로 구성되고, 도 8b에 도시하는 바와 같이 평면에서 보아 대략 U자형상을 갖고, 대향하는 U자형 단부 가장자리에 관상 부재(4472)가 관통 삽입 가능하게 구성되어 있다. 또한, 이 고정부(4471)는 U자형 내측면에서 복수의 방열 핀(4473)을 지지한다. 이 고정부(4471)의 U자형 선단 부분에는 외측으로 연장되는 연장부(4471A)가 형성되고, 해당 연장부(4471A)의 구멍(4471A1)을 거쳐서 도시하지 않은 나사를 외장 케이스(2)에 나사 결합함으로써 라디에이터(447)가 외장 케이스(2)에 고정된다.

관상 부재(4472)는 알루미늄으로 구성되고, 도 8b에 도시하는 바와 같이 고정부(4471)의 한쪽의 U자형 선단 단부 가장자리로부터 다른쪽의 U자형 선단 단부 가장자리를 향해서 연장되고, 이 연장 방향 선단 부분이 대략 90° 굴곡하여 하방측으로 연장되고, 또한 연장 방향 선단 부분이 대략 90° 굴곡하여 고정부(4471)의 다른쪽의 U자형 선단 단부 가장자리로부터 한쪽의 U자형 선단 단부 가장자리를 향해서 연장되는 평면에서 보아 대략 U자형상을 갖고, 고정부(4471) 및 방열 핀(4473)과 열 전달 가능하게 접속한다. 또한, 이 관상 부재(4472)는 유체 순환 부재(448)의 관 직경 치수보다도 작은 관 직경 치수를 갖고, 도 8b에 도시하는 상방측의 일단부가 광학 장치 본체(440)에 있어서의 유체 송입부(4404)의 냉각 유체 유출부(4404B)와 접속한 유체 순환 부재(448)의 타단부와 접속한다. 또한, 도 8b에 도시하는 하방측의 타단부가 메인 탱크(445)의 냉각 유체 유입부(445A)와 접속한 유체 순환 부재(448)의 타단부와 접속한다. 따라서, 유체 송입부(4404)로부터 유출한 냉각 유체가 유체 순환 부재(448)를 거쳐서 관상 부재(4472)를 통과하고, 관상 부재(4472)를 통과한 냉각 유체가 유체 순환 부재(448)를 거쳐서 메인 탱크(445)내로 유입된다.

방열 핀(4473)은, 예컨대 금속 등의 열전도성 부재로 이루어지는 판체로 구성되고, 관상 부재(4472)를 관통 삽입 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 복수의 방열 핀(4473)은 관상 부재(4472)의 관통 삽입 방향과 직교하는 방향으로 연장되도록 각각 형성되고, 관상 부재(4472)의 관통 삽입 방향을 따라서 병렬 배치하고 있다. 이러한 복수의 방열 핀(4473)의 배치 상태에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이 축류 팬(32)으로부터 토출되는 냉각 공기는 복수의 방열 핀(4473) 사이를 빠져나가게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 냉각 유체는 복수의 유체 순환 부재(448)를 거쳐서 메인 탱크(445) ∼ 유체 압송부(446) ∼ 유체 분기부(4401) ∼ 각 광변조 소자 냉각부(4407) ∼ 유체 송입부(4404) ∼ 라디에이터(447) ∼ 메인 탱크(445)와 같은 유로를 순환한다.

(냉각 구조)

다음에, 액정 패널(441) 및 사출측 편광판(443)의 냉각 구조를 설명한다.

도 9 내지 도 11은 액정 패널(441) 및 사출측 편광판(443)의 냉각 구조를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 9는 광학 장치 본체(440)를 측방향에서 본 단면도이다. 도 10은 광변조 소자 냉각부(4407)내를 대류하는 냉각 유체의 모양을 도시한 도면이다. 도 11은 냉각 공기의 흐름을 도시한 도면이며, 광학 장치 본체(440)를 상방측에서 본 단면도이다.

또, 액정 패널(441) 및 사출측 편광판(443)은 상술한 냉각 유체에 의한 전도 방열 및 상술한 냉각 유닛(3)에 의한 강제 냉각으로 냉각되기 때문에, 이들을 순차적으로 설명한다.

우선, 액정 패널(441)의 냉각 유체에 의한 전도 방열은 하기에 나타내는 바와 같이 실시된다.

유체 압송부(446)가 구동함으로써, 유체 순환 부재(448)를 거쳐서, 메인 탱크(445)내의 냉각 유체가 유체 압송부(446)내로 송입되는 동시에, 유체 압송부(446)로부터 유체 분기부(4401)로 송출된다.

그리고, 유체 분기부(4401)내로 송입된 냉각 유체는, 도 9에 도시하는 바와 같이 유체 분기부(4401)의 각 냉각 유체 유출부(4401C)로부터 유출되고, 유체 순환 부재(448)를 거쳐서 각 광변조 소자 냉각부(4407)의 각 유입구(4407D)로부터 각 광변조 소자 냉각부(4407) 내부로 유입된다.

광변조 소자 냉각부(4407) 내부로 유입된 냉각 유체는, 도 10에 도시하는 바와 같이 액정 패널(441)의 하방측 단부, 좌우측 단부 및 상방측 단부를 따라 하방측으로부터 상방측으로 대류한다.

여기에서, 광원 장치(411)로부터 사출된 광속에 의해, 액정 패널(441)에 발생된 열은 도 9 또는 도 11에 도시하는 바와 같이 액정 패널(441)의 외주로부터 광변조 소자 냉각부(4407)를 통해 해당 광변조 소자 냉각부(4407) 내부의 냉각 유체로 전달된다. 또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 액정 패널(441)의 광속 입사측 단부면 및 광속 사출측 단부면으로부터 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)로 전달된다. 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)로 전달된 열의 일부는, 장방형 판형상체(4405A)의 개구부(4405A1)주연, 및 판형상 부재(4406)의 개구부(4406A) 주연으로부터 광변조 소자 냉각부(4407)를 통해 해당 광변조 소자 냉각부(4407) 내부의 냉각 유체로 전달된다.

광변조 소자 냉각부(4407) 내부의 냉각 유체로 전달된 열은 도 9 또는 도 10에 도시하는 바와 같이 냉각 유체의 흐름을 따라서 상방을 향해 진행하고, 유출구(4407E)를 거쳐서 광변조 소자 냉각부(4407) 외부로 이동한다.

유출구(4407E)를 거쳐서 광변조 소자 냉각부(4407) 외부로 이동한 열은 냉각 유체의 흐름을 따라서 유체 순환 부재(448)를 통해 유체 송입부(4404)로 이동하고, 또한 라디에이터(447)로 이동한다. 가열된 냉각 유체가 라디에이터(447)의 관상 부재(4472)를 통과할 때, 해당 냉각 유체의 열은 관상 부재(4472) ∼ 복수의 방열 핀(4473)으로 전달된다. 그리고, 축류 팬(32)으로부터 토출되는 냉각 공기에 의해 복수의 방열 핀(4473)으로 전달된 열이 냉각된다.

그리고, 라디에이터(447)에 의해 냉각된 냉각 유체는 라디에이터(447) ∼ 메인 탱크(445) ∼ 유체 압송부(446) ∼ 유체 분기부(4401)로 이동하고, 다시 광변조 소자 냉각부(4407)내로 이동한다.

또한, 사출측 편광판(443)의 냉각 유체에 의한 전도 방열은 하기에 나타내는 바와 같이 실시된다.

광원 장치(411)로부터 사출된 광속에 의해 사출측 편광판(443)의 편광막(443B)에 발생된 열은 도 9에 도시하는 바와 같이 투광성 기판(443A)으로 전달된다. 투광성 기판(443A)으로 전달된 열은, 도 9에 도시하는 바와 같이 유체 송입부(4404) 및 유체 분기부(4401)와 접속하는 상부 방향 및 하부 방향으로 이동한다. 그리고, 상부 방향 및 하부 방향으로 이동한 열은 유체 송입부(4404) 및 유체 분기부(4401)를 통해 각 유체 송입부(4404) 및 유체 분기부(4401) 내부의 냉각 유체로 전달되고, 상술한 바와 같이 냉각 유체의 순환시에 라디에이터(447)에 의해 방열된다.

다음에, 액정 패널(441) 및 사출측 편광판(443)의 냉각 유닛(3)에 의한 강제 냉각은 하기에 나타내는 바와 같이 실시된다.

냉각 유닛(3)의 시로코 팬(31)에 의해 프로젝터(1) 외부로부터 내부로 도입된 냉각 공기는 광학 부품용 하우징(45)의 바닥면에 형성된 구멍(451C)을 거쳐서 광학 부품용 하우징(45)내로 도입된다.

여기에서, 광학 장치 본체(440)가 조립된 상태에서는, 도 11에 도시하는 바와 같이 크로스 다이크로익 프리즘(444) 등의 단부면, 광변조 소자 유지부(4405)에 있어서의 장방형 판형상체(4405A) 및 한쌍의 기립부(4405B)에 의해 대략 통형상의 공간이 형성된다.

그리고, 시로코 팬(31)에 의해 광학 부품용 하우징(45)내로 도입된 냉각 공기는 도 11에 도시하는 바와 같이 상기 공간을 하방으로부터 상방을 향해서 유통한다.

이때, 상기 공간을 유통하는 냉각 공기에 의해, 도 11에 도시하는 바와 같이 액정 패널(441)의 광속 사출측 단부면 및 사출측 편광판(443)에 있어서의 편광막(443B)의 광속 입사측 단부면이 냉각된다. 또한, 액정 패널(441)로부터 판형상 부재(4406) 및 광변조 소자 유지부(4405)로 전달된 열의 일부도 도 11에 도시하는 바와 같이 이 냉각 공기에 의해 냉각된다.

상술한 제 1 실시형태에 있어서는, 광변조 소자 유지체(4402)를 구성하는 광변조 소자 냉각부(4407)는 내부에 냉각 유체를 봉입 가능하게 한 중공 부재로 구성되고, 액정 패널(441)의 외주를 둘러싸는 환형 형상을 갖고 있으므로, 광변조 소자 냉각부(4407) 내부의 냉각 유체를 광속이 투과하는 일이 없다. 이 때문에, 예컨대 냉각 유체에 거품이나 먼지 등이 혼입했을 경우에 있어서도, 혼입한 거품이나 먼지 등에 광속이 조사되지 않으므로, 액정 패널(441)에서 형성되는 광학상에 거품이나 먼지 등의 상이 들어가는 일이 없다. 또한, 예컨대 냉각 유체에 온도차가 생기고, 냉각 유체에 굴절률의 차이 등이 생겼을 경우에 있어서도, 액정 패널(441)에서 형성되는 광학상에 흔들림이 발생하는 일도 없다. 더욱이, 예컨대 냉각 유체가 열화하여, 냉각 유체가 착색했을 경우에 있어서도, 액정 패널(441)에서 형성되는 광학상에 조도 저하나 색재현성의 열화가 생기는 일도 없다. 따라서, 액정 패널(441)에서 형성되는 광학상을 안정하게 유지할 수 있다. 또한, 액정 패널(441)의 광속 입사측 및/또는 광속 사출측에 냉각 유체를 충전하지 않는 구조이므로, 냉각 유체를 봉입하기 위한 패킹(packing) 등을 생략할 수 있어, 냉각 유체의 누설이 없는 양호한 액체 냉각 시스템을 실현할 수 있다.

또한, 광변조 소자 냉각부(4407)는 양호한 열전도율을 갖는 알루미늄으로 구성되고, 개구부(4407A) 및 오목부(4407C)에 의해 액정 패널(441)과 열 전달 가능하게 접속하므로, 액정 패널(441)에 발생된 열을 해당 액정 패널(441)의 외주로부터 광변조 소자 냉각부(4407)를 거쳐서 내부의 냉각 유체로 방열할 수 있다. 더욱이, 광변조 소자 냉각부(4407)에는, 유입구(4407D) 및 유출구(4407E)가 형성되어 있으므로, 유체 순환 부재(448)를 통해 냉각 유체를 대류시키는 것이 용이하게 되고, 액정 패널(441)에 의해 냉각 유체가 가열된 냉각 유체가 광변조 소자 냉각부(4407) 내부에 체류하는 것을 회피할 수 있다. 이 때문에, 액정 패널(441)에 의해 냉각 유체가 가열되어 액정 패널(441)과 냉각 유체의 온도차가 작아지는 일이 없어, 냉각 유체에 의해 액정 패널(441)을 효율적으로 냉각할 수 있다.

더욱이, 광변조 소자 유지체(4402)를 구성하는 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)는 양호한 열전도성을 갖는 철-니켈 합금으로 구성되고, 각 개구(4405A1, 4406A) 주연부가 액정 패널(441)과 각각 열 전달 가능하게 접촉하고, 액정 패널(441)을 협지하므로, 액정 패널(441)에 발생된 열을 광변조 소자 냉각부(4407) 이외에, 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)에도 방열할 수 있어, 액정 패널(441)의 냉각 효율을 향상할 수 있다. 또한, 광변조 소자 유지체(4402) 및 판형상 부재(4406)는 액정 패널(441)을 구성하는 양호한 열전도성을 갖는 사파이어, 수정으로 이루어지는 한쌍의 방진 유리(441F)와 열 전달 가능하게 접속하므로, 액정 패널(441)에 발생된 열을 한쌍의 방진 유리(441F)를 거쳐서 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)에 양호하게 전달시킬 수 있어, 액정 패널(441)의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다.

여기에서, 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)가 철-니켈 합금으로 구성되어 있으므로, 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)의 열팽창 계수를 표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같이 방진 유리(441F)의 열팽창 계수에 근접시킬 수 있다. 이 때문에, 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)와, 한쌍의 방진 유리(441F) 사이에 있어서의 각 부재의 열에 의한 치수 변화(팽창, 수축)량을 대략 동일하게 할 수 있다. 따라서, 액정 패널(441)에 발생된 열을 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)에 양호하게 전달시킬 수 있는 동시에, 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)와 한쌍의 방진 유리(441F)의 열에 의한 치수 변화에 의해 액정 패널(441)에 변형이 발생하는 것을 회피하여 액정 패널(441) 내부에 봉입되는 액정의 형상 변화에 의한 화질의 열화를 회피할 수 있다.

게다가, 광변조 소자 유지부(4405)는 대략 U자형 단면을 갖고, U자형 내측에서 장방형 판형상체(4405A)와 판형상 부재(4406) 사이에 액정 패널(441)을 협지하고, U자형 개구 부분이 유체 분기부(4401), 크로스 다이크로익 프리즘(444) 및 유체 송입부(4404)에 의해 폐색되므로, U자형 내측에 통형상의 공간이 형성된다. 그리고, 이 공간에 냉각 유닛(3)의 시로코 팬(31)에 의해 냉각 공기를 유통시키고 있으므로, 냉각 공기가 상기 공간 외부로 누설되는 일이 없어, 상기 공간내의 액정 패널(441), 사출측 편광판(443), 광변조 소자 유지부(4405)의 U자형 내측면, 판형상 부재(4406) 및 광변조 소자 냉각부(4407)를 강제 냉각할 수 있는 동시에, 광변조 소자 유지부(4405)의 U자형 외측면으로부터도 강제 냉각할 수 있어, 상술한 냉각 유체에 의한 냉각, 및 상술한 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)로의 전도 방열에 부가하여, 액정 패널(441)을 더 한층 효율적으로 냉각할 수 있다.

여기에서, 광변조 소자 냉각부(4407)는 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)의 각 개구(4405A1, 4406A) 주연부에 용접 또는 접착제 등에 의해 열 전달 가능하게 접속되므로, 액정 패널(441)로부터 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)로 전달된 열을 광변조 소자 냉각부(4407)를 거쳐서 내부의 냉각 유체로 전달시키는 열 전달 경로를 확보할 수 있어, 액정 패널(441)의 냉각 효율을 더욱 향상할 수 있다.

또한, 광변조 소자 유지부(4405) 및 판형상 부재(4406)에 대하여 광변조 소자 냉각부(4407)를 고정할 수 있어, 광변조 소자 유지체(4402)를 일체화하여, 액정 패널(441)의 유지 상태를 안정화할 수 있다.

더욱이, 판형상 부재(4406)의 한쌍의 절곡부(4406B)가 광변조 소자 유지부(4405)의 한쌍의 기립부(4405B)의 대향하는 단부면에 용접 또는 접착제 등에 의해 열 전달 가능하게 접속되므로, 액정 패널(441)로부터 판형상 부재(4406)로 전달된 열을 광변조 소자 유지부(4405)의 한쌍의 기립부(4405B)로 전달시키는 열 전달 경로를 확보할 수 있어, 액정 패널(441)의 냉각 효율을 더 한층 향상할 수 있다.

또한, 광변조 소자 유지부(4405)의 한쌍의 기립부(4405B)에 대하여 판형상 부재(4406)를 고정함으로써, 액정 패널(441)의 유지 상태를 더욱 안정화할 수 있다.

그리고, 광학 장치(44)를 구성하는 유체 분기부(4401)는 내부의 냉각 유체를 3개의 광변조 소자 냉각부(4407)마다 분기하여 송출하므로, 각 광변조 소자 냉각부(4407)내로 유입되는 냉각 유체의 온도가 치우치는 일없이, 대략 동일한 온도인 냉각 유체에 의해 각 액정 패널(441R, 441G, 441B)을 냉각할 수 있다.

또한, 각 광변조 소자 냉각부(4407) 내부뿐만 아니라, 복수의 유체 순환 부재(448), 유체 분기부(4401), 유체 송입부(4404), 메인 탱크(445), 유체 압송부(446) 및 라디에이터(447)의 관상 부재(4472)내에도 냉각 유체를 봉입함으로써, 냉각 유체의 용량을 크게 할 수 있어, 액정 패널(441)과 냉각 유체의 열교환 능력을 향상시킬 수 있다.

더욱이, 유체 분기부(4401) 및 유체 송입부(4404)는 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 상하면에 각각 부착되어 있으므로, 액정 패널(441)이 3개로 구성되어 있는 경우에 있어서도, 광학 장치(44)를 컴팩트하게 할 수 있어, 광학 장치(44)의 소형화를 도모할 수 있다.

게다가, 각 광변조 소자 냉각부(4407)를 메인 탱크(445), 유체 압송부(446) 및 라디에이터(447)의 다른 부재와 접속할 때에도, 유체 분기부(4401) 및 유체 송입부(4404)와 상기 다른 부재를 유체 순환 부재(448)로 접속하면 좋고, 각 광변조 소자 냉각부(4407)와 상기 다른 부재를 직접 유체 순환 부재(448)로 접속할 필요가 없다. 이 때문에, 유체 순환 부재(448)의 장착 작업을 용이하게 실시할 수 있다.

여기에서, 유체 분기부(4401) 및 유체 송입부(4404)가 양호한 열전도성을 갖는 알루미늄으로 구성되고, 광변조 소자 유지부(4405)의 한쌍의 기립부(4405B)가 유체 분기부(4401) 및 유체 송입부(4404)에 열 전달 가능하게 부착되므로, 액정 패널(441)로부터 광변조 소자 유지부(4405)로 전달된 열을 유체 분기부(4401) 및 유체 송입부로 전달시키고, 또한 유체 분기부(4401) 및 유체 송입부(4404)내의 냉각 유체에 전달시키는 열 전달 경로를 확보할 수 있어, 액정 패널(441)의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 3개의 사출측 편광판(443)은 적어도 9W/ｍ·Ｋ 이상의 양호한 열전도성을 갖는 사파이어, 수정 등으로 구성되는 투광성 기판(443A)이 유체 분기부(4401)의 단부면 및 유체 송입부(4404)의 단부면에 걸치도록, 유체 분기부(4401) 및 유체 송입부(4404)의 3개의 단부면에 열 전달 가능하게 부착되므로, 광원 장치(411)로부터 조사된 광속에 의해 편광막(443B)에 발생된 열을 투광성 기판(443A)을 거쳐서 유체 분기부(4401) 및 유체 송입부(4404)로 전달시킬 수 있고, 또한 유체 분기부(4401) 및 유체 송입부(4404)내의 냉각 유체로 전달시킬 수 있다. 따라서, 액정 패널(441)뿐만 아니라, 사출측 편광판(443)의 냉각 효율의 향상도 도모할 수 있다.

더욱이, 광학 장치(44)가 유체 압송부(446)를 구비하고 있으므로, 액정 패널(441)에 의해 가열된 광변조 소자 냉각부(4407)내의 냉각 유체를 복수의 유체 순환 부재(448)를 통해 외부로 유출시키고, 또한 외부의 냉각 유체를 복수의 유체 순환 부재(448)를 통해 광변조 소자 냉각부(4407)내로 유입시켜서, 광변조 소자 냉각부(4407)내의 냉각 유체의 교체를 확실하게 실시할 수 있다. 따라서, 액정 패널(441)과 냉각 유체 사이에서 항상 큰 온도차를 확보하여, 냉각 유체와 액정 패널(441)의 열교환 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

개다가, 광변조 소자 냉각부(4407)의 개구부(4407A) 및 오목부(4407C)는 액정 패널(441)의 외형 형상에 대응한 형상을 갖고, 액정 패널(441)이 끼워맞춤 가능하게 형성되어 있으므로, 광변조 소자 냉각부(4407)에 대한 액정 패널(441)의 설치를 용이하게 실시할 수 있고, 즉 광변조 소자 유지체(4402)에 대한 액정 패널(441)의 조립 작업을 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 이렇게 광변조 소자 냉각부(4407)에 대하여 액정 패널(441)을 끼워맞추는 구성으로 함으로써, 액정 패널(441)을 확실하게 유지하면서, 액정 패널(441)에 쓸데없는 힘을 부가하는 일이 없으므로, 액정 패널(441)에 변형을 발생시키는 일없이, 액정 패널(441) 내부에 봉입되는 액정의 형상 변화에 의한 화질의 열화를 회피할 수 있다.

또한, 액정 패널(441)이 광변조 소자 냉각부(4407)에 설치된 상태에서는, 플렉시블 프린트 기판(441E)은 개구부(4407A)의 내측면에 의해 광속 입사측에 절곡되는 동시에, 광변조 소자 냉각부(4407)의 광속 입사측 단부면에 형성된 오목부(4407C)의 바닥부를 따라 배치되므로, 플렉시블 프린트 기판(441E)과, 광변조 소자 냉각부(4407)의 유출구(4407E)에 접속되는 유체 순환 부재(448)가 간섭하는 일이 없어, 광학 장치(44)의 조립 작업을 용이하게 실시할 수 있다.

게다가, 프로젝터(1)는 액정 패널(441)을 효율적으로 냉각할 수 있는 광학 장치(44)를 구비하고 있으므로, 액정 패널(441)의 열 열화를 방지할 수 있어, 해당 프로젝터(1)의 고수명화를 도모할 수 있다.

또한, 프로젝터(1)는 액정 패널(441)에서 형성되는 광학상을 안정하게 유지할 수 있는 광학 장치(44)를 구비하고 있으므로, 투사 렌즈(5)를 거쳐서 양호한 광학상을 투사할 수 있다.

[제 2 실시형태]

다음에, 본 발명의 제 2 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다.

이하의 설명에서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구조 및 동일 부재에는 동일 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략하거나 또는 간략화한다.

상기 제 1 실시형태에서는, 광학 장치 본체(440)를 구성하는 사출측 편광판(443)으로서, 입사된 광속중 소정의 편광축을 갖는 광속을 투과시키고, 그 밖의 편광축을 갖는 광속을 흡수하는 흡수형의 편광판을 채용하고 있다.

이에 대하여 제 2 실시형태에서는, 사출측 편광판(543)이 입사된 광속중 소정의 편광축을 갖는 광속을 투과시키고, 그 밖의 편광축을 갖는 광속을 반사하는 반사형 편광 소자로 구성되어 있는 점이 상이할 뿐이다. 그 밖의 구성은 상기 제 1 실시형태와 동일하다.

구체적으로, 도 12는 제 2 실시형태에 있어서의 광학 장치 본체(540)의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.

도 13은 제 2 실시형태에 있어서의 광학 장치 본체(540)의 개략 구성을 도시하는 분해 사시도이다. 또, 도 13에서는, G 색광측만이 분해되어 있지만, R, B 색광측도 동일한 구조로 한다.

3개의 사출측 편광판(543)은 도 12 또는 도 13에 도시하는 바와 같이 소정의 두께 치수를 갖는 대략 직방체형상을 갖고, 광속 사출측 단부면이 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 각 광속 입사측 단부면에 각각 접착 고정된다.

또, 3개의 사출측 편광판(543)이 소정의 두께 치수를 갖고 있기 때문에, 광학 장치 본체(540)를 구성하는 광변조 소자 유지체(4402)의 광변조 소자 유지부(4405)는 상기 제 1 실시형태와 비교하여 한쌍의 기립부(4405B)가 광축 방향으로 길게 설정되어 있다.

도 14는 사출측 편광판(543)의 구조를 모식적으로 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 14는 사출측 편광판(543)을 측방향에서 본 도면이다.

이 사출측 편광판(543)은 도 14에 도시하는 바와 같이 2개의 직각 프리즘(543A)과, 이들 직각 프리즘(543A)의 계면에 형성된 반사형 편광막(543B)을 구비한다. 이 중, 반사형 편광막(543B)으로서는, 예컨대 중합체를 연신 형성한 다수의 필름을 적층한 다층 구조 필름을 채용할 수 있다.

그리고, 이 사출측 편광판(543)에 입사한 광속(L)중 소정의 편광축을 갖는 광속(L1)은 도 14에 도시하는 바와 같이 반사형 편광막(543B)을 투과하여, 크로스 다이크로익 프리즘(444)에 입사한다.

또한, 도 14에 도시하는 바와 같이 사출측 편광판(543)에 입사한 광속(L)중 다른 편광축을 갖는 광속(L2)은 반사형 편광막(543B)에 의해 반사하고, 또한 직각 프리즘(543A)의 광속 입사측 단부면에 의해 전반사하여, 상방을 향해서 사출된다.

도 15는 액정 패널(441) 및 사출측 편광판(543)의 냉각 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

사출측 편광판(543)은 상술한 구성에 의해 광원 장치(411)로부터 조사되는 광속에 의해 발생되는 열을 저감할 수 있기 때문에, 상기 제 1 실시형태에서 설명한 냉각 유체에 의한 전도 방열을 실시하지 않고, 즉 도 15에 도시하는 바와 같이 유체 분기부(4401)의 단부면 및 유체 송입부(4404)의 단부면과 열 전달 가능하게 접속하지 않는다.

액정 패널(441)의 냉각 유체에 의한 전도 방열, 및 액정 패널(441) 및 사출측 편광판(443)의 냉각 유닛(3)에 의한 강제 냉각은 도 15에 도시하는 바와 같이 상기 제 1 실시형태와 동일하게 실시할 수 있고, 설명을 생략한다.

상술한 제 2 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 실시형태와 비교하여, 사출측 편광판(543)은 반사형 편광 소자로 구성되므로, 소정의 편광축 이외의 편광축을 갖는 광속을 반사하므로, 사출측 편광판(443)과 비교하여, 열이 발생하기 어려워, 사출측 편광판(543) 자체의 온도의 저감을 도모할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 사출측 편광판(443)을 유체 분기부(4401) 및 유체 송입부(4404)로 열 전달 가능하게 부착하는 구성을 채용할 필요가 없어, 크로스 다이크로익 프리즘(444)의 광속 입사측 단부면에 부착하는 구성을 채용할 수 있다.

또한, 사출측 편광판(543) 자체의 온도의 저감을 도모할 수 있으므로, 광변조 소자 유지체(4402)의 내측에 있어서의 온도의 저감화를 도모할 수 있어, 액정 패널(441)을 효율적으로 냉각할 수 있다.

더욱이, 사출측 편광판(543)은 다른 편광축을 갖는 광속을 액정 패널(441)의 화상 형성 영역을 피하는 방향으로 반사하므로, 광학 장치 본체(440)내에 미광이 생기는 일없이, 액정 패널(441)에서 형성되는 광학상을 안정하게 유지할 수 있어, 양호한 광학상을 형성할 수 있다.

게다가, 사출측 편광판(543)은 2개의 직각 프리즘(543A)과, 반사형 편광막(543B)을 구비하고, 2개의 직각 프리즘(543A)중 광속 입사측에 배치되는 프리즘(543A)은 반사형 편광막(543B)에 의해 반사된 광속을 광속 입사측 단부면에 의해 전반사시켜, 상방을 향해서 사출하므로, 간단한 구성으로, 광학 장치 본체(440)내에 미광이 생기는 것을 회피할 수 있다.

이상, 본 발명에 대해서 바람직한 실시형태를 들어서 설명했지만, 본 발명은 이들 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 각종의 개량 및 설계의 변경이 가능하다.

상기 각 실시형태에 있어서, 광변조 소자 냉각부(4407)의 유입구(4407D) 및 유출구(4407E)는 상기 각 실시형태에서 설명한 형성 위치에 한하지 않고, 그 밖의 형성 위치를 채용하여도 좋다. 예를 들면, 냉각 유체의 유통 방향을 반대로 하여, 유입구(4407D) 및 유출구(4407E)를 각각 유출구 및 유입구로서 각각 기능시키는 구성을 채용하여도 좋다.

상기 각 실시형태에서는, 광학 장치(44)에 있어서, 메인 탱크(445), 유체 압송부(446) 및 라디에이터(447)를 구비한 구성을 설명했지만, 이에 한하지 않고, 이들 메인 탱크(445), 유체 압송부(446) 및 라디에이터(447)중 적어도 어느 것을 생략한 구성도 본 발명의 목적을 충분히 달성할 수 있다.

상기 각 실시형태에서는, 입사측 편광판(442)을 흡수형 편광 소자로서 설명했지만, 소정의 편광축을 갖는 광속을 투과하고, 그 밖의 편광축을 갖는 광속을 반사하는 반사형 편광 소자, 예컨대 상기 제 2 실시형태에서 설명한 사출측 편광판(543)과 대략 동일한 구성으로 하여도 좋다.

상기 각 실시형태에서는, 광학 변환 소자로서 사출측 편광판(443)을 채용했지만, 이에 한하지 않고, 위상차판, 시야각 보정판 등을 채용하여도 좋다.

상기 각 실시형태에 있어서, 냉각 유체와 접촉하는 부재인, 유체 순환 부재(448), 메인 탱크(445), 유체 압송부(446), 라디에이터(447)의 관상 부재(4472), 광변조 소자 냉각부(4407), 유체 분기부(4401) 및 유체 송입부(4404)는 알루미늄제의 부재로 구성했지만, 이에 한하지 않는다. 내식성을 갖는 재료이면, 알루미늄에 한하지 않고, 다른 재료로 구성하여도 좋고, 예컨대 무산소동이나 듀랄루민(duralumin)으로 구성하여도 좋다. 또한, 유체 순환 부재(448)로서는, 광변조 소자 냉각부(4407)로의 변형 반력이 작아 화소 어긋남을 억제하는 경도가 낮은 부틸 고무(butyl rubber) 또는 불소 고무 등을 사용하여도 좋다.

상기 각 실시형태에서는, 각 광변조 소자 냉각부(4407)로 유입되는 냉각 유체의 유량은 대략 동일하게 설정되어 있지만, 이에 한하지 않고, 각 광변조 소자 냉각부(4407)로 유입되는 냉각 유체의 유량을 상이하게 하는 구성을 채용하여도 좋다.

예를 들면, 유체 분기부(4401)로부터 각 광변조 소자 냉각부(4407)로 유통하는 유로중에 밸브를 설치하고, 해당 밸브의 위치를 변경함으로써 유로를 좁히거나 넓히는 구성을 채용하여도 좋다.

또한, 예컨대 유체 분기부(4401)와 각 광변조 소자 냉각부(4407)를 접속하는 각 유체 순환 부재(448)를 각 액정 패널(441R, 441G, 441B)을 따라 상이한 관 직경 치수로 하는 구성을 채용하여도 좋다.

상기 각 실시형태에서는, 광변조 소자 유지체(4402)는 유체 분기부(4401) 및 유체 송입부(4404)를 걸치도록, 이들 각 부재(4401, 4404)에 열 전달 가능하게 접속하고 있지만, 크로스 다이크로익 프리즘(444)에만 부착되는 구성에서도 본 발명의 목적을 충분히 달성할 수 있다.

또한, 상기 제 1 실시형태에서는, 사출측 편광판(443)도 유체 분기부(4401) 및 유체 송입부(4404)를 걸치도록, 이들 각 부재(4401, 4404)에 열 전달 가능하게 접속하고 있지만, 크로스 다이크로익 프리즘(444)에만 부착되는 구성을 채용하여도, 냉각 유닛(2)의 시로코 팬(31)에 의해 충분히 냉각 가능하다.

상기 각 실시형태에서는, 광학 유닛(4)이 평면에서 보아 대략 L자형상을 갖는 구성을 설명했지만, 이에 한하지 않고, 예컨대 평면에서 보아 대략 U자형상을 갖는 구성을 채용하여도 좋다.

상기 각 실시형태에서는, 3개의 액정 패널(441)을 채용한 프로젝터(1)의 예만을 들었지만, 본 발명은 1개의 액정 패널만을 채용한 프로젝터, 2개의 액정 패널만을 채용한 프로젝터, 또는 4개 이상의 액정 패널을 사용한 프로젝터에도 적용 가능하다.

상기 각 실시형태에서는, 광입사면과 광사출면이 상이한 투과형의 액정 패널을 사용하고 있지만, 광입사면과 광사출면이 동일하게 되는 반사형의 액정 패널을 이용하여도 좋다.

상기 각 실시형태에서는, 광변조 소자로서 액정 패널을 사용하고 있지만, 마이크로 미러를 채용한 디바이스 등, 액정 이외의 광변조 소자를 이용하여도 좋다. 이 경우에는 광속 입사측 및 광속 사출측의 편광판은 생략할 수 있다.

상기 각 실시형태에서는, 스크린을 관찰하는 방향으로부터 투사를 실행하는 프론트 타입의 프로젝터의 예만을 들었지만, 본 발명은 스크린을 관찰하는 방향과는 반대측으로부터 투사를 실행하는 리어 타입의 프로젝터에도 적용 가능하다.

본 발명을 실시하기 위한 최선의 구성 등은 이상의 기재에서 개시되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 주로 특정한 실시형태에 대해서 특히 도시되고, 또한 설명되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상 및 목적의 범위로부터 일탈하지 않고, 이상 설명한 실시형태에 대하여, 형상, 재질, 수량, 그 밖의 상세한 구성에 있어서 당업자가 다양한 변형을 가할 수 있는 것이다.

따라서, 상기에 개시한 형상, 재질 등을 한정한 기재는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 예시적으로 기재한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니기 때문에, 그들의 형상, 재질 등의 한정의 일부 또는 전부의 한정을 제외한 부재의 명칭에서의 기재는 본 발명에 포함되는 것이다.

본 발명의 광변조 소자 유지체는 광변조 소자에 의해 형성된 광학상을 안정하게 유지할 수 있고, 또한 광변조 소자를 효율적으로 냉각할 수 있기 때문에, 홈 씨어터나 프리젠테이션에 이용되는 프로젝터에 사용되는 광학 장치의 광변조 소자 유지체로서 유용하다.

Claims (15)

1. 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하는 광변조 소자를 유지하는 동시에, 상기 광변조 소자를 냉각하는 광변조 소자 유지체에 있어서,

   상기 광변조 소자의 화상 형성 영역을 따라 개구를 갖는 장방형 판형상체 및 상기 장방형 판형상체의 대향하는 각 단부 가장자리로부터 상기 장방형 판형상체의 면외 방향으로 기립하는 한쌍의 기립부를 갖고 대략 U자형 단면의 열전도성 재료로 이루어지는 광변조 소자 유지부와,

   상기 광변조 소자의 화상 형성 영역을 따라 개구를 갖고, 열전도성 재료로 이루어지는 판형상 부재와,

   열전도성 재료로 구성되고, 내부에 냉각 유체를 봉입 가능하게 한 중공 부재로 구성되는 광변조 소자 냉각부를 구비하며,

   상기 광변조 소자 유지부의 상기 장방형 판형상체 및 상기 판형상 부재는 각 개구 주연부가 상기 광변조 소자의 광속 입사측 단부면 및 광속 사출측 단부면과 각각 열 전달 가능하게 접촉하고, 상기 광변조 소자 유지부의 U자형 내측에서 상기 광변조 소자를 협지하고,

   상기 광변조 소자 냉각부는 상기 광변조 소자의 외주를 둘러싸도록 배치되어 내측면에서 상기 광변조 소자와 열 전달 가능하게 접속하는 환형으로 형성되고, 내부에 상기 냉각 유체를 유입시키는 유입구 및 내부의 상기 냉각 유체를 외부로 유 출시키는 유출구를 갖고 있는 것을 특징으로 하는

   광변조 소자 유지체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 장방형 판형상체 및 상기 판형상 부재는 상기 광변조 소자의 외형 치수보다도 큰 외형 치수를 갖고,

   상기 광변조 소자 냉각부는 해당 광변조 소자 유지체를 조립한 상태에서 상기 장방형 판형상체 및 상기 판형상 부재에 협지되고, 상기 장방형 판형상체 및 상기 판형상 부재의 상기 각 개구 주연부와 열 전달 가능하게 접속되는 것을 특징으로 하는

   광변조 소자 유지체.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 판형상 부재는 평면에서 보아 장방형 형상의 판체로 구성되고, 대향하는 측단부에 상기 판체의 면외 방향으로 절곡하는 한쌍의 절곡부를 갖고,

   상기 한쌍의 절곡부는 해당 광변조 소자 유지체를 조립한 상태에서 상기 광변조 소자 유지부의 상기 한쌍의 기립부에 있어서의 대향하는 각 단부면과 열 전달 가능하게 접속되는 것을 특징으로 하는

   광변조 소자 유지체.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광변조 소자 유지부 및 상기 판형상 부재는 철-니켈 합금으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는

   광변조 소자 유지체.
5. 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하는 광변조 소자를 포함하여 구성되는 광학 장치에 있어서,

   제 1 항에 기재된 광변조 소자 유지체와,

   상기 광변조 소자 유지체를 구성하는 광변조 소자 냉각부의 유입구 및 유출구와 연통 접속하고, 상기 광변조 소자 냉각부 내부의 냉각 유체를 외부로 안내하고, 다시 상기 광변조 소자 냉각부 내부로 인도하는 복수의 유체 순환 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는

   광학 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 광변조 소자는 복수로 구성되고,

   상기 광변조 소자 유지체는 상기 복수의 광변조 소자를 따라 복수로 구성되고,

   상기 복수의 광변조 소자 유지체가 배치되는 복수의 광속 입사측 단부면을 갖고 상기 복수의 광변조 소자에 의해 변조된 각 광속을 합성하는 색 합성 광학 장 치와, 상기 복수의 유체 순환 부재에 있어서의 냉각 유체의 유로중에 배치되어 내부의 냉각 유체를 분기하여 상기 복수의 광변조 소자 유지체를 구성하는 각 광변조 소자 냉각부로 송입하는 유체 분기부와, 상기 복수의 유체 순환 부재에 있어서의 냉각 유체의 유로중에 배치되어 상기 각 광변조 소자 냉각부로부터 유출하는 냉각 유체를 일괄하여 송입하는 유체 송입부를 구비하고,

   상기 유체 분기부는 상기 색 합성 광학 장치에 있어서의 상기 복수의 광속 입사측 단부면에 교차하는 단부면중 어느 한쪽의 단부면에 부착되고,

   상기 유체 송입부는 상기 색 합성 광학 장치에 있어서의 상기 복수의 광속 입사측 단부면에 교차하는 단부면중 다른쪽의 단부면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는

   광학 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 유체 분기부 및 상기 유체 송입부는 열전도성 재료로 구성되고, 상기 색 합성 광학 장치의 복수의 광속 입사측 단부면을 따라 복수의 유지체 장착면을 갖고,

   상기 복수의 광변조 소자 유지체는 상기 광변조 소자 유지부의 한쌍의 기립부가 상기 유체 분기부의 상기 유지체 장착면 및 상기 유체 송입부의 상기 유지체 장착면을 걸치도록 상기 복수의 유지체 장착면에 각각 열 전달 가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는

   광학 장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 유체 분기부 및 상기 유체 송입부는 열전도성 재료로 구성되고, 상기 색 합성 광학 장치의 복수의 광속 입사측 단부면을 따라 복수의 유지체 장착면을 갖고,

   입사한 광속의 광학 특성을 변환하는 복수의 광학 변환 소자를 구비하고,

   상기 광학 변환 소자는 열전도성을 갖는 투광성 기판과, 상기 투광성 기판상에 설치되고, 입사한 광속의 광학 특성을 변환하는 광학 변환막으로 구성되고,

   상기 복수의 광학 변환 소자는 상기 투광성 기판이 상기 유체 분기부의 상기 유지체 장착면 및 상기 유체 송입부의 상기 유지체 장착면을 걸치도록 상기 복수의 유지체 장착면에 각각 열 전달 가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는

   광학 장치.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 색 합성 광학 장치의 각 광속 입사측 단부면에 각각 장착되고, 상기 복수의 광변조 소자로부터 사출되는 광속중 소정의 편광축을 갖는 광속을 각각 투과시키고, 다른 편광축을 갖는 광속을 각각 반사하는 복수의 반사형 편광 소자를 구비하고,

   상기 반사형 편광 소자는 상기 다른 편광축을 갖는 광속을 상기 광변조 소자 의 화상 형성 영역을 피하는 방향으로 반사하는 것을 특징으로 하는

   광학 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 반사형 편광 소자는 서로 접속되는 복수의 프리즘과, 상기 복수의 프리즘 사이에 개재되고, 상기 광변조 소자로부터 사출되는 광속중 소정의 편광축을 갖는 광속을 투과시키고, 다른 편광축을 갖는 광속을 반사하는 반사형 편광막으로 구성되고,

    상기 복수의 프리즘은 광속 입사측에 배치되고, 상기 광변조 소자로부터 사출되는 광속에 대한 투과면과, 상기 반사형 편광막에 의해 반사된 광속에 대한 전반사면을 겸하는 광속 입사측 단부면을 갖는 입사측 프리즘을 포함하여 구성되고,

    상기 입사측 프리즘은 상기 반사형 편광막에 의해 반사된 광속을 상기 전반사면에 의해 반사시키고, 상기 광변조 소자의 화상 형성 영역을 피하는 방향으로 사출하는 것을 특징으로 하는

    광학 장치.
11. 제 5 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 복수의 유체 순환 부재에 있어서의 냉각 유체의 유로중에 배치되고, 상기 냉각 유체를 상기 복수의 유체 순환 부재를 거쳐서 상기 광변조 소자 유지체를 구성하는 광변조 소자 냉각부내로 압송하고, 상기 냉각 유체를 강제적으로 순환시 키는 유체 압송부를 구비하는 것을 특징으로 하는

    광학 장치.
12. 제 5 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 광변조 소자는 복수의 신호선, 상기 복수의 신호선에 접속된 복수의 스위칭 소자, 및 상기 복수의 스위칭 소자에 접속된 복수의 화소 전극을 갖는 구동 기판과, 상기 구동 기판에 대향 배치되고, 공통 전극을 갖는 대향 기판과, 상기 구동 기판 및 상기 대향 기판 사이에 봉입되는 액정과, 상기 복수의 신호선 및 상기 공통 전극과 전기적으로 접속되어 상기 구동 기판 및 상기 대향 기판 사이로부터 연장되는 회로 기판과, 상기 구동 기판 및 상기 대향 기판의 외면에 부착되는 열전도성을 갖는 한쌍의 투광성 기판을 포함하여 구성되고,

    상기 광변조 소자 유지체를 구성하는 광변조 소자 유지부의 장방형 판형상체 및 판형상 부재는 각 개구 주연부가 상기 광변조 소자의 상기 한쌍의 투광성 기판과 각각 열 전달 가능하게 접촉하고, 상기 광변조 소자 유지부의 U자형 내측면에서 상기 광변조 소자를 협지하는 것을 특징으로 하는

    광학 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 광변조 소자는 상기 한쌍의 투광성 기판중 어느 한쪽의 투광성 기판이 다른쪽의 투광성 기판보다도 외형 형상이 크게 형성되고, 광속 입사 방향을 따라서 단차를 갖고,

    상기 광변조 소자 냉각부의 환형 내측면은 상기 단차에 대응한 형상을 갖고, 상기 광변조 소자를 끼워맞춤 가능하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

    광학 장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 회로 기판은 상기 광변조 소자가 상기 광변조 소자 냉각부에 끼워맞춘 상태에서, 상기 광변조 소자 냉각부의 환형 내측면을 따라 절곡하고, 또한 상기 광변조 소자 냉각부의 광속 입사측 단부면 또는 광속 사출측 단부면을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는

    광학 장치.
15. 광원 장치와, 제 5 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 기재된 광학 장치와, 상기 광학 장치에 의해 형성된 광학상을 확대 투사하는 투사 광학 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는

    프로젝터.

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