專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)裝置和投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備針對(duì)每種色光根據(jù)圖像信息調(diào)制多個(gè)色光而形成光學(xué)像的多個(gè)光調(diào)制裝置，和具有與各光調(diào)制裝置對(duì)向的多個(gè)光束入射端面，合成由各光調(diào)制裝置所形成的光學(xué)像的色合成光學(xué)裝置的光學(xué)裝置，和具備其的投影機(jī)。
背景技術(shù)：
歷來(lái)，投影機(jī)利用于會(huì)議、學(xué)會(huì)、展示會(huì)中的演示用途，近年來(lái)，還利用于家庭影院用途。
作為這種投影機(jī)，具備包括用分色鏡把從光源燈所射出的光束分離成紅、綠、藍(lán)三色的色光的色分離光學(xué)系統(tǒng)，針對(duì)每種色光根據(jù)圖像信息調(diào)制所分離的光束的三個(gè)液晶板(在光調(diào)制裝置中進(jìn)行光調(diào)制的光調(diào)制元件)，以及合成由各液晶板所調(diào)制的光束的十字分色棱鏡(色合成光學(xué)裝置)的光學(xué)裝置，和把靠該光學(xué)裝置所形成的彩色光學(xué)像放大投影于屏幕的投影透鏡的三板式的投影機(jī)是公知的。
在納入這種投影機(jī)的光學(xué)裝置中，把液晶板或偏振板等光學(xué)變換元件一體地組裝于十字分色棱鏡，謀求組裝性的提高。
例如，三個(gè)液晶板分別收納于保持框的凹部，靠固定板推壓固定，在十字分色棱鏡的側(cè)方三方的光束入射端面上，粘貼用來(lái)正式固定液晶板的固定框板，在該固定板上，螺釘固定著臨時(shí)固定用的中間框板(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
在該例子中，把從中間框板的四角突出設(shè)置的銷(xiāo)分別插入、卡合于保持框的孔，借此形成液晶板的臨時(shí)固定狀態(tài)，在該狀態(tài)下把一對(duì)楔子推入液晶板與保持框之間進(jìn)行定位，最后，把這些楔子粘接固定于固定構(gòu)件。
但是，在把光學(xué)裝置納入投影機(jī)的場(chǎng)合，有必要把各液晶板配置于投影透鏡的后焦點(diǎn)的位置。此外，由于投影圖像的一個(gè)個(gè)像素通過(guò)紅、綠、藍(lán)三原色的加法混色來(lái)形成，所以為了得到更精細(xì)的圖像，有必要高精度地調(diào)整各液晶板的相對(duì)位置，防止像素錯(cuò)位。
因而，歷來(lái)，根據(jù)各銷(xiāo)子或楔子的插入量進(jìn)行沿著光軸的Z方向的調(diào)整，另一方面通過(guò)沿X方向、Y方向，以及這些的旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)粘接于十字分色棱鏡的光束入射端面的固定板進(jìn)行定位(參照同一專(zhuān)利文獻(xiàn))。
另一方面，正在促進(jìn)這種投影機(jī)的高輝度化，由此，液晶板等光學(xué)元件的冷卻成了重要的問(wèn)題。這里，作為強(qiáng)制的冷卻方法，通過(guò)風(fēng)扇送風(fēng)，使從外部取入的空氣吹到這些光學(xué)元件上(參照同一專(zhuān)利文獻(xiàn))。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)平10-10994號(hào)公報(bào)(圖7)但是，因?yàn)樵跉v來(lái)這種液晶板的安裝結(jié)構(gòu)中，需要固定框體、銷(xiāo)突出設(shè)置的中間框體、固定板、保持框、楔子等多個(gè)部件，而且，包括比較復(fù)雜的部件，故存在著為了組裝這些多種多樣的部件很費(fèi)事并且工序復(fù)雜化，包括設(shè)備投資而制造成本增加這樣的問(wèn)題。
此外，因?yàn)橄襁@樣安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以在液晶板的定位之際，移動(dòng)的構(gòu)件隨調(diào)整的方向而不同，進(jìn)而，由于移動(dòng)多個(gè)銷(xiāo)子或楔子等，所以制造裝置或工序復(fù)雜化，作業(yè)性差。
而且，雖然作為固定構(gòu)件使用多個(gè)銷(xiāo)子或楔子，但是這些小型的構(gòu)件中容易產(chǎn)生形狀誤差，存在著液晶板的定位作業(yè)變得困難的可能。此外，在其定位后也是，因?yàn)橐壕О逯徊贿^(guò)靠銷(xiāo)子或楔子部分地粘接、支持，所以在受到?jīng)_擊的場(chǎng)合，長(zhǎng)年使用的場(chǎng)合等中，各液晶板的相對(duì)位置容易錯(cuò)位，存在著產(chǎn)生光學(xué)像的像素錯(cuò)位的可能。
另一方面，如果通過(guò)外部空氣的引入謀求強(qiáng)制冷卻，則特別是在家庭影院用途中存在著冷卻風(fēng)扇的馬達(dá)聲成為噪聲的可能，隨著小型化和高輝度化內(nèi)部的熱密度不斷提高，冷卻效率上也有極限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，鑒于這種問(wèn)題，其目的在于提供一種通過(guò)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，可以顯著提高組裝的作業(yè)性，并且還可以有助于圖像質(zhì)量的提高，進(jìn)而可以提高冷卻性能的光學(xué)裝置，和具備該光學(xué)裝置的投影機(jī)。
本發(fā)明的光學(xué)裝置，具備針對(duì)各色光中的每一種根據(jù)圖像信息調(diào)制多種色光而形成光學(xué)像的多個(gè)光調(diào)制裝置，和具有與各光調(diào)制裝置對(duì)向的多個(gè)光束入射端面，合成由各光調(diào)制裝置所形成的光學(xué)像的色合成光學(xué)裝置，其特征在于，具備對(duì)向配置于前述色合成光學(xué)裝置的光束入射端面，固定于該色合成光學(xué)裝置的固定構(gòu)件，以及設(shè)在該固定構(gòu)件上，保持前述光調(diào)制裝置的保持構(gòu)件，前述固定構(gòu)件構(gòu)成為具備對(duì)向于前述光束入射端面形成光束透射用的開(kāi)口部的矩形板狀的基部，與從該基部的外周端緣向前述光調(diào)制單元豎起，相互對(duì)向的一對(duì)豎起片的截面C字形，前述保持構(gòu)件構(gòu)成為具備形成光束透射用的開(kāi)口部，安裝前述光調(diào)制裝置的矩形板狀的基部，與從該基部的外周端緣向前述光束入射端面豎起，相互對(duì)向的一對(duì)豎起片的截面C字形，前述固定構(gòu)件的一對(duì)豎起片，與前述保持構(gòu)件的一對(duì)豎起片相互摩擦地組合。
這里，作為色合成光學(xué)裝置可以采用十字分色棱鏡等。十字分色棱鏡為四個(gè)直角棱鏡組合的外觀大致立方體狀的六面體，從對(duì)向配置于側(cè)面三方的光束入射端面的三個(gè)光調(diào)制裝置分別射出的色光靠設(shè)在各直角棱鏡的界面上的X字形的電介質(zhì)多層膜合成。
此外，在把光學(xué)裝置納入電子設(shè)備的框體等之際，可以使用臺(tái)座作為向框體的固定具。再者，固定構(gòu)件既可以直接固定于色合成光學(xué)裝置，也可以經(jīng)由該臺(tái)座間接固定于色合成光學(xué)裝置。
再者，固定構(gòu)件與保持構(gòu)件組合成嵌套狀，此時(shí)，不論哪個(gè)在外側(cè)哪個(gè)在內(nèi)側(cè)均可。
根據(jù)本發(fā)明，則一把固定構(gòu)件與保持構(gòu)件組合起來(lái)相互固定，光調(diào)制裝置就安裝、固定于色合成光學(xué)裝置。借此，用來(lái)把光調(diào)制裝置安裝于色合成光學(xué)裝置的必要構(gòu)件成為僅有固定構(gòu)件和保持構(gòu)件兩個(gè)，可以削減部件數(shù)。
因而，對(duì)于歷來(lái)的必須具備銷(xiāo)子或楔子、多種多樣的固定板等，把這些組裝成幾層的結(jié)構(gòu)，可以簡(jiǎn)化制造工序，可以顯著地提高組裝性。進(jìn)而，可以降低包括設(shè)備投資的制造成本。
這里，固定構(gòu)件和保持構(gòu)件，通過(guò)用板金壓機(jī)把通用的金屬制管子切開(kāi)成C字形，可以低價(jià)且容易地制作。因?yàn)闆](méi)有必要在固定構(gòu)件或保持構(gòu)件上突出設(shè)置形成銷(xiāo)子或楔子，所以消除了復(fù)雜形狀的部件，可以抑制部件成本，并且還能提高構(gòu)件的形狀精度。
此外，通過(guò)使固定構(gòu)件和保持構(gòu)件以相互的豎起片互相摩擦地動(dòng)作，光調(diào)制裝置被位置調(diào)整。因?yàn)樵谶@些固定構(gòu)件與保持構(gòu)件有間隙的狀態(tài)下使之組合，故在一對(duì)豎起片相對(duì)的方向(取為X方向)，沿著基部的外周豎起片延伸的Y方向，豎起片豎起的Z方向(光軸方向)，X、Y方向的各旋轉(zhuǎn)方向，在這些任何方向上任意地調(diào)整成為可能。
這里，因?yàn)樯婕肮庹{(diào)制裝置的安裝的必要構(gòu)件僅為固定構(gòu)件和保持構(gòu)件，故只要把色合成光學(xué)裝置配置于預(yù)定光軸上，然后，僅通過(guò)固定構(gòu)件和保持構(gòu)件之間的位置調(diào)整，光調(diào)制裝置就可以定位。
借此，歷來(lái)，在光軸方向的調(diào)整中移動(dòng)突出設(shè)置于固定板的四角的銷(xiāo)子，在其他方向的調(diào)整中移動(dòng)插入固定板之間的一對(duì)楔子，或沿著色合成光學(xué)裝置的光束入射端面移動(dòng)固定板，與此相對(duì)照，可以使定位作業(yè)大幅度地簡(jiǎn)化。
進(jìn)而與歷來(lái)的銷(xiāo)子、楔子、各種固定板的相關(guān)位置影響光調(diào)制裝置的定位的構(gòu)成相對(duì)，因?yàn)槭枪潭?gòu)件和保持構(gòu)件這樣的簡(jiǎn)單的構(gòu)成，所以光調(diào)制裝置的定位幾乎沒(méi)有偏差的因素。因?yàn)槌蔀楹?jiǎn)單的構(gòu)成的固定構(gòu)件和保持構(gòu)件很容易得到形狀精度，所以在定位作業(yè)中也不困難。
因而，在光學(xué)裝置納入投影機(jī)的場(chǎng)合，可以高精度地定位應(yīng)該位于投影透鏡的后焦點(diǎn)的光調(diào)制裝置，可以實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)的投影圖像。
再者，雖然歷來(lái)，光調(diào)制裝置只不過(guò)是靠銷(xiāo)子的突出端等部分地安裝，但是由于靠比銷(xiāo)子大型的固定構(gòu)件和保持構(gòu)件安裝光調(diào)制裝置，所以即使在受到?jīng)_擊的場(chǎng)合，長(zhǎng)年使用的場(chǎng)合等，也不容易使光調(diào)制裝置的位置錯(cuò)位，可以防止光學(xué)像的像素錯(cuò)位。
再有，關(guān)于固定構(gòu)件和保持構(gòu)件的形狀，因?yàn)樨Q起片在色合成光學(xué)裝置和光調(diào)制裝置之間，幾乎沿著預(yù)定光軸豎起，所以為了使從光調(diào)制裝置所射出的光束透過(guò)保持構(gòu)件和固定構(gòu)件開(kāi)口部，直到入射于色合成光學(xué)裝置的光束入射端面，該光束極力不被固定構(gòu)件的和保持構(gòu)件的豎起片遮擋就可以了。歷來(lái)，由于銷(xiāo)子或楔子擋住與光束入射端面重合的分光束，所以在色合成光學(xué)裝置的光束入射端面上對(duì)應(yīng)于銷(xiāo)子或楔子的余量是必要的，但是借此可把該余量抑制成最小限度。
因而，對(duì)光調(diào)制裝置的圖像形成區(qū)域的大小可以把色合成光學(xué)裝置小型化，可以謀求色合成光學(xué)裝置的部件成本的降低，和光學(xué)裝置總體的小型化。
再者，雖然歷來(lái)，各種固定板靠銷(xiāo)子、楔子組裝成幾層，該組裝結(jié)構(gòu)在色合成光學(xué)裝置的光束入射端面的面外方向體積大，無(wú)法充分使光學(xué)裝置小型化，但是由于固定構(gòu)件和保持構(gòu)件的豎起片重合固定，所以光束入射端面的面外方向體積不大，靠這一點(diǎn)也可以謀求小型化。
另一方面，雖然光調(diào)制裝置因光的照射而溫度上升，但是該光調(diào)制裝置的熱迅速地傳遞到固定構(gòu)件和保持構(gòu)件，經(jīng)由固定構(gòu)件和保持構(gòu)件迅速散熱到外部。
這里，因?yàn)楣潭?gòu)件和保持構(gòu)件表面積按一對(duì)豎起片的面積而擴(kuò)大，熱容量大，故可以有效地防止光調(diào)制裝置的誤動(dòng)作或劣化。
在本發(fā)明的光學(xué)裝置中，最好是在前述固定構(gòu)件和保持構(gòu)件的任何一方上形成孔，在另一方上形成插入該孔的突起。
根據(jù)本發(fā)明，則在光調(diào)制裝置的定位作業(yè)之際，僅靠把突起插入孔，突起靠孔部分支持固定構(gòu)件和保持構(gòu)件就不脫離、脫落。借此，更容易進(jìn)行定位作業(yè)。
此時(shí)，定位作業(yè)在孔的內(nèi)部突起能夠移動(dòng)的范圍內(nèi)進(jìn)行，孔或突起的位置或形狀、尺寸等可以適當(dāng)設(shè)定。例如，如果在豎起片上形成該孔，進(jìn)而形成光軸方向的直徑長(zhǎng)的長(zhǎng)孔，則可以沿著光軸多些移動(dòng)光調(diào)制裝置，可以確保焦點(diǎn)調(diào)整的調(diào)整余裕量。相反，也可以考慮把孔的直徑設(shè)定得小些，限制突起的移動(dòng)一方是作業(yè)性方面優(yōu)選的場(chǎng)合。
在本發(fā)明的光學(xué)裝置中，最好是具備配置于前述光調(diào)制裝置和前述光束入射端面之間的光學(xué)變換元件，該光學(xué)變換元件安裝于前述保持構(gòu)件的前述豎起片前端部分。
根據(jù)本發(fā)明，則在光調(diào)制裝置和色合成光學(xué)裝置之間，有對(duì)應(yīng)于固定構(gòu)件和保持構(gòu)件的豎起片的空間，在這里配置例如偏振板、視野角修正板、相位差板、各種光學(xué)濾光鏡等光學(xué)變換元件，該光學(xué)變換元件靠固定構(gòu)件和保持構(gòu)件來(lái)收納、保持。
借此，由于在光調(diào)制裝置的安裝結(jié)構(gòu)中還保持光學(xué)變換元件，所以可以不需要單獨(dú)地支持光學(xué)變換元件的結(jié)構(gòu)，可以謀求光學(xué)裝置的組裝性的提高或小型化。
進(jìn)而，在光學(xué)變換元件中產(chǎn)生的熱直接傳遞到固定構(gòu)件和保持構(gòu)件，經(jīng)由固定構(gòu)件和保持構(gòu)件迅速地散熱到光學(xué)裝置的外部。
這里，光學(xué)變換元件靠豎起片包圍地保持，固定構(gòu)件和保持構(gòu)件成為吸收光學(xué)變換元件的熱的有效的散熱器。
因而，因光的照射而溫度上升的光學(xué)變換元件被高效地散熱冷卻，可以防止光學(xué)變換元件等的熱劣化。特別是，吸收來(lái)自光調(diào)制裝置的射出光束而射出特定的偏振光的出射偏振板(光學(xué)變換元件)容易因光的吸收熱而過(guò)熱，這種散熱冷卻的效果顯著。
本發(fā)明的投影機(jī)，是根據(jù)圖像信息調(diào)制從光源所射出的光束而形成光學(xué)像，并放大投影的投影機(jī)，其特征在于，具備前述這種光學(xué)裝置。
根據(jù)本發(fā)明，則因?yàn)楣鈱W(xué)裝置具備如前所述的作用和效果，故可以達(dá)到同樣的作用和效果。
在本發(fā)明的投影機(jī)中，最好是采用使從外部取入的空氣在內(nèi)部流通的冷卻裝置，使前述固定構(gòu)件和前述保持構(gòu)件，前述C字形的截面為大致垂直于前述空氣的流動(dòng)的方向。
根據(jù)本發(fā)明，則因?yàn)楣潭?gòu)件和保持構(gòu)件的C字截面對(duì)著在投影機(jī)內(nèi)部流通的空氣的流動(dòng)，故可以盡可能抑制從外部吹到的空氣的風(fēng)量損失。另一方面，由于固定構(gòu)件和保持構(gòu)件的外周面沿著該空氣的流動(dòng)，所以可以達(dá)到整流作用。借此，空氣不容易逸散固定構(gòu)件和保持構(gòu)件的外側(cè)，可以充分地冷卻由一對(duì)豎起片包圍的光學(xué)變換元件，防止光學(xué)裝置的高溫化而可以有助于提高投影機(jī)的冷卻效率。


圖1是示意地表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的投影機(jī)的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖2是示意地表示前述實(shí)施形態(tài)中的光學(xué)單元的圖。
圖3是從上方看前述實(shí)施形態(tài)中的光學(xué)裝置的透視圖。
圖4是前述實(shí)施形態(tài)中的固定構(gòu)件和保持構(gòu)件的分解透視圖。
標(biāo)號(hào)的說(shuō)明1…投影機(jī)，5…冷卻單元(冷卻裝置)，44…光學(xué)裝置，48…光學(xué)裝置主體，411…光源燈，440R、440G、440B…光調(diào)制裝置，443…十字分色棱鏡(色合成光學(xué)裝置)，610…固定構(gòu)件，611…基部，612…豎起片，615…開(kāi)口部，617…長(zhǎng)孔(孔)，620…保持構(gòu)件，621…基部，622…豎起片，625…開(kāi)口部，627…突起，630…出射側(cè)偏振板(光學(xué)變換元件)具體實(shí)施方式
下面，用附圖就根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形態(tài)的投影機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。
〔1-1投影機(jī)的主要構(gòu)成〕圖1是示意地表示投影機(jī)1的結(jié)構(gòu)的俯視圖。投影機(jī)1具備整體為大致立方體狀樹(shù)脂制的外殼體2，光學(xué)上處理從光源裝置413所射出的光束根據(jù)圖像信息形成光學(xué)像的光學(xué)單元4，作為把投影機(jī)1內(nèi)產(chǎn)生的熱向外部放出的冷卻裝置的冷卻單元5，以及把從外部所供給的電力供給到這些單元4、5等的電源單元3。
外殼體2收納各單元3～5，雖然省略了具體的圖示，但是具備構(gòu)成投影機(jī)1的上表面部、前面部和側(cè)面部的上殼體，和構(gòu)成投影機(jī)1的底面部、側(cè)面部和背面部的下殼體而構(gòu)成。
如圖1中所示，在外殼體2的前面，形成缺口部2A。收納于外殼體2的光學(xué)單元4的一部分，從該缺口部2A向外部側(cè)露出。此外，在外殼體2的前面上，在缺口部2A的兩側(cè)，形成用來(lái)排出投影機(jī)1內(nèi)的空氣的排氣口2B、2C。在外殼體2的底面上，在對(duì)應(yīng)于構(gòu)成光學(xué)單元4的后述的光學(xué)裝置44的部分形成用來(lái)從外部吸入冷卻空氣的未畫(huà)出的吸氣口。
電源單元3，如圖1中所示，配置于外殼體2內(nèi)的光學(xué)單元4的圖1中右側(cè)。該電源單元3，雖然省略了具體的圖示，但是把經(jīng)由插入進(jìn)口連接器的電源電纜所供給的電力供給到燈驅(qū)動(dòng)電路(鎮(zhèn)流器)或驅(qū)動(dòng)器板(未畫(huà)出)等。
前述燈驅(qū)動(dòng)電路把所供給的電力供給到光學(xué)單元4的光源燈411。前述驅(qū)動(dòng)器板，雖然未畫(huà)出，但是配置于光學(xué)單元4的上方，進(jìn)行所輸入的圖像信息的運(yùn)算處理，據(jù)此進(jìn)行后述的液晶板441R、441G、441B的控制等。
電源單元3和光學(xué)單元4由鋁或鎂等金屬制的屏蔽板覆蓋。此外，前述燈驅(qū)動(dòng)電路和驅(qū)動(dòng)器板也由鋁或鎂等金屬制的屏蔽板覆蓋。借此，防止來(lái)自電源單元3或驅(qū)動(dòng)器板等的去往外部的電磁噪聲的泄漏。
冷卻單元5把冷卻空氣取入到投影機(jī)1內(nèi)的流路，由該所取入的冷卻空氣吸收在投影機(jī)1內(nèi)產(chǎn)生的熱，把該升溫的冷卻空氣向外部排出，借此冷卻投影機(jī)1內(nèi)部。該冷卻單元5具備軸流吸氣風(fēng)扇51，條形風(fēng)扇52和軸流排氣風(fēng)扇53。
軸流吸氣風(fēng)扇51配置于光學(xué)單元4的光學(xué)裝置44的下方，且外殼體2的前述吸氣口的上方。軸流吸氣風(fēng)扇51經(jīng)由該吸氣口從外部把冷卻空氣吸入到光學(xué)單元4內(nèi)，冷卻光學(xué)裝置44。
條形風(fēng)扇52配置于光學(xué)單元4的光源裝置413的下方。條形風(fēng)扇52吸引由軸流吸氣風(fēng)扇51所吸入的光學(xué)單元4內(nèi)的冷卻空氣，在該吸引過(guò)程中吸收光源裝置413的熱，通過(guò)配置于光學(xué)單元4的下方的風(fēng)管52A，從排氣口2B把升溫的冷卻空氣向外部排出。
軸流排氣風(fēng)扇53配置于在外殼體2的前面上所形成的排氣口2C與電源單元3之間。軸流排氣風(fēng)扇53吸入因電源單元3升溫的電源單元3附近的空氣，從排氣口2C向外部排出。
〔1-2光學(xué)單元的構(gòu)成〕圖2是示意地表示光學(xué)單元4的俯視圖。
光學(xué)單元4，如圖2中所示，是俯視形成為大致L字形，光學(xué)上處理從光源燈411所射出的光束，形成對(duì)應(yīng)圖像信息的光學(xué)像的單元，具備積分照明光學(xué)系統(tǒng)41、色分離光學(xué)系統(tǒng)42、中繼光學(xué)系統(tǒng)43、光學(xué)裝置44和投影透鏡46。這些光學(xué)部件41～44、46，收納固定于光學(xué)部件用框體47內(nèi)。
積分照明光學(xué)系統(tǒng)41，如圖2中所示，是用來(lái)大體均一地照明構(gòu)成光學(xué)裝置44的三個(gè)液晶板441(紅、綠、藍(lán)每種色光分別表示成液晶板441R、441G、441B)的圖像形成區(qū)域的光學(xué)系統(tǒng)，具備光源裝置413、第1透鏡陣列418、第2透鏡陣列414、偏振變換元件415和重疊透鏡416。
光源裝置413具備射出放射狀的光線的光源燈411、反射從該光源燈411所射出的放射光的橢圓面鏡412和使從光源燈411所射出的被橢圓面鏡412所反射的光成為平行光的平行化凹透鏡413A。再者，在平行化凹透鏡413A的平面部分設(shè)有未畫(huà)出的UV濾光鏡。此外，作為光源燈411可以使用鹵素?zé)艋螓u化金屬燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈等。進(jìn)而，也可以代替橢圓面鏡412和平行化凹透鏡413A，而用拋物面鏡。
第1透鏡陣列418具有從光軸方向看大致矩形的輪廓的小透鏡排列成矩陣狀的構(gòu)成。各小透鏡把從光源燈411所射出的光束分割成多個(gè)部分光束。
第2透鏡陣列414具有與第1透鏡陣列418大致同樣的構(gòu)成，具有小透鏡排列成矩陣狀的構(gòu)成。該第2透鏡陣列414連同重疊透鏡416具有使第1透鏡陣列418的各小透鏡的像在液晶板441上成像的功能。
偏振變換元件415配置于第2透鏡陣列414與重疊透鏡416之間，并且與第2透鏡陣列414一體地單元化。這種偏振變換元件415把來(lái)自第2透鏡陣列414的光變換成1種偏振光，借此，提高光學(xué)裝置44中的光的利用效率。此外，如圖2中的雙點(diǎn)劃線410所示，單元化的偏振變換元件415和第2透鏡陣列414，與第1透鏡陣列418一體地單元化。
具體地說(shuō)，由偏振變換元件415變換成1種偏振光的各部分光，靠重疊透鏡416最終幾乎重疊于光學(xué)裝置44的液晶板441R、441G、441B上。因?yàn)樵谟谜{(diào)制偏振光類(lèi)型的液晶板441的投影機(jī)1(光學(xué)裝置44)中，僅能利用一種偏振光，故來(lái)自發(fā)出雜散偏振光的光源燈411的光的大致一半無(wú)法利用。因此，通過(guò)用偏振變換元件415，把來(lái)自光源燈411的射出光變換成一種偏振光，提高光學(xué)裝置44中的光的利用效率。再者，這種偏振變換元件415，例如，在特開(kāi)平8-304739號(hào)公報(bào)中介紹了。
色分離光學(xué)系統(tǒng)42具備兩個(gè)分色鏡421、422，和反射鏡423、424，具有靠分色鏡421、422把從積分照明光學(xué)系統(tǒng)41所射出的多個(gè)部分光束分離成紅、綠、藍(lán)三色的色光的功能。
中繼光學(xué)系統(tǒng)43具備入射側(cè)透鏡431、中繼透鏡433、和反射鏡432、434，具有把由色分離光學(xué)系統(tǒng)42所分離的色光(紅色光)引到液晶板441R的功能。
在這種光學(xué)系統(tǒng)41、42、43中，在色分離光學(xué)系統(tǒng)42的分色鏡421中，從積分照明光學(xué)系統(tǒng)41所射出的光束的藍(lán)色光成分透射，并且紅色光成分與綠色光成分反射。由該分色鏡421透射的藍(lán)色光成分被反射鏡423反射，通過(guò)濾色透鏡417到達(dá)藍(lán)色用液晶板441B。該濾色透鏡417把從第2透鏡陣列414所射出的各部分光束變換成對(duì)其中心線(主光線)平行的光束。設(shè)在其他液晶板441R、441G的光入射側(cè)的濾色透鏡417也是同樣的。
在被分色鏡421所反射的紅色光與綠色光當(dāng)中，綠色光被分色鏡422反射，通過(guò)濾色透鏡417到達(dá)綠色用液晶板441G。另一方面，紅色光透射分色鏡422通過(guò)中繼光學(xué)系統(tǒng)43，進(jìn)而通過(guò)濾色透鏡417到達(dá)紅色用液晶板441R。再者在紅色光中用中繼光學(xué)系統(tǒng)43是因?yàn)榧t色光的光路長(zhǎng)度比其他色光的光路長(zhǎng)度要長(zhǎng)，為了防止光的發(fā)散等引起的光的利用效率降低的緣故。也就是說(shuō)，為了使入射于入射側(cè)透鏡431的部分光束照原樣傳送到濾色透鏡417的緣故。再者，雖然取為三個(gè)色光當(dāng)中的紅色光通過(guò)中繼光學(xué)系統(tǒng)43的構(gòu)成，但是也可以取為通過(guò)藍(lán)色光等其他色光的構(gòu)成。
光學(xué)裝置44根據(jù)圖像信息調(diào)制所入射的光束形成彩色圖像，具備從色分離光學(xué)系統(tǒng)42所射出的光束入射的，成為所謂偏振鏡的入射側(cè)偏振板444，配置于各入射側(cè)偏振板444的光路后級(jí)的三個(gè)光調(diào)制裝置440R、440G、440B，配置于各光調(diào)制裝置440R、440G、440B的光路后級(jí)，作為所謂檢偏鏡的出射側(cè)偏振板630，以及作為色合成光學(xué)裝置的十字分色棱鏡443。光學(xué)部件441、443、630一體地形成而構(gòu)成光學(xué)裝置主體48。
入射側(cè)偏振板444是與光學(xué)裝置主體48分體構(gòu)成的光學(xué)變換元件，僅使由色分離光學(xué)系統(tǒng)42所分離的各光束當(dāng)中的特定方向的偏振光透射，吸收其他方向的光束。
該入射側(cè)偏振板444具備聚乙烯醇(PVA)的薄膜和醋酸纖維素類(lèi)矩形的薄膜疊層的偏振膜，和此粘貼一偏振膜的藍(lán)寶石玻璃制的基板。
以上說(shuō)明的各光學(xué)部件41～44，收納于合成樹(shù)脂制的光學(xué)部件用框體47內(nèi)。
光學(xué)部件用框體47，雖然省略了圖示，但是具備分別設(shè)置從上方滑動(dòng)式插入前述各光學(xué)部件414～418、421～423、431～434、444(圖2)的槽部的部件收納構(gòu)件，和堵住該部件收納構(gòu)件的上部的開(kāi)口側(cè)的蓋狀構(gòu)件。此外，在俯視大致L字形的光學(xué)部件用框體47的一端側(cè)，收納光源裝置413，在另一端側(cè)經(jīng)由頭體49固定投影透鏡46。
〔1-3構(gòu)成光學(xué)裝置的光學(xué)裝置主體的構(gòu)成〕圖3中，示出光學(xué)裝置主體48。
光學(xué)裝置主體48具備十字分色棱鏡443，固定于作為與該十字分色棱鏡443的光束入射端面大致正交的端面的上下面上的一對(duì)臺(tái)座446、447，固定于該臺(tái)座446、447的三個(gè)固定構(gòu)件610，組合于這些固定構(gòu)件610的三個(gè)保持構(gòu)件620，以及固定于這些保持構(gòu)件620的光調(diào)制裝置440R、440G、440B而構(gòu)成。
十字分色棱鏡443合成從光調(diào)制裝置440R、440G、440B所射出并針對(duì)各色光的每一種調(diào)制的圖像形成彩色圖像，為外觀大致立方體狀的六面體。在十字分色棱鏡443上，反射紅色光的電介質(zhì)多層膜與反射藍(lán)色光的電介質(zhì)多層膜沿著四個(gè)直角棱鏡的界面形成大致X字形，靠這些電介質(zhì)多層膜合成三種色光。被該十字分色棱鏡443所合成的彩色圖像，從投影透鏡46射出，放大投影到屏幕上。
臺(tái)座446、447是支持固定十字分色棱鏡443，并且連接固定構(gòu)件610的構(gòu)件，由固定于十字分色棱鏡443的上表面的上側(cè)臺(tái)座446，和固定于十字分色棱鏡443的下表面的下側(cè)臺(tái)座447來(lái)構(gòu)成。
上側(cè)臺(tái)座446，在十字分色棱鏡443的角度調(diào)整結(jié)束后，靠紫外線固化型粘接劑固定于十字分色棱鏡443。下側(cè)臺(tái)座447靠硅酮類(lèi)的熱傳導(dǎo)性粘接劑固定于十字分色棱鏡443。
上側(cè)臺(tái)座446和下側(cè)臺(tái)座447全都是鋁或鎂合金制的，以稍大于十字分色棱鏡443的上表面部、下表面部的外形尺寸形成大致方形板狀。
在上側(cè)臺(tái)座446上形成從四角向外側(cè)伸出的臂部448，靠該臂部448，光學(xué)裝置主體48螺釘固定于光學(xué)部件用框體47。
光調(diào)制裝置440R、440G、440B具備液晶板441R、441G、441B，和分別保持液晶板441R、441G、441B的面面板保持框820，形成為總體大致矩形板狀。
液晶板441R、441G、441B，雖然省略了具體的圖示，但是具備玻璃制的驅(qū)動(dòng)基板和對(duì)向基板，與注入這些基板間的TN(扭曲向列)型液晶，根據(jù)圖像信息調(diào)制經(jīng)由入射側(cè)偏振板444入射的光束并射出。
在驅(qū)動(dòng)基板的內(nèi)側(cè)，形成由ITO(氧化銦錫)等透明導(dǎo)體形成的像素電極，對(duì)應(yīng)于各像素電極的TFT元件等開(kāi)關(guān)元件，布線，排列液晶分子的取向膜等。此外，在對(duì)向基板的內(nèi)側(cè)面上形成對(duì)應(yīng)于前述像素電極的對(duì)向電極，方向與驅(qū)動(dòng)基板的取向膜大致正交的取向膜等。借此，構(gòu)成有源矩陣型液晶板。
此外，從這些驅(qū)動(dòng)基板與對(duì)向基板之間，延伸出控制用電纜442。
面板保持框820形成對(duì)應(yīng)于液晶板441R、441G、441B的圖像形成區(qū)域的矩形的開(kāi)口部821，是能夠收納液晶板441R、441G、441B的矩形容器狀的框構(gòu)件，由鎂或鋁，鈦，含有這些的合金等的熱傳導(dǎo)性良好的材料來(lái)構(gòu)成。
在該面板保持框820的四角上分別形成貫通面板保持框820的貫通孔830。此外，在上部表面形成散熱片822，靠該散熱片822，從液晶板441R、441G、441B傳來(lái)的熱容易經(jīng)由面板保持框820散熱。
固定構(gòu)件610，如圖4中所示，為截面C字形的通道形狀，包括矩形平板狀的基部611，和從該基部611的左右兩端向面外方向(光軸方向)豎起的一對(duì)豎起片612而形成。
該固定構(gòu)件610以鋁、鎂、鈦、含有這些的合金等通用的金屬制管子為材料，用板金壓機(jī)把該管子切開(kāi)，低價(jià)且容易地形成。因?yàn)榕c歷來(lái)那種突出設(shè)置形成銷(xiāo)子等的固定板等相比成為比較簡(jiǎn)單的形狀，故可以抑制固定構(gòu)件610的部件成本，并且還可以提高構(gòu)件的形狀精度。
在基部611上，在大致中央處形成光束透射用的矩形的開(kāi)口部615。該基部611的兩端沿著十字分色棱鏡443的光束入射端面，固定于上側(cè)臺(tái)座446和下側(cè)臺(tái)座447上。
此外，在豎起片612上，在上端、中間、下端形成三個(gè)光軸方向的直徑長(zhǎng)的長(zhǎng)孔617。該中間的長(zhǎng)孔617在一方的豎起片612與另一方的豎起片612中并不對(duì)稱(chēng)，位置錯(cuò)開(kāi)。而且，在長(zhǎng)孔617與長(zhǎng)孔617之間，分別形成多個(gè)粘接劑注入、固化用的注入孔618。
另一方面，保持構(gòu)件620，與固定構(gòu)件610大致相同，包括形成開(kāi)口部625的基部621與豎起片622而形成為截面C字形，在固定構(gòu)件610的內(nèi)側(cè)，豎起片612與豎起片622有間隙地重合地配置。
此外，各豎起片622的前端側(cè)朝相互接近的方向彎曲，成為大致平行于基部621的板面的彎曲片623。
在基部621上，在對(duì)應(yīng)于面板保持框820的貫通孔830的位置上開(kāi)有四個(gè)內(nèi)螺紋孔628。對(duì)這些內(nèi)螺紋孔628，市場(chǎng)銷(xiāo)售的螺釘FS經(jīng)由貫通孔830分別螺紋接合，借此面板保持框820固定于保持構(gòu)件620上。因?yàn)橄襁@樣螺釘固定，故即使在液晶板441R、441G、441B中發(fā)生不良情況，針對(duì)單個(gè)面板保持框820每一個(gè)更換成優(yōu)良品也是容易的。
再者，關(guān)于保持構(gòu)件620的材料，例如，如果使用鋁或鐵等的線膨脹率與液晶板441R、441G、441B近似的材料，則由于保持構(gòu)件620追隨液晶板441R、441G、441B的熱變形所以不會(huì)產(chǎn)生起因于熱膨脹的變形，可以防止投影圖像的像素錯(cuò)位。
在豎起片622上，代替固定構(gòu)件610中的長(zhǎng)孔617和注入孔618，從表面朝面外方向突出的突起627在對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)孔617的位置上分別形成。各突起627相對(duì)長(zhǎng)孔617小些，如果將保持構(gòu)件620與固定構(gòu)件610組合，則該突起627分別以松的狀態(tài)插入長(zhǎng)孔617。
這里，因?yàn)樵谪Q起片622的中間部位所形成的突起627，與前述長(zhǎng)孔617同樣，在一方的豎起片622與另一方的豎起片622中并不對(duì)稱(chēng)，而是位置錯(cuò)開(kāi)，所以固定構(gòu)件610與保持構(gòu)件620以對(duì)應(yīng)這些長(zhǎng)孔617、突起627的朝向可以組合，可以有效地防止以與此相反的朝向的組合。
出射側(cè)偏振板630，與入射側(cè)偏振板444大致同樣地構(gòu)成，從液晶板441R、441G、441B所射出的光束當(dāng)中，僅使預(yù)定方向的偏振光透射，吸收其他光束。
這里，通過(guò)使出射側(cè)偏振板630的透射率根據(jù)施加于液晶板441R、441G、441B的電壓變化而實(shí)現(xiàn)光學(xué)像的顏色的灰度等級(jí)特性，出射側(cè)偏振板630比入射側(cè)偏振板444更容易因光的吸收熱而劣化。
這種出射側(cè)偏振板630靠硅酮類(lèi)熱傳導(dǎo)性粘接劑安裝于彎曲片623的表面?zhèn)?，保持于保持?gòu)件620。
再者，出射側(cè)偏振板630的保持位置也可以在彎曲片623的背面?zhèn)?，或者，也可以在固定?gòu)件610和保持構(gòu)件620的開(kāi)口部615、625的周?chē)?表面?zhèn)取⒈趁鎮(zhèn)?。這樣一來(lái)固定構(gòu)件610和保持構(gòu)件620收納性高，借此可以考慮由多個(gè)偏振板構(gòu)成出射側(cè)偏振板630，更可靠地射出特定的偏振光。
進(jìn)而，即使在出射側(cè)偏振板630中產(chǎn)生制造不良或變質(zhì)的場(chǎng)合，取下?lián)Q成新的是可能的，修理性上很好。
此外，也可以在固定部件610及保持部件620上安裝相位差板、視野角修正板等的偏振板以外的樂(lè)學(xué)變換元件。
而且，固定構(gòu)件610和保持構(gòu)件620在內(nèi)側(cè)使彼此的豎起片612、622組合而來(lái)彼此的基部611、621相對(duì)。此時(shí)，由于突起627從長(zhǎng)孔617突出，用長(zhǎng)孔617的周緣支持突起627，所以固定構(gòu)件610和保持構(gòu)件620不脫離或脫落，可以有助于作業(yè)性。
此外，因?yàn)楣潭?gòu)件610和保持構(gòu)件620組合起來(lái)成為套匣狀，故在固定構(gòu)件610和保持構(gòu)件620內(nèi)側(cè)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于豎起片612、622或彎曲片623的熱容量，此外，因通過(guò)基部611、621和豎起片612、622覆蓋出射側(cè)偏振板630，致使出射側(cè)偏振板630與固定構(gòu)件610和保持構(gòu)件620之間的熱傳導(dǎo)性提高。也就是說(shuō)，固定構(gòu)件610和保持構(gòu)件620不僅是光調(diào)制裝置440R、440G、440B的安裝用構(gòu)件，而且還兼作出射側(cè)偏振板630的散熱構(gòu)件。
再者，如前所述，面板保持框820螺釘固定于保持構(gòu)件620，固定構(gòu)件610和保持構(gòu)件620還作為光調(diào)制裝置440R、440G、440B的散熱構(gòu)件發(fā)揮功能。
光學(xué)裝置主體48像以下這樣組裝。
首先，分別把上側(cè)臺(tái)座446和下側(cè)臺(tái)座447粘接固定于十字分色棱鏡443，把十字分色棱鏡443配置于光學(xué)部件用框體47的預(yù)定的光軸上。
此外把液晶板441R、441G、441B收納于面板保持框820，把該面板保持框820用螺釘FS固定于保持構(gòu)件620。
進(jìn)而，沿著十字分色棱鏡443的光束入射端面，用硅酮類(lèi)熱傳導(dǎo)性粘接劑把固定構(gòu)件610粘接固定于上側(cè)臺(tái)座446、下側(cè)臺(tái)座447的外周面。
接著，高精度地定位光調(diào)制裝置440R、440G、440B，繼續(xù)組裝光學(xué)裝置主體48。
這里必要的作業(yè)只是使保持構(gòu)件620對(duì)固定構(gòu)件610相互對(duì)著組合，定位結(jié)束后，把這些固定構(gòu)件610與保持構(gòu)件620相互固定。
以前，由于固定構(gòu)件610沿著十字分色棱鏡443的光束入射端面固定，光調(diào)制裝置440R、440G、440B安裝于保持構(gòu)件620，所以光調(diào)制裝置440R、440G、440B的定位僅受固定構(gòu)件610和保持構(gòu)件620之間的位置關(guān)系限制。
雖然歷來(lái)，需要銷(xiāo)子、楔子、多種多樣的固定板等，采用把這些復(fù)雜地組裝成幾層的結(jié)構(gòu)，但是基本上，由于僅靠固定構(gòu)件610與保持構(gòu)件620這兩個(gè)構(gòu)件來(lái)進(jìn)行光調(diào)制裝置440R、440G、440B的安裝，所以可以謀求部件數(shù)的減少、結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化引起的制造工序的簡(jiǎn)化，顯著地提高組裝性。
再者，在該組裝之際，根據(jù)粘接的構(gòu)件的材質(zhì)等使用熱固化型粘接劑或紫外線固化型粘接劑等，借此可以迅速地使粘接劑固化，提高作業(yè)效率。也就是說(shuō)，在金屬等熱傳導(dǎo)性高的材質(zhì)中可以很好地使用熱固化型粘接劑，另一方面，在使用透明的合成樹(shù)脂等，具有透光性的材質(zhì)，光能夠入射于粘接部位的場(chǎng)合，可以很好地使用紫外線固化型等光固化型粘接劑。
首先，針對(duì)每個(gè)保持構(gòu)件620，把與投影透鏡46正對(duì)的光調(diào)制裝置440G的面板保持框820對(duì)向配置于固定在十字分色棱鏡443的光束入射端面上的固定構(gòu)件610。此時(shí)的夾緊可以以面板保持框820或保持構(gòu)件620的外形基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行?；蛘?，也可以針對(duì)每個(gè)保持構(gòu)件620吸附面板保持框820。
然后，每個(gè)保持構(gòu)件620使光調(diào)制裝置440G移動(dòng)，使保持構(gòu)件620組合于固定構(gòu)件610以便彼此的豎起片612、622重合。此時(shí)，突起627朝向長(zhǎng)孔617從橫向推入，從長(zhǎng)孔617突出。借此，保持構(gòu)件620不會(huì)從固定構(gòu)件610脫落，突起627的移動(dòng)限制于長(zhǎng)孔617的范圍，以后的定位作業(yè)變得容易。
在該狀態(tài)下，從固定構(gòu)件610的注入孔618把紫外線固化型粘接劑注入于豎起片612與豎起片622之間。
接著，使保持構(gòu)件620相對(duì)固定構(gòu)件610在光軸方向上移動(dòng)，進(jìn)行使液晶板441G的焦點(diǎn)面重合于投影透鏡46的后焦點(diǎn)面內(nèi)的焦點(diǎn)調(diào)整。
此時(shí)，在突起627在長(zhǎng)孔617內(nèi)可移動(dòng)的范圍內(nèi)，可以使光調(diào)制單元440G任意移動(dòng)。
在完成光調(diào)單元440G的定位后，照射紫外線使注入到豎起片612、622之間的紫外線固化型粘接劑固化，固定光調(diào)制單元440G。
此時(shí)，由于光也從注入孔618轉(zhuǎn)入，所以可以使該粘接劑迅速固化。此外，因?yàn)檎辰觿┎蝗菀讱埩舻亓鞯皆撟⑷肟?18或長(zhǎng)孔617部分，故可以防止出射側(cè)偏振板630的污染。
再者，雖然也可以在光調(diào)制裝置440R、440G、440B的定位完成后注入紫外線固化型粘接劑，但是因?yàn)檫€考慮到定位因粘接劑的表面張力而偏移，故最好是如上所述在定位前注入。
此外，雖然為要固定固定構(gòu)件610與保持構(gòu)件620也可以使用熱固化型粘接劑，但是從保護(hù)出射側(cè)偏振板630免遭熱之害的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，最好是使用紫外線固化型這種光固化型粘接劑。
如果光調(diào)制裝置440G像這樣被固定，則就光調(diào)制裝置440R、440B來(lái)說(shuō)也同樣，使固定構(gòu)件610與保持構(gòu)件620組合，從注入口618注入紫外線固化型粘接劑，進(jìn)行上述那樣的焦點(diǎn)調(diào)整，并且以液晶板441G為基準(zhǔn)，進(jìn)行液晶板441R、441G、441B間的位置調(diào)整使逐個(gè)的像素中不產(chǎn)生顏色的錯(cuò)位地進(jìn)行對(duì)正調(diào)整。
這里，在固定構(gòu)件610與保持構(gòu)件620之間有間隙，相互摩擦地使豎起片612與豎起片622動(dòng)作，可以使光調(diào)制裝置440R、440B的位置或姿勢(shì)變化。
也就是說(shuō)，在一對(duì)豎起片612、622相對(duì)的方向(取為X方向)，沿著基部611、621的外周豎起片612、622延伸的Y方向，成為長(zhǎng)孔617的長(zhǎng)徑方向的Z方向(光軸方向)，X、Y方向的各旋轉(zhuǎn)方向中的任一方向上都可以任意移動(dòng)光調(diào)制裝置440R、440B，可以使光學(xué)像的圖像質(zhì)量更加精細(xì)。
由于在該焦點(diǎn)、對(duì)正調(diào)整的過(guò)程中，所注入的粘接劑填充于固定構(gòu)件610的豎起片612與保持構(gòu)件620的豎起片622之間，所以照射紫外線使該粘接劑固化。
再者，關(guān)于對(duì)正調(diào)整，雖然也可以在固定構(gòu)件610與上側(cè)、下側(cè)臺(tái)座446、447的外周面之間的粘接劑未固化的狀態(tài)下，使固定構(gòu)件610沿著該粘接面在X或Y方向上移動(dòng)進(jìn)行，但是如上所述通過(guò)固定構(gòu)件610和保持構(gòu)件620的相互摩擦來(lái)進(jìn)行，由于只要僅使保持構(gòu)件620對(duì)固定構(gòu)件610移動(dòng)就可以了，所以可以大幅度簡(jiǎn)化定位作業(yè)。
這樣一來(lái)，因?yàn)楣庹{(diào)制裝置440R、440G、440B的定位單純地受制于固定構(gòu)件610與保持構(gòu)件620之間的位置關(guān)系，所以與像歷來(lái)那樣銷(xiāo)子、楔子或各種固定板的相關(guān)位置影響光調(diào)制裝置的定位的結(jié)構(gòu)相比，幾乎沒(méi)有導(dǎo)致光調(diào)制裝置的定位偏位的因素。此外，與歷來(lái)的突出設(shè)置形成銷(xiāo)子等的固定板等相比，固定構(gòu)件610和保持構(gòu)件620為比較簡(jiǎn)單的形狀容易得到形狀精度，定位作業(yè)上也不會(huì)產(chǎn)生困難。
因而，可以高精度地定位應(yīng)位于投影透鏡46的后焦點(diǎn)的液晶板441R、441G、441B，可以得到更加精細(xì)的投影圖像。
此外歷來(lái)，光調(diào)制裝置440R、440G、440B靠銷(xiāo)子等部分地支持，連接強(qiáng)度低，與此相對(duì)照，作為比銷(xiāo)子等大型的固定構(gòu)件610和保持構(gòu)件620靠足夠的接合面積粘接于上側(cè)臺(tái)座446、下側(cè)臺(tái)座447、面板保持框820上，把光調(diào)制裝置440R、440G、440B可靠地支持于十字分色棱鏡443成為可能。
由此，即使在受到?jīng)_擊的場(chǎng)合，長(zhǎng)年使用的場(chǎng)合，光調(diào)制裝置440R、440G、440B的定位也不容易錯(cuò)位，可以防止光學(xué)像的像素錯(cuò)位。
總之，通過(guò)將固定于上側(cè)臺(tái)座446和下側(cè)臺(tái)座447的固定構(gòu)件610，與固定于面板保持框820的保持構(gòu)件620固定，光調(diào)制裝置440R、440G、440B安裝、固定于十字分色棱鏡443。
再者，由于固定構(gòu)件610的豎起片612和保持構(gòu)件620的豎起片622重合固定，所以十字分色棱鏡443在光束入射端面的面外方向上體積不大，不妨礙光學(xué)裝置44的小型化。
在以上說(shuō)明的光學(xué)裝置主體48中，光束經(jīng)由入射側(cè)偏振板444入射，該入射光，透射液晶板441R、441G、441B，進(jìn)而，透射出射側(cè)偏振板630，入射于十字分色棱鏡443。
這里，由于固定構(gòu)件610和保持構(gòu)件620的豎起片612、622沿著光軸方向豎起，所以光束從光調(diào)制裝置440R、440G、440B射出，該光束透過(guò)保持構(gòu)件620和固定構(gòu)件610的開(kāi)口，直到入射于十字分色棱鏡443的光束入射端面，盡可能不讓豎起片612、622遮光就可以了。借此，可以把十字分色棱鏡443的光束入射端面的邊緣抑制成最小限度，可以謀求十字分色棱鏡443的小型化帶來(lái)的部件成本的降低。
此外，通過(guò)十字分色棱鏡的小型化，投影透鏡46的后焦距縮短，由投影透鏡46吸入更多的光，可以得到明亮的投影圖像。
可是，液晶板441R、441G、441B，出射側(cè)偏振板630，十字分色棱鏡443，分別因光的入射而升溫。如果分別看看該熱，則在液晶板441R、441G、441B中產(chǎn)生的熱迅速地?zé)醾鲗?dǎo)到面板保持框820、保持構(gòu)件620和固定構(gòu)件610，從這些的表面或散熱片822，逸散到冷卻空氣中。
另一方面，在出射側(cè)偏振板630中產(chǎn)生的熱，直接傳遞到保持構(gòu)件620、固定構(gòu)件610，從這些的表面迅速散逸。
這里，來(lái)自液晶板441R、441G、441B和出射側(cè)偏振板630的熱傳遞到固定構(gòu)件610和保持構(gòu)件620，該熱進(jìn)而還傳遞到上側(cè)臺(tái)座446和下側(cè)臺(tái)座447，還從臂部448傳遞到光學(xué)部件用框體47，最終，通過(guò)光學(xué)部件用框體47還傳遞到外殼體2。由此，固定構(gòu)件610、保持構(gòu)件620、上側(cè)臺(tái)座446、下側(cè)臺(tái)座447和光學(xué)部件用框體47等成了散熱器而確保很大的熱容量，與冷卻空氣的接觸面積增加，與冷卻空氣之間的熱交換變得有效率。借此，可以大幅度提高冷卻效率。
再者，就在十字分色棱鏡443中產(chǎn)生的熱來(lái)說(shuō)也是，傳遞到上側(cè)臺(tái)座446、下側(cè)臺(tái)座447，進(jìn)而傳遞到光學(xué)部件用框體47而散逸。
這樣一來(lái)，由于可以十分有效地散熱冷卻光調(diào)制裝置440R、440G、440B和出射側(cè)偏振板630，所以可以謀求出射側(cè)偏振板630的偏振膜和液晶板441R、441G、441B的耐久性的提高、長(zhǎng)壽命化，可以防止起因于熱劣化等的圖像質(zhì)量降低，可以提高功能的可靠性。
〔1-4冷卻結(jié)構(gòu)〕下面，就設(shè)在投影機(jī)1中的空冷式的冷卻進(jìn)行說(shuō)明。投影機(jī)1，如圖1中所示，具備主要冷卻光學(xué)裝置44(圖2)的光學(xué)裝置冷卻系統(tǒng)A，主要冷卻光源裝置413的光源冷卻系統(tǒng)B和主要冷卻電源單元3的電源冷卻系統(tǒng)C。
光學(xué)裝置冷卻外殼體2的下表面上形成的未圖示的吸氣口、配置于該吸氣口的上方的軸流吸氣風(fēng)扇51和在光學(xué)部件周樵體47的底面形成于軸流吸氣風(fēng)扇51的上方的開(kāi)口部4B。
投影機(jī)1的外部的新鮮的冷卻空氣靠軸流吸氣風(fēng)扇51從外殼體2的吸氣口被吸入，經(jīng)由開(kāi)口部4B，進(jìn)入光學(xué)部件用框體47內(nèi)。此時(shí)，雖然省略了圖示，但是在光學(xué)部件用框體47的下表面上，設(shè)有整流板，借此，光學(xué)部件用框體47外部的冷卻空氣被整流成自下而上地流動(dòng)。
如圖1的箭頭所示，引入光學(xué)部件用框體47內(nèi)的冷卻空氣被整流，結(jié)果從光學(xué)裝置44的下方向上方流動(dòng)，通過(guò)液晶板441G的內(nèi)外面?zhèn)?，一邊冷卻臺(tái)座446、447和固定構(gòu)件610，保持構(gòu)件620，光調(diào)制裝置440R、440G、440B，進(jìn)而，入射側(cè)偏振板444等，一邊向光學(xué)裝置主體48的上方流動(dòng)。
此時(shí)，因?yàn)楣潭?gòu)件610和保持構(gòu)件620為截面C字形，所以冷卻空氣被基部611、621，豎起片612、622和彎曲片623的內(nèi)側(cè)所整流，冷卻空氣沿著出射側(cè)偏振板630的板面強(qiáng)勢(shì)地吹到，供給整個(gè)出射側(cè)偏振板630。借此，在出射側(cè)偏振板630中不產(chǎn)生溫度不勻，進(jìn)一步提高冷卻效果。
再者，因?yàn)楣潭?gòu)件610和保持構(gòu)件620的C字截面對(duì)著該空氣的流動(dòng)，故盡可能抑制所吹到的空氣的風(fēng)量損失，并且空氣不容易逸散到固定構(gòu)件610和保持構(gòu)件620的外側(cè)。
這樣一來(lái)，由于光調(diào)制裝置440R、440G、440B和出射側(cè)偏振板630，被該冷卻空氣的引入引起的冷卻，與前述散熱冷卻的兩個(gè)系統(tǒng)有效地冷卻，所以即使不增加在投影機(jī)1內(nèi)部循環(huán)的冷卻空氣的風(fēng)量，也不妨礙納入光學(xué)裝置44的投影機(jī)1的高輝度化、小型化、低噪聲化。
此外，在光學(xué)裝置冷卻系統(tǒng)A中，循環(huán)的冷卻空氣除了具有冷卻光學(xué)裝置44的功能外，還具有吹散附著于液晶板441R、441G、441B的表面等上的塵埃的功能。因此，液晶板441R、441G、441B的表面經(jīng)常成為清潔狀態(tài)，可以確保穩(wěn)定的圖像質(zhì)量。
光源冷卻系統(tǒng)B，如圖1中所示，具備條形風(fēng)扇52、風(fēng)管52A和排氣口2B。在該光源冷卻系統(tǒng)B中，通過(guò)光學(xué)裝置冷卻系統(tǒng)A的冷卻空氣被條形風(fēng)扇52所吸引，進(jìn)入光源裝置413內(nèi)冷卻光源燈411后，從光學(xué)部件用框體47出來(lái)通過(guò)風(fēng)管52A，從排氣口2B向外部排出。
電源冷卻系統(tǒng)C具備設(shè)在電源單元3附近的軸流排氣風(fēng)扇53和排氣口2C。在該電源冷卻系統(tǒng)C中，因電源單元3的熱而升溫的空氣被軸流排氣風(fēng)扇53所吸引，從排氣口2C排出。此時(shí)，投影機(jī)1內(nèi)整體的空氣也同時(shí)被排出，熱不會(huì)積聚在投影機(jī)1內(nèi)。
本發(fā)明不限定于前述實(shí)施形態(tài)，還包括以下所示的變形。
固定構(gòu)件或保持構(gòu)件的形狀、材質(zhì)等不限定于前述實(shí)施形態(tài)。對(duì)在固定構(gòu)件和保持構(gòu)件上所形成的孔和突起的數(shù)目、位置、形狀等也未限定。
例如，除了前述實(shí)施形態(tài)之類(lèi)的板金加工以外，也可以把固定構(gòu)件或保持構(gòu)件模成形成C字形。
此外，光調(diào)制裝置，經(jīng)由固定構(gòu)件和保持構(gòu)件固定于色合成光學(xué)裝置就可以了，即使沒(méi)有臺(tái)座或螺釘也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。在具備臺(tái)座的場(chǎng)合，臺(tái)座的下方也可以固定于投影機(jī)的框體。
進(jìn)而，投影機(jī)的冷卻裝置中的空氣的流動(dòng)沒(méi)有必要像前述實(shí)施形態(tài)那樣自下而上沿上吹的方向流動(dòng)，也可以沿下吹的方向流動(dòng)。
固定構(gòu)件和保持構(gòu)件的固定形態(tài)，不限于前述實(shí)施形態(tài)那種用粘接劑的粘接固定，例如，也可以考慮用雙面膠的固定等。此外，在前述實(shí)施形態(tài)中也可以考慮在長(zhǎng)孔617和突起627的部分加熱熔粘而固定。
雖然在前述實(shí)施形態(tài)中，面板保持框820由螺釘FS固定于保持構(gòu)件620上，但是光調(diào)制元件的保持框(面板保持框820)也可以用粘接劑等固定于保持構(gòu)件。
進(jìn)而，在光調(diào)制元件的保持框(面板保持框820)、固定構(gòu)件、保持構(gòu)件的相互的固定部分，填充熱傳導(dǎo)性的硅酮類(lèi)粘接劑或熱傳導(dǎo)性的潤(rùn)滑脂等，可以提高熱傳導(dǎo)性。
再者，雖然在前述各實(shí)施形態(tài)中舉例表示了幾種，但是作為熱傳導(dǎo)性材料，有Mg合金、Al合金、Mo-Cu合金、Ti合金、Fe-Ni合金或含有石墨填料的樹(shù)脂材料等，在固定構(gòu)件、保持構(gòu)件、臺(tái)座、光調(diào)制元件的保持框(面板保持框820)等中可以采用這些材料。
而且，只要固定構(gòu)件與保持構(gòu)件能夠相互摩擦，則固定構(gòu)件的豎起片與保持構(gòu)件的豎起片之間的間隙尺寸不限定。也可以在幾乎沒(méi)有間隙的狀態(tài)下，固定構(gòu)件與保持構(gòu)件僅在光軸方向上相對(duì)移動(dòng)，僅進(jìn)行焦點(diǎn)位置的調(diào)整。相反，即使固定構(gòu)件與保持構(gòu)件之間有相當(dāng)大的游隙，例如，通過(guò)在該間隙中填充粘接劑也可以把固定構(gòu)件與保持構(gòu)件固定，因此不影響。
此外，即使代替保持構(gòu)件使調(diào)制元件的保持框(面板保持框820)與固定構(gòu)件相互對(duì)著組合，通過(guò)它們的相互摩擦進(jìn)行光調(diào)制元件(液晶板441R、441G、441B)的定位，也可以得到與本發(fā)明等效的作用效果。
光學(xué)變換元件的種類(lèi)，不限定于前述各實(shí)施形態(tài)中例示的偏振板，或視野角修正板、相位差板，可以采用變換光學(xué)特性的各種元件。這些光學(xué)變換元件，所使用的數(shù)量未限定，也可以將彼此不同的種類(lèi)的多個(gè)光學(xué)變換元件組合起來(lái)。
這些光學(xué)變換元件的固定形態(tài)未特別限定，例如，也可以在固定構(gòu)件或保持構(gòu)件上形成槽，把光學(xué)變換元件插入該槽中。此外，光學(xué)變換元件也可以直接粘貼于色合成光學(xué)裝置的光束入射端面。
除了前述實(shí)施形態(tài)那種TN(扭轉(zhuǎn)向列)型以外，在光調(diào)制元件中可以采用各種液晶。
此外除了液晶板441R、441G、441B之類(lèi)液晶的光調(diào)制元件之外，也可以采用微反射鏡的光調(diào)制元件等。
進(jìn)而，光調(diào)制元件像前述實(shí)施形態(tài)那樣使用透明的電極的透射方式外，也可以根據(jù)需要替換成使用反射電極的反射方式而使用。
此外，雖然前述實(shí)施形態(tài)的光學(xué)裝置44是具備液晶板441R、441G、441B的所謂三板式，但是也可以取為具備兩個(gè)液晶板等光調(diào)制元件的二板式的光學(xué)裝置。再者，即使取為單板式的光學(xué)裝置，只要通過(guò)固定構(gòu)件和保持構(gòu)件來(lái)支持、保持光調(diào)制裝置，通過(guò)固定構(gòu)件和保持構(gòu)件的相互摩擦進(jìn)行光調(diào)制裝置的定位就是可能的，可以達(dá)到與本發(fā)明同樣的作用效果。
本發(fā)明的光學(xué)裝置，除了前述各實(shí)施形態(tài)那種從觀察屏幕的方向進(jìn)行投影的前投式投影機(jī)1之外，也可以運(yùn)用于從與屏幕的觀察方向?qū)ο騻?cè)進(jìn)行投影的背投式投影機(jī)。
本發(fā)明的光學(xué)裝置除了可以利用于投影機(jī)外，也可以利用于其他光學(xué)設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)裝置，其具備針對(duì)每一種色光根據(jù)圖像信息調(diào)制多種色光而形成光學(xué)像的多個(gè)光調(diào)制裝置，和具有與各光調(diào)制裝置對(duì)向的多個(gè)光束入射端面，合成由各光調(diào)制裝置所形成的光學(xué)像的色合成光學(xué)裝置，其特征在于，具備對(duì)向配置于前述色合成光學(xué)裝置的光束入射端面，固定于該色合成光學(xué)裝置的固定構(gòu)件，以及設(shè)在該固定構(gòu)件上，保持前述光調(diào)制裝置的保持構(gòu)件，前述固定構(gòu)件具備對(duì)向于前述光束入射端面形成有光束透射用的開(kāi)口部的矩形板狀的基部，與從該基部的外周端緣向前述光調(diào)制裝置豎起，相互對(duì)向的一對(duì)豎起片，其截面構(gòu)成為C字形，前述保持構(gòu)件具備形成有光束透射用的開(kāi)口部，安裝前述光調(diào)制裝置的矩形板狀的基部，與從該基部的外周端緣向前述光束入射端面豎起，相互對(duì)向的一對(duì)豎起片，其截面構(gòu)成為C字形，前述固定構(gòu)件的一對(duì)豎起片，與前述保持構(gòu)件的一對(duì)豎起片相互摩擦地組合。
2.如權(quán)利要求1中所述的光學(xué)裝置，其特征在于，在前述固定構(gòu)件和保持構(gòu)件的任何一方上形成有孔，在另一方上形成有插入該孔的突起。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的光學(xué)裝置，其特征在于，具備配置于前述光調(diào)制裝置和前述光束入射端面之間的光學(xué)變換元件，該光學(xué)變換元件安裝于前述保持構(gòu)件的前述豎起片的前端部分。
4.一種投影機(jī)，其根據(jù)圖像信息調(diào)制從光源所射出的光束而形成光學(xué)像，進(jìn)行放大投影，其特征在于，具備如權(quán)利要求1至3中的任何一項(xiàng)中所述的光學(xué)裝置。
5.如權(quán)利要求4中所述的投影機(jī)，其特征在于，采用使從外部取入的空氣在內(nèi)部流通的冷卻裝置，前述固定構(gòu)件和前述保持構(gòu)件中，前述C字形的截面基本垂直于前述空氣的流動(dòng)的方向。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以顯著提高組裝性，謀求圖像質(zhì)量的提高，冷卻性能的提高的光學(xué)裝置。具備光調(diào)制裝置(440R、440G、440B)，合成光學(xué)像的色合成光學(xué)裝置的光學(xué)裝置，具備對(duì)向配置于色合成光學(xué)裝置的光束入射端面，固定于該色合成光學(xué)裝置的固定構(gòu)件(610)，與設(shè)在該固定構(gòu)件(610)上，保持光調(diào)制裝置的保持構(gòu)件(620)，固定構(gòu)件(610)和保持構(gòu)件(620)構(gòu)成為具備形成光束透射用的開(kāi)口部(615、625)的矩形板狀的基部(611、612)，與從該基部(611、612)的外周端緣豎起，相互對(duì)向的一對(duì)豎起片(612、622)的截面C字形，固定構(gòu)件(610)的一對(duì)豎起片(612)與保持構(gòu)件(620)的一對(duì)豎起片(622)相互摩擦地組合。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1658064SQ20051000779
公開(kāi)日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2005年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月18日
發(fā)明者飯沼和幸, 三枝貴志 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社