專利名稱：光學裝置以及投影儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光學裝置以及投影儀。
背景技術：
近年來，作為使用了光調制元件的圖像顯示裝置，有這樣的顯示裝置向液晶面板等的光調制元件照射從光源射出的光，利用光調制元件調制入射的光后，把被調制的光投影到屏幕上。在這樣的圖像顯示裝置中，向屏幕投射的光以外的光被光調制元件、其周邊的光學元件等吸收而產生熱。因此，提出有具有用于對該發(fā)生了的熱進行散熱的基于氣體的冷卻裝置的裝置。但是，伴隨著半導體的高密度化，每單位體積的發(fā)熱量增大，基于氣體的冷卻不能夠充分地進行散熱，所以提出了利用液體的冷卻裝置(例如，參照專利文獻1、專利文獻2以及專利文獻3。)。
該專利文獻1記載的投影儀作為冷媒使用乙二醇冷卻偏振板。具體地，由偏振板發(fā)生的熱傳遞到被充填到冷媒充填部的冷媒，基于熱而變暖的冷媒因為密度的降低而上升，在冷媒內發(fā)生自然對流。于是，通過由該對流而被運走的熱與外氣進行熱交換而冷卻偏振板。
專利文獻2記載的投影儀具備有冷媒流過的流體循環(huán)構件，被冷卻的流體從主容器送出到流體循環(huán)構件，利用流體分支部把該冷卻流體分流并送出到3個光調制元件保持體。由此，由液晶面板以及偏振板產生的熱被傳遞給流體循環(huán)構件內部的冷卻流體。于是，該變溫的冷卻流體被送到散熱器，在通過散熱器的管狀構件時，被傳遞給散熱片而被冷卻。
專利文獻3記載的投影儀在矩形箱狀的冷卻容器內配置有紅色光用液晶面板、綠色光用液晶面板、藍色光用液晶面板以及各自的入射側偏振光元件、射出側偏振光元件。因此，通過在該冷卻容器內封入冷媒，利用攪動單元強制地循環(huán)該冷媒，使冷媒吸收在偏振光元件以及液晶面板發(fā)生的熱。于是，冷媒吸收的熱移動到冷卻容器的內壁面，利用設置于冷卻容器的外側面的冷卻散熱片，與外氣進行熱交換。
專利文獻1特開2003-195253號公報專利文獻2特開2005-227353號公報專利文獻3特開2002-131737號公報在上述現(xiàn)有技術中存在以下問題。即，由于上述專利文獻1記載的投影儀利用自然對流對偏振板進行冷卻，所以很難充分地冷卻偏振板。
另外，專利文獻2記載的投影儀由于為了冷卻光調制元件使用了多個流體循環(huán)構件，所以由于這些構件的連接結構變得復雜，并且由于從流體循環(huán)構件的連接部的冷媒的泄漏、流體循環(huán)構件的連接等，存在塵埃進入流體循環(huán)構件的內部的問題。
進一步，專利文獻3記載的液晶顯示裝置把液晶顯示部整體浸入到冷媒中，所以存在液晶面板內可能有冷媒侵入的問題。另外，由于把3個液晶面板配置到1個冷卻容器內，所以液晶顯示裝置的組裝困難。另外，存在在1個液晶面板上發(fā)生故障時的維護難以進行，進而，會給其他的液晶面板帶來不良影響的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決上述問題而提出，目的在于提供能夠防止塵埃等侵入冷卻光調制元件的冷卻媒體，并且，裝置整體小型化的光學裝置以及投影儀。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供以下的單元。
本發(fā)明的光學裝置，其特征在于，具備調制從光源射出的光束的光調制元件；收置該光調制元件的箱體；保持所述光調制元件并且其一部分露出于所述箱體的外部的保持構件；被收置在由所述箱體、所述保持構件和所述光調制元件圍起來的收置空間內的冷卻媒體；設置于所述箱體內并且使所述冷卻媒體對流的對流起動單元。
在本發(fā)明的光學裝置中，首先，利用對流起動單元，使收置空間內的冷卻媒體強制對流。由此，在光調制元件中發(fā)生了的熱傳遞給冷卻媒體，吸熱冷卻媒體向保持構件側流動。于是，由于保持構件的一部分向外部露出，所以冷卻媒體的熱通過保持構件向外部散熱。其后，向外部散熱被冷卻的冷卻媒體，利用對流起動單元，再次吸收光調制元件的熱后，利用保持構件散熱。通過重復該過程，光調制元件被高效地冷卻。進一步，光調制元件被保持在保持構件，所以能夠利用保持構件把光調制元件的熱直接向外部散熱。
因此，與以往的送出冷卻的對流起動單元，進行散熱散熱器位于箱體的外部的情況相比，本發(fā)明在箱體中收置這些單元，所以能夠容易地組裝帶有冷卻功能的光學裝置。另外，由于在箱體內進行吸熱以及散熱，所以沒有在外部具有對流起動單元以及散熱器時所必需的在光調制元件中使冷卻媒體循環(huán)的循環(huán)構件的連接部分，所以冷卻媒體不會在朝向對流起動單元以及散熱器前進的途中泄漏，另外，塵埃、氣泡等不會侵入冷卻媒體內。進一步，不需要循環(huán)構件，所以體積不會增大，液冷也能實現(xiàn)小型化。
另外，在無塵室中，在以往的組裝光調制元件的工序中，通過組裝還包含冷媒的光學裝置，能夠利用沒有塵埃、氣泡等侵入的冷媒來冷卻光調制元件。另外，在把該光學裝置用于投影儀等顯示裝置的情況下，不會使畫質劣化，所以能夠提高裝置整體的可靠性。
另外，優(yōu)選本發(fā)明的光學裝置在所述保持構件上設置所述對流起動單元。
在本發(fā)明的光學裝置中，在進行散熱以及吸熱的保持構件上設置對流起動單元，所以能夠使收置空間內的冷卻媒體高效地循環(huán)利用保持構件進行散熱。另外，由于無需單獨設置保持對流起動單元的保持構件，所以能夠降低零部件個數(shù)。
另外，優(yōu)選本發(fā)明的光學裝置的所述光調制元件是透過型的液晶元件，在所述收置空間的所述光調制元件的圖像形成區(qū)域的周圍，設置有儲存所述冷卻媒體的一部分的冷媒儲存部，所述對流起動單元設置在該冷媒儲存部。
在本發(fā)明的光學裝置中，在光調制元件的圖像形成區(qū)域的周圍設置的冷媒儲存部中，由光調制元件發(fā)生的熱被傳遞給冷卻媒體。像這樣，通過由對流起動單元而流動的冷卻媒體，在光調制元件的圖像形成區(qū)域的周圍進行吸熱。因此，由于在圖像形成區(qū)域的周圍有冷媒儲存部，在該冷媒儲存部有對流起動單元，所以能夠降低圖像形成區(qū)域內的冷卻媒體的溫度不均勻。即，由于光調制元件是透過型的液晶元件，所以在光束透過光調制元件時，能夠形成沒有亮度不均勻的光學像。
另外，優(yōu)選本發(fā)明的光學裝置在構成所述收置空間的罩玻璃的外側設置有偏振構件。
在本發(fā)明的光學裝置中，通過收置空間的冷卻媒體，在冷卻光調制元件的同時能夠冷卻在構成收置空間的罩玻璃的外側設置的偏振構件，所以無需特別設置冷卻偏振構件的單元就能進行冷卻。即，能夠減少零部件個數(shù)，所以能夠降低裝置整體的成本。另外，在收置空間的外側箱體設置有偏振構件，所以能夠使偏振構件不與冷卻媒體直接接觸而被冷卻，能夠抑制與冷卻媒體的接觸導致的偏振構件的劣化。
另外，優(yōu)選本發(fā)明的光學裝置，在所述收置空間內設置有對所述冷卻媒體的流動進行整流的整流構件。
在本發(fā)明的光學裝置中，在收置空間形成有整流構件，所以能夠使收置空間的冷卻媒體在內部擴散，能夠避免變溫的冷卻媒體在收置空間局部滯留，或產生偏流。因此，能夠降低光調制元件的圖像表示區(qū)域的溫度不均勻，并且進一步高效率地冷卻光調制元件，所以能夠得到提高了顯示特性的光學裝置。
另外，優(yōu)選本發(fā)明的光學裝置的驅動所述對流起動單元的驅動單元設置在所述箱體的外部。
在本發(fā)明的光學裝置中，通過把驅動單元設置在箱體的外部，即使由驅動單元發(fā)生塵埃的情況下，也能夠防止塵埃侵入收置空間的冷卻媒體。
另外，優(yōu)選本發(fā)明的光學裝置的所述驅動單元是電磁馬達或壓電型超聲波馬達。
在本發(fā)明的光學裝置中，驅動單元通過使用電磁馬達或壓電型超聲波馬達，能夠不使裝置大型地，使收置空間的冷卻媒體循環(huán)。
另外，優(yōu)選本發(fā)明的光學裝置在所述保持構件露出于所述箱體的外部的部分設置有散熱片。
在本發(fā)明的光學裝置中，能夠通過在保持構件上設置的散熱片把由光調制元件發(fā)生的熱高效地向外部散熱。
本發(fā)明的投影儀，其特征在于，具備射出光的光源裝置；上述光學裝置；沿側面設置有多個所述光學裝置，合成從該多個光學裝置射出的色光的色合成單元；投射由該色合成單元合成的光學像的投射單元。
在本發(fā)明的投影儀中，從光源裝置射出的光，分別入射到光學裝置。于是，入射到光學裝置的光，根據(jù)圖像信息被調制，該被調制的光學像通過投射單元被投影。因此，由于具備抑制了塵埃侵入冷卻媒體的光學裝置，所以能夠投影更鮮明的圖像，并且得到耐熱性、可靠性高的投影儀。
另外，優(yōu)選本發(fā)明的投影儀具備與所述多個光學裝置的所述保持構件接觸的散熱部。
在本發(fā)明的投影儀中，例如，在光調制元件的發(fā)熱量大的情況下，通過與保持構件接觸的散熱部，能夠把該熱高效地散熱到外部。
另外，優(yōu)選本發(fā)明的投影儀的所述色合成單元是分色棱鏡，所述散熱部設置在該分色棱鏡的未設置有所述多個光學裝置的面上。
在本發(fā)明的投影儀中，通過把散熱部設置在分色棱鏡的未設置有多個光學裝置的面上，由于能夠共通進行分色棱鏡的散熱和保持構件的散熱，所以能夠得到更加小型化的投影儀。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的光學裝置的概略結構的俯視圖。
圖2是本發(fā)明的第1實施方式的光學裝置的主要部分的分解立體圖。
圖3是圖1的光學裝置的沿著A-A線矢視剖面圖。
圖4是表示圖1的光學裝置的概略結構的立體圖。
圖5是圖1的光學裝置的B-B線矢視圖。
圖6是表示本發(fā)明的第2實施方式的光學裝置的驅動裝置的俯視圖。
圖7是表示圖6的光學裝置的驅動裝置的側面圖。
圖8是表示圖6的光學裝置的驅動裝置的運動的圖。
圖9是表示圖6的光學裝置的固定的主要部分剖面圖。
圖10是表示本發(fā)明的第3實施方式的投影儀的概略結構的俯視圖。
圖11是表示用于圖10的投影儀的光學裝置的立體圖。
圖12是表示本發(fā)明的第3實施方式的投影儀的變形例的立體圖。
圖13是表示本發(fā)明的各實施方式的光學裝置的變形例的俯視圖。
圖14是表示本發(fā)明的各實施方式的光學裝置的變形例的俯視圖。
圖15是表示本發(fā)明的各實施方式的光學裝置的變形例的俯視圖。
圖16是表示本發(fā)明的各實施方式的光學裝置的變形例的俯視圖。
符號說明A圖像形成區(qū)域，1液晶光閥單元(光學裝置)，2液晶光閥(光調制元件)，10箱體，20保持部(保持構件)，34對流起動板(對流起動單元)，17a第1冷卻室(收置空間)，17b第2冷卻室(收置空間)，18入射側偏振板(偏振構件)，19射出側偏振板(偏振構件)，30對流驅動部，33a、33b冷媒儲存部，34對流起動板(對流起動單元)，36驅動裝置(驅動單元)，27a、27b散熱片，50壓電式超聲波馬達(驅動單元)，512、513、514光源裝置，522紅色光用液晶光閥單元，523綠色光用液晶光閥單元，524藍色光用液晶光閥單元，525分色鏡(色合成單元)，602DMD元件(光調制元件)。
具體實施例方式
下面，參照附圖，對本發(fā)明的光學裝置以及投影儀的實施方式進行說明。而且，在以下的附圖中，為了使各構件成為可識別的大小，適當?shù)刈兏烁鳂嫾目s放比例。
第1實施方式關于本發(fā)明的光學裝置的第1實施方式，參照圖1至圖5進行說明。
圖1是表示本實施方式的光學裝置的概略結構的俯視圖，圖2是圖1的光學裝置的主要部分的分解立體圖，圖3是圖1的光學裝置的A-A線矢視剖面圖，圖4是圖1的光學裝置的立體圖，圖5是圖1的光學裝置的B-B線矢視圖。
液晶光閥單元(光學裝置)1如圖1及圖5所示，設置于箱體10的內部，具備調制從光源射出的光束的液晶光閥(光調制元件)2；保持液晶光閥2的保持部(保持構件)20；使冷媒(冷卻媒體)31循環(huán)的對流驅動部30。
另外，液晶光閥2如圖2所示，構成為在由TFT基板3和對置基板4挾持的區(qū)域充填有液晶(圖示略)。進一步，在液晶光閥2上設置有作為與投影儀本體(圖示略)連接的可撓性基板的光閥FPC(Flexible PrintedCircuit)5。
另外，箱體10如圖2所示，以挾持保持部20的方式進行設置。
首先，對保持部進行說明。
保持部20如圖2所示，具備支持液晶光閥2的支持框21；夾著該支持框21配置的由彈性材料構成的一對液晶面板包裝(packing)22a、22b；夾著該液晶面板包裝22a、22b配置的一對保持框23a、23b。
支持框21如圖2及圖3所示，由平面地看矩形形狀的板體構成，形成有能夠嵌合液晶光閥2的矩形形狀的開口部21a。在該開口部21a上形成有臺階部21b，通過在該臺階部21b充填粘接劑來固定液晶光閥2。另外，支持框21如圖3所示，是與保持框23a、23b接觸的結構。
液晶面板包裝22a、22b如圖2所示，具有與圖像形成區(qū)域A相應的大小的矩形形狀的開口部22c、22d。另外，作為液晶面板包裝22a、22b可以采用具有彈性的硅橡膠。而且，液晶面板包裝22a、22b不限于硅橡膠，也可以使用水分透過量的少的丁基合成橡膠或氟元素橡膠。
第1、第2保持框23a、23b如圖3所示，在配置液晶光閥2的一側的面上分別形成有凹部23c、23d，在該凹部23c、23d上配置第1、第2液晶面板包裝22a、22b以及支持框21，挾持液晶光閥2。
進一步，在第1、第2保持框23a、23b上，在與配置液晶光閥2的面相反側的面上，設置有矩形形狀的溝部23e、23f，在該溝部設置第1、第2玻璃包裝24a、24b。像這樣，第1、第2保持框23a、23b在液晶光閥2的兩側設置為大致對稱的形狀。
這樣利用該保持部20，成為不向液晶光閥2的液晶導入冷媒31的結構。
而且，雖然支持框21以及保持框23a、23b由鋁構成，但也可以由熱傳導率的高的金屬材料，例如Cu、Al，F(xiàn)e，Mg等的金屬材料、包含這些金屬的合金等構成。
下面，對箱體進行說明。
箱體10如圖3所示，具備在液晶光閥2的TFT基板3側設置的第1罩玻璃11a；在液晶光閥2的對置基板4側設置的第2罩玻璃11b；隔著第1玻璃包裝24a固定第1罩玻璃11a和第1保持框23a的第1固定框13a；隔著第2玻璃包裝24b固定第2罩玻璃11b和第2保持框23b的第2固定框13b。
另外，在第1、第2固定框13a、13b上，形成有比液晶光閥2的圖像形成區(qū)域A大的開口部13c、13d，能夠使光束入射。
進一步，液晶光閥2如圖3所示，在第1罩玻璃11a和第2罩玻璃11b之間隔著間隔設置，第1、第2保持框23a、23b的側面(一部分)從箱體10露出。在該第1、第2保持框23a、23b的露出于外部的部分，即，第1、第2保持框23a、23b的外周，如圖4所示，形成有散熱片27a、27b。即，第1、第2保持框23a、23b為兼作散熱部的結構，另外，支持框21為與保持框23a、23b接觸的結構，所以成為液晶光閥2的熱通過支持框21傳遞給保持框23a、23b，從而向外部散熱的方式。
第1、第2固定框13a、13b如圖4所示，在形成于第1、第2保持框23a、23b的固定吊鉤部25a，25b部分，利用卡扣連接(snap-fitting)固定固定框13a、13b的固定孔15a、15b。而且，第1、第2固定框13a、13b和第1、第2保持框23a、23b的固定雖然也可以利用螺釘進行，但還是卡扣連接使組裝、分解、再組裝容易。
另外，第1、第2保持框23a、23b的散熱片27a、27b的形狀為除了第1、第2保持框23a、23b的固定吊鉤部25a、25b以及固定框13a、13b的固定孔15a、15b以外，都盡可能與外部的空氣接觸。
另外，如圖5所示，在第1罩玻璃11a、第1保持框23a、TFT基板3之間設置有可流動地封入有冷媒31的第1冷卻室(收置空間)17a。另外，在第2罩玻璃11b、第2保持框23b、對置基板4之間，設置有可流動地封入有冷媒31的第2冷卻室(收置空間)17b。即，液晶光閥2的TFT基板3，對置基板4以及第1、第2保持框23a、23b直接與冷媒31接觸。
另外，被封入于第1、第2冷卻室17a、17b的冷媒31，從熱傳導率、成本等考慮采用以水為主的冷媒。通常，冷媒31考慮到低溫時的凍結采用乙二醇或丙二醇的水溶液。進一步，添加作為消泡劑、防銹劑的有機系的化合物等。
另外，在第1罩玻璃11a以及第2罩玻璃11b的與與冷媒31接觸的內表面11c、11d相反的外表面(外側面)11e、11f，分別設置有入射側偏振板(偏振構件)18以及射出側偏振板(偏振構件)19。
進一步，第1、第2冷卻室17a、17b的在第1保持框23a和第1罩玻璃11a之間以及第2保持框23b和第2罩玻璃11b之間形成的空間成為冷媒儲存部33a、33b。通過設置該冷媒儲存部33，第1、第2冷媒室17a、17b的體積變大，能夠儲存所需的充足的量的冷媒31。
下面，對對流起動部進行說明。
對流驅動部30如圖5所示，雖然設置在第1冷卻室17a以及第2冷卻室17b側，但為相同結構，所以僅對第1冷卻室17a側的對流驅動部30進行說明。
對流驅動部30具備在冷媒儲存部33a設置的1個對流起動板(對流起動單元)34；設置于第1罩玻璃11a的外表面11e并且隔著第1罩玻璃11a與對流起動板34連結的旋轉起動板35；在第1固定框13a的外表面13e設置并且驅動旋轉起動板35的驅動裝置(驅動單元)36。即，對流起動板34設置于第1冷卻室17a的內部(箱體10的內部)，旋轉起動板35以及驅動裝置36設置于第1冷卻室17a的外部，從外部進行對流起動板34的驅動。
具體地，旋轉起動板35是扁平型的電磁馬達，利用驅動裝置36的驅動力進行旋轉。另外，在對流起動板34以及旋轉起動板35上，分別形成有對流起動板側芯構件37以及旋轉起動板側芯構件38，這些芯構件37、38的兩方側的芯構件37、38都是磁鐵。于是，對流起動板34受到旋轉起動板35的旋轉力，從動地以形成于第1保持框23a的旋轉軸B為中心旋轉，在第1冷卻室17a引起強制對流，使冷媒31循環(huán)。
另外，在驅動裝置36上設置有在第1固定框13a的外表面13e上控制旋轉起動板35的旋轉數(shù)等的驅動裝置控制基板39。進一步，在該驅動控制基板39上，設置有作為與投影儀本體(圖示略)連接的可撓性基板的連接線(驅動部FPC)40。而且，驅動裝置控制基板39也可以在投影儀本體側。
下面，對利用構成為以上的結構的本實施方式的液晶光閥單元1，冷卻液晶光閥2的方法進行說明。
首先，起動驅動裝置36來驅動旋轉起動板35。與該旋轉起動板35的旋轉相伴對流起動板34進行旋轉。由此，冷媒儲存部33a、33b的冷媒31向像素形成區(qū)域A側流動，液晶光閥2的熱傳遞給流體。該冷媒31通過由對流起動板34產生的冷媒31的對流，向冷媒儲存部33側流動。冷媒31的熱由第1、第2保持框23a、23b以及散熱片27a、27b被散熱到外部。即，第1、第2保持框23a、23b直接與冷媒31接觸，所以冷媒31的熱被快速地傳遞給接近配置的第1、第2保持框23a、23b后，利用第1、第2保持框23a、23b的散熱片27a、27b，大面積散熱。
于是，向外部散熱而被冷卻的冷媒31，利用對流起動板34，再次向像素形成區(qū)域A側流動，液晶光閥2的熱被傳遞給冷媒31。另外，液晶光閥2的熱通過支持框21利用第1、第2保持框23a、23b進行散熱。進一步，在冷卻液晶光閥2的同時，利用第1、第2冷卻室17a、17b內的冷媒31的流動，入射側、射出側偏振板18、19也被冷卻。
在本實施方式的光學裝置1中，在封入有冷媒31的第1、第2冷卻室17a、17b內，利用對流驅動部30，通過產生強制對流，能夠高效率地冷卻液晶光閥2例如接收來自光源的光線而產生的熱能量。即，雖然在自然對流方式中冷卻效率非常低下，但只要利用對流驅動部30在第1、第2冷卻室17a、17b內使冷媒31來回，就能夠使冷卻效率有飛躍的提高。
進一步，不將在以往的強制對流式液冷中經常使用的冷媒儲存部、對流起動部、散熱部與液晶光閥分別設置，而是在箱體10內設置冷媒儲存部33a、33b，對流驅動部30，進行散熱的第1、第2保持框23a、23b，所以能夠得到小型且能夠避免由冷媒31的泄漏導致的減量，塵埃、氣泡的侵入等的液晶光閥單元1。
另外，通過在露出于第1、第2保持框23a、23b的箱體10的外部的部分形成散熱片27a、27b，能夠更有效率地進行液晶光閥2的冷卻。即，即使不在外部配置大的散熱片也能夠充分地冷卻液晶光閥2。
另外，本發(fā)明的液晶光閥單元1不需要輸送冷媒的管道、連接構件等，所以例如用于投影儀的分色棱鏡的組裝方法可以利用與以往的光閥同樣地進行，組裝容易。
第2實施方式下面，關于本發(fā)明的第2實施方式，參照圖6至圖9進行說明。而且，在以下說明的各實施方式中，在與上述的第1實施方式的液晶光閥單元1結構相同的部位賦予相同的符號并省略說明。
在本實施方式的液晶光閥單元中，作為驅動裝置(驅動單元)50，在利用壓電式超聲波馬達這一點上與第1實施方式不同。
壓電式超聲波馬達(PZT馬達)50如圖6所示，具備可旋轉的轉子(第1實施方式的旋轉起動板)51以及具有與該轉子51的側面接觸的突起56的定子(振動子)52。
轉子51，由不銹鋼形成，側面為驅動面。
定子52如圖7所示，為把薄板狀的壓電元件(壓電陶瓷)53配置在不銹鋼的薄墊片(薄板)54的兩面的結構，總厚為0.4mm。該2片壓電元件53配置為分極方向成為如圖7所示的方向。另外，壓電元件53的平面尺寸大約為7mm×2mm，壓電元件53的外側面的電極如圖6所示，在y方向被3分割，該被3分割的電極中的端部52a、52b側的電極在x方向被2分割，合計被5分割。即，構成為包括端部52a側以及側面53a側的電極A，端部52a側以及側面53b側的電極B，作為正中的電極的電極C，端部52b側以及側面53a側的電極D，端部52b側以及側面53b側的電極E。
另外，在定子52的寬度方向的側面，設置有兼用于保持及導通的支持部55，通過利用該支持部55在轉子51側加壓，利用摩擦把定子52的振動傳遞到轉子51側。
下面，對由以上的結構構成的本實施方式的壓電式超聲波馬達50的動作進行說明。
首先，如果在電極A、C、E和薄墊片54之間施加約300kHz的交流信號，則定子52被激勵起圖8(a)所示的縱1次以及圖8(b)所示的彎曲2次的駐波。在這樣的壓電式超聲波馬達50的形狀下，縱1次以及彎曲2次的共振頻率的差接近約3～6kHz，所以成為混合模式的振動。這樣的振動的結果，突起56的頂端描繪橢圓狀的軌跡，進行效率良好的驅動。
另外，如果把電壓的施加位置切換為電極B、C、D，則橢圓振動的方向逆轉，轉子51向逆方向旋轉。于是，與該轉子51的旋轉相伴對流起動板34進行旋轉。
本實施方式的液晶光閥單元中，利用壓電式超聲波馬達50，能夠以小的尺寸發(fā)生大的轉矩。即，在用于使對流起動板34旋轉的轉矩不足的情況下，如圖9所示，通過在第1固定框13a上利用固定螺釘57固定壓電式超聲波馬達50，直接連接轉子51和對流起動板34，能夠提供小型且轉矩大的液晶光閥單元。此時，為了防止從連接轉子51和對流起動板34的旋轉軸C泄漏冷媒31，在軸承58和旋轉軸C、軸承58和第1罩玻璃11a之間設置包裝(O環(huán))59。而且，在液晶光閥單元的形成有驅動裝置的空間內有余量的情況下，也可以取代壓電式超聲波馬達50，而使用轉矩的大的薄型的無刷馬達或帶減速機的小型馬達。
第3實施方式下面，作為本發(fā)明的第3實施方式，對具備上述第1實施方式的液晶光閥單元1的投影儀進行說明。
圖10是具有上述實施方式的液晶光閥單元1的投影儀500的說明圖。
投影儀500具備光源裝置512、513、514，紅色光用液晶光閥單元522、綠色光用液晶光閥單元523、藍色光用液晶光閥單元524，對從這些液晶光閥單元522、523、524分別射出的色光進行合成的分色棱鏡(色合成單元)525，對由分色棱鏡525進行了合成的光學像進行投射的投射透鏡526。另外，液晶光閥單元522、523、524如圖11所示，沿著分色鏡525的側面，利用定位孔540，固定于分色棱鏡固定構件545。另外，在本實施方式中，假設了高溫的冷媒由于對流而向上部移動的情況，所以液晶光閥單元522、523、524的冷媒儲存部33a、33b，成為配置于上部的結構。而且，在使用天吊的情況下，也可以是在圖中的橫側配置了冷媒儲存部33a、33b結構。
在各光源裝置512、513、514中，分別采用了發(fā)出紅(R)、綠(G)、藍(B)光的LED芯片。而且，作為使光源光的照度分布均一化的均一照明系統(tǒng)，也可以在各光源裝置的后方配置棒狀透鏡、蠅眼透鏡。
來自紅色光源裝置512的光束，透過重疊透鏡535R在反射鏡517被反射，向紅色光用液晶光閥單元522的紅色光用液晶光閥522R(圖示略)入射。另外，來自綠色光源裝置513的光束，透過重疊透鏡535G向綠色光用液晶光閥單元523的綠色光用液晶光閥523G(圖示略)入射。
另外，來自藍色光源裝置514的光束，透過重疊透鏡535B在反射鏡516被反射，向藍色光用液晶光閥單元524的藍色光用液晶光閥524b入射。而且，來自各光源的光束通過經過重疊透鏡在液晶光閥的顯示區(qū)域重疊，均一地照明液晶光閥。另外，僅有來自各光源裝置512、513、514的光束中的規(guī)定方向的直線偏振光透過入射側偏振板，向各液晶光閥單元522、523、524入射。
被各液晶光閥單元522、523、524調制的3個色光，向分色棱鏡525入射。該棱鏡貼合4個直角棱鏡而形成，在其內面十字狀地配置有反射紅色光的電介質多層膜和反射藍色光的電介質多層膜。利用這些電介質多層膜合成3個色光，形成表示彩色圖像的光。于是，被合成光利用作為投影光學系統(tǒng)的投射透鏡526向投射屏幕527上進行投影，顯示放大了的圖像。
上述本實施方式的投影儀500具備抑制了塵埃向冷卻媒體侵入的紅色光用液晶光閥單元522、綠色光用液晶光閥單元523以及藍色光用液晶光閥單元524，所以能夠向投射屏幕527投影更鮮明的圖像。
另外，通過把液晶光閥單元522、523、524用于投影儀500，液晶光閥單元1和投影儀本體的連接部，除去兼用于定位的機械的固定部60之外，僅有光閥FPC5以及連接線40，所以能夠實現(xiàn)投影儀500整體的小型化。
而且，在液晶光閥單元522、523、524的保持框上未配置有充足的散熱片27a、27b的情況下、或者由于是高亮度類型使得散熱量不足的情況下等，也可以是這樣的結構如圖12所示，在分色鏡525的上表面(未設置有液晶光閥單元522、523、524面)525a上，具備與液晶光閥單元522、523、524的散熱片27b接觸并且具有多個散熱片550a的散熱部550。在該結構中，通過在散熱部550設置與散熱片27b接觸的接觸片550b，能夠通過散熱部550散熱散熱片27b的熱，所以能夠提高電熱效率。在這里，雖然采用了把散熱部550設置在分色鏡525的上表面525a上的結構，但如果在投影儀本體內具有空間，則并不限于分色鏡525的上表面525a。
而且，本發(fā)明的技術范圍并不限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內可以進行各種變形。
例如，也可以如圖13所示，在第1、第2冷卻室17a、17b設置使冷媒31擴散的整流突起(整流構件)71。在該結構的情況下，能夠使對流起動板34的周圍的流體的流動平滑。由此，能夠在圖像形成區(qū)域A對流動的紊亂施加影響，所以能夠減輕透過液晶光閥2的光束的紊亂。另外，整流突起71優(yōu)選形成在作為圖像形成區(qū)域A的外側的冷媒儲存部33a、33b，但在由透明構件形成的情況下，也可以形成在圖像形成區(qū)域A。
進一步，雖然采用了在第1、第2冷媒室17a、17b的冷媒儲存部33a、33b形成對流起動板34的結構，但對流起動板34只要形成在第1、第2冷媒室17a、17b內即可，所以在圖像表示區(qū)域A內也可以。而且，在該情況下，為了抑制流起動單元34對圖像的影響，優(yōu)選為透明構件。
另外，雖然在液晶光閥2的兩面上設置了第1、第2冷卻室17a、17b，但根據(jù)熱量、用途等也可以設置在單側。
另外，雖然把驅動對流起動板的驅動裝置36設置在外部，但也可以設置在箱體10的內部，在該結構的情況下，為了防止塵埃等的侵入，優(yōu)選例如設置在第1、第2保持框23a、23b的一部分上。
另外，雖然采用了設置了一個對流起動板34的結構，但也可以設置多個。在該結構的情況下，雖然能夠增大冷媒31的對流，但考慮到流動的紊亂、驅動源的成本等還是優(yōu)選少的一方。另外，雖然對流起動板側芯構件37以及旋轉起動板側芯構件38采用了磁鐵，但也可以使這些芯構件37、38的一方側成為磁鐵。另外，也可以不用磁鐵而利用靜電力。
另外，雖然在TFT基板3側、對置基板4側分別獨立設置了第1冷卻室17a、第2冷卻室17b，但也可以在第1、第2保持框23a、23b的一部分形成連通路。在該結構的情況下，能夠使第1冷卻室17a以及第2冷卻室17b內的冷媒31移動，所以對流驅動部30可以設置在第1冷卻室17a以及第2冷卻室17b的任意一方。
另外，在上述各實施方式中，雖然作為光調制元件采用了透過型的液晶元件，但不限于此，也可以是例如采用作為反射型光學調制元件的DMD(Digital Micromirror Device數(shù)字微鏡設備)元件602的液晶光閥單元600。在該結構的情況下，如圖14所示，具備被基板601挾持的DMD元件602；；在冷媒603中設置的對流起動板604；；設置在冷卻室605的外側，與驅動對流起動板604的驅動電路606a連接的驅動裝置606；與冷卻室605接觸的散熱構件607。而且，散熱構件607也可以與冷卻室605一體化。另外，驅動裝置606的驅動電路606a與基板601的連接能夠共通化。該液晶光閥單元600由固定螺釘610固定于規(guī)定的位置上。
另外，雖然利用第1冷卻室17a以及第2冷卻室17b的冷媒31，冷卻入射側偏振板18以及射出側偏振板19，但也可以如圖15所示，具備能夠連通冷媒儲存部33a、33b并且能夠使冷媒31對流的透明管道701；向透明管道701內送出冷媒31的齒輪泵702；使該透明管道701與第1、第2罩玻璃11a、11b接觸，冷卻入射側偏振板18以及射出側偏振板19。在該結構的情況下，能夠進一步冷卻入射側、射出側偏振板18，19。
進一步，也可以如圖16所示，在圖像形成區(qū)域A的周圍，具備具有在冷媒儲存部33a流通的中空部801的固定框802；向中空部801內送出冷媒31的齒輪泵803。利用固定框802固定液晶光閥2，使冷媒31向中空部801流動引起強制對流。在該結構的情況下，在圖像形成區(qū)域A沒有冷媒31流動，所以能夠抑制畫質劣化的危險。
權利要求
1.一種光學裝置，其特征在于，具備調制從光源射出的光束的光調制元件；收置該光調制元件的箱體；保持所述光調制元件并且其一部分露出于所述箱體的外部的保持構件；被收置在由所述箱體、所述保持構件和所述光調制元件圍起來的收置空間內的冷卻媒體；和設置于所述箱體內并且使所述冷卻媒體對流的對流起動單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的光學裝置，其特征在于，在所述保持構件上設置所述對流起動單元。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的光學裝置，其特征在于，所述光調制元件是透過型的液晶元件，在所述收置空間的所述光調制元件的圖像形成區(qū)域的周圍，設置有儲存所述冷卻媒體的一部分的冷媒儲存部，所述對流起動單元設置在該冷媒儲存部。
4.根據(jù)權利要求3所述的光學裝置，其特征在于，在構成所述收置空間的罩玻璃的外側設置有偏振構件。
5.根據(jù)權利要求1～4中的任意一項所述的光學裝置，其特征在于，在所述收置空間內設置有對所述冷卻媒體的流動進行整流的整流構件。
6.根據(jù)權利要求1～5中的任意一項所述的光學裝置，其特征在于，驅動所述對流起動單元的驅動單元設置在所述箱體的外部。
7.根據(jù)權利要求6所述的光學裝置，其特征在于，所述驅動單元是電磁馬達或壓電型超聲波馬達。
8.根據(jù)權利要求1～7中的任意一項所述的光學裝置，其特征在于，在所述保持構件露出于所述箱體的外部的部分設置有散熱片。
9.一種投影儀，其特征在于，具備射出光的光源裝置；權利要求1～8中的任意一項所述的光學裝置；沿側面設置有多個所述光學裝置，合成從該多個光學裝置射出的色光的色合成單元；和投射由該色合成單元合成的光學像的投射單元。
10.根據(jù)權利要求9所述的投影儀，其特征在于，具備與所述多個光學裝置的所述保持構件接觸的散熱部。
11.根據(jù)權利要求10所述的投影儀，其特征在于，所述色合成單元是分色棱鏡，所述散熱部設置在該分色棱鏡的未設置有所述多個光學裝置的面上。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供能夠防止塵埃等侵入冷卻光調制元件的冷卻媒體并且裝置整體小型化的光學裝置以及投影儀。本發(fā)明的光學裝置，其特征在于，具備調制從光源射出的光束的光調制元件(2)；保持光調制元件(2)并且其一部分露出于箱體(10)的外部的保持構件(20)；收置光調制元件(2)的箱體(10)；被收置在由箱體(10)和保持構件(20)和光調制元件(2)圍起來的收置空間(17a、17b)內的冷卻媒體(31)；和設置于箱體(10)內并且使冷卻媒體(31)對流的對流起動單元(34)。
文檔編號G02B7/00GK101034250SQ200710086190
公開日2007年9月12日 申請日期2007年3月6日 優(yōu)先權日2006年3月6日
發(fā)明者木下悟志, 座光寺誠 申請人:精工愛普生株式會社