CN1658064A - 光学装置和投影机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以显著提高组装性，谋求图像质量的提高，冷却性能的提高的光学装置。具备光调制装置(440R、440G、440B)，合成光学像的色合成光学装置的光学装置，具备对向配置于色合成光学装置的光束入射端面，固定于该色合成光学装置的固定构件(610)，与设在该固定构件(610)上，保持光调制装置的保持构件(620)，固定构件(610)和保持构件(620)构成为具备形成光束透射用的开口部(615、625)的矩形板状的基部(611、612)，与从该基部(611、612)的外周端缘竖起，相互对向的一对竖起片(612、622)的截面C字形，固定构件(610)的一对竖起片(612)与保持构件(620)的一对竖起片(622)相互摩擦地组合。

Description

光学装置和投影机

技术领域

本发明涉及具备针对每种色光根据图像信息调制多个色光而形成光学像的多个光调制装置，和具有与各光调制装置对向的多个光束入射端面，合成由各光调制装置所形成的光学像的色合成光学装置的光学装置，和具备其的投影机。

背景技术

历来，投影机利用于会议、学会、展示会中的演示用途，近年来，还利用于家庭影院用途。

作为这种投影机，具备包括用分色镜把从光源灯所射出的光束分离成红、绿、蓝三色的色光的色分离光学系统，针对每种色光根据图像信息调制所分离的光束的三个液晶板(在光调制装置中进行光调制的光调制元件)，以及合成由各液晶板所调制的光束的十字分色棱镜(色合成光学装置)的光学装置，和把靠该光学装置所形成的彩色光学像放大投影于屏幕的投影透镜的三板式的投影机是公知的。

在纳入这种投影机的光学装置中，把液晶板或偏振板等光学变换元件一体地组装于十字分色棱镜，谋求组装性的提高。

例如，三个液晶板分别收纳于保持框的凹部，靠固定板推压固定，在十字分色棱镜的侧方三方的光束入射端面上，粘贴用来正式固定液晶板的固定框板，在该固定板上，螺钉固定着临时固定用的中间框板(参照专利文献1)。

在该例子中，把从中间框板的四角突出设置的销分别插入、卡合于保持框的孔，借此形成液晶板的临时固定状态，在该状态下把一对楔子推入液晶板与保持框之间进行定位，最后，把这些楔子粘接固定于固定构件。

但是，在把光学装置纳入投影机的场合，有必要把各液晶板配置于投影透镜的后焦点的位置。此外，由于投影图像的一个个像素通过红、绿、蓝三原色的加法混色来形成，所以为了得到更精细的图像，有必要高精度地调整各液晶板的相对位置，防止像素错位。

因而，历来，根据各销子或楔子的插入量进行沿着光轴的Z方向的调整，另一方面通过沿X方向、Y方向，以及这些的旋转方向移动粘接于十字分色棱镜的光束入射端面的固定板进行定位(参照同一专利文献)。

另一方面，正在促进这种投影机的高辉度化，由此，液晶板等光学元件的冷却成了重要的问题。这里，作为强制的冷却方法，通过风扇送风，使从外部取入的空气吹到这些光学元件上(参照同一专利文献)。

【专利文献1】特开平10-10994号公报(图7)

但是，因为在历来这种液晶板的安装结构中，需要固定框体、销突出设置的中间框体、固定板、保持框、楔子等多个部件，而且，包括比较复杂的部件，故存在着为了组装这些多种多样的部件很费事并且工序复杂化，包括设备投资而制造成本增加这样的问题。

此外，因为像这样安装结构复杂，所以在液晶板的定位之际，移动的构件随调整的方向而不同，进而，由于移动多个销子或楔子等，所以制造装置或工序复杂化，作业性差。

而且，虽然作为固定构件使用多个销子或楔子，但是这些小型的构件中容易产生形状误差，存在着液晶板的定位作业变得困难的可能。此外，在其定位后也是，因为液晶板只不过靠销子或楔子部分地粘接、支持，所以在受到冲击的场合，长年使用的场合等中，各液晶板的相对位置容易错位，存在着产生光学像的像素错位的可能。

另一方面，如果通过外部空气的引入谋求强制冷却，则特别是在家庭影院用途中存在着冷却风扇的马达声成为噪声的可能，随着小型化和高辉度化内部的热密度不断提高，冷却效率上也有极限。

发明内容

本发明，鉴于这种问题，其目的在于提供一种通过结构的简化，可以显著提高组装的作业性，并且还可以有助于图像质量的提高，进而可以提高冷却性能的光学装置，和具备该光学装置的投影机。

本发明的光学装置，具备针对各色光中的每一种根据图像信息调制多种色光而形成光学像的多个光调制装置，和具有与各光调制装置对向的多个光束入射端面，合成由各光调制装置所形成的光学像的色合成光学装置，其特征在于，具备对向配置于前述色合成光学装置的光束入射端面，固定于该色合成光学装置的固定构件，以及设在该固定构件上，保持前述光调制装置的保持构件，前述固定构件构成为具备对向于前述光束入射端面形成光束透射用的开口部的矩形板状的基部，与从该基部的外周端缘向前述光调制单元竖起，相互对向的一对竖起片的截面C字形，前述保持构件构成为具备形成光束透射用的开口部，安装前述光调制装置的矩形板状的基部，与从该基部的外周端缘向前述光束入射端面竖起，相互对向的一对竖起片的截面C字形，前述固定构件的一对竖起片，与前述保持构件的一对竖起片相互摩擦地组合。

这里，作为色合成光学装置可以采用十字分色棱镜等。十字分色棱镜为四个直角棱镜组合的外观大致立方体状的六面体，从对向配置于侧面三方的光束入射端面的三个光调制装置分别射出的色光靠设在各直角棱镜的界面上的X字形的电介质多层膜合成。

此外，在把光学装置纳入电子设备的框体等之际，可以使用台座作为向框体的固定具。再者，固定构件既可以直接固定于色合成光学装置，也可以经由该台座间接固定于色合成光学装置。

再者，固定构件与保持构件组合成嵌套状，此时，不论哪个在外侧哪个在内侧均可。

根据本发明，则一把固定构件与保持构件组合起来相互固定，光调制装置就安装、固定于色合成光学装置。借此，用来把光调制装置安装于色合成光学装置的必要构件成为仅有固定构件和保持构件两个，可以削减部件数。

因而，对于历来的必须具备销子或楔子、多种多样的固定板等，把这些组装成几层的结构，可以简化制造工序，可以显著地提高组装性。进而，可以降低包括设备投资的制造成本。

这里，固定构件和保持构件，通过用板金压机把通用的金属制管子切开成C字形，可以低价且容易地制作。因为没有必要在固定构件或保持构件上突出设置形成销子或楔子，所以消除了复杂形状的部件，可以抑制部件成本，并且还能提高构件的形状精度。

此外，通过使固定构件和保持构件以相互的竖起片互相摩擦地动作，光调制装置被位置调整。因为在这些固定构件与保持构件有间隙的状态下使之组合，故在一对竖起片相对的方向(取为X方向)，沿着基部的外周竖起片延伸的Y方向，竖起片竖起的Z方向(光轴方向)，X、Y方向的各旋转方向，在这些任何方向上任意地调整成为可能。

这里，因为涉及光调制装置的安装的必要构件仅为固定构件和保持构件，故只要把色合成光学装置配置于预定光轴上，然后，仅通过固定构件和保持构件之间的位置调整，光调制装置就可以定位。

借此，历来，在光轴方向的调整中移动突出设置于固定板的四角的销子，在其他方向的调整中移动插入固定板之间的一对楔子，或沿着色合成光学装置的光束入射端面移动固定板，与此相对照，可以使定位作业大幅度地简化。

进而与历来的销子、楔子、各种固定板的相关位置影响光调制装置的定位的构成相对，因为是固定构件和保持构件这样的简单的构成，所以光调制装置的定位几乎没有偏差的因素。因为成为简单的构成的固定构件和保持构件很容易得到形状精度，所以在定位作业中也不困难。

因而，在光学装置纳入投影机的场合，可以高精度地定位应该位于投影透镜的后焦点的光调制装置，可以实现更加精细的投影图像。

再者，虽然历来，光调制装置只不过是靠销子的突出端等部分地安装，但是由于靠比销子大型的固定构件和保持构件安装光调制装置，所以即使在受到冲击的场合，长年使用的场合等，也不容易使光调制装置的位置错位，可以防止光学像的像素错位。

再有，关于固定构件和保持构件的形状，因为竖起片在色合成光学装置和光调制装置之间，几乎沿着预定光轴竖起，所以为了使从光调制装置所射出的光束透过保持构件和固定构件开口部，直到入射于色合成光学装置的光束入射端面，该光束极力不被固定构件的和保持构件的竖起片遮挡就可以了。历来，由于销子或楔子挡住与光束入射端面重合的分光束，所以在色合成光学装置的光束入射端面上对应于销子或楔子的余量是必要的，但是借此可把该余量抑制成最小限度。

因而，对光调制装置的图像形成区域的大小可以把色合成光学装置小型化，可以谋求色合成光学装置的部件成本的降低，和光学装置总体的小型化。

再者，虽然历来，各种固定板靠销子、楔子组装成几层，该组装结构在色合成光学装置的光束入射端面的面外方向体积大，无法充分使光学装置小型化，但是由于固定构件和保持构件的竖起片重合固定，所以光束入射端面的面外方向体积不大，靠这一点也可以谋求小型化。

另一方面，虽然光调制装置因光的照射而温度上升，但是该光调制装置的热迅速地传递到固定构件和保持构件，经由固定构件和保持构件迅速散热到外部。

这里，因为固定构件和保持构件表面积按一对竖起片的面积而扩大，热容量大，故可以有效地防止光调制装置的误动作或劣化。

在本发明的光学装置中，最好是在前述固定构件和保持构件的任何一方上形成孔，在另一方上形成插入该孔的突起。

根据本发明，则在光调制装置的定位作业之际，仅靠把突起插入孔，突起靠孔部分支持固定构件和保持构件就不脱离、脱落。借此，更容易进行定位作业。

此时，定位作业在孔的内部突起能够移动的范围内进行，孔或突起的位置或形状、尺寸等可以适当设定。例如，如果在竖起片上形成该孔，进而形成光轴方向的直径长的长孔，则可以沿着光轴多些移动光调制装置，可以确保焦点调整的调整余裕量。相反，也可以考虑把孔的直径设定得小些，限制突起的移动一方是作业性方面优选的场合。

在本发明的光学装置中，最好是具备配置于前述光调制装置和前述光束入射端面之间的光学变换元件，该光学变换元件安装于前述保持构件的前述竖起片前端部分。

根据本发明，则在光调制装置和色合成光学装置之间，有对应于固定构件和保持构件的竖起片的空间，在这里配置例如偏振板、视野角修正板、相位差板、各种光学滤光镜等光学变换元件，该光学变换元件靠固定构件和保持构件来收纳、保持。

借此，由于在光调制装置的安装结构中还保持光学变换元件，所以可以不需要单独地支持光学变换元件的结构，可以谋求光学装置的组装性的提高或小型化。

进而，在光学变换元件中产生的热直接传递到固定构件和保持构件，经由固定构件和保持构件迅速地散热到光学装置的外部。

这里，光学变换元件靠竖起片包围地保持，固定构件和保持构件成为吸收光学变换元件的热的有效的散热器。

因而，因光的照射而温度上升的光学变换元件被高效地散热冷却，可以防止光学变换元件等的热劣化。特别是，吸收来自光调制装置的射出光束而射出特定的偏振光的出射偏振板(光学变换元件)容易因光的吸收热而过热，这种散热冷却的效果显著。

本发明的投影机，是根据图像信息调制从光源所射出的光束而形成光学像，并放大投影的投影机，其特征在于，具备前述这种光学装置。

根据本发明，则因为光学装置具备如前所述的作用和效果，故可以达到同样的作用和效果。

在本发明的投影机中，最好是采用使从外部取入的空气在内部流通的冷却装置，使前述固定构件和前述保持构件，前述C字形的截面为大致垂直于前述空气的流动的方向。

根据本发明，则因为固定构件和保持构件的C字截面对着在投影机内部流通的空气的流动，故可以尽可能抑制从外部吹到的空气的风量损失。另一方面，由于固定构件和保持构件的外周面沿着该空气的流动，所以可以达到整流作用。借此，空气不容易逸散固定构件和保持构件的外侧，可以充分地冷却由一对竖起片包围的光学变换元件，防止光学装置的高温化而可以有助于提高投影机的冷却效率。

附图说明

图1是示意地表示根据本发明的实施形态的投影机的结构的俯视图。

图2是示意地表示前述实施形态中的光学单元的图。

图3是从上方看前述实施形态中的光学装置的透视图。

图4是前述实施形态中的固定构件和保持构件的分解透视图。

标号的说明

1…投影机，5…冷却单元(冷却装置)，44…光学装置，48…光学装置主体，411…光源灯，440R、440G、440B…光调制装置，443…十字分色棱镜(色合成光学装置)，610…固定构件，611…基部，612…竖起片，615…开口部，617…长孔(孔)，620…保持构件，621…基部，622…竖起片，625…开口部，627…突起，630…出射侧偏振板(光学变换元件)

具体实施方式

下面，用附图就根据本发明的一个实施形态的投影机进行说明。

〔1-1投影机的主要构成〕

图1是示意地表示投影机1的结构的俯视图。投影机1具备整体为大致立方体状树脂制的外壳体2，光学上处理从光源装置413所射出的光束根据图像信息形成光学像的光学单元4，作为把投影机1内产生的热向外部放出的冷却装置的冷却单元5，以及把从外部所供给的电力供给到这些单元4、5等的电源单元3。

外壳体2收纳各单元3～5，虽然省略了具体的图示，但是具备构成投影机1的上表面部、前面部和侧面部的上壳体，和构成投影机1的底面部、侧面部和背面部的下壳体而构成。

如图1中所示，在外壳体2的前面，形成缺口部2A。收纳于外壳体2的光学单元4的一部分，从该缺口部2A向外部侧露出。此外，在外壳体2的前面上，在缺口部2A的两侧，形成用来排出投影机1内的空气的排气口2B、2C。在外壳体2的底面上，在对应于构成光学单元4的后述的光学装置44的部分形成用来从外部吸入冷却空气的未画出的吸气口。

电源单元3，如图1中所示，配置于外壳体2内的光学单元4的图1中右侧。该电源单元3，虽然省略了具体的图示，但是把经由插入进口连接器的电源电缆所供给的电力供给到灯驱动电路(镇流器)或驱动器板(未画出)等。

前述灯驱动电路把所供给的电力供给到光学单元4的光源灯411。前述驱动器板，虽然未画出，但是配置于光学单元4的上方，进行所输入的图像信息的运算处理，据此进行后述的液晶板441R、441G、441B的控制等。

电源单元3和光学单元4由铝或镁等金属制的屏蔽板覆盖。此外，前述灯驱动电路和驱动器板也由铝或镁等金属制的屏蔽板覆盖。借此，防止来自电源单元3或驱动器板等的去往外部的电磁噪声的泄漏。

冷却单元5把冷却空气取入到投影机1内的流路，由该所取入的冷却空气吸收在投影机1内产生的热，把该升温的冷却空气向外部排出，借此冷却投影机1内部。该冷却单元5具备轴流吸气风扇51，条形风扇52和轴流排气风扇53。

轴流吸气风扇51配置于光学单元4的光学装置44的下方，且外壳体2的前述吸气口的上方。轴流吸气风扇51经由该吸气口从外部把冷却空气吸入到光学单元4内，冷却光学装置44。

条形风扇52配置于光学单元4的光源装置413的下方。条形风扇52吸引由轴流吸气风扇51所吸入的光学单元4内的冷却空气，在该吸引过程中吸收光源装置413的热，通过配置于光学单元4的下方的风管52A，从排气口2B把升温的冷却空气向外部排出。

轴流排气风扇53配置于在外壳体2的前面上所形成的排气口2C与电源单元3之间。轴流排气风扇53吸入因电源单元3升温的电源单元3附近的空气，从排气口2C向外部排出。

〔1-2光学单元的构成〕

图2是示意地表示光学单元4的俯视图。

光学单元4，如图2中所示，是俯视形成为大致L字形，光学上处理从光源灯411所射出的光束，形成对应图像信息的光学像的单元，具备积分照明光学系统41、色分离光学系统42、中继光学系统43、光学装置44和投影透镜46。这些光学部件41～44、46，收纳固定于光学部件用框体47内。

积分照明光学系统41，如图2中所示，是用来大体均一地照明构成光学装置44的三个液晶板441(红、绿、蓝每种色光分别表示成液晶板441R、441G、441B)的图像形成区域的光学系统，具备光源装置413、第1透镜阵列418、第2透镜阵列414、偏振变换元件415和重叠透镜416。

光源装置413具备射出放射状的光线的光源灯411、反射从该光源灯411所射出的放射光的椭圆面镜412和使从光源灯411所射出的被椭圆面镜412所反射的光成为平行光的平行化凹透镜413A。再者，在平行化凹透镜413A的平面部分设有未画出的UV滤光镜。此外，作为光源灯411可以使用卤素灯或卤化金属灯、高压水银灯、超高压水银灯等。进而，也可以代替椭圆面镜412和平行化凹透镜413A，而用抛物面镜。

第1透镜阵列418具有从光轴方向看大致矩形的轮廓的小透镜排列成矩阵状的构成。各小透镜把从光源灯411所射出的光束分割成多个部分光束。

第2透镜阵列414具有与第1透镜阵列418大致同样的构成，具有小透镜排列成矩阵状的构成。该第2透镜阵列414连同重叠透镜416具有使第1透镜阵列418的各小透镜的像在液晶板441上成像的功能。

偏振变换元件415配置于第2透镜阵列414与重叠透镜416之间，并且与第2透镜阵列414一体地单元化。这种偏振变换元件415把来自第2透镜阵列414的光变换成1种偏振光，借此，提高光学装置44中的光的利用效率。此外，如图2中的双点划线410所示，单元化的偏振变换元件415和第2透镜阵列414，与第1透镜阵列418一体地单元化。

具体地说，由偏振变换元件415变换成1种偏振光的各部分光，靠重叠透镜416最终几乎重叠于光学装置44的液晶板441R、441G、441B上。因为在用调制偏振光类型的液晶板441的投影机1(光学装置44)中，仅能利用一种偏振光，故来自发出杂散偏振光的光源灯411的光的大致一半无法利用。因此，通过用偏振变换元件415，把来自光源灯411的射出光变换成一种偏振光，提高光学装置44中的光的利用效率。再者，这种偏振变换元件415，例如，在特开平8-304739号公报中介绍了。

色分离光学系统42具备两个分色镜421、422，和反射镜423、424，具有靠分色镜421、422把从积分照明光学系统41所射出的多个部分光束分离成红、绿、蓝三色的色光的功能。

中继光学系统43具备入射侧透镜431、中继透镜433、和反射镜432、434，具有把由色分离光学系统42所分离的色光(红色光)引到液晶板441R的功能。

在这种光学系统41、42、43中，在色分离光学系统42的分色镜421中，从积分照明光学系统41所射出的光束的蓝色光成分透射，并且红色光成分与绿色光成分反射。由该分色镜421透射的蓝色光成分被反射镜423反射，通过滤色透镜417到达蓝色用液晶板441B。该滤色透镜417把从第2透镜阵列414所射出的各部分光束变换成对其中心线(主光线)平行的光束。设在其他液晶板441R、441G的光入射侧的滤色透镜417也是同样的。

在被分色镜421所反射的红色光与绿色光当中，绿色光被分色镜422反射，通过滤色透镜417到达绿色用液晶板441G。另一方面，红色光透射分色镜422通过中继光学系统43，进而通过滤色透镜417到达红色用液晶板441R。再者在红色光中用中继光学系统43是因为红色光的光路长度比其他色光的光路长度要长，为了防止光的发散等引起的光的利用效率降低的缘故。也就是说，为了使入射于入射侧透镜431的部分光束照原样传送到滤色透镜417的缘故。再者，虽然取为三个色光当中的红色光通过中继光学系统43的构成，但是也可以取为通过蓝色光等其他色光的构成。

光学装置44根据图像信息调制所入射的光束形成彩色图像，具备从色分离光学系统42所射出的光束入射的，成为所谓偏振镜的入射侧偏振板444，配置于各入射侧偏振板444的光路后级的三个光调制装置440R、440G、440B，配置于各光调制装置440R、440G、440B的光路后级，作为所谓检偏镜的出射侧偏振板630，以及作为色合成光学装置的十字分色棱镜443。光学部件441、443、630一体地形成而构成光学装置主体48。

入射侧偏振板444是与光学装置主体48分体构成的光学变换元件，仅使由色分离光学系统42所分离的各光束当中的特定方向的偏振光透射，吸收其他方向的光束。

该入射侧偏振板444具备聚乙烯醇(PVA)的薄膜和醋酸纤维素类矩形的薄膜叠层的偏振膜，和此粘贴一偏振膜的蓝宝石玻璃制的基板。

以上说明的各光学部件41～44，收纳于合成树脂制的光学部件用框体47内。

光学部件用框体47，虽然省略了图示，但是具备分别设置从上方滑动式插入前述各光学部件414～418、421～423、431～434、444(图2)的槽部的部件收纳构件，和堵住该部件收纳构件的上部的开口侧的盖状构件。此外，在俯视大致L字形的光学部件用框体47的一端侧，收纳光源装置413，在另一端侧经由头体49固定投影透镜46。

〔1-3构成光学装置的光学装置主体的构成〕

图3中，示出光学装置主体48。

光学装置主体48具备十字分色棱镜443，固定于作为与该十字分色棱镜443的光束入射端面大致正交的端面的上下面上的一对台座446、447，固定于该台座446、447的三个固定构件610，组合于这些固定构件610的三个保持构件620，以及固定于这些保持构件620的光调制装置440R、440G、440B而构成。

十字分色棱镜443合成从光调制装置440R、440G、440B所射出并针对各色光的每一种调制的图像形成彩色图像，为外观大致立方体状的六面体。在十字分色棱镜443上，反射红色光的电介质多层膜与反射蓝色光的电介质多层膜沿着四个直角棱镜的界面形成大致X字形，靠这些电介质多层膜合成三种色光。被该十字分色棱镜443所合成的彩色图像，从投影透镜46射出，放大投影到屏幕上。

台座446、447是支持固定十字分色棱镜443，并且连接固定构件610的构件，由固定于十字分色棱镜443的上表面的上侧台座446，和固定于十字分色棱镜443的下表面的下侧台座447来构成。

上侧台座446，在十字分色棱镜443的角度调整结束后，靠紫外线固化型粘接剂固定于十字分色棱镜443。下侧台座447靠硅酮类的热传导性粘接剂固定于十字分色棱镜443。

上侧台座446和下侧台座447全都是铝或镁合金制的，以稍大于十字分色棱镜443的上表面部、下表面部的外形尺寸形成大致方形板状。

在上侧台座446上形成从四角向外侧伸出的臂部448，靠该臂部448，光学装置主体48螺钉固定于光学部件用框体47。

光调制装置440R、440G、440B具备液晶板441R、441G、441B，和分别保持液晶板441R、441G、441B的面面板保持框820，形成为总体大致矩形板状。

液晶板441R、441G、441B，虽然省略了具体的图示，但是具备玻璃制的驱动基板和对向基板，与注入这些基板间的TN(扭曲向列)型液晶，根据图像信息调制经由入射侧偏振板444入射的光束并射出。

在驱动基板的内侧，形成由ITO(氧化铟锡)等透明导体形成的像素电极，对应于各像素电极的TFT元件等开关元件，布线，排列液晶分子的取向膜等。此外，在对向基板的内侧面上形成对应于前述像素电极的对向电极，方向与驱动基板的取向膜大致正交的取向膜等。借此，构成有源矩阵型液晶板。

此外，从这些驱动基板与对向基板之间，延伸出控制用电缆442。

面板保持框820形成对应于液晶板441R、441G、441B的图像形成区域的矩形的开口部821，是能够收纳液晶板441R、441G、441B的矩形容器状的框构件，由镁或铝，钛，含有这些的合金等的热传导性良好的材料来构成。

在该面板保持框820的四角上分别形成贯通面板保持框820的贯通孔830。此外，在上部表面形成散热片822，靠该散热片822，从液晶板441R、441G、441B传来的热容易经由面板保持框820散热。

固定构件610，如图4中所示，为截面C字形的通道形状，包括矩形平板状的基部611，和从该基部611的左右两端向面外方向(光轴方向)竖起的一对竖起片612而形成。

该固定构件610以铝、镁、钛、含有这些的合金等通用的金属制管子为材料，用板金压机把该管子切开，低价且容易地形成。因为与历来那种突出设置形成销子等的固定板等相比成为比较简单的形状，故可以抑制固定构件610的部件成本，并且还可以提高构件的形状精度。

在基部611上，在大致中央处形成光束透射用的矩形的开口部615。该基部611的两端沿着十字分色棱镜443的光束入射端面，固定于上侧台座446和下侧台座447上。

此外，在竖起片612上，在上端、中间、下端形成三个光轴方向的直径长的长孔617。该中间的长孔617在一方的竖起片612与另一方的竖起片612中并不对称，位置错开。而且，在长孔617与长孔617之间，分别形成多个粘接剂注入、固化用的注入孔618。

另一方面，保持构件620，与固定构件610大致相同，包括形成开口部625的基部621与竖起片622而形成为截面C字形，在固定构件610的内侧，竖起片612与竖起片622有间隙地重合地配置。

此外，各竖起片622的前端侧朝相互接近的方向弯曲，成为大致平行于基部621的板面的弯曲片623。

在基部621上，在对应于面板保持框820的贯通孔830的位置上开有四个内螺纹孔628。对这些内螺纹孔628，市场销售的螺钉FS经由贯通孔830分别螺纹接合，借此面板保持框820固定于保持构件620上。因为像这样螺钉固定，故即使在液晶板441R、441G、441B中发生不良情况，针对单个面板保持框820每一个更换成优良品也是容易的。

再者，关于保持构件620的材料，例如，如果使用铝或铁等的线膨胀率与液晶板441R、441G、441B近似的材料，则由于保持构件620追随液晶板441R、441G、441B的热变形所以不会产生起因于热膨胀的变形，可以防止投影图像的像素错位。

在竖起片622上，代替固定构件610中的长孔617和注入孔618，从表面朝面外方向突出的突起627在对应于长孔617的位置上分别形成。各突起627相对长孔617小些，如果将保持构件620与固定构件610组合，则该突起627分别以松的状态插入长孔617。

这里，因为在竖起片622的中间部位所形成的突起627，与前述长孔617同样，在一方的竖起片622与另一方的竖起片622中并不对称，而是位置错开，所以固定构件610与保持构件620以对应这些长孔617、突起627的朝向可以组合，可以有效地防止以与此相反的朝向的组合。

出射侧偏振板630，与入射侧偏振板444大致同样地构成，从液晶板441R、441G、441B所射出的光束当中，仅使预定方向的偏振光透射，吸收其他光束。

这里，通过使出射侧偏振板630的透射率根据施加于液晶板441R、441G、441B的电压变化而实现光学像的颜色的灰度等级特性，出射侧偏振板630比入射侧偏振板444更容易因光的吸收热而劣化。

这种出射侧偏振板630靠硅酮类热传导性粘接剂安装于弯曲片623的表面侧，保持于保持构件620。

再者，出射侧偏振板630的保持位置也可以在弯曲片623的背面侧，或者，也可以在固定构件610和保持构件620的开口部615、625的周围(表面侧、背面侧)。这样一来固定构件610和保持构件620收纳性高，借此可以考虑由多个偏振板构成出射侧偏振板630，更可靠地射出特定的偏振光。

进而，即使在出射侧偏振板630中产生制造不良或变质的场合，取下换成新的是可能的，修理性上很好。

此外，也可以在固定部件610及保持部件620上安装相位差板、视野角修正板等的偏振板以外的乐学变换元件。

而且，固定构件610和保持构件620在内侧使彼此的竖起片612、622组合而来彼此的基部611、621相对。此时，由于突起627从长孔617突出，用长孔617的周缘支持突起627，所以固定构件610和保持构件620不脱离或脱落，可以有助于作业性。

此外，因为固定构件610和保持构件620组合起来成为套匣状，故在固定构件610和保持构件620内侧产生对应于竖起片612、622或弯曲片623的热容量，此外，因通过基部611、621和竖起片612、622覆盖出射侧偏振板630，致使出射侧偏振板630与固定构件610和保持构件620之间的热传导性提高。也就是说，固定构件610和保持构件620不仅是光调制装置440R、440G、440B的安装用构件，而且还兼作出射侧偏振板630的散热构件。

再者，如前所述，面板保持框820螺钉固定于保持构件620，固定构件610和保持构件620还作为光调制装置440R、440G、440B的散热构件发挥功能。

光学装置主体48像以下这样组装。

首先，分别把上侧台座446和下侧台座447粘接固定于十字分色棱镜443，把十字分色棱镜443配置于光学部件用框体47的预定的光轴上。

此外把液晶板441R、441G、441B收纳于面板保持框820，把该面板保持框820用螺钉FS固定于保持构件620。

进而，沿着十字分色棱镜443的光束入射端面，用硅酮类热传导性粘接剂把固定构件610粘接固定于上侧台座446、下侧台座447的外周面。

接着，高精度地定位光调制装置440R、440G、440B，继续组装光学装置主体48。

这里必要的作业只是使保持构件620对固定构件610相互对着组合，定位结束后，把这些固定构件610与保持构件620相互固定。

以前，由于固定构件610沿着十字分色棱镜443的光束入射端面固定，光调制装置440R、440G、440B安装于保持构件620，所以光调制装置440R、440G、440B的定位仅受固定构件610和保持构件620之间的位置关系限制。

虽然历来，需要销子、楔子、多种多样的固定板等，采用把这些复杂地组装成几层的结构，但是基本上，由于仅靠固定构件610与保持构件620这两个构件来进行光调制装置440R、440G、440B的安装，所以可以谋求部件数的减少、结构的简化引起的制造工序的简化，显著地提高组装性。

再者，在该组装之际，根据粘接的构件的材质等使用热固化型粘接剂或紫外线固化型粘接剂等，借此可以迅速地使粘接剂固化，提高作业效率。也就是说，在金属等热传导性高的材质中可以很好地使用热固化型粘接剂，另一方面，在使用透明的合成树脂等，具有透光性的材质，光能够入射于粘接部位的场合，可以很好地使用紫外线固化型等光固化型粘接剂。

首先，针对每个保持构件620，把与投影透镜46正对的光调制装置440G的面板保持框820对向配置于固定在十字分色棱镜443的光束入射端面上的固定构件610。此时的夹紧可以以面板保持框820或保持构件620的外形基准来进行。或者，也可以针对每个保持构件620吸附面板保持框820。

然后，每个保持构件620使光调制装置440G移动，使保持构件620组合于固定构件610以便彼此的竖起片612、622重合。此时，突起627朝向长孔617从横向推入，从长孔617突出。借此，保持构件620不会从固定构件610脱落，突起627的移动限制于长孔617的范围，以后的定位作业变得容易。

在该状态下，从固定构件610的注入孔618把紫外线固化型粘接剂注入于竖起片612与竖起片622之间。

接着，使保持构件620相对固定构件610在光轴方向上移动，进行使液晶板441G的焦点面重合于投影透镜46的后焦点面内的焦点调整。

此时，在突起627在长孔617内可移动的范围内，可以使光调制单元440G任意移动。

在完成光调单元440G的定位后，照射紫外线使注入到竖起片612、622之间的紫外线固化型粘接剂固化，固定光调制单元440G。

此时，由于光也从注入孔618转入，所以可以使该粘接剂迅速固化。此外，因为粘接剂不容易残留地流到该注入孔618或长孔617部分，故可以防止出射侧偏振板630的污染。

再者，虽然也可以在光调制装置440R、440G、440B的定位完成后注入紫外线固化型粘接剂，但是因为还考虑到定位因粘接剂的表面张力而偏移，故最好是如上所述在定位前注入。

此外，虽然为要固定固定构件610与保持构件620也可以使用热固化型粘接剂，但是从保护出射侧偏振板630免遭热之害的观点来说，最好是使用紫外线固化型这种光固化型粘接剂。

如果光调制装置440G像这样被固定，则就光调制装置440R、440B来说也同样，使固定构件610与保持构件620组合，从注入口618注入紫外线固化型粘接剂，进行上述那样的焦点调整，并且以液晶板441G为基准，进行液晶板441R、441G、441B间的位置调整使逐个的像素中不产生颜色的错位地进行对正调整。

这里，在固定构件610与保持构件620之间有间隙，相互摩擦地使竖起片612与竖起片622动作，可以使光调制装置440R、440B的位置或姿势变化。

也就是说，在一对竖起片612、622相对的方向(取为X方向)，沿着基部611、621的外周竖起片612、622延伸的Y方向，成为长孔617的长径方向的Z方向(光轴方向)，X、Y方向的各旋转方向中的任一方向上都可以任意移动光调制装置440R、440B，可以使光学像的图像质量更加精细。

由于在该焦点、对正调整的过程中，所注入的粘接剂填充于固定构件610的竖起片612与保持构件620的竖起片622之间，所以照射紫外线使该粘接剂固化。

再者，关于对正调整，虽然也可以在固定构件610与上侧、下侧台座446、447的外周面之间的粘接剂未固化的状态下，使固定构件610沿着该粘接面在X或Y方向上移动进行，但是如上所述通过固定构件610和保持构件620的相互摩擦来进行，由于只要仅使保持构件620对固定构件610移动就可以了，所以可以大幅度简化定位作业。

这样一来，因为光调制装置440R、440G、440B的定位单纯地受制于固定构件610与保持构件620之间的位置关系，所以与像历来那样销子、楔子或各种固定板的相关位置影响光调制装置的定位的结构相比，几乎没有导致光调制装置的定位偏位的因素。此外，与历来的突出设置形成销子等的固定板等相比，固定构件610和保持构件620为比较简单的形状容易得到形状精度，定位作业上也不会产生困难。

因而，可以高精度地定位应位于投影透镜46的后焦点的液晶板441R、441G、441B，可以得到更加精细的投影图像。

此外历来，光调制装置440R、440G、440B靠销子等部分地支持，连接强度低，与此相对照，作为比销子等大型的固定构件610和保持构件620靠足够的接合面积粘接于上侧台座446、下侧台座447、面板保持框820上，把光调制装置440R、440G、440B可靠地支持于十字分色棱镜443成为可能。

由此，即使在受到冲击的场合，长年使用的场合，光调制装置440R、440G、440B的定位也不容易错位，可以防止光学像的像素错位。

总之，通过将固定于上侧台座446和下侧台座447的固定构件610，与固定于面板保持框820的保持构件620固定，光调制装置440R、440G、440B安装、固定于十字分色棱镜443。

再者，由于固定构件610的竖起片612和保持构件620的竖起片622重合固定，所以十字分色棱镜443在光束入射端面的面外方向上体积不大，不妨碍光学装置44的小型化。

在以上说明的光学装置主体48中，光束经由入射侧偏振板444入射，该入射光，透射液晶板441R、441G、441B，进而，透射出射侧偏振板630，入射于十字分色棱镜443。

这里，由于固定构件610和保持构件620的竖起片612、622沿着光轴方向竖起，所以光束从光调制装置440R、440G、440B射出，该光束透过保持构件620和固定构件610的开口，直到入射于十字分色棱镜443的光束入射端面，尽可能不让竖起片612、622遮光就可以了。借此，可以把十字分色棱镜443的光束入射端面的边缘抑制成最小限度，可以谋求十字分色棱镜443的小型化带来的部件成本的降低。

此外，通过十字分色棱镜的小型化，投影透镜46的后焦距缩短，由投影透镜46吸入更多的光，可以得到明亮的投影图像。

可是，液晶板441R、441G、441B，出射侧偏振板630，十字分色棱镜443，分别因光的入射而升温。如果分别看看该热，则在液晶板441R、441G、441B中产生的热迅速地热传导到面板保持框820、保持构件620和固定构件610，从这些的表面或散热片822，逸散到冷却空气中。

另一方面，在出射侧偏振板630中产生的热，直接传递到保持构件620、固定构件610，从这些的表面迅速散逸。

这里，来自液晶板441R、441G、441B和出射侧偏振板630的热传递到固定构件610和保持构件620，该热进而还传递到上侧台座446和下侧台座447，还从臂部448传递到光学部件用框体47，最终，通过光学部件用框体47还传递到外壳体2。由此，固定构件610、保持构件620、上侧台座446、下侧台座447和光学部件用框体47等成了散热器而确保很大的热容量，与冷却空气的接触面积增加，与冷却空气之间的热交换变得有效率。借此，可以大幅度提高冷却效率。

再者，就在十字分色棱镜443中产生的热来说也是，传递到上侧台座446、下侧台座447，进而传递到光学部件用框体47而散逸。

这样一来，由于可以十分有效地散热冷却光调制装置440R、440G、440B和出射侧偏振板630，所以可以谋求出射侧偏振板630的偏振膜和液晶板441R、441G、441B的耐久性的提高、长寿命化，可以防止起因于热劣化等的图像质量降低，可以提高功能的可靠性。

〔1-4冷却结构〕

下面，就设在投影机1中的空冷式的冷却进行说明。投影机1，如图1中所示，具备主要冷却光学装置44(图2)的光学装置冷却系统A，主要冷却光源装置413的光源冷却系统B和主要冷却电源单元3的电源冷却系统C。

光学装置冷却外壳体2的下表面上形成的未图示的吸气口、配置于该吸气口的上方的轴流吸气风扇51和在光学部件周樵体47的底面形成于轴流吸气风扇51的上方的开口部4B。

投影机1的外部的新鲜的冷却空气靠轴流吸气风扇51从外壳体2的吸气口被吸入，经由开口部4B，进入光学部件用框体47内。此时，虽然省略了图示，但是在光学部件用框体47的下表面上，设有整流板，借此，光学部件用框体47外部的冷却空气被整流成自下而上地流动。

如图1的箭头所示，引入光学部件用框体47内的冷却空气被整流，结果从光学装置44的下方向上方流动，通过液晶板441G的内外面侧，一边冷却台座446、447和固定构件610，保持构件620，光调制装置440R、440G、440B，进而，入射侧偏振板444等，一边向光学装置主体48的上方流动。

此时，因为固定构件610和保持构件620为截面C字形，所以冷却空气被基部611、621，竖起片612、622和弯曲片623的内侧所整流，冷却空气沿着出射侧偏振板630的板面强势地吹到，供给整个出射侧偏振板630。借此，在出射侧偏振板630中不产生温度不匀，进一步提高冷却效果。

再者，因为固定构件610和保持构件620的C字截面对着该空气的流动，故尽可能抑制所吹到的空气的风量损失，并且空气不容易逸散到固定构件610和保持构件620的外侧。

这样一来，由于光调制装置440R、440G、440B和出射侧偏振板630，被该冷却空气的引入引起的冷却，与前述散热冷却的两个系统有效地冷却，所以即使不增加在投影机1内部循环的冷却空气的风量，也不妨碍纳入光学装置44的投影机1的高辉度化、小型化、低噪声化。

此外，在光学装置冷却系统A中，循环的冷却空气除了具有冷却光学装置44的功能外，还具有吹散附着于液晶板441R、441G、441B的表面等上的尘埃的功能。因此，液晶板441R、441G、441B的表面经常成为清洁状态，可以确保稳定的图像质量。

光源冷却系统B，如图1中所示，具备条形风扇52、风管52A和排气口2B。在该光源冷却系统B中，通过光学装置冷却系统A的冷却空气被条形风扇52所吸引，进入光源装置413内冷却光源灯411后，从光学部件用框体47出来通过风管52A，从排气口2B向外部排出。

电源冷却系统C具备设在电源单元3附近的轴流排气风扇53和排气口2C。在该电源冷却系统C中，因电源单元3的热而升温的空气被轴流排气风扇53所吸引，从排气口2C排出。此时，投影机1内整体的空气也同时被排出，热不会积聚在投影机1内。

本发明不限定于前述实施形态，还包括以下所示的变形。

固定构件或保持构件的形状、材质等不限定于前述实施形态。对在固定构件和保持构件上所形成的孔和突起的数目、位置、形状等也未限定。

例如，除了前述实施形态之类的板金加工以外，也可以把固定构件或保持构件模成形成C字形。

此外，光调制装置，经由固定构件和保持构件固定于色合成光学装置就可以了，即使没有台座或螺钉也可以实现本发明的目的。在具备台座的场合，台座的下方也可以固定于投影机的框体。

进而，投影机的冷却装置中的空气的流动没有必要像前述实施形态那样自下而上沿上吹的方向流动，也可以沿下吹的方向流动。

固定构件和保持构件的固定形态，不限于前述实施形态那种用粘接剂的粘接固定，例如，也可以考虑用双面胶的固定等。此外，在前述实施形态中也可以考虑在长孔617和突起627的部分加热熔粘而固定。

虽然在前述实施形态中，面板保持框820由螺钉FS固定于保持构件620上，但是光调制元件的保持框(面板保持框820)也可以用粘接剂等固定于保持构件。

进而，在光调制元件的保持框(面板保持框820)、固定构件、保持构件的相互的固定部分，填充热传导性的硅酮类粘接剂或热传导性的润滑脂等，可以提高热传导性。

再者，虽然在前述各实施形态中举例表示了几种，但是作为热传导性材料，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树脂材料等，在固定构件、保持构件、台座、光调制元件的保持框(面板保持框820)等中可以采用这些材料。

而且，只要固定构件与保持构件能够相互摩擦，则固定构件的竖起片与保持构件的竖起片之间的间隙尺寸不限定。也可以在几乎没有间隙的状态下，固定构件与保持构件仅在光轴方向上相对移动，仅进行焦点位置的调整。相反，即使固定构件与保持构件之间有相当大的游隙，例如，通过在该间隙中填充粘接剂也可以把固定构件与保持构件固定，因此不影响。

此外，即使代替保持构件使调制元件的保持框(面板保持框820)与固定构件相互对着组合，通过它们的相互摩擦进行光调制元件(液晶板441R、441G、441B)的定位，也可以得到与本发明等效的作用效果。

光学变换元件的种类，不限定于前述各实施形态中例示的偏振板，或视野角修正板、相位差板，可以采用变换光学特性的各种元件。这些光学变换元件，所使用的数量未限定，也可以将彼此不同的种类的多个光学变换元件组合起来。

这些光学变换元件的固定形态未特别限定，例如，也可以在固定构件或保持构件上形成槽，把光学变换元件插入该槽中。此外，光学变换元件也可以直接粘贴于色合成光学装置的光束入射端面。

除了前述实施形态那种TN(扭转向列)型以外，在光调制元件中可以采用各种液晶。

此外除了液晶板441R、441G、441B之类液晶的光调制元件之外，也可以采用微反射镜的光调制元件等。

进而，光调制元件像前述实施形态那样使用透明的电极的透射方式外，也可以根据需要替换成使用反射电极的反射方式而使用。

此外，虽然前述实施形态的光学装置44是具备液晶板441R、441G、441B的所谓三板式，但是也可以取为具备两个液晶板等光调制元件的二板式的光学装置。再者，即使取为单板式的光学装置，只要通过固定构件和保持构件来支持、保持光调制装置，通过固定构件和保持构件的相互摩擦进行光调制装置的定位就是可能的，可以达到与本发明同样的作用效果。

本发明的光学装置，除了前述各实施形态那种从观察屏幕的方向进行投影的前投式投影机1之外，也可以运用于从与屏幕的观察方向对向侧进行投影的背投式投影机。

本发明的光学装置除了可以利用于投影机外，也可以利用于其他光学设备。

Claims (5)

1.一种光学装置，其具备针对每一种色光根据图像信息调制多种色光而形成光学像的多个光调制装置，和具有与各光调制装置对向的多个光束入射端面，合成由各光调制装置所形成的光学像的色合成光学装置，其特征在于，

具备对向配置于前述色合成光学装置的光束入射端面，固定于该色合成光学装置的固定构件，以及设在该固定构件上，保持前述光调制装置的保持构件，

前述固定构件具备对向于前述光束入射端面形成有光束透射用的开口部的矩形板状的基部，与从该基部的外周端缘向前述光调制装置竖起，相互对向的一对竖起片，其截面构成为C字形，

前述保持构件具备形成有光束透射用的开口部，安装前述光调制装置的矩形板状的基部，与从该基部的外周端缘向前述光束入射端面竖起，相互对向的一对竖起片，其截面构成为C字形，

前述固定构件的一对竖起片，与前述保持构件的一对竖起片相互摩擦地组合。

2.如权利要求1中所述的光学装置，其特征在于，

在前述固定构件和保持构件的任何一方上形成有孔，在另一方上形成有插入该孔的突起。

3.如权利要求1或2中所述的光学装置，其特征在于，

具备配置于前述光调制装置和前述光束入射端面之间的光学变换元件，

该光学变换元件安装于前述保持构件的前述竖起片的前端部分。

4.一种投影机，其根据图像信息调制从光源所射出的光束而形成光学像，进行放大投影，其特征在于，

具备如权利要求1至3中的任何一项中所述的光学装置。

5.如权利要求4中所述的投影机，其特征在于，

采用使从外部取入的空气在内部流通的冷却装置，

前述固定构件和前述保持构件中，前述C字形的截面基本垂直于前述空气的流动的方向。

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