(57)【要約】【課題】光変調素子の結露を効果的に低減する投写型表示装置を提供する。【解決手段】投写型表示装置１０００は、ヒートシンク１１と、ヒートシンク１１に取り付けられた光変調素子１２と、光変調素子１２に光を入射させる開口を有する遮光マスク１４と、光変調素子１２および遮光マスク１４を含む空間を覆うようにヒートシンク１１に取り付けられた防塵シールド１５と、防塵シールド１５により形成された空間の内部において、光変調素子１２と遮光マスク１４との間に配置された吸湿部材１３とを有し、吸湿部材１３は、遮光マスク１４によって光が遮られる領域に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱部材と、
前記放熱部材に取り付けられた光変調素子と、
前記光変調素子に光を入射させる開口を有する遮光部材と、
前記光変調素子および前記遮光部材を含む空間を覆うように前記放熱部材に取り付けられた防塵部材と、
前記防塵部材により覆われた前記空間の内部において、前記光変調素子と前記遮光部材との間に配置された吸湿部材と、を有し、
前記吸湿部材は、前記遮光部材によって光が遮られる領域に配置されていることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
前記吸湿部材は、前記遮光部材の開口よりも大きな開口を有していることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
【請求項３】
前記吸湿部材の開口は、表示領域と相似形状であることを特徴とする請求項２に記載の投写型表示装置。
【請求項４】
前記遮光部材に対して前記光変調素子と反対側に配置された光学部材と、
前記光学部材を保持する保持部材と、を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【請求項５】
前記吸湿部材は、前記遮光部材と接触しており、前記遮光部材の発熱によって吸湿能力を再生可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【請求項６】
前記吸湿部材は、前記遮光部材に取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の投写型表示装置。
【請求項７】
前記吸湿部材は、接着部材を介して前記遮光部材に接触していることを特徴とする請求項５または６に記載の投写型表示装置。
【請求項８】
前記吸湿部材は、前記遮光部材が前記光変調素子に対して押し付けられることにより、該遮光部材と該光変調素子との間に保持されていることを特徴とする請求項５または６に記載の投写型表示装置。
【請求項９】
前記放熱部材に送風する送風装置を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【請求項１０】
光源からの光を照明する照明光学系と、
前記照明光学系からの照明光に対して色分離および色合成を行う色分離合成光学系と、を更に有し、
前記色分離合成光学系は、前記放熱部材、前記光変調素子、前記遮光部材、前記防塵部材、および、前記吸湿部材を備えた少なくとも一つの液晶パネルユニットを含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【請求項１１】
前記色分離合成光学系からの合成光を投写する投写光学系を更に有することを特徴とする請求項１０に記載の投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写型表示装置に係り、特に、光変調素子への異物付着を防止する構造を備えた投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投写型表示装置は、光変調素子の像を拡大投写するため、光変調素子の近傍に異物が付着すると、投写画像上で視認され易く画像劣化を招く。特許文献１には、遮光板とベース部材との間または遮光部材と波長板との間に、発砲ゴムやウレタンフォームなどの弾性素材からなる防塵部材を用いて略密閉空間を形成し、光変調素子への異物付着を防止する構成が開示されている。
【０００３】
しかし、特許文献１のように略密閉空間を形成して投写型表示装置のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すと、局所的な環境変化により、光変調素子（液晶パネル）の表面に微小水滴が結露する場合がある。これは、弾性素材には多数の微小空間が存在し、投写型表示装置のＯＮ／ＯＦＦに伴って、これらの微小空間により温度変化が生じて微小空間から水分が放出されるためであると推測される。更に、投写型表示装置のＯＮ／ＯＦＦに伴って温度変化が生じ、略密閉空間の内圧が変化して空間内外での空気交換が生じることにより、その周辺環境に応じて水分（湿度）が略密閉空間内に留まるためであると推測される。このため、投写型表示装置のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すと、微小水滴が結露および蒸発を繰り返し、それにより形成された結露跡が投写画像を劣化させる可能性がある。
【０００４】
そこで特許文献２および特許文献３には、液晶パネルの結露対策として、液晶表示基板を覆うケースの中にシリカゲル（調湿材）を配置する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３０５６７４号公報
【特許文献２】特開平７−３０２９８０号公報
【特許文献３】特開２００９−１８１１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２および特許文献３には、投写型表示装置において、光変調素子の結露を低減するためのシリカゲル（吸湿部材）の効果的な配置については開示されていない。
【０００７】
そこで本発明は、光変調素子の結露を効果的に低減する投写型表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての投写型表示装置は、放熱部材と、前記放熱部材に取り付けられた光変調素子と、前記光変調素子に光を入射させる開口を有する遮光部材と、前記光変調素子および前記遮光部材を含む空間を覆うように前記放熱部材に取り付けられた防塵部材と、前記防塵部材により形成された前記空間の内部において、前記光変調素子と前記遮光部材との間に配置された吸湿部材とを有し、前記吸湿部材は、前記遮光部材によって光が遮られる領域に配置されている。
【０００９】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光変調素子の結露を効果的に低減する投写型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施例におけるパネルブロックの分解斜視図である。
【図２】本実施例におけるパネルユニットの平面図である。
【図３】本実施例における投写型表示装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
まず、図３を参照して、本実施例における投写型表示装置の構成について説明する。図３は、投写型表示装置１０００の概略構成図であり、光変調素子として反射型液晶パネルが用いられている。図３において、１００は光源、２００は照明光学系、３００は色分離合成光学系、および、４００は投写光学系である。光源１００は照明光学系２００に向けて光を射出する。照明光学系２００は、光源１００からの光を照明する。色分離合成光学系３００は、照明光学系２００からの照明光に対して色分離および色合成を行う。投写光学系４００は、色分離合成光学系３００からの合成光を投写する。
【００１４】
色分離合成光学系３００において、１Ｒ、１Ｇ、１Ｂは、それぞれ、赤用、緑用、青用の光変調素子（赤用、緑用、青用の反射型液晶パネル）を備えた反射型液晶パネルユニットである。また、２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、それぞれ、赤用、緑用、青用の波長板（１／４波長板）を備えた波長板ユニットである。本実施例において、反射型液晶パネルユニット１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ、および、波長板ユニット２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを同色ごとに一体化することにより、赤用、緑用、青用のパネルブロックＡＲ、ＡＧ、ＡＢがそれぞれ構成される。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、反射型液晶パネルユニット１Ｒ、１Ｇ、１Ｂと波長板ユニット２Ｒ、２Ｇ、２Ｂとをそれぞれ別体で構成してもよい。本実施例において、色分離合成光学系３００は、後述のヒートシンク１１、光変調素子１２、遮光マスク１４、防塵シールド１５、および、吸湿部材１３を備えた少なくとも一つの反射型液晶パネルユニットを含む。
【００１５】
なお本実施例では、反射型液晶パネルユニット１Ｒ、１Ｇ、１Ｂのそれぞれに含まれる光変調素子として反射型液晶パネルが用いられているが、これに限定されるものではない。例えば、光変調素子として透過型液晶パネルを用いてもよい。また本実施例では１つの光変調素子の構造について説明するが、これに限定されるものではない。本実施例は、反射型液晶パネルの数に関わらず、単板式や３板式などのいずれの投写型表示装置にも適用可能である。
【００１６】
次に、図１を参照して、投写型表示装置１０００のパネルブロックの構成について説明する。図１は、本実施例におけるパネルブロックＡの分解斜視図である。パネルブロックＡは、光変調素子１２を備えた周辺部材であり、主に、反射型液晶パネルユニット１および波長板ユニット２を備えて構成される。波長板ユニット２は、波長板２１（光学部材）と波長板２１を固定する波長板ホルダ２２（保持部材）とを備えて構成される。本実施例において、波長板２１は、後述の遮光マスク１４に対して光変調素子１２と反対側に配置された光学部材である。また、波長板ホルダ２２は、波長板２１を保持する保持部材である。
【００１７】
反射型液晶パネルユニット１は、ヒートシンク１１（放熱部材）、光変調素子１２、吸湿部材１３、遮光マスク１４（遮光部材）、および、防塵シールド１５（防塵部材）を備えて構成される。光変調素子１２は、ヒートシンク１１に取り付けられている。ヒートシンク１１および光変調素子１２によりパネルユニット１０が構成される。
【００１８】
パネルユニット１０には、遮光マスク１４が固定されている。遮光マスク１４には、光変調素子１２に光を入射させるための開口１４ａが形成されている。このような構成により、遮光マスク１４は、開口１４ａの周囲に照射された光の入射を妨げ、光変調素子１２の有効領域外への光照射を防止する。遮光マスク１４には、例えば低硬度のゴム（樹脂）で成型された防塵シールド１５が取り付けられている。
【００１９】
防塵シールド１５（防塵シールド１５の一方側）は、ヒートシンク１１（ヒートシンク１１の一方側）に圧縮して当接している。すなわち、防塵シールド１５は、光変調素子１２および遮光マスク１４を含む空間を覆うようにヒートシンク１１に取り付けられている。これにより、ヒートシンク１１と遮光マスク１４との間に形成された隙間から塵埃などの異物が侵入するのを防止することができる。
【００２０】
本実施例において、反射型液晶パネルユニット１と波長板ユニット２とを組み合わせることにより、防塵シールド１５（防塵シールド１５の他方側）は波長板ユニット２に圧縮して当接する。これにより、遮光マスク１４と波長板２１との間に形成された隙間から塵埃などの異物が侵入するのを防止することができる。
【００２１】
次に、光源１００のＯＮ／ＯＦＦが繰り返された場合において、本実施例のパネルブロックＡの変化（環境変化）について説明する。パネルブロックＡに設けられた部品のうち、冷却が必要な部品は、主に、光変調素子１２および波長板２１の２つの部品である。前述のように、光変調素子１２および遮光マスク１４を含む空間、および、波長板２１を含む空間は、それぞれ、防塵シールド１５で覆われることにより密閉されている。ここで、「密閉」とは厳密に密閉されている状態だけでなく、実質的に密閉されていると評価できる状態（略密閉）を含む意味であり、防塵効果を得られる程度に覆われているものであればよい。このような構成により、光変調素子１２の冷却は、送風装置（不図示）を用いてヒートシンク１１に送風することで行われる。また、波長板２１の冷却は、送風装置（不図示）を用いて光変調素子１２が配置されている側と反対側に送風することで行われる。
【００２２】
このような構成において光源１００がＯＮになると、パネルブロックＡを構成する各部品の温度は、光源１００からの光を受けて上昇する。特に遮光マスク１４は、有効領域外の光（不要光）を吸収するにも関わらず、防塵シールド１５で覆われているために効果的に冷却することができない。このため、光源１００がＯＮになると遮光マスク１４の温度は急激に上昇する。
【００２３】
次に、一定時間が経過した後に光源１００がＯＦＦになると、パネルブロックＡを構成する各部品の温度は低下し始める。このとき、光変調素子１２および波長板２１を除く他の部品には送風されていないため、他の部品の温度は緩やかに下降する。一方、光変調素子１２および波長板２１には送風されているため、光変調素子１２および波長板２１の温度は著しく低下する。
【００２４】
すなわち、光源１００がＯＦＦになった場合、防塵シールド１５で覆われた空間（略密閉空間）の内部では高温が長時間維持される一方で、光変調素子１２および波長板２１の表面は局所的に低温になる。このため、防塵シールド１５で覆われた空間（略密閉空間）の内部に水分が含まれている場合（高湿度環境の場合）、光変調素子１２および波長板２１の表面に水滴（微小水滴）が発生する可能性がある。そして、光源１００が再度ＯＮされると、防塵シールド１５で覆われた空間の温度は上昇し始め、光変調素子１２および波長板２１の表面に結露した水滴が蒸発する。このような現象が繰り返されると、光変調素子１２および波長板２１の表面には結露跡が形成され、投写型表示装置１０００により投写される画像が劣化する場合がある。
【００２５】
そこで本実施例では、図１に示されるように、防塵シールド１５により形成された空間の内部において、光変調素子１２と遮光マスク１４との間に吸湿部材１３を配置している。吸湿部材１３には開口１３ａが形成されている。すなわち吸湿部材１３は、開口１３ａの取り囲むように構成され、遮光マスク１４によって光が遮られる領域（有効領域外、非有効領域）に配置されている。好ましくは、吸湿部材１３の開口１３ａは、遮光マスク１４の開口１４ａよりも大きい。これにより、遮光マスク１４の開口１４ａを通過した光を遮ることなく光変調素子１２に確実に入射させることができる。また、より好ましくは、吸湿部材１３の開口１３ａは、投写型表示装置１０００による表示領域（有効領域）と相似形状である。
【００２６】
本実施例では、このような吸湿部材１３を設けることにより、防塵シールド１５で覆われた空間（略密閉空間）における局所的な湿度の変化を緩和させることができる。なお、波長板２１に比べて光変調素子１２のほうが光学的結像面に近いため、光変調素子１２の表面の結露跡のほうが投写画像に影響を与えやすい。このため、吸湿部材１３を光変調素子１２と遮光マスク１４との間に設けることにより、投写画像の劣化を効果的に防止することができる。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、波長板２１側（波長板２１と波長板ホルダ２２との間または波長板２１と防塵シールド１５との間）に同様の吸湿部材を設けてもよい。また、光変調素子１２側および波長板２１側の両方に吸湿部材（第１の吸湿部材、第２の吸湿部材）をそれぞれ設けることもできる。
【００２７】
図２は、パネルユニット１０（ヒートシンク１１および光変調素子１２）の平面図である。本実施例において、吸湿部材１３は、図２に示される斜線領域Ｂの一部または全部に配置されることが望ましい。斜線領域Ｂは、平面視において、遮光マスク１４によって隠れる領域、すなわち光が遮られる領域である（有効領域外、非有効領域）。前述のように、斜線領域Ｂは、光源１００の点灯中（ＯＮ時）に遮光マスク１４が光を吸収して高温になり、光源１００の消灯後（ＯＦＦ時）に光変調素子１２がヒートシンク１１を介して放熱されることで近接する２部品の間で大きな温度差が生じる領域である。本実施例によれば、この斜線領域Ｂにおいて、光変調素子１２の結露を効果的に低減することができる。
【００２８】
本実施例において、吸湿部材１３を遮光マスク１４に当接（接触）させると、光源１００がＯＮになった場合に遮光マスク１４が高温になるため、吸湿部材１３により吸収された水分が逆に吸湿部材１３から除去（脱湿）される。このため本実施例では、吸湿部材１３を遮光マスク１４と接触させることにより、遮光マスク１４の発熱によって吸湿能力を再生可能に構成することが好ましい。このような構成によれば、次に光源１００がＯＦＦになった場合に生じる微小結露に対する吸湿部材１３の吸湿能力を回復させることができ、メンテナンス作業が不要で長期の吸湿能力を維持することが可能となる。
【００２９】
また本実施例において、吸湿部材１３は、遮光マスク１４に直接的に取り付けることによって固定することが好ましい。例えば、接着剤や両面テープなどの接着部材を介して吸湿部材１３を遮光マスク１４に取り付ける（接触させる）。これにより、前述の脱湿効果に加えて、吸湿部材１３の交換が必要な場合でも遮光マスク１４を交換することで同時交換が可能であり、メンテナンスが容易になる。なお吸湿部材１３としては、シリカゲルのように、温度で吸湿能力の再生が可能な吸湿部材であることが好ましい。また、吸湿部材１３は、遮光マスク１４が光変調素子１２に対して押し付けられることにより、遮光マスク１４と光変調素子１２との間に保持されるように構成してもよい。
【００３０】
本実施例によれば、光変調素子と光学部材との間に付着する異物（塵埃）を低減する防塵部材を配置して密閉空間（略密閉空間）を形成した場合でも、その密閉空間における局所的な湿度変化を調整することが可能になる。すなわち、光変調素子への結露を効果的に低減する投写型表示装置を提供することができる。このため、結露跡による画像劣化を効果的に低減させる投写型表示装置を提供することが可能となる。
【００３１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１１  ヒートシンク
１２  光変調素子
１３  吸湿部材
１４  遮光マスク
１５  防塵シールド
１０００  投写型表示装置
【図３】
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【図１】
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【図２】
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