(57)【要約】【課題】より簡単に、光変調素子への塵芥の付着を防止するとともに、光変調素子をより能率的に冷却できる。【解決手段】  ＧＬＶ３１−１乃至ＧＬＶ３１−３は、画像を表示するための光を変調する。筐体１２１は、ＧＬＶ３１−１乃至ＧＬＶ３１−３を内部に納め、塵芥が除去されていない空気の進入を遮断し、塵芥が除去された空気を通過させる。ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３のそれぞれは、ＧＬＶ３１−１乃至ＧＬＶ３１−３のそれぞれを囲むように筐体１２１の内部に配置され、ＧＬＶ３１−１乃至ＧＬＶ３１−３のそれぞれの入射光および射出光を通過させる切り欠きが設けられるとともに、筐体１２１を通過する空気であって、塵芥が除去された空気をＧＬＶ３１−１乃至ＧＬＶ３１−３のそれぞれに沿って流す。本発明は、フロントプロジェクタに適用できる。【選択図】図１６
2006195368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示するための光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子を内部に納め、塵芥が除去されていない空気の進入を遮断し、塵芥が除去された空気を通過させる筐体と、
前記光変調素子を囲むように前記筐体の内部に配置され、前記変調素子への入射光および前記光変調素子からの射出光を通過させる切り欠きが設けられるとともに、前記筐体を通過する空気であって、塵芥が除去された空気を前記光変調素子に沿って流す流路と
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記光変調素子からの熱を放熱する放熱器をさらに備え、
前記流路は、前記放熱器および前記光変調素子を囲むように前記筐体の内部に配置され、前記筐体を通過する空気であって、塵芥が除去された空気を、前記放熱器および前記光変調素子に沿って流す
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記筐体に空気を送風する送風手段と、
前記筐体に送風される空気から塵芥を除去する除去手段と
をさらに備える請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
画像を表示するための光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子を内部に納め、塵芥が除去されていない空気の進入を遮断する筐体と、
前記光変調素子への入射光および前記光変調素子からの射出光を通過させる切り欠きが設けられている流路と
を備える表示装置の冷却方法において、
塵芥が除去された空気に前記筐体を通過させ、
前記光変調素子を囲むように前記筐体の内部に前記流路を配置することによって、前記筐体を通過する空気であって、塵芥が除去された空気を前記光変調素子に沿って流す
ことを特徴とする冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置および冷却方法に関し、特に、冷却を必要とする光変調素子を用いる表示装置および冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、より大きな画面で、より解像度の高い画像を表示することへの要求が一段と高まって来ている。
【０００３】
このような背景の中で、画像を表示させるための光をスクリーンに投影することによって、画像を表示する技術がより広く使用されるようになってきた。画像を表示させるための光をスクリーンに投影する場合、表示装置において、画像を表示させるための光を変調する光変調素子が使用される。この場合、光変調素子自身が発する熱、または光を光変調素子に投射することにより光変調素子に生ずる熱を排熱する必要が生じるときがある。
【０００４】
より大きな画面により明るい画像を表示させようとする場合、光変調素子に投射される光はより強くなるので、光が光変調素子に投射されることにより光変調素子に生ずる熱は、より大きなものになる。
【０００５】
液晶ライトバルブが、偏向板を介して入射された光を変調し、出射し、液晶ライトバルブの周囲には、密閉空間を形成し、マイクロポンプの駆動により、圧搾された空気が、その密閉空間に噴射され、液晶ライトバルブが冷却されるようにしているものもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、光変調素子として、ＧＬＶ（Grating Light Valve）（商標）を用いた表示装置が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−３２１６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光変調素子として、ＧＬＶを用いる場合、ＧＬＶにゴミ（塵芥）が付着して、表示される画像の画質が劣化してしまうことが問題になる。具体的には、空気中に浮遊しているゴミ、特に、約３μｍ以上の大きさのゴミが、ＧＬＶの一面、すなわち、光が入射されて、変調された光が射出されるＧＬＶのシールドガラスの表面に付着すると、付着したゴミに当たった光が散乱されたり、ゴミによって光が遮られてしまうことにより、表示される画像に、輝度の異なるライン、いわゆる横スジが生じてしまう。
【０００８】
これを回避するために、ＧＬＶを含む光合成部を密閉して、光合成部へのゴミの進入を防いだり、表示装置内部の全体にゴミが侵入しないようにしたり、ＧＬＶにゴミが付着するたびにＧＬＶのシールドガラスの表面を清掃するなどの方法が採用されている。
【０００９】
しかしながら、ＧＬＶを含む光合成部を密閉する場合には、密閉された内部でゴミが生じると、ＧＬＶのシールドガラスの表面にそのゴミが付着してしまうときがある。さらに、表示装置内部の全体にゴミが侵入しないようにしたり、ＧＬＶにゴミが付着するたびにＧＬＶのシールドガラスの表面を清掃するようにするためには、表示装置に大がかりな機構を追加しなければならない。このような機構を設けると、表示装置の価格がより高価になってしまう。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、より簡単に、光変調素子への塵芥の付着を防止するとともに、光変調素子をより能率的に冷却できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の表示装置は、画像を表示するための光を変調する光変調素子と、光変調素子を内部に納め、塵芥が除去されていない空気の進入を遮断し、塵芥が除去された空気を通過させる筐体と、光変調素子を囲むように筐体の内部に配置され、光変調素子への入射光および光変調素子からの射出光を通過させる切り欠きが設けられるとともに、筐体を通過する空気であって、塵芥が除去された空気を光変調素子に沿って流す流路とを備えることを特徴とする。
【００１２】
表示装置は、光変調素子からの熱を放熱する放熱器をさらに設け、流路は、放熱器および光変調素子を囲むように筐体の内部に配置され、筐体を通過する空気であって、塵芥が除去された空気を、放熱器および光変調素子に沿って流すようにすることができる。
【００１３】
表示装置は、筐体に空気を送風する送風手段と、筐体に送風される空気から塵芥を除去する除去手段とをさらに設けることができる。
【００１４】
本発明の冷却方法は、画像を表示するための光を変調する光変調素子と、光変調素子を内部に納め、塵芥が除去されていない空気の進入を遮断する筐体と、光変調素子への入射光および光変調素子からの射出光を通過させる切り欠きが設けられている流路とを備える表示装置の冷却方法であって、塵芥が除去された空気に筐体を通過させ、光変調素子を囲むように筐体の内部に流路を配置することによって、筐体を通過する空気であって、塵芥が除去された空気を光変調素子に沿って流すことを特徴とする。
【００１５】
本発明の表示装置においては、光変調素子が、画像を表示するための光が変調し、筐体が、光変調素子を内部に納め、塵芥が除去されていない空気の進入を遮断し、塵芥が除去された空気を通過させる。流路が、光変調素子を囲むように筐体の内部に配置され、流路に、光変調素子への入射光および光変調素子からの射出光を通過させる切り欠きが設けられ、流路が、筐体を通過する空気であって、塵芥が除去された空気を光変調素子に沿って流す。
【００１６】
本発明の冷却方法においては、筐体が、塵芥が除去された空気に通過させ、光変調素子を囲むように筐体の内部に流路を配置することによって、流路が、筐体を通過する空気であって、塵芥が除去された空気を光変調素子に沿って流す。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明の表示装置および冷却方法によれば、光変調素子を冷却することができる。また、本発明の表示装置および冷却方法によれば、より簡単に、ゴミの付着を防止するとともに、より能率的に冷却できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする具体例が、発明の実施の形態に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、構成要件に対応するものとして、ここには記載されていない具体例があったとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、具体例が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００１９】
さらに、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加される発明の存在を否定するものではない。
【００２０】
請求項１に記載の表示装置は、画像を表示するための光を変調する光変調素子（例えば、図１６のＧＬＶ３１−１）と、光変調素子を内部に納め、塵芥が除去されていない空気の進入を遮断し、塵芥が除去された空気を通過させる筐体（例えば、図１６の筐体１２１）と、光変調素子を囲むように筐体の内部に配置され、変調素子への入射光および光変調素子からの射出光を通過させる切り欠きが設けられるとともに、筐体を通過する空気であって、塵芥が除去された空気を光変調素子に沿って流す流路（例えば、図１６のダクト１４１−１）とを備えることを特徴とする。
【００２１】
表示装置は、光変調素子からの熱を放熱する放熱器（例えば、図１６の放熱器６３−１）をさらに設け、流路は、放熱器および光変調素子を囲むように筐体の内部に配置され、筐体を通過する空気であって、塵芥が除去された空気を、放熱器および光変調素子に沿って流すようにすることができる。
【００２２】
表示装置は、筐体に空気を送風する送風手段（例えば、図１９のファン１６１）と、筐体に送風される空気から塵芥を除去する除去手段（例えば、図１９のフィルタ１６２）とをさらに設けることができる。
【００２３】
本発明の冷却方法は、画像を表示するための光を変調する光変調素子（例えば、図１９のＧＬＶ３１−１）と、光変調素子を内部に納め、塵芥が除去されていない空気の侵入を遮断する筐体（例えば、図１９の筐体１２１）と、光変調素子への入射光および光変調素子からの射出光を通過させる切り欠きが設けられている流路（例えば、図１９のダクト１４１−１）とを備える表示装置の冷却方法であって、塵芥が除去された空気に筐体を通過させ、光変調素子を囲むように筐体の内部に流路を配置することによって、筐体を通過する空気であって、塵芥が除去された空気を光変調素子に沿って流すことを特徴とする。
【００２４】
図１は、本発明に係る表示装置１の一実施の形態の構成を示すブロック図である。表示装置１は、光源１１、光合成モジュール１２、光偏向部１３、および拡大投影系１４を備える。表示装置１は、画像を表示するための光をスクリーン１５に投射することにより、スクリーン１５に映像を表示させる。
【００２５】
なお、スクリーン１５は、表示装置１の外部に設けるようにしても、表示装置１と一体に設けるようにしてもよい。
【００２６】
光源１１は、光を発光し、発光した光を光合成モジュール１２に入射する。例えば、光源１１は、レーザー装置からなり、周波数が一致し、位相が揃っている、いわゆるレーザー光であって、赤、青、緑の三原色の光であるレーザー光を発光し、レーザー光を光合成モジュール１２に入射する。なお、光源１１は、所定の強さまたは色の光を発光できれば足り、発光ガスレーザー装置、または固体レーザー装置など方式は問わない。
【００２７】
光合成モジュール１２は、赤、青、緑の三原色の光を、それぞれ変調する複数の素子を一方向に配列した１次元の光変調素子、変調された光を合成する色合成ミラー、および変調された光から投影像を形成する投影光学系などからなり、光源１１から入射された光を変調して表示しようとする投影像を形成する。
【００２８】
詳細は後述するが、光合成モジュール１２において、例えば、1次元の光変調素子として、ＧＬＶを採用することができる。
【００２９】
光偏向部１３は、光合成モジュール１２からの光に対する走査を行うことで２次元像を形成する。つまり、光偏向部１３は、光合成モジュール１２からの出射光を、出射光により形成される１次元の投射映像の長さ方向と直行する方向を含む面内において光走査することで２次元像を得るものである。光偏向部１３は、例えば、回転反射鏡（ガルバノミラー等）などで構成される。
【００３０】
光偏向部１３を経て得られる２次元像は、拡大投影系１４を介して拡大されてスクリーン１５上に投影される。つまり、拡大投影系１４は、光合成モジュール１２及び光偏向部１３によって得られる２次元像を中間像として、これを拡大してスクリーン１５に投影するための光学系である。
【００３１】
このように、表示装置１は、スクリーン１５に２次元の画像を表示させる。
【００３２】
次に、図２乃至図６を参照して、光合成モジュール１２の構成について説明する。
【００３３】
図２は、光合成モジュール１２の外観を示す上面図である。図３は、光合成モジュール１２の外観を示す側面図である。図４は、図３のＡＡ‘で示される一点鎖線における断面図である。図５は、図４のＢＢ’で示される一点鎖線における断面図である。
【００３４】
図２及び図３で示されるように、光合成モジュール１２は、光を変調または合成する光学系を筐体２１に格納してなる。筐体２１は、その内部への、塵芥が除去されていない空気の進入を遮断する。また、塵芥が除去された空気が、筐体２１の内部を通過するように筐体２１は構成される。
【００３５】
図２で示されるように、筐体２１は、その内側に、光変調素子の一例であるＧＬＶを含む、光変調の機能単位である、ＧＬＶモジュール３１−１乃至ＧＬＶモジュール３１−３を納めている。ＧＬＶモジュール３１−１乃至ＧＬＶモジュール３１−３のそれぞれには、放熱器が設けられている。ダクト４１−１は、ＧＬＶモジュール３１−１の放熱器を囲み、流入された空気を筐体２１の上側から下側に流すように、筐体２１の上側から下側に貫通するように設けられる。ダクト４１−２は、ＧＬＶモジュール３１−２の放熱器を囲み、流入された空気を筐体２１の上側から下側に流すように、筐体２１の上側から下側に貫通するように設けられる。ダクト４１−３は、ＧＬＶモジュール３１−３の放熱器を囲み流入された空気を筐体２１の上側から下側に流すように、筐体２１の上側から下側に貫通するように設けられる。
【００３６】
また、ダクト４１−１乃至ダクト４１−３のそれぞれは、流入された空気を筐体２１の内部に侵入させないように、設けられる。
【００３７】
また、図２で示されるように、筐体２１の上面には、筐体２１の内部に塵芥が除去された空気を取り入れるための開口部３２が設けられている。
【００３８】
なお、図３において、光源１１からの光を入射する部位および光偏向部１３に光を出射する部位の図示は省略している。
【００３９】
次に、光合成モジュール１２の内部の構成をより詳細に説明する。
【００４０】
図４で示されるように、筐体２１は、ＧＬＶモジュール３１−１乃至ＧＬＶモジュール３１−３に加えて、色合成部５１及び投影光学系５２を格納する。
【００４１】
色合成部５１は、ＧＬＶモジュール３１−１で変調された赤色の光、ＧＬＶモジュール３１−２で変調された緑色の光、およびＧＬＶモジュール３１−３で変調された青色の光を合成して、合成した光を投影光学系５２に出射する。例えば、色合成部５１は、ダイクロイックミラーまたはプリズムなどから構成される。
【００４２】
投影光学系５２は、ＧＬＶモジュール３１−１乃至ＧＬＶモジュール３１−３によって変調され、色合成部５１によって合成された光から投影像を形成し、投影像を形成する光を光偏向部１３に出射する。例えば、投影光学系５２は、オフナー光学系として構成することができる。なお、投影光学系５２は、投影像を形成できれば足り、等倍投影系または縮小投影系若しくは拡大投影系のいずれであってもよい。
【００４３】
ＧＬＶモジュール３１−１は、それぞれ光を変調する複数の素子が一方向に配列されてなる１次元の光変調素子の一例であるＧＬＶ６１−１、ＧＬＶ６１−１と放熱器６３−１とを固定するとともにＧＬＶ６１−１の熱を放熱器６３−１に移動（伝熱）させるための支持基板６２−１、および熱を放熱するための放熱器６３−１からなる。光源１１で発光された、三原色の光のうちの、赤色の光がＧＬＶモジュール３１−１のＧＬＶ６１−１に入射されると、ＧＬＶ６１−１は、その赤色の光を変調して、変調された赤色の光を色合成部５１に出射する。
【００４４】
ＧＬＶモジュール３１−２は、それぞれ光を変調する複数の素子が一方向に配列されてなる１次元の光変調素子の一例であるＧＬＶ６１−２、ＧＬＶ６１−２と放熱器６３−２とを固定するとともにＧＬＶ６１−２の熱を放熱器６３−２に移動（伝熱）させるための支持基板６２−２、および熱を放熱するための放熱器６３−２からなる。光源１１で発光された、三原色の光のうちの、緑色の光がＧＬＶモジュール３１−２のＧＬＶ６１−２に入射されると、ＧＬＶ６１−２は、その緑色の光を変調して、変調された緑色の光を色合成部５１に出射する。
【００４５】
ＧＬＶモジュール３１−３は、それぞれ光を変調する複数の素子が一方向に配列されてなる１次元の光変調素子の一例であるＧＬＶ６１−３、ＧＬＶ６１−３と放熱器６３−３とを固定するとともにＧＬＶ６１−３の熱を放熱器６３−３に移動（伝熱）させるための支持基板６２−３、および熱を放熱するための放熱器からなる。光源１１で発光された、三原色の光のうちの、青色の光がＧＬＶモジュール３１−３のＧＬＶ６１−３に入射されると、ＧＬＶ６１−３は、その青色の光を変調して、変調された青色の光を色合成部５１に出射する。
【００４６】
ＧＬＶモジュール３１−１の支持基板６２−１は、ダクト４１−１と一体となり、ダクト４１−１に流入された空気が流れる流路を形成する。ＧＬＶモジュール３１−２の支持基板６２−２は、ダクト４１−２と一体となり、ダクト４１−２に流入された空気が流れる流路を形成する。ＧＬＶモジュール３１−３の支持基板６２−３は、ダクト４１−３と一体となり、ダクト４１−３に流入された空気が流れる流路を形成する。
【００４７】
図５で示されるように、支持基板６２−１および４１−１は、ダクト４１−１に流入された空気を流す流路を形成する。ダクト４１−１に流入された空気が、筐体２１の内部に流入しないように、支持基板６２−１とダクト４１−１とは、隙間なく接合される。
【００４８】
同様に、支持基板６２−２およびダクト４１−２は、ダクト４１−２に流入された空気を流す流路を形成する。ダクト４１−２に流入された空気が、筐体２１の内部に流入しないように、支持基板６２−２とダクト４１−２とは、隙間なく接合される。また、支持基板６２−３およびダクト４１−３は、ダクト４１−３に流入された空気を流す流路を形成する。ダクト４１−３に流入された空気が、筐体２１の内部に流入しないように、支持基板６２−３とダクト４１−３とは、隙間なく接合される。
【００４９】
以下、ＧＬＶモジュール３１−１乃至ＧＬＶモジュール３１−３を個々に区別する必要がないとき、単に、ＧＬＶモジュール３１と称する。以下、ＧＬＶ６１−１乃至６１−３を個々に区別する必要がないとき、単に、ＧＬＶ６１と称する。以下、支持基板６２−１乃至支持基板６２−３を個々に区別する必要がないときに、単に、支持基板６２と称する。また、以下、放熱器６３−１乃至放熱器６３−１乃至放熱器６３−３を個々に区別する必要がないとき、単に、放熱器６３と称する。
【００５０】
さらに、ダクト４１−１乃至ダクト４１−３を個々に区別する必要がないとき、単に、ダクト４１と称する。
【００５１】
図６は、ＧＬＶモジュール３１およびダクト４１の構成を示す図である。図６で示されるように、ダクト４１に流入された空気が、筐体２１の内部に流入しないように、支持基板６２とダクト４１とは、隙間なく接合される。シールドガラス７１は、ＧＬＶ６１と空気との接触を遮断し、ＧＬＶ６１に直接ゴミが付着することを防止する。
【００５２】
ここで、図７乃至図１０を参照して、ＧＬＶ６１の構成および動作の例を説明する。
【００５３】
図７で示されるように、ＧＬＶ６１の光源１１から光が入射される側には、素子８１−１乃至８１−１０８０が設けられている。素子８１−１乃至８１−１０８０のそれぞれは、光源１１から入射される光を変調する。
【００５４】
以下、素子８１−１乃至８１−１０８０を個々に区別する必要がないとき、単に、素子８１と称する。
【００５５】
図８は、ＧＬＶ６１の素子８１の構成例を示す斜視図である。同図に示されるように、ＧＬＶ６１の素子８１は、シリコン基板上のポリシリコン薄膜からなる共通電極９３と、共通電極９３の上に、共通電極と所定の間隔を保って設けられた、条帯状（ストリップ）のリボン電極９１ａ，９２ａ、９１ｂ，９２ｂ，９１ｃ，９２ｃ，９１ｄとから形成されている。これらのリボン電極９１ａ，９２ａ、９１ｂ，９２ｂ、９１ｃ，９２ｃ，９１ｄは、上面に反射膜（不図示）が形成されており、反射部材として作用する。
【００５６】
リボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄに駆動電圧が印加されたとき、リボン電極
９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄと共通電極９３の間に静電力が生じ、その静電力により、リボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄは駆動電圧に応じて、図中上下方向に移動または変形し、リボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄの反射膜の高さが変化する。一方、リボン電極９２ａ，９２ｂ，９２ｃは位置を一定とし、移動しない。
【００５７】
なお、移動又は変形可能なリボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，および９１ｄは可動リボン電極と称し、移動しないリボン電極９２ａ，９２ｂ，および９２ｃは固定リボン電極と称する。
【００５８】
リボン電極の代表的な寸法としては、例えば、リボン電極の幅が３〜４μｍであり、隣接するリボン電極間ギャップが約０．６μｍであり、リボン電極の長さが２００〜４００μｍ程度である。このように、素子８１は、複数のリボン電極の１セットからなり、１つの画素（ピクセル）に対応する光を変調する。例えば、隣接する６本のリボン電極９１ａ，９２ａ、９１ｂ，９２ｂ，９１ｃ，および９２ｃからなる素子８１が、画面の縦１列に並ぶ画素の内の１つの画素を表示させるように用いることができる。この場合、１画素分の幅は約２５μｍである。例えば、図７で示される画面の縦に１０８０の画素を表示するためのＧＬＶ６１においては、１０８０個の素子８１が配置され、図８中の横方向に沿って、１０８０画素分のリボン電極が多数配置されることになる。
【００５９】
図９と図１０は、図８に示すＧＬＶ６１の横方向の断面図である。図９において、可動リボン電極であるリボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，および９１ｄへの駆動電圧がＯＦＦされている（０ｖとされている）。この状態をＧＬＶのＯＦＦ状態と称する。
【００６０】
リボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，および９１ｄへの駆動電圧がゼロ（０ｖ）であるので、可動リボン電極であるリボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，および９１ｄが移動せず、可動リボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，および９１ｄと固定リボン電極であるリボン電極９２ａ，９２ｂ，および９２ｃとが共通電極９３から一定の距離を保ち、同じ平面に位置する。
【００６１】
この状態で照明光をリボン電極に入射すると、各リボン電極９１ａ，９２ａ、９１ｂ，９２ｂ，９１ｃ，および９１ｄにおいて反射された各反射光の全光路差は生じずに、０次（通常の反射方向）、±２次光など偶数次数の回折光のみが生じる。ＧＬＶ６１の素子８１がＯＦＦ状態である場合、この素子８１に対応する画素（素子８１によって表示される画素）は、スクリーン１５において黒として表示される。
【００６２】
可動リボン電極であるリボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，および９１ｄのそれぞれに０ｖ以外の所定の駆動電圧が印加された場合、図１０に示されるように、駆動電圧が印加された可動リボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，および９１ｄは、静電力によって共通電極９３側に引き下げられる（図中下方向に移動している）。この場合、固定リボン電極であるリボン電極９２ａ，９２ｂ，および９２ｃは移動しない。
【００６３】
可動リボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，および９１ｄは、印加された駆動電圧に応じて、共通電極９３側に移動する。例えば、波長λが５３２ｎｍである入射光に対して、可動リボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，および９１ｄをそれぞれλ/４だけ引き下げようとする場合、可動リボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，および９１ｄに所定の駆動電圧が印加され、可動リボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，および９１ｄは、共通電極９３側にλ/４＝１３３ｎｍ移動する。
【００６４】
可動リボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，および９１ｄの移動量が、入射する光の波長のλに対してλ/４となるとき、素子８１の１次光の回折効率は最大となる。
【００６５】
この状態で光が素子８１に入射されると、可動リボン電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，および９１ｄで反射される光束と固定リボン電極であるリボン電極９２ａ，９２ｂ，および９２ｃで反射される光束間の全光路差は半波長λ/２となる。これにより、ＧＬＶ６１の素子８１が反射型回折格子として機能し、反射光束（０次光）同士は干渉して打ち消しあい、±１次光、±３次光など奇数次数を含む回折光が生じる。このようにしてＧＬＶ６１で生成された各次数の回折光は、空間的に変調され、色合成部５１および投影光学系５２を介して光偏向部１３に投影される。
【００６６】
次に、このように光を変調するＧＬＶ６１が設けられたＧＬＶモジュール３１の冷却について説明する。
【００６７】
図１１は、光合成モジュール１２における空気の流れを示すブロック図である。送風機１１１は、光合成モジュール１２の外側に設けられたダクトを介して、ダクト４１−１乃至ダクト４１−３に空気を送風する。送風機１１１によって送風される空気は、塵芥が除去されていない空気である。
【００６８】
ダクト４１−１乃至ダクト４１−３に送風された空気は、放熱器６３−１乃至６３−３から熱を奪って、ダクト４１−１乃至ダクト４１−３の外に排気される。放熱器６３−１乃至６３−３から排熱される熱は、支持基板６２−１乃至支持基板６２−３のそれぞれを介して伝熱されたＧＬＶ６１−１乃至ＧＬＶ６１−３のそれぞれにおいて生じた熱であるので、ＧＬＶ６１−１乃至ＧＬＶ６１−３が冷却されることになる。
【００６９】
なお、送風機１１１は、ダクト４１−１乃至ダクト４１−３のそれぞれに対して、１つずつ設けるようにしてもよい。この場合、送風機１１１からダクト４１−１乃至ダクト４１−３までのダクトは不要である。
【００７０】
一方、送風機１１２は、光合成モジュールの外側に設けられた他のダクトを介して、筐体２１の開口部３２に、フィルタ１１３によって、塵芥が除去された空気を送風する。筐体２１の開口部３２から送風された、塵芥が除去された空気は、筐体２１の内部を通過して、フィルタ１１４を介して、筐体２１の外に排気される。これによって、筐体２１の内部は、大気に対して高い空気圧（正圧、揚圧）となり、外部からの塵芥の進入を防止することができる。
【００７１】
なお、フィルタ１１４を設けることによって、送風機１１２が停止した後でも、排気側からの筐体２１の内部への塵芥の侵入を防止することができる。また、送風機１１２は、筐体２１の開口部３２に接するように設け、ダクトを介さずに開口部３２に空気を送風するようにしてもよい。
【００７２】
図１２は、空気の流れを説明するためのダクト４１の側面図であり、図１３は、空気の流れを説明するためのダクト４１の上面図である。図１２において、実線の矢印は、空気の流れを示し、点線の矢印は、ＧＬＶ６１に入射される光を示す。図１３において、実線の矢印は、ＧＬＶ６１に入射される光およびＧＬＶ６１から出射される光を示す。
【００７３】
図１２および図１３で示されるように、ダクト４１に送風された空気は、放熱器６３だけに接触して、放熱器から熱を奪って、ダクト４１の外に排気される。ダクト４１に送風された空気は、ＧＬＶ６１には接触しない。
【００７４】
筐体２１の内部を、フィルタ１１３によって塵芥が除去された空気が通過するので、ＧＬＶ６１のシールドガラス７１には塵芥が付着することはない。
【００７５】
このように、放熱器６３を内部に囲むダクト４１に冷却のための空気が送風され、ＧＬＶ６１のシールドガラス７１が露出している筐体２１の内部を塵芥が除去された空気が通過するので、ＧＬＶ６１をより能率的に冷却できる。
【００７６】
次に、図１４乃至図１８を参照して、本発明に係る光合成モジュール１２の他の構成について説明する。
【００７７】
図１４は、光合成モジュール１２の外観を示す上面図である。図１５は、光合成モジュール１２の外観を示す側面図である。図１６は、図１５のＤＤ‘で示される一点鎖線における断面図である。図１７は、図１６のＥＥ’で示される一点鎖線における断面図である。
【００７８】
図１４で示されるように、筐体１２１の上面には、筐体１２１の内部に塵芥が除去された空気、及び冷却された空気を取り入れるための開口部１３１が設けられている。
【００７９】
なお、図１４乃至図２２において、図１乃至図１３に示す場合と同様の部分には同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
【００８０】
図１４及び図１５で示されるように、光合成モジュール１２は、光を変調または合成する光学系を筐体１２１に格納してなる。筐体１２１は、その内部への、塵芥が除去されていない空気の進入を遮断する。また、塵芥が除去された空気が、筐体１２１の内部を通過するように筐体１２１は構成される。
【００８１】
また、図１４で示されるように、筐体１２１の上面には、筐体１２１の内部に塵芥が除去された空気を取り入れるための開口部１３１が設けられている。筐体１２１においては、開口部１３１から空気が送風される。
【００８２】
なお、図１５において、光源１１からの光を入射する部位および光偏向部１３に光を出射する部位の図示は省略している。
【００８３】
図１６で示されるように、筐体１２１は、その内側に、ＧＬＶモジュール３１−１乃至ＧＬＶモジュール３１−３を納めている。
【００８４】
ダクト１４１−１は、ＧＬＶモジュール３１−１を囲み、筐体１２１に流入された空気を、ＧＬＶモジュール３１−１に沿って流す。また、ダクト１４１−１には、ＧＬＶモジュール３１−１への入射光を通過させ、ＧＬＶモジュール３１−１からの射出光を通過させる切り欠きが設けられている。すなわち、光源１１からの三原色の光であるレーザー光のうち、赤色のレーザー光がダクト１４１−１の切り欠きを介してＧＬＶモジュール３１−１のＧＬＶ６１−１に入射される。そして、ＧＬＶモジュール３１−１のＧＬＶ６１−１によって変調された、赤色のレーザー光である射出光は、ダクト１４１−１の切り欠きを介して色合成部５１に出射される。
【００８５】
ダクト１４１−２は、ＧＬＶモジュール３１−２を囲み、筐体１２１に流入された空気を、ＧＬＶモジュール３１−２に沿って流す。また、ダクト１４１−２には、ＧＬＶモジュール３１−２への入射光を通過させ、ＧＬＶモジュール３１−２からの射出光を通過させる切り欠きが設けられている。すなわち、光源１１からの三原色の光であるレーザー光のうち、緑色のレーザー光がダクト１４１−２の切り欠きを介してＧＬＶモジュール３１−２のＧＬＶ６１−２に入射される。そして、ＧＬＶモジュール３１−２のＧＬＶ６１−２によって変調された、緑色のレーザー光である射出光は、ダクト１４１−２の切り欠きを介して色合成部５１に出射される。
【００８６】
ダクト１４１−３は、ＧＬＶモジュール３１−３を囲み、筐体１２１に流入された空気を、ＧＬＶモジュール３１−３に沿って流す。また、ダクト１４１−３には、ＧＬＶモジュール３１−３への入射光を通過させ、ＧＬＶモジュール３１−３からの射出光を通過させる切り欠きが設けられている。すなわち、光源１１からの三原色の光であるレーザー光のうち、青色のレーザー光がダクト１４１−３の切り欠きを介してＧＬＶモジュール３１−３のＧＬＶ６１−３に入射される。そして、ＧＬＶモジュール３１−３のＧＬＶ６１−３によって変調された、青色のレーザー光である射出光は、ダクト１４１−３の切り欠きを介して色合成部５１に出射される。
【００８７】
ダクト１４１−１乃至１４１−３は、黒色石英、または黒色に表面処理した金属板で形成することができる。
【００８８】
図１７で示されるように、筐体１２１の上側には空気室１５１が設けられている。空気室１５１は、筐体１２１の内部の部位であって、ＧＬＶモジュール３１−１乃至ＧＬＶモジュール３１−３、色合成部５１、および投影光学系５２を格納している部位の上側を隔壁１５２で仕切ることにより、筐体１２１の上面と側面の一部および隔壁１５２によって形成される。
【００８９】
隔壁１５２には、開口部１５３−１乃至開口部１５３−３が設けられている。開口部１５３−１は、ダクト１４１−１の上端に接している。開口部１５３−１の形状は、ダクト１４１−１の上側の形状と同じ形状とされる。同様に、開口部１５３−２および開口部１５３−３のそれぞれは、ダクト１４１−２の上端およびダクト１４１−３の上端のそれぞれに接している。開口部１５３−２および開口部１５３−３のそれぞれの形状は、ダクト１４１−２およびダクト１４１−３のそれぞれの上側の形状と同じ形状とされる。
【００９０】
また、ダクト１４１−1乃至ダクト１４１−３のそれぞれの下端は、隔壁１５５に設けられている開口部１５４−１乃至開口部１５４−３のそれぞれに接している。開口部１５４−１乃至開口部１５4−３のそれぞれの形状は、ダクト１４１−１乃至ダクトのそれぞれの下側の形状と同じ形状とされる。
【００９１】
隔壁１５５は、筐体１２１の内側の部位であって、ＧＬＶモジュール３１−１乃至ＧＬＶモジュール３１−３、色合成部５１、および投影光学系５２を格納している部位の下側を仕切る。筐体１２１の下面と側面の一部および隔壁１５５によって空気室１５６が形成される。
【００９２】
筐体１２１の開口部１３１から流入された、塵芥が除去された空気は、空気室１５１を通り、開口部１５３−１乃至開口部１５３−３のそれぞれから、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３のそれぞれに流入する。
【００９３】
ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３に流入した空気は、ＧＬＶモジュール３１−１乃至ＧＬＶモジュール３１−３のそれぞれを沿って流れ、開口部１５４−１乃至開口部１５４−３のそれぞれから、空気室１５６に流入する。
【００９４】
すなわち、ＧＬＶモジュール３１−１を囲むダクト１４１−１は、流入された空気をＧＬＶモジュール３１−１に沿って流す流路を形成する。前述と同様に、ＧＬＶモジュール３１−２を囲むダクト１４１−２は、流入された空気をＧＬＶモジュール３１−２に沿って流す流路を形成する。ＧＬＶモジュール３１−３を囲むダクト１４１−３は、流入された空気をＧＬＶモジュール３１−１に沿って流す流路を形成する。
【００９５】
空気室１５６に流入された空気は、図示せぬ開口部から、筐体１２１の外側に流出する。
【００９６】
以下、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３を個々に区別する必要がないとき、単に、ダクト１４１と称する。
【００９７】
図１８は、ダクト１４１の構成を示す図である。図１８で示されるように、ダクト１４１には、ＧＬＶモジュール３１のＧＬＶ６１への入射光を通過させ、ＧＬＶ６１からの射出光を通過させる切り欠きが開口部として設けられている。
【００９８】
このようにすることで、塵芥が除去された空気が、ＧＬＶモジュール３１から離れることなく、ＧＬＶモジュール３１の上側および下側においてほぼ同じ流速でＧＬＶモジュール３１に沿って流れることになる。これにより、ＧＬＶモジュール３１は、より効率的に冷却されることになる。
【００９９】
図１９は、他の構成の光合成モジュール１２における空気の流れを示すブロック図である。送風機１６１は、フィルタ１６２によって、塵芥が除去された空気を開口部１３１から筐体１２１に内部に送風する。例えば、フィルタ１６２は、３μｍ以上の塵芥を除去する。
【０１００】
開口部１３１から筐体１２１に内部に送風された、塵芥が除去された空気は、空気室１５１内に流入する。空気室１５１内に流入した空気は、開口部１５３−１乃至開口部１５３−３のそれぞれから、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３のそれぞれに流入する。
【０１０１】
一旦、空気室１５１に、塵芥が除去された空気を流入させ、開口部１５３−１乃至開口部１５３−３のそれぞれから、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３のそれぞれに、その空気を送風するようにしたので、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３のそれぞれにおいて、空気の流速を上げることができ、また、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３において、乱流の発生をより少なくすることができる。特に、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３それぞれの開口部１５３−１乃至開口部１５３−３のそれぞれにより近い部分において、乱流の発生をより少なくすることができる。
【０１０２】
隔壁１５２の開口部１５３−１乃至開口部１５３−３のそれぞれから、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３に送風された、塵芥が除去された空気は、放熱器６３−１乃至放熱器６３−３から熱を奪う。同時に、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３を流れる、塵芥が除去された空気は、ＧＬＶ６１−１乃至ＧＬＶ６１−３のそれぞれのシールドガラス７１に付着した塵芥を除去する。
【０１０３】
図２０は、空気の流れを説明するためのダクト１４１の側面図であり、図２１は、空気の流れを説明するためのダクト１４１の上面図である。図２０において、白抜の矢印は、空気の流れを示し、縦縞の矢印は、ＧＬＶ６１に入射される光を示す。図２１において、実線の矢印は、ＧＬＶ６１に入射される光およびＧＬＶ６１から出射される光を示す。
【０１０４】
図２０および図２１で示されるように、ダクト１４１を流れる塵芥が除去された空気は、放熱器６３に接触して、放熱器６３から熱を奪う。また、ダクト１４１を流れる空気は、ＧＬＶ６１に接触するので、放熱器６３のみで冷却する場合に比較して、より効率良くＧＬＶ６１を冷却することができる。
【０１０５】
さらにまた、ＧＬＶ６１−１乃至ＧＬＶ６１−３のそれぞれのシールドガラス７１に沿って、フィルタ１６２によって塵芥が除去された空気が流れるので、ＧＬＶ６１のシールドガラス７１には塵芥が付着することはない。
【０１０６】
ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３には、ＧＬＶモジュール３１−１乃至ＧＬＶモジュール３１−３への入射光を通過させ、ＧＬＶモジュール３１−１乃至ＧＬＶモジュール３１−３からの射出光を通過させる切り欠きが設けられているので、筐体１２１の内部に塵芥が除去された空気に加圧されることになり、筐体１２１の内部全体が、大気に対して高い高気圧となり、外部からの塵芥の進入を防止することができる。
【０１０７】
図１９に戻り、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３のそれぞれを流れ、ＧＬＶモジュール３１−１乃至ＧＬＶモジュール３１−３のそれぞれから、熱を奪い、塵芥を除去した空気は、隔壁１５５の開口部１５４−１乃至開口部１５４−３のそれぞれから、空気室１５６に流入する。
【０１０８】
空気室１５６に流入した空気は、フィルタ１６３を介して、筐体１２１の外に排気される。例えば、フィルタ１６３は、３μｍ以上の塵芥を除去する。
【０１０９】
ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３のそれぞれを流れる空気を、隔壁１５５の開口部１５４−１乃至開口部１５４−３のそれぞれから、空気室１５６に流入するようにしたので、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３のそれぞれにおいて、空気の流速を上げることができ、また、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３において、乱流の発生をより少なくすることができる。特に、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３それぞれの開口部１５４−１乃至開口部１５４−３のそれぞれにより近い部分において、乱流の発生をより少なくすることができる。
【０１１０】
なお、フィルタ１６３を設けることによって、送風機１６１が停止した後でも、排気側からの筐体１２１の内部への塵芥の侵入を防止することができる。
【０１１１】
このように、筐体１２１の内部を塵芥が除去された空気が通過するとともに、ＧＬＶモジュール３１の周囲全体をより早い流速の空気が流れることになるので、ＧＬＶ６１をより能率的に冷却できる。
【０１１２】
これにより、ＧＬＶモジュール３１すなわちＧＬＶ６１の温度をより低くすることができるので、温度によるＧＬＶ６１の位置変化を最小とすることができる。これによって、より高解像度の画像をより安定して表示できるようになる。また、ＧＬＶ６１の温度より低くすることができるので、ＧＬＶ６１の寿命が短くなることを防止できる。
【０１１３】
ＧＬＶモジュール３１−１乃至ＧＬＶモジュール３１−３毎に、送風機を設ける必要がなく、より簡単な構成とすることができる。
【０１１４】
なお、ダクト１４１に、ＧＬＶモジュール３１のＧＬＶ６１への入射光を通過させ、ＧＬＶ６１からの射出光を通過させる切り欠きが開口部として設けられると説明したが、これに限らず、図２２で示されるように、ＧＬＶ６１への入射光を通過させ、ＧＬＶ６１からの射出光を通過させる切り欠きは、ダクト１４１の上端から下端まで及ぶようにしてもよい。
【０１１５】
以上のように、光変調素子に沿って空気を流すようにした場合、光変調素子を冷却することができる。また、光変調素子が、画像を表示するための光が変調し、筐体が、光変調素子を内部に納め、塵芥が除去されていない空気の進入を遮断し、塵芥が除去された空気を通過させる、流路が、光変調素子を囲むように筐体の内部に配置され、流路に、光変調素子への入射光および光変調素子からの射出光を通過させる切り欠きが設けられ、流路が、筐体を通過する空気であって、塵芥が除去された空気を光変調素子に沿って流すようにした場合、より簡単に、光変調素子への塵芥の付着を防止するとともに、光変調素子をより能率的に冷却できる。さらに、筐体が、塵芥が除去された空気に通過させ、光変調素子を囲むように筐体の内部に流路を配置することによって、流路が、筐体を通過する空気であって、塵芥が除去された空気を光変調素子に沿って流すようにした場合、より簡単に、光変調素子への塵芥の付着を防止するとともに、光変調素子を能率的に冷却できる。
【０１１６】
なお、隔壁１５２の開口部１５３−１乃至開口部１５３−３のそれぞれに、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３の上端のそれぞれが接し、隔壁１５５の開口部１５４−１乃至開口部１５４−３のそれぞれに、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３の下端のそれぞれが接すると説明したが、これに限らず、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３に空気が流れるように、開口部１５３−１乃至開口部１５３−３のそれぞれと、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３の上端のそれぞれとの間、および開口部１５４−１乃至開口部１５４−３のそれぞれと、ダクト１４１−１乃至ダクト１４１−３の下端のそれぞれとの間に、隙間を設けるようにしてもよい。
【０１１７】
また、以上においては、光変調素子としてＧＬＶを用いるようにしたが、ＧＬＶに限らず、１次元または２次元の光変調素子を用いることも可能である。例えば、ＤＭＤ（Digital  Micro  mirror  Device：商標）またはＬＣＯＳ（Liquid  Crystal  on  Silicon）などの２次元の光変調素子を用いるようにしてもよい。この場合、光源１１は、採用する光変調素子にあわせて、メタルハライドランプまたは高圧水銀ランプなどを採用することができる。
【０１１８】
なお、筐体１２１の内部において、塵芥が除去された空気は、上から下に流れる（ダウンフローである）と説明したが、これに限らず、下から上、または横に流れるようにしてもよい。
【０１１９】
なお、本発明は、スクリーンに光を投射して画像を表示させる表示装置、例えば、いわゆるフロントプロジェクタまたはリアプロジェクタなどに可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明に係る表示装置の一実施の形態の示すブロック図である
【図２】光合成モジュールの外観を示す上面図である。
【図３】光合成モジュールの外観を示す側面図である。
【図４】光合成モジュールの断面図である。
【図５】光合成モジュールの断面図である。
【図６】ＧＬＶモジュールの斜視図である。
【図７】ＧＬＶの平面図である。
【図８】ＧＬＶの素子の構成例を示す斜視図である。
【図９】ＧＬＶの素子の断面図である。
【図１０】ＧＬＶの素子の断面図である
【図１１】光合成モジュールにおける空気の流れを示すブロック図である。
【図１２】空気の流れを説明するためのダクトの側面図である。
【図１３】空気の流れを説明するためのダクトの上面図である。
【図１４】光合成モジュールの概観を示す上面図である
【図１５】光合成モジュールの概観を示す側面図である。
【図１６】光合成モジュールの断面図である。
【図１７】光合成モジュールの断面図である。
【図１８】ＧＬＶモジュールの斜視図である。
【図１９】光合成モジュールにおける空気の流れを示すブロック図である。
【図２０】空気の流れを説明するためのダクトの側面図である。
【図２１】空気の流れを説明するためのダクトの上面図である
【図２２】ＧＬＶモジュールの斜視図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１  表示装置，  １１  光源，  １２  光合成モジュール，  １３  光偏向部，  １４  拡大投影系，  １５  スクリーン，  ２１  筐体，  ３１−１，３１−２，３１−３，３１  ＧＬＶモジュール，  ３２  開口部，  ４１−１，４１−２，４１−３，４１  ダクト，  ５１  色合成ミラー，  ５２  投影光学系，  ６１−１，６１−２，６１−３，６１  ＧＬＶ，  ６２−１，６２−２，６２−３，６２  支持基板，  ６３−１，６３−２，６３−３，６３  放熱器，  ７１  シールドガラス，  ８１−１乃至８１−１０８０，８１  素子，  ９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ  リボン電極，  ９２ａ，９２ｂ，９２ｃ  リボン電極，  ９３  共通電極，  １１１  送風機，  １１２  送風機，  １１３  フィルタ，  １１４  フィルタ，  １２１  筐体，  １３１  開口部，  １４１−１，１４１−２，１４１−３，１４１  ダクト，  １５１  空気室，  １５２  隔壁，  １５３−１，１５３−２，１５３−３  開口部，  １５４−１，１５４−２，１５４−３  開口部，  １５５  隔壁，  １５６  空気室，  １６１  送風機，  １６２  フィルタ，  １６３  フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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