JP6351401B2 - 投写型表示装置および画像表示システム - Google Patents

Description

本発明は、光変調素子への微小異物の付着を低減する投写型表示装置に関する。

投写型表示装置の内部には、複数の発熱体が設けられている。このため、これらの発熱体を冷却するため、例えば投写型表示装置の内部に配置されたファンを用いて、投写型表示装置の外部空気をその内部に取り込み、その空気を冷却対象となる発熱体まで導風する。このとき、投写型表示装置の設置環境によっては、塵埃などの異物が多数浮遊していることがある。このため、冷却空気を投写型表示装置の内部へ取り込む際に、異物が侵入し、投写型表示装置の内部に設けられた光学素子に付着することにより、投写画像の品質が劣化する可能性がある。特に、光変調素子に異物が付着すると、投写画像で異物を視認しやすくなるという問題がある。一方、光変調素子は、投写型表示装置の内部に収納される光学部品に対して位置調整を行う必要があり、また、外力による歪によりその性能に影響を与えるため、強固な密閉構造を採用することは困難である。

そこで、大気取り込み口（吸気口）に集塵フィルタを配置し、または、光学素子の周囲に反力が小さい発泡材やゴムなどの柔軟な防塵部材を配置する構成が知られている。特許文献１には、光変調素子を取り付けるベースと遮光板との間に第一の防塵部材を配置し、波長板と遮光板との間に第二の防塵部材を配置することにより、高い防塵性を確保する構成が開示されている。特許文献２には、遮光部材と偏光ビームスプリッタとの間に防塵カバーを配置する構成が開示されている。

特開平１１−３０５６７４号公報 特開２００４−０２０６０３号公報

しかしながら、特許文献１、２の構成でも、防塵部品の隙間から微小な異物が侵入する可能性がある。特に、例えば１μｍ以下の微小粒子に対して充分な防塵性（密閉性）を確保することは難しく、長時間の使用で徐々に光学部品に汚れが付着し、投写画像に色むらとして表示されてしまう場合がある。

微小粒子を捕獲するため、小さい開口を有するフィルタを使用すると、フィルタの通風抵抗が高くなり、ファン騒音の増大、装置の大型化を招く。また、各部品の密着性を高めるために接着や接触圧を高めると、解体性の悪化や光学部品への応力の増大を招き、光学性能の劣化や光学部品の位置ズレが発生してしまう。

そこで本発明は、光変調素子への異物の付着を低減可能な投写型表示装置および画像表示システムを提供する。

本発明の一側面としての投写型表示装置は、光源からの光が通過する開口を有する遮光部材と、前記遮光部材と対向するように設けられ、前記遮光部材の前記開口を通過した前記光が照射される光変調素子ユニットとを有し、前記遮光部材は、第１の領域、および、該第１の領域と前記開口との間に位置する第２の領域を有し、前記第１の領域における前記遮光部材と前記光変調素子ユニットとの第１の温度差は、前記第２の領域における該遮光部材と該光変調素子ユニットとの第２の温度差よりも大きい。

本発明の他の側面としての画像表示システムは、前記投写型表示装置と、前記投写型表示装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有する。

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。

本発明によれば、光変調素子における有効画素エリアへの微小粒子を付着抑制、および有効画素エリア外での微小粒子捕集をすることを可能し、長時間にわたって高品質な投写画像を提供できる投写型表示装置を提供することができる。

本発明によれば、光変調素子への異物の付着を低減可能な投写型表示装置および画像表示システムを提供することができる。

実施例１における光変調素子ブロックの分解斜視図である。 実施例１における光変調素子ブロックの構成図である。 実施例１における光変調素子ブロックの断面図である。 図３中の範囲Ａの拡大図、および、位置と温度との関係を示す図である。 実施例２における光変調素子ブロックの分解斜視図である。 実施例２における光変調素子ブロックの構成図である。 実施例２における光変調素子ブロックの断面図である。 図７中の範囲Ｂの拡大図、および、位置と温度との関係を示す図である。 実施例３における光変調素子ブロックの分解斜視図である。 実施例３における光変調素子ブロックの構成図である。 実施例３における光変調素子ブロックの断面図である。 図１１中の範囲Ｃの拡大図、および、位置と温度との関係を示す図である。 実施例４における光変調素子ブロックの分解斜視図である。 実施例４における光変調素子ブロックの構成図である。 実施例４における光変調素子ブロックの断面図である。 図１５中の範囲Ｄの拡大図、および、位置と温度との関係を示す図である。 実施例５における光変調素子ブロックの分解斜視図である。 実施例５における光変調素子ブロックの構成図である。 実施例５における光変調素子ブロックの断面図である。 図１９中の範囲Ｅの拡大図、および、位置と温度との関係を示す図である。 実施例６における光変調素子ブロックの分解斜視図である。 実施例６における光変調素子ブロックの構成図である。 実施例６における光変調素子ブロックの断面図である。 図２３中の範囲Ｆの拡大図、および、位置と温度との関係を示す図である。 各実施例における投写型表示装置の外観概略図である。 各実施例における投写型表示装置の内部構造図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、図２５および図２６を参照して、本実施形態における投写型表示装置（投射型表示装置）の全体構成について説明する。図２５は、本実施形態における投写型表示装置１００の外観概略図である。図２６は、投写型表示装置１００の内部構造図である。

１は光源である。２は、光源１からの光を、光変調素子ブロック３に導くための光学部品を収納する光学ブロックである。４は、光源１からの光を外部スクリーンへ拡大投写する投写レンズである。５は、光変調素子を含む光学部品を冷却する風を光学部品まで導風する冷却ダクトである。６は、光変調素子を冷却する冷却ファン（シロッコファン）である。７は、投写型表示装置１００の内部に設けられている各部品を収納する外装ケースである。外装ケース７には、投写型表示装置１００の前面において、冷却風の取り込み口である吸気口７１が設けられている。また吸気口７１には、集塵フィルタ８が取り付けられている。

冷却ファン６の駆動により、集塵フィルタ８を通過して吸気口７１から侵入した外気は、冷却ダクト５を通過し、光変調素子ブロック３に向かって吹き付けられる。この際、大気中に浮遊する塵埃の多くは、集塵フィルタ８によって侵入を阻害され、捕集される。しかし、微小な粒子は、集塵フィルタ８の目を通過し、冷却風に乗って光変調素子に吹き付けられることがある。

また本実施形態において、投写型表示装置１００と、投写型表示装置１００に画像情報を供給する画像供給装置２００とを備えた画像表示システムを提供することもできる。

次に、図１乃至図４を参照して、本発明の実施例１における光変調素子ブロックについて説明する。図１は、光変調素子ブロック３の分解斜視図である。図２は、各部品を組み立てた状態の光変調素子ブロック３の構成図である。図３は、図２中の線Ｗ−Ｗに沿った断面図である。図４（ａ）は図３中の範囲Ａの拡大図、図４（ｂ）は範囲Ａにおける位置と温度との関係を示す図である。

３１は光変調素子ユニットである。光変調素子ユニット３１は、光入射面にカバーガラスが接着された光変調素子３１ａ、および、放熱器３１ｂ（ヒートシンク）を備えて構成される。３２は遮光マスク（遮光部材）である。遮光マスク３２は、光変調素子３１ａの画素領域（有効画素領域）よりも大きい開口を有する。遮光マスク３２の開口の位置は、光変調素子３１ａの有効画素領域に合わせて調整可能に固定されている。３３は防塵カバー（防塵部材）である。防塵カバー３３は、放熱器３１ｂと接触し、光変調素子３１ａのカバーガラスの表面に異物が付着するのを防止する。３４は波長板保持部材である。波長板保持部材３４は、後述する波長板３５を保持し、遮光マスク３２の開口よりも大きい開口を有する。また波長板保持部材３４は、光変調素子３１ａに対して波長板３５を回転調整可能に構成されている。３５は波長板である。

防塵カバー３３は、放熱器３１ｂを抱え込むように放熱器３１ｂに取り付けられ、放熱器３１ｂを強固に保持する。これにより、放熱器３１ｂと防塵カバー３３との間に形成される隙間を小さくすることができる。また防塵カバー３３は、波長板保持部材３４と圧接されることにより、部材間の隙間を小さくするように構成されている。波長板保持部材３４が回転調整された場合においても、当接する部材面に追従し、隙間の発生を防止または低減する。このような構成により、冷却ファン６の送風によってある程度の風圧がかかったとしても、異物の侵入を低減することができる。遮光マスク３２は、組み付け時において、略中央の開口の周囲が、光変調素子３１ａの方向に向けて凸となる形状（Ｌ字型の凸形状部）を有する。これにより、遮光マスク３２の開口周囲は、他の部位と比較して、光変調素子３１ａのカバーガラスに近接するように構成されている。

図４（ｂ）は、図４（ａ）に示される投写型表示装置１００の拡大断面図に対応する位置と、遮光マスク３２および光変調素子３１ａのカバーガラスの表面温度との関係を示すグラフである。横軸は位置（ｘ）、縦軸は温度（℃）をそれぞれ示している。また、図４（ｂ）中において、実線は遮光マスク３２の温度、破線は光変調素子３１ａのカバーガラスの表面温度をそれぞれ示している。なお図４（ｂ）は、投写型表示装置１００を起動し、光源１を点灯させてから一定時間放置した後に、光変調素子３１ａの内部に設けられた温度検出手段（不図示）の検出温度が所定の温度となるように制御されている状態における各温度を示している。

図４（ａ）において、Ｌは、光源１から発せられ、光変調素子３１ａに照射される光（光束）の入射範囲である。光は、波長板保持部材３４の開口を通過し、遮光マスク３２の開口（領域Ｒ１）および開口の周囲（領域Ｒ２）を照射する。このとき、光源１からの光の多くは、遮光マスク３２の開口を通過して光変調素子３１ａに到達する。しかし、光の一部は、遮光マスク３２（開口周囲）で吸収される。このため、光が照射される光変調素子３１ａのカバーガラスの表面温度、および、光を吸収する遮光マスク３２の温度は上昇する。一般的に、遮光マスク３２は金属で構成される。このため遮光マスク３２（金属で構成される遮光マスク）は、樹脂やガラスに比べて、熱伝導率が高く、光が照射されていない領域まで熱拡散し、光の照射領域と光の非照射領域は略同等の温度となる。一方、光変調素子３１ａのカバーガラスは、熱伝導率が低い。このため、光源１から照射される領域の温度は上昇するが、遮光マスク３２により遮光された部位（領域）の温度は低いままである。なお、光変調素子３１ａのカバーガラスは、高い透過率を有するため、遮光マスク３２に比べて温度は低くなる。ここで、遮光マスクを構成する材料としては金属と記載したが、具体的には、熱伝導率が１５０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上（より好ましくは２３６（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上）の材料であることが望ましい。

本実施例において、遮光マスク３２の開口周囲は、他の部分よりも光変調素子３１ａのカバーガラスに近接する凸形状部３２ａ（突起部）を有する。好ましくは、遮光マスク３２の凸形状部３２ａは、例えば板金の絞り加工により連続的に形成される。これにより、遮光マスク３２ａと光変調素子３１ａのカバーガラスとの間の距離が小さくなる（ｄ１＞ｄ２）。このため、遮光マスク３２から光変調素子３１ａのカバーガラスへの熱の移動が増加し、遮光マスク３２の凸形状部３２ａの位置に対応するカバーガラスの温度が上昇する（図４（ｂ）中の領域ｖ）。すなわち、遮光マスク３２の開口周囲（凸形状部３２ａ）の温度と、それに近接する光変調素子３１ａのカバーガラスの温度と差（温度差）は小さくなる。一方、遮光マスク３２のうち、開口周囲（凸形状部３２ａ）から離れた位置にある部位３２ｂは、遮光マスク３２と光変調素子３１ａのカバーガラスとの間の距離が大きい。このため、遮光マスク３２から光変調素子３１ａのカバーガラスへの伝熱量は、開口周囲である凸形状部３２ａと比較して小さい。従って、遮光マスク３２の部位３２ｂと光変調素子３１ａのカバーガラスとの温度差は大きくなる（図４（ｂ）中の領域ｕ）。

このように、ある２面間において安定的な温度勾配を維持すると、温度勾配とは逆方向に安定した濃度勾配が形成される。すなわち、冷却風に乗って微粒子が運ばれてきた場合、低温側での微粒子濃度が高くなる。本実施例の構成では、領域ｖ（第２の領域）において、遮光マスク３２の開口周囲（凸形状部３２ａ）の温度と、凸形状部３２ａに対面（対向）する光変調素子３１ａのカバーガラスの表面温度との温度差β（第２の温度差）は小さい。このため、外部から運ばれた微粒子が光変調素子３１ａのカバーガラスに付着することを低減することができる。一方、領域ｕ（第１の領域）において、遮光マスク３２の部位３２ｂの温度と、部位３２ｂに対面（対向）する光変調素子３１ａのカバーガラスの表面温度との温度差α（第１の温度差）は大きい。このため、外部から運ばれた微粒子を積極的に光変調素子３１ａのカバーガラスに付着させることができる。

本実施例では、遮光マスク３２の開口周囲に凸形状部３２ａを形成することにより、凸形状部３２ａよりも外側に（開口から離れて）位置する領域ｕにおいて、微粒子の付着を促進させることができる。このため遮光マスク３２は、光変調素子３１ａの有効画素領域（図４（ｂ）中の領域ｓ）へ到達する微粒子の量を低減させる、所謂フィルタとしての役割を果たすことが可能となる。また、光変調素子３１ａの有効画素領域の近傍である領域ｖ（凸形状部３２ａに対向する領域）では、微粒子の付着を低減することにより、投写画像への微粒子の移り込みを低減することができる。すなわち、大気中に浮遊微粒子数が多い環境においても、長期にわたって高画質を維持することが可能な投写型表示装置を提供することが可能である。

なお遮光マスク３２は、熱伝導率の高いアルミ合金や銅合金などの熱伝導部材により構成されることが好ましい。これは、領域ｕにおける遮光部材の温度を上昇させ、より温度差を発生させることができ、より微粒子の捕集効率を高めることが可能となるためである。

このように、本実施例の投写型表示装置１００において、遮光部材（遮光マスク３２）は、光源１からの光が通過する開口を有する。光変調素子ユニット３１は、遮光部材と対向するように設けられ、遮光部材の開口を通過した光が照射されるように構成されている。また遮光部材は、第１の領域（領域ｕ）、および、第１の領域と開口との間に位置する第２の領域（領域ｖ）を有する。そして、第１の領域における遮光部材と光変調素子ユニットとの第１の温度差（温度差α）は、第２の領域における遮光部材と光変調素子ユニットとの第２の温度差（温度差β）よりも大きい。

好ましくは、第２の領域は、遮光部材の開口の周囲（開口の近傍）に位置している。第１の領域は、第２の領域よりも開口から離れて位置している。また好ましくは、光変調素子ユニット３１は、カバーガラスを備え、光源１からの光が照射される光変調素子３１ａと、光変調素子３１ａの熱を放出する放熱器３１ｂとを有する。より好ましくは、第２の領域は、光変調素子３１ａの有効画素領域（領域ｓ）の周囲に位置する。第１の領域は、第２の領域よりも有効画素領域から離れて位置する。そして第１の温度差は、第１の領域における遮光部材と光変調素子のカバーガラスとの温度差である。第２の温度差は、第２の領域における遮光部材と光変調素子のカバーガラスとの温度差である。また好ましくは、投写型表示装置１００は、光変調素子３１ａのカバーガラスを覆うように放熱器３１ｂに取り付けられた防塵部材（防塵カバー３３）を有する。

好ましくは、第１の温度差および第２の温度差は、光源１をオンしてから所定時間経過後の状態における温度差である。また好ましくは、遮光部材と光変調素子ユニットとの間の距離は、第１の領域よりも第２の領域のほうが小さい（ｄ１＞ｄ２）。より好ましくは、遮光部材は、第２の領域において、光変調素子ユニット３１の方向に突出した形状（凸形状部３２ａ）を有する。

次に、図５乃至図８を参照して、本発明の実施例２における光変調素子ブロックについて説明する。図５は、光変調素子ブロック３ｂの分解斜視図である。図６は、各部品を組み立てた状態の光変調素子ブロック３ｂの構成図である。図７は、図６中の線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。図８（ａ）は図７中の範囲Ｂの拡大図、図８（ｂ）は範囲Ｂにおける位置と温度との関係を示す図である。

本実施例の光変調素子ブロック３ｂは、光変調素子ユニット３１および遮光マスク３２に代えて、光変調素子ユニット３１１および遮光マスク３２１を備えている点で、実施例１の光変調素子ブロック３とは異なる。光変調素子ブロック３ｂの他の部位は、実施例１の光変調素子ブロック３と同様であるため、それらの説明は省略する。

光変調素子ユニット３１１は、光変調素子３１１ａおよび放熱器３１ｂを備えて構成される。光変調素子３１１ａのカバーガラスは、遮光マスク３２１の開口周囲（図８中の領域ｖ１）と対向する位置（第２の領域）において、遮光マスク３２１の方向に突出した凸形状（凸形状部３１２ａ）を有する。これにより、光変調素子３１１ａの凸形状部３１２ａは、光変調素子３１１ａの他の部位（第１の領域）と比較して、遮光マスク３２１に近接するように構成されている。

その結果、図８（ｂ）に示されるように、実施例１と同様の効果を得ることができる。このように本実施例では、遮光マスク３２１の開口周囲（領域ｖ１（第２の領域））に凸形状部３１２ａを形成する。これにより、凸形状部３１２ａよりも開口から離れて位置する領域ｕ１（第１の領域）において、微粒子の付着を促進させることができる。このため遮光マスク３２１は、光変調素子３１１ａの有効画素領域へ到達する微粒子の量を低減させる、所謂フィルタとしての役割を果たすことが可能となる。また、光変調素子３１１ａの有効画素領域の近傍である領域ｖ１（凸形状部３１２ａに対向する領域）では、微粒子の付着を低減することにより、投写画像への微粒子の移り込みを低減することができる。すなわち、大気中に浮遊微粒子数が多い環境においても、長期にわたって高画質を維持することが可能な投写型表示装置を提供することが可能である。なお遮光マスク３２１は、実施例１と同様に、熱伝導率の高いアルミ合金や銅合金などの熱伝導部材により構成されることが好ましい。

次に、図９乃至図１２を参照して、本発明の実施例３における光変調素子ブロックについて説明する。図９は、光変調素子ブロック３ｃの分解斜視図である。図１０は、各部品を組み立てた状態の光変調素子ブロック３ｃの構成図である。図１１は、図１０中の線Ｙ−Ｙに沿った断面図である。図１２（ａ）は図１１中の範囲Ｃの拡大図、図１２（ｂ）は範囲Ｃにおける位置と温度との関係を示す図である。

本実施例の光変調素子ブロック３ｃは、遮光マスク３２に代えて、遮光マスク３２２を備えている点で、実施例１の光変調素子ブロック３とは異なる。光変調素子ブロック３ｃの他の部位は、実施例１の光変調素子ブロック３と同様であるため、それらの説明は省略する。

遮光マスク３２２は、開口周囲の領域（領域ｕ２（第１の領域））において、光変調素子３１ａのカバーガラスに対向する位置で凹形状部３２２ａ（換言すると、光変調素子３１ａとは反対方向に突出した凸形状部）を有する。このように、遮光マスク３２２の凹形状部３２２ａは、遮光マスク３２２の他の部位（第２の領域）と比較して、光変調素子３１ａのカバーガラスから離れるように構成されている。

その結果、図１２（ｂ）に示されるように、実施例１と同様の効果を得ることができる。このように本実施例では、遮光マスク３２２の開口周囲（領域ｕ２）に凹形状部３２２ａを形成する。これにより、光変調素子３１ａの有効画素領域の近傍である領域ｖ２（第２の領域）よりも開口から離れて位置する領域ｕ２（第１の領域）において、微粒子の付着を促進させることができる。このため遮光マスク３２２は、光変調素子３１ａの有効画素領域へ到達する微粒子の量を低減させる、所謂フィルタとしての役割を果たすことが可能となる。また、光変調素子３１ａの有効画素領域の近傍である領域ｖ２では、微粒子の付着を低減することにより、投写画像への微粒子の移り込みを低減することができる。すなわち、大気中に浮遊微粒子数が多い環境においても、長期にわたって高画質を維持することが可能な投写型表示装置を提供することが可能である。なお遮光マスク３２１は、実施例１と同様に、熱伝導率の高いアルミ合金や銅合金などの熱伝導部材により構成されることが好ましい。

次に、図１３乃至図１６を参照して、本発明の実施例４における光変調素子ブロックについて説明する。図１３は、光変調素子ブロック３ｄの分解斜視図である。図１４は、各部品を組み立てた状態の光変調素子ブロック３ｄの構成図である。図１５は、図１４中の線Ｚ−Ｚに沿った断面図である。図１６（ａ）は図１５中の範囲Ｄの拡大図、図１６（ｂ）は範囲Ｄにおける位置と温度との関係を示す図である。

本実施例の光変調素子ブロック３ｄは、遮光マスク３２に代えて、遮光マスク３２３を備えている点で、実施例１の光変調素子ブロック３とは異なる。光変調素子ブロック３ｄの他の部位は、実施例１の光変調素子ブロック３と同様であるため、それらの説明は省略する。

遮光マスク３２３は、開口周囲の領域（領域ｖ３）において、遮光マスク３２３の開口（有効画素領域（領域ｓ））から離れるにつれて、光変調素子３１ａのカバーガラスと遮光マスク３２３との間隔が大きくなるような傾斜形状部３２３ａ（傾斜部）を有する。このように、遮光マスク３２３の傾斜形状部３２３ａは、遮光マスク３２３の開口に近づくほど（領域ｖ３のうち有効画素領域（領域ｓ）に近づくほど）、光変調素子３１ａのカバーガラスに近接するように構成されている。すなわち傾斜形状部３２３ａは、領域ｖ３（第２の領域）において、光変調素子３１ａの方向に近接するように形成されている。

その結果、図１６（ｂ）に示されるように、実施例１と同様の効果を得ることができる。このように本実施例では、遮光マスク３２３の開口周囲（領域ｖ３）に傾斜形状部３２３ａを形成する。これにより、光変調素子３１ａの有効画素領域の近傍である領域ｖ３（第２の領域）よりも開口から離れて位置する領域ｕ３（第１の領域）において、微粒子の付着を促進させることができる。このため遮光マスク３２３は、光変調素子３１ａの有効画素領域へ到達する微粒子の量を低減させる、所謂フィルタとしての役割を果たすことが可能となる。また、光変調素子３１ａの有効画素領域の近傍である領域ｖ３では、微粒子の付着を低減することにより、投写画像への微粒子の移り込みを低減することができる。すなわち、大気中に浮遊微粒子数が多い環境においても、長期にわたって高画質を維持することが可能な投写型表示装置を提供することが可能である。なお遮光マスク３２３は、熱伝導率の高いアルミ合金や銅合金などの熱伝導部材により構成されることが好ましい。

次に、図１７乃至図２０を参照して、本発明の実施例５における光変調素子ブロックについて説明する。図１７は、光変調素子ブロック３ｅの分解斜視図である。図１８は、各部品を組み立てた状態の光変調素子ブロック３ｅの構成図である。図１９は、図１８中の線Ｐ−Ｐに沿った断面図である。図２０（ａ）は図１９中の範囲Ｅの拡大図、図２０（ｂ）は範囲Ｅにおける位置と温度との関係を示す図である。

本実施例の光変調素子ブロック３ｅは、遮光マスク３２に代えて、遮光マスク３２４を備えている点で、実施例１の光変調素子ブロック３とは異なる。光変調素子ブロック３ｅの他の部位は、実施例１の光変調素子ブロック３と同様であるため、それらの説明は省略する。

遮光マスク３２４は、熱伝導率の異なる２つの材質で構成された遮光マスク部３２４ａ、３２４ｂ（第１の遮光マスク、第２の遮光マスク）を有する。遮光マスク部３２４ａ（第１の遮光マスク）は、光源１側に設けられ、相対的に熱伝導率の低い材質からなる。遮光マスク部３２４ｂ（第２の遮光マスク）は、光変調素子３１ａ側に設けられ、相対的に熱伝導率の高い材質からなる。

本実施例において、遮光マスク部３２４ａ、３２４ｂは、互いに熱的に結合されてはいない。そして光変調素子３１ａ側に設けられた熱伝導率の高い遮光マスク部３２４ｂは、放熱器３１ｂと熱的に結合されている。また遮光マスク部３２４ｂには、光源１から照射される光束が通過する開口から離れた領域（領域ｕ４）において、複数の開口３２４１が形成されている。そして光源１側に設けられた遮光マスク部３２４ａには、遮光マスク部３２４ｂに形成された複数の開口３２４１を埋めるように、開口３２４１に向けて突出した凸形状部３２４２を有する。

その結果、図２０（ｂ）に示されるように、実施例１と同様の効果を得ることができる。このように本実施例では、遮光マスク３２４を採用することにより、光変調素子３１ａの有効画素領域の近傍である領域ｖ４（第２の領域）よりも開口から離れて位置する領域ｕ４（第１の領域）において、微粒子の付着を促進させることができる。このため遮光マスク３２４は、光変調素子３１ａの有効画素領域へ到達する微粒子の量を低減させる、所謂フィルタとしての役割を果たすことが可能となる。また、光変調素子３１ａの有効画素領域の近傍である領域ｖ４では、微粒子の付着を低減することにより、投写画像への微粒子の移り込みを低減することができる。すなわち、大気中に浮遊微粒子数が多い環境においても、長期にわたって高画質を維持することが可能な投写型表示装置を提供することが可能である。

好ましくは、本実施例において、光源１から照射される光束が照明する部位（遮光マスク部３２４ａ）は、ステンレス鋼などの第１の熱伝導部材により構成される。また、光変調素子ユニット３１の放熱器３１ｂと接する部位（遮光マスク部３２４ｂ）は、アルミ合金や銅合金などの第２の熱伝導部材により構成される。ここで、第１の熱伝導部材（低熱伝導部材）は、第２の熱伝導部材（高熱伝導部材）よりも熱伝導性が低い。

これにより、光源１側に設けられた遮光マスク部３２４ａの温度が上昇し、遮光マスク部３２４ａと光変調素子３１ａのカバーガラス表面との温度差を大きくすることができる。また、光変調素子３１ａ側に設けられた遮光マスク部３２４ｂの温度上昇を抑制し、遮光マスク部３２４ｂと光変調素子３１ａのカバーガラス表面との温度差を小さくすることができる。なお本実施例において、光源１側に設けられた遮光マスク部３２４ａに凸形状部３２４２を形成することは必須ではなく、凸形状部３２４２が形成されていなくても本実施例の効果を得ることができる。また好ましくは、遮光マスク部３２４ａ、３２４ｂは、複数のスポット接点で結合されている。尚、遮光マスク部３２４ａ、３２４ｂは３Ｄプリンタ等で作製した２種金属造形部材の場合でも同様の効果を得ることができる。

このように本実施例において、遮光部材（遮光マスク３２４）は、第１の遮光部材（遮光マスク部３２４ａ）、および、第１の遮光部材よりも光変調素子ユニット側に配置された第２の遮光部材（遮光マスク部３２４ｂ）を有する。第２の遮光部材は、放熱器３１ｂに接触しており、第１の領域（領域ｕ４）において、第２の遮光部材は、複数の開口部（開口３２４１）を有する。より好ましくは、第１の遮光部材は、複数の開口部に挿入された複数の突起部（凸形状部３２４２）を有する。

次に、図２１乃至図２４を参照して、本発明の実施例６における光変調素子ブロックについて説明する。図２１は、光変調素子ブロック３ｆの分解斜視図である。図２２は、各部品を組み立てた状態の光変調素子ブロック３ｆの構成図である。図２３は、図２２中の線Ｑ−Ｑに沿った断面図である。図２４（ａ）は図２３中の範囲Ｆの拡大図、図２４（ｂ）は範囲Ｆにおける位置と温度との関係を示す図である。

本実施例の光変調素子ブロック３ｆは、遮光マスク３２に代えて、遮光マスク３２５を備えている点で、実施例１の光変調素子ブロック３とは異なる。光変調素子ブロック３ｆの他の部位は、実施例１の光変調素子ブロック３と同様であるため、それらの説明は省略する。

図２１に示されるように、遮光マスク３２５は、その開口周囲（領域ｖ５）において、光変調素子３１ａのカバーガラス側の面に黒色表面処理を施している。これにより、遮光マスク３２５の黒色表面処理部（領域ｖ５）からの輻射熱が光変調素子３１ａのカバーガラスへ伝わりやすくなる。一方、遮光マスク３２５の黒色未処理部からの光変調素子３１ａのカバーガラスへの輻射熱は、発生しにくい。

その結果、図２４（ｂ）に示されるように、実施例１と同様の効果を得ることができる。このように本実施例では、遮光マスク３２５を採用することにより、光変調素子３１ａの有効画素領域の近傍である領域ｖ５（第２の領域）よりも開口から離れて位置する領域ｕ５（第１の領域）において、微粒子の付着を促進させることができる。このため遮光マスク３２５は、光変調素子３１ａの有効画素領域へ到達する微粒子の量を低減させる、所謂フィルタとしての役割を果たすことが可能となる。また、光変調素子３１ａの有効画素領域の近傍である領域ｖ５では、微粒子の付着を低減することにより、投写画像への微粒子の移り込みを低減することができる。すなわち、大気中に浮遊微粒子数が多い環境においても、長期にわたって高画質を維持することが可能な投写型表示装置を提供することが可能である。

なお本実施例において、遮光マスク３２５は、熱伝導率の高いアルミ合金や銅合金などの熱伝導部材により構成されることが好ましい。これは、領域ｕ５における遮光部材の温度を高め、より温度差を発生させることができるため、より微粒子の捕集効率を高めることが可能となるからである。

各実施例の投写型表示装置によれば、光変調素子における有効画素エリア外での微小粒子を捕集し、有効画素エリアへの微小粒子の付着を抑制（低減）することで、長時間にわたって高品質な投写画像を提供することができる。このため各実施例によれば、光変調素子への異物の付着を低減可能な投写型表示装置および画像表示システムを提供することが可能である。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

例えば、光変調素子や放熱器をペルチェ素子により冷却し、遮光マスクとの温度差を拡大する方法、または、遮光マスクを加熱し、光変調素子や放熱器との温度差を拡大する方法などを採用してもよい。

３１、３１１ 光変調素子ユニット
３２、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５ 遮光マスク
１００ 投写型表示装置

Claims (16)

1. 光源からの光が通過する開口を有する遮光部材と、
   前記遮光部材と対向するように設けられ、前記遮光部材の前記開口を通過した前記光が照射される光変調素子ユニットと、を有し、
   前記遮光部材は、第１の領域、および、該第１の領域と前記開口との間に位置する第２の領域を有し、
   前記第１の領域における前記遮光部材と前記光変調素子ユニットとの第１の温度差は、前記第２の領域における該遮光部材と該光変調素子ユニットとの第２の温度差よりも大きい、ことを特徴とする投写型表示装置。
2. 前記第２の領域は、前記遮光部材の前記開口の周囲に位置し、
   前記第１の領域は、前記第２の領域よりも前記開口から離れて位置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。
3. 前記光変調素子ユニットは、
   カバーガラスを備え、前記光源からの前記光が照射される光変調素子と、
   前記光変調素子の熱を放出する放熱器と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の投写型表示装置。
4. 前記第２の領域は、前記光変調素子の有効画素領域の周囲に位置し、
   前記第１の領域は、前記第２の領域よりも前記有効画素領域から離れて位置し、
   前記第１の温度差は、前記第１の領域における前記遮光部材と前記光変調素子の前記カバーガラスとの温度差であり、
   前記第２の温度差は、前記第２の領域における前記遮光部材と前記光変調素子の前記カバーガラスとの温度差である、ことを特徴とする請求項３に記載の投写型表示装置。
5. 前記光変調素子の前記カバーガラスを覆うように前記放熱器に取り付けられた防塵部材を更に有することを特徴とする請求項３または４に記載の投写型表示装置。
6. 前記遮光部材は、熱伝導率が１５０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上の部材により構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
7. 前記第１の温度差および前記第２の温度差は、前記光源をオンしてから所定時間経過後の状態における温度差であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
8. 前記遮光部材と前記光変調素子ユニットとの間の距離は、前記第１の領域よりも第２の領域のほうが小さいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
9. 前記遮光部材は、前記第２の領域において、前記光変調素子ユニットの方向に突出した形状を有することを特徴とする請求項８に記載の投写型表示装置。
10. 前記光変調素子ユニットは、前記第２の領域において、前記遮光部材の方向に突出した凸形状部を有することを特徴とする請求項８に記載の投写型表示装置。
11. 前記遮光部材は、前記第１の領域において、前記光変調素子ユニットとは反対方向に突出した凸形状部を有することを特徴とする請求項８に記載の投写型表示装置。
12. 前記遮光部材は、前記第２の領域において、前記光変調素子ユニットの方向に近接するように形成された傾斜部を有することを特徴とする請求項８に記載の投写型表示装置。
13. 前記遮光部材は、
    第１の遮光部材と、
    前記第１の遮光部材よりも前記光変調素子ユニットの側に配置された第２の遮光部材と、を有し、
    前記第２の遮光部材は、放熱器に接触しており、
    前記第１の領域において、前記第２の遮光部材は、複数の開口部を有し、
    第２の遮光部材の熱伝導率は、第１の遮光部材の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
14. 前記第１の遮光部材は、前記複数の開口部に挿入された複数の突起部を有することを特徴とする請求項１３に記載の投写型表示装置。
15. 前記遮光部材は、前記第２の領域において、前記光変調素子ユニットの側の面に黒色表面処理が施されていることを特徴とする請求項８に記載の投写型表示装置。
16. 請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の投写型表示装置と、
    前記投写型表示装置に画像情報を供給する画像供給装置と、を有することを特徴とする画像表示システム。