[发明专利]光学装置和投影装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学装置和使用它的投影装置。

背景技术

作为一种图像显示装置的前投式投影仪(投影装置)通常使用放电灯作为光源、并使用透射型液晶器件或DMD(数字微镜器件)作为图像调制元件，从而能够与装置和光学系统一起通过各种改善进行组合。另外，近年来，使用分辨率较高的反射型液晶面板(反射型光学调制元件)的投射型图像显示装置也已进行实用化。

在前投式投影仪的市场中，显示图像的亮度是获得优势低位的重要因素。改善投射图像的亮度是当前趋势，但是并不容易实现，因为存在例如在前投式投影仪装置中需要热对策等难题。

例如，前投式投影仪装置内部的温度上升使构成部件的温度上升。已知的是温度上升的构成部件的线膨胀导致若干缺陷。缺陷之一是对准偏差(registration shift)。对准偏差是RGB三种图像光束在屏幕上正确位置处彼此不重叠而发生错位的现象，因此使投射图像看起来模糊。

在使用反射型液晶面板的前投式投影仪中，通过使三个反射型液晶面板获得的图像光束穿过反射型偏振器或合成图像光束的颜色合成棱镜，而使用投影透镜将三种图像彼此重叠在屏幕上。反射型液晶面板的位置被调控成使得三个图像在屏幕上彼此重叠，并通过粘结剂等固定。然而，固定后构成元件的线膨胀使各反射型液晶面板的位置发生偏移，引起对准偏差。

因此，提出了一种投影仪，其中在颜色合成棱镜的光入射面的上下边缘大致彼此平行地接合两个固定板，并安装颜色合成棱镜、反射型偏振元件和反射型液晶面板(例如参考日本专利No.4285462)。根据该提案，由于板状偏振元件是经由线膨胀系数比较低的固定板固定至颜色合成棱镜的光入射面的，所以在该前投式投影仪中能够以简单结构防止对准偏差。

另外，还提出了一种反射型投影显示装置，其包括设置于反射型液晶面板与反射型偏振器之间的波片、保持波片并具有第一开口的波片保持器、和设置于波片保持器与反射型偏振器之间并小于第一开口的透射窗(第二开口)(例如参考JP-A-2007-108735)。根据该提案，由于第二开口小于波片保持器的第一开口使非必要光不能到达波片保持器，所以波片的温度不上升，因此能够防止因波片中发生的双折射而在屏幕上的图像中生成暗影(shading)。

然而，作为对准偏差的原因，至少存在施加至反射型偏振元件的热应力和因形成反射型液晶器件的组件的受热而生成的热应力。由前者引起的对准偏差通过经由线膨胀系数比较低的固定板固定板状偏振元件而得到改善，但是由后者引起的对准偏差还未得到充分改善。

例如，保持反射型液晶器件的紫外线固化粘结剂树脂自身经由遮挡光到达反射型液晶器件的有效区域以外的区域的遮光板(面板侧遮光板)而受热，从而发生线膨胀。紫外线固化粘结剂树脂的线膨胀使反射型液晶器件的反射面在XYZ三轴方向上发生变化，从而从设计中心位置发生偏移。R、G、B各反射型液晶器件的偏移彼此不同，从而发生对准偏差。

另外，各反射型液晶器件的周边部件经由遮挡光到达反射型液晶器件的有效区域以外的区域的遮光板而受热，从而发生线膨胀。因周边部件的线膨胀生成的热应力也使反射型液晶器件的入射面轻微偏离XYZ三轴方向的设计中心位置，从而引起对准偏差。

解决方案如下。通过坚固的部件来保持反射型光调制器件组件的周边，并将周边部件的材料选择成不使紫外线固化粘结剂树脂发生温度上升。此外，将其结构设计成抑制因周边部件的热而发生的线膨胀，从而减小反射型液晶器件的变动量。

然而，更坚固的结构会直接使成本增加，因为部件的尺寸或数量增加、并且材料有限。另外，当选择了防止线膨胀的材料时，高散热性是必需的，并且组装强度也是必需的。因此，不容易选择具有不同性能的兼容部件。具有高散热性的材料示例包括铝，但其没有充分的组装强度。

还有这样的方法被提出，其中通过抑制波片的温度上升，来使波片保持器不暴露于非必要光，但是由于反射型偏振元件是作为坚固部件进行固定的，所以不能预期对准偏差会得到改善。

发明内容

因此，希望提供一种光学装置和投影装置，其能够减小因形成反射型液晶器件的组件的受热而引起的对准偏差。