特許 7392479 表示デバイス及び投射型表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-28

(45)【発行日】2023-12-06

(54)【発明の名称】表示デバイス及び投射型表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1333 20060101AFI20231129BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20231129BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20231129BHJP

   G03B 21/16 20060101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1333

G02F1/13 505

G03B21/00 E

G03B21/16

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020003375

(22)【出願日】2020-01-14

(65)【公開番号】P2021110857

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2022-12-28

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(72)【発明者】

【氏名】相澤 忠

【審査官】磯崎 忠昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０３６４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１８０３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１２００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５４１４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／１３３３

Ｇ０２Ｆ １／１３

Ｇ０３Ｂ ２１／００

Ｇ０３Ｂ ２１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の画素が配列され、入射された照明光を前記画素ごとに光変調する画素領域を有する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の熱を放熱するヒートシンクと、
前記ヒートシンクに固定され、前記ヒートシンクよりも熱伝導率の低い材料によって形成されており、前記画素領域に対応する第１の開口を有して、前記照明光のうち、前記液晶表示素子の前記画素領域に入射されない不要光をマスクするための第１のマスク部材と、
前記第１のマスク部材よりも前記液晶表示素子から離れた位置に配置されて前記ヒートシンクに固定され、かつ、前記第１のマスク部材と接触し、前記第１のマスク部材よりも熱伝導率の高い材料によって形成されており、前記第１の開口の大きさ以上の大きさを有する第２の開口を有して、前記不要光をマスクするための第２のマスク部材と、
前記第２のマスク部材よりも前記液晶表示素子から離れた位置に配置された光学部材と、
前記光学部材よりも前記液晶表示素子から離れた位置に配置され、前記第２のマスク部材及び前記光学部材と接触した状態で、前記第２のマスク部材を介して前記ヒートシンクに固定され、前記第２の開口より大きい第３の開口を有して、前記光学部材を押さえる押さえ板と、
を備える表示デバイス。

【請求項2】

前記ヒートシンクはアルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成され、前記第１のマスク部材はステンレス鋼によって形成され、前記第２のマスク部材はアルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成されている請求項１に記載の表示デバイス。

【請求項3】

前記第２の開口は前記第１の開口より大きく、前記第１のマスク部材の前記第１の開口側の端部は前記第２のマスク部材の第２の開口側の端部よりも内側に突出している請求項１または２に記載の表示デバイス。

【請求項4】

前記第２のマスク部材の板厚は、前記第１のマスク部材の板厚より厚い請求項１～３のいずれか１項に記載の表示デバイス。

【請求項5】

入射される赤色照明光を表示しようとする画像の赤色成分に応じて変調して赤色画像光を生成する赤色画像生成用表示デバイスと、
入射される緑色照明光を表示しようとする画像の緑色成分に応じて変調して緑色画像光を生成する緑色画像生成用表示デバイスと、
入射される青色照明光を表示しようとする画像の青色成分に応じて変調して青色画像光を生成する青色画像生成用表示デバイスと、
前記赤色画像光と、前記緑色画像光と、前記青色画像光とを合成して合成画像光を生成する合成光学系と、
前記合成画像光を投射する投射レンズと、
を備え、
前記赤色画像生成用表示デバイス、前記緑色画像生成用表示デバイス、及び前記青色画像生成用表示デバイスとして、請求項１～４のいずれか１項に記載の表示デバイスが用いられている
投射型表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示デバイス及び投射型表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶表示素子を有して構成される表示デバイスによって入射される照明光を変調して、変調された照明光による画像を投射する投射型表示装置が普及している。特許文献１に記載のように、表示デバイスは、液晶表示素子の画素領域以外に画像の投射に寄与しない不要光が照射されないように遮光する遮光マスクを備える。遮光マスクによって不要光を遮光することによって、迷光による投射画像の品質の低下を抑え、液晶表示素子の温度上昇に起因する投射画像の安定性の低下を抑えることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－４３４４２号公報

【文献】特開２０１９－３１２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、投射型表示装置の高輝度化に伴って、表示デバイスに照射される照明光のエネルギは増大している。よって、遮光マスクは以前より増して高温となりやすい。高温の遮光マスクが液晶表示素子に近接していると、遮光マスクの熱が輻射によって液晶表示素子に伝搬して液晶表示素子の温度が上昇する。そこで、遮光マスクを液晶表示素子から離して配置することが考えられる。しかしながら、遮光マスクを液晶表示素子から離すと、画素領域の端部付近に斜め方向に入射する不要光が遮光マスクで遮光されにくくなるので、遮光能力が悪化する。

【0005】

特許文献２には、遮光能力を悪化させることなく、遮光マスクの熱を液晶表示素子に伝搬させにくくすることができる遮光マスクが提案されている。特許文献２に記載の遮光マスクは、画素領域の外周部の近傍で液晶表示素子に近接し、画素領域から外側へと離れるに従って液晶表示素子から離れるように傾斜する４つの傾斜部を備える。ところが、４つの傾斜部を備える遮光マスクは、遮光マスクを製造するのが容易でない。また、本来であれば液晶表示素子の前面の近傍に配置すべき光学部品を少なくとも傾斜部の厚みだけ離して配置しなければならない。

【0006】

本発明は、遮光マスクを液晶表示素子に近接して配置しても、遮光マスクの熱が液晶表示素子に伝搬して液晶表示素子の温度が上昇することを抑制することができる表示デバイス及び投射型表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、複数の画素が配列され、入射された照明光を前記画素ごとに光変調する画素領域を有する液晶表示素子と、前記液晶表示素子の熱を放熱するヒートシンクと、前記ヒートシンクに固定され、前記ヒートシンクよりも熱伝導率の低い材料によって形成されており、前記画素領域に対応する第１の開口を有して、前記照明光のうち、前記液晶表示素子の前記画素領域に入射されない不要光をマスクするための第１のマスク部材と、前記第１のマスク部材よりも前記液晶表示素子から離れた位置に配置されて前記ヒートシンクに固定され、かつ、前記第１のマスク部材と接触し、前記第１のマスク部材よりも熱伝導率の高い材料によって形成されており、前記第１の開口の大きさ以上の大きさを有する第２の開口を有して、前記不要光をマスクするための第２のマスク部材と、前記第２のマスク部材よりも前記液晶表示素子から離れた位置に配置された光学部材と、前記光学部材よりも前記液晶表示素子から離れた位置に配置され、前記第２のマスク部材及び前記光学部材と接触した状態で、前記第２のマスク部材を介して前記ヒートシンクに固定され、前記第２の開口より大きい第３の開口を有して、前記光学部材を押さえる押さえ板とを備える表示デバイスを提供する。

【0008】

本発明は、入射される赤色照明光を表示しようとする画像の赤色成分に応じて変調して赤色画像光を生成する赤色画像生成用表示デバイスと、入射される緑色照明光を表示しようとする画像の緑色成分に応じて変調して緑色画像光を生成する緑色画像生成用表示デバイスと、入射される青色照明光を表示しようとする画像の青色成分に応じて変調して青色画像光を生成する青色画像生成用表示デバイスと、前記赤色画像光と、前記緑色画像光と、前記青色画像光とを合成して合成画像光を生成する合成光学系と、前記合成画像光を投射する投射レンズとを備え、前記赤色画像生成用表示デバイス、前記緑色画像生成用表示デバイス、及び前記青色画像生成用表示デバイスとして、上記の表示デバイスが用いられている投射型表示装置を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の表示デバイス及び投射型表示装置によれば、遮光マスクを液晶表示素子に近接して配置しても、遮光マスクの熱が液晶表示素子に伝搬して液晶表示素子の温度が上昇することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態の表示デバイスを示す分解斜視図である。

【図2】一実施形態の表示デバイスを示す斜視図である。

【図3】一実施形態の表示デバイスを示す概念的な断面図である。

【図4】一実施形態の表示デバイスにおける放熱の様子を示す概念的な断面図である。

【図5A】板厚の薄いマスク部材を液晶表示素子に近接して配置した状態を示す部分断面図である。

【図5B】板厚の薄いマスク部材を液晶表示素子から離して配置した状態を示す部分断面図である。

【図5C】板厚の厚いマスク部材を液晶表示素子に近接して配置した状態を示す部分断面図である。

【図6】一実施形態の投射型表示装置を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、一実施形態の表示デバイス及び投射型表示装置について、添付図面を参照して説明する。まず、図１～図５Ｃを用いて、一実施形態の表示デバイスの構成例とその作用効果を説明する。

【0012】

図１は、図２に示す一実施形態の表示デバイス１０の分解斜視図である。図１において、液晶表示素子１１は反射型液晶表示素子である。液晶表示素子１１はＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）素子と称される液晶表示素子であってもよい。液晶表示素子１１は、一点鎖線で囲まれた矩形状の、複数の画素が面内の直交する２つの方向に配列された画素領域１１１を有する。画素領域１１１は、画素ごとに入射された照明光を光変調する。

【0013】

液晶表示素子１１にはフレキシブル基板１１２が接続されている。フレキシブル基板１１２の液晶表示素子１１とは反対側の端部には、コネクタ接続端１１３が設けられている。コネクタ接続端１１３は、液晶表示素子１１を駆動する図示していない回路基板のコネクタと接続される。

【0014】

液晶表示素子１１の信号線の本数またはワイヤボンディング等の接続条件によって、液晶表示素子１１の長手方向または短手方向の双方にフレキシブル基板１１２が接続されることがある。

【0015】

ヒートシンク１２はアルミニウム合金によって形成されており、裏面側に複数のフィン１２１が形成されている。一例として、ヒートシンク１２は、マグネシウムとケイ素とを含有するアルミニウム合金である材料記号Ａ６０６３のアルミニウム合金によって形成されている。ヒートシンク１２は１０００系の純アルミニウムによって形成されていてもよい。

【0016】

ヒートシンク１２は、液晶表示素子１１を収納する凹部１２２、第１のマスク部材１３及び第２のマスク部材１５を位置決めするための一対のピン１２３、第１のマスク部材１３をねじ止めするための４つのねじ穴１２４を有する。また、ヒートシンク１２は、第２のマスク部材１５と押さえ板１８とをねじ止めするための４つのねじ穴１２５、押さえ板１１４をねじ止めするための２つのねじ穴１２６を有する。

【0017】

押さえ板１１４の両端部には、ねじ１１５が挿入される孔１１４１が形成されている。液晶表示素子１１が凹部１２２に収納された状態で、ヒートシンク１２と押さえ板１１４とによってフレキシブル基板１１２を挟み、孔１１４１に挿入されたねじ１１５をねじ穴１２６にねじ込むことによって、フレキシブル基板１１２はヒートシンク１２に固定される。

【0018】

第１のマスク部材１３は、金属の薄板によって形成されている。第１のマスク部材１３は、板厚０．２ｍｍのステンレス板を用いるのが好適である。一例として、第１のマスク部材１３は材料記号ＳＵＳ３０４のステンレス鋼によって形成されている。ステンレス鋼はアルミニウム及び鉄と比較して熱伝導性が低く、熱伝導率は１６．７Ｗ／ｍ・Ｋである。第１のマスク部材１３の熱伝導性（熱伝導率）は、ヒートシンク１２の熱伝導性（熱伝導率）よりも低い。

【0019】

第１のマスク部材１３には、液晶表示素子１１の画素領域１１１の大きさに対応する開口１３１（第１の開口）が形成されている。即ち、開口１３１は画素領域１１１の大きさとほぼ同じ大きさである。第１のマスク部材１３は、ピン１２３が挿入される一対の孔１３２及び４本のねじ１４が挿入される４つの孔１３３を有する。

【0020】

液晶表示素子１１をヒートシンク１２の凹部１２２に収納した状態で、第１のマスク部材１３はピン１２３が孔１３２に挿入されて位置決めされ、孔１３３に挿入されたねじ１４をねじ穴１２４にねじ込むことによってヒートシンク１２に固定される。

【0021】

第２のマスク部材１５は、金属の薄板によって形成されている。第２のマスク部材１５は、板厚０．５ｍｍのアルミニウム板を用いるのが好適である。一例として、第２のマスク部材１５は材料記号Ａ５０５２のような５０００系のアルミニウム合金によって形成されている。第２のマスク部材１５は１０００系の純アルミニウムによって形成されていてもよい。アルミニウムはステンレス鋼よりも強度が低いため、第２のマスク部材１５の板厚は第１のマスク部材１３の板厚０．２ｍｍよりも厚い０．５ｍｍとしている。第２のマスク部材１５が材料記号Ａ５０５２のアルミニウム合金で形成されている場合、熱伝導率は１４０Ｗ／ｍ・Ｋである。

【0022】

第２のマスク部材１５には、第１のマスク部材１３の開口１３１の大きさ以上の大きさを有する開口１５１（第２の開口）が形成されている。開口１５１は開口１３１よりわずかに大きいことが好ましい。第２のマスク部材１５は、開口１５１の周囲の内周部１５２、内周部１５２より外側の外周部１５３、ピン１２３が挿入される一対の孔１５４、４本のねじ１９が挿入される４つの孔１５５、ねじ１４との干渉を避けるための４つの孔１５６を有する。内周部１５２と外周部１５３との間は、第２のマスク部材１５の面と交差する方向の面で形成された段差部１５２３となっている。

【0023】

第２のマスク部材１５と押さえ板１８との間には、例えばゴムによって形成されたパッキング部材１６と、偏光調整部材１７とが配置されている。パッキング部材１６は、内周部１５２と段差部１５２３とに接触するように第２のマスク部材１５上に配置される。後述するように、偏光調整部材１７には液晶表示素子１１より射出されたｓ偏光が入射する。偏光調整部材１７はｓ偏光の傾きを調整し、傾きが均一な状態に揃えられたｓ偏光を射出する。なお、液晶表示素子１１がｐ偏光を射出するように構成されている場合には、偏光調整部材１７はｐ偏光の傾きを調整し、傾きが均一な状態に揃えられたｐ偏光を射出すればよい。

【0024】

押さえ板１８には、第２のマスク部材１５の開口１５１より大きい開口１８１が形成されている。押さえ板１８は、ねじ１４との干渉を避けるための４つの凹部１８２、偏光調整部材１７を押さえるための押さえ片１８３、ピン１２３が挿入される一対の孔１８４、４本のねじ１９が挿入される４つの孔１８５を有する。押さえ片１８３は、押さえ板１８の開口１８１側の端部を切り起こして曲げることによって形成されている。押さえ板１８はステンレス鋼またはアルミニウム合金によって形成されており、押さえ片１８３は可撓性を有する。

【0025】

パッキング部材１６の内周部には、偏光調整部材１７を配置するための凹部１６１（図３参照）が形成されている。偏光調整部材１７は、パッキング部材１６の凹部１６１に配置される。パッキング部材１６と偏光調整部材１７とを第２のマスク部材１５と押さえ板１８とで挟んだ状態で、４本のねじ１９は孔１８５及び１５５に挿入されて、ねじ穴１２５にねじ込まれる。これによって、第２のマスク部材１５、パッキング部材１６、偏光調整部材１７、押さえ板１８はヒートシンク１２に固定される。

【0026】

以上のようにして、ヒートシンク１２に、液晶表示素子１１、第１のマスク部材１３、第２のマスク部材１５、パッキング部材１６、偏光調整部材１７、及び押さえ板１８、押さえ板１１４が固定されると、図２に示す表示デバイス１０が形成される。

【0027】

図３は、図２に示す表示デバイス１０の概念的な断面図である。液晶表示素子１１は、液晶１１Ｌｃを複数の画素が形成されたシリコン基板１１Ｓｓとガラス基板１１Ｇｓとで挟み、外周部をシール材１１Ｓｍで封止した構成を有する。フレキシブル基板１１２の液晶表示素子１１側の端部には開口１１２１が形成されている。液晶表示素子１１は、シリコン基板１１Ｓｓとヒートシンク１２とが熱伝導材２０を介して接触するように凹部１２２の底面に配置されている。熱伝導材２０は例えば放熱ゲルであって、液晶表示素子１１（特にシリコン基板１１Ｓｓ）で発生した熱をヒートシンク１２に伝導させやすくする。

【0028】

第１のマスク部材１３は、液晶表示素子１１に近接して配置されている。第１のマスク部材１３と第２のマスク部材１５とは、開口１３１の中心と開口１５１の中心とが略一致するように配置されている。第２のマスク部材１５の内周部１５２は、第１のマスク部材１３と接触している。開口１５１を開口１３１よりわずかに大きくした場合、第１のマスク部材１３の開口１３１側の端部は、第２のマスク部材１５の開口１５１側の端部よりも内側に突出している。本実施形態においては、第１のマスク部材１３の開口１３１側の端部は、第２のマスク部材１５の開口１５１側の端部から０．３ｍｍ突出している。

【0029】

図３に示すように、表示デバイス１０には照明光Ｌ１が照射される。表示デバイス１０に照明光Ｌ１が照射されると、第２のマスク部材１５は、照明光Ｌ１の一部が入射することによって発熱し、温度が上昇した偏光調整部材１７及び押さえ板１８から伝搬する熱によって高温となる。第１のマスク部材１３の熱伝導性は第２のマスク部材１５及びヒートシンク１２の熱伝導性よりも低いため、第２のマスク部材１５の熱は第１のマスク部材１３よりもヒートシンク１２に多く伝搬する。

【0030】

図４に太実線で示すように、第２のマスク部材１５の熱は主としてヒートシンク１２に伝搬する。ヒートシンク１２のフィン１２１には、図示していない放熱ファンによって白抜き矢印で示す風が当てられており、風はフィン１２１の面に沿って流れていく。これにより、ヒートシンク１２に伝搬した熱は太破線で示すように放熱される。図４では、図示していないが、液晶表示素子１１が駆動されることで発生する自己発熱もヒートシンク１２によって放熱される。

【0031】

本実施形態の表示デバイス１０によれば、第１のマスク部材１３がさほど高温となることはなく、第２のマスク部材１５が高温になったとしても第２のマスク部材１５の熱がヒートシンク１２によって効率的に放熱される。よって、第２のマスク部材１５の熱が輻射によって液晶表示素子１１に伝搬して液晶表示素子１１の温度が上昇することを抑制することができる。

【0032】

図５Ａ～図５Ｃを用いて、本実施形態の表示デバイス１０による作用効果を説明する。図５Ａは板厚の薄いマスク部材３１を液晶表示素子１１に近接して配置した状態を示している。図５Ｂは板厚の薄いマスク部材３１を液晶表示素子１１から離して配置した状態を示している。図５Ｃは板厚の厚いマスク部材３２を液晶表示素子１１に近接して配置した状態を示している。マスク部材３１及び３２に形成されている開口は画素領域１１１の大きさに対応しており、開口側の端部３１１及び３２１は画素領域１１１の端部に対応した位置にある。

【0033】

表示デバイス１０に照射される照明光Ｌ１は、必ずしも液晶表示素子１１の面と直交する方向に入射するとは限らず、照明光Ｌ１は一定の角度範囲内の光で構成されため、斜めに傾いて角度も持った光が液晶表示素子１１に入射する。マスク部材３１の端部３１１またはマスク部材３２の端部３２１において斜め方向に入射して画素領域１１１から外れた位置に照射される光は不要光である。

【0034】

図５Ａに示すように、板厚の薄いマスク部材３１が液晶表示素子１１に近接して配置されていれば、端部３１１において斜め方向に入射する光によって形成される境界領域は小さい。即ち、マスク部材３１の遮光能力は優れている。図５Ｂに示すように、板厚の薄いマスク部材３１を液晶表示素子１１から離して配置されていると境界領域が大きくなり、遮光能力が悪化する。

【0035】

本実施形態の表示デバイス１０においては、第１のマスク部材１３が液晶表示素子１１に近接しているため、図５Ａと同様に、境界領域が小さく遮光能力が優れている。

【0036】

図５Ｃに示すように、板厚の厚いマスク部材３２を液晶表示素子１１に近接して配置すると境界領域が大きくなり、遮光能力が悪化する。第２のマスク部材１５の開口１５１を第１のマスク部材１３の開口１３１より大きくすれば、第１のマスク部材１３の開口１３１側の端部においては図５Ａのように板厚の薄いマスク部材３１を配置したのと等価となる。従って、第１のマスク部材１３と第２のマスク部材１５とで不要光を遮光する遮光マスクを形成しながら、遮光マスクの板厚が厚くなることによる遮光能力の悪化を招くことがない。

【0037】

但し、第１のマスク部材１３と第２のマスク部材１５との合成の板厚が極めて薄い場合には、第２のマスク部材１５の開口１５１の大きさを第１のマスク部材１３の開口１３１の大きさと同じにしても遮光能力はさほど悪化しない。第２のマスク部材１５の開口１５１の大きさを第１のマスク部材１３の開口１３１の大きさと同じにしてもよいが、第２のマスク部材１５の開口１５１を第１のマスク部材１３の開口１３１より大きくするのがよい。

【0038】

さらに、本実施形態の表示デバイス１０によれば、遮光マスク（第１のマスク部材１３及び第２のマスク部材１５）を製造するが容易で低コストであり、偏光調整部材１７を液晶表示素子１１の前面の近傍に配置することが可能である。偏光調整部材１７を液晶表示素子１１の近傍に配置できれば偏光調整部材１７を小さくすることが可能となり、偏光調整部材１７のコストを下げることができる。

【0039】

図６を用いて、表示デバイス１０を備える一実施形態の投射型表示装置１００の構成例を説明する。投射型表示装置１００は、光源１１０、ダイクロイックミラー１２０及び１３０、反射ミラー１４０、光均一化光学系１５０及び１６０、偏光ビームフィルタ１７０Ｒ、１７０Ｇ及び１７０Ｂ、合成光学系１８０と、投射レンズ１９０と、３つの表示デバイス１０とを備える。３つの表示デバイス１０を区別するために、赤色画像を生成するための表示デバイス１０を１０Ｒ（赤色画像生成用表示デバイス）、緑色画像を生成するための表示デバイス１０を１０Ｇ（緑色画像生成用表示デバイス）、青色画像を生成するための表示デバイス１０を１０Ｂ（青色画像生成用表示デバイス）と称することとする。表示デバイス１０Ｒ、１０Ｇ、及び１０Ｂは、図１～図３で説明した構成を有する。

【0040】

光源１１０から射出された白色照明光Ｌ１は、ダイクロイックミラー１２０に入射される。ダイクロイックミラー１２０は、白色照明光Ｌ１の青色成分を反射させて青色照明光Ｌ１Ｂとする。ダイクロイックミラー１２０は、白色照明光Ｌ１の赤色成分と緑色成分とを含む黄色成分を透過させて黄色照明光Ｌ１Ｙとする。

【0041】

青色照明光Ｌ１Ｂは、反射ミラー１４０により反射されて光路が９０度曲げられ、光均一化光学系１５０に入射する。光均一化光学系１５０は、青色照明光Ｌ１Ｂの照明分布を均一化し、偏光状態を最適化する。光均一化光学系１５０は、インテグレータ（フライアイレンズ）またはライトパイプと、偏光板または偏光変換素子（ＰＣＳ（Polarization Conversion System））との組み合わせによって構成される。インテグレータ及びライトパイプは、青色照明光Ｌ１Ｂの照明分布を均一化する。偏光板及びＰＣＳは、青色照明光Ｌ１Ｂの偏光状態を最適化する。光均一化光学系１５０は、青色照明光Ｌ１Ｂのｓ偏光及びｐ偏光のうち、ｐ偏光のみを射出する。

【0042】

光均一化光学系１５０から射出されたｐ偏光の青色照明光Ｌ１Ｂは、偏光ビームフィルタ１７０Ｂに入射される。偏光ビームフィルタ１７０Ｂはｐ偏光を透過させ、ｓ偏光を反射させる。ｐ偏光とされた青色照明光Ｌ１Ｂは、偏光ビームフィルタ１７０Ｂを透過して表示デバイス１０Ｂに入射される。表示デバイス１０Ｂは、青色照明光Ｌ１Ｂを表示しようとする画像の青色成分に応じて変調して、ｓ偏光の青色画像光Ｌ２Ｂを射出する。青色画像光Ｌ２Ｂは偏光ビームフィルタ１７０Ｂで反射して、合成光学系１８０に入射する。

【0043】

黄色照明光Ｌ１Ｙは、光均一化光学系１６０に入射する。光均一化光学系１６０は、黄色照明光Ｌ１Ｙの照明分布を均一化し、偏光状態を最適化する。光均一化光学系１５０と同様に、光均一化光学系１６０は、インテグレータまたはライトパイプと、偏光板またはＰＣＳとの組み合わせによって構成される。インテグレータ及びライトパイプは、黄色照明光Ｌ１Ｙの照明分布を均一化する。偏光板及びＰＣＳは、黄色照明光Ｌ１Ｙの偏光状態を最適化する。光均一化光学系１６０は、黄色照明光Ｌ１Ｙのｓ偏光及びｐ偏光のうち、ｐ偏光のみを射出する。

【0044】

光均一化光学系１６０から射出されたｐ偏光の黄色照明光Ｌ１Ｙは、ダイクロイックミラー１３０に入射される。ダイクロイックミラー１３０は、黄色照明光Ｌ１Ｙの緑色成分を反射させて緑色照明光Ｌ１Ｇとする。ダイクロイックミラー１３０は、黄色照明光Ｌ１Ｙの赤色成分を透過させて赤色照明光Ｌ１Ｒとする。

【0045】

緑色照明光Ｌ１Ｇは、偏光ビームフィルタ１７０Ｇに入射される。偏光ビームフィルタ１７０Ｇはｐ偏光を透過させ、ｓ偏光を反射させる。ｐ偏光である緑色照明光Ｌ１Ｇは、偏光ビームフィルタ１７０Ｇを透過して表示デバイス１０Ｇに入射される。表示デバイス１０Ｇは、緑色照明光Ｌ１Ｇを表示しようとする画像の緑色成分に応じて変調して、ｓ偏光の緑色画像光Ｌ２Ｇを射出する。緑色画像光Ｌ２Ｇは偏光ビームフィルタ１７０Ｇで反射して、合成光学系１８０に入射する。

【0046】

赤色照明光Ｌ１Ｒは、偏光ビームフィルタ１７０Ｒに入射される。偏光ビームフィルタ１７０Ｒはｐ偏光を透過させ、ｓ偏光を反射させる。ｐ偏光である赤色照明光Ｌ１Ｒは、偏光ビームフィルタ１７０Ｒを透過して表示デバイス１０Ｒに入射される。表示デバイス１０Ｒは赤色照明光Ｌ１Ｒを表示しようとする画像の赤色成分に応じて変調して、ｓ偏光の赤色画像光Ｌ２Ｒを射出する。赤色画像光Ｌ２Ｒは偏光ビームフィルタ１７０Ｒで反射して、合成光学系１８０に入射する。

【0047】

合成光学系１８０は、赤色画像光Ｌ２Ｒと緑色画像光Ｌ２Ｇと青色画像光Ｌ２Ｂとを合成して合成画像光を射出する。投射レンズ１９０は、合成光学系１８０より射出された合成画像光をフルカラー画像として図示していないスクリーンに拡大投射する。スクリーンにはフルカラー画像が表示される。

【0048】

本実施形態の投射型表示装置１００によれば、表示デバイス１０の液晶表示素子１１の温度上昇が抑えられるので、液晶表示素子１１の温度上昇に起因する投射画像の安定性の低下を抑えることができる。

【0049】

本発明は、以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。第２のマスク部材１５は第１のマスク部材１３よりも熱伝導率が高い材料で形成されていればよいので、アルミニウム板に代えて炭素よりなるグラファイトシートで形成されていてもよい。グラファイトシートは面内方向に熱が伝搬しやすい異方性を有するので、第１のマスク部材１３に熱が伝搬しにくく、熱を効率的にヒートシンク１２に伝搬させることができる。

【0050】

第１のマスク部材１３及び第２のマスク部材１５は光が入射することによってアウトガスまたは異物が発生しない材料であって、第２のマスク部材１５の熱伝導性が第１のマスク部材１３の熱伝導性よりも高いという関係であればよい。第１のマスク部材１３及び第２のマスク部材１５は金属または炭素以外の他の材料によって形成されていてもよい。

【0051】

図６に示す投射型表示装置１００は、表示デバイス１０Ｒ、１０Ｇ、及び１０Ｂにｐ偏光を入射してｓ偏光を射出するように構成されているが、ｓ偏光を入射してｐ偏光を射出するように構成することも可能であるし、色によってｓ偏光とｐ偏光とを組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0052】

１０ 表示デバイス
１１ 液晶表示素子
１２ ヒートシンク
１３ 第１のマスク部材
１４，１９，１１５ ねじ
１５ 第２のマスク部材
１６ パッキング部材
１７ 偏光調整部材
１８，１１４ 押さえ板
２０ 熱伝導材
１１０ 光源
１２０，１３０ ダイクロイックミラー
１３１ 開口（第１の開口）
１４０ 反射ミラー
１５０，１６０ 光均一化光学系
１５１ 開口（第２の開口）
１７０Ｒ，１７０Ｇ，１７０Ｂ 偏光ビームフィルタ
１８０ 合成光学系
１９０ 投射レンズ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】