专利名称：光学装置和投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学装置和投影仪。
背景技术：
具有根据图像信息调制来自光源的光束的光调制元件和放大投射由光调制元件调制的光束的投射光学装置的投影仪已为人们所熟知。
作为光调制元件，例如采用在一对基板间密封地封入液晶的有源矩阵驱动方式的液晶面板。通常，在液晶面板的光束入射侧和光束射出侧分别配置有透过具有指定的偏振轴的光束的入射侧偏振片和射出侧偏振片。
在具有上述液晶面板的投影仪中，从光源射出光束时，由于液晶层、黑矩阵(黑底)和各种布线等的光吸收，液晶面板的温度容易上升，另外，偏振片也容易发热。
因此，有在液晶面板与偏振片之间配置作为液体冷却层的透过型的冷却室，使冷却流体流过该冷却室从而抑制光调制元件、偏振片等的温度上升的技术(例如，参见专利文献1)。
另外，作为使用冷却流体的冷却结构，有在相对装配的一对金属板的内表面间配置作为冷却液流路的金属管而构成的冷却板的结构。该冷却板通过在一对金属板的至少一方形成比金属管大的管收纳沟，而将金属管和一对金属板装配成一体而构成。并且，在该制造过程中，在进行上述装配之后将加压流体供给到金属管内，扩大该管的直径而使金属管与管收纳沟紧密接触(例如，参见专利文献2)。
专利文献1特开平1-159684号公报专利文献2特开2002-156195号公报在使冷却流体流过液晶面板与偏振片之间的技术中，因为图像形成用的光束从该冷却流体中通过，所以，液晶面板上形成的光学像中有可能包含着冷却流体中的气泡或尘埃的像，或者由于冷却流体内的温度分布引起光学像发生摇晃，从而导致图像劣化。另外，例如在冷却流体发生劣化时，光束的透过率将降低，结果，在液晶面板上形成的光学像的照度降低或色再现性变差。
另外，在相对装配的一对金属板的内表面间配置作为冷却液流路的金属管而构成的冷却板，在其制造过程中，将管收纳沟相对金属板的装配面形成为倒锥形状，在进行金属管的扩径时通过使该沟的边缘部分(底切部)嵌入金属管而使金属板与金属管结合。
因此，在上述底切部的形成中，需要使用特殊的刀具进行切削加工，从而难于实现低成本化。
另外，为了使金属管与收纳沟良好地紧密接触，必须反复多次进行金属管的扩径工序，从而需要很多时间。
此外，金属管为小直径时，难于进行管的扩径，另外，由于管的变形量容易不均匀，所以，在管与收纳沟之间容易发生间隙，结果，容易招致冷却板的冷却能力降低。
发明内容
本发明的目的旨在提供使用冷却流体能够有效地抑制光调制元件的温度上升并对低成本化和小型化也有利的光学装置和投影仪。
本发明的第1光学装置的特征在于，具有光学元件、保持上述光学元件的周边部的保持框和在上述保持框的内部沿上述光学元件的周边部配置的流过冷却流体的冷却管，并在上述保持框与上述冷却管的间隙中填充热传导材料。
在该第1光学装置中，冷却管配置在光学元件的保持框的内部，所以，流过冷却管的冷却流体将适当地除去光学元件的热。即，光学元件和冷却管通过保持框进行热接触，在光学元件与冷却管内的冷却流体之间进行热交换，光学元件的热通过保持框传递给冷却管内的冷却流体。并且，通过使光学元件的热向冷却流体移动，冷却该光学元件。
冷却管沿光学元件的周边部设置，所以，图像形成用的光束不通过冷却流体，因此，可以避免在光学元件上形成的光学像中包含冷却流体中的气泡或尘埃等的像，从而可以避免发生伴随冷却流体的温度分布的光学像的摇动。
此外，在该光学装置中，元件周边部的冷却流体的通路由管(冷却管)形成，所以，可以减少通路形成用的接合部。因此，可以减小流体泄漏的危险，另外，由于在流路方向形成均匀而光滑的流路，所以可以减小配管阻抗。
因此，按照该光学装置，可以抑制使用冷却流体引起的不良状况，从而能够有效地抑制光调制元件的温度上升。
在光调制元件的保持框的内部设置冷却管的结构，保持框兼作光调制元件的保持单元和冷却单元，从而可以实现小型化，非常适合于应用小型的光学元件。
另外，在该第1光学装置中，在板状构件和冷却管相互连接的部分，两者直接进行热接触，在产生有间隙的部分两者通过热传导材料间接地进行热接触。
即，在该第1光学装置中，不将冷却管扩径就可以使板状构件与冷却管进行热接触。由于不需要冷却管的扩径工序，所以，可以大幅度缩短制造时间，另外，也非常适合于小直径的冷却管。
因此，该第1光学装置对低成本化和小型化有利。
而且，热传导材料的热传导率最好大于等于3W/(m·K)，而大于等于5W/(m·K)则更好。热传导材料的热传导率小于3W/(m·K)时，板状构件的热难于向冷却管移动。另外，通过使热传导材料的热传导率大于等于5W/(m·K)，可以使板状构件的热向冷却管良好地移动。
在上述第1光学装置中，上述热传导材料可以构成为包括混入有金属材料的树脂材料、混入有碳材料的树脂材料和热熔材料中的至少1种。
这时，上述热传导材料最好在上述冷却板的使用温度范围内具有弹性。
通过使热传导材料具有弹性，热传导材料可以根据伴随热变形等的板状构件与冷却管的间隙的变化而伸缩，从而可以稳定地维持板状构件与冷却管的热接触。
另外，在上述第1光学装置中，上述保持框具有将上述冷却管夹在中间的一对框状构件相对配置的结构，在上述一对框状构件的至少一方的相对面上形成收纳上述冷却管的沟部，上述热传导材料构成为配置在上述沟部与上述冷却管的间隙和/或上述一对框状构件之间的间隙中。
按照该结构，可以比较容易地将冷却管设置在保持框的内部。
这时，可以构成为在上述沟部的内表面和/或上述一对框状构件的至少一方的相对面上形成至少暂时收容上述热传导材料辅沟。
利用上述辅沟，可以根据板状构件与冷却管的间隙的容积适当地调整热传导材料的配置量，从而可以稳定地维持板状构件与冷却管间的热接触。
另外，在上述第1光学装置中，可以采用上述一对框状构件之间使用基于螺钉等的连接、粘接、焊接和嵌合等从机械的结合中的至少1种方法进行结合的结构。
通过使用这些方法，可以将一对板状构件之间相互结合。
也可以利用上述热传导材料的粘接力而得到上述一对板状构件之间的结合力的至少一部分结合力。
本发明的第2光学装置的特征在于，具有光学元件、保持上述光学元件的周边部的保持框和在上述保持框的内部沿上述光学元件的周边部配置的流过冷却流体的冷却管，上述保持框具有将上述冷却管夹在中间而一对框状构件相对配置的结构，在上述一对框状构件的各相对面上形成收纳上述冷却管的沟部，在将上述冷却管配置在上述一对框状构件中的第1框状构件上的状态下，使用熔点比该冷却管低的材料在该冷却管的周围通过成型而形成第2框状构件。
在该第2光学装置中，和上述第1光学装置一样，冷却管设置在光学元件的保持框的内部，所以，可以由流过冷却管的冷却流体适当地排除光学元件的热。即，光学元件与冷却管通过保持框进行热接触，在光学元件与冷却管内的冷却流体之间进行热交换，光学元件的热通过保持框传递给冷却管内的冷却流体。并且，光学元件的热向冷却流体移动，冷却光学元件。
冷却管沿光学元件的周边部设置，所以，在冷却流体中不通过图像形成用的光束，因此，可以避免在由光学元件形成的光学像中包含冷却流体中的气泡或尘埃等的像，从而可以避免发生伴随冷却流体的温度分布的光学像的摇动。
此外，在该光学装置中，在该光学装置中，元件周边部的冷却流体的通路由管(冷却管)形成，所以，可以减少通路形成用的接合部。因此，可以减小流体泄漏的危险，另外，关于流路方向，形成均匀而光滑的流路，所以，可以减小配管阻抗。
因此，按照该光学装置，能够抑制使用冷却流体引起的不良状况，从而能够有效地抑制光调制元件的温度上升。
在光调制元件的保持框的内部设置冷却管的结构，保持框兼作光调制元件的保持单元和冷却单元，从而能够实现小型化，非常适合于应用小型的光学元件。
另外，在该第2光学装置中，第2板状构件通过成型在冷却管的周围形成，第2板状构件与冷却管紧密接触，并且它们进行热接触。由于第2板状构件仿照冷却管的外形而形成，所以，板状构件与冷却管良好地接触，可以提高第2板状构件与冷却管之间的热传导性，另外，也非常适合于应用小直径的冷却管。
因此，第2光学装置对低成本化和小型化有利。
这时，可以采用包括伴随上述第2框状构件的成型而将上述第1框状构件与上述第2框状构件结合的嵌合部的结构。
在上述第2光学装置中，可以采用例如上述第1板状构件由金属材料或树脂材料构成而上述第2板状构件由树脂材料构成的结构。
也可以采用例如上述树脂材料包含混入有金属材料的树脂材料和混入有碳材料的树脂材料中的至少1种的结构。
这时，热膨胀率在上述冷却管和上述一对板状构件之间最好相同。
按照该结构，至少一方的板状构件由热传导性高的树脂材料构成，可以实现冷却单元的轻量化。另外，由于在冷却管和一对板状构件之间热膨胀率相同，所以，在固化收缩时或成型之后，可以防止在各板状构件与冷却管之间由于热变形量的差别而形成间隙，从而可以稳定地维持它们的热接触。
另外，在上述第2光学装置中，可以采用在上述冷却管与上述一对框状构件的至少一方的间隙中填充热传导材料的结构。
这样，通过填充热传导材料，可以提高板状构件与冷却管之间的热传导性。
热传导材料的热传导率最好大于等于3W/(m·K)，而大于等于5W/(m·K)则更好。热传导材料的热传导率小于3W/(m·K)时，板状构件的热难于向冷却管移动。另外，通过使热传导材料的热传导率大于等于5W/(m·K)，可以使板状构件的热向冷却管良好地移动。
这时，例如，上述热传导材料可以包括混入有金属材料的树脂材料、混入有碳材料的树脂材料和热熔材料中的至少1种。
另外，上述热传导材料最好在上述冷却板的使用温度范围内具有弹性。
过使热传导材料具有弹性，热传导材料可以根据伴随热变形等的板状构件与冷却管的间隙的变化而伸缩，从而可以稳定地维持板状构件与冷却管的热接触。
另外，在上述第1板状构件上，最好形成与上述间隙连通的并且至少暂时收容上述热传导材料的辅沟。
利用上述辅沟，可以根据第1板状构件与冷却管的间隙的容积适当地调整热传导材料的配置量，从而可以稳定地维持第1板状构件与冷却管间的热接触。
本发明的第3光学装置的特征在于，具有光学元件、保持上述光学元件的周边部的保持框和在上述保持框的内部沿上述光学元件的周边部配置的流过冷却流体的冷却管，使用熔点比上述冷却管低的材料在上述冷却管的周围通过成型而形成上述框状构件。
在该第3光学装置中，和上述第1光学装置一样，冷却管设置在光学元件的保持框的内部，所以，可以由流过冷却管的冷却流体适当地排除光学元件的热。即，光学元件与冷却管通过保持框进行热接触，在光学元件与冷却管内的冷却流体之间进行热交换，光学元件的热通过保持框传递给冷却管内的冷却流体。并且，光学元件的热向冷却流体移动，冷却光学元件。
冷却管沿光学元件的周边部设置，所以，在冷却流体中不通过图像形成用的光束，因此，可以避免在由光学元件形成的光学像中包含冷却流体中的气泡或尘埃等的像，从而可以避免发生伴随冷却流体的温度分布的光学像的摇动。
此外，在该光学装置中，在该光学装置中，元件周边部的冷却流体的通路由管(冷却管)形成，所以，可以减少通路形成用的接合部。因此，可以减小流体泄漏的危险，另外，由于关于流路方向形成均匀而光滑的流路，所以可以减小配管阻抗。
因此，按照该光学装置，可以抑制使用冷却流体引起的不良状况，从而能够有效地抑制光调制元件的温度上升。
在光调制元件的保持框的内部设置冷却管的结构，保持框兼作光调制元件的保持单元和冷却单元，从而可以实现小型化，非常适合于应用小型的光学元件。
另外，在该第3光学装置中，通过成型而在冷却管的周围形成板状构件，所以，板状构件与冷却管紧密接触，并且板状构件与冷却管进行热接触。由于板状构件依照冷却管的外形而形成，所以，板状构件与冷却管良好地接触，可以提高板状构件与冷却管之间的热传导性，另外，也非常适合于应用小直径的冷却管。
因此，第3光学装置对低成本化和小型化有利。
在上述第3光学装置中，可以采用例如上述冷却管和上述板状构件都由金属材料构成的结构。
这时，最好上述板状构件的热膨胀率比上述冷却管高。
可以采用例如上述冷却管由铜合金构成而上述板状构件由铝合金或镁合金构成的结构。
由于板状构件的热膨胀率比冷却管高，在板状构件发生固化收缩时板状构件的收缩量比冷却管大，所以，可以防止在板状构件与冷却管之间形成间隙，从而可以稳定地维持两者的热接触。
另外，在上述第3光学装置中，也可以采用例如上述冷却管由金属材料构成而上述板状构件由热传导性高的树脂材料构成的结构。
这时，热膨胀率在上述冷却管和上述板状构件之间最好相同。
也可以采用例如上述树脂材料包括混入有金属材料的树脂材料和混入有碳材料的树脂材料中的至少1种的结构。
由于板状构件由热传导性高的树脂材料构成，所以，可以实现冷却单元的轻量化。另外，在冷却管和板状构件之间热膨胀率相同，所以，可以防止成型后在板状构件与冷却管之间形成间隙，从而可以稳定地维持两者的热接触。
另外，在上述第1、第2和第3光学装置中，上述光学元件可以构成为包括根据图像信息调制来自光源的光束的光调制元件和/或配置在上述光调制元件的入射面侧和射出面侧的至少一方的偏振片。
本发明的投影仪的特征在于，包括光源装置、调制光源装置的光的光学装置、使上述冷却流体在上述光学装置中循环的冷却单元和放大投射上述光学装置的光的投射光学系统。
按照该投影仪，能够有效地抑制光调制元件的温度上升，所以，可以提高画质。此外，按照该投影仪，可以实现低成本化和小型化以及冷却的有效化。
图1是模式地表示投影仪的概略结构的图。
图2是从上方侧看投影仪内的一部分的立体图。
图3是从下方看投影仪内的光学装置和冷却单元的立体图。
图4是表示光学装置的整体结构的立体图。
图5是表示分支容器的整体结构的立体图。
图6是表示合流容器的整体结构的立体图。
图7是表示光学装置的红色光用的面板结构的部分立体图。
图8是液晶面板保持框的分解立体图。
图9(A)是液晶面板保持框的组装正面图，图9(B)是(A)所示的A-A剖面图。
图10(A)是入射侧偏振片保持框的组装正面图，图10(B)是(A)所示的B-B剖面图。
图11(A)是射出侧偏振片保持框的组装正面图，图11(B)是(A)所示的C-C剖面图。
图12是表示图9的液晶面板保持框或液晶面板冷却管的变形例的图，(A)是液晶面板保持框的组装正面图，(B)是(A)所示的A-A剖面图，(C)是液晶面板冷却管的立体图。
图13是表示图9的液晶面板保持框或液晶面板冷却管的别的变形例的图，(A)是液晶面板保持框的组装正面图，(B)是(A)所示的A-A剖面图。
图14是表示图13的液晶面板保持框的变形例的图。
图15是表示光学装置的冷却流体的流路的配管系统图。
图16是表示配管系统的变形例的图。
图17是表示配管系统的别的变形例的图。
图18是第1结合结构的框状构件的部分剖面图。
图19是表示元件保持框的制造方法的第1例的说明图。
图20是表示板状构件结合时的情况的一例的图。
图21是表示使用螺钉的板状构件结合的情况的图。
图22是表示图19的制造方法的变形例的说明图。
图23是表示辅沟的其他形式例的图。
图24是表示辅沟的其他形式例的25是表示在冷却管上形成辅沟的例子的图。
图26是表示在冷却管上形成辅沟的例子的图。
图27是表示在冷却管上形成辅沟的例子的图。
图28是第2结合结构的框状构件的部分剖面图。
图29是表示元件保持框的制造方法的第2例的说明图。
图30是表示元件保持框的别的形式例的图。
图31是表示元件保持框的制造方法的第3例的说明图。
图32是表示图30的元件保持框的变形例的图。
图33是表示图32的元件保持框的变形例的图。
符号说明A...照明光轴，1...投影仪，2...机箱(外装壳)，3...空冷装置，4...光学单元，5...投射透镜(投射光学系统)，10、105、106...元件保持框，11...光学元件，12、13...框状构件，14...冷却管，44...光学装置，46...液冷单元，122、132...沟部，123、133...对向面，140...热传导材料，160...辅沟，165...贯通孔(结合部)，168...孔部，411...光源单元，416...光源灯，441、441R、441G、441B...液晶面板(光学元件)，442...入射侧偏振片(光学元件)，443...射出侧偏振片(光学元件)，444...交叉分色棱镜，445...液晶面板保持框，4451、4452...框状构件，4451B、4452B...沟部，446...入射侧偏振片保持框，4461、4462...框状构件，4461B、4462B...沟部，447...射出侧偏振片保持框，4471、4472...框状构件，4471B、4472B...沟部，461...主容器，462...流体压送部，463...元件冷却管，4631R...液晶面板冷却管，4632R...入射侧偏振片冷却管，4633R...射出侧偏振片冷却管，464...分支容器，465...合流容器，466...散热器，4662...散热片，467...轴流风扇。
具体实施例方式
下面，参照
本发明的实施例。在各图中，由于将各结构要素表示为在图面上可以识别的大小，所以，根据需要使其尺寸比例与实际大小不同。
(投影仪的结构)图1是模式地表示投影仪1的概略结构的图。
投影仪1是根据图像信息调制从光源射出的光束形成光学像并将形成的光学像放大投射到屏幕上的装置。该投影仪1包括机箱2、空冷装置3、光学单元4和作为投射光学装置的投影透镜5。
而且，虽然在图1中省略了图示，但在机箱2内除空冷装置3、光学单元4和投影透镜5以外的空间中配置了电源组件和灯驱动电路等。
机箱2由合成树脂等构成，形成将空冷装置3、光学单元4和投影透镜5收纳配置到内部的整体呈大致长方体的形状。虽然省略了图示，但是，该机箱2由分别构成投影仪1的上面、前面、背面和侧面的上部壳体和分别构成投影仪1的底面、前面、侧面和背面的下部壳体构成，上述上部壳体和上述下部壳体相互用螺钉等固定。
机箱2不限于合成树脂等，也可以用其他的材料形成，例如，也可以由金属等构成。
另外，虽然省略了图示，但是，在该机箱2上形成有用于从投影仪1外部将空气导入内部的吸气口(例如图2所示的吸气口22)和将在投影仪1内部变热的空气排出的排气口。
此外，如图1所示，在该机箱2上形成在投影透镜5的侧面位于机箱2的角部用于将光学单元4的后面所述的散热器466和轴流风扇467等与其他部件隔离的隔壁21。
空冷装置3将冷却空气送入在投影仪1内部形成的冷却流路，冷却在投影仪1内发生的热。空冷装置3具有位于投影透镜5的侧面的从形成于机箱2的图中未示出的吸气口将投影仪1外部的冷却空气导入内部的西洛科风扇31、图中未示出的用于冷却电源组件和灯驱动电路等的冷却风扇等。
光学单元4是将从光源射出的光束进行光学的处理并根据图像信息形成光学像(彩色图像)的单元。该光学单元4的整体形状如图1所示的那样，具有大致沿机箱2的背面延伸并且沿机箱2的侧面延伸的平面看呈大体L字的形状。关于该光学单元4的详细的结构，将在后面进行说明。
投影透镜5构成为由多个透镜组合而成的透镜组。并且，投影透镜5将由光学单元4形成的光学像(彩色图像)放大投射到图中未示出的屏幕上。
(光学单元的详细结构)如图1所示，光学单元4具备积分照明光学系统41、色分离光学系统42、中继光学系统43、光学装置44、光学部件用箱体45、液冷单元46。
积分照明光学系统41是用于均匀地照明构成光学装置44的后面所述的液晶面板的图像形成区域的光学系统。如图1所示，积分照明光学系统41包括光源单元411、第1透镜阵列412、第2透镜阵列413、偏振变换元件414和重叠透镜415。
光源单元411包括射出放射状的光线的光源灯416和反射从该光源灯416射出的放射光的反射器417。作为光源灯416，大多使用卤素灯或金属卤化物灯、高压水银灯。另外，作为反射器417，在图1中，采用了抛物面镜，但是，不限于此，也可以由椭圆面镜构成，从而可以在光束射出侧采用使由该椭圆面镜反射的光束成为平行光的平行化凹透镜的结构。
第1透镜阵列412具有从光轴方向看呈矩形的轮廓的小透镜排列成矩阵状的结构。各小透镜将从光源单元411射出的光束分割为多个部分光束。
第2透镜阵列413具有与第1透镜阵列412大体相同的结构，具有小透镜排列成矩阵状的结构。第2透镜阵列413和重叠透镜415一起具有将第1透镜阵列412的各小透镜的像成像到光学装置44的后面所述的液晶面板上的功能。
偏振变换元件414配置在第2透镜阵列413和重叠透镜415之间，将来自第2透镜阵列413的光变换为大体同一种类的偏振光。
具体而言，由偏振变换元件414变换为大体同一种类的偏振光的各部分光通过重叠透镜415最终在光学装置44的后面所述的液晶面板上叠加。由于在使用了调制偏振光的液晶面板的投影仪中，只能利用1种偏振光，所以，发生随机的偏振光的光源单元411的光的约一半不能被利用。因此通过使用偏振变换元件414，将来自光源单元411的射出光变换为大体同一种类的偏振光，可以提高光学装置44的光的利用效率。
如图1所示，色分离光学系统42包括2个分色镜421及422和反射镜423，具有通过分色镜421及422将从积分照明光学系统41射出的多个部分光束分离为红(R、)绿(G)、蓝(B)的3色的色光的功能。
如图1所示，中继光学系统43包括入射侧透镜431、中继透镜433和反射镜432及434，具有将由色分离光学系统42分离的蓝色光导引到光学装置44的后面所述的蓝色光用的液晶面板的功能。
这时，在色分离光学系统42的分色镜421反射从积分照明光学系统41射出的光束的红色光成分，同时透过绿色光成分和蓝色光成分。由分色镜421反射的红色光由反射镜423反射，通过场镜418到达光学装置44的后面所述的红色光用的液晶面板。场镜418将从第2透镜阵列413射出的各部分光束变换为与其中心轴(主光线)平行的光束。设置在其他绿色光用、蓝色光用的液晶面板的光入射侧的场镜418也一样。
透过分色镜421的绿色光和蓝色光中的绿色光由分色镜422反射，通过场镜418到达光学装置44的后面所述的绿色光用的液晶面板。另一方面，蓝色光透过分色镜422，通过中继光学系统43进而通过场镜418而到达光学装置44的后面所述的蓝色光用的液晶面板。蓝色光之所以使用中继光学系统43，是因为蓝色光的光路的长度比其他的色光的光路长度长，是为了防止光的发散等引起光的利用效率降低。即，由于入射到入射侧透镜431上的部分色光的光路长度长，所以，采用这样的结构，但是，也可以采用使红色光的光路长度长的结构。
如图1所示，光学装置44是作为光调制元件的3个液晶面板441(设红色光用的液晶面板为441R、绿色光用的液晶面板为441G、蓝色光用的液晶面板为441B)、配置在该液晶面板441的光束入射侧和光束射出侧的作为光学变换元件的3个入射侧偏振片442和3个射出侧偏振片443、作为色合成光学装置的交叉分色棱镜444一体构成的装置。
虽然省略了具体的图示，但液晶面板441具有将作为电光物质的液晶密闭地封入一对透明的玻璃基板之间的结构，根据从图中未示出的控制装置输出的驱动信号控制上述液晶的取向状态，调制从入射侧偏振片442射出的偏振光光束的偏振方向。
入射侧偏振片442入射由偏振变换元件414使偏振方向变换为某一方向的各色光，仅使入射的光束中与由偏振变换元件414所变换的光束的偏振轴相同方向的偏振光透过，而吸收其他的光束(光吸收型)。
虽然省略了具体的图示，但入射侧偏振片442具有把偏振膜粘贴到蓝宝石玻璃或水晶等透光性基板上的结构。光吸收型的偏振膜例如单轴延伸包含碘分子或染料分子的薄膜而形成，具有消光比比较高而入射角依赖性小的优点。
射出侧偏振片443的结构与入射侧偏振片442大体相同，仅透过从液晶面板441射出的光束中具有与入射侧偏振片442的光束的透过轴正交的偏振轴的光束，而吸收其他的光束(光吸收型)。
交叉分色棱镜444是合成从射出侧偏振片443射出的按照各色光进行调制而成的光学像从而形成彩色图像的光学元件。该交叉分色棱镜444将4个直角棱镜相互粘贴而成的平面看大体呈正方形的形状，在将直角棱镜相互粘贴的界面形成有2个电介质多层膜。这些电介质多层膜反射从液晶面板441R、441B射出的通过射出侧偏振片443的色光，透过从液晶面板441G射出的通过射出侧偏振片443的色光。这样，将由各液晶面板441R、441G、441B调制的各色光合成，形成彩色图像。
光学部件用箱体45由例如金属制构件构成，在内部设定指定的照明光轴A，将上述光学部件41～44收纳配置到相对照明光轴A的指定位置。光学部件用箱体45不限于金属制部件，也可以用其他的材料构成，特别是最好用热传导性材料构成。
液冷单元46是使冷却流体循环，主要冷却光学装置44的装置，除了暂时存储冷却流体的主容器461、用于将冷却流体的热释放的作为散热部的散热器466和向该散热器466吹冷却空气的轴流风扇467外，还具有后面所述的流体压送部、元件冷却管、分支容器、合流容器和管部等。
这里，图2是从上方侧看投影仪1内的一部分的立体图，图3是从下方看投影仪1内的主要是光学装置44和液冷单元46的立体图。
在图2中，为了说明方便，光学部件用箱体45内的光学部件仅表示出了光学装置44，省略了其他的光学部件41～43。另外，在图2和图3中，为了说明的简略，将液冷单元46的构件省略了一部分。
如图2所示，光学部件用箱体45包括部件收纳构件451和盖住部件收纳构件451的开口部分的盖状构件。
其中，部件收纳构件451分别构成光学部件用箱体45的底面、前面和侧面。
在该部件收纳构件451中，如图2所示，在侧面的内侧面上形成有用于将上述的光学部件41～44从上方滑动式地嵌入的槽部415A。
另外，侧面的正面部分如图2所示，形成有用于将投影透镜5相对光学单元4设置到指定位置的投影透镜设置部451B。该投影透镜设置部451B形成平面看呈矩形的形状，在平面看的大体中央部分，与光学装置44的光束射出位置对应地形成有圆形的图中未示出的孔，在光学单元4中形成的彩色图像通过上述孔后由投影透镜5进行放大投射。
(液冷单元)下面，详细说明液冷单元46。
在图2和图3中，液冷单元46包括主容器461、流体压送部462(图3)、元件冷却管463、分支容器464(图3)、合流容器465、散热器466、轴流风扇467和管部469。
如图2和图3所示，主容器461整体呈大致圆柱形状，由铝等金属制的2个容器状构件构成，通过将2个容器状构件的开口部分相互连接在内部暂时存储冷却流体。这些容器状构件通过例如密封焊接或橡胶等弹性构件进行连接。
如图3所示，在该主容器461的周面上形成冷却流体的流入部461A和流出部461B。
这些流入部461A和流出部461B由管状构件构成，配置成向主容器461的内外突出。并且，管部469的一端与流入部461A向外侧突出的一端连接，外部的冷却流体通过该管部469流入主容器461内部。另外，流出部461B的向外侧突出的一端也连接有管部469的一端，主容器461内部的冷却流体通过该管部469向外部流出。
另外，在主容器461中，流入部461A和流出部461B的各中心轴处于相互正交的位置关系，这样，通过流入部461A流入主容器461内部的冷却流体可以避免通过流出部461B直接向外部流出，利用在主容器461内部的混合作用，可以实现冷却流体的均质化和温度的均匀化。并且，从主容器461流出的冷却流体通过管部469向流体压送部462输送。
如图3所示，流体压送部462向内部吸引主容器461的冷却流体，同时将该冷却流体强制地向外部排出到分支容器464。即，主容器461的流出部461B与流体压送部462的流入部462A通过管部469而连接，流体压送部462的流出部462B与分支容器464的流入部464A通过管部469连接。
具体而言，流体压送部462具有例如在长方体状的铝等金属制的中空构件内配置叶轮的结构，在图中未示出的控制装置的控制下，上述叶轮旋转，通过管部469强制地吸引主容器461内存储的冷却流体，将该冷却流体通过管部469强制地向外部排出。利用这样的结构，可以减小上述叶轮的旋转轴方向的厚度尺寸，从而可以实现紧凑化和节省空间化。在本实施例中，流体压送部462如图2或图3所示的那样配置在投影透镜5的下方。
元件冷却管463与光学装置44的液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443的各元件相邻地配置。并且，在流过元件冷却管463的内部的冷却流体与各元件441、442、443之间进行热交换。
这里，图4是表示光学装置44的整体结构的立体图。
在图4中，如前所述，光学装置44由3个液晶面板441(红色光用的液晶面板441R、绿色光用的液晶面板441G、蓝色光用的液晶面板441B)、配置在各液晶面板441的入射侧或射出侧的偏振片(入射侧偏振片442、射出侧偏振片443)和交叉分色棱镜444一体地构成。
即，对红(R)、绿(G)、蓝(B)的各色按射出侧偏振片443、液晶面板441和入射侧偏振片442的顺序在交叉分色棱镜444上重叠地配置这些元件。
并且，元件冷却管463对液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443分别单独设置。
具体而言，元件冷却管463对红色光而言包括设置在液晶面板441R的周边的液晶面板冷却管4631R、设置在入射侧偏振片442的周边的入射侧偏振片冷却管4632R和设置在射出侧偏振片443的周边的射出侧偏振片冷却管4633R。冷却流体从各元件冷却管4631R、4632R、4633R的流入部(IN)流入各管内部，沿各元件441R、442、443的周边流动，从各管的流出部(OUT)向外部流出。
同样，元件冷却管463对绿色光而言也包括设置在液晶面板441G的周边的液晶面板冷却管4631G、设置在入射侧偏振片442的周边的入射侧偏振片冷却管4632G和设置在射出侧偏振片443的周边的射出侧偏振片冷却管4633G，另外，对蓝色光而言包括设置在液晶面板441B的周边的液晶面板冷却管4631B、设置在入射侧偏振片442的周边的入射侧偏振片冷却管4632B和设置在射出侧偏振片443的周边的射出侧偏振片冷却管4633B。
在本实施例中，液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443的各元件的周边由保持框保持，在该保持框的内部，各元件冷却管463沿各元件的周边部围绕一周而设置。并且，在各元件441、442、443的同一边侧设置有各元件冷却管463的流入部(IN)和流出部(OUT)。
在后面说明关于上述元件保持框和元件冷却管463的详细情况。
返回到图2和图3，如图3所示，分支容器464使从流体压送部462传送来的冷却流体向各元件冷却管463分支。
另外，如图2所示，合流容器465使从各元件冷却管463传送来的冷却流体合流并暂时存储。
在本实施例中，在光学装置44的交叉分色棱镜444的一面配置有分支容器464，在该交叉分色棱镜444的相反侧的一面配置有合流容器465。分支容器464和合流容器465的配置位置不限于此，也可以是其他的位置。
这里，图5是表示分支容器464的整体结构的立体图，图6是表示合流容器465的整体结构的立体图。
如图5所示，分支容器464整体大体呈圆柱形状，由铝等金属制的密闭的容器状构件构成，在内部暂时存储冷却流体。
在该分支容器464的圆周面上，形成有冷却流体的流入部464A和流出部464B1、464B2、...464B9。
这些流入部464A和流出部464B1～464B9由管状构件构成，配置成向分支容器464的内外突出。并且，管部469的一端与流入部464A的向外侧突出的一端连接，流体压送部462(参见图3)的冷却流体通过该管部469流入分支容器464内部。另外，流出部464B1～464B9的外侧突出的各一端也分别连接有管部469的一端，分支容器464内部的冷却流体通过该管部469向各元件冷却管463(参见图4)流出。
合流容器465和分支容器464一样，如图6所示，整体大体呈圆柱形状，由铝等金属制的密闭的容器状构件构成，在内部暂时存储冷却流体。
在该合流容器465的圆周面上，形成有冷却流体的流入部465A1、465A2、...465A9和流出部465B。
这些流入部465A1～465A9和流出部465B由管状构件构成，配置成向合流容器465的内外突出。并且，管部469的一端分别与流入部465A1～465A9向外侧突出的各一端连接，来自各元件冷却管463(参见图4)的冷却流体通过该管部469流入合流容器465内部。另外，管部469的一端也与流出部465B向外侧突出的一端连接，合流容器465内部的冷却流体通过该管部469向散热器466流出。
返回到图2和图3，如图3所示，散热器466具有流过冷却流体的管状构件4661和与该管状构件连接的多个散热片4662。
管状构件4661由铝等热传导性高的构件构成，从流入部4661A流入的冷却流体流过内部到流出部4661B。管状构件4661的流入部4661A和合流容器465的流出部465B通过管部469而连接，管状构件4661的流出部4661B和主容器461通过管部469而连接。
多个散热片4662由铝等热传导性高的板状构件构成，并列地配置。另外，轴流风扇467构成为从散热器466的一面侧吹进冷却空气。
并且，在散热器466中，流过管状构件4661内的冷却流体的热通过散热片4662散热，同时，通过轴流风扇467的冷却空气的供给来促进该散热。
作为管部469的形成材料，可以使用例如铝等金属，也可以使用树脂制等的其他材料。
作为冷却流体，可以使用例如作为透明性的非挥发性液体的乙二醇，也可以使用其他液体。本发明的冷却流体不限于液体，可以是气体，另外，也可以使用液体与固体的混合物等。
如上所述，在液冷单元46中，冷却流体通过管部469按主容器461、流体压送部462、分支容器464、元件冷却管463、合流容器465和散热器466的顺序流过，该冷却流体从散热器466返回主容器461，反复流过上述通路而进行循环。
并且，在液冷单元46中，通过使冷却流体流过各元件冷却管463内，适当地排除由光束的照射等而发生的光学装置44的各元件441、442、443的热，抑制各元件441、442、443的温度上升。各元件441、442、443的热通过各元件的保持框传递给各元件冷却管463内的冷却流体。
(元件保持框和元件冷却管)下面，说明元件保持框和元件冷却管。这里，仅代表性地说明关于红色光的元件保持框和元件冷却管，关于绿色光和蓝色光的情况也一样。
图7是表示光学装置44的红色光用的面板结构的部分立体图。
如图7所示，关于红色光，液晶面板441R的周边被保持于液晶面板保持框445，入射侧偏振片442的周边被保持于入射侧偏振片保持框446，射出侧偏振片443的周边被保持于射出侧偏振片保持框447。各保持框445、446、447具有与液晶面板441R的图像形成区域对应的后面所述的矩形的开口部，光束从这些开口部通过。
并且，在液晶面板保持框445的内部，沿液晶面板441R的周边设置有液晶面板冷却管4631R，在入射侧偏振片保持框446的内部，沿入射侧偏振片442的周边设置有入射侧偏振片冷却管4632R，在射出侧偏振片保持框447的内部，沿射出侧偏振片443的周边设置有射出侧偏振片冷却管4633R。
图8是液晶面板保持框445的分解立体图，图9(A)是液晶面板保持框445的组装正面图，图9(B)是图9(A)所示的A-A剖面图。
如图8所示，液晶面板保持框445包括一对框状构件4451及4452和液晶面板固定板4453。
这里，液晶面板441R是透过型的，具有将液晶层密闭地封入一对透明基板间的结构，一对基板包括形成有用于将驱动电压加到液晶上的数据线、扫描线、开关元件、像素电极等的驱动基板和形成有共同电极、黑底等的对向基板。
框状构件4451及4452分别为平面看大体呈矩形的箱体，具有与液晶面板441R的图像形成区域对应的矩形的开口部4451A及4452A和用于收纳液晶面板冷却管4631R的沟部4451B及4452B。框状构件4451和框状构件4452将液晶面板冷却管4631R夹在中间而相对配置。作为框状构件4451、4452，可以使用由热传导率高的材质构成的热良导体，除了例如可以应用铝(234W/(m·K))、镁(156W/(m·K))或其合金(铝模铸合金(约100W/(m·K))、Mg-Al-Zn系合金(约50W/(m·K)等)之外，还可以应用各种金属。另外，框状构件4451、4452不限于金属材料，也可以是热传导率高的(例如大于等于5W/(m·K))的其他材料(树脂材料等)。
如图8所示，液晶面板固定板4453由具有与液晶面板441R的图像形成区域对应的矩形的开口部4453A的板状构件构成，将液晶面板441R夹在中间固定于框状构件4452。如图9(B)所示，该液晶面板固定板4453与液晶面板441R接触地配置，具有使框状构件4451及4452与液晶面板441R相互紧密接触从而使它们进行热接触的功能，同时，具有将液晶面板441R的热散热的功能。另外，液晶面板441R的热的一部分通过液晶面板固定板4453传递给框状构件4451及4452。
液晶面板冷却管4631R由具有例如环状的剖面，由沿其中心轴延伸的管子(pipe or tube)构成，如图8所示，根据框状构件4451及4452的沟部4451B及4452B的形状对应地进行弯曲加工。作为液晶面板冷却管4631R，可以使用由热传导率高的材质构成的热良导体，除了例如可以应用铝、铜、不锈钢或其合金之外，还可以应用各种金属。另外，液晶面板冷却管4631R不限于金属材料，也可以是热传导率高的(例如大于等于5W/(m·K))的其他材料(树脂材料等)。
具体而言，如图9(A)和(B)所示，液晶面板冷却管4631R在液晶面板441R的周边部的外侧沿液晶面板441R的周边部围绕大约一周而配置。即，在框状构件4451及4452的各内表面(相对面)，沿开口部4451A及4452A的周边围绕大约一周形成有剖面大体呈半圆状的沟部4451B及4452B，沟部4451B和沟部4452B处于相互呈镜面对称的形状关系。并且，在将液晶面板冷却管4631R收纳到各沟即4451B及4452B内的状态下，框状构件4451及4452相互结合。在本实施例中，液晶面板冷却管4631R是圆形管，其外径与液晶面板441R的厚度相同。
框状构件4451与框状构件4452的结合，可以应用基于螺钉等的联结、粘接、焊接和嵌合等机械的结合等各种方法。作为结合方法，最好使用液晶面板冷却管4631R与框状构件4451及4452(或者液晶面板441R)间的热传导性高的方法。
在后面说明关于框状构件4451及4452的具体例的结合结构。
冷却流体的流入部(IN)设置在液晶面板冷却管4631R的一端，流出部(OUT)设置在另一端。液晶面板冷却管4631R的流入部和流出部分别与冷却流体循环用的配管(管部469)连接。
从流入部(IN)流入液晶面板冷却管4631R内的冷却流体沿液晶面板441R的周边围绕大约一周流动，从流出部(OUT)流出。另外，该冷却流体在液晶面板冷却管4631R内流动的期间，从液晶面板441R带走热。即，液晶面板441R的热通过框状构件4451及4452传递给液晶面板冷却管4631R内的冷却流体而向外部传输。
这里，在该液晶面板保持框445中，如图9(B)所示，在液晶面板441R的厚度方向，接近液晶面板441R的光束入射面侧配置有液晶面板冷却管4631R。在液晶面板441R中，通常配置了黑底的入射面侧的热吸收比射出面侧多。因此，通过在温度容易上升的入射面侧接近配置液晶面板冷却管4631R，可以有效地带走液晶面板441R的热。
此外，在液晶面板441R的侧面设置有阶梯，使射出面的面积比入射面大。因此，通过在面积小的入射面侧接近设置液晶面板冷却管4631R，可以实现结构要素的有效配置，从而可以实现装置的小型化。
图10(A)是入射侧偏振片保持框446的组装正面图，图10(B)是图10(A)所示的B-B剖面图。
入射侧偏振片保持框446由与液晶面板保持框445(参见图8)相同的结构构成，如图10(A)和(B)所示，包括一对框状构件4461及4462和偏振片固定板4463。
这里，入射侧偏振片构成为在透光性基板上粘贴偏振膜的结构。
框状构件4461及4462分别为平面看大体呈矩形的箱体，具有与入射侧偏振片442的光透过区域对应的矩形的开口部4461A及4462A和用于收纳入射侧偏振片冷却管4632R的沟部4461B及4462B。框状构件4461和框状构件4462将入射侧偏振片冷却管4632R夹在中间而相互相对地配置。作为框状构件4461及4462，最好使用由热传导率高的材质构成的热良导体，例如，例如除了可以应用铝、镁或其合金之外，还可以应用各种金属。另外，框状构件4461及4462不限于金属材料，也可以是热传导率高的(例如大于等于5W/(m·K))其他材料(树脂材料等)。
如图10(A)和(B)所示，偏振片固定板4463由具有与入射侧偏振片442的光透过区域对应的矩形的开口部4463A的板状构件构成，将入射侧偏振片442夹在中间固定于框状构件4461。如图10(B)所示，该偏振片固定板4463与入射侧偏振片442接触地配置，使框状构件4461及4462与入射侧偏振片442相互紧密接触，从而具有使它们进行热接触的功能，同时，具有释放入射侧偏振片442的热的功能。另外，入射侧偏振片442的一部分热通过偏振片固定板4463传递给框状构件4461及4462。
入射侧偏振片冷却管4632R由通过例如拉拔加工和拉深加工等而形成的无缝管构成，根据框状构件4461及4462的沟部4461B及4462B的形状进行弯曲加工。作为入射侧偏振片冷却管4632R，最好使用由热传导率高的材质构成的热良导体构成，除了例如可以应用铝、铜、不锈钢或其合金之外，还可以应用各种金属。另外，入射侧偏振片冷却管4632R不限于金属材料，也可以是热传导率高的(例如大于等于5W/(m·K))其他材料(树脂材料等)。
具体而言，如图10(A)和(B)所示，入射侧偏振片冷却管4632R在入射侧偏振片442的周边部的外侧沿入射侧偏振片442的周边部围绕约一周而配置。即，在框状构件4461及4462的各内表面(接合面、相对面)，沿开口部4461A及4462A的周边围绕约一周形成剖面略呈半圆状的沟部4461B及4462B，沟部4461B和沟部4462B处于相互镜面对称的形状关系。并且，在将入射侧偏振片冷却管4632R收纳到各沟部4461B及4462B内的状态下，框状构件4461和4462相互结合。在本实施例中，入射侧偏振片冷却管4632R是圆形管，其外径与入射侧偏振片442的厚度相同。
框状构件4461与框状构件4462的结合，可以应用基于螺钉等的联结、粘接、焊接和嵌合等的机械的结合等各种各样的方法。作为结合方法，最好使用入射侧偏振片冷却管4632R与框状构件4461及4462(或入射侧偏振片442)间的热传导性高的方法。
冷却流体的流入部(IN)设置在入射侧偏振片冷却管4632R的一端，流出部(OUT)设置在另一端。入射侧偏振片冷却管4632R的流入部和流出部分别与冷却流体循环用的配管(管部469)连接。
从流入部(IN)流入入射侧偏振片冷却管4632R内的冷却流体沿入射侧偏振片442的周边围绕约一周流动，从流出部(OUT)流出。另外，该冷却流体在入射侧偏振片冷却管4632R内流动的期间从入射侧偏振片442上带走热。即，入射侧偏振片442的热通过框状构件4461及4462传递给入射侧偏振片冷却管4632R内的冷却流体而传输到外部。
图11(A)是射出侧偏振片保持框447的组装正面图，图11(B)是图11(A)所示的C-C剖面图。
射出侧偏振片保持框447由与入射侧偏振片保持框446(参见图10)相同的结构构成，如图11(A)和(B)所示，包括一对框状构件4471及4472和偏振片固定板4473。
这里，射出侧偏振片443和入射侧偏振片442一样，由在透光性基板上粘贴偏振膜的结构构成。
框状构件4471及4472分别是平面看大体呈矩形的箱体，具有与射出侧偏振片443的光透过区域对应的矩形的开口部4471A及4472A和用于收纳射出侧偏振片冷却管4633R的沟部4471B及4472B。框状构件4471和框状构件4472将射出侧偏振片冷却管4633R夹在中间相互相对地配置。作为框状构件4471及4472，最好使用由热传导率高的材质构成的热良导体，除了例如可以应用铝、镁或其合金之外，还可以应用各种金属。另外，框状构件4471及4472不限于金属材料，也可以是热传导率高的(例如大于等于5W/(m·K))其他材料(树脂材料等)。
如图11(A)和(B)所示，偏振片固定板4473由具有与射出侧偏振片443的光透过区域对应的矩形的开口部4473A的板状构件构成，将射出侧偏振片443夹在中间固定于框状构件4471。如图11(B)所示，该偏振片固定板4473与射出侧偏振片443接触地配置，使框状构件4471及4472与射出侧偏振片443相互紧密地接触，从而具有使它们进行热接触的功能，同时，具有释放射出侧偏振片443的热的功能。另外，射出侧偏振片443的一部分热通过偏振片固定板4473传递给框状构件4471及4472。
射出侧偏振片冷却管4633R由通过例如拉拔加工和拉深加工等而形成的无缝管构成，根据框状构件4471及4472的沟部4471B及4472B的形状进行弯曲加工。作为射出侧偏振片冷却管4633R，最好使用由热传导率高的材质构成的热良导体构成，除了例如可以应用铝、铜、不锈钢或其合金之外，还可以应用各种金属。另外，入射侧偏振片冷却管4633R不限于金属材料，也可以是热传导率高的(例如大于等于5W/(m·K))其他材料(树脂材料等)。
具体而言，如图11(A)和(B)所示，射出侧偏振片冷却管4633R在射出侧偏振片443的周边部的外侧沿射出侧偏振片443的周边部围绕约一周而配置。即，在框状构件4471及4472的各内表面(接合面、相对面)，沿开口部4471A及4472A的周边围绕一周形成剖面略呈半圆状的沟部4471B及4472B，沟部4471B和沟部4472B处于相互镜面对称的形状关系。并且，在将射出侧偏振片冷却管4633R收纳到各沟部4471B及4472B内的状态下，框状构件4471及4472相互结合。在本实施例中，射出侧偏振片冷却管4633R由圆形管构成，其外径与射出侧偏振片443的厚度相同。
框状构件4471与框状构件4472的结合，可以应用基于螺钉等的联结、粘接、焊接和嵌合等的机械的结合等各种各样的方法。作为结合方法，最好使用入射侧偏振片冷却管4633R与框状构件4471及4472(或射出侧偏振片443)间的热传导性高的方法。
冷却流体的流入部(IN)设置在射出侧偏振片冷却管4633R的一端，流出部(OUT)设置另一端。射出侧偏振片冷却管4633R的流入部和流出部分别与冷却流体循环用的配管(管部469)连接。
从流入部(IN)流入射出侧偏振片冷却管4633R内的冷却流体沿射出侧偏振片443的周边围绕约一周流动，从流出部(OUT)流出。另外，该冷却流体在射出侧偏振片冷却管4633R内流动的期间从射出侧偏振片443带走热。即，射出侧偏振片443的热通过框状构件447及4472传递给射出侧偏振片冷却管4463R内的冷却流体而传输到外部。
这样，在本实施例中，对红色光而言，在液晶面板441R、入射侧偏振片442、射出侧偏振片443的各元件的保持框445、446、447的内部设置了元件冷却管4631R、4632R、4633R，由流过该元件冷却管4631R、4632R、4633R的冷却流体适当地带走各元件441R、442、443的热。即，各元件441R、442、443与元件冷却管4631R、4632R、4633R通过各保持框445、446、447进行热接触，通过在各元件441R、442、443与元件冷却管4631R、4632R、4633R内的冷却流体之间进行热交换，各元件441R、442、443的热通过保持框445、446、447传递给元件冷却管4631R、4632R、4633R内的冷却流体。于是，通过各元件441R、442、443的热向冷却流体移动，冷却各元件441R、442、443。
另外，在本实施例中，各元件冷却管631R、4632R、4633R沿各元件441R、442、443的周边部围绕约一周而设置，所以，可以扩大传热面积，从而可以有效地冷却各元件。
而且，冷却流体的通路(元件冷却管4631R、4632R、4633R)沿各元件441R、442、443的周边部设置，图像形成用的光束不通过冷却流体中，因此，可以避免在由液晶面板441R形成的光学像中包含冷却流体的气泡或尘埃等的像，从而可以避免发生伴随冷却流体的温度分布的光学像的摇动。
另外，在本实施例中，各元件441R、442、443的周边部的冷却流体的通路利用管(元件冷却管4631R、4632R、4633R)形成，所以，通路形成用的接合部比较少也可以。通过减少接合部的数、面积等，可以实现结构的简单化，同时，可以防止冷却流体泄漏。
这样，按照本实施例，可以抑制通过使用冷却流体而引起的不良状况，从而能够有效地抑制各元件441R、442、443的温度上升。而且，在元件保持框445、446、447的内部设置元件冷却管4631R、4632R、4633R的结构，保持框445、446、447兼作各元件441R、442、443的保持单元和冷却单元，结果，容易实现小型化，可以应用小型的光学元件。
例如，在本实施例中，在各元件441R、442、443的周边部的外侧，设置了具有与各元件的厚度相同的外径的元件冷却管4631R、4632R、4633R，抑制了由于具有冷却流体通路而在厚度方向产生的扩大。
这里，图12是表示图9的液晶面板保持框445或液晶面板冷却管4631R的变形例的图，图12(A)是液晶面板保持框445的组装正面图，图12(B)是图12(A)所示的A-A剖面图，图12(C)是液晶面板冷却管4631R的立体图。
在图12的例中，液晶面板冷却管4631R在液晶面板441R的厚度方向多重(在本例中是2重)地设置。
即，如图12(A)～(C)所示，在液晶面板保持框445的内部，剖面呈圆环状的液晶面板冷却管4631R沿液晶面板441R的周边部围绕约一周地延伸，并且折返向相反方向围绕约一周地延伸。这样的管的形状可以通过所谓的成型加工而形成。另外，在框状构件4451A、4451B、4452的各内表面(接合面、相对面)上，沿液晶面板441R的周边围绕约一周形成剖面大体呈半圆状的沟部4451aB、4451bB、4452Ba、4452Bb，沟部4451aB与沟部4452Ba、沟部4451bB与沟部4452Bb分别处于相互大体镜面对称的形状关系。并且，在将液晶面板冷却管4631R收纳到各沟部4451aB、4451bB、4452Ba、4452Bb内的状态下，框状构件4451a、4451b、4452彼此相互结合。
在本例中，液晶面板冷却管4631R在液晶面板441R的厚度方向多重地配置，所以，对其厚度方向而言扩大了冷却区域，结果，可以更有效地进行冷却。而且，本发明不限于2重，可以将液晶面板冷却管4631R配置3重及以上。另外，关于入射侧偏振片冷却管4632R(参见图10)、射出侧偏振片冷却管4633R(参见图11)，也可以有同样的变形。
另外，图13是表示图9的液晶面板保持框445或液晶面板冷却管4631R的别的变形例的图，图13(A)是液晶面板保持框445的组装正面图，图13(B)是图13(A)所示的A-A剖面图。
在图13的例中，液晶面板冷却管4631R作为保持液晶面板441R的保持框(液晶面板保持框445)的形式而形成。
即，如图13(A)和(B)所示，具有大体矩形剖面的液晶面板冷却管4631R沿液晶面板441R的周边部设置成框状。并且，在液晶面板冷却管4631R的中央的开口部保持液晶面板441R。液晶面板冷却管4631R的厚度与液晶面板441R相同。
在本例中，液晶面板冷却管4631R作为保持液晶面板441R的保持框(液晶面板保持框445)的形式而形成，所以，在液晶面板441R与液晶面板冷却管4631R之间直接进行热传递，由冷却流体有效地带走液晶面板441R的热。
而且，如图14(A)和(B)所示，液晶面板冷却管4631R也可以采用将具有大体矩形剖面的多个管状构件相互组合的形式。另外，也可以采用通过在其内部配置板状构件等而具有螺旋状的流路的形式。关于入射侧偏振片冷却管4632R(参见图10)、射出侧偏振片冷却管4633R(参见图11)也可以有同样的变形。
以上，代表性地说明了光学装置44(参见图4)的红色光用的面板结构及其冷却结构，但是，对于绿色光和蓝色光也一样，各元件(液晶面板、入射侧偏振片、射出侧偏振片)可以单独由保持框保持，而元件冷却管设置在该保持框的内部。
即，在本实施例中，包括3个液晶面板441R、441G、441B和3个入射侧偏振片442以及3个射出侧偏振片443的共计9个光学元件单独利用冷却流体进行冷却。各元件通过单独进行冷却，可以可靠地防止各元件的温度上升导致的不良状况。
(配管系统)图15是表示上述光学装置44的冷却流体的流动的配管系统图。
如图15所示，在本实施例中，对包含光学装置44的3个液晶面板441R、441G、441B和3个入射侧偏振片442以及3个射出侧偏振片443的共计9个光学元件并行地设置冷却流体的通路。
具体而言，包括关于红色光的液晶面板冷却管4631R和入射侧偏振片冷却管4632R以及射出侧偏振片冷却管4633R的3个元件冷却管分别一端与分支容器464连接而另一端与合流容器465连接。同样，关于绿色光的3个元件冷却管4631G、4632G、4633G和关于蓝色光的3个元件冷却管4631B、4632B、4633B也分别是一端与分支容器464连接而另一端与合流容器465连接。结果，上述9个元件冷却管并行地配置在分支容器464与合流容器465之间的冷却流体的通路上。
冷却流体在分支容器464分支为对每色各3个的共计9个通路上，在9个元件冷却管(4631R、4632R、4633R、4631G、4632G、4633G、4631B、4632B、4633B)内并行地流动。由于上述9个元件冷却管并行地配置在冷却流体的通路上。所以，大致相同温度的冷却流体流入各元件冷却管内。沿各元件的周边，冷却流体在各元件冷却管内流动，冷却各元件，同时，流过各元件冷却管的冷却流体的温度上升。在该热交换之后，冷却流体在合流容器465内合流，通过前面进行了说明的散热器466(参见图3)的散热而冷却。于是，温度降低后的冷却流体再次供给分支容器464。
在本实施例方式中，与9个光学元件对应的上述9个元件冷却管在冷却流体的通路上并行地配置，所以，从分支容器464到合流容器465的冷却流体的通路的长度比较短，该通路中的压力损失造成的流路阻抗小。因此，各元件冷却管即使是小直径也容易确保冷却流体的流量，另外，由于对各元件的冷却管供给温度比较低的冷却流体，所以，可以有效地冷却各元件。
对上述9个光学元件中发热少的元件也可以省略元件冷却管的设置。例如，对入射侧偏振片442和射出侧偏振片443为无机偏振片等光束吸收少的形态的情况下，可以采用对它们省略冷却管的结构。
另外，不限于将多个元件冷却管在冷却流体的通路上都并行地配置的结构，也可以采用至少将一部分串行配置的结构。这时，可以根据各元件的发热量决定其通路。
图16表示上述配管系统的变形例。对于与图15相同的结构要素标以相同的符号。
在图16的例中，对光学装置44的包括3个液晶面板441R、441G、441B和3个入射侧偏振片442以及3个射出侧偏振片443的共计9个光学元件分别设置了元件冷却管(4631R、4632R、4633R、4631G、4632G、4633G、4631B、4632B、4633B)，同时，冷却流体的通路对各色串行地配置。
具体而言，对红色光则是分支容器464的流出部与射出侧偏振片冷却管4633R的流入部连接，射出侧偏振片冷却管4633R的流出部与液晶面板冷却管4631R的流入部连接，液晶面板冷却管4631R的流出部与入射侧偏振片冷却管4632R的流入部连接，入射侧偏振片冷却管4632R的流出部与合流容器465的流入部连接。即，从分支容器464到合流容器465，按射出侧偏振片冷却管4633R、液晶面板冷却管4631R、入射侧偏振片冷却管4632R的顺序而串行地配置。同样，对绿色光而言，则是从分支容器464到合流容器465按射出侧偏振片4633G、液晶面板冷却管4631G、入射侧偏振片冷却管4632G的顺序而串行地配置。另外，对蓝色光也一样，从分支容器464到合流容器465，按射出侧偏振片冷却管4633B、液晶面板冷却管B4632B、入射侧偏振片冷却管4632B的顺序而串行地配置。
冷却流体在分支容器464分支到3个通路。并且，对每个颜色分别首先流过射出侧偏振片冷却管4633R、4633G、4633B，其次流过液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B，最后流过入射侧偏振片冷却管4632R、4632G、4632B。通过冷却流体沿各元件的周边在各元件冷却管内流过冷却各元件的同时流过各元件冷却管的冷却流体的温度上升。在本例中，由于对各色串行地配置了3个元件冷却管，所以，冷却流体流入时的温度(入口温度)在上游侧的射出侧偏振片冷却管4633R、4633G、4633B中最低，在液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B中次之，而在下游侧的入射侧偏振片冷却管4632R、4632G、4632B中比较高。然后，冷却流体在合流容器465内合流，通过前面进行了说明的散热器466(参见图3)的散热而冷却。于是，温度降低后的冷却流体再次供给分支容器464。
这里，在液晶面板441R、441G、441B中，液晶层吸收光并且在驱动基板上形成的数据线和扫描线和/或在及在对向基板上形成的黑底等也吸收一部分光束。另外，在入射侧偏振片422中，入射的光束由上游侧的偏振变换元件414(参见图1)变换为大体1种偏振光，并且该光束几乎全部透过，光束的吸收比较少。另外，在射出侧偏振片443中，入射的光束被根据图像信息调制偏振方向，所以通常该光束的吸收量比入射侧偏振片442多。
并且，光学装置44的发热量，具有按入射侧偏振片、液晶面板、射出侧偏振片的顺序逐渐增高的倾向(入射侧偏振片＜液晶面板＜射出侧偏振片)。
在图16的例中，对每个颜色各有3个元件冷却管在冷却流体的通路上串行地配置，所以，与将9个元件冷却管都并行地配置的结构相比，可以实现配管空间的缩小化。
另外，对发热量比较高的射出侧偏振片443最早供给冷却流体，所以，可以可靠地冷却射出侧偏振片443。
在上述例中，按发热量高的顺序从上游侧开始串行地配置元件冷却管。但不限于此，也可以按发热量低的顺序从上游侧开始串行地配置元件冷却管，或者也可以按别的顺序串行地配置。配置的顺序，根据多个元件间的发热量的差别和元件冷却管的冷却能力等而决定。
此外，对每个颜色不限于将多个元件冷却管都串行地配置，也可以是以下说明的仅将一部分串行地配置的结构。
图17表示上述配管系统的别的变形例。对于与图15相同的要素标以相同的符号。
在图17的例中，对光学装置44的包括3个液晶面板441R、441G、441B和3个入射侧偏振片442以及3个射出侧偏振片443的共计9个光学元件分别设置了元件冷却管(4631R、4632R、4633R、4631G、4632G、4633G、4631B、4632B、4633B)，同时，冷却流体的通路对各色都有一部分被串行地配置。
具体而言，对于红色光则是从分支容器464到合流容器465按液晶面板冷却管4631R和入射侧偏振片冷却管4632R的顺序串行地配置，而射出侧偏振片冷却管4633R与它们并行地配置。即，分支容器464的流出部与液晶面板冷却管4631R的流入部连接，液晶面板冷却管4631R的流出部与入射侧偏振片冷却管4632R的流入部连接，入射侧偏振片冷却管4632R的流出部与合流容器465的流入部连接。另外，分支容器464的流出部与射出侧偏振片冷却管4633R的流入部连接，射出侧偏振片冷却管4633R的流出部与合流容器465流入部连接。同样，对绿色光而言，从分支容器464到合流容器465，按液晶面板冷却管4631G和入射侧偏振片冷却管4632G的顺序串行地配置，射出侧偏振片冷却管4633G与它们并行地配置。对蓝色光也一样，按液晶面板冷却管4631B和入射侧偏振片冷却管4632B的顺序串行地配置，射出侧偏振片冷却管4633B与它们并行地配置。
冷却流体在分支容器464中分支为对每个颜色各2个的共计6个通路。并且，该冷却流体对每个颜色分别首先流入液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B和射出侧偏振片冷却管4633R、4633G、4633B。流过液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B的冷却流体，接着流过入射侧偏振片冷却管4632R、4632G、4632B，然后流向合流容器465。另一方面，流过射出侧偏振片冷却管4633R、4633G、4633B的冷却流体，对每个颜色分别从射出侧偏振片冷却管4633R、4633G、4633B直接流向合流容器465。冷却流体通过沿各元件的周边流过各元件冷却管内冷却各元件，同时流过各元件冷却管的冷却流体的温度上升。在本例中，冷却流体的流入时的温度(入口温度)在上游侧的液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B和射出侧偏振片冷却管4633R、4633G、4633B中比较低，在入射侧偏振片冷却管4632R、4632G、4632B中比较高。另外，如上所述，由于射出侧偏振片433的发热量与其他元件相比最高，所以射出侧偏振片冷却管4633R、4633G、4633B的冷却流体流出时的温度(出口温度)比较高，而与其相比液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B的出口温度比较低。因此，在图17的例中，入射侧偏振片冷却管4632R、4632G、4632B的入口温度比上述图16的低。流过各元件周边的冷却流体，此后在合流容器465内合流，通过前面说明了的散热器466(参见图3)的散热进行冷却。于是，温度降低后的冷却流体再次供给分支容器464。
在图17的例中，由于对各色串行地配置2个元件冷却管，并且与其并行地配置其他1个元件冷却管，所以与将9个元件冷却管都并行地配置的结构相比，可以实现配管空间的缩小化。
另外，与对发热量高的射出侧偏振片443的冷却通路并行地设置对液晶面板441R、441G、441B和入射侧偏振片442的冷却通路，所以，可以避免射出侧偏振片443的热影响其他元件，从而可以有效地冷却液晶面板441R、441G、441B和入射侧偏振片442。
在上述图15、图16和图17的例中，红(R)、绿(G)、蓝(B)的3色的冷却结构分别是相同的结构，但是，也可以是对各色不同的结构。例如，对红色光和蓝色光采用图16或图17的结构，对绿色光可以采用图15或图17的结构。或者也可以是其他的组合。
这里，通常，绿色光的光强度比较强，所以，其光学元件的温度也容易上升。因此，通过对绿色光采用冷却效果高的冷却结构，而对其他的红色光和蓝色光采用简单的冷却结构，可以实现配管空间的缩小化和元件冷却的高效化。
另外，在上述图15图16和图17的例中，分支容器464将冷却流体的通路与红、绿、蓝的3色对应地至少分支为3个，但不限于此。例如，分支容器464也可以是将冷却流体的通路分支为关于红色光和蓝色光的系统和关于绿色光的系统。这时，通过串行地配置例如关于红色光和蓝色光的冷却结构以及与其并行地配置关于绿色光的冷却结构，和上述一样，可以实现配管空间的缩小化和元件冷却的高效化。
(框状构件的第1结合结构)下面，说明适用于上述液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443的各元件的保持框(液晶面板保持框445、入射侧偏振片保持框446、射出侧偏振片保持框447)的框状构件的结合结构和元件保持框的制造方法。
而且在以下的说明中，「框状构件12、13」(参见图18)与上述液晶面板保持框445(框状构件4451、框状构件4452)、入射侧偏振片保持框446(框状构件4461、框状构件4462)和射出侧偏振片保持框447(框状构件4471、框状构件4472)(参见图4、图9、图10和图11)对应。
同样，「冷却管14」与上述元件冷却管463(液晶面板冷却管4631R、入射侧偏振片冷却管4632R、射出侧偏振片冷却管4633R)对应。
同样，「光学元件11」与上述液晶面板441R、441G、441B，入射侧偏振片442和射出侧偏振片443对应。
如图18所示，框状构件12和框状构件13将冷却管14夹在中间相互相对地配置，在框状构件12、13上分别形成收纳冷却管14的沟部122、132。各框状构件12、13的沟部122、132与冷却管14具有形状基本上相同的外形部分(半圆剖面形状)使得能够相互组合。沟部122、132的直径与冷却管14的外形相比基本上相同或略大。例如，沟部122、132的内径尺寸相比冷却管14的外径尺寸形成正公差。并且，在进行组装时产生的沟部122、132与冷却管14的间隙中填充热传导材料140。
作为热传导材料140，最好使用由热传导率高的材料构成的热良导体。具体而言，例如可以使用混入有金属材料的树脂材料、混入有碳材料的树脂材料和热熔材料等。热传导材料140的热传导率最好大于等于3W/(m·K)，而大于等于5W/(m·K)则更好。热熔金属的热传导率通常大于等于5W/(m·K)。金属材料或混入有碳材料的树脂材料，有的热传导率大于等于3W/(m·K)，有的热传导率大于等于10W/(m·K)。作为一例，有Cool polymers公司制D2(注册商标)(LCP树脂+热传导用混入物、15W/(m·K)、热膨胀率10×10-6/K)、RS007(注册商标)(PPS树脂+热传导用混入物、3.5W/(m·K)、热膨胀率20×10-6/K)。
框状构件12和框状构件13使用基于螺钉等的联结、粘接、焊接和嵌合等的机械的结合中的至少1种方法进行结合。为了实现低成本化和紧凑化，最好使用简单的结合方法。而且也可以是利用热传导材料140的粘接力得到框状构件12与框状构件13的结合力中的至少一部分的结构。
在本例中，在各框状构件12、13的沟部122、132与冷却管14相互连接的部分，各框状构件12、13与冷却管14直接进行热接触，在产生间隙的部分，两者通过热传导材料140间接地进行热接触。即，框状构件12、13与冷却管14的热传递由热传导材料140补充完成，从而可以提高框状构件12、13与冷却管14之间的热传导性。因此，可以由流过冷却管14内的冷却流体有效地冷却与框状构件12、13接触的光学元件。另外，在保持光学元件的箱体(框状构件12、13)的内部配置冷却管14的结构，冷却流体的通路形成用的接合部比较少，所以，流体泄漏的危险性小。另外，对流路方向可以形成均匀而光滑的流路，所以，配管阻力小。特别是在本例中，冷却管14的剖面形状保持为大致圆形，所以，流体的紊乱小。
(元件保持框的第1制造方法)下面，说明由上述框状构件12、13构成的元件保持框的制造方法。
图19是表示图18的元件保持框的制造方法的一例的说明图。该制造方法包括沟部形成工序、结合工序和填充工序。在本例中，填充工序包含在结合工序中。
首先，如图19(A)所示，在沟部形成工序中，在一对框状构件12、13的各相对面123、133上，形成用于收纳冷却管的剖面呈大致半圆状或剖面呈大致U字状的沟部122、132。在该工序中，使用铸造法(压铸法等)或锻造法(冷锻/热锻等)一体地形成具有沟部122(132)的框状构件12(13)。在铸造法中，例如将熔融的材料注入指定形状的模具中，通过凝固而得到所希望的形状的框状构件。在锻造法中，将例如材料部件夹在一组模具之间进行加压而得到所希望的形状的框状构件。通过使用铸造法(压铸法等)或锻造法(冷锻/热锻等)，可以容易且低成本地形成这种形状的框状构件12、13，另外，对小型的物体非常适用。另外，框状构件12、13的形状简单，所以，即使使用切削加工也可以，能够容易且低成本地形成。
其次，在结合工序(填充工序)中，如图19(b)所示，将框状构件12与框状构件13相对配置，并将冷却管14收纳到各沟部122、132内。这时，如图20所示，也可以预先设置框状构件12、13定位用的凹部157和凸部158，通过将两者相互组合，将框状构件12与框状构件13的平面上的相对位置进行定位。另外，在收纳之前，在沟部122、132的内表面和/或冷却管14的外表面涂敷热传导材料140。热传导材料140的涂敷，可以使用旋转涂敷法、喷射涂敷法、滚动涂敷法、双着色涂敷法、浸渍涂敷法或液滴喷涂法等各种各样的方法。
并且，在热传导材料140涂敷之后，如图19(b)所示，在将冷却管14收纳到各沟部122、132内的状态下，施加外力使框状构件12的相对面123与框状构件13的相对面133紧密接触。通过这样处理，热传导材料140就填充到各框状构件12、13的沟部122、132与冷却管14的间隙中(参见图18)。然后，将框状构件12与框状构件13结合。该结合可以使用基于图21所示的螺钉159等的联结、粘接、焊接和嵌合等的机械的结合中的至少1种方法进行。热传导材料140的粘接力十分大时，也可以省去粘接以外的其他方法的结合。
在进行上述结合时，根据需要可以使热传导材料140软化或流动。例如，热传导材料140为热可塑性材料时，在进行上述结合时将热传导材料140加热。这时，例如通过上述结合时保持框状构件12、13的物体(夹具)将框状构件12、13加热，或者使高温流体在冷却管14内流动。通过在框状构件12、13结合时使热传导材料140软化或流动，将热传导材料140填充到框状构件12、13的沟部122、132与冷却管14的间隙中的整体区域。这样，就制造成了具有将冷却管14夹在中间的一对框状构件12、13相对配置的结构的元件保持框。
如上所述，在本例的元件保持框10的制造方法中，通过使用热传导材料140，不将冷却管14扩径，就可以使各框状构件12、13与冷却管14进行热接触。由于不需要冷却管14的扩径工序，可以大幅度缩短制造时间，另外，非常适合应用于小直径的冷却管14。因此，按照该制造方法，可以实现制造的元件保持框10的低成本化和小型化。
另外，也可以在将一对框状构件12、13结合之后将热传导材料140填充(注入)到框状构件12、13的各沟部122、132与冷却管14的间隙中。
另外，热传导材料140最好在冷却板(框状构件12、13)的使用温度范围内具有弹性。通过使热传导材料140具有弹性，热传导材料140根据伴随热变形等发生的框状构件12、13与冷却管14的间隙的变化而伸缩，从而可以稳定地维持框状构件12、13与冷却管14的热接触。
图22是表示图19的制造方法的变形例的说明图。而且，对具有与已进行了说明的相同功能的结构要素标以相同的符号，并省略或简化其说明。
在图22的例中，在框状构件13的相对面133上，形成至少暂时收容热传导材料140的辅沟160。
即，在沟部形成工序中，在一方的框状构件12的相对面123上形成用于收纳冷却管14的沟部122，在另一方的框状构件13的相对面133上形成用于收纳冷却管14的沟部132和与该沟部132相邻设置的辅沟160(图22(a)。在框状构件13的相对面133上，辅沟160在沟部132的两外侧与沟部132平行地形成，此外，多个辅沟160相互分离地设置。辅沟160的形状和其数量根据各热传导材料140的材质特性等适当地决定。通过使用铸造法(压铸法)或锻造法(冷锻/热锻等)，即使是这种形状的框状构件13，也可以容易且低成本地形成。在框状构件12的相对面123上，也可以设置同样的辅沟。
在结合工序(填充工序)中，在将冷却管14向沟部122、132内收纳之前，将热传导材料140涂敷到沟部122、132的内表面和/或冷却管14的外表面。并且，在涂敷热传导材料140之后，在将冷却管14收纳到各沟部122、132内的状态下，施加外力使框状构件12的相对面123与框状构件13的相对面133紧密接触，这样，就将热传导材料140填充到各框状构件12、13的沟部122、132与冷却管14的间隙内(图22(b))。这时，根据需要通过加热等使热传导材料140软化流动。热传导材料140的剩余部分流入并滞留在辅沟160内。然后，将框状构件12与框状构件13结合。
在本例中，由于在框状构件13的相对面133上形成辅沟160，所以，热传导材料140的剩余部分就滞留在辅沟160内。通过设置热传导材料140的溢出场所，热传导材料140容易均匀地扩展，从而热传导材料140可以可靠地配置到框状构件12、13的沟部122、132与冷却管14的间隙的整体区域中。另外，设置在辅沟160(或者相对面123、133的间隙)内的热传导材料140具有提高框状构件12与框状构件13的热接触性的功能。
另外，在热传导材料140具有粘接力的情况下，通过扩大热传导材料140的配置区域而扩大框状构件12与框状构件13间的接触面积，提高基于热传导材料140的框状构件12与框状构件13的结合力。结果，可以省去利用基于螺钉等的联结的其他方法的结合。
热传导材料140也可以在冷却板(框状构件12、13)的使用温度范围内具有流动性。这时，伴随热变形等框状构件12、13的沟部122、132与冷却管14的间隙的容积变化时，通过在上述间隙与辅沟160间使热传导材料140，使得得以保持上述间隙中的热传导材料140的填充状态，从而稳定地维持框状构件12、13与冷却管14的热接触。这时，最好采取防止热传导材料140向外部泄漏的措施。例如，可以使用厌气类型的热传导材料使其在与外气接触的部分固化而内部保持流动性。或者，也可以将在上述使用温度范围内具有流动性的热传导材料配置在内侧而将固化的别的热传导材料配置在外侧。
图23和图24表示辅沟160的其他的形式例。
在图23的例中，辅沟160在框状构件12、13的各沟部122、132的内表面沿其轴方向延伸地形成。此外，多个辅沟160在辅沟160的圆周方向相互分离地设置。
另外，在图24的例中，辅沟160在框状构件12、13的各沟部122、132的内表面在圆周方向延伸地形成。此外，多个辅沟160在沟部122、132的轴方向相互分离地设置。而且在图24中，也可以将辅沟160形成为从沟部122(132)的底部到顶部深度逐渐减小的形式。
通过使用铸造法(压铸法等)或锻造法(冷锻/热锻等)，即使是这种形状的框状构件12、13，也可以容易且低成本地形成。
在图23和图24的例中，在框状构件12、13的各沟部122、132的内表面形成辅沟160，所以，在填充热传导材料140时，热传导材料140的剩余部分容易向辅沟160移动。结果，热传导材料140容易均匀地扩展，从而热传导材料140可以更可靠地配置到框状构件12、13的沟部122、132与冷却管14的间隙中的整体区域。
另外，也可以在框状构件12、13的沟部122、132和相对面123、133上都设置辅沟160。
图25、图26和图27表示在冷却管14的外表面形成辅沟160的例子。
在图25的例中，辅沟160在冷却管14的外表面在其轴方向延伸地形成。此外，多个辅沟160在冷却管14的圆周方向相互分离地设置。
在图26的例中，辅沟160在冷却管14的外表面在其圆周方向延伸地形成。此外，多个辅沟160在冷却管14的轴方向相互分离地设置。
在图27的例中，辅沟160在冷却管14的外表面形成螺旋状。
在图25、图26和图27的例中，在冷却管14的外表面形成辅沟160，所以，在填充热传导材料140时，热传导材料140的剩余部分容易向辅沟160移动。结果，热传导材料容易均匀地扩展，从而热传导材料140可以更可靠地配置到框状构件12、13的沟部122、132与冷却管14的间隙中的整体区域。
(框状构件的第2结合结构)下面，说明框状构件的结合结构的第2例和与其对应的元件保持框的制造方法。在各图中，为了将各结构要素表示为在图面上可以识别的大小，所以，根据需要使其尺寸比例与实际不同。另外对与已进行了说明的结构要素具有相同的功能的结构要素标以相同的符号，并省略或简化其说明。
图28是表示具有本例的结合结构的元件保持框105的剖面图。该元件保持框105和图18的元件保持框10一样，是保持光学元件11的边缘并且冷却该光学元件11的装置，具有保持光学元件11的一对框状构件12、13和夹在一对框状构件12、13之间的冷却管14。
本例的元件保持框105和图18的元件保持框10不同，一方的框状构件13利用插入成型加工而形成。
作为框状构件13(第1框状构件)，最好使用由热传导率高的材质构成的热良导体，除了例如可以应用铝(234W/(m·K))、镁(156W/(m·K))或者其合金(铝合金(约100W/(m·K))、低比重镁合金(约50W/(m·K))等之外，还可以应用各种金属。另外，框状构件13不限于金属材料，也可以是热传导率高的(例如大于等于5W/(m·K))的其他材料(树脂材料等)。
另一方面，作为框状构件12(第2框状构件)，可以使用熔点比框状构件13和冷却管14低的树脂材料。例如，可以使用混入有金属材料的树脂材料和混入有碳材料的树脂材料等。树脂材料的热传导率最好大于等于3W/(m·K)，而大于等于5W/(m·K)则更好。混入有金属材料或碳材料的树脂材料，有的热传导率大于等于3W/(m·K)，有的大于等于10W/(m·K)。作为一例，有Cool polymers公司制D2(注册商标)(LCP树脂+热传导用混入物、15W/(m·K)、热膨胀率10×10-6/K)、RS007(注册商标)(PPS树脂+热传导用混入物、3.5W/(m·K)、热膨胀率20×10-6/K)。
冷却管14具有例如环状的剖面，由沿其中心轴延伸的管构成，根据框状构件12、13的沟部122、132的平面形状进行弯曲加工。作为冷却管14，最好使用由热传导率高的材质构成的热良导体，除了例如可以应用铝(234W/(m·K))、铜(398W/(m·K))、不锈钢(16W/(m·K)(奥氏体系))或其合金之外，还可以应用各种金属。
这里，作为框状构件13(第1框状构件)、框状构件12(第2框状构件)和冷却管14的材质的组合，最好它们的热膨胀率相同。
作为一例，有框状构件13和冷却管14由铜(热膨胀率16.6×10-6/K)或不锈钢(奥氏体系、热膨胀率13.6×10-6/K)构成而框状构件12由上述热传导率高的树脂材料(热膨胀率10～20×10-6/K)构成的组合。
在框状构件13的相对面133上，设置了收纳冷却管14的沟部132和作为嵌合部的贯通孔165。贯通孔165在与相对面133相反侧的开口附近具有面向开口而面积扩大的锥状的斜面165a。也可以设置具有阶梯的开口部而取代锥状的开口部，贯通孔165的形状和数量可以任意设定。于是，在框状构件12的插入成型时通过将该框状构件12的形成材料填充到框状构件13的贯通孔165的内部而将框状构件12与框状构件13结合。通过该结合，框状构件12、13和冷却管14相互进行热接触。
(元件保持框的第2制造方法)下面，说明上述元件保持框105的制造方法。
图29是表示元件保持框105的制造方法的一例的说明图。该制造方法包括沟部形成工序和结合工序。
首先，如图29(a)所示，在沟部形成工序中，在框状构件13(第1框状构件)的相对面133上形成用于收纳冷却管14的剖面略呈半圆状或剖面略呈U字状的沟部132和结合用的贯通孔165。如前所述，贯通孔165在相对面133的相反侧的开口附近具有面积向开口扩大的锥状的斜面165a。在该工序中，使用铸造法(压铸法等)或锻造法(冷锻/热锻等)一体地形成具有沟部132和贯通孔165的框状构件13。在铸造法中，例如将熔融的材料注入指定形状的模具中，使之凝固而得到所希望的形状的框状构件。在锻造法中，例如将材料部件夹到一组模具间，通过挤压该模具而得到所希望的形状的框状构。通过使用铸造法(压铸法等)或锻造法(冷锻/热锻等)，可以容易且低成本地形成这种形状的框状构件13，另外，也非常适合应用于小型的物体。
其次，如图29(b)所示，在结合工序中，在将冷却管14收纳到框状构件13的沟部132内的状态下，由插入成型加工而形成框状构件12。即，在将冷却管14收纳到框状构件13的沟部132内的状态下，将其固定于模具166固定，将熔融的材料供给到模具166的内部(例如，进行注入供给或射出供给)，使之凝固而得到所希望的形状的框状构件12。
在该成型过程中，框状构件12依照框状构件13和冷却管14的外形而形成，这样，在框状构件12的相对面123上就形成具有与冷却管14基本上相同的形状的外形部分(半圆剖面形状)的沟部122。另外，通过将框状构件12的形成材料填充到框状构件13的贯通孔165中，该部分成为嵌合状态。结果，框状构件12与框状构件13和冷却管14保持紧密接触的状态，从而框状构件12、13和冷却管14相互进行热接触。
另外，作为框状构件13(第1框状构件)、框状构件12(第2框状构件)和冷却管14的材质的组合，通过使用热膨胀率相同的材质，在框状构件12固化收缩时或成型之后，可以防止在各框状构件12、13与冷却管14之间由于热变形量的差别而形成间隙，从而可以稳定地维持它们的热接触。
如上所述，在本例中，通过插入成型在冷却管14的周围形成框状构件12，所以，依照冷却管14和框状构件13的外形形成框状构件12，框状构件12、13和冷却管14相互良好地接触。因此，即使是小型的冷却管14，也可以提高各框状构件12、13与冷却管14间的热传递性。另外，由于不需要扩径工序，从而不需要使用特殊的刀具的切削加工等复杂的加工。即，按照该制造方法，可以实现制造的元件保持框105的低成本化和小型化。
而且，在上述元件保持框中，通过将热传导材料填充到框状构件13的沟部132与冷却管14的间隙中，可以提高框状构件13与冷却管14间的热传递性。作为热传导材料，最好使用由热传导率高的材质构成的热良导体，例如，可以使用混入有金属材料的树脂材料和混入有碳材料的树脂材料以及热熔材料等。
热传导材料的填充，例如可以通过在将冷却管14收纳到框状构件13的沟部132内之前预先在框状构件13的沟部132的内表面和/或冷却管14的外表面涂敷热传导材料而实施。热传导材料的涂敷，可以使用旋转涂敷法、喷射涂敷法、滚动涂敷法、双着色涂敷法、浸渍涂敷法或液滴喷涂法等各种各样的方法。
在热传导材料涂敷之后，如果冷却管14收纳到框状构件13的沟部132内，则在框状构件13的沟部132与冷却管14相互接触的部分，框状构件13与冷却管14直接进行热接触，在发生间隙的部分，两者通过热传导材料间接地进行热接触。即，利用热传导材料补充进行框状构件13与冷却管14的热传递，可以提高框状构件13与冷却管14之间的热传递性。另外，在热传导材料具有粘接力的情况下，可以将该力利用为框状构件13与冷却管14的结合力等。
另外，在进行上述结合时，根据需要可以使热传导材料软化流动。例如，热传导材料为热可塑性的情况下，在进行上述结合时将热传导材料加热。这时，利用框状构件12成型时的热或者使高温流体在冷却管14内流动。通过使热传导材料软化流动，可以将热传导材料填充到框状构件13的沟部与冷却管14的间隙中的整体区域。
另外，热传导材料在冷却板(框中部件12、13)的使用温度范围内最好具有弹性。通过使热传导材料具有弹性，热传导材料可以根据伴随热变形等的框状构件12、13与冷却管14的间隙的变化而伸缩，从而可以稳定地维持框状构件12、13与冷却管14的热接触。
(元件保持框的别的形式例)下面，说明元件保持框的别的形式例。在各图中，为了将各结构要素标识为在图面上可以识别的尺寸，所以，根据需要使其比例尺寸与实际不同。另外，对具有与已进行了说明的结构要素相同功能的结构要素标以相同的符号，并省略或简化其说明。
图30是表示本例的元件保持框106的剖面图。该元件保持框106和图28的元件保持框10一样，是保持光学元件11的边缘并且冷却该光学元件11的装置。具有保持光学元件11的框状构件12和配置在框状构件12的内部的冷却管14。
本例的元件保持框106与图28的元件保持框10不同，通过插入成型加工在冷却管14的周围形成1个框状构件12。
作为框状构件12，最好使用由热传导率高的材质构成的热良导体，除了例如可以应用铝(234W/(m·K))、镁(156W/(m·K))或者其合金(铝合金(约100W/(m·K))、低比重镁合金(约50W/(m·K))之外，还可以应用各种金属。另外，框状构件12不限于金属材料，也可以是热传导率高的(例如大于等于5W/(m·K))的其他材料(树脂材料等)。
冷却管14具有例如环状的剖面，由沿其中心轴延伸的管构成，根据框状构件12、13的沟部122、132的平面形状进行弯曲加工。作为冷却管14最好使用由热传导率高的材质构成的热良导体，除了例如可以应用铝(234W/(m·K))、铜(398W/(m·K))、不锈钢(16W/(m·K)(奥氏体系))或其合金等之外，还可以应用各种金属。
这里，作为框状构件12和冷却管14的材质的组合，最好使用熔点比冷却管14低而热膨胀率比冷却管14高的框状构件12。
作为一例，有框状构件12由铝合金(熔点580℃、热膨胀率22×10-6/K)构成而冷却管14由铜(熔点1083℃、热膨胀率16.6×10-6/K)构成的组合，或者框状构件12由低比重镁合金(熔点650℃、热膨胀率27×10-6/K)构成而冷却管14由铜(熔点1083℃、热膨胀率16.6×10-6/K)构成的组合等。
于是，利用成型在冷却管14的周围形成框状构件12，使框状构件12与冷却管14相互保持热接触。
(元件保持框的第3制造方法)下面，说明上述元件保持框106的制造方法。
图31是表示元件保持框106的制造方法的一例的说明图。该制造方法具有成型工序。
即，如图31所示，通过插入成型加工在冷却管14的周围形成框状构件12。具体而言，将冷却管14固定于模具167，将熔融的材料供给到模具167的内部(例如注入供给或射出供给)，使其凝固而得到希望的形状的框状构件12。
在该成型过程中，依照冷却管14的外形形成框状构件12，在框状构件12的内部形成具有与冷却管14基本上相同的形状的外形部分(剖面圆形形状)的孔部168。结果，使框状构件12与冷却管14保持紧密接触的状态，从而框状构件12与冷却管14相互保持热接触。
另外，利用热膨胀率框状构件12比冷却管14高的材质的组合，在框状构件12固化收缩时，由于框状构件12的收缩量比冷却管14大，所以，可以防止在框状构件12与冷却管14之间形成间隙，从而可以使两者可靠地接触。即，在冷却管14和框状构件12固化收缩的过程中，根据冷却管14与框状构件12的热变形量的差别，冷却管14成为封闭到框状构件12的孔部168内的状态。结果，可以稳定地维持两者的热接触。
如上所述，在本例中，由于通过插入成型在冷却管14的周围形成框状构件12，所以，可以依照冷却管14的外形形成框状构件12，并使框状构件12与冷却管14相互良好地接触。因此，即使是小型的冷却管14，也可以提高框状构件12与冷却管14间的热传递性。另外，由于不本需要扩径工序，所以，不需要使用特殊的刀具的切削加工等复杂的加工。即，按照该制造方法，可以实现制造的元件保持框106的低成本化和小型化。
作为框状构件12，可以使用熔点比冷却管14低而热传导率高的树脂材料。例如，可以使用混入有金属材料的树脂材料和混入有碳材料的树脂材料等。树脂材料的热传导率最好大于等于3W/(m·K)，而大于等于5W/(m·K)则更好。混入有金属材料或碳材料的树脂材料，有的热传导率大于等于3W/(m·K)，有的大于等于10W/(m·K)。作为一例，有Coolpolymers公司制D2(注册商标)(LCP树脂+热传导用混入物、15W/(m·K)、热膨胀率10×10-6/K)、RS007(注册商标)(PPS树脂+热传导用混入物、3.5W/(m·K)、热膨胀率20×10-6/K)。
这时，作为框状构件12和冷却管14的材质的组合，最好它们的热膨胀率相同。
作为一例，有冷却管14由铜(热膨胀率16.6×10-6/K)或不锈钢(奥氏体系、热膨胀率13.6×10-6/K)构成而框状构件12由上述热传导率高的树脂材料(热膨胀率10～20×10-6/K)构成的组合。
作为框状构件12和冷却管14的材质的组合，通过使用它们的热膨胀率相同的组合，在框状构件12固化收缩时或成型之后，可以防止在框状构件12与冷却管14之间由于热变形量的差别而形成间隙，从而可以稳定地维持它们的热接触。
图32表示图30的元件保持框106的变形例。
图32的元件保持框107和图30的元件保持框106一样，通过插入成型加工在冷却管14的周围形成1个框状构件12。另外，该元件保持框107与图30的元件保持框106不同，在框状构件12之外具有使光学元件11与冷却管14进行热接触的传热构件170。
即，如图32所示，在框状构件12的内部，除了冷却管14外，还设置了由热传导性高的材质构成的传热构件170。传热构件170的一部分在框状构件12的内部与冷却管14抵接，同时其另一部分露出到外部，该露出部分与光学元件11抵接。在本例中，传热构件170由板状构件构成，沿冷却管14的外表面围绕大致一周而设置，其端部与光学元件11抵接。
作为传热构件170，最好使用由热传导率高的材质构成的热良导体，除了例如可以应用铝(234W/(m·K))、镁(156W/(m·K))或者其合金(铝合金(约100W/(m·K))、Mg-Al-Zn东合金(约50W/(m·K))等之外，还可以应用各种金属。另外，框状构件12不限于金属材料，也可以是热传导率高的(例如大于等于5W/(m·K))的其他材料(树脂材料等)。
在本例中，在框状构件12之外利用传热构件170使光学元件11与冷却管14进行热接触。因此，框状构件12可以由热传导率比较低的材质构成。例如，通过采用比较低的热传导性的树脂材料构成框状构件12，可以实现低成本化和轻量化。
而且，传热构件170的形式不限于图32所示的形式，其形状和数量可以任意设定。例如，如图33所示，可以采用根据光学元件11的角部的形状使由板状构件构成的传热构件170的端部的一部分弯曲而扩大传热面积的形式。
在上述实施例中，说明了使用3个液晶面板的投影仪的例子，但是，本发明也可以应用于仅使用1个液晶面板的投影仪、仅使用2个液晶面板的投影仪或使用4个及以上的液晶面板的投影仪。
另外，不限于透过型的液晶面板，也可以使用反射型的液晶面板。
另外，作为光调制元件，不限于液晶面板，也可以使用应用微镜的器件等液晶以外的光调制元件。这时，可以省略光束入射侧和光束射出侧的偏振片。
另外，本发明可以应用于从观察屏幕的方向进行投射的前面型的投影仪和从观察屏幕的相反方向进行投射的背面型的投影仪。
以上，参照
了本发明的优选实施例，但是，本发明并不限定于这些实施例。业者在权利要求所述的技术思想的范畴内可以实施各种变更例或修正例，这些当然也属于本发明的技术范围。
权利要求
1.一种光学装置，其特征在于，具备光学元件；保持上述光学元件的周边部的保持框；以及在上述保持框的内部沿上述光学元件的周边部配置的流过冷却流体的冷却管；其中，在上述保持框与上述冷却管的间隙中填充热传导材料。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，上述热传导材料包括混入有金属材料的树脂材料、混入有碳材料的树脂材料和热熔材料中的至少1种材料。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的光学装置，其特征在于上述热传导材料在上述光学元件的使用温度范围内具有弹性。
4.根据权利要求1～权利要求3的任一权项所述的光学装置，其特征在于上述保持框具有将上述冷却管夹在中间的一对框状构件相对配置的结构；在上述一对框状构件的至少一方的相对面上形成有收纳上述冷却管的沟部；上述热传导材料配置在上述沟部与上述冷却管的间隙和/或上述一对框状构件之间的间隙内。
5.根据权利要求4所述的光学装置，其特征在于在上述沟部的内表面和/或上述一对框状构件的至少一方的相对面上形成有至少暂时收容上述热传导材料的辅沟。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的光学装置，其特征在于在上述冷却管的外表面形成有至少暂时收容上述热传导材料的辅沟。
7.根据权利要求1～权利要求6的任一权项所述的光学装置，其特征在于上述一对框状构件之间使用基于螺钉等的联结、粘接、焊接和嵌合等的机械的结合中的至少1种方法进行结合。
8.根据权利要求7所述的光学装置，其特征在于利用上述热传导材料的粘接力而得到上述一对框状构件之间的结合力的至少一部分。
9.一种光学装置，其特征在于，具有光学元件；保持上述光学元件的周边部的保持框；以及在上述保持框的内部沿上述光学元件的周边部配置的流过冷却流体的冷却管；其中，上述保持框具有将上述冷却管夹在中间而一对框状构件相对配置的结构；在上述一对框状构件的各相对面上形成有收纳上述冷却管的沟部；在将上述冷却管配置在上述一对框状构件中的第1框状构件上的状态下，使用熔点比该冷却管低的材料在该冷却管的周围通过成型而形成第2框状构件。
10.根据权利要求9所述的光学装置，其特征在于包括伴随上述第2框状构件的成型而将上述第1框状构件与上述第2框状构件结合的嵌合部。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的光学装置，其特征在于上述第1框状构件由金属材料或树脂材料构成，上述第2框状构件由树脂材料构成。
12.根据权利要求11所述的光学装置，其特征在于上述树脂材料包括混入有金属材料的树脂材料和混入有碳材料的树脂材料中的至少1种。
13.根据权利要求9～权利要求12的任一权项所述的光学装置，其特征在于上述冷却管与上述一对框状构件的每一个之间的热膨胀率相同。
14.根据权利要求9～权利要求13的任一权项所述的光学装置，其特征在于在上述冷却管与上述一对框状构件中的至少一方的间隙中填充有热传导材料。
15.根据权利要求14所述的光学装置，其特征在于上述热传导材料包括混入有金属材料的树脂材料和混入有碳材料的树脂材料以及热熔材料中的至少1种材料。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的光学装置，其特征在于上述热传导材料在上述冷却板的使用温度范围内具有弹性。
17.根据权利要求9～权利要求16的任一权项所述的光学装置，其特征在于在上述第1框状构件上形成与上述间隙连通的并且至少暂时收容上述热传导材料的辅沟。
18.一种光学装置，其特征在于，具有光学元件；保持上述光学元件的周边部的保持框；以及在上述保持框的内部沿上述光学元件的周边部配置的流过冷却流体的冷却管；其中，使用熔点比上述冷却管低的材料在上述冷却管的周围通过成型而形成上述框状构件。
19.根据权利要求18所述的光学装置，其特征在于上述冷却管和上述保持框都由金属材料构成。
20.根据权利要求19所述的光学装置，其特征在于上述保持框的热膨胀率比上述冷却管高。
21.根据权利要求19或权利要求20所述的光学装置，其特征在于上述冷却管由铜合金构成，上述保持框由铝合金或镁合金构成。
22.根据权利要求17所述的光学装置，其特征在于上述冷却管由金属材料构成，上述框状构件由热传导性高的树脂材料构成。
23.根据权利要求22所述的光学装置，其特征在于上述冷却管与上述框状构件之间的热膨胀率相同。
24.根据权利要求22或权利要求23所述的光学装置，其特征在于上述树脂材料包含混入有金属材料的树脂材料和混入有碳材料的树脂材料中的至少1种。
25.根据权利要求1～权利要求24的任一权项所述的光学装置，其特征在于上述光学元件包括根据图像信息调制来自光源的光束的光调制元件和/或配置在上述光调制元件的入射面侧和射出面侧中的至少一方的偏振片。
26.一种投影仪，其特征在于，具有光源装置；权利要求25所述的光学装置；使上述冷却流体在上述光学装置中循环的冷却单元；以及放大投射由上述光学装置形成的光学像的投射光学装置。
全文摘要
提供能够使用冷却流体有效地抑制光调制元件的温度上升，且对低成本化和小型化有利的光学装置。光学装置(44)具有光学元件(441R)、保持光学元件(441R)的周边部的保持框(445)和在保持框(445)的内部沿光学元件(441R)的周边部配置的流过冷却流体的冷却管(4631R)。在保持框(445)与冷却管(4631R)的间隙中填充热传导材料。
文档编号G03B21/00GK1828406SQ200610057870
公开日2006年9月6日 申请日期2006年3月1日 优先权日2005年3月1日
发明者座光寺诚, 木下悟志, 藤森基行, 柳泽佳幸 申请人:精工爱普生株式会社