CN1287191C - 偏振光变换装置、照明光学装置以及投影机 - Google Patents

Abstract

包含：把入射光分离为2种直线偏振光的偏振光分离膜(511)；被交替配置在偏振光分离膜(511)之间，反射由偏振光分离膜(511)反射的直线偏振光的反射膜(512)；配置偏振光分离膜(511)、反射膜(512)的板玻璃(513)；变换由偏振光分离膜(511)透过的直线偏振光的偏振光轴的相位差板(600)。在偏振光变换元件主体(414B)的光束入射侧与相位差板(600)不相对的位置上，设置遮挡入射光束的固定框架(414A)，固定框架(414A)具备保持偏振光变换元件主体(414B)的端面的保持部，和向光导向体上固定用的固定部。

Description

偏振光变换装置、照明光学装置以及投影机

技术领域

本发明涉及偏振光变换装置、具备该偏振光变换装置的照明光学装置以及投影机。

背景技术

以往，在会议、学会、展示会等上的演示中多使用投影机。这样的投影机，在光学零件用箱体内收纳多个光学零件，经由这些光学零件，在调制从光源射出的光束后放大投影形成投影图像。作为这样的光学零件，为了提高光束的利用效率，确保明亮的投影图像，使用把从光源射出的光束变换为1种直线偏振光的偏振光变换装置。

该偏振光变换装置的构成具有：包含相对入射光束倾斜配置、把来自光源的光束分成2种直线偏振光的偏振光分离膜，反射用该偏振光分离膜分离的直线偏振光的反射膜，介于这些偏振光分离膜和反射膜之间、交替排列多个偏振光分离膜和反射膜的透过性部件的偏振光变换元件；被贴附在该偏振光变换元件的光束射出一侧上的、变换从反射膜射出的光束的偏振光轴的相位差板；以及被设置在偏振光变换元件的光束入射一侧上的、遮挡向反射膜入射的光束的遮光掩膜。

这样的偏振光变换装置，由包含相位差板以及偏振光变换元件的偏振光变换元件主体、遮光掩膜、保持收纳这些偏振光变换元件主体以及遮光掩膜的保持框架这3个部件组成的单元构成，把该每个单元收纳在光学零件用箱体内。

但是，这种情况下，在保持框架内，因为在需要对偏振光变换元件主体和遮光掩膜相对的位置调整的同时，还需要对保持框架和光学零件用箱体的位置调整，所以向光学零件用箱体内的安装作业变得复杂。另外，为了简化安装作业，还有人考虑增大遮光掩膜的开口面积比率，但这种情况下，因为使作为原本功能的遮光功能下降，所以没有意义。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可以减少构成部件的个数、容易进行在光学零件用箱体内的遮光部和偏振光变换元件主体的相对位置调整的偏振光变换装置，具备该偏振光变换装置的照明光学装置，以及投影机。

本发明的偏振光变换装置，其特征在于：具有偏振光变换元件主体和遮光部件，其中该偏振光变换元件的构成包含：被相对入射光束倾斜配置、把该入射光束分离为2种直线偏振光光束的多个偏振光分离膜，被交替并列配置在各偏振光分离膜之间、反射在上述偏振光分离膜上分离的任意一方的偏振光光束的多个反射膜，设置有这些偏振光分离膜以及反射膜的透过性部件，以及被设置在该透过性部件的光束射出一侧上，变换上述任意一方的偏振光光束的偏振光轴的多个相位差板；该遮光部件被设置在与上述透过性部件的光束入射侧上的上述相位差板不相对的位置上，遮挡从上述光源射出的光束入射，且该遮光部件具有保持上述偏振光变换元件主体的端面的保持部、和用于安装在收纳该偏振光变换元件的光学零件用箱体上的固定部。

在本发明中，例如，以使得遮光用掩膜位于与偏振光变换元件主体的各构成要素对应的位置上这样的外形为基准构成偏振光变换元件主体以及遮光部件，其后，通过粘接剂把偏振光变换元件主体保持在遮光部件的保持部上，构成偏振光变换装置，把该偏振光变换装置经由固定部安装在光学零件用箱体上。

因而，如果采用本发明，因为用遮光部件的保持部保持偏振光变换元件主体，在该保持状态下将其收纳在光学零件用箱体中，所以在可以比以往进一步减少构成偏振光变换装置的零件个数的同时，可以高精度地调整相对偏振光变换元件主体的规定位置的遮光部件的遮光掩膜位置。因为可以高精度地进行位置调整，所以可以提高不需要光的遮挡性，可以进一步有效地利用来自光源的光束。

在以上的偏振光变换装置中，优选地，上述固定部，是由从与上述光学零件用箱体接触的上述保持部的端部两端，沿着上述保持部的保持面向外侧延伸的延伸部构成，在该延伸部上，形成有被形成于上述光学零件用箱体上的突起插通的插通用开口。

这种情况下，例如，可以设置成以下那样的构成。

即，在遮光部件中，构成作为保持板状的偏振光变换元件主体的框架状的保持部的保持框架，形成从该保持框架的下侧端部沿着保持框架面向外侧延伸的延伸部，在该延伸部上形成圆形开口。另一方面，在光学零件用箱体的下面部分上，形成能插通在上述圆形开口内的突起。通过突起插通这些圆形开口，偏振光变换装置被安装在光学零件用箱体上。作为这样比较简单构造的部件可以具体地构成偏振光变换装置，还不会增加偏振光变换装置的制造成本。

上述遮光部件，优选地，由金属制材料构成。

这种情况下，通过把遮光部件设置成金属制，可以充分确保作为保持偏振光变换元件主体的部件的刚性。另外，因为是热传导性高的金属制，所以可以把在偏振光变换元件主体发生的热散发到外部，可以防止不耐热的偏振光变换元件主体的热损伤。

在以上的偏振光变换装置中，优选地，上述偏振光分离膜以及上述反射膜，相对光束入射方向倾斜大致45°，以规定间隔交替排列。

在这种情况下，由于偏振光分离膜及反射膜相对光束入射方向倾斜大致45°，且以规定的间隔交替排列，因而能够不过分的增大生成和所需要的直线偏振光的偏振光轴不同的直线偏振光的无效区域，在最佳条件下制作偏振光变换元件主体。

本发明的照明光学装置，其特征在于：具备光源、把来自光源的光束分割为多部分区域的光束分割元件、上述偏振光变换装置。

如果采用本发明，则可以起到和上述的偏振光变换装置大致相同的作用效果，由此，可以把从照明光学装置射出的光束变换为大致1种直线偏振光，可以实现光束的有效利用。

本发明的投影机，其特征在于具备：上述照明光学装置、根据图形信息调制从该照明光学装置射出的光束的光调制装置、放大投影用该光调制装置调制的光束的投影光学装置。

如果采用本发明，则可以起到和上述的偏振光变换装置大致相同的作用效果，因而，可以实现光束的有效利用，可以鲜明地显示从投影机投影的投影图像。另外，如上所述，因为可以实现光束的有效利用，所以可以减少被配置在光调制装置的入射一侧上的入射侧偏振光板上的不需要光的吸收，防止由于该不需要光吸收引起的偏振光板的热损失。

附图说明

图1是从上方前面看本发明实施方式的投影机的整体透视图。

图2是从下方背面看投影机的整体透视图。

图3是展示上述投影机内部的透视图。具体地说，是从图1的状态拆下投影机的上壳的图。

图4是展示上述的投影机内部的透视图。具体地说，是从图3的状态拆下控制基板的图。

图5是展示光学单元的分解透视图。

图6是模式化展示上述光学单元的图。

图7是从下方一侧看光学装置主体的透视图。

图8是说明在上述实施方式中的面板冷却系统A以及电源冷却系统C的冷却空气流的图。

图9是说明在上述实施方式中的面板冷却系统A以及偏振光变换元件冷却系统B的冷却空气的流动的图。

图10是展示本发明的偏振光变换装置的透视图。

图11是展示上述偏振光变换装置被收纳在光导向体(ライトガイド)中的状态的图。

图12是展示上述偏振光变换装置的分解透视图。

图13是用于说明偏振光变换元件阵列的制造的图，是从厚度尺寸方向看的示意图。

图14是从上方看上述偏振光变换元件主体的局部的示意图。

图15是从光束入射一侧看上述固定框架的透视图。

图16是展示在上述光导向体中收纳了偏振光变换装置的状态的透视图。

图17是用于说明上述偏振光变换装置的功能的示意图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的一实施方式。

1.投影机的主体构成

图1是从上方前面看本发明的投影机1的透视图。图2是从下方背面看投影机1的透视图。

如图1或者图2所示，投影机1，具有由注入成型形成的大致长方体的外壳2。该外壳2，是收纳投影机1的主体部分的合成树脂制的箱体，具有上壳21、下壳22，这些壳21、22的构成是可相互自如装拆的。

上壳21，如图1、2所示，其构成包含分别构成投影机1的上面、侧面、前面，以及背面的上面部21A、侧面部21B、前面部21C以及背面部21D。

同样，下壳22，也如图1、2所示，其构成包含分别构成投影机1的下面、侧面、前面，以及背面的下面部22A、侧面部22B、前面部22C以及背面部22D。

因而，如图1、2所示，在长方体形状的外壳2中，上壳21以及下壳22的侧面部21B、22B之间连续连接构成长方体的侧面部分210，同样，通过前面部21C、22C之间的连接构成前面部分220，通过背面部21D、22D之间的连接构成背面部分230，由上面部21A构成上面部分240，由下面部22A构成下面部分250。

如图1所示，在上面部分240中，在其前方一侧上设置操作面板23，在该操作面板23的附近形成声音输出用的扬声器孔240A。

从前方看在右侧的侧面部分210上，形成有跨越2个侧面部21B、22B的开口211。在此，在外壳2内，设置后述的主基板51、接口基板52，经由被安装在该开口211上的接口面板53，被安装在主基板51上的连接部51B、被安装在接口基板52上的连接部52A露出到外部。在这些连接部51B、52A中，将外部的电子机器等连接到投影机1。

在前面部分220上，从前方看在右侧上，在上述操作面板23的附近形成有跨越2个前面部21C、22C的圆形的开口221。如与该开口221对应那样地，在外壳2内部，配置投影透镜46。这时，投影透镜46的前端部分从开口221露出到外部，经由作为该露出部分的一部分的杆46A，可以手动进行投影透镜46的聚焦操作。

在前面部分220上，在上述开口221的相反一侧的位置上，形成有排气口222。在该排气口222上，形成有安全盖222A。

如图2所示，在背面部分230上，在从背面看的右侧上形成矩形的开口231，从该开口231露出接入连接器24。

在下面部分250上，在从下方看右端侧的中央位置上形成有矩形开口251。在该开口251上，设置可以自如装拆的覆盖该开口251的灯盖25。通过拆下该灯盖25，可以容易进行未图示的光源灯的更换。

另外，在下面部分250上，在从下方看左侧背面的角部上，形成一段向内侧凹陷的矩形面252。在该矩形面252上，形成用于从外部吸入冷却空气的吸气口252A。在矩形面252上，设置可以自如装拆的覆盖该矩形面252的吸气口盖26。在吸气口盖26上，形成与吸气口252A对应的开口26A。在开口26A上，设置未图示的空气过滤器，防止尘埃侵入内部。

进而，在下面部分250上，在后方一侧的大致中央位置上形成有构成投影机1的脚部的后脚2R。另外，在下面部分250的前方一侧的左右角部分上，分别设置同样构成投影机1的脚部的前脚2F。即，投影机1，用后脚2R以及2个前脚2F这3点支撑。

2个前脚2F，分别可以在上下方向上进退，调整投影机1前后方向以及左右方向的倾斜(姿态)，可以进行投影图像的位置调整。

另外，如图1、2所示，如跨越下面部分250和前面部分220那样，在外壳2的前方一侧的大致中央位置上，形成长方体的凹部253。在该凹部253上，设置覆盖该凹部253的下侧以及前侧的可以在前后方向上自如滑动的盖部件27。用该盖部件27，在凹部253上，收纳用于进行投影机1的遥控操作的未图示的遥控器。

在此，图3、4，是展示投影机1内部的透视图。具体地说，图3是从图1的状态下拆下投影机1的上壳21的图。图4是从图3的状态拆下控制基板5的图。

在外壳2中，如图3、4所示，具有：沿着背面部分配置的，在左右方向延伸的电源单元3；被配置在该电源单元3的前面一侧上的平面看大致L字形状的光学单元4；被配置在这些单元3、4上方以及右侧的作为控制部的控制基板5。由这些装置3～5构成投影机的主体。

电源单元3的构成包含电源31、被配置在该电源31的下方的未图示的灯驱动电路(镇流器)。

电源31，把通过与上述电源接口连接的未图示的电源电缆从外部提供的电力，提供给上述灯驱动电路和控制基板5等。

上述灯驱动电路，对构成光学单元4的图3、4中向未图示的光源灯，提供从电源31提供的电力，与上述光源灯电气连接。这样的灯驱动电路，例如，可以通过在基板上配线构成。

电源31以及上述灯驱动电路，大致平行地上下并列配置，它们的占有空间，在投影机1的背面一侧在左右方向延伸。

另外，电源31以及上述灯驱动电路，由左右一侧开口的铝等金属制的屏蔽部件31A覆盖周围。

屏蔽部件31A，除了作为引导冷却空气的通道的功能外，还具有使由电源31和上述灯驱动电路发生的电磁干扰不向外部泄露的功能。

控制基板5，如图3所示，具有被配置成覆盖单元3、4的上侧、包含CPU和连接部51B的主基板51，和被配置在该主基板51的下侧包含连接部52A的接口面板52。

在该控制基板5中，根据经由连接部51B、52A输入的图像信息，主基板51的CPU等，进行构成后述的光学装置的液晶面板的控制。

主基板51，由金属制的屏蔽部件51A包围周围。主基板51，虽然在图3中难以看清，但与构成光学单元4的上光导向体472的上端部分472A(图4)接触。

2.光学单元的详细构成

在此，图5是展示光学单元4的分解透视图。图6是模式化展示光学单元4的图。

光学单元4，如图6所示，是光学处理从构成光源装置411的光源灯416射出的光束形成与图像信息对应的光学像，并放大投影该光学像的单元，具有积分仪照明光学系统41、色分离光学系统42、中继光学系统43、光学装置44、投影透镜46、收纳这些光学零件41～44、46的合成树脂制的光导向体47(图5)。

积分仪照明光学系统41，是用于大致均匀地照明构成光学装置44的3块液晶面板441(对红，绿，蓝每种颜色光分别设置为液晶面板441R、441G、441B)的图像形成区域的光学系统，具有光源装置411、第1透镜阵列412、第2透镜阵列413、偏振光变换装置414、重叠透镜415。

光源装置411，具有作为发射光源的光源灯416和反射器417，用反射镜417反射从光源灯416射出的放射状的光线形成平行光，使该平行光向外部射出。光源灯416采用高压水银灯。再者，除了高压水银灯以外，还可以采用金属卤化物灯和卤素灯等。另外，反射器417采用抛物面镜。再者，代替抛物面镜，也可以采用组合平行化凹透镜以及椭圆镜的方式。

第1透镜阵列412，具有把从光轴方向看具有大致矩形轮廓的小透镜排列成矩阵形状的构成。各小透镜，把从光源灯416射出的光束分割成多个部分光束。各小透镜的轮廓形状，被设定成和液晶面板441的图像形成区域的形状大致相似的形状。例如，如果液晶面板441的图像形成区域的横纵比(横和纵的尺寸比率)是4∶3，则各小透镜的横纵比也被设定为4∶3。

第2透镜阵列413，具有和第1透镜阵列412大致相同的构成，具有把小透镜排列成矩阵形状的构成。该第2透镜阵列413，与重叠透镜415一同具有把第1透镜阵列412的各小透镜的像成像在液晶面板441上的功能。

偏振光变换装置414，被配置在第2透镜阵列413和重叠透镜415之间。这样的偏振光变换装置414，可把来自第2透镜413的光变换为大致1种偏振光的装置，由此，可以提高在光学装置44中的光的利用效率。

具体地说，用偏振光变换装置414变换为1种偏振光的各部分光，用重叠透镜415最终大致重叠在光学装置44的液晶面板441上。在使用调制偏振光类型的液晶面板441的投影机1中，因为只能利用1种偏振光，所以从发出其他种类随机的偏振光的光源灯416发出的光束的大致一半都无法利用。因此，通过使用偏振光变换装置414，把从光源装置416射出的光束全部变换为大致1种偏振光，可以提高在光学装置44中的光的利用效率。进而，有关偏振光变换装置414的详细构造后述。

色分离光学系统42，具有2块分色反射镜421、422，和反射镜423，具有用分色反射镜421、422把从积分仪照明光学系统41射出的多部分光束分离为红(R)、绿(G)、蓝(B)3种颜色光的功能。

中继光学系统43，具有入射侧透镜431、中继透镜433、反射镜432、434，具有把在色分离光学系统42中分离的颜色光中的红色光引导到液晶面板441R的功能。

这时，在色分离光学系统42的分色反射镜421中，在从积分仪照明光学系统41射出的光束中，透过红色光成分和绿色光成分，反射蓝色光成分。由分色反射镜421反射的蓝色光，再由反射镜423反射，通过场透镜418，达到蓝色用的液晶面板441B。该场透镜418，把从该透镜阵列413射出的各部分光束相对其中心轴(主光线)变换为平行光束。被设置在其他的液晶面板441G、441R的光入射一侧的场透镜418也一样。

另外，在透过分色反射镜421的红色光和绿色光中，绿色光，由分色反射镜422反射，通过场透镜418，达到绿色用的液晶面板441G。另一方面，红色光，透过分色反射镜422后通过中继光学系统43，进而通过场透镜418，达到红色光用液晶面板441R。

再者，在红色光中使用中继光学系统43，是因为红色光的光路的长度比其他颜色光的光路长度长，所以为了防止由于光的发散等引起的光利用效率下降的缘故。即，是由于把入射到入射侧透镜431上的部分光束直接传递到场透镜418中的缘故。进而，在中继光学系统43中，其构成是通过3种颜色光中的红色光，但并不限于此，例如，也可以通过蓝色光。

光学装置44，是根据图像信息调制入射的光束形成彩色图像的装置，具有：入射由色分离光学系统42分离的各颜色光的3个入射侧偏振光板442；作为被配置在各入射侧偏振光板442的后段上的光调制装置的液晶面板441R、441G、441B；被配置在各液晶面板441R、441G、441B的后段上的射出侧偏振光板443；作为合成光学系统的交叉分色棱镜444。

液晶面板441R、441G、441B，例如是把多晶硅TFT作为开关元件使用的液晶面板。

在光学装置44中，由色分离光学系统42分离的各颜色光，根据图像信息由3块液晶面板441R、441G、441B、入射侧偏振光板442，以及输出偏振光板443调制形成光学像。

入射侧偏振光板442，在由色分离光学系统42分离的各颜色光中，只使一定方向的偏振光透过，吸收其他光束，是在蓝宝石玻璃等的基板上贴附偏振光膜的偏振光板。另外，也可以不使用基板，把偏振光膜贴附在场透镜418上。

射出侧偏振光板443，也和入射侧偏振光板442的构成大致相同，在从液晶面板441(441R，441G，441B)射出的光束中，只使一定方向的偏振光透过，吸收其他光束，另外，也可以不使用基板，把偏振光膜贴附在交叉分色棱镜444上。

这些入射侧偏振光板442以及射出侧偏振光板443，被设定成相互的偏振光轴的方向正交。

交叉分色棱镜444，是合成从射出侧偏振光板443射出的，对每种颜色光调制后的光学像形成彩色图像的棱镜。

在交叉分色棱镜444上，反射红色光的电介质多层膜和反射蓝色光的电介质多层膜，沿着4个直角棱镜的界面被设置成大致X字形状，用这些电介质多层膜合成3个颜色光。

如上所述的液晶面板441、射出侧偏振光板443以及交叉分色棱镜444，构成为一体地单元化的光学装置主体45。图7是展示光学装置主体45的透视图。

光学装置主体45，如图7所示，具备：交叉分色棱镜444；被固定在该交叉分色棱镜444上面的合成树脂制的固定板447；被安装在交叉分色棱镜444的光束入射端面上，保持射出侧偏振光板443的金属制的保持板446；用被安装在该保持板446的光束入射一侧上的透明树脂制的4个销部件445保持的液晶面板441(441R，441G，441B)。

在保持板446和液晶面板441之间，设置有规定间隔的空隙，冷却空气流过该空隙部分。

光学装置主体45，经由形成于固定板447上的4个臂部447A的圆孔447B，螺钉固定在下光导向体471上。

投影透镜46，是放大投影由光学装置44的交叉分色棱镜444合成的彩色图像的透镜。

光导向体47，如图5所示，其构成具备：形成有将各光学零件412～415、418、421～423、431～434、442从上方以滑动方式嵌入的沟部的下光导向体471、堵塞下光导向体471的上侧开口的盖状的上光导向体472。

如图5所示，在平面看大致L字形状的下光导向体471的一端侧，收纳有光源装置411。在另一端侧，经由被形成在下光导向体471上的头部473，螺钉固定投影透镜46。

另外，如图5所示，被收纳在下光导向体471上的光学装置主体45，在夹着2个弹簧部件50的状态下螺钉固定在下光导向体471上。这2个弹簧部件50，把场透镜418及入射侧偏振光板向下方附势(加载)固定其位置。

3.冷却构造

图8是从图4中拆下上述上光导向体以及光学装置主体45的图。另外，图9是展示光学单元4的透视图。

在此，在投影机1中，如图8、9所示，设置有主要冷却液晶面板441的面板冷却系统A、主要冷却偏振光变换装置414的偏振光变换元件冷却系统B、主要冷却电源单元3的电源冷却系统C、主要冷却光源装置411的光源冷却系统D。

如图8所示，在面板冷却系统A中，使用被设置在电源单元3的下侧上的大型的西洛克风扇(シロツコフアン)61。

在面板冷却系统A中，如图8或者9所示，用西洛克风扇61从形成于外壳2的下面部分250上的吸气口252A(图2)吸入的外部的冷却空气，用未图示的通道引导到光学装置主体45的下方，从形成于下光导向体471上的各液晶面板441的下侧的吸气口进入光导向体47内部。该冷却空气，如图9所示，通过各液晶面板441R、441G、441B和交叉分色棱镜444之间的空隙，冷却液晶面板441和上述射出侧偏振光板，之后被排到上光导向体472和上述控制基板之间的空间。另外，该冷却空气，通过各液晶面板441R、441G、441B和场透镜418之间的空隙，冷却液晶面板441和上述入射侧偏振光板，之后被排出到上述光导向体472和上述入射侧偏振光板之间。

进而，被排出到该空间的空气，由于上光导向体472的上端部分472A和上述控制基板5的接触，不能向投影透镜46一侧流动。

在偏振光变换元件冷却系统B中，由上述西洛克风扇61吸入的冷却空气，用被配置在下光导向体471的下侧上的未图示的通道引导到偏振光变换装置414的下侧，从形成于下光导向体471上的偏振光变换装置414的下侧的吸入口进入光导向体47内，在冷却偏振光变换装置414后，从被形成在上光导向体472上的排出口474排出。

在电源冷却系统C中，如图8所示，使用夹着金属制的板材被配置在西洛克风扇61上侧的小型的西洛克风扇62。

在电源冷却系统C中，通过面板冷却系统A流过上光导向体472和上述控制基板5之间的冷却空气，一边冷却控制基板5一边由西洛克风扇62吸入，排出到电源单元3的内部一侧。被排出到该内部的空气，沿着屏蔽部件31A流动冷却电源31以及上述灯驱动电路，从和西洛克风扇62相反一侧开口排出。

在该冷却系统D中，使用被配置在光源装置411的前面一侧的轴流风扇63、被安装在该轴流风扇63上的通道64。

在光源冷却系统D中，从电源冷却系统C以及偏振光变换元件冷却系统B排出的空气，由轴流风扇63吸引，从形成于光源装置411的侧面部分上的狭缝状的开口进入光源装置411内冷却光源灯416，经由通道64，从外壳2的排气口222排出到外面。

4.偏振光变换装置的构造

图10是展示偏振光变换装置的透视图。图11是展示偏振光变换装置被收纳在光导向体中的状态的图。图12是展示偏振光变换装置的分解透视图。

偏振光变换装置414，如上所述，是在使第2透镜阵列413的各小透镜聚光的光束透过时，变换为大致1种偏振光的装置，偏振光变换装置414如图10所示，具备：平板状的偏振光变换元件主体414B；作为粘合固定该偏振光变换元件主体414B的框架状的遮光部件的固定框架414A。偏振光变换元件主体414B和固定框架414A，用粘接剂粘合固定。

另外，如图11所示，偏振光变换装置414，被收纳于构成光导向体46的下光导向体471中。这时，固定框架414A，被配置在上述光源灯一侧，即，光束入射一侧，偏振光变换元件主体414B，被配置在光束射出一侧。

偏振光变换元件主体414B，如图12所示，具备：平板状的偏振光变换元件阵列500、和被配置在该偏振光变换元件阵列500的光束射出一侧的相位差板600。偏振光变换元件主体414B，用偏振光变换元件阵列500分离为2种直线偏振光，在相位差板600中，该被分离的2种光束中，使一种直线偏振光的偏振光轴转动90°，设置成和另一种直线偏振光的偏振光轴相同。

偏振光变换元件阵列500，是把入射光束分离为2种直线偏振光射出的装置，如图12所示，2个偏振光变换元件510，在其厚度尺寸部分上相互接触固定，构成为一块板状。

偏振光变换元件510，具备：相对入射光束倾斜配置的多个偏振光分离膜511；在各偏振光分离膜511之间相互并列配置的反射板512；作为介于这些偏振光分离膜511以及反射膜512之间配置的透光性部件的板玻璃513。

偏振光分离膜511，由布留斯特(ブリユ一スタ一)角被设定为大致45°的电介质多层膜等构成。该偏振光分离膜511，在入射光束中，反射作为相对偏振光分离膜511的入射面具有平行的偏振光轴的一方的直线偏振光的光束(S偏振光)，使具有和该S偏振光正交的偏振光轴的光束(P偏振光)透过，把入射光束分离成2种直线偏振光光束。

反射膜512，例如，由具有高反射性的Al、Au、Ag、Cu、Cr等单一金属材料、包含这些多种金属的合金等构成，反射由偏振光分离膜511反射的S偏振光。

板玻璃513，是光束通过内部的板玻璃，通常，由白板玻璃等形成。

图13是用于说明偏振光变换元件阵列的制造的图，是从厚度尺寸方向看的示意图。

这样的偏振光变换元件510，例如按以下的步骤制造，使得偏振光分离膜511和反射膜512，相对自身的正反面以45°的角度，并且交替地配置。

首先，如图13所示，用粘接剂交替贴合在两面上设置有偏振光分离膜511以及反射膜512的板玻璃513、和什么都没形成的板玻璃513。这时，在其上下面P、Q上，配置没有形成偏振光分离膜以及反射膜的板玻璃514。

接着，如图13的虚线所示，以和其正反面大致45°的角度按照规定间隔大致平行切断。接着，沿切断面X切断向两端侧突出的部分，形成为大致长方体的板状。最后，通过研磨包含切断面X的整个表面，构成偏振光变换元件510。

由此，在偏振光变换元件510中，偏振光分离膜511以及反射膜512，相对光束入射面以及光束射出端面倾斜大致45°，并且以等间隔排列。

图14是从上方看偏振光变换元件主体414B的局部的示意图。

相位差板600，是使透过偏振光分离膜511的P偏振光的偏振轴转动90°的相位差板。该相位差板600，如图14所示，在偏振光变换元件510的光束射出端面上，在沿着照明光轴的方向看时，被贴附在与偏振光分离膜511对应的位置上。这时，被配置在照明光轴上的相位差板600，跨越贴附在2体的偏振光变换元件510上。

如图14所示，在各偏振光变换元件510中的偏振光分离膜511，被构成为断面大致“八”字形状，在各偏振光变换元件510贴紧的贴紧面500A上，相邻接的偏振光分离膜511之间，形成具有大致90°角度并连续的状态。因此，特别是构成为具有从光源灯416射出的在照明光轴上的强亮度的光束，被照射在大致90°接续的偏振光分离膜511上。

在图12中，固定框架414A，作为铝等的金属制的框架部件构成，被形成为保持偏振光变换元件主体414B的光束入射端面810A的大致矩形形状。

在图12中，固定框架414A，具备：接触偏振光变换元件主体414B的光束入射端面810A的接触面811；从该接触面811的左右侧的边缘向光束射出侧(+Z方向)以大致45°折曲，防止偏振光变换元件主体414B向左右方向偏移而进行保持的左右保持面812；从接触面811的上下侧的边缘向光束射出一侧(+Z方向)折曲90°的上下保持面813。通过这些接触面811、左右保持面812、上下保持面813，具有作为保持部的功能。

图15是从光束入射侧看上述固定框架的透视图。

接触面811，是和偏振光变换元件主体414B的外形尺寸大致相同尺寸构成的矩形板状的部分。如图15所示，在接触面811上，在大致中央的位置上，形成有向上下方向延伸的矩形的开口部811A，另外，在该开口部811A的两侧，分别以大致均等的间隔各形成2个矩形的开口部811B。

在图15中，开口部811A，其宽度尺寸W1，是开口部811B的宽度尺寸W2的大致2倍，在相对的位置上的上下的角部分的一部分不开口，被形成正面看呈“卜”字形状。

开口部811A，是偏振光变换元件主体414B的大致中央部分，使以形成的角度90°连接的偏振光分离膜511，在光束入射侧(-Z方向)露出的部分。开口部811B，是使其他位置的偏振光分离膜511在光束入射侧(-Z方向上)露出的部分。

换句话说，如图12、15所示，在接触面811上，形成当从光束入射一侧沿着照明光轴的方向看的时候，遮挡反射膜512，并遮挡来自上述光源灯的光束的入射的遮光部414A1。

如图12所示，上下保持面813，是在下光导向体471的规定位置上固定偏振光变换装置414自身的同时，防止向偏振光变换元件主体414B的上下方向的位置偏移的部分。上下保持面813，具有形成于接触面811的上侧端部的上侧保持面814、和形成于接触面811的下侧端部的下侧保持面815。

上侧保持面814，具有限制位置的功能，使得偏振光变换元件主体414B不向上侧偏移位置。另外，在上侧保持面814上，在其两端边缘上，形成有沿着接触面811向外侧伸出的伸出部816。

下侧保持面815，具有从下侧支撑偏振光变换元件主体414B的功能。另外，在下侧保持面815上，形成有从其两端边缘沿着接触面811分别向外侧以及光束射出侧延伸形成的延伸部817。在这些延伸部817上，分别各形成1个圆孔开口817A。

图16是展示在下光导向体471上收纳偏振光变换装置414的样子的透视图。如图16所示，在下光导向体471的内部，在收纳偏振光变换装置414的位置上，一部分隐藏在画面中，形成有向上方向延伸的左右侧的2个突起475、嵌合作为偏振光变换装置414的一部分的伸出部816的沟部476。

2个突起475，是在把偏振光变换装置414收纳在下光导向体471中时，是插通延伸部817的圆孔开口817A的部分。由此，限制偏振光变换装置414下端侧的移动。

沟部476，是从下方支撑被嵌合的伸出部816的部分，由此，限制偏振光变换装置414的上端侧的移动。

因而，在固定框架414A，通过被2个突起475插通的圆孔开口817A，和被嵌合在沟部476上的伸出部816，具有作为用于固定在下光导向体471上的固定部的功能。

图17是用于说明偏振光变换装置414的功能的示意图。

入射到第2透镜阵列413的光束，是具有由各小透镜聚光的随机偏振光轴的光束，入射到偏振光变换装置414的规定区域。进而，如上所述，在固定框架414A上，形成有遮光部414A1，如图17中的虚线所示，在从第2透镜阵列413射出的光束中遮挡生成无效的偏振光的光束。

入射到偏振光变换装置414中的光束，由偏振光分离膜511，分离为P偏振光以及S偏振光。即，P偏振光，透过偏振光分离膜511，S偏振光由该偏振光分离膜511反射，光路变换大致90°。

由偏振光分离膜511反射的S偏振光，由反射膜512反射，光路被再次变换大致90°，在与向着偏振光变换装置414的入射方向大致相同方向前进。另外，透过偏振光分离膜511的P偏振光，入射到相位差板600，偏振光轴被旋转90°变换为S偏振光，作为S偏振光射出。因而，从偏振光变换装置414射出的光束，成为大致1种S偏振光。

5.实施方式的效果

如果采用上述的实施方式，则具有以下的效果。

(1)由构成固定框架414A的接触面811、左右保持面812以及上下保持面813，通过粘接剂保持偏振光变换元件主体414B，并将所保持的东西收纳在下光导向体471中，因此可以把构成偏振光变换装置414的部件的个数，从以往的3个部件减少到2个，可以消减成本。另外，因为这样减少零件个数至2个，可以只进行这2部件之间直接的位置调整，所以可以高精度地调整相对偏振光变换元件主体414B的遮光部414A1的位置。因此，可以提高入射到偏振光变换元件414B的不需要光的遮挡性，可以进一步有效利用来自光源的光束。因此，投影机1也可以以高亮度投影鲜明的图像。

(2)虽然是在被形成在该延伸部的圆孔开口817A上，插通被形成在下光导向体471内部的突起475这样简单的构造，但是可以可靠地把偏振光变换装置414固定在下光导向体471上。因为是这样简单的构造，所以可以抑制在偏振光变换装置414上所花费的成本。

(3)因为用金属制成固定框架414A，所以即使作为保持偏振光变换元件主体414B的部件也可以充分确保刚性。另外，因为设置成热传导性高的铝等的金属，所以可以把在偏振光变换元件主体414B上产生的热释放到外部，可以防止耐热性差的偏振光变换元件主体414B的热损伤。

(4)偏振光变换元件510，因为偏振光分离膜511以及反射膜512，被形成为相对光束入射方向倾斜大致45°，所以不会过度增加生成和所需要的直线偏振光(S偏振光)的偏振光轴不同的直线偏振光(P偏振光)的无效区域，可以在最佳条件下制成。

(5)积分仪照明光学系统41，由于具备上述的偏振光变换装置414，因而可以把从光源装置411射出的光束变换为大致1种直线偏振光(S偏振光)射出，可以实现光束的有效利用。

(6)如上所述，由于实现了光束的有效利用，减少被配置在液晶面板441的入射侧上的入射侧偏振光板442中的不需要光的吸收，可以防止该不需要光吸收引起的入射侧偏振光板442的热损伤。

6.实施方式的变形

进而，本发明并不限定于上述实施方式，包含可以实现本发明目的的其他构成，如下所示的变形等也包含在本发明中。

例如，在上述实施方式中，其构成是在2个圆孔开口817A上插通下光导向体471的2个突起475，固定偏振光变换装置414，但这些圆孔开口817A以及突起475的数并不限于2个，无论几个，只要能固定即可。另外，开口的形状也不限于圆形，即便设置成方形也可以，孔的形状没有特别限定。

另外，在上述实施方式中，是用铝等金属材料构成固定框架414A，但并不限于此，例如也可以用树脂等其他材料构成。总之，只要在保持偏振光变换元件主体414B时可以确保充分的刚性，则构成材料没有特别限定。

另外，在上述各实施方式中，偏振光变换元件510，在交替贴合在两面上形成有偏振光分离膜511以及反射膜512的板玻璃513、和什么都没有形成的板玻璃513后，在上下面上贴合板玻璃514进行切断以及研磨制造，但并不限于此，只要交替配置偏振光分离膜511以及反射膜512即可。这时，相对偏振光分离膜511以及反射膜512的入射角的角度也不限于45°。

另外，在上述实施方式中，只列举了使用3个光调制装置的投影机的例子，但也可以适用于只使用1个光调制装置的投影机、使用2个光调制装置的投影机，或者使用4个以上光调制装置的投影机。

另外，虽然作为光调制装置使用液晶面板，但也可以使用微反射镜的器件等液晶以外的光调制装置。

进而，在上述各实施方式中，使用了光入射面和光射出面不同的透过型光调制装置，但也可以使用光入射面和光射出面相同的反射型的光调制装置。

进而，在上述各实施方式中，虽然只列举了从观察屏幕的方向进行投影的前面型的投影机的例子，但本发明也可以适用在从和观察屏幕的方向相反的方向进行投影的背面型的投影机。

Claims (6)

1.一种偏振光变换装置，其特征在于，具备：

偏振光变换元件主体，其构成包含：相对入射光束倾斜配置、把该入射光束分离为2种直线偏振光光束的多个偏振光分离膜，交替地并列配置在各偏振光分离膜之间、反射由上述偏振光分离膜分离的任意一方的直线偏振光光束的多个反射膜，设置这些偏振光分离膜和反射膜的透光性部件，以及设置在该透光性部件的光射出侧、变换上述任意另一方的直线偏振光光束的偏振光轴的多个相位差板；以及

遮光部件，被设置在与上述透光性部件的光束入射侧的上述相位差板不相对的位置上，遮挡从光源射出的光束的入射；

其中，该遮光部件，具有保持上述偏振光变换元件主体的端面的保持部，和用于安装到收纳该偏振光变换装置的光学零件用箱体上的固定部。

2.根据权利要求1所述的偏振光变换装置，其特征在于：

上述固定部，被构成作为从与上述光学零件用箱体接触的上述保持部的端缘两端，沿着上述保持部的保持面向外侧延伸的延伸部；

在该延伸部上，形成有被形成在上述光学零件用箱体上的突起插通的插通用开口。

3.根据权利要求1所述的偏振光变换装置，其特征在于：

上述遮光部件，由金属材料构成。

4.根据权利要求1所述的偏振光变换装置，其特征在于：

上述偏振光分离膜和上述反射膜，相对光束入射方向倾斜45°，以规定的间隔交替排列。

5.一种照明光学装置，其特征在于，具备：

光源；

把来自光源的光束分割为多部分光束的光束分割元件；以及

偏振光变换装置，具有：偏振光变换元件主体，其构成包含：相对入射光束倾斜配置、把该入射光束分离为2种直线偏振光光束的多个偏振光分离膜，交替地并列配置在各偏振光分离膜之间、反射由上述偏振光分离膜分离的任意一方的直线偏振光光束的多个反射膜，设置这些偏振光分离膜和反射膜的透光性部件，以及设置在该透光性部件的光射出侧、变换上述任意另一方的直线偏振光光束的偏振光轴的多个相位差板；遮光部件，被设置在与上述透光性部件的光束入射侧的上述相位差板不相对的位置上，遮挡从上述光源射出的光束的入射；其中，该遮光部件，具有保持上述偏振光变换元件主体的端面的保持部，和用于安装到收纳该偏振光变换装置的光学零件用箱体上的固定部。

6.一种投影机，其特征在于，具备：

照明光学装置，具有：

光源；

把来自光源的光束分割为多部分光束的光束分割元件；

偏振光变换装置，具有：偏振光变换元件主体，其构成包含：相对入射光束倾斜配置、把该入射光束分离为2种直线偏振光光束的多个偏振光分离膜，交替地并列配置在各偏振光分离膜之间、反射由上述偏振光分离膜分离的任意一方的直线偏振光光束的多个反射膜，设置这些偏振光分离膜和反射膜的透光性部件，以及设置在该透光性部件的光射出侧、变换上述任意另一方的直线偏振光光束的偏振光轴的多个相位差板；遮光部件，被设置在与上述透光性部件的光束入射侧的上述相位差板不相对的位置上，遮挡从上述光源射出的光束的入射；其中，该遮光部件，具有保持上述偏振光变换元件主体的端面的保持部，和用于安装到收纳该偏振光变换装置的光学零件用箱体上的固定部；

光调制装置，根据图像信息调制从该照明光学装置射出的光束；以及

投影光学装置，放大投影由该光调制装置调制的光束。

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