JP2000338478A - 光学部品及びこれを用いた液晶プロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏光板の冷却効率の向上を図り、偏光板の熱
に起因する複屈折を抑制して色ムラや輝度ムラを抑制し
てより均整度の高い画質を得ることを課題とする。 【解決手段】 偏光板２２、２２を各別にガラス板（透
明板）２３、２３に貼着し、該ガラス板をホルダー２４
により保持して偏光光学部品１９、２１を構成し、冷却
用ファン（冷却手段）３４による冷却風３９、３９、・
・・が当たる上記ホルダーの側を開放すると共に、上記
偏光光学部品を液晶パネル２０及びダイクロイックプリ
ズム（光合成プリズム）１４から離間した位置に配設す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は新規な偏光板が取り
付けられた光学部品及びこれを用いた液晶プロジェクタ
に関する。詳しくは、偏光板の冷却を効率良く行なうこ
とにより、偏光板の熱に起因する複屈折を抑制して色ム
ラや輝度ムラを抑制してより均整度の高い画質を得る技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば光源からの光を赤、緑、青の三原
色の光束に分解すると共にこれらの光をそれぞれ液晶パ
ネルによって変調し、この変調された光をスクリーン上
に投射して映像として合成する液晶プロジェクタがあ
る。

【０００３】図８にそのような液晶プロジェクタの従来
のものの一例ａを示す。

【０００４】該液晶プロジェクタａは、先ず、光源ｂの
白色光をＵＶ−ＩＲカットフィルタｃ、マルチレンズア
レイｄ及びコンデンサーレンズｘを透過させた後ダイク
ロイックミラーｅで赤色光Ｒを透過させると共に青色光
Ｂ及び緑色光Ｇを反射させ、該青色光Ｂ及び緑色光Ｇの
うち緑色光Ｇをダイクロイックミラーｆで反射させると
共に青色光Ｂを透過させて三原色の光束に分解する。

【０００５】そして、赤色光Ｒは全反射ミラーｈ及びコ
ンデンサーレンズｉを経て赤色光用液晶パネルｊＲに入
射され、緑色光Ｇはコンデンサーレンズｉを経て緑色光
用液晶パネルｊＧに入射され、青色光Ｂはリレーレンズ
ｇ、ｇ、全反射ミラーｈ、ｈ及びコンデンサーレンズｉ
を経て、青色光用液晶パネルｊＢに入射される。

【０００６】各色光用液晶パネルｊに入射された各色光
束Ｒ、Ｇ、Ｂは、液晶パネルｊＢ、ｊＲ、ｊＧにより変
調されて透過された後、ダイクロイックプリズム（光合
成プリズム）ｋに各面から入射され、これら各光束が合
成された後、投影レンズｌによってスクリーン等に投射
されるようになっている。

【０００７】また、各液晶パネルｊＲ、ｊＧ、ｊＢを通
過させるとき、所定の方向に振動する光束のみ通過させ
るため、液晶パネルｊＲ、ｊＧ、ｊＢの入射側には入射
側偏向板（偏向子）ｍＲ、ｍＧ、ｍＢが、また、出射側
には出射側偏光板（検光子）ｎＲ、ｎＧ、ｎＢがそれぞ
れ配設されている。

【０００８】これら入射側偏光板ｍは上記各コンデンサ
ーレンズｉに各別に貼着され、また、出射側偏光板ｎは
上記ダイクロイックプリズムｋの各入射面に各別に貼着
されている。

【０００９】そして、各偏光板ｍ、ｎは光束が通過する
とき熱が発生するため、その冷却が必要であり、これら
偏光板ｍ、ｎの近傍にこれらの面方向に冷却風が流れる
ように冷却手段（図示は省略する。）が配設されてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の液晶プ
ロジェクタａにあっては、入射側偏光板ｍが液晶パネル
ｊに貼り付けられているため、入射側偏光板ｍで発生す
る熱により液晶パネルｊの温度が上昇し色ムラや輝度ム
ラの原因となるため液晶パネルｊにあまり多くの光量を
入射させることができないという問題があった。

【００１１】また、出射側偏光板ｎが熱容量がきわめて
大きいダイクロイックプリズムｋの表面に貼り付けられ
ているため、出射側偏光板ｎに対する冷却が十分に必要
であり、冷却が不均一になると、スクリーンに輝度ムラ
や色ムラが生じるという問題があった。

【００１２】更に、偏光板ｍ、ｎの冷却が不十分である
と、偏光板ｍ、ｎが損傷してしまい、偏光板としての機
能を失ってしまう虞もある。

【００１３】そして、このような問題が発生しないレベ
ルまで、入射側偏光板ｍ及び出射側偏光板ｎの冷却を強
化しようとすると、強力な冷却手段を使用せざるを得
ず、冷却手段の大型化を余儀なくされ、かつ、ファンノ
イズが大きくなってしまうという問題があった。

【００１４】そこで、本発明は、上記した事情に鑑み、
強力な冷却手段を使用せずに、偏光板の熱に起因する複
屈折を抑制して色ムラや輝度ムラを抑制することによ
り、より均整度の高い画質を得ることを課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明光学部品は、上記
した課題を解決するために、偏光板を貼着した透明板
を、上記偏光板のほぼ面方向に流れる冷却風が当たる側
が開放されたホルダーにより支持したものである。

【００１６】従って、本発明光学部品にあっては、偏光
板の冷却を効率良く行なうことができ、偏光板の熱に起
因する複屈折を抑制して色ムラや輝度ムラを抑制するこ
とができ、これを液晶プロジェクタに用いることによ
り、より均整度の高い画質の液晶プロジェクタを提供す
ることができる。

【００１７】また、本発明液晶プロジェクタにあって
は、各偏光板を各別に透明板に貼着させ、該透明板をホ
ルダーにより保持して光学部品を構成し、上記ホルダー
の上記冷却手段による冷却風が当たる側を開放すると共
に、上記光学部品を上記液晶パネル及び光合成プリズム
から離間した位置に配設したものである。

【００１８】従って、本発明液晶プロジェクタにあって
は、偏光板の冷却を効率良く行なうことができ、偏光板
の熱に起因する複屈折を抑制して色ムラや輝度ムラを抑
制してより均整度の高い画質を得ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明光学部品及びこれ
を用いた液晶プロジェクタの実施の形態を添付図面を参
照して説明する。

【００２０】図１は、本発明光学部品及びこれを用いた
液晶プロジェクタの実施の形態１を概略的に示すもので
ある。

【００２１】液晶プロジェクタ１は光源部２を備える。
該光源部２はランプ３とリフレクタ４とＵＶ−ＩＲカッ
トフィルタ５とマルチレンズアレイ６ａとコンデンサー
レンズ６ｂとから成り、ランプ３及びリフレクタ４から
の白色光をＵＶ−ＩＲカットフィルタ５、マルチレンズ
アレイ６ａ及びコンデンサーレンズ６ｂを透して出射す
る。

【００２２】そして、上記光源部２からの白色光を分光
手段（色分離光学系）７によって３原色光、すなわち、
赤色光Ｒ、青色光Ｂ及び緑色光Ｇに分光する。上記分光
手段７は、第１及び第２のダイクロイックミラー８、９
並びに全反射ミラー１０から成り、第１のダイクロイッ
クミラー８によって、赤色光Ｒを透過させ、青色光Ｂ及
び緑色光Ｇを反射し、また、第２のダイクロイックミラ
ー９によって緑色光Ｇを反射し、青色光Ｂを透過させ
る。

【００２３】そして、第１のダイクロイックミラー８を
透過した赤色光Ｒは全反射ミラー１０によって反射さ
れ、また、第２のダイクロイックミラー９により透過さ
れた青色光Ｂは導光光学系１１によって導かれる。該導
光光学系１１は２つのリレーレンズ１２、１２と２つの
全反射ミラー１３、１３とから成る。

【００２４】そして、上記分光された各光Ｒ、Ｇ、Ｂは
後述する液晶パネルによって変調された後光合成プリズ
ム１４に入射され、該光合成プリズム１４によって合成
されて出射され投影レンズ１５によって図示しないスク
リーン等に投影される。

【００２５】ここで使用される光合成プリズム１４は、
ダイクロイックプリズムと称されるもので、屈折率が等
しい４個の断面が直角２等辺三角形を為す三角プリズム
を相互に貼り合わせて全体として四角柱状をしたもので
あり、３つの外周側面１６Ｒ、１６Ｇ及び１６Ｂを光束
入射面として上記各光Ｒ、Ｇ、Ｂが入射され、これら光
Ｒ、Ｇ、Ｂが合成されて残る一つの外周側面（光束出射
面）１７から出射されて投影レンズ１５に向かう。

【００２６】そして、全反射ミラー１０とダイクロイッ
クプリズム１４の赤色光用光束入射面１６Ｒとの間、第
２のダイクロイックミラー９と緑色光用光束入射面１６
Ｇとの間及び全反射ミラー１３と青色光用光束入射面１
６Ｂとの間の構成は同様の構成であるので、そのうちの
一つについて説明する。

【００２７】各光束入射面１６に遠いところからコンデ
ンサーレンズ１８、入射側偏光光学部品１９、液晶パネ
ル２０、出射側偏光光学部品２１の順に配置されてい
る。

【００２８】上記分光手段７及び導光光学系１１によっ
て分光され且つ所定の位置に導かれた各光Ｒ、Ｇ、Ｂは
コンデンサーレンズ１８を透して入射側偏光光学部品１
９に導かれて偏光光とされ、液晶パネル２０に導かれ
る。そして、液晶パネル２０を透過する際に該液晶パネ
ル２０に与えられた映像信号により変調される。そし
て、該変調された光は出射側偏光光学部品２１を通過し
た後、上記各光束入射面１６からダイクロイックプリズ
ム１４に入射する。ダイクロイックプリズム１４に入射
した各光はダイクロイックプリズム１４において合成さ
れ、光束出射面１７から出射され投影レンズ１５によっ
て図示しないスクリーン等にフルカラーの映像として投
影される。

【００２９】入射側偏光光学部品１９は、図３に示すよ
うに、偏光板２２を透明板であるガラス板２３に貼着し
たものをホルダー２４に保持して構成される。尚、ガラ
ス板２３は、石英ガラスでも良いが、熱伝導率の高いサ
ファイアを用いても良い。

【００３０】ホルダー２４は、コ字状のフレーム体２５
と該フレーム体２５のコ字状開口部２６と反対側に位置
された取付部２７とが、例えば、ＰＣ樹脂（ポリカーボ
ネード）により一体に形成されている。尚、ホルダー２
４の材料は、これに限らず、例えば、アルミニウム等の
熱伝導率の高いものを用いても良い。

【００３１】図３及び図４に示すように、フレーム体２
５の内側縁であって上記取付部２７の板片２７ａが突出
する側と反対側の部分には、上記ガラス板２３の板厚と
ほぼ同じ寸法の段差部２８が形成され、該段差部２８に
上記偏光板２２が貼着されたガラス板２３が接着され、
ガラス板２３はその長手方向のほぼ２／３が上記フレー
ム体２５の両腕部２５ａ、２５ａに固定され、残りほぼ
１／３がフレーム体２５よりも突出されている。これ
は、偏光板２２の冷却効果を良好にする一方、ガラス板
２３のホルダー２４への保持を確実にするためである。

【００３２】フレーム体２５の両腕部２５ａ、２５ａに
挟まれた奥部２５ｂであって、上記段差部２８が形成さ
れた側と反対側の縁部には、テーパ部２９が形成されて
おり、これにより、ガラス板２３の表面を流れて来た後
述する冷却風の流れに乱流が発生しにくく、冷却風をス
ムーズに流すことができ、偏光板２２及びガラス板２３
の冷却効果を向上させることができる。

【００３３】図５に示すように、取付部２７は、断面形
状がほぼＬ字状を呈し、その一片２７ａが保持されたガ
ラス板２３のほぼ中心を中心とする円弧状の板片に形成
され、該板片２７ａには、上記円弧状の周方向に長い長
孔３０が形成されている。尚、かかるガラス板２３の中
心は上記液晶パネル２０の中心とも一致している。

【００３４】このような入射側偏光光学部品１９は、上
記板片２７ａの円弧面とほぼ同じ曲率の円弧面が形成さ
れた固定側部材３１に、上記板片２７ａが摺動自在に合
せられた状態で、その板片２７ａの長孔３０に固定用ネ
ジ３２が挿入され、これを上記固定側部材３１のネジ穴
３３に螺合することにより固定側部材３１に取り付けら
れる。

【００３５】この状態で、入射側偏光光学部品１９は、
その入射側であるコンデンサーレンズ１８と出射側であ
る液晶パネル２０とから離間した状態となっている。

【００３６】そして、固定用ネジ３２を緩めた状態で、
固定側部材３１の円弧面上を板片２７ａを滑らせるよう
にして移動させることにより、偏光板２２の向きを調整
することができる。

【００３７】出射側偏光光学部品２１は、上記入射側偏
光光学部品１９とほぼ同じ構成で、偏光板２２とガラス
板２３とホルダー２４とから成るが、かかる出射側偏光
光学部品２１は、そのホルダー２４が固定側部材３１に
固定されている。これは、液晶パネル２０を挟んで位置
される２つの偏光板２２と２２とは、両者の相対的な向
きを合わせる必要があるが、そのうちのいずれか一方を
他方に対して調整可能にすれば良く、従って、上記入射
側偏光光学部品１９を回動調整自在にしたので、出射側
偏光光学部品２１は固定側部材３１に対して回動自在に
支持する必要がないからである。

【００３８】そして、このような出射側偏光光学部品２
１は、液晶パネル２０とダイクロイックプリズム１４と
の間にいずれにも接触しない状態で配設される。

【００３９】入射側偏光光学部品１９、液晶パネル２
２、出射側偏光光学部品２１が配設された部分の側方に
は冷却手段としての冷却用ファン３４が配置されてい
る。

【００４０】具体的には、各偏光光学部品１９、２１の
ホルダー２４、２４のコ字状開口部２６、２６が向いた
側に上記冷却用ファン３４が配設されており、これによ
り、コンデンサーレンズ１８と入射側偏光光学部品１９
との間の間隙３５、入射側偏光光学部品１９と液晶パネ
ル２０との間の間隙３６、液晶パネル２０と出射側偏光
光学部品２１との間の間隙３７及び出射側偏光光学部品
２１とダイクロイックプリズム１４との間の間隙３８に
上記冷却用ファン３４による冷却風３９、３９、・・・
が通るようになっている。尚、冷却用ファン３４は、各
色の光束Ｒ、Ｇ、Ｂに各別に対応するように３つ用意し
ても良いし、１つの冷却用ファン３４をダイクロイック
プリズム１４の各光束入射面１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに
対応した位置に配設するようにしても良い。

【００４１】しかして、図２に示すように、冷却用ファ
ン３４による冷却風３９、３９、・・・は上述のよう
に、各偏光光学部品１９、２１の表面及び裏面を流れる
ことになり、かつ、ホルダー２４、２４は冷却風３９、
３９、・・・が当たる側にコ字状開口部２６、２６が形
成されているため、各偏光光学部品１９、２１に、直
接、冷却風３９、３９、・・・が当たり、その冷却効果
は極めて良好で偏光光学部品１９、２１が高温になるこ
とを防止することができ、温度上昇による複屈折を避け
ることができ、輝度ムラや色ムラの発生を防止すること
ができる。

【００４２】また、上記間隙３９、３９、・・・の存在
は液晶パネル２０及びダイクロイックプリズム１４に対
する冷却効果をも高くし、従って、小出力の冷却用ファ
ンを用いれば足りることになり、より静謐な液晶プロジ
ェクタ１を提供することができる。

【００４３】図６は、偏光光学部品の変形例４０を示す
ものである。かかる偏光光学部品４０は、そのホルダー
及び透明板の形状が上記実施の形態に示したホルダー２
４及びガラス板２３と異なる。

【００４４】この変形例にかかる偏光光学部品４０の透
明板４１は円形を呈し、ホルダー４２は上記透明板４１
を保持する部分が半円弧状を呈している。尚、透明板４
１に貼着される偏光板４３は円形であっても、矩形状で
あっても良い。

【００４５】このような偏光光学部品４０にあっても、
冷却用ファン３４による冷却風をホルダー４２の開放さ
れた側、即ち、透明板４１が露出した側から透明板４１
に直接当たるようにすることができ、透明板４１に貼着
された偏光板４３を効率良く冷却することができる。

【００４６】図７は、また別の偏光光学部品の変形例４
４を示すものである。かかる偏光光学部品４４は、その
ホルダーの形状が上記実施の形態に示したホルダー２４
と異なる。

【００４７】この変形例にかかる偏光光学部品４４のホ
ルダー４５は、上記実施の形態におけるホルダー２４の
フレーム体２５の両腕部２５ａ、２５ａを切除した如き
形状を呈する。

【００４８】そして、透明板４６及び偏光板４７は共に
矩形状を呈し、その一辺が上記ホルダー４５に接着され
ている。

【００４９】このような偏光光学部品４４にあっては、
矩形状をした透明板４６及び偏光板４７の３辺を、冷却
用ファン３４による冷却風に直接晒すことができ、更
に、良好な冷却効果を期待することができる。

【００５０】尚、上記した実施の形態においては、コン
デンサーレンズ１８と液晶パネル２０との間及び液晶パ
ネル２０とダイクロイックプリズム１４との間に偏光光
学部品１９、２１のみをそれぞれ介在させたものについ
て示したが、これらの間に波長板を介在させた場合に
も、本発明は適用される。

【００５１】また、上記した実施の形態には液晶パネル
を３枚使用したいわゆる３板式のものを示したが、本発
明の適用範囲が３板式のものに限られることを意味する
ものではなく、例えば、液晶パネルを２枚使用した２板
式のものにも適用することができることは勿論である。
更に、複数板式の液晶プロジェクタにあっては、各液晶
パネルのすべてに対応させて本発明を適用する必要もな
く、例えば、熱条件の厳しい色にのみ本発明を適用する
ようにしても良い。

【００５２】さらに、上記した実施の形態において示し
た各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際
して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、こ
れらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈される
ことがあってはならないものである。

【００５３】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明光学部品は、偏光板を貼着した透明板を、偏
光板のほぼ面方向に流れる冷却風が当たる側が開放した
ホルダーにより支持したことを特徴とする。

【００５４】従って、本発明光学部品にあっては、偏光
板の冷却を効率良く行なうことができ、偏光板の熱に起
因する複屈折を抑制して色ムラや輝度ムラを抑制するこ
とができ、これを液晶プロジェクタに用いることによ
り、より均整度の高い画質の液晶プロジェクタを提供す
ることができる。

【００５５】また、本発明液晶プロジェクタにあって
は、各偏光板を各別に透明板に貼着させ、該透明板をホ
ルダーにより保持して光学部品を構成し、上記ホルダー
の上記冷却手段による冷却風が当たる側を開放すると共
に、上記光学部品を上記液晶パネル及び光合成プリズム
から離間した位置に配設したことを特徴とする。

【００５６】従って、本発明液晶プロジェクタにあって
は、偏光板の冷却を効率良く行なうことができ、偏光板
の熱に起因する複屈折を抑制して色ムラや輝度ムラを抑
制してより均整度の高い画質を得ることができる。

【００５７】請求項３に記載した発明にあっては、偏光
板を貼着した透明板を保持したホルダーを、光軸を中心
として回動自在に設けたので、偏光板の向きの調整を容
易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２及び図３と共に、本発明液晶プロジェクタ
の実施の形態を示すものであり、本図は光学系の概略図
である。

【図２】要部の拡大概略図である。

【図３】図４と共に、本発明光学部品の実施の形態を示
すものであり、本図は正面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図である。

【図５】光学部品と冷却手段との位置関係を概略的に示
す斜視図である。

【図６】光学部品の変形例を示す正面図である。

【図７】光学部品の別の変形例を示す正面図である。

【図８】従来の液晶プロジェクタの一例を示す光学系の
概略図である。

【符号の説明】

１…液晶プロジェクタ、２…光源部（光源）、７…分光
手段、１４…ダイクロイックプリズム（光合成プリズ
ム）、１９…入射側偏光光学部品（光学部品）、２０…
液晶パネル、２１…出射側偏光光学部品（光学部品）、
２２…偏光板、２３…ガラス板（透明板）、２４…ホル
ダー、３４…冷却用ファン（冷却手段）、３９…冷却
風、４０…偏光光学部品、４１…透明板、４２…ホルダ
ー、４３…偏光板、４４…偏光光学部品、４５…ホルダ
ー、４６…透明板、４７…偏光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 EA15 EA68 HA12 HA13 HA18 HA20 HA21 HA23 HA25 HA28 MA04 2H091 FA02Y FA05Z FA08X FA08Z FA14Z FA21X FA29Z FA41Z FD13 FD15 LA04 LA18 LA20 MA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏光板が貼着された透明板を、上記偏光
   板のほぼ面方向に流れる冷却風が当たる側が開放された
   ホルダーにより支持したことを特徴とする光学部品。
2. 【請求項２】 光源と、該光源の光を分光する分光手段
   と、与えられた映像信号により上記各分光を変調する液
   晶パネルと、該液晶パネルにより変調された各分光の偏
   光光を得る偏光板と、各偏光板により偏光された各分光
   を合成して出射する光合成プリズムと、各偏光板及び液
   晶パネルにこれらのほぼ面方向に流れる冷却風を発生さ
   せる冷却手段とを備えた液晶プロジェクタであって、 上記各偏光板は各別に透明板に貼着され、該透明板がホ
   ルダーにより保持されて光学部品を構成しており、 該光学部品のホルダーは上記冷却手段による冷却風が当
   たる側が開放されていると共に、 上記光学部品が上記液晶パネル及び光合成プリズムから
   離間した位置に配設されたことを特徴とする液晶プロジ
   ェクタ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載した液晶プロジェクタで
   あって、 偏光板が貼着された透明板を保持した上記ホルダーが、
   光軸を中心として回動自在に設けられたことを特徴とす
   る液晶プロジェクタ。