【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子である偏光板及びそれを用いたプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタなどの光学機器に用いられる偏光板は、通常、偏光層としての染料層を両側から樹脂層で挟んだ積層構造からなっている。そして、偏光板は、偏光の際、不要偏光成分を吸収しその不要偏光成分が熱に変換されるため、偏光板自身の偏光特性の劣化や、偏光板周辺の素子に対して熱伝導が生じてそれらの素子の特性を劣化させることもある。従って、上記のような偏光板をプロジェクタなどに取り付ける際には、偏光板の両面又は片面にガラス基板を貼り付けて用い、偏光板で吸収された熱をガラス基板に放出して放熱することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１１２０２２号公報（請求項１〜４、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は偏光板の全面に接着剤や粘着剤を塗布して偏光板とガラス基板とを貼り付けていたため、偏光板からガラス基板への放熱の際、それらの間に粘着剤や接着剤（以下粘着剤等という）による熱抵抗が介在し、放熱性を低下させる原因となっていた。
本発明は上記課題に鑑みてなされたもの、偏光板本体及びその支持部材からなる偏光板の放熱性をさらに改善する構造を提供し、さらに、その放熱性が改善された偏光板を実装したプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の偏光板は、光の偏光方向を調整する偏光板本体が中央部が開口された枠体の周囲に張力を与えられながら固定され、該偏光板本体の偏光領域が開放されていることを特徴とする。このようにすることで、偏光板本体の偏光領域には粘着剤等を塗布することが不要となるため、その部分の粘着剤等による熱抵抗がなくなって放熱性が向上する。また、偏光板本体の偏光領域の両面に直接空気が当たるので、熱抵抗が低減されて放熱性が上がる。また、偏光板本体の全面をガラス基板に貼り付けた従来の偏光板に比べて、偏光板本体の取り外しが容易である。さらに、偏光板本体は中央部が開口された枠体の周囲に張力を与えられながら固定されているため、偏光板本体の偏光軸の位置ずれが抑制される。
【０００６】
上記偏光板において、前記偏光板本体の周囲が中央部が開口された板バネ、粘着剤又は接着剤により前記枠体に固定されていることを特徴とする。これらにより、偏光板本体の偏光領域を開放することが可能となる。
【０００７】
また、上記偏光板において、前記枠体が１対の枠体からなり、該１対の枠体により前記偏光板本体が挟持されていることを特徴とする。なおこの場合、１対の枠体は該枠体同士のかみ合いにより、ネジにより、又は溶着により固定することができる。このように、偏光板本体が枠体で挟持されていることで、偏光板本体が安定保持されるためその位置ずれや変形が抑制できる。
【０００８】
本発明のプロジェクタは、照明光学系と、該照明光学系によって照射された光束を複数の色光束に分離する色光分離光学系と、該色光分離光学系で分離された各色光束を変調して画像を生成する電気光学装置と、その変調した各色の光束を合成する色光合成プリズムと、その合成光を投写する投写レンズとを備えたプロジェクタにおいて、前記電気光学装置の入射側又は／及び出射側に上記のいずれかに記載の偏光板が配置されてなることを特徴とする。これにより、プロジェクタ内の偏光板の放熱性が向上するため、ファンの数を減らす等によりプロジェクタの小型化が図れ、また画素品質の劣化抑制も可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（１）偏光板
以下に、本発明の偏光板の実施形態を詳細に説明する。本発明の偏光板の基本態様は、偏光板本体の偏光領域（光通過領域と同じ）に対応する部分が開口された（又は切り欠かれた）枠体に、偏光板本体の周辺を利用してその偏光板本体を固定するものである。これにより、偏光板本体の光が通過して実際に偏光が行われる偏光領域のほぼ全てを開放状態としたものである。なお、偏光板本体は、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコ−ル）樹脂に染料が塗られた偏光層と、その偏光層を両側から保持するＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂層からなる薄いシート状のものである。また、枠体は、通常、可撓性を有する金属又は樹脂からなる。次に、そのような偏光板の実施例を示す。
【００１０】
実施例１
図１は本発明の実施例１に係る偏光板の分解構成図、図２は図１の偏光板の組み付け説明図である。この偏光板は、偏光板本体１０、偏光板本体１０を挟持する１対の枠体２０，３０、該枠体２０，３０内にあって偏光板本体１０を枠体２０，３０のいずれかに固定する板バネ４０を備える。枠体２０，３０及び板バネ４０は、光通過範囲である偏光板本体１０の偏光領域１２に対応するそれぞれの中央部分が開口した矩形状をなしている。なお、各部材の開口部を符号２１，３１，４１でそれぞれ示す。また、枠体２０の各辺部には枠体３０の縁部にかみ合うフック２２Ａを備えた突き当て２２がそれぞれ立設され、一方、枠体３０の各辺部には上記突き当て２２が入る切り欠き３２がそれぞれ形成されている。また、偏光板本体１０には偏光軸調整用の穴１３が設けられている。そして、枠体３０及び板バネ４０にも偏光軸調整用の穴１３に対応した穴３３，４３が設けられ、一方、枠体２０には各穴１３，３３，４３を受け入れる偏光軸調整用のダボ２３が設けられている。
【００１１】
上記各部材の組み付けは、例えば図２に示すようにして行われる。すなわち、枠体２０の偏光軸調整用ダボ２３に偏光板本体１０、板バネ４０の各調整穴１３，４３を一致させながら、枠体２０に偏光板本体１０及び板バネ４０を、偏光板本体１０、板バネ４０の順で取り付ける。続いて、板バネ４０の上側に枠体３０を載せ偏光板本体１０及び板バネ４０を枠体２０に固定する。その際、枠体２０の偏光軸調整用ダボ２３に枠体３０の穴３３を一致させるとともに、板バネ４０の弾性力を利用して偏光板本体１０の周囲に張力を与えながら、枠体２０の突き当て２２を枠体３０の切り欠き３２に位置させ、最後に、上下左右辺の突き当て２２のフック２２Ａをその可撓性を利用して枠体３０の対応する切り欠き３２縁部にかみ合わせ、１対の枠体２０，３０並びにこれら枠体間の部材を固定する。なお、このようにして組上がった偏光板が、図２の最下段に示されている。
【００１２】
実施例２
図３は実施例１の偏光板の変形品であり、枠体２０と枠体３０との固定をフックではなくて、ネジを用いて行うようにしたものである。すなわち、この偏光板は、枠体２０の突き当て２２にフック等の固定手段はなく、代わりに、枠体２０，３０の対応する四隅にネジ穴を切っておき、それらのネジ穴にネジ５０をねじ込んで枠体２０と枠体３０とをネジ固定するようにしたものである。従って、その他の点では図１及び図２の偏光板の構成と同じである。ただし、ここでは偏光板本体１０や板バネ４０の四隅にもネジが通る穴を予め形成しておくものとする。
【００１３】
この偏光板の組み付けも、最後のネジ固定以外は図２に示したものと同様に行うことができる。すなわち、枠体２０の偏光軸調整用ダボ２３に偏光板本体１０、板バネ４０の各調整穴１３，４３を一致させながら、枠体２０に偏光板本体１０及び板バネ４０を、偏光板本体１０、板バネ４０の順で取り付ける。続いて、板バネ４０の上側に枠体３０を載せ偏光板本体１０及び板バネ４０を枠体２０に固定する。その際、枠体２０の偏光軸調整用ダボ２３に枠体３０の調整穴３３を一致させるとともに、板バネ４０の弾性力を利用して偏光板本体１０の周囲に張力を与えながら、枠体２０，３０の四隅のネジ穴にネジ５０をねじ込んで枠体２０と枠体３０並びにこれらの枠体間の部材を固定する。このようにして組上がった偏光板を、枠体２０と枠体３０のそれぞれの面から見た場合の状態図が、図３の（ａ）、（ｂ）である。
【００１４】
実施例３
図４は本発明の実施例３に係る偏光板の組み付け説明図である。この偏光板は、偏光板本体１０、偏光板本体１０を挟持する１対の枠体２０，３０、該枠体２０，３０内にあって偏光板本体１０を枠体２０，３０のいずれかに固定する板バネ４０を備える。枠体２０，３０及び板バネ４０は、光の通過範囲である偏光板本体１０の偏光領域に対応するそれぞれの中央部分が開口した矩形状をなしている。なお、各部材の開口部を符号２１，３１，４１でそれぞれ示す。また、枠体２０の左右辺部には枠体３０の左右縁部にかみ合うフック２２Ａを備えた突き当て２２がそれぞれ立設され、一方、枠体３０の左右辺部には上記突き当て２２が入る切り欠き３２がそれぞれ形成されている。
【００１５】
実施例３における各部材の組み付けは、例えば次のように行われる。まず、枠体２０の左右にある突き当て２２間に帯状の偏光板本体１０を配置する。続いて、偏光板本体１０上に板バネ４０を置くとともに偏光板本体１０の長手方向に張力を与えながら、板バネ４０の上に枠体３０を配置する。その際、板バネ４０の弾性力を利用して枠体２０上の偏光板本体１０の周囲に張力を与えながら、枠体２０の突き当て２２を枠体３０の切り欠き３２に位置させ、左右の突き当て２２のフック２２Ａをその可撓性を利用して枠体３０の切り欠き３２縁部にかみ合わせ、１対の枠体２０，３０並びにそれら枠体間の部材を固定する。そして最後に、帯状の偏光板本体１０の枠体よりはみ出した分を切断すると、図４の下段に示されているような偏光板が完成する。このようにすると、偏光板本体１０に対して確実に張力が付与されて、偏光板本体１０の偏光軸の位置ズレ抑制効果がより向上する。
【００１６】
実施例４
図５は本発明の実施例４に係る偏光板の組み付け説明図である。この偏光板は、偏光板本体１０、偏光板本体１０を挟持する１対の枠体２０、３０、該枠体２０，３０内にあって偏光板本体１０を枠体２０，３０のいずれかに固定する板バネ４０を備える。枠体２０，３０及び板バネ４０は、光の通過領域である偏光板本体１０の偏光領域に対応するそれぞれの中央部分が開口した矩形状をなしている。なお、各部材の開口部を符号２１，３１，４１でそれぞれ示す。また、枠体２０の左右辺部には枠体３０の左右縁部にかみ合うフック２２Ａを備えた突き当て２２がそれぞれ立設され、一方、枠体３０の左右辺部には上記突き当て２２が入る切り欠き３２がそれぞれ形成されている。さらに、枠体３０の上下辺部には、枠体２０の上下縁部が嵌る折り曲げ辺３４が設けられている。
【００１７】
実施例４における各部材の組み付けは、例えば次のように行われる。まず、枠体２０の左右突き当て２２間に帯状の偏光板本体１０を配置する。続いて、偏光板本体１０上に板バネ４０を置くとともに偏光板本体１０の長手方向に張力を与えながら、板バネ４０の上に枠体３０を配置する。その際、板バネ４０の弾性力を利用して枠体２０上の偏光板本体１０の周囲に張力を与えながら、枠体２０の左右突き当て２２を枠体３０の切り欠き３２に位置させ、左右の突き当て２２のフック２２Ａをその可撓性を利用して枠体３０の切り欠き３２縁部にかみ合わせ、１対の枠体２０，３０並びにそれら枠体間の部材を固定する。なお、偏光板本体１０に対する長手方向の張力は、枠体２０の上下縁部と枠体３０の折り曲げ辺３４との嵌合を利用して付与することができる。このようにして、組み上がった偏光板を枠体３０側から見たものを図５の中段に、枠体２０側から見たものを図５の最下段にそれぞれ示した。なお、帯状の偏光板本体１０の枠体２０，３０よりはみ出した分は最後に切断されて除かれる。
【００１８】
実施例１〜４に示した偏光板によれば、偏光板本体１０の実際の利用に供される偏光領域が解放状態となるため粘着剤等が不要となり、従来その部分にあった粘着剤等による熱抵抗がなくなって放熱性が上がる。また、偏光板本体１０の偏光領域の両面に直接空気が当たるため、熱抵抗が低減されて放熱性が上がる。また、偏光板本体１０の全面をガラス基板に貼り付けた従来の偏光板に比べて、偏光板本体１０の取り外しが容易である。さらに、偏光板本体１０が枠体に張力を与えられながら固定されているため、偏光軸の位置ずれも起こり難い。
【００１９】
なお、上記実施例１〜４の偏光板はあくまでも例示であり、本発明の基本形態の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、以下のような構成も可能である。
・枠体２０，３０や板バネ４０の形状は、必ずしも４辺を有した矩形である必要はなく、偏光板本体１０の周辺を支持して偏光板本体１０を保持でき、かつ偏光板本体１０の偏光領域となる光入射面及び光出射面が開放される形状となるものを適宜利用してよい。
・偏光板本体１０と枠体２０とは、板バネ４０に代えて又は板バネ４０とともに、粘着剤又は接着剤で固定することができる。このようにしても、粘着剤又は接着剤が介在する面積は従来の全面固着の場合に比べてかなり減少しており、放熱性の改善はかなり期待できる。ただし、板バネ４０を省略する場合には、板バネ４０を利用して偏光板本体１０に付与していた引張力を別の手段で付与しながら、偏光板の組み付けを行う必要がある。
・また、偏光板本体１０の光入射面及び光出射面には、光の有効利用を図る点から反射防止膜を被膜してもよい。
・枠体２０と枠体３０とは、上記のフックやネジによる固定の他に、熱や超音波を利用した溶着固定としてもよい。
・偏光板本体１０が板バネ４０で枠体２０に固定されている場合には、枠体３０を用いないで偏光板本体１０の片面だけに枠体がある構成としてもよい。
【００２０】
（２）プロジェクタ
次に、本発明のプロジェクタの実施形態を説明する。図６は、本発明の実施形態に係るプロジェクタの光学系全体を平面的に見た概略構成図である。このプロジェクタは、照明光学系１００と、ダイクロイックミラー２１０，２１２と、反射ミラー２２０，２２２，２２４と、入射側レンズ２３０と、リレーレンズ２３２と、３枚のフィールドレンズ２４０，２４２，２４４と、３枚の液晶パネル２５０，２５２，２５４と、各液晶パネルの出射側及び入射側にそれぞれ配置された偏光板２５１，２５３，２５５，２５６，２５７，２５８と、クロスダイクロイックプリズム２６０と、投写光学系（投写レンズ）２７０とを備えている。そしてここでは、上記偏光板２５１，２５３，２５５，２５６，２５７，２５８に、前述した実施例１〜４のいずれかの偏光板を採用する。
【００２１】
照明光学系１００は、ほぼ平行な光線束を射出する光源１１０と、第１のレンズアレイ１２０と、第２のレンズアレイ１３０と、偏光変換素子１４０と、反射ミラー１５０と、重畳レンズ１６０とを備えている。第１のレンズアレイ１２０と第２のレンズアレイ１３０とは、３枚の液晶パネル２５０，２５２，２５４をほぼ均一に照明するためのインテグレータ光学系を構成している。
【００２２】
光源１１０は、放射状の光線を射出する放射光源としての光源ランプ１１２と、光源ランプ１１２から射出された放射光をほぼ平行な光線束として射出する凹面鏡１１４とを有している。光源ランプ１１２としては、通常、メタルハライドランプや高圧水銀灯等の高圧放電灯が用いられる。凹面鏡１１４としては、放物面鏡を用いることが好ましい。なお、放物面鏡に代えて、楕円面鏡や球面鏡等も用いることができる。
【００２３】
第１のレンズアレイ１２０は複数の第１の小レンズ１２２で構成されている。第２のレンズアレイ１３０は、複数の第１の小レンズ１２２のそれぞれに対応する複数の第２の小レンズ１３２で構成されている。光源１１０から射出された略平行光な光線束は、第１と第２のレンズアレイ１２０，１３０によって、複数の部分光線束に分割されて偏光変換素子１４０に入射する。偏光変換素子１４０は、非偏光な光を所定の直線偏光光、例えば、ｓ偏光光あるいはｐ偏光光に変換して射出する機能を有している。従って、偏光変換素子１４０に入射した複数の部分光線束は、それぞれ所定の直線偏光光に変換されて射出される。偏光変換素子１４０から射出された複数の部分光線束は、反射ミラー１５０で反射されて重畳レンズ１６０に入射する。重畳レンズ１６０に入射した複数の部分光線束は、重畳レンズ１６０の重畳作用によって、照明領域である液晶パネル２５０，２５２，２５４上でほぼ重畳される。この結果、各液晶パネル２５０，２５２，２５４は、ほぼ均一に照明されることになる。
【００２４】
２枚のダイクロイックミラー２１０，２１２は、照明光学系１００から射出された光を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色光に分離する色光分離光学系２１４を構成している。第１のダイクロイックミラー２１０は、照明光学系１００から射出された光の赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。
【００２５】
第１のダイクロイックミラー２１０を透過した赤色光は、反射ミラー２２０で反射され、フィールドレンズ２４０を通って赤光用の液晶パネル２５０に達する。このフィールドレンズ２４０は、通過した各部分光線束が、各部分光線束の主光線（中心軸）に平行な光束となるように集光する機能を有している。他の液晶パネルの前に設けられたフィールドレンズ２４２，２４４も同様に作用する。
【００２６】
第１のダイクロイックミラー２１０で反射された青色光と緑色光のうちで、緑色光は第２のダイクロイックミラー２１２によって反射され、フィールドレンズ２４２を通って緑光用の液晶パネル２５２に達する。一方、青色光は、第２のダイクロイックミラー２１２を透過し、入射側レンズ２３０と、リレーレンズ２３２および反射ミラー２２２，２２４を備えたリレーレンズ系を通過する。リレーレンズ系を通過した青色光は、さらにフィールドレンズ２４４を通って青色光用の液晶パネル２５４に達する。
【００２７】
なお、青色光にリレーレンズ系が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いために発生する光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ２３０に入射した青色光をそのまま、射出側レンズ（フィールドレンズ）２４４に伝えるためである。
【００２８】
電気光学装置である３枚の液晶パネル２５０，２５２，２５４は、それぞれに入射する各色光を、与えられた画像信号に応じて画像を形成するための光に変換して射出する光変調装置としての機能を有する。なお、この液晶パネル２５０，２５２，２５４の光入射側には偏光板２５６，２５７，２５８が有り、また、液晶パネル２５０，２５２，２５４の光出射側には偏光板２５１，２５３，２５５がそれぞれ設けられていて、それにより各色光の偏光方向が調整されている。
【００２９】
クロスダイクロイックプリズム２６０は、３枚の液晶パネル２５０，２５２，２５４から射出された３色の色光を合成する色光合成光学系としての機能を有する。クロスダイクロイックプリズム２６０には、赤光を反射する誘電体多層膜と、青光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を投写するための合成光が形成される。クロスダイクロイックプリズム２６０で生成された合成光は、投写光学系２７０の方向に射出される。投写光学系２７０は、この合成光を投写スクリーン３００上に投写して、カラー画像を表示する。
【００３０】
次に、上記偏光板２５１，２５３，２５５、２５６，２５７，２５８の取り付け態様について説明しておく。図７はこれら偏光板の取り付け態様の一例を示す液晶パネル付近の斜視図、図８は図７における偏光板の位置関係を示す液晶パネル付近の平面図であり、これらの図を基に説明する。なお、図７、図８において、図６と同一符号は同一物を示すものとする。
【００３１】
クロスダイクロイックプリズム２６０は、投写光学系２７０の近傍において、プロジェクタの光学系を構成する各種光学要素を取り付けるライトガイド２９０に固定されている。また、各液晶パネル２５０，２５２，２５４は、クロスダイクロイックプリズム２６０の各光入射面に取り付けられたスペーサとしても機能する取付板２８０及びネジ２８５を利用してクロスダイクロイックプリズム２６０と隙間を介して一体に固定されている。さらに、液晶パネル２５０，２５２，２５４と各取付板２８０との間には、各液晶パネル２５０，２５２，２５４からの出射光を偏光する偏光板２５１，２５３，２５５が、それら偏光板の両面にも隙間を有するようにして配置されている。これらの偏光板２５１，２５３，２５５は、例えば取付板２８０に取り付けて固定することができる。一方、各液晶パネル２５０，２５２，２５４の光入射面側には、各液晶パネルへの入射光を偏光する偏光板２５６，２５７，２５８が、ライトガイド２９０に取り付けられている。そして、それらの偏光板２５６，２５７，２５８の光入射側に、フィールド２４０，２４２，２４４が、ライトガイド２９０に取り付けられて配置されている。
【００３２】
なお、液晶パネル２５０，２５２，２５４の下部には、図示していない吸気ファンが配置されており、プロジェクタ内部に吸引された空気が、液晶パネル２５０，２５２，２５４、各偏光板２５１，２５３，２５５，２５６，２５７，２５８の周囲を通過して上昇する構造としている。
【００３３】
上記プロジェクタによれば、液晶パネル２５０，２５２，２５４の両面、及び偏光板２５１，２５３，２５５、２５６，２５７，２５８を構成しているガラス基板の両面に当たる冷却空気の強制対流により、それら液晶パネル及び偏光板の放熱性が向上する。また、偏光板２５１，２５３，２５５、２５６，２５７，２５８の熱はそれを構成するフレームを介してライトガイド２９０へも熱伝導される。これにより、プロジェクタ内の放熱性が改善され、プロジェクタ内のファンの個数を減らすこと、ファンの回転数を減らしてファンの音を低減させること、更には画素ピッチや画素ずれを抑制することが可能となり、小型、低騒音、高輝度及び高画質のプロジェクタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る偏光板（実施例１）の分解構成図。
【図２】図１の偏光板の組付図。
【図３】本発明に係る偏光板（実施例２）の組付図。
【図４】本発明に係る偏光板（実施例３）の組付図。
【図５】本発明に係る偏光板（実施例４）の組付図。
【図６】本発明に係るプロジェクタの実施形態による光学系構成図。
【図７】偏光板の取り付け態様の一例を示す液晶パネル付近の斜視図。
【図８】図７の偏光板の位置関係を示す液晶パネル付近の平面図。
【符号の説明】
１０…偏光板本体、１２…偏光板本体の光通過領域、 １３…穴、２０…枠体、２１…開口、２２…突き当て、２２Ａ…フック、２３…ダボ、３０…枠体、３１…開口、３２…切り欠き、３３…穴、３４…折り曲げ辺、４０…板バネ、４１…開口、４３…穴、５０…ネジ、１００…照明光学系、２１４…色光分離光学系、２４０，２４２，２４４…フィールドレンズ、２５０，２５２，２５４…液晶パネル、２５１，２５３，２５５，２５６，２５７，２５８…偏光板、２６０…クロスダイクロイックプリズム、２７０…投写光学系、３００…投写スクリーン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polarizing plate as an optical element and a projector using the same.
[0002]
[Prior art]
A polarizing plate used for an optical device such as a projector usually has a laminated structure in which a dye layer as a polarizing layer is sandwiched between resin layers from both sides. When polarizing, the polarizing plate absorbs unnecessary polarization components and converts the unnecessary polarization components into heat, so that the polarization characteristics of the polarization plate itself deteriorate and heat conduction occurs to elements around the polarization plate. In some cases, the characteristics of those elements may be degraded. Therefore, when attaching such a polarizing plate to a projector or the like, it is possible to use a glass plate attached to both sides or one side of the polarizing plate, and to radiate and absorb the heat absorbed by the polarizing plate to the glass substrate. (See, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-112022 (Claims 1 to 4, FIG. 3)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the past, since an adhesive or adhesive was applied to the entire surface of the polarizing plate and the polarizing plate and the glass substrate were adhered to each other, the adhesive or adhesive was placed between the polarizing plate and the glass substrate when heat was released from the polarizing plate to the glass substrate. (Hereinafter referred to as an adhesive or the like) intervenes and causes a decrease in heat radiation.
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a structure for further improving the heat dissipation of a polarizing plate including a polarizing plate body and a supporting member thereof, and further, a projector mounted with the polarizing plate having the improved heat dissipation. The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the polarizing plate of the present invention, the polarizing plate body for adjusting the polarization direction of light is fixed while being tensioned around a frame having an open central portion, and the polarizing region of the polarizing plate body is open. It is characterized by. By doing so, it is not necessary to apply an adhesive or the like to the polarizing region of the polarizing plate main body, so that the heat resistance due to the adhesive or the like at that portion is eliminated and the heat dissipation is improved. In addition, since air directly hits both surfaces of the polarizing region of the polarizing plate body, thermal resistance is reduced and heat dissipation is improved. Further, the main body of the polarizing plate is easier to remove than a conventional polarizing plate in which the entire surface of the main body of the polarizing plate is attached to a glass substrate. Furthermore, since the polarizing plate main body is fixed while being tensioned around the frame body whose central portion is opened, the displacement of the polarization axis of the polarizing plate main body is suppressed.
[0006]
In the above-mentioned polarizing plate, the periphery of the polarizing plate main body is fixed to the frame by a plate spring having a central portion opened, an adhesive or an adhesive. These make it possible to open the polarization region of the polarizing plate body.
[0007]
Further, in the above-mentioned polarizing plate, the frame comprises a pair of frames, and the polarizing plate body is sandwiched between the pair of frames. In this case, the pair of frames can be fixed by engagement of the frames, screws, or welding. Since the polarizing plate body is sandwiched between the frames in this manner, the polarizing plate body is stably held, so that its displacement and deformation can be suppressed.
[0008]
A projector according to the present invention includes an illumination optical system, a color light separation optical system that separates a light beam emitted by the illumination optical system into a plurality of color light beams, and an image that modulates each color light beam separated by the color light separation optical system. , A color light combining prism that combines the modulated luminous flux of each color, and a projection lens that projects the combined light, in a projector on the incident side and / or the emission side of the electro-optical device. A polarizing plate according to any one of the above is disposed. Thereby, the heat radiation of the polarizing plate in the projector is improved, so that the size of the projector can be reduced by reducing the number of fans and the like, and the deterioration of the pixel quality can be suppressed.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1) Polarizing Plate Hereinafter, embodiments of the polarizing plate of the present invention will be described in detail. The basic mode of the polarizing plate of the present invention uses the periphery of the polarizing plate body in a frame body in which a portion corresponding to the polarizing region (same as the light passing region) of the polarizing plate body is opened (or cut out). To fix the polarizing plate body. Thereby, almost all of the polarization region where the light of the polarizing plate body passes and polarization is actually performed is in an open state. The polarizing plate body is, for example, a thin sheet-like one comprising a polarizing layer formed by coating a dye on a PVA (polyvinyl alcohol) resin and a TAC (triacetyl cellulose) resin layer holding the polarizing layer from both sides. It is. The frame is usually made of a flexible metal or resin. Next, examples of such a polarizing plate will be described.
[0010]
Example 1
FIG. 1 is an exploded configuration diagram of a polarizing plate according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram for assembling the polarizing plate of FIG. The polarizing plate includes a polarizing plate main body 10, a pair of frames 20, 30 for sandwiching the polarizing plate main body 10, and the polarizing plate main body 10 inside the frames 20, 30 being replaced with any of the frames 20, 30. A fixed leaf spring 40 is provided. The frame bodies 20 and 30 and the leaf spring 40 have a rectangular shape in which the respective central portions corresponding to the polarization regions 12 of the polarizing plate main body 10 which are light passing ranges are opened. The openings of the members are indicated by reference numerals 21, 31, and 41, respectively. Abutments 22 each having a hook 22A that engages with an edge of the frame body 30 are provided upright on each side of the frame body 20. On the other hand, the abutment 22 enters each side of the frame body 30. Notches 32 are respectively formed. The polarizing plate body 10 is provided with a hole 13 for adjusting the polarization axis. The frame body 30 and the leaf spring 40 are also provided with holes 33 and 43 corresponding to the polarization axis adjustment holes 13, while the frame body 20 is provided with polarization axis adjustment holes for receiving the holes 13, 33 and 43. A dowel 23 is provided.
[0011]
The assembly of the above members is performed, for example, as shown in FIG. That is, the polarizing plate main body 10 and the leaf spring 40 are attached to the frame 20 while the adjustment holes 13 and 43 of the plate spring 40 are aligned with the dowel 23 for adjusting the polarization axis of the frame 20. 10. The plate spring 40 is attached in this order. Subsequently, the frame 30 is placed on the upper side of the leaf spring 40, and the polarizing plate body 10 and the leaf spring 40 are fixed to the frame 20. At this time, the holes 33 of the frame 30 are made to coincide with the dowels 23 for adjusting the polarization axis of the frame 20, and while the tension is applied to the periphery of the polarizing plate body 10 by using the elastic force of the leaf spring 40, Is positioned at the notch 32 of the frame 30. Finally, the hooks 22A of the buttresses 22 on the upper, lower, left and right sides are used at the edges of the corresponding notch 32 of the frame 30 by utilizing its flexibility. Engagement, the pair of frames 20, 30 and the members between these frames are fixed. The assembled polarizing plate is shown at the bottom of FIG.
[0012]
Example 2
FIG. 3 shows a modification of the polarizing plate of the first embodiment, in which the frame 20 and the frame 30 are fixed with screws instead of hooks. That is, this polarizing plate has no fixing means such as a hook at the abutment 22 of the frame body 20. Instead, screw holes are cut in the corresponding four corners of the frame bodies 20 and 30, and screw holes 50 are formed in those screw holes. Is screwed to fix the frame body 20 and the frame body 30 with screws. Therefore, in other respects, the configuration is the same as that of the polarizing plate of FIGS. However, here, holes through which screws pass are formed in advance at the four corners of the polarizing plate body 10 and the leaf spring 40.
[0013]
This polarizing plate can be assembled in the same manner as that shown in FIG. 2 except for the last screw fixing. That is, the polarizing plate main body 10 and the leaf spring 40 are attached to the frame 20 while the adjustment holes 13 and 43 of the plate spring 40 are aligned with the dowel 23 for adjusting the polarization axis of the frame 20. 10. The plate spring 40 is attached in this order. Subsequently, the frame 30 is placed on the upper side of the leaf spring 40, and the polarizing plate body 10 and the leaf spring 40 are fixed to the frame 20. At this time, the adjustment hole 33 of the frame 30 is made to coincide with the dowel 23 for adjusting the polarization axis of the frame 20, and the tension is applied to the periphery of the polarizing plate body 10 by using the elastic force of the leaf spring 40. Screws 50 are screwed into the screw holes at the four corners of the frames 20 and 30 to fix the frame 20 and the frame 30 and the members between these frames. FIGS. 3A and 3B are state diagrams when the assembled polarizing plate is viewed from the respective surfaces of the frame body 20 and the frame body 30. FIG.
[0014]
Example 3
FIG. 4 is an explanatory view for assembling a polarizing plate according to Embodiment 3 of the present invention. The polarizing plate includes a polarizing plate main body 10, a pair of frames 20, 30 for sandwiching the polarizing plate main body 10, and the polarizing plate main body 10 inside the frames 20, 30 being replaced with any of the frames 20, 30. A fixed leaf spring 40 is provided. The frame bodies 20 and 30 and the leaf spring 40 have a rectangular shape in which the respective central portions corresponding to the polarization regions of the polarizing plate body 10 which are the light transmission ranges are open. The openings of the members are indicated by reference numerals 21, 31, and 41, respectively. Abutments 22 having hooks 22A that engage with the left and right edges of the frame 30 are provided upright on the left and right sides of the frame 20, respectively, while the abutments 22 are provided on the left and right sides of the frame 30. Notches 32 are formed respectively.
[0015]
Assembling of each member in the third embodiment is performed, for example, as follows. First, the belt-shaped polarizing plate main body 10 is arranged between the abutments 22 on the left and right sides of the frame body 20. Subsequently, the frame 30 is placed on the plate spring 40 while placing the plate spring 40 on the plate main body 10 and applying tension in the longitudinal direction of the plate main body 10. At this time, while applying tension to the periphery of the polarizing plate body 10 on the frame 20 by using the elastic force of the leaf spring 40, the butting 22 of the frame 20 is positioned in the notch 32 of the frame 30, The hook 22A of the abutment 22 is engaged with the edge of the notch 32 of the frame 30 by utilizing its flexibility to fix the pair of frames 20, 30 and the members between the frames. Finally, by cutting off the portion of the belt-shaped polarizing plate body 10 that protrudes from the frame, a polarizing plate as shown in the lower part of FIG. 4 is completed. By doing so, tension is reliably applied to the polarizing plate body 10, and the effect of suppressing the displacement of the polarizing axis of the polarizing plate body 10 is further improved.
[0016]
Example 4
FIG. 5 is an explanatory view for assembling a polarizing plate according to Example 4 of the present invention. The polarizing plate includes a polarizing plate body 10, a pair of frames 20 and 30 sandwiching the polarizing plate body 10, and the polarizing plate body 10 in the frames 20 and 30 is replaced with one of the frames 20 and 30. A fixed leaf spring 40 is provided. The frame bodies 20 and 30 and the leaf spring 40 have a rectangular shape in which the respective central portions corresponding to the polarization regions of the polarizing plate body 10 that are light passage regions are open. The openings of the members are indicated by reference numerals 21, 31, and 41, respectively. Abutments 22 having hooks 22A that engage with the left and right edges of the frame 30 are provided upright on the left and right sides of the frame 20, respectively, while the abutments 22 are provided on the left and right sides of the frame 30. Notches 32 are formed respectively. Further, at the upper and lower sides of the frame 30, bent sides 34 to which the upper and lower edges of the frame 20 fit are provided.
[0017]
Assembling of each member in the fourth embodiment is performed, for example, as follows. First, the belt-shaped polarizing plate body 10 is arranged between the left and right abutments 22 of the frame body 20. Subsequently, the frame 30 is placed on the plate spring 40 while placing the plate spring 40 on the plate main body 10 and applying tension in the longitudinal direction of the plate main body 10. At this time, the left and right abutments 22 of the frame 20 are positioned in the cutouts 32 of the frame 30 while applying tension to the periphery of the polarizing plate body 10 on the frame 20 using the elastic force of the leaf spring 40, The hooks 22A of the left and right abutments 22 are engaged with the edges of the notches 32 of the frame 30 by utilizing its flexibility, and the pair of frames 20, 30 and members between the frames are fixed. In addition, the tension in the longitudinal direction with respect to the polarizing plate body 10 can be applied by using the fitting between the upper and lower edges of the frame 20 and the bent sides 34 of the frame 30. The assembled polarizing plate as viewed from the frame 30 is shown in the middle part of FIG. 5, and the assembled polarizing plate as viewed from the frame 20 is shown in the lowermost part of FIG. Note that the portion of the belt-shaped polarizing plate body 10 that protrudes from the frames 20 and 30 is finally cut and removed.
[0018]
According to the polarizing plates shown in Examples 1 to 4, since the polarizing region provided for the actual use of the polarizing plate body 10 is in an open state, an adhesive or the like is not required, and an adhesive or the like which has conventionally existed in that portion The thermal resistance is eliminated and the heat dissipation is improved. In addition, since air directly hits both surfaces of the polarizing region of the polarizing plate body 10, the heat resistance is reduced and the heat dissipation is improved. In addition, the polarizing plate body 10 can be easily removed as compared with a conventional polarizing plate in which the entire surface of the polarizing plate body 10 is attached to a glass substrate. Furthermore, since the polarizing plate main body 10 is fixed to the frame body while applying tension thereto, displacement of the polarization axis hardly occurs.
[0019]
The polarizing plates of Examples 1 to 4 are merely examples, and various changes can be made within the scope of the basic mode of the present invention. For example, the following configuration is also possible.
The shapes of the frame bodies 20 and 30 and the leaf springs 40 do not necessarily have to be rectangular with four sides, and can support the periphery of the polarizing plate body 10 and hold the polarizing plate body 10, and The light-incident surface and the light-exiting surface which become the polarization regions may be appropriately used.
The polarizing plate body 10 and the frame body 20 can be fixed with an adhesive or an adhesive instead of or together with the plate spring 40. Even in this case, the area where the pressure-sensitive adhesive or the adhesive is interposed is considerably reduced as compared with the case of the conventional full-surface fixing, and the improvement of the heat radiation can be expected considerably. However, when the plate spring 40 is omitted, it is necessary to assemble the polarizing plate while applying the tensile force applied to the polarizing plate body 10 using the plate spring 40 by another means.
In addition, the light incident surface and the light exit surface of the polarizing plate body 10 may be coated with an antireflection film from the viewpoint of effective use of light.
The frame body 20 and the frame body 30 may be welded and fixed using heat or ultrasonic waves in addition to the above-described fixing with the hooks and screws.
When the polarizing plate main body 10 is fixed to the frame 20 with the leaf spring 40, the frame may be provided only on one side of the polarizing plate main body 10 without using the frame 30.
[0020]
(2) Projector Next, an embodiment of the projector of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the entire optical system of the projector according to the embodiment of the present invention as viewed in plan. This projector includes an illumination optical system 100, dichroic mirrors 210 and 212, reflection mirrors 220, 222 and 224, an incident side lens 230, a relay lens 232, three field lenses 240, 242, 244, 3 Liquid crystal panels 250, 252, 254, polarizing plates 251, 253, 255, 256, 257, 258 disposed on the emission side and the incidence side of each liquid crystal panel, a cross dichroic prism 260, and a projection optical system ( 270). Here, any of the above-described polarizing plates of Examples 1 to 4 is adopted as the polarizing plates 251, 253, 255, 256, 257, 258.
[0021]
The illumination optical system 100 includes a light source 110 that emits a substantially parallel light beam, a first lens array 120, a second lens array 130, a polarization conversion element 140, a reflection mirror 150, and a superposition lens 160. Have. The first lens array 120 and the second lens array 130 constitute an integrator optical system for illuminating the three liquid crystal panels 250, 252, 254 almost uniformly.
[0022]
The light source 110 has a light source lamp 112 as a radiation light source that emits a radial light beam, and a concave mirror 114 that emits the radiation light emitted from the light source lamp 112 as a substantially parallel light beam. As the light source lamp 112, a high-pressure discharge lamp such as a metal halide lamp or a high-pressure mercury lamp is usually used. As the concave mirror 114, a parabolic mirror is preferably used. Note that an ellipsoidal mirror, a spherical mirror, or the like can be used instead of the parabolic mirror.
[0023]
The first lens array 120 includes a plurality of first small lenses 122. The second lens array 130 includes a plurality of second small lenses 132 corresponding to each of the plurality of first small lenses 122. The substantially parallel light beam emitted from the light source 110 is split into a plurality of partial light beams by the first and second lens arrays 120 and 130 and enters the polarization conversion element 140. The polarization conversion element 140 has a function of converting non-polarized light into predetermined linearly polarized light, for example, s-polarized light or p-polarized light, and emitting the same. Therefore, the plurality of partial light beams that have entered the polarization conversion element 140 are respectively converted into predetermined linearly polarized light and emitted. The plurality of partial light beams emitted from the polarization conversion element 140 are reflected by the reflection mirror 150 and enter the superimposing lens 160. The plurality of partial light beams incident on the superimposing lens 160 are almost superimposed on the liquid crystal panels 250, 252, and 254, which are illumination regions, by the superimposing action of the superimposing lens 160. As a result, the liquid crystal panels 250, 252, and 254 are almost uniformly illuminated.
[0024]
The two dichroic mirrors 210 and 212 constitute a color light separation optical system 214 that separates light emitted from the illumination optical system 100 into three color lights of red (R), green (G), and blue (B). ing. The first dichroic mirror 210 transmits the red light component of the light emitted from the illumination optical system 100 and reflects the blue light component and the green light component.
[0025]
The red light transmitted through the first dichroic mirror 210 is reflected by the reflection mirror 220 and passes through the field lens 240 to reach the liquid crystal panel 250 for red light. The field lens 240 has a function of condensing each of the passing partial light beams so as to be a light beam parallel to the principal ray (center axis) of each of the partial light beams. Field lenses 242 and 244 provided in front of the other liquid crystal panels operate similarly.
[0026]
Of the blue light and the green light reflected by the first dichroic mirror 210, the green light is reflected by the second dichroic mirror 212 and reaches the liquid crystal panel 252 for green light through the field lens 242. On the other hand, the blue light passes through the second dichroic mirror 212 and passes through the incident side lens 230 and the relay lens system including the relay lens 232 and the reflection mirrors 222 and 224. The blue light that has passed through the relay lens system further passes through a field lens 244 and reaches a liquid crystal panel 254 for blue light.
[0027]
The reason why the relay lens system is used for the blue light is to prevent a decrease in the light use efficiency generated due to the optical path length of the blue light being longer than the optical path lengths of the other color lights. . That is, this is for transmitting the blue light incident on the incident side lens 230 to the exit side lens (field lens) 244 as it is.
[0028]
The three liquid crystal panels 250, 252, and 254, which are electro-optical devices, are light modulators that convert each of the incident color lights into light for forming an image in accordance with a given image signal and emit the light. It has the function of The liquid crystal panels 250, 252, and 254 have polarizing plates 256, 257, and 258 on the light incident side, and the liquid crystal panels 250, 252, and 254 have polarizing plates 251, 253, and 255 on the light emitting side. Provided, whereby the polarization direction of each color light is adjusted.
[0029]
The cross dichroic prism 260 has a function as a color light combining optical system that combines three color lights emitted from the three liquid crystal panels 250, 252, and 254. In the cross dichroic prism 260, a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in an approximately X-shape at the interface between the four right-angle prisms. The three colored lights are combined by these dielectric multilayer films to form combined light for projecting a color image. The combined light generated by the cross dichroic prism 260 is emitted toward the projection optical system 270. The projection optical system 270 projects the combined light on the projection screen 300 to display a color image.
[0030]
Next, the manner of mounting the polarizing plates 251, 253, 255, 256, 257, 258 will be described. FIG. 7 is a perspective view of the vicinity of a liquid crystal panel showing an example of how these polarizing plates are attached, and FIG. 8 is a plan view of the vicinity of the liquid crystal panel showing the positional relationship of the polarizing plates in FIG. . 7 and 8, the same reference numerals as those in FIG. 6 indicate the same components.
[0031]
The cross dichroic prism 260 is fixed in the vicinity of the projection optical system 270 to a light guide 290 to which various optical elements constituting the optical system of the projector are attached. Further, each of the liquid crystal panels 250, 252, and 254 is integrated with the cross dichroic prism 260 through a gap using a mounting plate 280 and a screw 285 that also function as a spacer mounted on each light incident surface of the cross dichroic prism 260. Fixed to. Further, between the liquid crystal panels 250, 252, 254 and each mounting plate 280, polarizing plates 251, 253, 255 for polarizing light emitted from each of the liquid crystal panels 250, 252, 254 are provided on both surfaces of the polarizing plates. Are also arranged to have a gap. These polarizing plates 251, 253, 255 can be fixed, for example, by attaching them to a mounting plate 280. On the other hand, polarizing plates 256, 257, and 258 for polarizing light incident on each liquid crystal panel are attached to the light guide 290 on the light incident surface side of each of the liquid crystal panels 250, 252, and 254. Fields 240, 242, and 244 are mounted on the light guide 290 on the light incident side of the polarizing plates 256, 257, and 258.
[0032]
An intake fan (not shown) is disposed below the liquid crystal panels 250, 252, and 254, and the air sucked into the projector is supplied to the liquid crystal panels 250, 252, and 254, and the polarizing plates 251, 253, and 253. It is structured to pass around 255, 256, 257, 258 and rise.
[0033]
According to the projector, the forced convection of the cooling air impinging on both surfaces of the liquid crystal panels 250, 252, 254 and the glass substrates constituting the polarizing plates 251, 253, 255, 256, 257, 258 causes the liquid crystal panels 250, 252, 254 In addition, the heat radiation of the polarizing plate is improved. Further, the heat of the polarizing plates 251, 253, 255, 256, 257, 258 is also conducted to the light guide 290 via the frame constituting the polarizing plates. This improves the heat dissipation inside the projector, reducing the number of fans in the projector, reducing the number of fan revolutions to reduce fan noise, and suppressing pixel pitch and pixel shift. Thus, a compact, low-noise, high-brightness, and high-quality projector can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded configuration view of a polarizing plate (Example 1) according to the present invention.
FIG. 2 is an assembly diagram of the polarizing plate of FIG. 1;
FIG. 3 is an assembly diagram of a polarizing plate (Example 2) according to the present invention.
FIG. 4 is an assembly diagram of a polarizing plate (Example 3) according to the present invention.
FIG. 5 is an assembly diagram of a polarizing plate (Example 4) according to the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of an optical system according to an embodiment of the projector according to the invention.
FIG. 7 is a perspective view of the vicinity of a liquid crystal panel showing an example of a mounting mode of a polarizing plate.
FIG. 8 is a plan view of the vicinity of a liquid crystal panel showing a positional relationship of the polarizing plate of FIG. 7;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Polarizing plate main body, 12 ... Light transmission area of a polarizing plate main body, 13 ... Hole, 20 ... Frame body, 21 ... Opening, 22 ... Butting, 22A ... Hook, 23 ... Dowel, 30 ... Frame body, 31 ... Opening 32, notch, 33, hole, 34, bending side, 40, leaf spring, 41, opening, 43, hole, 50, screw, 100, illumination optical system, 214, color light separation optical system, 240, 242, 244 ... field lens, 250, 252, 254 ... liquid crystal panel, 251, 253, 255, 256, 257, 258 ... polarizing plate, 260 ... cross dichroic prism, 270 ... projection optical system, 300 ... projection screen
