【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】
プロジェクタ等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、光通過の際、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等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、従来は偏光板のほぼ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、それが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体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利用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の光入射面及び光出射面を前記偏光板本体より熱伝導率の高い対向する一対のガラス基板により直接密着挟持したことを特徴とする。その場合、前記ガラス基板は、サファイア、水晶、蛍石等の単結晶ガラス材料から製造されるのが好ましい。これによれば、偏光板本体とガラス基板との間に粘着剤や接着剤が介在しないためその分の熱抵抗がなくなって、偏光板本体からガラス基板への熱伝導性が向上する。また、粘着剤や接着剤がなくなったことでその分光透過性がよくなり、従来に比べて発熱量も低減させることができる。
【０００６】
なお、前記偏光板本体の光入射面及び光出射面周囲には反射防止膜を被膜するのが好ましい。また、前記ガラス基板の各面には反射防止膜を被膜するのが好ましい。これらにより、光の反射が抑制されて光の利用効率が向上する。
【０００７】
また、前記偏光板本体の光通過領域より前記ガラス基板の方が大きな面積を有することを特徴とする。こうすることで、偏光板本体からガラス基板への熱伝導が、小さな領域から大きな領域へ広がる熱伝導となって熱抵抗が下がり、放熱性が向上する。
また、前記偏光板本体及び前記ガラス基板を、前記偏光板本体の光通過領域に対応する部分が開口したフレームに一体固定してもよい。これによれば、フレームを利用して偏光板本体の偏光軸のズレを抑制することや、フレームを介して偏光板の熱を偏光板取り付け筐体へ熱伝導することが可能となる。
なお、前記フレームは対向する一対のフレームとしてもよい。
【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／及び出射側の空気流路中に上記いずれかの偏光板を配置したことを特徴とする。これにより、プロジェクタ内部の偏光板の放熱性が向上するため、ファンの個数を削減したりファンの回転数を減らしたりできるのでプロジェクタの小型化、低騒音化が図れるとともに、偏光板の信頼性が増して画素品質の劣化も抑制できる。
【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、光の偏光方向を調整する偏光板本体を、その偏光板本体より熱伝導率の高い対向する一対のガラス基板に挟んでサンドイッチ状に密着保持するようにしたものである。この場合、偏光板本体とガラス基板とは、接着剤等を介さずに直接当接させる。なお、一対のガラス基板は、熱伝導性が良好な、サファイア、水晶、蛍石等の単結晶ガラス材料から製造するのが好ましい。また、一対のガラス基板の各々は同じ材質のものであっても、異なる材質のものであってもかまわない。
【００１０】
実施例１．
図１は本発明の偏光板の実施例１に係る分解構成図、図２は図１の偏光板の組付図である。この偏光板は、偏光板本体１０、偏光板本体１０を挟持する偏光板本体１０より熱伝導率の高い対向する一対のガラス基板２０，３０、偏光板本体１０及び一対のガラス基板２０，３０の左右縁部が当接する突き当て４１が形成され、偏光板本体１０の光通過部分１２に対応する部分が開口された矩形状のフレーム４０、そして偏光板本体１０、ガラス基板２０，３０及びフレーム４０を一体的に固定するため対向片がバネ性を有するコの字状の押さえバネ５０からなる。
【００１１】
上記各部材の組み付けは、例えば以下のように行われる。すなわち、フレーム４０の左右突き当て４１をガイドにしながら、ガラス基板２０、偏光板本体１０、ガラス基板３０を、その順でフレーム４０上に配置する。その後、押さえバネ５０の開口部を、ガラス基板２０、偏光板本体１０及びガラス基板３０の積層表面に沿って押さえバネ５０の開口部底面５１とフレーム４０の突き当て４１とが当接するまで押し込み、最後に、押さえバネ５０のバネ作用を利用して、フレーム４０、ガラス基板２０、偏光板本体１０及びガラス基板３０を一体に固定する。このようにして組上がった偏光板が図２に示されている。
なお、フレーム４０の突き当て４１は偏光板本体１０の偏光軸の位置ズレを抑制する作用も果たしており、従って、突き当てをフレーム４０の左右辺に加えて上下辺にも設けておくと、偏光板本体１０の偏光軸のズレをより一層抑制できる。
【００１２】
実施例２
図３は本発明の偏光板の実施例２に係る組付図である。これは、偏光板本体１０のガラス基板２０，３０による挟持を、一対のフレーム６０，７０を利用して行った例である。すなわち、偏光板本体１０を一対のガラス基板２０，３０の間に挟んだ状態で、それらを偏光板の光通過部分に対応する部分が開口した対向する一対のフレーム６０，７０により挟持する。この場合、フレーム６０の上下左右辺には、偏光板本体１０、ガラス基板２０，３０及びフレーム７０の縁部に当接する突き当て６１が立設されており、これによって、偏光板本体１０、ガラス基板２０，３０がフレーム６０内に位置決めされる。さらに、左右辺の突き当て６１にはフレーム７０の左右縁部と噛み合うフック６１Ａが形成されており、このフック６１Ａとフレーム７０縁部との噛み合いにより、偏光板本体１０、ガラス基板２０，３０及びフレーム６０，７０が一体に固定される。
【００１３】
実施例３
図４も偏光板本体１０のガラス基板２０，３０による挟持を、一対のフレーム８０，９０を利用して行った例である。実施例２との相違は、一対のフレーム８０，９０間における部材の固定をフックではなく、フレーム８０，９０の四隅に配したネジ９５の締め付けにより行って、偏光板本体１０、ガラス基板２０，３０及びフレーム８０，９０を一体に固定したものである。従って、それに関連する部分以外の構成は、実施例２と同じである。
【００１４】
ところで、偏光板を構成している偏光板本体１０は、例えば図５のような構造となっている。この偏光板本体１０は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）と染料とからなる偏光層（厚さ約３０μｍ）の両面に、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）からなる支持層（厚さ約８０μｍ）が積層された薄いシート状となっている。なお、トリアセチルセルロースには、可視光線の範囲で９０％以上の透過率を持つものがあり、それを利用することで、熱吸収による発熱を最小限に抑えることができる。また、トリアセチルセルロースの空気対面層には、通常、反射防止膜を施す。このような偏光板本体１０を一対のガラス基板で密着挟持する本発明の偏光板においては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）からなる支持層の厚さを従来の半分程度まで薄くしても偏光層を所定の形状に保持することが可能となる。そのため、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）の厚みを４０μｍ程度まで薄くしてその熱抵抗を低減させ、偏光板本体１０の放熱性を向上させることができる。
【００１５】
また、図５の構成の偏光板本体１０を用いた実施例１〜３の偏光板における、偏光板本体１０から外気に至るまでの熱回路網は、例えば図６のように示すことができる。すなわち、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）と染料とからなる偏光層が発熱源であり、その偏光層の両面にトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）及び反射防止膜（ＡＲコート）による熱抵抗があり、そして、それらに直列に一対のガラス基板２０，３０による熱抵抗がある。また、ガラス基板２０，３０に密着固定されているフレーム４０，６０，７０，８０，９０等による熱抵抗が、ガラス基板２０，３０の熱抵抗に直列に加わる。さらに、ガラス基板２０，３０及びフレーム４０，６０，７０，８０，９０等には、組み込まれた機器の内部空気による熱抵抗と外部空気による熱抵抗が存在する（偏光板が光学機器内に組み込まれた場合）。実施例１〜３の偏光板の場合、この熱回路網に従って、偏光層で発生した熱がガラス基板２０，３０の両面に伝導して放熱し、又フレーム４０，６０，７０，８０，９０にも伝導して放熱するため、熱の伝導効率が向上する。
【００１６】
実施例１〜３の偏光板によれば、偏光板本体１０とガラス基板２０，３０との間に粘着剤や接着剤を介在させることなくそれらを直接密着させているので、粘着剤や接着剤に対応する熱抵抗がなくなって、偏光板本体１０からガラス基板２０，３０への熱伝導性が向上する。また、粘着剤や接着剤がなくなったことでその分光透過性がよくなり、従来に比べて偏光板の発熱量も低減できる。また、偏光板本体１０を両面からガラス基板２０，３０で挟持するため、偏光板本体１０を構成している偏光板支持基材（上記のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ））を従来の場合より薄くでき、その結果、その熱抵抗が低減できて偏光板本体１０からガラス基板２０，３０への熱伝導性が向上する。さらに、偏光板本体１０からガラス基板２０，３０の両面に熱伝導するため、偏光板本体１０表面からガラス基板２０，３０を経て大気中に至る放熱経路の熱抵抗が少なくなって放熱性が向上する。
また、突き当て４１，６１，８１を備えたフレーム４０，６０，７０，８０，９０により、偏光板本体１０及びガラス基板２０，３０を位置決め固定しているため、偏光板本体１０の偏光軸のズレも抑制できる。
また、ガラス基板２０，３０は、偏光板本体１０から容易に取り外しができるので、それらのガラス基板の再利用も可能となる。
さらに、上記構成の場合、使用するガラス基板２０，３０の厚みを増すことで防塵ガラスとしての機能も持たせることが可能となる利点も有する。
【００１７】
なお、上記実施例１〜３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さらに種々の変更が可能である。例えば、以下のような構成が可能である。
偏光板本体１０を挟持した一対のガラス基板２０，３０は、押さえバネ、テープ、接着剤等を利用して、フレームを用いることなく、それらを一体に固定することができる。
フレーム４０，６０，７０，８０，９０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の光通過領域に対応した部分が開口又は開放されている任意の形状としてよい。ただし、偏光板本体１０及びガラス基板２０，３０を位置決めできるガイド（例えば、偏光板本体１０及びガラス基板２０，３０の外縁が当接する突部、あるいは偏光板本体１０及びガラス基板２０，３０の外縁が嵌る溝）をできるだけ多く備えておくと、組付けが容易になることに加えて、偏光板本体１０の偏光軸のズレも抑制可能となる。
ガラス基板２０，３０の各面には、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。
ガラス基板２０，３０と一体に固定されるフレーム６０，７０，８０，９０が一対の樹脂製の場合、それらのフレーム同士の固定は、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することもできる。
【００１８】
（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７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１〜３のいずれかの偏光板を採用する。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。なお、図８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９は図８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８、図９において、図７と同一符号は同一物を示すものとする。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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の熱はそれらのフレーム４０，６０，７０，８０，９０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。
【００３２】
なお、上記プロジェクタでは、ランプからの光を複数の部分光束に分割する２つのレンズアレイを用いていたが、本発明はそのようなレンズアレイを用いないプロジェクタにも適用できる。また、液晶パネルは、赤、緑、青色光に対応して３個用いられたが、１個、２個、または４個以上用いたプロジェクタとしても良い。また、上記プロジェクタでは、本発明の偏光板を液晶パネル２５０，２５２，２５４の入射側及び出射側の両側に配置したが、その片側だけを本発明の偏光板とする構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態実施例１に係る偏光板の分解構成図。
【図２】図１の偏光板の組付図。
【図３】本発明の実施形態実施例２に係る偏光板の組付図。
【図４】本発明の実施形態実施例３に係る偏光板の組付図。
【図５】偏光板に組み込まれる偏光板本体の構造例示図。
【図６】実施例１〜３の偏光板における熱回路網図。
【図７】本発明の実施形態に係るプロジェクタの光学系構成図。
【図８】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９】図８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、２０，３０…一対のガラス基板、４０…フレーム、４１…突き当て、５０…押さえバネ、５１…押さえバネの開口部底面、６０，７０…一対のフレーム、６１…突き当て、６１Ａ…突き当てのフック、８０，９０…一対のフレーム、８１…突き当て、９５…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. The polarizing plate absorbs unnecessary polarized light components and converts the unnecessary polarized light components into heat when passing light, so that the polarization characteristics of the polarizing plate itself deteriorate and heat conduction to the elements around the polarizing plate is prevented. This may degrade the characteristics of those elements. Therefore, when attaching such a polarizing plate to a projector or the like, a glass substrate may be attached to both surfaces or one surface of the polarizing plate, and the heat absorbed by the polarizing plate may be released to the glass substrate and radiated. (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, an adhesive or pressure-sensitive adhesive was applied to almost the entire surface of the polarizing plate, and the polarizing plate and the glass substrate were adhered to each other. Heat resistance by an agent (hereinafter referred to as an adhesive or the like) is interposed, which causes a reduction 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 comprising a polarizing plate main body and a support thereof, and further uses a polarizing plate having the improved heat dissipation. The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The polarizing plate of the present invention is characterized in that the light incident surface and the light emitting surface of the polarizing plate main body for adjusting the polarization direction of light are directly tightly sandwiched between a pair of opposed glass substrates having higher thermal conductivity than the polarizing plate main body. And In that case, it is preferable that the glass substrate is manufactured from a single crystal glass material such as sapphire, quartz, and fluorite. According to this, since no pressure-sensitive adhesive or adhesive is interposed between the polarizing plate main body and the glass substrate, there is no thermal resistance to that extent, and the thermal conductivity from the polarizing plate main body to the glass substrate is improved. Further, since the pressure-sensitive adhesive and the adhesive are eliminated, the spectral transmittance is improved, and the calorific value can be reduced as compared with the related art.
[0006]
In addition, it is preferable to coat an antireflection film around the light incident surface and the light exit surface of the polarizing plate body. Preferably, each surface of the glass substrate is coated with an antireflection film. Thus, the reflection of light is suppressed, and the light use efficiency is improved.
[0007]
Further, the glass substrate has a larger area than the light passage region of the polarizing plate body. By doing so, the heat conduction from the polarizing plate main body to the glass substrate becomes a heat conduction spreading from a small area to a large area, thereby reducing the thermal resistance and improving the heat dissipation.
Further, the polarizing plate body and the glass substrate may be integrally fixed to a frame having an opening corresponding to a light passage area of the polarizing plate body. According to this, it is possible to suppress the deviation of the polarization axis of the polarizing plate main body by using the frame, and to conduct heat of the polarizing plate to the polarizing plate mounting casing through the frame.
The frame may be a pair of frames facing each other.
[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. It is characterized in that any one of the above polarizing plates is arranged in the air flow path. This improves the heat dissipation of the polarizing plate inside the projector, so that the number of fans and the number of rotations of the fan can be reduced, so that the size and noise of the projector can be reduced, and the reliability of the polarizing plate can be improved. In addition, deterioration of 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 is such that a polarizing plate body for adjusting the polarization direction of light is sandwiched and held between a pair of facing glass substrates having higher thermal conductivity than the polarizing plate body. Things. In this case, the polarizing plate body and the glass substrate are brought into direct contact with each other without using an adhesive or the like. Note that the pair of glass substrates is preferably manufactured from a single crystal glass material having good thermal conductivity, such as sapphire, quartz, and fluorite. Further, each of the pair of glass substrates may be made of the same material or different materials.
[0010]
Embodiment 1 FIG.
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 assembly diagram of the polarizing plate of FIG. The polarizing plate includes a polarizing plate body 10, a pair of opposed glass substrates 20, 30 having higher thermal conductivity than the polarizing plate body 10 sandwiching the polarizing plate body 10, and a pair of the polarizing plate body 10 and the pair of glass substrates 20, 30. A rectangular frame 40 having abutment 41 with which the left and right edges abut is formed, and a portion corresponding to the light passing portion 12 of the polarizing plate body 10 is opened, and the polarizing plate body 10, the glass substrates 20, 30 and the frame 40 Is integrally formed of a U-shaped pressing spring 50 having a spring property.
[0011]
The assembling of the above members is performed, for example, as follows. That is, the glass substrate 20, the polarizing plate body 10, and the glass substrate 30 are arranged on the frame 40 in this order while using the left and right abutments 41 of the frame 40 as a guide. Thereafter, the opening of the holding spring 50 is pushed along the laminated surface of the glass substrate 20, the polarizing plate body 10, and the glass substrate 30 until the bottom surface 51 of the opening of the holding spring 50 and the abutment 41 of the frame 40 come into contact with each other. Finally, the frame 40, the glass substrate 20, the polarizing plate body 10, and the glass substrate 30 are integrally fixed by utilizing the spring action of the pressing spring 50. FIG. 2 shows the assembled polarizing plate.
The abutment 41 of the frame 40 also has a function of suppressing the displacement of the polarization axis of the polarizing plate body 10. Therefore, if the abutment is provided not only on the left and right sides of the frame 40 but also on the upper and lower sides, the polarization The deviation of the polarization axis of the plate body 10 can be further suppressed.
[0012]
Example 2
FIG. 3 is an assembly diagram according to a second embodiment of the polarizing plate of the present invention. This is an example in which the polarizing plate body 10 is sandwiched between the glass substrates 20 and 30 using a pair of frames 60 and 70. That is, in a state where the polarizing plate body 10 is sandwiched between the pair of glass substrates 20 and 30, they are sandwiched by a pair of opposed frames 60 and 70 each having an opening at a portion corresponding to a light passing portion of the polarizing plate. In this case, on the upper, lower, left and right sides of the frame 60, abutments 61 that abut against the edges of the polarizing plate main body 10, the glass substrates 20, 30 and the frame 70 are erected, whereby the polarizing plate main body 10, the glass Substrates 20, 30 are positioned within frame 60. Further, hooks 61A that mesh with the left and right edges of the frame 70 are formed in the buttings 61 on the left and right sides, and the hooks 61A and the edges of the frame 70 mesh with each other, so that the polarizing plate main body 10, the glass substrates 20, 30, and The frames 60 and 70 are fixed integrally.
[0013]
Example 3
FIG. 4 also shows an example in which the polarizing plate body 10 is sandwiched between the glass substrates 20 and 30 using a pair of frames 80 and 90. The difference from the second embodiment is that the members between the pair of frames 80 and 90 are fixed not by hooks but by screws 95 disposed at the four corners of the frames 80 and 90, so that the polarizing plate body 10, the glass substrate 20, 30 and frames 80 and 90 are integrally fixed. Therefore, the configuration other than the parts related thereto is the same as that of the second embodiment.
[0014]
Incidentally, the polarizing plate body 10 constituting the polarizing plate has a structure as shown in FIG. 5, for example. The polarizing plate body 10 has a thin structure in which a support layer (thickness of about 80 μm) made of triacetyl cellulose (TAC) is laminated on both surfaces of a polarizing layer (thickness of about 30 μm) made of polyvinyl alcohol (PVA) and a dye. It has a sheet shape. Some of the triacetyl celluloses have a transmittance of 90% or more in the visible light range, and by using such materials, heat generation due to heat absorption can be minimized. Further, an antireflection film is usually applied to the air-facing layer of triacetyl cellulose. In the polarizing plate of the present invention in which the polarizing plate body 10 is tightly sandwiched between a pair of glass substrates, even if the thickness of the support layer made of triacetylcellulose (TAC) is reduced to about half of the conventional thickness, the polarizing layer is formed. It is possible to maintain a predetermined shape. Therefore, the thickness of triacetyl cellulose (TAC) can be reduced to about 40 μm to reduce its thermal resistance and improve the heat dissipation of the polarizing plate body 10.
[0015]
Further, in the polarizing plates of Examples 1 to 3 using the polarizing plate main body 10 having the configuration of FIG. 5, a thermal circuit network from the polarizing plate main body 10 to the outside air can be illustrated, for example, as illustrated in FIG. 6. That is, a polarizing layer composed of polyvinyl alcohol (PVA) and a dye is a heat source, and both surfaces of the polarizing layer have thermal resistance due to triacetyl cellulose (TAC) and an antireflection film (AR coating). There is a thermal resistance due to the pair of glass substrates 20 and 30 in series. Further, the thermal resistance of the frames 40, 60, 70, 80, 90, etc., which are fixed to the glass substrates 20, 30, is added in series to the thermal resistance of the glass substrates 20, 30. Furthermore, the glass substrates 20, 30 and the frames 40, 60, 70, 80, 90, etc. have a thermal resistance due to the internal air of the incorporated device and a thermal resistance due to the external air (the polarizing plate is incorporated in the optical device). If you do). In the case of the polarizing plates of Examples 1 to 3, the heat generated in the polarizing layer is conducted to both surfaces of the glass substrates 20 and 30 to dissipate heat according to the thermal circuit network, and is transmitted to the frames 40, 60, 70, 80 and 90. Also, heat is conducted and heat is dissipated, so that heat conduction efficiency is improved.
[0016]
According to the polarizing plates of Examples 1 to 3, since the polarizing plate body 10 and the glass substrates 20 and 30 are directly adhered to each other without interposing an adhesive or an adhesive, the adhesive or the adhesive is used. And the thermal conductivity from the polarizing plate body 10 to the glass substrates 20 and 30 is improved. In addition, since the adhesive and the adhesive are eliminated, the spectral transmittance is improved, and the calorific value of the polarizing plate can be reduced as compared with the related art. Further, since the polarizing plate body 10 is sandwiched between the glass substrates 20 and 30 from both sides, the polarizing plate supporting base material (the above-mentioned triacetyl cellulose (TAC)) constituting the polarizing plate body 10 can be made thinner than in the conventional case. As a result, the thermal resistance can be reduced, and the thermal conductivity from the polarizing plate body 10 to the glass substrates 20, 30 improves. Furthermore, since heat is conducted from the polarizing plate body 10 to both surfaces of the glass substrates 20 and 30, the heat resistance of a heat dissipation path from the surface of the polarizing plate body 10 to the atmosphere via the glass substrates 20 and 30 is reduced, and heat dissipation is improved. I do.
Further, since the polarizing plate main body 10 and the glass substrates 20, 30 are positioned and fixed by the frames 40, 60, 70, 80, 90 provided with the abutments 41, 61, 81, the polarization axis of the polarizing plate main body 10 is fixed. Deviation can also be suppressed.
In addition, since the glass substrates 20 and 30 can be easily removed from the polarizing plate main body 10, the glass substrates can be reused.
Further, in the case of the above configuration, there is an advantage that the function as dustproof glass can be provided by increasing the thickness of the glass substrates 20 and 30 to be used.
[0017]
The polarizing plates of Examples 1 to 3 are merely examples, and various modifications can be made within the scope of the basic mode of the present invention. For example, the following configuration is possible.
The pair of glass substrates 20 and 30 holding the polarizing plate body 10 can be integrally fixed without using a frame by using a pressing spring, a tape, an adhesive, or the like.
The shapes of the frames 40, 60, 70, 80, 90 need not necessarily be rectangles having four sides, but may be any shapes in which a portion corresponding to the light passage area of the polarizing plate body 10 is open or open. Good. However, a guide capable of positioning the polarizing plate main body 10 and the glass substrates 20 and 30 (for example, a projection where the outer edges of the polarizing plate main body 10 and the glass substrates 20 and 30 abut, or the outer edges of the polarizing plate main body 10 and the glass substrates 20 and 30) Providing as many grooves as possible) makes it easy to assemble and suppresses the deviation of the polarization axis of the polarizing plate body 10.
Each surface of the glass substrates 20 and 30 may be coated with an anti-reflection film from the viewpoint of effective use of light.
When the frames 60, 70, 80, 90 fixed integrally with the glass substrates 20, 30 are made of a pair of resin, the frames are fixed by heat or ultrasonic waves in addition to the fixing by the hooks and screws. Can be used for welding and fixing.
[0018]
(2) Projector Next, an embodiment of the projector of the present invention will be described. FIG. 7 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 the first to third embodiments is adopted as the polarizing plates 251, 253, 255, 256, 257, 258.
[0019]
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.
[0020]
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.
[0021]
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.
[0022]
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.
[0023]
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.
[0024]
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.
[0025]
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.
[0026]
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.
[0027]
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.
[0028]
Next, the manner of mounting the polarizing plates 251, 253, 255, 256, 257, 258 will be described. FIG. 8 is a perspective view of the vicinity of the liquid crystal panel showing an example of how these polarizing plates are attached, and FIG. 9 is a plan view of the vicinity of the liquid crystal panel showing the positional relationship of the polarizing plates in FIG. explain. 8 and 9, the same reference numerals as those in FIG. 7 indicate the same components.
[0029]
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.
[0030]
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.
[0031]
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 frames 40, 60, 70, 80, 90. 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.
[0032]
In the above projector, two lens arrays that divide light from a lamp into a plurality of partial light beams are used, but the present invention can be applied to a projector that does not use such a lens array. Further, although three liquid crystal panels are used corresponding to red, green, and blue light, one, two, or four or more liquid crystal panels may be used. In the above projector, the polarizing plate of the present invention is disposed on both the incident side and the outgoing side of the liquid crystal panels 250, 252, and 254. However, only one side may be used as the polarizing plate of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded configuration diagram of a polarizing plate according to Embodiment 1 of 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 according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is an assembly diagram of a polarizing plate according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 5 is an exemplary view showing a structure of a polarizing plate main body incorporated in the polarizing plate.
FIG. 6 is a thermal circuit diagram of the polarizing plates of Examples 1 to 3.
FIG. 7 is an optical system configuration diagram of the projector according to the embodiment of the invention.
FIG. 8 is a perspective view of the vicinity of a liquid crystal panel showing an example of a mode of attaching a polarizing plate.
FIG. 9 is a plan view of the vicinity of a liquid crystal panel showing a positional relationship of the polarizing plate of FIG. 8;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Polarizing plate main body, 12 ... Light transmission area of a polarizing plate main body, 20, 30 ... A pair of glass substrates, 40 ... Frame, 41 ... Butting, 50 ... Pressing spring, 51 ... Opening bottom of the pressing spring, 60, 70: a pair of frames, 61: abutment, 61A: abutment hook, 80, 90: a pair of frames, 81: abutment, 95: 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
