JP2005157065A - Optical modulator and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光変調素子、およびプロジェクタに関する。 The present invention relates to a light modulation element and a projector.
従来、光源と、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調する光変調素子と、この光変調素子の光束入射側および光束射出側に配置される入射側偏光板および射出側偏光板と、光変調素子にて変調された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えるプロジェクタが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このうち、光変調素子としては、例えば、1対の基板間に液晶等の電気光学材料が密閉封入されたアクティブマトリックス駆動方式の光変調素子が一般的に採用される。具体的に、この光変調素子を構成する1対の基板は、光束射出側に配置され、液晶に駆動電圧を印加するためのデータ線、走査線、スイッチング素子、画素電極等が形成された駆動基板と、光束入射側に配置され、共通電極、ブラックマトリックス等が形成された対向基板とで構成されている。
このような光変調素子は、駆動基板に形成されたデータ線および走査線や、対向基板に形成されたブラックマトリックス等が光源からの光束の照射による熱を吸収してしまい、駆動基板および対向基板の温度が上昇してしまう。このため、特許文献1に記載のプロジェクタでは、光変調素子は熱伝導性材料からなる保持枠内に収納され、1対の基板にて生じた熱を保持枠へと放熱させている。
また、入射側偏光板および射出側偏光板としては、所定の偏光軸を有する光束を透過し、その他の偏光軸を有する光束を吸収する吸収型偏光板が採用されている。このような吸収型偏光板は、光源から射出される光束の一部を吸収するために高温化しやすい。このため、特許文献1に記載のプロジェクタでは、入射側偏光板および射出側偏光板にて生じた熱が光変調素子へと伝達されないように、入射側偏光板および射出側偏光板を光変調素子に対して離間配置している。
Conventionally, a light source, a light modulation element that modulates a light beam emitted from the light source according to image information, an incident-side polarizing plate and an emission-side polarizing plate that are disposed on the light beam incident side and the light beam emission side of the light modulation element, A projector including a projection optical device that enlarges and projects an optical image modulated by a light modulation element is known (see, for example, Patent Document 1).
Among these, as the light modulation element, for example, an active matrix drive type light modulation element in which an electro-optic material such as liquid crystal is hermetically sealed between a pair of substrates is generally employed. Specifically, a pair of substrates constituting the light modulation element is disposed on the light emission side, and a drive in which a data line, a scanning line, a switching element, a pixel electrode and the like for applying a driving voltage to the liquid crystal are formed is formed. It is composed of a substrate and a counter substrate which is disposed on the light beam incident side and on which a common electrode, a black matrix and the like are formed.
In such a light modulation element, the data lines and scanning lines formed on the drive substrate, the black matrix formed on the counter substrate, etc. absorb the heat generated by the irradiation of the light flux from the light source. The temperature will rise. For this reason, in the projector described in Patent Document 1, the light modulation element is housed in a holding frame made of a thermally conductive material, and heat generated in the pair of substrates is radiated to the holding frame.
Further, as the incident side polarizing plate and the exit side polarizing plate, an absorption type polarizing plate that transmits a light beam having a predetermined polarization axis and absorbs a light beam having another polarization axis is employed. Such an absorption-type polarizing plate is likely to have a high temperature in order to absorb a part of the light beam emitted from the light source. For this reason, in the projector described in Patent Document 1, the incident-side polarizing plate and the emission-side polarizing plate are connected to the light modulation element so that heat generated in the incident-side polarization plate and the emission-side polarization plate is not transmitted to the light modulation element. Are spaced apart from each other.
しかしながら、特許文献1に記載のプロジェクタでは、入射側偏光板および射出側偏光板を高温状態で継続的に使用した場合には、色が抜けてしまい偏光機能が徐々に失われてしまう。また、熱伝達を考慮して入射側偏光板および射出側偏光板を光変調素子に対して離間配置する必要があり、プロジェクタの小型化を図ることが難しい。
上述したような問題点を解決するために、偏光板として、所定の偏光軸を有する光束を透過させ、その他の偏光軸を有する光束を反射する反射型偏光素子を用い、反射型偏光板および光変調素子を一体化したプロジェクタが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
この反射型偏光素子は、重合体を延伸形成した多数のフィルムが積層してなる多層構造フィルムから構成され、光変調素子の基板上に一体的に形成されている。このような構造を採用することで、偏光板における光吸収を低減して該偏光板の熱劣化を回避することができる。また、偏光板から光変調素子への熱伝達を考慮しなくてもよく、偏光板および光変調素子を一体的に形成できる。
However, in the projector described in Patent Document 1, when the incident side polarization plate and the emission side polarization plate are continuously used at a high temperature, the color is lost and the polarization function is gradually lost. In addition, it is necessary to dispose the incident-side polarizing plate and the emitting-side polarizing plate with respect to the light modulation element in consideration of heat transfer, and it is difficult to reduce the size of the projector.
In order to solve the above-described problems, a reflective polarizing element that transmits a light beam having a predetermined polarization axis and reflects a light beam having another polarization axis is used as the polarizing plate. A projector in which a modulation element is integrated has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
This reflective polarizing element is composed of a multilayer structure film formed by laminating a number of films formed by stretching a polymer, and is integrally formed on the substrate of the light modulation element. By adopting such a structure, light absorption in the polarizing plate can be reduced and thermal deterioration of the polarizing plate can be avoided. Moreover, it is not necessary to consider heat transfer from the polarizing plate to the light modulation element, and the polarizing plate and the light modulation element can be integrally formed.
特許文献1に記載のプロジェクタでは、光変調素子の放熱特性を向上させるために当該光変調素子と保持枠とを熱伝達可能に接続する構成を採用しているが、保持枠は光変調素子の外周端部を主に保持する構成となり、保持枠と光変調素子との間に空隙が生じやすい。このため、光変調素子における面内方向の温度を均一化することが難しく、色むら、コントラスト不良等の画質不良を生じる可能性がある。
また、特許文献2に記載のプロジェクタでは、偏光板の熱劣化を防止可能とする構成であるが、光変調素子の温度上昇を回避できる構成とは言えない。また、特許文献1に記載のプロジェクタと同様に、熱伝導性材料からなる保持枠にて光変調素子を保持させる構成を採用した場合であっても、上述と同様の問題を生じる可能性がある。
The projector described in Patent Document 1 employs a configuration in which the light modulation element and the holding frame are connected so as to be able to transfer heat in order to improve the heat dissipation characteristics of the light modulation element. It becomes the structure which mainly hold | maintains an outer peripheral edge part, and a space | gap tends to arise between a holding frame and a light modulation element. For this reason, it is difficult to equalize the temperature in the in-plane direction of the light modulation element, which may cause image quality defects such as uneven color and poor contrast.
Further, the projector described in Patent Document 2 has a configuration that can prevent thermal deterioration of the polarizing plate, but cannot be said to be a configuration that can avoid a temperature increase of the light modulation element. Similar to the projector described in Patent Document 1, even when a configuration in which the light modulation element is held by a holding frame made of a heat conductive material is employed, the same problem as described above may occur. .
本発明の目的は、偏光素子の熱劣化を防止できるとともに、温度を均一化して画質の向上を図れる光変調素子、およびプロジェクタを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a light modulation element and a projector that can prevent thermal deterioration of a polarizing element and can improve the image quality by making the temperature uniform.
本発明の光変調素子は、互いに対向する対向面にそれぞれ電極が形成された1対の基板と、前記基板間に封入される液晶とを備え、入射する光束を画像情報に応じて変調する光変調素子であって、前記1対の基板のうちの少なくともいずれかの基板には、前記対向面側および前記対向面と反対側の面側の少なくともいずれかの面側に、導電性材料から構成され、該基板から突出しかつ、該基板の面内方向に延出する複数の突条部が縞状に並列配置された反射型偏光素子が一体的に形成されていることを特徴とする。
ここで、本発明の光変調素子は、少なくとも1対の基板間に液晶を封入し、各基板間の対向面にそれぞれ液晶を駆動するための電極を備えたものであり、その表示形式、駆動方式等は特に限定されない。
また、反射型偏光素子は、1対の基板のうちの少なくともいずれかの基板に一体的に形成されていればよく、1対の基板のうちの一方の基板にのみ形成する構成、1対の基板のうちの他方の基板にのみ形成する構成、あるいは、1対の基板の双方の基板にそれぞれ形成する構成を採用できる。また、これらの構成において、反射型偏光素子は、基板の対向面側および対向面と反対側の面側の少なくともいずれかの面側に形成されていればよく、基板の対向面側にのみ形成する構成、基板の対向面と反対側の面側にのみ形成する構成、あるいは基板の対向面側および対向面と反対側の面側の双方にそれぞれ形成する構成を採用できる。
The light modulation element according to the present invention includes a pair of substrates each having an electrode formed on an opposite surface facing each other, and a liquid crystal sealed between the substrates, and modulates incident light according to image information. A modulation element, wherein at least one of the pair of substrates is formed of a conductive material on at least one of the facing surface side and the surface side opposite to the facing surface. And a reflective polarizing element in which a plurality of protrusions protruding from the substrate and extending in an in-plane direction of the substrate are arranged in parallel in a striped manner.
Here, the light modulation element of the present invention includes a liquid crystal sealed between at least one pair of substrates and provided with electrodes for driving the liquid crystal on the opposing surfaces between the substrates. A system etc. are not specifically limited.
In addition, the reflective polarizing element only needs to be integrally formed on at least one of the pair of substrates, and is formed only on one of the pair of substrates. A configuration in which the substrate is formed only on the other of the substrates, or a configuration in which the substrate is formed on both of the pair of substrates can be employed. Further, in these configurations, the reflective polarizing element only needs to be formed on at least one of the opposing surface side of the substrate and the surface side opposite to the opposing surface, and is formed only on the opposing surface side of the substrate. The structure which forms only in the surface side on the opposite side to the opposing surface of a board | substrate, or the structure formed in both the opposing surface side of a board | substrate and the surface side on the opposite side to a opposing surface is employable.
本発明によれば、従来の入射側偏光板および射出側偏光板の少なくともいずれかの偏光板を導電性材料からなる反射型偏光素子とすることができ、さらに、この反射型偏光素子を1対の基板のうちの少なくともいずれかの基板に一体的に形成するので、従来の吸収型偏光板および多層構造フィルムからなる反射型偏光素子と比較して、反射型偏光素子の耐久性の向上が図れ、熱劣化を効果的に防止できる。また、従来のような光変調素子と入射側偏光板および射出側偏光板を別体とする構成と比較して、構成の簡素化が図れ、小型化が可能となる。
また、反射型偏光素子は、導電性材料から構成され、基板から突出しかつ、基板の面内方向に延出する複数の突条部が縞状に並列配置された構成であるので、光変調素子における面内方向の温度分布を均一化することが可能となり、該光変調素子における色ムラ、コントラスト不良等の画質不良が生じることを回避できる。
したがって、反射型偏光素子の熱劣化を防止できるとともに、光変調素子の温度を均一化して画質の向上を図ることができ、本発明の目的を達成できる。
According to the present invention, at least one of the conventional incident-side polarizing plate and emission-side polarizing plate can be a reflective polarizing element made of a conductive material, and the reflective polarizing element is a pair. Since it is formed integrally with at least one of these substrates, the durability of the reflective polarizing element can be improved compared to the conventional reflective polarizing element comprising an absorption polarizing plate and a multilayer structure film. , Heat deterioration can be effectively prevented. Further, the configuration can be simplified and the size can be reduced as compared with the conventional configuration in which the light modulation element, the incident side polarizing plate, and the emission side polarizing plate are separated.
Further, the reflective polarizing element is made of a conductive material, and has a configuration in which a plurality of protrusions protruding from the substrate and extending in the in-plane direction of the substrate are arranged in parallel in a striped manner. It is possible to make the temperature distribution in the in-plane direction uniform, and to avoid image quality defects such as color unevenness and contrast defects in the light modulation element.
Therefore, the thermal deterioration of the reflective polarizing element can be prevented, and the temperature of the light modulation element can be made uniform to improve the image quality, thereby achieving the object of the present invention.
本発明の光変調素子では、前記1対の基板は、複数の信号線、前記複数の信号線に接続された複数のスイッチング素子、および前記複数のスイッチング素子に接続された複数の画素電極を有する駆動基板と、前記駆動基板に対向配置され、共通電極を有する対向基板とで構成され、前記反射型偏光素子は、前記対向基板の前記対向面側に形成されていることが好ましい。
ここで、本発明の光変調素子はアクティブマトリクス駆動方式を採用でき、スイッチング素子としては、TFT素子(Thin Film Transistor)等の3端子素子、MIM(Metal Insulator Metal)等の2端子素子を採用できる。
本発明によれば、反射型偏光素子が対向基板の対向面側に形成されているので、対向基板の対向面側に形成される例えばブラックマトリックス等に近接して反射型偏光素子を配置することが可能となり、前記ブラックマトリックスに生じる熱が反射型偏光素子に伝達されやすく、光変調素子における面内方向の温度分布の均一化を容易に実施可能となる
In the light modulation element of the present invention, the pair of substrates includes a plurality of signal lines, a plurality of switching elements connected to the plurality of signal lines, and a plurality of pixel electrodes connected to the plurality of switching elements. It is preferable that the driving substrate and a counter substrate disposed opposite to the driving substrate and having a common electrode are formed, and the reflective polarizing element is formed on the counter surface side of the counter substrate.
Here, the light modulation element of the present invention can adopt an active matrix drive system, and a switching element can be a three-terminal element such as a TFT element (Thin Film Transistor) or a two-terminal element such as a MIM (Metal Insulator Metal). .
According to the present invention, since the reflective polarizing element is formed on the opposing surface side of the opposing substrate, the reflective polarizing element is disposed close to, for example, a black matrix formed on the opposing surface side of the opposing substrate. The heat generated in the black matrix can be easily transferred to the reflective polarizing element, and the temperature distribution in the in-plane direction of the light modulation element can be easily made uniform.
本発明の光変調素子では、前記反射型偏光素子は、前記複数の突条部が当該光変調素子の画像形成領域外側に延出し、該延出方向端部が互いに電気的に接続され、さらに、前記共通電極と電気的に接続されていることが好ましい。
本発明では、複数の突条部が光変調素子の画像形成領域外側に延出し、延出方向端部が互いに電気的に接続されているので、反射型偏光素子における熱伝達可能範囲が拡大し、対向基板における面内方向の温度分布の均一化を図れ、画質の向上を図れる。また、複数の突条部全てを同電位とすることが可能となり、該複数の突条部が共通電極と電気的に接続されているので、共通電極の電位を均一化しやすい構成となる。このことにより、共通電極の電位を均一化して光変調素子における画質の向上をさらに図れる。
また、複数の突条部全てを同電位とすることが可能となるため、例えば、反射型偏光素子を共通電極として機能させることができる。このような構成では、共通電極および反射型偏光素子を一部材にて形成でき、光変調素子の製造を容易に実施できるとともに、製造コストの低減が可能となる。
In the light modulation element of the present invention, the reflective polarizing element has the plurality of protrusions extending outside the image forming region of the light modulation element, and ends in the extending direction are electrically connected to each other. It is preferable to be electrically connected to the common electrode.
In the present invention, the plurality of protrusions extend outside the image forming region of the light modulation element, and the ends in the extending direction are electrically connected to each other, so that the heat transferable range in the reflective polarizing element is expanded. The temperature distribution in the in-plane direction on the counter substrate can be made uniform, and the image quality can be improved. Further, all the plurality of protrusions can be set to the same potential, and the plurality of protrusions are electrically connected to the common electrode, so that the potential of the common electrode can be easily uniformed. As a result, the potential of the common electrode can be made uniform to further improve the image quality of the light modulation element.
Moreover, since it becomes possible to make all the some protrusion parts into the same electric potential, a reflective polarizing element can be functioned as a common electrode, for example. In such a configuration, the common electrode and the reflective polarizing element can be formed as one member, and the light modulation element can be easily manufactured and the manufacturing cost can be reduced.
本発明の光変調素子では、前記1対の基板は、複数の信号線、前記複数の信号線に接続された複数のスイッチング素子、および前記複数のスイッチング素子に接続された複数の画素電極を有する駆動基板と、前記駆動基板に対向配置され、共通電極を有する対向基板とで構成され、前記反射型偏光素子は、前記対向基板の前記対向面と反対側の面側に形成されていることが好ましい。
ここで、本発明の光変調素子は上述の光変調素子と同様にアクティブマトリクス駆動方式を採用でき、スイッチング素子としても上述と同様のスイッチング素子を採用できる。
本発明によれば、反射型偏光素子が対向基板の対向面と反対側の面側に形成されているので、主に対向基板の放熱特性を向上させて光変調素子における面内方向の温度分布の均一化を図れるとともに、一対の基板間における電極等の設計変更を実施することなく光変調素子を容易に製造できる。
In the light modulation element of the present invention, the pair of substrates includes a plurality of signal lines, a plurality of switching elements connected to the plurality of signal lines, and a plurality of pixel electrodes connected to the plurality of switching elements. A driving substrate and a counter substrate disposed opposite to the driving substrate and having a common electrode are formed, and the reflective polarizing element is formed on the surface of the counter substrate opposite to the counter surface. preferable.
Here, the light modulation element of the present invention can adopt an active matrix driving method similarly to the light modulation element described above, and the same switching element as described above can be adopted as a switching element.
According to the present invention, since the reflective polarizing element is formed on the surface opposite to the facing surface of the counter substrate, the temperature distribution in the in-plane direction of the light modulation element is mainly improved by improving the heat dissipation characteristics of the counter substrate. The light modulation element can be easily manufactured without changing the design of the electrodes or the like between the pair of substrates.
本発明の光変調素子では、前記1対の基板は、複数の信号線、前記複数の信号線に接続された複数のスイッチング素子、および前記複数のスイッチング素子に接続された複数の画素電極を有する駆動基板と、前記駆動基板に対向配置され、共通電極を有する対向基板とで構成され、前記反射型偏光素子は、前記駆動基板の前記対向面と反対側の面側に形成されていることが好ましい。
ここで、本発明の光変調素子は上述の光変調素子と同様にアクティブマトリクス駆動方式を採用でき、スイッチング素子としても上述と同様のスイッチング素子を採用できる。
本発明によれば、反射型偏光素子が駆動基板の対向面と反対側の面側に形成されているので、主に駆動基板の放熱特性を向上させて光変調素子における面内方向の温度分布の均一化を図れるとともに、一対の基板間における電極等の設計変更を実施することなく光変調素子を容易に製造できる。
In the light modulation element of the present invention, the pair of substrates includes a plurality of signal lines, a plurality of switching elements connected to the plurality of signal lines, and a plurality of pixel electrodes connected to the plurality of switching elements. A driving substrate and a counter substrate disposed opposite to the driving substrate and having a common electrode are configured, and the reflective polarizing element is formed on a surface side opposite to the facing surface of the driving substrate. preferable.
Here, the light modulation element of the present invention can adopt an active matrix driving method similarly to the light modulation element described above, and the same switching element as described above can be adopted as a switching element.
According to the present invention, since the reflective polarizing element is formed on the surface side opposite to the facing surface of the drive substrate, the temperature distribution in the in-plane direction of the light modulation element is mainly improved by improving the heat dissipation characteristics of the drive substrate. The light modulation element can be easily manufactured without changing the design of the electrodes or the like between the pair of substrates.
本発明の光変調素子では、前記複数の突条部は、アルミニウムから構成されていることが好ましい。
本発明によれば、複数の突条部を熱伝導性の良好なアルミニウムから構成することで、光変調素子における面内方向の温度分布の均一化を容易に実施可能となる。
また、例えば、反射型偏光素子を対向基板の対向面側に一体的に形成し、共通電極としても機能させた場合には、該反射型偏光素子をアルミニウムから構成することで、従来のITO(Indium Tin Oxide)膜で構成された共通電極と比較して、電気抵抗の低い共通電極とすることができ、共通電極の電位を均一化しやすい構成となる。このことにより、共通電極の電位を均一化して光変調素子における画質の向上をさらに図れる。
In the light modulation element of the present invention, it is preferable that the plurality of protrusions are made of aluminum.
According to the present invention, the temperature distribution in the in-plane direction of the light modulation element can be easily made uniform by configuring the plurality of protrusions from aluminum having good thermal conductivity.
Further, for example, when the reflective polarizing element is integrally formed on the opposing surface side of the opposing substrate and also functions as a common electrode, the reflective polarizing element is made of aluminum, so that the conventional ITO ( Compared to a common electrode composed of an (Indium Tin Oxide) film, the common electrode can have a low electric resistance, and the potential of the common electrode can be easily made uniform. As a result, the potential of the common electrode can be made uniform to further improve the image quality of the light modulation element.
本発明の光変調素子では、前記反射型偏光素子は、前記複数の突条部が当該光変調素子の画像形成領域外側に延出し、該延出方向端部が互いに熱伝達可能に接続されていることが好ましい。
本発明によれば、複数の突条部が光変調素子の画像形成領域外側に延出し、延出方向端部が互いに熱伝達可能に接続されているので、反射型偏光素子における熱伝達可能範囲が拡大し、光変調素子における面内方向の温度分布の均一化をさらに図れ、画質をさらに向上できる。
In the light modulation element according to the aspect of the invention, the reflective polarizing element has the plurality of protrusions extending outside the image forming region of the light modulation element, and end portions in the extending direction are connected to each other so that heat can be transferred to each other. Preferably it is.
According to the present invention, the plurality of protrusions extend to the outside of the image forming region of the light modulation element, and the ends in the extending direction are connected to each other so as to be able to transfer heat. As a result, the temperature distribution in the in-plane direction of the light modulation element can be made more uniform, and the image quality can be further improved.
本発明のプロジェクタは、上述した光変調素子と、前記光変調素子にて変調された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した光変調素子を備えているので、上述した光変調素子と同様の作用・効果を享受できる。
また、プロジェクタは、画質の向上した光変調素子を備えているので、投射光学装置により鮮明な画像をスクリーン上に表示させることができる。
A projector according to the present invention includes the light modulation element described above and a projection optical device that enlarges and projects an optical image modulated by the light modulation element.
According to the present invention, since the projector includes the light modulation element described above, the projector can enjoy the same operations and effects as the light modulation element described above.
Further, since the projector includes a light modulation element with improved image quality, a clear image can be displayed on the screen by the projection optical device.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構造〕
図1は、本実施形態に係る光変調素子を備えるプロジェクタ1の光学系を示す模式図である。
プロジェクタ1は、光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成し、スクリーン上に拡大投射する。このプロジェクタ1は、光源装置10と、均一照明光学系20と、色分離光学系30と、リレー光学系35と、光学装置40と、投射光学装置としての投射レンズ50とを備えて構成され、光学系20〜35を構成する光学素子は、所定の照明光軸Aが設定された光学部品用筐体2内に位置決め調整されて収納されている。
[First embodiment]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
[Projector structure]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an optical system of a projector 1 including a light modulation element according to the present embodiment.
The projector 1 modulates the light beam emitted from the light source according to the image information to form an optical image, and enlarges and projects it on the screen. The projector 1 includes a light source device 10, a uniform illumination optical system 20, a color separation optical system 30, a relay optical system 35, an optical device 40, and a projection lens 50 as a projection optical device. The optical elements constituting the optical systems 20 to 35 are positioned and adjusted and accommodated in the optical component casing 2 in which a predetermined illumination optical axis A is set.
光源装置10は、光源ランプから射出された光束を一定方向に揃えて射出し、光学装置40を照明するものである。この光源装置10は、図1に示すように、光源ランプ11と、リフレクタ12と、平行化凹レンズ13とを備えている。そして、光源ランプ11から放射された光束は、リフレクタ12により装置前方側に収束光として射出され、平行化凹レンズ13によって平行化され、均一照明光学系20に射出される。ここで、光源ランプ11としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが多用される。さらに、リフレクタ12および平行化凹レンズ13の代わりに、放物面鏡を用いてもよい。 The light source device 10 illuminates the optical device 40 by emitting light beams emitted from the light source lamp in a certain direction. As shown in FIG. 1, the light source device 10 includes a light source lamp 11, a reflector 12, and a parallelizing concave lens 13. The light beam emitted from the light source lamp 11 is emitted as convergent light to the front side of the apparatus by the reflector 12, collimated by the collimating concave lens 13, and emitted to the uniform illumination optical system 20. Here, as the light source lamp 11, a halogen lamp, a metal halide lamp, or a high-pressure mercury lamp is frequently used. Furthermore, instead of the reflector 12 and the collimating concave lens 13, a parabolic mirror may be used.
均一照明光学系20は、光源装置10から射出された光束を複数の部分光束に分割し、照明領域の面内照度を均一化する。この均一照明光学系20は、図1に示すように、第1レンズアレイ21と、第2レンズアレイ22と、偏光変換素子23と、重畳レンズ24と、反射ミラー25とを備えている。
第1レンズアレイ21は、光源ランプ11から射出された光束を複数の部分光束に分割するものであり、照明光軸Aと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。
第2レンズアレイ22は、前述した第1レンズアレイ21により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第1レンズアレイ21と同様に照明光軸Aに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えた構成であるが、集光を目的としているため、各小レンズの輪郭形状が光学装置40を構成する後述する液晶パネルの画像形成領域の形状と対応している必要はない。
The uniform illumination optical system 20 divides the light beam emitted from the light source device 10 into a plurality of partial light beams, and uniformizes the in-plane illuminance of the illumination area. As shown in FIG. 1, the uniform illumination optical system 20 includes a first lens array 21, a second lens array 22, a polarization conversion element 23, a superimposing lens 24, and a reflection mirror 25.
The first lens array 21 divides the light beam emitted from the light source lamp 11 into a plurality of partial light beams, and includes a plurality of small lenses arranged in a matrix in a plane orthogonal to the illumination optical axis A. Composed.
The second lens array 22 is an optical element that collects a plurality of partial light beams divided by the first lens array 21 described above, and in the same manner as the first lens array 21, a matrix is formed in a plane orthogonal to the illumination optical axis A. Although the configuration includes a plurality of small lenses arranged in a shape, since the purpose is to collect light, the contour shape of each small lens corresponds to the shape of an image forming area of a liquid crystal panel, which will be described later, constituting the optical device 40 You don't have to.
偏光変換素子23は、第1レンズアレイ21により分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の直線偏光に揃える。
この偏光変換素子23は、図示を略したが、照明光軸Aに対して傾斜配置される偏光分離膜および反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるP偏光光束およびS偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Aに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子23の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、略全ての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子23を用いることにより、光源ランプ11から射出される光束を、略一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置40で利用する光源光の利用率を向上することができる。
The polarization conversion element 23 aligns the polarization direction of each partial light beam divided by the first lens array 21 with linear polarization in substantially one direction.
Although not shown, the polarization conversion element 23 has a configuration in which polarization separation films and reflection mirrors that are inclined with respect to the illumination optical axis A are alternately arranged. The polarization separation film transmits one polarized light beam among the P-polarized light beam and S-polarized light beam included in each partial light beam, and reflects the other polarized light beam. The other polarized light beam reflected is bent by the reflecting mirror and emitted in the emission direction of the one polarized light beam, that is, the direction along the illumination optical axis A. Any of the emitted polarized light beams is polarized and converted by a phase difference plate provided on the light beam exit surface of the polarization conversion element 23, and the polarization directions of almost all the polarized light beams are aligned. By using such a polarization conversion element 23, it is possible to align the light beam emitted from the light source lamp 11 with a polarized light beam in substantially one direction, so that the utilization factor of the light source light used in the optical device 40 is improved. Can do.
重畳レンズ24は、第1レンズアレイ21、第2レンズアレイ22、および偏光変換素子23を経た複数の部分光束を集光して光学装置40を構成する後述する液晶パネルの画像形成領域上に重畳させる光学素子である。この重畳レンズ24は、本例では光束透過領域の入射側端面が平面で射出側端面が球面の球面レンズであるが、非球面レンズを用いることも可能である。
この重畳レンズ24から射出された光束は、反射ミラー25で曲折されて色分離光学系30に射出される。
The superimposing lens 24 condenses a plurality of partial light beams that have passed through the first lens array 21, the second lens array 22, and the polarization conversion element 23, and superimposes them on an image forming area of a liquid crystal panel, which will be described later, constituting the optical device 40. This is an optical element. In this example, the superimposing lens 24 is a spherical lens having a flat end surface on the incident side and a spherical end surface on the exit side of the light beam transmission region, but an aspherical lens can also be used.
The light beam emitted from the superimposing lens 24 is bent by the reflection mirror 25 and emitted to the color separation optical system 30.
色分離光学系30は、2枚のダイクロイックミラー31,32と、反射ミラー33とを備え、ダイクロイックミラー31,32により均一照明光学系20から射出された複数の部分光束を、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離する機能を具備する。
ダイクロイックミラー31,32は、基板上に、所定の波長領域の光束を反射し、他の波長の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子であり、光路前段に配置されるダイクロイックミラー31は、赤色光を透過し、その他の色光を反射するミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー32は、緑色光を反射し、青色光を透過するミラーである。
The color separation optical system 30 includes two dichroic mirrors 31 and 32 and a reflection mirror 33, and a plurality of partial light beams emitted from the uniform illumination optical system 20 by the dichroic mirrors 31 and 32 are converted into red (R), It has a function of separating light of three colors, green (G) and blue (B).
The dichroic mirrors 31 and 32 are optical elements on which a wavelength selection film that reflects a light beam in a predetermined wavelength region and transmits a light beam of another wavelength is formed on a substrate. The dichroic mirror 31 disposed in the preceding stage of the optical path. Is a mirror that transmits red light and reflects other color light. The dichroic mirror 32 disposed in the latter stage of the optical path is a mirror that reflects green light and transmits blue light.
リレー光学系35は、入射側レンズ36と、リレーレンズ38と、反射ミラー37,39とを備え、色分離光学系30を構成するダイクロイックミラー32を透過した青色光を光学装置40まで導く機能を有している。なお、青色光の光路にこのようなリレー光学系35が設けられているのは、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。本例においては青色光の光路長が長いのでこのような構成とされているが赤色光の光路長を長くする構成も考えられる。 The relay optical system 35 includes an incident side lens 36, a relay lens 38, and reflection mirrors 37 and 39, and has a function of guiding the blue light transmitted through the dichroic mirror 32 constituting the color separation optical system 30 to the optical device 40. Have. The reason why such a relay optical system 35 is provided in the optical path of the blue light is that the optical path length of the blue light is longer than the optical path lengths of the other color lights, so that the light use efficiency is reduced due to the divergence of light. It is for preventing. In this example, since the optical path length of blue light is long, such a configuration is used. However, a configuration in which the optical path length of red light is increased is also conceivable.
前述したダイクロイックミラー31により分離された赤色光は、反射ミラー33により曲折された後、フィールドレンズ41を介して光学装置40に供給される。また、ダイクロイックミラー32により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ41を介して光学装置40に供給される。さらに、青色光は、リレー光学系35を構成するレンズ36,38および反射ミラー37,39により集光、曲折されてフィールドレンズ41を介して光学装置40に供給される。なお、光学装置40の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ41は、第2レンズアレイ22から射出された各部分光束を、照明光軸Aに対して平行な光束に変換するために設けられている。 The red light separated by the dichroic mirror 31 described above is bent by the reflection mirror 33 and then supplied to the optical device 40 via the field lens 41. The green light separated by the dichroic mirror 32 is supplied to the optical device 40 through the field lens 41 as it is. Further, the blue light is condensed and bent by the lenses 36 and 38 and the reflecting mirrors 37 and 39 constituting the relay optical system 35 and supplied to the optical device 40 via the field lens 41. Note that the field lens 41 provided in the front stage of the optical path of each color light of the optical device 40 is provided to convert each partial light beam emitted from the second lens array 22 into a light beam parallel to the illumination optical axis A. ing.
光学装置40は、入射した光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものである。この光学装置40は、3つの光変調装置42と、クロスダイクロイックプリズム43とを備え、これら光変調装置42およびクロスダイクロイックプリズム43が一体的にユニット化されている。 The optical device 40 modulates an incident light beam according to image information to form a color image. The optical device 40 includes three light modulation devices 42 and a cross dichroic prism 43, and the light modulation device 42 and the cross dichroic prism 43 are integrally unitized.
図2は、光変調装置42の構造を示す分解斜視図である。
3つの光変調装置42は、色分離光学系30から射出される3つの色光を画像情報に応じてそれぞれ変調して光学像を形成するものである。各光変調装置42は、図2に示すように、光変調素子421と、保持枠422とを備える。ここで、光変調素子421の詳細な構造については、後述する。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the structure of the light modulation device 42.
The three light modulators 42 modulate the three color lights emitted from the color separation optical system 30 according to image information, respectively, to form an optical image. As shown in FIG. 2, each light modulation device 42 includes a light modulation element 421 and a holding frame 422. Here, the detailed structure of the light modulation element 421 will be described later.
保持枠422は、光変調素子421を収納保持するものであり、熱伝導性材料から構成される。この保持枠422は、図2に示すように、収納部4221と、固定板4222とを備える。
収納部4221は、光変調素子421を収納保持するものであり、光変調素子421の画像形成領域に対応した開口部4221Aを有する略矩形枠状に形成されている。
この収納部4221において、その四隅には、孔4221Bが形成されている。例えば、接着剤が塗布された図示しないピン状部材をこの孔4221Bに挿通し、前記ピン状の部材の先端をクロスダイクロイックプリズム43の光束入射端面に当接することで前記ピン状の部材により各光変調装置42がクロスダイクロイックプリズム43の各光束入射端面に固定される。なお、クロスダイクロイックプリズム43に対して光変調装置42を固定する構成に限らず、それぞれ別体とした構成としてもよい。
また、この収納部4221において、側面略中央部分には、固定板4222と係合するためのフック係合部4221Cが形成されている。
The holding frame 422 accommodates and holds the light modulation element 421 and is made of a heat conductive material. As shown in FIG. 2, the holding frame 422 includes a storage portion 4221 and a fixing plate 4222.
The accommodating portion 4221 accommodates and holds the light modulation element 421, and is formed in a substantially rectangular frame shape having an opening 4221A corresponding to the image forming area of the light modulation element 421.
In the storage portion 4221, holes 4221 </ b> B are formed at the four corners. For example, a pin-shaped member (not shown) coated with an adhesive is inserted into the hole 4221B, and the tip of the pin-shaped member is brought into contact with the light beam incident end surface of the cross dichroic prism 43, whereby each light is transmitted by the pin-shaped member. A modulation device 42 is fixed to each light beam incident end face of the cross dichroic prism 43. The configuration is not limited to the configuration in which the light modulation device 42 is fixed to the cross dichroic prism 43, and may be configured separately.
Further, in the storage portion 4221, a hook engaging portion 4221 </ b> C for engaging with the fixing plate 4222 is formed at a substantially central portion of the side surface.
固定板4222は、収納部4221に収納された光変調素子421を光束射出側から収納部4221に対して押圧固定するものであり、収納部4221と同様に、光変調素子421の画像形成領域に対応した開口部4222Aを有する略矩形枠状に形成されている。
この固定板4222において、左右端縁には、収納部4221のフック係合部4221Cに対応したフック4222Bが形成されている。
また、この固定板4222の光束入射側端面には、開口部4222Aの周縁に、枠状部材4222Cが突設されている。なお、固定板4222と枠状部材4222Cとは、接着剤等により接着固定して一体化してもよく、溶接等により一体化してもよい。また、同一材料を、例えば射出成型等により成型することで一体的に形成される成型品として形成してもよい。
The fixing plate 4222 presses and fixes the light modulation element 421 housed in the housing part 4221 against the housing part 4221 from the light beam exit side, and in the image forming area of the light modulation element 421, similarly to the housing part 4221. It is formed in a substantially rectangular frame shape having a corresponding opening 4222A.
In the fixed plate 4222, hooks 4222 </ b> B corresponding to the hook engaging portions 4221 </ b> C of the storage portion 4221 are formed on the left and right end edges.
Further, a frame-like member 4222C is projected from the edge of the light incident side of the fixed plate 4222 at the periphery of the opening 4222A. Note that the fixing plate 4222 and the frame-like member 4222C may be integrated by bonding with an adhesive or the like, or may be integrated by welding or the like. Further, the same material may be formed as a molded product that is integrally formed by molding, for example, by injection molding or the like.
この枠状部材4222Cは、光変調素子421の後述する防塵ガラスおよび/または駆動基板と当接する。
具体的に、枠状部材4222Cが前記駆動基板に当接する形状としては、以下の構成がある。例えば、枠状部材4222Cは、光変調素子421の前記防塵ガラスの外周形状よりも大きい形状を有するとともに、図2に示すように、内周縁先端部分に段付部4222C1を有する。そして、段付部4222C1は、前記駆動基板が枠状部材4222Cに嵌合可能な形状を有し、その高さ寸法が前記防塵ガラスの厚み寸法よりも大きい。
The frame-like member 4222C is in contact with a later-described dust-proof glass and / or driving substrate of the light modulation element 421.
Specifically, the shape of the frame-shaped member 4222C that comes into contact with the drive substrate includes the following configuration. For example, the frame-like member 4222C has a shape larger than the outer peripheral shape of the dust-proof glass of the light modulation element 421, and has a stepped portion 4222C1 at the tip of the inner peripheral edge as shown in FIG. The stepped portion 4222C1 has a shape that allows the drive substrate to be fitted to the frame-like member 4222C, and the height dimension thereof is larger than the thickness dimension of the dust-proof glass.
また、枠状部材4222Cが前記防塵ガラスに当接する形状としては、以下の構成がある。例えば、枠状部材4222Cは、その内周縁に前記防塵ガラスが嵌合可能な形状を有するとともに、図2に示すように、内周縁先端部分に段付部4222C1を有する。そして、段付部4222C1は、前記駆動基板が枠状部材4222Cに遊嵌配置可能な形状を有し、その高さ寸法が前記防塵ガラスの厚み寸法よりも小さい。
さらに、枠状部材4222Cが前記防塵ガラスおよび前記駆動基板の双方に当接する形状としては、以下の構成がある。例えば、枠状部材4222Cは、その内周縁に前記防塵ガラスが嵌合可能な形状を有するとともに、その高さ寸法が前記防塵ガラスの厚み寸法と略同一の寸法を有する。
Further, the shape of the frame-shaped member 4222C contacting the dust-proof glass includes the following configuration. For example, the frame-like member 4222C has a shape that allows the dust-proof glass to be fitted to the inner periphery thereof, and has a stepped portion 4222C1 at the tip portion of the inner periphery as shown in FIG. The stepped portion 4222C1 has a shape in which the drive substrate can be freely fitted and disposed on the frame-like member 4222C, and the height dimension thereof is smaller than the thickness dimension of the dust-proof glass.
Furthermore, the shape of the frame-shaped member 4222C that contacts both the dust-proof glass and the drive substrate includes the following configuration. For example, the frame-like member 4222C has a shape that allows the dust-proof glass to be fitted to the inner periphery thereof, and has a height that is substantially the same as the thickness of the dust-proof glass.
上述した収納部4221および固定板4222は、例えば、インバーおよび42Ni−Fe等の鉄−ニッケル合金、マグネシウム合金、アルミニウム合金、または熱伝導性樹脂等で構成されている。なお、収納部4221および固定板4222を同一の材料にて構成してもよく、異なる材料にて構成してもよい。また、固定板4222と枠状部材4222Cを同一の材料にて構成してもよく、異なる材料にて構成してもよい。
上述した保持枠422にて光変調素子421を収納保持することで、光変調素子421と保持枠422との接触面積を十分に確保でき、光変調素子421の放熱特性を向上できる。
The storage unit 4221 and the fixing plate 4222 described above are made of, for example, invar and an iron-nickel alloy such as 42Ni—Fe, a magnesium alloy, an aluminum alloy, or a heat conductive resin. Note that the storage portion 4221 and the fixing plate 4222 may be made of the same material or different materials. Further, the fixing plate 4222 and the frame-like member 4222C may be made of the same material or different materials.
By storing and holding the light modulation element 421 in the holding frame 422 described above, a sufficient contact area between the light modulation element 421 and the holding frame 422 can be secured, and the heat dissipation characteristics of the light modulation element 421 can be improved.
クロスダイクロイックプリズム43は、各光変調装置42から射出され、色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。このクロスダイクロイックプリズム43には、具体的な図示は省略するが、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色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沿って略X字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により3つの色光が合成される。 The cross dichroic prism 43 combines the optical images emitted from the respective light modulation devices 42 and modulated for each color light to form a color image. Although not specifically shown, the cross dichroic prism 43 includes a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light that is approximately X along the interface of four right-angle prisms. The three color lights are synthesized by these dielectric multilayer films.
〔光変調素子の構造〕
図3は、光変調素子421の構造を模式的に示す断面図である。
光変調素子421は、アクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルであり、図3に示すように、ガラスなどからなる1対の基板4211,4212と、これら1対の基板4211,4212間に封入される液晶層4213と、これら1対の基板4211,4212に貼り付けられる防塵ガラス4214,4215とを有する。
[Structure of light modulation element]
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the light modulation element 421.
The light modulation element 421 is an active matrix drive type liquid crystal panel, and as shown in FIG. 3, a pair of substrates 4211 and 4212 made of glass or the like, and a liquid crystal sealed between the pair of substrates 4211 and 4212. A layer 4213 and dust-proof glasses 4214 and 4215 attached to the pair of substrates 4211 and 4212.
図4は、基板4211の光束入射側端面を模式的に示す平面図である。
基板4211は、液晶層4213を駆動するための駆動基板であり、その光束入射側端面には、図4に示すように、信号線としての複数のデータ線4211Aおよび複数の走査線4211Bと、複数の画素電極4211Cと、複数のスイッチング素子4211Dとが形成されている。なお、図4は、基板4211の光束入射側端面に形成されるデータ線4211A、走査線4211B、画素電極4211C、およびスイッチング素子4211Dを説明するために模式的に示した図であり、これらデータ線4211A、走査線4211B、画素電極4211C、およびスイッチング素子4211Dの数、および大きさ等は、図4で示したものに限らない。図3に示す画素電極4211Cも同様である。
FIG. 4 is a plan view schematically showing the end face of the substrate 4211 on the light beam incident side.
The substrate 4211 is a driving substrate for driving the liquid crystal layer 4213, and has a plurality of data lines 4211A and a plurality of scanning lines 4211B serving as signal lines and a plurality of scanning lines 4211B on the light beam incident side end surface as shown in FIG. Pixel electrode 4211C and a plurality of switching elements 4211D are formed. FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the data line 4211A, the scanning line 4211B, the pixel electrode 4211C, and the switching element 4211D formed on the end surface of the light incident side of the substrate 4211. The number, size, and the like of 4211A, the scanning line 4211B, the pixel electrode 4211C, and the switching element 4211D are not limited to those illustrated in FIG. The same applies to the pixel electrode 4211C shown in FIG.
複数のデータ線4211Aは、互いに平行に配列形成され、図示しない制御回路から映像信号が送られるものであり、例えば、アルミニウム等の金属で構成される。
複数の走査線4211Bは、複数のデータ線4211Aと直交する方向に配列形成され、図示しない制御回路から順次走査パルスが印加されるものであり、例えば、多結晶シリコンや、アルミニウム、タンタル等の金属等で構成される。
複数の画素電極4211Cは、複数のスイッチング素子4211Dの導通、非導通状態によりデータ線4211Aを介した映像信号の電圧が適宜印加される電極であり、例えば、ITO等の透明導電体で構成される。
スイッチング素子4211Dは、例えば、TFT素子等の3端子素子で構成され、ゲートが走査線4211B、ソースがデータ線4211A、ドレインが画素電極4211Cに接続されている。
The plurality of data lines 4211A are arranged in parallel to each other, and a video signal is sent from a control circuit (not shown), and is made of a metal such as aluminum.
The plurality of scanning lines 4211B are arranged in a direction orthogonal to the plurality of data lines 4211A, and are sequentially applied with scanning pulses from a control circuit (not shown). For example, polycrystalline silicon, metal such as aluminum, tantalum, etc. Etc.
The plurality of pixel electrodes 4211C are electrodes to which the voltage of the video signal through the data line 4211A is appropriately applied depending on the conduction or non-conduction state of the plurality of switching elements 4211D, and are made of, for example, a transparent conductor such as ITO. .
The switching element 4211D is formed of, for example, a three-terminal element such as a TFT element, the gate is connected to the scanning line 4211B, the source is connected to the data line 4211A, and the drain is connected to the pixel electrode 4211C.
そして、各走査線4211Bには、図示しない制御回路から各フレーム期間毎に順次走査パルスが印加される。この走査パルスにより所定のスイッチング素子4211Dが選択されて導通状態または非導通状態となる。ここで、導通状態となったスイッチング素子4211Dを介して、データ線4211Aに供給される映像信号の電圧が前記スイッチング素子4211Dに対応する画素電極4211Cに印加される。
なお、基板4211の光束入射側端面には、図示は省略したが、上述した構成の他、スイッチング素子4211Dの近傍に配置され該スイッチング素子4211Dが非導通となった非選択期間においても画素電極4211Cへの印加電圧を保持できるように図示しない補助キャパシタが形成されている。また、基板4211の光束入射側端面の最上層として、配向膜が形成され、この膜にラビング処理が施されている。
A scanning pulse is sequentially applied to each scanning line 4211B for each frame period from a control circuit (not shown). A predetermined switching element 4211D is selected by this scanning pulse, and is turned on or off. Here, the voltage of the video signal supplied to the data line 4211A is applied to the pixel electrode 4211C corresponding to the switching element 4211D through the switching element 4211D in the conductive state.
Although not shown in the figure on the end surface of the light incident side of the substrate 4211, in addition to the above-described configuration, the pixel electrode 4211C is arranged in the vicinity of the switching element 4211D and in the non-selection period in which the switching element 4211D is non-conductive. An auxiliary capacitor (not shown) is formed so that the voltage applied to can be held. In addition, an alignment film is formed as the uppermost layer on the light incident side end surface of the substrate 4211, and this film is rubbed.
図5は、基板4211の光束射出側端面を模式的に示す斜視図である。
基板4211の光束射出側端面には、図5に示すように、当該基板4211から射出される光束のうち、所定の偏光軸を有する光束を射出するとともに、その他の偏光軸を有する光束を反射する反射型偏光素子としての射出側偏光素子4211Eが一体的に形成されている。
この射出側偏光素子4211Eは、導電性材料から構成され、光束射出方向に突出し所定方向に延出する複数の突条部4211E1が縞状に並列配置された構成を有している。本実施形態では、複数の突条部4211E1は、基板4211の光束射出側端面上にアルミニウムを蒸着およびエッチング処理等を施すことにより形成される。なお、図5は、基板4211の光束射出側端面に形成される射出側偏光素子4211Eを説明するために模式的に示した図であり、複数の突条部4211E1における高さ寸法、ピッチ寸法、およびピッチ寸法と幅寸法との比率等は、図5に示したものに限らない。
本実施形態において、複数の突条部4211E1は、高さ寸法Hが100〜150nm、ピッチ寸法Pが150〜200nm、ピッチ寸法Pと幅寸法Wとの比率W/Pが0.4〜0.5となるように形成されている。
そして、このような射出側偏光素子4211Eにおいて、液晶層4213(図3)を介して入射した光束R1は、図5に示すように、複数の突条部4211E1の延出方向に平行する偏光軸成分を有する偏光光R2が反射し、前記延出方向に直交する偏光軸成分を有する偏光光R3が透過する。
FIG. 5 is a perspective view schematically showing the end surface of the substrate 4211 on the light beam exit side.
As shown in FIG. 5, among the light beams emitted from the substrate 4211, a light beam having a predetermined polarization axis is emitted to the end surface on the light beam emission side of the substrate 4211, and a light beam having another polarization axis is reflected. An exit side polarization element 4211E as a reflective polarization element is integrally formed.
The exit-side polarizing element 4211E is made of a conductive material, and has a configuration in which a plurality of protrusions 4211E1 projecting in the light beam exit direction and extending in a predetermined direction are arranged in parallel in a striped pattern. In the present embodiment, the plurality of protrusions 4211E1 are formed by performing vapor deposition, etching processing, or the like on the light emitting side end surface of the substrate 4211. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the exit-side polarizing element 4211E formed on the end surface on the light-beam exit side of the substrate 4211. The height dimension, pitch dimension, and the like of the plurality of protrusions 4211E1 are as follows. The ratio between the pitch dimension and the width dimension is not limited to that shown in FIG.
In the present embodiment, the plurality of protrusions 4211E1 have a height dimension H of 100 to 150 nm, a pitch dimension P of 150 to 200 nm, and a ratio W / P of the pitch dimension P to the width dimension W of 0.4 to 0.00. 5 is formed.
In such an exit-side polarizing element 4211E, the light beam R1 incident through the liquid crystal layer 4213 (FIG. 3) has a polarization axis parallel to the extending direction of the plurality of protrusions 4211E1 as shown in FIG. The polarized light R2 having a component is reflected, and the polarized light R3 having a polarization axis component orthogonal to the extending direction is transmitted.
図6は、基板4212の光束射出側端面を模式的に示す平面図である。
基板4212は、図3に示すように、シール材4216を介して基板4211に対して所定間隔を空けて対向配置される対向基板であり、基板4211との間に液晶層4213が密閉封入される。
この基板4212の光束射出側端面には、図3または図6に示すように、ブラックマトリックス4212Aと、共通電極4212Bとが形成されている。
FIG. 6 is a plan view schematically showing the end surface of the substrate 4212 on the light beam exit side.
As shown in FIG. 3, the substrate 4212 is a counter substrate that is disposed to face the substrate 4211 with a predetermined interval through a sealant 4216, and the liquid crystal layer 4213 is hermetically sealed between the substrate 4211 and the substrate 4211. .
As shown in FIG. 3 or FIG. 6, a black matrix 4212A and a common electrode 4212B are formed on the end surface of the substrate 4212 on the light emission side.
ブラックマトリックス4212Aは、図6に示すように、基板4211のデータ線4211A、走査線4211B、およびスイッチング素子4211Dの位置に対応するようにマトリックス状に形成され、入射する光束を遮光するものであり、例えば、クロムあるいはチタン等の金属で構成される。このブラックマトリックス4212Aにより入射する光束が遮光されることで、スイッチング素子4211Dの温度上昇を抑制し、スイッチング素子4211Dの光によるリーク電流を低減できる。このため、各画素の電荷保持特性が劣化して光変調素子421のコントラストが低減してしまうことを防ぐことができる。 As shown in FIG. 6, the black matrix 4212A is formed in a matrix so as to correspond to the positions of the data line 4211A, the scanning line 4211B, and the switching element 4211D of the substrate 4211, and blocks incident light flux. For example, it is made of a metal such as chromium or titanium. By blocking the incident light flux by the black matrix 4212A, the temperature rise of the switching element 4211D can be suppressed, and the leakage current due to the light of the switching element 4211D can be reduced. For this reason, it can be prevented that the charge retention characteristics of each pixel deteriorate and the contrast of the light modulation element 421 is reduced.
共通電極4212Bは、所定の電圧Vcomが印加される電極としての機能の他、反射型偏光素子としての機能も有し、例えば、ブラックマトリックス4212Aを透明なアクリル樹脂からなる図示しない平坦化膜で被覆し、前記平坦化膜の上に形成される。
この共通電極4212Bは、図6に示すように、基板4211の射出側偏光素子4211Eと同様に、金属材料から構成され、光束射出方向に突出し所定方向に延出する複数の突条部4212B1が縞状に並列配置された構成を有している。なお、図6は、基板4212の光束射出側端面に形成されるブラックマトリックス4212Aおよび共通電極4212Bを説明するために模式的に示した図であり、ブラックマトリックス4212Aの形状、共通電極4212Bにおける複数の突条部4212B1の高さ寸法、ピッチ寸法、およびピッチ寸法と幅寸法との比率等は、図6に示したものに限らない。図3も同様である。
The common electrode 4212B functions not only as an electrode to which a predetermined voltage Vcom is applied, but also as a reflective polarizing element. For example, the black matrix 4212A is covered with a flattening film (not shown) made of a transparent acrylic resin. And formed on the planarizing film.
As shown in FIG. 6, the common electrode 4212B is made of a metal material, like the exit-side polarizing element 4211E of the substrate 4211, and has a plurality of protrusions 4212B1 that protrude in the light emission direction and extend in a predetermined direction. It has the structure arranged in parallel in the shape. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the black matrix 4212A and the common electrode 4212B formed on the end surface on the light emission side of the substrate 4212. The shape of the black matrix 4212A and a plurality of common electrodes 4212B are shown in FIG. The height dimension, the pitch dimension, the ratio between the pitch dimension and the width dimension, and the like of the protrusion 4212B1 are not limited to those illustrated in FIG. The same applies to FIG.
本実施形態では、複数の突条部4212B1は、基板4211の突条部4211E1と同様に基板4212の光束入射端面上にアルミニウムを蒸着およびエッチング処理等を施すことにより形成され、その高さ寸法、ピッチ寸法、およびピッチ寸法と幅寸法との比率も基板4211における複数の突条部4211E1と略同様である。複数の突条部4212B1を前記ピッチ寸法および前記幅寸法で形成することで、基板4211上における画素電極4211Cの個々の寸法およびピッチ寸法と比較して複数の突条部4212B1が微細に形成されることとなり、共通電極4212Bは、画素電極4211Cに対して略一様に形成されているものとみなされる。
また、この共通電極4212Bは、印加される電圧Vcomで該共通電極4212B全体を同電位とするために、図6に示すように、複数の突条部4212B1の延出方向端部が画像形成領域の外側(図6では、ブラックマトリックス4212Aの形成領域より外側)で互いに接続されている。
なお、基板4212の光束射出側端面にも、図示は省略したが、最上層として配向膜が形成され、この膜にラビング処理が施されている。
In the present embodiment, the plurality of protrusions 4212B1 are formed by subjecting aluminum to vapor deposition and etching on the light beam incident end surface of the substrate 4212 in the same manner as the protrusions 4211E1 of the substrate 4211. The pitch dimension and the ratio between the pitch dimension and the width dimension are substantially the same as those of the plurality of protrusions 4211E1 in the substrate 4211. By forming the plurality of protrusions 4212B1 with the pitch dimension and the width dimension, the plurality of protrusions 4212B1 are formed finer than the individual dimensions and pitch dimensions of the pixel electrode 4211C on the substrate 4211. Accordingly, the common electrode 4212B is considered to be formed substantially uniformly with respect to the pixel electrode 4211C.
Further, since the common electrode 4212B has the same potential across the common electrode 4212B with the applied voltage Vcom, as shown in FIG. 6, the ends in the extending direction of the plurality of protrusions 4212B1 are image forming regions. Are connected to each other outside (in FIG. 6, outside the region where the black matrix 4212A is formed).
Although not shown in the drawing, the alignment film is formed as the uppermost layer on the light emitting side end face of the substrate 4212, and this film is rubbed.
ここで、共通電極4212Bにおける複数の突条部4212B1は、その延出方向が均一照明光学系20の偏光変換素子23にて略1つに揃えられた偏光軸と直交する方向に沿うように設定されている。このため、具体的な図示は省略するが、光変調素子421に入射した光束、すなわち、均一照明光学系20の偏光変換素子23にて略1つに揃えられた偏光軸を有する光束のうち、前記偏光軸成分を有する偏光が共通電極4212Bを透過し、前記偏光軸成分以外の偏光光が共通電極4212Bにて反射される。
また、共通電極4212Bにおける複数の突条部4212B1は、その延出方向が、図3に示すように、基板4211における複数の突条部4211E1の延出方向と略直交するように設定されている。すなわち、共通電極4212Bを通過する光束の偏光軸、および基板4211の射出側偏光素子4211Eを通過する光束の偏光軸が略直交するように設定されている。
Here, the plurality of protrusions 4212B1 in the common electrode 4212B are set so that the extending direction thereof is along the direction orthogonal to the polarization axis that is substantially aligned in the polarization conversion element 23 of the uniform illumination optical system 20. Has been. For this reason, although not specifically shown, among the light beams incident on the light modulation element 421, that is, among the light beams having the polarization axes that are substantially aligned by the polarization conversion element 23 of the uniform illumination optical system 20, Polarized light having the polarization axis component is transmitted through the common electrode 4212B, and polarized light other than the polarization axis component is reflected by the common electrode 4212B.
The plurality of protrusions 4212B1 in the common electrode 4212B are set so that the extending direction thereof is substantially orthogonal to the extending direction of the plurality of protrusions 4211E1 in the substrate 4211 as shown in FIG. . That is, the polarization axis of the light beam passing through the common electrode 4212B and the polarization axis of the light beam passing through the exit-side polarization element 4211E of the substrate 4211 are set to be substantially orthogonal.
液晶層4213は、例えば、TN(ツイステッドネマチック)型の液晶から構成され、画素電極4211Cに印加された電圧に応じて、該画素電極4211Cと共通電極4212Bとの間に挟まれた液晶分子の配向が制御され、これにより入射した光束の偏光軸の回転が制御されて変調が実施される。例えば、画素電極4211Cに電圧が印加された場合には、基板4212の共通電極4212Bを通過した光束は、液晶層4213を通過する際にその偏光軸が回転することなく、基板4211に到達して射出側偏光素子4211Eにより反射される。すなわち、黒表示となる。また、例えば、画素電極4211Cに電圧が印加されない場合には、基板4212の共通電極4212Bを通過した光束は、液晶層4213を通過する際にその偏光軸が略90°回転して射出側偏光素子4211Eを透過する。すなわち、白表示となる。
なお、液晶層4213の液晶は、TN型に限らず、例えば、水平配向型、垂直配向型、高分子分散型、強誘電などのメモリ型等を適宜採用することができる。
The liquid crystal layer 4213 is made of, for example, a TN (twisted nematic) liquid crystal, and alignment of liquid crystal molecules sandwiched between the pixel electrode 4211C and the common electrode 4212B in accordance with a voltage applied to the pixel electrode 4211C. Is controlled, whereby the rotation of the polarization axis of the incident light beam is controlled to perform modulation. For example, when a voltage is applied to the pixel electrode 4211C, the light beam that has passed through the common electrode 4212B of the substrate 4212 reaches the substrate 4211 without rotating its polarization axis when passing through the liquid crystal layer 4213. The light is reflected by the exit side polarization element 4211E. That is, the display is black. Further, for example, when no voltage is applied to the pixel electrode 4211C, the light beam that has passed through the common electrode 4212B of the substrate 4212 is rotated by about 90 ° when passing through the liquid crystal layer 4213, and the exit side polarization element 4211E is transmitted. That is, white display is performed.
Note that the liquid crystal of the liquid crystal layer 4213 is not limited to the TN type, and for example, a horizontal alignment type, a vertical alignment type, a polymer dispersion type, a memory type such as a ferroelectric, or the like can be appropriately employed.
防塵ガラス4214,4215は、1対の基板4211,4212の基板外面(光束射出側端面および光束入射側端面)に貼り付けられている。これら防塵ガラス4214,4215は、基板外面を被覆して塵埃の付着を防止するものである。このような防塵ガラス4214,4215の外面に塵埃が付着しても、フォーカス状態とならないため、投射画像上の表示陰となることはない。 The dust-proof glasses 4214 and 4215 are affixed to the outer surfaces of the pair of substrates 4211 and 4212 (light emission side end surface and light incident side end surface). These dustproof glasses 4214 and 4215 cover the outer surface of the substrate to prevent dust from adhering. Even if dust adheres to the outer surfaces of the dust-proof glasses 4214 and 4215, since the focus state does not occur, there is no display shade on the projected image.
上述した第1実施形態においては、基板4211,4212に形成される射出側偏光素子4211Eおよび共通電極4212Bは、アルミニウム製の反射型偏光素子であるので、従来の吸収型偏光板および多層構造フィルムからなる反射型偏光素子と比較して、射出側偏光素子4211Eおよび共通電極4212Bの耐久性の向上が図れ、熱劣化を効果的に防止できる。また、従来のような光変調素子と入射側偏光板および射出側偏光板を別体とする構成と比較して、構成の簡素化が図れ、プロジェクタ1の小型化が図れる。 In the first embodiment described above, the exit-side polarizing element 4211E and the common electrode 4212B formed on the substrates 4211 and 4212 are reflective polarizing elements made of aluminum, so that the conventional absorption-type polarizing plate and multilayer structure film are used. Compared with the reflection type polarizing element, the durability of the exit side polarizing element 4211E and the common electrode 4212B can be improved, and thermal deterioration can be effectively prevented. In addition, the configuration can be simplified and the projector 1 can be downsized as compared with the conventional configuration in which the light modulation element, the incident side polarizing plate, and the emission side polarizing plate are separated.
また、射出側偏光素子4211Eおよび共通電極4212Bは、アルミニウムで構成され、基板4211,4212から突出しかつ、基板4211,4212の面内方向に延出する複数の突条部4211E1,4212B1が縞状に並列配置された構成であるので、光変調素子421における面内方向の温度分布を均一化することができ、該光変調素子421における色ムラ、コントラスト不良等の画質不良が生じることを回避できる。
特に、共通電極4212Bは、基板4212の光束射出側端面に形成され、ブラックマトリックス4212Aに近接して配置形成されるので、ブラックマトリックス4212Aに生じる熱が共通電極4212Bに良好に伝達され、光変調素子421における面内方向の温度分布の均一化を容易に実施できる。
また、共通電極4212Bは、複数の突条部4212B1が光変調素子421の画像形成領域の外側に延出し、延出方向端部が互いに接続されているので、共通電極4212Bにおける熱伝達可能範囲が拡大し、光変調素子421における面内方向の温度分布の均一化をさらに図れ、画質をさらに向上できる。
The exit side polarization element 4211E and the common electrode 4212B are made of aluminum, and a plurality of protrusions 4211E1 and 4212B1 projecting from the substrates 4211 and 4212 and extending in the in-plane direction of the substrates 4211 and 4212 are striped. Because of the parallel arrangement, the temperature distribution in the in-plane direction of the light modulation element 421 can be made uniform, and the occurrence of image quality defects such as color unevenness and contrast failure in the light modulation element 421 can be avoided.
In particular, the common electrode 4212B is formed on the end surface of the light emitting side of the substrate 4212, and is disposed in the vicinity of the black matrix 4212A. Therefore, heat generated in the black matrix 4212A is well transmitted to the common electrode 4212B, and the light modulation element The temperature distribution in the in-plane direction at 421 can be easily made uniform.
Further, the common electrode 4212B has a plurality of protrusions 4212B1 extending outside the image forming area of the light modulation element 421, and ends in the extending direction are connected to each other. By enlarging, the temperature distribution in the in-plane direction of the light modulation element 421 can be further uniformed, and the image quality can be further improved.
さらに、共通電極4212Bにおける複数の突条部4212B1の延出方向端部を互いに接続することで、複数の突条部4212B1を同電位とすることが可能となり、反射型偏光素子としての機能の他、所定の電圧Vcomが印加される電極としても機能させることができる。したがって、共通電極4212Bに電極および反射型偏光素子の双方の機能を持たせることで、部材を省略でき、光変調素子421の製造を容易に実施できるとともに、製造コストを低減できる。
また、共通電極4212Bは、アルミニウムで構成されているので、従来のITO膜で構成された共通電極と比較して、電気抵抗の低い共通電極とすることができ、共通電極4212Bの電位を均一化しやすい構成となる。したがって、共通電極4212Bの電位を均一化して光変調素子421における画質の向上をさらに図れる。
Further, by connecting the ends in the extending direction of the plurality of protrusions 4212B1 in the common electrode 4212B to each other, the plurality of protrusions 4212B1 can be set to the same potential, and the function as a reflective polarizing element can be achieved. Also, it can function as an electrode to which a predetermined voltage Vcom is applied. Therefore, by providing the common electrode 4212B with the functions of both the electrode and the reflective polarizing element, members can be omitted, and the light modulation element 421 can be easily manufactured and the manufacturing cost can be reduced.
Further, since the common electrode 4212B is made of aluminum, the common electrode 4212B can be a common electrode having a lower electric resistance than the common electrode made of a conventional ITO film, and the potential of the common electrode 4212B is made uniform. Easy configuration. Therefore, the potential of the common electrode 4212B can be made uniform, and the image quality in the light modulation element 421 can be further improved.
さらにまた、射出側偏光素子4211Eは、基板4211の光束射出側端面に形成されているので、主に基板4211の放熱特性を向上させて光変調素子421における面内方向の温度分布の均一化を図れるとともに、基板4211の光束入射側端面に形成される構成と比較して、基板4211におけるデータ線4211A、走査線4211B、画素電極4211C、およびスイッチング素子4211Dの設計変更等を実施することなく光変調素子421を容易に製造できる。
そして、プロジェクタ1は、画質の向上した光変調素子421を備えているので、投射レンズ50により鮮明な画像をスクリーン上に表示させることができる。
Furthermore, since the exit-side polarizing element 4211E is formed on the end face of the light-emitting side of the substrate 4211, the temperature distribution in the in-plane direction of the light modulation element 421 is made uniform mainly by improving the heat dissipation characteristics of the substrate 4211. As compared with the configuration formed on the end facet on the light incident side of the substrate 4211, the optical modulation is performed without changing the design of the data line 4211A, the scanning line 4211B, the pixel electrode 4211C, and the switching element 4211D on the substrate 4211. The element 421 can be easily manufactured.
Since the projector 1 includes the light modulation element 421 with improved image quality, the projection lens 50 can display a clear image on the screen.
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
第1実施形態では、基板4212の共通電極4212Bは、電極および入射側偏光板の双方の機能を有している。
これに対して第2実施形態では、基板5212の共通電極5212Bを電極としての機能のみを有する構成とし、基板5212の光束入射側端面に反射型偏光素子としての入射側偏光素子5212Cを形成している。その他の構成は、前記第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
Next, 2nd Embodiment of this invention is described based on drawing.
In the following description, the same structure and the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted or simplified.
In the first embodiment, the common electrode 4212B of the substrate 4212 has both functions of an electrode and an incident side polarizing plate.
On the other hand, in the second embodiment, the common electrode 5212B of the substrate 5212 has a function only as an electrode, and an incident side polarizing element 5212C as a reflection type polarizing element is formed on the light beam incident side end surface of the substrate 5212. Yes. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
具体的に、図7は、第2実施形態における光変調素子521の構造を模式的に示す断面図である。
基板5212に形成される共通電極5212Bは、所定の電圧Vcomが印加される電極であり、例えば、透明導電性膜であるITO膜で構成される。この共通電極5212Bは、具体的な図示は省略するが、例えば、ブラックマトリックス4212Aを透明なアクリル樹脂からなる図示しない平坦化膜で被覆し、前記平坦化膜上に一様に形成される。
入射側偏光素子5212Cは、具体的な図示は省略するが、前記第1実施形態で説明した基板4212における共通電極4212Bと略同様に、光束入射方向に突出し基板4211における複数の突条部4211E1の延出方向と直交する方向に延出する複数の突条部5212C1が縞状に並列配置された構成を有している。
なお、図7は、光変調素子521の断面構造を模式的に示した図であり、画素電極4211Cの数、および大きさ、射出側偏光素子4211Eにおける複数の突条部4211E1における高さ寸法、ピッチ寸法、およびピッチ寸法と幅寸法との比率、ブラックマトリックス4212Aの形状、および入射側偏光素子5212Cにおける複数の突条部4212B1の形状は、図7に示したものに限らない。
本実施形態では、入射側偏光素子5212Cにおける複数の突条部5212C1の材料および形状(高さ寸法、ピッチ寸法、およびピッチ寸法と幅寸法との比率)は、基板4211における複数の突条部4211E1と略同様である。また、入射側偏光素子5212Cにおける複数の突条部5212C1は、具体的な図示は省略したが、前記第1実施形態で説明した基板4212における共通電極4212Bと異なり、延出方向端部は互いに接続されていない。
Specifically, FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the light modulation element 521 in the second embodiment.
The common electrode 5212B formed on the substrate 5212 is an electrode to which a predetermined voltage Vcom is applied, and is made of, for example, an ITO film that is a transparent conductive film. Although not specifically shown, the common electrode 5212B is uniformly formed on the flattening film by covering the black matrix 4212A with a flattening film (not shown) made of a transparent acrylic resin, for example.
Although not specifically shown, the incident-side polarizing element 5212C protrudes in the light beam incident direction and is similar to the common electrode 4212B in the substrate 4212 described in the first embodiment, and includes a plurality of protrusions 4211E1 in the substrate 4211. A plurality of protrusions 5212C1 extending in a direction orthogonal to the extending direction are arranged in parallel in a striped manner.
FIG. 7 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of the light modulation element 521. The number and size of the pixel electrodes 4211C, the height dimensions of the plurality of protrusions 4211E1 in the exit side polarization element 4211E, The pitch dimension, the ratio between the pitch dimension and the width dimension, the shape of the black matrix 4212A, and the shape of the plurality of protrusions 4212B1 in the incident-side polarizing element 5212C are not limited to those shown in FIG.
In the present embodiment, the material and shape (height dimension, pitch dimension, and ratio of pitch dimension to width dimension) of the plurality of protrusions 5212C1 in the incident-side polarizing element 5212C are the plurality of protrusions 4211E1 in the substrate 4211. Is substantially the same. In addition, although a specific illustration of the plurality of protrusions 5212C1 in the incident-side polarizing element 5212C is omitted, unlike the common electrode 4212B in the substrate 4212 described in the first embodiment, ends in the extending direction are connected to each other. It has not been.
上述した第2実施形態においては、前記第1実施形態と比較して、共通電極4212Bと略同様の構成である入射側偏光素子5212Cを基板5212の光束入射側端面に形成しているので、主に基板5212の放熱特性を向上させて光変調素子521の温度分布の均一化を図れるとともに、基板5212におけるブラックマトリックス4212Aおよび共通電極5212Bの設計変更等を実施することなく光変調素子521を容易に製造できる。 In the second embodiment described above, since the incident side polarization element 5212C having substantially the same configuration as the common electrode 4212B is formed on the light beam incident side end face of the substrate 5212 as compared with the first embodiment, In addition, the heat dissipation characteristics of the substrate 5212 can be improved to make the temperature distribution of the light modulation element 521 uniform, and the light modulation element 521 can be easily formed without changing the design of the black matrix 4212A and the common electrode 5212B on the substrate 5212. Can be manufactured.
[実施形態の変形]
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記各実施形態において、光変調素子421,521は、アクティブマトリクス駆動方式の光変調素子として説明したが、これに限らない。本発明の光変調素子としては、少なくとも1対の基板間に液晶を封入し、各基板間の対向面にそれぞれ液晶を駆動するための電極を備えた構成であればよく、その表示形式、駆動形式は限定されない。例えば、光変調素子421,521は、透過型の光変調素子として説明したが、反射層を備えた反射型の光変調素子、あるいは透過型および反射型の両者を兼ね備えた構成としてもよい。また、前記各実施形態で説明したアクティブマトリクス駆動方式に限らず、パッシブマトリクス駆動方式を採用してもよい。この際、画素電極4211C、共通電極4212B,5212Bは、駆動方式に副った形状にすればよい。さらに、スイッチング素子4211Dとして、前記各実施形態で説明したTFT素子の3端子素子に限らず、MIM等の2端子素子等を採用してもよい。
[Modification of Embodiment]
Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention. It is.
In each of the above embodiments, the light modulation elements 421 and 521 have been described as active matrix drive type light modulation elements, but the present invention is not limited thereto. The light modulation element of the present invention may be any structure as long as it has a configuration in which liquid crystal is sealed between at least one pair of substrates and electrodes for driving the liquid crystal are provided on the opposing surfaces between the substrates. The format is not limited. For example, although the light modulation elements 421 and 521 have been described as transmissive light modulation elements, a reflection light modulation element including a reflective layer, or a structure having both a transmission type and a reflection type may be used. Further, the present invention is not limited to the active matrix driving method described in each embodiment, and a passive matrix driving method may be adopted. At this time, the pixel electrode 4211C and the common electrodes 4212B and 5212B may have a shape corresponding to the driving method. Furthermore, the switching element 4211D is not limited to the three-terminal element of the TFT element described in the above embodiments, and a two-terminal element such as MIM may be employed.
前記各実施形態において、光変調素子421,521は、対向基板である基板4212,5212が光束入射側に配置され、駆動基板である基板4211が光束射出側に配置された構成としたが、これに限らず、基板4211を光束入射側に配置し、基板4212,5212を光束射出側に配置する構成としてもよい。この際、ブラックマトリックス4212Aは、基板4211に形成されるスイッチング素子4211Dの光路前段に位置するように基板4211に形成すればよい。 In each of the embodiments described above, the light modulation elements 421 and 521 are configured such that the substrates 4212 and 5212 that are the counter substrates are disposed on the light beam incident side, and the substrate 4211 that is the driving substrate is disposed on the light beam emission side. Not limited to this, the substrate 4211 may be disposed on the light beam incident side, and the substrates 4212 and 5212 may be disposed on the light beam emission side. At this time, the black matrix 4212A may be formed on the substrate 4211 so as to be positioned in front of the optical path of the switching element 4211D formed on the substrate 4211.
前記各実施形態において、反射型偏光素子は、1対の基板4211,4212(5212)の少なくともいずれかの基板に一体的に形成されていればよい。また、この構成において、反射型偏光素子は、基板4211,4212(5212)の対向面側および対向面と反対側の面側の少なくともいずれかの面側に形成されていればよい。すなわち、前記各実施形態で説明した構成に限らず、以下の構成を採用してもよい。
例えば、前記各実施形態において、反射型偏光素子としての射出側偏光素子4211Eを、防塵ガラス4214の光束入射側端面および/または光束射出側端面に一体的に形成する構成、あるいは、光変調素子421,521と別体とする。すなわち、反射型偏光素子(共通電極4212B、入射側偏光素子5212C)が基板4211,4212(5212)のうちの一方の基板4212(5212)にのみ形成される構成を採用してもよい。なお、射出側偏光素子4211Eを、光変調素子421,521と別体にした際には、従来のように吸収型偏光板として構成してもよく、あるいは多層構造フィルムからなる反射型偏光板として構成してもよい。
In each of the above embodiments, the reflective polarizing element may be formed integrally with at least one of the pair of substrates 4211 and 4212 (5212). Further, in this configuration, the reflective polarizing element may be formed on at least one of the opposing surface side of the substrates 4211 and 4212 (5212) and the surface side opposite to the opposing surface. That is, not only the configuration described in the above embodiments but also the following configuration may be adopted.
For example, in each of the above embodiments, the exit-side polarizing element 4211E as the reflective polarizing element is integrally formed on the light-incident side end face and / or the light-exit side end face of the dust-proof glass 4214, or the light modulation element 421. , 521 and a separate body. That is, a configuration in which the reflective polarizing element (common electrode 4212B, incident-side polarizing element 5212C) is formed only on one of the substrates 4212 and 5212 (5212) may be employed. When the exit side polarization element 4211E is separated from the light modulation elements 421 and 521, it may be configured as an absorption type polarization plate as in the past, or as a reflection type polarization plate made of a multilayer structure film. It may be configured.
同様に、前記各実施形態において、反射型偏光素子としての共通電極4212B、入射側偏光素子5212Cを、防塵ガラス4214の光束入射側端面および/または光束射出側端面に一体的に形成する構成、あるいは、光変調素子421,521と別体とする。すなわち、反射型偏光素子(射出側偏光素子4211E)が基板4211,4212(5212)のうちの一方の基板4211にのみ形成される構成を採用してもよい。なお、前記第1実施形態において、共通電極4212Bを上述の配置とする場合には、前記第2実施形態と同様に、基板4212の光束射出側端面に電極として機能するITO膜等の共通電極を形成するものとする。また、上述したように共通電極4212B、入射側偏光素子5212Cを、光変調素子421,521と別体にした際には、従来のように吸収型偏光板として構成してもよく、あるいは多層構造フィルムからなる反射型偏光板として構成してもよい。 Similarly, in each of the embodiments, the common electrode 4212B and the incident side polarizing element 5212C as the reflective polarizing elements are integrally formed on the light incident side end face and / or the light emitting side end face of the dustproof glass 4214, or , Separate from the light modulation elements 421 and 521. That is, a configuration in which the reflective polarizing element (exit-side polarizing element 4211E) is formed only on one of the substrates 4211 and 4212 (5212) may be employed. In the first embodiment, when the common electrode 4212B is arranged as described above, a common electrode such as an ITO film functioning as an electrode is provided on the light emission side end surface of the substrate 4212, as in the second embodiment. Shall be formed. Further, as described above, when the common electrode 4212B and the incident side polarization element 5212C are separated from the light modulation elements 421 and 521, they may be configured as absorption polarizing plates as in the past, or may have a multilayer structure. You may comprise as a reflective polarizing plate which consists of a film.
さらに、例えば、前記第1実施形態において、射出側偏光素子4211Eと同様の構成である反射型偏光素子を基板4211の光束入射側端面に一体的に形成する構成、光束入射側端面および光束射出側端面の双方にそれぞれ一体的に形成する構成としてもよい。また、同様に、基板4212の光束入射側端面および光束射出側端面の双方にそれぞれ一体的に、共通電極4212Bおよび入射側偏光素子5212Cを形成する構成としてもよい。 Further, for example, in the first embodiment, a configuration in which a reflective polarizing element having the same configuration as that of the exit-side polarizing element 4211E is integrally formed on the light-incident-side end face of the substrate 4211, a light-incident-side end face, and a light-exiting side. It is good also as a structure integrally formed in both of an end surface, respectively. Similarly, the common electrode 4212B and the incident-side polarizing element 5212C may be integrally formed on both the light beam incident side end surface and the light beam emission side end surface of the substrate 4212, respectively.
前記各実施形態において、反射型偏光素子としての射出側偏光素子4211Eおよび入射側偏光素子5212Cにおける複数の突条部4211E1、5212C1は、延出方向端部が互いに接続されない構成としたが、これに限らず、複数の突条部4211E1,5212C1が光変調素子421,521の画像形成領域外側に延出し、該延出方向端部が互いに接続された構成としてもよい。また、延出方向端部が互いに接続された構成の他、他の熱伝導性材料にて互いに熱伝達可能に接続される構成としてもよい。このような構成では、射出側偏光素子4211Eおよび入射側偏光素子5212Cにおける熱伝達可能範囲が拡大し、光変調素子421,521における面内方向の温度分布の均一化をさらに図れ、画質をさらに向上できる。 In each of the embodiments described above, the plurality of protrusions 4211E1 and 5212C1 in the exit-side polarizing element 4211E and the incident-side polarizing element 5212C as the reflective polarizing elements are configured such that the end portions in the extending direction are not connected to each other. Not limited to this, a plurality of protrusions 4211E1 and 5212C1 may be extended to the outside of the image forming area of the light modulation elements 421 and 521, and end portions in the extending direction may be connected to each other. Moreover, it is good also as a structure connected so that heat transfer may mutually be carried out with another heat conductive material other than the structure where the extension direction edge parts were connected mutually. With such a configuration, the heat transferable range of the exit side polarization element 4211E and the incidence side polarization element 5212C is expanded, the temperature distribution in the in-plane direction of the light modulation elements 421 and 521 is further uniformed, and the image quality is further improved. it can.
前記第1実施形態において、共通電極4212Bにおける複数の突条部4212B1の延出方向端部が互いに接続された構成としたが、延出方向端部が互いに電気的に接続されていればよく、延出方向端部が他の導電性材料にて互いに電気的に接続される構成としてもよい。
前記各実施形態において、反射型偏光素子としての射出側偏光素子4211E、共通電極4212B、および入射側偏光素子5212Cにおける複数の突条部4211E1,4212B1,5212C1は、アルミニウムから構成されていたが、導電性材料であればいずれの材料で構成してもよく、例えば、銀等にて構成してもよい。
In the first embodiment, the extending direction ends of the plurality of protrusions 4212B1 in the common electrode 4212B are connected to each other. However, it is only necessary that the extending direction ends are electrically connected to each other. It is good also as a structure by which the extension direction edge part is mutually electrically connected by another electroconductive material.
In each of the embodiments described above, the plurality of protrusions 4211E1, 4212B1, and 5212C1 in the exit-side polarizing element 4211E, the common electrode 4212B, and the incident-side polarizing element 5212C as the reflective polarizing elements are made of aluminum. Any material may be used as long as it is a conductive material, for example, silver or the like.
前記第1実施形態において、共通電極4212Bは、基板4212の光束射出側端面に形成され、電極および反射型偏光素子としての双方の機能を有していたが、これに限らず、基板4212の光束射出側端面にITO膜等からなる共通電極、およびアルミニウム等からなる反射型偏光素子の双方をそれぞれ形成した構成としてもよい。この際、反射型偏光素子における複数の突条部は、光変調素子の画像形成領域外側に延出し、延出方向端部が互いに電気的に接続された構成とする。また、反射型偏光素子と共通電極とが電気的に接続された構成とする。このような構成では、反射型偏光素子により共通電極の電位を均一化することができ、光変調素子421における画質の向上を図れる。また、反射型偏光素子における熱伝達可能範囲が拡大し、基板4212における面内方向の温度分布の均一化を図れ、画質の向上を図れる。 In the first embodiment, the common electrode 4212B is formed on the end surface of the light emitting side of the substrate 4212 and has both functions as an electrode and a reflective polarizing element. Both the common electrode made of an ITO film or the like and the reflective polarizing element made of aluminum or the like may be formed on the emission side end face. At this time, the plurality of protrusions in the reflective polarizing element extend outside the image forming area of the light modulation element, and end portions in the extending direction are electrically connected to each other. Further, the reflective polarizing element and the common electrode are electrically connected. In such a configuration, the potential of the common electrode can be made uniform by the reflective polarizing element, and the image quality of the light modulation element 421 can be improved. In addition, the heat transferable range of the reflective polarizing element is expanded, the temperature distribution in the in-plane direction of the substrate 4212 can be made uniform, and the image quality can be improved.
前記各実施形態において、プロジェクタ1では、3つの光変調素子421(521)を用いていたが、これに限らない。例えば、1つの光変調素子421(521)のみ、2つの光変調素子421(521)、あるいは、4つ以上の光変調素子421(521)を用いる構成としてもよい。
前記各実施形態において、プロジェクタ1は、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタとして説明したが、本発明では、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
前記各実施形態において、光変調素子421(521)は、プロジェクタ1に搭載された構成を説明したが、これに限らず、その他の光学機器に搭載した構成としてもよい。
In each of the embodiments described above, the projector 1 uses the three light modulation elements 421 (521). However, the present invention is not limited to this. For example, only one light modulation element 421 (521) may be used, two light modulation elements 421 (521), or four or more light modulation elements 421 (521) may be used.
In each of the embodiments described above, the projector 1 has been described as a front type projector that performs projection from the direction in which the screen is observed. However, in the present invention, the projector 1 is a rear type projector that performs projection from the side opposite to the direction in which the screen is observed. Is also applicable.
In each of the above-described embodiments, the configuration in which the light modulation element 421 (521) is mounted on the projector 1 has been described. However, the configuration is not limited thereto, and may be mounted on other optical devices.
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
Although the best configuration for carrying out the present invention has been disclosed in the above description, the present invention is not limited to this. That is, the invention has been illustrated and described primarily with respect to particular embodiments, but may be configured for the above-described embodiments without departing from the scope and spirit of the invention. Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of materials, quantity, and other detailed configurations.
Therefore, the description limited to the shape, material, etc. disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member which remove | excluded the limitation of one part or all of such is included in this invention.
本発明の光変調素子は、偏光素子の熱劣化を防止できるとともに、温度を均一化して画質の向上を図れるため、ホームシアターやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタに用いられる光変調素子として有用である。 The light modulation element of the present invention is useful as a light modulation element used in a projector used in a home theater or a presentation because it can prevent thermal deterioration of the polarizing element and can improve the image quality by making the temperature uniform.
1・・・プロジェクタ、50・・・投射レンズ(投射光学装置)、421,521・・・光変調素子、4211・・・基板(駆動基板)、4211A・・・データ線(信号線)、4211B・・・走査線(信号線)、4211C・・・画素電極、4211D・・・スイッチング素子、4211E・・・射出側偏光素子(反射型偏光素子)、4211E1,4212B1,5212C1・・・突条部、4212,5212・・・基板(対向基板)、4212B・・・共通電極(反射型偏光素子)、5212C・・・入射側偏光素子(反射型偏光素子)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 50 ... Projection lens (projection optical apparatus), 421,521 ... Light modulation element, 4211 ... Substrate (drive substrate), 4211A ... Data line (signal line), 4211B ... Scanning line (signal line), 4211C ... Pixel electrode, 4211D ... Switching element, 4211E ... Emission-side polarizing element (reflection type polarizing element), 4211E1, 4212B1, 5212C1 ... Ridge , 4212, 5212... Substrate (counter substrate), 4212B... Common electrode (reflection type polarization element), 5212C... Incident side polarization element (reflection type polarization element).
Claims (8)
前記1対の基板のうちの少なくともいずれかの基板には、前記対向面側および前記対向面と反対側の面側の少なくともいずれかの面側に、導電性材料から構成され、該基板から突出しかつ、該基板の面内方向に延出する複数の突条部が縞状に並列配置された反射型偏光素子が一体的に形成されていることを特徴とする光変調素子。 A light modulation element that includes a pair of substrates each having electrodes formed on opposing surfaces and a liquid crystal sealed between the substrates, and modulates an incident light beam according to image information,
At least one of the pair of substrates is made of a conductive material on at least one of the facing surface and the surface opposite to the facing surface, and protrudes from the substrate. A light-polarizing element in which a plurality of protrusions extending in an in-plane direction of the substrate are integrally formed in a stripe pattern and formed in an integrated manner.
前記1対の基板は、複数の信号線、前記複数の信号線に接続された複数のスイッチング素子、および前記複数のスイッチング素子に接続された複数の画素電極を有する駆動基板と、前記駆動基板に対向配置され、共通電極を有する対向基板とで構成され、
前記反射型偏光素子は、前記対向基板の前記対向面側に形成されていることを特徴とする光変調素子。 The light modulation element according to claim 1,
The pair of substrates includes a drive substrate having a plurality of signal lines, a plurality of switching elements connected to the plurality of signal lines, and a plurality of pixel electrodes connected to the plurality of switching elements; It is arranged with a counter substrate that is arranged opposite to and has a common electrode,
The light-modulating element, wherein the reflective polarizing element is formed on the opposing surface side of the opposing substrate.
前記反射型偏光素子は、前記複数の突条部が当該光変調素子の画像形成領域外側に延出し、該延出方向端部が互いに電気的に接続され、さらに、前記共通電極と電気的に接続されていることを特徴とする光変調素子。 The light modulation element according to claim 2,
In the reflective polarizing element, the plurality of protrusions extend outside the image forming region of the light modulation element, the extending direction end portions are electrically connected to each other, and are electrically connected to the common electrode. A light modulation element which is connected.
前記1対の基板は、複数の信号線、前記複数の信号線に接続された複数のスイッチング素子、および前記複数のスイッチング素子に接続された複数の画素電極を有する駆動基板と、前記駆動基板に対向配置され、共通電極を有する対向基板とで構成され、
前記反射型偏光素子は、前記対向基板の前記対向面と反対側の面側に形成されていることを特徴とする光変調素子。 The light modulation element according to any one of claims 1 to 3,
The pair of substrates includes a drive substrate having a plurality of signal lines, a plurality of switching elements connected to the plurality of signal lines, and a plurality of pixel electrodes connected to the plurality of switching elements; It is arranged with a counter substrate that is arranged opposite to and has a common electrode,
The reflection type polarizing element is formed on a surface of the counter substrate opposite to the counter surface.
前記1対の基板は、複数の信号線、前記複数の信号線に接続された複数のスイッチング素子、および前記複数のスイッチング素子に接続された複数の画素電極を有する駆動基板と、前記駆動基板に対向配置され、共通電極を有する対向基板とで構成され、
前記反射型偏光素子は、前記駆動基板の前記対向面と反対側の端面に形成されていることを特徴とする光変調素子。 The light modulation element according to any one of claims 1 to 4,
The pair of substrates includes a drive substrate having a plurality of signal lines, a plurality of switching elements connected to the plurality of signal lines, and a plurality of pixel electrodes connected to the plurality of switching elements; It is arranged with a counter substrate that is arranged opposite to and has a common electrode,
The reflective polarizing element is formed on an end surface of the drive substrate opposite to the facing surface.
前記複数の突条部は、アルミニウムから構成されていることを特徴とする光変調素子。 The light modulation element according to any one of claims 1 to 5,
The plurality of protrusions are made of aluminum.
前記反射型偏光素子は、前記複数の突条部の延出方向端部が当該光変調素子の画像形成領域外側に延出し、該延出方向端部が互いに熱伝達可能に接続されていることを特徴とする光変調素子。 The light modulation element according to any one of claims 1 to 6,
In the reflective polarizing element, end portions in the extending direction of the plurality of protrusions extend outside the image forming region of the light modulation element, and the end portions in the extending direction are connected so as to be able to transfer heat to each other. A light modulation element characterized by the above.
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
JP2007101921A (en) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal apparatus and projection display device |
JP2010032846A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Seiko Epson Corp | Spatial light modulation device, projector and cooling method of spatial light modulation device |
WO2016125221A1 (en) * | 2015-02-05 | 2016-08-11 | ソニー株式会社 | Projector and optical unit |
-
2003
- 2003-11-27 JP JP2003397222A patent/JP2005157065A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007101921A (en) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal apparatus and projection display device |
JP2010032846A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Seiko Epson Corp | Spatial light modulation device, projector and cooling method of spatial light modulation device |
US8282215B2 (en) | 2008-07-30 | 2012-10-09 | Seiko Epson Corporation | Spatial light modulation device, projector, and cooling method for spatial light modulation device |
WO2016125221A1 (en) * | 2015-02-05 | 2016-08-11 | ソニー株式会社 | Projector and optical unit |
JPWO2016125221A1 (en) * | 2015-02-05 | 2017-11-09 | ソニー株式会社 | Projector and optical unit |
US10511814B2 (en) | 2015-02-05 | 2019-12-17 | Sony Corporation | Projector and optical unit |
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