JP2007292924A - 光学装置、および当該光学装置を備えたプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】シンプルな構成により画素ズレの発生を低減した光学装置、および当該光学装置を備えたプロジェクタを提供すること。
【解決手段】複数の光変調装置３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂは、クロスダイクロイックプリズム３８の入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂにそれぞれ相対するとともに、構成部位の一部である液晶ライトバルブ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂがクロスダイクロイックプリズム３８の上面および下面に設けられた支持基板４０，４１に固定枠４４を介してそれぞれ支持されている。これにより、光学装置３０では、支持基板４０，４１の熱膨張係数がクロスダイクロイックプリズム３８と異なっていたとしても、当該支持基板における面方向の寸法変化は光変調装置３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂのアライメント方向と直交する方向に発生する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像信号に応じた光学像を生成する光学装置、および当該光学装置を備えたプロジェクタに関する。

壁面などに設置されたスクリーンに画像を投射する投射型のプロジェクタには、明るい画像を得るために高輝度であること、および小型でリーズナブルな価格であることが要求されている。前者は明るい環境下においても鮮明な画像を得たいという使用者の要求に応えるためであり、後者は一般家庭における需要に応えるためである。また、昨今の地上波デジタル放送の開始に代表される映像ソースの高解像度化は著しいものがあり、プロジェクタも高解像度に対応することが要求されている。
このようなプロジェクタとして、液晶３板式プロジェクタが知られている。また、プロジェクタは画像信号に応じた光学像を生成するための光学装置を内蔵しており、プロジェクタが投射する画像の品質は、当該光学装置の性能に依存していた。
液晶３板式プロジェクタにおける光学装置は、光の３原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）光ごとに設けられた透過式液晶パネルによる３つの光変調装置と、各光変調装置から出射される各色光画像を表す各色変調光を合成し、フルカラーの合成変調光として射出する合成光学部などから構成されていた。

図５は、従来の光学装置の一態様を示す組立て斜視図である。
特許文献１には、このような液晶３板式プロジェクタにおける光学装置の一態様が示されている。なお、図５においては、説明を簡単にするためにＲ光用の光変調装置２３６Ｒの取り付け構造についてのみ抜粋図示している。
光学装置２１０は、略直方体をなしたガラス製のプリズムである合成光学部２２０と、当該合成光学部の出射面Ｓｏを除いた３つの側面である入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂごとに対向して設けられた光変調装置２３６Ｒ，２３６Ｇ，２３６Ｂ（２３６Ｇ，２３６Ｂは図示せず）などから構成されていた。なお、光変調装置２３６Ｒは、液晶ライトバルブ２３４Ｒおよび出射側偏光板２３２Ｒに加えて入射側偏光板（図示せず）を含めた状態で透過式液晶パネルとして機能するが、入射側偏光板については図示を省略している。

出射側偏光板２３２Ｒが貼り付けられた透明な補強板２３１および液晶ライトバルブ２３４Ｒは、入射面Ｓｒに接着固定された金属製の固定枠２３０を支持台として、中枠２３３、固定ピン２３５などにより合成光学部２２０に固定されていた。
固定枠２３０は、上方から見るとＵ字状をなしており、当該Ｕ字における底部の平面部を入射面Ｓｒに接着している。また、当該平面部には、光変調装置２３６Ｒが出射するＲ変調光を通過させるための矩形状の穴が空いており、当該穴部の額縁状の外周部を糊しろとして入射面Ｓｒに接着されていた。
合成光学部２２０の各入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂに設けられた各光変調装置からは、それぞれＲ変調光、Ｇ変調光、Ｂ変調光が出射される。合成光学部２２０に入射した各色変調光は、４つのプリズムを合わせた構成を持つ合成光学部２２０内部の誘電体多層膜ｆａ，ｆｂにより反射および合成され、フルカラーの画像を表す合成変調光として出射面Ｓｏから出射されていた。

しかし、光学装置２１０は、合成光学部２２０の入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂにそれぞれ額縁状の固定枠２３０を貼り付ける構成であるため、当該入射面ごとに当該固定枠の縁部を接着するための糊しろ分のスペースが必要となり、合成光学部２２０のサイズが大きくなってしまっていた。合成光学部２２０のコストは、サイズに比例しており、サイズが大きくなるとコストが高くなってしまう。
また、光学装置２１０に入射されるＲＧＢの各色光は、前述した高輝度化の流れにより光束密度の高い光となっているため、光学装置２１０には、光変調ロスにより発生する熱を放熱するための冷却性能が要求されていた。特に、合成光学系２２０に近接しているため冷却し難い各色光用の出射側偏光板を如何に冷却するかという課題があった。しかし、出射側偏光板２３２Ｒが貼り付けられている補強板２３１は、外周部が固定枠２３０などに導熱可能に支持されてはいるものの、外周部以外の殆どの平面部は表裏面とも空気層に面しており、大きな放熱効果を有する合成光学部２２０には直に接触しておらず、当該出射側偏光板を十分冷却できるとはいい難かった。
このように、光学装置２１０には、小型およびローコスト化が困難であるという問題点、および出射側偏光板２３２Ｒを十分に冷却することが困難であるという問題点があった。

図６は、従来の異なる態様における光学装置の組立て斜視図である。
特許文献２には、前述の光学装置２１０における問題点を解決可能な光学装置２５０が開示されている。なお、図６においても、Ｒ光用の光変調装置２３６Ｒの取り付け構造についてのみ抜粋図示しており、また、入射側偏光板の図示は省略している。また、図５と同一の構成部位については同一の番号を附して説明する。
光学装置２５０では、合成光学部２６０の入射面Ｓｒに、あらかじめ出射側偏光板２３２Ｒが貼り付けられた透明な板部材である支持基板２７０が接着固定されている。水晶やサファイヤなどの熱伝導性の良い材料を用いた支持基板２７０は、合成光学部２６０の高さ方向において、当該合成光学部より長く構成されていた。
支持基板２７０には、４隅に勘合用のピンを有する固定枠２７２が接着固定され、さらに当該固定枠の４隅のピンを案内にして液晶ライトバルブ２３４Ｒが固定されていた。

固定枠２７２は、支持基板２７０における合成光学部２６０から突出した上下部分を主要な糊しろ分として当該支持基板に接着されていた。これにより、合成光学部２６０の厚さを糊しろスペース分薄くすることができるため、合成光学部２６０のサイズを小さくし、コストを抑制していた。また、出射側偏光板２３２Ｒを熱伝導性が良い支持基板２７０に密着させ、放熱効果の高い合成光学部２６０と一体に構成することにより、出射側偏光板２３２Ｒの冷却効率を高めていた。
また、光学装置２１０，２５０を組み立てる際には、各色変調光をそれぞれ画素の対応を取って合成するために、合成光学部２２０，２６０の各入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂにおける各光変調装置の位置を精密に調整（以下、「アライメント」ともいう）する必要があった。

特開２００５−２３４１２４号公報 特開２００２−１３９７９５号公報

しかしながら、従来の光学装置２１０では、各光変調装置が合成光学部２２０の入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂに接着された金属製の固定枠２３０により支持されているため、温度変化による画素ズレが発生してしまうおそれがあった。これは、ガラスを主原料とする合成光学部２２０と、金属性の固定枠２３０とでは熱膨張係数が違うこと、および温度変化に伴う固定枠２３０の面方向の寸法変化が光変調装置２３６Ｒのアライメント方向と一致していることに起因している。具体的には、当該寸法変化に伴い、合成光学部２２０に対してアライメントされた光変調装置２３６Ｒの相対位置がズレてしまうため、画素ズレが発生する。また、前述したプロジェクタの小型化および画像ソースの高解像度化に伴う、光変調装置における各画素間ピッチの狭小化により、寸法のズレ量が同じでも画素に対するズレ量の割合は増加してしまっていた。
また、光学装置２５０においても同様であり、ガラス製の合成光学部２２０と、水晶やサファイヤなどから構成される支持基板２７０とでは熱膨張係数が異なり、支持基板２７０は、合成光学部２６０の入射面Ｓｒに接着されているため、温度変化による画素ズレが発生してしまうおそれがあった。
このように、従来の光学装置では、温度変化などによって画素ズレが発生するおそれがあるという問題があった。

上記課題を解決するために、本発明では、シンプルな構成により画素ズレの発生を低減した光学装置、および当該光学装置を備えたプロジェクタを提供することを目的の一つとする。

上述した目的を達成するために、本発明の光学装置は、複数の色光を色光ごとに画像情報に応じて光変調する複数の光変調装置と、複数の光変調装置から射出される色光ごとの画像を内包した各色変調光を合成し、合成した合成変調光を出射面から出射する合成光学部と、を含んで構成される光学装置であって、複数の光変調装置は、上下面および複数の側面を備えた合成光学部における出射面以外の側面のうち、各色変調光が入射される入射面にそれぞれ相対するとともに、構成部位の一部が上面および下面に設けられた板状部材である支持基板によりそれぞれ支持されることを特徴とする。

この構成によれば、複数の光変調装置は、合成光学部の各入射面にそれぞれ相対するとともに、構成部位の一部が合成光学部の上面および下面に設けられた板状部材である支持基板によりそれぞれ支持される。
従来の光学装置では、光変調装置の支持部材が合成光学部の入射面に設けられていたため、温度変化に伴い合成光学部との熱膨張係数の差異により発生する支持部材における面方向の寸法変化が光変調装置のアライメント方向と一致してしまっていたが、本発明の光学装置では、支持基板の熱膨張係数が合成光学部と異なっていたとしても、支持基板における面方向の寸法変化は光変調装置のアライメント方向と直交する方向に発生する。
よって、合成光学部の上面および下面に支持基板を設けるというシンプルな構成により、画素ズレの発生を低減することができる。
従って、シンプルな構成により画素ズレの発生を低減した光学装置を提供することができる。

本発明に係る光学装置によれば、支持基板は、合成光学部と略同等の熱膨張係数を有する透明な材質により構成されることが好ましい。

この構成によれば、支持基板の材質は、合成光学部と略同等の熱膨張係数であることから、温度変化に伴う寸法変化の割合は合成光学部と同等であり、合成光学部の各入射面に直接各光変調装置を貼り付けた構成と同等であると考えられる。
よって、合成光学部に対する各光変調装置の相対位置のズレを抑えることができることから、画素ズレをより低減することができる。
また、合成光学部の各入射面に光変調装置を取り付ける場合、例えば金属製の固定枠を支持基板の端面に固定してから、当該固定枠に光変調装置の一部を組み込むことになる。この際、支持基板の端面に固定枠を固定するための接着剤として紫外線硬化樹脂を用いる。ここで本発明の支持基板は透明であるため、固定枠を接着する際、支持基板の出射面側の端面より紫外線を入射させることにより、紫外線が支持基板の界面にて反射し、入射面側の端面に伝播されて、紫外線硬化樹脂を硬化させることができる。
よって、合成光学部に固定枠を接着する際の導光体として支持基板を活用できることから、組立効率を高めることができる。
従って、組立性に優れ、画素ズレの発生を低減した光学装置を提供することができる。

本発明に係る光学装置は、さらに合成光学部よりも熱伝導率の大きな材質により構成された合成光学部の各入射面と略同等の大きさの透明な板状部材である複数の放熱板を備え、各光変調装置は、入射側偏光板および出射側偏光板を備えた液晶パネルであり、合成光学部の各入射面には、放熱板が貼り付けられ、さらに放熱板には、出射側偏光板が密着して設けられることが好ましい。

この構成によれば、合成光学部の各入射面には、出射側偏光板と一体に構成された放熱板がそれぞれ貼り付けられていることから、出射側偏光板は、放熱板を介して合成光学部と一体に構成されている。
よって、合成光学系に近接しているため冷却し難い出射側偏光板が発する熱を、放熱板を介して熱容量の大きな合成光学部に放熱することができるため、出射側偏光板の性能を確保することができる。
さらに放熱板の熱伝導率は合成光学部より大きいことから、出射側偏光板の熱量を効率良く合成光学部に伝達することができる。
従って、信頼性の高い光学装置を提供することができる。

上述した目的を達成するために、本発明のプロジェクタは、前記記載の光学装置と、光学装置に光を供給する光源部と、光学装置の出射面から出射される合成変調光を拡大投射するための投射部と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、プロジェクタは、シンプルな構成により画素ズレの発生を低減した信頼性の高い光学装置を備えている。
従って、信頼性が高く鮮明な画像を投射するプロジェクタを提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態）
《プロジェクタの概要》
図１は、本発明の実施形態におけるプロジェクタの斜視図である。図２は、本発明のプロジェクタにおける光学系を主体とした概略平面図である。ここでは、図１および図２を用いてプロジェクタ１００の概要について説明する。
プロジェクタ１００は、高圧水銀ランプや、メタルハライドランプなどの放電ランプを光源とする光源部５が射出する光を、複数の光変調装置を備えた光学装置３０により画像信号に応じて変調し、変調された画像を表す変調光を投射部５０から拡大投射するフロントプロジェクタである。
プロジェクタ１００は、前述した光源部５および光学装置３０を含む光学ユニット４５、投射部５０に加えて、操作部５１、受光部５２、回路部５３、電源部５４、ランプ駆動部５５、排気部５６、脚部５７などから構成されている。なお、光源部５、光学装置３０を含む光学ユニット４５の詳細については後述する。

操作部５１は、プロジェクタ１００の上面に設けられている。操作部５１は、電源ボタンや、投射画像の調整を行うための操作メニューを表示させるメニューボタンなどの複数の操作ボタンを備えた操作パネルである。また、プロジェクタ１００は、図示はしていないが操作部５１と同様な複数の操作ボタンを有した遠隔操作用のリモコンも備えている。
受光部５２は、当該リモコンからの赤外線などの無線による操作信号を受信するための受信部である。
回路部５３は、操作部５１および受光部５２からの操作信号に応じてプロジェクタ１００の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）や、入力される画像信号を当該プロジェクタで投射するのに適した画像信号（情報）とするために様々な画像処理を施す画像プロセッサ、光変調装置の複数の液晶ライトバルブを表示駆動する液晶ドライバなどを含んで構成されている。

電源部５４は、外部電源からの交流電力をインレットから導き、内蔵するＡＣ／ＤＣ変換部（いずれも図示せず）にて変圧、整流および平滑するなどの処理を施すことにより安定化させた電力を回路部５３を含むプロジェクタ１００の各部に供給する。
ランプ駆動部５５は、放電ランプ１を点灯させるために高電圧を発生して放電経路を形成するイグナイタ回路と、点灯後の安定した点灯状態を維持するためのバラスト回路（いずれも図示せず）とを含んで構成されている。
排気部５６は、放電ランプ１などの発熱部位により熱せられた熱気をプロジェクタ１００の外部に排気するための排気口である。排気部５６には、排気用の軸流ファンである排気ファンＦ４が内蔵されている。
脚部５７は、伸縮可能な脚部であり、プロジェクタ１００を机上などに設置して用いる際に、伸縮により投射部５０の投射方向を調整することにより、壁面などに設置されたスクリーンにおける投射画像の高さを調整する。このように、１脚の脚部５７の長さ調節によって投射画像の高さを調整可能とすることにより、利便性を高めている。

《光学系の概略構成》
ここでは、図２を用いて、プロジェクタ１００の光学系である光学ユニット４５を中心に説明する。
光学ユニット４５は、光源部５、均一照明光学系１０、色分離光学系１４、リレー光学系１９、光学装置３０などから構成されている。
光源部５は、高圧水銀ランプや、メタルハライドランプなどの高輝度な放電ランプ１と、放電ランプ１が放射した光を集光し光学ユニット側に射出するリフレクタ３などを含んで構成されている。

均一照明光学系１０は、２枚のフライアイレンズ６、偏光変換素子７と、コンデンサレンズ８、反射ミラー９などから構成されている。
フライアイレンズ６は、光源部５方向から見て略矩形形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有し、２枚で対となっている。対となった各小レンズは、光源部５から射出された光束を部分光束に分割し、光軸方向に射出する。各小レンズから射出された複数の光源像は、コンデンサレンズ８を介することにより、それぞれが光変調装置３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂの画像形成領域上で重畳される。これにより、光変調装置３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂの画像形成領域上における輝度分布は、均一化される。

偏光変換素子７は、ＰＢＳ（Polarization Beam Splitter）アレイと、１／２波長板などから構成され、ランダム偏光を特定の直線偏光に変換する。特定の直線偏光は、各光変調装置３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂの入射面に設けられた入射側偏光板３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂに入射可能な偏光であるため、偏光変換素子７がない場合、当該入射側偏光板を透過できずに熱として無駄に費やされてしまっていた光を有効に活用することができる。
光源部５から射出された光は、２枚のフライアイレンズ６、偏光変換素子７、およびコンデンサレンズ８を通過した後、反射ミラー９で反射され、色分離光学系１４側に射出される。なお、反射ミラー９の後段に、もう１枚コンデンサレンズを設けても良い。

色分離光学系１４は、ダイクロイックミラー１２、およびダイクロイックミラー１３を含んで構成されている。
ダイクロイックミラー１２は、ガラス板等にＢ光を反射し、Ｒ光およびＧ光を透過する性質のダイクロイック膜を形成した光学素子であり、Ｂ光を反射ミラー１５側に反射し、Ｒ光およびＧ光を透過する。反射ミラー１５で反射したＢ光は、平行化レンズ２０により平行化され光学装置３０の光変調装置３５Ｂに入射する。ダイクロイックミラー１２を透過したＲ光およびＧ光は、ダイクロイックミラー１３に入射する。
ダイクロイックミラー１３は、Ｇ光を反射しＲ光を透過する性質のダイクロイック膜を備えた光学素子であり、Ｇ光を光学装置３０側に反射しＲ光を透過する。ダイクロイックミラー１３で反射したＧ光は、平行化レンズ２０により平行化され光学装置３０の光変調装置３５Ｇに入射する。ダイクロイックミラー１３を透過したＲ光は、リレー光学系１９に入射する。

リレー光学系１９は、２枚のリレーレンズ１７、２枚の反射ミラー１８などから構成されている。
ダイクロイックミラー１３を透過したＲ光は、リレーレンズ１７を介して反射ミラー１８で反射され、さらにリレーレンズ１７を介して反射ミラー１８で反射された後、平行化レンズ２０により平行化され光学装置３０の光変調装置３５Ｒに入射する。２つのリレーレンズ１７は、分離された３色光の中で最も長い光路を通過するＲ光の減衰を防ぐために設けられている。

光学装置３０は、各色光用の光変調装置３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂ、合成光学部であるクロスダイクロイックプリズム３８などから構成されている。なお、光学装置３０の構成には、クロスダイクロイックプリズム３８に光変調装置３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂを固定するための支持基板や、固定枠などがさらに含まれるが、ここでは、光学機能に特化して説明する。支持基板や固定枠などを含んだ光学装置３０の構造については後述する。
光変調装置３５Ｒは、入射側偏光板３１Ｒ、液晶ライトバルブ３２Ｒ、出射側偏光板３３Ｒなどから構成された矩形状の透過式液晶パネルである。リレー光学系１９からのＲ光は、入射側偏光板３１Ｒから入射し、液晶ライトバルブ３２ＲにてＲ光の画像情報に応じて光変調され、出射側偏光板３３ＲからＲ光の画像を表すＲ変調光としてクロスダイクロイックプリズム３８内に射出される。

また、光変調装置３５Ｇおよび光変調装置３５Ｂも、光変調装置３５Ｒと同様な構成を備えている。光変調装置３５Ｇにおいて、Ｇ光は入射側偏光板３１Ｇから入射し、液晶ライトバルブ３２ＧにてＧ光の画像情報に応じて光変調され、出射側偏光板３３ＧからＧ光の画像を表すＧ変調光としてクロスダイクロイックプリズム３８内に射出される。
光変調装置３５Ｂにおいて、Ｂ光は入射側偏光板３１Ｂから入射し、液晶ライトバルブ３２ＢにてＢ光の画像情報に応じて光変調され、出射側偏光板３３ＢからＢ光の画像を表すＢ変調光としてクロスダイクロイックプリズム３８内に射出される。
クロスダイクロイックプリズム３８は、略直方体をなしており、各色光用の光変調装置３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂからの各色変調光を合成し、出射面Ｓｏからフルカラーの画像を表す合成変調光を出射する。クロスダイクロイックプリズム３８は、４つの直角プリズムが貼り合わされた構造を成し、プロジェクタ１００の上面側から見たときに（図２視点）、ダイクロイック膜ｆａ，ｆｂがＸ字状に観察されている。

ダイクロイック膜ｆａはＧ光およびＢ光を透過しＲ光を反射する誘電体多層膜であり、ダイクロイック膜ｆｂはＲ光およびＧ光を透過しＢ光を反射する誘電体多層膜である。
クロスダイクロイックプリズム３８は、光変調装置３５Ｇからの緑色の変調光を透過し、当該緑色の変調光に光変調装置３５Ｒからの赤色の変調光と、光変調装置３５Ｂからの青色の変調光とを反射して重畳し、三原色の変調光を合成したフルカラーの画像を内包した合成変調光を投射部５０に射出する。
クロスダイクロイックプリズム３８から射出された変調光は、ガウスタイプなどの複数のレンズを組合せた広角ズームレンズである投射部５０により、スクリーンなどにフルカラーの画像として拡大投射される。

また、プロジェクタ１００は、発熱部位である光学装置３０、および電源部５４、並びにランプ駆動部５５などを冷却するための複数の冷却ファンＦ１，Ｆ２，Ｆ３、および当該冷却ファンが送風し熱せられた熱気を外部に排気する排気ファンＦ４を備えている。
冷却ファンＦ１は、軸流ファンであり、外部に面した吸気口から外気を導入し、隣接して設けられた電源部５４およびランプ駆動部５５をセットとして冷却する。
冷却ファンＦ２，Ｆ３は、送風口を光学装置３０に向けて設置されたシロッコファンであり、光学装置３０全体に冷却風が行き渡るように送風する。光学装置３０の構成は、当該冷却ファンからの冷却風が効率良く吹き抜けるように、適宜隙間が設けられた立体的な構成（図３参照）となっている。
排気ファンＦ４は、プロジェクタ１００内部の熱気を集め、排気口５６から排気する。

《光学装置の概略構成》
図３は、本発明における光学装置の一態様を示す組立て斜視図である。なお、図３においては、説明を簡単にするためにＲ光用の光変調装置３５Ｒの取り付け構造についてのみ抜粋図示しており、また、光変調装置３５Ｒの一構成部位である入射側偏光板３１Ｒ（図２）の図示を省略している。入射側偏光板３１Ｒは、例えば、平行化レンズ２０（図２）の出射面に貼り付けられて構成されている。入射側偏光板３１Ｇ，３１Ｂ（図２）についても同様である。
ここでは、図３を用いて、プロジェクタ１００における光学装置３０の概略構成について説明する。
光学装置３０は、略直方体をなしたクロスダイクロイックプリズム３８における出射面Ｓｏを除いた３つの側面である入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂに、各色光用の光変調装置３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂ（３５Ｇ，３５Ｂは図示省略）をそれぞれ備えて構成されている。当該各光変調装置は、構成部位ごとに放熱板４３、支持基板４０，４１、および固定枠４４により、それぞれ対応する入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂに固定されている。また、クロスダイクロイックプリズム３８は、ＢＫ７（熱伝導率、約１．１１４Ｗ／ｍ・Ｋ）に代表されるホウ珪クラウンガラスなどの光学ガラス部材により構成されている。
以下、代表としてＲ光用の光変調装置３５Ｒの取り付け構造について説明する。なお、図示しない光変調装置３５Ｇ，３５Ｂについても、光変調装置３５Ｒと同様の構造により入射面Ｓｇ，Ｓｂにそれぞれ固定される。

クロスダイクロイックプリズム３８の入射面Ｓｒには、透明な板状部材である放熱板４３が貼り付けられている。放熱板４３は、入射面Ｓｒと略同等の大きさであるが、当該入射面の各辺から突出しない大きさに設定されている。放熱板４３は、例えば、約４２Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有するサファイヤや、約５〜１０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する水晶など、熱伝導率の良い材質により構成されている。また、放熱板４３におけるＲ変調光の入射面には、光変調装置３５Ｒの出射側偏光板３３Ｒがあらかじめ貼り付けられている。
クロスダイクロイックプリズム３８の上面および下面には、クロスダイクロイックプリズム３８と同じ材料の透明板部材である支持基板４０，４１がそれぞれ貼り付けられている。支持基板４０、４１の材質には、クロスダイクロイックプリズムと同等の熱膨張係数を有する材料が好適である。
なお、光学装置３０の組立て順においては、まず、クロスダイクロイックプリズム３８の各入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂに出射側偏光板が貼り付けられた放熱板４３をそれぞれ接着固定し、次いで、クロスダイクロイックプリズム３８の上面および下面に支持基板４０，４１をそれぞれ接着固定する。この段階におけるクロスダイクロイックプリズム３８近傍の態様は、図３に示される通りである。

支持基板４０は、クロスダイクロイックプリズム３８の上面形状と相似形である矩形をなし、当該矩形の厚さ方向における４つの端面である端面４０ａ，４０ｒ，４０ｇ，４０ｂと、クロスダイクロイックプリズム３８の出射面Ｓｏ、および入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂとがそれぞれ略平行面となるように貼り付けられている。具体的には、端面４０ａを出射面Ｓｏに揃えて、端面４０ｒ，４０ｇ，４０ｂはそれぞれ入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂから突出した状態となっている。端面４０ｒ，４０ｇ，４０ｂの突出量は、放熱板４３の厚さ方向の端面を覆い隠す程度の長さである。
支持基板４１も、支持基板４０と同様であり、端面４１ａを出射面Ｓｏに揃えて、端面４１ｒ，４１ｇ，４１ｂはそれぞれ入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂから突出した状態となっている。

支持基板４０の端面４０ｒ、および支持基板４１の端面４１ｒには、額縁状の枠体である固定枠４４が接着される。固定枠４４は、反射を防ぐため黒塗装された金属、または合成樹脂により構成されている。固定枠４４の材質としては、熱伝導性に優れたアルミニウムや、マグネシウム、またはこれらの金属を含む合金、若しくは熱伝導性の良い合成樹脂などが好適である。
固定枠４４におけるクロスダイクロイックプリズム３８側の面は平面となっており、支持基板４０の端面４０ｒ、および支持基板４１の端面４１ｒに対応する部分を糊しろとして接着固定される。
また、反対側の面の４隅には液晶ライトバルブ３２Ｒを案内および固定するための４つのピン４４ｐが設けられている。また、端面４０ｒおよび端面４１ｒに固定枠４４を接着するための接着剤としては、紫外線硬化樹脂を含んだ接着剤が用いられる。なお、具体的な接着方法については後述する。

液晶ライトバルブ３２Ｒは、固定枠４４の４つのピン４４ｐに対応した当該ピンよりも一回り大きな穴部３２ｈを備えている。
クロスダイクロイックプリズム３８の入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂにおける各液晶ライトバルブ３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂの平面位置を調整するアライメントは、例えば、各固定枠４４に各液晶ライトバルブをあらかじめ固定しておき、出射面Ｓｏから出射される合成変調光による投射画像を確認しながら、支持基板４０の端面４０ｒおよび支持基板４１の端面４１ｒの上を、各液晶ライトバルブと一体となった固定枠４４のクロスダイクロイックプリズム３８側の面を滑らせるように移動させながら、精密に合わせ込むことにより行う。または、クロスダイクロイックプリズム３８の各入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂに、それぞれ固定枠４４を固定してから、固定枠４４のピン４４ｐと、当該液晶ライトバルブの各穴部３２ｈとのクリアランスを利用してアライメントを行うことであっても良い。
アライメントの際には、あらかじめ紫外線硬化樹脂を含んだ接着剤を各接着面、または各穴部３２ｈに充填しておき、アライメントが終わり次第、紫外線を照射して各液晶ライトバルブ３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂの位置を固定する。
なお、Ｒ光の画像情報および液晶ライトバルブ３２Ｒを走査表示駆動するための駆動信号などは、回路部５３（図１）と液晶ライトバルブ３２Ｒとを接続するフレキシブル基板３９Ｒにより電送される。

《支持基板の接着方法》
図４は、支持基板の接着工程における一態様を示す斜視図である。図４は、図３の光学装置３０における支持基板４０，４１に３つの固定枠４４を接着する工程を示している。なお、説明を簡単にするために、固定枠４４のみを図示しているが、当該各固定枠にあらかじめ液晶ライトバルブ３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂがそれぞれ固定されていても良い。
ここでは、図４を用いて支持基板４０，４１に３つの固定枠４４を接着するための接着方法について説明する。
クロスダイクロイックプリズム３８の上面および下面には、既にそれぞれ支持基板４０，４１が固定されている。入射面Ｓｒ側における支持基板４０の端面４０ｒ、および支持基板４１の端面４１ｒには、紫外線硬化樹脂を含んだ接着剤が塗布され、さらに図示しない案内板により、固定枠４４が仮固定されている。同様に、入射面Ｓｇ側における端面４０ｇおよび端面４１ｇ（図示せず）、入射面Ｓｂ側における端面４０ｂおよび端面４１ｂ（図示せず）にも、固定枠４４が仮固定されている。

クロスダイクロイックプリズム３８の出射面Ｓｏ側における支持基板４０の端面４０ａ、および支持基板４１の端面４１ａには、それぞれ２ヶ所づつ照射部７０がセットされている。
照射部７０は、２００〜４５０ｎｍの波長域の紫外線を生成する紫外線照射装置（図示せず）における紫外線の照射口である。当該紫外線照射装置は、３６５ｎｍを中心とした波長域の照射強度が得られる装置が好適であり、本体部にて生成した紫外線をグラスファイバなどの導光ケーブルにより導き照射部７０から放射する。
支持基板４０の端面４０ａにおいて、当該端面に放射口を向けた２つの照射部７０から当該支持基板内に放射された紫外線は、支持基板４０の上下の界面および各端面にて反射を繰り返し、照度が略均一化されて端面４０ｒ，４０ｇ，４０ｂに照射される。
また、支持基板４１の端面４１ａにおいても同様に、当該端面に放射口を向けた２つの照射部７０から当該支持基板内に放射された紫外線は、支持基板４１の上下の界面および各端面にて反射を繰り返し、照度が略均一化されて端面４１ｒ，４１ｇ，４１ｂ（端面４１ｇ，４１ｂについては図示せず）に照射される。
これにより、端面４０ｒ，４０ｇ，４０ｂ、および端面４１ｒ，４１ｇ，４１ｂに塗布されていた接着剤の紫外線硬化樹脂が硬化し、各端面に固定枠４４が固定される。

上述した通り、本実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）複数の光変調装置３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂは、クロスダイクロイックプリズム３８の入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂにそれぞれ相対するとともに、構成部位の一部である液晶ライトバルブ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂがクロスダイクロイックプリズム３８の上面および下面に設けられた支持基板４０，４１によりそれぞれ支持されている。
これにより、光学装置３０では、支持基板４０，４１の熱膨張係数がクロスダイクロイックプリズム３８と異なっていたとしても、当該支持基板における面方向の寸法変化は光変調装置３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂのアライメント方向と直交する方向に発生する。
よって、クロスダイクロイックプリズム３８の上面および下面に支持基板４０，４１を設けるというシンプルな構成により、画素ズレの発生を低減することができる。
従って、シンプルな構成により画素ズレの発生を低減した光学装置３０を提供することができる。
また、液晶ライトバルブ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂを支持する固定枠４４は、支持基板４０の端面４０ｒ、および支持基板４１の端面４１ｒを糊しろとして接着されることから、２枚の支持基板４０，４１の厚さ分クロスダイクロイックプリズム３８を薄くすることができる。よって、クロスダイクロイックプリズム３８のコストを抑制することができる。

（２）支持基板４０，４１の材質は、クロスダイクロイックプリズム３８と略同等の熱膨張係数であることから、温度変化に伴う寸法変化の割合はクロスダイクロイックプリズム３８と同等である。
よって、クロスダイクロイックプリズム３８に対する各光変調装置３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂの相対位置のズレを抑えることができることから、画素ズレをより低減することができる。
３つの固定枠４４を固定する際に、端面４０ａおよび端面４１ａから紫外線を入射させることにより、支持基板４０，４１を導光体として利用できるため、端面４０ｒ，４０ｇ，４０ｂおよび端面４１ｒ，４１ｇ，４１ｂに略均一に紫外線を照射することができる。
これにより、端面４０ｒ，４０ｇ，４０ｂ、および端面４１ｒ，４１ｇ，４１ｂに塗布されていた接着剤の紫外線硬化樹脂が硬化し、各端面に固定枠４４が固定される。
よって、クロスダイクロイックプリズム３８に固定枠４４を接着する際の導光体として支持基板４０，４１を活用できることから、組立効率を高めることができる。
従って、組立性に優れ、画素ズレの発生を低減した光学装置３０を提供することができる。

（３）クロスダイクロイックプリズム３８の入射面Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂには、あらかじめ出射側偏光板３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂが接着された放熱板４３がそれぞれ貼り付けられていることから、当該各出射側偏光板は、放熱板４３を介してクロスダイクロイックプリズム３８と一体に構成されている。
よって、クロスダイクロイックプリズム３８に近接しているため冷却し難い出射側偏光板３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂが発する熱を、それぞれの放熱板４３を介して熱容量の大きなクロスダイクロイックプリズム３８に放熱することができるため、当該出射側偏光板の性能を確保することができる。
さらにサファイヤや、水晶などを材料とする放熱板４３の熱伝導率は、ＢＫ７などの光学ガラスから構成されるクロスダイクロイックプリズム３８より大きいことから、出射側偏光板３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂの熱量を効率良くクロスダイクロイックプリズム３８に伝達することができる。
従って、信頼性の高い光学装置３０を提供することができる。

（４）プロジェクタ１００は、シンプルな構成により画素ズレの発生を低減した信頼性の高い光学装置３０を備えている。
従って、信頼性が高く鮮明な画像を投射するプロジェクタ１００を提供することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。

（変形例１）
図３を用いて説明する。前記実施形態において、放熱板４３の材質は、サファイヤや水晶などの熱伝導率の良い材質により構成されるものとして説明したが、クロスダイクロイックプリズム３８と同等以上の熱伝導率を有する材料であれば良い。例えば、クロスダイクロイックプリズム３８と同じ材質であるＢＫ７などの光学ガラスにより構成することであっても良い。
この構成によれば、出射側偏光板３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂの熱を各放熱板４３から、同じ熱伝導率同士のクロスダイクロイックプリズム３８へ停滞なく放熱することができる。さらに、安価な光学ガラスにより３枚使いの放熱板４３を構成できることから、光学装置３０のコストを抑制することができる。

（変形例２）
図２を用いて説明する。前記実施形態において、光学装置３０は、透過式液晶パネルによる光変調装置３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂを備えるものとして説明したが、これに限定するものではない。合成光学系に光変調装置を固定するための透明な支持基板を備える光学装置であれば良い。
例えば、２つ、または４つ以上の透過式液晶パネルによる光変調装置を備えた光学装置であっても良い。または、３枚の反射型液晶パネルによる光変調装置を備えた光学装置であっても良い。また、ティルトミラーデバイスを含んだ光変調装置であっても良い。
これらの構成であっても、前記実施形態および変形例と同様な作用効果を得ることができる。

一実施形態におけるプロジェクタの斜視図。 光学系を主体とした概略平面図。 光学装置の一態様を示す組立て斜視図。 支持基板の接着工程における一態様を示す斜視図。 従来の光学装置の一態様を示す組立て斜視図。 従来の異なる態様における光学装置の組立て斜視図。

符号の説明

１…放電ランプ、５…光源部、３０…光学装置、３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ…各色光用の液晶ライトバルブ、３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ…各色光用の出射側偏光板、３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂ…各色光用の光変調装置、３８…合成光学部としてのクロスダイクロイックプリズム、４０，４１…支持基板、４０ａ，４０ｒ，４０ｇ，４０ｂ，４１ａ，４１ｒ，４１ｇ，４１ｂ…支持基板の端面、４３…放熱板、４４…固定枠、５０…投射部、１００…プロジェクタ、Ｓｏ…クロスダイクロイックプリズムの出射面、Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂ…クロスダイクロイックプリズムの入射面。

Claims (4)

1. 複数の色光を色光ごとに画像情報に応じて光変調する複数の光変調装置と、
   前記複数の光変調装置から射出される色光ごとの画像を内包した各色変調光を合成し、合成した合成変調光を出射面から出射する合成光学部と、を含んで構成される光学装置であって、
   前記複数の光変調装置は、上下面および複数の側面を備えた前記合成光学部における前記出射面以外の側面のうち、前記各色変調光が入射される入射面にそれぞれ相対するとともに、構成部位の一部が前記上面および下面に設けられた板状部材である支持基板によりそれぞれ支持されることを特徴とする光学装置。
2. 前記支持基板は、前記合成光学部と略同等の熱膨張係数を有する透明な材質により構成されることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. さらに前記合成光学部よりも熱伝導率の大きな材質により構成された前記合成光学部の各入射面と略同等の大きさの透明な板状部材である複数の放熱板を備え、
   前記各光変調装置は、入射側偏光板および出射側偏光板を備えた液晶パネルであり、
   前記合成光学部の各入射面には、前記放熱板が貼り付けられ、さらに前記放熱板には、前記出射側偏光板が密着して設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学装置と、
   前記光学装置に光を供給する光源部と、
   前記光学装置の出射面から出射される合成変調光を拡大投射するための投射部と、を備えることを特徴とするプロジェクタ。
   

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