JP2007328265A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】投射画像の画質を良好に維持することのできるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】本発明のプロジェクタは、液晶パネルの光束入射側および射出側に入射側偏光板および射出側偏光板が介在配置され、入射側偏光板および射出側偏光板は、ポリビニルアルコール系フィルムを延伸して製造された偏光フィルム、および、偏光フィルムの両面に接着されたＴＡＣシートを有する偏光素子本体５２と、偏光素子本体５２に接着された透光性基板とを備え、偏光素子本体５２は、透光性基板の接着前に、変形を規制された状態で加熱温度１１０℃以上１２０℃以下、かつ、加熱時間２時間以上の加熱条件で加熱処理されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

従来、光源ランプと、光源ランプから射出された光束を画像情報に応じて変調し光学像を形成する液晶パネルと、液晶パネルで形成された光学像を拡大投射する投射レンズとを備えたプロジェクタにおいて、液晶パネルにおける光利用率を向上させるために、液晶パネルの光束入射側および射出側において、入射光束のうち所定方向の偏光光のみを透過し他方向の偏光光を吸収する偏光素子が配置されている。

このような偏光素子は、透光性基板上に偏光素子本体が貼付された構成を有している。そして、偏光素子本体は、入射した光束のうち所定方向の偏光光を透過し他方向の偏光光を吸収する偏光フィルムと、この偏光フィルムを保護するための保護層から構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の偏光素子本体としての複合シートは、偏光フィルムとしてのポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡ）系シートの少なくともいずれかの面に、保護層としての熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂シートを積層させて構成されている。この複合シートを製造する際には、まず、ＰＶＡを主成分とするＰＶＡ系フィルムを延伸させてＰＶＡ系シートを製造し、このＰＶＡ系シート面に接着剤を介して熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂シートを接着させている。そして、この複合シートを透光性基板に接着することで偏光素子を製造している。

特開平５−２１２８２８号公報

しかしながら、このような偏光素子における偏光フィルムは、前述したように、ＰＶＡ系フィルムを延伸させて製造されていることから残留応力を有している。さらに、プロジェクタの動作中には、偏光光の吸収により偏光素子には熱が発生する。また、偏光素子周囲の湿気が高い場合も考えられる。このとき、熱や湿気等により偏光フィルムの残留応力が増大し、偏光フィルムが収縮することがある。
偏光素子本体において偏光フィルムが収縮すると、偏光素子本体にクラックや反りが生じる恐れがある。特に、偏光素子本体の反りが大きくなると、偏光素子本体と透光性基板間の接着力が弱い場合、偏光素子本体が透光性基板から剥離する場合もある。
このように、プロジェクタ内の偏光素子の偏光素子本体にクラックや大きい反りが生じると、プロジェクタの投射画像の画質悪化が引き起こされるという課題がある。

本発明の目的は、投射画像の画質を良好に維持することのできるプロジェクタを提供することにある。

前記した目的を達するために、本発明のプロジェクタは、入射した光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、前記光変調装置にて形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記光変調装置の光束入射側および光束射出側の少なくともいずれかに、入射した光束のうち所定方向の偏光光のみを透過する偏光素子が介在配置され、前記偏光素子は、ポリビニルアルコールを主成分とするポリビニルアルコール系フィルムを延伸して製造された偏光フィルム、および、前記偏光フィルムの少なくともいずれかの面に接着された保護層を有する偏光素子本体と、透光性を有する材料から構成され、前記偏光素子本体の少なくともいずれかの面に接着された透光性基板とを備え、前記偏光素子本体は、前記透光性基板の接着前に、変形を規制された状態で加熱温度１１０℃以上１２０℃以下、かつ、加熱時間２時間以上の加熱条件で加熱処理されていることを特徴とする。

ここで、保護層として、例えば、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）から形成されたシートが挙げられる。また、透光性基板としては、例えば、水晶またはサファイア等の光学結晶材料で構成できる。

本発明によれば、偏光素子本体を加熱処理することで、偏光素子本体の偏光フィルムおよび保護層が加熱温度に応じた収縮量で収縮する。このように、偏光素子の製造段階に、偏光フィルムを収縮させて残留応力を分散させておくことで、プロジェクタの動作中に、偏光素子周囲に熱や湿気等が生じても、偏光素子の偏光フィルムの収縮を抑制することができる。
このように、プロジェクタの動作中における偏光フィルムの収縮を抑制できるので、偏光フィルムの収縮によって、偏光素子本体にクラックや大きい反りが生じることを抑制することができる。従って、偏光素子本体のクラックや反りによるプロジェクタの投写画像の画質悪化を抑制することができ、投射画像の画質を良好に維持することのできるプロジェクタを製造することができる。

さらに、偏光素子本体の変形を規制した状態で偏光素子本体を加熱処理するため、加熱処理による偏光フィルムの収縮によって、偏光素子本体が変形することを抑制することができる。
そして、本発明では、偏光素子本体に対し、加熱温度１１０℃以上１２０℃以下、かつ、加熱時間２時間以上の加熱条件で加熱処理を行った。
ここで、１１０℃よりも低い加熱温度で加熱処理を行うと、偏光フィルムを適切な収縮量まで収縮させるには、長時間の加熱時間を要する。一方、１２０℃よりも高い加熱時間で加熱処理を行うと、偏光フィルムが逆に収縮しにくくなり、偏光フィルムの応力分散効率が低下する。
これに対し、本発明のように、１１０℃以上１２０℃以下で加熱処理を行うと、偏光フィルムが収縮しやすく、高い応力分散効率を得ることが出来る。すなわち、比較的短時間で、偏光フィルムの収縮によるクラックおよび反りが生じにくい偏光素子を製造することができる。従って、比較的短時間で、投射画像の画質を良好に維持することのできるプロジェクタを製造することができる。

本発明では、前記偏光素子本体は、型枠内に設置されることで変形が規制され、前記型枠は、当該型枠内に設置された前記偏光素子本体に対し、前記偏光素子本体の厚み方向において所定寸法の隙間を有していることが好ましい。
本発明によれば、厚み方向において偏光素子本体に対し所定寸法の隙間を有する型枠内に偏光素子本体を設置することで、加熱処理の際に、偏光素子本体に圧力をかけることなく偏光素子本体が所定寸法以上に変形することを規制することができる
また、偏光素子本体を型枠内部に設置するだけでその変形を規制できるため、型枠は、例えば、偏光素子本体をプレスする構成などを備える必要がないことから、構成を簡素なものとすることができる。

本発明では、前記偏光素子本体の厚み方向寸法をＤとすると、前記隙間の所定寸法は、Ｄ±０．１×Ｄであることが好ましい。
本発明によれば、偏光素子本体を、厚み方向においてＤ±０．１×Ｄの隙間を有する型枠内に設置することで偏光素子本体の変形を規制する。隙間の所定寸法をＤ±０．１×Ｄと設定したことで、偏光素子本体を製造規格（例えば、偏光素子本体の面方向寸法をＬとすると、偏光素子本体の反り量は、Ｌ×０．１以内）以上に変形することを規制することができる。また、Ｄ±０．１×Ｄ以内の反り量を許容しているため、偏光フィルムが収縮しやすくなり、偏光フィルムの応力分散効率を高めることができる。

本発明では、前記偏光素子本体は、当該偏光素子本体の両面に金型の成形面が当接されることで変形を規制されることが好ましい。
ここで、金型として例えば、それぞれ成形面を有する２枚のプレス板から構成されるプレス型を採用できる。そして、このプレス型の２枚のプレス板間に偏光素子本体を挟持させ、互いの方向に押圧させることで偏光素子本体の変形を規制することができる。
本発明によれば、金型の成形面に偏光素子本体の各面をそれぞれ当接させることで偏光素子本体の変形を規制し、偏光素子本体の変形を規制した状態で加熱処理を施す。このように、金型の成形面に偏光素子本体の各面をそれぞれ当接させながら加熱処理することで、偏光素子本体の変形を規制できるとともに、偏光素子本体の偏光フィルムと保護層の接着強度を高めることができる。

本発明では、前記偏光素子本体は、前記偏光フィルムのいずれかの面に前記保護層が接着されて構成され、前記偏光フィルムに当接する成形面が凹曲面であり前記保護層に当接する成形面が凸曲面である前記金型を用いて、当該偏光素子本体が湾曲面状に設定されることで変形を規制されることが好ましい。

ここで、金型として例えば、それぞれ円筒面状の成形面を有する２枚のプレス曲板から構成されるプレス型が採用できる。そしてこのプレス型のプレス曲板間に偏光素子本体を挟持させ、互いに押圧させることで、前記偏光素子本体を湾曲面状に設定した状態で変形を規制することができる。
また、偏光素子本体を加熱処理すると、偏光素子本体は、偏光フィルムの片面にのみ保護層が接着されていることから、偏光フィルム側（保護層が接着されていない面側）が凹となる湾曲面状に変形しやすい。
これに対し、本発明によれば、金型の凹曲面状の成形面に偏光素子本体の偏光フィルム面を当接させ、凸曲面状の成形面に保護層面をそれぞれ当接させることで、予め偏光素子本体を偏光フィルム側が凸となる湾曲面状に設定し、変形を規制する。すると、加熱処理後、金型から偏光素子本体を取り出すと、偏光フィルムの収縮を利用して偏光素子本体の形状を平板状に変形させることができる。従って、変形規制および加熱処理によって、平板状の偏光素子本体を製造することができる。

図を用いて、本発明の実施形態を説明する。
＜第１実施形態＞
〔プロジェクタ１の概略構成〕
図１は、第１実施形態のプロジェクタ１の概略構成を模式的に示す図である。
本実施形態のプロジェクタ１は、光源装置４１から射出される光束を画像情報に応じて変調してカラー画像（光学像）を形成し、このカラー学像をスクリーン（図示略）上に拡大投射するものである。

このプロジェクタ１は、図１に示すように、外装筺体２と、投射光学装置としての投射レンズ３と、光学ユニット４等を備える。なお、図１において、図示は省略するが、外装筺体２内において、投射レンズ３および光学ユニット４以外の空間には、プロジェクタ１内部を冷却する冷却ユニット、プロジェクタ１内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、およびプロジェクタ１内部の各構成を制御する制御装置等が配置されるものとする。
このうち、投射レンズ３は、光学ユニット４にて形成されたカラー画像をスクリーン上に拡大投射する。この投射レンズ３は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成されている。

〔光学ユニット４の詳細な構成〕
光学ユニット４は、前記制御装置による制御の下、光源装置４１から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に対応したカラー画像を形成するユニットである。この光学ユニット４は、図１に示すように、外装筺体２の背面に沿って延出するとともに、外装筺体２の側面に沿って延出する平面視略Ｌ字形状を有している。
光学ユニット４は、図１に示すように、光源装置４１と、均一照明光学装置４２と、色分離光学装置４３と、リレー光学装置４４と、電気光学装置４５と、これら光学部品４２〜４５を内部に収納配置する光学部品用筐体４６とを備える。

光源装置４１は、前記制御装置による制御の下、点灯して平行光を均一照明光学装置４２に向けて射出する。この光源装置４１は、図１に示すように、光源ランプ４１１およびリフレクタ４１２を有する光源装置本体４１Ａと、平行化レンズ４１３と、これら各部材４１１〜４１３を内部に収納するランプハウジング４１４とを備える。そして、光源ランプ４１１から射出された放射状の光束は、リフレクタ４１２にて反射され、平行化レンズ４１３を介して平行光とされる。

均一照明光学装置４２は、光源装置４１から射出された光束を、電気光学装置４５を構成する液晶パネル４５１の画像形成領域に略均一に照明するための光学系である。この均一照明光学装置４２は、図１に示すように、第１レンズアレイ４２１と、第２レンズアレイ４２２と、偏光変換素子４２３と、重畳レンズ４２４とを備える。
第１レンズアレイ４２１は、入射光軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する第１小レンズが、入射光軸に対し略直交する面内においてマトリクス状に配列された構成を有している。各第１小レンズは、光源装置４１から射出される光束を複数の部分光束に分割している。
第２レンズアレイ４２２は、第１レンズアレイ４２１と略同様な構成を有しており、第２小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４２２は、重畳レンズ４２４とともに、第１レンズアレイ４２１の各第１小レンズの像を電気光学装置４５の液晶パネル４５１上に結像させる機能を有している。

偏光変換素子４２３は、第２レンズアレイ４２２と重畳レンズ４２４との間に配置され、第２レンズアレイ４２２からの光を略１種類の偏光光に変換するものである。
具体的に、偏光変換素子４２３によって略１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４２４によって最終的に電気光学装置４５の液晶パネル４５１上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネルを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源装置４１からの光の略半分を利用できない。このため、偏光変換素子４２３を用いることで、光源装置４１からの射出光を略１種類の偏光光に変換し、電気光学装置４５での光の利用効率を高めている。

色分離光学装置４３は、図１に示すように、２枚のダイクロイックミラー４３１，４３２と、反射ミラー４３３とを備え、ダイクロイックミラー４３１，４３２により均一照明光学装置４２から射出された複数の部分光束を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学装置４４は、図１に示すように、入射側レンズ４４１、リレーレンズ４４３、および反射ミラー４４２，４４４を備え、色分離光学装置４３で分離された赤色光を電気光学装置４５の後述する赤色光用の液晶パネル４５１Rまで導く機能を有している。
この際、色分離光学装置４３のダイクロイックミラー４３１では、均一照明光学装置４２から射出された光束の青色光成分が反射するとともに、赤色光成分と緑色光成分とが透過する。ダイクロイックミラー４３１によって反射した青色光は、反射ミラー４３３で反射し、フィールドレンズ４２５を通って電気光学装置４５の後述する青色光用の液晶パネル４５１Bに達する。
このフィールドレンズ４２５は、第２レンズアレイ４２２から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の緑色光用、赤色光用の液晶パネル４５１G，４５１Rの光束入射側に設けられたフィールドレンズ４２５も同様である。

ダイクロイックミラー４３１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイックミラー４３２によって反射し、フィールドレンズ４２５を通って電気光学装置４５の緑色光用の液晶パネル４５１Gに達する。一方、赤色光はダイクロイックミラー４３２を透過してリレー光学装置４４を通り、さらにフィールドレンズ４２５を通って電気光学装置４５の赤色光用の液晶パネル４５１Rに達する。
なお、赤色光にリレー光学装置４４が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、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。すなわち、入射側レンズ４４１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４２５に伝えるためである。

電気光学装置４５は、図１に示すように、光変調装置としての３枚の液晶パネル４５１（赤色光用の液晶パネルを４５１Ｒ、緑色光用の液晶パネルを４５１Ｇ、青色光用の液晶パネルを４５１Ｂとする）と、これら液晶パネル４５１の光束入射側および光束射出側にそれぞれ配置される偏光素子としての入射側偏光板５および射出側偏光板６と、クロスダイクロイックプリズム４５４とを備える。

入射側偏光板５は、色分離光学装置４３で分離された各色光のうち、偏光変換素子４２３で揃えられた偏光軸と同方向の偏光軸を有する偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、詳しくは後述するが、サファイアガラス等の透光性基板５１（図２）に偏光素子本体５２（図２）が貼付されたものである。
液晶パネル４５１Ｒ，４５１Ｇ，４５１Ｂは、一対の透明ガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、画像情報に応じて画像形成領域内にある前記液晶の配向状態を制御し、入射側偏光板５から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
射出側偏光板６は、入射側偏光板５と略同様に構成され、液晶パネル４５１の画像形成領域から射出された光束のうち、入射側偏光板５における光束の偏光軸と直交する偏光軸を有する光束のみ透過させ、その他の光束を吸収する。
なお、入射側偏光板５および射出側偏光板６の具体的な構成および製造方法については、後述する。

クロスダイクロイックプリズム４５４は、射出側偏光板６から射出された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。
このクロスダイクロイックプリズム４５４は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶パネル４５１Ｇから射出され射出側偏光板６を介した色光を透過し、液晶パネル４５１Ｒ，４５１Ｂから射出され射出側偏光板６を介した色光を反射する。このようにして、各色光が合成されてカラー画像が形成される。
そして、クロスダイクロイックプリズム４５４で形成されたカラー画像は、前述した投射レンズ３によりスクリーン等へ拡大投射される。

〔入射側偏光板５および射出側偏光板６の具体的な構成〕
入射側偏光板５および射出側偏光板６は略同様の構成を有しているため、ここでは入射側偏光板５の構成を代表して説明する。
図２は、入射側偏光板５の厚み方向に沿う模式断面図である。
入射側偏光板５は、図２に示すように、透光性基板５１上に、粘着シート５２４を介して偏光素子本体５２が貼付された構成を有している。
透光性基板５１は、偏光素子本体５２で生じた熱を吸収して放熱することで、偏光素子本体５２の急激な温度上昇を抑制している。透光性基板５１は、サファイアガラスまたは水晶等の優良な熱伝導性および透光性を有する材料により矩形状に形成されている。

偏光素子本体５２は、透過光の所定方向の偏光軸を有する偏光光を透過させる。偏光素子本体５２は、図２に示すように、透過光を偏光する偏光フィルム５２１と、偏光フィルム５２１を保護する保護層としての２枚のセルローストリアセテート（以下、ＴＡＣ）シート５２２Ａ，５２２Ｂとが積層された構成を有している。

偏光フィルム５２１は、入射した光束のうち所定の偏光軸を有する偏光光を透過し、他の光束を吸収する矩形状のフィルム（偏光膜）である。この偏光フィルム５２１は、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡ）を主成分とするＰＶＡ系フィルムを一方向に延伸し、ヨウ素を吸着・分散させたものである。
ＰＶＡ系フィルムからなるフィルムとしては、偏光膜としての機能を有するものであれば、特に限定されない。例えば、ＰＶＡ系フィルムに二色性の高い直接染料を拡散吸着させた後、一方向に延伸したＰＶＡ・染料系偏光膜、ＰＶＡ系フィルムに金、銀、水銀、鉄などの金属を吸着させたＰＶＡ・金属系偏光膜、ＰＶＡ系フィルムをヨウ化カリとチオ硫酸ソーダを含むホウ酸溶液で処理した近紫外偏光膜、および、分子内にカチオン基を含有する変成ＰＶＡからなるＰＶＡ系フィルムの表面および内部の少なくとも一方に二色性染料を有する偏光膜等を採用してもよい。

ＴＡＣシート５２２Ａ，５２２Ｂは、偏光フィルム５２１の耐久性および機械的強度を確保するために、偏光フィルム５２１の両面に、それぞれ接着剤５２３を介して接着されている。これは、偏光フィルム５２１が、厚み方向の機械的強度が弱く、さらに、熱や湿気によって収縮したり偏光機能が低下し易い性質があるためである。ＴＡＣは、高い熱可塑性を有する透明樹脂である。

〔入射側偏光板５および射出側偏光板６の製造方法〕
次に、偏光素子本体５２から入射側偏光板５および射出側偏光板６を製造する製造方法について説明する。製造方法においても、入射側偏光板５を代表して説明する。
図３は、入射側偏光板５の製造方法を示すフロー図である。
なお、偏光素子本体５２には、図４に示すように、ＴＡＣシート５２２Ａに粘着シート５２４が貼付されている。さらに、この粘着シート５２４には、損傷防止や作業性向上のために離型紙５２５が貼付されている。便宜上、粘着シート５２４および離型紙５２５が貼付された偏光素子本体５２０を、粘着シート付き偏光素子本体５２０と呼ぶ。

まず、図３に示すように、粘着シート付き偏光素子本体５２０は、金型としてのプレス型７Ａ内に設置されてその変形を規制される（Ｓ１）。
図５は、プレス型７Ａ内に設置された粘着シート付き偏光素子本体５２０を示す模式断面図である。プレス型７Ａは、図５に示すように、成形面としての平面を有する平板状の第１プレス板７１Ａおよび第２プレス板７２Ａと、加圧手段７３Ａとを備えている。粘着シート付き偏光素子本体５２０は、処理Ｓ１において、第１プレス板７１Ａおよび第２プレス板７２Ａの間に挟持される。

そして、図５に示すように、第１プレス板７１Ａおよび第２プレス板７２Ａ間に、加圧手段７３Ａによって、偏光素子本体５２の厚み方向に沿う圧力、例えば、０．１３ｋｇ／ｍ^２の圧力が加えられる。本実施形態の加圧手段７３Ａは、図５に示すように、第１プレス板７１Ａおよび第２プレス板７２Ａの各側縁を挟む複数のクリップ部材である。加圧手段７３Ａは、第１プレス板７１Ａおよび第２プレス板７２Ａの各側縁を挟むことで、第１プレス板７１Ａおよび第２プレス板７２Ａ間に厚み方向に沿う圧力を加える。
このように、粘着シート付き偏光素子本体５２０を、第１プレス板７１Ａおよび第２プレス板７２Ａ間に挟み、加圧手段７３Ａによって、粘着シート付き偏光素子本体５２０に対し厚み方向に沿う圧力を加えることで、偏光素子本体５２を平板状に設定し、かつ、変形を規制する。

次に、処理Ｓ２において、この粘着シート付き偏光素子本体５２０を内部に設置したプレス型７Ａを、所定温度に設定した恒温槽内に設置し所定時間加熱することで、粘着シート付き偏光素子本体５２０に加熱処理を施す（Ｓ２）。
本実施形態における粘着シート付き偏光素子本体５２０の加熱処理は、恒温槽の設定温度尾（加熱温度）１１０℃以上１２０℃以下、かつ、加熱時間２時間以上の加熱条件で行うことが好ましい。加熱処理が完了すると、恒温槽からプレス型７Ａを取り出し、粘着シート付き偏光素子本体５２０をプレス型７Ａから取り出す。
なお、プレス型７Ａの構成は、粘着シート付き偏光素子本体５２０の両面にそれぞれ平板状の成形面を当接させて変形を規制し、かつ、粘着シート付き偏光素子本体５２０の厚み方向に沿って加圧できる構成であればよく、その他の細部の構成は限定されない。

その後、偏光素子本体５２のＴＡＣシート５２２Ａに貼り付けられている粘着シート５２４の離型紙５２５を剥がし、粘着シート５２４を介してＴＡＣシート５２２Ａに透光性基板５１を接着する（Ｓ３）。
このようにして、入射側偏光板５および射出側偏光板６が製造される。

本実施形態によれば、以下に示すような効果を奏することができる。
処理Ｓ２において、粘着シート付き偏光素子本体５２０に加熱処理を施すことで、偏光素子本体５２の偏光フィルム５２１およびＴＡＣシート５２２Ａ，５２２Ｂが、加熱温度に応じた収縮量で収縮する。入射側偏光板５の製造段階において、偏光フィルム５２１およびＴＡＣシート５２２Ａ，５２２Ｂを収縮させておくことで、プロジェクタ１の動作中に、入射側偏光板５の周囲に熱や湿気等が生じても、入射側偏光板５の偏光フィルム５２１の収縮を抑制することができる。
このように、プロジェクタ１の動作中における偏光フィルム５２１の収縮を抑制できるので、偏光フィルム５２１の収縮によって、偏光素子本体５２にクラックや大きい反りが生じることを抑制することができる。従って、偏光素子本体のクラックや反りによるプロジェクタの投写画像の画質悪化を抑制することができ、投射画像の画質を良好に維持することのできるプロジェクタを製造することができる。
また、偏光素子本体５２に生じる反りを抑制できるため、粘着シート５２４の接着力が弱い場合でも、偏光素子本体５２が透光性基板５１から剥離することを抑制することができる。

さらに、本実施形態では、処理Ｓ２において、粘着シート付き偏光素子本体５２０に対し、加熱温度１１０℃以上１２０℃以下、かつ、加熱時間２ｈ以上の加熱条件で加熱処理を施した。
ここで、１１０℃よりも低い加熱温度で加熱処理を行うと、偏光フィルム５２１を適切な収縮量まで収縮させるには長時間の加熱時間を要する。一方、１２０℃よりも高い加熱時間で加熱処理を行うと、偏光フィルム５２１が逆に収縮しにくくなり、偏光フィルム５２１の応力分散効率が低下する。
これに対し、本実施形態のように、加熱温度１１０℃以上１２０℃以下で加熱処理を行うと、偏光フィルム５２１が収縮しやすく、高い応力分散効率を得ることが出来る。すなわち、比較的短時間で、偏光フィルム５２１の収縮によるクラックや反りが生じにくい偏光素子本体５２を製造することができる。従って、比較的短時間で、投射画像の画質を良好に維持することのできるプロジェクタを製造することができる。

処理Ｓ１において、プレス板７１Ａ，７２Ａの各成形面に粘着シート付き偏光素子本体５２０の各面をそれぞれ当接させることで、粘着シート付き偏光素子本体５２０の変形を規制し、さらに、粘着シート付き偏光素子本体５２０の変形を規制した状態で加熱処理を施した。このように、プレス型７Ａの成形面に粘着シート付き偏光素子本体５２０の各面をそれぞれ当接させながら加熱処理することで、粘着シート付き偏光素子本体５２０の変形を規制できるとともに、偏光フィルム５２１とＴＡＣシート５２２Ａ，５２２Ｂの接着強度を高めることができる。

ここで、処理Ｓ１の変形規制処理前に、環境要因により粘着シート付き偏光素子本体５２０に既に反りが生じている場合がある。このように反りを有する偏光素子本体５２に透光性基板５１を接着すると、接着面に気泡が混入するため、入射側偏光板５製造後に偏光素子本体５２が透光性基板５１から剥離しやすくなる。
しかしながら、本実施形態では、処理Ｓ１および処理Ｓ２で、粘着シート付き偏光素子本体５２０に対し、変形を規制しながら加熱処理することで、粘着シート付き偏光素子本体５２０を略平板状に整形することができる。従って、処理Ｓ３において、略平板状の偏光素子本体５２に透光性基板５１を接着することができるため、接着面に気泡が混入しにくく、その後の剥離を抑制することができる。

ここで、処理Ｓ２における加熱処理について、クラックが発生しにくい偏光素子本体を製造するための最適な加熱条件を実験により確認した。
本実験では、ある加熱条件による加熱処理後に、偏光素子本体における人工クラックの進行状況を確認し、人工クラックが進行しない加熱条件を、クラックが発生しにくい最適な加熱条件と判断した。
表１には、本実験で採用した加熱条件と、各加熱条件で加熱された偏光素子本体のサンプル数、および、各加熱条件で加熱されたサンプルのうちエージング中に人工クラックが進行したサンプル数とが示されている。

本実験の具体的な方法として、まず、偏光素子本体を５ｍｍ厚の白板ガラス間に挟み、白板ガラス上に３ｋｇの錘を乗せる。そして、この白板ガラスに挟まれた偏光素子本体を、所定の加熱温度に設定された恒温槽で所定の加熱時間加熱する。加熱後、恒温槽および白板ガラス間から偏光素子本体を取り出し、偏光素子本体の端辺に１ｍｍほどの切り込み（人工クラック）を入れる。さらに、この偏光素子本体を８５℃に設定された恒温槽で長時間放置（エージング）する。そしてエージング中に、偏光素子本体で人工クラックが進行するか否かを観察した。
本実験では、加熱条件を変化させて、表１に示す比較例１〜３および実施例１〜３を行った。各例の加熱条件としては、比較例１では８５℃、０．５ｈ、比較例２では１００℃、０．５ｈ、比較例３では１１０℃、０．５ｈ、実施例１では１１０℃、２ｈ、実施例２では１１０℃、８ｈ、実施例３では１１０℃、６６ｈの加熱条件を採用した。

表１からは、比較例１および比較例３の加熱条件で加熱した偏光素子本体では、人工クラックが進行したことが分かる。一方、比較例２、実施例１〜３の加熱条件で加熱した偏光素子本体では、人工クラックが進行しなかったことが分かる。

次に、同じく処理Ｓ２の加熱処理について、反りが発生しにくい偏光素子本体を製造するための最適な過熱条件を実験により確認した。
図６は、本実験で採用した加熱条件と、各加熱条件で加熱された偏光素子本体のエージング中における反り量（ｍｍ）の時間変化を示したグラフである。
さらに、本実験では、長辺１８ｍｍ×短辺１４ｍｍ、厚み０．２ｍｍの偏光素子本体を用いた。また、偏光素子本体の反り量は、図７に示すように、偏光素子本体の長辺の凸側面の厚み方向に沿った辺の片側を基準とした時のもう一方の辺の変位量とした。

本実験の具体的な方法は、前述の人工クラック確認実験とほぼ同様であり、恒温槽で偏光素子本体に加熱処理を施した後、８５℃に設定された恒温槽でエージングする。そして、エージング中の各例の偏光素子本体の反り量を計測した。
本実験では、加熱条件を変化させて、図６に示す比較例１〜３および実施例１〜３を行った。各例の加熱条件としては、比較例４では１００℃、０．５ｈ、比較例５では１００℃、２ｈ、比較例６では１１０℃、０，５ｈ、比較例７では１１０℃、１ｈ、実施例４では１１０℃、２ｈの加熱条件を採用した。

図６のグラフに示すように、比較例５および実施例４より、同じ２ｈの加熱時間でも、加熱温度が高い実施例４の方が偏光素子本体のエージング後の反り量が小さいことがわかる。さらに、比較例７および実施例４より、同じ１１０℃の加熱温度でも、加熱時間の長い実施例４の方がエージング後の反り量が小さいことがわかる。
さらに、これら比較例４〜７および実施例４より、加熱温度が高くなるほど反り量が小さくなり、さらに、加熱時間が長くなるほどエージング後の反り量が小さくなる傾向があることがわかる。プロジェクタにおいては、点灯時には偏光素子は光源ランプから射出された光束により高温状態となる。エージング後の反り量が小さいということは、プロジェクタの点灯時に偏光素子の残留応力も小さくなっているといえる。

前述の人工クラック確認実験（表１）において、比較例２では人工クラックの進行が確認されなかったが、反り量確認実験（図６）において、比較例２と同じ加熱条件を有する比較例４では、大きい反り量が発生している。従って、この比較例２（比較例４）の加熱条件は、クラックおよび反りの発生しにくい偏光素子本体を製造するための加熱条件として最適ではないと判断できる。
以上の実験により、クラックおよび反りの発生しにくい偏光素子本体を製造するためには、１１０℃、２ｈ以上の加熱条件が最適であることが分かる。本実施形態では、処理Ｓ２において、１１０〜１２０℃、２ｈ以上の加熱条件で粘着シート付き偏光素子本体５２０に加熱処理を施しているため、クラックおよび反りが発生しにくい入射側偏光板５を製造できることが確認された。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。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２実施形態の入射側偏光板５Ａおよび射出側偏光板は、第１実施形態に対しその構成が異なり、この構成の相違から製造方法も異なる。
図８は、第２実施形態の入射側偏光板５Ａの厚み方向に沿う模式断面図である。
本実施形態の入射側偏光板５Ａの偏光素子本体５２Ａは、第１実施形態の偏光素子本体５２（図２）と比較して、図８に示すように、偏光フィルム５２１の一方の面のみにＴＡＣシート５２２Ｂが接着されている点が異なる。

このような偏光素子本体５２Ａの構成の相違から、入射側偏光板５Ａの製造方法は、第１実施形態と比較して、変形規制処理（処理Ｓ１）および加熱処理（処理Ｓ２）が異なる。本実施形態の変形規制処理および加熱処理では、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａに対し、金型としてのプレス型７Ｂを用いて加熱処理を行う。

図９は、プレス型７Ｂ内に配置された粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａを示す模式断面図である。
プレス型７Ｂは、図９に示すように、凹曲面の成形面としての円筒面を有する第１プレス曲板７１Ｂと、凸曲面の成形面としての円筒面を有する第２プレス曲板７２Ｂと、加圧手段７３Ｂとを備えている。
処理Ｓ１の変形規制処理において、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａは、図９に示すように、第１プレス曲板７１Ｂおよび第２プレス曲板７２Ｂにより、偏光フィルム５２１側が凸となる円筒面状に設定されて挟持される。そして、図９に示すように、第１プレス曲板７１Ｂおよび第２プレス曲板７２Ｂ間に、加圧手段７３Ｂによって、偏光素子本体５２Ａの厚み方向に沿う圧力、例えば、０．１３ｋｇ／ｍ^２の圧力が加えられる。
なお、本実施形態の加圧手段７３Ｂは、図９に示すように、第２実施形態の加圧手段７３Ａ（図５）と同様の構成を有している。

このように、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａを、第１プレス曲板７１Ｂおよび第２プレス曲板７２Ｂ間に挟み、加圧手段７３Ｂによって、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａに対し厚み方向に沿う圧力を加えることで、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａを円筒面状に設定し、かつ、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａの変形を規制する。

次に、処理Ｓ２の加熱処理において、この粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａを内部に挟持したプレス型７Ｂを、所定温度に設定した恒温槽で所定時間放置することで、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａに加熱処理を施す。本実施形態においても、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａの加熱処理は、加熱温度１１０℃以上１２０℃以下、かつ、加熱時間２時間以上の加熱条件で行うことが好ましい。加熱処理が完了すると、恒温槽からプレス型７Ｂを取り出し、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａをプレス型７Ｂから取り出す。
なお、プレス型７Ｂの構成は、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａの両面にそれぞれ円筒面状の成形面を当接させて、偏光フィルム５２１側が凸となる円筒面状に設定し、かつ、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａの厚み方向に沿って加圧できる構成であればよく、その他の細部の構成は限定されない。
最後に、処理Ｓ３において、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａに、粘着シート５２４を介して透光性基板５１を接着させる。

本実施形態によれば、前記第１実施形態で奏することができる作用・効果に加え、次のような効果を奏することができる。
ここで、本実施形態の粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａを、第１実施形態のプレス型７Ａを用いて変形規制処理および加熱処理を施すと、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａは、プレス型７Ａにより平面状に設定された状態で加熱処理される。この場合、加熱処理後、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａをプレス型７Ａから取り出すと、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａは、偏光フィルム５２１側が凹となる円筒面状に変形してしまう。これは、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａは、偏光フィルム５２１の片面にのみＴＡＣシート５２２Ｂが接着されており、加熱処理によって、偏光フィルム５２１がＴＡＣシート５２２Ｂよりも収縮しやすいためである。

これに対し、本実施形態では、第１プレス曲板７１Ｂの凹曲面状の成形面に粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａの偏光フィルム５２１面を当接させ、第２プレス曲板７２Ｂの凸曲面状の成形面にＴＡＣシート５２２Ｂ面をそれぞれ当接させることで、予め、粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａを偏光フィルム５２１側が凸となる円筒面状に設定し、変形を規制した。
すると、処理Ｓ２における加熱処理後、プレス型７Ｂから粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａを取り出すと、偏光フィルム５２１の収縮を利用して粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａの形状を平板状に変形させることができる。従って、処理Ｓ１および処理Ｓ２を経て、平板状の粘着シート付き偏光素子本体５２０Ａを製造することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態を説明する。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３実施形態の入射側偏光板５および射出側偏光板６は、第１実施形態に対し、偏光素子本体５２の製造方法の変形規制処理（処理Ｓ１）および加熱処理（処理Ｓ２）が異なる。本実施形態では、粘着シート付き偏光素子本体５２０に対し、型枠７を用いて変形規制処理および加熱処理を行う。

本実施形態では、処理Ｓ１において、粘着シート付き偏光素子本体５２０を型枠７内に設置することでその変形を規制する。
図１０は、型枠７内に設置された粘着シート付き偏光素子本体５２０を示す模式断面図である。型枠７は、強度および耐熱性に優れた材料から構成され、図１０に示すように、略箱型形状の第１型枠７１と、第１型枠７１の開口を覆って配置される蓋状の第２型枠７２とを備えている。

処理Ｓ１において、粘着シート付き偏光素子本体５２０は、まず、第１型枠７１内部に設置される。そして第２型枠７２が第１型枠７１上に配置される。このとき、第１型枠７１の側壁７１１の高さ寸法によって、図１０に示すように、偏光素子本体５２の厚み方向において、粘着シート付き偏光素子本体５２０と第２型枠７２の間には、所定寸法ｄを有する隙間７３が形成されている。粘着シート付き偏光素子本体５２０の厚み方向寸法をＤとすると、この隙間７３の所定寸法ｄは、ｄ＝Ｄ±０．１×Ｄ（μｍ）の範囲で設定されている。
粘着シート付き偏光素子本体５２０は、このような型枠７内に設置されることにより、厚み方向に所定寸法ｄ以上の変形が規制される。
なお、型枠７の構成は、第１型枠７１および第２型枠７２と粘着シート付き偏光素子本体５２０の間に前述の隙間７３が形成できる構成であればよく、その他の細部の構成は限定されない。

そして、処理Ｓ２において、この粘着シート付き偏光素子本体５２０を内部に設置した型枠７を、所定温度に設定した恒温槽で所定時間放置することで、粘着シート付き偏光素子本体５２０に加熱処理を施す。なお、本実施形態における粘着シート付き偏光素子本体５２０の加熱処理は、恒温槽の加熱温度１１０℃〜１２０℃、加熱時間２ｈ以上の加熱条件で行うことが好ましい。

本実施形態では、前記第１実施形態で奏することのできる効果に加え、以下の効果を奏することができる。
粘着シート付き偏光素子本体５２０の厚み方向において、型枠７内に粘着シート付き偏光素子本体５２０を設置することで、加熱処理の際に、粘着シート付き偏光素子本体５２０に圧力をかけることなく粘着シート付き偏光素子本体５２０が所定寸法ｄ以上に変形することを規制することができる。また。粘着シート付き偏光素子本体５２０を型枠７内部に設置するだけでその変形を規制できるため、型枠７は、例えば、粘着シート付き偏光素子本体５２０をプレスする構成などを備える必要がないことから、構成を簡素なものとすることができる。
さらに、隙間７３の所定寸法ｄをｄ＝Ｄ±０．１×Ｄ（μｍ）と設定したことで、粘着シート付き偏光素子本体５２０を製造規格以上に変形することを規制することができる。例えば、偏光素子本体の面方向寸法をＬとすると、偏光素子本体の反り量は、Ｌ×０．１以内としている。上記の実験の偏光素子本体においての反り量の規格は１８ｍｍ×０．１＝１．８ｍｍとなる。最適な加熱条件での初期の反り量は図６より１．５ｍｍである。ここで隙間をＤ±０．１×Ｄ（μｍ）のＭＡＸ値である０．２２ｍｍを加えても１．７２ｍｍとなり規格内に収まる。また、Ｄ±０．１×Ｄ（μｍ）以内の反り量を許容しているため、偏光フィルム５２１が収縮しやすくなり、偏光フィルム５２１の応力分散効率を高めることができる。

〔前記各実施形態の変形〕
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、前記各実施形態は、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。
前記各実施形態では、保護層としてＴＡＣから構成されたＴＡＣシート５２２Ａ，５２２Ｂを用いたが、本発明では、保護層は、透過率、耐熱性および耐吸湿性が優良で複屈折を生じない材料から構成されていればよい。

前記第１、第２実施形態のプレス型７Ａ，７Ｂは、以下のような構成を有するものであってもよい。
すなわち、プレス型７Ａ（プレス型７Ｂ）は、第１プレス板７１Ａ（第１プレス曲板７１Ｂ）および第２プレス板７２Ａ（第２プレス曲板７２Ｂ）の一端を互いに回動自在に接続した構成であってもよい。または、アイロンのように、発熱可能なプレス板をハンディング可能な構成とし、粘着シート付き偏光素子本体５２０，５２０Ａにプレス板を押し付けることで、粘着シート付き偏光素子本体５２０，５２０Ａに加熱処理を施す構成としてもよい。

前記各実施形態では、粘着シート付き偏光素子本体５２０，５２０Ａの加熱処理は、１枚の粘着シート付き偏光素子本体５２０，５２０Ａに対して施したが、本発明では、複数枚の粘着シート付き偏光素子本体５２０，５２０Ａに対し一度に施してもよい。例えば、粘着シート付き偏光素子本体５２０，５２０Ａを積層させて、加熱処理を施してもよいし、粘着シート付き偏光素子本体５２０，５２０Ａを面状に並べて加熱処理を施してもよい。

前記各実施形態では、光学ユニット４が平面視略Ｌ字形状を有した構成を説明したが、これに限らず、例えば、平面視略Ｕ字形状を有した構成を採用してもよい。
さらに、前記各実施形態のプロジェクタ１では、３つの液晶パネル４５１Ｒ，４５１Ｇ，４５１Ｂを用いたが、本発明はこれに限らない。すなわち２つ、あるいは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも、本発明を適用可能である。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から画像投射を行なうフロントタイプのプロジェクタ１のみを例示したが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から画像投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。

本発明は、プロジェクタに利用することができる。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す模式平面図。 前記実施形態に係る入射側偏光板の模式断面図。 前記実施形態に係る入射側偏光板の製造方法を説明するためのフロー図。 前記実施形態に係る粘着シート付き偏光素子本体を示す模式断面図。 前記実施形態に係る粘着シート付き偏光素子本体の加熱処理を説明するための図。 前記実施形態に係る偏光素子本体の加熱条件と反り量の時間変化との関係を示すグラフ。 前記実施形態に係る偏光素子本体の反り量の計測方法を説明するための図。 本発明の第２実施形態に係る入射側偏光板の模式断面図。 前記実施形態に係る粘着シート付き偏光素子本体の加熱処理を説明するための図。 本発明の第３実施形態に係る粘着シート付き偏光素子本体の加熱処理を説明するための図。

符号の説明

１…プロジェクタ、３…投射レンズ（投射光学装置）、４５１，４５１Ｒ，４５１Ｇ，４５１Ｂ…液晶パネル（光変調装置）、５，５Ａ…入射側偏光板（偏光素子）、５１…透光性基板、５２，５２Ａ…偏光素子本体、５２１…偏光フィルム、５２２Ａ，５２２Ｂ…ＴＡＣシート（保護層）、６…射出側偏光板（偏光素子）、７…型枠、７Ａ，７Ｂ…プレス型（金型）。

Claims (5)

1. 入射した光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、前記光変調装置にて形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
   前記光変調装置の光束入射側および光束射出側の少なくともいずれかに、入射した光束のうち所定方向の偏光光のみを透過する偏光素子が介在配置され、
   前記偏光素子は、
   ポリビニルアルコールを主成分とするポリビニルアルコール系フィルムを延伸して製造された偏光フィルム、および、前記偏光フィルムの少なくともいずれかの面に接着された保護層を有する偏光素子本体と、
   透光性を有する材料から構成され、前記偏光素子本体の少なくともいずれかの面に接着された透光性基板とを備え、
   前記偏光素子本体は、前記透光性基板の接着前に、変形を規制された状態で加熱温度１１０℃以上１２０℃以下、かつ、加熱時間２時間以上の加熱条件で加熱処理されていることを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記偏光素子本体は、型枠内に設置されることで変形が規制され、
   前記型枠は、当該型枠内に設置された前記偏光素子本体に対し、前記偏光素子本体の厚み方向において所定寸法の隙間を有していることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記偏光素子本体の厚み方向寸法をＤとすると、前記隙間の所定寸法は、Ｄ±０．１×Ｄであることを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記偏光素子本体は、当該偏光素子本体の両面に金型の成形面が当接されることで、変形を規制されることを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項４に記載のプロジェクタにおいて、
   前記偏光素子本体は、前記偏光フィルムのいずれかの面に前記保護層が接着されて構成され、前記偏光フィルムに当接する成形面が凹曲面であり前記保護層に当接する成形面が凸曲面である前記金型を用いて、当該偏光素子本体が湾曲面状に設定されることで変形を規制されることを特徴とするプロジェクタ。

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