JP2009229730A - Polarization element and projector - Google Patents

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JP2009229730A JP2008074094A JP2008074094A JP2009229730A JP 2009229730 A JP2009229730 A JP 2009229730A JP 2008074094 A JP2008074094 A JP 2008074094A JP 2008074094 A JP2008074094 A JP 2008074094A JP 2009229730 A JP2009229730 A JP 2009229730A
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Hiroaki Yanai
宏明 矢内
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polarization element which is enhanced in handling properties and successfully maintains polarization separation characteristics. <P>SOLUTION: The polarization element 53 includes a first prism 531 having a luminous flux incident side end surface 531A and an emission side inclined surface 531B inclined to the luminous flux incident side end surface 531A, a second prism 532 having a luminous flux emission side end surface 532A parallel to the luminous flux incident side end surface 531A and an incident side inclined surface 532B inclined to the luminous flux emission side end surface 532A and opposed to the emission side inclined surface 531B, a polarization element body 533 provided on the incident side inclined surface 532B and a holding member 534 integrally holding respective prisms 531, 532 in a state where the emission side inclined surface 531B and the polarization element body 533 are separated at a prescribed distance. The holding member 534 is constituted of a material having a thermal conductivity equal to or lower than that of the second prism 532. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、偏光素子、およびプロジェクタに関する。   The present invention relates to a polarizing element and a projector.

従来、光源装置と、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調素子と、画像光を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタが知られている。
このようなプロジェクタでは、光変調素子(液晶パネル)の光束入射側および光束射出側には、通常、入射光束のうち所定の直線偏光光を透過させ、他の光束を除去する偏光素子が配置される(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のプロジェクタでは、液晶パネルの光束射出側に配置される射出側偏光素子として、反射型の偏光素子が用いられ、射出側偏光素子の耐光性および耐熱性を向上させるとともに、射出側偏光素子にて反射された不要な光束を液晶パネルに入射させない構成としている。
具体的に、射出側偏光素子は、入射光束の光軸に直交する光束入射側端面、および光束入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する断面三角形状の第1プリズムと、光束入射側端面に平行する光束射出側端面、および光束射出側端面に対して傾斜し射出側傾斜面に対向する入射側傾斜面を有する断面三角形状の第2プリズムと、各傾斜面間に介装される反射型偏光板とを備える。そして、反射型偏光板にて反射された不要な光束は、第1プリズムの光束入射側端面にて全反射し、液晶パネルを避ける方向に進行する。
Conventionally, there has been known a projector including a light source device, a light modulation element that modulates a light beam emitted from the light source device according to image information to form image light, and a projection optical device that enlarges and projects the image light. Yes.
In such projectors, polarizing elements that transmit predetermined linearly polarized light and remove other light beams from the incident light beam are usually arranged on the light beam incident side and light beam emission side of the light modulation element (liquid crystal panel). (For example, see Patent Document 1).
In the projector described in Patent Document 1, a reflection-type polarizing element is used as the exit-side polarizing element disposed on the light beam exit side of the liquid crystal panel, improving the light resistance and heat resistance of the exit-side polarizing element, and An unnecessary light flux reflected by the side polarizing element is not incident on the liquid crystal panel.
Specifically, the exit side polarization element includes a first prism having a triangular cross section having a light beam incident side end surface orthogonal to the optical axis of the incident light beam, and an exit side inclined surface inclined with respect to the light beam incident side end surface; A second prism having a triangular cross section having a light beam exit side end surface parallel to the side end surface and an incident side inclined surface that is inclined with respect to the light beam exit side end surface and faces the exit side inclined surface, and is interposed between the inclined surfaces. A reflective polarizing plate. Then, the unnecessary light beam reflected by the reflective polarizing plate is totally reflected at the light beam incident side end surface of the first prism and proceeds in a direction avoiding the liquid crystal panel.

国際公開WO01/055778International Publication WO01 / 055778

ところで、プロジェクタに組み込む際等の取り扱い性を考慮すれば、射出側偏光素子として、第1プリズムと第2プリズムとを一体化することが好ましい。
しかしながら、例えば、各傾斜面間に反射型偏光板が介装された状態で各傾斜面間を接着剤等により固着することで第1プリズムおよび第2プリズムを一体化した場合には、以下の問題がある。
すなわち、反射型偏光板は、一般的に、互いに偏光方向が直交する2つの直線偏光光に分離し、一方の直線偏光光を透過、および他方の直線偏光光を反射する際、一部の光束を吸収して発熱する。
そして、反射型偏光板の熱が第1プリズムに伝達され、第1プリズムに熱歪が生じた場合には、熱歪による内部応力が生成した位相差の影響で、第1プリズム内を進行する光束の偏光方向が乱れてしまう。
すなわち、反射型偏光板を透過させるべき光束の偏光方向が第1プリズム内において乱れることで一部の光束が反射型偏光板にて反射されたり、反射型偏光板にて反射させるべき光束の偏光方向が第1プリズム内において乱れることで一部の光束が反射型偏光板を透過したりし、射出側偏光素子の偏光分離特性が劣化してしまう、という問題がある。
By the way, in consideration of handling properties when incorporating into a projector, it is preferable to integrate the first prism and the second prism as the exit side polarization element.
However, for example, when the first prism and the second prism are integrated by fixing each inclined surface with an adhesive or the like with a reflective polarizing plate interposed between the inclined surfaces, There's a problem.
That is, the reflection-type polarizing plate generally splits into two linearly polarized light beams whose polarization directions are orthogonal to each other, transmits one linearly polarized light, and reflects some of the linearly polarized light. Absorbs heat and generates heat.
Then, when the heat of the reflective polarizing plate is transmitted to the first prism and thermal distortion occurs in the first prism, it proceeds in the first prism due to the influence of the phase difference generated by the internal stress due to the thermal distortion. The polarization direction of the light beam is disturbed.
That is, the polarization direction of the light beam to be transmitted through the reflective polarizing plate is disturbed in the first prism, so that a part of the light beam is reflected by the reflective polarizing plate or the light beam to be reflected by the reflective polarizing plate. When the direction is disturbed in the first prism, there is a problem that a part of the light beam passes through the reflective polarizing plate, and the polarization separation characteristic of the exit side polarization element is deteriorated.

本発明の目的は、取り扱い性を向上でき、かつ、偏光分離特性を良好に維持できる偏光素子、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 polarizing element and a projector that can improve handleability and can maintain good polarization separation characteristics.

本発明の偏光素子は、入射光束のうち所定の直線偏光光を透過する偏光素子であって、光束を入射する光束入射側端面、および前記光束入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する第1プリズムと、前記光束入射側端面に平行する光束射出側端面、および前記光束射出側端面に対して傾斜し前記射出側傾斜面に対向する入射側傾斜面を有する第2プリズムと、前記入射側傾斜面に設けられ、前記第1プリズムを介した光束のうち第1の直線偏光光を透過し偏光方向が前記第1の直線偏光光に直交する第2の直線偏光光を前記第1プリズムに向けて反射する偏光素子本体と、前記射出側傾斜面と前記偏光素子本体とを所定間隔、離間した状態で前記各プリズムを一体化する保持部材とを備え、前記保持部材は、前記第2プリズムの熱伝導率以下の熱伝導率を有する材料で構成されていることを特徴とする。   The polarizing element of the present invention is a polarizing element that transmits predetermined linearly polarized light out of an incident light beam, and includes a light beam incident side end surface on which a light beam is incident and an exit side inclined surface that is inclined with respect to the light beam incident side end surface. A first prism having a light beam emission side end surface parallel to the light beam incident side end surface, a second prism having an incident side inclined surface that is inclined with respect to the light beam emission side end surface and faces the emission side inclined surface; The first linearly polarized light that is provided on the incident-side inclined surface and transmits the first linearly polarized light out of the light flux that has passed through the first prism and whose polarization direction is orthogonal to the first linearly polarized light is the first. A polarizing element body that reflects toward the prism, and a holding member that integrates the prisms with the exit-side inclined surface and the polarizing element body spaced apart from each other by a predetermined distance. Heat conduction of two prisms Characterized in that it is composed of a material having the following thermal conductivity.

本発明では、偏光素子は、第1プリズムと、第2プリズムと、偏光素子本体と、各プリズムを一体化する保持部材とを備える。このことにより、保持部材にて偏光素子が一体化されるため、プロジェクタに組み込む際等の取り扱い性を向上できる。
ここで、第1プリズムにおける光束入射側端面と、第2プリズムにおける光束射出側端面との平行状態等、各プリズムの相対的な位置関係は重要なものである。
そして、例えば、各プリズムをそれぞれ別々にプロジェクタに組み込んだ後、各プリズムの相対的な位置関係を調整する構成とした場合には、各光学部品が密集した状態で各プリズムの相対的な位置関係を調整することとなるため、調整作業が煩雑化してしまう。
これに対して、本発明では、プロジェクタに組み込む前に予め、保持部材にて各プリズムを一体化するため、各プリズムの相対的な位置を所望の位置に容易に位置付けることができる。
In the present invention, the polarizing element includes a first prism, a second prism, a polarizing element body, and a holding member that integrates the prisms. Thereby, since the polarizing element is integrated by the holding member, the handling property when incorporating into the projector can be improved.
Here, the relative positional relationship of each prism, such as the parallel state of the light incident side end face of the first prism and the light exit side end face of the second prism, is important.
For example, when each prism is separately incorporated into the projector and then the relative positional relationship between the prisms is adjusted, the relative positional relationship between the prisms in a state where the optical components are densely packed. Therefore, the adjustment work becomes complicated.
On the other hand, in the present invention, since the prisms are integrated with the holding member in advance before being incorporated in the projector, the relative positions of the prisms can be easily positioned at desired positions.

また、偏光素子本体が第2プリズムの入射側傾斜面に設けられ、保持部材は、第1プリズムの射出側傾斜面と偏光素子本体とが所定間隔、離間した状態で各プリズムを一体化する。このことにより、偏光素子本体と第1プリズムとの間には、断熱効果の高い空気層が介在することとなる。このため、第1プリズムと偏光素子本体を接着剤などで接合した場合と比べて、偏光素子本体から第1プリズムに熱が伝達される際での熱伝導を効果的に抑制できる。
さらに、保持部材は、第2プリズムの熱伝導率以下の熱伝導率を有する材料で構成されている。このことにより、偏光素子本体から第1プリズムに熱が伝達される際での保持部材を経由した熱伝導を効果的に抑制できる。
したがって、偏光素子本体の発熱の影響による第1プリズムの熱歪を抑制し、偏光素子の偏光分離特性を良好に維持できる。
The polarizing element body is provided on the incident-side inclined surface of the second prism, and the holding member integrates the prisms with the exit-side inclined surface of the first prism and the polarizing element body spaced apart by a predetermined distance. As a result, an air layer having a high heat insulating effect is interposed between the polarizing element body and the first prism. For this reason, compared with the case where a 1st prism and a polarizing element main body are joined by an adhesive etc., the heat conduction at the time of heat being transmitted from a polarizing element main body to a 1st prism can be suppressed effectively.
Further, the holding member is made of a material having a thermal conductivity equal to or lower than that of the second prism. Accordingly, it is possible to effectively suppress heat conduction via the holding member when heat is transmitted from the polarizing element body to the first prism.
Therefore, the thermal distortion of the first prism due to the influence of heat generation of the polarizing element body can be suppressed, and the polarization separation characteristics of the polarizing element can be maintained well.

本発明の偏光素子では、前記各プリズム、および前記保持部材は、同一の材料で構成されていることが好ましい。
本発明では、互いに一体化される各プリズム、および保持部材が同一の材料で構成されているので、各プリズム、および保持部材の線膨張係数が同一となり、各プリズム、および保持部材間の熱膨張変形を同程度に収めることができる。このため、保持部材による各プリズムの保持状態、すなわち、各プリズムの相対的な位置関係を良好に維持できる。
In the polarizing element of the present invention, it is preferable that the prisms and the holding member are made of the same material.
In the present invention, the prisms and the holding members that are integrated with each other are made of the same material. Therefore, the linear expansion coefficients of the prisms and the holding members are the same, and the thermal expansion between the prisms and the holding members is the same. The deformation can be accommodated to the same extent. For this reason, the holding state of each prism by the holding member, that is, the relative positional relationship of each prism can be satisfactorily maintained.

本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調素子と、前記画像光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、上述した偏光素子を備えることを特徴とする。
本発明では、プロジェクタは、上述した偏光素子を備えるので、上述した偏光素子と同様の作用および効果を享受できる。
また、プロジェクタは、偏光分離特性を良好に維持できる偏光素子を備えるので、投影画像の画質を良好に維持できる。
A projector according to the present invention includes a light source device, a light modulation element that modulates a light beam emitted from the light source device according to image information to form image light, and a projection optical device that enlarges and projects the image light. The projector includes the polarizing element described above.
In the present invention, since the projector includes the polarizing element described above, the projector can enjoy the same operations and effects as the polarizing element described above.
In addition, since the projector includes a polarizing element that can maintain the polarization separation characteristics well, the image quality of the projected image can be maintained well.

[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。
〔プロジェクタの主な構成〕
図1は、第1実施形態におけるプロジェクタ1の概略構成を模式的に示す図である。
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画像光を形成し、形成した画像光をスクリーン(図示略)上に拡大投射する。このプロジェクタ1は、図1に示すように、光学ユニット3と、投射光学装置としての投射レンズ4と、光学ユニット3および投射レンズ4を収納し外装を構成する外装筐体2とで大略構成されている。
なお、具体的な図示は省略したが、外装筐体2内において、光学ユニット3および投射レンズ4以外の空間には、プロジェクタ1内部を冷却する冷却ファン等を備えた冷却ユニット、プロジェクタ1の各構成部材に電力を供給する電源装置、プロジェクタ1の各構成部材の動作を制御する制御装置等が配置されるものとする。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Main components of the projector]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of a projector 1 in the first embodiment.
The projector 1 modulates a light beam emitted from a light source according to image information to form image light, and enlarges and projects the formed image light on a screen (not shown). As shown in FIG. 1, the projector 1 is roughly configured by an optical unit 3, a projection lens 4 as a projection optical device, and an exterior housing 2 that houses the optical unit 3 and the projection lens 4 and constitutes an exterior. ing.
Although not specifically illustrated, each of the projector 1 and the cooling unit provided with a cooling fan or the like for cooling the inside of the projector 1 in a space other than the optical unit 3 and the projection lens 4 in the exterior housing 2. It is assumed that a power supply device that supplies power to the constituent members, a control device that controls operations of the constituent members of the projector 1, and the like are arranged.

光学ユニット3は、前記制御装置による制御の下、光源装置31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画像光を形成する。この光学ユニット3は、光源装置31と、照明光学装置32と、色分離光学装置33と、リレー光学装置34と、光学装置5と、これら各光学部品31〜34,5を内部に設定された照明光軸Axに対する所定位置に配置する光学部品用筐体35とを備える。
光源装置31は、図1に示すように、光源ランプ311およびリフレクタ312等を備える。そして、光源装置31は、光源ランプ311から射出された光束がリフレクタ312によって射出方向が揃えられ、照明光学装置32に向けて光束を射出する。
The optical unit 3 optically processes the light beam emitted from the light source device 31 under the control of the control device to form image light corresponding to the image information. This optical unit 3 has a light source device 31, an illumination optical device 32, a color separation optical device 33, a relay optical device 34, an optical device 5, and these optical components 31 to 34, 5 set therein. And an optical component casing 35 disposed at a predetermined position with respect to the illumination optical axis Ax.
As illustrated in FIG. 1, the light source device 31 includes a light source lamp 311, a reflector 312, and the like. In the light source device 31, the light beam emitted from the light source lamp 311 is aligned in the emission direction by the reflector 312, and is emitted toward the illumination optical device 32.

照明光学装置32は、図1に示すように、第1レンズアレイ321、第2レンズアレイ322、偏光変換素子323、および重畳レンズ324を備える。そして、光源装置31から射出された光束は、第1レンズアレイ321によって複数の部分光束に分割され、第2レンズアレイ322の近傍で結像する。第2レンズアレイ322から射出された各部分光束は、その中心軸(主光線)が偏光変換素子323の入射面に垂直となるように入射し、偏光変換素子323にて略1種類の直線偏光光として射出される。偏光変換素子323から直線偏光光として射出され、重畳レンズ324を介した複数の部分光束は、光学装置5の後述する3枚の液晶パネル51上で重畳する。   As shown in FIG. 1, the illumination optical device 32 includes a first lens array 321, a second lens array 322, a polarization conversion element 323, and a superimposing lens 324. The light beam emitted from the light source device 31 is divided into a plurality of partial light beams by the first lens array 321 and forms an image in the vicinity of the second lens array 322. Each partial light beam emitted from the second lens array 322 is incident so that its central axis (principal ray) is perpendicular to the incident surface of the polarization conversion element 323, and approximately one type of linearly polarized light is generated by the polarization conversion element 323. Injected as light. A plurality of partial light beams emitted from the polarization conversion element 323 as linearly polarized light and passed through the superimposing lens 324 are superimposed on three liquid crystal panels 51 (to be described later) of the optical device 5.

色分離光学装置33は、図1に示すように、2枚のダイクロイックミラー331,332、および反射ミラー333を備え、これらのダイクロイックミラー331,332、反射ミラー333により照明光学装置32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する。
リレー光学装置34は、図1に示すように、入射側レンズ341、リレーレンズ343、および反射ミラー342,344を備え、色分離光学装置33で分離された色光、例えば、赤色光を光学装置5の後述する赤色光側の液晶パネル51Rまで導く機能を有する。
As shown in FIG. 1, the color separation optical device 33 includes two dichroic mirrors 331 and 332 and a reflection mirror 333, and the dichroic mirrors 331 and 332 and the reflection mirror 333 emit the light from the illumination optical device 32. It has a function of separating a plurality of partial light beams into three color lights of red, green, and blue.
As shown in FIG. 1, the relay optical device 34 includes an incident side lens 341, a relay lens 343, and reflection mirrors 342 and 344, and color light separated by the color separation optical device 33, for example, red light, is supplied to the optical device 5. The liquid crystal panel 51R on the red light side which will be described later is guided.

光学装置5は、入射した光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する。
なお、光学装置5の具体的な構成については、後述する。
投射レンズ4は、複数のレンズを組み合わせた組レンズとして構成され、光学装置5から射出された画像光をスクリーン上に拡大投射する。
The optical device 5 modulates the incident light beam according to image information to form image light.
A specific configuration of the optical device 5 will be described later.
The projection lens 4 is configured as a combined lens in which a plurality of lenses are combined, and enlarges and projects the image light emitted from the optical device 5 on the screen.

〔光学装置の構成〕
図2は、光学装置5の構成を模式的に示す分解斜視図である。
なお、図2では、光学装置5において、G色光側のみを図示しているが、R,B色光側もG色光側と同様の構成を有しているものとする。
光学装置5は、図1または図2に示すように、光変調素子(光学素子)としての液晶パネル51(赤色光側の液晶パネルを51R、緑色光側の液晶パネルを51G、青色光側の液晶パネルを51Bとする)と、各液晶パネル51の光路前段側に配置される入射側偏光素子52と、各液晶パネル51の光路後段に配置される射出側偏光素子53と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム54とを備える。
なお、以下では、光束入射側から順に各光学部品51〜54の構成を説明する。
[Configuration of optical device]
FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of the optical device 5.
In FIG. 2, only the G color light side is illustrated in the optical device 5, but it is assumed that the R and B color light sides have the same configuration as the G color light side.
As shown in FIG. 1 or 2, the optical device 5 includes a liquid crystal panel 51 as a light modulation element (optical element) (a liquid crystal panel on the red light side is 51R, a liquid crystal panel on the green light side is 51G, and a liquid crystal panel on the blue light side is A liquid crystal panel 51B), an incident side polarizing element 52 disposed on the front side of the optical path of each liquid crystal panel 51, an exit side polarizing element 53 disposed on the rear side of the optical path of each liquid crystal panel 51, and a color combining optical device As a cross dichroic prism 54.
In addition, below, the structure of each optical component 51-54 is demonstrated in order from the light beam entrance side.

入射側偏光素子52は、偏光変換素子323で揃えられた偏光方向と略同一の偏光方向の直線偏光光のみ透過する。本実施形態では、入射側偏光素子52は、後述する偏光素子本体533と同様に、反射型偏光子で構成されている。
液晶パネル51は、図2に示すように、ガラスなどからなる平面視矩形状の一対の基板511,512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ている。このうち、基板511は、液晶を駆動するための駆動基板であり、互いに平行に配列形成される複数のデータ線と、複数のデータ線と直交する方向に配列形成される複数の走査線と、走査線およびデータ線の交差に対応してマトリクス状に配列形成される画素電極と、TFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子と、スイッチング素子を駆動する駆動部とを有している。また、基板512は、基板511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、所定の電圧Vcomが印加される共通電極を有している。また、これら基板511,512には、前記制御装置と電気的に接続し、前記走査線、前記データ線、前記スイッチング素子、および前記共通電極等に所定の駆動信号を出力する回路基板としてのFPCケーブル513が接続されている。このFPCケーブル513を介して前記制御装置から駆動信号を入力することで、所定の前記画素電極および前記共通電極の間に電圧が印加され、該画素電極および共通電極間に介在する液晶の配向状態が制御され、入射側偏光素子52から射出された偏光光束の偏光方向が変調される。
The incident side polarization element 52 transmits only linearly polarized light having a polarization direction substantially the same as the polarization direction aligned by the polarization conversion element 323. In the present embodiment, the incident-side polarizing element 52 is configured by a reflective polarizer, like a polarizing element body 533 described later.
As shown in FIG. 2, the liquid crystal panel 51 has a configuration in which liquid crystal, which is an electro-optical material, is hermetically sealed between a pair of rectangular substrates 511 and 512 made of glass or the like. Among these, the substrate 511 is a driving substrate for driving the liquid crystal, and includes a plurality of data lines arranged in parallel to each other, a plurality of scanning lines arranged in a direction orthogonal to the plurality of data lines, The pixel electrodes are arranged in a matrix corresponding to the intersections of the scanning lines and the data lines, switching elements such as TFTs (Thin Film Transistors), and drive units that drive the switching elements. The substrate 512 is a counter substrate that is disposed to face the substrate 511 at a predetermined interval, and has a common electrode to which a predetermined voltage Vcom is applied. Further, these substrates 511 and 512 are FPCs as circuit boards that are electrically connected to the control device and output predetermined drive signals to the scanning lines, the data lines, the switching elements, the common electrodes, and the like. A cable 513 is connected. By inputting a drive signal from the control device via the FPC cable 513, a voltage is applied between the predetermined pixel electrode and the common electrode, and the alignment state of the liquid crystal interposed between the pixel electrode and the common electrode Is controlled, and the polarization direction of the polarized light beam emitted from the incident side polarization element 52 is modulated.

射出側偏光素子53は、液晶パネル51を介して射出された光束のうち、入射側偏光素子52の透過軸に直交する偏光方向の第1の直線偏光光のみ透過する。
なお、射出側偏光素子53の構成については、後述する。
The exit-side polarizing element 53 transmits only the first linearly polarized light having a polarization direction orthogonal to the transmission axis of the incident-side polarizing element 52 out of the light flux emitted through the liquid crystal panel 51.
The configuration of the exit side polarization element 53 will be described later.

クロスダイクロイックプリズム54は、各射出側偏光素子53を透過した各色光を合成して画像光(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54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51Gから射出され射出側偏光素子53を透過したG色光を透過し、各液晶パネル51R,51Bから射出され各射出側偏光素子53を透過したR,B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。   The cross dichroic prism 54 combines the color lights transmitted through the exit-side polarization elements 53 to form image light (color image). The cross dichroic prism 54 has a substantially square shape in plan view in which four right angle prisms are bonded together, and two dielectric multilayer films are formed at the interface where the right angle prisms are bonded together. These dielectric multilayer films transmit G-color light emitted from the liquid crystal panel 51G and transmitted through the exit-side polarizing element 53, and R and B-color light emitted from the respective liquid crystal panels 51R and 51B and transmitted through the respective exit-side polarizing elements 53. reflect. In this way, the color lights are combined to form a color image.

〔射出側偏光素子の構成〕
図3は、射出側偏光素子53を側方から見た図である。
射出側偏光素子53は、図2または図3に示すように、第1プリズム531と、第2プリズム532と、偏光素子本体533と、保持部材534とを備える。
第1プリズム531は、断面直角三角形状を有する三角柱プリズムで構成され、光束入射側端面531Aが照明光軸Axに対して直交し、断面直角三角形状の斜辺に相当する射出側傾斜面531Bが光束射出側に位置し照明光軸Axに直交する平面(光束入射側端面531A)に対して傾斜した状態で配設される。
[Configuration of exit-side polarizing element]
FIG. 3 is a view of the exit-side polarizing element 53 viewed from the side.
As shown in FIG. 2 or FIG. 3, the exit side polarization element 53 includes a first prism 531, a second prism 532, a polarization element body 533, and a holding member 534.
The first prism 531 is composed of a triangular prism having a right-angled triangular cross section, the light incident side end surface 531A is orthogonal to the illumination optical axis Ax, and the exit-side inclined surface 531B corresponding to the hypotenuse of the right-angled triangular cross section is the light flux. It is disposed in a state of being inclined with respect to a plane (light beam incident side end surface 531A) which is located on the exit side and orthogonal to the illumination optical axis Ax.

第2プリズム532は、第1プリズム531と同一の形状を有する三角柱プリズムで構成されている。そして、第2プリズム532は、光束射出側端面532Aが照明光軸Axに対して直交し、断面直角三角形状の斜辺に相当する入射側傾斜面532Bが光束入射側に位置し射出側傾斜面531Bに平行した状態で配設される。   The second prism 532 is a triangular prism having the same shape as the first prism 531. In the second prism 532, the light exit side end surface 532A is orthogonal to the illumination optical axis Ax, and the incident side inclined surface 532B corresponding to the hypotenuse having a right-angled triangular section is located on the light incident side and the exit side inclined surface 531B. It is arrange | positioned in the state parallel to.

図4は、各プリズム531,532の材料、熱伝導率、および線膨張係数を示す図である。
上述した各プリズム531,532は、同一の材料で構成されている。
そして、各プリズム531,532の材料としては、例えば、図4に示すように、石英、パイレックス(登録商標)、テンパックス(商品名)、BK7(商品名)、SK5(商品名)、SF57(商品名)等の光学ガラス、白板、あるいは、青板等を採用できる。
FIG. 4 is a diagram showing the material, thermal conductivity, and linear expansion coefficient of the prisms 531 and 532.
The prisms 531 and 532 described above are made of the same material.
As materials of the prisms 531, 532, for example, as shown in FIG. 4, quartz, Pyrex (registered trademark), Tempax (trade name), BK7 (trade name), SK5 (trade name), SF57 ( An optical glass such as a trade name), a white plate, a blue plate, or the like can be used.

偏光素子本体533は、入射側傾斜面532Bに設けられ、第1の直線偏光光を透過し、偏光方向が第1の直線偏光光に直交する第2の直線偏光光を反射する反射型偏光子で構成されている。本実施形態では、偏光素子本体533は、具体的な図示は省略したが、入射側傾斜面532Bにアルミニウム等の微細な線状リブが多数平行に形成された構成を有している。そして、偏光素子本体533は、線状リブが延出している方向に、垂直な偏光方向の直線偏光光(第1の直線偏光光)を透過し、平行な偏光方向の直線偏光光(第2の直線偏光光)を反射する。   The polarizing element body 533 is provided on the incident-side inclined surface 532B, and reflects the second linearly polarized light that transmits the first linearly polarized light and whose polarization direction is orthogonal to the first linearly polarized light. It consists of In the present embodiment, the polarizing element body 533 has a configuration in which a large number of fine linear ribs such as aluminum are formed in parallel on the incident-side inclined surface 532B, although not specifically illustrated. The polarizing element body 533 transmits linearly polarized light (first linearly polarized light) having a perpendicular polarization direction in the direction in which the linear rib extends, and linearly polarized light (secondly polarized light having a parallel polarization direction) Of linearly polarized light).

保持部材534は、平面視正方形状を有する直方体で構成され、各プリズム531,532における三角柱の各底面531D,532Dに跨るように接着剤により固着される。そして、保持部材534は、光束入射側端面531Aと光束射出側端面532Aとが平行(各傾斜面531B,532Bが平行)し、射出側傾斜面531Bと偏光素子本体533とが所定間隔、離間した状態で各プリズム531,532を一体化する。
なお、本実施形態では、保持部材534は、図3に示すように、各プリズム531,532における断面直角三角形状の斜辺を除く他の2辺に対して各側面がそれぞれ平行するように各底面531D,532Dに固着されている。
The holding member 534 is configured as a rectangular parallelepiped having a square shape in plan view, and is fixed by an adhesive so as to straddle the bottom surfaces 531D and 532D of the triangular prisms in the prisms 531 and 532, respectively. In the holding member 534, the light incident side end surface 531A and the light emitting side end surface 532A are parallel (the inclined surfaces 531B and 532B are parallel), and the emitting side inclined surface 531B and the polarizing element body 533 are separated by a predetermined distance. In this state, the prisms 531 and 532 are integrated.
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the holding member 534 has each bottom surface so that each side surface is parallel to the other two sides excluding the hypotenuse having a triangular cross section in each prism 531, 532. It is fixed to 531D and 532D.

また、本実施形態では、偏光素子本体533に生じた熱による第1プリズム531の熱歪を抑えるために、保持部材534の熱伝導率および形状を以下に示すように設定している。
例えば、偏光素子本体533で生じた熱が第1プリズム531に伝達される際、保持部材534を経由する熱伝導は、以下の式(1)で表すことができる。
In this embodiment, in order to suppress thermal distortion of the first prism 531 due to heat generated in the polarizing element body 533, the thermal conductivity and shape of the holding member 534 are set as shown below.
For example, when heat generated in the polarizing element body 533 is transmitted to the first prism 531, heat conduction through the holding member 534 can be expressed by the following formula (1).

〔数1〕
保持部材534経由の熱伝導(W/K)=(D×t×λ)/a ・・・ (1)
[Equation 1]
Thermal conduction via holding member 534 (W / K) = (D × t × λ) / a (1)

ここで、aは、図3に示すように、射出側傾斜面531Bと偏光素子本体533との離間距離である。Dは、図3に示すように、保持部材534の幅寸法である。tは、図2に示すように、保持部材534の厚み寸法である。λは、保持部材534の熱伝導率である。
式(1)から、第1プリズム531の熱歪を抑えるためには、第1プリズム531と偏光素子本体533との離間距離aが大きく、保持部材534における幅寸法D、厚み寸法t、および熱伝導率λが小さいことが望ましい。
そして、離間距離aとしては、第1プリズム531と偏光素子本体533とが干渉せず、射出側偏光素子53や光学装置5の小型化を阻害しない範囲、すなわち、0.2〜1.0mm程度に設定されている。
また、幅寸法Dとしては、保持部材534の強度を維持できる範囲で各プリズム531,532の上下方向の高さ寸法D0(図3)未満に設定されている。
さらに、厚み寸法tとしては、保持部材534の強度を維持できる範囲、すなわち、0.3〜2.0mm程度に設定されている。
Here, as shown in FIG. 3, a is a separation distance between the exit side inclined surface 531 </ b> B and the polarizing element body 533. D is a width dimension of the holding member 534, as shown in FIG. t is the thickness dimension of the holding member 534, as shown in FIG. λ is the thermal conductivity of the holding member 534.
From Equation (1), in order to suppress the thermal distortion of the first prism 531, the separation distance a between the first prism 531 and the polarizing element body 533 is large, and the width dimension D, the thickness dimension t, and the thermal dimension of the holding member 534 It is desirable that the conductivity λ is small.
The separation distance a is set to a range in which the first prism 531 and the polarizing element body 533 do not interfere with each other and do not hinder downsizing of the exit side polarizing element 53 and the optical device 5, that is, about 0.2 to 1.0 mm. ing.
Further, the width dimension D is set to be less than the vertical dimension D0 (FIG. 3) of the prisms 531 and 532 as long as the strength of the holding member 534 can be maintained.
Furthermore, the thickness dimension t is set to a range in which the strength of the holding member 534 can be maintained, that is, about 0.3 to 2.0 mm.

図5は、保持部材534の材料、熱伝導率、および線膨張係数を示す図である。
また、熱伝導率λとしては、第2プリズム532の熱伝導率以下に設定されている。
すなわち、保持部材534の材料としては、例えば、図5に示すように、各プリズム531,532と同様の材料の他、アクリル樹脂や塩化ビニル樹脂等のプラスチック等を採用できる。
本実施形態では、保持部材534は、各プリズム531,532と同一の材料で構成されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating the material, thermal conductivity, and linear expansion coefficient of the holding member 534.
Further, the thermal conductivity λ is set to be equal to or lower than the thermal conductivity of the second prism 532.
That is, as the material of the holding member 534, for example, as shown in FIG. 5, in addition to the same material as the prisms 531 and 532, a plastic such as an acrylic resin or a vinyl chloride resin can be employed.
In the present embodiment, the holding member 534 is made of the same material as the prisms 531 and 532.

図6は、射出側偏光素子53から射出される光束の光路を模式的に示す図である。具体的に、図6は、射出側偏光素子53の縦断面図である。
そして、射出側偏光素子53は、上述した構成により、液晶パネル51を介した光束L1を以下に示すように射出する。
すなわち、光束L1は、図6に示すように、第1プリズム531に導入された後、射出側傾斜面531Bから射出され、偏光素子本体533に向けて進行する。
偏光素子本体533に入射した光束L1は、偏光素子本体533にて第1の直線偏光光L11および第2の直線偏光光L12に分離される。
第1の直線偏光光L11は、偏光素子本体533を透過し、第2プリズム532を介して射出され、クロスダイクロイックプリズム54に導入される。この際、第1の直線偏光光L11は、光束L1の進行方向と略同一方向に進行する。
一方、第2の直線偏光光L12は、偏光素子本体533にて光束入射側に反射され、第1プリズム531に導入された後、光束入射側端面531Aに入射する。そして、第2の直線偏光光L12は、光束入射側端面531Aにて全反射し、第1プリズム531における光束入射側端面531Aおよび射出側傾斜面531Bに交差する端面531Cから射出される。すなわち、第2の直線偏光光L12は、液晶パネル51を避ける方向(本実施形態では、上方向)に射出される。なお、具体的な図示は省略したが、第1プリズム531の各端面には、入射光および射出光の反射を防止するための反射防止膜を形成することができる。
FIG. 6 is a diagram schematically showing the optical path of the light beam emitted from the exit side polarization element 53. Specifically, FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the exit side polarization element 53.
Then, the emission side polarization element 53 emits the light beam L1 through the liquid crystal panel 51 as described below, with the above-described configuration.
That is, as shown in FIG. 6, the light beam L <b> 1 is introduced into the first prism 531, then exits from the exit-side inclined surface 531 </ b> B, and travels toward the polarizing element body 533.
The light beam L1 incident on the polarizing element body 533 is separated by the polarizing element body 533 into the first linearly polarized light L11 and the second linearly polarized light L12.
The first linearly polarized light L <b> 11 passes through the polarization element body 533, is emitted through the second prism 532, and is introduced into the cross dichroic prism 54. At this time, the first linearly polarized light L11 travels in substantially the same direction as the traveling direction of the light beam L1.
On the other hand, the second linearly polarized light L12 is reflected by the polarizing element body 533 to the light beam incident side, is introduced into the first prism 531, and then enters the light beam incident side end surface 531A. The second linearly polarized light L12 is totally reflected by the light beam incident side end surface 531A and is emitted from the end surface 531C intersecting the light beam incident side end surface 531A and the emission side inclined surface 531B of the first prism 531. That is, the second linearly polarized light L12 is emitted in a direction avoiding the liquid crystal panel 51 (upward in the present embodiment). Although not specifically shown, an antireflection film for preventing reflection of incident light and outgoing light can be formed on each end face of the first prism 531.

そして、上述した各部材51〜54は、以下に示すように、一体化される。
すなわち、射出側偏光素子53は、光束射出側端面532Aがクロスダイクロイックプリズム54の光束入射側端面54A(図2)に接着剤により固着される。
また、液晶パネル51は、駆動基板511が第1プリズム531の光束入射側端面531Aに接着剤により固着される。
さらに、入射側偏光素子52は、液晶パネル51の対向基板512に接着剤により固着される。
And each member 51-54 mentioned above is integrated as shown below.
In other words, the exit-side polarizing element 53 has the light-beam exit-side end surface 532A fixed to the light-incident-side end surface 54A (FIG. 2) of the cross dichroic prism 54 with an adhesive.
In the liquid crystal panel 51, the drive substrate 511 is fixed to the light incident side end surface 531 </ b> A of the first prism 531 with an adhesive.
Further, the incident side polarizing element 52 is fixed to the counter substrate 512 of the liquid crystal panel 51 with an adhesive.

本実施形態では、クロスダイクロイックプリズム54と第2プリズム532との間の接着剤、保持部材534と第1プリズム531および第2プリズム532との間の接着剤、第1プリズム531と液晶パネル51との間の接着剤、および液晶パネル51と入射側偏光素子52との間の接着剤として、以下の接着剤を採用している。
すなわち、接着剤は、液晶パネル51の使用温度(例えば、60〜80℃以下)を考慮し、接着強度を維持するために、90℃以上のガラス転移温度を有することが好ましい。
また、接着剤は、リワーク性を考慮した場合に、ある程度の温度で軟化し、各部材51〜54を分離可能とする必要があるため、例えば各偏光素子52,53等の耐熱温度限界で、比較的容易に高温状態を実現できる120℃以下のガラス転移温度を有することが好ましい。
すなわち、接着剤は、90〜120℃のガラス転移温度を有することが好ましい。
そして、この接着剤の材料としては、シリカ系、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、シリコーン系等を採用できる。また、接着剤の硬化方法としては、紫外線硬化型、2液混合型、熱硬化型、嫌気性硬化型等を採用できる。
In the present embodiment, an adhesive between the cross dichroic prism 54 and the second prism 532, an adhesive between the holding member 534 and the first prism 531 and the second prism 532, the first prism 531 and the liquid crystal panel 51 The following adhesives are employed as the adhesive between the liquid crystal panel 51 and the incident-side polarizing element 52.
That is, the adhesive preferably has a glass transition temperature of 90 ° C. or higher in order to maintain the adhesive strength in consideration of the use temperature of the liquid crystal panel 51 (for example, 60 to 80 ° C. or lower).
In addition, since the adhesive needs to be softened at a certain temperature when the reworkability is considered and each member 51 to 54 can be separated, for example, at the heat resistant temperature limit of each polarizing element 52, 53, It is preferable to have a glass transition temperature of 120 ° C. or lower that can realize a high temperature state relatively easily.
That is, the adhesive preferably has a glass transition temperature of 90 to 120 ° C.
And as a material of this adhesive, a silica type, an acrylic resin type, an epoxy resin type, a silicone type, etc. are employable. Further, as a method for curing the adhesive, an ultraviolet curing type, a two-component mixed type, a thermosetting type, an anaerobic curing type, or the like can be adopted.

上述した第1実施形態においては、以下の効果がある。
本実施形態では、射出側偏光素子53は、第1プリズム531と、第2プリズム532と、偏光素子本体533と、各プリズム531,532を一体化する保持部材534とを備える。このことにより、保持部材534にて射出側偏光素子53が一体化されるため、プロジェクタ1に組み込む際等の取り扱い性を向上できる。
また、プロジェクタ1に組み込む前に予め、保持部材534にて各プリズム531,532を一体化するため、各プリズム531,532の相対的な位置を所望の位置に容易に位置付けることができる。
The first embodiment described above has the following effects.
In the present embodiment, the exit-side polarizing element 53 includes a first prism 531, a second prism 532, a polarizing element body 533, and a holding member 534 that integrates the prisms 531 and 532. As a result, the exit-side polarizing element 53 is integrated by the holding member 534, so that the handleability when incorporated in the projector 1 can be improved.
Further, since the prisms 531 and 532 are integrated in advance by the holding member 534 before being incorporated into the projector 1, the relative positions of the prisms 531 and 532 can be easily positioned at desired positions.

また、偏光素子本体533が第2プリズム532の入射側傾斜面532Bに設けられ、保持部材534は、第1プリズム531の射出側傾斜面531Bと偏光素子本体533とが所定間隔、離間した状態で各プリズム531,532を一体化する。このことにより、偏光素子本体533と第1プリズム531との間には、断熱効果の高い空気層が介在することとなる。このため、第1プリズム531と偏光素子本体533とを接着剤などで接合した場合と比べて、偏光素子本体533から第1プリズム531に熱が伝達される際での熱伝導を効果的に抑制できる。
さらに、保持部材534は、第2プリズム532の熱伝導率以下の熱伝導率を有する材料で構成されている。このことにより、偏光素子本体533から第1プリズム531に熱が伝達される際での保持部材534を経由した熱伝導を効果的に抑制できる。
したがって、偏光素子本体533の発熱の影響による第1プリズム531の熱歪を抑制し、射出側偏光素子53の偏光分離特性を良好に維持できる。
また、射出側偏光素子53の偏光分離特性を良好に維持できるため、プロジェクタ1から投射される投影画像の画質も良好に維持できる。
In addition, the polarizing element body 533 is provided on the incident-side inclined surface 532B of the second prism 532, and the holding member 534 is in a state where the emission-side inclined surface 531B of the first prism 531 and the polarizing element body 533 are separated by a predetermined distance. The prisms 531 and 532 are integrated. As a result, an air layer having a high heat insulation effect is interposed between the polarizing element body 533 and the first prism 531. For this reason, compared with the case where the 1st prism 531 and the polarizing element main body 533 are joined by an adhesive etc., the heat conduction at the time of heat being transferred from the polarizing element main body 533 to the first prism 531 is effectively suppressed. it can.
Further, the holding member 534 is made of a material having a thermal conductivity equal to or lower than that of the second prism 532. Thus, heat conduction via the holding member 534 when heat is transmitted from the polarizing element body 533 to the first prism 531 can be effectively suppressed.
Therefore, the thermal distortion of the first prism 531 due to the influence of heat generation of the polarizing element body 533 can be suppressed, and the polarization separation characteristic of the exit side polarizing element 53 can be maintained well.
In addition, since the polarization separation characteristic of the exit side polarization element 53 can be maintained satisfactorily, the image quality of the projection image projected from the projector 1 can be maintained satisfactorily.

また、互いに一体化される各プリズム531,532、および保持部材534が同一の材料で構成されているので、各プリズム531,532、および保持部材534の線膨張係数が同一となり、各プリズム531,532、および保持部材534間の熱膨張変形を同程度に収めることができる。このため、保持部材534による各プリズム531,532の保持状態、すなわち、各プリズム531,532の相対的な位置関係を良好に維持できる。   In addition, since the prisms 531 and 532 and the holding member 534 that are integrated with each other are made of the same material, the linear expansion coefficients of the prisms 531 and 532 and the holding member 534 are the same. Thermal expansion deformation between 532 and the holding member 534 can be accommodated to the same extent. Therefore, the holding state of the prisms 531 and 532 by the holding member 534, that is, the relative positional relationship between the prisms 531 and 532 can be maintained well.

さらに、射出側偏光素子53は、光束入射側端面531Aと光束射出側端面532Aとが平行するように構成されている。このことにより、射出側偏光素子53への入射光束L1と、射出側偏光素子53を透過した第1の直線偏光光L11との進行方向を略同一に設定できる。このため、射出側偏光素子53の光路前段に配設される液晶パネル51や、射出側偏光素子53の光路後段に配設されるクロスダイクロイックプリズム54と組み合わせて使用する場合に、光学系を容易に構成でき、すなわち、各光学部品51,54をも一体化して光学装置5として構成でき、取り扱い性をさらに向上できる。   Further, the exit side polarization element 53 is configured such that the light beam incident side end surface 531A and the light beam exit side end surface 532A are parallel to each other. Thereby, the traveling directions of the incident light beam L1 to the exit side polarization element 53 and the first linearly polarized light L11 transmitted through the exit side polarization element 53 can be set substantially the same. Therefore, the optical system can be easily used when used in combination with the liquid crystal panel 51 disposed in the upstream of the optical path of the exit side polarizing element 53 or the cross dichroic prism 54 disposed in the downstream of the optical path of the exit side polarizing element 53. In other words, the optical components 51 and 54 can also be integrated to form the optical device 5, so that the handleability can be further improved.

また、互いに固着される液晶パネル51、射出側偏光素子53、およびクロスダイクロイックプリズム54として、図4に示すような略同一の線膨張係数を有する材料で構成できるため、各部材51,53,54間の熱膨張変形を略同程度に収めることができる。したがって、線膨張係数の違いにより発生する熱応力を緩和し、各液晶パネル51R,51G,51Bの相互位置のずれを防止でき、画素ずれを回避できる。   Further, since the liquid crystal panel 51, the exit-side polarizing element 53, and the cross dichroic prism 54 that are fixed to each other can be made of materials having substantially the same linear expansion coefficient as shown in FIG. The thermal expansion deformation between them can be accommodated in substantially the same extent. Therefore, the thermal stress generated due to the difference in the linear expansion coefficient can be relieved, the mutual displacement of the liquid crystal panels 51R, 51G, 51B can be prevented, and the pixel displacement can be avoided.

さらに、液晶パネル51において、駆動基板511には第1プリズム531が固着され、対向基板512には入射側偏光素子52が固着されるので、光束入射側や光束射出側に、塵埃が付着しても該塵埃をフォーカス位置からずらし、塵埃が投影画像に影となって表示されることを防止するための防塵ガラスを取り付ける必要がなく、光学装置5の構成の簡素化および小型化が図れる。   Further, in the liquid crystal panel 51, the first prism 531 is fixed to the drive substrate 511, and the incident side polarization element 52 is fixed to the counter substrate 512, so that dust adheres to the light incident side and the light output side. However, it is not necessary to attach dust-proof glass for shifting the dust from the focus position and preventing the dust from being displayed as a shadow in the projected image, and the configuration of the optical device 5 can be simplified and miniaturized.

[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。
図7は、第2実施形態における射出側偏光素子53の構成を模式的に示す斜視図である。
本実施形態では、図7に示すように、前記第1実施形態に対して、射出側偏光素子53が第1プリズム531、第2プリズム532、偏光素子本体533、および保持部材534の他、閉塞部材535を備える点が異なるのみである。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.
FIG. 7 is a perspective view schematically showing the configuration of the exit-side polarizing element 53 in the second embodiment.
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the exit side polarization element 53 is obstructed in addition to the first prism 531, the second prism 532, the polarization element body 533, and the holding member 534 as compared to the first embodiment. The only difference is that the member 535 is provided. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

閉塞部材535は、熱伝導率が小さい材料(例えば、紙等)で構成され、シート状に形成されている。そして、閉塞部材535は、各プリズム531,532が保持部材534にて一体化された状態で、各プリズム531,532間に跨り各傾斜面531B,532Bの外縁略全周に亘って配設され、接着剤等にて各プリズム531,532に固着される。
上述したように閉塞部材535を各プリズム531,532に固着することで、保持部材534および閉塞部材535により、射出側傾斜面531Bおよび偏光素子本体533の間は、密閉空間とされる。
The closing member 535 is made of a material having a low thermal conductivity (for example, paper) and is formed in a sheet shape. The blocking member 535 is disposed across the entire outer edge of each of the inclined surfaces 531B and 532B across the prisms 531 and 532 in a state where the prisms 531 and 532 are integrated by the holding member 534. It is fixed to each prism 531 532 with an adhesive or the like.
As described above, the closing member 535 is fixed to each of the prisms 531 and 532, so that the holding member 534 and the closing member 535 form a sealed space between the exit-side inclined surface 531B and the polarizing element body 533.

上述した第2実施形態によれば、前記第1実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、射出側偏光素子53は、射出側傾斜面531Bおよび偏光素子本体533の間を密閉空間とする閉塞部材535を備える。このことにより、閉塞部材535にて射出側傾斜面531Bおよび偏光素子本体533間での空気の流れを防止できる。このため、偏光素子本体533から第1プリズム531に熱が伝達される際での空気層の対流を経由した熱伝達をさらに効果的に抑制できる。
また、閉塞部材535により密閉空間内部に塵埃等が侵入することを防止できるため、偏光素子本体533に塵埃等が付着することを防止できる。
According to the second embodiment described above, there are the following effects in addition to the same effects as in the first embodiment.
In the present embodiment, the exit-side polarizing element 53 includes a closing member 535 that forms a sealed space between the exit-side inclined surface 531B and the polarizing element body 533. Thus, the blocking member 535 can prevent the air flow between the exit-side inclined surface 531B and the polarizing element body 533. For this reason, heat transfer via convection of the air layer when heat is transferred from the polarizing element body 533 to the first prism 531 can be more effectively suppressed.
In addition, since the blocking member 535 can prevent dust and the like from entering the sealed space, the dust and the like can be prevented from adhering to the polarizing element body 533.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、保持部材534は、平面視正方形状の直方体で構成されていたが、これに限らず、その他の直方体形状、円柱形状、三角柱形状、あるいは、棒状に形成しても構わない。
また、前記各実施形態では、保持部材534は、各プリズム531,532の底面531D,532Dに跨るように固着されていたが、各プリズム531,532を一体化できれば、他の位置に設けても構わない。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In each of the embodiments described above, the holding member 534 is configured as a rectangular parallelepiped in plan view, but is not limited thereto, and may be formed in other rectangular parallelepiped shapes, cylindrical shapes, triangular prism shapes, or rod shapes. .
In each of the above embodiments, the holding member 534 is fixed so as to straddle the bottom surfaces 531D and 532D of the prisms 531 and 532. However, as long as the prisms 531 and 532 can be integrated, they can be provided at other positions. I do not care.

前記各実施形態では、保持部材534にて各プリズム531,532を一体化して射出側偏光素子53を構成するとともに、各光学部品51〜54を一体化して光学装置5を構成していたが、これに限らず、少なくとも保持部材534にて各プリズム531,532が一体化された構成であれば、射出側偏光素子53に対して他の光学部品51,52,54が一体化されていない構成としても構わない。また、液晶パネル51と入射側偏光素子52や射出側偏光素子53の間に、他の光学素子、例えば、位相差板、視野角補償板(透光性基板上にWVフィルム(富士写真フィルム社製)等の光学補償フィルムが貼付された構成)が存在しても構わない。また、射出側偏光素子53とクロスダイクロイックプリズム54との間に、他の光学素子、例えば、位相差板、偏光板が存在しても構わない。これらの場合も、全ての光学素子、またはその一部を一体化しても構わない。
前記各実施形態では、接着剤を用いて前記他の光学素子と各部材51〜53とを固着する場合に、90〜120℃のガラス転移温度を有する接着剤を用いているが、ガラス転移温度が120℃以上の接着剤を用いても構わない。
また、前記各実施形態では、各部材51〜54を一体化する際、接着剤を用いていたが、これに限らず、両面テープ等の他の手段にて一体化しても構わない。
In each of the above embodiments, the prisms 531 and 532 are integrated by the holding member 534 to configure the exit-side polarizing element 53, and the optical components 51 to 54 are integrated to configure the optical device 5. Not limited to this, as long as at least the prisms 531 and 532 are integrated by the holding member 534, the other optical components 51, 52, and 54 are not integrated with the exit-side polarizing element 53. It does not matter. Further, between the liquid crystal panel 51 and the incident side polarizing element 52 and the exit side polarizing element 53, other optical elements such as a retardation plate, a viewing angle compensator (a WV film (Fuji Photo Film Co., Ltd. on a translucent substrate), Or the like) may be present. Further, another optical element such as a phase difference plate or a polarizing plate may exist between the exit-side polarizing element 53 and the cross dichroic prism 54. In these cases, all the optical elements or a part thereof may be integrated.
In each said embodiment, when fixing said other optical element and each members 51-53 using an adhesive agent, although the adhesive agent which has a glass transition temperature of 90-120 degreeC is used, glass transition temperature is used. However, an adhesive having a temperature of 120 ° C. or higher may be used.
Moreover, in each said embodiment, when integrating each member 51-54, although the adhesive agent was used, you may integrate by other means, such as not only this but a double-sided tape.

前記各実施形態において、第1プリズム531および第2プリズム532は、異なる形状を有する構成としても構わない。また、第1プリズム531および第2プリズム532は、異なる材料で構成しても構わない。
例えば、第1プリズム531における端面531Cの形状として、光束入射側端面531Aにて全反射した第2の直線偏光光L12が直交して入射するように形成しても構わない。
前記各実施形態において、第2の直線偏光光L12が上方向に射出されるように射出側傾斜面531Bが光束射出側に位置し照明光軸Axに直交する平面(光束入射側端面531A)に対して傾斜した状態で配設されていたが、これに限らず、液晶パネル51を避ける方向であれば、射出側傾斜面531Bの傾斜方向は上下左右どの方向でもよい。
In each of the above embodiments, the first prism 531 and the second prism 532 may have different shapes. Further, the first prism 531 and the second prism 532 may be made of different materials.
For example, the shape of the end face 531C of the first prism 531 may be formed so that the second linearly polarized light L12 totally reflected by the light incident side end face 531A is incident orthogonally.
In each of the above-described embodiments, the emission-side inclined surface 531B is positioned on the light-beam emission side so that the second linearly polarized light L12 is emitted upward, and is on a plane (light-beam-incidence-side end surface 531A) orthogonal to the illumination optical axis Ax. However, the present invention is not limited to this, and as long as the liquid crystal panel 51 is avoided, the emission side inclined surface 531B may be inclined in any direction, up, down, left, or right.

前記各実施形態において、偏光素子本体533の構成は、前記各実施形態で説明した構成に限らず、反射型偏光子であれば、いずれの構成でも構わない。
例えば、偏光素子本体533として、誘電体多層膜によって形成される偏光分離素子、液晶材料などの屈折率異方性(複屈折性)を有する有機材料を層状に積層させた高分子系の層状偏光板、偏りのない光を右回りの円偏光と左回りの円偏光とに分離する円偏光反射板と1/4波長板を組み合わせた光学素子、ブリュースター角を利用して反射偏光光と透過偏光光とに分離する光学素子、あるいは、ホログラムを利用したホログラム光学素子等を採用しても構わない。
In each of the above embodiments, the configuration of the polarizing element body 533 is not limited to the configuration described in each of the above embodiments, and any configuration may be used as long as it is a reflective polarizer.
For example, as the polarizing element body 533, a polymer-type layered polarization in which an organic material having refractive index anisotropy (birefringence) such as a polarization separation element formed of a dielectric multilayer film or a liquid crystal material is laminated in layers. A plate, an optical element that combines a quarter-wave plate with a circularly polarizing reflector that separates unpolarized light into clockwise circularly polarized light and counterclockwise circularly polarized light, and reflects and transmits polarized light using Brewster's angle You may employ | adopt the optical element isolate | separated into polarized light, or the hologram optical element using a hologram.

前記各実施形態では、本発明に係る偏光素子の構成を射出側偏光素子53に採用していたが、これに限らず、入射側偏光素子52に採用しても構わない。
前記第2実施形態において、閉塞部材535としては、射出側傾斜面531Bおよび偏光素子本体533の間を密閉空間とする構成であれば、各プリズム531,532に固着された構成に限らず、前記第1実施形態で説明した射出側偏光素子53全体を内部に収納する箱状に形成しても構わない。
前記各実施形態において、偏光素子本体533の構成は、第2プリズム532の表面に反射型偏光子が形成された構成に限らず、0.3〜2.0mmの平板上に反射型偏光子が形成されたものを第2プリズム532に接合した構成でも構わない。
例えば、偏光素子本体533として、厚さ1mmのウェハ表面にアルミニウム等の微細な線状リブが多数平行に形成したものを所定のサイズに切断したものを採用することができる。この場合、反射型偏光子が形成した平板である偏光素子本体533を製造後に、第2プリズム532と接着することになる。
In each of the embodiments described above, the configuration of the polarizing element according to the present invention is employed for the exit-side polarizing element 53. However, the present invention is not limited to this, and may be employed for the incident-side polarizing element 52.
In the second embodiment, the closing member 535 is not limited to the configuration fixed to the prisms 531 and 532 as long as it is configured to have a sealed space between the exit-side inclined surface 531B and the polarizing element body 533. You may form in the box shape which accommodates the whole output side polarizing element 53 demonstrated in 1st Embodiment inside.
In each of the embodiments described above, the configuration of the polarizing element body 533 is not limited to the configuration in which the reflective polarizer is formed on the surface of the second prism 532, and the reflective polarizer is formed on a 0.3 to 2.0 mm flat plate. A structure in which the formed prism is bonded to the second prism 532 may be used.
For example, the polarizing element main body 533 may be obtained by cutting a wafer having a thickness of 1 mm on which a large number of fine linear ribs such as aluminum are formed in parallel into a predetermined size. In this case, the polarizing element body 533 which is a flat plate formed with a reflective polarizer is bonded to the second prism 532 after manufacturing.

前記各実施形態では、液晶パネル51を3つ設けた三板式のプロジェクタ1の例を挙げたが、これに限らず、液晶パネル51を1つのみ設けた構成、液晶パネル51を2つ設けた構成、あるいは、液晶パネル51を4つ以上設けた構成としても構わない。
前記各実施形態では、フロント投射型のプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを備え、該スクリーンの裏面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。
In each of the embodiments described above, the example of the three-plate projector 1 provided with three liquid crystal panels 51 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the configuration in which only one liquid crystal panel 51 is provided, and two liquid crystal panels 51 are provided. The configuration may be a configuration in which four or more liquid crystal panels 51 are provided.
In each of the embodiments, only the example of the front projection type projector has been described. However, the present invention is also applicable to a rear type projector that includes a screen and performs projection from the back side of the screen.

本発明は、取り扱い性を向上でき、かつ、偏光分離特性を良好に維持できるため、プレゼンテーションやホームシアタに用いられるプロジェクタの偏光素子に利用できる。   The present invention can be used for a polarizing element of a projector used for a presentation or a home theater because it can improve the handleability and can maintain a good polarization separation characteristic.

第1実施形態におけるプロジェクタの概略構成を模式的に示す図。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a schematic configuration of a projector according to the first embodiment. 前記実施形態における光学装置の構成を模式的に示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows the structure of the optical apparatus in the said embodiment typically. 前記実施形態における射出側偏光素子を側方から見た図。The figure which looked at the exit side polarization element in the embodiment from the side. 前記実施形態における各プリズムの材料、熱伝導率、および線膨張係数を示す図。The figure which shows the material of each prism in the said embodiment, thermal conductivity, and a linear expansion coefficient. 前記実施形態における保持部材の材料、熱伝導率、および線膨張係数を示す図。The figure which shows the material of the holding member in the said embodiment, thermal conductivity, and a linear expansion coefficient. 前記実施形態における射出側偏光素子から射出される光束の光路を模式的に示す図。The figure which shows typically the optical path of the light beam inject | emitted from the output side polarizing element in the said embodiment. 第2実施形態における射出側偏光素子の構成を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows typically the structure of the output side polarizing element in 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・プロジェクタ、4・・・投射レンズ(投射光学装置)、31・・・光源装置、51・・・液晶パネル(光変調素子)、53・・・射出側偏光素子、531・・・第1プリズム、531A・・・光束入射側端面、531B・・・射出側傾斜面、532・・・第2プリズム、532A・・・光束射出側端面、532B・・・入射側傾斜面、533・・・偏光素子本体、534・・・保持部材、L1・・・入射光束、L11・・・第1の直線偏光光、L12・・・第2の直線偏光光。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 4 ... Projection lens (projection optical apparatus), 31 ... Light source device, 51 ... Liquid crystal panel (light modulation element), 53 ... Emission side polarization element, 531 ... First prism, 531A ... light beam incident side end surface, 531B ... emission side inclined surface, 532 ... second prism, 532A ... light beam emission side end surface, 532B ... incident side inclined surface, 533. ... Polarizing element body, 534... Holding member, L1... Incident light beam, L11... First linearly polarized light, L12.

Claims (3)

入射光束のうち所定の直線偏光光を透過する偏光素子であって、
光束を入射する光束入射側端面、および前記光束入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する第1プリズムと、
前記光束入射側端面に平行する光束射出側端面、および前記光束射出側端面に対して傾斜し前記射出側傾斜面に対向する入射側傾斜面を有する第2プリズムと、
前記入射側傾斜面に設けられ、前記第1プリズムを介した光束のうち第1の直線偏光光を透過し偏光方向が前記第1の直線偏光光に直交する第2の直線偏光光を前記第1プリズムに向けて反射する偏光素子本体と、
前記射出側傾斜面と前記偏光素子本体とを所定間隔、離間した状態で前記各プリズムを一体化する保持部材とを備え、
前記保持部材は、前記第2プリズムの熱伝導率以下の熱伝導率を有する材料で構成されている
ことを特徴とする偏光素子。
A polarizing element that transmits predetermined linearly polarized light in the incident light beam,
A first prism having a light beam incident side end surface on which a light beam is incident, and an exit side inclined surface inclined with respect to the light beam incident side end surface;
A second prism having a light beam emission side end surface parallel to the light beam incident side end surface, and an incident side inclined surface that is inclined with respect to the light beam emission side end surface and faces the emission side inclined surface;
The second linearly polarized light, which is provided on the incident-side inclined surface and transmits the first linearly polarized light out of the light flux passing through the first prism and whose polarization direction is orthogonal to the first linearly polarized light, is A polarizing element body reflecting toward one prism;
A holding member that integrates the prisms in a state where the exit-side inclined surface and the polarizing element body are spaced apart from each other by a predetermined distance;
The said holding member is comprised with the material which has the heat conductivity below the heat conductivity of a said 2nd prism. The polarizing element characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の偏光素子において、
前記各プリズム、および前記保持部材は、同一の材料で構成されている
ことを特徴とする偏光素子。
The polarizing element according to claim 1,
Each of the prisms and the holding member are made of the same material. A polarizing element.
光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調素子と、前記画像光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、
請求項1または請求項2に記載の偏光素子を備える
ことを特徴とするプロジェクタ。
A projector comprising: a light source device; a light modulation element that modulates a light beam emitted from the light source device according to image information to form image light; and a projection optical device that magnifies and projects the image light,
A projector comprising the polarizing element according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011215451A (en) * 2010-04-01 2011-10-27 Seiko Epson Corp Optical device and electronic equipment
JP2017021223A (en) * 2015-07-13 2017-01-26 パナソニックIpマネジメント株式会社 Prism cooler and projection-type video display
WO2021129499A1 (en) * 2019-12-23 2021-07-01 深圳光峰科技股份有限公司 Prism apparatus and projection device

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