JP2014109753A - プロジェクター - Google Patents
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Abstract
【課題】投射画像の品質の劣化を抑制することが可能なプロジェクターを提供する。
【解決手段】光源と、光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置によって変調された光を投射画像として投射する投射光学系と、光源と投射光学系との間の光路上に配置され、第1面に微細構造を有する第1光学部材と、第1光学部材を、第1面とは反対側の第2面の側から接着剤を介して保持する第1保持部を有する保持フレームと、を含み、第2面の法線方向から見て、第1保持部の外周縁が第2面の内側に配置されている。
【選択図】図5
【解決手段】光源と、光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置によって変調された光を投射画像として投射する投射光学系と、光源と投射光学系との間の光路上に配置され、第1面に微細構造を有する第1光学部材と、第1光学部材を、第1面とは反対側の第2面の側から接着剤を介して保持する第1保持部を有する保持フレームと、を含み、第2面の法線方向から見て、第1保持部の外周縁が第2面の内側に配置されている。
【選択図】図5
Description
本発明は、プロジェクターに関する。
プロジェクターは、偏光板や位相差板などの複数の光学部材を含んで構成されている。これらの光学部材は、矩形枠状の保持フレームに保持された状態でプロジェクターの筐体内に設置される(例えば特許文献1参照)。保持フレームの光学部材が固定される面は、光学部材の保持部である。保持部の面積は、通常、光学部材の面積よりも大きい。光学部材は、光学部材と保持部との対向面もしくはその対向面の周囲に配置された接着剤によって、保持フレームに固定される。
光学部材は、接着剤を介して保持部に押し付けられる。その際、光学部材と保持部との接合部の周囲に広がった接着剤が、光学部材の端部を介して光学部材の表面(保持部とは反対側の面)に回り込むことがある。特に、ワイヤーグリッド偏光板のように、表面に微細構造が形成された光学部材では、光学部材の表面に回り込んだ接着剤が毛細管現象により光学部材の表面全体に濡れ広がり、光学特性上大きな問題となる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、投射画像の品質の劣化を抑制することが可能なプロジェクターを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
(1)すなわち、本発明の一態様におけるプロジェクターは、光源と、前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射画像として投射する投射光学系と、前記光源と前記投射光学系との間の光路上に配置され、第1面に微細構造を有する第1光学部材と、前記第1光学部材を、前記第1面とは反対側の第2面の側から保持する第1保持部を有する保持フレームと、を含み、前記第2面の法線方向から見て、前記第1保持部の外周縁が前記第2面の内側に配置されている。
(1)すなわち、本発明の一態様におけるプロジェクターは、光源と、前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射画像として投射する投射光学系と、前記光源と前記投射光学系との間の光路上に配置され、第1面に微細構造を有する第1光学部材と、前記第1光学部材を、前記第1面とは反対側の第2面の側から保持する第1保持部を有する保持フレームと、を含み、前記第2面の法線方向から見て、前記第1保持部の外周縁が前記第2面の内側に配置されている。
この構成によれば、第1保持部の外周縁が第1光学部材の第2面の外周縁よりも小さいので、第1光学部材と第1保持部との接合部の周囲に広がった接着剤は、第2面の外周縁と第1保持部の外周縁との間の領域に留まる。その結果、接着剤が第1光学部材の端部を介して第1光学部材の第1面に回り込みにくくなり、投写画像の品質の劣化が抑制される。
(2)上記(1)に記載のプロジェクターでは、前記第1光学部材は、前記第2面の法線方向から見て矩形であり、前記第1保持部の外周縁の形状は、前記第2面の法線方向から見て矩形であり、前記第1光学部材の第1辺の長さをA、前記第1光学部材の前記第1辺に隣接する第2辺の長さをB、前記第1保持部の前記第1辺に平行な第3辺の長さをC、前記第1保持部の前記第2辺に平行な第4辺の長さをDとしたとき、前記第1辺の長さA及び前記第3辺の長さCがA>Cの関係を満たし、かつ、前記第2辺の長さB及び前記第4辺の長さDがB>Dの関係を満たしてもよい。
この構成によれば、第1光学部材及び第1保持部の外周縁の形状が第2面の法線方向から見てそれぞれ矩形である場合において、接着剤が第1光学部材の第1面に回り込むことを抑制することができる。
(3)上記(1)または(2)に記載のプロジェクターでは、前記第1保持部と前記第1光学部材との間には、接着剤が配置されていてもよい。
(4)上記(1)から(3)までのいずれか一項に記載のプロジェクターでは、前記第1保持部の外周縁の少なくとも一部には凹部が形成されており、前記凹部に配置された接着剤によって前記第1光学部材が前記第1保持部に保持され、前記第1保持部と前記第1光学部材との間には、熱伝導グリスが配置されていてもよい。
この構成によれば、第1保持部と第1光学部材との接着は、凹部に配置された接着剤によって行われ、且つ、第1保持部と第1光学部材との間の隙間を熱伝導グリスによって充填することができる。よって、接着剤を第1面に回り込ませることなく第1光学部材442を第1保持部に固定するとともに、第1光学部材の熱を保持フレームに効率よく放熱することができ第1光学部材の温度上昇を確実に抑制し投射画像の品質劣化を抑制することができる。
(5)上記(1)から(4)までのいずれか一項に記載のプロジェクターでは、前記保持フレームには、前記第1保持部を介して前記第1光学部材を冷却する冷却部材が内蔵されていてもよい。
この構成によれば、第1光学部材の温度上昇を抑制することができる。
(6)上記(1)から(5)までのいずれか一項に記載のプロジェクターでは、前記第1光学部材は、前記第2面の面内において温度分布を有しており、前記第1保持部は、前記第1光学部材のうち相対的に温度が低い部分を保持する第1部分と前記第1光学部材のうち相対的に温度が高い部分を保持する第2部分とを有し、前記第2部分の面積は、前記第1部分の面積よりも大きくてもよい。
この構成によれば、第1光学部材の第2面の面内における温度分布を概ね均等にすることができる。そのため、第1光学部材の第2面の面内における応力分布を概ね均等にすることができる。従って、応力集中による第1光学部材の割れ等の発生を抑制することができる。
(7)上記(1)から(6)までのいずれか一項に記載のプロジェクターでは、前記第1保持部は、前記保持フレームと一体に形成された、枠状の金属部材、または前記保持フレームと別体に形成された、透明板材であってもよい。
前者の構成によれば、第1保持部が保持フレームと別体に形成された構成に比べて、部品点数を少なくすることができる。
後者の構成によれば、第1保持部としての透明板材を、第1光学部材と保持フレームとの間に配置するだけで済むので、第1光学部材を簡易な方法で保持することができる。また、第1保持部が枠状である構成に比べて、第1保持部と第1光学部材との接着面積を大きくできるので、第1光学部材を強固に保持することができるとともに第1光学部材から保持フレームへ熱が伝わりやすく第1光学部材の信頼性を向上できる。また、熱伝導率の高い透明基材を用いることで、効率よく放熱することができる。
後者の構成によれば、第1保持部としての透明板材を、第1光学部材と保持フレームとの間に配置するだけで済むので、第1光学部材を簡易な方法で保持することができる。また、第1保持部が枠状である構成に比べて、第1保持部と第1光学部材との接着面積を大きくできるので、第1光学部材を強固に保持することができるとともに第1光学部材から保持フレームへ熱が伝わりやすく第1光学部材の信頼性を向上できる。また、熱伝導率の高い透明基材を用いることで、効率よく放熱することができる。
(8)上記(1)から(7)までのいずれか一項に記載のプロジェクターでは、前記第1光学部材は、ワイヤーグリッド偏光板、位相差板、反射防止膜のいずれかであってもよい。
(9)本発明の一態様におけるプロジェクターは、光源と、前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射画像として投射する投射光学系と、前記光源と前記投射光学系との間の光路上に配置され、第1面に微細構造を有するワイヤーグリッド偏光板と、前記ワイヤーグリッド偏光板を、前記第1面とは反対側の第2面の側から接着剤を介して保持する保持部を有する保持フレームと、を含み、前記ワイヤーグリッド偏光板の前記第1面には、複数の金属細線が配列されており、前記第2面の法線方向から見て、前記保持部の外周縁のうち少なくとも前記複数の金属細線の延在方向の側の部分が、前記第2面の内側に配置されている。
光学部材がワイヤーグリッド偏光板の場合、毛細管現象は、複数の金属細線の延在方向において生じる。
この構成によれば、毛細管現象が生じ、接着剤が光学有効範囲に侵入しやすい側において、接着剤がワイヤーグリッド偏光板の第1面に回り込むことを抑制することができる。従って、投射画像の品質の劣化を抑制することができる。
この構成によれば、毛細管現象が生じ、接着剤が光学有効範囲に侵入しやすい側において、接着剤がワイヤーグリッド偏光板の第1面に回り込むことを抑制することができる。従って、投射画像の品質の劣化を抑制することができる。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図10を参照して説明する。
本実施形態においては、プロジェクター1として、光変調装置で生成された画像情報を含む色光を投射光学系を介してスクリーン(被投射面)上に投射する投射型のプロジェクターを例に挙げて説明する。
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図10を参照して説明する。
本実施形態においては、プロジェクター1として、光変調装置で生成された画像情報を含む色光を投射光学系を介してスクリーン(被投射面)上に投射する投射型のプロジェクターを例に挙げて説明する。
(プロジェクターの構成)
図1は、本実施形態のプロジェクター1の概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態のプロジェクター1は、外装ケース2と、空冷装置3と、光学ユニット4と、投射レンズ5(投射光学系)とを備える。
尚、図1において、図示は省略するが、外装ケース2内において、空冷装置3、光学ユニット4及び投射レンズ5以外の空間には、電源ブロック、ランプ駆動回路等が配置されている。
図1は、本実施形態のプロジェクター1の概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態のプロジェクター1は、外装ケース2と、空冷装置3と、光学ユニット4と、投射レンズ5(投射光学系)とを備える。
尚、図1において、図示は省略するが、外装ケース2内において、空冷装置3、光学ユニット4及び投射レンズ5以外の空間には、電源ブロック、ランプ駆動回路等が配置されている。
外装ケース2は、略直方体形状であり、合成樹脂等により形成されている。外装ケース2の内部には、空冷装置3、光学ユニット4及び投射レンズ5が配置されている。
尚、外装ケース2は、合成樹脂等に限らず、その他の材料から形成されていてもよく、例えば、金属等により形成されていてもよい。
図示は省略するが、外装ケース2には、プロジェクター1の外部から空気を内部に導入するための吸気口及びプロジェクター1の内部で温められた空気を排出するための排気口が形成されている。
外装ケース2の角部(投射レンズ5の側方)には、後述するポンプ461及び熱交換器463を他の部材と隔離する隔壁21が形成されている。
図示は省略するが、外装ケース2には、プロジェクター1の外部から空気を内部に導入するための吸気口及びプロジェクター1の内部で温められた空気を排出するための排気口が形成されている。
外装ケース2の角部(投射レンズ5の側方)には、後述するポンプ461及び熱交換器463を他の部材と隔離する隔壁21が形成されている。
空冷装置3は、プロジェクター1内部に形成される冷却流路に冷却空気を送り込み、プロジェクター1内で発生する熱を冷却するものである。空冷装置3は、投射レンズ5の側方に位置し、外装ケース2に形成された図示しない吸気口からプロジェクター1外部の冷却空気を内部に導入するシロッコファン、図示しない電源ブロック、ランプ駆動回路等を冷却するための冷却ファン等を有する。
光学ユニット4は、光源から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に応じて光学像(カラー画像)を形成するユニットである。尚、光学ユニット4の構成については後述する。
投射レンズ5は、光学ユニット4によって形成された光学像(カラー画像)を図示しないスクリーン上に拡大投射する。
(光学ユニットの構成)
光学ユニット4は、インテグレーター照明光学系41と、色分離光学系42と、リレー光学系43と、光学装置44と、筐体45と、冷却ユニット46とを備える。
光学ユニット4は、インテグレーター照明光学系41と、色分離光学系42と、リレー光学系43と、光学装置44と、筐体45と、冷却ユニット46とを備える。
インテグレーター照明光学系41は、後述する液晶パネル(光変調装置)の画像形成領域を略均一に照明するための光学系である。このインテグレーター照明光学系41は、光源ユニット411と、第1レンズアレイ412と、第2レンズアレイ413と、偏光変換素子414と、重畳レンズ415とを備える。
光源ユニット411は、放射状の光線を射出する光源ランプ416(光源)と、この光源ランプ416から射出された放射光を反射するリフレクター417とを備える。光源ランプ416としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが用いられる。リフレクター417としては、例えば放物面鏡、又は楕円面鏡などが用いられる。なお、リフレクター417として楕円面鏡を用いる場合は、リフレクター417の光出射側に平行化レンズが配置される。
第1レンズアレイ412は、光源ユニット411から射出された光の光軸方向から見て、略矩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となっている。各小レンズは、光源ユニット411から射出される光束を、複数の部分光束に分割する。
第2レンズアレイ413は、第1レンズアレイ412と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成となっている。第2レンズアレイ413は、重畳レンズ415とともに、第1レンズアレイ412の各小レンズの像を後述する液晶パネル上に結像させる。
第2レンズアレイ413は、第1レンズアレイ412と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成となっている。第2レンズアレイ413は、重畳レンズ415とともに、第1レンズアレイ412の各小レンズの像を後述する液晶パネル上に結像させる。
偏光変換素子414は、第2レンズアレイ413と重畳レンズ415との間に配置され、第2レンズアレイ413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414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415によって後述する液晶パネル上にほぼ重畳される。
具体的に、偏光変換素子414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415によって後述する液晶パネル上にほぼ重畳される。
色分離光学系42は、2枚のダイクロイックミラー421,422と、反射ミラー423とを備える。インテグレーター照明光学系41から射出された複数の部分光束は、ダイクロイックミラー421,422により、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離される。
リレー光学系43は、入射側レンズ431、リレーレンズ433、及び反射ミラー432,434を備える。リレー光学系43は、色分離光学系42で分離された青色光を後述する青色光用の液晶パネルまで導く。
ダイクロイックミラー421は、インテグレーター照明光学系41から射出された光束の赤色光成分を反射するとともに、緑色光成分及び青色光成分を透過させる。ダイクロイックミラー421で反射した赤色光は、反射ミラー423で反射し、フィールドレンズ418を通って後述する赤色光用の液晶パネルに達する。フィールドレンズ418は、第2レンズアレイ413から射出された各部分光側をその中心軸(主光線)に対して平行な光束に変換する。他の緑色光用、青色光用の液晶パネルの光入射側に設けられたフィールドレンズ418も同様である。
ダイクロイックミラー421を透過した緑色光及び青色光のうち、緑色光はダイクロイックミラー422で反射し、フィールドレンズ418を通って後述する緑色光用の液晶パネルに達する。一方、青色光はダイクロイックミラー422を透過してリレー光学系43を通り、さらにフィールドレンズ418を通って後述する青色光用の液晶パネルに達する。
光学装置44は、光変調装置としての3枚の液晶パネル441(赤色光用の液晶パネル441R、緑色光用の液晶パネル441G及び青色光用の液晶パネル441B)と、この液晶パネル441の光束入射側に配置される光学部材としての3つの入射側偏光板440と、液晶パネル441の光束出射側に配置される3つの出射側偏光板442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444とが一体的に構成されたものである。
液晶パネル441は、具体的な図示は省略するが、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶が密封封入された構成となっている。液晶パネル441は、図示しない制御装置から出力される駆動信号に応じて、液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板440から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
入射側偏光板440は、偏光変換素子414で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射され、入射された光束のうち、偏光変換素子414で揃えられた光束の偏光軸と略同一方向の偏光光のみを透過させ、その他の光束を吸収するものである。
入射側偏光板440は、サファイアガラスまたは水晶等の透光性基板上に偏光膜が貼付された構成を有している。光吸収型の偏光膜は、例えば、ヨウ素分子または染料分子を含むフィルムを一軸延伸して形成されており、消光比が比較的高く、入射角依存性が比較的小さいという利点を有する。
出射側偏光板442は、液晶パネル441から射出された光束のうち、入射側偏光板440における光束の透過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ものである。
出射側偏光板442としては、第1面に微細構造を有するワイヤーグリッド偏光板が用いられる。ワイヤーグリッド偏光板の第1面には、複数の金属細線が配列されている。ワイヤーグリッド偏光板は、例えば、ガラス基板の表面にアルミニウムのリブが配列されることにより形成されている。例えば、リブの線幅が数十nm、ピッチが百数十nmとなっている。
本実施形態においては、出射側偏光板442として、ワイヤーグリッド偏光板を用いている。入射側偏光板440としては、有機偏光板、無機偏光板のいずれの偏光板を用いてもよい。
クロスダイクロイックプリズム444は、出射側偏光板442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光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム444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441R,441Bから射出され出射側偏光板442を介した色光を反射し、液晶パネル441Gから射出され出射側偏光板442を介した色光を透過する。このようにして、各液晶パネル441R,441G,441Bにて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。
筐体45は、例えば、金属等により形成されている。筐体45の内部には、照明光軸Aが設定され、上述した光学部品41〜44が照明光軸Aに対する所定位置に配置されている。
尚、筐体45は、金属等に限らず、その他の材料から形成されていてもよく、特に熱伝導性材料により形成されていることが好ましい。
尚、筐体45は、金属等に限らず、その他の材料から形成されていてもよく、特に熱伝導性材料により形成されていることが好ましい。
冷却ユニット46は、冷却流体を循環させて光学装置44を冷却するものである。冷却ユニット46は、冷却流体として冷却液を循環させるポンプ461と、冷却液を一時的に貯留するタンク462と、冷却液の熱を熱交換する熱交換器463と、光学装置44を冷却する冷却部464と、を備えている。図示はしないが、冷却ユニット46は、流体圧送部、冷却管等を備える。
冷却液としては、例えば非揮発性液体であるエチレングリコールが用いられる。尚、冷却液としては、他の液体を用いてもよい。また、冷却流体は液体に限らず、気体でもよく、液体と固体との混合物等を用いてもよい。
図2は、冷却ユニット46の概略構成を示す図である。
図2に示すように、冷却ユニット46は、熱交換器463で冷やされた冷却液をポンプ461で循環させ、冷却部464に送り、熱交換することで光学装置44を冷却する。
尚、冷却対象となる光学装置44は、液晶パネル441及び出射側偏光板442である。
図2に示すように、冷却ユニット46は、熱交換器463で冷やされた冷却液をポンプ461で循環させ、冷却部464に送り、熱交換することで光学装置44を冷却する。
尚、冷却対象となる光学装置44は、液晶パネル441及び出射側偏光板442である。
図3は、冷却部464による冷却経路を示す図である。
冷却部464の冷却対象が、各液晶パネル441R,441G,441B及び出射側偏光板442である場合、一例として、図3に示すような冷却経路が考えられる。
冷却部464の冷却対象が、各液晶パネル441R,441G,441B及び出射側偏光板442である場合、一例として、図3に示すような冷却経路が考えられる。
図3に示すように、例えば、各液晶パネル441R,441G,441B及び出射側偏光板442は冷却経路上に直列に配置される。冷却経路の下流側における冷却液の温度は、冷却経路の上流側における冷却液の温度よりも高くなるため、より冷却を行いたい部材から順に配置する。発熱量の大きい出射側偏光板442は最も下流側に配置する。
図3では、青色光用の液晶パネル441B、緑色光用の液晶パネル441G、赤色光用の液晶パネル441R、緑色光用の出射側偏光板442を冷却経路上にこの順に配置している。
図3では、青色光用の液晶パネル441B、緑色光用の液晶パネル441G、赤色光用の液晶パネル441R、緑色光用の出射側偏光板442を冷却経路上にこの順に配置している。
尚、図3では一例として直列配置について説明したが、並列配置、冷却部を複数備えた構成にする等、必要な冷却性能を確保するために種々の構成を採用することができる。
(保持フレームによる光学部材等の保持構成)
次に、保持フレームによる第1光学部材等の保持構成について説明する。ここでは、代表的に、緑色光用の出射側偏光板に関するものを説明するが、赤色光及び青色光に関する出射側偏光板もこれと同様の構成を採用することが可能である。尚、各色光用の入射側偏光板に関するものについてもこれと同様の構成を採用するとしてもよい。
次に、保持フレームによる第1光学部材等の保持構成について説明する。ここでは、代表的に、緑色光用の出射側偏光板に関するものを説明するが、赤色光及び青色光に関する出射側偏光板もこれと同様の構成を採用することが可能である。尚、各色光用の入射側偏光板に関するものについてもこれと同様の構成を採用するとしてもよい。
図4は、保持フレーム47による出射側偏光板442等の保持構成を示す斜視図である。
図5は、図4の分解斜視図である。
図6は、図4の平面図である。
尚、図6においては、便宜上、出射側偏光板442の図示を省略している。
図5は、図4の分解斜視図である。
図6は、図4の平面図である。
尚、図6においては、便宜上、出射側偏光板442の図示を省略している。
図4及び図5に示すように、保持フレーム47は一対の保持枠(第1保持枠48及び第2保持枠49)を備えている。
第1保持枠48は、出射側偏光板442を、出射側偏光板442の第1面442s1とは反対側の第2面442s2の側から接着剤50を介して保持する第1保持部481を有する。
尚、上述したように、出射側偏光板442は、第1面442s1に微細構造を有するワイヤーグリッド偏光板である。出射側偏光板442(ワイヤーグリッド偏光板)は、特許請求の範囲に記載の第1光学部材に相当する。
尚、上述したように、出射側偏光板442は、第1面442s1に微細構造を有するワイヤーグリッド偏光板である。出射側偏光板442(ワイヤーグリッド偏光板)は、特許請求の範囲に記載の第1光学部材に相当する。
出射側偏光板442は、第2面442s2の法線方向から見て矩形である。第1保持枠48は、第2面442s2の法線方向から見て矩形枠状である。
第1保持枠48の各辺には、出射側偏光板442を位置決めするためのガイド部483が設けられている。各ガイド部483は、第1保持枠48の各辺の中央に配置されている。
第2保持枠49は、冷却管464aを介して第1保持枠48と対向して配置されている。第2保持枠49は、第2面442s2の法線方向から見て矩形枠状である。
第2保持枠49は、保持フレーム47を筐体45に固定するための固定部491を有する。固定部491は、第2保持枠49の4つの角部のうち互いに対向する2つの角部に配置されている。固定部491と筐体45とは、互いにねじ等で固定される。
第1保持枠48(第1保持部481)及び第2保持枠49は、液晶パネル441Gの画像形成領域に対応した矩形状の開口部を有する。これらの開口部を光束が通過する。
第1保持枠48及び第2保持枠49の形成材料としては、例えば、アルミニウム、マグネシウムあるいはその合金の他、各種金属等、熱伝導率が高い材料が好適に用いられる。尚、第1保持枠48及び第2保持枠49の形成材料としては、金属等に限らず、熱伝導率が例えば5W/(m・K)以上の樹脂材料等の他の材料を用いてもよい。
第1保持部481は、保持フレーム47を構成する第1保持枠48と一体に形成された、矩形枠状の金属部材である。第1保持部481は、出射側偏光板442に接着剤50を介して密着して配置され、出射側偏光板442と保持フレーム47とを熱的に接続させる機能を有する。出射側偏光板442の熱の一部は、第1保持部481を介して第1保持枠48及び第2保持枠49に伝達される。
保持フレーム47には、第1保持部481を介して出射側偏光板442を冷却する冷却管464a(冷却部材)が内蔵されている。冷却管464aは、第1保持枠48の溝482及び第2保持枠49の溝492の形状に応じて折り曲げ加工されている。冷却管464aの形状は、U字状である。冷却管464aの形成材料としては、例えば、アルミニウム、銅、ステンレスあるいはその合金の他、各種金属等、熱伝導率が高い材料が好適に用いられる。尚、冷却管464aの形成材料としては、金属等に限らず、熱伝導率が例えば5W/(m・K)以上の樹脂材料等の他の材料を用いてもよい。
具体的には、冷却管464aは第1保持枠48と第2保持枠49との間に配置されている。第1保持枠48の第1保持部481とは反対側には、第1保持枠48の外周縁に沿ってU字状の溝482が形成されている。第2保持枠49の第1保持枠48と対向する側には、第1保持枠48の溝482に対応する位置に、第2保持枠49の外周縁に沿ってU字状の溝492が形成されている。冷却管464aは、第1保持枠48の溝482及び第2保持枠49の溝492のそれぞれに収納される。
冷却液は、図4に示すように、冷却管464aの流入部(IN)から管内部に流入して保持フレーム47の外周縁に沿って流れ、冷却管464aの流出部(OUT)から外部に流出する。冷却管464a内を冷却液が流れることにより、光の照射等によって生じた出射側偏光板442の熱が適宜取り除かれ、出射側偏光板442の温度上昇が抑制される。出射側偏光板442の熱は、第1保持部481を介して、冷却管464aの冷却液に伝達される。
図5及び図6に示すように、第2面442s2の法線方向から見て、第1保持部481の外周縁は、第2面442s2の内側に配置されている。
次に、出射側偏光板442の平面形状と第1保持部481の平面形状との関係について図7及び図8を用いて説明する。
図7は、出射側偏光板442の平面図である。
図8は、第1保持部481の平面図である。
図7において、出射側偏光板442の第1辺の長さをA、出射側偏光板442の第1辺に隣接する第2辺の長さをBとする。
図8において、第1保持部481のうち出射側偏光板442の第1辺に平行な第3辺の長さをC、第1保持部481のうち出射側偏光板442の第2辺に平行な第4辺の長さをDとする。
図7は、出射側偏光板442の平面図である。
図8は、第1保持部481の平面図である。
図7において、出射側偏光板442の第1辺の長さをA、出射側偏光板442の第1辺に隣接する第2辺の長さをBとする。
図8において、第1保持部481のうち出射側偏光板442の第1辺に平行な第3辺の長さをC、第1保持部481のうち出射側偏光板442の第2辺に平行な第4辺の長さをDとする。
本実施形態では、図7及び図8に示すように、第1辺の長さA及び第3辺の長さCがA>Cの関係を満たし、かつ、第2辺の長さB及び第4辺の長さDがB>Dの関係を満たしている。
次に、本実施形態に係る保持フレームによる保持構成の作用について、図9及び図10を用いて説明する。
図9(a)〜(c)は、比較例に係る保持フレーム1047による保持構成の作用を説明するための図である。
図10(a)〜(c)は、本実施形態に係る保持フレーム47による保持構成の作用を説明するための図である。
図9(a)〜(c)は、比較例に係る保持フレーム1047による保持構成の作用を説明するための図である。
図10(a)〜(c)は、本実施形態に係る保持フレーム47による保持構成の作用を説明するための図である。
図9(a)は、比較例に係る保持フレーム1047の断面図である。
図9(a)に示すように、保持フレーム1047は、一対の保持枠(第1保持枠1048及び第2保持枠1049)を備えている。第1保持枠1048と第2保持枠1049とは、接着剤1050により結合されている。偏光板1442の外周部は、接着剤1050を介して第1保持枠1048と第2保持枠1049との間に保持されている。
図9(a)に示すように、保持フレーム1047は、一対の保持枠(第1保持枠1048及び第2保持枠1049)を備えている。第1保持枠1048と第2保持枠1049とは、接着剤1050により結合されている。偏光板1442の外周部は、接着剤1050を介して第1保持枠1048と第2保持枠1049との間に保持されている。
ここで、第1保持枠1048と第2保持枠1049とを接着剤1050で結合する手順について説明する。
先ず、図9(b)に示すように、第1保持枠1048上に偏光板1442を配置する。次に、第1保持枠1048上の偏光板1442の外周縁に、接着剤1050を配置する。そして、第1保持枠1048上に偏光板1442の外周部及び接着剤1050を挟んで第2保持枠1049を配置する。これにより、図9(a)に示すように、偏光板1442の外周部が、接着剤1050を介して第1保持枠1048と第2保持枠1049との間に保持される。
ところで、このように第1保持枠1048と第2保持枠1049とを接着剤1050で結合する過程においては、図9(c)に示すように、接着剤1050が偏光板1442の表面1442s1に回り込むことがある。特にワイヤーグリッド偏光板のように、表面に微細構造が形成された構成では、表面に回り込んだ接着剤が毛細管現象により表面全体に濡れ広がり、光学特性上大きな問題となる。
これに対し、本実施形態においては、図5及び図6に示したように、第2面442s2の法線方向から見て、第1保持部481の外周縁が、第2面442s2の内側に配置されている。具体的には、図7及び図8に示したように、第1辺の長さA及び第3辺の長さCがA>Cの関係を満たし、かつ、第2辺の長さB及び第4辺の長さDがB>Dの関係を満たしている。
そのため、第1保持枠48と出射側偏光板442とを接着剤50で結合する過程において、接着剤50が出射側偏光板442の表面442s1に回り込むことが抑制される。
以下、第1保持枠48と出射側偏光板442とを接着剤50で結合する手順について説明する。
以下、第1保持枠48と出射側偏光板442とを接着剤50で結合する手順について説明する。
本実施形態では、図10(a)に示すように、第1保持枠48の第1保持部481上に接着剤50を介して出射側偏光板442を配置する。すると、図10(b)に示すように、第1保持部481と出射側偏光板442との間から接着剤50がはみ出る。接着剤50がはみ出た部分は、図10(b)に示すように、出射側偏光板442の第2面442s2の外周縁と第1保持部481の外周縁との間の領域に配置される。これにより、図10(c)に示すように、接着剤50が出射側偏光板442の第1面442s1に回り込むことなく、出射側偏光板442が、第2面442s2の側から接着剤50を介して第1保持枠48の第1保持部481により保持される。
以上、説明したように、本実施形態では、第1保持部481の外周縁が出射側偏光板442の第2面442s2の外周縁よりも小さいので、出射側偏光板442と第1保持部481との接合部の周囲に広がった接着剤50は、第2面442s2の外周縁と第1保持部481の外周縁との間の領域に留まる。その結果、接着剤50が出射側偏光板442の端部を介して出射側偏光板442の第1面442s1に回り込みにくくなり、投射画像の品質の劣化が抑制される。
また、本実施形態においては、保持フレーム47に第1保持部481を介して出射側偏光板442を冷却する冷却管464aが内蔵されている。そのため、出射側偏光板442の温度上昇を抑制することができる。
また、本実施形態においては、第1保持部481は、第1保持枠48と一体に形成された、矩形枠状の金属部材である。そのため、保持部が保持フレームと別体に形成された構成に比べて、部品点数を少なくすることができる。
尚、本実施形態では、第1保持部481が第2面442s2の法線方向から見て矩形枠状である例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第1保持部481が第2面442s2の法線方向から見て角部にテーパーを有する枠状であってもよい。第1保持部481を第2面442s2の法線方向から見た形状は、適宜、種々の形状を採用することができる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る保持フレームの保持構成について図11〜図13を用いて説明する。
図11は、第2実施形態に係る保持フレーム52による出射側偏光板51の保持構成を示す側面図である。
次に、本発明の第2実施形態に係る保持フレームの保持構成について図11〜図13を用いて説明する。
図11は、第2実施形態に係る保持フレーム52による出射側偏光板51の保持構成を示す側面図である。
上述の第1実施形態では、保持フレーム47に1枚の出射側偏光板442が保持されていた。
これに対し、本実施形態では、図11に示すように、保持フレーム52に2枚の出射側偏光板51(第1出射側偏光板511及び第2出射側偏光板512)が保持されている。
その他の点は第1実施形態に係る構成と同様であるので、第1実施形態で使用した図と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
ここで、第1出射側偏光板511は、特許請求の範囲に記載の第1光学部材に相当する。第2出射側偏光板512は、特許請求の範囲に記載の第2光学部材に相当する。
これに対し、本実施形態では、図11に示すように、保持フレーム52に2枚の出射側偏光板51(第1出射側偏光板511及び第2出射側偏光板512)が保持されている。
その他の点は第1実施形態に係る構成と同様であるので、第1実施形態で使用した図と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
ここで、第1出射側偏光板511は、特許請求の範囲に記載の第1光学部材に相当する。第2出射側偏光板512は、特許請求の範囲に記載の第2光学部材に相当する。
図11に示すように、第1出射側偏光板511は、保持フレーム52の光入射側に配置されている。第2出射側偏光板512は、保持フレーム52の光出射側に配置されている。保持フレーム52は、第1出射側偏光板511を保持する第1保持部521と、第1保持部521とは反対側に配置され第2出射側偏光板512を保持する第2保持部522とを有する。図示はしないが、第1保持部521及び第2保持部522の構成は、上述した第1実施形態に係る第1保持部481と同様の構成を有する。
このように2枚の出射側偏光板を用いることにより、出射側偏光板51での発熱量を2枚に分散することができる。
このように2枚の出射側偏光板を用いることにより、出射側偏光板51での発熱量を2枚に分散することができる。
ところで、2枚の第1及び第2出射側偏光板511,512を高温下で使用する場合、各第1及び第2出射側偏光板511,512の熱歪みによる画質の劣化が懸念される。具体的には、第1出射側偏光板511の熱歪みによって応力が発生すると、位相差により偏光が乱れてしまう。乱れた偏光が第2出射側偏光板512に入射すると、漏れ光が発生し、画質が劣化してしまう。
そこで、このような課題を解決するために、本実施形態では、第1出射側偏光板511の基板の熱膨張係数の値が正であり、第2出射側偏光板512の基板の熱膨張係数の値が負である構成としている。
熱膨張係数の値が正の材料としては、例えば平均線膨張係数が5.5×10−7[/K]の石英ガラス、平均線膨張係数が0.3×10−7[/K]のコーニング社の7971チタン珪酸塩ガラス、平均線膨張係数が32.5×10−7[/K]のパイレックス(登録商標)、平均線膨張係数が7.5×10−7[/K]のコーニング社の7913 95%ケイ酸ガラス、平均線膨張係数が53×10−7[/K]のサファイアガラス、平均線膨張係数が93×10−7[/K]の白板ガラス等が挙げられる。
一方、熱膨張係数の値が負の材料としては、例えば平均線膨張係数が−5.5×10−7[/K]のネオセラム(登録商標)N−0が挙げられる。
一方、熱膨張係数の値が負の材料としては、例えば平均線膨張係数が−5.5×10−7[/K]のネオセラム(登録商標)N−0が挙げられる。
本実施形態では、第1出射側偏光板511の基板が、熱膨張係数の値が正の石英ガラスで形成されている。第2出射側偏光板512の基板が、熱膨張係数の値が負のネオセラムで形成されている。
図12は、第1出射側偏光板511の熱膨張による応力分布を説明するための図である。
図13は、第2出射側偏光板512の熱収縮による応力分布を説明するための図である。
図13は、第2出射側偏光板512の熱収縮による応力分布を説明するための図である。
図12に示すように、光の照射により第1出射側偏光板511の中央部の温度が周辺部の温度よりも高くなると、基板の熱膨張係数の値が正の第1出射側偏光板511については、その中央部が膨張する結果として、周辺部には圧縮の歪みが発生する。この圧縮の歪みは、中心から延びる半径方向に垂直な方向に沿うものとなり、第1出射側偏光板511の4隅では対角方向に垂直な方向に沿うものとなっている。
一方、図13に示すように、光の照射により第2出射側偏光板512の中央部の温度が周辺部の温度よりも高くなると、基板の熱膨張係数の値が負の第2出射側偏光板512については、その中央部が収縮する結果として、周辺部には引張の歪みが発生する。この引張の歪みは、中心から延びる半径方向に垂直な方向に沿うものとなり、第2出射側偏光板512の4隅では対角方向に垂直な方向に沿うものとなっている。
これにより、第1出射側偏光板511で発生した圧縮の歪みによる偏光の乱れを、第2出射側偏光板512で発生する引張の歪みによる偏光の乱れにより相殺することができる。
これにより、第1出射側偏光板511で発生した圧縮の歪みによる偏光の乱れを、第2出射側偏光板512で発生する引張の歪みによる偏光の乱れにより相殺することができる。
この構成によれば、2つの第1及び第2出射側偏光板511,512が1つの保持フレーム52を介して一体に結合されるので、2つの第1及び第2出射側偏光板511,512の位置決めが容易になるとともに、個々の第1及び第2出射側偏光板511,512ごとに保持フレームを設ける場合に比べて、部品点数が削減される。
また、この構成によれば、基板の線膨張係数が正の線膨張係数の第1出射側偏光板511内に温度分布等に起因して発生した歪みによって生じる位相差と、基板の線膨張係数が負の線膨張係数の第2出射側偏光板512内に温度分布等に起因した発生した歪みによって生じる位相差とが互いに打ち消し合う。そのため、画質の劣化を抑制することができる。
尚、本実施形態では、第1出射側偏光板511の基板の熱膨張係数の値が正であり、第2出射側偏光板512の基板の熱膨張係数の値が負である例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第1出射側偏光板511の基板の熱膨張係数の値が負であり、第2出射側偏光板512の基板の熱膨張係数の値が正であってもよい。このような構成においても、画質の劣化を抑制することができる。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る保持フレームの保持構成について図14〜図19を用いて説明する。
図14は、出射側偏光板442の第2面442s1の温度分布を説明するための図である。
次に、本発明の第3実施形態に係る保持フレームの保持構成について図14〜図19を用いて説明する。
図14は、出射側偏光板442の第2面442s1の温度分布を説明するための図である。
出射側偏光板442は、冷却の度合いにより、第2面442s2の面内において温度分布を有することがある。例えば、上述した空冷装置3(図1参照)による空冷を行う場合、冷たい空気は筐体45内部の下方を流れる。そのため、出射側偏光板442の下側は冷却され易く、出射側偏光板442の上側は冷却されにくい。すると、図14に示すように、温度ピーク領域Tpが第2面442s2の面内において中心よりも上側にシフトする。この場合、出射側偏光板442に発生する応力分布がばらつき、応力集中による出射側偏光板442の割れ等が発生する懸念がある。
図15は、比較例に係る保持部の形状を示す平面図である。
図16は、比較例に係る保持部の作用を説明するための図である。
図17は、第3実施形態に係る保持部の形状を示す平面図である。
図18は、第3実施形態に係る保持部の作用を説明するための図である。
図16及び図18において、横軸は温度である。縦軸は出射側偏光板における上下方向の位置である。
第1実施形態で使用した図と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図16は、比較例に係る保持部の作用を説明するための図である。
図17は、第3実施形態に係る保持部の形状を示す平面図である。
図18は、第3実施形態に係る保持部の作用を説明するための図である。
図16及び図18において、横軸は温度である。縦軸は出射側偏光板における上下方向の位置である。
第1実施形態で使用した図と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
比較例に係る第1保持部481の形状は、図15に示すように、矩形枠状である。第1保持部481の各部は、出射側偏光板442の第2面442s2に対して均等に配置されている。尚、比較例に係る第1保持部481は、上述の第1実施形態に係る第1保持部に相当する。
比較例においては、図16に示すように、第2面442s2の面内において発生している温度分布が維持される。即ち、温度ピーク領域Tpが第2面442s2の面内において中心よりも上側にシフトしたままである。
これに対し、本実施形態に係る第1保持部53は、図17示すように、出射側偏光板442のうち温度ピーク領域Tpからより離れ相対的に温度が低い部分を保持する第1部分531と、出射側偏光板442のうち温度ピーク領域Tpにより近く相対的に温度が高い部分を保持する第2部分532と、を有している。第2部分532の面積は、第1部分531の面積よりも大きい。即ち、第1保持部53は、第2部分532のほうが第1部分531よりも幅が広い、矩形枠状となっている。
本実施形態においては、図18に示すように、温度ピーク領域Tpに対して上側の裾の部分に位置する温度が、比較例に係る温度よりも低い温度にシフトする。これにより、第2面442s2の面内において発生している温度分布が出射側偏光板442の上下で対称近い形となる。
この構成によれば、出射側偏光板442の第2面442s2の面内における温度分布を概ね均等にすることができる。そのため、出射側偏光板442の第2面442s2の面内における応力分布を概ね均等にすることができる。従って、応力集中による出射側偏光板442の割れ等の発生を抑制することができる。
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る保持フレームの保持構成について図19を用いて説明する。
図19は、第4実施形態に係る第1保持部54の形状及び接着剤50の配置を示す平面図である。
次に、本発明の第4実施形態に係る保持フレームの保持構成について図19を用いて説明する。
図19は、第4実施形態に係る第1保持部54の形状及び接着剤50の配置を示す平面図である。
上述の第1実施形態では、第1保持部481の外周縁の形状が第2面442の法線方向から見て矩形であった。
これに対し、本実施形態では、図19に示すように、第1保持部54の外周縁の4辺に凹部541が形成されている。また、第1保持部54と出射側偏光板442との間には熱伝導グリス550が配置されている。
その他の点は第1実施形態に係る構成と同様であるので、第1実施形態で使用した図と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
これに対し、本実施形態では、図19に示すように、第1保持部54の外周縁の4辺に凹部541が形成されている。また、第1保持部54と出射側偏光板442との間には熱伝導グリス550が配置されている。
その他の点は第1実施形態に係る構成と同様であるので、第1実施形態で使用した図と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図19に示すように、凹部541は、第1保持部54の各辺の中央に1箇所ずつ形成されている。凹部541には、接着剤50が配置されている。凹部541に配置された接着剤50によって出射側偏光板442が第1保持部54に保持されている。
熱伝導グリス550は第1保持部54と出射側偏光板442との間の隙間を埋めて、出射側偏光板442から第1保持部54に至る熱抵抗を下げるためのものである。熱伝導グリス550は、例えばペースト状である。熱伝導グリス550としては、シリコーン、シリコーンに銀等の金属粒子を混入したもの等、熱伝導率が3W/(m・K)以上である材料が好適に用いられる。
この構成によれば、第1保持部54と出射側偏光板442との接着は、凹部541に配置された接着剤50によって行われ、且つ、第1保持部54と出射側偏光板442との間の隙間を熱伝導グリス550によって充填することができる。
よって、接着剤50を第1面442s1に回り込ませることなく出射側偏光板442を第1保持部54に固定するとともに、出射側偏光板442の熱を保持フレームに効率よく放熱することができ出射側偏光板442の温度上昇を確実に抑制し投射画像の品質劣化を抑制することができる。
尚、本実施形態では、凹部541が第1保持部54の各辺の中央に1箇所ずつ形成されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、凹部541が第1保持部54の各辺に複数個所形成されていてもよい。即ち、凹部541は、第1保持部54の外周縁の少なくとも一部に形成されていればよい。
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態に係る保持フレームについて図20(a)、(b)を用いて説明する。
図20(a)は、本実施形態に係る保持フレーム55による光学部材等の保持構成を示す平面図である。
図20(b)は、本実施形態に係る保持フレーム55の固定部551の拡大図である。
次に、本発明の第5実施形態に係る保持フレームについて図20(a)、(b)を用いて説明する。
図20(a)は、本実施形態に係る保持フレーム55による光学部材等の保持構成を示す平面図である。
図20(b)は、本実施形態に係る保持フレーム55の固定部551の拡大図である。
本実施形態に係る保持フレーム55は、図20(b)に示すように、保持フレーム55を筐体45に固定するための固定部551が可動式である点が上述の第1実施形態に係る保持フレーム47と異なる。
その他の点は第1実施形態に係る構成と同様であるので、第1実施形態で使用した図と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
その他の点は第1実施形態に係る構成と同様であるので、第1実施形態で使用した図と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図20(b)に示すように、保持フレーム55は、光源から射出された光の光軸の回りに回転可能に構成されている。具体的には、固定部551には、円弧状の溝552が形成されている。溝552の内部には、ねじ等の固定具を兼ねた位置調整部材553が配置されている。位置調整部材553が溝552に沿って移動することにより、保持フレーム55が回転可能とされている。これにより、保持フレーム55を所定位置に調整した状態で、固定部551と筐体45とを、互いにねじ等で固定することができる。
この構成によれば、出射側偏光板442の配置角度を所望の位置に調整することができる。
[第6実施形態]
次に、本発明の第6実施形態に係る保持フレームの保持構成について図21を用いて説明する。
図21は、第6実施形態に係る保持フレーム56による光学部材等の保持構成を示す分解斜視図である。
次に、本発明の第6実施形態に係る保持フレームの保持構成について図21を用いて説明する。
図21は、第6実施形態に係る保持フレーム56による光学部材等の保持構成を示す分解斜視図である。
上述の第1実施形態では、第1保持部481が、保持フレーム47を構成する第1保持枠48と一体に形成された、矩形枠状の金属部材であった。
これに対し、本実施形態では、図21に示すように、保持部572が、保持フレーム56を構成する第1保持枠57と別体に形成された、透明板材である。さらに、保持部572と射出側偏光板442との接着は、光を透過する特性を有する光透過性接着剤501である。
その他の点は第1実施形態に係る構成と同様であるので、第1実施形態で使用した図と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
これに対し、本実施形態では、図21に示すように、保持部572が、保持フレーム56を構成する第1保持枠57と別体に形成された、透明板材である。さらに、保持部572と射出側偏光板442との接着は、光を透過する特性を有する光透過性接着剤501である。
その他の点は第1実施形態に係る構成と同様であるので、第1実施形態で使用した図と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図21に示すように、保持フレーム56は、一対の保持枠(第1保持枠57及び第2保持枠49)を備えている。
透明板材572は、第2面442s2の法線方向から見て矩形である。透明板材572の形成材料としては、サファイア、水晶等が用いられる。
第1保持枠57には、透明板材572が載置される矩形枠状の載置面571を有する。保持フレーム56は、透明板材572が載置面571に固定された状態で、出射側偏光板442を、第2面442s2の側から光透過性接着剤501を介して保持する。光透過性接着剤501は、透明板材572の第2面442s2の側の全面に亘って配置される。
この構成によれば、保持部としての透明板材572を、出射側偏光板442と保持フレーム56との間に配置するだけで済むので、出射側偏光板442を簡易な方法で保持することができる。また、保持部が枠状である構成に比べて、保持部と出射側偏光板442との接着面積を大きくできるので、出射側偏光板442を強固に保持することができるとともに出射側偏光板442から保持フレーム56へ熱が伝わりやすく出射側偏光板442の信頼性を向上できる。また、熱伝導率の高い透明基材を用いることで、効率よく冷却することができる。
[第7実施形態]
次に、本発明の第7実施形態に係る保持フレームの保持構成について図22及び図23を用いて説明する。
図22は、ワイヤーグリッド偏光板442における毛細管現象を説明するための図である。
次に、本発明の第7実施形態に係る保持フレームの保持構成について図22及び図23を用いて説明する。
図22は、ワイヤーグリッド偏光板442における毛細管現象を説明するための図である。
図22に示すように、ワイヤーグリッド偏光板442の第1面442s1には、複数の金属細線442aが配列されている。このような構成においては、複数の金属細線442aの延在方向の側の端縁と、複数の金属細線442aの延在方向と直交する方向の側の端縁とで、投影画像への影響度合が異なる。
具体的には、複数の金属細線442aの延在方向の側の端縁(例えば、図22における複数の金属細線442aの上端縁)の中央付近に接着剤50が回り込むと、毛細管現象により、接着剤50は第1面442s1において複数の金属細線442aの延在方向に沿って端縁から第1面442s1の中央側へと下方に移動する。そのため、画像として投射される光が透過する光学有効範囲ARに接着剤50が到達しやすい。
一方、複数の金属細線442aの延在方向と直交する方向の側の端縁(例えば、図22における複数の金属細線442aの右端縁)に接着剤50が回り込むと、毛細管現象により、接着剤50は第1面442s1において複数の金属細線442aの延在方向に沿って右端縁と第1面442s1との間の領域を上下に移動する。そのため、画像として投射される光が透過する光学有効範囲ARに接着剤50が到達しにくい。
図23は、第7実施形態に係る保持部58及び出射側偏光板442を示す平面図である。
図23において、第1実施形態で使用した図と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図23において、第1実施形態で使用した図と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
上述の第1実施形態では、図5及び図6に示したように、第2面442s2の法線方向から見て、第1保持部481の外周縁が、第2面442s2の内側に配置されていた。具体的には、図7及び図8に示したように、第1辺の長さA及び第3辺の長さCがA>Cの関係を満たし、かつ、第2辺の長さB及び第4辺の長さDがB>Dの関係を満たしていた。
これに対し、本実施形態では、図23に示すように、第2面442s2の法線方向から見て、保持部58の外周縁のうち複数の金属細線442aの延在方向の側の部分が、第2面442s2の内側に配置されている。一方、保持部58の外周縁のうち複数の金属細線442aの延在方向と直交する側の部分が、第2面442s2の内側に配置されていない。
具体的には、第1辺の長さA及び第3辺の長さCがA>Cの関係を満たし、かつ、第2辺の長さB及び第4辺の長さDがB≦Dの関係を満たしている。
具体的には、第1辺の長さA及び第3辺の長さCがA>Cの関係を満たし、かつ、第2辺の長さB及び第4辺の長さDがB≦Dの関係を満たしている。
この構成によれば、毛細管現象により光学有効範囲ARに接着剤50が達しやすい側において、接着剤50がワイヤーグリッド偏光板442の第1面442s1に回り込むことを抑制することができる。従って、投射画像の品質の劣化を抑制することができる。
尚、本実施形態では、第2面442s2の法線方向から見て、保持部58の外周縁のうち複数の金属細線442aの延在方向の側の部分が、第2面442s2の内側に配置されており、保持部58の外周縁のうち複数の金属細線442aの延在方向と直交する側の部分が、第2面442s2の内側に配置されていない例を挙げて説明したが、これに限らない。接着剤50が微細構造に侵入することを抑制する観点からは、第2面442s2の法線方向から見て、保持部58の外周縁が、第2面442s2の内側に配置されていることが好ましい。
尚、上記各実施形態では、第1光学部材としてワイヤーグリッド偏光板を例に挙げて説明したが、これに限らない。
例えば、第1光学部材として、位相差板、反射防止膜を用いた場合にも本発明を適用することができる。
例えば、第1光学部材として、位相差板、反射防止膜を用いた場合にも本発明を適用することができる。
位相差板としては、例えば、1/4波長板が挙げられる。1/4波長板は、通過する光の1/4波長(90°)の位相差を生じさせ、直線偏光を円偏光に、円偏光を直線偏光に変換する光学部材である。1/4波長板の第1面には、微細構造として、光の波長よりも短いピッチを持つ構造(サブ波長オーダーの周期構造)が形成される。
反射防止膜は、光の表面反射を防止するための光学部材である。反射防止膜の第1面には、微細構造として、光の波長よりも短い周期で複数の錘形の部材が配列されている(モスアイの目構造)。
尚、上記実施形態におけるプロジェクターは透過型のプロジェクターであるが、これに限定されるものではない。例えば、反射型のプロジェクターであってもよい。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶素子等のように光変調素子が光を透過するタイプであることを意味している。「反射型」とは、反射型の液晶素子等のように光変調素子が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクターに本発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。
また、上記実施形態におけるプロジェクターは3つの光変調装置を用いた3板式のプロジェクターであるが、これに限定されるものではない。例えば、1つの光変調装置を用いた単板式のプロジェクターにも適用することができる。
また、上記実施形態のプロジェクターでは、光変調装置として液晶パネルを用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調装置としては、一般に、画像情報に応じて入射光を変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調素子等を利用してもよい。マイクロミラー型光変調素子としては、例えば、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)(TI社の商標)を用いることができる。
本発明は、投射画像を観察する側から投射するフロント投射型プロジェクターに適用する場合にも、投射画像を観察する側とは反対の側から投射するリア投射型プロジェクターに適用する場合にも、適用することができる。
以上、図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されないことは言うまでもない。上記の実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
その他、プロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料、形成方法等に関する具体的な記載は、上記の実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。
その他、プロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料、形成方法等に関する具体的な記載は、上記の実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。
1…プロジェクター、5…投射レンズ(投射光学系)、47,55,56…保持フレーム、50…接着剤、53,54,481,521…第1保持部、58…保持部、416…光源ランプ(光源)、441,441R,441G,441B…液晶パネル(光変調装置)、442…出射側偏光板(第1光学部材)、442a…金属細線、442s1…第1面、442s2…第2面、464a…冷却管(冷却部材)、511…第1出射側偏光板(第1光学部材)、512…第2出射側偏光板(第2光学部材)、522…第2保持部、531…第1部分、532…第2部分、541…凹部、550…熱伝導グリス、572…透明板材(第1保持部)
Claims (9)
- 光源と、
前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって変調された光を投射画像として投射する投射光学系と、
前記光源と前記投射光学系との間の光路上に配置され、第1面に微細構造を有する第1光学部材と、
前記第1光学部材を、前記第1面とは反対側の第2面の側から保持する第1保持部を有する保持フレームと、を含み、
前記第2面の法線方向から見て、前記第1保持部の外周縁が前記第2面の内側に配置されているプロジェクター。 - 前記第1光学部材は、前記第2面の法線方向から見て矩形であり、
前記第1保持部の外周縁の形状は、前記第2面の法線方向から見て矩形であり、
前記第1光学部材の第1辺の長さをA、前記第1光学部材の前記第1辺に隣接する第2辺の長さをB、前記第1保持部の前記第1辺に平行な第3辺の長さをC、前記第1保持部の前記第2辺に平行な第4辺の長さをDとしたとき、
前記第1辺の長さA及び前記第3辺の長さCがA>Cの関係を満たし、かつ、前記第2辺の長さB及び前記第4辺の長さDがB>Dの関係を満たす請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記第1保持部と前記第1光学部材との間には、接着剤が配置されている請求項1または2に記載のプロジェクター。
- 前記第1保持部の外周縁の少なくとも一部には凹部が形成されており、
前記凹部に配置された接着剤によって前記第1光学部材が前記第1保持部に保持され、
前記第1保持部と前記第1光学部材との間には、熱伝導グリスが配置されている請求項1〜請求項3のいずれかに記載のプロジェクター。 - 前記保持フレームには、前記第1保持部を介して前記第1光学部材を冷却する冷却部材が内蔵されている請求項1から4までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
- 前記第1光学部材は、前記第2面の面内において温度分布を有しており、
前記第1保持部は、前記第1光学部材のうち相対的に温度が低い部分を保持する第1部分と前記第1光学部材のうち相対的に温度が高い部分を保持する第2部分とを有し、
前記第2部分の面積は、前記第1部分の面積よりも大きい請求項1〜請求項5のいずれかに記載のプロジェクター。 - 前記第1保持部は、前記保持フレームと一体に形成された、枠状の金属部材、または前記保持フレームと別体に形成された、透明板材である請求項1から6までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
- 前記第1光学部材は、ワイヤーグリッド偏光板、位相差板、反射防止膜のいずれかである請求項1から7までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
- 光源と、
前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって変調された光を投射画像として投射する投射光学系と、
前記光源と前記投射光学系との間の光路上に配置され、第1面に微細構造を有するワイヤーグリッド偏光板と、
前記ワイヤーグリッド偏光板を、前記第1面とは反対側の第2面の側から保持する保持部を有する保持フレームと、を含み、
前記ワイヤーグリッド偏光板の前記第1面には、複数の金属細線が配列されており、
前記第2面の法線方向から見て、前記保持部の外周縁のうち少なくとも前記複数の金属細線の延在方向の側の部分が、前記第2面の内側に配置されているプロジェクター。
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-
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