JP7006598B2 - 合成光学系ユニットおよびプロジェクタ - Google Patents

Description

本技術は、合成光学系ユニットおよびこれを搭載するプロジェクタに関する。

特許文献１に記載の光源装置は、赤、緑、青の３つ波長領域の光束を生成して反射型液晶パネルに導き、それぞれ得られる３つの波長領域の画像光を合成して出力する３つのプリズム型偏光ビームスプリッタを備える。例えば、製造過程におけるプリズムの配置の精度を考慮して、各偏光ビームスプリッタが、それぞれ、その高さの異なるプリズムの組み合わせにより構成されている（例えば、特許文献１の明細書段落［００２６］、［００２８］、図６、７参照。）。

特許文献２に記載された偏光ビームスプリッタは、２つの直角プリズムの貼付け面の面積が異なるように構成されている。この構成によれば、一方の直角プリズムの貼付け面の一部が、偏光ビームスプリッタを取付け部材に取り付ける際の基準面となる（例えば、特許文献２の明細書段落［００１５］、図１参照。）。

特開2004-20621号公報 特開平10-307209号公報

近年では、プロジェクタの高輝度化が求められている。そのため、光源からの光量が高くなる場合、偏光ビームスプリッタの偏光分離膜で受けた光量に基づく温度上昇または同一プリズムピース内での急勾配の温度分布が発生し、プリズムの破損が懸念される。

本開示の目的は、偏光ビームスプリッタの急峻な温度勾配の発生または温度上昇を抑制できる合成光学系ユニット、また、これを搭載するプロジェクタを提供することにある。

上記目的を達成するため、本技術に係る合成光学系ユニットは、偏光ビームスプリッタと、熱伝導部材とを具備する。
前記偏光ビームスプリッタは、第１の面を含む第１プリズムと、前記第１の面の面積と異なる面積の第２の面を含む第２プリズムとを有し、それら第１の面と第２の面とが貼り合わせられて重なる重なり面を有する。
前記熱伝導部材は、前記第１の面および前記第２の面のうち大きい面積を有する面内の領域のうち、前記重なり面以外の領域である接続領域に熱的に接続されている。

第１の面および第２の面に光が照射される場合、接続領域に熱的に接続された熱伝導部材を介して、それら第１の面および第２の面での均一化が促進される。すなわち、この合成光学系ユニットは、偏光ビームスプリッタの急峻な温度勾配の発生または温度上昇を抑制することができる。

前記合成光学系ユニットは、前記熱伝導部材を介して、前記偏光ビームスプリッタに熱を供給する熱源をさらに具備してもよい。

前記熱伝導部材は、前記偏光ビームスプリッタに熱を供給するヒータを含んでいてもよい。
ヒータが設けられることにより、第１の面および第２の面での均熱化を実現することができる。

前記接続領域が前記重なり面の周囲の少なくとも一部に設けられるように、前記第１プリズムおよび第２プリズムが貼り合わせられていてもよい。
これにより、光が集中する第１の面または第２の面の中心から周囲へ、または、当該周囲から中心への熱拡散を促進することができる。

前記接続領域は、前記重なり面を挟むように前記第１の面または前記第２の面の両端部に設けられていてもよい。

前記接続領域は、前記重なり面の周囲全体に設けられていてもよい。

前記熱伝導部材は、ヒートシンク、熱輸送デバイスの一部、または熱電素子であってもよい。
これらのデバイスは、接続領域を介して第１の面および第２の面から熱を吸収するため（つまり冷却のため）、または、接続領域に熱を供給するため（つまり加熱のため）に適用される。

前記偏光ビームスプリッタは複数設けられ、それら偏光ビームスプリッタは、光が入射する入射側面および光が出射する出射側面を有していてもよい。
前記合成光学系ユニットは、第１当接面と、前記第１当接面の反対側に設けられた第２当接面とをそれぞれ有する一対のスペーサ板と、光学素子とを有していてもよい。
前記一対のスペーサ板は、前記複数の偏光ビームスプリッタのうち第１偏光ビームスプリッタの前記出射側面に前記第１当接面が面接触でそれぞれ固定され、かつ、第２偏光ビームスプリッタの前記入射側面に前記第２当接面が面接触でそれぞれ固定されるように、前記第１偏光ビームスプリッタおよび前記第２偏光ビームスプリッタ間に配置される。
前記光学素子は、前記一対のスペーサ板の間に配置される。

板状に構成されるスペーサ板が対をなし、それらスペーサ板の当接面に、第１偏光ビームスプリッタおよび第２偏光ビームスプリッタが面接触で当接するように配置されるので、合成光学系ユニットの剛性を高めることができる。これにより、これら偏光ビームスプリッタの相対的な位置精度を高精度に維持することができる。

一形態に係るプロジェクタは、光源ユニットと、分離光学系と、画像生成素子と、上記合成光学系ユニットとを具備する。
前記分離光学系ユニットは、前記光源ユニットから出射された光を、波長領域ごとに分離する。
前記画像生成素子は、前記波長領域ごとの光を用いた画像光をそれぞれ生成する。

以上、本技術によれば、偏光ビームスプリッタの急勾配な温度分布の発生、または温度上昇を抑制できる。

なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

図１は、本技術の一実施形態に係るプロジェクタの光学系を示す図である。 図２は、図１に示した光学系のうち、合成光学系ユニットの構成を示す。 図３は、合成光学系ユニット（コアユニット）を示す斜視図である。 図４は、ＰＢＳおよびこれに接続された熱伝導部材を示す斜視図である。 図５は、ｗ軸方向で見たＰＢＳの断面図である。 図６は、他の例に係る熱伝導部材およびＰＢＳを示す側面図である。 図７は、さらに別の例に係る熱伝導部材およびＰＢＳを示す。 図８は、さらに別の例に係る熱伝導部材およびＰＢＳを示す。 図９は、さらに別の例に係る熱伝導部材およびＰＢＳを示す。 図１０は、さらに別の例に係る熱伝導部材およびＰＢＳを示す。 図１１は、さらに別の例に係る熱伝導部材およびＰＢＳを示す。

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

１．プロジェクタ

図１は、本技術の一実施形態に係るプロジェクタの光学系を示す図である。プロジェクタ１は、光源ユニット１０、偏光変換ユニット２０、分離合成ユニット５０、投射ユニット７０を備える。

１．１）光源ユニット
光源ユニット１０は、例えば図示しないがレーザ光源および蛍光体ユニットを有し、これらを用いて白色光を発生する。レーザ光源は、例えば、400nm～500nmの波長領域内に発光強度のピーク波長を有するレーザ、すなわち青色レーザ光を発生する。このレーザ光が、蛍光体ユニットに設けられた蛍光体層を励起する励起光となる。

蛍光体ユニットの蛍光体層は、レーザ光源からの励起光によって励起されてその波長より長い波長領域の蛍光を発生する。すなわち、励起光の波長より長い波長領域の蛍光は、緑および赤が混合された黄色の波長領域の蛍光である。蛍光体ユニットは、また、その青色の励起光の一部を透過させることにより、青色光とその黄色の蛍光とを混色による白色光を出力する。

１．２）偏光変換ユニット

偏光変換ユニット２０は、例えば、インテグレータ素子２１、偏光変換素子２３、コンデンサレンズ２５等を有する。

インテグレータ素子２１は、一対のフライアイレンズ２１ａ、２１ｂで構成される。インテグレータ素子２１は、それらフライアイレンズ２１ａ、２１ｂが有する多数のマイクロレンズにより輝度が揃えられた複数の平行光を出力する。偏光変換素子２３は、インテグレータ素子２１から入射される光に含まれる一方の偏光（例えばｐ偏光）を他方の偏光（例えばｓ偏光）に変換することにより、１つの偏光に揃える機能を有する。偏光変換素子２３から出射された光は、コンデンサレンズを介して、分離合成ユニット５０に入射する。

１．３）分離合成ユニット

分離合成ユニット５０は、分離光学系ユニット３０および合成光学系ユニット４０を有する。

分離光学系ユニット３０は、入射側に設けられたダイクロイックミラー３１、２つのコンデンサレンズ３２、３５、２つの偏光フィルタ３３、３６、および２つのミラー３４、３７を有する。偏光フィルタ３３、３６は、投射される画像の高輝度化を実現するため、後段の偏光素子４１、４３の熱的負荷を軽減する機能を有する。高輝度化が必要なければ、これら偏光フィルタ３３、３６は不要である。偏光フィルタ３３、３６の構成としては、例えば、ワイヤグリッド、1/2波長板などが用いられる。

ダイクロイックミラー３１は、偏光変換ユニット２０から出射した光のうち、赤色（Ｒ）光Ｌｒを透過し、緑色（Ｇ）光Ｌｇおよび青色（Ｂ）光Ｌｂを反射する。Ｒ光Ｌｒは、コンデンサレンズ３２、偏光フィルタ３３、およびミラー３４を介して、合成光学系ユニット４０に入射する。同様に、Ｇ光ＬｇおよびＢ光Ｌｂは、コンデンサレンズ３５、偏光フィルタ３６、およびミラー３７を介して、合成光学系ユニット４０に入射する。

１．４）合成光学系ユニット

１．４．１）合成光学系ユニットの全体構成

合成光学系ユニット４０は、分離光学系ユニット３０で分離された波長領域ごとの光（ＲＧＢの各光）が入射し、画像生成ユニット４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂによりそれぞれ生成された画像光を合成する機能を有する。合成光学系ユニット４０は、例えば、偏光フィルタ４１、ダイクロイックミラー４９、フィールドレンズ４２、４４、コアユニット４６、および各色ＲＧＢ用の画像生成ユニット４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂを有する。

偏光フィルタ４１は、例えばワイヤグリッド素子で構成されるが、これに限られない。ダイクロイックミラーは、Ｂ光Ｌｂを透過し、Ｒ光ＬｒおよびＧ光Ｌｇを反射する。

図２は、図１に示した光学系のうち、合成光学系ユニット４０の構成を示す。コアユニット４６は、複数の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４００、本実施形態では３つのＰＢＳ４００を有する。３つのＰＢＳ４００は、第１偏光ビームスプリッタ、第２偏光ビームスプリッタ、第３偏光ビームスプリッタとしてそれぞれ機能する。

３つのＰＢＳ４００は、平面で見て（図２においてｚ方向で見て）、例えばそれぞれの偏光分離膜４０１Ａ、４０１Ｂ、４０１Ｃが全体でＴ字状になるように、かつ、コアユニット４６全体がＬ字状になるように配置されている。

例えばコアユニット４６は、２つの入射側ＰＢＳ４００Ａ、４００Ｂ、および１つの出射側ＰＢＳ４００Ｃを備える。コアユニット４６は、入射側ＰＢＳ４００Ａの出射側面４０３および出射側ＰＢＳ４００Ｃの入射側面４０５ａの間に配置された一対のスペーサ板４２０を備える。さらに、コアユニット４６は、入射側ＰＢＳ４００Ｂの出射側面４０３および出射側ＰＢＳ４００Ｃの入射側面４０５ｂの間に配置された一対のスペーサ板４３０を備える。これら一対のスペーサ板４２０（４３０）によって、各ＰＢＳ４００間には空隙が形成される。

それら空隙には、波長選択性位相差素子４１１、４１２（光学素子）がそれぞれ配置されている。波長選択性位相差素子４１１、４１２は、出射側ＰＢＳ４００Ｃの出射側面４０７にも配置されている。

フィールドレンズ４２、４４は、２つの入射側ＰＢＳ４００Ａ、４００Ｂのそれぞれの入射側面４０２と、ダイクロイックミラー４９との間にそれぞれ配置されている。

画像生成ユニット４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂは、反射型の画像生成素子４５ａおよび光学補償素子４５ｂをそれぞれ有する。画像生成素子４５ａは、例えば反射型の液晶素子である。画像生成素子４５ａは、液晶素子に限られず、デジタルマイクロミラーを利用した表示素子であってもよい。画像生成ユニット４５Ｒ、４５Ｂは、入射側ＰＢＳ４００Ａの２つの側面（入射側面４０２、出射側面４０３以外の側面）に沿ってそれぞれ配置されている。画像生成ユニット４５Ｇは、入射側ＰＢＳ４００Ｂの１つの側面（入射側面４０２、出射側面４０３以外の側面）に沿って配置されている。光学補償素子４５ｂとしては、例えば1/4波長板が用いられる。

コアユニット４６の詳細な構成については後述する。

入射側ＰＢＳ４００Ａに入射したＲ光Ｌｒのうちｐ偏光成分は、偏光分離膜４０１Ａを透過し、画像生成ユニット４５Ｒに入射する。画像生成ユニット４５Ｒは、受けた光に基づきｓ偏光の赤の画像光（Ｒ画像光）を出力し、それを入射側ＰＢＳ４００Ａに戻す。戻されたｓ偏光のＲ画像光は、偏光分離膜４０１Ａで反射され、波長選択性位相差素子４１１に入射する。

入射側ＰＢＳ４００Ａに入射したＢ光Ｌｂのうちｓ偏光成分は、偏光分離膜４０１Ａで反射され、画像生成ユニット４５Ｂに入射する。画像生成ユニット４５Ｂは、受けた光に基づきｐ偏光の青の画像光（Ｂ画像光）を出力し、それを入射側ＰＢＳ４００Ａに戻す。戻されたｐ偏光のＢ画像光は、偏光分離膜４０１Ａを透過し、波長選択性位相差素子４１１に入射する。

入射側ＰＢＳ４００Ｂに入射したＧ光Ｌｇのうちｓ偏光成分は、偏光分離膜４０１Ｂで反射され、画像生成ユニット４５Ｇに入射する。画像生成ユニット４５Ｇは、受けた光に基づきｐ偏光の緑の画像光（Ｇ画像光）を出力し、それを入射側ＰＢＳ４００Ｂに戻す。戻されたｓ偏光のＧ画像光は、偏光分離膜４０１Ｂを透過し、波長選択性位相差素子４１２に入射する。

波長選択性位相差素子４１１により、ｓ偏光のＲ画像光はｐ偏光に変換され、出射側ＰＢＳ４００Ｃおよび波長選択性位相差素子４１３を透過して、投射ユニット７０（図１参照）に入射する。また、ｐ偏光のＢ画像光は、波長選択性位相差素子４１１を透過し、出射側ＰＢＳ４００Ｃおよび波長選択性位相差素子４１３を透過して、投射ユニット７０に入射する。

ｐ偏光のＧ画像光は、波長選択性位相差素子４１２でｓ偏光に変換され、出射側ＰＢＳ４００Ｃの偏光分離膜４０１Ｃで反射される。そして、Ｇ画像光は、波長選択性位相差素子４１３でｐ偏光に変換され、投射ユニット７０に入射する。

投射ユニット７０は、図示しない投射レンズを主に備え、入射した光を投射する。

図３は、合成光学系ユニット４０（コアユニット４６）を示す斜視図である。３つのＰＢＳ４００は、例えばすべて同じ直方体形状で構成されている。一対のスペーサ板４２０はそれぞれ直方体状で構成され、主面４２２と、当接面４２１とを有する（図２も参照）。当接面４２１は、ＰＢＳ４００Ａの出射側面４０３および出射側ＰＢＳ４００Ｃの入射側面４０５ａに当接し、接着剤によりそれら面同士が固定されることで、一対のスペーサ板４２０がそれら２つのＰＢＳ４００Ａおよび４００Ｃに固定されている。

当接面４２１の面積は、主面４２２の面積より小さく設計されている。しかし、主面の面積が当接面の面積より小さく設計されていてもよい。

図２に示すように、入射側ＰＢＳ４００Ｂ（の出射側面４０３）および出射側ＰＢＳ４００Ｃ（の入射側面４０５ｂ）間に接着、固定された一対のスペーサ板４３０も、一対のスペーサ板４２０と同様の構成を有する。

板状に構成されるスペーサ板４２０（４３０）が対をなし、それらスペーサ板４２０（４３０）の当接面４２１（４３１）に、入射側ＰＢＳ４００Ａ（４００Ｂ）の出射側面４０３および出射側ＰＢＳ４００Ｃの入射側面４０５ａ（４０５ｂ）が面接触で当接するように配置される。このような構成により、合成光学系ユニット４０の剛性を高めることができる。これにより、これらＰＢＳ４００（の偏光分離膜）の相対的な位置精度を高精度に維持することができ、所期の光学特性を維持できる。

特に、本実施形態では、スペーサ板４２０（４３０）の長さ方向（ｚ方向）の長さと、ＰＢＳ４００のその方向の長さが実質的に一致している。これにより、一対のスペーサ板４２０（４３０）を挟む２つのＰＢＳ４００が、相対的に、ｚ軸から傾くことを効果的に抑制できる。

また、本実施形態によれば、一対のスペーサ板４２０（４３０）という簡易な構成で、高剛性な合成光学系ユニット４０を実現できる。

スペーサ板４２０、４３０は、ＰＢＳ４００のプリズムの材料と同じ、またはそれに近いガラスで構成されている。これにより、スペーサ板４２０、４３０の熱膨張を小さく抑えることができる。また、スペーサ板４２０、４３０およびＰＢＳ４００の熱膨張係数を、同じか、または近くすることができるので、合成光学系ユニット４０の歪の発生を抑えることができる。

１．４．２）入射側ＰＢＳおよび熱伝導部材の構成

入射側ＰＢＳ４００Ｂは、入射側ＰＢＳ４００Ａと同様の構成を有するので、ここでは、入射側ＰＢＳ４００Ａについて説明する。そして以下では、その入射側ＰＢＳ４００Ａを単に「ＰＢＳ４００」と記載して説明する。図４は、ＰＢＳ４００およびこれに接続された熱伝導部材を示す斜視図である。なお、図１では、熱伝導部材４４０を省略している。

ＰＢＳ４００は、第１プリズム４５１と、第１プリズム４５１のｚ方向の長さと異なる長さを有する第２プリズム４５２とを有する。これら第１プリズム４５１および第２プリズム４５２は、直角三角形プリズムで構成される。例えば、第１プリズム４５１の、第２プリズム４５２に向かい合う面である第１の面４５３の面積は、第２プリズム４５２の、その第１の面４５３に向かい合う第２の面４５４の面積と異なる。具体的には、第２の面４５４の面積が第１の面４５３の面積より大きく形成されている。

ここで、ｘ－ｙ平面内におけるｘおよびｙ軸の間の45°の軸を、説明の便宜上、ｗ軸とする。

図５は、ｗ軸方向で見たＰＢＳ４００の断面図である。図に示すように、第１の面４５３および第２の面４５４に沿う、ｗ方向で見た第１プリズム４５１の幅ａ１および第２プリズム４５２の幅ａ２は、実質的に同じに設計されている。第１の面４５３または第２の面４５４は、偏光分離膜４０１Ａが設けられる面であり、本実施形態では、第２の面４５４と同じ面積で偏光分離膜４０１Ａが設けられている。偏光分離膜４０１Ａは、例えば１層または複数の層で構成され、その材料は主に金属で構成される。

このＰＢＳ４００は、第１の面４５３と第２の面４５４とが貼り合わせられて重なる重なり面を有する。本実施形態では、重なり面は、第１の面４５４の面積と同じ面積を有する。第２の面４５４におけるこの重なり面以外の面領域を便宜的に「接続領域」と言い、符号をＲで示す。すなわち、このＰＢＳ４００は、接続領域Ｒが、重なり面の周囲の少なくとも一部、本実施形態では、第２の面４５４のｚ方向の両端部に配置されるように、第１プリズム４５１および第２プリズム４５２が貼り合わせられて構成されている。図４において、接続領域Ｒはハッチングで示す領域である。

なお、第１プリズム４５１は、出射側ＰＢＳ４００Ｃを構成する２つのプリズムの大きさと同じ大きさに構成されている。

接続領域Ｒの全体には、熱伝導部材４４０が熱的に接続されている。熱伝導部材４４０は、例えば接続領域Ｒに直接、または図示しない熱伝導性グリース等を介して接続されている。熱伝導部材４４０は、概略直方体形状を有するが、特にこれに限られない。熱伝導部材４４０としては、例えばアルミニウム、銅など、高い熱伝導率を有する金属材料が用いられる。熱伝導部材４４０は、ソリッドまたは中空の構造で構成される。

熱伝導部材４４０の横幅（ｘ－ｙ平面に平行な方向の幅）は、接続領域Ｒの横幅と同じに構成され、熱伝導部材４４０の厚さ（ｚ方向の厚さ）は、接続領域Ｒの縦幅（ｚ方向の幅）と同じに構成されている。しかし、熱伝導部材４４０の各寸法は、これに限られず、接続領域Ｒの横幅、縦幅より大きくてもよい。

図５に示すように、熱伝導部材４４０には熱源５５が熱的に接続されている。熱源５５はヒータであり、例えば電熱線ヒータ、熱電素子等である。ここで、熱伝導部材４４０が熱電素子である場合、放熱する側が接続領域Ｒに熱的に接続されればよい。あるいは、熱源５５は、プロジェクタ１内に設けられた熱を発生するデバイスであってもよい。熱を発生するデバイスとは、例えば、図示しないＩＣチップ（例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やグラフィックチップ）、上述した画像生成ユニット４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂなどが挙げられる。熱を発生するこれらのデバイスから、例えば別の熱伝導媒体を介して、熱伝導部材４４０に熱が伝達される。

ＰＢＳ４００内を通る光Ｌは、図５に示すように、第１プリズム４５１から第２プリズム４５２を通る光を含む（図２参照）。この場合、その光の強度分布は、ＰＢＳ４００の中心領域４６０で最も高い強度を持つ。したがって、熱伝導部材４４０を設けるなどの対策をとらないと、そのＰＢＳ４００の中心領域４６０の温度が最も高くなる。これらプリズムの主材料はガラスであり、熱伝導率が低い。したがって、第１プリズム４５１および第２プリズム４５２の端部の領域ほど温度が低くなり、ＰＢＳ４００の中心領域４６０の温度と、端部の温度との差が大きくなる。このような状況では、ＰＢＳ４００の中心領域４６０からクラックが発生するおそれがある。

本実施形態によれば、熱源５５から熱伝導部材４４０を介して、比較的高い熱伝導率を有する偏光分離膜４０１Ａ全体に熱が伝達される。これにより、第１プリズム４５１および第２プリズム４５２のｚ方向で均熱化することができ、ＰＢＳ４００全体の均熱化に寄与する。すなわち、このコアユニット４６は、ＰＢＳ４００の急峻な温度勾配の発生を抑制することができる。その結果、ＰＢＳ４００の中心領域４６０からクラックが発生することを抑制できる。

２．他の実施形態に係る熱伝導部材を有する合成光学系ユニットの例

次に、本技術の他の実施形態に係る熱伝導部材を有する合成光学系ユニットについて説明する。これ以降の説明では、上記第１実施形態に係る合成光学系ユニット４０またはコアユニット４６が含む部材や機能等について実質的に同様の要素については同一の符号を付し、その説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。

２．１）例１
図６に示す例に係る熱伝導部材５１０は、例えば電熱線５１２を内蔵したヒータである。ヒータは、温度調整可能なものであってもよい。これにより、上記実施形態と同様に、熱伝導部材５１０から供給される熱により、第１プリズム４５１および第２プリズム４５２のｚ方向で均熱化することができ、ＰＢＳ４００全体の均熱化に寄与する。

２．２）例２
図７に示す例に係る熱伝導部材４４０としては、図５に示した形態と同じように、高い熱伝導率を有する金属材料が用いられる。この熱伝導部材４４０はヒートパイプ等の熱輸送デバイス２００に接続されている。熱輸送デバイス２００は、吸熱部２０１と、この熱伝導部材４４０に熱的に接続された、作動媒体を流通させる管２０３とを有する。吸熱部２０１は、上述したように、プロジェクタ１内に設けられた熱を発生するデバイスが熱的に接続される。管２０３は、第１プリズム４５１にＰＢＳ４００に干渉しない任意の位置に配置される。熱伝導部材４４０は、吸熱部２０１から離れた位置に接続されており、放熱部の機能を有する。

このような構成によっても、熱伝導部材４４０から接続領域Ｒを介してＰＢＳ４００に熱を供給することができる。

２．３）例３
熱伝導部材４４０は、熱をＰＢＳ４００に供給する機能に限られず、吸熱あるいは放熱する機能を有していてもよい。図８はその例を示す。この例に係る熱伝導部材４４０としては、図５に示したものと同様に、例えばアルミニウム、銅など、高い熱伝導率を有する金属材料が用いられる。この例は、図５に示した形態において、熱源５５を除いた形態である。

このような構成によれば、ＰＢＳ４００の中心領域で発生した熱が、主に偏光分離膜４０１Ａを介して拡散し、熱伝導部材４４０を介して、ＰＢＳ４００の外部に放出される。すなわち、熱伝導部材４４０は、放熱部材やヒートシンクとして機能する。これにより、ＰＢＳ４００の中心領域でのピーク温度を下げることができ、つまりＰＢＳ４００の温度上昇を抑えることができる。

熱伝導部材４４０に代えて、熱電素子、ここでは接続領域を冷却するペルチェ素子が設けられていてもよい。

２．４）例４
図９は、吸熱機能を有する熱伝導部材のさらに別の例を示す。この例では、熱伝導部材４５０に、放熱部２２１および管２２３を有する熱輸送デバイス２２０が接続されている。熱伝導部材４５０は、熱輸送デバイス２２０の一部としての吸熱部としての機能を有するか、または、当該吸熱部に熱的に接続された高熱伝導率の金属部材である。

３．熱伝導部材の他の形状および／または配置の例

次に、熱伝導部材の他の形状および／または配置の例について説明する。

３．１）例１
図１０は、熱伝導部材の他の形状等の例を示す。ＰＢＳ４００の第１プリズム４５８のｚ方向（長辺方向）の長さおよびそれに直交する方向（短辺方向）の幅がともに、第２プリズム４５２のそれらより短く形成されている。すなわち、接続領域Ｒが、それら第１プリズム４５８および第２プリズム４５２の重なり面の周囲全体に設けられている。この接続領域Ｒ全体に熱伝導部材４７０が熱的に接続されている。このように、熱伝導部材４７０の体積または表面積が大きいほど、熱伝導効率が高まる。

３．２）例２
図１１に示す例では、第１プリズム４５９のｚ方向（長辺方向）の長さは第２プリズム４５２のそれと実質的に同じであるが、ｚ方向に直交する方向（短辺方向）の長さは第２プリズム４５２のそれより短く形成されている。すなわち、接続領域Ｒが、それら第１プリズム４５９および第２プリズム４５２の重なり面の、短辺方向の両端部に設けられている。これらの接続領域Ｒに熱伝導部材４８０が熱的に接続されている。

以上、図１０または１１に示した例は、図５～９のうちいずれか１つの例と組み合わせることができる。
４．他の種々の実施形態

本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。

上記では、入射側ＰＢＳ４００Ａ（４００Ｂ）を構成する２つのプリズム（第１プリズムおよび第２プリズム）のうち、一対のスペーサ板４２０が接続されるプリズムの大きさが、他方のプリズムに比べて大きく構成されていた。しかし、一対のスペーサ板４２０が接続されるプリズムが、他方のプリズムに比べて小さく形成されていてもよい。

上記各実施形態では、熱伝導部材４４０が接続領域Ｒの全体に接続されていたが、接続領域Ｒの一部に接続されていてもよい。

上記各実施形態では、接続領域Ｒが、重なり面の中心線に対して線対称の領域に設けられていた。しかし、接続領域Ｒは、重なり面の中心点に対して、点対称、回転対称の領域、あるいは、非対称の領域に設けられていてもよい。

２つの入射側ＰＢＳ４００Ａ、４００Ｂのうち一方にのみ、熱伝導部材が接続されていてもよい。その場合、他方のＰＢＳ４００は、出射側ＰＢＳ４００Ｃと同じように２つのプリズムが同じ大きさを有していればよい。

図５～１１に示した熱伝導部材の形態は、出射側ＰＢＳ４００Ｃにも適用可能である。

以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。

なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）
第１の面を含む第１プリズムと、前記第１の面の面積と異なる面積の第２の面を含む第２プリズムとを有し、それら第１の面と第２の面とが貼り合わせられて重なる重なり面を有する偏光ビームスプリッタと、
前記第１の面および前記第２の面のうち大きい面積を有する面内の領域のうち、前記重なり面以外の領域である接続領域に熱的に接続された熱伝導部材と
を具備する合成光学系ユニット。
（２）
前記（１）に記載の合成光学系ユニットであって、
前記熱伝導部材を介して、前記偏光ビームスプリッタに熱を供給する熱源
をさらに具備する合成光学系ユニット。
（３）
前記（１）に記載の合成光学系ユニットであって、
前記熱伝導部材は、前記偏光ビームスプリッタに熱を供給するヒータを含む
（４）
前記（１）から（３）のうちいずれか１項に記載の合成光学系ユニットであって、
前記接続領域が前記重なり面の周囲の少なくとも一部に設けられるように、前記第１プリズムおよび第２プリズムが貼り合わせられている
合成光学系ユニット。
（５）
前記（４）に記載の合成光学系ユニットであって、
前記接続領域は、前記重なり面を挟むように前記第１の面または前記第２の面の両端部に設けられる
合成光学系ユニット。
（６）
前記（４）に記載の合成光学系ユニットであって、
前記接続領域は、前記重なり面の周囲全体に設けられる
合成光学系ユニット。
（７）
前記（１）から（６）のうちいずれか１項に記載の合成光学系ユニットであって、
前記熱伝導部材は、ヒートシンク、熱輸送デバイスの一部、または熱電素子である
合成光学系ユニット。
（８）
前記（１）から（７）のうちいずれか１項に記載の合成光学系ユニットであって、
前記偏光ビームスプリッタは複数設けられ、
それら偏光ビームスプリッタは、光が入射する入射側面および光が出射する出射側面を有し、
第１当接面と、前記第１当接面の反対側に設けられた第２当接面とをそれぞれ有し、前記複数の偏光ビームスプリッタのうち第１偏光ビームスプリッタの前記出射側面に前記第１当接面が面接触でそれぞれ固定され、かつ、第２偏光ビームスプリッタの前記入射側面に前記第２当接面が面接触でそれぞれ固定されるように、前記第１偏光ビームスプリッタおよび前記第２偏光ビームスプリッタ間に配置された一対のスペーサ板と、
前記一対のスペーサ板の間に配置された光学素子と
をさらに具備する合成光学系ユニット。
（９）
光源ユニットと、
前記光源ユニットから出射された光を、波長領域ごとに分離する分離光学系と、
前記波長領域ごとの光を用いた画像光をそれぞれ生成する画像生成素子と、
前記分離光学系で分離された前記波長領域ごとの光が入射し、それら画像生成素子によりそれぞれ生成された画像光を合成する合成光学系ユニットとを具備し、
前記合成光学系ユニットは、
第１の面を含む第１プリズムと、前記第１の面の面積と異なる面積の第２の面を含む第２プリズムとを有し、それら第１の面と第２の面とが貼り合わせられて重なる重なり面を有する偏光ビームスプリッタと、
前記第１の面および前記第２の面のうち大きい面積を有する面内の領域のうち、前記重なり面以外の領域である接続領域に熱的に接続された熱伝導部材とを有する
プロジェクタ。

１…プロジェクタ
１０…光源ユニット
３０…分離光学系ユニット
４０…合成光学系ユニット
４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂ…画像生成ユニット
４５ａ…画像生成素子
４５ｂ…光学補償素子
５５…熱源
２００、２２０…熱輸送デバイス
４００…ＰＢＳ
４００Ａ、４００Ｂ…入射側ＰＢＳ
４００Ｃ…出射側ＰＢＳ
４０１Ａ、４０１Ｂ、４０１Ｃ…偏光分離膜
４０２、４０５ａ、４０５ｂ…入射側面
４０３…出射側面
４１１、４１２…波長選択性位相差素子
４２０、４３０…スペーサ板
４２１、４３１…当接面
４４０、４５０、４７０、４８０、５１０…熱伝導部材
４５１、４５８、４５９…第１プリズム
４５２…第２プリズム
４５３…第１の面
４５４…第２の面

Claims (7)

1. 第１の面を含む第１プリズムと、前記第１の面の面積と異なる面積の第２の面を含む第２プリズムとを有し、それら第１の面と第２の面とが貼り合わせられて重なる重なり面を有する偏光ビームスプリッタと、
   前記第１の面および前記第２の面のうち大きい面積を有する面内の領域のうち、前記重なり面以外の領域である接続領域に熱的に接続された熱伝導部材と
   を具備し、
   前記接続領域が少なくとも前記重なり面を挟んで前記第１の面または前記第２の面の両端部に設けられるように、前記第１プリズムおよび第２プリズムが貼り合わせられている
   合成光学系ユニット。
2. 請求項１に記載の合成光学系ユニットであって、
   前記熱伝導部材を介して、前記偏光ビームスプリッタに熱を供給する熱源
   をさらに具備する合成光学系ユニット。
3. 請求項１又は２に記載の合成光学系ユニットであって、
   前記熱伝導部材は、前記偏光ビームスプリッタに熱を供給するヒータを含む
   合成光学系ユニット。
4. 請求項１から３のうちいずれか１項に記載の合成光学系ユニットであって、
   前記接続領域は、前記重なり面の周囲全体に設けられる
   合成光学系ユニット。
5. 請求項１から４のうちいずれか１項に記載の合成光学系ユニットであって、
   前記熱伝導部材は、ヒートシンク、熱輸送デバイスの一部、または熱電素子である
   合成光学系ユニット。
6. 請求項１から５のうちいずれか１項に記載の合成光学系ユニットであって、
   前記偏光ビームスプリッタは複数設けられ、
   それら偏光ビームスプリッタは、光が入射する入射側面および光が出射する出射側面を有し、
   第１当接面と、前記第１当接面の反対側に設けられた第２当接面とをそれぞれ有し、前記複数の偏光ビームスプリッタのうち第１偏光ビームスプリッタの前記出射側面に前記第１当接面が面接触でそれぞれ固定され、かつ、第２偏光ビームスプリッタの前記入射側面に前記第２当接面が面接触でそれぞれ固定されるように、前記第１偏光ビームスプリッタおよび前記第２偏光ビームスプリッタ間に配置された一対のスペーサ板と、
   前記一対のスペーサ板の間に配置された光学素子と
   をさらに具備する合成光学系ユニット。
7. 光源ユニットと、
   前記光源ユニットから出射された光を、波長領域ごとに分離する分離光学系と、
   前記波長領域ごとの光を用いた画像光をそれぞれ生成する画像生成素子と、
   前記分離光学系で分離された前記波長領域ごとの光が入射し、それら画像生成素子によりそれぞれ生成された画像光を合成する合成光学系ユニットとを具備し、
   前記合成光学系ユニットは、
   第１の面を含む第１プリズムと、前記第１の面の面積と異なる面積の第２の面を含む第２プリズムとを有し、それら第１の面と第２の面とが貼り合わせられて重なる重なり面を有する偏光ビームスプリッタと、
   前記第１の面および前記第２の面のうち大きい面積を有する面内の領域のうち、前記重なり面以外の領域である接続領域に熱的に接続された熱伝導部材とを有し、
   前記接続領域が少なくとも前記重なり面を挟んで前記第１の面または前記第２の面の両端部に設けられるように、前記第１プリズムおよび第２プリズムが貼り合わせられている
   プロジェクタ。

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