(57)【要約】【課題】光学部材を連結する部分で発生するゴースト光を低減可能な投射型表示装置を提供すること。【解決手段】光源からの光が照射される光変調素子と、光変調素子からの光が入射する第１の光学素子と、第１の光学素子からの光が入射する第２の光学素子と、を有し、第１および第２の光学素子は、接着剤により接着され、第１の光学素子の接着剤が塗布された第１面は、第２の光学素子の接着剤が塗布された第２面より大きく、光源からの光の進行方向と直交する方向から見て、接着剤の一部は第１の面と第２の面との間に設けられ、接着剤のうち一部と異なる接着剤と第１の面との間には遮光部が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光が照射される光変調素子と、
前記光変調素子からの光が入射する第１の光学素子と、
前記第１の光学素子からの光が入射する第２の光学素子と、を有し、
前記第１および第２の光学素子は、接着剤により接着され、
前記第１の光学素子の前記接着剤が塗布された第１の面は、前記第２の光学素子の前記接着剤が塗布された第２の面より大きく、
前記光源からの光の進行方向と直交する方向から見て、前記接着剤の一部は前記第１の面と前記第２の面との間に設けられ、
前記接着剤のうち前記一部と異なる前記接着剤と前記第１の面との間には遮光部が設けられていることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記直交する方向から見て、前記一部と異なる前記接着剤は、前記第２の面よりも外側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記遮光部は、前記第１の面のうち、前記第２の光学素子の光学有効面に相当する領域の外周と前記第１の面の外周との間の遮光領域の少なくとも一部に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記進行方向から見て、前記遮光部の少なくとも一部と前記第２の面の少なくとも一部が重なっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記遮光部は、反射蒸着膜であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記遮光部は、遮光塗料であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記光源からの光を光変調素子に照射する照明光学系を更に有し、
前記照明光学系は、光軸に直交する第１の方向の第１の照射角度と、前記第１の照射角度より大きい、前記光軸および前記第１の方向に直交する第２の方向の照射角度と、を有し、
前記遮光部は、前記第１の面のうち、前記第２の光学素子の光学有効面に相当する領域の外周と前記第１の面の外周との間の遮光領域のうち、前記第１の面の中心を通る前記第２の方向に平行な中心線からの前記第１の方向の距離が、前記中心線と前記第２の光学素子の光学有効面に相当する領域の外周との前記第１の方向の距離より大きい領域に形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
前記第１の方向は、前記投射型表示装置の高さ方向であることを特徴とする請求項７に記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記接着剤は、ＵＶ硬化型接着剤であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源から射出された光を液晶素子にて変調し、投射レンズにて液晶素子で変調された画像情報をスクリーン等に投影する液晶プロジェクタは、よりクリアで画質の良い投影画像を投影することが望まれている。
【０００３】
液晶プロジェクタには、複数の偏光ビームスプリッタプリズム（以下、プリズムという）を用いた色合成光学系と、照明系にフライアイレンズ（レンズがアレイ状に配置された光学素子）を用いた照明光学系を有するものがある。照明光学系で正規の光路を通過しない不要光は、例えば、色合成光学系等に配置されるプリズムの稜線を照らし、投射画面にゴースト光となって投影される可能性がある。
【０００４】
特許文献１では、偏光ビームスプリッタにより検光された色光の射出面に配置され、色光が入射する面の外周の角部を削って形成された遮光部を有するガラス基板を備える投射型表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４６５５５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の光学部材を接着剤等で接着する場合、接着剤等は通常接着面からはみ出してしまい、接着剤だまりが形成されてしまう。特許文献１に開示された投射型表示装置では、色光の射出側の光学部材に遮光部が形成されているため、接着剤だまりによる乱反射を低減することができない。
【０００７】
このような課題に鑑みて、本発明は、光学部材を連結する部分で発生するゴースト光を低減可能な投射型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての投射型表示装置は、光源からの光が照射される光変調素子と、前記光変調素子からの光が入射する第１の光学素子と、前記第１の光学素子からの光が入射する第２の光学素子と、を有し、前記第１および第２の光学素子は、接着剤により接着され、前記第１の光学素子の前記接着剤が塗布された第１面は、前記第２の光学素子の前記接着剤が塗布された第２面より大きく、前記光源からの光の進行方向と直交する方向から見て、前記接着剤の一部は前記第１の面と前記第２の面との間に設けられ、前記接着剤のうち前記一部と異なる前記接着剤と前記第１の面との間には遮光部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光学部材を連結する部分で発生するゴースト光を低減可能な投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の投射型表示装置の説明図である。
【図２】実施例１の光学部材の接着についての説明図である。
【図３】実施例１の遮光部の範囲についての説明図である。
【図４】実施例２の投射型表示装置の説明図である。
【図５】実施例２の投射型表示装置の一部の光学系の側面図である。
【図６】実施例２の光学部材の接着についての説明図である。
【図７】実施例２の遮光部の範囲についての説明図である。
【図８】実施例２の投射型表示装置のｙｚ断面図およびｘｚ断面図である。
【図９】Ｆナンバーの定義に関する図である。
【図１０】実施例３の投射型表示装置の分解図である。
【図１１】実施例３の投射型表示装置のｘｚ断面図およびｙｚ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【実施例１】
【００１２】
図１（ａ）は、本実施例の透過型液晶パネルを有する投射型表示装置のｙｚ断面図である。光源１０１から射出された光は、フライアイレンズ１０２ａ、１０２ｂにより瞳分割され、コンデンサレンズ１０３によって液晶パネル１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂ上で重畳される。コンデンサレンズ１０３からの光は、ダイクロイックミラー１２１、１２２、および３枚のミラー１２３によってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色に分離される。具体的には、ダイクロイックミラー１２１は、入射した光のうち、Ｒの波長域の光を透過し、残りのＧ、Ｂの波長域の光を反射させる。ダイクロイックミラー１２２は、入射したＧ、Ｂの波長域の光のうち、Ｂの波長域の光を透過し、それ以外のＧの波長域の光を反射させる。分離された光はそれぞれ、各原色に対応する入射側偏光板１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂに入射する。
【００１３】
入射側偏光板１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂを透過した光はそれぞれ、透過型の液晶パネル（光変調素子）１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂに入射する。液晶パネル１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂから射出された光はそれぞれ、射出側偏光板（第１の光学素子）１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂに入射する。
【００１４】
バック調整用の光学素子（第２の光学素子）１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂはそれぞれ、射出側偏光板１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂに接着剤等により接着されている。また、バック調整用の光学素子１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂは、クロスダイクロプリズム１０８に取り付けられている。クロスダイクロプリズム１０８は、赤色光、緑色光および青色光を合成する。クロスダイクロプリズム１０８から射出された光は、投射レンズ１１１からスクリーン１１２に拡大投影される。
【００１５】
なお、本実施例では、各射出側偏光板、各光学素子およびクロスダイクロプリズム１０８は、ガラス部材で構成されており、空気とガラスの屈折率の差から液晶パネル１０５から投射レンズ１１１までの光路を短くする。
【００１６】
図１（ｂ）は、フライアイレンズ１０２ａ、１０２ｂをｚ軸（光軸）の正方向から見た図である。フライアイレンズ１０２ａ、１０２ｂにはそれぞれ、微小レンズがマトリクス状に配置されている。フライアイレンズ１０２ａ、１０２ｂの微小レンズはそれぞれ同じ数だけ配置され、光源１０１からの光束は各フライアイレンズの対応する位置に入射するように設計されている（例えば、斜線で示される微小レンズ１０２ｃ、１０２ｄが対応）。しかしながら、微小レンズ１０２ｃから射出され、本来、微小レンズ１０２ｄに入射すべき光束が微小レンズ１０２ｄに隣接する微小レンズ１０２ｅに入射する場合がある。
【００１７】
このような光束は、図１（ｃ）に示される有効外光線１０１ｂとなり、正規の光路を通過する有効光線１０１ａとは別の光路を通過して各色用の透過型液晶パネルの表示面に入射する。図１（ｃ）は、図１（ａ）の要部拡大図である。簡単のために、図１（ｃ）には、入射側偏光板１０４Ｒに入射した有効光線および有効外光線だけが示されている。本実施例において、有効光線とは、正規の光路を通過し、スクリーン上に投射される光線のことをいう。有効光線１０１ａは、有効光線のうち最も外側の光線である。さらに、有効外光線１０１ｂは、各射出側偏光板、各光学素子およびクロスダイクロプリズム１０８の最外形を通過し、投射レンズ１１１に入射した後、スクリーン１１２に投影されるおそれがある。この場合、有効外光線１０１ｂは、図１（ｄ）に示されるように、ゴースト光１１４としてスクリーン１１２に投影された画像１１３の下部に線状に投影されてしまう。
【００１８】
図２は、射出側偏光板１０６Ｇと光学素子１０９Ｇとの接着部の拡大図である。射出側偏光板１０６Ｇと光学素子１０９Ｇは、接着剤１１０により接着されている。接着剤としては、主として光学用に用いられるＵＶ硬化型接着剤やエポキシ系接着剤等を使用すればよい。射出側偏光板１０６Ｇには、遮光部１１５が形成されている。
【００１９】
本実施例では、射出側偏光板１０６Ｇに遮光部１１５を形成した後、光学素子１０９Ｇが貼り付けられる。射出側偏光板１０６Ｇに光学素子１０９Ｇを接着させると、接着剤１１０は射出側偏光板１０６Ｇと光学素子１０９Ｇとの接着面からはみ出してしまい、接着剤だまり１１０ａが形成されてしまう。有効外光線１０１ｂが接着剤だまり１１０に入射してしまうと、乱反射してゴースト光１１４としてスクリーン１１２に投影された画像１１３の下部に線状に投影されてしまう。
【００２０】
本実施例では、有効外光線１０１ｂを投射レンズ１１１に入射することを防止するために、接着された光学部材のうち光線の入射側の光学部材である射出側偏光板１０６Ｇに遮光部１１５が形成されている。射出側偏光板１０６Ｇの接着剤１１０が塗布された面（以下、第１面という）は、図３に示されるように、光学素子１０９Ｇの接着剤１１０が塗布された面（以下、第２面という）よりも大きくなるように構成されている。
【００２１】
遮光部１１５は、第１面に、光軸方向から見て、第２面の外周の少なくとも一部を覆うように形成されている。具体的には、遮光部１１５は、第１面のうち、第２面の有効光線１０１ａが通過する範囲である有効光線範囲（光学有効面）に相当する領域１０１ｃと射出側偏光板１０６Ｇの外周との間の遮光領域にロの字状に形成されている。なお、有効光線範囲とは、有効光線が通過する範囲のことであり、外周部を有効光線の最も外側の光線である有効光線１０１ａが通過する。また、有効光線範囲に相当するとは、有効光線範囲の大きさと等しいということである。このように構成することで、遮光部１１５は有効外光線１０１ｂを接着剤だまり１１０ａに到達する前に遮光することができるため、ゴースト光１１４は発生しない。また、遮光部１１５の少なくとも一部は、第２面の少なくとも一部と重なっていてもよい。
【００２２】
本実施例では、遮光部１１５として、反射蒸着膜が使用される。蒸着膜の厚さは、μｍ単位であり、コンマ数ｍｍ程度の金属マスクを設ける場合に比べて厚み公差が十分無視できる。また、一般的に接着剤１１０として本実施例で使用されるＵＶ硬化型接着剤の厚さは最低でも数十μｍであるため、これと比較すると蒸着膜の厚さは無視できる。したがって、光学部材の接着精度に影響を与えることもなく、投射レンズ１１１の解像性能に影響を与えることもない。また、金属マスク等の部材を追加する必要もないため、装置の小型化やコスト削減に寄与することができる。
【００２３】
以上説明したように、第１面を第２面より大きくした上で、射出側偏光板１０６Ｇに遮光部１１５を形成することで、有効外光線１０１ｂを接着剤だまり１１０ａに到達する前に遮光することができる。本実施例では、遮光部１１５として反射蒸着膜を使用するため、有効外光線１０１ｂを接着剤だまり１１０ａに到達する前に反射することができる。したがって、スクリーン１１２に投影されるゴースト光１１４を光学系の精度を保ちながら良好に除去することができ、結果として画質の良い投射型表示装置を提供することが可能となる。
【００２４】
なお、本実施例では遮光部１１５として反射蒸着膜を使用したが、本発明はこれに限定されない。例えば、遮光塗料を遮光部１１５として使用してもよい。遮光部１１５として遮光塗料を使用することで、反射蒸着膜を使用する場合に比べてコストを削減することができる。
【００２５】
ただし、高輝度のプロジェクタを使用する場合、遮光塗料は有効外光線１０１ｂを吸収し、発熱してしまうため、光学部材が熱応力を受けて光弾性（黒ムラ）が発生するおそれがある。一方、反射蒸着膜は光を吸収するのではなく反射するので、高輝度のプロジェクタを使用した場合でも光学部材の発熱を低減することができるため、光弾性によるコントラストの低下や色ムラの発生を低減し、より画質を向上させることができる。したがって、装置の用途や製造コストに応じて、遮光方法を変更すればよい。
【００２６】
なお、本実施例では、射出側偏光板１０６Ｇと光学素子１０９Ｇとの接着について説明したが、他の射出側偏光板と光学部材との接着についても同様である。
【実施例２】
【００２７】
図４（ａ）は、本実施例の反射型液晶パネルを有する投射型表示装置のｙｚ断面図である。図５は、投射型表示装置の一部の光学系の側面図である。
【００２８】
光源（ランプ）１から射出された光は、フライアイレンズ４３ａ、フライアイレンズ４３ｂで瞳分割され、コンデンサレンズ４８によって反射型の液晶パネル６１Ｇ、６１Ｂ、６１Ｒに集光照明される。フライアイレンズ４３ａ、４３ｂは、実施例１で説明したフライアイレンズ１０２ａ、１０２ｂと同様の構成を有する。コンデンサレンズ４８を透過した照明光は、ダイクロイックミラー５８で緑色光と赤青色光に波長領域で分割される。緑色光はダイクロイックミラー５８を透過し、赤青色光はダイクロイックミラー５８で反射される。ダイクロイックミラー５８で反射された赤青色光は、色選択性位相差板（波長選択性位相板）６５によって赤色光または青色光のいずれかの偏光方向が９０度位相変化し、偏光ビームスプリッタ（第１の光学素子）６６に入射する。
【００２９】
偏光ビームスプリッタ６６で偏光分離された青色光と赤色光はそれぞれ、赤色用の液晶パネル６１Ｒと青色用の液晶パネル６１Ｂに入射する。ダイクロイックミラー５８を透過した緑色光は、偏光ビームスプリッタ（第１の光学素子）６０に入射後、反射されて緑色用の液晶パネル６１Ｇに入射する。液晶パネル６１Ｇ、６１Ｂ、６１Ｒから射出された光は光学素子（第２の光学素子）１１６に入射し、ダイクロイックプリズム（色合成プリズム）６９で色合成された後、投射レンズ１１１でスクリーン１１２に投影される。
【００３０】
実施例１と同じように、フライアイレンズ４３ａから射出され、本来入射すべきフライアイレンズ４３ｂの微小レンズではなく、隣接する微小レンズに入射した光束は、有効外光線１ｂとなる。有効外光線１ｂは、各液晶パネルで反射された後、各偏光ビームスプリッタと光学素子１１６との接着面に到達する。
【００３１】
図６は、偏光ビームスプリッタ６０と光学素子１１６との接着部の拡大図である。偏光ビームスプリッタ６０と光学素子１１６は、接着剤１１０により接着されている。接着剤としては、主として光学用に用いられるＵＶ硬化型接着剤やエポキシ系接着剤等を使用すればよい。偏光ビームスプリッタ６０には、遮光部１１５が形成されている。本実施例では、偏光ビームスプリッタ６０に遮光部１１５を形成した後、光学素子１１６が貼り付けられる。
【００３２】
偏光ビームスプリッタ６０に光学素子１１６を接着させると、接着剤１１０は偏光ビームスプリッタ６０と光学素子１１６との接着面からはみ出してしまい、接着剤だまり１１０ａが形成されてしまう。有効外光線１ｂが接着剤だまり１１０に入射してしまうと、乱反射して図４（ｂ）に示されるようにゴースト光１１４としてスクリーン１１２に投影された画像１１３の上部および下部に線状に投影されてしまう。
【００３３】
本実施例では、有効外光線１ｂを投射レンズ１１１に入射することを防止するために、接着された光学部材のうち光線の入射側の光学部材である偏光ビームスプリッタ６０に遮光部１１５が形成されている。偏光ビームスプリッタ６０の接着剤１１０が塗布された面（以下、第１面という）は、図７（ａ）に示されるように、光学素子１１６の接着剤１１０が塗布された面（以下、第２面という）よりも大きくなるように構成されている。
【００３４】
遮光部１１５は、第１面に、光軸方向から見て、第２面の外周の少なくとも一部を覆うように形成されている。具体的には、遮光部１１５は、第１面のうち、第２面の有効光線が通過する範囲である有効光線範囲（光学有効面）に相当する領域１ｃと偏光ビームスプリッタ６０の外周との間の遮光領域にロの字状に形成されている。なお、有効光線範囲とは、有効光線が通過する範囲のことであり、外周部を有効光線の最も外側の光線である有効光線が通過する。また、有効光線範囲に相当するとは、有効光線範囲の大きさと等しいということである。このように構成することで、遮光部１１５は有効外光線１ｂを接着剤だまり１１０ａに到達する前に遮光することができるため、ゴースト光１１４は発生しない。また、本実施例において、有効光線とは、正規の光路を通過し、スクリーン上に投射される光線のことをいう。また、遮光部１１５の少なくとも一部は、第２面の少なくとも一部と重なっていてもよい。
【００３５】
以上説明したように、第１面を第２面より大きくした上で、偏光ビームスプリッタ６０に遮光部１１５を形成することで、有効外光線１ｂを接着剤だまり１１０ａに到達する前に遮光することができる。したがって、スクリーン１１２に投影されるゴースト光１１４を光学系の精度を保ちながら良好に除去することができ、結果として画質の良い投射型表示装置を提供することが可能となる。
【００３６】
なお、本実施例では、偏光ビームスプリッタ６０と光学素子１１６との接着について説明したが、偏光ビームスプリッタ６６と光学素子１１６との接着についても同様である。
【００３７】
また、遮光部１１５は、反射蒸着膜であってもよいし、遮光塗料であってもよい。実施例１で説明したように、装置の用途や製造コストに応じて、遮光方法を変更すればよい。
【００３８】
本実施例では、フライアイレンズ４３ａ、４３ｂの微小レンズのｙｚ面におけるＲ形状とｘｚ面におけるＲ形状が異なる。すなわち、各フライアイレンズの微小レンズの面形状は非球面形状である。また、各フレイアイレンズのＲ中心の位置が偏芯している。このような構成とすることで、本実施例では、図８に示されるように、液晶パネルを照射する有効光線のｙ方向光線角度（第１の照射角度）１１７とｘ方向光線角度（第２の照射角度）が異なる。
【００３９】
すなわち、照明光学系の光軸を含み、互いに直交する面（本実施例では、ｙｚ断面とｘｚ断面）の（光学系の明るさを表す）Ｆナンバーが異なる。一般的に、偏光ビームスプリッタの反射面に入射する光線角度はコントラストに対する依存性がある。そのため、液晶パネルを照射する有効光線のｙ方向光線角度１１７とｘ方向光線角度を異ならせることで、液晶プロジェクタの明るさ性能とコントラスト性能を両立することが可能となる。
【００４０】
本実施例にいう「Ｆナンバー」は、ｘｚ断面でのＦナンバーとｙｚ断面でのＦナンバーとがある。ｘｚ断面とｙｚ断面でのＦナンバーは、ｘｚ断面とｙｚ断面のそれぞれにおいて、照明光学系の内部にてフライアイレンズ４３ｂの近傍に形成される２次光源像の輝度分布の最大有効幅Ｄ（Ｄ１，Ｄ２）でコンデンサレンズ４８の焦点距離ｆを除した値である。すなわち、
ｘｚ断面でのＦナンバー：Ｆ＝ｆ／Ｄ１  （１）
ｙｚ断面でのＦナンバー：Ｆ＝ｆ／Ｄ２  （２）
である。２次光源像の輝度分布の最大有効幅（最大有効径）Ｄとは、図９に示されるように、２次光源像の輝度断面の包絡線Ｅにおける半値幅、すなわち最大輝度Ｉの１／２の輝度が得られる幅（半値全幅）を意味する。
【００４１】
ｘｚ断面とｙｚ断面のそれぞれにおいて、θをダイクロイック膜および反射型液晶パネルに向かう光束のうち最も外側の光線が光軸Ｃに対してなす角度とすると、
Ｆ＝１／（２ｔａｎθ）                （３）
と表わすこともできる。つまり、θが小さくなるほどＦナンバーは大きくなる。
【００４２】
一般的に、投射型表示装置の高さを小さくすることが、装置全体の小型化に重要である。例えば、装置を２台重ねてスタック使用する場合、高さが小さいことで画面の相対的な調整量を低減することができる。本実施例では、装置の高さ方向（ｙ方向）の幅を小さくするために、ｙ方向光線角度１１７がｘ方向光線角度１１９より小さくなるように構成する。この場合、図８に示されるように、ｙｚ断面内での接着剤だまり１１０ａから有効光線までの長さ１１８がｘｚ断面内での長さ１２０より短くなってしまう。そのため、ｙｚ断面では、ｙ方向に広がる有効外光線を遮光部１１５で遮光する必要がある。一方、ｘｚ断面では、接着剤だまり１１０ａから有効光線までの長さが十分であるため、ｘ方向の遮光は特に必要ない。
【００４３】
すなわち、遮光部１１５を、ｙ方向に広がる有効外光線のみを遮光するように、図６（ｂ）に示されるように、偏光ビームスプリッタ６０の接着剤１１０が塗布された第１面の上部と下部に短冊状に形成してもよい。具体的には、遮光部１１５は、第１面の中心を通るｘ方向に平行な中心線Ａ−Ａからのｙ方向の距離が、中心線Ａ−Ａと光学素子１１６の有効光線範囲に相当する領域１ｃの外周とのｙ方向の距離より大きい領域に形成されている。このような構成とすることで、ゴースト光１１４を除去しつつ、光学部材の外形を小さくすることができる。また、光学部材を小型化できるため、装置全体のコストを下げることができる。
【実施例３】
【００４４】
本実施例では、実施例２で説明した反射型液晶パネルを有する投射型表示装置の詳細について、図１０と図１１を参照して説明する。図１０は、本実施例の投射型画像表示装置の分解斜視図である。図１１は、本実施例の投射型表示装置のｘｚ断面図およびｙｚ断面図である。
【００４５】
光源（ランプ）１は、ランプホルダー２に保持される。防爆ガラス３は、ガラス押さえ４に押さえつけられた状態でランプホルダー２に取り付けられる。光源１からの光は、照明光学系αに入射する。照明光学系αからの光は、色分解合成光学系βに入射する。色分解合成光学系βは、ＲＧＢの３色用の反射型の液晶パネルを備える。色分解合成光学系βからの光は、投射レンズ鏡筒５に収納される投射レンズ光学系に入射する。
【００４６】
投射レンズ光学系は、不図示のスクリーン（被投射面）に画像を投射する。光学ボックス６は、光源１、照明光学系αおよび色分解合成光学系βを収納するとともに、投射レンズ鏡筒５を固定する。また、光学ボックス６は、光源１の周囲を囲むランプ周辺部材としてのランプケース部材を備え、照明光学系αおよび色分解合成光学系βを収納した状態で光学ボックス蓋７で蓋をされる。
【００４７】
電源８には、電源フィルタ９が取り付けられている。バラスト電源１０は、電源８と合体し光源１を点灯する。回路基板１１は、電源８からの電力により液晶パネルの駆動、および光源１の点灯指令を指示する。
【００４８】
冷却ファン１２Ａ、１２Ｂは、外装キャビネット２１に設けられた吸気口２１ａから空気を吸い込み、ＲＧＢダクト１３を介して色分解合成光学系β内の液晶パネル等の光学素子に冷却風を送る。冷却ファン１４は、光源１に対して冷却風を送る。ランプダクト１５は、冷却ファン１４を保持しつつ、ランプダクト１６とともに冷却風を光源１に送るためのダクトを構成する。冷却ファン１７は、外装キャビネット２１に設けられた吸気口２１ｂから空気を吸い込むことで電源８およびバラスト電源１０に冷却風を送る。排気ファン１８は、冷却ファン１４による光源１を通過した後の熱風を排出する。
【００４９】
排気ルーバー１９、２０は、光源１からの光が装置外部に漏れることを防止する遮光機能を有する。外装キャビネット（外装ケース下部）２１は、光学ボックス６等を収納し、光学ボックス６等を収納した状態で外装キャビネット蓋（外装ケース上部）２２で蓋をされる。外装キャビネット２１には、吸気口２１ａ、２１ｂが形成されている。側板２４には、排気口２４ａが形成されている。インターフェース基板２５は、各種信号を取り込むコネクターが搭載される。インターフェース補強板２６は、側板２３の内側に取り付けられている。排気ボックス２７は、装置内部に排気風を放散させないために、光源１からの排気熱を排気ファン１８まで導く。また、排気ボックス２７は、排気ルーバー１９、２０を保持する。
【００５０】
ランプ蓋２８は、外装キャビネット２１の底面に着脱自在に設けられ、ビス（不図示）により固定される。セット調整脚２９は、外装キャビネット２１に固定され、高さ調節可能な脚部２９ａを備える。脚部２９ａの高さを調整することで、装置本体の傾斜角度を調整することができる。
【００５１】
ＲＧＢ吸気プレート３０は、外装キャビネット２１の吸気口２１ａの外側に取り付けられるフィルター（不図示）を押さえる。プリズムベース３１は、色分解合成光学系βを保持する。ボックスサイドカバー３２は、色分解合成光学系βの光学素子と液晶パネルを冷却するために、ＲＧＢダクト３３とともに冷却ファン１２Ａ、１２Ｂからの冷却風を導くためのダクトを形成する。ＲＧＢ基板３４は、色分解合成光学系βの液晶パネルのＦＰＣに接続されるとともに、回路基板１１に接続される。ＲＧＢ基板カバー３５は、ＲＧＢ基板３４に電気ノイズが入り込まないように機能する。
【００５２】
次に、本実施例の投射型表示装置の光学構成について説明する。照明光学系αは、光源１、第１〜第４のフライアイレンズ４３ａ〜４３ｄ、紫外線吸収フィルタ４４、偏光変換素子４５、フロントコンプレッサ４６、反射ミラー４７、コンデンサレンズ４８、リアコンプレッサ４９およびカラーフィルター５０を備える。
【００５３】
光源１は、連続スペクトルで白色光を発光する発光管４１と、発光管４１からの光を所定の方向へ集光するリフレクター４２と、を備える。
【００５４】
第１のフライアイレンズ４３ａは、水平方向（光源１からの光の進行方向における水平方向）において屈折力を有する複数のシリンドリカルレンズセルから構成される。第２のフライアイレンズ４３ｂは、第１のフライアイレンズ４３ａの個々のレンズセルに対応したシリンドリカルレンズセルを複数有する。偏光変換素子４５は、無偏光光を所定の偏光光に揃える。
【００５５】
フロントコンプレッサ４６は、垂直方向（光源１からの光の進行方向における垂直方向）において屈折力を有するシリンドリカルレンズから構成される。反射ミラー４７は、光軸をほぼ９０度（より詳しくは８８度）折り曲げる。
【００５６】
第３のフライアイレンズ４３ｃは、垂直方向において屈折力を有する複数のシリンドリカルレンズセルから構成される。第４のフライアイレンズ４３ｄは、第３のフライアイレンズ４３ｃの個々のレンズセルに対応したシリンドリカルレンズセルを複数有する。
【００５７】
リアコンプレッサ４９は、垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成される。カラーフィルター５０は、色座標を所定値に調整するために特定波長域の色を光源１に戻す。
【００５８】
色分解合成光学系βは、ダイクロイックミラー５８〜ダイクロイックプリズム６９を備える。
【００５９】
ダイクロイックミラー５８は、青（Ｂ：例えば４３０〜４９５ｎｍ）と赤（Ｒ：例えば５９０〜６５０ｎｍ）の波長領域の光を反射し、緑（Ｇ：例えば５０５〜５８０ｎｍ）の波長領域の光を透過させる。Ｇ用入射側偏光板５９は、透明基板に偏光素子を貼着することで構成され、Ｐ偏光光のみを透過する。偏光ビームスプリッタ６０は、Ｐ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する偏光分離面を有する。
【００６０】
Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒ、Ｇ用反射型液晶パネル６１ＧおよびＢ用反射型液晶パネル６１Ｂはそれぞれ、入射した光を反射するとともに画像変調する光変調素子（または画像形成素子）である。各液晶パネルを透過した光は、Ｒ用１／４波長板６２Ｒ、Ｇ用１／４波長板６２ＧおよびＢ用１／４波長板６２Ｂに入射する。
【００６１】
トリミングフィルタ６４ａは、Ｒ光の色純度を高めるためにオレンジ光を光源１に戻す。ＲＢ用入射側偏光板６４ｂは、透明基板に偏光素子を貼着することで構成され、Ｐ偏光光のみを透過する。
【００６２】
色選択性位相差板６５は、Ｒ色光の偏光方向を９０度変換し、Ｂ光の偏光方向は変換しない。偏光ビームスプリッタ６６は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する偏光分離面を有する。
【００６３】
Ｂ用射出側偏光板６８ＢおよびＧ用射出側偏光板６８Ｇはそれぞれ、Ｂ光およびＧ光のＳ偏光成分のみを透過させる。ダイクロイックプリズム６９は、Ｒ光およびＢ光を透過し、Ｇ光を反射する。
【００６４】
次に、光学的な作用について説明する。発光管４１からの光は、リフレクター４２により所定の方向へ集光される。リフレクター４２は放物面形状を有し、放物面の焦点位置からの光は放物面の対称軸に平行な光束となる。
【００６５】
ただし、発光管４１は理想的な点光源ではなく有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物面の対称軸に平行でない光の成分も多く含まれている。これらの光束は、第１のフライアイレンズ４３ａに入射し、複数の光束に分割されて集光され、垂直方向に並ぶ帯状の複数の光束となる。複数の分割光束は、紫外線吸収フィルタ４４および第２のフライアイレンズ４３ｂを経て、複数の光源像を偏光変換素子４５の近傍に形成する。
【００６６】
偏光変換素子４５は偏光分離面、反射面および１／２波長板を備え、複数の光束はその列に対応した偏光分離面に入射し、透過するＰ偏光成分の光と反射するＳ偏光成分の光に分割される。反射されたＳ偏光成分の光は反射面で反射し、Ｐ偏光成分と同じ方向へ出射する。一方、透過したＰ偏光成分の光は、１／２波長板を透過してＳ偏光成分と同じ偏光成分に変換され、偏光方向が揃った光として出射する。偏光変換素子４５から射出された複数の光束は、フロントコンプレッサ４６で圧縮され、反射ミラー４７によって反射され、第３のフライアイレンズ４３ｃに入射する。
【００６７】
第３のフライアイレンズ４３ｃに入射した光束は、それぞれのシリンダレンズに応じた複数の光束に分割されて集光され、水平方向に並ぶ帯状の複数の光束となる。複数の光束は、第４のフライアイレンズ４３ｄおよびコンデンサレンズ４８を経て、リアコンプレッサ４９に入射する。
【００６８】
フロントコンプレッサ４６、コンデンサレンズ４８およびリアコンプレッサ４９の光学作用によって、複数の光束によって形成される矩形像は互いに重なり合い、矩形の均一な明るさの照明エリアを形成する。この照明エリアに、液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂが配置される。
【００６９】
偏光変換素子４５からのＳ偏光光は、ダイクロイックミラー５８に入射する。ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光は、Ｇ用入射側偏光板５９に入射する。Ｇ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＰ偏光（偏光変換素子４５を基準とする場合はＳ偏光）となっている。そして、Ｇ光はＧ用入射側偏光板５９から射出した後、偏光ビームスプリッタ６０に対してＰ偏光として入射し、その偏光分離面を透過して液晶パネル６１Ｇへと至る。
【００７０】
液晶パネル６１Ｇに入射したＧ光は、画像変調されて反射される。画像変調されたＧ光のうちＰ偏光成分は、再び偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＧ光のうちＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面で反射され、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。このとき、すべての偏光成分をＰ偏光に変換した状態（黒を表示した状態）において、偏光ビームスプリッタ６０と液晶パネル６１Ｇとの間に設けられた１／４波長板６２Ｇの遅相軸を所定の方向に調整する。これにより、偏光ビームスプリッタ６０と液晶パネル６１Ｇで発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることができる。
【００７１】
偏光ビームスプリッタ６０から射出されたＧ光は、ダイクロイックプリズム６９に対してＳ偏光として入射し、ダイクロイックプリズム６９のダイクロイック膜面で反射して投射レンズ鏡筒５へと至る。
【００７２】
一方、ダイクロイックミラー５８で反射したＲ光とＢ光は、トリミングフィルタ６４ａに入射する。Ｒ光とＢ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＰ偏光となっている。そして、Ｒ光とＢ光は、トリミングフィルタ６４ａでオレンジ光成分がカットされた後、ＲＢ用入射側偏光板６４ｂを透過し、色選択性位相差板６５に入射する。
【００７３】
色選択性位相差板６５は、Ｒ光の偏光方向のみを９０度回転させる作用を有し、これによりＲ光はＳ偏光として、Ｂ光はＰ偏光として偏光ビームスプリッタ６６に入射する。
【００７４】
Ｓ偏光として偏光ビームスプリッタ６６に入射したＲ光は、偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射され、液晶パネル６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として偏光ビームスプリッタ６６に入射したＢ光は、偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過して液晶パネル６１Ｂへと至る。
【００７５】
液晶パネル６１Ｒに入射したＲ光は、画像変調されて反射される。画像変調されたＲ光のうちＳ偏光成分は、再び偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射されて光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＲ光のうちＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過して、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。
【００７６】
また、液晶パネル６１Ｂに入射したＢ光は、画像変調されて反射される。画像変調されたＢ光のうちＰ偏光成分は、再び偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＢ光のうちＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射して、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。
【００７７】
このとき、偏光ビームスプリッタ６６と液晶パネル６１Ｒ、６１Ｂとの間に設けられた１／４波長板６２Ｒ、６２Ｂの遅相軸を調整することにより、Ｒ光およびＢ光それぞれの黒の表示の調整を行うことができる。
【００７８】
偏光ビームスプリッタ６６から射出されたＢ光は、Ｓ偏光としてＢ用射出側偏光板６８Ｂで検光されてダイクロイックプリズム６９に入射する。また、偏光ビームスプリッタ６６から射出されたＲ光は、Ｐ偏光のままＢ用射出側偏光板６８Ｂを透過して、ダイクロイックプリズム６９に入射する。なお、Ｂ光は、Ｂ用射出側偏光板６８Ｂで検光されることにより、Ｂ光は偏光ビームスプリッタ６６、液晶パネル６１Ｂおよび１／４波長板６２Ｂを通ることによって生じた無効な成分をカットされる。
【００７９】
ダイクロイックプリズム６９に入射したＲ光とＢ光は、ダイクロイック膜面を透過して、ダイクロイック膜面にて反射したＧ光と合成されて投射レンズ鏡筒５内の投射レンズ光学系に至る。そして、合成されたＲ、Ｇ、Ｂ光は、投射レンズ鏡筒５の投射レンズ光学系によってスクリーン等の被投射面に拡大投影される。
【００８０】
以上説明した光路は反射型液晶表示素子が白表示の場合であるため、以下に反射型液晶表示素子が黒表示の場合での光路を説明する。
【００８１】
ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光のＰ偏光光は、Ｇ用入射側偏光板５９に入射し、その後、偏光ビームスプリッタ６０に入射して偏光分離面で透過され、液晶パネル６１Ｇへと至る。しかしながら、液晶パネル６１Ｇが黒表示のため、Ｇ光は画像変調されないまま反射される。したがって、液晶パネル６１Ｇで反射された後もＧ光はＰ偏光光のままであるため、再び偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面で透過し、Ｇ用入射側偏光板５９を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。
【００８２】
一方、ダイクロイックミラー５８を反射したＲ光とＢ光のＰ偏光光は、ＲＢ用入射側偏光板６４ｂに入射する。Ｒ光とＢ光は、ＲＢ用入射側偏光板６４ｂから出射した後、色選択性位相差板６５に入射する。
【００８３】
色選択性位相差板６５は、Ｒ光の偏光方向のみを９０度回転させる作用を有し、これによりＲ光はＳ偏光として、Ｂ光はＰ偏光として偏光ビームスプリッタ６６に入射する。
【００８４】
Ｓ偏光として偏光ビームスプリッタ６６に入射したＲ光は、偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射され、液晶パネル６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として偏光ビームスプリッタ６６に入射したＢ光は、偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過して液晶パネル６１Ｂへと至る。
【００８５】
ここで、液晶パネル６１Ｒは黒表示のため、液晶パネル６１Ｒに入射したＲ光は画像変調されないまま反射される。したがって、液晶パネル６１Ｒで反射された後もＲ光はＳ偏光光のままであるため、再び偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面で反射し、ＲＢ用入射側偏光板６４ｂを通過して光源側に戻され、投射光から除去されるため、黒表示となる。
【００８６】
一方、液晶パネル６１Ｂに入射したＢ光は液晶パネル６１Ｂが黒表示のため、画像変調されないまま反射される。したがって、液晶パネル６１Ｂで反射された後もＢ光はＰ偏光光のままであるため、再び偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面を透過し、色選択性位相差板６５によりＰ偏光に変換される。そして、ＲＢ用入射側偏光板６４ｂを透過して光源側に戻されて投射光から除去される。
【００８７】
なお、本実施例では、照明光学系αのｙ方向光線角度（第１の照射角度）がｘ方向光線角度（第２の照射角度）より小さくなるように構成している。このように構成することで、色分離合成光学系βにおける光学部品の外形を小さくすることができ、図１０に示した投射型表示装置のy方向の大きさを小さく構成することが可能となる。
【００８８】
本実施例において、有効光線とは、スクリーン上に投射される光のことをいう。
【００８９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００９０】
本発明の各実施例においては、図２および図６に示されるように、光源からの光の進行方向と直交する方向から見て、接着剤の一部は第１の面と第２の面との間に設けられ、接着剤のうち前述の一部と異なる接着剤と第１の面との間には遮光部が設けられている。ここでいう接着剤のうち前述の一部と異なる接着剤とは図２および図６に示される接着剤だまり１１０ａを含んでおり、遮光部１１５は接着剤だまり１１０ａ全体と重なるように、接着剤だまり１１０ａと第１の面との間に設けられている。言い換えれば、光源からの光の進行方向から見た際に、遮光部１１５によって接着剤だまり１１０ａが見えないようになっている。
【００９１】
しかしながら、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、光源からの光の進行方向から見た際に、接着剤だまり１１０ａの一部と遮光部１１５が重なるような構成などであってもよい。つまり、本発明の各実施例においては、光源からの光の進行方向から見た際に、接着剤だまり１１０ａの少なくとも一部と遮光部１１５が重なるようになっていればよい。
【符号の説明】
【００９２】
１          光源（ランプ）
６０、６６  偏光ビームスプリッタ（第１の光学素子）
６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂ  液晶パネル（光変調素子）
１０１      光源
１０５      液晶パネル（光変調素子）
１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ  射出側偏光板（第１の光学素子）
１０９Ｒ、１０９Ｂ、１０９Ｂ  光学素子（第２の光学素子）
１１０      接着剤
１１５      遮光部
１１６      光学素子（第２の光学素子）
【図１】
2018097262.tif 000003
【図２】
2018097262.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018097262.tif 000009
【図８】
2018097262.tif 000010
【図９】
2018097262.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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