(57)【要約】【課題】高画質なカラー表示が可能であるとともに、熱による影響を受けないで各部材を固定可能な光学装置および電子機器を提供すること。【解決手段】光学装置は、偏光分離素子４４１と、反射型電気光学装置５０と、クロスダイクロイックプリズム４４３と、三角柱状の支持部材７０と、固定部材８０と、を備える。固定部材８０は、クロスダイクロイックプリズム４４３に形成された第１くぼみ部と支持部材７０に形成された第２くぼみ部７６に、プリズム側ねじ８２２および支持側ねじ８１５を係合することにより、クロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４４と支持部材７０の第１面７１とが接した状態で固定する。第１くぼみ部と第２くぼみ部７６は、クロスダイクロイックプリズム４４３の誘電体多層膜の交点Ｐから延びる光束入射側端面４４４に対する垂線Ｌ上に形成される。【選択図】図３
2011215523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の反射型光変調素子と、
前記反射型光変調素子に照射される光束および前記反射型光変調素子で変調された光束を偏光分離する複数の偏光分離素子と、
前記複数の反射型光変調素子にて変調され前記複数の偏光分離素子にて偏光分離された光束をそれぞれ入射する複数の光束入射側端面、および互いに直交して設けられ入射した各光束を合成して画像光を形成する２つの光合成面を有する色合成光学素子と、
前記反射型光変調素子および前記偏光分離素子を支持し、前記反射型光変調素子および前記偏光分離素子を前記色合成光学素子の前記複数の光束入射側端面にそれぞれ固定する複数の固定部材と、を備え、
前記固定部材は、
前記色合成光学素子の複数の光束入射側端面と直交する端面における前記２つの光合成面の交点から延びる各光束入射側端面に対する垂線上に固定される
ことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学装置において、
前記色合成光学素子における前記固定部材が固定される位置には、第１くぼみ部が形成され、
前記固定部材は、前記第１くぼみ部に係合可能な第１突状部を有し、この第１突状部を前記第１くぼみ部に係合させることで前記色合成光学素子に固定される
ことを特徴とする光学装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学装置において、
前記反射型光変調素子および前記偏光分離素子を支持する透光性の支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記色合成光学素子の入射側端面に対向配置される第１面と、この第１面に直交し前記反射型光変調素子の光入射出側端面が接合される第２面と、前記第１面および前記第２面に対して４５°の角度をなし前記偏光分離素子が接合される第３面と、前記第１面、前記第２面、および前記第３面に直交する固定端面と、を有し、
前記第１面が前記色合成光学素子に対向配置された状態での前記固定端面における前記垂線の延長上には、第２くぼみ部が形成され、
前記固定部材は、前記第２くぼみ部に係合可能な第２突状部を有し、この第２突状部を前記第２くぼみ部に係合させることで前記支持部材に固定される
ことを特徴とする光学装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各波長帯域に分離された光をそれぞれ変調し、これらの変調光を合成出力する光学装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクター等の投射装置では、入射光を各波長帯域（例えば、ＲＧＢ３色）の光に分離し、分離された光を反射型液晶パネルに入射させることで各光を変調させ、変調された３色の光を、偏光ビームフィルターやダイクロイックミラーを通してスクリーン上で重ね合わせてカラー表示している。
【０００３】
ここで、偏光ビームフィルター、ダイクロイックミラー、および反射型液晶パネルの相対位置がずれてしまうとスクリーン上の投影像において３色の画像光がずれ、カラー表示の画質が悪化してしまう。このような問題を解決するために、これらの３つの画像光が適切に重なるように、ダイクロイックミラー、反射型液晶パネルおよび偏光ビームフィルターの位置を調整して固定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１では、光合成プリズムの光束入射側端面の上下端部に２個の固定プレートを接着剤等でそれぞれ接合し、この固定プレートに偏光ビームフィルターと反射型液晶パネルとを接合することでそれぞれの位置を固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９９０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年のプロジェクターの高精細化および高輝度化に伴い、特許文献１に記載の技術により偏光ビームフィルターと反射型液晶パネルと光合成プリズムとの相対位置を固定したとしても、光合成プリズムと固定プレートとを異なる線膨張係数を有する部材で構成した場合に次のような問題が生じる。すなわち、熱により各部材がそれぞれ異なる膨張率で膨張してしまうため、特許文献１のように光合成プリズムと固定プレートとを接着剤等で接合していると、この接合箇所において各部材の膨張状態の違いを吸収することができない。このため、各部材に応力がかかって変形が生じ、この変形により、スクリーンに投射される画像光にムラが発生したり、熱衝撃による接着剤の剥離が発生したりするおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、高画質なカラー表示が可能であるとともに、熱による影響を受けないで各部材を固定可能な光学装置および電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光学装置は、複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の反射型光変調素子と、前記反射型光変調素子に照射される光束および前記反射型光変調素子で変調された光束を偏光分離する複数の偏光分離素子と、前記複数の反射型光変調素子にて変調され前記複数の偏光分離素子にて偏光分離された光束をそれぞれ入射する複数の光束入射側端面、および互いに直交して設けられ入射した各光束を合成して画像光を形成する２つの光合成面を有する色合成光学素子と、前記反射型光変調素子および前記偏光分離素子を支持し、前記反射型光変調素子および前記偏光分離素子を前記色合成光学素子の前記複数の光束入射側端面にそれぞれ固定する複数の固定部材と、を備え、前記固定部材は、前記色合成光学素子の複数の光束入射側端面と直交する端面における前記２つの光合成面の交点から延びる各光束入射側端面に対する垂線上に固定されることを特徴とする。
【０００８】
この発明では、固定部材は反射型光変調素子と偏光分離素子を支持しているため、固定部材と色合成光学素子とが固定されることにより、反射型光変調素子、偏光分離素子、および色合成光学素子はその相対位置が固定される。また、固定部材は、色合成光学素子の複数の光束入射側端面と直交する端面において、直交する２つの光合成面の交点から延びる各光束入射側端面に対する垂線上で固定される。つまり、色合成光学素子と固定部材とは、光束の光軸に対応する位置（光軸対応位置という）において固定され、入射光軸と対応しない位置（光軸非対応位置という）においては固定されない。
このため、色合成光学素子と固定部材に線膨張係数の異なる材料を用いた際に熱が加わった場合、各部材を光軸対応位置を中心に膨張させることができる。したがって、各部材の膨張状態の違いをそれぞれ可動となっている光軸非対応位置で吸収することができるとともに、光軸対応位置の変形を抑制できるので、スクリーンに投射される画像光にムラのない高画質なカラー表示を提供することができる。さらに、変形が抑制される光軸対応位置で色合成光学素子と固定部材とを固定するので、熱衝撃により両者の固定状態が変化するという不具合も防止できる。
【０００９】
本発明の光学装置において、前記色合成光学素子における前記固定部材が固定される位置には、第１くぼみ部が形成され、前記固定部材は、前記第１くぼみ部に係合可能な第１突状部を有し、この第１突状部を前記第１くぼみ部に係合させることで前記色合成光学素子に固定されることが好ましい。
【００１０】
固定部材が固定される位置とは、色合成光学素子の複数の光束入射側端面と直交する端面において、直交する２つの光合成面の交点から延びる各光束入射側端面に対する垂線上にある。固定部材は、第１くぼみ部に係合可能な第１突状部を有し、この第１突状部が第１くぼみ部に係合可能な形状に形成されている。
これによれば、固定部材は、第１くぼみ部に第１突状部を係合させるだけの簡単な構成で色合成光学素子に固定されるので、色合成光学素子や固定部材に対する熱衝撃が繰り返された場合でも、色合成光学素子と固定部材とは固定された状態を維持することができる。すなわち、従来は、接着剤等により各部材が接合されていたため、各部材に対する繰り返しの熱衝撃により接着剤等の剥離が発生したが、本発明では、熱による影響を受けずに各部材を固定することができる。
【００１１】
本発明の光学装置において、前記反射型光変調素子および前記偏光分離素子を支持する透光性の支持部材をさらに備え、前記支持部材は、前記色合成光学素子の入射側端面に対向配置される第１面と、この第１面に直交し前記反射型光変調素子の光入射出側端面が接合される第２面と、前記第１面および前記第２面に対して４５°の角度をなし前記偏光分離素子が接合される第３面と、前記第１面、前記第２面、および前記第３面に直交する固定端面と、を有し、前記第１面が前記色合成光学素子に対向配置された状態での前記固定端面における前記垂線の延長上には、第２くぼみ部が形成され、前記固定部材は、前記第２くぼみ部に係合可能な第２突状部を有し、この第２突状部を前記第２くぼみ部に係合させることで前記支持部材に固定されることが好ましい。
【００１２】
この発明では、固定部材は、反射型光変調素子および偏光分離素子が接合された支持部材の第１面が色合成光学素子の光束入射側端面に対向配置された状態で、支持部材と色合成光学素子とを固定する。支持部材の第２くぼみ部は、第１面、第２面、および第３面に直交する固定端面に形成されており、さらに、色合成光学素子の複数の光束入射側端面が直交する端面において２つの光合成面の交点から延びる光束入射側端面に対する垂線の延長上に形成される。すなわち、色合成光学素子の第１くぼみ部と支持部材の第２くぼみ部とは、光束入射側端面を挟んで光束入射側端面に対する垂線上に位置している。つまり、色合成光学素子と支持部材と固定部材とは、光軸対応位置において固定され、光軸非対応位置においては固定されない。
このため、色合成光学素子と固定部材と支持部材とに線膨張係数の異なる材料を用いた際に熱が加わった場合、各部材を光軸対応位置を中心に膨張させることができる。したがって、各部材の膨張状態の違いをそれぞれ可動となっている光軸非対応位置で吸収することができるとともに、光軸対応位置の変形を抑制できるので、スクリーンに投射される画像光にムラのない高画質なカラー表示を提供することができる。また、変形が抑制される光軸対応位置で色合成光学素子と支持部材と固定部材とを固定するので、熱衝撃により各部材の固定状態が変化するという不具合も防止できる。
【００１３】
本発明の電子機器は、上述の光学装置を備えることを特徴とする。
この発明によれば、電子機器は上述した本発明の光学装置を備えているので、熱の影響を受けずに各部材を固定することができるとともに、高品質な画像表示を行うことができる。
このような電子機器としては、例えば、液晶プロジェクター等の投射型表示装置が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの構成を示す図。
【図２】第１実施形態におけるクロスダイクロイックプリズムを示す上面図。
【図３】第１実施形態における固定部材がクロスダイクロイックプリズムに固定された状態を示す図であり、（Ａ）は要部上面図、（Ｂ）は要部側面図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る光学装置の固定部材がクロスダイクロイックプリズムに固定された状態を示す図であり、（Ａ）は要部上面図、（Ｂ）は要部側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
〔プロジェクターの構成〕
図１は、プロジェクター１の概略構成を模式的に示す図である。
プロジェクター１は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調してカラー画像（画像光）を形成し、このカラー画像をスクリーン（図示略）上に拡大投射する。このプロジェクター１は、図１に示すように、略直方体状の外装筐体２と、投射レンズ３と、光学ユニット４等を備える。
【００１６】
投射レンズ３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、光学ユニット４にて形成されたカラー画像をスクリーン上に拡大投射する。
光学ユニット４は、外装筐体２内の制御装置による制御の下、光源から射出された光束を光学的に処理して画像信号に対応したカラー画像を形成するユニットである。この光学ユニット４は、光源装置４１と、照明光学装置４２と、色分離光学装置４３と、光学装置４４等を備える。
光源装置４１は、光源ランプ４１１、リフレクター４１２、ＵＶ−ＩＲフィルター４１３等を備える。光源ランプ４１１から射出された光束は、リフレクター４１２によって射出方向が揃えられ、ＵＶ−ＩＲフィルター４１３を介して照明光学装置４２に向けて射出される。
【００１７】
照明光学装置４２は、第１レンズアレイ４２１、第２レンズアレイ４２２、偏光変換素子４２３、および重畳レンズ４２４を備える。そして、光源装置４１から射出された光束は、第１レンズアレイ４２１によって複数の部分光束に分割され、第２レンズアレイ４２２の近傍で結像する。第２レンズアレイ４２２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４２３の入射面に垂直となるように入射し、偏光変換素子４２３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４２３から直線偏光光として射出され、重畳レンズ４２４を介した複数の部分光束は、光学装置４４の後述する反射型電気光学装置５０の反射型液晶パネル上で重畳する。
【００１８】
色分離光学装置４３は、青色光を反射するＢ光反射ダイクロイックミラー４３２および緑色光、赤色光を反射するＧＲ光反射ダイクロイックミラー４３３がＸ字状に配置されたクロスダイクロイックミラー４３１、緑色光を反射するＧ光反射ダイクロイックミラー４３４、および２枚の反射ミラー４３５，４３６を備える。そして、色分離光学装置４３は、照明光学装置４２から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の３色の色光に分離する。この分離された青色光、緑色光、赤色光は、光学装置４４を構成する後述する偏光分離素子４４１Ｂ，４４１Ｇ，４４１Ｒに入射する。
【００１９】
光学装置４４は、入射した光束を画像情報に応じて変調して画像光（カラー画像）を形成するものである。この光学装置４４は、３つの偏光分離素子４４１（赤色光側の偏光分離素子を４４１Ｒ、緑色光側の偏光分離素子を４４１Ｇ、青色光側の偏光分離素子を４４１Ｂとする）と、３つの反射型光変調素子としての反射型電気光学装置５０（偏光分離素子４４１と同様に、各色光側の反射型電気光学装置を５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂとする）と、色合成光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム４４３と、各部材４４１、５０、４４３を支持する３つの支持部材７０と、クロスダイクロイックプリズム４４３と支持部材７０とを固定する３つの固定部材８０と、を備える。
【００２０】
３つの偏光分離素子４４１は、入射光束の光軸に対して略４５°傾斜した状態で配置され、入射した光束を偏光分離する。そして、各偏光分離素子４４１は、入射した光束のうち、偏光変換素子４２３で揃えられた偏光方向と略同一の偏光方向を有する偏光光を透過させ、前記偏光方向に直交する偏光方向を有する偏光光を反射させ、入射した光束を偏光分離する。
【００２１】
３つの反射型電気光学装置５０は、図示しないが、シリコン基板上に液晶が形成されたいわゆるＬＣＯＳ(Liquid Crystal On Silicon)で構成されている反射型液晶パネルを備える。そして、各反射型電気光学装置５０は、各偏光分離素子４４１を透過した光束の光軸に対して反射型液晶パネルが略直交した状態でそれぞれ配置される。
反射型液晶パネルは、前記制御装置からの駆動信号に応じて、前記液晶の配向状態が制御され、偏光分離素子４４１を透過した偏光光束の偏光方向を変調し、偏光分離素子４４１に向けて反射する。反射型液晶パネルにて変調され、偏光分離素子４４１に向けて反射された光束は、偏光変換素子４２３で揃えられた偏光方向に直交する偏光方向を有する偏光光のみが偏光分離素子４４１にて反射されてクロスダイクロイックプリズム４４３に向う。
【００２２】
クロスダイクロイックプリズム４４３は、各偏光分離素子４４１にて反射された各色光がそれぞれ入射される３つの光束入射側端面４４４を有し、入射した各色光を合成してカラー画像を形成する。このクロスダイクロイックプリズム４４３は、図２に示すように、光束入射側端面４４４を有する３つの直角プリズム４４３１と、光束射出側端面を有する直角プリズム４４３２を貼り合わせた平面視略正方形状をなし、これらの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４４３３が形成されている。これら２つの誘電体多層膜４４３３は、偏光分離素子４４１Ｇにて反射された緑色光を透過し、各偏光分離素子４４１Ｒ，４４１Ｂにて反射された赤、青色光をそれぞれ反射する。このようにして、各色光が合成されてカラー画像が形成される。そして、クロスダイクロイックプリズム４４３で形成されたカラー画像は、上述した投射レンズ３によりスクリーンへ拡大投射される。
【００２３】
また、クロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４４を有する直角プリズム４４３１には、光束入射側端面４４４に直交する上下の端面４４３４に凹状の第１くぼみ部４４３５がそれぞれ形成されている。第１くぼみ部４４３５は、２つの誘電体多層膜４４３３の交点Ｐから延びる各光束入射側端面４４４に対する垂線Ｌ上に形成される。なお、クロスダイクロイックプリズム４４３と支持部材７０とを固定した場合に、反射型電気光学装置５０の中心から延びる垂線Ｍと垂線Ｌとが偏光分離素子４４１上で直交するように、各部材が配置される（図３（Ａ）参照）。
第１くぼみ部４４３５の光束入射側端面４４４からの距離は特に限定されず、後述の固定部材８０の形状に応じて固定しやすい位置に形成されることが好ましい。
【００２４】
〔支持部材の詳細な構成〕
３つの支持部材７０は、同一の形状を有しているため、以下では、１つの支持部材７０のみの構造を説明する。同様の理由により、図３には１つの直角プリズム４４３１に１つの支持部材７０が固定された状態を示す。
支持部材７０は、偏光分離素子４４１および反射型電気光学装置５０を支持する部材である。
支持部材７０は、図３（Ａ）に示すように、角柱状の透光性部材である。
支持部材７０は、略長方形状の第１面７１、第２面７２、第３面７３、および第４面７４を有している。また、第１面７１と第２面７２とが直交し、第３面７３は第１面７１と第２面７２に対して４５°傾斜し、第４面７４は第２面７２に平行になっている。これにより、第１面７１、第２面７２、第３面７３、および第４面７４に直交する上下の端面７５は平面視略台形状に形成されている。
【００２５】
第２面７２は反射型電気光学装置５０の画像形成領域に貼り合わせられ、第３面７３は偏光分離素子４４１の偏光分離領域に貼り合わせられている。ここで、画像形成領域とは、反射型電気光学装置５０の光入射出側端面のうち、各色光を変調して画像を形成する領域を意味する。また、偏光分離領域とは、偏光分離素子において光束を偏光分離する領域を意味する。
このように、支持部材７０は、反射型電気光学装置５０および偏光分離素子４４１を支持してその位置を固定する。また、支持部材７０は後述の固定部材８０によって第１面７１がクロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４４に接した状態で固定される。
【００２６】
また、支持部材７０の上下の端面７５には、第１面７１側に第２くぼみ部７６がそれぞれ形成されている。第２くぼみ部７６は、クロスダイクロイックプリズム４４３に形成された第１くぼみ部４４３５と同様に、支持部材７０の第１面７１とクロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４４とが接した状態において、２つの誘電体多層膜４４３３の交点Ｐから延びる各光束入射側端面４４４に対する垂線Ｌ上に形成される。また、第２くぼみ部７６は、入射光束や画像光が通過しない位置に設けられている。第２くぼみ部７６の第１面７１からの距離は特に限定されず、例えば、第１くぼみ部４４３５の光束入射側端面４４４からの距離と同じにすればよい。
また、支持部材７０の幅は、図３（Ａ）に示すように、クロスダイクロイックプリズム４４３と同じ幅に形成される。一方、図３（Ｂ）に示すように、高さはクロスダイクロイックプリズム４４３の高さより低く形成されるが、第１面７１が光束入射側端面４４４の光束入射領域を覆う程度の高さに形成される。ここで、光束入射領域とは、クロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４４のうち、偏光分離素子で偏光分離された光束が入射される領域を意味する。
【００２７】
〔固定部材の詳細な構成〕
３つの固定部材８０は、同一の形状を有しているため、以下では、１つの固定部材８０のみの構造を説明する。
固定部材８０は、クロスダイクロイックプリズム４４３と支持部材７０とを固定する部材であり、金属や樹脂等で構成される。
固定部材８０は、支持部材７０に固定される支持部材固定部８１を備えている。
支持部材固定部８１は、支持部材７０の上下の端面７５に沿って配置される長尺状の２つの固定平板部８１１と、この２つの固定平板部８１１の一端を連結し第２面７２に沿って配置される第１側面平板部８１２と、２つの固定平板部８１１の他端を連結し第４面７４に沿って配置される第２側面平板部８１３と、が一体成形されて支持部材７０を囲う形状となっている。
【００２８】
固定平板部８１１の略中央には、支持側ねじ孔部８１４が形成されている。具体的には、支持側ねじ孔部８１４は、固定平板部８１１を支持部材７０の端面７５に配置した際に、支持部材７０の第２くぼみ部７６に対応する位置に形成されている。そして、この支持側ねじ孔部８１４に螺合された支持側ねじ８１５の先端部８１５１が、第２くぼみ部７６に係合することで、支持部材固定部８１は、支持部材７０に固定される。
なお、支持側ねじ孔部８１４に螺合された支持側ねじ８１５は、本発明の第２突状部として機能する。
【００２９】
また、固定平板部８１１のクロスダイクロイックプリズム４４３側の側縁には、この固定平板部８１１と平行に伸びる略四角板状のプリズム側固定部８２が設けられている。
このプリズム側固定部８２は、クロスダイクロイックプリズム４４３を構成する直角プリズム４４３１の端面４４３４に対向配置される。そして、このプリズム側固定部８２の略中央には、プリズム側ねじ孔部８２１が形成されている。具体的には、プリズム側ねじ孔部８２１は、直角プリズム４４３１の光束入射側端面４４４と支持部材７０の第１面７１とが対向配置された際に、直角プリズム４４３１の第１くぼみ部４４３５に対応する位置に形成されている。そして、このプリズム側ねじ孔部８２１に螺合されたプリズム側ねじ８２２の先端部８２２１が、第１くぼみ部４４３５に係合することで、プリズム側固定部８２は、直角プリズム４４３１に固定される。
なお、プリズム側ねじ孔部８２１に螺合されたプリズム側ねじ８２２は、本発明の第１突状部として機能する。
【００３０】
〔本実施形態の作用効果〕
上述した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
光学装置４４は、固定部材８０を用いて、第１のくぼみ部４４３５にプリズム側ねじ８２２を係合させるとともに、第２のくぼみ部７６に支持側ねじ８１５を係合させることで、偏光分離素子４４１および反射型電気光学装置５０が貼り付けられた支持部材７０と、クロスダイクロイックプリズム４４３と、を固定している。第１のくぼみ部４４３５および第２のくぼみ部７６は、クロスダイクロイックプリズム４４３の２つの誘電体多層膜４４３３の交点Ｐから延びる各光束入射側端面４４４に対する垂線Ｌ上または垂線Ｌの延長線上に形成されている。このため、クロスダイクロイックプリズム４４３と支持部材７０と固定部材８０とは、光束の光軸に対応する位置（光軸対応位置という）で固定され、入射光軸と対応しない位置（光軸非対応位置という）では固定されない。したがって、各部材の光軸非対応位置、具体的には支持部材７０の第１面７１における光軸対応位置より第２面７２側の領域、および第１面７１における光軸対応位置より第４面７４側の領域では、相互に可動できる。また、同様に、クロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４４の光軸対応位置より第２面７２側の領域、および第１面７１における光軸対応位置より第４面７４側の領域では、相互に可動できる。
【００３１】
このような構成であれば、クロスダイクロイックプリズム４４３、支持部材７０、または固定部材８０が熱により膨張した場合は、クロスダイクロイックプリズム４４３、支持部材７０、および固定部材８０を光軸対応位置を中心に膨張させることができる。したがって、クロスダイクロイックプリズム４４３と支持部材７０と固定部材８０とが線膨張係数が異なる部材で構成されている場合でも、各部材の膨張状態の違いをそれぞれ可動となっている光軸非対応位置で吸収することができる。したがって、応力による各部材の変形により生じていた画像光の歪みやずれを防止することができるとともに、応力による各部材の変形に起因するムラの発生も防止することができる。また、光軸対応位置でクロスダイクロイックプリズム４４３と支持部材７０と固定部材８０とを固定するので、熱衝撃による固定状態の変化も防止することができ、画像光のずれをさらに防止することができる。よって、高画質なカラー表示を提供することができる。
【００３２】
また、クロスダイクロイックプリズム４４３と支持部材７０とは、プリズム側ねじ８２２が第１くぼみ部４４３５に係合し、支持側ねじ８１５が第２くぼみ部７６に係合することで固定されており、光束入射側端面４４４と第１面７１とは接しているのみである。このため、従来のように、繰り返しの使用による熱衝撃の影響で接着剤が剥離し、接合面が剥がれてしまうという問題も発生しない。
【００３３】
［第２実施形態］
第２実施形態では、第１実施形態で用いた光学装置４４の代わりに図４に示す光学装置４５を用いる。図４において、支持部材を用いないことと固定部材の形状が異なること以外は、上述の実施形態の光学装置４４と同様の構成であるので、同様の構成については説明を省略する。
【００３４】
光学装置４５は、３つの偏光分離素子４４１と、３つの反射型光変調素子としての反射型電気光学装置５０と、色合成光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム４４３と、偏光分離素子４４１、反射型電気光学装置５０、およびクロスダイクロイックプリズム４４３を支持する３つの固定部材８５と、を備える。
３つの固定部材８５は、同一の形状を有しているため、以下では、１つの固定部材８５のみの構造を説明する。同様に、図４には１つの直角プリズム４４３１に１つの固定部材８５が固定された状態を示す。
【００３５】
固定部材８５は、クロスダイクロイックプリズム４４３と偏光分離素子４４１と反射型電気光学装置５０とを支持して固定する部材であり、金属や樹脂等で構成される。
固定部材８５は、偏光分離素子４４１および反射型電気光学装置５０を支持する支持部８７を有している。
支持部８７は、略長方形状の第１壁部８７１と、第２壁部８７２と、第３壁部８７３と、平面視略台形状の２枚の第４壁部８７４と、によって形成される。第１壁部８７１と第３壁部８７３とは平行に位置し、第２壁部８７２は、第１壁部８７１と第３壁部８７３とを連結して第１壁部８７１および第３壁部８７３に対して４５°傾斜している。２枚の第４壁部８７４は、第１壁部８７１、第２壁部８７２、および第３壁部８７３に直交するように、対向配置される。このような構成の支持部８７には、第１壁部８７１、第３壁部８７３および２枚の第４壁部８７４により開口部８７５が形成されている。この開口部８７５は、クロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４４の光束入射領域よりも大きく形成される。
【００３６】
第１壁部８７１は、その中央を貫通する第１窓部８７１Ａを有している。第１窓部８７１Ａは、反射型電気光学装置５０の反射型液晶パネルにおける画像形成領域より大きく形成されている。したがって、反射型電気光学装置５０の画像形成領域が第１窓部８７１Ａ内となるように、反射型電気光学装置５０を第１壁部８７１に配置するとともに、第１窓部８７１Ａの外周に沿って塗布された接着剤により接合される。
【００３７】
第２壁部８７２は、その中央に貫通する第２窓部８７２Ａを有している。第２窓部８７２Ａは、偏光分離素子４４１の偏光分離領域より大きく形成されている。したがって、偏光分離素子４４１の偏光分離領域が第２窓部８７２Ａ内となるように、偏光分離素子を第２壁部８７２に配置するとともに、第２窓部８７２Ａの外周に沿って塗布された接着剤により接合される。
【００３８】
２つの第４壁部８７４の開口部８７５を形成する端縁部８７４１は、プリズム側固定部８６の１辺に連結する。
そして、支持部８７は、クロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４４が開口部８７５を覆う状態となるように配置される。
【００３９】
また、支持部８７の第４壁部８７４のクロスダイクロイックプリズム４４３側の側縁には、この第４壁部８７４と平行に延びる略四角板状のプリズム側固定部８６が設けられている。
プリズム側固定部８６は、第１実施形態のプリズム側固定部８２と同様の構成である。すなわち、プリズム側固定部８６の略中央には、プリズム側ねじ孔部８６１が形成されている。具体的には、プリズム側ねじ孔部８６１は、直角プリズム４４３１の光束入射側端面４４４に開口部８７５を覆った際に、直角プリズム４４３１の第１くぼみ部４４３５に対応する位置に形成されている。そして、このプリズム側ねじ孔部８６１に螺合されたプリズム側ねじ８６２の先端部８６２１が、第１くぼみ部４４３５に係合することで、プリズム側固定部８６は、直角プリズム４４３１に固定される。
なお、プリズム側ねじ孔部８６１に螺合されたプリズム側ねじ８６２は、本発明の第１突状部として機能する。
【００４０】
このように、固定部材８５は、反射型電気光学装置５０および偏光分離素子４４１を支持するとともに、クロスダイクロイックプリズム４４３に固定されることにより、各部材の位置を固定する。
【００４１】
このような光学装置４５によれば、以下の作用効果を奏することができる。
光学装置４５は、クロスダイクロイックプリズム４４３の第１のくぼみ部４４３５にプリズム側ねじ８６２を係合させることで固定部材８５を固定するとともに、固定部材８５には偏光分離素子４４１と反射型電気光学装置５０とが接合されている。すなわち、固定部材８５により、クロスダイクロイックプリズム４４３、偏光分離素子４４１、および反射型電気光学装置５０の位置が固定されている。第１のくぼみ部４４３５は、クロスダイクロイックプリズム４４３の２つの誘電体多層膜４４３３の交点Ｐから延びる各光束入射側端面４４４に対する垂線Ｌ上に形成されているため、クロスダイクロイックプリズム４４３と固定部材８５とは、光軸対応位置で固定され、光軸非対応位置では固定されない。したがって、各部材の光軸非対応位置、具体的には各部材の光軸対応位置より第１壁部８７１側の領域および第３壁部８７３側の領域では、相互に可動が可能となる。
【００４２】
このような構成であれば、クロスダイクロイックプリズム４４３または固定部材８５が熱により膨張した場合は、各部材を光軸対応位置を中心として膨張させることができる。したがって、クロスダイクロイックプリズム４４３と固定部材８５とが線膨張係数が異なる部材で構成されている場合でも、各部材の膨張状態の違いをそれぞれ可動となっている光軸非対応位置で吸収することができる。このため、応力による各部材の変形により生じていた画像光の歪みやずれを防止することができるとともに、応力による各部材の変形に起因するムラの発生も防止することができる。また、光軸対応位置でクロスダイクロイックプリズム４４３と固定部材８５とを固定するので、熱衝撃による固定状態の変化も防止することができ、画像光のずれをさらに防止することができる。よって、高画質なカラー表示を提供することができる。
【００４３】
また、クロスダイクロイックプリズム４４３と固定部材８５とは、上下の端面４４３４の２箇所で第１くぼみ部４４３５にプリズム側ねじ８６２が係合するだけの簡単な構成で固定されているため、従来のように、繰り返しの使用による熱衝撃の影響で接着剤が剥離し、接合面が剥がれてしまうという問題も発生しない。
【００４４】
〔変形例〕
なお、本発明は上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。
例えば、上述の第１実施形態では、固定部材８０がプリズム側固定部８２と支持部材固定部８１とが一体形成された形状を説明したが、この形状に限られない。クロスダイクロイックプリズム４４３と支持部材７０とを光軸対応位置で固定できる形状であればよい。
また、上述の実施形態では、固定部材のねじ孔とねじを、クロスダイクロイックプリズムまたは支持部材のくぼみ部に係合させることで、各部材を固定させる構成としたが、これに限られない。例えば、固定部材に、ねじ孔とねじの代わりに突起を設け、固定部材をクロスダイクロイックプリズムに係合させる際には固定部材を弾性変形させながら突起をクロスダイクロイックプリズムのくぼみ部に係合させてもよい。
さらに、固定部材に孔を設け、クロスダイクロイックプリズムに固定部材の孔に係合する突起を設けてもよい。
そして、上述の実施形態では、くぼみ部に突起を係合させることで各部材を固定したが、くぼみ部とねじに対応する位置（光軸対応位置）のみを接着剤等で接合することにより各部材を固定してもよい。
【００４５】
また、光源装置４１は、放電発光型の光源装置で構成したが、これに限られず、例えば、レーザーダイオード、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、シリコン発光素子等の各種固体発光素子を採用してもよい。
また、光源装置４１を１つのみ用い色分離光学装置４３にて３つの色光に分離していたが、色分離光学装置４３を省略し、３つの色光をそれぞれ射出する３つの前記固体発光素子を光源装置として構成してもよい。
さらに、上述の実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクターを例示したが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクターにも適用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１…プロジェクター、３…投射レンズ、４１…光源装置、４４…光学装置、４４１…偏光分離素子、４４３…クロスダイクロイックプリズム、４４３１…直角プリズム、４４３４…端面、４４３５…第１くぼみ部、４４４…光束入射側端面、５０…反射型電気光学装置、７０…支持部材、７１…第１面、７２…第２面、７３…第３面、７４…第４面、７５…固定端面、７６…第２くぼみ部、８０…固定部材、８１…支持部材固定部、８１１…固定平板部、８１４…支持側ねじ孔部、８１５…支持側ねじ、８２…プリズム側固定部、８２１…プリズム側ねじ孔部、８２２…プリズム側ねじ。
【図１】
2011215523.tif 000003
【図２】
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【図３】
2011215523.tif 000005
【図４】
2011215523.tif 000006