(57)【要約】【課題】  本発明は、従来よりもワイヤグリッド偏光子の変形をさらに抑制することが可能な投射型表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  光源部と、反射型液晶パネルと、ワイヤグリッド偏光子と、前記ワイヤグリッド偏光子とは異なる光学素子と前記ワイヤグリッド偏光子を保持する保持ユニットと、を備える投射型表示装置であって、前記光学素子と前記ワイヤグリッド偏光子は、前記投射型表示装置の内部の温度が第１の温度から前記第１の温度よりも高い第２の温度に変化したときの前記保持ユニットに保持された状態の前記光学素子の変形量が、前記保持ユニットに保持された状態の前記ワイヤグリッド偏光子の変形量よりも大きくなるように、前記保持ユニットに保持されている、ことを特徴とする投射型表示装置。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、
前記光源部からの光を変調するための反射型液晶パネルと、
前記光源部からの光を前記反射型液晶パネルに導くとともに、前記反射型液晶パネルからの光を前記光源部とは異なる方向に導くためのワイヤグリッド偏光子と、
前記ワイヤグリッド偏光子とは異なる光学素子と前記ワイヤグリッド偏光子を保持する保持ユニットと、を備える投射型表示装置であって、
前記光学素子と前記ワイヤグリッド偏光子は、前記投射型表示装置の内部の温度が第１の温度から前記第１の温度よりも高い第２の温度に変化したときの前記保持ユニットに保持された状態の前記光学素子の変形量が、前記保持ユニットに保持された状態の前記ワイヤグリッド偏光子の変形量よりも大きくなるように、前記保持ユニットに保持されている、
ことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記ワイヤグリッド偏光子を前記保持ユニットに固定するための第１の弾性接着部と、
前記光学素子を前記保持ユニットに固定するための第２の弾性接着部と、
をさらに備える、
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】
前記第１の弾性接着部の量は、前記第２の弾性接着部の量よりも多い、
ことを特徴とする請求項２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記第２の弾性接着部の弾性係数は、前記第１の弾性接着部の弾性係数よりも低い、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記第１の弾性接着部が前記保持ユニット及び前記ワイヤグリッド偏光子に接触している面積は、前記第２の弾性接着部が前記保持ユニット及び前記光学素子に接触している面積よりも大きい、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記光学素子としての第１の光学素子及び第２の光学素子をさらに備え、
前記保持ユニットは、
前記ワイヤグリッド偏光子及び前記第１の光学素子を保持するための第１の保持部材と、
前記第２の光学素子を保持するための第２の保持部材と、を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記ワイヤグリッド偏光子と前記保持ユニットとの間の隙間をシーリングするための第１のシール部材と、
前記光学素子と前記保持ユニットとの間の隙間をシーリングするための第２のシール部材と、
前記第２の保持部材と前記第１の保持部材との間の隙間をシーリングするための第３のシール部材と、を備える、
ことを特徴とする請求項６に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
前記第１のシール部材及び前記第２のシール部材は弾性接着剤であり、
前記第３のシール部材はゴム部材である、
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】
前記第１の保持部材は三角柱形状の部材であり、
前記三角柱形状の部材が有する複数の面のうち、三角形状の面には、前記投射型表示装置の内部の温度が前記第１の温度から前記第２の温度に変化したときに変形するための変形部が設けられている、
ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
前記変形部は、ゴムまたはエラストマーからなる弾性変形部である、
ことを特徴とする請求項９に記載の投射型表示装置。
【請求項１１】
前記変形部は、ピストン運動を行って変形する、
ことを特徴とする請求項９に記載の投射型表示装置。
【請求項１２】
前記変形部は、前記第１の保持部材と一体的に成形されている、
ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項１３】
前記変形部は、前記三角形状の面に開けられた開口部に接着剤で固定されている、
ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項１４】
前記光学素子の厚みは前記ワイヤグリッド偏光子の厚みよりも小さい、
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項１５】
前記反射型液晶パネルとして、緑色光用の反射型液晶パネルと、赤色光用の反射型液晶パネルと、青色光用の反射型液晶パネルを備え、
前記ワイヤグリッド偏光子として、緑色光用のワイヤグリッド偏光子と、赤色光用のワイヤグリッド偏光子と、青色光用のワイヤグリッド偏光子を備え、
前記保持ユニットとして、前記緑色光用のワイヤグリッド偏光子を保持するための緑色光用の保持ユニットと、前記赤色光用のワイヤグリッド偏光子を保持するための赤色光用の保持ユニットと、前記青色光用のワイヤグリッド偏光子を保持するための青色光用の保持ユニットを備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一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、ワイヤグリッド偏光子を備える投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射型液晶パネルの入射側に配置したワイヤグリッド偏光子（以下、ＷＧ偏光子）を用いて偏光分離を行うプロジェクタ（投射型表示装置）として、特許文献１に記載のプロジェクタが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載のプロジェクタにおいては、赤色光用、緑色光用、青色光用のＷＧ偏光子を保持する各三角柱形状の保持ユニットの内部をダクトで連結している。このような構成によれば、高温環境下で保持ユニット内部の圧力が高まってＷＧ偏光子が変形したとしても、各色光用のＷＧ偏光子間の変形量を同じにして画素ずれを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６―１９５２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、特許文献１に記載のプロジェクタにおいては各色光用のＷＧ偏光子間の変形量を同じにして画素ずれを抑制することができる。ここで、近年は４Ｋや８Ｋといった従来よりも高画質な投射画像が求められており、ＷＧ偏光子の変形量を従来よりも小さくする必要がある。
【０００６】
そこで本発明は、従来よりもワイヤグリッド偏光子の変形をさらに抑制することが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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の投射型表示装置は、
光源部と、
前記光源部からの光を変調するための反射型液晶パネルと、
前記光源部からの光を前記反射型液晶パネルに導くとともに、前記反射型液晶パネルからの光を前記光源部とは異なる方向に導くためのワイヤグリッド偏光子と、
前記ワイヤグリッド偏光子とは異なる光学素子と前記ワイヤグリッド偏光子を保持する保持ユニットと、を備える投射型表示装置であって、
前記光学素子と前記ワイヤグリッド偏光子は、前記投射型表示装置の内部の温度が第１の温度Ｔ１から前記第１の温度Ｔ１よりも高い第２の温度Ｔ２に変化したときの前記保持ユニットに保持された状態の前記光学素子の変形量が、前記保持ユニットに保持された状態の前記ワイヤグリッド偏光子の変形量よりも大きくなるように、前記保持ユニットに保持されている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来よりもワイヤグリッド偏光子の変形をさらに抑制することが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】
【０００９】
【図１】プロジェクタの光学構成を示す図
【図２】第１実施例における保持ユニットの構成を示す図
【図３】第２実施例における保持ユニットの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。
【００１１】
〔第１実施例〕
（プロジェクタの光学構成）
まず、図１を用いて本実施例におけるプロジェクタの光学構成について説明する。
【００１２】
１は連続スペクトルで白色光を発する光源部であり、より詳細には発光管と放物面リフレクタを備えるランプユニットである。なお、光源部１は白色光を発する構成であれば、ランプユニット以外のものでもよい。例えば、光源部１の構成は、赤色光、緑色光、青色光を発するレーザーダイオード（ＬＤ）あるいはＬＥＤをそれぞれ備える構成であってもよいし、青色光を発するＬＤと黄色蛍光体を備える構成などであってもよい。
【００１３】
２は複数のレンズセルをマトリックス状に配置した第１のフライアイレンズである。
【００１４】
３は第１のフライアイレンズが有する複数のレンズセルに対応した複数のレンズセルを有する第２のフライアイレンズである。４は光源部１からの無偏光光を所定の偏光方向を有する光に揃える偏光変換素子である。偏光変換素子４は、光源部１からの無偏光光を、後述の各色光用のＷＧ偏光子１２ＲＧＢを透過する方向の偏光方向の光に変換する。
【００１５】
５は第１のコンデンサーレンズであり、６は第２のコンデンサーレンズである。７は第２のコンデンサーレンズ６からの白色光のうち、緑色光と青色光を後述のミラー８に導くとともに、赤色光をミラー９に導くためのクロスダイクロイックミラーである。１０はミラー８からの緑色光と青色光のうち、緑色光を反射するとともに青色光を透過させるダイクロイックミラーである。
【００１６】
１１Ｇはダイクロイックミラー１０からの緑色光を緑色光用の反射型液晶パネル１４Ｇに導くための緑色光用のコンデンサーレンズである。１２Ｇはコンデンサーレンズ１１Ｇからの光を透過させて反射型液晶パネル１４Ｇに導く緑色光用のＷＧ偏光子である。１３Ｇは緑色光用の位相補償板（λ／４板）である。１５ＧはＷＧ偏光子１２Ｇで反射された光のうち所定の偏光方向の光のみを透過させる緑色光用の偏光板である。１００Ｇは、ＷＧ偏光子１２Ｇ、位相補償板１３Ｇ、偏光板１５Ｇを保持するための緑色光用の保持ユニットである。
【００１７】
１１Ｂはダイクロイックミラー１０からの青色光を青色光用の反射型液晶パネル１４Ｂに導くための青色光用のコンデンサーレンズである。１２Ｂはコンデンサーレンズ１１Ｂからの光を透過させて反射型液晶パネル１４Ｂに導く青色光用のＷＧ偏光子である。１３Ｂは青色光用の位相補償板（λ／４板）である。１５ＢはＷＧ偏光子１２Ｂで反射された光のうち所定の偏光方向の光のみを透過させる青色光用の偏光板である。１００Ｂは、ＷＧ偏光子１２Ｂ、位相補償板１３Ｂ、偏光板１５Ｂを保持するための青色光用の保持ユニットである。
【００１８】
１１Ｒはミラー９からの赤色光を赤色光用の反射型液晶パネル１４Ｒに導くための赤色光用のコンデンサーレンズである。１２Ｒはコンデンサーレンズ１１Ｒからの光を透過させて反射型液晶パネル１４Ｒに導く赤色光用のＷＧ偏光子である。１３Ｒは赤色光用の位相補償板（λ／４板）である。１５ＲはＷＧ偏光子１２Ｒで反射された光のうち所定の偏光方向の光のみを透過させる赤色光用の偏光板である。１００Ｒは、ＷＧ偏光子１２Ｒ、位相補償板１３Ｒ、偏光板１５Ｒを保持するための赤色光用の保持ユニットである。なお、クロスダイクロイックミラー７から反射型液晶パネル１４Ｒに至るまでの光路中にリレー光学系を設けても良い。
【００１９】
１６は各色光用の反射型液晶パネル１４ＲＧＢで変調された光を合成するための合成プリズムである。１７は合成プリズム１６からの光をスクリーンに導くための投射レンズである。投射レンズ１７はプロジェクタに対して着脱可能であっても着脱不可能であってもよい。
【００２０】
（保持ユニット１００の構造）
次に、図２を用いて、本実施例における各色光用の保持ユニット１００ＲＧＢの構成について説明する。図２は青色光用の保持ユニット１００Ｂの構成を例示しているが、保持ユニット１００ＲＧの構成は保持ユニット１００Ｂと同様である。
【００２１】
保持ユニット１００Ｂは、ダイカストなどの金属からなる第１の保持部材１０１を備える。第１の保持部材１０１は中空の三角柱形状の部材である。そして、第１の保持部材１０１が有する面のうち三角形でない３つの側面には、第１の開口部１０１ａ、第３の開口部１０１ｂ、第３の開口部１０１ｃが設けられている。
【００２２】
第１の開口部１０１ａにはＷＧ偏光子１２Ｂが取り付けられている。そして、弾性接着剤１０２によって、ＷＧ偏光子１２Ｂが第１の保持部材１０１に対して固定されるとともに、ＷＧ偏光子１２Ｂと第１の保持部材１０１と間の隙間がシーリングされる。ＷＧ偏光子１２Ｂを固定するための弾性接着剤１０２は第１のシール部材、第１の弾性接着部として作用する。
【００２３】
第３の開口部１０１ｃには偏光板（第１の光学素子）１５Ｂが取り付けられている。そして、第１の弾性接着剤１０２によって、偏光板１５Ｂが第１の保持部材１０１に対して固定されるとともに、偏光板１５Ｂと第１の保持部材１０１と間の隙間がシーリングされる。偏光板１５Ｂを固定するための弾性接着剤１０２は第２のシール部材、第２の弾性接着部として作用する。
【００２４】
ここで、図２に示すように、ＷＧ偏光子１２Ｂも偏光板１５Ｂも同じ弾性接着剤１０２によって第１の保持部材１０１に固定されている。しかしながら、偏光板１５Ｂを固定するための弾性接着剤１０２の量は、ＷＧ偏光子１２Ｂを固定するための弾性接着剤１０２の量よりも少ない。このような接着剤の量に違いがある構成において、プロジェクタの内部の温度が、長時間使用などによって、第１の温度Ｔ１（例えば３０℃）から第１の温度Ｔ１よりも高い第２の温度Ｔ２（例えば４０℃）に変化したとする。このとき、保持ユニット１００Ｂに保持された状態の偏光板１５Ｂの変形量は、保持ユニット１００Ｂに保持された状態のＷＧ偏光子１２Ｂの変形量よりも大きくなる。これは、前述のように、偏光板１５Ｂを固定するための弾性接着剤１０２の量は、ＷＧ偏光子１２Ｂを固定するための弾性接着剤１０２の量よりも少ないためである。
【００２５】
つまり、本実施例においてＷＧ偏光子１２Ｂと偏光板１５Ｂは、保持ユニット１００Ｂ内部の圧力が高くなったときに、ＷＧ偏光子１２Ｂよりも偏光板１５Ｂの方が変形しやすいように保持ユニット１００Ｂに保持されている。このため、温度上昇時に、ＷＧ偏光子１２Ｂと異なる光学素子である偏光板１５ＢはＷＧ偏光子１２Ｂと比較して大きく変形してしまう。しかしながら、ＷＧ偏光子１２Ｂの変形は従来よりもさらに抑制することができる。
【００２６】
言い換えれば、ＷＧ偏光子１２Ｂよりも変形しやすい光学素子を用意しておくことで、この光学素子が保持ユニット１００内部の圧力上昇による各光学素子の弾性変形を吸収する。このため、ＷＧ偏光子１２Ｂの変形を従来よりもさらに抑制することができる。
【００２７】
なお、前述のＷＧ偏光子１２Ｂ及び偏光板１５Ｂの変形量は例えば次のように定義すればよい。まず、ＷＧ偏光子１２Ｂの法線及び偏光板１５Ｂの法線と平行な断面（図１及び図２における紙面）を基準面とする。そして、この基準面におけるＷＧ偏光子１２Ｂの表側の面の中心点の温度Ｔ１での位置を原点としたときの、原点から温度Ｔ２での中心点の位置までの距離をＷＧ偏光子１２Ｂの変形量とすればよい。偏光板１５Ｂ及び位相補償板１３Ｂの変形量も同様に定義すればよい。
【００２８】
保持ユニット１００Ｂはさらに第２の保持部材１０３も備える。第２の保持部材１０３には位相補償板（第２の光学素子）１３Ｂが不図示の接着剤で固定されている。第２の保持部材１０３と第１の保持部材１０１の第２の開口部１０１ｂを有する面との間には、位相補償板１３Ｂの法線方向に圧縮されたゴム部材１０４が設けられている。このゴム部材１０４によって、第２の保持部材１０３の前述の基準面内での角度を調整可能としつつ、第１の保持部材１０１の第２の開口部１０１ｂを有する面と第２の保持部材１０３との間の隙間がシーリングされる。つまり、ゴム部材１０４は第３のシール部材として作用する。製造工程における基準面内での角度調整が完了した第２の保持部材１０３は反射型液晶パネル１４Ｂに接着固定される。
【００２９】
以上の構成によって、保持ユニット１００Ｂの内部は密閉空間となる。
【００３０】
なお、本実施例においては、前述の弾性接着剤１０２の弾性係数と、ゴム部材１０４の弾性係数を、同じ体積同士で比較した場合には、弾性接着剤１０２の弾性係数の方がゴム部材１０４の弾性係数よりも低い。
【００３１】
また、ＷＧ偏光子とは異なるその他の光学素子の厚みは、ＷＧ偏光子の厚みよりも小さいことが好ましい。この構成によって、温度変化時のＷＧ偏光子の変形をより抑制することが可能となる。
【００３２】
（変形例）
なお、本実施例においては、プロジェクタの内部の温度がＴ１からＴ２へ上昇したときの各光学素子の変形量の多さ、言い換えれば、変形のしやすさの順番は、偏光板１５Ｂ、位相補償板１３Ｂ、ＷＧ偏光子１２Ｂとなっている。この順番は、位相補償板１３Ｂ、偏光板１５Ｂ、ＷＧ偏光子１２Ｂであってもよい。さらに、ＷＧ偏光子１２Ｂが最も変形しにくく、位相補償板１３Ｂと偏光板１５Ｂの変形のしやすさが同じであってもよい。つまり、保持ユニット１００ＢがＷＧ偏光子１２Ｂと、ＷＧ偏光子１２Ｂとは異なるその他の光学素子を保持している。そして、プロジェクタ内部の温度がＴ１からＴ２に上がったときの変形量を比較する。このとき、保持ユニット１００Ｂに保持された状態のその他の光学素子の変形量が、保持ユニット１００Ｂに保持された状態のＷＧ偏光子１２Ｂの変形量よりも大きくなるように、ＷＧ偏光子１２Ｂとその他の光学素子が保持されていればよい。
【００３３】
また、前述のように、本実施例においては、ＷＧ偏光子１２Ｂを固定するための弾性接着剤１０２の量と偏光板１５Ｂを固定するための弾性接着剤１０２の量を異ならせることで、両者の変形のしやすさに違いを出していた。しかしながら、接着剤の量を異ならせる構成の代わりに、次に説明する構成を採用してもよい。
【００３４】
例えば、量ではなく、ＷＧ偏光子１２Ｂを固定するための第１の弾性接着剤と偏光板１５Ｂを固定するための第２の弾性接着剤の種類を異ならせてもよい。より詳細には、第１の弾性接着剤（第１の弾性接着部）と、弾性係数が第１の弾性接着剤の弾性係数よりも低い第２の弾性接着剤（第２の弾性接着部）を用いた構成であってもよい。
【００３５】
また、量及び種類ではなく、ＷＧ偏光子１２Ｂを固定するための弾性接着剤と偏光板１５Ｂを固定するための弾性接着剤の接触面積を異ならせてもよい。より詳細には、ＷＧ偏光子１２Ｂを固定するための弾性接着剤が第１の保持部材１０１及びＷＧ偏光子１２Ｂと接触している面積をＳ１とする。そして、偏光板１５Ｂを固定するための弾性接着剤が第１の保持部材１０１及び偏光板１５Ｂと接触している面積をＳ２とする。このとき、面積Ｓ１を面積Ｓ２よりも大きくしてもよい。
【００３６】
また、弾性接着剤ではなく、第１の保持部材１０１の構造を工夫することで、各光学素子の変形のしやすさを異ならせてもよい。より詳細には、第１の保持部材１０１のうちＷＧ偏光子１２Ｂが接触している部分を、第１の保持部材１０１のうち偏光板１５Ｂと接触している部分よりも硬くしてもよい。
【００３７】
以上、複数の変形例について説明したが、上記の各変形例においても本実施例においても、各光学素子の変形量を前述のような関係にすることで、ＷＧ偏光子の変形を従来よりもさらに抑制することができる。
【００３８】
〔第２実施例〕
次に、図３を用いて第２実施例における保持ユニット１００の構成について説明する。前述の第１実施例における保持ユニット１００と本実施例における保持ユニット１００との構成の違いは、保持ユニット１００が弾性変形部（変形部）１０１ｄを有している点である。
【００３９】
より詳細には、図３（ａ）に示すように、保持ユニット１００の３つの側面とは異なる面に弾性変形部１０１ｄが設けられている。弾性変形部１０１ｄは、２色成形により第１の保持部材１０１と一体成型されたエラストマー部材である。
【００４０】
この弾性変形部１０１ｄによって、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第１の保持部材１０１の内部の温度が変化した際、内部気体の体積変化を、弾性変形部１０１ｄが伸縮することにより吸収することができる。この結果、第１の保持部材１０１内部の密閉空間内の圧力は一定に保たれ、ＷＧ偏光子１２ＲＧＢや位相補償板１３ＲＧＢ、偏光板１５ＲＧＢに加わる応力を低減することができる。これにより、ＷＧ偏光子の変形を従来よりもさらに抑制しつつ、解像性能の劣化やレジずれを低減することが可能となる。
【００４１】
弾性変形部１０１ｄにはポリエステル系のエラストマーなどが使用できる。例えば、本実施例においては、第１の保持部材１０１内の密閉空間内の気体（空気）の体積は５０００ｍｍ３である。そして、内部温度が１０℃上昇した場合の気体の体積増加分はΔＶ＝１８３ｍｍ３である。ポリエステル系エラストマーの曲げ弾性率は１５〜５０Ｍｐａ程度である。
【００４２】
そして、弾性変形部１０１ｄの厚みを０．５ｍｍ、面積を１００ｍｍ２とし、前述の内部気体の体積増加分ΔＶを弾性変形部１０１ｄの変形ですべて吸収したとする。このとき、弾性変形部１０１ｄの変形量はΔＶ／Ｓ＝１．８ｍｍとなる。このときの曲げ応力は約０．８〜３．３Ｍｐａであるため、弾性変形部１０１ｄは容易に変形可能である。
【００４３】
なお、弾性変形部１０１ｄの材質はポリエステル系エラストマーに限らず、上記のように面積Ｓおよび厚みを適宜設定して弾性変形部にかかる応力を充分に小さくすることができれば、その他のゴム等も使用できる。
【００４４】
また、弾性変形部１０１ｄの代わりに、例えば、ピストン運動により密閉空間の体積を可変にできるように保持ユニット１００を構成してもよい。
【００４５】
また、変形部は、前述のように第１の保持部材１０１と一体的に成形されたものでもよいし、第１の保持部材１０１の三角形状の面に開けられた開口部に接着剤で固定されていてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  光源部
１２ＲＧＢ  ワイヤグリッド偏光子
１４ＲＧＢ  反射型液晶パネル
１５ＲＧＢ  偏光板（光学素子の一例）
１００ＲＧＢ  保持ユニット
【図１】
2019184832.tif 000003
【図２】
2019184832.tif 000004
【図３】
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