(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源より照射された光を偏光させる偏光板と、
前記偏光板の外周を取り巻く外枠と外枠から内周に向かって突出すると共に、前記偏
光板を遊びを有して支持する支持爪とを有する偏光板ホルダーと、
前記偏光板ホルダーを固定する上方開口の偏光板ホルダー固定部と、
前記偏光板ホルダー固定部に形成され、前記偏光板ホルダーの外枠の周辺部である左右の片が上方からスライド式に挿入される一対の偏光板用溝部材とを備え、
前記一対の偏光板用溝部材の底面は平面状に形成されていると共に、一対の偏光板用溝部材に挿入される前記偏光板ホルダーの外枠の周辺部である左右の片には、偏光板の面方向と直交する方向に部分的に突出すると共に、弾性を有する突起が形成され、一対の偏光板用溝部材に上方から挿入された偏光板ホルダーは、偏光板ホルダーの外枠の上部が把持部材によって弾性的に把持されることにより固定されることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記偏光板により生じた偏光の位相を変化させる光学補償板と、
前記光学補償板の外周を取り巻く外枠と外枠から内周に向かって突出すると共に、前記光学補償板を遊びを有して支持する支持爪とを有する光学補償板ホルダーと、
前記一対の偏光板用溝部材に隣接して形成され、前記光学補償板ホルダーの外枠の周辺部である左右の片が上方からスライド式に挿入される一対の光学補償板用溝部材とを備え、
前記光学補償用溝部材の底面は平面状に形成されていると共に、一対の光学補償板用溝部材に挿入される前記光学補償板ホルダーの外枠の周辺部である左右の片には、光学補償板の面方向と直交する方向に部分的に突出すると共に、弾性を有する突起が形成され、一対の光学補償板用溝部材に上方から挿入された光学補償板ホルダーは、前記把持部材によって光学補償板ホルダーの外枠の上部が弾性的に把持されることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写型映像表示装置に係り、詳しくは映像のひずみを抑制する投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型のスクリーン等に映像を投影して表示する投射型映像装置すなわちプロジェクタが以前より用いられている。特に近年、ＣＲＴ方式に比べ小型かつ軽量に構成できる液晶プロジェクタが主流となっている。
【０００３】
液晶プロジェクタは背面から液晶パネルに光を投射し、液晶パネルがかかる光を選択的に透過することにより、映像を構成し、透過光をスクリーンに投影することによりスクリーン上に映像を映写する。ここで液晶パネルは液晶分子を有する液晶セルをその前後より偏光板などの光学フィルムで挟み込んだ構造である。そのため光源からの光は入射側の偏光板により特定の直線偏光に偏光させられ、液晶セルに到達する。映写すべき映像に対応して印加された電圧により、液晶セル内の液晶分子の配向方向が変化するため、液晶セルに到達した偏光は、液晶セルを透過する際に更に液晶分子の配向方向に対応して偏光方向を変えられる。そして、映像を表示するのに必要な偏光が、出力側の偏光板により選択的に透過させられるとともにかかる光がスクリーンに投射され、映像が映写される。なお、偏光特性改善等を目的として、液晶セルの種類に応じて光学補償板などの光学フィルムが入射側および投射側の偏光板と液晶セルの間に設けられるのが通常である。
【０００４】
ところで、液晶ディスプレイにおいては液晶セルに上記光学補償板や偏光板を貼り付けて液晶パネルを形成するのが通例であるが、液晶プロジェクタにおいては光学補償板や偏光板と液晶セルとは別体とすることが普通である。液晶プロジェクタは高圧水銀灯などの非常に強い光源を使用する一方、光学補償板や偏光板は通常樹脂で形成されるため、長期間の使用に耐えられないためである。そこで、寿命の短い光学補償板や偏光板を交換できる構造とする技術が知られている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−３３０４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に示された技術においては、偏光板を偏光板ホルダーの頭部に突き当てた状態で接着剤によって偏光板ホルダーの脚柱部に接着固定する。したがって、偏光板はその両外側において接着固定されるため、接着剤の乾燥時の収縮により歪が生じやすい。また、偏光板ホルダーは更に板バネ部材を介して螺子止めされるため、板バネの応力が偏光板ホルダーを介して偏光板に加わり、更に歪が生じうる。偏光板に歪が生じると投写される映像にも歪が生じるため問題となる。
【０００６】
本発明はかかる実情に鑑みて成されたもので、偏光板に歪が生じることを原因とする映像の歪を抑制した投写型映像表示装置を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる投写型映像表示装置は、光源より照射された光を偏光させる偏光板と、
前記偏光板の外周を取り巻く外枠と外枠から内周に向かって突出すると共に、前記偏
光板を遊びを有して支持する支持爪とを有する偏光板ホルダーと、前記偏光板ホルダーを固定する上方開口の偏光板ホルダー固定部と、前記偏光板ホルダー固定部に形成され、前記偏光板ホルダーの外枠の周辺部である左右の片が上方からスライド式に挿入される一対の偏光板用溝部材とを備え、前記一対の偏光板用溝部材の底面は平面状に形成されていると共に、一対の偏光板用溝部材に挿入される前記偏光板ホルダーの外枠の周辺部である左右の片には、偏光板の面方向と直交する方向に部分的に突出すると共に、弾性を有する突起が形成され、一対の偏光板用溝部材に上方から挿入された偏光板ホルダーは、偏光板ホルダーの外枠の上部が把持部材によって弾性的に把持されることにより固定されることを特徴とする。  
【０００８】
また、本発明にかかる投写型映像表示装置は、前記偏光板により生じた偏光の位相を変化させる光学補償板と、前記光学補償板の外周を取り巻く外枠と外枠から内周に向かって突出すると共に、前記光学補償板を遊びを有して支持する支持爪とを有する光学補償板ホルダーと、前記一対の偏光板用溝部材に隣接して形成され、前記光学補償板ホルダーの外枠の周辺部である左右の片が上方からスライド式に挿入される一対の光学補償板用溝部材とを備え、前記光学補償用溝部材の底面は平面状に形成されていると共に、一対の光学補償板用溝部材に挿入される前記光学補償板ホルダーの外枠の周辺部である左右の片には、光学補償板の面方向と直交する方向に部分的に突出すると共に、弾性を有する突起が形成され、一対の光学補償板用溝部材に上方から挿入された光学補償板ホルダーは、前記把持部材によって光学補償板ホルダーの外枠の上部が弾性的に把持されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、取替え可能な偏光板に生じる歪を抑制することができるため、投射される映像に歪が生じることを抑制した投写型映像表示装置を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を具体化した投写型映像表示装置の一実施形態を図１〜図７にしたがって説明する。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態にかかる投写型映像表示装置（以下プロジェクタとする）は光源１と、集光レンズ２とミラー３〜８と、偏光板９と、光学補償板１０と液晶セル１１とプリズム１３と投射レンズ１４を備えている。すなわちこのプロジェクタにおいて偏光板９と、光学補償板１０と液晶セル１１により液晶パネル１２を構成している。また、同プロジェクタは液晶セルを３枚有し、赤・緑・青（光の三原色）をそれぞれ液晶パネルに透過させ、プリズムでフルカラー合成する３ＬＣＤ方式のプロジェクタである。なお、以後特に必要のあるときは赤・緑・青の各々の光に使用する偏光板９、光学補償板１０、液晶セル１１および液晶パネル１２の符号に各々Ｒ・Ｇ・Ｂの記号を加え、例えば偏光板９Ｒ、液晶パネル１２Ｂなどと記載する。
【００２８】
このプロジェクタの光源１は強い光を照射することができる水銀ランプを使用して構成されている。光源１から照射された光は集光レンズ２に屈折させられるため略並行光線となる。この平行光線はミラー３により進行方向を変えられミラー４に向かう。ミラー４は特定の波長の光を透過し、その他の波長の光を反射するダイクロイックミラーであるため、赤色光Ｒを透過しその他の波長の光を反射する。ミラー４を透過した赤色光Ｒはミラー５に向かうとともにミラー５で反射され、液晶パネル１２Ｒに向かう。一方ミラー４によって反射された赤色光Ｒを除く波長の光はミラー６に向かう。ミラー６は緑色光を反射し、青色光を透過させるダイクロイックミラーであるため、ミラー６で反射された緑色光Ｇは液晶パネル１２Ｇに向かうとともにミラー６を透過した青色光Ｂミラー７に向かう。ミラー７で反射された青色光Ｂはミラー８に向かうとともにミラー８で更に反射されて液晶パネル１２Ｂに向かう。
【００２９】
液晶パネル１２に向かった赤・緑・青の各々の光はまず入力側の偏光板９により特定の直線偏光に偏光させられる。更に入力側の光学補償板１０により位相特性を調整された後に液晶セル１１を透過する。このとき、液晶セル１１は映写すべき映像に対応して印加された電圧に応じて透過光を偏光させる。液晶セル１１において偏光された偏光は、出力側の光学補償板１０により位相特性を調整された後に出力側の偏光板９によって、選択的に透過させられる。こうして液晶パネル１２を透過した映像を伴った光は各々プリズム１３に向かう。プリズム１３によって各々の光は屈折させられることによりいずれも投射レンズ１４に向けられるため、赤・緑・青の各々の光は再びフルカラー合成される。この合成光が投射レンズを介して図示しないスクリーンに投射されることにより、スクリーン上にカラー映像が表示される。
【００３０】
図２は実施形態にかかる投写型映像表示装置の入射側の偏光板、光学補償板および固定部材の位置関係を示す斜視図であり、図３は同部分の投射レンズ１４側から見た図である。図３からみて左側赤色光用の偏光板９Ｒおよび光学補償板１０Ｒ、中央部に緑色光用の偏光板９Ｇおよび光学補償板１０Ｇ、右部に青色光用の偏光板９Ｂおよび光学補償板１０Ｂを備えている。左部、中央部、右部に囲まれた部分にはプリズム１３が存在するのであるが、説明の便宜のために取りはずして図示している。なお、以下、本明細書において上・下・左・右の語は図３に記載した方向に従い使用する。また、以後主に中央部の構造を説明し、左部および右部については同様であるのでその説明を省略する。
【００３１】
中央部の左右には偏光板９を支持する偏光板ホルダー２０の外枠の周辺部である左右の辺をスライド式に挿入することができる一対の溝部材５２が設けられている。この一対の溝部材５２の上部から偏光板ホルダー２０を挿入することにより、偏光板ホルダー２０の左右方向の移動が規制される。また、偏光板ホルダー２０の外枠の下辺は底板５５に当接することによりその位置が固定される。また同様に中央部の左右であって一対の溝部材５２より手前側、すなわちプリズム側には、光学補償板１０を支持する光学補償板ホルダー３０の外枠の周辺部である左右の辺をスライド式に挿入することができる一対の溝部材５３が設けられている。この一対の溝部材５３の上部から光学補償板ホルダー３０を挿入することにより、光学補償板ホルダー３０の左右方向の移動が規制される。また、光学補償板ホルダー３０の外枠の下辺は底板５５に当接することによりその位置が固定される。なお、底板５５は一対の溝部材５２および一対の溝部材５３下端部に設けられているとともに、偏光板ホルダー２０の外枠の下辺の位置および光学補償板ホルダー３０の外枠の下辺の位置を規制して支持する支持部材として機能している。
【００３２】
更に一対の溝部材５２および一対の溝部材５３の上側の端部間を接続するように把持部材４０が取り付けられる。偏光板ホルダー２０および光学補償板ホルダー３０は外枠の上部の一辺をこの把持部材４０によって弾性的に把持される。したがって、上述の一対の溝部材５２と、底板５５と、把持部材４０とによって偏光板ホルダーを弾性的に固定する偏光板ホルダー固定部を形成する。また同様に、上述の一対の溝部材５３と、底板５５と、把持部材４０とによって光学補償板ホルダーを弾性的に固定する光学補償板ホルダー固定部を形成する。
【００３３】
図４（a）（b）に示すように、把持部材４０は偏光板ホルダー２０および光学補償板ホルダー３０の外枠の上辺部近傍を略覆うことができる左右方向に伸びた形状である。左端部には把持部材４０を螺子止めするための螺子穴４３が設けられており、右端部には対応する穴に差し込むための差込爪４４が右方向に突出している。更に螺子穴４３のすぐ右側上部には把持部材４０を着脱する際に一時的に保持するための取手４６が設けられている。また、取手４６の下部には偏光板ホルダー２０と光学補償板ホルダー３０とを照射光の方向から弾性的に固定するための板バネ構造を持つ１対の挟爪４１を備え、挟爪の右側には偏光板ホルダー２０と光学補償板ホルダー３０とを上部から弾性的に固定するための板バネ構造を持つ２対の押さえ爪４２を備えている。
【００３４】
把持部材４０を取り付ける際には、図５（a）に示すように、まず取手４６を用いて把持部材４０を保持するとともに、一対の溝部材５２および一対の溝部材５３上端部右側近傍に設けられた差込穴に差込爪４４を差し込む。次に、図５（ｂ）に示すように、差し込まれた差込爪４４を支点に偏光板ホルダー２０と光学補償板ホルダー３０の上部を覆うように把持部材４０をかぶせ、螺子穴４３に螺子を通して止める。
【００３５】
図６に示すように、把持部材４０を取り付けると、１対の挟爪４１が偏光板ホルダー２０および光学補償板ホルダー３０の上部左側に光の照射方向から挟み込むように当接し、１対の挟爪４１の弾性力によって、両者を互いに近づける方向に付勢する。偏光板ホルダー２０と光学補償板ホルダー３０との間には一対の溝部材５２と一対の溝部材５３との間を仕切る突出部５４があるため、偏光板ホルダー２０および光学補償板ホルダー３０は突出部５４に押し付けられる。すなわち、偏光板ホルダー２０および光学補償板ホルダー３０は面内方向と直交する方向への移動が挟爪４１の弾性力によって規制される。
【００３６】
一方、把持部材４０を取り付けると、偏光板ホルダー２０および光学補償板ホルダー３０のそれぞれの上部末端部の左右に２対の押さえ爪４２が上部から当接し、２対の押さえ爪４２の弾性によって、両者が下向きに付勢される。偏光板ホルダー２０および光学補償板ホルダー３０は底板５５によって下向きへの移動をすでに規制されているため、偏光板ホルダー２０および光学補償板ホルダー３０は上下方向への移動が押さえ爪４２の弾性力によって規制される。
【００３７】
すなわち把持部材４０を取り付けることにより、一対の溝部材５２・底板５５（支持部材）・把持部材４０を有する偏光板ホルダー固定部によって、偏光板ホルダー２０の左右・上下・面内方向と直交する方向からなるすべての方向の移動が規制され、偏光板ホルダー２０が弾性的に固定される。また、一対の溝部材５３・底板５５（支持部材）・把持部材４０を有する光学補償板ホルダー固定部によって光学補償板ホルダー３０の左右・上下・光の照射方向（面方向と直交する方向）のすべての方向の移動が規制され、光学補償板ホルダー３０が弾性的に固定される。
【００３８】
図７に示すように、偏光板ホルダー２０は外枠２１と、外枠２１から内周に向かって突出する支持爪２３を有する。外枠２１の内周は偏光板９の外周より大きく作られている。支持爪２３は外枠の表面と裏面からそれぞれ突出しており、偏光板９は外枠２１に遊嵌されるとともに、表面から突出した支持爪２３と、裏面から突出した支持爪２３とによって偏光板ホルダー２０の外枠の内周内に支持される。
【００３９】
上述のように外枠２１の内周は偏光板９の外周より大きく作られているため、上下方向および左右方向に遊びを有して支持される。また、表面から突出した支持爪２３の偏光板９に対向する面と、裏面から突出した支持爪２３の偏光板９に対向する面との偏光板９面に直交する方向の距離も偏光板９の厚みより大きいため、偏光板９は厚み方向にも遊びを有して支持される。したがって、偏光板９は偏光板ホルダー２０に支持されることにより外枠２１や支持爪２３より特段の応力を受けることがなく、歪や変形を生じることもない。
【００４０】
また、上述のように偏光板９はこの偏光板ホルダー２０を介して固定部材に固定されるため、偏光板９が固定部材より直接力を受けることはない。また、偏光板ホルダー２０は固定部材に弾性的に固定される。この弾性的な固定に伴う応力は偏光板ホルダー２０に加わる。かかる応力により偏光板ホルダー２０は変形しうるが、その変形は上記遊びにより吸収され、偏光板９におよばない。なお、偏光板ホルダー２０の遊びの大きさは合目的的に決定される。すなわち、偏光板ホルダー２０から偏光板９が脱落したり、偏光板ホルダー２０内における偏光板９の移動により投写型映像表示装置が投射する映像に歪が生じない範囲において決められる所定寸法内で、偏光板ホルダー２０の変形を吸収しうる大きさに決定さける。かかる遊びの大きさは偏光板ホルダー２０に加わりうる力や偏光板ホルダー２０の強度に影響される。
【００４１】
偏光板ホルダー２０の外枠２１の一方の表面には偏光板９の面内方向と直交する方向に部分的に突出した突起２４および２５が備えられている。図６に示すように、偏光板ホルダー２０個提示において、突起２４および２５は溝部材５２の溝壁に当接または近接し、偏光板ホルダー２０が偏光板９の面と直交する方向に移動することを部分的に規制する。偏光板ホルダー２０は上部において把持部材４０の挟爪４１によって偏光板９の面と直交する方向に移動することを規制されており、突起２４および２５が下部において同様の規制を行うことにより、偏光板ホルダー２０が偏光板９の面と直交する方向に移動すること一層規制できる。
【００４２】
なお、光学補償板ホルダー３０は偏光板ホルダー２０と同一の構造および効果を有するためその説明を省略する。
【００４３】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００４４】
（１）上記実施形態によると、偏光板ホルダー２０は偏光板９を同一面内およびこの面と直角方向に所定寸法内で移動可能とする遊びを有して支持するため、かかる遊びの範囲内であれば、偏光板ホルダーに生じた変形や歪が偏光板９に影響を与えない。また偏光板９が偏光板ホルダー２０を介して固定されるため、偏光板９を固定するための応力が、偏光板９に直接かかることがない。更に固定に伴う応力が偏光板ホルダー２０にかかった場合にも、偏光板ホルダー２０の変形が遊びによって吸収できる範囲内であれば、偏光板９が変形することや歪むことがない。したがって偏光板９が歪むことによる投射映像の歪みが抑制されている。
【００４５】
（２）また、着脱可能な把持部材４０を用いて偏光板ホルダー２０が偏光板ホルダー固定部に着脱可能に固定されるため、偏光板ホルダー２０を介して偏光板９を交換することができる。
【００４６】
（３）偏光板ホルダーは、偏光板の外周を遊びを有して取り巻く外枠と、外枠から内周に向かって突出する支持爪とによる単純な構成で形成されているため、安価に構成できる。
【００４７】
（４）上記実施形態によると、偏光板ホルダーを弾性的に固定する偏光板ホルダー固定部を備えるので、弾性力が偏光板ホルダーに加わり、偏光板に加わらない。したがって、上述のように弾性力による偏光板ホルダーの変形が偏光板ホルダーの遊びの範囲内であれば、偏光板に変形や歪が生じない。
【００４８】
（５）上記実施形態によると、偏光板ホルダー２０の外枠２１の一方の表面に偏光板９の面内方向と直交する方向に部分的に突出した突起を有し、この突起により前記偏光板ホルダーの面と直交する方向への移動を部分的に規制するため、偏光板ホルダーが、偏光板ホルダーの面と直交する方向に移動することを抑制する。
【００４９】
（６）上記実施形態によると、光学補償板ホルダーが前記偏光板ホルダーと同構造であり、光学補償板ホルダー固定部が偏光板ホルダー固定部と同構造であるため、光学補償板についても偏光板と同様に歪や変形が抑制されている。従って、光学補償板が変形することによる投射映像の歪みも抑制されている。また、光学補償板も交換可能である。
【００５０】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
【００５１】
・上記実施形態において偏光板と光学補償板を備える投写型映像表示装置に本発明を適用したが、液晶セル１１の種類によっては光学補償板は必須ではない。光学補償板を省略できれば、コストダウンに資する。
【００５２】
・上記実施形態において偏光板と光学補償板を備える投写型映像表示装置本発明を適用したが、光学補償板に変えてあるいは光学補償板と合わせて他の光学機能を有する板を用いてもよい。
【００５３】
・上記実施形態においては、偏光板および光学補償板の両者を同様の方法で固定したが、いずれか一方のみ上述の方法で固定し、他方は従来の方法で固定してもよい。いずれか一方のひずみや変形が特に問題とならない場合に有効である。
【００５４】
・また、上記実施形態においては、いわゆる３ＬＣＤ方式と呼ばれる３枚の液晶パネルを使用する投写型映像表示装置に本発明を適用したが、他の形式の投写型映像表示装置に適用してもよい。少なくとも偏光板を使用する方式の投写型映像表示装置であればいずれにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明にかかる投写型映像表示装置は、偏光板に力がかかることによる歪を抑制することにより投射映像のひずみを抑制できるため、偏光板を使用する投写型映像表示装置に広範囲に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施形態にかかる投写型映像表示装置の光学系の模式図である。
【図２】実施形態にかかる投写型映像表示装置の入射側の光学補償板および偏光板、支持部材周辺の斜視図である。
【図３】実施形態にかかる投写型映像表示装置の入射側の光学補償板および偏光板、支持部材周辺を投射レンズ側から見た図である。
【図４】実施形態にかかる投写型映像表示装置に用いられる把持部材の構造を説明する図であり、（ａ）は正面図・平面図・左右側面図および底面図であり、（ｂ）は斜視図である。
【図５】実施形態にかかる投写型映像表示装置に用いられる把持部材の取り付け方法を説明する図であり、（ａ）は取り付け途中の斜視図であり、（ｂ）は取り付け終了時の斜視図である。
【図６】実施形態にかかる投写型映像表示装置の入射側の光学補償板および偏光板、支持部材周辺の一部断面図である。
【図７】実施形態にかかる投写型映像表示装置に用いられる偏光板ホルダーの構造を説明する図であり、（ａ）は６面図であり、（ｂ）は斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・光源、２・・・集光レンズ、３・・・ミラー、４・・・ミラー（ダイクロイックミラー）、５・・・ミラー、６・・・ミラー（ダイクロイックミラー）、７，８・・・ミラー、９，９Ｂ，９Ｇ，９Ｒ・・・偏光板、１０，１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒ・・・光学補償板、１１・・・液晶セル、１２，１２Ｂ，１２Ｇ，１２Ｒ・・・液晶パネル、１３・・・プリズム、１４・・・投射レンズ、２０・・・偏光板ホルダー、２１・・・外枠、２３・・・支持爪、２４・・・突起、３０・・・光学補償板ホルダー、４０・・・把持部材、４１・・・挟爪、４２・・・押さえ爪、４３・・・螺子穴、４４・・・差込爪、４６・・・取手、５２，５３…溝部材、５４・・・突出部、５５・・・底板（支持部材）、Ｂ・・・青色光、Ｇ・・・緑色光、Ｒ・・・赤色光。
【図１】
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【図２】
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【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】
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