(57)【要約】【課題】取り扱い性を向上でき、かつ、偏光分離特性を良好に維持できる偏光素子を提供する。【解決手段】偏光素子５３は、光束入射側端面５３１Ａ、および光束入射側端面５３１Ａに対して傾斜した射出側傾斜面５３１Ｂを有する第１プリズム５３１と、光束入射側端面５３１Ａに平行する光束射出側端面５３２Ａ、および光束射出側端面５３２Ａに対して傾斜し射出側傾斜面５３１Ｂに対向する入射側傾斜面５３２Ｂを有する第２プリズム５３２と、入射側傾斜面５３２Ｂに設けられる偏光素子本体５３３と、射出側傾斜面５３１Ｂと偏光素子本体５３３とを所定間隔、離間した状態で各プリズム５３１，５３２を一体化する保持部材５３４とを備える。保持部材５３４は、第２プリズム５３２の熱伝導率以下の熱伝導率を有する材料で構成されている。【選択図】図３
2009229730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光束のうち所定の直線偏光光を透過する偏光素子であって、
光束を入射する光束入射側端面、および前記光束入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する第１プリズムと、
前記光束入射側端面に平行する光束射出側端面、および前記光束射出側端面に対して傾斜し前記射出側傾斜面に対向する入射側傾斜面を有する第２プリズムと、
前記入射側傾斜面に設けられ、前記第１プリズムを介した光束のうち第１の直線偏光光を透過し偏光方向が前記第１の直線偏光光に直交する第２の直線偏光光を前記第１プリズムに向けて反射する偏光素子本体と、
前記射出側傾斜面と前記偏光素子本体とを所定間隔、離間した状態で前記各プリズムを一体化する保持部材とを備え、
前記保持部材は、前記第２プリズムの熱伝導率以下の熱伝導率を有する材料で構成されている
ことを特徴とする偏光素子。
【請求項２】
請求項１に記載の偏光素子において、
前記各プリズム、および前記保持部材は、同一の材料で構成されている
ことを特徴とする偏光素子。
【請求項３】
光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調素子と、前記画像光を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
請求項１または請求項２に記載の偏光素子を備える
ことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光素子、およびプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置と、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調素子と、画像光を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタが知られている。
このようなプロジェクタでは、光変調素子（液晶パネル）の光束入射側および光束射出側には、通常、入射光束のうち所定の直線偏光光を透過させ、他の光束を除去する偏光素子が配置される（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のプロジェクタでは、液晶パネルの光束射出側に配置される射出側偏光素子として、反射型の偏光素子が用いられ、射出側偏光素子の耐光性および耐熱性を向上させるとともに、射出側偏光素子にて反射された不要な光束を液晶パネルに入射させない構成としている。
具体的に、射出側偏光素子は、入射光束の光軸に直交する光束入射側端面、および光束入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する断面三角形状の第１プリズムと、光束入射側端面に平行する光束射出側端面、および光束射出側端面に対して傾斜し射出側傾斜面に対向する入射側傾斜面を有する断面三角形状の第２プリズムと、各傾斜面間に介装される反射型偏光板とを備える。そして、反射型偏光板にて反射された不要な光束は、第１プリズムの光束入射側端面にて全反射し、液晶パネルを避ける方向に進行する。
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ０１／０５５７７８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、プロジェクタに組み込む際等の取り扱い性を考慮すれば、射出側偏光素子として、第１プリズムと第２プリズムとを一体化することが好ましい。
しかしながら、例えば、各傾斜面間に反射型偏光板が介装された状態で各傾斜面間を接着剤等により固着することで第１プリズムおよび第２プリズムを一体化した場合には、以下の問題がある。
すなわち、反射型偏光板は、一般的に、互いに偏光方向が直交する２つの直線偏光光に分離し、一方の直線偏光光を透過、および他方の直線偏光光を反射する際、一部の光束を吸収して発熱する。
そして、反射型偏光板の熱が第１プリズムに伝達され、第１プリズムに熱歪が生じた場合には、熱歪による内部応力が生成した位相差の影響で、第１プリズム内を進行する光束の偏光方向が乱れてしまう。
すなわち、反射型偏光板を透過させるべき光束の偏光方向が第１プリズム内において乱れることで一部の光束が反射型偏光板にて反射されたり、反射型偏光板にて反射させるべき光束の偏光方向が第１プリズム内において乱れることで一部の光束が反射型偏光板を透過したりし、射出側偏光素子の偏光分離特性が劣化してしまう、という問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、取り扱い性を向上でき、かつ、偏光分離特性を良好に維持できる偏光素子、およびプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の偏光素子は、入射光束のうち所定の直線偏光光を透過する偏光素子であって、光束を入射する光束入射側端面、および前記光束入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する第１プリズムと、前記光束入射側端面に平行する光束射出側端面、および前記光束射出側端面に対して傾斜し前記射出側傾斜面に対向する入射側傾斜面を有する第２プリズムと、前記入射側傾斜面に設けられ、前記第１プリズムを介した光束のうち第１の直線偏光光を透過し偏光方向が前記第１の直線偏光光に直交する第２の直線偏光光を前記第１プリズムに向けて反射する偏光素子本体と、前記射出側傾斜面と前記偏光素子本体とを所定間隔、離間した状態で前記各プリズムを一体化する保持部材とを備え、前記保持部材は、前記第２プリズムの熱伝導率以下の熱伝導率を有する材料で構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、偏光素子は、第１プリズムと、第２プリズムと、偏光素子本体と、各プリズムを一体化する保持部材とを備える。このことにより、保持部材にて偏光素子が一体化されるため、プロジェクタに組み込む際等の取り扱い性を向上できる。
ここで、第１プリズムにおける光束入射側端面と、第２プリズムにおける光束射出側端面との平行状態等、各プリズムの相対的な位置関係は重要なものである。
そして、例えば、各プリズムをそれぞれ別々にプロジェクタに組み込んだ後、各プリズムの相対的な位置関係を調整する構成とした場合には、各光学部品が密集した状態で各プリズムの相対的な位置関係を調整することとなるため、調整作業が煩雑化してしまう。
これに対して、本発明では、プロジェクタに組み込む前に予め、保持部材にて各プリズムを一体化するため、各プリズムの相対的な位置を所望の位置に容易に位置付けることができる。
【０００８】
また、偏光素子本体が第２プリズムの入射側傾斜面に設けられ、保持部材は、第１プリズムの射出側傾斜面と偏光素子本体とが所定間隔、離間した状態で各プリズムを一体化する。このことにより、偏光素子本体と第１プリズムとの間には、断熱効果の高い空気層が介在することとなる。このため、第１プリズムと偏光素子本体を接着剤などで接合した場合と比べて、偏光素子本体から第１プリズムに熱が伝達される際での熱伝導を効果的に抑制できる。
さらに、保持部材は、第２プリズムの熱伝導率以下の熱伝導率を有する材料で構成されている。このことにより、偏光素子本体から第１プリズムに熱が伝達される際での保持部材を経由した熱伝導を効果的に抑制できる。
したがって、偏光素子本体の発熱の影響による第１プリズムの熱歪を抑制し、偏光素子の偏光分離特性を良好に維持できる。
【０００９】
本発明の偏光素子では、前記各プリズム、および前記保持部材は、同一の材料で構成されていることが好ましい。
本発明では、互いに一体化される各プリズム、および保持部材が同一の材料で構成されているので、各プリズム、および保持部材の線膨張係数が同一となり、各プリズム、および保持部材間の熱膨張変形を同程度に収めることができる。このため、保持部材による各プリズムの保持状態、すなわち、各プリズムの相対的な位置関係を良好に維持できる。
【００１０】
本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調素子と、前記画像光を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、上述した偏光素子を備えることを特徴とする。
本発明では、プロジェクタは、上述した偏光素子を備えるので、上述した偏光素子と同様の作用および効果を享受できる。
また、プロジェクタは、偏光分離特性を良好に維持できる偏光素子を備えるので、投影画像の画質を良好に維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの主な構成〕
図１は、第１実施形態におけるプロジェクタ１の概略構成を模式的に示す図である。
プロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、形成した画像光をスクリーン（図示略）上に拡大投射する。このプロジェクタ１は、図１に示すように、光学ユニット３と、投射光学装置としての投射レンズ４と、光学ユニット３および投射レンズ４を収納し外装を構成する外装筐体２とで大略構成されている。
なお、具体的な図示は省略したが、外装筐体２内において、光学ユニット３および投射レンズ４以外の空間には、プロジェクタ１内部を冷却する冷却ファン等を備えた冷却ユニット、プロジェクタ１の各構成部材に電力を供給する電源装置、プロジェクタ１の各構成部材の動作を制御する制御装置等が配置されるものとする。
【００１２】
光学ユニット３は、前記制御装置による制御の下、光源装置３１から射出された光束を光学的に処理して画像情報に対応した画像光を形成する。この光学ユニット３は、光源装置３１と、照明光学装置３２と、色分離光学装置３３と、リレー光学装置３４と、光学装置５と、これら各光学部品３１〜３４，５を内部に設定された照明光軸Ａｘに対する所定位置に配置する光学部品用筐体３５とを備える。
光源装置３１は、図１に示すように、光源ランプ３１１およびリフレクタ３１２等を備える。そして、光源装置３１は、光源ランプ３１１から射出された光束がリフレクタ３１２によって射出方向が揃えられ、照明光学装置３２に向けて光束を射出する。
【００１３】
照明光学装置３２は、図１に示すように、第１レンズアレイ３２１、第２レンズアレイ３２２、偏光変換素子３２３、および重畳レンズ３２４を備える。そして、光源装置３１から射出された光束は、第１レンズアレイ３２１によって複数の部分光束に分割され、第２レンズアレイ３２２の近傍で結像する。第２レンズアレイ３２２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３２３の入射面に垂直となるように入射し、偏光変換素子３２３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３２３から直線偏光光として射出され、重畳レンズ３２４を介した複数の部分光束は、光学装置５の後述する３枚の液晶パネル５１上で重畳する。
【００１４】
色分離光学装置３３は、図１に示すように、２枚のダイクロイックミラー３３１，３３２、および反射ミラー３３３を備え、これらのダイクロイックミラー３３１，３３２、反射ミラー３３３により照明光学装置３２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機能を有する。
リレー光学装置３４は、図１に示すように、入射側レンズ３４１、リレーレンズ３４３、および反射ミラー３４２，３４４を備え、色分離光学装置３３で分離された色光、例えば、赤色光を光学装置５の後述する赤色光側の液晶パネル５１Ｒまで導く機能を有する。
【００１５】
光学装置５は、入射した光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する。
なお、光学装置５の具体的な構成については、後述する。
投射レンズ４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、光学装置５から射出された画像光をスクリーン上に拡大投射する。
【００１６】
〔光学装置の構成〕
図２は、光学装置５の構成を模式的に示す分解斜視図である。
なお、図２では、光学装置５において、Ｇ色光側のみを図示しているが、Ｒ，Ｂ色光側もＧ色光側と同様の構成を有しているものとする。
光学装置５は、図１または図２に示すように、光変調素子（光学素子）としての液晶パネル５１（赤色光側の液晶パネルを５１Ｒ、緑色光側の液晶パネルを５１Ｇ、青色光側の液晶パネルを５１Ｂとする）と、各液晶パネル５１の光路前段側に配置される入射側偏光素子５２と、各液晶パネル５１の光路後段に配置される射出側偏光素子５３と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム５４とを備える。
なお、以下では、光束入射側から順に各光学部品５１〜５４の構成を説明する。
【００１７】
入射側偏光素子５２は、偏光変換素子３２３で揃えられた偏光方向と略同一の偏光方向の直線偏光光のみ透過する。本実施形態では、入射側偏光素子５２は、後述する偏光素子本体５３３と同様に、反射型偏光子で構成されている。
液晶パネル５１は、図２に示すように、ガラスなどからなる平面視矩形状の一対の基板５１１，５１２に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有している。このうち、基板５１１は、液晶を駆動するための駆動基板であり、互いに平行に配列形成される複数のデータ線と、複数のデータ線と直交する方向に配列形成される複数の走査線と、走査線およびデータ線の交差に対応してマトリクス状に配列形成される画素電極と、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子と、スイッチング素子を駆動する駆動部とを有している。また、基板５１２は、基板５１１に対して所定間隔を空けて対向配置される対向基板であり、所定の電圧Ｖcomが印加される共通電極を有している。また、これら基板５１１，５１２には、前記制御装置と電気的に接続し、前記走査線、前記データ線、前記スイッチング素子、および前記共通電極等に所定の駆動信号を出力する回路基板としてのＦＰＣケーブル５１３が接続されている。このＦＰＣケーブル５１３を介して前記制御装置から駆動信号を入力することで、所定の前記画素電極および前記共通電極の間に電圧が印加され、該画素電極および共通電極間に介在する液晶の配向状態が制御され、入射側偏光素子５２から射出された偏光光束の偏光方向が変調される。
【００１８】
射出側偏光素子５３は、液晶パネル５１を介して射出された光束のうち、入射側偏光素子５２の透過軸に直交する偏光方向の第１の直線偏光光のみ透過する。
なお、射出側偏光素子５３の構成については、後述する。
【００１９】
クロスダイクロイックプリズム５４は、各射出側偏光素子５３を透過した各色光を合成して画像光（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５４は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶パネル５１Ｇから射出され射出側偏光素子５３を透過したＧ色光を透過し、各液晶パネル５１Ｒ，５１Ｂから射出され各射出側偏光素子５３を透過したＲ，Ｂ色光を反射する。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。
【００２０】
〔射出側偏光素子の構成〕
図３は、射出側偏光素子５３を側方から見た図である。
射出側偏光素子５３は、図２または図３に示すように、第１プリズム５３１と、第２プリズム５３２と、偏光素子本体５３３と、保持部材５３４とを備える。
第１プリズム５３１は、断面直角三角形状を有する三角柱プリズムで構成され、光束入射側端面５３１Ａが照明光軸Ａｘに対して直交し、断面直角三角形状の斜辺に相当する射出側傾斜面５３１Ｂが光束射出側に位置し照明光軸Ａｘに直交する平面（光束入射側端面５３１Ａ）に対して傾斜した状態で配設される。
【００２１】
第２プリズム５３２は、第１プリズム５３１と同一の形状を有する三角柱プリズムで構成されている。そして、第２プリズム５３２は、光束射出側端面５３２Ａが照明光軸Ａｘに対して直交し、断面直角三角形状の斜辺に相当する入射側傾斜面５３２Ｂが光束入射側に位置し射出側傾斜面５３１Ｂに平行した状態で配設される。
【００２２】
図４は、各プリズム５３１，５３２の材料、熱伝導率、および線膨張係数を示す図である。
上述した各プリズム５３１，５３２は、同一の材料で構成されている。
そして、各プリズム５３１，５３２の材料としては、例えば、図４に示すように、石英、パイレックス（登録商標）、テンパックス（商品名）、ＢＫ７（商品名）、ＳＫ５（商品名）、ＳＦ５７（商品名）等の光学ガラス、白板、あるいは、青板等を採用できる。
【００２３】
偏光素子本体５３３は、入射側傾斜面５３２Ｂに設けられ、第１の直線偏光光を透過し、偏光方向が第１の直線偏光光に直交する第２の直線偏光光を反射する反射型偏光子で構成されている。本実施形態では、偏光素子本体５３３は、具体的な図示は省略したが、入射側傾斜面５３２Ｂにアルミニウム等の微細な線状リブが多数平行に形成された構成を有している。そして、偏光素子本体５３３は、線状リブが延出している方向に、垂直な偏光方向の直線偏光光（第１の直線偏光光）を透過し、平行な偏光方向の直線偏光光（第２の直線偏光光）を反射する。
【００２４】
保持部材５３４は、平面視正方形状を有する直方体で構成され、各プリズム５３１，５３２における三角柱の各底面５３１Ｄ，５３２Ｄに跨るように接着剤により固着される。そして、保持部材５３４は、光束入射側端面５３１Ａと光束射出側端面５３２Ａとが平行（各傾斜面５３１Ｂ，５３２Ｂが平行）し、射出側傾斜面５３１Ｂと偏光素子本体５３３とが所定間隔、離間した状態で各プリズム５３１，５３２を一体化する。
なお、本実施形態では、保持部材５３４は、図３に示すように、各プリズム５３１，５３２における断面直角三角形状の斜辺を除く他の２辺に対して各側面がそれぞれ平行するように各底面５３１Ｄ，５３２Ｄに固着されている。
【００２５】
また、本実施形態では、偏光素子本体５３３に生じた熱による第１プリズム５３１の熱歪を抑えるために、保持部材５３４の熱伝導率および形状を以下に示すように設定している。
例えば、偏光素子本体５３３で生じた熱が第１プリズム５３１に伝達される際、保持部材５３４を経由する熱伝導は、以下の式（１）で表すことができる。
【００２６】
〔数１〕
保持部材５３４経由の熱伝導（Ｗ／Ｋ）＝（Ｄ×ｔ×λ）／ａ  ・・・  （１）
【００２７】
ここで、ａは、図３に示すように、射出側傾斜面５３１Ｂと偏光素子本体５３３との離間距離である。Ｄは、図３に示すように、保持部材５３４の幅寸法である。ｔは、図２に示すように、保持部材５３４の厚み寸法である。λは、保持部材５３４の熱伝導率である。
式（１）から、第１プリズム５３１の熱歪を抑えるためには、第１プリズム５３１と偏光素子本体５３３との離間距離ａが大きく、保持部材５３４における幅寸法Ｄ、厚み寸法ｔ、および熱伝導率λが小さいことが望ましい。
そして、離間距離ａとしては、第１プリズム５３１と偏光素子本体５３３とが干渉せず、射出側偏光素子５３や光学装置５の小型化を阻害しない範囲、すなわち、0.2〜1.0mm程度に設定されている。
また、幅寸法Ｄとしては、保持部材５３４の強度を維持できる範囲で各プリズム５３１，５３２の上下方向の高さ寸法Ｄ０（図３）未満に設定されている。
さらに、厚み寸法ｔとしては、保持部材５３４の強度を維持できる範囲、すなわち、0.3〜2.0mm程度に設定されている。
【００２８】
図５は、保持部材５３４の材料、熱伝導率、および線膨張係数を示す図である。
また、熱伝導率λとしては、第２プリズム５３２の熱伝導率以下に設定されている。
すなわち、保持部材５３４の材料としては、例えば、図５に示すように、各プリズム５３１，５３２と同様の材料の他、アクリル樹脂や塩化ビニル樹脂等のプラスチック等を採用できる。
本実施形態では、保持部材５３４は、各プリズム５３１，５３２と同一の材料で構成されている。
【００２９】
図６は、射出側偏光素子５３から射出される光束の光路を模式的に示す図である。具体的に、図６は、射出側偏光素子５３の縦断面図である。
そして、射出側偏光素子５３は、上述した構成により、液晶パネル５１を介した光束Ｌ１を以下に示すように射出する。
すなわち、光束Ｌ１は、図６に示すように、第１プリズム５３１に導入された後、射出側傾斜面５３１Ｂから射出され、偏光素子本体５３３に向けて進行する。
偏光素子本体５３３に入射した光束Ｌ１は、偏光素子本体５３３にて第１の直線偏光光Ｌ１１および第２の直線偏光光Ｌ１２に分離される。
第１の直線偏光光Ｌ１１は、偏光素子本体５３３を透過し、第２プリズム５３２を介して射出され、クロスダイクロイックプリズム５４に導入される。この際、第１の直線偏光光Ｌ１１は、光束Ｌ１の進行方向と略同一方向に進行する。
一方、第２の直線偏光光Ｌ１２は、偏光素子本体５３３にて光束入射側に反射され、第１プリズム５３１に導入された後、光束入射側端面５３１Ａに入射する。そして、第２の直線偏光光Ｌ１２は、光束入射側端面５３１Ａにて全反射し、第１プリズム５３１における光束入射側端面５３１Ａおよび射出側傾斜面５３１Ｂに交差する端面５３１Ｃから射出される。すなわち、第２の直線偏光光Ｌ１２は、液晶パネル５１を避ける方向（本実施形態では、上方向）に射出される。なお、具体的な図示は省略したが、第１プリズム５３１の各端面には、入射光および射出光の反射を防止するための反射防止膜を形成することができる。
【００３０】
そして、上述した各部材５１〜５４は、以下に示すように、一体化される。
すなわち、射出側偏光素子５３は、光束射出側端面５３２Ａがクロスダイクロイックプリズム５４の光束入射側端面５４Ａ（図２）に接着剤により固着される。
また、液晶パネル５１は、駆動基板５１１が第１プリズム５３１の光束入射側端面５３１Ａに接着剤により固着される。
さらに、入射側偏光素子５２は、液晶パネル５１の対向基板５１２に接着剤により固着される。
【００３１】
本実施形態では、クロスダイクロイックプリズム５４と第２プリズム５３２との間の接着剤、保持部材５３４と第１プリズム５３１および第２プリズム５３２との間の接着剤、第１プリズム５３１と液晶パネル５１との間の接着剤、および液晶パネル５１と入射側偏光素子５２との間の接着剤として、以下の接着剤を採用している。
すなわち、接着剤は、液晶パネル５１の使用温度（例えば、６０〜８０℃以下）を考慮し、接着強度を維持するために、９０℃以上のガラス転移温度を有することが好ましい。
また、接着剤は、リワーク性を考慮した場合に、ある程度の温度で軟化し、各部材５１〜５４を分離可能とする必要があるため、例えば各偏光素子５２，５３等の耐熱温度限界で、比較的容易に高温状態を実現できる１２０℃以下のガラス転移温度を有することが好ましい。
すなわち、接着剤は、９０〜１２０℃のガラス転移温度を有することが好ましい。
そして、この接着剤の材料としては、シリカ系、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、シリコーン系等を採用できる。また、接着剤の硬化方法としては、紫外線硬化型、２液混合型、熱硬化型、嫌気性硬化型等を採用できる。
【００３２】
上述した第１実施形態においては、以下の効果がある。
本実施形態では、射出側偏光素子５３は、第１プリズム５３１と、第２プリズム５３２と、偏光素子本体５３３と、各プリズム５３１，５３２を一体化する保持部材５３４とを備える。このことにより、保持部材５３４にて射出側偏光素子５３が一体化されるため、プロジェクタ１に組み込む際等の取り扱い性を向上できる。
また、プロジェクタ１に組み込む前に予め、保持部材５３４にて各プリズム５３１，５３２を一体化するため、各プリズム５３１，５３２の相対的な位置を所望の位置に容易に位置付けることができる。
【００３３】
また、偏光素子本体５３３が第２プリズム５３２の入射側傾斜面５３２Ｂに設けられ、保持部材５３４は、第１プリズム５３１の射出側傾斜面５３１Ｂと偏光素子本体５３３とが所定間隔、離間した状態で各プリズム５３１，５３２を一体化する。このことにより、偏光素子本体５３３と第１プリズム５３１との間には、断熱効果の高い空気層が介在することとなる。このため、第１プリズム５３１と偏光素子本体５３３とを接着剤などで接合した場合と比べて、偏光素子本体５３３から第１プリズム５３１に熱が伝達される際での熱伝導を効果的に抑制できる。
さらに、保持部材５３４は、第２プリズム５３２の熱伝導率以下の熱伝導率を有する材料で構成されている。このことにより、偏光素子本体５３３から第１プリズム５３１に熱が伝達される際での保持部材５３４を経由した熱伝導を効果的に抑制できる。
したがって、偏光素子本体５３３の発熱の影響による第１プリズム５３１の熱歪を抑制し、射出側偏光素子５３の偏光分離特性を良好に維持できる。
また、射出側偏光素子５３の偏光分離特性を良好に維持できるため、プロジェクタ１から投射される投影画像の画質も良好に維持できる。
【００３４】
また、互いに一体化される各プリズム５３１，５３２、および保持部材５３４が同一の材料で構成されているので、各プリズム５３１，５３２、および保持部材５３４の線膨張係数が同一となり、各プリズム５３１，５３２、および保持部材５３４間の熱膨張変形を同程度に収めることができる。このため、保持部材５３４による各プリズム５３１，５３２の保持状態、すなわち、各プリズム５３１，５３２の相対的な位置関係を良好に維持できる。
【００３５】
さらに、射出側偏光素子５３は、光束入射側端面５３１Ａと光束射出側端面５３２Ａとが平行するように構成されている。このことにより、射出側偏光素子５３への入射光束Ｌ１と、射出側偏光素子５３を透過した第１の直線偏光光Ｌ１１との進行方向を略同一に設定できる。このため、射出側偏光素子５３の光路前段に配設される液晶パネル５１や、射出側偏光素子５３の光路後段に配設されるクロスダイクロイックプリズム５４と組み合わせて使用する場合に、光学系を容易に構成でき、すなわち、各光学部品５１，５４をも一体化して光学装置５として構成でき、取り扱い性をさらに向上できる。
【００３６】
また、互いに固着される液晶パネル５１、射出側偏光素子５３、およびクロスダイクロイックプリズム５４として、図４に示すような略同一の線膨張係数を有する材料で構成できるため、各部材５１，５３，５４間の熱膨張変形を略同程度に収めることができる。したがって、線膨張係数の違いにより発生する熱応力を緩和し、各液晶パネル５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの相互位置のずれを防止でき、画素ずれを回避できる。
【００３７】
さらに、液晶パネル５１において、駆動基板５１１には第１プリズム５３１が固着され、対向基板５１２には入射側偏光素子５２が固着されるので、光束入射側や光束射出側に、塵埃が付着しても該塵埃をフォーカス位置からずらし、塵埃が投影画像に影となって表示されることを防止するための防塵ガラスを取り付ける必要がなく、光学装置５の構成の簡素化および小型化が図れる。
【００３８】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図７は、第２実施形態における射出側偏光素子５３の構成を模式的に示す斜視図である。
本実施形態では、図７に示すように、前記第１実施形態に対して、射出側偏光素子５３が第１プリズム５３１、第２プリズム５３２、偏光素子本体５３３、および保持部材５３４の他、閉塞部材５３５を備える点が異なるのみである。その他の構成は、前記第１実施形態と同様である。
【００３９】
閉塞部材５３５は、熱伝導率が小さい材料（例えば、紙等）で構成され、シート状に形成されている。そして、閉塞部材５３５は、各プリズム５３１，５３２が保持部材５３４にて一体化された状態で、各プリズム５３１，５３２間に跨り各傾斜面５３１Ｂ，５３２Ｂの外縁略全周に亘って配設され、接着剤等にて各プリズム５３１，５３２に固着される。
上述したように閉塞部材５３５を各プリズム５３１，５３２に固着することで、保持部材５３４および閉塞部材５３５により、射出側傾斜面５３１Ｂおよび偏光素子本体５３３の間は、密閉空間とされる。
【００４０】
上述した第２実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、射出側偏光素子５３は、射出側傾斜面５３１Ｂおよび偏光素子本体５３３の間を密閉空間とする閉塞部材５３５を備える。このことにより、閉塞部材５３５にて射出側傾斜面５３１Ｂおよび偏光素子本体５３３間での空気の流れを防止できる。このため、偏光素子本体５３３から第１プリズム５３１に熱が伝達される際での空気層の対流を経由した熱伝達をさらに効果的に抑制できる。
また、閉塞部材５３５により密閉空間内部に塵埃等が侵入することを防止できるため、偏光素子本体５３３に塵埃等が付着することを防止できる。
【００４１】
なお、本発明は前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。
前記各実施形態では、保持部材５３４は、平面視正方形状の直方体で構成されていたが、これに限らず、その他の直方体形状、円柱形状、三角柱形状、あるいは、棒状に形成しても構わない。
また、前記各実施形態では、保持部材５３４は、各プリズム５３１，５３２の底面５３１Ｄ，５３２Ｄに跨るように固着されていたが、各プリズム５３１，５３２を一体化できれば、他の位置に設けても構わない。
【００４２】
前記各実施形態では、保持部材５３４にて各プリズム５３１，５３２を一体化して射出側偏光素子５３を構成するとともに、各光学部品５１〜５４を一体化して光学装置５を構成していたが、これに限らず、少なくとも保持部材５３４にて各プリズム５３１，５３２が一体化された構成であれば、射出側偏光素子５３に対して他の光学部品５１，５２，５４が一体化されていない構成としても構わない。また、液晶パネル５１と入射側偏光素子５２や射出側偏光素子５３の間に、他の光学素子、例えば、位相差板、視野角補償板（透光性基板上にＷＶフィルム（富士写真フィルム社製）等の光学補償フィルムが貼付された構成）が存在しても構わない。また、射出側偏光素子５３とクロスダイクロイックプリズム５４との間に、他の光学素子、例えば、位相差板、偏光板が存在しても構わない。これらの場合も、全ての光学素子、またはその一部を一体化しても構わない。
前記各実施形態では、接着剤を用いて前記他の光学素子と各部材５１〜５３とを固着する場合に、９０〜１２０℃のガラス転移温度を有する接着剤を用いているが、ガラス転移温度が１２０℃以上の接着剤を用いても構わない。
また、前記各実施形態では、各部材５１〜５４を一体化する際、接着剤を用いていたが、これに限らず、両面テープ等の他の手段にて一体化しても構わない。
【００４３】
前記各実施形態において、第１プリズム５３１および第２プリズム５３２は、異なる形状を有する構成としても構わない。また、第１プリズム５３１および第２プリズム５３２は、異なる材料で構成しても構わない。
例えば、第１プリズム５３１における端面５３１Ｃの形状として、光束入射側端面５３１Ａにて全反射した第２の直線偏光光Ｌ１２が直交して入射するように形成しても構わない。
前記各実施形態において、第２の直線偏光光Ｌ１２が上方向に射出されるように射出側傾斜面５３１Ｂが光束射出側に位置し照明光軸Ａｘに直交する平面（光束入射側端面５３１Ａ）に対して傾斜した状態で配設されていたが、これに限らず、液晶パネル５１を避ける方向であれば、射出側傾斜面５３１Ｂの傾斜方向は上下左右どの方向でもよい。
【００４４】
前記各実施形態において、偏光素子本体５３３の構成は、前記各実施形態で説明した構成に限らず、反射型偏光子であれば、いずれの構成でも構わない。
例えば、偏光素子本体５３３として、誘電体多層膜によって形成される偏光分離素子、液晶材料などの屈折率異方性（複屈折性）を有する有機材料を層状に積層させた高分子系の層状偏光板、偏りのない光を右回りの円偏光と左回りの円偏光とに分離する円偏光反射板と１／４波長板を組み合わせた光学素子、ブリュースター角を利用して反射偏光光と透過偏光光とに分離する光学素子、あるいは、ホログラムを利用したホログラム光学素子等を採用しても構わない。
【００４５】
前記各実施形態では、本発明に係る偏光素子の構成を射出側偏光素子５３に採用していたが、これに限らず、入射側偏光素子５２に採用しても構わない。
前記第２実施形態において、閉塞部材５３５としては、射出側傾斜面５３１Ｂおよび偏光素子本体５３３の間を密閉空間とする構成であれば、各プリズム５３１，５３２に固着された構成に限らず、前記第１実施形態で説明した射出側偏光素子５３全体を内部に収納する箱状に形成しても構わない。
前記各実施形態において、偏光素子本体５３３の構成は、第２プリズム５３２の表面に反射型偏光子が形成された構成に限らず、０．３〜２．０ｍｍの平板上に反射型偏光子が形成されたものを第２プリズム５３２に接合した構成でも構わない。
例えば、偏光素子本体５３３として、厚さ１ｍｍのウェハ表面にアルミニウム等の微細な線状リブが多数平行に形成したものを所定のサイズに切断したものを採用することができる。この場合、反射型偏光子が形成した平板である偏光素子本体５３３を製造後に、第２プリズム５３２と接着することになる。
【００４６】
前記各実施形態では、液晶パネル５１を３つ設けた三板式のプロジェクタ１の例を挙げたが、これに限らず、液晶パネル５１を１つのみ設けた構成、液晶パネル５１を２つ設けた構成、あるいは、液晶パネル５１を４つ以上設けた構成としても構わない。
前記各実施形態では、フロント投射型のプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを備え、該スクリーンの裏面側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、取り扱い性を向上でき、かつ、偏光分離特性を良好に維持できるため、プレゼンテーションやホームシアタに用いられるプロジェクタの偏光素子に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１実施形態におけるプロジェクタの概略構成を模式的に示す図。
【図２】前記実施形態における光学装置の構成を模式的に示す分解斜視図。
【図３】前記実施形態における射出側偏光素子を側方から見た図。
【図４】前記実施形態における各プリズムの材料、熱伝導率、および線膨張係数を示す図。
【図５】前記実施形態における保持部材の材料、熱伝導率、および線膨張係数を示す図。
【図６】前記実施形態における射出側偏光素子から射出される光束の光路を模式的に示す図。
【図７】第２実施形態における射出側偏光素子の構成を模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・プロジェクタ、４・・・投射レンズ（投射光学装置）、３１・・・光源装置、５１・・・液晶パネル（光変調素子）、５３・・・射出側偏光素子、５３１・・・第１プリズム、５３１Ａ・・・光束入射側端面、５３１Ｂ・・・射出側傾斜面、５３２・・・第２プリズム、５３２Ａ・・・光束射出側端面、５３２Ｂ・・・入射側傾斜面、５３３・・・偏光素子本体、５３４・・・保持部材、Ｌ１・・・入射光束、Ｌ１１・・・第１の直線偏光光、Ｌ１２・・・第２の直線偏光光。
【図１】
2009229730.tif 000003
【図２】
2009229730.tif 000004
【図３】
2009229730.tif 000005
【図４】
2009229730.tif 000006
【図５】
2009229730.tif 000007
【図６】
2009229730.tif 000008
【図７】
2009229730.tif 000009