JP2007240723A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】製造を容易としかつ、光学補償素子を液晶分子のねじれ方向が異なる２種類の液晶光変調素子に応じた共通部品として採用できるプロジェクタを提供する。
【解決手段】光学補償素子としての視野角補償板４３は、負の一軸性を有する光学異方体で構成され、液晶光変調素子を通過する光束の位相差を補償する光学補償フィルム４３２と、光学補償フィルム４３２を保持する透光性基板４３１とを備える。透光性基板４３１は、平面視６角形で構成され、６つの側端面のうちいずれか１つの側端面が光学補償フィルム４３２の光学軸Ａｘを第１の液晶光変調素子に対応した方向に位置付ける第１の位置決め面４３１１として構成され、６つの側端面のうちいずれか他の側端面が光学補償フィルム４３２の光学軸Ａｘを第２の液晶光変調素子に対応した方向に位置付ける第２の位置決め面として構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

従来、光源装置と、電圧が印加されることで液晶分子の配列状態を変化させ液晶分子の配列状態に応じて光源装置から射出された光束を画素毎に変調する液晶光変調素子（液晶パネル）と、液晶パネルにて変調された変調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。
また、液晶パネルにおいて、液晶分子の長軸方向と短軸方向とに異なる屈折率を有することは、一般的に知られている。このような屈折率の異方性を示す液晶分子に所定の偏光光が入射すると、その偏光光は、液晶分子の角度に依存して偏光状態が変化する。すなわち、液晶パネルのパネル面に対し光が垂直に入射した場合と斜めに入射した場合とでは、液晶パネル中を伝播する光の偏光状態が異なり、見る方向によって表示コントラストが変化するという明視特性上の問題がある。
そこで、従来では、液晶パネルの明視特性を改善するために、液晶パネルと偏光素子との間に、光学異方素子を配設する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の光学異方素子は、負の一軸性を有する光学異方体で構成されている。そして、光学異方素子の光学軸を液晶パネルに対応した方向に位置付けることで、液晶パネルのパネル面に対して光が斜めに入射した際の液晶パネルの位相差を光学異方素子における透過時の位相遅延作用によって補償し、液晶パネルの明視特性を改善している。

特開平８−１０１３８１号公報

ところで、例えばツィストネマティック方式の液晶パネルとしては、製法の異なる２種類の液晶パネル、いわゆるＬ液晶パネルおよびＲ液晶パネルが存在する。すなわち、Ｌ液晶パネルは、対向基板側のラビング方向を基準として、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)基板のラビング方向を９０度左（反時計方向に）回転させ、液晶分子を左ねじれに設定した液晶パネルである。また、Ｒ液晶パネルは、対向基板側のラビング方向を基準として、ＴＦＴ基板のラビング方向を９０度右（時計方向に）回転させ、液晶分子を右ねじれに設定した液晶パネルである。
そして、上述した２種類の液晶パネルは、製法の違い等の影響により、Ｌ液晶パネルの明視特性を改善するための光学異方素子の光学軸の最適な方向と、Ｒ液晶パネルの明視特性を改善するための光学異方素子の光学軸の最適な方向とは異なるものとなる。
したがって、上述したねじれ方向の異なる２種類の液晶パネルが内部に搭載されたプロジェクタにおいて、特許文献１に記載の光学異方素子を採用する場合には、Ｌ液晶パネルに対応した方向に光学軸が位置付けられた光学異方素子、Ｒ液晶パネルに対応した方向に光学軸が位置付けられた光学異方素子の２種類の光学異方素子が必要となり、プロジェクタの製造を困難なものとする。

本発明の目的は、製造を容易としかつ、光学補償素子を液晶分子のねじれ方向が異なる２種類の液晶光変調素子に応じた共通部品として採用できるプロジェクタを提供することにある。

本発明のプロジェクタは、光源装置と、電圧が印加されることで液晶分子の配列状態を変化させ前記液晶分子の配列状態に応じて前記光源装置から射出された光束を画素毎に変調する複数の液晶光変調素子と、前記複数の液晶光変調素子にて変調された各変調光を合成して画像光を形成する色合成光学装置と、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、前記複数の液晶光変調素子に対応して複数設けられ、前記液晶光変調素子の光路前段側および光路後段側の少なくともいずれかに配設され、前記液晶光変調素子を通過する光束の位相差を補償する光学補償素子を備え、前記複数の液晶光変調素子は、前記液晶分子のねじれ方向が所定方向に設定された第１の液晶光変調素子と、前記液晶分子のねじれ方向が前記所定方向とは異なる方向に設定された第２の液晶光変調素子とで構成され、前記光学補償素子は、負の一軸性を有する光学異方体で構成され前記液晶光変調素子を通過する光束の位相差を補償する素子本体と、前記素子本体を保持する保持部材とを備え、前記保持部材は、複数の側端面を有し、前記複数の側端面のうちいずれか一の側端面が前記素子本体の光学軸を前記第１の液晶光変調素子に対応した方向に位置付ける第１の位置決め面として構成され、前記複数の側端面のうちいずれか他の側端面が前記素子本体の光学軸を前記第２の液晶光変調素子に対応した方向に位置付ける第２の位置決め面として構成されていることを特徴とする。

ここで、複数の液晶光変調素子としては、第１の液晶光変調素子および第２の液晶光変調素子の２種類で構成されていればよく、その数は、２つの他、３つ以上も含むものである。すなわち、第１の液晶光変調素子は、液晶分子のねじれ方向が所定方向に設定されたものであれば、１つに限らず複数であっても構わない。同様に、第２の液晶光変調素子は、液晶分子のねじれ方向が前記所定方向とは異なる方向に設定されたものであれば、１つに限らず複数であっても構わない。

本発明によれば、光学補償素子を構成する保持部材が第１の位置決め面および第２の位置決め面を有しているので、複数の光学補償素子のうち、第１の液晶光変調素子に応じて配設する光学補償素子については、第１の位置決め面をプロジェクタ内部の所定の支持面に当接させることで保持部材にて保持された素子本体の光学軸を第１の液晶光変調素子に対応した方向に容易に位置付けることができる。そして、光学補償素子により第１の液晶光変調素子の明視特性を改善できる。また、複数の光学補償素子のうち、第２の液晶光変調素子に応じて配設する光学補償素子については、第２の位置決め面を前記支持面に当接させることで保持部材にて保持された素子本体の光学軸を第２の液晶光変調素子に対応した方向に容易に位置付けることができる。そして、光学補償素子により第２の液晶光変調素子の明視特性も改善できる。
以上のことにより、複数の光学補償素子を２種類の液晶光変調素子に対応して形成する必要がなく同一の構成として２種類の液晶光変調素子に応じた共通部品として採用でき、プロジェクタの製造を容易とし製造コストの低減が図れる。

本発明のプロジェクタでは、前記保持部材は、透光性基板で構成されていることが好ましい。
ところで、保持部材として、透光性を有する部材以外の部材で構成した場合には、素子本体を通過した光束を通過させるための構造が必要となる。このような場合には、素子本体の外縁部分のみを保持することとなり、素子本体を良好に保持することが難しい。
本発明によれば、保持部材が透光性基板で構成されているので、例えば透光性基板の表面上に素子本体を貼付する保持構造を採用でき、保持部材を簡素な構造として素子本体を良好に保持できる。

本発明のプロジェクタでは、前記保持部材における前記複数の側端面は、前記第１の位置決め面および前記第２の位置決め面にそれぞれ平行する第１の押圧面および第２の押圧面を含んで構成されていることが好ましい。
本発明によれば、保持部材には、第１の位置決め面および第２の位置決め面にそれぞれ平行する第１の押圧面および第２の押圧面が形成されているので、複数の光学補償素子のうち、第１の液晶光変調素子に応じて配設する光学補償素子については、第１の位置決め面をプロジェクタ内部の所定の支持面に当接させた状態で、プロジェクタ内部の部材（例えば、押さえ部材）により第１の押圧面を押圧することで、第１の位置決め面および前記支持面を確実に当接させ、素子本体（素子本体の光学軸）の位置決め状態を安定して維持できる。また、複数の光学補償素子のうち、第２の液晶光変調素子に応じて配設する光学補償素子については、第２の位置決め面を前記当接面に当接させた状態で、プロジェクタ内部の部材（押さえ部材）により第２の押圧面を押圧することで、第２の位置決め面を前記支持面に確実に当接させ、素子本体（素子本体の光学軸）の位置決め状態を安定して維持できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図１は、本実施形態におけるプロジェクタ１の概略構成を示す平面図である。
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、該画像光をスクリーン等の投射面上に拡大投射する光学機器である。このプロジェクタ１は、図１に示すように、略直方体状の外装筺体２と、この外装筺体２内部に収納配置される光学ユニット３とで大略構成される。
なお、具体的な図示は省略するが、外装筺体２内部には、光学ユニット３の他、プロジェクタ１の構成部材に外部からの電力を供給する電源ユニット、プロジェクタ１内部を冷却する冷却ユニット、プロジェクタ１全体を制御する制御装置等が配置されるものとする。

外装筺体２は、射出成型等による合成樹脂製品であり、プロジェクタ１の天面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するアッパーケース、およびプロジェクタ１の底面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するロアーケース等で構成される。そして、各ケースは、互いにねじ等で固定されている。
なお、外装筺体２は、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。

光学ユニット３は、外装筺体２内部に配置され、画像光を形成して拡大投射する。この光学ユニット３は、図１に示すように、光源装置１０、均一照明光学系２０、色分離光学系３０、リレー光学系３５、光学装置４０、および投射光学装置としての投射光学系５０を備えて構成され、これらの光学系２０〜３５を構成する光学素子および光学装置４０は、所定の照明光軸Ａが設定された光学部品用筐体６０内に位置決め調整されて収納されている。

光源装置１０は、光源ランプ１１から放射された光束を一定方向に揃えて射出し、光学装置４０を照明するものである。この光源装置１０は、図１に示すように、光源ランプ１１、主反射鏡１２、および平行化凹レンズ１４を備えて構成されている。この光源装置１０は、ランプハウジング１０Ｂに収納配置されることで、光学部品用筐体６０に対する所定位置（光源装置１０から射出される光束の中心軸と光学部品用筐体６０内に設定された照明光軸Ａとが一致する位置）に位置決めされる。
そして、光源ランプ１１から放射された光束は、主反射鏡１２により光源装置１０の前方側に射出方向を揃えて集束光として射出され、平行化凹レンズ１４によって平行化され、均一照明光学系２０に射出される。
ここで、光源ランプ１１としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、または高圧水銀ランプが多用される。また、主反射鏡１２としては、図１では、楕円面リフレクタで構成しているが、光源ランプ１１から射出された光束を略平行化して反射するパラボラリフレクタとして構成してもよい。この場合には、平行化凹レンズ１４を省略する。

均一照明光学系２０は、光源装置１０から射出された光束を複数の部分光束に分割し、照明領域の面内照度を均一化する光学系である。この均一照明光学系２０は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、偏光変換素子２３、および重畳レンズ２４を備えている。
第１レンズアレイ２１は、光源装置１０から射出された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、照明光軸Ａと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。
第２レンズアレイ２２は、上述した第１レンズアレイ２１により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ２１と同様に照明光軸Ａに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えた構成を有している。

偏光変換素子２３は、第１レンズアレイ２１により分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の直線偏光に揃える偏光変換素子である。
この偏光変換素子２３は、図示を略したが、照明光軸Ａに対して傾斜配置される偏光分離膜および反射膜を交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束およびＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射膜によって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Ａに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子２３の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、略全ての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子２３を用いることにより、光源ランプ１１から射出される光束を、略一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置４０で利用する光源光の利用率を向上することができる。

重畳レンズ２４は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、および偏光変換素子２３を経た複数の部分光束を集光して光学装置４０の後述する３つの液晶パネルの画像形成領域上に重畳させる光学素子である。

色分離光学系３０は、２枚のダイクロイックミラー３１，３２と、反射ミラー３３とを備え、ダイクロイックミラー３１，３２により均一照明光学系２０から射出された複数の部分光束を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を具備する。
ダイクロイックミラー３１，３２は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。そして、光路前段に配置されるダイクロイックミラー３１は、青色光を反射し、その他の色光を透過するミラーである。また、光路後段に配置されるダイクロイックミラー３２は、緑色光を反射し、赤色光を透過するミラーである。

リレー光学系３５は、入射側レンズ３６と、リレーレンズ３８と、反射ミラー３７，３９とを備え、色分離光学系３０を構成するダイクロイックミラー３１，３２を透過した赤色光を光学装置４０まで導く機能を有している。なお、赤色光の光路にこのようなリレー光学系３５が設けられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。リレー光学系３５は、入射側レンズ３６の像をリレーレンズ３８を介して略そのままフィールドレンズ４７に伝達する機能を備えている。本実施形態においては赤色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、青色光の光路の長さを長くしてリレー光学系３５を青色光の光路に用いる構成も考えられる。

上述したダイクロイックミラー３１により分離された青色光は、反射ミラー３３により曲折された後、フィールドレンズ４７を介して光学装置４０に供給される。また、ダイクロイックミラー３２により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ４７を介して光学装置４０に供給される。さらに、赤色光は、リレー光学系３５を構成するレンズ３６，３８および反射ミラー３７，３９により集光、曲折されてフィールドレンズ４７を介して光学装置４０に供給される。なお、光学装置４０の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ４７は、第２レンズアレイ２２から射出された各部分光束を、各部分光束の主光線に対して平行な光束に変換するために設けられている。

光学装置４０は、色分離光学系３０から射出される３つの色光を画像情報に応じてそれぞれ変調し、変調した各色光を合成して画像光（カラー画像）を形成する。この光学装置４０は、図１に示すように、３つの光変調装置４１と、３つの入射側偏光板４２と、光学補償素子としての３つの視野角補償板４３と、３つの射出側偏光板４４と、クロスダイクロイックプリズム４５とを備える。そして、これらのうち、３つの光変調装置４１、３つの視野角補償板４３（Ｒ色光側の視野角補償板を４３Ｒ、Ｇ色光側の視野角補償板を４３Ｇ、Ｂ色光側の視野角補償板を４３Ｒとする）、３つの射出側偏光板４４、およびクロスダイクロイックプリズム４５が一体化されて、光学装置本体４０Ａ（図２参照）を構成する。なお、光学装置本体４０Ａにおいて、３つの光変調装置４１、３つの視野角補償板４３、３つの射出側偏光板４４、およびクロスダイクロイックプリズム４５の他、３つの入射側偏光板４２も一体化する構成を採用してもよい。また、光学装置本体４０Ａの詳細な構成については、後述する。

３つの入射側偏光板４２は、偏光変換素子２３で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射され、入射された光束のうち、偏光変換素子２３で揃えられた光束の偏光軸と略同一方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。これら入射側偏光板４２は、例えば、サファイアガラスまたは水晶等の透光性基板上に偏光膜が貼付された構成を有している。

投射光学系５０は、具体的な図示は省略するが、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成され、光学装置４０で形成された画像光（カラー画像）をスクリーンに向けて拡大投射する。

〔光学装置本体の構成〕
図２および図３は、光学装置本体４０Ａの構造を示す図である。具体的に、図２は、一体化された光学装置本体４０Ａの斜視図である。図３は、光学装置本体４０Ａの要部を分解した分解斜視図である。なお、図２では、クロスダイクロイックプリズム４５における３つの光束入射側端面のうち、Ｇ色光側およびＲ色光側の図示を簡略化しているが、Ｂ色光側と同様のものとする。
光学装置本体４０Ａは、図２または図３に示すように、３つの光変調装置４１と、３つの視野角補償板４３（図３）と、３つの射出側偏光板４４（図３）と、クロスダイクロイックプリズム４５（図２）と、３つの光学素子支持部４６とを備え、これら各部材４１〜４６が一体化されたものである。

３つの光変調装置４１は、各入射側偏光板４２の光路後段側にそれぞれ配設され、図２または図３に示すように、液晶光変調素子としての液晶パネル４１１（Ｒ色光側の液晶パネルを４１１Ｒ、Ｇ色光側の液晶パネルを４１１Ｇ、Ｂ色光側の液晶パネルを４１１Ｂとする）と、パネル保持枠４１２とでそれぞれ構成される。
液晶パネル４１１は、具体的な図示は省略するが、例えばツィストネマティック方式の透過型の液晶パネルであり、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶分子が密閉封入された構成を有する。そして、液晶パネル４１１は、前記制御装置からの駆動信号に基づいて電圧が印加されることで液晶分子の配列状態を変化させ、入射側偏光板４２から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。

上述したように、本実施形態では、光学ユニット３は、リレー光学系３５を採用している。このため、各液晶パネル４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂを同一の製法で形成された液晶パネルで構成した場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光のうち、リレー光学系３５を辿ることのない２つのＧ，Ｂの各色光の各液晶パネル４１１Ｇ，４１１Ｂへの入射状態は略同一となるが、リレー光学系３５を辿るＲの色光の液晶パネル４１１Ｒへの入射状態はＧ，Ｂの各色光の各液晶パネル４１１Ｇ，４１１Ｂへの入射状態に対して上下左右が逆転する。そして、このような状態では、画像光に色ムラが生じやすい。

そして、本実施形態では、上述した画像光に生じる色ムラを軽減させるために、各液晶パネル４１１Ｒ，４１１Ｂを同一の製法で形成された液晶パネルで構成し、液晶パネル４１１Ｇを各液晶パネル４１１Ｒ，４１１Ｂとは異なる製法で形成された液晶パネルで構成している。すなわち、３つの液晶パネル４１１を２種類の液晶パネルで構成している。後述するように、液晶パネル４１１Ｇから射出された色光はクロスダイクロイックプリズム４５内の誘電体多層膜を透過し、残りの各液晶パネル４１１Ｒ，４１１Ｂから射出された各色光はクロスダイクロイックプリズム４５内の誘電体多層膜で反射することによって、液晶パネル４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂからの各色光が合成される。このため、それぞれ光の進行方向に向って、液晶パネル４４１Ｇの左側から射出された光は、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｂの各右側の光と合成される。以上のことから、上述したように、各液晶パネル４１１Ｒ，４４１Ｂと、液晶パネル４１１Ｇとを異なる製法で形成された液晶パネルで構成している。
具体的に、２種類の液晶パネルは、以下の通りである。
すなわち、２種類の液晶パネルのうち、一方の液晶パネルは、対向基板側のラビング方向を基準として、ＴＦＴ基板のラビング方向を９０度左（反時計方向に）回転させ、液晶分子を左ねじれに設定した液晶パネル、いわゆるＬ液晶パネルである。
また、他方の液晶パネルは、対向基板側のラビング方向を基準として、ＴＦＴ基板のラビング方向を９０度右（時計方向に）回転させ、液晶分子を右ねじれに設定した液晶パネル、いわゆるＲ液晶パネルである。
そして、本実施形態では、各液晶パネル４１１Ｒ，４１１ＢをＬ液晶パネルおよびＲ液晶パネルのうち一方の液晶パネルで構成し、液晶パネル４１１ＧをＬ液晶パネルおよびＲ液晶パネルのうち他方の液晶パネルで構成している。
なお、以下では、説明の便宜上、各液晶パネル４１１Ｒ，４１１Ｂを第１の液晶光変調素子４１１１（図１）とし、液晶パネル４１１Ｇを第２の液晶光変調素子４１１２（図１）として説明する。

パネル保持枠４１２は、液晶パネル４１１を収納する平面視矩形状の枠体である。このパネル保持枠４１２の四隅位置には、図２または図３に示すように、光学素子支持部４６に光変調装置４１を取り付けるための固定用孔４１２Ａがそれぞれ形成されている。
そして、上述した光変調装置４１は、光学素子支持部４６に支持固定される。なお、光学素子支持部４６による光変調装置４１の支持構造については、光学素子支持部４６の構造を説明する際に同時に説明する。

３つの視野角補償板４３は、図３に示すように、各光変調装置４１の光路後段側にそれぞれ配設され、保持部材としての透光性基板４３１上に素子本体としての光学補償フィルム４３２が貼付された構成を有する。なお、３つの視野角補償板４３は、同一の構成を有している。
光学補償フィルム４３２は、液晶パネル４１１で生じる複屈折による常光と異常光との間に生じる位相差を補償し、液晶パネル４１１の明視特性を改善するものである。この光学補償フィルム４３２としては、負の一軸性を有する光学異方体であり、その光学軸がフィルム面内の所定方向に向きかつ、該フィルム面から面外方向に所定角度傾斜するように配向している。また、この光学補償フィルム４３２は、図３に示すように、平面視略矩形形状を有し、透光性基板４３１上に貼付された状態で、液晶パネル４１１を介して視野角補償板４３に照射される有効照射領域よりも大きい形状を有している。
この光学補償フィルム４３２としては、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の透明支持体上に配向膜を介してディスコティック（円盤状）化合物層を形成したもので構成でき、ＷＶフィルム（富士写真フィルム社製）を採用できる。

透光性基板４３１は、図３に示すように、所定位置に光学補償フィルム４３２が貼付され、光学素子支持部４６に支持されることで光学補償フィルム４３２（光学補償フィルム４３２の光学軸）を液晶パネル４１１の明視特性を改善する最適な方向に位置付ける部材である。そして、この透光性基板４３１は、図３に示すように、入射する光束の光軸に直交する平面に交差する複数（本実施形態では６つ）の側端面を有する平面視６角形状の平板で構成されている。また、６つの側端面は、透光性基板４３１に入射する光束の光軸に直交する平面に対して直交する平面状に形成されている。なお、透光性基板４３１の材料としては、透光性を有する部材であれば特に限定されず、例えば、白板ガラスや、青板ガラスや、ＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)ガラス等を採用できる。
なお、光学素子支持部４６による上述した３つの視野角補償板４３の支持構造については、光学素子支持部４６の構造を説明する際に同時に説明する。

３つの射出側偏光板４４は、図３に示すように、各視野角補償板４３の光路後段側にそれぞれ配設され、サファイアガラスまたは水晶等の平面視略矩形状の透光性基板４４１上に平面視略矩形状の偏光膜４４２が貼付された構成を有している。そして、射出側偏光板４４は、液晶パネル４１１から射出され視野角補償板４３を介した光束のうち、入射側偏光板４２における光束の透過軸と直交する偏光軸を有する光束のみ透過させ、その他の光束を吸収する。
そして、これら射出側偏光板４４は、光学素子支持部４６に支持固定される。なお、光学素子支持部４６による射出側偏光板４４の支持構造については、光学素子支持部４６の構造を説明する際に同時に説明する。

クロスダイクロイックプリズム４５は、各射出側偏光板４４から射出された色光毎の変調光を合成して画像光（カラー画像）を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム４５は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視正方形状をなし、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、投射光学系５０に対向する側に配置された射出側偏光板４４から射出された色光（変調光）を透過し、残りの２つの各射出側偏光板４４から射出された各色光（変調光）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。

３つの光学素子支持部４６は、図２または図３に示すように、各光変調装置４１およびクロスダイクロイックプリズム４５の間にそれぞれ配設され、各光変調装置４１、各視野角補償板４３、および各射出側偏光板４４をそれぞれ支持してクロスダイクロイックプリズム４５に対して固定する部材である。各光学素子支持部４６は、図２または図３に示すように、支持部本体４６１と、２つの押さえ部材４６２，４６３とをそれぞれ備える。なお、３つの光学素子支持部４６は、同一の構成を有している。

支持部本体４６１は、図３に示すように、平面視矩形状の板状部４６１１と、板状部４６１１の左右側両端縁から光束入射側に向けて突出する一対の起立部４６１２と、板状部４６１１の下方側端縁から光束入射側に向けて突出する載置部４６１３とを備える。
板状部４６１１の略中央部分には、図３に示すように、光束を透過させるための平面視矩形状の開口部４６１１Ａが形成されている。
一対の起立部４６１２には、図３に示すように、突出方向先端部分、および突出方向略中央部分から互いに近接する方向に突出する一対の第１突出部４６１２Ａおよび一対の第２突出部４６１２Ｂが形成されている。そして、図３に示すように、支持部本体４６１の上方側から視野角補償板４３を、一対の起立部４６１２、一対の第１突出部４６１２Ａ、および一対の第２突出部４６１２Ｂで囲まれる溝状の空間Ａｒ１にスライドさせて設置可能とする。同様に、図３に示すように、支持部本体４６１の上方側から射出側偏光板４４を、板状部４６１１、一対の起立部４６１２、および一対の第２突出部４６１２Ｂで囲まれる溝状の空間Ａｒ２にスライドさせて設置可能とする。

載置部４６１３は、前記各空間Ａｒ１，Ａｒ２に視野角補償板４３および射出側偏光板４４が設置された際に、下方側から視野角補償板４３および射出側偏光板４４を支持する部分である。すなわち、載置部４６１３の上面は、平面形状を有し、視野角補償板４３および射出側偏光板４４を支持する支持面４６１３Ａ（図３）として機能する。

２つの押さえ部材４６２，４６３は、図３に示すように、平面視略コ字形状を有し、前記各空間Ａｒ１，Ａｒ２に視野角補償板４３および射出側偏光板４４がそれぞれ設置された際に、支持部本体４６１の上方側端部にコ字状内側部分を係合させることで、視野角補償板４３および射出側偏光板４４を支持部本体４６１に対してそれぞれ押圧固定する部材である。

以上説明した光学装置本体４０Ａを製造する際には、以下に示すように実施する。
先ず、偏光膜４４２が光束入射側を向くように射出側偏光板４４を支持部本体４６１の上方側から空間Ａｒ２にスライドさせて設置し、押さえ部材４６３を支持部本体４６１に係合させる。この状態では、射出側偏光板４４は、外形基準により光学素子支持部４６の所定位置に支持固定される。
次に、光学補償フィルム４３２が液晶パネル４１１側（光束入射側）を向くように視野角補償板４３を支持部本体４６１の上方側から空間Ａｒ１にスライドさせて設置し、押さえ部材４６２を支持部本体４６１に係合させる。

図４は、光学素子支持部４６による視野角補償板４３の支持状態を示す図である。なお、図４中、実線は、光学素子支持部４６による３つの視野角補償板４３のうち第１の液晶光変調素子４１１１に対応した２つの視野角補償板４３の支持状態を示す図である。また、図４中、破線は、光学素子支持部４６による３つの視野角補償板４３のうち第２の液晶光変調素子４１１２に対応した視野角補償板４３の支持状態を示す図である。
ところで、上述したように、各液晶パネル４１１は、第１の液晶光変調素子４１１１、および第２液晶光変調素子４１１２の２種類の液晶パネルで構成されている。このため、第１の液晶光変調素子４１１１（４１１Ｒ，４１１Ｂ）の明視特性を改善するための光学補償フィルム４３２の光学軸Ａｘ（図４）の最適な方向と、第２の液晶光変調素子４１１２（４１１Ｇ）の明視特性を改善するための光学補償フィルム４３２の光学軸Ａｘの最適な方向とは異なるものとなる。具体的には、各液晶光変調素子４１１１，４１１２に応じた前記各最適な方向は、光学補償フィルム４３２に入射する光束の光軸を中心とする回転方向に所定角度だけずれた方向となる。
そして、本実施形態では、３つの透光性基板４３１を上述したような平面視６角形状として、３つの透光性基板４３１に対して各光学補償フィルム４３２を同一位置に貼付し、各透光性基板４３１の各光学素子支持部４６への支持状態を変更することで、各液晶光変調素子４１１１，４１１２の明視特性を改善する最適な方向に各光学補償フィルム４３２の各光学軸Ａｘを位置付けるものである。

すなわち、透光性基板４３１において、６つの側端面のうち、１つの側端面は、光学素子支持部４６の支持面４６１３Ａに当接した状態で、第１の液晶光変調素子４１１１の明視特性を改善する最適な方向に光学補償フィルム４３２の光学軸Ａｘを位置付ける第１の位置決め面４３１１（図３、図４）として構成されている。したがって、３つの視野角補償板４３のうち、第１の液晶光変調素子４１１１に対応したＲ，Ｂ色光側の２つの視野角補償板４３Ｒ，４３Ｂについては、図４中の実線に示すように、第１の位置決め面４３１１が支持面４６１３Ａに当接するように、視野角補償板４３Ｒ，４３Ｂを支持部本体４６１の上方側から空間Ａｒ１にスライドさせて設置する。ここで、透光性基板４３１において、第１の位置決め面４３１１に対向する側端面４３１３（図３、図４）は、第１の位置決め面４３１１に平行するように形成されている。このため、上述したように、視野角補償板４３Ｒ，４３Ｂを支持部本体４６１の空間Ａｒ１に設置した状態で、押さえ部材４６２を支持部本体４６１に係合させた場合には、押さえ部材４６２のコ字状基端部分が側端面４３１３に当接し、第１の位置決め面４３１１が支持面４６１３Ａに押圧される。すなわち、側端面４３１３は、本発明に係る第１の押圧面として機能する。

また、透光性基板４３１において、６つの側端面のうち、第１の位置決め面４３１１に隣接する側端面は、光学素子支持部４６の支持面４６１３Ａに当接した状態で、第２の液晶光変調素子４１１２の明視特性を改善する最適な方向に光学補償フィルム４３２の光学軸Ａｘを位置付ける第２の位置決め面４３１２（図３、図４）として構成されている。したがって、３つの視野角補償板４３のうち、第２の液晶光変調素子４１１２に対応したＧ色光側の視野角補償板４３Ｇについては、図４中の破線に示すように、第２の位置決め面４３１２が支持面４６１３Ａに当接するように、視野角補償板４３Ｇを支持部本体４６１の上方側から空間Ａｒ１にスライドさせて設置する。ここで、透光性基板４３１において、第２の位置決め面４３１２に対向する側端面４３１４（図３、図４）は、第２の位置決め面４３１２に平行するように形成されている。このため、上述したように、視野角補償板４３Ｇを支持部本体４６１の空間Ａｒ２に設置した状態で、押さえ部材４６２を支持部本体４６１に係合させた場合には、押さえ部材４６２のコ字状基端部分が側端面４３１４に当接し、第２の位置決め面４３１２が支持面４６１３Ａに押圧される。すなわち、側端面４３１４は、本発明に係る第２の押圧面として機能する。
以上のように、光学素子支持部４６への透光性基板４３１の支持状態を変更するだけで、各液晶光変調素子４１１１，４１１２における所定角度ずれた前記各最適な方向に、透光性基板４３１に貼付された光学補償フィルム４３２の光学軸Ａｘを位置付けることができる。

次に、４つのピン状部材４６４（図３）に例えば紫外線硬化型接着剤を塗布する。そして、各ピン状部材４６４を光変調装置４１の各固定用孔４１２Ａに挿通した状態で、各ピン状部材４６４の端部を光学素子支持部４６の一対の第１突出部４６１２Ａの光束入射側端面に当接する。この状態では、前記接着剤の表面張力により、各ピン状部材４６４を介して光学素子支持部４６に対して光変調装置４１が装着される。

次に、光変調装置４１、視野角補償板４３、射出側偏光板４４、および光学素子支持部４６を一体化したユニットＵＴ（図２）を、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色光に対応して３つ組み立て、該３つのユニットＵＴを構成する各光学素子支持部４６における各板状部４６１１の光束射出側端面を両面テープあるいは接着剤等によりクロスダイクロイックプリズム４５の３つの光束入射側端面の所定位置にそれぞれ接着固定する。

この後、各光学素子支持部４６に対して各光変調装置４１を移動させ、クロスダイクロイックプリズム４５に対して各液晶パネル４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂのフォーカス調整（クロスダイクロイックプリズム４５に対して近接隔離する方向の調整）、およびアライメント調整（パネル面に平行な平面方向の調整、パネル面の面内回転方向の調整、パネル面の面外回転方向の調整）を実施する。そして、各液晶パネル４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂを所定位置に位置付けた後、各ピン状部材４６４と、光学素子支持部４６および光変調装置４１との間に充填された紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射し硬化させ、各光学素子支持部４６に対して各光変調装置４１を固定する。

上述した本実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、視野角補償板４３を構成する透光性基板４３１が第１の位置決め面４３１１および第２の位置決め面４３１２を有しているので、３つの視野角補償板４３のうち、第１の液晶光変調素子４１１１（４１１Ｒ，４１１Ｂ）に応じた各視野角補償板４３Ｒ，４３Ｂについては、第１の位置決め面４３１１を光学素子支持部４６の支持面４６１３Ａに当接することで透光性基板４３１に貼付された光学補償フィルム４３２の光学軸Ａｘを第１の液晶光変調素子４１１１に対応した方向に容易に位置付けることができる。そして、各視野角補償板４３Ｒ，４３Ｂにより第１の液晶光変調素子４１１１の明視特性を改善できる。また、３つの視野角補償板４３のうち、第２の液晶光変調素子４１１２（４１１Ｇ）に応じた視野角補償板４３Ｇについては、第２の位置決め面４３１２を支持面４６１３Ａに当接させることで透光性基板４３１に貼付された光学補償フィルム４３２の光学軸Ａｘを第２の液晶光変調素子４１１２に対応した方向に容易に位置付けることができる。そして、視野角補償板４３Ｇにより第２の液晶光変調素子４１１２の明視特性も改善できる。

以上のことにより、３つの視野角補償板４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂを２種類の液晶光変調素子４１１１，４１１２に対応して形成する必要がなく同一の構成として２種類の液晶光変調素子４１１１，４１１２に応じた共通部品として採用でき、プロジェクタ１の製造を容易とし製造コストの低減が図れる。

ところで、光学補償フィルム４３２を保持する保持部材として、透光性を有する部材以外の部材で構成した場合には、光学補償フィルム４３２を通過した光束を通過させるための構造が必要となる。このような場合には、光学補償フィルム４３２の外縁部分のみを保持することとなり、光学補償フィルム４３２を良好に保持することが難しい。
本実施形態では、保持部材が透光性基板４３１で構成されているので、透光性基板４３１の表面上に光学補償フィルム４３２を貼付する保持構造を採用でき、保持部材を簡素な構造として光学補償フィルム４３２を良好に保持できる。

ここで、透光性基板４３１には、第１の位置決め面４３１１および第２の位置決め面４３１２にそれぞれ平行する第１の押圧面４３１３および第２の押圧面４３１４が形成されているので、３つの視野角補償板４３のうち、第１の液晶光変調素子４１１１に応じた各視野角補償板４３Ｒ，４３Ｂについては、第１の位置決め面４３１１を支持面４６１３Ａに当接させた状態で、押さえ部材４６２により第１の押圧面４３１３を押圧することで、第１の位置決め面４３１１を支持面４６１３Ａに確実に当接させ、光学補償フィルム４３２（光学補償フィルム４３２の光学軸Ａｘ）の位置決め状態を安定して維持できる。また、３つの視野角補償板４３のうち、第２の液晶光変調素子４１１１に応じた視野角補償板４３Ｇについては、第２の位置決め面４３１２を支持面４６１３Ａに当接させた状態で、第１の押さえ部材４６２により第２の押圧面４３１３を押圧することで、第２の位置決め面４３１２を支持面４６１３Ａに確実に当接させ、光学補償フィルム４３２（光学補償フィルム４３２の光学軸Ａｘ）の位置決め状態を安定して維持できる。

また、光学素子本体４０Ａは、３つの光学素子支持部４６を備えている。このため、３つの光学素子支持部４６により、３つの光変調装置４１、３つの視野角補償板４３、および３つの射出側偏光板４４を簡単な構造でそれぞれ所定位置に容易に位置決めできる。また、３つの光学素子支持部４６により、３つの光変調装置４１、３つの視野角補償板４３、３つの射出側偏光板４４、およびクロスダイクロイックプリズム４５を簡単な構造で容易に一体化して光学素子本体４０Ａの小型化が図れる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記実施形態では、保持部材としての透光性基板４３１は、平面視６角形を有していたが、これに限らず、複数の側端面を有していればよく、平面視３角形、平面視４角形、平面視５角形等のその他の形状を有していても構わない。
前記実施形態では、保持部材として透光性基板４３１を採用したが、これに限らず、保持部材として、透光性を有する部材以外の部材で構成し、光学補償フィルム４３２を保持する構造としても構わない。

前記実施形態では、光学装置４０は、３つの視野角補償板４３を備えた構成としていたが、これに限らない。
例えば、前記実施形態で説明した３つの視野角補償板４３以外に、さらに、３つの光変調装置４１と３つの入射側偏光板４２との間にそれぞれ視野角補償板を配設する構成としても構わない。
また、例えば、前記実施形態において、３つの光変調装置４１と３つの入射側偏光板４２の間のみにそれぞれ視野角補償板を配設する構成としても構わない。
すなわち、視野角補償板は、光変調装置４１の光路前段側および光路後段側の少なくともいずれかに配設されていればよい。

また、３つの光変調装置４１と３つの入射側偏光板４２の間にそれぞれ視野角補償板を配設する場合には、以下のように構成する。
すなわち、光学部品用筐体６０を、光学系２０〜３５を収納配置する容器状の光学部品収納部と、光学部品収納部の開口部分を閉塞する蓋状部材で構成する。そして、前記光学部品収納部の底面を前記実施形態で説明した支持面４６１３Ａとして構成し、前記蓋状部材を前記実施形態で説明した押さえ部材４６２として構成する。

前記実施形態では、視野角補償板４３をプロジェクタ１内部に配設する際、第１の位置決め面４３１１または第２の位置決め面４３１２がプロジェクタ１の底面側に位置し、第１の押圧面４３１３または第２の押圧面４３１４がプロジェクタ１の天面側に位置していたが、これに限らない。例えば、第１の位置決め面４３１１または第２の位置決め面４３１２と、第１の押圧面４３１３または第２の押圧面４３１４とがプロジェクタ１の水平方向に対向するようにプロジェクタ１内部に配設される構成としても構わない。

前記実施形態において、光学ユニット３の構成は、前記実施形態で説明した構成に限らない。例えば、色合成光学装置としてクロスダイクロイックプリズム４５を採用したが、これに限らず、色光毎の変調光を合成可能であれば、複数のダイクロイックミラーを用いて色光毎の変調光を合成する構成としてもかまわない。すなわち、光学装置本体４０Ａを一体化した構成であったが、光学装置本体４０Ａを一体化せずに、各部材を光学部品用筐体６０に別々に支持固定する構成としても構わない。

前記実施形態では、液晶パネル４１１を３枚設けた構成としていたが、これに限らない。第１の液晶光変調素子および第２の液晶光変調素子の２種類が設けられていればよく、その数は、２枚であっても、４枚以上であっても構わない。すなわち、第１の液晶光変調素子４１１１は、液晶パネル４１１Ｒ，４１１Ｂの２枚で構成されていたが、これに限らず、１枚であっても３枚以上であっても構わない。同様に、第２の液晶光変調素子４１１２は、液晶パネル４１１Ｇの１枚で構成されていたが、これに限らず、２枚以上であっても構わない。
前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。

本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明のプロジェクタは、製造を容易としかつ、光学補償素子を液晶分子のねじれ方向が異なる２種類の液晶光変調素子に応じた共通部品として採用できるため、ホームシアタやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタとして利用できる。

本実施形態におけるプロジェクタの概略構成を示す平面図。 前記実施形態における光学装置本体の構造を示す図。 前記実施形態における光学装置本体の構造を示す図。 前記実施形態における光学素子支持部による視野角補償板の支持状態を示す図。

符号の説明

１・・・プロジェクタ、１０・・・光源装置、４３・・・視野角補償板（光学補償素子）、４５・・・クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、５０・・・投射光学系（投射光学装置）、４１１，４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂ・・・液晶光変調素子、４３１・・・透光性基板、４３２・・・光学補償フィルム（素子本体）、４１１１・・・第１の液晶光変調素子、４１１２・・・第２の液晶光変調素子、４３１１・・・第１の位置決め面、４３１２・・・第２の位置決め面、４３１３・・・第１の押圧面、４３１４・・・第２の押圧面、Ａｘ・・・光学軸。

Claims (3)

1. 光源装置と、電圧が印加されることで液晶分子の配列状態を変化させ前記液晶分子の配列状態に応じて前記光源装置から射出された光束を画素毎に変調する複数の液晶光変調素子と、前記複数の液晶光変調素子にて変調された各変調光を合成して画像光を形成する色合成光学装置と、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、
   前記複数の液晶光変調素子に対応して複数設けられ、前記液晶光変調素子の光路前段側および光路後段側の少なくともいずれかに配設され、前記液晶光変調素子を通過する光束の位相差を補償する光学補償素子を備え、
   前記複数の液晶光変調素子は、前記液晶分子のねじれ方向が所定方向に設定された第１の液晶光変調素子と、前記液晶分子のねじれ方向が前記所定方向とは異なる方向に設定された第２の液晶光変調素子とで構成され、
   前記光学補償素子は、負の一軸性を有する光学異方体で構成され前記液晶光変調素子を通過する光束の位相差を補償する素子本体と、前記素子本体を保持する保持部材とを備え、
   前記保持部材は、複数の側端面を有し、前記複数の側端面のうちいずれか一の側端面が前記素子本体の光学軸を前記第１の液晶光変調素子に対応した方向に位置付ける第１の位置決め面として構成され、前記複数の側端面のうちいずれか他の側端面が前記素子本体の光学軸を前記第２の液晶光変調素子に対応した方向に位置付ける第２の位置決め面として構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記保持部材は、透光性基板で構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項１または請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記保持部材における前記複数の側端面は、前記第１の位置決め面および前記第２の位置決め面にそれぞれ平行する第１の押圧面および第２の押圧面を含んで構成されていることを特徴とするプロジェクタ。

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