JP2008122491A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネルの起動後十分な時間が経過した後において、偏光板が不均一に加熱さ
れることを簡易に防止し、画質の劣化を防止できるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】基板３１ａは、周囲に放熱されやすいので、そのまま放置した場合、基板３
１ａや偏光フィルム３１ｂの中央部が偏って加熱される可能性があるので、温度センサ３
３の検出出力に基づいてヒータ３２を動作させて基板３１ａの周囲部分３１ｄ，３１ｅを
局所的に加熱する。これにより、基板３１ａや偏光フィルム３１ｂの中央部のみが高温と
なって周囲部分３１ｄ，３１ｅが低温となる温度ムラの発生を回避できる。結果的に、温
度ムラによって偏光フィルタ２５ｅが撓んで予定の偏光状態を乱すムラが生じ、プロジェ
クタ１０の投射画像に色ムラ等の画質の劣化が生じることを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明光を変調することによって画像を形成する液晶表示パネルを用いて画像
を投射するプロジェクタに関する。

液晶パネルにおいて、偏光板側の外側を覆うように表示部及び額縁部に拡張したサイズ
を有する透過性のフィルムヒータを貼り付けたものが存在する（特許文献１等参照）。こ
の液晶パネルでは、低温時にフィルムヒータを動作させて表示部のみならず額縁部を加熱
することで、表示ムラの発生を防いでいる。
特開平８−１６０４１５号公報

しかしながら、プロジェクタの画質劣化は液晶パネルのみに起因するものではなく、例
えば液晶パネルの前段に配置されている偏光板において、光が当たっている中央部が加熱
されて冷却されやすい縁部分との間で温度差が生じ、液晶パネルに歪み等の不均一が発生
し、全体としての画質が劣化する場合がある。

そこで、本発明は、偏光板が不均一に加熱されることを簡易に防止し、画質の劣化を防
止できるプロジェクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、照明光を変調することによっ
て形成した変調光を像光として投射するプロジェクタであって、照明光及び変調光のいず
れか一方を通す光路上に配置されるとともに、無機材料で形成された基板と、有機材料で
形成され基板上に設けられた偏光処理フィルムその他の光学フィルムとを有する偏光処理
素子と、偏光処理素子の周囲を局所的に加熱する加熱部材とを備える。

上記プロジェクタでは、長時間の使用継続の結果、入射光によって光学フィルムの中央
側が加熱された場合であっても、加熱部材が偏光処理素子の周囲を局所的に加熱するので
、光学フィルムすなわち偏光処理素子の中央部分のみが高温となって縁部分が低温となる
温度ムラの発生を回避できる。これにより、温度ムラによって偏光処理素子が撓んで予定
の偏光状態を乱すムラが生じ、プロジェクタの投射画像に色ムラ等の画質の劣化が生じる
ことを防止できる。

また、本発明の具体的な側面又は態様では、プロジェクタにおいて、加熱部材が、基板
の周囲部分に設けられている。この場合、光学的に活用されていない基板の周囲部分を利
用して偏光処理素子の周囲を局所的に加熱することができる。

本発明の別の態様では、加熱部材が、光学フィルムの周囲部分に設けられている。この
場合、光学フィルムのうち光路の外側にある周囲部分を利用して偏光処理素子の周囲を局
所的に加熱することができる。

本発明のさらに別の態様では、加熱部材が、基板の全周囲に沿って設けられている。こ
の場合、偏光処理素子の周囲をムラなく確実に加熱することができる。

本発明のさらに別の態様では、加熱部材が、基板の全周囲の一部に沿って設けられてい
る。この場合、偏光処理素子の周囲うち加熱され易い部分を選択して適切に加熱すること
ができる。

本発明のさらに別の態様では、基板が、熱の伝達速度が早い第１方向と、熱の伝達速度
が遅い第２方向とを有し、加熱部材が、基板のうち第２方向の両端側に設けられている。
熱の伝達速度が遅い第２方向には、温度分布が生じやすいので、加熱部材によってそのよ
うな温度分布を補償することができる。

本発明のさらに別の態様では、基板が、矩形で平板状の外形を有し、加熱部材が、基板
の４隅に設けられている。通常、矩形の４隅は、４辺の中央に比較して低温化しやすいの
で、加熱部材によってそのような温度分布を補償することができる。

本発明のさらに別の態様では、加熱部材が、光を熱に変換する発熱部材である。この場
合、光の照射量の調節によって加熱部材の発熱量を調整できる。

本発明のさらに別の態様では、加熱部材が、電気を熱に変換するヒータである。この場
合、電流量の調節によって加熱部材の発熱量を調整できる。

本発明のさらに別の態様では、偏光処理素子の付近の温度を検出するセンサと、センサ
の出力に基づいて加熱部材の温度を制御する制御装置とを備える。この場合、センサを利
用したフィードバック制御等によって偏光処理素子の温度管理をより精密なものとできる
。

本発明のさらに別の態様では、基板が、矩形で平板状の外形を有し、センサが、基板の
４隅のうち少なくとも一カ所と、基板の４辺のうち少なくとも１つの中央とに設けられて
いる。この場合、偏光処理素子の温度分布を推定することができ、加熱部材の駆動をより
適切なものとできる。

本発明のさらに別の態様では、制御装置が、基板の４隅のいずれかに設けられたセンサ
の検出値と、基板の４辺の中央のいずれかに設けられたセンサの検出値との差に基づいて
、加熱部材の温度を調節する。この場合、簡単な演算によって加熱部材の駆動量を決定す
ることができる。

本発明のさらに別の態様では、入射した照明光を変調して変調光を形成する光変調部と
、光変調部からの変調光を像光として投射する投射光学系とをさらに備え、光変調部が、
偏光処理素子を偏光板として有する。この場合、光変調部の偏光板を偏光処理素子として
用いることができ、所期の変調光を得ることができる。

本発明のさらに別の態様では、光変調部が、各色光をそれぞれ変調する各色用の光変調
装置を有し、光源光を発生する光源装置と、光源装置から射出された光束を各色光に分離
して各色用の光変調装置に導く色分離光学系と、各色用の光変調装置によって変調された
各色の変調光を合成する色合成光学系とをさらに備え、投射光学系が、当該色合成光学系
によって合成された像光を投射する。この場合、ムラの無いカラー画像を得ることができ
る。

〔第１実施形態〕
以下、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタについて具体的に
説明する。

図１は、本実施形態のプロジェクタ１０の光学系を示す模式図である。本プロジェクタ
１０は、光源光を発生する光源装置２１と、光源装置２１からの光源光を赤緑青の３色に
分割する色分離光学系２３と、色分離光学系２３から射出された各色の照明光によって照
明される光変調部２５と、光変調部２５からの各色の像光を合成するクロスダイクロイッ
クプリズム２７と、クロスダイクロイックプリズム２７を経た像光をスクリーン（不図示
）上に投射するための投射光学系である投射レンズ２９とを備える。このうち、光源装置
２１は、不図示の空冷装置によって空冷されており、光変調部２５も、空冷装置３１によ
って紙面下側から空冷されている。

以上のプロジェクタ１０において、光源装置２１は、光源ランプ２１ａと、凹レンズ２
１ｂと、一対のフライアイレンズ２１ｄ，２１ｅと、偏光変換部材２１ｇと、重畳レンズ
２１ｉとを備える。このうち、光源ランプ２１ａは、例えば高圧水銀ランプからなり、光
源光を回収して前方に射出させる凹面鏡を備える。凹レンズ２１ｂは、光源ランプ２１ａ
からの光源光を平行化する役割を有するが、光源ランプ２１ａの凹面鏡が平行化した光束
を射出する場合等にあっては、省略することもできる。一対のフライアイレンズ２１ｄ，
２１ｅは、マトリックス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズ
によって凹レンズ２１ｂを経た光源ランプ２１ａからの光源光を分割して個別に集光・発
散させる。偏光変換部材２１ｇは、フライアイレンズ２１ｅから射出した光源光を例えば
図１の紙面に垂直なＳ偏光成分のみに変換して次段光学系に供給する。重畳レンズ２１ｉ
は、偏光変換部材２１ｇを経た照明光を全体として適宜収束させることにより、光変調部
２５に設けた各色の光変調装置に対する重畳照明を可能にする。つまり、両フライアイレ
ンズ２１ｄ，２１ｅと重畳レンズ２１ｉとを経た照明光は、以下に詳述する色分離光学系
２３を経て、光変調部２５に設けられた各色の液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃを均一
に重畳照明する。

色分離光学系２３は、第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，２３ｂと、補正光学
系である３つのフィールドレンズ２３ｆ，２３ｇ，２３ｈと、ミラー２３ｍ，２３ｎ，２
３ｏとを備え、光源装置２１とともに照明装置を構成する。ここで、第１ダイクロイック
ミラー２３ａは、赤緑青の３色のうち例えば青光（Ｂ光）を反射し緑光（Ｇ光）及び赤光
（Ｒ光）を透過させる。また、第２ダイクロイックミラー２３ｂは、入射した赤及び緑の
２色のうち例えば緑光を反射し赤光を透過させる。この色分離光学系２３において、光源
装置２１からの略白色の光源光は、まず第１ダイクロイックミラー２３ａに入射する。第
１ダイクロイックミラー２３ａで反射された青光は、例えばＳ偏光のまま、ミラー２３ｍ
を経てフィールドレンズ２３ｆに入射する。また、第１ダイクロイックミラー２３ａを透
過して第２ダイクロイックミラー２３ｂで反射された緑光は、例えばＳ偏光のままフィー
ルドレンズ２３ｇに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー２３ｂを通過した赤光
は、例えばＳ偏光のまま、レンズＬＬ１，ＬＬ２及びミラー２３ｎ，２３ｏを経て、フィ
ールドレンズ２３ｈに入射する。レンズＬＬ１，ＬＬ２及びフィールドレンズ２３ｈを含
むリレー光学系において、第１レンズＬＬ１の像が、第２レンズＬＬ２を介してほぼその
ままフィールドレンズ２３ｈに伝達される。

光変調部２５は、３つの液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、各液晶パネル２５ａ，
２５ｂ，２５ｃを挟むように配置される３組の偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇとを
備える。ここで、青光用の液晶パネル２５ａと、これを挟む一対の偏光フィルタ２５ｅ，
２５ｅとは、照明光のうち青光を画像情報に基づいて２次元的に輝度変調するための青色
用の液晶ライトバルブを構成する。同様に、緑光用の液晶パネル２５ｂと、対応する偏光
フィルタ２５ｆ，２５ｆも、緑色用の液晶ライトバルブを構成し、赤光用の液晶パネル２
５ｃと、偏光フィルタ２５ｇ，２５ｇも、赤色用の液晶ライトバルブを構成する。

第１光路ＯＰ１にある青光用の第１液晶パネル２５ａには、色分離光学系２３の第１ダ
イクロイックミラー２３ａで反射されることによって分岐された青光が、フィールドレン
ズ２３ｆを介して入射する。第２光路ＯＰ２にある緑光用の第２液晶パネル２５ｂには、
色分離光学系２３の第２ダイクロイックミラー２３ｂで反射されることによって分岐され
た緑光が、フィールドレンズ２３ｇを介して入射する。第３光路ＯＰ３にある赤光用の第
３液晶パネル２５ｃは、第２ダイクロイックミラー２３ｂを透過することによって分岐さ
れた赤光が、フィールドレンズ２３ｈを介して入射する。各液晶パネル２５ａ，２５ｂ，
２５にそれぞれ入射した３色の光は、各液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃに電気的信号
として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて変調される。その際、偏光フィルタ２
５ｅ，２５ｆ，２５ｇによって、各液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃに入射する照明光
の偏光方向が正確に調整されるとともに、各液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃから射出
される変調光から所定の偏光方向の成分光が像光として取り出される。つまり、青色用の
液晶ライトバルブ２５ａ，２５ｅと、緑色用の液晶ライトバルブ２５ｂ，２５ｆと、赤色
用の液晶ライトバルブ２５ｃ，２５ｅとは、それぞれ入射した照明光の空間的強度分布を
変調する非発光型の光変調装置として機能している。

クロスダイクロイックプリズム２７は、色合成光学系であり、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、Ｘ字状
に交差する一対の誘電体多層膜２７ａ，２７ｂが形成されている。一方の第１誘電体多層
膜２７ａは青色光を反射し、他方の第２誘電体多層膜２７ｂは赤色光を反射する。このク
ロスダイクロイックプリズム２７は、液晶パネル２５ａからの青光を第１誘電体多層膜２
７ａで反射して進行方向左側に射出させ、液晶パネル２５ｂからの緑光を第１及び第２誘
電体多層膜２７ａ，２７ｂを介して直進・射出させ、液晶パネル２５ｃからの赤光を第２
誘電体多層膜２７ｂで反射して進行方向右側に射出させる。

投射レンズ２９は、クロスダイクロイックプリズム２７で合成されたカラーの像光を、
所望の倍率で投射する。つまり、各液晶パネル２５ａ〜２５ｃで変調された各色の像光を
合成したカラー動画やカラー静止画が所望のサイズでスクリーン上に投射される。

図２（Ａ）及び２（Ｂ）は、図１の光変調部２５を構成する青光用の液晶パネル２５ａ
の前段に配置される偏光フィルタ２５ｅの構造を説明する正面斜視図及び裏面斜視図であ
る。

この偏光フィルタ２５ｅは、入射光の偏光状態を調整するための偏光処理素子であり、
可視波長域で透明な基板３１ａと、特定方向の直線偏光のみを透過させる偏光フィルム３
１ｂとを備える。基板３１ａは、例えば研磨によって平板化したガラス等の透明な無機材
料で形成された矩形の平板部材であり、偏光フィルム３１ｂの支持体となっている。また
、偏光フィルム３１ｂは、例えば染料を吸着させて特定方向に延伸したＰＶＡ（ポリビニ
ール・アルコール）等の有機材料で形成された矩形の薄膜である。偏光フィルム３１ｂは
、偏光方向を例えば紙面の上下方向に揃えるための偏光処理フィルムその他の光学フィル
ムであり、紫外線硬化樹脂等を利用して基板３１ａの表面に貼り付けられている。偏光フ
ィルム３１ｂのうち、その輪郭よりもひとまわり小さい矩形の有効領域ＩＡは、液晶パネ
ル２５ａの画像形成領域に入射する照明光ＩＬが通過する部分となっている。

基板３１ａのうち、輪郭の４辺に対応する全体として矩形枠状の周囲部分３１ｄ，３１
ｅの表面側には、図２（Ａ）に示すように帯状に延びる環状のヒータ３２が形成されてい
る。ヒータ３２は、例えば電熱線、セラミックス等で形成した加熱部材を周囲部分３１ｄ
，３１ｅの表面に貼り付けることによって形成される。また、ヒータ３２は、例えば発熱
抵抗体を分散させた高分子フィルム等で形成したシート状の加熱部材を周囲部分３１ｄ，
３１ｅの表面に貼り付けることによっても形成される。

図２（Ｂ）に示すように、基板３１ａの裏面側のうち、周囲部分３１ｄ，３１ｅのうち
、上辺中央には、温度センサ３３が取り付けられている。この温度センサ３３は、ヒータ
３２への給電量を調節して基板３１ａ全面の温度を略均一に保つためのものである。プロ
ジェクタ１０の動作に伴って偏光フィルタ２５ｅの正面に照明光ＩＬが継続的に入射した
場合、照明光ＩＬによって当初偏光フィルム３１ｂ全体が加熱されるが、基板３１ａは、
周囲に放熱されやすいので、そのまま放置した場合、基板３１ａや偏光フィルム３１ｂの
中央部が偏って加熱される可能性がある。しかしながら、本実施形態においては、温度セ
ンサ３３の検出出力に基づいてヒータ３２を動作させて基板３１ａの周囲部分３１ｄ，３
１ｅを局所的に加熱するので、基板３１ａや偏光フィルム３１ｂの中央部のみが高温とな
って周囲部分３１ｄ，３１ｅが低温となる温度ムラの発生を回避できる。これにより、温
度ムラによって偏光フィルタ２５ｅが撓んで予定の偏光状態を乱す偏光ムラが生じ、プロ
ジェクタ１０の投射画像に色ムラ等の画質の劣化が生じることを防止できる。

なお、以上の説明は、液晶パネル２５ａの前段に配置される入射側の偏光フィルタ２５
ｅについてのものであったが、液晶パネル２５ａの後段に配置される射出側の偏光フィル
タ２５ｅについても同様の構造とすることができる。

図３は、図３のプロジェクタ１０を制御するための回路部分５０を概念的に説明するブ
ロック図である。この回路部分５０は、外部から入力されたビデオ信号等の信号に対して
必要な画像処理を施す画像処理部５２と、画像処理部５２の出力に基づいて光変調部２５
に設けた各液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃを駆動するパネル駆動部５３と、ヒータ３
２を動作させるヒータ駆動装置５５と、これらの動作を統括的に制御する主制御部５７と
を備える。

以上の回路部分５０のうち、画像処理部５２は、ビデオ信号をパネル駆動部５３の動作
に適する信号に変換するための部分で、入力された画像信号に対して適宜補正処理を行う
画像補正回路５２ａを備える。画像処理部５２すなわち画像補正回路５２ａは、主制御部
５７からの指令に基づいて、ビデオ信号に対して諧調補正、色補正、歪補正等の各種画像
処理を行う。

パネル駆動部５３は、画像処理部５２から出力された画像処理後の画像信号に基づいて
、各液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃの表示状態を調節する駆動信号を発生する。これ
により、画像処理部５２から出力された画像信号に対応して、液晶パネル２５ａ，２５ｂ
，２５ｃ及びこれらに付随する偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇからなる液晶ライト
バルブにおいて、透過率分布としての画像（動画や静止画）を形成することができる。

ヒータ駆動装置５５は、ヒータ３２に電力を供給するとともに温度センサ３３を駆動し
て検出信号を受け取る。ヒータ３２は、図２（Ｂ）で説明したように、各液晶パネル２５
ａ，２５ｂ，２５ｃの入射側の偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇの周囲部分３１ｄ，
３１ｅの表面に取り付けられており、主制御部５７の制御下で偏光フィルタ２５ｅの周囲
部分３１ｄ，３１ｅを加熱する。また、温度センサ３３は、各偏光フィルタ２５ｅ，２５
ｆ，２５ｇの周囲部分３１ｄの裏面に取り付けられており、温度センサ３３からの検出信
号を受け取ったヒータ駆動装置５５は、各偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇの周囲部
分３１ｄの温度を監視しつつヒータ３２への電力供給量すなわち加熱量を調整する。

主制御部５７は、制御装置としてプロジェクタ１０の全体的な動作を制御するものであ
り、マイクロコンピュータ等からなるとともに、プロジェクタ１０の動作に必要な各種デ
ータを保持するための記憶部５７ａを内蔵する。記憶部５７ａは、プロジェクタ１０を動
作させるための各種プログラム等を記憶しており、プロジェクタ１０の動作状態を適切に
維持する。この際、光変調部２５を通過後の冷却風の温度に基づいて各偏光フィルタ２５
ｅ，２５ｆ，２５ｇの中央部の温度を推定することができるので、この中央部の推定温度
と、温度センサ３３による周辺部の検出温度とに基づいて、各偏光フィルタ２５ｅ，２５
ｆ，２５ｇの温度分布を推定することができる。よって、このような温度分布を相殺する
ようにヒータ３２に電流を供給することで、各偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇの面
内の温度分布を均一化することができる。各偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇの中央
部の温度については、偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇの中央部を輻射計等のセンサ
で遠隔的に検出することができ、或いは温度センサ３３によって検出した始動時の環境温
度と、偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇへの光供給時間とに基づいて推定することが
できる。

なお、主制御部５７に接続されたキー入力部５９は、主制御部５７に対してユーザの指
示を入力するための入力装置として機能する。ユーザは、キー入力部５９を操作すること
によって、プロジェクタ１０による投射状態の調節を行うことができる。ここで、キー入
力部５９は、同様の機能を有するリモコン操作装置に置き換えることができ、或いはかか
るリモコン操作装置と併用することができる。

〔第２実施形態〕
本実施形態のプロジェクタは、第１実施形態のプロジェクタにおいて、図２（Ａ），（
Ｂ）に示す偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇを一部変形したものであり、特に説明し
ない部分については図１のプロジェクタ１０と同一の構造を有し、また、共通する部分に
ついては同一の符号を付して重複説明を省略するものとする。

図４は、第２実施形態に係るプロジェクタを構成する偏光フィルタ１２５ｅの構造を示
す斜視図である。偏光フィルタ１２５ｅの表面側に設けた偏光フィルム３１ｂのうち、そ
の輪郭よりもひとまわり小さい有効領域ＩＡは、液晶パネル２５ａの画像形成領域に入射
する照明光ＩＬが通過する部分となっている。この有効領域ＩＡの外側は、偏光フィルム
３１ｂの周囲部分３１ｆ，３１ｇになっており、帯状に延びる環状のヒータ１３２が貼り
付けられている。このヒータ１３２も、図２（Ａ）のヒータ３２と同様に、例えば電熱線
、セラミックス等で形成した加熱部材で形成されている。

偏光フィルタ１２５ｅの基板３１ａのうち、周囲部分３１ｄ，３１ｅの表面側には、図
２（Ｂ）に示すように、基板３１ａの周辺温度を検出するために温度センサ３３が取り付
けられている。この場合も、偏光フィルタ２５ｅの中央部の推定温度と、温度センサ３３
による周辺部の検出温度とに基づいて、偏光フィルタ２５ｅに形成されている温度分布を
相殺するようにヒータ３２に電流を供給することで、偏光フィルタ２５ｅの面内の温度分
布を均一化することができる。

なお、以上の説明では、青色用の偏光フィルタ１２５ｅの構造のみについて説明したが
、図２に示す緑色及び赤色用の偏光フィルタ２５ｆ，２５ｇも、上記偏光フィルタ１２５
ｅと同様に変形することができる。

〔第３実施形態〕
図５（Ａ）は、第３実施形態に係るプロジェクタを構成する第１例の偏光フィルタ２２
５ｅの構造を示す正面図である。この偏光フィルタ２２５ｅは、図２（Ａ），２（Ｂ）等
に示す偏光フィルタ２５ｅを一部変形したものであり、特に説明しない部分については偏
光フィルタ２５ｅと同一の構造を有し、また、共通する部分については同一の符号を付し
て重複説明を省略するものとする。この偏光フィルタ２２５ｅの場合、長手方向であるＡ
Ｂ方向に高い熱伝導率を有する基板２３１ａ上に偏光フィルム３１ｂが貼り付けられてい
る。例えば、基板２３１ａが結晶材料である場合、結晶軸に対応する光学軸の方向に熱伝
導率が高くなる場合があり、このような光学軸の方向を長手方向ＡＢとしている。つまり
、基板２３１ａの紙面横方向は、伝達速度が早い第１方向となっており、基板２３１ａの
紙面縦方向は、伝達速度が遅い第２方向となっており、両方向が互いに直交している。ま
た、この偏光フィルタ２２５では、基板２３１ａの周囲部分のうち上下の辺部分３１ｄ，
３１ｄのみに一対のヒータ２３２，２３２を設けている。

この偏光フィルタ２２５ｅは、図１のプロジェクタ１０において偏光フィルタ２５ｅや
偏光フィルタ２５ｆ，２５ｇに代えて組み込まれる。この偏光フィルタ２２５ｅでは、基
板２３１ａが長手方向ＡＢに高い熱伝導率を有するので、両ヒータ２３２，２３２を動作
させないと、照明光の入射によって長手方向ＡＢに垂直な第２方向に関して温度分布が生
じ易い。具体的には、基板２３１ａの中央部分が比較的高温となり、基板２３１ａの上下
の辺部分３１ｄ，３１ｄが比較的低温となる。このため、両ヒータ２３２，２３２を動作
させて、上下の辺部分３１ｄ，３１ｄを適宜暖める。これにより、偏光フィルタ２２５ｅ
の中央部のみが高温となって周囲部分３１ｄ，３１ｅが低温となる温度ムラの発生を回避
できる。結果的に、温度ムラによって偏光フィルタ２２５ｅが撓んで目的とする偏光状態
を乱す偏光ムラが生じ難くなる。

図５（Ｂ）は、第３実施形態に係るプロジェクタを構成する第２例の偏光フィルタ３２
５ｅの構造を示す正面図である。この偏光フィルタ３２５ｅは、図５（Ａ）に示す第１例
の偏光フィルタ２２５ｅをさらに変形したものであり、特に説明しない部分については偏
光フィルタ２２５ｅと同一の構造を有するものとする。この偏光フィルタ３２５ｅの周囲
部分において、基板２３１ａの４辺のうちヒータ２３２を設けていない１辺の中央には、
第１温度センサ３３３が設けられており、基板２３１ａの４隅のうち２箇所には、第２温
度センサ３３４が設けられている。第１温度センサ３３３と、第２温度センサ３３４とは
、基板２３１ａ全面の温度を略均一に保つために独立して監視されている。基板２３１ａ
の温度分布は、第１温度センサ２３３の検出出力と、２つの第２温度センサ２３４の検出
出力とに基づいて推定することができるので、このような温度分布を相殺するように両ヒ
ータ２３２に電流を供給することで、基板２３１ａ全体としての温度分布を均一化するこ
とができる。例えば、３つの温度センサ２３３，２３４による検出温度差が無くなるよう
に両ヒータ２３２，２３２への給電量を調節することで、基板２３１ａ全体としての温度
分布を均一化することができる。

なお、基板２３１ａは、長手方向ＡＢに高い熱伝導率を有するものに限らず、図２（Ａ
）等に示す基板３１ａのように特に熱伝導率に方向性がないものとすることもできる。こ
のように熱伝導率に偏りの無い基板２３１ａの場合であっても、温度センサ２３３，２３
４の検出結果を利用することで、基板３１ａ全体としての温度分布を均一化することがで
きる。結果的に、温度ムラの分布によって偏光フィルタ３２５ｅが撓んで目的とする偏光
状態を乱す偏光ムラが生じ難くなる。

図５（Ｃ）は、第３実施形態に係るプロジェクタを構成する第３例の偏光フィルタ４２
５ｅの構造を示す正面図である。この偏光フィルタ４２５ｅは、図２（Ａ）等に示す第１
実施形態の偏光フィルタ２５ｅを一部変形したものであり、特に説明しない部分について
は偏光フィルタ２５ｅと同一の構造を有するものとする。この偏光フィルタ４２５ｅの場
合、基板３１ａの周囲部分のうち４隅にヒータ４３２をそれぞれ設けている。また、この
基板３１ａの周囲部分において、基板２３１ａの４辺の中央には、４つの第１温度センサ
３３３が設けられており、基板２３１ａの４隅には、４つの第２温度センサ３３４が設け
られている。ここで、４つの第１温度センサ３３３のうち、点線で示す左下側の第１温度
センサ３３３を省略することができ、或いは実線で示す右上側の第１温度センサ３３３を
省略することができる。この偏光フィルタ２２５ｅにおいて、４隅のヒータ４３２を動作
させないと、照明光の入射によって基板３１ａの中心が比較的高温となり、基板３１ａの
中心から最も離れた４隅が最も低温となる。このため、４隅のヒータ４３２を動作させて
、基板３１ａの４隅を適宜暖める。これにより、偏光フィルタ４２５ｅの中央部のみが高
温となって周囲部分が低温となる温度ムラの発生を回避できる。結果的に、温度ムラの分
布によって偏光フィルタ４２５ｅが撓んで目的とする偏光状態を乱す偏光ムラが生じ難く
なる。

なお、以上で説明した偏光フィルタ２２５ｅ，３２５ｅ，４２５ｅは、図１のプロジェ
クタ１０に偏光フィルタ２５ｅに代えて組み込まれることを前提として説明したが、他の
偏光フィルタ２５ｆ，２５ｇに代えて組み込むこともできる。

〔第４実施形態〕
本実施形態のプロジェクタは、第１実施形態や第３実施形態の偏光フィルタ２５ｅ，２
２５ｅを変形したものであり、特に説明しない部分については偏光フィルタ２５ｅ等と同
一の構造を有するものとする。

図６は、第４実施形態の偏光フィルタ５２５ｅの構造を示す側面図である。この場合、
図２（Ａ）に示すようなヒータ３２に代えて、セラミックス、プラスチック等で形成され
た発熱部材５３２Ａが基板３１ａの周囲の適所に固定されている。この発熱部材５３２Ａ
は、表面が黒く、赤外光等である作用光を吸収してこの作用光を熱に変換する。また、発
熱部材５３２Ａに対向して投光装置５３２Ｂが配置されており、作用光を発熱部材５３２
Ａに照射する。なお、投光装置５３２Ｂからの作用光は、射出方向が制限されており、偏
光フィルム３１ｂに入射しないようにされている。この偏光フィルタ５２５ｅによれば、
基板３１ａや偏光フィルム３１ｂを非接触で冷却することができる。

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもので
はない。例えば、上記実施形態では、偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇの周囲部分に
ヒータ３２を設けているが、プロジェクタ１０を構成する他の偏光処理素子の周囲部分に
ヒータ３２を設けることもできる。具体的には、プロジェクタ１０の光変調部２５に組み
込まれる位相差板、視野角補正フィルム（富士フィルム社製ＷＶフィルム（登録商標）な
ど）等の各種光学素子の周囲部分に図２（Ａ）等に例示するヒータ３２を設け、光学素子
の周囲の適所に図２（Ｂ）等に例示する温度センサ３３を設けることができる。

また、上述した各実施形態におけるヒータ３２，１３２，２３２，４３２の形状は、例
示であり、具体的な組み込みに際して適宜変形することができる。例えば、図５（Ｂ）の
ヒータ２３２については、中央を細く両端を太くすることで、発熱量を両端で相対的に大
きくすることができる。また、図５（Ｃ）のヒータ４３２については、４隅に限らず、例
えばこれに追加して４辺の中央に同様のヒータ４３２を配置することができる。

また、上述した各実施形態における温度センサ３３，３３３，３３４の配置も単なる例
示であり、ヒータ３２，１３２，２３２，４３２から様々な距離にある箇所の温度をモニ
タさせることができ、これら温度センサ３３，３３３，３３４の出力相互間に優先順位を
設けたり重み付けをしたりすることで、偏光フィルタ２５ｅ等に形成された温度分布を精
密に監視することができる。

また、上記実施形態のプロジェクタ１０では、光源ランプ２１ａ等からの光を複数の部
分光束に分割するため、２つのレンズアレイ２１ｄ，２１ｅを用いていたが、この発明は
、このようなレンズアレイ２１ｄ，２１ｅを用いないプロジェクタにも適用可能である。
さらに、レンズアレイ２１ｄ，２１ｅをロッドインテグレータに置き換えることもできる
。

また、上記実施形態では、光源ランプ２１ａ等からの光を特定方向の偏光とするＰＢＳ
アレイを用いていたが、この発明は、このようなＰＢＳアレイを用いないプロジェクタに
も適用可能である。

上記実施形態では、光変調装置を３つ用いたプロジェクタ１０の例について説明したが
、本発明は、光変調装置を１つ、２つ、あるいは４つ以上用いたプロジェクタにも適用す
ることができる。

また、上記実施形態では、透過型のプロジェクタに本発明を適用した場合の例について
説明したが、本発明は、反射型プロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「
透過型」とは、液晶パネル等を含むライトバルブが光を透過するタイプであることを意味
しており、「反射型」とは、ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味してい
る。反射型プロジェクタの場合、ライトバルブは液晶パネルのみによって構成することが
可能であり、一対の偏光板は不要である。なお、光変調装置は液晶パネル等に限られず、
例えばマイクロミラーを用いた光変調装置であってもよい。

また、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行う前面プロジェ
クタと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行う背面プロジェクタとがある
が、図１０のプロジェクタ１０の構成は、いずれにも適用可能である。

第１実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、偏光フィルタの裏表の斜視図である。 図１のプロジェクタの駆動回路を説明するブロック図である。 第２実施形態のプロジェクタに組み込まれる偏光フィルタの斜視図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、第３実施形態のプロジェクタに組み込まれる偏光フィルタの正面図である。 第４実施形態のプロジェクタに組み込まれる偏光フィルタの側面図である。

符号の説明

１０…プロジェクタ、 ２１…光源装置、 ２１ｇ…偏光変換部材、 ２１ｉ…重畳レ
ンズ、 ２３…色分離光学系、 ２５…光変調部、 ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…液晶パネ
ル、 ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ…偏光フィルタ、 ２７…クロスダイクロイックプリズム
、 ２９…投射レンズ、 ３１ａ…基板、 ３１ｂ…偏光フィルム、 ３１ｄ，３１ｅ…
周囲部分、 ３１ｆ，３１ｇ…周囲部分、 ３２…ヒータ、 ３３…温度センサ、 ５０
…回路部分、 ５２…画像処理部、 ５３…パネル駆動部、 ５５…ヒータ駆動装置、
５７…主制御部、 ＩＬ…照明光

Claims (13)

1. 照明光を変調することによって形成した変調光を像光として投射するプロジェクタであ
   って、
   前記照明光及び前記変調光のいずれか一方を通す光路上に配置されるとともに、無機材
   料で形成された基板と、有機材料で形成され前記基板上に設けられた光学フィルムとを有
   する偏光処理素子と、
   前記偏光処理素子の周囲を局所的に加熱する加熱部材と、
   を備えるプロジェクタ。
2. 前記加熱部材は、前記基板の周囲部分に設けられている請求項１記載のプロジェクタ。
3. 前記加熱部材は、前記光学フィルムの周囲部分に設けられている請求項１記載のプロジ
   ェクタ。
4. 前記加熱部材は、前記基板の全周囲に沿って設けられている請求項１から請求項３のい
   ずれか一項記載のプロジェクタ。
5. 前記加熱部材は、前記基板の全周囲の一部に沿って設けられている請求項１から請求項
   ３のいずれか一項記載のプロジェクタ。
6. 前記基板は、熱の伝達速度が早い第１方向と、熱の伝達速度が遅い第２方向とを有し、
   前記加熱部材は、前記基板のうち前記第２方向の両端側に設けられている請求項１から請
   求項３のいずれか一項記載のプロジェクタ。
7. 前記基板は、矩形で平板状の外形を有し、前記加熱部材は、前記基板の４隅に設けられ
   ている請求項１から請求項３のいずれか一項記載のプロジェクタ。
8. 前記加熱部材は、光を熱に変換する発熱部材である請求項１から請求項７のいずれか一
   項記載のプロジェクタ。
9. 前記加熱部材は、電気を熱に変換するヒータである請求項１から請求項７のいずれか一
   項記載のプロジェクタ。
10. 前記偏光処理素子の付近の温度を検出するセンサと、前記センサの出力に基づいて前記
    加熱部材の温度を制御する制御装置とを備える請求項１から請求項９のいずれか一項記載
    のプロジェクタ。
11. 前記基板は、矩形で平板状の外形を有し、前記センサは、前記基板の４隅のうち少なく
    とも一カ所と、前記基板の４辺のうち少なくとも１つの中央とに設けられている請求項１
    ０記載のプロジェクタ。
12. 前記制御装置は、前記基板の４隅のいずれかに設けられたセンサの検出値と、前記基板
    の４辺の中央のいずれかに設けられたセンサの検出値との差に基づいて、前記加熱部材の
    温度を調節する請求項１０及び請求項１１のいずれか一項記載のプロジェクタ。
13. 入射した照明光を変調して変調光を形成する光変調部と、前記光変調部からの変調光を
    像光として投射する投射光学系とをさらに備え、前記光変調部は、前記偏光処理素子を偏
    光板として有する請求項１から請求項１２のいずれか一項記載のプロジェクタ。

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