以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態)
図1は、本実施形態に係るプロジェクター1の概略構成を模式的に示す図である。図1を参照して、プロジェクター1の光学系の構成及び動作を簡単に説明する。
本実施形態のプロジェクター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、その画像光をスクリーン等に投写する。図1に示すように、プロジェクター1は、外装を構成する外装筺体1A、光源装置31等を有する光学ユニット3、制御部(図示省略)、光源装置31や制御部等に電力を供給する電源装置(図示省略)、及びプロジェクター1内部を冷却する冷却ファン(図示省略)等を備えている。
制御部は、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備え、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター1の動作の制御、例えば、画像の投写に係る制御等を行う。
光学ユニット3は、制御部の制御に基づき、光源装置31から射出された光束を光学的に処理し、画像情報に応じた画像光を形成して投写する。光学ユニット3は、光源装置31のほか、照明光学装置32、色分離光学装置33、光学装置7、投写レンズ35、及びこれらの光学部品31,32,33,7,35を光路上の所定の位置に配置する光学部品用筺体1Bを備える。
光源装置31は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源311及びリフレクター312等を備える。光源装置31は、光源311から射出された光束をリフレクター312によって射出方向を揃え、照明光学装置32に向けて射出する。
照明光学装置32は、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、及び重畳レンズ324を備える。第1レンズアレイ321は、マトリクス状に配列された複数の小レンズを有して構成されており、光源装置31から射出された光束を複数の光束に分割する。第2レンズアレイ322は、第1レンズアレイ321と略同様の構成を有しており、重畳レンズ324と共に、光束を後述する反射型光変調装置342の表面に略重畳させる。偏光変換素子323は、第2レンズアレイ322から射出されたランダム偏光光を反射型光変調装置342で利用可能な第1直線偏光光に揃える機能を有する。なお、偏光変換素子323は、第1直線偏光光として、本実施形態では、色分離光学装置33での光束の損失が少ないS偏光光に揃えている。
色分離光学装置33は、クロスダイクロイックプリズム331、G光反射ダイクロイックミラー332、及び反射ミラー333,334を備え、照明光学装置32から射出された光束(S偏光光)を、赤色光(以下「R光」と称す)、緑色光(以下「G光」と称す)、及び青色光(以下「B光」と称す)の3色の色光に分離する機能を有する。
クロスダイクロイックプリズム331は、B光反射ダイクロイックミラー331B、及びGR光反射ダイクロイックミラー331GRがX字状に配列されている。クロスダイクロイックプリズム331は、照明光学装置32から射出された光束のうち、B光をB光反射ダイクロイックミラー331Bで反射し、G光及びR光をGR光反射ダイクロイックミラー331GRで反射して、入射する光束を分離する。
B光反射ダイクロイックミラー331Bで反射されたB光は、反射ミラー333により反射され、後述する電気光学装置6Bに射出される。一方、GR光反射ダイクロイックミラー331GRによって反射されたG光及びR光は、反射ミラー334により反射された後、G光反射ダイクロイックミラー332に入射する。
G光反射ダイクロイックミラー332は、反射ミラー334により反射されたG光及びR光のうち、G光を反射し、R光を透過して入射する光束を分離する。G光反射ダイクロイックミラー332で反射されたG光は、後述する電気光学装置6Gに射出され、G光反射ダイクロイックミラー332を透過したR光は、後述する電気光学装置6Rに射出される。
光学装置7は、3色の色光毎に備えられた電気光学装置6(R光用の電気光学装置を6R、G光用の電気光学装置を6G、B光用の電気光学装置を6Bとする)、及び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344を備え、色分離光学装置33で分離された各色光を画像情報に応じて変調し、画像光を形成する。
電気光学装置6は、反射型偏光板341、反射型光変調装置342、偏光板343、及び支持部材60を備える。反射型偏光板341は、ガラス基板上にアルミニウム等からなる微細な線状リブを平行に多数配列したワイヤーグリッド型の構成となっている。反射型偏光板341は、線状リブの延出方向に対して垂直な偏光方向の偏光光を透過し、線状リブの延出方向に平行な偏光方向の偏光光を反射する。
本実施形態の反射型偏光板341は、偏光変換素子323で揃えられた第1直線偏光光(本実施形態ではS偏光光)を透過させ、第1直線偏光光と略直交する第2直線偏光光(本実施形態ではP偏光光)を反射する。なお、反射型偏光板341の光路前段に位相差板を配置し、反射型偏光板341が第2直線偏光光を透過し、第1直線偏光光を反射するように構成してもよい。
反射型光変調装置342は、反射型の高温ポリシリコンTFT液晶パネル、または、対向する基板間に液晶層が挟持された構造を有する、いわゆるLCOS(Liquid Crystal On Silicon)で構成されている。
反射型光変調装置342は、反射型偏光板341を透過した第1直線偏光光である色光を変調して反射型偏光板341に向けて反射する。反射型光変調装置342で変調され、反射型偏光板341に向けて反射された第2直線偏光光である色光は、反射型偏光板341で反射される。なお、反射型光変調装置342は、第2直線偏光光として、本実施形態では、P偏光光に揃えている。
偏光板343は、反射型偏光板341で反射された第2直線偏光光を透過させる。すなわち、偏光板343は、反射型偏光板341で反射された光束に、正規の偏光光以外の偏光成分を有する偏光光が含まれた場合であっても、正規以外の偏光成分を除去し、画像のコントラスト向上に寄与する。
支持部材60は、色光毎に設けられ(R光用の支持部材を60R、G光用の支持部材を60G、B光用の支持部材を60Bとする)、反射型偏光板341、反射型光変調装置342、及び偏光板343を支持する。なお、反射型偏光板341は、後述する保持部材50に設置されており、支持部材60は、この保持部材50を支持することで、反射型偏光板341を支持する。電気光学装置6は、位置決めされた投写レンズ35及びクロスダイクロイックプリズム344に対して位置調整された後、固定される構成となっている。なお、電気光学装置6の位置調整方法に関しては、以降で説明する。
クロスダイクロイックプリズム344は、電気光学装置6で変調された各色光を合成してカラー画像を表す画像光を形成する。クロスダイクロイックプリズム344は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形をなし、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。クロスダイクロイックプリズム344は、誘電体多層膜が電気光学装置6R,6Bで変調されたR光、B光を反射し、電気光学装置6Gで変調されたG光を透過して、各色光を合成する。
投写レンズ35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7で形成された画像光をスクリーン上に投写する。
図2は、光学装置7を示す斜視図であり、図2(a)は、光学装置7を−X方向から見た平面図であり、図2(b)は、光学装置7の斜視図である。なお、以降の図において、説明の便宜上、XYZ直交座標系を用いる。詳細には、G光用の電気光学装置6Gから光束が射出される方向をX方向(+X方向)、B光用の電気光学装置6Bから光束が射出される方向をZ方向(+Z方向)、X方向及びZ方向に直交し、図2(a)において図面右方向をY方向(+Y方向)とする。なお、+Y方向を上方向(−Y方向を下方向)、+X方向を前方向(−X方向を後方向)として、適宜使用する。
光学装置7は、図2に示すように、各色光に対応した3つの電気光学装置6(6R,6G,6B)と、3つの電気光学装置6を、隣接して直交する入射面にそれぞれ固定するクロスダイクロイックプリズム344と、クロスダイクロイックプリズム344を固定する固定台9とで構成される。
図3は、B光用の電気光学装置6Bを示す斜視図であり、図3(a)と図3(b)とは、電気光学装置6Bの見る方向を変えた斜視図となっている。図4は、B光用の電気光学装置6Bの分解斜視図である。ここで、R光用の電気光学装置6R、G光用の電気光学装置6G、及びB光用の電気光学装置6Bは、略同様の構成部材により、略同一に構成されている。従って、以降では、B光用の電気光学装置6Bを取り上げて、電気光学装置6の構成及び動作を説明する。
電気光学装置6B(6)は、図3、図4に示すように、支持部材60B(60)と、反射型光変調装置342B(342)と、反射型偏光板装置5B(5)と、偏光板343とを備えて構成される。なお、反射型偏光板装置5は、色光毎に設けられており、以降、R光用の反射型偏光板装置を5R、G光用の反射型偏光板装置を5G、B光用の反射型偏光板装置を5Bとする。
支持部材60Bは、概三角柱状のフレーム状に形成される。支持部材60Bは、反射型偏光板341を支持する第1面部61と、反射型光変調装置342Bを支持する第2面部62と、偏光板343を支持する第3面部63とを備えている。また、第1面部61は、色分離光学装置33によるB光の光軸に対して約45°傾けて構成される。第2面部62及び第3面部63は、この第1面部61を挟んで互いに略直交して構成されている。従って、支持部材60Bは、概ね直角三角柱のフレーム状に形成されている。
なお、反射型偏光板341は、後述する反射型偏光板装置5Bとして構成されており、図4に示すように、保持部材50Bを介して第1面部61に支持固定される。なお、保持部材50は、色光毎に設けられており、以降、R光用の保持部材を50R、G光用の保持部材を50G、B光用の保持部材を50Bとする。
図5は、B光用の反射型偏光板装置5Bを示す斜視図であり、図5(a)は、反射型偏光板341に対して第1直線偏光光が入射する方向から見た斜視図であり、図5(b)は、反射型偏光板341に対して入射した第1直線偏光光が透過する方向から見た斜視図である。図4、図5を参照して、反射型偏光板装置5Bの構成と動作に関して説明する。
なお、図5(a)に示すように、反射型偏光板装置5Bに対して第1直線偏光光が入射する面側を表面側50aとし、図5(b)に示すように、第1直線偏光光が透過する面側を背面側50bとして適宜使用する。また、図4、図5において、表面側50aに正対した場合を基準として左右方向を使用する。
図4に示すように、反射型偏光板装置5Bは、保持部材50Bと反射型偏光板341と第1付勢部材51と第2付勢部材52とを備えて構成される。
保持部材50Bは、反射型偏光板341を収容して保持する部材であり、反射型光変調装置342Bに対する反射型偏光板341の角度を調整する部材でもある。保持部材50Bは、略矩形状に形成され、略中央に開口部501と、開口部501の周辺に反射型偏光板341を収容する外周から窪んだ凹部502が形成される。
図5(b)に示すように、保持部材50Bの背面側50bの上下方向の外縁中央部には、第1付勢部材51と係合する一対の係合溝部503が形成されている。また、図5(a)に示すように、保持部材50Bの表面側50aの左右方向の外縁中央部には、一対の案内溝部504が形成され、後述する第1付勢部材51の位置決め片514を案内する。また、凹部502の−Y方向には、第2付勢部材52を案内する案内突起505が複数形成されている。
また、図4に示すように、保持部材50Bの+Y方向の縁部中央には、表面側50aに突出する円柱状の方向規制部506が2つ形成されている。なお、方向規制部506は、後述する第1付勢部材51の向きを決める働きを行う。また、本実施形態の保持部材50Bでは、2つの方向規制部506のうち、右側の方向規制部506を使用し、左側の方向規制部506は使用しない。なお、本実施形態では、保持部材50Bはアルミニウム等の金属部材を採用しており、凹部502は二次加工として切削加工を行い形成している。この二次加工の工程において、使用しない側の方向規制部506を削除している。
保持部材50Bの3つの角部には、反射型光変調装置342Bに対する反射型偏光板341の平面方向の角度を調整する調整部8が構成されている。なお、調整部8は、保持部材50Bと支持部材60Bとの双方に構成され、支持部材60B(反射型光変調装置342B)に対して保持部材50Bを回動可能とする係合部80と、支持部材60Bに保持部材50Bを固定する固定部84とを備えている。
保持部材50Bは、調整部8を構成する係合部80として、保持部材50Bの3つの角部の外周面を構成する3つの調整用外周面部82(第1外周面部82A、第2外周面部82B、及び第3外周面部82C)を備えている。なお、第1外周面部82A、第2外周面部82B、及び第3外周面部82Cは、開口部501の中心を基準とする同心円状に曲面で形成されている。また、第1外周面部82Aの上部には、上方向に突出する調整用突起83が形成されている。調整用突起83は、反射型偏光板341の角度を調整する際に把持されるものである。
3つの調整用外周面部82は、支持部材60Bの第1面部61に形成される後述する係合部80としての3つの調整用案内面部81(第1案内面部81A、第2案内面部81B、及び第3案内面部81C)に案内される。また、保持部材50Bは、調整部8を構成する固定部84として、第1外周面部82A、第2外周面部82B、及び第3外周面部82C近傍で、開口部501の中心を基準とする同心円状に、それぞれ貫通する固定用長孔85(第1長孔85A、第2長孔85B、第3長孔85C)を備えている。この固定用長孔85は、反射型偏光板341の調整が終了した後、保持部材50Bを第1面部61へ固定する際に使用される。
第1付勢部材51は、保持部材50Bに収容した反射型偏光板341に対し、保持部材50Bと協働し、平面(本実施形態では、反射型偏光板341の後述するガラス面3412)を表面側50aから付勢する部材である。また、第1付勢部材51は、遮光性を有し、後述する開口部511外に入射する光束を遮光する部材である。第1付勢部材51は、弾性を有する板状の金属部材を曲折して形成される。第1付勢部材51は、略矩形状に形成されており、略中央に開口部511が形成される。なお、開口部511は、略台形形状に形成される。また、開口部511の各辺部は、略直線状に形成されており、辺部に切り欠き部や延出部等は形成されていない。
図3、図4に示すように、開口部511の台形形状は、いわゆる等脚台形として形成されており、図4に示すように、左右の平行となる対辺の短い辺をいわゆる上底5111とし、長い辺をいわゆる下底5112とした場合、上底5111が右側に位置し、下底5112が左側に位置する形状となる。
第1付勢部材51の左右方向中央部には当接部512が形成され、その当接部512の上下方向には当接部512から離れるに従い表面側50aに傾くバネ部513が形成されている。また、左右の当接部512には、背面側50bに曲折する一対の位置決め片514が形成される。また、第1付勢部材51の上下方向中央部(上下のバネ部513の中央部)には、背面側50bに曲折する一対の係合片515が形成される。係合片515の先端部には一対の引掛け部515aが形成されている。また、上下方向のバネ部513の係合片515との近傍には、中央部から若干右方向に位置して(上底5111側に寄って)、第1付勢部材51の保持部材50Bへの固定する向きを決める孔部516が形成されている。
第2付勢部材52は、保持部材50Bに収容した反射型偏光板341に対し、保持部材50Bと協働し、反射型偏光板341の側面(本実施形態では反射型偏光板341の後述する下面3413)を付勢する部材である。第2付勢部材52は、弾性を有する板状の金属部材を曲折して形成される。第2付勢部材52は、帯状で対称形状となる断面略W字状に形成されている。第2付勢部材52の両端部に、反射型偏光板341の側面を押圧する2つのバネ部521が形成されている。
ここで、図4、図5を参照して、反射型偏光板装置5Bの組立てに関して説明する。
最初に、保持部材50Bの案内突起505の突起間の溝に第2付勢部材52を挿入して設置する。次に、保持部材50Bの凹部502に反射型偏光板341を表面側50aから挿入する。このとき、反射型偏光板341の機能面3411(ワイヤーグリッドが形成される面)を収容側(凹部502)に相対させる。また、反射型偏光板341の下面3413を、第2付勢部材52の2つのバネ部521に抗して、バネ部521を下方向に押し下げながら挿入する。
この挿入により、反射型偏光板341は、図5(a)に示すように、凹部502内において、第2付勢部材52により、側面(下面3413)方向から押圧された状態で支持固定される。詳細には、反射型偏光板341は、第2付勢部材52のバネ部521により、下面3413に対して垂直方向から押圧された状態で支持固定される。また、反射型偏光板341の機能面3411は、図5(b)に示すように、背面側50bを向き、開口部501から露出する。
次に、第1付勢部材51を保持部材50Bに設置する。第1付勢部材51の孔部516に保持部材50Bの方向規制部506を挿通し、当接部512を反射型偏光板341に当接させ、位置決め片514が案内溝部504を挟むように設置する。次に、それぞれの係合片515をバネ部513の付勢力に抗して係合溝部503の方向に押圧し、図5(b)に示すように、引掛け部515aを係合溝部503に引掛ける。
これにより、反射型偏光板341は、図5(a)に示すように、凹部502内において、第1付勢部材51の当接部512により、機能面3411とは逆側の面(ガラス面3412)を表面側50aから押圧された状態で支持固定される。詳細には、反射型偏光板341は、第1付勢部材51の当接部512により、ガラス面3412に対して垂直方向から押圧された状態で支持固定される。また、反射型偏光板341のガラス面3412は、表面側50aを向き、第1付勢部材51の台形形状を有する開口部511から露出する。なお、図5(a)に示す図は、第1付勢部材51の係合片515(引掛け部515a)が、保持部材50の係合溝部503に引掛けられる前の状態を示している。
以上の組立てにより、反射型偏光板装置5Bが完成する。なお、反射型偏光板装置5Bにおいて、反射型偏光板341は、第1付勢部材51と第2付勢部材52とにより、平面(ガラス面3412)及び側面(下面3413)を付勢されて支持固定される。
次に、図3、図4を参照して、電気光学装置6Bの構成を説明する。
電気光学装置6Bを構成する支持部材60Bは、前述したように、第1面部61と第2面部62と第3面部63とを有し、概ね直角三角柱のフレーム状に形成されている。第1面部61は、前述したように、反射型偏光板装置5Bを回動自在に支持固定する。第2面部62は、反射型光変調装置342Bを支持固定する。また、第3面部63は、偏光板343を支持固定する。
第1面部61は、矩形状の開口部611と、開口部611が形成される受部612を有している。受部612の外周となる3つの角部には、反射型光変調装置342Bに対する反射型偏光板341の平面方向の角度を調整する調整部8が構成されている。そして、支持部材60Bは、調整部8を構成する係合部80として、3つの調整用案内面部81(第1案内面部81A、第2案内面部81B、及び第3案内面部81C)を備えている。調整用案内面部81は、保持部材50Bの3つの調整用外周面部82(第1外周面部82A、第2外周面部82B、及び第3外周面部82C)に対応させ、調整用外周面部82の外周面をそれぞれ摺動可能に形成されている。
また、支持部材60Bは、調整部8を構成する固定部84として、第1案内面部81A、第2案内面部81B、及び第3案内面部81C近傍の受部612に、ネジ孔87を備えている。このネジ孔87は、反射型偏光板341の調整が終了した後、第1面部61へ保持部材50Bを固定する際に使用される。
反射型偏光板装置5Bを支持部材60Bの第1面部61に設置する場合は、図4に示すように、反射型偏光板装置5Bの保持部材50Bに形成した3つの調整用外周面部82を、第1面部61に形成した、3つの調整用案内面部81に対応させて、受部612に、保持部材50Bの背面側50bを当接させる。詳細には、第1案内面部81Aは第1外周面部82Aに対応させ、第2案内面部81Bは第2外周面部82Bに対応させ、第3案内面部81Cは第3外周面部82Cに対応させる。この設置により、反射型偏光板341の機能面3411は、反射型光変調装置342に向けて第1面部61に支持固定される。
第2面部62は、矩形状の開口部621と、図示省略する受部が形成されている。その受部に反射型光変調装置342Bの正面側3421を設置する。なお、反射型光変調装置342Bの正面側3421には、光束が入射し、また、射出される矩形状の有効領域となる開口部3422が形成されている。なお、反射型光変調装置342Bの背面側3423には、反射型光変調装置342Bで発生する熱を放熱するためのヒートシンク346が設置される。なお、反射型光変調装置342Bの側面からは、フレキシブル基板(図示省略)が延出しており、プロジェクター1の回路基板(図示省略)と接続され、反射型光変調装置342を駆動する画像情報が入力される。
第3面部63は、図示省略する矩形状の開口部と、図示省略する受部が形成されている。その受部に偏光板343を設置する。詳細には、偏光板343は、偏光板343を保持及び調整可能とする保持板3431に固定され、この保持板3431を第3面部63の受部に設置する。
次に、図3、図4を参照して、調整部8の調整方法を説明する。
電気光学装置6Bでの調整部8による調整は、反射型光変調装置342Bに対して、反射型偏光板装置5B(反射型偏光板341)を平面方向に回動させ、その回転角度を調整することにより行われる。また、調整部8とは別に、偏光板343の調整も行い、反射型光変調装置342Bに対して、平面方向に回動させ、その回転角度を調整する。この調整により、電気光学装置6Bから最終的に射出されるB光用の画像光のコントラストを向上させる。
電気光学装置6Bにおける調整部8を用いた反射型偏光板装置5Bの調整方法は、反射型偏光板装置5Bを前述したように第1面部61に設置した後、反射型光変調装置342Bを全黒状態として、反射型偏光板装置5Bに、光軸方向(約45°傾いた方向)から光束を入射させる。そして、保持部材50Bの調整用突起83を把持して第1面部61に対して平行方向に回動する。この動作により、3つの調整用外周面部82は、それぞれに対応する調整用案内面部81に対して摺動して回動する。なお、調整は電気光学装置6Bから射出される光束が最も暗くなる角度に調整する。調整した後、固定用長孔85に固定部84を構成する固定ネジ86を挿通し、第1面部61に形成されるネジ孔87と螺合させることにより、反射型偏光板装置5Bを第1面部61に固定する。
なお、偏光板343も同様に調整する。詳細には、偏光板343を保持する保持板3431を把持して、第3面部63に対して平行方向に回動させ、電気光学装置6Bから射出される光束が最も暗くなる角度に調整する。調整後は、保持板3431を第3面部63に接着剤等で固定する。
このように組立てられ、また、調整された電気光学装置6BにおけるB光の動作に関して、図4を参照して説明する。
照明光学装置32により、第1直線偏光光(本実施形態ではS偏光光)に揃えられたB光は、反射型偏光板装置5Bに入射する。詳細には、第1付勢部材51の台形形状を有する開口部511から、反射型偏光板341の機能面3411とは逆側となるガラス面3412に入射する。
反射型偏光板341に入射したB光は、反射型偏光板341を透過する。透過したB光は、支持部材60B内部を、第1面部61から第2面部62に進み、開口部501を介して、前記透過したB光に対して略垂直に設置される反射型光変調装置342Bに入射する。なお、この際。第1付勢部材51の台形形状の開口部501に入射したB光は、反射型光変調装置342Bの矩形状の開口部3422に対応した矩形状で入射して重畳する。
反射型光変調装置342Bは、開口部3422から入射したB光に対して、フレキシブル基板を介して入力される画像情報に応じて変調する。変調されたB光は、第2直線偏光光(本実施形態ではP偏光光)に揃えられて、開口部3422を介して反射型偏光板装置5Bに向けて反射(射出)する。
反射型光変調装置342Bから射出されたB光は、開口部501を介して反射型偏光板341に入射する。この際、反射型偏光板341は、機能面3411が反射型光変調装置342Bに相対して設置されるため、反射型偏光板341に入射したB光は、機能面3411により、ガラス基板内部に入射することなく反射する。
機能面3411で反射されたB光は、前記反射されたB光に略垂直に設置される偏光板343に入射する。この偏光板343により、機能面3411で反射されたB光の中に含まれる正規以外の偏光成分が除去され、P偏光光が透過する。
以上の動作が、電気光学装置6Bの動作となる。
図6は、G光用及びR光用の反射型偏光板装置5(5G,5R)を示す正面図であり、図6(a)は、G光用の反射型偏光板装置5Gを示す正面図であり、図6(b)はR光用の反射型偏光板装置5Rを示す正面図である。図1、図2、図6を参照して、各色光における反射型偏光板装置5(5R,5G,5B)に使用する第1付勢部材51の設置の仕方に関して説明する。
G光用の反射型偏光板装置5Gは、図1で示す各反射型偏光板341(反射型偏光板装置5)の光路上の位置関係により、B光用の反射型偏光板装置5Bの構成と略同様となる、異なる点は、B光用の反射型光変調装置342Bに換えて、G光用の反射型光変調装置342Gを用いることである。
従って、G光用の反射型偏光板装置5Gに使用する第1付勢部材51は、B光用の反射型偏光板装置5Bに使用する第1付勢部材51と同様の方向(向き)で反射型偏光板装置5Gの保持部材50Gに設置することになる。詳細には、図6(a)に示すように、開口部511において、正面から見て、上底5111が右側で、下底5112が左側となり、孔部516が中央部から右方向に位置する向きで設置する。
なお、反射型偏光板装置5Gの保持部材50Gは、反射型偏光板装置5Bの保持部材50Bと同様に構成されており、二次加工も同様に行い、その工程の中で、左側の方向規制部506を削除する。
また、G光用の電気光学装置6Gも、図1で示す各反射型偏光板341(反射型偏光板装置5)、各反射型光変調装置342、及び各偏光板343の光路上の位置関係により、B光用の電気光学装置6Bの構成と略同様となる。そして、G光用の電気光学装置6Gは、B光用の反射型偏光板装置5Bに換えて、G光用の反射型偏光板装置5Gを用い、B光用の反射型光変調装置342Bに換えて、G光用の反射型光変調装置342Gを用いることで構成される。
R光用の反射型偏光板装置5Rは、図1で示す各反射型偏光板341(反射型偏光板装置5)の光路上の位置関係により、B光用の反射型偏光板装置5Bの構成とは異なっている。異なる点は、保持部材50Rが保持部材50B(50G)に対して左右が対称に構成されることである。また、第1付勢部材51も左右が対称に構成されていることである。更に、B光用の反射型光変調装置342Bに換えて、R光用の反射型光変調装置342Rを用いることである。
なお、反射型偏光板装置5Bに設置する第1付勢部材51と、左右が対称とさせるためには、面方向で180°回転することで対応できる。回転させた場合、図6(b)に示すように、開口部511において、正面から見て、上底5111が左側で、下底5112が右側となり、孔部516が中央部から左方向に位置する向きとなる。この状態とさせた後、第1付勢部材51を、反射型偏光板装置5Rの保持部材50Rに設置する。
なお、反射型偏光板装置5Rの保持部材50Rは、前述したように、反射型偏光板装置5Bの保持部材50Bに対して左右が対称に構成されるため、保持部材50Rの二次加工を行う場合、B光用の保持部材50Bの二次加工を行う場合に削除される一方の方向規制部506とは異なる他方の方向規制部506を削除することになる。詳細には、R光用の保持部材50Rにおいては、右側の方向規制部506を削除する。
また、R光用の電気光学装置6Rも、図1で示す各反射型偏光板341(反射型偏光板装置5)、各反射型光変調装置342、及び各偏光板343の光路上の位置関係により、B光用の電気光学装置6Bの構成と若干異なる。R光用の電気光学装置6Rは、図2(a)に示すように、B光用の電気光学装置6Bに対して、XY平面に略対称となる配置関係となるように構成されている。そして、R光用の電気光学装置6Rは、B光用の反射型偏光板装置5Bに換えて、R光用の反射型偏光板装置5Rを用い、B光用の反射型光変調装置342Bに換えて、R光用の反射型光変調装置342Rを用いることで構成される。
本実施形態の第1付勢部材51は、光路上の位置関係により、面方向に180°回転させることにより共通に使用している。言い換えると、各色光用の反射型偏光板装置5に用いられる第1付勢部材51は、同一形状に形成されており、1種類の形状で形成される第1付勢部材51を用いている。
そして、各色光の反射型偏光板装置5において、保持部材50に第1付勢部材51を設置する場合には、孔位置が中央部から上底5111側に寄って形成される孔部516を設けることにより、保持部材50の二次加工で削除されない1つの方向規制部506を挿通させるように設置する。これにより、第1付勢部材51の各保持部材50(50R,50G,50B)への組立て間違いを排除している。
なお、R光用及びG光用の反射型偏光板装置5(5R,5G)は、B光用の反射型偏光板装置5Bと同様に組立てる。また、R光用及びG光用の電気光学装置6(6R,6G)も、B光用の電気光学装置6Bと同様に組立てる。また、反射型光変調装置342R,342Bに対するそれぞれの反射型偏光板341及び偏光板343の調整も、反射型光変調装置342Bに対する反射型偏光板341及び偏光板343の調整と同様に行う。
ここで、光学装置7の組み立て及び調整に関して説明する。
前述したように組立てられ調整された各色光用の電気光学装置6(6R,6G,6B)は、クロスダイクロイックプリズム344の入射面(図示省略)に対して、各色光用の電気光学装置6の偏光板343を相対させて仮設置する。そして、クロスダイクロイックプリズム344から射出される合成された画像光の画素位置調整を行う。詳細には、例えば、G光用の電気光学装置6Gを基準として、R光用の電気光学装置6Rと、B光用の電気光学装置6Bとを6軸方向で順次調整することにより、対応する3つの色光の画素が一致するように、画像光の画素位置調整を行う。
その後、クロスダイクロイックプリズム344の3方向の入射面に、各色光用の電気光学装置6を調整された位置で、接着剤等を用いて固定する。これにより、図2に示すように、光学装置7が完成する。なお、各色光用の電気光学装置6を調整する際、支持部材60の上部に形成される突起部64を把持して行う。
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の反射型偏光板装置5は、反射型偏光板341、保持部材50、第1付勢部材51、及び第2付勢部材52を備え、第1付勢部材51により、反射型偏光板341の平面となるガラス面3412を付勢するだけではなく、第2付勢部材52により、反射型偏光板341の側面となる下面3413も付勢する。従来は、平面への付勢のみであったことに比較して、側面も付勢することにより、反射型偏光板341を保持部材50に確実に固定できる。従って、衝撃や振動が加わった場合、反射型偏光板341の保持部材50に対する平面方向の回転を防止することができる。
本実施形態の反射型偏光板装置5は、反射型偏光板341の機能面3411を保持部材50の収納側(凹部502)に向けて収容し、機能面3411とは逆側の面となるガラス面3412を第1付勢部材51が付勢することで、機能面3411への第1付勢部材51による損傷を防止(例えば、ワイヤーグリッドの欠け等の不具合を防止)でき、反射型偏光板341の品質低下を防止することができる。
本実施形態の反射型偏光板装置5は、反射型偏光板341の横方向となる側面(下面3413)を付勢することにより、保持部材50内での反射型偏光板341の縦方向のズレを抑制できる。これにより、反射型偏光板341の保持部材50に対する平面方向の回転を防止することができる。
本実施形態の反射型偏光板装置5は、第2付勢部材52が弾性部材として板状の金属部材で形成されている。これにより、第2付勢部材52を容易に形成することができる。
本実施形態の反射型偏光板装置5において、第1付勢部材51は、遮光性を有すると共に、所定の有効領域を確保する開口部511を有している。これにより、第1付勢部材51は、所定の有効領域内に入射する光束を透過し、有効領域外に入射する光束を遮光することにより、透過する第1直線偏光光を適正な範囲で規制することができる。これにより、このような反射型偏光板装置5の後段に、反射型光変調装置342を設置した場合、反射型光変調装置342の有効領域(開口部3422)に対応させて第1付勢部材51の有効領域を設定することにより、第1直線偏光光を反射型光変調装置342の有効領域に適切に入射させることができる。これにより、このような反射型偏光板装置5をプロジェクター1に使用することにより、コントラスト向上を図ることができる。
本実施形態の反射型偏光板装置5において、第1付勢部材51の開口部511は、略台形形状を有していることにより、反射型偏光板341を収容した保持部材50を光束の入射方向に対して傾斜させて設置した場合にも、所定の有効領域としての台形形状の開口部511に入射する光束を透過させて第1直線偏光光を適正な範囲で規制することができる。これにより、例えば、反射型偏光板装置5の後段に反射型光変調装置342を光束の入射方向に対して略垂直に設置した場合、反射型光変調装置342の略矩形状の有効領域(開口部3422)に光束を入射させることができる。
本実施形態の反射型偏光板装置5において、第1付勢部材51の開口部511の辺部は略直線状に形成され、辺部に切り欠き部や延出部等が形成されない。これにより、辺部に切り欠き部を有する場合、有効領域外となる切り欠き部から光束が入射してしまうことに対して、隙間が形成されないため、有効領域外からの光束の入射を防止できる。また、辺部に延出部を有する場合、有効領域内となる延出部により入射する光束を遮ってしまうことに対して、光量損失を防止することができる。従って、遮光性の低下を防止し、適正な光量を確保することができる。
本実施形態の電気光学装置6において、反射型偏光板装置5は、収容する反射型偏光板341の機能面3411を反射型光変調装置342に向けて第1面部61に支持固定される。これにより、反射型光変調装置342から反射された第2直線偏光光は、反射型偏光板341の機能面3411により直接反射させることができる。なお、機能面3411が反射型光変調装置342に向けられていない場合には、反射型偏光板341を構成するガラス基板の内部を第2直線偏光光が進むことになる。その場合、ガラス基板による屈折率分の光路のズレが累積されることになる。従って、ガラス基板の屈折率による光路のズレの累積を排除することができる。
本実施形態の電気光学装置6は、調整部8(係合部80)により、反射型偏光板装置5を支持部材60の第1面部61に対して平面方向に回動させて反射型光変調装置342に対する反射型偏光板341の角度を調整する。これにより、反射型光変調装置342に対して反射型偏光板341の角度調整が可能となり、反射型光変調装置342との偏光角度を最適化することができる。従って、第2直線偏光光の光量損失を抑制して反射させることができる。また、コントラストの最大値と最小値との幅を小さくすることができる。これらにより、コントラストのバラツキを抑制して、コントラストの向上を図ることができる。
本実施形態の電気光学装置6は、調整部8により、支持部材60の第1面部61に形成された係合部80(調整用案内面部81)に、保持部材50に形成された係合部80(調整用外周面部82)を沿わせて回動させ、反射型光変調装置342に対する反射型偏光板341の角度を調整できる。また、調整後には、保持部材50に形成された固定部84(固定用長孔85)に、固定部84を構成する固定ネジ86を挿通し、支持部材60に形成された固定部84(ネジ孔87)に螺合することにより、保持部材50を支持部材60に固定できる。従って、確実に反射型偏光板341の調整ができ、確実に固定することができる。
本実施形態の光学装置7は、反射型光変調装置342に対して反射型偏光板341の角度調整が可能な電気光学装置6を、色光毎に、クロスダイクロイックプリズム344の対応する面に設置して、色光毎の画像光を合成することにより、合成された画像光のコントラストを向上させることができる。また、反射型偏光板341の品質低下を防止できるため、コントラストの維持を図ることができる。
本実施形態の光学装置7は、第1付勢部材51において、略台形形状を有する開口部511の向きは、それぞれの反射型偏光板装置5で異なっている(本実施形態では、G光用及びB光用と、R光用とが異なる向きとなる)。しかし、第1付勢部材51を共通の形状(同一形状)で対応することにより、本実施形態では、第1付勢部材51を、平面に対して180°回転した形態にすることで各保持部材50(50R,50G,50B)に設置することができる。これにより、第1付勢部材51が色光毎に異なる形状を有する場合に比較して、第1付勢部材51の金型代等のコストを削減することができる。
本実施形態のプロジェクター1は、反射型光変調装置342に対して反射型偏光板341の角度調整が可能であり、また、反射型偏光板341の品質低下を防止し、確実に反射型偏光板341を固定できるため、投写画像のコントラストを向上させることができ、また、衝撃や振動が加わった場合でも、そのコントラストを維持することができる。
なお、上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良等を加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。
前記実施形態の反射型偏光板装置5において、第2付勢部材52は、反射型偏光板341の横方向となる側面(下面3413)を付勢することにより、保持部材50内での反射型偏光板341の縦方向のズレを抑制している。しかし、これに限定されず、反射型偏光板341の縦方向となる側面を付勢することにより、反射型偏光板341の横方向のズレを抑制してもよい。また、反射型偏光板341の横方向と縦方向の両方向となる側面を付勢することにより、反射型偏光板341の縦方向と横方向の両方のズレを抑制してもよい。
前記実施形態の反射型偏光板装置5において、第2付勢部材52は弾性部材としての金属部材で形成されている。しかし、これに限定されず、第2付勢部材52は弾性部材で形成されていればよく、弾性を有する合成樹脂部材で構成されていてもよい。
前記実施形態の反射型偏光板装置5において、第1付勢部材51と第2付勢部材52とは別体で構成されている。しかし、これに限定されず、第1付勢部材51と第2付勢部材52とは、一体に構成されて、反射型偏光板341の平面と側面とを付勢することでもよい。
前記実施形態の電気光学装置6において、調整部8は、支持部材60の第1面部61に形成された係合部80(調整用案内面部81)に、保持部材50の外周面(調整用外周面部82)を沿わせて回動させ、反射型光変調装置342に対する反射型偏光板341の角度を調整している。しかし、これに限られず、例えば、保持部材50に有する固定用長孔85に、固定ネジ86を挿通し、支持部材60のネジ孔87に仮止めした後、固定ネジ86を基準にして、保持部材50を支持部材60に対して回動することにより、反射型光変調装置342に対する反射型偏光板341の角度調整を行うことでもよい。
前記実施形態の電気光学装置6において、保持部材50の開口部501は、台形形状でもよい。
前記実施形態の電気光学装置6において、保持部材50に形成される係合部80は、保持部材50の角部の外周面を使用している。しかし、これに限られず、保持部材50の開口部501と外形(外周)とに挟まれる領域内に係合部を設置することでもよい。
前記実施形態では、反射型偏光板装置5として、反射型偏光板341を収容する保持部材50と、反射型偏光板341の平面を付勢する第1付勢部材51と、反射型偏光板341の側面を付勢する第2付勢部材52と、を備える構成を説明した。しかし、これに限られず、反射型偏光板341の代わりに偏光板343等を含む反射型ではない偏光板に対して適用しても良い。その場合、偏光板装置として、偏光板(例えば偏光板343)を収容する保持部材と、偏光板の平面を付勢する第1付勢部材と、偏光板の側面を付勢する第2付勢部材と、を備える構成としてもよい。また、偏光板がガラス基板に設置されている場合には、第1付勢部材は、機能面側(この場合、偏光板側)とは逆側の面(この場合、ガラス面)を付勢する構成とすることがよい。そして、調整部(例えば前記実施形態の調整部8と同等)を用いて、偏光板を平面方向に回転させて、反射型光変調装置(例えば反射型光変調装置342)に対する偏光板の角度を調整することでもよい。この構成により、偏光板の品質低下を防止し、衝撃や振動に対しても偏光板を確実に固定でき、また、反射型光変調装置に対する偏光板の角度調整によりコントラストを向上させることができる。
前記実施形態のプロジェクター1の光学系は、R光、G光、及びB光に対応する3つの反射型光変調装置342R,342G,342Bを用いるいわゆる3板方式を採用しているが、これに限らず、単板方式を採用してもよい。単板方式の反射型光変調装置に本実施形態の反射型偏光板装置5及び電気光学装置6を用いた場合には、投写画像の部分的なフォーカスずれを抑制することができる。
前記実施形態のプロジェクター1の光学系において、光源装置31は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源311及びリフレクター312等を備えている。しかし、これに限られず、光学装置は、レーザーダイオード、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro Luminescence)素子、シリコン発光素子等の各種固体発光素子を採用してもよい。
[適用例1]本適用例に係る反射型偏光板装置は、第1直線偏光光を透過させ、第1直線偏光光と略直交する第2直線偏光光を反射させる反射型偏光板と、反射型偏光板を収容して保持する保持部材と、保持部材に収容された反射型偏光板の平面を付勢する第1付勢部材と、を備え、前記第1付勢部材は、前記反射型偏光板に光束を入射させる開口部と、前記反射型偏光板と当接するとともに、前記開口部を囲んで形成される矩形状の枠部のうち互いに対向する一の組の2辺にそれぞれ形成される当接部と、前記一の組の2辺において、前記当接部から離れるに従い前記反射型偏光板から離れる方向に傾いて形成されるバネ部と、前記保持部材に係合するとともに、前記枠部のうち互いに対向する他の組の2辺に形成される係合部とを有することを特徴とする。