JP4109901B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ画像やビデオ画像を拡大表示する液晶プロジェクタ等の画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶プロジェクタ等の画像表示装置において明るさの向上が求められている。図１５には、従来の投射型画像表示装置の構成を示す。
【０００３】
この図において、超高圧水銀ランプの光源部１０１から射出された白色光は、リフレクター１０２によって反射され、フライアイレンズ１０３，１０４を通過し、ＰＳ変換素子１０５を構成する、Ｐ偏光とＳ偏光に分離するミラーと偏光方向を変える１／２波長板とによって偏光方向が合わせられて射出され、コンデンサーレンズ１０６等を通過する。その後、赤色帯域の光はダイクロイックミラーＤＭ１０１を透過し、緑から青色帯域光はダイクロイックミラーＤＭ１０１により反射され、また、青色帯域の光はダイクロイックミラーＤＭ１０２を透過し、緑色帯域の光がダイクロイックミラーＤＭ１０２で反射する。これにより、照明光は赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光に分解される。
【０００４】
そして、それぞれの色の光がそれぞれの色に対応する液晶表示素子１０９Ｒ，１０９Ｇ，１０９Ｂに入射して変調され、ダイクロイックプリズム１１１でこれら色光が合成され、投射レンズ１１２によって被投射面に拡大投射される。
【０００５】
さらに、それぞれの色帯域について詳述すると、ダイクロイックミラーＤＭ１０１を透過した赤色帯域光は、反射ミラーＭ１０１によって光路が９０度変えられ、フィールドレンズ１０７Ｒを透過し、入射側偏光板１０８ＲＩ、液晶表示素子１０９Ｒに入射し、ここで変調される。
【０００６】
変調された赤色帯域光は、射出側偏光板１１０ＲＯ、ダイクロイックプリズム１１１の順に入射し、ダイクロイックプリズム１１１で光路を９０度変えられて投射レンズ１１２に入射する。ここでのダイクロイックプリズム１１１は、４個のプリズムをそれぞれ接着剤により貼り合わせて波長選択反射層が略十字状になるように構成されたものである。
【０００７】
一方、ダイクロイックミラーＤＭ１０１によって反射され、光路を９０度変えられた緑〜青色帯域光はダイクロイックミラーＤＭ１０２に入射する。ダイクロイックミラーＤＭ１０２は緑色帯域光Ｇを反射する特性を有しているため、ここで緑色帯域光は反射され、その光路を９０度変えられ、フィールドレンズ１０７Ｇを透過し、入射側偏光板１０８ＧＩ、液晶表示素子１０９Ｇに入射し、ここで変調される。
【０００８】
変調された緑色帯域光は、射出側偏光板１１０ＧＯ、ダイクロイックプリズム１１１の順に入射し、ダイクロイックプリズム１１１を透過し、投射レンズ１１２に入射する。
【０００９】
さらに、ダイクロイックミラーＤＭ１０２を透過した青色帯域光は、コンデンサーレンズ１１３、リレーレンズ１１４、反射ミラーＭ１０２、Ｍ１０３やフィールドレンズ１０７Ｂを透過し、入射側偏光板１０８ＢＩ、液晶表示素子１０９Ｂに入射し、ここで変調される。
【００１０】
変調された青色帯域光は、射出側偏光板１１０ＢＯ、ダイクロイックプリズム１１１の順に入射し、ダイクロイックプリズム１１１で光路を９０度変えられて投射レンズ１１２に入射する。
【００１１】
以上のように、投射レンズ１１２に入射したそれぞれの色帯域の光は被投射面に投射され、拡大画像として表示される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した従来の投射型画像表示装置においては、通常、図１６に示すように、偏光板は、透明基板ａにフィルム状の偏光素子ｂを所定の偏光特性を発揮できるように貼り付けられている。入射側偏光板も射出側偏光板も各色帯域ごとに所定の偏光素子を、各色同形状の透明基板に貼り付けて構成されている。
【００１３】
ここで、入射側偏光板は液晶表示素子に入射する光の偏光方向を整えるため、偏光軸が旋回している光を吸収して熱に変えている。また、射出側偏光板は表示色が黒色の時は偏光板の偏光軸と液晶表示素子から出てくる光の振幅が直交している状態となり、光を全て吸収して熱に変えるため、熱的な負荷が非常に大きい。
【００１４】
液晶表示素子の開口率が低く、また使用するランプの光量が小さい時には、上記従来技術のように同形状の透明基板、例えばガラス基板（熱伝導率が約１．２Ｗ／（ｍ・Ｋ））でも十分である。
【００１５】
一方、最近では１．３型液晶表示素子で画素数約７７万個でも開口率６０％のものや、ランプの消費電力をあげることで、投射映像の明るさが向上してきており、また、液晶表示素子の小型化も進んできている。
【００１６】
また、熱的な負荷は、色帯域ごとに、および入射側か射出側かによって異なる。例えば、複数の色帯域のうち少なくとも１つの色帯域の色純度を変える時などはある特定の色帯域の入射側あるいは射出側の偏光板の熱的負荷が増大する。このため、一部の入射側あるいは射出側の偏光板にかかる熱的負荷が大きくなり、偏光板の性能劣化という問題が生じる。
【００１７】
この偏光板にかかる熱的負担を解決するためには、特開平１１―２３１２７７号公報にて提案されているように、偏光素子を貼る基板として透明ガラス基板の約４０倍の熱伝導率を持つサファイア（４２Ｗ／（ｍ・Ｋ））を用いるということが知られている。
【００１８】
ここで、サファイアは高価であり、これを使用することはコストの観点から可能な限り避けたいという要求がある。特に図１５のような三板方式の投射型画像表示装置では入射側および射出側に計６枚の偏光板があり、通常、複数枚のサファイア基板が必要になり、大きなコストアップにつながることとなる。
【００１９】
また、冷却ファンで冷却効率を上げようとすると、冷却ファンの消費電力が増したり騒音が大きくなったりする等の問題がある。
【００２０】
本発明は、上記の課題を解決するためのもので、偏光板の熱的負荷に対応させて、偏光板の熱を透明基板に有効に伝達して透明基板により効率よく放熱することができ、熱による画質劣化を確実に防止しつつ、低コスト化を図ることのできる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本願発明では、照明光を複数の色光に分解する色分解手段と、複数の色光をそれぞれ変調する複数の画像表示素子と、これら画像表示素子により変調された複数の色光を合成する色合成手段とを有し、複数の色光によりカラー画像を表示する画像表示装置において、上記複数の色光のそれぞれの光路において画像表示素子の入射面側（又は／および射出面側）に、偏光素子が貼り付けられた透明基板を配置し、これら複数の透明基板のうち、他の偏光素子に比べて熱的負荷が大きな偏光素子が大きな偏光素子が貼り付けられる少なくとも１つの透明基板の厚さを、前記他の偏光素子が貼り付けられる他の透明基板の厚さよりも厚く（例えば、１．２倍以上と）している。
【００２２】
また、本願発明では、照明光を複数の色光に分解する色分解手段と、複数の色光をそれぞれ変調する複数の画像表示素子と、これら画像表示素子により変調された複数の色光を合成する色合成手段とを有し、複数の色光によりカラー画像を表示する画像表示装置において、上記複数の色光のそれぞれの光路において画像表示素子の入射面側（又は／および射出面側）に、偏光素子が貼り付けられた透明基板を配置し、他の偏光素子に比べて熱的負荷が大きな少なくとも１つの偏光素子に対する該偏光素子が貼り付けられた透明基板の面積比を、該他の偏光素子に対する該他の偏光素子が貼り付けられた他の透明基板の面積比よりも大きく（例えば、１．２倍以上と）している。
【００２５】
また、本願発明では、照明光を複数の色光に分解する色分解手段と、複数の色光をそれぞれ変調する複数の画像表示素子と、これら画像表示素子により変調された複数の色光を合成する色合成手段とを有し、複数の色光によりカラー画像を表示する画像表示装置において、上記複数の色光のそれぞれの光路において画像表示素子の入射面側（又は／および射出面側）に、偏光素子が貼り付けられた透明基板を配置し、これら複数の透明基板の、他の偏光素子に比べて熱的負荷が大きな偏光素子が貼り付けられた少なくとも１つの透明基板の表面積を、他の偏光素子が貼り付けられた他の透明基板の表面積より大きくしている。
【００２６】
ここで、上記各発明において、上記複数の透明基板を、サファイア、蛍石、ガラスのうちいずれか１つの材質で形成するようにしてもよい。
【００２８】
さらに、上記複数の透明基板のうち１つの透明基板を、サファイア、蛍石、ガラスのうちいずれか１つの材質で形成し、他の透明基板をサファイア、蛍石、ガラスのうち上記１つの透明基板の材質とは異なる１つまたは２つの材質で形成するようにしてもよい。
【００２９】
これらの発明により、熱的負荷が大きい色光の入射側あるいは射出側偏光素子に対応させて、偏光素子を貼り付けるための透明基板の表面積（厚さ、面積、面積比、形状）や材料を変えることにより、サファイアの他、サファイア等に比べて熱伝導率が低い透明ガラス（熱伝導率：約１．２Ｗ／（ｍ・Ｋ））あるいは蛍石（熱伝導率：約９．７Ｗ／（ｍ・Ｋ））といった材料を用いても、十分に熱的負荷を緩和することが可能となり、画像劣化を防止しつつ、低コスト化を図ることが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態である投射型画像表示装置の光学的構成を示している。
【００３１】
図１において、超高圧水銀ランプの光源部１から射出された白色の照明光は、リフレクター２によって反射され、フライアイレンズ３、４を通過し、ＰＳ変換素子５を構成する、Ｐ偏光とＳ偏光に分離するミラーと偏光方向を変える１／２波長板によって偏光方向を合わせられて射出され、コンデンサーレンズ６等を通過する。その後、赤色帯域の光がダイクロイックミラーＤＭ１を透過し、緑から青色帯域光はダイクロイックミラーＤＭ１によって反射される。また、青色帯域の光はダイクロイックミラーＤＭ２を透過し、緑色帯域の光がダイクロイックミラーＤＭ２で反射する。これにより、照明光は、赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光に分解される。
【００３２】
そして、それぞれの色の光がそれぞれの色に対応する液晶表示素子９Ｒ，９Ｇ，９Ｂに入射して各色画像を形成し、ダイクロイックプリズム１１で合成された後、投射レンズ１２によって被投射面（図示を省略したスクリーン）に投射される。
【００３３】
さらに、それぞれの色帯域について詳述すると、ダイクロイックミラーＤＭ１を透過した赤色帯域光は、反射ミラーＭ１によって光路を９０度変えられ、フィールドレンズ７Ｒを透過し、入射側偏光板８ＲＩ、液晶表示素子９Ｒに入射する。液晶表示素子９Ｒは、不図示の画像情報供給装置（パーソナルコンピュータやテレビ、ビデオ、ＤＶＤプレーヤ等）から供給された画像情報に応じて駆動され、ここに入射した赤色帯域光を変調する。
【００３４】
変調された赤色帯域光は、射出側偏光板１０ＲＯ、ダイクロイックプリズム１１の順に入射し、ダイクロイックプリズム１１で光路を９０度変えられて投射レンズ１２に入射する。ここでのダイクロイックプリズム１１は、４個のプリズムをそれぞれ接着剤により貼り合わせて波長選択反射（ダイクロイック）層が略十字状になるように構成されたいわゆるクロスダイクロイックプリズムである。なお、クロスダイクロイックプリズムに代えて、形状の異なる３つ又は４つのプリズムを貼り合わせて構成されたいわゆる３Ｐ（３ピース）プリズム又は４Ｐ（４ピース）プリズムを用いてもよい。
【００３５】
一方、ダイクロイックミラーＤＭ１によって反射され、光路を９０度変えられた緑〜青色帯域光は、ダイクロイックミラーＤＭ２に入射する。ダイクロイックミラーＤＭ２は緑色帯域光Ｇを反射する特性を有しているため、ここで緑色帯域光は反射され、その光路を９０度変えられ、フィールドレンズ７Ｇを透過し、入射側偏光板８ＧＩ、液晶表示素子９Ｇに入射する。液晶表示素子９Ｇは、不図示の画像情報供給装置から供給された画像情報に応じて駆動され、ここに入射した緑色帯域光を変調する。
【００３６】
変調された緑色帯域光は、射出側偏光板１０ＧＯ、ダイクロイックプリズム１１の順に入射し、ダイクロイックプリズム１１を透過して投射レンズ１２に入射する。
【００３７】
さらに、ダイクロイックミラーＤＭ２を透過した青色帯域光は、コンデンサーレンズ１３を透過し、反射ミラーＭ２によって光路を９０度変えられ、リレーレンズ１４を透過し、さらに反射ミラーＭ３によって光路を９０度変えられ、フィールドレンズ７Ｂを透過し、入射側偏光板８ＢＩ、液晶表示素子９Ｂに入射する。液晶表示素子９Ｂは、不図示の画像情報供給装置から供給された画像情報に応じて駆動され、ここに入射した青色帯域光を変調する。
【００３８】
変調された青色帯域光は、射出側偏光板１０ＢＯ、ダイクロイックプリズム１１の順に入射し、ダイクロイックプリズム１１で光路を９０度変えられて投射レンズ１２に入射する。
【００３９】
こうしてダイクロイックプリズム１１で合成された各色帯域光は投射レンズ１２によって被投射面（図示を省略したスクリーン）に投射され、拡大画像として表示される。
【００４０】
ここで、赤色帯域の色純度を低くする（赤色帯域近傍の別の色帯域まで取り入れると）と明るい画像が得られるが、この場合、赤色帯域の光路に配置された偏光板の熱的な負荷が大きくなる。
【００４１】
以下、この対策について説明する。図２に示すように、赤色帯域光が透過する入射側偏光板８ＲＩ（射出側偏光板１０ＲＯ）は、透明基板８ａ（１０ａ）に偏光素子８ｂ（１０ｂ）を所定の偏光特性を発揮できるよう貼り付けられている。
【００４２】
赤、緑、青の各色帯域光に対応する各透明基板を、蛍石の同一の材料で形成した場合、赤色帯域光が透過する透明基板の厚さｔを、緑色帯域光が透過する入射側偏光板８ＧＩや射出側偏光板１０ＧＯおよび青色帯域光が透過する入射側偏光板８ＢＩや射出側偏光板１０ＢＯの透明基板の板厚よりも厚く設定する。
【００４３】
ここで、図３を用いて、透明基板の厚みと偏光素子の貼り付け面の温度との関係について説明する。図３は一定の面積の偏光素子を一定の面積の透明基板に貼り付け、偏光素子が一定の発熱を生じたときの透明基板の厚みと偏光素子の貼り付け面の温度との関係を示したものであり、各透明基板をガラス（ＢＫ７：熱伝導率：約１．２Ｗ／（ｍ・Ｋ））で形成した場合、各透明基板を蛍石（熱伝導率：約９．７Ｗ／（ｍ・Ｋ））で形成した場合、および各透明基板をサファイア（４２Ｗ／（ｍ・Ｋ））で形成した場合のそれぞれについての関係を表している。
【００４４】
なお、図３に示す結果は、空気による自然対流による冷却のみで強制冷却は行っていない場合のものである。
【００４５】
図３から明らかなように、各透明基板を同じ材質で形成したのであれば、透明基板の板厚が厚いほうが貼り付け面の最高温度は低くなっている。すなわち、偏光素子の熱による性能劣化を防ぐためには板厚が厚い方が有利である。そして、板厚０．５ｍｍのサファイアの基板に偏光素子を貼り付けた場合と板厚１．１ｍｍの蛍石の基板に偏光素子を貼り付けた場合は同等の結果となっている。
【００４６】
このことから、赤色帯域光が通過する入射側偏光板８ＲＩと射出側偏光板１０ＲＯの透明基板８ａ（１０ａ）は、材質として蛍石を用いた場合でも、他の透明基板の板厚より厚くすることで十分に熱的負荷を緩和することが可能であることがわかる。具体的には、赤色帯域光が通過する透明基板の板厚を、他の色帯域光が通過する透明基板の厚さに比べて２割程度（略１．２倍）以上厚くすると差異が明らかになる。
【００４７】
なお、本実施形態では、赤色帯域光の光路に設けられた入射側偏光板と射出側偏光板に用いた蛍石の透明基板の厚さを、他の帯域光の光路に設けられた入射側偏光板と射出側偏光板に用いた蛍石の透明基板よりも厚くした場合について説明したが、冷却風路の関係等で熱的負荷の大きくなる緑色帯域あるいは青色帯域光の光路に設けられた入射側偏光板や射出側偏光板の透明基板を他よりも厚くしてもよい。
【００４８】
また、入射側偏光板および射出側偏光板のうち特に熱的負荷が大きい側の透明基板の厚さのみを厚くするようにしてもよい。
【００４９】
さらに、透明基板の材質としては、蛍石に限らず、熱的負荷の程度によっては、ガラスの透明基板を用いることができ、この場合も、図３より、板厚を２割程度（略１．２倍）以上厚くすると差異が明らかである。
【００５０】
さらに、一部の偏光板における熱的負荷が非常に大きな場合は、該当する偏光板の透明基板にのみサファイア基板を用い、板厚を厚くすることによって、確実にその大きな熱的負荷に耐えうる偏光板とすることができる。
【００５１】
このように上述の実施形態では、熱的負荷に合わせて、透明基板の板の厚みを変える（言い換えれば、表面積を変える）ことにより、偏光板の熱を透明基板に有効に伝達して透明基板により効率よく放熱することができる。
【００５２】
次に、複数の透明基板の、１つの透明基板と、他の透明基板とが異なる材質で形成した場合の、熱的負荷と透明基板の材質、透明基板の板厚との組合せについて図４および図５を用いて説明する。ここで、材質は２種類、３種類が用いられる。
【００５３】
図４（Ａ）の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は３つの色光に分解した３つの光路に配置された入射側偏光板または出射側偏光板であり、透明基板８ａ（１０ａ）に偏光素子８ｂ（１０ｂ）を貼り付けた状態を示す。
【００５４】
このとき、それぞれの偏光板に加わる熱的負荷は（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に大きい場合（（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の中で、（ａ）が熱的負荷が最も大きく、（ｃ）が最も小さい）とし、（ａ）の偏光板の透明基板の厚みが（ｂ）および（ｃ）の透明基板の厚みより厚い（例えば１．２倍以上厚い）構成となっている。
【００５５】
以上の構成で２種類以上の材質を透明基板に使う場合の有効な組合せを図４（Ｂ）に示す。ここでは熱伝導率の大きさがＡ＞Ｂである材質Ａと材質Ｂを、図４（Ａ）に示す偏光板（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の透明基板に採用する場合の組合せを表に示している。ここで、材質Ａとしてサファイア、材質Ｂとして蛍石（および／またはガラス）を用いる場合と、材質Ａとしてサファイア（および／または蛍石）、材質Ｂとしてガラスを用いる場合がある。そして組合せ１〜４の選択肢があり、熱的負荷の状況や設計的自由度によって最適な組合せを選択すればよい。
【００５６】
たとえば、組合せ２では、偏光板（ａ）に用いる透明基板が材質Ａのサファイア、偏光板（ｂ）、（ｃ）に用いる透明基板が材質Ｂの蛍石（またはガラス）の場合と、偏光板（ａ）に用いる透明基板が材質Ａのサファイア、偏光板（ｂ）に用いる透明基板が材質Ｂの蛍石、偏光板（ｃ）に用いる透明基板が材質Ｂのガラスの場合とがある。
【００５７】
さらに、透明基板の厚みを２つの光路において厚くする場合の組合せについて説明する。
【００５８】
図５（Ａ）の（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は３つの色光に分解した３つの光路に配置された入射側偏光板または出射側偏光板であり、透明基板８ａ（１０ａ）に偏光素子８ｂ（１０ｂ）を貼り付けた状態を示す。
【００５９】
このとき、それぞれの偏光板に加わる熱的負荷は（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の順に大きい場合（（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の中で、（ｄ）が熱的負荷が最も大きく、（ｆ）が最も小さい）とし、（ｄ）と（ｅ）の偏光板の透明基板の厚みが（ｆ）の透明基板の厚みより厚い（例えば１．２倍以上厚い）構成となっている。
【００６０】
以上の構成で２種類以上の材質を透明基板に使う場合の有効な組合せを図５（Ｂ）に示す。ここでは熱伝導率の大きさがＣ＞Ｄである材質Ｃと材質Ｄを図５（Ａ）に示す偏光板（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の透明基板に採用する場合の組合せを表に示している。ここで、材質Ｃとしてサファイア、材質Ｄとして蛍石（および／またはガラス）を用いる場合と、材質Ｃとしてサファイア（および／または蛍石）、材質Ｄとしてガラスを用いる場合がある。そして組合せ５〜８の選択肢があり、熱的負荷の状況や設計的自由度によって最適な組合せを選択すればよい。
【００６１】
たとえば、組合せ６では、偏光板（ｄ）に用いる透明基板が材質Ｃのサファイア、偏光板（ｄ）、（ｆ）に用いる透明基板が材質Ｄの蛍石の場合と、偏光板（ｄ）に用いる透明基板が材質Ｃのサファイア、偏光板（ｅ）に用いる透明基板が材質Ｄの蛍石（またはガラス）、偏光板（ｆ）に用いる透明基板が材質Ｄのガラス（または蛍石）の場合とがある。
【００６２】
このように上述の実施形態では、熱的負荷に合わせて透明基板の材質を選定し、透明基板の板の厚みを変える（表面積を変える）ことにより、偏光板の熱を透明基板に有効に伝達して透明基板により効率よく放熱することができる。
【００６３】
（第２実施形態）
図６には、本発明の第２実施形態である投射型画像表示装置の光学的構成を示している。なお、第１実施形態と共通する構成要素には第１実施形態と同符号を付して説明に代える。
【００６４】
図６において、超高圧水銀ランプの光源部１から射出された白色光は、リフレクター２によって反射され、フライアイレンズ３，４を通過し、ＰＳ変換素子５を構成する、Ｐ偏光とＳ偏光に分離するミラーと偏光方向を変える１／２波長板によって偏光方向が合わされて射出され、コンデンサーレンズ６等を通過する。その後、ダイクロイックミラーＤＭ１によって赤色帯域の光は透過し、緑から青色帯域光は反射される。また、青色帯域の光はダイクロイックミラーＤＭ２を透過し、緑色帯域の光はダイクロイックミラーＤＭ２で反射する。これにより、照明光は赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光に分解される。
【００６５】
そして、それぞれの色の光がそれぞれの色に対応する液晶表示素子９Ｒ，９Ｇ，９Ｂに入射して変調され、ダイクロイックプリズム１１でそれぞれの色光が合成されて投射レンズ１２によって被投射面（図示を省略したスクリーン）に投射される。
【００６６】
さらに、それぞれの色帯域について詳述すると、ダイクロイックミラーＤＭ１を透過した赤色帯域光は、反射ミラーＭ１によって光路を９０度変えられ、フィールドレンズ７Ｒを透過し、入射側偏光板１８ＲＩ、液晶表示素子９Ｒに入射する。液晶表示素子９Ｒは、不図示の画像情報供給装置（パーソナルコンピュータやテレビ、ビデオ、ＤＶＤプレーヤ等）から供給された画像情報に応じて駆動され、ここに入射した赤色帯域光を変調する。
【００６７】
変調された赤色帯域光は、射出側偏光板２０ＲＯ、ダイクロイックプリズム１１の順に入射し、ダイクロイックプリズム１１で光路を９０度変えて投射レンズ１２に入射する。ダイクロイックプリズム１１は、４個のプリズムをそれぞれ接着剤により貼り合わせて波長選択反射（ダイクロイック）層が略十字状になるように構成されたいわゆるクロスダイクロイックプリズムである。なお、クロスダイクロイックプリズムに代えて、形状の異なる３つ又は４つのプリズムを貼り合わせて構成されたいわゆる３Ｐ（３ピース）プリズム又は４Ｐ（４ピース）プリズムを用いてもよい。
【００６８】
一方、ダイクロイックミラーＤＭ１によって反射され、光路を９０度変えわれた緑〜青色帯域光は、ダイクロイックミラーＤＭ２に入射する。ダイクロイックミラーＤＭ２は緑色帯域光Ｇを反射する特性を有しているため、ここで緑色帯域光は反射され、その光路を９０度変えられてフィールドレンズ７Ｇを透過し、入射側偏光板１８ＧＩ、液晶表示素子９Ｇに入射する。液晶表示素子９Ｇは、不図示の画像情報供給装置から供給された画像情報に応じて駆動され、ここに入射した緑色帯域光を変調する。
【００６９】
変調された緑色帯域光は、射出側偏光板２０ＧＯ、ダイクロイックプリズム１１の順に入射し、ダイクロイックプリズム１１を透過して投射レンズ１２に入射する。
【００７０】
さらに、ダイクロイックミラーＤＭ２を透過した青色帯域光は、コンデンサーレンズ１３を透過し、反射ミラーＭ２によって光路を９０度変えられ、リレーレンズ１４を透過し、さらに反射ミラーＭ３によって光路を９０度変えられ、フィールドレンズ７Ｂを透過し、入射側偏光板１８ＢＩ、液晶表示素子９Ｂに入射する。液晶表示素子９Ｂは、不図示の画像情報供給装置から供給された画像情報に応じて駆動され、ここに入射した青色帯域光を変調する。
【００７１】
変調された青色帯域光は、射出側偏光板２０ＢＯ、ダイクロイックプリズム１１の順に入射し、ダイクロイックプリズム１１で光路を９０度変えられて投射レンズ１２に入射する。
【００７２】
こうしてダイクロイックプリズム１１で合成された各色帯域光は投射レンズ１２によって被投射面（図示を省略したスクリーン）に投射され、拡大画像として表示される。
【００７３】
ここで、赤色帯域の色純度を低くする（赤色帯域光近傍の別の色帯域光まで取り入れる）と明るい画像が得られるが、この場合、赤色帯域の光路に配置された偏光板の熱的な負荷が大きくなる。
【００７４】
以下、この対策について説明する。図７に示すように、赤色帯域光が透過する入射側偏光板１８ＲＩ（射出側偏光板２０ＲＯ）は、透明基板１８ａ（２０ａ）に偏光素子１８ｂ（２０ｂ）を所定の偏光特性を発揮できるよう貼り付けられている。
【００７５】
赤、青、緑の各色帯域光に対応する各透明基板を、蛍石の同一の材質で形成した場合、赤色帯域光が透過する透明基板１８ａ（２０ａ）の偏光素子１８ｂ（２０ｂ）を貼り付ける面の面積は、緑色帯域光が透過する入射側偏光板１８ＧＩや射出側偏光板２０ＧＯおよび青色帯域光が透過する入射側偏光板１８ＢＩや射出側偏光板２０ＢＯの透明基板における偏光素子を貼り付ける面の面積より大きく設定されている。
【００７６】
ここで、図８を用いて透明基板と偏光素子の面積の比と透明基板の偏光素子を貼り付けた面の温度との関係について説明する。図８は、一定の面積の偏光素子を板厚ｔが１ｍｍ，２ｍｍ，３ｍｍの透明基板に貼り付け、偏光素子が一定の発熱を生じたときの透明基板と偏光素子の面積の比（偏光素子の面積が一定である場合には偏光素子を貼り付ける面積）と透明基板の偏光素子を貼り付けた面の温度との関係を示したもので、透明基板の材質が蛍石の場合を示している。
【００７７】
なお、図８に示す結果は、空気による自然対流による冷却のみで強制冷却は行っていない場合のものである。
【００７８】
図８から明らかなように、同じ板厚であれば、透明基板の貼り付け面の面積と偏光素子の面積との比（透明基板の面積／偏光素子の面積）が大きいほうが貼り付け面の最高温度は低くなっている。すなわち、偏光素子の熱による性能劣化を防ぐためには上記面積比が大きいほうが有利である。例えば、板厚が１ｍｍで面積比２．０の蛍石基板に偏光素子を貼り付けた場合と、板厚が３ｍｍで面積比１．２の蛍石基板に偏光素子を貼り付けた場合とは同等の結果となっている。ここで、透明基板の材質がサファイア、ガラスの場合でも蛍石の場合と同様の特性を示す。
【００７９】
このことから、赤色帯域光が通過する入射側偏光板１８ＲＩと射出側偏光板２０ＲＯの透明基板１８ｂ（２０ｂ）は、材質として蛍石を用いた場合でも、上記面積比を大きくすることで、十分に熱的負荷を緩和することが可能である。具体的には、上記面積比を、他の色帯域光が通過する透明基板と偏光素子との面積比に比べて２割程度（略１．２倍）以上大きくすると差異が明らかになる。
【００８０】
なお、本実施形態では、赤色帯域光の光路に設けられた入射側偏光板と射出側偏光板に用いた蛍石の透明基板とこれに貼り付けられる偏光素子との面積比を、他の帯域光の光路に設けられた入射側偏光板と射出側偏光板に用いた蛍石の透明基板とこれに貼り付けられる偏光素子との面積比よりも大きくした場合について説明したが、冷却風路の関係等で熱的負荷の大きくなる緑色帯域あるいは青色帯域光の光路に設けられた入射側偏光板や射出側偏光板の透明基板とこれに貼り付けられる偏光素子との面積比を他よりも大きくしてもよい。
【００８１】
また、入射側偏光板および射出側偏光板のうち特に熱的負荷が大きい側の透明基板とこれに貼り付けられる偏光素子との面積比のみを大きくするようにしてもよい。
【００８２】
さらに、透明基板の材質としては、蛍石に限らず、熱的負荷の程度によっては、ガラスの透明基板を用いることができ、この場合も上記面積比を２割程度（略１．２倍）以上厚くすると差違が明らかである。
【００８３】
また、一部の偏光板における熱的負荷が非常に大きな場合は、該当する偏光板の透明基板にのみサファイア基板を用い、面積比を大きくすることによって、確実にその大きな熱的負荷に耐えうる偏光板とすることができる。
【００８４】
このように上述の実施形態では、熱的負荷に合わせて、透明基板の面積を変える（言い換えれば、表面積を変える）ことにより、偏光板の熱を透明基板に有効に伝達して透明基板により効率よく放熱することができる。
【００８５】
次に、複数の透明基板の、１つの透明基板と、他の透明基板とが異なる材質で形成した場合の、熱的負荷と透明基板の材質、透明基板の面積比との組合せについて図９および図１０を用いて説明する。ここで、材質は２種類、３種類が用いられる。
【００８６】
図９（Ａ）の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は３つの色光に分解した３つの光路に配置された入射側偏光板または出射側偏光板であり、透明基板１８ａ（２０ａ）に偏光素子１８ｂ（２０ｂ）を貼り付けた状態を示す。
【００８７】
このとき、それぞれの偏光板に加わる熱的負荷は（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に大きい場合（（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の中で、（ａ）が熱的負荷が最も大きく、（ｃ）が最も小さい）とし、（ａ）の偏光板の透明基板の面積が（ｂ）および（ｃ）の透明基板の面積より大きい（例えば１．２倍以上大きい）構成となっている。
【００８８】
以上の構成で２種類の材質を透明基板に使う場合の有効な組み合わせを図９（ｂ）に示す。ここでは熱伝導率の大きさがＡ＞Ｂである材質Ａと材質Ｂを図９（Ａ）に示す偏光板（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の透明基板に採用する場合の組合せを表に示している。ここで、材質Ａとしてサファイア、材質Ｂとして蛍石（および／またはガラス）を用いる場合と、材質Ａとしてサファイア（および／または蛍石）、材質Ｂとしてガラスを用いる場合がある。そして組合せ１〜４の選択肢があり、熱的負荷の状況や設計的自由度によって最適な組合せを選択すればよい。
【００８９】
たとえば、組合せ２では、偏光板（ａ）に用いる透明基板が材質Ａのサファイア、偏光板（ｂ）、（ｃ）に用いる透明基板が材質Ｂの蛍石（またはガラス）の場合と、偏光板（ａ）に用いる透明基板が材質Ａのサファイア、偏光板（ｂ）に用いる透明基板が材質Ｂの蛍石、偏光板（ｃ）に用いる透明基板が材質Ｂのガラスの場合がある。
【００９０】
さらに、透明基板と偏光素子の面積比を２つの光路において大きくする場合の組合せについて説明する。
【００９１】
図１０（Ａ）の（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は３つの色光に分解した３つの光路に配置された入射側偏光板または出射側偏光板であり、透明基板１８ａ（２０ａ）に偏光素子１８ｂ（２０ｂ）を貼り付けた状態を示す。
【００９２】
このとき、それぞれの偏光板に加わる熱的負荷は（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の順に大きい場合（（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の中で、（ｄ）が熱的負荷が最も大きく、（ｆ）が最も小さい）とし、（ｄ）と（ｅ）の偏光板の透明基板の面積が（ｆ）の透明基板の面積よりも大きい（例えば１．２倍以上大きい）構成となっている。
【００９３】
以上の構成で２種類以上の材質を透明基板に使う場合の有効な組合せを図１０（Ｂ）に示す。ここでは熱伝導率の大きさがＣ＞Ｄである材質Ｃと材質Ｄを図１０（Ａ）に示す偏光板（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の透明基板に採用する場合の組合せを表に示している。ここで、材質Ｃとしてサファイア、材質Ｄとして蛍石（および／またはガラス）を用いる場合と、材質Ｃとしてサファイア（および／または蛍石）、材質Ｄとしてガラスを用いる場合がある。そして、組合せ５〜８の選択肢があり、熱的負荷の状況や設計的自由度によって最適な組合せを選択すればよい。
【００９４】
たとえば、組合せ６では、偏光板（ｄ）に用いる透明基板が材質Ｃのサファイア、偏光板（ｅ）、（ｆ）に用いる透明基板が材質Ｄの蛍石（またはガラス）の場合と、偏光板（ｄ）に用いる透明基板が材質Ｃのサファイア、偏光板（ｅ）に用いる透明基板が材質Ｄの蛍石（またはガラス）、偏光板（ｆ）に用いる透明基板が材質Ｄのガラス（または蛍石）の場合とがある。
【００９５】
このように上述の実施形態では、熱的負荷に合わせて透明基板の材質を選定し、透明基板の面積を変える（表面積を変える）ことにより、偏光板の熱を透明基板に有効に伝達して透明基板により効率よく放熱することができる。
【００９６】
（第３実施形態）
図１１には、本発明の第３実施形態である投射型画像表示装置の光学的構成を示している。なお、第１実施形態と共通する構成要素には第１実施形態と同符号を付して説明に代える。
【００９７】
図１１において、超高圧水銀ランプの光源部１から射出された白色光は、リフレクター２によって反射され、フライアイレンズ３，４を通過し、ＰＳ変換素子５を構成する、Ｐ偏光とＳ偏光に分離するミラーと偏光方向を変える１／２波長板によって偏光方向が合わされて射出され、コンデンサーレンズ６等を通過する。その後、ダイクロイックミラーＤＭ１によって赤色帯域の光は透過し、緑から青色帯域光は反射される。また、青色帯域の光はダイクロイックミラーＤＭ２を透過し、緑色帯域の光はダイクロイックミラーＤＭ２で反射する。これにより、照明光は赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光に分解される。
【００９８】
そして、それぞれの色の光がそれぞれの色に対応する液晶表示素子９Ｒ，９Ｇ，９Ｂに入射して変調され、ダイクロイックプリズム１１でそれぞれの色光が合成されて投射レンズ１２によって被投射面（図示を省略したスクリーン）に投射される。
【００９９】
さらに、それぞれの色帯域について詳述すると、ダイクロイックミラーＤＭ１を透過した赤色帯域光は、反射ミラーＭ１によって光路を９０度変えられ、偏光素子付きフィールドレンズ２８ＲＩを透過し、液晶表示素子９Ｒに入射する。液晶表示素子９Ｒは、不図示の画像情報供給装置（パーソナルコンピュータやテレビ、ビデオ、ＤＶＤプレーヤ等）から供給された画像情報に応じて駆動され、ここに入射した赤色帯域光を変調する。
【０１００】
変調された赤色帯域光は、射出側偏光板１０ＲＯ、ダイクロイックプリズム１１の順に入射し、ダイクロイックプリズム１１で光路を９０度変えて投射レンズ１２に入射する。ダイクロイックプリズム１１は、４個のプリズムをそれぞれ接着剤により貼り合わせて波長選択反射（ダイクロイック）層が略十字状になるように構成されたいわゆるクロスダイクロイックプリズムである。なお、クロスダイクロイックプリズムに代えて、形状の異なる３つ又は４つのプリズムを貼り合わせて構成されたいわゆる３Ｐ（３ピース）プリズム又は４Ｐ（４ピース）プリズムを用いてもよい。
【０１０１】
一方、ダイクロイックミラーＤＭ１によって反射され、光路を９０度変えわれた緑〜青色帯域光は、ダイクロイックミラーＤＭ２に入射する。ダイクロイックミラーＤＭ２は緑色帯域光Ｇを反射する特性を有しているため、ここで緑色帯域光は反射され、その光路を９０度変えられてフィールドレンズ７Ｇを透過し、入射側偏光板８ＧＩ、液晶表示素子９Ｇに入射する。液晶表示素子９Ｇは、不図示の画像情報供給装置から供給された画像情報に応じて駆動され、ここに入射した緑色帯域光を変調する。
【０１０２】
変調された緑色帯域光は、射出側偏光板１０ＧＯ、ダイクロイックプリズム１１の順に入射し、ダイクロイックプリズム１１を透過して投射レンズ１２に入射する。
【０１０３】
さらに、ダイクロイックミラーＤＭ２を透過した青色帯域光は、コンデンサーレンズ１３、リレーレンズ１４、反射ミラーＭ２，Ｍ３やフィールドレンズ７Ｂを透過し、入射側偏光板８ＢＩ、液晶表示素子９Ｂに入射する。液晶表示素子９Ｂは、不図示の画像情報供給装置から供給された画像情報に応じて駆動され、ここに入射した青色帯域光を変調する。
【０１０４】
変調された青色帯域光は、射出側偏光板１０ＢＯ、ダイクロイックプリズム１１の順に入射し、ダイクロイックプリズム１１で光路を９０度変えられて投射レンズ１２に入射する。
【０１０５】
こうしてダイクロイックプリズム１１で合成された各色帯域光は投射レンズ１２によって被投射面（図示を省略したスクリーン）に投射され、拡大画像として表示される。
【０１０６】
ここで、赤色帯域の色純度を低くする（赤色帯域光近傍の別の色帯域光まで取り入れる）と明るい画像が得られるが、この場合、赤色帯域の光路に配置された偏光板の熱的な負荷が大きくなる。
【０１０７】
以下、この対策について説明する。図１２に示すように、赤色帯域光が透過する偏光板の透明基板として用いられるフィールドレンズ２８ＲＩは、レンズ部（透明基板に相当する）２８ａの射出平面に偏光素子２８ｂを所定の偏光特性を発揮できるよう貼り付けられたものである。ここで、フィールドレンズ、透明基板は同一の材質の蛍石で形成されている。
【０１０８】
そして、透明基板の１つであるフィールドレンズは、他の透明基板の平板形状に対して、異なる形状（１つの透明基板と、他の透明基板との表面積が異なる構成）であり、フィールドレンズのレンズ部２８ａの入射面は球面（凸面、凹面あるいは非球面や自由曲面でもよい）で構成された形状とされ、その大きさや中心の肉厚などは比較的自由に設定できる。そして、本実施形態では、透明基板の１つであるフィールドレンズの形状（レンズ２８ａの面積や厚み）を、緑色帯域光が透過する入射側偏光板８ＧＩや射出側偏光板１０ＧＯおよび青色帯域光が透過する入射側偏光板８ＢＩや射出側偏光板１０ＢＯの平板形状の透明基板に比べて異なる形状（面積や厚みを大きく）に設定している。つまり、透明基板の１つであるフィールドレンズは他の透明基板とは異なる形状（異なる表面積）としている。
【０１０９】
本実施形態でも、第１実施形態の図３や第２実施形態の図８に示した関係に基づいて、赤色帯域光が通過する入射側の偏光素子を貼り付けた透明基板（フィールドレンズ２８ＲＩ）の形状を適宜、最適化することにより、透明基板（レンズ）の材質として蛍石を用いた場合でも、十分に熱的負荷を緩和することが可能である。
【０１１０】
なお、本実施形態では、赤色帯域光の光路に設けられた透明基板であるフィールドレンズに入射側の偏光素子を貼り付け、フィールドレンズの形状を最適化した（透明基板の表面積を大きくした構成）場合について説明したが、冷却風路の関係等で熱的負荷の大きくなる緑色帯域あるいは青色帯域の透明基板をフィールドレンズ（透明基板の表面積を大きくした構成）とし、フィールドレンズに偏光素子を貼り付けてもよい。
【０１１１】
さらに、本実施形態では、蛍石のフィールドレンズに偏光素子を貼り付けて形状を最適化した場合について示したが、熱的負荷の程度によっては、ガラスのフィールドレンズに偏光素子を貼り付けて形状を最適化するようにしてもよい。
【０１１２】
さらに、一部の偏光板における熱的負荷が非常に大きな場合は、該当するフィールドレンズにのみサファイアを用い、形状を最適化する（表面積を大きくする構成）ことによって、確実にその大きな熱的負荷に耐えうるフィールドレンズ（偏光板の透明基板）とすることができる。
【０１１３】
また、上記の実施形態では、透明基板の形状として一方の面を平面、他方の面を球面のレンズ部を有するフィールドレンズとして説明したが、平板形状の透明基板に対して、表面積が大きくなる形状で、投写する表示画像に影響を与えなければ、一方の面を平面として偏光板を保持させ、他方の面をたとえば波形状、格子形状などの形状としてもよい。
【０１１４】
このように上述の実施形態では、熱的負荷に合わせて、透明基板の形状を変えて表面積を変えることにより、偏光板の熱を透明基板に有効に伝達して透明基板により効率よく放熱することができる。
【０１１５】
次に、複数の透明基板の１つの透明基板と他の透明基板が異なる材質で形成した場合の、熱的負荷と透明基板の材質、透明基板の形状との組合せについて図１３および図１４を用いて説明する。ここで、材質は２種類、３種類が用いられる。
【０１１６】
図１３（Ａ）の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は３つの色光に分解した３つの光路に配置された入射側偏光板または出射側偏光板であり、透明基板に偏光素子を貼り付けた状態を示す。
【０１１７】
このとき、それぞれの偏光板に加わる熱的負荷は（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に大きい場合（（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の中で、（ａ）が熱的負荷が最も大きく、（ｃ）が最も小さい）とし、（ａ）の偏光板の透明基板の形状が、（ｂ）および（ｃ）の透明基板の平板形状と異なり、表面積、体積が大きい形状（一方の面が平面形状、他方の面が球面形状のフィールドレンズの形状）の構成となっている。
【０１１８】
以上の構成で２種類以上の材質を透明基板に使う場合の有効な組合せを図１３（Ｂ）に示す。ここでは熱伝導率の大きさがＡ＞Ｂである材質Ａと材質Ｂを図１３（Ａ）に示す偏光板（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の透明基板に採用する場合の組合せを表に示している。ここで、材質Ａとしてサファイア、材質Ｂとして蛍石（および／またはガラス）を用いる場合と、材質Ａとしてサファイア（および／または蛍石）、材質Ｂとしてガラスを用いる場合がある。そして、組合せ１〜４の選択肢があり、熱的負荷の状況や設計的自由度によって最適な組合せを選択すればよい。
【０１１９】
たとえば、組合せ２では、偏光板（ａ）に用いる透明基板が材質Ａのサファイア、偏光板（ｂ）、（ｃ）に用いる透明基板が材質Ｂの蛍石（またはガラス）の場合と、偏光板（ａ）に用いる透明基板が材質Ａのサファイア、偏光板（ｂ）に用いる透明基板が材質Ｂの蛍石、偏光板（ｃ）に用いる透明基板が材質Ｂのガラスの場合とがある。
【０１２０】
さらに、透明基板の形状を２つの光路において他の１つと変える場合の組合せについて説明する。
【０１２１】
図１４（Ａ）の（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は３つの色光に分解した３つの光路に配置された入射側偏光板または出射側偏光板であり、透明基板に偏光素子を貼り付けた状態を示す。
【０１２２】
このとき、それぞれの偏光板に加わる熱的負荷は（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の順に大きい場合（（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の中で、（ｄ）が熱的負荷が最も大きく、（ｆ）が最も小さい）とし、（ｄ）と（ｅ）の偏光板の透明基板の形状が、（ｆ）の透明基板の平板形状と異なり、表面積、体積が大きい形状（一方の面が平面形状、他方の面が球面形状のフィールドレンズの形状）の構成となっている。
【０１２３】
以上の構成で２種類以上の材質を透明基板に使う場合の有効な組合せを図１４（Ｂ）に示す。ここでは熱伝導率の大きさがＣ＞Ｄである材質Ｃと材質Ｄを図１４（Ａ）に示す偏光板（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の透明基板に採用する場合の組合せを表に示している。ここで、材質Ｃとしてサファイア、材質Ｄとして蛍石（および／またはガラス）を用いる場合と、材質Ｃとしてサファイア（および／または蛍石）、材質Ｄとしてガラスを用いる場合がある。そして、組合せ５〜８の選択肢があり、熱的負荷の状況や設計的自由度によって最適な組合せを選択すればよい。
【０１２４】
たとえば、組合せ６では、偏光板ｄに用いる透明基板が材質Ｃのサファイア（または蛍石）、偏光板（ｅ）、（ｆ）に用いる透明基板が材質Ｄの蛍石（またはガラス）の場合と、偏光板（ｄ）に用いる透明基板が材質Ｃのサファイア、偏光板（ｅ）に用いる透明基板が材質Ｄの蛍石（またはガラス）、偏光板（ｆ）に用いる透明基板が材質Ｄのガラス（または蛍石）の場合とがある。
【０１２５】
このように上述の実施形態では、熱的負荷に合わせて透明基板の材質を選定し、透明基板の形状を変える（表面積を大きくする構成）ことにより、偏光板の熱を透明基板に有効に伝達して透明基板により効率よく放熱することができる。
【０１２６】
なお、上述した各実施の形態では、液晶表示素子として、各色の画像を形成するために光を透過する構成の透過型の液晶表示パネルを用いた構成の投射型画像表示装置（液晶プロジェクタ）に、上述した各実施形態の偏光板を保持する透明基板を用いる例について説明したが、液晶表示素子として、各色の画像を形成するために光を反射する構成の反射型の液晶表示パネルを用いた構成の投射型画像表示装置（液晶プロジェクタ）に上述した各実施形態の偏光板を保持する透明基板を用いる構成としてもよい。この場合、画像表示装置（液晶プロジェクタ）の光学系は、色分解光学系と、色合成光学系と、色分解および色合成の両機能を有する色分解・合成光学系とが用いられる構成とされる。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、偏光板における熱的負荷に合わせて、偏光板（素子）を保持する透明基板の表面積（厚さ、面積、体積、形状）を変えることにより、偏光板の熱を有効に透明基板に伝達して透明基板により効率よく放熱することができる。これにより、偏光板の熱的負荷を有効かつ十分に緩和することができ、熱による画質劣化を確実に防止することができ、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である投射型画像表示装置の光学的構成を示す図。
【図２】上記第１実施形態の投射型画像表示装置における赤色帯域の偏光板の構成図。
【図３】上記第１実施形態の投射型画像表示装置における透明基板の厚みと偏光素子の貼り付け面の温度との関係を示すグラフ図。
【図４】本発明の第１実施形態である投射型画像表示装置において熱的負荷と透明基板の材質と透明基板の厚みの組み合わせを示す図。
【図５】本発明の第１実施形態である投射型画像表示装置において熱的負荷と透明基板の材質と透明基板の厚みの別な組合せを示す図。
【図６】本発明の第２実施形態である投射型画像表示装置の光学的構成を示す図。
【図７】上記第２実施形態の投射型画像表示装置における赤色帯域の偏光板の構成図。
【図８】上記第２実施形態の投射型画像表示装置における透明基板と偏光素子の面積の比と偏光素子の貼り付け面の温度との関係を示すグラフ図。
【図９】本発明の第２実施形態である投射型画像表示装置において熱的負荷と透明基板の材質と透明基板の面積比の組み合わせを示す図。
【図１０】本発明の第２実施形態である投射型画像表示装置において熱的負荷と透明基板の材質と透明基板の面積比の別な組み合わせを示す図。
【図１１】本発明の第３実施形態である投射型画像表示装置の光学的構成を示す図。
【図１２】上記第３実施形態の投射型画像表示装置における赤色帯域の偏光素子付きフィールドレンズの構成図。
【図１３】本発明の第３実施形態である投射型画像表示装置において熱的負荷と透明基板の材質と透明基板の形状の組み合わせを示す図。
【図１４】本発明の第３実施形態である投射型画像表示装置において熱的負荷と透明基板の材質と透明基板の形状の別な組み合わせを示す図。
【図１５】従来の投射型画像表示装置の光学的構成を示す図。
【図１６】従来の投射型画像表示装置における偏光板の構成図。
【符号の説明】
１ 光源
２ リフレクター
３，４ フライアイレンズ
５ ＰＳ変換素子
６ コンデンサーレンズ
７，２８ＲＩ フィールドレンズ
８ 入射側偏光板
９ 液晶表示装置
１０ 射出側偏光板
８ａ，１０ａ，１８ａ，２０ａ 透明基板
８ｂ，１０ｂ，１８ｂ，２０ｂ，２８ｂ 偏光素子
１１ ダイクロイックプリズム
１２ 投射レンズ
１３ コンデンサーレンズ
１４ リレーレンズ
２８ａ （フィールドレンズの）レンズ部
ＤＭ ダイクロイックミラー
Ｍ ミラー

Claims (18)

1. 照明光を複数の色光に分解する色分解手段と、前記複数の色光をそれぞれ変調する複数の画像表示素子と、これら画像表示素子により変調された前記複数の色光を合成する色合成手段とを有し、前記複数の色光によりカラー画像を表示する画像表示装置であって、
   前記複数の色光のそれぞれの光路において、前記画像表示素子の入射面側に偏光素子が貼り付けられた透明基板が配置されており、
   前記複数の透明基板のうち、他の偏光素子に比べて熱的負荷が大きな偏光素子が貼り付けられた少なくとも１つの透明基板の厚さを、前記他の偏光素子が貼り付けられた他の透明基板の厚さよりも厚くしたことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記少なくとも１つの透明基板の厚さを、前記他の透明基板の厚さの１．２倍以上としたことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 照明光を複数の色光に分解する色分解手段と、前記複数の色光をそれぞれ変調する複数の画像表示素子と、これら画像表示素子により変調された前記複数の色光を合成する色合成手段とを有し、前記複数の色光によりカラー画像を表示する画像表示装置であって、
   前記複数の色光のそれぞれの光路において、前記画像表示素子の入射面側に偏光素子が貼り付けられた透明基板が配置されており、
   他の偏光素子に比べて熱的負荷が大きな少なくとも１つの偏光素子に対する該偏光素子が貼り付けられた透明基板の面積比を、前記他の偏光素子に対する該他の偏光素子が貼り付けられた他の透明基板の面積比よりも大きくしたことを特徴とする画像表示装置。
4. 前記少なくとも１つの偏光素子に対する該偏光素子が貼り付けられた透明基板の面積比を、前記他の偏光素子に対する該他の偏光素子が貼り付けられた他の透明基板の面積比の１．２倍以上としたことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
5. 照明光を複数の色光に分解する色分解手段と、前記複数の色光をそれぞれ変調する複数の画像表示素子と、これら画像表示素子により変調された前記複数の色光を合成する色合成手段とを有し、前記複数の色光によりカラー画像を表示する画像表示装置であって、
   前記複数の色光のそれぞれの光路において、前記画像表示素子の入射面側に偏光素子が貼り付けられた透明基板が配置されており、
   前記複数の透明基板のうち、他の偏光素子に比べて熱的負荷が大きな偏光素子が貼り付けられた少なくとも１つの透明基板の表面積を、前記他の偏光素子が貼り付けられた他の透明基板の表面積より大きくしたことを特徴とする画像表示装置。
6. 前記他の偏光素子に比べて熱的負荷が大きな偏光素子が貼り付けられた前記少なくとも１つの透明基板の形状を曲率を有する形状とし、前記他の偏光素子が貼り付けられた前記他の透明基板の形状を平面形状としたことを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
7. 前記複数の透明基板が、サファイア、蛍石、ガラスのうちいずれか１つの材質で形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の画像表示装置。
8. 前記少なくとも１つの透明基板と前記他の透明基板とが、サファイア、蛍石、ガラスのうち互いに異なる材質で形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の画像表示装置。
9. 前記複数の透明基板のうち１つの透明基板がサファイア、蛍石、ガラスのうちいずれか１つの材質で形成され、他の透明基板がサファイア、蛍石、ガラスのうち前記１つの透明基板の材質とは異なる１つまたは２つの材質で形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の画像表示装置。
10. 照明光を複数の色光に分解する色分解手段と、前記複数の色光をそれぞれ変調する複数の画像表示素子と、これら画像表示素子により変調された前記複数の色光を合成する色合成手段とを有し、前記複数の色光によりカラー画像を表示する画像表示装置であって、
    前記複数の色光のそれぞれの光路において、前記画像表示素子の射出面側に偏光素子が貼り付けられた透明基板が配置されており、
    前記複数の透明基板のうち、他の偏光素子に比べて熱的負荷が大きな偏光素子が貼り付けられた少なくとも１つの透明基板の厚さを、前記他の偏光素子が貼り付けられた他の透明基板の厚さよりも厚くしたことを特徴とする画像表示装置。
11. 前記少なくとも１つの透明基板の厚さを、前記他の透明基板の厚さの１．２倍以上としたことを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
12. 照明光を複数の色光に分解する色分解手段と、前記複数の色光をそれぞれ変調する複数の画像表示素子と、これら画像表示素子により変調された前記複数の色光を合成する色合成手段とを有し、前記複数の色光によりカラー画像を表示する画像表示装置であって、
    前記複数の色光のそれぞれの光路において、前記画像表示素子の射出面側に偏光素子が貼り付けられた透明基板が配置されており、
    他の偏光素子に比べて熱的負荷が大きな少なくとも１つの偏光素子に対する該偏光素子が貼り付けられた透明基板の面積比を、前記他の偏光素子に対する該他の偏光素子が貼り付けられた他の透明基板の面積比よりも大きくしたことを特徴とする画像表示装置。
13. 前記少なくとも１つの偏光素子に対する該偏光素子が貼り付けられた透明基板の面積比を、前記他の偏光素子に対する該偏光素子が貼り付けられた他の透明基板の面積比の１．２倍以上としたことを特徴とする請求項１２に記載の画像表示装置。
14. 照明光を複数の色光に分解する色分解手段と、前記複数の色光をそれぞれ変調する複数の画像表示素子と、これら画像表示素子により変調された前記複数の色光を合成する色合成手段とを有し、前記複数の色光によりカラー画像を表示する画像表示装置であって、
    前記複数の色光のそれぞれの光路において、前記画像表示素子の射出面側に偏光素子が貼り付けられた透明基板が配置されており、
    前記複数の透明基板のうち、他の偏光素子に比べて熱的負荷が大きな偏光素子が貼り付けられた少なくとも１つの透明基板の表面積を、前記他の偏光素子が貼り付けられた他の透明基板の表面積より大きくしたことを特徴とする画像表示装置。
15. 前記他の偏光素子に比べて熱的負荷が大きな偏光素子が貼り付けられた前記少なくとも１つの透明基板の形状を曲率を有する形状とし、前記他の偏光素子が貼り付けられた前記他の透明基板の形状を平面形状としたことを特徴とする請求項１４に記載の画像表示装置。
16. 前記複数の透明基板が、サファイア、蛍石、ガラスのうちいずれか１つの材質で形成されていることを特徴とする請求項１０から１５のいずれか１つに記載の画像表示装置。
17. 前記少なくとも１つの透明基板と前記他の透明基板とが、サファイア、蛍石、ガラスのうち互いに異なる材質で形成されていることを特徴とする請求項１０から１５のいずれか１つに記載の画像表示装置。
18. 前記複数の透明基板のうち１つの透明基板がサファイア、蛍石、ガラスのうちいずれか１つの材質で形成され、他の透明基板がサファイア、蛍石、ガラスのうち前記１つの透明基板の材質とは異なる１つまたは２つの材質で形成されていることを特徴とする請求項１０から１５のいずれか１つに記載の画像表示装置。

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