JP5066802B2 - プロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

従来、プロジェクタとして、３つの電気光学変調装置によって変調されたそれぞれの色光を合成するクロスダイクロイックプリズムを備え、クロスダイクロイックプリズムの各光入射端面に接着層を介して透光性部材が接着されたプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。各電気光学変調装置は、液晶パネル、入射側偏光板及び射出側偏光板を有し、射出側偏光板は、透光性部材の光入射側の面にそれぞれ接着されている。

従来のプロジェクタによれば、射出側偏光板で発生した熱は、透光性部材を介して熱容量の大きなクロスダイクロイックプリズムに放散されるようになるため、射出側偏光板の温度上昇を抑制することが可能となる。このため、射出側偏光板が劣化して射出側偏光板の偏光特性が低下することを抑制することが可能となり、結果として、投写画像の画像品質が低下してしまうのを抑制することが可能となる。

特開２００２−２４４２１４号公報

ところで、近年、ホームシアター等の用途にプロジェクタを使用する機会が増えてきており、投写画像の画像品質をさらに向上したいという要望が高まっている。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、投写画像の画像品質をさらに向上することが可能なプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明の発明者らは、上記目的を達成するため、従来のプロジェクタにおいて投写画像の画像品質が低下してしまう原因を徹底的に調査研究した結果、従来のプロジェクタには以下に示すような問題があることが判明した。

図４は、従来のプロジェクタにおける問題点を説明するために示す図である。図４（ａ）はクロスダイクロイックプリズム９５０に入射する緑色光のうちある光線の軌跡を示す概念図であり、図４（ｂ）はクロスダイクロイックプリズム９５０に入射する赤色光及び青色光のうちある光線の軌跡を示す概念図である。

従来のプロジェクタにおいては、電気光学変調装置の光路前段に集光レンズ等を配置することによって、電気光学変調装置の液晶パネルに入射する光を液晶パネル面に対して垂直（照明光軸に対して略平行）な光となるようにしているが、入射光のすべてを液晶パネル面に対して垂直な光とすることは容易ではないため、一部の入射光は一定の入射角度（この場合、入射角度は鋭角である。）を有して液晶パネルに入射することとなる。一定の入射角度で液晶パネルに入射した光は、液晶パネルを通過して、同じく一定の入射角度でクロスダイクロイックプリズムに入射する。
このように、クロスダイクロイックプリズムに対して一定の入射角度で入射する光が存在する場合に、以下に示すような問題がある。

例えば、図４（ａ）に示すように、クロスダイクロイックプリズム９５０における緑色光の光射出端面Ｓ_２に対して一定の入射角度で入射する光Ｌ_１，Ｌ_２は、光射出端面Ｓ_４ではなく赤色光の光入射端面Ｓ_１又は青色光の光入射端面Ｓ_３に向かって進むこととなる。このとき、従来のプロジェクタにおいては、接着層９６０Ｒ，９６０Ｂの材料として、クロスダイクロイックプリズム９５０の屈折率よりも小さな屈折率を有する接着剤を用いているため、光Ｌ_１，Ｌ_２はクロスダイクロイックプリズム９５０と接着層９６０Ｒ，９６０Ｂとの界面で全反射されてしまう可能性がある。

また、図４（ｂ）に示すように、クロスダイクロイックプリズム９５０における赤色光の光入射面Ｓ_１に対して一定の入射角度で入射する光Ｌ_３は、誘電体多層膜９５２で反射された後、光射出端面Ｓ_４ではなく赤色光の光入射端面Ｓ_１に向かって進むこととなる。このとき、接着層９６０Ｒの屈折率は、クロスダイクロイックプリズム９５０の屈折率よりも小さいため、光Ｌ_３はクロスダイクロイックプリズム９５０と接着層９６０Ｒとの界面で全反射されてしまう可能性がある。

また、図４（ｂ）に示すように、クロスダイクロイックプリズム９５０における青色光の光入射面Ｓ_３に対して一定の入射角度で入射する光Ｌ_４は、誘電体多層膜９５４で反射された後、光射出端面Ｓ_４ではなく青色光の光入射端面Ｓ_３に向かって進むこととなる。このとき、接着層９６０Ｂの屈折率は、クロスダイクロイックプリズム９５０の屈折率よりも小さいため、光Ｌ_４はクロスダイクロイックプリズム９５０と接着層９６０Ｂとの界面で全反射されてしまう可能性がある。

これらの光Ｌ_１〜Ｌ_４がクロスダイクロイックプリズム９５０における光射出端面Ｓ_４から射出されると、迷光となって投写面上に投写されてしまうため、投写画像の画像品質が低下してしまう。

以上のように、従来のプロジェクタにおいては、クロスダイクロイックプリズムに対して一定の入射角度で入射する光が存在すること及びそのような光がクロスダイクロイックプリズムと接着層との界面で全反射されてしまうことに起因して、投写画像の画像品質が低下してしまうという問題が発生していたのである。

そこで、本発明の発明者らは、以上の知見に基づいて、従来のプロジェクタのようにクロスダイクロイックプリズムに対して一定の入射角度で入射する光が存在する場合であっても、そのような光がクロスダイクロイックプリズムと接着層との界面で全反射されてしまうのを抑制すれば、投写画像の画像品質をさらに向上することが可能となることに想到し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のプロジェクタは、被照明領域側に照明光束を射出する照明装置と、画像情報に応じて前記照明装置からの照明光束をそれぞれ変調する３つの電気光学変調装置と、前記３つの電気光学変調装置によって変調された３つの色光をそれぞれ入射する３つの光入射端面及び合成された色光を射出する光射出端面を有するクロスダイクロイックプリズムと、前記クロスダイクロイックプリズムからの光を投写する投写光学系と、前記クロスダイクロイックプリズムにおける前記３つの光入射端面にそれぞれ接着層を介して接着された３つの透光性部材とを備えるプロジェクタであって、前記接着層の屈折率は、前記クロスダイクロイックプリズムの屈折率よりも大きいことを特徴とする。

このため、本発明のプロジェクタによれば、接着層の屈折率がクロスダイクロイックプリズムの屈折率よりも大きいため、従来のプロジェクタのようにクロスダイクロイックプリズムに対して一定の入射角度で入射する光が存在する場合であっても、そのような光がクロスダイクロイックプリズムと接着層との界面で全反射されてしまうのを抑制することが可能となる。その結果、投写面上に迷光が投写されてしまうことを抑制でき、投写画像の画像品質の低下を抑制することが可能となる。

したがって、本発明のプロジェクタは、投写画像の画像品質をさらに向上することが可能なプロジェクタとなる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記接着層の屈折率は、前記透光性部材の屈折率よりも小さいことが好ましい。

このように構成することにより、従来のプロジェクタのようにクロスダイクロイックプリズムに対して一定の入射角度で入射する光が存在する場合であっても、そのような光がクロスダイクロイックプリズムと接着層との界面で全反射されてしまうのを抑制することが可能となることにくわえて、接着層を通過した光が接着層と透光性部材との界面で全反射されてしまうのを抑制することが可能となる。その結果、投写面上に迷光が投写されてしまうことをさらに抑制でき、投写画像の画像品質の低下をさらに抑制することが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記クロスダイクロイックプリズムにおける前記光射出端面の周辺に遮光部材が配置されていることが好ましい。

このように構成することにより、クロスダイクロイックプリズムに対して一定の入射角度で入射し、クロスダイクロイックプリズムと接着層との界面や接着層と透光性部材との界面で全反射されずに接着層や透光性部材を通過する光を、光射出端面の周辺に配置された遮光部材によって遮蔽することができるため、投写面上に迷光が投写されてしまうことをさらに抑制でき、投写画像の画像品質の低下をさらに抑制することが可能となる。

前記遮光部材は、光を吸収する部材であることが好ましい。

本発明のプロジェクタにおいては、前記電気光学変調装置は、画像情報に応じて複数の色光のそれぞれを変調する液晶パネルと、前記液晶パネルの光入射側に配置される入射側偏光板と、前記液晶パネルの光射出側に配置される射出側偏光板とを有する電気光学変調装置であり、前記射出側偏光板は、前記透光性部材の光入射側の面にそれぞれ接着されていることが好ましい。

射出側偏光板は、液晶パネルから射出された光のうち所定の方向に軸を有する直線偏光のみを透過しその他の光を吸収する機能を有しており、光を吸収する際に発熱する。この発熱によって射出側偏光板の温度が所定温度以上に上昇すると、射出側偏光板が劣化する可能性がある。射出側偏光板が劣化すると、射出側偏光板の偏光特性が低下するため、投写画像のコントラストが低下したりコントラストむらや色むらなどが発生したりするなど、投写画像の画像品質が低下してしまう。

しかしながら、本発明のプロジェクタによれば、射出側偏光板が透光性部材の光入射側の面に接着されているため、射出側偏光板で発生した熱が透光性部材を介して熱容量の大きなクロスダイクロイックプリズムに放散されるようになる。このため、射出側偏光板の温度上昇を抑制することが可能となり、射出側偏光板が劣化して射出側偏光板の偏光特性が低下することを抑制することが可能となる。その結果、投写画像の画像品質が低下してしまうのを抑制することが可能になる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記透光性部材は、サファイア又は水晶からなることが好ましい。

透光性部材がサファイア又は水晶からなる場合には、これらの材料は熱伝導性に非常に優れているため、射出側偏光板で発生した熱を効率よく系外に放散させることができ、射出側偏光板の温度上昇を効果的に抑制することが可能となる。
なお、透光性部材としては、安価性を重視する場合には白板ガラスを用いることもできる。

本発明のプロジェクタにおいては、各光学系を内部に収納する筐体と、前記３つの透光性部材のうち少なくとも１つと前記筐体との間で熱を伝達する熱伝導部材とをさらに備えることが好ましい。

このように構成することにより、射出側偏光板で発生した熱は、透光性部材及び熱伝導部材を介して筐体に放散されるようになるため、プロジェクタの放熱性能を高めることができる。

前記熱伝導部材は、金属からなることが好ましい。

本発明のプロジェクタにおいては、前記３つの透光性部材を冷却する冷却風流路が設けられていることが好ましい。

このように構成することにより、冷却風流路からの冷却風によって射出側偏光板を冷却することができるため、射出側偏光板の温度上昇を抑制し、射出側偏光板で発生した熱を効率よく除去することができる。

以下、本発明のプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

［実施形態］
図１は、実施形態に係るプロジェクタ１０００の光学系を示す図である。図２は、実施形態に係るプロジェクタ１０００の要部を説明するために示す図である。図２（ａ）はクロスダイクロイックプリズム５００の周辺部を上面から見た図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

実施形態に係るプロジェクタ１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、照明装置１００からの照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系２００と、色分離導光光学系２００で分離された３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する３つの電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、３つの電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調された各色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、クロスダイクロイックプリズム５００によって合成された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタである。これら各光学系は、筐体１０に収納されている。

照明装置１００は、被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源としての光源装置１１０と、光源装置１１０から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有する第１レンズアレイ１２０と、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する第２レンズアレイ１３０と、光源装置１１０から射出される偏光方向の揃っていない照明光束を略１種類の直線偏光に揃える偏光変換素子１４０と、偏光変換素子１４０から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ１５０とを有している。

光源装置１１０は、楕円面リフレクタ１１４と、楕円面リフレクタ１１４の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２と、楕円面リフレクタ１１４の反射面と対向する反射面を有する補助ミラー１１６と、楕円面リフレクタ１１４で反射された集束光を略平行光に変換して第１レンズアレイ１２０に向けて射出する凹レンズ１１８とを有している。光源装置１１０は、照明光軸１００ａｘを中心軸とする光束を射出する。

発光管１１２は、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有している。
楕円面リフレクタ１１４は、発光管１１２の一方の封止部に挿通・固着される筒状の首状部と、発光管１１２から放射された光を第２焦点位置に向けて反射する反射凹面とを有している。

補助ミラー１１６は、発光管１１２の管球部を挟んで楕円面リフレクタ１１４と対向して設けられ、発光管１１２から放射された光のうち楕円面リフレクタ１１４に向かわない光を発光管１１２に戻し楕円面リフレクタ１１４に入射させる。

凹レンズ１１８は、楕円面リフレクタ１１４の被照明領域側に配置されている。そして、楕円面リフレクタ１１４からの光を第１レンズアレイ１２０に向けて射出するように構成されている。

第１レンズアレイ１２０は、凹レンズ１１８からの光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１００ａｘと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の第１小レンズ１２２を備えた構成を有している。

第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０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１２０と同様に照明光軸１００ａｘに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の第２小レンズ１３２を備えた構成を有している。

偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子１４０は、第２レンズアレイ１３０からの各部分光束に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分に係る照明光束を透過し、他方の直線偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分に係る照明光束を照明光軸１００ａｘに略平行な方向に向けて反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の直線偏光成分に係る照明光束が通過する部分に配置される位相差板とを有している。

重畳レンズ１５０は、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び偏光変換素子１４０を経た複数の部分光束を集光して、電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂにおける液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。なお、図１に示す重畳レンズ１５０は１枚のレンズで構成されているが、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

色分離導光光学系２００は、第１のダイクロイックミラー２１０及び第２のダイクロイックミラー２２０と、反射ミラー２３０，２４０，２５０と、入射側レンズ２６０と、リレーレンズ２７０とを有している。色分離導光光学系２００は、重畳レンズ１５０から射出される照明光束を、赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる３つの液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂに導く機能を有している。

第１のダイクロイックミラー２１０及び第２のダイクロイックミラー２２０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。第１のダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を反射し、その他の色光成分を透過するミラーである。第２のダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射し、青色光成分を透過するミラーである。

第１のダイクロイックミラー２１０で反射された赤色光成分は、反射ミラー２３０により曲折され、集光レンズ３００Ｒを介して赤色光用の液晶パネル４１０Ｒの画像形成領域に入射する。

集光レンズ３００Ｒは、重畳レンズ１５０からの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換するために設けられている。集光レンズ３００Ｒは、図示しない熱伝導性の保持部材によって保持されており、この熱伝導性の保持部材を介して筐体１０に配設されている。他の液晶パネル４１０Ｇ，４１０Ｂの光路前段に配置される集光レンズ３００Ｇ，３００Ｂも、集光レンズ３００Ｒと同様に構成されている。

第１のダイクロイックミラー２１０を透過した緑色光成分及び青色光成分のうち緑色光成分は、第２のダイクロイックミラー２２０で反射され、集光レンズ３００Ｇを通過して緑色光用の液晶パネル４１０Ｇの画像形成領域に入射する。一方、青色光成分は、第２のダイクロイックミラー２２０を透過し、入射側レンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０及び集光レンズ３００Ｂを通過して青色光用の液晶パネル４１０Ｂの画像形成領域に入射する。入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、第２のダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分を液晶パネル４１０Ｂまで導く機能を有している。

なお、青色光の光路にこのような入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０が設けられているのは、青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。実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、青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、赤色光の光路の長さを長くして、入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０を赤色光の光路に用いる構成も考えられる。

電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、画像情報に応じて３つの色光のそれぞれを変調する液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの光入射側に配置される入射側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂと、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの光射出側に配置される射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂとを有している。

液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂは、照明光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、光源装置１１０の照明対象となる。
各液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、入射側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂから射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂは、図示を省略したが、例えばアルミニウム製のダイキャストフレームからなる液晶パネル保持枠に保持されている。

入射側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂは、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂとの間に配置され、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂから射出された光のうち、所定の方向に軸を有する直線偏光のみを透過し、その他の光を吸収する機能を有している。入射側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂは、透光性部材４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂの光入射面にそれぞれ貼り付けられている。

透光性部材４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂは、例えばサファイアからなる。サファイアは、熱伝導率が約４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）と高い上、硬度も非常に高く、熱膨張率は小さく、傷がつきにくく透明度が高い。なお、中程度の輝度の場合には、サファイアに代えて、約１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有する水晶基板を用いることができる。また、安価性を重視する場合には白板ガラスを用いることもできる。

射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂは、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間に配置され、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂから射出された光のうち、所定の方向に軸を有する直線偏光のみを透過し、その他の光を吸収する機能を有している。射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂは、透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂの光入射面にそれぞれ貼り付けられている。

透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂは、クロスダイクロイックプリズム５００における３つの光入射端面Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３にそれぞれ接着層４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂを介して接着されている。透光性部材４４０Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、透光性部材４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂと同様に、例えばサファイアからなる。

入射側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂ及び射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂは、互いの偏光軸の方向が直交するように設定・配置されている。

クロスダイクロイックプリズム５００は、各液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂから射出された各色光ごとに変調された光学像を合成して、カラー画像を形成する光学素子である。クロスダイクロイックプリズム５００は、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂで変調された色光をそれぞれ入射する３つの光入射端面Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３と、合成された色光を射出する光射出端面Ｓ_４とを有している。このクロスダイクロイックプリズム５００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略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜５０２，５０４（図２（ａ）参照。）が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜５０２は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜５０４は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
クロスダイクロイックプリズム５００は、熱伝導性のスペーサ１２（図２（ｂ）参照。）を介して筐体１０に配設されている。

クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。

実施形態に係るプロジェクタ１０００は、接着層４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂの材料として、クロスダイクロイックプリズム５００の屈折率よりも大きく、透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂの屈折率よりも小さな屈折率を有する接着剤を用いている。以下、図３を用いて、実施形態に係るプロジェクタ１０００の効果を説明する。

図３は、実施形態に係るプロジェクタ１０００の効果を説明するために示す図である。図３（ａ）はクロスダイクロイックプリズム５００に入射する緑色光のうちある光線の軌跡を示す概念図であり、図３（ｂ）はクロスダイクロイックプリズム５００に入射する赤色光及び青色光のうちある光線の軌跡を示す概念図である。

実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、クロスダイクロイックプリズム５００に対して一定の入射角度で入射する光Ｌ_１〜Ｌ_４が存在する。

例えば、図３（ａ）に示すように、クロスダイクロイックプリズム５００における緑色光の光射出端面Ｓ_２に対して一定の入射角度で入射する光Ｌ_１，Ｌ_２は、光射出端面Ｓ_４ではなく赤色光の光入射端面Ｓ_１又は青色光の光入射端面Ｓ_３に向かって進むこととなる。このとき、接着層４６０Ｒ，４６０Ｂの屈折率がクロスダイクロイックプリズム５００の屈折率よりも大きいため、光Ｌ_１，Ｌ_２はクロスダイクロイックプリズム５００と接着層４６０Ｒ，４６０Ｂとの界面で全反射されずに接着層４６０Ｒ，４６０Ｂを通過することとなる。また、接着層４６０Ｒ，４６０Ｂの屈折率が透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｂの屈折率よりも小さいため、接着層４６０Ｒ，４６０Ｂを通過した光Ｌ_１，Ｌ_２は、接着層４６０Ｒ，４６０Ｂと透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｂとの界面で全反射されずに透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｂを通過することとなる。なお、透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｂを通過した光Ｌ_１，Ｌ_２は投写光学系６００側に射出されてしまうこととなるが、光射出端面Ｓ_４の周辺には遮光部材４７０が配置されているため、これらの光Ｌ_１，Ｌ_２が投写光学系６００に入射してしまうこともない。

また、図３（ｂ）に示すように、クロスダイクロイックプリズム５００における赤色光の光入射面Ｓ_１に対して一定の入射角度で入射する光Ｌ_３は、誘電体多層膜５０２で反射された後、光射出端面Ｓ_４ではなく赤色光の光入射端面Ｓ_１に向かって進むこととなる。このとき、接着層４６０Ｒの屈折率がクロスダイクロイックプリズム５００の屈折率よりも大きいため、光Ｌ_３はクロスダイクロイックプリズム０５０と接着層４６０Ｒとの界面で全反射されずに接着層４６０Ｒを通過することとなる。また、接着層４６０Ｒの屈折率が透光性部材４６０Ｒの屈折率よりも小さいため、接着層４６０Ｒを通過した光Ｌ_３は、接着層４６０Ｒと透光性部材４４０Ｒとの界面で全反射されずに透光性部材４４０Ｒを通過することとなる。なお、透光性部材４４０Ｒを通過した光Ｌ_３は投写光学系６００側に射出されてしまうこととなるが、光射出端面Ｓ_４の周辺には遮光部材４７０が配置されているため、この光Ｌ_３が投写光学系６００に入射してしまうこともない。

また、図３（ｂ）に示すように、クロスダイクロイックプリズム５００における青色光の光入射面Ｓ_３に対して一定の入射角度で入射する光Ｌ_４は、誘電体多層膜５０４で反射された後、光射出端面Ｓ_４ではなく青色光の光入射端面Ｓ_３に向かって進むこととなる。このとき、接着層４６０Ｂの屈折率がクロスダイクロイックプリズム５００の屈折率よりも大きいため、光Ｌ_４はクロスダイクロイックプリズム５００と接着層４６０Ｂとの界面で全反射されずに接着層４６０Ｂを通過することとなる。また、接着層４６０Ｂの屈折率が透光性部材４６０Ｂの屈折率よりも小さいため、接着層４６０Ｂを通過した光Ｌ_４は、接着層４６０Ｂと透光性部材４４０Ｂとの界面で全反射されずに透光性部材４４０Ｂを通過することとなる。なお、透光性部材４４０Ｂを通過した光Ｌ_４は投写光学系６００側に射出されてしまうこととなるが、光射出端面Ｓ_４の周辺には遮光部材４７０が配置されているため、この光Ｌ_４が投写光学系６００に入射してしまうこともない。

このように、実施形態に係るプロジェクタ１０００によれば、接着層４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂの屈折率がクロスダイクロイックプリズム５００の屈折率よりも大きいため、従来のプロジェクタのようにクロスダイクロイックプリズムに対して一定の入射角度で入射する光Ｌ_１〜Ｌ_４が存在する場合であっても、そのような光Ｌ_１〜Ｌ_４がクロスダイクロイックプリズム５００と接着層４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂとの界面で全反射されてしまうのを抑制することが可能となる。その結果、スクリーンＳＣＲ上に迷光が投写されてしまうことを抑制でき、投写画像の画像品質の低下を抑制することが可能となる。

したがって、実施形態に係るプロジェクタ１０００は、投写画像の画像品質をさらに向上することが可能なプロジェクタとなる。

また、実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、接着層４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂの屈折率は、透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂの屈折率よりも小さいため、従来のプロジェクタのようにクロスダイクロイックプリズム５００に対して一定の入射角度で入射する光Ｌ_１〜Ｌ_４が存在する場合であっても、そのような光Ｌ_１〜Ｌ_４がクロスダイクロイックプリズム５００と接着層４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂとの界面で全反射されてしまうのを抑制することが可能となることにくわえて、接着層４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂを通過した光Ｌ_１〜Ｌ_４が接着層４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂと透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂとの界面で全反射されてしまうのを抑制することが可能となる。その結果、スクリーンＳＣＲ上に迷光が投写されてしまうことをさらに抑制でき、投写画像の画像品質の低下をさらに抑制することが可能となる。

実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、クロスダイクロイックプリズム５００における光射出端面Ｓ_４の周辺に遮光部材４７０が配置されているため、クロスダイクロイックプリズム５００に対して一定の入射角度で入射し、クロスダイクロイックプリズム５００と接着層４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂとの界面や接着層と透光性部材との界面で全反射されずに接着層や透光性部材を通過する光を、光射出端面の周辺に配置された遮光部材によって遮蔽することができるため、投写面上に迷光が投写されてしまうことをさらに抑制でき、投写画像の画像品質の低下をさらに抑制することが可能となる。
なお、遮光部材４７０は、光を吸収する部材であることが好ましい。

実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂが透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂの光入射側の面に接着されているため、射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂで発生した熱が透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂを介して熱容量の大きなクロスダイクロイックプリズム５００に放散されるようになる。このため、射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂの温度上昇を抑制することが可能となり、射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂが劣化して射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂの偏光特性が低下することを抑制することが可能となる。その結果、投写画像の画像品質が低下してしまうのを抑制することが可能になる。

実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂは、サファイアからなる。サファイアは熱伝導性に非常に優れているため、射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂで発生した熱を効率よく系外に放散させることができ、射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂの温度上昇を効果的に抑制することが可能となる。

また、実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、図２に示す透光性部材４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂは、サファイアからなる。サファイアは熱伝導性に非常に優れているため、入射側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂで発生した熱を効率よく系外に放散させることができ、入射側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂの温度上昇を効果的に抑制することが可能となる。

実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、図２（ｂ）に示すように、透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂと筐体１０との間で熱を伝達する熱伝導部材１４を備えている。これにより、射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂで発生した熱は、透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂ及び熱伝導部材１４を介して筐体１０に放散されるようになるため、プロジェクタの放熱性能を高めることができる。

また、実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、透光性部材４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂと筐体１０との間で熱を伝達する熱伝導部材１６を備えている。これにより、入射側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂで発生した熱は、透光性部材４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂ及び熱伝導部材１６を介して筐体１０に放散されるようになるため、プロジェクタの放熱性能を高めることができる。

熱伝導性部材１４，１６の材料としては、例えばアルミニウムやアルミニウム合金などの金属を好ましく用いることができる。

実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂを冷却する冷却風流路が設けられている。これにより、冷却風流路からの冷却風によって射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂを冷却することができるため、射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂの温度上昇を抑制し、射出側偏光板４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂで発生した熱を効率よく除去することができる。

また、実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、透光性部材４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂを冷却する冷却風流路が設けられている。これにより、冷却風流路からの冷却風によって入射側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂを冷却することができるため、入射側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂの温度上昇を抑制し、入射側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂで発生した熱を効率よく除去することができる。

なお、ここでは図示を省略したが、プロジェクタ１０００内には、各光学系などを冷却するための少なくとも１つのファン及び複数の冷却風流路が設けられている。プロジェクタ１０００外部から取り込まれた空気は、これらファン及び複数の冷却風流路によってプロジェクタ１０００内を循環し、外部へと排出される。

以上、本発明のプロジェクタを上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記実施形態に係るプロジェクタ１０００は、透光性部材４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂの材料としてサファイアを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。透光性部材の材料として、例えば、水晶などを用いてもよい。透光性部材の材料として水晶を用いた場合には、サファイアの場合と同様の効果を得ることができる。

（２）上記実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、光源装置として、楕円面リフレクタ１１４と、楕円面リフレクタ１１４の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２と、凹レンズ１１８とを有する光源装置１１０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、放物面リフレクタと、放物面リフレクタの焦点近傍に発光中心を有する発光管とを有する光源装置をも好ましく用いることができる。

（３）上記実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、光均一化光学系として、第１レンズアレイ１２０及び第２レンズアレイ１３０からなるレンズインテグレータ光学系を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、導光ロッドからなるロッドインテグレータ光学系をも好ましく用いることができる。

（４）上記実施形態に係るプロジェクタ１０００は透過型のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射型のプロジェクタにも適用可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の電気光学変調装置のように光変調手段としての電気光学変調装置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、反射型の電気光学変調装置のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタに本発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。

（５）上記実施形態に係るプロジェクタ１０００は、電気光学変調装置として、液晶パネル、入射側偏光板及び射出側偏光板を有する電気光学変調装置を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。電気光学変調装置としては、一般に、入射光を画像情報に応じて変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを利用してもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。

（６）本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタに適用する場合にも可能である。

実施形態に係るプロジェクタ１０００の光学系を示す図。 実施形態１に係るプロジェクタ１０００の要部を説明するために示す図。 実施形態１に係るプロジェクタ１０００の効果を説明するために示す図。 従来のプロジェクタにおける問題点を説明するために示す図。

符号の説明

１０…筐体、１２…熱伝導性のスペーサ、１４，１６…熱伝導部材、１００…照明装置、１００ａｘ…照明光軸、１１０…光源装置、１１２…発光管、１１４…楕円面リフレクタ、１１６…補助ミラー、１１８…凹レンズ、１２０…第１レンズアレイ、１２２…第１小レンズ、１３０…第２レンズアレイ、１３２…第２小レンズ、１４０…偏光変換素子、１５０…重畳レンズ、２００…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２３０，２４０，２５０…反射ミラー、２６０…入射側レンズ、２７０…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…電気光学変調装置、４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂ…液晶パネル、４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂ，４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂ，９７０Ｒ，９７０Ｇ，９７０Ｂ…透光性部材、４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂ…入射側偏光板、４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂ，９８０Ｒ，９８０Ｇ，９８０Ｂ…射出側偏光板、４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂ，９６０Ｒ，９６０Ｇ，９６０Ｂ…接着層、４７０…遮光部材、５００，９５０…クロスダイクロイックプリズム、５０２，５０４，９５２，９５４…誘電体多層膜、６００…投写光学系、１０００…プロジェクタ、Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３，Ｌ_４…光、Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３…（クロスダイクロイックプリズムの）光入射端面、Ｓ_４…（クロスダイクロイックプリズムの）光射出端面、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (5)

1. 被照明領域側に照明光束を射出する照明装置と、
   画像情報に応じて前記照明装置からの照明光束をそれぞれ変調する３つの電気光学変調装置と、
   前記３つの電気光学変調装置によって変調された３つの色光をそれぞれ入射する３つの光入射端面及び合成された色光を射出する光射出端面を有するクロスダイクロイックプリズムと、
   前記クロスダイクロイックプリズムからの光を投写する投写光学系と、
   前記クロスダイクロイックプリズムにおける前記３つの光入射端面にそれぞれ接着層を介して接着された３つの透光性部材とを備えるプロジェクタであって、
   前記接着層の屈折率は、前記クロスダイクロイックプリズムの屈折率よりも大きく、前記透光性部材の屈折率よりも小さく、
   前記合成された色光のうち前記クロスダイクロイックプリズムから前記接着層に入射した色光は、前記接着層を通過して前記透光性部材に入射し、前記透光性部材から前記投写光学系側に射出して遮光部材により遮光され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、
   前記電気光学変調装置は、画像情報に応じて複数の色光のそれぞれを変調する液晶パネルと、前記液晶パネルの光入射側に配置される入射側偏光板と、前記液晶パネルの光射出側に配置される射出側偏光板とを有する電気光学変調装置であり、
   前記射出側偏光板は、前記透光性部材の光入射側の面にそれぞれ接着されていることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記透光性部材は、サファイア又は水晶からなることを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項２又は３に記載のプロジェクタにおいて、
   各光学系を内部に収納する筐体と、
   前記３つの透光性部材のうち少なくとも１つと前記筐体との間で熱を伝達する熱伝導部材とをさらに備えることを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項２〜４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記３つの透光性部材を冷却する冷却風流路が設けられていることを特徴とするプロジェクタ。

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