JP5793999B2 - プロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置にて変調された光束を投写する投写レンズとを備えたプロジェクターが知られている。このようなプロジェクターとして、光束の利用効率を高め、明るい投写画像を確保するために、光源から射出された光束を１種類の直線偏光光に揃える偏光変換装置を備えたプロジェクターが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の偏光変換装置は、光源からの光束を偏光方向が互いに直交する２種類の直線偏光光に分離し、２種類の直線偏光光をいずれか一方の直線偏光光に揃えて射出する偏光変換素子本体と、偏光変換素子本体の光束入射側に設けられ、光束の一部を遮光する固定枠とを備えている。偏光変換素子本体は、光源からの光束を２種類の直線偏光光に分離させる偏光分離膜、偏光分離膜で反射された直線偏光光を反射する反射膜、および偏光分離膜から射出された光束の偏光軸を変換する位相差板を備えている。そして、偏光変換素子本体は、接着剤を介して固定枠に固定されている。

特開２００３−２８７７１８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の偏光変換装置は、光束を遮光することに伴って発熱する固定枠の熱が偏光変換素子本体に伝わって偏光変換素子本体が温度上昇し、位相差板等が劣化するという課題がある。位相差板等が劣化すると、投写される画像の画質が劣化する。
また、特許文献１に記載のプロジェクターには、偏光変換素子本体を冷却するために、冷却ファン（シロッコファン）が備えられている。しかしながら、偏光変換素子本体を適正に冷却するために、大型の冷却ファンが用いられたり、小型の冷却ファンを採用する場合には、冷却ファンを高速に回転させたりすることが考えられる。これによって、特許文献１に記載のプロジェクターは、製品の大型化や、高騒音化する恐れがある。近年、投写される画像の高輝度化に伴って、この課題は顕著になっている。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係るプロジェクターは、光源から射出された光束を変調して投写するプロジェクターであって、前記光束を偏光方向が互いに直交する２種類の直線偏光光に分離し、第１方向に沿って複数配置される偏光分離膜、前記偏光分離膜で分離されたいずれか一方の直線偏光光を反射し、前記第１方向に沿って前記偏光分離膜と交互に配置される反射膜、および他方の直線偏光光を前記一方の直線偏光光に変換する位相差板を有する偏光変換素子と、前記偏光変換素子を保持する保持部材と、前記保持部材の前記光束が入射する側に配置され、前記偏光分離膜に向かう前記光束を通過させる第１の開口部、および前記反射膜に向かう前記光束を遮光する第１遮光部を有する遮光部材と、前記偏光変換素子から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、を備え、前記遮光部材は、前記保持部材より反射率の高い材料で形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、偏光変換素子は、光源から射出された光束を一種類の直線偏光光に揃えて射出するので、プロジェクターは、光源から射出された光束を有効に利用して変調し、投写することが可能となる。また、遮光部材は、保持部材より反射率の高い材料で形成されているので、所望の直線偏光光に変換されずに不要となる光束を効率よく反射し、保持部材および偏光変換素子の温度上昇を抑制することが可能となる。よって、偏光変換素子は、位相差板等の温度劣化が抑制され、光源から射出された光束を安定して所望の直線偏光光に揃えて射出することが可能となる。したがって、プロジェクターは、高品位な画質を維持してスクリーンへの画像の投影が可能となる。また、偏光変換素子を冷却するための冷却装置の小型化や、冷却装置に備えられた冷却ファンの低速回転駆動が可能となるので、プロジェクターの小型化や低騒音化が図れる。

［適用例２］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記保持部材は、前記第１の開口部を通過した前記光束を通過させる第２の開口部、および前記第１遮光部に積層配置される第２遮光部を有していることが好ましい。

この構成によれば、保持部材は、遮光部材の第１の開口部から通過した光束を第２の開口部から通過させて偏光変換素子に到達させ、遮光部材の第１遮光部で遮光しきれなかった不要となる光束を第２遮光部で遮光することが可能となる。よって、光源から射出された光束を有効に利用しつつ、さらに偏光変換素子の温度上昇を抑制することが可能となる。

［適用例３］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記遮光部材は、前記光束の光軸および前記第１方向に直交する第２方向において、大きさが異なる複数の前記第１の開口部を有していることが好ましい。

この構成によれば、第１の開口部の第２方向における大きさを、光変調装置の視野角特性に対応して形成することで、偏光変換素子の温度上昇を抑制しつつ、投写される画像のコントラストを向上させることが可能となる。

［適用例４］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記偏光変換素子は、光束が入射する光束入射側端面に前記光束の一部を遮光する薄膜が形成され、前記薄膜は、前記偏光分離膜に向かう前記光束を通過させる第３の開口部を有して形成され、前記第１の開口部は、前記第３の開口部の縁部の少なくとも一部が露出するように形成されていることが好ましい。

この構成によれば、偏光変換素子の光束入射側端面には、第３の開口部を有する薄膜が形成され、第１の開口部は、第３の開口部の縁部の少なくとも一部が露出するように形成されている。そして、薄膜を、例えば蒸着等により形成することで、第３の開口部は、第１の開口部より精度良く形成される。これによって、第１の開口部より露出する第３の開口部の縁部により、光源から射出された光束の通過と遮光をより精度良く行うことが可能となる。よって、偏光変換素子の温度上昇を抑制しつつ、投写される画像のコントラストをさらに向上させることが可能となる。

第１実施形態のプロジェクターの概略構成を示す模式図。 第１実施形態の偏光変換ユニットの斜視図。 第１実施形態の偏光変換ユニットの分解斜視図。 第１実施形態の偏光変換ユニットを上方から見た断面図。 第１実施形態における偏光変換ユニット近傍の光学ユニットを示す断面図。 第２実施形態の薄膜が形成された領域を説明するための図であり、（ａ）は、偏光変換素子の斜視図、（ｂ）は、保持部材に保持された偏光変換素子の斜視図。 第２実施形態の偏光変換ユニットの平面図。

（第１実施形態）
以下、第１施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調してスクリーン等に拡大投写する。
図１は、本実施形態のプロジェクターの概略構成を示す模式図である。
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筐体２、制御部（図示省略）、光源装置３１を有する光学ユニット３、および光源装置３１や制御部に電力を供給する電源装置４等を備えている。なお、図示は省略するが、外装筐体２の内部には、光学ユニット３等を冷却するための、冷却ファン等を備える冷却装置等が配置されている。

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、画像の投写に関わる制御等を行う。

光学ユニット３は、制御部による制御の下、光源装置３１から射出された光束を光学的に処理して投写する。
光学ユニット３は、図１に示すように、光源装置３１に加え、インテグレーター照明光学系３２、色分離光学系３３、リレー光学系３４、電気光学装置３５、投写レンズ３６、およびこれらの光学部品３１〜３６を光路上の所定位置に配置する光学部品用筐体３７を備える。

光学ユニット３は、図１に示すように平面視略Ｌ字状に形成され、一方の端部に光源装置３１が着脱可能に配置され、他方の端部に投写レンズ３６が配置される。なお、以下では、説明の便宜上、光源装置３１から光束が射出される方向を＋Ｘ方向、投写レンズ３６から光束が射出される方向を＋Ｙ方向（前方向）、プロジェクター１が机上等に据え置かれた据置姿勢における上方を＋Ｚ方向（上方向）として記載する。また、Ｙ方向を第１方向、Ｚ方向を第２方向とし、Ｘ方向は、光源装置３１から射出された光束の光軸Ｃに沿う方向となる。

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、リフレクター３１２および光透過部材としての平行化レンズ３１３等を備えている。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にて反射した後、平行化レンズ３１３よって射出方向を揃え、インテグレーター照明光学系３２に向けて射出する。

インテグレーター照明光学系３２は、第１レンズアレイ３２１、第２レンズアレイ３２２、偏光変換ユニット５、および重畳レンズ３２４を備える。
第１レンズアレイ３２１は、光源装置３１から射出された光束を複数の部分光束に分割する光学素子であり、光軸Ｃに対して略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いる。

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とともに、第１レンズアレイ３２１から射出された部分光束を後述する液晶ライトバルブ３５１の表面に重畳させる。

偏光変換ユニット５は、第２レンズアレイ３２２を透過したランダム偏光光を液晶ライトバルブ３５１で利用可能な略１種類の直線偏光光に揃える機能を有する。偏光変換ユニット５については、後で詳細に説明する。

色分離光学系３３は、２枚のダイクロイックミラー３３１，３３２、および反射ミラー３３３を備え、インテグレーター照明光学系３２から射出された光束を赤色光（以下「Ｒ光」という）、緑色光（以下「Ｇ光」という）、青色光（以下「Ｂ光」という）の３色の色光に分離する機能を有する。

リレー光学系３４は、入射側レンズ３４１、リレーレンズ３４３、および反射ミラー３４２，３４４を備え、色分離光学系３３で分離されたＲ光をＲ光用の液晶ライトバルブ３５１Ｒまで導く機能を有する。なお、光学ユニット３は、リレー光学系３４がＲ光を導く構成としているが、これに限らず、例えば、Ｂ光を導く構成としてもよい。

電気光学装置３５は、光変調装置としての液晶ライトバルブ３５１および色合成光学装置としてクロスダイクロイックプリズム３５２を備え、色分離光学系３３で分離された各色光を画像情報に応じて変調し、変調した各色光を合成する。

液晶ライトバルブ３５１は、３色の色光毎に備えられており（Ｒ光用の液晶ライトバルブを３５１Ｒ、Ｇ光用の液晶ライトバルブを３５１Ｇ、Ｂ光用の液晶ライトバルブを３５１Ｂとする）、それぞれ透過型の液晶パネル、およびその両面に配置された入射側偏光板、射出側偏光板を有している。

液晶ライトバルブ３５１は、図示しない微小画素がマトリクス状に形成された矩形状の画素領域を有し、各画素が表示画像信号に応じた光透過率に設定され、画素領域内に表示画像を形成する。そして、色分離光学系３３で分離された各色光は、液晶ライトバルブ３５１にて変調された後、クロスダイクロイックプリズム３５２に射出される。

クロスダイクロイックプリズム３５２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３５２は、誘電体多層膜が液晶ライトバルブ３５１Ｒ，３５１Ｂにて変調された色光を反射し、液晶ライトバルブ３５１Ｇにて変調された色光を透過して、各色光を合成する。

投写レンズ３６は、複数のレンズを有して構成され、クロスダイクロイックプリズム３５２にて合成された光をスクリーン上に拡大投写する。

電源装置４は、詳細な説明は省略するが、電源ブロックおよび光源装置３１を駆動する光源駆動ブロックを備え、制御部および光源３１１等の電子部品に電力を供給する。

光学部品用筐体３７は、詳細な説明は省略するが、上方に開口部を有し、容器状に形成された下部筐体３７１、および下部筐体３７１の開口部を閉塞するように形成された上部筐体３７２（いずれも図５に一部を示す）を備えている。
下部筐体３７１は、外装筐体２の底面に沿って配置される底面部３７１１と、底面部３７１１の端縁から起立する側面部３７１２（いずれも図５参照）とを有している。下部筐体３７１は、側面部３７１２の内壁面に複数の溝が設けられており、第１レンズアレイ３２１等の各光学部品は、側端部がこの溝に挿入されて配置される。

ここで、偏光変換ユニット５について詳細に説明する。
図２は、偏光変換ユニット５の斜視図である。図３は、偏光変換ユニット５の分解斜視図である。
偏光変換ユニット５は、図２、図３に示すように、偏光変換素子６、保持部材７、および遮光部材８を備えている。

先ず、偏光変換素子６について説明する。
図４は、偏光変換ユニット５を上方（＋Ｚ方向）から見た断面図であり、＋Ｙ側の端部側を省略した図である。なお、図４においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜異ならせてある。

偏光変換素子６は、図３、図４に示すように、偏光変換素子アレイ６１、および位相差板６２を備え、Ｙ方向（第１方向）およびＺ方向（Ｚ方向）において光軸Ｃを中心に略対称に形成されている。
偏光変換素子アレイ６１は、断面が平行四辺形の柱状の透光性部材がＹ方向（第１方向）に沿って複数貼り合わされた形状を有しており、界面には、図４に示すように、偏光分離膜６１Ｓと反射膜６１Ｒとが交互に設けられている。

偏光変換素子アレイ６１は、光束が入射する側の光束入射側端面６Ａ、および光束入射側端面６Ａと略平行に形成され、光束が射出される光束射出側端面６Ｂを有している。偏光分離膜６１Ｓおよび反射膜６１Ｒは、光軸Ｃに対して略４５°の角度をなすように形成され、第１方向に沿って交互に配置される。

偏光分離膜６１Ｓは、光源３１１から射出された光束を偏光方向が互いに直交する２種類の直線偏光光に分離する。具体的に、偏光分離膜６１Ｓは、第１の直線偏光光としてのＳ偏光光を反射し、第２の直線偏光光としてのＰ偏光光を透過して光源３１１から射出された光束を分離する。
反射膜６１Ｒは、偏光分離膜６１Ｓで分離されたＳ偏光光を反射する。

位相差板６２は、有機の延伸フィルムを有して構成され、偏光変換素子アレイ６１の光束射出側端面６Ｂに配置されている。位相差板６２は、偏光分離膜６１Ｓに対応する領域（偏光分離膜６１Ｓを通過した光束が射出される領域）に接着などによって固定され、偏光分離膜６１Ｓで分離されたＰ偏光光をＳ偏光光に変換する。

偏光変換素子アレイ６１は、光束入射側端面６Ａの偏光分離膜６１Ｓに対応する領域（有効領域６Ｅ）に入射する光束をＳ偏光光に揃えて射出し、反射膜６１Ｒに対応する領域（無効領域６Ｕ）においては、入射する光束を所望のＳ偏光光に変換しない。この有効領域６Ｅおよび無効領域６Ｕは、図３に示すように、Ｚ方向がＹ方向より長い長方形状を有し、所定間隔でＹ方向（第１方向）に沿って交互に配置される。

有効領域６Ｅは、具体的に、図３、図４に示すように、光軸Ｃを含む領域に形成される有効領域６Ｅａ、光軸Ｃから離れる方向に順次形成される一対の有効領域６Ｅｂ，６Ｅｃ（図４においては、＋Ｙ側の有効領域６Ｅｃを省略する）を有している。
そして、無効領域６Ｕは、有効領域６Ｅａ、６Ｅｂ，６Ｅｃの間、および有効領域６Ｅｃの外側に形成される。

次に、保持部材７について詳細に説明する。
保持部材７は、鋼材やＡｌ合金製等の板金で形成され、接着剤を介して偏光変換素子６を保持すると共に、光源３１１から射出された光束の一部を遮光する。
保持部材７は、図３に示すように、第２遮光部としての正面部７１、正面部７１の上端から＋Ｘ方向に屈曲された上面部７２、および正面部７１の下端から＋Ｘ方向に屈曲された下面部７３を有している。

正面部７１は、偏光変換素子６の光束入射側端面６Ａを覆う大きさに形成され、光束が通過する複数の第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃが形成されている。
第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃは、偏光変換素子６の有効領域６Ｅａ，６Ｅｂ，６Ｅｃにそれぞれ対応して形成されている。

具体的に、第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃは、有効領域６Ｅａ，６Ｅｂ，６Ｅｃと同等の大きさに形成され、第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃを通過した光束が有効領域６Ｅａ，６Ｅｂ，６Ｅｃに入射されるように形成されている。つまり、第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃは、偏光分離膜６１Ｓに向かう光束を通過させるように形成されている。そして、保持部材７は、第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃ以外の正面部７１で光束を遮光することとなる。

第２の開口部７１ａの上端、下端の＋Ｙ側角部には、図３に示すように、内側に突出する位置合わせ部７１２がそれぞれ形成されている。それぞれの位置合わせ部７１２は、Ｙ方向に沿う端面７１２Ｙ、およびＺ方向に沿う端面７１２Ｚを有して形成されている。
また、正面部７１の下端の両側には、下方に突出する一対の突起部７１１が形成されている。

上面部７２は、図２に示すように、偏光変換素子６の上方に位置するように形成され、Ｙ方向における両端には、下方に屈曲された突起部７２１が設けられている。
下面部７３は、図３に示すように、一対の突起部７１１の間に設けられ、偏光変換素子６の下方に位置するように形成されている。

偏光変換素子６は、Ｙ方向における中心となる透明性部材の境界と端面７１２Ｚとが一致するように位置合わせされ、光束入射側端面６Ａと正面部７１の＋Ｘ側との間にＵＶ接着剤が配置されて保持部材７に固定される。

次に、遮光部材８について詳細に説明する。
遮光部材８は、保持部材７より反射率の高い部材で形成され、保持部材７の光束が入射する側に配置される。遮光部材８は、光源３１１から射出された光束の一部を遮光する。本実施形態の遮光部材８は、アルミニウムの板材にアルミニウムの薄膜が蒸着された構成を有し、光束の反射率が９５％程度の部材が採用されている。なお、遮光部材８は、アルミニウム材に限らず、保持部材７より反射率の高い部材で形成されていれば、他の部材を用いてもよい。

遮光部材８は、図３に示すように、第１遮光部としての正面部８１、正面部８１の上端に設けられた複数の爪部８２、および正面部８１の下端から＋Ｘ方向に屈曲された屈曲部８３を有している。

正面部８１は、図２に示すように、保持部材７の正面部７１に対して上端側が小さく形成され、正面部７１の光束が入射する側に積層配置される。そして、正面部８１には、図３に示すように、光束が通過する第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃが形成されている。

第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃは、保持部材７の第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃに対応して形成され、光源３１１から射出された光束が通過する。そして、遮光部材８は、第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃ以外の正面部８１で光束を遮光することとなる。

第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃは、Ｙ方向（第１方向）における大きさが第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃと同等に形成され、Ｚ方向（第２方向）においては、それぞれが異なる大きさに形成されている。

具体的に、第１の開口部８１ａは、−Ｘ方向から見て第２の開口部７１ａの下端部と略同一の位置から正面部８１の上端まで形成されている。つまり、遮光部材８は、第１の開口部８１ａの下方の正面部８１および屈曲部８３で、光軸Ｃの＋Ｙ側を形成する部位と、−Ｙ側を形成する部位とが繋がるような形状を有している。
そして、第１の開口部８１ｂは、第１の開口部８１ａより上下が小さく、第１の開口部８１ｃは、第１の開口部８１ｂより上下が小さく形成されている。換言すると、第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃは、光軸Ｃから遠ざかる程、Ｚ方向（第２方向）が小さく形成されている。

そして、遮光部材８は、第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃがＺ方向（第２方向）において異なる大きさに形成されることによって、液晶ライトバルブ３５１の視野角特性に対応して液晶ライトバルブ３５１に入射する光束を制限している。すなわち、正面部８１は、光束入射側端面において、光軸Ｃを通るＺ方向の中心軸に対して略４５°の方向から入射する光束を制限している。

また、正面部８１には、図３に示すように、光軸Ｃの＋Ｙ側の第１の開口部８１ｂの下方に、保持部材７側に突出し、第２の開口部７１ｂに挿入可能な位置決め部８１１が形成されている。

爪部８２は、図２、図３に示すように、正面部８１の上端から突出して複数設けられ、保持部材７の第２の開口部７１ｂ，７１ｃの上側の部位に挿入可能となるように、＋Ｘ側に屈曲されている。
遮光部材８は、爪部８２が第２の開口部７１ｂ，７１ｃの上側に挿入され、位置決め部８１１が第２の開口部７１ｂに挿入されて位置決めされ、ＵＶ接着剤によって保持部材７に固定される。

図５は、偏光変換ユニット５近傍の光学ユニット３を示す断面図である。
光学部品用筐体３７は、前述したように、下部筐体３７１、および上部筐体３７２を備え、下部筐体３７１には、底面部３７１１および側面部３７１２が形成されている。
底面部３７１１には、保持部材７の突起部７１１が挿入される穴（図示省略）が形成され、側面部３７１２の上面には、保持部材７の突起部７２１が挿入される穴（図示省略）が形成されている。偏光変換ユニット５は、突起部７１１，７２１が底面部３７１１、側面部３７１２の穴にそれぞれ挿入され、図５に示すように、下部筐体３７１に配置される。

また、底面部３７１１には、図５に示すように、偏光変換ユニット５の下方に位置する孔（空気導入口３７１３）が形成され、上部筐体３７２には、偏光変換ユニット５の上方に位置する孔（空気排出口３７２１，３７２２）が形成されている。空気排出口３７２１は、位相差板６２の上方に位置し、空気排出口３７２２は、遮光部材８の上方に位置するように形成されている。

ここで、偏光変換ユニット５に入射する光束の光路について説明する。
光源３１１から射出され、第２レンズアレイ３２２を透過した光束は、図４に示すように、一部が第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃおよび第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃを通過し、一部が正面部８１，７１によって遮光される。また、正面部７１の光路前段側に配置され、正面部７１より反射率の高い正面部８１は、正面部７１より多くの光束を遮光する。

第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃおよび第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃを通過した光束は、有効領域６Ｅに入射し、偏光分離膜６１Ｓにて、Ｓ偏光光が反射し、Ｐ偏光光が透過して２つの直線偏光光に分離される。偏光分離膜６１Ｓにて反射したＳ偏光光は、反射膜６１Ｒにて反射して偏光変換素子アレイ６１から射出される。一方、偏光分離膜６１Ｓを透過したＰ偏光光は、偏光変換素子アレイ６１を透過して位相差板６２に入射する。位相差板６２に入射したＰ偏光光は、位相差板６２にて、Ｓ偏光光に変換されて射出される。

このように、偏光変換ユニット５は、反射膜６１Ｒに向かう光束、つまり所望の直線偏光光に変換されずに不要となる光束を正面部８１，７１にて遮光し、偏光分離膜６１Ｓに向かう光束を、第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃおよび第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃにて通過させる。そして、偏光変換素子６は、第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃおよび第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃを通過した光束をＳ偏光光に揃えて射出する。

次に、偏光変換ユニット５に送風される空気の流れについて説明する。
偏光変換ユニット５は、図示しない冷却ファンから送風された空気によって冷却される。
具体的に、図５に示すように、冷却ファンから送風された空気は、空気導入口３７１３から光学部品用筐体３７内に導入され、偏光変換ユニット５を冷却した後、空気排出口３７２１，３７２２から排出される。より具体的に、空気導入口３７１３から導入された空気は、偏光変換素子６の光束射出側端面６Ｂ側、および遮光部材８の光束が入射する側に流通し、主に位相差板６２を冷却して、光学部品用筐体３７外に排出される。

また、偏光変換ユニット５に送風される空気は、遮光部材８を備えない偏光変換ユニットの構成に比べ、風量や風速が小さく設定されている。

以上説明したように、本実施形態のプロジェクター１によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）遮光部材８は、保持部材７より反射率の高い材料で形成されているので、所望の直線偏光光に変換されずに不要となる光束を効率よく反射し、保持部材７および偏光変換素子６の温度上昇を抑制することが可能となる。よって、偏光変換素子６は、位相差板６２等の温度劣化が抑制され、光源３１１から射出された光束を安定して所望の直線偏光光に揃えて射出することが可能となる。したがって、プロジェクター１は、高品位な画質を維持してスクリーンへの画像の投影が可能となる。
また、遮光部材８を備えない偏光変換ユニットの構成に比べ、偏光変換素子６に送風する空気の風量や風速を小さくできるので、冷却装置の小型化や、冷却装置に備えられた冷却ファンの低速回転駆動が可能となり、プロジェクター１の小型化や低騒音化が図れる。

（２）保持部材７は、遮光部材８の第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃから通過した光束を第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃから通過させて偏光変換素子６に到達させ、遮光部材８の正面部８１で遮光しきれなかった不要となる光束を平面部７１で遮光することが可能となる。よって、光源３１１から射出された光束を有効に利用しつつ、さらに偏光変換素子６の温度上昇を抑制することが可能となる。

（３）遮光部材８は、第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃがＺ方向（第２方向）において異なる大きさに形成され、液晶ライトバルブ３５１の視野角特性に対応して液晶ライトバルブ３５１に入射する光束を制限している。これによって、遮光部材８は、偏光変換素子６の温度上昇を抑制しつつ、スクリーンに投写される画像のコントラストを向上させることが可能となる。

（４）遮光部材８は、爪部８２および位置決め部８１１が保持部材７の第２の開口部７１ｂ，７１ｃに挿入されて保持部材７に位置決めされる。これによって、簡素な構成で容易に遮光部材８を保持部材７に位置決めすることが可能となる。

（５）遮光部材８の爪部８２は、保持部材７に挿入されるので、保持部材７の−Ｘ側には、スペースが設けられる。これによって、このスペースを利用して部材、例えば光学フィルター等の光学部品を配置したりすることが可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るプロジェクター１について、図面を参照して説明する。以下の説明では、第１実施形態のプロジェクター１と同様の構造および同様の部材には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。

本実施形態のプロジェクター１は、第１実施形態の偏光変換素子６と構成の異なる偏光変換素子１６を備えている。そして、本実施形態の偏光変換ユニット１５は、この偏光変換素子１６に加え、第１実施形態と同様の保持部材７、および遮光部材８を備えている。

偏光変換素子１６は、第１実施形態の偏光変換素子６の光束入射側端面６Ａの一部に薄膜１６Ｆを有して構成されている。
薄膜１６Ｆは、光束を遮光する材料（例えばアルミニウム、クロムやその合金等）で蒸着により形成され、液晶ライトバルブ３５１の視野角特性に対応して液晶ライトバルブ３５１に入射する光束を制限するように形成されている。

図６は、薄膜１６Ｆが形成された領域を説明するための図であり、（ａ）は、偏光変換素子１６の斜視図、（ｂ）は、保持部材７に保持された偏光変換素子１６の斜視図である。
薄膜１６Ｆは、図６（ａ）に示すように、第３の開口部１６ａ，１６ｂ，１６ｃが設けられるように成膜される。第３の開口部１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、偏光分離膜６１Ｓに向かう光束を通過させるように形成されている。

具体的に、第３の開口部１６ａは、有効領域６Ｅａの略全領域が露出するように、第３の開口部１６ｂ，１６ｃは、有効領域６Ｅｂ，６Ｅｃの上下方向における中央部が露出するように形成されている。また、第３の開口部１６ｃは、第３の開口部１６ｂより小さく形成されている。

また、薄膜１６Ｆは、第３の開口部１６ａの上端、下端に、Ｙ方向に沿う縁部を有するように成膜された位置決め部１６Ｆｐを有している。
薄膜１６Ｆは、マスクが用いられて成膜されるが、このマスクが光束入射側端面６Ａの面外で繋がるよう、第３の開口部１６ａ，１６ｂ，１６ｃに加え、無効領域６Ｕ内にも一部が露出するように成膜される。

図７は、偏光変換ユニット１５の平面図であり、光束が入射する側から見た図である。
偏光変換素子１６は、図７に示すように、Ｙ方向における中心となる透明性部材の境界と端面７１２Ｚとが一致し、位置決め部１６Ｆｐの縁部と端面７１２Ｙとが一致するように保持部材７に位置合わせされる。そして、偏光変換素子１６は、第１実施形態の偏光変換素子６と同様に、ＵＶ接着剤によって保持部材７に固定される。
遮光部材８は、第１実施形態と同様に、保持部材７に固定される。

第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃは、図７に示すように、第３の開口部１６ａ，１６ｂ，１６ｃの上下の縁部が露出するように形成されている。また、第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃは、Ｙ方向において、第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃの縁部が露出するように形成されている。

以上説明したように、本実施形態のプロジェクター１によれば、第１実施形態の効果（に加え、以下の効果を得ることができる。
薄膜１６Ｆは、蒸着により形成されるので、第３の開口部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃより精度良く形成することが可能となる。これによって、第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃより露出する第３の開口部１６ａ，１６ｂ，１６ｃの縁部により、光源３１１から射出された光束の通過と遮光をより精度良く行うことが可能となる。よって、偏光変換素子１６の温度上昇を抑制しつつ、投写される画像のコントラストをさらに向上させることが可能となる。

（変形例）
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
前記実施形態では、偏光変換素子６，１６および遮光部材８は、保持部材７にそれぞれＵＶ接着剤を用いて固定されているが、接着剤は、ＵＶ接着剤に限らず、例えばシリコン系の接着剤や、ＵＶ接着剤より熱伝導性が低い接着剤等を用いてもよい。また、接着剤は、１種類に限らず複数種類の接着剤を併用してもよい。

前記実施形態のプロジェクター１は、偏光変換素子６が入射する光束をＳ偏光光に揃えるように構成されているが、Ｐ偏光光に揃えるように構成してもよい。

遮光部材８の屈曲部８３に冷却ファンから送風された空気を導く形状を盛り込み、遮光部材８の表面に空気が効率よく導かれるように形成してもよい。
また、遮光部材８の一部を光学部品用筐体３７から突出させ、この突出する部位に空気が流通するように構成してもよい。

前記実施形態の偏光変換ユニット５は、第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃから第３の開口部１６ａ，１６ｂ，１６ｃの上下の縁部が露出するように形成されているが、上下の縁部に限らず他の縁部、例えば、Ｙ方向における縁部が露出するように構成してもよい。

前記実施形態の第１の開口部８１ａ，８１ｂ，８１ｃは、Ｚ方向（第２方向）において異なる大きさに形成されているが、同等の大きさとなるように形成してもよい。
また、前記実施形態の正面部７１に第２の開口部７１ａ，７１ｂ，７１ｃ以外の開口部を設けてもよい。

前記実施形態のプロジェクター１は、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブ３５１を用いているが、反射型液晶ライトバルブを利用したものであってもよい。

光源３１１は放電型のランプに限らず、その他の方式のランプや発光ダイオード等の固体光源で構成してもよい。

１…プロジェクター、３…光学ユニット、５，１５…偏光変換ユニット、６，１６…偏光変換素子、７…保持部材、８…遮光部材、１６Ｆ…薄膜、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…第３の開口部、３１…光源装置、３５…電気光学装置、６１…偏光変換素子アレイ、６１Ｒ…反射膜、６１Ｓ…偏光分離膜、６２…位相差板、７１，８１…正面部、７１ａ，７１ｂ，７１ｃ…第２の開口部、８１ａ，８１ｂ，８１ｃ…第１の開口部、３１１…光源、３５１，３５１Ｂ，３５１Ｇ，３５１Ｒ…液晶ライトバルブ。

Claims (4)

1. 光源から射出された光束を変調して投写するプロジェクターであって、
   前記光束を偏光方向が互いに直交する２種類の直線偏光光に分離し、第１方向に沿って複数配置される偏光分離膜、前記偏光分離膜で分離されたいずれか一方の直線偏光光を反射し、前記第１方向に沿って前記偏光分離膜と交互に配置される反射膜、および他方の直線偏光光を前記一方の直線偏光光に変換する位相差板を有する偏光変換素子と、
   前記偏光変換素子を保持する保持部材と、
   前記保持部材の前記光束が入射する側に配置され、前記偏光分離膜に向かう前記光束を通過させる複数の第１の開口部、および前記反射膜に向かう前記光束を遮光する第１遮光部を有する遮光部材と、
   前記偏光変換素子から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
   を備え、
   前記保持部材は、前記複数の第１の開口部を通過した前記光束を通過させる第２の開口部を備え、
   前記遮光部材は、前記保持部材より反射率の高い材料で形成され、前記第２の開口部に挿入可能となるように突出して設けられた位置決め部および複数の爪部を備えることを特徴とするプロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターであって、
   前記保持部材は、前記第１遮光部に積層配置される第２遮光部を有していることを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項１または請求項２に記載のプロジェクターであって、
   前記複数の第１の開口部は、前記光束の光軸および前記第１方向に直交する第２方向において、大きさが異なることを特徴とするプロジェクター。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記偏光変換素子は、光束が入射する光束入射側端面に前記光束の一部を遮光する薄膜が形成され、
   前記薄膜は、前記偏光分離膜に向かう前記光束を通過させる第３の開口部を有して形成され、
   前記第１の開口部は、前記第３の開口部の縁部の少なくとも一部が露出するように形成されていることを特徴とするプロジェクター。

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