(57)【要約】  本願発明に係る光学装置は、一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材（５４）と、複数の入射側透明電極（６０ａ−ｆ）、前記複数の入射側透明電極（６０ａ−ｆ）と対向して前記複数の入射側透明電極（６０ａ−ｆ）より出射側に配置された出射側透明電極（６４）、及び、前記複数の入射側透明電極（６０ａ−ｆ）と前記出射側透明電極（６４）との間に配置された液晶部材（６２）を有し、前記光学部材（５４）の出射側に配置された液晶パネル（５６）とを備え、前記複数の入射側透明電極（６０ａ−ｆ）のそれぞれは、伸長方向に延び、前記複数の入射側透明電極（６０ａ−ｆ）は、ギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、前記複数の入射側透明電極（６０ａ−ｆ）間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記直線偏光の偏光方向との間の角度を、±３８．６５度の範囲内とすることで、フレア光の発生を抑制したものである。
2014041582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材と、
複数の入射側透明電極、前記複数の入射側透明電極と対向して前記複数の入射側透明電極より出射側に配置された出射側透明電極、及び、前記複数の入射側透明電極と前記出射側透明電極との間に配置された液晶部材を有し、前記光学部材の出射側に配置された液晶パネルと
を備え、
前記複数の入射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、
前記複数の入射側透明電極は、ギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記直線偏光の偏光方向との間の角度は、±３８．６５度の範囲内である光学装置。
【請求項２】
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記直線偏光の偏光方向との間の角度は、±３７．６度の範囲内である請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記直線偏光の偏光方向と平行である請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記液晶パネルの出射側に配置されて、透過軸に沿った偏光を透過する偏光部材を更に備え、
前記出射側透明電極は、複数であって、
複数の出射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、
前記複数の出射側透明電極は、ギャップをあけて伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±４５．２度の範囲内である請求項１から３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±３７．１４度の範囲内である請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記偏光部材の透過軸と平行である請求項４または５に記載の光学装置。
【請求項７】
一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材と、
入射側透明電極、前記入射側透明電極と対向して前記入射側透明電極より出射側に配置された複数の出射側透明電極、及び、前記入射側透明電極と前記複数の出射側透明電極との間に配置された液晶部材とを有し、前記光学部材の出射側に配置された液晶パネルと、
前記液晶パネルの出射側に配置されて、透過軸に沿った偏光を透過する偏光部材と
を備え、
前記複数の出射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、
前記複数の出射側透明電極は、ギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±４５．２度の範囲内である光学装置。
【請求項８】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±３７．１４度の範囲内である請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記偏光部材の透過軸と平行である請求項７または８に記載の光学装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の光学装置と、
液晶画像生成部によって画像を生成して、前記光学装置に偏光を含む前記画像を出射する液晶プロジェクタと
を備えるプロジェクション装置。
【請求項１１】
前記液晶プロジェクタから出射される偏光は、複数の偏光方向を含み、
前記液晶プロジェクタから出射される偏光の複数の偏光方向を、一の偏光方向に変換して前記光学装置に出射する偏光変換部材を
更に備える請求項１０に記載のプロジェクション装置。
【請求項１２】
前記液晶プロジェクタは、
前記画像の１コマの書き込みを開始する時間である画像書き込みの開始タイミングを前記光学装置に出力するプロジェクタ制御部を備え、
前記光学装置は、
前記液晶画像生成部の液晶に電圧が印加されてから前記液晶の応答が完了する液晶応答完了タイミングまでの液晶応答完了時間を格納する格納部と、
前記画像書き込みの開始タイミングに対応させて、前記液晶パネルを前記画像の透過状態と非透過状態とで切り替えるとともに、
前記液晶応答完了時間が短くなるにつれて、前記透過状態の透過時間を長くして、前記非透過状態の非透過時間を短く制御する光学装置制御部とを備える
請求項１０または１１に記載のプロジェクション装置。
【請求項１３】
前記プロジェクタ制御部は、前記液晶応答完了時間を前記光学装置制御部に出力して、
前記光学装置制御部は、前記液晶応答完了時間を格納部に格納する
請求項１２に記載のプロジェクション装置。
【請求項１４】
前記光学装置は、
前記液晶パネルから出射された偏光の偏光状態を領域ごとに前記光学装置制御部によって切り替えられる偏光切替部を更に有し、
前記プロジェクタ制御部は、前記画像を画像書換方向で順に書換え、
前記光学装置制御部は、
前記非透過時間が、前記画像書き込み周期よりも短い場合、
分割数＝画像書き込み周期／非透過時間    （但し、分割数の小数点以下切り捨て）
で示される分割数で分割され、前記画像書換方向に沿って配列された複数の分割領域ごとに前記偏光切替部の偏光状態を制御する
請求項１２または１３に記載のプロジェクション装置。
【請求項１５】
前記光学装置制御部は、
前記非透過時間が、前記画像書き込み周期以上の場合、
前記偏光切替部の前記偏光状態を全域で切り替える
請求項１４に記載のプロジェクション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置及びプロジェクション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも一方が分割された一対の透明電極及び透明電極間に配置された液晶部材を備え、プロジェクタ等から入射される偏光を、分割された領域ごとに変調して出射する光学装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［特許文献１］  特開２０１０−１７５９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の光学装置では、分割された透明電極間のギャップを通過した偏光が回析して、フレア光が発生するといった課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材と、複数の入射側透明電極、前記複数の入射側透明電極と対向して前記複数の入射側透明電極より出射側に配置された出射側透明電極、及び、前記複数の入射側透明電極と前記出射側透明電極との間に配置された液晶部材を有し、前記光学部材の出射側に配置された液晶パネルとを備え、前記複数の入射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、前記複数の入射側透明電極は、ギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記直線偏光の偏光方向との間の角度は、±３８．６５度の範囲内である光学装置を提供する。【０００５】
本発明の第２の態様においては、一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材と、入射側透明電極、前記入射側透明電極と対向して前記入射側透明電極より出射側に配置された複数の出射側透明電極、及び、前記入射側透明電極と前記複数の出射側透明電極との間に配置された液晶部材とを有し、前記光学部材の出射側に配置された液晶パネルと、前記液晶パネルの出射側に配置されて、透過軸に沿った偏光を透過する偏光部材とを備え、前記複数の出射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、前記複数の出射側透明電極は、ギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±４５．２度の範囲内である光学装置を提供する。【０００６】
本発明の第３の態様においては、上述の光学装置と、液晶画像生成部によって画像を生成して、前記光学装置に偏光を含む前記画像を出射する液晶プロジェクタとを備えるプロジェクション装置を提供する。【０００７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】液晶プロジェクション装置１０の全体構成図である。
【図２】液晶プロジェクション装置１０の内部構成図である。
【図３】光学装置１８の分解斜視図である。
【図４】光学装置１８の液晶部材６２の近傍を拡大した縦断面図である。
【図５】液晶プロジェクション装置１０の制御系を説明するブロック図である。
【図６】高電圧印加状態でのフレア光の発生を説明するための比較形態の光学装置１０１８の一部の図である。
【図７】低電圧印加状態でのフレア光の発生を説明するための比較形態の光学装置１０１８の一部の図である。
【図８】上述した実施形態における高電圧印加状態での光学装置１８の一部の図である。
【図９】上述した実施形態における低電圧印加状態での光学装置１８の一部の図である。
【図１０】上述した実施形態によって投影された四角の画像である。
【図１１】上述した比較形態によって投影された四角の画像である。
【図１２】相対角度と、（フレア光／実像明るさ［％］）との関係を調べた実験結果である。
【図１３】相対角度と、フレア光の鮮明度との関係を調べた実験結果である。
【図１４】液晶プロジェクタ１４及び光学装置１８の動作タイミングの図である。
【図１５】透明電極を変更した光学装置１１８の分解斜視図である。
【図１６】偏光変調機１５０の一部を拡大した縦断面図である。
【図１７】高電圧印加状態でのフレア光の発生を説明するための比較形態の光学装置１１１８の一部の図である。
【図１８】低電圧印加状態でのフレア光の発生を説明するための比較形態の光学装置１１８の一部の図である。
【図１９】上述した実施形態における高電圧印加状態での光学装置１１８の一部の図である。
【図２０】上述した実施形態における低電圧印加状態での光学装置１１８の一部の図である。
【図２１】相対角度と、（フレア光／実像明るさ［％］）との関係を調べた実験結果である。
【図２２】相対角度と、フレア光の鮮明度との関係を調べた実験結果である。
【図２３】光学装置２１８の分解斜視図である。
【図２４】一部を変更した光学装置３１８の分解斜視図である。
【図２５】一部を変更した光学装置４１８の分解斜視図である。
【図２６】光学装置制御部４８０を有する光学装置４１８を備えるプロジェクション装置４１０のブロック図である。
【図２７】液晶プロジェクタ１４及び光学装置４１８の動作タイミングの図である。
【図２８】一部が変更された液晶プロジェクタ１４及び光学装置４１８の動作タイミングの図である。
【図２９】一部が変更された液晶プロジェクタ１４及び光学装置４１８の動作タイミングの図である。
【図３０】一部が変更された液晶プロジェクタ１４及び光学装置４１８の動作タイミングの図である。
【図３１】一部を変更した光学装置５１８の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、液晶プロジェクション装置１０の全体構成図である。図１に矢印で示すＸＹＺをＸＹＺ方向とする。Ｘ方向を水平方向として、Ｙ方向を鉛直方向とする。図１に示すように、液晶プロジェクション装置１０は、液晶プロジェクタ１４と、波長選択性偏光ローテータ１６と、光学装置１８とを有する。液晶プロジェクション装置１０は、液晶プロジェクタ１４によって生成された複数の偏光方向を有する偏光を含む画像を、光学装置１８に出射して、スクリーン１２に画像を投影して表示する。液晶プロジェクタ１４の内部において、矢印Ａｒで示すように、画像Ｇは上から下へと順に形成される。
【００１１】
図２は、液晶プロジェクション装置１０の内部構成図である。図２に示すように、液晶プロジェクタ１４は、光源２０と、ダイクロイックミラー２２、２４と、反射ミラー２６、２８、３０と、集光レンズ３２と、青用液晶パネル３４と、緑用液晶パネル３６と、赤用液晶パネル３８と、偏光ビームスプリッタ４０と、投影レンズ４４とを備える。青用液晶パネル３４、緑用液晶パネル３６及び赤用液晶パネル３８は、液晶画像生成部の一例であって、ライトバルブとして機能する。
【００１２】
光源２０は、非偏光または偏光の３原色を含む光を出射して、青用液晶パネル３４、緑用液晶パネル３６、及び、赤用液晶パネル３８に３原色の光を提供する。光源２０の一例は、非偏光のＵＨＰ（Ultra High Power）ランプ及びＬＥＤランプ、偏光のレーザ等である。
【００１３】
ダイクロイックミラー２２は、光源２０の光の出射方向の下流側に配置されている。ダイクロイックミラー２２は、光源２０から出射された３原色のうち、青色の光ＢＬを透過するとともに、緑色の光ＧＬ及び赤色の光ＲＬをダイクロイックミラー２４の方向へと反射する。
【００１４】
ダイクロイックミラー２４は、ダイクロイックミラー２２の光の反射方向に配置されている。ダイクロイックミラー２４は、赤色の光ＲＬを透過するとともに、緑色の光ＧＬを、緑用液晶パネル３６及び偏光ビームスプリッタ４０へと反射する。
【００１５】
反射ミラー２６は、光源２０の光の出射方向であって、ダイクロイックミラー２２の下流側に配置されている。反射ミラー２６は、ダイクロイックミラー２２を透過した青色の光ＢＬを青用液晶パネル３４へと反射する。
【００１６】
反射ミラー２８は、ダイクロイックミラー２２の光の反射方向であって、ダイクロイックミラー２４よりも下流側に配置されている。反射ミラー２８は、ダイクロイックミラー２４を透過した赤色の光ＲＬを反射ミラー３０に反射する。
【００１７】
反射ミラー３０は、反射ミラー２８の光の反射方向に配置されている。反射ミラー３０は、反射ミラー２８によって反射された赤色の光ＲＬを赤用液晶パネル３８の方向へと反射する。
【００１８】
集光レンズ３２は、反射ミラー２８と反射ミラー３０との間に配置されている。集光レンズ３２は、反射ミラー２８によって反射された赤色の光ＲＬを反射ミラー３０へと集光する。
【００１９】
青用液晶パネル３４は、２次元のマトリックス状に配置された複数の画素を有する。各画素は、光の偏光方向を制御して、特定の偏光方向の光を透過または遮断する。図２の例において、偏光ビームスプリッタ４０の周囲に矢印で示すように、青用液晶パネル３４の各画素が透過する偏光の偏光方向は、水平方向である。青用液晶パネル３４は、反射ミラー２６によって反射された青色の光ＢＬのうち、表示する画像に基づいて、一部の画素に入射した光ＢＬを偏光にした状態で透過して偏光ビームスプリッタ４０へと進行させ、他の画素に入射した光ＢＬを遮断する。
【００２０】
緑用液晶パネル３６は、青用液晶パネル３４と同様の画素を有する。緑用液晶パネル３６は、ダイクロイックミラー２４によって反射された緑色の光ＧＬのうち、表示する画像に基づいて、一部の画素に入射した光ＧＬを偏光にした状態で透過して偏光ビームスプリッタ４０へと進行させ、他の画素に入射した光ＧＬを遮断する。緑用液晶パネル３６から出射される光の偏光方向は、鉛直方向である。従って、緑用液晶パネル３６から出射される光の偏光方向は、青用液晶パネル３４から出射される光の偏光方向に対して直交する。図２の例において、偏光ビームスプリッタ４０の周囲に矢印で示すように、緑用液晶パネル３６の各画素が透過する偏光の偏光方向は、鉛直方向である。
【００２１】
赤用液晶パネル３８は、青用液晶パネル３４と同様の画素を有する。赤用液晶パネル３８は、反射ミラー３０によって反射された赤色の光ＲＬのうち、表示する画像に基づいて、一部の画素に入射した光ＲＬを偏光にした状態で透過して偏光ビームスプリッタ４０へと進行させ、他の画素に入射した光ＲＬを遮断する。赤用液晶パネル３８から出射される偏光の偏光方向は、水平方向であって、青用液晶パネル３４から出射される光の偏光方向と平行である。
【００２２】
偏光ビームスプリッタ４０は、三角柱状のプリズムが組み合わされた直方体形状に形成されている。偏光ビームスプリッタ４０の一面には、青用液晶パネル３４が対向して配置されている。偏光ビームスプリッタ４０の他の面には、緑用液晶パネル３６が対向して配置されている。青用液晶パネル３４が対向して配置される偏光ビームスプリッタ４０の一面と対向する面には、赤用液晶パネル３８が対向して配置されている。偏光ビームスプリッタ４０は、投影レンズ４４の入射側に配置されている。
【００２３】
偏光ビームスプリッタ４０は、一の偏光方向の光を反射して、他の偏光方向の光を透過する。具体的には、偏光ビームスプリッタ４０は、偏光方向が水平方向である青色の光ＢＬ及び赤色の光ＲＬを反射して、これらの光と偏光方向が直交する緑色の光ＧＬを透過する。これにより、偏光ビームスプリッタ４０は、青用液晶パネル３４を透過した青色の光ＢＬにより構成される画像を投影レンズ４４へと反射する。偏光ビームスプリッタ４０は、緑用液晶パネル３６を透過した緑色の光ＧＬにより構成される画像を透過して、投影レンズ４４へと進行させる。偏光ビームスプリッタ４０は、赤用液晶パネル３８を透過した赤色の光ＲＬにより構成される画像を投影レンズ４４へと反射する。
【００２４】
即ち、偏光ビームスプリッタ４０は、３方向から入射した３原色の画像を投影レンズ４４の方向へと出射する。これにより、偏光ビームスプリッタ４０は、３原色の画像を結合させた画像を投影レンズ４４へと出射するコンバイナとして機能する。偏光ビームスプリッタ４０に代えて、波長毎に光を反射または透過するクロスダイクロイックプリズムを用いてもよい。クロスダイクロイックプリズムは、図２の偏光ビームスプリッタ４０に代えて配置する場合、緑色の光ＧＬを透過して、青色の光ＢＬ及び赤色の光ＲＬを反射するように設定される。
【００２５】
投影レンズ４４は、偏光ビームスプリッタ４０によって結合された３原色の光による画像を、波長選択性偏光ローテータ１６を介して、光学装置１８へと拡大して出射する。
【００２６】
波長選択性偏光ローテータ１６は、偏光変換部材の一例である。波長選択性偏光ローテータ１６は、投影レンズ４４の出射側に配置されている。波長選択性偏光ローテータ１６には、偏光ビームスプリッタ４０からカラーを構成する３原色である青色、緑色、赤色の偏光によって構成される画像が入射される。波長選択性偏光ローテータ１６は、緑色の波長を有し、鉛直方向を偏光方向とする偏光の偏光方向を９０度回転させて出射する。従って、緑色の偏光は、水平方向を偏光方向として波長選択性偏光ローテータ１６から出射される。一方、波長選択性偏光ローテータ１６は、青色及び赤色の波長を有する偏光は偏光方向を変調させることなく、透過する。従って、波長選択性偏光ローテータ１６は、入射する複数の偏光方向の偏光である赤色、緑色、及び、青色の偏光方向を水平方向に変換して、光学装置１８に出射する。尚、波長選択性偏光ローテータ１６として、カラーリンクジャパン社製の「カラーセレクト（登録商標）」を適用することができる。また、波長選択性偏光ローテータ１６には、特表平１１−５０４４４１号公報に記載の積層リタデーションフィルムの技術を適用できる。
【００２７】
光学装置１８は、液晶プロジェクタ１４の出射側に配置されている。光学装置１８は、平板状である。光学装置１８の形状の一例は、鉛直方向の長さが１０ｃｍ、水平方向の長さが１５ｃｍの四角形状である。光学装置１８の主面は、液晶プロジェクタ１４に画像の出射方向に対して、略垂直に配置されている。光学装置１８は、投影レンズ４４から出射された画像を透過または遮断する液晶シャッタとして機能する。光学装置１８は、偏光変調機５０と、出射側偏光板５２とを有する。偏光変調機５０は、入射側偏光板５４と、液晶パネル５６とを有する。
【００２８】
図３は、光学装置１８の分解斜視図である。図３を参照して、光学装置１８の詳細を説明する。
【００２９】
入射側偏光板５４は、光学部材の一例である。入射側偏光板５４は、光学装置１８において、最も入射側に配置されている。入射側偏光板５４は、四角形の板状に形成されている。入射側偏光板５４は、矢印で示すように、水平方向の透過軸を有する。入射側偏光板５４は、波長選択性偏光ローテータ１６から出射される画像を構成する偏光の偏光方向と同じ方向の透過軸を有する。従って、入射側偏光板５４は、水平方向を偏光方向とする直線偏光を出射する。入射側偏光板５４を構成する材料の一例は、染料系、または、顔料系の材料である。
【００３０】
液晶パネル５６は、入射側偏光板５４の出射側に配置されている。液晶パネル５６は、入射側偏光板５４と略同形状の四角形状に形成されている。液晶パネル５６は、入射側偏光板５４と略平行に配置されている。液晶パネル５６の上辺は、液晶プロジェクタ１４から投影される画像の上辺と略一致するように設定されている。また、液晶パネル５６の下辺は、液晶プロジェクタ１４から投影される画像の下辺と略一致するように設定されている。液晶パネル５６は、入射側基板５８と、６枚の入射側透明電極６０ａ〜６０ｆと、液晶部材６２と、出射側透明電極６４と、出射側基板６６とを有する。尚、６枚の入射側透明電極６０のいずれかを特定する必要がない場合、符号を「６０」とする。
【００３１】
入射側基板５８は、光学的に等方で光を透過可能な材料からなる。入射側基板５８は、例えば、ガラスからなる。入射側基板５８は、複数の入射側透明電極６０を保持する。
【００３２】
入射側透明電極６０は、光を透過するとともに、導電性を有する材料からなる。入射側透明電極６０を構成する材料の一例は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）である。入射側透明電極６０は、入射側基板５８の出射側に設けられている。６枚の入射側透明電極６０は、伸長方向の一例である水平方向に伸びる長方形状に形成されている。入射側透明電極６０の水平方向の長さは、入射側基板５８と略同じである。入射側透明電極６０ａ〜６０ｆは、伸長方向と交差する鉛直方向に沿って、順に配列されている。入射側透明電極６０ｂから６０ｅの鉛直方向の長さは、入射側基板５８の鉛直方向の長さの１／６よりもやや短い。尚、液晶プロジェクタ１４から投影される画像よりも、入射側透明電極６０が設けられている液晶パネル５６の有効エリアを大きくしてもよい。この場合、入射側透明電極６０ａ及び入射側透明電極６０ｆの鉛直方向の長さを、他の入射側透明電極６０ｂから６０ｅよりも大きくすればよい。これにより、液晶プロジェクタ１４から投影される画像に対する液晶パネル５６の鉛直方向の位置合わせが容易になる。隣接する入射側透明電極６０間には、絶縁用のギャップ６８があけられる。ギャップ６８は、水平方向に延びる。即ち、ギャップ６８は、入射側偏光板５４の透過軸、及び、入射する偏光の偏光方向と略平行な方向に延びる。ここでいう略平行とは、ギャップ６８の伸長方向と、入射する偏光の偏光方向との間の角度が、±３８．６５度の範囲内、好ましくは、±３７．６度の範囲内、より好ましくは±１５度の範囲内である。当然に、略平行は、平行を含む。ギャップ６８の水平方向の長さは、入射側基板５８と略同じである。これにより、光学装置１８は、フレア光を抑制できる。
【００３３】
液晶部材６２は、入射側透明電極６０と出射側透明電極６４との間に封止されて配置されている。液晶部材６２は、高電圧が印加されると、光学的等方状態（アイソトロピック）となる。液晶部材６２は、低電圧が印加されると、λ／２位相差板として機能する。従って、液晶部材６２は、低電圧が印加されると、水平方向を偏光方向とする偏光の偏光方向を９０度回転させて、鉛直方向とする。液晶部材６２は、反応性の速さからπモード型のベンド配向型液晶を用いることが好ましい。尚、液晶部材６２は、ＯＣＢ型等のベンド配向型液晶、スーパーツイストネマティック型液晶、ツイストネマティック型液晶、スメクチック型液晶のいずれかであってもよい。
【００３４】
出射側透明電極６４は、例えば、ＩＴＯからなる。出射側透明電極６４は、入射側基板５８及び出射側基板６６と略同形状の四角形状に形成されている。出射側透明電極６４は、出射側基板６６の全面にわたって形成されている。従って、出射側透明電極６４には、ギャップが形成されていない。出射側透明電極６４は、共通電極として機能する。出射側透明電極６４は、液晶部材６２を挟み、６枚の入射側透明電極６０と対向して、６枚の入射側透明電極６０より出射側に配置されている。
【００３５】
出射側基板６６は、光学的に等方で光を透過可能な材料からなる。出射側基板６６は、例えば、ガラスからなる。出射側基板６６の入射側の面は、出射側透明電極６４を保持する。出射側基板６６と入射側基板５８の間には、液晶部材６２を封止する空間が形成される。
【００３６】
出射側偏光板５２は、光学装置１８において、液晶パネル５６の出射側であって、最も出射側に配置されている。出射側偏光板５２は、四角形の板状に形成されている。出射側偏光板５２は、矢印で示すように、鉛直方向の透過軸を有する。換言すれば、出射側偏光板５２は、低電圧が印加された液晶パネル５６から出射される画像を構成する偏光の偏光軸と同じ方向の透過軸を有する。尚、ギャップ６８と入射側偏光板５４の透過軸及び入射する偏光の偏光方向との間の角度が、上記範囲内であって、平行ではない場合、液晶部材６２による偏光方向の回転角度が適宜設定され、出射側偏光板５２の透過軸も適宜設定される。
【００３７】
図４は、光学装置１８の液晶部材６２の近傍を拡大した縦断面図である。図４に示すように、隣接する入射側透明電極６０間には、ギャップ６８が形成されている。ギャップ６８の鉛直方向の長さの一例は、１５μｍである。液晶部材６２の偏光の進行方向の厚みの一例は、３μｍから６μｍである。
【００３８】
図５は、液晶プロジェクション装置１０の制御系を説明するブロック図である。図５に示すように、液晶プロジェクタ１４は、受信部７０と、プロジェクタ制御部７２と、青用液晶駆動部７４と、緑用液晶駆動部７６と、赤用液晶駆動部７８とを更に有する。
【００３９】
受信部７０は、外部の機器、例えば、パーソナルコンピュータから画像情報を受信する。受信部７０は、受信した画像情報をプロジェクタ制御部７２へと出力する。
【００４０】
プロジェクタ制御部７２は、光源２０のオン・オフを切り替える。プロジェクタ制御部７２は、画像を生成する間、光源２０をオン状態にして、それ以外の間は光源２０をオフ状態にする。
【００４１】
プロジェクタ制御部７２は、受信部７０から画像情報を取得すると、画像情報に含まれる青色、緑色及び赤色の画像情報を抽出する。プロジェクタ制御部７２は、青色の画像情報に基づいて、青用液晶駆動部７４に駆動信号を出力する。同様に、プロジェクタ制御部７２は、緑色及び赤色の画像情報に基づいて、緑用液晶駆動部７６及び赤用液晶駆動部７８に駆動信号を出力する。ここで、プロジェクタ制御部７２は、動画の各コマの画像を連続して２回生成するように、駆動信号を出力する。これにより、青用液晶パネル３４、緑用液晶パネル３６、赤用液晶パネル３８の液晶部材の劣化が低減される。プロジェクタ制御部７２は、青用液晶パネル３４、緑用液晶パネル３６、赤用液晶パネル３８のそれぞれの上から下に画像を生成するように、青用液晶駆動部７４、緑用液晶駆動部７６、赤用液晶駆動部７８に駆動信号を出力する。
【００４２】
プロジェクタ制御部７２は、光学装置１８の光学装置制御部８０へ信号を出力可能に接続されている。プロジェクタ制御部７２は、画像書き込み周期と、画像書き込み開始タイミングと、液晶応答完了時間とを光学装置制御部８０へと出力する。画像書き込み周期は、１コマの画像の書き込みに必要な時間である。画像書き込み周期の例は、１／１２０秒または１／２４０秒である。画像書き込み開始タイミングは、各コマの画像の書き込みを開始するタイミングのことである。換言すれば、画像書き込み開始タイミングは、青用液晶パネル３４、緑用液晶パネル３６、赤用液晶パネル３８の最上列の水平画素列へ電圧印加を開始するタイミングである。液晶応答完了時間は、青用液晶パネル３４、緑用液晶パネル３６、赤用液晶パネル３８の水平画素列の液晶に電圧が印加されてから、当該水平画素列の液晶の応答が完了する液晶応答完了タイミングまでの時間である。プロジェクタ制御部７２は、画像書き込み開始タイミングを、各コマの画像を書き込む毎に出力する。プロジェクタ制御部７２は、液晶応答完了時間を、液晶プロジェクタ１４と光学装置１８とが接続されたたときに一度出力する。尚、画像書き込み周期は、画像書き込み開始タイミングと画像書き込み開始タイミングとの間隔から算出してもよい。
【００４３】
青用液晶駆動部７４、緑用液晶駆動部７６、赤用液晶駆動部７８は、プロジェクタ制御部７２から取得した駆動信号に基づいて、青用液晶パネル３４、緑用液晶パネル３６、赤用液晶パネル３８のそれぞれを駆動して、画像を生成する。
【００４４】
光学装置１８は、光学装置制御部８０と、格納部８２とを更に有する。光学装置制御部８０は、プロジェクタ制御部７２から画像書き込み開始タイミングを画像書き込み毎に取得する。光学装置制御部８０は、液晶プロジェクタ１４と接続されたときに、プロジェクタ制御部７２から画像書き込み周期と、液晶応答完了時間とを取得して、格納部８２に格納する。光学装置制御部８０は、取得した画像書き込み周期と、画像書き込み開始タイミングと、液晶応答完了時間とに基づいて、６枚の入射側透明電極６０の高電圧状態及び低電圧状態を切り替える。尚、光学装置制御部８０による入射側透明電極６０の制御の詳細について、後述する。
【００４５】
次に、液晶プロジェクション装置１０の動作について説明する。まず、プロジェクタ制御部７２は、受信部７０を介して、外部機器から画像情報を取得する。プロジェクタ制御部７２は、光源２０をオン状態にするとともに、画像情報に基づいて、青用液晶駆動部７４、緑用液晶駆動部７６、赤用液晶駆動部７８に駆動信号を出力する。青用液晶駆動部７４、緑用液晶駆動部７６、赤用液晶駆動部７８は、駆動信号に基づいて、青用液晶パネル３４、緑用液晶パネル３６、赤用液晶パネル３８のそれぞれを駆動する。
【００４６】
これにより、光源２０は、複数の原色の光を含む光を出射する。複数の原色を含む光は、ダイクロイックミラー２２、２４によって、３原色に分割される。分割された青色の光ＢＬ、緑色の光ＧＬ及び赤色の光ＲＬは、反射ミラー２６、２８、３０によって反射されて、青用液晶パネル３４、緑用液晶パネル３６、及び、赤用液晶パネル３８に入射される。青用液晶パネル３４、緑用液晶パネル３６、及び、赤用液晶パネル３８は、青用液晶駆動部７４、緑用液晶駆動部７６、赤用液晶駆動部７８から取得した駆動信号に基づいて、それぞれに入射した３原色の光の一部を偏光にして透過させて、偏光ビームスプリッタ４０へと入射する。偏光ビームスプリッタ４０は、３方向から入射された３原色の光の画像を結合させ、投影レンズ４４を介して、波長選択性偏光ローテータ１６へと入射する。
【００４７】
波長選択性偏光ローテータ１６は、青色及び赤色の偏光の偏光方向は回転させることなく、緑色の偏光の偏光方向を９０度回転させて水平方向として出射する。これにより、波長選択性偏光ローテータ１６から出射される青色、緑色及び赤色の偏光の偏光方向は、略水平方向に統一されて、光学装置１８に入射する。
【００４８】
光学装置１８に入射した略水平方向を偏光方向とする偏光の振動成分のうち、鉛直方向の振動成分が遮断される。これにより、偏光の偏光方向は、入射側偏光板５４によって、水平方向に更に統一される。偏光方向が統一された青色、緑色及び赤色の偏光は、入射側基板５８、入射側透明電極６０を透過して、液晶部材６２に入射する。ここで、偏光の偏光方向は、入射側透明電極６０及び入射側透明電極６０間のギャップ６８と略平行なので、フレア光がほとんど生じない。尚、フレア光がほとんど生じない理由については後述する。光学装置制御部８０によって、高電圧状態となっている入射側透明電極６０の出射側の領域の液晶部材６２は、水平方向を偏光方向とする偏光を変調することなく、出射側透明電極６４及び出射側基板６６を介して出射する。水平方向を偏光方向とする偏光は、鉛直方向を透過軸とする出射側偏光板５２によって遮光される。一方、低電圧状態となっている入射側透明電極６０の出射側の領域の液晶部材６２は、λ／２位相差板として機能するので、水平方向を偏光方向とする偏光の偏光方向を９０度回転させ、出射側透明電極６４及び出射側基板６６を介して出射する。鉛直方向を偏光方向とする偏光は、出射側偏光板５２を透過して、スクリーン１２に達する。スクリーン１２に達した偏光は、反射されて、画像をユーザに提供する。
【００４９】
次に、フレア光を抑制できる理由について説明する。図６は、高電圧印加状態でのフレア光の発生を説明するための比較形態の光学装置１０１８の一部の図である。図７は、低電圧印加状態でのフレア光の発生を説明するための比較形態の光学装置１０１８の一部の図である。
【００５０】
比較形態の光学装置１０１８は、入射側偏光板５５と、出射側偏光板５３とが、光学装置１８と異なる。入射側偏光板５５の透過軸は、鉛直方向である。従って、入射側偏光板５５の透過軸は、入射側透明電極６０及びギャップ６８の長手方向と直交する。出射側偏光板５３の透過軸は、水平方向である。尚、比較形態では、入射側偏光板５５に鉛直方向を偏光方向とする偏光が入射される。それ以外の比較形態の光学装置１０１８の構成は、光学装置１８と同様である。
【００５１】
図６に示すように、高電圧印加状態では、液晶部材６２は光学的等方状態となっている。この状態において、比較形態の光学装置１０１８では、鉛直方向を偏光方向とする偏光ＰＬが、入射側偏光板５５から出射されて、入射側基板５８を透過する。この後、ギャップ６８以外の領域、即ち、入射側透明電極６０を透過する偏光ＰＬは、液晶部材６２によって偏光状態を変調されることなく、出射側透明電極６４及び出射側基板６６を透過した後、出射側偏光板５３によって遮断される。
【００５２】
ここで、偏光は、電場の振動方向と交差するギャップを通過すると、振動方向に回折することが知られている。従って、ギャップ６８を透過する偏光ＰＬは、鉛直方向に回析して、点線で示す偏光ＰＬ１のように水平方向から傾斜した方向に進行する。更に、ギャップ６８で回析して傾斜した方向に進行する偏光ＰＬ１は、高電圧が印加されず配向が乱れている領域の液晶部材６２を透過するので、当該偏光ＰＬ１は楕円偏光となる。この後、ギャップ６８を透過した偏光ＰＬ１は、出射側透明電極６４及び出射側基板６６を透過した後、出射側偏光板５３に達する。この偏光ＰＬ１は楕円偏光となっているので、偏光の一部が出射側偏光板５３を透過して、フレア光となる。
【００５３】
図７に示すように、低電圧状態では、液晶部材６２はλ／２位相差板として機能する。この状態において、比較形態の光学装置１０１８では、鉛直方向を偏光方向とする偏光ＰＬが、入射側偏光板５５から出射されて、入射側基板５８及び入射側透明電極６０を透過する。ギャップ６８以外の領域、即ち、入射側透明電極６０を透過する偏光ＰＬは、液晶部材６２によって偏光方向が９０度回転された水平方向となる。この水平方向を偏光方向とする偏光ＰＬは、出射側透明電極６４及び出射側基板６６を透過した後、出射側偏光板５３も透過して出射されて画像を形成する。
【００５４】
一方、ギャップ６８を透過する偏光ＰＬは、鉛直方向に回析して、点線で示す偏光ＰＬ１のように水平方向から傾斜した方向に進行する。この後、ギャップ６８で回析して傾斜した方向に進行する偏光ＰＬ１は、低電圧が印加されず配向が乱れている領域の液晶部材６２を透過するので、当該偏光ＰＬ１は楕円偏光となる。この後、ギャップ６８を透過した偏光ＰＬ１は、出射側透明電極６４及び出射側基板６６を透過した後、出射側偏光板５３に達する。この偏光ＰＬ１は楕円偏光となっているので、偏光ＰＬ１の一部が出射側偏光板５３を透過する。偏光ＰＬ１は傾斜した方向に進行するので、偏光ＰＬが達する領域とは鉛直方向にずれた領域に達する。この結果、偏光ＰＬ１は、フレア光となる。
【００５５】
図８は、上述した高電圧印加状態での光学装置１８の一部の図である。図９は、上述した低電圧印加状態での光学装置１８の一部の図である。
【００５６】
図８に示すように、高電圧印加状態では、液晶部材６２は光学的等方状態となっている。この状態において、実施形態の光学装置１８では、水平方向を偏光方向とする偏光ＰＬが、入射側偏光板５４から出射される。この偏光ＰＬは、入射側基板５８及び入射側透明電極６０を透過した後、偏光方向を液晶部材６２によって回転されることなく、出射側偏光板５２まで達して遮光される。また、水平方向を偏光方向とする偏光ＰＬは、入射側透明電極６０間のギャップ６８を透過しても、ほとんど回析することがない。これにより、偏光ＰＬは、進行方向が維持される。この結果、光学装置１８は、フレア光を抑制できる。
【００５７】
図９に示すように、低電圧印加状態では、液晶部材６２はλ／２位相差板として機能する。この状態において、水平方向を偏光方向とする偏光ＰＬは、偏光方向を液晶部材６２によって９０度回転されて鉛直方向となった状態で、出射側偏光板５２まで達する。この後、偏光ＰＬは出射側偏光板５２を透過して出射されて画像を形成する。低電圧印加状態においても、入射側透明電極６０に入射する偏光方向が、水平方向なので、偏光ＰＬはほとんど回析しない。これにより、偏光ＰＬは、進行方向が維持される。この結果、光学装置１８は、フレア光を抑制できる。
【００５８】
次に、上述した実施形態の光学装置１８の効果を証明した実験結果について説明する。図１０は、上述した実施形態によって投影された四角の画像である。図１１は、上述した比較形態によって投影された四角の画像である。
【００５９】
即ち、図１０は、入射側偏光板５４の透過軸及び入射側偏光板５４から出射された偏光の偏光方向と、入射側透明電極６０及びギャップ６８の長手方向とが平行な光学装置１８により投影された画像である。一方、図１１は、入射側偏光板５４の透過軸及び入射側偏光板５４から出射された偏光の偏光方向と、入射側透明電極６０及びギャップ６８の長手方向とが直交する光学装置１０１８により投影された画像である。
【００６０】
図１０に示すように、実施形態の光学装置１８によって投影された画像にはフレア光はほとんど見られない。一方、図１１に示すように、比較形態の光学装置１０１８によって投影された画像には、四角の画像から鉛直方向に延びるフレア光が明確に見える。この結果、上述した実施形態の効果が証明された。
【００６１】
次に、入射側偏光板５４を垂線の周りで回転させて、入射側偏光板５４の透過軸及び入射側偏光板５４から出射された偏光の偏光方向と、入射側透明電極６０及びギャップ６８の長手方向との間の相対角度を０度〜９０度まで変化させて、フレア光について調べた。
【００６２】
図１２は、相対角度と、（フレア光／実像明るさ［％］）との関係を調べた実験結果である。図１３は、相対角度と、フレア光の鮮明度との関係を調べた実験結果である。フレア光の鮮明度は、「フレア光の鮮明度＝（フレア光輝度−背景輝度）／（フレア光輝度＋背景輝度）」によって算出される。尚、フレア光の輝度は、フレア光のうち最も明るい領域の輝度である。背景輝度は、上記フレア光の測定領域と同じ領域において、フレア光の元となる白表示の画像を消して全領域を黒表示としたときの輝度である。各近似曲線は、図に示すとおりである。
【００６３】
図１２に示すように、相対角度が大きくなるにつれて、「フレア光／実像明るさ」は、部分的に減少することはあるが、全般的に上昇していることがわかる。図１２の近似曲線から変曲点での相対角度が±３７．６度であることがわかる。また、図１３に示すように、相対角度が大きくなるにつれて、「フレア光の鮮明度」が上昇していることがわかる。図１３の近似曲線から変曲点での相対角度が、±３８．６５度であることがわかる。この結果、相対角度は、±３８．６５度の範囲内が好ましく、±３７．６度の範囲内がより好ましいことがわかる。更に、図１２及び図１３において、「フレア光／実像明るさ」及び「フレア光の鮮明度」は、相対角度が１５度のとき最小値となることがわかる。この結果、相対角度は±１５度の範囲内がより好ましいことがわかる。
【００６４】
次に、液晶プロジェクタ１４及び光学装置１８の動作タイミングを説明する。図１４は、液晶プロジェクタ１４及び光学装置１８の動作タイミングの図である。図１４において、横軸は時間を示す。図１４における上３段の動作タイミングは、液晶プロジェクタ１４に関する。図１４における最下段の動作タイミングは、光学装置１８に関する。
【００６５】
図１４の最上段の「画像書換え周期」の動作タイミングに示すように、液晶プロジェクタ１４の画像書換え１周期の間に、同じ画像が２コマ書き込まれる。例えば、最初の画像の画像書換え周期において、上から２段目の「画像書き込み」の動作タイミングに示すように、画像Ｇ１ａと、画像Ｇ１ａと同じ画像Ｇ１ｂとが順に書き込まれる。画像Ｇ１ａと、画像Ｇ１ｂは、青用液晶パネル３４、緑用液晶パネル３６、赤用液晶パネル３８に印加される電圧の正負が逆転するが、同じ画像である。画像書き込みの動作タイミングに示す縦軸は、水平画素列の鉛直方向の位置に対応する。ここで、画像Ｇは、上から順に書き込まれる。従って、画像書き込みの動作タイミングに示す、画像書き込み開始の矢印は、一の水平画素列の画像書き込みを開始するタイミングとなる。画像Ｇ１ａ、Ｇ１ｂが書き込まれた後、次の画像Ｇ２ａ、Ｇ２ｂが書き込まれる。画像書き込み周期は、１コマの画像の書き込みに必要な時間であって、１コマ目の書き込みが開始してから次のコマの書き込みが開始するまでの時間である。上から３段目の「液晶応答完了」の矢印で示す動作タイミングは、電圧が印加された各水平画素列の液晶が応答して表示切り替えが終了するタイミングを示す。例えば、画像Ｇ１ａの書き込みにおいて、水平画素列の最上列の液晶の応答が完了するタイミングが「Ｔｅｕ」であって、水平画素列の最下列の液晶の応答が完了するタイミングが「Ｔｅｄ」である。更に、画像Ｇ１ａのうち、入射側透明電極６０ａに入射する画像を生成する最上部の水平画素列の全ての液晶の応答が完了するタイミングは、「Ｔｅｕ」から「時間ｄＴ」経過した後である。ここで、入射側透明電極６０ａは、鉛直方向において、入射する画像Ｇ１ａの約１／６の長さを有するので、「時間ｄＴ＝画素書き込み周期／６」となる。尚、入射側透明電極６０の段数が、ｎ枚の場合、「時間ｄＴ＝画素書き込み周期／ｎ」となる。
【００６６】
「透過・非透過切替動作」に示す動作タイミングは、光学装置１８の液晶パネル５６の入射側透明電極６０ａ〜６０ｆへの電圧印加のタイミングを示す。これにより、液晶プロジェクタ１４から出射された画像の透過と非透過の切り替えのタイミングが制御される。例えば、最上段の入射側透明電極６０ａは、入射側透明電極６０ａに入射する画像を生成する最上部の複数の水平画素列の液晶応答完了タイミング後に、低電圧が印加されて、透過状態となる。入射側透明電極６０ｂは、入射側透明電極６０ａに高電圧が印加された後、切替時間が経過すると低電圧が印加されて、透過状態となる。切り替え時間は、「画像書き込み周期／入射側透明電極の段数」である。「入射側透明電極の段数」は、本実施形態では「６」である。この後、入射側透明電極６０ｃ〜６０ｆは、切替時間経過後に順に低電圧が印加されて、透過状態となる。
【００６７】
その後、最上段の入射側透明電極６０ａは、次の画像Ｇ２ａの書き込みが開始されると、高電圧が印加されて非透過状態となる。入射側透明電極６０ｂは、入射側透明電極６０ａに高電圧が印加された後、切替時間が経過すると高電圧が印加されて、非透過状態となる。この後、入射側透明電極６０ｃ〜６０ｆは、切替時間経過後に順に高電圧が印加されて、非透過状態となる。この非透過状態では、画像が投影されないので、黒表示となる。この黒表示が、画像と画像との間に挿入されることにより、動画ぼけが低減される。これにより、青用液晶パネル３４、緑用液晶パネル３６、赤用液晶パネル３８の液晶の応答性に起因する残像及び画像ボケを抑制することができる。
【００６８】
次に、上述した実施形態の一部を変更した実施形態について説明する。
【００６９】
図１５は、透明電極を変更した光学装置１１８の分解斜視図である。図１６は、偏光変調機１５０の一部を拡大した縦断面図である。図１５では、他の部材で隠れている出射側透明電極１６４の一部を点線で示している。本実施形態においては、鉛直方向を偏光方向とする偏光が、光学装置１１８に入射する。図１５及び図１６に示すように、光学装置１１８は、偏光変調機１５０と、出射側偏光板１５２とを有する。偏光変調機１５０は、入射側偏光板１５４と、液晶パネル１５６とを有する。
【００７０】
入射側偏光板１５４は、鉛直方向の透過軸を有する。従って、入射側偏光板１５４は、鉛直方向を偏光方向とする直線偏光を出射する。
【００７１】
液晶パネル１５６は、入射側偏光板１５４の出射側に配置されている。液晶パネル１５６は、入射側基板１５８と、入射側透明電極１６０と、液晶部材１６２と、６枚の出射側透明電極１６４ａ〜１６４ｆと、出射側基板１６６とを有する。尚、６枚の出射側透明電極１６４のいずれかを特定する必要がない場合、符号を「１６４」とする。入射側基板１５８、液晶部材１６２及び出射側基板１６６は、それぞれ入射側基板５８、液晶部材６２及び出射側基板６６と同様の構成である。
【００７２】
入射側透明電極１６０は、入射側基板１５８の一面の全体にわたって形成されている。即ち、入射側透明電極１６０は、入射側基板１５８と略同形状である。従って、入射側透明電極１６０には、ギャップが形成されていない。液晶部材１６２は、入射側透明電極１６０と６枚の出射側透明電極１６４との間に配置されている。
【００７３】
６枚の出射側透明電極１６４は、液晶部材１６２を挟み、入射側透明電極１６０と対向して、入射側透明電極１６０より出射側に配置されている。出射側透明電極１６４は、出射側基板１６６の入射側に設けられている。出射側透明電極１６４は、伸長方向の一例である水平方向に伸びる長方形状に形成されている。出射側透明電極１６４の水平方向の長さは、出射側基板１６６と略同じである。出射側透明電極１６４ａ〜１６４ｆは、伸長方向と交差する方向である鉛直方向に沿って、順に配列されている。出射側透明電極１６４の鉛直方向の長さは、出射側基板１６６の鉛直方向の長さの１／６よりもやや短い。隣接する出射側透明電極１６４間には、絶縁用のギャップ１６８があけられている。ギャップ１６８は、水平方向に延びる。ギャップ１６８の水平方向の長さは、出射側基板１６６と略同じである。
【００７４】
出射側偏光板１５２は、液晶パネル１５６の出射側に配置されている。出射側偏光板１５２の透過軸は、水平方向である。従って、出射側偏光板１５２は、水平方向を偏光方向とする偏光を出射する。即ち、出射側偏光板１５２の透過軸、及び、出射する偏光の偏光方向は、ギャップ１６８と略平行な方向に延びる。ここでいう略平行とは、ギャップ１６８の伸長方向と、出射側偏光板１５２の透過軸との間の角度が、±４５．２度の範囲内、好ましくは±３７．１４度の範囲内、より好ましくは±１０度の範囲内である。当然に、略平行は、平行を含む。これにより、光学装置１１８は、フレア光を抑制できる。
【００７５】
次に、フレア光を抑制できる理由について説明する。図１７は、高電圧印加状態でのフレア光の発生を説明するための比較形態の光学装置１１１８の一部の図である。図１８は、低電圧印加状態でのフレア光の発生を説明するための比較形態の光学装置１１８の一部の図である。
【００７６】
比較形態の光学装置１１１８は、出射側偏光板１５３が、光学装置１１８と異なる。出射側偏光板１５３の透過軸は、鉛直方向である。それ以外の比較形態の光学装置１１１８の構成は、光学装置１１８と同様である。
【００７７】
図１７に示すように、高電圧印加状態では、液晶部材１６２は光学的等方状態となっている。この状態において、比較形態の光学装置１１１８では、鉛直方向を偏光方向とする偏光ＰＬが、入射側偏光板１５４から出射される。偏光ＰＬは、入射側基板１５８、入射側透明電極１６０、及び、液晶部材１６２を変調されることなく透過する。ギャップ１６８以外の領域、即ち、出射側透明電極１６４を透過する偏光ＰＬは、出射側透明電極１６４、出射側基板１６６、及び、出射側偏光板１５３を透過して、画像を形成する。
【００７８】
一方、ギャップ１６８に入射する偏光ＰＬは、高電圧が印加されず配向が乱れている領域の液晶部材１６２を透過しているので、当該偏光ＰＬは楕円偏光となる。従って、ギャップ１６８を透過する偏光ＰＬは、鉛直方向の振動成分を含むので、偏光ＰＬの一部は、鉛直方向に回析して、点線で示す偏光ＰＬ１のように水平方向から傾斜した方向に進行する。この後、傾斜した方向に進行する偏光ＰＬ１は、出射側基板１６６を透過した後、出射側偏光板１５３に達する。この偏光ＰＬ１は鉛直方向に振動するので、鉛直方向の透過軸を有する出射側偏光板１５３を透過する。この出射側偏光板１５３を透過した偏光ＰＬ１は、水平方向から傾斜した方向に進行してフレア光となる。
【００７９】
図１８に示すように、低電圧状態では、液晶部材１６２はλ／２位相差板として機能する。この状態において、比較形態の光学装置１１１８では、鉛直方向を偏光方向とする偏光ＰＬが、入射側偏光板１５４から出射される。偏光ＰＬは、入射側基板１５８及び入射側透明電極１６０を透過した後、液晶部材１６２によって偏光方向が９０度回転される。ギャップ１６８以外の領域、即ち、出射側透明電極１６４を透過する偏光ＰＬは、出射側透明電極１６４、出射側基板１６６を透過した後、出射側偏光板１５３によって遮断される。
【００８０】
ギャップ１６８に入射する偏光ＰＬは、低電圧が印加されず配向が乱れている領域の液晶部材１６２を透過しているので、偏光方向が完全に９０度回転されず、当該偏光ＰＬは楕円偏光となる。従って、ギャップ１６８を透過する偏光ＰＬは、鉛直方向の振動成分を含むので、偏光ＰＬの一部は、鉛直方向に回析して、点線で示す偏光ＰＬ１のように水平方向から傾斜した方向に進行する。この後、傾斜した方向に進行する偏光ＰＬ１は、出射側基板１６６を透過した後、出射側偏光板１５３に達する。この偏光ＰＬ１は鉛直方向に振動するので、鉛直方向の透過軸を有する出射側偏光板１５３を透過する。この出射側偏光板１５３を透過した偏光ＰＬ１は、水平方向から傾斜した方向に進行してフレア光となる。
【００８１】
図１９は、上述した実施形態における高電圧印加状態での光学装置１１８の一部の図である。図２０は、上述した実施形態における低電圧印加状態での光学装置１１８の一部の図である。
【００８２】
図１９に示すように、高電圧印加状態では、液晶部材１６２は光学的等方状態となっている。この状態において、実施形態の光学装置１１８では、鉛直方向を偏光方向とする偏光ＰＬが、入射側偏光板１５４から出射される。この偏光ＰＬは、偏光方向を液晶部材１６２によって回転されることなく、出射側偏光板１５２によって遮断される。
【００８３】
ここで、出射側透明電極１６４間のギャップ１６８に達する偏光ＰＬは、高電圧が印加されていない領域の液晶部材１６２を透過するので、楕円偏光となる。従って、ギャップ１６８を透過する偏光ＰＬは、鉛直方向の振動成分を含むので、偏光ＰＬの一部は、鉛直方向に回析して、点線で示す偏光ＰＬ１のように水平方向から傾斜した方向に進行する。この後、傾斜した方向に進行する偏光ＰＬ１は、出射側基板１６６を透過した後、出射側偏光板１５２に達する。この偏光ＰＬ１は鉛直方向に振動するので、水平方向の透過軸を有する出射側偏光板１５２によって遮断される。この結果、光学装置１１８は、フレア光を抑制できる。
【００８４】
図２０に示すように、低電圧印加状態では、液晶部材１６２はλ／２位相差板として機能する。この状態において、鉛直方向を偏光方向とする偏光は、偏光方向を液晶部材１６２によって９０度回転されて水平方向となった状態で、出射側偏光板１５２まで達する。この後、偏光は出射側偏光板１５２を透過して出射されて、画像を形成する。
【００８５】
ここで、出射側透明電極１６４間のギャップ１６８に達する偏光は、低電圧が印加されていない領域の液晶部材１６２を透過するので、楕円偏光となる。従って、ギャップ１６８を透過する偏光ＰＬは、鉛直方向の振動成分を含むので、偏光ＰＬの一部は、鉛直方向に回析して、点線で示す偏光ＰＬ１のように水平方向から傾斜した方向に進行する。この後、傾斜した方向に進行する偏光ＰＬ１は、出射側基板１６６を透過した後、出射側偏光板１５２に達する。この偏光ＰＬ１は鉛直方向に振動するので、水平方向の透過軸を有する出射側偏光板１５２によって遮断される。この結果、光学装置１１８は、フレア光を抑制できる。
【００８６】
次に、上述した実施形態の光学装置１１８の効果を証明した実験結果について説明する。実験は、図１０及び図１１に示した四角形状の画像を投影することによって行った。この実験では、出射側偏光板１５２を垂線の周りで回転させて、出射側偏光板１５２の透過軸及び出射側偏光板１５２から出射される偏光の偏光方向と、出射側透明電極１６４及びギャップ１６８の長手方向との間の相対角度を０度〜９０度まで変化させて、フレア光について調べた。
【００８７】
図２１は、相対角度と、「フレア光／実像明るさ［％］」との関係を調べた実験結果である。図２２は、相対角度と、フレア光の鮮明度との関係を調べた実験結果である。各近似曲線は、図に示すとおりである。
【００８８】
図２１に示すように、相対角度が大きくなるにつれて、「フレア光／実像明るさ」は、部分的に減少することはあるが、全般的に上昇していることがわかる。図２１の近似曲線から変曲点での相対角度が±４５．２度であることがわかる。また、図２２に示すように、相対角度が大きくなるにつれて、「フレア光の鮮明度」が上昇していることがわかる。図２２の近似曲線から変曲点での相対角度が±３７．１４度であることがわかる。この結果、相対角度は、±４５．２度の範囲内が好ましく、±３７．１４度の範囲内がより好ましいことがわかる。図２１及び図２２において、「フレア光／実像明るさ」及び「フレア光の鮮明度」は、相対角度が１０度のときに最小値となることがわかる。この結果、相対角度は±１０度の範囲内がより好ましいことがわかる。
【００８９】
次に、一部を変更した光学装置について説明する。図２３は、光学装置２１８の分解斜視図である。本実施形態においては、水平方向を偏光方向とする偏光が、光学装置２１８に入射する。図２３に示すように、光学装置２１８は、偏光変調機２５０と、出射側偏光板５２とを有する。偏光変調機２５０は、入射側偏光板５４と、液晶パネル２５６とを有する。
【００９０】
入射側偏光板５４は、水平方向の透過軸を有する。従って、入射側偏光板５４は、水平方向を偏光方向とする偏光を出射する。
【００９１】
液晶パネル２５６は、入射側基板５８と、６枚の入射側透明電極６０ａ〜６０ｆと、液晶部材６２と、６枚の出射側透明電極１６４ａ〜１６４ｆと、出射側基板１６６とを有する。尚、６枚の入射側透明電極６０ａ〜６０ｆ及び６枚の出射側透明電極１６４ａ〜１６４ｆのいずれかを特定する必要がない場合、符号を「６０」及び「１６４」とする。
【００９２】
光学装置２１８においては、入射側偏光板５４の透過軸及び出射する偏光の偏光方向は、入射側透明電極６０間のギャップ６８と平行である。また、出射側偏光板５２の透過軸、及び、出射側偏光板５２から出射する偏光の偏光方向は、出射側透明電極１６４間のギャップ１６８と平行な方向に延びる。これにより、光学装置２１８は、上述した実施形態と同様にフレア光を抑制できる。
【００９３】
図２４は、一部を変更した光学装置３１８の分解斜視図である。図２４に示すように、光学装置３１８は、偏光ローテータ３８２を更に備える。偏光ローテータ３８２は、入射側偏光板５４の入射側に配置されている。尚、偏光ローテータ３８２は、波長選択性偏光ローテータ１６等の偏光方向が統一された偏光を出射する部材の出射側に配置される。偏光ローテータ３８２は、水平方向から４５度傾斜した遅相軸を有する。偏光ローテータ３８２は、鉛直方向を偏光方向とする偏光を９０度回転させて、水平方向を偏光方向とする偏光として出射する。これにより、光学装置３１８は、鉛直方向を偏光方向とする偏光を出射する液晶プロジェクタ１４または波長選択性偏光ローテータ１６に対応できる。偏光ローテータ３８２の遅相軸または進相軸の方向は、入射する偏光の偏光方向、及び、入射側偏光板５４の透過軸の方向に合わせて、適宜変更してよい。尚、図３に示す光学装置１８に偏光ローテータ３８２を追加する例を示したが、図１５及び図２３に示す光学装置１１８、２１８に、遅相軸または透過軸の方向が適切に設定された偏光ローテータ３８２を追加してもよい。
【００９４】
図２５は、一部を変更した光学装置４１８の分解斜視図である。図２５に示すように、光学装置４１８は、偏光ローテータ４５２と、液晶パネル４５６とを更に備える。
【００９５】
偏光ローテータ４５２は、出射側偏光板５２の出射側に配置されている。偏光ローテータ４５２は、λ／２位相差板として機能する。偏光ローテータ４５２は、水平方向から４５度傾斜した遅相軸を有する。従って、偏光ローテータ４５２は、出射側偏光板５２から出射された鉛直方向を偏光方向とする偏光を９０度回転させて、水平方向を偏光方向とする偏光として出射する。
【００９６】
液晶パネル４５６は、偏光切替部の一例である。液晶パネル４５６は、偏光ローテータ４５２の出射側に配置されている。液晶パネル４５６は、入射側基板４５８と、６枚の入射側透明電極４６０ａ〜４６０ｆと、液晶部材４６２と、出射側透明電極４６４と、出射側基板４６６とを備える。隣接する入射側透明電極４６０間には、ギャップ４６８が形成されている。入射側基板４５８と、６枚の入射側透明電極４６０ａ〜４６０ｆと、液晶部材４６２と、出射側透明電極４６４と、出射側基板４６６は、液晶パネル５６の入射側基板５８と、６枚の入射側透明電極６０ａ〜６０ｆと、液晶部材６２と、出射側透明電極６４と、出射側基板６６と略同様の構成なので説明を省略する。
【００９７】
液晶パネル４５６の入射側透明電極４６０及び出射側透明電極４６４間に高電圧が印加されると、液晶部材は、光学的等方状態となる。従って、液晶パネル４５６は、高電圧印加状態では、出射側偏光板５２から出射され、偏光ローテータ４５２によって回転された水平方向を偏光方向とする偏光を回転させることなく、出射する。入射側透明電極４６０及び出射側透明電極４６４間に低電圧が印加されると、液晶部材はλ／２位相差板として機能する。従って、液晶パネル４５６は、低電圧印加状態では、偏光ローテータ４５２によって回転された水平方向を偏光方向とする偏光を９０度回転させて、鉛直方向を偏光方向とする偏光を出射する。光学装置４１８は、液晶パネル４５６を設けることにより、例えば、鉛直方向の透過軸を有する左目用レンズ及び水平方向の透過軸を有する右目用レンズを備える眼鏡４９０をかけたユーザに立体画像を提供できる。更に、液晶パネル４５６は、６枚の入射側透明電極４６０ａ〜４６０ｆを個別に高電圧状態及び低電圧状態に制御することにより、液晶パネル５６から出射された偏光の偏光方向を領域ごとに切り替えて出射することができる。尚、図３に示す光学装置４１８に液晶パネル４５６を追加する例を図２５に示したが、図１５、図２３及び図２４に示す光学装置１１８、２１８、３１８に、遅相軸または透過軸の方向が適切に設定された偏光ローテータ４５２及び液晶パネル４５６を追加してもよい。
【００９８】
次に、光学装置４１８を備えるプロジェクション装置の制御系について説明する。図２６は、光学装置制御部４８０を有する光学装置４１８を備えるプロジェクション装置４１０のブロック図である。
【００９９】
プロジェクション装置４１０のプロジェクタ制御部７２は、図１の矢印Ａｒで示すように、画像を上から下へと順に書き換える。この上から下の方向が、画像書換方向の一例である。図２６に示すように、プロジェクタ制御部７２は、光学装置制御部４８０と信号を入出力可能に接続されている。プロジェクタ制御部７２は、画像書き込み周期と、画像書き込み開始タイミングと、液晶応答完了時間とを光学装置４１８へと出力する。
【０１００】
光学装置制御部４８０は、画像書き込み周期、及び、液晶応答完了時間を取得すると、格納部４８２に格納する。光学装置制御部４８０は、画像書き込み周期、画像書き込み開始タイミング及び液晶応答完了時間に基づいて、液晶パネル５６及び液晶パネル４５６を含む光学装置４１８を制御する。例えば、光学装置制御部４８０は、液晶パネル５６の入射側透明電極６０ａ〜６０ｆと出射側透明電極６４との間に印加する電圧を高電圧と低電圧とで切り替えて、透過状態及び非透過状態を制御する。ここで、光学装置制御部４８０は、画像書き込み開始タイミングに対応させて、６枚の入射側透明電極６０ａ〜６０ｆに電圧を印加するタイミングを制御する。また、光学装置制御部４８０は、６枚の入射側透明電極６０ａ〜６０ｆに電圧を印加する時間を、液晶応答完了時間に対応させて制御する。例えば、光学装置制御部４８０は、液晶応答完了時間が短くなるにつれて、６枚の入射側透明電極６０ａ〜６０ｆに低電圧を印加する状態を長くするとともに、高電圧を印加する状態を短くする。これにより、光学装置制御部４８０は、液晶応答完了時間が短くなるにつれて、透過状態の時間である透過時間を長くして、非透過状態の時間である非透過時間を短くする。また、光学装置制御部４８０は、液晶パネル４５６の入射側透明電極４６０ａ〜４６０ｆと出射側透明電極４６４との間に印加する電圧を高電圧と低電圧とで切り替えて、出射される偏光の偏光方向を制御する。
【０１０１】
次に、液晶プロジェクタ１４及び光学装置４１８の動作タイミングを説明する。図２７は、液晶プロジェクタ１４及び光学装置４１８の動作タイミングの図である。図２７において、横軸は時間を示す。図２７における上３段の動作タイミングは、液晶プロジェクタ１４に関する。図２７における下２段の動作タイミングは、光学装置４１８に関する。
【０１０２】
図２７において、上４段は、画像Ｇ１ａ、Ｇ１ｂが左目用画像Ｇ３ａ、Ｇ３ｂに変わり、画像Ｇ２ａ、Ｇ２ｂが左目用画像Ｇ４ａ、Ｇ４ｂに変わった以外は図１４と同様なので説明を省略する。
【０１０３】
「偏光切替動作」は、液晶パネル４５６から出射される偏光の偏光方向の切替タイミングを示す。例えば、偏光状態ＰＡは、光学装置制御部４８０が液晶パネル４５６に高電圧を印加した状態であって、液晶パネル４５６は、偏光ローテータ４５２から入射する水平方向を偏光方向とする偏光を回転させることなく、透過させる。
【０１０４】
偏光状態ＰＢは、光学装置制御部４８０が液晶パネル４５６に低電圧を印加した状態であって、液晶パネル４５６は、偏光ローテータ４５２から入射する水平方向を偏光方向とする偏光を９０度回転させて、鉛直方向を偏光方向とする偏光として出射する。
【０１０５】
光学装置制御部４８０は、偏光状態ＰＡと偏光状態ＰＢとを画像書換え周期で切り替える。換言すれば、光学装置制御部４８０は、画像、例えば、左目用画像Ｇ３ａを書き込みに必要な時間の２倍の周期で偏光状態ＰＡと偏光状態ＰＢとを切り替える。
【０１０６】
ここで、光学装置制御部４８０は、偏光状態ＰＡと偏光状態ＰＢとを画像書換え周期に対して半周期ずらして、切り替える。即ち、光学装置制御部４８０は、２回書き込まれる同じ画像のうち、２回目の画像の書き込み開始と同じタイミングで、偏光状態ＰＡと偏光状態ＰＢとを切り替える。
【０１０７】
また、図２７に示す最初の偏光状態ＰＡ１の開始時点では、右目用画像がユーザに見えている。この状態から偏光状態ＰＡ１では、左目用画像Ｇ３ａが水平画素列の上から順に書き込まれる。しかし、偏光状態ＰＡ１では、偏光変調機５０から出射された水平方向を偏光方向とする偏光が、出射側偏光板５２によって、水平画素列の上から順に遮断される。従って、最初の偏光状態ＰＡ１の間、画像は上から順に黒表示となる。
【０１０８】
次の偏光状態ＰＢ１では、偏光変調機５０から出射された鉛直方向を偏光方向とする偏光が、水平画素列の上から順に出射側偏光板５２を透過した後、偏光ローテータ４５２によって偏光方向を９０度回転されて水平方向となる。当該偏光は、液晶パネル４５６によって９０度回転されて、鉛直方向を偏光方向とする偏光として出射される。従って、当該偏光は、鉛直方向を透過軸とする左目用レンズを透過して、ユーザの左目に達する。これにより、偏光状態ＰＢ１が開始すると、ユーザは、水平画素列の上から順に、左目で左目用画像を見ることができる。
【０１０９】
次の、偏光状態ＰＢ２では、偏光変調機５０から出射された水平方向を偏光方向とする偏光が、出射側偏光板５２によって、水平画素列の上から順に遮断される。従って、偏光状態ＰＢ２が開始すると、画像は、上から順に黒表示となる。
【０１１０】
次の偏光状態ＰＡ２では、偏光変調機５０から出射された鉛直方向を偏光方向とする偏光が、水平画素列の上から順に出射側偏光板５２を透過した後、偏光ローテータ４５２によって偏光方向を９０度回転されて水平方向となる。当該偏光は、液晶パネル４５６によって回転されることなく、水平方向を偏光方向とする偏光として出射される。従って、当該偏光は、水平方向を透過軸とする右目用レンズを透過して、ユーザの右目に達する。これにより、偏光状態ＰＡ２が開始すると、ユーザは、水平画素列の上から順に、右目で右目用画像を見ることができる。
【０１１１】
図２８は、一部が変更された液晶プロジェクタ１４及び光学装置４１８の動作タイミングの図である。図２８に示す形態では、液晶応答完了時間が、画像書き込み周期よりも長い。
【０１１２】
図２８の透過・非透過切替動作に示すように、入射側透明電極６０ａの透過時間の開始タイミングが、最上列の水平画素列の液晶応答完了タイミングＴｅｕから上述した時間ｄＴ経過した後である。従って、図２８に示す透過・非透過切替動作における非透過時間が、図２７に示す形態に比べて、液晶応答完了時間に合わせて長くなる。これにより、非透過時間が、透過時間に比べて長くなる。一方、偏光切替動作は、図２８に示す形態と同様に制御される。
【０１１３】
このように偏光変調機５０及び液晶パネル４５６を制御しても、左目用画像は、ユーザの左目に達し、右目用画像は、ユーザの右目に達する。尚、図２８において、ユーザが左目用画像及び右目用画像を見ることができる時間は、図２７における当該時間よりも短い。
【０１１４】
図２７及び図２８に示すように、非透過時間が、画像書き込み周期以上の場合、換言すれば、液晶応答完了時間が、画像書き込み周期以上の場合、光学装置制御部４８０は、複数の分割領域に分割することなく、液晶パネル４５６を全域で一度に制御する。即ち、光学装置制御部４８０は、入射側透明電極４６０ａ〜４６０ｆを一度に高電圧状態、低電圧状態に切り替える。
【０１１５】
図２９は、一部が変更された液晶プロジェクタ１４及び光学装置４１８の動作タイミングの図である。図２９に示す形態では、液晶応答完了時間が、画像書き込み周期の１／３である。従って、例えば、入射側透明電極６０ａに画像を投影する液晶プロジェクタ１４の水平画素列の最上列の水平画素列に電圧が印加されてから、入射側透明電極６０ａに画像を投影する液晶プロジェクタ１４の水平画素列の最下列の水平画素列の液晶の応答が完了するまでの時間Ｔｆ１は、次の式で算出できる。
Ｔｆ１＝（画像書き込み時間／３）＋（ｄＴ）＝画像書き込み周期／２
【０１１６】
図２９に示すように、透過・非透過切替動作における非透過時間が、液晶応答完了時間に合わせて、短くなる。これにより、非透過時間が、透過時間に比べて短くなる。具体的には、非透過時間は、上述した時間Ｔｆ１に一致させればよいので、「画像書き込み時間／２」となる。従って、非透過時間と透過時間の関係は、「非透過時間：透過時間≒１：３」である。
【０１１７】
図２９においても、偏光切替動作は、画像書き込み周期の２倍で偏光状態ＰＡと偏光状態ＰＢとが切り替えられる。また、偏光切替動作は、液晶パネル４５６の上半分の入射側透明電極４６０ａ〜４６０ｃと、下半分の入射側透明電極４６０ｄ〜４６０ｆとが画像書き込み周期の半周期ずれて制御される。
【０１１８】
液晶パネル４５６の上半分の先の偏光状態ＰＢ１１は、偏光変調機５０の入射側透明電極６０ａの透過状態の開始と同じタイミングで開始する。この状態では、左目用画像が上から順にユーザに達する。液晶パネル４５６の下半分の先の偏光状態ＰＢ１２は、偏光変調機５０の入射側透明電極６０ｄの透過状態の開始と同じタイミングで開始する。この状態では、左目用画像が、下半分の上から順にユーザに達する。これにより、ユーザは、偏光状態ＰＢ１１、ＰＢ１２の間、左目用画像を見ることができる。
【０１１９】
液晶パネル４５６の次の偏光状態ＰＢ２１、ＰＢ２２では、偏光変調機５０が上から順に非透過状態となることにより、上から順に黒表示となる。ここで、偏光変調機５０の非透過状態の入射側透明電極６０ａの開始タイミングは、偏光状態ＰＢ２１、ＰＢ２２の開始タイミングより遅い。従って、光学装置４１８は、ユーザにより長い時間、画像を提供できる。
【０１２０】
液晶パネル４５６の先の偏光状態ＰＡ１１、ＰＡ１２では、上述の動作と同様に、上から順にユーザに右目用画像が達する。一方、液晶パネル４５６の次の偏光状態ＰＡ２１、ＰＡ２２では、偏光変調機５０が上から順に非透過状態となることにより、上から順に黒表示となる。
【０１２１】
図３０は、一部が変更された液晶プロジェクタ１４及び光学装置４１８の動作タイミングの図である。図３０に示す形態では、液晶応答完了時間が、画像書き込み周期の１／６である。従って、例えば、入射側透明電極６０ａに画像を投影する液晶プロジェクタ１４の水平画素列の最上列の水平画素列に電圧が印加されてから、入射側透明電極６０ａに画像を投影する液晶プロジェクタ１４の水平画素列の最下列の水平画素列の液晶の応答が完了するまでの時間Ｔｆ２は、次の式で算出できる。
Ｔｆ２＝（画像書き込み時間／６）＋（ｄＴ）＝画像書き込み周期／３
【０１２２】
図３０に示すように、透過・非透過切替動作における非透過時間が、液晶応答完了時間に合わせて、短くなる。これにより、非透過時間が、透過時間に比べて短くなっている。具体的には、非透過時間は、上述した時間Ｔｆ２に一致させればよいので、「画像書き込み時間／３」となる。従って、非透過時間と透過時間の関係は、「非透過時間：透過時間≒１：５」である。
【０１２３】
図３０においても、偏光切替動作は、画像書き込み周期の２倍で偏光状態ＰＡと偏光状態ＰＢとが切り替えられる。また、偏光切替動作は、液晶パネル４５６の上部の１／３の領域の入射側透明電極４６０ａ、４６０ｂと、中部の１／３の領域の入射側透明電極４６０ｃ、４６０ｄと、下部の１／３の領域の入射側透明電極４６０ｅ、４６０ｆとが１／３画像書き込み周期ずつずれて制御される。
【０１２４】
図３０に示す形態の動作は、図２９に示す形態の動作と略同様なので、省略する。尚、図３０に示す形態では、図２９に示す形態よりも黒表示の時間を短くして、ユーザが画像を見れる時間をより長くすることができる。
【０１２５】
図２９及び図３０に示すように、偏光切替動作において、タイミングを同時に制御できる液晶パネル４５６の分割領域の分割数が、次の式で表せることがわかる。尚、画像書き込み周期は、１コマの画像を書き込む周期のことである。
分割数＝画像書き込み周期／非透過時間      ・・・（１）
従って、非透過時間が、画像書き込み周期よりも短い場合、換言すれば、液晶応答完了時間が、画像書き込み周期よりも速い場合、光学装置制御部４８０は、式（１）で示される分割数によって液晶パネル４５６を複数の分割領域に分割して、分割領域ごとに高電圧状態及び低電圧状態を制御する。尚、入射側透明電極４６０が鉛直方向に沿って分割されているので、分割領域は、画像書換方向である鉛直方向に沿って配列される。これにより、分割数を低減して制御を簡易化しつつ、黒表示の時間を低減して、光利用効率を向上できる。尚、式（１）から算出された分割数が、小数点以下の端数を含む場合、当該端数は切り捨てる。
【０１２６】
尚、液晶応答完了時間が既知の場合、液晶応答完了時間に合わせて入射側透明電極４６０を形成してもよい。例えば、液晶応答完了時間が、画像書き込み周期と略等しい場合、入射側透明電極４６０を分割することなく、１枚で形成してもよい。
【０１２７】
図３１は、一部を変更した光学装置５１８の分解斜視図である。光学装置５１８は、液晶パネル５５６と、液晶パネル５５７とを備える。液晶パネル５５６は、入射側基板５５８と、６枚の入射側透明電極５６０ａ〜５６０ｆと、液晶部材５６２と、出射側透明電極５６４と、出射側基板５６６とを備える。隣接する入射側透明電極５６０間には、ギャップ５６８が形成されている。液晶パネル５５７は、入射側基板５５９と、６枚の入射側透明電極５６１ａ〜５６１ｆと、液晶部材５６３と、出射側透明電極５６５と、出射側基板５６７とを備える。隣接する入射側透明電極５６１間には、ギャップ５６９が形成されている。
【０１２８】
液晶パネル５５６は、出射側偏光板５２及び偏光ローテータ４５２の出射側に配置されている。液晶パネル５５６は、入射側透明電極５６０と出射側透明電極５６４との間に高電圧が印加されると、光学的等方状態となる。液晶パネル５５６は、入射側透明電極５６０と出射側透明電極５６４との間に低電圧が印加されると、水平方向から４５度傾斜した遅相軸を有するλ／４位相差板として機能する。従って、液晶パネル５５６は、低電圧状態で、偏光ローテータ４５２から出射された水平方向を偏光方向とする偏光が入射されると、円偏光、例えば、右回りの円偏光を出射する。
【０１２９】
液晶パネル５５７は、液晶パネル５５６の出射側に配置されている。液晶パネル５５７は、入射側透明電極５６１と出射側透明電極５６５との間に高電圧が印加されると、光学的等方状態となる。液晶パネル５５７は、入射側透明電極５６１と出射側透明電極５６５との間に低電圧が印加されると、水平方向から４５度傾斜した遅相軸を有するλ／４位相差板として機能する。尚、低電圧状態における液晶パネル５５６の遅相軸と液晶パネル５５７の遅相軸は、直交している。また、液晶パネル５５７が、低電圧状態の場合、液晶パネル５５６は、高電圧状態となる。従って、液晶パネル５５７は、低電圧状態で、偏光ローテータ４５２から出射された水平方向を偏光方向とする偏光が入射されると、液晶パネル５５６が出射する円偏光とは逆回りの円偏光、例えば、左回りの円偏光を出射する。
【０１３０】
光学装置５１８は、液晶パネル５５６、５５７を設けることにより、例えば、右回りの円偏光を透過する右目用レンズ及び左回りの円偏光を透過する左目用レンズを備える眼鏡５９０をかけたユーザに立体画像を提供できる。右回りの円偏光を透過する右目用レンズ、及び、左回りの円偏光を透過する左目用レンズは、例えば、円偏光を直線偏光に変換するλ／４位相差板と、λ／４位相差板によって変換された直線偏光と平行な透過軸を有する偏光板とが積層された構成を有する。
【０１３１】
尚、光学装置５１８の偏光変調機５０、液晶パネル５５６、５５７の動作タイミングは、図２７〜図３０に示す形態と同様に制御すればよい。従って、本実施形態においても、液晶パネル５５６、５５７の分割数は、式（１）で表せることができる。これにより、本実施形態でも、分割数を低減して制御を簡易化しつつ、黒表示の時間を低減できる。
【０１３２】
図３に示す光学装置１８に偏光ローテータ４５２及び液晶パネル５５６、５５７を追加する例を図３１に示したが、図１５、図２３及び図２４に示す光学装置１１８、２１８、３１８に、偏光ローテータ４５２及び液晶パネル５５６、５５７を追加してもよい。
【０１３３】
上述した各実施形態の構成の形状、配置、個数等の数値は適宜変更してよい。また、上述した各実施形態を組み合わせてもよい。
【０１３４】
例えば、波長選択性偏光ローテータ１６は、光学装置１８、１１８等に組み込んでもよく、液晶プロジェクタ１４に組み込んでもよい。波長選択性偏光ローテータ１６を光学装置１８、１１８等に組み込む場合、入射側偏光板５４、１５４を省略してもよい。
【０１３５】
また、上述の実施形態では、入射側透明電極６０等及び出射側透明電極１６４等が、水平方向に伸び、鉛直方向に配列された例を示したが、入射側透明電極６０等及び出射側透明電極１６４等が、他の方向に伸びていてもよい。例えば、画像が水平方向に沿って書換えられる場合、入射側透明電極６０等及び出射側透明電極１６４が、鉛直方向に伸び、水平方向に配列されていてもよい。
【０１３６】
また、上述の実施形態では、光学装置制御部８０、４８０が、プロジェクタ制御部７２から液晶応答完了時間を取得して、格納部８２、４８２に格納する例を示したが、液晶応答完了時間は予め格納部８２、４８２に格納されていてもよい。例えば、光学装置１８、４１８の出荷時に液晶応答完了時間を格納部８２、４８２に格納してもよい。
【０１３７】
また、図２８、図２９、図３０の透過・非透過の切り替えタイミングの制御を、図３の光学装置１８、及び、図１５の光学装置１１８等の２次元画像を投影する形態に適用してもよい。
【０１３８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【０１３９】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１４０】
１０  液晶プロジェクション装置、        １２  スクリーン、        １４  液晶プロジェクタ、        １６  波長選択性偏光ローテータ、        １８  光学装置、        ２０  光源、        ２２  ダイクロイックミラー、        ２４  ダイクロイックミラー、        ２６  反射ミラー、        ２８  反射ミラー、        ３０  反射ミラー、        ３２  集光レンズ、        ３４  青用液晶パネル、        ３６  緑用液晶パネル、        ３８  赤用液晶パネル、        ４０  偏光ビームスプリッタ、        ４４  投影レンズ、        ５０  偏光変調機、        ５２  出射側偏光板、        ５３  出射側偏光板、        ５４  入射側偏光板、        ５５  入射側偏光板、        ５６  液晶パネル、        ５８  入射側基板、        ６０  入射側透明電極、        ６２  液晶部材、        ６４  出射側透明電極、        ６６  出射側基板、        ６８  ギャップ、        ７０  受信部、        ７２  プロジェクタ制御部、        ７４  青用液晶駆動部、        ７６  緑用液晶駆動部、        ７８  赤用液晶駆動部、        ８０  光学装置制御部、        ８２  格納部、        １１８  光学装置、        １５０  偏光変調機、        １５２  出射側偏光板、        １５３  出射側偏光板、        １５４  入射側偏光板、        １５６  液晶パネル、        １５８  入射側基板、        １６０  入射側透明電極、        １６２  液晶部材、        １６４  出射側透明電極、        １６６  出射側基板、        １６８  ギャップ、        ２１８  光学装置、        ２５０  偏光変調機、        ２５６  液晶パネル、        ３１８  光学装置、        ３８２  偏光ローテータ、        ４１０  プロジェクション装置、        ４１８  光学装置、        ４５２  偏光ローテータ、        ４５６  液晶パネル、        ４５８  入射側基板、        ４６０  入射側透明電極、        ４６２  液晶部材、        ４６４  出射側透明電極、        ４６６  出射側基板、        ４６８  ギャップ、        ４８０  光学装置制御部、        ４８２  格納部、        ４９０  眼鏡、        ５１８  光学装置、        ５５６  液晶パネル、        ５５７  液晶パネル、        ５５８  入射側基板、        ５５９  入射側基板、        ５６０  入射側透明電極、        ５６１  入射側透明電極、        ５６２  液晶部材、        ５６３  液晶部材、        ５６４  出射側透明電極、        ５６５  出射側透明電極、        ５６６  出射側基板、        ５６７  出射側基板、        ５６８  ギャップ、        ５６９  ギャップ、        ５９０  眼鏡、        １０１８  光学装置、        １１１８  光学装置
【図１】
2014041582.tif 000003
【図２】
2014041582.tif 000004
【図３】
2014041582.tif 000005
【図４】
2014041582.tif 000006
【図５】
2014041582.tif 000007
【図６】
2014041582.tif 000008
【図７】
2014041582.tif 000009
【図８】
2014041582.tif 000010
【図９】
2014041582.tif 000011
【図１２】
2014041582.tif 000012
【図１３】
2014041582.tif 000013
【図１４】
2014041582.tif 000014
【図１５】
2014041582.tif 000015
【図１６】
2014041582.tif 000016
【図１７】
2014041582.tif 000017
【図１８】
2014041582.tif 000018
【図１９】
2014041582.tif 000019
【図２０】
2014041582.tif 000020
【図２１】
2014041582.tif 000021
【図２２】
2014041582.tif 000022
【図２３】
2014041582.tif 000023
【図２４】
2014041582.tif 000024
【図２５】
2014041582.tif 000025
【図２６】
2014041582.tif 000026
【図２７】
2014041582.tif 000027
【図２８】
2014041582.tif 000028
【図２９】
2014041582.tif 000029
【図３０】
2014041582.tif 000030
【図３１】
2014041582.tif 000031
【図１０】
2014041582.tif 000032
【図１１】
2014041582.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月5日(2013.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材と、
複数の入射側透明電極、前記複数の入射側透明電極と対向して前記複数の入射側透明電極より出射側に配置された出射側透明電極、及び、前記複数の入射側透明電極と前記出射側透明電極との間に配置された液晶部材を有し、前記光学部材の出射側に配置された液晶パネルと
を備え、
前記複数の入射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、
前記複数の入射側透明電極は、ギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記直線偏光の偏光方向との間の角度は、±３８．６５度の範囲内であって、
前記複数の入射側透明電極が配列される配列方向において、前記ギャップの幅は、入射側透明電極の幅よりも小さい光学装置。
【請求項２】
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記直線偏光の偏光方向との間の角度は、±３７．６度の範囲内である請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記直線偏光の偏光方向と平行である請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記液晶パネルの出射側に配置されて、透過軸に沿った偏光を透過する偏光部材を更に備え、
前記出射側透明電極は、複数であって、
複数の出射側透明電極のそれぞれは、前記伸長方向に延び、
前記複数の出射側透明電極は、ギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±４５．２度の範囲内である請求項１から３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±３７．１４度の範囲内である請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記偏光部材の透過軸と平行である請求項４または５に記載の光学装置。
【請求項７】
一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材と、
入射側透明電極、前記入射側透明電極と対向して前記入射側透明電極より出射側に配置された複数の出射側透明電極、及び、前記入射側透明電極と前記複数の出射側透明電極との間に配置された液晶部材とを有し、前記光学部材の出射側に配置された液晶パネルと、
前記液晶パネルの出射側に配置されて、透過軸に沿った偏光を透過する偏光部材と
を備え、
前記複数の出射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、
前記複数の出射側透明電極は、ギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±４５．２度の範囲内であって、
前記複数の出射側透明電極が配列される配列方向において、前記ギャップの幅は、出射側透明電極の幅よりも小さい
光学装置。
【請求項８】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±３７．１４度の範囲内である請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記偏光部材の透過軸と平行である請求項７または８に記載の光学装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の光学装置と、
液晶画像生成部によって画像を生成して、前記光学装置に偏光を含む前記画像を出射する液晶プロジェクタと
を備えるプロジェクション装置。
【請求項１１】
前記液晶プロジェクタから出射される偏光は、複数の偏光方向を含み、
前記液晶プロジェクタから出射される偏光の複数の偏光方向を、一の偏光方向に変換して前記光学装置に出射する偏光変換部材を
更に備える請求項１０に記載のプロジェクション装置。
【請求項１２】
前記液晶プロジェクタは、
前記画像の１コマの書き込みを開始する時間である画像書き込みの開始タイミングを前記光学装置に出力するプロジェクタ制御部を備え、
前記光学装置は、
前記液晶画像生成部の液晶に電圧が印加されてから前記液晶の応答が完了する液晶応答完了タイミングまでの液晶応答完了時間を格納する格納部と、
前記画像書き込みの開始タイミングに対応させて、前記液晶パネルを前記画像の透過状態と非透過状態とで切り替えるとともに、
前記液晶応答完了時間が短くなるにつれて、前記透過状態の透過時間を長くして、前記非透過状態の非透過時間を短く制御する光学装置制御部とを備える
請求項１０または１１に記載のプロジェクション装置。
【請求項１３】
前記プロジェクタ制御部は、前記液晶応答完了時間を前記光学装置制御部に出力して、
前記光学装置制御部は、前記液晶応答完了時間を格納部に格納する
請求項１２に記載のプロジェクション装置。
【請求項１４】
前記光学装置は、
前記液晶パネルから出射された偏光の偏光状態を領域ごとに前記光学装置制御部によって切り替えられる偏光切替部を更に有し、
前記プロジェクタ制御部は、前記画像を画像書換方向で順に書換え、
前記光学装置制御部は、
前記非透過時間が、前記画像書き込み周期よりも短い場合、
分割数＝画像書き込み周期／非透過時間    （但し、分割数の小数点以下切り捨て）
で示される分割数で分割され、前記画像書換方向に沿って配列された複数の分割領域ごとに前記偏光切替部の偏光状態を制御する
請求項１２または１３に記載のプロジェクション装置。
【請求項１５】
前記光学装置制御部は、
前記非透過時間が、前記画像書き込み周期以上の場合、
前記偏光切替部の前記偏光状態を全域で切り替える
請求項１４に記載のプロジェクション装置。
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月26日(2013.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材と、
複数の入射側透明電極、前記複数の入射側透明電極と対向して前記複数の入射側透明電極より出射側に配置された出射側透明電極、及び、前記複数の入射側透明電極と前記出射側透明電極との間に配置された液晶部材を有し、前記光学部材の出射側に配置された液晶パネルと
を備え、
前記複数の入射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、
前記複数の入射側透明電極は、絶縁用のギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記直線偏光の偏光方向との間の角度は、±３８．６５度の範囲内であって、
前記複数の入射側透明電極が配列される配列方向において、前記ギャップの幅は、入射側透明電極の幅よりも小さい光学装置。
【請求項２】
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記直線偏光の偏光方向との間の角度は、±３７．６度の範囲内である請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記直線偏光の偏光方向と平行である請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記液晶パネルの出射側に配置されて、透過軸に沿った偏光を透過する偏光部材を更に備え、
前記出射側透明電極は、複数であって、
複数の出射側透明電極のそれぞれは、前記伸長方向に延び、
前記複数の出射側透明電極は、ギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±４５．２度の範囲内である請求項１から３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±３７．１４度の範囲内である請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記偏光部材の透過軸と平行である請求項４または５に記載の光学装置。
【請求項７】
一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材と、
入射側透明電極、前記入射側透明電極と対向して前記入射側透明電極より出射側に配置された複数の出射側透明電極、及び、前記入射側透明電極と前記複数の出射側透明電極との間に配置された液晶部材とを有し、前記光学部材の出射側に配置された液晶パネルと、
前記液晶パネルの出射側に配置されて、透過軸に沿った偏光を透過する偏光部材と
を備え、
前記複数の出射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、
前記複数の出射側透明電極は、絶縁用のギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±４５．２度の範囲内であって、
前記複数の出射側透明電極が配列される配列方向において、前記ギャップの幅は、出射側透明電極の幅よりも小さい
光学装置。
【請求項８】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±３７．１４度の範囲内である請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記偏光部材の透過軸と平行である請求項７または８に記載の光学装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の光学装置と、
液晶画像生成部によって画像を生成して、前記光学装置に偏光を含む前記画像を出射する液晶プロジェクタと
を備えるプロジェクション装置。
【請求項１１】
前記液晶プロジェクタから出射される偏光は、複数の偏光方向を含み、
前記液晶プロジェクタから出射される偏光の複数の偏光方向を、一の偏光方向に変換して前記光学装置に出射する偏光変換部材を
更に備える請求項１０に記載のプロジェクション装置。
【請求項１２】
前記液晶プロジェクタは、
前記画像の１コマの書き込みを開始する時間である画像書き込みの開始タイミングを前記光学装置に出力するプロジェクタ制御部を備え、
前記光学装置は、
前記液晶画像生成部の液晶に電圧が印加されてから前記液晶の応答が完了する液晶応答完了タイミングまでの液晶応答完了時間を格納する格納部と、
前記画像書き込みの開始タイミングに対応させて、前記液晶パネルを前記画像の透過状態と非透過状態とで切り替えるとともに、
前記液晶応答完了時間が短くなるにつれて、前記透過状態の透過時間を長くして、前記非透過状態の非透過時間を短く制御する光学装置制御部とを備える
請求項１０または１１に記載のプロジェクション装置。
【請求項１３】
前記プロジェクタ制御部は、前記液晶応答完了時間を前記光学装置制御部に出力して、
前記光学装置制御部は、前記液晶応答完了時間を格納部に格納する
請求項１２に記載のプロジェクション装置。
【請求項１４】
前記光学装置は、
前記液晶パネルから出射された偏光の偏光状態を領域ごとに前記光学装置制御部によって切り替えられる偏光切替部を更に有し、
前記プロジェクタ制御部は、前記画像を画像書換方向で順に書換え、
前記光学装置制御部は、
前記非透過時間が、前記画像書き込み周期よりも短い場合、
分割数＝画像書き込み周期／非透過時間    （但し、分割数の小数点以下切り捨て）
で示される分割数で分割され、前記画像書換方向に沿って配列された複数の分割領域ごとに前記偏光切替部の偏光状態を制御する
請求項１２または１３に記載のプロジェクション装置。
【請求項１５】
前記光学装置制御部は、
前記非透過時間が、前記画像書き込み周期以上の場合、
前記偏光切替部の前記偏光状態を全域で切り替える
請求項１４に記載のプロジェクション装置。
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月15日(2014.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材と、
複数の入射側透明電極、前記複数の入射側透明電極と対向して前記複数の入射側透明電極より出射側に配置された出射側透明電極、及び、前記複数の入射側透明電極と前記出射側透明電極との間に配置された液晶部材を有し、前記光学部材の出射側に配置された液晶パネルと
を備え、
前記複数の入射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、
前記複数の入射側透明電極は、フレア光が発生する幅を有する絶縁用のギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記直線偏光の偏光方向との間の角度は、±３８．６５度の範囲内であって、
前記複数の入射側透明電極が配列される配列方向において、前記ギャップの幅は、入射側透明電極の幅よりも小さい光学装置。
【請求項２】
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記直線偏光の偏光方向との間の角度は、±３７．６度の範囲内である請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記直線偏光の偏光方向と平行である請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記液晶パネルの出射側に配置されて、透過軸に沿った偏光を透過する偏光部材を更に備え、
前記出射側透明電極は、複数であって、
複数の出射側透明電極のそれぞれは、前記伸長方向に延び、
前記複数の出射側透明電極は、フレア光が発生する幅を有するギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±４５．２度の範囲内である請求項１から３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±３７．１４度の範囲内である請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記偏光部材の透過軸と平行である請求項４または５に記載の光学装置。
【請求項７】
一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材と、
入射側透明電極、前記入射側透明電極と対向して前記入射側透明電極より出射側に配置された複数の出射側透明電極、及び、前記入射側透明電極と前記複数の出射側透明電極との間に配置された液晶部材とを有し、前記光学部材の出射側に配置された液晶パネルと、
前記液晶パネルの出射側に配置されて、透過軸に沿った偏光を透過する偏光部材と
を備え、
前記複数の出射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、
前記複数の出射側透明電極は、フレア光が発生する幅を有する絶縁用のギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±４５．２度の範囲内であって、
前記複数の出射側透明電極が配列される配列方向において、前記ギャップの幅は、出射側透明電極の幅よりも小さい
光学装置。
【請求項８】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±３７．１４度の範囲内である請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記偏光部材の透過軸と平行である請求項７または８に記載の光学装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の光学装置と、
液晶画像生成部によって画像を生成して、前記光学装置に偏光を含む前記画像を出射する液晶プロジェクタと
を備えるプロジェクション装置。
【請求項１１】
前記液晶プロジェクタから出射される偏光は、複数の偏光方向を含み、
前記液晶プロジェクタから出射される偏光の複数の偏光方向を、一の偏光方向に変換して前記光学装置に出射する偏光変換部材を
更に備える請求項１０に記載のプロジェクション装置。
【請求項１２】
前記液晶プロジェクタは、
前記画像の１コマの書き込みを開始する時間である画像書き込みの開始タイミングを前記光学装置に出力するプロジェクタ制御部を備え、
前記光学装置は、
前記液晶画像生成部の液晶に電圧が印加されてから前記液晶の応答が完了する液晶応答完了タイミングまでの液晶応答完了時間を格納する格納部と、
前記画像書き込みの開始タイミングに対応させて、前記液晶パネルを前記画像の透過状態と非透過状態とで切り替えるとともに、
前記液晶応答完了時間が短くなるにつれて、前記透過状態の透過時間を長くして、前記非透過状態の非透過時間を短く制御する光学装置制御部とを備える
請求項１０または１１に記載のプロジェクション装置。
【請求項１３】
前記プロジェクタ制御部は、前記液晶応答完了時間を前記光学装置制御部に出力して、
前記光学装置制御部は、前記液晶応答完了時間を格納部に格納する
請求項１２に記載のプロジェクション装置。
【請求項１４】
前記光学装置は、
前記液晶パネルから出射された偏光の偏光状態を領域ごとに前記光学装置制御部によって切り替えられる偏光切替部を更に有し、
前記プロジェクタ制御部は、前記画像を画像書換方向で順に書換え、
前記光学装置制御部は、
前記非透過時間が、前記画像書き込み周期よりも短い場合、
分割数＝画像書き込み周期／非透過時間    （但し、分割数の小数点以下切り捨て）
で示される分割数で分割され、前記画像書換方向に沿って配列された複数の分割領域ごとに前記偏光切替部の偏光状態を制御する
請求項１２または１３に記載のプロジェクション装置。
【請求項１５】
前記光学装置制御部は、
前記非透過時間が、前記画像書き込み周期以上の場合、
前記偏光切替部の前記偏光状態を全域で切り替える
請求項１４に記載のプロジェクション装置。
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月4日(2014.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材と、
複数の入射側透明電極、前記複数の入射側透明電極と対向して前記複数の入射側透明電極より出射側に配置された出射側透明電極、及び、前記複数の入射側透明電極と前記出射側透明電極との間に配置された液晶部材を有し、前記光学部材の出射側に配置された液晶パネルと
を備え、
前記複数の入射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、
前記複数の入射側透明電極は、絶縁用のギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記直線偏光の偏光方向との間の角度は、±３８．６５度の範囲内であって、
前記複数の入射側透明電極が配列される配列方向において、前記ギャップの幅は、入射側透明電極の幅よりも小さい光学装置。
【請求項２】
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記直線偏光の偏光方向との間の角度は、±３７．６度の範囲内である請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記直線偏光の偏光方向と平行である請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記液晶パネルの出射側に配置されて、透過軸に沿った偏光を透過する偏光部材を更に備え、
前記出射側透明電極は、複数であって、
複数の出射側透明電極のそれぞれは、前記伸長方向に延び、
前記複数の出射側透明電極は、ギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±４５．２度の範囲内である請求項１から３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±３７．１４度の範囲内である請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記偏光部材の透過軸と平行である請求項４または５に記載の光学装置。
【請求項７】
一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材と、
入射側透明電極、前記入射側透明電極と対向して前記入射側透明電極より出射側に配置された複数の出射側透明電極、及び、前記入射側透明電極と前記複数の出射側透明電極との間に配置された液晶部材とを有し、前記光学部材の出射側に配置された液晶パネルと、
前記液晶パネルの出射側に配置されて、透過軸に沿った偏光を透過する偏光部材と
を備え、
前記複数の出射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、
前記複数の出射側透明電極は、絶縁用のギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±４５．２度の範囲内であって、
前記複数の出射側透明電極が配列される配列方向において、前記ギャップの幅は、出射側透明電極の幅よりも小さい
光学装置。
【請求項８】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸との間の角度が、±３７．１４度の範囲内である請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向は、前記偏光部材の透過軸と平行である請求項７または８に記載の光学装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の光学装置と、
液晶画像生成部によって画像を生成して、前記光学装置に偏光を含む前記画像を出射する液晶プロジェクタと
を備えるプロジェクション装置。
【請求項１１】
前記液晶プロジェクタから出射される偏光は、複数の偏光方向を含み、
前記液晶プロジェクタから出射される偏光の複数の偏光方向を、一の偏光方向に変換して前記光学装置に出射する偏光変換部材を
更に備える請求項１０に記載のプロジェクション装置。
【請求項１２】
前記液晶プロジェクタは、
前記画像の１コマの書き込みを開始する時間である画像書き込みの開始タイミングを前記光学装置に出力するプロジェクタ制御部を備え、
前記光学装置は、
前記液晶画像生成部の液晶に電圧が印加されてから前記液晶の応答が完了する液晶応答完了タイミングまでの液晶応答完了時間を格納する格納部と、
前記画像書き込みの開始タイミングに対応させて、前記液晶パネルを前記画像の透過状態と非透過状態とで切り替えるとともに、
前記液晶応答完了時間が短くなるにつれて、前記透過状態の透過時間を長くして、前記非透過状態の非透過時間を短く制御する光学装置制御部とを備える
請求項１０または１１に記載のプロジェクション装置。
【請求項１３】
前記プロジェクタ制御部は、前記液晶応答完了時間を前記光学装置制御部に出力して、
前記光学装置制御部は、前記液晶応答完了時間を格納部に格納する
請求項１２に記載のプロジェクション装置。
【請求項１４】
前記光学装置は、
前記液晶パネルから出射された偏光の偏光状態を領域ごとに前記光学装置制御部によって切り替えられる偏光切替部を更に有し、
前記プロジェクタ制御部は、前記画像を画像書換方向で順に書換え、
前記光学装置制御部は、
前記非透過時間が、前記画像書き込み周期よりも短い場合、
分割数＝画像書き込み周期／非透過時間    （但し、分割数の小数点以下切り捨て）
で示される分割数で分割され、前記画像書換方向に沿って配列された複数の分割領域ごとに前記偏光切替部の偏光状態を制御する
請求項１２または１３に記載のプロジェクション装置。
【請求項１５】
前記光学装置制御部は、
前記非透過時間が、前記画像書き込み周期以上の場合、
前記偏光切替部の前記偏光状態を全域で切り替える
請求項１４に記載のプロジェクション装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
しかしながら、上述の光学装置では、分割された透明電極間のギャップを通過した偏光が回折して、フレア光が発生するといった課題がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
ここで、偏光は、電場の振動方向と交差するギャップを通過すると、振動方向に回折することが知られている。従って、ギャップ６８を透過する偏光ＰＬは、鉛直方向に回折して、点線で示す偏光ＰＬ１のように水平方向から傾斜した方向に進行する。更に、ギャップ６８で回折して傾斜した方向に進行する偏光ＰＬ１は、高電圧が印加されず配向が乱れている領域の液晶部材６２を透過するので、当該偏光ＰＬ１は楕円偏光となる。この後、ギャップ６８を透過した偏光ＰＬ１は、出射側透明電極６４及び出射側基板６６を透過した後、出射側偏光板５３に達する。この偏光ＰＬ１は楕円偏光となっているので、偏光の一部が出射側偏光板５３を透過して、フレア光となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
一方、ギャップ６８を透過する偏光ＰＬは、鉛直方向に回折して、点線で示す偏光ＰＬ１のように水平方向から傾斜した方向に進行する。この後、ギャップ６８で回折して傾斜した方向に進行する偏光ＰＬ１は、低電圧が印加されず配向が乱れている領域の液晶部材６２を透過するので、当該偏光ＰＬ１は楕円偏光となる。この後、ギャップ６８を透過した偏光ＰＬ１は、出射側透明電極６４及び出射側基板６６を透過した後、出射側偏光板５３に達する。この偏光ＰＬ１は楕円偏光となっているので、偏光ＰＬ１の一部が出射側偏光板５３を透過する。偏光ＰＬ１は傾斜した方向に進行するので、偏光ＰＬが達する領域とは鉛直方向にずれた領域に達する。この結果、偏光ＰＬ１は、フレア光となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
図８に示すように、高電圧印加状態では、液晶部材６２は光学的等方状態となっている。この状態において、実施形態の光学装置１８では、水平方向を偏光方向とする偏光ＰＬが、入射側偏光板５４から出射される。この偏光ＰＬは、入射側基板５８及び入射側透明電極６０を透過した後、偏光方向を液晶部材６２によって回転されることなく、出射側偏光板５２まで達して遮光される。また、水平方向を偏光方向とする偏光ＰＬは、入射側透明電極６０間のギャップ６８を透過しても、ほとんど回折することがない。これにより、偏光ＰＬは、進行方向が維持される。この結果、光学装置１８は、フレア光を抑制できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
図９に示すように、低電圧印加状態では、液晶部材６２はλ／２位相差板として機能する。この状態において、水平方向を偏光方向とする偏光ＰＬは、偏光方向を液晶部材６２によって９０度回転されて鉛直方向となった状態で、出射側偏光板５２まで達する。この後、偏光ＰＬは出射側偏光板５２を透過して出射されて画像を形成する。低電圧印加状態においても、入射側透明電極６０に入射する偏光方向が、水平方向なので、偏光ＰＬはほとんど回折しない。これにより、偏光ＰＬは、進行方向が維持される。この結果、光学装置１８は、フレア光を抑制できる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
一方、ギャップ１６８に入射する偏光ＰＬは、高電圧が印加されず配向が乱れている領域の液晶部材１６２を透過しているので、当該偏光ＰＬは楕円偏光となる。従って、ギャップ１６８を透過する偏光ＰＬは、鉛直方向の振動成分を含むので、偏光ＰＬの一部は、鉛直方向に回折して、点線で示す偏光ＰＬ１のように水平方向から傾斜した方向に進行する。この後、傾斜した方向に進行する偏光ＰＬ１は、出射側基板１６６を透過した後、出射側偏光板１５３に達する。この偏光ＰＬ１は鉛直方向に振動するので、鉛直方向の透過軸を有する出射側偏光板１５３を透過する。この出射側偏光板１５３を透過した偏光ＰＬ１は、水平方向から傾斜した方向に進行してフレア光となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
ギャップ１６８に入射する偏光ＰＬは、低電圧が印加されず配向が乱れている領域の液晶部材１６２を透過しているので、偏光方向が完全に９０度回転されず、当該偏光ＰＬは楕円偏光となる。従って、ギャップ１６８を透過する偏光ＰＬは、鉛直方向の振動成分を含むので、偏光ＰＬの一部は、鉛直方向に回折して、点線で示す偏光ＰＬ１のように水平方向から傾斜した方向に進行する。この後、傾斜した方向に進行する偏光ＰＬ１は、出射側基板１６６を透過した後、出射側偏光板１５３に達する。この偏光ＰＬ１は鉛直方向に振動するので、鉛直方向の透過軸を有する出射側偏光板１５３を透過する。この出射側偏光板１５３を透過した偏光ＰＬ１は、水平方向から傾斜した方向に進行してフレア光となる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
ここで、出射側透明電極１６４間のギャップ１６８に達する偏光ＰＬは、高電圧が印加されていない領域の液晶部材１６２を透過するので、楕円偏光となる。従って、ギャップ１６８を透過する偏光ＰＬは、鉛直方向の振動成分を含むので、偏光ＰＬの一部は、鉛直方向に回折して、点線で示す偏光ＰＬ１のように水平方向から傾斜した方向に進行する。この後、傾斜した方向に進行する偏光ＰＬ１は、出射側基板１６６を透過した後、出射側偏光板１５２に達する。この偏光ＰＬ１は鉛直方向に振動するので、水平方向の透過軸を有する出射側偏光板１５２によって遮断される。この結果、光学装置１１８は、フレア光を抑制できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
ここで、出射側透明電極１６４間のギャップ１６８に達する偏光は、低電圧が印加されていない領域の液晶部材１６２を透過するので、楕円偏光となる。従って、ギャップ１６８を透過する偏光ＰＬは、鉛直方向の振動成分を含むので、偏光ＰＬの一部は、鉛直方向に回折して、点線で示す偏光ＰＬ１のように水平方向から傾斜した方向に進行する。この後、傾斜した方向に進行する偏光ＰＬ１は、出射側基板１６６を透過した後、出射側偏光板１５２に達する。この偏光ＰＬ１は鉛直方向に振動するので、水平方向の透過軸を有する出射側偏光板１５２によって遮断される。この結果、光学装置１１８は、フレア光を抑制できる。
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月4日(2015.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材と、
複数の入射側透明電極、前記複数の入射側透明電極と対向して前記複数の入射側透明電極より出射側に配置された出射側透明電極、及び、前記複数の入射側透明電極と前記出射側透明電極との間に配置された液晶部材を有し、前記光学部材の出射側に配置された液晶パネルと
を備えた光学装置と、
液晶画像生成部によって画像を生成して、前記光学装置に偏光を含む前記画像を出射する液晶プロジェクタと
を有するプロジェクション装置であって、
前記液晶パネルの出射側に配置されて、透過軸に沿った偏光を透過する偏光部材を更に備え、
前記複数の入射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、
前記複数の入射側透明電極は、絶縁用のギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記光学部材の前記直線偏光の偏光方向とは、フレア光を抑制する程度に略平行であって、
前記複数の入射側透明電極が配列される配列方向において、前記ギャップの幅は、入射側透明電極の幅よりも小さいプロジェクション装置。
【請求項２】
前記複数の入射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記光学部材の前記直線偏光の偏光方向とは、平行である請求項１に記載のプロジェクション装置。
【請求項３】
前記出射側透明電極は、複数であって、
複数の出射側透明電極のそれぞれは、前記伸長方向に延び、
前記複数の出射側透明電極は、ギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸とはフレア光を抑制する程度に略平行である請求項１または２に記載のプロジェクション装置。
【請求項４】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の前記透過軸とは、平行である請求項３に記載のプロジェクション装置。
【請求項５】
一の偏光方向の直線偏光を出射する光学部材と、
入射側透明電極、前記入射側透明電極と対向して前記入射側透明電極より出射側に配置された複数の出射側透明電極、及び、前記入射側透明電極と前記複数の出射側透明電極との間に配置された液晶部材とを有し、前記光学部材の出射側に配置された液晶パネルと、
前記液晶パネルの出射側に配置されて、透過軸に沿った偏光を透過する偏光部材と
を備えた光学装置と、
液晶画像生成部によって画像を生成して、前記光学装置に偏光を含む前記画像を出射する液晶プロジェクタと
を有するプロジェクション装置であって、
前記複数の出射側透明電極のそれぞれは、伸長方向に延び、
前記複数の出射側透明電極は、絶縁用のギャップをあけて前記伸長方向と交差する方向に配列され、
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の透過軸とはフレア光を抑制する程度に略平行であって、
前記複数の出射側透明電極が配列される配列方向において、前記ギャップの幅は、出射側透明電極の幅よりも小さいプロジェクション装置。
【請求項６】
前記複数の出射側透明電極間の前記ギャップの前記伸長方向と、前記偏光部材の前記透過軸とは、平行である請求項５に記載のプロジェクション装置。
【請求項７】
（フレア光輝度−背景輝度）／（フレア光輝度＋背景輝度）によって算出されるフレア光の鮮明度が０．０４以下である請求項１から６のいずれか１項に記載のプロジェクション装置。
【請求項８】
フレア光明るさ／実像明るさが０．０１５％以下である請求項１から７のいずれか１項に記載のプロジェクション装置。
【請求項９】
前記液晶プロジェクタから出射される偏光は、複数の偏光方向を含み、
前記液晶プロジェクタから出射される偏光の複数の偏光方向を、一の偏光方向に変換して前記光学装置に出射する偏光変換部材を
更に備える請求項１から８のいずれか１項に記載のプロジェクション装置。
【請求項１０】
前記液晶プロジェクタは、
前記画像の１コマの書き込みを開始する時間である画像書き込みの開始タイミングを前記光学装置に出力するプロジェクタ制御部を備え、
前記光学装置は、
前記液晶画像生成部の液晶に電圧が印加されてから前記液晶の応答が完了する液晶応答完了タイミングまでの液晶応答完了時間を格納する格納部と、
前記画像書き込みの開始タイミングに対応させて、前記液晶パネルを前記画像の透過状態と非透過状態とで切り替えるとともに、
前記液晶応答完了時間が短くなるにつれて、前記透過状態の透過時間を長くして、前記非透過状態の非透過時間を短く制御する光学装置制御部とを備える
請求項１から９のいずれか１項に記載のプロジェクション装置。
【請求項１１】
前記プロジェクタ制御部は、前記液晶応答完了時間を前記光学装置制御部に出力して、
前記光学装置制御部は、前記液晶応答完了時間を格納部に格納する
請求項１０に記載のプロジェクション装置。
【請求項１２】
前記光学装置は、
前記液晶パネルから出射された偏光の偏光状態を領域ごとに前記光学装置制御部によって切り替えられる偏光切替部を更に有し、
前記プロジェクタ制御部は、前記画像を画像書換方向で順に書換え、
前記光学装置制御部は、
前記非透過時間が、前記画像書き込み周期よりも短い場合、
分割数＝画像書き込み周期／非透過時間    （但し、分割数の小数点以下切り捨て）
で示される分割数で分割され、前記画像書換方向に沿って配列された複数の分割領域ごとに前記偏光切替部の偏光状態を制御する
請求項１０または１１に記載のプロジェクション装置。
【国際調査報告】
2014041582.tif 000034
2014041582.tif 000035
2014041582.tif 000036
2014041582.tif 000037