(57)【要約】【課題】明るさを犠牲にすることなく高コントラストを達成できるプロジェクターを提供すること。【解決手段】偏光ビームスプリッター５２ｇ，５２ｒ，５２ｂと出射偏光板５５ｇ，５５ｒ，５５ｂの偏光層５５ｉとの間に配置される位相差層としての第２補償部材５４ｇ，５４ｒ，５４ｂが、偏光ビームスプリッター５２ｇ，５２ｒ，５２ｂの視野角特性を補正するので、偏光ビームスプリッター５２ｇ，５２ｒ，５２ｂに起因する上下等の特定の傾斜した方向からの光に偏った光漏れを抑制できる。これにより、投射像の明るさを確保しつつ高コントラストを達成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型液晶素子と、
前記反射型液晶素子の光入出射側に配置される、構造性複屈折型の平板状の偏光ビームスプリッターと、
前記偏光ビームスプリッターで反射した光が出射する側に配置される出射偏光板と、
前記偏光ビームスプリッターと前記出射偏光板の偏光層との間に配置され、前記偏光ビームスプリッターの視野角特性を補正する位相差層とを
備えるプロジェクター。
【請求項２】
前記位相差層の少なくとも１つの主屈折率に対応する基準方向は、前記出射偏光板の面内方向及び法線方向から傾斜しており、
前記基準方向を前記出射偏光板の面上に投影した軸投射方向と、前記出射偏光板の吸収軸方向とは、略平行である、請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記基準方向は、前記位相差層の主屈折率のうち相対的に最も大きな主屈折率の方向に対応する、請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記基準方向は、前記位相差層の主屈折率のうち相対的に最も小さな主屈折率の方向に対応する、請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記位相差層は、前記出射偏光板の光入射面側に存在し、
前記偏光層は、前記出射偏光板の光出射面側に存在する、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項６】
前記偏光ビームスプリッターは、前記反射型液晶素子からの光を反射する際に複屈折性を示す、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項７】
前記出射偏光板は、当該出射偏光板の透過軸方向を回転軸として傾斜配置されている、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項８】
反射型液晶素子と、
前記反射型液晶素子の光入出射側に配置される、構造性複屈折型の平板状の偏光ビームスプリッターと、
前記偏光ビームスプリッターの光出射側に配置される出射偏光板とを備え、
前記出射偏光板は、当該出射偏光板の透過軸方向を回転軸として傾斜配置されている、プロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型液晶素子と構造性複屈折型の偏光板とを有する光変調装置によって変調された光束を画像として投射するプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターとして、反射型液晶パネルに対向する位置にワイヤーグリッド型ＰＢＳを光軸に対して４５°傾けて配置し、ワイヤーグリッド型ＰＢＳを透過させた偏光を反射型液晶パネルに入射させるとともに、反射型液晶パネルで反射された変調光をワイヤーグリッド型ＰＢＳで反射して分岐するものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７５７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プロジェクターで用いられるワイヤーグリッド型ＰＢＳは、プリズムタイプのＰＢＳに比較して視野角特性が優れるが、光軸に対して上下に傾斜した方向からの光に対して僅かに光漏れしやすい視野角特性を有している。そのため、高コントラストを追求するプロジェクターでは、照明系等において光をなるべく平行光束に近づける必要があり、結果的にＦナンバーを大きくして明るさを落とすことにつながっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、明るさを犠牲にすることなく高コントラストを達成できるプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る第１のプロジェクターは、反射型液晶素子と、反射型液晶素子の光入出射側に配置される、構造性複屈折型の平板状の偏光ビームスプリッターと、偏光ビームスプリッターの光出射側に配置される出射偏光板と、偏光ビームスプリッターと出射偏光板の偏光層との間に配置され、偏光ビームスプリッターの視野角特性を補正する位相差層とを備える。
【０００７】
上記プロジェクターによれば、偏光ビームスプリッターと出射偏光板の偏光層との間に配置される位相差層が、偏光ビームスプリッターの視野角特性を補正するので、偏光ビームスプリッターに起因する上下等の特定の傾斜した方向からの光に偏った光漏れを抑制できる。これにより、投射像の明るさを確保しつつ高コントラストを達成することができる。
【０００８】
また、本発明の具体的な態様又は側面によれば、上記プロジェクターにおいて、位相差層の少なくとも１つの主屈折率に対応する基準方向は、出射偏光板の面内方向及び法線方向から傾斜しており、基準方向を出射偏光板の面上に投影した軸投射方向と、出射偏光板の吸収軸方向とは、略平行である。この場合、偏光ビームスプリッターが反射型液晶素子からの反射光を反射する際に示す複屈折性を見掛け上低減するような複屈折性を位相差層に持たせることが容易になる。なお、偏光ビームスプリッターが反射型液晶素子からの反射光を反射する際に示す複屈折性は、負の一軸性の屈折率楕円体に近似されるものであり、その主軸は、一般に偏光ビームスプリッターに起因する反射光の光軸（主光線）に対して、偏光ビームスプリッターの傾斜方向を含む面（すなわち入射面）内で傾斜したものとなる傾向がある。
【０００９】
本発明の別の側面によれば、基準方向は、位相差層の主屈折率のうち相対的に最も大きな主屈折率の方向に対応する。この場合、偏光ビームスプリッターが反射に際して示す複屈折性が当該反射光に対して与える位相差を位相差層によって相殺することができる。
【００１０】
本発明のさらに別の側面によれば、基準方向は、位相差層の主屈折率のうち相対的に最も小さな主屈折率に垂直な方向に対応する。この場合、偏光ビームスプリッターが反射に際して示す複屈折性が当該反射光に対して与える位相差を位相差層によって相殺する効果を持たせることができる。
【００１１】
本発明のさらに別の側面によれば、位相差層は、出射偏光板の光入射面側に存在し、偏光層は、出射偏光板の光出射面側に存在する。この場合、位相差層は、偏光ビームスプリッターが反射に際して示す複屈折性のみを独立して補償することができ、出射偏光板の機能を有効に発揮させることができる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面によれば、偏光ビームスプリッターは、反射型液晶素子からの反射光を反射する際に複屈折性を示す。この場合、偏光ビームスプリッターでの反射によって偏光を分離する際に位相の乱れが生じるが、このような位相の乱れが位相差層によって補償される。
【００１３】
本発明のさらに別の側面によれば、出射偏光板は、当該出射偏光板の透過軸方向を回転軸として傾斜配置されている。この場合、出射偏光板の透過軸方向に傾斜した方向からの光に関しては、出射偏光板の吸収軸方向が出射偏光板の傾斜角度に応じて見かけ上回転する効果を持たせることができるので、出射偏光板の透過軸方向に傾斜した方向からの光に偏って生じる光漏れを抑制できる。これにより、コントラストの更なる向上を図ることができる。
【００１４】
本発明に係る第２のプロジェクターは、反射型液晶素子と、反射型液晶素子の光入出射側に配置される、平板状の構造性複屈折型偏光ビームスプリッターと、偏光ビームスプリッターの光出射側に配置される出射偏光板とを備え、出射偏光板は、当該出射偏光板の透過軸方向を回転軸として傾斜配置されている。
【００１５】
上記プロジェクターによれば、出射偏光板が、当該出射偏光板の透過軸方向を回転軸として傾斜配置されているので、出射偏光板の透過軸方向に傾斜した方向からの光に関しては、出射偏光板の吸収軸方向が出射偏光板の傾斜角度に応じて見かけ上回転する効果を持たせることができるので、出射偏光板の透過軸方向に傾斜した方向からの光に偏って生じる光漏れを抑制できる。これにより、投射像の明るさを確保しつつ高コントラストを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクターを説明する平面図である。
【図２】光変調部のうち特定色用の液晶ライトバルブの構造を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は、第２補償部材の具体的な設置状態等を説明する平面図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は、第２補償部材の位相差層としての機能を模式的に説明する斜視図及び平面図である。
【図４】（Ａ）は、第２補償部材を挿入した効果を入射角との関係で説明する図であり、（Ｂ）は、第２補償部材を除去した場合を入射角との関係で説明する図である。
【図５】図４（Ａ）等に示すグラフと光束の傾斜方向等との対応関係を示す図である。
【図６】（Ａ）は、図４（Ａ）の１つのグラフを拡大したものであり、（Ｂ）は、図４（Ｂ）の１つのグラフを拡大したものである。
【図７】図４（Ａ）及び４（Ｂ）に示す入射角に対応する光漏れを数値化したヒストグラムである。
【図８】第２補償部材の変形例を説明する図である。
【図９】第２実施形態に係るプロジェクターを説明する平面図である。
【図１０】光変調部のうち特定色用の液晶ライトバルブの構造を示す斜視図である。
【図１１】出射偏光板を傾斜させる意味について説明する斜視図である。
【図１２】（Ａ）は、出射偏光板を傾斜させた効果を入射角との関係で説明する図であり、（Ｂ）は、第出射偏光板を傾斜させなかった場合を入射角との関係で説明する図である。
【図１３】図１２（Ａ）及び１２（Ｂ）に示す入射角に対応する光漏れを数値化したヒストグラムである。
【図１４】第３実施形態に係るプロジェクターを説明する平面図である。
【図１５】（Ａ）は、第２補償部材を挿入して出射偏光板を傾斜させた効果を入射角との関係で説明する図であり、（Ｂ）は、第２補償部材を除去して第出射偏光板を傾斜させなかった場合を入射角との関係で説明する図である。
【図１６】図１５（Ａ）及び１５（Ｂ）に示す入射角に対応する光漏れを数値化したヒストグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、本発明の第１実施形態に係るプロジェクターについて説明する。なお、図１において、Ｘ、Ｙ、及びＺは、３次元直交座標系を構成する３つの座標軸を意味する。
【００１８】
図１に示すプロジェクター１００は、照明光を射出する照明装置２０と、照明装置２０からの照明光を緑赤青の３つの色光に分離する色分離導光部４０と、色分離導光部４０から射出された３つの色光をそれぞれ変調する光変調部６０と、光変調部６０から射出された各色の画像光を合成する光合成部７０と、光合成部７０によって合成された画像光を投射する投射光学系８０とを備える。これらのうち、照明装置２０から光合成部７０までの部分は、光学部品用筐体（不図示）の内部に収納されている。なお、本プロジェクター１００の場合、照明装置２０から投射光学系８０までにおける光束の中心軸に相当するシステム光軸ＳＡは、ＸＹ平面（基準面）に平行に２次元的に配置されている。
【００１９】
以上のプロジェクター１００において、照明装置２０は、光源装置１０と、凹レンズ１４と、第１及び第２のレンズアレイ１５，１６と、偏光変換装置１７と、重畳レンズ１８とを備える。このうち、光源装置１０は、照明用の光束を射出する光源であり、例えば高圧水銀ランプ等である発光管１１と、発光管１１から重畳レンズ１８等のある前方に射出された光束を発光管１１に戻す副鏡１１ａと、発光管１１から後方に射出された光束を前方に反射させる凹面鏡１２とを備える。凹レンズ１４は、光源装置１０からの光束を平行化する役割を有するが、例えば凹面鏡１２が放物面鏡である場合には、省略することもできる。第１のレンズアレイ１５は、マトリクス状に配置された複数の要素レンズ１５ａからなり、レンズ１４から射出された光束を要素レンズ１５ａの区画に対応して分割する。第２のレンズアレイ１６は、複数の要素レンズ１５ａにそれぞれ対応して配置された複数の要素レンズ１６ａからなり、各要素レンズ１５ａからの分割光束の発散状態を調整する。偏光変換装置１７は、レンズアレイ１６から射出された分割光束を第２方向（本実施形態ではＹ方向）に平行な偏光面を有する直線偏光のみに変換して次段光学系に供給する偏光変換部である。重畳レンズ１８は、偏光変換装置１７を経た直線偏光の照明光束ＩＬを全体として適宜収束させることにより、被照明領域すなわち光変調部６０に設けた各色の液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂに対する重畳照明を可能にする。つまり、両レンズアレイ１５，１６と重畳レンズ１８とを経た照明光束ＩＬは、以下に詳述する色分離導光部４０を通って、光変調部６０に設けられた各色の液晶パネル６１ｇ，６１ｒ，６１ｂの照明領域を均一な照度で照明する。
【００２０】
偏光変換装置１７は、ＰＢＳ及びミラーを組み込んだ構造をそれぞれ有する複数のプリズム素子１７ａと、これらプリズム素子１７ａの一方の光射出面上にそれぞれ貼り付けられる複数の波長板１７ｂとを備える。各プリズム素子１７ａは、Ｚ方向に延びる棒状の部材であり、これら複数のプリズム素子１７ａは、Ｙ方向に配列され、全体としてＹＺ平面に平行に延びる板状に配置される。偏光変換装置１７からは、上述のようにＹ方向に相当する第２方向の直線偏光の照明光束ＩＬ（Ｇｐ，Ｒｐ，Ｂｐ）が射出される。
【００２１】
色分離導光部４０は、クロスダイクロイックミラー２１と、ダイクロイックミラー２２と、折曲ミラー２３ａ，２３ｂと、第１レンズ３１ａ，３１ｂと、第２レンズ３２ｇ，３２ｂ，３２ｒとを備える。ここで、クロスダイクロイックミラー２１は、第１ダイクロイックミラー２１ａと、第２ダイクロイックミラー２１ｂとを備える。第１及び第２ダイクロイックミラー２１ａ，２１ｂは互いに直交しており、それらの交差軸２１ｃはＺ方向に延びている。第１ダイクロイックミラー２１ａは、照明光束ＩＬに含まれる例えば緑（Ｇ）色光及び赤（Ｒ）色光を反射し、残りの青（Ｂ）色光を透過させる。第２ダイクロイックミラー２１ｂは、青（Ｂ）色光を反射し、緑（Ｇ）色光及び赤（Ｒ）色光を透過させる。ダイクロイックミラー２２は、入射した緑赤（ＧＲ）色光を含む光のうちの例えば緑（Ｇ）色光を反射し、残りの赤（Ｒ）色光を透過させる。これにより、照明装置２０から射出された照明光束ＩＬに含まれる緑光Ｇｐ、赤光Ｒｐ、及び青光Ｂｐは、第１、第２、及び第３光路ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３にそれぞれ導かれ、異なる照明対象にそれぞれ入射する。詳細に説明すると、照明装置２０からの照明光束ＩＬは、クロスダイクロイックミラー２１に入射する。クロスダイクロイックミラー２１の第１ダイクロイックミラー２１ａで反射・分岐され、折曲ミラー２３ａ等を経て、ダイクロイックミラー２２でさらに反射・分岐された緑光Ｇｐは、液晶ライトバルブ６０ｇの偏光ビームスプリッター５２ｇに入射する。さらに、クロスダイクロイックミラー２１の第１ダイクロイックミラー２１ａで反射・分岐され、ダイクロイックミラー２２の通過によって分岐された赤光Ｒｐは、液晶ライトバルブ６０ｒの偏光ビームスプリッター５２ｒに入射する。クロスダイクロイックミラー２１の第２ダイクロイックミラー２１ｂで反射・分岐された青光Ｂｐは、折曲ミラー２３ｂ等を経て、液晶ライトバルブ６０ｂの偏光ビームスプリッター５２ｂに入射する。
【００２２】
なお、第１光路ＯＰ１上に配された第１レンズ３１ａと第２レンズ３２ｇとは、液晶パネル６１ｇに入射する緑光Ｇｐの角度状態を調整するために設けられている。また、第２光路ＯＰ２上に配された第１レンズ３１ａと第２レンズ３２ｒとは、液晶パネル６１ｒに入射する赤光Ｒｐの角度状態を調整するために設けられている。第３光路ＯＰ３上に配された第１レンズ３１ｂと第２レンズ３２ｂとは、液晶パネル６１ｂに入射する青光Ｂｐの角度状態を調整するために設けられている。
【００２３】
光変調部６０は、上記した各色用の３つの光路ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３に対応して、３つの液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂを備える。各液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂは、入射した照明光の強度の空間分布を変調する非発光型の光変調装置である。
【００２４】
ここで、第１光路ＯＰ１に配置されたＧ色用の液晶ライトバルブ６０ｇは、図２にも示すように、緑光Ｇｐによって照明される液晶パネル６１ｇと、液晶ライトバルブ６０ｇでの緑光の入出射を管理する偏光ビームスプリッター５２ｇと、液晶パネル６１ｇに対向配置される第１補償部材６２ｇと、液晶ライトバルブ６０ｇの光入射側に配置される入射偏光板５１ｇと、液晶ライトバルブ６０ｇの光射出側に配置される出射偏光板５５ｇと、出射偏光板５５ｇに対向して光路上流側に配置される第２補償部材５４ｇとを備える。このうち、液晶パネル６１ｇは、背面側に反射板を備え、照明光が入射した面から変調された光が射出される反射型液晶素子であり、第１ダイクロイックミラー２１ａ及びダイクロイックミラー２２で反射された緑光Ｇｐによって照明領域を均一な照度で照明される。液晶パネル６１ｇは、図示による説明を省略するが、透明電極等を有する光透過性基板と、反射画素電極等を有する駆動基板と、光透過性基板及び駆動基板間に密閉封入される液晶層とを備える。偏光ビームスプリッター５２ｇは、偏光分離面として射出側パターン層５３ｇを有する。偏光ビームスプリッター５２ｇは、構造性複屈折型の偏光分離素子、具体的には光透過性の本体平板上に出射側パターン層５３ｇとしての導電材料のグリッドをストライプ状に形成したワイヤーグリッド偏光板である。射出側パターン層５３ｇは、システム光軸ＳＡに対して垂直な状態からＺ軸のまわりに略４５°回転して傾斜した状態となっている。射出側パターン層５３ｇは、入射した緑光Ｇｐについて、上述の第２方向（この場合、Ｘ方向）の直線偏光を選択的に透過させて液晶パネル６１ｇに導く。液晶パネル６１ｇは、これに入射した緑光Ｇｐの偏光状態を画像信号に応じて変換し、これを偏光ビームスプリッター５２ｇに向けて反射する。偏光ビームスプリッター５２ｇの射出側パターン層５３ｇは、液晶パネル６１ｇを経て変調された光のうち、第２方向に対して垂直な第１方向（この場合Ｚ方向）の直線偏光成分のみを選択的に反射する。この際、第１補償部材６２ｇを設けることによって、液晶パネル６１ｇの液晶層のプレチルト等に起因する位相ズレを補償して、偏光ビームスプリッター５２ｇの射出側における偏光度又は消光比を高めることができ、液晶ライトバルブ６０ｇのコントラストをより向上させることができる。
【００２５】
液晶ライトバルブ６０ｇにおいて、偏光ビームスプリッター５２ｇに入射する照明光としての緑光Ｇｐは、入射偏光板５１ｇによって偏光度を高めてあり、その偏光面に対応する第２方向（Ｘ方向）が射出側パターン層５３ｇへの入射面（ＸＹ面に平行な面）に対して全体として略平行になっている。つまり、緑光Ｇｐは、略Ｐ偏光状態で射出側パターン層５３ｇに入射して効率よく通過する。また、液晶パネル６１ｇから射出され、偏光ビームスプリッター５２ｇによって反射される画像光としての緑光Ｇｓは、その偏光面に対応する第１方向（Ｚ方向）が射出側パターン層５３ｇへの入射面（ＸＹ面に平行な面）に対して全体として略垂直になっている。つまり、緑光Ｇｓは、略Ｓ偏光状態で射出側パターン層５３ｇに入射して効率よく反射される。また、画像光として利用しないＰ偏光状態の光は、そのほとんどが偏光ビームスプリッター５２ｇを透過するが、偏光ビームスプリッター５２ｇのＰ偏光の透過特性が、例えば透過：反射の比が７０：１と全てのＰ偏光を透過することができないものであるため、Ｐ偏光成分の光であっても偏光ビームスプリッター５２ｇで反射される光が存在する。
【００２６】
そこで、偏光ビームスプリッター５２ｇから画像光（緑光Ｇｓ）が射出される側（光出射側）には、出射偏光板５５ｇが配置されている。この出射偏光板５５ｇが、偏光ビームスプリッター５２ｇで反射されたＰ偏光成分の光を吸収するとともにＳ偏光成分の光を透過するので、液晶ライトバルブ６０ｇから射出される緑光の偏光度又は消光比をさらに高めることができ、液晶ライトバルブ６０ｇのコントラストを極めて高くすることができる。このため、出射偏光板５５ｇは、上記Ｐ偏光成分に対応する吸収軸方向ＡＡに平行な偏光成分の光を吸収し、上記Ｓ偏光成分に対応する透過軸方向ＴＡに平行な偏光成分の光を透過する。
【００２７】
以上の偏光ビームスプリッター５２ｇについては、図２に示すように、射出側パターン層５３ｇの主面に沿って、導電材料のグリッドが周期的に形成された周期方向Ｄ１と、この周期方向Ｄ１に垂直な非周期方向Ｄ２とが規定される。ここで、液晶ライトバルブ６０ｇに入射する光のうち、中心軸であるシステム光軸ＳＡを基準として周期方向Ｄ１又はＸ方向に傾いて偏光ビームスプリッター５２ｇに入射する光束ＬＨは、左右に傾いた方向からの偏光として偏光ビームスプリッター５２ｇに入射する。そして、液晶パネル６１ｇで反射されて偏光ビームスプリッター５２ｇに入射する光束ＬＨに対応する緑光は、偏光ビームスプリッター５２ｇで反射・射出される際にその傾きに応じた偏光特性の劣化が比較的ない。一方、液晶ライトバルブ６０ｇに入射する光のうち、中心軸のシステム光軸ＳＡを基準として非周期方向Ｄ２又はＺ方向に傾いて偏光ビームスプリッター５２ｇに入射する光束ＬＶは、上下に傾いた方向からの偏光として偏光ビームスプリッター５２ｇに入射する。そして、液晶パネル６１ｇで反射されて偏光ビームスプリッター５２ｇに入射する光束ＬＶに対応する緑光は、偏光ビームスプリッター５２ｇで反射・射出される際に傾きの程度に応じて偏光特性が多少劣化する。このような、偏光ビームスプリッター５２ｇでの反射に際しての偏光特性の劣化を抑制するため、偏光ビームスプリッター５２ｇの光射出側であって出射偏光板５５ｇの光入射側に、位相差層としての第２補償部材５４ｇを設けている。
【００２８】
図３（Ａ）は、第２補償部材５４ｇの具体的な設置状態等を説明する図であり、図３（Ｂ）及び３（Ｃ）は、第２補償部材５４ｇの位相差層としての機能を模式的に説明する図である。
【００２９】
図３（Ａ）に示すように、第２補償部材５４ｇは、出射偏光板５５ｇの光入射側に設けた光透過性の基板５４ｈ上に貼り付けられている。なお、基板５４ｈの光出射面側には、偏光層５４ｉが貼り付けられている。つまり、第２補償部材５４ｇは、出射偏光板５５ｇと一体化されて光学素子５８を構成している。
【００３０】
図３（Ｂ）に示すように、第２補償部材５４ｇは、正の一軸性の複屈折材料で形成されており、その屈折率楕円体ＲＥ１の相対的に最も大きな主屈折率の方向に対応する主軸、すなわち光学軸が延びる基準方向ＤＳ１は、システム光軸ＳＡを含むｘｙ面上にあって、出射偏光板５５ｇの面内方向（ｘ，ｚ方向等）や法線方向（ｙ方向）から傾斜している。さらに、屈折率楕円体ＲＥ１の基準方向ＤＳ１を出射偏光板５５ｇの面上に投影した場合の軸投射方向Ｄ３は、出射偏光板５５ｇの吸収軸方向ＡＡに平行で透過軸方向ＴＡに垂直になっている。
【００３１】
一方、本発明者は、図３（Ｃ）に示すように、偏光ビームスプリッター５２ｇが液晶パネル６１ｇからの入射光を反射する際に、偏光ビームスプリッター５２ｇが負の一軸性の複屈折材料であるかのように振る舞うことを実験的に確認した。詳述すると、液晶パネル６１ｇでＳ偏光成分に変調され偏光ビームスプリッター５２ｇで反射された光はその一部がＰ偏光成分となり出射偏光板５５ｇで吸収され、本来の画像信号に応じた明るさより暗めの画像になる。また、液晶パネル６１ｇでＰ偏光成分に変調され偏光ビームスプリッター５２ｇで反射された光はその一部がＳ偏光成分となり出射偏光板５５ｇを透過し、本来の画像信号に応じた暗さより明るい画像になる。つまり、偏光ビームスプリッター５２ｇのこの反射光の偏光状態を変化させる作用により液晶ライトバルブ６０ｇのコントラストは低下する。そこでこの偏光ビームスプリッター５２ｇで反射された光に生じた偏光状態の変化を補償するために本実施形態では第２補償部材５４ｇを設けている。具体的には、偏光ビームスプリッター５２ｇでの反射に際して生じる位相作用と等価な屈折率楕円体ＲＥ２の相対的に最も小さな主屈折率の方向に対応する主軸、すなわち光学軸が延びる基準方向ＤＳ２は、第２補償部材５４ｇの屈折率楕円体ＲＥ１の光学軸が延びる基準方向ＤＳ１と略一致している。つまり、偏光ビームスプリッター５２ｇの屈折率楕円体ＲＥ２の基準方向ＤＳ２は、システム光軸ＳＡを含むｘｙ面（すなわち偏光ビームスプリッター５２ｇで反射される光の入射面）上にあって、出射偏光板５５ｇの面内方向（ｘ，ｚ方向等）や法線方向（ｙ方向）から傾斜している。さらに、屈折率楕円体ＲＥ２の基準方向ＤＳ２を出射偏光板５５ｇの面上に投影したものに相当する軸投射方向Ｄ４は、出射偏光板５５ｇの吸収軸方向ＡＡと平行になっている。
【００３２】
以上のように、第２補償部材５４ｇにおける正の一軸性の屈折率楕円体ＲＥ１の基準方向ＤＳ１と、偏光ビームスプリッター５２ｇに等価的に存在すると認められる負の一軸性の屈折率楕円体ＲＥ２の基準方向ＤＳ２とが略平行である場合、偏光ビームスプリッター５２ｇで反射される光に生じた位相差を、その反射光が第２補償部材５４ｇを通過する際に生じる位相差によって相殺する効果を持たせることができる。つまり、偏光ビームスプリッター５２ｇが液晶パネル６１ｇからの光（変調光）を反射する際に示す複屈折性による当該光の偏光特性への影響を低減するような複屈折性を第２補償部材５４ｇに持たせることで、偏光ビームスプリッター５２ｇの視野角特性を補正することができる。従って、偏光ビームスプリッター５２ｇの光学的特性に起因してｚ方向又は上下方向に関して傾斜した方向から入射し反射されたＰ偏光成分の光を出射偏光板５５ｇで吸収することができるから、緑光の光漏れを抑制できる。また、偏光ビームスプリッター５２ｇの光学的特性に起因してｚ方向又は上下方向に関して傾斜した方向から入射し反射されたＳ偏光成分の光を出射偏光板５５ｇで透過させることができるから、緑光の明るさを維持できる。つまり、図２に示すような非周期方向Ｄ２に関してシステム光軸ＳＡに対して傾いて入射する光束ＬＶは、偏光ビームスプリッター５２ｇで反射され第２補償部材５４ｇを通過することにより、恰も略等方的な材料を通過するような作用を受け、偏光の位相ズレの発生を抑えることができる。同様に、周期方向Ｄ１に関してシステム光軸ＳＡに対して傾いて入射する光束ＬＶは、偏光ビームスプリッター５２ｇで反射され第２補償部材５４ｇを通過することにより、恰も略等方的な材料を通過するような作用を受けるので、位相ズレの発生が抑えられたままとなる。
【００３３】
図４（Ａ）は、液晶ライトバルブ６０ｇにおいて第２補償部材５４ｇを挿入した効果を説明する図である。図４（Ａ）中において、Ｐ１〜Ｐ８として示す８つのグラフは、図５を用いて後述される光束の傾斜方向別の第２補償部材５４ｇを経て出射偏光板５５ｇに入射する緑光Ｇｓの偏光状態を示している。各グラフにおいて横軸は光の進行方向に垂直な方向で、ｘ−ｙ平面に存在する方向を示し、縦軸は光の進行方向に垂直な方向で、前記横軸に垂直な方向を示している。
【００３４】
なお、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に対応するもので、液晶ライトバルブ６０ｇにおいて第２補償部材５４ｇを除去した効果を説明する図である。
【００３５】
図５に、図４（Ａ）に示すＰ１〜Ｐ８のグラフと光束の傾斜方向等との対応関係を示す。ここで、方位角φ＝０°−１８０°方向は、偏光ビームスプリッター５２ｇへの入射に際してＸ軸方向（図３（Ｂ）のｙ軸方向に相当）を意味し、方位角φ＝９０°−２７０°方向は、偏光ビームスプリッター５２ｇへの入射に際してＺ軸方向（ｚ軸方向に相当）を意味する。また、極角θ＝０°は、システム光軸ＳＡに平行な入射角であることを意味し、極角θ＝１０°は、システム光軸ＳＡを基準として１０°の入射角であることを意味し、極角θ＝２０°は、システム光軸ＳＡを基準として２０°の入射角であることを意味する。
【００３６】
偏光ビームスプリッター５２ｇでの偏光に与える影響は黒画像表示の際の光漏れとして顕著に現れるので、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）では偏光ビームスプリッター５２ｇに液晶パネル６２ｇからＰ偏光が入射しその一部が偏光ビームスプリッター５２ｇの特性上反射された場合について説明する。図４（Ａ）に示すように、第２補償部材５４ｇを設けることで、方位角φ＝９０°−２７０°である上下方向から傾いて偏光ビームスプリッター５２ｇに入射したＰ偏光が偏光ビームスプリッター５２ｇで反射された後に楕円偏光となっても第２補償部材５４ｇを透過する際に位相差を与えられることにより偏光の直線性が確保されており、出射偏光板５５ｇを透過する光を減少させることが出来るから、液晶ライトバルブ６０ｇのコントラストが向上することが分かる。なお、図４（Ｂ）に示すように、第２補償部材５４ｇを設けない場合、方位角φ＝９０°−２７０°である上下方向から傾いて偏光ビームスプリッター５２ｇに入射したＰ偏光は偏光ビームスプリッター５２ｇで反射された後に楕円偏光となり、その楕円率により出射偏光板５５ｇを透過する光が上述の第２補償部材５４ｇを設けた場合よりも増加するから、液晶ライトバルブ６０ｇのコントラストが劣化することが分かる。
【００３７】
図６（Ａ）は、図４（Ａ）のグラフＰ８を拡大したものであり、図６（Ｂ）は、図４（Ｂ）のグラフＰ８を拡大したものである。グラフの横軸が出射偏光板５５ｇの吸収軸であり、縦軸方向の偏光成分が出射偏光板５５ｇを透過する。また、図７は、図４（Ａ）及び４（Ｂ）に示す入射角に対応する光漏れを数値化したヒストグラムである。図６（Ａ）及び６（Ｂ）を比較することや、図７における補償部材の有無の差を比較することによって明らかなように、第２補償部材５４ｇを設けた液晶ライトバルブ６０ｇの方が、第２補償部材５４ｇを設けない液晶ライトバルブ６０ｇに比較して漏れ光が少なくなるといえる。
【００３８】
図１に戻って、第２光路ＯＰ２に配置された赤色用の液晶ライトバルブ６０ｒは、緑色用の液晶ライトバルブ６０ｇと同様の構造を有している。すなわち、液晶ライトバルブ６０ｒは、赤光Ｒｐによって照明される液晶パネル６１ｒと、液晶ライトバルブ６０ｒでの赤光の入出射を管理する偏光ビームスプリッター５２ｒと、液晶パネル６１ｒに対向配置される第１補償部材６２ｒと、液晶ライトバルブ６０ｒの光入射側に配置される入射偏光板５１ｒと、液晶ライトバルブ６０ｒの光射出側に配置される出射偏光板５５ｒと、出射偏光板５５ｒに対向して光路上流側に配置される第２補償部材５４ｒとを備える。この液晶パネル６１ｒは背面側に反射板を備え、照明光が入射した面から変調された光が射出される反射型液晶素子であり、第１ダイクロイックミラー２１ａで反射されダイクロイックミラー２２を透過した赤光Ｒｐによって照明領域を均一な照度で照明される。偏光ビームスプリッター５２ｒは、システム光軸ＳＡに対して傾斜して配置されるとともに偏光分離面として射出側パターン層５３ｒを有する。偏光ビームスプリッター５２ｒは、ワイヤーグリッド偏光板その他の構造性複屈折型の偏光分離素子であり、入射した赤光Ｒｐについて、上述の第２方向（この場合、Ｙ方向）の直線偏光を選択的に透過させて液晶パネル６１ｒに導く。液晶パネル６１ｒは、これに入射した赤光Ｒｐの偏光状態を画像信号に応じて変換し、これを偏光ビームスプリッター５２ｒに向けて反射する。偏光ビームスプリッター５２ｒの射出側パターン層５３ｒは、液晶パネル６１ｒを経て変調された光のうち、第１方向（この場合Ｚ方向）の直線偏光成分のみを選択的に反射する。この際、補償部材６２ｒを設けることによって、液晶パネル６１ｒの液晶層のプレチルト等に起因する位相ズレを補償して、偏光ビームスプリッター５２ｒの射出側における偏光度又は消光比を高めることができ、液晶ライトバルブ６０ｒのコントラストを向上させることができる。
【００３９】
液晶ライトバルブ６０ｒにおいて、偏光ビームスプリッター５２ｒに入射する照明光としての赤光Ｒｐは、その偏光面に対応する第２方向（Ｙ方向）が射出側パターン層５３ｒへの入射面（ＸＹ面に平行な面）に対して全体として略平行になっている。つまり、赤光Ｒｐは、略Ｐ偏光状態で射出側パターン層５３ｒに入射して効率よく通過する。また、液晶パネル６１ｒから射出され、偏光ビームスプリッター５２ｒによって反射される画像光としての赤光Ｒｓは、その偏光面に対応する第１方向（Ｚ方向）が射出側パターン層５３ｒへの入射面（ＸＹ面に平行な面）に対して全体として略垂直になっている。つまり、赤光Ｒｓは、略Ｓ偏光状態で射出側パターン層５３ｒに入射して効率よく反射される。また、画像光として利用しないＰ偏光状態の光は、そのほとんどが偏光ビームスプリッター５２ｒを透過するが、偏光ビームスプリッター５２ｒのＰ偏光の透過特性が、例えば透過：反射の比が７０：１と全てのＰ偏光を透過することができないものであるため、Ｐ偏光成分の光であっても偏光ビームスプリッター５２ｇで反射される光が存在する。
【００４０】
以上の液晶ライトバルブ６０ｒにおいては、偏光ビームスプリッター５２ｒで反射される光に与えられる位相ズレに起因する光漏れを防止するべく、偏光ビームスプリッター５２ｒと出射偏光板５５ｒとの間に第２補償部材５４ｒを設けている。つまり、赤色用の液晶ライトバルブ６０ｒでは、図２に示す緑色用の液晶ライトバルブ６０ｇの場合と同様に、第２補償部材５４ｒにおける正の一軸性の屈折率楕円体の相対的に最も大きな主屈折率の方向に対応する主軸、すなわち光学軸が延びる方向である基準方向と、偏光ビームスプリッター５２ｒに等価的に存在すると認められる負の一軸性の屈折率楕円体の相対的に最も小さな主屈折率の方向に対応する主軸、すなわち光学軸が延びる方向である基準方向とを略平行にしている。これにより、偏光ビームスプリッター５２ｒで反射される光に生じた位相差を、その反射光が第２補償部材５４ｒを通過する際に生じる位相差によって相殺する効果を持たせることができる。つまり、偏光ビームスプリッター５２ｒが液晶パネル６１ｒからの光（変調光）を反射する際に示す複屈折性による当該光の偏光特性への影響を低減するような複屈折性を第２補償部材５４ｒに持たせることで、偏光ビームスプリッター５２ｒの視野角特性を補正することができ、偏光ビームスプリッター５２ｒの光学的特性に起因してＺ方向又は上下方向に関して傾斜した方向から入射し反射されたＰ偏光成分の光を出射偏光板５５ｒで吸収することができるから、赤光の光漏れを抑制できる。
【００４１】
第３光路ＯＰ３に配置された青色用の液晶ライトバルブ６０ｂは、緑色用の液晶ライトバルブ６０ｇと同様の構造を有している。すなわち、液晶ライトバルブ６０ｂは、青光Ｂｐによって照明される液晶パネル６１ｂと、液晶ライトバルブ６０ｂでの青光の入出射を管理する偏光ビームスプリッター５２ｂと、液晶パネル６１ｂに対向配置される第１補償部材６２ｂと、液晶ライトバルブ６０ｂの光入射側に配置される入射偏光板５１ｂと、液晶ライトバルブ６０ｂの光射出側に配置される出射偏光板５５ｂと、出射偏光板５５ｂに対向して光路上流側に配置される第２補償部材５４ｂとを備える。この液晶パネル６１ｂは背面側に反射板を備え、照明光が入射した面から変調された光が射出される反射型液晶素子であり、第２ダイクロイックミラー２１ｂで反射された青光Ｂｐによって照明領域を均一な照度で照明される。偏光ビームスプリッター５２ｂは、システム光軸ＳＡに対して傾斜して配置されるとともに偏光分離面として射出側パターン層５３ｂを有する。偏光ビームスプリッター５２ｂは、ワイヤーグリッド偏光板その他の構造性複屈折型の偏光分離素子であり、入射した青光Ｂｐについて、上述の第２方向（この場合、Ｙ方向）の直線偏光を選択的に透過させて液晶パネル６１ｂに導く。液晶パネル６１ｂは、これに入射した青光Ｂｐの偏光状態を画像信号に応じて変換し、これを偏光ビームスプリッター５２ｂに向けて反射する。偏光ビームスプリッター５２ｂの射出側パターン層５３ｒは、液晶パネル６１ｂを経て変調された光のうち、第１方向（この場合Ｚ方向）の直線偏光成分のみを選択的に反射する。この際、補償部材６２ｂを設けることによって、液晶パネル６１ｂの液晶層のプレチルト等に起因する位相ズレを補償して、偏光ビームスプリッター５２ｂの射出側における偏光度又は消光比を高めることができ、液晶ライトバルブ６０ｂのコントラストを向上させることができる。
【００４２】
液晶ライトバルブ６０ｂにおいて、偏光ビームスプリッター５２ｂに入射する照明光としての青光Ｂｐは、その偏光面に対応する第２方向（Ｙ方向）が射出側パターン層５３ｂへの入射面（ＸＹ面に平行な面）に対して全体として略平行になっている。つまり、青光Ｂｐは、略Ｐ偏光状態で射出側パターン層５３ｂに入射して効率よく通過する。また、液晶パネル６１ｂから射出され、偏光ビームスプリッター５２ｂによって反射される画像光としての青光Ｂｓは、その偏光面に対応する第１方向（Ｚ方向）が射出側パターン層５３ｂへの入射面（ＸＹ面に平行な面）に対して全体として略垂直になっている。つまり、青光Ｂｓは、略Ｓ偏光状態で射出側パターン層５３ｂに入射して効率よく反射される。また、画像光として利用しないＰ偏光状態の光は、そのほとんどが偏光ビームスプリッター５２ｒを透過するが、偏光ビームスプリッター５２ｒのＰ偏光の透過特性が、例えば透過：反射の比が７０：１と全てのＰ偏光を透過することができないものであるため、Ｐ偏光成分の光であっても偏光ビームスプリッター５２ｇで反射される光が存在する。
【００４３】
以上の液晶ライトバルブ６０ｂにおいては、偏光ビームスプリッター５２ｂで反射される光に与えられる位相ズレに起因する光漏れを防止するべく、偏光ビームスプリッター５２ｂと出射偏光板５５ｂとの間に第２補償部材５４ｂを設けている。つまり、青色用の液晶ライトバルブ６０ｂでは、図２に示す緑色用の液晶ライトバルブ６０ｇの場合と同様に、第２補償部材５４ｂにおける正の一軸性の屈折率楕円体の相対的に最も大きな主屈折率の方向に対応する主軸、すなわち光学軸が延びる方向である基準方向と、偏光ビームスプリッター５２ｂに等価的に存在すると認められる負の一軸性の屈折率楕円体の相対的に最も小さな主屈折率の方向に対応する主軸、すなわち光学軸が伸びる方向である基準方向とを略平行にしている。これにより、偏光ビームスプリッター５２ｂで反射される光に生じた位相差を、その反射光が第２補償部材５４ｂを通過する際に生じる位相差によって相殺する効果を持たせることができる。つまり、偏光ビームスプリッター５２ｂが液晶パネル６１ｂからの光（変調光）を反射する際に示す複屈折性による当該光の偏光特性への影響を低減するような複屈折性を第２補償部材５４ｂに持たせることで、偏光ビームスプリッター５２ｂの視野角特性を補正することができ、偏光ビームスプリッター５２ｂの光学的特性に起因してＺ方向又は上下方向に関して傾斜した方向から入射し反射されたＰ偏光成分の光を出射偏光板５５ｂで吸収することができるから、青光の光漏れを抑制できる。
【００４４】
光合成部７０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、合成面として、Ｘ字状に交差するとともに交差軸７１ｃがＹ方向に延びる一対のダイクロイックミラー７１ａ，７１ｂが形成されている。両ダイクロイックミラー７１ａ，７１ｂは、特性が異なる誘電体多層膜で形成されている。すなわち、一方の第１ダイクロイックミラー７１ａは赤光ＬＲを反射し、他方の第１ダイクロイックミラー７１ｂは青光ＬＢを反射する。この光合成部７０は、液晶ライトバルブ６０ｇからの変調後の緑光ＬＧを第１及び第２ダイクロイックミラー７１ａ，７１ｂを透過させることによりＸ方向に直進させ、液晶ライトバルブ６０ｒからの変調後の赤光ＬＲを第１ダイクロイックミラー７１ａで反射して光路を折り曲げることによりＸ方向に射出させ、液晶ライトバルブ６０ｂからの変調後の青光ＬＢを第２ダイクロイックミラー７１ｂで反射して光路を折り曲げることによりＸ方向に射出させる。光合成部７０の光射出側では、各色光ＬＧ，ＬＢ，ＬＲが重ね合わされて色合成が行われる。なお、光合成部７０とＧ色用の液晶パネル６１ｇとの間には、１／２波長板５６が配置されている。この場合、緑光ＬＧをＰ偏光状態でダイクロイックミラー７１ａ，７１ｂに入射させることができ、光合成部７０における各色光ＬＧ，ＬＲ，ＬＢの合成効率を高めることができ、色ムラの発生を抑えることができる。
【００４５】
投射光学系８０は、光合成部７０で合成されたカラーの画像光を、所望の倍率でスクリーン（不図示）上に投射する。つまり、各液晶パネル６１ｇ，６１ｒ，６１ｂに入力された駆動信号或いは画像信号に対応する所望の倍率のカラー動画やカラー静止画がスクリーン上に投射される。
【００４６】
以上説明した第１実施形態のプロジェクター１００によれば、偏光ビームスプリッター５２ｇ，５２ｒ，５２ｂと出射偏光板５５ｇ，５５ｒ，５５ｂの偏光層５５ｉとの間に配置される位相差層としての第２補償部材５４ｇ，５４ｒ，５４ｂが、偏光ビームスプリッター５２ｇ，５２ｒ，５２ｂの視野角特性を補正するので、偏光ビームスプリッター５２ｇ，５２ｒ，５２ｂに起因する上下等の特定の傾斜した方向からの光に偏った光漏れを抑制できる。これにより、投射像の明るさを確保しつつ高コントラストを達成することができる。
【００４７】
なお、第２補償部材５４ｇ，５４ｒ，５４ｂは、図３（Ｂ）、３（Ｃ）等に示すような正の一軸性の複屈折材料で形成するものに限らず、負の一軸性の複屈折材料で形成することもできる。図８に示すように、変形例の第２補償部材１５４ｇは、負の一軸性の複屈折材料で形成されており、その屈折率楕円体ＲＥ１'の相対的に最も小さな主屈折率に対応する主軸、つまり光学軸が延びる基準方向ＤＳ１'は、システム光軸ＳＡを含むｘｙ面上にあって、出射偏光板５５ｇの面内方向（ｘ，ｚ方向等）や法線方向（ｙ方向）から傾斜している。さらに、屈折率楕円体ＲＥ１'の基準方向ＤＳ１'を出射偏光板５５ｇの面上に投影した場合の軸投射方向Ｄ３は、出射偏光板５５ｇの吸収軸方向ＡＡに平行になっている。そして、屈折率楕円体ＲＥ１'の基準方向ＤＳ１'は、偏光ビームスプリッター５２ｇに等価的に存在すると認められる負の一軸性の屈折率楕円体ＲＥ２の相対的に最も小さな主屈折率に対応する主軸、つまり光学軸が延びる方向である基準方向ＤＳ２と垂直になっている。この場合も、偏光ビームスプリッター５２ｇでの反射光に生じた位相差を、当該光が第２補償部材５４ｇを通過する際に生じる位相差によって相殺する効果を持たせることができる。なお、図１に示す他の第２補償部材５４ｒ，５４ｂも、図８と同様に切り出された負の一軸性の複屈折材料で形成可能である。
【００４８】
また、第２補償部材５４ｇ，５４ｒ，５４ｂは、２軸の複屈折材料で形成することができる。この場合、例えば図３（Ｂ）において、第２補償部材５４ｇの屈折率楕円体ＲＥ１の主軸が延びる基準方向ＤＳ１を、２軸の複屈折材料において相対的に最も大きな主屈折率の方向に設定することで、近似的な位相差補償が可能になる。また、例えば図８において、第２補償部材１５４ｇの屈折率楕円体ＲＥ１'の主軸が延びる基準方向ＤＳ１'を、２軸の複屈折材料において相対的に最も小さな主屈折率の方向に設定することで、近似的な位相差補償が可能になる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係るプロジェクターの光学系の構成について説明する。なお、第２実施形態のプロジェクター２００は、第１実施形態のプロジェクター１００を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。
【００５０】
※図１０の図番を６０ｇから２６０ｇに修正してください※
図９及び１０に示すように、光変調部２６０のうち緑色用の液晶ライトバルブ２６０ｇは、第２補償部材５４ｇを有しておらず、その代わりに、出射偏光板２５５ｇをＺ軸のまわりに回転させてＹＺ面に対して傾斜させている。
【００５１】
図１１を参照して、出射偏光板２５５ｇの機能について説明すると、出射偏光板２５５ｇをＺ軸すなわち透過軸方向ＴＡのまわりに例えば反時計回りにα度回転させているものとする。
【００５２】
この場合、システム光軸ＳＡに対して＋Ｚ方向に傾いて出射偏光板２５５ｇに入射する光束ＬＶ１は、その偏光方向がＹ方向に平行でも、出射偏光板２５５ｇの吸収軸方向ＡＡに対して角度βだけ時計方向に回転したかのような状態で出射偏光板２５５ｇに入射してしまう。したがって、光束ＬＶ１の偏光方向Ｄ６がＹ方向に対して元々角度βだけ反時計方向に回転している場合、光束ＬＶ１は、その偏光方向Ｄ６が出射偏光板２５５ｇの吸収軸方向ＡＡに一致した状態で、出射偏光板２５５ｇに入射する。つまり、システム光軸ＳＡに対して＋Ｚ方向に傾いた状態で出射偏光板２５５ｇに入射する光束ＬＶ１に対応する光が偏光ビームスプリッター５２ｇで反射される際に、その主たる偏光方向Ｄ６が反時計方向に角度βだけ回転するならば、出射偏光板２５５ｇを＋Ｚ方向から見て反時計回りにα度回転させることで、偏光ビームスプリッター５２ｇで反射された光束ＬＶ１の主たる偏光方向Ｄ６を出射偏光板２５５ｇの吸収軸方向ＡＡに結果的に一致させることができる。
【００５３】
一方、システム光軸ＳＡに対して−Ｚ方向に傾いて出射偏光板２５５ｇに入射する光束ＬＶ２は、その偏光方向がＹ方向に平行でも、出射偏光板２５５ｇの吸収軸方向ＡＡに対して角度βだけ反時計方向に回転したかのような状態で出射偏光板２５５ｇに入射してしまう。したがって、光束ＬＶ２の偏光方向Ｄ７がＹ方向に対して元々角度βだけ時計方向に回転している場合、光束ＬＶ２は、その偏光方向Ｄ７が出射偏光板２５５ｇの吸収軸方向ＡＡに一致した状態で、出射偏光板２５５ｇに入射する。つまり、システム光軸ＳＡに対して−Ｚ方向に傾いた状態で出射偏光板２５５ｇに入射する光束ＬＶ２が偏光ビームスプリッター５２ｇで反射される際に、その主たる偏光方向Ｄ６が時計方向に角度βだけ回転するならば、出射偏光板２５５ｇを＋Ｚ方向から見て反時計回りにα度回転させることで、偏光ビームスプリッター５２ｇで反射された光束ＬＶ２の主たる偏光方向Ｄ７を出射偏光板２５５ｇの吸収軸方向ＡＡに結果的に一致させることができる。
【００５４】
以上から明らかなように、本実施形態の場合、液晶ライトバルブ２６０ｇにおいて、偏光ビームスプリッター５２ｇで反射される光に生じた位相ズレに起因する光漏れを、出射偏光板２５５ｇの透過軸方向ＴＡのまわりの回転又は傾斜によって減少させることができる。
【００５５】
図１２（Ａ）は、液晶ライトバルブ２６０ｇにおいて出射偏光板２５５ｇをシステム光軸ＳＡに垂直な状態から傾斜させる効果を説明する図である。図１２（Ａ）中において、Ｐ１〜Ｐ８として示す８つのグラフは、偏光ビームスプリッター５２ｇに入射したＰ偏光が偏光ビームスプリッター５２ｇで反射された後、出射偏光板２５５ｇに入射する際の偏光状態を示している。なお、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に対応するもので、液晶ライトバルブ２６０ｇにおいて出射偏光板２５５ｇをシステム光軸ＳＡに垂直な状態に保った場合を説明する図である。なお、図１２（Ａ）及び１２（Ｂ）において、Ｐ１〜Ｐ８のグラフは、図５に示す傾斜方向又は入射方向に対応するものとなっている。
【００５６】
図１２（Ａ）に示すように、出射偏光板２５５ｇを適宜傾斜させることで、方位角φ＝９０°−２７０°の上下方向から傾いて偏光ビームスプリッター５２ｇに入射したＰ偏光が偏光ビームスプリッター５２ｇで反射され楕円偏光になっても、その主たる偏光方向が出射偏光板２５５ｇの吸収軸方向ＡＡに一致しており、出射偏光板２５５ｇを透過する光を減少させることが出来るから、液晶ライトバルブ２６０ｇのコントラストが向上することが分かる。なお、図１２（Ｂ）に示すように、出射偏光板２５５ｇを傾斜させない場合、方位角φ＝９０°−２７０°の上下方向から傾いて偏光ビームスプリッター５２ｇに入射したＰ偏光が偏光ビームスプリッター５２ｇで反射され楕円偏光になると、その主たる偏光方向が出射偏光板２５５ｇの吸収軸方向ＡＡに一致しないので、液晶ライトバルブ２６０ｇのコントラストが劣化することが分かる。
【００５７】
図１３は、図１２（Ａ）及び１２（Ｂ）に示す入射角に対応する光漏れを数値化したヒストグラムである。図１３における出射偏光板２５５ｇの傾斜の有無の差を比較することによって明らかなように、出射偏光板２５５ｇを適宜傾斜させた液晶ライトバルブ２６０ｇの方が、出射偏光板２５５ｇを傾斜させない液晶ライトバルブ２６０ｇに比較して漏れ光が少なくなるといえる。
【００５８】
以上は、緑色用の液晶ライトバルブ２６０ｇについての説明であったが、赤色用の液晶ライトバルブ２６０ｒや青色用の液晶ライトバルブ２６０ｂも同様であり、出射偏光板２５５ｒ，２５５ｂをＺ軸のまわりに回転させてＸＺ面に対して傾斜させており、上下方向からの傾いた光束について光漏れを低減してコントラストを向上させている。
【００５９】
以上説明した第２実施形態のプロジェクター２００によれば、出射偏光板２５５ｇ，２５５ｒ，２５５ｂが、その透過軸方向ＴＡを回転軸として傾斜配置されているので、出射偏光板２５５ｇ，２５５ｒ，２５５ｂの透過軸方向ＴＡに傾斜した方向からの光に関しては、出射偏光板２５５ｇ，２５５ｒ，２５５ｂの吸収軸方向ＡＡが出射偏光板２５５ｇ，２５５ｒ，２５５ｂの傾斜角度に応じて見かけ上回転する効果を持たせることができるので、出射偏光板２５５ｇ，２５５ｒ，２５５ｂの透過軸方向ＴＡに傾斜した方向からの光に偏った光漏れを抑制できる。これにより、投射像の明るさを確保しつつ高コントラストを達成することができる。
【００６０】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係るプロジェクターの光学系の構成について説明する。なお、第３実施形態のプロジェクター３００は、第１実施形態のプロジェクター１００を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。
【００６１】
図１４に示すように、光変調部３６０のうち緑色用の液晶ライトバルブ３６０ｇは、第２補償部材５４ｇと出射偏光板２５５ｇとをＺ軸のまわりに回転させてシステム光軸ＳＡに垂直なＹＺ面に対して傾斜させている。つまり、第３実施形態に係るプロジェクター３００は、第２補償部材５４ｇを設ける第１実施形態のプロジェクター１００と、出射偏光板２５５ｇを傾斜させる第２実施形態のプロジェクター２００とを組み合わせたものである。第２補償部材５４ｇの機能や挿入の効果は第１実施形態のものと同様であり、出射偏光板２５５ｇの機能や傾斜の効果は第２実施形態のものと同様である。
【００６２】
図１５（Ａ）は、液晶ライトバルブ３６０ｇにおいて第２補償部材５４ｇを光路上に挿入し出射偏光板２５５ｇをシステム光軸ＳＡに垂直な状態から傾斜させる効果を説明する図である。図１５（Ａ）中において、Ｐ１〜Ｐ８として示す８つのグラフは、出射偏光板２５５ｇに入射する緑光の偏光状態を示している。なお、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）に対応するもので、液晶ライトバルブ３６０ｇにおいて第２補償部材５４ｇを除去し出射偏光板２５５ｇをシステム光軸ＳＡに垂直な状態に保った場合を説明する図である。なお、図１５（Ａ）及び１５（Ｂ）において、Ｐ１〜Ｐ８のグラフは、図５に示す傾斜方向又は入射方向に対応するものとなっている。
【００６３】
図１５（Ａ）に示すように、第２補償部材５４ｇを挿入し出射偏光板２５５ｇを適宜傾斜させることで、方位角φ＝９０°−２７０°の上下方向から傾いて偏光ビームスプリッター５２ｇに入射したＰ偏光が偏光ビームスプリッター５２ｇで反射され楕円偏光になっても上述の第２補償部材５４ｇと出射偏光板２５５ｇとの作用により、偏光の直線性が確保されるとともに、その主たる偏光方向が出射偏光板２５５ｇの吸収軸方向ＡＡに一致するので、液晶ライトバルブ３６０ｇのコントラストが向上することが分かる。なお、図１５（Ｂ）に示すように、第２補償部材５４ｇを除去し出射偏光板２５５ｇを傾斜させない場合、方位角φ＝９０°−２７０°の上下方向からの傾いて偏光ビームスプリッター５２ｇに入射するＰ偏光が偏光ビームスプリッター５２ｇで反射され楕円偏光になると、楕円偏光のまま維持されるとともに、その主たる偏光方向が出射偏光板２５５ｇの吸収軸方向ＡＡに一致しないので、液晶ライトバルブ３６０ｇのコントラストが劣化することが分かる。
【００６４】
図１６は、図１５（Ａ）及び１５（Ｂ）に示す入射角に対応する光漏れを数値化したヒストグラムである。図１６における第２補償部材５４ｇを設けて第２補償部材５４ｇ及び出射偏光板２５５ｇを傾けた場合と第２補償部材５４ｇを除去して出射偏光板２５５ｇを傾けない場合との差を比較することによって明らかなように、第２補償部材５４ｇを設けて第２補償部材５４ｇ及び出射偏光板２５５ｇを適宜傾斜させた液晶ライトバルブ３６０ｇの方が、第２補償部材５４ｇを除去して出射偏光板２５５ｇを傾けない液晶ライトバルブ３６０ｇに比較して漏れ光が少なくなるといえる。
【００６５】
以上は、緑色用の液晶ライトバルブ３６０ｇについての説明であったが、赤色用の液晶ライトバルブ３６０ｒや青色用の液晶ライトバルブ３６０ｂも同様であり、第２補償部材５４ｒ，５４ｂを偏光ビームスプリッター５２ｒ，５２ｂと出射偏光板２５５ｒ，２５５ｂとの間に挿入するとともに、第２補償部材５４ｒ，５４ｂ及び出射偏光板２５５ｒ，２５５ｂをＺ軸のまわりに回転させてＸＺ面に対して傾斜させており、上下方向からの傾いた光束について光漏れを低減してコントラストを向上させている。
【００６６】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、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。
【００６７】
すなわち、上記実施形態では、第１光路ＯＰ１に緑光Ｇｐを導き、第２光路ＯＰ２に赤光Ｒｐを導き、第３光路ＯＰ３に青光Ｂｐを導いているが、光路と色の組み合わせは変更可能であり、例えば第１光路ＯＰ１に緑光Ｇｐを導き、第２光路ＯＰ２に青光Ｂｐを導き、第３光路ＯＰ３に赤光Ｒｐを導くことができる。
【００６８】
また、色分離導光部４０における光路ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３の分岐方法は、実施形態に例示するものに限らず、様々なものとすることができる。
【００６９】
上記実施形態のプロジェクター１００，２００，３００では、液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂの偏光ビームススプリッター５２ｇ，５２ｒ，５２ｂをワイヤーグリッド偏光板で構成するとしたが、これらのビームススプリッター５２ｇ，５２ｒ，５２ｂを立体的な誘電体層を多層積層することによって得られるフォトニック結晶その他の構造性複屈折型の光学素子で構成することもできる。
【００７０】
上記実施形態のプロジェクター１００，２００，３００では、照明装置２０を、光源装置１０、一対のレンズアレイ１５，１６、偏光変換装置１７、重畳レンズ１８等で構成したが、レンズアレイ１５，１６等については省略することができ、光源装置１０も、ＬＥＤ等の別光源に置き換えることができる。
【００７１】
上記実施形態では、３つの液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂを用いたプロジェクター１００，２００，３００の例のみを挙げたが、本発明は、２つの液晶ライトバルブを用いたプロジェクター、或いは、４つ以上の液晶ライトバルブを用いたプロジェクターにも適用可能である。
【００７２】
上記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクターの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクターにも適用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１０…光源装置、  １５，１６…レンズアレイ、  １７…偏光変換装置、  １８…重畳レンズ、  ２０…照明装置、  ２１…クロスダイクロイックミラー、  ２２…ダイクロイックミラー、  ４０…色分離導光部、  ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒ…入射偏光板、  ５２ｇ，５２ｒ，５２ｂ…偏光ビームスプリッター、  ５３ｂ，５３ｇ，５３ｒ…射出側パターン層、  ５４ｇ，５４ｒ，５４ｂ…第２補償部材、  ５５ｇ，５５ｒ，５５ｂ…出射偏光板、  ６０…光変調部、  ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂ…液晶ライトバルブ、  ６１ｇ，６１ｒ，６１ｂ…液晶パネル、  ６２ｂ，６２ｇ，６２ｒ…第１補償部材、  ７０…光合成部、  ７１ａ，７１ｂ…ダイクロイックミラー、  ８０…投射光学系、  １００，２００，３００…プロジェクター、  ＡＡ…吸収軸方向、  ＴＡ…透過軸方向、  Ｄ１…周期方向、  Ｄ２…非周期方向、  Ｄ３，Ｄ４…軸投射方向、  ＤＳ１，ＤＳ２…基準方向、  ＩＬ…照明光束、  ＬＧ，ＬＢ，ＬＲ…色光、  ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３…光路、  ＳＡ…システム光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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