(57)【要約】【課題】液晶パネルの耐光寿命を向上させることが可能な光学ユニット、該光学ユニットを備えた投写型表示装置を提供すること。【解決手段】光学ユニット１２００Ａは、入射光が映像情報に基づいて変調される液晶パネルを含む液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、各液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に対する入射光の光路上に配置された液晶セル１１４０と、を備えている。投写型表示装置１０００は、光源としての照明装置１１００と、上記光学ユニット１２００Ａと、投写光学系としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６及び投写レンズ１２０７とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光が映像情報に基づいて変調される液晶パネルと、
前記液晶パネルに対する前記入射光の光路上に配置された液晶セルと、を備えたことを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
前記液晶パネルの第１の液晶層を構成する第１の液晶材料と、前記液晶セルの第２の液晶層を構成する第２の液晶材料とが同じであることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項３】
前記第１の液晶材料と前記第２の液晶材料が異なり、
前記第２の液晶材料は、４５０ｎｍ以下の短波長の光を吸収する成分を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項４】
前記液晶セルは、前記第２の液晶層が等方相となる相転移点以上の温度で用いられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学ユニット。
【請求項５】
前記第２の液晶層の前記相転移点は、前記第１の液晶層が等方相となる相転移点よりも低いことを特徴とする請求項４に記載の光学ユニット。
【請求項６】
前記液晶セルは、前記第２の液晶層を加温するヒーターを備えていることを特徴とする請求項４に記載の光学ユニット。
【請求項７】
前記第２の液晶層の厚みは、前記第１の液晶層の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学ユニット。
【請求項８】
前記液晶セルに対する前記入射光の入射側に紫外線カットフィルターが設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学ユニット。
【請求項９】
前記紫外線カットフィルターは前記液晶セルと一体に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の光学ユニット。
【請求項１０】
前記光路上の前記液晶セルと前記液晶パネルとの間に赤外線カットフィルターを有し、
前記液晶セルは前記紫外線カットフィルターと前記赤外線カットフィルターとの間に配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の光学ユニット。
【請求項１１】
前記紫外線カットフィルターは誘電体多層膜を含み、可視光波長領域における反射防止膜として機能することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の光学ユニット。
【請求項１２】
光源と、
前記光源からの発光が入射する請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光学ユニットと、
前記光学ユニットから射出され、前記液晶パネルによって変調された表示光を投写する投写光学系と、を備えることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項１３】
前記光学ユニットは前記光源からの発光を偏光に変換する偏光変換素子を含み、
前記液晶セルは、前記光源と前記偏光変換素子との間に配置されていることを特徴する請求項１２に記載の投写型表示装置。
【請求項１４】
前記光学ユニットは前記光源からの発光を偏光に変換する偏光変換素子を含み、
前記液晶セルは、前記偏光変換素子と前記液晶パネルとの間に配置されていることを特徴する請求項１２に記載の投写型表示装置。
【請求項１５】
前記液晶パネルが反射型であることを特徴とする請求項１２乃至１４に記載の投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ユニット、該光学ユニットが用いられる投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光変調手段として液晶パネルを用いた投写型表示装置（プロジェクター）が知られている。上記投写型表示装置には、光源として超高圧水銀灯やハロゲンランプなどが用いられている。これらの光源から発せられる光には、可視光波長域（４３０ｎｍ〜７００ｎｍ）だけでなく、可視光波長よりも短波長の紫外波長域（４３０ｎｍ未満）の光も含まれている。
紫外波長域の光は、液晶パネルの構成部材である液晶や偏光板などを劣化させることが知られている。そこで、例えば、特許文献１には、光源から射出された光を外部に投写する投写部と、光源と投写部との間の光路上に設けられ、誘電体多層膜からなる光フィルター（ＵＶカットフィルター）とを備えたプロジェクターが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−８５８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の誘電体多層膜からなる光フィルターの紫外線吸収（カット）特性は、入射光に対する角度依存性があり、比較的に入射角度が大きな位置に配置されると、本来吸収すべき波長域の光を吸収する性能が低下するおそれがあった。
また、液晶パネルに用いられる液晶材料は、一般的に複数種の有機化合物を含んでおり、投写型表示装置の仕様に合わせて開発されるので、投写型表示装置の機種ごとに同じ液晶材料が用いられるとは限らない。それゆえに、液晶材料が異なると劣化をもたらす光の波長が変わることもある。そうすると、機種ごとに同一の光フィルターを使用することは液晶材料の劣化を考慮すると必ずしも適当ではなく、液晶材料ごとに光フィルターを用意する必要があり、部品としての光フィルターの種類が増えてしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
［適用例］本適用例に係る光学ユニットは、入射光が映像情報に基づいて変調される液晶パネルと、前記液晶パネルに対する前記入射光の光路上に配置された液晶セルと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、入射光は液晶パネルに入射する前に液晶セルを透過することになる。したがって、液晶セルによって少なくとも液晶の劣化を招く特定波長の光を吸収させることができる。つまり、液晶セルを上記特定波長の光を吸収させる光学フィルターとして機能させ、液晶パネルが上記特定波長の光により劣化することを低減可能な光学ユニットを提供することができる。加えて、一般的な紫外線カットフィルターでは吸収できない特定波長の光を液晶セルで吸収させることができる。
【０００８】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記液晶パネルの第１の液晶層を構成する第１の液晶材料と、前記液晶セルの第２の液晶層を構成する第２の液晶材料とが同じであることが好ましい。
この構成によれば、液晶パネルに用いられる第１の液晶材料が特定波長の光を吸収することで劣化することを確実に低減できる。
【０００９】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記第１の液晶材料と前記第２の液晶材料が異なり、前記第２の液晶材料は、４５０ｎｍ以下の短波長の光を吸収する成分を含むとしてもよい。
この構成によれば、液晶パネルに用いられる第１の液晶材料が４５０ｎｍ以下の短波長の光を吸収して劣化することを低減することができる。また、液晶セルを第１の液晶材料を用いずに第２の液晶材料で構成することができるので、液晶セルの設計上の自由度が向上する。例えば、第１の液晶材料よりも安価な第２の液晶材料を選択することが可能となる。
【００１０】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記液晶セルは、前記第２の液晶層が等方相となる相転移点以上の温度で用いられることが好ましい。
この構成によれば、液晶セルの第２の液晶層が等方相となることで液晶セルを透過する入射光の散乱が低減される。したがって、入射光が液晶セルを透過することにおける光利用効率の低下を抑制できる。
【００１１】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記第２の液晶層の前記相転移点は、前記第１の液晶層が等方相となる相転移点よりも低いとしてもよい。
この構成によれば、液晶セルの第２の液晶層を容易に等方相とすることができる。
【００１２】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記液晶セルは、前記第２の液晶層を加温するヒーターを備えていることが好ましい。
この構成によれば、液晶セル自体にヒーターを備えることで、第２の液晶層をむらなく等方相とすることができる。
【００１３】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記第２の液晶層の厚みは、前記第１の液晶層の厚みよりも厚いことが好ましい。
この構成によれば、第１の液晶層と第２の液晶層とを同じ厚みとする場合に比べて、液晶セルにおける光学フィルターとしての寿命を向上させることができる。
【００１４】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記液晶セルに対する前記入射光の入射側に紫外線カットフィルターが設けられていることが好ましい。
この構成によれば、入射光に含まれる紫外線は紫外線カットフィルターで吸収させ、紫外波長域以外の特定波長の光を液晶セルで吸収させて、液晶パネルの第１の液晶層の劣化を低減できる。
【００１５】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記紫外線カットフィルターは前記液晶セルと一体に形成されているとしてもよい。
この構成によれば、部品点数を削減できる。
【００１６】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記光路上の前記液晶セルと前記液晶パネルとの間に赤外線カットフィルターを有し、前記液晶セルは前記紫外線カットフィルターと前記赤外線カットフィルターとの間に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、赤外線を赤外線カットフィルターで吸収させ、赤外線により液晶パネルが加温されて劣化することも低減できる。また、液晶パネルが赤外線を吸収することで温度が変化して表示特性に影響が生ずることを抑制できる。
【００１７】
上記適用例に記載の光学ユニットにおいて、前記紫外線カットフィルターは誘電体多層膜を含み、可視光波長領域における反射防止膜として機能することが好ましい。
この構成によれば、紫外線カットフィルターによって可視光波長領域の光が反射されて光利用効率が低下することを抑制できる。
【００１８】
［適用例］本適用例に係る投写型表示装置は、光源と、前記光源からの発光が入射する上記適用例に記載の光学ユニットと、前記光学ユニットから射出され、前記液晶パネルによって変調された表示光を投写する投写光学系と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、液晶を劣化させる特定波長の光を液晶セルによって吸収させることができ、光変調手段としての液晶パネルの耐光寿命が向上した投写型表示装置を提供することができる。
【００２０】
上記適用例に記載の投写型表示装置において、前記光学ユニットは前記光源からの発光を偏光に変換する偏光変換素子を含み、前記液晶セルは、前記光源と前記偏光変換素子との間に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、偏光変換素子と液晶パネルとの間に液晶セルを配置する場合に比べて、液晶セルによる光利用効率の低下を抑制できる。
【００２１】
上記適用例に記載の投写型表示装置において、前記光学ユニットは前記光源からの発光を偏光に変換する偏光変換素子を含み、前記液晶セルは、前記偏光変換素子と前記液晶パネルとの間に配置されているとしてもよい。
この構成によれば、偏光変換素子によっても液晶を劣化させる特定波長の光の一部を吸収させることが可能となるため、光変調手段としての液晶パネルの耐光寿命を改善できる。
【００２２】
上記適用例に記載の投写型表示装置において、前記液晶パネルが反射型であることを特徴とする。
この構成によれば、反射型の液晶パネルでは、入射光と、入射光に対する反射光とが液晶層を透過することになり、入射光における特定波長の光を液晶セルで吸収させることは、透過型の液晶パネルに比べてより有効な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の投写型表示装置の構成を示す概略図。
【図２】（ａ）は液晶装置の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った概略断面図。
【図３】（ａ）は液晶セルの概略平面図、（ｂ）は液晶セルの概略断面図、（ｃ）は液晶セルに設けられたヒーターを示す概略平面図。
【図４】（ａ）はＵＶカットフィルターの構造を示す断面図、（ｂ）はＵＶカットフィルターの分光特性を示すグラフ。
【図５】（ａ）はＩＲカットフィルターの構造を示す断面図、（ｂ）はＩＲカットフィルターの分光特性を示すグラフ。
【図６】第１実施形態の投写型表示装置の電気的な構成を示すブロック図。
【図７】第２実施形態の投写型表示装置の構成を示す概略図。
【図８】第３実施形態の投写型表示装置の構成を示す概略図。
【図９】第４実施形態の投写型表示装置の構成を示す概略図。
【図１０】第５実施形態の投写型表示装置の構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２５】
（第１実施形態）
＜投写型表示装置＞
まず、第１実施形態の投写型表示装置について、図１を参照して説明する。図１は第１実施形態の投写型表示装置の構成を示す概略図である。
図１に示すように、本実施形態の投写型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置された照明装置１１００と、光学ユニット１２００Ａと、投写光学系とを備えている。
【００２６】
照明装置１１００は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット１１０１と、第１インテグレーターレンズ１１０２と、を備えている。
光学ユニット１２００Ａは、紫外線カットフィルター（ＵＶカットフィルター）１１５０と、液晶セル１１４０と、赤外線カットフィルター（ＩＲカットフィルター）１１６０と、偏光変換光学系１１０３と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０とを含むものである。
また、投写光学系は、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投写レンズ１２０７とを含むものである。
【００２７】
液晶セル１１４０、ＵＶカットフィルター１１５０、ＩＲカットフィルター１１６０の具体的な構成については後述するが、これらは照明装置１１００から射出された光のうちそれぞれ特定波長範囲の光を吸収する光学フィルターとして機能するものである。
【００２８】
偏光変換光学系１１０３は、第２インテグレーターレンズ１１３１と、偏光変換素子１１３２と、集光レンズ１１３３とを含んでいる。
【００２９】
ダイクロイックミラー１１０４は、照明装置１１００から射出された光が偏光変換光学系１１０３で変換された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。
【００３０】
ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。
【００３１】
液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて射出される。このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投写レンズ１２０７によってスクリーン１８００上に投写され、画像が拡大されて表示される。
【００３２】
液晶ライトバルブ１２１０は、後述する液晶装置１００（図２参照）が適用されたものである。液晶装置１００（液晶パネル１１０）の色光の入射側と射出側とにクロスニコルに配置された一対の偏光素子が隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。
【００３３】
＜液晶装置＞
次に、液晶装置１００について図２を参照して説明する。図２（ａ）は液晶装置の構成を示す概略平面図、図２（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った概略断面図である。
【００３４】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、対向配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを有する。素子基板１０の基材１０ｓ及び対向基板２０の基材２０ｓは、それぞれ透明な例えば石英基板やガラス基板が用いられている。
【００３５】
素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板は、対向基板２０の外縁に沿って配置されたシール材４０を介して間隔を置いて貼り合わされ、その間隔に正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層５０が構成されている。シール材４０は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材４０には、一対の基板の上記間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。液晶層５０が本発明の第１の液晶層に相当するものである。
【００３６】
シール材４０の内側には、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐを含む表示領域Ｅが設けられている。また、シール材４０と表示領域Ｅとの間に表示領域Ｅを取り囲んで見切り部２１が設けられている。見切り部２１は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなる。なお、表示領域Ｅは、表示に寄与する複数の画素Ｐに加えて、複数の画素Ｐを囲むように配置されたダミー画素を含むとしてもよい。また、図２では図示省略したが、表示領域Ｅにおいて複数の画素Ｐをそれぞれ平面的に区分する遮光部（ブラックマトリックス；ＢＭ）が対向基板２０に設けられている。
【００３７】
素子基板１０には、複数の外部接続端子１０４が配列した端子部が設けられている。該端子部に沿った第１の辺部とシール材４０との間にデータ線駆動回路１０１が設けられている。また、第１の辺部に対向する第２の辺部に沿ったシール材４０と表示領域Ｅとの間に検査回路１０３が設けられている。さらに、第１の辺部と直交し互いに対向する第３及び第４の辺部に沿ったシール材４０と表示領域Ｅとの間に走査線駆動回路１０２が設けられている。第２の辺部のシール材４０と検査回路１０３との間に、２つの走査線駆動回路１０２を繋ぐ複数の配線１０５が設けられている。
【００３８】
これらデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２に繋がる配線は、第１の辺部に沿って配列した複数の外部接続端子１０４に接続されている。なお、検査回路１０３の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路１０１と表示領域Ｅとの間のシール材４０の内側に沿った位置に設けてもよい。
【００３９】
図２（ｂ）に示すように、素子基板１０の液晶層５０側の表面には、画素Ｐごとに設けられた透光性の画素電極１５及びスイッチング素子である薄膜トランジスター（以降、ＴＦＴと呼称する）３０と、信号配線と、これらを覆う配向膜１８とが形成されている。また、ＴＦＴ３０における半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。素子基板１０は、基材１０ｓと、基材１０ｓ上に形成された画素電極１５、ＴＦＴ３０、信号配線、配向膜１８を含むものである。
【００４０】
素子基板１０に対向配置される対向基板２０は、基材２０ｓと、基材２０ｓ上に形成された見切り部２１と、これを覆うように成膜された平坦化層２２と、平坦化層２２を覆い、少なくとも表示領域Ｅに亘って設けられた共通電極２３と、共通電極２３を覆う配向膜２４とを含むものである。
【００４１】
見切り部２１は、図２（ａ）に示すように表示領域Ｅを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路１０２、検査回路１０３と重なる位置に設けられている。これにより対向基板２０側からこれらの回路に入射する光を遮蔽して、これらの回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Ｅに入射しないように遮蔽して、画素領域Ｅの表示における高いコントラストを確保している。
【００４２】
平坦化層２２は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して見切り部２１を覆うように設けられている。このような平坦化層２２の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
【００４３】
共通電極２３は、例えばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）などの透明導電膜からなり、平坦化層２２を覆うと共に、図２（ａ）に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部１０６により素子基板１０側の配線に電気的に接続している。
【００４４】
画素電極１５を覆う配向膜１８及び共通電極２３を覆う配向膜２４は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、正の誘電異方性を有する液晶分子に対して略水平配向処理が施された有機配向膜や、気相成長法を用いてＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。
【００４５】
このような液晶装置１００は透過型であって、電圧無印加状態で画素Ｐの透過率が最大となるノーマリーホワイトモードや、電圧無印加状態で画素Ｐの透過率が最小となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。素子基板１０と対向基板２０とを含む液晶パネル１１０の光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。
【００４６】
＜液晶セル＞
次に、液晶セル１１４０について、図３を参照して説明する。図３（ａ）は液晶セルの概略平面図、図３（ｂ）は液晶セルの概略断面図、図３（ｃ）は液晶セルに設けられたヒーターを示す概略平面図である。
【００４７】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、液晶セル１１４０は、シール材１１４４を介して貼り合わされた第１の基板１１４１と、第２の基板１１４２との間に挟持された液晶層１１４３を有する。液晶層１１４３が本発明の第２の液晶層に相当するものである。
第１の基板１１４１及び第２の基板１１４２は、透明な例えば石英基板やガラス基板などからなる。
第１の基板１１４１の液晶層１１４３に面する側と反対側の表面１１４１ａにヒーター１１４５が設けられている。
図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ヒーター１１４５は、例えばアルミニウムなどの金属や該金属を含む合金、あるいは導電性の樹脂材料などを用いて形成された抵抗体である。ヒーター１１４５は、一対の基板１１４１，１１４２の外縁に沿って額縁状に配置されたシール材１１４４よりもやや内側に同じく額縁状に配置されている。ヒーター１１４５は２つの接続端１１４５ａ，１１４５ｂを有しており、２つの接続端１１４５ａ，１１４５ｂに電圧を印加することで抵抗体が発熱し、第１の基板１１４１を加熱する。これにより、第１の基板１１４１と第２の基板１１４２との間に挟持された液晶層１１４３が加温される構成となっている。
【００４８】
液晶セル１１４０は、照明装置１１００からの発光が、ヒーター１１４５で囲まれた領域を通過するように一対の基板１１４１，１１４２の大きさが設定されている。言い換えれば、照明装置１１００からの発光をヒーター１１４５によって遮らないように、一対の基板１１４１，１１４２の大きさと、第１の基板１１４１に対するヒーター１１４５の位置が規定されている。なお、本実施形態の場合、液晶セル１１４０は、ランプユニット１１０１の近傍に配置されるので、ヒーター１１４５は、液晶セル１１４０における光の入射側と反対側の表面に形成されていることが、照明装置１１００からの照明光を有効利用する観点から好ましい。
【００４９】
本実施形態では、液晶パネル１１０の液晶層５０を構成する第１の液晶材料と、液晶セル１１４０の液晶層１１４３を構成する第２の液晶材料は同じものが用いられている。その一方で、液晶パネル１１０の液晶層５０の厚みｄ１（図２（ｂ）参照）よりも、液晶セル１１４０の液晶層１１４３の厚みｄ２の方が大きい。
液晶セル１１４０において、第２の液晶材料（液晶分子）を所定の方向に配向させる配向膜は、第１の基板１１４１及び第２の基板１１４２に設けられていない。したがって、第２の液晶材料として、正または負の誘電異方性を有する例えばネマチックの液晶分子を一対の基板１１４１，１１４２の間に封入すると、室温では液晶分子同士が分子間力によって長軸方向がある程度揃うことから液晶層１１４３に入射した光が散乱され、液晶層１１４３の外観は白濁した状態になる。
上述したヒーター１１４５に電圧を印加して液晶層１１４３を加温し、液晶層１１４３を相転移点（Ｎｉ点）以上の温度とすれば、液晶分子の配向状態をランダムにして液晶層１１４３を光学的に等方相とすることができる。これにより、室温では白濁していた液晶層１１４３をＮｉ点以上とすることで透明な状態とすることができる。
液晶セル１１４０は、上述した投写型表示装置１０００（光学ユニット）において、液晶層１１４３が等方相となる条件で用いられる。
【００５０】
＜ＵＶカットフィルター＞
次に、ＵＶカットフィルター１１５０について、図４を参照して説明する。図４（ａ）はＵＶカットフィルターの構造を示す断面図、図４（ｂ）はＵＶカットフィルターの分光特性を示すグラフである。
図４（ａ）に示すように、ＵＶカットフィルター１１５０は、透明な例えば石英基板やガラス基板などの基材１１５１と、基材１１５１の一方の表面に形成された誘電体多層膜１１５２とからなる。
誘電体多層膜１１５２は、屈折率が互いに異なる第１誘電体膜１１５３と第２誘電体膜１１５４とを交互に積層したものである。この場合、基材１１５１側から第１誘電体膜１１５３、その次に第１誘電体膜１１５３よりも屈折率が大きい第２誘電体膜１１５４の順となるように積層してゆき、最後に第１誘電体膜１１５３を積層する。
【００５１】
具体的には、第１誘電体膜１１５３は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯｘ）からなり屈折率はおよそ１．４６である。第２誘電体膜１１５４は、例えば酸化チタン（ＴｉＯｘ）からなり屈折率はおよそ２．４０である。第１誘電体膜１１５３、第２誘電体膜１１５４の積層数とそれぞれの膜厚は、ＵＶカットフィルター１１５０の分光特性を考慮して適宜設定される。誘電体膜における屈折率は誘電体膜を透過する光の波長λに依存する。酸化シリコンのような低屈折率材料を「Ｌ」、酸化チタンのような高屈折率材料を「Ｈ」として区分すると、光学膜厚は、例えば１．０Ｌと表記され、１．０Ｌとはλ／４（四分の一ラムダ）の値を指すものである。
【００５２】
例えば、設定波長λを３５０ｎｍとし、誘電体多層膜１１５２における誘電体膜の層数を１７とすると、光学的なシミュレーション結果によれば、各誘電体膜の光学膜厚を、基材１１５１側から０．５Ｌ、１．０Ｈと１．０Ｌの繰り返しが１４層、１．０Ｈ、０．５Ｌの順に設定することができる。このような誘電体多層膜１１５２を有するＵＶカットフィルター１１５０の分光特性は、図４（ｂ）に示すように、波長が４００ｎｍ以下の光はほとんどが吸収される。また、４００ｎｍと４５０ｎｍとの間に透過率の閾値があり、波長がおよそ４３０ｎｍ〜７００ｎｍの可視光波長域において９０％以上の透過率を確保できる。言い換えれば、可視光波長範囲では反射防止膜として機能するＵＶカットフィルター１１５０を実現できる。
【００５３】
＜ＩＲカットフィルター＞
次に、ＩＲカットフィルター１１６０について、図５を参照して説明する。図５（ａ）はＩＲカットフィルターの構造を示す断面図、図５（ｂ）はＩＲカットフィルターの分光特性を示すグラフである。
図５（ａ）に示すように、ＩＲカットフィルター１１６０は、透明な例えば石英基板やガラス基板など基材１１６１と、基材１１６１の一方の表面に形成された誘電体多層膜１１６２とからなる。
誘電体多層膜１１６２は、屈折率が互いに異なる第１誘電体膜１１６３と第２誘電体膜１１６４とを交互に積層したものである。この場合、基材１１６１側から第１誘電体膜１１６３、その次に第１誘電体膜１１６３よりも屈折率が小さい第２誘電体膜１１６４の順となるように積層してゆき、最後に第１誘電体膜１１６３を積層する。
【００５４】
具体的には、第１誘電体膜１１６３は、例えば酸化チタン（ＴｉＯｘ）からなり屈折率はおよそ２．４０である。第１誘電体膜１１５３は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯｘ）からなり屈折率はおよそ１．４６である。第１誘電体膜１１６３、第２誘電体膜１１６４の積層数とそれぞれの膜厚は、ＩＲカットフィルター１１６０の分光特性を考慮して適宜設定される。
【００５５】
例えば、ＵＶカットフィルター１１５０の場合と同様にして、λを８００ｎｍとし、誘電体多層膜１１６２における誘電体膜の層数を１７とすると、光学的なシミュレーション結果によれば、各誘電体膜の光学膜厚を、基材１１６１側から０．５Ｈ、１．０Ｌと１．０Ｈの繰り返しが１４層、１．０Ｌ、０．５Ｈの順に設定することができる。このような誘電体多層膜１１６２を有するＩＲカットフィルター１１６０の分光特性は、図５（ｂ）に示すように、波長が７００ｎｍ以上の光はほとんどが吸収される。また、６５０ｎｍと７００ｎｍとの間に透過率の閾値があり、波長がおよそ６５０ｎｍでは透過率がおよそ７０％となるものの、４３０ｎｍ〜６３０ｎｍの可視光波長域においておよそ９０％以上の透過率を確保できる。ＩＲカットフィルター１１６０のほうがＵＶカットフィルター１１５０に比べて可視光波長域における透過率の変動（リップル）があるが、光学的なシミュレーションにより誘電体膜の層数や光学膜厚を調整することで変動（リップル）をさらに減少させることも可能である。
なお、誘電体膜の光学膜厚は、誘電体膜の膜厚と屈折率との積で与えることができる。また、低屈折率材料は酸化シリコンに限定されず、高屈折率材料は酸化チタンに限定されるものではない。
【００５６】
次に、投写型表示装置１０００の電気的な構成について、図６を参照して説明する。図６は投写型表示装置の電気的な構成を示すブロック図である。
図６に示すように、投写型表示装置１０００は、ランプユニット１１０１と、光学ユニット部１２３５と、画像情報入力部１３０２と、操作パネル１３０３と、画像処理部１３０４と、光源駆動制御部１３０５と、液晶セル加熱制御部１３０６と、これらの電気的な構成を統括的に制御する制御部１３０１とを含んで構成されている。
光学ユニット部１２３５は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色光に対応して設けられた液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０のそれぞれを独立して駆動可能な液晶駆動部１２１５と、ヒーター１１４５を備えた液晶セル１１４０とを含んでいる。
画像情報入力部１３０２には外部から映像などの画像情報が入力される。入力された画像情報を制御部１３０１は検出し、画像情報の種類（例えば、ＲＳ−２３２Ｃ、アナログＲＧＢ、ＨＤＭＩ（登録商標）、ＵＳＢなどの入力形態の種類）により画像情報を画像処理部１３０４で表示用の制御信号に変換して液晶駆動部１２１５へ送出させる。液晶駆動部１２１５では入力された表示用の制御信号に基づいて液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０を駆動する。
また、制御部１３０１は操作パネル１３０３の操作により光源駆動制御部１３０５を動作させてランプユニット１１０１を点灯させる。
制御部１３０１は、図示省略した温度検出素子により液晶セル１１４０の温度を検出し、液晶セル１１４０の温度がＮｉ点以上の温度で保持されるように、ヒーター１１４５に印加される電圧を液晶セル加熱制御部１３０６によって制御する。
【００５７】
液晶セル１１４０は、図１に示すようにシステム光軸Ｌ上において、照明装置１１００と偏光変換光学系１１０３との間にあり、さらにＵＶカットフィルター１１５０とＩＲカットフィルター１１６０との間に配置されている。したがって、液晶セル１１４０には照明装置１１００から射出された照明光のうち波長が４００ｎｍ以下の紫外光が吸収された光が入射する。また、液晶セル１１４０の液晶層１１４３は入射光のうち特定波長の光を吸収する。特定波長の光とは、ＵＶカットフィルター１１５０で吸収不可能な波長の光を含むものであって、液晶層１１４３を構成する液晶材料である有機化合物の化学的な構造に由来する。例えばフェニル、ビフェニル、ターフェニルなどの骨格構造を有する有機化合物は、３４０ｎｍあたりをピークにして波長が５００ｎｍの光までわずかであるが吸収することが知られている。
【００５８】
液晶セル１１４０には可視光波長域よりも長波長な赤外線も入射する。したがって、液晶セル１１４０はヒーター１１４５だけでなく入射光によっても加温されるので、Ｎｉ点に到達し易くなり、Ｎｉ点到達後、ランプユニット１１０１が点灯していればヒーター１１４５に通電の必要がなくなることもある。
液晶セル１１４０を透過した光は、ＩＲカットフィルター１１６０を透過することで、波長が７００ｎｍ以上の光（赤外線）が吸収されるので、以降のシステム光軸Ｌ上に配置されたダイクロイックミラー、反射ミラー、リレーレンズ、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０などが赤外線を吸収して温度上昇し難くなる。
【００５９】
上記第１実施形態の効果は、以下の通りである。
（１）照明装置１１００から射出された照明光のうち、波長が４００ｎｍ以下の光（紫外線）はＵＶカットフィルター１１５０で吸収される。また、紫外線及び可視光波長領域の光のうち特定波長の光が液晶セル１１４０で吸収される。さらに、７００ｎｍ以上の長波長の光（赤外線）がＩＲカットフィルター１１６０で吸収される。したがって、光変調手段である液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０を構成する液晶装置１００（液晶パネル１１０）には液晶層５０や偏光素子を劣化させる紫外線を含む特定波長の光が届かなくなるので、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０の耐光寿命を向上させた光学ユニット１２００Ａ及びこれを備えた投写型表示装置１０００を提供することができる。
（２）液晶パネル１１０の液晶層５０と液晶セル１１４０の液晶層１１４３とに用いられている液晶材料が同じであるため、液晶セル１１４０によって液晶層５０の光による劣化を確実に防ぐことができる。
（３）液晶パネル１１０の液晶層５０の厚みｄ１よりも液晶セル１１４０の液晶層１１４３の厚みｄ２の方が厚いので、厚みを同じとする場合よりも、液晶セル１１４０における特定波長の光の吸収寿命を延ばすことができる。
（４）液晶セル１１４０にはヒーター１１４５が設けられ、Ｎｉ点以上の温度で保持されるように液晶セル加熱制御部１３０６によりヒーター１１４５に印加される電圧が制御される。したがって、液晶セル１１４０はＮｉ点以上の温度で用いられ液晶層１１４３が等方相となることから、入射光が散乱せず光利用効率が低下し難い。
（５）液晶セル１１４０は、照明装置１１００の近傍においてＵＶカットフィルター１１５０とＩＲカットフィルター１１６０との間に配置されているので、照明装置１１００からの照明光により加温される。したがって、ランプユニット１１０１が点灯している間は、ヒーター１１４５に電圧が印加されなくても、Ｎｉ点以上の温度に保持された状態を維持することが可能となる。
（６）液晶セル１１４０は、システム光軸Ｌ上において、光源であるランプユニット１１０１と偏光変換素子１１３２との間に配置されている。したがって、液晶セル１１４０を偏光変換素子１１３２と液晶パネル１１０との間に配置する場合と比べて、液晶セル１１４０を配置することによる照明光の利用効率の低下を抑えることができる。
【００６０】
（第２実施形態）
＜光学ユニット及び投写型表示装置＞
次に、第２実施形態の光学ユニットを備えた投写型表示装置について、図７を参照して説明する。図７は第２実施形態の投写型表示装置の構成を示す概略図である。
第２実施形態の投写型表示装置は、第１実施形態に対して光学ユニットにおける液晶セル１１４０の構成を異ならせたものであり、他の構成は第１実施形態と同じである。したがって、第１実施形態と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６１】
図７に示すように、本実施形態の投写型表示装置１４００は、システム光軸Ｌに沿って配置された照明装置１１００と、光学ユニット１２００Ｂと、投写光学系とを備えている。
光学ユニット１２００Ｂは、液晶セル１１４０と、赤外線カットフィルター（ＩＲカットフィルター）１１６０と、偏光変換光学系１１０３と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０とを含むものである。
また、投写光学系は、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投写レンズ１２０７とを含むものである。
照明装置１１００から射出された照明光が入射する側の液晶セル１１４０の表面には、誘電体多層膜１１５２が形成されている。なお、液晶セル１１４０において、誘電体多層膜１１５２が形成された面と反対側の面にヒーター１１４５が設けられている。
【００６２】
上記第２実施形態によれば、上記第１実施形態の効果（１）〜（６）に加えて、以下の効果を奏する。
（７）紫外線吸収機能を有する誘電体多層膜１１５２が液晶セル１１４０に一体に形成されているので、上記第１実施形態のように液晶セル１１４０とＵＶカットフィルター１１５０とを別々に設ける場合に比べて、構造が簡略化され、部品点数を削減することができる。また、照明装置１１００から発せられる照明光が通過する界面が第１実施形態よりも減少するので、界面反射を低減し光利用効率を向上させた光学ユニット１２００Ｂ及び投写型表示装置１４００を提供することができる。
【００６３】
（第３実施形態）
＜光学ユニット及び投写型表示装置＞
次に、第３実施形態の光学ユニットを備えた投写型表示装置について、図８を参照して説明する。図８は第３実施形態の投写型表示装置の構成を示す概略図である。
第３実施形態の投写型表示装置は、第１実施形態に対して光学ユニットにおける液晶セル１１４０の構成や配置を異ならせたものであり、他の構成は第１実施形態とほぼ同じである。したがって、第１実施形態と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６４】
図８に示すように、本実施形態の投写型表示装置１５００は、システム光軸Ｌに沿って配置された照明装置１１００と、光学ユニット１２００Ｃと、投写光学系とを備えている。
本実施形態では、照明装置１１００は、ランプユニット１１０１と、第１インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換光学系１１０３とを含むものである。偏光変換光学系１１０３は、第２インテグレーターレンズ１１３１と、偏光変換素子１１３２と、集光レンズ１１３３とを含んでいる。
光学ユニット１２００Ｃは、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、リレーレンズ１２０３と液晶ライトバルブ１２３０との間に配置された液晶セル１１４０Ｂとを含むものである。
また、投写光学系は、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投写レンズ１２０７とを含むものである。
液晶セル１１４０Ｂは、青（Ｂ）の色光が入射する液晶ライトバルブ１２３０の色光の入射側に配置され、色光の入射を阻害しない程度に、上記第１実施形態の液晶セル１１４０のサイズを一回り小型化したものである。液晶セル１１４０Ｂの光の入射側の面には紫外線吸収機能を有する誘電体多層膜１１５２が形成されている。また、液晶セル１１４０Ｂは液晶層１１４３が等方相となるＮｉ点以上の温度に保持されて用いられる。なお、本実施形態の場合、ヒーター１１４５が発する熱が液晶ライトバルブ１２３０の液晶パネルに影響を与えることを極力避けるため、液晶セル１１４０Ｂの色光の入射側にヒーター１１４５と誘電体多層膜１１５２とを形成してもよい。
【００６５】
上記第３実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）照明装置１１００から射出された照明光のうち、青（Ｂ）の液晶ライトバルブ１２３０に入射する入射光は、誘電体多層膜１１５２によって波長が４００ｎｍ以下の光（紫外線）が吸収される。また、紫外線及び可視光波長領域の光のうち特定波長の光が液晶セル１１４０Ｂで吸収される。したがって、波長が５００ｎｍ以下の青（Ｂ）の色光が入射する光変調手段である液晶ライトバルブ１２３０を構成する液晶装置１００（液晶パネル１１０）には液晶層５０を劣化させる特定波長の光が届かなくなるので、液晶ライトバルブ１２３０の耐光寿命を向上させた光学ユニット１２００Ｃ及びこれを備えた投写型表示装置１５００を提供することができる。言い換えれば、赤（Ｒ）の色光が入射する液晶ライトバルブ１２１０や緑（Ｇ）の色光が入射する液晶ライトバルブ１２２０に比べて、液晶層５０や偏光素子などを劣化させるおそれがある短波長の青（Ｂ）の色光が入射する液晶ライトバルブ１２３０の耐光寿命を向上させることが可能な光学ユニット１２００Ｃ及び投写型表示装置１５００を提供することができる。
（２）液晶セル１１４０Ｂは、偏光変換素子１１３２と液晶ライトバルブ１２３０との間に配置されている。したがって、液晶層や偏光素子の劣化を招く紫外線などの光の一部を偏光変換素子１１３２によって吸収させることが可能となるので、液晶ライトバルブ１２３０の耐光寿命をより改善することができる。
また、液晶セル１１４０をランプユニット１１０１の近傍に配置する上記第１実施形態の光学ユニット１２００Ａや上記第２実施形態の光学ユニット１２００Ｂに比べて、赤（Ｒ）の液晶ライトバルブ１２１０や緑（Ｇ）の液晶ライトバルブ１２２０を除いて、青（Ｂ）の液晶ライトバルブ１２３０に対応させて液晶セル１１４０Ｂを配置しているので、小型な光学ユニット１２００Ｃを実現できる。
（３）また、液晶セル１１４０をランプユニット１１０１の近傍に配置する上記第１実施形態の光学ユニット１２００Ａや上記第２実施形態の光学ユニット１２００Ｂに比べて、ランプユニット１１０１の照度を低下させても、赤（Ｒ）の液晶ライトバルブ１２１０や緑（Ｇ）の液晶ライトバルブ１２２０では、液晶セル１１４０Ｂによる色光のロスがないので、表示における輝度が低下し難く、投写型表示装置１５００の低消費電力化が可能となる。
【００６６】
（第４実施形態）
＜光学ユニット及び投写型表示装置＞
次に、第４実施形態の光学ユニットを備えた投写型表示装置について、図９を参照して説明する。図９は第４実施形態の投写型表示装置の構成を示す概略図である。
第４実施形態の投写型表示装置は、光変調手段としての液晶ライトバルブを反射型の液晶パネルを用いて構成したものである。反射型の液晶パネルとしては、上記第１実施形態の液晶パネル１１０において、画素電極１５を例えばアルミニウムや銀、あるいはアルミニウムや銀を含む合金などの反射性の金属材料を用いて形成することにより実現できる。他の構成は、液晶パネル１１０と同じでもよい。
【００６７】
図９に示すように、本実施形態の投写型表示装置１６００は、システム光軸Ｌに沿って配置された照明装置１１００と、光学ユニット１２００Ｄと、投写光学系とを備えている。
【００６８】
照明装置１１００は、ランプユニット１１０１と、第１インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換光学系１１０３とを含むものである。偏光変換光学系１１０３は、第２インテグレーターレンズ１１３１と、偏光変換素子１１３２と、集光レンズ１１３３とを含んでいる。
光学ユニット１２００Ｄは、３つのダイクロイックミラー１１１１，１１１２，１１１５と、２つの反射ミラー１１１３，１１１４と、３つの光変調手段としての反射型の液晶ライトバルブ１２５０，１２６０，１２７０と、を含んでいる。
投写光学系は、クロスダイクロイックプリズム１２０６と、投写レンズ１２０７とを含んでいる。
【００６９】
照明装置１１００から射出された偏光光束は、互いに直交して配置されたダイクロイックミラー１１１１とダイクロイックミラー１１１２とに入射する。光分離素子としてのダイクロイックミラー１１１１は、入射した偏光光束のうち赤色光（Ｒ）を反射する。もう一方の光分離素子としてのダイクロイックミラー１１１２は、入射した偏光光束のうち緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを反射する。
【００７０】
反射した赤色光（Ｒ）は反射ミラー１１１３により再び反射され、液晶ライトバルブ１２５０に入射する。一方、反射した緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とは反射ミラー１１１４により再び反射して光分離素子としてのダイクロイックミラー１１１５に入射する。ダイクロイックミラー１１１５は緑色光（Ｇ）を反射し、青色光（Ｂ）を透過する。反射した緑色光（Ｇ）は液晶ライトバルブ１２６０に入射する。透過した青色光（Ｂ）は液晶ライトバルブ１２７０に入射する。
【００７１】
液晶ライトバルブ１２５０は、反射型の液晶パネル１２５１と、反射型偏光素子としての偏光ビームスプリッター１２５３とを備えている。液晶ライトバルブ１２５０に入射した赤色光（Ｒ）は偏光ビームスプリッター１２５３を透過して液晶パネル１２５１に入射する。液晶パネル１２５１により反射された赤色光（Ｒ）は再び偏光ビームスプリッター１２５３に入射する。
偏光ビームスプリッター１２５３は、液晶パネル１２５１によって反射した赤色光（Ｒ）がクロスダイクロイックプリズム１２０６の入射面に垂直に入射するように配置されている。また、偏光ビームスプリッター１２５３の偏光度を補う補助偏光板１２５２が液晶ライトバルブ１２５０における赤色光（Ｒ）の入射側に配置され、もう１つの補助偏光板１２５５が赤色光（Ｒ）の射出側においてクロスダイクロイックプリズム１２０６の入射面に沿って配置されている。なお、反射型偏光素子としてワイヤーグリッド偏光板を用いてもよい。
このような反射型の液晶ライトバルブ１２５０の構成と各構成の基本的な配置は、緑（Ｇ）の色光が入射する反射型の液晶ライトバルブ１２６０においても同じである。すなわち、液晶ライトバルブ１２６０は、反射型の液晶パネル１２６１と、反射型偏光素子としての偏光ビームスプリッター１２６３とを備えている。また、偏光ビームスプリッター１２６３の偏光度を補う補助偏光板１２６２が液晶ライトバルブ１２６０における緑色光（Ｇ）の入射側に配置され、もう１つの補助偏光板１２６５が緑色光（Ｇ）の射出側においてクロスダイクロイックプリズム１２０６の入射面に沿って配置されている。
【００７２】
一方で、青色光（Ｂ）が入射する反射型の液晶ライトバルブ１２７０は、反射型の液晶パネル１２７１と、偏光ビームスプリッター１２７３と、液晶パネル１２７１と偏光ビームスプリッター１２７３との間に配置された液晶セル１１４０Ｂとを備えている。液晶セル１１４０Ｂの色光の入射側の面には紫外線吸収機能を有する誘電体多層膜１１５２が形成されている。また、液晶セル１１４０Ｂは液晶層１１４３が等方相となるＮｉ点以上の温度に保持されて用いられる。なお、本実施形態の場合、ヒーター１１４５が発する熱が液晶ライトバルブ１２７０の液晶パネル１２７１に影響を与えることを極力避けるため、液晶セル１１４０Ｂの色光の入射側にヒーター１１４５と誘電体多層膜１１５２とを形成してもよい。
【００７３】
液晶ライトバルブ１２７０に入射した青色光（Ｂ）は、偏光ビームスプリッター１２７３と液晶セル１１４０Ｂとを透過して液晶パネル１２７１に入射する。液晶パネル１２７１により反射された青色光（Ｂ）は再び偏光ビームスプリッター１２７３に入射する。
偏光ビームスプリッター１２７３は、液晶パネル１２７１によって反射した青色光（Ｂ）がクロスダイクロイックプリズム１２０６の入射面に垂直に入射するように配置されている。また、偏光ビームスプリッター１２７３の偏光度を補う補助偏光板１２７２が液晶ライトバルブ１２７０における青色光（Ｂ）の入射側に配置され、もう１つの補助偏光板１２７５が青色光（Ｂ）の射出側においてクロスダイクロイックプリズム１２０６の入射面に沿って配置されている。
【００７４】
液晶ライトバルブ１２５０，１２６０，１２７０に入射した各色光は、画像情報に基づいて変調され、再び偏光ビームスプリッター１２５３，１２６３，１２７３を経由してクロスダイクロイックプリズム１２０６に入射する。クロスダイクロイックプリズム１２０６では、各色光が合成され、合成された光は投写レンズ１２０７によってスクリーン１８００上に投写され、画像が拡大されて表示される。
【００７５】
なお、反射型偏光素子として偏光ビームスプリッターを用いる場合は、ワイヤーグリッド偏光板に比べて偏光度が低下し難いので、偏光度を補う補助偏光板を用いなくてもよい、あるいは２枚の補助偏光板のうち一方の補助偏光板を削除してもよい。
【００７６】
上記第４実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）照明装置１１００から射出された照明光のうち、青（Ｂ）の液晶ライトバルブ１２７０の反射型の液晶パネル１２７１に入射する入射光は、誘電体多層膜１１５２によって波長が４００ｎｍ以下の光（紫外線）が吸収される。また、紫外線及び可視光波長領域の光のうち特定波長の光が液晶セル１１４０Ｂで吸収される。したがって、波長が５００ｎｍ以下の青（Ｂ）の色光が入射する光変調手段である液晶ライトバルブ１２７０を構成する液晶パネル１２７１には液晶層を劣化させる特定波長の光が届かなくなるので、液晶ライトバルブ１２７０の耐光寿命を向上させることができる。言い換えれば、赤（Ｒ）の色光が入射する液晶ライトバルブ１２５０や緑（Ｇ）の色光が入射する液晶ライトバルブ１２６０に比べて、液晶層を劣化させるおそれがある短波長の青（Ｂ）の色光が入射する液晶ライトバルブ１２７０（液晶パネル１２７１）の耐光寿命を向上させることが可能な光学ユニット１２００Ｄ及び投写型表示装置１６００を提供することができる。
特に、液晶ライトバルブ１２７０では反射型の液晶パネルが用いられているので、入射光は反射型の液晶パネルの液晶層を透過し、さらに反射光が再び液晶層を透過することになる。つまり、透過型の液晶パネルを用いる液晶ライトバルブ１２３０に比べて、紫外線及び可視光波長領域の光のうち特定波長の光が液晶層をより多く透過することにより、液晶層が劣化し易いので、これらの光を吸収可能な液晶セル１１４０Ｂを光の入射側に配置することが効果的である。
【００７７】
（第５実施形態）
＜光学ユニット及び投写型表示装置＞
次に、第５実施形態の光学ユニットを備えた投写型表示装置について、図１０を参照して説明する。図１０は第５実施形態の投写型表示装置の構成を示す概略図である。
第５実施形態の投写型表示装置は、第４実施形態の投写型表示装置１６００に対して、液晶セル１１４０Ｂの配置を異ならせたものである。したがって、第４実施形態と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７８】
図１０に示すように、本実施形態の投写型表示装置１７００は、システム光軸Ｌに沿って配置された照明装置１１００と、光学ユニット１２００Ｅと、投写光学系とを備えている。
【００７９】
照明装置１１００は、ランプユニット１１０１と、第１インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換光学系１１０３とを含むものである。偏光変換光学系１１０３は、第２インテグレーターレンズ１１３１と、偏光変換素子１１３２と、集光レンズ１１３３とを含んでいる。
光学ユニット１２００Ｅは、３つのダイクロイックミラー１１１１，１１１２，１１１５と、２つの反射ミラー１１１３，１１１４と、３つの光変調手段としての反射型の液晶ライトバルブ１２５０，１２６０，１２７０と、を含んでいる。
投写光学系は、クロスダイクロイックプリズム１２０６と、投写レンズ１２０７とを含んでいる。
【００８０】
照明装置１１００から射出された偏光光束は、互いに直交して配置されたダイクロイックミラー１１１１とダイクロイックミラー１１１２とに入射する。光分離素子としてのダイクロイックミラー１１１１は、入射した偏光光束のうち赤色光（Ｒ）を反射する。もう一方の光分離素子としてのダイクロイックミラー１１１２は、入射した偏光光束のうち緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを反射する。
【００８１】
反射した赤色光（Ｒ）は反射ミラー１１１３により再び反射され、液晶ライトバルブ１２５０に入射する。一方、反射した緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とは反射ミラー１１１４により再び反射して光分離素子としてのダイクロイックミラー１１１５に入射する。ダイクロイックミラー１１１５は緑色光（Ｇ）を反射し、青色光（Ｂ）を透過する。反射した緑色光（Ｇ）は液晶ライトバルブ１２６０に入射する。透過した青色光（Ｂ）は液晶ライトバルブ１２７０に入射する。
【００８２】
液晶ライトバルブ１２５０は、反射型の液晶パネル１２５１と、反射型偏光素子としての偏光ビームスプリッター１２５３とを備えている。偏光ビームスプリッター１２５３の色光の入射側に補助偏光板１２５２が配置され、偏光ビームスプリッター１２５３の色光の射出側に補助偏光板１２５５が配置されている。
緑（Ｇ）の色光が入射する反射型の液晶ライトバルブ１２６０においても液晶ライトバルブ１２５０と同様な構成が採用されている。
【００８３】
一方で、青色光（Ｂ）が入射する反射型の液晶ライトバルブ１２７０は、反射型の液晶パネル１２７１と、偏光ビームスプリッター１２７３とを備えている。ダイクロイックミラー１１１５と偏光ビームスプリッター１２７３の色光の入射側との間に、ダイクロイックミラー１１１５側から液晶セル１１４０Ｂと補助偏光板１２７２とが配置されている。偏光ビームスプリッター１２７３の色光の射出側に補助偏光板１２７５が配置されている。液晶セル１１４０Ｂの色光の入射側の面には紫外線吸収機能を有する誘電体多層膜１１５２が形成されている。また、液晶セル１１４０Ｂは液晶層１１４３が等方相となるＮｉ点以上の温度に保持されて用いられる。
【００８４】
液晶ライトバルブ１２５０，１２６０，１２７０に入射した各色光は、画像情報に基づいて変調され、再び偏光ビームスプリッター１２５３，１２６３，１２７３を経由してクロスダイクロイックプリズム１２０６に入射する。クロスダイクロイックプリズム１２０６では、各色光が合成され、合成された光は投写レンズ１２０７によってスクリーン１８００上に投写され、画像が拡大されて表示される。
【００８５】
なお、第４実施形態と同様に反射型偏光素子は偏光ビームスプリッターに限定されず、ワイヤーグリッド偏光板を用いてもよい。反射型偏光素子として偏光ビームスプリッターを用いる場合は、ワイヤーグリッド偏光板に比べて偏光度が低下し難いので、偏光度を補う補助偏光板を用いなくてもよい、あるいは２枚の補助偏光板のうち一方の補助偏光板を削除してもよい。
【００８６】
上記第５実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）照明装置１１００から射出された照明光のうち、青（Ｂ）の液晶ライトバルブ１２７０の偏光ビームスプリッター１２７３に入射する入射光は、誘電体多層膜１１５２によって波長が４００ｎｍ以下の光（紫外線）が吸収される。また、紫外線及び可視光波長領域の光のうち特定波長の光が液晶セル１１４０Ｂで吸収される。したがって、波長が５００ｎｍ以下の青（Ｂ）の色光が入射する光変調手段である液晶ライトバルブ１２７０には、液晶パネル１２７１の液晶層や補助偏光板１２７２，１２７５を劣化させる特定波長の光が届かなくなるので、液晶ライトバルブ１２７０の耐光寿命を向上させることができる。言い換えれば、赤（Ｒ）の色光が入射する液晶ライトバルブ１２５０や緑（Ｇ）の色光が入射する液晶ライトバルブ１２６０に比べて、液晶層や補助偏光板１２７２，１２７５を劣化させるおそれがある短波長の青（Ｂ）の色光が入射する液晶ライトバルブ１２７０の耐光寿命を向上させることが可能な光学ユニット１２００Ｅ及び投写型表示装置１７００を提供することができる。
【００８７】
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う光学ユニットおよび該光学ユニットを適用する投写型表示装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００８８】
（変形例１）液晶パネル１１０の液晶層５０を構成する第１の液晶材料と、液晶セル１１４０の液晶層１１４３を構成する第２の液晶材料とは、同じであることに限定されず、異なっていてもよい。液晶材料が異なる場合、液晶層１１４３を構成する第２の液晶材料は、４５０ｎｍ以下の短波長の光を吸収する成分、例えば上述したフェニル、ビフェニル、ターフェニルなどの骨格構造を有する有機化合物を含んでいることが好ましい。これにより、第２の液晶材料の選択の自由度が向上し、例えばより安価な液晶材料を用いることが可能となる。
【００８９】
（変形例２）液晶パネル１１０の液晶層５０を構成する第１の液晶材料と、液晶セル１１４０の液晶層１１４３を構成する第２の液晶材料とが異なる場合、第２の液晶材料のＮｉ点は、第１の液晶材料のＮｉ点よりも低いことが好ましい。これによれば、液晶セル１１４０における液晶層１１４３を容易に等方相とすることができる。特に、第３実施形態、第４実施形態のように青色光（Ｂ）が入射する液晶ライトバルブの液晶パネルの光の入射側に液晶セル１１４０Ｂを配置する場合、液晶セル１１４０Ｂの液晶層１１４３を等方相とするためにヒーター１１４５を加熱させても、近傍に位置する液晶パネルの液晶層５０がＮｉ点を超えないように制御することができる。
【００９０】
（変形例３）液晶セル１１４０には、照明装置１１００からの照明光を熱として液晶セル１１４０に伝える部材が装着されていてもよい。例えば、液晶セル１１４０を囲む金属製の額縁を設けてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
５０…第１の液晶層としての液晶層、１１０…液晶パネル、１０００…投写型表示装置、１１００…照明装置、１１０１…光源としてのランプユニット、１１３２…偏光変換素子、１１４０，１１４０Ｂ…液晶セル、１１４３…第２の液晶層としての液晶層、１１４５…ヒーター、１１５０…紫外線カットフィルター、１１５２…誘電体多層膜、１１６０…赤外線カットフィルター、１２００Ａ，１２００Ｂ，１２００Ｃ，１２００Ｄ，１２００Ｅ…光学ユニット、１２５１，１２６１，１２７１…液晶パネル、１４００，１５００，１６００，１７００…投写型表示装置、ｄ１…第１の液晶層の厚み、ｄ２…第２の液晶層の厚み。
【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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