(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる色の複数の色光を射出する照明装置と、
前記複数の色光の各々を表示領域で変調する垂直配向モードの反射型の複数の液晶ライトバルブと、
前記照明装置と各々の前記液晶ライトバルブとの間に設けられ、光学軸が厚さ方向に沿った負の一軸性の屈折率異方性を有する第１位相差補償層と、二軸性の屈折率異方性を有する第２位相差補償層と、を含む位相差補償板と、
前記複数の液晶ライトバルブにより変調された色光を合成する色合成光学系と、
前記色合成光学系により合成された光を被投射面上に投射する投射光学系と、
各々の前記液晶ライトバルブに対応して設けられ、開口部を有する側面を含む筐体と、を備え、
前記複数の液晶ライトバルブのうち、少なくとも一つの液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の正面位相差値が、他の液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の正面位相差値と異なり、
前記複数の液晶ライトバルブのうち、一つの液晶ライトバルブに対応する前記筐体の前記開口部を有する側面は、一方の面に前記開口部と前記表示領域とが重なるように前記液晶ライトバルブが固定され、かつ、前記一方の面と反対側の面である他方の面の前記開口部と重なる位置に前記液晶ライトバルブと平行となるように前記位相差補償板が固定されていることを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
前記複数の液晶ライトバルブが、赤色光変調用液晶ライトバルブ、緑色光変調用液晶ライトバルブ、および青色光変調用液晶ライトバルブであり、
前記赤色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の正面位相差値が、前記緑色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の正面位相差値よりも大きく、前記青色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の正面位相差値が、
前記緑色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の正面位相差値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
異なる色の複数の色光を射出する照明装置と、
前記複数の色光の各々を表示領域で変調する垂直配向モードの反射型の複数の液晶ライトバルブと、
前記照明装置と各々の前記液晶ライトバルブとの間に設けられ、光学軸が厚さ方向に沿った負の一軸性の屈折率異方性を有する第１位相差補償層と、二軸性の屈折率異方性を有する第２位相差補償層と、を含む位相差補償板と、
前記複数の液晶ライトバルブにより変調された色光を合成する色合成光学系と、
前記色合成光学系により合成された光を被投射面上に投射する投射光学系と、
各々の前記液晶ライトバルブに対応して設けられ、開口部を有する側面を含む筐体と、を備え、
前記複数の液晶ライトバルブのうち、少なくとも一つの液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の面内方位における遅相軸の方位角が、他の液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の面内方位における遅相軸の方位角と異なり、
前記複数の液晶ライトバルブのうち、一つの液晶ライトバルブに対応する前記筐体の前記開口部を有する側面は、一方の面に前記開口部と前記表示領域とが重なるように前記液晶ライトバルブが固定され、かつ、前記一方の面と反対側の面である他方の面の前記開口部と重なる位置に前記液晶ライトバルブと平行となるように前記位相差補償板が固定されていることを特徴とするプロジェクター。
【請求項４】
前記複数の液晶ライトバルブが、赤色光変調用液晶ライトバルブ、緑色光変調用液晶ライトバルブ、および青色光変調用液晶ライトバルブであり、
前記照明装置と前記位相差補償板との間に、所定の透過軸を有する偏光ビームスプリッターが設けられ、
前記赤色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の前記遅相軸と前記透過軸とのなす角度が、前記緑色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の前記遅相軸と前記透過軸とのなす角度よりも大きく、前記青色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の前記遅相軸と前記透過軸とのなす角度が、前記緑色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の前記遅相軸と前記透過軸とのなす角度よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記第１位相差補償層は、高屈折率層と低屈折率層とが積層された多層膜であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のプロジェクター。
【請求項６】
前記第２位相差補償層は、カラム状の無機材料が斜め方向に沿うように形成された斜方蒸着膜であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のプロジェクター。
【請求項７】
前記位相差補償板は、基板を含み、
前記第１位相差補償層及び前記第２位相差補償層は、前記基板の面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のプロジェクター。
【請求項８】
前記筐体は、アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のプロジェクター。
【請求項９】
前記複数の液晶ライトバルブのうち、一つの液晶ライトバルブに対応する前記第１位相差補償層は、前記第２位相差補償層と前記液晶ライトバルブとの間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、正面から観察したときのコントラストに優れているとして、垂直配向（Vertical Alignment、以下、ＶＡと略記することもある）モードの液晶ライトバルブを備えたプロジェクターが提案されている。ＶＡモードの液晶ライトバルブは、一対の基板間に負の誘電率異方性を有する液晶層を挟持し、電圧無印加状態において液晶分子を略垂直に配向させたものである。しかしながら、このようなＶＡモードの液晶ライトバルブを用いても、斜め方向から観察する場合にはコントラストが低下し、表示品位が低下する。
【０００３】
そこで、従来では、厚さ方向に沿う光学軸を有する位相差補償素子、いわゆるＣプレートを用いて、液晶層を斜めに通過する光の位相差を補償することが行われている。その際、液晶分子のプレチルト方向に対してＣプレートの光学軸が平行となるようにＣプレートを傾けて配置することにより、液晶の正面位相差をＣプレートで補償するようにしている。この場合、Ｃプレートを傾斜した姿勢で配置するための治具が必要になる。
【０００４】
ところが、この傾斜治具の位置ズレ（傾斜角度のズレ）や、液晶配向の方位角のズレが生じた場合には、Ｃプレートを傾けただけでは十分な位相差補償を行うことができない。また、液晶パネルのセル厚にばらつきが生じたとき、セル厚変化に対する液晶パネルの正面位相差をＣプレートの傾き角で調整する必要がある。ところが、この場合、Ｃプレートの実効的なリタデーションが最適条件からずれることになり、十分な位相差補償ができない。さらに、液晶分子のプレチルト角が大きくなるに従ってＣプレートの傾斜角も大きくなるが、このとき、入射偏光に対してＰ偏光とＳ偏光との反射率の違いが生じ、入射偏光の軸がずれることでコントラストが低下する。
【０００５】
そこで、このようなＣプレートに加えて二軸性の屈折率異方性を有する位相差補償素子、いわゆるＯプレートを用いてより高い位相差補償を行い、コントラストを高めることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１４５８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のプロジェクターでは、液晶パネルの光射出側にＣプレートとＯプレートとが配置されている。しかしながら、赤色光変調用、緑色変調用、青色変調用の各液晶パネルの光射出側に単にＣプレートとＯプレートを配置しただけでは、黒表示が若干明るくなる現象、いわゆる黒浮きが生じてしまい、コントラストを十分に向上することができない。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、黒浮きの発生を極力抑えることでコントラストを十分に向上することが可能なプロジェクターの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明のプロジェクターは、異なる色の複数の色光を射出する照明装置と、前記複数の色光の各々を変調する垂直配向モードの反射型の複数の液晶ライトバルブと、前記照明装置と各々の前記液晶ライトバルブとの間に設けられ、光学軸が厚さ方向に沿った負の一軸性の屈折率異方性を有する第１位相差補償層と、二軸性の屈折率異方性を有する第２位相差補償層と、を含む位相差補償板と、前記複数の液晶ライトバルブにより変調された色光を合成する色合成光学系と、前記色合成光学系により合成された光を被投射面上に投射する投射光学系と、を備え、前記複数の液晶ライトバルブのうち、少なくとも一つの液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の正面位相差値が、他の液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の正面位相差値と異なることを特徴とする。
【００１０】
異なる色の色光を変調する複数の液晶ライトバルブを備えたプロジェクターにおいては、いずれか一つの液晶ライトバルブに対して位相差補償板の正面位相差値、光学軸の配置等の諸条件を最適化し、他の液晶ライトバルブもそれに合わせるのが一般的であった。ところが、各液晶ライトバルブで変調する光の波長が異なり、液晶と位相差補償板とで波長分散が異なることから、全ての液晶ライトバルブに対して最適な位相差補償を行うことは不可能であった。そのため、最適化する基準となった液晶ライトバルブ以外の液晶ライトバルブで黒浮きが生じる結果、各色光を合成した後の合成光から得られる画像のコントラストが低下する、という問題が生じていた。
【００１１】
これに対して、本発明のプロジェクターにおいては、複数の液晶ライトバルブのうち、少なくとも一つの液晶ライトバルブに対応する位相差補償板の正面位相差値を、他の液晶ライトバルブに対応する位相差補償板の正面位相差値に対して異ならせている。これにより、全ての液晶ライトバルブに対して最適な位相差補償を行うことができ、黒浮きの発生が抑えられ、コントラストを向上させることができる。
【００１２】
本発明のプロジェクターにおいて、前記複数の液晶ライトバルブが、赤色光変調用液晶ライトバルブ、緑色光変調用液晶ライトバルブ、および青色光変調用液晶ライトバルブであり、前記赤色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の正面位相差値が、前記緑色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の正面位相差値よりも大きく、前記青色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の正面位相差値が、前記緑色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の正面位相差値よりも小さい構成が好ましい。
【００１３】
液晶ライトバルブが有する液晶層の波長分散は、長波長側で正面位相差が大きく、短波長側では正面位相差が小さいという特性を有している。したがって、赤色光用の位相差補償板の正面位相差値が緑色光用の位相差補償板の正面位相差値よりも大きく、青色光用の位相差補償板の正面位相差値が緑色光用の位相差補償板の正面位相差値よりも小さい構成とすれば、全ての液晶ライトバルブに対して最適な位相差補償を行うことができる。
【００１４】
本発明の他のプロジェクターは、異なる色の複数の色光を射出する照明装置と、前記複数の色光の各々を変調する垂直配向モードの反射型の複数の液晶ライトバルブと、前記照明装置と各々の前記液晶ライトバルブとの間に設けられ、光学軸が厚さ方向に沿う一軸性の負の屈折率異方性を有する第１位相差補償層と二軸性の屈折率異方性を有する第２位相差補償層とを含む位相差補償板と、前記複数の液晶ライトバルブにより変調された色光を合成する色合成光学系と、前記色合成光学系により合成された光を被投射面上に投射する投射光学系と、を備え、前記複数の液晶ライトバルブのうち、少なくとも一つの液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の面内方位における遅相軸の方位角が、他の液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の面内方位における遅相軸の方位角と異なることを特徴とする。
【００１５】
本発明の他のプロジェクターにおいては、複数の液晶ライトバルブのうち、少なくとも一つの液晶ライトバルブに対応する位相差補償板の厚さ方向から見た遅相軸の方位角が、他の液晶ライトバルブに対応する位相差補償板の厚さ方向から見た遅相軸の方位角と異なっている。これにより、全ての液晶ライトバルブに対して最適な位相差補償を行うことができ、黒浮きの発生が抑えられ、コントラストを向上させることができる。
【００１６】
本発明のプロジェクターにおいて、前記複数の液晶ライトバルブが、赤色光変調用液晶ライトバルブ、緑色光変調用液晶ライトバルブ、および青色光変調用液晶ライトバルブであり、前記照明装置と前記位相差補償板との間に、所定の透過軸を有する偏光ビームスプリッターが設けられ、前記赤色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の前記遅相軸と前記透過軸とのなす角度が、前記緑色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の前記遅相軸と前記透過軸とのなす角度よりも大きく、前記青色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の前記遅相軸と前記透過軸とのなす角度が、前記緑色光変調用液晶ライトバルブに対応する前記位相差補償板の前記遅相軸と前記透過軸とのなす角度よりも小さい構成が好ましい。
【００１７】
位相差補償板の遅相軸と偏光ビームスプリッター（Polarized Beam Splitter, 以下、ＰＢＳと略記する）の透過軸とのなす角度は０度〜１０度程度の小さい角度に設定されるのが通常である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
【図２】プロジェクターの液晶ライトバルブ周辺の構成を示す斜視図である。
【図３】液晶ライトバルブを保持する三角柱ユニットの断面図である。
【図４】液晶ライトバルブの概略構成を示す断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は位相差補償板の概略構成を示す断面図である。
【図６】（Ａ）はＣプレートの光学異方性を説明するための模式図、（Ｂ）はＯプレートの光学異方性を説明するための模式図である。
【図７】画像形成光学系の各構成要素の光学軸配置の関係を示す図である。
【図８】本発明の原理を説明するためのポアンカレ球を示す図である。
【図９】上記のポアンカレ球をＳ１軸方向から見た正面図であり、位相差補償板の正面位相差値を変化させたときのポアンカレ球上の光の偏光状態の変化を示す図である。
【図１０】赤色光用の位相差補償板におけるポアンカレ球上での光の偏光状態の変化を示す図であり、（Ａ）最適化していない場合、（Ｂ）最適化した場合、をそれぞれ示している。
【図１１】青色光用の位相差補償板におけるポアンカレ球上での光の偏光状態の変化を示す図であり、（Ａ）最適化していない場合、（Ｂ）最適化した場合、をそれぞれ示している。
【図１２】本発明の第２実施形態のプロジェクターにおいて、上記のポアンカレ球をＳ１軸方向から見た正面図であり、位相差補償板の遅相軸角度を変化させたときのポアンカレ球上での光の偏光状態の変化を示す図である。
【図１３】赤色光用の位相差補償板におけるポアンカレ球上での光の偏光状態の変化を示す図であり、（Ａ）最適化していない場合、（Ｂ）最適化した場合、をそれぞれ示している。
【図１４】青色光用の位相差補償板におけるポアンカレ球上での光の偏光状態の変化を示す図であり、（Ａ）最適化していない場合、（Ｂ）最適化した場合、をそれぞれ示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図１１を用いて説明する。
本実施形態では、３枚の反射型液晶ライトバルブを備えたプロジェクター、いわゆる３板式の液晶プロジェクターを例に挙げて説明する。
図１は、本実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。図２は、プロジェクターの液晶ライトバルブ周辺の構成を示す斜視図である。図３は、液晶ライトバルブを保持する三角柱ユニットの断面図である。
なお、以下の全ての図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００２０】
本実施形態のプロジェクター１は、図１に示すように、赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）、青色光（Ｂ光）からなる３色の色光を射出する照明装置２と、各色光による画像を形成する３組の画像形成光学系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂと、３色の色光を合成する色合成素子４（色合成光学系）と、合成された光をスクリーン等の被投射面（図示せず）に投射する投射光学系５と、を備えている。照明装置２は、光源６と、インテグレーター光学系７と、色分離光学系８と、を備えている。画像形成光学系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、入射側偏光板９と、ＰＢＳ１０と、反射型の液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと、位相差補償板１２と、射出側偏光板１３と、を備えている。
【００２１】
プロジェクター１は、概略すると以下のように動作する。
光源６から射出された白色光は、インテグレーター光学系７に入射する。インテグレーター光学系７に入射した白色光は、照度が均一化されるとともに偏光状態が所定の直線偏光に揃えられて射出される。インテグレーター光学系７から射出された白色光は、色分離光学系８によりＲ，Ｇ，Ｂの各色光に分離され、色光毎に異なる組の画像形成光学系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに入射する。各画像形成光学系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに入射した色光は、表示すべき画像の画像信号に基づいて変調された変調光となる。３組の画像形成光学系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂから射出された３色の変調光は、色合成素子４により合成されて多色光となり、投射光学系５に入射する。投射光学系５に入射した多色光は、スクリーン等の被投射面に投射される。このようにして、被投射面にフルカラーの画像が表示される。
【００２２】
以下、プロジェクター１の各構成要素について詳しく説明する。
光源６は、光源ランプ１５と放物面リフレクター１６とを有している。光源ランプ１５から放射された光は、放物面リフレクター１６によって一方向に反射されて略平行な光束となり、光源光としてインテグレーター光学系７に入射する。光源ランプ１５は、例えばメタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等により構成される。放物面リフレクター１６に代えて、楕円リフレクター、球面リフレクター等によりリフレクターを構成しても良い。リフレクターの形状に応じて、リフレクターから射出された光を平行化する平行化レンズを用いても良い。
【００２３】
インテグレーター光学系７は、第１レンズアレイ１７と、第２レンズアレイ１８と、偏光変換素子１９と、重畳レンズ２０と、を有している。第１レンズアレイ１７は、光源６の光軸Ｌ１に略直交する面に配列された複数のマイクロレンズ２１を有している。第２レンズアレイ１８は、第１レンズアレイ１７と同様、複数のマイクロレンズ２２を有している。各マイクロレンズ２１，２２はマトリクス状に配列されており、光軸Ｌ１に直交する平面における平面形状が、液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの被照明領域と相似形状（略矩形）になっている。被照明領域とは、液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂにおいて複数の画素がマトリクス状に配列されて表示に実質的に寄与する領域のことである。
【００２４】
偏光変換素子１９は、複数の偏光変換ユニット２３を有している。各偏光変換ユニット２３は、その詳細な構造を図示しないが、偏光分離膜（以下、ＰＢＳ膜という）、１／２位相板、および反射ミラーを有している。第１レンズアレイ１７の各マイクロレンズ２１は、第２レンズアレイ１８の各マイクロレンズ２２と１対１で対応している。第２レンズアレイ１８の各マイクロレンズ２２は、偏光変換素子１９の各偏光変換ユニット２３と１対１で対応している。
【００２５】
インテグレーター光学系７に入射した光源光は、第１レンズアレイ１７の複数のマイクロレンズ２１に空間的に分かれて入射し、マイクロレンズ２１に入射した光束毎に集光される。各マイクロレンズ２１により集光された光源光は、マイクロレンズ２１と対応する第２レンズアレイ１８のマイクロレンズ２２に結像する。すなわち、第２レンズアレイ１８の複数のマイクロレンズ２２の各々に二次光源像が形成される。マイクロレンズ２２に形成された二次光源像からの光は、このマイクロレンズ２２に対応する偏光変換ユニット２３に入射する。
【００２６】
偏光変換ユニット２３に入射した光は、ＰＢＳ膜に対するＰ偏光とＳ偏光とに分離される。分離された一方の偏光（例えばＳ偏光）は、反射ミラーで反射した後に１／２位相板を通ることで偏光状態が変換され、他方の偏光（例えばＰ偏光）に揃えられる。ここでは、偏光変換ユニット２３を通った光の偏光状態が、後述する入射側偏光板９を透過する偏光状態に揃えられるようになっている。複数の偏光変換ユニット２３から射出された光は、重畳レンズ２０によって液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの被照明領域上に重畳される。第１レンズアレイ１７により空間的に分割された各光束が被照明領域の略全域を照明することにより照度分布が平均化され、被照明領域上の照度が均一化される。
【００２７】
色分離光学系８は、波長選択面を有する第１ダイクロイックミラー２５、第２ダイクロイックミラー２６、第３ダイクロイックミラー２７、および第１反射ミラー２８、第２反射ミラー２９を有している。第１ダイクロイックミラー２５は、赤色光ＬＲを反射させるとともに、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを透過させる分光特性を有している。第２ダイクロイックミラー２６は、赤色光ＬＲを透過させるとともに、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを反射させる分光特性を有している。第３ダイクロイックミラー２７は、緑色光ＬＧを反射させるとともに、青色光ＬＢを透過させる分光特性を有している。第１ダイクロイックミラー２５と第２ダイクロイックミラー２６とは、各々の波長選択面が互いに略直交するように、かつ各々の波長選択面がインテグレーター光学系７の光軸Ｌ２と略４５°の角度をなすように配置されている。
【００２８】
色分離光学系８に入射した光源光に含まれる赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢは、以下のようにして分離され、分離された色光毎に対応する画像形成光学系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに入射する。すなわち、赤色光ＬＲは、第２ダイクロイックミラー２６を透過するとともに第１ダイクロイックミラー２５で反射した後、第１反射ミラー２８で反射し、赤色光用画像形成光学系３Ｒに入射する。緑色光ＬＧは、第１ダイクロイックミラー２５を透過するとともに第２ダイクロイックミラー２６で反射した後、第２反射ミラー２９で反射し、第３ダイクロイックミラー２７で反射して、緑色光用画像形成光学系３Ｇに入射する。青色光ＬＢは、第１ダイクロイックミラー２５を透過するとともに第２ダイクロイックミラー２６で反射した後、第２反射ミラー２９で反射し、第３ダイクロイックミラー２７を透過して、青色光用画像形成光学系３Ｂに入射する。各画像形成光学系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂで変調された各色光は色合成素子４に入射する。
【００２９】
色合成素子４は、ダイクロイックプリズムにより構成されている。ダイクロイックプリズムは、４つの三角柱プリズムが互いに貼り合わされた構造になっている。三角柱プリズムにおいて貼り合わされる面は、ダイクロイックプリズムの内面になる。ダイクロイックプリズムの内面に、赤色光ＬＲが反射して緑色光ＬＧが透過するミラー面と、青色光ＬＢが反射して緑色光ＬＧが透過するミラー面とが互いに直交して形成されている。ダイクロイックプリズムに入射した緑色光ＬＧは、ミラー面をそのまま直進して射出される。ダイクロイックプリズムに入射した赤色光ＬＲ、青色光ＬＢは、ミラー面で選択的に反射あるいは透過して、緑色光ＬＧの射出方向と同じ方向に射出される。このようにして３つの色光（画像）が重ね合わされて合成され、合成された色光が投射光学系５によってスクリーン７に拡大投写される。投射光学系５は、第１レンズ群４４および第２レンズ群４５を有している。
【００３０】
本実施形態の場合、図２に示すように、赤色光用画像形成光学系３Ｒ、緑色光用画像形成光学系３Ｇ、青色光用画像形成光学系３Ｂはいずれもユニット化されており、同様の構成になっている。ユニット化された３つの画像形成光学系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、色合成素子４の３つの光入射面に接合されている。
【００３１】
ここで、画像形成光学系を代表して、緑色光用画像形成光学系３Ｇの構成について説明する。
緑色光用画像形成光学系３Ｇは、図３に示すように、入射側偏光板９と、ＰＢＳ１０と、緑色光用液晶ライトバルブ１１Ｇと、位相差補償板１２と、射出側偏光板１３と、を備えている。これら構成要素のうち、入射側偏光板９を除いて、ＰＢＳ１０、緑色光用液晶ライトバルブ１１Ｇ、位相差補償板１２、および射出側偏光板１３は、略三角柱の形状を有する筐体５０に固定されている。筐体５０は、例えばアルミニウム等の熱伝導性の高い材料で構成されている。
【００３２】
筐体５０の３つの側面５０ａ，５０ｂ，５０ｃには、光を通過させる開口部５０ａｔ，５０ｂｔ，５０ｃｔがそれぞれ設けられている。筐体５０の３つの側面５０ａ，５０ｂ，５０ｃのうち、互いに直角に接する２つの面を第１側面５０ａ、第２側面５０ｂとし、第１側面５０ａおよび第２側面５０ｂに対して４５°の角度で接する面を第３側面５０ｃとする。第１側面５０ａの外面側には開口部５０ａｔを塞ぐように緑色光用液晶ライトバルブ１１Ｇが固定され、第１側面５０ａの内面側には開口部５０ａｔを塞ぐように位相差補償板１２が固定されている。第２側面５０ｂの外面側には開口部５０ｂｔを塞ぐように射出側偏光板１３が固定されている。第３側面５０ｃの外面側には開口部５０ｃｔを塞ぐようにＰＢＳ１０が固定されている。このような構成により、筐体５０の内部は密閉された空間となっている。
【００３３】
緑色光用画像形成光学系３Ｇにおいて、光源光から分離された緑色光ＬＧは入射側偏光板９に入射する。入射側偏光板９は所定の方向に振動する直線偏光を透過するものであり、次に説明するＰＢＳ１０の偏光分離面に対するＰ偏光を透過するように透過軸が設定されている。以下、ＰＢＳ１０の偏光分離面に対するＰ偏光を単にＰ偏光と称し、ＰＢＳ１０の偏光分離面に対するＳ偏光を単にＳ偏光と称する。上述したように、インテグレーター光学系７を通った光源光は、偏光状態がＰ偏光に揃えられているため、緑色光ＬＧの略全てが入射側偏光板９を透過してＰＢＳ１０に入射する。
【００３４】
本実施形態のＰＢＳ１０はワイヤーグリッド型ＰＢＳであり、例えばガラス基板とその上に形成された複数の金属線とにより構成されている（図示略）。複数の金属線は、全てが一方向（Ｚ方向）に延在しており、互いに略平行に離間してガラス基板上に形成されている。複数の金属線が形成されたガラス基板の主面が偏光分離面となり、複数の金属線の延在方向が反射軸方向であり、複数の金属線の配列方向が透過軸方向である。偏光分離面は、偏光分離面に入射する緑色光ＬＧの中心軸に対して略４５°の角度をなしている。偏光分離面に入射した緑色光ＬＧのうち、偏光方向が反射軸方向と一致するＳ偏光は偏光分離面で反射し、偏光方向が透過軸方向と一致するＰ偏光は偏光分離面を透過する。インテグレーター光学系７の偏光変換素子１９および入射側偏光板９の作用によって緑色光ＬＧは概ねＰ偏光になっているため、緑色光ＬＧの略全てがＰＢＳ１０の偏光分離面を透過して緑色光用液晶ライトバルブ１１Ｇに入射する。なお、入射側偏光板９、射出側偏光板１３は、耐熱性等を考慮してワイヤーグリッド型偏光板で構成されていることが望ましい。
【００３５】
本実施形態の緑色光用液晶ライトバルブ１１Ｇは反射型の液晶ライトバルブであり、液晶モードは垂直配向（Vertical Alien）モードである。緑色光用液晶ライトバルブ１１Ｇは、図３に示すように、互いに対向配置されたＴＦＴアレイ基板３１および対向基板３２と、これら２枚の基板間に挟持された液晶層３３と、を有している。液晶層３３は誘電率異方性が負の液晶材料で構成されている。
【００３６】
ＰＢＳ１０と緑色光用液晶ライトバルブ１１Ｇとの間の光路上に位相差補償板１２が配置されている。位相差補償板１２の詳細な構成については後述する。ＰＢＳ１０を透過した緑色光ＬＧは、位相差補償板１２、緑色光用液晶ライトバルブ１１Ｇの対向基板３２を順次透過し、液晶層３３に入射した後にＴＦＴアレイ基板３１上で反射して折り返される。緑色光ＬＧは、液晶層３３を透過する間に変調されて変調光となり、対向基板３２、位相差補償板１２を再度透過する。
【００３７】
図４に示すように、ＴＦＴアレイ基板３１を構成する基板本体３５上には、複数のゲート線と複数のソース線とが直交するように配置され、ゲート線とソース線との交点近傍に設けられたＴＦＴを介して画素電極３６が設けられている。なお、図４においては、ゲート線、ソース線、ＴＦＴ等、画素電極３６よりも下層側の構成要素の図示は省略する。画素電極３６は例えばアルミニウム、銀、これらの合金等の光反射率の高い金属から構成され、反射電極として機能する。一方、対向基板３２を構成する基板本体３８上には、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電材料からなる共通電極３９が設けられている。
【００３８】
ＴＦＴアレイ基板３１の画素電極３６上には配向膜３７が形成されている。同様に、対向基板３２の共通電極３９上には配向膜４０が形成されている。これらの配向膜３７，４０は、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）を真空蒸着することにより形成されている。例えば真空蒸着時の真空度は５×１０３Ｐａ、基板温度は１００℃とする。配向膜３７，４０に異方性を付与するため、基板面から４５度傾いた方向から蒸着を行う。このようにすると、蒸着方位と等しい方位において基板面から７０度傾いた方向にシリコン酸化物のカラム（柱状構造体）が成長する。ＴＦＴアレイ基板３１上の配向膜３７と対向基板３２上の配向膜４０とは、各々の配向方向が反平行となるように配置されている。以上の配向膜３７，４０により、液晶層３３の液晶分子３３Ｂは所定のプレチルト角をなすように配向する。なお、画素電極３６の材料と共通電極３９の材料との仕事関数差がフリッカーや焼き付きの原因となる場合には、画素電極３６と配向膜３７との間に絶縁膜を設けても良い。
【００３９】
位相差補償板１２は、図５（ａ）に示すように、石英ガラス製の基板５２の一方の面にＣプレート（負のＣプレート）５３（第１位相差補償層）が形成され、他方の面にＯプレート５４（第２位相差補償層）が形成されたものである。すなわち、本実施形態では、Ｃプレート５３とＯプレート５４とは一体化されている。このような構成からなる位相差補償板１２は、緑色光用液晶ライトバルブ１１Ｇ側にＣプレート５３が位置し、緑色光用液晶ライトバルブ１１Ｇと反対側にＯプレート５４が位置するように、緑色光用液晶ライトバルブ１１Ｇと平行に配置されている。
【００４０】
Ｃプレート５３は、スパッタ法等によって基板５２上に高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層された多層膜からなり、光学軸が厚さ方向に沿う一軸性の負の屈折率異方性を有する複屈折率体である。Ｃプレート５３は、表面に対して垂直な光学軸を有し、緑色光用液晶ライトバルブ１１Ｇから射出された斜め方向の光の位相差を補償する。高屈折率層は相対的に高屈折率の誘電体であるＴｉＯ２やＺｒＯ２等からなり、低屈折率層は低屈折率の誘電体であるＳｉＯ２やＭｇＦ２等からなる。このような構成のＣプレート５３は、これを透過する光が各層間で反射して干渉するのを防ぐため、各屈折率層の厚さは薄いことが好ましい。
【００４１】
図６（ａ）は、Ｃプレート５３の光学異方性を説明するための模式図である。図６（ａ）に屈折率楕円体で示すように、Ｃプレート５３の各方向の屈折率の関係は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、Ｃプレート５３の光学軸に平行に入射する光に対しては等方的であることから、位相差を補償することができない。すなわち、緑色光用液晶ライトバルブ１１ＧからＣプレート５３に垂直に入射した光に対しては、位相差を補償することができない。一方、緑色光用液晶ライトバルブ１１Ｇから射出された光のうち、斜め成分の光、つまりＶＡモードの液晶の斜め成分については、その位相差を光学補償する。なお、Ｃプレート５３は、ｎｘ＝ｎｙを完全に満たす必要はなく、僅かに位相差を有していても良く、具体的には正面位相差値が０ｎｍから３ｎｍ程度であってもよい。
【００４２】
この種のＣプレート５３としては、厚み方向の位相差Ｒｔｈが１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下であるのが好ましく、１８０ｎｍであるのがより好ましい。ここで、厚み方向の位相差Ｒｔｈは、以下の式によって定義される。
Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ    
ただし、ｎｘ、ｎｙは、図６（ａ）に示したＣプレート５３において、面方向の主屈折率を示し、ｎｚは、同じく厚さ方向の主屈折率を示している。また、ｄはＣプレート５３の厚さを示している。
【００４３】
一方、Ｏプレート５４は、図５（ａ）に示すように、石英ガラス製の基板５２の他方の面に、Ｔａ２Ｏ５等の無機材料が斜方蒸着されて形成されたものである。Ｏプレート５４は、微視的に見て、無機材料が斜め方向に沿って成長したカラム（柱状構造体）を有する膜構造を有している。このような構造からなる無機膜は、その微細構造に起因して位相差を生じさせる。
【００４４】
図６（ｂ）は、Ｏプレート５４の光学異方性を説明するための模式図である。図６（ｂ）に屈折率楕円体で示すように、Ｏプレート５４は、各方向の屈折率の関係がｎｘ＜ｎｙ＜ｎｚであり、二軸の屈折率異方性を有する複屈折体である。Ｏプレート５４は、上述のカラムを形成した無機膜により遅相軸を有している。Ｏプレート５４の遅相軸は、図６（ｂ）に示した屈折率楕円体を、基板の法線方向から見て基板上（基板面）に投影した楕円形の長軸５４ｃに一致する。
【００４５】
図７は、液晶分子３３Ｂの配向方向とＰＢＳ１０の透過軸とＯプレート５４の遅相軸との関係を示す図である。図７に示すように、本実施形態においては、光軸に沿う方向から見て、液晶分子３３Ｂの配向方向とＰＢＳ１０の透過軸とのなす角度αが例えば４５度、ＰＢＳ１０の透過軸とＯプレート５４の遅相軸とのなす角度θが例えば３度に設定されている。
【００４６】
上述したように、赤色光用画像形成光学系３Ｒ、緑色光用画像形成光学系３Ｇ、青色光用画像形成光学系３Ｂは、基本構成は共通であるが、以下の部分で異なっている。
すなわち、本実施形態においては、各画像形成光学系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける位相差補償板１２のＯプレート５４の正面位相差値が異なっている。具体的には、赤色光用画像形成光学系３Ｒにおける位相差補償板１２のＯプレート５４の正面位相差値は例えば１５．４ｎｍに設定されている。緑色光用画像形成光学系３Ｇにおける位相差補償板１２のＯプレート５４の正面位相差値は例えば１５．０ｎｍに設定されている。青色光用画像形成光学系３Ｂにおける位相差補償板１２のＯプレート５４の正面位相差値は例えば１４．１ｎｍに設定されている。
【００４７】
なお、正面位相差値Ｒｅは、以下の式によって定義される。
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ    
ただし、ｎｘ、ｎｙは、図６（ｂ）に示したＯプレート５４において、面方向の主屈折率を示している。また、ｄはＯプレート５４の厚さを示している。
【００４８】
ここで、位相差補償板１２による位相差補償の原理について、図８に示すポアンカレ球を用いて説明する。
ポアンカレ球の軸Ｓ１と球表面との交点である点Ａに入射した直線偏光は、Ｏプレート５４を透過することにより点Ｂまで移動して例えば右回りの楕円偏光となる。次いで、右回りの楕円偏光が液晶ライトバルブ１１Ｇの液晶層３３を透過する際、液晶分子３３Ｂのプレチルトの影響により位相差を受け、Ｓ１−Ｓ２平面上の点Ｃまで移動する。光は液晶ライトバルブ１１Ｇの画素電極３６で反射した後、液晶層３３を再度透過する際、液晶分子３３Ｂのプレチルトの影響により位相差を受け、点Ｄまで移動して左回りの楕円偏光となる。次いで、左回りの楕円偏光は、Ｏプレート５４を透過することにより点Ｅまで移動する。ここで、点Ｅが点Ａに一致すれば、左回りの楕円偏光が直線偏光に戻り、正面位相差が完全に補償されたことになる。全ての画像形成光学系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおいてこの状態となるのが理想的であり、この状態では黒浮きが完全に抑えられ、表示のコントラストが最大となる。なお、ここでは正面位相差について議論しているため、Ｃプレート５３は作用を及ぼさない。
【００４９】
ところが、実際には、Ｒ，Ｇ，Ｂで波長が異なることや、液晶およびＯプレートが屈折率異方性に波長分散を持っていることから、例えば、緑色光を基準とした場合、赤色光、青色光で点Ｅが点Ａに一致しない。例えば、緑色光を基準として図８に示した理想状態となるようにＯプレート５４による位相差補償の最適化を行い、赤色光用画像形成光学系３ＲにおけるＯプレート５４の正面位相差値を緑色光用画像形成光学系３ＧにおけるＯプレート５４の正面位相差値に合わせたとする。このとき、赤色光については、図１０（Ａ）に示すように、ポアンカレ球上においてＯプレート５４の作用による点Ａから点Ｂへの移動距離は、赤の波長が緑の波長に比べて長いこととＯプレート５４の屈折率異方性に波長分散の影響が重なり合って、緑色光と比べて短くなる。次に、液晶層３３の作用による点Ｂから点Ｃへの移動距離、および点Ｃから点Ｄへの移動距離も緑色光と比べて短くなる。しかしながら、最適値になっていないため、図１０（Ａ）に示すように、点Ｃの到達点が最適値ではなくなる。次に、Ｏプレート５４の作用による点Ｄから点Ｅへの移動距離は緑色光と比べて短くなる。その結果、赤色光の場合、点Ｅは点Ａの位置まで戻らない。よって、この状態では黒浮きが抑えられず、表示のコントラストが低下する。
なお、以下に示す図９〜図１１は、ポアンカレ球を軸Ｓ１の方向から見て、球表面をＳ２−Ｓ３平面上に投影した円として表している。
【００５０】
また、青色光用画像形成光学系３ＢにおけるＯプレート５４の正面位相差値を緑色光用画像形成光学系３ＧにおけるＯプレート５４の正面位相差値に合わせたとする。このとき、図１１（Ａ）に示すように、ポアンカレ球上においてＯプレート５４の作用による点Ａから点Ｂへの移動距離は緑色光の場合と比べて長くなる。次に、液晶層３３の作用による点Ｂから点Ｃへの移動距離、および点Ｃから点Ｄへの移動距離は緑色光の場合よりも長くなる。しかしながら、最適値になっていないため、図１１（Ａ）に示すように、点Ｃの到達点が最適値ではなくなる。そして、Ｏプレート５４の作用による点Ｄから点Ｅへの移動距離は緑色光の場合と比べて長くなる。その結果、青色光の場合、点Ｅは点Ａの位置には戻らない。よって、この状態では黒浮きが抑えられず、表示のコントラストが低下する。
【００５１】
ここで、Ｏプレート５４の正面位相差値を大きくする方向に変化させると、図９に示すように、ポアンカレ球上の点Ａ−点Ｂ間を結ぶ同一の曲線上において、点Ａから点Ｂへの移動距離が長くなる。一方、Ｏプレート５４の正面位相差値を小さくする方向に変化させると、ポアンカレ球上の点Ａ−点Ｂ間を結ぶ同一の曲線上において、点Ａから点Ｂへの移動距離が短くなる。
【００５２】
上記の原理に従い、赤色光用画像形成光学系３ＲにおけるＯプレート５４の正面位相差値を、緑色光用画像形成光学系３ＧにおけるＯプレート５４の正面位相差値よりも大きく設定する。これにより、図１０（Ｂ）に示すように、点Ｃが軸Ｓ２を通り過ぎず、軸Ｓ２上に位置するように点Ａから点Ｂへの移動距離を大きくすれば、点Ｄから点Ｅへの移動距離が同様に大きくなり、点Ｅを点Ａに一致させることができる。このようにして、赤色光用画像形成光学系３Ｒに起因する黒浮きを十分に抑えることができる。
【００５３】
また、青色光用画像形成光学系３ＢにおけるＯプレート５４の正面位相差値を、緑色光用画像形成光学系３ＧにおけるＯプレート５４の正面位相差値よりも小さく設定する。これにより、図１１（Ｂ）に示すように、点Ｃが軸Ｓ２上に位置するように点Ａから点Ｂへの移動距離を小さくすれば、点Ｄから点Ｅへの移動距離が同様に小さくなり、点Ｅを点Ａに一致させることができる。このようにして、青色光用画像形成光学系３Ｂに起因する黒浮きを十分に抑えることができる。
【００５４】
本実施形態のプロジェクター１によれば、以上説明したように、緑色光用画像形成光学系３ＧにおけるＯプレート５４の正面位相差値に対して、赤色光用画像形成光学系３ＲにおけるＯプレート５４の正面位相差値を大きく、青色光用画像形成光学系３ＢにおけるＯプレート５４の正面位相差値を小さく設定したことによって、全ての画像形成光学系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに起因する黒浮きが十分に抑えられ、コントラストを従来よりも向上することができる。
【００５５】
本発明者は、本実施形態の効果を実証すべく、Ｏプレートの正面位相差値を変化させたときのコントラスト変化のシミュレーションを行った。
シミュレーションの条件として、液晶ライトバルブのセル厚を２．４μｍ、液晶層のリタデーション（Δｎ・ｄ）を０．２９、液晶層の波長分散を１．０８、液晶層のプレチルト角を４．５度、Ｏプレートの波長分散を１．１５、とした。結果を［表１］に示す。
【００５６】
【表１】
0005703774.tif 000002
【００５７】
表１に示すように、ＰＢＳの透過軸に対するＯプレートの遅相軸のなす角度θを３度としたとき、全ての画像形成光学系におけるＯプレートの正面位相差値を１５．０ｎｍで統一すると、緑色光用画像形成光学系におけるコントラストを１００としたとき、赤色光用画像形成光学系におけるコントラストが９９、青色光用画像形成光学系におけるコントラストが９１に低下してしまう。これに対して、赤色光用画像形成光学系におけるＯプレートの正面位相差値を１５．４ｎｍ、緑色光用画像形成光学系におけるＯプレートの正面位相差値を１５．０ｎｍ、青色光用画像形成光学系におけるＯプレートの正面位相差値を１４．１ｎｍとすると、全ての画像形成光学系においてコントラストを１００とすることができる。
【００５８】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１２〜図１４を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、各画像形成光学系における位相差補償の手法が第１実施形態と異なるのみである。したがって、以下ではこの部分のみを説明する。
【００５９】
本実施形態においては、各画像形成光学系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける位相差補償板１２のＯプレート５４の遅相軸の方位角が異なっている。ここで、Ｏプレート５４の遅相軸の方位角とは、ＰＢＳ１０の透過軸に対するＯプレート５４の遅相軸のなす角度を意味し、以下の説明では単に遅相軸角度と称する。具体的には、赤色光用画像形成光学系３ＲにおけるＯプレート５４の遅相軸角度は例えば９．４度に設定されている。緑色光用画像形成光学系３ＧにおけるＯプレート５４の遅相軸角度は例えば９．１度に設定されている。青色光用画像形成光学系３ＢにおけるＯプレート５４の遅相軸角度は例えば８．５度に設定されている。
【００６０】
例えば、緑色光を基準としてＯプレート５４による位相差補償の最適化を行い、赤色光用画像形成光学系３ＲにおけるＯプレート５４の遅相軸角度を緑色光用画像形成光学系３ＧにおけるＯプレート５４の遅相軸角度に合わせたとする。このとき、図１３（Ａ）に示すように、ポアンカレ球上においてＯプレート５４の作用による点Ａから点Ｂへの移動距離は、赤の波長が緑の波長に比べて長いこととＯプレート５４の屈折率異方性に波長分散の影響が重なり合って、緑色光と比べて短くなる。液晶層３３の作用による点Ｂから点Ｃへの移動距離、および点Ｃから点Ｄへの移動距離は緑色光の場合よりも長くなる。しかしながら、最適値になっていないため、図１３（Ａ）に示すように、点Ｃの到達点が最適値ではなくなる。そして、Ｏプレート５４の作用による点Ｄから点Ｅへの移動距離は緑色光と比べて短くなる。その結果、赤色光の場合、点Ｅは点Ａの位置まで戻らない。よって、この状態では黒浮きが抑えられず、表示のコントラストが低下する。
なお、以下に示す図１２〜図１４は、ポアンカレ球を軸Ｓ１の方向から見て、球表面をＳ２−Ｓ３平面上に投影した円として表している。
【００６１】
また、青色光用画像形成光学系３ＢにおけるＯプレート５４の遅相軸角度を緑色光用画像形成光学系３ＧにおけるＯプレート５４の遅相軸角度に合わせたとする。このとき、図１４（Ａ）に示すように、ポアンカレ球上においてＯプレート５４の作用による点Ａから点Ｂへの移動距離は緑色光の場合と比べて長くなる。次に、液晶層３３の作用による点Ｂから点Ｃへの移動距離、および点Ｃから点Ｄへの移動距離は緑色光の場合よりも長くなる。しかしながら、最適値になっていないため、図１４（Ａ）に示すように、点Ｃの到達点が最適値ではなくなる。次に、Ｏプレート５４の作用による点Ｄから点Ｅへの移動距離は緑色光の場合と比べて長くなる。その結果、青色光の場合、点Ｅは点Ａの位置には戻らない。よって、この状態では黒浮きが抑えられず、表示のコントラストが低下する。
【００６２】
ここで、Ｏプレート５４を面内で回転させてＯプレート５４の遅相軸角度を大きくする方向に変化させると、図１２に示すように、ポアンカレ球上の点Ａ−点Ｂ間を結ぶ曲線および点Ｄ−点Ｅ間を結ぶ曲線が、軸Ｓ３の方向に長く延びる形状に変化する。一方、Ｏプレート５４の遅相軸角度を小さくする方向に変化させると、ポアンカレ球上の点Ａ−点Ｂ間を結ぶ曲線および点Ｄ−点Ｅ間を結ぶ曲線が、軸Ｓ２の方向（図１２における横方向）に近付く形状に変化する。
【００６３】
上記の原理に従い、赤色光用画像形成光学系３ＲにおけるＯプレート５４の遅相軸角度を、緑色光用画像形成光学系３ＧにおけるＯプレート５４の遅相軸角度よりも大きく設定する。これにより、図１３（Ｂ）に示すように、点Ｃが軸Ｓ２を通り過ぎず、軸Ｓ２上に位置するように点Ａ−点Ｂ間を結ぶ曲線の形状および点Ｄ−点Ｅ間を結ぶ曲線の形状を変化させれば、点Ｅを点Ａに一致させることができる。このようにして、赤色光用画像形成光学系３Ｒに起因する黒浮きを十分に抑えることができる。
【００６４】
また、青色光用画像形成光学系３ＢにおけるＯプレート５４の遅相軸角度を、緑色光用画像形成光学系３ＧにおけるＯプレート５４の遅相軸角度よりも小さく設定する。これにより、図１４（Ｂ）に示すように、点Ｃが軸Ｓ２上に位置するように点Ａ−点Ｂ間を結ぶ曲線の形状および点Ｄ−点Ｅ間を結ぶ曲線の形状を変化させれば、点Ｅを点Ａに一致させることができる。このようにして、青色光用画像形成光学系３Ｂに起因する黒浮きを十分に抑えることができる。
【００６５】
本実施形態のプロジェクターによれば、以上説明したように、緑色光用画像形成光学系３ＧにおけるＯプレート５４の遅相軸角度に対して、赤色光用画像形成光学系３ＲにおけるＯプレート５４の遅相軸角度を大きく、青色光用画像形成光学系３ＢにおけるＯプレート５４の遅相軸角度を小さく設定したことによって、全ての画像形成光学系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに起因する黒浮きが十分に抑えられ、コントラストを従来よりも向上することができる。本実施形態の場合、Ｏプレート５４の正面位相差値を変える必要がないため、全ての画像形成光学系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂで同一の位相差補償板１２を用いることができる。位相差補償板１２を筐体５０に固定する際に位相差補償板１２の角度（面内の回転角度）だけを変えれば良く、容易に実現が可能である。
【００６６】
本発明者は、本実施形態の効果を実証すべく、Ｏプレートの遅相軸角度を変化させたときのコントラスト変化のシミュレーションを行った。
シミュレーションの条件として、液晶ライトバルブのセル厚を２．４μｍ、液晶層のリタデーション（Δｎ・ｄ）を０．２９、液晶層の波長分散を１．０８、液晶層のプレチルト角を４．５度、Ｏプレートの波長分散を１．１５、とした。結果を［表２］に示す。
【００６７】
【表２】
0005703774.tif 000003
【００６８】
表２に示すように、Ｏプレートの正面位相差値を５ｎｍで一定にしたとき、全ての画像形成光学系におけるＯプレートの遅相軸角度を９．１度で統一すると、緑色光用画像形成光学系におけるコントラストを１００としたとき、赤色光用画像形成光学系におけるコントラストが９９、青色光用画像形成光学系におけるコントラストが９１に低下してしまう。これに対して、赤色光用画像形成光学系におけるＯプレートの遅相軸角度を９．４度、緑色光用画像形成光学系におけるＯプレートの遅相軸角度を９．１度、青色光用画像形成光学系におけるＯプレートの遅相軸角度を８．５度に設定すると、全ての画像形成光学系においてコントラストを１００とすることができる。
【００６９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記第１実施形態では各画像形成光学系におけるＯプレートの正面位相差値のみを異ならせ、上記第２実施形態では各画像形成光学系におけるＯプレートの遅相軸角度のみを異ならせた。これらの構成を組み合わせて、各画像形成光学系におけるＯプレートの正面位相差値と遅相軸角度の双方を異ならせても良い。この構成によれば、Ｏプレートの正面位相差値と遅相軸角度のいずれか一方を現実的に調整可能な範囲で異ならせただけでは位相差補償が不十分な場合であっても、黒浮きを十分に抑え、コントラストを向上させることが可能である。
【００７０】
また、上記実施形態では、位相差補償板１２として、図５（ａ）に示す構成のものを用いたが、図５（ｂ）に示すように、基板５２の一方の面にＣプレート（負のＣプレート）５３Ａを形成し、他方の面にＣプレート（負のＣプレート）５３ＢとＯプレート５４とをこの順に積層して形成した位相差補償板５６を用いても良い。
【００７１】
その場合に、Ｃプレート（負のＣプレート）５３ＡとＣプレート（負のＣプレート）５３Ｂとを合わせた光学特性が、図５（ａ）に示したＣプレート５３と同じになるように、基板５２に対してＣプレート５３Ａ、Ｃプレート５３Ｂをそれぞれ形成する。これにより、Ｃプレート５３Ａ、Ｃプレート５３Ｂによって１枚のＣプレート５３とみなすことができる。なお、図示を省略するが、図５（ｂ）におけるＣプレートとＯプレートとを入れ替え、基板５２の一方の面にＣプレートとＯプレートとをこの順に積層して形成し、他方の面にＯプレートを形成した位相差補償板を用いても良い。その場合にも、基板５２を挟んだ２枚のＯプレートを合わせた光学特性が、図５（ａ）に示したＯプレート５４と同じになるようにする。
【００７２】
さらに、１枚の基板５２に対してＣプレート５３とＯプレート５４とを形成し、これらを一体化してなる位相差補償板１２に代えて、図５（ｃ）に示すように、基板５２ＡにＣプレート５３を形成し、別の基板５２ＢにＯプレート５４を形成したものを用いても良い。すなわち、これらを合わせて一つの位相差補償板５７として用いても良い。
その他、プロジェクターの各種構成部材の材料、形状、数、配置等に関しては、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１…プロジェクター、２…照明装置、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ…画像形成光学系、４…色合成素子（色合成光学系）、５…投射光学系、１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…液晶ライトバルブ、１２，５６，５７…位相差補償板、５３，５３Ａ，５３Ｂ…Ｃプレート（第１位相差補償層）、５４…Ｏプレート（第２位相差補償層）。
【図１】
0005703774.tif 000004
【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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