(57)【要約】【課題】良好なコントラストや視野角特性を簡易な調整によって実現することができるプロジェクタを提供すること。【解決手段】調整機構９１により、第３光学素子の一つである第３光学素子部分８１ａを光学膜として有する第１光学補償部材ＯＣ１の光学的方位を、第２光学補償部材ＯＣ２の固定された光学的方位に対して調整可能にしているので、調整の影響が比較的少ない第３光学素子部分８１ａの回転調整によって、第１偏光フィルタ３１ｂ及び第２偏光フィルタ３１ｃの偏光軸に対して±４５°の調整基準方向に関する液晶ライトバルブ３１の残留位相差を低減する微調整が可能になる。【選択図】図１
2008268909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツイストネマティックモードで動作する液晶を含む液晶セルと、正の一軸性を有する光学材料で形成される第１光学素子と、正の一軸性を有する光学材料で形成される第２光学素子と、屈折率異方性を有する光学材料で形成される少なくとも１枚の光学膜を含む第３光学素子と、前記液晶セルと前記第１光学素子から第３光学素子までとを挟むように配置される一対の偏光素子と、を含む光変調装置と、
前記第１光学素子と、前記第２光学素子と、前記第３光学素子に含まれる少なくとも１枚の光学膜と、のうち少なくともひとつを有する第１群の光学的方位を、前記第１光学素子から前記第３光学素子までのうち、前記第１群に含まれる要素を除いた残りとしての第２群の固定された光学的方位に対して調整可能にする調整機構と、
前記光変調装置を照明する光を発生する光源と、
前記光変調装置を経た光を投射する投射光学系と、を備えるプロジェクタ。
【請求項２】
前記第１群は、前記第３光学素子に含まれる１枚の光学膜を少なくとも有する、請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記第１群は前記調整機構によってシステム光軸に平行な軸のまわりに回転可能である、請求項１及び請求項２のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記第１光学素子は前記第１群に含まれ、前記第２光学素子は前記第２群に含まれる、請求項１から請求項３までのいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記第３光学素子に含まれる光学膜が複数枚である場合、前記第１群に含まれる光学膜の枚数と前記第２群に含まれる光学膜の枚数との差が最小になるように前記第３光学素子に含まれる光学膜が前記第１及び第２群に配分される、請求項４記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記第１光学素子と第２光学素子とが前記第１群と前記第２群とのうちいずれか一方に含まれる、請求項１から請求項３までのいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記第３光学素子に含まれる光学膜は延伸フィルムである、請求項１から請求項６までのいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記第１及び第２光学素子はそれぞれ水晶板である、請求項１から請求項７までのいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記第１及び第２光学素子は、前記液晶セル中において入射面及び射出面の近傍に存在する液晶に起因する液晶リタデーションのうち前記入射面及び射出面に対して平行な面内の成分を協働して実効的にキャンセルするような厚さを有し、
前記第３光学素子は、前記液晶リタデーションのうち前記入射面及び射出面に垂直な方向の成分と、前記第１及び第２光学素子による前記入射面及び射出面に垂直な方向に関する付随リタデーションとを実効的にキャンセルするような厚さを有する、請求項１から請求項８までのいずれか一項記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成用の液晶装置を組み込んだプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶プロジェクタとして、ツイストネマティック型の液晶パネルを用い、液晶パネルと入射偏光板や射出偏光板との間に、ラビング方向に向くとともに入射面に対して所定角だけ傾いた光学軸を有する一軸性素子からなる２枚の補償用光学素子を配置しているものがある（特許文献１参照）。このような液晶プロジェクタでは、液晶パネルに近接して配置される補償用光学素子の光学軸や厚さの調整によって液晶のプレチルトを補償することができ、コントラストを改善することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１９８６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような一軸性光学異方性素子として例えば安価で加工性の良い水晶板を採用した場合、正面方向近傍のコントラストの向上が可能であるが、斜入射の光束に関する補償には原理上限界が存在し、充分な視野角特性が得られない。
【０００５】
ここで、斜入射の光束に関する補償のため、コントラスト向上用の２枚の水晶板のほかに、負の一軸性に近似される異方性を有する光学フィルム等を追加することが考えられるが、補償用の光学素子を増やすことによって調整が煩雑になる。すなわち、以上のような３つの光学素子の回転位置を調整することは、調整機構のスペースや、調整工程の煩雑さから困難である。また、液晶パネルと投射レンズとの間に複数枚の補償用の光学素子が存在しこれらに個別の調整機構を設けるとすると、投射レンズのバックフォーカスが長くなり、投射レンズが設計上の制約を受けることにもなる。
【０００６】
そこで、本発明は、良好なコントラストや視野角特性を簡易な調整によって実現することができるプロジェクタ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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、ツイストネマティックモードで動作する液晶を含む液晶セルと、正の一軸性を有する光学材料で形成される補償用の第１光学素子と、正の一軸性を有する光学材料で形成される補償用の第２光学素子と、屈折率異方性を有する光学材料で形成される補償用の少なくとも１枚の光学膜を含む第３光学素子と、液晶セルと第１光学素子から第３光学素子までとを挟むように配置される一対の偏光素子と、を含む光変調装置と、第１光学素子と、第２光学素子と、第３光学素子に含まれる少なくとも１枚の光学膜と、のうち少なくともひとつを有する第１群の光学的方位を、第１光学素子から第３光学素子までのうち、第１群に含まれる要素を除いた残りとしての第２群の固定された光学的方位に対して調整可能にする調整機構と、光変調装置を照明する光を発生する光源と、光変調装置を経た光を投射する投射光学系と、を備える。
【０００８】
上記プロジェクタでは、第１及び第２光学素子による光学的補償で残存し入射面及び射出面の法線方向に延びる正の一軸性の屈折率特性を第３光学素子によって効果的に補償することができる。この際、調整機構により、第１光学素子と第２光学素子と第３光学素子に含まれる光学膜のうち少なくとも１枚の光学膜とのうち少なくともひとつを有する第１群の光学的方位を、残りとしての第２群の固定された光学的方位に対して調整可能にしているので、簡単な機構により、一対の偏光素子の偏光方向に対して一定の以上傾斜角度をなす調整基準方向に関する光変調装置の残留位相差を低減することができる。
【０００９】
また、本発明の具体的な態様又は観点によれば、上記プロジェクタにおいて、第１群が、第３光学素子に含まれる１枚の光学膜を少なくとも有する。この場合、調整の影響が比較的少ない光学膜の回転位置の調整によって、一対の偏光素子の偏光方向に対して一定の以上傾斜角度をなす調整基準方向に関する光変調装置の残留位相差を低減することができる。
【００１０】
また、本発明の別の態様では、第１群が調整機構によってシステム光軸に平行な軸のまわりに回転可能である。この場合、システム光軸に平行な方向から入射する偏光に影響をあたえる第１から第３光学素子のシステム光軸に垂直な面内の光学的方位の相対位置を簡易に効率良く調整することができる。
【００１１】
本発明の別の態様では、第１光学素子が第１群に含まれ、第２光学素子が第２群に含まれる。この場合、第１群がシステム光軸に平行な方向から入射する偏光に影響を与えるある一定値以上の位相差を持つ第１光学素子を含むので、調整機構の稼動範囲を小さく設計することができる（位相差が小さいと回転させても変化量が小さいので微調整が容易だが、逆に位相差が大きい方は変化量が大きいので調整機構の回転範囲を狭く設計することができる。第３光学素子である光学フィルム等は、通常第１光学素子、第２光学素子に比べて正面の位相差が小さい。）。
【００１２】
本発明のさらに別の態様では、第３光学素子に含まれる光学膜が複数枚である場合、第１群に含まれる光学膜の枚数と第２群に含まれる光学膜の枚数との差が最小になるように第３光学素子に含まれる光学膜が第１及び第２群に配分される。この場合、第１群の持つ光学的方位によるシステム光軸に平行な方向から入射する偏光に影響を与える位相差と、第２群の持つ光学的方位によるシステム光軸に平行な方向から入射する偏光に影響を与える位相差とを比較的近くすることができ、第２群のシステム光軸に垂直な面内の光学的方位に対する第１群の同様の光学的方位について相対位置の調整後に残るシステム光軸に所定の角度をもって入射する偏光に影響を与える残留位相差を比較的小さくできる。
【００１３】
本発明のさらに別の態様では、第１光学素子と第２光学素子とが第１群と第２群とのうちいずれか一方に含まれる。この場合、一方の群に正の一軸性を有する一対の光学素子がともに含まれ、調整機構による位相の調整量を小さくして微調整を可能にすることができる。また、第１光学素子と第２光学素子とを製造する際に、製造工程にエッチング工程など化学反応を含む場合に、一つの素子の両面に第１光学素子と第２光学素子とを配置することで、それぞれの光学素子を所望の厚みにするための薄膜化を一度に行い製造工程の簡略化を図ることができる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様では、第３光学素子に含まれる光学膜が延伸フィルムである。この場合、比較的安価な延伸フィルムを第３光学素子に組み込んで光学補償を行うので、第３光学素子ひいては光変調装置を比較的安価に構成できる。
【００１５】
本発明のさらに別の態様では、第１及び第２光学素子がそれぞれ水晶板である。この場合、第１及び第２光学素子の安定性や強度を確保しつつ、第１及び第２光学素子による位相調整量を比較的精密に設定することができる。
【００１６】
本発明のさらに別の態様では、第１及び第２光学素子が、液晶セル中において入射面及び射出面の近傍に存在する液晶に起因する液晶リタデーションのうち入射面及び射出面に対して平行な面内の成分を協働して実効的にキャンセルするような厚さを有し、第３光学素子が、液晶リタデーションのうち入射面及び射出面に垂直な方向の成分と、第１及び第２光学素子による入射面及び射出面に垂直な方向に関する付随リタデーションとを実効的にキャンセルするような厚さを有する。この場合、液晶セルの正面方向だけでなくその近傍を含めた広範囲でリタデーションを確実に低減することができ、液晶装置によって形成される像の画質を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶装置である液晶ライトバルブ（光変調装置）の構造を説明する拡大断面図である。
【００１８】
図示の液晶ライトバルブ３１において、入射側の偏光素子である第１偏光フィルタ３１ｂと、射出側の偏光素子である第２偏光フィルタ３１ｃとは、例えばクロスニコルを構成する。これら第１偏光フィルタ３１ｂ及び第２偏光フィルタ３１ｃの間に挟まれた偏光変調部３１ａは、入射光の偏光方向を、入力信号に応じて画素単位で変化させる液晶パネルである。
【００１９】
偏光変調部３１ａは、ツイストネマティックモードで動作する液晶（すなわちツイストネマティック型の液晶）で構成される液晶層７１を挟んで、入射側に透明な第１基板７２ａと、射出側に透明な第２基板７２ｂとを備える液晶セル７０を有する。また、偏光変調部３１ａは、液晶セル７０の第１偏光フィルタ３１ｂ側に、第１光学補償部材ＯＣ１と、第２光学補償部材ＯＣ２とを有する。これらの第１基板７２ａ、第２基板７２ｂや第１光学補償部材ＯＣ１、第２光学補償部材ＯＣ２は、第１偏光フィルタ３１ｂ、第２偏光フィルタ３１ｃと同様、入出射面の法線がＺ軸に平行になるように配置されている。
【００２０】
液晶セル７０において、第１基板７２ａの液晶層７１側の面上には、透明な共通電極７５が設けられており、その上には、例えば配向膜７６が形成されている。一方、第２基板７２ｂの液晶層７１側の面上には、マトリクス状に配置された複数の透明画素電極７７と、各透明画素電極７７に電気的に接続されている薄膜トランジスタ（不図示）とが設けられており、その上には、例えば配向膜７８が形成されている。この液晶セル７０は、第１基板７２ａ及び第２基板７２ｂと、これらに挟まれた液晶層７１と、共通電極７５、透明画素電極７７とを基本的な構成要素としており、入射光の偏光状態を入力信号に応じて変化させる光能動素子として機能する。この液晶セル７０を構成する各画素は、１つの透明画素電極７７と、共通電極７５と、これらの間に挟まれた液晶層７１とを含む。なお、第１基板７２ａと共通電極７５との間には、各画素を区分するように格子状のブラックマトリクス７９が設けられている。
【００２１】
ここで、配向膜７６，７８は、液晶層７１を構成する液晶性化合物を必要な方向に配列させるためのものである。一方の配向膜７６は、これに接する液晶性化合物を第１ラビング方向（例えばＸ軸方向）に配向させ、他方の配向膜７８は、これに接する液晶性化合物を第２ラビング方向（例えばＹ軸方向）に配向させる。液晶層７１に電圧が印加されないオフ状態において、配向膜７６は、液晶性化合物の光学軸を第１偏光フィルタ３１ｂの偏光面であるＸＺ面を含んだ方向に配向させる役割を有し、配向膜７８は、液晶性化合物の光学軸を第２偏光フィルタ３１ｃの偏光面であるＹＺ面を含んだ方向に配向させる役割を有する。結果的に、液晶層７１中の液晶性化合物の光学軸は、第１基板７２ａから第２基板７２ｂにかけて徐々にねじれるように配置される。つまり、第１基板７２ａ及び第２基板７２ｂの内側すなわち配向膜７６，７８に隣接して液晶層７１の両端側に配置される一組の液晶性化合物の光学軸は、ＸＹ平面上に投影した場合、互いに例えば９０°のツイスト角をなす。これにより、一対の第１偏光フィルタ３１ｂ、第２偏光フィルタ３１ｃの間に挟まれた液晶層７１をノーマリホワイトモードで動作させることになり、電圧非印加のオフ状態で最大透過状態（光オン状態）を確保することができる。なお、後に詳述するが、液晶層７１の両端側すなわち配向膜７６，７８の近傍位置において、液晶性化合物の光学軸は、ＸＹ平面すなわち配向膜７６，７８に対向する入射面や出射面に平行になっておらず、かかる入射面や出射面に対して一定のプレチルト角だけ傾いた状態で配置されている。
【００２２】
一方、液晶層７１に電圧が印加されたオン状態すなわち遮光状態（光オフ状態）において、配向膜７６，７８から離れた位置にある液晶性化合物の光学軸は、第１基板７２ａの法線に平行な方向（具体的にはＺ方向）に配向する。しかしながら、液晶層７１の両端側すなわち配向膜７６，７８の近傍において、液晶性化合物の光学軸は、略元のままに維持されている。つまり、両端側における液晶性化合物の光学軸は、第１偏光フィルタ３１ｂ及び第２偏光フィルタ３１ｃの偏光面に沿ったＸ方向やＹ方向に配向されているが、ＸＹ面すなわち配向膜７６，７８に対向する入射面や出射面に水平になっておらず、入射面や出射面に対して一定のチルト角或いは極角だけ傾いた状態に維持されている。なお、液晶層７１に電圧が印加されていないオフ状態と電圧が印加されたオン状態とにおいて、配向膜７６，７８の近傍位置に存在する液晶性化合物の光学軸は、多少変動するがＸＹ面に対して傾いた傾斜状態に維持される。よって、オン状態すなわち遮光状態の液晶層７１に対する光学的補償を目的とする場合、このような傾斜状態に対応する傾斜角もプレチルト角と呼ぶものとする。
【００２３】
液晶セル７０の射出側に配置される第１光学補償部材ＯＣ１は、入射側から順に、第３光学素子部分８１ａと、第１光学素子８１ｂと、ガラス板８１ｃとを備える。これら第３光学素子部分８１ａ、第１光学素子８１ｂ、及びガラス板８１ｃは、光入射端面と光射出端面とが平行な平板素子であり、例えば光学接着剤によって互いに接合されている。ここで、第１光学素子８１ｂは、透明な正の一軸性結晶であり、例えば水晶板等で形成される。この第１光学素子８１ｂは、その光学軸がＹＺ面に対して一定の角を成し、かつ、その光学軸がＺ軸に対して所定の傾斜角をなすように配置されている。つまり、第１光学素子８１ｂの光学軸は、例えばＸＺ面に対して平行でＺ軸に対して所定の傾斜角をなす。ここで、第１光学素子８１ｂの厚みｄ１は、後述する光学補償を達成できるような適当な値に設定されている。また、第３光学素子部分８１ａは、負の一軸性に近似する屈折率異方性を有するＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の延伸フィルムで形成される。このような延伸フィルムは、リタデーションの調整が比較的容易で、大量生産に向いている。第３光学素子部分８１ａの光学軸の方向や厚みｄ３については後述する。
【００２４】
第２光学補償部材ＯＣ２は、入射側から順に、第３光学素子部分８３ａ、第２光学素子８３ｂと、ガラス板８３ｃとを備える。これら第３光学素子部分８３ａ、第２光学素子８３ｂ、及びガラス板８３ｃは、光入射端面と光射出端面とが平行な平板素子であり、例えば光学接着剤によって互いに接合されている。ここで、第２光学素子８３ｂは、透明な正の一軸性結晶であり、例えば水晶板等で形成される。この第２光学素子８３ｂは、その光学軸がＸＺ面に対して一定の角を成し、かつ、その光学軸がＺ軸に対して所定の傾斜角をなすように配置されている。つまり、第２光学素子８３ｂの光学軸は、例えばＹＺ面に対して平行でＺ軸に対して所定の傾斜角をなす。ここで、第２光学素子８３ｂの厚みｄ２は、後述する光学補償を達成できるような適当な値に設定されている。また、第３光学素子部分８３ａは、負の一軸性に近似する屈折率異方性を有するＴＡＣ等の延伸フィルムで形成される。第３光学素子部分８３ａの光学軸の方向や厚みｄ３については後述する。
【００２５】
ここで、上記第３光学素子部分８１ａ，８３ａの屈折率異方性に関するパラメータについて説明する。第１光学補償部材ＯＣ１の第３光学素子部分８１ａと、第２光学補償部材ＯＣ２の第３光学素子部分８３ａとは、本実施形態の場合、同一材料であり、同一の厚みを有する。これら第３光学素子部分８１ａ，８３ａの屈折率異方性に関するパラメータＲｅ，Ｒｔｈは、第３光学素子部分８１ａ，８３ａの屈折率を基準とした各軸ｘ，ｙ，ｚ方向の屈折率をｎｘ，ｎｙ，ｎｚとし、第３光学素子部分８１ａ，８３ａのｚ方向の厚みをｄ３とした場合に、
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ３    …    （１）
Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／３−ｎｚ｝・ｄ３    …    （２）
で与えられ、以下の条件式（３）
−Ｒｔｈ＜Ｒｅ＜Ｒｔｈ    …    （３）
を満たす。つまり、第３光学素子部分８１ａ，８３ａを構成する延伸フィルムの製造方法の設定により、第３光学素子部分８１ａ，８３ａの屈折率楕円体において、一対の長径側（ｎｘとｎｙ）の屈折率差Ｒｅが長径側（ｎｘ及びｎｙ）と最短径（ｎｚ）との屈折率差Ｒｔｈよりも小さくなるようにする。ここで、Ｒｔｈは、正の値となっている。
【００２６】
以上で説明した第１光学補償部材ＯＣ１及び第２光学補償部材ＯＣ２は、協働して液晶層７１のプレチルトに起因する視野角依存性やコントラスト低下を補償する役割を有する。
【００２７】
具体的には、第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂが、液晶層７１の両端側に存在する液晶のプレチルトに起因する液晶リタデーションのうちＸＹ面内の成分を実効的にキャンセルする。このため、第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂの組み付け時において、これらの光学軸の方位角や極角がそれぞれ調整され、これらの厚みｄ１，ｄ２がそれぞれ調整される。
【００２８】
さらに、第３光学素子部分８１ａ，８３ａは、両者の協働によって第３光学素子として機能し、液晶層７１の両端側に存在する液晶のプレチルトに起因する液晶リタデーションのうち入射面及び射出面に垂直な方向の成分と、上記第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂによるＺ方向に関する付随リタデーションとを実効的にキャンセルする役割を有する。このため、第３光学素子部分８１ａ，８３ａの光学軸の方向とともに厚みｄ３が調整される。
【００２９】
図２（Ａ）〜２（Ｄ）は、第１光学素子８１ｂと、第２光学素子８３ｂとによるプレチルトの補償（すなわち液晶リタデーションの補償）を概念的に説明する斜視図である。
【００３０】
図２（Ａ）に示すように、液晶層７１の入射面側の平均的なプレチルトは、例えばＸＺ面に対して略平行でＺ軸に対して角θ０だけ傾いていると見ることができる。すなわち、このようなプレチルトの屈折率楕円体ＲＩＥ０は、光学軸ＯＡ０１がＺ軸に対して極角θ０だけ傾いた状態となっており、光学軸ＯＡ０１が略＋Ｘ方向に配向している。なお、液晶層７１の入射面に近い位置において、特に入射面に極めて近い液晶性化合物の光学軸は、電圧を印加する前のプレチルト角と等しく、一般的に入射面となす角度は１０°未満程度である。さらに、電圧印加時において液晶層中心部に向かうに従って液晶性化合物の光学軸は、急激に入射面法線方向すなわちＺ方向に平行になる角度に近づく。
【００３１】
図２（Ｂ）に示すように、液晶層７１の射出面側の平均的なプレチルトは、例えばＹＺ面に対して略平行でＺ軸に対して角θ０だけ傾いていると見ることができる。すなわち、プレチルトの屈折率楕円体ＲＩＥ０は、光学軸ＯＡ０２がＺ軸に対して極角θ０だけ傾いた状態となっており、光学軸ＯＡ０２が略＋Ｙ方向に配向している。なお、液晶層７１の射出面に近い位置において、特に射出面に極めて近い液晶性化合物の光学軸は、電圧を印加する前のプレチルト角と等しく、一般的に入射面となす角度は１０°未満程度である。さらに、電圧印加時において液晶層中心部に向かうに従って液晶性化合物の光学軸は、急激に射出面法線方向すなわちＺ方向に平行になる角度に近づく。
【００３２】
図２（Ｃ）に示すように、第１光学素子８１ｂの屈折率楕円体ＲＩＥ１は、その光学軸ＯＡ１がＸＺ面に対して略平行でＺ軸に対して角θ１だけ傾いた状態となっており、図２（Ｄ）に示すように、第２光学素子８３ｂの屈折率楕円体ＲＩＥ２は、その光学軸ＯＡ２がＹＺ面に対して略平行でＺ軸に対して角θ２だけ傾いた状態となっている。
【００３３】
図３は、第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂによる補償の効果を概念的に説明する図である。液晶層７１の入射面及び射出面近傍のプレチルトと、第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂの屈折率異方性とを合成した屈折率楕円体ＲＩＥａは、その光学軸ＯＡａがＺ軸に平行な長径となっている正の一軸性の屈折率特性を有している。この屈折率楕円体ＲＩＥａは、液晶層７１のプレチルトによる液晶リタデーションのうちＺ方向の成分と、第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂの屈折率楕円体ＲＩＥ１，ＲＩＥ２によるＺ方向に関する付随リタデーションとを加算した結果としての仮想的な残留複屈折であると考えることができる。
【００３４】
図４は、第３光学素子を構成する各第３光学素子部分８１ａ，８３ａの最長軸の方向を説明する図である。２つの第３光学素子部分８１ａ，８３ａがそれぞれ等しい位相差Ｒｅを持つ場合、第１光学補償部材ＯＣ１に設けた第３光学素子部分８１ａの屈折率楕円体ＲＩＥ３１の最長軸としての光学軸ＯＡ３１は、Ｘ軸に対して０°の方向に延び、第２光学補償部材ＯＣ２に設けた第３光学素子部分８３ａの屈折率楕円体ＲＩＥ３２の最長軸としての光学軸ＯＡ３２は、Ｘ軸に対して９０°の方向に延びる。つまり、これら第３光学素子部分８１ａ，８３ａの光学軸は、直交する均等な角をなしている。
【００３５】
この場合、第３光学素子部分８１ａ，８３ａは、屈折率楕円体の最短軸ｚを液晶層７１の入射出面の法線に平行なＺ方向に揃えたままで、屈折率楕円体の長径側の長い方の軸（ｎｘ＞ｎｙであればｘ軸）をＸＹ面内で均等な方向に割り付けているので、これら第３光学素子部分８１ａ，８３ａのＸＹ面内における屈折率異方性すなわち位相差を互いに相殺することができ、全体の第３光学素子として、あたかも厳密な負の一軸結晶であるかのような補償を可能にする。
【００３６】
図５（Ａ）〜５（Ｃ）は、第３光学素子部分８１ａ，８３ａによる、上述の残留複屈折率の補償を説明する図である。図５（Ａ）は、図３に対応するもので、第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂによる液晶層７１のプレチルトの補償後に残留する屈折率楕円体ＲＩＥａを示し、図５（Ｂ）は、第３光学素子部分８１ａ，８３ａを合成した屈折率楕円体ＲＩＥ３を示す。この屈折率楕円体ＲＩＥ３は、その光学軸ＯＡ３がＺ軸に平行な短径となっている負の一軸性を有している。このように、屈折率楕円体ＲＩＥａが正の一軸性を示し、屈折率楕円体ＲＩＥ３が負の一軸性を示すことから、両者を合成することにより見かけ上の屈折率異方性を相殺できる。つまり、図５（Ｃ）に示すように、第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂと、第３光学素子部分８１ａ，８３ａとによる液晶層７１のプレチルトの補償後の屈折率楕円体ＲＩＥｂは、略円形に近いものとなっている。よって、Ｚ軸に平行な正面方向から光束に対してだけでなく、正面方向に対して一定の傾きを有する光束に対するリタデーションの変化を抑えることができ、広い視野角範囲にわたって良好な光変調特性を実現できる。
【００３７】
以上は、理想的な位相補償の説明であったが、現実の液晶ライトバルブ３１では、液晶層７１のプレチルトは、製品毎にバラツキいており、また、第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂや第３光学素子部分８１ａ，８３ａの加工精度も厳密に確保することは容易でない。このため、液晶ライトバルブ３１の組立時に第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂや第３光学素子部分８１ａ，８３ａをシステム光軸すなわちＺ軸に平行な軸のまわりで回転させて調整を行う必要がある。ここで、第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂや第３光学素子部分８１ａ，８３ａの調整機構を設けないで、第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂと第３光学素子部分８１ａ，８３ａとの回転位置を全て調整しながら液晶ライトバルブ３１を作製することは、調整が煩雑でコスト増大という問題がある。また、第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂや第３光学素子部分８１ａ，８３ａのすべてについて調整機構を設けた場合、調整機構のスペースを確保することが困難になり、調整工程も結局煩雑なものとなる。そこで、本実施形態では、第１光学素子８１ｂと第３光学素子部分８１ａとを互いに接着して第１群すなわち第１光学補償部材ＯＣ１とするとともに、第２光学素子８３ｂと第３光学素子部分８３ａとを互いに接着して第２群すなわち第２光学補償部材ＯＣ２とする。これにより、第１光学素子８１ｂと第３光学素子部分８１ａとについては、接着時の方位ズレが残るが、後述するようにコントラストの劣化には大きく影響しない。また、第２光学素子８３ｂと第３光学素子部分８３ａとについても、接着時の方位ズレが残るが、後述するようにコントラストの劣化には大きく影響しない。さらに、例えば第１光学補償部材ＯＣ１を回転させれば、第２光学補償部材ＯＣ２については、固定したままでよい。第２光学補償部材ＯＣ２を固定して第１光学補償部材ＯＣ１を回転させることで、入射偏光軸に対して概ね±４５°の偏光成分に対して位相差を揃えることができる。この際、入射偏光軸に対して平行な偏向成分や垂直な偏向成分については位相差が残って残留位相差となるが、コントラスト低下は最小に抑えることができる。
【００３８】
図６は、第１光学補償部材ＯＣ１をシステム光軸すなわちＺ軸に平行な軸のまわりに回転させるための調整機構９１の構造を説明する正面図である。調整機構９１は、第２光学補償部材ＯＣ２を保持する第１ホルダ９２と、第１光学補償部材ＯＣ１を保持する第２ホルダ９３と、第１ホルダ９２及び第２ホルダ９３を互いに回転位置調整する調整部材９４とを備える。ここで、調整部材９４は、第１ホルダ９２及び第２ホルダ９３を連結する軸部材９４ａと、第２ホルダ９３を時計回りや反時計回りに回転させるネジ調整部９４ｂと、第１ホルダ９２側に固定されて第２ホルダ９３の縁部分を案内するガイド９４ｃとを含む。ネジ調整部９４ｂは、第１ホルダ９２、第２ホルダ９３から延びる支持板９４ｆ，９４ｇの間隔を調整するためのネジ９４ｈを備えている。ネジ調整部９４ｂの正逆回転により、第１ホルダ９２に対する第２ホルダ９３の回転姿勢、すなわち第２光学補償部材ＯＣ２に対する第１光学補償部材ＯＣ１の回転姿勢を微調整することができる。なお、以上の調整機構９１は単なる例示であり、第１光学補償部材ＯＣ１をＺ軸のまわりに微小回転させる様々な薄型の調整機構を採用することができる。
【００３９】
図７は、図６の調整機構９１による液晶ライトバルブ３１の残留位相差の調整を説明する図である。この場合、ＸＹ面に投影した位相差を示している。ここで、液晶層７１の入射面側のプレチルトに対応する光学軸ＯＡ０１の方向はＸ軸に正確に沿っておらず、Ｘ軸に対して一定の角度をなす。同様に、液晶層７１の射出面側のプレチルトに対応する光学軸ＯＡ０２の方向はＹ軸に正確に沿っておらず、Ｙ軸に対して一定の角度をなす。
【００４０】
また、第１光学補償部材ＯＣ１側の第１光学素子８１ｂの光学軸ＯＡ１はＸ軸に正確に沿っておらず、Ｘ軸に対して一定の角度をなす。同様に、第２光学補償部材ＯＣ２側の第２光学素子８３ｂの光学軸ＯＡ２はＹ軸に正確に沿っておらず、Ｙ軸に対して一定の角度をなす。
【００４１】
さらに、第１光学補償部材ＯＣ１側の第３光学素子部分８１ａの光学軸ＯＡ３１はＸ軸に正確に沿っておらず、Ｘ軸に対して一定の角度をなす。同様に、第２光学補償部材ＯＣ２側の第３光学素子部分８３ａの光学軸ＯＡ３２はＹ軸に正確に沿っておらず、Ｙ軸に対して一定の角度をなす。
【００４２】
以上において、液晶層７１のプレチルトに対応する光学軸ＯＡ０１，ＯＡ０２は、固定的なものであり、第２光学補償部材ＯＣ２の光学的方位を構成する光学軸ＯＡ２や光学軸ＯＡ３２もこの実施形態では固定されている。一方、第１光学補償部材ＯＣ１の光学的方位を構成する光学軸ＯＡ１や光学軸ＯＡ３１については、図６の調整機構９１により、Ｚ軸のまわりに一体的に回転させることができ、入射偏光軸すなわちＸ軸方向に対して±４５°の偏光成分に対して位相差を揃えることができる。この際、入射偏光軸に対して平行な偏向成分や垂直な偏向成分については位相差が残って残留位相差となるが、上述のようにコントラスト低下は最小に抑えられる。
【００４３】
図８は、図６の調整機構９１による液晶ライトバルブ３１の残留位相差の調整を説明するグラフである。なお、横軸は調整機構９１による調整角度（°）を示し、縦軸は液晶ライトバルブ３１が黒表示である場合の照度（ｌｘ）を示す。グラフにおいて、記号●で示す実線の曲線は、全ての補償素子すなわち第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂや第３光学素子部分８１ａ，８３ａが液晶層７１の入射面側のプレチルトに対してアライメントされていると仮定した場合であって、第１光学補償部材ＯＣ１を調整機構９１によって回転させた場合の照度変化を示す。記号■で示す点線の曲線は、第１光学補償部材ＯＣ１の第３光学素子部分８１ａが理想値から１°ずれていることを前提として、図６の調整機構９１によって第１光学補償部材ＯＣ１の回転角度を調整した場合に黒表示の照度がどう変化するかを計測したものである。また、記号△で示す一点鎖線の曲線は、第１光学補償部材ＯＣ１の第３光学素子部分８１ａが理想値から２°ずれていることを前提として、図６の調整機構９１によって第１光学補償部材ＯＣ１の回転角度を調整した場合に黒表示の照度がどう変化するかを計測したものである。グラフからも明らかなように、第１光学補償部材ＯＣ１の回転によって残留位相差の光学的方位を調整することで、良好なコントラストを確保できることが分かる。
なお、ある群を構成する部品すべての位相差を合成した合計の位相差を考えることができ、その合計の位相差の遅相軸をその群の光学的方位と定義する。例えば、位相差をもつ第３光学素子部分８１ａ及び第１光学素子８１ｂを備える第１光学補償部材ＯＣ１の光学的方位は、第３光学素子部分８１ａの位相差と第１光学素子８１ｂの位相差を合成したときの合計位相差の遅相軸である。また、液晶ライトバルブ３１の持つ残留位相差を補償するために、液晶ライトバルブ３１及び第２光学補償部材ＯＣ２に対して、第１光学補償部材ＯＣ１の光学的方位を調整したときに残留した位相差の遅相軸が、最終的な残留位相差の光学的方位である。
【００４４】
以上の説明から明らかなように、本実施形態の液晶ライトバルブ３１では、第３光学素子部分８１ａ，８３ａが負の一軸性の又は負の一軸性に近似する屈折率異方性を有するので、正の一軸性を有する第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂによって十分に補正できなかった斜入射の光束に対する光学的補償が簡易に達成される。これにより、液晶層７１の入射面側及び射出面側に形成された各プレチルトによって生じる像光のリタデーションを広い視野角範囲で近似的に相殺又は低減することができ、結果的に、コントラストが向上される。さらに、視野角が補償されることにより、色むらの少ない画像を投射することができる。この際、調整機構９１により、第３光学素子の一つである第３光学素子部分８１ａを光学膜として有する第１光学補償部材ＯＣ１の光学的方位を、第２光学補償部材ＯＣ２の固定された光学的方位に対して調整可能にしているので、調整の影響が比較的少ない第３光学素子部分８１ａの回転調整によって、第１偏光フィルタ３１ｂ及び第２偏光フィルタ３１ｃの偏光軸に対して±４５°の調整基準方向に関する液晶ライトバルブ３１の残留位相差を低減する微調整が可能になる。
【００４５】
なお、以上の第１実施形態では、第１光学補償部材ＯＣ１側を回転させたが、第１光学補償部材ＯＣ１を固定して第２光学補償部材ＯＣ２側を回転させることができる。また、第３光学素子部分８１ａを第２光学補償部材ＯＣ２に組み込んで、第２光学素子８３ｂと第３光学素子部分８１ａとをセットにし、第３光学素子部分８３ａを第１光学補償部材ＯＣ１に組み込んで、第１光学素子８１ｂと第３光学素子部分８３ａとをセットにすることができる。さらに、第３光学素子を構成する光学膜は、第３光学素子部分８１ａ，８３ａの２枚に限らず、１枚や、３枚以上とすることができる。この際、３枚以上の光学膜は、屈折率楕円体の最短軸ｚをＺ方向に揃えたままで、屈折率楕円体の長径側の長い方の軸をＸＹ面内で均等な方向に割り付けるか、２つのグループにわけそれぞれのグループ内での屈折率楕円体の長径側の長い方の軸を揃え、分かれたグループ同士の屈折率楕円体の長径側の長い方の軸が直角になるように配置する。さらにこの場合、第１光学補償部材ＯＣ１と第２光学補償部材ＯＣ２とに振り分ける光学素子部分の差が２枚以上にならないようにする。これにより、第１光学補償部材ＯＣ１の持つ光学的方位によるシステム光軸に平行な方向から入射する偏光に影響を与える位相差の大きさと、第２光学補償部材ＯＣ２の持つ光学的方位によるシステム光軸に平行な方向から入射する偏光に影響を与える位相差の大きさとが比較的均衡し、第２光学補償部材ＯＣ２のシステム光軸に垂直な面内の光学的方位に対する第１光学補償部材ＯＣ１のシステム光軸に垂直な面内の光学的方位の相対位置の調整後に残るシステム光軸に対して所定の角度をもって入射する偏光に影響を与える残留位相差を比較的小さくできる。
【００４６】
その他、第１光学素子８１ｂや第２光学素子８３ｂは、通常薄くなるので、ガラス基板で両側からサンドイッチして強度や表面の平坦度を高めることもできる。逆に、第１光学素子８１ｂと第２光学素子８３ｂとによってガラス基板をサンドイッチした素子として、素子表面の現れる第１光学素子８１ｂと第２光学素子８３ｂとに対してエッチング等の表面加工を施すこともできる。
【００４７】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態に係る液晶装置である液晶ライトバルブについて説明する。第２実施形態の液晶ライトバルブは、第１実施形態の液晶ライトバルブ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り重複説明を省略する。
【００４８】
図９は、第２実施形態の液晶ライトバルブの構造を説明する拡大断面図である。図示の液晶ライトバルブ１３１において、偏光変調部３１ａのうち第１群の第１光学補償部材ＯＣ１に第３光学素子部分８１ａを組み込み、第１群の第２光学補償部材ＯＣ２に第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂと、第３光学素子部分８３ａとを組み込んでいる。
【００４９】
図１０は、第２実施形態における液晶ライトバルブ１３１の残留位相差の調整を説明する図である。ここで、液晶層７１のプレチルトに対応する光学軸ＯＡ０１，ＯＡ０２の方向は、図７の場合と同様である。また、第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂの光学軸ＯＡ１，ＯＡ２や、第３光学素子部分８１ａ，８３ａの光学軸ＯＡ３１，ＯＡ３２も、図７の場合と同様である。ただし、この場合、第２光学補償部材ＯＣ２の光学的方位を構成する光学軸ＯＡ１，ＯＡ２，ＯＡ３２は、固定され、第１光学補償部材ＯＣ１の光学的方位を構成する光学軸ＯＡ３１は、図６の調整機構９１によって、Ｚ軸のまわりに回転する。この場合も、入射偏光軸すなわちＸ軸方向に対して±４５°の偏光成分に対して位相差を揃えることができる。
【００５０】
図１１は、液晶ライトバルブ１３１の残留位相差の図６の調整機構９１による調整を具体的に説明するグラフである。なお、横軸は調整機構９１による調整角度（°）を示し、縦軸は液晶ライトバルブ３１が黒表示である場合の照度（ｌｘ）を示す。グラフにおいて、記号●で示す曲線は、第１光学補償部材ＯＣ１のＸＹ面内の位相差が１２ｎｍ程度であった場合の第１光学補償部材ＯＣ１の回転に伴う照度の変化を測定した結果である。また、記号■で示す曲線は、第１光学補償部材ＯＣ１のＸＹ面内の位相差が１ｎｍ程度であった場合の第１光学補償部材ＯＣ１の回転に伴う照度の変化を測定した結果である。以上から分かるように、ＸＹ面内の位相差が１２ｎｍ程度残っている第１光学補償部材ＯＣ１は、ＸＹ面内の光学的方位を回転させることによって残留位相差を調整し、液晶ライトバルブ３１が黒表示である場合の照度（ｌｘ）に変化を与えることができ、良好なコントラストを確保できる。ただし、ＸＹ面内の位相差が１２ｎｍ程度残っている第１光学補償部材ＯＣ１は、その回転による照度への影響が、ＸＹ面内の位相差が１ｎｍ程度残っている第１光学補償部材ＯＣ１が回転することによる照度への影響よりも大きいことからわかるように、第１光学補償部材ＯＣ１のＸＹ面内の位相差が大きい場合は、その回転に対する照度の変化量が大きいので調整機構の回転範囲を狭くでき、第１光学補償部材ＯＣ１のＸＹ面内の位相差が小さい場合は、その回転に対する照度の変化が小さいので微調整が容易となる。
【００５１】
なお、以上の第２実施形態において、第３光学素子を構成する光学膜は、第３光学素子部分８１ａ，８３ａの２枚に限らず、１枚或いは３枚以上とすることができる。この場合、第１光学補償部材ＯＣ１には、その回転により、第１偏光フィルタ３１ｂ及び第２偏光フィルタ３１ｃの偏光軸に対して±４５°の調整基準方向に関する液晶ライトバルブ３１の残留位相差を低減することができるだけのＸＹ面内の位相差を確保する。
【００５２】
〔第３実施形態〕
図１２は、図１に示す液晶ライトバルブ３１等を組み込んだプロジェクタの光学系の構成を説明する図である。
【００５３】
本プロジェクタ１０は、光源光を発生する光源装置２１と、光源装置２１からの光源光を赤緑青の３色に分割する色分離光学系２３と、色分離光学系２３から射出された各色の照明光によって照明される光変調部２５と、光変調部２５からの各色の像光を合成するクロスダイクロイックプリズム２７と、クロスダイクロイックプリズム２７を経た像光をスクリーン（不図示）に投射するための投射光学系である投射レンズ２９とを備える。このうち、光源装置２１、色分離光学系２３、光変調部２５、及びクロスダイクロイックプリズム２７は、スクリーンに投射すべき像光を形成する画像形成装置となっている。
【００５４】
以上のプロジェクタ１０において、光源装置２１は、光源ランプ２１ａと、凹レンズ２１ｂと、一対のレンズアレイ２１ｄ，２１ｅと、偏光変換部材２１ｇと、重畳レンズ２１ｉとを備える。このうち、光源ランプ２１ａは、例えば高圧水銀ランプからなり、光源光を回収して前方に射出させる凹面鏡を備える。凹レンズ２１ｂは、光源ランプ２１ａからの光源光を平行化する役割を有するが、省略することもできる。一対のレンズアレイ２１ｄ，２１ｅは、マトリクス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって凹レンズ２１ｂを経た光源ランプ２１ａからの光源光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材２１ｇは、レンズアレイ２１ｅから射出した光源光を例えば図１２の紙面に垂直なＳ偏光成分のみに変換して次段光学系に供給する。重畳レンズ２１ｉは、偏光変換部材２１ｇを経た照明光を全体として適宜収束させることにより、光変調部２５に設けた各色の光変調装置に対する重畳照明を可能にする。つまり、両レンズアレイ２１ｄ，２１ｅと重畳レンズ２１ｉとを経た照明光は、以下に詳述する色分離光学系２３を経て、光変調部２５に設けられた各色の第１液晶パネル２５ａ、第２液晶パネル２５ｂ、第３液晶パネル２５ｃを均一に重畳照明する。
【００５５】
色分離光学系２３は、第１ダイクロイックミラー２３ａ及び第２ダイクロイックミラー２３ｂと、補正光学系である３つのフィールドレンズ２３ｆ，２３ｇ，２３ｈと、反射ミラー２３ｊ，２３ｍ，２３ｎ，２３ｏとを備え、光源装置２１とともに照明装置を構成する。ここで、第１ダイクロイックミラー２３ａは、赤緑青の３色のうち例えば赤光及び緑光を反射し青光を透過させる。また、第２ダイクロイックミラー２３ｂは、入射した赤及び緑の２色のうち例えば緑光を反射し赤光を透過させる。この色分離光学系２３において、光源装置２１からの略白色の光源光は、反射ミラー２３ｊで光路を折り曲げられて第１ダイクロイックミラー２３ａに入射する。第１ダイクロイックミラー２３ａを通過した青光は、例えばＳ偏光のまま、反射ミラー２３ｍを経てフィールドレンズ２３ｆに入射する。また、第１ダイクロイックミラー２３ａで反射されて第２ダイクロイックミラー２３ｂでさらに反射された緑光は、例えばＳ偏光のままフィールドレンズ２３ｇに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー２３ｂを通過した赤光は、例えばＳ偏光のまま、第１レンズＬＬ１、第２レンズＬＬ２及び反射ミラー２３ｎ，２３ｏを経て、入射角度を調節するためのフィールドレンズ２３ｈに入射する。第１レンズＬＬ１、第２レンズＬＬ２及びフィールドレンズ２３ｈは、リレー光学系を構成している。このリレー光学系は、第１レンズＬＬ１の像を、第２レンズＬＬ２を介してほぼそのままフィールドレンズ２３ｈに伝達する機能を備えている。
【００５６】
光変調部２５は、３つの第１液晶パネル２５ａ、第２液晶パネル２５ｂ、第３液晶パネル２５ｃと、各第１液晶パネル２５ａ、第２液晶パネル２５ｂ、第３液晶パネル２５ｃを挟むように配置される３組の偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇとを備える。ここで、青光用の第１液晶パネル２５ａと、これを挟む一対の偏光フィルタ２５ｅ，２５ｅとは、輝度変調後の像光のうち青光を画像情報に基づいて２次元的に輝度変調するための青色用の液晶ライトバルブを構成する。青色用の液晶ライトバルブは、図１等に示す液晶ライトバルブ３１，１３１と同様の構造を有しており、コントラスト向上のための第１光学補償部材ＯＣ１及び第２光学補償部材ＯＣ２を組み込んでいる。このうち、第１光学補償部材ＯＣ１については、図６の調整機構９１によって、システム光軸ＯＡに平行な軸のまわりに回転可能になっている。同様に、緑光用の第２液晶パネル２５ｂと、対応する偏光フィルタ２５ｆ，２５ｆも、緑色用の液晶ライトバルブを構成し、赤光用の第３液晶パネル２５ｃと、偏光フィルタ２５ｇ，２５ｇも、赤色用の液晶ライトバルブを構成する。そして、これら緑光及び赤色用の液晶ライトバルブも、図１等に示す液晶ライトバルブ３１，１３１と同様の構造を有している。つまり、第１光学補償部材ＯＣ１及び第２光学補償部材ＯＣ２を有し、一方の第１光学補償部材ＯＣ１については、図６の調整機構９１によって、システム光軸ＯＡに平行な軸のまわりに回転可能になっている。
【００５７】
青光用の第１液晶パネル２５ａには、色分離光学系２３の第１ダイクロイックミラー２３ａを透過することによって分岐された青光が、フィールドレンズ２３ｆを介して入射する。緑光用の第２液晶パネル２５ｂには、色分離光学系２３の第２ダイクロイックミラー２３ｂで反射されることによって分岐された緑光が、フィールドレンズ２３ｇを介して入射する。赤光用の第３液晶パネル２５ｃには、第２ダイクロイックミラー２３ｂを透過することによって分岐された赤光が、フィールドレンズ２３ｈを介して入射する。各第１液晶パネル２５ａ〜第３液晶パネル２５ｃは、入射した照明光の空間的強度分布を画素単位で変調する非発光型の光変調装置であり、各第１液晶パネル２５ａ〜第３液晶パネル２５ｃにそれぞれ入射した３色の光は、各第１液晶パネル２５ａ〜第３液晶パネル２５ｃに電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて変調される。その際、偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇによって、各第１液晶パネル２５ａ〜第３液晶パネル２５ｃに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、各第１液晶パネル２５ａ〜第３液晶パネル２５ｃから射出される変調光から所定の偏光方向の成分光が像光として取り出される。
【００５８】
クロスダイクロイックプリズム２７は、光合成部材であり、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、Ｘ字状に交差する一対の第１誘電体多層膜２７ａ、第２誘電体多層膜２７ｂが形成されている。一方の第１誘電体多層膜２７ａは青色光を反射し、他方の第２誘電体多層膜２７ｂは赤色光を反射する。このクロスダイクロイックプリズム２７は、第１液晶パネル２５ａからの青光を第１誘電体多層膜２７ａで反射して進行方向右側に射出させ、第２液晶パネル２５ｂからの緑光を第１誘電体多層膜２７ａ及び第２誘電体多層膜２７ｂを介して直進・射出させ、第３液晶パネル２５ｃからの赤光を第２誘電体多層膜２７ｂで反射して進行方向左側に射出させる。
【００５９】
投射レンズ２９は、クロスダイクロイックプリズム２７で合成されたカラーの像光を、所望の倍率でスクリーン（不図示）上に投射する。つまり、各第１液晶パネル２５ａ〜第３液晶パネル２５ｃ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。
【００６０】
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。
【００６１】
すなわち、上記実施形態では、第１光学素子８１ｂ及び第２光学素子８３ｂとして水晶板を用いたが、水晶板に代えて正の一軸結晶や有機物質（例えば液晶や延伸フィルム）を使用することができる。
【００６２】
また、上記実施形態では、第３光学素子を構成する光学膜としてＴＡＣを用いているが、ＴＡＣ以外の負の一軸性材料及び負の一軸性に近似する屈折率異方性を有する材料を用いることができる。具体的には、サファイア、方解石、ＫＤＰ（二水素カリウム）、ＡＤＰ（リン酸二水素アンモニウム）等の無機材料を使用することができ、オレフィン系の各種有機材料を使用することができる。さらに、第３光学素子については、単一の補償用光学膜で構成することもできるが、これを複数層の補償用光学膜で構成する場合には、複数種類の材料層を組み合わせて積層させて第３光学素子を構成することも可能である。
【００６３】
また、上記実施形態では、第３光学素子部分８１ａ，８３ａの少なくとも一方を第１光学補償部材ＯＣ１に組み込んで残留位相差の調整を行っているが、第１光学素子８１ｂのみを第１光学補償部材ＯＣ１に組み込んで残留位相差の調整を行ったり、或いは第２光学素子８３ｂのみを第１光学補償部材ＯＣ１に組み込んで残留位相差の調整を行ったりすることもできる。
【００６４】
また、上記実施形態では、第１光学補償部材ＯＣ１及び第２光学補償部材ＯＣ２を、液晶セル７０と第１偏光フィルタ３１ｂとの間に配置しているが、これら第１光学補償部材ＯＣ１、第２光学補償部材ＯＣ２を液晶セル７０と第２偏光フィルタ３１ｃとの間に配置することもできる。さらに、第１光学補償部材ＯＣ１及び第２光学補償部材ＯＣ２を、液晶セル７０入射側と射出側とに分けて配置することもできる。
【００６５】
また、上記実施形態では、液晶層７１に電圧が印加されたオン状態すなわち光オフ状態でリタデーションを補償してコントラストを向上させているが、液晶層７１に電圧が印加されていないオフ状態すなわち光オン状態でリタデーションを補償することもできる。
【００６６】
また、上記実施形態の液晶セル７０において、第１基板７２ａ等に微小レンズからなるマイクロレンズアレイを画素に対応して埋め込むように形成することができる。ただし、液晶セル７０と、第１光学補償部材ＯＣ１及び第２光学補償部材ＯＣ２等とを通過する光束の広がり角度等が一致する観点で、液晶セル７０の後段に第１光学補償部材ＯＣ１及び第２光学補償部材ＯＣ２その他の補償素子を配置することが好ましい。
【００６７】
また、上記実施形態のプロジェクタ１０では、光源装置２１を、光源ランプ２１ａ、一対のレンズアレイ２１ｄ，２１ｅ、偏光変換部材２１ｇ、及び重畳レンズ２１ｉで構成したが、レンズアレイ２１ｄ，２１ｅ、偏光変換部材２１ｇ等については省略することができ、光源ランプ２１ａも、ＬＥＤ等の別光源に置き換えることができる。
【００６８】
また、上記実施形態では、色分離光学系２３を用いて照明光の色分離を行って、光変調部２５において各色の変調を行った後に、クロスダイクロイックプリズム２７において各色の像の合成を行っているが、単一の液晶パネルすなわち液晶ライトバルブ３１によって画像を形成することもできる。
【００６９】
上記実施形態では、３つの第１液晶パネル２５ａ〜第３液晶パネル２５ｃを用いたプロジェクタ１０の例のみを挙げたが、本発明は、２つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、或いは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
【００７０】
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うフロントタイプのプロジェクタ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うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１実施形態に係る液晶ライトバルブの構造を説明する側方断面図。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、第１補償素子及び第２補償素子によるプレチルトの補償を説明する図。
【図３】第１補償素子及び第２補償素子による補償の効果を概念的に説明する図。
【図４】第３光学素子の分割及び配列の効果を概念的に説明する図。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、第３光学素子による残留複屈折率の補償を説明する図。
【図６】第１光学補償部材を回転させるための調整機構の構造を説明する正面図。
【図７】図６の調整機構による液晶ライトバルブの残留位相差の調整を説明する図。
【図８】液晶ライトバルブの残留位相差の調整を具体的に説明するグラフ。
【図９】第２実施形態の液晶ライトバルブを説明する側方断面図。
【図１０】調整機構による液晶ライトバルブの残留位相差の調整を説明する図。
【図１１】液晶ライトバルブの残留位相差の調整を具体的に説明するグラフ。
【図１２】図１等の液晶ライトバルブを組み込んだプロジェクタの光学系を説明する図。
【符号の説明】
【００７２】
１０…プロジェクタ、２１…光源装置、２３…色分離光学系、２３ａ…第１ダイクロイックミラー、２３ｂ…第２ダイクロイックミラー、２５…光変調部、２５ａ…第１液晶パネル、２５ｂ…第２液晶パネル、２５ｃ…第３液晶パネル、２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ…偏光フィルタ、２７…クロスダイクロイックプリズム、２９…投射レンズ、３１，１３１…液晶ライトバルブ、３１ａ…偏光変調部、３１ｂ…第１偏光フィルタ、３１ｃ…第２偏光フィルタ、７０…液晶セル、７１…液晶層、７５…共通電極、７７…透明画素電極、７６，７８…配向膜、８１ａ，８３ａ…第３光学素子部分、８１ｂ…第１光学素子、８３ｂ…第２光学素子、９１…調整機構、９２…第１ホルダ、９３…第２ホルダ、９４…調整部材、９４ａ…軸部材、９４ｂ…ネジ調整部、ＯＣ１…第１光学補償部材、ＯＣ２…第２光学補償部材。
【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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