(57)【要約】【課題】低コストかつ省スペースで補償用光学素子を組み込むことができ、良好なコントラストや視野角特性を確保することができる光学装置を提供すること。【解決手段】入射側の表面近傍である端部分ＥＰ１の屈折率楕円体ＲＩＥ１１は、ある傾斜状態でＸ軸とＹ軸の中間方向に配向し、射出側の表面近傍である端部分ＥＰ２の屈折率楕円体ＲＩＥ１２は、屈折率楕円体ＲＩＥ１１と同様の傾斜状態でＸ軸とＹ軸の中間方向に配向する。近似屈折率楕円体ＲＩＥ３は、両屈折率楕円体ＲＩＥ１１，ＲＩＥ１２を平均化した正の一軸性材料に相当するものになっている。この近似屈折率楕円体ＲＩＥ３によって生じるリタデーションは、光学補償板８４によって補償される。【選択図】図３
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【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とともに、入射面及び射出面に隣接する液晶の光軸が当該入射面及び射出面に対して所定のプレチルト角だけ傾斜配向する液晶セルと、
前記液晶セルの入射側及び射出側のいずれか一方に配置され、負の一様な光学軸を有する一軸性結晶で形成されるとともに、前記入射面に隣接する液晶の傾斜配向方向に対応する第１ラビング方向と前記射出面に隣接する液晶の傾斜配向方向に対応する第２ラビング方向とに対してそれぞれゼロでない角度をなす所定の中間方向を前記光学軸の配向方位とする一種類の光学補償素子と、
前記液晶セル及び前記光学補償部材を挟むように配置される一対の偏光素子と
を備える光学装置。
【請求項２】
前記光学補償素子の光学軸は、前記液晶セルの互いに平行な入射面及び射出面の法線方向に対して所定の傾斜角だけ傾斜している請求項１記載の光学装置。
【請求項３】
前記光学補償素子は、前記液晶セルの入射面及び射出面に平行な入射平面及び射出平面を有するとともに、当該入射平面及び射出平面の法線に対して光学軸を傾斜させた平板素子である請求項２記載の光学装置。
【請求項４】
前記光学補償素子は、前記液晶セルの入射面及び射出面に対して傾斜した互いに平行な入射平面及び射出平面を有するとともに、当該入射平面及び射出平面の法線方向に光学軸が存在する平板素子を含む請求項２記載の光学装置。
【請求項５】
前記光学補償素子は、前記液晶セル中における液晶のうち入射面及び射出面の近傍に存在する液晶に起因するリタデーション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４のいずれか一項記載の光学装置。
【請求項６】
前記光学補償素子は、前記液晶セルの射出面側に配置されている請求項１から請求項５のいずれか一項記載の光学装置。
【請求項７】
前記液晶セルは、少なくとも入射側にマイクロレンズアレイを備える請求項６記載の光学装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項記載の光変調用の光学装置と、
前記光学装置を照明する照明装置と、
前記光学装置によって形成された画像を投射する投射レンズと
を備えるプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成用の光学装置に関し、さらに、当該光学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、コントラストや視野角を改善することができる。
【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】
【０００３】
しかし、上記のような液晶プロジェクタでは、液晶パネルの入射側と射出側との双方に一枚ずつもしくは片側に二枚補償用光学素子を配置して液晶層の両表面に形成されるプレチルトに起因する位相ずれを補償しているので、補償用光学素子によるコスト増加が大きく、補償用光学素子を取り付けるための空間確保が容易でなく取付部材や工程が複雑となる。
【０００４】
そこで、本発明は、低コストかつ省スペースで補償用光学素子を組み込むことができ、良好なコントラストや視野角特性を確保することができる光変調装置すなわち光学装置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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係る光学装置は、（ａ）ツイストネマティックモードで動作する液晶を含むとともに、入射面及び射出面に隣接する液晶の光軸が当該入射面及び射出面に対して所定のプレチルト角だけ傾斜配向する液晶セルと、（ｂ）液晶セルの入射側及び射出側のいずれか一方に配置され、負の一様な光学軸を有する一軸性結晶で形成されるとともに、入射面に隣接する液晶の傾斜配向方向に対応する第１ラビング方向と射出面に隣接する液晶の傾斜配向方向に対応する第２ラビング方向とに対してそれぞれゼロでない角度をなす所定の中間方向を光学軸の配向方位とする一種類の光学補償素子と、（ｃ）液晶セル及び光学補償部材を挟むように配置される一対の偏光素子とを備える。
【０００６】
上記光学装置では、液晶セルにおいて入射面及び射出面に隣接する液晶の光軸が入射面の法線に対して所定のプレチルト角だけ傾斜配向しているが、入射側及び射出側のいずれか一方に配置される光学補償素子が、入射側の第１ラビング方向と射出側の第２ラビング方向とに対してそれぞれゼロでない角度をなす所定の中間方向を光学軸の配向方位とする負の一軸性結晶で形成されるので、上記所定の中間方向の調整によって、液晶の入射側及び射出側に形成された各プレチルトによって生じる正面方向に関する像光のリタデーションを近似的に相殺又は低減することができる。これにより、例えば電界が印可されるオン時に液晶セルの正面方向において黒が浮き上がって画像のコントラストが低下する現象を抑えることができる。
【０００７】
なお、ツイストネマティック型の液晶セルのオフ状態（すなわち電圧無印可状態）において、入射面及び射出面に隣接する液晶の光軸が入射面の法線に対して傾斜配向する結果として、液晶に所謂プレチルトが生じてしまう。このような入射面と出射面付近の液晶のプレチルトは、液晶セルがオン状態になってもほぼ同じ状態に維持される。本発明では、光学補償素子による補償の対象がオン状態の液晶である場合、このオン状態で入射面及び射出面に隣接する液晶に残存する平均的チルト状態をプレチルトと呼ぶものとし、補償の対象がオフ状態の液晶である場合、このオフ状態で入射面及び射出面に隣接する液晶に残存する平均的チルト状態をプレチルトと呼ぶものとする。
【０００８】
また、本発明の具体的な態様又は観点によれば、上記光学装置において、光学補償素子の光学軸が、液晶セルの互いに平行な入射面及び射出面の法線方向に対して所定の傾斜角だけ傾斜している。この場合、正面方向に対して傾いた方向に関してもプレチルトの影響を補償することができるので、視野角特性に偏りが発生することを一定範囲で抑制することができる
【０００９】
本発明のさらに別の態様では、光学補償素子が、液晶セルの入射面及び射出面に平行な入射平面及び射出平面を有するとともに、当該入射平面及び射出平面の法線に対して光学軸を傾斜させた平板素子である。この場合、光学補償素子が液晶セル等に対して平行に配置されるので光学補償素子を簡易に安定した状態で精密に固定することができる。
【００１０】
本発明のさらに別の態様では、光学補償素子が、液晶セルの入射面及び射出面に対して傾斜した互いに平行な入射平面及び射出平面を有するとともに、当該入射平面及び射出平面の法線方向に光学軸が存在する平板素子を含む。この場合、光学補償素子の光学軸を入射平面等に垂直な方向に設定することができ、光学補償素子の加工や製作が比較的容易となる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様では、光学補償素子が、液晶セル中における液晶のうち入射面及び射出面の近傍に存在する液晶に起因するリタデーション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範囲でリタデーションを効果的に低減することができ、光学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。
【００１２】
また、本発明の具体的な態様又は観点によれば、上記光学装置において、光学補償素子が、液晶セルの射出面側に配置されている。この場合、光束調整用のマイクロレンズアレイを入射側に配置しても、コントラストや視野角特性の改善に関して十分な効果が得られる。
【００１３】
本発明のさらに別の態様では、液晶セルが、少なくとも入射側にマイクロレンズアレイを備える。この場合、液晶セルに入射させる光束の角度調整が可能になる。
【００１４】
本発明に係るプロジェクタは、（ａ）上述した光変調用の光学装置と、（ｂ）光学装置を照明する照明装置と、（ｃ）光学装置によって形成された画像を投射する投射レンズとを備える。
【００１５】
上記プロジェクタにおいては、上述の光学装置を備えており、例えばオン時に液晶セルの正面方向において黒が浮き上がって画像のコントラストが低下する現象を抑えることができる。これにより、省スペースでコスト増加を抑えつつ液晶セルによる調光すなわち光変調の精度を向上させることができるので、簡単な構造でありながら高品位の画像を投射できるプロジェクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る光学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。
【００１７】
図示の液晶ライトバルブ３１において、入射側の偏光板である第１偏光フィルタ３１ｂと、射出側の偏光板である第２偏光フィルタ３１ｃとは、クロスニコルを構成する。これら第１及び第２偏光フィルタ３１ｂ，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。
【００１８】
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。さらに、偏光変調部３１ａは、入射側の第１基板７２ａの外側に入射側カバー７４ａを備え、射出側の第２基板７２ｂの外側に射出側カバー７４ｂを備える。なお、図示を省略しているが、第１基板７２ａには、後述する液晶セル（画素）に対応して配置される例えば微小レンズからなるマイクロレンズアレイが埋め込むように形成されている。
【００１９】
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。ここで、第１及び第２基板７２ａ，７２ｂと、これらに挟まれた液晶層７１と、電極７５，７７とは、入射光の偏光状態を変化させるための液晶セルとなっている。また、液晶セルを構成する各画素は、１つの画素電極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ックス７９が設けられている。
【００２０】
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。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（Ｘ軸方向）に配向させ、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（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及び第２基板７２ａ，７２ｂ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、一対の偏光フィルタ３１ｂ，３１ｃの間に挟まれた液晶層７１をノーマリオン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。
【００２１】
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及び第２偏光フィルタ３１ｂ，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。
【００２２】
この偏光変調部３１ａにおいて、射出側カバー７４ｂの射出面すなわち第２偏光フィルタ３１ｃに対向する一方の平坦面には、例えば１〜２００μｍ程度の厚さを有する薄い光学補償板８４が貼り付けられている。ここで、光学補償板８４は、光学接着剤によって入射側カバー７４ａの射出側の平坦面上に貼り付けられて光学補償素子ＯＣを構成しており、このような光学補償素子ＯＣは、第２基板７２ｂの射出面上に光学接着剤によって貼り付けられる。
【００２３】
光学補償板８４は、光入射端面と光射出端面とが平行な平板素子であり、透明な負の一軸性結晶で形成される。光学補償板８４の光学軸は、ＸＺ面に対してもＹＺ面に対しても一定の角をなすとともに、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、光学補償板８４の光学軸は、Ｘ軸とＹ軸の中間方向、すなわち第１偏光フィルタ３１ｂの偏光面に沿ったＸ方向に対してゼロでない角度をなすとともに第２偏光フィルタ３１ｃの偏光面に沿ったＹ方向に対してゼロでない角度をなす中間方向を、その配向方位としている。
【００２４】
図２は、オン状態における液晶層７１の屈折率と光学補償板８４の屈折率とを説明する側方断面の概念図である。また、図３（ａ）は、液晶層７１の屈折率を概念的に説明する斜視図であり、図３（ｂ）は、液晶層７１の入出射端における屈折率の近似を説明する斜視図であり、図３（ｃ）は、液晶層７１における屈折率のさらなる近似を説明する斜視図である。なお、以上の図２等において、液晶層７１の入射面７１ａ及び射出面７１ｂと、光学補償板８４の入射平面８４ａ及び射出平面８４ｂとは、互いに全て平行になっている。
【００２５】
図２に示すオン状態の液晶層７１において、液晶性化合物の屈折率楕円体ＲＩＥ１の長軸すなわち光学軸ＯＡ１は、Ｚ軸に対して概ね平行に配置されており入射面７１ａ及び射出面７１ｂに対して概ね垂直になっている。しかしながら、入射面７１ａ及び射出面７１ｂに近い位置において、屈折率楕円体ＲＩＥ１の光学軸ＯＡ１は、Ｚ軸に対してある程度傾いた状態となっており、入射面と出射面それぞれに極めて近い液晶性化合物は電圧を印加する前のチルト角と等しく、一般的に入射面との角度は10度未満程度である。さらに液晶層中心部に向かうにしたがって液晶性化合物の光学軸は急激に入射面法線方向に平行になる角度に近づく。
【００２６】
一方、光学補償板８４において、これを構成する負の一軸性結晶の屈折率楕円体ＲＩＥ２の短軸すなわち光学軸ＯＡ２は、Ｚ軸を含みＸＺ平面とＹＺ平面とに略同じ角度で傾いた平面に存在し、Ｚ軸に対してあまり大きくない一定の傾き角を有している。より詳細に説明すると、屈折率楕円体ＲＩＥ２の傾き方向すなわち配向方位は、第１及び第２偏光フィルタ３１ｂ，３１ｃの偏光面の中間方向になっており、この配向方位は、Ｘ方向に対して約４５°をなすとともにＹ方向に対しても約４５°をなしている。
【００２７】
ここで、図３（ａ）〜（ｃ）を参照して、液晶層７１の屈折率異方性の近似的処理について説明する。図３（ａ）に示すように、液晶層７１のうち電界に素直に応答する中央部分ＣＰでは、液晶性化合物の屈折率楕円体ＲＩＥ１０がＺ軸に沿った状態になっており、Ｚ軸に沿って進行する正面光束に対して複屈折作用を与えない。しかしながら、液晶層７１のうち入射面７１ａに近い端部分ＥＰ１では、液晶性化合物の屈折率楕円体ＲＩＥ１１１，ＲＩＥ１１２がＺ軸に対してプレチルト角だけ傾いた状態になっており、Ｚ軸に沿って進行する正面光束に対して複屈折作用を与える。なお、入射面７１ａにより近い屈折率楕円体ＲＩＥ１１１は、入射面７１ａに対して比較的小さな傾斜状態でＸ軸方向に配向する長軸を有し、入射面７１ａから相対的に離れた屈折率楕円体ＲＩＥ１１２は、入射面７１ａに対して比較的大きな傾斜状態でＸ軸とＹ軸の中間方向に配向する。同様に、液晶層７１のうち射出面７１ｂに近い端部分ＥＰ２でも、液晶性化合物の屈折率楕円体ＲＩＥ１２１，ＲＩＥ１２２がＺ軸に対してプレチルト角だけ傾いた状態になっており、Ｚ軸に沿って進行する正面光束に対して複屈折作用を与える。なお、射出面７１ｂにより近い屈折率楕円体ＲＩＥ１２１は、射出面７１ｂに対して比較的小さな傾斜状態でＹ軸方向に配向する長軸を有し、射出面７１ｂから相対的に離れた屈折率楕円体ＲＩＥ１２２は、射出面７１ｂに対して比較的大きな傾斜状態でＸ軸とＹ軸の中間方向に配向する。
【００２８】
ここで、図３（ｂ）を参照して、図３（ａ）に示す液晶層７１の屈折率の近似について考える。図３（ｂ）に示す液晶層７１の入射側の端部分ＥＰ１において、液晶性化合物の平均的な屈折率を近似的に表す屈折率楕円体ＲＩＥ１１は、図３（ａ）に示す屈折率楕円体ＲＩＥ１１１，ＲＩＥ１１２を厚みに応じて平均化したものである。同様に、図３（ｂ）に示す液晶層７１の射出側の端部分ＥＰ２において、液晶性化合物の平均的な屈折率を近似的に表す屈折率楕円体ＲＩＥ１２は、図３（ａ）に示す屈折率楕円体ＲＩＥ１２１，ＲＩＥ１２２を厚みに応じて平均化したものである。結果的に、入射側の表面近傍である端部分ＥＰ１の屈折率楕円体ＲＩＥ１１は、ある傾斜状態でＸ軸とＹ軸の中間方向であるがＸ軸方向寄りに配向し、射出側の表面近傍である端部分ＥＰ２の屈折率楕円体ＲＩＥ１２は、屈折率楕円体ＲＩＥ１１と同様の傾斜状態でＸ軸とＹ軸の中間方向であるがＹ軸方向寄りに配向する。なお、以上の説明では、上下の端部分ＥＰ１，ＥＰ２において２段階で屈折率が変化するように説明しているが、実際は連続的に多段階で屈折率が変化しており、両屈折率楕円体ＲＩＥ１１，ＲＩＥ１２のサイズや傾斜量等は、液晶層７１の既知の特性を前提として、シミュレーションや実験等に基づいて近似的に決定される。
【００２９】
次に、図３（ｃ）を参照して、図３（ｂ）に示す液晶層７１の屈折率のさらなる近似について考える。図３（ｂ）に示す液晶層７１の端部分ＥＰ１，ＥＰ２は、分離して存在するが、近似的には単一の層と考えることもできる。よって、図３（ｂ）に示す液晶層７１の両端部分ＥＰ１，ＥＰ２を総合した屈折率、すなわち図３（ｃ）に示す近似屈折率楕円体ＲＩＥ３は、両屈折率楕円体ＲＩＥ１１，ＲＩＥ１２を平均化した正の一軸性材料に相当するものになっている。このような近似屈折率楕円体ＲＩＥ３は、ＸＹ面に対して比較的大きな傾斜状態でＸ軸とＹ軸の中間方向ＤＡに配向しており、近似屈折率楕円体ＲＩＥ３の長軸すなわち光学軸ＯＡＣ１は、中間方向ＤＡに対して近似プレチルト角ＴＡだけ傾斜した状態となる。この近似プレチルト角ＴＡは、Ｚ軸に対する垂直近似チルト角θ１に対応するものとなっている。また、近似屈折率楕円体ＲＩＥ３が配向する中間方向ＤＡは、Ｘ軸方向に対して角αを成しているものとする。この角αは液晶層７１の対称性から約４５°になっている。なお、図３（ｃ）の近似屈折率楕円体ＲＩＥ３は、端部分ＥＰ１，ＥＰ２の平均的な屈折率を表すとして説明しているが、液晶層７１全体の平均的な屈折率を表すものとすることもできる。この場合、近似屈折率楕円体ＲＩＥ３は、各部分ＥＰ１，ＥＰ２，ＣＰによって形成されるものであり、図３（ｂ）に示す屈折率楕円体ＲＩＥ１１，ＲＩＥ１２，ＲＩＥ１０を合成したものとなる。
【００３０】
図４（ａ）は、液晶層７１の屈折率を説明するための側面図であり、図４（ｂ）は、液晶層７１の屈折率を説明する平面図である。また、図５（ａ）は、光学補償板８４の屈折率を説明する側面図であり、図５（ｂ）は、光学補償板８４の屈折率を説明する平面図である。
【００３１】
まず、液晶層７１について考えると、その近似屈折率楕円体ＲＩＥ３は、図３（ｃ）でも説明したように、正の一軸性材料に相当するものとなっており、屈折率を基準とする各軸方向の屈折率をｎｘ，ｎｙ，ｎｚとすると、近似的にｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの関係が成り立ち、屈折率ｎｚの長軸に対応する光学軸ＯＡＣ１が、液晶層７１の入射面７１ａに法線方向から入射する光線（垂直入射光）の光路ＶＰに対して、近似配向方向に垂直近似チルト角θ１だけ傾いた状態となっている。ここで、図４（ａ）に示すように正常屈折率がｎｏで異常屈折率がｎｅであり、つまりｎｘ＝ｎｙ＝ｎｏ，ｎｘ＝ｎｅであり、図４（ｂ）に示すように近似配向方向（垂直入射光の遅相軸方向）に振動する光の近似配向方向屈折率がｎ２で進相軸方向に振動する光の垂直方向屈折率がｎ１であるとすると、
【数１】
2008026538.tif 000003
となっている。よって、垂直入射光に対する液晶層７１のリタデーションＲｅ１は、液晶層７１の厚みをｄ１として、
【数２】
2008026538.tif 000004
となる。同様に、光学補償板８４について考えると、この光学補償板８４は、負の一軸性結晶からなり、屈折率を基準とする各軸方向の屈折率をｎｘ，ｎｙ，ｎｚとすると、一般にｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係が成り立ち、屈折率ｎｚの長軸短軸に対応する光学軸ＯＡ２が、光学補償板８４の入射平面８４ａに法線方向から入射する光線（垂直入射光）の光路ＶＰに対して、近似配向方向に傾斜角θ２＝θ１だけ傾いた状態となっている。ここで、図５（ａ）に示すように正常屈折率がＮｏで異常屈折率がＮｅであり、図５（ｂ）に示すように近似配向方向に対応する配向方位（垂直入射光の進相軸方向）に振動する光の近似配向方向屈折率がｎ４で遅相軸方向に振動する光の垂直方向屈折率がｎ３であるとすると、
【数３】
2008026538.tif 000005
となっている。よって、垂直入射光に対する光学補償板８４のリタデーションＲｅ２は、光学補償板８４の厚みをｄ２として、
【数４】
2008026538.tif 000006
となる。ここで、液晶層７１の近似屈折率ｎｚ（ｎｅ）の長軸と光学補償板８４の屈折率ｎｚ（Ｎｅ）の短軸とは平行に配置されており、それぞれの遅相軸及び進相軸は互いに入れ替わっている。したがって、垂直入射光に対するトータルのリタデーションＲＥは、式（３）で与えられるＲｅ１と、式（６）で与えられるＲｅ２との差の絶対値で与えられる。つまり、Ｒｅ１＝Ｒｅ２のとき、第１偏光フィルタ３１ｂから射出された偏光と第２偏光フィルタ３１ｃに入射する偏光は同一状態となり、垂直入射光に対する偏光フィルタ３１ｃでの遮光が完全となり、液晶ライトバルブ３１の透過及び遮光によって決定される画像のコントラストは最大となる。
【００３２】
以下では、液晶ライトバルブ３１への入射光が角度分布を有する場合について考察する。まず、空気中から液晶ライトバルブ３１に斜めに入射するある光束Ｌ１について考え、空気中での傾き角をη０とし、液晶層７１中での傾き角をη１とし、光学補償板８４中での傾き角をη２とする。この場合、液晶層７１において、ｎｏとｎｅとの差が小さいことからｎｏ≒ｎｅとなるので、空気中から液晶層７１に傾き角η０で入射した光束については、以下の条件を満たすような光路をたどる。
ｓｉｎ（η０）：ｓｉｎ（η１）＝１：１／ｎｏ
ｓｉｎ（η１）＝ｓｉｎ（η０）／ｎｏ      …      （７）
さらに、光学補償板８４において、Ｎｏ≒Ｎｅとなるので、液晶層７１中から光学補償板８４に傾き角η１で入射した光束については、以下のようになる。
ｓｉｎ（η１）：ｓｉｎ（η２）＝１／ｎｏ：１／Ｎｏ
ｓｉｎ（η２）＝ｓｉｎ（η１）（ｎｏ／Ｎｏ）      …      （８）
以上では、入射面７１ａに法線に対して傾き角η０で入射する光束について考えたが、入射光の傾斜の方向も問題となる。ここでは、近似配向方向すなわち中間方向ＤＡを基準として傾斜方向を考えるものとして、上述の傾き角η０を極角とし、入射光束の方位角をφであるとする。この場合、液晶ライトバルブ３１を通過する光束が液晶層７１中の光学軸ＯＡＣ１となす角ｗ１と、同光束が光学補償板８４中において光学軸ＯＡ２となす角ｗ２とは、上記変数η０，φとこれらに基づいて得られるη１，η２とから幾何学的に求めることができる。このような斜め入射光が液晶層７１と光学補償板８４とを通過する際のリタデーションＲｅ’は、次式
【数５】
2008026538.tif 000007
で与えられる。上式でｄ１／ｃｏｓη１は、傾斜した入射光の液晶層７１における実効光路長であり、ｄ２／ｃｏｓη２は、傾斜した入射光の光学補償板８４における実効光路長である。なお、以上では、光学補償板８４と液晶層７１とにおける遅相軸と進相軸との大小関係が垂直入射光と同様であるとしたが、これに該当しない場合もある。すなわち、液晶層７１を垂直近似チルト角θ１に対応する傾き角η１よりも大きな傾斜角で通過する光束等については、上記式（９）中の符号の正負を適宜入れ替えることで、正確なリタデーションＲｅ’を求めることができる。
【００３３】
結果的に、液晶ライトバルブ３１と光学補償板８４を通過する際のリタデーションＲｅ’は、屈折率ｎｏ，ｎｅ，Ｎｏ，Ｎｅ，ｄ１，ｄ２が定数であり、値η１，η２，ｗ１，ｗ２が上記値η０，φによって決定されるパラメータであるので、以下のような関数ｆ
Ｒｅ’＝ｆ（η０，φ）      …      （１０）
と考えて処理することができる。よって、上記式（１０）に基づいて、全ての入射光線に関してリタデーションＲｅ’を求めてこれらの総和が最小値になるように、光学補償板８４の厚みｄ２を最適化することもでき、この場合、液晶ライトバルブ３１の透過及び遮光によって決定される画像のコントラストは近似的に最大となる。例えばある一定のＮＡで液晶ライトバルブ３１に垂直入射する光束の場合、開口角に対応するη０が０〜ηｍａｘとなり、方位角φが０〜３６０°となるので、以下の積分値
【数６】
2008026538.tif 000008
がゼロに近づくように光学補償板８４を設定する。ここで、Ｗ（η０，φ）は、入射光の角度分布によって与えられる重み関数である。図６（ａ）は、通過光のリタデーションＲｅ’＝ｆ（η０，φ）と傾き角η０との一般的な関係を視覚的に説明したものであり、傾き角η０が０となる正面方向の光に対してリタデーションＲｅ’が最も小さくなっているが、傾き角η０が増加するに従ってリタデーションＲｅ’が徐々に増加する。また、図６（ｂ）は、入射光の重み関数Ｗ（η０，φ）と傾き角η０との関係を視覚的に説明したものであり、傾き角η０が０となる正面方向の光の密度が最も高くなっており、これに伴って重み関数が最大値となっている。以上は例示であり、リタデーションＲｅ’＝ｆ（η０，φ）の特性は、液晶層７１と光学補償板８４の光学特性によって定まり、Ｗ（η０，φ）は、光源の放射特性、均一化光学系の光学特性、液晶のマイクロレンズの特性等によって定まる。つまり、光学補償板８４の屈折率楕円体ＲＩＥ２や厚みｄ２を調節することで、様々なＷ（η０，φ）の照明装置に対してリタデーションＲｅ’＝ｆ（η０，φ）の積分値を極小化することができ、液晶ライトバルブ３１によって形成される画像のコントラストを最大限高めることができる。
【００３４】
以上の式（１１）によって表される積分値（合計リタデーション）は、高速演算を行うシミュレーションによって迅速に求めることができ、液晶層７１の特性や光学補償板８４の屈折率特性を入力することで、光学補償板８４の厚みｄ２や傾斜角θ２を迅速に決定することができる。
【００３５】
具体的な実施例について説明すると、ツイストネマティック型の各種液晶層７１に対して、光学補償板８４としてサファイア結晶を用いた場合、厚みｄ２は、１〜１００μｍ程度の範囲となった。特に一般的なツイストネマティック型の液晶層７１を備える液晶ライトバルブ３１に関してシミュレーションを行った結果では、光学補償板８４の厚みｄ２＝５０μｍが適切で、上記式（１１）で与えられる積分値を最小値とできた。結果を図７のグラフに示す。このグラフで、縦軸はゲインを示し、横軸の「補償なし」は光学補償板８４を設けなかった場合を示し、「サファイア補償」はサファイア結晶製の光学補償板８４を設けた場合を示す。
【００３６】
図８は、具体的な液晶ライトバルブ３１に対応するデータでシミュレーションを行った結果を示す。図８（ａ）は、実施例の液晶ライトバルブ３１の視野角特性を示し、図８（ｂ）は、比較例の液晶ライトバルブの視野角特性を示す。比較例の液晶ライトバルブは、図７のグラフの「補償なし」に相当し、比較例の液晶ライトバルブは、同グラフの「サファイア補償」に相当する。両視野角特性において、等高線は、入射面の法線方向に対する傾斜角を意味する。図からも明らかなように、実施例の液晶ライトバルブ３１の場合、視野角特性が入射面の法線方向に関して広い範囲で良好であり、液晶ライトバルブ３１の正面方向のコントラストを著しく向上させていることが分かる。
【００３７】
以下、光学補償板８４を備える光学補償素子ＯＣの製造方法について説明する。まず、光学補償素子ＯＣの構成要素となる、光学補償板８４及び射出側カバー７４ｂの材料を準備する。すなわち、光学補償板８４の材料となるサファイアをなるべく薄く切り出して、屈折率楕円体ＲＩＥ２の傾き方向（配向方位）と傾斜角（極角）θ２とが液晶層７１の近似屈折率楕円体ＲＩＥ３と同じになるようにする。次に、切り出したサファイア板の一対の対向する平面に対して研磨等の加工を施して表面を滑らかにする。次に、射出側カバー７４ｂの材料となる、石英、白板ガラス等の透過率が高く複屈折性有しない平行平板状の支持基板を準備する。次に、洗浄後の支持基板上に紫外線硬化樹脂を介して洗浄後のサファイア板を貼り合わせた後、硬化によって固定する。その後、支持基板上のサファイア板を比較的粗い砥粒で研磨して、サファイア層が例えば６０μｍ程度の光学補償板８４になるようにする。この際、両面研磨等を用いるならば、リタデーションを計測することで、サファイア層である光学補償板８４の厚みを判定することができ、片面研磨を用いるならば、マイクロゲージによってサファイア層である光学補償板８４の厚みを判定することができる。なお、片面研磨であっても、貼り合わせる支持基板が透明で複屈折性の無いもの（例えば白板、石英）であれば、サファイア板を貼り合わせた状態でリタデーションによる厚さの計測も可能ある。研磨された面には細かい傷がつくので、光学補償板８４と同程度の屈折率を有する接着材等で傷を埋め、或いは比較的細かい砥粒で再度研磨を行って、光学補償板８４の表面を平滑化する。
【００３８】
以上の第１実施形態において、光学補償板８４を射出側カバー７４ｂに取り付けているが、光学補償板８４が一対の偏光フィルタ３１ｂ，３１ｃ間に配置されていれば一定の効果を達成することができるから、光学補償板８４を例えば入射側カバー７４ａに取り付けることもできる。
【００３９】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態に係る光学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。
【００４０】
図９は、第２実施形態の液晶ライトバルブに組み込まれる光学補償素子ＯＣを説明する側方断面図である。この場合、液晶層７１の入射面７１ａに対して光学補償素子ＯＣを傾斜させて配置する。すなわち、液晶層７１の入射面７１ａに対して垂直入射する光束の光路ＶＰは、平板素子である光学補償板１８４の入射平面１８４ａに対して傾斜して入射し、射出平面１８４ｂから同様の傾斜角で射出する。ここで、光学補償板１８４は、第１実施形態の場合と同様に、透明な負の一軸性結晶で形成された平板素子であるが、その光学軸ＯＡ２の方向が入射平面１８４ａに垂直になるように加工されている。この光学補償板１８４は、ガラス等の等方性材料からなる透明板１８１に支持されており、全体としての光学補償素子ＯＣは、不図示のホルダによって、液晶層７１等を含む液晶パネルの本体側に固定されている。
【００４１】
本実施形態では、光学補償板１８４において、屈折率楕円体ＲＩＥ２の短軸すなわち光学軸ＯＡ２が、液晶層７１に垂直入射する光束の光路ＶＰに対して一定の傾斜角θ２を有している。この傾斜角θ２は、液晶層７１に付与されている垂直近似チルト角θ１と略等しくなっている。ここで、光学補償板１８４の屈折率楕円体ＲＩＥ２の短軸の傾斜角θ２と液晶層７１の垂直近似チルト角θ１とが略等しいとしたのは、第１実施形態と同様に、光学補償板１８４と液晶層７１との屈折率の差を考慮した場合、θ１とθ２とに若干の差が生じる場合があるからである。
【００４２】
以上のような光学補償板１８４は、３つの主屈折率の内ひとつが補償素子表面の法線方向に存在しているためサファイアのみならず、ＴＡＣ等の延伸フィルムによって容易に形成することができる。延伸フィルムは、大量生産に向いている。
【００４３】
本実施形態でも、光学補償素子ＯＣ中における光学補償板１８４の屈折率楕円体ＲＩＥ２、厚みｄ２、傾き等を適宜調節することで、様々な照明装置に対して第１実施形態で説明したリタデーションＲｅ’＝ｆ（η０，φ）の積分値を極小化することができるので、液晶ライトバルブ３１によって形成される画像のコントラストを最大限高めることができる。なお、本実施形態では、光学補償素子ＯＣを液晶層７１の前段に配置しているが、光学補償素子ＯＣを液晶層７１の後段に配置することもでき、同様の効果を得ることができる。
【００４４】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３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）について説明する。第３実施形態の液晶ライトバルブは、第２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２実施形態と同様であり重複説明を省略する。
【００４５】
図１０は、第３実施形態の液晶ライトバルブに組み込まれる光学補償素子ＯＣを説明する側方断面図である。この場合、光学補償素子ＯＣは、その光学軸ＯＡ２の方向が入射平面１８４ａに垂直になるように加工されている光学補償板１８４と、この光学補償板１８４を挟むように接合された一対の楔状プリズム２８１ａ，２８１ｂとを備える。ここで、楔状プリズム２８１ａ，２８１ｂの屈折率は、光学補償板１８４の屈折率と略等しいものとなっている。結果的に、液晶層７１の入射面７１ａに対して垂直入射する光束ＶＰは、光学補償素子ＯＣの入射面２８５ａに対して垂直入射するが、光学補償板１８４の入射平面１８４ａに対しては、傾斜して入射する。
【００４６】
本実施形態では、光学補償板１８４において、屈折率楕円体ＲＩＥ２の短軸すなわち光学軸ＯＡ２は、液晶層７１に垂直入射する光束ＶＰに対して一定の傾斜角θ２を有している。この傾斜角θ２は、液晶層７１に付与されている垂直近似チルト角θ１と等しくなっている。
【００４７】
本実施形態でも、光学補償素子ＯＣ中における光学補償板１８４の屈折率楕円体ＲＩＥ２、厚みｄ２、傾き等を適宜調節することで、様々な照明装置に対して第１実施形態で説明したリタデーションＲｅ’＝ｆ（η０，φ）の積分値を極小化することができるので、液晶ライトバルブ３１によって形成される画像のコントラストを最大限高めることができる。なお、本実施形態では、光学補償素子ＯＣを液晶層７１の前段に配置しているが、光学補償素子ＯＣを液晶層７１の後段に配置することもできる。
【００４８】
〔第４実施形態〕
図１１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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、一対のフライアイ光学系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。一対のフライアイ光学系２１ｄ，２１ｅは、マトリッ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、フライアイ光学系２１ｅから射出した光源光を例えば図１１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、両フライアイ光学系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液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃを均一に重畳照明する。
【００５１】
色分離光学系２３は、第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，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、レンズＬＬ１，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。レンズＬＬ１，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。
【００５２】
光変調部２５は、３つの液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、各液晶パネル２５ａ，２５ｂ，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に示す液晶ライトバルブ３１と同様の構造を有しており、コントラスト向上のための光学補償素子ＯＣすなわち光学補償板８４等を組み込んでいる。同様に、緑光用の液晶パネル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に示す液晶ライトバルブ３１と同様の構造を有している。
【００５３】
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。各液晶パネル２５ａ〜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、各液晶パネル２５ａ〜２５ｃにそれぞれ入射した３色の光は、各液晶パネル２５ａ〜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、各液晶パネル２５ａ〜２５ｃに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、各液晶パネル２５ａ〜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。
【００５４】
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誘電体多層膜２７ａ，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、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、液晶パネル２５ｂからの緑光を第１及び第２誘電体多層膜２７ａ，２７ｂを介して直進・射出させ、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。
【００５５】
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、各液晶パネル２５ａ〜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。
【００５６】
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。
【００５７】
すなわち、上記実施形態では、光学補償板８４としてサファイアやＴＡＣを用いた例について説明したが、サファイアやＴＡＣ以外の負の一軸性材料を用いることができる。具体的には、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。
【００５８】
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。この場合も、オフ状態の液晶層７１について近似屈折率楕円体ＲＩＥ３を求め、透過輝度を高めることができる。
【００５９】
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、一対のフライアイ光学系２１ｄ，２１ｅ、偏光変換部材２１ｇ、及び重畳レンズ２１ｉで構成したが、フライアイ光学系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。
【００６０】
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。
【００６１】
上記実施形態では、３つの液晶パネル２５ａ〜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、１つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、２つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、あるいは、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。
【００６２】
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にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【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である。
【図２】液晶ライトバルブの液晶層と光学補償板との屈折率を説明する側方断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｂ）は、液晶層の屈折率の近似を説明する斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、液晶層の屈折率を説明する側面図及び平面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、光学補償板の屈折率を説明する側面図及び平面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、リタデーションの傾き角依存性と、入射光の重み関数とを示す。
【図７】シミュレーションの結果を説明するグラフである。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、シミュレーションによる視野角について実施例と比較例を示す。
【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である。
【図１０】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である。
【図１１】図１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である。
【符号の説明】
【００６４】
１０…プロジェクタ、  ２１…光源装置、  ２１ｇ…偏光変換部材、  ２３…色分離光学系、  ２３ａ，２３ｂ…ダイクロイックミラー、  ２５…光変調部、  ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…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、  ２７ａ，２７ｂ…誘電体多層膜、  ２９…投射レンズ、  ３１…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、  ７１…液晶層、  ７１ａ…入射面、  ７１ｂ…射出面、  ７２ａ，７２ｂ…基板、  ７４ａ，７４ｂ…カバー、  ７５，７７…電極、  ７６，７８…配向膜、  ７７…透明画素電極、  ８４…光学補償板、  ８４ａ…入射平面、  ８４ｂ…射出平面、  ＣＰ…中央部分、  ＤＡ…中間方向、  ＥＰ１，ＥＰ２…端部分、  ＯＡ１，ＯＡ２…光学軸、  ＯＡＣ１…光学軸、  ＯＣ…光学補償素子、  ＲＩＥ１，ＲＩＥ２…屈折率楕円体、  ＲＩＥ１１，ＲＩＥ１２，ＲＩＥ１０…屈折率楕円体
【図１】
2008026538.tif 000009
【図２】
2008026538.tif 000010
【図３】
2008026538.tif 000011
【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】
2008026538.tif 000016
【図９】
2008026538.tif 000017
【図１０】
2008026538.tif 000018
【図１１】
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