(57)【要約】【課題】従来のようなＬＣＯＳプロジェクタ用光学エンジンのＲＧＢの各色光処理手段内に配置されている同一厚みの水晶波長板では、垂直入射成分に対してのコントラスト比の改善効果が高いが、ある角度を有して入射する光（斜め光）成分に対しては、コントラスト比の改善効果がなく、プロジェクタとしてのコントラストが低くなる虞がある。【解決手段】ＬＣＯＳプロジェクタ装置内の光学エンジン内のＲＧＢの各色光処理手段内に使用される、水晶を構造材とする第１の波長板と第２の波長板とを光学軸をシフトさせて貼り合わせてなる水晶波長板において、ＲＧＢの各色光処理手段内に使用される各々の水晶波長板の厚みが異なっているＬＣＯＳプロジェクタ用の水晶波長板。【選択図】図１
2007232900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）プロジェクタ装置内の光学エンジン内のＲＧＢの各色光処理手段内に使用される、水晶を構造材とする第１の波長板と第２の波長板とを光学軸をシフトさせて貼り合わせてなるＬＣＯＳプロジェクタ用の水晶波長板において、
ＲＧＢの各色光処理手段内に使用される各々の該水晶波長板の厚み寸法値が異なっていることを特徴とするＬＣＯＳプロジェクタ用水晶波長板。
【請求項２】
ＲＧＢの各色光処理手段内に使用される各々の該水晶波長板の厚み寸法値が、（Ｒ系の色光処理手段に使用される該水晶波長板の厚み寸法値）＞（Ｇ系の色光処理手段に使用される該水晶波長板の厚み寸法値）＞（Ｂ系の色光処理手段に使用される該水晶波長板の厚み寸法値）の関係であることを特徴とする請求項１記載のＬＣＯＳプロジェクタ用の水晶波長板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＣＯＳプロジェクタ装置内の光学エンジン内のＲＧＢの各色光処理手段内に使用される水晶波長板に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、スクリーン上に映像を投射する各種プロジェクタが知られている。これらの各種液晶プロジェクタの一例として、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した反射型液晶デバイスであるＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）パネルを使用したプロジェクタがある。
【０００３】
このようなプロジェクタに用いられる光学エンジンでは、ＲＧＢ光に分解された各色光を色光処理手段内の各々の偏光ビームスプリッタに入射させる。そして、偏光ビームスプリッタの偏光面で反射するＳ偏光または偏光面を透過するＰ偏光をＬＣＯＳパネルに入射させて、それぞれ画素ごとに変調した反射光を出射させ、各色光を合成してスクリーンに投射している。その際に、各偏光ビームスプリッタに入射する光は平行光だけではなく、ある角度を有して入射する光もある。これにより、各偏光ビームスプリッタに入射する光線と入射光軸とのなす角度が大きくなると、投射画像のコントラストが低下する。そのため、各偏光ビームスプリッタとＬＣＯＳパネルの間に水晶からなる１／４波長板（水晶波長板）などの偏光光学素子を配置している。
【０００４】
従来までのＬＣＯＳプロジェクタ用光学エンジンに用いられている水晶波長板は、設計波長及び垂直入射において所定の位相差を設定しており、その形態としては、水晶を構造材とする第１の波長板と第２の波長板とを光学軸をシフトさせて貼り合わせてなる。又、この波長板２枚を貼り合わせタイプの水晶波長板の厚み（第１の波長板及び第２の波長板の厚みの総合計）は、ＲＧＢの各色光処理手段における偏光ビームスプリッタとＬＣＯＳパネルの間に配置した水晶波長板間で厚みの差はなく、同一の厚みの水晶波長板がＲＧＢ各々の色光処理手段に使用されている。
【０００５】
上述したような水晶波長板については、以下のような先行技術文献に開示がある。
【特許文献１】特開２００５−１５７２９３号公報
【特許文献２】特開２００３−２２２７２４号公報
【特許文献３】特公平７−３８０５０号公報
【０００６】
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のような形態のＬＣＯＳプロジェクタ用光学エンジンの各色光処理手段の各偏光ビームスプリッタとＬＣＯＳパネルの間に用いられている同一厚みの水晶波長板では、垂直入射成分に対してのコントラスト比の改善効果があるが、ある角度を有して入射する光（斜め光）成分に対しては、コントラスト比の改善効果がほとんどなく、プロジェクタとしてのコントラストが低くなる原因となる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、ＬＣＯＳプロジェクタ装置内の光学エンジン内のＲＧＢの各色光処理手段内に使用される、水晶を構造材とする第１の波長板と第２の波長板とを光学軸をシフトさせて貼り合わせてなるＬＣＯＳプロジェクタ用の水晶波長板において、ＲＧＢの各色光処理手段内に使用される各々の水晶波長板の厚み寸法値が異なってことなっていることを特徴とするＬＣＯＳプロジェクタ用の水晶波長板である。
【０００９】
又、ＲＧＢの各色光処理手段内に使用される各々の水晶波長板の厚み寸法値が、（Ｒ系の色光処理手段に使用される水晶波長板の厚み寸法値）＞（Ｇ系の色光処理手段に使用される水晶波長板の厚み寸法値）＞（Ｂ系の色光処理手段に使用される水晶波長板の厚み寸法値）の関係であることを特徴とするＬＣＯＳプロジェクタ用の水晶波長板でもある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る水晶波長板により、ＲＧＢの各色光の色光処理手段において、各色光における垂直入射成分及び複数の異なる角度からの斜め光成分におけるコントラスト比を大幅に改善できるので、本発明に係る水晶波長板を配置した光学エンジンを搭載するプロジェクタとしてのコントラストを大幅に向上でき、因って、投影画像が明りょうなプロジェクタを提供できる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明における水晶波長板の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明における水晶波長板の使用する光学エンジンの一部の形態を示す部分配置略図、である。図２は、ＲＧＢ各色光処理手段内に配置する水晶波長板の、総厚み（第１の波長板と第２の波長板との厚みの和）−黒レベル特性のグラフである。尚、各図では、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。特に水晶波長板の厚み寸法は誇張して図示している。
【実施例】
【００１２】
ＬＣＯＳプロジェクタに用いられる光学エンジンでは、光源より発せられた白色光をＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の各色光に分解し、各色光を色光毎に設けられた偏光ビームスプリッタ、水晶波長板及びＬＣＯＳパネルにより構成される色光処理手段に導き変調し、変調された各色光を合成して投影することにより、画像をスクリーンに表示する。
【００１３】
図１は、上述した光学エンジン内のＲＧＢの三つの色光処理手段うちの一構成を示した。尚、図示した色光処理手段１０の構成は、光学エンジン内の三つの色光処理手段とも同じ構成である。まず、色光を色光処理手段１０内の偏光ビームスプリッタ１１に入射させる。そして、偏光ビームスプリッタ１１の偏光面で反射するＳ偏光または偏光面を透過するＰ偏光を、水晶波長板１２を透過してＬＣＯＳパネル１３に入射させて、ＬＣＯＳパネル１３にてそれぞれ画素ごとに変調した反射光を出射させ、再度水晶波長板１２を透過して偏光ビームスプリッタ１１に戻る。
【００１４】
この各偏光ビームスプリッタ１１とＬＣＯＳパネル１３の間に配置される水晶波長板１２は、水晶結晶体より所定のカットアングルにより切り出し外形加工を施された厚みがｔ１の第１の波長板１２ａと、厚みがｔ２の第２の波長板１２ｂの２枚の水晶板を、第１の波長板１２ａと第２の波長板１２ｂの光学軸が異なる角度となるような形態で貼り合わせた厚み（総厚み）がＴの１／４波長板である。又、水晶波長板１２の主面外形形状は円形や多角形状に加工されている。
【００１５】
図２には、この水晶波長板１２をＲＧＢの各色光系の色光処理手段に用いた場合の、ＲＧＢの各色光処理手段に用いた水晶波長板１２の厚みと、コントラストの高低を表す一基準である黒レベル値の関係を示した特性グラフである。このグラフは所定の角度を有して水晶波長板１２へ入射する各光成分に対しての水晶波長板の厚みと黒レベル値の関係を示している。高コントラストの特性のプロジェクタを形成するためには、各色光における黒レベル値を低くする（平易に表すと、黒が明るくない）必要がある。
【００１６】
黒レベル値を低くするためには、水晶波長板１２の位相差の入射角度依存性を低減する必要があり、この位相差の入射角度依存性を低減させるためには、水晶波長板１２の厚みＴを可能な限り薄くする必要がある。この可能な限り薄い厚み範囲内に加工した水晶波長板１２において、図２に示したように、ＲＧＢの各色光において黒レベル値が最も小さくなる水晶波長板１２の厚みＴの値は異なっている。即ち、図２（ａ）に示したように、Ｒ色光系の色光処理手段に用いる水晶波長板では、その厚みを約０．４６ｍｍにすることにより、Ｒ色光における黒レベル値を極小にすることができる。又、図２（ｂ）には、Ｇ色光系の色光処理手段に用いる水晶波長板の場合を示し、その厚みを約０．４０ｍｍにすることにより、Ｇ色光における黒レベル値を極小にすることができる。更に、図２（ｃ）には、Ｂ色光系の色光処理手段に用いる水晶波長板の場合を示し、その厚みを約０．３７ｍｍにすることにより、Ｂ色光における黒レベル値を極小にすることができ、その水晶波長板の厚みは、Ｒ，Ｇ及びＢの各色光間で、Ｒ＞Ｇ＞Ｂの関係となる。
【００１７】
このようにＲＧＢの各色光処理手段内おける水晶波長板の厚みにおいて、黒レベル値が最も小さくなる厚みは各色光で異なっている。因って、各色光において黒レベル値が最も小さくなる厚みの水晶波長板を形成し、且つ各水晶波長板の厚みの関係がＲ＞Ｇ＞Ｂとなるような水晶波長板を各色光処理手段内に配置することにより、光学エンジンとしてのＲＧＢ各色光を合成したコントラストを高くすることが出来る。
【００１８】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、上記実施例ではＲＧＢ各色光処理手段内に配置する各々の水晶波長板の厚み寸法値を開示したが、この寸法値は、使用する光源の種類、照明光学系条件（ｆナンバー）及びＬＣＯＳパネル条件等により変化するが、本発明に開示の技術範囲内であれば、本発明開示の作用効果を奏することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明における水晶波長板の使用する光学エンジンの一部の形態を示す部分配置略図である。
【図２】図２は、ＲＧＢ各色光処理手段内に配置する水晶波長板の厚み（第１の波長板と第２の波長板との厚みの総和）−黒レベル特性のグラフである。
【符号の説明】
【００２０】
１０・・・色光処理手段
１１・・・偏光ビームスプリッタ
１２・・・水晶波長板
１２ａ・・・第１の波長板
１２ｂ・・・第２の波長板
１３・・・ＬＣＯＳパネル
【図１】
2007232900.tif 000003
【図２】
2007232900.tif 000004