(57)【要約】【課題】３板式液晶プロジェクタにおいて、ダイナミックレンジを犠牲にすることなく、色バランス、特に黒表示における色バランスを改善した３板式液晶プロジェクタを提供すること。【解決手段】本発明にかかる３板式液晶プロジェクタは、光を出射する光源ランプと、光源ランプから出射された光を赤、緑及び青の光に分離する光分離光学系と、液晶表示素子と、液晶表示素子の入射側および出射側に配置された二つの偏光板とを有する、分離された光を変調する赤色光用、緑色光用及び青色光用の各液晶ライトバルブとを備えている。また、前記各液晶表示素子の出射側に配置された偏光板のうちの少なくとも一部の光透過軸Ａが、前記液晶表示素子の液晶分子配向方向Ｂに対しコントラストが最大となる従来一般の位置から所定変位角度θの範囲内で、黒表示における色バランスを改善するように変位調整されている。【選択図】図３
2012042797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源ランプと、
光源ランプから出射された光を赤、緑及び青の光に分離する光分離光学系と、
この光分離光学系で分離された光を変調する赤色光用、緑色光用及び青色光用の各液晶ライトバルブを備えた３板式液晶プロジェクタにおいて、
前記各液晶ライトバルブは、液晶表示素子と、この液晶表示素子の入射側および出射側に配置された二つの偏光板とを有し、
前記偏光板はコントラスト及び白表示における色バランスを最優先して選択され、
さらに、少なくとも一部の液晶ライトバルブは、このように特性が選択された出射側の偏光板の光透過軸と前記液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度が、黒表示における色バランスを改善するように、一般基準値から所定変位角度の範囲内において変位調整されている
ことを特徴とする３板式液晶プロジェクタ。
【請求項２】
前記液晶表示素子は、ノーマリーブラック型のＴＮモードの液晶表示素子であり、
前記出射側の偏光板の光透過軸と前記液晶表示素子の出射側の液晶分子配向方向との相対角度は、一般基準値の９０度から±２度の範囲内、又は０度から±２度の範囲内で、黒表示における色バランスを改善するように変位調整されている
ことを特徴とする請求項１記載の３板式液晶プロジェクタ。
【請求項３】
前記液晶表示素子は、ノーマリーホワイト型のＴＮモードの液晶表示素子であり、
前記出射側の偏光板の光透過軸と前記液晶表示素子の出射側の液晶分子配向方向との相対角度は、一般基準値の０度から±２度の範囲内、又は９０度から±２度の範囲内で、黒表示における色バランスを改善するように変位調整されている
ことを特徴とする請求項１記載の３板式液晶プロジェクタ。
【請求項４】
前記液晶表示素子は、ＶＡモードの液晶表示素子であり、
前記出射側の偏光板の光透過軸と前記液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度は、一般基準値の４５度から±２度の範囲内で、黒表示における色バランスを改善するように変位調整されている
ことを特徴とする請求項１記載の３板式液晶プロジェクタ。
【請求項５】
前記液晶表示素子は、ＩＰＳモードの液晶表示素子であり、
前記出射側の偏光板の光透過軸と前記液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度は、一般基準値の４５度から±２度の範囲内で、黒表示における色バランスを改善するように変位調整されている
ことを特徴とする請求項１記載の３板式液晶プロジェクタ。
【請求項６】
前記液晶ライトバルブのうち赤色光用及び青色光用の液晶ライトバルブにおいて、前記出射側の偏光板の光透過軸と液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度が、一般基準値から所定変位角度の範囲内において、黒表示における色バランスを改善するように変位調整されている
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の３板式液晶プロジェクタ。
【請求項７】
前記出射側の偏光板は、複屈折性の支持基材に固定されている場合には、この支持基材の光学軸は前記出射側の偏光板の調整には含まれず、前記出射側の偏光板の光透過軸のみが角度調整されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載されている３板式液晶プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３板式液晶プロジェクタに関し、特に、３板式液晶プロジェクタにおける液晶ライトバルブの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に３板式液晶プロジェクタにおいては、光源ランプから出射された光が赤色光、緑色光及び青色光に分離され、分離された赤色光、緑色光及び青色光がそれぞれ個別の液晶ライトバルブにより光変調され、変調光が合成されてカラー映像が生成されている。この液晶ライトバルブとしては液晶表示素子の入射側及び出射側に偏光板を配置したものが用いられている。そして、偏光板の光透過軸と液晶表示素子の液晶分子配向方向（遅相軸）との相対角度は、一般に各液晶表示素子毎にコントラストが最大となるように設定され、この設定値となるように調整されていた。この設定値は、以下の説明において一般基準値と称する。
【０００３】
この一般基準値は、液晶表示素子の動作モードにより異なる。そこで、３板式液晶プロジェクタに用いられる動作モードの液晶表示素子別に、その一般基準値について述べる。
ＴＮ（ツイステッドネマティック）モードの液晶表示素子の場合における一般基準値は、図６及び図７に示されている。すなわち、ＴＮモードの液晶表示素子１０２における一般基準値は、出射側の偏光板１０１の光透過軸１０１ａと液晶表示素子１０２の出射側の液晶分子配向方向１０２ａとの相対角度である。また、この一般基準値は、入射側の偏光板１０３の光透過軸１０３ａと液晶表示素子１０２の入射側の液晶分子配向方向が同一方向（ｙ軸方向）となるように設定した場合、ノーマリーブラックのときは９０度とされ（図６参照）、ノーマリーホワイトのときは０度とされている（図７参照）。
【０００４】
ここで、図６は、入射側の偏光板１０３と出射側の偏光板１０１とが平行二コルに配置されたノーマリーブラックの場合の、偏光板１０１，１０３の光透過軸１０１ａ，１０３ａと液晶表示素子１０２の液晶分子配向方向１０２ａとの関係を示す。同図（ａ）は、液晶表示素子１０２に対し電源を印加しない時（電源オフ時）に黒表示（暗表示ともいう）される場合を示し、同図（ｂ）は、電源を印加した時（電源オン時）に白表示（明表示ともいう）される場合を示している。同図（ａ）に示すように、液晶表示素子１０２の出射側の液晶分子配向方向１０２ａはｘ軸方向となっており、出射側の液晶分子配向方向１０２ａと出射側の偏光板１０１の光透過軸１０１ａとの相対角度（すなわち、ＴＮモードの液晶表示素子の場合における一般基準値）は９０度に形成されている。
【０００５】
また、図７は、入射側の偏光板１０３と出射側の偏光板１０１とがクロス二コルに配置されたノーマリーホワイトの場合の、偏光板１０１，１０３の光透過軸１０１ａ，１０３ａと液晶表示素子１０２の液晶分子配向方向１０２ａとの関係を示す。同図（ａ）は、液晶表示素子１０２に対し電源を印加しない時（電源オフ時）に白表示される場合を示し、同図（ｂ）は、液晶表示素子１０２に対し電源を印加した時（電源オン時）に黒表示される場合を示している。同図（ａ）に示すように、液晶表示素子１０２の出射側の液晶分子配向方向１０２ａはｘ軸方向となっており、出射側の液晶分子配向方向１０２ａと出射側の偏光板１０１の光透過軸１０１ａとの相対角度（すなわち、ＴＮモードの液晶表示素子の場合における一般基準値）は０度に形成されている。
【０００６】
なお、このようなＴＮモードの液晶表示素子１０２を使用したライトバルブにおける、液晶表示素子１０２の液晶分子配向方向１０２ａと出射側の偏光板１０１の光透過軸１０１ａとの配置関係を示す従来例として特許文献１を挙げることができる。
【０００７】
以上は、入射側の偏光板１０３の光透過軸１０３ａと液晶表示素子１０２の入射側の液晶分子配向方向が同一方向（ｙ軸方向）となるように設定されたＴＮモードの液晶表示素子の場合における一般基準値について述べた。しかし、図示は省略するが、ＴＮモードの液晶表示素子１０２を使用した液晶ライトバルブとしては、図６において入射側の偏光板１０３及び出射側の偏光板１０１を平面上において９０度回転させたものも、図６の場合と同様にノーマリーブラック型の液晶ライトバルブとして使用されている。すなわち、この場合の液晶ライトバルブは、入射側の液晶分子配向方向を図６と同様にｙ軸方向とすると、入射側の偏光板１０３の光透過軸１０３ａ及び出射側の偏光板１０１の光透過軸１０１ａがそれぞれｘ軸方向となるように配置されたものであって、前記ＴＮモードの液晶表示素子の場合における一般基準値が０度となる。
【０００８】
また、上述と同様に、図７において入射側の偏光板１０３及び出射側の偏光板１０１を平面上において９０度回転させたものも、図７の場合と同様にノーマリーホワイト型の液晶ライトバルブとして使用されている。すなわち、この場合の液晶ライトバルブは、入射側の液晶分子配向方向を図７と同様にｙ軸方向とすると、入射側の偏光板１０３の光透過軸１０３ａがｘ軸方向となるように配置され、出射側の偏光板１０１の光透過軸１０１ａがｙ軸方向となるように配置されたものとなり、前記ＴＮモードの液晶表示素子の場合における一般基準値が９０度となる。
【０００９】
次に、ＶＡ（垂直配向）モードの液晶表示素子の場合における一般基準値は、図８に示すように、出射側の偏光板１１１の光透過軸１１１ａとＶＡモードの液晶表示素子１１２における出射側の液晶分子配向方向１１２ａとの相対角度であって、４５度とされている。ここで、図８は、偏光板１１１，１１３の光透過軸１１１ａ，１１３ａと液晶表示素子１１２の液晶分子配向方向１１２ａとの関係を示す。同図（ａ）は、液晶表示素子１１２に対し電源を印加しない時（電源オフ時）に黒表示にされる場合を示し、同図（ｂ）は、液晶表示素子１１２に対し電源を印加した時（電源オン時）に白表示される場合を示している。同図（ｂ）に示すように、液晶表示素子１１２の液晶分子配向方向１１２ａはｘ軸方向となっており、液晶分子配向方向１１２ａと出射側の偏光板１１１の光透過軸１１１ａとの相対角度は４５度に形成されている。
【００１０】
このようなＶＡモードの液晶表示素子１１２を使用したライトバルブにおける、液晶表示素子１１２の液晶分子配向方向１１２ａと出射側の偏光板１１１の光透過軸１１１ａとの配置関係を示す従来例として特許文献２を挙げることができる。
【００１１】
また、ＩＰＳ（インプレーンスイッチング）モードの液晶表示素子の場合における一般基準値は、図９に示すように、出射側の偏光板１２１の光透過軸１２１ａとＩＰＳモードの液晶表示素子１２２における電圧オン時の液晶分子配向方向１２２ａとの相対角度であって、４５度とされている。ここで、図９は、偏光板１２１，１２３の光透過軸１２１ａ，１２３ａと液晶表示素子１２２の液晶分子配向方向１２２ａとの関係を示す。同図（ａ）は、液晶表示素子１２２に対し電源を印加しない時（電源オフ時）に黒表示されることを示し、同図（ｂ）は、液晶表示素子１２２に対し電源を印加した時（電源オン時）に白表示されることを示している。同図（ｂ）に示すように、液晶表示素子１２２における電圧オン時の液晶分子配向方向１２２ａはｘ軸方向となっており、液晶分子配向方向１２２ａと出射側の偏光板１２１の光透過軸１２１ａとの相対角度は４５度に形成されている。
【００１２】
このようなＩＰＳモードの液晶表示素子１２２を使用したライトバルブにおける、液晶表示素子１２２の液晶分子配向方向１２２ａと出射側の偏光板１２１の光透過軸１２１ａとの配置関係を示す従来例として特許文献３を挙げることができる。
【００１３】
以上のごとく、出射側の偏光板１０１，１１１，１２１の光透過軸１０１ａ，１１１ａ，１２１ａと液晶表示素子１０２，１１２，１２２における液晶分子配向方向１０２ａ，１１２ａ，１２２ａとの相対角度が一般基準値として設定されていた。また、３板式液晶プロジェクタにおいては、表示品位として最も重要な要素であるコントラストを最大にするために、出射側の偏光板１０１，１１１，１２１の光透過軸１０１ａ，１１１ａ，１２１ａと液晶表示素子１０２，１１２，１２２における液晶分子配向方向１０２ａ，１１２ａ，１２２ａとの相対角度が一般基準値となるように設定される。そして、この設定通りとなるように調整されていた。他方、３板式液晶プロジェクタにおいては、表示品位に関わる問題として白表示及び黒表示における色バランスの良否がある。白表示及び黒表示における色バランスの問題は、色度座標図における全白表示及び全黒表示の座標値が目標値となる。また、従来は、このような色バランスを改善する場合、特許文献４、特許文献５等に示されるように液晶表示素子に印加する電圧レベルを調整する方法が用いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平２−１５２３７号公報
【特許文献２】特開２００８−６４８４３号公報
【特許文献３】特許２９８２８６９号公報
【特許文献４】特開２００４−５０７９５４号公報
【特許文献５】特開２００５−２７４９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、白表示、黒表示の色バランスを改善する際に液晶表示素子１０２，１１２，１２２に印加する電圧レベルを調整すると、液晶表示素子１０２，１１２，１２２のダイナミックレンジを犠牲にすることになり、コントラストが損なわれるという問題があった。
【００１６】
他方、理論上は、液晶表示素子１０２，１１２，１２２の入出射側に配置される偏光板１０３，１１３，１２３及び偏光板１０１，１１１，１２１の種類を選択して調整することにより、色バランスを変更することも可能である。しかしながら、偏光板１０３，１１３，１２３及び偏光板１０１，１１１，１２１の種類を選択して調整する際は、白表示レベル及び黒表示レベル双方を同時に変更することになるため、所望の色バランスを得ることが困難になるという問題があった。
【００１７】
本発明は、従来技術におけるこのような問題点に鑑み成されたものであって、３板式液晶プロジェクタにおいて、ダイナミックレンジを犠牲にすることなく色バランス、特に黒表示における色バランスを調整した３板式液晶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】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明に係る３板式液晶プロジェクタは、光を出射する光源ランプと、光源ランプから出射された光を赤、緑及び青の光に分離する光分離光学系と、この光分離光学系で分離された光を変調する赤色光用、緑色光用及び青色光用の各液晶ライトバルブを備えた３板式液晶プロジェクタにおいて、前記各液晶ライトバルブは、液晶表示素子と、この液晶表示素子の入射側及び出射側に配置された二つの偏光板とを有し、前記偏光板は、コントラスト及び白表示における色バランスを最優先してその特性が選択され、さらに、少なくとも一部の液晶ライトバルブは、このように特性が選択された出射側の偏光板の光透過軸と前記液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度が、黒表示における色バランスを改善するように、一般基準値から所定変位角度の範囲内において変位調整されていることを特徴とする。ここに、一般基準値とは、前述のように、出射側に配置された偏光板の光透過軸と前記液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度について、一般に設定されている設定値のことをいい、一般基準値から所定変位角度の範囲内とは、一般基準値から、黒表示における光の透過率が大きく変化しない範囲として予め判断されて設定されている角度範囲内であることをいう。
【００１９】
このような構成上の特徴を有する本発明の投写型映像表示装置によれば、出射側の偏光板の光透過軸と液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度を、白表示及び黒表示それぞれにおいて一般基準値から変位させると、液晶ライトバルブにおける光の透過率が変化する。また、この場合の透過率の変化は、白表示の場合に比べて黒表示の場合のほうが大きくなる。したがって、出射側の偏光板の光透過軸と液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度を、一般基準値から所定変位角度の範囲内で変位させると、黒表示における明るさや色バランスへの影響に比べて、白表示における明るさ及び色バランスへの影響が微小となる。
【００２０】
一方、赤色光、緑色光及び青色光の光量比率を見ると、緑色光が約８０パーセントを占める。このため、黒表示において各色光の光量を増減させる場合、その増減比率を一定とすると、緑色光の増減は色バランスへの影響が少なく明るさへの影響が大きくなる。一方、赤色光や青色光の増減は、色バランスへの影響が大きくなる反面、明るさへの影響が少なくなる。したがって、黒表示における色バランスを調整するには、各色光の光量を増減させても行えるが、特に赤色光や青色光における光量を増減させた場合には、明るさへの影響を少なくして比較的敏感に変化させることができるといえる。
【００２１】
そこで、本発明では、各液晶ライトバルブにおける出射側の偏光板の光透過軸と液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度を、一般基準値から所定変位角度の範囲内で変位させることにより、黒表示における明るさへの影響を小さくしながら色バランスを変化させ得ることに着目している。また、このように変位させた角度位置における白表示の明るさ及び色バランスへの影響は、前述のように微小に留めることができる。このようにして、本発明は、ダイナミックレンジへの犠牲を小さくしながら、黒表示における赤色光及び青色光の透過率を調整することができ、黒表示における色バランスを調整することができる。
【００２２】
また、前記液晶表示素子は、ノーマリーブラック型のＴＮモードの液晶表示素子であり、前記出射側の偏光板の光透過軸と前記液晶表示素子の出射側の液晶分子配向方向との相対角度は、一般基準値の９０度から±２度の範囲内、又は０度から±２度の範囲内で、黒表示における色バランスを改善するように変位調整されているようにしてもよい。ここに、ＴＮモードの液晶表示素子における液晶表示素子における液晶分子配向方向は、出射側配向膜による液晶分子の配向方向をいう。このように構成されていると、ノーマリーブラック型のＴＮモードの液晶表示素子を用いた液晶ライトバルブにおいて、白表示における明るさ及び色バランスへの影響を小さくするとともに、黒表示における明るさへの影響を小さくしながら、黒表示における色バランスを調整することができる。
【００２３】
また、前記液晶表示素子は、ノーマリーホワイト型のＴＮモードの液晶表示素子であり、前記出射側の偏光板の光透過軸と前記液晶表示素子の出射側の液晶分子配向方向との相対角度は、一般基準値の０度から±２度の範囲内、又は０度から±２度の範囲内で、黒表示における色バランスを改善するように変位調製されているようにしてもよい。このように構成されていると、ノーマリーホワイト型のＴＮモードの液晶表示素子を用いた液晶ライトバルブにおいて、白表示における明るさ及び色バランスへの影響を小さくするとともに、黒表示における明るさへの影響を小さくしながら、黒表示における色バランスを調整することができる。
【００２４】
前記液晶表示素子は、ＶＡモードの液晶表示素子であり、前記出射側の偏光板の光透過軸と前記液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度は、一般基準値の４５度から±２度の範囲内で、黒表示における色バランスを改善するように変位調製されているようにしてもよい。ここに、ＶＡモードの液晶表示素子における液晶分子配向方向は、出射側配向膜による液晶分子の配向方向をいう。このように構成されていると、ＶＡモードの液晶表示素子を用いた液晶ライトバルブにおいて、白表示における明るさ及び色バランスへの影響を小さくするとともに、黒表示における明るさへの影響を小さくしながら、黒表示における色バランスを調整することができる。
【００２５】
前記液晶表示素子は、ＩＰＳモードの液晶表示素子であり、前記出射側の偏光板の光透過軸と前記液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度は、一般基準値の４５度から±２度の範囲内で、黒表示における色バランスを改善するように変位調製されているようにしてもよい。このＩＰＳモードの液晶表示素子における液晶分子配向方向は、液晶表示素子に対し電圧を印加した場合の液晶分子配向方向をいうものとする。このように構成されていると、ＩＰＳモードの液晶表示素子を用いた液晶ライトバルブにおいて、白表示における明るさ及び色バランスへの影響を小さくするとともに、黒表示における明るさへの影響を小さくしながら、黒表示における色バランスを調整することができる。
【００２６】
前記液晶ライトバルブのうち赤色光用及び青色光用の液晶ライトバルブにおいて、前記出射側の偏光板の光透過軸と液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度が、一般基準値から所定変位角度の範囲内において、黒表示における色バランスを改善するように変位調整されているようにしてもよい。前述のように、赤色光及び青色光は緑色光に比し光量割合が極端に少ないので、このように構成することにより、白表示における明るさ及び色バランスへの影響を少なくするとともに、黒表示における明るさへの影響を少なくしながら色バランスを調整することができる。
【００２７】
前記出射側の偏光板は、複屈折性の支持基材に固定されている場合には、この支持基材の光学軸は前記出射側の偏光板の調整には含まれず、前記出射側の偏光板の光透過軸のみが角度調整されるように構成されているようにすることができる。上述の３板式液晶プロジェクタにおける、出射側の偏光板の光透過軸と液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度の調整は、支持基材の調整を必要としないので、支持基材の調整を含まずに出射側の偏光板の光透過軸の調整のみ行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の３板式液晶プロジェクタによれば、少なくとも一部の液晶ライトバルブは、前記出射側の偏光板の光透過軸と前記液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度が、黒表示における色バランスを改善するように、一般基準値から所定角度の範囲内において変位調整されている。これにより、白表示における明るさ及び色バランスへの影響を少なくするとともに、黒表示における明るさへの影響を少なくしながら色バランスを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る３板式液晶プロジェクタの光学系の平面配置図である。
【図２】同３板式液晶プロジェクタにおける液晶ライトバルブの構成図である。
【図３】同液晶ライトバルブにおける偏光板の光透過軸と液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度の調整説明図であって、（ａ）は一般基準値９０度のときのノーマリーブラック型のＴＮモードの液晶表示素子を用いた場合のものであり、（ｂ）は一般基準値０度のときのノーマリーホワイト型のＴＮモードの液晶表示素子を用いた場合のものであり、（ｃ）はＶＡモードの液晶表示素子及びＩＰＳモードの液晶表示素子を用いた場合のものである。
【図４】同液晶ライトバルブの出射側の偏光板について、入射する光の振動方向に対し光透過軸の角度を変位させた場合の透過率に関するデータ図であって、（ａ）は直交透過率についてのものであり、（ｂ）は平行透過率についてのものである。
【図５】ノーマリーホワイト型のＴＮモード液晶ライトバルブが搭載された３板式液晶プロジェクタにおける、偏光板の光透過軸と液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度によるコントラスト及び明るさに対する影響度データ図であって、（ａ）はコントラストについてのものであり、（ｂ）は白表示における明るさについてのものである。
【図６】従来一般の、ノーマリーブラック型のＴＮモードの液晶表示素子を使用した液晶ライトバルブにおける偏光板の光透過軸と液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度の説明図であって、（ａ）は電圧オフ時の説明図であり、（ｂ）は電圧オン時の説明図である。
【図７】従来一般の、ノーマリーホワイト型のＴＮモードの液晶表示素子を使用した液晶ライトバルブにおける偏光板の光透過軸と液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度の説明図であって、（ａ）は電圧オフ時の説明図であり、（ｂ）は電圧オン時の説明図である。
【図８】従来一般の、ＶＡモードの液晶表示素子を使用した液晶ライトバルブにおける偏光板の光透過軸と液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度の説明図であって、（ａ）は電圧オフ時の説明図であり、（ｂ）は電圧オン時の説明図である。
【図９】従来一般の、ＩＰＳモードの液晶表示素子を使用した液晶ライトバルブにおける偏光板の光透過軸と液晶表示素子の液晶分子配向方向との相対角度の説明図であって、（ａ）は電圧オフ時の説明図であり、（ｂ）は電圧オン時の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を適用した実施の形態に係る３板式液晶プロジェクタについて、図面を参照して詳細に説明する。先ず、図１に基づきその光学系を説明する。
メタルハライドランプ等からなる光源ランプ１０から出射された白色光は、インテグレータレンズ１１及び集光レンズ１２を経た後、全反射ミラー１３によって光路を９０度変更されて、光分離光学系を構成する第１ダイクロイックミラー１４へと導かれる。上記インテグレータレンズ１１は、一対のレンズ群から構成され、個々のレンズ部分が後述する液晶表示素子２１３の全面を照射するように設計されており、光源ランプ１０から出射された光に存在する部分的な輝度むらを平均化し、画面中央と周辺部とでの光量差を低減する。
【００３１】
第１ダイクロイックミラー１４は、赤色波長域の光を透過し、シアン（緑＋青）色波長帯域の光を反射する。第１ダイクロイックミラー１４を透過した赤色波長域の光は、全反射ミラー１５にて反射されて光路が変更される。そして、赤色光用の液晶ライトバルブ２１ｒに導かれ、ここで映像信号に基づき光変調される。
【００３２】
一方、第１ダイクロイックミラー１４にて反射したシアン色波長帯域の光は、第２ダイクロイックミラー１６に導かれる。第２ダイクロイックミラー１６は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第２ダイクロイックミラー１６にて反射された緑色波長帯域の光は、液晶ライトバルブ２１ｇに導かれ、ここで映像信号に基づき光変調される。
【００３３】
また、第２ダイクロイックミラー１６を透過した青色波長域の光は、リレーレンズ１７、１９、全反射ミラー１８，２０を経て青色光用の液晶ライトバルブ２１ｂに導かれ、ここで映像信号に基づき光変調される。本実施の形態において、光分離光学系は、第１ダイクロイックミラー１４及び第２ダイクロイックミラー１６、全反射ミラー１５、１８、１９、リレーレンズ１７、１９等より構成される。
【００３４】
各液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂを経て得られた変調光（各色映像光）は、ダイクロイックプリズム２２によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ２３によって拡大投写され、図示しないスクリーン上に投影表示される。
【００３５】
次に、図２に基づき各液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂの構成を示す。なお、各液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂは、同様の構成であるため、共通の図面として説明する。
【００３６】
上記液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂは、図２に示すように、回転可動式の入射側の偏光板２１１と、光学補償板２１２と、液晶表示素子２１３と、出射側の偏光板２１４とを備えて構成されている。
【００３７】
入射側の偏光板２１１は、これに垂直に入射した無偏光の入射光のうち、その光透過軸方向に振動方向が一致する直線偏光（必要な偏光）は透過し、光透過軸方向に振動方向が直交する直線偏光（不要な偏光）のほとんどを吸収する。入射側の偏光板２１１を透過した光は光学補償板２１２を経て液晶表示素子２１３を通過するときに、液晶の動作モードに応じて偏光変換されて出射側の偏光板２１４へ到達する。出射側の偏光板２１４は、入射側の偏光板２１１と同様に、光透過軸の方向に振動方向とが一致する光は透過し、光透過軸方向に直交する直線偏光（不要な光）のほとんどが吸収される。
【００３８】
入射側の偏光板２１１及び出射側の偏光板２１４は、放熱効果を高めるためにそれぞれサファイア製の支持基材２１１ａ，２１４ａに固定されている。また、入射側の偏光板２１１は、その光透過軸Ａ（図３参照）の角度を液晶表示素子における液晶分子配向方向Ｂ（図３参照）との角度を所定の角度として組み付けできるように、図示破線の方向に回動可能に取り付けられている。また、出射側の偏光板２１４とサファイア製の支持基材２１４ａとの間には、偏光方向を９０度回転させるための位相差板２１４ｂが取り付けられている。
【００３９】
また、本発明においては、入射側の偏光板２１１及び出射側の偏光板２１４とは、液晶表示素子の動作モードにより、必ず並行ニコル又はクロスニコルの基本配置をとるように設定されている。また、出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度は、前述のように液晶表示素子２１３の動作モードにより０度、４５度又は９０度の一般基準値に配置されるとともに、白表示における透過率及び色バランスが最良のものとなるように偏光板２１１，２１４の特性が選択される。次いで、出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度が、前記一般基準値に対する所定変位角度θの範囲内、すなわち、一般基準値に対し±２度の範囲内において、黒表示における色バランスが改善されるように、設計段階において調整される（図３参照）。
【００４０】
なお、入射側の偏光板２１１は、従来と同様、製品への実装段階において、所定角度位置に配置されているかを微調整できるように図２における破線矢印方向への回動微調整が可能とされている。この回動調整は、目視によりコントラストが最も大きくなる位置で固定され構成されている。
【００４１】
図３は、動作モードに対応してこれを具体的に示したもので、液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂにおける光軸方向から眺めた平面（すなわち図２におけるｘ−y平面）上に、一般基準値における出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと、液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂと、光透過軸Ａに対する所定変位角度θを示したものである。同図（ａ）は、一般基準値９０度のときのＴＮモードの液晶表示素子の場合であって、一般基準値９０度に対し所定変位角度θの範囲で変位調整することを示している。同図（ｂ）は、一般基準値０度のときのＴＮモードの液晶表示素子の場合であって、一般基準値０度に対し所定変位角度θの範囲で変位調整することを示している。また、同図（ｃ）は、ＶＡモードの液晶表示素子の場合及びＩＰＳモードの液晶表示素子の場合であって、一般基準値４５度に対し所定変位角度θの範囲で変位調整することを示している。
【００４２】
次に、本発明においては、色バランスの調整は、先ず白表示における明るさ及び色バランスが優先されて偏光板の材料が選択され、その後に、出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子の２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度を調整することにより、黒表示における色バランスの調整が行われる。
【００４３】
この点について具体的に説明する。色バランスを考える場合の目標値として、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）で表わされる全白表示及び全黒表示が使用される。因みに、全白表示のＣＩＥ色度座標目標値は（０．３３５，０．３７０）であり、全黒表示のＣＩＥ色度座標目標値は（０．２８０，０．３００）である。
【００４４】
そこで、この目標値に近くなると思われる偏光板２１１，２１４の候補材料が先ず選択される。この実施の形態においては、用意された株式会社ポラテクノ製偏光板から適切と思われるものが選択された。具体的には、赤色波長帯域用の入出射偏光板として型番ＳＨＣ−ＰＲＷ４０２ＵＱＺＨＣＡＲが、緑色波長帯域用の入出射偏光板として型番ＳＨＣ−ＰＧＷ４０７ＵＮＨＣＡＲが、青色波長帯域用の入出射偏光板として型番ＳＨＣ−ＰＢＷ４０１ＵＱＮＨＣＡＲが先ず選択された。その結果、全白表示のＣＩＥ色度座標値は、前述の目標値にほぼ近い（０．３３７，０．３６８）となった。しかし、全黒表示のＣＩＥ色度座標値は、（０．３１５，０．３３５）となり、青みの少ない結果となった。
【００４５】
そこで、用意された偏光板の中から他の青色波長帯域用の入出射偏光板として型番ＳＨＣ−ＰＢＷ３０１ＵＱＮＨＣＡＲが選択された。その結果、全黒表示のＣＩＥ色度座標値は、（０．２９０，０．３０５）となりほぼ目標値に近づいた。しかし、逆に、全白表示のＣＩＥ色度座標値は、（０．３４３，０．３８５）となり、青みの少ない結果となった。
【００４６】
このように、全白表示における色バランスと全黒表示における色バランスとが異なる結果となる場合には、先ず全白表示における色バランスを重視して材料が選択される。そして、全黒表示における色バランスを改善するために、各液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂのうちの少なくとも一部のものについて、出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度を、一般基準値から所定変位角度θの範囲内で変位調整される。
【００４７】
従来は、前述のように、出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度は、液晶表示素子２１３の動作モードにより一般基準値に固定されていた。しかし、この相対角度を一般基準値から変位させると、出射側の偏光板２１４の透過率が変化する。したがって、この変化を利用することにより色バランスを調整することができる。
【００４８】
この場合、赤色光用、緑色光用及び青色光用の何れの液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂにおいて、出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度を変化させても色バランスを変化させることができる。しかし、元々、緑色波長帯域の光量が赤色波長帯域や青色波長帯域の光量に比べて圧倒的に多いので、緑色波長帯域の光量割合を変更すると明るさへの影響が大きくなる。すなわち、緑色光用の液晶ライトバルブ２１ｇにおける出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度を一般基準値から変位させて色バランスを調整しようとすると、明るさに対する影響度が大きくなり過ぎ、コントラストに影響が出てくる。そこで、出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度を変位させて色バランスを調整する方法としては、赤色波長帯域及び青色波長帯域に関して行うのが好ましいといえる。
【００４９】
図４は、出射側の偏光板２１４単体を分光器にかけて、この偏光板２１４に対し、振動方向が偏光板２１４の光透過軸Ａに直交する光を透過させた場合の直交透過率Ｔｃと、振動方向が偏光板２１４の光透過軸Ａに平行な光を透過させた場合の平行透過率Ｔｐとを測定したデータである。具体的には、光透過軸Ａの光の振動方向に対する相対角度を変位させた場合の影響を見ている。図４（ａ）に示す直交透過率Ｔｃの影響度は、ノーマリーホワイト型のＴＮモードの液晶表示素子を用いた場合における、電圧を印加した黒表示の場合に相当し、図４（ｂ）に示す平行透過率Ｔｐの影響度は、ノーマリーホワイト型のＴＮモードの液晶表示素子を用いる場合における、電圧を印加しない白表示の場合に相当する。
【００５０】
図４のデータから、緑色光及び青色光の何れの光を透過させる場合においても、光透過軸Ａの変位角度が±２度の範囲では、直交透過率Ｔｃの上昇は大きくなく（図４ａ参照）、平行透過率Ｔｐの低下率も大きくない（図４ｂ参照）ことが分かる。
【００５１】
次に、図５は、ノーマリーホワイト型のＴＮモード液晶ライトバルブが搭載された３板式液晶プロジェクタを使った実験データであって、出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度が、明るさ及びコントラストにどのような影響をもたらすかを示したものである。また、この実験は、緑色光用の液晶ライトバルブ２１ｇ及び青色光用の液晶ライトバルブ２１ｂについて行われている。なお、同図ａはコントラスト変動に関してのものであり、同図ｂは白表示における明るさの変動に関してのものである。
【００５２】
これら図からわかるように、光透過軸Ａと液晶分子配向方向Ｂとの相対角度を変動させると、変位量が±２度の範囲では、コントラストの変動も、白表示における明るさの許容できる範囲内である。
【００５３】
以上のような知見を踏まえて、最初に選択された偏光板、全白表示のＣＩＥ色度座標値が目標値にほぼ近い（０．３３７，０．３６８）となるとともに、全黒表示のＣＩＥ色度座標値が青みの少ない（０．３１５，０．３３５）となった偏光板を使用したものに対し、黒表示における色バランスの調整を行った。この調整として、青色光用の液晶ライトバルブ２１ｂにおける出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度を−２度変位させて８８度とした。この結果、全白表示におけるＣＩＥ色度座標値は、当初のものと比較してほとんど変動が無く目標値に近い値（０．３３７，０．３６７）となった。また、全黒表示におけるＣＩＥ色度座標値は、（０．２９５，０．３０８）となり、ほぼ目標値に近い値に改善された。
【００５４】
上記具体例は、液晶表示素子２１３としてノーマリーホワイト型のＴＮモード液晶表示素子を使用するものについて述べているが、ノーマリーブラック型のＴＮモード液晶表示素子の場合、ＶＡモードの液晶表示素子の場合及びＩＰＳモードの液晶表示素子の場合についても、このような調整を行えばよい。ただし、ＶＡモードの液晶表示素子の場合及びＩＰＳモードの液晶表示素子の場合、偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度の一般基準値が９０度ではなく４５度となる。
【００５５】
なお、上記において、偏光板２１１，２１４を支持するサファイア製の支持基材２１１ａ，２１４ａの光学軸は上記の調整においては従来通りの位置に固定し変位させないようにしている。これを調整要素として利用する価値が低いので、この発明においては、調整の簡略化のために、支持基材２１１ａ，２１４ａの光学軸を変位させないようにしている。
【００５６】
以上のように構成された実施の形態に係る３板式液晶プロジェクタによれば、次の効果を奏することができる。
（１）少なくとも一部の液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂは、各液晶表示素子２１３の出射側に配置された偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度が、黒表示における色バランスを改善するように、一般基準値から所定変位角度θの範囲内において変位調整されている。これにより、白表示における明るさ及び色バランスへの影響を少なくするとともに、黒表示における明るさへの影響を抑制しながら色バランスを調整することができる。したがって、ダイナミックレンジへの犠牲を小さくすることができる。
【００５７】
（２）液晶表示素子２１３がノーマリーホワイト型のＴＮモードの場合には、出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度は、一般基準値の９０度から±２度の範囲内、又は０度から±２度の範囲内で変位調整することにより、黒表示における色バランスを改善することができる。
【００５８】
（３）液晶表示素子２１３がＶＡモードの場合には、出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度は、一般基準値の４５度から±２度の範囲内で変位調整することにより、黒表示における色バランスを改善することができる。
【００５９】
（４）液晶表示素子２１３がＩＰＳモードの場合には、出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３に電圧を印加したときの液晶分子配向方向Ｂとの相対角度は、一般基準値の４５度から±２度の範囲内で変位調整することにより、黒表示における色バランスを改善することができる。
【００６０】
（５）赤色光用の液晶ライトバルブ２１ｒ及び青色光用の液晶ライトバルブ２１ｂにおいて出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度の調整を行い、これにより黒表示における色バランスを改善している。これにより、白表示における明るさ及び色バランスへの影響を少なくするとともに、黒表示における明るさへの影響を少なくしながら色バランスを調整することができる。
【００６１】
（６）出射側の偏光板２１４の光透過軸Ａと液晶表示素子２１３の液晶分子配向方向Ｂとの相対角度の調整は、偏光板２１４の支持基材２１４ａの光学軸の調整を含まないので、偏光板２１４の光透過軸Ａのみの調整でよいので、調整操作が単純化される。
【００６２】
（変形例）
上記実施の形態において以下のように変更することもできる。
・各液晶ライトバルブ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂにおける入射側の偏光板は、図２に破線矢印で示す回動方向に調整可能に構成されているが、このような調整を行わないものとしてもよい。なお、回動調整可能の場合と比較すると、入射側の偏光板２１１を回動調整すると目視によりコントラストが最も大きい角度で固定される。しかし、色バランスの観点から見ると、入射側の偏光板２１１の光透過軸Ａが液晶プロジェクタのセットごとにばらつくことになり色バランスがセットごとにばらつく結果となる。従って、表示品位のセットごとのばらつきを防止する観点からは、このような回動調整は行わないほうが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る投写型映像表示装置は、ホームシアター、会議室、研修室、教室、娯楽場、各種展示室、スタジオなど多方面の施設における画像表示システムとして利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
Ａ…光透過軸、Ｂ…液晶分子配向方向、θ…変位角度、１０…光源ランプ、２１ｒ，２１ｇ，２１ｂ…液晶ライトバルブ、２１１，２１４…偏光板、２１３…液晶表示素子，２１４ａ…支持基材。
【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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