(57)【要約】【課題】プロジェクタにおいて、高コントラストの表示を可能とする。【解決手段】プロジェクタは、光を出射する光源（１２）と、一対の基板間に液晶が挟持されてなり、光を変調する液晶パネル（１５ｃ）と、液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板（１５ｂ、１５ｄ）とを備え。更に、一対の偏光板間に配置され（i）一の表面と、一の表面に対向すると共に一の表面に対して傾斜する他の表面とを有する第１板状光学部材（５１１）と、（ii）他の表面に形成され、負の屈折率異方性を有すると共に光軸として他の表面の法線に沿った第１光軸を有する第１光学異方性層（５１３）と、（iii）一の表面に形成され、正又は負の屈折率異方性を有すると共に光軸として一の表面に沿った第２光軸を有する第２光学異方性層（５１４）とを有する光学補償素子（１５ａ）を備える。【選択図】図１
2009025541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
一対の基板間に液晶が挟持されてなり、前記光を変調する液晶パネルと、
前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、
前記一対の偏光板間に配置され（i）一の表面と、該一の表面に対向すると共に前記一の表面に対して傾斜する他の表面とを有する第１板状光学部材と、
（ii）前記他の表面に形成され、負の屈折率異方性を有すると共に光軸として前記他の表面の法線に沿った第１光軸を有する第１光学異方性層と、（iii）前記一の表面に形成され、正又は負の屈折率異方性を有すると共に光軸として前記一の表面に沿った第２光軸を有する第２光学異方性層とを有する光学補償素子と
を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記光学補償素子を前記液晶パネルの基板面の法線を中心とする軸回りに回転させることが可能な第１光学調整手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記一の表面及び前記他の表面の各々は、四辺形状を有しており、
前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て、前記一の表面の一辺に対して垂直な方向に沿って、前記傾斜するように形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記一の表面及び前記他の表面の各々は、四辺形状を有しており、
前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て、前記一の表面の一辺に対して鋭角をなす方向に沿って、前記傾斜するように形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記光学補償素子は、
前記第１板状光学部材との間で前記第１光学異方性層を挟み込むように配置された第２板状光学部材を更に備え、
前記第２板状光学部材の前記第１光学異方性層に対向する一の表面は、当該一の表面に対向する前記第２板状光学部材の他の表面に対して傾斜するように形成されている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記光学補償素子を前記液晶パネルの基板面に対して傾斜させることが可能な第２光学調整手段を更に備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記第１光軸と前記液晶パネルの明視方向とが一致していることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項８】
光を出射する光源と、一対の基板間に液晶が挟持されてなり前記光を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板間に配置され、（i）一の表面と、該一の表面に対向すると共に前記一の表面に対して傾斜する他の表面とを有する第１板状光学部材と、（ii）前記他の表面に形成され、負の屈折率異方性を有すると共に光軸として前記他の表面の法線に沿った第１光軸を有する第１光学異方性層と、（iii）前記一の表面に形成され、正又は負の屈折率異方性を有すると共に光軸として前記一の表面に沿った第２光軸を有する第２光学異方性層とを有する光学補償素子とを備えたプロジェクタの光学補償方法であって、
前記光学補償素子の前記一の表面を前記液晶パネルの基板面に対して傾斜させる傾斜調整ステップと、
前記光学補償素子を前記液晶パネルの基板面法線方向の軸回りに回転させる回転調整ステップと
を含むことを特徴とするプロジェクタの光学補償方法。
【請求項９】
一対の基板間に液晶が挟持されてなる液晶パネルと、
前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、
前記一対の偏光板間に配置され、（i）一の表面と、該一の表面に対向すると共に前記一の表面に対して傾斜する他の表面とを有する第１板状光学部材と、（ii）前記他の表面に形成され、負の屈折率異方性を有すると共に光軸として前記他の表面の法線に沿った第１光軸を有する第１光学異方性層と、（iii）前記一の表面に形成され、正又は負の屈折率異方性を有すると共に光軸として前記一の表面に沿った第２光軸を有する第２光学異方性層とを有する光学補償素子と
を備えたことを特徴とする液晶装置。
【請求項１０】
前記一の表面及び他の表面の各々は、四辺形状を有しており、
前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て前記一の表面の一辺に対して垂直な方向に沿って、前記傾斜するように形成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の液晶装置。
【請求項１１】
前記一の表面及び他の表面の各々は、四辺形状を有しており、
前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て、前記一の表面の一辺に対して鋭角をなす方向に沿って、前記傾斜するように形成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の液晶装置。
【請求項１２】
前記光学補償素子は、
前記第１板状光学部材との間で前記第１光学異方性層を挟み込むように配置された第２板状光学部材を更に備え、
前記第２板状光学部材の前記光学異方性層に対向する一の表面は、当該一の表面に対向する前記第２板状光学部材の他の表面に対して傾斜するように形成されている
ことを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項１３】
前記第１光軸と前記液晶パネルの明視方向とが一致していることを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項に記載の液晶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ及びその光学補償方法、並びに液晶装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大画面表示を可能とした表示装置として、液晶プロジェクタが実用化されている。このようなプロジェクタにおいては、誘電異方性が負の液晶を基板に垂直に配向させ、電圧印加によってこれを倒す「ＶＡ（Vertical Alignment）モード」によって駆動する液晶装置をライトバルブとして備えた構成が提案されている。この種の液晶プロジェクタのコントラストを向上させる技術として、位相差板を液晶ライトバルブに対して傾斜させて配置する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、確かに位相差板を傾斜させないときよりもコントラストが向上するが、液晶プロジェクタに設けられる偏光板や回折素子の組み合わせによっては、十分なコントラストが得られないおそれがあるという技術的問題点がある。
【０００５】
まず、偏光板では、保護膜としてＴＡＣ（トリアセチルセルロース）のフィルムが用いられているが、この保護膜自体が位相差を有しており、この位相差を上記位相差板では補償することができない。
【０００６】
また、マイクロレンズアレイ等の回折素子が設けられている場合には、マイクロレンズを透過する位置に依存して光に位相差が生じ、さらに光の拡散が生じるため、液晶のプレチルトに合わせて傾斜角を設定しても補償されない光が含まれることとなり、コントラストが低下してしまう。
【０００７】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、例えば、高コントラストの表示が得られるプロジェクタ及びその光学補償方法、並びに液晶装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のプロジェクタは上記課題を解決するために、光を出射する光源と、一対の基板間に液晶が挟持されてなり、前記光を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板間に配置され（i）一の表面と、該一の表面に対向すると共に前記一の表面に対して傾斜する他の表面とを有する第１板状光学部材と、（ii）前記他の表面に形成され、負の屈折率異方性を有すると共に光軸として前記他の表面の法線に沿った第１光軸を有する第１光学異方性層と、（iii）前記一の表面に形成され、正又は負の屈折率異方性を有すると共に光軸として前記一の表面に沿った第２光軸を有する第２光学異方性層とを有する光学補償素子とを備える。
【０００９】
本発明のプロジェクタによれば、光源から出射された光は、例えば反射ミラー及びダイクロイックミラー等の色分離光学系によって赤色光、緑色光及び青色光に色分離される。液晶パネルは、例えば赤色光、緑色光及び青色光の各々を変調するライトバルブとして用いられる。液晶パネルは、例えばデータ信号（或いは画像信号）に応じて各画素の液晶分子の配向状態が規制され、その表示領域にデータ信号に応じた画像を表示する。各液晶パネルによって表示された画像は、例えばダイクロイックプリズム等の色合成光学系により合成され、投射レンズを介して投写画像としてスクリーン等の投写面に投写される。
【００１０】
液晶パネルは、一対の基板間に液晶が挟持されてなる。液晶は、典型的には、垂直配向型の液晶、即ちＶＡ型液晶である。一対の基板の各々には、例えば配向膜が設けられ、該配向膜によって、液晶を構成する液晶分子は、所定方位に所定角度だけ立ち上がるプレチルトが付与される。例えば液晶がＶＡ型液晶の場合、液晶分子は、液晶パネルの基板面（即ち、一対の基板の基板面）の法線に対して所定方位にプレチルト角だけ傾いて配向する。液晶パネルは、一対の偏光板の間に挟み込まれるように配置される。
【００１１】
本発明では特に、第１板状光学部材と、第１光学異方性層と、第２光学異方性層とを有する光学補償素子を備える。
【００１２】
光学補償素子は、一対の偏光板間に配置される。より具体的には、一対の偏光板のうち一方の偏光板と液晶パネルとの間、或いは、一対の偏光板のうち他方の偏光板と液晶パネルとの間に配置される。言い換えれば、一対の偏光板間であって、液晶パネルにおける光が入射される側或いは光が出射される側に設けられる。
【００１３】
第１板状光学部材は、例えば板状のガラスからなり、第１板状光学部材における他の表面は、例えば液晶のプレチルト角に応じた所定角度だけ傾斜するように形成されている。典型的には、第１板状光学部材は、傾斜しない一の表面と、傾斜するように形成された他の表面とを有する楔形状に形成されている。ここに、「楔形状」とは、第１板状光学部材の傾斜しない一の表面における所定方位に沿って該一の表面に垂直に切った断面において、台形をなす形状をいう。
【００１４】
第１光学異方性層は、負の屈折率異方性を有しており、例えばＣプレートからなる。第１光学異方性層は、第１板状光学部材の他の表面に形成されており、第１光学異方性層の光軸（即ち、光学軸）である第１光軸は、第１板状光学部材の他の表面の法線に沿っている。言い換えれば、第１光軸は、第１板状光学部材の一の表面の法線と、例えば液晶のプレチルト角に応じた所定角度をなしている。
【００１５】
第２光学異方性層は、正又は負の屈折率異方性を有しており、例えばＡプレートや二軸プレートからなる。第２光学異方性層は、第１板状光学部材の一の表面に形成されており、第２光学異方性層の光軸である第２光軸は、第１板状光学部材の一の表面に沿っている。第２光学異方性層は、当該光学補償素子が一対の偏光板間に配置された状態において、第２光軸が一対の偏光板のうちいずれかの偏光板の透過軸に沿うように、第１板状光学部材の一の表面に形成される。
【００１６】
光学補償素子は、例えば、第１光軸が、プレチルト角だけ傾斜した液晶分子の長軸に沿うように、且つ、第１板状光学部材の一の表面が液晶パネルの基板面に沿うように配置される。
【００１７】
従って、当該プロジェクタの動作時に、光源から出射された光が例えばプレチルト角だけ傾斜した液晶分子から構成された液晶や一対の偏光板等を通過することで発生する光の位相差を、光学補償素子が有する第１及び第２光学異方性層によって補償することができる。
【００１８】
即ち、第１光学異方性層の第１光軸が、プレチルト角だけ傾斜した液晶分子の長軸に沿うように、光学補償素子が配置されることで、第１光学異方性層と液晶との光学的な正負が互いに逆（或いは反対）になり、第１光学異方性層によって液晶において生じる位相差（言い換えれば、複屈折効果）を打ち消す（即ち、補償する）ことができる。更に、第２光学異方性層の第２光軸が、例えば一対の偏光板のうちいずれかの偏光板の透過軸に沿うように、光学補償素子が配置されることで、第２光学異方性層によって例えば一対の偏光板に起因して生する光の位相差を補償することができる。
【００１９】
このような補償を行うことで、液晶パネルを通過した光が出射側の偏光板に対し、位相がずれた状態で入射するのを防止することができる。よって、例えば出射側の偏光板において、本来通過させないはずの光が漏れる可能性は小さくなり、コントラストの低下や視野角の縮小を防止することができる。
【００２０】
更に、本発明では特に、上述したように、第１及び第２光学異方性層は、典型的には楔形状を有する第１板状光学部材の他の表面及び一の表面に夫々形成されることで１つの光学補償素子を構成する。よって、仮に第１及び第２光学異方性層を互いに異なる（即ち、別個の）ガラス基板に夫々形成することで２つの光学補償素子として構成した場合と比較して、当該プロジェクタ内に配置するためのスペースが少なくて済む（即ち、省スペース化を図ることができる）、言い換えれば、当該プロジェクタ内に第１及び第２光学異方性層を１つの光学補償素子として容易に配置することができる。
【００２１】
以上説明したように、本発明のプロジェクタによれば、液晶において生じる光の位相差を光学補償素子が有する第１光学異方性層によって補償することができ、更に、例えば一対の偏光板に起因して生ずる光の位相差を光学補償素子が有する第２光学異方性層によって補償することができる。よって、高コントラストで高品位な表示を得ることができる。
【００２２】
本発明のプロジェクタの一態様では、前記光学補償素子を前記液晶パネルの基板面の法線を中心とする軸回りに回転させることが可能な第１光学調整手段を更に備える。
【００２３】
この態様によれば、光学補償素子が有する第２光学異方性層によって一対の偏光板に起因して生ずる光の位相差が打ち消されるように、第１光学調整手段によって光学補償素子を回転させることが可能である。よって、コントラストの低下や視野角の縮小をより確実に防止することができる。
【００２４】
本発明のプロジェクタの他の態様では、前記一の表面及び前記他の表面の各々は、四辺形状を有しており、前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て、前記一の表面の一辺に対して垂直な方向に沿って、前記傾斜するように形成されている。
【００２５】
この態様によれば、第１板状光学部材の他の表面を、一の表面に対して傾斜するように容易に形成することができる。よって、製造コストの低減も可能となる。
【００２６】
本発明のプロジェクタの他の態様では、前記一の表面及び前記他の表面の各々は、四辺形状を有しており、前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て、前記一の表面の一辺に対して鋭角をなす方向に沿って、前記傾斜するように形成されている。
【００２７】
この態様によれば、第１板状光学部材の他の表面は、第１板状光学部材の一辺に対して例えば４５度の角度をなす方向に沿って傾斜するように形成されている。よって、液晶パネルの配向方向（言い換えれば、液晶分子がプレチルト角だけ傾斜する方位）が、液晶パネルの一辺に対して例えば４５度の角度をなす方向とされている場合には、第１板状光学部材及び液晶パネルを、第１板状光学部材の一の表面の一辺と液晶パネルの一辺とが互いに沿うように配置することで、第１光学異方性層の第１光軸と液晶パネルの明視方向（即ち、プレチルト角だけ傾斜した液晶分子の長軸に沿った方向或いはダイレクタ方向、言い換えれば、プレチルト方向）とを殆ど或いは完全に一致させることが可能となる。
【００２８】
本発明のプロジェクタの他の態様では、前記光学補償素子は、前記第１板状光学部材との間で前記第１光学異方性層を挟み込むように配置された第２板状光学部材を更に備え、前記第２板状光学部材の前記第１光学異方性層に対向する一の表面は、当該一の表面に対向する前記第２板状光学部材の他の表面に対して傾斜するように形成されている。
【００２９】
この態様によれば、第２板状光学部材は、典型的には、第１板状光学部材と同一形状を有している。即ち、第２板状光学部材は、典型的には、楔形状を有している。第１光学異方性層は、第１板状光学部材と第２板状光学部材との間に挟み込まれる。第１及び第２板状光学部材は、厚さの薄くなる方向（即ち、第１板状光学部材の他の表面が傾斜する方向及び第２板状光学部材の一の表面が傾斜する方向）が互いに反対になるように配置される。言い換えれば、第１及び第２板状光学部材は、第１板状光学部材の傾斜しない一の表面と第２板状光学部材の傾斜しない他の表面とは互いに沿うように（或いは略平行になるように）配置される。
【００３０】
よって、光学補償素子から出射される光が、光学補償素子に入射される光に対して傾いてしまうことを防止できる。即ち、第１板状光学部材に起因して生じる光の屈折と、第２板状光学部材に起因して生じる光の屈折とを互いに打ち消し合わせることができ、光が光学補償素子を通過する際における光の直進性を高めることができる。
【００３１】
更に、光学補償素子に入射される光は、第１板状光学部材或いは第２板状光学部材を通過した後に、第１光学異方性層に入射されるので、第１光学異方性層の劣化を抑制することができる、言い換えれば、光学補償素子の耐光性を高めることができる。
【００３２】
本発明のプロジェクタの他の態様では、前記光学補償素子を前記液晶パネルの基板面に対して傾斜させることが可能な第２光学調整手段を更に備える。
【００３３】
この態様によれば、第１光学補償層の第１光軸が液晶パネルの明視方向により確実に一致するように、第２光学調整手段によって光学補償素子を液晶パネルの基板面に対して傾斜させることができる。即ち、第１光軸が液晶パネルの明視方向に一致するように微調整することが可能となる。
【００３４】
本発明のプロジェクタの他の態様では、前記第１光軸と前記液晶パネルの明視方向とが一致している。
【００３５】
この態様によれば、液晶において生じる光の位相差を良好に補償することができ、コントラストの低下や視野角の縮小をより確実に防止することができる。尚、本発明に係る「一致している」とは、液晶において生じる光の位相差を、製品仕様上で許容される程度に補償するのに十分な範囲で第１光軸が液晶パネルの明視方向に近ければよい趣旨であり、即ち、第１光軸と液晶パネルの明視方向とが文字通り一致している場合の他、第１光軸と液晶パネルの明視方向とが実質的に一致している場合を含む意味である。
【００３６】
本発明のプロジェクタの光学補償方法は上記課題を解決するために、光を出射する光源と、一対の基板間に液晶が挟持されてなり前記光を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板間に配置され、（i）一の表面と、該一の表面に対向すると共に前記一の表面に対して傾斜する他の表面とを有する第１板状光学部材と、（ii）前記他の表面に形成され、負の屈折率異方性を有すると共に光軸として前記他の表面の法線に沿った第１光軸を有する第１光学異方性層と、（iii）前記一の表面に形成され、正又は負の屈折率異方性を有すると共に光軸として前記一の表面に沿った第２光軸を有する第２光学異方性層とを有する光学補償素子とを備えたプロジェクタの光学補償方法であって、前記光学補償素子の前記一の表面を前記液晶パネルの基板面に対して傾斜させる傾斜調整ステップと、前記光学補償素子を前記液晶パネルの基板面法線方向の軸回りに回転させる回転調整ステップとを含む。
【００３７】
本発明のプロジェクタの光学補償方法によれば、光学補償素子を傾斜させる傾斜調整ステップによって、液晶において生じる光の位相差（つまり、液晶分子がプレチルト角だけ傾斜していることに起因する光の位相差）を容易に補償することができる。更に、光学補償素子を回転させる回転調整ステップによって、例えば一対の偏光板に起因して生ずる光の位相差を容易に補償することができる。この結果、高コントラストで高品位な表示を得ることができる。
【００３８】
本発明の液晶装置は上記課題を解決するために、一対の基板間に液晶が挟持されてなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板間に配置され、（i）一の表面と、該一の表面に対向すると共に前記一の表面に対して傾斜する他の表面とを有する第１板状光学部材と、（ii）前記他の表面に形成され、負の屈折率異方性を有すると共に光軸として前記他の表面の法線に沿った第１光軸を有する第１光学異方性層と、（iii）前記一の表面に形成され、正又は負の屈折率異方性を有すると共に光軸として前記一の表面に沿った第２光軸を有する第２光学異方性層とを有する光学補償素子とを備える。
【００３９】
本発明の液晶装置によれば、液晶において生じる光の位相差を光学補償素子が有する第１光学異方性層によって補償することができ、更に、例えば一対の偏光板に起因して生ずる光の位相差を光学補償素子が有する第２光学異方性層によって補償することができる。よって、高コントラストで高品位な表示を得ることができる。
【００４０】
本発明の液晶装置の他の態様では、前記一の表面及び他の表面の各々は、四辺形状を有しており、前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て前記一の表面の一辺に対して垂直な方向に沿って、前記傾斜するように形成されている。
【００４１】
この態様によれば、第１板状光学部材の他の表面を、一の表面に対して傾斜するように容易に形成することができる。
【００４２】
本発明の液晶装置の他の態様では、前記一の表面及び他の表面の各々は、四辺形状を有しており、前記他の表面は、前記一の表面の法線方向から見て、前記一の表面の一辺に対して鋭角をなす方向に沿って、前記傾斜するように形成されている。
【００４３】
この態様によれば、例えば光学調整手段によって光学補償素子を殆ど或いは全く回転させることなく、コントラストの低下や視野角の縮小を防止することができる。
【００４４】
本発明の液晶装置の他の態様では、前記光学補償素子は、前記第１板状光学部材との間で前記第１光学異方性層を挟み込むように配置された第２板状光学部材を更に備え、前記第２板状光学部材の前記光学異方性層に対向する一の表面は、当該一の表面に対向する前記第２板状光学部材の他の表面に対して傾斜するように形成されている。
【００４５】
この態様によれば、光学補償素子から出射される光が、光学補償素子に入射される光に対して傾いてしまうことを防止できる。更に、光学補償素子に入射される光は、第１板状光学部材或いは第２板状光学部材を通過した後に、第１光学異方性層に入射されるので、第１光学異方性層の劣化を抑制することができる。
【００４６】
本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１光軸と前記液晶パネルの明視方向とが一致している。
【００４７】
この態様によれば、液晶において生じる光の位相差を良好に補償することができ、コントラストの低下や視野角の縮小をより確実に防止することができる。
【００４８】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
本実施形態に係るプロジェクタについて、図１から図７を参照して説明する。
【００５０】
先ず、本実施形態に係るプロジェクタの全体構成について、図１を参照して説明する。
【００５１】
図１は、第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成図である。尚、本実施形態では、３つの液晶ライトバルブが設けられた３板式のプロジェクタについて説明するが、プロジェクタに設けられる液晶ライトバルブの数は３つに限られず、２つや４つ以上であってもよい。
【００５２】
図１において、プロジェクタ１０は、前方に設けられたスクリーン１１に映像を投射する前方投影型のプロジェクタである。プロジェクタ１０は、光源１２と、ダイクロイックミラー１３及び１４と、本発明に係る「液晶装置」の一例としての液晶ライトバルブ１５、１６及び１７と、投射光学系１８と、クロスダイクロイックプリズム１９と、リレー系２０とを備えている。
【００５３】
光源１２は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー１３は、光源１２からの赤色光ＬＲを透過させるとともに緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢを反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー１４は、ダイクロイックミラー１３で反射された緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢのうち青色光ＬＢを透過させるとともに緑色光ＬＧを反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー１３及び１４は、光源１２から出射された光を赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する色分離光学系を構成する。ダイクロイックミラー１３と光源１２との間には、インテグレータ２１及び偏光変換素子２２が光源１２側から順に配置されている。インテグレータ２１は、光源１２から照射された光の照度分布を均一化する。偏光変換素子２２は、光源１２からの光を例えばｓ偏光のような特定の振動方向を有する偏光に変換する。
【００５４】
液晶ライトバルブ１５は、ダイクロイックミラー１３を透過して反射ミラー２３で反射した赤色光ＬＲを画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ１５は、液晶パネル１５ｃ、光学補償素子１５ａ、偏光板１５ｂ及び１５ｄを備えている。
【００５５】
ここで、液晶ライトバルブ１５に入射した赤色光ＬＲは、偏光板１５ｂを透過して例えばｓ偏光に変換される。液晶パネル１５ｃは、入射したｓ偏光を画像信号に応じた変調によってｐ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する。更に、偏光板１５ｄは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。従って、液晶ライトバルブ１５は、画像信号に応じて赤色光ＬＲを変調し、変調した赤色光ＬＲをクロスダイクロイックプリズム１９に向けて射出する構成となっている。
【００５６】
液晶ライトバルブ１６は、ダイクロイックミラー１３で反射した後にダイクロイックミラー１４で反射した緑色光ＬＧを、画像信号に応じて緑色光ＬＧを変調し、変調した緑色光ＬＧをクロスダイクロイックプリズム１９に向けて射出する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ１６は、液晶ライトバルブ１５と同様に、液晶パネル１６ｃ、光学補償素子１６ａ、偏光板１６ｂ及び１６ｄを備えている。
【００５７】
液晶ライトバルブ１７は、ダイクロイックミラー１３で反射し、ダイクロイックミラー１４を透過した後でリレー系２０を経た青色光ＬＢを画像信号に応じて変調し、変調した青色光ＬＢをクロスダイクロイックプリズム１９に向けて射出する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ１７は、液晶ライトバルブ１５及び１６と同様に、液晶パネル１７ｃ、光学補償素子１７ａ、偏光板１７ｂ及び１７ｄを備えている。
【００５８】
リレー系２０は、リレーレンズ２４ａ及び２４ｂと反射ミラー２５ａ及び２５ｂとを備えている。リレーレンズ２４ａ及び２４ｂは、青色光ＬＢの光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。リレーレンズ２４ａは、ダイクロイックミラー１４と反射ミラー２５ａとの間に配置されている。リレーレンズ２４ｂは、反射ミラー２５ａ及び２５ｂの間に配置されている。反射ミラー２５ａは、ダイクロイックミラー１４を透過してリレーレンズ２４ａから出射した青色光ＬＢをリレーレンズ２４ｂに向けて反射するように配置されている。反射ミラー２５ｂは、リレーレンズ２４ｂから出射した青色光ＬＢを液晶ライトバルブ１７に向けて反射するように配置されている。
【００５９】
クロスダイクロイックプリズム１９は、２つのダイクロイック膜１９ａ及び１９ｂをＸ字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜１９ａは青色光ＬＢを反射して緑色光ＬＧを透過する。ダイクロイック膜１９ｂは赤色光ＬＲを反射して緑色光ＬＧを透過する。従って、クロスダイクロイックプリズム１９は、液晶ライトバルブ１５、１６及び１７の各々で変調された赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとを合成し、投射光学系１８に向けて射出するように構成されている。投射光学系１８は、投影レンズ（図示省略）を有しており、クロスダイクロイックプリズム１９で合成された光をスクリーン１１に投射するように構成されている。
【００６０】
尚、赤色用及び青色用の液晶ライトバルブ１５及び１７にλ／２位相差板を設け、これらの液晶ライトバルブ１５及び１７からクロスダイクロイックプリズム１９に入射する光をｓ偏光とし、液晶ライトバルブ１６にはλ／２位相差板を設けない構成として液晶ライトバルブ１６からクロスダイクロイックプリズム１９に入射する光をｐ偏光とする構成も採用できる。クロスダイクロイックプリズム１９に入射する光を異なる種類の偏光とすることで、ダイクロイック膜１９ａ及び１９ｂの反射特性を考慮して最適化された色合成光学系を構成できる。一般に、ダイクロイック膜１９ａ及び１９ｂはｓ偏光の反射特性に優れているので、上述したようにダイクロイック膜１９ａ及び１９ｂで反射される赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢをｓ偏光とし、ダイクロイック膜１９ａ及び１９ｂを透過する緑色光ＬＧをｐ偏光とするとよい。
【００６１】
次に、本実施形態に係るプロジェクタが備える液晶パネルの構成について、図２を参照して説明する。
【００６２】
図２（ａ）は、液晶パネルの全体構成図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＨ−Ｈ'線断面図である。尚、液晶ライトバルブ１５、１６及び１７は、変調する光の波長領域が異なるだけであって、その基本的構成は同一である。従って、以下では、液晶パネル１５ｃとこれを備えた液晶ライトバルブ１５とを例示して説明する。
【００６３】
図２に示すように、液晶パネル１５ｃは、互いに対向して配置された対向基板３１とＴＦＴアレイ基板３２とを備え、シール材３３を介して両者を貼り合わせた構成である。対向基板３１、ＴＦＴアレイ基板３２及びシール材３３に囲まれた領域内に、液晶層３４が封入されている。液晶層３４は、負の誘電率異方性を有する液晶からなる。液晶パネル１５ｃは、液晶分子が配向膜４３及び９８の間で所定の傾き（プレチルト角）を有して垂直配向した構成である。
【００６４】
液晶パネル１５ｃは、ＴＦＴアレイ基板３２、対向基板３１及びシール材３３で区画された領域に封止された液晶層３４を有している。液晶パネル１５ｃのうちシール材３３の形成領域の内側には、周辺見切りとなる遮光膜５３が形成されている。シール材３３の外周側の角部には、ＴＦＴアレイ基板３２と対向基板３１との電気的導通をとるための基板間導通材５７が配設されている。
【００６５】
ＴＦＴアレイ基板３２のうち平面視でシール材３３の形成領域の外側となる領域に、データ線駆動回路７１及び外部回路実装端子７５と、２個の走査線駆動回路７３とが形成されている。更に、ＴＦＴアレイ基板３２の上記領域には、複数の画素電極４２が配列された画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路７３の間を接続するための複数の配線７４も形成されている。データ線駆動回路７１及び走査線駆動回路７３をＴＦＴアレイ基板３２上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板３２の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続してもよい。
【００６６】
図２（ｂ）に示すように、対向基板３１は、平面的に配列された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズ基板（集光基板）である。対向基板３１は、基板９２と、樹脂層９３と、カバーガラス９４とを主体として構成されている。
【００６７】
基板９２及びカバーガラス９４は、ガラス等からなる透明基板であり、石英やホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス（青板ガラス）、クラウンガラス（白板ガラス）等からなる基板を用いることもできる。基板９２の液晶層３４側（図中、下面側）には、複数の凹部（マイクロレンズ）９５が形成されている。マイクロレンズ９５は、液晶層３４と反対側から基板９２に入射する光を集光して液晶層３４側に射出する。
【００６８】
樹脂層９３は、基板９２のマイクロレンズ９５上に充填された樹脂材料からなる層であり、光を透過可能な樹脂材料、例えばアクリル系樹脂等を用いて形成される。樹脂層９３は、基板９２の一面側を覆い、マイクロレンズ９５の凹状の内部を充填するように設けられている。樹脂層９３の上面は平坦面とされ、かかる平坦面にカバーガラス９４が貼り付けられている。
【００６９】
対向基板３１の液晶層３４側の面には、遮光膜３５と、共通電極９７と、配向膜９８とが形成されている。遮光膜３５は平面視略格子状を成してカバーガラス９４上に形成されている。マイクロレンズ９５は、遮光膜３５の間に位置して、液晶パネル１５ｃの画素領域（画素電極４２の形成領域）に平面視で重なる領域にそれぞれ配置されている。配向膜９８は液晶層３４を構成する液晶分子を基板面に対して略垂直に配向させる垂直配向膜であり、例えば、斜方蒸着により柱状構造を有して形成されたシリコン酸化物膜や、配向処理を施されたポリイミド膜等からなるものである。
【００７０】
ＴＦＴアレイ基板３２は、ガラスや石英等からなる透明の基板４１と、基板４１の液晶層３４側面に形成された画素電極４２と、画素電極を駆動するＴＦＴ４４と、配向膜４３とを主体として構成されている。
【００７１】
図２（ａ）に示すように、画素電極４２は、例えばＩＴＯ等の透明導電材料からなる平面視略矩形状の導電膜であり、基板４１上に平面視マトリクス状に配列され、平面視でマイクロレンズ９５と重なる領域に形成されている。
【００７２】
ＴＦＴ４４は、図示を簡略化しているが、画素電極４２の各々に対応して基板４１上に形成されており、通常は平面視で対向基板３１側の遮光膜３５と重なる領域（即ち、非表示領域或いは遮光領域）に配置されている。
【００７３】
画素電極４２を覆って形成された配向膜４３は、先の配向膜９８と同様に、斜方蒸着により形成されたシリコン酸化物膜等からなる垂直配向膜である。
【００７４】
配向膜４３及び９８は、互いの配向方向（柱状構造物の配向方向）が平面視でほぼ平行になるように形成されており、液晶層３４を構成する液晶分子を基板面に対して所定の傾きを有してほぼ垂直に配向させるとともに、液晶分子の傾き方向を基板面方向で一様なものとするべく機能する。
【００７５】
尚、基板４１の液晶層３４側の表面のうち平面視でシール材３３の形成領域の内側となる領域には、画素電極４２やＴＦＴ４４を接続するデータ線（図示省略）や走査線（図示省略）が形成されている。データ線及び走査線は、平面視で遮光膜３５と重なる領域に形成されている。そして、遮光膜３５やＴＦＴ４４、データ線、走査線によって縁取られた領域が液晶パネル１５ｃの画素領域とされる。そして、複数の画素領域が平面視マトリクス状に配列されて画像表示領域を構成している。
【００７６】
次に、本実施形態に係るプロジェクタが備える光学補償素子について、図３から図７を参照して説明する。
【００７７】
図３は、液晶ライトバルブの構成を示す説明図である。図４は、液晶ライトバルブの各構成部材の光学軸配置を示す図である。図５は、本実施形態に係るプロジェクタの具体的構成例を示す斜視図である。図６は、本実施形態に係る光学補償素子の構成を示す斜視図である。
【００７８】
図３に示すように、液晶ライトバルブ１５は、図２を参照して上述した液晶パネル１５ｃと、液晶パネル１５ｃの対向基板３１の外側に配置された偏光板１５ｂと、ＴＦＴアレイ基板３２の外側に配置された光学補償素子１５ａと、光学補償素子１５ａの外側に配置された偏光板１５ｄとを備えている。
【００７９】
尚、本実施形態に係る液晶ライトバルブ１５では、偏光板１５ｂが配置された側（図３中、上側）が光入射側であり、偏光板１５ｄが配置された側（図３中、下側）が光射出側である。
【００８０】
図３において、液晶パネル１５ｃの液晶層３４を挟持して対向する配向膜４３及び９８は、例えば基板法線方向から５０°程度ずれた斜め方向からシリコン酸化物を蒸着して形成されている。膜厚はいずれも４０ｎｍ程度である。図３の配向膜４３及び９８に付した矢印により表される配向方向４３ａ及び９８ａは、形成時の蒸着方向のうち基板面内の方向に一致している。配向膜４３における配向方向４３ａと配向膜９８における配向方向９８ａとは互いに平行である。
【００８１】
液晶層３４を構成する液晶分子５１は、配向膜４３及び９８の配向規制力によって、基板法線から２°〜１０°程度傾いた状態で配向すると共に、液晶分子５１のダイレクタ（或いは長軸）の方向（即ち、プレチルト方向Ｐ）が基板法線方向から見て配向方向４３ａ及び９８ａに沿った方向となるように配向している。
【００８２】
偏光板１５ｂ及び１５ｄは、いずれも、染色されたＰＶＡ（ポリビニルアルコール）からなる偏光素子１５１を、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）からなる２枚の保護膜１５２で挟み込んだ三層構造を備えている。
【００８３】
図４及び図５に示すように、偏光板１５ｂの透過軸１５１ｂと、偏光板１５ｄの透過軸１５１ｄとは直交して配置されている。透過軸１５１ｂ及び１５１ｄの方向は、液晶パネル１５ｃの配向膜４３の配向方向４３ａに対して平面視で約４５°ずれた方向となっている。
【００８４】
図３に加えて図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、光学補償素子１５ａは、第１板状光学部材５１１と、第２板状光学部材５１２と、第１光学異方性層５１３と、第２光学異方性層５１４とを備えている。
【００８５】
図６（ａ）において、第１板状光学部材５１１は、例えば板状のガラスからなる。第１板状光学部材５１１の表面５１１ａは、当該表面５１１ａに対向する第１板状光学部材５１１の表面５１１ｂに対して、角度βだけ傾斜している。角度βは、液晶のプレチルト角に応じて設定されており、例えば２°〜１０°に設定されている。つまり、第１板状光学部材５１１は、傾斜するように形成された表面５１１ａと、傾斜しない表面５１１ｂとを有する楔形状に形成されている。第１板状光学部材５１１の傾斜しない表面５１１ｂにおける辺５１１ｂ１と約９０°の角度をなす方位５１１ｃに沿って表面５１１ｂに垂直に切った断面は、台形をなす。言い換えれば、表面５１１ａは、傾斜しない表面５１１ｂの辺５１１ｂ１と約９０°の角度をなす方位５１１ｃに沿って傾斜している。
【００８６】
尚、辺５１１ｂ１は、本発明に係る「一の表面の一辺」の一例である。
【００８７】
第２板状光学部材５１２は、第１板状光学部材５１１と同様に、例えば板状のガラスからなり、第１板状光学部材５１１と同一形状を有している。即ち、第２板状光学部材５１２の表面５１２ａは、当該表面５１２ａに対向する第２板状光学部材５１２の表面５１２ｂに対して、角度βだけ傾斜している。つまり、第２板状光学部材５１２は、傾斜するように形成された表面５１２ａと、傾斜しない表面５１２ｂとを有する楔形状に形成されている。第２板状光学部材５１２の傾斜しない表面５１２ｂにおける辺５１２ｂ１と約９０°の角度をなす方位に沿って表面５１２ｂに垂直に切った断面は、台形をなす。
【００８８】
第１板状光学部材５１１と第２板状光学部材５１２とは、第１板状光学部材５１１の傾斜するように形成された表面５１１ａと第２板状光学部材５１２の傾斜するように形成された表面５１２ａとが互いに対向するように、且つ、厚さが薄くなる方向が互いに反対になるように配置されている。
【００８９】
第１光学異方性層５１３は、例えばフィルム状の有機化合物からなる負の一軸性の位相差板（即ち、Ｃプレート）からなり、第１板状光学部材５１１と第２板状光学部材５１２との間に挟み込まれている。よって、第１光学異方性層５１３の光軸５１３ｐは、第１板状光学部材５１１の表面５１１ａの法線方向５１１ａｎに沿っている。第１光学異方性層５１３は、第１板状光学部材５１１の表面５１１ａと第２板状光学部材５１２の表面５１２ａとに例えば接着剤によって貼り付けられている。尚、第１光学異方性層５１３は、ディスコティック液晶を用いたＣプレートであってもよいし、無延伸のセルロースエステルフィルム（例えば、無延伸のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、無延伸のセルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等）、二軸延伸したノルボルネン系樹脂等を用いた光学フィルムであってもよい。
【００９０】
図３において、光学補償素子１５ａの側方に、第１光学異方性層５１３の平均的な屈折率楕円体２５５ａを模式的に示している。この図において、ｎｘ及びｎｙはそれぞれ第１光学異方性層５１３の面方向（即ち、第１板状光学部材５１１の表面５１１ａに沿った方向）の主屈折率を示しており、ｎｚは厚さ方向（即ち、第１板状光学部材５１１の表面５１１ａの法線方向５１１ａｎ）の主屈折率を示している。本実施形態では、主屈折率ｎｘ、ｎｙ及びｎｚは、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚなる関係を満たす構成とされている。即ち、厚さ方向の屈折率ｎｚが他の方向の屈折率より小さく、屈折率楕円体では円盤型となる。この屈折率楕円体は、第１光学異方性層５１３の主表面（即ち、第１板状光学部材５１１の表面５１１ａに沿った表面）に対して平行に配向されており、第１光学異方性層５１３の光軸５１３ｐ（屈折率楕円体の短軸方向）は、主表面の法線方向（即ち、第１板状光学部材５１１の表面５１１ａの法線方向５１１ａｎ）と平行になっている。
【００９１】
図６（ａ）において、第２光学異方性層５１４は、例えばフィルム状の有機化合物からなる正の一軸性の位相差板（即ち、Ａプレート）からなり、第１板状光学部材５１１の表面５１１ｂに形成されている。第２光学異方性層５１４の光軸５１４ｄは、第１板状光学部材５１１の表面５１１ｂに沿っており、更に、辺５１１ｂ１と角度γをなす方向に沿っている。
【００９２】
図５に示すように、角度γは、光学補償素子１５ａがプロジェクタ内に配置された状態において、第２光学異方性層５１４の光軸５１４ｄが偏光板１５ｂの透過軸１５１ｂに沿う角度として設定され、本実施形態では約４５°である。
【００９３】
尚、角度γは、光学補償素子１５ａがプロジェクタ内に配置された状態において、第２光学異方性層５１４の光軸５１４ｄが第２の偏光板１５ｄの透過軸１５１ｄに沿う角度として設定されてもよい。この場合には、角度γは、約１３５°となる。
【００９４】
尚、第２光学異方性層５１４は、Ａプレートに限られるものではなく、二軸プレートからなるようにしてもよい。
【００９５】
尚、Ａプレートは、主屈折率ｎｘ、ｎｙ及びｎｚが、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚなる関係を満たす光学フィルムであり、棒状液晶性化合物、１軸延伸ポリマー（例えば、ポリカーボネート等）等を用いて作製することができる。二軸プレートは、主屈折率ｎｘ、ｎｙ及びｎｚが、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚなる関係を満たす光学フィルムであり、延伸セルロースエステル（例えば、延伸セルロースアセテートプロピオネート（延伸ＣＡＰ）、トリアセチルセルロース（延伸ＴＡＣ）等）等を用いて作製することができる。
【００９６】
図５に示すように、光学補償素子１５ａは、表面５１１ａが傾斜する方位５１１ｃが配向方向４３ａに沿うように、且つ、第２光学異方性層５１４の光軸５１４ｄが偏光板１５ｂの透過軸１５１ｂに沿うように配置されている。本実施形態では、液晶パネル１５ｃの配向方向４３ａは、プロジェクタ内における水平方向（即ち、プロジェクタの底面における一の方向）に対して４５°の角度をなす方向とされている。このため、光学補償素子１５ａは、その一辺（より具体的には、図６を参照して上述した表面５１１ｂにおける辺５１１ｂ１に隣接する辺）がプロジェクタにおける水平方向に対して４５°の角度をなすように配置されている。
【００９７】
図４及び図５において、光学補償素子１５ａは、光学調整部８０によって、回転軸８１ａ及び８２ａの各々の回りに回転可能に構成されている。尚、光学調整部８０は、本発明に係る「第１光学調整手段」及び「第２光学調整手段」の一例である。
【００９８】
回転軸８１ａは、液晶パネル１５ｃの基板面の法線方向から見て、液晶パネル１５ｃにおける配向方向４３ａ（９８ａ）と直交する方向に沿った軸である。光学調整部８０は、光学補償素子１５ａを回転軸８１ａの回りに回転させることで、液晶パネル１５ｃの基板面に対して第１光学異方性層５１３（図４或いは図６参照）が傾斜する傾斜角を調整することが可能に構成されている。より具体的には、光学調整部８０は、光学補償素子１５ａを回転軸８１ａの回りに角度θ１だけ回転させることで、第１光学異方性層５１３を液晶パネル１５ｃの基板面に対して角度βと角度θ１との和である角度（β＋θ１）だけ傾斜させることが可能に構成されている。
【００９９】
回転軸８２ａは、液晶パネル１５ｃの法線方向（言い換えれば、第１板状光学部材５１１の表面５１１ｂの法線方向）に沿った軸である。光学調整部８０は、光学補償素子１５ａを回転軸８２ａの回りに角度θ２だけ回転させることで、第２光学異方性層５１４の光軸５１４ｄが偏光板１５ｂの透過軸１５１ｂとなす角度を角度θ２だけ変更或いは調整することが可能に構成されている。
【０１００】
次に、本実施形態に係るプロジェクタの作用効果について、図３から図６を参照して説明する。
【０１０１】
図３において、液晶パネル１５ｃに封入された液晶層３４は、光学的に正の一軸性を示すもので、液晶分子５１のダイレクタ方向の屈折率が他の方向の屈折率より大きくなっている。即ち、液晶層３４は、図３に平均的な屈折率楕円体２５０ａを示すように、ラグビーボール型の屈折率楕円体を有するものとなっている。ここで、液晶層３４の液晶分子５１はプレチルト方向Ｐに沿って斜めに配向しており、黒表示の際に残留位相差を生じ、また斜め方向から観察したときの楕円形状が異なるために視角依存の位相差を有する。この位相差が黒表示における光漏れの原因となり、液晶パネルのコントラスト比を低下させることになる。
【０１０２】
しかるに、図３から図６において、本実施形態に係るプロジェクタによれば、光学補償素子１５ａを備えているので、当該プロジェクタの動作時に、光源１２から出射された光が、液晶ライトバルブ１５における、プレチルト方向Ｐに沿って斜めに配向した（即ち、液晶パネル１５ｃの基板面の法線方向に対してプレチルト角だけ傾斜した）液晶分子５１から構成される液晶層３４や偏光板１５ｂ及び１５ｄ、マイクロレンズ９５等を通過することで発生する光の位相差を、光学補償素子１５ａが有する第１光学異方性層５１３及び第２光学異方性層５１４によって補償することができる。
【０１０３】
より具体的には、図３において、光学補償素子１５ａが有する第１光学異方性層５１３は光学的に負の一軸性を示すものであるから、第１光学異方性層５１３の光軸５１３ｐ（即ち、円盤型の屈折率楕円体２５５ａのｚ方向の光軸）を、液晶層３４における屈折率楕円体２５０ａの光軸２５１ａと平行に配置すれば、光学的な正負が逆になって、液晶パネル１５ｃにおける複屈折効果を打ち消すことができる。
【０１０４】
そこで本実施形態では、図６を参照して上述したように、第１光学異方性層５１３は、楔形状に形成された第１板状光学部材５１１の傾斜した表面５１１ａに形成され、第１光学異方性層５１３の光軸５１３ｐが液晶層３４を構成する液晶分子５１のプレチルト方向Ｐと略一致するように、第１光学異方性層５１３が、液晶パネル１５ｃの基板面と平行な位置から、角度βだけ傾斜して配置されている。これにより、液晶パネル１５ｃにおいて生じる位相差を三次元的に補償することが可能になる。つまり、第１光学異方性層５１３の光軸５１３ｐが、プレチルト角だけ傾斜した液晶分子５１のプレチルト方向Ｐに沿うように、光学補償素子１５ａが配置されることで、第１光学異方性層５１３と液晶層３４との光学的な正負が互いに逆になり、第１光学異方性層５１３によって液晶において生じる位相差を打ち消すことができる。
【０１０５】
更に、第２光学異方性層５１４の光軸５１４ｄが、偏光板１５ｂの透過軸１５１ｂに沿うように、光学補償素子１５ａが配置されることで、第２光学異方性層５１４によって偏光板１５ｂ及び１５ｄに起因して生する光の位相差やマイクロレンズ９５の回折の影響による光の位相差を補償することができる。
【０１０６】
加えて、図４及び図５において、本実施形態では特に、光学調整部８０を備えているので、光学調整部８０によって、光学補償素子１５ａを回転軸８２ａの回りに回転させることで、偏光板１５ｂ及び１５ｄに起因する位相差やマイクロレンズ９５の回折の影響による位相差をより確実に補償することができる。特に、偏光板の保護膜１５２は面内で光軸がばらついているため、保護膜１５２の影響により画像表示領域内で輝度ムラが生じ得るが、第２光学異方性層１５４によりコントラストだけでなく上述の如き輝度ムラも抑えることができる。
【０１０７】
尚、光学調整部８０によって、光学補償素子１５ａを回転軸８１ａの回りに回転させることで、光学補償素子１５ａを傾斜させてもよい。この場合には、液晶パネル１５ｃにおける配向方向４３ａと、第１光学異方性層５１３の光軸５１３ｐとが、液晶パネル１５ｃの基板の法線方向から見て平行に保持されたまま、光軸５１３ｐとプレチルト方向Ｐとを一致させるように調整することができ、極めて容易に最適な表示を得ることができる。
【０１０８】
更に加えて、本実施形態では特に、図６を参照して上述したように、第１光学異方性層５１３及び第２光学異方性層５１４は、楔形状を有する第１板状光学部材５１１の表面５１１ａ及び５１１ｂに夫々形成されることで１つの光学補償素子１５ａを構成している。よって、仮に第１光学異方性層５１３及び第２光学異方性層５１４を互いに異なる（別個の）ガラス基板に夫々形成することで２つの光学補償素子として構成した場合と比較して、プロジェクタ内に配置するためのスペースが少なくて済む（即ち、省スペース化を図ることができる）。従って、プロジェクタ内に第１光学異方性層５１３及び第２光学異方性層５１４を１つの光学補償素子１５ａとして容易に配置することができる。
【０１０９】
光学補償素子１５ａによって上述の如き補償を行うことで、液晶パネル１５ｃを通過した光が出射側の偏光板１５ｄに対し、位相がずれた状態で入射するのを防止することができる。よって、出射側の偏光板１５ｄにおいて、本来通過させないはずの光が漏れる可能性は小さくなり、コントラストの低下や視野角の縮小を防止することができる。
【０１１０】
図６において、本実施形態では特に、光学補償素子１５ａは、第１板状光学部材５１１との間で第１光学異方性層５１３を挟み込むように配置されると共に、第１板状光学部材５１１と同様に楔形状を有する第２板状光学部材５１２を備えている。よって、光学補償素子１５ａから出射される光が、光学補償素子１５ａに入射される光に対して傾いてしまうことを防止できる。即ち、第１板状光学部材５１１に起因して生じる光の屈折と、第２板状光学部材５１２に起因して生じる光の屈折とを互いに打ち消し合わせることができ、光が光学補償素子１５ａを通過する際における光の直進性を高めることができる。
【０１１１】
更に、光学補償素子１５ａに入射される光は、第２板状光学部材５１２を通過した後に、第１光学異方性層５１３に入射されるので、第１光学異方性層５１３の劣化を抑制することができる、言い換えれば、光学補償素子１５ａの耐光性を高めることができる。また、本実施形態では、光学補償素子１５ａに入射される光は、第２板状光学部材５１２及び第１板状光学部材５１１を通過した後に、第２光学異方性層５１４に入射されるので、第２光学異方性層５１４の劣化を抑制することができる。
【０１１２】
本実施形態に係るプロジェクタにおける液晶ライトバルブ１５の光学調整は、光学調整部８０によって光学補償素子１５ａを回転軸８１ａ回りに回転させることで、液晶パネル１５ｃの基板面に対して第１光学補償層５１３が傾斜する傾斜角の調整を行う傾斜調整ステップと、光学調整部８０によって光学補償素子１５ａを回転軸８２ａ回りに回転させる回転調整ステップとにより実施することができる。
【０１１３】
図４及び図５において、傾斜調整ステップでは、回転軸８１ａを中心とする軸回りに光学補償素子１５ａを角度θ１だけ回転させて第１光学補償層５１３が傾斜する傾斜角を調整することで、第１光学異方性層５１３の光軸５１３ｐと、液晶層３４のプレチルト方向Ｐとを略一致させる。尚、第１光学補償層５１３が傾斜する傾斜角の大きさは、上述した角度（β＋θ１）である。これにより、液晶パネル１５ｃの基板面の法線に対してプレチルト角だけ傾斜して配向した液晶分子５１から構成された液晶層３４の位相差を三次元的に補償できる位置に第１光学異方性層５１３をより一層確実に配置することができる。
【０１１４】
回転調整ステップでは、回転軸８２ａを中心とする軸回りに光学補償素子１５ａを角度θ２だけ回転させて第２光学補償層５１４の光軸５１４ｄの方位を調整することで、偏光板１５ｂ及び１５ｄに起因する光の位相差や、マイクロレンズ９５の回折の影響により生じる光の位相差を補償することができる位置に光学補償素子１５ａを配置する。即ち、角度θ２を変化させることで第２光学異方性層５１４の光軸５１４ｄと、偏光板１５ｂ及び１５ｄや液晶パネル１５ｃの光軸との位置関係を変更し、第２光学異方性層５１４の位置を最適化することができる。
【０１１５】
尚、上述した回転調整ステップは、実際にコントラスト（又は黒表示の輝度）を測定しつつ実施することが好ましい。一般に、偏光板の保護膜１５２における面方向の光軸は一定の方向に設定されているわけではなく、更に同一の偏光板でも面内で光軸がばらついていることがある。そのため、光学補償素子１５ａを回転軸８２ａ回りに回転させる角度θ２を一定角度に設定することは困難であり、実際に最大コントラストが得られる位置、或いは黒レベルが最低になる位置をもって光学補償素子１５ａの最適位置とすればよい。
【０１１６】
次に、本発明の作用効果について、図７を参照して更に詳細に説明する。
【０１１７】
図７は、本発明の作用効果を説明するためのグラフである。
【０１１８】
図７のグラフは、第１光学異方性層５１３の傾斜角に対する液晶ライトバルブのコントラスト変化を示すグラフである。尚、第１光学異方性層５１３の傾斜角とは、第１光学異方性５１３が液晶パネル１５ｃの基板面に対して傾斜する角度であり、本実施形態では、上述したように、角度（β＋θ１）である。
【０１１９】
図７において、データＤ１に示すように、液晶分子５１（図３参照）のプレチルト角が２°〜５°の範囲内である場合（即ち、プレチルト角が小さい場合）には、第１光学異方性層５１３の傾斜角を６°とすれば、最大のコントラストが得られる。しかしながら、データＤ２に示すように、液晶分子５１のプレチルト角が６°〜９°の範囲内である場合（即ち、プレチルト角が大きい場合）には、第１光学異方性層５１３の傾斜角を１０°としなければ、最大のコントラストを得ることができない。よって、仮に、第１光学異方性層５１３を単に平板状の位相板として形成した場合には、プロジェクタ内に第１光学異方性層５１３を傾斜させるためのスペースが十分に確保されないために、第１光学異方性層５１３の傾斜角を１０°とすることができず、最大のコントラストを得ることができないおそれがある。
【０１２０】
しかるに、本実施形態に係る光学補償素子１５ａによれば、上述したように光学補償素子１５ａにおける第１光学異方性層５１３が光学補償素子１５ａの表面５１１ｂ（或いは表面５１２ｂ）に対して角度βだけ傾斜しているので、光学補償素子１５ａが傾斜する角度θ１が小さくても最大のコントラストを得ることができる。即ち、角度βが例えば６°に設定された光学補償素子１５ａによれば、データＤ１に示すようなプレチルト角が２°〜５°の範囲内である場合には、角度θ１を０°とすることで最大のコントラストを得ることができ、データＤ２に示すようなプレチルト角が６°〜９°の範囲内である場合には、角度θ１を４°とすることで最大のコントラストを得ることができる。言い換えれば、最大のコントラストを得るための角度θ１を角度β分だけ小さくすることができる。つまり、本実施形態に係る光学補償素子１５ａによれば、仮に第１光学異方性層５１３を単に平板状の位相板として形成した場合と比較して、光学補償素子１５ａが傾斜する角度θ１を小さくし或いは無くしつつ、コントラストを高めることができる。よって、プロジェクタ内に光学補償素子１５ａを傾斜させるためのスペースを殆ど或いは全く設けなくてもよい。このため、プロジェクタの小型化も可能となる。
【０１２１】
更に、光学補償素子１５ａを液晶パネル１５ｃの基板面に対して傾斜させる角度θ１を小さくすることができるので、液晶パネル１５ｃの放熱性を高めることができる。即ち、プロジェクタ１０（図１参照）の筺体内に配置された液晶パネル１５ｃを冷却するための冷却空気の流れを、光学補償素子１５ａが液晶パネル１５ｃの基板面に対して傾斜して配置されることで妨げてしまうことを低減或いは防止できる。
【０１２２】
加えて、液晶分子５１が液晶パネル１５ｃの基板面の法線方向となす角度であるプレチルト角を大きくすることが可能となる。よって、液晶分子５１の応答速度の向上やリバースチルトドメインの低減も可能となる。
【０１２３】
尚、本実施形態では、液晶ライトバルブ１５の構成として、液晶パネル１５ｃの光射出側に光学補償素子１５ａが配置された場合について説明したが、光学補償素子１５ａは、液晶パネル１５ａの光入射側に配置されてもよい。また、本実施形態では、第２光学異方性層５１４が第１光学異方性層５１３に対して光出射側に配置された場合について説明したが、第２光学異方性層５１４は、第１光学異方性層５１３に対して光入射側に配置されてもよい。
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るプロジェクタについて、図８及び図９を参照して説明する。
【０１２４】
先ず、本実施形態に係るプロジェクタが備える光学補償素子の構成について、図８を参照して説明する。
【０１２５】
図８は、第２実施形態に係る光学補償素子の構成を示す斜視図であり、図８（ａ）は、第２実施形態に係る光学補償素子の分解斜視図であり、図８（ｂ）は、第２実施形態に係る光学補償素子の全体を示す斜視図である。尚、図８では、説明の便宜上、角度βを実際よりも大きくなるように図示している。図８において、図６に示した第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。
【０１２６】
本実施形態に係るプロジェクタは、上述した第１実施形態における光学補償素子１５ａに代えて光学補償素子１５ａ２を備えている点で、上述した第１実施形態に係るプロジェクタと異なり、その他の点については、上述した第１実施形態に係るプロジェクタと概ね同様に構成されている。
【０１２７】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、光学異方性素子１５ａ２は、第１板状光学部材５２１と、第２板状光学部材５２２と、第１光学異方性層５２３と、第２光学異方性層５２４とを備えている。
【０１２８】
第１板状光学部材５２１は、例えば板状のガラスからなり、第１板状光学部材５２１の表面５２１ａは、当該表面５２１ａに対向する第１板状光学部材５２１の表面５２１ｂに対して、角度βだけ傾斜している。つまり、第１板状光学部材５２１は、傾斜するように形成された表面５２１ａと、傾斜しない表面５２１ｂとを有する楔形状に形成されている。
【０１２９】
本実施形態では特に、第１板状光学部材５２１の傾斜しない表面５２１ｂにおける辺５２１ｂ１と約４５°の角度をなす方位５２１ｃに沿って表面５２１ｂに垂直に切った断面は、台形をなす。言い換えれば、表面５２１ａは、傾斜しない表面５２１ｂの辺５２１ｂ１と約４５°の角度をなす方位５２１ｃに沿って傾斜している。
【０１３０】
尚、辺５２１ｂ１は、本発明に係る「一の表面の一辺」の一例である。
【０１３１】
第２板状光学部材５２２は、例えば板状のガラスからなり、第１板状光学部材５２１と同一形状を有している。即ち、第２板状光学部材５２２の表面５２２ａは、当該表面５２２ａに対向する第２板状光学部材５２２の表面５２２ｂに対して、角度βだけ傾斜している。第２板状光学部材５２２の傾斜しない表面５２２ｂにおける辺５２２ｂ１と約４５度をなす方位に沿って表面５２２ｂに垂直に切った断面は、台形をなす。
【０１３２】
第１板状光学部材５２１と第２板状光学部材５２２とは、第１板状光学部材５２１の傾斜するように形成された表面５２１ａと第２板状光学部材５２２の傾斜するように形成された表面５２２ａとが互いに対向するように、且つ、厚さの薄くなる方向が互いに反対になるように配置されている。
【０１３３】
第１光学異方性層５２３は、例えばフィルム状の有機化合物からなる負の一軸性の位相差板（即ち、Ｃプレート）からなり、第１板状光学部材５２１と第２板状光学部材５２２との間に挟み込まれている。よって、光学異方性層５２３の光軸５２３ｐは、第１板状光学部材５２１の表面５２１ａの法線方向５２１ａｎに沿っている。
【０１３４】
第２光学異方性層５２４は、例えばフィルム状の有機化合物からなる正の一軸性の位相差板（即ち、Ａプレート）からなり、第１板状光学部材５２１の表面５２１ｂに形成されている。第２光学異方性層５２４の光軸５２４ｄは、第１板状光学部材５１１の表面５１１ｂに沿っており、更に、辺５２１ｂ１に対して垂直な方向（即ち、辺５２１ｂ１に対して約９０°の角度をなす方向）に沿っている。
【０１３５】
図９に示すように、光学補償素子１５ａ２は、表面５２１ａが傾斜する方位５２１ｃが配向方向４３ａに沿うように、且つ、第２光学異方性層５２４の光軸５２４ｄが偏光板１５ｂの透過軸１５１ｂに沿うように配置されている。このように配置されることで、第１光学異方性層５２３の光軸５２３ｐと液晶パネル１５ｃの明視方向とを略一致させることが可能となる。よって、液晶パネル１５ｃにおいて生じる位相差を第１光学異方性層５２３によって三次元的に補償することが可能になる。更に、このように配置されることで、第２光学異方性層５２４によって偏光板１５ｂ及び１５ｄに起因して生する光の位相差やマイクロレンズ９５の回折の影響による光の位相差を補償することができる。
【０１３６】
本実施形態では、液晶パネル１５ｃの配向方向４３ａは、プロジェクタ内における水平方向に対して約４５°の角度をなす方向とされている。
【０１３７】
本実施形態では特に、図８を参照して上述したように、光学補償素子１５ａ２の第１板状光学部材５２１における表面５２１ａが傾斜する方位である方位５２１ｃは、辺５２１ｂ１と約４５°の角度をなしている。よって、光学補償素子１５ａ２を、辺５２１ｂ１がプロジェクタにおける水平方向に沿うように配置することで、上述のように、表面５２１ａが傾斜する方位５２１ｃが配向方向４３ａに沿うように、且つ、第２光学異方性層５２４の光軸５２４ｄが偏光板１５ｂの透過軸１５１ｂに沿うように配置することができる。言い換えれば、光学補償素子１５ａ２の第１板状光学部材５２１における表面５２１ａが傾斜する方位である方位５２１ｃが、辺５２１ｂ１と約４５°の角度をなしているがゆえに、図５を参照して上述した第１実施形態における光学補償素子１５ａが、その一辺がプロジェクタにおける水平方向に対して約４５°の角度をなすように配置されるのとは異なり、光学補償素子１５ａ２をその一辺がプロジェクタにおける水平方向に沿うように配置することができる。このため、光学補償素子１５ａ２をプロジェクタ内において容易に安定して配置することが可能となる。或いは、光学補償素子１５ａ２を回転させるための機構を設けなくとも、光学補償素子１５ａをプロジェクタ内にいわば落とし込むだけで、光学補償素子１５ａのプロジェクタ内における位置決めをすることも可能となる。
【０１３８】
以上説明したように、第２実施形態に係るプロジェクタによれば、液晶において生じる光の位相差を光学補償素子１５ａ２が有する第１光学異方性層５２３によって補償することができ、更に、偏光板１５ｂ及び１５ｄに起因して生ずる光の位相差を光学補償素子１５ａ２が有する第２光学異方性層５２４によって補償することができる。よって、高コントラストで高品位な表示を得ることができる。更に、光学補償素子１５ａ２をプロジェクタ内において容易に安定して配置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成図である。
【図２】液晶パネルの全体構成図及びＨ−Ｈ'線断面図である。
【図３】液晶ライトバルブの構成を示す説明図である。
【図４】液晶ライトバルブの各構成部材の光学軸配置を示す図である。
【図５】第１実施形態に係るプロジェクタの具体的構成例を示す斜視図である。
【図６】第１実施形態に係る光学補償素子の構成を示す斜視図である。
【図７】作用効果を説明するためのグラフである。
【図８】第２実施形態に係る光学補償素子の構成を示す斜視図である。
【図９】第２実施形態に係るプロジェクタの具体的構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１０…プロジェクタ、１１…スクリーン、１２…光源、１５、１６、１７…液晶ライトバルブ、１５ａ…光学補償素子、１５ｂ、１６ｂ、１７ｂ、１５ｄ、１６ｄ、１７ｄ…偏光板、１５ｃ、１６ｃ、１７ｃ…液晶パネル、３１…対向基板、３２…ＴＦＴアレイ基板、４３ａ、９８ａ…配向方向、４３、９８…配向膜、５１…液晶分子、８１ａ…回転軸、８２ａ…回転軸、ＬＢ…青色光、ＬＧ…緑色光、ＬＲ…赤色光、Ｐ'…光軸、Ｐ…プレチルト方向、１５ａ、１５ａ２…光学補償素子、５１１、５２１…第１板状光学部材、５１３、５２３…第１光学異方性層、５１２、５２２…第２板状光学部材、５１４、５２４…第２光学異方性層
【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】
2009025541.tif 000009
【図８】
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【図９】
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