(57)【要約】【課題】ねじれネマチック型の液晶ライトバルブの視野角特性に起因する色むらを光学的に解決した液晶表示装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る液晶表示装置は、赤色光、緑色光及び青色光用のねじれネマチック型の液晶ライトバルブ３３，３４，３５を用いている。そして、クロスダイクロイックプリズム３７の反射膜３７ａ，３７ｂを透過する変調光を生成する液晶ライトバルブ（例えば緑色光用の液晶ライトバルブ３４）と、クロスダイクロイックプリズムの反射膜で反射されて透過する変調光を生成する他の二つの液晶ライトバルブ（例えば、赤色光用及び青色光用の液晶ライトバルブ３３，３５）とで、カイラル方向が異なるように組み合わせる。後者の二つの液晶ライトバルブの入射側又は出射側に配置されるλ／２位相差板３１，３２は、これら液晶ライトバルブのカイラル方向と逆の方向とされている。【選択図】図４
2009288554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された光を映像信号に基づいて光変調するねじれネマチック型の赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶ライトバルブと、これら液晶ライトバルブを照射する光源と、前記液晶ライトバルブにて光変調された赤色光、緑色光及び青色光の各映像光を合成するクロスダイクロイックプリズムと、前記液晶ライトバルブを通過する経路に設置された偏光回転用の位相差板とを備えた液晶表示装置において、
前記液晶ライトバルブのうちの一の液晶ライトバルブは、クロスダイクロイックプリズムの反射膜を透過する変調光を生成し、他の二つの液晶ライトバルブは、クロスダイクロイックプリズムの反射膜で反射されて透過する変調光を生成するように構成されるとともに、前記一の液晶ライトバルブと前記他の二つの液晶ライトバルブとではカイラル方向が異なるように組み合わされ、
前記位相差板は、前記他の二つの液晶ライトバルブを通過する経路にそれぞれ配置されるとともに、位相差板における光束の回転方向が前記他の二つの液晶ライトバルブのカイラル方向とは逆の方向となるように構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記位相差板は、λ／２位相差板であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶ライトバルブは、入射側及び出射側に偏光板を有し、前記位相差板は、その近傍に位置する前記液晶ライトバルブの偏光板と共に、共通の支持基板に積層されて支持されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記位相差板は、前記一の液晶ライトバルブを通過する経路には配置されず、他の二つの液晶ライトバルブを通過する経路にそれぞれ設置されていることを特徴とする請求項２又は３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記位相差板は、前記他の二つの液晶ライトバルブを通過する経路において、前記他の二つの液晶ライトバルブの入射側にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記位相差板は、前記他の二つの液晶ライトバルブを通過する経路において、前記他の二つの液晶ライトバルブの出射側にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記一の液晶ライトバルブは、緑色光用の液晶パネルであり、前記他の二つの液晶ライトバルブは、赤色光用の液晶パネル及び青色光用の液晶ライトバルブであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の液晶表示装置を用いたことを特徴とする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、ねじれネマチック型の赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶ライトバルブを備えた液晶表示装置及びこれを用いた液晶プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、投写型液晶映像表示装置の高輝度化、高コントラスト化と共に画質の向上が重要となってきており、特に白〜黒に至る全階調において、むらのない均一な表示が要求されている。特に３板式液晶表示装置においては、通常の配置によれば、特許文献１などに記載されているように、クロスダイクロイックプリズムにおいて直進透過する緑色光に対し、反射されて透過する赤色光及び青色光が合成されるため、ねじれネマチック型の液晶ライトバルブの視野角特性の影響で生じる輝度差が原因の色むらを生ずる。
【０００３】
この色むらの発生については、次のように解析される。図９は、これを説明するための３板式液晶表示装置における液晶ライトバルブ周りの図である。通常の３板式液晶表示装置においては、この図に示すように、クロスダイクロイックプリズム１０１を直進させる変調光を緑色光とし、クロスダイクロイックプリズム１０１の反射膜で反射させて透過する変調光を赤色光及び青色光としている。このために、クロスダイクロイックプリズム１０１には、赤色光用の反射膜１０１ａと青色光用の反射膜１０１ｂとがクロス状に形成されている。そして、緑色光用の液晶ライトバルブ１０２は、緑色光が両反射膜を直進して透過する位置に配置されている。また、赤色光用の液晶ライトバルブ１０３及び青色光用の液晶ライトバルブ１０４は、赤色光及び青色光が赤色光用の反射膜１０１ａ及び青色光用の反射膜１０１ｂで反射されて、緑色光と同一の方向に変換されて透過するように配置されている。このようにして、緑色光、赤色光及び青色光が合成されている。
【０００４】
また、各液晶ライトバルブ１０２，１０３，１０４は、図９に示すように、液晶パネル１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂの入射側及び出射側に偏光板１０２ａ，１０２ｃ，１０３ａ，１０３ｃ，１０４ａ，１０４ｃが配置されて構成されている。また、図示しないが特許文献２などに記載されているように、光源から液晶ライトバルブに至る経路における反射効率を向上させるために、光源から出射された光束は全てＳ偏光に変換されている。また、光源からＳ偏光光が照射されることを受けて、赤色光用の液晶ライトバルブ１０３及び青色光用の液晶ライトバルブ１０４の入射側にλ／２位相差板１０５，１０６がそれぞれ配置されている。これにより、Ｓ偏光の赤色光及び青色光がクロスダイクロイックプリズム１０１に入射されるので、クロスダイクロイックプリズム１０１における反射効率を向上させることができる。
【０００５】
このような従来の液晶表示装置において、液晶ライトバルブ１０２，１０３，１０４における液晶パネル１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂのカイラル方向については格別の配慮が払われていなかった。同様に、λ／２位相差板１０５，１０６における光束の回転方向についても格別の配慮が払われていなかった。このため、図１０に示すように、これら液晶パネル１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂのカイラル方向、及び、λ／２位相差板１０５，１０６における光束の回転方向は、通常は全てが同一方向に統一されていた。
【０００６】
また、一般に、液晶ライトバルブ１０２，１０３，１０４は、液晶パネル１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂのカイラル方向によりコントラストの低い明視方向とコントラストの高い暗視方向とが存在する。図９に示す液晶ライトバルブ１０２，１０３，１０４は、それぞれがカイラル方向左回りの液晶パネル１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂを有する。このようなカイラル方向左回りのねじれマチック型の液晶パネルにおいては、液晶ライトバルブ１０２，１０３，１０４の入射側から見て左側がコントラストの低い明視方向であり右側がコントラストの高い暗視方向となっている。なお、図９においては、明視側を薄く表し、暗視側を濃く表している。
【０００７】
さらに、上記構成においては、赤色光及び青色光が反射膜１０１ａ，１０１ｂにて反射されて光路が９０度変更されてクロスダイクロイックプリズム１０１を透過するのに対し、緑色光はクロスダイクロイックプリズム１０１を直進して透過する。このため、明視方向側を通過したコントラストの低い緑色光と暗視方向側を通過したコントラストの高い青色光及び赤色光とが同一領域（図示左側の領域）で合成されるとともに、暗視方向側を通過したコントラストの高い緑色光と明視方向側を通過したコントラストの低い青色光及び赤色光とが同一領域（図示右側の領域）で合成される。このようにコントラストが高低の緑色光、青色光及び赤色光が合成される結果、図１１に示すように、スクリーン１０７の上右方にマゼンダ色気味の色むら１０７ａが現れ、上左方に緑色気味の色むら１０７ｂが現れるという問題があった。
【０００８】
このような光学的な問題に対し、特許文献１においては、この色むら１０７ａ，１０７ｂを打ち消すように原色映像信号に補正信号を重畳する電気的な方策が採られている。
【特許文献１】特開２０００−１２２０２３号公報、段落番号０００２−０００５
【特許文献２】特開平１０−１８６５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１のように、原色映像信号に補正信号を重畳することにより、上述の色むら１０７ａ，１０７ｂを防止する電気的な方法も一つの方策であるが、その根本原因であるコントラストが高低の緑色光、青色光及び赤色光が混色されることを回避することにより、色むらを光学的に解決することが必要と考えられる。
【００１０】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、ねじれネマチック型の液晶ライトバルブの視野角特性に起因する色むらを光学的に解決した液晶表示装置及びこれを用いた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】
【００１１】
本発明に係る液晶表示装置は、照射された光を映像信号に基づいて光変調するねじれネマチック型の赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶ライトバルブと、これら液晶ライトバルブを照射する光源と、前記液晶ライトバルブにて光変調された赤色光、緑色光及び青色光の各映像光を合成するクロスダイクロイックプリズムと、前記液晶ライトバルブを通過する経路に設置された偏光回転用の位相差板とを備えた液晶表示装置において、前記液晶ライトバルブのうちの一の液晶ライトバルブは、クロスダイクロイックプリズムの反射膜を透過する変調光を生成し、他の二つの液晶ライトバルブは、クロスダイクロイックプリズムの反射膜で反射されて透過する変調光を生成するように構成されるとともに、前記一の液晶ライトバルブと前記他の二つの液晶ライトバルブとではカイラル方向が異なるように組み合わされ、前記位相差板は、前記他の二つの液晶ライトバルブを通過する経路にそれぞれ配置されるとともに、位相差板における光束の回転方向が前記他の二つの液晶ライトバルブのカイラル方向とは逆の方向となるように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
なお、本明細書においてねじれネマチック型の液晶ライトバルブは、ＴＮモード又はＳＴＮモードの液晶パネルを用いた液晶ライトバルブをいい、ノーマルホワイトモード又はノーマルブラックモード何れでもよい。
【００１３】
上記のように構成すると、光学的要因による色むらの発生を光学的に可決することができる。すなわち、クロスダイクロイックプリズムの反射膜を透過する変調光を生成する液晶ライトバルブと、クロスダイクロイックプリズムの反射膜で反射されて透過する変調光を生成する他の二つの液晶ライトバルブとではカイラル方向が異なるように組み合わされている。このため、前記一の液晶ライトバルブにおける明視方向側を通過したコントラストの低い光に対して、前記他の二つの液晶ライトバルブにおける明視方向側を通過したコントラストの低い光が合成される。また、これとは反対に、前記一の液晶ライトバルブにおける暗視方向側を通過したコントラストの高い光に対して、前記他の二つの液晶ライトバルブにおける暗視方向側を通過したコントラストの高い光が合成される。これにより、従来問題となっていた色むらが軽減される。また、前記他の二つの液晶ライトバルブを通過する経路に偏光回転用の位相差板が配置されているので、クロスダイクロイックプリズムにおける反射効率が良くなる。さらに、この位相差板における透過光の回転方向を前記他の二つの液晶ライトバルブのカイラル方向と逆の方向とすることにより光学的補償が行われ、さらに、色むらが緩和される。このように本発明によれば、従来と同様の機器配置構成により色むらを緩和した均一性のよいカラー映像を得ることができる。
【００１４】
また、前記位相差板は、λ／２位相差板であることが好ましい。このようにすることにより全体の構成が簡略化される。例えば、λ／２を用いる代わりにλ／４板を２枚用いることもできるが構成が煩雑となる。
【００１５】
また、前記液晶ライトバルブは、入射側及び出射側に偏光板を有し、前記位相差板は、その近傍に位置する前記液晶ライトバルブの偏光板と共に、共通の支持基板に積層されて支持されているようにすることが好ましい。位相差板も偏光板も樹脂薄膜により構成されているので、共通の支持基板に積層されることにより構成を簡略化することができる。
【００１６】
また、前記位相差板は、前記一の液晶ライトバルブを通過する経路には配置されず、他の二つの液晶ライトバルブを通過する経路にそれぞれ設置されていることが好ましい。前記一の液晶ライトバルブを透過する光は、クロスダイクロイックプリズムにおいて反射されずに透過されるのみである。従って、このように構成することにより、前記一の液晶ライトバルブを通る経路に偏光回転用の位相差板を設置しない構成となり、無駄のない構成とすることができる。
【００１７】
また、前記一の液晶ライトバルブは、緑色光用の液晶パネルであり、前記他の二つの液晶ライトバルブは、赤色光用の液晶パネル及び青色光用の液晶ライトバルブであるように構成することができる。このように構成すると、液晶表示装置における一般的機器配置構成として利用できるので広い範囲で利することができる。
【００１８】
また、本発明に係る３板式液晶プロジェクタは、上記の液晶表示装置を用いた液晶プロジェクタであるので、色むらを緩和した均一性のよいカラー映像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光変調するねじれネマチック型の赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶ライトバルブのカイラル方向と偏光回転用の位相差板の回転方向を組み合わせるという光学的方法により、輝度差原因の色むらを緩和した均一性のよいカラー映像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態に係る液晶表示装置を用いた一例としての液晶プロジェクタについて、図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの実施の形態に係る３板式液晶プロジェクタの光学系を示した平面図である。
【００２１】
この投写型表示装置は、照明光学系１０と、ダイクロイックミラー２１，２２と、反射ミラー２４，２５，２６と、リレーレンズ２８，２９と、２枚のλ／２位相差板３１，３２と、３枚の液晶ライトバルブ３３，３４，３５と、クロスダイクロイックプリズム３７と、投写レンズ系３９とを備えている。
【００２２】
照明光学系１０は、略平行な光束を出射する光源１１と、インテグレータレンズ１２と、入射光を所定の直線偏光光成分に変換する偏光変換素子１３と、集光レンズ１４、全反射ミラー１５とを備えている。照明光学系１０は、被照明領域である３枚の液晶ライトバルブ３３，３４，３５を略均一に照明するための光学系である。
【００２３】
光源１１は、放射状の光線を出射する放射光源としての光源ランプ１１ａと、光源ランプ１１ａから出射された放射光を略平行な光束として出射する凹面鏡１１ｂとを有している。凹面鏡１１ｂとしては、放物面鏡が用いられている。
【００２４】
インテグレータレンズ１２は、第１のレンズアレイ１２ａと第２のレンズアレイ１２ｂとから構成されている。第１のレンズアレイ１２ａ及び第２のレンズアレイ１２ｂは、略矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。また、各小レンズは、液晶ライトバルブ３３，３４，３５の形状と略相似形をなすように設定されている。光源１１から出射された平行光束は、このインテグレータレンズ１２により分割され、第１のレンズアレイ１２ａにおける光源像を液晶ライトバルブ３３，３４，３５で結像させる機能を有する。
【００２５】
偏光変換素子１３は、インテグレータレンズ１２を介して照射されるランダムな偏光方向を有する光束を全てＳ偏光光に変換することによって、投写型表示装置における光の利用効率を高めるものである。
【００２６】
インテグレータレンズ１２から出射された部分光束は、偏光変換素子１３でＳ偏光光に変換されて集光レンズ１４に入射する。
集光レンズ１４は、これらの複数の部分光束を重畳させて、被照明領域である液晶ライトバルブ３３，３４，３５に集光させる重畳光学系として機能し、これにより各液晶ライトバルブ３３，３４，３５を略均一に照明する。集光レンズ１４で集光されたＳ偏光である光束は、全反射ミラー１５で反射されて第１のダイクロイックミラー２１に出射される。
【００２７】
２枚のダイクロイックミラー２１，２２は、全反射ミラー１５で反射された白色光を、赤、緑、青の３色の色光に分離する色光分離手段としての機能を有する。
第１のダイクロイックミラー２１は、照明光学系から出射された白色光束の赤色光成分をＳ偏光光のままで透過させるとともに、青色光成分及び緑色光成分をＳ偏光光のままで反射させる。第１のダイクロイックミラー２１を透過した赤色光は、反射ミラー２４で反射され、λ／２位相差板３１を通って赤色光用の液晶ライトバルブ３３に達する。λ／２位相差板３１は、図２に示すように、遅相軸３１ａを、後述する偏光板３３ａの透光軸に対し入射側から見て時計回転方向に１３５度とする。このλ／２位相差板３１は、これにより、Ｓ偏光の赤色光を、Ｐ偏光光として液晶ライトバルブ３３に入射させる機能を有する。
【００２８】
第１のダイクロイックミラー２１で反射された青色光と緑色光のうちで、緑色光は第２のダイクロイックミラー２２によってＳ偏光光のまま反射されて緑色光用の液晶ライトバルブ３４に達する。一方、青色光は、Ｓ偏光光のままで第２のダイクロイックミラー２２を透過し、リレーレンズ２８，２９及び反射ミラー２５，２６を備えたリレーレンズ系を通ってλ／２位相差板３２に入射される。このλ／２位相差板３２から青色光用の液晶ライトバルブ３５を経由してクロスダイクロイックプリズム３７に至る経路は、図２に示すように、前述のλ／２位相差板３１から赤色光用の液晶ライトバルブ３３を経由してクロスダイクロイックプリズム３７に至る経路と同様の構成である。λ／２位相差板３２は、図２に示すように、遅相軸３２ａを、後述する偏光板３５ａの透光軸に対し入射側から見て時計回転方向に１３５度とする。λ／２位相差板３２に入射された青色光は、このλ／２位相差板３２においてＰ偏光に変換されて青色光用の液晶ライトバルブ３５に達する。他方、第２のダイクロイックミラー２２で分離されたＳ偏光の緑色光は、そのまま緑色光用の液晶ライトバルブ３４に入射する。
【００２９】
３枚の液晶ライトバルブ３３，３４，３５は、与えられた画像情報（画像信号）に従って、３色の色光をそれぞれ変調して画像を形成する光変調手段としての機能を有する。
赤色光用の液晶ライトバルブ３３は、図１及び図２に示すように、液晶パネル３３ｂと、液晶パネル３３ｂの入射側に設けられたＰ偏光光透過用の偏光板３３ａと、出射側に設けられたＳ偏光光透過用の偏光板３３ｃとで構成されている。赤色光用の液晶ライトバルブ３３に入射するＰ偏光の赤色光は、Ｐ偏光光透過用の偏光板３３ａをそのまま透過し、液晶パネル３３ｂによって変調されることにより、一部がＳ偏光光に変換され、Ｓ偏光光のみがＳ偏光光透過用の偏光板３３ｃを透過して出射する。
【００３０】
緑色光用の液晶ライトバルブ３４は、図１及び図３に示すように、液晶パネル３４ｂと、液晶パネル３４ｂの入射側に設けられたＳ偏光光透過用の偏光板３４ａと、出射側に設けられたＰ偏光光透過用の偏光板３４ｃとで構成されている。緑色光用の液晶ライトバルブ３４に入射するＳ偏光の緑色光は、Ｓ偏光光透過用の偏光板３４ａをそのまま透過し、液晶パネル３４ｂによって変調されることにより、一部がＰ偏光光に変換され、Ｐ偏光光のみがＰ偏光光透過用の偏光板３４ｃを透過して出射する。
【００３１】
青色光用の液晶ライトバルブ３５は、図１及び図２に示すように、液晶パネル３５ｂと、液晶パネル３５ｂの入射側に設けられたＰ偏光光透過用の偏光板３５ａと、出射側に設けられたＳ偏光光透過用の偏光板３５ｃとで構成されている。青色光用の液晶ライトバルブ３５に入射するＰ偏光の青色光は、Ｐ偏光光透過用の偏光板３５ａをそのまま透過し、液晶パネル３５ｂによって変調されることにより、一部がＳ偏光光に変換され、Ｓ偏光光のみがＳ偏光光透過用の偏光板３５ｃを透過して出射する。
【００３２】
クロスダイクロイックプリズム３７は、液晶ライトバルブ３３，３４，３５で変調された３色の色光を合成してカラー画像を形成する色合成手段としての機能を有する。このために、クロスダイクロイックプリズム３７には、赤色光用の反射膜３７ａと青色光用の反射膜３７ｂとがクロス状に形成されている。赤色光用の液晶ライトバルブ３３で変調されたＳ偏光の赤色光は、赤色光用の反射膜３７ａで反射されて投写レンズ系３９の方向に出射される。また、青色光用の液晶ライトバルブ３５で変調されたＳ偏光の青色光も、同様に、青色光用の反射膜３７ｂで反射されて投写レンズ系３９の方向に出射される。これに対し、緑色光用の液晶ライトバルブ３４で変調されたＰ偏光の緑色光は、赤色光用の反射膜３７ａと青色光用の反射膜３７ｂとをそのまま透過して投写レンズ系３９の方向に出射される。
【００３３】
赤色光用の反射膜３７ａと青色光用の反射膜３７ｂは、Ｓ偏光光に対する反射率特性が、Ｐ偏光光に対する反射率特性よりも優れている。従って、赤色光と青色光をＳ偏光光としてクロスダイクロイックプリズム３７に入射させ、緑色光をＰ偏光光としてクロスダイクロイックプリズム３７に入射させることによって、赤色光と青色光に対しては高い反射率を得ることができ、一方、緑色光に対しては高い透過率を得ることができる。この結果、３色の光の利用効率をそれぞれ高めることができる。
【００３４】
そして、本発明は、赤色光及び青色光が通過する入射側のλ／２位相差板３１，３２から赤色光用の液晶ライトバルブ３３及び青色光用の液晶ライトバルブ３５を経て合成プリズムに至る経路（図２参照）、及び、緑色光が通過する緑色光用の液晶ライトバルブ３４を経て合成プリズムに至る経路（図３参照）に特徴を備えている。
【００３５】
すなわち、赤色光及び青色光が通過する入射側のλ／２位相差板３１，３２から赤色光用及び青色光用の液晶ライトバルブ３３，３５を経てクロスダイクロイックプリズム３７に至る経路においては、赤色光用及び青色光用の液晶ライトバルブ３３，３５に左カイラルの液晶パネル３３ｂ，３５ｂが使用されている。また、この経路に配置されるλ／２位相差板３１，３２は、遅相軸３１ａ，３２ａが、入射側から見てＰ偏光光透過用の偏光板３３ａ，３５ａの透過軸に対して１３５度とされているとともに、λ／２位相差板３１，３２における光束の回転方向が、液晶ライトバルブ３３，３５の左カイラルとは逆の右回りとされている。また、λ／２位相差板３１，３２は、Ｐ偏光光透過用の偏光板３３ａに積層された状態で一つの基板に支持されるように構成されている。
【００３６】
一方、緑色光が通過する液晶ライトバルブ３４を経てクロスダイクロイックプリズム３７に至る経路においては、図３に示すように、液晶ライトバルブ３４に右カイラルの液晶パネル３４ｂが使用されている。このように、液晶ライトバルブ３４と液晶ライトバルブ３３，３５とは、液晶パネルのカイラル方向が逆となる組み合わせに構成されている。なお、この経路にはλ／２位相差板が使用されていない。
【００３７】
従って、クロスダイクロイックプリズム３７においては、図４に示すように、赤色光及び青色光は、反射膜３７ａ，３７ｂにおいて反射されて光路が９０度変更されてクロスダイクロイックプリズム３７を透過する。これに対し、緑色光は、クロスダイクロイックプリズム３７を直進して透過する。このため、緑色光用の液晶ライトバルブ３４における明視方向側を通過したコントラストの低い緑色光と、赤色光用及び青色光用の液晶ライトバルブ３３，３５における明視方向側を通過したコントラストの低い青色光及び赤色光とが同一領域側（図４における右側）を通過して合成される。また、緑色光用の液晶ライトバルブ３４における暗視方向側を通過したコントラストの高い緑色光と、赤色光用及び青色光用の液晶ライトバルブ３３，３５における暗視方向側を通過したコントラストの高い青色光及び赤色光とが同一領域側（図４における左側）を通過して合成される。また、λ／２位相差板３１，３２における光束の回転方向を液晶パネル３３ｂ，３５ｂの左カイラルとは逆の右回転方向としているので、光学的補償が成されている。これにより前述のスクリーン上左方の緑色気味の色むら及び上右方のマゼンダ色気味の色むらが改善される。
【００３８】
【表１】
2009288554.tif 000003
表１は、上記実施の形態についての実験結果を示すものである。また、図７に各実験に供された構成上の特徴を比較できるように表示している。
【００３９】
表１における参考例１は、図７における参考例１の欄に示すように、実施の形態１において、λ／２位相差板３１，３２の遅相軸３１ａ，３２ａを入射側から見て時計回りに４５度として、光束の回転方向を液晶パネル３３ｂ，３５ｂのカイラル方向と同一の左回りとしたものである。なお、他の構成は、実施の形態１と同一である。
【００４０】
また、表１における従来例１は、図７における従来例１の欄に示すように、実施の形態１において、赤色光用の液晶パネル３３ｂ及び青色光用の液晶パネル３５ｂのカイラル方向を緑色光用の液晶パネル３４ｂのカイラル方向と同一の右方向としている。また、従来例１は、λ／２位相差板３１，３２における光束の回転方向を液晶パネル３３ｂ，３５ｂのカイラル方向と同一の右回りとしている。
【００４１】
また、この実験は、光源１１からの白色光を各液晶ライトバルブ３３，３４，３５を経由させて、クロスダイクロイックプリズム３７にて合成してスクリーンに投写することにより得られる黒表示の画面において、黒表示の均一性をＣＩＥ色度座標の（ｘ、ｙ）を用いて画面内の色差（Δｘ，Δｙ）で表している。換言すると、Δｘは、黒色に表示されたスクリーン上のＣＩＥ色度座標におけるｘ座標についての最大差であり、Δｙは、黒色に表示されたスクリーン上のＣＩＥ色度座標におけるｙ座標についての最大差である。従って、このΔｘ及びΔｙが小さくなると全体として色むらが小さくなるといえる。
【００４２】
実験の結果は、表１に記載のように、本実施の形態は、色差（０．０６，０．０３１）である。これに対し、参考例１は、色差（０．０１３，０．０３３）であり、従来例は、色差（０．０４２，０．０８４）である。従って、本実施の形態は参考例１及び従来例１より改善されている。
【００４３】
本発明に係る実施の形態は、以上のように構成されているので、次のような作用効果を奏することができる。
（１）緑色光用の液晶ライトバルブ３４と、赤色光用の液晶ライトバルブ３３及び青色光用の液晶ライトバルブ３５とでは、液晶パネルのカイラル方向が異なるように組合せされている。さらに、赤色光用の液晶ライトバルブ３３及び青色光用の液晶ライトバルブ３５の入射側に配置されるλ／２位相差板３１，３２は、光束の回転方向が赤色光用の液晶パネル３３ｂ及び青色光用の液晶パネル３５ｂのカイラル方向とは逆の右回りとなるように構成されている。これにより色むらを緩和した均一性のよいカラー映像を得ることができる。なお、本実施の形態においては、緑色光用の液晶ライトバルブ３４が本発明における一の液晶ライトバルブであり、赤色光用の液晶ライトバルブ３３及び青色光用の液晶ライトバルブ３５が発明における他の二つの液晶ライトバルブである。
【００４４】
（２）赤色光用の液晶ライトバルブ３３（第２の液晶ライトバルブ）及び青色光用の液晶ライトバルブ３５（第３の液晶ライトバルブ）の入射側に配置される位相差板としては、λ／２位相差板とされているので全体の構成が簡略化される。なおλ／２位相差板を用いる代わりに、λ／４位相差板を２枚用いるなどの他の構成も可能であるが、構成が煩雑となる。
【００４５】
（３）また、赤色光用及び青色光用の液晶ライトバルブ３３，３５は、入射側及び出射側に偏光板３３ａ，３３ｃ，３５ａ，３５ｃを有し、λ／２位相差板３１，３２が入射側の偏光板３３ａ，３５ａに積層された形態として共通の支持基板に支持されているので、偏光板３３ａ，３５ａ及びλ／２位相差板３１，３２の支持構造が簡略化される。
【００４６】
（４）また、λ／２位相差板３１，３２は、緑色光用の液晶ライトバルブ３４を通過する経路には配置されず、赤色光用及び青色光用の液晶ライトバルブ３３，３５を通過する経路にそれぞれ設置されているので、緑色光用の液晶ライトバルブ３４を通過する経路の構成を簡素化することができる。
【００４７】
（５）赤色光用の液晶ライトバルブ３３及び青色光用の液晶ライトバルブ３５の入射側にλ／２位相差板３１，３２が配置されているので、クロスダイクロイックプリズム３７の反射膜３７ａ，３７ｂで反射される光束がＹ偏光光となっている。従って、クロスダイクロイックプリズム３７における反射効率がよい。
【００４８】
（６）緑色光用の液晶ライトバルブ３４で変調された緑色光がクロスダイクロイックプリズム３７の反射膜３７ａ，３７ｂを透過し、赤色光用の液晶ライトバルブ３３及び青色光用の液晶ライトバルブ３５で変調された赤色光及び青色光がクロスダイクロイックプリズム３７の反射膜３７ａ，３７ｂで反射される構成となっている。従って、液晶表示装置における一般的な機器配置構成として利用することができ、広い範囲で利用することができる。
【００４９】
（７）この実施の形態に係る３板式液晶プロジェクタは、上記構成の液晶表示装置を用いているので、光学的方法により輝度差原因の色むらを緩和した均一性のよいカラー映像を得ることができる。
【００５０】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について、図５、図６及び前述の図７に基づき説明する。実施の形態２は、緑色光用の液晶ライトバルブ３４を左カイラルとした場合の構成を示す。
【００５１】
この実施の形態２においては、緑色光用の液晶ライトバルブ３４の液晶パネル３４ｂを左カイラルとしているので、このカイラル方向に対応して図５に示すように、赤色光用の液晶ライトバルブ３３の液晶パネル３３ｂ及び青色光用の液晶ライトバルブ３５の液晶パネル３５ｂとして右カイラルのものを使用している。また、液晶ライトバルブ３３，３５の入射側に設けられるλ／２位相差板３１，３２として、光束の回転方向が液晶パネル３３ｂ，３５ｂのカイラル方向の逆方向である左回りのものを使用している。
【００５２】
実施の形態２は、以上のように、クロスダイクロイックプリズム３７においては、図６に示すように、各液晶パネル３３ｂ、３４ｂ、３５ｂにおける明視方向及び暗視方向が実施の形態１の場合と逆方向になっている。この結果、明視方向側を通過したコントラストの低い緑色光と明視方向側を通過したコントラストの低い青色光及び赤色光とが同一領域側（図６における左側）を通過して合成される。また、暗視方向側を通過したコントラストの高い緑色光と暗視方向側を通過したコントラストの高い青色光及び赤色光とが同一領域側（図６における右側）を通過して合成される。さらに、λ／２位相差板３１，３２における光束の回転方向を液晶パネル３３ｂ，３５ｂの右カイラルとは逆の左回りとしているので、光学的補償が成されている。従って、実施の形態１の場合と同様に、スクリーン上左方の緑色気味の色むら及び上右方のマゼンダ色気味の色むらが改善される。
【００５３】
【表２】
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表２は、上記実施の形態についての実験結果を示すものである。
【００５４】
この表２における参考例２は、図７における参考例２の欄に示すように、実施の形態２において、λ／２位相差板３１，３２の遅相軸３１ａ，３２ａを入射側から見て時計回りに１３５度とし、光束の回転方向を液晶パネル３３ｂ，３５ｂのカイラル方向と同一の右回りとしたものである。
【００５５】
また、表２における従来例２は、図７における従来例２の欄に示すように、実施の形態２において、赤色光用の液晶パネル３３ｂ及び青色光用の液晶パネル３５ｂのカイラル方向を緑色光用の液晶パネル３４ｂのカイラル方向と同一の左カイラルとしている。また、従来例２は、λ／２位相差板３１，３２の光束の回転方向を液晶パネル３３ｂ，３５ｂのカイラル方向と同一の左回りとしている。
【００５６】
また、この実験は、先の実施の形態１に説明したものと同様に、光源１１からの白色光を各液晶ライトバルブ３３，３４，３５を経由させて、クロスダイクロイックプリズム３７にて合成して投写することにより得られる黒表示の画面において、黒表示の均一性をＣＩＥ色度座標の（ｘ、ｙ）を用いて画面内の色差（Δｘ，Δｙ）で表している。
【００５７】
実験の結果は、表２に記載のように、本実施の形態は、色差（０．０１５，０．０２５）である。これに対し、参考例２は、色差（０．０２１，０．０５９）であり、従来例２は、色差（０．０２１，０．０５９）である。従って、本実施の形態は参考例２及び従来例２より改善されている。
【００５８】
実施の形態２は以上のように構成されているので、実施の形態１の場合と同様の効果を奏することができる。
（変形例）
本発明は、上記の実施の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で実施することが可能であり、例えば、次のように変形することもできる。
【００５９】
・各実施の形態では、λ／２位相差板３１，３２を液晶ライトバルブ３３，３５の入射側に設置しているが、これを図８に示すように、液晶ライトバルブ３３，３５の出射側、つまり、液晶ライトバルブ３３，３５とクロスダイクロイックプリズム３７との間に設置することもできる。例えば、実施の形態１においてこのように変形する場合は次のようにする。すなわち、赤色光用及び青色光用の液晶ライトバルブ３３，３５は、入射側の偏光板３３ａ，３５ａをＳ偏光光用偏光板とし、出射側の偏光板３３ｃ，３５ｃをＰ偏光光用偏光板とする。また、λ／２位相差板３１，３２は、遅相軸３１ａ，３２ａが、入射側から見て手前に設置されているＰ偏光光透過用の偏光板３３ｃ，３５ｃの透過軸に対して１３５度とされているとともに、λ／２位相差板３１，３２における光束の回転方向が、液晶ライトバルブ３３，３５の左カイラルとは逆の右回りとされている。従って、λ／２位相差板３１，３２は、設置場所が異なるが、実施の形態１のものと同一のものでよい。なお、このように変形した場合も変形前のものと同様の効果を奏することができる。また、このように変形した場合は、λ／２位相差板３１，３２を出射側の偏光板３３ｃ，３５ｃに積層し、これらを共通の支持基板で支持するようにすれば、支持基板の構造を簡略化することができる。
【００６０】
・各実施の形態では、Ｐ偏光光透過用の偏光板３３ａ，３５ａの入射側に設置する位相差板をλ／２位相差板３１，３２としているが、Ｐ偏光をＳ偏光に変換するものであれば他の構成としてもよい。例えば、λ／４位相差板を２枚組み合わせて行う方法でも可能である。
【００６１】
・各実施の形態においては、緑色光がクロスダイクロイックプリズム３７を直進して透過し、赤色光及び青色光がクロスダイクロイックプリズム３７の反射膜３７ａ，３７ｂで反射して透過する構成を採っているが、直進させる色光及び反射させる色光を他のものに変更してもよい。なお、この場合は、クロスダイクロイックプリズム３７のみならずダイクロイックミラーの構成を色光の変更に対応して変更する必要がある。このため、この場合には一般のカラー用の液晶表示装置との共通性が薄くなるという問題がある。
【００６２】
・各実施の形態では、光源１１の光を複数の部分光束に分割する２つのレンズアレイ１２ａ，１２ｂからなるインテグレータレンズ１２を用いていたが、この発明は、このようなインテグレータレンズ１２を用いない投写型表示装置にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る液晶表示装置は、液晶プロジェクタに利用することができる。また、このような液晶プロジェクタは、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いて使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶プロジェクタの光学系である。
【図２】同光学系における赤色光用及び青色光用の液晶ライトバルブを通過する経路の構成図である。
【図３】同光学系における色緑色光用の液晶ライトバルブを通過する経路の構成図である。
【図４】同光学系における色むら軽減の原理説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る液晶プロジェクタの光学系における赤色光用及び青色光用の液晶ライトバルブを通過する経路の構成図である。
【図６】同光学系における色むら軽減の原理説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１及び実施の形態２における液晶ライトバルブを通過する経路における機器の構成を、参考例及び従来例と比較して示した構成一覧図である。
【図８】変形例に係る、赤色光用及び青色光用の液晶ライトバルブを通過する経路の構成図である。
【図９】従来の液晶プロジェクタにおける色むら発生原理説明図である。
【図１０】同液晶プロジェクタにおける赤色光用及び青色光用の液晶ライトバルブを通過する経路の構成図である。
【図１１】同液晶プロジェクタにおける色むらの発生状態説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１１…光源、３１，３２…（λ／２）位相差板、３３…（赤色光用の）液晶ライトバルブ、３３ａ，３３ｃ，３４ａ，３４ｃ，３５ａ，３５ｃ…偏光板、３３ｂ，３４ｂ，３５ｂ・t晶パネル、３４…（緑色光用の）液晶ライトバルブ、３５…（青色光用の）液晶ライトバルブ、３７…クロスダイクロイックプリズム、３７ａ，３７ｂ…反射膜。
【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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