JP2008076481A - プロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】耐光性及び耐熱性に優れ寿命が長く、液晶パネル等で発生する戻り光の影響によ
るコントラストの低下を抑制することのできるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】第1偏光素子42cを紙面x軸回りに回転させた位置に配置することにより
、入射光に対する第1偏光素子42cにおける周期的な凹凸構造のピッチ幅や多層構造の
形状の変化が少ないながらも、液晶パネル41cと第1偏光素子42cとを平行でない配
置とすることができる。これにより、戻り光の成分を光路外へ排出させることができる。
【選択図】図2
るコントラストの低下を抑制することのできるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】第1偏光素子42cを紙面x軸回りに回転させた位置に配置することにより
、入射光に対する第1偏光素子42cにおける周期的な凹凸構造のピッチ幅や多層構造の
形状の変化が少ないながらも、液晶パネル41cと第1偏光素子42cとを平行でない配
置とすることができる。これにより、戻り光の成分を光路外へ排出させることができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、偏光調整機能を有する光反射型の偏光素子を組み込んだ光変調装置を備える
プロジェクタに関する。
プロジェクタに関する。
例えば、光変調装置である液晶ライトバルブを組み込んだタイプのプロジェクタ等にお
いて、偏光状態を調整するために、通常、液晶パネルの入射面側及び射出面側には偏光素
子が配置される。
いて、偏光状態を調整するために、通常、液晶パネルの入射面側及び射出面側には偏光素
子が配置される。
偏光素子としては、光吸収型の偏光板が多く用いられるが、光吸収型の偏光板は、耐光
性及び耐熱性に劣り寿命が短いという問題がある。このような問題を解決するべく液晶パ
ネルの入射面側の偏光素子として構造複屈折型偏光板といった光反射型の偏光板を用いる
ことにより偏光素子の耐光性や耐熱性を向上させるものが知られている(特許文献1参照
)。
WO01/055778号公報
性及び耐熱性に劣り寿命が短いという問題がある。このような問題を解決するべく液晶パ
ネルの入射面側の偏光素子として構造複屈折型偏光板といった光反射型の偏光板を用いる
ことにより偏光素子の耐光性や耐熱性を向上させるものが知られている(特許文献1参照
)。
しかしながら、液晶パネル(あるいはさらにその後段)において、入射面側の偏光素子
への戻り光が発生する場合がある。当該戻り光の成分には、入射面側の偏光素子において
再び液晶パネル側へ反射されるものが存在する。このように入射面側の偏光素子で再び反
射された戻り光の影響により、投影画像のコントラストが低下するおそれがある。
への戻り光が発生する場合がある。当該戻り光の成分には、入射面側の偏光素子において
再び液晶パネル側へ反射されるものが存在する。このように入射面側の偏光素子で再び反
射された戻り光の影響により、投影画像のコントラストが低下するおそれがある。
そこで、本発明は、耐光性及び耐熱性に優れ寿命が長い光変調装置を備え、液晶パネル
等で発生する戻り光の影響によるコントラストの低下を抑制することのできるプロジェク
タを提供することを目的とする。
等で発生する戻り光の影響によるコントラストの低下を抑制することのできるプロジェク
タを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る第1のプロジェクタは、(a)光源光を均一
化して照明光を形成する照明光学系と、(b)照明光を変調する液晶パネルと、液晶パネ
ルの前段に配置され照明光のうち第1方向の直線偏光成分を透過し第1方向の直線偏光以
外の成分を反射する反射型偏光素子である第1偏光素子と、液晶パネルの後段に配置され
液晶パネルから射出された変調光から第2方向の直線偏光成分を取り出す第2偏光素子と
を含む光変調装置と、(c)光変調装置を経た像光を投射する投射光学系とを備え、(d
)第1偏光素子は、照明光の光軸に垂直な面を基準として、射出面が第1方向に対応する
透過軸回りに回転した状態となるように所定角度だけ傾いている。
化して照明光を形成する照明光学系と、(b)照明光を変調する液晶パネルと、液晶パネ
ルの前段に配置され照明光のうち第1方向の直線偏光成分を透過し第1方向の直線偏光以
外の成分を反射する反射型偏光素子である第1偏光素子と、液晶パネルの後段に配置され
液晶パネルから射出された変調光から第2方向の直線偏光成分を取り出す第2偏光素子と
を含む光変調装置と、(c)光変調装置を経た像光を投射する投射光学系とを備え、(d
)第1偏光素子は、照明光の光軸に垂直な面を基準として、射出面が第1方向に対応する
透過軸回りに回転した状態となるように所定角度だけ傾いている。
上記プロジェクタでは、光変調装置に含まれる第1偏光素子により、照明光の偏光成分
のうち液晶パネルでの変調に用いられる所定方向の偏光成分である第1方向の直線偏光成
分を透過させるとともに他の成分を反射することにより排除する。さらに、上記第1偏光
素子は、入射面が第1方向に対応する透過軸回りに回転した状態となるように所定角度だ
け傾いているので、第1偏光素子の後段である液晶パネル等において発生する第1偏光素
子への戻り光をも反射により本プロジェクタの光路外へ排除することができる。従って、
本プロジェクタは、耐光性及び耐熱性に優れた光変調装置を備え、寿命を長くできるだけ
でなく、戻り光の影響によるコントラストの低下を抑制することができる。
のうち液晶パネルでの変調に用いられる所定方向の偏光成分である第1方向の直線偏光成
分を透過させるとともに他の成分を反射することにより排除する。さらに、上記第1偏光
素子は、入射面が第1方向に対応する透過軸回りに回転した状態となるように所定角度だ
け傾いているので、第1偏光素子の後段である液晶パネル等において発生する第1偏光素
子への戻り光をも反射により本プロジェクタの光路外へ排除することができる。従って、
本プロジェクタは、耐光性及び耐熱性に優れた光変調装置を備え、寿命を長くできるだけ
でなく、戻り光の影響によるコントラストの低下を抑制することができる。
また、本発明の具体的な態様として、第1偏光素子が、透過軸に沿って一次元に周期的
な凹凸構造を有する。これにより、第1偏光素子の構造的形状を入射する光に応じて適切
な反射・透過特性を有するものとすることができる。
な凹凸構造を有する。これにより、第1偏光素子の構造的形状を入射する光に応じて適切
な反射・透過特性を有するものとすることができる。
また、本発明の具体的な態様として、第1偏光素子が、屈折率の異なる物質が深さ方向
に交互に積層した周期的な組成構造を有する。これにより、第1偏光素子に入射する光の
波長特性に応じて適切な反射・透過特性を有する多層構造を形成することができる。
に交互に積層した周期的な組成構造を有する。これにより、第1偏光素子に入射する光の
波長特性に応じて適切な反射・透過特性を有する多層構造を形成することができる。
また、本発明の具体的な態様として、第1偏光素子が、フォトニック結晶光学素子であ
る。これにより、適切で、かつ品質劣化の少ない安定した反射・透過特性を有する偏光素
子を作製することができる。
る。これにより、適切で、かつ品質劣化の少ない安定した反射・透過特性を有する偏光素
子を作製することができる。
また、本発明の具体的な態様として、第1偏光素子が、ワイヤグリッド型偏光板である
。これにより、適切な反射・透過特性を有する反射型偏光素子を比較的簡易に作製するこ
とができる。
。これにより、適切な反射・透過特性を有する反射型偏光素子を比較的簡易に作製するこ
とができる。
また、本発明の具体的な態様として、第1偏光素子が、照明光の光軸に垂直な面を基準
として、入射面が透過軸に垂直な軸回りに回転した状態となるように傾いている。これに
より、反射・透過特性の調整等を行うことができる。
として、入射面が透過軸に垂直な軸回りに回転した状態となるように傾いている。これに
より、反射・透過特性の調整等を行うことができる。
また、本発明の具体的な態様として、光変調装置が、第1偏光素子と液晶パネルとの間
に補助偏光板を備える。これにより、第1偏光素子で生じる可能性のある偏光分離特性の
入射角依存性や波長依存性を抑えることができ、全体として消光比を上げることができる
。
に補助偏光板を備える。これにより、第1偏光素子で生じる可能性のある偏光分離特性の
入射角依存性や波長依存性を抑えることができ、全体として消光比を上げることができる
。
また、本発明の具体的な態様として、上記プロジェクタが、(a)照明光を所定波長ご
とに色光に分離し、各色光を形成する色分離光学系と、(b)色分離光学系からの各色光
によって照明されて、各色の像光をそれぞれ形成する複数の色光変調装置と、(c)色光
変調装置からの各色の像光を合成して前記投射光学系に入射させる合成光学系とを備え、
(d)複数の色光変調装置のうち、少なくとも紫外光又は青光の領域波長を含む色光に対
応する色光変調装置は、上述の第1偏光素子を含む光変調装置である。これにより、カラ
ー画像による投射が可能であり、また、反射型の第1偏光素子によって、プロジェクタの
劣化要因となる紫外光等を排除することができるとともに、投射画像のコントラストを高
めることができる。
とに色光に分離し、各色光を形成する色分離光学系と、(b)色分離光学系からの各色光
によって照明されて、各色の像光をそれぞれ形成する複数の色光変調装置と、(c)色光
変調装置からの各色の像光を合成して前記投射光学系に入射させる合成光学系とを備え、
(d)複数の色光変調装置のうち、少なくとも紫外光又は青光の領域波長を含む色光に対
応する色光変調装置は、上述の第1偏光素子を含む光変調装置である。これにより、カラ
ー画像による投射が可能であり、また、反射型の第1偏光素子によって、プロジェクタの
劣化要因となる紫外光等を排除することができるとともに、投射画像のコントラストを高
めることができる。
〔第1実施形態〕
図1は、第1実施形態に係るプロジェクタを説明するための概念図である。本実施形態
に係るプロジェクタ100は、光源装置10と、照明光学系20と、色分離光学系30と
、複数の色光変調装置である光変調部40と、合成光学系であるクロスダイクロイックプ
リズム50と、投射光学系である投射レンズ60とを備える。
図1は、第1実施形態に係るプロジェクタを説明するための概念図である。本実施形態
に係るプロジェクタ100は、光源装置10と、照明光学系20と、色分離光学系30と
、複数の色光変調装置である光変調部40と、合成光学系であるクロスダイクロイックプ
リズム50と、投射光学系である投射レンズ60とを備える。
光源装置10は、可視光波長領域を含む光源光を発生する光源11と、光源光を反射す
るリフレクタ12と、光源光の光束方向を平行化する光平行化手段である平行化レンズ1
3とを備え、光束方向の揃った光源光を射出する。
るリフレクタ12と、光源光の光束方向を平行化する光平行化手段である平行化レンズ1
3とを備え、光束方向の揃った光源光を射出する。
光源装置10において、光源11は、例えば、高圧水銀ランプなどであり、像光形成の
必要に足る光量を有する略白色の光源光を発生する。リフレクタ12は、当該光源光を所
定の焦点に集めるように反射する。平行化レンズ13は、光源光の光束方向を略平行に変
換する。尚、リフレクタ12の曲面は、楕円面であるのが一般的であるが、この他にも、
例えば放物面や放物面を用いることが可能である。放物面等を用いる場合、平行化レンズ
13を不要とすることができる。
必要に足る光量を有する略白色の光源光を発生する。リフレクタ12は、当該光源光を所
定の焦点に集めるように反射する。平行化レンズ13は、光源光の光束方向を略平行に変
換する。尚、リフレクタ12の曲面は、楕円面であるのが一般的であるが、この他にも、
例えば放物面や放物面を用いることが可能である。放物面等を用いる場合、平行化レンズ
13を不要とすることができる。
照明光学系20は、光源装置10から射出された光源光の光束を複数の部分光束に分割
し、これら複数の光束を対象とする照明領域に重畳して入射させ、この照明領域の面内照
度を均一化するための光学系であり、光源装置10と協働して、光源光から均一な照明光
を形成するための照明装置として機能する。照明光学系20は、第1、第2フライアイレ
ンズ21a、21bと、偏光変換素子22と、重畳レンズ23とを備える。
し、これら複数の光束を対象とする照明領域に重畳して入射させ、この照明領域の面内照
度を均一化するための光学系であり、光源装置10と協働して、光源光から均一な照明光
を形成するための照明装置として機能する。照明光学系20は、第1、第2フライアイレ
ンズ21a、21bと、偏光変換素子22と、重畳レンズ23とを備える。
第1、第2フライアイレンズ21a、21bは、それぞれ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光源装置10の平行化レンズ1
3を経た光を分割して個別に集光・発散させる。より具体的には、第1フライアイレンズ
21aは、平行化レンズ13を経た光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子と
しての機能を有し、システム光軸OAと直交する面内に上述した複数の要素レンズを備え
て構成される。各要素レンズの輪郭形状は、後述する各液晶ライトバルブ40a、40b
、40c上の被照明領域の形状と略相似形状をなすように設定されている。第2フライア
イレンズ21bは、前述した第1フライアイレンズ21aにより分割された複数の部分光
束を集光する光学素子であり、第1フライアイレンズ21aと同様にシステム光軸OAに
直交する面内に上述した複数の要素レンズを備えているが、集光を目的としているため、
各要素レンズの輪郭形状が上記各液晶ライトバルブ40a、40b、40cの被照明領域
と対応している必要はない。
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光源装置10の平行化レンズ1
3を経た光を分割して個別に集光・発散させる。より具体的には、第1フライアイレンズ
21aは、平行化レンズ13を経た光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子と
しての機能を有し、システム光軸OAと直交する面内に上述した複数の要素レンズを備え
て構成される。各要素レンズの輪郭形状は、後述する各液晶ライトバルブ40a、40b
、40c上の被照明領域の形状と略相似形状をなすように設定されている。第2フライア
イレンズ21bは、前述した第1フライアイレンズ21aにより分割された複数の部分光
束を集光する光学素子であり、第1フライアイレンズ21aと同様にシステム光軸OAに
直交する面内に上述した複数の要素レンズを備えているが、集光を目的としているため、
各要素レンズの輪郭形状が上記各液晶ライトバルブ40a、40b、40cの被照明領域
と対応している必要はない。
偏光変換素子22は、PBSアレイで形成されており、第1フライアイレンズ21aに
より分割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。この偏
光変換素子22は、詳細な図示を省略しているが、システム光軸OAに対して傾斜配置さ
れる偏光分離膜及び反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。前者の偏光分離膜は、
各部分光束に含まれるP偏光光束及びS偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方
の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、後者の反射ミラーによって光路を
折り曲げられ、一方の偏光光束の射出方向、すなわちシステム光軸OAに沿った方向に射
出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子22の光束射出面にストライ
プ状に設けられる位相差板によって偏光変換され、すべての偏光光束の偏光方向が揃えら
れる。このような偏光変換素子22を用いることにより、光源装置10から射出される光
束を、一方向の偏光光束に揃えることができるため、各液晶ライトバルブ40a、40b
、40cで利用する光の利用率を向上させることができる。
より分割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。この偏
光変換素子22は、詳細な図示を省略しているが、システム光軸OAに対して傾斜配置さ
れる偏光分離膜及び反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。前者の偏光分離膜は、
各部分光束に含まれるP偏光光束及びS偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方
の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、後者の反射ミラーによって光路を
折り曲げられ、一方の偏光光束の射出方向、すなわちシステム光軸OAに沿った方向に射
出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子22の光束射出面にストライ
プ状に設けられる位相差板によって偏光変換され、すべての偏光光束の偏光方向が揃えら
れる。このような偏光変換素子22を用いることにより、光源装置10から射出される光
束を、一方向の偏光光束に揃えることができるため、各液晶ライトバルブ40a、40b
、40cで利用する光の利用率を向上させることができる。
重畳レンズ23は、第1フライアイレンズ21a、第2フライアイレンズ21b及び偏
光変換素子22を経た複数の部分光束を集光して光変調部40を構成する各色の液晶ライ
トバルブ40a、40b、40cの画像形成領域上に重畳させつつ入射させるための重畳
光学素子である。つまり、重畳レンズ23によって、第1フライアイレンズ21aで分割
された各部分光束を、液晶ライトバルブ40a、40b、40c上にずれなく重ね合わせ
て入射させることができ、液晶ライトバルブ40a、40b、40cの均一な照明が可能
になる。
光変換素子22を経た複数の部分光束を集光して光変調部40を構成する各色の液晶ライ
トバルブ40a、40b、40cの画像形成領域上に重畳させつつ入射させるための重畳
光学素子である。つまり、重畳レンズ23によって、第1フライアイレンズ21aで分割
された各部分光束を、液晶ライトバルブ40a、40b、40c上にずれなく重ね合わせ
て入射させることができ、液晶ライトバルブ40a、40b、40cの均一な照明が可能
になる。
色分離光学系30は、第1ダイクロイックミラー31と、第2ダイクロイックミラー3
2と、第1反射ミラー33と、第2反射ミラー34aと、第3反射ミラー34bと、3つ
のフィールドレンズ35a、35b、35cとを備え、照明光学系20により形成された
照明光を赤(R)、緑(G)及び青(B)の3色に分離するとともに、各色光を後段の液
晶ライトバルブ40a、40b、40cへ導く。より詳しく説明すると、まず、第1及び
第2ダイクロイックミラー31、32は、照明光に含まれる可視光波長領域の所定波長領
域に応じて反射及び透過により照明光の分離を行う。特に、ここでは、第1ダイクロイッ
クミラー31は、RGBの3色のうちR光(赤光)を反射しG光(緑光)及びB光(青光
)を透過させる。また、第2ダイクロイックミラー32は、GBの2色のうちG光を反射
しB光を透過させる。これにより、図1に示すように、R光は、第1ダイクロイックミラ
ー31での分離により、第1光路OP1を通過する。また、G光は、第1及び第2ダイク
ロイックミラー32、33での分離により、第2光路OP2を通過する。また、B光は、
第2ダイクロイックミラー32での分離により、第2光路OP2の途中から分離して第3
光路OP3を通過する。
2と、第1反射ミラー33と、第2反射ミラー34aと、第3反射ミラー34bと、3つ
のフィールドレンズ35a、35b、35cとを備え、照明光学系20により形成された
照明光を赤(R)、緑(G)及び青(B)の3色に分離するとともに、各色光を後段の液
晶ライトバルブ40a、40b、40cへ導く。より詳しく説明すると、まず、第1及び
第2ダイクロイックミラー31、32は、照明光に含まれる可視光波長領域の所定波長領
域に応じて反射及び透過により照明光の分離を行う。特に、ここでは、第1ダイクロイッ
クミラー31は、RGBの3色のうちR光(赤光)を反射しG光(緑光)及びB光(青光
)を透過させる。また、第2ダイクロイックミラー32は、GBの2色のうちG光を反射
しB光を透過させる。これにより、図1に示すように、R光は、第1ダイクロイックミラ
ー31での分離により、第1光路OP1を通過する。また、G光は、第1及び第2ダイク
ロイックミラー32、33での分離により、第2光路OP2を通過する。また、B光は、
第2ダイクロイックミラー32での分離により、第2光路OP2の途中から分離して第3
光路OP3を通過する。
次に、この色分離光学系30において、第1ダイクロイックミラー31で反射されたR
光は、第1反射ミラー33を経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ35aに入
射する。また、第1ダイクロイックミラー31を透過し、第2ダイクロイックミラー32
で反射されたG光は、入射角度を調節するためのフィールドレンズ35bに入射する。さ
らに、第1及び第2ダイクロイックミラー31、32を通過したB光は、リレーレンズL
L1、LL2と第2、第3反射ミラー34a、34bとを経て入射角度を調節するための
フィールドレンズ35cに入射する。
光は、第1反射ミラー33を経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ35aに入
射する。また、第1ダイクロイックミラー31を透過し、第2ダイクロイックミラー32
で反射されたG光は、入射角度を調節するためのフィールドレンズ35bに入射する。さ
らに、第1及び第2ダイクロイックミラー31、32を通過したB光は、リレーレンズL
L1、LL2と第2、第3反射ミラー34a、34bとを経て入射角度を調節するための
フィールドレンズ35cに入射する。
光変調部40は、赤(R)、緑(G)及び青(B)の各色についての3つの色光変調装
置である液晶ライトバルブ40a、40b、40cにより構成される。液晶ライトバルブ
40a、40b、40cは、入射した照明光の空間的強度分布を変調する非発光型の光変
調装置である。このうち、液晶ライトバルブ40aは、色分離光学系30から射出された
各色光のうちR光に対応して照明される液晶パネル41aと、液晶パネル41aの入射側
に配置される第1偏光素子42aと、液晶パネル41aの射出側に配置される第2偏光素
子43aとを備える。
置である液晶ライトバルブ40a、40b、40cにより構成される。液晶ライトバルブ
40a、40b、40cは、入射した照明光の空間的強度分布を変調する非発光型の光変
調装置である。このうち、液晶ライトバルブ40aは、色分離光学系30から射出された
各色光のうちR光に対応して照明される液晶パネル41aと、液晶パネル41aの入射側
に配置される第1偏光素子42aと、液晶パネル41aの射出側に配置される第2偏光素
子43aとを備える。
液晶ライトバルブ40aにおいて、第1偏光素子42aは、液晶パネル41aに入射す
べき光のうち所定の第1方向の直線偏光成分を透過し、第1方向の直線偏光以外の成分を
反射する光反射型の偏光素子である。この第1偏光素子42aは、後に詳述するが、その
法線がシステム光軸OAに対して傾斜した状態となっている。一方、第2偏光素子43a
は、液晶パネル41aから射出された変調光から第2方向の直線偏光成分を取り出す光吸
収型の偏光素子である。
べき光のうち所定の第1方向の直線偏光成分を透過し、第1方向の直線偏光以外の成分を
反射する光反射型の偏光素子である。この第1偏光素子42aは、後に詳述するが、その
法線がシステム光軸OAに対して傾斜した状態となっている。一方、第2偏光素子43a
は、液晶パネル41aから射出された変調光から第2方向の直線偏光成分を取り出す光吸
収型の偏光素子である。
他の液晶ライトバルブ40b、40cについても同様の構成となっており、液晶ライト
バルブ40bは、色分離光学系30から射出された各色光のうちG光に対応して照明され
る液晶パネル41bと、液晶パネル41bの入射側に配置される第1偏光素子42bと、
液晶パネル41bの射出側に配置される第2偏光素子43bとを備える。また、液晶ライ
トバルブ40cは、色分離光学系30から射出された各色光のうちB光に対応して照明さ
れる液晶パネル41cと、液晶パネル41cの入射側に配置される第1偏光素子42cと
、液晶パネル41cの射出側に配置される第2偏光素子43cとを備える。尚、以上の液
晶ライトバルブ40b、40cにおいても、第1偏光素子42b、42cは、その法線が
システム光軸OAに対して傾斜した状態となっている。
バルブ40bは、色分離光学系30から射出された各色光のうちG光に対応して照明され
る液晶パネル41bと、液晶パネル41bの入射側に配置される第1偏光素子42bと、
液晶パネル41bの射出側に配置される第2偏光素子43bとを備える。また、液晶ライ
トバルブ40cは、色分離光学系30から射出された各色光のうちB光に対応して照明さ
れる液晶パネル41cと、液晶パネル41cの入射側に配置される第1偏光素子42cと
、液晶パネル41cの射出側に配置される第2偏光素子43cとを備える。尚、以上の液
晶ライトバルブ40b、40cにおいても、第1偏光素子42b、42cは、その法線が
システム光軸OAに対して傾斜した状態となっている。
第1ダイクロイックミラー31で反射されたR光は、フィールドレンズ35a等を介し
て液晶ライトバルブ40aに入射し、液晶ライトバルブ40aの液晶パネル41aを照明
する。第1ダイクロイックミラー31を透過し、第2ダイクロイックミラー32で反射さ
れたG光は、フィールドレンズ35b等を介して液晶ライトバルブ40bに入射し、液晶
ライトバルブ40bの液晶パネル41bを照明する。第1、第2ダイクロイックミラー3
1、32の双方を透過したB光は、フィールドレンズ35c等を介して液晶ライトバルブ
40cに入射し、液晶ライトバルブ40cの液晶パネル41cを照明する。
て液晶ライトバルブ40aに入射し、液晶ライトバルブ40aの液晶パネル41aを照明
する。第1ダイクロイックミラー31を透過し、第2ダイクロイックミラー32で反射さ
れたG光は、フィールドレンズ35b等を介して液晶ライトバルブ40bに入射し、液晶
ライトバルブ40bの液晶パネル41bを照明する。第1、第2ダイクロイックミラー3
1、32の双方を透過したB光は、フィールドレンズ35c等を介して液晶ライトバルブ
40cに入射し、液晶ライトバルブ40cの液晶パネル41cを照明する。
各液晶パネル41a〜41cは、入射した照明光の空間的強度分布を変調し、各液晶パ
ネル41a〜41cにそれぞれ入射した3色の光は、各液晶パネル41a〜41c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。この際、第1偏光
素子42a〜42cは、各液晶パネル41a〜41cに入射する照明光の偏光方向を調整
する。つまり、既述のように、第1偏光素子42a〜42cは、それぞれ偏光成分のうち
必要とされる第1方向の直線偏光成分を透過させ、それ以外の成分を反射することで排除
する。また、この際、第2偏光素子43a〜43cは、各液晶パネル41a〜41cから
射出される変調光のうち第2方向の直線偏光成分を変調光として取り出す。以上により、
各液晶ライトバルブ40a、40b、40cは、それぞれに対応する各色の像光を形成す
る。尚、ここで、第1方向の直線偏光成分は、液晶ライトバルブ40a〜40cごとに入
射する各色光の偏光状態により偏光方向が異なる場合もあるが、本実施形態では、全て一
致させている。また、第1方向の直線偏光成分と第2方向の直線偏光成分の偏光方向の関
係は、液晶パネル41a〜41cの構成等によって定まり、両者の偏光方向が互いに垂直
な関係になっているとは限らない。さらに、第1偏光素子42a〜42cは、光軸に垂直
な面に対して傾いた配置となっているため、図1において通常より厚みを帯びた状態に見
えるが、これは、第1偏光素子42a〜42cが、図1の紙面に対して垂直ではなく、垂
直な位置から光路上前方あるいは後方に傾いた状態で設置されているためである(詳しく
は図2により後述する)。
ネル41a〜41cにそれぞれ入射した3色の光は、各液晶パネル41a〜41c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。この際、第1偏光
素子42a〜42cは、各液晶パネル41a〜41cに入射する照明光の偏光方向を調整
する。つまり、既述のように、第1偏光素子42a〜42cは、それぞれ偏光成分のうち
必要とされる第1方向の直線偏光成分を透過させ、それ以外の成分を反射することで排除
する。また、この際、第2偏光素子43a〜43cは、各液晶パネル41a〜41cから
射出される変調光のうち第2方向の直線偏光成分を変調光として取り出す。以上により、
各液晶ライトバルブ40a、40b、40cは、それぞれに対応する各色の像光を形成す
る。尚、ここで、第1方向の直線偏光成分は、液晶ライトバルブ40a〜40cごとに入
射する各色光の偏光状態により偏光方向が異なる場合もあるが、本実施形態では、全て一
致させている。また、第1方向の直線偏光成分と第2方向の直線偏光成分の偏光方向の関
係は、液晶パネル41a〜41cの構成等によって定まり、両者の偏光方向が互いに垂直
な関係になっているとは限らない。さらに、第1偏光素子42a〜42cは、光軸に垂直
な面に対して傾いた配置となっているため、図1において通常より厚みを帯びた状態に見
えるが、これは、第1偏光素子42a〜42cが、図1の紙面に対して垂直ではなく、垂
直な位置から光路上前方あるいは後方に傾いた状態で設置されているためである(詳しく
は図2により後述する)。
クロスダイクロイックプリズム50は、各液晶ライトバルブ40a、40b、40cか
らの各色の像光を合成する。より詳しく説明すると、クロスダイクロイックプリズム50
は、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51a、51bが形成されて
いる。一方の第1誘電体多層膜51aは、R光を反射し、他方の第2誘電体多層膜51b
は、B光を反射する。クロスダイクロイックプリズム50は、液晶ライトバルブ40aか
らのR光を誘電体多層膜51aで反射して進行方向右側に射出させ、液晶ライトバルブ4
0bからのG光を誘電体多層膜51a、51bを介して直進・射出させ、液晶ライトバル
ブ40cからのB光を誘電体多層膜51bで反射して進行方向左側に射出させる。このよ
うにして、クロスダイクロイックプリズム50によりR光、G光及びB光が合成され、カ
ラーの画像光である合成光が形成される。
らの各色の像光を合成する。より詳しく説明すると、クロスダイクロイックプリズム50
は、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51a、51bが形成されて
いる。一方の第1誘電体多層膜51aは、R光を反射し、他方の第2誘電体多層膜51b
は、B光を反射する。クロスダイクロイックプリズム50は、液晶ライトバルブ40aか
らのR光を誘電体多層膜51aで反射して進行方向右側に射出させ、液晶ライトバルブ4
0bからのG光を誘電体多層膜51a、51bを介して直進・射出させ、液晶ライトバル
ブ40cからのB光を誘電体多層膜51bで反射して進行方向左側に射出させる。このよ
うにして、クロスダイクロイックプリズム50によりR光、G光及びB光が合成され、カ
ラーの画像光である合成光が形成される。
投射レンズ60は、クロスダイクロイックプリズム50を経て形成された合成光による
画像光を所望の拡大率で拡大してスクリーン(不図示)上にカラーの画像を投射する。
画像光を所望の拡大率で拡大してスクリーン(不図示)上にカラーの画像を投射する。
以上の説明において、第1偏光素子42a〜42cのいずれも反射型の偏光素子として
説明したが、第1偏光素子42a〜42cのうちの一部のみに反射型の偏光素子を用い、
他の偏光素子には非反射型(光吸収型)の偏光素子を図1の紙面に対して垂直に配置した
ものを用いてもよい。例えば、第1偏光素子42a〜42cのうち反射型の偏光素子を用
いる部分としては、光学機器の劣化要因たる紫外光領域波長を最も多く含むと考えられる
B光に対応する第1偏光素子42cのみとし、その他は非反射型の偏光素子を用いる態様
が考えられる。
説明したが、第1偏光素子42a〜42cのうちの一部のみに反射型の偏光素子を用い、
他の偏光素子には非反射型(光吸収型)の偏光素子を図1の紙面に対して垂直に配置した
ものを用いてもよい。例えば、第1偏光素子42a〜42cのうち反射型の偏光素子を用
いる部分としては、光学機器の劣化要因たる紫外光領域波長を最も多く含むと考えられる
B光に対応する第1偏光素子42cのみとし、その他は非反射型の偏光素子を用いる態様
が考えられる。
尚、図1では、第1偏光素子42a〜42cは、紙面に対して垂直な位置から光路上前
方あるいは後方に傾けているとしたが、第1偏光素子42a〜42cに入射する各色光の
偏光状態等に応じて左右に傾けることも可能である。
方あるいは後方に傾けているとしたが、第1偏光素子42a〜42cに入射する各色光の
偏光状態等に応じて左右に傾けることも可能である。
以下、図2(a)、(b)を用いて光変調部40の一例について説明する。尚、本実施
形態及びその他の各実施形態での説明においては、いずれも、紫外光又は青光の領域波長
を含む色光であるB光に対応する液晶ライトバルブ40c等について説明するが、他色光
に対応する液晶ライトバルブ40a、40b等においても同様であるので説明を省略する
。尚、上述のように、例えば、第1偏光素子42a、42b等については光反射型の偏光
素子を用いず、光吸収型の偏光素子を設置することも可能である。
形態及びその他の各実施形態での説明においては、いずれも、紫外光又は青光の領域波長
を含む色光であるB光に対応する液晶ライトバルブ40c等について説明するが、他色光
に対応する液晶ライトバルブ40a、40b等においても同様であるので説明を省略する
。尚、上述のように、例えば、第1偏光素子42a、42b等については光反射型の偏光
素子を用いず、光吸収型の偏光素子を設置することも可能である。
図2(a)、(b)は、図1の光変調部40を構成する液晶ライトバルブ40a、40
b、40cのうち、第3光路OP3上に配置される液晶ライトバルブ40cの一例を概念
的に説明する側面及び平面図である。つまり、図2(a)は、図1の液晶ライトバルブ4
0cを光路の進行方向(z軸方向)右側面から見た一例である。平面図である図2(b)
は、図1に対応する。
b、40cのうち、第3光路OP3上に配置される液晶ライトバルブ40cの一例を概念
的に説明する側面及び平面図である。つまり、図2(a)は、図1の液晶ライトバルブ4
0cを光路の進行方向(z軸方向)右側面から見た一例である。平面図である図2(b)
は、図1に対応する。
上述のように、液晶ライトバルブ40cは、液晶パネル41cと、第1偏光素子42c
と、第2偏光素子43cとを備え、第1偏光素子42cは、構造複屈折型の偏光素子ある
いは構造型偏光板等と呼ばれる光反射型の偏光素子によって構成されている。特に、図2
(a)、(b)では、第1偏光素子42cの一例として、フォトニック結晶光学素子によ
る偏光素子を用いた場合について示している。尚、図2(a)から分かるように、第1偏
光素子42cは、図1のシステム光軸OAのうち第3光路OP3上の光軸に垂直なxy平
面を基準としてx軸回りに傾いた配置となっている。以下、第1偏光素子42cについて
より具体的に説明する。
と、第2偏光素子43cとを備え、第1偏光素子42cは、構造複屈折型の偏光素子ある
いは構造型偏光板等と呼ばれる光反射型の偏光素子によって構成されている。特に、図2
(a)、(b)では、第1偏光素子42cの一例として、フォトニック結晶光学素子によ
る偏光素子を用いた場合について示している。尚、図2(a)から分かるように、第1偏
光素子42cは、図1のシステム光軸OAのうち第3光路OP3上の光軸に垂直なxy平
面を基準としてx軸回りに傾いた配置となっている。以下、第1偏光素子42cについて
より具体的に説明する。
図2(a)、(b)から分かるように、第1偏光素子42cの構成は、周期的に一方向
に設けられた溝を有する石英基板P1上に、互いに屈折率の異なる例えばSiO2層LY
1とNb2O5層LY2とが深さ方向に交互に積層された周期的な組成構造をもつ構造面
部分P2(図2(a)、(b)において中間の層を省略)が形成されたものである。この
ような構造を有することにより、第1偏光素子42cは、透過軸TXに沿った方向に対し
て一次元的に周期的な凹凸構造を有し、かつ、第1偏光素子42cの構造面部分P2は所
望の膜厚及び角度を有する多層構造が形成される。また、この場合、透過軸TXは、既述
の石英基板P1上に設けられた溝に対して垂直な方向即ち図2(b)において紙面上下方
向に沿っており、x方向に平行な方向に延びている。
に設けられた溝を有する石英基板P1上に、互いに屈折率の異なる例えばSiO2層LY
1とNb2O5層LY2とが深さ方向に交互に積層された周期的な組成構造をもつ構造面
部分P2(図2(a)、(b)において中間の層を省略)が形成されたものである。この
ような構造を有することにより、第1偏光素子42cは、透過軸TXに沿った方向に対し
て一次元的に周期的な凹凸構造を有し、かつ、第1偏光素子42cの構造面部分P2は所
望の膜厚及び角度を有する多層構造が形成される。また、この場合、透過軸TXは、既述
の石英基板P1上に設けられた溝に対して垂直な方向即ち図2(b)において紙面上下方
向に沿っており、x方向に平行な方向に延びている。
尚、本実施例では、特に、石英基板P1がB光の入射側に位置し、構造面部分P2がB
光の射出側に位置する構成となっている。これにより、構造面部分P2の特性を利用して
、良好な反射・透過特性を保つことができる。
光の射出側に位置する構成となっている。これにより、構造面部分P2の特性を利用して
、良好な反射・透過特性を保つことができる。
ここで、上述のように、第1偏光素子42cは、システム光軸OAのうち第3光路OP
3の光路上の光軸に垂直な面に対して傾いた配置となっており、特に、図2(a)等から
分かるように、当該光軸に垂直なxy平面に対して第1偏光素子42cのx方向に平行な
透過軸TX回りに所定角度回転した位置に配置されている。これに対して、液晶パネル4
1cの入射面は第3光路OP3のシステム光軸OAに対して垂直なxy平面に面している
。従って、第1偏光素子42cの射出面と液晶パネル41cの入射面とは平行ではない状
態で対面している。言い換えると、液晶パネル41cの入射面についての法線は、第3光
路OP3のシステム光軸OAの方向に等しくz方向に等しいのに対し、第1偏光素子42
cの射出面についての法線は、z方向とx方向とを成分にもつ斜め方向であり、これら二
つの面は互いに傾斜して対面している。
3の光路上の光軸に垂直な面に対して傾いた配置となっており、特に、図2(a)等から
分かるように、当該光軸に垂直なxy平面に対して第1偏光素子42cのx方向に平行な
透過軸TX回りに所定角度回転した位置に配置されている。これに対して、液晶パネル4
1cの入射面は第3光路OP3のシステム光軸OAに対して垂直なxy平面に面している
。従って、第1偏光素子42cの射出面と液晶パネル41cの入射面とは平行ではない状
態で対面している。言い換えると、液晶パネル41cの入射面についての法線は、第3光
路OP3のシステム光軸OAの方向に等しくz方向に等しいのに対し、第1偏光素子42
cの射出面についての法線は、z方向とx方向とを成分にもつ斜め方向であり、これら二
つの面は互いに傾斜して対面している。
図3は、図2(a)の液晶ライトバルブ40cにおける第1偏光素子42cの補助的な
役割を模式的に示した図である。この場合、上述の透過軸TX回りの所定角度は、図3に
おいては所定角度θが相当する。以下、照明光の一つであるB光の光路の順に沿って、液
晶ライトバルブ40cの動作を説明する。
役割を模式的に示した図である。この場合、上述の透過軸TX回りの所定角度は、図3に
おいては所定角度θが相当する。以下、照明光の一つであるB光の光路の順に沿って、液
晶ライトバルブ40cの動作を説明する。
まず、図1の色分離光学系30により分離されたB光は、図3において、照明光として
第3光路OP3に沿って液晶ライトバルブ40cの第1偏光素子42cに入射する。第1
偏光素子42cは、上述のように第1方向の直線偏光成分を透過し第1方向の直線偏光以
外の成分を反射する。より具体的には、第1偏光素子42cは、B光の偏光成分のうち、
図3の紙面に垂直な方向であるP偏光を透過させる一方、S偏光を反射する。次に、第1
偏光素子42cを透過したB光は、図1で説明したように液晶パネル41cによって変調
され、さらに、第2偏光素子43cによって第2方向の直線偏光成分が取り出される。
第3光路OP3に沿って液晶ライトバルブ40cの第1偏光素子42cに入射する。第1
偏光素子42cは、上述のように第1方向の直線偏光成分を透過し第1方向の直線偏光以
外の成分を反射する。より具体的には、第1偏光素子42cは、B光の偏光成分のうち、
図3の紙面に垂直な方向であるP偏光を透過させる一方、S偏光を反射する。次に、第1
偏光素子42cを透過したB光は、図1で説明したように液晶パネル41cによって変調
され、さらに、第2偏光素子43cによって第2方向の直線偏光成分が取り出される。
以上のような動作において、B光の偏光成分の一部が、液晶パネル41cやその後段で
ある第2偏光素子43cで反射されること等により、第1偏光素子42cへの戻り光RL
となる。このような戻り光RLは、ランダムな偏光成分を含むため反射型光学素子である
第1偏光素子42cによってさらに反射される成分が存在する。従って、戻り光RLの一
部がさらに第1偏光素子42cで反射等される。この際、第1偏光素子42cは、図2(
a)のように、液晶パネル41cの入射面に対して平行ではなく、所定角度θだけ傾いて
いるため、当該戻り光RLは、一部が第1偏光素子42cで再び反射されるものの光路の
方向が変わり(図中矢印)、図1の投射レンズ60でけられる、あるいは、液晶パネル4
1c側に戻ることなく光路外へ排出される。
ある第2偏光素子43cで反射されること等により、第1偏光素子42cへの戻り光RL
となる。このような戻り光RLは、ランダムな偏光成分を含むため反射型光学素子である
第1偏光素子42cによってさらに反射される成分が存在する。従って、戻り光RLの一
部がさらに第1偏光素子42cで反射等される。この際、第1偏光素子42cは、図2(
a)のように、液晶パネル41cの入射面に対して平行ではなく、所定角度θだけ傾いて
いるため、当該戻り光RLは、一部が第1偏光素子42cで再び反射されるものの光路の
方向が変わり(図中矢印)、図1の投射レンズ60でけられる、あるいは、液晶パネル4
1c側に戻ることなく光路外へ排出される。
ここで、図2(a)、(b)に戻って、第1偏光素子42cの石英基板P1上の一次元
に周期的な凹凸構造のピッチ幅や構造面部分P2の多層構造の形状等は、第1方向の直線
偏光を無駄無く取り出せるようにB光の波長における透過・反射特性にあわせて調整され
ている。この場合、例えば、第1偏光素子42cを透過軸TXに垂直な軸回転による傾斜
配置、つまり、図2(a)、(b)のy軸回りの回転により傾斜配置させると、当該ピッ
チ幅や多層構造への入射角度等が大きく変わるおそれがあり、好適な透過・反射特性を保
つ上で必ずしも好ましいとは限らない。しかしながら、本実施形態では、上述のように第
1偏光素子42cを透過軸TXの回り即ちx軸回りに回転させて配置している。さらに、
本実施形態では、第1偏光素子42cを長手方向であるx軸周りに回転させて配置してい
るから、同じ角度でy軸周りに回転させた場合よりも素子の配置スペースが小さくできる
。従って、入射光に対する石英基板P1の周期的な凹凸構造のピッチ幅等の変化を少なく
抑えながらも、液晶パネル41cの入射面と第1偏光素子42cの射出面とを平行でない
配置とすることができる。これにより、図3の戻り光RLのような成分を光路外へ排出す
ることができる。尚、第1偏光素子42cの回転角度(即ち図3の所定角度θ)は、十分
な戻り光の排出を行えるように光学的な設計等に応じて3度乃至30度の範囲で適宜定め
られる。
に周期的な凹凸構造のピッチ幅や構造面部分P2の多層構造の形状等は、第1方向の直線
偏光を無駄無く取り出せるようにB光の波長における透過・反射特性にあわせて調整され
ている。この場合、例えば、第1偏光素子42cを透過軸TXに垂直な軸回転による傾斜
配置、つまり、図2(a)、(b)のy軸回りの回転により傾斜配置させると、当該ピッ
チ幅や多層構造への入射角度等が大きく変わるおそれがあり、好適な透過・反射特性を保
つ上で必ずしも好ましいとは限らない。しかしながら、本実施形態では、上述のように第
1偏光素子42cを透過軸TXの回り即ちx軸回りに回転させて配置している。さらに、
本実施形態では、第1偏光素子42cを長手方向であるx軸周りに回転させて配置してい
るから、同じ角度でy軸周りに回転させた場合よりも素子の配置スペースが小さくできる
。従って、入射光に対する石英基板P1の周期的な凹凸構造のピッチ幅等の変化を少なく
抑えながらも、液晶パネル41cの入射面と第1偏光素子42cの射出面とを平行でない
配置とすることができる。これにより、図3の戻り光RLのような成分を光路外へ排出す
ることができる。尚、第1偏光素子42cの回転角度(即ち図3の所定角度θ)は、十分
な戻り光の排出を行えるように光学的な設計等に応じて3度乃至30度の範囲で適宜定め
られる。
以上のように、液晶パネル41c等で発生する戻り光RLを的確に排除することにより
、プロジェクタ100における戻り光RLの影響によるコントラストの低下を抑制するこ
とができる。また、反射型の偏光素子である第1偏光素子42c等を液晶パネル41c等
の入射側に用いるため耐光性及び耐熱性に優れ、プロジェクタ100の寿命を長くするこ
とができる。
、プロジェクタ100における戻り光RLの影響によるコントラストの低下を抑制するこ
とができる。また、反射型の偏光素子である第1偏光素子42c等を液晶パネル41c等
の入射側に用いるため耐光性及び耐熱性に優れ、プロジェクタ100の寿命を長くするこ
とができる。
図4(a)、(b)は、本実施形態に係る他の液晶ライトバルブの一例を説明するため
の側面及び平面図である。つまり、図1の光変調部40において、図2(a)、(b)に
より説明した液晶ライトバルブ40cに代えて、以下の液晶ライトバルブ140cを用い
ることも可能である。
の側面及び平面図である。つまり、図1の光変調部40において、図2(a)、(b)に
より説明した液晶ライトバルブ40cに代えて、以下の液晶ライトバルブ140cを用い
ることも可能である。
液晶ライトバルブ140cは、液晶パネル141cと、第1偏光素子142cと、第2
偏光素子143cとを備える。ここで、液晶パネル141c及び、第2偏光素子143c
については、それぞれ液晶パネル41c及び第2偏光素子43cと同様の構成であるから
説明を省略する。
偏光素子143cとを備える。ここで、液晶パネル141c及び、第2偏光素子143c
については、それぞれ液晶パネル41c及び第2偏光素子43cと同様の構成であるから
説明を省略する。
図4(a)、(b)において、第1偏光素子142cとしてワイヤグリッド型の偏光板
を用いている。つまり、第1偏光素子142cは、透明基板上に形成された金属薄膜MF
に一方向に延びた溝GTが形成されている。これにより、透過軸TXに沿って一次元に周
期的に形成される凹凸構造が、B光の波長における透過・反射特性にあわせたピッチ幅で
構成されている。さらに、図4(a)、(b)から分かるように、第1偏光素子142c
は、図2(a)、(b)の第1偏光素子42cと同様に透過軸TXの回り、即ち、x軸回
りに回転し、傾斜した状態で配置されている。これにより、図2(a)、(b)の第1偏
光素子42cと同様の作用を奏することができる。つまり、液晶パネル141c以下で発
生する戻り光の成分を第1偏光素子142cにより光路外へ排出することができ、また、
B光の第1偏光素子142cへの入射の際、第1偏光素子142cの金属薄膜に形成され
た溝による凹凸構造のピッチ幅を略変えることがなくB光の波長における透過・反射特性
を保つことができる。
を用いている。つまり、第1偏光素子142cは、透明基板上に形成された金属薄膜MF
に一方向に延びた溝GTが形成されている。これにより、透過軸TXに沿って一次元に周
期的に形成される凹凸構造が、B光の波長における透過・反射特性にあわせたピッチ幅で
構成されている。さらに、図4(a)、(b)から分かるように、第1偏光素子142c
は、図2(a)、(b)の第1偏光素子42cと同様に透過軸TXの回り、即ち、x軸回
りに回転し、傾斜した状態で配置されている。これにより、図2(a)、(b)の第1偏
光素子42cと同様の作用を奏することができる。つまり、液晶パネル141c以下で発
生する戻り光の成分を第1偏光素子142cにより光路外へ排出することができ、また、
B光の第1偏光素子142cへの入射の際、第1偏光素子142cの金属薄膜に形成され
た溝による凹凸構造のピッチ幅を略変えることがなくB光の波長における透過・反射特性
を保つことができる。
〔第2実施形態〕
図5(a)、(b)は、第2実施形態に係る光変調装置を説明するための側面及び平面
図である。尚、本実施形態に係る光変調装置は、図1のプロジェクタ100の光変調部4
0に適用可能であるから、本実施形態に係るプロジェクタの構成についての説明を省略す
る。
図5(a)、(b)は、第2実施形態に係る光変調装置を説明するための側面及び平面
図である。尚、本実施形態に係る光変調装置は、図1のプロジェクタ100の光変調部4
0に適用可能であるから、本実施形態に係るプロジェクタの構成についての説明を省略す
る。
本実施形態の液晶ライトバルブ240cは、液晶パネル241cと、第1偏光素子24
2cと、第2偏光素子243cとを備える。尚、液晶パネル241c及び、第2偏光素子
243cについては、それぞれ液晶パネル41c及び第2偏光素子43c等と同様の構成
であるから説明を省略する。
2cと、第2偏光素子243cとを備える。尚、液晶パネル241c及び、第2偏光素子
243cについては、それぞれ液晶パネル41c及び第2偏光素子43c等と同様の構成
であるから説明を省略する。
第1実施形態では、図2(a)、(b)の光変調部40の第1偏光素子42c等では、
第1偏光素子42cの透過軸TX回りにのみ回転して入射面が傾いているが、本実施形態
では、第1偏光素子242cが、さらに、システム光軸OAに垂直な面を基準として透過
軸TXに垂直な軸回りについても回転して傾いている。つまり、図4(a)、(b)のx
軸回りに軸回転させるのみならず、さらに、y軸回りについても例えば3度乃至30度程
度回転させている。
第1偏光素子42cの透過軸TX回りにのみ回転して入射面が傾いているが、本実施形態
では、第1偏光素子242cが、さらに、システム光軸OAに垂直な面を基準として透過
軸TXに垂直な軸回りについても回転して傾いている。つまり、図4(a)、(b)のx
軸回りに軸回転させるのみならず、さらに、y軸回りについても例えば3度乃至30度程
度回転させている。
第1偏光素子242cにおいて、効率的に偏光の透過・反射を行うには、第1実施形態
で述べたように予め入射光の波長における透過・反射特性にあわせて第1偏光素子242
cのピッチ幅等を最適な状態に構成しておくことが望ましい。しかしながら、当該ピッチ
幅等を所望のものとするためにはより精密な構造にする必要がある。例えば、ワイヤグリ
ッド型の場合、入射光の波長に依存する間隔で、かつ、当該波長よりも可能な限り微細な
幅とすることが必要であり、製法上限界がある。このような場合、透過・反射特性を損な
わない範囲で、本実施形態のように紙面y軸回りの回転により傾斜配置させることで、第
1偏光素子242cに形成された実際のピッチ幅よりも実質的により小さいものとして扱
うことができる。尚、この場合、x軸回りの回転だけでなくy軸回りにも回転させること
で、さらに反射により排出する戻り光RLの反射方向を調整することもできる。
で述べたように予め入射光の波長における透過・反射特性にあわせて第1偏光素子242
cのピッチ幅等を最適な状態に構成しておくことが望ましい。しかしながら、当該ピッチ
幅等を所望のものとするためにはより精密な構造にする必要がある。例えば、ワイヤグリ
ッド型の場合、入射光の波長に依存する間隔で、かつ、当該波長よりも可能な限り微細な
幅とすることが必要であり、製法上限界がある。このような場合、透過・反射特性を損な
わない範囲で、本実施形態のように紙面y軸回りの回転により傾斜配置させることで、第
1偏光素子242cに形成された実際のピッチ幅よりも実質的により小さいものとして扱
うことができる。尚、この場合、x軸回りの回転だけでなくy軸回りにも回転させること
で、さらに反射により排出する戻り光RLの反射方向を調整することもできる。
〔第3実施形態〕
図6(a)、(b)は、第3実施形態に係る光変調装置を説明するための側面及び平面
図である。本実施形態では、さらに、光変調装置が、第1偏光素子と液晶パネルとの間に
補助偏光板を備える。つまり、本実施形態に係る光変調装置である液晶ライトバルブ34
0cは、液晶パネル341cと、第1偏光素子342cと、第2偏光素子343cとに加
え、さらに、補助偏光板344cを第1偏光素子342cと液晶パネル341cとの間に
備える。尚、液晶パネル341c、第1偏光素子342c及び第2偏光素子343cにつ
いては、それぞれ図1の液晶パネル41c、第1偏光素子42c及び第2偏光素子43c
等と同様の構成であるから説明を省略する。また、本実施形態に係る光変調装置である液
晶ライトバルブ340cは、図1のプロジェクタ100に適用可能であるから、本実施形
態に係るプロジェクタの構成についての説明を省略する。
図6(a)、(b)は、第3実施形態に係る光変調装置を説明するための側面及び平面
図である。本実施形態では、さらに、光変調装置が、第1偏光素子と液晶パネルとの間に
補助偏光板を備える。つまり、本実施形態に係る光変調装置である液晶ライトバルブ34
0cは、液晶パネル341cと、第1偏光素子342cと、第2偏光素子343cとに加
え、さらに、補助偏光板344cを第1偏光素子342cと液晶パネル341cとの間に
備える。尚、液晶パネル341c、第1偏光素子342c及び第2偏光素子343cにつ
いては、それぞれ図1の液晶パネル41c、第1偏光素子42c及び第2偏光素子43c
等と同様の構成であるから説明を省略する。また、本実施形態に係る光変調装置である液
晶ライトバルブ340cは、図1のプロジェクタ100に適用可能であるから、本実施形
態に係るプロジェクタの構成についての説明を省略する。
ここで、補助偏光板344cとしては、例えば、光吸収型の偏光板を用いることができ
る。この場合、補助偏光板344cは、その透過軸TXの方向を第1偏光素子342cの
透過軸TXの方向と一致するように配置されている。補助偏光板244cは、ヨウ素また
は染料分子を用いて形成された一軸延伸型の偏光板であり、大量生産されていることから
安価で使い易く、また、偏光特性に優れ入射角依存性や波長依存性が比較的小さい。従っ
て、補助偏光板344cを第1偏光素子342cと液晶パネル341cとの間に設置する
ことにより、第1偏光素子342cで生じる偏光分離特性の入射角依存性や波長依存性を
抑えることができ、結果として消光比も上がる。一方、この場合、第1偏光素子342c
は、補助偏光板344cの前段に配置されることになるので、液晶ライトバルブ340c
全体としての優れた耐光性および耐熱性は変わることなく保たれる。尚、本実施形態にお
いて、補助偏光板344cは、例えば、図7(a)、(b)のように第1偏光素子342
cの射出面に貼り付ける構造となっていてもよい。
る。この場合、補助偏光板344cは、その透過軸TXの方向を第1偏光素子342cの
透過軸TXの方向と一致するように配置されている。補助偏光板244cは、ヨウ素また
は染料分子を用いて形成された一軸延伸型の偏光板であり、大量生産されていることから
安価で使い易く、また、偏光特性に優れ入射角依存性や波長依存性が比較的小さい。従っ
て、補助偏光板344cを第1偏光素子342cと液晶パネル341cとの間に設置する
ことにより、第1偏光素子342cで生じる偏光分離特性の入射角依存性や波長依存性を
抑えることができ、結果として消光比も上がる。一方、この場合、第1偏光素子342c
は、補助偏光板344cの前段に配置されることになるので、液晶ライトバルブ340c
全体としての優れた耐光性および耐熱性は変わることなく保たれる。尚、本実施形態にお
いて、補助偏光板344cは、例えば、図7(a)、(b)のように第1偏光素子342
cの射出面に貼り付ける構造となっていてもよい。
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲
での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記実施形態1及び2に係る第1偏光素子42c及び第1偏光素子242cでは、石英
基板P1が光入射側に位置し、構造面部分P2が光射出側に位置する構成となっているが
、本発明は、構造面部分P2が光入射側に位置し、石英基板P1が光射出側に位置する第
1偏光素子の構成であっても適用可能である。
基板P1が光入射側に位置し、構造面部分P2が光射出側に位置する構成となっているが
、本発明は、構造面部分P2が光入射側に位置し、石英基板P1が光射出側に位置する第
1偏光素子の構成であっても適用可能である。
上記第3実施形態の図6に示す構成では、第1偏光素子342cと液晶パネル341c
の間に備えられた補助偏光板344cは、第1偏光素子342cとは別体に設けられてい
たが、本発明は、第1偏光素子342cの光射出面に補助偏光板344cを接着した構成
であっても適用可能である。
の間に備えられた補助偏光板344cは、第1偏光素子342cとは別体に設けられてい
たが、本発明は、第1偏光素子342cの光射出面に補助偏光板344cを接着した構成
であっても適用可能である。
上記実施形態では、3つの液晶ライトバルブ40a〜40cを用いたプロジェクタ10
0の例のみを挙げたが、本発明は、1つの液晶ライトバルブのみを用いたプロジェクタ、
2つの液晶ライトバルブを用いたプロジェクタ、あるいは、4つ以上の液晶ライトバルブ
を用いたプロジェクタにも適用可能である。
0の例のみを挙げたが、本発明は、1つの液晶ライトバルブのみを用いたプロジェクタ、
2つの液晶ライトバルブを用いたプロジェクタ、あるいは、4つ以上の液晶ライトバルブ
を用いたプロジェクタにも適用可能である。
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。
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。
100…プロジェクタ、 10…光源装置、 20…照明光学系、 30…色分離光学
系、 40…光変調部、 40a、40b、40c…液晶ライトバルブ、 41a、41
b、41c、141c、241c、341c…液晶パネル、 42a、42b、42c、
142c、242c、342c…第1偏光素子、 43a、43b、43c、143c、
243c、343c…第2偏光素子、 344c…補助偏光板、 50…クロスダイクロ
イックプリズム、 60…投射レンズ
系、 40…光変調部、 40a、40b、40c…液晶ライトバルブ、 41a、41
b、41c、141c、241c、341c…液晶パネル、 42a、42b、42c、
142c、242c、342c…第1偏光素子、 43a、43b、43c、143c、
243c、343c…第2偏光素子、 344c…補助偏光板、 50…クロスダイクロ
イックプリズム、 60…投射レンズ
Claims (8)
- 光源光を均一化して照明光を形成する照明光学系と、
前記照明光を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルの前段に配置され前記照明光のう
ち第1方向の直線偏光成分を透過し前記第1方向の直線偏光以外の成分を反射する反射型
偏光素子である第1偏光素子と、前記液晶パネルの後段に配置され前記液晶パネルから射
出された変調光から第2方向の直線偏光成分を取り出す第2偏光素子とを含む光変調装置
と、
前記光変調装置を経た像光を投射する投射光学系と、
を備えるプロジェクタであって、
前記第1偏光素子は、前記照明光の光軸に垂直な面を基準として、射出面が前記第1方
向に対応する透過軸回りに回転した状態となるように所定角度だけ傾いているプロジェク
タ。 - 前記第1偏光素子は、前記透過軸に沿って一次元に周期的な凹凸構造を有する請求項1
記載のプロジェクタ。 - 前記第1偏光素子は、屈折率の異なる物質が深さ方向に交互に積層した周期的な組成構
造を有する請求項1及び請求項2のいずれか一項記載のプロジェクタ。 - 前記第1偏光素子は、フォトニック結晶光学素子である請求項1から請求項3のいずれ
か一項記載のプロジェクタ。 - 前記第1偏光素子は、ワイヤグリッド型偏光板である請求項1から請求項3のいずれか
一項記載のプロジェクタ。 - 前記第1偏光素子は、前記照明光の光軸に垂直な面を基準として、入射面が前記透過軸
に垂直な軸回りに回転した状態となるように傾いている請求項1から請求項5のいずれか
一項記載のプロジェクタ。 - 前記光変調装置は、前記第1偏光素子と前記液晶パネルとの間に補助偏光板を備える請
求項1から請求項6のいずれか一項記載のプロジェクタ。 - 前記照明光を所定波長ごとに色光に分離し、各色光を形成する色分離光学系と、
前記色分離光学系からの各色光によって照明されて、各色の像光をそれぞれ形成する複
数の色光変調装置と、
前記色光変調装置からの前記各色の像光を合成して前記投射光学系に入射させる合成光
学系とを備え、
前記複数の色光変調装置のうち、少なくとも紫外光又は青光の領域波長を含む色光に対
応する前記色光変調装置は、前記第1偏光素子を含む前記光変調装置である請求項1から
請求項7のいずれか一項記載のプロジェクタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006252484A JP2008076481A (ja) | 2006-09-19 | 2006-09-19 | プロジェクタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006252484A JP2008076481A (ja) | 2006-09-19 | 2006-09-19 | プロジェクタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008076481A true JP2008076481A (ja) | 2008-04-03 |
Family
ID=39348658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006252484A Withdrawn JP2008076481A (ja) | 2006-09-19 | 2006-09-19 | プロジェクタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008076481A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011059158A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Seiko Epson Corp | プロジェクター |
WO2013094016A1 (ja) * | 2011-12-20 | 2013-06-27 | Necディスプレイソリューションズ株式会社 | 投写型液晶表示装置 |
-
2006
- 2006-09-19 JP JP2006252484A patent/JP2008076481A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011059158A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Seiko Epson Corp | プロジェクター |
WO2013094016A1 (ja) * | 2011-12-20 | 2013-06-27 | Necディスプレイソリューションズ株式会社 | 投写型液晶表示装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090716 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20111121 |