JP2010032850A - 変調光学系およびプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性等に関する高い信頼性を有し、組み込み時の調整が容易な光学素子を偏光
方向の切換用に特定色の光路上に組み込んだ変調光学系を提供すること。
【解決手段】複合光学フィルタ２５ｅ，２５ｇを構成する基板ＲＳが、旋光部材として、
光学軸ＯＡがシステム光軸ＳＡに略平行な方向に延びる水晶板で形成されており、システ
ム光軸ＳＡに沿って入射したＢ及びＲ光の偏光面を９０°回転（旋光）させる。よって、
Ｂ及びＲ光の第１及び第３光路ＯＰ１，ＯＰ３で偏光面を９０°回転させることができ、
クロスダイクロイックプリズム２７に入射させるＢ及びＲ光を反射に適するＳ偏光とする
ことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の光変調装置で形成された画像を合成する変調光学系に関し、特にプロ
ジェクタへの組み込みに適する変調光学系およびプロジェクタに関する。

従来のプロジェクタとして、合成前の特定色の光路上に１／２波長板を設けて照明用の
直線偏光の偏光方向を９０°切替え、光合成用のプリズムでの結合効率を向上させている
ものが存在する（特許文献１等参照）。

画像表示装置として、複数の反射型空間光変調装置を備え、各反射型空間光変調装置の
読出側に、変調素子の実際の配向方向の理想的な配向方向からのズレを補償してコントラ
ストを改善するため、偏光方向を微小回転させるα水晶等の旋光手段を設けたものが存在
する（特許文献２参照）。

反射型液晶表示装置として、反射型液晶表示素子と偏光ビームスプリッタとの間に、光
源から光線のうち周辺光線の傾きを補償してコントラストを改善するため、偏光方向を微
小回転させる水晶板等の波長板を設けたものが存在する（特許文献３参照）。

液晶プロジェクタの照明光学系として、光源の後段に偏光ビームスプリッタと１／２波
長板とを設けて偏光方向を揃えるものが存在し、この場合、１／２波長板として、例えば
水晶が用いられる（特許文献４参照）。
特開２００１−１００３１１号公報 特開平７−１２８６５１号公報 特開２００６−２３５３１２号公報 特開２００４−３０９８５３号公報

しかしながら、特許文献１において、１／２波長板として一般的に用いられている有機
フィルムは、耐久性の点で信頼性が低い。また、１／２波長板の場合、材料にかかわらず
入射偏光に対して光学軸が傾くとその影響で射出偏光の方向が大きくずれてしまう。この
ため、組み込み時に軸方向を考慮する必要があり、偏光度の高い光を使用する場合には、
特にその軸方向に精度が必要となり、組み込み時の調整が容易でない。

なお、特許文献２、３の装置は、水晶板によって理想的な配向方向又は偏光方向からの
微小なズレを補償するものであり、特定色の光路において偏光方向を９０°切替えるもの
ではない。

特許文献４の装置は、色分離前の照明光についてその偏光方向を切替えて揃えるもので
あり、特定色の光路において偏光方向を９０°切替えるものではない。

そこで、本発明は、耐久性等に関する高い信頼性を有し、組み込み時の調整が容易な光
学素子を偏光方向の切換用に特定色の光路上に組み込んだ変調光学系およびプロジェクタ
を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る第１の変調光学系は、（ａ）照明装置から射出
された各色の照明光をそれぞれ変調する複数の光変調装置と、（ｂ）複数の光変調装置で
変調された各色の変調光を合成する光合成部とを備え、（ｃ）複数の光変調装置のうち少
なくとも１つの光変調装置は、偏光変調型の変調パネルと、変調パネルの光射出側に配置
される偏光素子と、旋光部材とを有し、（ｃ１）旋光部材は、光学軸がシステム光軸に略
平行な方向に延びる少なくとも１枚の水晶板で形成され、システム光軸に沿って入射した
光束の偏光方向を９０°回転させる。なお、旋光部材を２枚の水晶板で構成する場合、各
水晶板によって偏光方向を例えば４５°回転させる。

上記変調光学系では、旋光部材が、光学軸がシステム光軸に略平行な方向に延びる少な
くとも１枚の水晶板で形成され、システム光軸に沿って入射した光束の偏光方向を９０°
回転させるので、特定色の光路で偏光面を９０°回転させることができる。この際、水晶
板のシステム光軸まわりの回転角に依存して偏光方向の回転量がズレることを防止できる
ので、水晶板の組み込み時の調整が容易である。また、水晶板によって旋光部材を構成す
ることにより、耐久性等の観点で高い信頼性を確保することができる。

また、本発明の具体的な態様又は観点によれば、上記液晶表示装置において、少なくと
も１つの光変調装置が、旋光部材のシステム光軸に平行な方向とシステム光軸に垂直な方
向とに関する屈折率差を補償する光学補償素子をさらに備える。この場合、水晶板の光学
軸に対して傾斜して入射する光束に生じる位相差を光学補償素子によって補償することが
でき、良好な入射角度依存性を確保することができる。

本発明の別の態様では、変調パネルが、光透過型の液晶パネルであり、旋光部材を構成
する水晶板は、液晶パネルの光入射側及び光射出側のいずれか一方に配置される。この場
合、液晶パネルに入射する照明光の偏光方向を事前に９０°回転させることができ、或い
は液晶パネルから射出される変調光の偏光方向を事後に９０°回転させることができる。

本発明のさらに別の態様では、変調パネルが、光透過型の液晶パネルであり、旋光部材
を構成する水晶板が、液晶パネルの光入射側及び光射出側の双方に配置される。この場合
、液晶パネルに入射する照明光の偏光方向と液晶パネルから射出される変調光の偏光方向
とを、結果として追加的に９０°回転させることができる。

本発明のさらに別の態様では、旋光部材を構成する水晶板のうち少なくとも１枚は、液
晶パネルの光射出側及び光入射側の一方に配置される偏光素子を支持するための支持基板
として機能する。この場合、水晶板のうち少なくとも１枚を偏光素子の効率的な冷却手段
として用いることができる。

本発明のさらに別の態様では、水晶板が、支持基板として、液晶パネルの光射出側に配
置される偏光素子を支持する。この場合、加熱されやすい光射出側の偏光素子を効率的に
冷却することができる。通常、水晶基板を液晶パネルの光射出側に配置して偏光素子を冷
却する場合、水晶基板の光学軸は基板面内に存在し、偏光素子の軸と水晶の軸を精度良く
合わせる必要がある。一方、本発明の場合は基板面内に軸が存在しないため偏光素子と水
晶の軸を合わせる必要がなくなる。

本発明のさらに別の態様では、システム光軸が、所定の平面上にあり、光合成部が、所
定の平面に垂直に配置された複数のダイクロイックミラーを有し、複数の光変調装置が、
変調によって偏光方向を９０°回転させ、上記少なくとも１つの光変調装置が、複数のダ
イクロイックミラーのうち少なくとも１つで反射される色の光路上に配置される。この場
合、ダイクロイックミラーで反射される色の光路において、ロスを低減するような偏光方
向に切り替えるべく旋光部材を配置することになる。

本発明のさらに別の態様では、上記少なくとも１つの光変調装置が青色及び赤色の光路
上に配置される。この場合、青色及び赤色をＳ偏光としてダイクロイックミラーに入射さ
せることができ、ダイクロイックミラーでの合成効率を高めることができる。

本発明に係る第２の変調光学系は、（ａ）照明装置から射出された各色の照明光をそれ
ぞれ変調する複数の光変調装置と、（ｂ）複数の光変調装置で変調された各色の変調光を
合成する光合成部とを備え、（ｃ）複数の光変調装置のうち少なくとも１つの光変調装置
は、偏光変調型の変調パネルと、変調パネルの光射出側に配置される偏光素子と、旋光部
材とを有し、（ｃ１）旋光部材は、光学軸がシステム光軸に略平行な方向に延びる水晶板
を含んで形成され、水晶板は、システム光軸に沿って入射した光束の偏光方向を４５°回
転させる。

上記変調光学系では、旋光部材が、光学軸がシステム光軸に略平行な方向に延びる少な
くとも１枚の水晶板で形成され、システム光軸に沿って入射した光束の偏光方向を４５°
回転させるので、特定色の光路で偏光面を４５°回転させることができる。この際、水晶
板のシステム光軸まわりの回転角に依存して偏光方向の回転量がズレることを防止できる
ので、水晶板の組み込み時の調整が容易である。また、水晶板によって旋光部材を構成す
ることにより、耐久性等の観点で高い信頼性を確保することができる。

本発明に係るプロジェクタは、（ａ）照明光を射出する照明装置と、（ｂ）上記した変
調光学系と、（ｃ）変調光学系からの光を投射する投射部とを備える。

上記プロジェクタでは、変調光学系において、システム光軸に光学軸を略一致させた水
晶板で構成される旋光部材がシステム光軸に沿って入射した光束の偏光方向を９０°回転
させるので、水晶板の組み込み時の調整が容易であり、偏光面を調整する部品等に関し高
い信頼性を維持することができる。これにより、組立が比較的容易で高い信頼性を有する
プロジェクタを提供することができる。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明に係る第１実施形態の変調光学系を組み込んだプロジェクタの光学系の
構成を説明する概念図である。

本プロジェクタ１０は、光源光を発生する光源装置２１と、光源装置２１からの光源光
を青緑赤の３色に分離する色分離光学系２３と、色分離光学系２３から射出された各色の
照明光によって照明される光変調部２５と、光変調部２５から射出された各色の像光を合
成するクロスダイクロイックプリズム２７と、クロスダイクロイックプリズム２７を経た
像光をスクリーン（不図示）に投射する投射レンズ２９とを備える。このうち、光変調部
２５及びクロスダイクロイックプリズム２７は、照明光からカラーの像光を形成するため
の変調光学系を構成する。

以上のプロジェクタ１０において、光源装置２１は、光源ランプ２１ａと、凹レンズ２
１ｂと、一対のレンズアレイ２１ｄ，２１ｅと、偏光変換部材２１ｇと、重畳レンズ２１
ｉとを備える。このうち、光源ランプ２１ａは、例えば高圧水銀ランプ等であるランプ本
体２２ａと、光源光を回収して前方に射出させる凹面鏡２２ｂとを備える。凹レンズ２１
ｂは、光源ランプ２１ａからの光源光を平行化する役割を有するが、例えば凹面鏡２２ｂ
が放物面鏡である場合には、省略することもできる。一対のレンズアレイ２１ｄ，２１ｅ
は、マトリ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
凹レンズ２１ｂを経た光源ランプ２１ａからの光源光を分割して個別に集光・発散させる
。偏光変換部材２１ｇは、詳細は省略するが、ＰＢＳ及びミラーを組み込んだプリズムア
レイと、当該プリズムアレイに設けた射出面上にストライプ状に貼り付けられる波長板ア
レイとを備える。この偏光変換部材２１ｇは、レンズアレイ２１ｅから射出した光源光を
例えば図１の紙面に垂直（より具体的には、後述するクロスダイクロイックプリズム２７
の第１ダイクロミラー２７ａと第２ダイクロミラー２７ｂの交線に平行）な第１偏光方向
の直線偏光のみに変換して次段光学系に供給する。重畳レンズ２１ｉは、偏光変換部材２
１ｇを経た照明光を全体として適宜収束させることにより、光変調部２５に設けた各色の
液晶ライトバルブ２５ａ，２５ｂ，２５ｃに対する重畳照明を可能にする。つまり、両レ
ンズアレイ２１ｄ，２１ｅと重畳レンズ２１ｉとを経た照明光は、以下に詳述する色分離
光学系２３を経て、光変調部２５に設けられた各色の液晶パネル２６ａ，２６ｂ，２６ｃ
を均一に重畳照明する。

色分離光学系２３は、第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，２３ｂと、フィール
ドレンズ２３ｆ，２３ｇ，２３ｈと、反射ミラー２３ｊ，２３ｍ，２３ｎ，２３ｏとを備
え、光源装置２１とともに照明装置を構成する。ここで、第１ダイクロイックミラー２３
ａは、青緑赤の３色のうち例えば青（Ｂ）色を透過させ、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）色を反射
する。また、第２ダイクロイックミラー２３ｂは、入射した緑赤の２色のうち例えば緑（
Ｇ）色を反射し、赤（Ｒ）色を透過させる。これにより、光源光を構成するＢ光、Ｇ光、
及びＲ光は、第１、第２、及び第３光路ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３にそれぞれ導かれ、異な
る照明対象にそれぞれ入射する。具体的に説明すると、光源装置２１からの光源光は、反
射ミラー２３ｊで光路を折り曲げられて第１ダイクロイックミラー２３ａに入射する。こ
の第１ダイクロイックミラー２３ａを通過したＢ光は、反射ミラー２３ｍを経て、液晶ラ
イトバルブ２５ａに対向するフィールドレンズ２３ｆに入射する。また、第１ダイクロイ
ックミラー２３ａで反射されて第２ダイクロイックミラー２３ｂでさらに反射されたＧ光
は、液晶ライトバルブ２５ｂに対向するフィールドレンズ２３ｇに入射する。さらに、第
２ダイクロイックミラー２３ｂを通過したＲ光は、レンズＬＬ１，ＬＬ２及び反射ミラー
２３ｎ，２３ｏを経て、液晶ライトバルブ２５ｃに対向するフィールドレンズ２３ｈに入
射する。なお、各フィールドレンズ２３ｆ，２３ｇ，２３ｈは、各液晶ライトバルブ２５
ａ，２５ｂ，２５ｃに入射する照明光の入射角度を調節する機能を有する。レンズＬＬ１
，ＬＬ２及びフィールドレンズ２３ｈは、リレー光学系を構成している。このリレー光学
系は、第１レンズＬＬ１の像を、第２レンズＬＬ２を介してほぼそのままフィールドレン
ズ２３ｈに伝達する機能を有する。

光変調部２５は、上記した各色用の３つの光路ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３に対応して、３
つの液晶ライトバルブ２５ａ，２５ｂ，２５ｃを備える。各液晶ライトバルブ２５ａ，２
５ｂ，２５ｃは、入射した照明光の強度の空間分布を変調する非発光型の光変調装置であ
る。

ここで、第１光路ＯＰ１に配置されたＢ色用の液晶ライトバルブ２５ａは、Ｂ光によっ
て照明される液晶パネル２６ａと、液晶パネル２６ａの入射側に配置される複合光学フィ
ルタ２５ｅと、液晶パネル２６ａの射出側に配置される偏光フィルタ２５ｈとを備える。
この液晶ライトバルブ２５ａは、色分離光学系２３に設けたフィールドレンズ２３ｆの後
段に配置されており、第１ダイクロイックミラー２３ａを透過したＢ光によって均一に照
明される。

液晶ライトバルブ２５ａにおいて、入射側の複合光学フィルタ２５ｅは、入射したＢ光
について、紙面に垂直な第１偏光方向の直線偏光を９０°旋光させて紙面に平行（より具
体的には、クロスダイクロイックプリズム２７の第１ダイクロミラー２７ａと第２ダイク
ロミラー２７ｂの交線に垂直）な第２偏光方向の直線偏光に切り換えるとともに、第２偏
光方向の直線偏光のみを選択的に透過させて液晶パネル２６ａに導く。液晶パネル２６ａ
は、偏光変調型の変調素子又は変調パネルとして、これに入射した第２偏光方向の直線偏
光を画像信号に応じて例えば部分的に第１偏光方向の直線偏光に変換する。射出側の偏光
フィルタ２５ｈは、液晶パネル２６ａを経て変調された第１偏光方向の直線偏光のみを選
択的に透過させる。

他の液晶ライトバルブ２５ｂ，２５ｃのうち、Ｒ色用の液晶ライトバルブ２５ｃは、Ｂ
色用の液晶ライトバルブ２５ａと同様の構成となっている。つまり、液晶ライトバルブ２
５ｃは、Ｒ光によって照明される液晶パネル２６ｃと、液晶パネル２６ｃの入射側に配置
される複合光学フィルタ２５ｇと、液晶パネル２６ｃの射出側に配置される偏光フィルタ
２５ｊとを備える。この液晶ライトバルブ２５ｃは、色分離光学系２３のフィールドレン
ズ２３ｈの後段に配置されており、第２ダイクロイックミラー２３ｂを透過したＲ光によ
って均一に照明される。液晶ライトバルブ２５ｃにおいて、入射側の複合光学フィルタ２
５ｇは、入射したＲ光について、紙面に垂直な第１偏光方向の直線偏光を、９０°旋光さ
せて第２偏光方向の直線偏光に切り換えて選択的に透過させることにより、液晶パネル２
６ａに導く。液晶パネル２６ｂは、これに入射した第２偏光方向の直線偏光を画像信号に
応じて例えば部分的に第１偏光方向の直線偏光に変換する。射出側の偏光フィルタ２５ｊ
は、液晶パネル２６ｃを経て変調された第１偏光方向の直線偏光のみを選択的に透過させ
る。

一方、Ｇ色用の液晶ライトバルブ２５ｂは、旧来型のものであり、Ｇ光によって照明さ
れる液晶パネル２６ｂと、液晶パネル２６ｂの入射側に配置される偏光フィルタ２５ｆと
、液晶パネル２６ｂの射出側に配置される偏光フィルタ２５ｉとを備える。この液晶ライ
トバルブ２５ｂは、色分離光学系２３のフィールドレンズ２３ｇの後段に配置されており
、第２ダイクロイックミラー２３ｂで反射されたＧ光によって均一に照明される。液晶ラ
イトバルブ２５ｃにおいて、偏光フィルタ２５ｆは、入射したＧ光について、紙面に垂直
な第１偏光方向の直線偏光を選択的に透過させて液晶パネル２６ａに導く。液晶パネル２
６ｂは、これに入射した第１偏光方向の直線偏光を画像信号に応じて例えば部分的に第２
偏光方向の直線偏光に変換する。偏光フィルタ２５ｉは、液晶パネル２６ｂを経て変調さ
れた第２偏光方向の直線偏光のみを選択的に透過させる。

図２は、図１に示すプロジェクタ１０の光変調部２５を構成するＢ光用の液晶ライトバ
ルブ２５ａの構造を説明する拡大断面図である。

液晶ライトバルブ２５ａにおいて、入射側に設けた複合光学フィルタ２５ｅは、水晶製
の基板ＲＳ上に樹脂製の第１偏光フィルムＰＦ１を接着したものであり、入出射面の法線
がそれぞれシステム光軸ＳＡすなわちＺ軸に平行になっている。複合光学フィルタ２５ｅ
は、旋光部材を具体化した水晶板である基板ＲＳによって、紙面に垂直なＹ方向に沿った
第１偏光方向のＳ偏光をシステム光軸ＳＡのまわりに９０°回転させて紙面に平行なＸ方
向に沿った第２偏光方向のＰ偏光に変換する。また、複合光学フィルタ２５ｅは、偏光素
子としての第１偏光フィルムＰＦ１によって、Ｘ方向に沿った第２偏光方向のＰ偏光のみ
を通過させる。なお、複合光学フィルタ２５ｅの入射面と射出面とには、反射防止膜ＡＲ
１が設けられており、迷光の発生を防止している。

一方、射出側に設けた偏光フィルタ２５ｈは、水晶製の基板ＰＳ上に樹脂製の第２偏光
フィルムＰＦ２を接着したものであり、入出射面の法線がそれぞれシステム光軸ＳＡすな
わちＺ軸に平行になっている。偏光フィルタ２５ｈは、偏光素子としての第２偏光フィル
ムＰＦ２によってＹ方向に沿った第１偏光方向のＳ偏光のみを通過させ、Ｐ偏光（非変調
光）を吸収等により排除する。ここで、第２偏光フィルムＰＦ２を支持する基板ＰＳは、
光学軸がシステム光軸ＳＡに垂直な方向に延びる水晶板であり、Ｙ方向に沿った第１偏光
方向のＳ偏光をそのままシステム光軸ＳＡに沿って射出させる。第２偏光フィルムＰＦ２
の支持基板を水晶製の基板ＰＳとすることにより、第１偏光フィルムＰＦ１よりも比較的
加熱されやすい状態にある第２偏光フィルムＰＦ２を効率良く冷却することができる。な
お、偏光フィルタ２５ｈの入射面と射出面とには、反射防止膜ＡＲ２が設けられており、
迷光の発生を防止している。

以上の説明から明らかなように、複合光学フィルタ２５ｅを構成する第１偏光フィルム
ＰＦ１と、偏光フィルタ２５ｈを構成する第２偏光フィルムＰＦ２とは、クロスニコルを
構成するように配置されている。これら第１及び第２偏光フィルムＰＦ１，ＰＦ２の間に
挟まれた液晶パネル２６ａは、第１偏光フィルムＰＦ１側から入射した入射光ＬＩを入力
信号に応じて画素単位で部分的にＰ偏光からＳ偏光に変化させ、変化後の変調光を射出光
ＬＯとして第２偏光フィルムＰＦ２側に射出する。この際、基板ＲＳによって、第１偏光
フィルムＰＦ１に入射する青光の入射光ＬＩの偏光方向を予め９０°回転させてＳ偏光か
らＰ偏光に切り換えているので、液晶ライトバルブ２５ａから射出される変調光を、後述
する光合成に適するＳ偏光状態の射出光ＬＯとすることができる。

図３（Ａ）〜３（Ｃ）は、複合光学フィルタ２５ｅを構成する水晶製の基板ＲＳの機能
を説明する図である。図３（Ａ）に示すように、基板ＲＳを構成する水晶は、ｚ方向に延
びる光学軸ＯＡの方向の屈折率が相対的に大きな正の一軸性の屈折率楕円体ＲＩＥに対応
する光学的異方性を有する。この屈折率楕円体ＲＩＥは、光学軸ＯＡのまわりに完全な回
転対称ではなく、ｘ方向の屈折率ｎｘがｙ方向の屈折率ｎｙよりも僅かに大きくなってい
る。さらに、屈折率楕円体ＲＩＥは、結晶構造に起因して基板ＲＳ内で一様に分布するの
ではなく、図３（Ｂ）に示すように、光学軸ＯＡに沿った深さ位置に対応して回転してい
る。つまり、基板ＲＳの厚み方向に関して、例えば表面から深さΔｄの位置では、短軸側
の屈折率ｎｘ，ｎｙの方向が角度θ回転し、表面から深さ２Δｄの位置では、短軸側の屈
折率ｎｘ，ｎｙの方向が角度２θ回転するといった屈折率の旋回が生じている。よって、
基板ＲＳを構成する水晶の光学軸ＯＡを図２のＺ方向に一致させた場合、この基板ＲＳに
垂直に入射する任意の直線偏光の偏光面は、基板ＲＳの厚みｄ１に応じてＺ方向に平行な
軸のまわりに回転する。つまり、基板ＲＳの厚みｄ１を調整することにより、例えば図３
（Ｃ）に示すように、Ｙ方向に沿った偏光面を有する状態で基板ＲＳに入射した直線偏光
を、基板ＲＳの通過後に、Ｘ方向に沿った偏光面を有する直線偏光に変換することができ
る。なお、Ｂ光の場合、９０°の旋光量を与えるための厚みｄ１は、おおよそ２．２ｍｍ
程度となる。また、図示の例では、９０°旋光させるので、水晶の旋光方向を問題として
いない。つまり、基板ＲＳの材料である水晶が右旋性であっても左旋性であっても、同じ
厚みで９０°の旋光量とすることができる。

なお、図２に示す偏光フィルタ２５ｈを構成する水晶製の基板ＰＳは、光学軸ＯＡをＸ
方向又はＹ方向に一致させており、図３（Ｂ）、３（Ｃ）に示す旋光現象を生じさせない
。ただし、Ｘ方向とＹ方向との間に屈折率の不均衡が生じるが、第２偏光フィルムＰＦ２
の偏光方向をＹ方向に一致させているので、液晶ライトバルブ２５ａからの射出光ＬＯは
、Ｙ方向に沿った偏光面を有する状態に維持される。

両フィルタ２５ｅ，２５ｈ間に位置する液晶パネル２６ａは、ツイストネマティックモ
ードで動作する液晶（すなわちツイストネマティック型の液晶）で構成される液晶層７１
を挟んで、入射側に第１基板７２と、射出側に第２基板７３とを備える。これらの基板７
２，７３は、ともに平板状であり、複合光学フィルタ２５ｅ等と同様に、入出射面の法線
がシステム光軸ＳＡすなわちＺ軸に平行になるように配置されている。液晶パネル２６ａ
の入射面と射出面とには、反射防止膜ＡＲ３が設けられており、迷光の発生を防止してい
る。

液晶パネル２６ａにおいて、第１基板７２の液晶層７１側の面上には、透明な共通電極
７５が設けられており、その上には、例えば配向膜７６が形成されている。一方、第２基
板７３の液晶層７１側の面上には、マトリクス状に配置された複数の透明画素電極７７と
、各透明画素電極７７に電気的に接続されている薄膜トランジスタ（不図示）とが設けら
れており、その上には、例えば配向膜７８が形成されている。ここで、第１及び第２基板
７２，７３と、これらに挟まれた液晶層７１と、電極７５，７７とは、光能動素子、すな
わち入射光ＬＩの偏光状態を入力信号に応じて変調するための液晶デバイス８０として機
能する部分である。この液晶デバイス８０を構成する各画素部分ＰＰは、１つの画素電極
７７と、共通電極７５の一部と、両配向膜７６，７８の一部と、液晶層７１の一部とを含
む。なお、第１基板７２と共通電極７５との間には、各画素部分ＰＰを区分するように格
子状のブラックマトリクス７９が設けられている。

以上の液晶デバイス８０において、配向膜７６，７８は、液晶層７１を構成する液晶性
化合物を必要な方向に配列させるためのものである。入射側の配向膜７６は、これに接す
る液晶性化合物を第１ラビング方向（例えばＸ軸方向）に配向させ、射出側の配向膜７８
は、これに接する液晶性化合物を第２ラビング方向（例えばＹ軸方向）に配向させる。液
晶層７１に電圧が印加されないオフ状態において、配向膜７６は、液晶性化合物の光学軸
を第１偏光フィルムＰＦ１の偏光面であるＸＺ面を含んだ方向に配向させる役割を有し、
配向膜７８は、液晶性化合物の光学軸を第２偏光フィルムＰＦ２の偏光面であるＹＺ面を
含んだ方向に配向させる役割を有する。結果的に、液晶層７１中の液晶性化合物の光学軸
は、第１基板７２から第２基板７３にかけて徐々にねじれるように配置される。つまり、
第１及び第２基板７２，７３の内側すなわち配向膜７６，７８に隣接して液晶層７１の両
端側に配置される一組の液晶性化合物の光学軸は、ＸＹ平面上に投影した場合、互いに例
えば９０°のツイスト角をなす。これにより、一対の偏光フィルムＰＦ１，ＰＦ２の間に
挟まれた液晶層７１をノーマリホワイトモードで動作させることになり、電圧非印加のオ
フ状態で最大透過状態（光オン状態）を確保することができる。つまり、液晶パネル３２
６ａは、光オン状態の白表示時に、Ｐ偏光をＳ偏光に切替えて通過させるとともに、光オ
フ状態の黒表示時に、Ｐ偏光をそのまま変化させないで通過させる。

以上では、図２等に基づいてＢ光用の液晶ライトバルブ２５ａの構造及び機能を説明し
たが、Ｒ光用の液晶ライトバルブ２５ｃも、Ｂ光用の液晶ライトバルブ２５ａと同様の構
造及び機能を有する。つまり、複合光学フィルタ２５ｇのうち水晶製の基板ＲＳによって
、赤色の入射光ＬＩのＳ偏光からＰ偏光に切り換え、複合光学フィルタ２５ｇのうち樹脂
製の第１偏光フィルムＰＦ１によって、Ｐ偏光のみを選択的に透過させ、液晶パネル２６
ｃの変調によってＰ偏光からＳ偏光に変化させ、偏光フィルタ２５ｊによって、液晶ライ
トバルブ２５ｃから射出される変調光をＳ偏光状態の射出光ＬＯとすることができる。な
お、Ｒ光の場合、水晶製の基板ＲＳの厚みｄ１は、おおよそ４．４ｍｍ程度となる。

図４は、光変調部２５を構成するＧ光用の液晶ライトバルブ２５ｂの構造を説明する拡
大断面図である。この場合、Ｂ光用の液晶ライトバルブ２５ａと異なり、複合光学フィル
タ２５ｅに代えて偏光フィルタ２５ｆが用いられており、Ｇ色の入射光ＬＩは、Ｓ偏光の
まま維持される。すなわち、偏光フィルタ２５ｆは、石英ガラス製の基板ＧＳ上に樹脂製
の第１偏光フィルムＰＦ１を接着したものであり、等方的な屈折率を有する基板ＧＳを通
過した入射光ＬＩは、旋光作用を受けず、そのままの偏光状態に維持されて第１偏光フィ
ルムＰＦ１に入射する。この結果、液晶パネル２６ｂでＳ偏光をＰ偏光にする変調が行わ
れ、液晶ライトバルブ２５ｂから射出される変調光は、Ｐ偏光状態の射出光ＬＯとなる。
なお、図４において、ＸＹＺ軸は、液晶パネル２６ｂを基準とするものであり、図２上の
ＸＹＺ軸とは異なる方向となっている。ただし、Ｘ方向は、図１の紙面に平行でありＰ偏
光の偏光方向に一致し、Ｙ方向は、図１の紙面に垂直でありＳ偏光の偏光方向に一致する
点で、図２、４は互いに共通している。

図１に戻って、クロスダイクロイックプリズム２７は、光合成部に相当するものであり
、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ダイクロミラー２７ａ，２７ｂが形成されて
いる。両ダイクロミラー２７ａ，２７ｂは、特性が異なる誘電体多層膜で形成されている
。すなわち、一方の第１ダイクロミラー２７ａはＢ光を反射し、他方の第２ダイクロミラ
ー２７ｂは変調後のＲ光を反射する。このクロスダイクロイックプリズム２７は、液晶ラ
イトバルブ２５ａからの変調後のＢ光を第１ダイクロミラー２７ａで反射して進行方向右
側に射出させ、液晶ライトバルブ２５ｂからの変調後のＧ光を第１及び第２ダイクロミラ
ー２７ａ，２７ｂを介して直進・射出させ、液晶ライトバルブ２５ｃからの変調後のＲ光
を第２ダイクロミラー２７ｂで反射して進行方向左側に射出させる。なお、既に説明した
ように、第１及び第２ダイクロミラー２７ａ，２７ｂは、紙面に垂直なＳ偏光状態のＢ及
びＲ光を反射し、両ダイクロミラー２７ａ，２７ｂは、紙面に平行なＰ偏光状態のＧ光を
透過させる。これにより、クロスダイクロイックプリズム２７におけるＢＧＲ光の合成効
率を高めることができ、色ムラの発生を抑えることができる。

投射レンズ２９は、投射部又は投射光学系として、クロスダイクロイックプリズム２７
で合成されたカラーの像光を、所望の倍率でスクリーン（不図示）上に投射する。つまり
、各液晶パネル２６ａ〜２６ｃに入力された駆動信号或いは画像信号に対応する所望の倍
率のカラー動画やカラー静止画がスクリーン上に投射される。

上記プロジェクタ１０では、光変調部２５において、複合光学フィルタ２５ｅ，２５ｇ
を構成する基板ＲＳが、旋光部材又は旋光性素子として、光学軸ＯＡがシステム光軸ＳＡ
に略平行な方向に延びる水晶板で形成されており、システム光軸ＳＡに沿って入射したＢ
及びＲ光の偏光方向を９０°回転させる。よって、Ｂ光の第１光路ＯＰ１とＲ光の第３光
路ＯＰ３とにおいて偏光面を９０°回転（旋光）させることができ、クロスダイクロイッ
クプリズム２７に入射させるＢ及びＲ光を反射に適するＳ偏光とすることができる。この
際、水晶製の基板ＲＳは、システム光軸ＳＡに平行な光学軸ＯＡを有しており、基板ＲＳ
のシステム光軸ＳＡのまわりの回転角に依存して入射光ＬＩの偏光方向の回転量が９０°
からズレることを防止できるので、第１偏光フィルムＰＦ１をシステム光軸ＳＡのまわり
に自由に回転させることができ、基板ＲＳすなわち複合光学フィルタ２５ｅ，２５ｇの組
み込み時の調整が容易になる。また、水晶製の基板ＲＳは、耐熱性に優れ、光劣化がない
ので、耐久性等の観点で高い信頼性を有する光変調部２５を提供することができる。

なお、本実施形態では、水晶製の基板ＲＳを支持基板として第１偏光フィルムＰＦ１を
支持しているので、第１偏光フィルムＰＦ１の冷却効率を高めることができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明に係る第２実施形態の変調光学系を組み込んだプロジェクタについて説明
する。第２実施形態のプロジェクタは、第１実施形態のプロジェクタを変形したものであ
り、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。

図５は、本実施形態において光変調部２５を構成するＢ光及びＲ光用の液晶ライトバル
ブ２５ａ，２５ｃの構造を説明する拡大断面図である。この場合、Ｂ光用の液晶ライトバ
ルブ２５ａにおいて、複合光学フィルタ１２５ｅは、水晶製の基板ＲＳと樹脂製の第１偏
光フィルムＰＦ１との他に、サファイア製の光学補償素子ＣＰを備える。この光学補償素
子ＣＰは、基板ＲＳに貼り付けられており、基板ＲＳの光学的な異方性を補償する役割を
有する。つまり、水晶製の基板ＲＳの屈折率が図６（Ａ）に示すような光学軸ＯＡ方向に
細長い（正の一軸性の）屈折率楕円体ＲＩＥに相当するので、図６（Ｂ）に示すような光
学軸ＯＡ方向に扁平な（負の一軸性の）屈折率楕円体ＲＩＥｃの特性を有するサファイア
製の光学補償素子ＣＰを隣接して配置する。光学補償素子ＣＰの厚みｄｃを適宜調節すれ
ば、図６（Ｃ）に示すように、全体として円形の屈折率楕円体ＲＩＥｔの特性を有するフ
ィルタ支持体を得ることができる。つまり、基板ＲＳ及び光学補償素子ＣＰからなるフィ
ルタ支持体全体として、システム光軸ＯＡに平行な方向と垂直な方向とに関して見かけ上
の屈折率を一致させることができる。よって、多様な角度で複合光学フィルタ１２５ｅに
入射するＢ光をＳ偏光からＰ偏光に一様に変換することができ、複合光学フィルタ１２５
ｅの角度特性を改善でき、結果的に液晶ライトバルブ２５ａの視野角特性を改善できる。
なお、サファイアは水晶のような旋光性を有しておらず、基板ＲＳの厚みｄ１のみでＢ光
の旋光量を調整できる。光学補償素子ＣＰの厚みｄｃは、基板ＲＳの厚みｄ１の１．６倍
程度となる。具体的には、基板ＲＳの厚みｄ１が２．２ｍｍであるとすると、光学補償素
子ＣＰの厚みｄｃは３．５ｍｍ程度となる。

Ｒ光用の液晶ライトバルブ２５ｃにおいても、図５に示すように、複合光学フィルタ１
２５ｇは、水晶製の基板ＲＳと樹脂製の第１偏光フィルムＰＦ１との他に、基板ＲＳに隣
接してサファイア製の光学補償素子ＣＰを備える。この光学補償素子ＣＰも、水晶製の基
板ＲＳの光学的な異方性を補償する役割を有する。光学補償素子ＣＰの厚みｄｃは、水晶
製の基板ＲＳの厚みｄ１の１．６倍程度となる。

以上では、光学補償素子ＣＰをサファイア製としたが、サファイアに代えて多層の蒸着
膜からなるものを用いることもできる。この場合、光学補償素子ＣＰは、基板ＲＳ上に屈
折率の異なる薄膜を多数積層することで形成される。

〔第３実施形態〕
以下、本発明に係る第３実施形態の変調光学系を組み込んだプロジェクタについて説明
する。第３実施形態のプロジェクタは、第１実施形態のプロジェクタを変形したものであ
り、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。

図７は、第３実施形態における光変調部２５を構成するＢ光用の液晶ライトバルブ２５
ａの構造を説明する拡大断面図である。

液晶ライトバルブ２５ａにおいて、入射側に設けた偏光フィルタ２２５ｅは、石英ガラ
ス製の基板ＧＳ上に第１偏光フィルムＰＦ１を接着したものである。この場合、偏光フィ
ルタ２２５ｅは、第１偏光フィルムＰＦ１によって、Ｙ方向に沿った第１偏光方向のＳ偏
光のみを通過させる。なお、第１偏光フィルムＰＦ１を支持する石英製の基板ＧＳは、等
方的な屈折率を有し、Ｙ方向に沿った第１偏光方向のＳ偏光をそのまま通過させるだけで
あり偏光状態に影響を与えない。

一方、射出側に設けた複合光学フィルタ２２５ｈは、光学軸をシステム光軸ＳＡに一致
させた水晶製の基板ＲＳによって、Ｘ方向に沿った第２偏光方向のＰ偏光をシステム光軸
ＳＡのまわりに９０°回転させてＹ方向に沿った第１偏光方向のＳ偏光に変換する。また
、複合光学フィルタ２２５ｈは、第２偏光フィルムＰＦ２によって、Ｙ方向に沿った第１
偏光方向のＳ偏光のみを通過させる。これにより、複合光学フィルタ２２５ｈは、液晶ラ
イトバルブ２５ｃから射出される変調光をＳ偏光状態の射出光ＬＯとすることができ、ク
ロスダイクロイックプリズム２７に入射させるＢ光をＳ偏光とすることができる。ここで
、第２偏光フィルムＰＦ２は、水晶製の基板ＲＳによって支持されており、第２偏光フィ
ルムＰＦ２の冷却効率は、極めて高いものとなっている。

図８は、光変調部２５を構成するＲ光用の液晶ライトバルブ２５ｃの構造を説明する拡
大断面図である。

液晶ライトバルブ２５ｃにおいて、入射側に設けた偏光フィルタ２２５ｇは、石英ガラ
ス製の基板ＧＳ上に第１偏光フィルムＰＦ１を接着したものである。この場合、偏光フィ
ルタ２２５ｇは、第１偏光フィルムＰＦ１によって、Ｙ方向に沿った第１偏光方向のＳ偏
光のみを通過させる。なお、第１偏光フィルムＰＦ１を支持する石英製の基板ＧＳは、等
方的な屈折率を有し、Ｙ方向に沿った第１偏光方向のＳ偏光をそのまま通過させるだけで
ある。

一方、射出側に設けた複合光学フィルタ２２５ｊは、第２偏光フィルムＰＦ２によって
、Ｘ方向に沿った第２偏光方向のＰ偏光のみを通過させる。また、複合光学フィルタ２２
５ｈは、光学軸をシステム光軸ＳＡに一致させた水晶製の基板ＲＳによって、Ｘ方向に沿
った第２偏光方向のＰ偏光をシステム光軸ＳＡのまわりに９０°回転させてＹ方向に沿っ
た第１偏光方向のＳ偏光に変換する。これにより、複合光学フィルタ２２５ｊは、液晶ラ
イトバルブ２５ｃから射出される変調光をＳ偏光状態の射出光ＬＯとすることができ、ク
ロスダイクロイックプリズム２７に入射させるＲ光をＳ偏光とすることができる。ここで
、第２偏光フィルムＰＦ２は、水晶製の基板ＲＳによって支持されており、第２偏光フィ
ルムＰＦ２の冷却効率は、極めて高いものとなっている。

光変調部２５を構成するＧ光用の液晶ライトバルブ２５ｂについては、第１実施形態と
同じであり、説明を省略する。

なお、図７の例では、クロスニコル内に水晶製の基板ＲＳを設けて偏光面を回転させて
いるが、クロスニコル外に水晶製の基板ＲＳを設けて偏光面を回転させることもできる。
すなわち、複合光学フィルタ２２５ｈの内側に液晶パネル２６ａに対向して第２偏光フィ
ルムＰＦ２を設け、複合光学フィルタ２２５ｈの外側に水晶製の基板ＲＳを設けることが
できる。また、図８の例では、クロスニコル外に水晶製の基板ＲＳを設けて偏光面を回転
させているが、クロスニコル内に水晶製の基板ＲＳを設けて偏光面を回転させることもで
きる。すなわち、複合光学フィルタ２２５ｊの内側に液晶パネル２６ａに対向して水晶製
の基板ＲＳを設け、複合光学フィルタ２２５ｈの外側に第２偏光フィルムＰＦ２を設ける
ことができる。以上において、第２偏光フィルムＰＦ２の偏光方向は、図７、８に示すも
のに対して９０°異なる。

以上の第３実施形態でも、水晶製の基板ＲＳにサファイア等で形成された光学補償素子
ＣＰ（図５参照）を貼り付けることによって、角度特性を改善することができる。

〔第４実施形態〕
以下、図９を参照して、本発明に係る第４実施形態の変調光学系を組み込んだプロジェ
クタについて説明する。第４実施形態のプロジェクタ３１０は、第１実施形態のプロジェ
クタを変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。

第４実施形態のプロジェクタ３１０の場合、第１実施形態の場合と異なり、光源装置２
１に紙面に対し平行なＰ偏光を形成させる。つまり、システム光軸ＳＡを含む平面に平行
なＰ偏光が光変調部２５に供給される。ここで、システム光軸ＳＡを含む紙面に平行な平
面は、クロスダイクロイックプリズム２７の第１及び第２ダイクロミラー２７ａ，２７ｂ
との交線に垂直になっている。この結果、各色用の液晶ライトバルブ２５ａ，２５ｂ，２
５ｃには、第１及び第２ダイクロミラー２７ａ，２７ｂの交線に垂直な偏光方向の直線偏
光が入射する。

光変調部２５において、Ｂ光用の液晶ライトバルブ２５ａは、旋光部材を備えない点で
、図４に示すＧ光用の液晶ライトバルブ２５ｂと類似する構造を有する。具体的には、液
晶ライトバルブ２５ａにおいて、偏光フィルタ３２５ｅは、入射したＢ光について、紙面
に平行なＰ偏光を選択的に透過させて液晶パネル３２６ａに導く。液晶パネル３２６ａは
、これに入射したＰ偏光を画像信号に応じてＳ偏光に変換する。偏光フィルタ３２５ｈは
、液晶パネル３２６ａを経て変調されたＳ偏光のみを選択的に透過させて他の偏光を排除
する。

また、Ｒ光用の液晶ライトバルブ２５ｃも、旋光部材を備えない点で、図４に示すＧ光
用の液晶ライトバルブ２５ｂと類似する構造を有する。具体的には、液晶ライトバルブ２
５ｃにおいて、偏光フィルタ３２５ｇは、入射したＲ光について、紙面に垂直なＰ偏光を
選択的に透過させて液晶パネル３２６ｃに導く。液晶パネル３２６ｃは、これに入射した
Ｐ偏光を画像信号に応じてＳ偏光に変換する。偏光フィルタ３２５ｊは、液晶パネル３２
６ｃを経て変調されたＳ偏光のみを選択的に透過させて他の偏光を排除する。

Ｇ光用の液晶ライトバルブ２５ｂは、図２に示すＲ光用の液晶ライトバルブ２５ａと類
似する構造を有する。具体的には、液晶ライトバルブ２５ｂにおいて、複合光学フィルタ
３２５ｆは、入射したＧ光について、Ｐ偏光を９０°旋光させて紙面に垂直なＳ偏光に切
り換えるとともに、Ｓ偏光のみを選択的に透過させて液晶パネル３２６ｂに導く。液晶パ
ネル３２６ｂは、これに入射したＳ偏光を画像信号に応じてＰ偏光に変換する。偏光フィ
ルタ３２５ｉは、液晶パネル３２６ｂを経て変調されたＰ偏光のみを選択的に透過させて
他の偏光を排除する。なお、Ｇ光の場合、複合光学フィルタ３２５ｆを構成する水晶製の
基板ＲＳの厚みｄ１は、おおよそ３．５ｍｍ程度となる。

〔第５実施形態〕
以下、本発明に係る第５実施形態の変調光学系を組み込んだプロジェクタについて説明
する。第５実施形態のプロジェクタは、第１実施形態のプロジェクタを変形したものであ
り、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。

図１０は、本実施形態の光変調部２５を構成するＢ光用の液晶ライトバルブ２５ａの構
造を説明する拡大断面図である。複合光学フィルタ４２５ｅは、水晶製の基板ＲＳ上に第
１偏光フィルムＰＦ１を接着したものである。このうち、水晶製の基板ＲＳ１は、光学軸
をシステム光軸ＳＡに一致させた旋光部材であり、Ｙ方向に沿った第１偏光方向（クロス
ダイクロイックプリズム２７のダイクロミラー２７ａ，２７ｂの交線に平行な方向）のＳ
偏光をシステム光軸ＳＡの進行方向の例えば時計まわりに４５°回転させて傾斜状態の右
４５°偏光に変換する。また、第１偏光フィルムＰＦ１は、基板ＲＳ１を経た右４５°偏
光を選択的に透過させて液晶パネル４２６ａに導く。以上において、基板ＲＳ１は、４５
°の旋光のため、第１実施形態の基板ＲＳが有する厚みの半分の厚みｄ２＝ｄ１／２を有
する。

液晶パネル４２６ａは、これに入射した右４５°偏光を画像信号に応じて右１３５°偏
光すなわち左４５°偏光に変換する。つまり、液晶パネル４２６ａは、黒表示時に、右４
５°偏光をそのまま変化させないで通過させ、白表示時に、右４５°偏光を左４５°偏光
に切替えて通過させる。

複合光学フィルタ４２５ｈは、水晶製の基板ＲＳ２上に第２偏光フィルムＰＦ２を接着
したものである。このうち、第２偏光フィルムＰＦ２は、液晶パネル４２６ａからの左４
５°偏光を選択的に透過させるとともに右４５°偏光を排除する。また、水晶製の基板Ｒ
Ｓ２は、光学軸をシステム光軸ＳＡに一致させた旋光部材であり、左４５°偏光をシステ
ム光軸ＳＡの進行方向の例えば時計まわりに４５°回転させてＹ方向に沿った第１偏光方
向のＳ偏光に変換して液晶ライトバルブ２５ａ外に射出させる。以上において、基板ＲＳ
２は、４５°の旋光のため、第１実施形態の基板ＲＳが有する厚みの半分の厚みｄ２＝ｄ
１／２を有する。

Ｒ光用の液晶ライトバルブ２５ｃも、Ｂ光用の液晶ライトバルブ２５ａと同様の構造及
び機能を有する。つまり、図１０に示すように、複合光学フィルタ４２５ｇのうち水晶製
の基板ＲＳ１によって、Ｓ偏光を右４５°偏光に切り換え、第１偏光フィルムＰＦ１によ
って、右４５°偏光のみを選択的に透過させ、液晶パネル４２６ｃの変調によって右４５
°偏光から左４５°偏光に変化させ、複合光学フィルタ４２５ｊのうち第２偏光フィルム
ＰＦ２によって、左４５°偏光のみを選択的に透過させ、水晶製の基板ＲＳ２によって左
４５°偏光をＳ偏光にして液晶ライトバルブ２５ｃ外に射出させる。

なお、Ｇ光用の液晶ライトバルブ２５ｂは、図４に示す構造と同様の構造とすることが
できる。

本実施形態の場合も、１／４波長板等を用いることなく、クロスダイクロイックプリズ
ム２７に入射させるＢ光及びＲ光をＳ偏光とすることができる。さらに、複合光学フィル
タ４２５ｅ，４２５ｈについては、これらを共通部品化することも可能である。

第５実施形態の変形例として、図１０に示す水晶製の基板ＲＳと図５に示すサファイア
製の光学補償素子ＣＰとを対向配置して、角度特性を改善することができる。ただし、こ
の場合の光学補償素子ＣＰの厚みは、図５の場合の半分となる。

また、第５実施形態の変形例として、水晶製の基板ＲＳ１，ＲＳ２を偏光フィルムＰＦ
１，ＰＦ２によるクロスニコルの内側に配置することもできる。この場合、偏光フィルム
ＰＦ１，ＰＦ２の偏光方向は、Ｙ方向又はＸ方向に平行となる。

また、第５実施形態の変形例として、４５°旋光用の水晶製の基板ＲＳ１，ＲＳ２を配
置して偏光面を切り換える光路を、ＢＲ光用の第１及び第３光路とするのではなく、Ｇ光
用の第２光路とすることができる。

また、第５実施形態の変形例として、水晶製の基板ＲＳ１，ＲＳ２は、右旋光に限らず
左旋光の材料とすることもできる。

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施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において実施することが可能で
あり、例えば次のような変形も可能である。

すなわち、図１に示す光源装置２１において紙面に対し４５°傾斜した偏光を形成する
。そして、図２等に示す液晶ライトバルブ２５ａ，２５ｃにおいて、複合光学フィルタ２
５ｅ，２５ｇで偏光面を時計回りに４５°回転させて液晶パネル２６ａ，２６ｃに導くも
のとする。また、図４等に示す液晶ライトバルブ２５ａにおいて、偏光フィルタ２５ｆが
第１偏光フィルムＰＦ１を水晶板で支持する構造を有するものとし、偏光面を反時計回り
に４５°回転させて液晶パネル２６ｂに導くものとできる。この場合、照明光を予め傾斜
させ、各色の光路に適するＰ偏光又はＳ偏光にすることになる。

また、液晶パネル２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、ＴＮ型に限らず、ＶＡその他の各種タイ
プの液晶パネルに置き換えることができる。

また、上記実施形態のプロジェクタ１０では、光源装置２１を、光源ランプ２１ａ、一
対のレンズアレイ２１ｄ，２１ｅ、偏光変換部材２１ｇ、及び重畳レンズ２１ｉで構成し
たが、レンズアレイ２１ｄ，２１ｅ等については省略することができ、光源ランプ２１ａ
も、ＬＥＤ等の別光源に置き換えることができる。

上記実施形態では、３つの液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃを用いたプロジェクタ１０
の例のみを挙げたが、本発明は、２つの液晶ライトバルブを用いたプロジェクタ、或いは
、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。

第１実施形態の変調光学系を組み込んだプロジェクタの光学系を説明する図である。 図１のプロジェクタを構成するＢ光用の液晶ライトバルブ等の拡大断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、複合光学フィルタに組み込まれた水晶板の機能を説明する図である。 図１のプロジェクタを構成するＧ光用の液晶ライトバルブの拡大断面図である。 第２実施形態におけるＢ光用の液晶ライトバルブ等の拡大断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、複合光学フィルタに組み込まれた光学補償素子の機能を説明する図である。 第３実施形態におけるＢ光用の液晶ライトバルブの拡大断面図である。 第３実施形態におけるＲ光用の液晶ライトバルブの拡大断面図である。 第４実施形態の変調光学系を組み込んだプロジェクタの光学系を説明する図である。 第５実施形態におけるＢ光用の液晶ライトバルブ等の拡大断面図である。

符号の説明

１０…プロジェクタ、 ２１…光源装置、 ２１ａ…光源ランプ、 ２１ｄ，２１ｅ…
レンズアレイ、 ２１ｇ…偏光変換部材、 ２１ｉ…重畳レンズ、 ２３…色分離光学系
、 ２３ａ…第１ダイクロイックミラー、 ２３ｂ…第２ダイクロイックミラー、 ２５
…光変調部、 ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…液晶ライトバルブ、 ２５ｅ，２５ｇ…複合光
学フィルタ、 ２５ｆ，２５ｈ，２５ｉ，２５ｊ…偏光フィルタ、 ２６ａ，２６ｂ，２
６ｃ…液晶パネル、 ２７…クロスダイクロイックプリズム、 ２７ａ…第１ダイクロミ
ラー、 ２７ｂ…第２ダイクロミラー、 ２９…投射レンズ、 ７１…液晶層、 ７２，
７３…基板、 ８０…液晶デバイス、 ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３…反射防止膜、 ＬＩ…
入射光、 ＬＯ…射出光、 ＯＡ…光学軸、 ＯＰ１…第１光路、 ＯＰ２…第２光路、
ＯＰ３…第３光路、 ＰＦ１…第１偏光フィルム、 ＰＦ２…第２偏光フィルム、 Ｐ
Ｓ，ＲＳ１，ＲＳ２…水晶製の基板、 ＲＳ…石英ガラス製の基板、 ＳＡ…システム光
軸

Claims (10)

1. 照明装置から射出された各色の照明光をそれぞれ変調する複数の光変調装置と、
   前記複数の光変調装置で変調された各色の変調光を合成する光合成部とを備え、
   前記複数の光変調装置のうち少なくとも１つの光変調装置は、偏光変調型の変調パネル
   と、前記変調パネルの光射出側に配置される偏光素子と、旋光部材とを有し、
   前記旋光部材は、光学軸がシステム光軸に略平行な方向に延びる少なくとも１枚の水晶
   板で形成され、前記システム光軸に沿って入射した光束の偏光方向を９０°回転させる、
   変調光学系。
2. 前記少なくとも１つの光変調装置は、前記旋光部材の前記システム光軸に平行な方向と
   前記システム光軸に垂直な方向とに関する屈折率差を補償する光学補償素子をさらに備え
   る、請求項１に記載の変調光学系。
3. 前記変調パネルは、光透過型の液晶パネルであり、前記旋光部材を構成する水晶板は、
   前記液晶パネルの光入射側及び光射出側のいずれか一方に配置される、請求項１及び請求
   項２のいずれか一項に記載の変調光学系。
4. 前記変調パネルは、光透過型の液晶パネルであり、前記旋光部材を構成する水晶板は、
   前記液晶パネルの光入射側及び光射出側の双方に配置される、請求項１及び請求項２のい
   ずれか一項に記載の変調光学系。
5. 前記旋光部材を構成する前記水晶板のうち少なくとも１枚は、前記液晶パネルの光射出
   側及び光入射側の一方に配置される偏光素子を支持するための支持基板として機能する、
   請求項３及び請求項４のいずれか一項に記載の変調光学系。
6. 前記水晶板は、前記支持基板として、前記液晶パネルの光射出側に配置される偏光素子
   を支持する、請求項５に記載の変調光学系。
7. 前記システム光軸は、所定の平面上にあり、前記光合成部は、前記所定の平面に垂直に
   配置された複数のダイクロイックミラーを有し、前記複数の光変調装置は、変調によって
   偏光方向を９０°回転させ、前記少なくとも１つの光変調装置は、前記複数のダイクロイ
   ックミラーのうち少なくとも１つで反射される色の光路上に配置される、請求項１から請
   求項６までのいずれか一項に記載の変調光学系。
8. 前記少なくとも１つの光変調装置は、青色及び赤色の光路上に配置される、請求項７に
   記載の変調光学系。
9. 照明装置から射出された各色の照明光をそれぞれ変調する複数の光変調装置と、
   前記複数の光変調装置で変調された各色の変調光を合成する光合成部とを備え、
   前記複数の光変調装置のうち少なくとも１つの光変調装置は、偏光変調型の変調パネル
   と、前記変調パネルの光射出側に配置される偏光素子と、旋光部材とを有し、
   前記旋光部材は、光学軸がシステム光軸に略平行な方向に延びる水晶板を含んで形成さ
   れ、前記水晶板は、前記システム光軸に沿って入射した光束の偏光方向を４５°回転させ
   る、変調光学系。
10. 照明光を射出する照明装置と、
    請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の変調光学系と、
    前記変調光学系からの光を投射する投射部と、
    を備えるプロジェクタ。

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