JP4367585B2

JP4367585B2 - 液晶プロジェクタ装置

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Publication number: JP4367585B2
Application number: JP21217999A
Authority: JP
Inventors: 義樹城地; 敬一仁藤; 芳男鈴木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2019-07-27
Also published as: DE60039949D1; EP1077387A2; US6556266B1; EP1077387A3; JP2001042314A; KR20010030006A; KR100707557B1; EP1077387B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルの視野角を広げて画面ムラ、コントラストの改善を図った液晶プロジェクタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光源から出力された光を、例えば透過形の液晶パネルによって光変調して画像光を形成し、この画像光をスクリーンなどに投射する液晶プロジェクタ装置が知られている。
例えば、ＲＧＢ各色光に対応した液晶パネルによって光変調を行ない、この光変調によって形成された各色の画像光を合成することによってカラー画像を形成する３板式の液晶プロジェクタ装置では、良質なカラー画像を出力することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような液晶プロジェクタ装置において、コントラストの向上を図る場合、プロジェクタ装置などのように所定の方向に設置されているスクリーンに投射される画像をモニタする機器では、液晶パネルの視野角の改善を行なう必要は無いものとされていた。したがって、液晶パネルにおいて入射中心位置において遮光時における光の透過率を小さくすることで、コントラストの向上を図っていた。
なお、例えばノート型のパーソナルコンピュータ装置などは、複数のユーザが、ある程度の角度を有した位置から同一の画面をモニタ（直視）することが想定されるため、視野角依存性を考慮した構成を採っている。
【０００４】
また、液晶プロジェクタ装置を構成する場合、画面全体に同一レベルである信号を装置に入力したときに、スクリーンでの画面輝度分布が一定であることが求められる。このようにスクリーン上の輝度が均一であることを画面ユニフォーミティが高いといい、高品質な画質を達成するうえで、重要な項目の１つとされる。
画面ムラの原因としては、例えば光源の発光部分の輝度むらなどとされる。このような輝度むらは、スクリーン上にそのまま映し出されることになり、高い画面ユニフォーミティを得ることができない。
そこで、この輝度ムラを補正るために、光源と液晶パネルの間に所要の光学素子を配置して、液晶パネルの入射面を均等に照明することが行なわれている。したがって、液晶パネル自体の視野角依存性は考慮されていなかった。
【０００５】
また、例えば、光源から出力される光線をより多く画像に寄与させることを目的として、光軸に対して比較的大きな角度で放射された周辺光を利用した場合、液晶パネルにおける遮光性能が劣化して、黒色表示部分が若干明るく表示される、いわゆる黒浮き現象が起こる。これによって、輝度が高い画像においては、同一のコントラストでも黒レベルの浮きが目立ち黒のしまりの無い画像が形成されることになる。
また、周辺光を利用しようとした場合、特に光強度の強い青色用液晶パネルにおけるコントラストが劣化が大きくなる。このような状態で、ホワイトバランスの調整を行なった場合、３個の液晶パネルの中で最もコントラストの悪い青色用液晶パネルを基準として、ＲＧＢ３色のコントラストが決まってしまうという問題がある。
【０００６】
このため、広い視野角に対応して光源からの光を有効に利用して、輝度を向上した状態で、コントラストの優れた画像を形成することができる液晶プロジェクタ装置が望まれている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、光源と、前記光源から出射された光線を所要の光路に収束させる照明光学系と、前記照明光学系によって集光された光線を光変調する液晶パネルと、前記液晶パネルによって変調された光線を拡大投影する投射レンズを備えた液晶プロジェクタ装置において、前記液晶パネルの入射側に配置され、前記照明光学系によって集光された第一の偏光を透過する第一の偏光板と、前記液晶パネルの出射側に配置され、前記液晶パネルによって変調された第二の偏光を透過して前記投射レンズに出力する第二の偏光板と、遅相軸または進相軸の一方が前記第一または第二の偏光板の偏光軸と直交するとともに、前記位相補正手段が形成される面内において、前記第一または第二の偏光板の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている位相差手段を備えて液晶プロジェクタ装置を構成する。
【０００８】
また、光源と、前記光源から出射された光線を所要の光路に収束させる照明光学系と、前記照明光学系によって集光された光線を光変調する液晶パネルと、前記液晶パネルによって変調された光線を拡大投影する投射レンズを備えた液晶プロジェクタ装置において、前記液晶パネルの入射側に配置され、前記照明光学系によって集光された第一の偏光を透過する第一の偏光板と、前記液晶パネルの出射側に配置され、前記液晶パネルによって変調された第二の偏光を透過して前記投射レンズに出力する第二の偏光板と、所要の軸方位における遅相軸が前記第一または第二の偏光板の偏光軸に対して所要の角度を以って配置されている光学補償手段を備えて液晶プロジェクタ装置を構成する。
【０００９】
本発明では、液晶パネルと偏光板の間に、遅相軸または進相軸の一方が前記第一または第二の偏光板の偏光軸と直交するとともに、前記遅相軸または進相軸が形成されている面内において、前記第一または第二の偏光板の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている位相差手段を配置している或いは、液晶パネルと偏光板の間に、所要の軸方位における遅相軸または進相軸が前記第一または第二の偏光板の偏光軸に対して所要の角度を以って配置されている光学補償手段を備えるようにしている。
これにより、液晶パネルの配向膜界面におけるプレチルト角に対応した、偏光方向の光線を得ることができ、液晶パネルの遮光性を向上してコントラストを改善することができるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
１．液晶プロジェクタ装置の構成
２．液晶パネル部の構成
３．傾き角設定
４．傾き角調整治具
５．透過率シミュレーション結果
６．他の実施の形態
【００１１】
１．液晶プロジェクタ装置の構成
図１はＲＧＢ各色毎に１枚の液晶パネルを用いて構成される３板式液晶プロジェクタ装置（以下、単に液晶プロジェクタ装置という）の光学系の構成例を説明する図である。
【００１２】
この図に示されている液晶プロジェクタ装置１において、ランプ２はリフレクタ２ａの焦点位置に発光部２ｂが配置されており、ランプ２から出射した光は、リフレクタ２ａの光軸にほぼ平行な光としてその開口部から前方に出射する。
【００１３】
ランプ２の後段には、後述する液晶パネル部１０、１３、１９を構成する例えばツイストネマティック液晶によって形成される液晶パネルの被照射領域（画像形成のための光変調を行なう有効開口に相当する）のアスペクト比にほぼ等しい相似型をした外形を有している複数のレンズセルが、例えば正方配列されているマルチレンズアレー３と、このマルチレンズアレー３のレンズセルに対向するように複数のレンズセルが形成されているマルチレンズアレー４が配置されている。これらのマルチレンズアレー３、４で集光された光は、偏光変換ブロック５によって所定の偏光方向の光に偏光される。すなわち、ランプ２から出射した無偏光（Ｐ偏光波＋Ｓ偏光波）の光は偏光変換ブロック５を通過することによって、液晶パネル部１０、１３、１９に対応した所定の偏光方向（例えばＰ偏光波）の光に変換される。なお、偏光変換ブロック５についての説明は省略する。
【００１４】
偏光変換ブロック５によって例えばＰ偏光波に変換された光は、偏光変換ブロック５の後段に配置されている平凸レンズ６に入射する。この平凸レンズ６は、偏光変換ブロック５からの光を集光して、効率良く液晶パネルを照明することができるようにされている。
【００１５】
平凸レンズ６から出射した光すなわち白色光は、まず赤色光Ｒを透過するダイクロイックミラー７に入射して、ここで赤色光Ｒが透過し緑色光Ｇ及び青色光Ｂが反射する。このダイクロイックミラー７を透過した赤色光Ｒはミラー８により進行方向を例えば９０゜曲げられて凸平レンズ９を介して液晶パネル部１０に導かれる。
【００１６】
一方、ダイクロイックミラー７で反射した緑色光Ｇ及び青色光Ｂは、青色光Ｂを透過するダイクロイックミラー１１により分離されることになる。すなわち、緑色光Ｇは反射して、凸平レンズ１２を介して液晶パネル部１３に導かれる。また青色光Ｂはダイクロイックミラー１１を透過して直進し、リレーレンズ１４、ミラー１５、リレーレンズ１６、ミラー１７、凸平レンズ１８を介して液晶パネル部１９に導かれる。
【００１７】
液晶パネル部１０、１３、１９で光変調された各色光は、それぞれクロスプリズム２０に入射する。
このクロスプリズム２０は、例えば複数のガラスプリズムを接合して外形が形成される。そして各ガラスプリズムの接合面には、所定の光学特性を有している干渉フィルタ２１ａ、２１ｂが形成されている。例えば干渉フィルタ２１ａは赤色光Ｒを反射して緑色光Ｇを透過するように構成され、また、干渉フィルタ２１ｂは青色光Ｂを反射して緑色光Ｇを透過するように構成されている。
したがって、赤色光Ｒは干渉フィルタ２１ａで、また青色光Ｂは干渉フィルタ２１ｂで投射レンズ２２の方向に反射される。そして緑色束Ｇは干渉フィルタ２１ａ、２１ｂを透過することにより投射レンズ２２に到達し、ここで各色光が１つの光軸に合成されるようになる。
【００１８】
ところで、液晶パネルにおいてランプ２からの光を変調する概要は、例えば図２８に示されているようになる。なお、図２８においては便宜上図１同一部分にも異なる符号を付しており、液晶パネル部１００は液晶パネル部１０、１３、１９に対応している。そして、液晶パネル部１００においては、入射側の偏光板１０１、液晶パネル１０２、出射側の偏光板１０３が構成される。
液晶パネル１０２の画素に入射した全ての光線は各画素において光変調されて、投射レンズ１０４によってスクリーン１００に拡大投影される。つまり、例えば液晶パネル１０２に黒レベルを表示させる駆動信号（映像信号）が供給されている状態で、スクリーン１００上に集光される光線（画像光）の広がり角度分布範囲内の入射角に応じた液晶パネル１０２の遮光性能が悪いと、本来透過すべきではない光がスクリーン１００に到達することになる。したがって、スクリーン１００上にはコントラストが低下していわゆる黒浮きが生じた画像が形成されてしまう。
【００１９】
２．液晶パネル部の構成
図２は液晶パネル部１０、１３、１９に形成される液晶パネル３２を示す斜視図であり、図３は、図２に示されている液晶パネルに対して所定の方向から入射した光の視野角特性を等高線によって示す図である。
図３からわかるように、視野角に対応してコントラストが最大となる部分は破線円で示されているように、非常に狭い範囲とされていることがわかる。また図３は、図２に示されている光線の入射方向として、破線で示されているようにｚ軸を回転軸としてｙ軸を起点としてφａ回転し、ｚ軸からθａ傾いた角度で入射した光線の視野角特性を示しており、一点鎖線で示されている矢印の方向においてコントラストが低下していることがわかる。
【００２０】
図３に示すような視野角特性が生じる要因としては、図４に示されているように液晶パネルを構成するツイストネマティック液晶（以下、ＴＮ液晶）分子がねじれていることが挙げられる。
図４には例えばノーマリーホワイトとされている液晶パネル３２の液晶分子の配列を示しており、配向膜３２ａ、３２ｂにおいて実線で示されている矢印が配向処理方向とされている。このように構成されている液晶パネル３２に対して所要の駆動電圧を印加すると、図示した状態から液晶分子が立ち上がるようになり入射した光線を遮断するようにされる。
配向膜３２ａ、３２ｂの界面においては、液晶分子の配列方向はプレチルト角と呼ばれる配向処理方向に対して所定の角度を有している。これは、駆動電圧の印加時に液晶分子の駆動方向を導くために、配向処理方向に対して与えられる初期分子配列の角度とされる。
このような液晶パネルに対して駆動電圧を印加して、液晶分子を立ち上げることによって黒レベルの表示を行なうことができるようになる。しかし、前記プレチルト角の影響により視野角遮光性能は劣化して黒浮き現象が生じることになる。
【００２１】
このため、本実施の形態では、偏光板と液晶パネルの間に位相差手段としての例えば位相差フィルム、または光学補償手段とされる視野角拡大フィルムを配置して、プレチルト角に対応した位相補正を行ない、液晶パネルの遮光性能を向上するようにしている。
【００２２】
図５（ａ）（ｂ）は本実施の形態の液晶パネル部１０の構成例を説明する模式図であり、配向膜３２ａのラビング方向は液晶パネル３２のエッジに対して面内で０°、同じく配向膜３２ｂのラビング方向は９０°とされている場合の例を示している。なお、この図には液晶パネル部１０の構成例として示しているが、図１に示した液晶パネル部１３、１９についても同様の構成を採る。また、液晶パネル部１０には紙面下方から光線が入射するようにされている。
図５（ａ）は、位相差手段として例えば位相差フィルム３１を配置した例を示す図である。
入射側に配置される第一の偏光板３０は例えばｘ軸方向に偏光軸を有している。偏光板３０を介した光線は位相差フィルム３１に到達する。この位相差フィルム３１は、当該位相差フィルム３０の遅相軸または進相軸の一方が偏光板３０の偏光軸と直交するとともに、位相差フィルム３０が形成される面内において、偏光板３０の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている。液晶パネル３２は図４に示した場合と同様に、配向膜３２ａの配向処理方向はｘ軸方向、また配向膜３２ｂの配向処理方向はｙ軸方向とされている。そして、各配向膜３２ａ、３２ｂに示されているように所要のプレチルト角を有して液晶分子が配列されている。したがって、偏光板３０の偏光軸と液晶分子の配列はプレチルト角に応じた角度差を有してる。位相差フィルム３１はこの角度差を補正して、偏光板３０を透過した光線の位相を、プレチルト角を有した配向膜３２ａの液晶分子の配列に対応させるようにしている。なお、位相差フィルム３１の配置角度については後で詳しく説明する。
液晶パネル３２を介することによって光変調された光線は、出射側に配置される第二の偏光板３３を介して、この図には示していないクロスプリズム２０に到達する。
【００２３】
また、図５（ｂ）に示されているように、位相差フィルム３１に換えて視野角拡大フィルム３５を配置しても同様の効果を得ることができる。この場合、視野角拡大フィルム３５は位相差フィルム３１と等価な３軸方向（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）のリターデーション（位相遅れ）を有するように、所要の軸方位における遅相軸が偏光板３０の偏光軸に対して所要の角度を以って配置することができるように構成すればよい。
図５（ａ）（ｂ）においては、例えば配向膜３２ａのプレチルト角に対応して位相を補正するこができるようになる。
【００２４】
なお、位相差フィルム３１の配置角度は、各液晶パネル部（１０、１３、１９）毎に設定することができ、同様に視野角拡大フィルム３５も各液晶パネル部（１０、１３、１９）に適応した構成とすることができる。
【００２５】
また、図６（ａ）（ｂ）は他の液晶パネル部１０ａの例として、例えば配向膜４２ａ、４２ｂともにラビング方向は液晶パネル４２のエッジに対して面内で４５°とされている場合の例を示している。すなわち、これに対応して第一の偏光板４０、第二の偏光板４３の偏光軸も、ｘ軸に対して４５°の傾きを有している。
図６（ａ）に示されている位相差フィルム４１は、図５（ａ）に示した位相差フィルム３１に対して例えば４５°回転した状態で示され、例えば遅相軸が偏光板４０の偏光軸と直交し、進相軸を中心にしてｘｙ面に対して傾斜した状態で配置されている。また、図６（ｂ）に示されているように、視野角拡大フィルム４５も位相差フィルム４１の配置方向に対応して、遅相軸、進相軸が形成された構成となる。
【００２６】
図５、図６に示したように、本発明では液晶パネル部において偏光板と液晶パネルの間に、例えば位相差フィルムまたは視野角拡大フィルムを配置することで、液晶パネルの配向膜における液晶分子のプレチルト角に対応することができるようにされている。これにより、液晶パネルにおける遮光性を向上することができるようになり、コントラストの改善を図ることができる。また、位相差フィルムは各液晶パネル毎に備えられるので、ＲＧＢ各色毎にコントラストの改善を図ることができる。したがって、例えば、光強度の強い青色用液晶パネルに対しても良好なコントラストを設定して、おけるコントラストが劣化が大きくなる。こ最適なコントラストを得ることができるようになる。これにより、ＲＧＢ３色の個々のコントラストを設定したうえでホワイトバランスの調整を行なうことが出きるようになる。
なお、図５、図６では例えば入射側の配向膜３２ａ界面のプレチルト角に対応した位相差フィルム３１のみを配置した例を挙げているが、出射側の配向膜３２ｂ界面のプレチルト角にも対応することができる。
【００２７】
図７は液晶パネル部１０における例えば位相差フィルムの配置例を示す平面図である。図７（ａ）は、図５に示した例に対応しており、第一の偏光板３０と液晶パネル３２の間に位相差フィルム３１を配置した例を示している。
また図７（ｂ）は液晶パネル３２と第二の偏光板３３の間に位相差フィルム３１を配置した例を示している。この場合も、位相差フィルム３１は、その遅相軸または進相軸の一方が偏光板３３の偏光軸と直交するとともに、この位相差フィルム３１が形成される面内において、偏光板３３の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている。
【００２８】
図７（ｃ）に示す例は、液晶パネル３２の入射側及び出射側に位相差フィルム３１ａ、３１ｂを配置する例を示している。この例の場合、位相差フィルム３１ａは遅相軸が偏光板３０の偏光軸と直交するように配置され、この位相差フィルム３１が形成される面内において、偏光板３０の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている。また、位相差フィルム３１ｂは進相軸が偏光板３３の偏光軸と直交するように配置され、この位相差フィルム３１ｂが形成される面内において、偏光板３３の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている。
また、この例では、位相差フィルム３１ａの進相軸が偏光板３０の偏光軸と直交するように配置され、位相差フィルム３１ｂの遅相軸が偏光板３３の偏光軸と直交するように配置してもよい。
【００２９】
図７（ｄ）に示す例は、液晶パネル３２の入射側に位相差フィルム３１ａ、３１ｂを配置する例を示しており、また、図７（ｅ）に示す例は、液晶パネル３２の出射側に位相差フィルム３１ａ、３１ｂを配置する例を示している。
これらの例の場合、位相差フィルム３１ａは遅相軸が偏光板３０の偏光軸と直交するように配置され、位相差フィルム３１が形成される面内において、偏光板３０の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている。
また、位相差フィルム３１ｂは遅相軸が偏光板３３の偏光軸と直交するように配置され、位相差フィルム３１ｂが形成される面内において、偏光板３３の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている。
またこの例では、位相差フィルム３１ａは進相軸が偏光板３０の偏光軸と直交するように配置し、位相差フィルム３１ｂは進相軸が偏光板３３の偏光軸と直交するように配置してもよい。
【００３０】
また、図７（ａ）〜（ｅ）には位相差フィルム３１を配置する位置を示しているが、この配置例は図５に示した視野角拡大フィルム３５、図６に示した位相差フィルム４１、視野角拡大フィルム４５を同様の位置に配置するようにしてもよい。
【００３１】
３．傾き角設定
図８、図９は位相差フィルム３１の配置角度を設定する場合について説明する模式図であり、図８は平面的な説明図として、また図９は立体的な説明図として示している。
図８（ａ）、（ｂ）は偏光板３０及び位相差フィルム３１をそれぞれ側面、背面側から示している。つまり、図８（ａ）は図９におけるｘ軸方向から観た状態を示す図であり、図８（ｂ）は図９におけるｙ軸方向から観た状態を示す図である。なお、これらの図で偏光板３０の偏光軸（破線矢印）には符号３０ａを付し、また位相差フィルム３１の遅相軸（または進相軸・・・実線矢印）には符号３１ａを付して示すこととする。
【００３２】
図８（ａ）及び図９に示されているように、位相差フィルム３１は偏光板３０の偏光軸３０ａに対して直交するとともに、位相差フィルム３１が面内において、偏光軸３０ａに平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜θａして配置されている。
このような配置状態のもとで、図８（ｂ）及び図９に示されているように、３方向から光線ａ、光線ｂ、光線ｃが入射する場合を想定する。この３個の光線は、図９に示されているように、ｘｚ平面内において、偏光軸３０ａに平行とされる平面に光路を採るものとされる。そして、光線ａは偏光板３０に対して垂直に入射する構成とされ、光線ｂ、ｃはそれぞれ光線ａに対してｘｚ平面の中で所要の角度θｂを有した光線とされる。
【００３３】
図８（ｃ）は、位相差フィルム３１の出射側、すなわち液晶パネル３２側から光線ａを観た状態を示している。この図からわかるように、偏光軸３０ａと遅相軸Ｄｐは直交している。
また図８（ｄ）は、図８（ｃ）と同様に液晶パネル３２側から光線ｂを観た状態を示している。図８（ｄ）に示す例では、光線ｂが傾いているために、偏光軸３１ａが紙面右方向に偏位しているように見える。光線ｂの偏光方向は常に偏光軸３０ａに対応しているので、遅相軸とが直交した状態とされている。したがって、遅相軸３０ａは偏光方向に対して角度γｄだけ右方向に回転して見える。
この場合、位相差フィルム３１のリターデーション（位相遅れ）が、例えばλ／２の整数倍であったとすると直線偏光のまま回転することになる。しかし、リターデーションがλ／２の整数倍ではない場合、遅相軸成分の電界が生じ右円偏波が発生する。
【００３４】
同様に、また図８（ｅ）は、液晶パネル３２側から光線ｃを観た状態を示している。図８（ｅ）に示す例では、図８（ｄ）に示した場合と逆に、偏光軸３１ａが紙面左向に偏移しているように見え、遅相軸３０ａは偏光方向に対して角度γｄだけ左方向に回転して見える。つまり、遅延軸成分の電界が生じることによって左円偏波が生じる。
【００３５】
したがって、図８（ｄ）、（ｅ）に示す左円／右円偏波を液晶パネル３２の配向膜３２ａ、３２ｂにおけるプレチルト角に対応させる角度で位相差フィルム３１の傾き角（遅相軸の傾き角）θａを設定すればよい。すなわち、位相差フィルム３１のリターデーションと傾き角を調整することによって、プレチルト角によって生じる視野角特性を逆補正することができるようになる。なお、位相差フィルム３１の遅相軸Ｄｐをこの遅相軸Ｄｐ直交する進相軸（図示せず）に置き換えると、逆回転の円偏波を得ることが出きる。
【００３６】
ここで、図１０にしたがい光線の入射角θと位相差フィルム３１の遅相軸の傾きと偏波電界成分Ｅcosγの関係を説明する。
図１０に示されているように、電界を「Ｅ」、傾き角θａを「α」、偏光方向を「γ」とした場合、
【数１】

として示すことができる。したがって、
これにより電界成分Ｅcosγは、
【数２】

として示すことが出きる。
【００３７】
次ぎに、位相差フィルム３１の傾き角に基づいて、視野角拡大フィルム３５を形成する場合について説明する。
位相差フィルム３１において遅相軸Ｄｐ方向の屈折率を「ｎｅ」、遅相軸Ｄｐと直交する方向の屈折率を「ｎｏ１」、そして位相差フィルム３１のフィルム面の法線方向の屈折率を「ｎｏ２」、厚みを「ｄ」、リターデーションを「Ｒ０＝ｄ（ｎｅ−ｎｏ１）」として、遅相軸Ｄｐをｘ軸方向に一致させると、図１１に示す屈折率と楕円体の関係を、
【数３】

として示すことができる。
なお、遅相軸Ｄｐとする場合の条件は、
ｎｅ＞ｎｏ１ ≒ ｎｏ２
となり、また、進相軸Ｄｐと直交する進相軸について考えた場合は、
ｎｏ１ ≒ ｎｏ２＞ｎｅ’
となる。ただし、「ｎｅ’」は進相軸の屈折率である。
このとき、位相差フィルム３１が楕円体がｙ軸を中心に傾き角α傾いているとして、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸上の屈折率を「ｎｘ」、「ｎｙ」、「ｎｚ」とすると
【数４】

となる。
同様に、
【数５】

として示すことができる。
この場合、屈折率ｎｙは変化が無いので
ｎｙ＝ｎｏ１
となる。
したがって、リターデーションは、
【数６】

として示すことができる。
【００３８】
図１２は、位相差フィルム３１によって得られた最適な傾き角に基づいて視野角拡大フィルムを形成する例を示す図であり、図１２（ａ）に位相差フィルム３１、図１２（ｂ）に視野角拡大フィルムを示している。
図１２（ａ）に示されている位相差フィルム３１に基づいて、視野角拡大フィルム３５構成する場合、視野角拡大フィルム３５における屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ、及び厚みｔはそれぞれ、
【数７】

として示すことができる。また、視野角拡大フィルム３５のリターデーションとしては、
【数８】

として示すことができる。なお、リターデーションは数式３乃至数式６によって求められる。すなわち、所要の角度を有するように傾斜して配置された位相差手段と等価な３軸方向のリターデーションを有する光学補償手段として利用することができる。
【００３９】
また、位相差フィルム３１の配置方法としては、例えば図１３に示されているようすることもできる。
この例では、短冊状に裁断した位相差フィルム３１を所要の角度に傾けた状態で、複数並置して、位相差フィルム部を構成している。つまり位相差フィルム部としては、光線の進行方向において少なくともリターデーションΔｎｄに対応した厚みを有していれば良く、これによって図５、図６に示したように、偏光板３０、または偏光板４０の面積に対応した大きさの１枚の位相差フィルム３１を傾けて配置するよりも、奥行きを短縮することができ、液晶パネル部の小型化を図ることが出きる。
【００４０】
また、図１４に示されているように、複数の位相差フィルム３１を複数積層して張り合わせ、所定の傾き角度とリターデーションΔｎｄが得られるような裁断線によって裁断することによっても、図１３に示した位相差フィルム部と同様の位相差フィルム部を形成することが出きる。
【００４１】
さらに、図１５に示されているように遅相軸Ｄｐと進相軸Ｆｐが交互に同一方向となるように、位相差フィルム３１をつづら折に連接するように構成することもできる。これにより、遅相軸Ｄｐを進相軸Ｆｐに置き換えた位相差フィルムを用いることによって、逆回転方向の円偏光を得ることができるようになる。したがって、図示されているようにｚ軸方向に対して対称となるように、位相差フィルム３１の傾き角を逆向きにすることで、同じ円方向の偏光補正を行なうことができる。
【００４２】
４．傾き角調整治具
ところで、以上説明したように、液晶パネルの配向膜に対応して位相差フィルムに傾き角を与えるための治具としては、例えば図１６に示されている構成が挙げられる。
この図に示されている傾き角調整治具６０は、液晶パネル部の所要の位置に固定される固定リング６１、この固定リング６１の内周側に回転可能に嵌めこまれている回転リング６２によってほぼ外観が形成される。軸６３は固定リング６１のに形成されている溝６４を介して回転リング６２に固定され、回転リング６２の内周側において位相差フィルム３１を支持している。なお、位相差フィルムに示されている矢印は偏光方向である。すなわち、軸６３を矢印Ｒ１方向に偏移させると、位相差フィルム３１をｚ軸方向を中心として回転させることができ、遅相軸Ｄｐと偏光板の偏光軸を直交させる動作を行なうことができる。また、同じく軸６３を矢印Ｒ２方向に回転させると、位相差フィルム３１をｘ軸方向を中心として回転させることができるようになり、位相差フィルム３１に対して所要の傾き角αを与えることが出きるようになる。
【００４３】
この傾き角調整治具６０によって、最適な傾き角αを与えることにより、以降、その状態で液晶プロジェクタ装置を使用するようにしてもよい。この傾き角調整治具６０を傾き角αを調整する工程にのみ使用して、この調整結果に基づいた傾き角αによって、例えば図１２乃至図１５で説明した位相差フィルム部や視野角拡大フィルム３５を形成するようにしてもよい。この場合、傾き角αの調整後に傾斜角調整治具６０を取り外して角度測定を行なうようにしてもよいし、例えば溝６４に角度を示す目盛などを付してもよい。
【００４４】
このような傾き角調整治具６０によって、例えばスクリーン８５に対して所要の画像を投射している状態で、その画像を観ながら位相差フィルムの配置角度を調整して、プレチルト角に対応した例えば遅相軸Ｄｐ（または進相軸Ｆｐ）の配置方向を検索することができる。したがって、液晶パネルに対して最適な遅相軸Ｄｐ（または進相軸Ｆｐ）の配置方向を把握することができ、この遅相軸Ｄｐの配置方向に基づいて、図１２乃至図１５に示した位相差手段を形成することができる。また、遅相軸の配置角度に対応して、プレチルト角に対応した光学補償手段（視野角拡大フィルム）を構成することができるようになる。
【００４５】
５．透過率シミュレーション結果
図１７は、例えばリターデーションΔｎｔがλ／４とされる位相差フィルムをｙ軸を中心として所定の傾斜で配置した場合の配置角度（５°〜−３０°）に対応した黒レベル駆動時における透過率をシミュレーションした場合の一例を示しており、縦軸方向に光線の透過率、横軸方向に光線の入射角度ｄｅｇ、そして位相差フィルム３１の配置角度は線の種類で識別して示している。なお、位相差フィルム３１としては、Δｎｔ＝λ／４であって光線の通過距離は傾斜時には若干ずれている。したがって、位相差フィルム３１を傾斜させた状態をλ／４としている。
また、このシミュレーションは一例として、シンテック株式会社の液晶シュミレータ（ＬＣＤＭＡＳＴＥＲ）を用いて行なったものとされる。そして、ＴＮ液晶の誘電率（ε１１、ε２２、ε３３）、弾性定数（Ｋ１１、Ｋ２２、Ｋ３３）、回転粘性、ヘリカルピッチ、配向膜表面でのプレチルトＴＮセルギャップ長の値を用いて、所要の駆動電圧を印加した場合の液晶ダイレクタの分布を計算し、その分布に基づいて、液晶の常光屈折率（ｎｏ）、異常光屈折率（ｎｅ）を用いて、位相差フィルムと偏光板を組み合わせた光学モデルにおいて伝搬する光線（５５０ｎ）の、透過率の入射角依存性を４×４のマトリクス法によって求めたものとされる。
【００４６】
図示されているように、位相差フィルム３１を例えば−３０°傾けた場合、透過率が下がった光線の入射角度ｄｅｇの範囲が比較的広くなっていることがわかる。これは、入射角度ｄｅｇの範囲としてはランプ２の出射角に対応していれば良く、例えばノートパソコンなどのように直視型のように広範囲にわたった補正は必要ない。つまり、この例では、例えば約−１０°〜１０°の範囲で入射した光線の透過率を抑えることができ、コントラストの向上を図ることが出きるといえる。
【００４７】
図１８は、例えば５０％の中間レベル駆動時の透過率を図１７と同様の条件でシミュレーションした場合の例を示している。
この図からわかるように、最適な黒レベルを設定した条件の元においても、入射角依存性は少なくなっている。なお、５０％の中間レベル以外の駆動レベルにおいても同様の傾向とされ、各液晶パネルにおけるギャップむらなどによって発生する視野角依存性の画面内むらを低下させることができ、色むらを抑制することが可能になる。
【００４８】
また、図１９、図２０は、図１７、図１８に示した結果を、ｘ軸方向を中心として観た場合の例を示している。これらの図は、位相差フィルム３１の配置角度に対応した曲線が全て重なって示されている。すなわち、ｘ軸を中心として傾いて入射する光線については、位相差フィルム３１の傾斜が変化しても透過率は変化しないということになる。つまり、液晶パネル３２において入射側の配向膜３２ａのプレチルト角を補正した場合でも、出射側の配向膜３２ｂのプレチルト角に対しては影響が出ないものとされる。したがって、配向膜３２ａのプレチルト角と出射側の配向膜３２ｂのプレチルト角に対して独立した調整を行なえることがわかる。
【００４９】
また、本発明では、スクリーン８５に画像を投影しながら、傾き角調整治具６０を用いて位相差フィルム３１の傾き角を可変させて最適な傾き角を検出することも可能とされる。
図２１乃至図２６は、ランプ２の強度分布を正規分布に近いと想定した場合のシミュレーション結果の一例を示している。なお、液晶パネルの視野角依存性は、図１７乃至図２０で説明したシミュレーション条件を適用している。なお、図２１乃至図２６に示す例は、位相差フィルムを配置していない場合に黒レベルを最適にしたことを想定して、ランプ２からの光線の入射角中心を例えば３°（右方向）シフトさせている。
【００５０】
図２１は、ランプの広がり角が小さい場合のランプ強度分布と、λ／４位相差フィルムを用いた場合の黒レベル（透過率）の改善どを曲線で示す図であり、図２２は傾き角、改善比、コントラストを数値で示す図である。なお、ランプ２のパラメータは、例えば広がり角度ｄｅｇ＝１４、輝度中心θ０＝５、分散σ＝８、減衰指数ｎ＝３とされている。
図２１に示すランプ強度曲線からわかるように、光線の入射角中心を傾けているので、傾き角α＝０は位相差フィルムが無い場合に相当する。したがって、入射角θ０＝３の場合に最大コントラストになる。さらに、視野角を拡大させる場合に、入射角θ０を視野角改善したときの中心に一致（入射角中心をさらに２°右にシフトさせる）させれば改善することができる。
図２２に数値で示されているように、位相差フィルム３１の傾き角によって最も透過率が低下して最大コントラストが得られるのは、傾き角αが−２０付近（コントラスト＝５０１６）となる。
つまり、視野角を改善した後に黒レベルの透過率特性の入射角中心がずれた場合、光線の入射角を傾けることで、視野角改善後の黒レベル特性の入射角の中心とランプ２の光軸を合わせることができる。
【００５１】
図２３は、ランプの広がり角が小さい場合のランプ強度分布と黒レベル（透過率）の改善どを曲線で示す図であり、図２４は傾き角、改善比、コントラストを数値で示す図である。なお、ランプ２のパラメータは、例えば広がり角度ｄｅｇ＝３４、輝度中心θ０＝３、分散σ＝２０、減衰指数ｎ＝２とされている。
図２３に示すランプ強度曲線、及び図２４に示すコントラスト値からわかるように、ランプの広がり角ｄｅｇが大きくなると、位相差フィルムを大きく傾けるにつれて最大コントラストに近づいていく。なお、これは直視型の視野角特性に近づくものとされる。
【００５２】
図２５は、ランプ強度分布とλ／８位相差フィルムを使用した場合のと黒レベル（透過率）の改善度を曲線で示す図であり、図２６は傾き角、改善比、コントラストを数値で示す図である。なお、ランプ２のパラメータは、図２１と同様に、例えば広がり角度ｄｅｇ＝１４、輝度中心θ０＝５、分散σ＝８、減衰指数ｎ＝３とされている。
この場合、位相差フィルムの傾き角は図１９乃至図２２に示したλ／４位相差フィルムを用いた場合よりも大きくなるが、よりコントラストの向上が図られている。例えば傾き角α＝−４０°程度としたところで最大コントラストが得られるようになる。
また、位相差フィルムのリターデーション（Δｎｄ）と遅相軸（または進相軸）野傾きαを調整することによって、さらに透過率を低下させることができるようになる。但し、この場合、偏光板と遅相軸（または進相軸）は正確に直交していることが条件となる。
【００５３】
６．他の実施の形態
また、上記実施の形態では、例えば透過型の液晶パネルを備えた液晶プロジェクタ装置を例に挙げたが、図２７に示されているような反射型液晶パネルを用いた液晶プロジェクタ装置に本発明を適用することも可能である。
【００５４】
図２７において、ランプ７０から出射した光（照明光）は、コールドミラー７１によって可視光のみが選択的に反射され、さらに、例えばＳ偏光波のみを透過することができる偏光板７２に入射する。この偏光板７２は例えばＳ偏光波のみを透過させることができるように構成され、偏光分離部７３には例えばＳ偏光波のみが入射する。
【００５５】
偏光分離部７３は偏光ビームスプリッタ７４によって構成され、偏光ビームスプリッタ７４によってＳ偏光波を反射することができるようにされている。ここで反射された光は、色分離／合成手段とされているダイクロイックミラー７５、及びダイクロイックミラー７６によってＲＧＢ各色光に分離される。
ダイクロイックミラー７５は例えばＲ光のみを反射して、Ｇ光、Ｂ光を透過するようにされている。したがって、ダイクロイックミラー７５で反射されたＲ光は位相差フィルム７７ａを介して反射型の液晶パネル７８ａに入射する。また、ダイクロイックミラー７６は例えばＧ光を反射してＢ光を透過するようにされており、Ｇ光は位相差フィルム７７ｂを介して液晶パネル７８ｂに、またＢ光は位相差フィルム７７ｃを介して液晶パネル７８ｃに入射する。これにより、各液晶パネル７８（ａ、ｂ、ｃ）にはそれぞれ、位相差フィルム７７ａ、７７ｂ、７７ｃを介して偏光方向が補正された状態でＲ光、Ｇ光、Ｂ光が入射するようになる。
【００５６】
ダイクロイックミラー７５を透過したＧ光、Ｂ光はダイクロイックミラー７６においてＧ光が反射されＢ光が透過する。
ダイクロイックミラー７６を透過したＢ光は液晶パネル７８ｃにおいて光変調されることにより、Ｐ偏光波の画像光としてのＢ光（Ｂ画像光）に変換されて再びダイクロイックミラー７６に入射して透過する。また、ダイクロイックミラー７６を反射したＧ光は液晶パネル７８ｂにおいて光変調されることにより、Ｐ偏光波の画像光としてのＧ光（Ｇ画像光）に変換されて、ダイクロイックミラー７６に入射する。すなわち、ここでダイクロイックミラー７６によってＢ画像光とＧ画像光が合成されＢＧ画像光としてダイクロイックミラー７５に入射する。そして、ダイクロイックミラー７５ではＢＧ画像光が透過するとともに、液晶パネル７８ａからのＲ画像光が反射することによって、ＲＧＢ画像光（Ｐ偏光波）が形成される。
【００５７】
ダイクロイックミラー７５によって形成されるＲＧＢ画像光は偏光分離部７３に入射するが、Ｐ偏光波に変換されているので偏光ビームスプリッタ７４を透過して、位相差フィルム７８、偏光板８０を介して投射レンズ８１によって図示していないスクリーンに投影されるようになる。このとき、位相差フィルム７７によって液晶パネル７８（ａ、ｂ、ｃ）から出射された画像光の偏光方向を補正して、偏光板８０の偏光方向に対応させるようにしている。
また、液晶パネル７８（ａ、ｂ、ｃ）において、変調されずにＳ偏光波として戻された光は、偏光ビームスプリッタ７４で反射されるので投射レンズ８１に到達しない。したがって、液晶パネル７８（ａ、ｂ、ｃ）で変調された光のみが画像光として投影され、前記スクリーン上にカラー画像が形成されるようになる。
【００５８】
この図に示す例では、ランプ７０から投射レンズ８１間での光路において、例えば偏光板７２と液晶パネル７８（ａ、ｂ、ｃ）の間に第一の位相差手段として位相差フィルム７７（ａ、ｂ、ｃ）を配置し、液晶パネル７８（ａ、ｂ、ｃ）と偏光板８０の間に第二の位相差手段として位相差フィルム７９を配置している。つまり、液晶パネル７８に対する入射光に対して位相差フィルム７７によって位相補正を行ない、液晶パネル７８で光変調され出射した光線に対しては、位相差フィルム７９によって位相補正を行なっている。
なお、この図に示す例では、少なくとも位相差フィルム７７、７９のいずれか一方が備えられていれば、コントラストの向上を図ることが出きる。また、図示していないが、偏光板７２と液晶パネル７８の間に位相差フィルムとともに第二の位相差フィルムを配置してもよいし、液晶パネル７８と偏光板８０の間に位相差フィルム７９とともに、第二の位相差フィルムを配置するようにしてもよい。
【００５９】
また上記した例では、位相差フィルムまたは視野角拡大フィルムのいずれか一方を使用する例を挙げたが、同一の液晶プロジェクタ装置において混在させた構成としてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の液晶プロジェクタ装置は、液晶パネルと偏光板の間に、遅相軸または進相軸の一方が前記第一または第二の偏光板の偏光軸と直交するとともに、前記遅相軸または進相軸が形成されている面内において、前記第一または第二の偏光板の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている位相差手段（位相差フィルム）を配置している
これにより、液晶パネルの配向膜界面におけるプレチルト角に対応した、偏光方向の光線を得ることができるようになる。したがって、高輝度を得るために周辺光を利用しようとした場合でも、液晶パネルの遮光性を向上してコントラストを改善することができるようになり、黒浮きのない高輝度でコントラストに優れた画像を形成することができるようになる。
【００６１】
また、位相差フィルムの遅相軸（または進相軸）を、第一（入射側）または第二（出射側）の偏光板の偏光軸に対応させて配置することで、液晶パネルの入射側の配向膜及び出射側の配向膜のプレチルト角それぞれに対応して、視野角の調整を行なうことができる。
すなわち、入射側と出射側のプレチルト角に対して独立した調整を行なうことができるようになる。さらに、液晶パネル毎に視野角の調整を行なうことが出きるので、各液晶パネル毎に生じる視野角依存性による画面ムラを抑制して、色むらのない良好なカラー画像を形成することができるようになる。
【００６２】
また、位相差フィルムは、遅相軸または進相軸が偏光板に対して所定の角度で配置されていればよいので、複数を重ねた状態で所要の角度によって裁断することによって、平面形状の構成とされる位相差手段を形成することが出きる。これによって、位相差フィルム配置部分の光線の進行方向に対する省スペース化を実現することが出きる。
さらに、前記所定の角度の傾斜方向に沿って裁断された第一の位相差手段と第二の位相差手段を、それぞれ傾斜した状態で交互に連接するとともに、前記第一の位相差手段の遅相軸と第二の位相差手段の進相軸が平行となるように配置することによっても、光線の進行方向に対する省スペース化を図ることができる。また、第一の位相フィルムと第二の位相差フィルムはその配置角度が連接方向に対して対称となるようにされているので、同一方向のプレチルト角に対応することができるようになる。
【００６３】
また、前記位相差フィルムは、光線の透過方向の中心部分を第一の回転軸とし、遅相軸または進相軸のいずれか一方を第二の回転軸とした角度調整手段に保持されている。したがって、例えばスクリーンに対して所要の画像を投射している状態で、ながら角度調整手段によって位相差フィルムの配置角度を調整して、プレチルト角に対応した例えば遅相軸（または進相軸）の配置方向を検索することができる。これにより、最適な遅相軸（または進相軸）の配置方向を把握することができ、この遅相軸の配置方向に基づいて前記した例えば平面形状の位相差手段を形成することができる。また、遅相軸の配置角度に対応して、プレチルト角に対応した光学補償手段（視野角拡大フィルム）を構成することができるようになる。
【００６４】
また、本発明の液晶プロジェクタ装置は、前記液晶パネルの入射側に配置され、前記照明光学系によって集光された第一の偏光を透過する第一の偏光板と、前記液晶パネルの出射側に配置され、前記液晶パネルによって変調された第二の偏光を透過して前記投射レンズに出力する第二の偏光板と、所要の軸方位における遅相軸または進相軸が前記第一または第二の偏光板の偏光軸に対して所要の角度を以って配置されている光学補償手段（視野角拡大フィルム）を備えている。つまり、位相差フィルムを使用した場合と同様に、液晶パネルの配向膜界面におけるプレチルト角に対応した、偏光方向の光線を得ることができるようになる。したがって、液晶パネルの遮光性を向上してコントラストを改善することができるようになり、黒浮きのない高輝度でコントラストに優れた画像を形成することができるようになる。
【００６５】
また、位相差フィルムを使用したと同様の効果として、視野角拡大フィルムの遅相軸（または進相軸）を、第一（入射側）または第二（出射側）の偏光板の偏光軸に対応させて配置することで、液晶パネルの入射側の配向膜及び出射側の配向膜のプレチルト角それぞれに対応して、視野角の調整を行なうことができ、入射側と出射側のプレチルト角に対して独立した調整を行なうことができる。また、液晶パネル毎に視野角の調整を行なうことが出きるので、各液晶パネル毎に生じる視野角依存性による画面ムラを抑制して、色むらのない良好なカラー画像を形成することができるようになる。
【００６６】
また、前記視野角拡大フィルムを角度調整手段に保持することで、プレチルト角に対応した例えば遅相軸（または進相軸）の配置方向を検索することができ、当該視野拡大フィルムにおいて、最適な遅相軸（または進相軸）の配置方向を把握することができる。したがって、例えば位相差フィルムの場合と同様の遅相軸の配置角度を実現することができる。
【００６７】
さらに、位相差フィルム、視野角拡大フィルムのいずれを用いた場合においても、前記遅相軸または進相軸の傾き角に応じて、ランプの主光線が液晶パネルの法線に対して傾斜させることで、例えば、遅相軸の傾き角によって視野角を改善した後に、黒レベルの透過率特性の入射角中心がずれた場合、光線の入射角を傾けることで、視野角改善後の黒レベル特性の入射角の中心とランプの光軸を合わせることができるようになる。
【００６８】
また、前記遅相軸または進相軸の傾斜角は、前記液晶パネルを照明する前記照明光学系の光線の角度分布に対応させることで、より照明効率を向上することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の透過型液晶パネルを備えた液晶プロジェクタ装置の構成例を説明するブロック図である。
【図２】液晶パネルに入射する光線の方向を説明する図である。
【図３】図２に示されている液晶パネルに対して所定の方向から入射した光の視野角特性を等高線によって示す図である。
【図４】液晶パネルの配向膜における液晶分子のプレチルト角を説明する図である。
【図５】本実施の形態の液晶パネル部の構成例を説明する図である。
【図６】本実施の形態の液晶パネル部の他の構成例を説明する図である。
【図７】液晶パネル部における位相差フィルムの配置位置を説明する図である。
【図８】光線の入射方向に対応した位相差フィルムの遅相軸の偏位を平面で説明する図である。
【図９】光線の入射方向に対応した位相差フィルムの遅相軸の偏位を立体的に説明する図である。
【図１０】光線の入射角と位相差フィルムの傾きαと偏波電界成分Ｅcosγの関係を説明する図である。
【図１１】位相差フィルムの遅相軸方向の屈折率と楕円体の関係を説明する図である。
【図１２】位相差フィルムの遅相軸の傾き角に応じて視野角拡大フィルムに対応させる例を説明する図である。
【図１３】位相差フィルムの変形例を説明する図である。
【図１４】位相差フィルムの変形例を説明する図である。
【図１５】位相差フィルムの変形例を説明する図である。
【図１６】角度調整治具の構成例を説明する図である。
【図１７】λ／４位相差フィルムを使用した場合の黒レベルの透過率をｙ軸方向を中心とした入射角依存性として示す図である。
【図１８】λ／４位相差フィルムを使用した場合の中間レベルの透過率をｙ軸方向を中心とした入射角依存性として示す図である。
【図１９】λ／４位相差フィルムを使用した場合の黒レベルの透過率をｘ軸方向を中心とした入射角依存性として示す図である。
【図２０】λ／４位相差フィルムを使用した場合の中間レベルの透過率をｘ軸方向を中心とした入射角依存性として示す図である。
【図２１】光線の入射角度が小さい場合のランプ強度分布と黒レベルの改善度を示す図である。
【図２２】図２１に示す傾き角αに対応した改善比とコントラストを数値で表す図である。
【図２３】光線の入射角度が大きい場合のランプ強度分布と黒レベルの改善度を示す図である。
【図２４】図２３に示す傾き角αに対応した改善比とコントラスト及び黒レベル強度を数値で表す図である。
【図２５】λ／８位相差フィルムを使用した場合のランプ強度分布と黒レベルの黒レベルの改善度を示す図である。
【図２６】図２５に示す傾き角αに対応した改善比とコントラストを数値で表す図である。
【図２７】本発明の他の実施の形態の反射型液晶パネルを備えた液晶プロジェクタ装置の構成例を説明するブロック図である。
【図２８】液晶パネルにおいてランプからの光を変調する概要を説明する図である。
【符号の説明】
１液晶プロジェクタ装置、２，７０ランプ、２ａリフレクタ、２ｂ発光部、３，４マルチレンズアレー、５偏光変換ブロック、６平凸レンズ、７，１１，７５，７６ダイクロイックミラー、８，１５，１７ミラー、９，１２，１８凸平レンズ、１０，１３，１９液晶パネル部、１４，１６リレーレンズ、２０クロスプリズム、２１ａ，２１ｂ干渉フィルタ、２２，８１投射レンズ、３０，３３，４０，４３，７２，８０偏光板、３１，４１，７７（ａ、ｂ、ｃ），７９位相差フィルム、３２，４２，７８（ａ、ｂ、ｂ）液晶パネル、３２ａ，３２ｂ，４２ａ配向膜、３５，４５視野角拡大フィルム、Ｄｐ遅相軸、Ｆｐ進相軸、６０角調整治具、６１固定リング、６２回転リング、６３軸、６４溝、８５スクリーン、７１コールドミラー、７３偏光分離部、７４偏光ビームスプリッタ

Claims

光源と、
前記光源から出射された光線を所要の光路に収束させる照明光学系と、
前記照明光学系によって集光された光線を光変調する液晶パネルと、
前記液晶パネルによって変調された光線を拡大投影する投射レンズを備えた液晶プロジェクタ装置において、
前記液晶パネルの入射側に配置され、前記照明光学系によって集光された第一の偏光を透過する第一の偏光板と、
前記液晶パネルの出射側に配置され、第二の偏光を透過して前記投射レンズに出力する第二の偏光板と、
遅相軸または進相軸の一方が前記第一または第二の偏光板の偏光軸と直交するとともに、前記遅相軸または進相軸が形成されている平面内において、前記第一または第二の偏光板の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている位相差手段と、
を備えたことを特徴とする液晶プロジェクタ装置。
前記位相差手段は、前記第一の偏光板と前記液晶パネルの間において、遅相軸又は進相軸の一方が前記第一の偏光板の偏光軸と直交するとともに、当該位相差手段が形成される面内において、前記第一の偏光板の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクタ装置。
前記位相差手段は、前記第一の偏光板と前記液晶パネルの間において、遅相軸又は進相軸の一方が前記第一の偏光板の偏光軸と直交するとともに、当該位相差手段が形成される面内において、前記第一の偏光板の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている第一の位相差手段と、
遅相軸又は進相軸の一方が前記第二の偏光板の偏光軸と直交するとともに、当該位相差手段が形成される面内において、前記第二の偏光板の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている第二の位相差手段と、によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクタ装置。
前記位相差手段は、前記液晶パネルと前記第二の偏光板の間において、遅相軸又は進相軸の一方が前記第二の偏光板の偏光軸と直交するとともに、当該位相差手段が形成される面内において、前記第二の偏光板の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクタ装置。
前記位相差手段は、前記液晶パネルと前記第二の偏光板の間において、遅相軸又は進相軸の一方が前記第一の偏光板の偏光軸と直交するとともに、当該位相差手段が形成される面内において、前記第一の偏光板の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている第一の位相差手段と、
遅相軸又は進相軸の一方が前記第二の偏光板の偏光軸と直交するとともに、当該位相差手段が形成される面内において、前記第二の偏光板の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている第二の位相差手段と、によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクタ装置。
前記位相差手段は、前記第一の偏光板と前記液晶パネルの間において、遅相軸又は進相軸の一方が前記第一の偏光板の偏光軸と直交するとともに、当該位相差手段が形成される面内において、前記第一の偏光板の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている第一の位相差手段と、
前記液晶パネルと前記第二の偏光板の間において、遅相軸又は進相軸の一方が前記第二の偏光板の偏光軸と直交するとともに、当該位相差手段が形成される面内において、前記第二の偏光板の偏光軸に平行な軸を回転軸として、所定の角度傾斜して配置されている第二の位相差手段と、によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクタ装置。
前記位相差手段は、複数の矩形フィルムを重ねた状態で、前記所定の角度の傾斜方向に沿って裁断されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクタ装置。
前記位相差手段は、前記所定の角度の傾斜方向に沿って裁断された第一の位相差手段と第二の位相差手段が、それぞれ傾斜した状態で交互に連接されるとともに、前記第一の位相差手段の遅相軸と第二の位相差手段の進相軸が平行となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクタ装置。
前記位相差手段は、該位相差手段における光線の透過方向の中心部分を第一の回転軸とし、遅相軸または進相軸のいずれか一方を第二の回転軸とした角度調整手段に保持されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクタ装置。
前記遅相軸または進相軸の傾き角に応じて、前記照明光学系により前記液晶パネルに照明される照明光の主光線が、前記液晶パネルの法線に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクタ装置。
前記遅相軸の傾斜角は、前記液晶パネルを照明する前記照明光学系の光線の角度分布に対応していることを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクタ装置。