CN101131508A - 具备光学装置的投影机 - Google Patents
具备光学装置的投影机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101131508A CN101131508A CNA2007101466719A CN200710146671A CN101131508A CN 101131508 A CN101131508 A CN 101131508A CN A2007101466719 A CNA2007101466719 A CN A2007101466719A CN 200710146671 A CN200710146671 A CN 200710146671A CN 101131508 A CN101131508 A CN 101131508A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plate
- liquid crystal
- light
- optical
- incident
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 267
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 205
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 92
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 33
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 27
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 18
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 claims description 13
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 43
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 24
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 101000734222 Homo sapiens RING finger protein 10 Proteins 0.000 description 6
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 6
- 102100033605 RING finger protein 10 Human genes 0.000 description 6
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 description 4
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 101100301991 Arabidopsis thaliana RIE1 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000002182 crystalline inorganic material Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- QWVYNEUUYROOSZ-UHFFFAOYSA-N trioxido(oxo)vanadium;yttrium(3+) Chemical compound [Y+3].[O-][V]([O-])([O-])=O QWVYNEUUYROOSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/16—Cooling; Preventing overheating
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133382—Heating or cooling of liquid crystal cells other than for activation, e.g. circuits or arrangements for temperature control, stabilisation or uniform distribution over the cell
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
- G02F2413/14—Negative birefingence
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
本发明提供一种投影机，具有包括相位差板等的光学装置，该相位差板具有高可靠性与足够的强度，并且能够比较自由地形成双折射。光学补偿板(85)，通过第1平板(86)具有的负的单轴性之中的、由于第2平板(87)具有的正的单轴性所抵消后的残余的负的单轴性，作为整体而作为负的单轴性的双折射材料发挥作用。即，光学补偿板(85)，作为等效的折射率，具有负的单轴性的双折射。
Description
技术领域
本发明，涉及安装有用于图像形成等的各种用途的光学装置的投影机。
背景技术
作为现有的投影机，通过在液晶面板的前后配置了一组偏振板的液晶光阀，对透射光进行控制并形成像光。而且，在如此的投影机中，存在下述投影机：例如通过在液晶面板与入射偏振板之间配置补偿用的相位差膜，对由于起因于残留于液晶的预倾(pretilt)的双折射而产生的相位偏离进行补偿，提高对比度(参照专利文献1)。
【专利文献1】特开2001-343623号公报
但是，如上述的相位差膜，因为通常由有机物质所形成，所以关于耐久性、精度等则存在可靠性低的问题。在此，虽然也可以考虑将相位差膜替换为无机物质的相位差板，但是在该情况下，材料的双折射率作为物性所固定，有可能必须通过研磨、蚀刻等形成非常薄的相位差板。可是，通过研磨形成薄的相位差板一般并非易事，即使能够通过蚀刻等形成薄的相位差板，相位差板的强度也变得示够而存在在其后的贴附工序中裂纹等多发于相位差板的倾向。
发明内容
于是，本发明，目的在于提供具有包括相位差板等的光学装置的投影机，该相位差板具有高可靠性与足够的强度，并且能够比较自由地形成双折射。
为了解决上述问题，本发明中的投影机具备用于像形成等的光学装置。该光学装置，包括：具有互相平行的入射平面及射出平面并由具有光学轴的负的单轴性的双折射材料所形成的第1平板，和具有分别平行于第1平板的入射平面的入射平面及射出平面，并由具有大致平行于第1平板的光学轴的光学轴的正的单轴性的双折射材料所形成的第2平板。在本投影机的光学装置中，通过第1平板的厚度与第2平板的厚度的调整，以第1及第2平板作为一组而产生预定的相位差。在此，所谓第1平板的光学轴与第2平板的光学轴大致平行，除了两平板的光学轴严格地平行的情况之外，还指接近于此的状态，例如还包括对两平板的折射率差进行考虑，使得沿第1平板的光学轴通过第1平板的光大致沿第2平板的光学轴通过第2平板的状态。
在上述投影机的光学装置中，因为通过第1平板的厚度与第2平板的厚度的调整，以第1及第2平板作为一组而产生预定的相位差，所以能够使抵消了起因于第1平板的负的单轴性与起因于第2平板的正的单轴性的剩余的单轴性双折射成为看上去的等效性双折射。即，不用分别使第1及第2平板较薄，以两平板作为一组就能够实现对应于比较小的相对差的等效性双折射。由此，能够简易而正确地产生作为目的的比较小的预定的相位差，能够提供例如作为光学性补偿单元而具备能够对液晶面板等其他部分的相位偏离进行补偿的一组平板的光学装置。
若依照于本发明的其他方式，则以下述方式配置前述第1平板的光学轴与前述第2平板的光学轴，该方式为：使当对前述第1平板进行透射时与前述第1平板的光学轴平行的光线，成为当对前述第2平板进行透射时与前述第2平板的光学轴平行的光线。在该情况下，可以产生作为目的的比较小的预定的相位差，并使由于为了使操作性提高而增加了一方的平板的厚度所产生的相位差通过另一方的平板进行消除。
若依照于本发明的其他方式，则第1及第2平板之中至少一方，触接于被加热的光学元件地配置。在该情况下，能够对被加热的光学元件通过第1平板与第2平板的任一方进行冷却。
若依照于本发明的其他方式，则被加热的光学元件包括使预定方向的直线偏振光进行透射的偏振膜。在该情况下，能够对被加热的偏振膜通过第1平板与第2平板的任一方进行冷却。
若依照于本发明的其他方式，则第1及第2平板分别由无机材料所形成。在该情况下，能够提高与以两平板作为一组的装置的耐久性、精度等相关的可靠性。
若依照于本发明的其他方式，则第1平板由蓝宝石所形成，第2平板由水晶所形成。在该情况下，能够对被加热的光学元件通过通常具有比玻璃、石英高的热传导度的蓝宝石、水晶而有效地进行冷却。
并且，若依照于本发明的具体的方式或观点，则在上述投影机中，第1及第2平板的位置关系，为使该第1及第2平板直接触接，使各向同性介质介于该第1及第2平板之间，或使具有一致于两者的光学轴的光学轴的各向异性介质介于该第1及第2平板之间的位置关系的任一种。
若依照于本发明的另外的方式，则第1及第2平板通过粘接剂所互相接合。在该情况下，将第1及第2平板接合起来的光学元件，作为1个相位差板而起作用，并且组装于投影机中的作业也变得简便。
若依照于本发明的其他方式，则光学装置，是包括对液晶进行保持的液晶单元，和接近于该液晶单元所配置的至少一个偏振构件的光调制装置；第1及第2平板，配置于液晶单元与至少一个偏振构件之间。在该情况下，能够提供通过液晶单元与至少一个偏振构件，作为液晶光阀而起作用的光调制用的光学装置。还有，在光调制装置即液晶光阀中，通过以设置于其的第1平板及第2平板作为一组的等效性双折射，能够使两平板作为对于预倾等的双折射的光学补偿板而起作用。在以上，所谓偏振构件，是指偏振元件、偏振分束器。
若依照于本发明的另外的方式，则液晶面板，配置于第1平板与第2平板之间；液晶面板的双折射的影响，通过前述第1平板与前述第2平板而被补偿。在该情况下，在第1基板与第2基板之间配置作为这些的补偿对象的液晶单元，能够通过由第1基板与第2基板所形成的等效性的薄膜的双折射性而正确地对液晶单元的双折射进行补偿，例如能够使第1基板入射前的光与通过了第2基板的光成为相同的偏振状态。
若依照于本发明的其他方式，则还具备：对光调制装置进行照明的照明装置，和对通过光调制装置所形成的图像进行投影的投影透镜。在该情况下，能够将通过被照明装置所照明的光调制装置所形成的像光，通过投影透镜作为图像投影于屏幕上。
附图说明
图1是对第1实施方式中的液晶面板的结构进行说明的侧方剖面图。
图2是对第1偏振滤光器的结构进行说明的侧面图。
图3是对第2偏振滤光器的结构进行说明的侧面图。
图4(a)、图4(b)是对光学补偿板的折射率与其等效性的功能进行说明的图。
图5(a)、图5(b)是对合成支持板的折射率与其等效性的功能进行说明的图。
图6是对液晶层的折射率与光学补偿板的折射率进行说明的侧方剖面图。
图7(a)、图7(b)是对液晶层的折射率进行说明的侧面图及平面图。
图8(a)、图8(b)是对光学补偿板的折射率进行说明的侧面图及平面图。
图9(a)、图9(b)表示延迟的倾角相关性与入射光的加权函数。
图10(a)～(c)关于由模拟产生的视场角表示实施例与比较例。
图11是对模拟的结果进行说明的曲线图。
图12是对其他模拟的结果进行说明的曲线图。
图13是对第2实施方式中的液晶面板的结构进行说明的侧方剖面图。
图14是对组装了示于图1等中的液晶光阀的投影机的光学系统进行说明的图。
图15是对第4实施方式的液晶光阀进行说明的侧方剖面图。
图16是对组装了图15的液晶光阀的投影机的光学系统进行说明的图。
符号说明
10...投影机，21...光源装置，23...色分离光学系统，25...光调制部，25a～25c...液晶面板，25e、25f、25g...偏振滤光器，27...十字分色棱镜，29...投影透镜，31...液晶光阀，31a...液晶装置，31b...第1偏振滤光器，31c...第2偏振滤光器，71...液晶层，72a、72b...基板，74a、74b...盖，77...透明像素电极，81...偏振膜，83...外侧支持层，85...光学补偿板，86...第1平板，87...第2平板，185...合成支持板，OA1、OA2...光学轴，RIE1...折射率椭圆体，RIE2...折射率椭圆体
具体实施方式
第1实施方式
图1，是对作为本发明的第1实施方式中的光学装置的液晶光阀(光调制装置)的结构进行说明的放大剖面图。
在图示的液晶光阀31中，为入射侧的第1偏振板的第1偏振滤光器31b，与为射出侧的第2偏振板的第2偏振滤光器31c，构成正交尼科耳偏光镜。被夹在这第1及第2偏振滤光器31b、31c之间的液晶装置31a，是使入射光的偏振方向，相应于输入信号以像素为单位进行变化的透射型的液晶面板。
液晶装置31a，具备：夹持由例如在垂直取向模式下进行工作的液晶(即垂直取向型的液晶)所构成的液晶层71，处于入射侧的透明的第1基板72a和处于射出侧的透明的第2基板72b。而且，液晶装置31a，在入射侧的第1基板72a的外侧具备入射侧盖74a，在射出侧的第2基板72b的外侧具备射出侧盖74b。
在第1基板72a的液晶层71侧的面上，设置透明的共用电极75，在其上，例如形成取向膜76。另一方面，在第2基板72b的液晶层71侧的面上，设置配置为矩阵状的多个透明像素电极77和电连接于各透明像素电极77的薄膜晶体管(未图示)，在其上，例如形成取向膜78。在此，第1及第2基板72a、72b，被它们所夹持的液晶层71，与电极75、77，成为用于使入射光的偏振状态进行变化的液晶单元。并且，构成液晶单元的各像素，包括：1个像素电极77，共用电极75，和夹在它们之间的液晶层71。还有，在第1基板72a与共用电极75之间，为了划分各像素而设置格子状的黑矩阵79。
在此，取向膜76、78，用于使构成液晶层71的液晶性化合物按必要的方向排列，在电压未施加于液晶层71的截止状态下，具有使液晶性化合物的光学轴相对于第1基板72a的法线成为不大但一致的倾斜度地进行取向的作用；并在电压施加于液晶层71的导通状态下，允许液晶性化合物的光学轴相对于第1基板72a的法线按垂直的特定的方向(具体地为X方向)取向。由此，在对于液晶层71未施加电压的截止状态下，能够确保最大遮光状态(最低辉度状态)；而在对于液晶层71施加电压的导通状态下，能够确保最大透射状态(最高辉度状态)。
图2，是对示于图1中的配置于液晶装置31a的入射侧的第1偏振滤光器31b的结构进行说明的剖面结构图。第1偏振滤光器31b，是具备偏振膜81，外侧支持层83，与光学补偿板85的三层结构的偏振板即偏振元件，以平行于垂直于沿入射光的光轴的Z方向的XY面的状态所配置。在此，内侧的光学补偿板85，成为包括第1平板86与第2平板87的二层结构，两平板86、87，如详述于后地由相互不同种类的双折射材料所形成。还有，外侧支持层83的入射平面83a及射出平面83b，与光学补偿板85的入射平面85a及射出平面85b，全部互相平行。并且，构成光学补偿板85的第1平板86的入射平面86a及射出平面86b，以及第2平板87的入射平面87a及射出平面87b，全部互相平行，第1平板86的入射平面86a与第2平板87的射出平面87b，一致于光学补偿板85自身的入射出射面85a、85b。
在以上的第1偏振滤光器31b中，作为偏振构件的偏振膜81，以夹层状态保持于由有机材料所形成的外侧支持层83与由无机材料所形成的光学补偿板85之间。即，光学补偿板85，不仅对残留于电压未施加时的液晶层71的相位偏离进行补偿，而且还作为对偏振膜81进行支持的内侧支持层而起作用。偏振膜81，用于仅使按一定方向振动的直线偏振光通过，通过使染料吸附于例如PVA(聚乙烯醇)膜、按特定方向延伸所形成。并且，外侧支持层83，例如由薄的TAC(三乙酰纤维素)板所形成。而且，在光学补偿板85中，第1平板86，由负的单轴性的双折射材料(例如蓝宝石)所形成；第2平板87，由正的单轴性的双折射材料(例如水晶)所形成。结果，光学补偿板85，通过第1平板86具有的负的单轴性之中的、作为通过第2平板87具有的正的单轴性所抵消掉的剩余的负的单轴性，而作为整体作为负的单轴性的双折射材料而起作用。即，光学补偿板85，作为等效性的折射率，具有负的单轴性的双折射。
还有，光学补偿板85，因为触接于偏振膜81，所以在由例如蓝宝石、水晶等热传导率比较高的结晶性的无机材料所形成而比较厚的情况下，能够使之作为能够有效地冷却由于入射光的吸收而容易发热的偏振膜81的一种冷却板或散热板而起作用。
图3，是对示于图1中的配置于液晶装置31a的射出侧的第2偏振滤光器31c的结构进行说明的剖面结构图。第2偏振滤光器31c，是具备偏振膜81，外侧支持层83，与合成支持板185的三层结构的偏振板即偏振元件，以平行于垂直于沿调制光的光轴的Z方向的XY面的状态所配置。在此，合成支持板185，成为包括第1平板88与第2平板89的二层结构，两平板88、89，由相互不同种类的双折射材料所形成。还有，与第1偏振滤光器31b的情况同样，外侧支持层83的入射平面83a及射出平面83b，与合成支持板185的入射平面185a及射出平面185b，全部互相平行。并且，构成合成支持板185的第1平板88的入射平面88a及射出平面88b，以及第2平板89的入射平面89a及射出平面89b，全部互相平行，第1平板88的入射平面88a与第2平板89的射出平面89b，一致于合成支持板185自身的入射出射面185a、185b。
在以上的第2偏振滤光器31c中，偏振膜81、外侧支持层83，与构成示于图2中的第1偏振滤光器31b的偏振膜81、外侧支持层83相同。并且，在配置于内侧的合成支持板185中，第1平板88，由负的单轴性的双折射材料(例如蓝宝石)所形成；第2平板89，由正的单轴性的双折射材料(例如水晶)所形成。结果，合成支持板185，使第1平板88具有的负的单轴性，与第2平板89具有的正的单轴性互相抵消，作为整体作为等效性的各向同性的折射材料而起作用。即，合成支持板185，作为像玻璃那样的各向同性介质而使调制光进行透射，几乎不对通过的光束的偏振状态产生影响。
还有，合成支持板185，因为触接于偏振膜81，所以在由例如蓝宝石、水晶等热传导率比较高的结晶性的无机材料所形成而比较厚的情况下，能够使之作为能够有效地冷却由于调制光的吸收而容易发热的偏振膜81的一种冷却板或散热板而起作用。
图4(a)，是对组装于示于图2中的第1偏振滤光器31b中的光学补偿板85的折射率进行说明的侧面图；图4(b)，是对光学补偿板85的等效性的功能进行说明的图。在光学补偿板85之中形成第1平板86的负的单轴性折射材料的折射率椭圆体RIE21的短轴即光学轴OA21，相对于入射平面85a及射出平面85b为大致垂直但仅倾斜微小角度地配置。并且，形成第2平板87的正的单轴性折射材料的折射率椭圆体RIE22的长轴即光学轴OA22，也相对于入射平面85a及射出平面85b为大致垂直但仅倾斜微小角度地配置，变得平行于折射率椭圆体RIE21的光学轴OA21。结果，两平板86、87的光学轴OA21、OA22，即作为光学补偿板85的光学轴，成为相对于入射平面85a的法线仅倾斜了微小角度的状态。由此，相应于光学补偿板85的光学轴OA21、OA22相对于入射于入射平面85a的照明光束的主光线(在图示的例中延伸于沿入射平面85a的法线的Z方向)的倾斜角度，产生于照明光束的相位差发生变化。即，随着光学补偿板85的光学轴OA21、OA22相对于照明光束的主光线(在该情况下延伸于Z方向)接近于平行而所产生的相位差变小，随着它们接近于垂直而所产生的相位差变大。光学补偿板85的光学轴OA21、OA22相对于照明光束的主光线的倾斜角度，根据光学补偿板85的使用目的而适当设定。
在此，光学补偿板85，如示于图4(b)中地，能够分成第1部分P21与第2部分P22而考虑，一方的第1部分P21，能够认为是使折射率椭圆体RIE21与折射率椭圆体RIE22以适当的比率互相抵消地进行了合成而成，作为与折射率球RIS相等效的各向同性的介质，相对于入射光并不产生相位差。另一方的第2部分P22，能够认为是因第1平板86部分地未失去相位差产生的效果而剩余的极薄的层，通过该极薄的层的折射率椭圆体RIE21，能够相对于入射光而产生相位差。即，通过成为从使第1平板86的厚度与第2平板87的厚度取得平衡的各向同性的状态适当偏离了的非平衡状态，作为整体能够作为具有平行于光学轴OA21的光学轴的负的单轴性的双折射材料而起作用，得到相位产生量即补偿量少的光学补偿板85。
还有，在以上的说明中，虽然作为第1平板86与第2平板87具有大致相同的折射率的情况而进行了说明，但是在两平板86、87的折射率差大的情况下，在两平板86、87的边界对折射进行考虑而对两平板86、87的光学轴OA21、OA22的倾斜角、两平板86、87的厚度进行调整。由此，能够使得相对于光学轴OA21平行地通过第1平板86的光，相对于光学轴OA22平行地通过第2平板87，能够对于透射光产生预期的相位差。
图5(a)，是对组装于示于图3中的第2偏振滤光器31c中的合成支持板185的折射率进行说明的侧面图；图5(b)，是对合成支持板185的等效性的功能进行说明的图。在合成支持板185之中形成第1平板88的负的单轴性折射材料的折射率椭圆体RIE21的短轴即光学轴OA21，相对于入射平面185a及射出平面185b垂直地所配置。并且，形成第2平板89的正的单轴性折射材料的折射率椭圆体RIE22的长轴即光学轴OA22，也相对于入射平面185a及射出平面185b垂直地所配置，与折射率椭圆体RIE21的光学轴OA21相平行。结果，合成支持板185，能够认为是使折射率椭圆体RIE21与折射率椭圆体RIE22以适当的比率互相抵消地进行了合成的光学构件P21’，作为与折射率球RIS相等效的各向同性的介质，相对于入射光并不产生相位差。即，通过成为使第1平板88的厚度与第2平板89的厚度相平衡了的状态，作为整体能够作为各向同性的折射材料而起作用，得到几乎不使之产生相位的合成支持板185。
图6，是对液晶层71的折射率与光学补偿板85的等效性折射率的关系进行说明的侧方剖面的概念图。在此，液晶层71的入射面71a及射出面71b互相平行，光学补偿板85的入射平面85a及射出平面85b，相对于液晶层71的入射面71a全都配置为平行。即，相对于液晶层71的入射面71a垂直入射的光束的光路VP，相对于光学补偿板85的入射平面85a也垂直地进行入射，并从射出平面85b同样地垂直地出射。
在液晶层71中，未施加电场的截止状态的液晶性化合物的折射率椭圆体RIE1的长轴即光学轴OA1，在XZ面内相对于Z轴具有虽小但一定的倾角。此时，折射率椭圆体RIE1的倾斜方向是X方向，将该X方向称为液晶层71的取向方向。并且，折射率椭圆体RIE1的取向方向的倾角，称为预倾角θ1。另一方面，在光学补偿板85中，相当于此的等效性折射率的折射率椭圆体RIE2，相当于示于图4中的负的单轴性晶体的折射率椭圆体RIE21，其短轴即光学轴OA2，在XZ面内相对于Z轴具有虽小但一定的倾角。若更详细地进行说明，则折射率椭圆体RIE2的倾斜方向即方位角，成为与液晶层71的取向方向相同的X方向，折射率椭圆体RIE2倾斜的方位角中的倾角θ2，以向入射面71a的垂直入射光的光路VP为基准，变得与产生于液晶层71的预倾角θ1相等。即，通过对光学补偿板85内的光学轴OA2(＝OA21)进行调节，在关于以某入射角度入射于液晶装置31a的光线进行考虑的情况下，当对光学补偿板85内进行透射时与对液晶层71内进行透射时，相对于光学轴OA1平行地通过液晶层71的光，相对于光学轴OA2平行地通过光学补偿板85。
图7(a)，是用于对液晶层71的折射率进行说明的侧面图；图7(b)，是对液晶层71的折射率进行说明的平面图。并且，图8(a)，是对光学补偿板85的等效性折射率进行说明的侧面图；图8(b)，是对光学补偿板85的等效性折射率进行说明的平面图。
首先，若关于液晶层71进行考虑，则液晶性化合物的折射率椭圆体，相当于正的单轴性材料，若将以折射率为基准的各轴方向的折射率作为nx、ny、nz，则一般nx＝ny＜nz的关系成立，对应于折射率nz的长轴的光学轴OA1，相对于从法线方向入射于液晶层71的入射面71a的光线(垂直入射光)的光路VP，成为仅倾斜了预倾角θ1的状态。在此，如示于图7(a)中地正常折射率为no而异常折射率为ne，即nx＝ny＝no，nz＝ne，若如示于图7(b)中地关于沿垂直入射光的相位滞后轴方向振动的光的折射率为n2而关于沿相位超前轴方向振动的光的折射率为n1，则成为：
n1＝no ...(1)
因而，相对于垂直入射光的液晶层71的延迟Re1，以液晶层71的有效厚度为d1时，成为：
同样地，若关于光学补偿板85进行考虑，则该光学补偿板85，由等效性地相当于折射率椭圆体RIE2的负的单轴性材料构成，若将关于该折射率的轴方向的折射率作为nx、ny、nz，则一般nx＝ny＞nz的关系成立，对应于折射率nz的短轴的光学轴OA2，相对于从法线方向入射于液晶层71的入射面71a的垂直入射光的光路VP，成为仅倾斜了倾角θ2＝θ1的状态。在此，如示于图8(a)中地正常折射率为No而异常折射率为Ne，若如示于图8(b)中地关于沿垂直入射光的相位超前轴方向振动的光的折射率为n4而关于沿相位滞后轴方向振动的光的折射率为n3，则成为：
n3＝No ...(4)
因而，相对于垂直入射光的光学补偿板85的延迟Re2，以光学补偿板85的有效厚度为d2时，成为：
在此，平行地配置液晶层71的折射率nz的长轴与光学补偿板85的折射率nz的短轴，各自的相位滞后轴及相位超前轴互相交替。从而，相对于垂直入射光的总的延迟RE，由以式(3)所给出的Re1与以式(6)所给出的Re2之差的绝对值所给出。即，当Re1＝Re2时，从第2偏振滤光器31a所射出的偏振光与入射于第1偏振滤光器31b的偏振光成为相同状态，在相对于垂直入射光的第2偏振滤光器31c中的遮光变得完全，通过液晶光阀31的透射及遮光所确定的图像的对比度成为最大。
在以下，关于向液晶光阀31的入射光具有角度分布的情况进行考察。首先，关于从空气中倾斜地入射于液晶光阀31的某光束进行考虑，将在空气中的相对于垂直入射光的光路VP的倾斜光(倾斜入射光)的倾角作为η0，将在光学补偿板85中的相对于垂直入射光的光路VP的倾斜光的倾角作为η1，将在液晶层71中的相对于垂直入射光的光路VP的倾斜光的倾角作为η2。该情况下，在光学补偿板85(尤其是第1平板86)中，因为No与Ne之差小而成为NoNe，所以关于从空气中以倾角η0入射于光学补偿板85的光束，在对入射光束的倾斜方向也进行了考虑的情况下，经过如满足以下的条件这样的光路。
sin(η0)∶sin(η1)＝1∶1/No
sin(η1)＝sin(η0)/No ...(7)
而且，在液晶层71中，因为变成none，所以关于经过光学补偿板85而以倾角η0入射于液晶层71的光束，变成如下。
sin(η0)∶sin(η2)＝1∶1/no
sin(η2)＝sin(η0)/no ...(8)
在以上，虽然关于相对于垂直入射光的光路VP以倾角η0进行入射的光束进行了考虑，但是当通过液晶层71、光学补偿板85时的折射率的效果，入射光束的倾斜方向成为问题。在此，对入射光束的倾斜方向也进行考虑，将入射光束的倾角η0作为极角，设入射光束的方位角为φ。该情况下，通过液晶光阀31的光束在光学补偿板85中与光学轴OA1所成的角w1，和与液晶层71中的光学轴OA2所成的角w2，能够根据上述变量η0、φ与基于它们所得到的η1、η2几何性地求出。如此的倾斜光通过光学补偿板85与液晶层71时的延迟Re’，由下式所给出。
在上式d2/cosη2，为倾斜了的入射光在光学补偿板85中的有效厚度；d1/cosη1，为倾斜了的入射光在液晶层71中的有效厚度。
结果，因为折射率no、ne、No、Ne、d1、d2、β为常数，值η1、η2、w1、w2为通过上述变量η0、φ所确定的参数，所以通过液晶光阀31与光学补偿板85时的延迟Re’，能够作为如下的函数f而进行处理。
Re’＝f(η0，φ) ...(10)
因而，基于上述式(10)，还能够优化光学补偿板85的有效厚度d2，使得关于全部的入射光线求延迟Re’而使它们的总和变成最小值，该情况下，通过液晶光阀31的透射及遮光所确定的图像的对比度成为最大。例如在为以某一定的NA垂直入射于液晶光阀31的光束的情况下，因为对应于开口角的η0成为0～ηmax，方位角φ成为0～360°，所以对光学补偿板85进行设定而使以下的积分值
∫0 ηmax∫0 360|f(η0，φ)×w(η0，φ)|dφdη0 ...(11)
接近于零。在此，w(η0，φ)，为通过入射光的角度分布所给出的加权函数。图9(a)，对通过光的延迟Re’＝f(η0，φ)与倾角η0的关系在φ从倾斜方向偏离90°的情况下进行了视觉性说明，对于倾角η0成为0的正面方向的光而延迟Re’变得最小，随着倾角η0增加而延迟Re’逐渐增加。并且，图9(b)，对入射光的加权函数w(η0，φ)与倾角η0的关系进行了视觉性说明，倾角η0成为0的正面方向的光的密度变得最高，伴随于此而加权函数变成最大值。以上为例示，延迟Re’＝f(η0，φ)的特性，通过液晶层71与光学补偿板85的光学特性而确定；w(η0，φ)，通过光源的放射特性，均匀化光学系统的光学特性，液晶的微透镜的特性等而确定。即，通过对光学补偿板85的折射率椭圆体RIE2、有效厚度d2进行调节，能够对于各种各样的w(η0，φ)的照明装置而极小化延迟Re’＝f(η0，φ)的积分值，能够使通过液晶光阀31所形成的图像的对比度变得极高。
通过以上的式(11)所表示的积分值(合计延迟)，能够通过进行高速运算的模拟迅速地求出，通过输入液晶层71的特性、光学补偿板85的折射率特性，能够迅速地确定光学补偿板85的有效厚度d2、倾角θ2。
还有，在以上的说明中，虽然作为构成偏振滤光器31b的光学补偿板85的折射率椭圆体RIE2为固定的情况而进行了说明，但是若考虑光学补偿板85由第1及第2平板86、87所构成的情况，则优选对两平板86、87中的入射光束的倾斜方向、角度分布进行考虑。即，优选：对入射光束的倾角η0进行考虑，根据构成光学补偿板85的各个平板86、87中的光路而确定延迟Re2，并进而包括液晶层71、参考光源的加权函数w(η0，φ)而确定综合性的延迟Re’。由此，能够进一步提高液晶光阀31的对比度。
并且，在偏振滤光器31b、31c中，偏振膜81，虽然为由树脂等所形成的吸收型的偏振器，但是也能够为线栅偏振器等的反射型的偏振器。
以下，关于具体的实施例而进行说明。作为用于对残留于组装了如上述的光学补偿板85的垂直取向型的各种液晶层71中的相位偏离进行补偿的光学补偿板85，通过使蓝宝石制的第1平板86与水晶制的第2平板87相贴合而得到。第1平板86，对加工性进行考虑而例如为100～1000μm程度的范围；第2平板87，也对加工性进行考虑而例如为100～1000μm程度的范围。
并且，关于具备某种类型的垂直取向型的液晶层71而组装了如上述的光学补偿板85的液晶光阀31进行了模拟。此时，液晶层71的预倾为4°。使其单元间隙为2.5μm。构成光学补偿板85的蓝宝石制的第1平板86的厚度d21与水晶制的第2平板87的厚度d22，变化为例如满足d21∶d22＝1∶1.45的关系。结果，光学补偿板85的有效厚度d2＝50μm成为最佳值，能够使由上述式(11)所给出的积分值为最小值。
图10，表示以对应于具体的液晶光阀31的数据而进行了模拟的结果。图10(a)，表示组装了将700μm的蓝宝石板与445μm的水晶板进行了接合的光学补偿板85的实施例的液晶光阀31的视场角特性；图10(b)，表示未设置光学补偿板85的比较例的液晶光阀的视场角特性；图10(c)，表示组装了由50μm的单独的蓝宝石板构成的光学补偿板85的比较例的液晶光阀的视场角特性。如若将图10(a)、与图10(c)进行比较则明了地，可知：通过蓝宝石板及水晶板的接合，可得到与单独的蓝宝石板同等程度的视场角特性。这意味着：作为在700μm的蓝宝石板之中的650μm的量通过445μm的水晶板所消除了的结果，达到恰似单独存在50μm的蓝宝石板的相位效果，在液晶光阀31中，通过光学补偿板85达到与50μm的蓝宝石板相同程度的补偿效果。
图11，是研究了使构成光学补偿板85的第1平板86的厚度与第2平板87的厚度发生了变化的情况下的相位差的曲线图。曲线图中，“□”符号，表示使具有147μm厚的蓝宝石制的第1平板86与具有110μm厚的水晶制的第2平板87相贴合了的情况下的、光学补偿板85的相位差的入射角相关性。并且，“△”符号，表示使具有294μm厚的蓝宝石制的第1平板86与具有210μm厚的水晶制的第2平板87相贴合了的情况下的光学补偿板85的相位差的入射角相关性。“◇”符号，为比较例，表示单独采用了10μm厚的水晶的光学补偿板85的相位差的入射角相关性。如从曲线图而显然地，可知：在入射角为10°以下的范围，几乎不产生相位差的入射角度相关性，并不逊色于单独采用了10μm厚的水晶的光学补偿板85。即，通过使蓝宝石制的第1平板86与水晶制的第2平板87进行组合，能够比较简单地得到等效性地具有负的单轴性并能够在3维的角度范围对相位差进行补偿的光学补偿板85。如此的光学补偿板85、构成其的平板86、87，比较厚，各平板86、87的加工容易而光学补偿板85的处理也容易。
图12，是研究了使构成光学补偿板85的第1平板86的厚度与第2平板87的厚度按其他的条件发生了变化的情况下的相位差的曲线图。该情况下，第2平板87的一方比第1平板86厚得相当多，光学补偿板85，等效性地作为正的单轴性晶体而起作用。曲线图中，“×”符号，表示使具有67.7μm厚的蓝宝石制的第1平板86与具有110μm厚的水晶制的第2平板87相贴合了的情况下的、光学补偿板85的相位差的入射角相关性。“◇”符号，为比较例，表示单独采用了10μm厚的水晶板的光学补偿板85的相位差的入射角相关性。并且，“□”符号，表示使具有100μm厚的光学轴平行于入射面的水晶制的第1平板86与具有110μm厚的光学轴垂直于入射面的水晶制的第2平板87相贴合了的情况下的、比较例的光学补偿板85的相位差的入射角相关性。该情况下，在正的单轴晶体彼此之间进行光学性补偿。并且，“△”符号，表示使具有200μm厚的光学轴平行于入射面的水晶制的第1平板86与具有210μm厚的光学轴垂直于入射面的水晶制的第2平板87相贴合了的情况下的、比较例的光学补偿板85的相位差的入射角相关性。该情况下，也在正的单轴晶体彼此之间进行光学性补偿。如根据以上而明显地，可知：通过蓝宝石板与水晶板的组合，只要为10°程度的入射角就可维持为与单独采用了水晶板的情况下相当的相位差；可知：相比较于使一对水晶板相组合了的情况可达到极小的入射角相关性。
以下，关于具备光学补偿板85的第1偏振滤光器31b的制造方法而进行说明。首先，在应当成为外侧支持层83的TAC板上通过粘接剂粘接PVA膜，并使以碘等作为主体的染料吸附于PVA膜而对PVA膜进行染色。之后，使PVA膜与TAC板一起延伸而使PVC膜具有预期的偏振特性。由此，得到偏振膜81及外侧支持层83的两层结构。与此同时，准备光学补偿板85的材料，即，将成为第1平板86的材料的蓝宝石板与成为第2平板87的材料的水晶板切割为仅比目标的厚度厚出研磨的量，使得折射率椭圆体RIE21、RIE22的倾斜方向(取向方向)相对于两平板86、87的一对相对向的平面即主面变成大致相同的倾斜角。接着，对于蓝宝石板与水晶板的一对相对向的平面实施研磨等的加工而使表面平滑。接着，在使清洗后的蓝宝石板与水晶板，在使两者的光学轴的倾斜方向(方位角)一致了的状态下通过紫外线固化树脂相贴合了之后，通过固化进行固定。最后，在使另外准备好的偏振膜81及外侧支持层83的2层结构，与由蓝宝石板及水晶板构成的光学补偿板85通过紫外线固化树脂相贴合了之后，通过固化进行固定。
第2实施方式
图13，为示于图1中的液晶光阀31的变形例，表示第2实施方式的液晶光阀。该液晶光阀131的情况下，仅将光学补偿板85(参照图1)之中的第1平板86配置于为液晶装置31a的光入射侧的第1偏振滤光器31b的光射出侧，并将光学补偿板85之中的第2平板87配置于为液晶装置31a的光射出侧的第2偏振滤光器31c的光入射侧。在本实施方式中，第1平板86粘接于第1偏振滤光器31b的光射出侧面，第2平板87粘接于第2偏振滤光器31c的光入射侧面，将第1实施方式中的第2偏振滤光器31c的合成支持板185(参照图1)替换为第2平板87。在此，第1平板86与第2平板87，虽然相分离，但是具有与示于图1中的光学补偿板85相同的功能。即，相对于液晶层71必要的工作时(例如关断时)的光学轴OA1的倾斜(预倾)，只要两平板86、87的光学轴OA21、OA22全都一致，就能够将两平板86、87分开于液晶层71的两侧而进行配置。由此，第1平板86及第2平板87作为对液晶层71的相位差进行补偿的光学补偿板85而起作用，同时还可以兼作第1偏振滤光器31b及第2偏振滤光器31c的支持板。
第3实施方式
图14，是对组装了示于图1中的液晶光阀31的投影机的光学系统的构成进行说明的图。
本投影机10，具备：发出光源光的光源装置21，将来自光源装置21的光源光分割为红绿蓝的3色的色分离光学系统23，通过从色分离光学系统23所射出的各色的照明光所照明的光调制部25，对来自光调制部25的各色的像光进行合成的十字分色棱镜27，和作为用于将经过十字分色棱镜27的光投影于屏幕(未图示)的投影光学系统的投影透镜29。其中，光源装置21，色分离光学系统23，光调制部25，及十字分色棱镜27，成为形成应当投影于屏幕的像光的图像形成装置。
在以上的投影机10中，光源装置21，具备：光源灯21a，凹透镜21b，一对蝇眼光学系统21d、21e，偏振变换构件21g，和重叠透镜21i。其中，光源灯21a，例如由高压水银灯构成，具备对光源光进行回收使之向前方射出的凹面镜。凹透镜21b，虽然具有使来自光源灯21a的光源光平行化的作用，但是也能够进行省略。一对蝇眼光学系统21d、21e，由配置为矩阵状的多个要件透镜构成，通过这些要件透镜对经过凹透镜21b的来自光源灯21a的光源光进行分割分别使之聚光、发散。偏振变换构件21g，将从蝇眼光学系统21e射出来的光源光变换为例如垂直于图13的纸面的仅S偏振光分量而供给于下一级光学系统。重叠透镜21i，通过使经过偏振变换构件21g的照明光作为整体适当会聚，可以进行对于设置于光调制部25的各色的光调制装置的重叠照明。即，经过两蝇眼光学系统21d、21e与重叠透镜21i的照明光，经过详述于以下的色分离光学系统23，均匀地对设置于光调制部25的各色的液晶面板25a、25b、25c进行重叠照明。
色分离光学系统23，具备第1及第2分色镜23a、23b，为校正光学系统的3个场透镜23f、23g、23h，和反射镜23j、23m、23n、23o，与光源装置21一起构成照明装置。在此，第1分色镜23a，在红绿蓝的3色之中例如对红光及绿光进行反射并使蓝光进行透射。并且，第2分色镜23b，在入射进来的红及绿的2色之中例如对绿光进行反射并使红光进行透射。在该色分离光学系统23中，来自光源装置21的大致白色的光源光，由反射镜23j使光路弯曲而入射于第1分色镜23a。通过了第1分色镜23a的蓝光，例如按S偏振光原样直接经过反射镜23m而入射于场透镜23f。并且，由第1分色镜23a所反射、由第2分色镜23b进一步反射的绿光，例如按S偏振光原样直接入射于场透镜23g。进而，通过了第2分色镜23b的红光，例如按S偏振光原样直接经过透镜LL1、LL2及反射镜23n、23o，入射于用于对入射角度进行调节的场透镜23h。透镜LL1、LL2及场透镜23h，构成中继光学系统。该中继光学系统，具备将第1透镜LL1的像，通过第2透镜LL2大致原样直接传到场透镜23h的功能。
光调制部25，具备：3个液晶面板25a、25b、25c，和夹持各液晶面板25a、25b、25c地所配置的3组偏振滤光器25e、25f、25g。在此，配置于第1光路OP1的蓝光用的液晶面板25a，与夹持其的一对偏振滤光器25e、25e，构成用于对蓝光基于图像信息进行2维辉度调制的蓝色用的液晶光阀。蓝色用的液晶光阀，具有与示于图1中的液晶光阀31同样的结构，将用于对比度提高的光学补偿板85，组装于一对偏振滤光器25e之中的相当于入射侧的第1偏振滤光器31b的内侧部分。同样地，配置于第2光路OP2的绿光用的液晶面板25b，与相对应的偏振滤光器25f、25f，也构成绿色用的液晶光阀；配置于第3光路OP3的红光用的液晶面板25c，与偏振滤光器25g、25g，也构成红色用的液晶光阀。而且，这些绿光及红色用的液晶光阀，也具有与示于图1中的液晶光阀31同样的结构。
在蓝光用的第1液晶面板25a中，通过对色分离光学系统23的第1分色镜23a进行透射所分支的蓝光，通过场透镜23f而进行入射。在绿光用的第2液晶面板25b中，通过由色分离光学系统23的第2分色镜23b所反射而分支的绿光，通过场透镜23g而进行入射。红光用的第3液晶面板25c中，通过对第2分色镜23b进行透射所分支的红光，通过场透镜23h而进行入射。各液晶面板25a～25c，为对入射进来的照明光的空间性强度分布进行调制的非发光型的光调制装置，分别入射于各液晶面板25a～25c的3色的光，被各液晶面板25a～25c相应于作为电信号所输入的驱动信号或者图像信号所调制。此时，通过偏振滤光器25e、25f、25g，调整入射于各液晶面板25a～25c的照明光的偏振方向，并从由各液晶面板25a～25c所射出的调制光取出预定的偏振方向的分量光。
十字分色棱镜27，为光合成构件，呈使4个直角棱镜相贴合了的俯视大致正方形状，在使直角棱镜彼此相贴合了的界面处，形成X状地相交叉的一对电介质多层膜27a、27b。一方的第1电介质多层膜27a对蓝色光进行反射，另一方的第2电介质多层膜27b对红色光进行反射。该十字分色棱镜27，使来自液晶面板25a的蓝光以第1电介质多层膜27a进行反射而射出于行进方向右侧，使来自液晶面板25b的绿光通过第1及第2电介质多层膜27a、27b而直进进行射出，使来自液晶面板25c的红光以第2电介质多层膜27b进行反射而射出于行进方向左侧。
投影透镜29，将由十字分色棱镜27所合成的彩色的像光，以预期的倍率投影于屏幕(未图示)上。即，对应于输入于各液晶面板25a～25c的驱动信号或者图像信号的预期的倍率的彩色活动图像、彩色静止图像投影于屏幕上。
第4实施方式
以下，关于为本发明的第4实施方式中的液晶装置的液晶光阀(光调制装置)而进行说明。第4实施方式的液晶光阀，对第1实施方式的液晶光阀进行了变形，未特别进行说明的部分，与第1实施方式相同。
图15，是对第4实施方式的液晶光阀的结构进行说明的放大剖面图。图示的液晶光阀331，具备：液晶装置331a，偏振分束器331b，和光学补偿板85。
在液晶光阀331中，液晶装置331a，为使入射光的偏振方向相应于输入信号以像素为单位发生变化的反射型的液晶面板。液晶装置331a，例如夹持由以垂直取向模式进行工作的液晶(即垂直取向型的液晶)所构成的液晶层71，而具备：在表侧的第1基板72a，和在里侧的第2基板372b。关于表侧即入射出射侧的第1基板72a、其周边部分，除了不存在黑矩阵之点之外，与第1实施方式相同。在里侧的第2基板372b的液晶层71侧，通过电路层379，形成配置为矩阵状的多个反射像素电极377。在各反射像素电极377，电连接设置于电路层379的薄膜晶体管(未图示)。在电路层379及反射像素电极377之上，形成取向膜78。在此，第1及第2基板72a、372b，被它们所夹持的液晶层71，以及电极75、377，成为用于使入射光的偏振状态发生变化的液晶单元。并且，构成液晶单元的各像素，包括：1个像素电极377，共用电极75，和夹持于它们之间的液晶层71。
在液晶光阀331中，偏振分束器331b，代替图1的偏振滤光器31b、31c所设置，进行关于入射于液晶装置331a的光的偏振方向与从液晶装置331a所射出的光的偏振方向的调整。在该偏振分束器331b中，作为偏振构件，内置用于对偏振光进行分离的偏振分离膜32。
该偏振分束器331b，使入射光之中的S偏振光通过偏振分离膜32进行反射而向液晶装置331a入射，使从液晶装置331a所射出的调制光之中的对偏振分离膜32进行透射的P偏振光射出。也就是说，在对于液晶层71未施加电压的关断状态下，因为从液晶装置331a射出S偏振光而由偏振分束器331b的偏振分离膜32反射S偏振光，所以作为图像光能够确保最大遮光状态(最低辉度状态)；而在对于液晶层71施加了电压的导通状态下，因为从液晶装置331a射出P偏振光而由偏振分束器331b的偏振分离膜32透射P偏振光，所以能够确保最大透射状态(最高辉度状态)。还有，偏振分束器331b，能够替换为相对于系统光轴所倾斜配置的线栅偏振器等的其他的反射型的偏振构件。
在液晶光阀331中，光学补偿板85，以与垂直于沿入射光的光轴的Z方向的XY面平行的状态所配置。该光学补偿板85，从示于图1中的第1偏振滤光器31b去除了偏振膜81等，具有包括由互相不同种类的双折射材料所形成的第1平板86与第2平板87的二层结构。具体地，例如，第1平板86具有负的单轴性的折射率，第2平板87具有正的单轴性的折射率，使两者组合起来的光学补偿板85作为有效厚度薄的负的单轴性的双折射材料而起作用。也就是说，光学补偿板85，作为校正量少的相位差板而起作用。
光学补偿板85的功能，除了关系到入射光束往返光学补偿板85与液晶层71之点，与第1实施方式的情况相同。即，在液晶装置331a中，相对于垂直入射光的总的延迟，为示于图1中的液晶装置31a的情况下的2倍。在对于液晶层71未施加电压的关断状态下，通过构成光学补偿板85的第1及第2平板86、87的厚度的调整，由偏振分束器331b所反射而入射于液晶装置331a的偏振光，与由液晶装置331a所反射而入射于偏振分束器331b的偏振光成为相同状态，相对于垂直入射光的遮光变得完全，通过液晶光阀331的透射及遮光所确定的图像的对比度成为最大。同样地，通过对构成光学补偿板85的第1及第2平板86、87的折射率椭圆体RIE21、RIE22、厚度进行调节，能够对于各种各样的角度分布的照明装置而极小化延迟的积分值，能够最大限度提高通过液晶光阀331所形成的图像的对比度。
第5实施方式
图16，是对组装了示于图15中的液晶光阀331的投影机的光学系统的构成进行说明的图。还有，第5实施方式的投影机310，对第3实施方式的投影机10进行了变形，未特别进行说明的部分，与第3实施方式相同。
本投影机310，具备：发出光源光的光源装置21，将来自光源装置21的光源光分割为红绿蓝的3色的色分离光学系统323，通过从色分离光学系统323所射出的各色的照明光所照明的光调制部325，对来自光调制部325的各色的像光进行合成的十字分色棱镜27，和作为用于将经过十字分色棱镜27的光投影于屏幕(未图示)的投影光学系统的投影透镜29。
色分离光学系统323，具备：第1及第2分色镜323a、23b，和反射镜323n。在该色分离光学系统323中，来自光源装置21的大致白色的光源光，入射于分色镜323a。由第1分色镜323a所反射的蓝光，例如按S偏振光原样直接经过反射镜323n而入射于偏振分束器55a。并且，对第1分色镜323a进行透射而由第2分色镜23b所反射的绿光，例如按S偏振光原样直接入射于偏振分束器55b。进而，通过了第2分色镜23b的红光，例如按S偏振光原样直接入射于偏振分束器55c。
光调制部325，具备：3个偏振分束器55a、55b、55c，和3个液晶面板56a、56b、56c。在此，蓝光用的偏振分束器55a及液晶面板56a，构成用于对蓝光基于图像信息进行2维辉度调制的蓝色用的液晶光阀。蓝色用的液晶光阀，具有与示于图15中的液晶光阀331同样的结构。同样地，绿光用的偏振分束器55b及液晶面板56b，也构成绿色用的液晶光阀；并且，红光用的偏振分束器55c及液晶面板56c，也构成红色用的液晶光阀。而且，这些绿光及红色用的液晶光阀，也具有与示于图15中的液晶光阀331同样的结构。具体地，偏振分束器55a、55b、55c，对应于图15的偏振分束器331b，内置偏振分离膜32b、32g、32r。并且，在偏振分束器55a、55b、55c，与液晶面板56a、56b、56c之间，分别配置用于对比度提高的光学补偿板85。
虽然就以上实施方式而对本发明进行了说明，但是本发明，并不限于上述的实施方式，可以在不脱离其主旨的范围在各种方式下进行实施，例如也可以为如下的变形。
即，在上述实施方式中，虽然关于作为光学补偿板85而采用了蓝宝石与水晶的例而进行了说明，但是能够采用蓝宝石以外的负的单轴性晶体(例如，方解石，KDP，ADP)，能够采用水晶以外的正的单轴性晶体(例如钒酸钇(YVO4)，氟化镁(MgF2))。
并且，虽然在上述第1实施方式等中，将光学补偿板85配置于液晶层71的入射侧，但是能够将光学补偿板85与合成支持板185调换而配置于液晶层71的射出侧即射出侧盖74b的前后。还有，在第1基板72a等形成聚光用的微透镜的情况下，从在光学补偿板85与液晶层71之间不使光束的角度变化得大的观点，优选：将光学补偿板85配置于为第1基板72a的相反侧的射出侧。
并且，虽然在上述实施方式中，使构成光学补偿板85的一对平板86、87的光学轴OA21、OA22相对于入射平面85a等倾斜，但是也能够使光学轴OA21、OA22相对于两平板86、87的入射平面85a等为垂直。该情况下，使光学补偿板85即第1偏振滤光器31b自身相对于入射光适当倾斜。
并且，在光学补偿板85中，也能够调换第1平板86与第2平板87的顺序。也就是说，能够将第1平板86配置于射出侧，并将第2平板87配置于入射侧。
并且，也可以不必以粘接剂接合构成光学补偿板85的第1平板86与第2平板87，而使两平板86、87通过紧贴或空气相对向而以支持构件进行保持。进一步，能够在两平板86、87之间，夹置有粘接剂以外的各向同性介质。该情况下，能够对两平板86、87的折射率进行考虑，在两平板86、87间设置楔角，使得以光路VP作为基准而使两者的折射率椭圆体RIE21及折射率椭圆体RIE22的各短轴的倾斜度相一致。
还有，在两平板86、87之间，也能够夹置有各向异性介质。该情况下，一致于两平板86、87的光学轴地配置各向异性介质的光学轴。
并且，虽然在上述实施方式中，关于将光学补偿板85组装于垂直取向型的液晶光阀31、131、331的情况而进行了说明，但是也能够将同样的光学补偿板85组装于TN型的液晶光阀，进而，还能够在投影机10的其他部位(例如色分离光学系统23，投影透镜29等的内部)，以光学补偿及其他的目的，组装由第1平板86与第2平板87构成的光学元件。
并且，虽然在上述第4实施方式及第5实施方式中，仅举出了：使以偏振分束器331b、55a、55b、55c的偏振分离元件进行了反射的S偏振光通过光学补偿板85入射于液晶装置331a、56a、56b、56c，作为图像光而射出对偏振分束器331b、55a、55b、55c的偏振分离元件进行了透射的来自液晶装置331a、56a、56b、56c的P偏振光的例，但是也可以为下述构成：使对偏振分束器331b、55a、55b、55c的偏振分离元件进行了透射的P偏振光通过光学补偿板85入射于液晶装置331a、56a、56b、56c，作为图像光而射出以偏振分束器331b、55a、55b、55c的偏振分离元件进行了反射的来自液晶装置331a的S偏振光。
并且，虽然在上述实施方式的投影机10、310中，以光源灯21a，一对蝇眼光学系统21d、21e，偏振变换构件21g，及重叠透镜21i构成了光源装置21，但是关于蝇眼光学系统21d、21e，偏振变换构件21g等能够进行省略，光源灯21a，也能够替换为LED等的其他的光源。
并且，虽然在上述实施方式中，在采用色分离光学系统23、323而进行照明光的色分离，在光调制部25、325中进行了各色的调制之后，在十字分色棱镜27中进行各色的图像的合成，但是也能够通过单个的液晶面板即液晶光阀31而形成图像。
虽然在上述实施方式中，仅举出了采用了3个液晶面板25a～25c、56a～56c的投影机10、310的例，但是本发明，也可以应用于采用了2个液晶面板的投影机或者采用了4个以上的液晶面板的投影机中。
虽然在上述实施方式中，仅举出了从观看屏幕的方向进行投影的前投影型的投影机的例，但是本发明，也可以应用于从与观看屏幕的方向相反侧进行投影的背投影型的投影机中。
Claims (11)
1.一种投影机，其具备光学装置，该光学装置包括：
第1平板，其具有互相平行的入射平面及射出平面并由具有光学轴的负的单轴性的双折射材料所形成；和
第2平板，其具有分别平行于前述第1平板的前述入射平面的入射平面及射出平面，并由具有大致平行于前述第1平板的光学轴的光学轴的正的单轴性的双折射材料所形成；
该投影机的特征在于：
通过前述第1平板的厚度与前述第2平板的厚度的调整，以前述第1及第2平板作为一组而产生预定的相位差。
2.按照权利要求1所述的投影机，其特征在于：
按下述方式配置前述第1平板的光学轴与前述第2平板的光学轴，该方式为：使对前述第1平板进行透射时与前述第1平板的光学轴平行的光线，成为对前述第2平板进行透射时与前述第2平板的光学轴平行的光线。
3.按照权利要求1或2所述的投影机，其特征在于：
前述第1及第2平板之中至少一方，触接于被加热的光学元件所配置。
4.按照权利要求3所述的投影机，其特征在于：
前述被加热的光学元件，包括使预定方向的直线偏振光进行透射的偏振膜。
5.按照权利要求1～4中的任何一项所述的投影机，其特征在于：
前述第1及第2平板，分别由无机材料所形成。
6.按照权利要求5所述的投影机，其特征在于：
前述第1平板，由蓝宝石所形成；前述第2平板，由水晶所形成。
7.按照权利要求1～6中的任何一项所述的投影机，其特征在于，
前述第1及第2平板的位置关系，为以下位置关系的任何一种，该位置关系包括：
使该第1及第2平板直接触接，
使各向同性介质介于该第1及第2平板之间，或
使具有一致于该第1及第2平板的光学轴的光学轴的各向异性介质介于该两者之间。
8.按照权利要求7所述的投影机，其特征在于：
前述第1及第2平板，通过粘接剂互相接合。
9.按照权利要求1～8中的任何一项所述的投影机，其特征在于：
前述光学装置，是光调制装置，其包括对液晶进行保持的液晶单元和对应于该液晶单元所配置的至少一个偏振构件；
前述第1及第2平板，配置于前述液晶单元与前述至少一个偏振构件之间。
10.按照权利要求9所述的投影机，其特征在于：
前述液晶面板，配置于前述第1平板与前述第2平板之间；
前述液晶面板的双折射的影响，通过前述第1平板与前述第2平板而被补偿。
11.按照权利要求9或10所述的投影机，其特征在于，还具备：
照明装置，其对前述光调制装置进行照明；和
投影透镜，其对通过前述光调制装置所形成的图像进行投影。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006227460 | 2006-08-24 | ||
| JP227460/2006 | 2006-08-24 | ||
| JP2007162296A JP4301327B2 (ja) | 2006-08-24 | 2007-06-20 | 光学装置を備えるプロジェクタ |
| JP162296/2007 | 2007-06-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101131508A true CN101131508A (zh) | 2008-02-27 |
| CN101131508B CN101131508B (zh) | 2010-06-02 |
Family
ID=39113057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007101466719A Expired - Fee Related CN101131508B (zh) | 2006-08-24 | 2007-08-24 | 具备光学装置的投影机 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20080049191A1 (zh) |
| JP (1) | JP4301327B2 (zh) |
| CN (1) | CN101131508B (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8147070B2 (en) * | 2007-12-20 | 2012-04-03 | Seiko Epson Corporation | Projector |
| JP5228559B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2013-07-03 | ソニー株式会社 | 画像表示装置および光学補償装置 |
| JP5506411B2 (ja) * | 2010-01-12 | 2014-05-28 | スタンレー電気株式会社 | モニター付きミラーアッセンブリ |
| TWI454824B (zh) * | 2010-05-07 | 2014-10-01 | Qisda Corp | 使用楔形透鏡的投影裝置 |
| CN102906625A (zh) * | 2010-05-19 | 2013-01-30 | 3M创新有限公司 | 蝇眼积分器偏振转换器 |
| JP5682312B2 (ja) | 2011-01-05 | 2015-03-11 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置の製造方法 |
| JP5953835B2 (ja) * | 2011-09-07 | 2016-07-20 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
| CN102305376A (zh) * | 2011-09-24 | 2012-01-04 | 中山市明达丰电子灯饰有限公司 | 一种幻彩水晶灯 |
| JP2013088639A (ja) * | 2011-10-19 | 2013-05-13 | Seiko Epson Corp | 液晶装置、電子機器および投射型表示装置 |
| CN203405635U (zh) * | 2013-09-05 | 2014-01-22 | 深圳市时代华影科技开发有限公司 | 一种低投射比高光效立体投影装置及立体投影系统 |
| JP2019061125A (ja) | 2017-09-27 | 2019-04-18 | デクセリアルズ株式会社 | 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 |
| JP7046759B2 (ja) * | 2018-08-03 | 2022-04-04 | デクセリアルズ株式会社 | 光学機器及びその製造方法 |
| JP6423124B1 (ja) * | 2018-08-03 | 2018-11-14 | デクセリアルズ株式会社 | 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 |
| CN113225275B (zh) * | 2021-04-25 | 2022-05-27 | 杭州电子科技大学 | 基于定位信息辅助的信道估计方法及系统 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0424951B1 (en) * | 1989-10-27 | 1995-01-25 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Liquid crystal display |
| US5344916A (en) * | 1993-04-21 | 1994-09-06 | The University Of Akron | Negative birefringent polyimide films |
| US6292242B1 (en) * | 1993-12-15 | 2001-09-18 | Ois Optical Imaging Systems, Inc. | Normally white twisted nematic LCD with positive uniaxial and negative biaxial retarders |
| US5777706A (en) * | 1996-05-17 | 1998-07-07 | Motorola, Inc. | Nematic liquid crystal phase spatial light modulator for enhanced display resolution |
| JP3596756B2 (ja) * | 1999-08-06 | 2004-12-02 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| JP3993000B2 (ja) * | 2002-03-08 | 2007-10-17 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置のリターデーションの設定方法 |
| JP4386407B2 (ja) * | 2002-11-20 | 2009-12-16 | 富士フイルム株式会社 | 位相差補償システム及び液晶プロジェクタ |
| US7616278B2 (en) * | 2005-12-05 | 2009-11-10 | Tpo Displays Corp. | Liquid crystal displays |
-
2007
- 2007-06-20 JP JP2007162296A patent/JP4301327B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-08-10 US US11/837,232 patent/US20080049191A1/en not_active Abandoned
- 2007-08-24 CN CN2007101466719A patent/CN101131508B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008077056A (ja) | 2008-04-03 |
| CN101131508B (zh) | 2010-06-02 |
| JP4301327B2 (ja) | 2009-07-22 |
| US20080049191A1 (en) | 2008-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4301327B2 (ja) | 光学装置を備えるプロジェクタ | |
| JP4444650B2 (ja) | 低い非点収差を有する投影システム | |
| US20080117385A1 (en) | Liquid crystal device and projector having the same | |
| US20070132955A1 (en) | Image displaying apparatus and color separating-combining optical system | |
| TWI432874B (zh) | 投影式液晶顯示器及補償板 | |
| US9164366B2 (en) | Projector | |
| KR20060119777A (ko) | 액정 프로젝터 | |
| JP2009217218A (ja) | プロジェクタ | |
| US20070132954A1 (en) | Projector and optical part | |
| JP2003270636A (ja) | 液晶パネル、液晶デバイス、および、液晶デバイスを用いたプロジェクタ | |
| US8264647B2 (en) | Image display apparatus and optical compensation device | |
| JP2002131750A (ja) | 投写型表示装置 | |
| TWI292058B (en) | Optical cores and projection systems containing the optical core | |
| US20120200788A1 (en) | Distributed Polarizer And Liquid-Crystal Projection Display Apparatus Using The Same | |
| WO2021015101A1 (ja) | 表示装置 | |
| JP2007286609A (ja) | 液晶装置及びこれを備えるプロジェクタ | |
| JP3491150B2 (ja) | プロジェクタ | |
| US11256140B2 (en) | Liquid crystal display apparatus and display method | |
| JP5625416B2 (ja) | 液晶装置及び投射型表示装置 | |
| JP2008015300A (ja) | 光学装置及びこれを備えるプロジェクタ | |
| US20090237788A1 (en) | Optical apparatus and projector | |
| JP4420091B2 (ja) | 光学装置及びプロジェクタ | |
| JP2008026538A (ja) | 光学装置及びこれを備えるプロジェクタ | |
| JP2004102115A (ja) | 光学変換素子及びプロジェクタ | |
| JP2008040383A (ja) | 光学装置及びこれを備えるプロジェクタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100602 |