JP2000352760A - 偏光変換器、光変換方法、投影表示システム及び投影表示装置 - Google Patents
偏光変換器、光変換方法、投影表示システム及び投影表示装置Info
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- H04N9/315—Modulator illumination systems
- H04N9/3167—Modulator illumination systems for polarizing the light beam
Abstract
(57)【要約】
【課題】 投影レンズの後方作動距離が小さく、比較的
簡素な構成で高輝度装置に応用できる効率の良い偏光変
換器により、コンパクトで低コストのシステムを提供す
る。 【解決手段】 光源８２では、自然光における緑及び青
色成分がｓ偏光（ＧＳ，ＢＳ）で、赤色成分がｐ偏光
（ＲＰ）となるようにろ波され、投影システム８３に入
射する。入射光は、青透過ダイクロイックフィルタ８
４、偏光ビームスプリッタ８８，９０、青反射ダイクロ
イックフィルタ８６の作用を受け、赤，青，緑の光成分
毎に光路及び偏光方向が調整される。また投影システム
８２には、所定の光成分の光路上に各色成分に対応する
色画像を生成するためのＬＣＤ９２，９４，９６が配さ
れる。各光成分は、対応するＬＣＤで色画像を得、青反
射ダイクロイックフィルタ８６で再結合して投影レンズ
９８に向かう。このシンプルな構成により、光路長は例
えばＬＣＤパネルの表示幅の２倍まで減少させることが
できる。
簡素な構成で高輝度装置に応用できる効率の良い偏光変
換器により、コンパクトで低コストのシステムを提供す
る。 【解決手段】 光源８２では、自然光における緑及び青
色成分がｓ偏光（ＧＳ，ＢＳ）で、赤色成分がｐ偏光
（ＲＰ）となるようにろ波され、投影システム８３に入
射する。入射光は、青透過ダイクロイックフィルタ８
４、偏光ビームスプリッタ８８，９０、青反射ダイクロ
イックフィルタ８６の作用を受け、赤，青，緑の光成分
毎に光路及び偏光方向が調整される。また投影システム
８２には、所定の光成分の光路上に各色成分に対応する
色画像を生成するためのＬＣＤ９２，９４，９６が配さ
れる。各光成分は、対応するＬＣＤで色画像を得、青反
射ダイクロイックフィルタ８６で再結合して投影レンズ
９８に向かう。このシンプルな構成により、光路長は例
えばＬＣＤパネルの表示幅の２倍まで減少させることが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、反射空間光変調
器を用いる投影表示システムに関し、より具体的には反
射液晶装置を含む投影表示システム並びに偏光変換器を
含む投影表示システムに関する。
器を用いる投影表示システムに関し、より具体的には反
射液晶装置を含む投影表示システム並びに偏光変換器を
含む投影表示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｉ．投影表示システム 図１４は、液晶光バルブ（ＬＣＬＶ）とも呼ばれる液晶
表示（ＬＣＤ）パネル形式の３台の反射型空間光変調器
を含む投影表示システムの光学系主要構成品を示す図で
ある。この従来の投影表示システム１０は、光源１２
と、光を集めて光バルブに集中させる照明機構１４と、
光バルブが偏光効果により光変調する場合に、光を偏光
させる偏光機構１６と、照明光を３つの色帯域に分割
し、３台の光バルブを個別に照明する光分割機構１８
と、光バルブで反射した３つの分配光を再び結合させる
再結合機構２０と、結合画像を表示スクリーンに投影す
る投影機構２２を含んでいる。
表示（ＬＣＤ）パネル形式の３台の反射型空間光変調器
を含む投影表示システムの光学系主要構成品を示す図で
ある。この従来の投影表示システム１０は、光源１２
と、光を集めて光バルブに集中させる照明機構１４と、
光バルブが偏光効果により光変調する場合に、光を偏光
させる偏光機構１６と、照明光を３つの色帯域に分割
し、３台の光バルブを個別に照明する光分割機構１８
と、光バルブで反射した３つの分配光を再び結合させる
再結合機構２０と、結合画像を表示スクリーンに投影す
る投影機構２２を含んでいる。
【０００３】ランプ２４とランプ光を反射する反射鏡２
６は、このシステム用の光を発生し集光させる。ダイク
ロイックフィルタ２８，３０の列は、ランプ２４から発
生した光を、赤、緑及び青の個別成分に分割するために
使用される。３つの色成分又はチャンネルに分かれた光
は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３２，３４，３６に
よって各々偏光され、３台の液晶表示装置（ＬＣＤ）３
８，４０，４２を照明する。液晶表示装置は、偏光変調
して反射させ、光の一部が偏光ビームスプリッタを逆に
通過できるようにする。第２列のダイクロイックフィル
タ４４，４６は、変調光成分を再結合して投影レンズ４
８に向けて出射させ、投影レンズ４８により３台の液晶
表示装置の画像を表示スクリーンに表示させる。
６は、このシステム用の光を発生し集光させる。ダイク
ロイックフィルタ２８，３０の列は、ランプ２４から発
生した光を、赤、緑及び青の個別成分に分割するために
使用される。３つの色成分又はチャンネルに分かれた光
は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３２，３４，３６に
よって各々偏光され、３台の液晶表示装置（ＬＣＤ）３
８，４０，４２を照明する。液晶表示装置は、偏光変調
して反射させ、光の一部が偏光ビームスプリッタを逆に
通過できるようにする。第２列のダイクロイックフィル
タ４４，４６は、変調光成分を再結合して投影レンズ４
８に向けて出射させ、投影レンズ４８により３台の液晶
表示装置の画像を表示スクリーンに表示させる。
【０００４】図１４の構成は機能的であり、投影表示シ
ステム製品に適用されてきた。しかしながら、この構成
は多数の構成要素を有し、複雑で、システムの物理的寸
法をかなり大きくする必要がある。かようなシステムの
最も重大な欠点は、投影レンズが、大きな後方作動距離
を要することである。
ステム製品に適用されてきた。しかしながら、この構成
は多数の構成要素を有し、複雑で、システムの物理的寸
法をかなり大きくする必要がある。かようなシステムの
最も重大な欠点は、投影レンズが、大きな後方作動距離
を要することである。
【０００５】４５度傾斜した単一フィルタ又は偏光ビー
ムスプリッタ（ＰＢＳ）は、液晶表示（ＬＣＤ）パネル
の表示幅以上の光路長を必要とする。図１４から明らか
なように、３つのチャンネルの中の２つ（緑と赤）のチ
ャンネルが１つのＰＢＳと２つのダイクロイックフィル
タを必要とする。これらのチャンネルは、ＬＣＤと投影
レンズの間にＬＣＤの表示幅の３倍の最低光路長を要す
る。図１４において、青色光チャンネルは１つのＰＢＳ
と１つの単一ダイクロイックフィルタとを必要とするだ
けであるが、表示スクリーン上に全ての３画像を焦点を
合わせて投影するために、その光路長は、他の２つのチ
ャンネルの光路長と等しくしなければならない。
ムスプリッタ（ＰＢＳ）は、液晶表示（ＬＣＤ）パネル
の表示幅以上の光路長を必要とする。図１４から明らか
なように、３つのチャンネルの中の２つ（緑と赤）のチ
ャンネルが１つのＰＢＳと２つのダイクロイックフィル
タを必要とする。これらのチャンネルは、ＬＣＤと投影
レンズの間にＬＣＤの表示幅の３倍の最低光路長を要す
る。図１４において、青色光チャンネルは１つのＰＢＳ
と１つの単一ダイクロイックフィルタとを必要とするだ
けであるが、表示スクリーン上に全ての３画像を焦点を
合わせて投影するために、その光路長は、他の２つのチ
ャンネルの光路長と等しくしなければならない。
【０００６】投影レンズの場合の実際の光路長は、ＬＣ
Ｄパネルで反射後の光の発散も考慮しなければならな
い。これは、光学系のＦ数（ｆ／＃）により通常規定さ
れる光学系の動作速度の関数である。ここで云う最小距
離は、厳格には非常に高いＦ数（ｆ／＃）のシステムに
のみ有効であり、スループットが低いので実用的でな
い。しかしながら、他のシステムと比較するには、この
最小値は良い基準となる。この構造の唯一つの利点は、
複数のダイクロイック構造の相互作用により色のろ波が
最適化され、狭い帯域のカラーチャンネル用偏光ビーム
スプリッタの性能が発揮できることである。しかしなが
ら、これらは、比較的小さい利点である。
Ｄパネルで反射後の光の発散も考慮しなければならな
い。これは、光学系のＦ数（ｆ／＃）により通常規定さ
れる光学系の動作速度の関数である。ここで云う最小距
離は、厳格には非常に高いＦ数（ｆ／＃）のシステムに
のみ有効であり、スループットが低いので実用的でな
い。しかしながら、他のシステムと比較するには、この
最小値は良い基準となる。この構造の唯一つの利点は、
複数のダイクロイック構造の相互作用により色のろ波が
最適化され、狭い帯域のカラーチャンネル用偏光ビーム
スプリッタの性能が発揮できることである。しかしなが
ら、これらは、比較的小さい利点である。
【０００７】投影表示装置の構造を簡素化する最も直接
的な方法は、フィルタとビームスプリッタの構成に一連
の所要システム動作の中の２つ以上の複数機能を実行さ
せることである。図１５の投影表示システム５０は、２
つの簡素化を含んでいる。第１の簡素化は、図１の投影
システムの３枚の偏光ビームスプリッタに代えて、１個
の単一の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５２をランプ
２４の直後に配したことである。単一のＰＢＳ５２は、
色分離動作に先立ってランプの広帯域出力を偏光させ、
全ての３つのＬＣＤに対する振幅変調制御装置として機
能する。これは、ＰＢＳが全ての可視スペクトルに対し
て機能することを要求する。
的な方法は、フィルタとビームスプリッタの構成に一連
の所要システム動作の中の２つ以上の複数機能を実行さ
せることである。図１５の投影表示システム５０は、２
つの簡素化を含んでいる。第１の簡素化は、図１の投影
システムの３枚の偏光ビームスプリッタに代えて、１個
の単一の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５２をランプ
２４の直後に配したことである。単一のＰＢＳ５２は、
色分離動作に先立ってランプの広帯域出力を偏光させ、
全ての３つのＬＣＤに対する振幅変調制御装置として機
能する。これは、ＰＢＳが全ての可視スペクトルに対し
て機能することを要求する。
【０００８】第２の簡素化は、光を３つのカラーチャン
ネルに分割し、投影光学系に入力する前に反射光を再結
合するために同一セットのダイクロイックフィルタを使
用することである。これは、２つのダイクロイックフィ
ルタ５４，５６だけで全システムの比色定量を制御しな
ければならないので、ダイクロイックフィルタのパスバ
ンドを入念に制御することが必要である。上記のごとく
の構成によりシステムの複雑さが軽減されることは、明
らかである。
ネルに分割し、投影光学系に入力する前に反射光を再結
合するために同一セットのダイクロイックフィルタを使
用することである。これは、２つのダイクロイックフィ
ルタ５４，５６だけで全システムの比色定量を制御しな
ければならないので、ダイクロイックフィルタのパスバ
ンドを入念に制御することが必要である。上記のごとく
の構成によりシステムの複雑さが軽減されることは、明
らかである。
【０００９】図１５に示すシステムの１つの難点は、投
影レンズの後方作動距離の短縮が難しいことである。投
影レンズは、ＬＣＤの表示幅の３倍を最小とする距離で
作動しなければならない。この問題を解決する方法は、
ダイクロイックフィルタの作用が、図１６の投影表示シ
ステム６０に示すように、ダイクロイックフィルタを十
字に交差させる構造にしても変わらないことを確認する
ことにより発見された。これにより、後方作動距離を図
１４または図１５のシステムに比較して３３％、即ち、
ＬＣＤの表示幅の２倍の最少距離にまで短縮することが
できる。
影レンズの後方作動距離の短縮が難しいことである。投
影レンズは、ＬＣＤの表示幅の３倍を最小とする距離で
作動しなければならない。この問題を解決する方法は、
ダイクロイックフィルタの作用が、図１６の投影表示シ
ステム６０に示すように、ダイクロイックフィルタを十
字に交差させる構造にしても変わらないことを確認する
ことにより発見された。これにより、後方作動距離を図
１４または図１５のシステムに比較して３３％、即ち、
ＬＣＤの表示幅の２倍の最少距離にまで短縮することが
できる。
【００１０】上記の構成においては、十字型に配された
ダイクロイックフィルタ６４、６６は、２枚のフィルタ
プレートの交差点における動作が、そのプレートの厚み
により通常妨害され、画像の中央に継ぎ目が生じると云
う問題が残念ながら生じる。その結果、フィルタープレ
ートの交差により、３つのＬＣＤパネルの画像が全体ま
たは部分的に不明瞭になる。また、ダイクロイックフィ
ルタの透過／反射特性がｐ偏光とｓ偏光とでかなり異な
り、全投影レンズ系のカラー特性を制御することが困難
になる。図１５、図１６及び図１７の構成は、この点で
制限を受ける。
ダイクロイックフィルタ６４、６６は、２枚のフィルタ
プレートの交差点における動作が、そのプレートの厚み
により通常妨害され、画像の中央に継ぎ目が生じると云
う問題が残念ながら生じる。その結果、フィルタープレ
ートの交差により、３つのＬＣＤパネルの画像が全体ま
たは部分的に不明瞭になる。また、ダイクロイックフィ
ルタの透過／反射特性がｐ偏光とｓ偏光とでかなり異な
り、全投影レンズ系のカラー特性を制御することが困難
になる。図１５、図１６及び図１７の構成は、この点で
制限を受ける。
【００１１】上記の問題は、図１７の投影表示システム
７０において、４分割カラーキューブフィルタ７２を導
入することにより解決される。ダイクロイックフィルタ
７４、７６は、４個のキューブセグメントの表面に蒸着
され、蒸着膜付キューブセグメントを互いに接着してキ
ューブの対角線の横断内面においてシールされたダイク
ロイック被覆キューブを形成する。正しく組み立てられ
れば、この装置は、２つのダイクロイック層の中央交差
による妨害を殆ど除去する。しかしながら、この装置は
精度を要し、組み立てが難しく、カラーキューブ構成素
子は高価である。図１７の構成は、また偏光ビームスプ
リッタキューブ７８が使用されている。この構成要素は
通常光学システム用のものであり、組み立て条件がかな
り軽減されるので追加経費も少なくてすむ。
７０において、４分割カラーキューブフィルタ７２を導
入することにより解決される。ダイクロイックフィルタ
７４、７６は、４個のキューブセグメントの表面に蒸着
され、蒸着膜付キューブセグメントを互いに接着してキ
ューブの対角線の横断内面においてシールされたダイク
ロイック被覆キューブを形成する。正しく組み立てられ
れば、この装置は、２つのダイクロイック層の中央交差
による妨害を殆ど除去する。しかしながら、この装置は
精度を要し、組み立てが難しく、カラーキューブ構成素
子は高価である。図１７の構成は、また偏光ビームスプ
リッタキューブ７８が使用されている。この構成要素は
通常光学システム用のものであり、組み立て条件がかな
り軽減されるので追加経費も少なくてすむ。
【００１２】これらのシステム構成に見られるように、
反射ＬＣＤシステム構造に関する従来の技術は、いくつ
かの特別な長所と短所を併せ持ったものである。望まし
い代替システムは、図１６と図１７に示したシステムの
短い後方作動距離の利点を有し、かつ、精密に組み立て
られた交差ダイクロイックフィルタの追加費用を要しな
いシステムである。
反射ＬＣＤシステム構造に関する従来の技術は、いくつ
かの特別な長所と短所を併せ持ったものである。望まし
い代替システムは、図１６と図１７に示したシステムの
短い後方作動距離の利点を有し、かつ、精密に組み立て
られた交差ダイクロイックフィルタの追加費用を要しな
いシステムである。
【００１３】Ｊａｃｏｂｓｏｎ他の米国特許Ｎｏ．４，
１２７，３２２は、光学的にアドレスされるヒューズの
液晶光バルブ（ＬＣＬＶ）で代表される。上記米国特許
の構成では、ランプの出力光がビームスプリッタで偏光
され、ダイクロイックフィルタで３つの色光路に分割さ
れる。この構成は、図１５に示す従来の技術のシステム
と同様である。上記米国特許には、１組みの追加のダイ
クロイックフィルタと３個の光バルブが配置され、偏光
子により通常破棄される光を使用する他の実施形態も記
述されている。光の未使用部分を再生するこの試みはシ
ステムの出光量（スループット）の改善を目的としてい
る。
１２７，３２２は、光学的にアドレスされるヒューズの
液晶光バルブ（ＬＣＬＶ）で代表される。上記米国特許
の構成では、ランプの出力光がビームスプリッタで偏光
され、ダイクロイックフィルタで３つの色光路に分割さ
れる。この構成は、図１５に示す従来の技術のシステム
と同様である。上記米国特許には、１組みの追加のダイ
クロイックフィルタと３個の光バルブが配置され、偏光
子により通常破棄される光を使用する他の実施形態も記
述されている。光の未使用部分を再生するこの試みはシ
ステムの出光量（スループット）の改善を目的としてい
る。
【００１４】幸田他の米国特許Ｎｏ．４，６５０，２８
６と、Ｌｅｄｅｂｕｈｒ他の米国特許Ｎｏ．４，８３
６，６４９とには、反射形液晶光バルブ（ＬＣＬＶ）を
開示されており、これは、３個の光バルブの各々に個別
の投影レンズを使用する点を除いて、図１４のシステム
と略同じである。
６と、Ｌｅｄｅｂｕｈｒ他の米国特許Ｎｏ．４，８３
６，６４９とには、反射形液晶光バルブ（ＬＣＬＶ）を
開示されており、これは、３個の光バルブの各々に個別
の投影レンズを使用する点を除いて、図１４のシステム
と略同じである。
【００１５】高梨他の米国特許Ｎｏ．５，２３９，３２
２には、光学的にアドレスされたＬＣＬＶ形光変調器の
ために独自に設計した他のシステムが記述されている。
上記の米国特許に含まれているシステムは、図１６及び
図１７に示す従来の技術の構造と同等であることは容易
に認識できる。このシステムにおいて、ＬＣＬＶは、書
込み光分布として示される画像で照明される。これらの
書き込み分配光を生成するＣＲＴは通常対応光変調器に
直接接続されている。
２には、光学的にアドレスされたＬＣＬＶ形光変調器の
ために独自に設計した他のシステムが記述されている。
上記の米国特許に含まれているシステムは、図１６及び
図１７に示す従来の技術の構造と同等であることは容易
に認識できる。このシステムにおいて、ＬＣＬＶは、書
込み光分布として示される画像で照明される。これらの
書き込み分配光を生成するＣＲＴは通常対応光変調器に
直接接続されている。
【００１６】大井他の米国特許Ｎｏ．５，６４８，８６
０では、２枚のダイクロイックプレートが使用され、光
が３つのカラーチャンネルに分離され、ＬＣＤからの反
射光が再結集される。この構成におけるプレートの角度
は４５度ではなく、投影レンズ系の後方作動距離が減少
するように設定される。上記米国特許の主目的の１つ
は、ＬＣＤパネルに直接接触する正のレンズエレメント
を使用して、入射照明光を照準し反射光を集光すること
と、円錐状プリズムを使用して照明光の整合収束を効果
的に行うことである。その他の全ての点においては、こ
のシステムは、図２のシステムと略同じである。
０では、２枚のダイクロイックプレートが使用され、光
が３つのカラーチャンネルに分離され、ＬＣＤからの反
射光が再結集される。この構成におけるプレートの角度
は４５度ではなく、投影レンズ系の後方作動距離が減少
するように設定される。上記米国特許の主目的の１つ
は、ＬＣＤパネルに直接接触する正のレンズエレメント
を使用して、入射照明光を照準し反射光を集光すること
と、円錐状プリズムを使用して照明光の整合収束を効果
的に行うことである。その他の全ての点においては、こ
のシステムは、図２のシステムと略同じである。
【００１７】Ｄｏｖｅの米国特許Ｎｏ．５，６５８，０
６０は、光を３つの色光路に分離する１組みの外部ダイ
クロイックフィルタを有するシステムである。各光路中
の光は、光バルブを照明する前に個別に偏光される。反
射光は、通常“フィリップスのプリズム”と呼ばれる特
別なプリズム装置を介して再結合される。フィリップス
のプリズムは、投影レンズの後方作動距離条件を軽減す
るために用いられる。このシステムは、再結合用プリズ
ムを使用しているが、構造的には図１４のシステムと同
じである。この参照文書は、出力光を再結合するキュー
ブビームスプリッタを使用するが、光を最初に３色光路
に分離するために個別のダイクロイックフィルタを使用
し各光バルブ毎に個別のＰＢＳを使用する他の実施態様
も記述している。
６０は、光を３つの色光路に分離する１組みの外部ダイ
クロイックフィルタを有するシステムである。各光路中
の光は、光バルブを照明する前に個別に偏光される。反
射光は、通常“フィリップスのプリズム”と呼ばれる特
別なプリズム装置を介して再結合される。フィリップス
のプリズムは、投影レンズの後方作動距離条件を軽減す
るために用いられる。このシステムは、再結合用プリズ
ムを使用しているが、構造的には図１４のシステムと同
じである。この参照文書は、出力光を再結合するキュー
ブビームスプリッタを使用するが、光を最初に３色光路
に分離するために個別のダイクロイックフィルタを使用
し各光バルブ毎に個別のＰＢＳを使用する他の実施態様
も記述している。
【００１８】Ｄｏａｎｙ他の米国特許Ｎｏ．５，６２
１，４８６は、３枚のパネル形プロジェクタ用の簡単な
構成を記述している。このシステムは、フィリップス型
プリズムを使用して照明光を分離し、３つのＬＣＤから
の反射光を再結合する。しかしながら、上記の構成は、
カラー分離プリズムの前に単一のキューブ偏光ビームス
プリッタを使用している。このシステムは従って図１６
及び図１７の構造と同じである。
１，４８６は、３枚のパネル形プロジェクタ用の簡単な
構成を記述している。このシステムは、フィリップス型
プリズムを使用して照明光を分離し、３つのＬＣＤから
の反射光を再結合する。しかしながら、上記の構成は、
カラー分離プリズムの前に単一のキューブ偏光ビームス
プリッタを使用している。このシステムは従って図１６
及び図１７の構造と同じである。
【００１９】Ｓａｍｐｓｅｌｌの米国特許Ｎｏ．５，２
３３，３８５及びＰｏｒａｄｉｓｈ他の米国特許Ｎｏ．
５，６１２，７５３には、ＴＩディジタルミラー装置
（ＤＭＤ）の光変調器用に設計された投影システムが記
述されている。これらの米国特許は、単一のパネルカラ
ーフィールドの逐次システム及び複パネルシステムの両
方のシステム構造を含んでいる。複パネルシステムにお
いては、フィリップス型カラー分離プリズムをカラー分
離と再結合の実行のために用い、内部全反射（ＴＩＲ）
プリズムをＤＭＤの光のオン・オフに使用している。こ
の場合、このシステムは、ＰＢＳキューブの代わりにＴ
ＩＲプリズムを用いている点を除き、図１７のシステム
と略同じである。
３３，３８５及びＰｏｒａｄｉｓｈ他の米国特許Ｎｏ．
５，６１２，７５３には、ＴＩディジタルミラー装置
（ＤＭＤ）の光変調器用に設計された投影システムが記
述されている。これらの米国特許は、単一のパネルカラ
ーフィールドの逐次システム及び複パネルシステムの両
方のシステム構造を含んでいる。複パネルシステムにお
いては、フィリップス型カラー分離プリズムをカラー分
離と再結合の実行のために用い、内部全反射（ＴＩＲ）
プリズムをＤＭＤの光のオン・オフに使用している。こ
の場合、このシステムは、ＰＢＳキューブの代わりにＴ
ＩＲプリズムを用いている点を除き、図１７のシステム
と略同じである。
【００２０】透過光変調器を開示している参考文献とし
て、小川の米国特許Ｎｏ．５，３２１，４４８及び中山
他の米国特許Ｎｏ．５，６２６，４０９があり、後者は
図１４のシステムの透過型に該当するシステムを開示し
ている。ランプからの光は、１組のダイクロイックフィ
ルタによって３色の光路に分割される。３つの光バルブ
を出射した各々の変調光は、別の１組みのダイクロイッ
クフィルタにより再結合される。上記の米国特許Ｎｏ．
５，３２１，４４８は、１組のダイクロイックフィルタ
を用いてランプの出力光を３つの色光路に分割し、カラ
ーキューブプリズム状の別の１組みのダイクロイックフ
ィルタを用いて変調光を再結合する。後者の構成は、透
過光バルブに現在用いられている最も普通の構成であ
る。
て、小川の米国特許Ｎｏ．５，３２１，４４８及び中山
他の米国特許Ｎｏ．５，６２６，４０９があり、後者は
図１４のシステムの透過型に該当するシステムを開示し
ている。ランプからの光は、１組のダイクロイックフィ
ルタによって３色の光路に分割される。３つの光バルブ
を出射した各々の変調光は、別の１組みのダイクロイッ
クフィルタにより再結合される。上記の米国特許Ｎｏ．
５，３２１，４４８は、１組のダイクロイックフィルタ
を用いてランプの出力光を３つの色光路に分割し、カラ
ーキューブプリズム状の別の１組みのダイクロイックフ
ィルタを用いて変調光を再結合する。後者の構成は、透
過光バルブに現在用いられている最も普通の構成であ
る。
【００２１】II．偏光コンバータ 液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような偏光変調装置に基
づく投影表示装置は、ＬＣＤ照明プロセスの必要ステッ
プとして、システムの光源から集められた光を偏光させ
るステップを含んでいる。必要な偏光状態は、代表的に
は、光変調器の好ましい方向と整合した偏光方向の直線
偏光である。代表的な偏光装置を図１８に示す。光源か
らの光は、立方体を形成するように組み立てられた複数
のプリズムより成る偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に
入射する。これらのプリズム中の１つのプリズムの対角
面に特別な誘電被膜を蒸着し、プリズムを互いに貼り合
わせる際に２枚のガラスの間に封止する。この誘電被膜
は、図１８の紙面に垂直方向に整列する電場ベクトルを
有する光を強く反射する。この光は、一般にｓ偏光と呼
ばれる。図１８の紙面に平行な電場ベクトルを有する光
は通常ｐ偏光と呼ばれ、誘電被膜を透過する。
づく投影表示装置は、ＬＣＤ照明プロセスの必要ステッ
プとして、システムの光源から集められた光を偏光させ
るステップを含んでいる。必要な偏光状態は、代表的に
は、光変調器の好ましい方向と整合した偏光方向の直線
偏光である。代表的な偏光装置を図１８に示す。光源か
らの光は、立方体を形成するように組み立てられた複数
のプリズムより成る偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に
入射する。これらのプリズム中の１つのプリズムの対角
面に特別な誘電被膜を蒸着し、プリズムを互いに貼り合
わせる際に２枚のガラスの間に封止する。この誘電被膜
は、図１８の紙面に垂直方向に整列する電場ベクトルを
有する光を強く反射する。この光は、一般にｓ偏光と呼
ばれる。図１８の紙面に平行な電場ベクトルを有する光
は通常ｐ偏光と呼ばれ、誘電被膜を透過する。
【００２２】有効な光源で生み出される大多数の光はラ
ンダムに偏光しており、ｓ偏光とｐ偏光とを等分に含ん
でいる。ＰＢＳは、入射光の５０％をｓ偏光として反射
させ、５０％をｐ偏光として透過させる。光が単一波長
である場合には、正確に偏光分離させる、即ち、ｐ偏光
を全く反射せずｓ偏光を全く透過させない特別な被膜を
工夫することが可能である。しかしながら、広帯域の可
視スペクトルに対する被膜構造の無効度が、達成可能な
偏光度を制限する。
ンダムに偏光しており、ｓ偏光とｐ偏光とを等分に含ん
でいる。ＰＢＳは、入射光の５０％をｓ偏光として反射
させ、５０％をｐ偏光として透過させる。光が単一波長
である場合には、正確に偏光分離させる、即ち、ｐ偏光
を全く反射せずｓ偏光を全く透過させない特別な被膜を
工夫することが可能である。しかしながら、広帯域の可
視スペクトルに対する被膜構造の無効度が、達成可能な
偏光度を制限する。
【００２３】多くの投影表示システムにおいて、システ
ムの光源からの光は、光変調器の要求する方向に偏光さ
れ、その偏光の垂直方向に偏光された残りの光は単純に
捨てられる。これは、そのシステムにおいて、光源が生
成する光の半分が使用されないため、システムの性能が
大幅に低下することを意味している。偏光プロセスに発
生する光の損失を取り戻すために、種々多数の偏光変換
技法が工夫され試みられている。これらの技法による偏
光変換器は、ある場合には偏光リサイクラとも呼ばれ、
捨てられた光の偏光状態を光変調器が望む偏光状態と平
行になるように再調整し、その光を照明システムに追加
して戻す種々の技法を採用している。
ムの光源からの光は、光変調器の要求する方向に偏光さ
れ、その偏光の垂直方向に偏光された残りの光は単純に
捨てられる。これは、そのシステムにおいて、光源が生
成する光の半分が使用されないため、システムの性能が
大幅に低下することを意味している。偏光プロセスに発
生する光の損失を取り戻すために、種々多数の偏光変換
技法が工夫され試みられている。これらの技法による偏
光変換器は、ある場合には偏光リサイクラとも呼ばれ、
捨てられた光の偏光状態を光変調器が望む偏光状態と平
行になるように再調整し、その光を照明システムに追加
して戻す種々の技法を採用している。
【００２４】図１９は、変換を達成するために平面反射
鏡の表面による反射のみを用いて偏光変換を実施する光
学システムの構成と作用とを示す斜視概略図である。ラ
ンプ３０１からの光は、偏光ビームスプリッタプレート
３０２でｓ偏光とｐ偏光に分離される。ｓ偏光は光路の
水平方向に方向付けられる。このｓ偏光は、２枚の反射
鏡３２５，３２６で反射し、照明領域３０８の上部にｓ
偏光として入射する。出射光に含まれるｐ偏光は、最初
は光路の垂直方向に方向付けられているが、反射鏡３２
３で反射して水平方向にその偏光方向が方向付けられ
る。出射光のｐ偏光はこうして水平方向のｓ偏光とな
り、反射鏡３２４で再度反射しても偏光方向が変化する
ことなく、ｓ偏光として照明領域３０８の下部に達す
る。偏光板が１００：１の偏光率を持つ十分に有効な偏
光板であるとすれば、ランプ出力光の約９８％を所望の
水平方向のｓ偏光として照明領域３０８に入射させるこ
とができる。
鏡の表面による反射のみを用いて偏光変換を実施する光
学システムの構成と作用とを示す斜視概略図である。ラ
ンプ３０１からの光は、偏光ビームスプリッタプレート
３０２でｓ偏光とｐ偏光に分離される。ｓ偏光は光路の
水平方向に方向付けられる。このｓ偏光は、２枚の反射
鏡３２５，３２６で反射し、照明領域３０８の上部にｓ
偏光として入射する。出射光に含まれるｐ偏光は、最初
は光路の垂直方向に方向付けられているが、反射鏡３２
３で反射して水平方向にその偏光方向が方向付けられ
る。出射光のｐ偏光はこうして水平方向のｓ偏光とな
り、反射鏡３２４で再度反射しても偏光方向が変化する
ことなく、ｓ偏光として照明領域３０８の下部に達す
る。偏光板が１００：１の偏光率を持つ十分に有効な偏
光板であるとすれば、ランプ出力光の約９８％を所望の
水平方向のｓ偏光として照明領域３０８に入射させるこ
とができる。
【００２５】図１９に示す光学システムは偏光変換を実
施できるが、偏光変換器を常に考慮しなければならない
ことを示している。照明領域３０８は、変換前のｓ偏光
またはｐ偏光の何れかにより覆われる照明領域の２倍の
領域を有する。二つの反射鏡３２４，３２６を調節し
て、二つの小領域を原ランプ出力光と同じ領域に重ねる
ことは確かに可能であるが、しかし、この調節により、
照明領域に入射する光線の角度分布が増大する。一旦光
学系が設定されたならば、照明領域の生成物と照明光線
の角度範囲が不変となることが、光学システム全体に関
する、特に照明システムの基本的な特性となる。照明シ
ステムにおいて、この不変特性は一般にエタンデュ（et
endue）と呼ばれている。
施できるが、偏光変換器を常に考慮しなければならない
ことを示している。照明領域３０８は、変換前のｓ偏光
またはｐ偏光の何れかにより覆われる照明領域の２倍の
領域を有する。二つの反射鏡３２４，３２６を調節し
て、二つの小領域を原ランプ出力光と同じ領域に重ねる
ことは確かに可能であるが、しかし、この調節により、
照明領域に入射する光線の角度分布が増大する。一旦光
学系が設定されたならば、照明領域の生成物と照明光線
の角度範囲が不変となることが、光学システム全体に関
する、特に照明システムの基本的な特性となる。照明シ
ステムにおいて、この不変特性は一般にエタンデュ（et
endue）と呼ばれている。
【００２６】図１９の光学システムの場合、エタンデュ
はランプによって確定され、反射鏡の性質とランプに使
用されているアークソースの物理的寸法とに依存する。
偏光ビームスプリッタプレートにより２つの偏光に分離
するプロセスは、残りの光学システムにより観察される
ような第２の光源を効果的に生み出す。エタンデュは物
理的または波動光学的と云うよりは幾何学的光学特性で
あるから、偏光状態には依存しない。かように、有効な
第２光源は、原ランプと同じ大きさを有し、残りのシス
テム中におけるエタンデュの総計は、原ランプの２倍で
ある。図１９から、照明領域が２倍であるから正味のエ
タンデュも２倍になることは明らかである。照明領域が
原光ビームと同じ面積を持つように反射鏡を調整する場
合、照明光線の角度範囲を２倍にするために、エタンデ
ュも２倍になる。何れの場合も、偏光変換器の出力のラ
ンダムに偏光された入力のエタンデュの２倍である。
はランプによって確定され、反射鏡の性質とランプに使
用されているアークソースの物理的寸法とに依存する。
偏光ビームスプリッタプレートにより２つの偏光に分離
するプロセスは、残りの光学システムにより観察される
ような第２の光源を効果的に生み出す。エタンデュは物
理的または波動光学的と云うよりは幾何学的光学特性で
あるから、偏光状態には依存しない。かように、有効な
第２光源は、原ランプと同じ大きさを有し、残りのシス
テム中におけるエタンデュの総計は、原ランプの２倍で
ある。図１９から、照明領域が２倍であるから正味のエ
タンデュも２倍になることは明らかである。照明領域が
原光ビームと同じ面積を持つように反射鏡を調整する場
合、照明光線の角度範囲を２倍にするために、エタンデ
ュも２倍になる。何れの場合も、偏光変換器の出力のラ
ンダムに偏光された入力のエタンデュの２倍である。
【００２７】上記のごとくの２倍にすることに伴う問題
は、照明システムの後の光学系がより大きいエタンデュ
を処理できないことである。残りの光学システムのエタ
ンデュが偏光変換された照明分布の大きさと等しいかま
たは大きければ、照明分布の全てを使用できる。もし、
残りの光学システムの大きさが偏光変換照明分布の大き
さより小さければ光の或る部分が損失となる。この光損
失は、残りの光学システムの使用可能な視野面積を越え
て過照射するか、あるいは残りの光学系の開口数を越え
て過照射することにより発生する。この場合、システム
のスループットの増加は、エタンデュが完全に一致した
構成における２倍改善値（Twofold Improvement）より
も小さい。残りの光学系のエタンデュが原ランプ出力の
エタンデュと等しいという極端な場合には、その光学系
の使用可能な面積または開口数の外に全変換光線が入射
するので、システムのスループットにおける利得は何も
無い。
は、照明システムの後の光学系がより大きいエタンデュ
を処理できないことである。残りの光学システムのエタ
ンデュが偏光変換された照明分布の大きさと等しいかま
たは大きければ、照明分布の全てを使用できる。もし、
残りの光学システムの大きさが偏光変換照明分布の大き
さより小さければ光の或る部分が損失となる。この光損
失は、残りの光学システムの使用可能な視野面積を越え
て過照射するか、あるいは残りの光学系の開口数を越え
て過照射することにより発生する。この場合、システム
のスループットの増加は、エタンデュが完全に一致した
構成における２倍改善値（Twofold Improvement）より
も小さい。残りの光学系のエタンデュが原ランプ出力の
エタンデュと等しいという極端な場合には、その光学系
の使用可能な面積または開口数の外に全変換光線が入射
するので、システムのスループットにおける利得は何も
無い。
【００２８】図１９の光学システム（偏光変換器）は、
非常に簡単な構成品、即ち、偏光ビームスプリッタと全
反射鏡で実現できる利点を有する。欠点は、多数の構成
要素、即ち、１つの偏光ビームスプリッタと４枚の反射
鏡とを含むことである。これは、外装及び寸法に問題を
生じる。図２０は、より少ない数の構成要素ですむ偏光
変換光学系の構成例を示す図である。このシステムにお
いて、偏光ビームスプリッタは、再度、ｓ偏光とｐ偏光
に分離するために使用される。この偏光ビームスプリッ
タからのｓ偏光状態の光は反射鏡（またはｓ状態光を反
射する他の偏光子）により再び反射され、偏光ビームス
プリッタにより透過したｐ偏光と同じ伝搬方向を得る。
非常に簡単な構成品、即ち、偏光ビームスプリッタと全
反射鏡で実現できる利点を有する。欠点は、多数の構成
要素、即ち、１つの偏光ビームスプリッタと４枚の反射
鏡とを含むことである。これは、外装及び寸法に問題を
生じる。図２０は、より少ない数の構成要素ですむ偏光
変換光学系の構成例を示す図である。このシステムにお
いて、偏光ビームスプリッタは、再度、ｓ偏光とｐ偏光
に分離するために使用される。この偏光ビームスプリッ
タからのｓ偏光状態の光は反射鏡（またはｓ状態光を反
射する他の偏光子）により再び反射され、偏光ビームス
プリッタにより透過したｐ偏光と同じ伝搬方向を得る。
【００２９】次にｓ偏光は、１／２波長板と呼ばれる特
別な結晶光学構成部品を通過する。１／２波長板は、結
晶構造の異なる方向に従って異なる屈折率（複屈折特
性）を有する材料より製作されている。この材料内の光
の伝搬速度は、屈折率に依存する。最高屈折率の結晶軸
方向に偏光された光は、この軸に垂直に偏光された光よ
り遅く伝搬する。この軸は結晶の主軸と呼ばれる（異常
軸と呼ばれることもある）。直線偏光が１／２波長板の
主軸に対し、いくらかの角度を持った偏光方向で入射す
る場合、その直線偏光は主軸に沿った光成分と主軸に垂
直な光成分の合計として記述できる。主軸に平行な成分
は伝搬速度が遅いので、遅れるかまたは減速され、この
遅れが光の真の偏光方向を回転させる。
別な結晶光学構成部品を通過する。１／２波長板は、結
晶構造の異なる方向に従って異なる屈折率（複屈折特
性）を有する材料より製作されている。この材料内の光
の伝搬速度は、屈折率に依存する。最高屈折率の結晶軸
方向に偏光された光は、この軸に垂直に偏光された光よ
り遅く伝搬する。この軸は結晶の主軸と呼ばれる（異常
軸と呼ばれることもある）。直線偏光が１／２波長板の
主軸に対し、いくらかの角度を持った偏光方向で入射す
る場合、その直線偏光は主軸に沿った光成分と主軸に垂
直な光成分の合計として記述できる。主軸に平行な成分
は伝搬速度が遅いので、遅れるかまたは減速され、この
遅れが光の真の偏光方向を回転させる。
【００３０】１／２波長板の場合、主軸に対しθの角度
で入射する直線偏光は、２θだけ回転して出射する。図
２０の１／２波長板をその主軸がｓ偏光の偏光方向に対
し４５度の角度をなすように設定すると、その偏光は９
０度回転し、偏光ビームスプリッタを透過するｐ偏光に
平行になる。これにより、被照射対象はｐ偏光（偏光ビ
ームスプリッタの効率範囲内のｐ偏光）のみを受光す
る。この対象における照明分布のエタンデュは、照明面
積が大きいので原ランプ出力のエタンデュの再度２倍で
あることは図２０からも明らかである。
で入射する直線偏光は、２θだけ回転して出射する。図
２０の１／２波長板をその主軸がｓ偏光の偏光方向に対
し４５度の角度をなすように設定すると、その偏光は９
０度回転し、偏光ビームスプリッタを透過するｐ偏光に
平行になる。これにより、被照射対象はｐ偏光（偏光ビ
ームスプリッタの効率範囲内のｐ偏光）のみを受光す
る。この対象における照明分布のエタンデュは、照明面
積が大きいので原ランプ出力のエタンデュの再度２倍で
あることは図２０からも明らかである。
【００３１】図２１は、図１１に示すシステムを少し変
更した構成例を示す図である。図２１のシステムは、反
射鏡と波長板とを傾斜させ、２つの照明区域を一致させ
ている。図２１から明らかなように、照明面積は原ラン
プからの出射面積と同じであるが、照明光線の角度範囲
が増大する。この分布を分析すれば、エタンデュが再度
２倍になることが判明する。
更した構成例を示す図である。図２１のシステムは、反
射鏡と波長板とを傾斜させ、２つの照明区域を一致させ
ている。図２１から明らかなように、照明面積は原ラン
プからの出射面積と同じであるが、照明光線の角度範囲
が増大する。この分布を分析すれば、エタンデュが再度
２倍になることが判明する。
【００３２】図２２は、他の偏光変換技法を説明するた
めの光学システムの構成を示す図で、この光学システム
では一対の偏光ビームスプリッタと、１つの１／４波長
板と１枚の反射鏡とを使用する。ランプから出射した未
偏光の光が偏光ビームスプリッタを通過し、ｓ偏光とｐ
偏光とに分離される。図２２の構成において、ｓ偏光成
分は直接被照明対象の１領域に向かう。一方、ランプ出
射光のｐ偏光成分は第２の偏光ビームスプリッタに入射
し、分離面を再度通過し、通過光は次に１／４波長板を
通過する。１／４波長板は、前述の１／２波長板と同様
に複屈折性の結晶を有するものであり、その特性に従っ
て通過する光に遅れまたは減速を生じさせる。
めの光学システムの構成を示す図で、この光学システム
では一対の偏光ビームスプリッタと、１つの１／４波長
板と１枚の反射鏡とを使用する。ランプから出射した未
偏光の光が偏光ビームスプリッタを通過し、ｓ偏光とｐ
偏光とに分離される。図２２の構成において、ｓ偏光成
分は直接被照明対象の１領域に向かう。一方、ランプ出
射光のｐ偏光成分は第２の偏光ビームスプリッタに入射
し、分離面を再度通過し、通過光は次に１／４波長板を
通過する。１／４波長板は、前述の１／２波長板と同様
に複屈折性の結晶を有するものであり、その特性に従っ
て通過する光に遅れまたは減速を生じさせる。
【００３３】直線偏光が上記の１／４波長板に、その結
晶主軸に対し４５度の偏光方向角度で入射すると、出射
光は円偏光となる。この円偏光の右または左の旋光方向
は、波長板の主軸方向と偏光方向との正確な関係に依存
するが、ここに説明する偏光変換プロセスにとっては重
要ではない。１／４波長板から出射した円偏光は、次に
反射鏡に入射して反射し、１／４波長板を逆から通過す
る。円偏光が平面反射鏡で反射すると、旋光方向が逆に
なる。この反射光は、１／４波長板を逆から通過し、１
／４波長板の複屈折性結晶による減速により、直線偏光
に変換される。
晶主軸に対し４５度の偏光方向角度で入射すると、出射
光は円偏光となる。この円偏光の右または左の旋光方向
は、波長板の主軸方向と偏光方向との正確な関係に依存
するが、ここに説明する偏光変換プロセスにとっては重
要ではない。１／４波長板から出射した円偏光は、次に
反射鏡に入射して反射し、１／４波長板を逆から通過す
る。円偏光が平面反射鏡で反射すると、旋光方向が逆に
なる。この反射光は、１／４波長板を逆から通過し、１
／４波長板の複屈折性結晶による減速により、直線偏光
に変換される。
【００３４】上記の１／４波長板を左側に向かって通過
する円偏光の旋光方向は、最初に１／４波長板を通過し
た時の旋光方向とは逆になっている。１／４波長板を左
方向に出射する光の直線偏光は、従って、同波長板に右
方向から入射する光の直線偏光に対し垂直である。１／
４波長板に入射するｐ偏光は、かように、１／４波長板
と反射鏡との組み合わせによりｓ偏光に変換される。得
られたｓ偏光は、次に第２ビームスプリッタの偏光面で
反射し、被照明対象の異なる部分を照射する。上述した
変換方法のように、被照明面積は、原ランプの出射光面
積に対し２倍である。あるいは、この光を照明分布の角
度範囲を２倍にして同じ面積を照明するように構成でき
る。何れの場合も、エタンデュは２倍である。
する円偏光の旋光方向は、最初に１／４波長板を通過し
た時の旋光方向とは逆になっている。１／４波長板を左
方向に出射する光の直線偏光は、従って、同波長板に右
方向から入射する光の直線偏光に対し垂直である。１／
４波長板に入射するｐ偏光は、かように、１／４波長板
と反射鏡との組み合わせによりｓ偏光に変換される。得
られたｓ偏光は、次に第２ビームスプリッタの偏光面で
反射し、被照明対象の異なる部分を照射する。上述した
変換方法のように、被照明面積は、原ランプの出射光面
積に対し２倍である。あるいは、この光を照明分布の角
度範囲を２倍にして同じ面積を照明するように構成でき
る。何れの場合も、エタンデュは２倍である。
【００３５】図２３（Ａ）は、フライズアイ統合照明シ
ステムと協働する偏光変換の具体的な実施例を示す図
で、図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）の照明装置を使用し
た全投影表示システムを示す図である。ここでは液晶光
バルブ（ＬＣＬＶ）において均一な矩形照明分配光を生
成するために、フライズアイレンズアレイを使用する。
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）のアレイをこの構成に
導入し、第１レンズアレイで光を焦点に集める。図２３
（Ａ）の拡大図に示すように、このＰＢＳアレイは、偏
光ビームスプリッタと１／２波長板よりなり、略全部の
光をｓ偏光に変換する。この変換プロセスは図１４の構
成による実施例の場合と同じである。
ステムと協働する偏光変換の具体的な実施例を示す図
で、図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）の照明装置を使用し
た全投影表示システムを示す図である。ここでは液晶光
バルブ（ＬＣＬＶ）において均一な矩形照明分配光を生
成するために、フライズアイレンズアレイを使用する。
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）のアレイをこの構成に
導入し、第１レンズアレイで光を焦点に集める。図２３
（Ａ）の拡大図に示すように、このＰＢＳアレイは、偏
光ビームスプリッタと１／２波長板よりなり、略全部の
光をｓ偏光に変換する。この変換プロセスは図１４の構
成による実施例の場合と同じである。
【００３６】別のタイプの偏光変換器が、Ｈｅｙｎｄｅ
ｒｉｃｋｘ他の米国特許Ｎｏ．５，６２６，４０８に開
示されている。上記の特許において、コレステリックフ
ィルタを用いてランプの出力光を、３パネル形ＬＣＤ投
影装置に要する赤と緑と青の色光チャンネルに分離する
システムが開示されている。コレステリックフィルタに
適した偏光変換技法をこのシステムに適用している。上
記の米国特許の図１４を参照する。ランプ３の出射光
は、照明システムに向かう。システムの第１素子は、コ
レステリックフィルタ９である。コレステリックフィル
タ９は右円偏光（右方向に旋光する円偏光）の赤色光を
反射し、その他の全てのランプ出力光を通過させる。反
射赤色光は、反射鏡でさらに反射してコレステリックフ
ィルタ９に直接戻される。光は反射鏡での反射により左
円偏光に変わり、コレステリックフィルタ９を通過して
素子６３に向かう。
ｒｉｃｋｘ他の米国特許Ｎｏ．５，６２６，４０８に開
示されている。上記の特許において、コレステリックフ
ィルタを用いてランプの出力光を、３パネル形ＬＣＤ投
影装置に要する赤と緑と青の色光チャンネルに分離する
システムが開示されている。コレステリックフィルタに
適した偏光変換技法をこのシステムに適用している。上
記の米国特許の図１４を参照する。ランプ３の出射光
は、照明システムに向かう。システムの第１素子は、コ
レステリックフィルタ９である。コレステリックフィル
タ９は右円偏光（右方向に旋光する円偏光）の赤色光を
反射し、その他の全てのランプ出力光を通過させる。反
射赤色光は、反射鏡でさらに反射してコレステリックフ
ィルタ９に直接戻される。光は反射鏡での反射により左
円偏光に変わり、コレステリックフィルタ９を通過して
素子６３に向かう。
【００３７】次のコレステリックフィルタ１０は、左円
偏光の赤色光を反射して素子６３に向かって出射させ
る。これにより、ランプの出力の赤色光が全て左円偏光
に変換される。素子６３は１／４波長板であり、この光
をＬＣＤ変調器２７が要求する偏光方向の直線偏光に変
換する。ランプ出力の緑と青の色光部分は、緑色光用の
コレステリックフィルタ１１，１２と、青色光用のコレ
ステリック液晶１３，１４を用いる同様なプロセスによ
り左円偏光に変換される。１／４波長板６５，６７は円
偏光の分配光を、ＬＣＤ変調器２９，３１が要求する偏
光方向の直線偏光に変換する。
偏光の赤色光を反射して素子６３に向かって出射させ
る。これにより、ランプの出力の赤色光が全て左円偏光
に変換される。素子６３は１／４波長板であり、この光
をＬＣＤ変調器２７が要求する偏光方向の直線偏光に変
換する。ランプ出力の緑と青の色光部分は、緑色光用の
コレステリックフィルタ１１，１２と、青色光用のコレ
ステリック液晶１３，１４を用いる同様なプロセスによ
り左円偏光に変換される。１／４波長板６５，６７は円
偏光の分配光を、ＬＣＤ変調器２９，３１が要求する偏
光方向の直線偏光に変換する。
【００３８】また、Ｈｅｙｎｄｅｒｉｃｋｘ他は、非偏
光の光を２つの偏光ビームに変換する複合円偏光素子を
開示している。偏光ビームは次にコレステリックフィル
タで反射されＬＣＤ変調器に向かう。
光の光を２つの偏光ビームに変換する複合円偏光素子を
開示している。偏光ビームは次にコレステリックフィル
タで反射されＬＣＤ変調器に向かう。
【００３９】高梨他の米国特許Ｎｏ．５，１２２，８９
５には、図２２の構成部品と同じ１対のキューブ偏光ビ
ームスプリッタと１／４波長板と反射鏡とを用いた偏光
変換器が記載されている。上記の米国特許における発明
の主たる特徴は、１／４波長板を液晶または電気活性光
学材で実現した能動素子としたことで、これにより、変
換プロセスを制御信号でオンオフすることができる。
５には、図２２の構成部品と同じ１対のキューブ偏光ビ
ームスプリッタと１／４波長板と反射鏡とを用いた偏光
変換器が記載されている。上記の米国特許における発明
の主たる特徴は、１／４波長板を液晶または電気活性光
学材で実現した能動素子としたことで、これにより、変
換プロセスを制御信号でオンオフすることができる。
【００４０】高梨他の米国特許Ｎｏ．５，１６４，８５
４には、反射ＬＣＤ投影システム用偏光変換器の幾つか
の実施例が記載されている。これらの実施例は、図２０
と本質的に同じビームスプリッタと１／２波長板の構成
素子とを含んでいる。上記の米国特許は、全ての場合に
おいて、変換した偏光の角度分布を相応に増大させて、
当該偏光を小照明領域に向けるように構成素子を配列さ
せる努力がなされている。
４には、反射ＬＣＤ投影システム用偏光変換器の幾つか
の実施例が記載されている。これらの実施例は、図２０
と本質的に同じビームスプリッタと１／２波長板の構成
素子とを含んでいる。上記の米国特許は、全ての場合に
おいて、変換した偏光の角度分布を相応に増大させて、
当該偏光を小照明領域に向けるように構成素子を配列さ
せる努力がなされている。
【００４１】唐沢他の米国特許Ｎｏ．５，２００，８４
３と米国特許Ｎｏ．５，２７８，６８０には、図１４な
いし図２１に示す全３タイプの変換器の実施例が記載さ
れている。
３と米国特許Ｎｏ．５，２７８，６８０には、図１４な
いし図２１に示す全３タイプの変換器の実施例が記載さ
れている。
【００４２】Ｎｉｃｏｌａｓ他の米国特許Ｎｏ．５，２
９９，０３６には、２つのフルカラーＬＣＤ変調器を使
用する投影装置が記載されている。ビームスプリッタ
は、光を２つの変調器に向けて分割し、分割した１つの
光路には１／２波長板が配され、偏光を回転させてＬＣ
Ｄ導波器で正しくアラインさせる。残りの光学システム
は２つの被投影ＬＣＤパネルの光成分を再結合してアラ
インさせる。上記のものでは２つのＬＣＤ変調器が使用
されているが、そのコンセプトは、図２０のビームスプ
リッタと１／２波長板を用いる方法と類似している。
９９，０３６には、２つのフルカラーＬＣＤ変調器を使
用する投影装置が記載されている。ビームスプリッタ
は、光を２つの変調器に向けて分割し、分割した１つの
光路には１／２波長板が配され、偏光を回転させてＬＣ
Ｄ導波器で正しくアラインさせる。残りの光学システム
は２つの被投影ＬＣＤパネルの光成分を再結合してアラ
インさせる。上記のものでは２つのＬＣＤ変調器が使用
されているが、そのコンセプトは、図２０のビームスプ
リッタと１／２波長板を用いる方法と類似している。
【００４３】Ｂｌａｎｃｈａｒｄ他の米国特許Ｎｏ．
５，３０３，０８３には、図２０のビームスプリッタと
１／２波長板を用いる構成と図２２のビームスプリッタ
と１／４波長板を用いる構成の両方の特徴を有する偏光
変換器が記載されている。ビームスプリッタにより通常
失われる光は、１／４波長板により先ず円偏光に変換さ
れ、４５度の反射鏡で反射され、次に第２の１／４波長
板を通過し、ビームスプリッタからの出射光と同じ方向
の直線偏光となる。
５，３０３，０８３には、図２０のビームスプリッタと
１／２波長板を用いる構成と図２２のビームスプリッタ
と１／４波長板を用いる構成の両方の特徴を有する偏光
変換器が記載されている。ビームスプリッタにより通常
失われる光は、１／４波長板により先ず円偏光に変換さ
れ、４５度の反射鏡で反射され、次に第２の１／４波長
板を通過し、ビームスプリッタからの出射光と同じ方向
の直線偏光となる。
【００４４】Ｓｉｎｇａｋｉ他の米国特許Ｎｏ．５，３
８１，２７８とＭｉｔｕｔａｋｅ他の米国特許Ｎｏ．
５，５６６，３６７には、多数の偏光変換技法が記載さ
れているが、それらは、上述したビームスプリッタ及び
１／２波長板を用いる方法と、またビームスプリッタ及
び１／４波長板を用いる方法と本質的に同じである。ま
た、これらの特許には、投影照明システムにおけるフラ
イズアイ・インテグレータと共に使用する小型の変換プ
リズム構成のアレイが記載されている。この変換器アレ
イの構成は、図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）に示すシス
テム構成と類似している。
８１，２７８とＭｉｔｕｔａｋｅ他の米国特許Ｎｏ．
５，５６６，３６７には、多数の偏光変換技法が記載さ
れているが、それらは、上述したビームスプリッタ及び
１／２波長板を用いる方法と、またビームスプリッタ及
び１／４波長板を用いる方法と本質的に同じである。ま
た、これらの特許には、投影照明システムにおけるフラ
イズアイ・インテグレータと共に使用する小型の変換プ
リズム構成のアレイが記載されている。この変換器アレ
イの構成は、図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）に示すシス
テム構成と類似している。
【００４５】加藤他の米国特許Ｎｏ．５，６５３，５２
０には、ビームスプリッタと１／２波長板とを用いる大
型のマルチセグメントコンバータが記載されている。こ
の構成は、大型ＬＣＤパネルと共に使用するものであ
り、複数のセグメントを用いて大型光変調器に対し全変
換と均一な照明とを達成する。この変換プロセスは、ビ
ームスプリッタ及び１／２波長板を用いるプロセスと同
じである。
０には、ビームスプリッタと１／２波長板とを用いる大
型のマルチセグメントコンバータが記載されている。こ
の構成は、大型ＬＣＤパネルと共に使用するものであ
り、複数のセグメントを用いて大型光変調器に対し全変
換と均一な照明とを達成する。この変換プロセスは、ビ
ームスプリッタ及び１／２波長板を用いるプロセスと同
じである。
【００４６】宮竹他の米国特許Ｎｏ．５，６５７，１６
０には、波長板を用いない平面反射鏡での反射だけによ
る偏光変換プロセスが記載されている。このプロセス
は、図１４に示されているプロセスと本質的に同じであ
る。また、上記の特許は、小形プリズム構造の内部反射
を用いるプロセスによる小形変換器のアレイを記載して
いる。またこの構成は、プロジェクタ照明システムにお
けるフライズアイインテグレータと共に使用する。
０には、波長板を用いない平面反射鏡での反射だけによ
る偏光変換プロセスが記載されている。このプロセス
は、図１４に示されているプロセスと本質的に同じであ
る。また、上記の特許は、小形プリズム構造の内部反射
を用いるプロセスによる小形変換器のアレイを記載して
いる。またこの構成は、プロジェクタ照明システムにお
けるフライズアイインテグレータと共に使用する。
【００４７】上述した偏光変換器は全て、ランプの全３
色光帯域の全出力光を単一の直線偏光に変換する。Ｈｅ
ｙｎｄｒｉｃｋｘ他の米国特許Ｎｏ．５，６２６，４０
８だけが、例外として前述したように、各色を個別に処
理することを記載しているが、但し、これはコレステリ
ックフィルタを用いて色光を分離するに過ぎない。この
米国特許のシステムは、最終的に全ての３色光の帯域を
同じ直線偏光にする。
色光帯域の全出力光を単一の直線偏光に変換する。Ｈｅ
ｙｎｄｒｉｃｋｘ他の米国特許Ｎｏ．５，６２６，４０
８だけが、例外として前述したように、各色を個別に処
理することを記載しているが、但し、これはコレステリ
ックフィルタを用いて色光を分離するに過ぎない。この
米国特許のシステムは、最終的に全ての３色光の帯域を
同じ直線偏光にする。
【００４８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のごと
き実情に鑑みてなされたもので、投影レンズの後方作動
距離が小さく、交差ダイクロイック素子の妨害が無い投
影光路を有し、３色光に分離させて再結合を行う構成素
子の構造が比較的簡素で、高輝度装置に応用できる効率
の良い偏光変換器により、コンパクトで低コストで製作
できるシステムを実現できる偏光変換器、光変換方法、
投影表示システム及び投影表示装置を提供することを目
的とするものである。
き実情に鑑みてなされたもので、投影レンズの後方作動
距離が小さく、交差ダイクロイック素子の妨害が無い投
影光路を有し、３色光に分離させて再結合を行う構成素
子の構造が比較的簡素で、高輝度装置に応用できる効率
の良い偏光変換器により、コンパクトで低コストで製作
できるシステムを実現できる偏光変換器、光変換方法、
投影表示システム及び投影表示装置を提供することを目
的とするものである。
【００４９】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも２
つの光成分を有する光ビームを発生する光源と共に使用
する偏光変換器を提供する。この偏光変換器は、光ビー
ムを、異なる偏光方向に偏光された少なくとも２つの光
成分に分離できる光学素子アレイより成る。偏光変換器
は、異なる偏光成分を準備し、透過光量を増加させる。
偏光変換器の好ましい実施態様において、偏光変換器の
エタンデュは、光源の大きさの３倍から１／２倍以下で
あり、場合によっては２倍のみである。本発明の特定の
態様では、小さい幾何寸法と簡素な光学素子とを提供す
る。
つの光成分を有する光ビームを発生する光源と共に使用
する偏光変換器を提供する。この偏光変換器は、光ビー
ムを、異なる偏光方向に偏光された少なくとも２つの光
成分に分離できる光学素子アレイより成る。偏光変換器
は、異なる偏光成分を準備し、透過光量を増加させる。
偏光変換器の好ましい実施態様において、偏光変換器の
エタンデュは、光源の大きさの３倍から１／２倍以下で
あり、場合によっては２倍のみである。本発明の特定の
態様では、小さい幾何寸法と簡素な光学素子とを提供す
る。
【００５０】本発明は、また、少なくとも２つの光成分
を有する非偏光の光ビームを発生することより成る光変
換方法を供給する。光は少なくとも２つの異なる偏光を
有する光成分に分離される。光ビームの略全てがこの偏
光変換器により透過光として供給される。
を有する非偏光の光ビームを発生することより成る光変
換方法を供給する。光は少なくとも２つの異なる偏光を
有する光成分に分離される。光ビームの略全てがこの偏
光変換器により透過光として供給される。
【００５１】本発明は、さらに、少なくとも２つの光成
分を有し、光成分が偏光されて少なくとも１方の光成分
が他方の光成分と異なるように偏光される光ビームを発
生する光源より成る反射型光バルブ用投影表示システム
を提供する。投影表示システムは、光成分の少なくとも
１つを反射し、少なくとも他の１つを透過させる複数の
偏光ビームスプリッタと、ダイクロイックフィルタと、
前記の光成分のそれぞれに関して特定画像を生成する複
数のＬＣＤとを有する。さらに、投影表示システムは、
複数のＬＣＤから出射した各々の光成分の特定画像を結
合した結合画像を投影する投影レンズを有している。
分を有し、光成分が偏光されて少なくとも１方の光成分
が他方の光成分と異なるように偏光される光ビームを発
生する光源より成る反射型光バルブ用投影表示システム
を提供する。投影表示システムは、光成分の少なくとも
１つを反射し、少なくとも他の１つを透過させる複数の
偏光ビームスプリッタと、ダイクロイックフィルタと、
前記の光成分のそれぞれに関して特定画像を生成する複
数のＬＣＤとを有する。さらに、投影表示システムは、
複数のＬＣＤから出射した各々の光成分の特定画像を結
合した結合画像を投影する投影レンズを有している。
【００５２】本発明の他の態様において、投影表示シス
テムは偏光を利用し、少なくとも２つの光成分を有し、
光成分が偏光され少なくとも１方の光成分が他方の光成
分と異なるように偏光される光ビームを発生する光源よ
り成る。この表示システムは、複数の偏光変調器を含む
投影システムを有しており、各変調器は、光成分の１つ
と関して特定画像を生成する。また、この表示システム
は、変調器からの光成分特定画像を結合した結合画像を
投影する投影レンズを有する。
テムは偏光を利用し、少なくとも２つの光成分を有し、
光成分が偏光され少なくとも１方の光成分が他方の光成
分と異なるように偏光される光ビームを発生する光源よ
り成る。この表示システムは、複数の偏光変調器を含む
投影システムを有しており、各変調器は、光成分の１つ
と関して特定画像を生成する。また、この表示システム
は、変調器からの光成分特定画像を結合した結合画像を
投影する投影レンズを有する。
【００５３】本発明による投影表示システムは、投影レ
ンズの後方作動距離が短い、投影光路が交差ダイクロイ
ック素子の障害を受けない、３色光成分の分離と再結合
に使用する構成素子が比較的簡素な構成である、コンパ
クトサイズである、現存システムに比較して安いコスト
で製作できる、等の利点のうち少なくとも一つ以上の利
点を有する。そして、各請求項は以下のごとくの技術的
手段により構成される。
ンズの後方作動距離が短い、投影光路が交差ダイクロイ
ック素子の障害を受けない、３色光成分の分離と再結合
に使用する構成素子が比較的簡素な構成である、コンパ
クトサイズである、現存システムに比較して安いコスト
で製作できる、等の利点のうち少なくとも一つ以上の利
点を有する。そして、各請求項は以下のごとくの技術的
手段により構成される。
【００５４】本発明は、少なくとも２つの光成分を有す
る光ビームを発生する光源と共に使用する偏光変換器に
おいて、前記光ビームから、他の光成分と異なって偏光
された少なくとも１つの光成分を分離できる光学アレイ
を有することを特徴としたものである。さらに本発明
は、前記光源が初期のエタンデュを規定し、前記光学ア
レイが前記初期のエタンデュの４倍以下の大きさを有す
ることを特徴としたものである。さらに本発明は、前記
光学アレイは、前記初期のエタンデュの３．５倍以下の
エタンデュを有することを特徴としたものである。さら
に本発明は、前記光学アレイは、前記初期のエタンデュ
の２倍以下のエタンデュを有することを特徴としたもの
である。さらに本発明は、前記光学アレイは、少なくと
も１つのダイクロイックフィルタを有することを特徴と
したものである。
る光ビームを発生する光源と共に使用する偏光変換器に
おいて、前記光ビームから、他の光成分と異なって偏光
された少なくとも１つの光成分を分離できる光学アレイ
を有することを特徴としたものである。さらに本発明
は、前記光源が初期のエタンデュを規定し、前記光学ア
レイが前記初期のエタンデュの４倍以下の大きさを有す
ることを特徴としたものである。さらに本発明は、前記
光学アレイは、前記初期のエタンデュの３．５倍以下の
エタンデュを有することを特徴としたものである。さら
に本発明は、前記光学アレイは、前記初期のエタンデュ
の２倍以下のエタンデュを有することを特徴としたもの
である。さらに本発明は、前記光学アレイは、少なくと
も１つのダイクロイックフィルタを有することを特徴と
したものである。
【００５５】さらに本発明は、前記光ビームの略全部が
前記光学アレイを透過することを特徴としたものであ
る。さらに本発明は、前記ダイクロイックフィルタは、
２枚の１／４波長板の間に挟まれて配されていることを
特徴としたものである。さらに本発明は、前記光学アレ
イは、第１のダイクロイックフィルタと、該第１ダイク
ロイックフィルタを補完する第２のダイクロイックフィ
ルタとを有することを特徴としたものである。さらに本
発明は、前記第１及び第２ダイクロイックフィルタのそ
れぞれが２枚の１／４波長板の間に挟まれて配されてい
ることを特徴としたものである。さらに本発明は、前記
光学アレイは、偏光ビームスプリッタを含み、前記光ビ
ームは、前記ダイクロイックフィルタの１つを通過する
前に前記偏光ビームスプリッタを通過することを特徴と
したものである。
前記光学アレイを透過することを特徴としたものであ
る。さらに本発明は、前記ダイクロイックフィルタは、
２枚の１／４波長板の間に挟まれて配されていることを
特徴としたものである。さらに本発明は、前記光学アレ
イは、第１のダイクロイックフィルタと、該第１ダイク
ロイックフィルタを補完する第２のダイクロイックフィ
ルタとを有することを特徴としたものである。さらに本
発明は、前記第１及び第２ダイクロイックフィルタのそ
れぞれが２枚の１／４波長板の間に挟まれて配されてい
ることを特徴としたものである。さらに本発明は、前記
光学アレイは、偏光ビームスプリッタを含み、前記光ビ
ームは、前記ダイクロイックフィルタの１つを通過する
前に前記偏光ビームスプリッタを通過することを特徴と
したものである。
【００５６】さらに本発明は、前記光学アレイは、第２
の偏光ビームスプリッタをさらに含むことを特徴とした
ものである。さらに本発明は、前記光学アレイは、さら
に２つの偏光ビームスプリッタを含み、前記ダイクロイ
ックフィルタのそれぞれは、前記ビームスプリッタの間
に配されていることを特徴としたものである。さらに本
発明は、前記光学アレイは、前記偏光ビームスプリッタ
の１つと被照明対称物との間に１枚の１／２波長板をさ
らに含むことを特徴としたものである。さらに本発明
は、さらに複数の光入力ポートを有することを特徴とし
たものである。さらに本発明は、前記光学アレイは、さ
らに、前記光源と前記第１のダイクロイックフィルタと
の間に配された第１の偏光ビームスプリッタを有し、前
記第１の偏光ビームスプリッタと前記第２のダイクロイ
ックフィルタとの間に第２の偏光ビームスプリッタを有
することを特徴としたものである。
の偏光ビームスプリッタをさらに含むことを特徴とした
ものである。さらに本発明は、前記光学アレイは、さら
に２つの偏光ビームスプリッタを含み、前記ダイクロイ
ックフィルタのそれぞれは、前記ビームスプリッタの間
に配されていることを特徴としたものである。さらに本
発明は、前記光学アレイは、前記偏光ビームスプリッタ
の１つと被照明対称物との間に１枚の１／２波長板をさ
らに含むことを特徴としたものである。さらに本発明
は、さらに複数の光入力ポートを有することを特徴とし
たものである。さらに本発明は、前記光学アレイは、さ
らに、前記光源と前記第１のダイクロイックフィルタと
の間に配された第１の偏光ビームスプリッタを有し、前
記第１の偏光ビームスプリッタと前記第２のダイクロイ
ックフィルタとの間に第２の偏光ビームスプリッタを有
することを特徴としたものである。
【００５７】さらに本発明は、前記光学アレイは、１群
の偏光ビームスプリッタをさらに有し、前記ダイクロイ
ックフィルタが互いに近接して前記１群の偏光ビームス
プリッタの片側に配置され、前記光学アレイは、さらに
複数の１／４波長板と、前記偏光ビームスプリッタの他
方側に配置したミラースタックとを有し、前記ダイクロ
イックフィルタ，前記１／４波長板及び前記ミラースタ
ックは、前記ダイクロイックフィルタの１つの少なくと
も１部分が、前記１／４波長板の１つの１部分及び前記
ミラースタックに対向し、前記ダイクロイックフィルタ
のもう１つの少なくとも１部分が、前記１／４波長板と
ミラースタックのどれとも対向しないように配されてい
ることを特徴としたものである。
の偏光ビームスプリッタをさらに有し、前記ダイクロイ
ックフィルタが互いに近接して前記１群の偏光ビームス
プリッタの片側に配置され、前記光学アレイは、さらに
複数の１／４波長板と、前記偏光ビームスプリッタの他
方側に配置したミラースタックとを有し、前記ダイクロ
イックフィルタ，前記１／４波長板及び前記ミラースタ
ックは、前記ダイクロイックフィルタの１つの少なくと
も１部分が、前記１／４波長板の１つの１部分及び前記
ミラースタックに対向し、前記ダイクロイックフィルタ
のもう１つの少なくとも１部分が、前記１／４波長板と
ミラースタックのどれとも対向しないように配されてい
ることを特徴としたものである。
【００５８】さらに本発明は、前記光源は、３つの光成
分を有する光を発生し、前記光学アレイは、前記光を、
前記光成分中の２成分が同一偏光を有し、第３の光成分
の偏光と異なるように分離することを特徴としたもので
ある。さらに本発明は、前記３つの光成分は、青色光、
緑色光及び赤色光の成分であり、青色光成分と緑色光成
分が同一偏光で、赤色光成分の偏光と異なっていること
を特徴としたものである。さらに本発明は、前記光学ア
レイは、前記２つの光成分を、１つの成分がｓ偏光を有
し、他の成分がｐ偏光を有するように分離することを特
徴としたものである。さらに本発明は、（ａ）少なくと
も２つの光成分を有する非偏光の光ビームを発生するス
テップと、（ｂ）該光ビームから他の光成分と異なる偏
光を有する少なくとも１つの光成分を分離するステップ
とを有し、該光ビームの略全てを透過させることを特徴
としたものである。さらに本発明は、前記光ビームを先
ず、第１偏光を有する第１偏光成分と、第２偏光を有す
る第２偏光成分とに分離することを特徴としたものであ
る。
分を有する光を発生し、前記光学アレイは、前記光を、
前記光成分中の２成分が同一偏光を有し、第３の光成分
の偏光と異なるように分離することを特徴としたもので
ある。さらに本発明は、前記３つの光成分は、青色光、
緑色光及び赤色光の成分であり、青色光成分と緑色光成
分が同一偏光で、赤色光成分の偏光と異なっていること
を特徴としたものである。さらに本発明は、前記光学ア
レイは、前記２つの光成分を、１つの成分がｓ偏光を有
し、他の成分がｐ偏光を有するように分離することを特
徴としたものである。さらに本発明は、（ａ）少なくと
も２つの光成分を有する非偏光の光ビームを発生するス
テップと、（ｂ）該光ビームから他の光成分と異なる偏
光を有する少なくとも１つの光成分を分離するステップ
とを有し、該光ビームの略全てを透過させることを特徴
としたものである。さらに本発明は、前記光ビームを先
ず、第１偏光を有する第１偏光成分と、第２偏光を有す
る第２偏光成分とに分離することを特徴としたものであ
る。
【００５９】さらに本発明は、前記第１偏光成分を第１
光成分と第２光成分に分離し、該第１光成分の偏光を変
化させるステップと、前記第２偏光成分をスペクトル的
に前記第１光成分と前記第２光成分とに分離し、前記第
２光成分の偏光を変化させるステップとを有し、前記第
１光成分は前記第２偏光を有し、前記第２光成分は前記
第１偏光を有することを特徴としたものである。さらに
本発明は、前記光ビームは、赤色光成分、青色光成分お
よび緑色光成分より構成され、前記光ビームを、青色光
成分と緑色光成分が同一偏光を有し、赤色光成分の偏光
と異なるように分離することを特徴としたものである。
さらに本発明は、前記光ビームを、該光成分の１つがｓ
偏光を有し、該光成分の他の１つがｐ偏光を有するよう
に分離することを特徴としたものである。
光成分と第２光成分に分離し、該第１光成分の偏光を変
化させるステップと、前記第２偏光成分をスペクトル的
に前記第１光成分と前記第２光成分とに分離し、前記第
２光成分の偏光を変化させるステップとを有し、前記第
１光成分は前記第２偏光を有し、前記第２光成分は前記
第１偏光を有することを特徴としたものである。さらに
本発明は、前記光ビームは、赤色光成分、青色光成分お
よび緑色光成分より構成され、前記光ビームを、青色光
成分と緑色光成分が同一偏光を有し、赤色光成分の偏光
と異なるように分離することを特徴としたものである。
さらに本発明は、前記光ビームを、該光成分の１つがｓ
偏光を有し、該光成分の他の１つがｐ偏光を有するよう
に分離することを特徴としたものである。
【００６０】さらに本発明は、偏光を用いる投影表示シ
ステムにおいて、（ａ）少なくとも２つの光成分を有
し、少なくとも１方の前記光成分が他方の前記光成分と
異なるように偏光された光ビームを発生する光源と、
（ｂ）前記光成分の少なくとも１つを反射し、少なくと
も前記光成分の他の１つを透過させる複数の偏光ビーム
スプリッタ及びダイクロイックフィルタと、前記光成分
の１つに関する光成分の特定画像を各々生成する複数の
ＬＣＤとを有する投影システムと、（ｃ）前記複数のＬ
ＣＤからの各々の光成分の特定画像を結合した１画像を
投影する投影レンズとを有することを特徴としたもので
ある。
ステムにおいて、（ａ）少なくとも２つの光成分を有
し、少なくとも１方の前記光成分が他方の前記光成分と
異なるように偏光された光ビームを発生する光源と、
（ｂ）前記光成分の少なくとも１つを反射し、少なくと
も前記光成分の他の１つを透過させる複数の偏光ビーム
スプリッタ及びダイクロイックフィルタと、前記光成分
の１つに関する光成分の特定画像を各々生成する複数の
ＬＣＤとを有する投影システムと、（ｃ）前記複数のＬ
ＣＤからの各々の光成分の特定画像を結合した１画像を
投影する投影レンズとを有することを特徴としたもので
ある。
【００６１】さらに本発明は、前記光源は、ランプと、
該ランプと前記投影システムとの間に配設したコレステ
リックカラーフィルタ装置とを有し、前記光ビームをプ
レフィルタで処理して赤色ｐ偏光、緑色ｐ偏光及び青色
ｓ偏光を透過させるフィルタスタックを有することを特
徴としたものである。さらに本発明は、前記光源は、前
記光ビームをプレフィルタで処理する偏光変換器を有す
ることを特徴としたものである。さらに本発明は、前記
偏光ビームスプリッタを前記投影システム中に略直線に
配設し、前記ダイクロイックフィルタを前記投影システ
ム中に略直線に配設し、前記ダイクロイックフィルタが
前記偏光ビームスプリッタに対し垂直で、前記略直線の
中央点付近で前記ダイクロイックフィルタと前記偏光ビ
ームスプリッタが交差するように配置したことを特徴と
したものである。
該ランプと前記投影システムとの間に配設したコレステ
リックカラーフィルタ装置とを有し、前記光ビームをプ
レフィルタで処理して赤色ｐ偏光、緑色ｐ偏光及び青色
ｓ偏光を透過させるフィルタスタックを有することを特
徴としたものである。さらに本発明は、前記光源は、前
記光ビームをプレフィルタで処理する偏光変換器を有す
ることを特徴としたものである。さらに本発明は、前記
偏光ビームスプリッタを前記投影システム中に略直線に
配設し、前記ダイクロイックフィルタを前記投影システ
ム中に略直線に配設し、前記ダイクロイックフィルタが
前記偏光ビームスプリッタに対し垂直で、前記略直線の
中央点付近で前記ダイクロイックフィルタと前記偏光ビ
ームスプリッタが交差するように配置したことを特徴と
したものである。
【００６２】さらに本発明は、前記光源からの前記光ビ
ームは、青色光透過ダイクロイックフィルタに略４５度
の角度で入射し、前記光成分の特定画像を表示した前記
ＬＣＤパネルに略９０度の角度で入射し、前記光成分の
特定画像を担って反射し、偏光ビームスプリッタに略４
５度の角度で入射し、青色光反射ダイクロイックフィル
タに略４５度の角度で入射し、該青色光反射ダイクロイ
ックミラーで反射してから前記投影レンズを通過するこ
とを特徴としたものである。
ームは、青色光透過ダイクロイックフィルタに略４５度
の角度で入射し、前記光成分の特定画像を表示した前記
ＬＣＤパネルに略９０度の角度で入射し、前記光成分の
特定画像を担って反射し、偏光ビームスプリッタに略４
５度の角度で入射し、青色光反射ダイクロイックフィル
タに略４５度の角度で入射し、該青色光反射ダイクロイ
ックミラーで反射してから前記投影レンズを通過するこ
とを特徴としたものである。
【００６３】さらに本発明は、前記光源からの前記光ビ
ームは、青色光透過ダイクロイックフィルタに略４５度
の角度で入射し、前記光成分の特定画像を表示した前記
ＬＣＤパネルに略９０度の角度で入射し、前記光成分の
特定画像を担って反射し、偏光ビームスプリッタに略４
５度の角度で入射し、青色光透過ダイクロイックフィル
タに略４５度の角度で入射してから前記投影レンズを通
過することを特徴としたものである。
ームは、青色光透過ダイクロイックフィルタに略４５度
の角度で入射し、前記光成分の特定画像を表示した前記
ＬＣＤパネルに略９０度の角度で入射し、前記光成分の
特定画像を担って反射し、偏光ビームスプリッタに略４
５度の角度で入射し、青色光透過ダイクロイックフィル
タに略４５度の角度で入射してから前記投影レンズを通
過することを特徴としたものである。
【００６４】さらに本発明は、前記光源は、前記光ビー
ムを発生するランプと、前記光ビームをプレフィルタリ
ングして赤色ｐ偏光を前記投影システムに供給するため
に前記ランプと前記投影システムの間に配設したプレフ
ィルタ照明装置を有し、該プレフィルタ照明装置は、１
つの赤色光透過ダイクロイックフィルタと、１対の偏光
ビームスプリッタと、１対の吸光ストップと、１枚の１
／２波長板と、１つの赤色光反射ダイクロイックフィル
タとを有し、前記光ビームは、赤光透過ダイクロイック
フィルタに入射し、前記光ビームは、反射赤色光成分と
透過緑色光成分と透過青色光成分とに分離され、該反射
緑色光及び青色光成分が偏光ビームスプリッタに入射
し、該偏光ビームスプリッタが緑色ｓ偏光成分と前記青
色光成分を反射し、該青色光成分は、前記赤色光反射ダ
イクロイックフィルタに入射し、該赤色反射ダイクロイ
ックフィルタが前記緑色ｓ偏光成分と青色ｓ偏光成分を
透過して前記投影システムに入射し、前記反射赤色光成
分が他の偏光ビームスプリッタに入射し、該偏光ビーム
スプリッタが前記赤色ｓ偏光成分を前記１／２波長板を
通して透過させ、該１／２波長板が前記赤色ｓ偏光成分
を赤ｐ偏光成分に変え、該赤ｐ偏光成分が前記赤光反射
ダイクロイックフィルタに入射し反射して前記投影シス
テムに入射することを特徴としたものである。
ムを発生するランプと、前記光ビームをプレフィルタリ
ングして赤色ｐ偏光を前記投影システムに供給するため
に前記ランプと前記投影システムの間に配設したプレフ
ィルタ照明装置を有し、該プレフィルタ照明装置は、１
つの赤色光透過ダイクロイックフィルタと、１対の偏光
ビームスプリッタと、１対の吸光ストップと、１枚の１
／２波長板と、１つの赤色光反射ダイクロイックフィル
タとを有し、前記光ビームは、赤光透過ダイクロイック
フィルタに入射し、前記光ビームは、反射赤色光成分と
透過緑色光成分と透過青色光成分とに分離され、該反射
緑色光及び青色光成分が偏光ビームスプリッタに入射
し、該偏光ビームスプリッタが緑色ｓ偏光成分と前記青
色光成分を反射し、該青色光成分は、前記赤色光反射ダ
イクロイックフィルタに入射し、該赤色反射ダイクロイ
ックフィルタが前記緑色ｓ偏光成分と青色ｓ偏光成分を
透過して前記投影システムに入射し、前記反射赤色光成
分が他の偏光ビームスプリッタに入射し、該偏光ビーム
スプリッタが前記赤色ｓ偏光成分を前記１／２波長板を
通して透過させ、該１／２波長板が前記赤色ｓ偏光成分
を赤ｐ偏光成分に変え、該赤ｐ偏光成分が前記赤光反射
ダイクロイックフィルタに入射し反射して前記投影シス
テムに入射することを特徴としたものである。
【００６５】さらに本発明は、偏光を用いる投影表示シ
ステムにおいて、（ａ）少なくとも３つの光成分を有
し、該光成分の１つがｐ偏光成分で他の２つがｓ偏光で
ある光ビームを発生する光源と、（ｂ）前記光成分の１
つを反射し、他の１つを各々が透過させる複数の偏光ビ
ームスプリッタ及びダイクロイックフィルタと、前記光
成分に関する光成分の特定画像を各々生成する複数のＬ
ＣＤとを有し、前記偏光ビームスプリッタと前記ダイク
ロイックフィルタが略Ｘ字構造に配設され、該ダイクロ
イックフィルタが前記偏光ビームスプリッタに垂直でエ
ッジ付近を交差するように配置されている投影システム
と、（ｃ）前記複数のＬＣＤからの各々の光成分の特定
画像を結合した１画像を投影する投影レンズとを有する
ことを特徴としたものである。
ステムにおいて、（ａ）少なくとも３つの光成分を有
し、該光成分の１つがｐ偏光成分で他の２つがｓ偏光で
ある光ビームを発生する光源と、（ｂ）前記光成分の１
つを反射し、他の１つを各々が透過させる複数の偏光ビ
ームスプリッタ及びダイクロイックフィルタと、前記光
成分に関する光成分の特定画像を各々生成する複数のＬ
ＣＤとを有し、前記偏光ビームスプリッタと前記ダイク
ロイックフィルタが略Ｘ字構造に配設され、該ダイクロ
イックフィルタが前記偏光ビームスプリッタに垂直でエ
ッジ付近を交差するように配置されている投影システム
と、（ｃ）前記複数のＬＣＤからの各々の光成分の特定
画像を結合した１画像を投影する投影レンズとを有する
ことを特徴としたものである。
【００６６】さらに本発明は、前記光源は、ランプと、
前記光ビームをプレフィルタで処理するために前記ラン
プと前記投影システムの間に配設したコレステリックカ
ラーフィルタ装置を有するフィルタスタックとを含むこ
とを特徴としたものである。さらに本発明は、前記光源
は、前記光ビームをプレフィルタで処理する偏光変換器
を含むことを特徴としたものである。さらに本発明は、
前記光源からの前記光ビームは、青色光透過ダイクロイ
ックフィルタに略４５度の角度で入射し、次に偏光ビー
ムスプリッタに略４５度の角度で入射し、次に前記光成
分の特定画像を表示している前記ＬＣＤパネルに略９０
度の角度で入射し、前記光成分の特定画像を担って反射
し、次に偏光ビームスプリッタに略４５度の角度で入射
し、次に青色光反射ダイクロイックフィルタに略４５度
の角度で入射し反射してから前記投影レンズを通過する
ことを特徴としたものである。
前記光ビームをプレフィルタで処理するために前記ラン
プと前記投影システムの間に配設したコレステリックカ
ラーフィルタ装置を有するフィルタスタックとを含むこ
とを特徴としたものである。さらに本発明は、前記光源
は、前記光ビームをプレフィルタで処理する偏光変換器
を含むことを特徴としたものである。さらに本発明は、
前記光源からの前記光ビームは、青色光透過ダイクロイ
ックフィルタに略４５度の角度で入射し、次に偏光ビー
ムスプリッタに略４５度の角度で入射し、次に前記光成
分の特定画像を表示している前記ＬＣＤパネルに略９０
度の角度で入射し、前記光成分の特定画像を担って反射
し、次に偏光ビームスプリッタに略４５度の角度で入射
し、次に青色光反射ダイクロイックフィルタに略４５度
の角度で入射し反射してから前記投影レンズを通過する
ことを特徴としたものである。
【００６７】さらに本発明は、前記光源からの前記光ビ
ームは、青色光透過ダイクロイックフィルタに略４５度
の角度で入射し、次に偏光ビームスプリッタに略４５度
の角度で入射し、次に該光成分の特定画像を表示してい
る前記ＬＣＤパネルに略垂直に入射し、前記光成分の特
定画像を担って反射し、次に偏光ビームスプリッタに略
４５度の角度で入射し、次に青色光透過ダイクロイック
フィルタに略４５度の角度で入射してから前記投影レン
ズを通過することを特徴としたものである。
ームは、青色光透過ダイクロイックフィルタに略４５度
の角度で入射し、次に偏光ビームスプリッタに略４５度
の角度で入射し、次に該光成分の特定画像を表示してい
る前記ＬＣＤパネルに略垂直に入射し、前記光成分の特
定画像を担って反射し、次に偏光ビームスプリッタに略
４５度の角度で入射し、次に青色光透過ダイクロイック
フィルタに略４５度の角度で入射してから前記投影レン
ズを通過することを特徴としたものである。
【００６８】さらに本発明は、前記光源は、前記光ビー
ムを発生するランプと、前記光ビームをプレフィルタリ
ングとして赤色ｐ偏光、緑色ｓ偏光及び青色ｓ偏光を前
記投影システムに供給するために前記ランプと前記投影
システムとの間に配設したプレフィルタ照明装置を有
し、該プレフィルタ照明装置は、１つの赤色光透過ダイ
クロイックフィルタと、１対の偏光ビームスプリッタ
と、１対の吸光ストップと、１枚の１／２波長板と、１
つの赤色光反射ダイクロイックフィルタとを有し、前記
光ビームは、赤光透過ダイクロイックフィルタに入射
し、前記光ビームが反射赤色光成分と透過緑色光成分と
透過青色光成分とに分離し、該反射緑色光及び青色光成
分が偏光ビームスプリッタに衝突し、該偏光ビームスプ
リッタが緑色ｓ偏光成分と前記青色光成分を反射し、該
緑色ｓ偏光成分と該青色光成分が前記赤色光反射ダイク
ロイックフィルタに入射し、該赤色光反射ダイクロイッ
クフィルタが前記緑色ｓ偏光成分と青色ｓ偏光成分を透
過させて前記投影システムに入射させ、前記反射赤光成
分が他の偏光ビームスプリッタに入射し、該偏光ビーム
スプリッタが前記赤色ｓ偏光成分を前記１／２波長板を
通して透過させ、該１／２波長板が前記赤色ｓ偏光成分
を赤色ｐ偏光成分に変え、該赤色ｐ偏光成分が前記赤色
光反射ダイクロイックフィルタに衝突し反射して前記投
影システムに入射することを特徴としたものである。
ムを発生するランプと、前記光ビームをプレフィルタリ
ングとして赤色ｐ偏光、緑色ｓ偏光及び青色ｓ偏光を前
記投影システムに供給するために前記ランプと前記投影
システムとの間に配設したプレフィルタ照明装置を有
し、該プレフィルタ照明装置は、１つの赤色光透過ダイ
クロイックフィルタと、１対の偏光ビームスプリッタ
と、１対の吸光ストップと、１枚の１／２波長板と、１
つの赤色光反射ダイクロイックフィルタとを有し、前記
光ビームは、赤光透過ダイクロイックフィルタに入射
し、前記光ビームが反射赤色光成分と透過緑色光成分と
透過青色光成分とに分離し、該反射緑色光及び青色光成
分が偏光ビームスプリッタに衝突し、該偏光ビームスプ
リッタが緑色ｓ偏光成分と前記青色光成分を反射し、該
緑色ｓ偏光成分と該青色光成分が前記赤色光反射ダイク
ロイックフィルタに入射し、該赤色光反射ダイクロイッ
クフィルタが前記緑色ｓ偏光成分と青色ｓ偏光成分を透
過させて前記投影システムに入射させ、前記反射赤光成
分が他の偏光ビームスプリッタに入射し、該偏光ビーム
スプリッタが前記赤色ｓ偏光成分を前記１／２波長板を
通して透過させ、該１／２波長板が前記赤色ｓ偏光成分
を赤色ｐ偏光成分に変え、該赤色ｐ偏光成分が前記赤色
光反射ダイクロイックフィルタに衝突し反射して前記投
影システムに入射することを特徴としたものである。
【００６９】さらに本発明は、偏光を用いる投影表示シ
ステムにおいて、（ａ）少なくとも２つの光成分を有
し、少なくとも１方の前記光成分が他方の前記光成分と
異なるように偏光された光ビームを発生する光源と、
（ｂ）前記各光成分に関する各特定画像を生成する複数
の偏光変調素子を有する投影システムと、（ｃ）前記複
数の偏光変調素子からの各々の光成分の特定画像を結合
した１画像を投影する投影レンズを有することを特徴と
したものである。
ステムにおいて、（ａ）少なくとも２つの光成分を有
し、少なくとも１方の前記光成分が他方の前記光成分と
異なるように偏光された光ビームを発生する光源と、
（ｂ）前記各光成分に関する各特定画像を生成する複数
の偏光変調素子を有する投影システムと、（ｃ）前記複
数の偏光変調素子からの各々の光成分の特定画像を結合
した１画像を投影する投影レンズを有することを特徴と
したものである。
【００７０】さらに本発明は、前記光源は、ランプと、
前記光ビームをプレフィルタで処理して赤色ｐ偏光と緑
色ｓ偏光と青色ｓ偏光とを透過させるために前記ランプ
と前記投影システムとの間に配設したコレステリックカ
ラーフィルタを有するフィルタースタックを有すること
を特徴としたものである。さらに本発明は、前記光源
は、偏光変換器を有することを特徴としたものである。
さらに本発明は、前記偏光変換器は、前記光ビームの略
全部が透過することを特徴としたものである。
前記光ビームをプレフィルタで処理して赤色ｐ偏光と緑
色ｓ偏光と青色ｓ偏光とを透過させるために前記ランプ
と前記投影システムとの間に配設したコレステリックカ
ラーフィルタを有するフィルタースタックを有すること
を特徴としたものである。さらに本発明は、前記光源
は、偏光変換器を有することを特徴としたものである。
さらに本発明は、前記偏光変換器は、前記光ビームの略
全部が透過することを特徴としたものである。
【００７１】さらに本発明は、前記光源は、初期のエタ
ンデュを規定するランプを有し、前記偏光変換器は、前
記初期のエタンデュの２倍以下のエタンデュを有するこ
とを特徴としたものである。さらに本発明は、前記偏光
変換器は、第１のダイクロイックフィルタと、該第１の
ダイクロイックフィルタを補完する第２のダイクロイッ
クフィルタとを有し、前記第１及び第２のダイクロイッ
クフィルタがそれぞれ２枚の１／４波長板の間に挟まれ
て配されていることを特徴としたものである。
ンデュを規定するランプを有し、前記偏光変換器は、前
記初期のエタンデュの２倍以下のエタンデュを有するこ
とを特徴としたものである。さらに本発明は、前記偏光
変換器は、第１のダイクロイックフィルタと、該第１の
ダイクロイックフィルタを補完する第２のダイクロイッ
クフィルタとを有し、前記第１及び第２のダイクロイッ
クフィルタがそれぞれ２枚の１／４波長板の間に挟まれ
て配されていることを特徴としたものである。
【００７２】さらに本発明は、前記偏光変換器は、２つ
の偏光ビームスプリッタを含むことを特徴としたもので
ある。さらに本発明は、前記偏光変換器は、さらに複数
の光入力ポートを有することを特徴としたものである。
さらに本発明は、前記偏光変換器は、さらに少なくとも
２つの偏光ビームスプリッタを含むことを特徴としたも
のである。本発明の上記及び他の目的、特徴及び利点
は、添付の図面を参照し本発明の以下の詳細説明を読め
ば容易に理解できよう。
の偏光ビームスプリッタを含むことを特徴としたもので
ある。さらに本発明は、前記偏光変換器は、さらに複数
の光入力ポートを有することを特徴としたものである。
さらに本発明は、前記偏光変換器は、さらに少なくとも
２つの偏光ビームスプリッタを含むことを特徴としたも
のである。本発明の上記及び他の目的、特徴及び利点
は、添付の図面を参照し本発明の以下の詳細説明を読め
ば容易に理解できよう。
【００７３】
【発明の実施の形態】Ｉ．投影表示システム 図１は、本発明による投影表示システムの一実施例にお
ける構成とその作用とを説明するための概略図である。
投影表示システム８０は、光源８２と投影システム８３
とを含んでいる。投影システム８３は、２つのダイクロ
イックフィルタ（ＤＦ）８４，８６と、２つの偏光ビー
ムスプリッタ（ＰＢＳ）８８，９０とを含んでおり、光
源８２からの入射白色光を赤／緑／青（ＲＧＢ）の成分
に分離し、各々の光ビーム成分を特定の光バルブまたは
液晶表示装置（ＬＣＤ）９２，９４，９６に送る。ＬＣ
Ｄ９２，９４，９６は、各々、１つの光成分用の特定画
像を供給し、各光ビーム成分が特定画像を照射すること
によりカラー画像が得られる。ＬＣＤの表面で反射した
各々のカラー画像成分は、次に再結合され、反射光が投
影レンズ９８に向かう。
ける構成とその作用とを説明するための概略図である。
投影表示システム８０は、光源８２と投影システム８３
とを含んでいる。投影システム８３は、２つのダイクロ
イックフィルタ（ＤＦ）８４，８６と、２つの偏光ビー
ムスプリッタ（ＰＢＳ）８８，９０とを含んでおり、光
源８２からの入射白色光を赤／緑／青（ＲＧＢ）の成分
に分離し、各々の光ビーム成分を特定の光バルブまたは
液晶表示装置（ＬＣＤ）９２，９４，９６に送る。ＬＣ
Ｄ９２，９４，９６は、各々、１つの光成分用の特定画
像を供給し、各光ビーム成分が特定画像を照射すること
によりカラー画像が得られる。ＬＣＤの表面で反射した
各々のカラー画像成分は、次に再結合され、反射光が投
影レンズ９８に向かう。
【００７４】投影システム８３が正常に作動するための
必要条件は、入射照明光における緑と青の成分がｓ偏光
に、赤成分がｐ偏光になるように予めろ波され偏光され
ることである。当業者には知られているように、ｓ偏光
は紙面に垂直方向に直線偏光された電場ベクトルを有し
ており、ｐ偏光は紙面に平行に直線偏光された電場ベク
トルを有している。また、プレフィルタ装置については
後述する。
必要条件は、入射照明光における緑と青の成分がｓ偏光
に、赤成分がｐ偏光になるように予めろ波され偏光され
ることである。当業者には知られているように、ｓ偏光
は紙面に垂直方向に直線偏光された電場ベクトルを有し
ており、ｐ偏光は紙面に平行に直線偏光された電場ベク
トルを有している。また、プレフィルタ装置については
後述する。
【００７５】ダイクロイックフィルタ（ＤＦ）８４，８
６は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）８８，９０と同
様、投影システム８３内で略一直線に配置される。ＤＦ
８４，８６とＤＢＳ８８，９０は、各々がなす直線の中
央点付近で、互いに直線が直交するように配置される。
別の言い方をすれば、これらの光学素子を略Ｘ字状構造
に、即ち、ダイクロイックフィルタと偏光ビームスプリ
ッタとを互いの端縁で隣接させて連結する。被覆面はＸ
字構造において各々一列に整列する。
６は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）８８，９０と同
様、投影システム８３内で略一直線に配置される。ＤＦ
８４，８６とＤＢＳ８８，９０は、各々がなす直線の中
央点付近で、互いに直線が直交するように配置される。
別の言い方をすれば、これらの光学素子を略Ｘ字状構造
に、即ち、ダイクロイックフィルタと偏光ビームスプリ
ッタとを互いの端縁で隣接させて連結する。被覆面はＸ
字構造において各々一列に整列する。
【００７６】投影システム８３において、入射光は先ず
青透過ダイクロイックフィルタ８４に入射する。ダイク
ロイックフィルタ８４では、ｓ偏光青色光は透過する
が、ｓ偏光緑色光とｐ偏光赤色光は反射する。透過した
青色光はＰＢＳ８８に入射し、ｓ偏光であるので青色光
変調器である第１のＬＣＤ光バルブ９６に向けて反射さ
れる。第１のＬＣＤ９６は、供給された電気信号に比例
して偏光の偏光方向を回転させることにより変調する。
反射光は、かようにｓ偏光とｐ偏光との組み合わせであ
る。
青透過ダイクロイックフィルタ８４に入射する。ダイク
ロイックフィルタ８４では、ｓ偏光青色光は透過する
が、ｓ偏光緑色光とｐ偏光赤色光は反射する。透過した
青色光はＰＢＳ８８に入射し、ｓ偏光であるので青色光
変調器である第１のＬＣＤ光バルブ９６に向けて反射さ
れる。第１のＬＣＤ９６は、供給された電気信号に比例
して偏光の偏光方向を回転させることにより変調する。
反射光は、かようにｓ偏光とｐ偏光との組み合わせであ
る。
【００７７】第１のＬＣＤ９６で反射した反射光はＰＢ
Ｓ８８に戻り、ｓ偏光成分は後方の入射照明方向に反射
され、ｐ偏光部分は透過して青反射ダイクロイックフィ
ルタ８６に入射する。このｐ偏光青色光は、第２のダイ
クロイックフィルタ８６で反射して投影レンズ９８を通
過し、例えば投影スクリーンのような画像表示装置に投
射される。
Ｓ８８に戻り、ｓ偏光成分は後方の入射照明方向に反射
され、ｐ偏光部分は透過して青反射ダイクロイックフィ
ルタ８６に入射する。このｐ偏光青色光は、第２のダイ
クロイックフィルタ８６で反射して投影レンズ９８を通
過し、例えば投影スクリーンのような画像表示装置に投
射される。
【００７８】一方、第１のダイクロイックフィルタ８４
で反射した緑と赤の光は、第２のＰＢＳ９０に向かう。
第２のＰＢＳ９０においては、ｐ偏光赤色光は通過して
赤色光変調器である第２のＬＣＤ９２に向かい、ｓ偏光
緑色光は反射して緑色光変調器である第３のＬＣＤ９４
に向かう。第２及び第３のＬＣＤ９２，９４は、それぞ
れの分配光を変調して反射光として第２のＰＢＳ９０に
戻す。第２のＰＢＳ９０では、各ＬＣＤ９２，９４の変
調により得られたｐ偏光緑色光が通過し、ｓ偏光赤色光
が反射して青反射ダイクロイックフィルタ８６に進む。
これらの２つの分配光の他の部分は再び入射照明方向に
戻される。青反射ダイクロイックフィルタ８６は赤色光
と緑色光の両方を通過させるので、これらの２つの光成
分が他の光路からの青色光と一緒になり、投影レンズ９
８を通り画像表示装置に投射される。青反射ダイクロイ
ックフィルタ８６は、本実施例においては画像再結合手
段として機能する。
で反射した緑と赤の光は、第２のＰＢＳ９０に向かう。
第２のＰＢＳ９０においては、ｐ偏光赤色光は通過して
赤色光変調器である第２のＬＣＤ９２に向かい、ｓ偏光
緑色光は反射して緑色光変調器である第３のＬＣＤ９４
に向かう。第２及び第３のＬＣＤ９２，９４は、それぞ
れの分配光を変調して反射光として第２のＰＢＳ９０に
戻す。第２のＰＢＳ９０では、各ＬＣＤ９２，９４の変
調により得られたｐ偏光緑色光が通過し、ｓ偏光赤色光
が反射して青反射ダイクロイックフィルタ８６に進む。
これらの２つの分配光の他の部分は再び入射照明方向に
戻される。青反射ダイクロイックフィルタ８６は赤色光
と緑色光の両方を通過させるので、これらの２つの光成
分が他の光路からの青色光と一緒になり、投影レンズ９
８を通り画像表示装置に投射される。青反射ダイクロイ
ックフィルタ８６は、本実施例においては画像再結合手
段として機能する。
【００７９】図１の構成から明らかなように、各ＬＣＤ
から投影レンズ９８までの光路において、各光路には全
て１つだけのＰＢＳと１つだけのダイクロイックフィル
タが配されている。この構成では、光路長はＬＣＤパネ
ルの表示幅の２倍の最小長まで減少させることができ
る。ここに記述するタイプの投影システムに用いられる
代表的な反射ＬＣＤパネルは、対角線寸法で、通常約７
ｍｍから５ｃｍまでの範囲であって、光路長は、通常、
約１.６ｃｍから１４ｃｍ以上である。しかしながら、
この構成においては、光路中のどのカラーフィルタまた
は偏光要素も交差させる必要がない。従って、図１６及
び図１７の構成と同様に、この投影光路にはいかなるタ
イプの障害物も存在しない。これは重要な性能上の長所
である。また図１の構成は、薄板状のダイクロイックフ
ィルタとＰＢＳを用いて容易に実現でき、キューブプリ
ズム構成に比べてはるかに安価なコスト面の利益をもた
らす。
から投影レンズ９８までの光路において、各光路には全
て１つだけのＰＢＳと１つだけのダイクロイックフィル
タが配されている。この構成では、光路長はＬＣＤパネ
ルの表示幅の２倍の最小長まで減少させることができ
る。ここに記述するタイプの投影システムに用いられる
代表的な反射ＬＣＤパネルは、対角線寸法で、通常約７
ｍｍから５ｃｍまでの範囲であって、光路長は、通常、
約１.６ｃｍから１４ｃｍ以上である。しかしながら、
この構成においては、光路中のどのカラーフィルタまた
は偏光要素も交差させる必要がない。従って、図１６及
び図１７の構成と同様に、この投影光路にはいかなるタ
イプの障害物も存在しない。これは重要な性能上の長所
である。また図１の構成は、薄板状のダイクロイックフ
ィルタとＰＢＳを用いて容易に実現でき、キューブプリ
ズム構成に比べてはるかに安価なコスト面の利益をもた
らす。
【００８０】投影表示システム８０は、図２に示すよう
に、図１の投影システム８３と、この構造を正常に作動
させる入力光の特別な組み合わせを得るに必要なプレフ
ィルタ光学系とを装備した照明装置の特別な態様を含ん
でいる。光源８２は、ランプ１００と、反射鏡１０２
と、ダイクロイックフィルタ（ＤＦ）１０４，１０８
と、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０６，１１０と
を含んでいる。ランプ１００から非偏光の白色光ビーム
が赤色光透過ダイクロイックフィルタ１０４に入射す
る。ランプからの青色光と緑色光は赤色透過ダイクロイ
ックフィルタ１０４で反射し、ＰＢＳ１０６に向かう。
に、図１の投影システム８３と、この構造を正常に作動
させる入力光の特別な組み合わせを得るに必要なプレフ
ィルタ光学系とを装備した照明装置の特別な態様を含ん
でいる。光源８２は、ランプ１００と、反射鏡１０２
と、ダイクロイックフィルタ（ＤＦ）１０４，１０８
と、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０６，１１０と
を含んでいる。ランプ１００から非偏光の白色光ビーム
が赤色光透過ダイクロイックフィルタ１０４に入射す
る。ランプからの青色光と緑色光は赤色透過ダイクロイ
ックフィルタ１０４で反射し、ＰＢＳ１０６に向かう。
【００８１】上記の緑色光と青色光のｓ偏光は、ＰＢＳ
１０６で反射し、赤色光反射ダイクロイックフィルタ１
０８に向かい、緑色光と青色光のｐ偏光はストップ１０
９に吸収される。赤反射ダイクロイックフィルタ１０８
を通過した２つの分配光は、投影システム８３にｓ偏光
青色光とｓ偏光緑色光とを供給する。ダイクロイックフ
ィルタ１０４を透過した非偏光の赤色光は、ＰＢＳ１１
０で偏光され、ｓ偏光成分は反射して赤色光反射ダイク
ロイックフィルタ１０８に向かい、ｐ偏光赤色光成分は
ストップ１１１に吸収される。ｓ偏光赤色光は、ダイク
ロイックフィルタ１１２に入射する前に１／２波長板１
１２を通過し、その際に光の偏光方向が９０度回転し、
ｐ偏光となる。このｐ偏光赤色光は、赤色光反射ダイク
ロイックフィルタ１０８で反射し、投影システム８３へ
入射するｐ偏光赤色光となる。
１０６で反射し、赤色光反射ダイクロイックフィルタ１
０８に向かい、緑色光と青色光のｐ偏光はストップ１０
９に吸収される。赤反射ダイクロイックフィルタ１０８
を通過した２つの分配光は、投影システム８３にｓ偏光
青色光とｓ偏光緑色光とを供給する。ダイクロイックフ
ィルタ１０４を透過した非偏光の赤色光は、ＰＢＳ１１
０で偏光され、ｓ偏光成分は反射して赤色光反射ダイク
ロイックフィルタ１０８に向かい、ｐ偏光赤色光成分は
ストップ１１１に吸収される。ｓ偏光赤色光は、ダイク
ロイックフィルタ１１２に入射する前に１／２波長板１
１２を通過し、その際に光の偏光方向が９０度回転し、
ｐ偏光となる。このｐ偏光赤色光は、赤色光反射ダイク
ロイックフィルタ１０８で反射し、投影システム８３へ
入射するｐ偏光赤色光となる。
【００８２】このプレフィルタ光学系は、全く標準的で
安価なフィルタ素子を用いて実現できる利点を有する。
この装置の１つの欠点は、ＰＢＳ１０６，１１０と、ス
トップ１０９，１１１とを各々通過する分配光が吸収さ
れ失われることである。この光は、ランプ１００からの
全出力光の半分である。この光損失レベルは、偏光変換
器またはリサイクラを使用しないＬＣＤ投影システムに
特有のものである。第２の欠点は、プレフィルタ光学系
により追加される寸法が、全体のシステムのサイズを増
大させることである。完全なシステムのサイズは、簡単
なプレートフィルタとＰＢＳを使用しているので、図１
４の原反射構造よりは小さいが、図２と図３の構成より
かなり大きい。
安価なフィルタ素子を用いて実現できる利点を有する。
この装置の１つの欠点は、ＰＢＳ１０６，１１０と、ス
トップ１０９，１１１とを各々通過する分配光が吸収さ
れ失われることである。この光は、ランプ１００からの
全出力光の半分である。この光損失レベルは、偏光変換
器またはリサイクラを使用しないＬＣＤ投影システムに
特有のものである。第２の欠点は、プレフィルタ光学系
により追加される寸法が、全体のシステムのサイズを増
大させることである。完全なシステムのサイズは、簡単
なプレートフィルタとＰＢＳを使用しているので、図１
４の原反射構造よりは小さいが、図２と図３の構成より
かなり大きい。
【００８３】このサイズ問題は、図３及び図４に示すよ
うなプレフィルタ光学系の他の実施例において解決され
る。図３は、光源フィルタスタックの実施例を示す図で
ある。フィルタスタック１１３は特別に設計されたコレ
ステリックカラーフィルタ１１４，１１６，１１８を用
いている。コレステリック結晶は、渦巻き状に旋回した
分子配列を有する化学構造物質である。これらの材料
は、コレステリックの渦巻き線のピッチに等しい波長の
光を、その光がコレステリックの渦巻き線の方向と同じ
回転方向を有する円偏光であれば全反射する光学特性を
有している。かように、コレステリックフィルタは、１
色光の左又は右回りの円偏光成分を反射し、逆（右又は
左）回りの円偏光成分を透過させるように設定すること
ができる。このコレステリックフィルタは、他の色光に
は影響を与えずにいずれの旋光方向の偏光も通過させ
る。コレステリック材の化学構造は、この反射特性をか
なり広い波長範囲に拡大できる様に操作することが可能
である。この帯域は、反射される光部分に対し任意所望
のカラーパスバンドになる様に調節できる。
うなプレフィルタ光学系の他の実施例において解決され
る。図３は、光源フィルタスタックの実施例を示す図で
ある。フィルタスタック１１３は特別に設計されたコレ
ステリックカラーフィルタ１１４，１１６，１１８を用
いている。コレステリック結晶は、渦巻き状に旋回した
分子配列を有する化学構造物質である。これらの材料
は、コレステリックの渦巻き線のピッチに等しい波長の
光を、その光がコレステリックの渦巻き線の方向と同じ
回転方向を有する円偏光であれば全反射する光学特性を
有している。かように、コレステリックフィルタは、１
色光の左又は右回りの円偏光成分を反射し、逆（右又は
左）回りの円偏光成分を透過させるように設定すること
ができる。このコレステリックフィルタは、他の色光に
は影響を与えずにいずれの旋光方向の偏光も通過させ
る。コレステリック材の化学構造は、この反射特性をか
なり広い波長範囲に拡大できる様に操作することが可能
である。この帯域は、反射される光部分に対し任意所望
のカラーパスバンドになる様に調節できる。
【００８４】フィルタスタック１１３のプレフィルタの
動作を以下に説明する。非偏光の白色光が左側からフィ
ルタスタックに入射する。第１のフィルタ１１４は、赤
色光の右円偏光成分を反射し、赤色光の左円偏光成分と
緑色光と青色光の全円偏光を通過させるように設計され
ている。第２のフィルタ１１６は、緑色光の左円偏光成
分を反射するように設計されている。緑色光の右円偏光
成分は、赤色光の左円偏光成分と未偏光の青色光と共に
通過する。第３のフィルタ１１８は、青色光の左円偏光
成分を反射し、青色光の右円偏光成分と入射光の残り部
分、即ち、緑色光の右円偏光成分と赤色光の左円偏光成
分とを通過させるように設計されている。
動作を以下に説明する。非偏光の白色光が左側からフィ
ルタスタックに入射する。第１のフィルタ１１４は、赤
色光の右円偏光成分を反射し、赤色光の左円偏光成分と
緑色光と青色光の全円偏光を通過させるように設計され
ている。第２のフィルタ１１６は、緑色光の左円偏光成
分を反射するように設計されている。緑色光の右円偏光
成分は、赤色光の左円偏光成分と未偏光の青色光と共に
通過する。第３のフィルタ１１８は、青色光の左円偏光
成分を反射し、青色光の右円偏光成分と入射光の残り部
分、即ち、緑色光の右円偏光成分と赤色光の左円偏光成
分とを通過させるように設計されている。
【００８５】円偏光は、１／４波長板１２０を通過させ
ることにより直線偏光に変換することができる。右円偏
光は、波長板材料の結晶光学軸に対し＋４５度の偏光方
向を持つ直線偏光として１／４波長板１２０を出射す
る。左円偏光は、１／４波長板１２０を直線偏光として
出射するが、その偏光方向は波長板の結晶光学軸に対し
−４５度となる。かように，１／４波長板の軸を正しく
配すれば、右円偏光の緑色光と青色光はｓ偏光として出
射し、左円偏光の赤色光はｐ偏光として出射する。これ
は、投影構造の画像形成部分が所望する入力状態であ
る。
ることにより直線偏光に変換することができる。右円偏
光は、波長板材料の結晶光学軸に対し＋４５度の偏光方
向を持つ直線偏光として１／４波長板１２０を出射す
る。左円偏光は、１／４波長板１２０を直線偏光として
出射するが、その偏光方向は波長板の結晶光学軸に対し
−４５度となる。かように，１／４波長板の軸を正しく
配すれば、右円偏光の緑色光と青色光はｓ偏光として出
射し、左円偏光の赤色光はｐ偏光として出射する。これ
は、投影構造の画像形成部分が所望する入力状態であ
る。
【００８６】図４のシステムは、完全な投影表示システ
ム８０を実現するために、プレフィルタスタック１１３
をランプ１００を構成要素とする光源８２の後に使用し
ている。投影表示システム８０は、図２に示す多くの通
常構成品を使用した装置よりかなり小さい。この実施形
態の主たる利点は、サイズが小さいことである。この構
成は、コレステリックフィルタがパスバンド内の未偏光
の光の半分を反射するので、図２の構成と同様な光損失
の問題を抱えている。これも、また多くの液晶表示装置
に特有の問題である。もう１つの欠点は，コレステリッ
ク材の未熟さである。現時点において、フィルタ材料が
ダイクロイックフィルタ及び偏光ビームスプリッタに使
用される誘電スタック材料と同じくらい有効か、或いは
耐久性があるかについては明らかでない。図４のシステ
ムは、これらの質問に十分な回答が与えられるならば、
好適な実施態様である。
ム８０を実現するために、プレフィルタスタック１１３
をランプ１００を構成要素とする光源８２の後に使用し
ている。投影表示システム８０は、図２に示す多くの通
常構成品を使用した装置よりかなり小さい。この実施形
態の主たる利点は、サイズが小さいことである。この構
成は、コレステリックフィルタがパスバンド内の未偏光
の光の半分を反射するので、図２の構成と同様な光損失
の問題を抱えている。これも、また多くの液晶表示装置
に特有の問題である。もう１つの欠点は，コレステリッ
ク材の未熟さである。現時点において、フィルタ材料が
ダイクロイックフィルタ及び偏光ビームスプリッタに使
用される誘電スタック材料と同じくらい有効か、或いは
耐久性があるかについては明らかでない。図４のシステ
ムは、これらの質問に十分な回答が与えられるならば、
好適な実施態様である。
【００８７】システム８０における投影システム８３の
実施例は、好ましい態様である。但し、色光及び偏光の
配置方法には複数の代案がある。一例を挙げれば、図１
中の第１のダイクロイックフィルタ８４を赤色光透過型
に変更し、第２のダイクロイックフィルタ８６を赤色光
反射型に変更し、プレフィルタでは緑色光と赤色光をｓ
偏光に、青色光をｐ偏光にする。この場合、赤色光と緑
色光を変調しているＬＣＤ９２とＬＣＤ９６の役割が逆
になる。その他のすべての点に関しては、図１のシステ
ムと同じである。しかしながら、このタイプのシステム
を、緑色光を変調するＬＣＤを有する緑色光反射及び緑
色光透過ダイクロイックフィルタと共に組み立てること
は望ましくない。
実施例は、好ましい態様である。但し、色光及び偏光の
配置方法には複数の代案がある。一例を挙げれば、図１
中の第１のダイクロイックフィルタ８４を赤色光透過型
に変更し、第２のダイクロイックフィルタ８６を赤色光
反射型に変更し、プレフィルタでは緑色光と赤色光をｓ
偏光に、青色光をｐ偏光にする。この場合、赤色光と緑
色光を変調しているＬＣＤ９２とＬＣＤ９６の役割が逆
になる。その他のすべての点に関しては、図１のシステ
ムと同じである。しかしながら、このタイプのシステム
を、緑色光を変調するＬＣＤを有する緑色光反射及び緑
色光透過ダイクロイックフィルタと共に組み立てること
は望ましくない。
【００８８】緑色光用ダイクロイックフィルタは可視ス
ペクトルにおいて２つの帯域エッジ、即ち赤と緑を分離
する帯域エッジと青と緑を分離する帯域エッジとを有し
ている。これらの帯域エッジの位置は、光の偏光に高い
依存性を有する。緑色光用ダイクロイックフィルタを使
用する場合、赤色光又は青色光の何れかは緑色光とは反
対の状態に偏光され、２つの異なる偏光状態間の帯域エ
ッジにおいて、ろ波の制御が不十分になる。
ペクトルにおいて２つの帯域エッジ、即ち赤と緑を分離
する帯域エッジと青と緑を分離する帯域エッジとを有し
ている。これらの帯域エッジの位置は、光の偏光に高い
依存性を有する。緑色光用ダイクロイックフィルタを使
用する場合、赤色光又は青色光の何れかは緑色光とは反
対の状態に偏光され、２つの異なる偏光状態間の帯域エ
ッジにおいて、ろ波の制御が不十分になる。
【００８９】図１のシステムにおいて、青色光用ダイク
ロイックフィルタを使用し、両フィルタの帯域エッジで
青色光と緑色光を分離する。これらの分配光を最初に青
色光透過ダイクロイックフィルタで分離し、次に青色光
反射ダイクロイックフィルタで再結合する場合、両分配
光とも同じ偏光となる。両フィルタの帯域エッジにおけ
るろ波は、従って良好に制御できる。赤色光用ダイクロ
イックフィルタを用いる場合も同様である。
ロイックフィルタを使用し、両フィルタの帯域エッジで
青色光と緑色光を分離する。これらの分配光を最初に青
色光透過ダイクロイックフィルタで分離し、次に青色光
反射ダイクロイックフィルタで再結合する場合、両分配
光とも同じ偏光となる。両フィルタの帯域エッジにおけ
るろ波は、従って良好に制御できる。赤色光用ダイクロ
イックフィルタを用いる場合も同様である。
【００９０】図５の投影表示システム１２２は、投影シ
ステム１２４を含んでいる。この投影システム１２４
は、投影システム８３の構成品に加えて、青透過ダイク
ロイックフィルタ１２６を投影レンズの直前に、図４の
青反射ダイクロイックフィルタ８６に代えて配置してい
る。その結果、再結合された光成分の投影システム１２
４からの出射方向は、図４の投影システム８３の出射方
向と９０度異なっている。この実施形態は、いくつかの
製品にパッケージの面で利点をもたらすことができる。
図５の第１の青透過フィルタ８４は、その帯域エッジで
ｓ偏光に変換された青色光と緑色光を分離し、第２の青
透過フィルタ１２６は、ｐ偏光された青色光と緑色光を
再結合するために使用されていることに注意すべきであ
る。前節に記した理由により、これらのフィルタは同一
ではない。
ステム１２４を含んでいる。この投影システム１２４
は、投影システム８３の構成品に加えて、青透過ダイク
ロイックフィルタ１２６を投影レンズの直前に、図４の
青反射ダイクロイックフィルタ８６に代えて配置してい
る。その結果、再結合された光成分の投影システム１２
４からの出射方向は、図４の投影システム８３の出射方
向と９０度異なっている。この実施形態は、いくつかの
製品にパッケージの面で利点をもたらすことができる。
図５の第１の青透過フィルタ８４は、その帯域エッジで
ｓ偏光に変換された青色光と緑色光を分離し、第２の青
透過フィルタ１２６は、ｐ偏光された青色光と緑色光を
再結合するために使用されていることに注意すべきであ
る。前節に記した理由により、これらのフィルタは同一
ではない。
【００９１】II．スペクトル分布偏光変換器 本発明は、さらに、光を２つの個別の光成分で各成分が
異なる偏光を有する光成分に変換する方法と装置を提供
する。ここで使用する光成分は、赤、青及び緑の光成分
のような異なる色またはスペクトル帯域幅を意味する。
偏光を用いる投影表示システムに必要なプレフィルタ処
理に関連し、前述したように、システムのスループット
は、偏光変換器を用いることにより改善できる。本発明
の投影システムは、１つの光成分をもう１つの光成分の
偏光とは異なるように偏光させることを要求するが、従
来の偏光変換器では要求される偏光が供給されない。異
なる偏光は、その偏光方向に９０度の方位差を有するの
が好ましいが、所望ならば、任意の他の角度または相対
関係とすることができる。また、右及び左円偏光を使用
してもよい。各々の光成分に対し、任意の組みの波長範
囲を、所望に応じて使用できることも理解されよう。ま
た、任意数の光成分を同様に所望に応じて使用できる。
従って、本発明は、さらに、各光成分毎にプレフィルタ
で処理して必要な偏光を供給するスペクトル分布偏光変
換器を供給する。
異なる偏光を有する光成分に変換する方法と装置を提供
する。ここで使用する光成分は、赤、青及び緑の光成分
のような異なる色またはスペクトル帯域幅を意味する。
偏光を用いる投影表示システムに必要なプレフィルタ処
理に関連し、前述したように、システムのスループット
は、偏光変換器を用いることにより改善できる。本発明
の投影システムは、１つの光成分をもう１つの光成分の
偏光とは異なるように偏光させることを要求するが、従
来の偏光変換器では要求される偏光が供給されない。異
なる偏光は、その偏光方向に９０度の方位差を有するの
が好ましいが、所望ならば、任意の他の角度または相対
関係とすることができる。また、右及び左円偏光を使用
してもよい。各々の光成分に対し、任意の組みの波長範
囲を、所望に応じて使用できることも理解されよう。ま
た、任意数の光成分を同様に所望に応じて使用できる。
従って、本発明は、さらに、各光成分毎にプレフィルタ
で処理して必要な偏光を供給するスペクトル分布偏光変
換器を供給する。
【００９２】図６を参照する。第１ステップは、未偏光
の少なくとも２つの光成分を有する光ビームを生成す
る。第２ステップは、その光を異なる偏光を有する２つ
の光成分（ｓ偏光，ｐ偏光）に分離し、略全部の光ビー
ムを透過させる。上記の第２ステップは、種々の方法で
実行することができる。１つの方法は、光を先ず第１の
偏光を有する第１の偏光成分と第２の偏光を有する第２
の偏光成分とに分離する。次に第１偏光成分を、スペク
トルで第１光成分と第２光成分に分離する。第１光成分
の偏光を次に反対の第２偏光に変換する。同様にして、
第２光成分をスペクトルで第１光成分と第２光成分に分
離する。第１光成分の偏光を次に第１偏光に変換する。
この結果、第１光成分は全光が第２偏光を有し、第２光
成分は全光が第１偏光を有する。
の少なくとも２つの光成分を有する光ビームを生成す
る。第２ステップは、その光を異なる偏光を有する２つ
の光成分（ｓ偏光，ｐ偏光）に分離し、略全部の光ビー
ムを透過させる。上記の第２ステップは、種々の方法で
実行することができる。１つの方法は、光を先ず第１の
偏光を有する第１の偏光成分と第２の偏光を有する第２
の偏光成分とに分離する。次に第１偏光成分を、スペク
トルで第１光成分と第２光成分に分離する。第１光成分
の偏光を次に反対の第２偏光に変換する。同様にして、
第２光成分をスペクトルで第１光成分と第２光成分に分
離する。第１光成分の偏光を次に第１偏光に変換する。
この結果、第１光成分は全光が第２偏光を有し、第２光
成分は全光が第１偏光を有する。
【００９３】図６に示す方法を実施するために幾つかの
光学システムを採用することができる。図７は、かよう
な簡単な光学システムの一例を示す構成概略図である。
偏光変換器２００は、赤と緑と青の光成分を有する非偏
光の白色光を発生する光源２０２と共に使用する。この
偏光変換器２００は、白色光を異なる偏向状態を有する
少なくとも２つの色光成分に分離する光学素子アレイを
有している。白色光は先ず偏光ビームスプリッタ２０６
に入射する。この偏光ビームスプリッタ２０６は、ｓ偏
光を反射し、ｐ偏光を透過させる。
光学システムを採用することができる。図７は、かよう
な簡単な光学システムの一例を示す構成概略図である。
偏光変換器２００は、赤と緑と青の光成分を有する非偏
光の白色光を発生する光源２０２と共に使用する。この
偏光変換器２００は、白色光を異なる偏向状態を有する
少なくとも２つの色光成分に分離する光学素子アレイを
有している。白色光は先ず偏光ビームスプリッタ２０６
に入射する。この偏光ビームスプリッタ２０６は、ｓ偏
光を反射し、ｐ偏光を透過させる。
【００９４】透過したｐ偏光成分は、次に、第１のダイ
クロイックフィルタ２０８に入射し、青と緑の光成分が
反射し、かつ赤色の光成分が透過する。赤色光成分は、
さらに４５度の角度でアラインされた反射鏡２１０に入
射して反射する。赤色光成分は次に１／２波長板２１２
に入射し、ｐ偏光からｓ偏光に変換されて出射する。同
様に、偏光ビームスプリッタ２０６で反射したｓ偏光
は、第２のダイクロイックフィルタ２１４に入射し、緑
と青の光成分が反射し、赤の光成分が透過する。反射し
た青と緑の光成分は、反射鏡２１６に向かい、そこでさ
らに反射して次に、１／２波長板２１８を通過する。こ
の１／２波長板２１８は、青と緑の光成分の偏光方向を
ｓ偏光からｐ偏光に変換する。
クロイックフィルタ２０８に入射し、青と緑の光成分が
反射し、かつ赤色の光成分が透過する。赤色光成分は、
さらに４５度の角度でアラインされた反射鏡２１０に入
射して反射する。赤色光成分は次に１／２波長板２１２
に入射し、ｐ偏光からｓ偏光に変換されて出射する。同
様に、偏光ビームスプリッタ２０６で反射したｓ偏光
は、第２のダイクロイックフィルタ２１４に入射し、緑
と青の光成分が反射し、赤の光成分が透過する。反射し
た青と緑の光成分は、反射鏡２１６に向かい、そこでさ
らに反射して次に、１／２波長板２１８を通過する。こ
の１／２波長板２１８は、青と緑の光成分の偏光方向を
ｓ偏光からｐ偏光に変換する。
【００９５】各分離光成分は、次に光学素子アレイ２０
４を出射し、被照明対象に向かう。なお、このアレイは
他の光学システムでも実現することができる。図７から
判る様に、光学素子アレイ２０４は、光学素子自体を通
過又は反射するために生じる伝送による光損失を除き、
光源２０２が出射する殆ど全ての光を通過させる。かよ
うに、光源２０２が出射する略全ての光が光学素子アレ
イを通過する。図から明らかな様に、図７の光学素子ア
レイは、光源２０２のエタンデュを４倍に増大させる。
４を出射し、被照明対象に向かう。なお、このアレイは
他の光学システムでも実現することができる。図７から
判る様に、光学素子アレイ２０４は、光学素子自体を通
過又は反射するために生じる伝送による光損失を除き、
光源２０２が出射する殆ど全ての光を通過させる。かよ
うに、光源２０２が出射する略全ての光が光学素子アレ
イを通過する。図から明らかな様に、図７の光学素子ア
レイは、光源２０２のエタンデュを４倍に増大させる。
【００９６】図８は、さらに効率のよいスペクトル分布
偏光変換器２３０を示す図である。光源２３２から出射
した光は光学素子アレイ２３４に入射し、第１の偏光ビ
ームスプリッタ２３６によってｓ偏光とｐ偏光に分離さ
れる。分離面を通過してｐ偏光された白色光は偏光ビー
ムスプリッタ２３６を出射し、第１の１／４波長板２３
８を通過して円偏光となる。この光は次に第１のダイク
ロイックフィルタ２４０に入射し、青と緑の光成分が反
射し、赤の光成分が通過する。反射した青と緑の光成分
は、第１の１／４波長板２３８を逆方向から通過して直
線偏光に戻るが、第１の１／４波長板２３８を２回通過
するために９０度回転してｓ偏光となる。青と緑の光成
分は第１のビームスプリッタ２３６の分離面に戻り、そ
の分離面で反射して第１の偏光ビームスプリッタ２３６
を出射し、被照明対象２５８に入射する。
偏光変換器２３０を示す図である。光源２３２から出射
した光は光学素子アレイ２３４に入射し、第１の偏光ビ
ームスプリッタ２３６によってｓ偏光とｐ偏光に分離さ
れる。分離面を通過してｐ偏光された白色光は偏光ビー
ムスプリッタ２３６を出射し、第１の１／４波長板２３
８を通過して円偏光となる。この光は次に第１のダイク
ロイックフィルタ２４０に入射し、青と緑の光成分が反
射し、赤の光成分が通過する。反射した青と緑の光成分
は、第１の１／４波長板２３８を逆方向から通過して直
線偏光に戻るが、第１の１／４波長板２３８を２回通過
するために９０度回転してｓ偏光となる。青と緑の光成
分は第１のビームスプリッタ２３６の分離面に戻り、そ
の分離面で反射して第１の偏光ビームスプリッタ２３６
を出射し、被照明対象２５８に入射する。
【００９７】第１のダイクロイックフィルタ２４０を透
過した赤の光成分は、第１の１／４波長板２３８と光学
軸をアラインさせた第２の１／４波長板２４２を通過す
る。第２の１／４波長板２４２を通過した赤の光成分も
ｓ偏光になっている。このｓ偏光の赤色光成分は、第２
の偏光ビームスプリッタ２５４に入射し、その分離面で
反射して第２の偏光ビームスプリッタ２５４から出射す
る。この光成分は、次に１／２波長板２５６で９０度偏
光面を回転されて通過し、被照明対象を照射する。
過した赤の光成分は、第１の１／４波長板２３８と光学
軸をアラインさせた第２の１／４波長板２４２を通過す
る。第２の１／４波長板２４２を通過した赤の光成分も
ｓ偏光になっている。このｓ偏光の赤色光成分は、第２
の偏光ビームスプリッタ２５４に入射し、その分離面で
反射して第２の偏光ビームスプリッタ２５４から出射す
る。この光成分は、次に１／２波長板２５６で９０度偏
光面を回転されて通過し、被照明対象を照射する。
【００９８】一方、光源２３２から出射したｓ偏光の光
は第１の偏光ビームスプリッタ２３６の分離面で反射す
る。このｓ偏光の光は第１の偏光ビームスプリッタ２３
６を出射して、第３の１／４波長板２４４に入り、円偏
光となって通過する。この光は、次に、第２のダイクロ
イックフィルタ２４６に入射し、ここで赤の光成分は反
射し、青と緑の光成分は通過する。反射した赤色光成分
は、第３の１／４波長板２４４を逆方向に通過してｐ偏
光に変換される。この赤色光成分は、第１の偏光ビーム
スプリッタ２３６の分離面に戻り、第１の１／４波長板
２３８と第１のダイクロイックフィルタ２４０とのスタ
ックから反射したｓ偏光の青と緑の光成分と結合する。
ｐ偏光の赤色光成分は、第１の偏光ビームスプリッタ２
３６から出射して、ｓ偏光した青と緑の光成分と同じ被
照明対象２５８を照射する。
は第１の偏光ビームスプリッタ２３６の分離面で反射す
る。このｓ偏光の光は第１の偏光ビームスプリッタ２３
６を出射して、第３の１／４波長板２４４に入り、円偏
光となって通過する。この光は、次に、第２のダイクロ
イックフィルタ２４６に入射し、ここで赤の光成分は反
射し、青と緑の光成分は通過する。反射した赤色光成分
は、第３の１／４波長板２４４を逆方向に通過してｐ偏
光に変換される。この赤色光成分は、第１の偏光ビーム
スプリッタ２３６の分離面に戻り、第１の１／４波長板
２３８と第１のダイクロイックフィルタ２４０とのスタ
ックから反射したｓ偏光の青と緑の光成分と結合する。
ｐ偏光の赤色光成分は、第１の偏光ビームスプリッタ２
３６から出射して、ｓ偏光した青と緑の光成分と同じ被
照明対象２５８を照射する。
【００９９】第２のダイクロイックフィルタ２４６を通
過した青と緑の光成分は、第３の１／４波長板２４４と
光学軸をアラインさせた第４の１／４波長板２４８をｐ
偏光となって通過する。青と緑の光成分は、次に、２枚
の反射鏡２５０、２５２で反射し、第２の偏光ビームス
プリッタ２５４に向かう。かように、第２のダイクロイ
ックフィルタ２４６を第１及び第２の偏光ビームスプリ
ッタ２３６、２５４の間の光路上に配設している。これ
らの青と緑の光成分はｐ偏光であるので、第２の偏光ビ
ームスプリッタ２５４の分離面を通過し、第１のダイク
ロイックフィルタ２４０を通過したｓ偏光の赤色光成分
と結合する。青と緑の光成分は第２の偏光ビームスプリ
ッタ２５４から出射し、次に１／２波長板２５６でｓ偏
光に変換されて出射し、ｐ偏光の赤色光成分と同じ被照
明対象２５８を照射する。
過した青と緑の光成分は、第３の１／４波長板２４４と
光学軸をアラインさせた第４の１／４波長板２４８をｐ
偏光となって通過する。青と緑の光成分は、次に、２枚
の反射鏡２５０、２５２で反射し、第２の偏光ビームス
プリッタ２５４に向かう。かように、第２のダイクロイ
ックフィルタ２４６を第１及び第２の偏光ビームスプリ
ッタ２３６、２５４の間の光路上に配設している。これ
らの青と緑の光成分はｐ偏光であるので、第２の偏光ビ
ームスプリッタ２５４の分離面を通過し、第１のダイク
ロイックフィルタ２４０を通過したｓ偏光の赤色光成分
と結合する。青と緑の光成分は第２の偏光ビームスプリ
ッタ２５４から出射し、次に１／２波長板２５６でｓ偏
光に変換されて出射し、ｐ偏光の赤色光成分と同じ被照
明対象２５８を照射する。
【０１００】図８に示した構成は、光源２３２からの赤
色光を全てｓ偏光に変換する。この構成から明らかな様
に、従来の偏光変換器と同様に、この変換プロセスでエ
タンデュが２倍になる。この構成において、種々の構成
要素を傾斜させることにより、２つの照明光成分を一緒
にすることができる。この結果、被照明領域の面積が、
原ランプ出力光の面積と同じになる。これは、また、照
明の角度範囲を増大させ、エタンデュを再度２倍にす
る。
色光を全てｓ偏光に変換する。この構成から明らかな様
に、従来の偏光変換器と同様に、この変換プロセスでエ
タンデュが２倍になる。この構成において、種々の構成
要素を傾斜させることにより、２つの照明光成分を一緒
にすることができる。この結果、被照明領域の面積が、
原ランプ出力光の面積と同じになる。これは、また、照
明の角度範囲を増大させ、エタンデュを再度２倍にす
る。
【０１０１】フライズアイ照明光学素子を有するプロジ
ェクタに適用するに適したこのコンセプトの別の実施形
態を図９及び図１０に示す。この構成において、変換器
２６０は、図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）の従来の変換
器と同様に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２６６ａ
−２６６ｇのスタックにより構成された光学素子アレイ
２６４を有している。図９及び図１０において、入力部
２６２ａからビームスプリッタスタック２６６に入射し
た光は２つの白色光偏光状態に分割される。ＰＢＳ２６
６ｂの分離面を通過するｐ偏光は、アラインした１／４
波長板２７０ａ、２７４ａと赤色光反射ダイクロイック
フィルタ２７２ａのスタックに入射する。
ェクタに適用するに適したこのコンセプトの別の実施形
態を図９及び図１０に示す。この構成において、変換器
２６０は、図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）の従来の変換
器と同様に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２６６ａ
−２６６ｇのスタックにより構成された光学素子アレイ
２６４を有している。図９及び図１０において、入力部
２６２ａからビームスプリッタスタック２６６に入射し
た光は２つの白色光偏光状態に分割される。ＰＢＳ２６
６ｂの分離面を通過するｐ偏光は、アラインした１／４
波長板２７０ａ、２７４ａと赤色光反射ダイクロイック
フィルタ２７２ａのスタックに入射する。
【０１０２】ダイクロイックフィルタ２７２ａを通過し
た青と緑の光成分は、２枚の１／４波長板２７０ａ、２
７４ａの作用により、ｓ偏光として出射する。ダイクロ
イックフィルタ２７２ａで反射した赤色光成分もｓ偏光
に変換されている。この赤色光成分は、ＰＢＳ２６６ｂ
の分離面に戻り、次のビーム分離部内のＰＢＳ２６２ａ
の分離面で反射される。赤色光成分は、再びＰＢＳ２６
６ａの分離面で反射し、本図の左側に進行する。この赤
色光成分は、次に１／４波長板２７６ａを通過し、金属
反射鏡２７８ａで反射し、１／４波長板２７６ａを逆方
向から通過して再びＰＢＳ２６６ａに入る。このとき赤
色光成分は１／４波長板２７６ａの作用により偏光方向
が回転し、ｐ偏光になっている。この赤色光成分はＰＢ
Ｓ２６６ａの分離面を通過し、所望のｐ偏光の赤色光成
分としてＰＢＳから出射する。
た青と緑の光成分は、２枚の１／４波長板２７０ａ、２
７４ａの作用により、ｓ偏光として出射する。ダイクロ
イックフィルタ２７２ａで反射した赤色光成分もｓ偏光
に変換されている。この赤色光成分は、ＰＢＳ２６６ｂ
の分離面に戻り、次のビーム分離部内のＰＢＳ２６２ａ
の分離面で反射される。赤色光成分は、再びＰＢＳ２６
６ａの分離面で反射し、本図の左側に進行する。この赤
色光成分は、次に１／４波長板２７６ａを通過し、金属
反射鏡２７８ａで反射し、１／４波長板２７６ａを逆方
向から通過して再びＰＢＳ２６６ａに入る。このとき赤
色光成分は１／４波長板２７６ａの作用により偏光方向
が回転し、ｐ偏光になっている。この赤色光成分はＰＢ
Ｓ２６６ａの分離面を通過し、所望のｐ偏光の赤色光成
分としてＰＢＳから出射する。
【０１０３】一方、ＰＢＳ２６６ｂの分離面で反射した
ｓ偏光の白色光は、次の下方のＰＢＳ２６６ｃの分離面
で再び反射し、１／４波長板２８０ａ，２８４ａとダイ
クロイックフィルタ２８２ａにより構成される他の１／
４波長板／ダイクロイックフィルタスタックのアライメ
ントに入射する。このスタックのダイクロイックフィル
タ２８２ａは、赤色光成分を通過させ、緑と青の光成分
を反射し、１／４波長板２８０ａ，２８４ａはこれら３
成分を全てｐ偏光に変換する。ダイクロイックフィルタ
２８２ａを透過した赤色光成分は、所望のｐ偏光の赤色
光の残りである。第２ダイクロイックフィルタ２８２ａ
で反射した青と緑の光成分は、先ずＰＢＳ２６６ｃの分
離面を通り、次に１／４波長板２７６ｂを通って金属反
射鏡２７８ｂで反射し、１／４波長板２７６ｂを通って
ｓ偏光に変換される。１／４波長板２７６ｂを通過後、
ｓ偏光の青と緑の光成分はＰＢＳ２６６ｃ，２６６ｄの
２つ以上の分離面を通り、所望のｓ偏光に変換された緑
と青の光成分の残部として出射する。
ｓ偏光の白色光は、次の下方のＰＢＳ２６６ｃの分離面
で再び反射し、１／４波長板２８０ａ，２８４ａとダイ
クロイックフィルタ２８２ａにより構成される他の１／
４波長板／ダイクロイックフィルタスタックのアライメ
ントに入射する。このスタックのダイクロイックフィル
タ２８２ａは、赤色光成分を通過させ、緑と青の光成分
を反射し、１／４波長板２８０ａ，２８４ａはこれら３
成分を全てｐ偏光に変換する。ダイクロイックフィルタ
２８２ａを透過した赤色光成分は、所望のｐ偏光の赤色
光の残りである。第２ダイクロイックフィルタ２８２ａ
で反射した青と緑の光成分は、先ずＰＢＳ２６６ｃの分
離面を通り、次に１／４波長板２７６ｂを通って金属反
射鏡２７８ｂで反射し、１／４波長板２７６ｂを通って
ｓ偏光に変換される。１／４波長板２７６ｂを通過後、
ｓ偏光の青と緑の光成分はＰＢＳ２６６ｃ，２６６ｄの
２つ以上の分離面を通り、所望のｓ偏光に変換された緑
と青の光成分の残部として出射する。
【０１０４】同様に、変換器２６０は、１／４波長板２
７６ｂ，２７４ｂと、ダイクロイックフィルタ２７２ｂ
と、１／４波長板２７６ｃと、ダイクロイックフィルタ
２８２ｂを有し、前述の同じ参照番号の類似素子と同様
に作用する。図から明らかなように、種々の光学素子を
使用し、２６２ａ，２６２ｂのような追加入力光を準備
することができる。
７６ｂ，２７４ｂと、ダイクロイックフィルタ２７２ｂ
と、１／４波長板２７６ｃと、ダイクロイックフィルタ
２８２ｂを有し、前述の同じ参照番号の類似素子と同様
に作用する。図から明らかなように、種々の光学素子を
使用し、２６２ａ，２６２ｂのような追加入力光を準備
することができる。
【０１０５】上記の実施形態において、単一入力に対し
て４つの偏光部があり、出力は４つの別個の成分を有す
る。この出力のエタンデュは、入力の大きさの４倍であ
る。しかしながら、図９及び図１０の構成は、非偏光の
白色光用の２つの入力２６２ａ，２６２ｂを有してい
る。ビームスプリッタ、波長板、ダイクロイックフィル
タ及び金属反射鏡の動作は、この第２の入力部２６２ｂ
の場合も前記第１入力の場合と同じである。この組み合
わせにおいて、図示したように、ビームスプリッタの１
つ、即ち、ＰＢＳ２６６ｄにおける動作が重なってい
る。ｓ偏光の緑と青の光成分は、第２入力２６２ｂから
のｐ偏光の赤色光成分と結合する。光源からの全ての光
が集められて２つの入力に送り込まれるならば、結果と
して生じるエタンデュの変化は、４：１の増加よりも大
きい７：２の増加となる。３つの光入力を使用する場
合、増加は１０：３になり、Ｎ個の入力に対する一般的
な結果は３Ｎ＋１：Ｎの増加になる。かように、多数の
セグメントの場合、エタンデュは、３の因数である。フ
ライズアイレンズ照明装置における代表的な光入力数
は、６または８であり、従ってエタンデュの増加は、何
れの場合も約３．２である。これは従来の偏光変換器の
大きさの増加の２倍よりも大きいが、ＬＣＤパネル用及
び非常に小さいアークソースと共に使用して有用であ
る。
て４つの偏光部があり、出力は４つの別個の成分を有す
る。この出力のエタンデュは、入力の大きさの４倍であ
る。しかしながら、図９及び図１０の構成は、非偏光の
白色光用の２つの入力２６２ａ，２６２ｂを有してい
る。ビームスプリッタ、波長板、ダイクロイックフィル
タ及び金属反射鏡の動作は、この第２の入力部２６２ｂ
の場合も前記第１入力の場合と同じである。この組み合
わせにおいて、図示したように、ビームスプリッタの１
つ、即ち、ＰＢＳ２６６ｄにおける動作が重なってい
る。ｓ偏光の緑と青の光成分は、第２入力２６２ｂから
のｐ偏光の赤色光成分と結合する。光源からの全ての光
が集められて２つの入力に送り込まれるならば、結果と
して生じるエタンデュの変化は、４：１の増加よりも大
きい７：２の増加となる。３つの光入力を使用する場
合、増加は１０：３になり、Ｎ個の入力に対する一般的
な結果は３Ｎ＋１：Ｎの増加になる。かように、多数の
セグメントの場合、エタンデュは、３の因数である。フ
ライズアイレンズ照明装置における代表的な光入力数
は、６または８であり、従ってエタンデュの増加は、何
れの場合も約３．２である。これは従来の偏光変換器の
大きさの増加の２倍よりも大きいが、ＬＣＤパネル用及
び非常に小さいアークソースと共に使用して有用であ
る。
【０１０６】図８と図９及び図１０とは好適な実施形態
を示している。図８の実施形態は、フライズアイレンズ
照明装置が使用されていないシステムに用いて最適であ
り、図９及び図１０の実施形態はフライズアイレンズ照
明装置用に好適な構成である。この発明の別の形態は、
ダイクロイックフィルタのパスバンド特性の異なる仕様
の選択に関連する。ｓ偏光の緑色と青色の光成分と、ｐ
偏光の赤色光成分を生成するプロセスを示すために用い
る実施形態は、反射ＬＣＤ投影システムの１つの構成に
とって有益である。このタイプの投影器の他の構成は，
緑色と赤色の光成分をｓ偏光とし，青色光成分をｐ偏光
とすることを要求する。色光と偏光の分布はダイクロイ
ックフィルタのパスバンドにより制御され、被照明光学
システムの要求に一致させねばならない。
を示している。図８の実施形態は、フライズアイレンズ
照明装置が使用されていないシステムに用いて最適であ
り、図９及び図１０の実施形態はフライズアイレンズ照
明装置用に好適な構成である。この発明の別の形態は、
ダイクロイックフィルタのパスバンド特性の異なる仕様
の選択に関連する。ｓ偏光の緑色と青色の光成分と、ｐ
偏光の赤色光成分を生成するプロセスを示すために用い
る実施形態は、反射ＬＣＤ投影システムの１つの構成に
とって有益である。このタイプの投影器の他の構成は，
緑色と赤色の光成分をｓ偏光とし，青色光成分をｐ偏光
とすることを要求する。色光と偏光の分布はダイクロイ
ックフィルタのパスバンドにより制御され、被照明光学
システムの要求に一致させねばならない。
【０１０７】さらに、本発明の偏光変換器は、光を、赤
と青と緑の光成分に分離するのに使用されるが、さらに
他の色光成分は、適当な光学素子を単に選択することに
より選択できる。例えば、スペクトル分布偏光変換器
は、光を赤外線と紫外線と可視光成分に選択偏光状態で
分離するように構成することができる。さらに、偏光変
換器を、その他の最終偏光状態を生み出すために使用し
てもよい。最終偏光状態は、例えば、ｓ偏光とｐ偏光に
代えて左及び右円偏光とすることができる。
と青と緑の光成分に分離するのに使用されるが、さらに
他の色光成分は、適当な光学素子を単に選択することに
より選択できる。例えば、スペクトル分布偏光変換器
は、光を赤外線と紫外線と可視光成分に選択偏光状態で
分離するように構成することができる。さらに、偏光変
換器を、その他の最終偏光状態を生み出すために使用し
てもよい。最終偏光状態は、例えば、ｓ偏光とｐ偏光に
代えて左及び右円偏光とすることができる。
【０１０８】光をスペクトル分布で分離し、その成分の
偏光状態を変換する代わりの方法は、光を偏光成分で分
離する前に光をスペクトルで分離することにより達成で
きる。第１ステップは少なくとも２つのスペクトル成分
を有し、通常ランダムに偏光される白色光を生成する。
この光を、スペクトルによって第１成分と第２成分に分
離する。次に第１成分を、第１偏光を有する第１偏光成
分と第２偏光を有する第２偏光成分に分離する。第２偏
光成分の偏りを第１偏光に変換する。同様に、第２成分
を第１偏光を有する第３偏光成分と第２偏光を有する第
４偏光成分に分離する。第３偏光成分の偏光を第２偏光
に変換する。これにより、第１偏光を有する第１成分と
第２偏光を有する第２成分が得られる。
偏光状態を変換する代わりの方法は、光を偏光成分で分
離する前に光をスペクトルで分離することにより達成で
きる。第１ステップは少なくとも２つのスペクトル成分
を有し、通常ランダムに偏光される白色光を生成する。
この光を、スペクトルによって第１成分と第２成分に分
離する。次に第１成分を、第１偏光を有する第１偏光成
分と第２偏光を有する第２偏光成分に分離する。第２偏
光成分の偏りを第１偏光に変換する。同様に、第２成分
を第１偏光を有する第３偏光成分と第２偏光を有する第
４偏光成分に分離する。第３偏光成分の偏光を第２偏光
に変換する。これにより、第１偏光を有する第１成分と
第２偏光を有する第２成分が得られる。
【０１０９】III．スペクトル分布偏光変換器を有する
投影表示システム 本発明によるスペクトル分布偏光変換器を、本発明によ
る投影表示システムと組み合わせることができる。図１
１は、投影表示システム４００を示す図であり、このシ
ステムは、図４のシステムと同図のプレフィルタスタッ
ク１１３を、図８のスペクトル分布偏光変換器２３０で
置き換えた点を除き同じ構成である。同様に、図１２に
示す投影表示システム４１０は、図５のシステムと同図
のプレフィルタースタック１１３を、図８のスペクトル
分布偏光変換器２３０で置き換えた点を除き同じであ
る。
投影表示システム 本発明によるスペクトル分布偏光変換器を、本発明によ
る投影表示システムと組み合わせることができる。図１
１は、投影表示システム４００を示す図であり、このシ
ステムは、図４のシステムと同図のプレフィルタスタッ
ク１１３を、図８のスペクトル分布偏光変換器２３０で
置き換えた点を除き同じ構成である。同様に、図１２に
示す投影表示システム４１０は、図５のシステムと同図
のプレフィルタースタック１１３を、図８のスペクトル
分布偏光変換器２３０で置き換えた点を除き同じであ
る。
【０１１０】上記の投影表示システム４００，４１０に
おいて、ランプ１００からの略全光がスペクトル分布偏
光変換器２３０を介して投影システム８３，１２４に各
々入射し、明るい投影画像を生成する。追加の光学素子
を偏光変換器２３０と投影システム８３または投影シス
テム１２４の間に配して、芯合わせ、照準または他の光
学的調節ができるようにするのが望ましい。
おいて、ランプ１００からの略全光がスペクトル分布偏
光変換器２３０を介して投影システム８３，１２４に各
々入射し、明るい投影画像を生成する。追加の光学素子
を偏光変換器２３０と投影システム８３または投影シス
テム１２４の間に配して、芯合わせ、照準または他の光
学的調節ができるようにするのが望ましい。
【０１１１】図１３に、図９と図１０に示したスペクト
ル発散型偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）アレイを図５
の（コレステリックフィルタスタックを除去した）シス
テムと共に使用する投影表示システムを示す。
ル発散型偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）アレイを図５
の（コレステリックフィルタスタックを除去した）シス
テムと共に使用する投影表示システムを示す。
【０１１２】以上、反射光バルブ用の投影表示システム
と幾つかの構成例を開示してきた。開示は、本発明の好
適な実施形態と他の幾つかの実施形態例に関するもので
あり、さらなる変更及び修正を添付の特許請求の範囲に
規定した本発明の範囲から逸脱することなく実施できる
ことは理解できよう。特定の実施形態により、前述の利
益の１つ以上が達成されることも理解できよう。さらに
望むならば、透過光バルブ（変調器）を異なる偏光を有
する光と組み合わせて使用できる。これまでの説明に使
用してきた用語と表現は説明のためのものであり、発明
を限定するものではなく、図面を参照して説明した特徴
またはその部分の同等の用語及び表現を排除する意図は
全く無い。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によ
ってのみ規定され制限されることを認識すべきである。
と幾つかの構成例を開示してきた。開示は、本発明の好
適な実施形態と他の幾つかの実施形態例に関するもので
あり、さらなる変更及び修正を添付の特許請求の範囲に
規定した本発明の範囲から逸脱することなく実施できる
ことは理解できよう。特定の実施形態により、前述の利
益の１つ以上が達成されることも理解できよう。さらに
望むならば、透過光バルブ（変調器）を異なる偏光を有
する光と組み合わせて使用できる。これまでの説明に使
用してきた用語と表現は説明のためのものであり、発明
を限定するものではなく、図面を参照して説明した特徴
またはその部分の同等の用語及び表現を排除する意図は
全く無い。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によ
ってのみ規定され制限されることを認識すべきである。
【図１】本発明による投影システムの構成例及びその作
用を説明するための概略図である。
用を説明するための概略図である。
【図２】本発明による光源と投影システムの構成例及び
その作用を説明するための概略図である。
その作用を説明するための概略図である。
【図３】本発明に適用するフィルタスタックの構成及び
その作用を説明するための概略図である。
その作用を説明するための概略図である。
【図４】本発明による投影表示システムの１実施例の構
成及びその作用を説明するための概略図である。
成及びその作用を説明するための概略図である。
【図５】本発明による投影表示システムの他の実施例の
構成及びその作用を説明するための概略図である。
構成及びその作用を説明するための概略図である。
【図６】本発明によるスペクトル分布偏光を変換するプ
ロセスの一例を示すブロック図である。
ロセスの一例を示すブロック図である。
【図７】本発明によるスペクトル分布偏光変換器の一実
施例の構成及びその作用を説明するための概略図であ
る。
施例の構成及びその作用を説明するための概略図であ
る。
【図８】本発明によるスペクトル分布偏光変換器の他の
実施例の構成及びその作用を説明するための概略図であ
る。
実施例の構成及びその作用を説明するための概略図であ
る。
【図９】本発明によるスペクトル分布偏光変換器の更に
他の実施例の構成及びその作用を説明するための概略図
である。
他の実施例の構成及びその作用を説明するための概略図
である。
【図１０】図９に続く本発明によるスペクトル分布偏光
変換器の実施例を示す概略図である。
変換器の実施例を示す概略図である。
【図１１】本発明による投影表示システムの他の実施例
の構成及びその作用を説明するための概略図である。
の構成及びその作用を説明するための概略図である。
【図１２】本発明による投影表示システムの更に他の実
施例の構成及びその作用を説明するための概略図であ
る。
施例の構成及びその作用を説明するための概略図であ
る。
【図１３】本発明による投影表示システムの更に他の実
施例の構成及びその作用を説明するための概略図であ
る。
施例の構成及びその作用を説明するための概略図であ
る。
【図１４】従来の投影表示システムの一例の構成及びそ
の作用を説明するための概略図である。
の作用を説明するための概略図である。
【図１５】従来の投影表示システムの他の例の構成及び
その作用を説明するための概略図である。
その作用を説明するための概略図である。
【図１６】従来の投影表示システムの更に他の例の構成
及びその作用を説明するための概略図である。
及びその作用を説明するための概略図である。
【図１７】従来技術の投影表示システムの更に他の例の
構成及びその作用を説明するための概略図である。
構成及びその作用を説明するための概略図である。
【図１８】従来の偏光変換器の一例の構成及びその作用
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１９】従来の偏光変換器の他の例の構成及びその作
用を説明するための図である。
用を説明するための図である。
【図２０】従来の偏光変換器の更に他の例の構成及びそ
の作用を説明するための図である。
の作用を説明するための図である。
【図２１】従来の偏光変換器の更に他の例の構成及びそ
の作用を説明するための図である。
の作用を説明するための図である。
【図２２】従来の偏光変換器の更に他の例の構成及びそ
の作用を説明するための図である。
の作用を説明するための図である。
【図２３】従来の偏光変換器の更に他の例の構成及びそ
の作用を説明するための図である。
の作用を説明するための図である。
１０…投影表示システム、１２…光源、１４…照明機
構、１６…偏光機構、１８…光分割機構、２０…再結合
機構、２２…投影機構、２４…ランプ、２６…反射鏡、
２８，３０…ダイクロイックフィルタ、３２，３４，３
６…偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、３８，４０，４
２…液晶表示装置（ＬＣＤ）、４４，４６…ダイクロイ
ックフィルタ、４８…投影レンズ、５０…投影表示シス
テム、５２…偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、５４，
５６…ダイクロイックフィルタ、６０…投影表示システ
ム、６４，６６…ダイクロイックフィルタ、７０…投影
表示システム、７２…カラーキューブフィルタ、７４，
７６…ダイクロイックフィルタ、７８…偏光ビームスプ
リッタキューブ、８０…投影表示システム、８２…光
源、８３…投影システム、８４…青色光透過ダイクロイ
ックフィルタ、８６…青反射ダイクロイックフィルタ、
８８，９０…偏光ビームスプリッタ、９２，９４，９６
…ＬＣＤ、９８…投影レンズ、１００…ランプ、１０２
…反射鏡、１０４…赤透過ダイクロイックフィルタ、１
０６，１１０…偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、１０
８…赤色光反射ダイクロイックフィルタ、１０９，１１
１…ストップ、 １１２…１／２波長板、１１３…フィ
ルタスタック、１１４，１１６，１１８…コレステリッ
クカラーフィルタ、１２０…１／４波長板、１２２…投
影表示システム、１２４…投影システム、１２６…青色
光透過ダイクロイックフィルタ、２００…偏光変換器、
２０２…光源、２０４…光学素子アレイ、２０６…偏光
ビームスプリッタ、２０８…ダイクロイックフィルタ、
２１０…反射鏡、２１２，２１８…１／２波長板、２１
４…ダイクロイックフィルタ、２１６…反射鏡、２３０
…スペクトル分布偏光変換器、２３２…光源、２３４…
光学素子アレイ、２３６…偏光ビームスプリッタ、２３
８，２４２，２４４，２４８…１／４波長板、２４０…
ダイクロイックフィルタ、２４６…ダイクロイックフィ
ルタ、２５０，２５２…反射鏡、２５４…偏光ビームス
プリッタ、２５６…１／２波長板、２５８…被照明対
象、２６０…変換器、２６２ａ，２６２ｂ…入力部、２
６４…光学素子アレイ、２６６ａ，２６６ｂ，２６６
ｃ，２６６ｄ，２６６ｅ，２６６ｆ，２６６ｇ…偏光ビ
ームスプリッタ（ＰＢＳ）、２７０ａ，２７０ｂ，２７
４ａ，２７４ｂ，２７６ａ，２７６ｂ，２７６ｃ，２８
０ａ，２８０ｂ，２８４ａ，２８４ｂ…１／４波長板、
２７２ａ，２７２ｂ，２８２ａ，２８２ｂ…ダイクロイ
ックフィルタ、２７８ａ，２７８ｂ，２７８ｃ…金属反
射鏡、３０１…ランプ、３０２…偏光ビームスプリッタ
プレート、３０８…照明領域、３２３，３２４，３２
５，３２６…反射鏡、４００，４１０…投影表示システ
ム。
構、１６…偏光機構、１８…光分割機構、２０…再結合
機構、２２…投影機構、２４…ランプ、２６…反射鏡、
２８，３０…ダイクロイックフィルタ、３２，３４，３
６…偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、３８，４０，４
２…液晶表示装置（ＬＣＤ）、４４，４６…ダイクロイ
ックフィルタ、４８…投影レンズ、５０…投影表示シス
テム、５２…偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、５４，
５６…ダイクロイックフィルタ、６０…投影表示システ
ム、６４，６６…ダイクロイックフィルタ、７０…投影
表示システム、７２…カラーキューブフィルタ、７４，
７６…ダイクロイックフィルタ、７８…偏光ビームスプ
リッタキューブ、８０…投影表示システム、８２…光
源、８３…投影システム、８４…青色光透過ダイクロイ
ックフィルタ、８６…青反射ダイクロイックフィルタ、
８８，９０…偏光ビームスプリッタ、９２，９４，９６
…ＬＣＤ、９８…投影レンズ、１００…ランプ、１０２
…反射鏡、１０４…赤透過ダイクロイックフィルタ、１
０６，１１０…偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、１０
８…赤色光反射ダイクロイックフィルタ、１０９，１１
１…ストップ、 １１２…１／２波長板、１１３…フィ
ルタスタック、１１４，１１６，１１８…コレステリッ
クカラーフィルタ、１２０…１／４波長板、１２２…投
影表示システム、１２４…投影システム、１２６…青色
光透過ダイクロイックフィルタ、２００…偏光変換器、
２０２…光源、２０４…光学素子アレイ、２０６…偏光
ビームスプリッタ、２０８…ダイクロイックフィルタ、
２１０…反射鏡、２１２，２１８…１／２波長板、２１
４…ダイクロイックフィルタ、２１６…反射鏡、２３０
…スペクトル分布偏光変換器、２３２…光源、２３４…
光学素子アレイ、２３６…偏光ビームスプリッタ、２３
８，２４２，２４４，２４８…１／４波長板、２４０…
ダイクロイックフィルタ、２４６…ダイクロイックフィ
ルタ、２５０，２５２…反射鏡、２５４…偏光ビームス
プリッタ、２５６…１／２波長板、２５８…被照明対
象、２６０…変換器、２６２ａ，２６２ｂ…入力部、２
６４…光学素子アレイ、２６６ａ，２６６ｂ，２６６
ｃ，２６６ｄ，２６６ｅ，２６６ｆ，２６６ｇ…偏光ビ
ームスプリッタ（ＰＢＳ）、２７０ａ，２７０ｂ，２７
４ａ，２７４ｂ，２７６ａ，２７６ｂ，２７６ｃ，２８
０ａ，２８０ｂ，２８４ａ，２８４ｂ…１／４波長板、
２７２ａ，２７２ｂ，２８２ａ，２８２ｂ…ダイクロイ
ックフィルタ、２７８ａ，２７８ｂ，２７８ｃ…金属反
射鏡、３０１…ランプ、３０２…偏光ビームスプリッタ
プレート、３０８…照明領域、３２３，３２４，３２
５，３２６…反射鏡、４００，４１０…投影表示システ
ム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 EA16 EA19 HA13 HA17 HA18 HA20 HA21 HA24 HA28 MA06 MA20 2H091 FA05X FA05Z FA10X FA10Z FA11X FA11Z FA14Z FA26X FA26Z FA41Z FD12 LA11 LA16
Claims (46)
- 【請求項１】 少なくとも２つの光成分を有する光ビー
ムを発生する光源と共に使用する偏光変換器において、
前記光ビームから、他の光成分と異なって偏光された少
なくとも１つの光成分を分離できる光学アレイを有する
ことを特徴とする偏光変換器。 - 【請求項２】 前記光源が初期のエタンデュを規定し、
前記光学アレイが前記初期のエタンデュの４倍以下のエ
タンデュを有することを特徴とする請求項１に記載の偏
光変換器。 - 【請求項３】 前記光学アレイは、前記初期のエタンデ
ュの３.５倍以下のエタンデュを有することを特徴とす
る請求項２に記載の偏光変換器。 - 【請求項４】 前記光学アレイは、前記初期のエタンデ
ュの２倍以下のエタンデュを有することを特徴とする請
求項２に記載の偏光変換器。 - 【請求項５】 前記光学アレイは、少なくとも１つのダ
イクロイックフィルタを有することを特徴とする請求項
１に記載の偏光変換器。 - 【請求項６】 前記光ビームの略全部が前記光学アレイ
を透過することを特徴とする請求項１に記載の偏光変換
器。 - 【請求項７】 前記ダイクロイックフィルタのそれぞれ
は、２枚の１／４波長板の間に挟まれて配されているこ
とを特徴とする請求項５に記載の偏光変換器。 - 【請求項８】 前記光学アレイは、第１のダイクロイッ
クフィルタと、該第１ダイクロイックフィルタを補完す
る第２のダイクロイックフィルタとを有することを特徴
とする請求項１に記載の偏光変換器。 - 【請求項９】 前記第１及び第２のダイクロイックフィ
ルタのそれぞれが２枚の１／４波長板の間に挟まれて配
されていることを特徴とする請求項８に記載の偏光変換
器。 - 【請求項１０】 前記光学アレイは、偏光ビームスプリ
ッタを含み、前記光ビームは、前記ダイクロイックフィ
ルタの１つを通過する前に前記偏光ビームスプリッタを
通過することを特徴とする請求項８に記載の偏光変換
器。 - 【請求項１１】 前記光学アレイは、第２の偏光ビーム
スプリッタをさらに含むことを特徴とする請求項１０に
記載の偏光変換器。 - 【請求項１２】 前記光学アレイは、さらに２つの偏光
ビームスプリッタを含み、前記ダイクロイックフィルタ
のそれぞれは、前記ビームスプリッタの間の光路上に配
されていることを特徴とする請求項９に記載の偏光変換
器。 - 【請求項１３】 前記光学アレイは、前記偏光ビームス
プリッタの１つと被照明対象物との間に１枚の１／２波
長板をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の
偏光変換器。 - 【請求項１４】 さらに複数の光入力ポートを有するこ
とを特徴とする請求項１に記載の偏光変換器。 - 【請求項１５】 前記光学アレイは、前記光源と前記第
１のダイクロイックフィルタとの間の光路上に配された
第１の偏光ビームスプリッタを有し、さらに前記第１の
偏光ビームスプリッタと前記第２の偏光ビームスプリッ
タとの間の別光路上に、第２のダイクロイックフィルタ
を有することを特徴とする請求項９に記載の偏光変換
器。 - 【請求項１６】 前記光学アレイは、１群の偏光ビーム
スプリッタをさらに有し、前記ダイクロイックフィルタ
が互いに近接して前記１群の偏光ビームスプリッタの片
側に配置され、前記光学アレイは、さらに複数の１／４
波長板と、前記偏光ビームスプリッタの他方側に配置し
たミラースタックとを有し、前記ダイクロイックフィル
タ，前記１／４波長板及び前記ミラースタックは、前記
ダイクロイックフィルタの１つの少なくとも１部分が、
前記１／４波長板の１つと前記ミラースタックのアレイ
の１部に対向し、前記ダイクロイックフィルタのもう１
つの少なくとも１部分が、前記１／４波長板とミラース
タックとのアレイに対向しないように配されていること
を特徴とする請求項９に記載の偏光変換器。 - 【請求項１７】 前記光源は、３つの光成分を有する光
を発生し、前記光学アレイは、前記光を、前記光成分中
の２成分が同一偏光を有し、第３の光成分の偏光と異な
るように分離することを特徴とする請求項１に記載の偏
光変換器。 - 【請求項１８】 前記３つの光成分は、青色光、緑色光
及び赤色光の成分であり、青色光成分と緑色光成分が同
一偏光で、赤色光成分の偏光と異なっていることを特徴
とする請求項１７に記載の偏光変換器。 - 【請求項１９】 前記光学アレイは、前記２つの光成分
を、１つの成分がｓ偏光を有し、他の成分がｐ偏光を有
するように分離することを特徴とする請求項１に記載の
偏光変換器。 - 【請求項２０】 （ａ）少なくとも２つの光成分を有す
る非偏光の光ビームを発生するステップと、（ｂ）該光
ビームから他の光成分と異なる偏光を有する少なくとも
１つの光成分を分離するステップとを有し、該光ビーム
の略全てを透過させることを特徴とする光変換方法。 - 【請求項２１】 前記光ビームを先ず、第１偏光を有す
る第１偏光成分と、第２偏光を有する第２偏光成分とに
分離することを特徴とする請求項２０に記載の光変換方
法。 - 【請求項２２】 さらに、前記第１偏光成分を第１光成
分と第２光成分に分離し、該第１光成分の偏光を変化さ
せるステップと、前記第２偏光成分をスペクトル的に前
記第１光成分と前記第２光成分とに分離し、前記第２光
成分の偏光を変化させるステップとを有し、前記第１光
成分は前記第２偏光を有し、前記第２光成分は前記第１
偏光を有することを特徴とする請求項２１に記載の光変
換方法。 - 【請求項２３】 前記光ビームは、赤色光成分、青色光
成分および緑色光成分より構成され、前記光ビームを、
青色光成分と緑色光成分が同一偏光を有し、赤色光成分
の偏光と異なるように分離することを特徴とする請求項
２０に記載の光変換方法。 - 【請求項２４】 前記光ビームを、前記光成分の１つが
ｓ偏光を有し、該光成分の他の１つがｐ偏光を有するよ
うに分離することを特徴とする請求項２０に記載の光変
換方法。 - 【請求項２５】 偏光を用いる投影表示システムにおい
て、（ａ）少なくとも２つの光成分を有し、少なくとも
１方の前記光成分が他方の前記光成分と異なるように偏
光された光ビームを発生する光源と、（ｂ）前記光成分
の少なくとも１つを反射し、少なくとも前記光成分の他
の１つを透過させる複数の偏光ビームスプリッタ及びダ
イクロイックフィルタと、前記光成分の１つに関する光
成分の特定画像を各々生成する複数のＬＣＤとを有する
投影システムと、（ｃ）前記複数のＬＣＤからの各々の
光成分の特定画像を結合した１画像を投影する投影レン
ズとを有することを特徴とする投影表示システム。 - 【請求項２６】 前記光源は、ランプと、該ランプと前
記投影システムとの間に配設したコレステリックカラー
フィルタ機構を有するフィルタスタックを備え、該フィ
ルタスタックは、前記光ビームをプレフィルタで処理し
て赤色ｐ偏光、緑色ｐ偏光及び青色ｓ偏光を透過させる
機能を有することを特徴とする請求項２５に記載の投影
表示システム。 - 【請求項２７】 前記光源は、前記光ビームをプレフィ
ルタで処理する偏光変換器を有することを特徴とする請
求項２５に記載の投影表示システム。 - 【請求項２８】 前記偏光ビームスプリッタを前記投影
システム中に略直線に配設し、前記ダイクロイックフィ
ルタを前記投影システム中に略直線に配設し、前記ダイ
クロイックフィルタが前記偏光ビームスプリッタに対し
垂直で、前記略直線の中央点付近で前記ダイクロイック
フィルタと前記偏光ビームスプリッタが交差するように
配したことを特徴とする請求項２５に記載の投影表示シ
ステム。 - 【請求項２９】 前記光源からの前記光ビームは、青色
光透過ダイクロイックフィルタに略４５度の角度で入射
し、前記偏向ビームスプリッタに略４５度の角度で入射
し、前記光成分の特定画像を表示した前記ＬＣＤパネル
に略垂直に入射し、前記光成分の特定画像を担って該Ｌ
ＣＤパネルで反射し、前記偏光ビームスプリッタに略４
５度の角度で入射し、青色光反射ダイクロイックフィル
タに略４５度の角度で入射してから、前記投影レンズを
通過することを特徴とする請求項２８に記載の投影表示
システム。 - 【請求項３０】 前記光源からの前記光ビームは、青色
光透過ダイクロイックフィルタに略４５度の角度で入射
し、前記偏向ビームスプリッタに略４５度の角度で入射
し、前記光成分の特定画像を表示した前記ＬＣＤパネル
に略垂直に入射し、前記光成分の特定画像を担って該Ｌ
ＣＤパネルで反射し、偏光ビームスプリッタに略４５度
の角度で入射し、青色光透過ダイクロイックフィルタに
略４５度の角度で入射してから前記投影レンズを通過す
ることを特徴とする請求項２８に記載の投影表示システ
ム。 - 【請求項３１】 前記光源は、前記光ビームを発生する
ランプと、前記光ビームをプレフィルタリングして赤色
ｐ偏光を前記投影システムに供給するために前記ランプ
と前記投影システムとの間に配設したプレフィルタ照明
装置を有し、該プレフィルタ照明装置は、１つの赤色光
透過ダイクロイックフィルタと、１対の偏光ビームスプ
リッタと、１対の吸光ストップと、１枚の１／２波長板
と、１つの赤色光反射ダイクロイックフィルタとを有
し、前記光ビームは、赤色光透過ダイクロイックフィル
タに入射し、透過赤色光成分と反射緑色光成分と反射青
色光成分とに分離され、該反射緑色光及び青色光成分が
偏光ビームスプリッタに入射し、該偏光ビームスプリッ
タが緑色ｓ偏光成分と青色ｓ偏光成分を反射し、該青色
ｓ偏光成分は、前記赤色光反射ダイクロイックフィルタ
に入射し、該赤色光反射ダイクロイックフィルタが前記
緑色ｓ偏光成分と青色ｓ偏光成分を透過して前記投影シ
ステムに入射し、前記赤色光透過ダイクロイックフィル
タを透過した前記透過赤色光成分が他の偏光ビームスプ
リッタに入射し、該偏光ビームスプリッタが赤色ｓ偏光
成分を反射して、その赤色ｓ偏光成分が、前記１／２波
長板に入射し、該１／２波長板が前記赤色ｓ偏光成分を
赤色ｐ偏光成分に変換し、該赤色ｐ偏光成分が前記赤色
光反射ダイクロイックフィルタに入射し反射して前記投
影システムに入射することを特徴とする請求項２５に記
載の投影表示システム。 - 【請求項３２】 偏光を用いる投影表示システムにおい
て、（ａ）少なくとも３つの光成分を有し、該光成分の
１つがｐ偏光成分で他の２つがｓ偏光である光ビームを
発生する光源と、（ｂ）前記光成分の１つを反射し、該
光成分の他の１つを各々が透過させる複数の偏光ビーム
スプリッタ及びダイクロイックフィルタと、前記光成分
に関する光成分の特定画像を各々生成する複数のＬＣＤ
とを有し、前記ダイクロイックフィルタが前記偏光ビー
ムスプリッタに垂直でエッジ付近を交差するように、前
記ダイクロイックフィルタと前記偏光ビームスプリッタ
とが略ｘ字形状に配されている投影システムと、（ｃ）
前記複数のＬＣＤからの各々の光成分の特定画像を結合
した１画像を投影する投影レンズとを有することを特徴
とする投影表示システム。 - 【請求項３３】 前記光源は、ランプと、前記光ビーム
をプレフィルタで処理するために前記ランプと前記投影
システムとの間に配設したコレステリックカラーフィル
タ機構を有するフィルタスタックとを含むことを特徴と
する請求項３２に記載の投影表示システム。 - 【請求項３４】 前記光源は、前記光ビームをプレフィ
ルタで処理する偏光変換器を含むことを特徴とする請求
項３２に記載の投影表示システム。 - 【請求項３５】 前記光源からの前記光ビームは、青色
光透過ダイクロイックフィルタに略４５度の角度で入射
し、次に偏光ビームスプリッタに略４５度の角度で入射
し、次に前記光成分の特定画像を表示している前記ＬＣ
Ｄパネルに略垂直に入射し、前記光成分の特定画像を担
って該ＬＣＤパネルを反射し、次に前記偏光ビームスプ
リッタに略４５度の角度で入射し、次に青色光反射ダイ
クロイックフィルタに略４５度の角度で入射し反射して
から前記投影レンズを通過することを特徴とする請求項
３２に記載の投影表示システム。 - 【請求項３６】 前記光源からの前記光ビームは、青色
光透過ダイクロイックフィルタに略４５度の角度で入射
し、次に偏光ビームスプリッタに略４５度の角度で入射
し、次に前記光成分の特定画像を表示している前記ＬＣ
Ｄパネルに略垂直に入射し、前記光成分の特定画像を担
って該ＬＣＤパネルを反射し、次に前記偏光ビームスプ
リッタに略４５度の角度で入射し、次に青色光透過ダイ
クロイックフィルタに略４５度の角度で入射してから前
記投影レンズを通過することを特徴とする請求項３２に
記載の投影表示システム。 - 【請求項３７】 前記光源は、前記光ビームを発生する
ランプと、前記光ビームをプレフィルタリングとして赤
色ｐ偏光、緑色ｓ偏光及び青色ｓ偏光を前記投影システ
ムに供給するために前記ランプと前記投影システムとの
間に配設したプレフィルタ照明装置を有し、該プレフィ
ルタ照明装置は、１つの赤色光透過ダイクロイックフィ
ルタと、１対の偏光ビームスプリッタと、１対の吸光ス
トップと、１枚の１／２波長板と、１つの赤色光反射ダ
イクロイックフィルタとを有し、前記光ビームは、赤色
光透過ダイクロイックフィルタに入射し、前記光ビーム
が透過赤色光成分と反射緑色光成分と反射青色光成分と
に分離され、該反射緑色光及び青色光成分が偏光ビーム
スプリッタに入射し、該偏光ビームスプリッタが緑色ｓ
偏光成分と青色ｓ偏光成分を反射し、該緑色ｓ偏光成分
と該青色ｓ偏光成分が前記赤色光反射ダイクロイックフ
ィルタに入射し、該赤色光反射ダイクロイックフィルタ
が前記緑色ｓ偏光成分と青色ｓ偏光成分を透過させて前
記投影システムに入射させ、前記赤色光透過ダイクロイ
ックフィルタを透過した前記透過赤色光成分が他の偏光
ビームスプリッタに入射し、該偏光ビームスプリッタが
赤色ｓ偏光成分を反射して、その赤色ｓ偏光成分が前記
１／２波長板に入射し、該１／２波長板が前記赤色ｓ偏
光成分を赤色ｐ偏光成分に変換し、該赤色ｐ偏光成分が
前記赤色光反射ダイクロイックフィルタに入射し反射し
て前記投影システムに入射することを特徴とする請求項
３２に記載の投影表示システム。 - 【請求項３８】 偏光を用いる投影表示システムにおい
て、（ａ）少なくとも２つの光成分を有し、少なくとも
１方の前記光成分が他方の前記光成分と異なるように偏
光された光ビームを発生する光源と、（ｂ）前記各光成
分に関する各特定画像を生成する複数の偏光変調素子を
有する投影システムと、（ｃ）前記複数の偏光変調素子
からの各々の光成分の特定画像を結合した１画像を投影
する投影レンズを有することを特徴とする投影表示シス
テム。 - 【請求項３９】 前記光源は、ランプと、前記光ビーム
をプレフィルタで処理して赤色ｐ偏光と緑色ｓ偏光と青
色ｓ偏光とを透過させるために前記ランプと前記投影シ
ステムとの間に配設したコレステリックカラーフィルタ
を有するフィルタースタックを有することを特徴とする
請求項３８に記載の投影表示システム。 - 【請求項４０】 前記光源は、偏光変換器を有すること
を特徴とする請求項３８に記載の投影表示システム。 - 【請求項４１】 前記偏光変換器は、前記光ビームの略
全部が透過することを特徴とする請求項４０に記載の投
影表示システム。 - 【請求項４２】 前記光源は、初期のエタンデュを規定
するランプを有し、前記偏光変換器は、前記初期のエタ
ンデュの２倍以下のエタンデュを有することを特徴とす
る請求項４０に記載の投影表示システム。 - 【請求項４３】 前記偏光変換器は、第１のダイクロイ
ックフィルタと、該第１のダイクロイックフィルタを補
完する第２のダイクロイックフィルタとを有し、前記第
１及び第２のダイクロイックフィルタのそれぞれが２枚
の１／４波長板の間に挟まれて配されていることを特徴
とする請求項４０に記載の投影表示装置。 - 【請求項４４】 前記偏光変換器は、２つの偏光ビーム
スプリッタを含むことを特徴とする請求項４０に記載の
投影表示装置。 - 【請求項４５】 前記偏光変換器は、さらに複数の光入
力ポートを有することを特徴とする請求項４０に記載の
投影表示装置。 - 【請求項４６】 前記偏光変換器は、さらに少なくとも
２つの偏光ビームスプリッタを含むことを特徴とする請
求項４３に記載の投影表示装置。
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