JP2006343721A - 画像生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】赤、緑、青、黄色のスペクトル分離機能、画像生成機能及びスペクトル再合成機能を実現する画像生成装置を提供する。
【解決手段】 画像生成装置１０において、スペクトル分離、画像生成及びスペクトル再合成ユニットＳＳＲ内の第１及び第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１、及び、１２、ＰＢＳ２と、第１乃至第４の画像生成手段Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４と、単一のダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳにより、構造体１０’を構成する。
【選択図】 図３Ａ

Description

本発明は、画像生成装置に関する。

本発明は、特に、４色画像形成ユニット、すなわち、一般的な又は従来の画像生成装置において損失光（waste light）となる光をも用いることにより、高く飽和した色や部分画像が得られるという点で、赤、緑、青の３原色のほかに、例えば黄色等、第４の原色を用いる画像生成装置に関する。

フルカラー表示における各色の高い飽和を達成することは、画像生成装置の進歩の基本的特徴である。一方、使用する３原色又はスペクトルを、各スペクトル特性に対してスペクトル的にできるだけ狭く、あるいは、少なくとも十分に狭く構成することは、更なる特徴である。

多くの場合、画像形成素子は、部分画像の生成に使用される一次照明光を生成するのに白色光源を用いている。しかしながら、生成された白色光の大部分の光は、スペクトル的には、例えば、赤、緑、青の各色の、一般的に使用される一次照明光成分の波長域外にある。したがって、第４の原色、例えば黄色を、損失光の実現として用いることが提案されている。ところが、このような第４の原色による画像生成技術を実現する一般的な概念では、明確な４つの原色及び明確な４つの部分画像を実現するのに、非常に多数の光学コンポーネントを必要とする。

本発明の目的は、４つの原色に基づいて部分画像を確実に生成することが可能であると同時に、比較的少数の光学コンポーネントを備えることから、空間的及び光学的拡張を比較的低減することができる、４原色の概念に基づく画像生成装置を実現することである。

この目的は、本発明の独立請求項１の特徴に係る画像生成装置によって達成される。本発明に係る画像生成装置の好ましい実施形態は、従属請求項の範囲に含まれる。

本発明では、以下のように構成／配置された画像生成装置が提供される。すなわち、
スペクトル的に分離又は重なり合った４つのスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４において、スペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ３にそれぞれ対応する光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｂはｓ偏光され、スペクトル領域ＳＰ２、ＳＰ４にそれぞれ対応する光成分Ｌ１ｇ、Ｌ１ｙはｐ偏光された一次照明光Ｌ１を生成して出射する第１の部分ＰＳと、
第１の部分ＰＳからの一次照明光Ｌ１が入射され、一次照明光Ｌ１の第１、第２、第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１r、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙに基づいて、生成されて表示される画像Ｉの第１、第２、第３及び第４の部分画像Ｉｒ、Ｉｇ、Ｉｂ、Ｉｙ用の第１、第２、第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙを生成し、第１、第２、第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙを再合成し、画像Ｉ用の光として、二次照明光Ｌ２を出射する第２の部分ＳＳＲとを備え、
第２の部分ＳＳＲは、
一次照明光Ｌ１が入射される光入射部Ｅと、
二次照明光Ｌ２を出射する光出射部Ｏと、
第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇが入射され、ｓ偏光された光を第１の画像生成手段Ｐ１に向けて反射し、ｐ偏光された光を第２の画像生成手段Ｐ２に向けて透過し、第１及び第２の画像生成手段Ｐ１、Ｐ２から反射された第１及び第２の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇが入射され、ｓ偏光された光を反射し、ｐ偏光された光を透過する偏光面を有する第１の偏光ビームスプリッタＰＢＳ１と、
第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙが入射され、ｓ偏光された光を第３の画像生成手段Ｐ３に向けて反射するとともに、ｐ偏光された光を第４の画像生成手段Ｐ４に向けて透過し、第３及び第４の画像生成手段Ｐ３、Ｐ４から反射された第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙが入射され、ｓ偏光された光を反射し、ｐ偏光された光を透過する偏光面を有する第２の偏光ビームスプリッタＰＢＳ２と、
少なくとも第１、第２及び第３の面とダイクロイック面を有し、第１の面を介して第１及び第２の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇが入射され、第２の面を介して第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙが入射され、第１及び第２の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇを透過し、ダイクロイック面によって第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙを反射し、画像Ｉの第１、第２、第３及び第４の部分画像Ｉｒ、Ｉｇ、Ｉｂ、Ｉｙ用の第１、第２、第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙを、第３の面を介して出射するダイクロイックビームスプリッタＤＢＳとを備える。

好ましくは、第２の部分ＳＳＲは、
入射部Ｅにおいて、第１の一次照明光成分Ｌ１ｒを反射し、第２の一次照明光成分Ｌ１ｇを第１の偏光ビームスプリッタＰＢＳ１の方向に透過し、第３の一次照明光成分Ｌ１ｂを反射し、第４の一次照明光成分Ｌ１ｙを第２の偏光ビームスプリッタＰＢＳ２の方向に透過する第４の偏光ビームスプリッタＰＢＳ４を備える。

好ましくは、第１の部分ＰＳは、
例えばｓ偏光に偏光され、第１、第２、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４を含むスペクトル領域を有する照明光Ｌ１が入射され、
第１及び第３のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ３の偏光状態がｓ偏光となり、第２及び第４のスペクトル領域ＳＰ２、ＳＰ４の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持し、第１及び第２のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２の光が第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇとして機能するように、同じ及び／又は平行な光路に結合し、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ３、ＳＰ４の光が第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙとして機能するようにするように、同じ及び／又は平行な光路に結合するように構成及び／又は配置されており、
第１及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ４の光を、第２及び第３のスペクトル領域ＳＰ２、ＳＰ３の光から分離する第１のダイクロイックミラーと、
第２のスペクトル領域ＳＰ２の光を、第３のスペクトル領域ＳＰ３の光から分離する第２のダイクロイックミラーと、
第１のスペクトル領域ＳＰ１の光を、第４のスペクトル領域ＳＰ４の光から分離する第３のダイクロイックミラーと、
第１のスペクトル領域ＳＰ１の光と第２のスペクトル領域ＳＰ２の光を、それぞれ第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇとして、同じ及び／又は平行な光路に結合する、例えば、折り曲げミラー及び第５のダイクロイックミラーからなる光学手段と、
第３のスペクトル領域ＳＰ３の光と第４のスペクトル領域ＳＰ４の光を、それぞれ第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙとして、同じ及び／又は平行な光路に結合する、例えば、折り曲げミラー及び第４のダイクロイックミラーからなる光学手段と、
第１及び第３の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｂの偏光がｓ偏光モードとなり、第２及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｇ、Ｌ１ｙの偏光がｐ偏光モードとなるように変更及び／又は維持する、例えば、１／２波長位相差板ＨＷＰからなる位相差板とを備える。

好ましくは、第１の部分は、
例えばｓ偏光に偏光され、第１、第２、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４を含むスペクトル領域を有する照明光Ｌ１が入射され、第１及び第３のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ３の偏光状態がｓ偏光となり、第２及び第４のスペクトル領域ＳＰ２、ＳＰ４の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持し、第１及び第２のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２の光が第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇとして機能するように、同じ及び／又は平行な光路に結合し、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ３、ＳＰ４の光が第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙとして機能するようにするように、同じ及び／又は平行な光路に結合するように構成及び／又は配置されており、
第１及び第２のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２の光を、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ３、ＳＰ４の光から分離する第１のダイクロイックミラーと、
第１のスペクトル領域ＳＰ１の光を、第２のスペクトル領域ＳＰ２の光から分離する第２のダイクロイックミラーと、
第３のスペクトル領域ＳＰ３の光を、第４のスペクトル領域ＳＰ４の光から分離する第３のダイクロイックミラーと、
第１のスペクトル領域ＳＰ１の光と第２のスペクトル領域ＳＰ２の光を、それぞれ第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇとして、同じ及び／又は平行な光路に結合する、例えば、２つの折り曲げミラー及び第５のダイクロイックミラーからなる光学手段と、
第３のスペクトル領域ＳＰ３の光と第４のスペクトル領域ＳＰ４の光を、それぞれ第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙとして、同じ及び／又は平行な光路に結合する、例えば、２つの折り曲げミラー及び第４のダイクロイックミラーからなる光学手段と、
第１及び第３の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｂの偏光がｓ偏光モードとなり、第２及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｇ、Ｌ１ｙの偏光がｐ偏光モードとなるように変更及び／又は維持する、例えば、１／２波長位相差板ＨＷＰからなる位相差板とを備える。

追加的又は代替的に、第１、第２、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４、及び、それに対応した第１、第２、第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１r、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙは、特にＳＰ１とＳＰ３を組み合わせることで、Ｌ１ｒとＬ１ｂを組み合わせるように、他のいずれの組合せであってもよい。

第４のダイクロイックミラーを、偏光ビームスプリッタに置き換えてもよい。

第５のダイクロイックミラーを、偏光ビームスプリッタに置き換えてもよい。

本発明の好ましい一実施形態において、第１の部分ＰＳは、
例えばｓ偏光に偏光され、第１、第２、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４を含むスペクトル領域を有する照明光Ｌ１が入射され、第１及び第３のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ３の偏光状態がｓ偏光となり、第２及び第４のスペクトル領域ＳＰ２、ＳＰ４の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持し、第１及び第２のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２の光が第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇとして機能するように、同じ及び／又は平行な光路に結合し、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ３、ＳＰ４の光が第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙとして機能するようにするように、同じ及び／又は平行な光路に結合するように構成及び／又は配置されており、
４つのスペクトル領域のうちの２つの光の偏光状態がｐ偏光となり、それらと相補的なスペクトル領域の光の偏光状態がｓ偏光となるように維持及び／又は変更する第１の色選択性位相差板ＣＳＲ１と、
ｓ偏光された光をｐ偏光された光から分離する第４の偏光ビームスプリッタと、
第１のスペクトル領域ＳＰ１の光の偏光状態がｓ偏光となり、第２のスペクトル領域ＳＰ２の光の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持する第２の色選択性位相差板ＣＳＲ２と、
第３のスペクトル領域ＳＰ３の光の偏光状態がｓ偏光となり、第４のスペクトル領域ＳＰ４の光の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持する第３の色選択性位相差板ＣＳＲ３とを備える。

追加的又は代替的に、第１の部分ＰＳは、
例えばｓ偏光に偏光され、第１、第２、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４を含むスペクトル領域を有する照明光が入射され、第１及び第３のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ３の偏光状態がｓ偏光となり、第２及び第４のスペクトル領域ＳＰ２、ＳＰ４の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持し、第１及び第２のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２の光が第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇとして機能するように、同じ及び／又は平行な光路に結合し、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ３、ＳＰ４の光が第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙとして機能するようにするように、同じ及び／又は平行な光路に結合するように構成及び／又は配置されており、
第１及び第２のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２の光を、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ３、ＳＰ４の光から分離するダイクロイックビームスプリッタＤＢＳ２を備え、
第２の色選択性位相差板ＣＳＲ２は、第１のスペクトル領域ＳＰ１の光の偏光状態がｓ偏光となり、第２のスペクトル領域ＳＰ２の光の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持し、
第３の色選択性位相差板ＣＳＲ３は、第３のスペクトル領域ＳＰ３の光の偏光状態がｓ偏光となり、第４のスペクトル領域ＳＰ４の光の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持する。

好ましくは、第１の偏光ビームスプリッタＰＢＳ１とダイクロイックビームスプリッタＤＢＳの間、及び／又は、第２の偏光ビームスプリッタＰＢＳ２とダイクロイックビームスプリッタＤＢＳの間には、それぞれ色選択性偏光子ＣＳＰ１、ＣＳＰ２が設けられ、それぞれ、第２及び第４の二次照明光成分のｐ偏光成分を遮断するとともにｓ偏光成分を透過し、第１及び第３の二次照明光成分のｐ偏光成分を透過して、光学エンジンのコントラストを高める。

また、第１の偏光ビームスプリッタＰＢＳ１とダイクロイックビームスプリッタＤＢＳの間、及び／又は、第２の偏光ビームスプリッタＰＢＳ２とダイクロイックビームスプリッタＤＢＳの間に、各偏光補正ユニットＣＳＰ１、ＣＳＰ２が設けられ、それぞれ、入射光の各偏光状態をｓ偏光状態又はｐ偏光状態に変更して、第１、第２、第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙに対するダイクロイックビームスプリッタＤＢＳの反射機能及び／又は透過機能を高めるように構成及び／又は配置されれば、更に有利である。

第１及び／又は第２の色選択性偏光子は、２つの１／４波長位相差板の間に積層されるコレステリック層を備える。

第１及び／又は第２の色選択性偏光子は、第１及び／又は第３のスペクトル領域ではそれぞれ透明であって、第２及び／又は第４のスペクトル領域ではそれぞれ吸収性偏光子として機能する吸収性色素を有してもよい。

第１及び／又は第２の色選択性偏光子は、１つのスペクトル領域の光の偏光を９０度変えるとともに、それと相補的なスペクトル領域の光の偏光をそのまま維持するための色選択性位相差板と、変更された又はそのままの偏光状態のいずれかの光を吸収するように構成及び／又は配置された吸収型広域偏光子とを備えてもよい。

第１、第２、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４は、いずれの組合せであっても赤、緑、青及び黄の各色に対応する。

第１、第２、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４は、いずれの組合せであっても赤、緑、青及びシアンの各色に対応する。

以下、本発明のより一般的な概念を説明する。

本発明のより一般的な特徴において、一次照明光が入射され、一次照明光から、少なくとも略又は完全にスペクトル的に分離して重なり合いがなく、及び／又は、互いに、かつ、一次照明光全体に対して相補的である第１、第２、第３及び第４の一次照明光成分をスペクトル的に分割するように構成及び／又は配置された画像生成装置が提供される。更に、本発明に係る画像生成装置は、第１、第２、第３及び第４の一次照明光成分に基づいて、生成及び表示される画像の第１、第２、第３及び第４の部分画像用の二次照明光の第１、第２、第３及び第４の二次照明光成分を生成し、第１、第２、第３及び第４の部分画像の第１、第２、第３及び第４の二次照明光成分を再合成することにより、生成及び表示される画像用の光として二次照明光を生成及び出射するように構成及び／又は配置される。

本発明では、画像生成装置内には、一次照明光が入射されるように構成及び／又は配置された入射部が設けられる。第１及び第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタと、これらにそれぞれ対応する第１、第２及び第３、第４の画像生成手段と、単一又は１つのダイクロイックビームスプリッタとにより構成される構造体である、又は、構造体を有するスペクトル分離、画像生成及びスペクトル再合成部が設けられる。また、本発明では、生成及び表示される画像用の光として二次照明光を出射するように構成及び／又は配置された光出射部が設けられる。

本発明では、スペクトル分離機能、画像生成機能及びスペクトル再合成機能、又は、それらの基本的部分は、本発明に係る画像生成装置のスペクトル分離、画像生成及びスペクトル再合成部の第１及び第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタにより、また、第１乃至第４の画像生成手段により、及び、単一又は１つのダイクロイックビームスプリッタにより構成されるスペクトル分離、画像生成及びスペクトル再合成部の、又は、スペクトル分離、画像生成及びスペクトル再合成部内の光学構造体によって、完全に又は略実現される。

したがって、本発明の基本的特徴は、限定された数の光学コンポーネント、すなわち、本発明に係る画像生成装置のスペクトル分離、画像生成及びスペクトル再合成部全体を構成するように設けられた第１及び第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ、第１乃至第４の画像生成手段、及び、単一のダイクロイックビームスプリッタにより構成される構造体により、本発明に係る画像生成装置又はその基本的部分の主機能、すなわち、スペクトル分離機能、画像生成機能及びスペクトル再合成機能を完全に又は略実現することである。

本発明の好ましい一実施形態において、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタは、特にその第２及び第３の面に対して、生成される第１及び第２の部分画像用の第１及び第２の画像生成手段に、密接な機能的関係及び／又は近接する空間的関係を割り当て、及び／又は、配置している。

追加的又は代替的に、第２の設けられた偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタは、特に、それに設けられた第２及び第３の面に対して、生成される第３及び第４の部分画像用の第３及び第４の画像生成手段に、密接な機能的関係及び／又は近接する空間的関係を割り当て、及び／又は、配置している。

本発明に係る画像生成装置の更なる有利な実施形態において、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタは、生成される第１の部分画像用の光として、一次照明光の第１の一次照明光成分が、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で入射され、及び／又は、生成される第２の部分画像用の光として、一次照明光の第２の一次照明光成分が、第２の又はｐ偏光された偏光状態で入射されるように構成及び／又は配置された第１の面を備える。

本発明に係る画像生成装置の更なる有利な実施形態において、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタは、生成される第１の部分画像用の光としての一次照明光の入射した第１の一次照明光成分を、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタから出射させ、及び／又は、特に第１の一次照明光成分を直接的又は間接的に第１の画像生成手段に向け、及び／又は、生成される第１の部分画像用の光として、二次照明光の第１の二次照明光成分が、特に第１の画像生成手段から直接的に又は間接的に、及び／又は、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態で入射されるように構成及び／又は配置された第２の面を備える。

本発明に係る画像生成装置の更なる有利な実施形態において、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタは、生成される第２の部分画像用の光としての一次照明光の入射した第２の一次照明光成分を、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態で、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタから出射させ、及び／又は、特に第２の一次照明光成分を直接的又は間接的に第２の画像生成手段に向け、及び／又は、生成される第２の部分画像用の光として、二次照明光の第２の二次照明光成分が、特に第２の画像生成手段から直接的に又は間接的に、及び／又は、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で入射されるように構成及び／又は配置された第３の面を備える。

追加的又は代替的に、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタは、第１の部分画像用の光としての、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態の第１の二次照明光成分、及び／又は、第２の部分画像用の光としての、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態の第２の二次照明光成分を、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタから出射させ、及び／又は、特に第１の部分画像用の光としての、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態の第１の二次照明光成分、及び／又は、第２の部分画像用の光としての、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態の第２の二次照明光成分を、ダイクロイックビームスプリッタに対して、及び／又は、特にその第１の面を介して、直接的に又は間接的に向けるように構成及び／又は配置された第４の面を備える。

追加的又は代替的に、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタは、第１の又はｓ偏光された偏光状態の光を略反射し、及び／又は、第２の又はｐ偏光された偏光状態の光を略透過するように構成及び／又は配置された偏光選択素子又は偏光インタフェースを備える。

更に好ましくは、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタは、第１の一次照明光成分を、生成される第１の部分画像用の光として、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第１の面から第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第２の面に略反射し、及び／又は、第２の一次照明光成分を、生成される第２の部分画像用の光として、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第１の面から第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第３の面に略透過し、及び／又は、第１の二次照明光成分を、生成される第１の部分画像用の光として、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態で、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第２の面から偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第４の面に略透過し、及び／又は、第２の二次照明光成分を、生成される第２の部分画像用の光として、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第３の面から第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第４の面に略反射するように構成及び／又は配置された偏光選択素子又は偏光インタフェースを備える。

第１の画像生成手段が、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第２の面に近接して、特に、この第２の面に平行に配置されれば、更に有利である。

第２の画像生成手段は、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第３の面に近接して、特に、この第３の面に平行に配置されればよい。

単一又は１つのダイクロイックビームスプリッタは、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第４の面に近接して、特に、その第１の面がこの第４の面に平行に配置されればよい。

第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ、及び、その第１乃至第４の面、及び、そのインタフェースについて上述した構成は、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタについても適用できる。

したがって、本発明に係る画像生成装置の更なる好ましい実施形態において、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタは、生成される第３の部分画像用の光として、一次照明光の第３の一次照明光成分が、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で入射され、及び／又は、生成される第４の部分画像用の光として、一次照明光の第４の一次照明光成分が、第２の又はｐ偏光された偏光状態で入射されるように構成及び／又は配置された第１の面を備える。

追加的又は代替的に、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタは、生成される第３の部分画像用の光としての一次照明光の入射した第３の一次照明光成分を、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタから出射させ、及び／又は、特に第３の一次照明光成分を直接的又は間接的に第３の画像生成手段に向け、及び／又は、生成される第３の部分画像用の光として、二次照明光の第３の二次照明光成分が、特に第３の画像生成手段から直接的に又は間接的に、及び／又は、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態で入射されるように構成及び／又は配置された第２の面を備える。

本発明に係る画像生成装置の更なる有利な代替的又は追加的実施形態において、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタは、生成される第４の部分画像用の光としての一次照明光の入射した第４の一次照明光成分を、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態で、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタから出射させ、及び／又は、特に第４の一次照明光成分を直接的又は間接的に第４の画像生成手段に向け、及び／又は、生成される第４の部分画像用の光として、二次照明光の第４の二次照明光成分が、特に第４の画像生成手段から直接的に又は間接的に、及び／又は、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で入射されるように構成及び／又は配置された第３の面を備える。

更に追加的又は代替的に、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタは、第３の部分画像用の光としての、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態の第３の二次照明光成分、及び／又は、第４の生成された部分画像用の光としての、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態の第４の二次照明光成分を、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタから出射させ、及び／又は、特に第３の部分画像用の光としての、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態の第３の二次照明光成分、及び／又は、第４の部分画像用の光としての、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態の第４の二次照明光成分を、ダイクロイックビームスプリッタに対して、及び／又は、特にその第２の面を介して、直接的に又は間接的に向けるように構成及び／又は配置された第４の面を備える。

第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタが、第１の又はｓ偏光された偏光状態の光を略反射し、及び／又は、第２の又はｐ偏光された偏光状態の光を略透過するように構成及び／又は配置された偏光選択素子又は偏光インタフェースを備えれば、更に有利である。

本発明の更なる有利な実施形態において、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタは、第３の一次照明光成分を、生成される第３の部分画像用の光として、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第１の面から第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第２の面に略反射するように構成及び／又は配置された偏光選択素子又は偏光インタフェースを備える。追加的又は代替的に、インタフェースは、第４の一次照明光成分を、生成される第４の部分画像用の光として、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第１の面から第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第３の面に略透過し、及び／又は、第３の二次照明光成分を、生成される第３の部分画像用の光として、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態で、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第２の面から第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第４の面に略透過し、及び／又は、第４の照明光成分を、生成される第４の部分画像用の光として、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第３の面から第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第４の面に略反射するように構成及び／又は配置される。

本発明に係る画像生成装置の更なる有利な実施形態において、第３の画像生成手段が、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第２の面に近接して、特に、この第２の面に平行に配置される。

更に、追加的又は代替的に、第４の画像生成手段は、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第３の面に近接して、特に、この第３の面に平行に配置される。

ダイクロイックビームスプリッタは、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第４の面に近接して、特に、その第１の面がこの第４の面に平行に配置されれば、更に有利である。

ダイクロイックビームスプリッタは、好ましくは、生成される第１の部分画像の光として第１の二次照明光成分、及び／又は、生成される第２の部分画像の光として第２の二次照明光成分が入射されるように構成及び／又は配置された第１の面を備える。

更に、追加的又は代替的に、ダイクロイックビームスプリッタは、生成される第３の部分画像の光として第３の二次照明光成分、及び／又は、生成される第４の部分画像の光として第４の二次照明光成分が入射されるように構成及び／又は配置された第２の面を備える。

ダイクロイックビームスプリッタにおいて、生成される第１、第２、第３及び第４の部分画像の光として二次照明光の入射した第１、第２、第３及び／又は第４の二次照明光成分を、それぞれ、ダイクロイックビームスプリッタから出射させ、特に、生成される第１、第２、第３及び第４の部分画像の光として、二次照明光の入射した第１、第２、第３及び／又は第４の二次照明光成分を、それぞれ、設けられた投写型光学系に直接的又は間接的に向けることが、更に有利である。

ダイクロイックビームスプリッタは、ダイクロイックビームスプリッタの第１の面からダイクロイックビームスプリッタの第３の面に、第１のスペクトル領域の又は第１のスペクトル領域内の光を略透過し、及び／又は、ダイクロイックビームスプリッタの第２の面からダイクロイックビームスプリッタの第３の面に、第２のスペクトル領域の又は第２のスペクトル領域内の光を略反射するように構成及び／又は配置されたスペクトル選択又はスペクトル分離インタフェースを備えることが有利である。

更に好ましくは、本発明の更なる好ましい実施形態に係るダイクロイックビームスプリッタは、ダイクロイックビームスプリッタの第１の面からダイクロイックビームスプリッタの第３の面に、生成される第１及び第２の部分画像の光として、二次照明光の入射した第１及び第２の二次照明光成分を略透過し、及び／又は、ダイクロイックビームスプリッタの第２の面からダイクロイックビームスプリッタの第３の面に、生成される第３及び第４の部分画像の光として、二次照明光の入射した第３及び第４の二次照明光成分を略反射するように構成及び／又は配置されたスペクトル選択又はスペクトル分離インタフェースを備える。

第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタとダイクロイックビームスプリッタの間、及び／又は、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタとダイクロイックビームスプリッタの間に、特に第１、第２、第３及び第４の二次照明光成分に対するダイクロイックビームスプリッタの反射機能及び／又は透過機能を高めるために、光の各偏光状態をｓ偏光状態又はｐ偏光状態に変更するように構成された各偏光補正ユニットを設けることが、更に有利である。

本発明のこれらの特徴及び更なる特徴について、以下、より詳細に説明する。

本発明は、特に４色画像形成ユニットに関する。

フルカラー表示において高く飽和した色を達成するには、各原色の波長域が十分に狭くなければならない。白色光源を用いる画像形成装置、例えば、プロジェクタでは、三原色である赤、緑及び青の波長域外に多くの損失光が出る。

本発明では、特に、高く飽和した色と、白色光源を用いる効率的な方法の両方を得るために、投写ユニットにおいて第４の原色（黄色）を用いる方法を説明する。

現在のプロジェクタでは、フルカラー画像を得るために、三原色である赤、緑及び青の画像を重ね合わせている。高く飽和した色を得るには、各原色の波長域は十分に狭くなければならない。このため、白色光源を用いる場合、三原色である赤、緑及び青の波長域外の光の多くが損失となる。特にＵＨＰ（超高圧）型のアークランプを用いる場合、黄色光の大部分が損失となる。

ＳＩＤ２００３会議からの文献（１）、エス・ロス（S.Roth）外著の「色域（ガマット）が広く、高輝度の多原色一板式投写型表示装置（Wide Gamut, High Brightness Multiple Primaries Single Panel Projection Displays）」、ＳＩＤ２００３ダイジェスト、ｐ１１８−１２１では、より飽和した色と高輝度の両方を得るために、投写エンジンにおいて１つ又は２つの追加原色を用いることを提案している。

現在のプロジェクタでは、フルカラー画像を得るために、三原色である赤、緑及び青の画像を重ね合わせている。高く飽和した色を得るには、各原色の波長域は十分に狭くなければならない。このため、白色光源を用いる場合、三原色である赤、緑及び青の波長域外の光の多くが損失となる。特にＵＨＰ（超高圧）型のアークランプを用いる場合、黄色光の大部分が損失となる。

現在のプロジェクタでは、フルカラー画像を得るために、三原色である赤、緑及び青（ＲＧＢ）の画像を重ね合わせている。

図１Ａは、一般的なＲＧＢプロジェクタにおける赤、緑及び青の光路の波長スペクトルを示す。このスペクトルを、ＵＨＰ（超高圧）ランプのスペクトル全域と比較している。各原色スペクトルの波長域は、赤、緑及び青について良好な色の飽和を達成するように調整されている。色域（gamut：ガマット）を図２に示す。図１Ａからわかるように、必要な色の飽和を達成するために、５８０ｎｍ付近の黄色の波長域における殆どフルピークが除去されている。この黄色光の損失により、残りのランプスペクトルは過度に青みを帯びている。この青みを帯びた白を、妥当な色ポイント、例えば色温度１００００Ｋに調整するには、緑及び青の光の強度を２５％ずつ低減しなければならない。全体で光度計により測定されたランプのスペクトルの５９％しか使用することができず、残りは損失である。更に、白色ポイントを色温度６５００Ｋ（標準的な白）に調整する場合、光度計により測定されたランプのスペクトルの５１％しか使用することができない。

これらの損失を克服するには、損失となっていた黄色光を用いて第４の画像パネルの照明を行えばよい。本発明では、白色光を、４原色である赤、緑、青及び黄に分離する方法、１つの原色を用いて各画像パネルの照明を行う方法、及び、４つの画像パネルから出射する光を再結合してフルカラー画像にする方法を説明する。

図１Ｂは、赤、緑、青及び黄（ＲＧＢＹ）の光路の波長スペクトルを示す。このスペクトルを、ＵＨＰ（超高圧）ランプのスペクトル全域と比較してある。色域（ガマット）を図２に示す。色域（ガマット）はＲＧＢプロジェクタと比較してはるかに広いことがわかる。緑及び赤の原色がより飽和している。原色がより飽和している上に、発光効率もはるかに良い。白色ポイントを色温度１００００Ｋに調整する場合に、光度計により測定されたスペクトルの７６％を使用することができる。更に、色温度６５００Ｋ（標準的な白）に調整する場合には、例えば、８１％を使用することができる。

・Ａ
図３Ａは、本発明の基本的な構成を示す。２つの偏光ビームスプリッタＰＢＳ１及びＰＢＳ２と、１つのダイクロイックビームスプリッタＤＢＳと、４つの表示パネルＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４により構成されている。２つのＰＢＳは、ｐ偏光された光を透過し、ｓ偏光された光を反射する。ＤＢＳは、白色光のうちのあるスペクトル成分を反射し、それと相補的な成分を透過する。各パネルは、光を反射し、画素がオンに切り換えられた場合、偏光状態をｓからｐに（又はｐからｓに）変更し、画素がオフに切り換えられた場合、反射光の偏光状態をそのまま維持する。１つのＰＢＳの隣接する２つの面に対して、２つのパネルが取り付けられている。各ＰＢＳの他の面は入射面であり、ここに照明部からの光が入射する。各ＰＢＳの他の面は、出射面であり、ここで光が出射し、ＤＢＳに入射する。ＤＢＳにより、ＰＢＳ２から出射した光は反射され、ＰＢＳ１から出射した光は透過される。ＤＢＳによる再結合の後、光は投写レンズに入射し、投写レンズは、重ね合わされた部分画像をスクリーンに投写する。入射白色光のスペクトルは、４つの完全に分離した又は部分的に分離したスペクトル成分ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４に分割される。１つのＰＢＳに対して２つのスペクトル成分が入射する。例えば、図３Ａに示すように、ＳＰ１及びＳＰ２はＰＢＳ１に入射し、ＳＰ３及びＳＰ４はＰＢＳ２に入射する。各ＰＢＳのスペクトル成分は相補的な偏光状態を有している。例えば、ＳＰ１がｓ偏光で、ＳＰ２がｐ偏光となり、ＳＰ３がｓ偏光で、ＳＰ４がｐ偏光となる。ｐ偏光のスペクトル成分ＳＰ２及びＳＰ４は、それぞれのＰＢＳにより透過され、それぞれ対応する画像パネルＰ２及びＰ４に突き当たる。ｓ偏光のスペクトル成分ＳＰ１及びＳＰ３は、それぞれのＰＢＳにより反射され、それぞれ対応する画像パネルＰ１及びＰ３に突き当たる。画像パネルにより反射されるとき、画素がオンに切り換えられた場合、偏光状態は変わり（図３Ｂ）、画素がオフに切り換えられた場合、偏光状態はそのまま変わらない（図３Ｃ）。

・Ｂ
オフ状態では、画像パネルＰ２及びＰ４により反射される光はｐ偏光のままである。理想的には、このｐ偏光の光はＰＢＳにより完全に透過される。しかし、ＰＢＳの一般的な属性として、ｐ偏光の光の多く（一般的には約１０％）がＰＢＳにより反射され、その結果、スクリーンに投写されるので、黒レベルを上げてしまい、コントラストを低くしてしまう（図４）。一解決方法として、色選択性「クリーンアップ」偏光子ＣＳＰ１及びＣＳＰ２を用いることができる。これらは、それぞれ、スペクトル成分ＳＰ２及びＳＰ４のスペクトル領域にあるｐ偏光の光を遮断する。オン状態で光を通すには、ＣＳＰ１は、スペクトル成分ＳＰ１におけるｐ偏光の光とスペクトル成分ＳＰ２におけるｓ偏光の光を、同時に透過させなければならない。同様に、ＣＳＰ２も、スペクトル成分ＳＰ３におけるｐ偏光の光とスペクトル成分ＳＰ４におけるｓ偏光の光を透過しなければならない。種々のスペクトル選択性「クリーンアップ」偏光子を使用することができる：
ｉ）コレステリック偏光子。スペクトル成分ＳＰ２及びＳＰ４のｐ偏光成分をそれぞれ反射する。
ｉｉ）色素（ダイ）タイプ偏光子。スペクトル成分ＳＰ２及びＳＰ４のｐ偏光成分をそれぞれ吸収する。
ｉｉｉ）スペクトル選択性１／２波長位相差板と従来の吸収型広域偏光子の組合せ。この場合、スペクトル選択性１／２波長位相差板は、スペクトル成分ＳＰ２及びＳＰ４のみの偏光状態を、それぞれ、ｓ偏光に（あるいは、ＳＰ１及びＳＰ３をそれぞれｐ偏光に）変更する。その後、吸収型広域偏光子がすべてのｓ偏光の光（又はｐ偏光の光）を吸収する。

・Ｃ
偏光ビームスプリッタＰＢＳは、プリズムの間に誘電偏光ビームスプリッタ被膜を有するガラスキューブ型、あるいは、平面基板上にワイヤグリッドビームスプリッタを有する平板型のいずれであってもよい。

・Ｄ
ダイクロイックビームスプリッタＤＢＳは、プリズムの間に誘電ダイクロイック被膜を有するガラスキューブ型、あるいは、平面基板上に誘電ダイクロイック被膜を有する平板型のいずれであってもよい。

・Ｅ
ダイクロイックビームスプリッタＤＢＳの透過／反射は、一般的に偏光状態によって異なる。１／２波長位相差板は、広域タイプであっても色選択性のタイプであっても、ＤＢＳの偏光特性に合うように種々のスペクトル成分の偏光状態を調整するためにＰＢＳとＤＢＳの間に配置することができる。

・Ｆ
ＰＢＳ１とＰＢＳ２の間に、ガラスキューブ型又はワイヤグリッド型のいずれかの第３のＰＢＳが配置される。光は図５に示すように入射する。この追加ＰＢＳにより、入射光の偏光度合いが良くなり、その結果、システムコントラストが良くなることが確保される。

・Ｇ
図６は、白色光を、適切な偏光状態を有する４つのスペクトル成分ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３及びＳＰ４に分割する方法を説明する。これは、図３Ａの実施形態及び図５の実施形態のいずれにおいても用いることができる。１／２波長板（ＨＷＰ）は、スペクトル成分ＳＰ２及びＳＰ４の偏光状態を、それぞれｐ偏光に変更する。導光に必要なレンズについては、図６中には示していない。

・Ｈ
図７は、白色光を、適切な偏光状態を有する４つのスペクトル成分ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３及びＳＰ４に分割するための非常に簡単な方法を説明する。ここでは、種々のスペクトル成分を適切な偏光状態に設定するために色選択性位相差板ＣＳＲが必要である。色選択性位相差板（ＣＳＲ）は、あるスペクトル成分のみの偏光状態を変更し、それに相補的なスペクトル成分をそのままにしておく。例えば、ＣＳＲ１によりＳＰ１及びＳＰ２はｓ偏光からｐ偏光に変更されるが、ＳＰ３及びＳＰ４はｓ偏光を維持する。

・Ｉ
図８は、白色光を、適切な偏光状態を有する４つのスペクトル成分ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３及びＳＰ４に分割する他の方法を説明する。ＰＢＳ１とＰＢＳ２の間に、グラスキューブ型又は平板型のいずれかである第２のダイクロイックビームスプリッタＤＢＳ２が配置される。ＤＢＳ２は、スペクトル成分ＳＰ３及びＳＰ４を反射し、スペクトル成分ＳＰ１及びＳＰ２を透過する。ＳＰ２及びＳＰ４の偏光状態をそれぞれｐ偏光に（あるいは、ＳＰ１及びＳＰ３をそれぞれｓ偏光に）変更するために、色選択性位相差板ＣＳＲ１及びＣＳＲ２が必要である。

本発明のこれらの特徴及び更なる特徴について、以下、図面を参照して、より詳細に説明する。

以下の説明及び図面において、同様又は同等の構造体、あるいは、同様又は同等の機能を有する構成要素については、同じ参照符号を付している。また、これらの構成要素及び構造体の詳細な説明については、繰り返さない。

図１Ａは、特に、３原色光源としてＵＨＰランプを用いる従来のＲＧＢプロジェクタにおける異なるスペクトル成分である赤、緑及び青について、光の波長の関数として、任意のユニットにおける光強度を示す図である。図１Ａから、５７０ｎｍ〜５９０ｎｍの領域、すなわち、黄色の領域において、従来のＲＧＢプロジェクタユニットでは使用されない大きな損失光があることがわかる。

これに対して、図１Ｂは、本発明を適用した画像生成装置としてのＲＧＢＹプロジェクタのスペクトル特性を示す図である。ここでは、第４の部分画像を生成するため、上述の領域における黄色成分を追加的に構成して使用している。したがって、本発明では、従来のプロジェクタでは損失となっていた黄色の領域を本発明で使用することにより、光と色の飽和全体に寄与する。

図２は、図１Ａ及び図１Ｂに示す状態の色域（ガマット）を示す。

連続する図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、本発明を適用した画像生成装置１０の第１の実施形態を、概略側断面図により示す。図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｂは、それぞれ、設けられたそれぞれの第１乃至第４の画像生成手段又は画像形成パネルＰ１乃至Ｐ４について、異なる状態を示している。

図３Ａ乃至図３Ｃに示す実施形態の構成要素について、図３Ａを参照して詳細に説明する。それぞれの説明は、図３Ｂ及び図３Ｃに示す実施形態についても、また、更に図４乃至図８に示す実施形態についても適用することができる。

図３Ａに示すような本発明を適用した画像生成装置１０の実施形態の基本的な部分は、入射部Ｅと、出射部Ｏと、それらの間にある、光学構造体１０’を備えたスペクトル分離、画像生成及びスペクトル再合成部ＳＳＲである。スペクトル分離、画像生成及びスペクトル再合成部ＳＳＲ、１０’は、第１及び第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１及び１２、ＰＢＳ２と、単一のダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳと、第１、第２、第３及び第４の画像生成手段又は画像形成パネルＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４により構成されている。本発明に基づいて、上述の光学構造体１０’を備えた、このスペクトル分離、画像生成及びスペクトル再合成部ＳＳＲは、本発明の画像生成装置の基本的な機能、すなわち、スペクトル分離機能、画像生成機能及びスペクトル再結合機能を実現する。

第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１は、第１、第２、第３及び第４の面１１−１、１１−２、１１−３及び１１−４と、偏光選択素子又は偏光インタフェース１１ｃを備えている。これらの面は平面である。第１乃至第４の面１１−１乃至１１−４は、断面図で見ると正方形を形成している。したがって、図３Ａ乃至図３Ｃに示す実施形態では、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１は立方体又は正方形を形成する。第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２についても同じである。第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２も、第１、第２、第３及び第４の面１２−１、１２−２、１２−３及び１２−４と、偏光選択素子又は偏光インタフェース１２ｃを備えている。

設けられた第１及び第２の画像生成手段Ｐ１及びＰ２は、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１に割り当てられ、特に、第２及び第３の面１１−２及び１１−３にそれぞれ平行かつ近接して配置されている。第１及び第２の画像生成手段Ｐ１及びＰ２は、それぞれ、第１及び第２の部分画像Ｉｒ及びＩｇを生成するように構成及び配置されている。例えば、第１及び第２の画像生成手段は反射型ＬＣＤ表示装置であってもよい。

第３及び第４の画像生成手段Ｐ３及びＰ４は、それぞれ、第３及び第４の部分画像Ｉｂ及びＩｙを生成するように構成されている。これらのパネルＰ３及びＰ４も反射型ＬＣＤ表示装置とすることができる。これらは、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２、特に、第２及び第３の面１２−２及び１２−３に対して割り当てられ、これらの第２及び第３の面１２−２及び１２−３にそれぞれ平行に配置されている。

第１、第２、第３及び第４の画像生成手段Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４は、赤、緑、青及び黄の各色又はスペクトル領域を示してもよい。

第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１の第１の面１１−１は、第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇが、特に、それぞれ第１の又はｓ偏光された偏光状態、及び、第２の又はｐ偏光された偏光状態で、それぞれ入射される入射面として働く。偏光選択素子又は偏光インタフェース１１ｃは、第１の面１１−１から第２の面１１−２に第１の一次照明光成分Ｌ１ｒを反射する。第２の面１１−２にて、第１の一次照明光成分Ｌ１ｒは第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１から出射し、図３Ａに示すように、第１の画像生成手段Ｐ１を照射する。図３Ｂに示すように、オン状態では、第１の画像生成手段Ｐ１は、第２の又はｐ偏光された偏光状態の第１の部分画像Ｉｒの光として、第１の二次照明光成分Ｌ２ｒを生成する。第１の二次照明光成分Ｌ２ｒは、第２の面１１−２を介して第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１に再び入射し、偏光選択素子又は偏光インタフェース１１ｃが、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタの第３の面１１−３に対して、ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳの第１の面１３−１の方向に第１の二次照明光成分Ｌ２ｒを透過する。

同様に、第２の一次照明光成分Ｌ１ｇは、偏光選択素子又は偏光インタフェース１１ｃにより、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１の第１の面１１−１から第３の面１１−３に透過され、第３の面１１−３を介して第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタから出射し、第２の画像生成手段Ｐ２を照射する。

第２の画像生成手段Ｐ２は、図３Ｂに示すように、オン状態の場合、第２の生成される部分画像Ｉｇの光として第２の二次照明光成分Ｌ２ｇを生成し、これが第３の面１１−３を介して第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタに入射する。偏光選択素子又は偏光インタフェース１１ｃは、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１の第３の面１１−３から第４の面１１−４に第２の二次照明光成分Ｌ２ｇを反射し、これが、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１から出射し、近接して配置されたダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳに、その第１の面１３−１を介して入射する。

同様の動作及び作用が、第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ及びＬ１ｙについても、それぞれあてはまる。

図３Ｃは、第１乃至第４の画像生成手段Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４がそれぞれオフ状態で、入射した第１、第２、第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇ、Ｌ１ｂ及びＬ１ｙがそのまま反射される、すなわち、入射光の偏光状態を偏光せずに反射する図３の実施形態を示す。このため、ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳには、いずれの光も入射しない。

ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳは、第１乃至第４の生成される部分画像Ｉｒ、Ｉｇ、Ｉｂ、Ｉｙの二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｙを再結合し、第１乃至第４の部分画像Ｉｒ、Ｉｇ、Ｉｂ、Ｉｙを重ね合わせて表示される画像Ｉ用の光として、二次照明光Ｌ２を生成する。

したがって、ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳは、第１、第２、第３及び第４の面１３−１、１３−２、１３−３及び１３−４と、第１及び第２の二次照明光成分Ｌ２ｒ及びＬ２ｇのスペクトル領域について、また、第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｂ及びＬ２ｙのスペクトル領域について、それぞれ選択性を有するスペクトル選択及びスペクトル分離インタフェース１３ｃを備えている。

ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳは、その第１の面１３−１を介して、第１及び第２の部分画像Ｉｒ、Ｉｇの光、すなわち、第１及び第２の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇがそれぞれ入射される。これらの光は、スペクトル分離及びスペクトル選択インタフェース１３ｃを介して、ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳの第３の面１３−３に透過され、この第３の面１３−３を介してダイクロイックビームスプリッタ１３から出射する。

生成される第３及び第４の部分画像Ｉｂ及びＩｙの光、すなわち、第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｂ及びＬ２ｙは、それぞれ、第２の面１３−２を介してダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳに入射した後、第３の面１３−３に反射され、ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳから出射する。

第１乃至第４の部分画像Ｉｒ、Ｉｇ、Ｉｂ及びＩｙの光は、設けられた投写型光学系により入射し、これらの部分画像Ｉｒ、Ｉｇ、Ｉｂ及びＩｙを重ね合わせたものとしての画像Ｉを表示する。

図４に示す実施形態は、図３Ａ乃至図３Ｃに示す実施形態と同様であるが、それぞれの場合において、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１とダイクロイックビームスプリッタ１３の間、及び、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２とダイクロイックビームスプリッタ１３の間に、偏光補正ユニットＣＳＰ１及びＣＳＰ２としての色選択性偏光子がそれぞれ設けられている。これらは、図４に示すように、内部のｐ偏光された光から、第２及び第４のスペクトル成分ＳＰ２及びＳＰ４、すなわち、第２及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｇ及びＬ２ｙを除去するように構成及び／又は配置されている。

図５乃至図８は、入射される白色光を事前に分離し、スペクトル分離を行う種々の可能性について示す。

本発明のこれらの特徴、更なる特徴及びより一般的な特徴について、以下、詳細に説明する。

本発明のより一般的な特徴によれば、以下のように構成／配置された画像生成装置が提供される。すなわち、
一次照明光Ｌ１が入射され、
一次照明光Ｌ１を、少なくとも略スペクトル的に分離して重なり合いがなく、及び／又は、互いに、かつ、一次照明光Ｌ１に対して相補的である第１、第２、第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙにスペクトル的に分割し、
第１、第２、第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙに基づいて、生成及び表示される画像Ｉの第１、第２、第３及び第４の部分画像Ｉｒ、Ｉｇ、Ｉｂ、Ｉｙ用の第１、第２、第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙを生成し、
第１、第２、第３及び第４の部分画像Ｉｒ、Ｉｇ、Ｉｂ、Ｉｙの第１、第２、第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙを再合成することにより、生成及び表示される画像Ｉ用の光として二次照明光Ｌ２を生成及び出射するように構成及び／又は配置され、
一次照明光Ｌ１が入射されるように構成及び／又は配置された入射部Ｅが設けられ、
第１及び第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１及び１２、ＰＢＳ２と、これらにそれぞれ対応する第１、第２及び第３、第４の画像生成手段Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４と、単一のダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳとにより構成される光学構造体１０’である、又は、光学構造体１０’を有するスペクトル分離、画像生成及びスペクトル再合成部ＳＳＲが設けられ、
二次照明光Ｌ２を出射するように構成及び／又は配置された光出射部Ｏが設けられ、
スペクトル分離機能、画像生成機能及びスペクトル再合成機能、又は、それらの基本的部分は、スペクトル分離、画像生成及びスペクトル再合成部ＳＳＲの第１及び第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１及び１２、ＰＢＳ２により、また、第１乃至第４の画像生成手段Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４により、及び、１つのダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳにより構成されるスペクトル分離、画像生成及びスペクトル再合成部ＳＳＲの、又は、スペクトル分離、画像生成及びスペクトル再合成部ＳＳＲ内の光学構造体１０’によって、完全に又は略実現される。

追加的又は代替的に、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１は、特にその第２及び第３の面１１−２、１１−３に対して、生成される第１及び第２の部分画像Ｉｒ、Ｉｇ用の第１及び第２の画像生成手段Ｐ１、Ｐ２に、密接な機能的関係及び／又は近接する空間的関係を割り当て、及び／又は、配置している。

追加的又は代替的に、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２は、特にその第２及び第３の面１２−２、１２−３に対して、生成される第３及び第４の部分画像Ｉｂ、Ｉｙ用の第３及び第４の画像生成手段Ｐ３、Ｐ４に、密接な機能的関係及び／又は近接する空間的関係を割り当て、及び／又は、配置している。

追加的又は代替的に、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１は、
生成される第１の部分画像Ｉｒ用の光として、一次照明光Ｌ１の第１の一次照明光成分Ｌ１ｒが、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で入射され、及び／又は、
生成される第２の部分画像Ｉｇ用の光として、一次照明光Ｌ１の第２の一次照明光成分Ｌ１ｇが、第２の又はｐ偏光された偏光状態で入射されるように
構成及び／又は配置された第１の面１１−１を備える。

追加的又は代替的に、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１は、
生成される第１の部分画像Ｉｒ用の光としての一次照明光Ｌ１の入射した第１の一次照明光成分Ｌ１ｒを、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１から出射させ、及び／又は、特に第１の一次照明光成分Ｌ１ｒを直接的又は間接的に第１の画像生成手段Ｐ１に向け、及び／又は、
生成される第１の部分画像Ｉｒ用の光として、二次照明光Ｌ２の第１の二次照明光成分Ｌ２ｒが、特に第１の画像生成手段Ｐ１から直接的に又は間接的に、及び／又は、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態で入射されるように
構成及び／又は配置された第２の面１１−２を備える。

追加的又は代替的に、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１は、
生成される第２の部分画像Ｉｇ用の光としての一次照明光Ｌ１の入射した第２の一次照明光成分Ｌ１ｇを、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態で、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１から出射させ、及び／又は、特に第２の一次照明光成分Ｌ１ｇを直接的又は間接的に第２の画像生成手段Ｐ２に向け、及び／又は、
生成される第２の部分画像Ｉｒ用の光として、二次照明光Ｌ２の第２の二次照明光成分Ｌ２ｇが、特に第２の画像生成手段Ｐ２から直接的に又は間接的に、及び／又は、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で入射されるように
構成及び／又は配置された第３の面１１−３を備える。

追加的又は代替的に、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１は、
生成される第１の部分画像Ｉｒ用の光としての、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態の第１の二次照明光成分Ｌ２ｒ、及び／又は、生成される第２の部分画像Ｉｇ用の光としての、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態の第２の二次照明光成分Ｌ２ｇを、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１から出射させ、及び／又は、
特に生成される第１の部分画像Ｉｒ用の光としての、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態の第１の二次照明光成分Ｌ２ｒ、及び／又は、生成される第２の部分画像Ｉｇ用の光としての、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態の第２の二次照明光成分Ｌ２ｇを、ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳに対して、及び／又は、特にその第１の面１３−１を介して、直接的に又は間接的に向けるように
構成及び／又は配置された第４の面１１−４を備える。

追加的又は代替的に、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳは、
第１の又はｓ偏光された偏光状態の光を略反射し、
第２の又はｐ偏光された偏光状態の光を略透過するように
構成及び／又は配置された偏光選択素子又は偏光インタフェース１１ｃを備える。

追加的又は代替的に、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１は、
第１の一次照明光成分Ｌ１ｒを、生成される第１の部分画像Ｉｒ用の光として、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１の第１の面１１−１から第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１の第２の面１１−２に略反射し、及び／又は、
第２の一次照明光成分Ｌ１ｇを、生成される第２の部分画像Ｉｇ用の光として、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１の第１の面から第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１の第３の面１１−３に略透過し、及び／又は、
第１の二次照明光成分Ｌ２ｒを、生成される第１の部分画像Ｉｒ用の光として、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態で、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１の第２の面１１−２から偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１の第４の面１１−４に略透過し、及び／又は、
第２の二次照明光成分Ｌ２ｇを、生成される第２の部分画像Ｉｇ用の光として、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１の第３の面１１−３から第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１の第４の面１１−４に略反射するように
構成及び／又は配置された偏光選択素子又は偏光インタフェース１１ｃを備える。

追加的又は代替的に、第１の画像生成手段Ｐ１は、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１の第２の面１１−２に近接して、特に、この第２の面に平行に配置され、及び／又は、
第２の画像生成手段Ｐ２は、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１の第３の面１１−３に近接して、特に、この第３の面に平行に配置され、及び／又は、
ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳは、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１の第４の面１１−４に近接して、特に、その第１の面１３−１がこの第４の面に平行に配置される。

追加的又は代替的に、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２は、
生成される第３の部分画像Ｉｂ用の光として、一次照明光Ｌ１の第３の一次照明光成分Ｌ１ｂが、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で入射され、及び／又は、
生成される第４の部分画像Ｉｙ用の光として、一次照明光Ｌ１の第４の一次照明光成分Ｌ１ｙが、第２の又はｐ偏光された偏光状態で入射されるように
構成及び／又は配置された第１の面１２−１を備える。

追加的又は代替的に、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２は、
生成される第３の部分画像Ｉｂ用の光としての一次照明光Ｌ１の入射した第３の一次照明光成分Ｌ１ｂを、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２から出射させ、及び／又は、特に第３の一次照明光成分Ｌ１ｂを直接的又は間接的に第３の画像生成手段Ｐ３に向け、及び／又は、
生成される第３の部分画像Ｉｂ用の光として、二次照明光Ｌ２の第３の二次照明光成分Ｌ２ｂが、特に第３の画像生成手段Ｐ３から直接的に又は間接的に、及び／又は、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態で入射されるように
構成及び／又は配置された第２の面１２−２を備える。

追加的又は代替的に、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２は、
生成される第４の部分画像Ｉｙ用の光としての一次照明光Ｌ１の入射した第４の一次照明光成分Ｌ１ｙを、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態で、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２から出射させ、及び／又は、特に第４の一次照明光成分Ｌ１ｙを直接的又は間接的に第４の画像生成手段Ｐ４に向け、及び／又は、
生成される第２の部分画像Ｉｒ用の光として、二次照明光Ｌ２の第４の二次照明光成分Ｌ２ｙが、特に第４の画像生成手段Ｐ４から直接的に又は間接的に、及び／又は、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で入射されるように
構成及び／又は配置された第３の面１２−３を備える。

追加的又は代替的に、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２は、
生成される第３の部分画像Ｉｂ用の光としての、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態の第３の二次照明光成分Ｌ２ｂ、及び／又は、生成された第４の部分画像Ｉｙ用の光としての、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態の第４の二次照明光成分Ｌ２ｙを、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２から出射させ、及び／又は、
特に生成された第３の部分画像Ｉｂ用の光としての、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態の第３の二次照明光成分Ｌ２ｂ、及び／又は、生成される第４の部分画像Ｉｙ用の光としての、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態の第４の二次照明光成分Ｌ２ｙを、ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳに対して、及び／又は、特にその第２の面１３−２を介して、直接的に又は間接的に向けるように
構成及び／又は配置された第４の面１２−４を備える。

追加的又は代替的に、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２は、
第１の又はｓ偏光された偏光状態の光を略反射し、
第２の又はｐ偏光された偏光状態の光を略透過するように
構成及び／又は配置された偏光選択素子又は偏光インタフェース１２ｃを備える。

追加的又は代替的に、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２は、
第３の一次照明光成分Ｌ１ｂを、生成される第３の部分画像Ｉｂ用の光として、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２の第１の面１２−１から第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２の第２の面１２−２に略反射し、及び／又は、
第４の一次照明光成分Ｌ１ｙを、生成される第４の部分画像Ｉｙ用の光として、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２の第１の面１２−１から第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２の第３の面１２−３に略透過し、及び／又は、
第３の二次照明光成分Ｌ２ｂを、生成される第３の部分画像Ｉｂ用の光として、特に第２の又はｐ偏光された偏光状態で、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２の第２の面１２−２から第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２の第４の面１２−４に略透過し、及び／又は、
第４の二次照明光成分Ｌ２ｙを、生成される第４の部分画像Ｉｙ用の光として、特に第１の又はｓ偏光された偏光状態で、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２の第３の面１２−３から第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２の第４の面１２−４に略反射するように
構成及び／又は配置された偏光選択素子又は偏光インタフェース１２ｃを備える。

追加的又は代替的に、第３の画像生成手段Ｐ３は、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２の第２の面１２−２に近接して、特に、この第２の面に平行に配置され、及び／又は、
第４の画像生成手段Ｐ４は、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２の第３の面１２−３に近接して、特に、この第３の面に平行に配置され、及び／又は、
ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳは、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２の第４の面１２−４に近接して、特に、その第１の面１３−２がこの第４の面に平行に配置される。

追加的又は代替的に、ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳは、生成される第１の部分画像Ｉｒの光として第１の二次照明光成分Ｌ２ｒ、及び／又は、生成される第２の部分画像Ｉｇの光として第２の二次照明光成分Ｌ２ｇが入射されるように構成及び／又は配置された第１の面１３−１を備える。

追加的又は代替的に、ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳは、生成される第３の部分画像Ｉｂの光として第３の二次照明光成分Ｌ２ｂ、及び／又は、生成される第４の部分画像Ｉｙの光として第４の二次照明光成分Ｌ２ｙが入射されるように構成及び／又は配置された第２の面１３−２を備える。

追加的又は代替的に、ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳは、生成される第１、第２、第３及び第４の部分画像Ｉｒ、Ｉｇ、Ｉｂ、Ｉｙの光として二次照明光Ｌ２の入射した第１、第２、第３及び／又は第４の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙを、それぞれ、ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳから出射させ、特に、生成される第１、第２、第３及び第４の部分画像Ｉｒ、Ｉｇ、Ｉｂ、Ｉｙの光として、二次照明光Ｌ２の入射した第１、第２、第３及び／又は第４の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙを、それぞれ、設けられた投写型光学系ＰＯに直接的又は間接的に向けるように構成及び／又は配置される。

追加的又は代替的に、ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳは、
ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳの第１の面１３−１からダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳの第３の面１３−３に、第１のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２の、又は、第１のスペクトル領域内の光を略透過し、及び／又は、
ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳの第２の面１３−２からダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳの第３の面１３−３に、第２のスペクトル領域ＳＰ３、ＳＰ４の、又は、第２のスペクトル領域内の光を略反射するように
構成及び／又は配置されたスペクトル選択又はスペクトル分離インタフェース１３ｃを備える。

追加的又は代替的に、ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳは、
ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳの第１の面１３−１からダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳの第３の面１３−３に、第１及び第２の生成される部分画像Ｉｒ、Ｉｇの光として、二次照明光Ｌ２の第１及び第２の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇを略透過し、及び／又は、
ダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳの第２の面１３−２からダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳの第３の面１３−３に、第３及び第４の生成される部分画像Ｉｂ、Ｉｙの光として、二次照明光Ｌ２の第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙを略反射するように
構成及び／又は配置されたスペクトル選択又はスペクトル分離インタフェース１３ｃを備える。

追加的又は代替的に、第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１１、ＰＢＳ１とダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳの間、及び／又は、第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ１２、ＰＢＳ２とダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳの間に、それぞれの場合において、特に第１、第２、第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙに対するダイクロイックビームスプリッタ１３、ＤＢＳの反射機能及び／又は透過機能を高めるために、入射光の各偏光状態をｓ偏光状態又はｐ偏光状態に変更するように構成及び／又は配置された各偏光補正ユニットＣＳＰ１、ＣＳＰ２が設けられる。

従来のＲＧＢプロジェクタにより生成される光のスペクトル特性を説明する図である。 本発明を適用したＲＧＢＹプロジェクタのスペクトル特性を説明する図である。 図１Ａ及び図１Ｂに示すスペクトルに関して色域（ガマット）を説明する図である。 本発明に係る画像生成装置の一実施形態の基本的な構成を示す概略断面図である。 本発明に係る画像生成装置の一実施形態の基本的な構成を示す概略断面図である。 本発明に係る画像生成装置の一実施形態の基本的な構成を示す概略断面図である。 本発明に係る画像生成装置の他の実施形態の概略断面図である。 本発明に係る画像生成装置の更に他の実施形態の概略断面図である。 本発明に係る画像生成装置の更に他の実施形態の概略断面図である。 本発明に係る画像生成装置の更に他の実施形態の概略断面図である。 本発明に係る画像生成装置の更に他の実施形態の概略断面図である。 本発明に係る画像生成装置の更に他の実施形態の概略断面図である。

符号の説明

１０ 本発明を適用した画像生成装置、１０’ 光学構造体、１１ 第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ、第１のＰＢＳキューブ、１１−１ 第１の面、１１−２ 第２の面、１１−３ 第３の面、１１−４ 第４の面、１１ｃ 偏光選択素子又は偏光インタフェース、１２ 第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ、第２のＰＢＳキューブ、１２−１ 第１の面、１２−２ 第２の面、１２−３ 第３の面、１２−４ 第４の面、１２ｃ 偏光選択素子又は偏光インタフェース、１３ ダイクロイックビームスプリッタ、ダイクロイックビームスプリットキューブ、１３−１ 第１の面、１３−２ 第２の面、１３−３ 第３の面、１３−４ 第４の面、１３ｃ スペクトル分離及びスペクトル選択インタフェース、ＤＢＳ ダイクロイックビームスプリッタ、ダイクロイックビームスプリットキューブ、Ｅ 光入射部、Ｉ 生成及び表示される画像、Ｉｒ 第１の部分画像、赤色部分画像、Ｉｇ 第２の部分画像、緑色部分画像、Ｉｂ 第３の部分画像、青色部分画像、Ｉｙ 第４の部分画像、黄色部分画像、Ｌ１ 一次照明光、Ｌ１ｒ 第１の一次照明光成分、赤色成分、Ｌ１ｇ 第２の一次照明光成分、緑色成分、Ｌ１ｂ 第３の一次照明光成分、青色成分、Ｌ１ｙ 第４の一次照明光成分、黄色成分、Ｌ２ 二次照明光、Ｌ２ｒ 第１の二次照明光成分、赤色成分、Ｌ２ｇ 第２の二次照明光成分、緑色成分、Ｌ２ｂ 第３の二次照明光成分、青色成分、Ｌ１２ｙ 第４の二次照明光成分、黄色成分、Ｏ 光出射部、ＰＢＳ１ 第１の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ、第１のビームスプリットキューブ、ＰＢＳ２ 第２の偏光選択素子又は偏光ビームスプリッタ、第２のビームスプリットキューブ、Ｐ１ 第１の画像生成手段、Ｐ２ 第２の画像生成手段、Ｐ３ 第３の画像生成手段、Ｐ４ 第４の画像生成手段、ＳＰ１ 第１のスペクトル領域、ＳＰ２ 第２のスペクトル領域、ＳＰ３ 第３のスペクトル領域、ＳＰ４ 第４のスペクトル領域、ＳＳＲ スペクトル分離、画像生成及びスペクトル再合成部

Claims (16)

1. スペクトル的に分離又は重なり合った４つのスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４において、該スペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ３にそれぞれ対応する光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｂはｓ偏光され、該スペクトル領域ＳＰ２、ＳＰ４にそれぞれ対応する光成分Ｌ１ｇ、Ｌ１ｙはｐ偏光された一次照明光Ｌ１を生成して出射する第１の部分ＰＳと、
   上記第１の部分ＰＳからの一次照明光Ｌ１が入射され、該一次照明光Ｌ１の第１、第２、第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１r、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙに基づいて、生成されて表示される画像Ｉの第１、第２、第３及び第４の部分画像Ｉｒ、Ｉｇ、Ｉｂ、Ｉｙ用の第１、第２、第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙを生成し、該第１、第２、第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙを再合成し、該画像Ｉ用の光として、二次照明光Ｌ２を出射する第２の部分ＳＳＲとを備え、
   上記第２の部分ＳＳＲは、
   上記一次照明光Ｌ１が入射される光入射部Ｅと、
   上記二次照明光Ｌ２を出射する光出射部Ｏと、
   上記第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇが入射され、ｓ偏光された光を第１の画像生成手段Ｐ１に向けて反射し、ｐ偏光された光を第２の画像生成手段Ｐ２に向けて透過し、該第１及び第２の画像生成手段Ｐ１、Ｐ２から反射された上記第１及び第２の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇが入射され、ｓ偏光された光を反射し、ｐ偏光された光を透過する偏光面を有する第１の偏光ビームスプリッタＰＢＳ１と、
   上記第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙが入射され、ｓ偏光された光を第３の画像生成手段Ｐ３に向けて反射するとともに、ｐ偏光された光を第４の画像生成手段Ｐ４に向けて透過し、該第３及び第４の画像生成手段Ｐ３、Ｐ４から反射された上記第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙが入射され、ｓ偏光された光を反射し、ｐ偏光された光を透過する偏光面を有する第２の偏光ビームスプリッタＰＢＳ２と、
   少なくとも第１、第２及び第３の面とダイクロイック面を有し、該第１の面を介して上記第１及び第２の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇが入射され、該第２の面を介して上記第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙが入射され、該第１及び第２の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇを透過し、該ダイクロイック面によって該第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙを反射し、上記画像Ｉの第１、第２、第３及び第４の部分画像Ｉｒ、Ｉｇ、Ｉｂ、Ｉｙ用の第１、第２、第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙを、該第３の面を介して出射するダイクロイックビームスプリッタＤＢＳとを備えることを特徴とする画像生成装置。
2. 上記第２の部分ＳＳＲは、
   上記入射部Ｅにおいて、上記第１の一次照明光成分Ｌ１ｒを反射し、上記第２の一次照明光成分Ｌ１ｇを上記第１の偏光ビームスプリッタＰＢＳ１の方向に透過し、上記第３の一次照明光成分Ｌ１ｂを反射し、上記第４の一次照明光成分Ｌ１ｙを上記第２の偏光ビームスプリッタＰＢＳ２の方向に透過する第４の偏光ビームスプリッタＰＢＳ４を備える請求項１記載の画像生成装置。
3. 上記第１の部分ＰＳは、
   ｓ偏光又はｐ偏光のいずれか一方としてｓ偏光に偏光され、上記第１、第２、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４を含むスペクトル領域を有する照明光Ｌ１が入射され、該第１及び第３のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ３の偏光状態がｓ偏光となり、該第２及び第４のスペクトル領域ＳＰ２、ＳＰ４の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持し、該第１及び第２のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２の光が上記第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇとして機能するように、同じ及び／又は平行な光路に結合し、該第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ３、ＳＰ４の光が上記第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙとして機能するようにするように、同じ及び／又は平行な光路に結合するように構成及び／又は配置されており、
   上記第１及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ４の光を、上記第２及び第３のスペクトル領域ＳＰ２、ＳＰ３の光から分離する第１のダイクロイックミラーと、
   上記第２のスペクトル領域ＳＰ２の光を、上記第３のスペクトル領域ＳＰ３の光から分離する第２のダイクロイックミラーと、
   上記第１のスペクトル領域ＳＰ１の光を、上記第４のスペクトル領域ＳＰ４の光から分離する第３のダイクロイックミラーと、
   上記第１のスペクトル領域ＳＰ１の光と上記第２のスペクトル領域ＳＰ２の光を、それぞれ第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇとして、同じ及び／又は平行な光路に結合する、折り曲げミラー及び第５のダイクロイックミラーを含む光学手段と、
   上記第３のスペクトル領域ＳＰ３の光と上記第４のスペクトル領域ＳＰ４の光を、それぞれ第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙとして、同じ及び／又は平行な光路に結合する、折り曲げミラー及び第４のダイクロイックミラーを含む光学手段と、
   上記第１及び第３の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｂの偏光がｓ偏光モードとなり、上記第２及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｇ、Ｌ１ｙの偏光がｐ偏光モードとなるように変更及び／又は維持する、１／２波長位相差板ＨＷＰを含む位相差板とを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の画像生成装置。
4. 上記第１の部分ＰＳは、
   ｓ偏光又はｐ偏光のいずれか一方としてｓ偏光に偏光され、上記第１、第２、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４を含むスペクトル領域を有する照明光Ｌ１が入射され、該第１及び第３のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ３の偏光状態がｓ偏光となり、該第２及び第４のスペクトル領域ＳＰ２、ＳＰ４の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持し、該第１及び第２のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２の光が上記第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇとして機能するように、同じ及び／又は平行な光路に結合し、該第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ３、ＳＰ４の光が上記第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙとして機能するようにするように、同じ及び／又は平行な光路に結合するように構成及び／又は配置されており、
   上記第１及び第２のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２の光を、上記第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ３、ＳＰ４の光から分離する第１のダイクロイックミラーと、
   上記第１のスペクトル領域ＳＰ１の光を、上記第２のスペクトル領域ＳＰ２の光から分離する第２のダイクロイックミラーと、
   上記第３のスペクトル領域ＳＰ３の光を、上記第４のスペクトル領域ＳＰ４の光から分離する第３のダイクロイックミラーと、
   上記第１のスペクトル領域ＳＰ１の光と上記第２のスペクトル領域ＳＰ２の光を、それぞれ第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇとして、同じ及び／又は平行な光路に結合する、２つの折り曲げミラー及び第５のダイクロイックミラーを含む光学手段と、
   上記第３のスペクトル領域ＳＰ３の光と上記第４のスペクトル領域ＳＰ４の光を、それぞれ第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙとして、同じ及び／又は平行な光路に結合する、２つの折り曲げミラー及び第４のダイクロイックミラーを含む光学手段と、
   上記第１及び第３の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｂの偏光がｓ偏光モードとなり、上記第２及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｇ、Ｌ１ｙの偏光がｐ偏光モードとなるように変更及び／又は維持する、１／２波長位相差板ＨＷＰを含む位相差板とを備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の画像生成装置。
5. 上記第１、第２、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４、及び、それに対応した上記第１、第２、第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１r、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙの組合せは、いずれの組合せであってもよいことを特徴とする請求項３又は４記載の画像生成装置。
6. 上記第４のダイクロイックミラーは、偏光ビームスプリッタに置き換えられることを特徴とする請求項３乃至５いずれか１項記載の画像生成装置。
7. 上記第５のダイクロイックミラーは、偏光ビームスプリッタに置き換えられることを特徴とする請求項３乃至６いずれか１項記載の画像生成装置。
8. 上記第１の部分ＰＳは、
   ｓ偏光又はｐ偏光のいずれか一方としてｓ偏光に偏光され、上記第１、第２、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４を含むスペクトル領域を有する照明光Ｌ１が入射され、該第１及び第３のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ３の偏光状態がｓ偏光となり、該第２及び第４のスペクトル領域ＳＰ２、ＳＰ４の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持し、該第１及び第２のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２の光が上記第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇとして機能するように、同じ及び／又は平行な光路に結合し、該第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ３、ＳＰ４の光が上記第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙとして機能するようにするように、同じ及び／又は平行な光路に結合するように構成及び／又は配置されており、
   上記４つのスペクトル領域のうちの２つの光の偏光状態がｐ偏光となり、それらと相補的なスペクトル領域の光の偏光状態がｓ偏光となるように維持及び／又は変更する第１の色選択性位相差板ＣＳＲ１と、
   ｓ偏光された光をｐ偏光された光から分離する第４の偏光ビームスプリッタと、
   上記第１のスペクトル領域ＳＰ１の光の偏光状態がｓ偏光となり、上記第２のスペクトル領域ＳＰ２の光の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持する第２の色選択性位相差板ＣＳＲ２と、
   上記第３のスペクトル領域ＳＰ３の光の偏光状態がｓ偏光となり、上記第４のスペクトル領域ＳＰ４の光の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持する第３の色選択性位相差板ＣＳＲ３とを備えることを特徴とする請求項１記載の画像生成装置。
9. 上記第１の部分ＰＳは、
   ｓ偏光又はｐ偏光のいずれか一方としてｓ偏光に偏光され、上記第１、第２、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４を含むスペクトル領域を有する照明光が入射され、該第１及び第３のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ３の偏光状態がｓ偏光となり、該第２及び第４のスペクトル領域ＳＰ２、ＳＰ４の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持し、該第１及び第２のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２の光が上記第１及び第２の一次照明光成分Ｌ１ｒ、Ｌ１ｇとして機能するように、同じ及び／又は平行な光路に結合し、
   上記第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ３、ＳＰ４の光が上記第３及び第４の一次照明光成分Ｌ１ｂ、Ｌ１ｙとして機能するようにするように、同じ及び／又は平行な光路に結合するように構成及び／又は配置され、
   上記第１及び第２のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２の光を、上記第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ３、ＳＰ４の光から分離するダイクロイックビームスプリッタＤＢＳ２を備え、
   上記第２の色選択性位相差板ＣＳＲ２は、上記第１のスペクトル領域ＳＰ１の光の偏光状態がｓ偏光となり、上記第２のスペクトル領域ＳＰ２の光の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持し、
   上記第３の色選択性位相差板ＣＳＲ３は、上記第３のスペクトル領域ＳＰ３の光の偏光状態がｓ偏光となり、上記第４のスペクトル領域ＳＰ４の光の偏光状態がｐ偏光となるように変更及び／又は維持することを特徴とする請求項１記載の画像生成装置。
10. 上記第１の偏光ビームスプリッタＰＢＳ１と上記ダイクロイックビームスプリッタＤＢＳの間、及び／又は、上記第２の偏光ビームスプリッタＰＢＳ２と上記ダイクロイックビームスプリッタＤＢＳの間には、それぞれ色選択性偏光子ＣＳＰ１、ＣＳＰ２が設けられ、それぞれ、上記第２及び第４の二次照明光成分のｐ偏光成分を遮断するとともにｓ偏光成分を透過し、上記第１及び第３の二次照明光成分のｐ偏光成分を透過して、光学エンジンのコントラストを高めることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項記載の画像生成装置。
11. 上記第１の偏光ビームスプリッタＰＢＳ１と上記ダイクロイックビームスプリッタＤＢＳの間、及び／又は、上記第２の偏光ビームスプリッタＰＢＳ２と上記ダイクロイックビームスプリッタＤＢＳの間に、各偏光補正ユニットＣＳＰ１、ＣＳＰ２が設けられ、それぞれ、入射光の各偏光状態をｓ偏光状態又はｐ偏光状態に変更して、上記第１、第２、第３及び第４の二次照明光成分Ｌ２ｒ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｙに対するダイクロイックビームスプリッタＤＢＳの反射機能及び／又は透過機能を高めることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項記載の画像生成装置。
12. 上記第１及び／又は第２の色選択性偏光子は、２つの１／４波長位相差板の間に積層されるコレステリック層を備えることを特徴とする請求項１１記載の画像生成装置。
13. 上記第１及び／又は第２の色選択性偏光子は、上記第１及び／又は第３のスペクトル領域ではそれぞれ透明であって、上記第２及び／又は第４のスペクトル領域ではそれぞれ吸収性偏光子として機能する吸収性色素を有することを特徴とする請求項１１記載の画像生成装置。
14. 上記第１及び／又は第２の色選択性偏光子は、１つのスペクトル領域の光の偏光を９０度変えるとともに、それと相補的なスペクトル領域の光の偏光をそのまま維持するための色選択性位相差板と、変更された又はそのままの偏光状態のいずれかの光を吸収する吸収型広域偏光子とを備えることを特徴とする請求項１１記載の画像生成装置。
15. 上記第１、第２、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４は、いずれの組合せであっても赤、緑、青及び黄の各色に対応することを特徴とする請求項１乃至１４いずれか１項記載の画像生成装置。
16. 上記第１、第２、第３及び第４のスペクトル領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４は、いずれの組合せであっても赤、緑、青及びシアンの各色に対応することを特徴とする請求項１乃至１５いずれか１項記載の画像生成装置。

Images