JP3379694B2 - 色分解素子及び投射装置 - Google Patents
色分解素子及び投射装置Info
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
- H04N9/3108—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators by using a single electronic spatial light modulator
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
- G02B5/3066—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state involving the reflection of light at a particular angle of incidence, e.g. Brewster's angle
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- H04N9/3167—Modulator illumination systems for polarizing the light beam
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は色分解素子及び投射
装置に係り、特に色分解を行う色分解素子及びそのよう
な色分解素子を用いてスクリーンに画像を投射する投射
装置に関する。液晶表示を介して得られる光をスクリー
ンに投射して画像を表示する投射装置が、テレビジョン
システム、ビデオシステムや情報表示システム等の表示
装置として使用されている。
装置に係り、特に色分解を行う色分解素子及びそのよう
な色分解素子を用いてスクリーンに画像を投射する投射
装置に関する。液晶表示を介して得られる光をスクリー
ンに投射して画像を表示する投射装置が、テレビジョン
システム、ビデオシステムや情報表示システム等の表示
装置として使用されている。
【０００２】
【従来の技術】図１は、従来の投射装置の一例の要部を
示す図である。同図中、光源１０１からの光は、ダイク
ロイックミラー光学系１０２を介して投射レンズ１０３
に供給され、投射レンズ１０３からの光がスクリーン
（図示せず）に投射されることで、画像がスクリーンに
表示される。ダイクロイックミラー光学系１０２は、ダ
イクロイックミラー（ＤＭ）１２１〜１２４、液晶パネ
ル１２５〜１２７及びミラー１２８，１２９からなる。
示す図である。同図中、光源１０１からの光は、ダイク
ロイックミラー光学系１０２を介して投射レンズ１０３
に供給され、投射レンズ１０３からの光がスクリーン
（図示せず）に投射されることで、画像がスクリーンに
表示される。ダイクロイックミラー光学系１０２は、ダ
イクロイックミラー（ＤＭ）１２１〜１２４、液晶パネ
ル１２５〜１２７及びミラー１２８，１２９からなる。
【０００３】光源１０１からの光のうち、赤色（Ｒ）の
光は、ダイクロイックミラー１２１を透過し、ミラー１
２８で反射された後にＲの画素データを表示する液晶パ
ネル１２５及びダイクロイックミラー１２３を透過し、
ダイクロイックミラー１２４により反射されて投射レン
ズ１０３に達する。光源１０１からの光のうち、緑色
（Ｇ）の光は、ダイクロイックミラー１２１，１２２に
より反射され、Ｇの画素データを表示する液晶パネル１
２５を透過し、ダイクロイックミラー１２３，１２４に
より反射されて投射レンズ１０３に達する。光源１０１
からの光のうち、青色（Ｂ）の光は、ダイクロイックミ
ラー１２１により反射され、ダイクロイックミラー１２
２及びＢの画素データを表示する液晶パネル１２７を透
過し、ミラー１２９で反射された後にダイクロイックミ
ラー１２４を透過して投射レンズ１０３に達する。
光は、ダイクロイックミラー１２１を透過し、ミラー１
２８で反射された後にＲの画素データを表示する液晶パ
ネル１２５及びダイクロイックミラー１２３を透過し、
ダイクロイックミラー１２４により反射されて投射レン
ズ１０３に達する。光源１０１からの光のうち、緑色
（Ｇ）の光は、ダイクロイックミラー１２１，１２２に
より反射され、Ｇの画素データを表示する液晶パネル１
２５を透過し、ダイクロイックミラー１２３，１２４に
より反射されて投射レンズ１０３に達する。光源１０１
からの光のうち、青色（Ｂ）の光は、ダイクロイックミ
ラー１２１により反射され、ダイクロイックミラー１２
２及びＢの画素データを表示する液晶パネル１２７を透
過し、ミラー１２９で反射された後にダイクロイックミ
ラー１２４を透過して投射レンズ１０３に達する。
【０００４】図２は、従来の投射装置の他の例の要部を
示す図である。同図中、図１と同一部分には同一符号を
付し、その説明は省略する、図２において、光源１０１
からの光のうち、Ｒの光はダイクロイックミラー１３１
により反射され、レンズアレイ１３４、ＲＧＢ液晶パネ
ル１３５及び集光レンズ１３６を介して投射レンズ１０
３に達する。光源１０１からの光のうち、Ｇの光はダイ
クロイックミラー１３１を透過してダイクロイックミラ
ー１３２により反射され、レンズアレイ１３４、ＲＧＢ
液晶パネル１３５及び集光レンズ１３６を介して投射レ
ンズ１０３に達する。又、光源１０１からの光のうち、
Ｂの光はダイクロイックミラー１３１，１３２を透過し
てダイクロイックミラー１３３により反射され、レンズ
アレイ１３４、ＲＧＢ液晶パネル１３５及び集光レンズ
１３６を介して投射レンズ１０３に達する。このような
投射装置は、例えば特開平４−６０５３８号公報にて提
案されている。
示す図である。同図中、図１と同一部分には同一符号を
付し、その説明は省略する、図２において、光源１０１
からの光のうち、Ｒの光はダイクロイックミラー１３１
により反射され、レンズアレイ１３４、ＲＧＢ液晶パネ
ル１３５及び集光レンズ１３６を介して投射レンズ１０
３に達する。光源１０１からの光のうち、Ｇの光はダイ
クロイックミラー１３１を透過してダイクロイックミラ
ー１３２により反射され、レンズアレイ１３４、ＲＧＢ
液晶パネル１３５及び集光レンズ１３６を介して投射レ
ンズ１０３に達する。又、光源１０１からの光のうち、
Ｂの光はダイクロイックミラー１３１，１３２を透過し
てダイクロイックミラー１３３により反射され、レンズ
アレイ１３４、ＲＧＢ液晶パネル１３５及び集光レンズ
１３６を介して投射レンズ１０３に達する。このような
投射装置は、例えば特開平４−６０５３８号公報にて提
案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１に示す従来例の場
合、ダイクロイックミラー光学系１０２は４つのダイク
ロイックミラー１２１〜１２４、３つのパネル１２５〜
１２７及び２つのミラー１２８，１２９を有し、部品点
数が多く、投射装置の小型化が難しいと共に、各部品の
取付け位置の調整に時間がかかるという問題があった。
合、ダイクロイックミラー光学系１０２は４つのダイク
ロイックミラー１２１〜１２４、３つのパネル１２５〜
１２７及び２つのミラー１２８，１２９を有し、部品点
数が多く、投射装置の小型化が難しいと共に、各部品の
取付け位置の調整に時間がかかるという問題があった。
【０００６】図２に示す従来例の場合、図１に示す従来
例に比べて光学系の構成が多少簡単になっているもの
の、３つのダイクロイックミラー１３１〜１３３を必要
とし、各ダイクロイックミラー１３１〜１３３を光源１
０１からの光の入射角に対して所定の関係となるように
取付ける必要があるため、やはり各部品の取付け位置の
調整に時間がかかるという問題があった。
例に比べて光学系の構成が多少簡単になっているもの
の、３つのダイクロイックミラー１３１〜１３３を必要
とし、各ダイクロイックミラー１３１〜１３３を光源１
０１からの光の入射角に対して所定の関係となるように
取付ける必要があるため、やはり各部品の取付け位置の
調整に時間がかかるという問題があった。
【０００７】又、図１及び図２に示す従来例の場合、色
分解素子の構成が複雑であると共に、色分解素子を構成
する素子の取付け及び取付け位置の調整に手間と時間が
かかり、簡単な構成で、取付け及び取付け位置の調整を
容易い行える色分解素子の実現も望まれていた。そこ
で、本発明は、構成が簡単で、取付け及び取付け位置の
調整を容易に行える色分解素子、及びこのような色分解
素子を備えた投射装置を提供することを目的とする。
分解素子の構成が複雑であると共に、色分解素子を構成
する素子の取付け及び取付け位置の調整に手間と時間が
かかり、簡単な構成で、取付け及び取付け位置の調整を
容易い行える色分解素子の実現も望まれていた。そこ
で、本発明は、構成が簡単で、取付け及び取付け位置の
調整を容易に行える色分解素子、及びこのような色分解
素子を備えた投射装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、入射光の
波長及び偏光面に応じて反射率が異なり、所定波長以上
の直線偏光成分のみを反射する偏光依存性反射素子と、
該偏光依存性反射素子と所定角度をなすよう配置され、
該偏光依存性反射素子を透過したｐ偏光成分及びｓ偏光
成分のうち一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に
変換すると共に、他方の直線偏光成分を一方の直線偏光
成分に変換して該偏光依存性反射素子に向かって反射す
る偏光変換素子とを備えた色分解素子により達成され
る。
波長及び偏光面に応じて反射率が異なり、所定波長以上
の直線偏光成分のみを反射する偏光依存性反射素子と、
該偏光依存性反射素子と所定角度をなすよう配置され、
該偏光依存性反射素子を透過したｐ偏光成分及びｓ偏光
成分のうち一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に
変換すると共に、他方の直線偏光成分を一方の直線偏光
成分に変換して該偏光依存性反射素子に向かって反射す
る偏光変換素子とを備えた色分解素子により達成され
る。
【０００９】前記偏光依存性反射素子と前記偏光変換素
子との間に前記所定角度を保つように一体的に固定され
た透明部材を更に備える構成としても良い。前記偏光依
存性反射素子の前記入射光が入射される側に設けられた
透明部材を更に備える構成としても良い。前記偏光依存
性反射素子に対する前記入射光の入射角及び前記所定角
度の設定により不要な波長域の直線偏光成分を除去する
構成としても良い。
子との間に前記所定角度を保つように一体的に固定され
た透明部材を更に備える構成としても良い。前記偏光依
存性反射素子の前記入射光が入射される側に設けられた
透明部材を更に備える構成としても良い。前記偏光依存
性反射素子に対する前記入射光の入射角及び前記所定角
度の設定により不要な波長域の直線偏光成分を除去する
構成としても良い。
【００１０】上記の課題は、第１の偏光成分に対しては
第１の波長域の光を反射してそれ以外の波長域の光を透
過するとともに、第２の偏光成分に対しては第２の波長
域の光を反射してそれ以外の波長域の光を透過する偏光
依存性反射素子と、前記偏光依存性反射素子と所定の角
度をなすように配置され、前記偏光依存性反射素子を透
過した光の偏光成分を直交する偏光成分に変換して、そ
の光を前記偏光依存性反射素子に向けて反射する偏光変
換素子とを備えた、色分解素子によっても達成される。
第１の波長域の光を反射してそれ以外の波長域の光を透
過するとともに、第２の偏光成分に対しては第２の波長
域の光を反射してそれ以外の波長域の光を透過する偏光
依存性反射素子と、前記偏光依存性反射素子と所定の角
度をなすように配置され、前記偏光依存性反射素子を透
過した光の偏光成分を直交する偏光成分に変換して、そ
の光を前記偏光依存性反射素子に向けて反射する偏光変
換素子とを備えた、色分解素子によっても達成される。
【００１１】本発明によれば、構成が簡単で、取付け及
び取付け位置の調整を容易に行える色分解素子を実現で
きる。上記の課題は、光源と、該光源からの入射光の波
長及び偏光面に応じて反射率が異なり所定波長以上の直
線偏光成分のみを反射する偏光依存性反射素子と、該偏
光依存性反射素子と所定角度をなすよう配置され該偏光
依存性反射素子を透過したｐ偏光成分及びｓ偏光成分の
うち一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に変換す
ると共に他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変
換して該偏光依存性反射素子に向かって反射する偏光変
換素子とからなる色分解素子と、該色分解素子からの少
なくとも３つの直線偏光成分を受光し、投射系を介して
スクリーンに投射されるべき光を出力する変調素子とを
備えた投射装置によっても達成される。
び取付け位置の調整を容易に行える色分解素子を実現で
きる。上記の課題は、光源と、該光源からの入射光の波
長及び偏光面に応じて反射率が異なり所定波長以上の直
線偏光成分のみを反射する偏光依存性反射素子と、該偏
光依存性反射素子と所定角度をなすよう配置され該偏光
依存性反射素子を透過したｐ偏光成分及びｓ偏光成分の
うち一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に変換す
ると共に他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変
換して該偏光依存性反射素子に向かって反射する偏光変
換素子とからなる色分解素子と、該色分解素子からの少
なくとも３つの直線偏光成分を受光し、投射系を介して
スクリーンに投射されるべき光を出力する変調素子とを
備えた投射装置によっても達成される。
【００１２】前記変調素子は、第１のマイクロレンズア
レイ層と、該第１のマイクロレンズアレイ層を介して直
線偏光成分を受光する液晶アレイ層と、該第１のマイク
ロレンズアレイ層の前段に配置され、前記投射系へ出力
される光の入射角度を調整する第２のマイクロレンズア
レイ層とを有する構成としても良い。前記変調素子は、
前記液晶アレイ層への光の入射角と該液晶アレイ層から
の光の出射角とをずらす角度分離素子を更に有しても良
い。
レイ層と、該第１のマイクロレンズアレイ層を介して直
線偏光成分を受光する液晶アレイ層と、該第１のマイク
ロレンズアレイ層の前段に配置され、前記投射系へ出力
される光の入射角度を調整する第２のマイクロレンズア
レイ層とを有する構成としても良い。前記変調素子は、
前記液晶アレイ層への光の入射角と該液晶アレイ層から
の光の出射角とをずらす角度分離素子を更に有しても良
い。
【００１３】前記色分解素子は、前記偏光依存性反射素
子と前記偏光変換素子との間に前記所定角度を保つよう
に一体的に固定された透明部材を更に備えても良い。前
記色分解素子は、前記偏光依存性反射素子の前記入射光
が入射される側に設けられた透明部材を更に備えても良
い。前記色分解素子は、前記偏光依存性反射素子に対す
る前記入射光の入射角及び前記所定角度の設定により不
要な波長域の直線偏光成分を除去する構成としても良
い。
子と前記偏光変換素子との間に前記所定角度を保つよう
に一体的に固定された透明部材を更に備えても良い。前
記色分解素子は、前記偏光依存性反射素子の前記入射光
が入射される側に設けられた透明部材を更に備えても良
い。前記色分解素子は、前記偏光依存性反射素子に対す
る前記入射光の入射角及び前記所定角度の設定により不
要な波長域の直線偏光成分を除去する構成としても良
い。
【００１４】上記の課題は、光源と、該光源からの入射
光の波長及び偏光面に応じて反射率が異なり所定波長以
上の直線偏光成分のみを反射する偏光依存性反射素子
と、該偏光依存性反射素子と所定角度をなすよう配置さ
れ該偏光依存性反射素子を透過したｐ偏光成分及びｓ偏
光成分のうち一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分
に変換すると共に他方の直線偏光成分を一方の直線偏光
成分に変換して該偏光依存性反射素子に向かって反射す
る偏光変換素子とからなる色分解素子と、該色分解素子
からの少なくとも３つの直線偏光成分を受光し、光を出
力する変調素子と、前記変調素子から出力された光が投
写されるスクリーンとを備えた投射装置によっても達成
される。
光の波長及び偏光面に応じて反射率が異なり所定波長以
上の直線偏光成分のみを反射する偏光依存性反射素子
と、該偏光依存性反射素子と所定角度をなすよう配置さ
れ該偏光依存性反射素子を透過したｐ偏光成分及びｓ偏
光成分のうち一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分
に変換すると共に他方の直線偏光成分を一方の直線偏光
成分に変換して該偏光依存性反射素子に向かって反射す
る偏光変換素子とからなる色分解素子と、該色分解素子
からの少なくとも３つの直線偏光成分を受光し、光を出
力する変調素子と、前記変調素子から出力された光が投
写されるスクリーンとを備えた投射装置によっても達成
される。
【００１５】本発明によれば、部品点数が少なく、投射
装置の小型化が容易であると共に、各部品の取付け位置
の調整を短時間で行える。
装置の小型化が容易であると共に、各部品の取付け位置
の調整を短時間で行える。
【００１６】
【発明の実施の形態】先ず、本発明の原理を図３及び図
４と共に説明する。図３は、本発明になる色分解素子の
原理を説明する図であり、図４は、偏光依存性反射素子
の特性を示す図である。図４中、縦軸は反射率、横軸は
光の波長を示す。
４と共に説明する。図３は、本発明になる色分解素子の
原理を説明する図であり、図４は、偏光依存性反射素子
の特性を示す図である。図４中、縦軸は反射率、横軸は
光の波長を示す。
【００１７】図３に示すように、色分解素子は、偏光依
存性反射素子１と、偏光変換素子２とからなる。偏光依
存性反射素子１は、図４に示すように、入射光の波長及
び偏光面に応じて反射率が異なり、所定波長以上の直線
偏光成分のみを反射する特性を有する。図４において、
実線はｓ偏光成分、破線はｐ偏光成分を示す。他方、偏
光変換素子２は、偏光依存性反射素子１と所定角度Δθ
をなすよう配置され、偏光依存性反射素子１を透過した
ｐ偏光成分及びｓ偏光成分のうち一方の直線偏光成分を
他方の直線偏光成分に変換すると共に、他方の直線偏光
成分を一方の直線偏光成分に変換して偏光依存性反射素
子１に向かって反射する。つまり、偏光変換素子２は、
ｐ偏光成分をｓ偏光成分に変換し、ｓ偏光成分をｐ偏光
成分に変換する。
存性反射素子１と、偏光変換素子２とからなる。偏光依
存性反射素子１は、図４に示すように、入射光の波長及
び偏光面に応じて反射率が異なり、所定波長以上の直線
偏光成分のみを反射する特性を有する。図４において、
実線はｓ偏光成分、破線はｐ偏光成分を示す。他方、偏
光変換素子２は、偏光依存性反射素子１と所定角度Δθ
をなすよう配置され、偏光依存性反射素子１を透過した
ｐ偏光成分及びｓ偏光成分のうち一方の直線偏光成分を
他方の直線偏光成分に変換すると共に、他方の直線偏光
成分を一方の直線偏光成分に変換して偏光依存性反射素
子１に向かって反射する。つまり、偏光変換素子２は、
ｐ偏光成分をｓ偏光成分に変換し、ｓ偏光成分をｐ偏光
成分に変換する。
【００１８】これにより、入射光がｐ偏光の白色平行光
の場合、例えばＲのｐ偏光成分Ｌ１が偏光依存性反射素
子１により反射されて出力される。又、Ｇ及びＢのｐ偏
光成分は偏光依存性反射素子１を透過し、偏光変換素子
２によりＧ及びＢのｓ偏光成分として偏光依存性反射素
子１に向かって反射される。Ｇ及びＢのｓ偏光成分のう
ち、Ｂのｓ偏光成分Ｌ２は、偏光依存性反射素子１を透
過して出力される。他方、Ｇのｓ偏光成分は、偏光依存
性反射素子１により再度偏光変換素子２に向かって反射
される。このＧのｓ偏光成分は、偏光変換素子２により
Ｇのｐ偏光成分として偏光依存性反射素子１に向かって
反射される。この結果、Ｇのｐ偏光成分Ｌ３は、偏光依
存性反射素子１を透過して出力される。
の場合、例えばＲのｐ偏光成分Ｌ１が偏光依存性反射素
子１により反射されて出力される。又、Ｇ及びＢのｐ偏
光成分は偏光依存性反射素子１を透過し、偏光変換素子
２によりＧ及びＢのｓ偏光成分として偏光依存性反射素
子１に向かって反射される。Ｇ及びＢのｓ偏光成分のう
ち、Ｂのｓ偏光成分Ｌ２は、偏光依存性反射素子１を透
過して出力される。他方、Ｇのｓ偏光成分は、偏光依存
性反射素子１により再度偏光変換素子２に向かって反射
される。このＧのｓ偏光成分は、偏光変換素子２により
Ｇのｐ偏光成分として偏光依存性反射素子１に向かって
反射される。この結果、Ｇのｐ偏光成分Ｌ３は、偏光依
存性反射素子１を透過して出力される。
【００１９】上記所定角度Δθは、３色の偏光成分Ｌ
１，Ｌ２，Ｌ３の出射角に応じて、偏光成分Ｌ１，Ｌ２
の出射角の差と偏光成分Ｌ２，Ｌ３の出射角の差とが夫
々２Δθとなるように設定されている。色分解素子の構
成は簡単であるため、色分解素子を構成する素子の取付
け及び取付け位置の調整は簡単に行え、簡単な構成で、
取付け及び取付け位置の調整を容易い行える。更に、偏
光依存性反射素子１と偏光変換素子２との間に上記所定
角度を保つように一体的に固定された透明部材を設けれ
ば、偏光依存性反射素子１と偏光変換素子２との相対位
置の調整は不要となる。
１，Ｌ２，Ｌ３の出射角に応じて、偏光成分Ｌ１，Ｌ２
の出射角の差と偏光成分Ｌ２，Ｌ３の出射角の差とが夫
々２Δθとなるように設定されている。色分解素子の構
成は簡単であるため、色分解素子を構成する素子の取付
け及び取付け位置の調整は簡単に行え、簡単な構成で、
取付け及び取付け位置の調整を容易い行える。更に、偏
光依存性反射素子１と偏光変換素子２との間に上記所定
角度を保つように一体的に固定された透明部材を設けれ
ば、偏光依存性反射素子１と偏光変換素子２との相対位
置の調整は不要となる。
【００２０】
【実施例】図５は、本発明になる投射装置の第１実施例
の要部を示す図である。同図中、図２と同一部分には同
一符号を付し、その説明は省略する。投射装置の第１実
施例は、本発明になる色分解素子の第１実施例を用い
る。図６は、色分解素子の第１実施例を示す図である。
又、図７は、色分解素子の第１実施例の偏光依存性反射
素子の特性を示す図である。図７中、縦軸は反射率、横
軸は光の波長を示す。
の要部を示す図である。同図中、図２と同一部分には同
一符号を付し、その説明は省略する。投射装置の第１実
施例は、本発明になる色分解素子の第１実施例を用い
る。図６は、色分解素子の第１実施例を示す図である。
又、図７は、色分解素子の第１実施例の偏光依存性反射
素子の特性を示す図である。図７中、縦軸は反射率、横
軸は光の波長を示す。
【００２１】図５において、光源１０１からの白色平行
光は、色分解素子１０、レンズアレイ１３４、ＲＧＢ液
晶パネル１３５及び集光レンズ１３６を介して投射レン
ズ１０３に達し、投射レンズ１０３から出力される画像
はスクリーン１５に投射される。スクリーン１５は、図
５に示す投射部と同一筐体（図示せず）に組み付けられ
ていても、或いは、投射部と別体となっていても良い。
色分解素子１０は、図６に示すように、偏光依存性反射
素子１１と、偏光変換素子１２とからなる。レンズアレ
イ１３４及びＲＧＢ液晶パネル１３５は、変調素子１８
を構成する。
光は、色分解素子１０、レンズアレイ１３４、ＲＧＢ液
晶パネル１３５及び集光レンズ１３６を介して投射レン
ズ１０３に達し、投射レンズ１０３から出力される画像
はスクリーン１５に投射される。スクリーン１５は、図
５に示す投射部と同一筐体（図示せず）に組み付けられ
ていても、或いは、投射部と別体となっていても良い。
色分解素子１０は、図６に示すように、偏光依存性反射
素子１１と、偏光変換素子１２とからなる。レンズアレ
イ１３４及びＲＧＢ液晶パネル１３５は、変調素子１８
を構成する。
【００２２】偏光依存性反射素子１１は、図７に示すよ
うに、入射光の波長及び偏光面に応じて反射率が異な
り、所定波長以上の直線偏光成分のみを反射する特性を
有する。具体的には、偏光依存性反射素子１１は、同図
中破線で示すｐ偏光ではＢ及びＧの領域の波長の光を反
射してそれ以外の波長の光を透過し、同図中実線で示す
ｓ偏光ではＢの領域の波長の光を反射してそれ以外の波
長の光を透過する特性を有する。本実施例では、偏光依
存性反射素子１１は、ＭｇＦ等の屈折率の小さい材料と
ＴｉＯ2 等の屈折率の大きい材料との多層膜からなるダ
イクロイックミラー又はダイクロイックフィルタで構成
される。偏光によるカット波長のシフトを多くするに
は、偏光依存性反射素子１１の多層膜を構成する材料の
屈折率を大きくしたり、偏光依存性反射素子１１に対す
る入射光の入射角を大きくしたりすれば良い。
うに、入射光の波長及び偏光面に応じて反射率が異な
り、所定波長以上の直線偏光成分のみを反射する特性を
有する。具体的には、偏光依存性反射素子１１は、同図
中破線で示すｐ偏光ではＢ及びＧの領域の波長の光を反
射してそれ以外の波長の光を透過し、同図中実線で示す
ｓ偏光ではＢの領域の波長の光を反射してそれ以外の波
長の光を透過する特性を有する。本実施例では、偏光依
存性反射素子１１は、ＭｇＦ等の屈折率の小さい材料と
ＴｉＯ2 等の屈折率の大きい材料との多層膜からなるダ
イクロイックミラー又はダイクロイックフィルタで構成
される。偏光によるカット波長のシフトを多くするに
は、偏光依存性反射素子１１の多層膜を構成する材料の
屈折率を大きくしたり、偏光依存性反射素子１１に対す
る入射光の入射角を大きくしたりすれば良い。
【００２３】他方、偏光変換素子１２は、偏光依存性反
射素子１１と所定角度をなすよう配置され、偏光依存性
反射素子１１を透過したｐ偏光成分をｓ偏光成分に変換
すると共に、ｓ偏光成分をｐ偏光成分に変換して偏光依
存性反射素子１１に向かって反射する。本実施例では、
偏光変換素子１２は、ミラーとλ／４波長板からなる。
偏光変換素子１２に入射する光は、λ／４波長板を透過
してからミラーに達するため、ミラーで反射されてλ／
４波長板を往復することで、λ／２波長板を通過したの
と同様の作用を受け、偏光面が回転される。
射素子１１と所定角度をなすよう配置され、偏光依存性
反射素子１１を透過したｐ偏光成分をｓ偏光成分に変換
すると共に、ｓ偏光成分をｐ偏光成分に変換して偏光依
存性反射素子１１に向かって反射する。本実施例では、
偏光変換素子１２は、ミラーとλ／４波長板からなる。
偏光変換素子１２に入射する光は、λ／４波長板を透過
してからミラーに達するため、ミラーで反射されてλ／
４波長板を往復することで、λ／２波長板を通過したの
と同様の作用を受け、偏光面が回転される。
【００２４】これにより、入射光がｓ偏光の白色平行光
の場合、例えばＢのｓ偏光成分Ｌ１１が偏光依存性反射
素子１１により反射されて色分解素子１０から出力され
る。又、Ｇ及びＲのｓ偏光成分は偏光依存性反射素子１
１を透過し、偏光変換素子１２によりＧ及びＲのｐ偏光
成分として偏光依存性反射素子１１に向かって反射され
る。Ｇ及びＲのｐ偏光成分のうち、Ｒのｐ偏光成分Ｌ１
２は、偏光依存性反射素子１１を透過して色分解素子１
０から出力される。他方、Ｇのｐ偏光成分は、偏光依存
性反射素子１１により再度偏光変換素子１２に向かって
反射される。Ｂのｐ偏光成分も偏光依存性反射素子１１
の反射帯域に含まれるが、既に反射されているため、こ
の状態では偏光依存性反射素子１１に入射する光にはＢ
の成分はほとんど含まれていない。このＧのｐ偏光成分
は、偏光変換素子１２によりＧのｓ偏光成分として偏光
依存性反射素子１１に向かって反射される。この結果、
Ｇのｓ偏光成分Ｌ１３は、偏光依存性反射素子１１を透
過して色分解素子１０から出力される。このように、色
分解素子１０から出力される直線偏光成分Ｌ１１〜Ｌ１
３のうち、互いに隣り合う２つの直線偏光成分のうち一
方はｐ偏光成分であり、他方はｓ偏光成分である。
の場合、例えばＢのｓ偏光成分Ｌ１１が偏光依存性反射
素子１１により反射されて色分解素子１０から出力され
る。又、Ｇ及びＲのｓ偏光成分は偏光依存性反射素子１
１を透過し、偏光変換素子１２によりＧ及びＲのｐ偏光
成分として偏光依存性反射素子１１に向かって反射され
る。Ｇ及びＲのｐ偏光成分のうち、Ｒのｐ偏光成分Ｌ１
２は、偏光依存性反射素子１１を透過して色分解素子１
０から出力される。他方、Ｇのｐ偏光成分は、偏光依存
性反射素子１１により再度偏光変換素子１２に向かって
反射される。Ｂのｐ偏光成分も偏光依存性反射素子１１
の反射帯域に含まれるが、既に反射されているため、こ
の状態では偏光依存性反射素子１１に入射する光にはＢ
の成分はほとんど含まれていない。このＧのｐ偏光成分
は、偏光変換素子１２によりＧのｓ偏光成分として偏光
依存性反射素子１１に向かって反射される。この結果、
Ｇのｓ偏光成分Ｌ１３は、偏光依存性反射素子１１を透
過して色分解素子１０から出力される。このように、色
分解素子１０から出力される直線偏光成分Ｌ１１〜Ｌ１
３のうち、互いに隣り合う２つの直線偏光成分のうち一
方はｐ偏光成分であり、他方はｓ偏光成分である。
【００２５】つまり、反射波長域の狭い方のｓ偏光の光
が色分解素子１０に入射すると、偏光面の回転と偏光依
存性を有する反射波長特性により、Ｂ、Ｒ、Ｇの順に光
が出力される。上記の如く、各色に対応する画素に光を
入射するために出射角が異なる３方向に分光されたＢの
ｓ偏光成分Ｌ１１、Ｒのｐ偏光成分Ｌ１２及びＧのｓ偏
光成分Ｌ１３は、変調素子１８内のレンズアレイ１３４
に設けられたマイクロレンズ１３４ａにより液晶パネル
１３５の対応するＢ、Ｒ及びＧの画素に入射される。本
実施例では、変調素子１８は透過型であるため、液晶パ
ネル１３５も透過型である。
が色分解素子１０に入射すると、偏光面の回転と偏光依
存性を有する反射波長特性により、Ｂ、Ｒ、Ｇの順に光
が出力される。上記の如く、各色に対応する画素に光を
入射するために出射角が異なる３方向に分光されたＢの
ｓ偏光成分Ｌ１１、Ｒのｐ偏光成分Ｌ１２及びＧのｓ偏
光成分Ｌ１３は、変調素子１８内のレンズアレイ１３４
に設けられたマイクロレンズ１３４ａにより液晶パネル
１３５の対応するＢ、Ｒ及びＧの画素に入射される。本
実施例では、変調素子１８は透過型であるため、液晶パ
ネル１３５も透過型である。
【００２６】尚、本実施例では、液晶パネル１３５に入
射される光には、ｐ偏光成分とｓ偏光成分とが混在す
る。このため、偏光を利用して明るさを変調する図８に
示すような液晶パネルを液晶パネル１３５として使用し
た場合、変調特性は図９のようになる。図９中、（ａ）
はｐ偏光に対する変調特性、（ｂ）はｓ偏光に対する変
調特性を示し、液晶パネルドライバ（図示せず）への印
加電圧と光の透過率との関係を示す。従って、偏光成分
に対応して、白黒を反転した電圧を液晶パネルドライバ
に印加して液晶パネル１３５を駆動する必要がある。図
９中、縦軸は透過率、横軸は液晶パネルドライバへの印
加電圧を示す。
射される光には、ｐ偏光成分とｓ偏光成分とが混在す
る。このため、偏光を利用して明るさを変調する図８に
示すような液晶パネルを液晶パネル１３５として使用し
た場合、変調特性は図９のようになる。図９中、（ａ）
はｐ偏光に対する変調特性、（ｂ）はｓ偏光に対する変
調特性を示し、液晶パネルドライバ（図示せず）への印
加電圧と光の透過率との関係を示す。従って、偏光成分
に対応して、白黒を反転した電圧を液晶パネルドライバ
に印加して液晶パネル１３５を駆動する必要がある。図
９中、縦軸は透過率、横軸は液晶パネルドライバへの印
加電圧を示す。
【００２７】図８において、ｐ偏光で液晶パネル１３５
に入射される光は、ＴＮ，ＶＡ，ＦＬＣ等からなる液晶
層１３５−１を透過してｓ偏光の光に変換され、更にｐ
偏光成分透過型の偏光板１３５−２を透過することで、
ｐ偏光の光に戻される。他方、ｓ偏光で液晶パネル１３
５に入射される光は、液晶層１３５−１を透過してｐ偏
光の光に変換され、偏光板１３５−２をｐ偏光の光のま
ま透過する。従って、液晶パネル１３５にｐ偏光の光で
入射された光については、図９（ａ）に示す印加電圧を
液晶パネルドライバに印加し、液晶パネル１３５にｓ偏
光の光で入射された光については、図９（ｂ）に示す印
加電圧を液晶パネルドライバに印加して、画素毎に印加
電圧を制御することで、白黒を反転した電圧で液晶パネ
ル１３５を駆動することができる。尚、この場合に使用
する液晶パネル１３５は、ノーマリーホワイトとノーマ
リーブラックとでコントラストに差を生じないタイプの
ものを使用することが望ましい。 図１０は、色分解素
子の第２実施例を示す図である。又、図１１は、色分解
素子の第２実施例の偏光依存性反射素子の特性を示す図
である。図１１中、縦軸は反射率、横軸は光の波長を示
す。
に入射される光は、ＴＮ，ＶＡ，ＦＬＣ等からなる液晶
層１３５−１を透過してｓ偏光の光に変換され、更にｐ
偏光成分透過型の偏光板１３５−２を透過することで、
ｐ偏光の光に戻される。他方、ｓ偏光で液晶パネル１３
５に入射される光は、液晶層１３５−１を透過してｐ偏
光の光に変換され、偏光板１３５−２をｐ偏光の光のま
ま透過する。従って、液晶パネル１３５にｐ偏光の光で
入射された光については、図９（ａ）に示す印加電圧を
液晶パネルドライバに印加し、液晶パネル１３５にｓ偏
光の光で入射された光については、図９（ｂ）に示す印
加電圧を液晶パネルドライバに印加して、画素毎に印加
電圧を制御することで、白黒を反転した電圧で液晶パネ
ル１３５を駆動することができる。尚、この場合に使用
する液晶パネル１３５は、ノーマリーホワイトとノーマ
リーブラックとでコントラストに差を生じないタイプの
ものを使用することが望ましい。 図１０は、色分解素
子の第２実施例を示す図である。又、図１１は、色分解
素子の第２実施例の偏光依存性反射素子の特性を示す図
である。図１１中、縦軸は反射率、横軸は光の波長を示
す。
【００２８】図１０において、色分解素子２０は、偏光
依存性反射素子２１と、偏光変換素子２２と、透明部材
２３，２４とからなる。透明部材２３，２４は、色分解
素子２０への入射光に対して透明なガラス等の材料から
なり、透明部材２３はくさび形の形状を有する。透明部
材２３の両側には、夫々偏光依存性反射素子２１と偏光
変換素子２２とが固定されている。このため、偏光依存
性反射素子２１と偏光変換素子２２との位置関係は、透
明部材２３により一定に保たれる。又、偏光依存性反射
素子２１の入射光が入射される側には、透明部材２４が
固定されている。この透明部材２４を設けることによ
り、入射光が空気中から偏光依存性反射素子２１へ入射
する場合の比べて、偏光依存性反射素子２１に対する入
射光の入射角を大きくすることができる。透明部材２４
への入射光の入射角αは、望ましくは９０度である。
尚、ここで言う入射角は、空気中換算での角度を示す。
即ち、空気中では入射角は９０度が最大だが、例えば媒
体屈折率ｎ〜１．５の媒体（透明部材２４）を設けるこ
とで、媒体内での入射角をθ0 とすると、入射角はｓｉ
ｎ-1（ｎ・ｓｉｎθ0 ）となり、偏光依存性反射素子２
４に対する９０度以上の入射角が実現できる。
依存性反射素子２１と、偏光変換素子２２と、透明部材
２３，２４とからなる。透明部材２３，２４は、色分解
素子２０への入射光に対して透明なガラス等の材料から
なり、透明部材２３はくさび形の形状を有する。透明部
材２３の両側には、夫々偏光依存性反射素子２１と偏光
変換素子２２とが固定されている。このため、偏光依存
性反射素子２１と偏光変換素子２２との位置関係は、透
明部材２３により一定に保たれる。又、偏光依存性反射
素子２１の入射光が入射される側には、透明部材２４が
固定されている。この透明部材２４を設けることによ
り、入射光が空気中から偏光依存性反射素子２１へ入射
する場合の比べて、偏光依存性反射素子２１に対する入
射光の入射角を大きくすることができる。透明部材２４
への入射光の入射角αは、望ましくは９０度である。
尚、ここで言う入射角は、空気中換算での角度を示す。
即ち、空気中では入射角は９０度が最大だが、例えば媒
体屈折率ｎ〜１．５の媒体（透明部材２４）を設けるこ
とで、媒体内での入射角をθ0 とすると、入射角はｓｉ
ｎ-1（ｎ・ｓｉｎθ0 ）となり、偏光依存性反射素子２
４に対する９０度以上の入射角が実現できる。
【００２９】偏光によるカット波長のシフトを多くする
には、偏光依存性反射素子２１の多層膜を構成する材料
の屈折率を大きくしたり、偏光依存性反射素子２１に対
する入射光の入射角を大きくしたりすれば良いが、本実
施例では、透明部材２４を設けることで、偏光依存性反
射素子２１に対する入射光の入射角を容易に大きくする
ことができる。又、偏光依存性反射素子２１と偏光変換
素子２２とは、透明部材２３により一体的に固定される
ので、固定後は偏光依存性反射素子２１と偏光変換素子
２２との位置関係の調整が不要となる。
には、偏光依存性反射素子２１の多層膜を構成する材料
の屈折率を大きくしたり、偏光依存性反射素子２１に対
する入射光の入射角を大きくしたりすれば良いが、本実
施例では、透明部材２４を設けることで、偏光依存性反
射素子２１に対する入射光の入射角を容易に大きくする
ことができる。又、偏光依存性反射素子２１と偏光変換
素子２２とは、透明部材２３により一体的に固定される
ので、固定後は偏光依存性反射素子２１と偏光変換素子
２２との位置関係の調整が不要となる。
【００３０】偏光依存性反射素子２１は、図１１に示す
ように、入射光の波長及び偏光面に応じて反射率が異な
り、所定波長以上の直線偏光成分のみを反射する特性を
有する。具体的には、偏光依存性反射素子２１は、ｐ偏
光ではＲの領域の波長の光を反射し、ｓ偏光ではＲ及び
Ｇの領域の波長の光を反射する特性を有する。本実施例
では、偏光依存性反射素子２１は、ＭｇＦ等の屈折率の
小さい材料とＴｉＯ2等の屈折率の大きい材料との多層
膜からなるダイクロイックミラー又はダイクロイックフ
ィルタで構成される。
ように、入射光の波長及び偏光面に応じて反射率が異な
り、所定波長以上の直線偏光成分のみを反射する特性を
有する。具体的には、偏光依存性反射素子２１は、ｐ偏
光ではＲの領域の波長の光を反射し、ｓ偏光ではＲ及び
Ｇの領域の波長の光を反射する特性を有する。本実施例
では、偏光依存性反射素子２１は、ＭｇＦ等の屈折率の
小さい材料とＴｉＯ2等の屈折率の大きい材料との多層
膜からなるダイクロイックミラー又はダイクロイックフ
ィルタで構成される。
【００３１】他方、偏光変換素子２２は、偏光依存性反
射素子２１と所定角度をなすよう透明部材２３を介して
配置され、偏光依存性反射素子２１を透過したｐ偏光成
分ｓ偏光成分に変換すると共に、ｓ偏光成分をｐ偏光成
分に変換して偏光依存性反射素子２１に向かって反射す
る。本実施例では、偏光変換素子２２は、ミラーとλ／
４波長板からなる。偏光変換素子２２に入射する光は、
λ／４波長板を透過してからミラーに達するため、ミラ
ーで反射されてλ／４波長板を往復することで、λ／２
波長板を通過したのと同様の作用を受け、偏光面が回転
される。
射素子２１と所定角度をなすよう透明部材２３を介して
配置され、偏光依存性反射素子２１を透過したｐ偏光成
分ｓ偏光成分に変換すると共に、ｓ偏光成分をｐ偏光成
分に変換して偏光依存性反射素子２１に向かって反射す
る。本実施例では、偏光変換素子２２は、ミラーとλ／
４波長板からなる。偏光変換素子２２に入射する光は、
λ／４波長板を透過してからミラーに達するため、ミラ
ーで反射されてλ／４波長板を往復することで、λ／２
波長板を通過したのと同様の作用を受け、偏光面が回転
される。
【００３２】これにより、入射光がｐ偏光の白色平行光
の場合、例えばＲのｐ偏光成分Ｌ２１が偏光依存性反射
素子２１により反射されて色分解素子２０から出力され
る。又、Ｇ及びＢのｐ偏光成分は偏光依存性反射素子２
１を透過し、偏光変換素子２２によりＧ及びＢのｓ偏光
成分として偏光依存性反射素子２１に向かって反射され
る。Ｇ及びＢのｓ偏光成分のうち、Ｂのｓ偏光成分Ｌ２
２は、偏光依存性反射素子２１を透過して色分解素子２
０から出力される。他方、Ｇのｓ偏光成分は、偏光依存
性反射素子２１により再度偏光変換素子２２に向かって
反射される。このＧのｓ偏光成分は、偏光変換素子２２
によりＧのｐ偏光成分として偏光依存性反射素子２１に
向かって反射される。この結果、Ｇのｐ偏光成分Ｌ２３
は、偏光依存性反射素子２１を透過して色分解素子２０
から出力される。このように、色分解素子２０から出力
される直線偏光成分Ｌ２１〜Ｌ２３のうち、互いに隣り
合う２つの直線偏光成分のうち一方はｓ偏光成分であ
り、他方はｐ偏光成分である。
の場合、例えばＲのｐ偏光成分Ｌ２１が偏光依存性反射
素子２１により反射されて色分解素子２０から出力され
る。又、Ｇ及びＢのｐ偏光成分は偏光依存性反射素子２
１を透過し、偏光変換素子２２によりＧ及びＢのｓ偏光
成分として偏光依存性反射素子２１に向かって反射され
る。Ｇ及びＢのｓ偏光成分のうち、Ｂのｓ偏光成分Ｌ２
２は、偏光依存性反射素子２１を透過して色分解素子２
０から出力される。他方、Ｇのｓ偏光成分は、偏光依存
性反射素子２１により再度偏光変換素子２２に向かって
反射される。このＧのｓ偏光成分は、偏光変換素子２２
によりＧのｐ偏光成分として偏光依存性反射素子２１に
向かって反射される。この結果、Ｇのｐ偏光成分Ｌ２３
は、偏光依存性反射素子２１を透過して色分解素子２０
から出力される。このように、色分解素子２０から出力
される直線偏光成分Ｌ２１〜Ｌ２３のうち、互いに隣り
合う２つの直線偏光成分のうち一方はｓ偏光成分であ
り、他方はｐ偏光成分である。
【００３３】つまり、反射波長域の広い方のｐ偏光の光
が色分解素子２０に入射すると、偏光面の回転と偏光依
存性を有する反射波長特性により、Ｒ、Ｂ、Ｇの順に光
が出力される。図１２は、本発明になる投射装置の第２
実施例の要部を示す図である。投射装置の第２実施例
は、上記色分解素子の第２実施例を用いる。同図中、図
５と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略す
る。
が色分解素子２０に入射すると、偏光面の回転と偏光依
存性を有する反射波長特性により、Ｒ、Ｂ、Ｇの順に光
が出力される。図１２は、本発明になる投射装置の第２
実施例の要部を示す図である。投射装置の第２実施例
は、上記色分解素子の第２実施例を用いる。同図中、図
５と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略す
る。
【００３４】図１２において、変調素子３８は、大略レ
ンズ基板４１と、コモン基板４５と、ＴＦＴ基板４７と
からなる。レンズ基板４１には、マイクロレンス４２ａ
からなるレンズアレイ４２が設けられている。コモン基
板４５には、マイクロレンズ１３４ａからなるレンズア
レイ１３４が設けられている。ＴＦＴ基板４７には、液
晶層１３５−１が設けられ、液晶パネル１３５を構成し
ている。
ンズ基板４１と、コモン基板４５と、ＴＦＴ基板４７と
からなる。レンズ基板４１には、マイクロレンス４２ａ
からなるレンズアレイ４２が設けられている。コモン基
板４５には、マイクロレンズ１３４ａからなるレンズア
レイ１３４が設けられている。ＴＦＴ基板４７には、液
晶層１３５−１が設けられ、液晶パネル１３５を構成し
ている。
【００３５】色分解素子２０により上記の如く３方向に
分光されたＲのｐ偏光成分Ｌ２１、Ｂのｓ偏光成分Ｌ２
２及びＧのｐ偏光成分Ｌ２３は、変調素子３８内のレン
ズアレイ４２のマイクロレンズ４２ａへ互いに異なる入
射角で入射し、マイクロレンズ４２ａを通ってからレン
ズアレイ１３４のマイクロレンズ１３４ａにより互いに
異なる位置で焦点を結び、液晶パネル１３５の対応する
Ｒ、Ｂ及びＧの画素に入射される。このように、レンズ
アレイ４２をレンズアレイ１３４の前段に設けることに
より、変調素子３８の後段にもうけられた投射レンズ
（図示せず）への光の入射角を小さくして、投射レンズ
の口径を小さくすることができるので、投射装置全体を
小型化可能である。尚、本実施例では、変調素子３８は
透過型であるため、液晶パネル１３５も透過型である。
分光されたＲのｐ偏光成分Ｌ２１、Ｂのｓ偏光成分Ｌ２
２及びＧのｐ偏光成分Ｌ２３は、変調素子３８内のレン
ズアレイ４２のマイクロレンズ４２ａへ互いに異なる入
射角で入射し、マイクロレンズ４２ａを通ってからレン
ズアレイ１３４のマイクロレンズ１３４ａにより互いに
異なる位置で焦点を結び、液晶パネル１３５の対応する
Ｒ、Ｂ及びＧの画素に入射される。このように、レンズ
アレイ４２をレンズアレイ１３４の前段に設けることに
より、変調素子３８の後段にもうけられた投射レンズ
（図示せず）への光の入射角を小さくして、投射レンズ
の口径を小さくすることができるので、投射装置全体を
小型化可能である。尚、本実施例では、変調素子３８は
透過型であるため、液晶パネル１３５も透過型である。
【００３６】次に、本発明になる投射装置の第３実施例
を図１３及び図１４と共に説明する。図１３は投射装置
の第３実施例の要部を示す図であり、同図（ａ）は側面
図を示し、同図（ｂ）は同図（ａ）を上方から見た平面
図を示す。又、図１４は投射装置の第３実施例における
変調素子を示す図である。図１３及び図１４中、図２及
び図１２と同一部分には同一符号を付し、その説明は省
略する。
を図１３及び図１４と共に説明する。図１３は投射装置
の第３実施例の要部を示す図であり、同図（ａ）は側面
図を示し、同図（ｂ）は同図（ａ）を上方から見た平面
図を示す。又、図１４は投射装置の第３実施例における
変調素子を示す図である。図１３及び図１４中、図２及
び図１２と同一部分には同一符号を付し、その説明は省
略する。
【００３７】図１３において、光源１０１からの光は、
色分解素子１０又は２０を介して変調素子５８に入射さ
れる。変調素子５８は反射型であり、変調素子５８で反
射された光は、角度分離素子５９及び集光レンズ１３６
を介して投射レンズ１０３に達する。本実施例では、変
調素子５８は反射型であるため、液晶パネル１３５Ａも
反射型である。図１４に示すように、液晶パネル１３５
Ａは、反射層付きのＴＦＴ基板４７−１及び液晶層１３
５−１からなる。
色分解素子１０又は２０を介して変調素子５８に入射さ
れる。変調素子５８は反射型であり、変調素子５８で反
射された光は、角度分離素子５９及び集光レンズ１３６
を介して投射レンズ１０３に達する。本実施例では、変
調素子５８は反射型であるため、液晶パネル１３５Ａも
反射型である。図１４に示すように、液晶パネル１３５
Ａは、反射層付きのＴＦＴ基板４７−１及び液晶層１３
５−１からなる。
【００３８】色分離素子１０又は２０で図１３（ａ）中
水平方向に分光された光は、角度分離素子５９により変
調素子５８方向に反射され、液晶パネル１３５Ａに対し
て所定の入射角で入射する。液晶パネル１３５Ａにより
反射された光は、角度分離素子５９に対して分離されな
い入射角で入射し、角度分離素子５９を透過する。角度
分離素子５９を透過した光は、集光レンズ１３６を介し
て投射レンズ１０３に達する。角度分離素子５９は、例
えばガラス媒体中に屈折率の小さい膜を入れた構成を有
し、入射する光が全反射条件を満足するか否かに応じて
入射光の角度分離を行う。つまり、角度分離素子５９
は、これに入射する光がその入射角の違いにより透過光
或いは反射光として出射する機能を有する。
水平方向に分光された光は、角度分離素子５９により変
調素子５８方向に反射され、液晶パネル１３５Ａに対し
て所定の入射角で入射する。液晶パネル１３５Ａにより
反射された光は、角度分離素子５９に対して分離されな
い入射角で入射し、角度分離素子５９を透過する。角度
分離素子５９を透過した光は、集光レンズ１３６を介し
て投射レンズ１０３に達する。角度分離素子５９は、例
えばガラス媒体中に屈折率の小さい膜を入れた構成を有
し、入射する光が全反射条件を満足するか否かに応じて
入射光の角度分離を行う。つまり、角度分離素子５９
は、これに入射する光がその入射角の違いにより透過光
或いは反射光として出射する機能を有する。
【００３９】次に、本発明になる色分解素子の第３〜第
５実施例の反射特性を図１５〜図１７と共に説明する。
図１５〜図１７中、縦軸は反射率、横軸は光の波長、実
線はｓ偏光、破線はｐ偏光を示す。上記色分解素子の第
１及び第２実施例では、偏光依存性反射素子がｐ偏光で
Ｂ及びＧの領域の波長の光を反射してｓ偏光でＢの領域
の波長の光を反射するか、或いは、ｐ偏光でＲの領域の
波長の光を反射してｓ偏光でＲとＧの領域の波長の光を
反射する特性を有する。しかし、偏光依存性反射素子の
特性としては、可視光内で偏光によりＲ、Ｇ、Ｂのいず
れかの波長域が異なれば良い。
５実施例の反射特性を図１５〜図１７と共に説明する。
図１５〜図１７中、縦軸は反射率、横軸は光の波長、実
線はｓ偏光、破線はｐ偏光を示す。上記色分解素子の第
１及び第２実施例では、偏光依存性反射素子がｐ偏光で
Ｂ及びＧの領域の波長の光を反射してｓ偏光でＢの領域
の波長の光を反射するか、或いは、ｐ偏光でＲの領域の
波長の光を反射してｓ偏光でＲとＧの領域の波長の光を
反射する特性を有する。しかし、偏光依存性反射素子の
特性としては、可視光内で偏光によりＲ、Ｇ、Ｂのいず
れかの波長域が異なれば良い。
【００４０】図１５は、色分解素子の第３実施例の特性
を示す図である。本実施例では、偏光依存性反射素子が
ｐ偏光でＧの領域の波長の光を反射してｓ偏光でＢの領
域の波長の光を反射する。図１６は、色分解素子の第４
実施例の特性を示す図である。本実施例では、偏光依存
性反射素子がｐ偏光でＲの領域の波長の光を反射してｓ
偏光でＧの領域の波長の光を反射する。
を示す図である。本実施例では、偏光依存性反射素子が
ｐ偏光でＧの領域の波長の光を反射してｓ偏光でＢの領
域の波長の光を反射する。図１６は、色分解素子の第４
実施例の特性を示す図である。本実施例では、偏光依存
性反射素子がｐ偏光でＲの領域の波長の光を反射してｓ
偏光でＧの領域の波長の光を反射する。
【００４１】図１７は、色分解素子の第５実施例の特性
を示す図である。本実施例では、偏光依存性反射素子が
ｐ偏光でＲの領域の波長の光を反射してｓ偏光でＢの領
域の波長の光を反射する。次に、本発明になる色分離素
子の第６実施例を図１８〜図２２と共に説明する。本実
施例では、ｐ偏光とｓ偏光とで、入射角を異ならせてい
る。通常、ダイクロイックミラーへの入射光の入射角を
変化させると、カット波長がシフトするので、本実施例
ではこれを利用して不要な波長域をカットする。具体的
には、不要なシアン（Ｃ）の光の波長域をカットする。
を示す図である。本実施例では、偏光依存性反射素子が
ｐ偏光でＲの領域の波長の光を反射してｓ偏光でＢの領
域の波長の光を反射する。次に、本発明になる色分離素
子の第６実施例を図１８〜図２２と共に説明する。本実
施例では、ｐ偏光とｓ偏光とで、入射角を異ならせてい
る。通常、ダイクロイックミラーへの入射光の入射角を
変化させると、カット波長がシフトするので、本実施例
ではこれを利用して不要な波長域をカットする。具体的
には、不要なシアン（Ｃ）の光の波長域をカットする。
【００４２】イエロー（Ｙ）やシアン（Ｃ）の光がＲや
Ｂの表示に混入すると、夫々の色の純度が低下してしま
い、色の再現領域が少なくなってしまう。そこで、この
ような色の純度の低下を抑えるために、不要なＹやＣの
光の波長域をカットすることが望ましい。図１８は、色
分離素子の第６実施例を示す図であり、図１０と同一部
分には同一符号を付し、その説明は省略する。図１９〜
図２１は、図１８に示す色分解素子の各部での偏光依存
性反射素子の反射スペクトル特性及び偏光変換素子へ向
かう光のスペクトル特性を示す図である。又、図２２
は、図１８に示す色分解素子の出射光のスペクトル特性
を示す図である。
Ｂの表示に混入すると、夫々の色の純度が低下してしま
い、色の再現領域が少なくなってしまう。そこで、この
ような色の純度の低下を抑えるために、不要なＹやＣの
光の波長域をカットすることが望ましい。図１８は、色
分離素子の第６実施例を示す図であり、図１０と同一部
分には同一符号を付し、その説明は省略する。図１９〜
図２１は、図１８に示す色分解素子の各部での偏光依存
性反射素子の反射スペクトル特性及び偏光変換素子へ向
かう光のスペクトル特性を示す図である。又、図２２
は、図１８に示す色分解素子の出射光のスペクトル特性
を示す図である。
【００４３】図１８において、色分解素子１２０は、偏
光依存性反射素子２１と、偏光変換素子２２と、透明部
材２３，２４とからなる。偏光依存性反射素子２１は、
入射光の波長及び偏光面に応じて反射率が異なり、所定
波長以上の直線偏光成分のみを反射する特性を有する。
具体的には、偏光依存性反射素子２１は、ｐ偏光ではＲ
の領域の波長の光を反射し、ｓ偏光ではＲ及びＧの領域
の波長の光を反射する特性を有する。光源（図示せず）
からの平行白色入射光は、入射角θ１で偏光依存性反射
素子２１に入射される。図１９（ａ）は、この入射角θ
１に対する偏光依存性反射素子２１の反射スペクトル特
性を示し、縦軸は反射率、横軸は光の波長を示す。これ
により、偏光依存性反射素子２１により反射されたＲの
ｐ偏光成分Ｌ３１が色分解素子１２０から出力される。
Ｇ及びＢのｐ偏光成分は偏光依存性反射素子２１を透過
し、偏光変換素子２２へ向かう。図１９（ｂ）は、偏光
依存性反射素子２１から偏光変換素子２２へ向かうＧ及
びＢのｐ偏光成分を含む光のスペクトル特性を示し、縦
軸は強度、横軸は光の波長を示す。
光依存性反射素子２１と、偏光変換素子２２と、透明部
材２３，２４とからなる。偏光依存性反射素子２１は、
入射光の波長及び偏光面に応じて反射率が異なり、所定
波長以上の直線偏光成分のみを反射する特性を有する。
具体的には、偏光依存性反射素子２１は、ｐ偏光ではＲ
の領域の波長の光を反射し、ｓ偏光ではＲ及びＧの領域
の波長の光を反射する特性を有する。光源（図示せず）
からの平行白色入射光は、入射角θ１で偏光依存性反射
素子２１に入射される。図１９（ａ）は、この入射角θ
１に対する偏光依存性反射素子２１の反射スペクトル特
性を示し、縦軸は反射率、横軸は光の波長を示す。これ
により、偏光依存性反射素子２１により反射されたＲの
ｐ偏光成分Ｌ３１が色分解素子１２０から出力される。
Ｇ及びＢのｐ偏光成分は偏光依存性反射素子２１を透過
し、偏光変換素子２２へ向かう。図１９（ｂ）は、偏光
依存性反射素子２１から偏光変換素子２２へ向かうＧ及
びＢのｐ偏光成分を含む光のスペクトル特性を示し、縦
軸は強度、横軸は光の波長を示す。
【００４４】Ｇ及びＢのｐ偏光成分は、偏光変換素子２
２によりＧ及びＢのｓ偏光成分に変換されて入射角θ２
で偏光依存性反射素子２１に入射される。ここで、θ１
＞θ２である。図２０（ａ）は、この入射角θ２に対す
る偏光依存性反射素子２１の反射スペクトル特性を示
し、縦軸は反射率、横軸は光の波長を示す。図２０
（ａ）中、実線は入射角が変わることでシフトしたカッ
ト波長、破線は入射角が変わる前のカット波長を示す。
即ち、図２０（ａ）における破線は図１９（ａ）におけ
る実線に対応する。これにより、偏光依存性反射素子２
１透過したＢのｓ偏光成分Ｌ３２が色分解素子１２０か
ら出力される。Ｇのｓ偏光成分は偏光依存性反射素子２
１により反射され、偏光変換素子２２へ向かう。図２０
（ｂ）は、偏光依存性反射素子２１から偏光変換素子２
２へ向かうＧのｓ偏光成分を含む光のスペクトル特性を
示し、縦軸は強度、横軸は光の波長を示す。
２によりＧ及びＢのｓ偏光成分に変換されて入射角θ２
で偏光依存性反射素子２１に入射される。ここで、θ１
＞θ２である。図２０（ａ）は、この入射角θ２に対す
る偏光依存性反射素子２１の反射スペクトル特性を示
し、縦軸は反射率、横軸は光の波長を示す。図２０
（ａ）中、実線は入射角が変わることでシフトしたカッ
ト波長、破線は入射角が変わる前のカット波長を示す。
即ち、図２０（ａ）における破線は図１９（ａ）におけ
る実線に対応する。これにより、偏光依存性反射素子２
１透過したＢのｓ偏光成分Ｌ３２が色分解素子１２０か
ら出力される。Ｇのｓ偏光成分は偏光依存性反射素子２
１により反射され、偏光変換素子２２へ向かう。図２０
（ｂ）は、偏光依存性反射素子２１から偏光変換素子２
２へ向かうＧのｓ偏光成分を含む光のスペクトル特性を
示し、縦軸は強度、横軸は光の波長を示す。
【００４５】他方、Ｇのｓ偏光成分は、偏光依存性反射
素子２１により再度偏光変換素子２２に向かって反射さ
れる。このＧのｓ偏光成分は、偏光変換素子２２により
Ｇのｐ偏光成分に変換されて入射角θ３で偏光依存性反
射素子２１に入射される。ここで、θ２＞θ３である。
図２１（ａ）は、この入射角θ３に対する偏光依存性反
射素子２１の反射スペクトル特性を示し、縦軸は反射
率、横軸は光の波長を示す。図２１（ａ）中、実線は入
射角が変わることでシフトしたカット波長、破線は入射
角が変わる前のカット波長を示す。即ち、図２１（ａ）
における破線は図１９（ａ）及び図２０（ａ）における
実線に夫々対応する。これにより、偏光依存性反射素子
２１透過したＧのｐ偏光成分Ｌ３３が色分解素子１２０
から出力される。図２１（ｂ）は、偏光依存性反射素子
２１から偏光変換素子２２へ向かう光のスペクトル特性
を示し、縦軸は強度、横軸は光の波長を示す。
素子２１により再度偏光変換素子２２に向かって反射さ
れる。このＧのｓ偏光成分は、偏光変換素子２２により
Ｇのｐ偏光成分に変換されて入射角θ３で偏光依存性反
射素子２１に入射される。ここで、θ２＞θ３である。
図２１（ａ）は、この入射角θ３に対する偏光依存性反
射素子２１の反射スペクトル特性を示し、縦軸は反射
率、横軸は光の波長を示す。図２１（ａ）中、実線は入
射角が変わることでシフトしたカット波長、破線は入射
角が変わる前のカット波長を示す。即ち、図２１（ａ）
における破線は図１９（ａ）及び図２０（ａ）における
実線に夫々対応する。これにより、偏光依存性反射素子
２１透過したＧのｐ偏光成分Ｌ３３が色分解素子１２０
から出力される。図２１（ｂ）は、偏光依存性反射素子
２１から偏光変換素子２２へ向かう光のスペクトル特性
を示し、縦軸は強度、横軸は光の波長を示す。
【００４６】図２２は、最終的に偏光依存性反射素子２
１から色分解素子１２０の出力として出力される直線偏
光成分Ｌ３１〜Ｌ３３を含む出射光のスペクトル特性を
示し、縦軸は強度、横軸は光の波長を示す。このよう
に、色分解素子１２０から出力される直線偏光成分Ｌ３
１〜Ｌ３３のうち、互いに隣り合う２つの直線偏光成分
のうち一方はｓ偏光成分であり、他方はｐ偏光成分であ
る。つまり、反射波長域の広い方のｐ偏光の光が色分解
素子１２０に入射すると、偏光面の回転と偏光依存性を
有する反射波長特性により、Ｒ、Ｂ、Ｇの順に光が出力
される。又、図２２からも明らかなように、本実施例で
は不要なＣの光の波長域をカットすることができる。
１から色分解素子１２０の出力として出力される直線偏
光成分Ｌ３１〜Ｌ３３を含む出射光のスペクトル特性を
示し、縦軸は強度、横軸は光の波長を示す。このよう
に、色分解素子１２０から出力される直線偏光成分Ｌ３
１〜Ｌ３３のうち、互いに隣り合う２つの直線偏光成分
のうち一方はｓ偏光成分であり、他方はｐ偏光成分であ
る。つまり、反射波長域の広い方のｐ偏光の光が色分解
素子１２０に入射すると、偏光面の回転と偏光依存性を
有する反射波長特性により、Ｒ、Ｂ、Ｇの順に光が出力
される。又、図２２からも明らかなように、本実施例で
は不要なＣの光の波長域をカットすることができる。
【００４７】尚、不要な黄色（Ｙ）の光の波長域をカッ
トする場合には、反射波長の関係を図１８の場合と逆転
させて、θ１＜θ２＜θ３なる関係が満足されるように
色分解素子を上記と同様にして構成すれば良いので、そ
の図示及び詳細な説明は省略する。以上、本発明を実施
例により説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が
可能であることは言うまでもない。
トする場合には、反射波長の関係を図１８の場合と逆転
させて、θ１＜θ２＜θ３なる関係が満足されるように
色分解素子を上記と同様にして構成すれば良いので、そ
の図示及び詳細な説明は省略する。以上、本発明を実施
例により説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が
可能であることは言うまでもない。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、構成が簡単で、取付け
及び取付け位置の調整を容易に行える色分解素子、及び
このような色分解素子を備えた小型化が可能な投射装置
を実現することができる。
及び取付け位置の調整を容易に行える色分解素子、及び
このような色分解素子を備えた小型化が可能な投射装置
を実現することができる。
【図１】従来の投射装置の一例の要部を示す図である。
【図２】従来の投射装置の他の例の要部を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明になる色分解素子の原理を説明する図で
ある。
ある。
【図４】偏光依存性反射素子の特性を示す図である。
【図５】本発明になる投射装置の第１実施例の要部を示
す図である。
す図である。
【図６】本発明になる色分解素子の第１実施例を示す図
である。
である。
【図７】色分解素子の第１実施例の偏光依存性反射素子
の特性を示す図である。
の特性を示す図である。
【図８】液晶パネルの要部を示す図である。
【図９】図８に示す液晶パネルの変調特性を示す図であ
る。
る。
【図１０】色分解素子の第２実施例を示す図である。
【図１１】色分解素子の第２実施例の偏光依存性反射素
子の特性を示す図である。
子の特性を示す図である。
【図１２】投射装置の第２実施例の要部を示す図であ
る。
る。
【図１３】投射装置の第３実施例の要部を示す図であ
る。
る。
【図１４】図１３に示す投射装置の変調素子を示す図で
ある。
ある。
【図１５】色分解素子の第３実施例の偏光依存性反射素
子の特性を示す図である。
子の特性を示す図である。
【図１６】色分解素子の第４実施例の偏光依存性反射素
子の特性を示す図である。
子の特性を示す図である。
【図１７】色分解素子の第５実施例の偏光依存性反射素
子の特性を示す図である。
子の特性を示す図である。
【図１８】色分離素子の第６実施例を示す図である。
【図１９】図１８に示す色分解素子の一部での偏光依存
性反射素子の反射スペクトル特性及び偏光変換素子へ向
かう光のスペクトル特性を示す図である。
性反射素子の反射スペクトル特性及び偏光変換素子へ向
かう光のスペクトル特性を示す図である。
【図２０】図１８に示す色分解素子の一部での偏光依存
性反射素子の反射スペクトル特性及び偏光変換素子へ向
かう光のスペクトル特性を示す図である。
性反射素子の反射スペクトル特性及び偏光変換素子へ向
かう光のスペクトル特性を示す図である。
【図２１】図１８に示す色分解素子の一部での偏光依存
性反射素子の反射スペクトル特性及び偏光変換素子へ向
かう光のスペクトル特性を示す図である。
性反射素子の反射スペクトル特性及び偏光変換素子へ向
かう光のスペクトル特性を示す図である。
【図２２】図１８に示す色分解素子の出射光のスペクト
ル特性を示す図である。
ル特性を示す図である。
１０，２０，１２０ 色分解素子
１，１１，２１ 偏光依存性反射素子
２，１２，２２ 偏光変換素子
１０１ 光源
１８，３８，５８ 変調素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 5/30
G02B 5/28
G02B 27/28
G02F 1/13 505
G02F 1/1335
Claims (12)
- 【請求項１】 入射光の波長及び偏光面に応じて反射率
が異なり、所定波長以上の直線偏光成分のみを反射する
偏光依存性反射素子と、 該偏光依存性反射素子と所定角度をなすよう配置され、
該偏光依存性反射素子を透過したｐ偏光成分及びｓ偏光
成分のうち一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に
変換すると共に、他方の直線偏光成分を一方の直線偏光
成分に変換して該偏光依存性反射素子に向かって反射す
る偏光変換素子とを備えた、色分解素子。 - 【請求項２】 前記偏光依存性反射素子と前記偏光変換
素子との間に前記所定角度を保つように一体的に固定さ
れた透明部材を更に備えた、請求項１記載の色分解素
子。 - 【請求項３】 前記偏光依存性反射素子の前記入射光が
入射される側に設けられた透明部材を更に備えた、請求
項１又は２記載の色分解素子。 - 【請求項４】 前記偏光依存性反射素子に対する前記入
射光の入射角及び前記所定角度の設定により不要な波長
域の直線偏光成分を除去する、請求項１〜３のいずれか
１項記載の色分解素子。 - 【請求項５】 第１の偏光成分に対しては第１の波長域
の光を反射してそれ以外の波長域の光を透過するととも
に、第２の偏光成分に対しては第２の波長域の光を反射
してそれ以外の波長域の光を透過する偏光依存性反射素
子と、 前記偏光依存性反射素子と所定の角度をなすように配置
され、前記偏光依存性反射素子を透過した光の偏光成分
を直交する偏光成分に変換して、その光を前記偏光依存
性反射素子に向けて反射する偏光変換素子とを備えた、
色分解素子。 - 【請求項６】 光源と、 該光源からの入射光の波長及び偏光面に応じて反射率が
異なり所定波長以上の直線偏光成分のみを反射する偏光
依存性反射素子と、該偏光依存性反射素子と所定角度を
なすよう配置され該偏光依存性反射素子を透過したｐ偏
光成分及びｓ偏光成分のうち一方の直線偏光成分を他方
の直線偏光成分に変換すると共に他方の直線偏光成分を
一方の直線偏光成分に変換して該偏光依存性反射素子に
向かって反射する偏光変換素子とからなる色分解素子
と、 該色分解素子からの少なくとも３つの直線偏光成分を受
光し、投射系を介してスクリーンに投射されるべき光を
出力する変調素子とを備えた、投射装置。 - 【請求項７】 前記変調素子は、 第１のマイクロレンズアレイ層と、 該第１のマイクロレンズアレイ層を介して直線偏光成分
を受光する液晶アレイ層と、 該第１のマイクロレンズアレイ層の前段に配置され、前
記投射系へ出力される光の入射角度を調整する第２のマ
イクロレンズアレイ層とを有する、請求項６記載の投射
装置。 - 【請求項８】 前記変調素子は、前記液晶アレイ層への
光の入射角と該液晶アレイ層からの光の出射角とをずら
す角度分離素子を更に有する、請求項７記載の投射装
置。 - 【請求項９】 前記色分解素子は、前記偏光依存性反射
素子と前記偏光変換素子との間に前記所定角度を保つよ
うに一体的に固定された透明部材を更に備えた、請求項
６〜８のいずれか１項記載の投射装置。 - 【請求項１０】 前記色分解素子は、前記偏光依存性反
射素子の前記入射光が入射される側に設けられた透明部
材を更に備えた、請求項６〜９のいずれか１項記載の投
射装置。 - 【請求項１１】 前記色分解素子は、前記偏光依存性反
射素子に対する前記入射光の入射角及び前記所定角度の
設定により不要な波長域の直線偏光成分を除去する、請
求項１０〜１６のいずれか１項記載の投射装置。 - 【請求項１２】 光源と、 該光源からの入射光の波長及び偏光面に応じて反射率が
異なり所定波長以上の直線偏光成分のみを反射する偏光
依存性反射素子と、該偏光依存性反射素子と所定角度を
なすよう配置され該偏光依存性反射素子を透過したｐ偏
光成分及びｓ偏光成分のうち一方の直線偏光成分を他方
の直線偏光成分に変換すると共に他方の直線偏光成分を
一方の直線偏光成分に変換して該偏光依存性反射素子に
向かって反射する偏光変換素子とからなる色分解素子
と、 該色分解素子からの少なくとも３つの直線偏光成分を受
光し、光を出力する変調素子と、 前記変調素子から出力された光が投写されるスクリーン
とを備えた、投射装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| US09/275,799 US6070982A (en) | 1998-07-06 | 1999-03-25 | Color separation element and projection apparatus |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19062098A JP3379694B2 (ja) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | 色分解素子及び投射装置 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP19062098A Expired - Fee Related JP3379694B2 (ja) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | 色分解素子及び投射装置 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP0971548A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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