JP3480702B2 - 反射型光バルブ用投影表示システム - Google Patents
反射型光バルブ用投影表示システムInfo
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- 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
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- Projection Apparatus (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射空間光変調器
を用いる投影表示システムに関し、より詳細には、反射
型液晶デバイスを内蔵するシステムに関する。
を用いる投影表示システムに関し、より詳細には、反射
型液晶デバイスを内蔵するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、液晶光バルブ（ＬＣＬＶ）とも
呼ばれる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル形状の３個
の反射型空間光変調器を有する従来の投影表示システム
の光学系を示す概略図である。この従来技術のシステム
（全体を１０で示す）は、光源１２と、光を集めて光バ
ルブに集中させる照明機構（全体を１４で示す）と、偏
光効果を用いて変調する光バルブに対し光を偏光させる
偏光機構（全体を１６で示す）と、照明光を３つの色バ
ンドに分離して３個のカラーライトバルブを別々に照明
する分割機構（全体を１８で示す）と、各々の光バルブ
で反射した３つの光成分を再結合させる再結合機構（全
体を２０で示す）と、結合画像を画面に投影する投影機
構（全体を２２で示す）とから構成されている。
呼ばれる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル形状の３個
の反射型空間光変調器を有する従来の投影表示システム
の光学系を示す概略図である。この従来技術のシステム
（全体を１０で示す）は、光源１２と、光を集めて光バ
ルブに集中させる照明機構（全体を１４で示す）と、偏
光効果を用いて変調する光バルブに対し光を偏光させる
偏光機構（全体を１６で示す）と、照明光を３つの色バ
ンドに分離して３個のカラーライトバルブを別々に照明
する分割機構（全体を１８で示す）と、各々の光バルブ
で反射した３つの光成分を再結合させる再結合機構（全
体を２０で示す）と、結合画像を画面に投影する投影機
構（全体を２２で示す）とから構成されている。
【０００３】ランプ２４とランプ反射鏡２６はこのシス
テムに用いる光を発生して集光する。第１群の直列配置
ダイクロイックフィルタ２８，３０は、ランプからの光
を赤，緑，青の成分に分離するために使用される。３つ
の光成分又は光路（チャンネル）は、各々、偏光ビーム
スプリッター（ＰＢＳ）３２，３４，３６によって偏光
され、３個の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３８，４０，
４２を照射する。各々のＬＣＤは、反射光の偏光を選択
的に変更し、光の一部がＰＢＳ３２，３４，３６を逆か
ら通過する。第２群の直列配置ダイクロイックフィルタ
４４，４６は変調光を再結合し、投影レンズ４８を通し
て３個のＬＣＤの全画像を画面に投影させる。
テムに用いる光を発生して集光する。第１群の直列配置
ダイクロイックフィルタ２８，３０は、ランプからの光
を赤，緑，青の成分に分離するために使用される。３つ
の光成分又は光路（チャンネル）は、各々、偏光ビーム
スプリッター（ＰＢＳ）３２，３４，３６によって偏光
され、３個の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３８，４０，
４２を照射する。各々のＬＣＤは、反射光の偏光を選択
的に変更し、光の一部がＰＢＳ３２，３４，３６を逆か
ら通過する。第２群の直列配置ダイクロイックフィルタ
４４，４６は変調光を再結合し、投影レンズ４８を通し
て３個のＬＣＤの全画像を画面に投影させる。
【０００４】図６に示す機能的構造は、投影表示システ
ム製品の実装にこれまで用いられてきたものである。し
かしながら、この構造は多数の構成品を含み複雑で、シ
ステムの物理的な寸法も比較的大きい。このシステムの
最も重大な欠点は、投影レンズの背後に大きな作動距離
を必要とすることである。
ム製品の実装にこれまで用いられてきたものである。し
かしながら、この構造は多数の構成品を含み複雑で、シ
ステムの物理的な寸法も比較的大きい。このシステムの
最も重大な欠点は、投影レンズの背後に大きな作動距離
を必要とすることである。
【０００５】４５度に傾斜した単１フィルタ又は偏光ビ
ームスプリッタ（ＰＢＳ）は、液晶ディスプレイパネル
の表示幅と等しいか又は大きい光路長を要する。図６よ
り明らかなように、３つのチャンネルの中の赤と緑の２
色成分チャンネルは、１個の偏光ビームスプリッタと２
個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、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と投影レンズ
の間でＬＣＤの表示幅の３倍の最小距離を要する。図６
の青色成分チャンネルは、１個のＰＢＳと１個の単一ダ
イクロイックフィルタを必要とするだけであるが、その
光路長は、３つの色画像がすべて表示画面に焦点を合わ
せる必要があるので、他の２つのチャンネルと等しくな
ければならない。
ームスプリッタ（ＰＢＳ）は、液晶ディスプレイパネル
の表示幅と等しいか又は大きい光路長を要する。図６よ
り明らかなように、３つのチャンネルの中の赤と緑の２
色成分チャンネルは、１個の偏光ビームスプリッタと２
個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、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と投影レンズ
の間でＬＣＤの表示幅の３倍の最小距離を要する。図６
の青色成分チャンネルは、１個のＰＢＳと１個の単一ダ
イクロイックフィルタを必要とするだけであるが、その
光路長は、３つの色画像がすべて表示画面に焦点を合わ
せる必要があるので、他の２つのチャンネルと等しくな
ければならない。
【０００６】投影レンズの実際の光路長は、ＬＣＤパネ
ルで反射後の光の発散を考慮しなければならない。これ
は、通常光学系のｆ／＃で定まる光学系の作用速度の関
数である。ここに示す最小距離は、非常に高いｆ／＃を
有する光学系の場合にのみ厳密に有効であり、かような
低いスループットの場合は実用的ではない。しかしなが
ら、他のシステムと比較する際には、この最小値は良い
基準になる。この構成の有利な点は、複数のダイクロイ
ックフィルタの相互作用により最適な色フィルタ処理を
行うことができ、狭い帯域の色チャンネルに対する偏光
ビームスプリッタの性能を最適にできることである。し
かしながら、これらの利点は比較的小さい利点である。
ルで反射後の光の発散を考慮しなければならない。これ
は、通常光学系のｆ／＃で定まる光学系の作用速度の関
数である。ここに示す最小距離は、非常に高いｆ／＃を
有する光学系の場合にのみ厳密に有効であり、かような
低いスループットの場合は実用的ではない。しかしなが
ら、他のシステムと比較する際には、この最小値は良い
基準になる。この構成の有利な点は、複数のダイクロイ
ックフィルタの相互作用により最適な色フィルタ処理を
行うことができ、狭い帯域の色チャンネルに対する偏光
ビームスプリッタの性能を最適にできることである。し
かしながら、これらの利点は比較的小さい利点である。
【０００７】プロジェクタの構成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を、要求され
るシステム動作において複数の機能を実行させるように
構成することである。図７は、従来のシステム構成の他
の例を示す概略図で、システム５０は、図６のシステム
に対し２つの簡素化を含んでいる。第１の簡素化は、図
６の複数の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）プレートに
代えて、単一の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５２を
ランプ２４の直後に用いたことである。この単一ＰＢＳ
は、色分割の前にランプの広帯域出力を偏光させるもの
で、３個の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３８，４０，４
２の全て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わたり動作する
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を、要求され
るシステム動作において複数の機能を実行させるように
構成することである。図７は、従来のシステム構成の他
の例を示す概略図で、システム５０は、図６のシステム
に対し２つの簡素化を含んでいる。第１の簡素化は、図
６の複数の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）プレートに
代えて、単一の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５２を
ランプ２４の直後に用いたことである。この単一ＰＢＳ
は、色分割の前にランプの広帯域出力を偏光させるもの
で、３個の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３８，４０，４
２の全て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わたり動作する
ことを要求する。
【０００８】第２の簡素化は、同一のダイクロイックフ
ィルタセットを用いて３つの色成分チャンネルに光を分
割し、投影光学系の前で反射光を再び１つに結同させる
ことである。全システムの測色は２つのダイクロイック
フィルタ５４，５６だけで制御するので、ダイクロイッ
クフィルタのサブバンドは厳格に制御されねばならな
い。上記により、システムの複雑度が軽減されることは
明らかである。
ィルタセットを用いて３つの色成分チャンネルに光を分
割し、投影光学系の前で反射光を再び１つに結同させる
ことである。全システムの測色は２つのダイクロイック
フィルタ５４，５６だけで制御するので、ダイクロイッ
クフィルタのサブバンドは厳格に制御されねばならな
い。上記により、システムの複雑度が軽減されることは
明らかである。
【０００９】しかし、図７の構成のシステムでは、投影
レンズの後方作動距離の削減が依然困難である。投影レ
ンズは、液晶ディスプレイの表示幅の最低３倍の作動距
離を必要としている。ダイクロイック構成を図８（Ａ）
に示すシステム６０のように交差させてもダイクロイッ
クフィルタの作用が同じであることを確認することによ
って上記の問題の解決策が発見された。これにより、作
動距離を、図６又は図７より３３%、即ち、ＬＣＤの表
示幅の最低２倍にまで削減できる。しかしながら、交差
プレート形ダイクロイックフィルタ６４，６６は、２枚
のプレートの交差点における作用がプレート厚によって
通常妨害されるので、画像中央に継ぎ目が生じて、３枚
のＬＣＤパネルの画像がプレート交差により全体又は部
分的に暗くなるという問題が生じる。
レンズの後方作動距離の削減が依然困難である。投影レ
ンズは、液晶ディスプレイの表示幅の最低３倍の作動距
離を必要としている。ダイクロイック構成を図８（Ａ）
に示すシステム６０のように交差させてもダイクロイッ
クフィルタの作用が同じであることを確認することによ
って上記の問題の解決策が発見された。これにより、作
動距離を、図６又は図７より３３%、即ち、ＬＣＤの表
示幅の最低２倍にまで削減できる。しかしながら、交差
プレート形ダイクロイックフィルタ６４，６６は、２枚
のプレートの交差点における作用がプレート厚によって
通常妨害されるので、画像中央に継ぎ目が生じて、３枚
のＬＣＤパネルの画像がプレート交差により全体又は部
分的に暗くなるという問題が生じる。
【００１０】先述の問題は、図８（Ｂ）に示すように、
図８（Ａ）のシステムに全体を７２で示す４個の色キュ
ーブフィルタ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を４個のキューブセグメン
トの表面に配置し、次にセグメントを互いに張り合わせ
て一つの立方体を形成する。ダイクロイックフィルタ７
４，７６は、立方体の対角線に交差して内側にシールさ
れている。この装置が正しく組み立てられれば、２つの
ダイクロイック層の中央交差による障害は殆ど除去でき
る。しかしながら、組み立てが難しく、高価な色キュー
ブ構成品を精密に組み立てることが必要となる。図８
（Ｂ）は、又、１個の偏光ビームスプリッタキューブ７
８の使用を示している。このシステムは、光学システム
に共通の要素により組み立てられ、組立て条件がかなり
緩やかで過度の追加コストを要しない。
図８（Ａ）のシステムに全体を７２で示す４個の色キュ
ーブフィルタ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を４個のキューブセグメン
トの表面に配置し、次にセグメントを互いに張り合わせ
て一つの立方体を形成する。ダイクロイックフィルタ７
４，７６は、立方体の対角線に交差して内側にシールさ
れている。この装置が正しく組み立てられれば、２つの
ダイクロイック層の中央交差による障害は殆ど除去でき
る。しかしながら、組み立てが難しく、高価な色キュー
ブ構成品を精密に組み立てることが必要となる。図８
（Ｂ）は、又、１個の偏光ビームスプリッタキューブ７
８の使用を示している。このシステムは、光学システム
に共通の要素により組み立てられ、組立て条件がかなり
緩やかで過度の追加コストを要しない。
【００１１】これらのシステム構成に見られるように、
反射型液晶ディスプレイの場合の最新技術のシステム構
成は各々一長一短の機構を幾つか含んでいる。望ましい
代替えシステムは、精密に組立てられた交差ダイクロイ
ックフィルタによる光学系のコスト増を避けることがで
き、且つ、図８（Ａ）と図８（Ｂ）に示す短い後方作動
距離を有するシステムである。
反射型液晶ディスプレイの場合の最新技術のシステム構
成は各々一長一短の機構を幾つか含んでいる。望ましい
代替えシステムは、精密に組立てられた交差ダイクロイ
ックフィルタによる光学系のコスト増を避けることがで
き、且つ、図８（Ａ）と図８（Ｂ）に示す短い後方作動
距離を有するシステムである。
【００１２】１９７８年１２月２８日にJacobson他に対
し認められた米国特許No.４，１２７，３２２は、何れ
のタイプの投影ディスプレイも含む最も古い特許の１つ
であり、光学的にはHughesの液晶光バルブ（ＬＣＬＶ）
に近い工夫がなされたものである。ランプの出力はビー
ムスプリッタによって偏光され、次に、ダイクロイック
フィルタにより３つの色光路に分割される。この構成は
図７の先行技術のシステムと同じである。この文献は、
またダイクロイックフィルタの追加セットと３個の光バ
ルブを配置して、通常は偏光器により破棄される光を利
用する実施形態を含んでいる。光の未使用部分を回収す
るこの試みは、システムのスループットを改善すること
を目的としている。
し認められた米国特許No.４，１２７，３２２は、何れ
のタイプの投影ディスプレイも含む最も古い特許の１つ
であり、光学的にはHughesの液晶光バルブ（ＬＣＬＶ）
に近い工夫がなされたものである。ランプの出力はビー
ムスプリッタによって偏光され、次に、ダイクロイック
フィルタにより３つの色光路に分割される。この構成は
図７の先行技術のシステムと同じである。この文献は、
またダイクロイックフィルタの追加セットと３個の光バ
ルブを配置して、通常は偏光器により破棄される光を利
用する実施形態を含んでいる。光の未使用部分を回収す
るこの試みは、システムのスループットを改善すること
を目的としている。
【００１３】１９８７年３月１７日にKoda他に対し認め
られた米国特許No.４，６５０，２８６及び、１９８９
年６月６日にLedebuhr他に対し認められた米国特許No.
４，８３６，６４９は、３個の光バルブの各々に対し個
別の投影レンズを使用している点を除けば、図６のシス
テムと本質的に同じである反射型ＬＣＬＶを記述してい
る。
られた米国特許No.４，６５０，２８６及び、１９８９
年６月６日にLedebuhr他に対し認められた米国特許No.
４，８３６，６４９は、３個の光バルブの各々に対し個
別の投影レンズを使用している点を除けば、図６のシス
テムと本質的に同じである反射型ＬＣＬＶを記述してい
る。
【００１４】１９９３年８月２４日にTakahashi他に対
し認められた米国特許No.５，２３９，３２２は、光学
的に工夫されたＬＣＬＶ形光変調器用に独自に設計され
たもう１つのシステムを開示している。この特許で保護
されるシステムは図８（Ｂ）の従来技術の構成と同じで
あることは容易に認識できる。このシステムにおいて、
ＬＣＬＶは書込み光として示されている画像光で照明さ
れる。ＣＲＴは、書込み光を生成し、通常、光変調器に
直接加えるために使用する。
し認められた米国特許No.５，２３９，３２２は、光学
的に工夫されたＬＣＬＶ形光変調器用に独自に設計され
たもう１つのシステムを開示している。この特許で保護
されるシステムは図８（Ｂ）の従来技術の構成と同じで
あることは容易に認識できる。このシステムにおいて、
ＬＣＬＶは書込み光として示されている画像光で照明さ
れる。ＣＲＴは、書込み光を生成し、通常、光変調器に
直接加えるために使用する。
【００１５】１９９７年７月１５日にOoi他に対し認め
られた米国特許No.５，６４８，８６０は、２枚のダイ
クロイックプレートを使用して光を３つの色成分光チャ
ンネルに分割し、ＬＣＤから反射した光を再結合させて
いる。この構成に用いたプレートの角度は４５度ではな
く、投影レンズの後方作動距離を減少させるように設定
される。この特許の主要な発明は、正のレンズ素子をＬ
ＣＤと直接接触させて使用し、入射照明光を平行光線に
して反射光を収束させることと、円錐状のプリズムを用
いて照明光の収束に一致させることである。上記米国特
許における全ての他の実施例において、このシステム
は、本願の図７のシステムと本質的に同じである。
られた米国特許No.５，６４８，８６０は、２枚のダイ
クロイックプレートを使用して光を３つの色成分光チャ
ンネルに分割し、ＬＣＤから反射した光を再結合させて
いる。この構成に用いたプレートの角度は４５度ではな
く、投影レンズの後方作動距離を減少させるように設定
される。この特許の主要な発明は、正のレンズ素子をＬ
ＣＤと直接接触させて使用し、入射照明光を平行光線に
して反射光を収束させることと、円錐状のプリズムを用
いて照明光の収束に一致させることである。上記米国特
許における全ての他の実施例において、このシステム
は、本願の図７のシステムと本質的に同じである。
【００１６】Doveに対し認められた米国特許No.５，６
５８，０６０は、光を３つの色光路に分離する外部ダイ
クロイックフィルタセットを有するシステムである。各
光路の光は、光バルブを照明する前に別々に偏光され
る。反射光は、通常フィリップスのプリズムと呼ばれて
いる空間プリズム装置を介して再結合される。このフィ
リップスのプリズムは、投影レンズの必要な後方作動距
離を減少させるために用いられている。このシステムは
再結合にプリズムを用いているが、本願の図６のシステ
ムと構造的には同じである。この参照例では、出力光の
再結合にキューブビームスプリッタを用いるが、最初に
光を３つの色光路に分割するのに個別のダイクロイック
フィルタを使用し、各光バルブ用に個別の偏光ビームス
プリッタを使用する他の実施形態も記述している。
５８，０６０は、光を３つの色光路に分離する外部ダイ
クロイックフィルタセットを有するシステムである。各
光路の光は、光バルブを照明する前に別々に偏光され
る。反射光は、通常フィリップスのプリズムと呼ばれて
いる空間プリズム装置を介して再結合される。このフィ
リップスのプリズムは、投影レンズの必要な後方作動距
離を減少させるために用いられている。このシステムは
再結合にプリズムを用いているが、本願の図６のシステ
ムと構造的には同じである。この参照例では、出力光の
再結合にキューブビームスプリッタを用いるが、最初に
光を３つの色光路に分割するのに個別のダイクロイック
フィルタを使用し、各光バルブ用に個別の偏光ビームス
プリッタを使用する他の実施形態も記述している。
【００１７】１９９７年４月１５日にDoany他に対し認
められた米国特許No.５，６２１，４８６は、３枚パネ
ル型プロジェクターの簡素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用いて照明光を分
割し、３個の液晶ディスプレイからの反射光を再結合す
る。しかしながら、この構成は、色分解プリズムの前面
に単一のキューブ偏光ビームスプリッタを使用してお
り、従って、本願の図８の構成と同じである。
められた米国特許No.５，６２１，４８６は、３枚パネ
ル型プロジェクターの簡素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用いて照明光を分
割し、３個の液晶ディスプレイからの反射光を再結合す
る。しかしながら、この構成は、色分解プリズムの前面
に単一のキューブ偏光ビームスプリッタを使用してお
り、従って、本願の図８の構成と同じである。
【００１８】１９９３年８月３日にSampsellに対し認め
られた米国特許No.５，２３３，３８５及び１９９７年
３月１８日にPoradish他に対し認められた米国特許No.
５，６１２，７５３は、ＴＩディジタルマイクロミラー
装置（ＤＭＤ）の光変調器用に設計された投影システム
を記述している。これらの参照例は、単一パネル色フィ
ールドシーケンシャルシステムと複数パネルシステムの
両方のシステム構成を含んでいる。本発明と比較される
複数パネルシステムの場合、フィリップス型の色分解プ
リズムを用いて色分解と再結合を行い、全内部反射（Ｔ
ＩＲ）型プリズムを用いてＤＭＤの光のオン・オフを行
なう。この場合、このシステムは、ＰＢＳキューブに代
えてＴＩＲ型プリズムを使用しているが、本願の図８
（Ｂ）のシステムと本質的に同じであると考えられる。
られた米国特許No.５，２３３，３８５及び１９９７年
３月１８日にPoradish他に対し認められた米国特許No.
５，６１２，７５３は、ＴＩディジタルマイクロミラー
装置（ＤＭＤ）の光変調器用に設計された投影システム
を記述している。これらの参照例は、単一パネル色フィ
ールドシーケンシャルシステムと複数パネルシステムの
両方のシステム構成を含んでいる。本発明と比較される
複数パネルシステムの場合、フィリップス型の色分解プ
リズムを用いて色分解と再結合を行い、全内部反射（Ｔ
ＩＲ）型プリズムを用いてＤＭＤの光のオン・オフを行
なう。この場合、このシステムは、ＰＢＳキューブに代
えてＴＩＲ型プリズムを使用しているが、本願の図８
（Ｂ）のシステムと本質的に同じであると考えられる。
【００１９】透過型光変調器を開示している参照文献に
は、１９９４年６月１４日にOgawaに対し認められた米
国特許No.５，３２１，４４８及び１９９７年５月６日
にNakayama他に対し認められた米国特許No.５，６２
６，４０９が含まれる。特に、後者は、図６のシステム
の透過型の同等なシステムを記述している。ランプから
の光は、１組みのダイクロイックフィルタによって３つ
の色成分光路に分割される。３つの光バルブを通過した
後、変調光分割成分は、別の１組のダイクロイックフィ
ルタにより再結合される。上記米国特許No.５，３２
１，４４８の場合は、１組み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つの色成分光路に分割し、
色キューブプリズム型の別の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。この構成は、透過
型光バルブ用に現在最も共通に使用されている構成であ
る。
は、１９９４年６月１４日にOgawaに対し認められた米
国特許No.５，３２１，４４８及び１９９７年５月６日
にNakayama他に対し認められた米国特許No.５，６２
６，４０９が含まれる。特に、後者は、図６のシステム
の透過型の同等なシステムを記述している。ランプから
の光は、１組みのダイクロイックフィルタによって３つ
の色成分光路に分割される。３つの光バルブを通過した
後、変調光分割成分は、別の１組のダイクロイックフィ
ルタにより再結合される。上記米国特許No.５，３２
１，４４８の場合は、１組み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つの色成分光路に分割し、
色キューブプリズム型の別の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。この構成は、透過
型光バルブ用に現在最も共通に使用されている構成であ
る。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】反射型光バルブ用投影
表示システムは、赤−緑−青（ＲＧＢ）の光成分（赤の
光成分はｐ偏光され、緑及び青の光成分はｓ偏光され
る）を有する光ビームを発生する光源部と反射機構とを
含んでおり、反射装置は、予め選択された光成分を反射
し、予め選択された異なる光成分を透過させる複数の偏
光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）及びダイクロイックフィ
ルタ（ＤＦ）と、各光成分と結合する光成分の特別画像
を生成する１個の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル
と、ＬＣＤからの光成分の特別画像を合成した１つの画
像を投影する投影レンズとを有しており、各光成分の特
別画像は、ＬＣＤと投影レンズ間の唯１のＰＢＳを通過
し、唯１つのＤＦを通過することを特徴としている。
表示システムは、赤−緑−青（ＲＧＢ）の光成分（赤の
光成分はｐ偏光され、緑及び青の光成分はｓ偏光され
る）を有する光ビームを発生する光源部と反射機構とを
含んでおり、反射装置は、予め選択された光成分を反射
し、予め選択された異なる光成分を透過させる複数の偏
光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）及びダイクロイックフィ
ルタ（ＤＦ）と、各光成分と結合する光成分の特別画像
を生成する１個の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル
と、ＬＣＤからの光成分の特別画像を合成した１つの画
像を投影する投影レンズとを有しており、各光成分の特
別画像は、ＬＣＤと投影レンズ間の唯１のＰＢＳを通過
し、唯１つのＤＦを通過することを特徴としている。
【００２１】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、本発明の目的は、投影レンズの後方作動距
離の短い反射型光バルブ用投影表示システムを提供する
ことである。本発明の他の目的は、交差ダイクロイック
フィルタの障害のない投影光路を有する反射型光バルブ
用投影表示システムを提供することである。本発明の更
に他の目的は、３色光成分に分解した後で再結合させる
ために用いる構成が比較的簡素である反射型光バルブ用
投影表示システムを提供することである。本発明の更に
他の目的は、公知の投影システムよりもコンパクトな反
射型光バルブ用投影表示システムを提供することであ
る。本発明の更に他の目的は、現存のシステムと比較し
て低いコストで製作できる反射型光バルブ用投影表示シ
ステムを提供することである。
れたもので、本発明の目的は、投影レンズの後方作動距
離の短い反射型光バルブ用投影表示システムを提供する
ことである。本発明の他の目的は、交差ダイクロイック
フィルタの障害のない投影光路を有する反射型光バルブ
用投影表示システムを提供することである。本発明の更
に他の目的は、３色光成分に分解した後で再結合させる
ために用いる構成が比較的簡素である反射型光バルブ用
投影表示システムを提供することである。本発明の更に
他の目的は、公知の投影システムよりもコンパクトな反
射型光バルブ用投影表示システムを提供することであ
る。本発明の更に他の目的は、現存のシステムと比較し
て低いコストで製作できる反射型光バルブ用投影表示シ
ステムを提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、赤−
緑−青（ＲＧＢ）の光成分を有する光ビームを発生する
光源と、予め選択された光成分を反射して予め選択され
た異なる光成分を透過させる複数の偏光ビームスプリッ
タ及び複数のダイクロイックフィルタ、及び各光成分に
関連して各光成分の特定画像を発生する液晶表示パネル
を有する投影システムと、前記液晶表示パネルからの前
記光成分の特定画像を結合した画像を投影する投影レン
ズとを有し、各光成分の特定画像は、前記液晶表示パネ
ルと前記投影レンズとの間では唯１つの偏光ビームスプ
リッタと唯１つのダイクロイックフィルタとの作用を受
ける反射型光バルブ用投影表示システムであって、前記
光源は、前記光ビームを発生するランプと、前記投影シ
ステムに赤色のｐ偏光成分，緑色のｓ偏光成分及び青色
のｓ偏光成分を供給するために、前記ランプと前記投影
システムとの間に配置した前置フィルタ照明装置とを有
し、該前置フィルタ照明装置は、赤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対の光
吸収ストップと、１／２波長板と、赤反射ダイクロイッ
クフィルタとを有し、前記光ビームは、前記赤透過ダイ
クロイックフィルタに入射して透過した赤色光成分と反
射した緑色と青色の光成分に分離され、前記反射した緑
色及び青色の光成分は第１の前記偏光ビームスプリッタ
に入射し、該第１の偏光ビームスプリッタは、緑色のｓ
偏光成分と前記青色の光成分を反射し、前記緑色のｓ偏
光成分と前記青色の光成分が前記赤反射ダイクロイック
フィルタに入射し、該赤反射ダイクロイックフィルタ
は、前記緑色のｓ偏光成分と前記青色のｓ偏光成分とを
透過させ、前記赤透過ダイクロイックフィルタを透過し
た赤色の光成分が第２の前記偏光ビームスプリッタに入
射し、該第２の偏光ビームスプリッタにて反射した赤色
のｓ偏光成分は、前記１／２波長板を通過して赤色のｐ
偏光成分に変換され、該赤色のｐ偏光成分は、前記赤反
射ダイクロイックフィルタに入射して、前記投影システ
ムに向かって反射することを特徴としたものである。
緑−青（ＲＧＢ）の光成分を有する光ビームを発生する
光源と、予め選択された光成分を反射して予め選択され
た異なる光成分を透過させる複数の偏光ビームスプリッ
タ及び複数のダイクロイックフィルタ、及び各光成分に
関連して各光成分の特定画像を発生する液晶表示パネル
を有する投影システムと、前記液晶表示パネルからの前
記光成分の特定画像を結合した画像を投影する投影レン
ズとを有し、各光成分の特定画像は、前記液晶表示パネ
ルと前記投影レンズとの間では唯１つの偏光ビームスプ
リッタと唯１つのダイクロイックフィルタとの作用を受
ける反射型光バルブ用投影表示システムであって、前記
光源は、前記光ビームを発生するランプと、前記投影シ
ステムに赤色のｐ偏光成分，緑色のｓ偏光成分及び青色
のｓ偏光成分を供給するために、前記ランプと前記投影
システムとの間に配置した前置フィルタ照明装置とを有
し、該前置フィルタ照明装置は、赤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対の光
吸収ストップと、１／２波長板と、赤反射ダイクロイッ
クフィルタとを有し、前記光ビームは、前記赤透過ダイ
クロイックフィルタに入射して透過した赤色光成分と反
射した緑色と青色の光成分に分離され、前記反射した緑
色及び青色の光成分は第１の前記偏光ビームスプリッタ
に入射し、該第１の偏光ビームスプリッタは、緑色のｓ
偏光成分と前記青色の光成分を反射し、前記緑色のｓ偏
光成分と前記青色の光成分が前記赤反射ダイクロイック
フィルタに入射し、該赤反射ダイクロイックフィルタ
は、前記緑色のｓ偏光成分と前記青色のｓ偏光成分とを
透過させ、前記赤透過ダイクロイックフィルタを透過し
た赤色の光成分が第２の前記偏光ビームスプリッタに入
射し、該第２の偏光ビームスプリッタにて反射した赤色
のｓ偏光成分は、前記１／２波長板を通過して赤色のｐ
偏光成分に変換され、該赤色のｐ偏光成分は、前記赤反
射ダイクロイックフィルタに入射して、前記投影システ
ムに向かって反射することを特徴としたものである。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】 請求項２の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記複数の偏光ビームスプリッタを前記投影シス
テム中に直線上に配置し、前記複数のダイクロイックフ
ィルタを前記投影システム中に直線上に配置し、前記ダ
イクロイックフィルタを前記偏光ビームスプリッタに垂
直でかつ前記偏光ビームスプリッタが配された直線の中
央点付近で交差するように構成したことを特徴としたも
のである。
いて、前記複数の偏光ビームスプリッタを前記投影シス
テム中に直線上に配置し、前記複数のダイクロイックフ
ィルタを前記投影システム中に直線上に配置し、前記ダ
イクロイックフィルタを前記偏光ビームスプリッタに垂
直でかつ前記偏光ビームスプリッタが配された直線の中
央点付近で交差するように構成したことを特徴としたも
のである。
【００２７】 請求項３の発明は、請求項２の発明にお
いて、前記光源からの光ビームは、青透過ダイクロイッ
クフィルタに４５度の角度で入射し、次に偏光ビームス
プリッタに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液晶ディスプレイパネルに９０度
の角度で入射し、色画像成分を得て反射し、青反射ダイ
クロイックフィルタに４５度の角度で入射し、次に前記
投影レンズを通過することを特徴としたものである。
いて、前記光源からの光ビームは、青透過ダイクロイッ
クフィルタに４５度の角度で入射し、次に偏光ビームス
プリッタに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液晶ディスプレイパネルに９０度
の角度で入射し、色画像成分を得て反射し、青反射ダイ
クロイックフィルタに４５度の角度で入射し、次に前記
投影レンズを通過することを特徴としたものである。
【００２８】 請求項４の発明は、請求項２の発明にお
いて、前記光源からの光ビームは、青透過ダイクロイッ
クフィルタに４５度の角度で入射し、次に偏光ビームス
プリッタに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液晶ディスプレイパネルに９０度
の角度で入射し、色画像成分を得て反射し、次に偏光ビ
ームスプリッタに４５度の角度で入射し、次に青透過ダ
イクロイックフィルタに４５度の角度で入射し、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。
いて、前記光源からの光ビームは、青透過ダイクロイッ
クフィルタに４５度の角度で入射し、次に偏光ビームス
プリッタに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液晶ディスプレイパネルに９０度
の角度で入射し、色画像成分を得て反射し、次に偏光ビ
ームスプリッタに４５度の角度で入射し、次に青透過ダ
イクロイックフィルタに４５度の角度で入射し、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。
【００２９】
【００３０】 請求項５の発明は、赤−緑−青（ＲＧ
Ｂ）の光成分を有する光ビームであって、赤色光成分は
ｐ偏光、緑色及び青色光成分はｓ偏光されている光ビー
ムを発生する光源と、予め選択された光成分を反射して
予め選択された異なる光成分を透過させる複数の偏光ビ
ームスプリッタ及び複数のダイクロイックフィルタ、及
び各光成分に関連して各光成分の特定画像を発生する液
晶表示パネルとを有し、前記偏光ビームスリッタと前記
ダイクロイックフィルタを略“Ｘ”形状構造に配置し且
つ前記ダイクロイックフィルタが前記偏光ビームスプリ
ッタに直角でそれらの端部近傍で交差するように配した
投影システムと、前記液晶表示パネルからの前記光成分
の特定画像を結合した画像を投影する投影レンズとを有
し、各光成分の特定画像は、前記液晶表示パネルと前記
投影レンズとの間では唯１つの偏光ビームスプリッタと
唯１つのダイクロイックフィルタとの作用を受ける反射
型光バルブ用投影表示システムであって、前記光源は、
前記光ビームを発生するランプと、前記投影システムに
赤色のｐ偏光成分，緑色のｓ偏光成分及び青色のｓ偏光
成分を供給するために、前記ランプと前記投影システム
との間に配置した前置フィルタ照明装置とを有し、該前
置フィルタ照明装置は、赤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対の光吸収スト
ップと、１／２波長板と、赤反射ダイクロイックフィル
タとを有し、前記光ビームは、前記赤透過ダイクロイッ
クフィルタに入射して、透過した赤色光成分と反射した
緑色及び青色の光成分に分離され、前記反射した緑色及
び青色の光成分は第１の前記偏光ビームスプリッタに入
射し、該第１の偏光ビームスプリッタは、緑色のｓ偏光
成分と前記青色の光成分を反射し、前記緑色のｓ偏光成
分と前記青色の光成分が前記赤反射ダイクロイックフィ
ルタに入射し、該赤反射ダイクロイックフィルタは、前
記緑色のｓ偏光成分と前記青色のｓ偏光成分とを前記投
影システムに向け透過させ、前記赤透過ダイクロイック
フィルタを透過した赤色の光成分が第２の前記偏光ビー
ムスプリッタに入射し、該第２の偏光ビームスプリッタ
にて反射した赤色のｓ偏光成分は、前記１／２波長板を
通過して、赤色のｐ偏光成分に変換され、該赤色のｐ偏
光成分は、前記赤反射ダイクロイックフィルタに入射し
て、前記投影システムに向かって反射することを特徴と
したものである。
Ｂ）の光成分を有する光ビームであって、赤色光成分は
ｐ偏光、緑色及び青色光成分はｓ偏光されている光ビー
ムを発生する光源と、予め選択された光成分を反射して
予め選択された異なる光成分を透過させる複数の偏光ビ
ームスプリッタ及び複数のダイクロイックフィルタ、及
び各光成分に関連して各光成分の特定画像を発生する液
晶表示パネルとを有し、前記偏光ビームスリッタと前記
ダイクロイックフィルタを略“Ｘ”形状構造に配置し且
つ前記ダイクロイックフィルタが前記偏光ビームスプリ
ッタに直角でそれらの端部近傍で交差するように配した
投影システムと、前記液晶表示パネルからの前記光成分
の特定画像を結合した画像を投影する投影レンズとを有
し、各光成分の特定画像は、前記液晶表示パネルと前記
投影レンズとの間では唯１つの偏光ビームスプリッタと
唯１つのダイクロイックフィルタとの作用を受ける反射
型光バルブ用投影表示システムであって、前記光源は、
前記光ビームを発生するランプと、前記投影システムに
赤色のｐ偏光成分，緑色のｓ偏光成分及び青色のｓ偏光
成分を供給するために、前記ランプと前記投影システム
との間に配置した前置フィルタ照明装置とを有し、該前
置フィルタ照明装置は、赤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対の光吸収スト
ップと、１／２波長板と、赤反射ダイクロイックフィル
タとを有し、前記光ビームは、前記赤透過ダイクロイッ
クフィルタに入射して、透過した赤色光成分と反射した
緑色及び青色の光成分に分離され、前記反射した緑色及
び青色の光成分は第１の前記偏光ビームスプリッタに入
射し、該第１の偏光ビームスプリッタは、緑色のｓ偏光
成分と前記青色の光成分を反射し、前記緑色のｓ偏光成
分と前記青色の光成分が前記赤反射ダイクロイックフィ
ルタに入射し、該赤反射ダイクロイックフィルタは、前
記緑色のｓ偏光成分と前記青色のｓ偏光成分とを前記投
影システムに向け透過させ、前記赤透過ダイクロイック
フィルタを透過した赤色の光成分が第２の前記偏光ビー
ムスプリッタに入射し、該第２の偏光ビームスプリッタ
にて反射した赤色のｓ偏光成分は、前記１／２波長板を
通過して、赤色のｐ偏光成分に変換され、該赤色のｐ偏
光成分は、前記赤反射ダイクロイックフィルタに入射し
て、前記投影システムに向かって反射することを特徴と
したものである。
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】 請求項６の発明は、請求項５の発明にお
いて、前記光源からの光ビームは、青透過ダイクロイッ
クフィルタに４５度の角度で入射し、次に偏光ビームス
プリッタに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液晶ディスプレイパネルに９０度
の角度で入射し、色画像成分を帯びて反射し、次に偏光
ビームスプリッタに４５度の角度で入射し、次に青反射
ダイクロイックフィルタに４５度の角度で入射し、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。
いて、前記光源からの光ビームは、青透過ダイクロイッ
クフィルタに４５度の角度で入射し、次に偏光ビームス
プリッタに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液晶ディスプレイパネルに９０度
の角度で入射し、色画像成分を帯びて反射し、次に偏光
ビームスプリッタに４５度の角度で入射し、次に青反射
ダイクロイックフィルタに４５度の角度で入射し、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。
【００３５】 請求項７の発明は、請求項５の発明にお
いて、前記光源からの光ビームは、青透過ダイクロイッ
クフィルタに４５度の角度で入射し、次に偏光ビームス
プリッタに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液晶ディスプレイパネルに９０度
の角度で入射し、色画像成分を帯びて反射し、次に偏光
ビームスプリッタに４５度の角度で入射し、次に青透過
ダイクロイックフィルタに４５度の角度で入射し、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。
いて、前記光源からの光ビームは、青透過ダイクロイッ
クフィルタに４５度の角度で入射し、次に偏光ビームス
プリッタに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液晶ディスプレイパネルに９０度
の角度で入射し、色画像成分を帯びて反射し、次に偏光
ビームスプリッタに４５度の角度で入射し、次に青透過
ダイクロイックフィルタに４５度の角度で入射し、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。
【００３６】
【００３７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の投影表示システ
ムの一実施例を示す概略構成図である。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個のダイクロイックフィルタ（Ｄ
Ｆ）８４，８６と、２個の偏光ビームスプリッタ（ＰＢ
Ｓ）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）の成分に分割する。各成分
光はその後、特定の光バルブ又は液晶ディスプレイ（Ｌ
ＣＤ）９２，９４，９６に送られる。ＬＣＤ９２，９
４，９６は各々、光成分の特別画像を提供し、光成分に
よって照明され、色画像成分を持った光成分がＬＣＤの
表面で反射する。これらの色画像成分は再び結合され、
結合反射光が投影レンズ９８に送られる。
ムの一実施例を示す概略構成図である。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個のダイクロイックフィルタ（Ｄ
Ｆ）８４，８６と、２個の偏光ビームスプリッタ（ＰＢ
Ｓ）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）の成分に分割する。各成分
光はその後、特定の光バルブ又は液晶ディスプレイ（Ｌ
ＣＤ）９２，９４，９６に送られる。ＬＣＤ９２，９
４，９６は各々、光成分の特別画像を提供し、光成分に
よって照明され、色画像成分を持った光成分がＬＣＤの
表面で反射する。これらの色画像成分は再び結合され、
結合反射光が投影レンズ９８に送られる。
【００３８】投影システム８３の正常な運転条件は、入
力照明光が予めフィルタで処理され、緑と青の成分がｓ
偏光で赤成分がｐ偏光となることである。当業者には公
知のように、ｓ偏光は図の紙面に垂直な直線偏光の電場
ベクトルを有しており、ｐ偏光は図の紙面に平行な直線
偏光の電場ベクトルを有している。この前置フィルタ機
構については後述する。
力照明光が予めフィルタで処理され、緑と青の成分がｓ
偏光で赤成分がｐ偏光となることである。当業者には公
知のように、ｓ偏光は図の紙面に垂直な直線偏光の電場
ベクトルを有しており、ｐ偏光は図の紙面に平行な直線
偏光の電場ベクトルを有している。この前置フィルタ機
構については後述する。
【００３９】ダイクロイックフィルタ（ＤＦ）８４，８
６は、投影システム内に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢ
Ｓ）８８，９０と同様、略一直線に配置されている。Ｄ
ＦとＰＢＳは、各々の直線が中央点付近で互いに垂直に
交差するように配設されている。他の構成例では、これ
らの光学部品、即ち、ダイクロイックフィルタとビーム
スリッタとを互いに端と端を結合して略X形状に配置す
る。図１では、ＤＦ８４とＤＦ８６との間にオフセット
があるように見えるが、反射層はフィルタの片側のみに
設けてあり、即ち、図１に見られる様に、ＤＦ８４は上
面に、ＤＦ８６は下面に各々反射層が塗布されており、
反射層の塗布面は、X字構成中で一列に整列している。
６は、投影システム内に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢ
Ｓ）８８，９０と同様、略一直線に配置されている。Ｄ
ＦとＰＢＳは、各々の直線が中央点付近で互いに垂直に
交差するように配設されている。他の構成例では、これ
らの光学部品、即ち、ダイクロイックフィルタとビーム
スリッタとを互いに端と端を結合して略X形状に配置す
る。図１では、ＤＦ８４とＤＦ８６との間にオフセット
があるように見えるが、反射層はフィルタの片側のみに
設けてあり、即ち、図１に見られる様に、ＤＦ８４は上
面に、ＤＦ８６は下面に各々反射層が塗布されており、
反射層の塗布面は、X字構成中で一列に整列している。
【００４０】投影システム８３において、入射光は先ず
青色光を透過させる第１のダイクロイックフィルタ８４
に入射する。青色のｓ偏光成分は透過し、緑色のｓ偏光
成分と赤色のｐ偏光成分は反射する。透過した青色光は
第１のＰＢＳ８８に入射し、ｓ偏光であるので、青色光
変調器である第１の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）９６に
向けて反射する。第１のＬＣＤ９６は、この偏光を、装
置に供給された電気信号に比例した偏光方向に回転させ
て変調する。反射光は、かように、ｓ偏光とｐ偏光の組
み合わせである。反射光が第１のＰＢＳ８８に戻ると、
ｓ偏光成分は再び入射照明方向に反射し、一方、ｐ偏光
成分は透過して青反射の第２のダイクロイックフィルタ
８６に至る。青色光は第２のダイクロイックフィルタ８
６で反射し、投影レンズ９８を通り、例えば投影スクリ
ーンのような画像ディスプレイに投影される。
青色光を透過させる第１のダイクロイックフィルタ８４
に入射する。青色のｓ偏光成分は透過し、緑色のｓ偏光
成分と赤色のｐ偏光成分は反射する。透過した青色光は
第１のＰＢＳ８８に入射し、ｓ偏光であるので、青色光
変調器である第１の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）９６に
向けて反射する。第１のＬＣＤ９６は、この偏光を、装
置に供給された電気信号に比例した偏光方向に回転させ
て変調する。反射光は、かように、ｓ偏光とｐ偏光の組
み合わせである。反射光が第１のＰＢＳ８８に戻ると、
ｓ偏光成分は再び入射照明方向に反射し、一方、ｐ偏光
成分は透過して青反射の第２のダイクロイックフィルタ
８６に至る。青色光は第２のダイクロイックフィルタ８
６で反射し、投影レンズ９８を通り、例えば投影スクリ
ーンのような画像ディスプレイに投影される。
【００４１】一方投影システム８３に入射した入射光の
うち、緑と赤の光は、先ず第１のダイクロイックフィル
タ８４で反射し、第２の偏光ビームスプリッタ（ＰＢ
Ｓ）９０に至る。赤色のｐ偏光成分は第２のＰＢＳ９０
を通過し、赤色光変調器である第２の液晶ディスプレイ
（ＬＣＤ）９２に至り、緑色のｓ偏光成分は、緑色光変
調器である第３の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）９４に向
け反射する。各ＬＣＤ９２，９４は、各々の光成分を変
調し、反射光を第２のＰＢＳ９０に戻し、緑色光のｐ偏
光成分と赤色光のｓ偏光成分のみを青反射の第２のダイ
クロイックフィルタ８６に送る。これらの２つの色成分
の他の部分は、再び照明光の入射方向に戻る。第２のダ
イクロイックフィルタ８６は、赤と緑の両方の光を通過
させるので、これらの２つの光成分は、他の光路からの
青色成分と一緒になり、投影レンズ９８を通って画像デ
ィスプレイに投影される。第２のダイクロイックフィル
タ８６はこの実施例においては画像再結合器として機能
する。
うち、緑と赤の光は、先ず第１のダイクロイックフィル
タ８４で反射し、第２の偏光ビームスプリッタ（ＰＢ
Ｓ）９０に至る。赤色のｐ偏光成分は第２のＰＢＳ９０
を通過し、赤色光変調器である第２の液晶ディスプレイ
（ＬＣＤ）９２に至り、緑色のｓ偏光成分は、緑色光変
調器である第３の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）９４に向
け反射する。各ＬＣＤ９２，９４は、各々の光成分を変
調し、反射光を第２のＰＢＳ９０に戻し、緑色光のｐ偏
光成分と赤色光のｓ偏光成分のみを青反射の第２のダイ
クロイックフィルタ８６に送る。これらの２つの色成分
の他の部分は、再び照明光の入射方向に戻る。第２のダ
イクロイックフィルタ８６は、赤と緑の両方の光を通過
させるので、これらの２つの光成分は、他の光路からの
青色成分と一緒になり、投影レンズ９８を通って画像デ
ィスプレイに投影される。第２のダイクロイックフィル
タ８６はこの実施例においては画像再結合器として機能
する。
【００４２】図１に見られる様に、各ＬＣＤ９２，９
４，９６から投影レンズ９８までの光路上には、それぞ
れの光成分に関して唯１つのＰＢＳと唯１つのダイクロ
イックフィルタが配されており、光路長はＬＣＤパネル
の表示幅の２倍にまで減小した。本実施例の投影システ
ムに使用されている代表的な反射型ＬＣＤパネルは、対
角線の長さで約８ｍｍから１０ｃｍの範囲のサイズを有
し得る。また、光路長は約１.６ｃｍ以上１０ｃｍまで
の範囲である。この構成では、どの光路においても、ど
の色フィルタ又は偏光板も交差させる必要が無い。従っ
て、本構成の場合は、図８の構成におけるような投影路
の障害物は、皆無である。これは、重要な性能上の利点
である。図１の構成は、又、薄板形ダイクロイックフィ
ルタとＰＢＳを容易に実装でき、キューブプリズムを使
用した構成に比べてかなりのコスト上の利益をもたら
す。
４，９６から投影レンズ９８までの光路上には、それぞ
れの光成分に関して唯１つのＰＢＳと唯１つのダイクロ
イックフィルタが配されており、光路長はＬＣＤパネル
の表示幅の２倍にまで減小した。本実施例の投影システ
ムに使用されている代表的な反射型ＬＣＤパネルは、対
角線の長さで約８ｍｍから１０ｃｍの範囲のサイズを有
し得る。また、光路長は約１.６ｃｍ以上１０ｃｍまで
の範囲である。この構成では、どの光路においても、ど
の色フィルタ又は偏光板も交差させる必要が無い。従っ
て、本構成の場合は、図８の構成におけるような投影路
の障害物は、皆無である。これは、重要な性能上の利点
である。図１の構成は、又、薄板形ダイクロイックフィ
ルタとＰＢＳを容易に実装でき、キューブプリズムを使
用した構成に比べてかなりのコスト上の利益をもたら
す。
【００４３】投影表示システム８０は、図２に示す様
に、図１の投影システム８３と、この構成のシステムを
正しく作動させる特別な組合わせの入力光を得るために
必要な特別な態様の前置フィルタ式照明機構とを含んで
いる。光源８２は、１個のランプ１００と１個の反射器
１０２と複数のダイクロイックフィルタ及び偏光ビーム
スプリッタとを含んでいる。
に、図１の投影システム８３と、この構成のシステムを
正しく作動させる特別な組合わせの入力光を得るために
必要な特別な態様の前置フィルタ式照明機構とを含んで
いる。光源８２は、１個のランプ１００と１個の反射器
１０２と複数のダイクロイックフィルタ及び偏光ビーム
スプリッタとを含んでいる。
【００４４】ランプ１００からの偏光されていない白色
光ビームは、赤透過ダイクロイックフィルタ１０４に入
射する。ランプ１００からの青と緑の光は赤透過ダイク
ロイックフィルタ１０４で反射してＰＢＳ１０６に向か
う。緑と青のｓ偏光成分はＰＢＳ１０６で反射し、赤反
射ダイクロイックフィルタ１０８に向かい、一方、緑と
青のｐ偏光成分はストップ１０９で吸収される。赤反射
ダイクロイックフィルタ１０８を通過した２つの光成分
は、ｓ偏光の緑と青の光として投影システム８３に供給
される。
光ビームは、赤透過ダイクロイックフィルタ１０４に入
射する。ランプ１００からの青と緑の光は赤透過ダイク
ロイックフィルタ１０４で反射してＰＢＳ１０６に向か
う。緑と青のｓ偏光成分はＰＢＳ１０６で反射し、赤反
射ダイクロイックフィルタ１０８に向かい、一方、緑と
青のｐ偏光成分はストップ１０９で吸収される。赤反射
ダイクロイックフィルタ１０８を通過した２つの光成分
は、ｓ偏光の緑と青の光として投影システム８３に供給
される。
【００４５】一方、赤透過ダイクロイックフィルタ１０
４を通過した偏光していない赤色光は、ＰＢＳ１１０で
偏光する。すなわちｓ偏光成分は反射して赤反射ダイク
ロイックフィルタ１０８に向かい、ｐ偏光成分はストッ
プ１１１で吸収される。赤反射ダイクロイックフィルタ
１０８に入射する前に、光は、偏光方向を９０度回転さ
せる１／２波長板１１２を通過する。この赤色光はｐ偏
光されているので、赤反射ダイクロイックフィルタ１０
８で反射し、ｐ偏光赤色光として投影システム８３に供
給される。
４を通過した偏光していない赤色光は、ＰＢＳ１１０で
偏光する。すなわちｓ偏光成分は反射して赤反射ダイク
ロイックフィルタ１０８に向かい、ｐ偏光成分はストッ
プ１１１で吸収される。赤反射ダイクロイックフィルタ
１０８に入射する前に、光は、偏光方向を９０度回転さ
せる１／２波長板１１２を通過する。この赤色光はｐ偏
光されているので、赤反射ダイクロイックフィルタ１０
８で反射し、ｐ偏光赤色光として投影システム８３に供
給される。
【００４６】この前置フィルタ機構は、標準の安価なフ
ィルタ構成部品を実装できる利点を有する。この機構の
１つの欠点は、ＰＢＳ１０６，１１０を通過して、各々
ストップ１０９，１１１に入射する各々の光成分が吸収
されて失われることである。この光成分は、ランプ１０
０からの総出力の半分に当たる。この光損失レベルは、
偏光コンバータ又はリサイクラーを使用しないＬＣＤ投
影システムにおいて特徴的である。第２の欠点は、この
前置フィルタ機構の追加によってシステム全体のサイズ
が大きくなってしまうことである。完全なシステムのサ
イズは、図６で説明した簡易プレートフィルタとＰＢＳ
を使用する最初の反射型構成よりも小さいが、図７又は
図８の構成に比べるとかなり大きい。
ィルタ構成部品を実装できる利点を有する。この機構の
１つの欠点は、ＰＢＳ１０６，１１０を通過して、各々
ストップ１０９，１１１に入射する各々の光成分が吸収
されて失われることである。この光成分は、ランプ１０
０からの総出力の半分に当たる。この光損失レベルは、
偏光コンバータ又はリサイクラーを使用しないＬＣＤ投
影システムにおいて特徴的である。第２の欠点は、この
前置フィルタ機構の追加によってシステム全体のサイズ
が大きくなってしまうことである。完全なシステムのサ
イズは、図６で説明した簡易プレートフィルタとＰＢＳ
を使用する最初の反射型構成よりも小さいが、図７又は
図８の構成に比べるとかなり大きい。
【００４７】上記のサイズ問題は、図８及び図４に示す
前置フィルタ機構の他の実施形態によって解決できる。
先ず、図３を参照して説明する。光源フィルタスタック
の実施例の全体を１１３として示す。このフィルタスタ
ック１１３には、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が使用されている。
コレステリックは旋回分子配列を有する化学構造であ
り、これらの材料は、コレステリックの螺旋ピッチに等
しい波長の光を、その光がコレステリックの螺旋方向と
同一の円方向を持つ円偏光であれば全反射すると云う独
特な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、左又は右回りに旋光した１色の円偏光を反
射し、反対回りに旋光した円偏光を通過させるように設
定できる。コレステリックフィルタは他の色光には影響
を与えず左右偏光とも通過させる。コレステリックの化
学構造は、この螺旋反射特性を極めて広い波長範囲に及
ぶように操作することができる。この帯域は、反射され
る光成分に対し、ほぼ任意所望の色通過帯域を与えるよ
うに調節できる。
前置フィルタ機構の他の実施形態によって解決できる。
先ず、図３を参照して説明する。光源フィルタスタック
の実施例の全体を１１３として示す。このフィルタスタ
ック１１３には、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が使用されている。
コレステリックは旋回分子配列を有する化学構造であ
り、これらの材料は、コレステリックの螺旋ピッチに等
しい波長の光を、その光がコレステリックの螺旋方向と
同一の円方向を持つ円偏光であれば全反射すると云う独
特な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、左又は右回りに旋光した１色の円偏光を反
射し、反対回りに旋光した円偏光を通過させるように設
定できる。コレステリックフィルタは他の色光には影響
を与えず左右偏光とも通過させる。コレステリックの化
学構造は、この螺旋反射特性を極めて広い波長範囲に及
ぶように操作することができる。この帯域は、反射され
る光成分に対し、ほぼ任意所望の色通過帯域を与えるよ
うに調節できる。
【００４８】フィルタスタック１１３の前置フィルタの
作用は下記の通りである。非偏光白色光が左側からフィ
ルタスタック１１３に入射する。第１フィルタ１１４
は、赤色光の右回り円偏光を反射し、赤色光の左回り円
偏光と他の緑と青の全偏光を透過させる。第２フィルタ
１１６は、緑色光の左回り偏光を反射する。緑色光の右
回り偏光は，赤色光の左回り偏光及び非偏光青色光と共
に通過する。第３フィルタ１１８は青色光の左回り偏光
を反射し、青色光の右回り偏光と残りの入射光、即ち、
緑色光の右回り偏光及び赤色光の左回り偏光を通過させ
る。
作用は下記の通りである。非偏光白色光が左側からフィ
ルタスタック１１３に入射する。第１フィルタ１１４
は、赤色光の右回り円偏光を反射し、赤色光の左回り円
偏光と他の緑と青の全偏光を透過させる。第２フィルタ
１１６は、緑色光の左回り偏光を反射する。緑色光の右
回り偏光は，赤色光の左回り偏光及び非偏光青色光と共
に通過する。第３フィルタ１１８は青色光の左回り偏光
を反射し、青色光の右回り偏光と残りの入射光、即ち、
緑色光の右回り偏光及び赤色光の左回り偏光を通過させ
る。
【００４９】円偏光は１／４波長板１２０を通過すると
直線偏光に変換される。右回り偏光は、この波長板か
ら、波長板材料の結晶光学軸に対し＋４５度の偏光方向
を有する直線偏光として出射する。左回り偏光は、同様
にこの波長板から、但し、波長板材料の結晶光学軸に対
し−４５度の偏光方向を有する直線偏光として出射す
る。かように、波長板の軸を正しく設置すれば、右回り
偏光の緑と青の光は、ｓ偏光として出射し、左回り偏光
の赤色光はｐ偏光として出射する。これにより、本投影
システムの画像部への所望の入力光が得られる。
直線偏光に変換される。右回り偏光は、この波長板か
ら、波長板材料の結晶光学軸に対し＋４５度の偏光方向
を有する直線偏光として出射する。左回り偏光は、同様
にこの波長板から、但し、波長板材料の結晶光学軸に対
し−４５度の偏光方向を有する直線偏光として出射す
る。かように、波長板の軸を正しく設置すれば、右回り
偏光の緑と青の光は、ｓ偏光として出射し、左回り偏光
の赤色光はｐ偏光として出射する。これにより、本投影
システムの画像部への所望の入力光が得られる。
【００５０】図４に示すシステムは、フィルタスタック
１１３を光源８２の一部としてランプ１００の直後に使
用し、完全な投影表示システム８０を実現している。投
影表示システム８０は、図２の通常の構成要素を用いた
ものよりはかなり小さくなっている。この構成は、コレ
ステリックフィルタが通過帯域における非偏光の半分を
反射するので、図２と同じ光損失問題を含んでいる。こ
れは、多くのＬＣＤプロジェクタに特徴的に認められる
ものである。また、コレステリック材料が比較的未熟で
あることももう１つの欠点として挙げられる。フィルタ
材がダイクロイックフィルタ及びＰＢＳに使用する誘電
体スタックとして有効性又は耐久性があるかどうかは、
現時点において明らかではない。図４のシステムは、こ
れらの問題に満足のいく解答がなされるならば好適な実
施形態となる。
１１３を光源８２の一部としてランプ１００の直後に使
用し、完全な投影表示システム８０を実現している。投
影表示システム８０は、図２の通常の構成要素を用いた
ものよりはかなり小さくなっている。この構成は、コレ
ステリックフィルタが通過帯域における非偏光の半分を
反射するので、図２と同じ光損失問題を含んでいる。こ
れは、多くのＬＣＤプロジェクタに特徴的に認められる
ものである。また、コレステリック材料が比較的未熟で
あることももう１つの欠点として挙げられる。フィルタ
材がダイクロイックフィルタ及びＰＢＳに使用する誘電
体スタックとして有効性又は耐久性があるかどうかは、
現時点において明らかではない。図４のシステムは、こ
れらの問題に満足のいく解答がなされるならば好適な実
施形態となる。
【００５１】システム８０における投影システム８３
は、好適な実施形態である。但し、色成分と偏光成分の
配列には別の方法がある。例えば、図１中の第１ダイク
ロイックフィルタ８４を赤透過形に代え、第２ダイクロ
イックフィルタ８６を赤反射型に代え、前置フィルタが
緑と赤の光をｓ偏光に、青の光をｐ偏光に偏光させる。
この場合、赤と青の光を変調する際のＬＣＤ９２とＬＣ
Ｄ９６の役割は逆になるが、その他は全ての点でこのシ
ステムも同等である。しかしながら、このタイプのシス
テムを緑反射型と緑透過形ダイクロイックフィルタで構
成するのは、ＬＣＤ９６が緑色光を変調するので望まし
くない。
は、好適な実施形態である。但し、色成分と偏光成分の
配列には別の方法がある。例えば、図１中の第１ダイク
ロイックフィルタ８４を赤透過形に代え、第２ダイクロ
イックフィルタ８６を赤反射型に代え、前置フィルタが
緑と赤の光をｓ偏光に、青の光をｐ偏光に偏光させる。
この場合、赤と青の光を変調する際のＬＣＤ９２とＬＣ
Ｄ９６の役割は逆になるが、その他は全ての点でこのシ
ステムも同等である。しかしながら、このタイプのシス
テムを緑反射型と緑透過形ダイクロイックフィルタで構
成するのは、ＬＣＤ９６が緑色光を変調するので望まし
くない。
【００５２】緑ダイクロイックフィルタは可視スペクト
ル中に２つのバンドエッジを有する。１つは赤と緑を分
離し、他は青と緑を分離している。バンドエッジの位置
は、光の偏光にかなり依存する。緑ダイクロイックフィ
ルタを使用すると、赤又は青の何れかの光が緑色の光と
は反対の状態に偏光されねばならず、２つの異なる状態
間のバンドエッジでのフィルタ処理を良好に制御するこ
とができない。青のダイクロイックフィルタを用いる図
１のシステムにおいて、両フィルタのバンドエッジは青
と緑を分離する。これらの光成分は、何れも、第１青透
過ダイクロイックフィルタで分離され、第２青反射ダイ
クロイックフィルタで再結合される場合、同じ偏光方向
を有する。従って両フィルタでのバンドエッジでのフィ
ルタ処理を良好に制御できる。赤ダイクロイックフィル
タを使用する場合も同様である。
ル中に２つのバンドエッジを有する。１つは赤と緑を分
離し、他は青と緑を分離している。バンドエッジの位置
は、光の偏光にかなり依存する。緑ダイクロイックフィ
ルタを使用すると、赤又は青の何れかの光が緑色の光と
は反対の状態に偏光されねばならず、２つの異なる状態
間のバンドエッジでのフィルタ処理を良好に制御するこ
とができない。青のダイクロイックフィルタを用いる図
１のシステムにおいて、両フィルタのバンドエッジは青
と緑を分離する。これらの光成分は、何れも、第１青透
過ダイクロイックフィルタで分離され、第２青反射ダイ
クロイックフィルタで再結合される場合、同じ偏光方向
を有する。従って両フィルタでのバンドエッジでのフィ
ルタ処理を良好に制御できる。赤ダイクロイックフィル
タを使用する場合も同様である。
【００５３】図５に示す投影表示システム１２２は、投
影システム１２４を含んでおり、この投影システム１２
４は、投影システム８３の構成要素の他に、図４の青反
射フィルタ８６に代わる、青透過ダイクロイックフィル
タ１２６を投影レンズ９８の前に配置している。この結
果、投影システム１２４からの再結合光成分は、図４の
投影システム８３の再結合光成分から９０度方向を異に
している。この代替えの実施形態は、幾つかの製品につ
いてはパッケージに関する利点をもたらす。図５の第１
の青透過フィルタ８４のバンドエッジは、ｓ偏光の青と
緑の光を分離し、第２の青透過フィルタ１２６は、ｐ偏
光の青と赤の光を再結合させていることに注意すべきで
ある。前節に述べた理由により、これらは同じフィルタ
ではない。
影システム１２４を含んでおり、この投影システム１２
４は、投影システム８３の構成要素の他に、図４の青反
射フィルタ８６に代わる、青透過ダイクロイックフィル
タ１２６を投影レンズ９８の前に配置している。この結
果、投影システム１２４からの再結合光成分は、図４の
投影システム８３の再結合光成分から９０度方向を異に
している。この代替えの実施形態は、幾つかの製品につ
いてはパッケージに関する利点をもたらす。図５の第１
の青透過フィルタ８４のバンドエッジは、ｓ偏光の青と
緑の光を分離し、第２の青透過フィルタ１２６は、ｐ偏
光の青と赤の光を再結合させていることに注意すべきで
ある。前節に述べた理由により、これらは同じフィルタ
ではない。
【００５４】以上、反射型光バルブ用の投影表示システ
ムの幾つかの実施形態について説明してきた。本発明の
好適な実施形態と若干の変更例を開示したが、添付の特
許請求範囲に規定した本発明の範囲から逸脱することな
く、さらなる変更と修正を加えることがが可能なことは
理解されよう。
ムの幾つかの実施形態について説明してきた。本発明の
好適な実施形態と若干の変更例を開示したが、添付の特
許請求範囲に規定した本発明の範囲から逸脱することな
く、さらなる変更と修正を加えることがが可能なことは
理解されよう。
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、投影レンズの後方作動
距離の短い反射型光バルブ用投影表示システムが得られ
る。更に本発明によれば、交差ダイクロイックフィルタ
の障害のない投影光路を有する反射型光バルブ用投影表
示システムが得られる。本発明によれば、３色光成分に
分解した後で再結合させるために用いる構成が比較的簡
素である反射型光バルブ用投影表示システムが得られ
る。更に本発明によれば、公知の投影システムよりもコ
ンパクトな反射型光バルブ用投影表示システムが得られ
る。更に本発明によれば、現存のシステムと比較して低
いコストで製作できる反射型光バルブ用投影表示システ
ムが得られる。
距離の短い反射型光バルブ用投影表示システムが得られ
る。更に本発明によれば、交差ダイクロイックフィルタ
の障害のない投影光路を有する反射型光バルブ用投影表
示システムが得られる。本発明によれば、３色光成分に
分解した後で再結合させるために用いる構成が比較的簡
素である反射型光バルブ用投影表示システムが得られ
る。更に本発明によれば、公知の投影システムよりもコ
ンパクトな反射型光バルブ用投影表示システムが得られ
る。更に本発明によれば、現存のシステムと比較して低
いコストで製作できる反射型光バルブ用投影表示システ
ムが得られる。
【図１】 本発明による投影表示システムにおける投影
システムの構成例及び作用を説明するための概略図であ
る。
システムの構成例及び作用を説明するための概略図であ
る。
【図２】 本発明による投影表示システムにおける光源
部と投影システムの構成例及び作用を説明するための概
略図である。
部と投影システムの構成例及び作用を説明するための概
略図である。
【図３】 本発明による投影表示の実施例において用い
るフィルタスタックの構成例及び作用を説明するための
概略図である。
るフィルタスタックの構成例及び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他の構成例
及び作用を説明するための概略図である。
及び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更に他の構
成例及び作用を説明するための概略図である。
成例及び作用を説明するための概略図である。
【図６】 従来の投影表示システムの構成例及び作用を
説明するための概略図である。
説明するための概略図である。
【図７】 従来の投影表示システムの他の例の構成例及
び作用を説明するための概略図である。
び作用を説明するための概略図である。
【図８】 従来の投影表示システムの更に他の例の構成
例及び作用を説明するための概略図である。
例及び作用を説明するための概略図である。
１０，５０，６０，７０，８０，１２２…投影表示シス
テム、１２，８２…光源、１４…照明機構、１６…偏光
機構、１８…分割機構、２０…再結合機構、２２…投影
機構、２４，１００…ランプ、２６…反射鏡、２８，３
０，４４，４６，５４，５６，７４，７６，８４，８
６，１０４，１０８，１２６…ダイクロイックフィル
タ、３２，３４，３６，５２，８４，８６，８８，９
０，１０６，１１０…偏光ビームスプリッタ（ＰＢ
Ｓ）、３８，４０，４２，９２，９４，９６…液晶ディ
スプレイ（ＬＣＤ）、４８，９８…投影レンズ、６４，
６６…交差プレート型ダイクロイックフィルタ、７２…
キューブフィルタ、７８…偏光ビームスプリッタキュー
ブ、８３，１２４…投影システム、１０２…反射器、１
０９，１１１…ストップ、１１２…１／２波長板、１１
３…フィルタスタック、１１４…コレステリックカラー
フィルタ（第１フィルタ）、１１６…コレステリックカ
ラーフィルタ（第２フィルタ）、１１８…コレステリッ
クカラーフィルタ（第３フィルタ）、１２０…１／４波
長板。
テム、１２，８２…光源、１４…照明機構、１６…偏光
機構、１８…分割機構、２０…再結合機構、２２…投影
機構、２４，１００…ランプ、２６…反射鏡、２８，３
０，４４，４６，５４，５６，７４，７６，８４，８
６，１０４，１０８，１２６…ダイクロイックフィル
タ、３２，３４，３６，５２，８４，８６，８８，９
０，１０６，１１０…偏光ビームスプリッタ（ＰＢ
Ｓ）、３８，４０，４２，９２，９４，９６…液晶ディ
スプレイ（ＬＣＤ）、４８，９８…投影レンズ、６４，
６６…交差プレート型ダイクロイックフィルタ、７２…
キューブフィルタ、７８…偏光ビームスプリッタキュー
ブ、８３，１２４…投影システム、１０２…反射器、１
０９，１１１…ストップ、１１２…１／２波長板、１１
３…フィルタスタック、１１４…コレステリックカラー
フィルタ（第１フィルタ）、１１６…コレステリックカ
ラーフィルタ（第２フィルタ）、１１８…コレステリッ
クカラーフィルタ（第３フィルタ）、１２０…１／４波
長板。
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−104238（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−46692（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−66503（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−326861（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−153774（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−183865（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−202132（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−271683（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−230301（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/13 505
G02F 1/1335
G02B 27/00
G03B 21/00
Claims (7)
- 【請求項１】 赤−緑−青（ＲＧＢ）の光成分を有する
光ビームを発生する光源と、予め選択された光成分を反
射して予め選択された異なる光成分を透過させる複数の
偏光ビームスプリッタ及び複数のダイクロイックフィル
タ、及び各光成分に関連して各光成分の特定画像を発生
する液晶表示パネルを有する投影システムと、前記液晶
表示パネルからの前記光成分の特定画像を結合した画像
を投影する投影レンズとを有し、各光成分の特定画像
は、前記液晶表示パネルと前記投影レンズとの間では唯
１つの偏光ビームスプリッタと唯１つのダイクロイック
フィルタとの作用を受ける反射型光バルブ用投影表示シ
ステムであって、前記光源は、前記光ビームを発生する
ランプと、前記投影システムに赤色のｐ偏光成分，緑色
のｓ偏光成分及び青色のｓ偏光成分を供給するために、
前記ランプと前記投影システムとの間に配置した前置フ
ィルタ照明装置とを有し、該前置フィルタ照明装置は、
赤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対の光吸収ストップと、１／２波長板
と、赤反射ダイクロイックフィルタとを有し、前記光ビ
ームは、前記赤透過ダイクロイックフィルタに入射して
透過した赤色光成分と反射した緑色と青色の光成分に分
離され、前記反射した緑色及び青色の光成分は第１の前
記偏光ビームスプリッタに入射し、該第１の偏光ビーム
スプリッタは、緑色のｓ偏光成分と前記青色の光成分を
反射し、前記緑色のｓ偏光成分と前記青色の光成分が前
記赤反射ダイクロイックフィルタに入射し、該赤反射ダ
イクロイックフィルタは、前記緑色のｓ偏光成分と前記
青色のｓ偏光成分とを透過させ、前記赤透過ダイクロイ
ックフィルタを透過した赤色の光成分が第２の前記偏光
ビームスプリッタに入射し、該第２の偏光ビームスプリ
ッタにて反射した赤色のｓ偏光成分は、前記１／２波長
板を通過して赤色のｐ偏光成分に変換され、該赤色のｐ
偏光成分は、前記赤反射ダイクロイックフィルタに入射
して、前記投影システムに向かって反射することを特徴
とする反射型光バルブ用投影表示システム。 - 【請求項２】 前記複数の偏光ビームスプリッタを前記
投影システム中に直線上に配置し、前記複数のダイクロ
イックフィルタを前記投影システム中に直線上に配置
し、前記ダイクロイックフィルタを前記偏光ビームスプ
リッタに垂直でかつ前記偏光ビームスプリッタが配され
た直線の中央点付近で交差するように構成したことを特
徴とする請求項１に記載の反射型光バルブ用投影表示シ
ステム。 - 【請求項３】 前記光源からの光ビームは、青透過ダイ
クロイックフィルタに４５度の角度で入射し、次に偏光
ビームスプリッタに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液晶ディスプレイパネル
に９０度の角度で入射し、色画像成分を得て反射し、青
反射ダイクロイックフィルタに４５度の角度で入射し、
次に前記投影レンズを通過することを特徴とする請求項
２に記載の反射型光バルブ用投影表示システム。 - 【請求項４】 前記光源からの光ビームは、青透過ダイ
クロイックフィルタに４５度の角度で入射し、次に偏光
ビームスプリッタに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液晶ディスプレイパネル
に９０度の角度で入射し、色画像成分を得て反射し、次
に偏光ビームスプリッタに４５度の角度で入射し、次に
青透過ダイクロイックフィルタに４５度の角度で入射
し、前記投影レンズを通過することを特徴とする請求項
２に記載の反射型光バルブ用投影表示システム。 - 【請求項５】 赤−緑−青（ＲＧＢ）の光成分を有する
光ビームであって、赤色光成分はｐ偏光、緑色及び青色
光成分はｓ偏光されている光ビームを発生する光源と、
予め選択された光成分を反射して予め選択された異なる
光成分を透過させる複数の偏光ビームスプリッタ及び複
数のダイクロイックフィルタ、及び各光成分に関連して
各光成分の特定画像を発生する液晶表示パネルとを有
し、前記偏光ビームスリッタと前記ダイクロイックフィ
ルタを略“Ｘ”形状構造に配置し且つ前記ダイクロイッ
クフィルタが前記偏光ビームスプリッタに直角でそれら
の端部近傍で交差するように配した投影システムと、前
記液晶表示パネルからの前記光成分の特定画像を結合し
た画像を投影する投影レンズとを有し、各光成分の特定
画像は、前記液晶表示パネルと前記投影レンズとの間で
は唯１つの偏光ビームスプリッタと唯１つのダイクロイ
ックフィルタとの作用を受ける反射型光バルブ用投影表
示システムであって、前記光源は、前記光ビームを発生
するランプと、前記投影システ ムに赤色のｐ偏光成分，
緑色のｓ偏光成分及び青色のｓ偏光成分を供給するため
に、前記ランプと前記投影システムとの間に配置した前
置フィルタ照明装置とを有し、該前置フィルタ照明装置
は、赤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対の光吸収ストップと、１／２波長
板と、赤反射ダイクロイックフィルタとを有し、前記光
ビームは、前記赤透過ダイクロイックフィルタに入射し
て、透過した赤色光成分と反射した緑色及び青色の光成
分に分離され、前記反射した緑色及び青色の光成分は第
１の前記偏光ビームスプリッタに入射し、該第１の偏光
ビームスプリッタは、緑色のｓ偏光成分と前記青色の光
成分を反射し、前記緑色のｓ偏光成分と前記青色の光成
分が前記赤反射ダイクロイックフィルタに入射し、該赤
反射ダイクロイックフィルタは、前記緑色のｓ偏光成分
と前記青色のｓ偏光成分とを前記投影システムに向け透
過させ、前記赤透過ダイクロイックフィルタを透過した
赤色の光成分が第２の前記偏光ビームスプリッタに入射
し、該第２の偏光ビームスプリッタにて反射した赤色の
ｓ偏光成分は、前記１／２波長板を通過して、赤色のｐ
偏光成分に変換され、該赤色のｐ偏光成分は、前記赤反
射ダイクロイックフィルタに入射して、前記投影システ
ムに向かって反射することを特徴とする反射型光バルブ
用投影表示システム。 - 【請求項６】 前記光源からの光ビームは、青透過ダイ
クロイックフィルタに４５度の角度で入射し、次に偏光
ビームスプリッタに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液晶ディスプレイパネル
に９０度の角度で入射し、色画像成分を帯びて反射し、
次に偏光ビームスプリッタに４５度の角度で入射し、次
に青反射ダイクロイックフィルタに４５度の角度で入射
し、前記投影レンズを通過することを特徴とする請求項
５に記載の反射型光バルブ用投影表示システム。 - 【請求項７】 前記光源からの光ビームは、青透過ダイ
クロイックフィルタに４５度の角度で入射し、次に偏光
ビームスプリッタに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液晶ディスプレイパネル
に９０度の角度で入射し、色画像成分を帯びて反射し、
次に偏光ビームスプリッタに４５度の角度で入射し、次
に青透過ダイクロイックフィルタに４５度の角度で入射
し、前記投影レンズを通過することを特徴とする請求項
５に記載の反射型光バルブ用投影表示システム。
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