JPH08334736A - 画像生成装置及び照明器及び画像生成方法及び光混合器及びダイクロイックフィルタ - Google Patents

画像生成装置及び照明器及び画像生成方法及び光混合器及びダイクロイックフィルタ

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JPH08334736A
JPH08334736A JP7203664A JP20366495A JPH08334736A JP H08334736 A JPH08334736 A JP H08334736A JP 7203664 A JP7203664 A JP 7203664A JP 20366495 A JP20366495 A JP 20366495A JP H08334736 A JPH08334736 A JP H08334736A
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Yasuto Nai
康人 名井
Toshimasa Tomota
利正 友田
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正明 田中
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照雄 宮本
Toyomi Oshige
豊実 大重
Toshiyuki Yoneda
俊之 米田
Fumio Suzuki
文雄 鈴木
Isao Nishino
功 西野
Kazuaki Matoba
一彰 的場
Masanori Kojima
正典 小島
Hiroshi Kawamura
博至 河村
Kenji Kimura
健治 木村
Kenji Samejima
研治 鮫島
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    • 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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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成部品が少なく、コンパクトで、しかも人
間の視覚特性に合わせた構成で、高精細な投写画像、例
えば高精細なカラー投写画像を実現することができるプ
ロジェクタ装置を得ることを目的とする。また、液晶パ
ネルのサイズが小型化した場合でも液晶パネルに有効に
光を照射できる照明器を得ることを目的としている。 【構成】 この発明の画像生成装置においては、光分配
用の赤色光反射ダイクロイックミラーと、光合成用の赤
色光反射ダイクロイックミラーを同一平面に配置してい
る。さらに光分配用の青色光反射ダイクロイックミラー
と、光合成用の青色光反射ダイクロイックミラーを同一
平面に配置したことにより、コンパクトな構造を可能に
している。また、主反射鏡を回転楕円体鏡とし、略焦点
にランプを配置したことにより、コーン状の光束を照射
する照明器を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】液晶パネル等の光変調素子を用い
た画像生成装置は、次のように分類される。 （ａ）直視型ディスプレイ 液晶パネルと偏光膜の光変調作用によって形成された像
を拡大することなく直視するもの。時計、ノートブック
パソコン、様々な家庭電器品などのディスプレイとして
用いられているもの。 （ｂ）投射型ディスプレイ 光変調作用を有する液晶パネルと偏光素子に光を投射し
て形成された像をスクリーン上に結像して拡大映写する
もの。液晶パネルの数により、単板方式と３個以上の液
晶パネルを用いる複数板方式がある。 本発明は、例えば、上記（ｂ）の投射型液晶ディスプレ
イの内、複数板方式に関するものである。また、液晶パ
ネルを照射する照明器に関するものである。特に、人間
の視覚特性は輝度（明暗）に対して解像度が高く、色に
対して解像度が低いという原理を利用した画像生成装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】 従来例１．図１２１及び図１２２は、従来の偏光膜を具
備した１枚の液晶パネルを光変調手段として用いた単板
方式の液晶プロジェクタ装置の光学系の構成図である。
投射方法には、リア型とフロント型の２つの方式があ
り、図１２１，図１２２（参考文献：液晶ディスプレイ
のすべて、株式会社工業調査会、佐々木昭夫／苗村省平
編著、１９９４年４月２２日初版、ｐ２１０）は、それ
ぞれ前者及び後者を示したものである。図１２１及び図
１２２において、１０は光源（ランプ）、１１は主反射
鏡、１はランプ１０と主反射鏡１１からなる光源系、Ｃ
Ｆは液晶パネル（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａ
ｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）３００上にモザイク状に形成され
たカラーフィルタであり、５０はカラーフィルタＣＦを
通過した液晶パネルの画像をスクリーン６０に拡大投写
する投影レンズ（プロジェクションレンズ）である。
【０００３】カラーフィルタＣＦによって、表示輝度は
１／３に減少するが、その簡易性を活かして実用化され
ている。
【０００４】従来例２．図１２３は、後述する本発明に
関係する現在主流の３板方式を示したものである。単板
式のカラーフィルタによる輝度の減少をなくするため
に、三原色の赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３枚の液
晶パネルを光変調手段として用いた従来の液晶プロジェ
クタ装置の光学系の構成図である。図１２３において、
１０はランプ、１１は主反射鏡、１はランプ１０と主反
射鏡１１からなる光源系、２は光の分光及び反射のミラ
ー、２１はランプ１０の白色光の内、青色成分を透過
し、赤色成分と緑色成分を反射する第１のダイクロイッ
クミラー、２２は第１のダイクロイックミラー２１を通
過した赤色，緑色の光の内、緑色成分のみを反射し、か
つ、緑色用液晶パネル３１にその光を供給する第２のダ
イクロイックミラーであり、２４及び２３は、ランプ１
０の白色光を前記第１及び第２のダイクロイックミラー
で赤色，青色に分光した各色の光を、結果として赤色及
び青色用液晶パネル３０，３２に供給するための反射ミ
ラー、４０ｆ及び４１ｆは、赤色，緑色，青色用の各液
晶パネル３０，３１，３２を通過した光を合成する第３
及び第４のダイクロイックミラー、５０は第３のダイク
ロイックミラー４０ｆで合成された画像をスクリーン６
０に拡大投写する投写レンズ（プロジェクションレン
ズ）である。赤色，緑色，青色用の各液晶パネル３０，
３１，３２は、ランプ１０からの光路長が等しくなる位
置に配置されているとともに、投写レンズ５０までの光
路長が等しくなる位置に配置されている。また、ランプ
１０から投写レンズ５０までの各光路長が等しくなるよ
うに構成されている。
【０００５】現在、主流の３板方式の液晶プロジェクタ
では、７万ないし３０万画素の液晶パネルをそれぞれ赤
色用，緑色用，青色用に用いている。
【０００６】次に、３板方式の液晶プロジェクタの動作
について説明する。光源系１は、ランプ１０と主反射鏡
１１（図１２３においては省略されている、前方に放射
される光を主反射鏡にもどす補助反射鏡を備えているこ
とがあるので、１１を主反射鏡という）で構成されてい
て、おおむね平行な白色の出射光１００を出射する。ラ
ンプ１０としては、例えば、メタルハライドランプ、キ
セノンランプ、ハロゲンランプ等のいわゆる白色光源が
用いられる。また、主反射鏡１１の反射面は集光手段で
あって、回転放物面が基本であり、回転放物面の概略焦
点位置にランプ１０の発光中心を配置することにより概
略平行である出射光１００が得られる。
【０００７】出射光１００は、青色光を透過し、緑色光
及び赤色光を反射する第１のダイクロイックミラー２１
及び緑色を反射し、赤色を通過する第２のダイクロイッ
クミラー２２によって赤，緑，青の３つの単色光１００
Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂに分光される。その赤色の単色
光１００Ｒと青色の単色光１００Ｂは、各々反射ミラー
２４及び２３によって光路を変えられ、また、緑色の単
色光１００Ｇは、第２のダイクロイックミラー２２によ
って光路を変えられて、各原色に対応する液晶パネル３
０，３２及び３１に入射する。
【０００８】そして、各液晶パネル３０，３１，３２に
入射された赤色，緑色，青色の各単色光は、映像信号の
内の色信号からデコードされた各単色の映像信号、つま
りＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号に対応するモノクロ画像を
表示する液晶パネル３０，３１，３２を通過する事によ
り、光の強弱の制御、つまり光変調を受ける。そして、
この光変調を受けた光は、各単色光を合成する合成手段
の第３、第４のダイクロイックミラー４０ｆ，４１ｆに
より、再び一本の光束に合成される。その光束は、投写
レンズ５０に入射され、所定の拡大倍率で拡大されてス
クリーン６０上に投写される。
【０００９】このように、３枚のプレート（液晶パネ
ル）を使用した３板方式を用いることより、他の方式で
ある単板方式（１枚の液晶パネルを使用して三原色を実
現する方式）と比較して、高精細な画質が実現できると
いう長所がある。一方、３板方式は、 （１）構造が複雑である （２）多くの部品を必要とする（レンズ、ダイクロイッ
クミラー等） （３）更に、光軸精度を高くしなければならない 等の欠点がある。
【００１０】従来例３．図１２４は、図１２３の欠点を
改良するために考えられたものである。主要な光学系
は、ランプ１０（メタルハライドランプ）、コンデンサ
レンズ１２、クロスダイクロと俗称される十字に置かれ
た２枚のダイクロイックミラー３６及び３７、３枚の
赤，緑，青色用液晶パネル３０，３１，３２、ダイクロ
イックプリズム４５、投写レンズ５０等からなってい
る。図１２５，図１２６にクロスダイクロの構成を示
す。ダイクロイックミラー３６及び３７は、継き目３６
ｔと３７ｔを互いにはめ合わせた十字状の構造を持つ。
ダイクロイックミラー３６の片面には、光を分離合成す
る多層薄膜素子３６ｍと３７ｍがある。クロスダイクロ
やダイクロイックプリズムの利用によって、光を分離合
成する部品がモジュール化された結果、図１２３のもの
と比較すると、部品点数が少なく、構造が簡単化でき、
光軸精度の高い構造となっている。
【００１１】図１２４に示す液晶プロジェクタの動作
は、以下のようである。ランプ１０に用いられているメ
タルハライドランプの出射光１００は、ダイクロイック
ミラー３６及び３７からなるクロスダイクロによって、
先ずＲ，Ｇ，Ｂの三原色の単色光１００Ｒ，１００Ｇ，
１００Ｂに分離される。この内、ＲとＢの光線は、反射
ミラー２３，２４，２５，２６によって、一回の反射で
９０度曲げられてダイクロイックプリズム４５に向か
う。これに対してＧの光線は、一度も反射ミラーを経る
ことなしに、ＲとＢより短い光路でダイクロイックプリ
ズム４５に向かって直進する。ダイクロイックプリズム
４５の入口には、それぞれＲ，Ｇ，Ｂのカラー画像を個
別表示する３枚の液晶パネル３０，３１，３２が設置さ
れているので、Ｒ，Ｇ，Ｂの光はそれぞれのパネルに入
射する。そして、３枚の液晶パネルで個別に変調、透過
されたＲ，Ｇ，Ｂの光は、ダイクロイックプリズム４５
で合成され、投写レンズ５０によりスクリーン上に拡大
投写される。
【００１２】従来例２及び３における光伝送系の問題点
は、液晶パネルと光合成用のダイクロイックプリズムと
の距離が近くなり、光合成のためにダイクロイックプリ
ズムの代わりにクロスダイクロを用いる場合、スクリー
ンにクロスダイクロの継ぎ目３６ｔと３７ｔが映し出さ
れるので、合成用のクロスダイクロには高価なダイクロ
イックプリズムを使う必要があることである。なお、ク
ロスダイクロを液体中に浸してこの問題点を解決しよう
とする技術が、日本特許特開平１−２１４８０１号公報
と日本特許特開平５−２４１０１８号公報に開示されて
いる。
【００１３】また、図１２４に示す従来例３における光
伝送系の問題点は、クロスダイクロとクロスダイクロイ
ックプリズムの間において、赤と青の光路が長く、緑の
光路が短いといった具合に光路長に非対称性があるの
で、各種の光学系的調整が困難になることである。図１
２３に示す従来例２の光伝送系においては、光路長が等
しかったが、図１２４に示す従来例３の光伝送系は、部
品点数が少なく、構造が簡単化できる反面、光路長が等
しくならないという問題点がある。
【００１４】従来例４．図１２７は、日本特許特開平６
−２８１８８１号公報に示しされた従来の液晶カラー投
影装置の例を示す外観斜視図である。液晶カラー投影装
置８０は、主反射鏡１１を含む光源系１と、光源系１か
らの光を三原色光に分解し、シリーズに合成する光の分
解・合成光学装置８１と、偏光板を含む液晶ライトバル
ブ５１と、投射光学系１９を備えている。
【００１５】光の分解合成光学装置８１は、光源系１か
らの光を赤色光，緑色光，青色光からなる三原色光に分
光する色分解光学手段８２と、この色分解光学手段８２
によって分光された三原色光を赤色光，緑色光，青色光
の順に所望のタイミングでそれぞれ透過遮断する３つの
光路開閉光学手段８３，８４，８５と、各光路開閉光学
手段８３，８４，８５を透過した赤色，緑色，青色の三
原色光をこの順番でシリーズに合成する色合成光学手段
８６と、色分解光学手段８２を透過した三原色光を各光
路開閉光学手段８３，８４，８５に導く導光光学系とな
る直角プリズム８７，８８，８９とを備え、色分解光学
手段８２が色合成光学手段８６上に積重配置され、光源
系１が色分解光学手段８２の入射面８２ａに近接対向し
て配置され、液晶ライトバルブ５１が色合成光学手段８
６の出射面８６ａに近接対向して配置されることによ
り、光源系１の下方に位置している。
【００１６】色分解光学手段８２と色合成光学手段８６
とは全く同一構造で、赤反射ダイクロイック多層膜９２
及び青反射ダイクロイック多層膜９３をＸ字状に交差さ
せたダイクロイックプリズムが用いられ、色合成光学手
段８６の前記出射面８６ａと対向する面８６ｂ及びこれ
ら面と直交する他の２つの面に、それぞれ近接対向して
た各光路開閉光学手段８３，８４，８５が配置されてい
る。光路開閉光学手段８３，８４，８５は、所望のタイ
ミングを持って順次ＯＮ，ＯＦＦ制御されることによ
り、色分解光学手段８２によって分光された赤色光，緑
色光及び青色光を透過遮断し、Ｓ偏光の光に位相変換さ
れた赤色光，緑色光及び青色光がこの順番で色合成光学
手段８６にシリーズに再入射し、合成される。
【００１７】導光光学系としては、直角プリズム８７，
８８，８９が用いられ、その底面を色分解光学手段８２
と色合成光学手段８６の光源側面を除く、他の３つの側
面にそれぞれ対向させて配設されている。従って、直角
プリズム８７，８８，８９の各斜面は、色分解光学手段
８２、色合成光学手段８６の対向側面に対し、４５度の
角度をもって交差している。色分解光学手段８２から出
射した赤色光，緑色光及び青色光は、直角プリズム８
７，８８，８９の上側斜面１０４に当たって、垂直下方
に全反射され、更に、下側斜面１０５に当たって、水平
方向に全反射されることにより、各光路開閉光学手段８
３，８４，８５に入射される。また、図１２７に示す構
成と同様な構成を開示したものとして、日本特許特開平
１−３１４２８９号公報と日本特許特開平３−２４５１
３６号公報日本特許特開平６−２４２４１４号公報と日
本特許特開平５−２４４６１６号公報と、４６．４：Ａ
ｖｉｏｎｉｃｓ Ｃｏｌｏｒ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｕｓｉ
ｎｇ ＬＣＤＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ／Ｊ．Ａ．Ｆｏｗｌｅｒ，Ｒ．Ｂｌａｎｃｈａｒｄ
／Ｈｕｇｈｅｓ Ａｉｒｃｒａｆｔ Ｃｏ．，Ｃａｒｌ
ｓｂａｄ，ＣＡ．９１２・ＳＩＤ ９２ ＤＩＧＥＳＴ
がある。
【００１８】従来例５．図１２８は、日本特許特開平６
−２１４２０８号公報に示された従来の液晶プロジェク
タを示す図である。この液晶プロジェクタは、分光光学
系と合成光学系とを２層構造として両光学系の２枚のダ
イクロイックフィルタを両層に延長して一体化し、ダイ
クロイックフィルタの設置数を削減している。上下に配
設された第１の層から第２の層に延長して２枚のダイク
ロイックフィルタ２０，２１を互いに平行、もしくは、
直交する方向に配設し、このフィルタにより第１の層に
光源系１からの光を順次複数の色光に分解する分光光学
系１２と各カラー画像を合成する合成光学系１６０を配
設し、また、第２の層に各色に対応した画像を表示する
液晶表示パネル１３〜１５と、光源に重ねて投影レンズ
１８を配設し、更に、各色の光路を第１の層〜第２の層
に反射する反射ミラー２３〜２５を配設している。
【００１９】次に、前述した従来例で用いているＬＣＤ
の特性、仕様を図１２９に示す。本従来例では、３枚の
反射ミラーを用いる背面投写方式の採用により、奥行き
６５０ｍｍのキャビネット中で対角３８インチサイズの
マルチカラー画像を表示できる。Ｂ／Ｗ光シャッター強
誘電性ＬＣＤのパネルサイズは、対角３．３４インチ
大、電極ドット構成は２０００×２０００で、投写画像
の解像度は３本／ｍｍである。そして、２５０Ｗのメタ
ルハライドランプの使用で最高輝度４０ｆｔ−Ｌ、最高
コントラスト１００：１を得ている（参考文献：カラー
液晶ディスプレイ、産業図書株式会社、小林駿介編著、
平成２年１２月１４日初版、ｐ１１１〜ｐ１１３）。
【００２０】従来例６．次に、光変調に用いられている
液晶パネルについて説明する。図１３０及び図１３１
は、９０度ねじれネマティック（ＴＮ）液晶パネルの動
作説明図である（参考文献：カラー液晶ディスプレイ、
産業図書株式会社、小林駿介著、平成２年１２月１４日
初版、ｐ１）。図１３０は、液晶パネルの印加電圧オフ
（＝０）の時に、入射した光の内偏光板（又は偏光子）
のラビング方向Ｐに沿った偏光光が通過し、かつ、９０
度ねじれたラビング方向Ａを持つ出射側の偏光板（又は
偏光子、検光子）を通り抜けていることを示している。
逆に、図１３１は、液晶パネルの印加電圧オンの場合を
示し、入射した光は出射側の偏光板（又は偏光子、検光
子）でさえぎられる（ブロックされる）ことを示してい
る。なお、このＴＮの説明は、直線偏光の状態を保った
まま偏光方向を制御する一例の説明である。なお、ネマ
ティック液晶にも、単純ネマティック、垂直配列ネマテ
ィック、超ねじれネマティック（ＳＴＮ）などがある。
【００２１】ＴＮ型液晶の入射光として必要な偏光光を
得るためには、偏光子が必要であるが、偏光子に最も一
般的に利用されているのが偏光膜である。ところが、偏
光膜は、光源からくるＰ波かＳ波のいずれかの光を吸収
するので、液晶パネルによる光変調手段の画像形成に寄
与する光量は５０％以下で、明るい画像が得られ難いと
いう問題があった。更に、偏光膜を装着し、偏光子によ
り吸収された光が熱に変換されて偏光膜の温度を上昇さ
せるため、偏光子が劣化し易いという問題があった。具
体的には、液晶パネルが５００万ルクスまで耐えられる
性能であるのに対して、偏光子は１００万ルクスまでし
か耐えられない。画質を向上させるためには、液晶パネ
ルの限界まで光を照射することが望ましい。しかし、偏
光膜の耐熱性能がネックになっており、液晶パネルの限
界まで光を照射することができなかった。なお、この問
題点を解決するために、液晶パネルを液体中に浸して冷
却する技術が日本特許特開平４−３１８４７号公報と日
本特許特開平６−１１８３７１号公報に開示されてい
る。
【００２２】従来例７．ポリマー分散型液晶パネルは、
このような問題のある偏光子を必要としない方式であ
る。この方式は、ポリマーに分散したネマティック液晶
の球状小滴中の液晶分子の配列を電界によって変化さ
せ、それによる屈折率の変化を応用するものである。電
界の印加されていないオフ状態では、液晶の光軸は図１
３２のように、不規則に配向し、透過光は乱反射され不
透明白色を示す。電界が印加されたオン状態では、小滴
の光軸が図１３３のように電界方向に配列し、光の屈折
率がポリマーの屈折率とほぼ一致するので、散乱が減少
してほぼ透明になる（参考文献：液晶ディスプレイのす
べて、株式会社工業調査会、佐々木昭夫／苗村省平編
著、１９９４年４月２２日初版、ｐ３２）。図１３４の
ような構成にすると、投射光の平行度が高い場合には、
高コントラストの変調光が得られる（参考文献：次世代
液晶ディスプレイ技術、株式会社工業調査会、内田龍男
編著、１９９４年１１月１日初版、ｐ２２９）。
【００２３】従来例８．偏光子が光源からくる光を５０
％以上吸収し、熱に変えるのをなくする策として、図１
３５に示す偏光変換素子が考えられている。光源からく
る光を偏光ビームスプリッター９５２で偏光面が直交す
る２つの直線偏光光であるＰ波とＳ波に分離し、この内
の例えばＳ波を１／２波長板９５３で９０度偏光方向を
回転させて、すべてをＰ波に変換するものである。欠点
は、図１３５に示すように、偏光後に光路の断面形状が
縦横比１対２の矩形に変換されるので、光の利用効率の
向上に困難を伴うことである。
【００２４】従来例９．次に、光源について述べる。投
射型液晶プロジェクタには、明るさが要求される。それ
を実現するためには、明るい光源が必要である。
【００２５】一方、十分な明るさを光源から求めるため
には、光源のサイズが大きくなってしまう。十分な明る
さを得るためには、ステファン・ボルツマンの法則とウ
ィーンの法則により、光源のサイズを一定以下にするこ
とはできない。また、光源の寿命や色温度も光源の大き
さを一定以下にさせない要因である。また、長寿命を要
求すると必然的に光源に長さが必要となる。図１３６
は、各種の光源の特性を示したものである。色温度が適
当なメタルハライドランプの場合、数千時間の長寿命を
要求すれば、放電の電極長によって決まるアーク長、即
ち、光源長は５ｍｍとなる。図１３７は、２５０Ｗ、ア
ーク長５ｍｍの発光輝度の空間分布を示したものであ
る。図において、最も明るい発光輝度を１．０とし、
１．０以下の数値は、１．０を基準とした重み付けを行
った数値である。
【００２６】図１３８は、従来の液晶プロジェクタに用
いられている２５０Ｗのメタルハライドランプの図であ
る。このメタルハライドランプは、ランプ１０及び主反
射鏡１１からなる。主反射鏡１１は、例えば、回転放物
面鏡からなる。また、光学系に必要とされない熱を発生
する帯域の光、例えば、赤外の赤外線をカットするフィ
ルタ１４を備えている。また、赤外線は主反射鏡などを
加熱する。この熱を処理する（冷却する）ために、主反
射鏡には、ある大きさが必要であり、図に示すランプの
場合は、口径は８０ｍｍ（８ｃｍ）である。
【００２７】また、図１３９は、従来の液晶プロジェク
タ装置に用いられる光源系の一例を示す図である。図に
示すように、ランプ１０と、主反射鏡１１と、焦点を共
有する回転放物面鏡からなる補助反射鏡１６を備えてい
る。これにより、補助反射鏡を備えない場合、捨てられ
ていた前側発散光束を有効利用できる。
【００２８】従来例１０．次に、ダイクロイックミラー
について説明する。ダイクロイックミラーとは、例え
ば、ガラス板の表面に薄膜を多層にコートしたものであ
る。この薄膜の干渉機能によって一定の角度で入射する
光の内、特定の波長以上の光は反射し、それ以外の光を
透過する。つまり、ダイクロイックミラーは、光学フィ
ルタ機能を果たしているのである。従って、ダイクロイ
ックミラーは、別名でダイクロイックフィルタともいわ
れる。
【００２９】問題は、この機能が入射する光の入射角に
よって大きく変化することである。図１４０及び図１４
１は、ダイクロイックミラーの入射角依存性を例示した
ものである。図１４０，図１４１は、それぞれ緑及び赤
の入射角依存特性を横軸に入射光の波長、縦軸にＰ波の
透過率を示している。入射角が±５度振れると、特性が
かなり大きく変化する。入射角の中心値は、薄膜の構造
によってある程度自由に変化させられるが、入射角の分
散が大きいことによるフィルタ機能の低下は、薄膜構成
の本質に依存するもので、これを改良することはできな
い。これは、ダイクロイックミラーに限らず、多層薄膜
の機能を利用するいわば多層薄膜利用素子に固有で、か
つ、本質的な問題点である。
【００３０】偏光ビームスプリッターも、薄膜の作用を
利用して偏光分離という機能を実現している多層薄膜利
用素子である。従って、同様に分離特性は、入射角に大
きく依存する。図１４２，図１４３，図１４４は、横軸
に入射光の波長を取り、縦軸にＰ，Ｓ波の透過特性をと
って、偏光ビームスプリッターの入射角依存特性を示し
たものである。図において、ＴＰはＰ波の透過率、ＴＳ
はＳ波の透過率を示す。ＴＨは、Ｐ波の透過率ＴＰとＳ
波の透過率ＴＳの平均を示す。図１４２は、入射角４５
度±０度の場合を示している。また、図１４３は、入射
角４５度−２度＝４３度の場合を示している。また、図
１４４は、入射角４５度＋４度＝４９度の場合を示して
いる。ダイクロイックミラーと同じく±５度前後の入射
角の変化で特性がかなりシフトする。
【００３１】ＴＮ型の液晶パネルは、多層薄膜素子でな
いため、その特性の入射角依存性は、多層膜利用素子に
比較すると顕著ではない。とはいうものの、次のような
（ａ），（ｂ）２つの現象があるので、ある程度は問題
にする必要がある。 （ａ）液晶の屈折率異方性Δｎと液晶の厚さｄの積によ
るもの 液晶の屈折率異方性Δｎと厚さｄの積Δｎ×ｄに依存す
る現象で（参考文献：液晶ディスプレイのすべて、株式
会社工業調査会、佐々木昭夫／苗村省平編著、１９９４
年４月２２日初版、ｐ１４３）、図１４５に示すよう
に、入射角（視野角）によって特性が変化する。しかも
入射角依存性は入射角の方向によって変化する。図１４
６は、この特性の一例である。図１４６は、１．３イン
チカラー液晶パネルの輝度視覚依存性を示す図であり、
各円が視野角１０度を示しており、輝度が入射角の方向
によって変化する場合を示している。図中、値が小さい
ほど高輝度を示している。また、この値は、ラビング方
向が上下方向と左右方向にある場合を示している。例え
ば、図１４６の場合には、この入射角依存性という現象
は、入射角の広がりが±１０〜１５度を超えると問題に
なる（参考文献：液晶とディスプレイ応用の基礎、コロ
ナ社、吉野勝美，尾崎雅則著、１９９４年）。 （ｂ）クロストークによるもの 液晶を封入するガラス板に厚さがあるので、入射角が一
定以上の輝度の高い光が入射する時に生じる現象であ
る。図１４７は、その原理を示している。一般に、投射
式の場合のように、液晶をドライブするＴＦＴ（Ｔｈｉ
ｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に高輝度の光が
直接当たると、ＴＦＴのトランジスタ回路に暗電流が流
れる。その結果、ＴＦＴの形成するメモリの機能を果た
しているコンデンサが早期に放電し、液晶のコントラス
トが低下する。投射型に利用される液晶パネルのＴＦＴ
には、この現象を防ぐために、液晶の表面に光を遮光す
るクロムマスクがコートされている。ところが、図に示
すように、入射角が一定以上になると、液晶を封入する
ガラスの液晶の反対側の面で斜めの光が反射し、ＴＦＴ
をクロムマスクのない裏面から照射する。ガラスの反射
率は４％程度であるが、多結晶シリコン（ポリＳｉ）の
液晶パネルのように、高耐光性のパネルに高密度の光を
照射すると、この現象が問題になる。問題の光を反射す
る面に反射防止対策が必要である。
【００３２】次に、ポリマー分散型液晶の場合を考えよ
う。一般に凸レンズと適当な開口絞りを、光がコリメー
トされた光路に設置することによって、傾斜の分散が±
ｄθの対応する立体角の光だけを通過させるようにでき
る。ポリマー分散型液晶をこのレンズより光源側に設置
すると、分散が最大で±ｄθの平行光はすべて通過する
が、ポリマー分散型液晶パネルで散乱された光は、散乱
立体角Ωの内のｄθの立体角に入る光しか通さない。従
って、分散型液晶のコントラストは、次式のようにな
る。 コントラスト＝Ω／｛２π（１−Ｃｏｓ ｄθ）｝ ≒Ω／｛πｄθ2 ｝ 逆に、Ｃｏのコントラストを要求するとすれば、ｄθは
次式で与えられる。 ｄθ＝（Ω／π／Ｃｏ）1/2 Ｃｏを１００とすれば、ｄθは、 ｄθ＝３．２４ Ω1/2 度 分散型液晶が理想的な特性を示すとしても、分散の許容
値は８度となる。実際には、散乱立体角Ωは、より小さ
い値であるので、ポリマー分散型液晶はクロスダイクロ
や偏光ビームスプリッターなどの薄膜応用素子に近い分
散角許容値しか示さないことを意味している。
【００３３】以上のような理由で、従来の投写型液晶プ
ロジェクタにおいては、例えば、図１２２の主反射鏡１
１とコンデンサレンズ１２と投影レンズ５０を中心とし
た伝送光学系の設計において、主反射鏡とコンデンサレ
ンズをそれぞれ回転放物面鏡と長焦点レンズにして、系
をテレセントリック（Ｔｅｌｅｃｅｎｔｒｉｃ）系に近
づけ、光線をできる限り平行照明光とする必要があると
考えられていた。
【００３４】テレセントリック系においても問題があ
る。確かにテレセントリック系では、例えば、図１３８
の回転放物面鏡１１の焦点に置かれた部分から出る光は
平行になるが、それ以外の部分から出る光は平行ではな
く傾斜を持つ。この傾斜の最大値ｄθは、光軸に置かれ
たアーク長ｌｓに比例し、主反射鏡の直径Ｄｍ及び主反
射鏡のアスペクト比ａｓｒに逆比例することが以下のよ
うにして容易に証明できる。以下、図１４８，図１４
９，図１５０と数学的記述を用いて説明する。
【００３５】
【数１】
【００３６】
【数２】
【００３７】
【数３】
【００３８】
【数４】
【００３９】
【数５】
【００４０】
【数６】
【００４１】
【数７】
【００４２】
【数８】
【００４３】
【数９】
【００４４】
【数１０】
【００４５】
【数１１】
【００４６】
【数１２】
【００４７】テレセントリック系と言えども、アーク長
ｌｓが有限である限り、傾斜の最大値ｄθを薄膜素子の
許容範囲に抑えるためには、主反射鏡の直径Ｄｍをある
程度大きくする必要がある。例えば、ダイクロイックミ
ラーや偏光分離素子などの薄膜素子の許容範囲を６度と
すると、主反射鏡の直径は、例えば、アーク長５ｍｍの
光源、アスペクト比が２以下の従来の主反射鏡を使う限
り、７．５ｃｍ（３インチ）以下にはできないのであ
る。なお、アスペクト比は、主反射鏡の直径Ｄｍ／主反
射鏡の長さＬｍで示される値であり、従来のランプで
は、図１３８に示すように、主反射鏡のフロントエンド
を光源の位置より前に出して集光効率を高める構造とな
っているために、２程度である。
【００４８】従って、テレセントリック系においては、
各光学部品が大きくなり、高価になる。特に、液晶パネ
ルのサイズが大きくなるとＴＦＴのコストだけではな
く、周辺部材のコストがかなり高なる可能性がある。例
えば、ＴＦＴの材料としては、移動度が高い多結晶シリ
コン（ポリＳｉ）が理想であるが、ポリＳｉは、高温処
理の関係で石英ガラスを要求し、この石英ガラスのコス
トが他の部材よりかなり高コストになる。このような理
由で、現在は、サイズの大きい液晶パネルには、石英ガ
ラスを必要としないアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）
が利用されている。現在、投射用として主流の液晶パネ
ルのサイズは、例えば、３インチ（７．６２ｃｍ）、あ
るいは、３．２６インチ（８．２８ｃｍ）である。
【００４９】図１３８のテレセントリック系の光源を、
３インチないし３．２６インチの液晶パネルや、それと
同一サイズのフィルタ系に適用した場合の光源と液晶パ
ネルとの関係を図１５１に示す。口径が８ｃｍないし９
ｃｍの主反射鏡が、７．６２ｃｍ〜８．２８ｃｍのパネ
ルに、±８度程度の角度分散で平行光を照射している。
【００５０】次に、サイズが１．３インチ程度とポリＳ
ｉの小さい液晶パネルが使用されている投射装置が製品
化されているので、この光伝送系を考えよう。この場合
も利用されている薄膜素子の性能から主反射鏡の径は、
３インチ程度が必要となる。従って、図１５２に示すよ
うに、光源からの平行光の一部しか液晶パネルに照射さ
れないことになる。従って、スクリーン上の輝度の低下
は、避けられない。ただし、ポリＳｉの場合は高移動度
の関係で、例えば、３インチのアモルファスシリコンの
場合より、開口率を倍以上高めて輝度の低下をある程度
防止できる。ただ、光路径が小さくでき光路長が短くで
きるので、装置がコンパクトになって、この点では魅力
のある製品である。半導体技術の進展により、情報通信
機器の小型、軽量化に伴い、情報表示装置としてのプロ
ジェクタに対してもコンパクト化の要求が高まっている
からである。
【００５１】従来例１１．次に、ＣＲＴや液晶パネルに
入力される画像信号について述べる。通常のＴＶ放送で
は、人間の視覚の応答時間特性を考慮して、画像フレー
ムは３０ｍｓ毎に一枚、特性の画像信号は輝度信号Ｙ、
色差信号Ｕ，Ｖの形で送信されている。これらと赤，
緑，青の色信号の大きさＲ，Ｇ，Ｂとの間には、次のよ
うな関係があるので、次式を演算することによって、色
信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、容易に再生できる。 Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ （１） Ｕ＝Ｒ−Ｙ （２） Ｖ＝Ｂ−Ｙ （３）
【００５２】この原理と人間の視覚の色度空間周波数特
性を利用した信号圧縮によって、放送電波の帯域をせば
めている代表的なものが、ＮＴＳＣカラーテレビジョン
放送システムである。人間の目の視覚特性が、色に対す
る解像度は、輝度信号に対して低いということを利用し
て、解像度が低くてもよい色差信号Ｕ，Ｖのバンド幅
を、それぞれ１．５ＭＨｚ及び０．５ＭＨｚとし、解像
度が高く要求される輝度信号のバンド幅を４．５ＭＨｚ
と高めて、放送電波を各家庭に送り込んでいるのであ
る。
【００５３】次に、画像信号の符号化の場合について説
明する。画像信号を構成する輝度信号Ｙ及び色差信号
Ｕ，Ｖを独立にディジタル符号に変換する方式を、コン
ポーネント符号化と呼ぶ。その符号化の入力画像信号を
コンポーネント画像信号と称す。
【００５４】コンポーネント画像信号Ｙ，Ｕ，Ｖを、あ
るコンポーネント符号化方式で伝送又はメモリ処理をす
るに際し、いかに伝送レート（単位時間当たりに伝送し
得るビット、通常Ｍｂ／秒）又は注目画素当たりのデー
タ量を下げるかが課題となる。符号化の方式として、輝
度信号Ｙ、色差信号Ｕ，Ｖをディジタル信号とする時、
人間の視覚特性をどの程度考慮するかによって、例え
ば、次のような３方式のコンポーネント符号化方式が考
えられる。 （Ａ）Ｙ：Ｕ：Ｖ＝４：４：４ （４） （Ｂ）Ｙ：Ｕ：Ｖ＝４：２：２ （５） （Ｃ）Ｙ：Ｕ：Ｖ＝４：１：１ （６）
【００５５】上記の（Ａ）方式は、輝度信号Ｙと色差信
号（Ｕ，Ｖ）のディジタルデータの伝送レート（又は注
目画素当たりのデータの個数）がすべて同一であり、人
間の視覚特性を考慮しない、いわゆる基本のものであ
る。また、（Ｂ）及び（Ｃ）の方式は、輝度信号Ｙのデ
ィジタルデータの伝送レート（又は注目画素当たりのデ
ータ量）の１／２，１／４に相当する伝送レート（又は
注目画素当たりのデータ量）で、色差信号が処理（伝送
又はメモリ）される人間の視覚特性を考慮したものであ
る。
【００５６】当然ながら色差信号の画質は、（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）の順に劣化してくることは明らかであ
る。人間の目の視覚特性が色に対する解像度は、輝度信
号に対して低いということから、上記（Ｂ）及び（Ｃ）
の手法は、実用上問題なく使用されている。
【００５７】例えば、４：２：２の一例として、図１５
３に代表例を示す（参考文献「テレビ信号のディジタル
回路」、コロナ社江藤、阿知葉、１９８９．９．２５日
初版ｐ８〜ｐ１０）。この図１５３のパラメータによる
と、例えば、伝送レート（Ｍｂ／ｓ）は、直列伝送方式
で、２１６Ｍｂ／ｓ（＝８ビット×１３．５Ｍ＋８ビッ
ト×６．７５Ｍ×２）、８本のデータ線と１本のクロッ
ク計９本の伝送路による並列伝送方式では、１本の伝送
路当たり２７Ｍｂ／ｓ（１３．５Ｍ＋６．７５Ｍ×２）
である。実際には、冗長ビットを必要とする。例えば、
冗長ビットを８ビットのデータに対して１ビットと仮に
設定すると、直列伝送方式では、２４３Ｍｂ／ｓ（＝９
×１３．５Ｍ＋９×６．７５×２）となる。
【００５８】また、輝度信号の伝送路と色差信号の伝送
路を２本に並列に分離した場合（冗長ビットは省略）、
上記の計算を利用すると輝度信号及び色差信号（Ｕ，
Ｖ）各々１０８Ｍｂ／ｓとなる。これに、１０８Ｍｂ／
ｓのクロック伝送路が１本加わることになる。いずれに
しても、概略１００Ｍｂ／ｓ前後の伝送レートに耐える
伝送路を必要とする。上記（Ｂ）に示した４：２：２の
符号化方式は、ディジタルテレビジョンのスタジオ及び
ディジタルＶＴＲのＤＩフォーマットに用いられている
ＣＣＩＲ（ＣＯＮＳＵＬＴＩＶＥ ＣＯＭＭＩＴＴＥＥ
ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＲＡＤＩＯ）総会の勧
告の規格である。なお、参考として、図１５４には、同
じ先の文献「テレビ信号のディジタル回路」（ｐ１０）
にあるＨＤＴＶ符号化方式案を示す。このＨＤＴＶ符号
化方式の場合、並列方式では、１４８．５Ｍｂ／ｓ（７
４．２５Ｍ＋３７．１２５Ｍ×２）、直列伝送では、１
１８８Ｍｂ／ｓ（１４８．５Ｍ×８）を必要とする。
【００５９】（Ｃ）方式の４：１：１の場合では、同じ
く伝送路を２本並列に分離した場合（冗長ビットは省
略）、輝度信号は、１０８Ｍｂ／ｓ、色差信号（Ｕ，
Ｖ）は、５４Ｍｂ／ｓとなる。
【００６０】ところで、上記（Ｃ）方式の４：１：１の
場合のコンポーネント信号より、更に、色差信号伝送レ
ート（又は注目画素当たりのデータ量）を低くおさえた
場合（例えば、４：０．５：０．５＝８：１：１）、画
質は当然ながら劣化する。しかし、全体としての画像デ
ータ量が減り、ディジタル映像機器では使用するメモリ
容量の縮少、回路規模の縮少及び消費電力の縮少も見込
まれるとともに、伝送レートを同一にしている時は、画
像データ量が減少している分だけ所定の情報（例えば、
１フレームのデータ）を、短い時間で伝送することが可
能である等の利点がある。あるいは、冗長データ、文字
データ、暗号化データを所定時間内で多く伝送すること
も可能である。
【００６１】しかしながら、従来では、これらの利点と
画質の劣化という両者を勘案して、実用的なレベルの符
号化方式として、４：１：１としているのが実情であ
る。
【００６２】図１５５，図１５６，図１５７は、先に説
明した４：４：４，４：２：２及び４：１：１の各方式
の画素構成のモデルを各々示したものである。
【００６３】なお、従来の信号処理装置として、４：
４：４の輝度信号Ｙ、色差信号Ｕ，Ｖからなるコンポー
ネント画像信号を入力し、４：２：２又は４：１：１の
輝度信号Ｙ、色差信号Ｕ，Ｖを出力するものがある。こ
の信号処理装置は、輝度信号Ｙと色差信号Ｕ，Ｖに対し
て、標本化周波数比４：２：２又は４：１：１に係わる
所定のフィルタリング処理を施すものである。４：４：
４の符号化方式を４：２：２又は４：１：１の符号化方
式に変換するという方式変換が、図１５８に示す信号処
理ブロックで実施されることは、周知の事実である。
【００６４】従来例１２．従来、画像情報は、最終的な
映像の縦横比にあわせて、映像ソースが作成されてい
た。また、画像生成手段が用いる液晶パネルも、その縦
横比で作成されていた。図１５９を用いて説明する。図
１５９は、従来の画像生成装置の一例を示す図である。
この従来例の画像生成装置においては、液晶パネル９１
０は、生成したい画像の縦横比と一致する縦横比を備え
ている。例えば、生成したい画像の縦横比が縦：横＝
３：４であれば、液晶パネル９１０の物理的形状が縦：
横＝３：４の縦横比をもっている。また、液晶パネル９
１０に入力される画像信号９００は、液晶パネル９１０
の持つ縦横比と同一の縦横比を持つ画像信号である。
【００６５】画像生成手段９２０は、液晶パネル９１０
に画像信号９００を入力する。また、画像生成手段９２
０は、入力した画像信号９００に応じて、光９０５を光
変調させ、光変調された画像９３０を生成する。
【００６６】従来の画像生成装置は、以上のように構成
されているので、入力される映像ソースの持つ縦横比に
対応した液晶パネルを用いなければならないという制限
があった。また、最終的にユーザの目に触れる映像のア
スペクト比（縦横比）に対応した液晶パネルを用いなけ
ればならないという制限があった。
【００６７】この制限は、一般に光源の光路の断面は円
形であるので、例えば、縦横比が９対１６と大きいハイ
ビジョンＴＶの場合には、光源の利用効率を極端に低下
させる。例えば、正四角形のパネルではこれによる利用
効率は６４％であるのに対して、９対１６の場合は５４
％となる。また、ポリＳｉのＴＦＴのような小サイズを
追求して、コスト低減を図る場合には、一枚の石英基板
基板からのできるだけ多数取りができる形状が要求され
る。従って、パネルの縦横比は、画像信号によらずに、
これらを考慮して決定するのが理想である。
【００６８】
【発明が解決しようとする課題】従来の液晶プロジェク
タ装置では、以下のような課題があった。
【００６９】第１の課題として、光学部品の多さと光学
構造の複雑さがある。図１２３の従来例では、光源の白
色光を第１及び第２のダイクロイックミラーと複数の反
射ミラーを用いて、赤色，緑色，青色の三原色に分光し
て、この分光した各単色光を各三原色の赤色，緑色，青
色の液晶パネルたる光変調手段で各単色光の強弱をつけ
た上で、再び第３及び第４のダイクロイックミラーで色
合成する。この場合Ｒ，Ｇ，Ｂの光路がそれぞれに異な
る。そのため、構成部品である単純反射ミラーやダイク
ロがモジュール化されていないので、光学系を構成する
光学部品が多くなり、しかも構造が複雑となる。
【００７０】第２の課題は、部品数を極力減少するため
に、クロスダイクロを使うと次のような問題点が新しく
生じることである。即ち、少なくとも一方のクロスダイ
クロとパネルの距離が接近してクロスダイクロの継ぎ目
がスクリーン上に映し出されるので、継ぎ目のない高価
なプリズムクロスダイクロを使う必要があることであ
る。
【００７１】第３の課題は、液晶プロジェクタに用いる
照明器のサイズと、投写レンズのサイズに比べて、液晶
パネルやダイクロイックミラーが小型化したことにより
生ずる構造上の問題点である。液晶パネルが３インチか
ら１インチ以下のサイズになってくるに従い、反射ミラ
ーやダイクロイックミラーも小さくなり、装置全体がコ
ンパクトになっている。一方、照明器は、十分な明るさ
を出すためには、ある程度以下のサイズにすることがで
きない。また、投写レンズのサイズも比較的大きなもの
を使用しなければならない。このように、液晶プロジェ
クタの入力側と出力側に大きなサイズを持った照明器と
投写レンズを配置しなければならないという課題が生ず
る。今後も液晶パネルのサイズは、小型化していくこと
が考えられるのに対し、照明器のサイズと投写レンズの
サイズを小さくすることはあまり望めない。照射器のサ
イズと液晶パネルのサイズに大きな差がある場合には、
光が有効利用されない。有効利用するためには、照射さ
れる光の光径を絞る必要があり、照射器と液晶パネルの
間に所定の光路長を保つ必要がある。このように、サイ
ズの異なる部品を効率よく配置するとともに、必要な光
路長を確保し、しかも装置全体をコンパクトにするため
に装置の最適な構造及び部品の最適な配置が重要な課題
となる。
【００７２】第４の課題として、光源のランプ１０から
赤色，緑色，青色の画像合成に至るまでの光路長に赤，
青と緑で差があることである。特に、赤色，青色の液晶
パネル３０，３２面上の照度分布が緑色の液晶パネル３
１と異なることが問題として上げられる。その理由は、
ランプのアーク長の存在により、たとえ完全回転放物面
の主反射鏡１１を用いても完全な平行光ではないため
に、光源からの距離が長くなればなるほど中心が明る
く、周辺が暗いという照度分布の差が最長の光路をたど
る赤色や青色の液晶パネルに発生し易いことにある。こ
れを補正するためには、公知の映像信号補正回路（図示
せず）から映像信号回路に対して、ホワイトバランス補
正信号を与える必要がある。しかし、補正量を多く施す
と、本来持ち合わせている階調表示能力を制限すること
となる。つまり、結果として光路長の差に起因したホワ
イトバランスの崩れという問題と、それを補正すると新
たに投写画像の階調性の低下という問題が発生しやす
い。
【００７３】第５の課題として、光路長が異なるという
非対称な光路を持つ装置では、三原色の色のずれを防止
するために、赤色，緑色，青色の３つの各液晶パネルの
相互の画素単位の精密な位置あわせ（コンバーゼンス）
が必要となる点があげられる。これは、製造工程の調整
時間を多くを必要とすることにつながるのである。
【００７４】第６の課題は、発熱が多く、耐光性の低い
偏光膜が液晶パネルと接近して取り付けられているの
で、サイズの小さい液晶では、その耐光強度が偏光膜に
よって決まることである。そのため、出力光束の大きい
液晶ディスプレイ装置では、偏光膜に代わる方式を利用
する必要がある。現在代替案として、ポリマー分散型の
液晶材料を使う方式や偏光変換子を使う方式が提案され
ている。
【００７５】第７の課題は、偏光変換子に関するもので
ある。断面が円形の光源から出た光束が偏光変換子を通
過すると、縦横比が２対１の矩形断面の光束に変形され
る。ところが、液晶パネルの最適形状は、正四角形か、
せいぜい縦横比４対３であるので、光束が有効に利用さ
れないことになる。この欠点を補うために、シリンドリ
カルレンズを使って光束の縦横比を変化させてから、薄
膜素子に光束を入力する場合が考えられるが、シリンド
リカルレンズを使うと、その後に設置された各種の薄膜
素子にとって重要な光線の傾きの分散が縦横で異なる光
束ができて画像品質の低下をきたす可能性がある。
【００７６】第８の課題について述べる。ダイクロイッ
クミラーや偏光ビームスプリッターなどの薄膜利用素子
は、入射光の入射角に存在する分散に対する許容値が低
い。一方、光源のギャップ長には、長寿命を求めると、
ある程度の長さが要求される。その結果、放射光の角度
の分散値を低く抑えるためには、光源系の主反射鏡の径
をある程度大きくする必要がある。以上のような理由
で、ダイクロイックミラーや偏光ビームスプリッターの
特性を所望のものにするには、サイズをある程度大きく
する必要がある。しかもこれらの薄膜利用素子は、いず
れも薄膜塗布面を４５度程度に傾けて設置しなければな
らないので、面積的な大きさがそのまま体積的な大きさ
となる。その結果、光学系の体積が大きくなる。
【００７７】第９の課題として、液晶パネルと光投写用
の投写レンズ間に、光路長が長い合成用のダイクロイッ
クミラー系が介在するために、液晶パネルと投写レンズ
間の光路長が長くなる結果、単純なテレセントリック系
では、いわゆる光の蹴られが発生し、薄暗い投写画像と
なりやすいことがある。図１６０は、光の蹴られを説明
する図である。並行光線は、光路長の長短に関わりなく
液晶パネルに照射され利用できるが、光線Ａと光線Ｂ
は、光路長によって利用できる場合と、利用できない場
合がある。光路長が短い光路Ａの場合は、光線Ａと光線
Ｂをいずれも利用できる。しかも、光路長が長い光路Ｂ
の場合は、光線Ａは利用できず、光線Ｂまでしか利用で
きない。従って、光路長をできるだけ小さくして、光の
有効利用を図る必要がある。
【００７８】第１０の課題として、投射装置とスクリー
ンの距離が一定でないフロント型の投射装置では、液晶
パネルと光投写用の投写レンズ間に、コストが無視でき
ない合成用のダイクロイックミラーが必要であるが、投
射装置とスクリーンの距離が一定なリア型の投射装置の
場合には、これが不要であることがあげられる。
【００７９】第１１の課題として、従来の装置では、ダ
イクロイックミラーのサイズの大きさが、そのまま面積
当たりのコストが高い液晶パネルのサイズを大きくして
いることがある。液晶素子は、ダイクロイックミラーの
ような薄膜利用素子よりも本来的に入射光の分散に対す
る許容値が大きいにも関わらず、従来は単純なテレセン
トリック系が使われているので、ダイクロイックミラー
の等価サイズと等しいサイズの液晶パネルが使われてい
るのである。
【００８０】第１２の課題は、ポリＳｉのパネルに関す
るものである。ポリＳｉの液晶パネルでは、高価な石英
ガラスが使われているので、面積を小さくする必要があ
るが、α−Ｓｉのものに比較すると、同一面積ではるか
に開口率が高く取れるので、パネルのサイズをはるかに
小さくできる。従って、特に、ポリＳｉの液晶パネルに
は、小さい面積に有効に光線を照射する方法の開発が切
望される。
【００８１】第１３の課題は、液晶を封入するガラス板
に厚さがあるので、入射角が一定以上の輝度の高い光が
入射する時に、クロストークが生じる。図１４７は、そ
の原理を示している。一般に、投射式の場合のように、
液晶をドライブするＴＦＴに高輝度の光が直接当たる
と、ＴＦＴのトランジスタ回路に暗電流が流れる。その
結果、ＴＦＴの形成するメモリの機能を果たしているコ
ンデンサが早期に放電し、液晶のコントラストが低下す
る。投射型に利用される液晶パネルのＴＦＴには、この
現象を防ぐために、液晶の表面に光を遮光するクロムマ
スクがコートされている。ところが、図に示すように、
入射角が一定以上になると、液晶を封入するガラスの液
晶の反対側の面で斜めの光が反射し、ＴＦＴをクロムマ
スクのない裏面から照射する。ガラスの反射率は、４％
程度であるが、ポリＳｉの液晶パネルのように、高耐光
性のパネルに高密度の光を照射すると、この現象が問題
になる。防止対策が不可欠である。
【００８２】第１４の課題として、光源系に用いる主反
射鏡のアスペクト比が小さいために、同一径、同一光源
長でも、主反射鏡から放射される光の傾きの分散が大き
くなってしまっていることがあげられる。小さいアスペ
クト比が採用されているのは、アスペクト比が小さいほ
ど、主反射鏡の集光効率が上がるからである。
【００８３】第１５の課題として、従来の液晶プロジェ
クタ装置では、人間の視覚特性を十分利用した信号処理
及び光変調処理及び画像合成処理を行なっていない点が
あげられる。このため、従来方式では、画質を上げるに
は、液晶パネルの画素サイズの微細化、白色光源のパワ
ーアップが必要となる。そこで、輝度に対しては、解像
度が高く、色に対しては、解像度が輝度に比較して低い
という人間の視覚特性に適応した信号の分担及び演算処
理が望まれていた。また、その信号に適した液晶パネル
の画素サイズの適正化及びより単純な画像合成処理が望
まれていた。
【００８４】第１６の課題は、一般に光源の光路の断面
は円形であるので、例えば、縦横比が９対１６と大きい
ハイビジョンＴＶの場合には、光源の利用効率を顕著に
低下させることである。例えば、正四角形のパネルで
は、これによる利用効率は、６４％であるのに対して、
９対１６の場合は５４％となる。また、ポリＳｉのＴＦ
Ｔのような小サイズを追求して、コスト低減を図る場合
には、一枚の石英基板からのできるだけ多数取りができ
る形状が要求される。従って、パネルの縦横比は、画像
信号によらずに、これらを考慮して決定するのが理想な
のである。
【００８５】この発明は、上記のような複数の課題を解
消することによって、構成部品が少なく、コンパクト
で、しかも人間の視覚特性に合わせた構成で、高精細な
投写画像、例えば、高精細なカラー投写画像を実現する
ことができるプロジェクタ装置を得ることを目的とす
る。
【００８６】
【課題を解決するための手段】この発明の画像生成装置
は、以下の構成のカラー処理部を有することを特徴とす
る。 （ａ）第１〜第３の光変調器、（ｂ）第１の波長を持つ
光を反射させる第１の反射面と、第１の反射面と交差し
ており、第２の波長を持つ光を反射させる第２の反射面
とを備え、その他の波長を持つ光を通過させることによ
り、３種の光を出力する波長分離モジュール、（ｃ）上
記３種の光が上記第１〜第３の光変調器により変調され
た後、これらを入力し、入力光の内、第１の波長を持つ
光を反射させる第１の反射面と、第２の波長を持つ光を
反射させる第２の反射面とを備え、その他の波長を持つ
光を通過させることにより、３種の光を合成して画像を
生成する波長合成モジュール、（ｄ）上記波長分離モジ
ュールと波長合成モジュールを重ねるとともに、上記波
長分離モジュールと波長合成モジュールの間に所定の間
隔を与えるスペーサ、（ｅ）上記波長分離モジュールと
波長合成モジュールの間に、上記スペーサを含めて光路
を設定する光路接続モジュール。
【００８７】上記画像生成装置は、更に、光を放射する
照明器と投写レンズを備え、照明器及び光変調器の配置
位置とサイズ、及び、投写レンズの配置位置とサイズと
のいずれかにより上記スペーサの間隔を決定することを
特徴とする。
【００８８】この発明の画像生成装置は、以下の構成の
カラー処理部を有することを特徴とする。 （ａ）第１〜第３の光変調器、（ｂ）第１の波長を持つ
光を反射させる第１の反射面と、第１の反射面と第１の
反射面の対角線上で交差しており、第２の波長を持つ光
を反射させる第２の反射面とを備え、その他の波長を持
つ光を通過させることにより、３種の光を出力する波長
分離モジュール、（ｃ）上記３種の光が上記第１〜第３
の光変調器により変調された後、これらを入力し、入力
光の内、第１の波長を持つ光を反射させる第１の反射面
と、第１の反射面と第１の反射面の対角線上で交差して
おり、第２の波長を持つ光を反射させる第２の反射面と
を備え、その他の波長を持つ光を通過させることによ
り、３種の光を合成して画像を生成する波長合成モジュ
ールであって、波長分離モジュールの配置された位置か
ら３次元方向のいずれの方向に対してもずれた位置に配
置された波長合成モジュール、（ｄ）上記波長分離モジ
ュールと波長合成モジュールの間に光路を設定する光路
接続モジュール。
【００８９】この発明の画像生成装置は、以下の構成の
カラー処理部を有することを特徴とする。 （ａ）並列に並べられた色表示用の第１と第２と第３の
光変調器、（ｂ）上記第１の光変調器の光の入射側にお
かれた波長分離モジュール、（ｃ）上記第１の光変調器
の光の出射側におかれた波長合成モジュール、（ｄ）上
記光分離モジュールと波長合成モジュールと、上記第２
と第３の光変調器それぞれとの間に光路を設定する反射
ミラーを有する光路接続モジュール、（ｅ）上記波長分
離モジュールと波長合成モジュールの間にあって、第１
と第２と第３の光変調器を通過する光路の全体の光路長
をほぼ等しくし、投写レンズまでの距離を等しくするた
め、上記第２、及び、第３の光変調器を通過する光路に
設けられた屈折率が空気より大きい液。
【００９０】上記波長分離モジュールは、クロスダイク
ロイックミラーを備え、クロスダイクロイックミラーを
第１の箱体の中に収納し、屈折率が空気より大きい液に
浸したことを特徴とする。
【００９１】上記波長合成モジュールは、クロスダイク
ロイックミラーを備え、クロスダイクロイックミラーを
第２の箱体の中に収納し、屈折率が空気より大きい液に
浸したことを特徴とする。
【００９２】上記波長分離モジュールのクロスダイクロ
イックミラーと、上記波長合成モジュールのクロスダイ
クロイックミラーは、異なる特性を持つことを特徴とす
る。
【００９３】上記波長分離モジュールと波長合成モジュ
ールは、１つのクロスダイクロイックミラーの異なる部
分により構成され、１つの波長分離合成モジュールを構
成するとともに、このクロスダイクロイックミラーを第
３の箱体の中に収納し、屈折率が空気より大きい液に浸
したことを特徴とする。
【００９４】上記波長分離モジュールと波長合成モジュ
ールは、クロスダイクロイックミラーを備え、クロスダ
イクロイックミラーは、板状で薄膜を塗布された２つの
面が交差線上で切れ目なく連続につながるように加工さ
れていることを特徴とする。
【００９５】上記いずれかの箱体の適当な部分に、偏光
膜を設置したことを特徴とする。
【００９６】上記波長分離モジュールの光の入口に、円
錐状の光束をほぼ円筒状の光束に変えるレンズが設置さ
れていることを特徴とする。
【００９７】上記波長分離モジュールの光の出口に、円
筒状の光束をほぼ円錐状の光束に変えるレンズが設置さ
れていることを特徴とする。
【００９８】上記波長合成モジュールの光の入口に、円
錐状の光束をほぼ円筒状の光束に変えるレンズが設置さ
れていることを特徴とする。
【００９９】上記レンズは、複数のレンズからなるレン
ズ群であることを特徴とする。
【０１００】上記レンズは、上記いずれかの箱体に一体
ものとしてモールドされたプラスチックレンズであるこ
とを特徴とする。
【０１０１】上記レンズは、空気より屈折率の大きい液
の中に形成された空気レンズであることを特徴とする。
【０１０２】上記光路接続モジュールは、上記波長分離
モジュールから出た光を反射し、その光の方向をこれと
接続されている波長分離モジュールの入射光線とほぼ直
角に曲げる第１と第２の反射ミラーを備えた第１種の光
路接続モジュールを有することを特徴とする。
【０１０３】上記光路接続モジュールは、上記波長分離
モジュールから出た光を反射し、その光の方向をこれと
接続されている波長分離モジュールの入射光線とほぼ平
行に曲げる第１と第２の反射ミラーを備えた第２種の光
路接続モジュールを有することを特徴とする。
【０１０４】上記光接続モジュールは、第１と第２の曲
面反射ミラーを備え、上記波長分離モジュールから出た
光を第１の曲面反射ミラーで反射し、上記光接続モジュ
ールのほぼ中央で集光した後、この光を第２の曲面反射
ミラーに導き、第２の曲面反射ミラーは、この光を平均
して９０度曲げて平行線に換え、これを波長合成モジュ
ールに導くように構成されたことを特徴とする。
【０１０５】上記第１と第２の反射ミラーの少なくとも
いずれか一方に、偏光子を備えたことを特徴とする。
【０１０６】上記光路接続モジュールの光の入口に、円
錐状の光束をほぼ円筒状の光束に変えるレンズが設置さ
れていることを特徴とする。
【０１０７】上記光路接続モジュールの光の出口に、円
筒状の光束をほぼ円錐状の光束に変えるレンズが設置さ
れていることを特徴とする。
【０１０８】上記レンズは、上記いずれかの箱体に一体
ものとしてモールドされたプラスチックレンズであるこ
とを特徴とする。
【０１０９】上記レンズは、複数のレンズからなるレン
ズ群であることを特徴とする。
【０１１０】上記レンズは、空気より屈折率の大きい液
の中に形成された空気レンズであることを特徴とする。
【０１１１】上記光路接続モジュールは、波長分離モジ
ュール、波長合成モジュールと一体構造であることを特
徴とする。
【０１１２】上記光接続モジュールの入口ないし中央部
ないし出口には、赤，緑，青色の信号を変調する光変調
器が置かれ、光変調器は、第４の箱体の中に収納され、
その全体ないし一部が屈折率が空気より高い液に浸され
ていることを特徴とする。
【０１１３】上記第４の箱体の出口は、平面で反射防止
コートが施されていることを特徴とする。
【０１１４】上記第４の箱体の出口は、液晶パネルへ直
接光が戻ることを防止するために凹面となっていること
を特徴とする。
【０１１５】上記第４の箱体の出口は、液晶パネルへ直
接光が戻ることを防止するために液晶パネルに対して所
定の角度を持った平面となっていることを特徴とする。
【０１１６】上記光変調器は、液晶パネルであることを
特徴とする。
【０１１７】上記液晶パネルは、透過型であることを特
徴とする。
【０１１８】上記液晶パネルは、サイズの小さい多結晶
シリコンを用いた液晶パネルであり、サイズがほぼ１．
３インチか、それ以下であることを特徴とする。
【０１１９】上記液晶パネルは、赤用，緑用，青用の液
晶パネルであり、ＳＴＮ型液晶パネルであることを特徴
とする。
【０１２０】上記液晶パネルの内、サイズの小さい多結
晶シリコンを用いた液晶パネルは、光線束の集束する位
置近傍に配置されたことを特徴とする。
【０１２１】上記３種の液晶パネルの内、緑用の液晶パ
ネルに輝度信号が乗せられていることを特徴とする。
【０１２２】上記輝度信号の乗せられた緑用の液晶パネ
ルは、赤用，青用の液晶パネルより高精細であることを
特徴とする。
【０１２３】上記輝度信号が乗せられた緑用の液晶パネ
ルのサイズは、１．３インチかそれ以上であることを特
徴とする。
【０１２４】上記液晶パネルの製造工程で、製造工程に
おける歩留まりの限界線を緑用の液晶パネルで最も厳し
く定め、上記製造工程で緑用の液晶パネルをまず選択
し、次に赤用の液晶パネルの製造工程における歩留まり
の限界線を緑用の液晶パネルより低めに設定して赤用の
液晶パネルを選択し、最後に青用の液晶パネルを最低の
歩留まり限界線で選択する段階的検査基準を持つ検査方
法により製造された液晶パネルを有することを特徴とす
る。
【０１２５】上記液晶パネルは、ポリマー分散型液晶パ
ネルであり、波長分離モジュールの出口近傍にポリマー
分散型液晶パネルとその直後に集光レンズを設置し、集
光レンズによって結像される光源像と同程度の小孔を有
するパネルを光接続モジュールのほぼ中央に設置して、
液晶パネルのコントラストを向上させることを特徴とす
る。
【０１２６】上記液晶パネルは、ポリマー分散型液晶パ
ネルであり、波長合成モジュールの入口近傍に、ポリマ
ー分散型液晶パネルを設置し、波長合成モジュールの出
口側にレンズを設け、そのレンズのほぼ焦点位置に小孔
を有するパネルを配置し、液晶パネルのコントラストを
向上させることを特徴とする。
【０１２７】上記ポリマー分散型液晶パネルの緑用の液
晶パネルを赤用，青用の液晶パネルより高精細なものと
し、緑用の液晶パネルに輝度信号を乗せた信号を与える
ことを特徴とする。
【０１２８】上記液晶パネルの製造工程で、製造工程に
おける歩留まりの限界線を緑用の液晶パネルで最も厳し
く定め、上記製造工程で緑用の液晶パネルをまず選択
し、次に赤用の液晶パネルの製造工程における歩留まり
の限界線を緑用の液晶パネルより低めに設定して赤用の
液晶パネルを選択し、最後に青用の液晶パネルを最低の
歩留まり限界線で選択する段階的検査基準を持つ検査方
法により製造された液晶パネルを有することを特徴とす
る。
【０１２９】上記画像生成装置は、更に、以下の構成の
偏光処理部を有することを特徴とする。 （ａ）光を入力して偏光方向が異なる第１の光線と第２
の光線に分離して、第１の光線を上記波長分離モジュー
ルに出力する偏光分離モジュール、（ｂ）第２の光線を
入力するとともに、画像信号を入力し、入力した光の偏
光状態を画像信号に応じて変調し、変調された光を出力
する第４の光変調器、（ｃ）上記第１と第２の２種の光
線を入力し、これらを合成して１つの画像を生成する偏
光合成モジュール、（ｄ）上記第２の光線の光路上で、
偏光分離モジュール、偏光合成モジュールとの間にあっ
て、偏光分離モジュールから出力された光を光変調器を
介して、偏光合成モジュールへ導くように、第２の光路
を接続する第２の光路接続モジュール。
【０１３０】上記偏光分離モジュールと偏光合成モジュ
ールは、共有の偏光分離板を有し、上記偏光分離モジュ
ールと偏光合成モジュールが１つの偏光分離板の異なる
部分を使用することにより、偏光分離モジュールと偏光
合成モジュールが１つのモジュールを構成することを特
徴とする。
【０１３１】上記偏光分離モジュールと偏光合成モジュ
ールは、共有の偏光分離プリズムを有し、上記偏光分離
モジュールと偏光合成モジュールは、１つの偏光分離プ
リズムの異なる部分を使用することを特徴とする。
【０１３２】上記画像生成装置は、更に、以下の構成の
偏光処理部を有することを特徴とする。 （ａ）輝度表示用の第４の光変調器、（ｂ）上記波長分
離モジュールの光の入射側に設けられた光分離用の偏光
分離モジュール、（ｃ）上記波長合成モジュールの光の
出射側に設けられた光合成用の偏光合成モジュール、
（ｄ）上記光分離モジュールと偏光合成モジュールと第
４の光変調器との間に光路を設定する反射ミラーを有す
る第２の光路接続モジュール。
【０１３３】上記カラー処理部と、上記偏光処理部の偏
光分離モジュールと偏光合成モジュールを第１層に設
け、上記偏光処理部の第４の光変調器と第２の光路接続
モジュールを第２層に設けたことを特徴とする。
【０１３４】上記画像生成装置は、更に、照明器と投写
レンズを備え、照明器と投写レンズを、上記第１層を間
に挟み第２層の反対側にある第３層に設けたことを特徴
とする。
【０１３５】上記偏光分離モジュールの上記第２の光線
の出口に、光線に直角に配置された反射ミラーを備えた
ことを特徴とする。
【０１３６】上記偏光分離モジュールと偏光合成モジュ
ールの少なくともいずれか一方を、上記波長分離モジュ
ールと波長合成モジュールのいずれかと一体化して、１
つのモジュールを構成することを特徴とする。
【０１３７】上記偏光分離モジュールと偏光合成モジュ
ールの少なくともいずれか一方を、ガラス基板上に多層
膜をコートした偏光分離板により構成したことを特徴と
する。
【０１３８】上記偏光分離板は、第５の箱体の中に収納
され、屈折率が偏光分離板の基板材料とほぼ同じ液に浸
されていることを特徴とする。
【０１３９】上記偏光分離モジュールの光の入口に、円
錐状の光束をほぼ円筒状の光束に変えるレンズが設置さ
れていることを特徴とする。
【０１４０】上記偏光合成モジュールの第２の光路の入
口に、円錐状の光束をほぼ円筒状の光束に変えるレンズ
が設置されていることを特徴とする。
【０１４１】上記レンズは、上記第５の箱体に一体もの
としてモールドされたプラスチックレンズであることを
特徴とする。
【０１４２】上記レンズは、複数のレンズからなるレン
ズ群であることを特徴とする。
【０１４３】上記レンズは、空気より屈折率の大きい液
の中に形成された空気レンズであることを特徴とする。
【０１４４】上記光路接続モジュールは、第２の光線を
反射して、その方向をほぼ直角に曲げる反射ミラーを備
えたことを特徴とする。
【０１４５】上記反射ミラーは、第４の光変調器の両側
に配置され、第２の光線を第４の光変調器に入力する第
１の反射ミラーと、第４の光変調器から出力される光線
を偏光合成モジュールに入力する第２の反射ミラーとを
備えたことを特徴とする。
【０１４６】上記第１と第２の反射ミラーと第４の光変
調器は、第６の箱体の中に収納されて、第４の光変調器
を構成するガラス板の屈折率とほぼ同様の屈折率を持つ
液に浸されていることを特徴とする。
【０１４７】上記偏光分離モジュール、偏光分離モジュ
ールは、上記波長分離モジュール、波長合成モジュール
と一体構造であることを特徴とする。
【０１４８】偏光分離モジュールの出力光路に偏光特性
を改善するための偏光膜を設置したことを特徴とする。
【０１４９】上記偏光処理部から出力される第１の光線
は、上記波長分離モジュールに入力され、この第１の光
線の光路に置かれた液晶パネルは、色信号に対応して設
けられ、画像中の青，緑又は赤の強度を示す色信号を変
調することを特徴とする。
【０１５０】上記偏光処理部には、第４の変調器とし
て、カラー処理部にある液晶パネルとは異なる輝度用の
液晶パネルが設置されていることを特徴とする。
【０１５１】上記輝度用の液晶パネルのサイズ及び精細
度は、カラー処理部に設置された液晶パネルのサイズ及
び精細度と同じか、それ以上であることを特徴とする。
【０１５２】上記輝度用の液晶パネルは、カラー処理部
のカラー用の液晶パネルと同じルールサイズのＴＦＴを
搭載し、形状的に相似で面積が４倍であるように、一枚
の基板から多数取りされることを特徴とする。
【０１５３】上記輝度用、カラー用の液晶パネルを製造
工程で一枚の基板から多数取りするに際して、製造工程
における歩留まりの限界線を輝度用の液晶パネルで最も
厳しく定め、上記製造工程で輝度用の液晶パネルをまず
選択し、次に緑用の液晶パネルの歩留まり限界線を輝度
用の液晶パネルより低めに設定して緑用の液晶パネルを
選択し、次に赤用の液晶パネルの歩留まり限界線を緑用
の液晶パネルより低めに設定して選択し、最後に青用の
液晶パネルを最低の歩留まり限界線で選択する段階的検
査基準を持つ検査方法により製造された液晶パネルを有
することを特徴とする。
【０１５４】上記カラー処理部の液晶パネルは、ＳＴＮ
型液晶パネルであり、上記偏光処理部の液晶パネルは、
ＴＮ型液晶パネルであることを特徴とする。
【０１５５】この発明の画像生成装置は、以下の要素を
有するカラー処理部を備えたことを特徴とする。 （ａ）第１の波長を持つ光を反射させる第１の反射面
と、第１の反射面と交差しており、第２の波長を持つ光
を反射させる第２の反射面とを備え、その他の波長を持
つ光を通過させることにより、３種の光を出力する波長
分離モジュール、（ｂ）上記波長分離モジュールの第１
の反射面と第２の反射面のいずれにもほぼ垂直に配置さ
れ、上記波長分離モジュールから出力された３種の光の
内のそれぞれ１種の光を入力するとともに、画像信号を
入力し、入力した光の偏光状態を画像信号に応じて変調
し、変調された光を出力する第１〜第３の光変調器、
（ｃ）上記波長分離モジュールと第１〜第３の光変調器
との間にあって、波長分離モジュールから出力された３
種の光を光変調器へ導くように光路を接続する光路接続
モジュール、（ｄ）上記第１〜第３の光変調器により変
調された３種の光をそれぞれ入力するとともに、３種の
光を合成して画像を生成する第１〜第３のレンズ。
【０１５６】上記画像生成装置は、更に、以下の構成の
偏光処理部を有することを特徴とする。 （ａ）光を入力して偏光方向が異なる第１の光線と第２
の光線に分離して、第１の光線を上記波長分離モジュー
ルに出力する第１の偏光ビームスプリッター、（ｂ）第
２の光線を入力するとともに、画像信号を入力し、入力
した光の偏光状態を画像信号に応じて変調し、変調され
た光を出力する第４の光変調器、（ｃ）上記第４の光変
調器により変調された光を入力して、上記第１〜第３の
レンズから出力される光と合成する第４のレンズ。
【０１５７】上記第１〜第３の光変調器は、緑用，赤
用，青用の液晶パネルであり、緑用の液晶パネルは、赤
用，青用の液晶パネルより高精細とし、緑用の液晶パネ
ルの入力信号を輝度信号を乗せた緑色の信号で変調する
ことを特徴とする。
【０１５８】上記液晶パネルの製造工程で、製造工程に
おける歩留まりの限界線を緑用の液晶パネルで最も厳し
く定め、上記製造工程で緑用の液晶パネルをまず選択
し、次に赤用の液晶パネルの製造工程における歩留まり
の限界線を緑用の液晶パネルより低めに設定して赤用の
液晶パネルを選択し、最後に青用の液晶パネルを最低の
歩留まり限界線で選択する段階的検査基準を持つ検査方
法により製造された液晶パネルを有することを特徴とす
る。
【０１５９】上記第１〜第３の光変調器は、緑用，赤
用，青用の液晶パネルであり、上記第４の液晶パネル
は、輝度用の液晶パネルであり、上記輝度用の液晶パネ
ルのサイズ及び精細度は、カラー処理部に設置された液
晶パネルのサイズ及び精細度と同じか、それ以上である
ことを特徴とする。
【０１６０】上記輝度用の液晶パネルは、カラー処理部
のカラー用の液晶パネルと同じルールサイズのＴＦＴを
搭載し、形状的に相似で面積が４倍であるように、一枚
の基板から多数取りされることを特徴とする。
【０１６１】上記輝度用、カラー用の液晶パネルを製造
工程で一枚の基板から多数取りするに際して、製造工程
における歩留まりの限界線を輝度用の液晶パネルで最も
厳しく定め、上記製造工程で輝度用の液晶パネルをまず
選択し、次に緑用の液晶パネルの歩留まり限界線を輝度
用の液晶パネルより低めに設定して緑用の液晶パネルを
選択し、次に赤用の液晶パネルの歩留まり限界線を緑用
の液晶パネルより低めに設定して選択し、最後に青用の
液晶パネルを最低の歩留まり限界線で選択する段階的検
査基準を持つ検査方法により製造された液晶パネルを有
することを特徴とする。
【０１６２】上記赤用，青用の液晶パネルは、ＳＴＮ型
液晶パネルであることを特徴とする。
【０１６３】光を放射する光源と、光を反射する主反射
鏡と、主反射鏡で集光されない光を光源に戻す補助反射
鏡とを備え、液晶パネルに照射する円錐状の光線束を発
生することを特徴とする。
【０１６４】上記補助反射鏡は、上記光源を略中心とす
る球面状の反射鏡であることを特徴とする。
【０１６５】上記補助反射鏡は、リング型をしているこ
とを特徴とする。
【０１６６】上記補助反射鏡を複数備えたことを特徴と
する。
【０１６７】上記照明器は、更に、集光レンズを備え、
主反射鏡からの光を集光して円錐状の光線束を発生させ
ることを特徴とする。
【０１６８】上記主反射鏡は、回転放物面鏡であり、上
記光源は、回転放物面鏡の略焦点位置に設けられたこと
を特徴とする。
【０１６９】上記主反射鏡は、回転楕円体鏡であり、上
記光源は、回転楕円体鏡の一方の略焦点位置に設けられ
たことを特徴とする。
【０１７０】上記主反射鏡のアスペクト比（鏡の直径と
長さの比）が２以上であることを特徴とする。
【０１７１】上記主反射鏡は、球面鏡であり、上記集光
レンズの主反射鏡側の焦点と上記主反射鏡との間に光源
を備えたことを特徴とする。
【０１７２】上記光源として直流励起のメタルハライド
ランプを用い、この放電電極の陰極近傍にある輝度分布
の中心点を上記主反射鏡の焦点近傍に設置したことを特
徴とする。
【０１７３】この発明の画像生成装置は、以下の要素を
有することを特徴とする。 （ａ）錐状に集光する集光光線を放射する照明器、
（ｂ）上記照明器から出力された集光光線を入力し、集
光光線をほぼ平行光線に変える第１のレンズ、（ｃ）上
記第１のレンズから出力された上記平行光線を入力し、
一部の平行光線を分離する分離用薄膜利用素子、（ｄ）
上記分離用薄膜利用素子により分離された一部の平行光
線を入力し、その平行光線をほぼ集光光線に変える第２
のレンズ、（ｅ）上記第２のレンズから出力された集光
光線の略集光位置に配置され、集光光線を入力して変調
し、変調された変調光線を出力する光変調器、（ｆ）上
記光変調器から出力された変調光線を用いて画像を生成
する出力部。
【０１７４】上記出力部は、以下の要素を有することを
特徴とする。 （ａ）上記光変調器から出力された変調光線を入力し、
変調光をほぼ平行光線に変える第３のレンズ、（ｂ）上
記第３のレンズから出力された平行光線を入力し、入力
した平行光線を他の平行光線と合成する合成用薄膜利用
素子、（ｃ）上記薄膜利用素子により合成された平行光
線を入力し、その平行光線を投射する投写レンズ。
【０１７５】この発明の画像生成装置は、以下の要素を
有することを特徴とする。 （ａ）所定の縦横比を有する液晶パネル、（ｂ）受信画
像信号を入力し、上記画像信号を上記液晶パネルの縦横
比と同一の縦横比を持つ画像信号に変換する画像信号変
換手段、（ｃ）上記画像信号変換手段により変換された
画像信号を液晶パネルに入力し、液晶パネルにより画像
を生成する画像生成手段、（ｄ）上記画像の縦横比を所
望の縦横比に変換する画像変換手段。
【０１７６】上記画像変換手段は、画像を少なくとも縦
方向と横方向のいずれかに拡大するレンズを備えたこと
を特徴とする。
【０１７７】上記レンズは、シリンドリカルレンズであ
ることを特徴とする。
【０１７８】上記レンズは、着脱可能に取り付けられて
いることを特徴とする。
【０１７９】上記レンズを複数種類備え、切り替えて使
用することを特徴とする。
【０１８０】上記液晶パネルは、液晶パネルの製造プロ
セスに基づいて決定された縦横比を有することを特徴と
する。
【０１８１】上記液晶パネルは、液晶パネルを照射する
光束の断面形状に基づいて決定された縦横比を有するこ
とを特徴とする。
【０１８２】この発明の画像生成方法は、以下の集光工
程を有することを特徴とする。 （ａ）照明器の主反射鏡により光を放射する工程、
（ｂ）照明器により放出された光の内、主反射鏡で集光
されなかった光を補助反射鏡で主反射鏡に返す工程、
（ｃ）照明器により放射された光束の断面と光路の形の
少なくとも一方を、レンズにより変形する工程。
【０１８３】この発明の画像生成方法は、以下の工程を
有することを特徴とする。 （ａ）液晶パネルにＴＮ液晶ないしＳＴＮ液晶を使う場
合には、上記光をＰ波とＳ波に分離するか、Ｐ波を通し
Ｓ波を吸収する偏光分離工程、（ｂ）波長分離モジュー
ルに、上記分離された光の一方を入力し、波長により
赤，緑，青の光に分配して出力する波長分離工程、
（ｃ）上記赤，緑，青の光を反射して、上記照明器との
光路長がそれぞれほぼ同一となるように個別の液晶パネ
ルに入力する工程、（ｄ）各液晶パネルで、赤，緑，青
の光を変調して出力する変調工程、（ｅ）上記変調され
た赤，緑，青の光を反射して、それぞれ波長合成モジュ
ールに入力する工程、（ｆ）波長合成モジュールにおい
て、画像を合成する合成工程。
【０１８４】上記変調工程は、上記光がレンズ系によっ
て集束する位置近傍において、それぞれ個別の液晶パネ
ルに赤，緑，青の光を入力し、入力した赤，緑，青の光
を変調することを特徴とする。
【０１８５】この発明の画像生成方法は、以下の工程を
有することを特徴とする。 （ａ）液晶パネルにＴＮ液晶を使う場合には、上記光を
Ｐ波とＳ波に分離するか、Ｐ波を通しＳ波を吸収する偏
光分離工程、（ｂ）波長分離モジュールに、上記分離さ
れた光の一方を入力し、波長により赤，緑，青の光に分
配して出力する波長分離工程、（ｃ）上記赤，緑，青の
光を反射して、上記照明器との光路長がそれぞれ同一と
なるように個別の液晶パネルに入力する工程、（ｄ）各
液晶パネルで、赤，緑，青の光を変調して出力する変調
工程、（ｅ）上記変調された赤，緑，青の光をレンズに
入力し、レンズにより画像をスクリーンに合成する工
程。
【０１８６】この発明の画像生成装置は、以下の要素を
有することを特徴とする。 （ａ）第１の色の光を変調する第１の光変調器、（ｂ）
第２の色の光を変調する第２の光変調器、（ｃ）第３の
色の光を変調する第３と第４の光変調器、（ｄ）上記第
１〜第４の光変調器から出力された光から画像を合成す
る合成手段。
【０１８７】上記第１の光変調器は、赤用の液晶パネル
であり、上記第２の光変調器は、青用の液晶パネルであ
り、上記第３と第４の光変調器は、緑用の液晶パネルで
あることを特徴とする。
【０１８８】上記合成手段は、上記第３と第４の光変調
器により変調された光をずらして画像を合成することを
特徴とする。
【０１８９】上記画像生成装置は、第１フィールドと第
２フィールドからなるインタレースモードの画像信号を
入力して画像を生成する装置であり、上記第３の光変調
器は第１フィールドの画像信号を入力して光を変調し、
上記第４の光変調器は第２のフィールドの画像信号を入
力して光を変調することを特徴とする。
【０１９０】上記合成手段は、第３と第４の光変調器に
より出力された同一色の光を合成する偏光ビームスプリ
ッターを備えたことを特徴とする。
【０１９１】上記合成手段は、第３と第４の光変調器に
より出力された同一色の光を合成するハーフミラーを備
えたことを特徴とする。
【０１９２】この発明の光混合器は、以下の要素を有す
ることを特徴とする。 （ａ）第１の波長を持つ光を反射する第１のフィルタ、
（ｂ）第１のフィルタと交差しており、第２の波長を持
つ光を反射する第２のフィルタ、（ｃ）上記第１と第２
のフィルタのいずれとも斜めに交差しており、所定の偏
向方向を持つ光を通過させ、他の偏向方向を持つ光を通
過させる第３のフィルタ。
【０１９３】上記第１のフィルタは、赤色の光を反射す
る光学素子であり、上記第２のフィルタは、青色の光を
反射する光学素子であり、上記第３のフィルタは、Ｓ波
の光を反射する光学素子であることを特徴とする。
【０１９４】上記合成手段は、上記第１〜第３のフィル
タを備えた光混合器を用いたことを特徴とする。
【０１９５】この発明のダイクロイックフィルタは、以
下の要素を有することを特徴とする。 （ａ）第１の波長を持つ光を反射する第１のフィルタ、
（ｂ）上記第１のフィルタの対角線上で交差しており、
第２の波長を持つ光を反射する第２のフィルタ。
【０１９６】また、偏光分離モジュール、ないし、波長
分離モジュールの入口に設けられる上記レンズは、所定
長の半径を持つ円周を境にして、その円周の内側におい
て、第１の焦点距離を有する第１のレンズ面と、その円
周の外側において、上記第１の焦点距離よりも長い第２
の焦点距離を有する第２のレンズ面を備えた二焦点レン
ズであることを特徴とする。
【０１９７】上記輝度用の液晶パネルから出力された画
像のサイズと、上記カラー用の液晶パネルから出力され
た画像のサイズとを一致させるリレーレンズを備えたこ
とを特徴とする。
【０１９８】上記リレーレンズを上記偏光合成モジュー
ルと輝度用の液晶パネルとの間に備えたことを特徴とす
る。
【０１９９】上記リレーレンズを上記偏光合成モジュー
ルと上記カラー処理部の波長合成モジュールとの間に備
えたことを特徴とする。
【０２００】上記リレーレンズを、第１〜第３のカラー
用の液晶パネルと波長合成モジュールの間にそれぞれ備
えたことを特徴とする。
【０２０１】波長合成モジュールから投写レンズまでの
光路上の、投写レンズから第４の液晶パネルまでの距離
と等しい距離を持つ位置を、結像位置とし、結像位置に
波長合成モジュールからの画像を結像させるリレーレン
ズを備えたことを特徴とする。
【０２０２】上記第４の液晶パネルと上記結像位置は、
偏光合成モジュールの側面に設けられていることを特徴
とする。
【０２０３】上記リレーレンズは、共通の焦点を持つ複
数のリレーレンズから構成されていることを特徴とす
る。
【０２０４】この発明の画像生成装置は、以下の構成の
カラー処理部を有することを特徴とする。 （ａ）第１〜第３の光変調器、（ｂ）上記第１〜第３の
光変調器の光の入射側に置かれ、２つの個別のダイクロ
イックミラーを備えた波長分離モジュール、（ｃ）上記
第１〜第３の光変調器の光の出射側に置かれ、２つの個
別のダイクロイックミラーを備えた波長合成モジュー
ル、（ｄ）上記波長合成モジュールにより合成される光
を投写する投写レンズ、（ｅ）波長分離モジュールと波
長合成モジュールとの間に設けられ、上記第１〜第３の
光変調器により変調された光を波長合成モジュールと投
写レンズとの間の結像位置に結像させるリレーレンズ。
【０２０５】上記波長分離モジュールと波長合成モジュ
ールは、同一モジュールであることを特徴とする。
【０２０６】上記波長分離モジュールと波長合成モジュ
ールは、ダイクロイックミラーを屈折率が空気より大き
い液に浸した箱体を備えたことを特徴とする。
【０２０７】上記リレーレンズは、共通の焦点を持つ複
数のリレーレンズから構成されていることを特徴とす
る。
【０２０８】この発明の画像生成装置は、更に、以下の
構成の偏光処理部を有することを特徴とする。 （ａ）光を入力して偏光方向が異なる第１の光線と第２
の光線に分離して、第１の光線を上記波長分離モジュー
ルに出力する偏光分離モジュール、（ｂ）上記結像位置
を一方の側面側に設け、上記第１と第２の２種の光線を
入力し、これらを合成して１つの画像を生成する偏光合
成モジュール、（ｃ）上記偏光合成モジュールの他方の
側面側に設けられ、第２の光線を入力するとともに、画
像信号を入力し、入力した光の偏光状態を画像信号に応
じて変調し、変調された光を出力する第４の光変調器。
【０２０９】上記第１〜第３の光変調器から出力される
画像のサイズと第４の光変調器から出力される画像のサ
イズは異なっており、上記リレーレンズは、結像位置に
結像する画像のサイズを第４の光変調器から出力される
画像のサイズと一致させることを特徴とする。
【０２１０】上記画像生成装置をＵ字状に折り曲げて構
成したことを特徴とする。
【０２１１】また、この発明の画像生成装置は、以下の
偏光処理部を有することを特徴とする。 （ａ）光を入力して偏光方向が異なる第１の光線と第２
の光線に分離して、第１の光線を上記波長分離モジュー
ルに出力する偏光分離モジュール、（ｂ）上記第２の光
線の直進方向に設けられ、第２の光線を入力するととも
に、画像信号を入力し、入力した光の偏光状態を画像信
号に応じて変調し、変調された光を出力する第４の光変
調器、（ｃ）上記第２の光線の直進方向に設けられ、上
記第１と第２の２種の光線を入力し、これらを合成して
１つの画像を生成する偏光合成モジュール。
【０２１２】上記波長合成モジュールは、クロスダイク
ロイックミラーを備え、クロスダイクロイックミラーの
両側から入射する光路に偏光膜と１／４波長板とを備
え、１／４波長板を偏光膜に対してクロスダイクロイッ
クミラー側に配置したことを特徴とする。
【０２１３】上記波長合成モジュールは、クロスダイク
ロイックミラーを備え、クロスダイクロイックミラーの
波長通過特性に依存した帯域特性を持つフィルタを備え
たことを特徴とする。
【０２１４】この発明の画像生成装置は、以下の要素を
有する。 （ａ）光を偏光方向の異なる第１の光と第２の光に分離
する偏光分離手段、（ｂ）上記第１の光を波長の異なる
第１と第２の色の光に分離する第１の波長分離手段、
（ｃ）上記第２の光を波長の異なる第１と第３の色の光
に分離する第２の波長分離手段、（ｄ）上記第１の波長
分離手段により分離された第１と第２の光を変調する第
１と第２の光変調器、（ｅ）上記第２の波長分離手段に
より分離された第１と第３の光を変調する第３と第４の
光変調器、（ｆ）上記第１と第２の光変調器により変調
された第１と第２の色の光を合成する第１の波長合成手
段、（ｇ）上記第３と第４の光変調器により変調された
第１と第３の色の光を合成する第２の波長合成手段、
（ｈ）上記第１と第２の波長合成手段により合成された
第１と第２の光を合成する偏光合成手段。
【０２１５】上記第１の波長合成手段は、第１と第２の
色の光を合成する１つのダイクロイックミラーにより構
成され、上記第２の波長合成手段は、第１と第３の色の
光を合成する１つのダイクロイックミラーにより構成さ
れ、上記偏光合成手段は、１つの偏光ビームスプリッタ
ーにより構成されたことを特徴とする。
【０２１６】上記偏光ビームスプリッターは、上記第１
と第３の光変調器により変調された光をずらして合成す
ることを特徴とする。
【０２１７】
【作用】この発明の画像生成装置は、波長分離モジュー
ルと、光変調器（液晶パネル）と、波長合成モジュール
と、光路接続モジュールからなるカラー処理部を備えて
いる。波長分離モジュールは、第１の波長を持つ光を反
射させる第１の反射面と、第２の波長を持つ光を反射さ
せる第２の反射面とを備え、その他の波長を持つ光を通
過させることにより、３種の光を出力する。光変調器
は、上記波長合成モジュールから出る３種の光線のいず
れにも垂直に配置される。３個の光変調器は、上記波長
合成モジュールから出力された３種の光の内のそれぞれ
１種の光を入力するとともに、画像信号を入力し、入力
した光の偏光状態を画像信号に応じて変調し、変調され
た光を出力する。上記光変調器は、液晶パネルであり、
入力した光の偏光状態を画像信号に応じて変調する。ま
た、上記液晶パネルは、透過型であり、入力した光を透
過させることにより光変調を行う。波長合成モジュール
は、上記３個の光変調器により変調された３種の光を入
力するとともに、上記波長合成モジュール内のダイクロ
イックフィルタの第１の反射面と同一の平面ないし平行
に配置され、第１の波長を持つ光を反射させる第１の反
射面と、上記波長合成モジュール内のダイクロイックフ
ィルタの第２の反射面と同一の平面ないし平行に配置さ
れ、第２の波長を持つ光を反射させる第２の反射面とを
備え、その他の波長を持つ光を通過させることにより、
３種の光を合成して画像を生成する。また、光路接続モ
ジュールは、上記波長分離モジュールと３個の光変調器
との間及び上記波長合成モジュールと３個の光変調器と
の間にあって、波長合成モジュールから出力された３種
の光に対して４５度に配置され、この光線の方向をほぼ
直角に曲げる反射ミラーを備え、光変調器を介して波長
合成モジュールへ導くように光路を接続する。上記反射
ミラーは、各液晶パネルの両側に配置される。第１の反
射ミラーは、波長分離モジュールから出力される光を液
晶パネルに入力する。第２の反射ミラーは、液晶パネル
から出力される光を波長合成モジュールに入力する。
【０２１８】上記カラー処理部の波長分離モジュールと
波長合成モジュールは、スペーサを介して上下に重ねて
構成することが望ましい。波長分離モジュールと波長合
成モジュールを重ねる場合には、両者を所定の距離だけ
離して構成する。主反射鏡の大きさと投写レンズの大き
さが、波長分離モジュールと波長合成モジュールの大き
さに比べて大きいため、波長分離モジュールと波長合成
モジュールを直接上下に配置した場合には、主反射鏡と
投写レンズがぶつかりあう可能性がある。そこで、波長
分離モジュールと波長合成モジュールの間にスペーサを
設け、両者を離して設置する。
【０２１９】上記第１，第２及びその他の波長を持つ光
は、青，緑又は赤を示す色信号であるとともに、上記液
晶パネルは、色信号に対応して設けられ、青，緑又は赤
を示す色信号を変調する。各色毎の光波長にあわせた専
用の光変調器を用いているので、色合いがもっとも良
く、かつ、色の相互干渉の少ない投射画像を再生する。
しかも明るい投射画像を形成する。
【０２２０】上記波長分離モジュールと波長合成モジュ
ールは、それぞれ個別の板か１個の板の別個の部分を使
った２個ないし１個のクロスダイクロイックミラーから
なる。１個のクロスダイクロイックミラーからなるもの
は、１つの箱体の中に収納されており、１つの波長分離
合成モジュールを形成している。そのため、従来の４枚
のミラーとそれを保持する複数の部品からなる部分の部
品数が減り、これによって、組立調整が容易化される。
箱体の内部には、屈折率がダイクロイックミラーの基板
材料（一般には、ガラス）とほぼ同様の液が封入され、
クロスダイクロイックミラーがこの液に浸され、次の作
用が発揮されている。 （１）板状クロスダイクロイックミラーを空気中で使用
した場合に、２枚のダイクロイックミラーが交差した部
分に、ガラスと空気の屈折率の差によって、起因して発
生するミラーの交差分のすじが画面を汚染する現象を回
避できる。従来は、この継ぎ目を消すために、高価なク
ロスダイクロイックプリズムが使われていた。 （２）屈折率が高い液が封入されているので、箱体の中
の光の傾斜が屈折率分の１だけ低くなるだけでなく、カ
ラー処理部の波長分離モジュールと波長合成モジュール
の実効的光学長が減少し、光学長が長い場合に生じる、
いわゆる光の蹴られがなくなり、伝送効率が向上する。 特に、光の傾斜が低減されることは、多層薄膜利用素子
の性能を向上させ、結果として、装置を顕著にコンパク
ト化する重要な事項であるが、この作用については後述
する。
【０２２１】上記カラー処理部は、従来のクロスダイク
ロイックフィルタを使った装置、例えば、図１２４の装
置で生じる３色間の光路差をなくしている。
【０２２２】図１２４の光源系１のランプから赤色，緑
色，青色の画像合成に至るまでの光路長に赤・青と緑で
差がある。緑の場合は、１００Ｇの光が一直線に投写レ
ンズ５０に向かうのに対して、１００Ｒ，１００Ｂの
赤，青の光は、反射ミラー２６，２４、あるいは、２
３，２５を経て廻り路をして投写レンズ５０に達する。
このようにして、光伝送路に非対称性が生じると、 （１）スクリーンの周辺と中心でホワイトバランスが異
なる。 （２）赤色，緑色，青色の３つの各液晶パネルの相互の
画素単位の精密な位置合わせ（コンバーゼンス）が必要
となる。 等の製造工程の調整時間を多くを必要とする事項が生じ
る。
【０２２３】この発明は、物理的に光路長が違っていて
も、光路に屈折率の高い液を介在させ、光路差をなくす
ことを特徴としている。例えば、赤と青の光路の光路接
続モジュールを屈折率の大きい液で満たし、光路の短い
緑の光路は空気とし、これら３つの光路長を等しくして
いる。
【０２２４】上記第１と第２の反射ミラーの少なくとも
いずれか一方に、液晶パネルに用いる偏光子を備えたこ
とにより、反射ミラーが、偏光子の冷却媒体として作用
する。また、上記反射ミラーは、各液晶パネルに対して
４５度に配置されているので、偏光子の面積を大きくす
ることができ、放熱効果が高まる。また、上記反射ミラ
ーを液に浸しておけば、更に、放熱効果が高まる。
【０２２５】液を充填された波長分離モジュール及び波
長合成モジュール内に、偏光子を有する偏光膜を設置す
れば上記と同様の効果が得られる。
【０２２６】この発明の画像生成装置は、カラー処理部
の前後に、以下の構成の偏光分離モジュールと偏光合成
モジュールと白黒用の光変調器からなる偏光処理部を備
えている場合がある。偏光分離モジュールは、光を入力
して偏光方向が異なる第１の光線（例えば、Ｐ波）と第
２の光線（例えば、Ｓ波）に分離して、第１の光線（Ｐ
波）を上記波長分離モジュールに出力する。上記第１の
光線は、波長分離モジュールに入力される。また第２の
光線は、黒白用の光変調器を有する光路接続モジュール
に出力される。この黒白用変調器は、出力された第２の
白色光線にほぼ垂直に配置され、第２の白色光線を入力
するとともに、画像信号の内黒白成分を入力し、入力し
た光の偏光状態を画像信号に応じて変調し、変調された
光を出力する。偏光合成モジュールは、上記第１と第２
の２種の光線を入力し、これらを合成して１つの画像を
生成する。光路接続モジュールは、上記第２の光線の光
路上で偏光分離モジュールと偏光合成モジュールとの間
にあって、偏光分離モジュールから出力された光を光変
調器を介して、偏光合成モジュールへ導くように第２の
光路を接続する。光接続モジュールの代わりに、偏光分
離モジュールの上記第２の光線の出口に、光線に直角に
接続された反射ミラーを設け、光源系から偏光分離モジ
ュールへの入射光を光源系に返すこともある。
【０２２７】上記偏光分離モジュールと偏光合成モジュ
ールは、それぞれ個別か、１個の板の別個の部分を使っ
た２個ないし１個の偏光ビームスプリッターからなる。
後者は、１つの箱体の中に収納されており、１つの偏光
ビームスプリッターモジュールを形成している。そのた
め、従来の２枚のミラーとそれを保持する複数の部品か
らなる部分の部品数が減る。場合によっては、上記カラ
ー処理部と一体化されて１つのモジュールとされる。こ
れによって、組立調整が顕著に容易化される。箱体の内
部には、屈折率が偏光ビームスプリッターの基板材料
（一般には、ガラス）とほぼ同様の液が封入され、偏光
ビームスプリッターがこの液に浸され、次の作用が発揮
されている。 （ａ）入射光の傾斜が屈折率分の１になる 光の傾斜が低減されることは、多層薄膜利用素子の性能
を向上させ、結果として、装置を顕著にコンパクト化す
る重要な事項であるが、この作用については後述する。 （ｂ）光路長が屈折率分の１になる 偏光分離モジュール、偏光合成モジュールや波長分離モ
ジュール、波長合成モジュールの実効的な光路長が減少
し、いわゆる光の蹴られがなくなり、伝送効率が向上す
る。図１６０は、短い光路Ａでは、光線Ａまでが伝送さ
れていたのが、長い光路Ｂでは光線Ｂ以下の傾斜を持つ
光線だけが伝送され、光線Ａも含めて光線Ｂ以上の傾斜
を持つ光線が蹴られることになる。換言すれば光線Ａま
で救おうとすれば、光路長の短い光路よりも大きな光路
径が要求されることになる。
【０２２８】上記偏光処理部の光の入口、また、偏光処
理部がない場合には、カラー処理部内の波長分離モジュ
ールの光の入口に、円錐状の光束をほぼ円筒状の光束に
変えるレンズが設置されている。
【０２２９】既述したように、光源からくる光の傾きの
分散値は、例えば、その中心光がコリメーターレンズに
よって平行光線とされても、光源に有限の長さがあるの
で、必ずしも平行でなく、その傾きには有限の分散があ
る。この分散値は、光源の長さに比例し主反射鏡の直径
とそのアスペクト比に反比例する。この分散は、光源系
の設計や光源ランプの種類によって異なる。例えば、既
存のアーク長５ｍｍ・交流放電のメタルハライドランプ
を使用し、８ｃｍ径の放物面ミラーから平行光線を３イ
ンチ（７．６ｃｍ）ないし３．３インチ（８．４ｃｍ）
の実効径の液晶パネル、ダイクロイックミラー照射し
て、ほぼ満足な動作が得られている。しかしながら、光
源系を出た平行の光線束をコンデンサレンズで集束し、
これをコリメーターレンズで主反射鏡の直径Ｄｍより小
さい平行光線束に変換すると、光線束内の光線の傾斜の
分散は増加し、光学部品の満足な動作が得られなくな
る。例えば、ダイクロイックミラーや偏光ビームスプリ
ッターをそのまま空気中において使用する方法では、光
路の実効径を上記の３インチから２インチに下げると、
光の分離・合成性能は、いわば２分に１に低下する。こ
の課題を解決するために、本発明の装置では、波長分離
モジュール、波長合成モジュール、偏光分離モジュー
ル、偏光合成モジュールを屈折率の高い溶液に浸してい
る。光が溶液を充填した偏光分離モジュールや波長分離
モジュールに入射すると、その傾きが屈折率分の１だけ
低下する。そのため、これらの偏光処理部とカラー処理
部における光路の径を屈折率分の１まで小さくできるこ
とになる。溶液の屈折率を１．５とすると、光源系の出
口における３インチの径をコンデンサレンズとコリメー
ターレンズによって２インチまで下げても性能は維持で
きることになる。
【０２３０】既に述べたように、適当な処置が施された
ＴＮ型液晶パネルの入射光の傾きに対する許容値は、ダ
イクロイックミラーや偏光ビームスプリッターなどの薄
膜利用素子に比較すると、２〜３倍程度と高い。例え
ば、薄膜利用素子の許容値が±４度であるのに対して、
液晶パネルは±１２度程度である。しかしながら、液晶
の場合には、すでに屈折率の大きい液晶の中で生じる現
象であるから、液晶パネルを薄膜利用素子のように液に
浸しても効果がない。即ち、分散に対する許容値は、屈
折率が１．５の溶液中のダイクロイックミラーや偏光ビ
ームスプリッターの２（３／１．５）倍程度しかない。
従って、現在実用化されている設計値を参照すれば、液
晶に光を集束する場合、集束した光路の実効径、即ち、
液晶パネルのサイズは３インチの半分の１．５インチ程
度以下には小さくできないことになる。言い換えれば、
適当なリレーレンズを設置し、光束を絞って１．５イン
チ以下の液晶パネルを照射すれば、コントラストが低下
することになる。残された手段は照明器を改良すること
である。
【０２３１】この発明の照明器は、光を放射する光源と
光を反射する主反射鏡を備えている。上記主反射鏡は、
回転放物面鏡であり、上記光源は、回転放物面鏡の略焦
点位置に設けられたことにより、円筒状の平行な光線束
を発生する。照明器に備えられた集光レンズは、主反射
鏡からの光を集光して円錐状の光線束を発生させる。
【０２３２】この発明の照明器は、光を放射する光源と
光を反射する主反射鏡を備えている。上記主反射鏡は、
回転楕円体鏡であり、上記光源は、回転楕円体鏡の一方
の略焦点位置に設けられたことにより、円錐状の光線束
を発生させる。
【０２３３】上記の各種照明器からでる円錐状の光束
を、コリメーターレンズによって、円筒状の平行光束に
変換した時の光線の傾斜の分散は、主反射鏡のアスペク
ト比に反比例するため、主反射鏡のアスペクト比は、２
以上と大きくなっている。例えば、アスペクト比を４と
大きくとると、入射光の分散が約半分になるので液晶パ
ネルのサイズは０．７５インチと小さくできることにな
る。
【０２３４】複反射鏡のない主反射鏡の場合、アスペク
ト比が大きいと、多くの反射されない光が生じるが、上
記照明器に備えられた補助反射鏡は、これらを上記主反
射鏡へ戻す。上記補助反射鏡は、上記光源を略中心とす
る球面状の反射鏡である。この形状により、光源の出射
光を無駄なく、主反射鏡に反射する。
【０２３５】あるいは、また、上記補助反射鏡は、主反
射鏡の軸上に光源に接近して設けられた球面ミラーであ
るので、平行光を妨げない。
【０２３６】あるいは、また、上記補助反射鏡は、リン
グ型をしている。リング型の中心部を光源から液晶パネ
ルへの出射光が通過するので、光を妨げない。
【０２３７】また、複数備えられた補助反射鏡は、単一
の補助反射鏡で戻しきれない光を主反射鏡に戻す。
【０２３８】光源系に関するもう１つの改善策は、最近
発売された直流励起のメタルハライドランプを使用する
ことである。直流励起の場合は、一方の電極の先端にあ
る陰極に高輝度の点が集中して分布するようになる。従
って、この陰極点を回転放物面の焦点近傍に置けば、光
線の傾斜の分散が低くなる。ちなみに従来の交流励起の
メタルハライドランプでは、陰極が交互に変わるので、
両電極の先端が最高の輝度の点となり、分散が大きくな
るのである。
【０２３９】液晶パネルへの入射光に傾斜があると、液
晶封入のためのガラス板のＴＦＴが塗布されている側と
反対側の面から反射した光がＴＦＴを励起し、有害な暗
電流が発生し、コントラストが低下する。この現象を防
止するために、反射防止膜を蒸着ないし塗布する方法が
ある。しかし、一般の液晶パネルに対してこの処理を施
すのは、特殊処理となり、高価になる。
【０２４０】液晶パネルを液晶を封じているガラスとほ
ぼ同じ屈折率の液に浸すと、このガラスでの反射は消滅
する。変わって、液を封じている板の反射が問題になる
が、この板の適当な部分に反射防止膜を蒸着すると有害
な反射は消滅できる。一般に、複雑な製造行程を通る液
晶パネルのガラスに蒸着処理を施すよりは、一般の板に
蒸着処理を施す方が容易である。
【０２４１】この発明の画像生成装置は、所定の縦横比
を有する液晶パネルを有する。画像信号変換手段は、画
像信号を入力し、上記画像信号を上記液晶パネルの縦横
比と同一の縦横比を持つ画像信号に変換する。画像生成
手段は、上記画像信号変換手段により変換された画像信
号を液晶パネルに入力し、液晶パネルにより画像を生成
する。画像変換手段は、上記画像の縦横比を所望の縦横
比に変換する。従って、上記液晶パネルの縦横比は、画
像の縦横比に依存しない。
【０２４２】上記画像変換手段は、レンズを備え、レン
ズにより、画像を少なくとも縦方向と横方向のいずれか
に拡大する。
【０２４３】上記画像変換手段は、シリンドリカルレン
ズにより、画像を少なくとも縦方向と横方向のいずれか
に拡大する。
【０２４４】上記レンズは、着脱可能に取り付けられて
いることにより、選択的に使用できる。
【０２４５】上記レンズを複数種類備え、切り替えて使
用することにより、変換する縦横比が複数選択可能とな
る。
【０２４６】上記液晶パネルは、液晶パネルの製造プロ
セス、あるいは、液晶パネルに照射される光線の断面形
状に基づいて決定された縦横比を有する。即ち、液晶パ
ネル用に画像信号の縦横比に依存しない形状を採用で
き、無駄のない液晶パネルの製造ができる。また、光線
を有効利用できる。
【０２４７】この発明の画像生成方法においては、有効
利用されない光を補助反射鏡により、主反射鏡に反射す
る。照明器からの光は、レンズにより変形され、液晶パ
ネルに効率よく照射される。
【０２４８】この発明の画像生成方法においては、照明
器により放射された光を第１のクロスダイクロイックフ
ィルタに入力し、赤，緑，青の光に分配して出力する。
分配して出力された赤，緑，青の光は、上記照明器との
光路長がそれぞれ同一となるように反射されて、個別の
液晶パネルに入力される。各液晶パネルに入力された
赤，緑，青の光は、液晶パネルで変調して出力される。
変調された赤，緑，青の光は、反射されて、それぞれ第
２のクロスダイクロイックフィルタに入力され、画像と
して合成される。
【０２４９】この発明の画像生成方法においては、照明
器により集束する光を放射させ、上記光を赤，緑，青の
光に分配する。上記光の集束する位置近傍において、そ
れぞれ個別の液晶パネルに分配された赤，緑，青の光を
入力し、入力した赤，緑，青の光を変調する。上記各液
晶パネルで変調された赤，緑，青の光を合成して画像を
生成する。
【０２５０】この発明の画像生成装置は、低解像度の液
晶パネルを２枚用いることにより、高解像度の画像を生
成する。例えば、第１と第２の緑用の液晶パネルを画面
の縦方向へ半画素ずらして配置することにより、事実上
縦方向に２倍の解像度を持つ画像を実現する。緑用に対
して２つの液晶パネルを用いる場合においても、画像生
成装置がインタレース用の画像信号を用いて動作する場
合には、第１フィールドの画像信号を第１の緑用の液晶
パネルに入力し、第２フィールドの画像信号を第２の緑
用の液晶パネルに入力させることにより特別な回路を必
要とせず、前述したような高画質な画像を生成すること
ができる。また、液晶パネルのサイズも赤用，青用，緑
用の４つの液晶パネルに対して同一のサイズ及び同一の
解像度のものを用いることができる。液晶パネルのサイ
ズが異なる場合には、倍率を合わせるためのレンズを必
要とするが、このように４つの液晶パネルが全て同じサ
イズであるため、倍率あわせのためのレンズがいらな
い。
【０２５１】また、この発明の画像生成装置においては
同じ波長の光（緑色）の光を合成する手段として、偏光
ビームスプリッターを使用している。同じ波長の光を合
成するにはダイクロイックミラーを用いることはできな
いが、偏光ビームスプリッターを用いることにより同じ
波長の光を合成することが可能になる。
【０２５２】あるいは、偏光ビームスプリッターの代わ
りに、ハーフミラーを用いても構わない。ハーフミラー
を用いることにより、光の透過率が妨げられ、光の利用
効率は５０％になってしまうが、緑用の光の明るさは２
倍になっているので、ハーフミラーを用いた場合でも、
他の色に比べて明るさが劣ることはない。
【０２５３】また、この発明の光混合器は十字上に交差
したクロスダイクロイックフィルタに対して、斜めの方
向に偏光ビームスプリッターを設けたものである。即
ち、１つの立方体の中にＲＧＢの３色を混合する機能
と、Ｐ波とＳ波を混合する機能を合わせ持つものであ
る。このように、３色の混合とＰ波とＳ波の混合を同一
部品により行うことにより、３色の光路長及びＰ波、Ｓ
波の光路長が等しくできる。また、部品点数が少なくな
り、画像生成装置自身をコンパクトに製造できる。前述
したような、第１と第２の緑用の液晶パネルを用いる場
合には、第１と第２の緑用の液晶パネルと、青用の液晶
パネルと赤用の液晶パネルの４種類の液晶パネルからの
光を混合しなければならないが、この発明の光混合器を
用いることにより、光路長をいずれも等しくしたまま
で、これら４種類の光を混合することが可能になる。
【０２５４】また、この発明のダイクロイックフィルタ
は、２つのダイクロイックミラーを十字状に交差させる
のではなく、互いの対角線上で交差したダイクロイック
ミラーを備えているものである。このように、対角線で
交差させることにより、入射した光を３次元方向に分離
することができる。
【０２５５】また、この発明の画像生成装置は、前述し
たように、対角線で交差したダイクロイックフィルタを
３次元方向にずらして配置することにより、カラー処理
部を構成したものであり、従来から知られている並面的
に配置する場合、あるいは、２階建てに配置する場合に
比べて、光路の設定、あるいは、各部品の配置において
柔軟性のある構成をとることができる。
【０２５６】また、この発明においては、偏光分離モジ
ュール、ないし、波長分離モジュールの入口のレンズの
焦点距離を、半径方向の内側で短く、半径方向の外側で
長くした二焦点レンズとし、内側のレンズの焦点を主反
射鏡の焦点と一致させる。単一焦点のレンズの場合、主
反射鏡の焦点から放射された光線が偏光分離モジュー
ル、ないし、波長分離モジュールの入口のレンズに入射
されると平行光線となる。しかし、焦点近傍から放射さ
れた光線の中で、焦点から放射された光線がレンズと接
する点よりレンズの外側に入射される光線は平行光線と
ならず、外側に出て蹴られる。上記の二焦点レンズを使
うとこれを防ぐことができる。
【０２５７】また、この発明においては、輝度用の液晶
パネルがカラー用の液晶パネルよりも大きなサイズを有
している場合でも、リレーレンズを備えているので、輝
度用の液晶パネルとカラー用の液晶パネルから出力され
た画像のサイズを一致させることができる。
【０２５８】また、上記リレーレンズを偏光合成モジュ
ールと輝度用の液晶パネルとの間に設けることにより、
リレーレンズは、輝度用の液晶パネルから出力された画
像のサイズを縮小する。
【０２５９】また、上記リレーレンズを偏光合成モジュ
ールと波長合成モジュールとの間に設けることにより、
リレーレンズは、カラー用の液晶パネルから出力された
画像のサイズを拡大する。
【０２６０】また、リレーレンズを第１〜第３のカラー
用の液晶パネルと波長合成モジュールの間にそれぞれ備
えることにより、カラー用の液晶パネルから出力された
画像のサイズを波長合成モジュールに入力する前に拡大
する。
【０２６１】また、リレーレンズが投写レンズより手前
に画像を結像することにより、スクリーンに大型の画像
を投写することができる。
【０２６２】また、第４の液晶パネルと結像位置を偏光
合成モジュールの側面に設けることにより、投写レンズ
から最も近い位置に第４の液晶パネルと結像位置を設け
ることができる。
【０２６３】また、複数のリレーレンズが共通の焦点を
持って配置されることにより、光の分散を防止し、光の
有効利用が図れる。
【０２６４】また、この発明における画像生成装置は、
リレーレンズにより投写レンズの手前に画像を結像させ
ることにより、第１〜第３の光変調器を投写レンズに接
近させて配置する必要がなくなる。このため、クロスダ
イクロイックミラーを用いる変わりに、安価で性能の良
い個別のダイクロイックミラーを用いることが可能にな
る。
【０２６５】また、波長分離モジュールと波長合成モジ
ュールを同一モジュールにより構成することにより、部
品点数を削減する。
【０２６６】また、屈折率が空気より大きい液にダイク
ロイックミラーを浸すことにより、リレーレンズの実質
的な焦点距離を変更することができ、画像の結像位置を
調整することができる。
【０２６７】また、複数のリレーレンズが共通の焦点を
持つことにより、光の分散を防ぎ、光の有効利用が図れ
る。
【０２６８】また、偏光処理部を備え、偏光処理部の偏
光合成モジュールの側面に第４の光変調器と結像位置を
設けることにより、第４の変調器と結像位置を投写レン
ズから等距離で、しかも最も近い位置に置くことができ
る。
【０２６９】また、リレーレンズを用いることにより、
第１〜第３の光変調器から出力される画像のサイズを第
４の光変調器から出力される画像のサイズに一致させる
ことができる。
【０２７０】また、画像生成装置をＵ字状に折り曲げる
ことにより、小型の画像生成装置を得ることができる。
【０２７１】また、この発明における画像生成装置は、
偏光分離モジュールと第４の光変調器と偏光合成モジュ
ールが直列に配置され、第２の光線が直進できる。第４
の光変調器は、輝度用の液晶パネルとして用いられ、カ
ラー用の液晶パネルに比べて、高解像度のものを用いる
ため、光軸のアライメントを取りやすくするため、直列
方向へ配置する。
【０２７２】また、この発明においては、光変調器とク
ロスダイクロイックミラーの間に偏光膜と１／４波長板
を備えることにより、クロスダイクロイックミラーによ
り反射することができなかった光が、光変調器の裏側か
ら照射されることを防止する。１／４波長板を２度通過
した光を、偏光方向が直交する方向に変化させ、偏光膜
により遮断する。
【０２７３】また、この発明においては、予めクロスダ
イクロイックミラーの反射特性に依存した帯域特性を持
つフィルタを備えているので、クロスダイクロイックミ
ラーに入射する光は、クロスダイクロイックミラーによ
り反射され、クロスダイクロイックミラーから漏れる光
がないようにする。
【０２７４】また、この発明における画像生成装置は、
偏光分離手段により光をＰ波とＳ波に分離し、波長分離
手段によりＰ波及びＳ波をそれぞれ２色の光に分離す
る。Ｐ波から分離された２色の光に対して第１と第２の
光変調器を割り当て、Ｓ波から分離された２色の光に対
して第３と第４の光変調器を割り当てる。第１と第２の
光変調器から出力された２色の光は、第１の波長合成手
段により合成され、第３と第４の光変調器から出力され
た２色の光は、第２の波長合成手段により合成される。
最後に、偏光合成手段によりＰ波とＳ波が合成され、画
像を生成する。
【０２７５】また、この発明においては、第１と第２の
波長合成手段は、それぞれ１つのダイクロイックミラー
により合成されているため、第１〜第４の光変調器と投
写レンズの間の各光路には、１つの偏光ビームスプリッ
ターと１つのダイクロイックミラーがそれぞれ存在する
ことになる。従って、投写レンズと第１〜第４の光変調
器の距離を短くすることができる。
【０２７６】また、この発明においては、第１と第３の
光変調器は、それぞれ第１の色の光、即ち、同一色の光
を変調するので、互いに位置をずらすことにより高解像
度の画像を得る。
【０２７７】
【実施例】
実施例１． 実施例１−１．この実施例において、透過型液晶パネル
は、ツイスト角度９０度のＴＮ型液晶として説明する。
図１は、この発明の画像生成装置の構造図である。ここ
では、画像生成装置の一例として、図１に示すような３
板式の液晶プロジェクタについて説明する。図２は、赤
色光反射ダイクロイックミラー４０ａの反射率の波長依
存性を示す図である。図３は、青色光反射ダイクロイッ
クミラー４０ｂの反射率の波長依存性を示す図である。
図４は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。図５は、
図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。図６は、図１にお
けるＣ−Ｃ線断面図である。
【０２７８】図１〜図６を用いて、画像生成装置の動作
について説明する。図示しない光源系（この実施例の光
源系となる照明器については、後の実施例において説明
する）から出射された白色の出射光１００は、クロスダ
イクロイックミラー４０を照射する。クロスダイクロイ
ックミラー４０は、図７に示すように、赤色光反射面４
０ｒを持った赤色光反射ダイクロイックミラー４０ａ
と、青色光反射面４０ｓを持った青色光反射ダイクロイ
ックミラー４０ｂの反射面４０ｒと４０ｓを直交させ、
十字に組み合わせたものである。クロスダイクロイック
ミラーは、薄膜を塗布された２つの面が交差線上で切れ
目なく連続している。赤色光反射ダイクロイックミラー
４０ａの反射率の波長依存性を図２に示す。また、青色
光反射ダイクロイックミラー４０ｂの反射率の波長依存
性を図３に示す。光源系からの出射光１００は、クロス
ダイクロイックミラー４０により、赤色光１００Ｒ，緑
色光１００Ｇ，青色光１００Ｂに分光される。分光され
た赤色光１００Ｒは、反射ミラー２４で反射されて、赤
色用液晶パネル（Ｒ−ＬＣＤ）を通過する。液晶パネル
（Ｒ−ＬＣＤ）には、画像信号が入力されている。通過
した赤色光１００Ｒは、画像信号に応じて光の強弱の制
御、つまり光変調をうける。この光変調を受けた光は、
反射ミラー２７で反射されて、クロスダイクロイックミ
ラー４１に入射する。クロスダイクロイックミラー４１
も図７に示す構造を持っている。
【０２７９】また、分光された緑色光１００Ｇは、反射
ミラー２６で反射されて、緑色用液晶パネル（Ｇ−ＬＣ
Ｄ）を通過する。液晶パネル（Ｇ−ＬＣＤ）には画像信
号が入力されている。通過した緑色光１００Ｇは、画像
信号に応じて光の強弱の制御、つまり光変調をうける。
この光変調を受けた光は、反射ミラー２９で反射され
て、クロスダイクロイックミラー４１に入射する。
【０２８０】同様に、分光された青色光１００Ｂは反射
ミラー２５、青色用液晶パネル（Ｂ−ＬＣＤ）、反射ミ
ラー２８を経て、クロスダイクロイックミラー４１に入
射する。入射した赤色光１００Ｒ，緑色光１００Ｇ，青
色光１００Ｂは、クロスダイクロイックミラー４１によ
り合成され、画像を生成する。
【０２８１】また、図８の反射ミラー２６に示すよう
に、反射ミラー２４，２５，２６，２７，２８，２９に
は偏光膜ＦＬが備えられており、液晶パネルＲ−ＬＣ
Ｄ，Ｇ−ＬＣＤ，Ｂ−ＬＣＤに対する偏光子として機能
する。
【０２８２】次に、図４と図９を用いてこの実施例の光
学系について説明する。主反射鏡１１の直径をＤｍと
し、投写レンズ５０の直径をＤｚとした場合、直径Ｄｍ
及びＤｚは、クロスダイクロイックミラー４０，４１の
サイズ及び液晶パネルのサイズよりも大きい。このよう
に、主反射鏡１１のサイズ及び投写レンズ５０のサイズ
が大きいため、図４に示すように、液晶プロジェクタに
対して高さＨ１を持つスペーサを設けている。このスペ
ーサの高さＨ１は、主反射鏡１１と投写レンズ５０が構
造的に液晶プロジェクタの筐体内に収まるように設定さ
れる。また、入射用の光路と出射用の光路が、互いに干
渉しないように高さＨ１が設定される。各種液晶パネル
は、スペーサの高さＨ１の中央に配置される。従って、
光源から各液晶パネルまでの光路長は等しい。また、各
液晶パネルから投写レンズまでの光路長も等しい。ま
た、各液晶パネルは、光源から投写レンズまでの光路の
中央に設けられている。
【０２８３】図９は、図４に示したような構造を取る場
合の光学系を示す図である。主反射鏡から放射された出
射光１００は、液晶パネル３１に集束するように円錐状
の光束を形成する。出射光１００は、クロスダイクロイ
ックミラー４０を経由して、液晶パネル３１に入射され
る。液晶パネル３１により変調された光は、円錐状の広
がりを持って出射される。この光は、クロスダイクロイ
ックミラー４１を経由して投写レンズ５０に出射され
る。このように、この実施例の特徴は、円錐状の光束を
発生させ、光束を液晶パネルに集中させている点であ
る。円錐状の光束を液晶パネルに照射させることによ
り、光の有効利用が図れる。また、主反射鏡のサイズと
投写レンズのサイズがクロスダイクロイックミラー４
０，４１と液晶パネル３０，３１，３２のサイズに比べ
て、大きいという構造上の差を克服することができる。
【０２８４】光変調器として用いられる液晶パネルの
内、緑色用液晶パネルの画素サイズを、他の２色の液晶
パネルの画素サイズよりも精細にしている。また、緑色
映像信号の帯域をより広くしている。その根拠を以下に
述べる。人間の目には、輝度に対しては解像度が高く、
色に対しては解像度が輝度に比較して低いという視覚特
性がある。その視覚特性を利用して、美しい画像を得る
液晶プロジェクタとして、以下の２つの例がある。第１
の例として、光変調手段を、輝度信号光変調手段と色信
号光変調手段とから構成する方法である（このプロジェ
クタ装置については、特願平６−８９３５４号として平
成６年４月２７日付けで本願発明と同一出願人により特
許出願済である）。第２の例として、入力される映像信
号の緑色の色信号に基づいて、前記光分光手段からの緑
色の光を変調する緑色の色信号光変調手段と、入力され
る映像信号の赤色及び青色の色信号に基づいて、前記光
分光手段からの赤色及び青色の光を変調する赤色及び青
色の各色毎の色信号光変調手段とから、光変調手段を構
成する方法がある。更に、このプロジェクタ装置は、赤
色及び青色の各色毎の前記色信号光変調手段の画素サイ
ズの大きさが、前記緑色の色信号光変調手段の画素のサ
イズの大きさよりも大きく、前記緑色の色信号の周波数
帯域幅が、前記赤色及び青色の色信号のいずれの色信号
の周波数帯域幅より広いことを特徴としている（特願平
６−２９８４６２号として平成６年１２月１日付けで本
願発明と同一出願人により特許出願済である）。
【０２８５】本実施例においては、緑色の色信号光変調
手段の画像のサイズを赤色及び青色の各色毎の色信号変
調手段の画素サイズよりも小さくする構成をとってい
る。即ち、緑色の液晶パネルの解像度が他の２色の液晶
パネルの解像度よりも高い。また、緑色の色信号の周波
数帯域幅が、赤色及び青色の色信号の周波数帯域幅より
も広い。このように、緑色を選択したのは、人間の目は
赤色や青色に比べて緑色の情報に敏感であるという特性
があるからである。
【０２８６】また、３色すべてを高解像度にしなくとも
よい理由を以下に述べる。人間の視覚特性から、赤色，
緑色，青色の３色全部を高解像度で表現しても色信号に
ついては過剰性能となり識別できない。このことから、
赤色，緑色，青色すべてについて、高解像度で表現する
必要はない。少なくとも色信号のいずれか１つに、高精
細な画像情報が盛り込まれていれば、人間が目で見て充
分に美しい画像が得られる。使用する液晶パネルも、高
解像度の液晶パネルは、高精細な画像情報に対応する一
枚のみでよく、他の色用は、低解像度の液晶パネルの使
用が可能である。液晶パネルの高解像度化は、パネル製
造歩留まりの低下によるコストの上昇、パネル開口率の
低下による映像の明るさ低下等の要因でもある。従っ
て、解像度の高いパネルの使用を必要最小限に押さえ、
解像度の低いパネルを用いて信号帯域に合致した装置を
構成できるこの方式は、低価格で実用的なプロジェクタ
が得られる方式である。また、３色の色信号すべての高
解像度で表現する場合に比べて画質を悪く感じさせず
に、画像信号の情報量を少なくすることができる。ま
た、液晶パネルのサイズが小さくなればなるほど、それ
に比例して画像生成装置全体のサイズも小さくコンパク
トにできるという効果がある。このように、液晶パネル
が同一の性能を持つ必要がないことから、以下のような
液晶パネルの選択方法が考えられる。この液晶パネルの
選択方法は、「段階的検査基準による液晶パネルの選択
方法」である。この段階的検査基準とは、緑，赤，青の
順に液晶パネルの検査基準が低くなるように検査基準を
設定したものである。具体的には、製造工程における歩
留まりの限界線を緑，赤，青の順に厳しく定めるもので
ある。即ち、液晶パネルの製造工程で、製造工程におけ
る歩留まりの限界線を緑用の液晶パネルで最も厳しく定
め、上記製造工程で緑用の液晶パネルを選択し、赤用の
液晶パネルの製造工程における歩留まりの限界線を緑用
の液晶パネルより低めに設定して赤用の液晶パネルを選
択し、青用の液晶パネルを最低の歩留まり限界線で選択
する。実際に、液晶パネルが製造され、その液晶パネル
を検査する工程においては、まず、一番基準の低い青用
の液晶パネルの検査基準をパスするかしないかにより、
液晶パネルを選別する。青用の液晶パネルの検査基準を
満足しないものは、障害がある液晶パネルであるとし
て、以後使用されない。次に、赤用の液晶パネルの検査
基準をパスするかしないかにより、液晶パネルを選別す
る。赤用の液晶パネルの検査基準を満足しないものは、
青用の液晶パネルとして使用する。次に、緑用の液晶パ
ネルの検査基準をパスするかしないかにより、液晶パネ
ルを選別する。緑用の液晶パネルの検査基準を満足しな
いものは、赤用の液晶パネルとして使用することができ
る。緑用の液晶パネルの検査基準をパスしたものは、緑
用の液晶パネルとして使用する。この歩留まりの限界線
の高低は、前述したように、人間の視覚特性に基づいて
定めればよい。
【０２８７】この実施例の画像生成装置においては、光
分配用の赤色光反射ダイクロイックミラーと、光合成用
の赤色光反射ダイクロイックミラーを同一平面に配置し
ている。更に、光分配用の青色光反射ダイクロイックミ
ラーと、光合成用の青色光反射ダイクロイックミラーを
同一平面に配置したことにより、コンパクトな構造を可
能にしている。
【０２８８】また、上記赤色光反射ダイクロイックミラ
ーと青色光反射ダイクロイックミラーの両方に垂直に各
液晶パネルを配置したことも、コンパクトな構造を可能
にした大きな要因となっている。
【０２８９】また、各液晶パネルをクロスダイクロイッ
クミラーを中心にして、クロスダイクロイックミラーに
垂直な同一平面上に配置したので、各液晶パネルの光源
からの光路長が等しくなる。更に、従来の光学系の構成
と比較して、ランプからの光路長の短縮化が図れること
から液晶パネルに入射する光量が増加する。それによ
り、明るい画像が得られる。また、各液晶パネルから光
信号を合成する位置（クロスダイクロイックミラーのミ
ラー面）までの光路長も等しくなる。これにより、ピン
トの合った美しい画像を得ることができる。
【０２９０】また、クロスダイクロイックミラーと３枚
の液晶パネルを囲む６枚の反射ミラーで光路を形成し、
６枚の反射ミラー２４〜２９に偏光膜ＦＬを設けたこと
により、液晶パネルに偏光子を併設する必要を排除し
た。前述したように、偏光子は、液晶パネルよりも耐熱
性が悪い。この実施例のように、反射ミラー２４〜２９
上に偏光膜ＦＬを設けたことにより、反射ミラーを放熱
媒体として利用することができ、偏光膜の耐熱性の悪さ
をカバーできるという利点が得られる。また、各反射ミ
ラーと各液晶パネルは、４５度の角度をもって設置され
ているので、偏光膜を反射ミラーに設けたことにより、
偏光膜を液晶パネルに設ける場合に比べて偏光膜の一辺
のサイズを１．４倍にすることができる。従って、放熱
効果が更に高まる。更に、図８に示すように、光が偏光
膜ＦＬを通過して反射ミラーの表面から反射ミラーに入
り、反射ミラーの裏面で反射されて再び反射ミラーの表
面の偏光膜を通過して出てゆくことになり、反射ミラー
に入る時と出る時の２度にわたって偏光膜を通過するの
で、１度通過する場合と比較して、２倍の偏光効果が得
られる。即ち、偏光膜の厚さを１／２に薄くすることが
できる。一般に、偏光子は、薄いほど偏光性能が良いの
で、この点も本実施例の長所となる。
【０２９１】また、熱による偏光子の劣化を軽減するの
で、部品の寿命を長くすることができる。更に、また、
赤色用，青色用に解像度の低い液晶パネルを用いるの
で、実用的で低価格な画像生成装置を実現できる。ま
た、従来から存在した偏光板が熱を持つので、光源の強
さをあまり強く出来ないという欠点をなくすことができ
る。その結果、明るい映像を得る液晶プロジェクタが実
現できる。その液晶プロジェクタは、従来のように、室
内の照明をおとしたりすることなく、明るい照明の下で
も利用可能である。
【０２９２】また、この実施例においては、図７に示す
ように、切れ目のないクロスダイクロイックミラーを用
いているので、液晶パネルと光合成用のクロスダイクロ
イックミラーの距離が近くなった場合でも、従来のよう
に、クロスダイクロイックミラーの継ぎ目がスクリーン
に写し出されるという欠点がない。
【０２９３】また、この実施例によれば、高さＨ１のス
ペーサを設けているので、照射器の主反射鏡のサイズが
大きい場合、あるいは、投写レンズの直径が大きな場合
であっても、矛盾なく各構成部品を配置することが可能
となる。
【０２９４】なお、従来からクロスダイクロイックミラ
ーを２段重ねにして、液晶プロジェクタを構成する場合
が存在しているが、この実施例における液晶プロジェク
タは、この液晶プロジェクタに光が入射してから出力さ
れるまで、赤，緑，青の光路長が等しく、かつ、赤，
緑，青の液晶パネルが各光路の中心に位置する構造を持
つ点で、従来の液晶プロジェクタと大きく異なってい
る。このように、この実施例における液晶プロジェクタ
は、理想的な光路を達成するために、クロスダイクロイ
ックミラーの配置及び液晶パネルの配置を考えたもので
ある。特に、液晶パネルを全体光路の中心に位置する構
造を持つ光学系を提供している点が大きな特徴である。
【０２９５】実施例１−２．図１０は、この発明の他の
実施例の画像生成装置の構造図である。この実施例の画
像生成装置は、図１０に示すように、偏光ビームスプリ
ッター（ＰＢＳ）４７を備えている。ＰＢＳ４７を偏光
子として使用するので、反射ミラー２４，２５，２６，
２７，２８，２９には、偏光膜は備えられていない。ま
た、ＰＢＳ４７を備えているので、主反射鏡から出射さ
れた出射光１００を入力する方向と、この液晶プロジェ
クタから出力される光５００の方向とを異なる方向とす
ることができるので、図１に示したような高さＨ１のス
ペーサが設けられていない。なお、この実施例において
も、図１に示したように、高さＨ１のスペーサを設ける
ようにしても構わない。他の構成要素については、図１
に示した画像生成装置と同様であるので、説明は省略す
る。
【０２９６】この実施例では、偏光子として偏光ビーム
スプリッター（ＰＢＳ）４７を用いている。偏光ビーム
スプリッターは、自然光である白色光を、偏光方向が互
いに直交する２つの白色光Ｐ波とＳ波に偏光分離する。
偏光分離される光は、ほぼ人間の可視光の光波長の４０
０ｎｍから７００ｎｍの波長の光である。一方、従来の
偏光子を用いるプロジェクタでは、熱による偏光子の劣
化という問題点があった。また、出射光が偏光子により
吸収されるため、液晶パネルに有効に照射されないとい
う問題点もあった。この実施例では、偏光ビームスプリ
ッターを用いたので、上記の問題点が解消できる。即
ち、光源からの出射光を前もって直交した偏光光に処理
した上で偏光子のない光学系による、光吸収の少ない光
学系を構成できるという効果がある。更に、画像生成装
置をコンパクトに構成できるという効果がある。
【０２９７】なお、この実施例に使用している偏光ビー
ムスプリッターは、図に示すように、１つの部品であ
り、光分配器と光合成器を兼ねている。これにより、画
像生成装置を構成する部品数を少なくすることができ
る。
【０２９８】図１１は、この実施例における液晶プロジ
ェクタの光学系を示す図である。偏光ビームスプリッタ
ー（ＰＢＳ）４７のサイズを、クロスダイクロイックミ
ラー４０，４１のサイズよりも大きくすることにより、
円錐状の出射光１００を効率よく液晶パネル３１に照射
することができる。同様に、液晶パネルにより、円錐状
に放射された光を効率よく投写レンズ５０に出射するこ
とができる。
【０２９９】実施例１−３．図１２は、この発明の他の
実施例の画像生成装置の構造図である。図１２に示すよ
うに、この実施例の画像生成装置は、前述した実施例１
−２の構成から偏光ビームスプリッターの下半分を除い
た構成となっている。それに代わる偏光子として、反射
ミラー２７，２８，２９は、偏光膜４３を備えている。
【０３００】実施例１−４．図１３は、この発明の他の
実施例の画像生成装置の構造図である。実施例１−３に
示す構成図とは逆に、前述した実施例１−２の構成から
偏光ビームスプリッターの上半分を除いた構成となって
いる。それに代わる偏光子として、反射ミラー２４，２
５，２６は、偏光膜４３を備えている。
【０３０１】実施例１−３，実施例１−４に示す構成を
とることで、画像生成装置の形にバリエーションを持た
せることができる効果がある。
【０３０２】また、実施例１−３と実施例１−４を組み
合わせた構成をとってもよい。図１２に示すＰＢＳ４７
ａと、図１３に示すＰＢＳ４７ｂを接続させて用いれ
ば、実施例１−２のように光分配器と光合成器を偏光ビ
ームスプリッターで構成した画像生成装置となる。
【０３０３】実施例１−５．この実施例では、輝度信号
と色信号を分離し、液晶パネルで光変調した後、合成し
て画像を生成する場合について述べる。図１４は、この
発明の他の実施例の画像生成装置の構造図である。図１
４に示すように、輝度信号用液晶パネル（Ｙ−ＬＣＤ）
３３は、赤色用液晶パネル（Ｒ−ＬＣＤ）３０、緑色用
液晶パネル（Ｇ−ＬＣＤ）３１、青色用液晶パネル（Ｂ
−ＬＣＤ）３２と同一平面上に並んでいる。また、輝度
信号用液晶パネル（Ｙ−ＬＣＤ）３３は、偏光ビームス
プリッター（ＰＢＳ）４７と垂直に配置されている。ま
た、反射ミラー３４及び３５は、偏光ビームスプリッタ
ー（ＰＢＳ）４７と輝度信号用液晶パネル（Ｙ−ＬＣ
Ｄ）３３のいずれにも、４５度の角度を保ちながら対向
して配置されている。また、この実施例においては、色
信号用液晶パネルの画素サイズの大きさは、輝度信号用
液晶パネルの画素サイズの大きさより大きい。つまり、
色信号用には低解像度の液晶パネルを用いて、輝度信号
用には、高解像度の液晶パネルを用いる。他の構成につ
いては、前述した実施例１−２と同様であるので、説明
は省略する。
【０３０４】次に、動作について説明する。出射光１０
０は、偏光ビームスプリッター４７の偏光分離面によ
り、偏光方向が互いに直交する２つの成分であるＰ波１
０１ＰとＳ波１０１Ｓに分離され、Ｐ波１０１Ｐは、輝
度信号用液晶パネル３３に照射され、Ｓ波１０１Ｓは、
色信号用液晶パネル３０，３１，３２に照射される。つ
まり光分配される。また、各液晶パネルは、光変調光を
透過する透過型液晶パネルである。
【０３０５】また、輝度信号用液晶パネル３３と、色信
号用液晶パネル３１に入射する光は偏光の方向が相互に
直交しているため、各々のパネルの液晶分子の配向方向
を定めるラビング方向も、入射する光の偏光方向に従っ
て当然相互に直交させている。
【０３０６】各々の液晶パネルにパネル駆動用電圧が印
加されると、輝度信号用液晶パネル３３に入射したＰ波
１０１Ｐの内、電圧が印加された画素を通過し反射され
た光の偏光方向は、入射と反射により結果として９０度
回転される。つまり、光の偏光方向が変調される。その
偏光光は、Ｓ波として偏光ビームスプリッター４７に入
射するため、該偏光ビームスプリッターの偏光分離面に
よりスクリーンの方向に反射される。色信号用液晶パネ
ル３０，３１，３２に入射したＳ波１０１Ｓの内、電圧
が印加された画素を通過し、反射された光の偏光方向も
同じく９０度回転され、Ｐ波として偏光ビームスプリッ
ター４７に入射するため、このＰ波は該偏光ビームスプ
リッター４７の偏光分離面を透過してスクリーンに向か
う。
【０３０７】つまり、輝度信号用液晶パネル３３、色信
号用液晶パネル３０，３１，３２とも、パネル駆動用電
圧が印加された画素に入射し、更に反射し、偏光制御を
受けた偏光光は、偏光ビームスプリッター４７により光
合成され、結果としてカラー映像が合成された光５００
として図示しない投写レンズにより、図示しないスクリ
ーン上に拡大投写される。つまり、偏光ビームスプリッ
ター４７は、光分離器及び光合成器の機能を果たすもの
である。
【０３０８】上記のように、この実施例の構成では、光
源からの出射光の光の分配、各光変調光の光合成と従来
のＴＮ型液晶パネルの入射側の偏光子、及び出射側の検
光子の４つの機能を１つの偏光ビームスプリッター４７
が兼ねていることを特徴としているため、コンパクトな
装置が安価に実現できる。特に偏光子、検光子が不要で
あり、偏光子、検光子による光の損失（通常は、５０％
程度前後の損失）が光路中で発生しないので、自然光か
らＰ波、Ｓ波に偏光分離することにより、パワーダウン
した光を光変調することになっても、各々の液晶からの
変調光が偏光ビームスプリッター４７で光合成されるの
で、総合の投写される光パワーは、ダウンせず明るい投
写画像が再生されることになる。
【０３０９】また、図１４の光学系は、最短の光路長を
備え各種部品が一体構成できるので、３次元的に“ＯＮ
Ｅ−ＰＡＣＫＡＧＥ”としたモジュール構成を採用する
ことが可能となる。
【０３１０】なお、輝度信号用液晶パネルは、色信号用
液晶パネルよりも高解像のものを用いるのは、前述した
ように、人間の視覚特性に基づくものである。従って、
以下のような液晶パネルの選択方法が考えられる。輝度
用、カラー用の液晶パネルを製造工程で一枚の基板から
多数取りするに際して、製造工程における歩留まりの限
界線を輝度用の液晶パネルで最も厳しく定め輝度用の液
晶パネルを選択し、緑用の液晶パネルの歩留まり限界線
を輝度用の液晶パネルより低めに設定して緑用の液晶パ
ネルを選択し、赤用の液晶パネルの歩留まり限界線を緑
用の液晶パネルより低めに設定して選択し、青用の液晶
パネルを最低の歩留まり限界線で選択する。また、サイ
ズの大きい輝度用の液晶パネルを用いる場合は、輝度用
の液晶パネルは、カラー処理部のカラー用の液晶パネル
と同じルールサイズのＴＦＴを搭載し、形状的に相似で
面積が４倍であるように、一枚の基板から多数取りされ
ることにより、輝度用の液晶パネルが製造可能である。
このように、輝度用の液晶パネルと、カラー用の液晶パ
ネルを選択する場合にも、前述したような段階的検査基
準による検査方法を用いることができる。輝度用の液晶
パネルに対して、検査基準を最も厳しく設定するという
追加の検査基準を持つことにより、前述した段階的検査
基準による検査方法をそのまま用いることができる。
【０３１１】実施例２． 実施例２−１．この実施例以降では、前述した画像生成
装置に用いられる照明器について説明する。図１５は、
この実施例の照明器の断面図である。照明器はランプ１
０と主反射鏡１１から構成される。主反射鏡１１は、回
転楕円体鏡である。この実施例では、回転楕円体鏡の略
焦点にランプ１０を配置する。また、回転楕円体鏡の他
の焦点８０に被照射面９０を光軸１５が略中心となるよ
うに配置する。回転楕円体鏡の他の焦点８０は、円錐状
に集束する光束の集光径が最小となる点である。
【０３１２】以上のように、照明器を構成することによ
り、ランプ１０の出射光が円錐状に集束する。それによ
り、サイズの小さい液晶パネルに効率よく光をあてるこ
とができる。
【０３１３】実施例２−２．図１６は、この実施例の照
明器の断面図である。ランプ１０と主反射鏡１１は、前
述した実施例と同じ構成である。この実施例では、被照
射面９０を回転楕円体鏡の他の焦点８０よりもランプに
近い位置に配置している。この実施例においても、前述
した実施例と同様、サイズの小さい液晶パネルに効率よ
く光をあてることができる。
【０３１４】実施例２−３．図１７は、この実施例の照
明器の断面図である。主反射鏡１１の形状を除いては、
図１５に示すものと同様である。主反射鏡は回転楕円体
鏡であり、ランプを通り光軸に垂直な面１３でカットさ
れている。ランプ１０は、図１５と同様に回転楕円体鏡
の略焦点に配置されているので、主反射鏡は、略焦点位
置でカットされることになる。これにより、出射光線の
集束性を高める効果がある。以上のように、この実施例
においても、前述した実施例と同様、サイズの小さい液
晶パネルに効率よく光をあてることができる。
【０３１５】実施例２−４．この実施例においては、補
助反射鏡を備えた照明器について説明する。補助反射鏡
は、前面に出射する光をランプに戻して有効利用するた
めに用いられる。図１８は、この実施例の照明器の断面
図である。この実施例の照明器は、図１５及び図１６の
構成に補助反射鏡１６を加えたものである。補助反射鏡
１６は球面鏡である。また、補助反射鏡１６は球面鏡の
略中心がランプ１０となるよう配置される。このよう
に、補助反射鏡を備えたことにより、主反射鏡により直
接反射されない光を、補助反射鏡を介して主反射鏡から
被照射面に照射させることができる。また、補助反射鏡
を球面鏡とし、球面鏡の略中心にランプ１０を配置した
ことにより、補助反射鏡により反射された光は必ず主反
射鏡に戻り、損失が少ない。
【０３１６】実施例２−５．図１９は、この実施例の照
明器の断面図である。この実施例の照明器は、図１７の
構成に補助反射鏡１６を加えたものである。補助反射鏡
１６は球面鏡であり、略中心にランプ１０が位置するよ
う配置されている。このように、補助反射鏡を備えたこ
とにより、主反射鏡により直接反射されない光を、補助
反射鏡を介して主反射鏡から被照射面に照射させること
ができる。
【０３１７】実施例２−６．図２０は、この実施例の照
明器の断面図である。この実施例の照明器は、図１８の
構成に加えて、複数の補助反射鏡１６を備えたものであ
る。複数の補助反射鏡のいずれも球面鏡であり、略中心
にランプ１０が位置するよう配置されている。このよう
に、複数の補助反射鏡を備えたことにより、前述した実
施例よりも、更に光のロスを減少させることができる。
即ち、ランプの出射光を効率よく被照射面に照射するこ
とができる。
【０３１８】実施例２−７．図２１は、この実施例の照
明器の断面図である。この実施例の照明器は、図１９の
構成に加えて、複数の補助反射鏡１６を備えたものであ
る。複数の補助反射鏡のいずれも球面鏡であり、略中心
にランプ１０が位置するよう配置されている。このよう
に、複数の補助反射鏡を備えたことにより、前述した実
施例よりも、更に光のロスを減少させることができる。
即ち、ランプの出射光を効率よく被照射面に照射するこ
とができる。
【０３１９】実施例２−８．図２２は、この実施例の照
明器の断面図である。この実施例の照明器は、図１５に
示す構成に加えて、補助反射鏡１６を備えている。この
実施例の補助反射鏡１６の特徴は、ランプ１０から直接
被照射面に照射される出射光を、補助反射鏡を介して主
反射鏡に反射させている点にある。このような構成をと
っても、ランプ１０からの出射光を被照射面に効率よく
照射できる。
【０３２０】実施例２−９．図２３は、この実施例の照
明器の断面図である。この実施例の照明器は、図２２と
同様の補助反射鏡を備えている。また、主反射鏡の形状
は、ランプを通り光軸に垂直な面でカットされている。
このような構成をとっても、ランプ１０からの出射光を
被照射面に効率よく照射できる。
【０３２１】実施例２−１０．図２４は、この実施例の
照明器の断面図である。この実施例の照明器は、集光レ
ンズ１２を用いてランプ１０の出射光を被照射面に円錐
状に集束させている。主反射鏡１１は、球面鏡である。
ランプ１０は、球面鏡の略中心に配置されている。ま
た、集光レンズ１２は、集光レンズの主反射鏡側の焦点
８０と、主反射鏡との間に光源が位置するよう配置され
る。
【０３２２】また、図２５は、この実施例の他の照明器
の断面図である。図２５においては、主反射鏡１１に回
転放物面鏡を用いている。また、図２６は、主反射鏡１
１に回転放物面鏡を用いた他の照明器の断面図である。
【０３２３】この実施例の照明器は、光を放射する光源
と光を反射する主反射鏡を備えている。上記主反射鏡
は、回転放物面鏡であり、上記光源は、回転放物面鏡の
略焦点位置に設けられたことにより、円筒状の平行な光
線束を発生する。照明器に備えられた集光レンズは、主
反射鏡からの光を集光して円錐状の光線束を発生させ
る。
【０３２４】図２７は、上記各実施例に示した各種照明
器からでる円錐状の光束を、コリメーターレンズ５５に
よって、円筒状の平行光束に変換して使用する場合を示
している。上記各実施例に示した各種照明器からでる円
錐状の光束を、コリメーターレンズ５５によって、円筒
状の平行光束に変換した時の光線の傾斜の分散は、主反
射鏡１１のアスペクト比ａｓｒ（主反射鏡１１の直径Ｄ
ｍ／主反射鏡１１の長さＬｍ）に反比例する。このた
め、主反射鏡のアスペクト比は、２以上と大きくなって
いる。例えば、アスペクト比を４と大きく取ると、入射
光の分散が約半分になるので、液晶パネルのサイズは、
０．７５インチと小さくできることになる。
【０３２５】特に、アスペクト比が大きい上記主反射鏡
の場合、多くの反射されない光が生じるが、上記照明器
に備えられた補助反射鏡は、これらを上記主反射鏡へ戻
すためのものである。
【０３２６】例えば、上記補助反射鏡は、上記光源を略
中心とする球面状の反射ミラーである。この形状によ
り、光源の出射光を無駄なく、主反射鏡に反射する。
【０３２７】例えば、上記補助反射鏡は、主反射鏡の中
心軸上に光源に接近して設けられた球面ミラーであるの
で、平行光を妨げない。
【０３２８】例えば、上記補助反射鏡は、リング型をし
ている。リング型の中心部を光源から液晶パネルへの出
射光が通過するので、光を妨げない。
【０３２９】また、複数備えられた補助反射鏡は、単一
の補助反射鏡で戻しきれない光を主反射鏡に戻す。
【０３３０】光源系に関するもう１つの改善策は、最近
発売された直流励起のメタルハライドランプを使用する
ことである。図２８は、この特性を示したものである。
図に示すように、直流励起の場合は、一方の電極の先端
にある陰極に高輝度の点が集中して分布するようにな
る。従って、この陰極近傍にある輝度分布の中心点を回
転放物面の焦点近傍に置けば、光線の傾斜の分散が低く
なる。ちなみに従来の交流励起のメタルハライドでは、
陰極が交互に変わるので、両電極の先端が最高の輝度の
点となり、分散が大きくなるのである。
【０３３１】以上のように、この実施例においては、集
光レンズを用いて光源からの出射光を円錐状に集束させ
る照明器について説明した。この照明器によれば、照明
器の径が８ｃｍ程度であっても、１．３インチ以下のサ
イズの小さい液晶パネルに効率よく光を照射することが
可能になる。この照明器をプロジェクタに用いれば、明
るい美しい映像を得ることができる。上記実施例で説明
した照明器は、前述した３板式の液晶プロジェクタに用
いることを前提として説明してきたが、前述した各種照
明器は、従来例として示した液晶プロジェクタやその他
の画像生成装置に対しても用いることができる。また、
前述した各種照明器は、透過型の液晶パネルに用いるば
かりでなく、反射型の液晶パネルに用いることもでき
る。
【０３３２】実施例３． 実施例３−１．この実施例の画像生成装置は、図２９に
示すように、第１のクロスダイクロイックミラー４０を
箱体４０１ｈ内の液４００ｊに浸した波長分離モジュー
ル１０４０と、光変調器（液晶パネル）３０，３１，３
２と、第２のクロスダイクロイックミラー４１を箱体４
０２ｈ内の液４００ｊに浸した波長合成モジュール１０
４１と、反射ミラー２４〜２９から構成された光路接続
モジュールからなるカラー処理部１０００を備えてい
る。波長分離モジュールの第１のクロスダイクロイック
ミラー４０は、図７に示したクロスダイクロイックミラ
ーと同じものであり、第１の波長を持つ光Ｒを反射させ
る第１の反射面（ダイクロイックミラー４０ａ）と、第
２の波長を持つ光Ｂを反射させる第２の反射面（ダイク
ロイックミラー４０ｂ）とを備え、その他の波長を持つ
光Ｇを通過させることにより、３種の光Ｒ，Ｇ，Ｂを出
力する。光変調器（液晶パネル）３０，３１，３２は、
上記第１のクロスダイクロイックミラー４０から出る３
種の光線のいずれにも垂直に配置される。３個の光変調
器は、上記第１のクロスダイクロイックミラー４０から
出力された３種の光の内のそれぞれ１種の光を入力する
とともに、画像信号を入力し、入力した光の偏光状態を
画像信号に応じて変調し、変調された光を出力する。上
記光変調器は、液晶パネルであり、入力した光の偏光状
態を画像信号に応じて変調する。また、上記液晶パネル
は、透過型であり、入力した光を透過させることにより
光変調を行う。波長合成モジュール１０４１の第２のク
ロスダイクロイックミラー４１は、同様に、図７に示し
たクロスダイクロイックミラーと同じものであり、上記
３個の光変調器３０，３１，３２により変調された３種
の光Ｒ，Ｇ，Ｂを入力するとともに、上記第１のクロス
ダイクロイックミラー４０の第１の反射面（ダイクロイ
ックミラー４０ａ）と同一の平面に配置され、第１の波
長を持つ光Ｒを反射させる第１の反射面（ダイクロイッ
クミラー４１ａ）と、上記第１のクロスダイクロイック
ミラー４０の第２の反射面（ダイクロイックミラー４０
ｂ）と同一の平面に配置され、第２の波長を持つ光Ｂを
反射させる第２の反射面（ダイクロイックミラー４１
ｂ）とを備え、その他の波長を持つ光Ｇを通過させるこ
とにより、３種の光Ｒ，Ｇ，Ｂを合成して画像を生成す
る。また、光路接続モジュールは、上記波長分離モジュ
ール１０４０と３個の光変調器３０，３１，３２との間
及び上記波長合成モジュール１０４１と３個の光変調器
３０，３１，３２との間にあって、波長分離モジュール
１０４０から出力された３種の光に４５度に配置され、
この光線の方向をほぼ直角に曲げる反射ミラー２４〜２
９とを備え、光変調器を介して波長合成モジュール１０
４１へ導くように光路を接続する。上記反射ミラーは、
各液晶パネル３０，３１，３２の両側に配置される。第
１の反射ミラー２４，２５，２６は、波長分離モジュー
ルから出力される光を液晶パネルに入力する。第２の反
射ミラー２７，２８，２９は、液晶パネルから出力され
る光を波長合成モジュール１０４１に入力する。
【０３３３】上記第１，第２及びその他の波長を持つ光
Ｒ，Ｇ，Ｂは、青，緑又は赤を示す色信号であるととも
に、上記液晶パネル３０，３１，３２は、色信号に対応
して設けられ、青，緑又は赤を示す色信号を変調する。
各色毎の光波長にあわせた専用の光変調器３０，３１，
３２を用いているので、色合いがもっとも良く、かつ、
色の相互干渉の少ない投射画像を再生する。しかも明る
い投射画像を形成する。
【０３３４】上記第１と第２のクロスダイクロイックミ
ラーは、それぞれ個別の板から構成される。それぞれが
箱体４０１ｈと４０２ｈの中に収納されており、波長分
離モジュール１０４０と波長合成モジュール１０４１を
形成している。従来の２枚のミラーとそれを保持する複
数の部品からなる部分の部品数が減り、これによって、
組立調整が容易化される。
【０３３５】なお、前述した説明においては、第１の箱
体４０１ｈと第２の箱体４０２ｈが存在している場合を
示しているが、第１の箱体と第２の箱体を併せて１つの
共通な箱体に収めるようにしても構わない。また、その
場合には、ダイクロイックミラー４０ａとダイクロイッ
クミラー４１ａは、１枚板のダイクロイックミラーで構
成することができる。同様に、ダイクロイックミラー４
０ｂとダイクロイックミラー４１ｂを１枚板のダイクロ
イックミラーで構成することができる。このようにし
て、１つの波長分離合成モジュールができ、部品点数を
更に減少させることができる。
【０３３６】次に、図３０と図３１を用いて、上記第１
と第２のクロスダイクロイックミラーのダイクロイック
ミラーをそれぞれ個別の板で作成することが望ましいの
か、あるいは、１枚の板で作成するのが望ましいのかに
ついて説明する。ＴＮ型液晶を液晶に対して電界を印加
しない場合に、白画面を表示するノーマリーホワイトモ
ードで用いる場合（一般のプロジェクタの場合）、液晶
パネルの前後で入出射光の偏光面が９０度変化した光が
画像形成に利用される。例えば、液晶パネルにＳ波を入
射させると、液晶パネルからは偏光面が９０度変化した
Ｐ波が出力される。従って、波長分離モジュールにＳ波
を入力する場合、波長合成モジュールにはＰ波が入力す
ることになる。波長分離モジュールに用いるダイクロイ
ックミラー、あるいは、ダイクロイックプリズムにＳ波
に対して最適な特性を持たせることが望ましい。また、
波長合成モジュールは、Ｐ波に対して最適な特性を持た
せることが望ましい。ダイクロイックミラーは、あるい
は、ダイクロイックプリズムは、色合いを決める分光特
性がＰ波とＳ波で異なり、Ｓ波に対して特性を最適に決
めると、Ｐ波に対する特性が最適でなくなってしまう。
【０３３７】図３０は、クロスダイクロイックプリズム
の青色を反射する分光特性を示す図である。図３１は、
同じくクロスダイクロイックプリズムの赤色を反射する
分光特性を示す図である。図中、ＴＳは、Ｓ波に対する
分光特性を示し、ＴＰは、Ｐ波に対する分光特性を示し
ている。図に示すように、透過率Ｔが５０％になるＰ波
とＳ波の波長の差が約８０ｎｍ存在している。図におい
ては、ダイクロイックプリズムの場合を示しているが、
ダイクロイックミラーの場合は、透過率Ｔが５０％にな
るＰ波とＳ波の波長の差は、約７０ｎｍである。このた
め、特性が同一の１個の板によるダイクロイックミラ
ー、あるいは、ダイクロイックプリズムで色の分離と合
成の両方を行うと、適切な色の実現が難しい。以上の理
由から、波長分離モジュールと波長合成モジュールに用
いるダイクロイックミラー、あるいは、ダイクロイック
プリズムは、それぞれ異なる特性を持つ別個の部品であ
ることが望ましい。従来の液晶プロジェクタの中には、
分離用と合成用のクロスダイクロイックミラーを１つの
クロスダイクロイックミラーで構成し、上下２階建ての
液晶プロジェクタの構造を持つものがある。しかし、前
述したように、Ｐ波とＳ波の特性が異なるため、クロス
ダイクロイックミラーは、分離用と合成用を分けて持つ
ことが望ましい。この実施例は、２階建ての構造を持つ
構成を取る場合であっても、分離用と合成用のクロスダ
イクロイックミラーを、それぞれ別な特性を持つ別個の
クロスダイクロイックミラーで構成する点が特徴の１つ
としてあげられる。
【０３３８】図２９の箱体４０１ｈと４０２ｈの内部に
は、屈折率がダイクロイックミラー４０ａ，４０ｂ，４
１ａ，４１ｂの基板材料（一般には、ガラス）とほぼ同
様の屈折率を持つ液４００ｊが封入されている。例え
ば、液４００ｊの一例として、エチレングリコール等の
マッチングオイルがあげられる。ダイクロイックミラー
４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂがこの液４００ｊに浸
され、次の作用が発揮されている。 （１）板状クロスダイクロイックミラーを空気中で使用
した場合に、２枚のダイクロイックミラーが交差した部
分に、ガラスと空気の屈折率の差によって、起因して発
生するミラーの交差分のすじ（継ぎ目）が画面を汚染す
る現象を回避できる。従来は、この継ぎ目を消すため
に、高価なクロスダイクロイックプリズムが使われてい
た。この実施例においては、従来のような継ぎ目がある
クロスダイクロイックミラーを用いた場合でも、液４０
０ｊの中に浸されているため、継ぎ目がスクリーンに投
写される欠点を回避できる。この実施例では、図７に示
したような継ぎ目が存在しないクロスダイクロイックミ
ラーを用いているため、更に、この欠点を回避すること
ができる。図７に示す場合でも、継ぎ目４０ｔが存在し
ているが、この継ぎ目の接合が正確でない場合であって
も、液４００ｊに浸されていることにより、継ぎ目４０
ｔの不整合が画面を汚染するという現象を回避すること
ができる。このように、図７に示したクロスダイクロイ
ックミラーを用いること、あるいは、図７に示したクロ
スダイクロイックミラーを液に浸すことは、画面に継ぎ
目が現れることを防止するためである。従って、図７に
示したクロスダイクロイックミラーを用いることやその
クロスダイクロイックミラーを液に浸すことは、光を合
成する第２のクロスダイクロイックミラー４１に適用す
るとが望ましい。 （２）屈折率が高い液が封入されているので、箱体の中
の光の傾斜が屈折率分の１だけ低くなるだけでなく、カ
ラー処理部１０００の波長分離モジュール１０４０の実
効的光学長が減少し、光学長が長い場合に生じる、いわ
ゆる光の蹴られがなくなり、伝送効率が向上する。特
に、光の傾斜が低減されることは、多層薄膜利用素子の
性能を向上させ、結果として、装置を顕著にコンパクト
化する重要な事項であるが、この作用については後述す
る。 （３）液が冷却媒体となり、クロスダイクロイックミラ
ーの放熱効果を高める。
【０３３９】なお、上記液は、その屈折率がクロスダイ
クロイックミラーの基板材料の屈折率より小さく、空気
の屈折率より大きい場合が望ましい。クロスダイクロイ
ックミラーと液に浸す目的としては、前述したように、
光路長の調整と、ダイクロイックミラーの交差部の影響
除去があげられるが、このためには、液とクロスダイク
ロイックミラーの基板材料がほぼ同じ屈折率を持つこと
が望ましい。ところが、液とクロスダイクロイックミラ
ーの基板材料がほぼ同じ屈折率を持つと、ダイクロイッ
クミラーの設計が難しくなる。クロスダイクロイックミ
ラーに対して期待している所望の特性が出にくいからで
ある。そこで、液の屈折率は、クロスダイクロイックミ
ラーの基板材料（ガラス）の屈折率より小さいものを用
いる。例えば、基板材料の屈折率＝１．５〜１．７とす
ると、液（エチレングリコール）の屈折率＝１．４２〜
１．４４とするのが望ましい。
【０３４０】上記のカラー処理部１０００は、従来のク
ロスダイクロイックミラーを使った装置で生じる３色間
の光路差をなくしている。例えば、図１２４の光源１０
から赤色，緑色，青色の画像合成に至るまでの光路長に
赤，青と緑で差がある。緑の場合は、単色光１００Ｇが
一直線に投写レンズ５０に向かうのに対して、赤，青の
単色光１００Ｒ，１００Ｂは、反射ミラー２６，２４、
あるいは、２３，２５を経て回り道をして投写レンズ５
０に達する。このようにして、光伝送路に非対称性が生
じると、 （１）スクリーンの周辺と中心でホワイトバランスが異
なる。 （２）赤色，緑色，青色の３つの各液晶パネルの相互の
画素単位の精密な位置合わせ（コンバーゼンス）が必要
となる。 等製造工程の調整時間を多くを必要とする事項が生じる
のである。本発明のカラー処理部１０００は、このよう
な課題を解決している。
【０３４１】上記第１と第２の反射ミラーの少なくとも
いずれか一方に、液晶パネルに用いる偏光子を備えたこ
とにより、反射ミラーが、偏光子の冷却媒体として作用
する。また、上記反射ミラーは、各液晶パネルに対して
４５度に配置されているので、偏光子の面積を大きくす
ることができ、放熱効果が高まる。また、光路接続モジ
ュールを箱体に収納して液で浸し、上記反射ミラーを液
に浸しておけば、更に、放熱効果が高まる。また、液を
充填された波長分離モジュール及び波長合成モジュール
内に、偏光子を有する偏光膜を設置すれば、同様に、偏
光膜の放熱効果が高まる。波長分離モジュール及び波長
合成モジュール内に、偏光子を有する偏光膜を設置する
場合については後述する。
【０３４２】この実施例の画像生成装置は、カラー処理
部１０００の前後に、第１の偏光ビームスプリッター４
７ａを第３の箱体４０３ｈ内の液４００ｊに浸した偏光
分離モジュール１０４７と、第２の偏光ビームスプリッ
ター４７ｂを第４の箱体４０４ｈ内の液４００ｊに浸し
た偏光合成モジュール１０４８と、輝度用の光変調器３
３と、光路接続モジュールからなる偏光処理部２０００
を備えている場合がある。偏光分離モジュール１０４７
の第１の偏光ビームスプリッター４７ａは、光を入力し
て偏光方向が直交する第１の光線（例えば、Ｐ波）と第
２の光線（例えば、Ｓ波）に分離して、第１の光線（Ｐ
波）を波長分離モジュールに出力する。光変調器３３
は、出力された第２の光線の光軸にほぼ垂直に配置さ
れ、第２の光線を入力するとともに、画像信号の内、黒
白成分（輝度成分）を入力し、入力した光の偏光状態を
画像信号に応じて変調し、変調された光を出力する。偏
光合成モジュール１０４８の第２の偏光ビームスプリッ
ター４７ｂは、上記第１と第２の２種の光線を入力し、
これらを合成して１つの画像を生成する。光路接続モジ
ュールは、反射ミラー２９ａ，２９ｂから構成され、上
記第２の光線の光路上で偏光分離モジュール１０４７と
偏光合成モジュール１０４８との間にあって、偏光分離
モジュール１０４７から出力された光を光変調器３３を
介して、偏光合成モジュール１０４８へ導くように第２
の光路を接続する。
【０３４３】また、図３２に示すように、図２９での光
路接続モジュールの反射ミラー２９ａ，２９ｂの代わり
に、偏光分離モジュール１０４７の上記第２の光線の出
口に、光線の光軸に直角に接続された反射ミラー２９ｃ
を設け、ランプ１０から第１の偏光ビームスプリッター
４７ａへの入射光を光源系に返すこともある。反射ミラ
ー２９ｃにより反射された光は、主反射鏡１１により再
び第１の偏光ビームスプリッター４７ａに入射され、再
び反射ミラー２９ｃに到達し、以上の動作が繰り返され
るが、光が第１の偏光ビームスプリッター４７ａに複数
回入射されることにより、１回の入射では分離できなか
った残りのＰ波を分離することができる。また、Ｓ波を
主反射鏡に照射することにより、Ｓ波の持つエネルギー
を主反射鏡に吸収させ、放熱効果を高めることができ
る。
【０３４４】上記偏光分離モジュール１０４７と偏光合
成モジュール１０４８は、それぞれ個別の偏光ビームス
プリッターを有している。しかも、それぞれ箱体４０３
ｈ及び４０４ｈに収納されている。この偏光分離モジュ
ール１０４７と偏光合成モジュール１０４８の偏光ビー
ムスプリッターと箱体は、共通化することができる。即
ち、共通の箱体の中に１個の偏光ビームスプリッターを
収納し、上下異なる部分を用いて、偏光分離と偏光合成
を行うことができる。そのため、従来の２枚のミラーと
それを保持する複数の部品からなる部分の部品数が減
る。場合によっては、前述したカラー処理部１０００に
用いた波長分離モジュール１０４０と、偏光処理部２０
００の偏光分離モジュール１０４７を１つの箱体に収
め、１つのモジュールとしても構わない。また、カラー
処理部１０００の波長合成モジュール１０４１と、偏光
処理部２０００の偏光合成モジュール１０４８を１つの
箱体に収納し、１つのモジュールとしても構わない。更
には、波長分離モジュール１０４０と波長合成モジュー
ル１０４１と偏光分離モジュール１０４７と偏光合成モ
ジュール１０４８を、１つの箱体に収納し、１つのモジ
ュールとしてしまっても構わない。これによって、組立
調整が顕著に容易化される。また、光路接続モジュール
も他のモジュールと一体化してもよい。箱体の内部に
は、屈折率が偏光ビームスプリッター４７ａ，４７ｂの
基板材料（一般には、ガラス）とほぼ同様、あるいは、
それ以下の屈折率を持つ液４００ｊが封入され、偏光ビ
ームスプリッター４７ａ，４７ｂがこの液に浸され、次
の作用が発揮されている。 （ａ）入射光の傾斜が屈折率分の１になる 光の傾斜が低減されることは、多層薄膜利用素子の性能
を向上させ、結果として、装置を顕著にコンパクト化す
る重要な事項であるが、この作用については後述する。 （ｂ）光路長が屈折率分の１になる 偏光分離モジュール、偏光合成モジュールや波長分離モ
ジュール、波長合成モジュールの実効的な光路長が減少
し、いわゆる光の蹴られがなくなり、伝送効率が向上す
る。図１６０は、短い光路Ａでは、光線Ａまでが伝送さ
れていたのが、長い光路長では光線Ｂ以下の傾斜を持つ
光線だけが伝送され、光線Ａも含めてそれ以上の傾斜を
持つ光線が蹴られることになる。換言すれば光線Ａまで
救おうとすれば、光路長の短い光路よりも大きな光路径
が要求されることになる。
【０３４５】図３３と図３４は、この実施例による液晶
プロジェクタの平面図である。図３５と図３６は、その
緑色用光路の光学系を示す図である。図３３及び図３５
に示すように、上記偏光処理部２０００の光の入口に、
円錐状の光束をほぼ円筒状の光束に変えるレンズ５５が
設置される。図３４及び図３６に示すように、偏光処理
部２０００がない場合には、カラー処理部１０００の第
１のクロスダイクロイックミラー４０の光の入口に、円
錐状の光束をほぼ円筒状の光束に変えるレンズ５５が設
置される。光源系１は、熱的な点からその径の最小値
が、一般に８ｃｍないし１０ｃｍに抑えられている。そ
こで、光源系１から出る光の光路径を円錐状に絞って、
それより小さい光路径の偏光処理部２０００又は第１の
クロスダイクロイックミラー４０に入射させている。レ
ンズ５５は、円錐状の光線を平行光線にして導入するた
めのコリメーターレンズである。既述したように、光源
からくる光の傾きの分散値は、例えば、その中心光がコ
リメーターレンズによって平行光線とされても、光源に
有限の長さがあるので、必ずしも平行でなく、その傾き
には有限の分散がある。この分散値は、光源の長さ（ア
ーク長）に比例し、主反射鏡の直径とそのアスペクト比
に反比例する。この分散は、光源系の設計や光源ランプ
の種類によって異なる。例えば、既存のアーク長５ｍｍ
・交流交流放電のメタルハライドランプを使用し、８ｃ
ｍ径の放物面ミラーから平行光線を放射して３インチ
（７．６ｃｍ）ないし３．３インチ（８．４ｃｍ）の実
効径の液晶パネル、ダイクロイックミラーに照射して、
ほぼ満足な動作が得られている。しかしながら、光源系
を出た平行の光線束を一度コンデンサレンズで集束し、
これをコリメーターレンズで主反射鏡の直径Ｄｍより小
さい平行光線束に変換すると、光線束内の光線の傾斜の
分散は増加し、光学部品の満足な動作が得られなくな
る。例えば、ダイクロイックミラーや偏光ビームスプリ
ッターをそのまま空気中において使用する方法では、光
路の実効径を上記の３インチから２インチに下げると、
光の分離・合成性能は、いわば２分に１に低下する。こ
の課題を解決するために、本発明の装置では、波長分離
モジュール、波長合成モジュール、偏光分離モジュー
ル、偏光合成モジュールを屈折率の高い溶液に浸してい
る。光が溶液を充填した偏光分離モジュールや波長分離
モジュールに入射すると、その傾きが屈折率分の１だけ
低下する。そのため、これらの偏光処理部とカラー処理
部における光路の径を屈折率分の１まで小さくできるこ
とになる。溶液の屈折率を１．５とすると、光源系の出
口における３インチの径をコンデンサレンズとコリメー
ターレンズによって２インチまで下げても性能は維持で
きることになる。
【０３４６】上記カラー処理部１０００の波長分離モジ
ュール１０４０の出口に、円筒状の光束をほぼ円錐状の
光束に変えるレンズ７０ａ，７１ａ，７２ａが設置さ
れ、波長合成モジュール１０４１の光の入口に、円錐状
の光束を円筒状の光束に変えるレンズ７０ｂ，７１ｂ，
７２ｂが設置される。この実施例では、各レンズ７０ａ
〜７２ｂは、１個のレンズで構成されている場合を示し
ているが、各々が複数のレンズで構成されている場合で
も構わない。既に述べたように、適当な処置が施された
液晶パネルの入射光の傾きに対する許容値は、ダイクロ
イックミラーや偏光ビームスプリッターなどの薄膜利用
素子に比較すると、２〜３倍程度と高い。例えば、薄膜
利用素子の許容値が±４度であるのに対して、液晶パネ
ルは±１２度程度である。このため、適当なリレーレン
ズ７０ａ，７１ａ，７２ａを設置し、光束を絞って液晶
パネル３０，３１，３２を照射すれば、小さいサイズの
液晶でも、無駄なく十分な照度で照射できる。例えば、
ダイクロイックミラーにおける光束の径が２インチであ
るとすると、２／３インチの液晶パネルにロスなく光が
照射できる。偏光処理部２０００についても、レンズ７
３ａ，７３ｂにより同様な構成を取っている。
【０３４７】なお、液晶パネル自身を屈折率の大きい液
の中に浸す場合を後に説明するが、液晶の場合には、す
でに屈折率の大きい液晶の中で生じる現象であるから、
液晶パネルを薄膜利用素子のように液に浸しても効果が
ない。即ち、分散に対する許容値は、屈折率が１．５の
溶液中のダイクロイックミラーや偏光ビームスプリッタ
ーの２（３／１．５）倍程度しかない。従って、現在実
用化されている設計値を参照すれば、液晶に光を集束す
る場合、集束した光路の実効径、即ち、液晶パネルのサ
イズは３インチの半分の１．５インチ程度以下には小さ
くできないことになる。
【０３４８】レンズ５５，７０ａ〜７２ｂは、波長分離
モジュール１０４０又は偏光分離モジュール１０４７、
偏光合成モジュール１０４８の各箱体の側面に一体形成
することができる。箱体もレンズも透明プラスチックに
より、モールドすることにより成形することができる。
こうすることで、更に部品数を減らせる。
【０３４９】図３３においては、箱体４０ｉが第２の光
路に設けられている。箱体４０ｉは、液４００ｊにより
満たされている。箱体４０ｉの大きさは、箱体４０１ｈ
と同じものであり、満たされている液４００ｊも同様の
屈折率を持つものである。箱体４０ｉが存在している理
由は、偏光分離モジュール１０４７により分離された第
１の光線（Ｐ波）と第２の光線（Ｓ波）の光路長を同一
にするとともに、装置のコンパクト化を図るためであ
る。箱体４０ｉが存在することにより、第２の光線（Ｓ
波）の光路は、液４００ｊの屈折率分の１まで小さくす
ることができ、装置のコンパクト化を図ることができ
る。なお、箱体４０２ｈと箱体４０ｉの間に隙間Ｗ１が
空いているのは、レンズ５５と箱体４０ｉの接触を防止
するためである。また、箱体４０２ｈと箱体４０１ｈの
間に隙間Ｗ２が空いているのは、投写レンズ５０とレン
ズ５５及びレンズ７２ｂとの接触を防止するためであ
る。
【０３５０】実施例３−２．前述した実施例のように、
適当なリレーレンズを設置し、光束を絞って液晶パネル
を照射することにより、光線の反射という問題が生じ
る。従来例で述べたように、液晶パネルに対して光線が
斜めに入射した場合には、クロストークが生じる。この
クロストークにより、ＴＦＴ回路に暗電流が流れる。こ
の実施例においては、前述したクロストークを防止する
場合について説明する。図３７は、液晶パネル９９の液
晶９２を封入したガラス基板９１，９３の内、出射側の
ガラス基板９３のＴＦＴが塗布されている側と反対側の
面に、反射防止膜９４を蒸着ないし塗布することによっ
て、この面から反射した光がＴＦＴを励起し有害な暗電
流が発生することを防止する。この反射防止膜９４は、
ＴＦＴ製造工程と同時にガラス基板の反対側の面に蒸着
ないし塗布することによって設けることができる。この
反射防止膜の反射率は、図３８に示すように、入射角が
５度〜１５度で最低になるように設計したものである。
反射防止膜の反射率は、入射角に依存したものを作成す
ることができる。例えば、入射角が１０度であるような
設計をした場合には、入射角が１０度の場合において、
反射率が最低になるような反射防止膜を予め製造するこ
とが可能である。この実施例では、反射防止膜９４を蒸
着ないし塗布する場合について説明したが、反射防止フ
ィルムをガラス基板９３に貼り合わせるようにしても構
わない。
【０３５１】図３９は、クロストークを防止する液晶パ
ネルの他の例を示す図である。この例においては、液晶
パネル９９のガラス基板９１，９３と同一材料で、か
つ、ガラス基板９１，９３の厚さＷ３よりも厚い厚さＷ
４を有したガラスブロック９６をバインダー９５により
密着させている。バインダー９５の屈折率は、液晶パネ
ル９９のガラス基板９１，９３とほぼ同じ屈折率を持
つ。ガラスブロック９６の両サイドには、光吸収部材９
８が設けられている。更に、ガラスブロック９６の光の
出射側には、無反射コーティング９７が設けられてい
る。
【０３５２】このような構成の液晶パネルに光が斜めに
入射した場合、ガラス基板９３とバインダー９５とガラ
スブロック９６の屈折率がほぼ等しいため、ガラス基板
９３に入射した光は、ガラス基板９３とバインダー９５
とガラスブロック９６を通過する。最後に、無反射コー
ティング９７を通過することにより、出射光として出力
される。光がガラスブロック９６を通過する際に、光吸
収部材９８に到達した場合には、光吸収部材９８により
吸収されてしまうので、クロストークの原因となること
はない。クロストークは、液晶パネル９９に対して、斜
めの角度で光が入射されればされるほど多く発生する。
しかし、この例によれば、斜めに入射した光は、光吸収
部材９８により、吸収されてしまうため、クロストーク
を発生しにくくしている。ガラスブロック９６の厚さＷ
４が厚いほど光吸収部材９８の長さが長くなり、光を吸
収する確率が高くなるが、光吸収部材９８が長くなるほ
ど、本来吸収されるべきでない光を吸収してしまう可能
性もある。従って、ガラスブロック９６の厚さＷ４は、
ガラス基板９３の厚さＷ３の数倍程度であることが望ま
しい。
【０３５３】図４０は、クロストークを防止するための
液晶パネルの他の例を示す図である。この例は、液晶パ
ネル９９をガラス基板９１，９３とほぼ同じ屈折率を持
つ液１０４を満たしたセル１０３の中に設置したもので
ある。セル１０３は、光を透過する部材で構成されてい
る。また、セルの両側には、無反射コーティング９７を
設けている。更に、セル１０３のサイド側には、光吸収
部材９８を設けている。このように構成された液晶パネ
ルを用いると、ガラス基板９１，９３と液１０４の屈折
率がほぼ同じであるため、ガラス基板９１と液１０４の
境界及びガラス基板９３と液１０４の境界において、光
の反射を防止することができる。
【０３５４】前述したように、液晶パネルに対して反射
防止膜を蒸着ないし塗布する方法を用いる場合は、特殊
処理となり、液晶パネルが高価になってしまう。この実
施例のように、液晶パネルを、液晶を封じているガラス
とほぼ同じ屈折率の液に浸すと、このガラスでの反射は
消滅する。変わって、より液を封じている板の光の反射
が問題になるが、この板の適当な部分に反射防止膜を蒸
着すると有害な反射は消滅できる。一般に、複雑な製造
行程を通る液晶パネルのガラスに蒸着処理を施すより
は、一般の板に蒸着処理を施す方が容易である。このよ
うに、液晶パネル９９を液１０４の中に設置することに
より、前述したような反射防止膜９４や反射防止フィル
ムを設ける必要はなくなる。また、液晶パネル９９を液
１０４により、冷却することができる。
【０３５５】図４１は、図４０に示した液晶パネルを用
いた場合を示す図である。液晶パネル３０，３１，３
２，３３は、箱体３０ｈ，３１ｈ，３２ｈ，３３ｈ内に
封入された液３０ｊ，３１ｊ，３２ｊ，３３ｊの内部に
設置されている。
【０３５６】図４２は、クロストークを防止するための
液晶パネルの他の例を示す図である。図４２に示す場合
は、出射光側にあるセルの面１０３ａが曲面を呈してい
る点が特徴である。このように、セルの面１０３ａがく
ぼんだ形の曲面を呈していることにより、反射光が光吸
収部材９８に吸収されやすくなる。
【０３５７】また、図４３は、クロストークを防止する
ための液晶パネルの他の例を示す図である。この実施例
の特徴は、セルの出射光側にある面１０３ｂが出射光に
対して斜めに設けられている点である。このように、セ
ルの出射光側の面１０３ｂが出射光に対して斜めに設け
られていることにより、反射光が光吸収部材９８に吸収
されやすくなる。
【０３５８】図４４は、クロストークを防止する場合の
他の例を示す図である。この例においては、液晶パネル
３０，３１，３２の出射側のガラス基板面が、波長合成
モジュール１０４１の液４００ｊに浸るように設置す
る。クロスダイクロイックミラーと液晶パネルは、通常
ガラス基板により構成されており、液４００ｊは、クロ
スダイクロイックミラーと液晶パネルのガラス基板とほ
ぼ同一、あるいは、それ以下の屈折率を持つ液体が用い
られる。このように、出射側のガラス基板面を液４００
ｊと接触させておくことにより、出射側において光が反
射することを防止することができる。なお、図示してい
ないが、偏光合成モジュール１０４８に対して、輝度用
の液晶パネル３３を貼り付けることにより、輝度用の液
晶パネル３３に対しても同様な構成を取ることができ、
クロストークを防止することができる。
【０３５９】実施例３−３．図４５は、この実施例によ
る液晶プロジェクタの構成を示す図である。この実施例
の特徴は、カラー用の液晶パネル３０，３１，３２に、
超ねじれネマティック（ＳＴＮ）液晶を用いている点で
ある。一方、輝度用の液晶パネル３３に、ねじれネマテ
ィック（ＴＮ）液晶を用いている。ＳＴＮ液晶は、レス
ポンスが遅いという欠点があるが、構成が簡単であるた
め価格が安いという利点がある。一方、ＴＮ型液晶パネ
ルは、ＳＴＮ型液晶パネルに比べてレスポンスは早い
が、価格が高いという欠点がある。
【０３６０】人間の視覚特性は、輝度に対し色に比べて
より敏感である。この実施例は、この人間の視覚特性を
利用したものである。人間の目の輝度に対する空間周波
数特性は、色に対する空間周波数特性よりも優れてい
る。このため、輝度用の液晶パネル３３の解像度を色用
の液晶パネル３０，３１，３２の解像度の３倍から４倍
ぐらいにして用いる。この実施例では、輝度用の液晶パ
ネル３３に対して約３０万画素の液晶パネルを用いる。
一方、色用の液晶パネル３０，３１，３２に対して、
７．５万画素から１０万画素程度の液晶パネルを用い
る。このように、解像度が異なる液晶パネルを用いるの
は、人間の目の空間周波数特性を利用したものである。
一方、人間の目の時間周波数特性においても輝度の時間
周波数特性は、色の時間周波数特性よりも優れていると
いう特徴がある。この人間の視覚の時間周波数特性によ
り、この実施例においては、輝度用の液晶パネルにレス
ポンスの早いＴＮ型液晶パネル３３を用い、色用の液晶
パネルにレスポンスが遅いＳＴＮ型液晶パネル３０，３
１，３２を用いている。色用の液晶パネルにレスポンス
の遅いＳＴＮ型液晶パネルを用いても、人間の時間周波
数特性により、何ら不都合が生じることはない。色用の
液晶パネルとして、ＳＴＮ型液晶パネルを用いることに
より、価格の安い液晶プロジェクタを製造することがで
きる。
【０３６１】前述したように、この実施例においては、
輝度用の液晶パネルに３０万画素を持つＴＮ型液晶パネ
ル３３を用いている。このため、液晶パネルのサイズが
色用の液晶パネルのサイズに比べて大型化している。こ
の大型化した液晶パネルに対しては、平行光線を照射す
るようにしている。レンズ７４及び７５は、輝度用の液
晶パネル３３に対して効率よく平行光線を照射するため
のリレーレンズである。
【０３６２】また、この実施例においては、色用の液晶
パネル３０，３１，３２に対して光路を設定するミラー
の形を三角形にしている。レンズ７０ａ，７１ａ，７２
ａは、約１５度の角度を持って、光線を各液晶パネル３
０，３１，３２に照射する。従って、反射ミラー２４か
ら２９の形状も、この光路にあわせて三角形のものを用
いることができる。この三角形の反射ミラー２４から２
９を用いることにより、この液晶プロジェクタのサイズ
を更に小さくすることができる。例えば、反射ミラー２
８の形状が三角形になったことにより、投写レンズ５０
との接触がなくなる。このため、箱体４０１ｈと箱体４
０２ｈを間隔をあけずに、隣同士に配置することができ
る。あるいは、箱体４０１ｈと箱体４０２ｈを１つの箱
体でモジュール構成とすることにより、更に部品数を減
少させることができる。
【０３６３】実施例３−４．図４６及び図４７は、液晶
プロジェクタの他の実施例を示す図である。この実施例
では、液晶プロジェクタの平面サイズをＡ４サイズにし
た場合を示している。平面形状においてＡ４サイズを達
成する場合に、装置内において各種光学素子の関係から
光路の長さを確保しなければならない場合が存在する。
この実施例の場合には、高さＨを増加させることにより
光路の確保を可能としている。図においては、高さＨ１
のスペーサを設けることにより、光路をＨ１だけ長くし
た場合を示している。このように高さＨ１を設けた場合
でも、液晶パネル９９を光路の中央に配置しておくこと
が望ましい。このように、Ａ４サイズを達成するために
高さＨ１が付加された場合は、液晶パネル９９の回りに
空間的な余裕ができるため、前述した反射防止用のため
に液を入れたセル内に封入された液晶パネル９９を用い
ることができる。この実施例においては、液晶パネル９
９を高屈折率の液に浸した場合においても、サイズをそ
のために大きくする必要がないという利点が得られる。
【０３６４】図４６の場合は、カラー処理部１０００に
対して直接光を入射し、出射する場合を示している。主
反射鏡１１のサイズが大きい場合及び投写レンズ５０の
直径が大きい場合でも、高さＨ１のスペーサを設けるこ
とにより、液晶プロジェクタの筐体の中に、矛盾なく各
部品を配置することができる。
【０３６５】図４７は、カラー処理部１０００と偏光処
理部２０００が存在している場合を示している。図４７
に示す場合は、入射光と出射光に示す方向が異なってい
るので、主反射鏡１１と投写レンズ５０は、異なる場所
に配置される。従って、図４６の構成に比べて主反射鏡
１１と投写レンズ５０が、互いにぶつかりあう機会は少
ない。しかし、前述したように、レンズ７１ａにより、
光路を径を絞り、液晶パネル９９に対して絞った光束を
照射する場合には、レンズ７１ａと液晶パネル９９との
間に、一定の距離を保たなければならない場合が存在す
る。また、液晶パネル９９からレンズ７１ｂに光を放射
する場合でも、一定の光路長を保たなければならない場
合が存在する。このため、高さＨ１のスペーサを設ける
ことにより、レンズ７１ａ，７１ｂと液晶パネル９９の
距離を調整することができる。
【０３６６】実施例３−５．図４８は、この実施例にお
ける液晶プロジェクタの平面図である。図４９は、この
実施例における液晶プロジェクタの側面図である。この
実施例の液晶プロジェクタは、偏光処理とカラー処理を
実行する１階部分と輝度を処理する２階部分に分けられ
る。１階部分は、各部品が一体形成されている。図４８
で偏光ビームスプリッター４７ａは、光源からの光をＰ
波とＳ波に分離する。Ｐ波は、クロスダイクロイックミ
ラー４０ｘに入力され、Ｒ，Ｇ，Ｂの光に分離される。
更に、分離された光は、レンズ７０ａ，７１ａ，７２ａ
によりリレーされ、液晶パネル３０，３１，３２に入力
される。液晶パネル３０，３１，３２により変調された
光は、レンズ７０ｂ，７１ｂ，７２ｂを経由してクロス
ダイクロイックミラー４０ｙに入力される。クロスダイ
クロイックミラー４０ｙは、Ｒ，Ｇ，Ｂの光を合成し
て、偏光ビームスプリッター４７ｂに出力する。
【０３６７】一方、図４９で偏光ビームスプリッター４
７ａにより分離されたＳ波は、２階方向に照射され、反
射ミラー２９ａ、レンズ７４ａ及び７５ａを経由して、
輝度用の液晶パネル３３に入力される。液晶パネル３３
により変調された光は、レンズ７５ｂ，７４ｂを経由
し、反射ミラー２９ｂにより反射され、偏光ビームスプ
リッター４７ｂに入力される。偏光ビームスプリッター
４７ｂは、１階部分のクロスダイクロイックミラー４０
ｙで合成された色信号と、２階部分から送られてきた輝
度用の信号を合成して、投写レンズ５０で出力する。
【０３６８】図においては、Ｇの光路がＲとＢの光路に
比べて短くなっている。このＧの光路長とＲとＢの光路
長を等価的にするために、ＲとＢの光路に液３０ｊを設
けている。液３０ｊは、空気よりも屈折率の高い屈折率
を持つ液体である。従って、光学的に光路長を屈折率の
分だけ短くする働きを持つ。このようにして、ＲとＧと
Ｂの光路長を等価的に等しくすることができる。
【０３６９】図に示すように、２つのクロスダイクロイ
ックミラー４０ｘと４０ｙの中心の距離をＬ２とし、ま
た、各中心から反射ミラー２４〜２７までの距離をＬ１
とすると、Ｇの光路長がＬ２となりＲとＢの光路長は、
Ｌ２＋２Ｌ１となる。Ｇの光路は、空気中を通過するの
で屈折率１となり、ＲとＢの光路は液中を通過し、この
屈折率をｎとすると、 Ｌ２＝（Ｌ２＋２Ｌ１）／ｎ となるような屈折率ｎを持つ液３０ｊを用いることによ
り、ＲとＧとＢの光路長を等価的に等しくすることがで
きる。なお、輝度用の光路長について図示していない
が、同様に屈折率の高い液を輝度用の光路に挿入するこ
とにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの光路長と等価とすることができ
る。
【０３７０】また、図４８に示すように、Ｇの光路は空
気中を通過するが、Ｇの液晶パネル３１の周囲だけ液３
０ｊに浸すようにしても構わない。液３０ｊに液晶パネ
ル３１を浸すことにより、冷却効果を高めることができ
る。また、斜めの角度を持った光が入射した場合でも、
クロストークを防止することができる。
【０３７１】実施例３−６．図５０は、この実施例にお
ける液晶プロジェクタの平面図である。図５１は、この
実施例における液晶プロジェクタの側面図である。この
実施例における液晶プロジェクタは、前述した実施例と
異なる点は、レンズ７０ａ〜７２ｂがクロスダイクロイ
ックミラー４０ｘとクロスダイクロイックミラー４０ｙ
の側面に設けられている点である。また、クロスダイク
ロイックミラー４０ｘが液３０ｊの中に浸されており、
波長分離モジュール１０４０を構成している点である。
また、クロスダイクロイックミラー４０ｙが液３０ｊの
中に浸されており、波長合成モジュール１０４１を構成
している点である。この実施例においても、ＲとＢに光
路に対して屈折率の高い液を介在させ、ＲとＧとＢの光
路長を等しくしている。図に示すように、２つのクロス
ダイクロイックミラー４０ｘと４０ｙの中心の距離をＬ
２とし、レンズ７１ａとレンズ７１ｂの中心間の距離を
Ｌ３とし、レンズ７０ａとレンズ７０ｂの中心から反射
ミラー２４と２６までの距離をＬ１とすると、Ｇの光路
長Ｌ３とＲとＢの光路長Ｌ２＋２Ｌ１が等しくなれば、
３つの光路長が等しいことになる。Ｇの光路長Ｌ３は、
空気中を通過するので屈折率が１である。ＲとＢの光路
は、液中を通過し、この液の屈折率をｎとすると、 Ｌ３＝（Ｌ２＋２Ｌ１）／ｎ となるような屈折率ｎを持つ液３０ｊを用いることによ
り、ＲとＧとＢの光路長を等しくすることができる。
【０３７２】実施例３−７．図５２は、この実施例の液
晶プロジェクタを示す図である。前述した図４８，図５
０においては、液晶プロジェクタの長手方向に光源と投
写レンズが存在していたが、この実施例においては、光
源と投写レンズ５０が液晶パネルの長手方向に存在する
のではなく、サイドに存在させるようにしている。この
ように、光源と投写レンズをサイドに配置することによ
り、液晶プロジェクタのサイズをコンパクトにすること
ができる。また、光源と投写レンズをサイドに置く場合
であっても、両者間の距離が充分離れているため、光源
と投写レンズが互いに衝突しあうことはない。
【０３７３】実施例３−８．図５３は、この実施例によ
る液晶プロジェクタを示す平面図である。図５４は、こ
の実施例による液晶プロジェクタを示す側面図である。
図５３が図５０の構成と異なる点は、レンズ７０ａ，７
０ｂ，７２ａ，７２ｂを内部が中空の凹レンズにしたも
のである。このように空気レンズを屈折率ｎの液３０ｊ
に直接浸しているため、凸レンズと同様の作用を呈す
る。また、レンズ７０ｃ，７０ｄ，７２ｃ，７２ｄを内
部が中空の凸レンズにしたものである。このように空気
レンズを屈折率ｎの液３０ｊに直接浸しているため、凹
レンズと同様の作用を呈する。このレンズ７０ｃ，７０
ｄ，７２ｃ，７２ｄは、液晶パネルに光入射する光を平
行光線に戻し、液晶パネルから出射した光を円錐状に放
射するものである。また、レンズ７１ａ，７１ｂは、箱
体の一側面を兼用して作成されている。また、図５３に
示すＧの液晶パネルは、セルの形状が光の入射方向及び
出射方向において、曲面を呈している。従って、レンズ
７１ａから照射された光は、この曲面を通過することに
より平行光線に変化する。平行光線は、液晶パネルを通
過した後、再び出射側の曲面に出力される。出力側の面
がこのように曲面となっているため、図４２に示したよ
うに、反射光によるクロストークを防止することができ
る。また、この曲面がレンズの役目を果たし、レンズ７
１ｂに対して円錐状に広がった光線を照射する。
【０３７４】実施例３−９．図５５は、光接続モジュー
ルの他の実施例を示す図である。この実施例の特徴は、
反射ミラーとして、第１の曲面反射ミラー２５ｘと第２
の曲面反射ミラー２７ｙを有している点である。図５５
においては、光接続モジュールのみを示しているが、そ
の他の部分は、図４８、あるいは、図５０に示した液晶
プロジェクタと同様である。クロスダイクロイックミラ
ー４０ｘから分離された光は、第１の曲面反射ミラー２
５ｘにより反射され、光接続モジュールのほぼ中央で集
光する。この光を第２の曲面反射ミラー２７ｙに導き、
第２の曲面反射ミラー２７ｙによりこの光を平均して９
０度曲げて平行光線に変える。この平行光線は、クロス
ダイクロイックミラー４０ｙに入力される。これらの曲
面反射ミラーは、ほぼ放物面鏡を用いて構成することが
できる。このように、曲面反射ミラーを用いることによ
り、レンズを用いることなく平行光線を集光させ、集光
した光線を平行光線に戻すことができる。
【０３７５】実施例３−１０．図５６は、クロスダイク
ロイックミラーを箱体内の液中に封入した波長分離モジ
ュールの他の実施例を示す図である。波長分離モジュー
ルの内部には、偏光膜４３が設けられている。偏光膜
は、液晶パネルの前面あるいは後面に設けられる場合、
あるいは、前述した実施例で説明したように、反射ミラ
ーに設けられる場合があるが、この実施例においては、
波長分離モジュールの内部に偏光膜４３を有している点
が特徴である。このように、偏光膜を波長分離モジュー
ルの内部に設けることにより、以下の利点がある。 （１）液晶パネルのサイズに比べて波長分離モジュール
のサイズが大きいため、液晶パネルの前面又は後面に偏
光膜を設ける場合よりも偏光膜の面積を大きく取ること
ができる。 （２）偏光膜が液中に浸されているため、偏光膜の冷却
効果が高まる。なお、図５６は、波長分離モジュールの
場合について説明しているが、波長合成モジュール内も
同様に偏光膜を有することができる。
【０３７６】実施例３−１１．図５７は、偏光ビームス
プリッター４７ａを箱体の液中に浸している偏光分離モ
ジュールの他の実施例を示す図である。この実施例にお
いては、偏光分離モジュールが液中に偏光膜４７ｘと４
７ｙを有している点が特徴である。偏光膜４７ｘは、Ｐ
波を通過させ、Ｓ波を遮断する偏光膜である。偏光膜４
７ｙは、Ｓ波を通過させ、Ｐ波を遮断する偏光膜であ
る。偏光ビームスプリッター４７ａは、Ｐ波を通過さ
せ、Ｓ波を反射させるものである。しかし、偏光ビーム
スプリッター４７ａにおいて、完全にＰ波とＳ波を分離
することができない。そこで、図に示すように、偏光膜
４７ｘと偏光膜４７ｙを設け、より完全なＰ波とＳ波を
取り出すようにしたものである。なお、図５７に示す場
合は、偏光分離モジュールの場合について示している
が、偏光合成モジュールについても同様の構成を取るこ
とができる。
【０３７７】実施例３−１２．図５８は、この実施例の
液晶プロジェクタを示す図である。この液晶プロジェク
タは、波長分離モジュール１０４０と偏光分離モジュー
ル１０４７と液晶パネル３０，３１，３２と反射ミラー
２４，２５，２６と投写レンズ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ
から構成されている。この液晶プロジェクタは、Ｒ，
Ｇ，Ｂの３種の光を複数の反射ミラー２４，２５，２６
を介して、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの３個の液晶パネル３
０，３１，３２に導く。液晶パネルで変調された光を３
つの投写レンズ５０ａ，５０ｂ，５０ｃによって、スク
リーン６０上で合成することにより画像を生成する。図
５４においては、偏光分離モジュール１０４７が存在し
ている場合を示しているが、存在していなくても構わな
い。また、液晶パネルの中で赤と青を変調する液晶パネ
ルに比べて、緑を変調する液晶パネルを高精細とし、緑
の液晶パネルに対して輝度信号を乗せた緑色の信号を入
力して、変調するようにしても構わない。また、人間の
視覚特性に基づき、前述したように、赤と青の液晶パネ
ルをＳＴＮ型液晶パネルで構成し、緑の液晶パネルをＴ
Ｎ型液晶パネルで構成しても構わない。
【０３７８】実施例３−１３．図５９は、この実施例に
よる液晶プロジェクタを示す図である。この実施例の特
徴は、ポリマー分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ
Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａ
ｌ）パネルを用いている点である。ＰＤＬＣパネルは、
光の散乱と透過を利用した液晶パネルである。この実施
例においては、前述した実施例の液晶パネル３０，３
１，３２の代わりに、ＰＤＬＣの液晶パネル３０Ｐ，３
１Ｐ，３２Ｐを用いている。ＰＤＬＣを用いた液晶パネ
ルには、原則として平行光線を入力させる必要があるた
め、レンズ５５により平行光線を作成し、その平行光線
をＰＤＬＣの液晶パネルに入力している。ＰＤＬＣの液
晶パネルから出力された光線も平行光線である。この平
行光線をレンズ７９によりアパーチャー５１に収束させ
る。このアパーチャー５１によりコントラスト比を増加
させることができる。ＰＤＬＣの液晶パネルを用いる場
合は、前述した実施例のように偏光を用いることがな
く、自然光をそのまま入力することができるため、明る
い画像を得ることができる。
【０３７９】図６０は、ＰＤＬＣの液晶パネルを用いた
他の例を示す図である。この実施例においては、ＰＤＬ
Ｃを用いた液晶パネル３０Ｐ，３１Ｐ，３２Ｐは、波長
分離モジュール１０４０の側面に設けられている。ま
た、アパーチャー５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、反射ミラ
ーの中間に設けられている。このアパーチャーに焦点を
持つレンズ７０，７１，７２がＰＤＬＣの液晶パネル３
０Ｐ，３１Ｐ，３２Ｐとアパーチャー５１ａ，５１ｂ，
５１ｃの間に設けられている。
【０３８０】図５９及び図６０の場合は、カラー処理部
にＰＤＬＣの液晶パネルを用いる場合について説明して
いるが、偏光処理部の輝度用の液晶パネルにＰＤＬＣを
用いた液晶パネルを用いても構わない。図６１は、ＰＤ
ＬＣを用いた液晶パネル３３Ｐを、反射ミラー２９ａ及
び２９ｂの間に設けた場合を示している。この構成を採
る場合には、レンズ７９及び図示していないアパーチャ
ー５１は、カラー処理部のものと兼用することができ
る。
【０３８１】図６２は、ＰＬＤＣを用いた液晶パネル３
３Ｐを、偏光分離モジュール１０４７の側面に配置した
場合を示している。アパーチャー５１ｄは、反射ミラー
２９ａと２９ｂの間に設けられている。この構成をとる
場合、レンズ７４とアパーチャー５１ｄは、偏光処理部
専用に設けられたものである。
【０３８２】実施例３−１４．図６３，図６４は、偏光
分離モジュール、ないし、波長分離モジュールの入口に
設けられるレンズ５５の具体例を説明する図である。図
において、１０はランプ、１１は主反射鏡、５５は二焦
点レンズ、１０４０は波長分離モジュール（ないし、偏
光分離モジュール）、１０３１は光接続モジュール、１
０４１は波長合成モジュール（ないし、偏光合成モジュ
ール）、３１は液晶パネルである。通常の凹レンズの焦
点を主反射鏡の焦点に設置すると、即ち、ランプ１０の
アーク長の中央に設置すると、図中、一点鎖線で示すよ
うに、ランプ１０の中央、即ち、主反射鏡の焦点から出
た光は、主反射鏡で反射され、図のＣ点を通過した以後
は、平行光線１００になる。また、図中、点線で示すよ
うに、光源の一方の端（アーク長の一端）から出て、上
記凹レンズのＣ点より内側にあるＡ点を通過した光は、
単一焦点レンズの場合、平行光線より内側の光線１０３
となり、ある傾きを持った光となるが、液晶パネル３１
によって有効に利用される。ところが、図中、実線で示
すように、光源の他方の端（アーク長の他端）から出て
上記凹レンズのＣ点より外側のＢ点を通過する光は、単
一焦点レンズの場合、平行光線１００より外側の光線１
０１となり、図のように蹴られることになる。この実施
例では、図６４に示すように、レンズ５５は、２つの焦
点Ｆ１及びＦ２を有している。レンズ５５は、光軸から
半径Ｒ１までは、第１のレンズ面５５ａを有しており、
焦点Ｆ１を有している。更に、半径Ｒ１の外側部分（Ｒ
２−Ｒ１＝Ｒ３の部分）は、第２のレンズ面５５ｂを有
しており、この第２のレンズ面５５ｂは、第２の焦点Ｆ
２を有している。第１の焦点Ｆ１の焦点距離は、第２の
焦点Ｆ２の焦点距離より小さい値を示す。また、内側の
焦点Ｆ１は、主反射鏡の焦点と一致している。即ち、光
源のアーク長の中央に設置される。このように、二焦点
レンズを用いることにより、光線１０１のように、光路
から外側に蹴られてしまう光線を、光線１０２に示すよ
うに、液晶パネル３１に入射することが可能な光線に変
えることができる。
【０３８３】実施例４．この実施例では、画像の縦横比
を所望の縦横比に変換する画像変換手段を備えた画像生
成装置について説明する。図６５は、この実施例の画像
生成装置の構成を表すブロック図である。図６５を用い
て、画像生成装置の動作について、説明する。画像信号
変換手段６０２は、画像信号６００を入力し、液晶パネ
ル６１０の縦横比と同一の縦横比を持つ画像信号（変換
された画像信号）６０４に変換する。画像生成手段６２
０は変換された画像信号６０４を液晶パネル６１０に入
力する。また、画像生成手段６２０は、液晶パネル６１
０に入射光９０５を入力する。そして、画像生成手段６
２０は、液晶パネル６１０により、変換された画像信号
６０４及び入射光９０５から光変調された画像６３０を
生成する。画像生成手段６２０により生成された画像６
３０は、画像変換手段６４０により、所望の縦横比を有
する画像６６０に変換される。所望の縦横比とは、最終
的にユーザの目に触れる時点での映像のアスペクト比の
ことである。
【０３８４】従来は、画像情報は、最終的な縦横比にあ
わせて、作成されていた。また、画像生成手段が用いる
液晶パネルもその縦横比で作成されていた。たとえば、
映像スクリーンが３：４の場合は、画像情報も液晶パネ
ルも３：４の縦横比をもっていた。それに対して、この
画像生成装置においては、画像信号６００及び変換され
た画像６６０の少なくともいずれか一方の縦横比、ある
いは、両方の縦横比とは異なる縦横比を持つ液晶パネル
を用いて画像生成を行うことができる。それは、画像信
号変換手段６０２が入力された画像信号を液晶パネル６
１０の持つ縦横比に変換することによる。また、画像変
換手段６４０が、画像生成手段６２０により光変調され
た画像６３０を最終的に要求される縦横比を持つ画像６
６０に変変換することによる。例えば、映像スクリーン
と画像情報が３：４の縦横比を持っていたとしても、液
晶パネルは３：４の縦横比に依存しない縦横比をもつこ
とができる。液晶パネルの縦横比は、その製造プロセス
から最も無駄なく安価に製造できるように決定すればよ
い。あるいは、液晶パネルの縦横比は、その液晶パネル
が置かれる光学系によって生成される光束の断面形状に
より決定すればよい。光束の断面が円である場合は、最
も光を有効に使用できる矩形は、正方形であるので、
４：４の縦横比を持つことが望ましい。もし、液晶パネ
ルが４：４の縦横比を持っている場合、縦横比が４：４
のものを３：４にするには縦の長さを３／４倍にして映
せばよい。同様に、画像情報が３：４の縦横比を持ち液
晶パネルが４：４の縦横比を有している場合、画像情報
をディジタル処理することにより縦横比が４：４になる
ように変換して、液晶パネルに入力すればよい。
【０３８５】次に、図６６を用いて説明する。図６６に
おいて、画像変換手段は、シリンドリカルレンズ６４０
ａである。液晶パネル６１０で生成された画像は、シリ
ンドリカルレンズ６４０ａにより、図中に点線で示すよ
うに横に拡大され、スクリーン６０に投写される。図６
７においては、横に拡大する場合について示している
が、縦に拡大してもよい。シリンドリカルレンズの形
状、特性、配置を換えれば、得られる画像の縦横比を自
由に設定できる。また、レンズを着脱可能にすれば、変
換するかしないかを選択できる画像生成装置が実現でき
る。
【０３８６】また、図６７は、レンズを２つ用いた画像
生成装置の例である。ランプ１０及び主反射鏡１１から
成る光源系を用いて、画像生成装置に光を照射する。こ
の図に示されている画像生成装置は、図１に示す構成と
同一であるので符号の説明は省略する。生成された画像
は、シリンドリカルレンズ６４０ｂにより、先ず縦に拡
大される。続いて、シリンドリカルレンズ６４０ａによ
り横に拡大されてスクリーン６０に投写される。
【０３８７】このように、複数のレンズを組み合わせて
用いることにより、縦横どちらにも任意の画像拡大を行
うことができる。また、レンズの切り替えを行う図示し
ない切り替え手段を併設すれば、実行時に拡大率を選択
して切り替え可能な画像生成装置を実現できる。なお、
日本特許特開平４−１４９４２６号公報には、シリンド
リカルレンズを用いた投射型表示装置が開示されている
が、この投射型表示装置のシリンドリカルレンズは、画
像の非点収差を補正するものであり、本実施例のよう
に、画像の縦横比を変更するものではない。
【０３８８】実施例５．図６８は、この発明の画像生成
装置の他の構成を示す図である。図６８に示す画像生成
装置は、緑用の液晶パネルとして第１の緑用液晶パネル
３１ａと第２の緑用液晶パネル３１ｂを有している点が
特徴である。また、第２の緑用液晶パネル３１ｂの手前
には、白色光線（図６８においては、Ｓ波）から緑色の
光を抽出するフィルタＦが配置されている。赤用の液晶
パネル３０と青用の液晶パネル３２と第１の緑用の液晶
パネル３１ａと第２の緑用液晶パネル３１ｂのサイズ及
び精細度は、全て同じである。また、赤用と青用と第１
の緑用の液晶パネル３０，３２，３１ａは、対応する各
画素をスクリーンの同一の場所に合成できるように位置
決めがされている。一方、第２の緑用液晶パネル３１ｂ
は、スクリーンの縦方向に半画素ずらして画像を生成す
るように位置決めされている。
【０３８９】図６９は、第１と第２の緑用液晶パネル３
１ａと３１ｂが出力するスクリーンの走査線の関係を示
す図である。第１の緑用液晶パネル（Ｇ１）３１ａによ
り出力された走査線を実線で示す。第２の緑用液晶パネ
ル（Ｇ２）３１ｂにより出力された走査線を点線で示
す。両者は、０．５画素だけ縦方向にずれて出力され
る。
【０３９０】現在、０．７インチ等の小型化された液晶
パネルを使用する場合の最大の問題点として、画面の縦
方向の画素数が少ないという欠点がある。例えば、０．
７インチの液晶パネルの縦方向の画素数は、２４０ドッ
トになっているが、家庭用のテレビ等で用いられている
ＮＴＳＣ信号による画像を表示する場合には、縦方向へ
４００本以上の走査線を必要とする。このような問題点
を解決するために、この実施例では、緑用の液晶パネル
を縦方向へ半画素ずらして使用することにより、事実上
走査線の数を４８０本とした高画質な画像を実現するも
のである。従って、緑用の液晶パネルを２枚使用するこ
とにより、例えば、０．７インチの液晶パネルを用い
て、走査線が４８０本存在する高画質の画像が得られ
る。また、赤用，青用及び第１と第２の緑用の液晶パネ
ルが全て同一の液晶パネルで構成されているため、液晶
プロジェクタのコストを安くすることができる。また、
この液晶プロジェクタがインタレースの画像信号を入力
して動作している場合は、第１フィールドの画像信号を
第１の緑用液晶パネルに入力し、第２フィールドの画像
信号を第２の緑用液晶パネルへ入力することにより、特
別な回路を必要とせず、この実施例の方式を実現するこ
とができる。即ち、インタレースモードを使用している
場合には、ノンインタレースからインタレースへの変換
や倍速スキャン等の特別な処理を行うことなく、４８０
本の走査線を持つ高画質な画像を得ることができる。液
晶パネルを駆動する場合は、一般的には、インタレース
モードで駆動することはできない。しかし、現在家庭用
のテレビ等で用いられているＮＴＳＣ信号は、インタレ
ースモードの信号となっている。そのため、もし、液晶
パネルが縦方向に４８０本の走査線を実際に表示する場
合には、このインタレース信号をノンインタレース信号
に変換しなければならない。このための変換回路やメモ
リ等が必要となり、コストの上昇につながってしまう。
しかし、この実施例によれば、インタレース信号からノ
ンインタレースへの変換をする必要がなく、インタレー
スの信号をそのまま用いることが可能になる。更に、前
述したように、液晶パネルのサイズが全て同一であるた
め、倍率合わせのためのレンズがいらない。前述した実
施例の中には、輝度用の液晶パネルのサイズを他の色用
の液晶パネルのサイズより大きくする場合、あるいは、
緑用の液晶パネルを他の液晶パネルよりサイズを大きく
する場合について述べたが、この実施例によれば、全て
のパネルサイズが同じであり、倍率合わせのレンズは不
要となる。
【０３９１】この緑用の液晶パネルを第１と第２の緑用
液晶パネルで構成する方式は、従来例に示した液晶プロ
ジェクタに対しても適用することができる。あるいはま
た、前述した各実施例よる構成の液晶プロジェクタに対
しても適用することができる。図７０〜図７３に示す各
種の液晶プロジェクタは、前述した実施例で述べたいく
つかの液晶プロジェクタに対して、この実施例の方式を
適用した例を示している。いずれの場合においても、前
述した実施例において、輝度用の液晶パネルを用いてい
たのに対して、その輝度用の液晶パネルを第２の緑用液
晶パネルとした点に特徴がある。なお、図７０〜図７３
においては、フィルタＦを記載していないが、フィルタ
Ｆは、偏光ビームスプリッター４７ａと第２の緑用液晶
パネル（Ｇ２）３１ｂの間の光路どこかに存在していれ
ばよい。
【０３９２】なお、上記説明では、縦方向に０．５画素
ずらす場合を示したが、横方向にずらしても構わない。
また、斜め方向にずらしてもよい。また、０．５画素で
なく、０．１，０．４，０．７画素等ずらす場合でもよ
い。
【０３９３】図７４は、この発明の画像生成装置の他の
構成を示す図である。前述した図６８に示す構成と異な
る点は、ハーフミラー９１を用いて第１の緑用液晶パネ
ル３１ａからの出力と、第２の緑用液晶パネル３１ｂの
出力を合成している点である。図６８に示す場合には、
偏光ビームスプリッター４７ｂにより、第２の緑用液晶
パネル３１ｂからの出力を合成していた。クロスダイク
ロイックミラー４１においては、波長が異なる光を合成
することはできるが、波長が同じ光を合成することはで
きない。そこで、図６８の場合は、偏光ビームスプリッ
ター４７ｂを用いて、波長が同じ光であっても合成でき
るようにしていた。一方、図７４の場合には、緑用の光
の合成のために、ハーフミラー９１を使用する点が特徴
である。ハーフミラーを使用することにより、光の利用
効率が５０％となってしまうが、この実施例の緑の光の
明るさが２倍になっているため、ハーフミラーを用いる
ことにより、効率が５０％となってしまった場合でも、
赤色、あるいは、青色に比べて暗くなるという不都合は
ない。
【０３９４】クロスダイクロイックミラー４１から、第
１と第２の緑用液晶パネル３１ａと３１ｂそれぞれまで
への距離は、等しいことが望ましい。同様に、クロスダ
イクロイックミラー４１から、赤用の液晶パネル３０と
青用の液晶パネル３２までの距離も、全て等しいことが
望ましい。
【０３９５】前述したように、Ｐ波，Ｓ波の混合に偏光
ビームスプリッター又はハーフミラーを使用すると、ダ
イクロイックミラーに加え、更に、偏光ビームスプリッ
ター又はハーフミラーのスペースとして、液晶パネルか
ら投写レンズの間で約液晶パネル口径相当の光路長が延
びることになる。このことは、投写レンズのバックフォ
ーカスが長くなり、焦点距離ｆの短いレンズを使用する
ことが困難となる。そのために、拡大率が大きく取れ
ず、投写距離が長くなってしまう。特に、背面投写のプ
ロジェクションテレビでは、機器の薄型化の要求が重要
で、投写距離をできるだけ短くする必要がある。
【０３９６】そこで、図７５、あるいは、図７６に示す
ような光混合器を用いるようにするとよい。図７５に示
す光混合器は、この立方体の中でＲＧＢの各光及びＰ波
／Ｓ波を混合するものである。そのため、今迄のクロス
ダイクロイックミラーによる３色混合と同じバックフォ
ーカスで、第２の緑用液晶パネルからの緑の光を混合で
きる。図７５は、Ｒ反射面とＢ反射面がＸ字状に交差
し、更に、そのＸ字を斜めに切るＳ反射面を有する複合
プリズムである。また、図７６は、Ｂ反射面とＳ反射面
がＸ字状に交差し、更に、そのＸ字を斜めに切るＲ反射
面を有する複合プリズムである。図７５において、ＲＧ
Ｂの光は、それぞれ、図のＲ，Ｇ，Ｂの方向から入射さ
れ、Ｒは赤反射面により反射され、Ｂは青反射面により
反射され、Ｇ１は、そのまま通過し３つの光は混合され
る。この時、この光の一部は、Ｓ反射面を通過するが、
これらの光は全てＰ波なので、Ｘ字状のダイクロイック
ミラー面を斜めに切るＳ反射面の影響は受けず、そのま
ま図の出射方向へ出射される。Ｇ２は、図のクロスダイ
クロイックミラーの反射面と平行な方向から入射され、
このＧ２の光はＳ波なので、Ｓ反射面で反射され、ＲＧ
Ｂ混合されたＰ波と合成され、出射方向へ出射される。
また、Ｓ反射面により反射されたＳ波の一部は、ダイク
ロイックミラーのＲ反射面及びＢ反射面を通過するが、
このＳ波は緑成分だけなので、ダイクロイックミラーの
反射面は全て透過でき、何の影響も受けない。図７６に
おいても上記動作原理は同じであり、この原理を３次元
分光光路系に展開したものである。
【０３９７】図７７は、前述した光混合器を用いた場合
の液晶プロジェクタの一例を示す図である。光混合器１
０４１ｘは、図７５に示したように、クロスダイクロイ
ックミラーと偏光ビームスプリッターが合わされたもの
であり、光混合器１０４１ｘにより赤色と青色と第１と
第２の緑色を混合して出力することができる。
【０３９８】ここでは、図７７に示す構成において、光
混合器を用いる場合について説明したが、前述した各種
プロジェクタにおいても、この実施例の光混合器を適用
することができる。ただし、第４の液晶パネルとして、
この実施例のように、単色光を第４の液晶パネルで変調
して、この単色光を通過させるようなクロスダイクロイ
ックミラーである場合に限る。前述した実施例の中で、
輝度用の液晶パネルを使用している場合は、この実施例
の光混合器を用いることができない。輝度用の液晶パネ
ルからの出力は、白色光であり、クロスダイクロイック
ミラーによって白色光の一部が波長により反射されてし
まうからである。
【０３９９】実施例６．図７８は、この実施例のクロス
ダイクロイックミラーを示す図である。この実施例にお
けるクロスダイクロイックミラーは、前述した実施例と
は異なり、十字状に、あるいは、Ｘ字状にダイクロイッ
クミラーが交差しているものではない。図７８に示すよ
うに、赤色を反射する第１のダイクロイックミラー４０
ａと青色を反射する第２のダイクロイックミラー４０ｂ
は、それぞれの反射面の対角線で交わっている。このよ
うに、２つのダイクロイックミラーが対角線で交わって
おり、互いに直交して交差している場合も、以下及びこ
の明細書において、クロスダイクロイックミラーと呼ぶ
ことにする。
【０４００】図７８は、本発明による光分離用クロスダ
イクロイックミラーモジュール４０ｇを示す図である。
従来のモジュールは、Ｒ反射用のダイクロイックミラー
とＢ反射用のダイクロイックミラーがＸ字状に配置され
ていたが、本発明のものは、Ｚ軸に平行な面を持つダイ
クロイックミラー４０ａと、Ｘ軸に平行な面を持つダイ
クロイックミラー４０ｂとで構成されている。Ｙ軸から
入射した入射光９０５は、ダイクロイックミラー４０ａ
によってＲ成分の光が反射され、Ｚ軸方向にＲ成分の光
９０６として出射される。同時に、ダイクロイックミラ
ー４０ｂによってＢ成分の光が反射されて、Ｘ軸方向に
Ｂ成分の光９０７として出射される。残ったＧ成分の光
は、Ｙ方向にＧ成分の光９０８として出射される。この
ようにして、入射光９０５は、互いに３次元方向に直交
するＲ，Ｇ，Ｂ成分の光９０６，９０８，９０７に分離
される。
【０４０１】図７９は、本発明による光合成用クロスダ
イクロイックミラーモジュール４１ｇを示す図である。
構成は、図７８と同様である。Ｒ成分の光９１６は、Ｒ
反射用のダイクロイックミラー４１ａで反射されて、光
９１５として出射される。また、Ｂ成分の光９１７は、
Ｂ反射用のダイクロイックミラー４１ｂで反射されて、
光９１５として出射される。Ｇ成分の光９１８は、ダイ
クロイックミラー４１ａ，４１ｂでは反射されず、真直
ぐ光９１５として出射される。このようにして、それぞ
れ３次元方向に直交した光９１６，９１７，９１８は、
本発明のモジュールによって出力光９１５として合成さ
れる。
【０４０２】図８０に、本発明の光学ユニットを示す。
本ユニットは、上記で説明した光分離用クロスダイクロ
イックミラーモジュール４０ｇ、光合成用クロスダイク
ロイックミラーモジュール４１ｇと６枚の反射ミラー２
４〜２９から構成されている。但し、光合成用クロスダ
イクロイックミラーモジュール４１ｇは、図７９に示し
たように、Ｒ光を上から入射するのではなく、図８０に
おいては、Ｒ光を横から入射するように方向を変えて配
置してある。入射光９０５は、光分離用クロスダイクロ
イックミラーモジュール４０ｇによって、Ｒ，Ｂ，Ｇの
互いに直交する光に分離される。まず、Ｒ光は、反射ミ
ラー２４によって９０度曲げられ、反射ミラー２７によ
って再度９０度曲げられて、光合成用クロスダイクロイ
ックミラーモジュール４１ｇに至り、このモジュール４
１ｇで合成されて光９１５として出射される。Ｇ光は、
光分離用クロスダイクロイックミラーモジュール４０ｇ
を直進して反射ミラー２６に至り、ここで９０度曲げら
れ反射ミラー２９に至り、ここで再度９０度曲げられ
て、光合成用クロスダイクロイックミラーモジュール４
１ｇに入る。この光合成用クロスダイクロイックミラー
モジュールによって合成された光９１５が出射される。
Ｂ光は、反射ミラー２５によって９０度曲げられ、反射
ミラー２８に至る。ここで再度９０度曲げられ、光合成
用クロスダイクロイックミラーモジュール４１ｇに至
る。ここで合成されて光９１５として出射される。光分
離用クロスダイクロイックミラーモジュール４０ｇか
ら、光合成用クロスダイクロイックミラーモジュール４
１ｇに至る光路で、Ｒ，Ｇ，Ｂに対して対称な位置に液
晶パネルを設置すれば、光源のランプから赤色，緑色，
青色の画像合成に至るまでの光路長を等しくすることが
できる。また、各液晶パネルから投写レンズまでの光路
長を等しくすることができる。対称な位置の例として
は、光合成用クロスダイクロイックミラーモジュール４
１ｇのＲ，Ｇ，Ｂ光が入射してくる面がある。あるい
は、Ｒ用反射ミラー２４と２７との接する部分に光路に
垂直に赤用の液晶パネルを配置してもよい。青用及び緑
用の液晶パネルも同様に青用と緑用の光路に設けられた
２つのミラーの接する部分の間に、それぞれの光路に対
して垂直に液晶パネルを設けるようにすればよい。
【０４０３】図８１は、この実施例の光学ユニットの他
の例を示す図である。図８１に示す光学ユニットが、図
８０に示す光学ユニットと異なる点は、２つのミラーを
１枚のミラーで構成した点である。例えば、図８０に示
した反射ミラー２４と反射ミラー２９は、それぞれＲを
反射するため及びＧを反射するために設けられたもので
あるが、同一平面上に存在させることができる。従っ
て、図８１では、反射ミラー２４と２９を合わせて１枚
の反射ミラー２４９とした場合を示している。同様に、
図８０における反射ミラー２５と２７を合わせて、図８
１において反射ミラー２５７としている。同様に、図８
０における反射ミラー２６と２８を合わせて、図８１に
おいて反射ミラー２６８としている。このように、ミラ
ーを１枚のミラーで構成することにより、部品点数を削
減することができる。
【０４０４】図８２は、この実施例の光学ユニットの他
の例を示す図である。図８２に示す光学ユニットが、図
８０に示す光学ユニットと異なる点は、入射光を入射し
てからＢ光を分離する方向が異なる点である。図８０の
場合は、光を入射してから入射光の進行方向に向かって
右手側にＢ光を分離していたが、図８２の場合は、入射
光の入射方向に対して、Ｂ光を左側に分離している。そ
の他の点では、図８０に示した構成と同様である。
【０４０５】図８２に示した場合においても、２つのミ
ラーを１枚のミラーで構成するようにしても構わない。
【０４０６】この実施例で説明した光学ユニットは、前
述した各種実施例で述べたカラー処理部に用いることが
できる。従って、前述した液晶プロジェクタのカラー処
理部において述べた各種の応用例や実施例や具体例が、
この実施例で述べたクロスダイクロイックミラーを用い
た光学ユニットに対しても、適用することが可能であ
る。例えば、 （１）クロスダイクロイックミラーを箱体に収納し、屈
折率が空気より高い液体に浸してモジュール化するこ
と。 （２）この実施例の光学ユニットに対して、高さ方向に
Ｈ１のスペーサを設け、照明器や投写レンズとの配置の
整合性を良くすること。 （３）この実施例のクロスダイクロイックミラーを、薄
膜を塗布された２つの面が交差線上で、切れ目なく連続
につながるように加工して構成すること。 （４）モジュール化した箱体の中に偏光膜を設置するこ
と。 （５）この実施例の光学ユニットの前後にレンズを設け
ること。そのレンズを箱体と一体化し、モジュール化す
ること。 （６）この実施例の光学ユニットに対して、偏光分離モ
ジュール、あるいは、偏光合成モジュールを追加するこ
と。 等、前述した各種実施例がこの実施例の光学ユニットに
対しても、適用することが可能である。
【０４０７】実施例７．この実施例においては、輝度用
の液晶パネルとカラー用の液晶パネルのサイズが異なる
場合の画像の合成方式について説明する。また、この実
施例においては、コンパクトなサイズでできるだけ大き
な画像を投写することができる液晶プロジェクタについ
て説明する。図８３は、液晶パネルの位置とスクリーン
に投写される画像のサイズの関係を示す図である。液晶
パネルがＰ１の位置にある場合、投写レンズ５０を通過
した光は、スクリーン６０にサイズＳ１を持つ画像を生
成する。一方、液晶パネルがＰ２の位置に存在している
場合は、スクリーンにサイズＳ２の画像を生成する。投
写レンズ５０と液晶パネルが近ければ近いほど、スクリ
ーン６０には大きなサイズの画像を生成することができ
る。このように、液晶パネルと投写レンズ５０の間隔を
小さくすることは、液晶プロジェクタのサイズをコンパ
クトにすることを意味する。従って、液晶パネルをでき
るだけ投写レンズ５０に近づけることにより、液晶プロ
ジェクタを小型にできるとともに、大型画像をスクリー
ンに投写することが可能になる。
【０４０８】以下に、輝度用の液晶パネルとカラー用の
液晶パネルのサイズが異なる場合の画像の合成方式、及
び、液晶パネルと投写レンズの距離をできるだけ小さく
して大きな画像を生成する画像生成方式について説明す
る。
【０４０９】図８４，図８５，図８６は、この実施例に
おける液晶プロジェクタの正面図，側面図，斜視図であ
る。例えば、この実施例においては、輝度用の液晶パネ
ルは、対角方向において１．３インチの長さを持ち、カ
ラー用の液晶パネルは、対角方向において０．７インチ
のサイズを持つもの、かつ、縦横の寸法の比が等しいも
のとする。従って、面積比において、約４：１の違いが
ある。このように、輝度用の液晶パネルとカラー用の液
晶パネルのサイズが異なる場合には、リレーレンズ９
３，９４，９５を用いて画像のサイズを一致させてか
ら、偏光ビームスプリッター４７ｂにおいて画像を合成
する。図８５に示すように、リレーレンズ９３，９４，
９５は、カラー用の液晶パネルＲ，Ｇ，Ｂとクロスダイ
クロイックミラー４１の間に置かれている。この場合の
リレーレンズ９３，９４，９５は、各カラー用の液晶パ
ネルに対応してそれぞれ個別に設けられている。輝度用
の液晶パネルは、偏光ビームスプリッター４７ｂの側面
に配置されている。そこで、リレーレンズ９３，９４，
９５がカラー用の液晶パネルからの画像を、偏光ビーム
スプリッター４７ｂのもう一方の側面にある結像位置Ｖ
に結像する。図中、Ｖはリレーレンズ９３，９４，９５
が画像を結像する位置を示すものであり、特に、特別な
液晶パネルやその他のハードウェアが置かれることを意
味してはいない。結像位置Ｖの画像の大きさと輝度用の
液晶パネルの画像の大きさは、等しいものであり、偏光
ビームスプリッター４７ｂにより、両者を合成すること
により、最終的な画像が投写レンズ５０を介してスクリ
ーンへ投写される。
【０４１０】次に、図８７を用いてリレーレンズ９４が
画像を拡大する場合の光学系について説明する。図８７
において、ｆ１はレンズ７１ａとレンズ７１ｃの共通の
焦点である。ｆ２はリレーレンズ９４の焦点である。ｆ
３はリレーレンズ９４とレンズ７１ｂの共通の焦点であ
る。ｆ４は７１ｂの焦点である。また、Ｌ１はリレーレ
ンズ９４の焦点距離である。また、Ｌ２はレンズ７１ｂ
の焦点距離である。もし、Ｌ１×２＝Ｌ２、かつ、Ｌ２
＝Ｌ３という関係があれば、緑用の液晶パネルＧから出
力された光の光径は、リレーレンズ９４からレンズ７１
ｂに達するまでに、２倍の大きさに拡大されることにな
る。
【０４１１】図８７に示すように、レンズ７１ｂと結像
位置Ｖの間には、クロスダイクロイックミラー４１が配
置されなければならない。従って、クロスダイクロイッ
クミラー４１のサイズが大きい場合、Ｌ２＝Ｌ３という
関係が成り立たない場合が存在する。そのような場合に
は、クロスダイクロイックミラー４１を屈折率ｎ（ｎ＞
１）の液に浸すことにより、レンズ７１ｂの焦点距離を
実質的に伸ばすことが可能になる。このようにして、物
理的にはＬ２＝Ｌ３という関係が成り立たなくても、Ｌ
２とＬ３を等価的な長さにすることにより、前述したよ
うに、画像のサイズを２倍に拡大することができる。こ
のようにして、カラー用の液晶パネルから出力された画
像のサイズを２倍にすることができる。
【０４１２】また、焦点ｆ１及び焦点ｆ３は、各焦点ｆ
１，ｆ３の両側にあるレンズの共通の焦点である。この
ように、焦点ｆ１及び焦点ｆ３を両側にある２つのレン
ズの共通の焦点にすることにより、光の分散を防ぐこと
ができ、光を効率良く利用することが可能になる。
【０４１３】次に、液晶パネルと投写レンズ５０との距
離を短くしてスクリーンへの画像のサイズをできるだけ
大きくする場合について説明する。図８５に示すよう
に、輝度用の液晶パネルと結像位置Ｖは、偏光ビームス
プリッター４７ｂの側面に配置されている。輝度用の液
晶パネルとカラー用の液晶パネルを用いる場合は、両者
からの画像を偏光ビームスプリッター４７ｂにより合成
してから、投写レンズ５０に出力するため、投写レンズ
５０に最も近い液晶パネルの位置は、偏光ビームスプリ
ッター４７ｂの側面に設ける場合である。即ち、偏光ビ
ームスプリッター４７ｂの一方の側面に輝度用の液晶パ
ネルを設け、もう一方の側面にカラー用の液晶パネルを
設けることが望ましい。例えば、図８５において、結像
位置Ｖの位置にカラー用の液晶パネルを設けることが望
ましい。しかし、図８５に示すように、カラー処理部１
０００をＲ，Ｇ，Ｂの３つの液晶パネルを用いて構成す
る場合には、クロスダイクロイックミラー４１により
Ｒ，Ｇ，Ｂの３つのカラー用の液晶パネルからの出力を
合成してから、その出力を偏光ビームスプリッター４７
ｂに入力しなければならない。即ち、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つ
のカラー用の液晶パネルを偏光ビームスプリッター４７
ｂの側面に配置できない。そこで、この実施例では、リ
レーレンズ９３，９４，９５を用いて、３つのカラー用
の液晶パネルからの画像を偏光ビームスプリッター４７
ｂの側面にある結像位置Ｖに結像させることにより、結
像位置Ｖにカラー用の液晶パネルが存在しているかのよ
うに動作させる。即ち、結像位置Ｖには、仮想のカラー
用の液晶パネルが存在していることに等しいことにな
る。このように、輝度用の液晶パネルとカラー用の仮想
の液晶パネルを偏光ビームスプリッター４７ｂの側面に
配置することにより、投写レンズ５０から等しい距離に
輝度用の液晶パネルとカラー用の仮想の液晶パネルを配
置したことになる。しかもその配置位置は、投写レンズ
５０から最も近い位置になる。このようにして、スクリ
ーンには、大型の画像を投写することができる。
【０４１４】前述した例においては、リレーレンズを３
個用いる場合について説明したが、図８８に示すよう
に、リレーレンズ９２をクロスダイクロイックミラー４
１と偏光ビームスプリッター４７ｂの間に、１つだけ設
けるようにしても構わない。リレーレンズをクロスダイ
クロイックミラー４１と偏光ビームスプリッター４７ｂ
の間に設ける場合においても、リレーレンズ９２よる結
像位置Ｖは、偏光ビームスプリッター４７ｂの側面にあ
る。従って、クロスダイクロイックミラー４１と偏光ビ
ームスプリッター４７ｂの間にある一定の距離Ｌを確保
する必要がある。図８４〜図８６に示すように、リレー
レンズを各液晶パネルに対してそれぞれ備えている場合
には、リレーレンズがそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの各色に適合
する特性を持っていればよいが、図８８に示すように、
リレーレンズをクロスダイクロイックミラー４１と偏光
ビームスプリッター４７ｂの間に１つだけ設ける場合
は、リレーレンズはＲ，Ｇ，Ｂの３色の光に対して適合
する特性を持たなければならない。従って、レンズが１
つで済むという利点はあるが、高価なレンズを使用しな
ければならいという欠点がある。
【０４１５】前述した２つの例においては、カラー用の
液晶パネルの画像を拡大する場合について説明したが、
図８９に示す例は、輝度用の液晶パネルの画像を縮小す
る場合を示している。図８９においては、輝度用の液晶
パネルからの出力が、リレーレンズ９１により縮小され
て、結像位置Ｖにおいて、カラー用の液晶パネルから出
力された画像のサイズと同じサイズの画像が生成され
る。
【０４１６】前述した例において、リレーレンズ９１〜
９５は、それぞれ１枚のレンズを用いる場合について説
明しているが、複数のレンズを組み合わせる場合であっ
ても構わない。
【０４１７】図９０，図９１，図９２は、前述した液晶
プロジェクタとは異なる構成を持つ液晶プロジェクタに
おいて、リレーレンズを用いて輝度用の液晶パネルとカ
ラー用の液晶パネルの画像のサイズを一致させる場合を
示している。また、図９０と図９１は、輝度用の液晶パ
ネルと結像位置Ｖを偏光ビームスプリッター４７ｂの側
面に配置して、投写レンズ５０から最も短い距離に配置
している場合を示している。図９０は、３つのリレーレ
ンズ９３，９４，９５を用いる場合を示している。図９
１は、リレーレンズ９２をクロスダイクロイックミラー
４１と偏光ビームスプリッター４７ｂの間に設ける場合
を示している。図９２は、輝度用の液晶パネルと偏光ビ
ームスプリッター４７ｂの間に、リレーレンズ９１を設
ける場合を示している。
【０４１８】図９３は、更に、異なる構成の液晶プロジ
ェクタにリレーレンズを用いた場合を示している。図９
３に示す例は、クロスダイクロイックミラー４１と偏光
ビームスプリッター４７ｂの間に、リレーレンズ９２を
設ける場合を示している。図９３のような構成の場合で
も、３つのリレーレンズをそれぞれ各カラー用の液晶パ
ネルとクロスダイクロイックミラーの間に設けるように
しても構わない。あるいは、輝度用の液晶パネルと偏光
ビームスプリッター４７ｂの間に、リレーレンズを設け
るようにしても構わない。図９４，図９５，図９６，図
９７は、前述した実施例で説明した液晶プロジェクタに
対して、リレーレンズを適用した場合を示している。図
９４は、カラー用の液晶パネルに対して、リレーレンズ
９２を用いる場合を示している。図９５は、輝度用の液
晶パネルに対して、リレーレンズ９１を用いる場合を示
している。図９６は、カラー用の液晶パネルに対して、
リレーレンズ９２を用いる場合を示している。図９７
は、輝度用の液晶パネルに対して、リレーレンズ９１を
用いる場合を示している。
【０４１９】図８４，図８５に戻り、この実施例の液晶
プロジェクタの他の特徴点について説明する。図８４，
図８５に示す液晶プロジェクタにおいては、偏光ビーム
スプリッター４７ａと輝度用の液晶パネルと偏光ビーム
スプリッター４７ｂが、直列に配置されている。即ち、
光源１１からの入射光が直進する方向に偏光ビームスプ
リッター４７ａと輝度用の液晶パネルと偏光ビームスプ
リッター４７ｂと投写レンズ５０が配置されている。
【０４２０】このように、偏光処理部２０００の各モジ
ュールを直線上に配置する理由は、輝度用の液晶パネル
が高解像度の液晶パネルであるからである。前述したよ
うに、人間の視覚特性に基づき、輝度用の液晶パネルの
解像度をカラー用の液晶パネルの解像度に比べて高くす
ることが行われる。従って、輝度用の液晶パネルに入射
する光軸のアライメントを正確に行うことが必要にな
る。このため、偏光処理部２０００の各部品を直線上に
配置することにより、光軸のアライメントの調整を高精
度に、かつ、容易に行えるようにしている。
【０４２１】一方、カラー処理部１０００は、人間の視
覚特性に基づき、偏光処理部２０００に比べて低解像度
の表示を行うため、輝度の場合に比べてアライメントを
高精度にすることが強くは要求されない。従って、図８
５に示すように、カラー処理部の光路を、ミラーやクロ
スダイクロイックミラーを用いて変更しても構わない。
【０４２２】前述した各種実施例においては、偏光処理
部２０００の光路をミラーを用いて変更している場合に
ついて説明したが、この実施例においては、図８５に示
すように、偏光処理部２０００の光路を直線にしている
点が大きな特徴である。また、この特徴は、図８８及び
図８９の場合にも表されている。また、カラー処理部の
構成が異なる場合でも、図９０，図９１，図９２に示す
ように、偏光処理部２０００の光路を直線上に保つこと
ができる。
【０４２３】次に、リレーレンズを用いることにより、
クロスダイクロイックミラーの使用の必要性がなくなっ
た液晶プロジェクタについて説明する。図９８は、クロ
スダイクロイックミラーを使用していない液晶プロジェ
クタの一例を示す図である。クロスダイクロイックミラ
ーは、２つのダイクロイックミラーを十字型に交差させ
たものであり、装置の部品点数を少なくし、装置を小型
化させるのには役立つが、２つのダイクロイックミラー
が交差した部分にダイクロイックミラーの切れ目が生ず
ること及びクロスダイクロイックミラーが高価であると
いう欠点を有している。クロスダイクロイックミラーを
用いることにより、カラー液晶パネルと投写レンズの距
離を短くすることが可能である。しかし、前述したよう
に、３つのカラー液晶パネルからの画像を、偏光ビーム
スプリッター４７ｂの側面にある結像位置Ｖに結像させ
るようにすることにより、カラー液晶パネルと投写レン
ズ５０の距離を短くする必要がなくなる。従って、ダイ
クロイックミラーの交差した部分に切れ目が生じてお
り、かつ、高価であるという欠点を有しているクロスダ
イクロイックミラーを用いる必要がない。図９８は、ク
ロスダイクロイックミラーの代りに、２つのダイクロイ
ックミラーを用いた液晶パネルの構成を示している。図
において、４７ａ及び４７ｂは偏光ビームスプリッタ
ー、４５１〜４５４はダイクロイックミラー、４５１ｈ
〜４５４ｈはダイクロイックミラー４５１〜４５４を屈
折率ｎの液に浸している箱体、２３〜２５は反射ミラ
ー、９１〜９９はリレーレンズである。ｆ１は、リレー
レンズ９１と９２の共通の焦点である。この共通の焦点
ｆ１に、赤色用の液晶パネルが配置されている。ｆ２
は、リレーレンズ９２と９３の共通の焦点である。リレ
ーレンズ９１〜９９の焦点距離は、全てＬ１である。ま
た、リレーレンズ９３，９６，９９から結像位置Ｖまで
の距離Ｌ３は、物理的には、焦点距離Ｌ１よりも大きい
が、箱体４５３ｈ〜４５５ｈの内部は、屈折率ｎの液に
より満たされており、焦点距離Ｌ１と長さＬ３を等価的
に扱うことができる。従って、リレーレンズ９３，９
６，９９の焦点位置に結像位置Ｖが配置可能になる。３
つのカラー用の液晶パネルから出力された画像は、それ
ぞれのリレーレンズを通過して結像位置Ｖに結像する。
その際のサイズは、カラー用の液晶パネルのサイズと同
じである。なぜならば、各リレーレンズの焦点距離が全
てＬ１（Ｌ３はＬ１と等価）であるからである。図９８
に示す場合は、輝度用の液晶パネルのサイズもカラー用
の液晶パネルと同じサイズを持っている。輝度用の液晶
パネルからの画像と結像位置Ｖに結蔵した画像は、偏光
ビームスプリッター４７ｂにより合成され、投写レンズ
に出力される。
【０４２４】図９８に示す液晶プロジェクタにおいて、
箱体４５０ｈ〜４５２ｈを結合し、１つの波長分離モジ
ュールとして構成することができる。また、箱体４５３
ｈ〜４５５ｈを結合し、１つの波長合成モジュールとし
て構成することができる。この波長分離モジュールと波
長合成モジュールは、全く同じものであり、１種類のモ
ジュールを製造することにより、波長分離モジュールと
しても用いることができるし、波長合成モジュールとし
ても用いることができる。これらのモジュールには、更
に、反射ミラー２３，２４を加えて１つのモジュールと
しても構わない。更には、リレーレンズ９１，９４，９
７，リレーレンズ９３，９６，９９を加えて１つのモジ
ュールとしても構わない。これらの反射ミラーやリレー
レンズを加えて１つのモジュールとした場合でも、波長
分離モジュールと波長合成モジュールのいずれにも用い
ることができる。このように、モジュール化することに
より、部品点数を大幅に削減することができるととも
に、１つのモジュールを波長分離モジュールと波長合成
モジュールに用いることができるため、更に、液晶プロ
ジェクタの製造コストを低減させることができる。
【０４２５】図９９は、図９８に示した液晶プロジェク
タの改良例を示す図である。図９９に示す液晶プロジェ
クタは、波長分離モジュールと波長合成モジュールの距
離を伸ばした場合を示している。図９８に示す液晶プロ
ジェクタの長さは、Ｌ１０であったのに対して、図９９
に示す液晶プロジェクタの長さは、Ｌ１１（Ｌ１０＜Ｌ
１１）となっている。このように、図９９に示す液晶プ
ロジェクタの波長分離モジュールと波長合成モジュール
の距離が離れることにより、リレーレンズ９１〜９９の
焦点距離をＬ１からＬ４（Ｌ４＞Ｌ１）とすることがで
きる。焦点距離が長いレンズは、焦点距離が短いレンズ
に比べて安価に入手することができるため、液晶プロジ
ェクタの長さを伸ばすことにより、液晶プロジェクタの
価格を低減させることができる。あるいは、使用するリ
レーレンズの焦点距離や特性に応じて波長分離モジュー
ルと波長合成モジュールの距離を自由に変えることがで
き、液晶プロジェクタの設計に柔軟性を増すことができ
る。
【０４２６】図１００は、更に、液晶プロジェクタの他
の構成を示す図である。図１００の特徴となる点は、偏
光ビームスプリッター４７ｂと箱体４５４ｈの間に、距
離Ｌ５を設けている点である。リレーレンズ９３，９
６，９９の焦点位置と偏光ビームスプリッター４７ｂの
側面にある結像位置Ｖの位置を一致させるために距離Ｌ
５を設けている。このＬ５を調節することにより、リレ
ーレンズ９３，９６，９９の焦点位置に結像位置Ｖを正
しく配置することができる。また、距離Ｌ５を変更する
ことにより、リレーレンズ９３，９６，９９の選択を柔
軟に行うことができる。
【０４２７】図１０１は、液晶プロジェクタの他の構成
を示す図である。図１０１に示す液晶プロジェクタの長
さＬ９は、図９８に示す液晶プロジェクタの長さＬ１０
よりも小さい。図１０１に示すリレーレンズ９１〜９９
の焦点距離は、図９８に示したリレーレンズと同じでＬ
１である。図１０１に示したリレーレンズの配置は、図
９８に示したリレーレンズとの配置とは異なっている。
その理由は、液晶プロジェクタの長さＬ９が小さくなっ
たことにより生じたものである。従って、波長分離モジ
ュールと波長合成モジュールのリレーレンズの位置が異
なり、リレーレンズまでも含めてモジュール化した場合
には、１つのモジュールを波長分離モジュールと波長合
成モジュールの両方に使うことができない。なお、図１
０１の構成に取る場合においても、焦点距離の短いリレ
ーレンズ９１〜９９を用いることにより、図９８と同様
なリレーレンズの配置にすることも可能である。
【０４２８】図１０２は、液晶プロジェクタの他の構成
を示す図である。図１０２に示す場合は、輝度用の液晶
パネルのサイズがカラー用の液晶パネルのサイズよりも
大きい場合を示している。この例では、カラー用の液晶
パネルから出力された画像を２倍にして結像位置Ｖに結
像する場合を説明する。リレーレンズ９１と９２ａは、
共通の焦点ｆ１を有している。リレーレンズ９２ａと９
２ｂは、共通の焦点ｆ２を有している。この共通の焦点
ｆ２に赤色用の液晶パネルが配置されている。リレーレ
ンズ９２ｂとリレーレンズ９３は、共通の焦点ｆ３を有
している。リレーレンズ９２ａと９２ｂの焦点距離はＬ
１である。リレーレンズ９１と９３の焦点距離はＬ２で
あり、Ｌ１×２＝Ｌ２という関係を持っている。焦点ｆ
１，ｆ２，ｆ３を各リレーレンズの共通の焦点とするこ
とにより光の分散を防止し、光の有効利用が図れる。ま
た、Ｌ１×２＝Ｌ２及びＬ２＝Ｌ３という関係が成り立
てば、カラー用の液晶パネルＲから出力された画像は、
２倍の大きさになり結像位置Ｖに結像する。Ｌ３は、物
理的には、Ｌ２より大きな値を示しているが、前述した
ように、屈折率ｎの液の中を光が通過することにより、
焦点距離を実質的に長くすることができ、Ｌ２とＬ３を
等価的に等しくすることができる。青用及び緑用の液晶
パネルＢ，Ｇにおいても同様の関係が成り立ち、結像位
置Ｖに各液晶パネルのサイズの２倍の大きさの画像を結
像することができる。
【０４２９】また、図１０３に示すように、偏光ビーム
スプリッター４７ａ、輝度用の液晶パネルＹ、偏光ビー
ムスプリッター４７ｂ、投写レンズを光の直進する方向
に配置するようにしてもよい。図１０３に示す場合は、
３つのカラー用の液晶パネルの光路長が異なるので、図
示していない屈折率ｎの液を満たした箱体により、光路
長を等価にすることが望ましい。
【０４３０】図９８〜図１０３に示した液晶プロジェク
タにおいては、輝度用の液晶パネルを使用する場合につ
いて説明したが、図６８〜図７７を用いて説明したよう
に、第２の緑用の液晶パネルを配置するようにしても構
わない。
【０４３１】図１０４は、図９８に示した液晶プロジェ
クタをＵ字状に折り曲げた構成にしたものである。光路
をＵ字状に折り曲げるため、反射ミラー２６と２７が追
加されている。このように、液晶プロジェクタをＵ字状
に構成することにより、液晶プロジェクタの長さを図９
８の場合に約比べて半分にすることができる。また、ス
ペーサＨ１の高さを調節することにより、光路長を変更
することができ、レンズの選択が柔軟に行える。また、
スペーサＨ１の高さを調節することにより、光源や投写
レンズやその他の部品の配置を柔軟に行える。
【０４３２】図１０５は、更に、液晶プロジェクタを折
り曲げた構成とする場合の他の例を示す図である。前述
した図１０４に示すＵ字状の液晶プロジェクタは、偏光
ビームスプリッター４７ａ及び４７ｂが互いに近いとこ
ろに存在しているにも関わらず、図１０４の矢印Ａに示
すように、輝度用の液晶パネルへの光路長が長距離とな
っている。そこで、図１０５に示す例は、偏光ビームス
プリッター４７ａと４７ｂの間に反射ミラー２８と２９
を設けることにより、輝度用の液晶パネルへ入射する光
の光路を最短にする場合を示している。矢印Ｂに示すよ
うに、偏光ビームスプリッター４７ａを通過した光は、
反射ミラー２８及び２９により反射され、輝度用の液晶
パネルを通過して偏光ビームスプリッター４７ｂに入射
する。偏光ビームスプリッター４７ｂは、矢印Ｃの方向
から入射したカラー液晶パネルからの画像と輝度用の液
晶パネルからの画像を合成して出力する。また、図示し
ていないが、図１０３に示す液晶プロジェクタを図１０
４又は図１０５に示すように、Ｕ字状にしてもよい。図
１０３に示す液晶プロジェクタをＵ字状にする場合は、
偏光ビームスプリッター４７ａ、輝度用の液晶パネル、
偏光ビームスプリッター４７ｂを光の直進方向に配置す
ることができる。
【０４３３】以上のように、図９８〜図１０５において
は、結像位置Ｖを偏光ビームスプリッター４７ｂの側面
に設けることにより、高価で、かつ、特性に欠点を持っ
ていたクロスダイクロイックミラーを使用しない液晶プ
ロジェクタのいくつかの例を示した。リレーレンズは、
結像位置Ｖにカラー用の液晶パネルの画像を結像すると
いう役目と、カラー用の液晶パネルの画像のサイズを輝
度用の液晶パネルの画像のサイズと一致させるという役
目の２つの役目を備えている。なお、図９８〜図１０２
に示す各構成例においては、３つのカラー用の液晶パネ
ルから結像位置Ｖまでの各距離は、全て等しくなってお
り、かつ、カラー用の液晶パネルと結像位置Ｖの間に存
在するレンズの数やレンズの種類も同一であり、更に
は、屈折率ｎの液中の光が通過する距離も同一である。
従って、色合わせや位置合わせが正確、かつ、容易に行
える。なお、図９８〜図１０５においては、偏光ビーム
スプリッター４７ａ，４７ｂ及び輝度用の液晶パネルか
らなる偏光処理部が存在するる場合を示したが、偏光処
理部がなくてもよい。
【０４３４】図１０６は、液晶プロジェクタの他の構成
を示す図である。図１０６に示す液晶プロジェクタにお
いても、クロスダイクロイックミラーを使用していない
場合を示している。図１０６において、ＤＭ１は緑色の
光を通過させ赤色の光を反射するダイクロイックミラ
ー、ＤＭ２は青色の光を通過させ緑色の光を反射するダ
イクロイックミラー、ＤＭ４は赤色の光を反射させ青色
と緑色の光を通過させるダイクロイックミラー、ＤＭ５
は青色の光を通過させ緑色の光を反射するダイクロイッ
クミラー、ＤＭ６は青色の光を反射させ赤色の光を通過
させるダイクロイックミラー、ＤＭ８は緑色の光を反射
させ赤色と青色の光を通過させるダイクロイックミラ
ー、Ｍ３とＭ７は反射ミラーである。液晶プロジェクタ
を図１０６のように構成することにより、緑用の液晶パ
ネル３１ａと３１ｂに緑色の光が入射され変調される。
また、赤用の液晶パネル３０には、赤色の光が入射され
変調される。また、青用の液晶パネル３２には青色の光
が入射され変調される。緑用の液晶パネル３１ａと赤用
の液晶パネル３０から出力された光は、ダイクロイック
ミラーＤＭ１により合成され、偏光ビームスプリッター
４７ｂに入力される。一方、緑用の液晶パネル３１ｂと
青用の液晶パネル３２から出力された光は、ダイクロイ
ックミラーＤＭ５により合成され、偏光ビームスプリッ
ター４７ｂに入力される。
【０４３５】ダイクロイックミラーＤＭ２は青色の光を
通過させ、また、ダイクロイックミラーＤＭ６は赤色の
光を通過させる。このようにして、必要のない色の光は
捨てられる。
【０４３６】この実施例の特徴は、４つの液晶パネルを
２つずつに分離している点である。液晶パネルを、偶数
個の組み合わせ（この例では、２個の組み合わせ）にす
ることにより、クロスダイクロイックミラーを使用する
必要がなくなる。３色の光を合成する場合には、１つの
クロスダイクロイックミラーを用いて合成するか、ある
いは、２つのダイクロイックミラーを直列に配置して合
成する場合が考えられる。しかし、図１０６に示すよう
に、液晶パネルを２つずつの組み合わせとすることによ
り、クロスダイクロイックミラーを使用する必要もな
く、また、２つのダイクロイックミラーを直列に配置す
る必要もなくなる。このようにして、４つの液晶パネル
から投写レンズまでの各光路には、それぞれ１つのダイ
クロイックミラーと１つの偏光ビームスプリッターのみ
が存在することとなり、投写レンズと液晶パネルとの距
離をそれぞれ等しく、かつ、短くすることができる。投
写レンズと液晶パネルとの距離を短くすることにより、
大型の画像をスクリーンに写し出すことができる。
【０４３７】緑用の液晶パネル３１ａ及び３１ｂは、画
像の縦方向において、半画素ずつずらした位置に配置さ
れる。このように、半画素ずつ縦方向にずらした位置に
液晶パネルを配置することにより、縦方向へ２倍の解像
度を持った画像を生成することができる。その詳細は、
実施例５で既に述べたとおりである。また、実施例５に
おいては述べなかったが、緑用の液晶パネル３１ａ及び
３１ｂの横方向の解像度を赤用及び青用の液晶パネル３
０，３２の横方向の解像度より高くしても構わない。例
えば、緑用の液晶パネル３１ａ，３１ｂの横方向の解像
度を８００ドットとし、赤用と青用の液晶パネル３０，
３２の横方向の解像度を４００ドットとしても構わな
い。こうすることにより、緑用の液晶パネル３１ａ及び
３１ｂが作り出す緑色の画像は、赤用及び青用の液晶パ
ネル３０，３２により作り出される画像よりも、横方向
及び縦方向の両方において、それぞれ２倍の解像度を有
することになる。
【０４３８】なお、図１０６の構成においては、緑用の
液晶パネル３１ａからの画像がダイクロイックミラーＤ
Ｍ１を通過して偏光ビームスプリッター４７ｂに入射し
ているのに対し、赤用の液晶パネル３０からの画像がダ
イクロイックミラーＤＭ１により反射されて偏光ビーム
スプリッター４７ｂに入射している。従って、緑用の液
晶パネル３１ａからの画像と赤用の液晶パネル３０から
の画像は、左右反転した形で偏光ビームスプリッターに
入力されてしまう。そこで、緑用の液晶パネル３１ａか
ら出力される画像と赤用の液晶パネル３０から出力され
る画像は、予め左右逆転した画像を出力できるように、
信号回路を調整しておく必要がある。同様に、緑用の液
晶パネル３１ｂと青用の液晶パネル３２に対しても、左
右反転した画像を出力するように、信号回路を調整して
おく必要がある。
【０４３９】図１０７は、液晶プロジェクタの他の構成
を示す図である。図１０７が図１０６に示す液晶プロジ
ェクタと異なる点は、ダイクロイックミラーＤＭ２とＤ
Ｍ６の変わりに、反射ミラーＭ２とＭ６を使用している
点である。更に、偏光ビームスプリッター４７ａの側面
にフィルタＦＬ１とＦＬ２を設けている点である。フィ
ルタＦＬ１は、青色の光を反射するフィルタである。ま
た、フィルタＦＬ２は、赤色の光を反射する光である。
このように、フィルタＦＬ１とＦＬ２を用いることによ
り、不必要な色の光を反射させているので、図１０６の
ように、ダイクロイックミラーＤＭ２とＤＭ６の変わり
に、反射ミラーＭ２とＭ６を用いることができる。
【０４４０】図１０８は、液晶プロジェクタの他の構成
を示す図である。図１０８に示す液晶プロジェクタにお
いても、クロスダイクロイックミラーを使用していない
場合を示している。図１０８において、ＤＭ１１〜ＤＭ
１６はダイクロイックミラー、Ｍ１〜Ｍ４は反射ミラ
ー、９１〜９８はリレーレンズである。ｆ１〜ｆ１０は
リレーレンズの焦点である。この実施例においても焦点
は、各レンズの共通の焦点となっている。例えば、ｆ６
はレンズ５５とリレーレンズ９７の共通の焦点である。
焦点ｆ９は、リレーレンズ９７と９８の共通の焦点であ
る。また、焦点ｆ１０は、リレーレンズ９８と投写レン
ズ５０の共通の焦点である。液晶パネル３０，３１ａ，
３１ｂ，３２は、箱体４５３ｈ，４５５ｈの側面に配置
されている。箱体は、屈折率がｎ（ｎ≧１）の液体によ
り満たされており、ダイクロイックミラーＤＭ１３，Ｄ
Ｍ１６が液体中に浸されている。また、偏光ビームスプ
リッター４７ｂも箱体４５４ｈ内の屈折率ｎの液体に浸
されている。このように、箱体４５３ｈ，４５４ｈ，４
５５ｈを屈折率ｎの液体で満たすことにより、投写レン
ズ５０と各液晶パネル３０，３１ａ，３１ｂ，３２との
距離を実質的に短くすることができる。即ち、投写レン
ズに対して液晶パネルを近づけた位置に配置した場合と
等価的な配置となり、スクリーンに対して拡大された画
像を生成することができる。ダイクロイックミラーＤＭ
１２は、青色の光を反射させ、ダイクロイックミラーＤ
Ｍ１５は、赤色の光を反射させる。ダイクロイックミラ
ーＤＭ１２とＭ１５により、不要になった光を除去して
いる。リレーレンズ９７の焦点距離はＬ７であり、リレ
ーレンズ９８の焦点距離はＬ８であるが、Ｌ７とＬ８は
同じ値であっても構わない。
【０４４１】図１０９は、液晶プロジェクタの他の構成
を示す図である。図１０９が図１０８と異なる点は、ダ
イクロイックミラーＤＭ１２とＤＭ１５の機能がダイク
ロイックミラーＤＭ１３ａとＤＭ１６ａに吸収されてい
る点である。ダイクロイックミラーＤＭ１３ａは、赤色
と緑色の光を合成するとともに、青色の光を反射するも
のである。また、ダイクロイックミラーＤＭ１６ａは、
青色の光と緑色の光を合成するとともに、赤色の光を反
射するものである。図１０９に示す例においては、ダイ
クロイックミラーの数を削減することができる。
【０４４２】図１１０は、液晶プロジェクタの他の構成
を示す図である。図１１０に示す液晶プロジェクタが、
図１０８に示す液晶プロジェクタと異なる点は、反射ミ
ラーＭ１の代わりに、ダイクロイックミラーＤＭ１２を
移動して配置した点である。また、反射ミラーＭ４の代
わりに、ダイクロイックミラーＤＭ１５を移動して配置
した点である。このように、ダイクロイックミラーを用
いて経路の変更と不要になった色の光を除去することに
より、反射ミラーを削除することが可能になり、部品点
数を削減することができる。
【０４４３】実施例８．前述した各種実施例において
は、例えば、図１１１に示すように、クロスダイクロイ
ックミラー４１の側面に液晶パネルを配置する場合につ
いて説明した。このように、クロスダイクロイックミラ
ーの両側に液晶パネルを配置すると、ダイクロイックミ
ラー４１ａ，４１ｂにより反射されなかった光Ｒ２，Ｂ
２が、クロスダイクロイックミラーの反対側に配置され
た液晶パネルの裏側に照射されることになる。
【０４４４】図１１２は、赤用の液晶パネルに対して裏
側から光が入射する場合を示す図である。液晶パネル
は、ガラス基板Ｇ１とＧ２の間に液晶ＬＣを封入し、薄
膜トランジスタＴＦＴにより液晶ＬＣを駆動するもので
ある。この薄膜トランジスタＴＦＴが誤動作しないよう
にするために、光の入射側には、ブラックマトリクスＢ
Ｍが設けられており、入射光をカットし、薄膜トランジ
スタＴＦＴの正確な動作を保証するような構造となって
いる。このブラックマトリクスＢＭは、光が入射してく
る方向に対しては有効であるが、液晶パネルの裏側から
入射してくる光を遮ることはできない。図１１２に示す
ように、クロスダイクロイックミラー４１のダイクロイ
ックミラー４１ｂにより、青色の光Ｂの大部分はＢ１と
して反射されるが、一部Ｂ２として通過してしまう。こ
の通過した光Ｂ２は、赤色の液晶パネルに対して裏側か
ら入射し、ガラス基板Ｇ２を通過して、薄膜トランジス
タＴＦＴを照射してしまう。このような欠点を防止する
ために、図１１３に示すような構造を持つことが考えら
れる。クロスダイクロイックミラーと各液晶パネルの間
に１／４波長板ＲＨ，ＢＨを設け、更に、その外側に偏
光膜ＲＰ，ＢＰを設ける。このように、１／４波長板と
偏光膜を設けることにより、ダイクロイックミラーを通
過した光Ｒ２，Ｂ２を偏光膜により遮断することができ
る。
【０４４５】図１１４は、その動作を説明する図であ
る。例えば、青用の光がＰ波を用いており、偏光膜ＲＰ
とＢＰはＰ波を通過させＳ波を遮断する偏光膜であると
する。青用の液晶パネルを通過したＰ波は、偏光膜ＢＰ
をそのまま通過し、１／４波長板ＢＨを通過する。１／
４波長板を通過することにより、Ｐ波は直線偏光光から
楕円偏光光に変化する。１／４波長板ＢＨを通過した光
は、クロスダイクロイックミラー４１のダイクロイック
ミラー４１ｂにより大部分が反射され、光Ｂ１として出
力される。一方、ダイクロイックミラー４１ｂを通過し
た光Ｂ２は、１／４波長板ＲＨに入力する。１／４波長
板により、再び偏向を受け、Ｂ２は楕円偏光光から直線
偏光光に偏向される。このとき、１／４波長板ＢＨとＲ
Ｈは、その位相特性軸が互いに９０度回転した状態で設
置されている。従って、１／４波長板ＲＨを通過した時
点で、光Ｂ２はＳ波となる。偏光膜ＲＰは、Ｐ波を通過
させＳ波を遮断するものであるため、光Ｂ２は赤用の液
晶パネルには到達しない。
【０４４６】以上のように、１／４波長板を２度通過す
ることにより、Ｐ波がＳ波に偏向され、これを偏光膜に
より遮断してしまうことにより、液晶パネルに光が裏側
から入力してしまうことを防止することができる。この
ように、クロスダイクロイックミラーの両側に配置され
た液晶パネルに対して、１／４波長板と偏光膜を設ける
ことにより、互いに光が裏側から入射することを防止す
ることができる。
【０４４７】図１１４の緑用の液晶パネルの場合につい
て、更に、説明する。緑用の液晶パネルに対しても、偏
光膜ＧＰと１／４波長板ＧＨを設けることが望ましい。
図１１４に示すように、緑用の液晶パネルと偏光膜ＧＰ
と１／４波長板ＧＨは、屈折率ｎの材質で構成されてい
るものとする。屈折率が同じため光は、液晶パネルと偏
光膜ＧＰと１／４波長板ＧＨの各境界において反射する
ことなく、直進する。しかし、１／４波長板ＧＨから空
気中に光が出力される場合には、屈折率が異なるため、
矢印で示すように、反射光が生ずる。この反射光が偏光
膜ＧＰに入射する場合には、１／４波長板ＧＨを２度通
過していることになるため、Ｐ波からＳ波に偏向されて
いることになる。従って、偏光膜ＧＰは、Ｓ波を遮断し
てしまうため、反射光は緑用の液晶パネルに入射するこ
とがない。
【０４４８】図１１５は、液晶パネルがクロスダイクロ
イックミラーの側面に直接配置されていない場合を示し
ている。図１１４に示すように、クロスダイクロイック
ミラーに対して反射ミラーを介して液晶パネルが配置さ
れているような場合においても、前述したような１／４
波長板と偏光膜を設けることにより、薄膜トランジスタ
への光の入射を防止することができる。
【０４４９】図１１６は、更に、他の構成を示す図であ
る。この構成においては、偏光膜と１／４波長板を液晶
パネルから分離して配置した場合を示している。また、
図示していないが、偏光膜と１／４波長板とを分離して
配置しても構わない。また、図１１７に示すように、偏
光膜と１／４波長板だけをクロスダイクロイックミラー
の両側に配置してもよい。
【０４５０】図１１８は、フィルタを用いて液晶パネル
の裏側から光が入射するのを防止する場合を示してい
る。図１１８に示すように、液晶プロジェクタは、クロ
スダイクロイックミラー４０により光を分離し、クロス
ダイクロイックミラー４１により光を合成するが、それ
ぞれのクロスダイクロイックミラー４０，４１に用いら
れているダイクロイックミラー４０ａとダイクロイック
ミラー４１ａの特性が異なる場合がある。あるいは、ダ
イクロイックミラー４０ｂとダイクロイックミラー４１
ｂの特性が異なる場合がある。そこで、フィルタＲＦ，
ＧＦ，ＢＦを用いて、合成側のクロスダイクロイックミ
ラー４１の特性に適合する周波数を持つ信号のみをフィ
ルタリングする。こうすることにより、ダイクロイック
ミラー４１ａ及び４１ｂを通過してしまい、液晶パネル
の裏側に入射する光を削減することができる。
【０４５１】図１１９は、ダイクロイックミラー４０ａ
と４１ａの特性を示す図である。分離用のダイクロイッ
クミラー４０ａは、実線で示す周波数を持つ光を反射し
て、赤色光Ｒとする。一方、合成用のダイクロイックミ
ラー４１ａは、点線で示す周波数を持つ光を反射するも
のとする。このように、２つのダイクロイックミラー４
０ａと４１ａの特性が異なることにより、横線で示すＲ
１の部分は、ダイクロイックミラー４１ａにより反射す
ることができるが、斜線で示すＲ２の部分は反射するこ
とができず、青用の液晶パネルに裏側から入射してしま
うことになる。そこで、図１１８に示すように、フィル
タＲＦを設けて、ダイクロイックミラー４０ａから出力
された赤色光Ｒをフィルタリングする。図１２０に示す
ように、フィルタＲＦは、周波数Ｆ１からＦ２の光を通
過させる。従って、図中、斜線で示すＲ２の部分は、フ
ィルタＲＦにより予め除去されてから、クロスダイクロ
イックミラー４１に光が入射することになる。このよう
にして、ダイクロイックミラー４１ａを通過してしまう
光をなくすことができる。
【０４５２】
【発明の効果】この発明によれば、コンパクトな構成の
画像生成装置を得ることができる。
【０４５３】また、この発明によれば、カラー処理部と
光源と投写レンズを最適に配置できる。
【０４５４】また、この発明によれば、各部品をモジュ
ール化しているので、部品数を少なくすることができ
る。
【０４５５】また、この発明によれば、従来よりも小さ
いサイズのパネルで、高解像度を持つ画像生成装置を実
現できる。
【０４５６】また、この発明によれば、光源から出射さ
れる光が、液晶パネルに集中するので、無駄なく照射で
きる。
【０４５７】また、この発明によれば、液晶パネルが、
効率よく出射光を受けることが可能になる。
【０４５８】また、この発明によれば、各色ごとの光波
長にあわせた専用の光変調器を用いているので色合いが
もっとも良くかつ、色の相互干渉の少ない投射画像を再
生する。しかも明るい投射画像を形成する。
【０４５９】また、この発明によれば、同一の部品を利
用して、画像生成装置を構成できる。また部品のサイズ
を小さくできる。
【０４６０】また、この発明によれば、画像生成装置の
部品数を少なくできる。
【０４６１】また、この発明によれば、クロスダイクロ
イックミラーを使用した場合にガラスの厚さ分のすじが
発生する現象を回避できる。
【０４６２】また、この発明によれば、上記光路設定モ
ジュールを、光を反射する反射ミラーにより構成するこ
とで、光路の形を自在に設定できる。
【０４６３】また、この発明によれば、コンパクトな形
の光路を設定できる。
【０４６４】また、この発明によれば、反射ミラーのサ
イズが最小になる。
【０４６５】また、この発明によれば、反射ミラーが、
偏光子の冷却手段として作用するので、熱に弱い偏光子
の欠点をカバーできる。
【０４６６】また、この発明によれば、上記画像生成装
置において、偏光分離モジュールを用いて、光変調効率
の良い偏光光を、第１のダイクロイックフィルタに出力
できる。
【０４６７】また、この発明においては、偏光合成モジ
ュールは、上記第２のダイクロイックフィルタから出力
される光を入力し、上記第２の光と合成するので、光源
の出射光の損失が少なくなる効果がある。
【０４６８】また、この発明によれば、偏光ビームスプ
リッターは、偏光分離モジュールと偏光合成モジュール
の少なくともいずれか一方として機能するので、偏光子
による光の損失のない画像生成装置が得られる。
【０４６９】この発明によれば、サイズの小さい液晶パ
ネルに光源の出射光を有効に照射し、画像生成に十分な
明るさを提供する照明器が得られる。
【０４７０】また、この発明によれば、主反射鏡を、回
転楕円体鏡とし、上記光源は、回転楕円体の一方の略焦
点位置に設けられたことにより、集束する光線束を発生
する照明器が得られる。
【０４７１】また、この発明によれば、上記液晶パネル
を上記回転楕円体鏡の他方の略焦点位置に配置したこと
により、集束する光線束を効率よく液晶パネルが受光す
る。
【０４７２】また、この発明によれば、主反射鏡により
反射されない光を上記主反射鏡へ戻し、有効利用できる
効果がある。
【０４７３】また、この発明によれば、上記補助反射鏡
により反射される光は、ほぼ１００％、主反射鏡に戻さ
れる。
【０４７４】また、この発明によれば、液晶パネルへの
出射光がリング型の中心部を通過するので、補助反射鏡
による損失が発生しない。
【０４７５】また、この発明によれば、複数の補助反射
鏡により、単一の補助反射鏡で戻しきれない光を主反射
鏡に戻すので、更に光の損失の少ない照明器を得られる
効果がある。
【０４７６】また、この発明によれば、照明器に備えら
れた集光レンズにより、主反射鏡からの光を集光して円
錐状の光線束を発生させるので、液晶パネルに十分な明
るさを提供できる照明器が得られる。
【０４７７】また、この発明によれば、球面鏡を主反射
鏡に用いた照明器が得られる。
【０４７８】また、この発明によれば、主反射鏡に回転
放物面鏡を用いた照明器が実現できる。
【０４７９】また、この発明によれば、上記液晶パネル
を上記集光レンズによる略結像位置に配置したことによ
り、液晶パネルは、損失なく光を受光する。
【０４８０】また、この発明の照明器は、透過型と反射
型のいずれの液晶パネルにも、効率よく光を集光する。
【０４８１】また、この発明の照明器は、単結晶シリコ
ンと多結晶シリコンのいずれかを用いた、小さいサイズ
で、高解像度の液晶パネルに効率よく光を集光する。
【０４８２】また、この発明の照明器は、１．３インチ
以下のサイズの液晶パネルにも適用できる。
【０４８３】この発明によれば、所望の縦横比に拘束さ
れない、所定の縦横比を有する液晶パネルを用いた画像
生成装置を実現できる。
【０４８４】また、この発明によれば、レンズにより、
画像を少なくとも縦方向と横方向のいずれかに拡大でき
る。
【０４８５】また、この発明によれば、シリンドリカル
レンズにより、画像を少なくとも縦方向と横方向のいず
れかに拡大できる。
【０４８６】また、この発明によれば、上記レンズは、
着脱可能に取り付けられていることにより、選択的に使
用できる。
【０４８７】また、この発明によれば、上記レンズを複
数種類備え、切り替えて使用することにより、変換する
縦横比が、複数選択可能となる。
【０４８８】また、この発明によれば、上記液晶パネル
は、液晶パネルの製造プロセスに基づいて決定された縦
横比を有する。即ち、画像信号の縦横比に依存せず、製
造効率の良い液晶パネルを画像生成装置に利用できる。
このため、低価格で画像生成装置を提供できる。
【０４８９】この発明の画像生成方法によれば、赤，
緑，青の光の照明器からの光路長がそれぞれ同一となる
ので、明るさの等しい光が個別の液晶パネルに入力され
る。そのため、美しい画像が得られる。
【０４９０】この発明の画像生成方法によれば、分配さ
れた赤，緑，青の光を、それらの光が集束する位置近傍
において、それぞれ個別の液晶パネルに入力する。その
ため、鮮明な画像が得られる。
【０４９１】以上のように、この発明の画像生成装置に
よれば、１つの色に対して２つの液晶パネルを設け、半
画素だけずらして走査線を表示するようにしたので、低
解像度の液晶パネルを用いる場合でも、高解像度の画像
を得ることができる。
【０４９２】また、この発明によれば、インタレースを
用いている場合には、特別の処理をすることなく、高画
質の画像を得ることができる。
【０４９３】また、この発明によれば、偏光ビームスプ
リッターを用いて波長の同じ光を合成することができ
る。
【０４９４】また、この発明によれば、ハーフミラーを
用いて波長の同じ光を合成することができる。
【０４９５】また、この発明の光混合器によれば、クロ
スダイクロイックフィルタと偏光ビームスプリッターを
合わせ持つため、波長の異なる光と波長の同じ光を１つ
の混合器で合成することができる。
【０４９６】また、この発明のダイクロイックフィルタ
によれば、第１と第２のフィルタが互いに対角線で交差
しており、入力した光を３次元方向に分離することがで
きる。また、このダイクロイックフィルタを複数用いる
ことにより、光を３次元方向に分離するとともに、分離
された光を３次元方向から入力して、画像生成する画像
生成装置を得ることができる。
【０４９７】また、この発明によれば、リレーレンズを
備えているので、輝度用とカラー用の液晶パネルのサイ
ズが異なっていても、画像のサイズを一致させて合成す
ることができる。
【０４９８】また、この発明によれば、このリレーレン
ズを輝度用の液晶パネルに対して設けるので、１つのリ
レーレンズを用いて画像のサイズを縮小することができ
る。
【０４９９】また、この発明によれば、リレーレンズを
波長合成モジュールから出力された画像に対して用いる
ので、１つのレンズで画像のサイズを拡大することがで
きる。
【０５００】また、この発明によれば、リレーレンズを
各カラー用の液晶パネルに設けることにより、各色毎に
特性が適合したリレーレンズにより画像のサイズを拡大
できる。
【０５０１】また、この発明によれば、投写レンズの手
前の近傍位置に画像を結像させるので、スクリーンに大
型の画像を投写することができる。
【０５０２】また、この発明によれば、第４の液晶パネ
ルと結像位置を偏光合成モジュールの側面に設けたの
で、両者を投写レンズから等距離に、しかも最も近い位
置に配置することができる。
【０５０３】また、この発明によれば、リレーレンズが
共通の焦点を持つように配置されることにより、光の効
率がよい画像生成装置を得ることができる。
【０５０４】また、この発明の画像生成装置によれば、
リレーレンズにより投写レンズ手前近傍に画像を結像さ
せるので、大型の画像をスクリーンに投写することがで
きる。また、第１〜第３の光変調器を投写レンズに近づ
けて配置する必要がないので、クロスダイクロイックミ
ラーの変わりに、個別のダイクロイックミラーを用いる
ことができる。
【０５０５】また、この発明によれば、波長分離モジュ
ールと波長合成モジュールを共通化したので、部品点数
が大幅に減少する。
【０５０６】また、この発明によれば、屈折率が空気よ
り大きい液を用いることにより、リレーレンズの実質的
な焦点位置を変更することができ、結像位置を変えるこ
とができる。
【０５０７】また、この発明によれば、複数のリレーレ
ンズが共通の焦点を持つように配置されているので、光
の利用効率が向上する。
【０５０８】また、この発明によれば、偏光処理部を有
する場合にも、第４の光変調器と結像位置を偏光合成モ
ジュールの側面に備えることにより、大型の画像をスク
リーンに投写することができる。
【０５０９】また、この発明によれば、結像用のリレー
レンズを、画像のサイズ変更に兼用することができる。
【０５１０】また、この発明によれば、前述した画像生
成装置をＵ字状に折り曲げることにより、コンパクトな
画像生成装置を得ることができる。
【０５１１】また、この発明によれば、偏光分離モジュ
ールと第４の光変調器と偏光合成モジュールを直列に配
置したので、第４の光変調器への光軸のアライメントが
正確に行える。
【０５１２】また、この発明によれば、偏光膜と１／４
波長板をクロスダイクロイックミラーの両側に備えるこ
とにより、光変調器への裏側からの光の入射を防止する
ことができる。
【０５１３】また、この発明によれば、フィルタにより
予めクロスダイクロイックミラーに入射する光をフィル
タリングするので、光変調器への裏側からの光の入射を
防止することができる。
【０５１４】また、この発明によれば、第１〜第４の光
変調器を２つに分け、２つの光変調器に対して光を分離
合成するようにしたので、第１〜第４の光変調器に対す
る光の分離合成のための条件を全て等しくすることがで
き、単純な構成の液晶プロジェクタを得ることができ
る。
【０５１５】また、この発明によれば、４つの光変調器
と投写レンズの間の各光路に１つのダイクロイックミラ
ーと１つの偏光ビームスプリッターが存在することにな
り、第１〜第４の光変調器と投写レンズの距離を短くし
た液晶プロジェクタを得ることができる。
【０５１６】また、この発明によれば、第１と第３の光
変調器により変調された光をずらしているので、高解像
度の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の画像生成装置の構造図である。
【図２】 この発明の画像生成装置に用いられる赤色光
反射ダイクロイックミラーの反射率の波長依存性を示す
図である。
【図３】 この発明の画像生成装置に用いられる青色光
反射ダイクロイックミラーの反射率の波長依存性を示す
図である。
【図４】 この発明の画像生成装置の断面図である。
【図５】 この発明の画像生成装置の断面図である。
【図６】 この発明の画像生成装置の断面図である。
【図７】 この発明のクロスダイクロイックミラーの平
面図である。
【図８】 この発明の反射ミラーの側面図である。
【図９】 この発明の光学系を示す図である。
【図１０】 この発明の画像生成装置の構造図である。
【図１１】 この発明の光学系を示す図である。
【図１２】 この発明の画像生成装置の構造図である。
【図１３】 この発明の画像生成装置の構造図である。
【図１４】 この発明の画像生成装置の構造図である。
【図１５】 この発明の照明器の構造図である。
【図１６】 この発明の照明器の構造図である。
【図１７】 この発明の照明器の構造図である。
【図１８】 この発明の照明器の構造図である。
【図１９】 この発明の照明器の構造図である。
【図２０】 この発明の照明器の構造図である。
【図２１】 この発明の照明器の構造図である。
【図２２】 この発明の照明器の構造図である。
【図２３】 この発明の照明器の構造図である。
【図２４】 この発明の照明器の構造図である。
【図２５】 この発明の照明器の構造図である。
【図２６】 この発明の照明器の構造図である。
【図２７】 この発明の照明器からの光路を示す図であ
る。
【図２８】 直流ランプの発光分布を示す図である。
【図２９】 この発明の液晶プロジェクタの構成を示す
図である。
【図３０】 クロスダイクロイックプリズムの分光特性
を示す図である。
【図３１】 クロスダイクロイックプリズムの分光特性
を示す図である。
【図３２】 この発明の液晶プロジェクタの他の構成を
示す図である。
【図３３】 この発明の液晶プロジェクタの構成を示す
図である。
【図３４】 この発明の液晶プロジェクタの構成を示す
図である。
【図３５】 この発明の液晶プロジェクタの光学系を示
す図である。
【図３６】 この発明の液晶プロジェクタの光学系を示
す図である。
【図３７】 この発明の反射防止膜を備えた液晶パネル
を示す図である。
【図３８】 この発明の反射防止膜の反射特性を示す図
である。
【図３９】 この発明のクロストークを防止する液晶パ
ネルを示す図である。
【図４０】 この発明のクロストークを防止する液晶パ
ネルを示す図である。
【図４１】 この発明のクロストーク防止用液晶パネル
を用いた液晶プロジェクタの構成を示す図である。
【図４２】 この発明のクロストーク防止用セルの構成
を示す図である。
【図４３】 この発明のクロストーク防止用セルの構成
を示す図である。
【図４４】 この発明のクロストークを防止する液晶プ
ロジェクタの構成を示す図である。
【図４５】 この発明のＳＴＮ型液晶パネルとＴＮ型液
晶パネルを用いた液晶プロジェクタを示す図である。
【図４６】 この発明のＡ４サイズの液晶プロジェクタ
を示す図である。
【図４７】 この発明のＡ４サイズの液晶プロジェクタ
を示す図である。
【図４８】 この発明の液晶プロジェクタの他の構成を
示す平面図である。
【図４９】 この発明の液晶プロジェクタの他の構成を
示す側面図である。
【図５０】 この発明の液晶プロジェクタの他の構成を
示す平面図である。
【図５１】 この発明の液晶プロジェクタの他の構成を
示す側面図である。
【図５２】 この発明の液晶プロジェクタの他の構成を
示す側面図である。
【図５３】 この発明の液晶プロジェクタの他の構成を
示す平面図である。
【図５４】 この発明の液晶プロジェクタの他の構成を
示す側面図である。
【図５５】 この発明の曲面反射ミラーを使用した光路
接続モジュールを示す図である。
【図５６】 この発明の偏光膜を有する波長分離モジュ
ールを示す図である。
【図５７】 この発明の偏光膜を有する偏光分離モジュ
ールを示す図である。
【図５８】 この発明の液晶プロジェクタの他の構成を
示す図である。
【図５９】 この発明のＰＤＬＣパネルを用いた液晶プ
ロジェクタを示す図である。
【図６０】 この発明のＰＤＬＣパネルを用いた液晶プ
ロジェクタを示す図である。
【図６１】 この発明のＰＤＬＣパネルを用いた偏光処
理部を示す図である。
【図６２】 この発明のＰＤＬＣパネルを用いた偏光処
理部を示す図である。
【図６３】 この発明の画像生成装置のレンズの動作を
示す図である。
【図６４】 この発明の画像生成装置のレンズを示す図
である。
【図６５】 この発明の画像生成装置のブロック図であ
る。
【図６６】 この発明の画像生成装置のブロック図であ
る。
【図６７】 この発明の画像生成装置のブロック図であ
る。
【図６８】 この発明の第１と第２の緑用液晶パネルを
用いた画像生成装置の構成を示す図である。
【図６９】 この発明の第１と第２の緑用液晶パネルの
走査線の関係を示す図である。
【図７０】 この発明の画像生成装置の他の構成を示す
図である。
【図７１】 この発明の画像生成装置の他の構成を示す
図である。
【図７２】 この発明の画像生成装置の他の構成を示す
図である。
【図７３】 この発明の画像生成装置の他の構成を示す
図である。
【図７４】 この発明の第１と第２の緑用液晶パネルと
ハーフミラーを用いた画像生成装置の構成を示す図であ
る。
【図７５】 この発明の光混合器の一例を示す図であ
る。
【図７６】 この発明の光混合器の他の例を示す図であ
る。
【図７７】 この発明の光混合器を用いた液晶プロジェ
クタの構成を示す図である。
【図７８】 この発明の画像生成装置に用いられるクロ
スダイクロイックフィルタを示す図である。
【図７９】 この発明の画像生成装置に用いられるクロ
スダイクロイックフィルタを示す図である。
【図８０】 この発明の画像生成装置の光学ユニットの
構成を示す図である。
【図８１】 この発明の画像生成装置の光学ユニット構
成を示す図である。
【図８２】 この発明の画像生成装置の光学ユニットを
示す図である。
【図８３】 この発明の液晶パネルと投写レンズの距離
とスクリーンの画像サイズの関係を示す図である。
【図８４】 この発明のリレーレンズを用いた液晶プロ
ジェクタの正面図である。
【図８５】 この発明のリレーレンズを用いた液晶プロ
ジェクタの側面図である。
【図８６】 この発明のリレーレンズを用いた液晶プロ
ジェクタの斜視図である。
【図８７】 この発明のリレーレンズを用いた液晶プロ
ジェクタの光学系を示す図である。
【図８８】 この発明のリレーレンズを用いた他の構成
を示す図である。
【図８９】 この発明のリレーレンズを用いた他の構成
を示す図である。
【図９０】 この発明のリレーレンズを用いた他の構成
を示す図である。
【図９１】 この発明のリレーレンズを用いた他の構成
を示す図である。
【図９２】 この発明のリレーレンズを用いた他の構成
を示す図である。
【図９３】 この発明のリレーレンズを用いた他の構成
を示す図である。
【図９４】 この発明のリレーレンズを用いた他の構成
を示す図である。
【図９５】 この発明のリレーレンズを用いた他の構成
を示す図である。
【図９６】 この発明のリレーレンズを用いた他の構成
を示す図である。
【図９７】 この発明のリレーレンズを用いた他の構成
を示す図である。
【図９８】 この発明のクロスダイクロイックミラーを
用いない液晶プロジェクタの構成図である。
【図９９】 この発明のクロスダイクロイックミラーを
用いない液晶プロジェクタの構成図である。
【図１００】 この発明のクロスダイクロイックミラー
を用いない液晶プロジェクタの構成図である。
【図１０１】 この発明のクロスダイクロイックミラー
を用いない液晶プロジェクタの構成図である。
【図１０２】 この発明のクロスダイクロイックミラー
を用いない液晶プロジェクタの構成図である。
【図１０３】 この発明のクロスダイクロイックミラー
を用いない液晶プロジェクタの構成図である。
【図１０４】 この発明のＵ字状の液晶プロジェクタを
示す図である。
【図１０５】 この発明の折り畳んだ構成の液晶プロジ
ェクタを示す図である。
【図１０６】 この発明のクロスダイクロイックミラー
を用いない液晶プロジェクタの構成図である。
【図１０７】 この発明のクロスダイクロイックミラー
を用いない液晶プロジェクタの構成図である。
【図１０８】 この発明の液晶プロジェクタの他の構成
を示す図である。
【図１０９】 この発明の液晶プロジェクタの他の構成
を示す図である。
【図１１０】 この発明の液晶プロジェクタの他の構成
を示す図である。
【図１１１】 この発明のクロスダイクロイックミラー
を用いた場合の課題を説明する図である。
【図１１２】 この発明のクロスダイクロイックミラー
を用いた場合の課題を詳細を示す図である。
【図１１３】 この発明のクロスダイクロイックミラー
と１／４波長板と偏光膜の構成を示す図である。
【図１１４】 この発明のクロスダイクロイックミラー
と１／４波長板と偏光膜の動作を示す図である。
【図１１５】 この発明の１／４波長板と偏光膜を用い
た場合の他の例を示す図である。
【図１１６】 この発明の１／４波長板と偏光膜を用い
た場合の他の例を示す図である。
【図１１７】 この発明の１／４波長板と偏光膜を用い
た場合の他の例を示す図である。
【図１１８】 この発明のクロスダイクロイックミラー
とフィルタの構成を示す図である。
【図１１９】 この発明のフィルタを用いない場合の特
性を示す図である。
【図１２０】 この発明のフィルタを用いた場合の特性
を示す図である。
【図１２１】 従来のリア型投射型液晶ディスプレイの
光学系を示す図である。
【図１２２】 従来のフロント型投射型液晶ディスプレ
イの光学系を示す図である。
【図１２３】 従来の３枚の液晶パネルを用いたプロジ
ェクタの構成を示す図である。
【図１２４】 従来の３枚の液晶パネルを用いたプロジ
ェクタの構成を示す図である。
【図１２５】 従来のクロスダイクロイックミラーの構
成を示す図である。
【図１２６】 従来のクロスダイクロイックミラーの平
面図である。
【図１２７】 従来の液晶プロジェクタを示す図であ
る。
【図１２８】 従来の液晶プロジェクタを示す図であ
る。
【図１２９】 従来の液晶パネルを用いたプロジェクタ
の特性と仕様を示す図である。
【図１３０】 従来からのＴＮ型液晶パネルの動作説明
図である。
【図１３１】 従来からのＴＮ型液晶パネルの動作説明
図である。
【図１３２】 従来のポリマー分散型液晶パネルの動作
原理図である。
【図１３３】 従来のポリマー分散型液晶パネルの動作
原理図である。
【図１３４】 従来のポリマー分散型液晶パネルによる
投射ディスプレイを示す図である。
【図１３５】 従来の１／２波長板を用いた光学系を示
す図である。
【図１３６】 従来の各種光源用ランプの特性を示す図
である。
【図１３７】 従来のランプ発光形状と発光位置による
重み付けを示す図である。
【図１３８】 従来の光源を示す図である。
【図１３９】 従来の補助反射鏡が付いた照明器を示す
図である。
【図１４０】 ダイクロイックミラーの入射角特性を示
す図である。
【図１４１】 ダイクロイックミラーの入射角特性を示
す図である。
【図１４２】 偏光ビームスプリッターの入射角特性を
示す図である。
【図１４３】 偏光ビームスプリッターの入射角特性を
示す図である。
【図１４４】 偏光ビームスプリッターの入射角特性を
示す図である。
【図１４５】 入射角特性と屈折率異方性と厚さの関係
を示す図である。
【図１４６】 液晶パネルの視覚特性を示す図である。
【図１４７】 従来の液晶パネルのクロストークを説明
する図である。
【図１４８】 アーク長と主反射鏡の直径と主反射鏡の
アスペクト比に基づく光の傾斜を説明する図である。
【図１４９】 アーク長と主反射鏡の直径と主反射鏡の
アスペクト比に基づく光の傾斜を説明する図である。
【図１５０】 アーク長と主反射鏡の直径と主反射鏡の
アスペクト比に基づく光の傾斜を説明する図である。
【図１５１】 従来の光源系と液晶パネルを示す図であ
る。
【図１５２】 従来の光源系と液晶パネルを示す図であ
る。
【図１５３】 従来の４：２：２符号化方式のコンポー
ネント画像信号の各種パラメータ例を示す図である。
【図１５４】 従来のＨＤＴＶの画像信号の各種パラメ
ータ例を示す図である。
【図１５５】 従来のコンポーネント画像信号の各種符
号化方式の画素構成のモデル図である。
【図１５６】 従来のコンポーネント画像信号の各種符
号化方式の画素構成のモデル図である。
【図１５７】 従来のコンポーネント画像信号の各種符
号化方式の画素構成のモデル図である。
【図１５８】 従来の信号処理ブロックを示す図であ
る。
【図１５９】 従来の画像生成装置を示すブロック図で
ある。
【図１６０】 光の蹴られを説明する図である。
【符号の説明】
１ 光源系、１０ 光源（ランプ）、１１ 主反射鏡、
１２ コンデンサレンズ（集光レンズ）、１３ ランプ
を通り光軸に垂直な面、１４ フィルタ、１５光軸、１
６ 補助反射鏡、１００ 出射光、１００Ｒ 出射光１
００から分光された赤の単色光 、１００Ｇ 出射光１
００から分光された緑の単色光、１００Ｂ 出射光１０
０から分光された青の単色光、２ 光の分光及び反射の
ミラー群、２１ 第１のダイクロイックミラー（ＤＭ
１）、２２ 第２のダイクロイックミラー（ＤＭ２）、
２３ 反射ミラー、２４ 反射ミラー、２５ 反射ミラ
ー、２６ 反射ミラー、３０ 赤色用液晶パネル（Ｒ−
ＬＣＤ）、３１ 緑色用液晶パネル（Ｇ−ＬＣＤ）、３
２ 青色用液晶パネル（Ｂ−ＬＣＤ）、３３ 輝度信号
用液晶パネル（Ｙ−ＬＣＤ）、３４ 反射ミラー、３５
反射ミラー、３６，３７ ダイクロイックミラー面、
４０，４１ クロスダイクロイックミラー（ＤＭ３）、
４３ 偏光膜、４５ ダイクロイックプリズム、５０
投写レンズ、５００ 合成された光、６０ スクリー
ン、８０ 焦点、９０ 被照射面、９００ 画像信号、
９１０ 液晶パネル、９２０ 画像生成手段、９３０
光変調された画像。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 滝夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 名井 康人 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 友田 利正 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 田中 正明 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 宮本 照雄 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大重 豊実 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 米田 俊之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 鈴木 文雄 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 西野 功 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 的場 一彰 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 小島 正典 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 河村 博至 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 木村 健治 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 鮫島 研治 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 川本 直紀 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 深田 美樹 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 永井 治彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 前野 健二 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (131)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 以下の構成のカラー処理部を有すること
    を特徴とする画像生成装置。 （ａ）第１〜第３の光変調器、（ｂ）第１の波長を持つ
    光を反射させる第１の反射面と、第１の反射面と交差し
    ており、第２の波長を持つ光を反射させる第２の反射面
    とを備え、その他の波長を持つ光を通過させることによ
    り、３種の光を出力する波長分離モジュール、（ｃ）上
    記３種の光が上記第１〜第３の光変調器により変調され
    た後、これらを入力し、入力光の内、第１の波長を持つ
    光を反射させる第１の反射面と、第２の波長を持つ光を
    反射させる第２の反射面とを備え、その他の波長を持つ
    光を通過させることにより、３種の光を合成して画像を
    生成する波長合成モジュール、（ｄ）上記波長分離モジ
    ュールと波長合成モジュールを重ねるとともに、上記波
    長分離モジュールと波長合成モジュールの間に所定の間
    隔を与えるスペーサ、（ｅ）上記波長分離モジュールと
    波長合成モジュールの間に、上記スペーサを含めて光路
    を設定する光路接続モジュール。
  2. 【請求項２】 上記画像生成装置は、更に、光を放射す
    る照明器と投写レンズを備え、照明器及び光変調器の配
    置位置とサイズ、及び、投写レンズの配置位置とサイズ
    とのいずれかにより上記スペーサの間隔を決定すること
    を特徴とする請求項１記載の画像生成装置。
  3. 【請求項３】 以下の構成のカラー処理部を有すること
    を特徴とする画像生成装置。 （ａ）第１〜第３の光変調器、（ｂ）第１の波長を持つ
    光を反射させる第１の反射面と、第１の反射面と第１の
    反射面の対角線上で交差しており、第２の波長を持つ光
    を反射させる第２の反射面とを備え、その他の波長を持
    つ光を通過させることにより、３種の光を出力する波長
    分離モジュール、（ｃ）上記３種の光が上記第１〜第３
    の光変調器により変調された後、これらを入力し、入力
    光の内、第１の波長を持つ光を反射させる第１の反射面
    と、第１の反射面と第１の反射面の対角線上で交差して
    おり、第２の波長を持つ光を反射させる第２の反射面と
    を備え、その他の波長を持つ光を通過させることによ
    り、３種の光を合成して画像を生成する波長合成モジュ
    ールであって、波長分離モジュールの配置された位置か
    ら３次元方向のいずれの方向に対してもずれた位置に配
    置された波長合成モジュール、（ｄ）上記波長分離モジ
    ュールと波長合成モジュールの間に光路を設定する光路
    接続モジュール。
  4. 【請求項４】 以下の構成のカラー処理部を有すること
    を特徴とする画像生成装置。 （ａ）並列に並べられた色表示用の第１と第２と第３の
    光変調器、（ｂ）上記第１の光変調器の光の入射側にお
    かれた波長分離モジュール、（ｃ）上記第１の光変調器
    の光の出射側におかれた波長合成モジュール、（ｄ）上
    記光分離モジュールと波長合成モジュールと、上記第２
    と第３の光変調器それぞれとの間に光路を設定する反射
    ミラーを有する光路接続モジュール、（ｅ）上記波長分
    離モジュールと波長合成モジュールの間にあって、第１
    と第２と第３の光変調器を通過する光路の全体の光路長
    をほぼ等しくし、投写レンズまでの距離を等しくするた
    め、上記第２、及び、第３の光変調器を通過する光路に
    設けられた屈折率が空気より大きい液。
  5. 【請求項５】 上記波長分離モジュールは、クロスダイ
    クロイックミラーを備え、クロスダイクロイックミラー
    を第１の箱体の中に収納し、屈折率が空気より大きい液
    に浸したことを特徴とする請求項１，３又は４記載の画
    像生成装置。
  6. 【請求項６】 上記波長合成モジュールは、クロスダイ
    クロイックミラーを備え、クロスダイクロイックミラー
    を第２の箱体の中に収納し、屈折率が空気より大きい液
    に浸したことを特徴とする請求項５記載の画像生成装
    置。
  7. 【請求項７】 上記波長分離モジュールのクロスダイク
    ロイックミラーと、上記波長合成モジュールのクロスダ
    イクロイックミラーは、異なる特性を持つことを特徴と
    する請求項６記載の画像生成装置。
  8. 【請求項８】 上記波長分離モジュールと波長合成モジ
    ュールは、１つのクロスダイクロイックミラーの異なる
    部分により構成され、１つの波長分離合成モジュールを
    構成するとともに、このクロスダイクロイックミラーを
    第３の箱体の中に収納し、屈折率が空気より大きい液に
    浸したことを特徴とする請求項１記載の画像生成装置。
  9. 【請求項９】 上記波長分離モジュールと波長合成モジ
    ュールは、クロスダイクロイックミラーを備え、クロス
    ダイクロイックミラーは、板状で薄膜を塗布された２つ
    の面が交差線上で切れ目なく連続につながるように加工
    されていることを特徴とする請求項１又は４記載の画像
    生成装置。
  10. 【請求項１０】 上記いずれかの箱体の適当な部分に、
    偏光膜を設置したことを特徴とする請求項５，６又は８
    記載の画像生成装置。
  11. 【請求項１１】 上記波長分離モジュールの光の入口
    に、円錐状の光束をほぼ円筒状の光束に変えるレンズが
    設置されていることを特徴とする請求項１，３又は４記
    載の画像生成装置。
  12. 【請求項１２】 上記波長分離モジュールの光の出口
    に、円筒状の光束をほぼ円錐状の光束に変えるレンズが
    設置されていることを特徴とする請求項１１記載の画像
    生成装置。
  13. 【請求項１３】 上記波長合成モジュールの光の入口
    に、円錐状の光束をほぼ円筒状の光束に変えるレンズが
    設置されていることを特徴とする請求項１２記載の画像
    生成装置。
  14. 【請求項１４】 上記レンズは、複数のレンズからなる
    レンズ群であることを特徴とする請求項１１，１２又は
    １３記載の画像生成装置。
  15. 【請求項１５】 上記レンズは、上記いずれかの箱体に
    一体ものとしてモールドされたプラスチックレンズであ
    ることを特徴とする請求項１１，１２，１３又は１４記
    載の画像生成装置。
  16. 【請求項１６】 上記レンズは、空気より屈折率の大き
    い液の中に形成された空気レンズであることを特徴とす
    る請求項１１，１２又は１３記載の画像生成装置。
  17. 【請求項１７】 上記光路接続モジュールは、上記波長
    分離モジュールから出た光を反射し、その光の方向をこ
    れと接続されている波長分離モジュールの入射光線とほ
    ぼ直角に曲げる第１と第２の反射ミラーを備えた第１種
    の光路接続モジュールを有することを特徴とする請求項
    １，３又は４記載の画像生成装置。
  18. 【請求項１８】 上記光路接続モジュールは、上記波長
    分離モジュールから出た光を反射し、その光の方向をこ
    れと接続されている波長分離モジュールの入射光線とほ
    ぼ平行に曲げる第１と第２の反射ミラーを備えた第２種
    の光路接続モジュールを有することを特徴とする請求項
    １，３又は４記載の画像生成装置。
  19. 【請求項１９】 上記光接続モジュールは、第１と第２
    の曲面反射鏡ミラーを備え、上記波長モジュールから出
    た光を第１の曲面反射ミラーで反射し、上記光接続モジ
    ュールのほぼ中央で集光した後、この光を第２の曲面反
    射ミラーに導き、第２の曲面反射ミラーは、この光を平
    均して９０度曲げて平行線に換え、これを波長合成モジ
    ュールに導くように構成されたことを特徴とする請求項
    １，３又は４記載の画像生成装置。
  20. 【請求項２０】 上記第１と第２の反射ミラーの少なく
    ともいずれか一方に、偏光子を備えたことを特徴とする
    請求項１７又は１８記載の画像生成装置。
  21. 【請求項２１】 上記光路接続モジュールの光の入口
    に、円錐状の光束をほぼ円筒状の光束に変えるレンズが
    設置されていることを特徴とする請求項１，３又は４記
    載の画像生成装置。
  22. 【請求項２２】 上記光路接続モジュールの光の出口
    に、円筒状の光束をほぼ円錐状の光束に変えるレンズが
    設置されていることを特徴とする請求項２１記載の画像
    生成装置。
  23. 【請求項２３】 上記レンズは、上記いずれかの箱体に
    一体ものとしてモールドされたプラスチックレンズであ
    ることを特徴とする請求項２１又は２２記載の画像生成
    装置。
  24. 【請求項２４】 上記レンズは、複数のレンズからなる
    レンズ群であることを特徴とする請求項２１又は２２記
    載の画像生成装置。
  25. 【請求項２５】 上記レンズは、空気より屈折率の大き
    い液の中に形成された空気レンズであることを特徴とす
    る請求項２１又は２２記載の画像生成装置。
  26. 【請求項２６】 上記光路接続モジュールは、波長分離
    モジュール、波長合成モジュールと一体構造であること
    を特徴とする請求項１，３又は４記載の画像生成装置。
  27. 【請求項２７】 上記光接続モジュールの入口ないし中
    央部ないし出口には、赤，緑，青色の信号を変調する光
    変調器が置かれ、光変調器は、第４の箱体の中に収納さ
    れ、その全体ないし一部が屈折率が空気より高い液に浸
    されていることを特徴とする請求項１，３又は４記載の
    画像生成装置。
  28. 【請求項２８】 上記第４の箱体の出口は、平面で反射
    防止コートが施されている請求項２７記載の画像生成装
    置。
  29. 【請求項２９】 上記第４の箱体の出口は、液晶パネル
    へ直接光が戻ることを防止するために凹面となっている
    ことを特徴とする請求項２７記載の画像生成装置。
  30. 【請求項３０】 上記第４の箱体の出口は、液晶パネル
    へ直接光が戻ることを防止するために液晶パネルに対し
    て所定の角度を持った平面となっていることを特徴とす
    る請求項２７記載の画像生成装置。
  31. 【請求項３１】 上記光変調器は、液晶パネルであるこ
    とを特徴とする請求項１，３又は４記載の画像生成装
    置。
  32. 【請求項３２】 上記液晶パネルは、透過型であること
    を特徴とする請求項３１記載の画像生成装置。
  33. 【請求項３３】 上記液晶パネルは、サイズの小さい多
    結晶シリコンを用いた液晶パネルであり、サイズがほぼ
    １．３インチか、それ以下であることを特徴とする請求
    項３２記載の画像生成装置。
  34. 【請求項３４】 上記液晶パネルは、赤用，緑用，青用
    の液晶パネルであり、ＳＴＮ型液晶パネルであることを
    特徴とする請求項３３記載の画像生成装置。
  35. 【請求項３５】 上記液晶パネルの内、サイズの小さい
    多結晶シリコンを用いた液晶パネルは、光線束の集束す
    る位置近傍に配置されたことを特徴とする請求項３４記
    載の画像生成装置。
  36. 【請求項３６】 上記３種の液晶パネルの内、緑用の液
    晶パネルに輝度信号が乗せられていることを特徴とする
    請求項３５記載の画像生成装置。
  37. 【請求項３７】 上記輝度信号の乗せられた緑用の液晶
    パネルは、赤用，青用の液晶パネルより高精細であるこ
    とを特徴とする請求項３６記載の画像生成装置。
  38. 【請求項３８】 上記輝度信号が乗せられた緑用の液晶
    パネルのサイズは、１．３インチかそれ以上であること
    を特徴とする請求項３７記載の画像生成装置。
  39. 【請求項３９】 上記液晶パネルの製造工程で、製造工
    程における歩留まりの限界線を緑用の液晶パネルで最も
    厳しく定め緑用の液晶パネルを選択し、赤用の液晶パネ
    ルの製造工程における歩留まりの限界線を緑用の液晶パ
    ネルより低めに設定して赤用の液晶パネルを選択し、青
    用の液晶パネルを最低の歩留まり限界線で選択する段階
    的検査基準を持つ検査方法により製造された液晶パネル
    を有することを特徴とする請求項３６記載の画像生成装
    置。
  40. 【請求項４０】 上記液晶パネルは、ポリマー分散型液
    晶パネルであり、波長分離モジュールの出口近傍にポリ
    マー分散型液晶パネルとその直後に集光レンズを設置
    し、集光レンズによって結像される光源像と同程度の小
    孔を有するパネルを光接続モジュールのほぼ中央に設置
    して、液晶パネルのコントラストを向上させることを特
    徴とする請求項３１記載の画像生成装置。
  41. 【請求項４１】 上記液晶パネルは、ポリマー分散型液
    晶パネルであり、波長合成モジュールの入口近傍に、ポ
    リマー分散型液晶パネルを設置し、波長合成モジュール
    の出口側にレンズを設け、そのレンズのほぼ焦点位置に
    小孔を有するパネルを配置し、液晶パネルのコントラス
    トを向上させることを特徴とする請求項３１記載の画像
    生成装置。
  42. 【請求項４２】 上記ポリマー分散型液晶パネルの緑用
    の液晶パネルを赤用，青用の液晶パネルより高精細なも
    のとし、緑用の液晶パネルに輝度信号を乗せた信号を与
    えることを特徴とする請求項４０又は４１記載の画像生
    成装置。
  43. 【請求項４３】 上記液晶パネルの製造工程で、製造工
    程における歩留まりの限界線を緑用の液晶パネルで最も
    厳しく定め緑用の液晶パネルを選択し、赤用の液晶パネ
    ルの製造工程における歩留まりの限界線を緑用の液晶パ
    ネルより低めに設定して赤用の液晶パネルを選択し、青
    用の液晶パネルを最低の歩留まり限界線で選択する段階
    的検査基準を持つ検査方法により製造された液晶パネル
    を有することを特徴とする請求項４２記載の画像生成装
    置。
  44. 【請求項４４】 上記請求項１又は３記載の画像生成装
    置において、更に、以下の構成の偏光処理部を有するこ
    とを特徴とする画像生成装置。 （ａ）光を入力して偏光方向が異なる第１の光線と第２
    の光線に分離して、第１の光線を上記波長分離モジュー
    ルに出力する偏光分離モジュール、（ｂ）第２の光線を
    入力するとともに、画像信号を入力し、入力した光の偏
    光状態を画像信号に応じて変調し、変調された光を出力
    する第４の光変調器、（ｃ）上記第１と第２の２種の光
    線を入力し、これらを合成して１つの画像を生成する偏
    光合成モジュール、（ｄ）上記第２の光線の光路上で、
    偏光分離モジュール、偏光合成モジュールとの間にあっ
    て、偏光分離モジュールから出力された光を光変調器を
    介して、偏光合成モジュールへ導くように、第２の光路
    を接続する第２の光路接続モジュール。
  45. 【請求項４５】 上記偏光分離モジュールと偏光合成モ
    ジュールは、共有の偏光分離板を有し、上記偏光分離モ
    ジュールと偏光合成モジュールが１つの偏光分離板の異
    なる部分を使用することにより、偏光分離モジュールと
    偏光合成モジュールが１つのモジュールを構成すること
    を特徴とする請求項４４記載の画像生成装置。
  46. 【請求項４６】 上記偏光分離モジュールと偏光合成モ
    ジュールは、共有の偏光分離プリズムを有し、上記偏光
    分離モジュールと偏光合成モジュールは、１つの偏光分
    離プリズムの異なる部分を使用することを特徴とする請
    求項４４記載の画像生成装置。
  47. 【請求項４７】 上記請求項４記載の画像生成装置にお
    いては、更に、以下の構成の偏光処理部を有することを
    特徴とする画像生成装置。 （ａ）輝度表示用の第４の光変調器、（ｂ）上記波長分
    離モジュールの光の入射側に設けられた光分離用の偏光
    分離モジュール、（ｃ）上記波長合成モジュールの光の
    出射側に設けられた光合成用の偏光合成モジュール、
    （ｄ）上記光分離モジュールと偏光合成モジュールと第
    ４の光変調器との間に光路を設定する反射ミラーを有す
    る第２の光路接続モジュール。
  48. 【請求項４８】 上記カラー処理部と、上記偏光処理部
    の偏光分離モジュールと偏光合成モジュールを第１層に
    設け、上記偏光処理部の第４の光変調器と第２の光路接
    続モジュールを第２層に設けたことを特徴とする請求項
    ４７記載の画像生成装置。
  49. 【請求項４９】 上記画像生成装置は、更に、照明器と
    投写レンズを備え、照明器と投写レンズを、上記第１層
    を間に挟み第２層の反対側にある第３層に設けたことを
    特徴とする請求項４８記載の画像生成装置。
  50. 【請求項５０】 上記偏光分離モジュールの上記第２の
    光線の出口に、光線に直角に配置された反射ミラーを備
    えたことを特徴とする請求項４４又は４７記載の画像生
    成装置。
  51. 【請求項５１】 上記偏光分離モジュールと偏光合成モ
    ジュールの少なくともいずれか一方を、上記波長分離モ
    ジュールと波長合成モジュールのいずれかと一体化し
    て、１つのモジュールを構成することを特徴とする請求
    項４４又は４７記載の画像生成装置。
  52. 【請求項５２】 上記偏光分離モジュールと偏光合成モ
    ジュールの少なくともいずれか一方を、ガラス基板上に
    多層膜をコートした偏光分離板により構成したことを特
    徴とする請求項４４又は４７記載の画像生成装置。
  53. 【請求項５３】 上記偏光分離板は、第５の箱体の中に
    収納され、屈折率が偏光分離板の基板材料とほぼ同じ液
    に浸されていることを特徴とする請求項５２記載の画像
    生成装置。
  54. 【請求項５４】 上記偏光分離モジュールの光の入口
    に、円錐状の光束をほぼ円筒状の光束に変えるレンズが
    設置されていることを特徴とする請求項５３記載の画像
    生成装置。
  55. 【請求項５５】 上記偏光合成モジュールの第２の光路
    の入口に、円錐状の光束をほぼ円筒状の光束に変えるレ
    ンズが設置されていることを特徴とする請求項５４記載
    の画像生成装置。
  56. 【請求項５６】 上記レンズは、上記第５の箱体に一体
    ものとしてモールドされたプラスチックレンズであるこ
    とを特徴とする請求項５４又は５５記載の画像生成装
    置。
  57. 【請求項５７】 上記レンズは、複数のレンズからなる
    レンズ群であることを特徴とする請求項５４又は５５記
    載の画像生成装置。
  58. 【請求項５８】 上記レンズは、空気より屈折率の大き
    い液の中に形成された空気レンズであることを特徴とす
    る請求項５４又は５５記載の画像生成装置。
  59. 【請求項５９】 上記光路接続モジュールは、第２の光
    線を反射して、その方向をほぼ直角に曲げる反射ミラー
    を備えたことを特徴とする請求項４４又は４７記載の画
    像生成装置。
  60. 【請求項６０】 上記反射ミラーは、第４の光変調器の
    両側に配置され、第２の光線を第４の光変調器に入力す
    る第１の反射ミラーと、第４の光変調器から出力される
    光線を偏光合成モジュールに入力する第２の反射ミラー
    とを備えたことを特徴とする請求項５９記載の画像生成
    装置。
  61. 【請求項６１】 上記第１と第２の反射ミラーと第４の
    光変調器は、第６の箱体の中に収納されて、第４の光変
    調器を構成するガラス板の屈折率とほぼ同様の屈折率を
    持つ液に浸されていることを特徴とする請求項６０記載
    の画像生成装置。
  62. 【請求項６２】 上記偏光分離モジュール、偏光分離モ
    ジュールは、上記波長分離モジュール、波長合成モジュ
    ールと一体構造であることを特徴とする請求項４４記載
    の画像生成装置。
  63. 【請求項６３】 偏光分離モジュールの出力光路に偏光
    特性を改善するための偏光膜を設置したことを特徴とす
    る請求項４４又は４７記載の画像生成装置。
  64. 【請求項６４】 上記偏光処理部から出力される第１の
    光線は、上記波長分離モジュールに入力され、この第１
    の光線の光路に置かれた液晶パネルは、色信号に対応し
    て設けられ、画像中の青，緑又は赤の強度を示す色信号
    を変調することを特徴とする請求項４４又は４７記載の
    画像生成装置。
  65. 【請求項６５】 上記偏光処理部には、第４の変調器と
    して、カラー処理部にある液晶パネルとは異なる輝度用
    の液晶パネルが設置されていることを特徴とする請求項
    ６４記載の画像生成装置。
  66. 【請求項６６】 上記輝度用の液晶パネルのサイズ及び
    精細度は、カラー処理部に設置された液晶パネルのサイ
    ズ及び精細度と同じか、それ以上であることを特徴とす
    る請求項６５記載の画像生成装置。
  67. 【請求項６７】 上記輝度用の液晶パネルは、カラー処
    理部のカラー用の液晶パネルと同じルールサイズのＴＦ
    Ｔを搭載し、形状的に相似で面積が４倍であるように、
    一枚の基板から多数取りされることを特徴とする請求項
    ６５記載の画像生成装置。
  68. 【請求項６８】 上記輝度用、カラー用の液晶パネルを
    製造工程で一枚の基板から多数取りするに際して、製造
    工程における歩留まりの限界線を輝度用の液晶パネルで
    最も厳しく定め輝度用の液晶パネルを選択し、緑用の液
    晶パネルの歩留まり限界線を輝度用の液晶パネルより低
    めに設定して緑用の液晶パネルを選択し、赤用の液晶パ
    ネルの歩留まり限界線を緑用の液晶パネルより低めに設
    定して選択し、青用の液晶パネルを最低の歩留まり限界
    線で選択する段階的検査基準を持つ検査方法により製造
    された液晶パネルを有することを特徴とする請求項６５
    記載の画像生成装置。
  69. 【請求項６９】 上記カラー処理部の液晶パネルは、Ｓ
    ＴＮ型液晶パネルであり、上記偏光処理部の液晶パネル
    は、ＴＮ型液晶パネルであることを特徴とする請求項６
    ６記載の画像生成装置。
  70. 【請求項７０】 以下の要素を有するカラー処理部を備
    えた画像生成装置。 （ａ）第１の波長を持つ光を反射させる第１の反射面
    と、第１の反射面と交差しており、第２の波長を持つ光
    を反射させる第２の反射面とを備え、その他の波長を持
    つ光を通過させることにより、３種の光を出力する波長
    分離モジュール、（ｂ）上記波長分離モジュールの第１
    の反射面と第２の反射面のいずれにもほぼ垂直に配置さ
    れ、上記波長分離モジュールから出力された３種の光の
    内のそれぞれ１種の光を入力するとともに、画像信号を
    入力し、入力した光の偏光状態を画像信号に応じて変調
    し、変調された光を出力する第１〜第３の光変調器、
    （ｃ）上記波長分離モジュールと第１〜第３の光変調器
    との間にあって、波長分離モジュールから出力された３
    種の光を光変調器へ導くように光路を接続する光路接続
    モジュール、（ｄ）上記第１〜第３の光変調器により変
    調された３種の光をそれぞれ入力するとともに、３種の
    光を合成して画像を生成する第１〜第３のレンズ。
  71. 【請求項７１】 上記請求項７０記載の画像生成装置に
    おいて、更に、以下の構成の偏光処理部を有することを
    特徴とする画像生成装置。 （ａ）光を入力して偏光方向が異なる第１の光線と第２
    の光線に分離して、第１の光線を上記波長分離モジュー
    ルに出力する第１の偏光ビームスプリッター、（ｂ）第
    ２の光線を入力するとともに、画像信号を入力し、入力
    した光の偏光状態を画像信号に応じて変調し、変調され
    た光を出力する第４の光変調器、（ｃ）上記第４の光変
    調器により変調された光を入力して、上記第１〜第３の
    レンズから出力される光と合成する第４のレンズ。
  72. 【請求項７２】 上記第１〜第３の光変調器は、緑用，
    赤用，青用の液晶パネルであり、緑用の液晶パネルは、
    赤用，青用の液晶パネルより高精細とし、緑用の液晶パ
    ネルの入力信号を輝度信号を乗せた緑色の信号で変調す
    ることを特徴とする請求項７０記載の画像生成装置。
  73. 【請求項７３】 上記液晶パネルの製造工程で、製造工
    程における歩留まりの限界線を緑用の液晶パネルで最も
    厳しく定め緑用の液晶パネルを選択し、赤用の液晶パネ
    ルの製造工程における歩留まりの限界線を緑用の液晶パ
    ネルより低めに設定して赤用の液晶パネルを選択し、青
    用の液晶パネルを最低の歩留まり限界線で選択する段階
    的検査基準を持つ検査方法により製造された液晶パネル
    を有することを特徴とする請求項７２記載の画像生成装
    置。
  74. 【請求項７４】 上記第１〜第３の光変調器は、緑用，
    赤用，青用の液晶パネルであり、上記第４の液晶パネル
    は、輝度用の液晶パネルであり、上記輝度用の液晶パネ
    ルのサイズ及び精細度は、カラー処理部に設置された液
    晶パネルのサイズ及び精細度と同じか、それ以上である
    ことを特徴とする請求項７１記載の画像生成装置。
  75. 【請求項７５】 上記輝度用の液晶パネルは、カラー処
    理部のカラー用の液晶パネルと同じルールサイズのＴＦ
    Ｔを搭載し、形状的に相似で面積が４倍であるように、
    一枚の基板から多数取りされることを特徴とする請求項
    ７４記載の画像生成装置。
  76. 【請求項７６】 上記輝度用、カラー用の液晶パネルを
    製造工程で一枚の基板から多数取りするに際して、製造
    工程における歩留まりの限界線を輝度用の液晶パネルで
    最も厳しく定め輝度用の液晶パネルを選択し、緑用の液
    晶パネルの歩留まり限界線を輝度用の液晶パネルより低
    めに設定して緑用の液晶パネルを選択し、赤用の液晶パ
    ネルの歩留まり限界線を緑用の液晶パネルより低めに設
    定して選択し、青用の液晶パネルを最低の歩留まり限界
    線で選択する段階的検査基準を持つ検査方法により製造
    された液晶パネルを有することを特徴とする請求項７４
    記載の画像生成装置。
  77. 【請求項７７】 上記赤用，青用の液晶パネルは、ＳＴ
    Ｎ型液晶パネルであることを特徴とする請求項７２記載
    の画像生成装置。
  78. 【請求項７８】 光を放射する光源と、光を反射する主
    反射鏡と、主反射鏡で集光されない光を光源に戻す補助
    反射鏡とを備え、液晶パネルに照射する円錐状の光線束
    を発生することを特徴とする照明器。
  79. 【請求項７９】 上記補助反射鏡は、上記光源を略中心
    とする球面状の反射鏡であることを特徴とする請求項７
    ８記載の照明器。
  80. 【請求項８０】 上記補助反射鏡は、リング型をしてい
    ることを特徴とする請求項７８記載の照明器。
  81. 【請求項８１】 上記補助反射鏡を複数備えたことを特
    徴とする請求項７８記載の照明器。
  82. 【請求項８２】 上記照明器は、更に、集光レンズを備
    え、主反射鏡からの光を集光して円錐状の光線束を発生
    させることを特徴とする請求項７８記載の照明器。
  83. 【請求項８３】 上記主反射鏡は、回転放物面鏡であ
    り、上記光源は、回転放物面鏡の略焦点位置に設けられ
    たことを特徴とする請求項７８記載の照明器。
  84. 【請求項８４】 上記主反射鏡は、回転楕円体鏡であ
    り、上記光源は、回転楕円体鏡の一方の略焦点位置に設
    けられたことを特徴とする請求項７８記載の照明器。
  85. 【請求項８５】 上記主反射鏡のアスペクト比（鏡の直
    径と長さの比）が２以上であることを特徴とする請求項
    ７８記載の照明器。
  86. 【請求項８６】 上記主反射鏡は、球面鏡であり、上記
    集光レンズの主反射鏡側の焦点と上記主反射鏡との間に
    光源を備えたことを特徴とする請求項７８記載の照明
    器。
  87. 【請求項８７】 上記光源として直流励起のメタルハラ
    イドランプを用い、この放電電極の陰極近傍にある輝度
    分布の中心点を上記主反射鏡の焦点近傍に設置したこと
    を特徴とする請求項７８記載の照明器。
  88. 【請求項８８】 以下の要素を有することを特徴とする
    画像生成装置。 （ａ）錐状に集光する集光光線を放射する照明器、
    （ｂ）上記照明器から出力された集光光線を入力し、集
    光光線をほぼ平行光線に変える第１のレンズ、（ｃ）上
    記第１のレンズから出力された上記平行光線を入力し、
    一部の平行光線を分離する分離用薄膜利用素子、（ｄ）
    上記分離用薄膜利用素子により分離された一部の平行光
    線を入力し、その平行光線をほぼ集光光線に変える第２
    のレンズ、（ｅ）上記第２のレンズから出力された集光
    光線の略集光位置に配置され、集光光線を入力して変調
    し、変調された変調光線を出力する光変調器、（ｆ）上
    記光変調器から出力された上記変調光線を用いて画像を
    生成する出力部。
  89. 【請求項８９】 上記出力部は、以下の要素を有するこ
    とを特徴とする請求項８８記載の画像生成装置。 （ａ）上記光変調器から出力された変調光線を入力し、
    変調光をほぼ平行光線に変える第３のレンズ、（ｂ）上
    記第３のレンズから出力された平行光線を入力し、入力
    した平行光線を他の平行光線と合成する合成用薄膜利用
    素子、（ｃ）上記薄膜利用素子により合成された平行光
    線を入力し、その平行光線を投射する投写レンズ。
  90. 【請求項９０】 以下の要素を有することを特徴とする
    画像生成装置。 （ａ）所定の縦横比を有する液晶パネル、（ｂ）受信画
    像信号を入力し、上記画像信号を上記液晶パネルの縦横
    比と同一の縦横比を持つ画像信号に変換する画像信号変
    換手段、（ｃ）上記画像信号変換手段により変換された
    画像信号を液晶パネルに入力し、液晶パネルにより画像
    を生成する画像生成手段、（ｄ）上記画像の縦横比を所
    望の縦横比に変換する画像変換手段。
  91. 【請求項９１】 上記画像変換手段は、画像を少なくと
    も縦方向と横方向のいずれかに拡大するレンズを備えた
    ことを特徴とする請求項９０記載の画像生成装置。
  92. 【請求項９２】 上記レンズは、シリンドリカルレンズ
    であることを特徴とする請求項９１記載の画像生成装
    置。
  93. 【請求項９３】 上記レンズは、着脱可能に取り付けら
    れていることを特徴とする請求項９２記載の画像生成装
    置。
  94. 【請求項９４】 上記レンズを複数種類備え、切り替え
    て使用することを特徴とする請求項９２記載の画像生成
    装置。
  95. 【請求項９５】 上記液晶パネルは、液晶パネルの製造
    プロセスに基づいて決定された縦横比を有することを特
    徴とする請求項９０記載の画像生成装置。
  96. 【請求項９６】 上記液晶パネルは、液晶パネルを照射
    する光束の断面形状に基づいて決定された縦横比を有す
    ることを特徴とする請求項９０記載の画像生成装置。
  97. 【請求項９７】 以下の集光工程を有することを特徴と
    する画像生成方法。 （ａ）照明器の主反射鏡により光を放射する工程、
    （ｂ）照明器により放出された光の内、主反射鏡で集光
    されなかった光を補助反射鏡で主反射鏡に返す工程、
    （ｃ）照明器により放射された光束の断面と光路の形の
    少なくとも一方を、レンズにより変形する工程。
  98. 【請求項９８】 以下の工程を有することを特徴とする
    請求項９７記載の画像生成方法。 （ａ）液晶パネルにＴＮ液晶ないしＳＴＮ液晶を使う場
    合には、上記光をＰ波とＳ波に分離するか、Ｐ波を通し
    Ｓ波を吸収する偏光分離工程、（ｂ）波長分離モジュー
    ルに、上記分離された光の一方を入力し、波長により
    赤，緑，青の光に分配して出力する波長分離工程、
    （ｃ）上記赤，緑，青の光を反射して、上記照明器との
    光路長がそれぞれほぼ同一となるように個別の液晶パネ
    ルに入力する工程、（ｄ）各液晶パネルで、赤，緑，青
    の光を変調して出力する変調工程、（ｅ）上記変調され
    た赤，緑，青の光を反射して、それぞれ波長合成モジュ
    ールに入力する工程、（ｆ）波長合成モジュールにおい
    て、画像を合成する合成工程。
  99. 【請求項９９】 上記変調工程は、上記光がレンズ系に
    よって集束する位置近傍において、それぞれ個別の液晶
    パネルに赤，緑，青の光を入力し、入力した赤，緑，青
    の光を変調することを特徴とする請求項９８記載の画像
    生成方法。
  100. 【請求項１００】 以下の工程を有することを特徴とす
    る画像生成方法。 （ａ）液晶パネルにＴＮ液晶を使う場合には、上記光を
    Ｐ波とＳ波に分離するか、Ｐ波を通しＳ波を吸収する偏
    光分離工程、（ｂ）波長分離モジュールに、上記分離さ
    れた光の一方を入力し、波長により赤，緑，青の光に分
    配して出力する波長分離工程、（ｃ）上記赤，緑，青の
    光を反射して、上記照明器との光路長がそれぞれ同一と
    なるように個別の液晶パネルに入力する工程、（ｄ）各
    液晶パネルで、赤，緑，青の光を変調して出力する変調
    工程、（ｅ）上記変調された赤，緑，青の光をレンズに
    入力し、レンズにより画像をスクリーンに合成する工
    程。
  101. 【請求項１０１】 以下の要素を有する画像生成装置。 （ａ）第１の色の光を変調する第１の光変調器、（ｂ）
    第２の色の光を変調する第２の光変調器、（ｃ）第３の
    色の光を変調する第３と第４の光変調器、（ｄ）上記第
    １〜第４の光変調器から出力された光から画像を合成す
    る合成手段。
  102. 【請求項１０２】 上記第１の光変調器は、赤用の液晶
    パネルであり、上記第２の光変調器は、青用の液晶パネ
    ルであり、上記第３と第４の光変調器は、緑用の液晶パ
    ネルであることを特徴とする請求項１０１記載の画像生
    成装置。
  103. 【請求項１０３】 上記合成手段は、上記第３と第４の
    光変調器により変調された光をずらして画像を合成する
    ことを特徴とする請求項１０１又は１０２記載の画像生
    成装置。
  104. 【請求項１０４】 上記画像生成装置は、第１フィール
    ドと第２フィールドからなるインタレースモードの画像
    信号を入力して画像を生成する装置であり、上記第３の
    光変調器は第１フィールドの画像信号を入力して光を変
    調し、上記第４の光変調器は第２のフィールドの画像信
    号を入力して光を変調することを特徴とする請求項１０
    １〜１０３のいずれかに記載の画像生成装置。
  105. 【請求項１０５】 上記合成手段は、第３と第４の光変
    調器により出力された同一色の光を合成する偏向ビーム
    スプリッターを備えたことを特徴とする請求項１０１〜
    １０４のいずれかに記載の画像生成装置。
  106. 【請求項１０６】 上記合成手段は、第３と第４の光変
    調器により出力された同一色の光を合成するハーフミラ
    ーを備えたことを特徴とする請求項１０１〜１０４のい
    ずれかに記載の画像生成装置。
  107. 【請求項１０７】 以下の要素を有する光混合器。 （ａ）第１の波長を持つ光を反射する第１のフィルタ、
    （ｂ）第１のフィルタと交差しており、第２の波長を持
    つ光を反射する第２のフィルタ、（ｃ）上記第１と第２
    のフィルタのいずれとも斜めに交差しており、所定の偏
    向方向を持つ光を通過させ、他の偏向方向を持つ光を通
    過させる第３のフィルタ。
  108. 【請求項１０８】 上記第１のフィルタは、赤色の光を
    反射する光学素子であり、上記第２のフィルタは、青色
    の光を反射する光学素子であり、上記第３のフィルタ
    は、Ｓ波の光を反射する光学素子であることを特徴とす
    る請求項１０７記載の光混合器。
  109. 【請求項１０９】 上記合成手段に、上記請求項１０７
    又は１０８記載の光混合器を用いたことを特徴とする請
    求項１０１〜１０６のいずれかに記載の画像生成装置。
  110. 【請求項１１０】 以下の要素を有するダイクロイック
    フィルタ。 （ａ）第１の波長を持つ光を反射する第１のフィルタ、
    （ｂ）上記第１のフィルタの対角線上で交差しており、
    第２の波長を持つ光を反射する第２のフィルタ。
  111. 【請求項１１１】 上記レンズは、所定長の半径を持つ
    円周を境にして、その円周の内側において、第１の焦点
    距離を有する第１のレンズ面と、その円周の外側におい
    て、上記第１の焦点距離よりも長い第２の焦点距離を有
    する第２のレンズ面を備えた二焦点レンズであることを
    特徴とする請求項１１又は５４記載の画像生成装置。
  112. 【請求項１１２】 上記輝度用の液晶パネルから出力さ
    れた画像のサイズと、上記カラー用の液晶パネルから出
    力された画像のサイズとを一致させるリレーレンズを備
    えたことを特徴とする請求項６７記載の画像生成装置。
  113. 【請求項１１３】 上記リレーレンズを上記偏光合成モ
    ジュールと輝度用の液晶パネルとの間に備えたことを特
    徴とする請求項１１２記載の画像生成装置。
  114. 【請求項１１４】 上記リレーレンズを上記偏光合成モ
    ジュールと上記カラー処理部の波長合成モジュールとの
    間に備えたことを特徴とする請求項１１２記載の画像生
    成装置。
  115. 【請求項１１５】 上記リレーレンズを、第１〜第３の
    カラー用の液晶パネルと波長合成モジュールの間にそれ
    ぞれ備えたことを特徴とする請求項１１２記載の画像生
    成装置。
  116. 【請求項１１６】 波長合成モジュールから投写レンズ
    までの光路上の、投写レンズから第４の液晶パネルまで
    の距離と等しい距離を持つ位置を、結像位置とし、結像
    位置に波長合成モジュールからの画像を結像させるリレ
    ーレンズを備えたことを特徴とする請求項４４又は４７
    記載の画像生成装置。
  117. 【請求項１１７】 上記第４の液晶パネルと上記結像位
    置は、偏光合成モジュールの側面に設けられていること
    を特徴とする請求項１１６記載の画像生成装置。
  118. 【請求項１１８】 上記リレーレンズは、共通の焦点を
    持つ複数のリレーレンズから構成されていることを特徴
    とする請求項１１７記載の画像生成装置。
  119. 【請求項１１９】 以下の構成のカラー処理部を有する
    ことを特徴とする画像生成装置。 （ａ）第１〜第３の光変調器、（ｂ）上記第１〜第３の
    光変調器の光の入射側に置かれ、２つの個別のダイクロ
    イックミラーを備えた波長分離モジュール、（ｃ）上記
    第１〜第３の光変調器の光の出射側に置かれ、２つの個
    別のダイクロイックミラーを備えた波長合成モジュー
    ル、（ｄ）上記波長合成モジュールにより合成される光
    を投写する投写レンズ、（ｅ）波長分離モジュールと波
    長合成モジュールとの間に設けられ、上記第１〜第３の
    光変調器により変調された光を波長合成モジュールと投
    写レンズとの間の結像位置に結像させるリレーレンズ。
  120. 【請求項１２０】 上記波長分離モジュールと波長合成
    モジュールは、同一モジュールであることを特徴とする
    請求項１１９記載の画像生成装置。
  121. 【請求項１２１】 上記波長分離モジュールと波長合成
    モジュールは、ダイクロイックミラーを屈折率が空気よ
    り大きい液に浸した箱体を備えたことを特徴とする請求
    項１１９記載の画像生成装置。
  122. 【請求項１２２】 上記リレーレンズは、共通の焦点を
    持つ複数のリレーレンズから構成されていることを特徴
    とする請求項１１９記載の画像生成装置。
  123. 【請求項１２３】 上記請求項１１９記載の画像生成装
    置は、更に、以下の構成の偏光処理部を有することを特
    徴とする画像生成装置。 （ａ）光を入力して偏光方向が異なる第１の光線と第２
    の光線に分離して、第１の光線を上記波長分離モジュー
    ルに出力する偏光分離モジュール、（ｂ）上記結像位置
    を一方の側面側に設け、上記第１と第２の２種の光線を
    入力し、これらを合成して１つの画像を生成する偏光合
    成モジュール、（ｃ）上記偏光合成モジュールの他方の
    側面側に設けられ、第２の光線を入力するとともに、画
    像信号を入力し、入力した光の偏光状態を画像信号に応
    じて変調し、変調された光を出力する第４の光変調器。
  124. 【請求項１２４】 上記第１〜第３の光変調器から出力
    される画像のサイズと第４の光変調器から出力される画
    像のサイズは異なっており、上記リレーレンズは、結像
    位置に結像する画像のサイズを第４の光変調器から出力
    される画像のサイズと一致させることを特徴とする請求
    項１２３記載の画像生成装置。
  125. 【請求項１２５】 上記画像生成装置をＵ字状に折り曲
    げて構成したことを特徴とする請求項１１９又は１２３
    記載の画像生成装置。
  126. 【請求項１２６】 上記請求項１，３又は４記載の画像
    生成装置において、以下の偏光処理部を有することを特
    徴とする画像生成装置。 （ａ）光を入力して偏光方向が異なる第１の光線と第２
    の光線に分離して、第１の光線を上記波長分離モジュー
    ルに出力する偏光分離モジュール、（ｂ）上記第２の光
    線の直進方向に設けられ、第２の光線を入力するととも
    に、画像信号を入力し、入力した光の偏光状態を画像信
    号に応じて変調し、変調された光を出力する第４の光変
    調器、（ｃ）上記第２の光線の直進方向に設けられ、上
    記第１と第２の２種の光線を入力し、これらを合成して
    １つの画像を生成する偏光合成モジュール。
  127. 【請求項１２７】 上記波長合成モジュールは、クロス
    ダイクロイックミラーを備え、クロスダイクロイックミ
    ラーの両側から入射する光路に偏光膜と１／４波長板と
    を備え、１／４波長板を偏光膜に対してクロスダイクロ
    イックミラー側に配置したことを特徴とする請求項６記
    載の画像生成装置。
  128. 【請求項１２８】 上記波長合成モジュールは、クロス
    ダイクロイックミラーを備え、クロスダイクロイックミ
    ラーの波長通過特性に依存した帯域特性を持つフィルタ
    を備えたことを特徴とする請求項６記載の画像生成装
    置。
  129. 【請求項１２９】 以下の要素を有する画像生成装置。 （ａ）光を偏光方向の異なる第１の光と第２の光に分離
    する偏光分離手段、（ｂ）上記第１の光を波長の異なる
    第１と第２の色の光に分離する第１の波長分離手段、
    （ｃ）上記第２の光を波長の異なる第１と第３の色の光
    に分離する第２の波長分離手段、（ｄ）上記第１の波長
    分離手段により分離された第１と第２の光を変調する第
    １と第２の光変調器、（ｅ）上記第２の波長分離手段に
    より分離された第１と第３の光を変調する第３と第４の
    光変調器、（ｆ）上記第１と第２の光変調器により変調
    された第１と第２の色の光を合成する第１の波長合成手
    段、（ｇ）上記第３と第４の光変調器により変調された
    第１と第３の色の光を合成する第２の波長合成手段、
    （ｈ）上記第１と第２の波長合成手段により合成された
    第１と第２の光を合成する偏光合成手段。
  130. 【請求項１３０】 上記第１の波長合成手段は、第１と
    第２の色の光を合成する１つのダイクロイックミラーに
    より構成され、上記第２の波長合成手段は、第１と第３
    の色の光を合成する１つのダイクロイックミラーにより
    構成され、上記偏光合成手段は、１つの偏光ビームスプ
    リッターにより構成されたことを特徴とする請求項１２
    ９記載の画像生成装置。
  131. 【請求項１３１】 上記偏光ビームスプリッターは、上
    記第１と第３の光変調器により変調された光をずらして
    合成することを特徴とする請求項１３０記載の画像生成
    装置。
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