JPH10232371A - イメージ・プロジェクション・システム - Google Patents
イメージ・プロジェクション・システムInfo
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- JPH10232371A JPH10232371A JP9320262A JP32026297A JPH10232371A JP H10232371 A JPH10232371 A JP H10232371A JP 9320262 A JP9320262 A JP 9320262A JP 32026297 A JP32026297 A JP 32026297A JP H10232371 A JPH10232371 A JP H10232371A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
- F21V9/14—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing polarised light
-
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- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/025—Associated optical elements
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- H—ELECTRICITY
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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- H04N9/3141—Constructional details thereof
- H04N9/315—Modulator illumination systems
- H04N9/3167—Modulator illumination systems for polarizing the light beam
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
- H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
- H04N5/7441—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of liquid crystal cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 投影表示装置を高効率化する。
【解決手段】 高効率の光源２１０からの光線は、二重
明度強化フィルムを用いた反射偏光器２２０において、
Ｐ偏光成分が透過されＳ偏光成分が反射される。透過さ
れたＰ偏光成分はミラー２５０、投影レンズ２６０を介
してスクリーンへの光路に放射される。反射されたＳ偏
光はビーム・スプリッタ／コンバイナ（以下、コンバイ
ナ）２３０に向かい、そこで青、緑、赤の光線に分割さ
れ、これらの光線はそれぞれ、該コンバイナの第１〜第
３の面から反射偏光ＬＣＤ２４１〜２４３へ放射され
る。これらの反射偏光ＬＣＤは、青、緑、赤の光線を偏
光してコンバイナに戻す。戻された光はコンバイナで再
結合され、反射偏光器２２０でＰ偏光が通過されＳ偏光
が反射される。Ｐ偏光成分は、投影レンズ２６０を介し
て放射される。不所望の偏光成分を偏光して再利用する
ことにより、効率が向上する。
明度強化フィルムを用いた反射偏光器２２０において、
Ｐ偏光成分が透過されＳ偏光成分が反射される。透過さ
れたＰ偏光成分はミラー２５０、投影レンズ２６０を介
してスクリーンへの光路に放射される。反射されたＳ偏
光はビーム・スプリッタ／コンバイナ（以下、コンバイ
ナ）２３０に向かい、そこで青、緑、赤の光線に分割さ
れ、これらの光線はそれぞれ、該コンバイナの第１〜第
３の面から反射偏光ＬＣＤ２４１〜２４３へ放射され
る。これらの反射偏光ＬＣＤは、青、緑、赤の光線を偏
光してコンバイナに戻す。戻された光はコンバイナで再
結合され、反射偏光器２２０でＰ偏光が通過されＳ偏光
が反射される。Ｐ偏光成分は、投影レンズ２６０を介し
て放射される。不所望の偏光成分を偏光して再利用する
ことにより、効率が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像投影（イメー
ジ・プロジェクション）エンジンに関するものである。
更に特定すれば、本発明は、例えば、「折り畳み式」投
影システム(folded projection system)に用いるため
の、偏光画像(polarized image)を供給する画像投影エ
ンジンに関するものである。
ジ・プロジェクション）エンジンに関するものである。
更に特定すれば、本発明は、例えば、「折り畳み式」投
影システム(folded projection system)に用いるため
の、偏光画像(polarized image)を供給する画像投影エ
ンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常の白熱電球や蛍光灯以外の照明用途
には、ハイパワー・ランプが用いられている。高輝度放
電（ＨＩＤ：high intensity discharge）ランプとして
知られているランプの一種は、電極と、点灯したときに
気化しプラズマとなるフィル(fill)とを内包するガラス
製封入体とを含んでいる。近年、硫黄またはセレンある
いはこれらの物質の化合物を含有するランプ・フィルを
利用したハイパワー・ランプが特許登録された。Dolan
等に発行された"Lamp Including Sulfer"と題する米国
特許番号第５，４０４，０７６号は、少なくとも１気圧
のフィルを用いた無電極ランプ(電極非内蔵型ランプ：e
lectrodelesslamp)を開示している。このフィルは、１
平方センチメートル当たり５０ワットを越える電力密度
で励起される。このフィルを用いたランプは、１平方セ
ンチメートル当たり少なくとも６０ワットの電力密度で
励起される。Dolan特許は、この言及により本願にも含
まれるものとする。なお、他の圧力および電力密度も採
用可能である。
には、ハイパワー・ランプが用いられている。高輝度放
電（ＨＩＤ：high intensity discharge）ランプとして
知られているランプの一種は、電極と、点灯したときに
気化しプラズマとなるフィル(fill)とを内包するガラス
製封入体とを含んでいる。近年、硫黄またはセレンある
いはこれらの物質の化合物を含有するランプ・フィルを
利用したハイパワー・ランプが特許登録された。Dolan
等に発行された"Lamp Including Sulfer"と題する米国
特許番号第５，４０４，０７６号は、少なくとも１気圧
のフィルを用いた無電極ランプ(電極非内蔵型ランプ：e
lectrodelesslamp)を開示している。このフィルは、１
平方センチメートル当たり５０ワットを越える電力密度
で励起される。このフィルを用いたランプは、１平方セ
ンチメートル当たり少なくとも６０ワットの電力密度で
励起される。Dolan特許は、この言及により本願にも含
まれるものとする。なお、他の圧力および電力密度も採
用可能である。
【０００３】映画またはテレビジョン画面およびコンピ
ュータ・ディスプレイのような、大きな面に画像を表示
するために、投影システムが用いられている。例えば、
前方投影システムでは、画像ビームは、画像源から反射
型角度変換スクリーンの前面側に投影され、次にこのス
クリーンが、該スクリーンの前に位置する視聴者に向け
て光を反射する。後方投影システムでは、画像ビーム
は、透過型角度変換スクリーンの背面側に投影され、そ
の前に位置する視聴者に向けて透過される。
ュータ・ディスプレイのような、大きな面に画像を表示
するために、投影システムが用いられている。例えば、
前方投影システムでは、画像ビームは、画像源から反射
型角度変換スクリーンの前面側に投影され、次にこのス
クリーンが、該スクリーンの前に位置する視聴者に向け
て光を反射する。後方投影システムでは、画像ビーム
は、透過型角度変換スクリーンの背面側に投影され、そ
の前に位置する視聴者に向けて透過される。
【０００４】投影エンジンの設計は新しいものではな
い。例えば、米国特許第５，４５３，８５９号（この言
及により本願にも含まれているものとする）では、偏光
ビーム・スプリッタを、ダイクロイック「Ｘ−キュー
ブ」(dichroic X-cube)と共に用いることにより、カラ
ー画像を作成するシステムが示されている。この米国特
許の図１４を参照すると、光源９１からの偏光された光
が、偏光ビーム・スプリッタによって、ダイクロイック
・プリズム９５に向けて反射されることが示されてい
る。反射光は、Ｓ偏光、即ち、プリズム９３内の入射面
に対して垂直に偏光されている。このＳ偏光を、次に、
１／４波長板９４を介して、円偏光にする。「オフ」位
置にある各画素では、円偏光は、反射ＬＣＤ９６、９
７、および９８の対応する画素によって、無変化のまま
反射される。次に、この円偏光は、１／４波長板９４を
通る戻り経路上で、元のＳ偏光状態に復元される。この
光は、次に、プリズム９３によって反射され光源に戻
る。
い。例えば、米国特許第５，４５３，８５９号（この言
及により本願にも含まれているものとする）では、偏光
ビーム・スプリッタを、ダイクロイック「Ｘ−キュー
ブ」(dichroic X-cube)と共に用いることにより、カラ
ー画像を作成するシステムが示されている。この米国特
許の図１４を参照すると、光源９１からの偏光された光
が、偏光ビーム・スプリッタによって、ダイクロイック
・プリズム９５に向けて反射されることが示されてい
る。反射光は、Ｓ偏光、即ち、プリズム９３内の入射面
に対して垂直に偏光されている。このＳ偏光を、次に、
１／４波長板９４を介して、円偏光にする。「オフ」位
置にある各画素では、円偏光は、反射ＬＣＤ９６、９
７、および９８の対応する画素によって、無変化のまま
反射される。次に、この円偏光は、１／４波長板９４を
通る戻り経路上で、元のＳ偏光状態に復元される。この
光は、次に、プリズム９３によって反射され光源に戻
る。
【０００５】照射されるべき画素については、ＬＣＤ９
６、９７、９８は、円偏光のあるものを楕円偏光に変換
する。この光を１／４波長板９４に通過させると、通過
した光は単にＳ偏光ではなく、代わりにＰ偏光成分を含
み、この成分はプリズム９３を通過し、投影レンズ９９
を通過し、いかなる投影システムが用いられていても該
システム中に入射する。Displaytech, Inc.,の“FLC/VL
SI Display Technology”と題する１９９５年１２月１
日付の６頁の技術書、すなわち、Parfenov et al.の“A
dvanced optical schemes with liquid crystal image
converters for display applications” SPIE Proceed
ings, Volume 2650, Ｐ．１７３〜１７９(１９９６年１
月２９〜３１日）、およびBaur et al.の“High perfor
mance liquid crystal devicesuitable for projection
display” SPIE Proceedings, Volume 2650, Ｐ．２２
６〜２２８（１９９６年１月２９〜３１日）は、液晶装
置を用いたビデオ画像の処理に関する背景技術について
開示している。これらの論文は、この言及により、本願
にも含まれているものとする。
６、９７、９８は、円偏光のあるものを楕円偏光に変換
する。この光を１／４波長板９４に通過させると、通過
した光は単にＳ偏光ではなく、代わりにＰ偏光成分を含
み、この成分はプリズム９３を通過し、投影レンズ９９
を通過し、いかなる投影システムが用いられていても該
システム中に入射する。Displaytech, Inc.,の“FLC/VL
SI Display Technology”と題する１９９５年１２月１
日付の６頁の技術書、すなわち、Parfenov et al.の“A
dvanced optical schemes with liquid crystal image
converters for display applications” SPIE Proceed
ings, Volume 2650, Ｐ．１７３〜１７９(１９９６年１
月２９〜３１日）、およびBaur et al.の“High perfor
mance liquid crystal devicesuitable for projection
display” SPIE Proceedings, Volume 2650, Ｐ．２２
６〜２２８（１９９６年１月２９〜３１日）は、液晶装
置を用いたビデオ画像の処理に関する背景技術について
開示している。これらの論文は、この言及により、本願
にも含まれているものとする。
【０００６】
【発明の概要】本発明は、改良された投影エンジンを提
供する。光源からの偏光された光は偏光器／分析器（３
Ｍ ＤＢＥＦ物質のような）によって反射されるが、こ
れは、光のＳ偏光成分のみを反射し、光のＰ偏光成分を
透過させる。該光の偏光成分の一方は、画像エンジンに
渡され、この光の偏光角を部分的にシフトすることによ
って、画像を形成する。例えば、赤色光、緑色光、青色
光を空間光変調型液晶表示装置に供給する、ダイクロイ
ックＸ−キューブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ
（または、他のビーム・スプリッタ／コンバイナであっ
て、光がこのビーム・スプリッタ／コンバイナを第１の
方向に通過する場合、Ｓ偏光を赤、緑、および青成分に
分割し、光がこのビーム・スプリッタ／コンバイナを第
２の方向に通過する場合、赤成分、緑成分、および青成
分を結合するもの）に、Ｓ偏光を通過させることができ
る。あるいは、ビーム・スプリッタ／コンバイナを省略
することも可能であり、その代わりに、カラー連続技法
(color sequential technique)を用いて有色光を供給す
ることも可能である。加えて、これら２つの技法を組み
合わせて用いることも可能である。液晶表示装置は、Ｓ
偏光の偏光角を変化させることにより、表示装置に伝導
される光の量および空間光変調器のタイプに応じて、反
射光を、Ｓ偏光、Ｐ偏光、またはＳ偏光およびＰ偏光成
分の双方を有する楕円偏光とする。この光は、偏光角を
変化させなければ、偏光器／分析器によって反射されて
光源に戻る。しかしながら、いずれのＰ偏光成分も偏光
器／分析器を通過し、表示装置上に到達する。
供する。光源からの偏光された光は偏光器／分析器（３
Ｍ ＤＢＥＦ物質のような）によって反射されるが、こ
れは、光のＳ偏光成分のみを反射し、光のＰ偏光成分を
透過させる。該光の偏光成分の一方は、画像エンジンに
渡され、この光の偏光角を部分的にシフトすることによ
って、画像を形成する。例えば、赤色光、緑色光、青色
光を空間光変調型液晶表示装置に供給する、ダイクロイ
ックＸ−キューブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ
（または、他のビーム・スプリッタ／コンバイナであっ
て、光がこのビーム・スプリッタ／コンバイナを第１の
方向に通過する場合、Ｓ偏光を赤、緑、および青成分に
分割し、光がこのビーム・スプリッタ／コンバイナを第
２の方向に通過する場合、赤成分、緑成分、および青成
分を結合するもの）に、Ｓ偏光を通過させることができ
る。あるいは、ビーム・スプリッタ／コンバイナを省略
することも可能であり、その代わりに、カラー連続技法
(color sequential technique)を用いて有色光を供給す
ることも可能である。加えて、これら２つの技法を組み
合わせて用いることも可能である。液晶表示装置は、Ｓ
偏光の偏光角を変化させることにより、表示装置に伝導
される光の量および空間光変調器のタイプに応じて、反
射光を、Ｓ偏光、Ｐ偏光、またはＳ偏光およびＰ偏光成
分の双方を有する楕円偏光とする。この光は、偏光角を
変化させなければ、偏光器／分析器によって反射されて
光源に戻る。しかしながら、いずれのＰ偏光成分も偏光
器／分析器を通過し、表示装置上に到達する。
【０００７】このシステムを用いると、各カラーの輝度
を可変として各画素に供給することができ、得られる各
画素は、光の共通整合カラー(coaligned color)を通じ
て発生される。更に、「オン」の画素の光源の事実上全
てを表示のために透過させ、「オフ」の画素の光源の事
実上全てをランプに戻しそのエネルギを再生することが
可能なので、光学系は非常に効率的となる。ビーム・ス
プリッタ／コンバイナの選択は、それを通過する光の偏
光角の変化（好適な状況において）が起こらないか、あ
るいは偏光角の一貫した予測可能な変化が発生し、それ
により、ＬＣＤを制御することによって、偏光角の変化
に対する補償が可能となるように、行う。例えば、使用
するために選択したビーム・スプリッタ／コンバイナ
が、それを逆方向および順方向に通過する緑色光の偏光
角を合計１／４波長変化させる場合、緑色光に対するＬ
ＣＤを調節することにより、暗い画素を望むのであれ
ば、偏光角を１／４波長逆方向に戻すようにＬＣＤに変
化させると、その結果、緑色光ビームはＤＢＥＦ反射面
から反射されて光源に戻る。
を可変として各画素に供給することができ、得られる各
画素は、光の共通整合カラー(coaligned color)を通じ
て発生される。更に、「オン」の画素の光源の事実上全
てを表示のために透過させ、「オフ」の画素の光源の事
実上全てをランプに戻しそのエネルギを再生することが
可能なので、光学系は非常に効率的となる。ビーム・ス
プリッタ／コンバイナの選択は、それを通過する光の偏
光角の変化（好適な状況において）が起こらないか、あ
るいは偏光角の一貫した予測可能な変化が発生し、それ
により、ＬＣＤを制御することによって、偏光角の変化
に対する補償が可能となるように、行う。例えば、使用
するために選択したビーム・スプリッタ／コンバイナ
が、それを逆方向および順方向に通過する緑色光の偏光
角を合計１／４波長変化させる場合、緑色光に対するＬ
ＣＤを調節することにより、暗い画素を望むのであれ
ば、偏光角を１／４波長逆方向に戻すようにＬＣＤに変
化させると、その結果、緑色光ビームはＤＢＥＦ反射面
から反射されて光源に戻る。
【０００８】本発明の投影表示装置は、好ましくは、偏
光光線の光源と、偏光光線に対してある角度に位置決め
され、第１の方向に偏光された偏光光線を実質的に全て
通過させ、第２の方向に偏光された偏光光線を実質的に
全て反射する３Ｍ ＤＢＥＦ反射と、反射された偏光光
線に位置合わせされた第１の主入射面を有し、第２の方
向に偏光された偏光光線を、青、緑、および赤の光線に
分割するビーム・スプリッタ／コンバイナと、ビーム・
スプリッタ／コンバイナからの青の光線を受光し、青色
光線のいくらかまたは全ての偏光角をシフトして、ある
いは青色光線の偏光角をシフトせずに、青色光線を、ビ
ーム・スプリッタ／コンバイナに戻す、第１の反射偏光
ＬＣＤと、ビーム・スプリッタ／コンバイナからの緑色
光線を受光し、緑色光線のいくらかまたは全ての偏光角
をシフトして、あるいは緑色光線の偏光角をシフトせず
に、緑色光線をビーム・スプリッタ／コンバイナに戻
す、第２の反射偏光ＬＣＤと、ビーム・スプリッタ／コ
ンバイナからの赤色光線を受光し、赤色光線のいくらか
または全ての偏光角をシフトして、あるいは赤色光線の
偏光角をシフトせずに、赤色光線を、ビーム・スプリッ
タ／コンバイナに戻す、第３の反射偏光ＬＣＤと、第１
の方向に偏光され、ビーム・スプリッタ／コンバイナか
らＤＢＥＦ反射を通過した偏光光線の実質的に全てを受
光して、透過させるレンズとから成る。
光光線の光源と、偏光光線に対してある角度に位置決め
され、第１の方向に偏光された偏光光線を実質的に全て
通過させ、第２の方向に偏光された偏光光線を実質的に
全て反射する３Ｍ ＤＢＥＦ反射と、反射された偏光光
線に位置合わせされた第１の主入射面を有し、第２の方
向に偏光された偏光光線を、青、緑、および赤の光線に
分割するビーム・スプリッタ／コンバイナと、ビーム・
スプリッタ／コンバイナからの青の光線を受光し、青色
光線のいくらかまたは全ての偏光角をシフトして、ある
いは青色光線の偏光角をシフトせずに、青色光線を、ビ
ーム・スプリッタ／コンバイナに戻す、第１の反射偏光
ＬＣＤと、ビーム・スプリッタ／コンバイナからの緑色
光線を受光し、緑色光線のいくらかまたは全ての偏光角
をシフトして、あるいは緑色光線の偏光角をシフトせず
に、緑色光線をビーム・スプリッタ／コンバイナに戻
す、第２の反射偏光ＬＣＤと、ビーム・スプリッタ／コ
ンバイナからの赤色光線を受光し、赤色光線のいくらか
または全ての偏光角をシフトして、あるいは赤色光線の
偏光角をシフトせずに、赤色光線を、ビーム・スプリッ
タ／コンバイナに戻す、第３の反射偏光ＬＣＤと、第１
の方向に偏光され、ビーム・スプリッタ／コンバイナか
らＤＢＥＦ反射を通過した偏光光線の実質的に全てを受
光して、透過させるレンズとから成る。
【０００９】好ましくは、偏光光線の光源は、未使用の
反射光を再吸収し、再放出可能な「光励起型」光源から
成り、「光励起型」光源を用いる場合、前記装置は、偏
光光線が光源から出る際の偏光光線に対して実質的に９
０度の角度に位置決めされたミラーを含むことができ、
第１の方向に偏光され、最初にビーム・スプリッタ／コ
ンバイナを通過することなく、ＤＢＥＦ反射を通過する
偏光光線を反射して光源に戻すことができる。偏光光線
の光源は、好ましくは、第２の方向に偏光された偏光光
線を実質的に全て通過させ、他の光線を実質的に全て反
射する反射偏光フィルタを含む。また、偏光光線の光源
は、青色光、緑色光、および赤色光の光線を実質的に全
て通過させ、青色光、緑色光、または赤色光ではない光
線を実質的に全て反射する反射フィルタも備えている。
反射光を再吸収し、再放出可能な「光励起型」光源から
成り、「光励起型」光源を用いる場合、前記装置は、偏
光光線が光源から出る際の偏光光線に対して実質的に９
０度の角度に位置決めされたミラーを含むことができ、
第１の方向に偏光され、最初にビーム・スプリッタ／コ
ンバイナを通過することなく、ＤＢＥＦ反射を通過する
偏光光線を反射して光源に戻すことができる。偏光光線
の光源は、好ましくは、第２の方向に偏光された偏光光
線を実質的に全て通過させ、他の光線を実質的に全て反
射する反射偏光フィルタを含む。また、偏光光線の光源
は、青色光、緑色光、および赤色光の光線を実質的に全
て通過させ、青色光、緑色光、または赤色光ではない光
線を実質的に全て反射する反射フィルタも備えている。
【００１０】偏光光線の光源とＤＢＥＦ偏光型反射器と
の間に、偏光光線の経路に沿って、コンデンサ・レンズ
を挿入することができると有利である。偏光光線の光源
は、好適には、チェンバ（室）を規定する電極非内蔵型
ランプ本体と、チェンバ内に含まれるガスと、ランプ・
チェンバの外部に位置し、ガスを励起する無線周波数エ
ネルギを生成し、それにより光ビームを放出する高熱の
プラズマ光源を形成するための電極であって、プラズマ
において発生する高熱には晒されない電極と、ランプ本
体に隣接して位置する反射器であって、この反射器を用
いて、光源によって放出された光のあるものを反射して
ランプに戻すことにより、ランプが光エネルギを再吸収
して光源を補力し、更に、光ビームを受光し偏光するよ
うに配置された偏光フィルタを含む反射器とから構成さ
れる。
の間に、偏光光線の経路に沿って、コンデンサ・レンズ
を挿入することができると有利である。偏光光線の光源
は、好適には、チェンバ（室）を規定する電極非内蔵型
ランプ本体と、チェンバ内に含まれるガスと、ランプ・
チェンバの外部に位置し、ガスを励起する無線周波数エ
ネルギを生成し、それにより光ビームを放出する高熱の
プラズマ光源を形成するための電極であって、プラズマ
において発生する高熱には晒されない電極と、ランプ本
体に隣接して位置する反射器であって、この反射器を用
いて、光源によって放出された光のあるものを反射して
ランプに戻すことにより、ランプが光エネルギを再吸収
して光源を補力し、更に、光ビームを受光し偏光するよ
うに配置された偏光フィルタを含む反射器とから構成さ
れる。
【００１１】本発明の投影表示装置は、表示面上に画像
表示を生成する投影装置における画像源として使用可能
であるという利点がある。この投影装置は、表示面と、
ある光を反射し他の光を透過する光学デバイスと、画像
源からの光を表示面に伝達し、この光が、表示面に至る
進路上で、光学デバイスに２回到達する画像経路を進む
ようにする手段とから成る。
表示を生成する投影装置における画像源として使用可能
であるという利点がある。この投影装置は、表示面と、
ある光を反射し他の光を透過する光学デバイスと、画像
源からの光を表示面に伝達し、この光が、表示面に至る
進路上で、光学デバイスに２回到達する画像経路を進む
ようにする手段とから成る。
【００１２】本発明はまた、視覚画像を生成する方法も
含み、この方法は、偏光光線の光源を用意するステップ
と、偏光光線に対してある角度に位置決めされている３
Ｍ ＤＢＥＦ反射偏光器に偏光光線を向かわせ、第１の
方向に偏光された偏光光線を実質的に全て通過させ、第
２の方向に偏光された偏光光線を実質的に全て反射する
ステップと、第２の方向に向けられた光線を反射して、
３Ｍ ＤＢＥＦ反射から、該３ＭＤＢＥＦ反射偏光器に
対してある角度で位置決めされている第１の主入射面を
有するビーム・スプリッタ／コンバイナに入射し、第２
の方向に偏光された偏光光線を、青色光線、緑色光線、
および赤色光線に分割するステップと、青色光線のいく
らかまたは全ての偏光角を９０度シフトするか、あるい
は青色光線の偏光角をシフトしないことによって、ビー
ム・スプリッタ／コンバイナからの青色光を受光する第
１の反射偏光ＬＣＤにおける青色光線を調節し、該青色
光線をビーム・スプリッタ／コンバイナに再び戻すステ
ップと、緑色光線のいくらかまたは全ての偏光角を９０
度シフトするか、あるいは緑色光線の偏光角をシフトし
ないことによって、ビーム・スプリッタ／コンバイナか
らの緑色光を受光する第２の反射偏光ＬＣＤにおける緑
色光線を調節し、該緑色光線をビーム・スプリッタ／コ
ンバイナに再び戻すステップと、赤色光線のいくらかま
たは全ての偏光角を９０度シフトするか、あるいは赤色
光線の偏光角をシフトしないことによって、ビーム・ス
プリッタ／コンバイナからの赤色光を受光する第３の反
射偏光ＬＣＤにおける赤色光線を調節し、該赤色光線を
ビーム・スプリッタ／コンバイナに再び戻すステップ
と、ＬＣＤを電気的に制御するステップと、第２の方向
に偏光された青色光線、緑色光線、および赤色光線を３
Ｍ ＤＢＥＦ反射偏光器から反射して、偏光光線の光源
に戻すステップと、第１の方向に偏光された青色光線、
緑色光線、および赤色光線を、３Ｍ ＤＢＥＦ反射を通
してレンズに伝達し、該レンズが第１の方向に偏光され
た青色光線、緑色光線、および赤色光線を透過させ、視
覚画像を生成するステップとから成る。この方法では、
偏光光線の光源は、未使用の反射光を再吸収し、再放出
可能な「光励起」源を備えていることが好ましい。本方
法は更に、第１の方向に偏光されてＤＢＥＦ反射を通過
した偏光光線を、ビーム・スプリッタ／コンバイナを最
初に通過させることなく、光源を出る際の偏光光線に対
して実質的に９０度の角度に位置決めされたミラーで反
射して、偏光光線の光源に戻すステップを含むことが好
ましい。
含み、この方法は、偏光光線の光源を用意するステップ
と、偏光光線に対してある角度に位置決めされている３
Ｍ ＤＢＥＦ反射偏光器に偏光光線を向かわせ、第１の
方向に偏光された偏光光線を実質的に全て通過させ、第
２の方向に偏光された偏光光線を実質的に全て反射する
ステップと、第２の方向に向けられた光線を反射して、
３Ｍ ＤＢＥＦ反射から、該３ＭＤＢＥＦ反射偏光器に
対してある角度で位置決めされている第１の主入射面を
有するビーム・スプリッタ／コンバイナに入射し、第２
の方向に偏光された偏光光線を、青色光線、緑色光線、
および赤色光線に分割するステップと、青色光線のいく
らかまたは全ての偏光角を９０度シフトするか、あるい
は青色光線の偏光角をシフトしないことによって、ビー
ム・スプリッタ／コンバイナからの青色光を受光する第
１の反射偏光ＬＣＤにおける青色光線を調節し、該青色
光線をビーム・スプリッタ／コンバイナに再び戻すステ
ップと、緑色光線のいくらかまたは全ての偏光角を９０
度シフトするか、あるいは緑色光線の偏光角をシフトし
ないことによって、ビーム・スプリッタ／コンバイナか
らの緑色光を受光する第２の反射偏光ＬＣＤにおける緑
色光線を調節し、該緑色光線をビーム・スプリッタ／コ
ンバイナに再び戻すステップと、赤色光線のいくらかま
たは全ての偏光角を９０度シフトするか、あるいは赤色
光線の偏光角をシフトしないことによって、ビーム・ス
プリッタ／コンバイナからの赤色光を受光する第３の反
射偏光ＬＣＤにおける赤色光線を調節し、該赤色光線を
ビーム・スプリッタ／コンバイナに再び戻すステップ
と、ＬＣＤを電気的に制御するステップと、第２の方向
に偏光された青色光線、緑色光線、および赤色光線を３
Ｍ ＤＢＥＦ反射偏光器から反射して、偏光光線の光源
に戻すステップと、第１の方向に偏光された青色光線、
緑色光線、および赤色光線を、３Ｍ ＤＢＥＦ反射を通
してレンズに伝達し、該レンズが第１の方向に偏光され
た青色光線、緑色光線、および赤色光線を透過させ、視
覚画像を生成するステップとから成る。この方法では、
偏光光線の光源は、未使用の反射光を再吸収し、再放出
可能な「光励起」源を備えていることが好ましい。本方
法は更に、第１の方向に偏光されてＤＢＥＦ反射を通過
した偏光光線を、ビーム・スプリッタ／コンバイナを最
初に通過させることなく、光源を出る際の偏光光線に対
して実質的に９０度の角度に位置決めされたミラーで反
射して、偏光光線の光源に戻すステップを含むことが好
ましい。
【００１３】偏光光線の光源は、好ましくは、光源と、
第２の方向に偏光された偏光光線を実質的に全て通過さ
せ、そのほかの光線を実質的に全て反射する反射偏光フ
ィルタとを含む。また、偏光光線の光源は、青色光、緑
色光、および赤色光の光線を実質的に全て通過させ、青
色光、緑色光、および赤色光でない光線を実質的に全て
反射する反射フィルタを含むことも可能である。本発明
の方法において、ＬＣＤは好ましくはアナログＬＣＤで
ある。
第２の方向に偏光された偏光光線を実質的に全て通過さ
せ、そのほかの光線を実質的に全て反射する反射偏光フ
ィルタとを含む。また、偏光光線の光源は、青色光、緑
色光、および赤色光の光線を実質的に全て通過させ、青
色光、緑色光、および赤色光でない光線を実質的に全て
反射する反射フィルタを含むことも可能である。本発明
の方法において、ＬＣＤは好ましくはアナログＬＣＤで
ある。
【００１４】本発明の装置は、投影表示装置として広義
に記述することが可能である。この投影表示装置は、光
学的に励起可能な偏光光線の光源であって、戻された未
使用光を再放出可能な光源と、第１の方向に偏光された
偏光光線を実質的に全て通過させ、第２の方向に偏光さ
れた偏光光線を実質的に全て反射する広角反射偏光器
と、反射偏光器からの光線を受光し、この光線のいくら
かまたは全ての偏光角をシフトするかあるは光線の偏光
角をシフトせずに光線を広角反射偏光器に戻す少なくと
も１つの反射偏光ＬＣＤと、少なくとも１つの反射偏光
ＬＣＤによって偏光角がシフトされた偏光光線を実質的
に全て受光して透過させるレンズと、少なくとも１つの
反射偏光ＬＣＤによって偏光角がシフトされなかった偏
光光線を、偏光光線の光源に戻して、光源を光学的に励
起する手段とから成る。
に記述することが可能である。この投影表示装置は、光
学的に励起可能な偏光光線の光源であって、戻された未
使用光を再放出可能な光源と、第１の方向に偏光された
偏光光線を実質的に全て通過させ、第２の方向に偏光さ
れた偏光光線を実質的に全て反射する広角反射偏光器
と、反射偏光器からの光線を受光し、この光線のいくら
かまたは全ての偏光角をシフトするかあるは光線の偏光
角をシフトせずに光線を広角反射偏光器に戻す少なくと
も１つの反射偏光ＬＣＤと、少なくとも１つの反射偏光
ＬＣＤによって偏光角がシフトされた偏光光線を実質的
に全て受光して透過させるレンズと、少なくとも１つの
反射偏光ＬＣＤによって偏光角がシフトされなかった偏
光光線を、偏光光線の光源に戻して、光源を光学的に励
起する手段とから成る。
【００１５】本発明の方法は、視覚画像生成方法として
広義に記述することが可能である。この方法は、戻され
た未使用光を再放出可能である光源であって、光学的に
励起可能な偏光光線の光源を用意するステップと、第１
の方向に偏光された偏光光線を実質的に全て通過させ、
第２の方向に偏光された偏光光線を実質的に全て反射さ
せる広角反射偏光器に、偏光光線を指向させるステップ
と、少なくとも１つの反射偏光ＬＣＤを用い、光線のい
くらかまたは全ての偏光角をシフトするか、あるは光線
の偏光角をシフトせずに、光線を広角反射偏光器に戻す
ステップと、レンズを用いて受光し、少なくとも１つの
反射偏光ＬＣＤによって偏光角がシフトされた偏光光線
を実質的に全てレンズに透過させるステップと、少なく
とも１つの反射偏光ＬＣＤによって偏光角がシフトされ
なかった偏光光線を偏光光線の光源に戻し、光源を光学
的に励起するステップとから成る。
広義に記述することが可能である。この方法は、戻され
た未使用光を再放出可能である光源であって、光学的に
励起可能な偏光光線の光源を用意するステップと、第１
の方向に偏光された偏光光線を実質的に全て通過させ、
第２の方向に偏光された偏光光線を実質的に全て反射さ
せる広角反射偏光器に、偏光光線を指向させるステップ
と、少なくとも１つの反射偏光ＬＣＤを用い、光線のい
くらかまたは全ての偏光角をシフトするか、あるは光線
の偏光角をシフトせずに、光線を広角反射偏光器に戻す
ステップと、レンズを用いて受光し、少なくとも１つの
反射偏光ＬＣＤによって偏光角がシフトされた偏光光線
を実質的に全てレンズに透過させるステップと、少なく
とも１つの反射偏光ＬＣＤによって偏光角がシフトされ
なかった偏光光線を偏光光線の光源に戻し、光源を光学
的に励起するステップとから成る。
【００１６】
【発明の実施の形態】１９９５年１２月２９日に出願さ
れ、“Projecting Images”と題する米国特許出願連続
番号第０８／５８１，１０８号は、この言及により本願
にも含まれているものとする。図面において、図１は、
本発明の好適実施例の投影装置の照明光学系アセンブリ
(lamp optics assembly)と共に用いるための、本発明の
ランプ装置（照明装置）の一実施例を概略的に示す。こ
のランプ装置を全体的に参照番号１０Ａで示す。高効率
照明装置１０Ａは、中空内部１２を有し、硫黄ガスまた
はセレン・ガスを含む球状体（バルブ）１１、または光
学的な励起(pumping)が可能な他の任意のランプを含
む。バルブ１１内のガスは、プラズマ状態に励起させ、
高輝度の光源を生成することが可能である。ガス・フィ
ル(gas fill)は、電極Ｅ（図１のＢ参照）によって励起
される。電極Ｅは、このフィルを励起するための無線周
波数（またはその他の適切な周波数）エネルギを供給す
る。電極Ｅは、バルブ１１内部のプラズマの極めて高い
熱には晒されない。また、ランプ装置１０Ａは、融解(f
usion)によって作用しかつ電極非内蔵型（無電極）であ
る非水銀含有金属ハロゲン化ランプ(non-mercury conta
ining metal halide lamp)を含むことも可能である。フ
ィルは、高圧でも低圧でもよい。
れ、“Projecting Images”と題する米国特許出願連続
番号第０８／５８１，１０８号は、この言及により本願
にも含まれているものとする。図面において、図１は、
本発明の好適実施例の投影装置の照明光学系アセンブリ
(lamp optics assembly)と共に用いるための、本発明の
ランプ装置（照明装置）の一実施例を概略的に示す。こ
のランプ装置を全体的に参照番号１０Ａで示す。高効率
照明装置１０Ａは、中空内部１２を有し、硫黄ガスまた
はセレン・ガスを含む球状体（バルブ）１１、または光
学的な励起(pumping)が可能な他の任意のランプを含
む。バルブ１１内のガスは、プラズマ状態に励起させ、
高輝度の光源を生成することが可能である。ガス・フィ
ル(gas fill)は、電極Ｅ（図１のＢ参照）によって励起
される。電極Ｅは、このフィルを励起するための無線周
波数（またはその他の適切な周波数）エネルギを供給す
る。電極Ｅは、バルブ１１内部のプラズマの極めて高い
熱には晒されない。また、ランプ装置１０Ａは、融解(f
usion)によって作用しかつ電極非内蔵型（無電極）であ
る非水銀含有金属ハロゲン化ランプ(non-mercury conta
ining metal halide lamp)を含むことも可能である。フ
ィルは、高圧でも低圧でもよい。
【００１７】通常、光をランプに再指向させると、この
ランプに生涯が発生する。しかしながら、かかる光の再
吸収が可能なある種の電極非内蔵型ランプには、これは
当てはまらない。かかるランプは、先に言及し本願に含
まれるとしたDolant特許に示されるものや、セレン・ガ
スまたは非水銀金属ハロゲン化ガスを含むランプを含
む。開示するシステムにおいてかかるランプを用いるこ
との利点は、これらのシステムでは通常、所定のカラー
または偏光角の光のみが使用可能であり、しかも、それ
だけあればよいことである。したがって、適切なフィル
タ処理（図１〜図８に示す）を行って、所望の偏光角ま
たはカラーの光のみを通過させ、残りを反射して電極非
内蔵型ランプ内に形成されたプラズマに戻して、再吸収
および再放出させる。これにより、光源の効率向上が図
られる。
ランプに生涯が発生する。しかしながら、かかる光の再
吸収が可能なある種の電極非内蔵型ランプには、これは
当てはまらない。かかるランプは、先に言及し本願に含
まれるとしたDolant特許に示されるものや、セレン・ガ
スまたは非水銀金属ハロゲン化ガスを含むランプを含
む。開示するシステムにおいてかかるランプを用いるこ
との利点は、これらのシステムでは通常、所定のカラー
または偏光角の光のみが使用可能であり、しかも、それ
だけあればよいことである。したがって、適切なフィル
タ処理（図１〜図８に示す）を行って、所望の偏光角ま
たはカラーの光のみを通過させ、残りを反射して電極非
内蔵型ランプ内に形成されたプラズマに戻して、再吸収
および再放出させる。これにより、光源の効率向上が図
られる。
【００１８】図１のＡに示すように、バルブ１１の周囲
に、これから離間させて、ある形状（例えば、パラボラ
形状）の環状の反射器ハウジング(annular reflector h
ousing)１４を配置する。ハウジング１４は、中空であ
り、かつ壁１５および開口側部分１６によって規定され
る。壁１５は反射面１７を有する。ハウジング１４は、
例えば、セラミック材で形成可能である。垂直に配置さ
れた第１のスクリーン１８が、光ビーム１９の経路を横
切って挿入されている。光ビーム１９は、バルブ１１か
ら、開口側部分１６を通って、矢印２０の方向に進む。
図１のＡに示すように、第２のスクリーン２１が、経路
１９を横切り、スクリーン１８のバルブ１１と反対側に
挿入されている。
に、これから離間させて、ある形状（例えば、パラボラ
形状）の環状の反射器ハウジング(annular reflector h
ousing)１４を配置する。ハウジング１４は、中空であ
り、かつ壁１５および開口側部分１６によって規定され
る。壁１５は反射面１７を有する。ハウジング１４は、
例えば、セラミック材で形成可能である。垂直に配置さ
れた第１のスクリーン１８が、光ビーム１９の経路を横
切って挿入されている。光ビーム１９は、バルブ１１か
ら、開口側部分１６を通って、矢印２０の方向に進む。
図１のＡに示すように、第２のスクリーン２１が、経路
１９を横切り、スクリーン１８のバルブ１１と反対側に
挿入されている。
【００１９】第１のスクリーン１８は、好ましくは、干
渉フィルタ（例えば、ダイクロイック・フィルタ、すな
わちダイクロイック・ミラー）であり、所定のカラーの
光を反射し、他のカラーの光を通過させる。スクリーン
１８は、赤色光、緑色光、および青色光を通過させ、望
ましくないカラーを反射してバルブ１１および反射面１
７に戻すように、選択されることが好ましい。所望のカ
ラー以外の光を反射し、バルブ１１に戻すことによっ
て、ランプ１０は、再指向された光(redirectedlight)
の有用な波長への変換が可能となるので、一層効率的と
なる。図１において、ランプ１０Ａは、反射器ハウジン
グ１４の内部に取り付けられたスクリーン１８、および
開口１６に取り付けられたスクリーン２１を有する。ス
クリーン１８およびスクリーン２１は各々、その周辺が
壁１５に達している。スクリーン２１は、反射偏光器で
あり、矢印２０で示すように、所定の偏光角の光のみを
通過させる。反射偏光器２１は、不所望の偏光角の光を
反射してバルブ１１に戻す。したがって、ランプ１０Ａ
では、矢印２０方向への放出光はフィルタリングされ、
所望の部分（複数部分でも可）のカラー・スペクトルお
よび所望の偏光角のものとなる。
渉フィルタ（例えば、ダイクロイック・フィルタ、すな
わちダイクロイック・ミラー）であり、所定のカラーの
光を反射し、他のカラーの光を通過させる。スクリーン
１８は、赤色光、緑色光、および青色光を通過させ、望
ましくないカラーを反射してバルブ１１および反射面１
７に戻すように、選択されることが好ましい。所望のカ
ラー以外の光を反射し、バルブ１１に戻すことによっ
て、ランプ１０は、再指向された光(redirectedlight)
の有用な波長への変換が可能となるので、一層効率的と
なる。図１において、ランプ１０Ａは、反射器ハウジン
グ１４の内部に取り付けられたスクリーン１８、および
開口１６に取り付けられたスクリーン２１を有する。ス
クリーン１８およびスクリーン２１は各々、その周辺が
壁１５に達している。スクリーン２１は、反射偏光器で
あり、矢印２０で示すように、所定の偏光角の光のみを
通過させる。反射偏光器２１は、不所望の偏光角の光を
反射してバルブ１１に戻す。したがって、ランプ１０Ａ
では、矢印２０方向への放出光はフィルタリングされ、
所望の部分（複数部分でも可）のカラー・スペクトルお
よび所望の偏光角のものとなる。
【００２０】図２〜図８は、ランプ１０の他の実施例を
示している。図２は、図１と同様のランプ１０Ｂを示し
ているが、ただし、１対のスクリーン２６および２７
が、外部に、即ち、反射器ハウジング２２の開口２３を
覆うように配置されている。スクリーン２６は好ましく
は干渉フィルタであり、一方スクリーン２７は好ましく
は反射偏光器である。図３は他のランプ１０Ｃを示し、
ここでは、３つの光学要素３１、３２、および３３が、
ハウジング２８外部に配置されおり、いずれもハウジン
グ２８の開口側部分２９から離れているか、あるいはこ
れを覆っている。要素３１は好ましくは反射偏光器であ
り、要素３２は好ましくは干渉フィルタであり、要素３
３はクリーンアップ吸収フィルタ(clean-up absorbing
filter)である。図４は、更に他のランプ１０Ｆを示
し、干渉フィルタである要素１０８と、反射である要素
１１０とを有し、これらは双方とも反射器ハウジング１
００内に取り付けられ、更に追加の偏光フィルタ１１４
が、反射器ハウジング１００の解放端１０２を覆ってい
る。図５は別のランプ１０Ｇを示し、ここでは、反射器
ハウジング１１６が放物線（パラボラ）形状をなしてい
る。図６は、反射器ハウジング３５が内部反射面３７を
有し、二重の放物線形状および断面となっているランプ
１０Ｄを示す。図７は別のランプ１０Ｅを示し、ここで
は、開口４４が、干渉フィルタ、ダイクロイック・フィ
ルタすなわちダイクロイック・ミラーである要素４５、
および好ましくは反射偏光器である要素４６を有する。
図８は、二重の放物線形状の反射器を有する別のランプ
１０Ｈを示す。この二重の放物線形状の反射器は、好ま
しくは干渉フィルタである内部要素１３８と、開口１３
４を覆う要素１３６とを含み、要素１３６は好ましくは
反射偏光器である。これらのランプ１０は全て、光の所
望の周波数および偏光角を得つつ、望ましくない光を反
射し、バルブ１１内のフィルによる再吸収および再放出
を行うように構成したものである。
示している。図２は、図１と同様のランプ１０Ｂを示し
ているが、ただし、１対のスクリーン２６および２７
が、外部に、即ち、反射器ハウジング２２の開口２３を
覆うように配置されている。スクリーン２６は好ましく
は干渉フィルタであり、一方スクリーン２７は好ましく
は反射偏光器である。図３は他のランプ１０Ｃを示し、
ここでは、３つの光学要素３１、３２、および３３が、
ハウジング２８外部に配置されおり、いずれもハウジン
グ２８の開口側部分２９から離れているか、あるいはこ
れを覆っている。要素３１は好ましくは反射偏光器であ
り、要素３２は好ましくは干渉フィルタであり、要素３
３はクリーンアップ吸収フィルタ(clean-up absorbing
filter)である。図４は、更に他のランプ１０Ｆを示
し、干渉フィルタである要素１０８と、反射である要素
１１０とを有し、これらは双方とも反射器ハウジング１
００内に取り付けられ、更に追加の偏光フィルタ１１４
が、反射器ハウジング１００の解放端１０２を覆ってい
る。図５は別のランプ１０Ｇを示し、ここでは、反射器
ハウジング１１６が放物線（パラボラ）形状をなしてい
る。図６は、反射器ハウジング３５が内部反射面３７を
有し、二重の放物線形状および断面となっているランプ
１０Ｄを示す。図７は別のランプ１０Ｅを示し、ここで
は、開口４４が、干渉フィルタ、ダイクロイック・フィ
ルタすなわちダイクロイック・ミラーである要素４５、
および好ましくは反射偏光器である要素４６を有する。
図８は、二重の放物線形状の反射器を有する別のランプ
１０Ｈを示す。この二重の放物線形状の反射器は、好ま
しくは干渉フィルタである内部要素１３８と、開口１３
４を覆う要素１３６とを含み、要素１３６は好ましくは
反射偏光器である。これらのランプ１０は全て、光の所
望の周波数および偏光角を得つつ、望ましくない光を反
射し、バルブ１１内のフィルによる再吸収および再放出
を行うように構成したものである。
【００２１】図９及び図１０は、背面投影型のビデオ・
システム６０を示す。このビデオ・システム６０は、線
形反射偏光器６２および無色リターダ(achromatic reta
rder)６４を含み、これらによって、ある場合には投影
画像６６内の光を表示スクリーン６８から反射させ、別
の場合にはスクリーン６８を通過させる。これによっ
て、「光学的折り畳み(optical folding)」が可能とな
り、ビデオ・システム６０を非常に薄くし、しかも大き
な画像を投影することができる。これについては、“Pr
ojecting Images”と題する、先に本願にも含まれるも
のとした米国特許出願に記載されている。ビデオ・シス
テム６０が適正に動作するためには、画像源７６は偏光
光線を生成しなければならない。画像形成では、広範囲
にわたる多種多様のビデオ・システムが偏光を利用す
る。
システム６０を示す。このビデオ・システム６０は、線
形反射偏光器６２および無色リターダ(achromatic reta
rder)６４を含み、これらによって、ある場合には投影
画像６６内の光を表示スクリーン６８から反射させ、別
の場合にはスクリーン６８を通過させる。これによっ
て、「光学的折り畳み(optical folding)」が可能とな
り、ビデオ・システム６０を非常に薄くし、しかも大き
な画像を投影することができる。これについては、“Pr
ojecting Images”と題する、先に本願にも含まれるも
のとした米国特許出願に記載されている。ビデオ・シス
テム６０が適正に動作するためには、画像源７６は偏光
光線を生成しなければならない。画像形成では、広範囲
にわたる多種多様のビデオ・システムが偏光を利用す
る。
【００２２】図１１及び図１２のＡは、本発明の第１実
施例の投影表示装置即ち投影表示エンジン２００を示
す。投影表示装置２００は、図１の光源１０Ａのよう
な、偏光光線の光源２１０、偏光器／分析器（反射）２
２０、Ｘ−キューブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ
２３０、反射偏光ＬＣＤ２４１、２４２、２４３、ミラ
ー２５０、投影レンズ２６０、任意のクリーンアップ偏
光フィルタ２６１、および任意のコンデンサ・レンズ２
７０から成る。投影表示装置２００（または広角反射偏
光器を用いる、残りの実施例のいずれか）は、図９およ
び図１０に示したビデオ・システム６０において、画像
源７６として使用可能であるという利点がある。
施例の投影表示装置即ち投影表示エンジン２００を示
す。投影表示装置２００は、図１の光源１０Ａのよう
な、偏光光線の光源２１０、偏光器／分析器（反射）２
２０、Ｘ−キューブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ
２３０、反射偏光ＬＣＤ２４１、２４２、２４３、ミラ
ー２５０、投影レンズ２６０、任意のクリーンアップ偏
光フィルタ２６１、および任意のコンデンサ・レンズ２
７０から成る。投影表示装置２００（または広角反射偏
光器を用いる、残りの実施例のいずれか）は、図９およ
び図１０に示したビデオ・システム６０において、画像
源７６として使用可能であるという利点がある。
【００２３】反射偏光器２２０（好ましくは、Minnesot
a Mining & Manufacturing Companyから商業的に入手可
能な、ＤＢＥＦ(double brightness enhancement fil
m)、即ち、二重明度強化フィルム。しかし、他の広角反
射偏光器も使用可能である）を、好ましくは、偏光光線
に対して約４５度に位置決めし、第１の方向に偏光され
た光成分（入射面に平行な方向のＰ偏光）を実質的に全
て通過させ、第２の方向に偏光された光成分（Ｓ偏光、
入射面に対して垂直な方向）を実質的に全て反射するよ
うにする。反射偏光器２２０は、４５度以外の角度で動
作するように設定し、この角度を考慮して残りの光学系
にも対応する変更を行うことも可能である。図１２のＢ
は、光源２１０によって投影された光の反射偏光器２２
０に対する入射角が４５度以外である、他の実施例を示
す。反射偏光器が、ＤＢＥＦのような、適切な広角反射
偏光器であれば、４５度以外の角度が選択可能である。
a Mining & Manufacturing Companyから商業的に入手可
能な、ＤＢＥＦ(double brightness enhancement fil
m)、即ち、二重明度強化フィルム。しかし、他の広角反
射偏光器も使用可能である）を、好ましくは、偏光光線
に対して約４５度に位置決めし、第１の方向に偏光され
た光成分（入射面に平行な方向のＰ偏光）を実質的に全
て通過させ、第２の方向に偏光された光成分（Ｓ偏光、
入射面に対して垂直な方向）を実質的に全て反射するよ
うにする。反射偏光器２２０は、４５度以外の角度で動
作するように設定し、この角度を考慮して残りの光学系
にも対応する変更を行うことも可能である。図１２のＢ
は、光源２１０によって投影された光の反射偏光器２２
０に対する入射角が４５度以外である、他の実施例を示
す。反射偏光器が、ＤＢＥＦのような、適切な広角反射
偏光器であれば、４５度以外の角度が選択可能である。
【００２４】Ｘ−キューブ・ビーム・スプリッタ／コン
バイナ２３０は、反射偏光器２２０に対して約４５度の
角度に位置決めされた第１の主入射面２３１を有する。
Ｘ−キューブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ２３０
の目的は、Ｓ偏光光線を、青色光線、緑色光線、および
赤色光線に分割し、第１のカラーの光（青光線のよう
な）の実質的に全てを、Ｘ−キューブ・ビーム・スプリ
ッタ／コンバイナ２３０の第２面を通じて放射し、第２
のカラーの光（緑光線のような）の実質的に全てを、Ｘ
−キューブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ２３０の
第３面を通じて放射し、更に第３のカラーの光（赤光線
のような）の実質的に全てを、Ｘ−キューブ・ビーム・
スプリッタ／コンバイナ２３０の第４面を通じて放射す
ることである。本実施例では、赤、緑、および青を示す
が、三原色のような、いずれかの適切な３種類のカラー
を用いることができる。
バイナ２３０は、反射偏光器２２０に対して約４５度の
角度に位置決めされた第１の主入射面２３１を有する。
Ｘ−キューブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ２３０
の目的は、Ｓ偏光光線を、青色光線、緑色光線、および
赤色光線に分割し、第１のカラーの光（青光線のよう
な）の実質的に全てを、Ｘ−キューブ・ビーム・スプリ
ッタ／コンバイナ２３０の第２面を通じて放射し、第２
のカラーの光（緑光線のような）の実質的に全てを、Ｘ
−キューブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ２３０の
第３面を通じて放射し、更に第３のカラーの光（赤光線
のような）の実質的に全てを、Ｘ−キューブ・ビーム・
スプリッタ／コンバイナ２３０の第４面を通じて放射す
ることである。本実施例では、赤、緑、および青を示す
が、三原色のような、いずれかの適切な３種類のカラー
を用いることができる。
【００２５】第１の反射偏光ＬＣＤ２４１は、Ｘ−キュ
ーブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ２３０からの青
色光線を受光する。反射偏光ＬＣＤ２４１（および反射
偏光ＬＣＤ２４２および２４３）は、好ましくは、液晶
空間光変調器である。これらのＬＣＤは、一種の可変複
屈折スイッチ(variably birefringent switch)として動
作する。第１の位置では、反射光は本質的にＬＣＤによ
る影響を受けず、その結果、反射光は、入射光と同様の
Ｓ偏光となる。しかしながら、液晶が最大に付勢された
場合、液晶表示装置は実際には半波長だけ入射光を遅ら
せることにより、偏光角を９０度回転させる。したがっ
て、Ｓ偏光はＰ偏光として反射する。その中間では、特
定のＬＣＤに適切であれば、各々の成分は明白であり、
楕円偏光または円偏光が得られる。この場合、反射偏光
ＬＣＤ２４１のＬＣＤの当該特定画素に印加される電圧
値に応じて、特定方向の偏光度合いが増減する。位置決
めの目的のために、液晶表示装置の光軸は、入射するＳ
偏光の偏光角に対して、４５度の角度に位置決めされて
いる。
ーブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ２３０からの青
色光線を受光する。反射偏光ＬＣＤ２４１（および反射
偏光ＬＣＤ２４２および２４３）は、好ましくは、液晶
空間光変調器である。これらのＬＣＤは、一種の可変複
屈折スイッチ(variably birefringent switch)として動
作する。第１の位置では、反射光は本質的にＬＣＤによ
る影響を受けず、その結果、反射光は、入射光と同様の
Ｓ偏光となる。しかしながら、液晶が最大に付勢された
場合、液晶表示装置は実際には半波長だけ入射光を遅ら
せることにより、偏光角を９０度回転させる。したがっ
て、Ｓ偏光はＰ偏光として反射する。その中間では、特
定のＬＣＤに適切であれば、各々の成分は明白であり、
楕円偏光または円偏光が得られる。この場合、反射偏光
ＬＣＤ２４１のＬＣＤの当該特定画素に印加される電圧
値に応じて、特定方向の偏光度合いが増減する。位置決
めの目的のために、液晶表示装置の光軸は、入射するＳ
偏光の偏光角に対して、４５度の角度に位置決めされて
いる。
【００２６】したがって、反射偏光ＬＣＤ２４１は、青
色光線の偏光角をシフトし、反射光が、完全なＳ偏光成
分および完全なＰ偏光成分とは異なる、別の度合いのＳ
偏光成分およびＰ偏光成分を有するようにする。これら
の光線は、Ｘ−キューブ・スプリッタ／コンバイナ２３
０に戻される。第２の反射偏光ＬＣＤ２４２は、Ｘ−キ
ューブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ２３０からの
緑色光線を受光するために用いられ、第１の反射偏光Ｌ
ＣＤ２４１と同様に、Ｓ偏光の偏光角をシフトし、その
結果、Ｐ偏光を含まないもの、いくらかＰ偏光を含むも
の、または全Ｐ偏光を得るようにする。次いで、緑色光
線はＸ−キューブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ２
３０に戻される。第３の反射偏光ＬＣＤ２４３も、Ｘ−
キューブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ２３０から
の赤色光線に対して同じ処理を行う。
色光線の偏光角をシフトし、反射光が、完全なＳ偏光成
分および完全なＰ偏光成分とは異なる、別の度合いのＳ
偏光成分およびＰ偏光成分を有するようにする。これら
の光線は、Ｘ−キューブ・スプリッタ／コンバイナ２３
０に戻される。第２の反射偏光ＬＣＤ２４２は、Ｘ−キ
ューブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ２３０からの
緑色光線を受光するために用いられ、第１の反射偏光Ｌ
ＣＤ２４１と同様に、Ｓ偏光の偏光角をシフトし、その
結果、Ｐ偏光を含まないもの、いくらかＰ偏光を含むも
の、または全Ｐ偏光を得るようにする。次いで、緑色光
線はＸ−キューブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ２
３０に戻される。第３の反射偏光ＬＣＤ２４３も、Ｘ−
キューブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ２３０から
の赤色光線に対して同じ処理を行う。
【００２７】動作中、無線周波数（マイクロ波のよう
な）エネルギを用いて、光バルブ１１内のフィルを励起
し、そこから光を放出させる。この光のあるもの（青成
分、緑成分、および赤成分）が反射フィルタ１８を通過
する。残りの光は、反射フィルタ１８によって反射さ
れ、光バルブ１１に戻される。バルブ１１からフィルタ
１８を通過する光の内、透過光のほぼ全てはＳ偏光であ
り、一方残りの光は反射してフィルタ２１からバルブ１
１に向かって戻される。少量のＰ偏光光線２２２がフィ
ルタ２１から漏れる場合があるが、反射されずに反射偏
光器２２０を通過し、ミラー２５０で反射し、反射偏光
器２２０の第２面２２７を通過して、フィルタ２１に向
かい、これを通過する。絶縁フィルタ(insulated filte
r)２１は、光がバルブ１１から来ている場合、第１の方
向のＰ偏光を通常通過させず、光が光源２１０の外側か
ら来ている場合、第２の方向のＰ偏光を通常通過させ
る。この初期的Ｐ偏光は、次に、光学的励起のためにバ
ルブ１１に向けて射出される。
な）エネルギを用いて、光バルブ１１内のフィルを励起
し、そこから光を放出させる。この光のあるもの（青成
分、緑成分、および赤成分）が反射フィルタ１８を通過
する。残りの光は、反射フィルタ１８によって反射さ
れ、光バルブ１１に戻される。バルブ１１からフィルタ
１８を通過する光の内、透過光のほぼ全てはＳ偏光であ
り、一方残りの光は反射してフィルタ２１からバルブ１
１に向かって戻される。少量のＰ偏光光線２２２がフィ
ルタ２１から漏れる場合があるが、反射されずに反射偏
光器２２０を通過し、ミラー２５０で反射し、反射偏光
器２２０の第２面２２７を通過して、フィルタ２１に向
かい、これを通過する。絶縁フィルタ(insulated filte
r)２１は、光がバルブ１１から来ている場合、第１の方
向のＰ偏光を通常通過させず、光が光源２１０の外側か
ら来ている場合、第２の方向のＰ偏光を通常通過させ
る。この初期的Ｐ偏光は、次に、光学的励起のためにバ
ルブ１１に向けて射出される。
【００２８】ミラー２５０は必ずしも必要ではないこと
は認められよう。これは、特に、光源２１０が最初に所
望の偏光角のみの光を供給する場合に当てはまることで
ある。その場合、反射偏光器２２０をなんらかの形で通
過する光は実際にはほとんどないので、ミラー２５０を
除去することが可能である。このように、光が予備的に
フィルタリングされなくとも、ミラーを除去することが
でき、こうしても本発明の精神から逸脱する訳ではな
い。Ｓ偏光２２１は、フィルタ１８（および、コンデン
サ・レンズ２７０がある場合は、これも）通過した後、
反射器２２０の第１面２２６で反射し、Ｘ−キューブ・
ビーム・スプリッタ／コンバイナ２３０の第１の主入射
面２３１に入射する。すると、Ｘ−キューブ・ビーム・
スプリッタ／コンバイナ２３０は、Ｓ偏光の光線を、青
色光線、緑色光線、および赤色光線に分割し、青色光線
の実質的に全てを、Ｘ−キューブ・ビーム・スプリッタ
／コンバイナ２３０の第２面２３２を通して放出し、緑
色光線の実質的に全てを、Ｘ−キューブ・ビーム・スプ
リッタ／コンバイナ２３０の第３面２３３を通して射出
し、赤色光線の実質的に全てを、Ｘ−キューブ・ビーム
・スプリッタ／コンバイナ２３０の第４面を通して射出
する。
は認められよう。これは、特に、光源２１０が最初に所
望の偏光角のみの光を供給する場合に当てはまることで
ある。その場合、反射偏光器２２０をなんらかの形で通
過する光は実際にはほとんどないので、ミラー２５０を
除去することが可能である。このように、光が予備的に
フィルタリングされなくとも、ミラーを除去することが
でき、こうしても本発明の精神から逸脱する訳ではな
い。Ｓ偏光２２１は、フィルタ１８（および、コンデン
サ・レンズ２７０がある場合は、これも）通過した後、
反射器２２０の第１面２２６で反射し、Ｘ−キューブ・
ビーム・スプリッタ／コンバイナ２３０の第１の主入射
面２３１に入射する。すると、Ｘ−キューブ・ビーム・
スプリッタ／コンバイナ２３０は、Ｓ偏光の光線を、青
色光線、緑色光線、および赤色光線に分割し、青色光線
の実質的に全てを、Ｘ−キューブ・ビーム・スプリッタ
／コンバイナ２３０の第２面２３２を通して放出し、緑
色光線の実質的に全てを、Ｘ−キューブ・ビーム・スプ
リッタ／コンバイナ２３０の第３面２３３を通して射出
し、赤色光線の実質的に全てを、Ｘ−キューブ・ビーム
・スプリッタ／コンバイナ２３０の第４面を通して射出
する。
【００２９】次に、光は、上述のように、ＬＣＤ２４
１、２４２、および２４３によって反射される。ＬＣＤ
２４１、２４２、２４３は、テレビジョン信号、パーソ
ナル・コンピュータからの信号、または“Projecting I
mages”と題する同時係属中の米国特許出願において論
じられている他の手段によって、電気的に制御される。
先に論じたように、反射光は、全Ｓ偏光（不変）、全Ｐ
偏光、または各々の成分を有する楕円偏光のいずれかで
ある。光線２２３のＰ偏光成分およびＳ偏光成分の双方
は、再び、Ｘ−キューブ・ビーム・スプリッタ／コンバ
イナ２３０を通過し、これより放射される。光が反射偏
光器２２０に衝突すると、Ｐ偏光成分は通過し、一方Ｓ
偏光成分は反射する。Ｐ偏光成分は投影レンズ２６０お
よびクリーンアップ偏光フィルタ２６１（ある場合）を
通過し、装置２００から射出し、例えば、装置６０に画
像源を供給する。残りのＳ偏光成分は、反射偏光器２２
０によって反射され、光源２１０に戻され、バルブ１１
を「光学的に励起する」ように作用する。
１、２４２、および２４３によって反射される。ＬＣＤ
２４１、２４２、２４３は、テレビジョン信号、パーソ
ナル・コンピュータからの信号、または“Projecting I
mages”と題する同時係属中の米国特許出願において論
じられている他の手段によって、電気的に制御される。
先に論じたように、反射光は、全Ｓ偏光（不変）、全Ｐ
偏光、または各々の成分を有する楕円偏光のいずれかで
ある。光線２２３のＰ偏光成分およびＳ偏光成分の双方
は、再び、Ｘ−キューブ・ビーム・スプリッタ／コンバ
イナ２３０を通過し、これより放射される。光が反射偏
光器２２０に衝突すると、Ｐ偏光成分は通過し、一方Ｓ
偏光成分は反射する。Ｐ偏光成分は投影レンズ２６０お
よびクリーンアップ偏光フィルタ２６１（ある場合）を
通過し、装置２００から射出し、例えば、装置６０に画
像源を供給する。残りのＳ偏光成分は、反射偏光器２２
０によって反射され、光源２１０に戻され、バルブ１１
を「光学的に励起する」ように作用する。
【００３０】このように、図１１および図１２のＡの記
載から明らかなように、バルブ１１から射出する実質的
に全ての光が、投影レンズ２６０を透過するか、あるい
は反射してバルブ１１に戻り再使用される（おそらく、
十分なダウン・シフティングを行った後）。ＬＣＤ２４
１、２４２、２４３は、１つの画素の偏光変化量が、当
該画素に印加される電圧レベルに関係するという意味で
は、現行ではアナログＬＣＤとすることができる。これ
は、各カラーの輝度を別個に調節することができ、多数
のカラーを得ることができる。あるいは、ＬＣＤ２４
１、２４２、２４３は、強誘電体ＬＣＤとすることがで
き、この場合、各画素は代わりにオンまたはオフのみで
あり、１つのパルス幅が各フレーム内で変調するか、お
よび／またはフレーム間変調を行い、１つのカラーに対
する所望の明度に近似する。
載から明らかなように、バルブ１１から射出する実質的
に全ての光が、投影レンズ２６０を透過するか、あるい
は反射してバルブ１１に戻り再使用される（おそらく、
十分なダウン・シフティングを行った後）。ＬＣＤ２４
１、２４２、２４３は、１つの画素の偏光変化量が、当
該画素に印加される電圧レベルに関係するという意味で
は、現行ではアナログＬＣＤとすることができる。これ
は、各カラーの輝度を別個に調節することができ、多数
のカラーを得ることができる。あるいは、ＬＣＤ２４
１、２４２、２４３は、強誘電体ＬＣＤとすることがで
き、この場合、各画素は代わりにオンまたはオフのみで
あり、１つのパルス幅が各フレーム内で変調するか、お
よび／またはフレーム間変調を行い、１つのカラーに対
する所望の明度に近似する。
【００３１】図１３は、本発明の一実施例の投影表示装
置３００の平面図である。投影表示装置３００は、本質
的に装置２００と同一であるが、装置２００のＸ−キュ
ーブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ２３０が、フィ
リップス・プリズム(Phillips prism)３３０によって置
き換えられ、反射偏光ＬＣＤ２４１、２４２、２４３
が、反射偏光ＬＣＤ３４１、３４２、３４３にそれぞれ
置き換えられている。フィリップス・プリズム３３０
は、赤色光を透過する面３３４と、緑色光を透過する面
３３３と、青色光を透過する面３３２とを含む。反射偏
光ＬＣＤ３４１、３４２、３４３は、反射偏光ＬＣＤ２
４１、２４２、２４３と同様に作用する。
置３００の平面図である。投影表示装置３００は、本質
的に装置２００と同一であるが、装置２００のＸ−キュ
ーブ・ビーム・スプリッタ／コンバイナ２３０が、フィ
リップス・プリズム(Phillips prism)３３０によって置
き換えられ、反射偏光ＬＣＤ２４１、２４２、２４３
が、反射偏光ＬＣＤ３４１、３４２、３４３にそれぞれ
置き換えられている。フィリップス・プリズム３３０
は、赤色光を透過する面３３４と、緑色光を透過する面
３３３と、青色光を透過する面３３２とを含む。反射偏
光ＬＣＤ３４１、３４２、３４３は、反射偏光ＬＣＤ２
４１、２４２、２４３と同様に作用する。
【００３２】図１４のＡは、本発明の別の実施例の投影
表示装置４００の平面図である。投影表示装置４００は
本質的に装置２００と同一であるが、装置２００のＸ−
キューブ・スプリッタ／コンバイナ２３０がプリズム４
３０と置き換えられ、反射偏光ＬＣＤ２４１、２４２、
２４３が、反射偏光ＬＣＤ４４１、４４２、４４３にそ
れぞれ置き換えられ、更に多数の任意の偏光フィルタが
装置４００には含まれている。図１４のＡに示す偏光フ
ィルタは、クリーンアップ偏光フィルタ２６１、ランプ
２１０の直ぐ下流側にありクリーンアップ偏光(clean-u
p polarization)を行う予備偏光器２６４、偏光器／分
析器２２０に積層される吸収偏光器２６３、および／ま
たは偏光器／分析器２２０とクリーンアップ用レンズ２
６０との間にある吸収偏光器２６２を含む。フィルタ２
６１、２６２、２６３、および２６４のいずれかまたは
全ては、省略することができ、あるいは全てを装置４０
０内に含ませることができ、同様に、これらのフィルタ
のいずれかまたは全ては、ここに記載する本発明の他の
実施例の装置に含ませることもできる。プリズム４３０
は、赤色光を透過する面４３４、緑色光を透過する面４
３３、および青色光を透過する面４３２を含む。反射偏
光ＬＣＤ４４１、４４２、４４３は、反射偏光ＬＣＤ２
４１、２４２、２４３と同様に動作する。
表示装置４００の平面図である。投影表示装置４００は
本質的に装置２００と同一であるが、装置２００のＸ−
キューブ・スプリッタ／コンバイナ２３０がプリズム４
３０と置き換えられ、反射偏光ＬＣＤ２４１、２４２、
２４３が、反射偏光ＬＣＤ４４１、４４２、４４３にそ
れぞれ置き換えられ、更に多数の任意の偏光フィルタが
装置４００には含まれている。図１４のＡに示す偏光フ
ィルタは、クリーンアップ偏光フィルタ２６１、ランプ
２１０の直ぐ下流側にありクリーンアップ偏光(clean-u
p polarization)を行う予備偏光器２６４、偏光器／分
析器２２０に積層される吸収偏光器２６３、および／ま
たは偏光器／分析器２２０とクリーンアップ用レンズ２
６０との間にある吸収偏光器２６２を含む。フィルタ２
６１、２６２、２６３、および２６４のいずれかまたは
全ては、省略することができ、あるいは全てを装置４０
０内に含ませることができ、同様に、これらのフィルタ
のいずれかまたは全ては、ここに記載する本発明の他の
実施例の装置に含ませることもできる。プリズム４３０
は、赤色光を透過する面４３４、緑色光を透過する面４
３３、および青色光を透過する面４３２を含む。反射偏
光ＬＣＤ４４１、４４２、４４３は、反射偏光ＬＣＤ２
４１、２４２、２４３と同様に動作する。
【００３３】図１４のＢは、本発明の別の実施例の投影
表示装置４５０の平面図である。投影表示装置４５０は
装置２００と同様であるが、一つの反射／偏光ＬＣＤ４
５２のみを用い、ビーム・スプリッタ／コンバイナは利
用していない。偏光器／分析器２２０の前に、カラー・
ホイール(color wheel)即ちシャッタ４５１が設けられ
ている。カラー・ホイール４５１は、時間連続の赤色
光、緑色光、および青色光を供給するように作用し、投
影表示装置４５０がカラー連続システム(color sequent
ial system)となるようにしている。反射／偏光ＬＣＤ
４５２は、カラー・ホイール４５１と同期した適切な期
間に、赤データ、緑データ、および青データを受光す
る。すると、観察者の目には、３つの別個の画像が単一
の多色画像に統合されて見える。
表示装置４５０の平面図である。投影表示装置４５０は
装置２００と同様であるが、一つの反射／偏光ＬＣＤ４
５２のみを用い、ビーム・スプリッタ／コンバイナは利
用していない。偏光器／分析器２２０の前に、カラー・
ホイール(color wheel)即ちシャッタ４５１が設けられ
ている。カラー・ホイール４５１は、時間連続の赤色
光、緑色光、および青色光を供給するように作用し、投
影表示装置４５０がカラー連続システム(color sequent
ial system)となるようにしている。反射／偏光ＬＣＤ
４５２は、カラー・ホイール４５１と同期した適切な期
間に、赤データ、緑データ、および青データを受光す
る。すると、観察者の目には、３つの別個の画像が単一
の多色画像に統合されて見える。
【００３４】図１５は、本発明の他の実施例の投影表示
装置５００の平面図である。投影表示装置５００は装置
２００と同様であるが、装置２００のＸ−キューブ・ビ
ーム・スプリッタ／コンバイナ２３０がプリズム５３０
に置き換えられており、反射偏光ＣＬＤ２４１及び２４
３が反射偏光ＬＣＤ５４１及び５４３にそれぞれ置き換
えられている。反射偏光ＬＣＤ２４２は用いられていな
い。プリズム５３０は、単一色光、例えば、赤を透過す
る面５３４、および２色の光、例えば、青および緑を透
過する面３２を含む。反射偏光ＬＣＤ５４１および５４
３は、反射偏光ＬＣＤ２４１および２４３と同様に動作
する。反射偏光ＬＣＤ５４１は、連続変調が２色のみで
行われることを除いて、図１４Ａの反射偏光ＬＣＤ４５
２と同様に動作する。
装置５００の平面図である。投影表示装置５００は装置
２００と同様であるが、装置２００のＸ−キューブ・ビ
ーム・スプリッタ／コンバイナ２３０がプリズム５３０
に置き換えられており、反射偏光ＣＬＤ２４１及び２４
３が反射偏光ＬＣＤ５４１及び５４３にそれぞれ置き換
えられている。反射偏光ＬＣＤ２４２は用いられていな
い。プリズム５３０は、単一色光、例えば、赤を透過す
る面５３４、および２色の光、例えば、青および緑を透
過する面３２を含む。反射偏光ＬＣＤ５４１および５４
３は、反射偏光ＬＣＤ２４１および２４３と同様に動作
する。反射偏光ＬＣＤ５４１は、連続変調が２色のみで
行われることを除いて、図１４Ａの反射偏光ＬＣＤ４５
２と同様に動作する。
【００３５】図１６は、本発明の他の代替実施例の投影
表示装置６００の平面図である。投影表示装置６００は
装置５００と同様であるが、装置５００のプリズム５３
０がプリズム６３０に置き換えられ、反射偏光ＬＣＤ５
４１および５４３が反射偏光ＬＣＤ６４１および６４３
にそれぞれ置き換えられている。プリズム６３０は、第
１カラーの光を透過する平坦面６３４、および他の２つ
のカラーの光を透過する平坦面６３２を含む。反射偏光
ＬＣＤ６４１および６４３は、反射偏光ＬＣＤ５４１お
よび５４３と同様に動作する。
表示装置６００の平面図である。投影表示装置６００は
装置５００と同様であるが、装置５００のプリズム５３
０がプリズム６３０に置き換えられ、反射偏光ＬＣＤ５
４１および５４３が反射偏光ＬＣＤ６４１および６４３
にそれぞれ置き換えられている。プリズム６３０は、第
１カラーの光を透過する平坦面６３４、および他の２つ
のカラーの光を透過する平坦面６３２を含む。反射偏光
ＬＣＤ６４１および６４３は、反射偏光ＬＣＤ５４１お
よび５４３と同様に動作する。
【００３６】図１７は、本発明の更に別の代替実施例の
投影表示装置、即ち、投影表示装置７００の平面図であ
る。投影表示装置７００は、投影表示装置３００に最も
類似しているが、透過原理ではなく反射原理で動作す
る。装置７００では、光源２１０が光源７１０に置き換
えられ、光源７１０は主にＰ偏光２２２を生成し、Ｓ偏
光２２１は付随して生成されるに過ぎない。装置７００
において、光源７１０およびレンズ２６０の位置が切り
替えられ、ミラー２５０は望ましくない極性の光を反射
し光源７１０に戻す。この場合、望ましくない極性とは
Ｓ偏光である。反射偏光ＬＣＤ３４１、３４２、３４３
は、装置３００における場合と同様に動作し、レンズ２
６０を透過するに必要なだけ光の偏光角を変化させる。
装置２００、４００、４５０、５００、および６００は
全て、画像が偏光器／分析器２２０を透過するのではな
く、画像が偏光器／分析器２２０から反射し、レンズ２
６０に入射させるように、変更可能である。単色の用途
では、投影表示装置２００を変更し、ビーム・スプリッ
タ／コンバイナ２３０ならびにＬＣＤ２４１および２４
３を除去することも可能である。あるいは、単色の用途
で反射式の原理を使用したい場合、装置７００を用い、
プリズム３３０ならびにＬＣＤ３４１および３４３を除
去すればよい。
投影表示装置、即ち、投影表示装置７００の平面図であ
る。投影表示装置７００は、投影表示装置３００に最も
類似しているが、透過原理ではなく反射原理で動作す
る。装置７００では、光源２１０が光源７１０に置き換
えられ、光源７１０は主にＰ偏光２２２を生成し、Ｓ偏
光２２１は付随して生成されるに過ぎない。装置７００
において、光源７１０およびレンズ２６０の位置が切り
替えられ、ミラー２５０は望ましくない極性の光を反射
し光源７１０に戻す。この場合、望ましくない極性とは
Ｓ偏光である。反射偏光ＬＣＤ３４１、３４２、３４３
は、装置３００における場合と同様に動作し、レンズ２
６０を透過するに必要なだけ光の偏光角を変化させる。
装置２００、４００、４５０、５００、および６００は
全て、画像が偏光器／分析器２２０を透過するのではな
く、画像が偏光器／分析器２２０から反射し、レンズ２
６０に入射させるように、変更可能である。単色の用途
では、投影表示装置２００を変更し、ビーム・スプリッ
タ／コンバイナ２３０ならびにＬＣＤ２４１および２４
３を除去することも可能である。あるいは、単色の用途
で反射式の原理を使用したい場合、装置７００を用い、
プリズム３３０ならびにＬＣＤ３４１および３４３を除
去すればよい。
【００３７】投影表示装置２００、３００、４００、４
５０、５００、６００、および７００は、反射２２０と
して広角反射偏光器（３Ｍ ＤＢＥＦのような）を使用
しているので、米国特許番号第５，４５３，８５９号に
示されているようなシステムに比べて部分的ではあるが
有効である。更に、フィルタ２１および１８ならびにミ
ラー２５０を用いると、光の大部分がランプ１１に戻さ
れて吸収および再放出が行われる。加えて、反射偏光Ｌ
ＣＤ内の「オフ」画素から反射されるあらゆる光は、該
「オフ」画素光がＬＣＤによる遅れを受けないので、Ｌ
ＣＤおよび偏光器／分析器２２０の作用によって反射さ
れてランプ１１に戻るため、偏光により光が偏光器／分
析器２２０によって反射されランプ１１に戻るようにす
る。したがって、これらのタイプの反射光により、シス
テム・レベルの効率向上が図られる。
５０、５００、６００、および７００は、反射２２０と
して広角反射偏光器（３Ｍ ＤＢＥＦのような）を使用
しているので、米国特許番号第５，４５３，８５９号に
示されているようなシステムに比べて部分的ではあるが
有効である。更に、フィルタ２１および１８ならびにミ
ラー２５０を用いると、光の大部分がランプ１１に戻さ
れて吸収および再放出が行われる。加えて、反射偏光Ｌ
ＣＤ内の「オフ」画素から反射されるあらゆる光は、該
「オフ」画素光がＬＣＤによる遅れを受けないので、Ｌ
ＣＤおよび偏光器／分析器２２０の作用によって反射さ
れてランプ１１に戻るため、偏光により光が偏光器／分
析器２２０によって反射されランプ１１に戻るようにす
る。したがって、これらのタイプの反射光により、シス
テム・レベルの効率向上が図られる。
【００３８】尚、ここで用いている「広角反射偏光器」
は、ある偏光角の光をほぼ透過させかつ他の偏光角の光
を広い範囲の様々な角度で反射させる、反射偏光器を意
味する。典型的な反射偏光器は、「ブルースター（Ｂｒ
ｅｗｓｔｅｒ）」角に非常に近い角度でのみ、適正に動
作する。広角反射偏光器は、種々の角度で動作する。ま
た、図１１〜図１７に開示した実施例に、様々な他の光
学素子を含ませることができることも明らかであろう。
例えば、光源２１０からの光を直ちに偏光し、必要な偏
光角の光を光源に反射させることも可能である。これ
は、例えば、レンズ２７０および光源２１０間で行うこ
とができる。更に、本発明の精神から逸脱することな
く、レンズ２７０は、光路の異なる地点に配置すること
も可能である。また、偏光画像を作成するための様々な
装置を示したが、具体的な装置は重要ではない。偏光画
像を作成する広範囲の画像エンジンを、本発明によるシ
ステムにおける広角反射偏光器と共に用いることも可能
である。例えば、図１２に示すような３つのＬＣＤ２４
１、２４２、および２４３を設ける代わりに、単一のＬ
ＣＤを用いたカラー連続システムを使用することも可能
である。偏光を利用して画像を作成するシステムにおい
て広角反射偏光器を用いることにより、許容度が緩和さ
れ、システムは構築および維持が一層容易となる。
は、ある偏光角の光をほぼ透過させかつ他の偏光角の光
を広い範囲の様々な角度で反射させる、反射偏光器を意
味する。典型的な反射偏光器は、「ブルースター（Ｂｒ
ｅｗｓｔｅｒ）」角に非常に近い角度でのみ、適正に動
作する。広角反射偏光器は、種々の角度で動作する。ま
た、図１１〜図１７に開示した実施例に、様々な他の光
学素子を含ませることができることも明らかであろう。
例えば、光源２１０からの光を直ちに偏光し、必要な偏
光角の光を光源に反射させることも可能である。これ
は、例えば、レンズ２７０および光源２１０間で行うこ
とができる。更に、本発明の精神から逸脱することな
く、レンズ２７０は、光路の異なる地点に配置すること
も可能である。また、偏光画像を作成するための様々な
装置を示したが、具体的な装置は重要ではない。偏光画
像を作成する広範囲の画像エンジンを、本発明によるシ
ステムにおける広角反射偏光器と共に用いることも可能
である。例えば、図１２に示すような３つのＬＣＤ２４
１、２４２、および２４３を設ける代わりに、単一のＬ
ＣＤを用いたカラー連続システムを使用することも可能
である。偏光を利用して画像を作成するシステムにおい
て広角反射偏光器を用いることにより、許容度が緩和さ
れ、システムは構築および維持が一層容易となる。
【００３９】前述した実施例は例示のためにのみ提示し
たものであり、本発明の範囲は特許請求の範囲によって
のみ限定されるものである。
たものであり、本発明の範囲は特許請求の範囲によって
のみ限定されるものである。
【図１】Ａは、本発明装置の好適実施例の断面図であ
り、Ｂは、該好適実施例の分解図である。
り、Ｂは、該好適実施例の分解図である。
【図２】本発明の装置の第２実施例の正面断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の装置の第３実施例の正面断面図であ
る。
る。
【図４】本発明の装置の第４実施例の正面断面図であ
る。
る。
【図５】本発明の装置の第５実施例の正面断面図であ
る。
る。
【図６】本発明の装置の第６実施例の断面図である。
【図７】本発明の装置の第７実施例の断面図である。
【図８】本発明の装置の第８実施例の断面図である。
【図９】背面投影ビデオ・システムを示す本発明装置の
好適実施例の側面図である。
好適実施例の側面図である。
【図１０】背面投影ビデオ・システムを示す本発明装置
の好適実施例の側面図である。
の好適実施例の側面図である。
【図１１】本発明の実施例の投影表示装置の斜視図であ
る。
る。
【図１２】Ａは、本発明の実施例の投影表示装置の平面
図であり、Ｂは、本発明の別の実施例の投影表示装置の
平面図である。
図であり、Ｂは、本発明の別の実施例の投影表示装置の
平面図である。
【図１３】本発明の実施例の投影表示装置の平面図であ
る。
る。
【図１４】Ａは、本発明の別の実施例の投影表示装置の
平面図であり、Ｂは、連続カラーを用いた、本発明の実
施例の平面図である。
平面図であり、Ｂは、連続カラーを用いた、本発明の実
施例の平面図である。
【図１５】本発明の他の実施例の投影表示装置の平面図
である。
である。
【図１６】本発明の他の代替実施例の投影表示装置の平
面図である。
面図である。
【図１７】本発明のさらに他の代替実施例の投影表示装
置の平面図である。
置の平面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591030868 20555 Ｓｔａｔｅ Ｈｉｇｈｗａｙ 249，Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ 77070，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏ ｆ Ａｍｅｒｉｃａ
Claims (50)
- 【請求項１】 投影表示装置において、 光ビームを供給する光源と、 第１の方向に偏光された前記ビームの第１の偏光角の部
分のほぼ全てを通過させ、第２の方向に偏光された前記
ビームの第２の偏光角の部分のほぼ全てを反射する広角
反射偏光器と、 前記第１または第２の偏光角の部分の一方を受光し、前
記第１または第２の偏光角の部分の一方の偏光角が表示
する画像に対応してシフトされている偏光画像を、前記
広角反射偏光器に戻し、前記第２または第１の偏光角の
部分の成分を含ませる画像エンジンとから成ることを特
徴とする投影表示装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置において、前記広角
反射偏光器は、３ＭＤＢＥＦから成ることを特徴とする
装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の装置において、前記画像
エンジンは更に、前記反射偏光器から受光した偏光光線
を、複数のカラー帯域に分割するビーム・スプリッタ／
コンバイナを含み、各カラー帯域に対して反射偏光ＬＣ
Ｄがあると共に、各カラー帯域に対して前記ビーム・ス
プリッタ／コンバイナには別個の平面があり、各カラー
帯域は前記スプリッタ／コンバイナの各別個の平面を通
じて各反射偏光ＬＣＤに向けて射出され、次いで各平面
を通して前記ビーム・スプリッタ／コンバイナに入射
し、該ビーム・スプリッタ／コンバイナにおいて前記複
数のカラー帯域が結合され、前記広角反射偏光器に伝達
されることを特徴とする装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の装置において、前記ＬＣ
ＤはアナログＬＣＤであることを特徴とする装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の装置において、前記画像
エンジンは更に、前記反射偏光器から受光した偏光光線
を、第１および第２のカラー帯域に分割するビーム・ス
プリッタ／コンバイナを含み、前記第１のカラー帯域
は、カラー・ホイール／シャッタを通過してカラー連続
処理のために単一のＬＣＤに送られ、前記第２のカラー
帯域は第２のＬＣＤに送られることを特徴とする装置。 - 【請求項６】 請求項１記載の装置において、該装置は
更に、前記画像エンジンに伝導されない光を反射して前
記光源に戻すミラーを備え、前記光源は前記画像エンジ
ンに伝導されない光の少なくとも一部を再吸収して再放
射することを特徴とする装置。 - 【請求項７】 請求項１記載の装置において、前記光源
は、ランプと、前記第２の方向に偏光された偏光光線を
ほぼ全て通過させ、その他の光線をほぼ全て反射して前
記ランプに戻して、エネルギの再生を行う反射偏光フィ
ルタとを備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項８】 請求項１記載の装置において、前記光源
は、ランプと、所定の波長帯域の光線をほぼ全て通過さ
せ、かかる帯域にない光の光線をほぼ全て反射させて前
記ランプに戻し、エネルギの再生を行う反射フィルタと
を備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項９】 請求項１記載の装置において、該装置は
更に、前記光線の方向を変更する手段を備えていること
を特徴とする装置。 - 【請求項１０】 請求項１記載の装置において、前記光
源は、 ｉ）チェンバを画成する無電極ランプ本体と、 ｉｉ）前記チェンバ内に含まれるガスと、 ｉｉｉ）前記ランプ・チェンバの外部に位置し、前記ガ
スを励起するエネルギを生成し、光ビームを放出する高
熱のプラズマ光源を形成する電極であって、 ｉｖ）前記プラズマにおいて発生する前記高熱には晒さ
れない前記電極と、 ｖ）前記ランプ本体に隣接して位置し、前記光源によっ
て放出された光の部分の方向を変えて前記ランプに戻
し、前記ランプが光のエネルギを再吸収し、前記光源を
補力する反射器であって、 ｖｉ）前記光ビームを受光し偏光するように配置された
偏光フィルタを含む反射器とから成ることを特徴とする
装置。 - 【請求項１１】 請求項１記載の装置において、該装置
は更に、表示面上に画像表示を生成する投影装置を含
み、該投影装置は、 ｉ）表示面と、 ｉｉ）光学デバイスと、 ｉｉｉ）前記レンズからの光を前記表示装置に伝導し、
前記光が、前記表示面に至る進路上で、前記光学デバイ
スに２回到達する画像経路を進むようにする手段とを含
み、前記光学デバイスは、ある光を反射し、他の光を通
過させることを特徴とする装置。 - 【請求項１２】 請求項１記載の装置において、前記画
像エンジンは、前記広角反射偏光器を通過した前記第１
の偏光角の部分を受光することを特徴とする装置。 - 【請求項１３】 請求項１記載の装置において、前記画
像エンジンは、前記広角反射偏光器から反射された前記
第２の偏光角の部分を受光することを特徴とする装置。 - 【請求項１４】 請求項１記載の装置において、前記光
ビームは、前記光源によって、前記反射偏光器によって
形成される表面からほぼ４５度の角度で、前記広角反射
偏光器に向けられることを特徴とする装置。 - 【請求項１５】 請求項１記載の装置において、前記光
ビームは、前記光源によって、前記反射偏光器によって
形成される表面からほぼ４５度以外の角度で、前記広角
反射偏光器に向けられることを特徴とする装置。 - 【請求項１６】 視覚画像を生成する方法において、 （ａ）光ビームを供給する光源を用意するステップと、 （ｂ）第１の方向に偏光された前記ビームの第１の部分
をほぼ全て通過させ、第２の方向に偏光された前記ビー
ムの第２の部分をほぼ全て反射させる広角反射偏光器
に、前記光を向けて放射するステップと、 （ｃ）前記第１または第２の部分の一方を画像エンジン
において受光するステップと、 （ｄ）前記第１または第２の部分の前記一方の偏光角
を、表示すべき画像に対応してシフトし、前記第２また
は第１の部分の成分を含ませ、偏光画像を発生するステ
ップと、 （ｅ）前記偏光画像を前記広角反射偏光器に戻すステッ
プとから成ることを特徴とする方法。 - 【請求項１７】 請求項１６記載の方法において、前記
広角反射偏光器は３Ｍ ＤＢＥＦから成ることを特徴と
する方法。 - 【請求項１８】 請求項１６記載の方法において、該方
法は更に、表示すべき画像の部分ではない光を反射して
前記光源に戻すステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１９】 請求項１６記載の方法において、前記
光源は、ランプと、前記第２の方向に偏光された偏光光
線をほぼ全て通過させ、その他の光線をほぼ全て反射し
て前記ランプに戻し、エネルギの再生を行う反射偏光フ
ィルタとを備えていることを特徴とする方法。 - 【請求項２０】 請求項１６記載の方法において、前記
光源は、ランプと、所定の波長帯域の光線をほぼ全て通
過させ、該帯域にない光の光線をほぼ全て反射して前記
ランプに戻し、エネルギの再生を行う反射フィルタとを
備えていることを特徴とする方法。 - 【請求項２１】 請求項１６記載の方法において、前記
画像エンジンは、空間光変調器を含むことを特徴とする
方法。 - 【請求項２２】 請求項１６記載の方法において、該方
法は更に、前記光の光線の方向を変更するステップを含
むことを特徴とする方法。 - 【請求項２３】 請求項１６記載の方法において、前記
偏光された光線の前記光源は、 ｉ）チェンバを規定する無電極ランプ本体と、 ｉｉ）前記チェンバ内に含まれるガスと、 ｉｉｉ）前記ランプ・チェンバの外部に位置し、前記ガ
スを励起し、光線を放出する高熱のプラズマ光源を形成
する電極であって、 ｉｖ）前記プラズマにおいて発生する高熱には晒されな
い前記電極と、 ｖ）前記ランプ本体に隣接して位置し、前記光源によっ
て放出された光のあるものの方向を変えて前記ランプに
戻し、前記ランプが光のエネルギを再吸収し、前記光源
を補力する反射器であって、 ｖｉ）前記光線を受光し偏光するように配置された偏光
フィルタを含む反射器とから成ることを特徴とする方
法。 - 【請求項２４】 請求項１６記載の方法において、該方
法は更に、表示面上に画像表示を生成する投影装置を用
意するステップを含み、前記投影装置は、 ｉ）表示面と、 ｉｉ）光学デバイスと、 ｉｉｉ）前記レンズからの光を前記表示装置に伝達し、
前記光が、前記表示面に至る進路上で、前記光学デバイ
スに２回到達する画像経路を進むようにする手段とを含
み、前記光学デバイスは、ある光を反射し、他の光を透
過することを特徴とする方法。 - 【請求項２５】 投影表示装置において、 （ａ）偏光光線の光源と、 （ｂ）前記偏光光線に対してある角度に位置決めされ、
第１の方向に偏光された偏光光線をほぼ全て通過させ、
第２の方向に偏光された偏光光線をほぼ全て反射する広
角反射偏光器と、 （ｃ）前記広角反射偏光器に対してある角度に位置決め
された第１の主入射面を有し、前記反射偏光器から入射
された偏光光線を、第１、第２、および第３のカラー光
線に分割する、ビーム・スプリッタ／コンバイナと、 （ｄ）前記ビーム・スプリッタ／コンバイナからの前記
第１のカラー光線を受光し、前記第１のカラー光線の部
分または全ての偏光角をシフトして、あるいは前記第１
のカラー光線の偏光角をシフトせずに、前記第１のカラ
ー光線を、前記ビーム・スプリッタ／コンバイナに戻
す、第１の反射偏光ＬＣＤと、 （ｅ）前記ビーム・スプリッタ／コンバイナからの前記
第２のカラー光線を受光し、前記第２のカラー光線の部
分または全ての偏光角をシフトして、あるいは前記第２
のカラー光線の偏光角をシフトせずに、前記第２のカラ
ー光線を、前記ビーム・スプリッタ／コンバイナに戻
す、第２の反射偏光ＬＣＤと、 （ｆ）前記ビーム・スプリッタ／コンバイナからの前記
第３のカラー光線を受光し、前記第３のカラー光線の部
分または全ての偏光角をシフトして、あるいは前記第３
のカラー光線の偏光角をシフトせずに、前記第３のカラ
ー光線を、前記ビーム・スプリッタ／コンバイナに戻
す、第３の反射偏光ＬＣＤと、 （ｇ）偏光角がシフトされ、前記ビーム・スプリッタ／
コンバイナから前記広角反射偏光器に通過した前記偏光
光線をほぼ全て受光し、透過させるレンズとから成るこ
とを特徴とする投影表示装置。 - 【請求項２６】 請求項２５記載の装置において、前記
広角反射偏光器は、３Ｍ ＤＢＥＦから成ることを特徴
とする装置。 - 【請求項２７】 請求項２５記載の装置において、前記
第１、第２、および第３のカラー光線は、それぞれ、赤
色光線、緑色光線、および青色光線であることを特徴と
する装置。 - 【請求項２８】 投影表示装置において、 （ａ）偏光光線の光源と、 （ｂ）前記偏光光線に対してある角度に位置決めされ、
第１の方向に偏光された偏光光線をほぼ全て通過させ、
第２の方向に偏光された偏光光線をほぼ全て反射する広
角反射偏光器と、 （ｃ）前記広角反射偏光器に対してある角度に位置合わ
せされた第１の主入射面を有し、前記反射から入射され
た偏光光線を、第１および第２のカラーの光線帯域に分
割する、ビーム・スプリッタ／コンバイナと、 （ｄ）前記ビーム・スプリッタ／コンバイナからの前記
第１のカラー帯域の光線を受光し、該第１のカラー帯域
における第１のカラー光線および第２のカラー光線を連
続的に通過させるカラー・ホイール／シャッタと、 （ｅ）前記第１のカラー帯域内の前記連続的に通過させ
た第１カラー光線および第２のカラー光線を受光し、前
記連続的に通過させた光線の部分または全ての偏光角を
シフトして、あるいは前記連続的に通過させた光線の偏
光角をシフトせずに、前記光線を前記ビーム・スプリッ
タ／コンバイナに戻す、第１の反射偏光ＬＣＤと、 （ｆ）前記ビーム・スプリッタ／コンバイナからの前記
第２のカラー帯域の光線を受光し、前記第２のカラー帯
域の光線の部分または全ての偏光角をシフトして、ある
いは前記第２のカラー帯域の光線の偏光をシフトせず
に、前記光線を、前記ビーム・スプリッタ／コンバイナ
に戻す、第２の反射偏光ＬＣＤと、 （ｇ）偏光角がシフトされ、前記ビーム・スプリッタ／
コンバイナから前記広角反射偏光器を通過した前記偏光
光線のほぼ全てを受光し、透過させるレンズとから成る
ことを特徴とする投影表示装置。 - 【請求項２９】 請求項２８記載の装置において、前記
広角反射偏光器は、３Ｍ ＤＢＥＦから成ることを特徴
とする装置。 - 【請求項３０】 請求項２８記載の装置において、前記
第１のカラー帯域は緑および青であり、前記第２のカラ
ー帯域は赤であることを特徴とする装置。 - 【請求項３１】 投影システムにおいて、 （ａ）偏光光線の光源と、 （ｂ）前記偏光光線に対してある角度に位置決めされ、
第１の方向に偏光された前記偏光光線をほぼ全て通過さ
せ、第２の方向に偏光された前記偏光光線をほぼ全て反
射する広角反射偏光器と、 （ｃ）前記広角反射偏光器に対してある角度に位置合わ
せされた第１の主入射面を有し、前記反射から入射され
た偏光光線を、第１、第２、および第３のカラーの光線
に分割するビーム・スプリッタ／コンバイナと、 （ｄ）前記ビーム・スプリッタ／コンバイナからの前記
第１のカラーの光線を受光し、前記第１のカラーの光線
の部分または全ての偏光角をシフトして、あるいは前記
第１のカラー光線の偏光角をシフトせずに、前記第１の
カラー光線を、前記ビーム・スプリッタ／コンバイナに
戻す、第１の反射偏光ＬＣＤと、 （ｅ）前記ビーム・スプリッタ／コンバイナからの前記
第２のカラー光線を受光し、前記第２のカラーの光線の
部分または全ての偏光角をシフトして、あるいは前記第
２のカラー光線の偏光角をシフトせずに、前記第２のカ
ラー光線を、前記ビーム・スプリッタ／コンバイナに戻
す、第２の反射偏光ＬＣＤと、 （ｆ）前記ビーム・スプリッタ／コンバイナからの前記
第３のカラー光線を受光し、前記第３のカラー光線の部
分または全ての偏光角をシフトして、あるいは前記第３
のカラー光線の偏光角をシフトせずに、前記第３のカラ
ー光線を、前記ビーム・スプリッタ／コンバイナに戻
す、第３の反射偏光ＬＣＤと、 （ｇ）偏光角がシフトされ、前記ビーム・スプリッタ／
コンバイナから前記広角反射偏光器へ通過した前記偏光
光線のほぼ全てを受光して透過させるレンズと、 （ｈ）前記レンズから光線を受光する表示面とから成る
ことを特徴とする投影システム。 - 【請求項３２】 請求項３１記載の装置において、該装
置は更に、前記レンズと前記表示面との間に挿入され、
前記光線が、前記表示面に至るまでに、前記光学素子に
２回到達する画像経路を進むようにする光学デバイスを
備え、前記光学デバイスは、ある光を反射し、他の光を
透過させることを特徴とする装置。 - 【請求項３３】 請求項３１記載の装置において、前記
広角反射偏光器は、３Ｍ ＤＢＥＦから成ることを特徴
とする装置。 - 【請求項３４】 請求項３１記載の装置において、前記
第１、第２、および第３のカラーの光線はそれぞれ、赤
色光線、緑色光線、および青色光線であることを特徴と
する装置。 - 【請求項３５】 投影表示装置において、 （ａ）偏光光線の光源と、 （ｂ）前記偏光光線に対してある角度に位置決めされ、
第１の方向に偏光された前記偏光光線をほぼ全て通過さ
せ、第２の方向に偏光された前記偏光光線をほぼ全て反
射する広角反射偏光器と、 （ｃ）前記広角反射偏光器に対してある角度に位置合わ
せされた第１の主入射面を有し、前記反射偏光器から入
射された偏光光線を、第１および第２のカラーの光線帯
域に分割するビーム・スプリッタ／コンバイナと、 （ｄ）前記ビーム・スプリッタ／コンバイナからの前記
第１のカラー帯域の光線を受光し、該第１のカラー帯域
における第１のカラーおよび第２のカラー光線を連続的
に通過させるカラー・ホイール／シャッタと、 （ｅ）前記第１のカラー帯域内の前記連続的に通過させ
た第１のカラーおよび第２のカラー光線を受光し、前記
連続的に通過させた光線の部分または全ての偏光角をシ
フトして、あるいは前記連続的に通過させた光線の偏光
角をシフトせずに、前記光線を前記ビーム・スプリッタ
／コンバイナに戻す、第１の反射偏光ＬＣＤと、 （ｆ）前記ビーム・スプリッタ／コンバイナからの前記
第２のカラー帯域の光線を受光し、前記第２のカラー帯
域の光線の部分または全ての偏光角をシフトして、ある
いは前記第２のカラー帯域の光線の偏光角をシフトせず
に、前記光線を前記ビーム・スプリッタ／コンバイナに
戻す、第２の反射偏光ＬＣＤと、 （ｇ）極性がシフトされ、前記ビーム・スプリッタ／コ
ンバイナから前記広角反射偏光器に通過した前記偏光光
線のほぼ全てを受光し、透過させるレンズと、 （ｈ）前記レンズから光線を受光する表示面とから成る
ことを特徴とする投影表示装置。 - 【請求項３６】 請求項３５記載の装置において、該装
置は更に、 前記レンズと前記表示面との間に挿入された光デバイス
であって、前記光線が、前記表示面に至るまでに該光学
デバイスに２回到達する画像経路を進むようにする光学
デバイスを備え、該光学デバイスは、ある光を反射し、
他の光を透過させることを特徴とする装置。 - 【請求項３７】 請求項３５記載の装置において、前記
広角反射偏光器は、３Ｍ ＤＢＥＦから成ることを特徴
とする装置。 - 【請求項３８】 請求項３５記載の装置において、前記
第１のカラー帯域は緑および青であり、前記第２のカラ
ー帯域は赤であることを特徴とする装置。 - 【請求項３９】 光源からの光ビームを受光する投影表
示エンジン装置であって、 第１の方向に偏光された前記ビームの第１の偏光角の部
分のほぼ全てを通過させ、第２の方向に偏光された前記
ビームの第２の偏光角の部分のほぼ全てを反射する広角
反射偏光器と、 前記第１または第２の偏光角の部分の一方を受光し、前
記第１または第２の偏光角の部分の一方の偏光角が表示
する画像に対応してシフトされている偏光画像を、前記
広角反射偏光器に戻し、前記第２または第１の偏光角の
部分の成分を含ませる画像エンジンとから成ることを特
徴とする投影表示エンジン装置。 - 【請求項４０】 請求項３９記載の装置において、前記
広角反射偏光器は、３Ｍ ＤＢＥＦであることを特徴と
する装置。 - 【請求項４１】 請求項３９記載の装置において、前記
画像エンジンは更に、前記反射から受光した偏光光線を
複数のカラー帯域に分割するビーム・スプリッタ／コン
バイナを含み、各カラー帯域に対して反射偏光ＬＣＤが
あると共に、各カラー帯域に対して前記ビーム・スプリ
ッタ／コンバイナには別個の平面があり、各カラー帯域
は前記スプリッタ／コンバイナの各別個の平面を通じて
各反射偏光ＬＣＤに向けて射出され、次いで各平面を通
して前記ビーム・スプリッタ／コンバイナに入射し、該
ビーム・スプリッタ／コンバイナにおいて前記複数のカ
ラー帯域が結合され、前記広角反射偏光器に伝達される
ことを特徴とする装置。 - 【請求項４２】 請求項４１記載の装置において、前記
ＬＣＤはアナログＬＣＤであることを特徴とする装置。 - 【請求項４３】 請求項３９記載の装置において、前記
画像エンジンは更に、前記反射偏光器から受光した偏光
の光線を、第１および第２のカラー帯域に分割するビー
ム・スプリッタ／コンバイナを含み、前記第１のカラー
帯域は、カラー・ホイール／シャッタを通過させて、カ
ラー連続処理のために第１のＬＣＤに送り、前記第２の
カラー帯域は第２のＬＣＤに送ることを特徴とする装
置。 - 【請求項４４】 請求項３９記載の装置において、該装
置は、光を再吸収し再放出可能な光源と共に用いられ、
該装置は更に、前記画像エンジンに伝達されない光を反
射し、再吸収および再放出のために前記光源に戻すミラ
ーを備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項４５】 請求項３９記載の装置において、該装
置は更に、前記光線の方向を変更する手段を備えている
ことを特徴とする装置。 - 【請求項４６】 請求項３９記載の装置において、該装
置は更に、表示面上に画像表示を生成する投影装置を備
え、該投影装置は、 ｉ）表示面と、 ｉｉ）光学デバイスと、 ｉｉｉ）前記レンズからの光を前記表示装置に伝達し、
前記光が、前記表示面に至る進路上で、前記光学デバイ
スに２回到達する画像経路を進むようにする手段とを含
み、前記光学デバイスは、ある光を反射し、他の光を透
過させることを特徴とする装置。 - 【請求項４７】 請求項３９記載の装置において、前記
画像エンジンは、前記広角反射偏光器を通過した前記第
１の偏光角の部分を受光することを特徴とする装置。 - 【請求項４８】 請求項３９記載の装置において、前記
画像エンジンは、前記広角反射偏光器から反射された前
記第２の偏光角の部分を受光することを特徴とする装
置。 - 【請求項４９】 請求項３９記載の装置において、前記
光ビームは、前記光源によって、前記反射偏光器が形成
する表面から実質的に４５度の角度で、前記広角反射偏
光器に向けられることを特徴とする装置。 - 【請求項５０】 請求項３９記載の装置において、前記
光ビームは、前記光源から、前記反射偏光器が形成する
表面から実質的に４５度以外の角度で、前記広角反射偏
光器に向けられることを特徴とする装置。
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