JP2003506727A - 補間発光を用いた２板式結像システム - Google Patents

補間発光を用いた２板式結像システム

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color
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エス ブレンネスホルツ マシュー
ファン レーベルヘ スティーヴン
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Abstract

(57)【要約】 広帯域の偏光されていない白色光光源（８１）と、偏光されていない白色光の偏光軸を変換して、実質的に単一の偏光軸にして、偏光光のビームを生成する偏光変換システムと、制御信号１１９に基づき、残りの偏光されていない光に対応して、選択されたスペクトルバンドの光の偏光軸を選択的に回転させるのに適する選択的な偏光フィルタ（８２）と、回転された偏光軸を有する光から実質的に単一の偏光軸を有する光を分離する偏光ビームスプリッター（８４）と、当該スペクトルバンドの内側の光の経路と、残りの光の経路と、に沿ってそれぞれ配置され、そこで像を変調する一対の電気光学的空間光変調器（８６，８９）と、前記の一対の光変調器からの変調された光を再結合させる偏光ビームスプリッター（８８）とを具える結像システム。好適な実施態様では、選択的偏光フィルター（８２，７２）は、複数の領域に分割され、それぞれが独立して、選択的に、残りの偏光光に対応して選択されたスペクトルバンドの偏光軸を回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の特徴部分において定義されたような結像投影システムに
関するものである。さらに、本発明は、結像投影方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光バルブ式投影システムなどの結像投影システムは、１つまたは複数の小型フ
ラットパネル電気光学的ディスプレイ装置を使用して、ランプによって生成され
た光ビームを変調することによって像を生成する。その後、この像は拡大され、
そして鑑賞用のスクリーン上に投影される。
【０００３】 典型的には、フラットパネルディスプレイ装置は、例えば１２８０×１０２４
画素の解像度を有するアクティブマトリックス液晶ディスプレイ（AMLCD）装置
である。像を投影するため、このディスプレイ装置は、比較的小型、例えば６ｃ
ｍ未満にすることができる。動作時の好適なモードは、反射モードであり、この
モードでは、光が液晶を２回通過するため、液晶光変調物質の層をより薄くして
使用することができ、応答時間もそれに相当してより速くなる。
【０００４】 白色光源を使用する従来のプロジェクタでは、光は分離或いはフィルタリング
され、ＣＩＥ１９３１カラーチャート上で色域を規定する色の３角形のコーナー
部で表される赤、緑、および青の３原色成分に変換され、その結果、色の３角形
内において描画を完成させることができる。これらの３成分は別々に変調される
。
【０００５】 既知のＬＣＤ投影システムは、１つまたは例えば最大６枚に至るまでの複数の
ＬＣＤパネルを具え、像の色の性質を空間的に変調する。従って、単一のＬＣＤ
パネルディスプレイでは、それぞれの色において時分解多重化、或いは空間分解
多重化される。時間多重化システムでは、赤、緑、および青の偏光光を順番にパ
ネル上に投影し、空間的に変調され、検光され（例えば第２の偏光器により）、
その後、投影され、人間の目が色を統合する。空間的な多重化システムでは、３
色のマスクされたＬＣＤパネルは、白色の偏光光と検光子（第２の偏光器）を通
過した変調された光とで照射され、その後、投影される。この単一のパネルのシ
ステムは、役に立たないことが知られている。例えば、時間或いは空間の領域で
多重化されるシステムでは、明るさのピークは、例えば、標準的な像用の出力光
のわずか１％も利用しておらず、ましてや偏光された白色光源の３分の１ではな
い。
【０００６】 高発光効率の結像投影システムでは、より小さな投影ランプ、より小さな電源
、空冷用の通気を減らし（結果的には騒音を低減する）、可搬性を向上し、バッ
テリ稼動時間を向上し、更にその他の利点がある。さらに、より高出力のランプ
の利用可能性は、限定され、従って、より高い効率性により、光源の利用可能性
が利用可能性がより高い結果となる。
【０００７】 光の利用効率を改善するために、明るさ信号に比例して像に白色光を導入する
ことによって、白色光が明るさを増大させることを特徴とする、４色（赤、緑、
青、白）技法が開発された。ある像のポイントにおいて赤、緑、青の光に受け入
れ可能な状態で追加することができる白色光の量は、当該ポイントにおける色お
よび明るさの関数である。追加する白色光の量を決定するアルゴリズムは、数多
くあるが、それらは、多くの共通する特徴を共有するものである。飽和色の場合
は、わずかな白色しか、赤、緑、青に追加することができない。非飽和色の場合
は、大量の白色を追加することができる。
【０００８】 最終的な明るさは、LR+LG+LB+LWである。LWがLR+LG+LBよりも約４０〜５０％
も大きい場合の視認テストによれば、色は、受け入れ可能でないほど飽和され、
原色は受け入れ可能でないほどに暗くなることを示している。このことは、この
技法で実行できる光の全体の利得を制限するものである。
【０００９】 また、赤、緑、青以外の色を使用して、投影システムで像を形成することも知
られている。他には、４つ或いはそれ以上のスペクトルバンドを含み、赤、緑、
青、シアン、マジェンタ、黄を含む６色システムがある。日本特許出願番号ＪＰ
０９−２３０３０１と、米国特許出願通し番号０８／５７９６５５を参照された
い。また、これらの出願を参照によって本願に包含することとする。既知の結像
投影システムの短所は、光効率が低いことである。
【００１０】 本発明の目的は、結像投影システムの光の効率を改善することである。この目
的は、請求項１に定義した本発明による結像投影システムによって達成すること
ができる。
【００１１】 更に、本発明の目的は、結像投影方法の光の効率を改善することである。この
目的は、請求項１３に定義した本発明による結像投影システムによって達成する
ことができる。
【００１２】 更に、本発明のあり実施態様の目的は、広帯域の偏光されていない白色光源と
、偏光されていない白色光の偏光軸を変換して、実質的に単一の偏光軸にして偏
光光のビームを生成する偏光コンバータシステムと、制御信号に基づき、残りの
偏光光に関して、選択された光のスペクトルバンドの偏光軸を選択的に回転させ
るのに適する選択的偏光フィルターと、 回転させた偏光軸を有する光から、実質的に単一の偏光軸を有する光を分離させ
る偏光ビームスプリッターと、前記のスペクトルバンドの範囲内の光の経路上と
、前記のスペクトルバンドの範囲の外側の光の経路上とにそれぞれ配置され、そ
こで像を変調するのに適する電気光学的かつ空間的な光変調器のセットと、光変
調器のセットからの変調された光を再結合する偏光ビームスプリッターと、を具
えた結像システムを提供することである。
【００１３】 制御可能な状態で選択されたスペクトルバンドの内側の光の経路上に配置され
た光変調器で、赤、青、緑の色の光を変調するのが好適であり、制御可能な状態
で選択されたスペクトルバンドの外側の光の経路上に配置された光変調器で、シ
アン、マジェンタ、黄色の光を変調するのが好適である。
【００１４】 分解ステップでは、電気的、或いは、機械的に制御することにより、選択され
た色のバンドの偏光軸を回転させることができる。または、動的なスクローリン
グパターンで提示することもできる。
【００１５】 本発明は、光を分解して色に基づき２つの成分に変換し、それぞれの分解され
た色成分を別々に変調することによって、プロジェクターの発光源の出力光の実
質的に全てを利用するシステムを提供するものである。全ての色の範囲において
の利用を達成するために、カラースプリッターの波長特性は、時系列で変化する
ものであり、色域を増大させ、すべての色域を対象範囲とするものである。本発
明の実施態様の利点は、従属項で定義されるものである。
【００１６】 好適な実施態様では、白色光は、順次に分解され、それぞれの補色成分から３
つの異なる原色成分へと変換される。実際には、原色成分は、RGBカラーの空間
像で利用することが可能であるが、一方、補色成分のCMYは、白のレベルの変数
用に同時に利用可能である。このことは、発光の利用の効率を良くする結果とな
る。 RGBの色域を完全にカバーする必要がない、また原色を表わす必要がないよう
なある応用分野においては、色の分解は静的なものとすること、例えば、それぞ
れの色やその補色を表わすことができることに留意されたい。
【００１７】 本発明によれば、第１のカラー空間における発光を利用する原色のカラー像信
号を変調すること、および、第２の補色空間内における補完明るさを使用して明
るさ増加信号を変調することによって、プロジェクタの発光源の出力光の実質的
に全てを利用することができるようになる。従って、画素における明るさは、ど
こでも、明るさと補完明るさとの合計となり、その結果、利用可能な光の実質的
に全てを利用することが可能となる。
【００１８】 好適な実施態様では、いつの時点、どの画素においても、偏光された白色光は
、原色（赤、緑、青）を表わす第１の結像パネル上に投影されたスペクトルバン
ドと、第２の結像パネル上に投影された残りの光（補色のマジェンタ、シアン、
黄色をそれぞれ表わす）とに分解される。第２の結像パネルからの変調された光
は、第１のパネルからの変調された光と統合され、第１のパネルからの出力の潜
在的な明度を悪化させることなく、或いは、受け入れがたいほど色の飽和度、即
ち彩度を減少させることなく、選択的に明るさを増加させるものである。
【００１９】 それぞれの補色は、白色光よりも原色により近いものであるため、受け入れが
たい彩度の減少が生じるまで、それぞれの補色の比率をより多くすることができ
る。例えば、最大の許容しうる明るさの増加は、約２４３％であること、４色シ
ステムでの実質的な改善では、最大の明るさの増加は約１４０〜１５０％である
こと が判明した。どの時点においても、全ての光を像に利用することができるため、
典型的には、現実の像は、かなりの量の補色の光を利用することができ、その結
果、このシステムは光の利用効率が良い。
【００２０】 好適な実施態様では、光は、以下のように２枚のパネルで分解される。既知の
方法により偏光されていない白色光源の出力は、例えば、上述したように偏光波
コンバータを使用して、垂直に偏光されたビームへと変換される。制御可能な光
学リターダ（retarder）を、様々な光学的バンドを水平偏光へと選択的に変換す
る偏光光の経路上に設ける。リターダを機械的或いは電気的に変更して、様々な
原色の遅延の周期を生成することができる。パネルの全ての領域を均一に発光さ
せることができりこと、或いは、その一部を異なる明るさで発光させることもで
きることを留意されたい。例えば、スクロール機能を、水平に区分され、かつ、
電気的に変更される選択的リターダに実装することができ、順次に区画を操作す
ることによって個々の光のバンドの偏光をシフトすることができる。同様に機械
的に変更されるシステムでは、選択的なリターダは、光のビームの一部を変更す
る光の経路上に機械的に配置される。
【００２１】 選択的なリターダによって変更された光が、マクニール型偏光ビームスプリッ
ター（PBS）を通過したとき、ｐ−偏光光は変更されずに通過し、一方、ｓ−偏
光光は反射する。従って、原色とそれぞれの補色用とに２つの相補的な光の経路
が形成される。パネルによる空間光変調の後、光の出力は、偏光ビームスプリッ
ターを用いて再結合され、そして投影される。補色光の経路からの光の偏光を回
転させることは、一般的には必要ないが、適切な光学装置をこの目的のために設
けることもできる。従って、どの位置の画素の場合でも、原色と補色との出力が
利用可能である。本装置によれば、光の経路において少しの損失を被ることにな
るが、光の利用効率を良くすることができるようになる。
【００２２】 既知のアルゴリズムは、像信号に基づいて、６色、赤、緑、青、マジェンタ、
シアン、黄色の適切な配分を規定するものであり、これらは２つのパネルの駆動
信号として使用される。
【００２３】 本発明は多くの異なるタイプの空間光変調器と共に使用することができるが、
システムの一部で操作するために、入射光を偏光する必要があるため、液晶ディ
スプレイ装置（或いは空間光変調器による光遅延）の場合には特別な利点がある
ことは明らかである。従って、余計な非効率さを強いられることはない。
【００２４】 本発明のこれらの目的や特徴は、添付する図面を参照しながら以下の説明や請
求項によってより明らかになるであろう。
【００２５】 本発明をより理解するために、図面を参照して以下に詳細に説明する。また、
図面における符号番号は、それぞれ対応するものを示すものである。
【００２６】 選択的偏光フィルター 選択的偏光フィルター（ＳＰＦ）は、光の特定のカラーバンドの偏光軸を選択
的に回転させるものつぃて利用可能であり、残りのバンドのものは変わらないま
まにされる。１つまたは複数のＳＰＦをＬＣＤや他の電気光学素子と組み合わせ
て、電気的に制御された選択的偏光フィルター（Ｅ−ＳＰＦ）を構成させること
もできる。このタイプの装置は、よく偏光カラーシャッターと呼ばれ、或いは、
略式でシャッターとも呼ばれることがある。Ｅ−ＳＰＦでは、電気的信号に基づ
き光の所定のバンドの偏光を回転する。そのうえ、このようなＥ−ＳＰＦは、吸
収選択的偏光素子と共に構成させることもでき、この装置は、非吸収スタックの
リターダを使用するものとしても知られている。スタックにおける多くのリター
ダとリターダの方向と遅延とは、追加の主要なスペクトルが第１の偏光軸にそっ
て伝達され、補間の負の主要なスペクトルは、直交する偏光軸にそって伝達され
る。
【００２７】 ＳＰＦとＥ−ＳＰＦとは、コレステロール物質からできており、円偏光に基づ
くものである。例えば、Ｂｒｏｅｒ他による米国特許第5,042,925号、Ａ．Ｓａ
ｄｃｈｉｋｉｎ他による「カラー分解素子としてコレステロールミラーを用いた
ＡＭ ＬＣＬＶプロジェクター（国際ディスプレイ研究会議の1997年の議事録、
1997年、ＣＡ、Ｓａｎｔａ Ａｎａ、情報ディスプレイ学会）」を参照されたい
。また、これらを参照によって本願に包含するものとする。
【００２８】 Ｅ−ＳＰＦは、元来、それぞれのフィルターステージにおいて２つの色の切り
替えができるような２値制御可能なものである。これらの装置は、薄いものであ
り、積み重ね可能なものである。３つのＥ−ＳＰＦ装置を積み重ねたものは、３
つの別々の波長バンド、例えば、赤、緑、青の偏光を制御することができる。こ
れらの装置は、非吸収性のもの、即ち、装置に入った全ての光は、装置から出て
行くようなものであって、３つの装置の積層上に外部から印加された電圧に依存
して偏光の変化の有無が決まるものである。この装置は、アナログ制御にも応答
するものであり、従って、水平と垂直との中間状態にすることもできる。Ｅ−Ｓ
ＰＦ装置に基づくこれらのリターダは、ＣｏｌｏｒＬｉｎｋ Ｉｎｃ社から市販
されている。Ｓｈａｒｐによる米国特許第5,751,384号とＷＯ９７／４３８６２
を参照されたい。また、これを参照によって本願に包含するものとする。
【００２９】 例えば、Ｅ−ＳＰＦ装置は、緑の光で作用するように設計されており、水平に
偏光された白色光が装置に入ってくるものと仮定する。装置が作動していないと
きは、水平に偏光された白色光が装置に入ってくる。装置が作動しているときは
、緑の光の偏光を９０°回転させる。従って、装置に入ってくる青、赤の光は、
水平に偏光されたままにされ、一方、緑の光は、垂直に偏光される。
【００３０】 好適な電気的に制御された選択的偏光フィルター（Ｅ−ＳＰＦ）では、光学的
な遅延に基づく波長スペクトルを使用するものである。さらにＥ−ＳＰＦを、個
別に制御可能な水平ゾーンへと区分することができ、これにより赤、緑、青の光
のそれぞれの成分を実現するために、順次にスクロールする機能、および／また
は、ランダムにアクセスする機能を得ることができる。
【００３１】 好適なＥ−ＳＰＦ装置の動作を図１で説明する。入ってきた光は線形に偏光さ
れる。第１のリターダ１は、入ってくる偏光に対して２２．５の方向のあるカラ
ーバンドに対して、２分の１の波の遅延をするように、また、入ってくる偏光に
対して平行、或いは、垂直である他のカラーバンドはどれでも遅延するように設
計されている。第１のリターダ１は、あるカラーバンドの偏光を４５度回転させ
、その他のカラーバンドの偏光を不変のままとする。液晶セル２は、電圧を印加
しない状態で２分の１の波の遅延をするように、また、電圧を十分に印加した状
態では全く遅延しないように設計されている。それは入ってくる偏光Pに対して
水平、或いは、垂直に向いている。元々の偏光のカラーバンドは、印加する電圧
にかかわらず液晶セル２によっては変化を受けない。４５度のカラーバンドの偏
光角は、液晶セル２が電圧を印加されない場合は、９０度（入力の偏光に対して
は相対的に１３５度）回転する、或いは、十分に電圧を印加された場合は、変化
を受けないままにされる。中間の電圧を印加した場合は、４５度と１３５度とで
直交する直線の成分で楕円偏光に変換される。第２のリターダ３は、第１のリタ
ーダ１を補間するように設計する。第１のリターダ１によって回転されなかった
カラーバンドは、第２のリターダ３によっても回転されることはない。第１のリ
ターダ１によって４５度回転されたカラーバンドは、反対の方向へ４５度回転さ
れる。このカラーバンドの偏光は、入ってくる光に対して水平か或いは垂直かで
あり、一方、他のカラーバンドの偏光は変化を受けない。
【００３２】 これらの装置を３つ重ねた積層体は、赤（第１のリターダ１、液晶セル２、第
２のリターダ３）、緑（第１のリターダ1’、液晶セル2’、第２のリターダ3’
）、青（第１のリターダ1’’、液晶セル2’’、第２のリターダ3’’）のカラ
ーバンドで独立して動作させることができる。このような積層体の構造を図２に
示す。偏光光Ｐはカバーガラス４から本装置に入ってくる。
【００３３】 本装置の好適な外寸は、１．５インチ平方である。積層体の厚みは、約０．４
５インチである。本設計では、各々が１．１ｍｍである８つのガラス1、,3、1’
、3’、1’’、3’’と、各々が３から７層の複屈折の物質から構成されている
６つのリターダの積層を具えるものである。しかしながら、厚さは、薄形のガラ
スを使用すればおそらく薄くすることができる。また、１つのセルにおける第２
のリターダのセットと、隣りのセルにおける第１のリターダのセットの設計を組
合せてすることもできる。約２５ボルトの駆動電圧を使用して、各セルを非複屈
折の状態へと駆動させる。
【００３４】 好適なセルとフィリップス社のUHPランプによって生成されたカラーをCIE図上
にプロットしたのが図４である。交差の偏光器の間において測定された原色（R,
G,B）は、点線による３角形で示される。一方、補色（M,C,Y）（水平の偏光器）
は、実線による３角形で示される。また、ランプからの白色光（W）も示してあ
る。黒体色の曲線（BB）を、スペクトルカラーの外形の範囲内の全てのカラーと
ともに示す。
【００３５】 原則として、偏光ビームスプリッターに結合された電気的に制御可能なSPF装
置で行なわれる色の分解は、どんな色でも、２色のカラーホイールやカラードラ
ム、ですることができる。しかしながら、E-SPFは、可動部分がなく、システム
をより小型にでき、かつ、よりシステムを厳格にすることができ、また、アナロ
グ制御では、中間色や混ぜ合わせた色を選択でき、機械的な慣性がない電気制御
では、Ｅ−ＳＰＦ装置を外部信号に、原則的に即座に同期させることができる。
カラーホイールの実施態様と比べると、Ｅ−ＳＰＦ装置は、小型で可動部分がな
いという利点がある。本発明によれば、Ｅ−ＳＰＦの非吸収の性質は、光の効率
をさらに向上させ、また明るさも増大させる。
【００３６】 好適には、フラットパネル（或いは関連する部分）は、データリフレッシュ中
は光を当てられない。構造化されていない（全フィールド切り替えの）ＳＰＦで
は、このことは、光源をリフレッシュ周期の間は「オフ」にすること、６０Ｈz
のリフレッシュではフィールドあたり５ｍｓの間オフにすることを意味する。従
って、ＬＣＤパネルをリフレッシュするのに３．５ｍｓかかる場合、ランプはこ
の時間の間オフにされ、この周期の残りの１．５ｍｓの間は「オン」にされる。
本装置では、比較的低い負荷サイクルで動作させることができる光源を必要とす
る。
【００３７】 Ｅ−ＳＰＦを使用する他のやり方は、シャッターをパターン化して多数の水平
のストライプを形成させることであり、これを図６に示す。図６では、シャッタ
ーは、２０個の別々の水平セグメント７０に分解して示してある。この水平セグ
メント７０、それぞれ独立して制御可能であり、独立して所望の状態になるよう
に選択することができる。実際のプロジェクタの場合は、妥当な範囲においてよ
り多く区分することが好ましい。例えば、約１００セグメントにするのが好適で
ある。図６では、第１のセグメント７３は赤の光を伝達する。第２のセグメント
７４は、暗い状態であって、赤色のデータがロードされる。第３のセグメントは
、青の光を伝達する。矢印７６は、次に処理するラインの方向を示すものである
。
【００３８】 この場合、ＬＣＤパネルの一部は新たな像データでリフレッシュされ、一方、
その他の部分では像が表示される。典型的には、リフレッシュは、それぞれの色
を表示するＬＣＤの約３分の１およびそれぞれの色の間の遷移７１で、ＬＣＤパ
ネルを縦にスクロールダウンするものである。従って、Ｅ−ＳＰＦを制御して第
１のＬＣＤパネルの適切な部分へそれぞれの所望の色を方向付けることができ、
Ｅ−ＳＰＦにより分離されたその色の補色は、明るさを増加させるために第２の
ＬＣＤパネルへと向けられる。
【００３９】 本発明による明るさの増加は、機械的な技法を使用しても同様に実現すること
ができる。例えば、特定のカラーバンドの範囲内の選択的偏光シフトは、２色フ
ィルター技法と同じように当該カラーバンドの中心に位置する細いバンドの半分
の波のリターダを使用して行うことができる。典型的にはフィルターの部分は、
ディスクの側面部（例えば、カラーホイールにおいて）、或いは、円筒の外周部
（例えば、カラードラムにおいて）に形成される。しかしながら、この場合、既
知のフィルタリングシステムとは対照的に、波長依存型の選択的な偏光シフトで
全ての光が通過する。
【００４０】 図７に示す好適な実施態様によれば、ＰＣＳは、ＰＢＳにおいてｓ−偏光の光
を生成する。ＳＰＦを、ある光のバンド、例えば緑の偏光が９０度回転するよう
に駆動させると、緑の光は、第１および第２のＰＢＳ（そのなかでは反射せずに
）通過して伝達され、第１のＬＣＤを所望の画素パターンの空間光変調で発光さ
せる。補色、即ちマジェンタなどのＳＰＦによってシフトされない偏光軸の光は
、第１と第３のＰＢＳから反射し、第２のＬＣＤを発光させる。反射モードが第
１と第２のＬＣＤからパターン化するように変調された光は、第４のＰＢＳにお
いて再結合され、通常のレンズを通過して一緒に投影される。また、第４のＰＢ
Ｓは、両方のＬＣＤの空間光変調器の検光子として機能するものであり、従って
、吸収性の偏光フィルタは通常は必要としない。
【００４１】 本システムは、第１のＬＣＤによって、赤、緑、青を変調することが可能であ
り、第２のＬＣＤによって、マジェンタ、シアン、黄色を変調することができ、
従って、本システムは、これら６色を考慮した投影システムである。
【００４２】 本システムの全体的な効果は、デジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ）用に現
在使用される赤、緑、青、白（ＲＧＢＷ）のシステムと同様のものである。赤、
緑、青、シアン、マジェンタ、黄（ＲＧＢ−ＣＭＹ）のシステムの利点は、赤、
緑、青、白のシステムの２倍である。第１に光の利用効率が増大することである
。赤、緑、青、白のカラーホイール、或いは、既知のＥ−ＳＰＦの単一パネルシ
ステムでは、光の効率は、典型的には、多くとも５０％に制限され、残りはロス
となる。彩度に関する人間光学上の問題から、実際の光の効率はこれ以下に制限
される。ＲＧＢ−ＣＭＹシステムでは、原則的に偏光光の１００％を利用するこ
とができる。ＲＧＢ−ＣＭＹシステムは、彩度の問題はＲＤＢＷシステムよりも
厳格でない。理由は、第２の色（ＣＭＹ）は実際にはいくつかの色を有しており
、従って、これらの色は、白が彩度を減じるほどには彩度を減じないからである
。従って、赤、緑、青、白のシステムにおける明るさの増加は約１４０〜１５０
％であるが、ＲＧＢ−ＣＭＹシステムにおける許容可能な明るさの増加は２４３
％にも達することができることがわかった。
【００４３】 Ｅ−ＳＰＦは、別の方法で偏光光を必要とするＳＬＭシステムにおいて使用す
ることが好適であるが、２板式のテキサスインスツルメンツ社の前述したＤＭＤ
のような他のタイプのＳＬＭを使用するシステムにおいても使用することができ
る。従来技術の偏光変換システムは、偏光フィルターに比べて原則的に出力光を
２倍にするが、入射光のエテンデュ（etendue）も２倍にし、限られたＤＭＤシ
ステムのエテンデュのスループットを顕著に減少させる。
【００４４】 図５は、従来技術の偏光変換システムに関連するエテンデュの影響を受けずに
、ＤＭＤ ＳＬＭおよびＥ−ＳＰＦで非偏光光を利用する可能なやり方を示すも
のである。このシステムでは、非偏光光を、プロジェクターランプ６１とリフレ
クター６２とが統合されたインテグレータ６３によって生成し、第１のＰＢＳ６
４によってｓ−、ｐ−の偏光光に分解される。これらの２つのビームは、単一の
或いは一対のＥ−ＳＰＦ装置６５を通過する。パターン化されたＳＰＦ６５の場
合は、正確な像のストライプを得るためには２つの装置を具えるのが好適である
。光はミラー６６，６７によって方向を変えられＥ−ＳＰＦ６５を通過して第１
のＰＢＳ６４から第２のＰＢＳ６８へと向かう。実際には、例えば、Ｅ−ＳＰＦ
６５の緑のチャンネルを活性化し（低い電圧）、その結果、緑の偏光は９０度回
転するが、赤と青の偏光は変化を受けない（高電圧）。緑のｓ―偏光光は、第２
のＰＢＳ６８に到達したときにｐ−偏光光になり、そして伝達される。緑のｐ−
偏光光は、第２のＰＢＳ６８に到達したときにｓ−偏光光になり、第２のＰＢＳ
６８によって反射される。従って、緑の偏光光は両方とも、本システムから右の
ほうへ出て行く。赤と青の光の偏光は両者とも、変化を受けず、本システムから
下方へと出て行く。ＤＭＤを具える（図には示さず）偏光不感応ＳＬＭを、第２
のＰＢＳ６８の後の光の経路に配置させることもできる。ＤＭＤを通過した後で
、２つのビームを再結合させるためには、ビームを再結合させる第２のＥ−ＳＰ
ＦとＰＢＳのセット（図５には示さず）を有する対称システムとするのが好適で
ある。或いは、プロジェクターを、スクリーンにおいて再結合させる２つのレン
ズのプロジェクターとして設計することもできる。
【００４５】 本発明の好適な実施態様によれば、赤、緑、青、白のシステムを超える実質的
な長所があり、さらに、補色のペアの数を３つより多く使用してもほとんど得る
ものはないことに留意されたい。特に、白と黒との補色のペアを追加することに
よる利益はまったくない。白の補色は黒であるため、黒の期間の間は、１つの液
晶ディスプレイ装置は、使用されない。３つの補色ペア、即ち、赤／シアン、緑
／マジェンタ、青／黄を使用すれば、赤、緑、青、白のシステムの全てのルーメ
ンのスループットの利益が得られ、一方、従来技術の赤、緑、青、白のシステム
に関連する彩度の問題のほとんどを回避できる。
【００４６】 実施例１ 図７は、本発明による実施態様を示すものである。この実施態様は、発光経路
８１、非吸収性偏光カラーシャッター８２（電気的に制御される選択的偏光フィ
ルター或いはＥ−ＳＰＦ）、上述したようにColorLink社から市販されるような
リレーレンズ８３、４つの偏光ビームスプリッター８４、８５、８７、８８（Ｐ
ＢＳ）、２つの反射ＬＣＤ８６、８９、投影レンズ９０を具える。図７は、４つ
の別々のユニットとしての４つのＰＢＳを示す。干渉する部品（即ち、フィール
ド或いはリレーレンズ）がそれぞれのＰＢＳの間に必要としない場合は、これら
の要素は、両方の対角線上に偏光コーティングした１つの大きなＸプリズムに統
合できることに留意されたい。
【００４７】 図７では、発光源８１はそれぞれのＬＣＤ８６、８９上に発光体を形成させる
ように設計されているインテグレータと一体となって、ＬＣＤパネル８６、８９
に対して偏光された白色光を提供する。このことは、同じ発光経路システムであ
り、発光体はＬＣＤ８６、８９の両方に同時に形成されることに留意されたい。
説明の便宜上、発光経路は、ｐ−偏光光を生成し、ＰＢＳ素子は、ｐ―偏光光を
伝達し、ｓ−偏光光を反射するものと仮定する。Ｅ−ＳＰＦ８２が、作動してい
ない状態で、そしていかなる色の光の偏光も変化を受けない場合、実質的には、
全ての色の光が第１のPBS８４と第２のPBS８５とを通過して第１のLCD８６を照
射する。第１のＬＣＤ８６は、像を明るくすべき場合には、光の偏光を９０度回
転させることによってその表面上の画素の光のパターンを変調するように、暗く
する場合には偏光を変化させないように作用するものである。偏光を変化させな
いことを目的とする光は、第２のPBS８５との第２の衝突のためにｓ―偏光とな
り、そしてそこで反射される。第４のPBS８８から反射され、投影レンズ９０へ
入り、最終的には投影スクリーン（図には示さず）に到達する。このモードでは
、本システムは単色の反射LCDシステムとして機能する。
【００４８】 偏光カラーシャッター８２がある光、例えば緑光の偏光を９０度回転させる場
合、緑の光は第１のＰＢＳ８４上のコーティングに対応してｓ―偏光となり、反
射される。青および赤の光は、依然としてｐ―偏光であり、そして反射される。
緑の光は、第３のPBS８７で反射され、第２のLCD８９を照射する。第２のLCD８
９は、緑の光の偏光を選択的に偏光し、緑の像を作り出す。この緑の変調された
光は、第３のPBS８７に対応してｐ―偏光となり、第３のＰＢＳ８７および第４
のＰＢＳ８８を通過して伝達する。この緑の光は、投影レンズ９０に入射し、ス
クリーン（図には示さず）上に緑の像を生成する。同様に説明するが、白、赤、
青の光は、第１および第２のＰＢＳ８４，８５を通過し、第１のＬＣＤ８６によ
って変調され、その後、第２および第４のＰＢＳ８５，８８から反射され、投影
レンズ９０に入射し、スクリーン上にマジェンタの像、即ち緑の像と共に記録さ
れたものを形成する。すなわち、緑およびマジェンタを基本的な色に用いる２色
式のプロジェクターが提供されることとなる。
【００４９】 同様に、偏光カラーシャッター８２が、青や緑の光を変化させることなく、赤
の光の偏光を９０度回転させる場合、本システムは、赤とシアンとを基本色とす
る２色式のプロジェクターとして動作する。最後に、偏光カラーシャッター８２
が、赤や緑の光を変化させることなく、青の光の偏光を９０度回転させる場合、
本システムは、青と黄とを基本色とする２色式のプロジェクターとして動作する
。偏光カラーシャッター８２が、像信号の１つのフィールド時間において（例え
ば、NTSCの場合は１／６０秒）３つの状態（赤、緑、青）を繰り返す場合、６つ
の基本色を用いるカラーシーケンシャルプロジェクターとして機能する。
【００５０】 図３に示した特性に合致するスペクトル特性を有するセルを、図７に示したシ
ステムにおけるUHPランプと共に使用して、かつ、カラーシャッター以外の本シ
ステムの全てのコンポーネントを、中間の密度にした場合、本システムは、図３
に示すように、６色の基本色（RGB-CMY）を生成する。図３に示したスペクトル
特性は、任意の赤、青、緑の伝達スペクトルを選択することができ、好適なColo
rLink社のＥ−ＳＰＦの特性に対応させる必要はない。
【００５１】 図４の色域の赤―緑―青（ＲＧＢ）の領域は、点線による外側の３角形で示さ
れる。これは、ＲＧＢを基本色とする従来技術のカラーシーケンシャルプロジェ
クターによって提供される色域である。開放されている黒の四角（W）は、UHPラ
ンプの色のポイントである。従来技術の４色式のシステムの場合は、この色の白
色光を、赤、青、緑の光へ追加して、システムの輝度を増大させることができる
。理由は、白色光は、単一の色を表すものだからであり、プロジェクターの設計
者は、厳格にどれだけの光を加えれば良いかということ、および、白色光を飽和
していない色に対してどれだけ付加するかを決定する使用されるアルゴリズムに
制約される。
【００５２】 実線による小さいほうの３角形（CMY）は、シアン、マジェンタ、黄だけを基
本色として考慮したプロジェクターの色域を表すものである。両者の３角形の中
のいかなる色でも、プロジェクターのＲＧＢ領域によって、或いは、プロジェク
ターのＣＭＹ領域によって生成させることができる。従って、この両者の色域の
内側のいかなる色であっても、色を悪化させることななく、十分な量のＣＭＹに
よって増大させることができる。プロジェクターのＣＭＹ領域（この実施例にお
いては）は、プロジェクターのＲＧＢ領域よりも１４３％明るいため、ＲＧＢＷ
の従来技術のプロジェクターで可能な白の追加による限界の４０〜５０％よりも
、ＲＧＢ―ＣＭＹプロジェクターによるほうが明らかに増加の限界が高い。
【００５３】 ＣＭＹ色域の正確なサイズおよび形状は、Ｅ−ＳＰＦ８２の特性と、ランプ８
１のスペクトルエネルギー分布とによって決定される。好適なＵＨＰランプの赤
の出力光は、青や緑と比べて比較的低いため、図４のＭＣＹ色域は、赤の基本色
から偏っている。Ｅ−ＳＰＦのカラー特性に依存して、シアン、マジェンタ、黄
の色のポイントは、ＲＧＢ色域の外側になることもできる。この場合、白の輝度
の増加だけではなく、プロジェクターによって達成される色域も実際に拡張され
る。本実施例では、黄の基本色は、赤および緑の基本色によって規定された色域
の境界線よりも実際にわずかに外側に位置する。従って、この実施例のプロジェ
クターは、黄の色域がわずかに拡張されている。
【００５４】 実施例２ １つのＬＣＤ、例えば、第１のＬＣＤ８６が緑、シアン（緑＋青）、黄（緑＋
赤）のフィールドを生成するように割り当てられ、一方、他のＬＣＤ８９は赤、
青、マジェンタ（赤＋青）のフィールドに割り当てられた場合、カラーシーケン
シングにおいて１つの変化が発生する。本構成の場合は、緑の光りは、第２のＬ
ＣＤ８９へ行く必要はまったくない。従って、入射する白色光における緑の光の
偏光は、Ｅ−ＳＰＦによってはまったく変化を受けない、さらに、Ｅ−ＳＰＦは
、３色全ての色の偏光を変化させる能力がある３層の装置ではなく、赤および青
の光の偏光を変化させる能力がある２層の装置のみを必要とする。もちろん、何
らかの色のペアの偏光の変調は、６つの基本色、即ち、本実施例では赤／青、或
いは、赤／緑や青／緑のプロジェクターを生成するのに十分であることは明らか
である。
【００５５】 赤および青の変調の２層のＥ−ＳＰＦを提供する代わりに、Ｅ−ＳＰＦ８２は
、青および緑の変調を提供することもでき、その結果、第１のＬＣＤ８６には、
赤、黄（赤＋緑）、マジェンタ（赤＋青）が割り当てられ、第２のＬＣＤ８９に
は、青、緑、シアン（緑＋青）が割り当てられる。本構成によれば、ＳＰＦ８２
は赤の層の潜在的な手間を省略することができ、一方、残りのシステムの構成部
品、特に第１および第２のＬＣＤ８６、８９のＳＬＭ、ＰＢＳ８４，８５，８７
，８８を、変調、および／または解析される特定の波長或いはスペクトルバンド
に、それぞれを最適化することが可能になるという利点がある。
【００５６】 実施例３ 上述した実施態様では、Ｅ−ＳＰＦ８２は、全体的に処理するよう、即ち、そ
れぞれのＬＣＤとカラーシャッターとの全ての領域が同時に状態を変化させるよ
うに機能するものと想定される。Ｓｈｉｅｌｄｓによる米国特許第4,870,396号
を参照されたい。また、これを参照によって本願に包含させるものとする。
【００５７】 しかしながら、これは、ＬＣＤを制御するためのもっとも一般的な方法ではな
い。典型的なＬＣＤ（反射、或いはトランスミッシブ）では、データを一度に１
つの列にロードし、データがロードされた後、ＬＣＤの状態は即座に変化する。
例えば、データが他の赤、緑、青にロードされる単一のパネルのカラーシーケン
シャルシステムの場合を例として挙げる。赤のデータは列にロードされるが、当
該ラインの青のデータは以前のフィールドによって上書きされる。列へのロード
が終了するとすぐに、アドレッシング回路は、次の列へ落ちてゆき、当該列へ赤
のデータをロードし、以前の青のデータを上書きする。従って、ラインの下の青
のデータ、ラインの上の赤のデータで、ＬＣＤを下に縦断するラインがある。こ
のラインがＬＣＤの最下部に到達したとき、ラインは、ＬＣＤの一番上にジャン
プし、緑のデータを書き出し、赤のデータを上書きする。このアドレッシング方
式に対応するためには、画素上の発光を当該画素上のデータに合致させる必要が
ある。従って、ＬＣＤ上に青のデータがある場合、青の光がＬＣＤを照射しなけ
ればならない。赤のデータがある場合、赤の光でなければならない。本構成にお
いては、青および赤の光の境界は、水平のラインとなる必要があり、パネルを下
のほうへデータがパネルへロードされる速さと同じ速さで移動しなければならな
い。これを達成する１つの手法は、スクローリングカラーシステムである。Jans
sen他による米国特許第5,532,763号を参照されたい。また、これを参照によって
本願に包含させるものとする。
【００５８】 このタイプの従来のＬＣＤに対応するためには、図６に示すようにＥ−ＳＰＦ
をパターン化して水平セグメントに変換する必要がある。図６では、Ｅ−ＳＰＦ
は、２０の別々の水平セグメント７０に分解され、それぞれは独立して制御可能
である。実際のプロジェクターの場合は、妥当な範囲でセグメントを増やすほど
（例えば１００セグメント）、良くなるものである。Ｅ−ＳＰＦ７２は、図７に
示すようにリレーレンズ８３がついた第１および第２のＬＣＤ８６，８９上に像
を写す。
【００５９】 ＬＣＤ（ＳＸＧＡ、１０２４）の画素の列の数に比べて比較的少ない数のセグ
メント（約１００）であるため、光の境界を、データの境界と正確に合致させる
ことは不可能である。従来の単一のパネルシステムでは、黒にさせる現在の列を
照らすシャッターのセグメントを持たせることが可能である。本発明によるこの
実施態様では、これはうまく機能しない。理由は、２つのＬＣＤ８６，８９がデ
ータと同時に制御されるからである。従って、ＬＣＤ８６がＲＧＢを表示してい
る場合に、シャッターが黒にされたとき、補色すなわち白は、第２のＬＣＤ８９
に現れる。しかしながら、１００或いはこれ以上のセグメントの場合は、この問
題は、ディスプレイの色彩測定上に顕著な効果をもたらさないのに十分なほど小
さいものである。しかしながら、これが問題となる場合は、移動の周期の間に、
第２のＬＣＤ８９の小さな区分をすべて黒にすることも可能である。
【００６０】 実施例４ 本発明の投影システムは、図８に示すようにトランスミッシブＬＣＤとして機
能させることもできる。この場合は、２つの平面のフォールドミラー９６，９７
で、図７の第２および第３のＰＢＳ８５，８７を置き換えたものである。
【００６１】 このシステムでは、２つのＬＣＤ９８、９９は、両方の発光経路および像経路
において異なる数の反射が持つ。カラーシャッターをスクローリングさせる方向
は、発光経路の第１のＬＣＤ９８に対応して第２のＬＣＤ９９用に左から右へと
反転されるが、水平スキャニングが使用される場合（紙の平面上において）、こ
の反転は、像経路において修正される。お互いに対する２つのパネル上の左から
右への反転は、既知の手法によって修正可能である。図７に示すように、この問
題は、反射ＬＣＤバージョンでは発生しない。像がお互いに反転しないため、こ
のことは、システム設計を簡便にする。
【００６２】 実施例５ 図９に示す本発明のその他の実施態様によれば、図７のＥ−ＳＰＦ８２は、パ
ッシブＳＰＦ１０１，１０２，１０３、スキャニングプリズム１０４を具えるシ
ステムで置き換えられる。
【００６３】 この場合、それぞれのＳＰＦ（赤１０１、緑１０２、青１０３として図に示す
）は、設計上の波長バンドにおいて２分の１のリターダおして作用し、従って、
当該色の偏光を９０度回転させる。設計上の波長バンドの範囲外では、リターダ
は、光の偏光には影響を与えない。図９では、発光経路からの白色入力光は、偏
光変換システムＰＣＳによって垂直に偏光される。像レンズ１０５（即ち結像レ
ンズ）からきた光は、第１の偏光ビームスプリッターＰＢＳ８４へと向かう。ひ
とまとめにされた３つのＳＰＦ１０１、１０２，１０３は、ＬＣＤ８６，８９装
置とほぼ同じ縦横比を持つものであり、おそらくはいくらかそれを上回るもので
ある。リフレッシュのために空白にするためには、干渉フィルター１０６、１０
７をリターダの間に設ける。像レンズ１０５は、リターダのセット１０１，１０
２、１０３を回転プリズム１０４、ＰＢＳ素子８４，８５，８７，８８を介して
それぞれのＬＣＤ８６、８９上に結像する。回転プリズム１０４は、像をスキャ
ンして、３つの補色バンドのセットのそれぞれは、各ＬＣＤ８６，８９上で垂直
にスキャンされる。従来技術のスキャニングカラープロジェクターの場合は、Ｓ
ＰＦの像の一部が、ＬＣＤの最下部からはずれたとき、即座にＬＣＤの最上部に
再出現する。従って、第１のＬＣＤ８６は、ＲＧＢのスクローリングカラー発光
を受け取り、一方、第２のＬＣＤ８９は、ＣＭＹのスクローリングカラー発光を
受け取る。
【００６４】 従来技術のスクローリングカラー発光を上回る本システムの利点は、３分の１
のエテンデュではなく、パネル／投影レンズの結合のエテンデュが十分に使用さ
れる。システムのエテンデュおよび使用されるランプに依存して、これは、約１
．５ｘ〜２．５ｘのファクタによってルーメンのスループットを増加させる。
【００６５】 図１０に示すように、切り替え可能なコレステロールミラー１１０、即ち電気
的に制御される液晶可変遅延構造体を、白色光経路１１１にそって配置される選
択的反射構造体しして提供することができる。白色光経路１１１の光は、線形に
偏光される。白色光は、切り替え可能コレステロールミラー１１０によって２つ
の成分、透過する第１の成分１１２、反射する第２の成分１１３に分解される。
それぞれのミラー１１４，１１５を、第１の成分１１２および第２の成分１１３
の経路上に設けて、分解された光の方向を変える。図１０は、マトリックス液晶
ディスプレイモジュールなどの第１および第２のトランスミッションモード空間
光変調器１１６，１１７を示すものである。第１の成分１１２’および第２の成
分１１３’からの変調された光は、第２の切り替え可能なコレステロールミラー
１１８で統合され、そして投影レンズ１２０によって投影される。
【００６６】 第１の実施態様では、切り替え可能なコレステロールミラー１１０、１１８の
セットは、制御装置１１９によってそれぞれ同期させて駆動され、それぞれは、
２つ光学的状態を有する。図１１Ａおよび１Ｂに示すように第１の状態では、短
い波長の成分、例えば青１２１が、より長い波長の成分、例えば、黄１２２から
分離される。この場合、色域１２４の利用可能な出力は、ライン１２３として表
わすことができる。このライン１２３は、像制御装置１２０の制御のもと、切り
換え可能なコレステロールミラー１１０、１１８が第１の状態において、第１お
よび第２のトランスミッションモード空間光変調器１１６，１１７によって偏光
された光の組合わせを表わすものである。
【００６７】 図１２Ａおよび１２Ｂに示すように、第２の状態では、第１の光の成分１１２
および第２の光の成分１１３は、例えば、それぞれ、シアン１２５、赤１２６と
なる。この場合、色域１２４の利用可能な出力は、ライン１２７として表わすこ
とができる。このライン１２７は、像制御装置１２０の制御のもと、切り換え可
能なコレステロールミラー１１０、１１８が第２の状態において、第１および第
２のトランスミッションモード空間光変調器１１６，１１７によって偏光された
光の組合わせを表わすものである。切り換え可能なコレステロールミラー１１０
、１１８の２つの状態は、高速で切り替わるものであり、従って、これら２つの
状態を足したものが、人間の目によって知覚される。従って、図１３は、２つの
状態では、知覚される出力レンジ１２８は、見ることができる色域１２４の実質
的な部分は包含され、従って、それぞれの切り換え可能なコレステロールミラー
１１０、１１８用に切り換え可能な単一の層しか必要としないこの比較的簡単な
実施態様は、様々な応用分野において受け入れ可能なものである。
【００６８】 この実施態様では、分解された色は、像制御装置１２０による補色や基本色と
して扱う必要がなく、むしろ利用可能な色空間内の所望の出力の部分が決定され
、２つの利用可能な軸からの出力の適切な線形の組合わせが表示されることに留
意されたい。
【００６９】 切り換え可能なコレステロールミラー１１０、１１８を自由に追加する、即ち
、上述したように３つ或いはそれ以上の状態を制御できるＥ−ＳＰＦを追加する
場合、像制御装置１２０の制御の仕方は、実施例４で述べたとおりである。それ
ぞれミラー１１４，１１５と単一構造の空間光変調器１１６，１１７を実現でき
る 実施例１，２、或いはデジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ）に関連して上述し
たように、反射モード空間光変調器を設けることができることに留意されたい。
【００７０】 様々な実施態様で応用される本発明の基本的な新規な特徴を詳細に説明してき
たが、様々な省略がされており、本発明の精神から離れることなく当業者であれ
ば説明した方法やシステムを様々な形で変更することができることを理解された
い。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲から確かめるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 電気的に制御される選択的偏光フィルタの動作を説明する線図である
。
【図２】 電気的に制御される選択的偏光フィルタの積層体の構造を説明する断
面図である。
【図３】 選択的偏光フィルタの積層体のスペクトル特性のグラフである。
【図４】 本発明によるシステムにおいて利用可能である原色と補色とを説明す
るCIE１９３１色域図である。
【図５】 ６色の発光装置、２つの空間光変調器、空間光変調器が偏光光を必要
としない結像投影システムを説明する線図である。
【図６】 本発明による区分された電気的に制御される選択的偏光フィルタの動
作を線図的に示す図である。
【図７】 本発明による２板式の６色反射モードの結像投影システムを線図的に
示す図である。
【図８】 本発明による２板式の６色トランスミッシブモードの結像投影システ
ムを線図的に示す図である。
【図９】 本発明による機械的にスキャンされる選択的偏光フィルタシステムの
固定されたリターダーを説明する図である。
【図１０】 選択的に制御可能であり切り換え可能なミラーを具える本発明によ
る他の実施態様を示す図である。
【図１１A】 図１０の実施態様における波長の関数としてCIE１９３１色域図に
プロットされた白色光の第１の分解を示す図である。
【図１１B】 図１０の実施態様における波長の関数としてCIE１９３１色域図に
プロットされた白色光の第１の分解を示す図である。
【図１２A】 図１０の実施態様における波長の関数としてCIE１９３１色域図に
プロットされた白色光の第２の分解を示す図である。
【図１２B】 図１０の実施態様における波長の関数としてCIE１９３１色域図に
プロットされた白色光の第２の分解を示す図である。
【図１３】 図１１A、１１B、１２A、１２Bで示した２つのそれぞれの色分解の
状態により利用可能な複合色空間を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 33/12 Ｇ０３Ｂ 33/12 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ (72)発明者 スティーヴン ファン レーベルヘ オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA05 BA06 BA08 BB03 BB05 BC22 2H088 EA14 EA37 HA18 HA20 HA23 HA28 MA06 2H091 FA10Z FA14Z FA26X FA26Z FA41Z LA16 MA07 5C060 GA01 GA02 GB02 GB06 HC10 HC11 HC20 HC21 HC24 JA11 JA17 JB06

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 広帯域光源と、 前記の選択されたスペクトルバンドの外側の光から、選択されたスペクトルバ
    ンドの範囲内の光を空間的に分離するのに適するようなビームスプリッターと、 前記の選択されたスペクトルバンドの内側の光の経路と、前記の選択されたス
    ペクトルバンドの外側の光の経路とに沿ってそれぞれ配置される一対の光変調器
    と、を具え、 前記選択されたバンドは、制御可能な状態で選択されること、 を特徴とする結像システム
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の結像システムにおいて、 前記広帯域光源は、 様々な偏光角を有する偏光されていない白色光源と、 前記の偏光されていない白色光を実質的に単一の偏光軸を有する偏光された白
    色光へ変換する偏光変換システムと、を含むこと、 を特徴とする結像システム。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の結像システムにおいて、 前記の選択的なビームスプリッターは、 制御可能な状態で選択されたスペクトルバンドの外側の光に対応して、前記の選
    択されたスペクトルバンドの光の偏光角を回転させるのに適する選択的な偏光コ
    ンバーターと、 前記の制御可能な状態で選択されたスペクトルバンドの外側の光の前記選択さ
    れた波長バンドを空間的に分離する偏光ビームスプリッターと、 を特徴とする結像システム。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の結像システムにおいて、 前記一対の光変調器は、 それぞれに電気光学的な空間光変調器を含むこと、 を特徴とする結像システム。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の結像システムにおいて、 前記一対の光変調器は、 それぞれにＬＣＤ結像パネルを含むこと、 を特徴とする結像システム。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の結像システムにおいて、 前記の選択的なビームスプリッターは、 電気的な制御により選択されたカラーバンドの偏光軸を回転させること、 を特徴とする結像システム。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の結像システムにおいて、 前記の選択的なビームスプリッターは、 コレステロール物質から成ること、 を特徴とする結像システム。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の結像システムにおいて、 前記の選択的なビームスプリッターは、 スペクトルバンドの分離の空間パターンを制御すること、 を特徴とする結像システム。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の結像システムにおいて、 前記の選択的なビームスプリッターは、 それぞれに異なるスペクトルバンドのスクローリングスキャンを生成すること、
    を特徴とする結像システム。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載の結像システムにおいて、 前記の制御可能な状態で選択されたスペクトルバンドの内側の変調光と、前記
    の制御可能な状態で選択されたスペクトルバンドの外側の変調光と、を再結合す
    るビームスプリッターをも含むこと、 を特徴とする結像システム。
  11. 【請求項１１】 請求項１に記載の結像システムにおいて、 前記の制御可能な状態で選択されたスペクトルバンドの内側の光の経路上に配
    置された前記の一対の光変調器の１つは、赤、緑、および青の光を変調し、 前記の制御可能な状態で選択されたスペクトルバンドの外側の光の経路上に配
    置された前記の一対の光変調器のもう１つは、シアン、マジェンタ、黄の光を変
    調すること、 を特徴とする結像システム。
  12. 【請求項１２】 請求項１に記載の結像システムにおいて、 時間上で前記の選択されたスペクトルバンドを変化させる手段をも含むことと
    、 を特徴とする結像システム。
  13. 【請求項１３】 （ａ）広帯域光源を生成するステップと、 （b）広帯域光源の出力を分解して、前記の制御可能な状態で選択されたスペ
    クトルバンドの外側の光から、制御された状態で選択されたスペクトルバンドの
    内側の光を、選択的に空間的に分離させるステップと、 （ｃ）制御された状態で選択されたスペクトルバンドの内側の光の経路上に配置
    された光と、前記の制御可能な状態で選択されたスペクトルバンドの外側の光と
    、を別々に分離して空間的に変調するステップと、 を含むことを特徴とする結像方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の結像方法において、 前記の選択的なビームスプリッターは、 制御可能な状態で選択されたスペクトルバンドの外側の光に対応して、前記の選
    択されたスペクトルバンドの光の偏光角を制御可能な状態で回転させ、 制御可能な状態で選択されたスペクトルバンドの外側の光の選択された波長バン
    ドを空間的に分離すること、 を特徴とする結像方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１３に記載の結像方法において、 前記の分離させるステップが、電気的に制御して、選択されたカラーバンドの
    偏光軸を回転させること、 を特徴とする結像方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１３に記載の結像方法において、 前記の分離させるステップが、機械的に制御されること、 を特徴とする結像方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１３に記載の結像方法において、 前記の制御可能な状態で選択されたスペクトルバンドの内側の光の経路上に配
    置された光は、いかなる空間位置においても赤、緑、或いは青の光を含み、 前記の制御可能な状態で選択されたスペクトルバンドの外側の光の経路上に配
    置された光は、いかなる空間位置においてもシアン、マジェンタ、或いは黄の光
    を含む、 ことを特徴とする結像方法。
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