JP2801433B2 - 光変調素子およびそれを用いるカラー電子装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電圧の制御により、簡
便にかつ高速に透過光や反射光の波長を連続的または段
階的に変化することができる光変調素子、およびこの光
変調素子を用いて構成されるカラー電子装置である撮像
装置などの光検出装置、カラー複写機、印刷製版装置、
ファクシミリ通信装置などの画像入力／出力装置、画像
演算装置および照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、時計、電卓、コンピュ
ータ端末、ワードプロセッサあるいはテレビジョン受信
機など、広い分野に亘り利用されている。これらの用途
に用いられる代表的な表示モードとしては、液晶セル内
の液晶分子を初期配向としてほぼ９０°捩るいわゆるＴ
Ｎ(Twisted Nematic）モードである。ＴＮモードは、１
組の偏光板の間に液晶セルを配置し、このセルの光学的
性質、すなわち表示電圧無印加時の旋光特性と電圧印加
時の旋光解消特性とを利用してモノクロ表示を行うもの
である。

【０００３】またカラー化については、液晶セル内に表
示画素毎に、たとえば赤、青、緑の微小寸法のマイクロ
カラーフィルタを設け、ＴＮモードの上記光スイッチン
グ特性を利用し、加色混合によりマルチカラー表示（所
定の複数色表示）やフルカラー表示（無段階色表示）を
行う。この原理は、現在、アクティブマトリクス駆動や
単純マトリクス駆動を適用した小形液晶テレビジョン受
信機の表示装置として採用されている。

【０００４】ワードプロセッサ用表示装置として広く使
用されている表示方式としては、ＴＮモードと類似のセ
ル構造で、液晶の捩れ角を１８０°〜２７０°に設定す
るＳＴＮ(Super Twisted Nematic）モードが挙げられ
る。このモードの特徴は、液晶捩れ角を９０°以上に増
大し、かつ偏光板の偏光方向の設定角度の最適化をによ
り、印加電圧の増加に伴う急激な分子配向変形を、液晶
の複屈折変化に反映させ、鋭いしきい値を有する電気光
学特性を実現するものである。したがって単純マトリク
ス駆動に適する。

【０００５】一方、このモードの短所としては、液晶の
複屈折により表示の背景色として、黄緑や濃紺の色付き
を呈することにある。この改善法として、表示用ＳＴＮ
パネルに光学補償用パネルやポリカーボネイトなどの高
分子で形成される位相差板を重ね合わせることにより色
補正を行い、モノクロ表示を可能とする技術があり、現
在このような構造の液晶表示装置（ＬＣＤ）が「ペーパ
ーホワイトＬＣＤ」として市販されている。またこのカ
ラー化においては、前述のＴＮモードと同様の動作原理
でマルチカラー／フルカラー表示が可能となる。

【０００６】広い視角を要求される用途に対しては、液
晶に分子長軸方向と短軸方向とで吸光度の異なる色素
（２色性色素）を添加する、いわゆるＧＨ（ゲストホス
ト）モードが使用される。この方式は、偏光板を使用す
るハイルマイヤー型と偏光板を使用しないホワイト／テ
イラー型（相転移型）および２層型などに分類できる
が、いずれにしても動作原理となるものは色素の配向を
電圧による液晶分子の配向を介してコントロールし、色
素分子方向の吸光度差を表示に利用するものである。ま
たカラー化に対しては、色素として可視光の一部の波長
を吸収する色素を用いるか、黒色となる色素を使用した
ＧＨセルに有色フィルタを組み合わせて表示が可能とな
る。

【０００７】他のカラー表示法としてはモノクロ表示装
置の前面もしくは背面に透過光の波長を制御できる素子
を設置し、時間順次的にその透過光の波長を切り替える
ことによりカラー表示を行う方法がある。この手法を投
射型表示装置に応用した例として、高分子分散型液晶を
ＣｄＳｅ−ＴＦＴパネル（ＴＦＴ＝薄膜トランジスタ）
に封入し、赤、緑、青のフィルタを取り付けた円板を光
源の前に設置し、円板の回転による照明光の色変化に同
期して、前記ＴＦＴ−ＬＣＤに表示を行うことによりフ
ルカラー表示を行う技術がある。一方、表示装置以外の
電子装置においてもカラー化への対応が図られており、
たとえば撮像装置、カラーセンサなどの光検出装置、カ
ラー複写機、カラー印刷製版装置、画像入力／出力装
置、画像演算装置および照明装置が挙げられる。

【０００８】撮像装置は現在、電荷結合素子(ＣＣＤ：C
harge Coupled Device）が半導体製造技術の進展と共に
性能の向上が図られ大きな市場を形成しつつある。特に
ビデオカメラへの搭載はホームユース市場の拡大に大き
く貢献している。

【０００９】カラーセンサにおいても従来では限られた
工業用途にしか用いられていなかったが、近年ビデオカ
メラのホワイトバランス調整用として搭載されるように
なっており、需要が急速に延びている。

【００１０】これらの電子装置は光電変換面の前面に合
成樹脂材料などから成るカラーフィルタを装着した構成
となっており、光電変換素子に入射する光の特定波長成
分に対する特性を検出することにより、入射光全体の特
性を算出する構造となっている。

【００１１】このような光電変換素子を有する電子装置
の構造上の重要な点は、前記カラーフィルタの構造であ
り、前述した表示装置と同様に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）お
よび青（Ｂ）の光の波長成分に対応するフィルタが光電
変換面に並列に配列されている。すなわち、前記赤、緑
および青の３つのフィルタが表示上の１画素を構成して
いる。

【００１２】またこのように入射光を３原色成分に分解
する以外に、補色系のフィルタ（シアン、マゼンタおよ
びイエロー）のみ、もしくは３原色フィルタにこれらを
混合したものを並列配置した構成も提案されている。

【００１３】複写機においては、複写原稿に白色光を照
射し、反射光を前記赤、緑および青のフィルタを時間順
次的に機械的な構成を用いて切り替えることにより、感
光ドラムに３原色の光学像を書込み、その後、これらの
光学像をカラー現像剤を媒体にして記録紙に複数回転写
し、フルカラー表示を再現する。この原理の中で、予め
複写原稿に赤、緑、青のカラーフィルタを用いて３原色
の光源光を順次照射し、原稿像の３原色分解を行った
後、感光ドラムに対して前記と同様に処理を行ってもフ
ルカラー複写が可能となる。この場合のカラーフィルタ
の時間順次的な切換え制御は、機械的に行われるのが通
常である。

【００１４】デジタル式複写機においては、複写原稿の
原稿像を固体撮像素子（ＣＣＤ）によって光電変換を行
い、その後、デジタル画像信号処理を行ってカラー原画
の再生を行う構成が用いられる。この場合に用いる固体
撮像素子は、前記ＣＣＤと同一であり動作原理も前記説
明に従うものである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、各種
表示装置や撮像素子あるいはカラーセンサや複写機など
画像入力／出力装置において、カラー化は現在の開発動
向の１つになっているが、現状のカラー化技術では解決
すべき課題を多く抱えている。

【００１６】すなわち表示装置に関しては、マルチカラ
ーもしくはフルカラーを実現する目的で、たとえば白黒
表示を行う液晶表示装置の前面に１表示画素毎にたとえ
ば赤、緑、青のマイクロカラーフィルタを設ける構造が
知られている。このようなパネル構造では複数光のマイ
クロカラーフィルタを合わせて１表示画素とするため、
解像度の低下が生じる。これを防止するために表示を行
う液晶表示装置の表示画素サイズを微細化する場合、表
示用の信号が流れる電極部分の微細化による高抵抗化が
生じ、液晶表示装置において信号が供給される位置と信
号供給位置から離れた位置との間で表示される画像濃度
にむらが生じることになる。また製造環境を極めて高い
清浄度に設定する必要があり、ごみなどの影響による製
造上の歩留まりの低下などの問題が生じる。

【００１７】一方、前述したＧＨ（ゲストホスト）モー
ドを用いる表示装置では、マルチカラー表示あるいはフ
ルカラー表示を実現するに際して、可視光の一部の波長
を吸収する色素を用いる技術が知られている。このよう
な場合には、異種の色素を添加したゲストホスト液晶を
積層して重ね合わせる必要があるが、この技術では各層
の表示絵素が視差により斜め方向から見た場合に一致し
ないという問題を有する。この問題の解消を図るため
に、各積層パネルのガラス基板の板厚を薄くする技術が
考えられるが、この場合には液晶表示装置を製造する工
程でガラス基板が極めて破損しやすく、取り扱いが困難
になるという課題を生じる。さらに黒色を表示可能な色
素を使用したゲストホスト液晶では、上述したようなマ
イクロカラーフィルタを用いる必要があり、この場合に
は前記解像度の低下という基本的な問題が生じる。

【００１８】一方、赤色、緑色、青色の光を時間順次的
に切り替えて表示装置に応用した技術では、前記マイク
ロカラーフィルタを使用する場合と比較し、表示装置の
１画素がそのまま表示画素となるため、解像度は向上す
るが、従来では、この色の切換えをたとえば円板に同方
向に前記３色のカラーフィルタを取り付けて、円板を回
転駆動させるなどの機械的な構成で実現しているため、
装置の小型化や耐久性に問題があり、また騒音を生じる
という問題を有している。

【００１９】一方、撮像装置や前記カラーセンサにおい
ては、マイクロカラーフィルタを設ける構造のため解像
度が低下するという表示装置の場合と同様の問題点を有
しており、また微細構造のマイクロカラーフィルタを用
いるなどの点で、装置の構造が複雑になるという課題を
有している。

【００２０】また前述したカラー複写機においては、原
稿に照射される光あるいは原稿からの反射光に関して、
３色に分解するためのフィルタの切換え動作は前述した
ような機械式に行われるか、あるいは色毎の光源を設け
る必要があるため、前述したような構成の大型化や耐久
性の低下あるいは騒音などの問題を生じることになる。
あるいは色毎の光源を設ける場合には、構成の小型化や
光源の寿命あるいは色純度、消費電力に問題を有してい
る。

【００２１】本発明の目的は、現段階でのカラー化技術
の有する諸問題に鑑み、所望の波長帯域の透過光や照射
光を電気的に短時間で切換えられる色彩可変フィルタを
液晶で実現させることにより、構成の小型化と表示品質
の向上とを図ることができる光変調素子を提供すること
であり、さらにこのような光変調素子を用いた前記特徴
を有する新規のカラー電子装置である光検出装置、カラ
ー複写機、カラー印刷製版装置、画像入力／出力装置、
画像演算装置および照明装置を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の偏光板
間に、一対の透明電極間に液晶を封入した複数の液晶パ
ネルを介在して成る光変調素子であって、各液晶パネル
は、波長λ０の光のみを透過させるよう、液晶の屈折率
異方性Δｎ、液晶の層厚ｄ、整数ｍに対し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、各
液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変化
させるリターデーション変化手段を備え、入射側の偏光
板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネルの入射側の
液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣り合う各液晶
パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が２αであり、
最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とする光変
調素子である。

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】また本発明は、複数の色の波長を含む１つ
の光源からの光を、透過型または反射型の表示手段と光
変調素子とに照射して表示を行い、残像効果の期間内に
前記複数の色に対応する画像をそれぞれ表示手段で表示
し、各色毎の画像の表示期間毎に、光変調素子が透過す
る光の色を切換え、光変調素子は、一対の偏光板間に、
一対の透明電極間に液晶を封入した複数の液晶パネルを
介在して成る光変調素子であって、各液晶パネルは、波
長λ０の光のみを透過させるよう、液晶の屈折率異方性
Δｎ、液晶の層厚ｄ、整数ｍに対し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、各
液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変化
させるリターデーション変化手段を備え、入射側の偏光
板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネルの入射側の
液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣り合う各液晶
パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が２αであり、
最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とする表示
装置である。

【００２９】また本発明は、入射光強度に対応した検出
信号を出力する光検出手段の入射側に光変調素子を配置
し、光変調素子は、一対の偏光板間に、一対の透明電極
間に液晶を封入した複数の液晶パネルを介在して成る光
変調素子であって、各液晶パネルは、波長λ０の光のみ
を透過させるよう、液晶の屈折率異方性Δｎ、液晶の層
厚ｄ、整数ｍに対し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、各
液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変化
させるリターデーション変化手段を備え、入射側の偏光
板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネルの入射側の
液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣り合う各液晶
パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が２αであり、
最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とする光検
出装置である。

【００３０】また本発明は、複数色の波長を含む光を発
生する１つの光源と、原稿と、原稿の光学像が形成さ
れ、光学像を電気信号に変換する光電変換手段との間の
いずれかに１つの光変調素子を配置し、光電変換手段で
得られる電気信号に基づいて、前記複数の色毎の現像剤
を用いて記録媒体上にカラー画像を形成するカラー画像
形成手段とを備え、光変調素子は、一対の偏光板間に、
一対の透明電極間に液晶を封入した複数の液晶パネルを
介在して成る光変調素子であって、各液晶パネルは、波
長λ０の光のみを透過させるよう、液晶の屈折率異方性
Δｎ、液晶の層厚ｄ、整数ｍに対し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、各
液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変化
させるリターデーション変化手段を備え、入射側の偏光
板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネルの入射側の
液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣り合う各液晶
パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が２αであり、
最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とするカラ
ー複写機である。

【００３１】また本発明は、複数色の波長を含む光を発
生する１つの光源と、原稿と、原稿の光学像が形成さ
れ、光学像を電気信号に変換する光電変換手段との間の
いずれかに１つの光変調素子を配置し、光電変換手段か
ら得られる電気信号に基づいて、印刷の版となる複数の
色毎の版材料に色毎の原稿像を形成する版材料加工手段
を備え、光変調素子は、一対の偏光板間に、一対の透明
電極間に液晶を封入した複数の液晶パネルを介在して成
る光変調素子であって、各液晶パネルは、波長λ０の光
のみを透過させるよう、液晶の屈折率異方性Δｎ、液晶
の層厚ｄ、整数ｍに対し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、各
液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変化
させるリターデーション変化手段を備え、入射側の偏光
板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネルの入射側の
液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣り合う各液晶
パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が２αであり、
最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とする印刷
製版装置である。

【００３２】また本発明は、光変調素子を介して、複数
の色毎に対象物を撮像手段で撮像し、撮像手段からの画
像データを色毎に画像メモリにストアしてカラー画像を
入力し、または、画像メモリにストアされた複数の色毎
の画像データに基づいて、表示手段で画像を表示し、か
つ光変調素子で透過光の色を切換えてカラー画像を出力
するいずれかを行い、光変調素子は、一対の偏光板間
に、一対の透明電極間に液晶を封入した複数の液晶パネ
ルを介在して成る光変調素子であって、各液晶パネル
は、波長λ０の光のみを透過させるよう、液晶の屈折率
異方性Δｎ、液晶の層厚ｄ、整数ｍに対し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、各
液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変化
させるリターデーション変化手段を備え、入射側の偏光
板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネルの入射側の
液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣り合う各液晶
パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が２αであり、
最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とする画像
入力／出力装置である。

【００３３】また本発明は、複数の波長の光を発生する
光源と、光源からの光の特定波長成分のみを透過する光
変調素子と、１つの特定波長成分の光を表示画像に対応
して透過または反射し、残余の波長成分の光を透過また
は反射する複数の透過型または反射型表示素子とを備
え、光変調素子は、一対の偏光板間に、一対の透明電極
間に液晶を封入した複数の液晶パネルを介在して成る光
変調素子であって、各液晶パネルは、波長λ０の光のみ
を透過させるよう、液晶の屈折率異方性Δｎ、液晶の層
厚ｄ、整数ｍに対し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、各
液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変化
させるリターデーション変化手段を備え、入射側の偏光
板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネルの入射側の
液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣り合う各液晶
パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が２αであり、
最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とする画像
演算装置である。

【００３４】また本発明は、複数色の波長を含む光を発
生する光源からの光を、光変調素子を介して前記複数色
の光のいずれかの光として照射し、光変調素子は、一対
の偏光板間に、一対の透明電極間に液晶を封入した複数
の液晶パネルを介在して成る光変調素子であって、各液
晶パネルは、波長λ０の光のみを透過させるよう、液晶
の屈折率異方性Δｎ、液晶の層厚ｄ、整数ｍに対し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、各
液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変化
させるリターデーション変化手段を備え、入射側の偏光
板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネルの入射側の
液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣り合う各液晶
パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が２αであり、
最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とする照明
装置である。

【００３５】

【作用】本発明によれば、光変調素子の一方の偏光板側
から光を入射し、偏光板を通過した光は直線偏光に変換
される。この直線偏光の光が複数の液晶パネルを通過す
る際に、各液晶パネルが有する複屈折性により、直線偏
光の光は波長と複屈折性の程度とに依存した角度で順次
旋回する。液晶パネルの複屈折性は波長依存性を有して
おり、前記偏光板を通過した直線偏光の光が液晶パネル
を通過する毎に旋回する角度は、波長毎に異なった程度
となる。

【００３６】一方、最終段の液晶パネルの出射側に偏光
板が配置される。リターデーション変化手段によって各
液晶パネルの液晶のリターデーションを変化させると、
これに対応して前記最終段の液晶パネルから出射する光
の内、直線偏光成分の偏光方向または楕円偏光成分の長
軸方向が、前記他の偏光板の偏光軸と平行になる光の波
長を適宜選択することができる。これにより光変調素子
により任意の色の光を透過するようにできる。

【００３７】このような光変調素子と透過型または反射
型の表示手段とを組合わせ、光変調素子は複数種類の波
長の光を選択的に透過し、人間の残像効果の期間内に前
記複数の色に対応する画像を表示手段でそれぞれ表示す
る。これによりカラー表示装置を構成することができ
る。その他、表示装置に限らず複数の波長の色の光を用
いる任意のカラー電子装置において、前記複数の色の光
を発生する構成要素に前記光変調素子を用いることによ
り、小型軽量であって表示品質が格段に向上されたカラ
ー電子装置を実現することができる。液晶パネルに印加
されている駆動電圧を切換手段を用いて複数の異なる状
態の間で相互に切換えると、前記液晶パネルとその少な
くとも一方の側に設けてある偏光板から成る光変調素子
が、相互に異なる波長の光を透過し、あるいは任意の波
長の光を透過するようにできる。したがって、光変調素
子の光通過方向上流側の色彩に対応する波長の光を透過
させる否かを切換えることができ、色彩およびこれらの
色彩を混色して得られる色彩および無彩色を得ることが
できる。このようにして簡略化かつ小型化された構成に
よって、品質が改善された光検出装置、カラー複写機、
カラー印刷製版装置、画像入力／出力装置、画像演算装
置および照明装置を実現することできる。このような光
変調素子を、光検出装置では、光検出手段と組合わせ、
またカラー複写機では、光源と原稿と光電変換手段とを
組合わせ、印刷製版装置では、光源と原稿と光電変換手
段とを組合わせ、画像入力／出力装置では、撮像手段と
表示手段とを組合わせ、画像演算装置では、光源と複数
の透過型または反射型表示素子とを組合わせ、さらに照
明装置では、光源と組合わせることによって、光変調素
子は複数種類の波長の光を選択的に透過する。こうして
本発明では、複数の波長の色の光を用いるカラー電子装
置において、前記複数の色の光を発生する構成要素に前
記光変調素子を用いることにより、小型軽量であって表
示品質が格段に向上されたカラー電子装置を実現するこ
とができる。

【００３８】

【実施例】図１は本発明の一実施例の光変調素子１の構
成例を示す分解斜視図であり、図２は光変調素子１の構
造を示す図であり、図３は光変調素子１の光学的構成を
示す図である。光変調素子１は、後述するような構成を
有する複数、本実施例ではＮ個の液晶パネルＰｉ（ｉ＝
１〜Ｎ）を積層し、その配列方向両側にそれぞれ偏光板
２，３を配置した構成を有する。各液晶パネルＰｉは、
電源４に共通に接続された複数の電圧調整回路５によっ
てそれぞれ個別に印加電圧が制御される。変形例とし
て、各液晶パネルＰｉに、共通の電圧調整回路５から共
通の印加電圧が加えられてもよい。

【００３９】各液晶パネルＰｉはそれぞれ同一の構成を
有し、一対のガラス基板６，７の上には例としてＩＴＯ
（インジウムスズ酸化物）などから成る透明電極８，９
がそれぞれ形成される。この透明電極８，９をそれぞれ
被覆して例としてポリビニルアルコールなどから成る配
向膜１０，１１が形成され、その間にＺＬ１−１５６５
（メルク社製）などの複屈折性を有する液晶１２がセル
厚ｄ＝２．５μｍで封入され周縁部はシール材１３で封
止される。また各液晶パネルＰｉの配向膜１０，１１に
は、それぞれラビング処理などの配向処理が施される。
各液晶パネルＰｉにおいて、図２（２）に示すように光
の入射側および出射側の配向方向は相互に平行であり、
矢符Ａｉ（ｉ＝１〜Ｎ）で示す。

【００４０】以下、図１および図３を参照する。前記偏
光板２の偏波方向Ｂ１に対して、偏光板２に最も近い液
晶パネルＰ１の配向方向Ａ１は、角度α（例として１５
度）交差する状態に選ばれる。液晶パネルＰ１と隣接す
る液晶パネルＰ２の配向方向Ａ２は、前記偏波方向Ｂ１
と角度３αだけ傾斜する方向に選ばれる。以下同様にし
てＮ枚目の液晶パネルＰＮの配向方向ＡＮは、偏波方向
Ｂ１に対して角度（２Ｎ−１）αだけ傾斜する方向に選
ばれる。この最終段の液晶パネルＰＮの出射側の偏光板
３の偏波方向は、偏光板２の前記偏波方向Ｂ１に対し
て、角度２Ｎαだけ傾斜する方向に選ばれる。換言する
と、隣り合う各液晶パネルＰ１，Ｐ２，…，ＰＮの入射
側の液晶分子間のなす角度は、２αである。液晶パネル
Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＮの入射側の液晶分子は、各液晶パ
ネルＰｉにおける配向膜１０，１１の配向処理されたラ
ビング方向を有し、光の入射側と出射側の配向方向が相
互に平行であることは、前述のとおりである。

【００４１】すなわち偏光板２の偏波方向Ｂ１と液晶パ
ネルＰ１の配向方向Ａ１とは、角度αを為し、隣接する
液晶パネルＰｉ，Ｐｉ＋１（ｉ＝１〜Ｎ−１）の配向方
向Ａｉ，Ａｉ＋１は同一方向にそれぞれ角度２αだけ順
次傾斜するように定められる。さらに偏光板３の偏波方
向Ｂ２は、最終段の液晶パネルＰＮの配向方向ＡＮと前
記同一方向に角度α傾斜する方向に選ばれている。

【００４２】図４は、偏光板２を透過して直線偏光とな
った光が液晶パネルＰ１を透過する際の挙動を説明する
図である。図４（１）に示されるように、偏光板２に入
射した光は、どの波長の光も偏波方向Ｂ１と平行な直線
偏光であり、液晶パネルＰ１に入射する。液晶パネルＰ
１の配向方向Ａ１は、偏波方向Ｂ１と角度αだけ交差し
ている。ここで液晶パネルＰ１のリターデーションΔｎ
ｄ（Δｎ：液晶の屈折率異方性、ｄ液晶１２の層厚）と
入射光の波長λ０とが、

【００４３】

【数１】

【００４４】となる関係にあるとき、液晶パネルＰ１を
透過した波長λ０の光は、液晶１２の有する複屈折性に
より、前記偏波方向Ｂ１から角度２αだけ旋回した直線
偏光となる。液晶パネルＰ１における前記数式１を満足
する波長λ０の光の出射側の光軸方向を図３に矢符Ｃ１
で示す。以下、液晶パネルＰｉから出射する光の内、前
記数式１を満足して直線偏光となって出射する光の光軸
方向を矢符Ｃｉで示す。この現象は以下のように説明さ
れる。すなわち図４（１）に示すように液晶パネルＰ１
に入射した直線偏光の光は、図４（２）に示すように、
液晶パネルＰ１の入射側端部付近では直線偏光である
が、液晶パネルＰ１内を通過するに従って楕円偏光、円
偏光、楕円偏光と順次変換され、出射側端部付近では再
び直線偏光となる。この出射側の直線偏光の光軸方向が
偏光板２の偏波方向Ｂ１に対して、角度２αだけずれる
ことになる。

【００４５】このように液晶パネルＰ１から直線偏光と
なって出射する波長λ０の光が液晶パネルＰ２に入射す
るとき、液晶パネルＰ２に関して前記数式１が満足され
ると液晶パネルＰ２からは再び波長λ０の光が直線偏光
となって出射される。図３に示すその光軸方向Ｃ２は、
液晶パネルＰ２への入射光の光軸方向であるＣ１から角
度２αだけ旋回している。すなわち、偏光板２の偏波方
向Ｂ１からは４αだけ旋回することになる。以下同様に
して、Ｎ番目の最終段の液晶パネルＰＮまで全ての液晶
パネルＰｉが前記数式１を満足するように選ばれれば、
液晶パネルＰＮから直線偏光となって出射する波長λ０
の光は、偏光板２の偏波方向Ｂ１から角度２Ｎαだけ旋
回した状態になる。したがってこのときの波長λ０の光
の光軸方向と同一方向に前記偏光板３の偏波方向Ｂ２を
選ぶことにより、波長λ０の光は偏光板３を透過する。

【００４６】一方、偏光板２では任意の波長の光が直線
偏光となって出射するけれども、液晶の屈折率異方性Δ
ｎには図５のライン１４に示すように波長依存性があ
り、前記数式１を満足することができない。

【００４７】すなわち、波長λ０以外の波長の光は、液
晶パネルＰ１から出射したときに、円偏光あるいは楕円
偏光となり、偏光板３を透過する際に、前記波長λ０の
光よりも偏光板３によって吸収あるいは分散される割合
が格段に増大する。したがって偏光板３からの出射光
は、その出射光の波長λと、透過光強度Ｉとの関係を示
すグラフである図６のライン１５に示されるように、波
長λに最大値を有する分布状態を示す。一方、図６のラ
イン１５，１６，１７は、図１に示す光変調素子１にお
ける積層される液晶パネルＰｉの枚数をＮ１枚、Ｎ２枚
およびＮ３枚（Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３）としたときのグラフ
である。すなわち本件発明者の実験によれば、偏光板３
からの出射光における前記波長λ０以外の波長の光の強
度であるノイズ光強度Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３ならびにライン
１５〜１７の半値幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を、液晶パネルＰ
ｉの積層枚数Ｎを増大するほど減少させることができ、
偏光板３から出射する光の色純度を向上できることが確
認された。

【００４８】また、液晶１２の見かけ上の屈折率異方性
Δｎには、図７のライン１８に示すように、透明電極
８，９間に印加される電圧Ｖによって変化する特性があ
ることが知られている。したがって図５において、波長
λ０の光を得ようとする場合には、ライン１４から必要
な屈折率異方性がΔｎ０であり、その屈折率異方性Δｎ
０を得るためには、図７のライン１８から電圧Ｖ０を印
加すればよいことになる。このようにして、各液晶パネ
ルＰｉに電圧調整回路５を介して印加される電圧値を適
宜調整することにより、光変調素子１から任意の波長の
光を得ることができる。

【００４９】実際には、当該所望の波長や、その光に対
して所望の色純度を得ようとする場合、すなわち、図６
における透過光強度の分布曲線の最大値を与える波長λ
の値や、前記半値幅Ｗおよびノイズ光強度Ｉを適宜定め
ようとする場合、液晶パネルＰｉのリターデーション、
前記積層枚数、あるいは液晶１２の屈折率や、偏光板
２，３の波長特性などを総合的に勘案して定めることが
できる。

【００５０】本件発明者は、上述したような構成を有す
る光変調素子１に対し、電圧調整回路５を用いて、各液
晶パネルＰｉに印加される電圧を変化させ、透過光強度
の分布を測定した。その測定結果を図８のグラフに示
す。図８のライン１９，２０，２１は、印加される電圧
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が、

【００５１】

【数２】Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３ である場合を示している。すなわちライン１９〜２１で
は、それぞれ赤色、緑色および青色の透過光が比較的良
好な色純度で得られることが示されている。

【００５２】本発明の変形例として、液晶パネル間（Ｐ
ｉとＰｉ＋１の間、１≦ｉ≦Ｎ−１）に偏光子を設置
し、かつその偏光子の偏光方向をいま着目する波長λ０
すなわち各液晶パネルＰｉを出射する直線偏光もしくは
直線偏光に近い楕円偏光の長軸方向（Ｃｉ）に平行に設
定することによっても実現は可能である。この時は、着
目する波長λ０の光は前述の動作原理のとおりにより本
光変調素子１を通過できるが、その他の波長の光は円偏
光もしくは途中の偏光子の偏光方向と長軸が非平行な楕
円偏光となるため、その通過が阻止される。よって、効
率よく、所望の光を取り出せる光変調素子１を構成する
ことができる。また、各液晶パネルＰｉの液晶１２に対
して前記実施例における複屈折性に加え、液晶分子をね
じれ配向させ旋光特性を増やしても、上述した同様な原
理にて、任意の波長の光を取り出すことができる光変調
素子を構成することができる。すなわち、液晶分子をね
じれ配向することにより、各液晶パネルＰｉに直線偏光
の状態で入射した光は、出射するときには多少の離心率
を有する楕円偏光となるが、前述したような液晶のリタ
ーデーションやねじれ角度などを適宜選択することによ
り、可及的に直線偏光に近い楕円偏光とすることができ
る。この点で変形例は実現可能となる。

【００５３】このような光変調素子１をたとえばモノク
ロ表示のアクティブマトリクス液晶表示装置などを組み
合わせて、マルチカラーあるいはフルカラー表示を行う
とする場合など、その応用例においては色の変化の高速
性が要求されることになる。光変調素子１を高速に動作
をさせようとする場合、印加される電圧の所定変化に対
応する液晶分子の変位が高速に行われる必要がある。こ
のため液晶１２の層厚ｄを可及的に小さくする必要があ
る。このため前記数式１において、ｍ＝１と定め変形す
ると、

【００５４】

【数３】Δｎｄ＝λ０／２ が得られる。ここでλ０＝６５０ｎｍと定めると、数式
３からΔｎｄ＝０．３２μｍとなる。通常のネマティッ
ク液晶の屈折率異方性Δｎ＝０．１３と仮定すると、層
厚ｄ＝２．５μｍと成る。通常のＴＮ型の液晶表示装置
における前記液晶の層厚が５〜１２μｍであることから
すると、本件では液晶１２の層厚は、既存の液晶表示装
置と比べ、１／５〜１／２小さい値となる。液晶の印加
電圧の変化に対応する応答速度は一般に液晶の層厚ｄに
関して、ｄ² に反比例することが知られている。すなわ
ち、この層厚ｄと応答時間τとの関係は図９のライン２
２に示される。すなわちセル厚が薄くなるほど応答時間
は速くなる。上述したような実際の数値条件の下では、
通常のＴＮ型などの液晶表示装置の応答速度よりも４〜
２５倍速い応答性が得られていることになる。

【００５５】一方、現在販売されている液晶表示装置の
中で、液晶１２の層厚の最小値は約５μｍ程度であるた
め、これよりも層厚を薄く設計するためには、前記数式
１において液晶材料の屈折率異方性がΔｎ＝０．０７以
上必要であることがわかる。この数値は、前記通常のＴ
Ｎ型液晶の屈折率異方性が満足する数値であり、したが
って本件実施例の光変調素子１は、通常のＴＮ液晶を用
いて構成することができる。

【００５６】一方、応答速度の高速性を得るためには、
液晶材料の粘性も考慮する必要がある。液晶の粘度は可
及的に低いことが望ましく、一般には３５センチポアズ
（ｃｐ）以下であれば、本件発明を実現する効果を示す
が、好適には２５センチポアズ以下が望ましいことが本
件発明者らの経験により明らかに成っている。このよう
な特性を示す液晶材料には、ビフェニル化合物、フェニ
ルエステル系化合物、シクロヘキサン系化合物、フェニ
ルピリミジン系化合物、ジオキサン系化合物、トラン系
化合物、アルケニル系化合物、フッソ系化合物などが適
合し、あるいはこれらの混合物が有効である。

【００５７】このような材料から成る液晶組成物を用い
て、図１に示す光変調素子を構成し、図８に示すような
３つの波長λ１，λ２，λ３を得られるように印加電圧
を切換え、応答速度を計測した結果、数ミリ秒の高速応
答性が得られた。すなわちＮＴＳＣ方式のテレビジョン
映像信号の１フィールド期間１／６０秒は、約１７ｍ秒
である。したがって例として、１フィールド期間で赤色
画像、緑色画像および青色画像を５ｍ秒づつ表示し、こ
れに同期して光変調素子１で赤色、緑色および青色の光
を透過するように切り替える構成が実現可能となる。こ
れにより光変調素子１を用いるマルチカラーあるいはフ
ルカラー表示が可能となる。すなわち、小型軽量で構成
が簡便なカラーフィルタを実現することができる。

【００５８】図１０は、本発明の変形例の光変調素子１
ａの構成を示すブロック図である。本実施例では、複数
の液晶パネルＰ１〜ＰＮに印加される駆動電圧は、比較
的高い周波数ｆＨを発生する高周波電源２３と、比較的
低い周波数ｆＬを発生する低周波電源２４との各出力を
切換回路２５で適宜選択し、選択された出力を前記実施
例のような電圧調整回路５で調整して、各液晶パネルＰ
ｉに供給する。

【００５９】すなわち各液晶パネルＰｉに用いられる液
晶は、比較的低周波電圧で誘電率異方性Δεが正、高周
波電圧では誘電率異方性Δεが負となる２周波駆動用液
晶を用いるようにしている。すなわち低周波電源２４か
らの駆動電圧を電圧調整回路５で調整して各液晶パネル
Ｐｉに供給すると、各液晶パネルＰｉの液晶は印加電圧
が増大するに従い、ホモジニアス配列から次第にホメオ
トロピック配列に変化し、この変化に対応して屈折率異
方性Δｎが変化する。この状態から最初のホモジニアス
配列に復帰する場合、高周波電源２３からの駆動電圧を
用い、しかも電圧調整回路５で適切な電圧に調整する。
これにより復帰が高速に為され、光変調素子１ａの動作
を高速に行うことができる。

【００６０】前記２周波駆動用液晶は、液晶の有効動作
温度範囲を広く定め、かつ低粘性を実現するためアルコ
キシフェニルシクロヘキシルカルボキシレート系、アル
キルフェニルシクロキシカルボキシレート系、アルコキ
シフェニルシクロヘキサン系などのような比較的弱い極
性の材料で基材となる混合液晶を構成し、これにたとえ
ば、

【００６１】

【化１】

【００６２】

【化２】

【００６３】

【化３】

【００６４】

【化４】

【００６５】などのような誘電分散周波数が低い材料を
添加する。さらに下記の２，３−ジシアノー１，４ーハ
イドロキノン誘導体のような誘電率異方性Δεが負に大
きい材料を用いて、全体の誘電率異方性やカットオフ周
波数（すなわち誘電率異方性Δεが正と負との間で切り
替わる周波数）の調整を行う。

【００６６】

【化５】

【００６７】

【化６】

【００６８】

【化７】

【００６９】前述の実施例で、光変調素子１，１ａを構
成する液晶パネルＰｉの枚数Ｎは、その数値について何
等限定されず、光変調素子１，１ａを用いて得られる所
望の波長の光の色純度などを勘案して適宜選ばれる。ま
た、偏光板（２，３）の種類、枚数や液晶材料の種類あ
るいは液晶１２の層厚ｄの条件や各液晶パネルＰｉと偏
光板２，３との設置条件などが適宜選ばれる。

【００７０】また液晶材料として、例としてネマティッ
ク液晶など誘電率異方性Δεが負の液晶材料と垂直配向
系の表面処理剤で構成した液晶パネルとを用いる場合
や、強誘電性液晶を用いる場合も同様な効果が達成され
るものである。各実施例では、光変調素子１，１ａの基
板としてガラス基板を用いているが、その変形例として
合成樹脂製のプラスチック基板に置き換えることによ
り、軽量化を図ることができる。さらに透過光の波長特
性の補正を行う目的で、ポリカーボネイトやポリビニル
アルコールなどの高分子フィルムから成る位相差板を、
偏光板２，３の間にさらに加えた構成や、液晶材料に所
定の２色性の色素を添加した材料を用いるようにしても
よい。

【００７１】これ以降、前記光変調素子１，１ａを装備
する各種電子装置への応用例について説明する。

【００７２】図１１は電子装置の一実施例としての液晶
表示装置２６の分解斜視図であり、図１２は液晶表示装
置２６の電気的構成を示すブロック図である。尚、この
図では、液晶表示装置２６は、面光源として白色光を発
生する背面光源２７と、モノクロ表示を高速に行う非線
形スイッチング素子（薄膜トランジスタや、金属−絶縁
膜−金属構造スイッチング素子など）を適応したアクテ
ィブマトリックス型の液晶表示素子２８と、前記各実施
例で説明した光変調素子１，１ａの応用例としての液晶
カラーフィルタ２９とを含んで構成される。

【００７３】この液晶表示装置２６に供給される複合映
像信号は、同期分離回路３０で同期信号ＳＹが分離さ
れ、残余の色信号ＳＣは色復調回路３１に入力され、赤
色、緑色および青色に対応した各画像信号ＳＲ，ＳＧ，
ＳＢがそれぞれ出力される。各色毎の画像信号ＳＲ，Ｓ
Ｇ，ＳＢは、切換回路３２によって順次的に選択され、
表示制御部３３に入力される。表示制御部３３は、液晶
表示素子２８を走査して、各色毎の画像信号ＳＲ〜ＳＢ
をモノクロ表示する。

【００７４】一方、同期信号ＳＹは制御回路３４に入力
され、制御回路３４は前記切換回路３２を同期信号ＳＹ
に同期して動作させると共に、各液晶パネルＰ１〜ＰＮ
に接続された電圧調整回路５を制御して、液晶表示素子
２８で表示される色毎のモノクロ表示に対応して、液晶
カラーフィルタ２９を赤色、緑色および青色の光が順次
透過するように同期して切換える。ここで、ＮＴＳＣ方
式の複合映像信号の１フィールド期間が１／６０秒、す
なわち約１７ｍ秒であり、この１フィールド期間内に液
晶表示素子２８で赤色、緑色および青色の画像に対応す
るモノクロ画像が順次表示される場合、液晶カラーフィ
ルタ２９ではこれに同期して高速に色の切換えを行うこ
とができるのは前述したとおりである。このようにして
本発明の液晶カラーフィルタ２９を用いるマルチカラー
表示あるいはフルカラー表示を行う液晶表示装置２６が
実現できる。

【００７５】したがって本実施例の液晶表示装置２６で
は、従来のマイクロカラーフィルタを用いた構成に比
べ、実効的に解像度が３倍以上となり、表示品質が格段
に向上され、また液晶表示素子２８に微細構造のマイク
ロカラーフィルタを形成しない点で製造工程の簡略化、
歩留まりの向上および構成の簡略化を図ることができ
る。

【００７６】図１３は、本発明の電子装置の他の実施例
としての投射型表示装置３５の系統図である。投射型表
示装置３５は、たとえば白色光を発生する光源３６と、
紫外線遮断フィルタ３７と、前記液晶カラーフィルタ２
９と、レンズ３８とが同一光軸上に配列され、その光軸
上に前記液晶表示素子２８とレンズ３９とが配置され、
光学像はスクリーン４０上に投射され表示される。この
ような投射型表示装置３５においては、従来では紫外線
遮断フィルタ３７とレンズ３８との間に例えば機械的に
回転駆動される円板が配置され、この円板は周方向に、
赤色、緑色および青色のカラーフィルタを形成した機械
式カラーフィルタである。このような構成と比較し、本
実施例では機械的な駆動部品が不要となるため耐久性が
向上され、雑音の削減と長寿命化および構成の小型化を
図ることができる。

【００７７】図１４は本発明の電子装置の他の実施例と
してのカラー撮像装置４１のブロック図である。本実施
例のカラー撮像装置４１は、前記ＣＣＤ素子などから構
成される固体撮像素子４２を備え、固体撮像素子４２へ
の光の入射側に前記液晶カラーフィルタ２９が装着され
る。制御回路４３は走査回路４４を制御して固体撮像素
子４２をラスタ走査する。またこの固体撮像素子４２の
一画面の走査毎に電圧調整回路５を制御して、液晶カラ
ーフィルタ２９が例えば赤色、緑色および青色の光を順
次透過するように制御する。したがって、固体撮像素子
４２からは撮像対象の赤色画像、緑色画像および青色画
像に対応した画像信号が順次的に読み出され、各画像信
号はアナログ／デジタル変換器４５でデジタル信号に変
換され、制御回路４３に読み取られる。制御回路４３に
は走査回路４４および電圧調整回路５の制御を同期して
行うための同期信号を発生する同期信号発生回路４６が
接続される。

【００７８】このようにして本実施例のカラー撮像装置
４１は、従来技術に説明したように固体撮像素子４２の
光の入射側にマイクロカラーフィルタを用いる必要が解
消され、実質的に解像度が３倍以上に向上され、画像品
質が向上される。またマイクロカラーフィルタを装着す
る場合と比較し、製造上の手間、および構成が簡略化さ
れ、歩留りが向上される。

【００７９】図１５は本発明の電子装置の他の実施例と
してのカラーセンサ４７のブロック図である。カラーセ
ンサ４７は、たとえばファクシミリ通信装置などにおい
て、ホワイトバランス調整を行う際の基準白原稿を読み
取る技術として用いられる。カラーセンサ４７は、アモ
ルファスシリコンのｐ層４８、ｉ層４９およびｎ層５０
からなる光電変換部５１と、ｎ層５０に形成された背面
電極５２と、ｐ層４８に形成されたＩＴＯ（インジウム
スズ酸化物）などからなる透明電極５３と、ガラス基板
５４とを含んで構成されるセンサ本体５５を備える。

【００８０】センサ本体５５の光の入射側には、前記液
晶カラーフィルタ２９が配置される。制御回路４３は、
電圧調整回路５を制御して、液晶カラーフィルタ２９が
たとえば赤色、緑色および青色の光を順次的に透過させ
るように制御する。この色の切換え毎に、電圧検出回路
５６が前記背面電極５２と透明電極５３との間の電圧を
検出する。すなわち前記色毎の透過光強度を検出するこ
とができる。

【００８１】このようなカラーセンサ４７において、従
来ではセンサ本体５５上に赤色、緑色および青色の３色
のカラーフィルタを設け、背面電極５２および透明電極
５３を各色のカラーフィルタ毎に分離した構成である。
このような従来技術と比較し、本実施例では構成の簡素
化と小型化とを図ることができる。

【００８２】図１６は本発明の電子装置の他の実施例と
してのカラー複写機５７のブロック図である。カラー複
写機５７は、原稿５８に光を照射して原稿像を読み取る
際に用いられる光源３６を白色光源とし、光源３６と原
稿５８との間に前記液晶カラーフィルタ２９を配置す
る。原稿５８からの反射光は、複数の反射鏡５９および
光学装置６０を介して、前記ＣＣＤ素子などのイメージ
センサ６１に入射する。すなわち液晶カラーフィルタ２
９がたとえば赤色、緑色および青色に切り換えられるた
びに原稿５８が走査され、イメージセンサ６１は各色に
対応する原稿像を読み取る。

【００８３】イメージセンサ６１の出力は印画装置６２
に入力され、印画装置６２は前記３色に対応する複数色
のカラー現像剤などを用いて、単一の記録紙上に複数
回、印画動作を行いカラー複写を行う。このとき印画装
置６２は、たとえばレーザ光発生装置やこのレーザ光が
照射される感光ドラム、あるいは前記カラー現像剤を用
いる現像装置などを含んで構成される。

【００８４】したがってこのようなカラー複写機５７で
は、原稿５８に照射される光源光の色を切り換えるため
の前述したような機械的な構造を用いる必要が解消さ
れ、構成の簡略化と共に耐久性の向上を併せて図ること
ができる。本実施例の他の変形例として、液晶カラーフ
ィルタ２９を光源３６の近傍に設置するに代えて、図１
６に２点鎖線で示すようにイメージセンサ６１の前段の
光経路上に配置するようにしてもよい。このような構成
例でも前述したような効果と同様な効果を達成すること
ができる。

【００８５】図１７はカラー印刷製版装置６３の系統図
である。製版装置６３は、ハロゲンランプ６４を光源と
して有し、光源光は直円筒状に形成されたガラスなどか
らなる原稿シリンダ６５内に導かれ、反射鏡６６および
集光レンズ６７を介して、原稿シリンダ６５に装着され
ているカラー原稿フィルム６８に集光される。カラー原
稿フィルム６８を透過した光は、ピックアップレンズ６
９および反射鏡７０を介してハーフミラー７１に導かれ
る。ハーフミラー７１で反射した光は、緑色または赤色
のフィルタ７２を介して光電管７３に入射する。

【００８６】一方、ハーフミラー７１を透過した光は反
射鏡７４で反射され、前記液晶カラーフィルタ２９を透
過して光電管７５に入射する。光電管７３，７５からの
入射光量に対応した電流は、電流／電圧変換部７６で電
圧に変換され制御回路７７に与えられ、制御回路７７は
製版機構７８を制御して、平版、凸版、凹版および孔版
のいずれかの版材料を製版する。

【００８７】このようなカラー製版装置６３において
も、たとえば赤色、緑色および青色のフィルタおよびこ
れに対応する複数の光電管を設ける必要が解消され、構
成の小型化と簡略化とを達成することができる。

【００８８】図１８はカラー画像を伝送するカラーファ
クシミリ装置７９のブロック図である。読み取られるべ
きカラー原稿５８は、前記液晶カラーフィルタ２９とラ
インイメージセンサ８０とが積層された読取り素子８１
で液晶カラーフィルタ２９が３色に切り替わる毎に読取
られる。すなわち読取り処理回路８２は、電圧調整回路
５を制御して、液晶カラーフィルタ２９を透過する光の
色を前記３色で順次切換え、これに同期してラインイメ
ージセンサ８０が走査される。得られた色毎の画像デー
タは、読取り処理回路８２で読取られ、画像処理回路８
３でデータ圧縮あるいはデータ伸長処理などが施され、
あるいは画像メモリ８４に記憶される。カラー原稿５８
を読取って得られた画像データは、通信制御部８５で通
信対象への発呼などが行われ、網制御部８６を経て電話
回線網に送出される。

【００８９】一方、電話回線網から送出されてくる画像
データは、網制御部８６および通信制御部８５を経て、
画像処理回路８３で前記データ伸長処理などが行われ、
記録処理回路８７を経てたとえば３色の熱転写リボンあ
るいは３色のインクジェットノズルなどからなるカラー
記録手段８８によって記録紙にカラー画像が記録され
る。このようなカラーファクシミリ装置７９の構成は、
ラインイメージセンサ８０に液晶カラーフィルタ２９が
直接装着されたいわゆるオンチップ方式である。このよ
うなカラーファクシミリ装置７９において、従来ではラ
インイメージセンサ８０上に３色のたとえばマイクロカ
ラーフィルタが設置されている。したがって本実施例で
は、このような従来例に対して、構成の小型化と簡略化
とを図ることができる。

【００９０】図１９はカラーファクシミリ装置７９の他
の構成例の読取り素子８１ａを示す系統図である。この
実施例では、カラー原稿５８にはたとえば白色光源３６
からの光が照射され、その反射光はロッドレンズ８９、
液晶カラーフィルタ２９を介して、ラインイメージセン
サ８０に入射する。このような実施例において、従来で
は液晶カラーフィルタ２９に代えて、３色のカラーフィ
ルタをたとえば機械式に平行移動させてカラー原稿５８
からの反射光を３色に分解していた。すなわち本実施例
では、このような従来例に対して構成の簡略化と小型化
とを図ることができる。

【００９１】図２０は、前記カラーファクシミリ装置７
９の他の構成例の読取り素子８１ｂを示す系統図であ
る。本実施例では白色光源３６からの光は、液晶カラー
フィルタ２９を介して３色に時間順次的に分解され、こ
の光源光のカラー原稿５８からの反射光は前記ロッドレ
ンズ８９を介してラインイメージセンサ８０に入射され
る。すなわち本実施例においても、前述の実施例におい
て述べた効果と同様な効果を達成することができる。

【００９２】次に、本発明が、画像演算装置にも適用で
きることを示す例として、電子情報通信学会論文誌Ｃ−
ＩＩ Ｊ７３−Ｃ−ＩＩ Ｐ．７０３〜７１２（１９９
０）に記載の画像演算システムを引用し、説明する。図
２１は本発明の他の実施例としての画像演算装置９０の
構成を示す系統図である。画像演算装置９０は、白色光
源３６と、液晶カラーフィルタ２９とを備え、液晶カラ
ーフィルタ２９からの光はカラー偏光板９１、一例とし
てアクティブマトリクス型でモノクロ表示を行う液晶表
示素子９２、カラー偏光板９３、同様な液晶表示素子９
４およびカラー偏光板９５からなる構成に入射され、カ
ラー偏光板９５から出射する光が演算画像となる。ここ
で、カラー偏光板９１，９３，９５は、予め定める特定
波長の光に対してはこれを直線偏光に変換するが、前記
特定波長以外の波長の光は直線偏光に変換されることな
くそのまま通過する特性を有するものである。

【００９３】図２２は画像演算装置９０の作用を説明す
る図である。図２２（１）は液晶表示素子９２，９４の
表示画像Ｇ１，Ｇ２の論理積（Ｇ１・Ｇ２）を演算する
画像演算装置９０ａを示す。この例では、カラー偏光板
９１，９３，９５は波長λ１の光に対して、全て同一方
向の直線偏光に変換する。したがってカラー偏光板９１
を透過した直線偏光の光は、例として液晶表示素子９２
の斜線で示す非透過領域では所定角度だけ旋光し、斜線
を付さない透過領域では直線偏光のまま透過する。した
がってその透過領域の光は、カラー偏光板９３をそのま
ま透過し、つぎに液晶表示素子９４の斜線で示した非透
過領域に相当する部分が旋光され、斜線を付さない透過
領域に相当する部分ではそのまま透過する。この透過し
た光がカラー偏光板９５を透過する際に、液晶表示素子
９４で旋光された光は遮断され、旋光されない光が透過
する。液晶表示素子９２で旋光された光は、カラー偏光
板９３で遮断される。したがって演算画像９６として半
円形の表示部分が得られる。

【００９４】図２２（２）は、図２２（１）と同様な表
示画像Ｇ１，Ｇ２の論理和（Ｇ１＋Ｇ２）を実現する画
像演算装置９０ｂの構成を示す。用いる光は、波長λ
２，λ３の２種類の波長の光を用いる。ここでカラー偏
光板９１は、波長λ２の光のみに対して直線偏光に変換
し、カラー偏光板９３は波長λ２，λ３のいずれの光に
対しても直線偏光に変換し、カラー偏光板９５は波長λ
３の光のみに対して直線偏光に変換する。したがって波
長λ２の光は、カラー偏光板９１を透過して直線偏光に
変換され、波長λ３の光は直線偏光に変換されることな
くそのままカラー偏光板９１を透過する。波長λ２の光
は、液晶表示素子９２およびカラー偏光板９３を透過す
ると、液晶表示素子９２において斜線を付さない円板型
領域のみを透過する。このような波長λ２の光は、液晶
表示素子９４に入射すると、斜線を付さない部分では旋
光せずに透過し、斜線を付した部分では旋光して透過す
るが、カラー偏光板９５は波長λ２の光は全て透過する
ため、前記円板型領域の形状の透過光が得られる。

【００９５】一方、波長λ３の光はカラー偏光板９３を
透過する際に、初めて直線偏光に変換され、したがって
液晶表示素子９４およびカラー偏光板９５を透過するこ
とにより、液晶表示素子９４において斜線を付さない長
方形の範囲の光が透過する。したがって演算画像９６と
しては、前記円形画像Ｇ１と長方形画像Ｇ２とが重畳し
た画像、すなわち論理和の画像が得られる。

【００９６】図２２（３）は前述と同様な画像Ｇ１，Ｇ
２の排他的論理和の反転画像（Ｇ１ＥＸＯＲＧ２）の反
転画像を得る画像演算装置９０ｃの構成を有している。
このとき波長λ４の単色光を用い、カラー偏光板９１，
９５はこの波長λ４に対して直線偏光に変換するが、カ
ラー偏光板９３は波長λ４の光をそのまま透過する。す
なわちカラー偏光板９３は、配置しなくともよく、ある
いは透明なガラスなどでもよい。波長λ４の光はカラー
偏光板９１を透過して直線偏光に変換され、この光は液
晶表示素子９２において斜線を付さない円形領域ではそ
のまま透過し、斜線を付した領域では所定角度だけ旋光
する。

【００９７】このような状態の光が液晶表示素子９４に
入射すると、液晶表示素子９４の斜線を付した部分に入
射した光は所定角度だけ旋光される。すなわち、液晶表
示素子９２を透過する際に、旋光した光はさらに旋光さ
れてカラー偏光板９５の偏光方向と平行な直線偏光とな
る。液晶表示素子９２で旋光しなかった範囲は、液晶表
示素子９４の斜線部分で旋光し、カラー偏光板９５で遮
断される。液晶表示素子９４の斜線を付さない透過部分
についても同様な現象が生じ、したがって図２２（３）
に示すような画像Ｇ１，Ｇ２の排他的論理和画像の反転
画像が演算画像９６として得られる。

【００９８】このような画像演算装置９０，９０ａ〜９
０ｃは、図２１に示すような液晶カラーフィルタ２９を
用いる構成とすることにより、演算に必要な任意の波長
を容易に発生し、かつ選択することができ、複数の画像
の重ね合わせや一方の画像からその一部分を削除する画
像処理などに好適に実施することができる。

【００９９】また、この他にも光通信装置において混在
する各種周波数光信号の中から、所望の周波数光信号を
取出す光セレクタとして、本発明の光変調素子が使用で
きる。本発明の光変調素子はまた、複数色の波長を含む
光を発生する光源からの光を、前記複数色の光のいずれ
かの光として選択的に抽出して照射する照明装置に使用
できる。

【０１００】さらに、液晶１２のリタデーションΔｎｄ
は、温度によって変化することが知られており、前記各
実施例の電圧調整回路５に代えて、各液晶パネルＰｉの
温度を調整する構成を用いる変形例が可能である。

【０１０１】

【発明の効果】以上のように請求項１の本発明によれ
ば、光変調素子の一方の偏光板側から光を入射し、偏光
板を通過した光は直線偏光に変換される。この直線偏光
の光が複数の液晶パネルを通過する際に、各液晶パネル
が有する複屈折性により、直線偏光の光は波長と複屈折
性の程度とに依存した角度で順次旋回する。液晶パネル
の複屈折性は波長依存性を有しており、前記偏光板を通
過した直線偏光の光が液晶パネルを通過する毎に旋回す
る角度は、波長毎に異なった程度となる。

【０１０２】一方、最終段の液晶パネルの出射側に他の
偏光板が配置される。リターデーション変化手段によっ
て各液晶パネルの液晶のリターデーションを変化させる
と、これに対応して前記最終段の液晶パネルから出射す
る光の内、直線偏光成分の偏光方向または楕円偏光成分
の長軸方向が前記他の偏光板の偏光軸と平行になる光の
波長を適宜選択することができる。これにより光変調素
子により任意の色の光を透過するようにできる。

【０１０３】請求項２の本発明によれば、このような光
変調素子と透過型または反射型の表示手段とを組合わ
せ、光変調素子は複数種類の波長の光を選択的に透過
し、人間の残像効果の期間内に前記複数の色に対応する
画像を表示手段でそれぞれ表示する。これによりカラー
表示装置を構成することができる。請求項３の本発明の
光検出装置の先行技術であるカラー撮像装置では、固体
撮像素子の光の入射側に面積分割のマイクロカラーフィ
ルタを用いたけれども、本発明の光検出装置では、その
ようなマイクロカラーフィルタを用いる必要が解消さ
れ、実質的に解像度が３倍以上に向上され、画像品質が
向上される。またマイクロカラーフィルタを装着する先
行技術に比較し、本発明では、製造上の手間、および構
成が簡略化され、歩留りが向上される。また本発明の光
検出装置の先行技術であるカラーセンサでは、センサ本
体上に赤色、緑色および青色の３色のカラーフィルタを
設け、背面電極および透明電極を各色のカラーフィルタ
毎に分離した構成であり、このような先行技術のカラー
センサに比較し、本発明の光検出装置では、構成の簡素
化と小型化とを図ることができる。請求項４のカラー複
写機では、先行技術における原稿に照射される光源光の
色を切換えるための機械的な構造を用いる必要が解消さ
れる。したがって本発明のカラー複写機では、構成の簡
略化とともに耐久性の向上を併せて図ることができる。
請求項５のカラー印刷製版装置によれば、先行技術にお
ける赤色、緑色および青色のフィルタおよびこれに対応
する複数の光電管を用いる必要が解消され、本発明のカ
ラー印刷製版装置によれば、構成の小型化と簡略化とを
達成することができる。請求項６の画像入力／出力装置
によれば、先行技術のカラーファクシミリ装置におい
て、ラインイメージセンサ上に３色のたとえばマイクロ
カラーフィルタが設置されている構成に比較し、本発明
では、構成の小型化と簡略化とを図ることができる。さ
らに他の先行技術では、３色のカラーフィルタをたとえ
ば機械式に平行移動させてカラー原稿からの反射光を３
色に分解している構成に比較し、本発明によれば、構成
の簡略化と小型化とを図ることができる。請求項７の本
発明の画像演算装置によれば、演算に必要な任意の波長
を容易に発生し、かつ選択することができ、複数の画像
の重ね合わせおよび一方の画像からその一部分を削除す
る画像処理などを簡単な構成で小型化して達成すること
ができる。さらに請求項８の本発明の照明装置によれ
ば、光源からの複数色の波長を含む光のいずれかの波長
の光を抽出して被照射物に照射することができ、構成の
小型化を図り、耐久性に優れ、照射する光の選択のため
の時間を短縮した照明装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の光変調素子１の系統図であ
る。

【図２】液晶パネルＰｉの構成を示す図である。

【図３】光変調素子１の光学的構成を示す図である。

【図４】液晶パネルＰ１における直線偏光の挙動を説明
する図である。

【図５】屈折率異方性Δｎの波長依存性を説明するグラ
フである。

【図６】透過光強度の波長依存性を説明するグラフであ
る。

【図７】屈折率異方性Δｎの電圧依存性を説明するグラ
フである。

【図８】光変調素子１の作用を説明するグラフである。

【図９】光変調素子１における応答時間τとセル厚ｄと
の関係を示すグラフである。

【図１０】他の実施例の光変調素子１ａの構成例を示す
ブロック図である。

【図１１】本発明の他の実施例の液晶表示装置２６の分
解斜視図である。

【図１２】液晶表示装置２６のブロック図である。

【図１３】投射型表示装置３５の系統図である。

【図１４】カラー撮像装置４１のブロック図である。

【図１５】カラーセンサ４７のブロック図である。

【図１６】カラー複写機５７の系統図である。

【図１７】カラー印刷製版装置６３の系統図である。

【図１８】カラーファクシミリ装置７９のブロック図で
ある。

【図１９】読取素子８１ａの系統図である。

【図２０】読取素子８１ｂの系統図である。

【図２１】画像演算装置９０の系統図である。

【図２２】画像演算装置９０ａ〜９０ｃの作用を説明す
る図である。

【符号の説明】

１，１ａ 光変調素子 ２，３ 偏光板 １２ 液晶 ２３ 高周波電源 ２４ 低周波電源 ２５ 切換回路 ２６ 液晶表示装置 ２９ 液晶カラーフィルタ ３５ 投写型表示装置 ４１ カラー撮像装置 ４７ カラーセンサ ５７ カラー複写機 ６３ カラー印刷製版装置 ７９ カラーファクシミリ装置 ８１，８１ａ，８１ｂ 読取素子 ９０，９０ａ，９０ｂ，９０ｃ 画像演算装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−167527（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−22（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−110296（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−153315（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−13924（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/1347 G02F 1/1335

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の偏光板間に、一対の透明電極間に
   液晶を封入した複数の液晶パネルを介在して成る光変調
   素子であって、 各液晶パネルは、波長λ０の光のみを透過させるよう、
   液晶の屈折率異方性Δｎ、液晶の層厚ｄ、整数ｍに対
   し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、 各液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変
   化させるリターデーション変化手段を備え、 入射側の偏光板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネ
   ルの入射側の液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣
   り合う各液晶パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が
   ２αであり、 最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
   向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
   の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とする光変
   調素子。
2. 【請求項２】 複数の色の波長を含む１つの光源からの
   光を、透過型または反射型の表示手段と光変調素子とに
   照射して表示を行い、 残像効果の期間内に前記複数の色に対応する画像をそれ
   ぞれ表示手段で表示し、各色毎の画像の表示期間毎に、
   光変調素子が透過する光の色を切換え、 光変調素子は、 一対の偏光板間に、一対の透明電極間に液晶を封入した
   複数の液晶パネルを介在して成る光変調素子であって、 各液晶パネルは、波長λ０の光のみを透過させるよう、
   液晶の屈折率異方性Δｎ、液晶の層厚ｄ、整数ｍに対
   し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、 各液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変
   化させるリターデーション変化手段を備え、 入射側の偏光板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネ
   ルの入射側の液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣
   り合う各液晶パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が
   ２αであり、 最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
   向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
   の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とする表示
   装置。
3. 【請求項３】 入射光強度に対応した検出信号を出力す
   る光検出手段の入射側に光変調素子を配置し、 光変調素子は、 一対の偏光板間に、一対の透明電極間に液晶を封入した
   複数の液晶パネルを介在して成る光変調素子であって、 各液晶パネルは、波長λ０の光のみを透過させるよう、
   液晶の屈折率異方性Δｎ、液晶の層厚ｄ、整数ｍに対
   し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、 各液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変
   化させるリターデーション変化手段を備え、 入射側の偏光板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネ
   ルの入射側の液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣
   り合う各液晶パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が
   ２αであり、 最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
   向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
   の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とする光検
   出装置。
4. 【請求項４】 複数色の波長を含む光を発生する１つの
   光源と、原稿と、原稿の光学像が形成され、光学像を電
   気信号に変換する光電変換手段との間のいずれかに１つ
   の光変調素子を配置し、 光電変換手段で得られる電気信号に基づいて、前記複数
   の色毎の現像剤を用いて記録媒体上にカラー画像を形成
   するカラー画像形成手段とを備え、 光変調素子は、 一対の偏光板間に、一対の透明電極間に液晶を封入した
   複数の液晶パネルを介在して成る光変調素子であって、 各液晶パネルは、波長λ０の光のみを透過させるよう、
   液晶の屈折率異方性Δｎ、液晶の層厚ｄ、整数ｍに対
   し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、 各液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変
   化させるリターデーション変化手段を備え、 入射側の偏光板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネ
   ルの入射側の液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣
   り合う各液晶パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が
   ２αであり、 最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
   向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
   の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とするカラ
   ー複写機。
5. 【請求項５】 複数色の波長を含む光を発生する１つの
   光源と、原稿と、原稿の光学像が形成され、光学像を電
   気信号に変換する光電変換手段との間のいずれかに１つ
   の光変調素子を配置し、 光電変換手段から得られる電気信号に基づいて、印刷の
   版となる複数の色毎の版材料に色毎の原稿像を形成する
   版材料加工手段を備え、 光変調素子は、 一対の偏光板間に、一対の透明電極間に液晶を封入した
   複数の液晶パネルを介在して成る光変調素子であって、 各液晶パネルは、波長λ０の光のみを透過させるよう、
   液晶の屈折率異方性Δｎ、液晶の層厚ｄ、整数ｍに対
   し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、 各液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変
   化させるリターデーション変化手段を備え、 入射側の偏光板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネ
   ルの入射側の液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣
   り合う各液晶パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が
   ２αであり、 最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
   向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
   の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とする印刷
   製版装置。
6. 【請求項６】 光変調素子を介して、複数の色毎に対象
   物を撮像手段で撮像し、 撮像手段からの画像データを色毎に画像メモリにストア
   してカラー画像を入力し、または、 画像メモリにストアされた複数の色毎の画像データに基
   づいて、表示手段で画像を表示し、かつ光変調素子で透
   過光の色を切換えてカラー画像を出力するいずれかを行
   い、 光変調素子は、 一対の偏光板間に、一対の透明電極間に液晶を封入した
   複数の液晶パネルを介在して成る光変調素子であって、 各液晶パネルは、波長λ０の光のみを透過させるよう、
   液晶の屈折率異方性Δｎ、液晶の層厚ｄ、整数ｍに対
   し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、 各液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変
   化させるリターデーション変化手段を備え、 入射側の偏光板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネ
   ルの入射側の液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣
   り合う各液晶パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が
   ２αであり、 最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
   向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
   の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とする画像
   入力／出力装置。
7. 【請求項７】 複数の波長の光を発生する光源と、 光源からの光の特定波長成分のみを透過する光変調素子
   と、 １つの特定波長成分の光を表示画像に対応して透過また
   は反射し、残余の波長成分の光を透過または反射する複
   数の透過型または反射型表示素子とを備え、 光変調素子は、 一対の偏光板間に、一対の透明電極間に液晶を封入した
   複数の液晶パネルを介在して成る光変調素子であって、 各液晶パネルは、波長λ０の光のみを透過させるよう、
   液晶の屈折率異方性Δｎ、液晶の層厚ｄ、整数ｍに対
   し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、 各液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変
   化させるリターデーション変化手段を備え、 入射側の偏光板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネ
   ルの入射側の液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣
   り合う各液晶パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が
   ２αであり、 最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
   向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
   の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とする画像
   演算装置。
8. 【請求項８】 複数色の波長を含む光を発生する光源か
   らの光を、光変調素子を介して前記複数色の光のいずれ
   かの光として照射し、 光変調素子は、 一対の偏光板間に、一対の透明電極間に液晶を封入した
   複数の液晶パネルを介在して成る光変調素子であって、 各液晶パネルは、波長λ０の光のみを透過させるよう、
   液晶の屈折率異方性Δｎ、液晶の層厚ｄ、整数ｍに対
   し、 Δｎｄ／λ０ ＝ （２ｍ−１）／２、 ｍ≧１ を満足するようにリターデーションΔｎｄが選ばれ、 各液晶パネルの該リターデーションΔｎｄをそれぞれ変
   化させるリターデーション変化手段を備え、 入射側の偏光板の偏光軸と該偏光板に隣接する液晶パネ
   ルの入射側の液晶分子とのなす角度をαとするとき、隣
   り合う各液晶パネルの入射側の液晶分子間のなす角度が
   ２αであり、 最終段の液晶パネルの出射光の直線偏光成分の偏光方
   向、または、楕円偏光成分の長軸方向と平行に、出射側
   の偏光板の偏光軸が選ばれていることを特徴とする照明
   装置。