JPH08160374A - プロジェクタ装置 - Google Patents

プロジェクタ装置

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JPH08160374A
JPH08160374A JP6298462A JP29846294A JPH08160374A JP H08160374 A JPH08160374 A JP H08160374A JP 6298462 A JP6298462 A JP 6298462A JP 29846294 A JP29846294 A JP 29846294A JP H08160374 A JPH08160374 A JP H08160374A
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Masanori Kojima
正典 小島
Isao Nishino
功 西野
Yasuto Nai
康人 名井
Masaaki Tanaka
正明 田中
Teruo Miyamoto
照雄 宮本
Fumio Suzuki
文雄 鈴木
Fumio Ito
文雄 伊藤
Shosuke Ozuru
祥介 大鶴
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Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自然光から相互に直交する偏光光を抽出し、
その両偏光光に輝度信号／色信号に基づいて光変調を直
接に施し、光路中に光を吸収するデバイス（偏光子、検
光子）を必要としない光学構成によって、人間の視覚特
性に適応し、光の利用効率の高くかつ明るい投写画像を
再生するコンパクトなプロジェクタ装置を得る。 【構成】 偏光ビームスプリッターで自然光から相互に
直交する一組の偏光光を抽出しかつ輝度信号／色信号光
変調手段に光分配し、その各光変調手段により偏光光の
偏光状態が光変調された変調光を、再度同一偏光ビーム
スプリッターで光合成し、その光合成光を投写レンズで
スクリーンに拡大投写して投写画像を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は液晶パネルを光変調手
段として用いたプロジェクタ装置に関するものである。
特に偏光子、検光子、カラーフィルターという光を吸収
する光学素子を光学系路に介在させずかつ投写画像形成
に寄与しない光を光源に戻し再利用を図る光学系を用い
たものである。
【０００２】つまり、偏光光学手段として、例えば偏光
ビームスプリッターを用いて光源からの出射光（自然
光、多様な偏光状態が混在した光）から相互に直交する
偏光光をとりだすという光の前処理と同時にその直交す
る偏光光を映像信号光変調手段に分配する。この時既に
光の前処理で偏光方向がとり揃えられているので、光変
調手段の前後に偏光方向を揃える偏光子、検光子という
光を吸収（略５０％）する光学素子を用いることなく、
各色ごとの映像信号に基づいて光の偏光方向が制御され
る。その光変調光を偏光ビームスプリッターで光合成す
るという構成を用いている。そして光分配手段、光合成
手段が１つの偏光ビームスプリッターで施されると画像
形成に寄与しない偏光光を集光手段に戻す構成ともなり
光源の再利用が図られるという特徴のある光学系を有す
るプロジェクタ装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】図２６は従来のビデオプロジェクタ装置
の光学系の構成図である。図２６において、１０および
１０Ａはランプ、１１および１１Ａは反射鏡、１および
１Ａはそれぞれランプ１０および１０Ａと反射鏡１１お
よび１１Ａとからなる投写光源、７００、７００Ａ、７
００Ｂおよび７００Ｃは偏光子、６４０は高解像度液晶
パネル、２は高解像度液晶パネル６４０と偏光子７００
および７００Ａとからなる輝度信号光変調手段、６３０
は低解像度液晶パネル、３２はカラーフィルター、３は
偏光子７００Ｂおよび７００Ｃと低解像度液晶パネル６
３０とカラーフィールター３２とからなる色信号光変調
手段、４は輝度信号光変調手段２で形成された画像をス
クリーン６に拡大投写する投写レンズ、４Ａは色信号光
変調手段３で形成された画像をスクリーン６に拡大投写
する投写レンズである。ここで前記液晶パネル６３０お
よび６４０は、一般的に９０度ねじれネマティック（Ｔ
Ｎ）液晶パネルである。
【０００４】ここでこの９０度ねじれネマティック（Ｔ
Ｎ）液晶パネルの動作説明図として例えは図２７のよう
なものがある。（参考文献カラー液晶ディスプレイ、産
業図書（株）、小林著、平成２年１２月１４日初版、１
頁）図２７の（ａ）図は液晶パネルの印加電圧オフ（＝
０）の時に、入射した光のうち偏光板（又は偏光子）の
方向に沿った偏光光が通過しかつ９０°ねじれて出射側
の偏光板（又は偏光子、検光子）を通り抜けていること
を示し、逆に図２７の（ｂ）は液晶パネルの印加電圧オ
ンの場合を示し、入射した光は出射側の偏光板（もしく
偏光子又は検光子）でさえぎられる（ブロックされる）
ことを示している。尚このＴＮの説明は直線偏光の状態
を保ったまま偏光方向を制御する一例の説明である。
【０００５】次に、動作について説明する。投写光源１
および１Ａはそれぞれ、ランプ１０、１０Ａと反射鏡１
１、１１Ａとで構成されていて、おおむね平行な白色の
出射光１０１、１０１Ａを出射する。ランプ１０および
１０Ａとしては、例えばメタルハライドランプ、キセノ
ンラプ、ハロゲンランプなどのいわゆる白色光源が用い
られる。また反射鏡１１および１１Ａの反射面は集光手
段であって、放物面が基本であり、放物面の概略焦点位
置にランプ１０および１０Ａの発光中心を配置すること
により概略平行である出射光１０１および１０１Ａが得
られる。以降の実施例においてもこの出射光１０１およ
び１０１Ａの構成は同一とする。
【０００６】多様な偏光方向からなるいわゆる自然光の
出射光１０１および１０１Ａは、それぞれ輝度信号光変
調手段２および色信号光変調手段３に入射する。各変調
手段に入射した自然光は、偏光子７００または７００Ｂ
により直線偏光光となり液晶パネル６４０または６３０
に入射した後、液晶パネルへの印加電圧に応じた偏光状
態（例えば楕円偏光となる）となり、出射側の偏光子
（検光子とも呼ぶ）７００Ａおよび７００Ｃにより特定
の方向の直線偏光成分がとりだされる。このようにして
各変調手段を透過することにより、光の強弱の制御つま
り光変調を受ける。そしてこの光変調を受けた光はそれ
ぞれ投写レンズ４および４Ａによりスクリーン６上に投
写・合成され画像を形成する。
【０００７】このような構成において、偏光子７００
（または７００Ｂ）と７００Ａ（または７００Ｃ）の偏
光方向を相互に直交させて配置すると液晶パネルに印加
電圧ゼロのときに白画面となるいわゆるノーマリホワイ
ト方式の構成となる。逆に相互に平行に配置すると液晶
パネルに印加電圧ゼロのときに黒画面となるいわゆるノ
ーマリブラック方式となる。尚参考までにこの観点でみ
ると図２７はノーマリホワイト方式の構成である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置は以上のよ
うに構成されているため、ランプからの光の５０％以上
が偏光子及びカラーフィルター等により吸収されて液晶
パネルによる光変調手段の画像形成に寄与する光量が減
少し、光が有効に利用されていなかった。このため明る
い画像が得られ難いという問題があった。さらに偏光
子、カラーフィルター等により吸収された光が熱に変換
されて偏光子又はカラーフィルターを装着した素子等の
温度を上昇させるため偏光子又はカラーフィルターが劣
化し易く、特に、偏光子の寿命が結果として短かくなっ
た。また輝度信号光変調用、色信号光変調用として光源
が２個、投写レンズも２個必要であり、光源とか投写レ
ンズといったものはプロジェクタ装置として体積と重量
の点でともに大きくかつ重たい構成部品のため結果とし
て装置を大きく重くし、コストが高価になるという問題
があった。さらに、輝度変調画像、色変調画像をスクリ
ーン上で別々に重ね合わせているため、投写レンズとス
クリーンの距離が変わるとその都度、輝度及び色の各投
写レンズの中心軸とスクリーンの法線とがなす投写角度
を調整する必要があった。またスクリーンに対して角度
を持って投写されているため、光学的に画像が台形にな
り、これを逆補正する種々工夫（レンズ工夫）をも必要
とするという課題をかかえていた。
【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、光源からの出射光を前もって直
交した偏光光に処理した上で偏光子のない光学系による
光吸収の少ない光学系を構成するとともに、画像形成に
寄与しなかった光を光源にもどして画像形成に再利用す
るといういわゆる光を有効に利用した光学的構成により
明るい画像が得られるとともに、光学系を構成する部
品、特に光源と投写レンズの点数を少なくすることによ
り、より軽くコンパクトでしかも安価で得られること、
かつその装置は投写レンズとスクリーンの距離が変わっ
ても、従来例のようにその都度投写角度の調整が不要
で、単に投写レンズのフォーカスの調整のみで光学系に
係わる取扱いの簡単な装置であることを目的としてい
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項第１項又は第２項
に記載の発明は、映像信号光変調手段が映像信号の輝度
信号用及び色信号用として輝度信号光変調手段及び色信
号光変調手段とから構成され、集光手段からの出射光
が、第１の光分配手段を構成する偏光光学手段により輝
度信号光変調手段と色信号光変調手段に分配される。そ
して輝度信号光変調手段と色信号光変調手段により光の
偏光状態が制御された各偏光光が、第１の光合成手段を
構成する偏光光学手段により合成されその合成光による
画像が投写手段によりスクリーンに拡大投写される。
【００１１】ここで各光変調手段は、輝度信号又は色信
号にもとづいて前記第１の光分配手段により分配入射さ
れた偏光光の偏光状態を制御して光変調を実施する。
【００１２】そして、偏光状態が制御された光変調の光
が、第１の光合成手段を構成する偏光光学手段により合
成される。つまり光の偏光制御に係わる光学系及び光変
調を用いたものである。ここで請求項第１項は相互に直
交する１組の偏光光に対応するものである。
【００１３】特に請求項第２項に記載の発明は、構成は
基本的に請求項１と同じ構成であるが、偏光光学手段が
直交する１組の偏光光に光分配または直交する偏光光を
合成するにとどまらず、直交する複数組の偏光光に光分
配又は直交する複数組の偏光光にも対応している偏光光
学手段を用いたものである。
【００１４】請求項第３項に記載の発明は、輝度信号光
変調手段及び色信号光変調手段が光変調光を反射する反
射型の光変調手段で構成され、輝度信号光変調手段と色
信号光変調手段への集光手段からの出射光の分配を第１
の光分配手段たる偏光光学手段により行い、輝度信号光
変調手段と色信号光変調手段からの各々の反射光を、光
の分配を行った前記第１の光分配手段と同一の前記偏光
光学手段を光合成手段としても兼用することにより合成
してスクリーンにカラー画像を投写するように構成した
ものである。
【００１５】請求項第４項に記載の発明は、請求項第１
項に記載の映像信号光変調手段を構成する輝度信号と色
信号の光変調手段とを透過型光変調手段と定めたもので
ある。つまり輝度信号光変調手段及び色信号光変調手段
が、光変調光を透過する透過型の光変調手段で構成され
たものである。
【００１６】請求項第５項に記載の発明は、輝度信号光
変調手段及び色信号光変調手段のいずれもが光変調光を
透過もしくは反射する透過型又は反射型のいずれかの光
変調手段で構成され、輝度信号光変調手段と色信号光変
調手段への前記集光手段からの出射光の分配が、第１の
光分配手段により行なわれる。しかし、その両光変調手
段への光分配については、画像形成に寄与しない輝度信
号光変調手段からの出射光又は色信号光変調手段からの
出射光のいずれか一つの出射光については、それぞれ色
信号光変調手段か又は輝度信号光変調手段の少なくとも
１つの光変調手段の入射光として再分配され、光の有効
利用を図るべく手段として第２の光分配手段を構成した
ものである。
【００１７】請求項第６項から請求項第１２項に記載の
各々の発明は、基本的には請求項第１項の構成における
一義的に単に光を分配するという第１の光分配手段に代
えて、その光分配手段の光路中の相互に直交する偏光光
の光量の透過と反射のいずれも又はいずれかの各割合を
定める偏光制御手段を少なくとも備え、それとその偏光
制御手段によって定まる所定の割合で輝度信号及び色信
号の各光変調手段への光量の分配を行なう第３の光分配
手段とから構成された光量分配手段を備えたのである。
【００１８】特に請求項第７項に記載の発明は、光量分
配手段を構成している偏光制御手段と第３の光分配手段
のうち、偏光制御手段に関しては、偏光光を透過及び反
射する率が互いに異なる、つまり偏光分離特性が異なる
偏光光学手段とともに、異なる偏光分離特性によって生
じる相互に直交する偏光光が混在した偏光光から、その
混在した一方の直交する偏光光を、それとは異なる偏光
方向、つまり直交する偏光方向、を有した偏光光に変え
る手段とを用いて構成したものである。
【００１９】又請求項第８項に記載の発明は、光路中の
偏光光の偏光分離特性を異ならせるのは同じく偏光光学
手段であるが、異なる偏光分離特性によって生じる偏光
光、つまり相互に直交する偏光光が混在した偏光光、か
らその混在した一方の直交する偏光光をそれとは異なる
偏光方向、つまり直交する偏光方向、を有した他方の偏
光光に変える手段が、伝播する偏光光の位相速度差を生
じさせかつ偏光状態を変化させる媒質を有する位相差手
段によって構成されていることを明確に定めたものであ
る。
【００２０】又請求項第９項に記載の発明は、偏光制御
手段が、伝播する偏光光の位相速度差を生じさせ偏光状
態を変化させる媒質を有する位相差手段と、自然光から
相互に直交する偏光光を分離する偏光光学手段とから構
成されるが、光路中の偏光光の偏光分離特性を異ならせ
る手段として、まず偏光光学手段と位相差手段を光路中
に縦続的に配置しかつ位相差手段から出力される相互に
直交する一組の偏光光と偏光光学手段に入力されるべく
相互に直交するもう一組の偏光光の相互関係において両
者の組の偏光光の空間的組み合わせ角度を異ならせる
（つまり不平行にする）ことによって光路中の偏光分離
特性を異ならせるものである。
【００２１】又請求項第１０項に記載の発明は、偏光制
御手段が、第１の偏光光をそれと直交する第２の偏光光
に旋光（ツイスト）するとともに逆に第２の偏光光をそ
れと直交する第１の偏光光に旋光する媒質を有し、前者
の旋光の光量の割合と後者の旋光の光量の割合とが異な
る手段で構成されたものである。その偏光制御手段と第
３の光分配手段で光量分配手段が構成されるものであ
る。
【００２２】又請求項第１１項に記載の発明は、偏光制
御手段が、Ｐ偏光光をＳ偏光方向に旋光するとともにＳ
偏光光をＰ偏光方向に旋光する旋光性と前者の旋光する
光量と後者の旋光する光量との割合が異なるいわゆる光
量の光学的異方性とをともに備える媒質を有する画素か
らなるパネルで構成されたものである。
【００２３】又請求項第１２項に記載の発明は、先の請
求項１１の記載の発明の画素を有するパネルに代えて、
画素を有しないパネルで構成されたもので中の媒質は請
求項第１１のものと同じである。
【００２４】請求項第１３と第１４項に記載のいずれの
発明も、偏光分離を果たす偏光光学手段の使用可能光波
長範囲を、複数に割り当てるとともに、割り当てた光波
長範囲ごとに偏光分離特性を備えた各偏光光学手段を複
数組み合わせて用いたものである。
【００２５】特に請求項第１４項に記載の発明は、偏光
分離を果たす偏光光学手段の使用可能光波長範囲を２つ
か又は３つのいずれかに割り当てたものである。２つに
割り当てるに際して、光波長ステップを等ステップで割
り当てるか又は４００ｎｍ〜５００ｎｍの青色とそれ以
上波長の長い光波長に割り当てる場合がある。
【００２６】又３つに割り当てるに際して、３つの割り
当て範囲内には全て緑色の光波長（５００ｎｍ〜６００
ｎｍ、概略）の一部が重複していることを特徴として割
り当てられたものである。
【００２７】請求項第１５項に記載の発明は、映像信号
変調手段が、入力される映像信号の緑色の色信号に基づ
いて緑の光を光変調する緑色の色信号光変調手段と、入
力される映像信号の赤色及び青色の色信号に基づいて赤
色及び青色の光を光変調する赤色及び青色の各色ごとの
色信号光変調手段とから構成されるとともに、人間の目
は緑色の情報に対して敏感であることに呼応して、赤色
及び青色の各色ごとの色信号光変調手段の画素サイズの
大きさが、緑色の色信号光変調手段の画素サイズの大き
さよりも大きくて、かつ緑色の色信号の周波数帯域幅
が、赤色及び青色の色信号のいずれの色信号の周波数帯
域幅より広くしたものである。
【００２８】請求項第１６項に記載の発明は、光源を出
射した光のうち画像形成に寄与しない光を、受光すると
ともにその受光光から点光源を生成する点光源手段を備
え、光源からの出射光を集光する集光手段に点光源手段
の点光源を受光する受光手段を設けたものである。
【００２９】請求項第１７項に記載の発明は、光源手
段、集光手段、映像信号光変調手段と投写手段を備え
て、特に集光手段からの自然光の出射光を赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の光に分光する光分光手段
と、その分光光を映像信号光変調手段に光分配する第４
の光分配手段と、各色ごとの３原色に対応して映像信号
光変調手段が複数個から構成されて、その複数の光変調
光を各々出射する複数の光変調光出射手段と、その出射
光を合成し投写手段に出射する第２の光合成手段を備
え、集光手段からの自然光の出射光に光変調を施すに際
して、相互に直交する第１及び第２の偏光光と３原色の
各々の映像信号の明暗又は輝度成分（＝Ｋ成分）と３原
色の各々の映像信号の色成分（＝Ｃ成分）との相互の組
み合わせにおいて、次に記載の第１、第２又は第３のい
ずれか１つの組み合わせを定めたものである。
【００３０】第１の組み合わせは、３原色光波長帯域の
全ての第１の偏光光に対して、３原色の赤、緑、青の映
像信号の各々のＫ成分に基づいて各々独立に光変調を施
すとともに同じく第２の偏光光に対して３原色の赤、
緑、青の映像信号の各々のＣ成分に基づいて各々独立に
光変調を施すものである。
【００３１】又第２の組み合わせは、前者の第１の組み
合わせと類似しているが、前記第１の組み合わせが各々
独立した輝度信号光変調手段と色信号光変調手段を有し
ているのに代えて、一つの輝度信号光変調手段と複数の
色信号光変調手段とを用いて構成したものである。つま
り３原色の映像信号の２つの映像信号のＫ成分に基づい
て、１つの第１の輝度信号光変調手段にてその第１の偏
光光に光変調を施し、又その２つの映像信号のＣ成分に
基づいて各々独立した色信号光変調手段にてその第２の
偏光光に光変調を施すとともに、３原色の各々の映像信
号のうちの残りの１つの映像信号のＫ成分に基づいて前
記第１の輝度信号光変調手段にて第２の偏光光を光変調
し、又３原色の各々の映像信号のうちの残りの１つの映
像信号のＣ成分に基づいて独立した色信号光変調手段に
て第１の偏光光に光変調を施すものである。すなわち１
つの第１の輝度信号光変調手段は、２つのＫ成分に対し
ては第１の偏光光、他の１つのＫ成分に対しては第２の
偏光光という組み合わせを有し、色信号光変調手段は３
原色ごとに各々独立して有する構成である。
【００３２】又第３の組み合わせは、その第２の組み合
わせと類似しているが、輝度信号光変調手段が１つのみ
の第２の輝度信号光変調手段に代えて２つの第１及び第
２の輝度信号光変調手段と複数の色信号光変調手段とを
用いて構成したものである。つまり３原色の各々の映像
信号の２つの映像信号のＫ成分とＣ成分に基づいて、各
々１つの第１の輝度信号光変調手段と独立した色信号光
変調手段によって、各々第１と第２の偏光光が光変調を
うけるとともに又３原色の各々の映像信号の残りの１つ
の映像信号のＫ成分とＣ成分に基づいて、各々第２の輝
度信号光変調手段と独立した色信号光変調手段によって
各々第１と第２の偏光光が光変調をうけるものである。
【００３３】請求項第１８項に記載の発明は、先の請求
項第１７項に記載の各手段を規定したものである。すな
わち光変調方式は映像信号に基づいて、画像形成に寄与
する光を投写手段側に出射すべく光の偏光状態を制御す
る偏光制御方式を用いるとともに、映像信号光変調手段
は画素を備える反射型パネルで構成され、第４の光分配
手段と光変調光出射手段が偏光光学手段で構成され、光
分光手段と第２の光合成手段が特定の光波長を反射又は
透過する光学素子から構成されたものである。
【００３４】請求項第１９項に記載の発明は、輝度信号
の帯域幅が色信号の帯域幅に比較して広いという映像信
号の一般的条件に合わせて、明暗又は輝度成分（＝Ｋ成
分）に係わる映像信号光変調手段の画素サイズを、色成
分（＝Ｃ成分）に係わる映像信号光変調手段の画素に比
較して小さく（より精細に）したものである。尚各々の
画素は、偏光光の偏光方向を変調する偏光制御素子手段
の画素である。
【００３５】請求項第２０項に記載の発明は、集光手段
からの自然光であって、相互に直交する第１と第２の偏
光光に、Ｋ成分（輝度成分）とＣ成分（色成分）の映像
信号で光変調（偏光状態を変調）を各々施す。そして第
２の偏光光を３原色の各光波長に応じて各色ごとの色信
号光変調手段に導く第５の光分配手段並びに各色ごとの
光変調光を合成する第３の光合成手段が、１組のダイク
ロイックミラーで一体構成され、又自然光から、第１と
第２の偏光光に偏光分離しかつＫ及びＣ成分の各映像信
号光変調手段に各々の偏光光を光分配する第１の光分配
手段並びに第３の光合成手段からの光変調光とＫ成分の
映像信号光変調手段からの光変調光を合成する第１の光
合成手段も１つの偏光光学手段で一体構成されている。
【００３６】請求項第２１項に記載の発明は、先の請求
項第２０項に記載のＣ成分（色成分）映像信号光変調手
段（Ｒ、Ｇ、Ｂの各色毎に独立）に代えて、３原色の
Ｒ、Ｇ及びＢの各色のカラーフィルタを一体配置した単
一の光変調手段で構成されたものである。それにともな
って第５の光分配手段並びに第３の光合成手段を構成す
るダイクロイックミラーは不使用となる構成である。但
し第１の光分配手段と第１の光合成手段が１つの偏光光
学手段で一体構成されていることと映像信号光変調手段
が反射型であることは請求項第２０項に記載の構成と同
じである。
【００３７】請求項第２２項に記載の発明は、輝度及び
色信号の両映像信号光変調手段を光変調光を透過する透
過型光変調手段で構成したものである。従って第１の光
分配手段と第１の光合成手段が各々専用の偏光光学手段
で構成されるものである。第１及び第２の偏光光と映像
信号のＫ成分及びＣ成分との組み合わせ関係は各々対応
していることに変わりはない。
【００３８】請求項第２３項に記載の発明は、映像信号
光変調手段は３原色の各々に対応するＲ、Ｇ、Ｂの各色
の独立した１組の光変調手段のみから構成されて、第１
の光分配手段で、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の独立した光変調手
段側に分配されない偏光光を全反射する反射手段を設け
たものである。
【００３９】請求項第２４項に記載の発明は、映像信号
光変調手段の画素サイズについて定めたもので、３原色
の各々に対応するＲ、Ｇ及びＢの各色の独立した光変調
手段の画素サイズの大きさが、精細サイズとその精細サ
イズの複数個からなるより大きい画素サイズに切換え得
る構成であって、映像信号のＲ、Ｇ、Ｂのレベル及び高
域成分の大小に応じて精細モードもしくはより大きい画
素サイズモードのいずれかの画素モードに適応的に光変
調手段を切換えることを特徴とするものである。
【００４０】請求項第２５項に記載の発明は、請求項第
２３項に記載の発明の反射手段に代えて、別のもう１組
のＲ、Ｇ、Ｂの各色の独立した光変調手段を設けたもの
である。いわばデュアル光変調手段を用いて、第１及び
第２の偏光光に光変調を施すようにしたものである。
【００４１】請求項第２６項に記載の発明は先の請求項
第２５項のデュアル（２つ）の光変調手段の１組は右目
用、他の１組は左目用の映像信号にもとづいて光変調す
る各々の映像信号光変調手段であることを特徴としたも
のである。つまりこの２組の光変調手段を立体光変調手
段として用いたものである。
【００４２】請求項第２７項に記載の発明は、光の偏光
状態を変調して制御する偏光制御方式であることは変わ
りはないが、結論からいうと、映像信号の色信号成分
（＝Ｃ成分）のＲ、Ｇ、Ｂ用の各々独立した光変調手段
と映像信号の輝度信号成分（＝Ｋ成分）用の光変調手段
といういわゆる４つの光変調手段を備え、自然光からの
相互に直交する一方の偏光光（第１の偏光光）に対して
は、映像信号の輝度信号成分（＝Ｋ成分）、第１の偏光
光に直交する他方の偏光光（第２の偏光光）に対して
は、同じく色信号成分（＝Ｃ成分）に各々基づいて光変
調を施すことを基本にしている。そして光変調手段は、
全て光変調光を透過する透過形を用いることにある。
【００４３】このため輝度信号光変調手段と色信号光変
調手段に、自然光からの第１及び第２の偏光光を光分配
する第１の光分配手段と、４つの光変調手段からの光変
調光を光合成し投写手段に出射する第１の光合成手段
は、各々専用の偏光光学手段（偏向ビームスプリッタ
ー）で構成される。又第１の光分配手段で光分配された
第２の偏光光を３原色の各色ごとの各光波長帯域に合わ
せた光に分光してかつ光分配する第５の光分配手段並び
に３原色の各光変調手段からの各光変調された光変調光
を合成し、第１の光合成手段に出射する第３の光合成手
段の両者の手段が、特定の光波長を反射又は透過する光
学素子たるダイクロイックミラーで各々独立に構成され
ているものである。
【００４４】請求項第２８項に記載の発明は、請求項第
２７項に記載の発明の輝度信号光変調手段の前後の光路
中に第１の光分配手段からの光路の断面積を拡大する第
１の光学手段並びに第１の光学手段で拡大された光路断
面からの光を輝度信号光変調手段で光変調した光変調光
の光路の断面積を縮小する第２の光学手段を備えている
ものである。
【００４５】
【作用】請求項第１項から請求項第５項に記載された発
明によれば、輝度信号光変調手段および色信号光変調手
段へ集光手段からの出射光を分配する第１の光分配手段
が自然光から相互に直交する偏光光をとりだす偏光光学
手段により構成されているので、光の分配処理と同時に
各々の光変調手段に入射する光の偏光方向を予め揃える
従来のＴＮ液晶に用いられる偏光子が果たす光の前処理
が同時に施される。このため原理的に光路に偏光子を不
要とするため光路中の光のロスを少なくおさえる作用が
ある。輝度信号光変調手段および色信号光変調手段を反
射又は通過した光変調光を合成する第１の光合成手段も
偏光光学手段を用いており、結果として光合成手段は光
の合成機能と同時に各々の光変調手段の光変調光の偏光
方向を特定の方向に定める検光子の機能を果たすもので
ある。
【００４６】特に請求項第２項に記載された発明によれ
ば、相互に直交する２種類の偏光光にとどまらず無偏光
光から少なくとも他の複数種類の偏光状態の光をとりだ
すことも可能となるので、映像信号を２ＣＨ（例えば
左、右の２チャンネルの立体映像信号）化しいわゆる立
体映像信号に対応する映像信号光変調手段にも対応する
ことが可能となる。しかもこの発明では、光の偏光方向
を相互に直交する１組の直線偏光にとどまらず、光の状
態を例えば２組の直線偏光の組み合わせとか、あるいは
直交する２つの直線偏光とその両者の位相と振幅とを組
み合わせた楕円偏光の組み合わせとかをも可能とするの
で集光手段からの出射光をより有効な情報媒体として利
用する作用をうながすものである。
【００４７】請求項第３項に記載された発明によれば、
輝度信号光変調手段および色信号光変調手段への集光手
段からの出射光の分配を施す第１の光分配手段の機能
と、各々の光変調手段に対して特定の偏光光にそろえる
偏光子機能と、さらに両光変調手段から出射される光に
対して特定の偏光光にそろえる検光子機能と前記両信号
の光変調手段から出射された光を合成する第１の光合成
手段の合成機能の４つの機能が、１個の偏光光学手段、
例えば偏光ビームスプリッター、で光処理される。又こ
の構成は、各々の光変調手段から反射された光のうち画
像を形成しない相互に直交する偏光光は偏光光学手段、
例えば偏光ビームスプリッター、により集光手段側に戻
すという光分配手段と光合成手段が１つの偏光光学手段
で構成された組み合わせ構成による新たな作用を、他の
先に説明した４つの機能と同時に果たすものである。
【００４８】又請求項第３項に記載された発明によれ
ば、第１の光分配手段と第１の光合成手段が１つの偏光
光学手段（例えば偏光ビームスプリッター）によって構
成されているので、先の４つの作用（偏光光を揃える偏
光子機能、検光子機能、光分配機能及び光合成機能）と
ともに他の作用、つまり画像形成に寄与しない相互に直
交する偏光光は集光手段側に戻し、画像形成に寄与する
偏光光は投写側に出射するという動作が最短光路で実行
される構成となる。つまり光分配と光合成に際して最小
光損失で実行しえるものである。
【００４９】請求項第４項に記載の発明によれば、光変
調方式が映像信号に基づいて光の偏光状態を変調する偏
光制御方式であることに加えて、輝度信号光変調手段と
色信号光変調手段がともに透過形であるので、各変調手
段を液晶パネル（例えばＴＮ液晶パネル）用いた場合、
全体の動作モードをノーマリブラック又はノーマリホワ
イトのいずれの動作モードにしても用いることを可能と
する。
【００５０】そして印加電圧を各々調整すれば基本的
に、液晶に入射した同一の偏光光をそのまま透過させる
割合を定める透過率を所定の同一の値にほぼ設定させる
ことが可能であるため、ノーマリブラックの動作モード
では投写された画像形成のホワイトバランスを、又ノー
マリーホワイトの動作モードでは投写された画像形成の
ブラックレベルバランスを、各々印加電圧を調整するこ
とによって適切に得ることを可能とするものである。
【００５１】請求項第５項に記載された発明によれば、
先の請求項第４項の作用と同じ作用を基本的に果たすも
のである。しかし例えば透過型の光変調信号たる透過型
液晶パネルは開光率が低く投写画像の明るさは、開口率
の高い反射型液晶パネルに比較して低い。これを改善す
る作用を有するものである。
【００５２】つまり、輝度信号光変調手段又は色信号光
変調手段を通過した光のうち、画像形成に寄与しない光
を前記偏光光学手段からなる第２の光分配手段を用いて
少なくとも色信号光変調手段又は輝度信号光変調手段の
いずれかに導くことにより色信号光変調手段又は輝度信
号光変調手段への入射光量を増大させる作用がある。反
射型液晶パネルに対してもこの手段を用いることは可能
であることはいうまでもない。
【００５３】請求項第６項から第１２項のいずれかに記
載された発明によれば、単に光を一義的に分配する前記
第１の光分配手段に代えて、光量分配手段が、その光分
配手段の光路中の相互に直交する偏光光の光量の透過と
反射のいずれも又はいずれかの各割合を定める偏光制御
手段と第３の光分配手段とを少なくとも具備しているた
め、その偏光制御手段によって定まる所定の割合で、集
光手段からの出射光のうち相互に直交する両者の偏光光
の総和の光量を損失なく割り当て、かつ各信号光変調手
段に光分配する作用を有するものである。
【００５４】特に請求項第７項に記載された発明によれ
ば、光量分配手段を構成している偏光制御手段と第３の
光分配手段のうち、偏光制御手段が、偏光光を透過及び
反射する率が互いに異なる、つまり偏光分離特性が異な
る偏光光学手段と、その異なる偏光分離特性のために相
互に直交する偏光光が混在している偏光光からその混在
した一方の直交する偏光光をそれとは異なる偏光方向、
つまり他の直交成分の偏光光に変える手段とから構成さ
れているので、偏光分離特性の低い一方の偏光光が、結
果としてその一方の偏光光と直交する他の偏光光に一部
混在させられる第１の作用が発生する。
【００５５】そしてその混在した偏光光がそれとは異な
る、つまり直交する、他の直交成分の偏光光に変える手
段によって他の偏分光に組替えられる第２の作用が発生
する。そして組替られた偏光光を光分配する第３の光分
配手段を勘案して全体をみると、相互に直交する一組の
偏光光の全体の光量が、異なる偏光分離特性の異なり具
合によって定まる所定値にもとづいて、各々相互に直交
する偏光光の光量に割り合てられる作用を果たすもので
ある。
【００５６】又請求項第８項に記載された発明によれ
ば、偏光制御手段を構成する偏光分離特性が異なる偏光
光学手段と、その偏光分離特性の異なることによって生
じる偏光光の偏光方向をそれとは異なる偏光方向に変え
る手段とにおいて、特に後者の手段として位相差手段を
用いたので、一方の偏光光の偏光方向と直交する他の偏
光方向を有する偏光光に変えるとともにこの位相手段の
他の作用として、集光手段からこの光量分配手段及び後
続の映像信号光変調手段に至る全光路中における光の複
屈折性（つまり光の偏波面が媒質分子長軸の配列方向に
垂直な時−常光−と平行な時−異常光−とでは屈折率が
異なる特性、液晶材料はこの特性を有する）による光の
色付きを見通した上でその色付きを逆補正を果たす副次
的作用をも果たすものである。
【００５７】又請求項第７項又は第８項に記載の発明に
よれば、偏光分離特性の異なる偏光光学手段と、その偏
光分離特性の異なることによって生じる直交する偏光光
が混在している偏光のうちの一方の偏光方向をそれとは
異なる偏光方向に変える手段とから偏光制御手段が構成
される。そしてその偏光制御手段と第３の光分配手段と
から構成された光量分配手段は、結果として集光手段か
らの出射光量（相互に直交するＰ及びＳ偏光光の和）を
損失させることなく、Ｐ及びＳ偏光光量を各々偏光分離
特性によって定まる所定の割合にて各信号光変調手段に
光分配する作用を有するものである。つまり偏光光学手
段の偏光分離特性のパラメーターが、所定の分配比を決
定するという作用を果すものである。
【００５８】特に請求項第８項に記載の発明は、偏光制
御手段を構成している手段のうち直交する偏光光が混在
している光の一方の偏光光の偏光方向を変える手段とし
て位相差手段を用いたものである。位相差手段は、光が
伝播する伝播光路中で偏光方向が定まる特質から、光の
透過性を持ち合わせている。そのため前記光分配手段の
光路中にそれを配置するのみで偏光光の偏光方向をかえ
ることを可能とする。そして偏光分離特性の異なる偏光
光学手段から漏れ生じた偏光光が位相差手段により他の
偏光光に変化させられて光分配手段から出力されるた
め、偏光光学手段の偏光分離特性に基づいたいわゆる偏
光光の演算を可能とするものである。
【００５９】請求項第９項に記載の発明によれば、偏光
制御手段と位相差手段とから偏光制御手段が構成されて
いることは先の請求項第７項と第８項と同じであるが、
光が伝播する光路中の光の偏光分離特性を異ならせる手
段が、位相差手段から出力される相互に直交する一組の
偏光光と偏光光学手段に入力されるべく相互に直交する
もう一組の偏光光との相互の空間的組み合わせ角度差に
基づいて形成されているので、例えば位相差手段を光路
の光軸を中心に回動させることによって前記角度差が可
変可能である。従って、光量分配手段としての光量分配
比を、単に位相差手段を適宜光軸を中心に回動させるこ
とのみで、可変することが可能となる。この作用は先の
請求項第７項及び第８項の作用と比較して特に特徴的な
作用である。
【００６０】又この請求項第９項の発明によれば、偏光
制御手段を構成する位相差手段が光路中における光の複
屈折性による光の色付けを逆補正を果たす副次的作用を
も果たすことは言うまもでない。
【００６１】更にこの請求項第９項の発明によれば、位
相差手段の入射側及び出射側の面のいずれか又はいずれ
もをパラボラ状又は逆パラボラ状に調整することにより
例えば光源のランプ形状による出射面の光量分布の若干
の明暗の差を最小損失にて逆補正し結果として偏光光の
出射断面積の光量分布を均一にする副次的作用も発生す
る。又例えば輝度信号光変調手段に対して出射断面積の
光量分布を表示投写画面の中央部を明るくし逆に色信号
光変調手段については出射断面積の光量分布を表示投写
画面の周辺部を明るくし、しかも総合の合成された投写
画面の全体の光量分布は均一でかつ両光変調手段に対し
て所定比（可変可能）で光量を分配するという従来の光
分配手段では実現がしにくい光量分配を施すことも可能
となる。
【００６２】また請求項第１０項に記載の発明によれ
ば、光が伝播する伝播光路中の偏光分離特性を異ならせ
る偏光制御手段が、任意の第１の偏光光をそれと直交す
る第２の偏光光の偏光方向に旋光（ツイスト）するとと
もに逆にその第１の偏光光と直交関係にある第２の偏光
光をそれと直交する第１の偏光光の偏光方向に旋光（ツ
イスト）する媒質を有し、前者の旋光により出射する光
量の割合と後者の旋光により出射する光量の割合が異な
る透過特性を有する手段で構成されるために、単にその
偏光制御手段に光分配手段（例：偏光光学手段）を縦続
接続することにより光量分配手段を簡単な構成で実現す
ることが可能となる。又媒質にプロジェクタ装置に必要
としない熱を発生する帯域の光（例：赤外線光）を遮断
する性質をも有する媒質を用いると光分配手段、光合成
手段の熱による劣化をともにおさえる作用も合わせ持た
すことが可能となる。
【００６３】請求項第１１項に記載の発明によれば、光
が伝播する伝播路中の偏光分離特性を異ならせる偏光制
御手段が、Ｐ偏光光からＳ偏光に旋光する光量の割合と
逆の偏光光が旋光する光量の割合とが異なる媒質を有す
る画素の集まりから構成されているので、その偏光制御
手段に光分配手段を縦属接続することにより光量分配手
段を容易に構成することが可能となる。
【００６４】しかも画素ごとにその画素の媒質の旋光特
性を画素単位で制御（例：画素ごとにバイアス電界を与
える）することも可能であるので光量の制御を光路断面
に渡って微調整可能となる。このことは、光源のランプ
形状による明暗の差の補正あるいは相互に直交する偏光
成分の分配比又は投写画面のホワイトバランス、黒レベ
ルを画素単位で調整可能であり、一方の信号光変調手段
に分配される偏光光を少なくすると他方の信号光変調手
段の分配量は増加するので投写画面全体の明るさを調整
によって暗くするということは少ない。つまりこの光量
分配手段が、分配という概念での光量分配制御のために
発生する作用でもある。特に印加電圧（バイアス電界）
をかえることによって制御することは光量分配手段及び
画素単位での光量分布手段の制御が電子制御可能である
という作用を与えるものである。
【００６５】請求項第１２項に記載の発明によれば、先
の請求項第１１項の画素を有する構成に代えて画素を有
しない構成の偏光制御手段を備えているので、より安価
なコストで光分配量の割合を光路断面積の光量分布制御
とともに、先の請求項第１１項に記載の発明と同じく、
制御可能である。つまり、相互に直交する偏光光を光路
の面の中央部はより多くの偏光光を一方の信号（輝度信
号が望ましい）用の偏光光に分配し人間の目の感度は視
点の中央部ではするどいという他の人間の視覚特性に適
応させてかつ他方の信号（色信号）用の偏光光には画の
中央部は少なくし、しかも合成画像である投写画像全体
の明暗は結果として面全体に渡って等レベルの明るさを
保持するという人間の視覚特性に合った思想の分配を、
先の請求項第１１項の画素ごとの制御、いわばディジタ
ル的制御に代えて、従来のＣＲＴのシェーディング補正
感覚のいわゆるアナログ的制御（パネル全面をアナログ
値のパラボラ電界で分配比を制御する）することを可能
とする。
【００６６】補足すると先の請求項第１１項とともにこ
の請求項第１２項のパネル内の媒質もしくはこのパネル
の入射側又は出射側に赤外線カットの材質を用いると熱
線をも遮断する作用を合わせ持たせることも可能である
ことはいうまでもない。又パネルとして旋光性と偏光方
向の光学的異方性をともに有する液晶パネルを用いると
コストパフォーマンスの良い光量分配手段に適した偏光
制御手段を実現できるものである。そしてそれは液晶パ
ネルであるから、軽量な光量分配手段が構成できる。
【００６７】請求項第１３項と第１４項のいずれの発明
も、光が伝播する光路中に複数の偏光光学手段を配置す
るに際して、複数の偏光光学手段の使用可能光波長範囲
は全て同じものを用いるという従来の技術思想に代え
て、偏光光学手段の使用可能光波長範囲を複数に割り当
てて、各割り当てた光波長範囲ごとに偏光分離特性を備
えた個々の偏光光学手段を組み合わせて、結果として少
なくとも全使用可能範囲の光の波長に対応した偏光分離
特性を得るように構成されているので、偏光光学手段の
光波長分割の光処理を可能とするものである。いわば光
の波長を光分光しかつ偏光分離するという作用をする。
以下説明する。
【００６８】すなわち、まず製造の観点からみると、特
定の光波長範囲内に特化して偏光分離特性を得るという
偏光光学手段の製造方法を適用可能とするものである。
【００６９】次に、各光波長範囲ごとに偏光光学手段が
配置されるので、各偏光光学手段で偏光分離されて出射
された相互に直交する偏光光には、各偏光光学手段に割
り当てられていない他の光波長の混在をさせない作用が
ある。このため例えばこの偏光光学手段を用いた第１の
光分配手段又は光量分配手段から分配された偏光光は、
各光波長ごとに相互に独立している。つまり光の波長帯
域ごとに独立し、しかも相互干渉（他の光波長の相互に
直交する偏光光との干渉）が存在しないため、投写画像
の色あいをよりよくする作用を有する。そしてプロジェ
クタの構成によっては、この発明は、光波長の帯域を定
めて抽出する光分光手段として従来用いられているダイ
クロイックミラーの作用をも果たすのでそのダイクロイ
ックミラーの使用する個数を少なくするという構成上の
利便性をも与えるものである。つまり、請求項第１３項
及び第１４項のいずれの発明も先に説明した光の波長を
光分光しかつ偏光分離する作用を有するものとなりえ
る。
【００７０】特に請求項第１４項に記載の発明は、使用
可能光波長範囲を２つ又は３つのいずれかに割り当てた
ものである。
【００７１】この請求項第１４項に記載の（１）式に基
づく使用可能光波長範囲は、特に可視光の下限（略４０
０ｎｍ）から概略２５０ｎｍのステップで使用範囲を割
り当てたものであり、又（２）式に基づくものは例えば
図１５の透過範囲と同じ４００ｎｍ〜５００ｎｍと、そ
れと少しオーバーラップさせた４５０ｎｍ〜８００ｎｍ
との２つに割り当てたものである。（３）式及び（４）
式に基づく使用可能光波長範囲は、結果として３つの割
り当て範囲を有し全て人間の目に敏感な緑色波長成分を
含んでいるものである。したがって各々偏光光学手段が
いわば色フィルタを有しているごとく作用するので結果
として２つ又は３つに割り当てられた個々の偏光光の相
互干渉がおさえられる作用を有するため画像形成された
投写画像の色相をよくする作用を果し、しかも緑色波長
成分（略５００ｎｍ〜６００ｎｍ）はとりこぼさない様
に構成されているので自然画像の画質を投写画像に反映
するものとなる。
【００７２】特に（４）式は、全ての割り当て範囲に人
間の目の敏感な緑色成分を含みかつ等光波長間隔でしか
も赤外線波長（略７００ｎｍ以上）を遮断しているの
で、自然画像の再生には好ましく、光路を不用に熱しな
い作用を果たす。
【００７３】又この請求項第１４項に記載の（１）〜
（４）式に基づいたいずれの発明も、使用光波長範囲が
きちんと所定の範囲で定まっているので、光路中の偏光
制御手段（例えば位相差手段、液晶パネル）、映像信号
光変調手段等のデバイス等の媒質による複屈折による色
付き現象が少なく、色付き現象がたとえあっても対応す
る光波長範囲が明確であるので逆補正しやすいという作
用を基本的に備えるものである。
【００７４】請求項第１５項に記載の発明によれば、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色ごとの光を各色ごと
の映像信号光変調手段にもとづいて光変調するに際し
て、人間の目は緑色の情報に敏感であることに呼応し
て、赤色と青色の信号の光変調手段の画像サイズの大き
さが、緑色の信号の光変調手段の画素サイズの大きさに
比較して大きい、つまり緑色の光変調手段の画素は精細
であり、かつそれに対応して緑色の色信号の帯域幅が他
の色信号のいずれの信号の帯域幅より広い。そのため両
者の相乗作用により、緑色の色信号成分を他の色の信号
成分に比較して精細な投写画像として再現できる。つま
り人間の目の特性に合致する画像光を投写手段に送りこ
むことになる。
【００７５】請求項第１６項に記載の発明によれば、画
像形成に寄与しない光が点光源に集光された形になり、
その点光源を集光手段が受光するとともに集光手段内に
点光源を拡散する作用がある。このために画像形成に寄
与しない光が集光手段内に戻り再度光変調手段を照射す
るという光パワーを循環させるとともにその再利用を図
る作用がある。つまり、光源（ランプ）の光変調手段に
入射する効率を上げる作用がある。
【００７６】請求項第１７項に記載された発明によれ
ば、全体として偏光光に光波長のパラメーターを導入し
て光変調を施すものとなるため、投写画像の色合いを、
光波長パラメーターに応じて独立させない構成と比較し
て、よりよくするものである。特にここに記載された第
１の組み合わせについては、輝度成分と色成分に対して
第一の偏光光と第２の偏光光を用いかつ、各色ごとの光
波長に合わした専用の輝度及び色信号に係わる映像信号
光変調手段を用いているので色合いが最も良くかつ色の
相互干渉の少ない投写画像を再生する。しかも最も明る
い投写画像を形成する。
【００７７】又、第３の組み合わせについては、輝度信
号光変調手段の個数が第１の組み合わせに必要とする３
つから１つ少ない２つの輝度信号光変調手段にて構成で
きる。しかも色信号光変調手段は各々３色独立してかつ
第１の偏光光は輝度信号用、第２の偏光光は色信号用と
独立しているので色合いのレベルを保持したまま少ない
輝度信号光変調手段で構成することが可能となる。第１
の組み合わせにつづいて明るい投写画像を形成する。そ
して第２の組み合わせは結果として１つの輝度信号光変
調手段と各々独立した３つの色信号光変調手段で構成さ
れるので最も少ない映像信号光変調手段を用いて少なく
とも色合いを保持して投写画像を再生することを可能と
するものである。
【００７８】請求項第１８項に記載された発明によれ
ば、偏光制御方式を用いているので、たとえ反射型パネ
ルを用いてもノーマリホワイト又はノーマリブラックの
いずれの光変調方式に対応しえる。例えば反射型パネル
に印加電圧を加えない時は投写手段側に光を出射してス
クリーンを明るくし、印加電圧を加えた時に印加電圧に
応じて投写手段側に出射する光量、つまり画像形成に寄
与する光量、を抑制制御するいわゆるノーマリホワイト
方式の光変調方式にしたり、もしくはその印加電圧を加
えない時は集光手段側に光をもどしスクリーンを暗くし
かつ印加電圧を加えた時に印加電圧に応じて投写手段側
に出射する光量、つまり画像形成に寄与する光量を増大
制御するノーマリブラック方式の光変調方式に容易に構
成可能とする。つまりノーマリホワイトとノーマリブラ
ックの方式選択を、液晶パネルの特性に応じて選択可能
とする。
【００７９】又反射型パネルに例えば液晶パネルを用い
た場合各々の光変調手段の印加電圧を各々別々に調整す
ることが可能であるので、ノーマリホワイト方式の光変
調方式を採用した場合にはブラックレベルをよりリアル
なブラックに画像再生させることにこの装置をセッティ
ングさせることが可能となり、又逆にノーマリブラック
方式の光変調方式を採用した場合にはよりリアルなホワ
イトに画像再生させる装置にセッティングさせることが
可能となる。つまり、お客様の要求に応じた画質を同じ
パネルを用いて純のブラックか純のホワイトかいずれの
画質にも対応しえることを可能とする。
【００８０】特にこの発明のノーマリブラック方式の光
変調方式は、画像形式に寄与する偏光光は投写手段側
に、画像形式に寄与しない偏光光は集光手段側のいずれ
かに振り分けられるので集光手段の光パワーの効率を従
来のものに比較して良くするものである。
【００８１】請求項第１９項に記載された発明によれ
ば、輝度成分（＝Ｋ成分）の光変調光を色成分（＝Ｃ成
分）の光変調光に比較してより精細にする。又色成分
（＝Ｃ成分）の映像信号光変調手段の画素サイズは輝度
成分（＝Ｋ成分）に比較して大きくすることが可能であ
るので、色成分のパネルの画素の開口率を容易に上げる
ことが可能となる。つまり色信号光変調手段から出射さ
れる変調光の光量が増加する。
【００８２】請求項第２０項に記載された発明によれ
ば、２組の一体構成手段があるので、４つの手段（第５
の光分配手段、第３の光合成手段、第１の光分配手段及
び第１の光合成手段）が２つの手段で構成され全体の構
成が集約化されるという構成上の作用と、それにともな
う光路長の短縮化を可能とする。
【００８３】又この発明によれば、映像信号光変調手段
の画素に入射した偏光光が、それと直交する他の偏光光
に偏光制御されると（つまり入射した偏光光が９０°偏
光制御をうけると）、投写手段側に光変調光が入射され
て明るい画像を再生し、同じく入射した偏光光が、偏光
制御をうけない場合は、集光手段側に戻る。つまり暗い
画像を再生する。したがい、ノーマリブラック型の構成
を最小の構成で完成させるには好ましいものである。
【００８４】更に光路長を短縮する作用と上述の集約化
構成の作用とにより新たな作用、つまり１つの輝度信号
光変調手段と３つの色信号光変調手段とダイクロイック
ミラー（第５の光分配手段と第３の光合成手段の兼用）
と１つの偏光光学手段（第１の光分配手段と第１の光合
成手段の兼用）を３次元的に“ＯＮＥ−ＰＡＣＫＡＧ
Ｅ”に収容するモジュール構成にししかも相互の位置関
係をモジュールに具備された調整ネジで調整する新たな
構成を可能とするものである。特にこの第２０項の発明
の構成はその構成を可能とするものである。
【００８５】又光路長の短縮構成とともに従来の３板式
プロジェクタ装置に代えて４板式プロジェクタ装置（輝
度信号用の専用の映像信号光変調手段を有している）を
可能とするものであるので投写された輝度については充
分明るい投写画像を生成する。又画素形成に寄与しない
偏光光（偏光制御をうけない光変調光）は集光手段側に
戻り、再び再利用されるという作用とともに、結果とし
て例えば従来の高精細を目指したＴＮ液晶透過型Ｒ、
Ｇ、Ｂ、３パネル＋ダイクロイックミラー構成（不図
示）の光の総合効率を例えば１とすると、本願のこの請
求項の総合効率は概略その１．８倍となり、従来例に比
較して、集光手段の光パワーを高い効率で画像形成に寄
与させる作用がある。
【００８６】その作用により例えば３００Ｗのランプを
用いた従来のＴＮ液晶透過型Ｒ、Ｇ、Ｂ、３パネル＋ダ
イクロイックミラー構成のプロジェクタ装置のランプは
その１／１．８（略０．５５）のランプ、つまり概略１
７０Ｗ程度におさえる作用がある。先の３次元的“ＯＮ
Ｅ−ＰＡＣＫＡＧＥ”モジュール構成と相作用し全体の
構成サイズを小さくする作用が加速される。
【００８７】請求項第２１項に記載された発明によれ
ば、映像信号光変調手段は、Ｃ成分（色成分）用及びＫ
成分（輝度成分）用に各々１つのみで構成され、かつ第
１の光分配手段と第１の光合成手段が１つの偏光光学手
段で一体構成され、更に先の請求項第２０項に記載の発
明のダイクロイックミラー（第５の光分配手段と第３の
光合成手段を構成）が不要であるので、２つの映像信号
光変調手段と１つの偏光光学手段のみで、基本的な光変
調を実行する光学系構成が得られる。つまり装置の光学
系構成をコンパクトにする作用がある。
【００８８】そのためその光学系を３次元的に“ＯＮＥ
−ＰＡＣＫＡＧＥ”する構成を更に実現しやすくする。
又カラーフィルタによる光の損失はあるにしても光路長
が更に短縮化できるとともに、一般に反射型光変調手段
は、その構造上基本的に透過型に比較して画素の開口率
を大きくとることも可能であり、又少なくとも専用の輝
度信号光変調手段は備えているので、それらの相乗作用
として、３原色のカラーフィルタを一体配置した単一の
液晶パネルを用いた従来の装置の光の総合効率を例えば
１とすると、色成分及び輝度成分各々の光の効率は概略
０．９程度であるが、色成分及び輝度成分は偏光光学手
段で光合成されるので明るさとしてはその倍の１．８程
度になることが期待される。
【００８９】つまり結果として、従来の３原色カラーフ
ィルタを一体配置した単一の液晶パネルを用いたものよ
り明るい投写画像を再生する作用がある。
【００９０】請求項第２２項に記載された発明によれ
ば、映像信号光変調手段として光変調光を透過する透過
型の液晶パネルを輝度信号用並びに色信号用に各々１つ
計２つを用いてカラー投写画像を形成する。自然光から
の第１と第２の偏光光に対して各々独立して偏光光の偏
光方向を輝度及び色信号に応じて変調を行うが、第１の
光合成手段と第１の光分配手段も独立して構成されてい
るので、第１の光合成手段と投写手段との相互の位置関
係によりノーマリーブラック又はノーマリーホワイトい
ずれの方式のプロジェクタ装置にも構成しえる作用があ
る。特に第１の光合成手段が偏光光学手段たる偏光ビー
ムスプリッターであるのでノーマリーブラック又はノー
マリーホワイトにするに際して投写手段を偏光ビームス
プリッターに対して設置角度を単に９０°異ならせるの
みで対応可能である作用がある。つまり光学構成形状か
らすると、例えば集光手段と第１の光分配手段の直線の
光路の延長線軸上に投写手段を配置させる形状とか又は
その直線の光路の延長線軸上と直角の方向に投写手段を
配置させる形状とかというように、プロジェクタ装置の
意匠の構成を選択しえることにもなる。
【００９１】請求項第２３項に記載された発明によれ
ば、画像形成に寄与しない偏光光が集光手段（又は投写
光源）に戻る作用があるため、結果として集光手段の出
射光の有効利用が図られる作用がある。この作用のた
め、映像信号光変調手段が３原色の各々に対応するＲ、
Ｇ、及びＢの各色の独立した１組の光変調手段のみから
構成されているが、開口率が透過型に比較して高い反射
型を用いていることと上記集光手段の出射光の有効利用
が図られるために簡単な光学的構成であるが光の利用効
率を高くしている。
【００９２】請求項第２４項に記載された発明によれ
ば、３原色の画像信号のレベル及び高周波成分の大小に
応じて、３原色の各々に対応するＲ、Ｇ及びＢの各色の
独立した光変調手段の画素サイズの大きさが精細サイズ
もしくは精細サイズの複数個からなる大きい画素サイズ
の複数画素サイズに切換えられるので、高周波成分の大
きい映像信号は精細サイズの画素サイズで光変調をうけ
る作用がある。又逆に画像信号の中低域成分について
は、精細サイズの複数個からなる画素サイズ（複数画素
サイズ）で表示されるためにより階調度の深い光変調を
施す作用がある。もちろん画素サイズの大きさを映像信
号のレベル及び高周波成分の大小に応じて精細サイズと
複数画素サイズに切換える構成は、他の請求項の光変調
手段に適用しても同様な作用を果たすことはいうまでも
ない。
【００９３】請求項第２５項に記載された発明によれ
ば、１組のＲ、Ｇ、Ｂの各色の独立した光変調手段に代
えて、２組のＲ、Ｇ、Ｂの各色の独立した光変調手段が
構成されているので、第１及び第２の両方の偏光光に光
変調を施し投写画像を形成するので、光の利用効率が高
くなる作用がある。
【００９４】請求項第２６項に記載された発明によれ
ば、上記請求項第２５項記載の２組のＲ、Ｇ、Ｂの各色
の独立した光変調手段を、１つは右目用、他の１つは左
目用としたのでいわゆる立体投写画像情報をスクリーン
に供給する作用がある。
【００９５】請求項第２７項に記載された発明によれ
ば、輝度成分並びに色成分に各々１つと３つの計４つの
透過型の光変調手段を用い、更に輝度成分と色成分の映
像信号にもとづいて、各々第１と第２の偏光光に独立し
て光変調を施し、色成分については、第２の偏光光をダ
イクロイックミラーで各色ごとの光波長ごとに分光しか
つ光分配した上、各色ごとの光変調手段に入射し、光変
調する。そして光変調された光は再びダイクロイックミ
ラーから構成された第３の光合成手段で光合成されると
いういわゆるきめ細かい光の分配、光分光、光変調及び
光合成を色成分はもとより輝度成分までも勘案した構成
を用いているので、光の利用効率を高くし、かつ各色ご
との相互干渉が少なく、各色ごとの光変調を各色ごとに
合わせて施し得る作用がある。
【００９６】又上記のようにきめ細かい構成であるの
で、輝度信号光変調手段と色信号光変調手段に果たさせ
る役割をきめ細かく分担させる構成をとることを可能と
させて、投写装置として好ましい副次的作用を有するも
のである。例えば高い周波数成分に対応した映像信号に
基づく光変調は、輝度信号光変調手段にて実行させ、中
低域周波数成分に対応した映像信号に基づく光変調は色
信号光変調手段にて実行させる。
【００９７】そして両光信号変調手段からの変調光の光
束がほぼ等しくなる様に、映像信号の明暗の成分の信号
の分配を輝度信号光変調手段と色信号光変調手段に再分
配する信号処理を行えば、両光調手段から出射する変調
光の明暗のバランスは保持され、結果として集光手段か
らの光が高い利用効率で画像形成に寄与する副次的作用
を有するものである。しかも解像度は輝度信号光変調手
段の画素サイズのみを小さくすることで容易に達成しえ
るものである。
【００９８】つまりこの請求項２７の光学構成は映像信
号の従来にはない輝度信号と３原色信号に対応した光学
系と光路が独立に各々備わっているために光学系と映像
信号系の両者間の新たな組み合わせを可能とし結果とし
て、上記のような投写装置として好ましい副次的作用を
有するものである。
【００９９】請求項第２８項に記載された発明によれ
ば、輝度信号光変調手段に入射する光の断面積が第１の
光学手段により拡大された上輝度信号光変調手段に入射
され、光変調が施される。そしてその拡大された光変調
光が第１の光合成の偏光ビームスプリッターの入射光断
面積に適応した面積までに第２の光学手段により再び縮
小されるので、輝度信号光変調手段と色信号光変調手段
の画素サイズの大きさが例えば同じであっても、輝度信
号光変調手段の光変調光の解像度が、色信号光変調手段
のそれに比較して第１及び第２の光学手段の拡大と縮小
による比率に応じて実効的により、高いものとする作用
がある。
【０１００】つまり第１及び第２の光学手段の拡大と縮
小による比率を例えば各１．４倍と１／１．４倍とし、
かつ輝度信号光変調手段の画素面積を色信号光変調手段
の画素面積の１／２にすることにより結果として第１の
光合成手段における同じ光入射断面積において、輝度信
号光変調光の画素面積は色信号光変調光の画素面積の概
略１／２．８にすることが可能となる。
【０１０１】言い換えると各光変調手段の開口率、各光
変調手段のデバイス上の画素サイズの条件がたとえある
程度制約されていても、第１及び第２の光学手段の組み
合わせにより、輝度信号光変調手段の第１の光合成手段
の光断面積上での画素密度が最適になるように（例えば
色信号光変調光と輝度信号光変調光の光束が同じにする
こと）することが、映像信号の明暗の成分の信号の分配
を輝度信号光変調手段と色信号光変調手段に再分配する
信号処理とともに作用し合うと、容易に達成することに
なる。
【０１０２】
【実施例】
実施例１．以下の実施例１において、反射型液晶パネル
はツイスト角度４５°のＴＮ型液晶であり、透過型液晶
パネルはツイスト角度９０°のＴＮ型液晶として説明す
る。但し最近の１８０°以上ツイストするスーパツイス
トネマティック（ＳＴＮ）の場合は上記ツイスト角度に
例えば１８０°を加えた角度でも構わない。つまり反射
型液晶パネルはツイスト角度２２５°のＳＴＮ型液晶で
あり、透過型液晶パネルはツイスト角度２７０°のＳＴ
Ｎ型液晶でもよい。
【０１０３】図１において、１は白色光を出射する光源
たるランプ１０とその出射光を集光する手段の反射鏡１
１で構成された投写光源であって、そこから光の偏光方
向（振動方向）が特定の方向のみにかたよらない、いわ
ゆる自然光でありかつほぼ平行な白色の出射光１００が
出射される。尚この出射光を出射する構成は以降の実施
例において、基本的に同じであるのでこれに関して重複
の説明は以降省略する。
【０１０４】７は、出射光１００の自然光である白色光
を、偏光方向が互いに直交する２つの白色光Ｐ波、Ｓ波
に偏光分離する偏光ビームスプリッターであり、ほぼ人
間の可視光の光波長の４００ｎｍから７００ｎｍの波長
の光をＰ波、Ｓ波に完全に分離する機能を持つ。つまり
７は偏光光学手段である。
【０１０５】出射光１００は偏光ビームスプリッター７
の偏光分離面７１により、偏光方向が互いに直交する２
つの成分、Ｐ波１０１Ｐ、Ｓ波１０１Ｓに分離され、同
時にそれぞれ、輝度信号光変調手段２を構成する輝度信
号用液晶パネル２１と色信号光変調手段３を構成する色
信号用液晶パネル３１に照射される。つまり光分配され
る。又両液晶パネルは光変調光を反射する反射型液晶パ
ネルである。２２は両液晶パネルの厚みが薄い場合、入
射した光の偏光方向が液晶分子のねじれに追随できなく
なることにより発生するいわゆる旋光分散による着色を
補償する色フィルターあるいは位相フィルターである。
３２は白色光からＲ、Ｇ、Ｂの３原色を選択（フィル
タ）するカラーフィルターである。
【０１０６】なお、色信号用液晶パネル３１の画素サイ
ズの大きさは輝度信号用液晶パネル２１の画素サイズの
大きさに比べて大きくてよい。つまり後者の画素サイズ
の大きさは前者の画素サイズの大きさより精細である。
これは人間の視覚特性（色情報は輝度情報に比較して解
像度が低い）に合致させたものである。また、輝度信号
用液晶パネル２１と、色信号用液晶パネル３１に入射す
る光は偏光の方向が相互に直交しているため、各々のパ
ネルの液晶分子の配向方向を定めるラビング方向も、入
射する光の偏光方向に従って当然相互に直交させてい
る。
【０１０７】各々の液晶パネルにパネル駆動用電圧が印
加されると、輝度信号用液晶パネル２１に入射したＰ波
１０１Ｐのうち、電圧が印加された画素を通過し反射さ
れた光の偏光方向は入射と反射により結果として９０°
回転される。つまり光の偏光方向が変調される。その偏
光光はＳ波１０３として偏光ビームスプリッター７に入
射するため、該偏光ビームスプリッターの偏光分離面７
１により投写手段の投写レンズ４の方向に反射される。
色信号用液晶パネル３１に入射したＳ波１０１Ｓのう
ち、電圧が印加された画素を通過し反射された光の偏光
方向も同じく９０°回転され、Ｐ波１０４として偏光ビ
ームスプリッター７に入射するため、このＰ波１０４は
該偏光ビームスプリッター７の偏光分離面７１を透過し
て投写レンズ４に向かう。
【０１０８】つまり、輝度信号用液晶パネル２１、色信
号用液晶パネル３１ともパネル駆動用電圧が印加された
画素に入射し更に反射し偏光制御をうけた偏光光は偏光
ビームスプリッター７により光合成され、結果としてカ
ラー映像１０５として投写レンズ４によりスクリーン６
上に拡大投写される。つまり偏光ビームスプリッターは
光合成手段の機能を果たすものである。
【０１０９】なお、光合成にあたり、輝度信号用液晶パ
ネル２１から反射された光１０３は偏光分離面７１によ
り反射されるため、色信号用液晶パネル３１からの光に
よるカラー画像とは左右が反転した白黒画像になってお
り、このままでは正常な映像にならない。正常な映像を
スクリーン上に得るためには、輝度信号用液晶パネル２
１あるいは色信号用液晶パネル３１のどちらかの画像を
電気信号により反転させるか、もしくは輝度信号用液晶
パネル２１と偏光ビームスプリッター７の間に光の方向
を９０°曲げるミラーを設置して光学的に反転させるな
どの処置をする必要がある。電気信号を反転させるのが
好ましいことは言うまでもない。
【０１１０】上記のように実施例１の構成では、集光手
段からの出射光の光の分配、各光変調光（１０３と１０
４）の光合成と従来のＴＮ型液晶パネルの入射側の偏光
子、及び出射側の検光子の４つの機能を１つの偏光光学
手段たる偏光ビームスプリッター７が兼ねていることを
特徴としているため、コンパクトな装置が安価に実現で
きる。特に偏光子、検光子が不要であることは、これら
による光の損失（通常は５０％程度前後の損失）が光路
中で発生しないので自然光からＰ波、Ｓ波に偏光分離し
たパワーダウンした光を光変調しても総合の投写される
光パワーは各々の液晶からの変調光が偏光光学手段たる
偏光ビームスプリッター７で光合成されるので、明るい
投写画像が再生されることになる。又反射型液晶パネル
の開口率は透過型パネルに比較して高い値を有するので
基本的に明るさの点では有利であることは言うまでもな
い。
【０１１１】また、輝度信号用液晶パネル２１、色信号
用液晶パネル３１ともパネル駆動用電圧が印加されない
画素に入射し更に反射した偏光光は入射光の旋光性方向
と反射光の旋光性方向がほぼ相互に逆であるため結果と
して、偏光方向が回転しないため、輝度信号用液晶パネ
ル２１に入射したＰ波はＰ波のまま反射されて偏光ビー
ムスプリッター７に再入射し、偏光分離面７１を透過し
て投写光源１に戻る。色信号用液晶パネル３１に入射し
たＳ波はＳ波のまま偏光ビームスプリッター７に再入射
し、偏光分離面７１により反射され投写光源１に戻る。
このいわゆる画像形成に寄与しない偏光光が投写光源に
戻ることは、以下にのべるように投写光源１の再利用を
促進する構成であり重要な意味を有するものである。
【０１１２】すなわち、このように各々の液晶パネルか
ら投写光源１に戻った画像形成に寄与しない光１０６
は、再度反射鏡１１により反射される。このとき反射さ
れた光がランプ１０からの元々の出射光１００にたいし
て、わずかの発散性または集束性を持つ、あるいは方向
が変化するようにしておけば、偏光ビームスプリッター
７を介して再度、各々の液晶パネルに向かった光は、元
々の光１０１Ｐ、あるいは１０１Ｓが最初に照射した画
素と異なる画素を照射し、一部の光は画像を形成し、一
部の光は再再度ランプ１０に戻ることになる。つまり、
反射鏡１１からの出射光１００は上記の動作を繰り返す
ため、画像を形成しない光の有効利用が図られ、液晶パ
ネルに照射される全体の光量が結果として増加すること
により、スクリーン上により明るい画像が得られる。
【０１１３】以上述べたごとく、偏光光学手段たる偏光
ビームスプリッター７は、出射光１００の自然光をＰ
波、Ｓ波に偏光分離するとともに、輝度信号光変調手段
２と色信号光変調手段３に光分配する光分配手段の機能
と、光変調光のうち偏光制御をうけた画像形成に寄与す
る両光変調手段からの偏光光を光合成する光合成の機能
とを同時に果たすものである。又両液晶パネルに駆動用
印加電圧が印加されない時に投写画像は暗くなるので、
ノーマリーブラックモードの構成とみなしえるものであ
る。従って両液晶パネルの印加電圧を各々最適にかつ輝
度信号用液晶パネル２１の入射側にある位相フィルター
の最適化もしくは色信号用液晶パネル３１のカラーフィ
ルター３２と３原色の各画素の印加電圧等の最適化を施
せば、つまり外的条件を整備すれば明るい部分のバラン
ス、（ホワイトバランス）を充分に適切に調整しえるも
のとなる。
【０１１４】また更に明るい投写画像を再生する方法と
して、本実施例１のコンパクト光学系の特徴を生かす意
味で図１に示す光学系を並列に設け、投写手段等で図２
６で示すコンセプトでスクリーン６上で光合成すること
が容易に可能であることは言うまでもない。又この、デ
ュアル光学系構成を用いると今後のマルチメディアにお
ける３立体液晶プロジェクターを展開することも可能と
なる。つまり１つの図１の光学系を右用、他の図１の光
学系を左用として投写することにより実現可能となる。
更にこのデュアル光学系では必要に応じて明るい投写画
像再生モード、又ある時はコンパクトな立体投写画像再
生モードになるいわゆる投写画像再生モードのデュアル
性を備えることになる。
【０１１５】又図１の光学系は最短の光路長を備え各種
手段が一体構成できるので、量産においては偏光ビーム
スプリッター７を中央に配置し、相互に直交する位置に
輝度信号用液晶パネル２１と位相フィルター２２並びに
色信号用液晶パネル３１とカラーフィルター３２を所定
位置に固定し、各光路（１０３と１０１Ｐ並びに１０１
Ｓと１０４並びに１００と１０６並びに１０５）をも備
えた３次元的に“ＯＮＥ−ＰＡＣＫＡＧＥ”するモジュ
ール構成を採用することが可能となる。そのモジュール
ブロックに放熱用ラジエター、を備えればまさに集結化
されたいわば投写エンジンブロックが可能となり上述の
デュアル光学系構成にも都合が良いものとなる。これを
可能とするのはすでに述べた光学構成のコンパクト性に
ある。ＯＮＥ−ＰＡＣＫＡＧＥ化するユニット構成例を
図３０に示す。
【０１１６】実施例２．図２は本発明の他の実施例２を
示す図であり、実施例１と基本的に異なる構成は実施例
１におけるＲ、Ｇ、Ｂの３原色カラーフィルター３２と
単１の色信号用液晶パネル３１に代えて、赤色反射、緑
色透過型ダイクロイック面３６と青色反射、緑色透過ダ
イクロイック面３７をともに備えたダイクロイックミラ
ーと３原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）
用の３枚の液晶パネルにより構成したものである。各パ
ネルの画素サイズに関しては、実施例１と同様、色信号
用液晶パネルの画素サイズの大きさは、輝度信号変調用
のパネルの画素サイズの大きさより大きい。
【０１１７】図２において、３３、３４、３５はそれぞ
れＲ、Ｇ、Ｂ用の専用の液晶パネル、３６はＲを反射し
Ｇを透過させるダイクロイック面、３７はＢを反射しＧ
を透過させるダイクロイック面である。つまり３６、３
７のダイクロイック面は、Ｐ波の偏光光をＲ、Ｇ、Ｂ信
号用の各光変調手段を構成する３３、３４、３５の各専
用の液晶パネルに導く新たな光分配手段の役目をまずは
果すものである。そして各液晶パネルの印加された画素
は例えば９０°偏光方向が回転し入射と逆方向に各ダイ
クロイック面３６、３７に入射しＲ、Ｂは反射しＧは透
過し、再光合成されて、各々偏光方向が９０°変えられ
ている（＝偏光方向が変調を受けている）ので投写手段
１の側でなく投写レンズ４の方に向かうべく偏光ビーム
スプリッター７で光合成される。すなわち、偏光ビーム
スプリッター７はＰ波とＳ波に偏光分離する形で大枠で
色信号用光変調手段（３３、３４、３５）と輝度信号用
光変調手段（２２、２１すなわち２）に各々光分配する
とともに上述のように光合成手段も果すものでこの点で
先の実施例１と同じである。尚他の基本的動作（画素に
印加しない場合等の動作等）は実施例１と同様であり省
略するが、特に実施例１におけるカラーフィルター３２
がないため、該カラーフィルターによる光の損失（原理
的にカラーフィルター入射光の２／３が損失になる）が
なく、実施例１で得られた映像よりもさらに明るい映像
が得られる。
【０１１８】又３原色のＲ、Ｇ、Ｂごとの光波長に最適
な液晶パネルの厚さ及び各印加電圧を専用に独立して選
択しえるので投写画像の色合いを先の実施例１以上に良
くすることが可能となる。又全体の光学系の構成を先の
実施例１と同じく“ＯＮＥ−ＰＡＣＫＡＧＥ”する３次
元モジュール構成をとることは当然可能である。これは
各手段間の光路の長さが短かいことによるものである。
尚本実施例２もノーマリーブラック型であることは明ら
かである。
【０１１９】又実施例２において実施例１と同様にデュ
アル光学構成で例えば立体投写画像再生も可能であるが
相互に直交するＰ波及びＳ波の組み合わせは何も１つの
組み合わせに限られるものでなく現在のＰ波と４５°の
偏光角度を有する新たな第２のＰ波とそれに直交する第
２のＳ波の組み合わせを、自然光からとりだすことは容
易である。つまり自然光から複数組の偏光光をとりだし
一方の組み合わせを右目用、他方の組み合わせを左目用
として用いて光変調を施し光合成することにより立体投
写画像を再生することも可能である。
【０１２０】又一組の相互に直交する偏光光のみの組み
合わせを用い、実施例１又は実施例２のいずれかの光学
構成からの偏光制御方式の光変調光を右目用、左目用と
して時分割多重変調を施すとともに投写する構成をとる
ことは各光変調手段の駆動タイミングを修正することで
可能である。特に先に述べたＳＴＮ方式の液晶パネルを
用いると画素の応答速度において好ましいものとなる。
【０１２１】実施例３．図３は本発明の実施例３を示す
図であり、実施例１、２におけるプロジェクタがノーマ
リーブラック型であるのに対し、ノーマリーホワイト型
の構成である。つまり液晶パネルに印加電圧を与えない
時に投写画像が明るい構成となる。
【０１２２】図３において、５は入射光の５０％を反射
させ、５０％を透過させるハーフミラーであり、投写光
源１からの光の５０％が偏光ビームスプリッター７に入
射する。偏光分離面７１により、投写光源の自然光のう
ちＳ波は輝度信号用液晶パネル２１に、同じくＰ波は３
原色の各色信号用液晶パネル３３、３４、３５に入射す
る。
【０１２３】各液晶パネルに入射した光のうち、パネル
に駆動電圧を印加しない画素から反射した光は偏光方向
がパネル入射光の偏光方向と等しいため輝度信号用液晶
パネル２１からはＳ波が、各色の色信号用液晶パネル３
３、３４、３５からはＰ波が入射時と同じ偏光方向のま
まで各々反射され、再度偏光ビームスプリッター７に入
射する。偏光分離面７１により、輝度信号用液晶パネル
２１からのＳ波は反射され、色信号用液晶パネル３３、
３４、３５からのＰ波は偏光分離面７１を透過し、投写
レンズ４を介してスクリーン６上に投写される。そして
そのＰ波とＳ波の１部は投写光源１の側に再入射され再
度利用される。
【０１２４】逆に各液晶パネルに入射した光のうち、パ
ネルに駆動電圧を印加した画素から反射した光は偏光制
御をうけて偏光方向が各々のパネル入射光の偏光方向と
直交するため、偏光分離面７１により投写レンズ４に向
かわない光１０６となる。従って各々の液晶パネルに駆
動用印加電圧が印加されない時に投写画像は明るくなる
ので、いわゆるノーマリーホワイト型のプロジェクタ動
作となる。尚、３６、３７はダイクロイックミラーのミ
ラー面で各々先の実施例２の各々３６、３７と同じ機能
を果すものである。つまり実施例３の示す技術思想は実
施例２の光学系にマイナーチェンジを施せばノーマリー
ブラック型からノーマリーホワイト型のプロジェクタ動
作は簡単に実現可能であることを示す一実施例を示すも
のである。この動作モードの変換は他の実施例において
も可能である。
【０１２５】実施例４．図４は本発明の実施例４を示す
図であり、反射型の液晶パネルに代えて、２Ａは透過型
の輝度信号用液晶パネル、３ＡはＲ、Ｇ、Ｂの３原色の
カラーフィルター３２を持つ透過型の色信号用液晶パネ
ルである。７は投写光源１からの光を分配する光分配手
段たる偏光ビームスプリッター、８は輝度信号用液晶パ
ネル２Ａおよび色信号用液晶パネル３Ａを透過し光変調
を受けた各々の透過光からの画像を形成する光を合成す
る偏光ビームスプリッターであり、７１、８１はそれぞ
れの偏光ビームスプリッターの偏光分離面である。５
０、５１は反射ミラー、９は不要な光を吸収するダンパ
ーである。
【０１２６】次に動作について説明する。投写光源１か
ら出た光は偏光ビームスプリッター７の偏光分離面７１
によりＰ波１０１ＰとＳ波１０１Ｓに偏光分離され、Ｐ
波は輝度信号用液晶パネル２Ａに、Ｓ波はミラー５０、
５１を介して色信号用液晶パネル３Ａに導かれる。輝度
信号用液晶パネル２Ａ、色信号用液晶パネル３Ａとも、
液晶駆動電圧が印加された画素部を透過した光は偏光方
向について何等の影響を受けないため、輝度信号用液晶
パネル２ＡからはＰ波が、色信号用液晶パネル３Ａから
はＳ波が出射され、光合成用偏光ビームスプリッター８
に向かう。輝度信号用液晶パネル２Ａから出射したＰ波
は偏光分離面８１を透過して、又色信号用液晶パネル３
Ａから出射したＳ波は偏光分離面８１により反射されて
結果としてＰ波及びＳ波は光合成され投写レンズ４によ
り、スクリーン６上にカラー映像として拡大投写され
る。
【０１２７】逆に液晶駆動電圧が印加されない画素部を
通過した光は偏光方向が９０°回転され、輝度信号用液
晶パネル２ＡからはＳ波が、色信号液晶パネル３Ａから
はＰ波が出射され、光合成用手段の偏光ビームスプリッ
ター８に向かう。輝度信号用液晶パネル２Ａから出射し
たＳ波は偏光分離面８１により反射されてダンパー９に
吸収され、色信号用液晶パネル３Ａから出射したＰ波も
同じく偏光分離面８１を通過してダンパー９に吸収され
る。上記の動作から分かるように本実施例はノーマリー
ブラック型のプロジェクタ装置である。上述のように、
光分配手段、光合成手段として各々専用に偏光光学手段
たる偏光ビームスプリッター７及び８が用いられてい
る。
【０１２８】実施例５．図５は本発明の実施例５を示す
図であり、実施例４における投写レンズ４、スクリーン
６とダンパー９の位置を入れ換えた構成になっている。
この構成においては、輝度信号用液晶パネル２Ａの液晶
駆動電圧が印加されない画素部を通過した光は９０°偏
光方向が旋光され光合成用偏光ビームスプリッター８の
偏光分離面８１により反射されて投写レンズ４を介して
スクリーン６に投写される。
【０１２９】また色信号用液晶パネル３Ａに液晶駆動電
圧が印加されない画素部を通過した光も９０°偏光方向
が旋光され光合成用偏光ビームスプリッター８の偏光分
離面８１を通過し、投写レンズ４を介してスクリーン６
に投写される。動作モードとしていわゆるノーマリーホ
ワイト型のプロジェクタ装置を構成している。上述のよ
うに光分配手段と光合成手段を偏光光学手段たる偏光ビ
ームスプリッターを用いたプロジェクタ装置において、
投写レンズ４とスクリーン６とを先の実施例４の位置の
各々のものを９０°入れ替えるのみで動作モードを簡単
に変更することができる。先のノーマリーブラックの動
作モードにおいては印加電圧を調整して最適なホワイト
バランスの有る投写画像を又この実施例のようにノーマ
リーホワイトの動作モードにおいては印加電圧を調整し
て最適なブラックレベルを有する投写画像を各々再生し
えることになる。
【０１３０】従って、例えばこの実施例５と先の実施例
４のノーマリーホワイト動作モードとノーマリーブラッ
ク動作モードの光学系を２つ設け、並列に投写するよう
に構成すると（従来例の図２６のごとく）、各々の動作
モードの液晶パネルの印加電圧を最適に調整して、ブラ
ックレベル及びホワイトバランスが共によりよい、いわ
ゆる投写画像のダイナミックレンジのより広いものを得
る構成をとることも可能である。もちろん映像信号のホ
ワイトレベル成分、ブラックレベル成分に応じて両モー
ドの投写画像に対する投写光の比率を適応的に可変する
ことにより更に好ましいものとなりえるものである。
【０１３１】尚この実施例５において両パネル２Ａ、３
Ａの液晶駆動電圧が印加された画素部を通過した光はと
もに偏光方向について何ら影響を受けないため偏光ビー
ムスプリッター８によって１０１Ｐと１０１Ｓは透過又
は反射され結果としてダンパー９に吸収されることは言
うまでもない。
【０１３２】実施例６．図６は本発明の実施例６を示す
図であり、先の実施例４の構成において輝度信号用液晶
パネル２Ａと光合成手段の偏光ビームスプリッター８と
の間に、新たな偏光ビームスプリッター７Ａを設置する
ことにより、輝度信号用液晶パネル２Ａの液晶駆動電圧
が印加されない画素部を通過した光、すなわち画像形成
に寄与しないＳ波の偏光光１０７を、ミラー５２を介し
て色信号用液晶パネルを照射する光１０１Ｓに足し合わ
せている。つまりこのとき光１０７と光１０１Ｓの偏光
方向は同方向でありＳ波になっている。このように画像
形成に寄与しない光を偏光光学手段を用いて他方の液晶
パネルに導く構成となっているため、投写光源１からの
光がより有効に利用でき、結果として明るい映像が得ら
れる。
【０１３３】これによりダンパー９に吸収される光は小
さくなることは明らかである。画像形成に寄与しない光
をいかに効率よく利用するかの第１の技術思想を示すも
のである。
【０１３４】高効率化の第２の技術思想として、いかに
自然光からの光を損失することなく輝度信号、及び色信
号の各光変調手段に光分配するかに関して次の実施例７
〜実施例１０にて説明する。
【０１３５】実施例７．図７は本発明における実施例７
を示す図であり、液晶プロジェクタ装置の輝度信号光変
調手段及び色信号光変調手段への光量の分配を所定の割
合で行なう光量分配手段の一構成図である。図におい
て、１０はランプ、１１は反射鏡、１はランプ１０と反
射鏡１１とからなる投写光源、７ＣはＰ偏光透過率１０
０％、Ｓ偏光反射率は１００％以下の所定の値を有する
偏光ビームスプリッター、６００は光の位相差を発生さ
せ伝播する光の偏光状態を変化させる位相差板、７Ａは
Ｐ偏光透過率１００％、Ｓ偏光反射率１００％の偏光ビ
ームスプリッター、５０は平面反射鏡である。
【０１３６】投写光源１はランプ１０と反射鏡１１とで
構成されていて、おおむね平行な白色の出射光１０１を
出射する。出射光に関する構成は実施例１に記載した通
りであり委細の説明は省略する。
【０１３７】出射光１０１は偏光分離特性の異なる偏光
光学手段たる偏光ビームスプリッター７Ｃに入射する。
入射した光は自然光つまり色々な方向にランダムに偏光
した光であるが、偏光ビームスプリッター７Ｃの分離面
７１ＣによりＰ偏光は全て透過（光線１０１Ｐ）し、そ
れと直交するＳ偏光は一部反射・一部透過する。これに
より、Ｓ偏光光の反射比率に応じたＳ偏光光１０１ＳＡ
が図中Ｘ方向に出射される。偏光ビームスプリッター７
Ｃを透過したＰ偏光光（光線１０１Ｐ）、Ｓ偏光光（光
線１０１ＳＢ）は偏光ビームスプリッター７Ａに入射す
る。尚、偏光分離面７１Ｃで一部のＳ偏光光、１０１Ｓ
Ｂが１０１Ｐとともにいわば漏れて伝播する構成は、例
えば偏光分離面の分離面の処置を１部分はＳ、Ｐ波を完
全に偏光分離特性にする処理を有し、１部はＳ、Ｐ波を
ともに透過する処理を有するように施せば可能となる。
その両者の処理の面積比を変化させることによりほぼ任
意にＳ偏光の反射率をかえることができる。
【０１３８】偏光ビームスプリッター７ＡによりＰ偏光
成分（光線１０２Ｐ）は１００％透過し、平面反射鏡５
０で反射され１０２Ｐとなる。又Ｓ偏光成分（光線１０
１ＳＢ）は１００％反射され、図中Ｘ方向にＳ偏光成分
１０２Ｓとして出射する。反射されたＳ偏光光１０２Ｓ
は位相差板６００を通過するために偏光方向が９０°変
化することによりＰ偏光光１０３となる。これにより、
投写光源１からの光を所定の割合のＰ偏光光とＳ偏光光
に光量分配することができる。
【０１３９】そしてこのＰ偏光光（１０２Ｐと１０３）
とＳ偏光光（１０１ＳＡ）とを例えば図４又は図５のい
ずれかの透過型の輝度信号及び色信号用の各液晶パネル
に入射することにより、任意のＰ波とＳ波の光量比にも
とづいて（例えば、輝度信号光変調光と色信号光変調光
の投写画像のバランスがとれる光量比）、輝度信号光変
調及び色信号光変調を施すことが可能となる。従来はど
ちらか一方の明るい方（例えば輝度信号光変調手段）の
光量を一部遮断させて、つまり損失させて、光量の分配
をせざるおえないことに代えて、自然光から抽出するＰ
波、Ｓ波の割合を組み替える第２の技術思想を導入した
ものである。従って損失が少なく光量を分配させること
が可能となる。
【０１４０】実施例８．図８は本発明における実施例８
の液晶プロジェクタ装置の光量分配手段の他の構成図で
ある。図において、１０はランプ、１１は反射鏡、１は
ランプ１０と反射鏡１１とからなる投写光源、７はＰ偏
光透過率１００％、Ｓ偏光反射率１００％の偏光ビーム
スプリッター、６００は位相差板、７ＡはＰ偏光透過率
１００％、Ｓ偏光反射率１００％の偏光ビームスプリッ
ター、５０は平面反射鏡である。投写光源１はランプ１
０と反射鏡１１とで構成されていて、おおむね平行な白
色の出射光１０１を出射する。
【０１４１】出射光１０１は偏光ビームスプリッター７
に入射する。入射した光は自然光光であるが、偏光ビー
ムスプリッター７の分離面７１により入射した光のうち
のＰ偏光は全て透過（光線１０１Ｐ）し、又Ｓ偏光は全
て反射される。これにより、図中Ｘ方向にＳ偏光光１０
１Ｓが出射される。
【０１４２】偏光ビームスプリッター７を透過したＰ偏
光光１０１Ｐは、伝播する偏光光の位相速度差を生じさ
せ偏光状態を変化させる媒質を有する位相差板６００に
入射する。Ｐ偏光光１０１Ｐは位相差板６００を透過す
ることにより偏光状態が変化する。この状態の変わった
光１０２が、偏光ビームスプリッター７Ａに入射するこ
とにより、１部はＰ偏光成分１０２Ｐと又他の１部はＳ
偏光成分１０２Ｓに偏光分離され図中Ｘ方向にＳ偏光成
分１０２Ｓが出射する。このときＰ偏光成分１０２Ｐと
Ｓ偏光成分１０２Ｓの分割比は位相差板６００を回動す
ることによりほぼ任意に変化させることができる。
【０１４３】つまり、本実施例８は、同一特性の偏光ビ
ームスプリッターを２個用いるが、その仲間に配置させ
た位相差板６００を回転させることにより自然光からの
Ｐ波、Ｓ波の光量の割合をロスミニマムで可変させるこ
とが可能となる。光量分配比が調整可能であるという利
便性を有するものである。
【０１４４】実施例９．図９は本発明における実施例９
の液晶プロジェクタ装置の光量分配手段の他の構成図で
ある。図において、１０はランプ、１１は反射鏡、１は
ランプ１０と反射鏡１１とからなる投写光源、６１０は
画素を有するモノクロ液晶パネル、７はＰ偏光透過率１
００％・Ｓ偏光反射率１００％の偏光ビームスプリッタ
ーである。投写光源１はランプ１０と反射鏡１１とで構
成されていて、おおむね平行な白色の出射光１０１を出
射する。
【０１４５】出射光１０１は画素を有するモノクロ液晶
パネル６１０に入射する。入射した光は自然光である
が、液晶パネル６１０により偏光状態が例えば楕円偏光
状態となり、Ｐ偏光光はＳ偏光光となり、Ｓ偏光光は一
部Ｐ偏光光となる。液晶パネル６１０を出射したこの光
１０４が、偏光ビームスプリッター７に入射することに
よりＰ偏光成分１０４Ｐは１００％透過し、Ｓ偏光成分
１０４Ｓは１００％反射され図中Ｘ方向に出射する。
【０１４６】そしてこの画素つきモノクロ液晶パネル６
１０が、入射した自然光の偏光状態を変える作用はこの
液晶パネルの厚みを変えるとかもしくは各画素に与える
印加電圧を変えることにより偏光状態の変化する程度を
調整可能となる。従って厚みを変えるかもしくは各画素
に加える印加電圧を調整することにより偏光ビームスプ
リッター７から出射されるＰ波の１０４ＰとＳ波の１０
４Ｓの光量比を調整できる。特に各画素の印加電圧を調
整する方法は電子制御方法に通じるもので光量分配手段
に、更なる利便性を与えるものである。
【０１４７】実施例１０．図１０は本発明における実施
例１０の液晶プロジェクタ装置の光量分配手段の他の構
成図である。図において、１はランプ１０と反射鏡１１
とからなる投写光源、６１１は画素を有しないモノクロ
液晶パネル、７はＰ偏光透過率１００％・Ｓ偏光反射率
１００％の偏光ビームスプリッターである。
【０１４８】出射光１０１は画素を有しないモノクロ液
晶パネル６１１に入射する。入射した光は自然光である
が、画素を有しないモノクロ液晶パネル６１１により偏
光状態が例えば楕円偏光状態となりＰ偏光光はＳ偏光光
となり、Ｓ偏光光は一部Ｐ偏光光となる。画素を有しな
いモノクロ液晶パネル６１１を出射したこの光１０４
が、偏光ビームスプリッター７に入射することによりＰ
偏光成分１０４Ｐは１００％透過し、Ｓ偏光成分１０４
Ｓは１００％反射され図中Ｘ方向に出射する。
【０１４９】つまり先の実施例９の画素を有する液晶パ
ネル６１０に代えて画素を有しない液晶パネル６１１を
用いたもので、その厚さをかえたり又は液晶間に印加電
圧を加えることによってＰ波の１０４ＰとＳ波の１０４
Ｓの光量比を調整することは可能である。しかも実施例
９に比較して安価にできる。但し画素ごとの印加電圧の
調整は考慮されるものではない。面全体に対して均一な
又は不均一な印加電圧又は電界を与えることができるこ
とは言うまでもない。
【０１５０】つまり上述の実施例７から実施例１０は、
相互に直交する偏光光の光量の割合を定める偏光制御手
段と、それによって定まる所定の割合で輝度信号光変調
手段と色信号光変調手段の光量の分配を行なう光分配手
段とから構成されたものとして集約されるものである。
特に自然光からのＰ波及びＳ波の割合を、一方の波を他
方の波に組み替えて光合成して、変えるという技術思想
を用いているので光の損失が少ない光量分配手段であり
プロジェクタ装置の効率化の第２の技術思想を示すもの
である。
【０１５１】今までの実施例において、Ｐ波及びＳ波の
いずれかの全可視光の光波長範囲全体について輝度信号
用又は色信号用の各光変調手段を用いていたが、３原色
に応じて、可視光の光波長範囲を２つ又は３つの光波長
帯に分割して光変調を施して色合いをよりよくする構成
が可能である。しかし従来は単に光波長範囲の分割であ
ったが、光波長範囲の中で更にＰ波及びＳ波に各々の役
目を与えて明るさと、人間の視覚特性へのより適合性を
勘案した光変調方式を与えるのが以下述べる種々の実施
例である。つまり先の効率化に係わる２つの技術思想に
続いて、より良い色合いと明るさの投写画像を実現する
第３の技術思想の種々の実施例を以下述べる。
【０１５２】実施例１１．図１１は本発明における実施
例１１の液晶プロジェクタ装置の光学系の構成図であ
る。図において、１はランプ１０と反射鏡１１とからな
る投写光源、５はハーフミラー、６２０は青色光反射ダ
イクロイックミラー、７および７ＡはＰ偏光反射率・Ｓ
偏光透過率ともに１００％の偏光ビームスプリッター、
６２１は赤色光反射ダイクロイックミラー、６４０およ
び６４０Ａは輝度信号光変調手段の高解像度液晶パネ
ル、６３０、６３０Ａおよび６３０Ｂは色信号光変調手
段の低解像度液晶パネル、９、９Ａおよび９Ｂは光ダン
パ、４は投写レンズ、６はスクリーンである。投写光源
１はランプ１０と反射鏡１１とで構成されていて、おお
むね平行な白色の出射光１０１を出射する。
【０１５３】出射光１０１はハーフミラー５に入射す
る。ハーフミラー５で反射された光１０２Ｒは青色光反
射ダイクロイックミラー６２０に入射する。またハーフ
ミラー５を透過した１部の光１０２Ｔは光ダンパ９で吸
収される。青色光反射ダイクロイックミラー６２０は誘
電体多層膜からなるミラーであって、その反射率の波長
依存性は概略図１２に示すように青色光だけを選択的に
反射する。青色光反射ダイクロイックミラー６２０で反
射された光１０３Ｒは偏光ビームスプリッター７に入射
する。
【０１５４】偏光ビームスプリッター７に入射した光１
０３Ｒは偏光分離面７１によりＰ偏光１０４ＰとＳ偏光
１０４Ｓにほぼ１００％各々分離され、それぞれ低解像
度液晶パネル６３０、高解像度液晶パネル６４０に入射
する。高解像度液晶パネル６４０および低解像度液晶パ
ネル６３０が双方ともに印加電圧ゼロのとき、入射した
光１０４Ｓおよび１０４Ｐはそれぞれ液晶パネル内の液
晶分子の配向方向に沿って偏光面が回転し、液晶パネル
底部にある反射膜により反射される。反射された光は、
液晶パネルを再度通過することにより最初の入射時とは
逆の偏光面の回転をうけ（つまり初めと同じ偏光方向に
戻る）、出射光１０５および１０６となる。この場合は
出射光１０５および１０６は入射光１０４Ｓおよび１０
４Ｐと同じ偏光方向であるので、そのまま逆の経路をた
どり投写レンズ４及び投写光源１の方に入射し投写レン
ズ４に入射した光は画像形成に寄与する投写画像となっ
てスクリーン上に投写される。
【０１５５】高解像度液晶パネル６４０および低解像度
液晶パネル６３０に電圧が印加されると、入射した光１
０４Ｓおよび１０４Ｐはそれぞれ液晶パネル内の液晶分
子の持つ復屈折効果により楕円偏光光となり、液晶パネ
ル底部にある反射膜により反射される。反射された光
は、液晶パネルを再度通過することにより更に復屈折効
果を受け、出射光１０５および１０６となる（この場合
は楕円偏光光である。ただしある印加電圧のときに、入
射時とは９０度偏光面が回転した直線偏光となる）。出
射した楕円偏光光１０５および１０６の内、光１０５の
Ｓ偏光成分１０５Ｓ、光１０６のＰ偏光成分１０６Ｐが
逆の経路をたどり投写レンズ４に入射し、画像となって
スクリーン６上に投写される。
【０１５６】又楕円偏光光１０５および１０６の内、残
りのＰ偏向光１０５Ｐ及び同じく残りのＳ偏光光１０６
Ｓは光ダンパー９Ｂで吸収される。これらは画像形成に
は寄与しないものである。
【０１５７】青色光反射ダイクロイックミラー６２０を
透過した光１０３Ｔは偏光ビームスプリッター７Ａに入
射する。偏光ビームスプリッター７Ａに入射した光１０
３Ｔは偏光分離面７１ＡによりＰ偏光１０７ＰとＳ偏光
１０７Ｓに分離される。偏光分離面７１Ａで反射された
Ｓ偏光光１０７Ｓは高解像液晶パネル６４０Ａに入射す
る。高解像度液晶パネル６４０Ａに入射した光１０７Ｓ
は上記原理と同様にして印加電圧に応じた光（戻り光１
０８のＳ偏光成分１０８Ｓ）が投写レンズ４を通じてス
クリーン６上に投写される。（但し５はハーフミラーで
あるので１部は投写光源１にもどる。）
【０１５８】偏光ビームスプリッター７Ａを透過したＰ
偏光１０７Ｐは、赤色光反射ダイクロイックミラー６２
１に入射する。赤色光反射ダイクロイックミラー６２１
は誘電体多層膜からなるミラーであって その反射率の
波長依存性は概略図１３に示すように赤色光だけを選択
的に反射する。赤色光反射ダイクロイックミラー６２１
で反射された光１１０は低解像度液晶パネル６３０Ｂに
入射し、赤色光反射ダイクロイックミラー６２１を透過
した光１１２は低解像度液晶パネル６３０Ａに入射す
る。低解像度液晶パネル６３０Ａおよび６３０Ｂに入射
した光１１２および１１０は上記原理と同様にして印加
電圧に応じた光（戻り光１１１および１１３のＰ偏光成
分の１１１Ｐおよび１１３Ｐ）が投写レンズ４と通じて
スクリーン６上に投写される。
【０１５９】尚画像形成に寄与しない偏光光の１０８
Ｐ、１１１Ｓ、１１３Ｓ、つまり各液晶パネル６４０
Ａ、６３０Ａ、６３０Ｂに印加電圧が加わったことによ
る偏光面が入射と反射による復屈折によって偏光方向が
９０°回転された偏光光成分、は光ダンパー９Ａに吸収
される。
【０１６０】以上の過程でスクリーン上に投写された各
光の合成により、正常な画像がスクリーン上に投写され
る。スクリーンに投写された光の内、高解像度液晶パネ
ルから戻ってきた光１０８Ｓおよび１０５Ｓは輝度信号
の画像を形成し、低解像度液晶パネルから戻ってきた光
１０６Ｐ、１１１Ｐおよび１１３Ｐは色信号の画像を形
成する。
【０１６１】つまり、３原色の信号のうち緑色と赤色に
係わる各々の輝度信号の２つを合わせた輝度信号（Ｋ成
分）に基づいて、１つの輝度信号光変調手段（この場合
は高解像度液晶パネル６４０Ａ）にてＳ波を光変調し、
又緑色と赤色に係わる各々の色信号（Ｃ成分）に基づい
て各々独立した色信号光変調手段（緑色に対しては６３
０Ａ、赤色に対しては６３０Ｂ）にてＰ波に光変調を施
すともに、残りの青色の輝度信号（Ｋ成分）に基づい
て、独立したもう一つの輝度信号光変調手段（この場合
は６４０）にてＳ波を光変調し、又残りの青色の色信号
（Ｃ成分）に基づいて、色信号光変調手段（この場合６
３０）にてＰ波に光変調を施すという、組み合わせの構
成を有するものである。請求項１７の第３の組み合わせ
の構成を示すものである。この偏光光（Ｐ、Ｓ）と３原
色の映像信号のＫ及びＣ成分の関係を図２８の（ａ）に
示す。尚この図で青、緑、赤の文字の上の括弧は液晶パ
ネルを示す。この場合は５パネル構成を示している。
【０１６２】また、青色光反射ダイクロイックミラー６
２０と赤色光反射ダイクロイックミラー６２１の配置を
入れ換えた構成としても同様な結果が得られる。このよ
うな光学系の構成では、液晶パネルに印加電圧がないと
きにスクリーン上に白画面が形成されるいわゆるノーマ
リーホワイト方式となる。
【０１６３】更に偏光光（Ｐ、Ｓ）と３原色の映像信号
のＫ及びＣ成分の関係として次の組み合わせもある。実
施例１２として説明する。
【０１６４】実施例１２．図１４は本発明における実施
例１２の液晶プロジェクタ装置の光学系の構成図であ
る。図において、１はランプ１０と反射鏡１１とからな
る投写光源、５はハーフミラー、９および９Ａは光ダン
パ、６２５は青色光透過ダイクロイックミラー、５０は
全反射ミラー、６２６は赤色光反射ダイクロイックミラ
ー、７および７ＡはＰ偏光反射率・Ｓ偏光透過率ともに
１００％の偏光ビームスプリッター、６４０は高解像度
液晶パネル、６３０、６３０Ａおよび６３０Ｂは低解像
度液晶パネル、４は投写レンズ、６はスクリーンであ
る。
【０１６５】出射光１０１はハーフミラー５に入射し、
反射光１３０Ｒと透過光１３０Ｔに分岐される。１部の
透過光１３０Ｔは光ダンパ９で吸収される。反射光１３
０Ｒは青色光透過ダイクロイックミラー６２５に入射す
る。青色光透過ダイクロイックミラー６２５で反射され
た光１３１Ｒは偏光ビームスプリッター７Ａに入射す
る。また青色光透過ダイクロイックミラー６２５を透過
した光１３１Ｔは偏光ビームスプリッター７に入射す
る。
【０１６６】青色光透過ダイクロイックミラー６２５は
誘電体多層膜からなるミラーであって、その反射率の液
長依存性は概略図１５に示すように青色光だけを選択的
に透過する。青色光透過ダイクロイックミラー６２５を
透過した光１３１Ｔは偏光ビームスプリッター７に入射
する。偏光ビームスプリッター７に入射した光１３１Ｔ
は偏光分離面７１によりＰ偏光１３２ＰとＳ偏光１３２
Ｓ偏光分離され、それぞれ高解像度液晶パネル６４０、
低解像度液晶パネル６３０に入射する。
【０１６７】高解像度液晶パネル６４０および低解像度
液晶パネル６３０が双方とも印加電圧ゼロのとき、入射
した光１３２Ｐおよび１３２Ｓはそれぞれ液晶パネル内
の液晶分子の配向方向に沿って偏光面が回転し、液晶パ
ネル底部にある反射膜により反射される。反射された光
は、液晶パネルを再度通過することにより最初の入射時
とは逆の偏光面の回転をうけ（つまり初めと同じ偏光方
向に戻る）、出射光１３３および１３４となる。この場
合は光１３３および１３４は入射光１３２Ｓおよび１３
２Ｐと同じ偏光方向であるので、そのまま逆の経路をた
どりハーフミラー５により半分は投写光源１へと戻さ
れ、残り半分は投写レンズ４を通してスクリーン６へ投
写される。
【０１６８】高解像度液晶パネル６４０および低解像度
液晶パネル６３０に電圧が印加されると、入射した光１
３２Ｓおよび１３２Ｐはそれぞれ液晶パネル内の液晶分
子の復屈折効果により楕円偏光光となり、液晶パネル底
部にある反射膜により反射される。反射された光は、液
晶パネルを再度通過することにより更に復屈折効果を受
け、出射光１３３および１３４となる（この場合は楕円
偏光光である。ただしある印加電圧のとき入射時とは９
０度偏光面が回転した直線偏光となる）。出射した楕円
偏光光１３３および１３４の内、光１３３のＳ偏光成分
１３３Ｓ、光１３４のＰ偏光成分１３４Ｐが投写レンズ
４に入射し、画像信号となってスクリーン６上に投写さ
れる。尚画像形成に寄与しない１３３Ｐ、１３４Ｓは他
の偏光ビームスプリッター７Ａに入射する。そして１３
３Ｐは光ダンパー９Ａに吸収され又１３４Ｓの光は結果
として投写光源１にもどる。
【０１６９】青色光透過ダイクロイックミラー６２５で
反射された青色以外の光１３１Ｒ（例えば緑色、赤色の
光波長を各々含む光）は全反射ミラー５０を経由して偏
光ビームスプリッター７Ａに入射する。偏光ビームスプ
リッター７Ａに入射した光１３１Ｒは偏光分離面７１Ａ
によりＰ偏光１３５ＰとＳ偏光１３５Ｓに偏光分離され
る。偏光分離面７１Ａで反射されたＳ偏光光１３５Ｓは
偏光ビームスプリッター７に入射し、偏光分離面７１に
より反射され高解像度液晶パネル６４０に入射する。高
解像度液晶パネル６４０に入射した光１３５Ｓは上記原
理と同様にして印加電圧に応じた光（戻り光１３４のＰ
偏光成分１３４Ｐの一部）が投写レンズ４を通じてスク
リーン６上に投写される。
【０１７０】偏光ビームスプリッター７Ａを透過したＰ
偏光１３５Ｐは、赤色光反射ダイクロイックミラー６２
６に入射する。赤色光反射ダイクロイックミラー６２６
は誘電体多層膜からなるミラーであって、その反射率の
波長依存性は図１３に示した通りである。赤色光反射ダ
イクロイックミラー６２６で反射された光１３６Ｒは低
解像度液晶パネル６３０Ａに入射し、赤色光反射ダイク
ロイックミラー６２６を透過した光１３６Ｔは低解像度
液晶パネル６３０Ｂに入射する。低解像度液晶パネル６
３０Ａおよび６３０Ｂに入射した光１３６Ｒおよび１３
６Ｔは上記原理と同様にして印加電圧に応じた光（戻り
光１３７および１３８のＰ偏光成分１３７Ｐおよび１３
８Ｐ）が投写レンズ４と通じてスクリーン６上に投写さ
れる。以上の過程でスクリーン上に投写された各光の合
成により、正常な画像がスクリーン上に投写される。
【０１７１】つまり、３原色の信号のうち緑色と赤色の
係わる各々の輝度信号の２つを合わせた輝度信号（Ｋ成
分）に基づいて、１つの輝度信号光変調手段（この場合
は高解像度液晶パネル６４０）にて緑色と赤色の光波長
帯のＳ波を光変調し、又青色に係わる輝度信号に基づい
てその光波長帯のＰ波を前の同一の輝度信号光変調手段
（６４０）にて光変調する。そして３原色の信号のうち
の各々の青色、緑色、赤色に係わる色信号（Ｃ成分）に
基づいて各々独立した液晶パネル（６３０、６３０Ｂ、
６３０Ａ）で光変調される。この時緑色と赤色について
はＰ波を光変調し、青色はＳ波を光変調する構成とな
る。請求項１７の第２の組み合わせ構成を示すものであ
る。
【０１７２】この実施例１２（図１４）は、先の実施例
に比較して、高解像度液晶パネル、６４０１つで構成で
きるメリットがある。尚上記の偏光光（Ｐ、Ｓ）と３原
色の映像信号のＫ及びＣ成分との関係を図２８の（ｂ）
に示す。この図でＰ波の青とＳ波の緑、赤は同一の液晶
パネルであるため、括弧は図に示すように一本のライン
で接続してある。つまりこの図は４液晶パネル構成を示
している。
【０１７３】また、青色光透過ダイクロイックミラー６
２５と赤色光反射ダイクロイックミラー６２６を、概略
図１６に示す特性の赤色光透過ダイクロイックミラーと
図１２に示した特性の青色光反射ダイクロイックミラー
に置き換えた構成としても同様な効果がえられる。
【０１７４】このような光学系の構成ではすでに説明し
たいわゆるノーマリーホワイト方式となる。液晶パネル
に印加電圧がないときにスクリーン上に黒画面が形成さ
れるいわゆるノーマリブラック方式とするには、図１７
に示すような次の実施例１３の構成とすればよい。
【０１７５】実施例１３．図１７は本発明における実施
例１３であってノーマリーブラック方式の光学系の構成
図である。図において、１はランプ１０と反射鏡１１と
からなる投写光源、６２２および６２２Ａは青色光透過
ダイクロイックミラー、５０乃至５３は全反射ミラー、
６２３は赤色光反射ダイクロイックミラー、７および７
ＡはＰ偏光反射率・Ｓ偏光透過率ともに１００％の偏光
ビームスプリッター、６４０および６４０Ａは高解像度
液晶パネル、６３０、６３０Ａおよび６３０Ｂは低解像
度液晶パネル、４は投写レンズ、６はスクリーンであ
る。投写光源１はランプ１０と反射鏡１１とで構成され
ていて、おおむね平行な白色の出射光１０１を出射す
る。
【０１７６】出射光１０１は青色光透過ダイクロイック
ミラー６２２に入射する。青色光透過ダイクロイックミ
ラー６２２で反射された光１２０Ｒは偏光ビームスプリ
ッター７Ａに入射する。また青色光透過ダイクロイック
ミラー６２２を透過した光１２０Ｔは偏光ビームスプリ
ッター７に入射する。青色光透過ダイクロイックミラー
６２２は誘電体多層膜からなるミラーであって、その反
射率の波長依存性は図１５に示したように青色光だけを
選択的に透過する。偏光ビームスプリッター７に入射し
た光１２０Ｔは偏光分離面７１によりＰ偏光１２１Ｐと
Ｓ偏光１２１Ｓに偏光分離され、それぞれ低解像度液晶
パネル６３０、高解像度液晶パネル６４０に入射する。
【０１７７】高解像度液晶パネル６４０および低解像度
液晶パネル６３０が双方とも印加電圧ゼロのとき、入射
した光１２１Ｓおよび１２１Ｐはそれぞれ液晶パネル内
の液晶分子の配向方向に沿って偏光面が回転し、液晶パ
ネル底部にある反射膜により反射される。反射された光
は、液晶パネルを再度通過することにより最初の入射時
とは逆の偏光面の回転をうけ（つまり初めと同じ偏光方
向に戻る）、出射光１２２および１２３となる。この場
合は光１２２および１２３は入射光１２１Ｓおよび１２
１Ｐと同じ偏光方向であるので、そのまま逆の経路をた
どり光源１へと戻り、スクリーン６へは光が出射しな
い。つまり画像形成に寄与しない光は再度投写光源１に
戻すという光の再利用循環システムを構成しているとい
える。
【０１７８】高解像度液晶パネル６４０および低解像度
液晶パネル６３０に電圧が印加されると、入射した光１
２１Ｓおよび１２１Ｐはそれぞれ液晶パネル内の液晶分
子の復屈折効果により楕円偏光光となり、液晶パネル底
部にある反射膜により反射される。反射された光は、液
晶パネルを再度通過することにより更に復屈折効果を受
け、出射光１２２および１２３となる（この場合は楕円
偏光光である。ただしある印加電圧のとき入射時とは９
０度偏光面が回転した直線偏光となる）。出射した楕円
偏光光１２２および１２３の内、光１２２のＰ偏光成分
１２２Ｐ、光１２３のＳ偏光成分１２３Ｓが、偏光ビー
ムスプリッター７の他の作用、つまり光合成作用で光合
成され結果としてミラー５１を介してもう一つの青色光
透過ダイクロイックミラー６２２Ａを透過した後、投写
レンズ４に入射し、画像となってスクリーン６上に投写
される。
【０１７９】青色光透過ダイクロイックミラー６２２で
反射された光１２０Ｒは全反射ミラー５０を経由して偏
光ビームスプリッター７Ａに入射される。偏光ビームス
プリッター７Ａに入射した光１２０Ｒは偏光分離面７１
Ａで反射されたＳ偏光光１２４Ｓは高解像度液晶パネル
６４０Ａに入射する。高解像度液晶パネル６４０Ａに入
射した光１２４Ｓは上記原理と同様にして印加電圧に応
じた光（戻り光１２５のＰ偏光成分１２５Ｐ）が投写レ
ンズ４を通じてスクリーン６上に投写される。
【０１８０】偏光ビームスプリッター７Ａを透過したＰ
偏光１２４Ｐは、赤色光反射ダイクロイックミラー６２
３に入射される。赤色光反射ダイクロイックミラー６２
３は誘電体多層膜からなるミラーであって、その反射率
の波長依存性は図１３に示した通りである。赤色光反射
ダイクロイックミラー６２３で反射された光１２６Ｒは
低解像度液晶パネル６３０Ａに入射し、赤色光反射ダイ
クロイックミラー６２３を透過した光１２６Ｔは低解像
度液晶パネル６３０Ｂに入射する。低解像度液晶パネル
６３０Ａおよび６３０Ｂに入射した光１２６Ｒおよび１
２６Ｔは上記原理と同様にして印加電圧に応じた光（戻
り光１２７および１２８のＳ偏光成分つまり１２７Ｓと
１２８Ｓ）が投写レンズ４を通じてスクリーン６上に投
写される。
【０１８１】つまり、この構成は図２８の（ａ）と同
じ、Ｐ波、Ｓ波と映像信号関係との関係を有する。この
実施例の場合は、６３０、６３０Ｂ、６３０Ａの液晶パ
ネルは青色、緑色及び赤色の液晶パネルに相当し、各色
ごとにＰ波の偏光光の光変調を施し、又６４０Ａの液晶
パネルは、緑色及び赤色の２つの光波長帯域のＳ波を緑
色、赤色の明暗の成分の所定の加算の輝度信号で光変調
し、６４０の液晶パネルは、青色の光波長帯域のＳ波を
独立した青色の明暗成分の所定の輝度信号で光変調する
ものである。
【０１８２】また、青色光透過ダイクロイックミラー６
２２、６２２Ａと赤色光反射ダイクロイックミラー６２
３を、図１６に示した特性の赤色光透過ダイクロイック
ミラーと図１２に示した特性の青色光反射ダイクロイッ
クミラーの置き換えた構成としても同様な結果がえられ
る。
【０１８３】実施例１４．図１８は本発明における実施
例１４であって、その光学系の構成図である。図におい
て、１はランプ１０と反射鏡１１とからなる投射光源、
５０および５１は全反射ミラー、５はハーフミラー、６
２７は赤色光反射ダイクロイックミラー、６２８は青色
光反射ダイクロイックミラー、７、７Ａおよび７ＢはＰ
偏光反射率・Ｓ偏光透過率ともに１００％の偏光ビーム
スプリッター、６３０、６３０Ａおよび６３０Ｂは低解
像度液晶パネル、６４０、６４０Ａおよび６４０Ｂは高
解像度液晶パネル、９、９Ａ、９Ｂおよび９Ｃは光ダン
パ、４は投写レンズ、６はスクリーンである。
【０１８４】投写光源１はランプ１０と反射鏡１１とで
構成されていて、おおむね平行な白色の出射光１０１を
出射する。出射光１０１はハーフミラー５を通過して青
色光反射ダイクロイックミラー６２８および赤色光反射
ダイクロイックミラー６２７に入射する。青色光反射ダ
イクロイックミラー６２８、赤色光反射ダイクロイック
ミラー６２７は誘電体多層膜からなるミラーであって、
その反射率の波長依存性はそれぞれ図１２および１３に
示した通りである。青色光反射ダイクロイックミラー６
２８で反射された光１４１は全反射ミラー５０で反射さ
れ、又赤色光反射ダイクロイックミラー６２７で反射さ
れた光１４３は全反射ミラー５１で反射され、それぞれ
偏光ビームスプリッター７、７Ｂに入射する。また青色
光反射ダイクロイックミラー６２８、赤色光反射ダイク
ロイックミラー６２７双方を透過した光１４２は、偏光
ビームスプリッター７Ａに入射する。
【０１８５】偏光ビームプリッター７に入射した光１４
１は、その偏光分離面７１によりＰ偏光成分１４１Ｐと
Ｓ偏光成分１４１Ｓに偏光分離されそれぞれ高解像度液
晶パネル６４０および低解像度液晶パネル６３０に入射
し、液晶パネルへの印加電圧に応じて偏光面の回転もし
くは楕円偏光への変換を受ける。
【０１８６】偏光面の回転もしくは楕円偏光への変換を
受けて、液晶パネルから戻ってきた光１４４および１４
５のうち、光１４４のＳ偏光成分１４４Ｓおよび光１４
５のＰ偏光成分１４５Ｐが偏光ビームスプリッター７の
偏光分離面７１により反射されもしくは透過し、全反射
ミラー５０で反射され青色光反射ダイクロイックミラー
６２８に入射する。青色光反射ダイクロイックミラー６
２８に入射した光１４４Ｓおよび１４５Ｐは全反射され
た投写レンズ４を通してスクリーン６上に投写される。
【０１８７】偏光ビームスプリッター７Ｂに入射した光
１４３は、その偏光分離面７１ＢによりＰ偏光成分１４
３ＰとＳ偏光成分１４３Ｓに偏光分離されそれぞれ高解
像度液晶パネル６４０Ｂおよび低解像度液晶パネル６３
０Ｂに入射し、液晶パネルへの印加電圧に応じて偏光面
の回転もしくは楕円偏光への変換を受ける。偏光面の回
転もしくは楕円偏光への変換を受けて、液晶パネルから
戻ってきた光１４８および１４９のうち、光１４８のＳ
偏光成分１４８Ｓおよび光１４９のＰ偏光成分１４９Ｐ
が偏光ビームスプリッター７Ｂの偏光分離面７１Ｂによ
り反射されもしくは透過し、全反射ミラー５１で反射さ
れ赤色光反射ダイクロイックミラー６２７に入射する。
赤色光反射ダイクロイックミラー６２７に入射した光１
４８Ｓおよび１４９Ｐは全反射され投写レンズ４を通し
てスクリーン６上に投写される。
【０１８８】偏光ビームスプリッター７Ａに入射された
光１４２は、その偏光分離面７１ＡによりＰ偏光成分１
４２ＰとＳ偏光成分１４２Ｓに偏光分離されそれぞれ高
解像度液晶パネル６４０Ａおよび低解像度液晶パネル６
３０Ａに入射し、液晶パネルへの印加電圧に応じて偏光
面の回転もしくは楕円偏光への変換を受ける。偏光面の
回転もしくは楕円偏光への変換を受けて、液晶パネルか
ら戻ってきた光１４６および１４７のうち、光１４６の
Ｓ偏光成分１４６Ｓおよび光１４７のＰ偏光成分１４７
Ｐが偏光ビームスプリッター７Ａの偏光分離面７１Ａに
より反射されもしくは透過し、投写レンズ４を通してス
クリーン６上に投写される。以上の過程でスクリーン上
に投写された各光の合成により、正常な面像がスクリー
ン上に投写される。
【０１８９】つまりこの構成は例えば６４０、６４０
Ａ、６４０Ｂが各々青色、緑色、赤色の明暗成分に相当
する輝度信号光変調手段たる液晶パネルで、各色ごとの
光波長に独立したＰ波を光変調するものである。又６３
０、６３０Ａ、６３０Ｂは青色、緑色、赤色の色信号光
変調手段たる液晶パネルで、各色ごとの光波長に独立し
たＳ波を光変調するものである。この構成は各色間の相
互の干渉が少なく色合いの良い光学構成である。Ｐ波、
Ｓ波と映像信号との関係は図２８の（ｃ）に示す。請求
項１７の中の第１の組み合わせ構成である。
【０１９０】そしてこのような光学系の構成では、液晶
パネルに印加電圧がないときにスクリーン上に白画面が
形成されるいわゆるノーマリホワイト方式となる。液晶
パネルに印加電圧がないときにスクリーン上に黒画面が
形成されるいわゆるノーマリーブラック方式にするに
は、図１９に示すような次の実施例１５の構成とすれば
よい。
【０１９１】実施例１５．図１９は本発明における実施
例１５の液晶プロジェクタ装置の光学系のノーマリーブ
ラック方式の構成図である。図において、１はランプ１
０と反射鏡１１とからなる投写光源、５０乃至５６は全
反射ミラー、６２７および６２７Ａは赤色光反射ダイク
ロイックミラー、６２８および６２８Ａは青色光反射ダ
イクロイックミラー、７、７Ａおよび７ＢはＰ偏光反射
率・Ｓ偏光透過率ともに１００％の偏光ビームスプリッ
ター、６３０、６３０Ａおよび６３０Ｂは低解像度液晶
パネル、６４０、６４０Ａおよび６４０Ｂは高解像度液
晶パネル、４は投写レンズ、８はスクリーンである。
【０１９２】投写光源１はランプ１０と反射鏡１１とで
構成されていて、おおむね平行な白色の出射光１０１を
出射する。
【０１９３】出射光１０１は青色光反射ダイクロイック
ミラー６２８および赤色光反射ダイクロイックミラー６
２７に入射する。青色光反射ダイクロイックミラー６２
８、赤色光反射ダイクロイックミラー６２７は誘電体多
層膜からなるミラーであって、その反射率の波長依存性
は概略図１２および１３に示した通りである。青色光反
射ダイクロイックミラー６２８で反射された光１５０は
全反射ミラー５０で反射され、又赤色光反射ダイクロイ
ックミラー６２７で反射された光１５２は全反射ミラー
５４で各々反射され、それぞれ偏光ビームスプリッター
７、７Ｂに入射する。また青色光反射ダイクロイックミ
ラー６２８、赤色光反射ダイクロイックミラー６２７双
方を透過した光１５１は、偏光ビームスプリッター７Ａ
に入射する。
【０１９４】偏光ビームスプリッター７に入射した光１
５０は、その偏光分離面７１によりＰ偏光成分１５０Ｐ
とＳ偏光成分１５０Ｓに偏光分離されそれぞれ高解像度
液晶パネル６４０および低解像度液晶パネル６３０に入
射し、液晶パネルへの印加電圧に応じて偏光面の回転も
しくは楕円偏光への変換を受ける。
【０１９５】偏光面の回転もしくは楕円偏光への変換を
受けて、各液晶パネルから戻ってきた光１５３および１
５４のうち、光１５４のＳ偏光成分１５４Ｓおよび光１
５３のＰ偏光成分１５３Ｐが偏光ビームスプリッター７
の偏光分離面７１により反射されもしくは透過し、結果
として１５４Ｓと１５０Ｐの光は光合成されて全反射ミ
ラー５１および５２で反射されて青色光反射ダイクロイ
ックミラー６２８Ａに入射する。青色光反射ダイクロイ
ックミラー６２８Ａに入射した光１５３Ｐおよび１５４
Ｓは全反射され投写レンズ４を通してスクリーン６上に
投写される。
【０１９６】又偏光ビームスプリッター７Ｂに入射した
光１５２は、その偏光分離面７１ＢによりＰ偏光成分１
５２ＰとＳ偏光成分１５２Ｓに偏光分離されそれぞれ高
解像度液晶パネル６４０Ｂおよび低解像度液晶パネル６
３０Ｂに入射し、液晶パネルへの印加電圧に応じて偏光
面の回転もしくは楕円偏光への変換を受ける。偏光面の
回転もしくは楕円偏光への変換を受けて、液晶パネルか
ら戻ってきた光１５７および１５８のうち、光１５８の
Ｓ偏光成分光１５８Ｓおよび光１５７のＰ偏光成分１５
７Ｐが偏光ビームスプリッター７Ｂの偏光分離面７１Ｂ
により反射されもしくは透過し、同じく光合成された上
全反射ミラー５５および５６で反射され赤色光反射ダイ
クロイックミラー６２７Ａに入射する。赤色光反射ダイ
クロイックミラー６２７Ａに入射した光は全反射され投
写レンズ４を通してスクリーン６上に投写される。
【０１９７】偏光ビームスプリッター７Ａに入射した光
１５１は、その偏光分離面７１ＡによりＰ偏光成分１５
１ＰとＳ偏光成分１５１Ｓに偏光分離され、それぞれ高
解像度液晶パネル６４０Ａおよび低解像度液晶パネル６
３０Ａに入射され、液晶パネルへの印加電圧に応じて偏
光面の回転もしくは楕円偏光への変換を受ける。偏光面
の回転もしくは楕円偏光への変換を受けて、液晶パネル
から戻ってきた光１５５および１５６のうち、光１５６
のＳ偏光成分１５６Ｓおよび光１５５のＰ偏光成分１５
５Ｐが偏光ビームスプリッター７Ａの偏光分離面７１Ａ
により反射されもしくは透過し、同じく光合成された上
投写レンズ４を通してスクリーン６上に投写される。以
上の過程でスクリーン上に投写された各光の合成によ
り、正常な画像がスクリーン上に投写される。このよう
な光学系の構成ではノーマリーブラック方式となる。
【０１９８】尚上記の説明からわかる様に、自然光から
３原色の光に分光する光分光手段はダイクロイックミラ
ーであり、各々分光された光を各色ごとの輝度信号光変
調手段と色信号光変調手段に光分配する光分配手段と各
々の光変調光を光合成し出射する光変調光出射手段は偏
光光学手段たる偏光ビームスプリッターであり、各色の
光変調光（輝度信号及び色信号光変調手段の合成光、つ
まり偏光ビームスプリッターからの出射光）は投写レン
ズ４の直前にあるダイクロイックミラー（６２８Ａ、６
２７Ａ）で構成される光合成手段で光合成される。この
構成のＰ波、Ｓ波並びに映像信号関係の構成は図２８の
（ｃ）に相当するものである。
【０１９９】実施例１６．図２０は本発明における実施
例１６の液晶プロジェクタ装置の光学系の構成図であ
る。図において、１はランプ１０と反射鏡１１とからな
る投写光源、６２９は赤色光反射ダイクロイックミラ
ー、６３０は青色光透過ダイクロイックミラー、６３１
は赤色光透過ダイクロイックミラー、６３２は青色光反
射ダイクロイックミラー、５０乃至５４は全反射ミラ
ー、７、７Ａおよび７ＢはＰ偏光反射率・Ｓ偏光透過率
ともに１００％の偏光ビームスプリッター、６４０、６
４０Ａおよび６４０Ｂは高解像度液晶パネル、６３０、
６３０Ａおよび６３０Ｂは低解像度液晶パネル、４は投
写レンズ、６はスクリーンである。
【０２００】投写光源１はランプ１０と反射鏡１１とで
構成されていて、おおむね平行な白色の出射光１０１を
出射する。出射光１０１は赤色光反射ダイクロイックミ
ラー６２９に入射する。赤色光反射ダイクロイックミラ
ー６２９は誘電体多層膜からなるミラーであって、その
反射率の波長依存性は図１３に示したように赤色光だけ
を選択的に反射する。赤色光反射ダイクロイックミラー
６２９で反射された光１６０は偏光ビームスプリッター
７Ｂに入射する。入射した光１６０は偏光ビームスプリ
ッター７Ｂの偏光分離面７１ＢによりＰ偏光成分１６０
ＰとＳ偏光成分１６０Ｓに偏光分離されそれぞれ高解像
度液晶パネル６４０Ｂおよび低解像度液晶パネル６３０
Ｂに入射され、液晶パネルへの印加電圧に応じて偏光面
の回転もしくは楕円偏光への変換を受ける。つまり光変
調をうける。
【０２０１】偏光面の回転もしくは楕円偏光への変換を
受けて、液晶パネルから戻ってきた光１６２および１６
３のうち、Ｓ偏光成分１６３ＳおよびＰ偏光成分１６２
Ｐが偏光ビームスプリッター７Ｂの偏光分離面７１Ｂに
より反射されもしくは透過し、結果として１６２Ｐと１
６３Ｓの光は光合成された上全反射ミラー５３および５
４により反射された投写レンズ４を通してスクリーン６
上に投写される。
【０２０２】赤色光反射ダイクロイックミラー６２９を
透過した光１６４は、青色光透過ダイクロイックミラー
６３０に入射する。青色光透過ダイクロイックミラー６
３０は誘電体多層膜からなるミラーであって、その反射
率の波長依存性は図１５に示したようにほぼ緑色の光波
長及びそれより長い光波長光を選択的に反射する。青色
光透過ダイクロイックミラー６３０で反射された光１６
５は偏光ビームスプリッター７Ａに入射する。入射した
光１６５は偏光ビームスプリッター７Ａの偏光分離面７
１ＡによりＰ偏光成分１６５ＰとＳ偏光成分１６５Ｓに
分離されそれぞれ高解像度液晶パネル６４０Ａおよび低
解像度液晶パネル６３０Ａに入射し、液晶パネルへの印
加電圧に応じて偏光面の回転もしくは楕円偏光への変換
を受ける。つまり光変調をうける。
【０２０３】偏光面の回転もしくは楕円偏光への変換を
受けて、液晶パネルから戻ってきた光１６６および１６
７のうち、光１６７のＳ偏光成分１６７Ｓおよび光１６
６のＰ偏光成分１６６Ｐが偏光ビームスプリッター７Ａ
の偏光分離面７１Ａにより反射されもしくは透過し、結
果として１６６Ｐと１６７Ｓの光は光合成されて全反射
ミラー５２に出射され赤色光透過ダイクロイックミラー
６３１に入射する。赤色光透過ダイクロイックミラーの
波長依存性は図１６に示したようにほぼ赤色の光波長及
びそれより長い光波長光を選択的に透過する。赤色光透
過ダイクロイックミラー６３１に入射した光１６６Ｐお
よび１６７Ｓは反射され投写レンズ４を通してスクリー
ン６上に投写される。
【０２０４】青色光透過ダイクロイックミラー６３０を
透過した光１６８は、全反射ミラー５０で反射され偏光
ビームスプリッター７に入射する。偏光ビームスプリッ
ター７の偏光分離面７１によりＰ偏光成分１６８ＰとＳ
偏光成分１６８Ｓに偏光分離されそれぞれ高解像度液晶
パネル６４０および低解像度液晶パネル６３０に入射
し、液晶パネルへの印加電圧に応じて偏光面の回転もし
くは楕円偏光への変換を受ける。つまり光変調をうけ
る。偏光面の回転もしくは楕円偏光への変換を受けて、
液晶パネルから戻ってきた光１６９および１７０のう
ち、光１７０のＳ偏光成分１７０Ｓおよび光１６９のＰ
偏光成分１６９Ｐが偏光ビームスプリッター７の偏光分
離面７１により反射されもしくは透過し、結果として１
６９Ｐと１７０Ｓの光は光合成されて全反射ミラー５１
に出射され、青色光反射ダイクロイックミラー６３２に
入射する。青色光反射ダイクロイックミラー６３２は誘
電体多層膜からなるミラーであって、その反射率の波長
依存性は図１２に示したようにほぼ青色の光波長及びそ
れより短い光波長光を選択的に反射する。青色光反射ダ
イクロイックミラー６３２に入射した光は全反射され投
写レンズ４を通してスクリーン６上に投写される。
【０２０５】尚画像形成に寄与しない各液晶パネルから
の反射光（１６９Ｓ、１７０Ｐ、１６６Ｓ、１６７Ｐ、
１６２Ｓ、１６３Ｐ）は図２０に示すように投写光源１
に戻る構成となっているため、光源のパワーの有効利用
が図られていることは言うまでもない。
【０２０６】上記の説明から明らかなように、自然光か
ら３原色の光に分光する光分配手段は、ダイクロイック
ミラーであり、各々分光された光を各色ごとの輝度信号
光変調手段と色信号光変調手段に光分配する光分配手段
と、各々の光変調光を光合成し出射する光変調光出射手
段は偏光光学手段たる偏光ビームスプリッターであり、
その各色の光変調光（輝度信号及び色信号光変調手段の
合成光、つまり偏光ビームスプリッターからの出射光）
は、投射レンズ４の直前にあるシリーズ配列のダイクロ
イックミラー６３２、６３１で構成される光合成手段で
光合成される。この構成のＰ波、Ｓ波並びに映像信号関
係の構成は、図２８の（ｃ）に相当する。
【０２０７】この投写画像の画質は本願実施例の中で最
上位に分類されるものの１つである。つまり各色ごとに
最適な印加電圧が輝度及び色信号パネルごとにきめ細か
く設定しえることにより、特にホワイトバランスのベス
トモードを構成しえるものである。又各色の光学構成は
類似構成であるので、１つの色の光学系構成（例えば６
３２、５１、６４０、６３０、７、５０よりなる青色光
変調光学系）をモジュール化するものを作成し他の色の
光学系構成に流用できるので生産性が良い。
【０２０８】以上の過程でスクリーン上に投写された各
光の合成により、正常な画像がスクリーン上に投写され
る。このような光学系の構成では、液晶パネルに印加電
圧がないときにスクリーン上に黒画面が形成されるいわ
ゆるノーマリーブラック方式となる。
【０２０９】実施例１７．図２１は、本発明における実
施例１７の液晶プロジェクタ装置の光学系の構成を示す
図である。図２１において、１はランプ１０と反射鏡１
１から構成された投写光源で、ほぼ平行な白色の出射光
１００を出射する。出射光１００はダイクロイックミラ
ー５０１、５０２、５０３により赤色（Ｒ）１００Ｒ、
緑色（Ｇ）１００Ｇ、青色（Ｂ）１００Ｂに光分光さ
れ、それぞれＲ用液晶パネル３０３、Ｇ用液晶パネル３
０４Ｙ、Ｂ用液晶パネル３０５に入射する。各々の液晶
パネルはそれぞれ偏光子、検光子（図示せず）を備えて
おり、入射した光の約５０％が偏光子により熱に変換さ
れる。５０Ｒ、５０ＢはそれぞれＲ、Ｂを反射するミラ
ーである。
【０２１０】Ｒ用液晶パネル３０３、Ｂ用液晶パネル３
０５の画素サイズの大きさは、Ｇ用液晶パネル３０４Ｙ
の画素サイズの大きさに比べて大きい構成になってい
る。これは人間の視覚特性において３原色の相互の中で
緑色の視感度が高いことに適応させたものである。それ
に対応して緑色の映像信号の帯域幅をそれに合わせて広
くしておくことは当然である。
【０２１１】又ダイクロイックミラー５０１、５０２、
５０３のＲ反射、Ｇ反射、Ｂ反射の各光波長に対する反
射の特性幅に関して、緑色光波長帯域の両サイドにある
青色及び赤色の光波長帯域幅に比較して緑色光波長帯域
幅は少なくとも広いことが好ましい。そのための従来の
２つのダイクロイックミラーに代えてあえて３つのダイ
クロイックミラーを備えたものである。そしてこれら３
つのダイクロイックミラーは白色光からＲ、Ｇ、Ｂの３
色の光に分光する光分光手段を構成していることはいう
までもない。
【０２１２】そして反射型液晶パネルに代えて、透過型
液晶パネルの３原色の映像信号光変調手段が用いられ
る。各色毎の光変調光は２つのダイクロイックミラーで
光合成され投写手段の投写レンズ４に出射される構成と
なっている。ダイクロイック面３６はＲを反射してＧを
透過する面であり、ダイクロイック面３７は、Ｂを反射
してＧを透過する面である。請求項１５項に対応する実
施例となる。
【０２１３】光波長帯域幅に応じてＧの映像信号光変調
手段の信号の帯域幅も他の色のそれより広いことが好ま
しい。これによって緑色に対して解像度の高い投写画像
を再生することが可能となる。
【０２１４】実施例１８．図２２は本発明における実施
例１８の液晶プロジェクタ装置の光学系の構成を示す図
であり、反射型の液晶パネルを用いた光学系を表す。図
２２において、１はランプ１０と反射鏡１１から構成さ
れた投写光源で、ほぼ平行な白色の出射光１００を出射
する。出射光１００は偏光ビームスプリッター７の偏光
分離面７１により偏光方向が互いに直交するＰ波とＳ波
に偏光分離され、Ｓ波１０１Ｓは液晶パネルに向かう。
Ｐ波１０１Ｐは本実施例においては利用されない。参考
までに述べると図２の実施例２のものはＰ波、Ｓ波の両
方の偏光光を利用しているが、この実施例は一方の偏光
光のみを利用している。さて、液晶パネルに向かったＳ
波１０１Ｓは、Ｂを反射してＧを透過するダイクロイッ
ク面３７、およびＲを反射してＧを透過するダイクロイ
ック面３６により３原色に光分光され、それぞれＲ用液
晶パネル３３、Ｇ用液晶パネル３４Ｙ、Ｂ用液晶パネル
３５に入射する。このとき、Ｒ用液晶パネル３３、Ｂ用
液晶パネル３５の画素サイズの大きさがＧ用液晶パネル
３４Ｙの画素サイズの大きさより大きく、帯域幅の広い
緑色信号がＧ用液晶パネル３４Ｙに印加されるのは実施
例１７の場合と同様である。
【０２１５】それぞれの液晶パネルにより光の偏光方向
が制御された光変調を受け、反射した光はダイクロイッ
ク面３６、３７により合成されて偏光ビームスプリッタ
ー７に入射する。このとき入射した光の偏光方向が９０
°回転しているためにＳ波からＰ波に偏光方向が変化し
ているので、偏光分離面７１を透過し、投写レンズ４を
介してスクリーン６上にカラー映像として拡大投写され
る。本実施例においては映像形成にまったく寄与しない
光１０１Ｐが存在するが、その割合（５０％）は、透過
型液晶パネルを用いた実施例１７における偏光子による
損失の割合とほぼ等価である。液晶パネルが反射型のた
め、開口率（液晶パネルの画素単位面積に対する有効表
示面積）が透過型パネルよりも高くとれ、トータルとし
ての光有効利用率は実施例１７に比べて高くなる。
【０２１６】いわば先の実施例２（図２）の構成の輝度
信号用光変調手段（２２、２１すなわち２）を用いず、
その代わりに緑色信号光変調手段の画素サイズを他の色
のそれより精細にしかつ、緑色映像信号の帯域をより広
くして解像度に敏感な緑色の再生リアリティーを充分に
かせいだものである。この不使用の光を投写光源にフィ
ードバックする手段（後述実施例１９）を用いて再利用
することは当然可能である。
【０２１７】又実際の自然画像は種々の色のパターンが
あるので、何も緑色にのみにこだわらず、Ｒ、Ｇ、Ｂの
各液晶パネルの３３、３４Ｙ、３５の画像サイズの大き
さが、通常のサイズ１に対して例えば１／２（又は１／
３と任意）にも可変しえる構成（精細画素を１つ用いる
か、２つ又は３つを並列に用いるかの構成）にして映像
信号のＲ、Ｇ、Ｂのレベル及び高域成分の大小に応じて
Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの画素を適応的に選択して駆動し
ても良い。（適応型光変調手段）。つまり赤いバラでか
つ赤い色信号が他の信号レベルより多く、周波数的にも
高い成分があるならＲ液晶パネルをその時のタイミング
のみ精細画素モードに可変（切換）してもよい。この新
たな技術思想は、請求項２４に対応するものとして集約
される。
【０２１８】実施例１９．図２３は本発明における実施
例１９の液晶プロジェクタ装置の光学系の構成を示す図
である。本実施例の構成は前記実施例１８における映像
形成に寄与しない光１０１Ｐを反射させるミラー５０を
設置した構成であり、他の部分は実施例１８と同じであ
る。本実施例においては、Ｐ波の光１０１Ｐは、ミラー
５０により偏光分離面７１を透過してランプに戻る。ラ
ンプに戻った光は反射鏡１１と非球面状のランプとの組
み合わせ等により偏光方向が変化し、結果としてＰ、Ｓ
両者の成分を持った光となって再度偏光ビームスプリッ
ター７に向かう。偏光分離面によりＳ波は液晶パネルに
向かい、Ｐ波はミラー５０に向かうがまた反射されてラ
ンプに戻る。上記動作を繰り返すことにより、投写光源
１とミラー５０の間を往復するＰ波は往復の度にその一
部がＳ波になって液晶パネルに向かうため、光の有効利
用率が向上する。これは請求項２３に対応する実施例で
ある。そして更に光の有効利用率が上がる実施例を次に
示す。
【０２１９】実施例２０．図２４は本発明における実施
例２０の液晶プロジェクト装置の光学系の構成を示す図
である。図において３３、３３１は構成が同一のＲ用反
射型液晶パネル、３５、３５１は構成が同一のＢ用反射
型液晶パネル、３４Ｙ、３４Ｙ１は構成が同一のＧ用反
射型液晶パネルである。Ｒ用反射型液晶パネル３３、３
３１、Ｂ用反射型液晶パネル３５、３５１の各々の画素
サイズの大きさがＧ用反射型液晶パネル３４Ｙ、３４Ｙ
１の画素サイズの大きさより大きく、緑用映像信号がＧ
用反射型液晶パネル３４Ｙ、３４Ｙ１に印加されるのは
実施例１８と実施例１９と同様である。
【０２２０】つまりこの実施例２０においては、先の実
施例１９において１０１Ｐを全反射ミラー５０で反射す
る代わりに、実施例１９のＳ波を各色ごとの映像信号光
変調したと同じように、今度は１０１ＰのＰ波を用いて
各色ごとの映像信号光変調手段で光変調するものであ
る。
【０２２１】この実施例２０においては、液晶パネルの
板数と偏光ビームスプリッターの板数は増加するものの
開口率の高い反射型液晶を用いてかつＰ波、Ｓ波を全て
利用するので非常に明るい映像が得られる、これは請求
項２５に対応する実施例である。
【０２２２】又視点を変えてみると、図２４の左側にあ
るＳ波の光変調の構成を左目用、上側にあるＰ波の光変
調の構成を右目用とすると立体画像再生用投写画像再生
装置にも流用できるという他の発展性をも備える構成で
もある。
【０２２３】実施例２１．図２５は本発明における実施
例２１の液晶プロジェクタ装置の光学系の構成を示す図
である。画像形成に寄与しない光（例えば図３の１０６
の光）を再利用することに着目した実施例である。図に
おいて１０はランプ、１０００は後部に***を持った放
物面とともに、ランプ１０から出射した白色光１００Ｓ
を集光するガイドより成る積分反射鏡、１００１は積分
反射鏡１０００からの光のうち、発散角の大きな光をほ
ぼ平行光線にする放物面鏡、１００２は積分反射鏡１０
００からの光のうち、発散角の小さな光をほぼ平行光線
にするレンズである。ランプ１０から出射した白色光１
００Ｓは積分反射鏡１０００によりほぼ全光量が放物面
鏡１００１およびレンズ１００２に照射され、該放物面
鏡１００１およびレンズ１００２によりほぼ平行な白色
光１００として液晶パネルに向かって出射される。出射
された光１００のうち、映像の形成に寄与しなかった光
１００６（例えば、図３における光１０６のような光あ
るいは図１１における１０２Ｔのような光）は光学系
（図示せず）によりミラー１００３に導かれ、ミラー１
００４により方向を変えて集光レンズ１００５により、
小さなスポットに集光され、***から積分反射鏡１００
０の内部に照射される。
【０２２４】***から積分反射鏡１０００の内部に照射
された光はランプから出射した光１００Ｓに重畳され、
放物面鏡１００１およびレンズ１００２によりほぼ平行
な白色光１００として液晶パネルに向かう。上記の動作
を繰り返すうちに、映像の形成に寄与しなかった光は徐
々に映像形成に寄与する割合が増えてゆくため、ランプ
１０から出射した光の利用効率が増大し、明るい映像が
得られることになる。なお、上記実施例では映像の形成
に寄与しない光を光源部に戻すために、ミラー１００
３、１００４を使用しているが、例えば光ファイバーを
使用すれば光路の柔軟性が飛躍的に増大するため、装置
製作上の裕度が増す。又１００３、１００４、１００５
は全体としてみると点光源生成手段であり積分反射鏡１
０００の右側の***は受光孔である。
【０２２５】実施例２２．図２９は、本発明における実
施例２２の液晶プロジェクタ装置の光学系の構成を示す
図である。１はランプ１０とその出射光を集光する手段
の反射鏡（本実施例では例えば楕円ミラー）１１で構成
された投写光源で、ほぼ平行な白色の出射光を出射す
る。この出射光は不用な赤外線及び紫外線を遮断する、
ＩＲ，ＵＶカットフィルタと更にレンズ４Ｅを通り、偏
光ビームスプリッター（第１の光分配手段）７に入る。
その偏光分離面７１により相互に直交するＰ波，Ｓ波は
透過又は反射する。
【０２２６】反射したＳ波は例えば実施例１７で用いた
ダイクロイックミラー５０１、５０２、５０３により赤
色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に光分光され、それ
ぞれＲ用液晶パネル３０３、Ｇ用用液晶パネル３０４
Ｙ、Ｂ用液晶パネル３０５に入射する。ここで５０３は
全反射ミラー５０Ｂでもよい。この構成において、各色
ごとの液晶パネル３０３、３０４Ｙ、３０５の液晶駆動
電圧が印加されない画素部を通過した光は９０°偏光方
向が旋光され（Ｓ波はＰ波になる）、再度ダイクロイッ
クミラー５０１、５０２、５０３に入射し、もう一つの
偏光ビームスプリッター（第１の光合成手段）、７Ａに
入射する。そしてそのＰ波は偏光分離面７１Ａを透過し
投写レンズ４を通りスクリーン６上に投写画像を再生す
る。
【０２２７】又上記偏光ビームスプリッター７を透過し
たＰ波は、レンズ４Ｂ、４Ｃからなる第１の光学手段に
より光路の断面が拡大され、高解像度液晶パネル（但し
透過型）６４０Ｃに入射する。ここでこの液晶パネル６
４０Ｃの液晶駆動電圧が印加されない画素部を通過した
光は、９０°偏光方向が旋光され（Ｐ波はＳ波にな
る）、レンズ４Ｃ、４Ｄからなる第２の光学手段により
光路の断面が縮小されもう一つの偏光ビームスプリッタ
ー、７Ａに入射する。そしてその偏光分離面７１Ａにて
反射され投写レンズ４を通りスクリーン６上投写画像を
再生する。
【０２２８】尚各液晶のパネルの液晶駆動電圧が印加さ
れた画素部を通過した光は、旋光されないために偏光ビ
ームスプリッター７Ａの左側に集約されて出射され、画
像形成には寄与しないものである。
【０２２９】第１の光分配手段たる偏光ビームスプリッ
ター７の偏光分離面７１で反射されたＳ波の偏光光を
Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光波長に光分光しかつ各色の液晶パネ
ルに光分配する１組の５０１、５０２、５０３は第５の
光分配手段を構成し、液晶パネル３０３、３０４Ｙ、３
０５を通過した各色の光変調光を合成し偏光ビームスプ
リッター７Ａ（第１の光合成手段）に出射するもう１組
の５０１、５０２、５０３は第３の光合成手段を構成し
ていることは明らかである。
【０２３０】従って、この構成は、偏光光の偏光状態を
制御する偏光制御方式、透過型の輝度信号光変調手段を
少なくとも含む計４つの光変調手段たる独立した液晶パ
ネルと、第１の光分配手段と第１の光合成手段が各々独
立した偏光ビームスプリッターで構成され、更に色信号
光変調手段に入射する偏光光は３原色の光波長に対応し
て光分光されているというきめ細かい構成である。そし
て特に光変調をうけない光路の光断面と光変調をうけた
光路の光断面とが各々独立していることと、映像信号の
輝度信号と３種類の色信号の計４つに対応した独立した
光路を有しているきめ細かい構成は本願の他の実施例に
は見られない構成である。（つまり他の実施例の反射型
の光変調手段では、入射光と変調光は共通の１つの光路
断面上で光処理される。）
【０２３１】このために、光学系処理と映像信号系の両
者の処理間に新たな組み合わせ処理を可能とする。例え
ば、他の実施例から予測される映像信号の高い周波数成
分に対応した光変調は輝度信号光変調手段に実行させ、
映像信号の中低域周波数成分に対応した光変調は色信号
光変調手段に実行させるという信号処理系と光学処理系
の組み合わせにとどまらず、両光変調手段からの変調光
の光束が、第１の光合成手段の偏光ビームスプリッター
７Ａの相互に直交する光路断面においてほぼ等しくなる
ように映像信号の明暗の成分の分配を輝度信号光変調手
段と色信号光変調手段に再分配する信号処理を施すこと
が可能である。このため両光変調手段で変調される偏光
光（Ｐ波がＳ波、Ｓ波がＰ波になる偏光光）が相対的に
バランス良く増加しこの結果、画像形成に寄与しない光
（＝先に説明した偏光ビームスプリッター７Ａの左側に
集約されて出射される偏光光）がいわば、積極的モード
で減少し、高効率化するという他の実施例とは異なる作
用による高効率化の効果も発生することになる。
【０２３２】又この構成には第１及び第２の光学手段
が、輝度信号光変調手段の液晶パネル６４０Ｃの前後に
挿入された構成を有しているので、実効的に液晶パネル
の画素サイズより小さい変調光を偏光ビームスプリッタ
ー７Ａに出射することが可能となる。このため結果的に
各変調手段のデバイス上の制約条件（開口率、画素サイ
ズ）をのりこえて、最適（第１の光合成手段の光路断面
上で両変調光の光束の同一化と輝度光変調光の画素サイ
ズの実効的微細化）なものにすることが容易に可能とな
る。
【０２３３】
【発明の効果】以上のように、請求項第１項から第１４
項並びに請求項第１７項から第２８項のいずれかに記載
の発明によれば、輝度信号光変調手段と色信号光変調手
段への光の分配又はそれらからの光を合成する手段とし
て少なくともいずれかに偏光ビームスプリッターを用い
て行なったことにより、従来上記のごとくの光変調手段
たる液晶パネル等に使用されていた偏光子もしくは検光
子が不要になった。このため、従来の液晶パネルに備わ
っていた偏光子もしくは検光子により吸収されていた光
が投写光としてより多く有効に利用でき、結果として明
るい画像が得られた。しかも偏光子もしくは検光子の吸
収による発熱が無くなり、コンパクトな設計が可能にな
った。
【０２３４】例えば請求項第６項から第１２項のいずれ
かに記載の発明によれば、光の分配を偏光光学手段たる
偏光ビームスプリッターにより施すとともに、請求項第
１項、第２項、第４項及び第５項等に記載の発明の第１
の光分配手段に代えて、光量分配手段（相互に直交する
偏光光の光量の各割合を定める偏光制御手段とその偏光
制御手段によって定まる所定の割合で輝度／色信号の両
光変調手段に光量の分配を行なう第３の光分配手段とか
ら構成されている）を用いたり、又輝度信号／色信号両
光変調手段をともに備えた請求項に記載の発明によれ
ば、光源の自然光をＰ，Ｓ偏光光に所定の割合で分離
し、輝度信号及び色信号光変調手段にそれぞれ異なる偏
光光を入射し、光変調を施した後、光合成して映像化す
る構成であるため、それらが相乗作用して結果として光
源の光が原理的に１００％活用される。
【０２３５】つまりこの光量分配手段とか両光変調手段
という構成により、光源からの自然光を損失させること
なく所定の割合でＰ，Ｓの両偏光光に分離し、しかもそ
れを輝度信号光変調手段及び色信号光変調手段に１００
％利用できる。このため、例えば概略で少なくとも従来
のＴＮ型液晶方式の約２倍の明るさ（Ｐ波もＳ波も全て
利用しているという観点から例えば１．８倍の明るさ）
を得る特別の効果が得られるものである。Ｐ波，Ｓ波の
両方を両光変調手段に用いている本願発明の組み合わせ
から発生する本願の特有な効果を有するものである。
【０２３６】そして偏光子もしくは検光子による光の吸
収（略５０％）が実質上ないことを考慮すると更に明る
い投写画像を得る潜在能力を有しているものである。
【０２３７】又本願を全体的視点で更に眺めると、画像
形成に寄与しない偏光光を投写光源にもどす構成とか、
同じく画素形成に寄与しない偏光光を他方の光変調手段
用の偏光光に用いるとか、自然光から抽出したＰ波，Ｓ
波の割合を組み替えるとかいった多様な光の処理を、本
願全体の各実施例に関して相互に組み合わすことが、実
施例はもとより実施例から予測される他の組み合わせと
ともに、可能となる効果がある。その背景は、本願は、
自然光を、相互に直交する偏光光の組み合わせとみなし
た技術思想にもとづいて利用しているためである。
【０２３８】そして従来のプロジェクタ装置にはない輝
度信号光変調手段を、映像信号光変調手段を構成する複
数の光変調手段の１つとして新たに加えた本願の実施例
によると、一方の偏光光を映像信号の明暗を示す輝度成
分用として活用できるというメリットの他に、光学系と
映像信号系の両者の間に新たな組み合わせを可能として
結果として光と映像信号の相互の利用効率を更に高める
ことが可能となる効果がある。つまり、例えば輝度信号
光変調手段から出射される一方の偏光光の変調光の光束
と色信号光変調手段から出射される他方の偏光光の変調
光の光束を損失を少なくしてほぼ同一にする組み合わせ
構成例として映像信号の明暗の成分の信号の分配を輝度
信号光変調手段と色信号光変調手段に再分配し、かつ前
者の手段には映像信号の高周波成分を担当させ、後者の
手段には同じく映像信号の中低域成分を担当させるとい
う従来にはない新たな組み合わせの構成が可能である。
これによって従来では実現が困難な高輝度な投写画像を
再生するプロジェクタ装置を実現できる。
【０２３９】また本願を他の視点で眺めると、投写レン
ズが１本となった。つまり輝度信号変調用液晶パネルと
色信号変調用液晶パネルからの光の合成を偏光ビームス
プリッターにより行なったことにより、従来使用されて
いた検光子が不要になったばかりでなく、投写レンズが
１本ですみコンパクトかつ安価な装置が可能になった。
輝度信号変調光と色信号変調光をプロジェクタ装置内で
光合成しているため、スクリーン上で映像が台形に歪む
ことがなくなり、またプロジェクタ装置とスクリーンと
の距離が変わる度に投写レンズの角度を調整する必要が
無く、取扱いが便利になった。以上の全体的視点から眺
めた本願発明の全体的効果の他に各発明について、個別
的に以下順に記載する。
【０２４０】請求項第１項の発明によれば、自然光から
の出射光の相互に直交する任意の１組の偏光光を輝度信
号光変調用と色信号光変調用に活用できるので、従来の
ＴＮ型液晶方式（偏光制御方式を含む）に比較して投写
画像を概略２倍の明るさにする効果がある。
【０２４１】請求項第２項の発明によれば、上記請求項
第１項の相互に直交する任意の１組の偏光光の他に例え
ば他のもう１組の直線偏光光の組み合わせをも可能とす
るので、出射光をより多採な情報搬送手段として利用で
きる。例えば、時間軸多重処理を光学系と映像信号系に
用いると、立体画像映像信号（左右の映像信号）にもと
づいて相互に直交する２組の偏光光を光変調し立体画像
を投写するプロジェクタ装置を可能とする。
【０２４２】請求項第３項の発明によれば、第１の光分
配手段と第１の光合成手段が１つの偏光ビームスプリッ
ターで兼用され、かつ開口率の高い反射型の光変調手段
であるので、光路長が最短、投写画像が明るい、光学構
成がコンパクトである等のプロジェクタ装置を可能とす
る。注目すべき点は、画像形成に寄与しない光を投写光
源に戻し、光が有効に利用される点である。そして各手
段をランプユニット（兼用放熱ユニット）、偏光光学ユ
ニット、反射型液晶ユニット、投写レンズユニットとし
てコンパクトにまとめることが可能（図３０参照）であ
るので量産性、生産性に優れている。
【０２４３】請求項第４項の発明によれば、映像信号光
変調手段が光の偏光状態を変調する偏光制御方式に加え
て透過型であるので、光学系の簡単なマイナーチェンジ
で全体の動作モードをノーマリーブラック又はノーマリ
ーホワイトのいずれの動作モードにしても用いることが
可能である。つまり好みに応じて投写画像のホワイトバ
ランス重視型もしくはブラックレベルバランス重視型に
することが可能となる。又この動作モードのいわばデュ
アル性を用いて、ノーマリーブラック又はノーマリーホ
ワイトの両モードをほぼ同時に投写する構成にすれば、
従来では純白の白、深い黒といったバランス、及び階調
性（黒レベルから白レベルの深さ）のいずれかが不足し
ていた液晶プロジェクタの欠点を同時に補うプロジェク
タ装置を可能とするものである。
【０２４４】請求項第５項の発明によれば、輝度信号光
変調手段又は色信号光変調手段のいずれかにおいて画像
形成に寄与しない偏光光を色信号光変調手段又は輝度信
号光変調手段に導く構成としたため、光の有効利用が図
られ、より明るい投写画像が得られる。
【０２４５】請求項第６項から第１２項の発明によれ
ば、光量分配手段が偏光制御手段と第３の光分配手段と
から構成されているので、集光手段からの出射光のうち
相互に直交する両者の偏光光の総和の光量を損失なく割
り当て、かつ各信号の光変調手段に光分配する。いいか
えると、自然光からのＰ波及びＳ波の割合を、一方の波
を他方の波に組み替えて光合成して、変えるという技術
思想を用いているので、光の損失が少ない光量分配手段
を可能として結果としてプロジェクタ装置の効率、（特
に光の効率、発熱の少ない）を高めるものである。
【０２４６】そして、偏光制御手段として、偏光分離特
性が異なる偏光ビームスプリッターを用いるもの（請求
項第７項）とか、伝播する偏光光の位相速度差を生じさ
せかつ偏光状態を変化させるの位相差手段とか（請求項
第８項）、偏光光学手段と位相差手段の空間的組み合わ
せ角度差によるものとか（請求項第９項）、液晶に代表
される旋光性の光学的異方性を用いるものとか（請求項
第１０項）、液晶に代表される画素つき又は画素なしモ
ノクロパネルとか（請求項第１１項と請求項第１２項）
色々な構成を用いているが、結論として光路中の一部に
設ける構成であるため、容易に配置させることのできる
ロスミニマムの光量分配を可能とするものである。
【０２４７】特に請求項第９項に記載の発明によれば、
位相差手段と偏光光学手段の空間的組み合わせ角度を可
変する、つまり単に位相差手段を回動させる、ことによ
りＰ波，Ｓ波の組み合わせの割合を可変することが可能
であるので、量産性には好ましいものである。
【０２４８】請求項第１０項から第１２項は偏光制御手
段としていわゆるモノクロ液晶パネルを用いることが可
能であるので、偏光ビームスプリッターの光路の前後に
配置する構成とか（請求項第１０項）、光量の制御を光
路断面全体に渡っての分布制御まで含めた微調整を電子
制御化できるとか（請求項第１１項）、それを更にロー
コスト化しえるとか（請求項第１２項）、いわゆる偏光
光学手段と相性の良い光量制御を可能とするものであ
る。そして偏光制御方式を用いた液晶プロジェクタ装置
を高効率化するものである。
【０２４９】請求項第１３項と第１４項の発明によれ
ば、偏光光学手段の使用可能光波長範囲を複数に割り当
てるとともに、割り当てた光波長範囲ごとに偏光分離特
性を備えさせるものである。そしてある特定の光波長範
囲内に特化して偏光分離特性を得るということは、偏光
光学手段の製造コストをローコスト化するとともに、偏
光分離面に、特定の光波長のみを透過又は反射するいわ
ゆる光を分光させかつ分離させることになり、光路中の
光の相互干渉を防ぐ作用とともに、ダイクロイックミラ
ーの補完作用のため、結果として、その光学構成によっ
ては、ローコストで色合いがよい投写画像を有しかつダ
イクロイックミラーの使用個数の少ないプロジェクタ光
学構成を可能とする。
【０２５０】請求項第１５項の発明によれば、緑色の自
然界の情報をきめ細かく表現した投写画像を再生する。
【０２５１】請求項第１６項の発明によれば、画像形成
に寄与しない光が集光手段に戻る。つまり光変調手段に
入射する光の効率が上がる。プロジェクタ装置の全体の
効率を上げる効果がある。
【０２５２】請求項第１７項から第１９項の発明によれ
ば、映像信号の輝度成分（Ｋ成分）及び３原色に対応す
る各々の３種類の色成分（Ｃ成分）に対応した各々の光
学系を備えている構成である。そしてその光学系と映像
信号系の両者の間に新たな組み合わせ（第１、第２及び
第３の組み合わせ）を可能とした。請求項第１７項にお
いては、第１の組み合わせは色合いが最も良く、第３の
組み合わせは色合いが良くローコストであり、第２の組
み合わせは映像信号光変調手段の液晶パネルの数が少な
いという各々の特徴を有するプロジェクタ装置を実現す
る。請求項第１８項においては、具体化する手段として
映像信号光変調手段が反射型で偏光光学手段と特定の光
波長を反射又は透過する光学素子、つまりダイクロイッ
クミラーを用いていることを示す。これは映像を表示す
るに際しノーマリーブラック又はノーマリーホワイトの
いずれの動作モードに対応しえる重要な効果を有する。
請求項第１９項においては、人間の目の視覚特性に合わ
せた投写画像を再生ししかも色情報も充分明るいものに
する効果を有するものである。
【０２５３】請求項第２０項から第２１項の発明によれ
ば、一方の偏光光は輝度成分、他方の偏光光は色成分用
と固定はしているものの、請求項第２０項においては、
偏光光学手段とコンパクト構成のダイクロイックミラー
（３６、３７）による光学構成による光路長の最短縮化
を可能とし、光学構成のＯＮＥ−ＰＡＣＫＡＧＥユニッ
ト化（例図３０）を可能とするものである。又請求項第
２１項は色信号光変調手段を３原色カラーフィルターを
一体配置したものを用いるのでダイクロイックミラーが
不用となり更に光学系がシンプルな液晶プロジェクタを
可能とするものである。
【０２５４】請求項第２２項の発明によれば、偏光制御
方式でかつ透過型の光変調手段を用いたローコストのプ
ロジェクタ装置を実現できる。ノーマリーホワイト及び
ノーマリーブラックの両動作モードに簡単に対応でき
る。これは、第１の光分配手段と第２の光合成手段が独
立してることによる１つの効果である。例えば第２の光
合成手段と投写手段の配置のみを単に９０°変えること
により両モード対応できるので、並列に２つの光学系を
用いるとブラックレベル及びホワイトバランスが共によ
い投写画像を得ることが可能となる。
【０２５５】請求項第２３項の発明によれば、映像信号
光変調手段は３原色の各々に対応するＲ，Ｇ及びＢの各
色の独立した１組の反射型の光変調手段のみを有し、反
射手段により画像形成に寄与しない偏光光が集光手段に
戻る作用があるため、光の有効利用率が高い。したがっ
て、従来の液晶プロジェクタと同様に輝度信号光変調手
段がなくても投写画像は明るい。
【０２５６】請求項第２４項の発明によれば、映像信号
の３原色のレベル及び高周波成分（高域成分）の大小に
応じて光変調手段の画素サイズが大きいもの又は小さい
ものに適応的に切換えられる適応型光変調手段であるの
で、たとえ輝度信号光変調手段がなくても精細な投写画
像を再生することが可能となる。輝度信号光変調手段が
ある時は（請求項第２０項）、輝度信号光変調手段と色
信号光変調手段にともに高域成分の映像信号による光変
調を精細な画素サイズの画素で可能とするものであるの
で、更に好ましい（解像度のある）投写画像を可能とす
る。
【０２５７】請求項第２５項の発明によれば、２組の
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の独立した光変調手段があるので、光
の利用効率が高く明るい投写画像を再生する。特に請求
項第２６項はローコストな立体画像再生用プロジェクタ
装置にも流用できる。
【０２５８】請求項第２７項の発明によれば、光の偏光
状態を変調して制御する偏光制御方式でかつ光学系に係
わる光の分配、光分光、光変調及び光合成等の光処理
が、映像信号系の色成分と輝度成分の信号処理と対応し
て、きめ細かく勘案された構成を有している。そして４
つの各々の光変調手段は全て透過型を用いている。従っ
てそのため光学系と映像信号処理系の両者の間に新たな
組み合わせを可能とする。つまり映像信号の高い周波数
成分に対応した光変調は輝度信号光変調手段にて実行さ
せ、映像信号の中低域周波数成分に対応した光変調は色
信号光変調手段に実行させるのみならず、両光変調手段
からの変調光の光束が第１の光合成手段の各々の入力光
路断面においてほぼ等しくなるように、光の制御のみな
らず映像信号の明暗の成分の信号の分配にまでさかのぼ
って、つまり映像信号処理にまでふみこんでその明暗の
成分の分配を輝度信号光変調手段と色信号光変調手段に
再分配す信号処理を施すことが可能となる。そしてこれ
による他の効果は画像形成に寄与しない光が積極的に少
なくなることである。つまり高効率となる。
【０２５９】特に本願のように、偏光制御方式で透過型
の輝度信号光変調手段を少なくとも含む複数の光変調手
段構成でかつ第１の光分配手段と第１の光合成手段が独
立して備えている構成であると、上記のような第１の光
合成手段における両変調光の光束を同一にする上記のよ
うな新たな技術思想が可能となり、結果として色合いは
もとより最高効率の明るい投写画像を再生する液晶プロ
ジェクタ装置を可能とする。しかも高精細である。
【０２６０】そして請求項第２８項の発明は、これを実
現するのを加速させるものである。つまり第１及び第２
の光学手段があるために、各光変調手段のデバイス上の
制約条件（開口率、画素サイズ）をのりこえて最適（第
１の光合成手段の光路断面上で両変調光の光束の同一化
とかつ輝度光変調光の画素サイズの実効的微細化）なも
のにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１のプロジェクタ装置の光学
系の構成を示す図である。
【図２】 本発明の実施例２のプロジェクタ装置の光学
系の構成を示す図である。
【図３】 本発明の実施例３のプロジェクタ装置の光学
系の構成を示す図である。
【図４】 本発明の実施例４のプロジェクタ装置の光学
系の構成を示す図である。
【図５】 本発明の実施例５のプロジェクタ装置の光学
系の構成を示す図である。
【図６】 本発明の実施例６のプロジェクタ装置の光学
系の構成を示す図である。
【図７】 本発明の実施例７のプロジェクタ装置の光学
系の光量分配手段の一構成を示す図である。
【図８】 本発明の実施例８のプロジェクタ装置の光学
系の光量分配手段の他の構成を示す図である。
【図９】 本発明の実施例９のプロジェクタ装置の光学
系の光量分配手段の他の構成を示す図である。
【図１０】 本発明の実施例１０のプロジェクタ装置の
光学系の光量分配手段の他の構成を示す図である。
【図１１】 本発明の実施例１１のプロジェクタ装置の
光学系の構成を示す図である。
【図１２】 本発明の実施例１１で用いられた青色光反
射ダイクロイックミラーの反射率の波長依存性を示す図
である。
【図１３】 本発明の実施例１１で用いられた赤色光反
射ダイクロイックミラーの反射率の波長依存性を示す図
である。
【図１４】 本発明の実施例１２のプロジェクタ装置の
光学系の構成を示す図である。
【図１５】 本発明の実施例１２で用いられた青色光透
過ダイクロイックミラーの波長依存性を示す図である。
【図１６】 本発明の実施例１２で用いられた赤色光透
過ダイクロイックミラーの波長依存性を示す図である。
【図１７】 本発明の実施例１３のプロジェクタ装置の
光学系の構成を示す図である。
【図１８】 本発明の実施例１４のプロジェクタ装置の
光学系の構成を示す図である。
【図１９】 本発明の実施例１５のプロジェクタ装置の
光学系の構成を示す図である。
【図２０】 本発明の実施例１６のプロジェクタ装置の
光学系の構成を示す図である。
【図２１】 本発明の実施例１７のプロジェクタ装置の
光学系の構成を示す図である。
【図２２】 本発明の実施例１８のプロジェクタ装置の
光学系の構成を示す図である。
【図２３】 本発明の実施例１９のプロジェクタ装置の
光学系の構成を示す図である。
【図２４】 本発明の実施例２０のプロジェクタ装置の
光学系の構成を示す図である。
【図２５】 本発明の実施例２１のプロジェクタ装置の
光学系の構成（但し画像形成に寄与しない光を集光側に
戻す様子を示す構成）を示す図である。
【図２６】 従来のプロジェクタ装置の光学系の一構成
を示す図である。
【図２７】 ＴＮ液晶パネルの動作説明図である。
【図２８】 偏光光（Ｐ，Ｓ）と３原色の映像信号のＫ
（輝度成分）及びＣ（色成分）成分の相互の関係を示す
図である。
【図２９】 本発明の実施例２２のプロジェクタ装置の
光学系の構成を示す図である。
【図３０】 本発明の実施例１等の光学構成をＯＮＥ−
ＰＡＣＫＡＧＥ化するユニット構成例を示す図である。
【符号の説明】
１、１Ａ 投写光源 １０、１０Ａ ランプ（光源手段） １１、１１Ａ 反射鏡（集光手段） １００ ほぼ平行な白色光 １０１ ほぼ平行な白色光 １０１Ｓ 偏光ビームスプリッターにより偏光分離され
たＳ波 １０１Ｐ 偏光ビームスプリッターにより偏光分離され
たＰ波 ２ 輝度信号光変調手段 ２Ａ 輝度信号用液晶パネル（透過型） ２１ 輝度信号用液晶パネル ２２ 位相フィルター ３ 色信号変調手段 ３Ａ 色信号用液晶パネル（透過型） ３１ 色信号用液晶パネル ３２ Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色カラーフィルター ３３、３３１ 赤色信号用液晶パネル ３４、３４Ｙ１ 緑色信号用液晶パネル ３５、３５１ 青色信号用液晶パネル ３６、３６１ 赤色反射、緑色透過型ダイクロイック面 ３７、３７１ 青色反射、緑色透過型ダイクロイック面 ４、４Ａ 投写レンズ ４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ 第１及び第２の光学手段のレ
ンズ ５ ハーフミラー ５０、５０Ｂ、５１、５２、５３、５４、５５、５６、
１００３、１００４ 全反射ミラー ６ スクリーン ７、７Ａ、７Ｂ、８ 偏光ビームスプリッター ７Ｃ 偏光分離特性の異なる偏光ビームスプリッター ７１、７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、８１ 偏光ビームスプ
リッターの偏光分離面 ９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ 光ダンバー ６００ 位相差板 ６１０ 画素つきモノクロ液晶パネル ６１１ 画素なしモノクロ液晶パネル ５０１、５０２、５０３、６２０、６２１、６２２、６
２２Ａ、６２３、６２５、６２６、６２７、６２７Ａ、
６２８、６２８Ａ、６２９、６３０、６３１、６３２
ダイクロイックミラー ６３０、６３０Ａ、６３０Ｂ 低解像度液晶パネル（色
信号光変調手段） ６４０、６４０Ａ、６４０Ｂ、６４０Ｃ 高解像度液晶
パネル（輝度信号光変調手段） ７００、７００Ａ、７００Ｂ、７００Ｃ 偏光子（又は
検光子） １０００ 積分反射鏡 １００１ 放物面鏡 １００２、１００４ レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 正明 尼崎市塚口本町八丁目１番１号 三菱電機 株式会社生産技術センター内 (72)発明者 宮本 照雄 尼崎市塚口本町八丁目１番１号 三菱電機 株式会社生産技術センター内 (72)発明者 鈴木 文雄 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式会 社京都製作所内 (72)発明者 伊藤 文雄 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式会 社京都製作所内 (72)発明者 大鶴 祥介 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式会 社京都製作所内

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 白色光を出射する光源手段と、前記光源
    手段の出射光を集光する集光手段と、入力された映像信
    号に基づいて前記集光手段の出射光に光変調を施す映像
    信号光変調手段と、前記映像信号光変調手段の表示画面
    上の画像光を拡大投写する投写手段とを少なくとも備え
    たプロジェクタ装置において、 前記映像信号光変調手段が、入力される映像信号の輝度
    信号及び色信号に基づいて光の偏光状態を変調する輝度
    信号光変調手段と色信号光変調手段とから構成され、前
    記集光手段からの出射光を前記輝度信号光変調手段と前
    記色信号光変調手段に各々光を分配する第１の光分配手
    段および前記輝度信号光変調手段と前記色信号光変調手
    段からの各光変調された光を合成する第１の光合成手段
    が自然光から相互に直交する１組の偏光光に分配あるい
    は相互に直交する１組の偏光光を合成する偏光光学手段
    を用いて構成されていることを特徴とするプロジェクタ
    装置。
  2. 【請求項２】 請求項第１項に記載のプロジェクタ装置
    において、前記第１の光分配手段及び前記第１の光合成
    手段が、自然光から複数の偏光状態の偏光光に分配ある
    いはその複数の偏光状態の光を合成する偏光光学手段を
    用いて構成されていることを特徴とするプロジェクタ装
    置。
  3. 【請求項３】 前記輝度信号光変調手段および前記色信
    号光変調手段が光変調光を反射する反射型の光変調手段
    で構成され、前記第１の光分配手段および前記第１の光
    合成手段が、１つの偏光光学手段により構成されている
    ことを特徴とする請求項第１項記載のプロジェクタ装
    置。
  4. 【請求項４】 前記輝度信号光変調手段および前記色信
    号光変調手段が、光変調光を透過する透過型の光変調手
    段で構成されていることを特徴とする請求項第１項記載
    のプロジェクタ装置。
  5. 【請求項５】 前記輝度信号光変調手段および前記色信
    号光変調手段が、光変調光を透過する透過型、もしくは
    光変調光を反射する反射型のいずれかの光変調手段で構
    成され、前記輝度信号光変調手段又は前記色信号光変調
    手段を透過もしくは反射した光のうち画像形成に寄与し
    ない各光成分を前記偏光光学手段から構成される第２の
    光分配手段を用いて、少なくとも色信号光変調手段又は
    輝度信号光変調手段のいずれかに導くことを特徴とする
    請求項第１項記載のプロジェクタ装置。
  6. 【請求項６】 請求項第１項、第２項、第３項、第４
    項、第５項のいずれかに記載のプロジェクタ装置におい
    て、 前記集光手段からの出射光を単に分配する前記第１の光
    分配手段に代えて、前記第１の光分配手段の光路中の相
    互に直交する偏光光の光量の各割合を定める偏光制御手
    段を少なくとも具備するとともに、それと前記偏光制御
    手段によって定まる所定の割合で前記輝度信号光変調手
    段及び前記色信号光変調手段に光量の分配を行なう第３
    の光分配手段とから構成された光量分配手段を、備えた
    ことを特徴とするプロジェクタ装置。
  7. 【請求項７】 請求項第６項に記載のプロジェクタ装置
    において、 前記偏光制御手段が、自然光から相互に直交する偏光光
    に分離する偏光分離の特性が異なる偏光光学手段と、そ
    の偏光分離特性の異なることによって生じる偏光光の偏
    光方向をそれとは異なる偏光方向に変える手段とから構
    成されることを特徴とするプロジェクタ装置。
  8. 【請求項８】 請求項第６項に記載のプロジェクタ装置
    において、 前記偏光制御手段が、少なくとも自然光から相互に直交
    する偏光光に分離する偏光分離の特性が異なる偏光光学
    手段と、その偏光分離特性の異なることによって生じた
    偏光光の偏光方向をそれとは異なる偏光方向に変える手
    段とから構成されて、その異なる偏光方向に変える手段
    が、伝播する偏光光の位相速度差を生じさせ偏光状態を
    変化させる媒質を有する位相差手段で構成されているこ
    とを特徴とするプロジェクタ装置。
  9. 【請求項９】 請求項第６項に記載のプロジェクタ装置
    において、 前記偏光制御手段が、伝播する偏光光の位相速度差を生
    じさせ偏光状態を変化させる媒質を有する位相差手段と
    自然光から相互に直交する偏光光に分離する偏光光学手
    段とを少なくとも備えるとともに、 前記位相差手段と前記偏光光学手段とが縦続的に配置さ
    れ、かつ前記位相差手段から出力される相互に直交する
    一組の偏光光と前記偏光光学手段に備わった入力される
    べく相互に直交するもう一組の偏光光との相互の空間的
    組み合わせ角度差に基づいて光路中の偏光光の偏光分離
    特性を異ならせる手段を形成していることを特徴とする
    プロジェクタ装置。
  10. 【請求項１０】 請求項第６項に記載のプロジェクタ装
    置において、 前記偏光制御手段が、偏光光の偏光方向を回転する旋光
    性とともにその旋光性によって生じた相互に直交する第
    １及び第２の偏光光の光量の割合を異ならせる光量の光
    学的異方性とを少なくとも備えた媒質を有する手段で構
    成されていることを特徴とするプロジェクタ装置。
  11. 【請求項１１】 請求項第６項に記載のプロジェクタ装
    置において、 前記偏光制御手段が、Ｐ及びＳ波の偏光光の方向を各々
    Ｓ及びＰ波の偏光光に回転させる旋光性とともにその旋
    光性によって生じた相互に直交するＰ及びＳ波の偏光光
    の光量の割合を異ならせる所謂光量の光学的異方性とを
    少なくとも備えた媒質を有する画素からなるパネルで構
    成されていることを特徴とするプロジェクタ装置。
  12. 【請求項１２】 請求項第６項に記載のプロジェクタ装
    置において、 前記偏光制御手段が、Ｐ及びＳ波の偏光光の方向を各々
    Ｓ及びＰ波の偏光光に回転させる旋光性とともにその旋
    光性によって生じた相互に直交するＰ及びＳ波の偏光光
    の光量の割合を異ならせる所謂光量の光学的異方性とを
    少なくとも備えた媒質を有する画素を有しないパネルで
    構成されていることを特徴とするプロジェクタ装置。
  13. 【請求項１３】 請求項第１項又は請求項第６項から請
    求項第１２項のいずれか１項に記載のプロジェクタ装置
    において、 光が伝播する光路中に、自然光から相互に直交する偏光
    光に分離する前記偏光光学手段を前記偏光制御手段、前
    記第１又は第３の光分配手段として複数個配置するに際
    して、 各前記偏光光学手段の使用可能光波長範囲を複数に割り
    当てるとともに、割り当てた光波長範囲ごとに偏光分離
    特性を備えた各偏光光学手段を複数組み合わせて用いる
    ことを特徴とするプロジェクタ装置。
  14. 【請求項１４】 請求項第１項又は請求項第６項から請
    求項第１２項のいずれか１項に記載のプロジェクタ装置
    において、光が伝播する光路中に自然光から相互に直交
    する偏光光に分離する前記偏光光学手段を前記偏光制御
    手段、前記第１又は第３の光分配手段として複数個配置
    するに際して、各前記偏光光学手段の使用可能光波長範
    囲を下記（１）から（４）式にて定まる光波長範囲の組
    み合わせに基づいて割り当てるとともに、その割り当て
    た光波長範囲ごとに偏光分離特性を備えた各偏光光学手
    段を複数組み合わせて用いることを特徴とするプロジェ
    クタ装置。 （１）式：概略４００ｎｍ〜６５０ｎｍと概略５５０ｎ
    ｍ〜８００ｎｍ （２）式：概略４００ｎｍ〜５００ｎｍと概略４５０ｎ
    ｍ〜８００ｎｍ （３）式：概略４００ｎｍ〜５５０ｎｍと概略４５０ｎ
    ｍ〜６００ｎｍと概略５５０ｎｍ〜８００ｎｍ （４）式：概略４００ｎｍ〜５５０ｎｍと概略４５０ｎ
    ｍ〜６００ｎｍと概略５５０ｎｍ〜７００ｎｍ
  15. 【請求項１５】 白色光を出射する光源手段と、前記光
    源手段の出射光を集光する集光手段と、前記白色光を赤
    （Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の光に分光する光
    分光手段と、入力された映像信号に基づいて前記光分光
    手段からの各色の分光光に光変調を行なう映像信号光変
    調手段と、前記映像信号光変調手段からの光変調光を合
    成する光合成手段と、光合成手段の光合成画像光を拡大
    投写する投写手段とを少なくとも備えたプロジェクタ装
    置において、前記映像信号光変調手段が、入力される映
    像信号の緑色の色信号に基づいて前記光分光手段からの
    緑色の光を変調する緑色の色信号光変調手段と、入力さ
    れる映像信号の赤色及び青色の色信号に基づいて前記光
    分光手段からの赤色及び青色の光を変調する赤色及び青
    色の各色ごとの色信号光変調手段とから構成され、赤色
    及び青色の各色ごとの前記色信号光変調手段の画素サイ
    ズの大きさが前記緑色の色信号光変調手段の画素のサイ
    ズの大きさよりも大きく、前記緑色の色信号の周波数帯
    域幅が、前記赤色及び青色の色信号のいずれの色信号の
    周波数帯域幅より広いことを特徴とするプロジェクタ装
    置。
  16. 【請求項１６】 白色光を出射する光源手段と、前記光
    源手段の出射光を集光する集光手段と、入力された映像
    信号に基づいて前記集光手段の出射光の光変調を行なう
    映像信号光変調手段と、前記映像信号光変調手段の表示
    画面上の画像光を拡大投写する投写手段とを少なくとも
    備えたプロジェクタ装置において、映像形成に寄与しな
    い光を受光するとともにその受光光から点光源を生成す
    る点光源生成手段を備えて、前記集光手段が前記点光源
    を前記集光手段内にとり込む少なくとも受光孔を有する
    受光手段を備えることを特徴とするプロジェクタ装置。
  17. 【請求項１７】 白色光を出射する光源手段と、前記光
    源手段の出射光を集光する集光手段と、入力された映像
    信号に基づいて光の偏光状態を変調する映像信号光変調
    手段と、前記映像信号光変調手段の表示画面上の画像光
    を拡大投写する投写手段とを少なくとも備えたプロジェ
    クタ装置において、前記集光手段からの自然光の出射光
    を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色の光に
    分光する光分光手段と、その各々の分光された光を前記
    映像信号光変調手段に光分配する第４の光分配手段と、
    前記映像信号光変調手段が少なくとも前記３原色に対応
    して複数個から構成され、その複数の光変調光を各々出
    射する複数の光変調光出射手段と、その出射光を合成
    し、前記投写手段に出射する第２の光合成手段とから構
    成されるとともに、前記集光手段からの自然光の出射光
    に光変調を施すに際して、前記自然光から相互に直交す
    る一方の偏光光（＝第１の偏光光）に対しては前記３原
    色の各々の映像信号の明暗又は輝度成分（＝Ｋ成分）に
    基づいて各々独立して光変調を施すとともに、相互に直
    交する他方の偏光光（＝第２の偏光光）に対しては前記
    ３原色の各々の映像信号の色成分（＝Ｃ成分）に基づい
    て各々独立して光変調を施すという前記第１の偏光光及
    び前記Ｋ成分の組み合わせ並びに前記第２の偏光光及び
    前記Ｃ成分の組み合わせからなる第１の組み合わせか、
    もしくは前記３原色の各々の映像信号のうちの２つの映
    像信号の前記Ｋ成分に基づいて、１つの第１の輝度信号
    光変調手段にて前記第１の偏光光に光変調を施し、又前
    記２つの映像信号の前記Ｃ成分に基づいて、各々独立し
    た色信号光変調手段にて前記第２の偏光光に光変調を施
    すとともに、前記３原色の各々の映像信号のうちの残り
    の１つの映像信号の前記Ｋ成分に基づいて、前記第１の
    輝度信号光変調手段を兼用して前記第２の偏光光を光変
    調し、又前記３原色の各々の映像信号のうち残りの１つ
    の映像信号の前記Ｃ成分に基づいて独立した色信号光変
    調手段にて前記第１の偏光光に光変調を施すという第２
    の組み合わせか又は前記３原色の各々の映像信号のうち
    の２つの映像信号の前記Ｋ成分に基づいて１つの第１の
    輝度信号光変調手段にて前記第１の偏光光に光変調を施
    し、又前記２つの映像信号の前記Ｃ成分に基づいて各々
    独立した色信号光変調手段にてその第２の偏光光に各々
    独立に光変調を施すとともに、前記３原色の各々の映像
    信号のうちの残り１つの映像信号の前記Ｋ成分に基づい
    て独立した第２の輝度信号光変調手段にて前記第１の偏
    光光を光変調し、又前記３原色の各々の映像信号のうち
    の残りの１つの映像信号のＣ成分に基づいて独立した色
    信号光変調手段にて第２の偏光光に独立に光変調を施す
    という第３の組み合わせのいずれか１つの組み合わせを
    用いることを特徴とするプロジェクタ装置。
  18. 【請求項１８】 請求項第１７項記載のプロジェクタ装
    置において、前記映像信号光変調手段の光変調方式が、
    前記３原色の各々の映像信号に基づいて光の偏光状態を
    制御する偏光制御方式を用いるとともに、前記映像信号
    光変調手段が入射された偏光光を反射しその反射光の光
    量を映像信号に基づいて制御する媒質を有する画素を備
    える反射型パネルで構成され、前記第４の光分配手段と
    前記光変調光出射手段が、自然光から相互に直交する偏
    光光に偏光分離する偏光光学手段で構成され、前記光分
    光手段と前記第２の光合成手段が、ともに特定の光波長
    を反射又は透過する光学素子から構成されることを特徴
    とするプロジェクタ装置。
  19. 【請求項１９】 請求項第１７項記載のプロジェクタ装
    置において、複数の前記映像信号光変調手段の画素サイ
    ズに関して、前記３原色の各々の映像信号の前記Ｋ成分
    に基づいて光変調を施す映像信号光変調手段の画素サイ
    ズは同じく前記３原色の各々の映像信号の前記Ｃ成分に
    基づいて光変調を施す映像信号光変調手段の画素サイズ
    に比較して小さいことを特徴とするプロジェクタ装置。
  20. 【請求項２０】 白色光を出射する光源手段と、前記光
    源手段の出射光を集光する集光手段と、入力された映像
    信号に基づいて光の偏光状態を変調する映像信号光変調
    手段と、前記映像信号光変調手段の表示画面上の画像光
    を拡大投写する投写手段とを少なくとも備えたプロジェ
    クタ装置において、前記映像信号光変調手段が、入力さ
    れる映像信号の明暗又は輝度成分（＝Ｋ成分）並びに色
    成分（＝Ｃ成分）に基づいて光の偏光状態を変調する輝
    度信号光変調手段と色信号光変調手段とから構成され、
    前記集光手段からの自然光の出射光を前記輝度信号光変
    調手段と前記色信号光変調手段に各々光を分配する第１
    の光分配手段並びに前記輝度信号光変調手段と前記色信
    号光変調手段からの各光変調された光を合成する第１の
    光合成手段の両手段が、前記自然光から相互に直交する
    偏光光に分配あるいは相互に直交する光を合成する偏光
    光学手段で構成され、 前記集光手段からの自然光の出射光に光変調を施すに際
    して、前記自然光から相互に直交する一方の偏光光（＝
    第１の偏光光）に対しては映像信号の前記Ｋ成分に基づ
    いて光変調を施すとともに、同じく相互に直交する他方
    の偏光光（＝第２の偏光光）に対しては映像信号の赤
    （Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色の前記Ｃ成分に
    基づいて光変調を施すという前記第１及び第２の偏光光
    と映像信号の前記Ｋ及びＣ成分との組み合わせ関係を有
    し、 前記色信号光変調手段が前記３原色の各々に対応する
    Ｒ、Ｇ及びＢの各色の独立した光変調手段から構成さ
    れ、 前記輝度信号及び色信号光変調手段は、各々光変調光を
    反射する反射型の光変調手段で構成され、 前記第１の光分配手段で光分配され且つ前記色信号光変
    調手段に導かれた前記第２の偏光光を更に前記Ｒ、Ｇ及
    びＢ信号用の各光変調手段に導く第５の光分配手段並び
    に前記Ｒ、Ｇ及びＢ信号用の各光変調手段からの各光変
    調された変調光を合成し且つ前記第１の合成手段に出射
    する第３の光合成手段の両者の手段が、特定の光波長を
    反射又は透過する光学素子たるダイクロイックミラーで
    一体構成され、 前記第１の光分配手段と前記第１の光合成手段が１つの
    前記偏光光学手段で一体構成されていることを特徴とす
    るプロジェクタ装置。
  21. 【請求項２１】 請求項第２０項記載のプロジェクタ装
    置において、 前記集光手段からの自然光の出射光に光変調を施すに際
    して、 前記第１の偏光光に対しては映像信号の前記Ｋ成分に基
    づいて光変調と施すとともに前記第２の偏光光に対して
    は映像信号の前記Ｃ成分に基づいて光変調を施すという
    前記第１及び第２の偏光光と映像信号の前記Ｋ及びＣ成
    分との組み合わせ関係を有し、 前記色信号光変調手段が、前記３原色のＲ、Ｇ及びＢの
    各色のカラーフィルターを配置した単一の光変調手段で
    構成され、 前記輝度信号及び色信号光変調手段は各々光変調光を反
    射する反射型の光変調手段で構成され、 前記第１の光分配手段と前記第１の光合成手段が１つの
    前記偏光光学手段で少なくとも構成されていることを特
    徴とするプロジェクタ装置。
  22. 【請求項２２】 請求項第２０項記載のプロジェクタ装
    置において、 前記集光手段からの自然光の出射光に光変調を施すに際
    して、 前記第１の偏光光に対しては、映像信号の前記Ｋ成分に
    基づいて光変調を施すとともに前記第２の偏光光に対し
    ては、映像信号の前記Ｃ成分に基づいて光変調を施すと
    いう前記第１及び第２の偏光光と映像信号の前記Ｋ及び
    Ｃ成分との組み合わせ関係を有し、 前記色信号光変調手段が、前記３原色の各々に対応する
    Ｒ、Ｇ及びＢ各色のカラーフィルターをほぼ同一面上に
    配置した単一の光変調手段で構成され、 前記輝度信号及び色信号光変調手段は各々光変調光を透
    過する透過型の光変調手段で構成され、 前記第１の光分配手段と前記第１の光合成手段が、各々
    専用の前記偏光光学手段で構成されていることを特徴と
    するプロジェクタ装置。
  23. 【請求項２３】 請求項第２０項記載のプロジェクタ装
    置において、前記映像信号光変調手段は前記３原色の各
    々に対応するＲ、Ｇ、及びＢの各色の独立した１組の光
    変調手段のみから構成され、 その各色の独立した光変調手段は自然光からの前記第１
    もしくは第２のいずれか一つの偏光光に対して光変調を
    施し、かつ反射型の光変調手段で構成され、 前記第５の光分配手段と前記第３の光合成手段がダイク
    ロイックミラーで一体構成され、 前記第１の光分配手段でＲ、Ｇ、Ｂの各色の独立した光
    変調手段側に分配されない第２もしくは第１のいずれか
    の偏光光を全反射する反射手段と、 前記第１の光分配手段と、前記色信号光変調手段からの
    光変調光及び前記反射手段からの偏光光を合成する第１
    の光合成手段が１つの前記偏光光学手段で一体構成され
    ていることを特徴とするプロジェクタ装置。
  24. 【請求項２４】 請求項第２０項又は第２３項記載のい
    ずれかのプロジェクタ装置において、前記映像信号光変
    調手段は前記３原色の各々に対応するＲ、Ｇ及びＢの各
    色の独立した光変調手段でかつ画素サイズの大きさが精
    細サイズとその精細サイズの複数個からなるより大きい
    画素サイズの複数画素サイズに切換え得る構成であり、
    画像信号の３原色のレベル及び高周波数成分の大小に応
    じて前記画素サイズの大きいもしくは小さいサイズに適
    応的に切換えることを特徴とするプロジェクタ装置。
  25. 【請求項２５】 請求項第２０項記載のプロジェクタ装
    置において、前記映像信号光変調手段は、一組の前記３
    原色の各々に対応するＲ、Ｇ、及びＢの各色の独立した
    光変調手段を前記輝度信号光変調手段に代えて、もう１
    つ備えるいわゆる２組から構成され、その各色の独立し
    た２組の光変調手段は自然光からの前記第１と第２の偏
    光光に対して同時に光変調を施し、かつ反射型の光変調
    手段で構成され、前記第５の光分配手段と前記第３の光
    合成手段がダイクロイックミラーで一体構成され、前記
    第１の光分配手段が２組のＲ、Ｇ、Ｂの各色の独立した
    光変調手段に第１及び第２偏光光を各々光分配し、 前記第１の光分配手段と、２組の映像信号光変調手段か
    らの光変調光を合成する第１の光合成手段とが、１つの
    前記偏光光学手段で一体構成されていることを特徴とす
    るプロジェクタ装置。
  26. 【請求項２６】 請求項第２５項記載のプロジェクタ装
    置において、２組から構成された前記映像信号光変調手
    段の１組は左目用、もう１組は右目用の各々の映像信号
    光変調手段であることを特徴とするプロジェクタ装置。
  27. 【請求項２７】 白色光を出射する光源手段と、前記光
    源手段の出射光を集光する集光手段と、入力された映像
    信号に基づいて光の偏光状態を変調する映像信号光変調
    手段と前記映像信号光変調手段の出射光を拡大投写する
    投写手段とを少なくとも備えたプロジェクタ装置におい
    て、 前記映像信号光変調手段が、入力される映像信号の明暗
    又は輝度成分（＝Ｋ成分）並びに色成分（＝Ｃ成分）に
    基づいて光の偏光状態を変調する輝度信号光変調手段と
    色信号光変調手段とから構成され、 前記集光手段からの自然光の出射光を前記輝度信号光変
    調手段と前記色信号光変調手段に各々光を分配する第１
    の光分配手段並びに前記輝度信号光変調手段と前記色信
    号光変調手段からの各光変調された光を合成する第１の
    光合成手段の両手段が、前記自然光から相互に直交する
    偏光光に分配あるいは相互に直交する光を合成する各々
    独立した偏光光学手段で構成され、 前記集光手段からの自然光の出射光に光変調を施すに際
    して、前記自然光から相互に直交する一方の偏光光（＝
    第１の偏光光）に対しては映像信号の前記Ｋ成分に基づ
    いて光変調を施すとともに、同じく相互に直交する他方
    の偏光光（＝第２の偏光光）に対しては映像信号の赤
    （Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色の前記Ｃ成分に
    基づいて光変調を施すという前記第１及び第２の偏光光
    と映像信号の前記Ｋ及びＣ成分との組み合わせ関係を有
    し、 前記色信号光変調手段が前記３原色の各々に対応する
    Ｒ、Ｇ、及びＢの各色の独立した光変調手段から構成さ
    れ、前記輝度信号及び色信号光変調手段は、各々光変調
    光を透過する透過型の光変調手段で構成され、 前記第１の光分配手段で光分配された前記第２の偏光光
    を更に前記Ｒ、Ｇ及びＢ信号用の各光変調手段に導く第
    ５の光分配手段並びに前記Ｒ、Ｇ及びＢ信号用の各光変
    調手段からの各光変調された光変調光を合成しかつ前記
    第１の光合成手段に出射する第３の光合成手段の両者の
    手段が、特定の光波長を反射又は透過する光学素子たる
    ダイクロイックミラーで各々独立に構成されていること
    を特徴とするプロジェクタ装置。
  28. 【請求項２８】 請求項第２７項記載のプロジェクタ装
    置において、前記第１の光分配手段と前記輝度信号光変
    調手段との光路間に前記第１の光分配手段からの光路の
    断面積を拡大する第１の光学手段を備え、又前記輝度信
    号光変調手段と前記第１の光合成手段との光路間に前記
    第１の光学手段で拡大された光路の断面積を縮小する第
    ２の光学手段を備えていることを特徴とするプロジェク
    タ装置。
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