JPS61502494A - 三色液晶光バルブ像投影装置の改良された光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 三色液晶光パルプ像投影装置の改良され７’Ｃ光学系本発明は液晶光パルプ（Ｌ ＣＬＶ）グロジェクタに関し、さらに詳細には、２本の別個の光路が形成される 三色液晶光パルブグロゾエクタにおいて使用するための２レンズ光学系に関する 。

２、先行技術の説明 液晶光パルプの開発は、高品質大形スクリーングロジェクタの技術水準を相当に 大きく引上げるきっかけとなった。反射モード液晶光パルプは液晶層と、誘電体 ミラーと、元阻止層と、２つの透明電極にはさまれる光応答層とから構成される 薄膜多層構造である。

偏元投影党は液晶層を介して訪電体、ミラーへ導かれる。

陰極線管によシ発生されるような弱い光の入方像は応答層に印加され、それによ シ、電極間の゛亀界金光応答層から液晶層へ切換えて、液晶層を動作させる（「 オン」状態）。衣晶ｍを透過し、誘電体ミラーから反射される直線偏光投影光は 、光導電体に入射する情報に従るて偏光変調される。従って、複雑な分布の光、 たとえば光は弱いが、すなわち輝度は低いが高解像度の像が光導電体表面に焦点 合せされる場合は、装置は像を観察スクリーンに高輝度の像を形成するために拡 大して投影することができるレプリカに変換する。

１９７７年４月２６日にり、Ｄ、Ｂｏｓｗａｌｌ他に発行され友米国特許第４． ０１９，８０’７号はこのような高性能反射モード液晶光バルブを開示している 。

上述の種類の液晶光バルブを使用する図形表示！Ｄｉｇｅｓｔ　ｏｆ　Ｔｅｃｈ ｎｉｃａｌ　Ｐａｐｅｒｓ、　１９７９年５月、２２〜２３ページに掲載の記事 ｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ　Ｌｉ ｇｈｔ　Ｖａｌｖｅ　ｔｏ　ａ　Ｌａｒｇｅ　５ｃｒｅｅｎ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｄｉｓｐｌａｙｊに記載されている。本発明と特に関連性をもつが、それに“は 限定されない種類のこの表示システムは、黄白色の文字金有する大形の像を暗青 色の背景の上に投影する。システムは入力像を供給する陰極線管（ＣＲＴ）と； 明るいコリメートされた出力ビーム及び必要な光の偏光を提供する投影光学系と ；入力機能と出力機能とをインターフェースする液晶元バルブとを含む。

システムはコリメート光学系及び偏光光学系全弁して液晶光バルブ゛を照明する ためにキセノンアークランプのような強力な光源を使用する。キセノンアークラ ングから発出される光は主偏光プリズムへ送られ、そこでＳ成分と、Ｐ成分とに 分離され、Ｐ成分はプリズムを透過するが、Ｓ成分は光バルブに向かって反射さ れる。陰極線管により表示される情報は、光ファイバ光学系全弁して、偏光状、 態ＩｓからＰＫｉ化する光弁の一方の側へ伝達される。次に、光はプリズム全透 過し、投影レンズによりスクリーンに結像される。このように、王プリズムはア ナライザとして機能し、偏光の変調を輝度、すなわち強度の変調に変換する。

投影像の品質は一般に輝度、解像度及びコントラストによって決まる。一般に、 主偏光プリズムの前方の光路に予備偏光プリズムを配置することにより画質を改 善することができる。予備偏光プリズムは主偏光プリズムの欠陥を補うという点 で゛は娩分かは有効である。すなわち、主偏光プリズムは１つの偏光の元を透過 し、別の偏光の光全反射することに関して１００％有効ではないので、望ましく ない偏光の光が光パルプに達し、変調され、反射されて王プリズムを介して投影 レンズに戻さｎることもある。この結果、色のひずみ及び／又はコントラストと 解像度の低下を招く場合が多い。

予備偏光プリズムは、コストの関係で、王プリズムと同じ構成で良いので、通常 は同種の反射率及び透過率特性を有するものと考えられる。しかしながら、２個 のプリズムを組合わせて使用する場合、投影像の品質を大きく改善するというよ うな相加効果が得られる。予備偏光プリズムは１つの偏光の光を王プリズムを照 明するビームからほぼ除去する。そこで、主プリズムは望ましくない偏光状態の 残留光音はぼ除去するようにビームに作用する。

しかしながら、用途によっては、情報表示能力と汎用性を高めるために第２の液 晶光パルプを使用することが望ましい。この用途においては、予備偏光プリズム の使用は、第２の元パルプが予備偏光プリズムによシ除去される偏光の光を必要 とするような場合に問題となる。従って、第２の光パルプを使用するときには必 然的に投影像の質の低下を予測しなければならない。

出願人とＲｏｙ　Ｃｅｄａｒｓｔｒｏｍは名称ｒＴｖｏ−Ｃｏｌｏｒ　Ｌｉｑｕ ｉｄＣｒｙｓｔａｌ　Ｌｉｇｈｔ　Ｖａｌｖｅ　Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｊｅｃｔｉ ｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈＳｉｎｇｌｅ　ＰｒｅｐｏｌａｒｉｚｅｒＪの同 時係属出願、米国特許出願番号３３４，６７９．１９８１年１２月２８日出願１ 本願と同一譲受人に譲渡の中でこの問題に取組んだ。これは２個以上の元パルプ に入射する光の色選択的予備偏光を行なうものである。これは、光源からの党に 作用して第１の偏光の元を第１のダイクロイック分離器に向け、第２の偏光の光 を第２のダイクロイック分離器に向ける予備偏光プリズムの使用によｐ達成され る。その結果得られるビームは主偏光プリズムに加えられる前に、グイクロイッ ク加算器において再び組合わされる。主プリズムは従来のように第１の色と第１ の偏光状態の光を第１の元パルプに向け、第２の色と第２の偏光状態の元を第２ の元弁に向ける。

出願人による第２の同時係属出願２名称ｒＨｉｇｈＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　０ｐ ｔｉｃａｌ　Ｔａｎｋ　ｆｏｒ　Ｔｈｒｅｅ　Ｃｏ１ｏｒ　ＬｉｑｕｉｄＣｒｙ ｓｔａｌ　Ｌｉｇｈｔ　Ｖａｌｖｅ　Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　ｗｌ ｔｈ　Ｃｏ１ｏｒＳａｌｓｅｔｉｖｓ　ＰｒｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＪ　ｐ 米国特許出願番号３３４．６８０．１９８１年１２３２８日出願１本発明と同一 譲受人に譲渡には、油結合光学構成によって総カラー高コントラスト像を投影す るシステムが記載される。

詳細にいえば、４つのビームスプリッタ−と、２つのフィルタと、ビーム合成器 とを有する一体の光学構成が設けられる。第１のビームスグリツタ−は光源から の元を第１及び第２のビーム′に分離し、第１のビームは第１の色成分を有し、 第２のビームは第２及び第３の色成分を有する。この第２のビームスグリ、ター は容器内に第１のビームスグリツタ−と光学的にアライメントされて取付けられ て、第１のビームの元を第１の党パルプへ向ける。元パルプは第１のビームの光 の偏光を変調し、それを第２のビームスプリッタ−に戻し、そこで、４Ａ党のに 調は従来のように強度の変調に変換すれる。第２のビームスグリツタ−は光を第 １の投影レンズに向けて反射する。第３のビームスプリッタ−は第１のビームス プリッタ−と光学的にアライメントされて取付けられる。これは第２のビームを 第１の偏光状態と第２の偏光状態をそれぞれ有す６第３及び第４のビームに分離 する。第３のビームは、第２の色の光を透過するフィルタに向けて反射される。

第４のビームは、第３の色の光を透過する第２のフィルタへ送られる。

各フィルタの出力は実質的に単一の偏光状態の単色ビームである。フィルタ出力 は再び合成されて、第４のビームスプリッタ−を照明する１本のヒームトする。

第４のビームスグリツタ−は王偏”ｉｆ、プリズムである。これは第１の偏光状 態の党全第２の元／＜ルプに向けて反射し、第２の偏光状態の光を透過して第３ ０元弁に送る。元パルプは従来のように入射光の偏光状態を変調し、主プリズム に戻し、そこで元は再び合成されて１本のビームとなる。このビームは第２の投 影レンズに向けられる。

第２の同時係属出願に記載されるシステムは数多くの利点を提供するが、比較的 多数の光学要素を必要トスるので、システムは高価でかなり複雑である。さらに 、利用される光学要素の数によってシステムに引起される元の頌失は光学系の効 率（元弁に集中される党の量）は低下される。

三原色欲晶光・々ルプ投影装置のために２レンズ光学系が設けられる。第１のレ ンズは赤と緑の原色を投影し、他方のレンズは青の原色を投影する。照明系から の元は、第１のビームスプリッタ−により２つの光路に分割される前に、一部だ け予備偏光される。第１及び第２の偏光を有する赤色光と、第１の偏光を有する 緑色光は第１のビームスシリツタ−から第１の光路に沿って第２の、すなわち主 ビームスプリッタ−へ送られる。赤色光は第１の党バルブへ透過され、緑色光は 第２の元パルプに向けて反射される。第１及び第２の元パルプが「オン」状態で あるとき、それらに入射する光は王ビームスプリッタ−に戻され、再び合成され て、次に第１の投影レンズに向けられる。第２の偏光の緑色と青色の元は第１の ビームスグリツターにより第２の光路に沿って反射され、青色光は第３のビーム スプリッタ−を介して第３の光ノ々ルブー＼送られる。

第３の光パルプが「オン」状態であるとき、入射する青色光は第３のビームスプ リッタ−に向けられ、次に第２の投影レンズに向けられる。青色と緑色は予備偏 光されているのでコントラストが高く、赤色は・主プリズムが高い赤色コントラ スト分有するように設計されるために高いコントラストを有する。最小限の数の 光学要素を有するシステムにおいて２本の光路を利用することによシ、先行技術 の方法により達成される光集中効率の約２倍の効率と共に非常に高い像コントラ ストが得られる。

本発明並びにそのさらに別の特徴及び目的をさらに良く理解するために、添付の 図面と関連して読むべき以下の説明を参照する。

第１図は、液晶光パルプ投影装置に利用される光学系のビームスプリ、ター及び グイクロイック部分の新規な光学的配置（約二分の一犬）の平面図；第２図は、 王プリズムをさらに詳細に示す第１図に示される配置の平面図；及び 第３図は、前述の投影装置に利用される新規な光学系の斜視図である。

次に第１図及び第２図に関して説明する。本発明の新規な光学系１０ｉｉ液晶元 パルプ像投影装置で使用するように設計されており、配置通りに図示されている ０キセノ／アークラングにより形成されるような照明装置（図示せず）からの非 偏光１１はコリメート光学系及び偏光光学系を介して液晶元バルブを照明する。

液晶光パルプ投影装置の理論と動作は背景の項に既に記載してあり、また、前述 の同時係属出願にも詳細に説明されているので、ここでは繰返さない。発生され た光は、まず、面２２に形成される反射防止コーティング２１の全面に塗布され る紫外線（ｔＪＶ）フィルタ２０に入射し、この面２２は予備偏光ビームスプリ ッタ−１すなわちプリズム２４の入力開口を形成する。Ｕ■フィルタ２０の主な 目的は液晶を保護することである。さらに、石フィルタ２０は光学系の光路から 紫外線を反射することにより、それがなければ過熱して破壊されてしまうおそれ のある内部の油を保護する。本質的には、フィルタ２０は可視光スベク）、Ｑ／ 全透過する。光学系に利用されるビームスプリッタ−コーティングは・それぞれ 、プリズム内に入っている油に別個に汐されることに注意すべきである。赤色プ リズム２４に形成されるダイクロイ、クコ−ティング２５は緑色Ｓ偏光と青色Ｓ 偏光を矢印２６により表示される１本の光路に沿って下方へ反射すると共に、赤 色Ｓ偏光、赤色Ｐ偏光、緑色Ｐ偏光及び青色Ｐ偏光を透過して、矢印２８により 表示される別の光路に沿りで主プリズム４２へ導く。すなわち、入射光は２本の 光路に分割され、プリズム２４から発する２本の光路の元は光路２８に沿って伝 達される赤色成分を除いて偏−ｉされる。

従って、プリズム２４は複数の光学的＠能、すなわち、色と偏光状態Ｖこ従った 元の分Ｍ　ｆ、実行するよりに構成さｉｔｌ　これは先行技術においては竹刀Ｉ 的な光学要素によシ行かわれていた。元の損失をできる限り少なくするための反 射防止光学ゴーティング３１は！リズムｚ４の出力量０３０に形成される。像の コントラストに与える影ｊの点で最も重安である緑色光はＰ偏光される。赤色光 ＋′：を偏光されないが、赤色ルーメン光束は緑色ルーメン光束より少なく、王 プリズム４２は赤色について非常に、高いコントラストを有するように設計すし ているために赤色偏光の必要が少なくなっているので問題は起こらない。

プリズム２４は赤色Ｐ偏光、緑色Ｐ偏光、ｆ色Ｐ偏光及び赤色Ｓ偏光を透過する 。青色フィルタ３４はプリズム４２の入力開口３３に形成され、青色Ｐ偏光を光 路２８から除外する。主ビームスゲリッターイ２の方向は、ＳとＰの役割がプリ ズム２４のＳとＰの役割に対して逆転されるように設定される。従って、主ビー ムスグリツター４２に達する′ｙｔは、有効に、赤色Ｐ偏光、赤色Ｓ偏光及び緑 色Ｓ偏光である。

赤色Ｐ偏光はプリズム４２のグイクロイックコーティング４３と、プリズム４２ の出力開口４９に塗布される赤色透過フィルタ４８とを介して赤色液晶元弁５０ に達する。赤色元弁が「オフ」状態にあるとき・赤色Ｐ偏光は元弁５０により反 射されて王ビームスグリツタ−４２に戻る。「オフ」党は亦色−緑色投影レンズ ５２に向かって反射されないようにし７なければならない；そこで、主ビームス シリツタ−４２は、通常は５６°≦入射角≦６０°の所定の角度範囲で赤色波長 に対して非常に低いＰの反射率を有するように構成される。同時係属出願に記載 されているように、赤色元弁５０が「オン」状態にあるときは、入射赤色Ｐ光は 赤色８元に変換され、元パルプは従来のように隣接する陰極線管５１により供給 される書込み元に従って入射光の偏光状態を変調する。偏光変調光は主ビームス プリッタ−４２に戻され、そこで、偏光の変調は強さの変調に変換され、今度は 投影レンズ５２に向けて反射される。赤色透過フィルタ４８から反射されるスゲ リアス党が投影レンズ５２に戻らないことも重要である。

好ましｈ構成においては、フィルタ４８は、投影レン／ｅ５２の受入孔角度を外 れた反射（しかし、透過されない）光を全て十分に偏光する３°のくさび６２（ 第２図）に塗布される。緑色８元は主ビームスグリツタ−４２により、同様に３ °のくさび５８に塗布される緑色透過フィルタ５６を介して反射され、緑色チャ ンネル光パル２６０に達する。ビームスシリツタ−４２の方向が、緑色２元の一 部がビームズブリッター４２に達するよりに設定された場合、主ビームスグリ、 ター４２の緑色に関する性能は赤色はどすぐれていないので、すなわち、通常は 通過Ｐ元の一部は反射されるので、この緑色２元も部分的にフィルタ５６を介し て緑色チャンネル元パルプ６０に向かって反射される。緑色チャンネル党パルプ ６Ｑが「オフ」である（陰極線管６１によυ消腫が表示されなり）とき、この緑 色Ｐ光は元パルプ６０により投影レンズ５２に向かって反射され、投影像に不正 確な緑色成分を形成すると共に、像のコントラストを低下させる。この結果が起 こるのを防止するために、緑色Ｓのみが元パルプ６ｏへ、送られるようにフィル タ５６を設計すること）（より緑色２党は除去される。

プリズム２４は緑色Ｓ偏光及び青色Ｓ＠光を光路２５に沿って青色ミ２−７θへ 反射し、ミラー７ｏは入射する緑色Ｓ成分を除去し、青色Ｓ偏光を青色ビームス プリッタープリズム７２へ反射する。青色ビームスプリッタ−１すなわちプリズ ム７２における方向の変化は、青色Ｓ光が青色ビームスプリッタ−７２に対して Ｐ偏光されるように行なわれる。Ｐ偏光された青色光はダイクロイ、クコ−ティ ング７３を介して青色チャンネル光パルプ７４へ送られる。光パルｆ７４が「オ ン」である（陰極緋管７５ＶＣより↑３報が表示される）とき−２元はＳ偏光状 態に変換さバ、再びビームスプリッタ〜７２に向がって反射され、ビームスプリ ッタ−ｖ　２　ｒＪ、その光を１色チャンネル投影レンズ７８へ反射する。青色 ビームスプリッタ−７２は主ビームスプリッタ−４２と同じ構成でらって良く、 コーティングのみが異なり、くさび又は第２の光バルブ開口又！′ｉ、窓は不要 である。：５Ｙニー々ル：７’　７４が「オフ」であるとｔ、ｐ［はげ−ムスグ リッター７２、ミラー７０及びビームスプリッタ−２４ｆ：介し２て照明源に向 がって戻される。

反射防止コーティング２）はプリズム２４の入力開口２２に塗布され、プリズム の対角線２５は、３２゜の角度（垂直房から５８°）で入射する光が対角線から ３２°の角度で下方へ青色ミラー７０に向かって反射されるように配置される。

青色ミラー７ｏの方向は、プリズム２４からの元が３２°の角度でミラーに入射 し且つ青色ミラー７０から３２°の角度で反射されるように設定されるのが好ま しい。光学コーティングを適切に選択するならば、その他の入射角度を利用して も良い。

反射防止層８０はプリズム２４に形成される反射開口８２に塗布さ、ｈ−る。最 大の効率を得るために、投影系の集束条件によって、プリズム２４の透−］Ｍ開 口３ｏから主ビームスプリッタ−４２の入力開口３３までの距離ａは、反射窓８ ２からミラー７０を経てビームスプリ、り・−７２の入射開口８６に至るまでの 距離でちる距離ｂ＋ｅと等しい、宵゛色出力開口８８と、くさび４８及び５Ｂの 面９２及び９４にも反射防止コーティングがそれぞれ塗布されている〇 青色像は・赤色−緑色投影レンズ５２から位置がずれている青色チャンネル投影 レンズ７８から来るので、当初は赤色−・緑色像からずれている。保を重ね合わ ぜるために、レン−１：５２．７８のいずれか一方を適切に並−ｐ運動させれば 良い。

個々のダイクロ・ｆツ、クフィルメ２５　、４．３　、７３の設計は一般的原理 を採用して行なった。コンピュータの解析によれば、５８０ｎｍの下方カットオ フを有する赤色フィルタと：　６００　ｎｍの上方カットオフ及び５８５　ｎｍ の下方カットオフ金有する緑色フィルタと；５３０　ｎｍの上方カットオフ及び ４１５　ｎｍの下方カットオフを有する青色フィルタとを利用したときに最良の 結果が得られることが示され念。

王ビームスプリッタ−４２（偏光選択）及び青色ビームスプリッタ−７２は色選 択形ではないが、選択しなければならない「波長」；すなわち、薄膜が四分の一 波長の厚さである波長の構成金有する。ビームスプリ、ターの性能は設計波長に よって大きく変動するが、王ビームスシリツタ−４２について設計波長を５０７ ナノメードル（ｎｍ）とし、青色ビームスプリッタ−７２について設計波長ｋ　 ３８５　ｎｍとすると最良の結果が得られることは既に測定されている。

一般に、フィルタ２０はｔｒｖ６除去し、可視光を透過するように設計される： 赤色ビームスプリッター２４（コーティング２５）は青色及び緑色のＳ偏光を反 射し且つ赤色、緑色及び青色のＰ偏光と、赤色のＳ偏光とを透過するように構成 される；青色フィルタ３４は青色光を排除するように構成される；主ビームスプ リッタ−４２（グイクロイックコーティング４３）は赤色Ｐ偏光を透過し且つ緑 色Ｐ偏光を反射するように構成される；赤色フィルタ４８は赤色光を透過し且つ 緑色光を反射・するように構成される：緑色フィルタ５６は、緑色元金透過し且 つ赤色光を反射するように作用する光学薄膜コーティングを有する；青色ミラー ７０は本質的には入射青色光のみを反射する長波透過くさびフィルタでちる；青 色プリズム７２（コーティング７３）はプ、ハ・−スメー角偏光ビームスプリッ タ−として機能するように構成される。

次に、光学系１０を構成する光学要素を製造する際に利用される設計データの一 例全記載する。利用される表記法において、Ｔは二酸化チタンを表わし、Ｓは二 酸化ケイ素を表わす。λ＝３４２ナノメートル（ｎ）のときの四分の一波に関す る層厚さの計算において、表記、５０８Ｔは厚さ１８．７２　ｎｍ　（、５０８ Ｘ１／４Ｘ３４２÷２．３２　）の二酸化チタンの層を表わす。二酸化ケイ素の 屈折率ば１，４６であり：二酸化チタンの場合は２．３２．９２５Ｔ　１．０５ Ｓ　、９９４Ｔ　１．０３２Ｓ　１．０１６Ｔ１．０２８Ｓ　１．０２７Ｓ　１ ．０６４Ｓ　１．０１３Ｔ１．００８Ｓ　１．０６７Ｔ　１．０２７Ｓ　１．０ ＩＴ１．００６Ｓ　１．０６５Ｔ　１．０２７Ｓ　、９６４Ｔ、９８２Ｓ　、９ ８１Ｔ　１．９８Ｓ窒気２、予備偏光コーティング２５ 屈折率ニガラス＝１．４６．油＝１．４６土亘：λ”４１１ｎｍとし九四分の一 波５８°入射ニガラス、４７５Ｔ　、９５Ｓ　、９５Ｔ　、９５Ｓ、９７５Ｔ　 ６（ＳＴ）Ｓ　、９７５Ｔ　、９５Ｔ−９５Ｓ　、４７５Ｔ油 王座：λ”　４０７　ｎｍとし九四分の一波垂直入射：石英ゴラｘ　、５４６Ｔ 　、８８４Ｓ　、９５８Ｔ１．００３Ｓ　、９３９Ｔ　、９８５Ｓ　、９８２Ｔ １．０５８Ｓ　１．０３９Ｔ　、９７７Ｓ　ＩＴ　１．０ＩＳ１．０２５Ｔ　１ ．０２Ｓ　１．００９’Ｔ　、９６６Ｓ　１．０２４Ｔ１．０２５Ｓ　、９９Ｔ 　、９８３Ｓ　、９４８Ｔ　、９２６Ｓ、９１２Ｔ　１．８９８Ｓ空気 ４、ビームスプリッタ−プリズムコーティング４３屈折率ニガラス＝１．４６． 油＝　１．４６単位：λ＝５０７　ｎｍとした四分の一波５８°入射ニガー）ｙ 、、７　（、ＳＴ　Ｉｓ　、５Ｔ）油（３層１組で同じものを７組） 単位：λ＝　４９０　ｎｍとした四分の一波３．５°入射ニガラス　２（，４６ ６Ｔ　、９３２Ｓ　、４６６Ｔ）７（，５Ｔ　ＩＳ　、５Ｔ）　２（，４６６Ｔ 　、９３２Ｓ、４６６Ｔ）油 、５３２Ｔ）　５（，５Ｔ　Ｉｓ　、５Ｔ）　２（，５３２Ｔ１．０４６Ｓ　、 ５３２Ｔ）　、７９５Ｔ油１．４３Ｓ窒気 第３図は、第１図及び第２図に示される光学構成の斜視図である。斜視図は、光 学系１０を形成する様々な光学要素の物理的関係を明瞭に示している。

要約すれば、本発明により、２レンズ３原色液晶光パルプ投影装置に使用するた めの改良された光学系が提供された。色選択予備偏光器２４は照明ビーム１１を 色と偏光の双方に基づいて分割する之めに使用される。光路２８からの光は赤と 緑の原色にさらに分割され、他方の光路２６からの光はろ過されて、青の原色と なる。上述の光学系は３原色を得て、高いコントラストで投影するという点で先 行技術の構成より効率が良い。従来より利用される光学要素の数が少ないので、 光学系のコストは低減され且つ簡略化され、また、元弁における光集中効率も高 められる。

本発明を好ましい実施例に関して説明したが、本発明の真の趣旨を逸脱せずに様 々な変更を実施し且つその要素を同等のものと置換えることが可能であるのは当 業者には明白であろう。さらに、本発明の本質的教示から逸脱せずに特定の状況 又は材料を本発明の教示に適合するために数多くの変形を構成することができる 。

国ｖＡ調査報告 Ａｌ０ＩＥＸ　フ０　τ−ＩＮＴ！ＲＮＡτＩＯＮ入Ｌ　Ｓ＝λＲＣＨＲＥＰＯ ＲＴ　Ｑｚｑ

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．光エネルギー（１１）と、第１，第２及び第３の液晶光バルブ（５０，６０ ，７２）と；前記第１，第２及び第３の液晶光バルブと組合せて使用するために 光学的入力信号を供給する手段（５１，６１，７５）と；第１及び第２の投影レ ンズ（５２，７８）とを有する多色像投影装置において、 入射する光を第１及び第２のビーム（２８，２６）に分割する第１のビームスプ リッター（２４）であって、前記第１のビーム（２８）は第１及び第２の色成分 を含み、前記第１の色成分は第１の偏光状態を有し、前記第２の色成分は前記第 １の偏光状態を有し；前記第２のビーム（２６）は第２の偏光状態を有する前記 第２の色成分と、前記第２の偏光状態を有する第３の色成分とを含むものと； 前記第１のビーム（２８）の光路に取付けられ且つ入射する光の偏光状態を逆転 し、前記第１の偏光状態の第１の色成分を前記第１の光バルブ（５０）に向け、 前記第１の光バルブからの変調光を前記第１の投影レンズ（５２）に向けるよう な向きに配置される第２のビームスプリッター（４２）であって、前記第２のビ ームスプリッター（４２）は、さらに、前記第１の偏光状態の第２の色成分を前 記第２の光バルブ（６０）に向け、前記第２の光バルブからの変調光を前記第１ の投影レンズ（５２）に向けるものと；前記第２のビームの光路に配設され、前 記第３の色成分のみを反射する光学手段（４３）と；前記第３の色成分に応答し 、前記第３の色成分の偏光状態を逆転し且つ第１の偏光状態を有する前記第３の 色成分を前記第３の光バルブ（７２）に向け、前記第３の光バルブからの変調光 を前記第２の投影レンズ（７８）に向けるように前記光学手段に関して方向づけ られる第３のビームスプリッター（７４）と；を具備して成る改良。
2. ２．前記第１の色成分のみを透過する光学フイルタ（４８）は前記第１の光バル ブ（５０）に結合される請求の範囲第１項記載の投影装置。
3. ３．前記第２の色成分のみを透過する光学フイルタ（５６）は前記第２の光バル ブ（６０）に結合される請求の範囲第１項記載の投影装置。
4. ４．前記フィルタ（４８）は楔形部材（６２）に取付けられるため、前記第１の 色成分以外の入射光は入射角とは異なる角度で反射される請求の範囲第２項記載 の投影装置。
5. ５．前記フィルタ（５６）は楔形部材（５６）に取付けられるため、前記第２の 色成分以外の入射光は入射角とは異なる角度で反射される請求の範囲第３項記載 の投影装置。
6. ６．前記光学的入力信号を供給する手段は陰極線管（５１，６１，７５）から構 成される請求の範囲第１項記載の投影装置。
7. ７．前記第１，第２及び第３のビームスプリッター（２４，４２，７４）は油に 浸されている請求の範囲第１項記載の投影装置。
8. ８．紫外線フィルタ（２０）は前記入射光と前記第１のビームスプリッターとの 間に挿入される請求の範囲第７項記載の投影装置。
9. ９．入射する光（１１）を第１及び第２のビーム（２８，２６）に分割する第１ のビームスプリッター（２４）であって、前記第１のビーム（２８）は第１及び 第２の色成分を含み、前記第１の色成分は第１の偏光状態を有し、前記第２の色 成分は第１の偏光状態を有し；前記第２のビーム（２６）は第２の偏光状態を有 する前記第２の色成分と、第２の偏光状態を有する第３の色成分とを含むものと ； 前記第１のビーム（２８）の光路（７８）に取付けられ、且つ入射する光の偏光 状態を逆転し、前記第１の偏光状態の第１の色成分を第１の面（４９）に向け、 前記第１の面からの変調光ビームを第２の面に向けるように方向付けられる第２ のビームスプリッター（４２）であって、前記第２のビームスプリッター（４２ ）は、さらに、前記第１の偏光状態の第２の色成分を第３の面（５８）に向け、 前記第３の面からの変調光を前記第２の面に向けるものと；前記第２のビームの 光路にあり、前記第３の色成分のみを反射する光学手段（７０）と；前記第３の 色成分に応答し、第１の偏光状態を有する前記第３の色成分を第４の面に向け、 前記第４の面からの変調光を第５の面に向けた後に前記第３の色成分の偏光状態 を逆転するように前記光学手段に関して方向づけられる第３のビームスプリッタ ー（７４）と； を具備する光学系。
10. １０．前記第１の色成分のみを透過する光学フィルタ（４８）は前記第１の面（ ４９）に結合される請求の範囲第９項記載の光学系。
11. １１．前記第２の色成分のみを透過する光学フィルタ（５６）は前記第３の面（ ５８）に結合される請求の範囲第９項記載の光学系。
12. １２．前記フィルタ（４８）は楔形部材（６２）に取付けられるため、前記第１ の色成分以外の入射光は入射角とは異なる角度で反射される請求の範囲第１０項 記載の光学系。
13. １３．前記フイルタ（５６）は楔形部材（５８）に取付けられるため、前記第２ の色成分以外の入射光は入射角とは異なる角度で反射される請求の範囲第１１項 記載の光学系。
14. １４．前記変調光は、光バルブ（５０，６０，７２）と、光学的入力信号を供給 する手段（５１，６１，７５）とを具備する構成により提供される請求の範囲第 ９項記載の光学系。
15. １５．前記第１のビームスプリッターと第２のビームスプリッターとを分離する 距離（ａ）は、第２のビーム（２６）が前記第１のビームスプリッター（２４） から前記第３のビームスプリッター（７４）まで通過する距離（ｂ＋ｃ）とほぼ 等しい請求の範囲第９項記載の光学系。