JP2024097463A - projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクターに関する。 The present invention relates to a projector.
光変調素子として１枚の液晶パネルを用いたプロジェクター、いわゆる単板式のプロジェクターが従来から知られている。下記の特許文献１に、光源と、カラーフィルターを有する液晶パネルと、投射レンズと、を備え、１枚の液晶パネルによってカラー表示を実現するプロジェクターが開示されている。
Projectors that use a single liquid crystal panel as a light modulation element, so-called single-panel projectors, have been known for some time. The following
特許文献１のプロジェクターにおいて、カラーフィルターを構成する各色のフィルターの間にブラックマトリクスと呼ばれる遮光層が設けられる場合がある。液晶パネルの画素間領域には各画素を駆動するための配線やスイッチング素子等が設けられ、この領域にブラックマトリクスが重なっており、画素間領域を縮小することは難しい。そのため、解像度が高い画像を表示する場合には、液晶パネルを大型化しなければならず、液晶パネルの製造コストが増大する。一方、液晶パネルを大型化することなく、液晶パネルを高解像度化しようとすると、画素や画素間領域を微細化する必要があり、液晶パネルの製造プロセス上の負荷が大きくなる。
In the projector of
上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様のプロジェクターは、第１光と第２光とを射出する照明装置と、第１カラーフィルターを有し、画像情報に基づいて前記照明装置から射出される前記第１光を変調し、第１カラー画像光を生成する第１光変調素子と、第２カラーフィルターを有し、画像情報に基づいて前記照明装置から射出される前記第２光を変調し、第２カラー画像光を生成する第２光変調素子と、前記第１カラー画像光と前記第２カラー画像光とを合成し、カラー合成画像光を生成する画像合成部と、前記画像合成部から射出される前記カラー合成画像光を投射する投射光学装置と、を備える。前記第１光変調素子は、複数の第１画素が第１方向と前記第１方向に交差する第２方向とにマトリクス状に配列される第１表示領域を有する。前記第１表示領域は、前記第１方向に沿って配列される複数の前記第１画素を含む第１画素ラインと、前記第２方向において前記第１画素ラインと隣り合い、前記第１方向に沿って配列される複数の前記第１画素を含む第２画素ラインと、前記第１画素ラインと前記第２画素ラインとの間に設けられ、前記第１方向に延在する第１非表示領域と、を有する。前記第２光変調素子は、複数の第２画素が前記第１方向と前記第２方向とにマトリクス状に配列される第２表示領域を有する。前記第２表示領域は、前記第１方向に沿って配列される複数の前記第２画素を含む第３画素ラインと、前記第２方向において前記第３画素ラインと隣り合い、前記第１方向に沿って配列される複数の前記第２画素を含む第４画素ラインと、前記第３画素ラインと前記第４画素ラインとの間に設けられ、前記第１方向に延在する第２非表示領域と、を有する。前記画像合成部は、前記第３画素ラインと前記第１非表示領域とが互いに重畳し、前記第２画素ラインと前記第２非表示領域とが互いに重畳するように、前記第１カラー画像光と前記第２カラー画像光とを合成する。 In order to solve the above problem, a projector according to one embodiment of the present invention includes an illumination device that emits a first light and a second light, a first light modulation element having a first color filter and modulating the first light emitted from the illumination device based on image information to generate a first color image light, a second light modulation element having a second color filter and modulating the second light emitted from the illumination device based on image information to generate a second color image light, an image synthesis unit that synthesizes the first color image light and the second color image light to generate a color synthesized image light, and a projection optical device that projects the color synthesized image light emitted from the image synthesis unit. The first light modulation element has a first display region in which a plurality of first pixels are arranged in a matrix in a first direction and a second direction intersecting the first direction. The first display region has a first pixel line including a plurality of the first pixels arranged along the first direction, a second pixel line adjacent to the first pixel line in the second direction and including a plurality of the first pixels arranged along the first direction, and a first non-display region provided between the first pixel line and the second pixel line and extending in the first direction. The second light modulation element has a second display region in which a plurality of second pixels are arranged in a matrix in the first direction and the second direction. The second display region has a third pixel line including a plurality of the second pixels arranged along the first direction, a fourth pixel line adjacent to the third pixel line in the second direction and including a plurality of the second pixels arranged along the first direction, and a second non-display region provided between the third pixel line and the fourth pixel line and extending in the first direction. The image synthesis unit synthesizes the first color image light and the second color image light so that the third pixel line and the first non-display area overlap each other, and the second pixel line and the second non-display area overlap each other.
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、特徴となる部分を拡大して示す場合があり、各構成要素の寸法の比率などが実際と同じであるとは限らない。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The drawings used in the following description may show characteristic portions in an enlarged scale in order to make the characteristics easier to understand, and the dimensional ratios of each component may not necessarily be the same as in reality.
本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。
本実施形態のプロジェクター１０１は、スクリーン等の被投射面上にカラー画像を表示する投射型画像表示装置である。
An example of a projector according to this embodiment will be described.
The
図１は、本実施形態のプロジェクター１０１の概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１０１は、照明装置１０２と、第１平行化光学系１０と、第１光変調装置１１と、第２平行化光学系２０と、第２光変調装置２１と、画像シフト素子３７と、画像合成部６と、投射光学装置７と、画像信号制御部８と、を備える。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
As shown in FIG. 1, the
以下の説明では、必要に応じてＸＹＺ直交座標系を用いる。Ｘ軸は、プロジェクター１０１の左右方向に沿う軸である。Ｙ軸は、プロジェクター１０１の上下方向に沿う軸である。Ｚ軸は、プロジェクター１０１の画像投射方向に沿う軸であって、Ｘ軸およびＹ軸に直交する。プロジェクター１０１における各部材の配置や形状を説明する際に、画像投射側からプロジェクター１０１を正面視した際の高さに相当するＹ軸方向と平行な方向を上下方向と称し、画像投射側からプロジェクター１０１を正面視した際の横方向に相当するＸ軸方向と平行な方向を左右方向と称し、画像投射側からプロジェクター１０１を正面視した際の奥行に相当するＺ軸方向と平行な方向を前後方向と称する場合がある。これらの表記は、プロジェクター１０１の各構成部材の配置関係を説明するための定義であり、プロジェクター１０１の設置姿勢や方向を限定するものではない。
In the following description, an XYZ Cartesian coordinate system is used as necessary. The X axis is an axis along the left-right direction of the
本実施形態のプロジェクター１０１において、投射光学装置７から射出されるカラー合成画像光Ｌ３の主光線に沿い、Ｚ軸に平行な軸を投射光軸ＡＸ０と定義する。第１光変調装置１１の中心を通り、Ｚ軸に平行な軸を第１光軸ＡＸ１と定義する。第２光変調装置２１の中心を通り、Ｚ軸に平行な軸を第２光軸ＡＸ２と定義する。
In the
照明装置１０２は、第１光源２Ａと、第１ピックアップ光学系３Ａと、第２光源２Ｂと、第２ピックアップ光学系３Ｂと、を備える。照明装置１０２は、第１光ＬＡと第２光ＬＢとを射出する。
The
第１光源２Ａは、第１光軸ＡＸ１上に設けられている。第１光源２Ａは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成される。第１光源２Ａは、非偏光の第１光ＬＡを射出する。本明細書において、非偏光の光は、直線偏光、円偏光などの特定の偏光状態を持たない光として定義する。非偏光の光は、例えばランダム偏光である。第１光源２がＬＥＤから構成されていることにより、プロジェクター１０１の小型化および軽量化が可能となる。
The
第１ピックアップ光学系３Ａは、第１光源２Ａと第１平行化光学系１０との間に設けられている。第１ピックアップ光学系３Ａは、１個の凸レンズから構成されている。第１ピックアップ光学系３Ａは、第１光源２Ａから射出される第１光ＬＡを平行化して第１平行化光学系１０に向けて射出する。本実施形態では、第１ピックアップ光学系３Ａは、１個のレンズから構成されているが、複数のレンズから構成されていてもよい。
The first pickup
第２光源２Ｂは、第２光軸ＡＸ２上に設けられている。第２光源２Ｂは、第１光源２Ａと同一の構成を有する。第２ピックアップ光学系３Ｂは、第２光源２Ｂと第２平行化光学系２０との間に設けられている。第２ピックアップ光学系３Ｂは、第１ピックアップ光学系３Ａと同一の構成を有する。第２ピックアップ光学系３Ｂは、第２光源２Ｂから射出される第２光ＬＢを平行化して第２平行化光学系２０に向けて射出する。
The
第１平行化光学系１０は、第１ピックアップ光学系３Ａと第１光変調装置１１との間に設けられている。第１平行化光学系１０は、第１ピックアップ光学系３Ａから射出される第１光ＬＡを平行化して第１光変調装置１１に入射させる。本実施形態の場合、第１平行化光学系１０は、正のパワーを有する凸レンズとして機能するフレネルレンズから構成されている。これにより、第１平行化光学系１０の第１光軸ＡＸ１に沿う方向の厚さが抑えられ、プロジェクター１０１の小型化に寄与することができる。なお、第１平行化光学系１０を構成するレンズの数および種類は、特に限定されない。
The first collimating
第１光変調装置１１は、第１入射側偏光板１２と、第１光変調素子１３と、第１射出側偏光板１４と、を備える。第１光変調装置１１は、投射光軸ＡＸ０に対して一方の側（＋Ｙ側）に配置されている。
The first
第１入射側偏光板１２は、第１平行化光学系１０と第１光変調素子１３との間、すなわち第１光変調素子１３の光入射側に設けられている。
The first incident-side
第１光変調素子１３は、カラー表示が可能な１枚の透過型の液晶パネルから構成されている。すなわち、第１光変調素子１３は、第１カラーフィルターを有し、画像情報に基づいて第１光ＬＡを変調し、カラー画像の元となる第１カラー画像光Ｌ１を生成する。液晶パネルの駆動方式としては、ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）方式、垂直配向（ＶＡ）方式、横電界（ＩＰＳ）方式等が用いられ、特に限定されない。なお、第１光変調素子は、反射型の液晶パネルから構成されていてもよい。
The first
図２は、第１光変調素子１３の拡大図である。
図２に示すように、第１光変調素子１３は、複数の画素ＰＸがＸ軸方向とＹ軸方向とにマトリクス状に配列される第１表示領域１３Ｒを有する。例えば、第１光変調素子１３は、Ｘ軸方向に１９２０個、Ｙ軸方向に５４０個並んだ画素ＰＸを有する。１つの画素ＰＸは、Ｘ軸方向に沿って配列される赤色ドットＳＰ１、緑色ドットＳＰ２、および青色ドットＳＰ３の３つのドットから構成される。Ｘ軸方向は、第１光変調素子１３が形成する画像の左右方向に相当し、特許請求の範囲の第１方向に対応する。Ｙ軸方向は、第１光変調素子１３が形成する画像の上下方向に相当し、特許請求の範囲の第２方向に対応する。
FIG. 2 is an enlarged view of the first
As shown in Fig. 2, the first
第１表示領域１３Ｒは、複数の画素ラインＧＬと、隣り合う２つの画素ラインＧＬの間に設けられる複数の非表示領域ＳＲと、を有する。本実施形態において、画素ラインは、Ｘ軸方向（左右方向）に沿った１つの行に配列される複数の画素からなる画素群と定義する。すなわち、第１表示領域１３Ｒは、第１画素ラインＧＬ１と、第２画素ラインＧＬ２と、第１非表示領域ＳＲ１と、を有する。ここで、第１表示領域１３Ｒの最上行の画素ラインＧＬを第１画素ラインＧＬ１とし、上から２行目の画素ラインＧＬを第２画素ラインＧＬ２とする。第１画素ラインＧＬ１は、Ｘ軸方向に沿って配列される複数の画素ＰＸを含む。第２画素ラインＧＬ２は、Ｙ軸方向において第１画素ラインＧＬ１と隣り合い、Ｘ軸方向に沿って配列される複数の画素ＰＸを含む。第１非表示領域ＳＲ１は、第１画素ラインＧＬ１と第２画素ラインＧＬ２との間に設けられ、Ｘ軸方向に沿って延在する。
The
赤色ドットＳＰ１、緑色ドットＳＰ２、および青色ドットＳＰ３のそれぞれは、互いに同じ形状と互いに同じ寸法とを有する。各ドットＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３の形状は、長辺と短辺とを有する矩形状であり、Ｙ軸方向の長さはＸ軸方向の長さよりも大きい。すなわち、Ｙ軸方向に沿う辺は長辺であり、Ｘ軸方向に沿う辺は短辺である。また、Ｙ軸方向において隣り合う２つのドット間のピッチＰｙは、Ｘ軸方向において隣り合う２つのドット間のピッチＰｘよりも大きい。 The red dot SP1, green dot SP2, and blue dot SP3 each have the same shape and the same dimensions. The shape of each dot SP1, SP2, and SP3 is rectangular with long and short sides, and the length in the Y-axis direction is greater than the length in the X-axis direction. In other words, the side along the Y-axis direction is the long side, and the side along the X-axis direction is the short side. In addition, the pitch Py between two adjacent dots in the Y-axis direction is greater than the pitch Px between two adjacent dots in the X-axis direction.
第１光変調素子１３が有する第１カラーフィルター（図示略）は、Ｘ軸方向に沿って配列され、所定の色光を選択的に透過する複数の第１フィルターと、Ｙ軸方向において複数の第１フィルターと隣り合い、Ｘ軸方向に延在する第１遮光部と、を有する。複数の第１フィルターは、第１赤色フィルター、第１緑色フィルター、および第１青色フィルターを含む。第１フィルターの形状は、上記の各ドットと同様、長辺と短辺とを有する矩形状であり、Ｙ軸方向の長さはＸ軸方向の長さよりも大きい。
The first color filter (not shown) of the first
第１カラーフィルターは、上記の画素ＰＸの配置に対応して設けられている。すなわち、第１カラーフィルターにおいて、赤色ドットＳＰ１に第１赤色フィルターが配置され、緑色ドットＳＰ２に第１緑色フィルターが配置され、青色ドットＳＰ３に第１青色フィルターが配置されている。 The first color filters are arranged in accordance with the arrangement of the pixels PX. That is, in the first color filters, a first red filter is arranged at the red dot SP1, a first green filter is arranged at the green dot SP2, and a first blue filter is arranged at the blue dot SP3.
図示を省略するが、複数の画素ＰＸのそれぞれに、画素電極、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）等のスイッチング素子、各種の配線等からなる液晶駆動手段が設けられている。これらの液晶駆動手段は、電界の作用によって各画素ＰＸの液晶分子を駆動し、各画素ＰＸのオン・オフ、すなわち明暗を切り替える。画素電極は、各ドットＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３に配置されている。ＴＦＴおよび各種配線は、非表示領域ＳＲに配置されている。第１表示領域１３Ｒに交差する方向から見て、非表示領域ＳＲと第１カラーフィルターの第１遮光部とは、互いに重なり合って配置されている。この構成によれば、非表示領域ＳＲに設けられたスイッチング素子や配線に光が入射することが抑えられるとともに、画像のコントラストを高めることができる。
Although not shown in the figure, each of the pixels PX is provided with a liquid crystal driving means consisting of a pixel electrode, a switching element such as a thin film transistor (TFT), various wiring, etc. These liquid crystal driving means drive the liquid crystal molecules of each pixel PX by the action of an electric field, switching each pixel PX on and off, i.e., switching between light and dark. The pixel electrodes are arranged in each dot SP1, SP2, SP3. The TFTs and various wiring are arranged in the non-display region SR. When viewed from a direction intersecting the
図１に示すように、第１射出側偏光板１４は、第１光変調素子１３と第１偏心フレネルレンズ１５との間、すなわち第１光変調素子１３の光射出側に設けられている。第１射出側偏光板１４の偏光軸は、第１光軸ＡＸ１に垂直な仮想面内において第１入射側偏光板１２の偏光軸と直交する向きに配置されている。
As shown in FIG. 1, the first exit
第２平行化光学系２０は、第２ピックアップ光学系３Ｂと第２光変調装置２１との間に設けられている。第２平行化光学系２０は、第２ピックアップ光学系３Ｂから射出される第２光ＬＢを平行化して第２光変調装置２１に入射させる。本実施形態の場合、第２平行化光学系２０は、フレネルレンズから構成されている。これにより、第２平行化光学系２０の第２光軸ＡＸ２に沿う方向の厚さが抑えられ、プロジェクター１０１の小型化に寄与することができる。なお、第２平行化光学系２０を構成するレンズの数および種類は、特に限定されない。
The second collimating
第２光変調装置２１は、第２入射側偏光板２２と、第２光変調素子２３と、第２射出側偏光板２４と、を備える。第２光変調装置２１は、投射光軸ＡＸ０に対して他方の側（－Ｙ側）に配置されている。第２光変調装置２１は、第１光変調装置１１と略同じ構成を有するため、共通する光学要素については簡単に説明する。
The second
第２入射側偏光板２２は、第２平行化光学系２０と第２光変調素子２３との間、すなわち第２光変調素子２３の光入射側に設けられている。
The second incident-side
第２光変調素子２３は、カラー表示が可能な１枚の透過型の液晶パネルから構成されている。すなわち、第２光変調素子２３は、第２カラーフィルターを有し、画像情報に基づいて第２光ＬＢを変調し、カラー画像の元となる第２カラー画像光Ｌ２を生成する。なお、第２光変調素子２３は、反射型の液晶パネルから構成されていてもよい。第２光変調素子２３の構成は、第１光変調素子１３と同一である。すなわち、第１光変調素子１３が有する画素ラインＧＬの数と、第２光変調素子２３が有する画素ラインＧＬの数とは、互いに等しい。
The second
液晶パネルの構成は、第１光変調素子１３と同一であるため、図２を用いて説明する。図２において、カッコ内に示す符号が第２光変調素子２３としての符号である。第２光変調素子２３は、複数の画素ＰＸがＸ軸方向とＹ軸方向とにマトリクス状に配列される第２表示領域２３Ｒを有する。第２光変調素子２３が有する画素ＰＸの構成は、第１光変調素子１３が有する画素ＰＸの構成と同一である。第１光変調素子１３の画素ＰＸは、特許請求の範囲の第１画素に対応する。第２光変調素子２３の画素ＰＸは、特許請求の範囲の第２画素に対応する。
The configuration of the liquid crystal panel is the same as that of the first
第２表示領域２３Ｒは、複数の画素ラインＧＬと、隣り合う２つの画素ラインＧＬの間に設けられる複数の非表示領域ＳＲと、を有する。すなわち、第２表示領域２３Ｒは、第３画素ラインＧＬ３と、第４画素ラインＧＬ４と、第２非表示領域ＳＲ２と、を有する。第３画素ラインＧＬ３は、Ｘ軸方向に沿って配列される複数の画素ＰＸを含む。第４画素ラインＧＬ４は、Ｙ軸方向において第３画素ラインＧＬ３と隣り合い、Ｘ軸方向に沿って配列される複数の画素ＰＸを含む。第２非表示領域ＳＲ２は、第３画素ラインＧＬ３と第４画素ラインＧＬ４との間に設けられ、Ｘ軸方向に延在する。なお、第３画素ラインＧＬ３、第４画素ラインＧＬ４、および第２非表示領域ＳＲ２等の表記は、説明を判りやすくするため、第１光変調素子１３とは異ならせている。第２光変調素子２３については、第２表示領域２３Ｒの最上行の画素ラインＧＬを第３画素ラインＧＬ３とし、上から２行目の画素ラインＧＬを第４画素ラインＧＬ４とする。
The
第２光変調素子２３が有する第２カラーフィルター（図示略）は、Ｘ軸方向に沿って配列され、所定の色光を選択的に透過する複数の第２フィルターと、Ｙ軸方向において複数の第２フィルターと隣り合い、Ｘ軸方向に延在する第２遮光部と、を有する。複数の第２フィルターは、第２赤色フィルター、第２緑色フィルター、および第２青色フィルターを含む。第２フィルターの形状は、上記の各ドットと同様、長辺と短辺とを有する矩形状であり、Ｙ軸方向の長さはＸ軸方向の長さよりも大きい。
The second color filter (not shown) of the second
第２カラーフィルターは、上記の画素ＰＸの配置に対応して設けられている。すなわち、第２カラーフィルターにおいて、赤色ドットＳＰ１に第２赤色フィルターが配置され、緑色ドットＳＰ２に第２緑色フィルターが配置され、青色ドットＳＰ３に第２青色フィルターが配置されている。第２表示領域２３Ｒに交差する方向から見て、第２非表示領域ＳＲ２と第２遮光部とは互いに重なり合って配置されている。
The second color filter is arranged in accordance with the arrangement of the pixels PX. That is, in the second color filter, a second red filter is arranged at the red dot SP1, a second green filter is arranged at the green dot SP2, and a second blue filter is arranged at the blue dot SP3. When viewed from a direction intersecting the
図１に示すように、第２射出側偏光板２４は、第２光変調素子２３と第２偏心フレネルレンズ２５との間、すなわち第２光変調素子２３の光射出側に設けられている。第２射出側偏光板２４の偏光軸は、第２光軸ＡＸ２に垂直な仮想面内において第２入射側偏光板２２の偏光軸と直交する向きに配置されている。
As shown in FIG. 1, the second exit
画像合成部６は、第１偏心フレネルレンズ１５と、第２偏心フレネルレンズ２５と、を備える。画像合成部６は、第１カラー画像光Ｌ１と第２カラー画像光Ｌ２とを合成し、カラー合成画像光Ｌ３を生成する。この構成によれば、画像合成部６を薄型化することができ、プロジェクター１０１の前後方向の寸法を小さくすることができる。
The
第１偏心フレネルレンズ１５は、第１光変調素子１３の中心を通る第１光軸ＡＸ１に対して偏心したフレネルレンズで構成されている。具体的には、第１偏心フレネルレンズ１５の中心は、第１光軸ＡＸ１に対して投射光軸ＡＸ０の側にずれた位置にある。これにより、第１偏心フレネルレンズ１５は、第１光変調素子１３から射出される第１カラー画像光Ｌ１を投射光軸ＡＸ０の側に向けて屈折させる。また、第１偏心フレネルレンズ１５を用いることでレンズの薄型化を実現できる。本実施形態の第１偏心フレネルレンズ１５は、特許請求の範囲の第１偏心レンズに対応する。
The first
第２偏心フレネルレンズ２５は、第２光変調素子２３の中心を通る第２光軸ＡＸ２に対して偏心したフレネルレンズで構成されている。具体的には、第２偏心フレネルレンズ２５の中心は、第２光軸ＡＸ２に対して投射光軸ＡＸ０の側にずれた位置にある。これにより、第２偏心フレネルレンズ２５は、第２光変調素子２３から射出される第２カラー画像光Ｌ２を投射光軸ＡＸ０の側に向けて屈折させる。また、第２偏心フレネルレンズ２５を用いることでレンズの薄型化を実現できる。本実施形態の第２偏心フレネルレンズ２５は、特許請求の範囲の第２偏心レンズに対応する。
The second
第１偏心フレネルレンズ１５と第２偏心フレネルレンズ２５とは、投射光軸ＡＸ０に対して対称な形状を有する。これにより、第１偏心フレネルレンズ１５と第２偏心フレネルレンズ２５とは、第１カラー画像光Ｌ１と第２カラー画像光Ｌ２とを互いに重畳させ、投射光軸ＡＸ０上の投射光学装置７よりも光入射側の位置に第１光変調素子１３および第２光変調素子２３の像Ｍを形成する。
The first
図３は、第１カラー画像光Ｌ１と第２カラー画像光Ｌ２とが重畳されてできる像Ｍのイメージを示す模式図である。
図３に示すように、画像合成部６は、第３画素ラインＧＬ３と第１非表示領域ＳＲ１とが互いに重畳し、第２画素ラインＧＬ２と第２非表示領域ＳＲ２とが互いに重畳するように、第１カラー画像光Ｌ１と第２カラー画像光Ｌ２とを合成する。他の画素ラインと他の非表示領域についても同様である。すなわち、一方の光変調素子の各画素ラインＧＬと他方の光変調素子の各画素ラインＧＬとが互いにずれており、一方の光変調素子の各画素ラインＧＬと他方の光変調素子の各非表示領域ＳＲとが互いに重畳され、一方の光変調素子の各非表示領域ＳＲと他方の光変調素子の各画素ラインＧＬとが互いに重畳される。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an image M formed by superimposing the first color image light L1 and the second color image light L2.
3, the
画像シフト素子３７は、第２射出側偏光板２４と第２偏心フレネルレンズ２５との間に設けられている。画像シフト素子３７は、透光性を有し、第２光軸ＡＸ２に垂直な面（ＸＹ平面）に対して傾斜して配置された平行平板から構成されている。画像シフト素子３７は、＋Ｙ側の端部が第２射出側偏光板２４から遠く、－Ｙ側の端部が第２射出側偏光板２４に近くなる向きに傾斜している。
The
図４は、画像シフト素子３７の作用を説明するための模式図である。
図４に示すように、画像シフト素子３７は、画像シフト素子３７に入射する第２カラー画像光Ｌ２を光入射面３７ａおよび光射出面３７ｂのそれぞれで屈折させ、第２カラー画像光Ｌ２の光路を－Ｙ側にシフトさせる。第２カラー画像光Ｌ２のシフト量Ｓは、第１光変調素子１３および第２光変調素子２３のＹ軸方向のドット間ピッチＰｙと略一致している。シフト量Ｓは、平行平板の傾斜角度または厚さで調整することができる。シフト量Ｓをドット間ピッチＰｙと一致させやすくするため、平行平板の傾斜角度を調整する機構が設けられていてもよいし、異なる厚さを有する平行平板と交換可能な構成となっていてもよい。画像シフト素子３７が設けられたことにより、各画素ラインＧＬと各非表示領域ＳＲとを互いに重畳させる構成を実現しやすい。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the function of the
As shown in FIG. 4, the
図１に示すように、投射光学装置７は、複数のレンズから構成されている。投射光学装置７を構成するレンズの数は、特に限定されない。投射光学装置７は、画像合成部６から射出されるカラー合成画像光Ｌ３をスクリーン等の被投射面に投射する。これにより、カラー画像が被投射面上に表示される。
As shown in FIG. 1, the projection
画像信号制御部８は、任意の画像情報に対応する画像信号を第１光変調素子１３および第２光変調素子２３のそれぞれに供給する。画像信号制御部８は、例えばＣＰＵによって構成されている。プロジェクター１０１には、１９２０×１０８０の解像度を有する液晶パネルに対応するフルハイビジョン用画像信号が入力される。ところが、第１光変調素子１３および第２光変調素子２３のそれぞれは、１９２０×５４０個の画素しか有していない。すなわち、画像信号は、第１光変調素子１３および第２光変調素子２３の画素ラインの数の２倍の画素ライン数に対応する画像信号である。そこで、画像信号制御部８は、入力される画像信号を２つの画像信号に分割し、分割された各画像信号を第１光変調素子１３および第２光変調素子２３のそれぞれに供給する。具体的に、画像信号制御部８は、画像信号のうちの奇数ラインに対応する第１分割画像信号を第１光変調素子１３に供給し、画像信号のうちの偶数ラインに対応する第２分割画像信号を第１分割画像信号と同期させて第２光変調素子２３に供給する。
The image
［第１実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクター１０１は、第１光ＬＡと第２光ＬＢとを射出する照明装置１０２と、第１カラーフィルターを有し、画像情報に基づいて照明装置１０２から射出される第１光ＬＡを変調し、第１カラー画像光Ｌ１を生成する第１光変調素子１３と、第２カラーフィルターを有し、画像情報に基づいて照明装置１０２から射出される第２光ＬＢを変調し、第２カラー画像光Ｌ２を生成する第２光変調素子２３と、第１カラー画像光Ｌ１と第２カラー画像光Ｌ２とを合成し、カラー合成画像光Ｌ３を生成する画像合成部６と、画像合成部６から射出されるカラー合成画像光Ｌ３を投射する投射光学装置７と、を備える。第１光変調素子１３は、複数の画素ＰＸがＸ軸方向とＹ軸方向とにマトリクス状に配列される第１表示領域１３Ｒを有する。第１表示領域１３Ｒは、Ｘ軸方向に沿って配列される複数の画素ＰＸを含む第１画素ラインＧＬ１と、Ｙ軸方向において第１画素ラインＧＬ１と隣り合い、Ｘ軸方向に沿って配列される複数の画素ＰＸを含む第２画素ラインＧＬ２と、第１画素ラインＧＬ１と第２画素ラインＧＬ２との間に設けられ、Ｘ軸方向に延在する第１非表示領域ＳＲ１と、を有する。第２光変調素子２３は、複数の画素ＰＸがＸ軸方向とＹ軸方向とにマトリクス状に配列される第２表示領域２３Ｒを有する。第２表示領域２３Ｒは、Ｘ軸方向に沿って配列される複数の画素ＰＸを含む第３画素ラインＧＬ３と、Ｙ軸方向において第３画素ラインＧＬ３と隣り合い、Ｘ軸方向に沿って配列される複数の画素ＰＸを含む第４画素ラインＧＬ４と、第３画素ラインＧＬ３と第４画素ラインＧＬ４との間に設けられ、Ｘ軸方向に延在する第２非表示領域ＳＲ２と、を有する。画像合成部６は、第３画素ラインＧＬ３と第１非表示領域ＳＲ１とが互いに重畳し、第２画素ラインＧＬ２と第２非表示領域ＳＲ２とが互いに重畳するように、第１カラー画像光Ｌ１と第２カラー画像光Ｌ２とを合成する。
[Effects of the First Embodiment]
A
本実施形態の構成によれば、一方の光変調素子の各画素ラインＧＬと他方の光変調素子の各非表示領域ＳＲとが互いに重畳され、一方の光変調素子の各非表示領域ＳＲと他方の光変調素子の各画素ラインＧＬとが互いに重畳され、画像信号のうちの奇数ラインに対応する第１分割画像信号が第１光変調素子１３に供給され、偶数ラインに対応する第２分割画像信号が第１分割画像信号と同期して第２光変調素子２３に供給される。その結果、第１光変調素子１３および第２光変調素子２３のそれぞれが１９２０×５４０個の画素しか有していなくても、結果として１９２０×１０８０の解像度を有するフルハイビジョン画像を表示することができる。このように、本実施形態のプロジェクター１０１によれば、各光変調素子１３，２３を構成する液晶パネルを大型化することなく、解像度が高い画像を表示することができる。これにより、光変調素子１３，２３の製造コストを抑えることができ、製造プロセスの負荷の増大を抑えることができる。
According to the configuration of this embodiment, each pixel line GL of one light modulation element and each non-display area SR of the other light modulation element are superimposed on each other, each non-display area SR of one light modulation element and each pixel line GL of the other light modulation element are superimposed on each other, and a first divided image signal corresponding to the odd lines of the image signal is supplied to the first
本実施形態の構成に代えて、第１光変調素子１３および第２光変調素子２３として１９２０×１０８０個の画素を有する液晶パネルを用い、１９２０×２１６０の解像度に対応する画像信号を入力させる構成とした上で、図３に示すように、一方の光変調素子の各画素ラインＧＬと他方の光変調素子の各非表示領域ＳＲとを互いに重畳させ、一方の光変調素子の各非表示領域ＳＲと他方の光変調素子の各画素ラインＧＬとを互いに重畳させる構成としてもよい。この構成によれば、本実施形態に比べると、液晶パネルのサイズは大きくなるが、１９２０×２１６０の解像度を有する画像が得られ、投射画像の解像度、特に投射画像の上下方向の解像度をさらに高めることができる。
Instead of the configuration of this embodiment, a liquid crystal panel having 1920 x 1080 pixels may be used as the first
本実施形態では、画像シフト素子３７を第２光軸ＡＸ２上の第２射出側偏光板２４と第２偏心フレネルレンズ２５との間に設け、第２カラー画像光Ｌ２の光路をＹ軸方向にシフトさせたが、この構成に代えて、画像シフト素子３７を第１光軸ＡＸ１上の第１射出側偏光板１４と第１偏心フレネルレンズ１５との間に設け、第１カラー画像光Ｌ１の光路をＹ軸方向に沿って上記実施形態とは逆向きにシフトさせてもよい。さらに、上記の構成を組み合わせ、画像シフト素子３７を第１光軸ＡＸ１上、第２光軸ＡＸ２上の双方に設け、第１カラー画像光Ｌ１、第２カラー画像光Ｌ２の双方の光路をＹ軸方向に沿って互いに逆向きにシフトさせてもよい。
In this embodiment, the
一方の光変調素子の画素ラインＧＬと他方の光変調素子の非表示領域ＳＲとを互いに重畳させる手段として、必ずしも画像シフト素子３７を用いなくてもよい。例えば、第１光変調素子１３および第２光変調素子２３の少なくとも一方を各光軸ＡＸ１，ＡＸ２からずらして配置してもよい。この方法であれば、画像シフト素子３７は不要である。いずれの方法であっても、一方の光変調素子の画素ラインＧＬと他方の光変調素子の非表示領域ＳＲとの位置合わせを行う際には、例えば画像全体を明表示とし、照度計を用いて最も明るくなるように調整すればよい。または、任意の画像を表示しながら調整してもよい。
The
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図面を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と略同様であり、照明装置の構成が第１実施形態とは異なる。
図５は、第２実施形態のプロジェクター１１１の概略構成図である。
図５において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Second embodiment]
A second embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings.
The basic configuration of the projector in the second embodiment is substantially the same as that in the first embodiment, but the configuration of the illumination device is different from that in the first embodiment.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a
In FIG. 5, components common to those in the drawings used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
図５に示すように、本実施形態のプロジェクター１１１は、照明装置１１２と、第１平行化光学系１０と、第１照明シフト素子８１と、第１光変調装置１１と、第２平行化光学系２０と、第２照明シフト素子８２と、第２光変調装置２１と、画像シフト素子３７と、画像合成部６と、投射光学装置７と、画像信号制御部８と、を備える。
As shown in FIG. 5, the
照明装置１１２は、光源２と、光分離素子８６と、第２反射素子５と、を備える。光分離素子８６は、光源２から射出される光を第１光ＬＡと第２光ＬＢとに分離する。すなわち、第１実施形態の照明装置１０２は２個の光源２Ａ，２Ｂを備えていたのに対し、本実施形態の照明装置１１２は、１個の光源２を備え、光源２から射出される光Ｌを光分離素子８６によって２つの光ＬＡ，ＬＢに分離する点が第１実施形態とは異なる。
The
本実施形態では、第１実施形態と同様の投射光軸ＡＸ０、第１光軸ＡＸ１、第２光軸ＡＸ２に加えて、光分離素子８６の中心と第２反射素子５の中心とを通り、Ｙ軸に平行な軸を第３光軸ＡＸ３と定義する。
In this embodiment, in addition to the projection optical axis AX0, the first optical axis AX1, and the second optical axis AX2 similar to those in the first embodiment, an axis that passes through the center of the
光源２は、第１光軸ＡＸ１上に設けられている。光源２は、第１実施形態の第１光源２Ａおよび第２光源２Ｂと同様であり、ＬＥＤから構成されている。光源２は、非偏光の光Ｌを射出する。
The
光分離素子８６は、第１光軸ＡＸ１と第３光軸ＡＸ３とが交差する位置に設けられている。光分離素子８６は、第１反射素子８７で構成されている。第１反射素子８７は、複数の反射部と複数の透過部とを含む光分離膜８５を有し、光源２からの光Ｌを第１光ＬＡと第２光ＬＢとに分離する。光分離膜８５において、反射部の数と透過部の数とは、互いに同じであり、各光変調素子１３，２３の画素ラインＧＬの数である例えば５４０画素ライン数に一致する。光分離素子８６は、透光性材料からなる直方体状のブロックの内部に光分離膜８５が形成された構成を有する。光分離素子８６は、光分離膜８５が第１光軸ＡＸ１および第３光軸ＡＸ３のそれぞれと４５度の角度をなすように配置されている。なお、第１反射素子８７として、ブロック型の反射素子に代えて、プレート型の反射素子が用いられてもよい。本実施形態の第１反射素子８７は、特許請求の範囲の反射素子に対応する。
The
図６は、第１光変調素子１３と光分離素子８６の各部との位置関係を示す図であって、光分離素子８６の光入射側から光分離膜８５を通して第１光変調素子１３を見た様子を示している。
図６に示すように、光分離膜８５において、複数の反射部８５Ｒのそれぞれと、複数の透過部８５Ｔのそれぞれとは、Ｘ軸方向の方向に延在し、延在方向とは直交する方向に交互に配列されている。反射部８５Ｒは、例えば透光性のブロック上に帯状にパターニングされた誘電体多層膜、金属膜等の材料で形成されている。反射部８５Ｒの反射率は、１００％に近い値であることが望ましいが、特に限定されない。透過部８５Ｔの透過率は、１００％に近い値であることが望ましいが、特に限定されない。なお、反射部８５Ｒと透過部８５Ｔとは、図６ではＹ軸方向に配列されているように見えるが、実際には、図５に示すように、第１光軸ＡＸ１および第３光軸ＡＸ３のそれぞれと４５度の角度をなす方向に傾いた平面上に配列されている。
FIG. 6 is a diagram showing the positional relationship between the first
As shown in FIG. 6, in the
透過部８５Ｔは、光源２から射出される光Ｌを透過する。反射部８５Ｒは、光源２から射出される光Ｌを反射する。そのため、図５に示すように、光源２から射出される光のうち、透過部８５Ｔに入射する光Ｌは、透過部８５Ｔを透過し、第１光ＬＡとして第１光軸ＡＸ１に沿って進み、第１平行化光学系１０に入射する。一方、反射部８５Ｒに入射する光Ｌは、反射部８５Ｒで反射し、第２光ＬＢとして第３光軸ＡＸ３に沿って進み、第２反射素子５で反射した後、第２光軸ＡＸ２に沿って進み、第２平行化光学系２０に入射する。光分離素子８６から射出される第１光ＬＡおよび第２光ＬＢのそれぞれは、反射部８５Ｒと透過部８５Ｔとが並ぶ方向にストライプ状に分割された複数の分割光束から構成される。分割光束の数は、各光変調素子１３，２３の画素ラインＧＬの数、例えば５４０画素ライン数に一致する。
The transmitting
第２反射素子５は、第２光軸ＡＸ２と第３光軸ＡＸ３とが交差する位置に設けられている。第２反射素子５は、透光性材料からなる直方体状のブロックの内部に反射膜５１が形成された構成を有する。反射膜５１は、誘電体多層膜、金属膜等で構成されている。第２反射素子５は、反射膜５１が第２光軸ＡＸ２および第３光軸ＡＸ３のそれぞれと４５度の角度をなすように配置されている。第２反射素子５は、光分離素子８６から射出される第２光ＬＢを反射する。なお、第２反射素子５として、ブロック型の反射素子に代えて、プレート型の反射素子が用いられてもよい。
The second reflecting
第１照明シフト素子８１は、第１平行化光学系１０と第１光変調装置１１との間に設けられている。第１照明シフト素子８１は、透光性を有し、第１光軸ＡＸ１に垂直な面（ＸＹ平面）に対して傾斜して配置された平行平板から構成されている。第１照明シフト素子８１の構成および作用は、第１実施形態で説明した画像シフト素子３７と同様である。すなわち、第１照明シフト素子８１は、第１照明シフト素子８１に入射する分割光束からなる第１光ＬＡを屈折させ、第１光ＬＡの光路をＹ軸方向のいずれか一方の側にシフトさせる。シフト量を調整するため、平行平板の傾斜角度を調整する機構が設けられることが望ましい。第１照明シフト素子８１が設けられたことにより、第１光ＬＡを構成するライン状の各分割光束と第１光変調素子１３の各画素ラインＧＬとの位置合わせを容易に行うことができる。
The first
第２照明シフト素子８２は、第２平行化光学系２０と第２光変調装置２１との間に設けられている。第２照明シフト素子８２の構成および作用は、第１照明シフト素子８１と同様である。なお、第１照明シフト素子８１および第２照明シフト素子８２は、必ずしも設けられていなくてもよい。例えば、各光変調素子１３，２３と各照明シフト素子８１，８２との位置関係を調整することによって位置合わせが行われてもよい。
プロジェクター１１１のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
The second
The other configuration of the
［第２実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクター１１１においても、各光変調素子１３，２３を構成する液晶パネルを大型化することなく、解像度が高い画像を表示することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
[Effects of the second embodiment]
The
特に本実施形態の場合、照明装置１１２に必要な光源２が１個で済むため、第１実施形態に比べて照明装置１１２を小型化することができ、ひいては、プロジェクター１１１の小型化に寄与することができる。また、照明装置１１２の消費電力を低減することができる。
In particular, in the case of this embodiment, since only one
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図面を用いて説明する。
第３実施形態のプロジェクターの基本構成は第２実施形態と略同様であり、画像合成部の構成が第１実施形態とは異なる。
図７は、第３実施形態のプロジェクター１２１の概略構成図である。
図７において、以前の実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Third embodiment]
A third embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings.
The basic configuration of the projector in the third embodiment is substantially the same as that in the second embodiment, but the configuration of the image synthesis unit is different from that in the first embodiment.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a
In FIG. 7, components common to those in the drawings used in the previous embodiments are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図７に示すように、本実施形態のプロジェクター１２１は、照明装置１１２と、第１平行化光学系１０と、第１照明シフト素子８１と、第１光変調装置１１と、第２平行化光学系２０と、第２照明シフト素子８２と、第２光変調装置２１と、画像シフト素子３７と、画像合成部６３と、投射光学装置７と、画像信号制御部８と、を備える。
As shown in FIG. 7, the
画像合成部６３は、第１フレネルレンズ６５と、第２フレネルレンズ６６と、第３フレネルレンズ６７と、を備える。画像合成部６３が３枚のフレネルレンズ６５，６６，６７で構成されることにより、画像合成部６３を薄型化することができ、プロジェクター１２１の前後方向の寸法を小さくすることができる。
The
第１フレネルレンズ６５は、第１光軸ＡＸ１上において、第１光変調装置１１と第３フレネルレンズ６７との間に配置されている。第１フレネルレンズ６５は、第１光軸ＡＸ１上にレンズ中心を有する。第１フレネルレンズ６５は、第１光変調素子１３から射出される第１カラー画像光Ｌ１を透過する。第１フレネルレンズ６５を用いることでレンズの薄型化を実現できる。本実施形態の第１フレネルレンズ６５は、特許請求の範囲の第１レンズに対応する。
The
第２フレネルレンズ６６は、第２光軸ＡＸ２上において、第２光変調装置２１と第３フレネルレンズ６７との間に配置されている。第２フレネルレンズ６６は、第２光軸ＡＸ２上にレンズ中心を有する。第２フレネルレンズ６６は、第２光変調素子２３から射出される第２カラー画像光Ｌ２を透過する。第２フレネルレンズ６６を用いることでレンズの薄型化を実現できる。本実施形態の第２フレネルレンズ６６は、特許請求の範囲の第２レンズに対応する。
The
第３フレネルレンズ６７は、投射光軸ＡＸ０上において、投射光学装置７の光入射側に配置されている。第３フレネルレンズ６７は、投射光軸ＡＸ０上にレンズ中心を有する。第３フレネルレンズ６７は、第１フレネルレンズ６５から射出される第１カラー画像光Ｌ１と、第２フレネルレンズ６６から射出される第２カラー画像光Ｌ２と、を透過する。第３フレネルレンズ６７を用いることでレンズの薄型化を実現できる。本実施形態の第３フレネルレンズ６７は、特許請求の範囲の第３フレネルレンズに対応する。
第３フレネルレンズ６７は、第１カラー画像光Ｌ１と第２カラー画像光Ｌ２とを互いに重畳させ、投射光軸ＡＸ０上の投射光学装置７よりも光入射側の位置に像Ｍを形成する。
プロジェクター１２１のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
The
The
The other configuration of the
［第３実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクター１２１においても、各光変調素子１３，２３を構成する液晶パネルを大型化することなく、解像度が高い画像を表示することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
[Effects of the third embodiment]
The
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図面を用いて説明する。
第４実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と略同様である。
図８は、第４実施形態のプロジェクター１３１の概略構成図である。
図８において、以前の実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Fourth embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings.
The basic configuration of the projector according to the fourth embodiment is substantially the same as that of the first embodiment.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a
In FIG. 8, components common to those in the drawings used in the previous embodiments are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図８に示すように、本実施形態のプロジェクター１３１は、照明装置１３２と、第１平行化光学系１０と、第１照明シフト素子８１と、第１光変調装置１１と、第２反射素子５と、第２平行化光学系２０と、第２照明シフト素子８２と、第２光変調装置２１と、画像シフト素子３７と、画像合成部７５と、投射光学装置７と、画像信号制御部８と、を備える。また、画像合成部７５は、第１フレネルレンズ７７と、第２フレネルレンズ７８と、偏光合成素子７９と、を備える。
As shown in FIG. 8, the
本実施形態においては、投射光学装置７から射出されるカラー合成画像光Ｌ３の主光線に沿い、Ｚ軸に平行な軸を投射光軸ＡＸ０と定義する。第１光変調装置１１の中心を通り、Ｚ軸に平行な軸を第１光軸ＡＸ１と定義する。第２光変調装置２１の中心を通り、Ｙ軸に平行な軸を第２光軸ＡＸ２と定義する。第３反射素子７３の中心と偏光合成素子７９の中心とを通り、Ｙ軸に平行な軸を第３光軸ＡＸ３と定義する。
In this embodiment, the axis parallel to the Z axis along the principal ray of the color composite image light L3 emitted from the projection
第３反射素子７３は、第１光軸ＡＸ１と第３光軸ＡＸ３とが交差する位置に設けられている。第３反射素子７３の構成は、第２反射素子５と同様であり、反射膜８３を有する。第３反射素子７３は、第１光変調装置１１から射出されるＳ偏光の第１カラー画像光Ｌ１を反射する。第３反射素子７３によって反射される第１カラー画像光Ｌ１は、第３光軸ＡＸ３に沿って進む。第３反射素子７３として、ブロック型の反射素子に代えて、プレート型の反射素子が用いられてもよい。
The third reflecting
第２平行化光学系２０、第２照明シフト素子８２、第２光変調装置２１、画像シフト素子３７、および第２フレネルレンズ７８は、第２光軸ＡＸ２に沿って光分離素子４と第２反射素子７４との間に配置されている。
The second collimating
第２反射素子５は、第２光軸ＡＸ２と投射光軸ＡＸ０とが交差する位置に設けられている。第２反射素子５の構成は、第３反射素子７３と同様であり、反射膜５１を有する。第２反射素子５は、第２光変調装置２１から射出されるＰ偏光の第２カラー画像光Ｌ２を反射する。第２反射素子５によって反射される第２カラー画像光Ｌ２は、投射光軸ＡＸ０に沿って進む。第２反射素子５として、ブロック型の反射素子に代えて、プレート型の反射素子が用いられてもよい。
The second reflecting
第１フレネルレンズ７７は、第１光軸ＡＸ１上に配置され、第１光軸ＡＸ１上にレンズ中心を有する。第１フレネルレンズ７７は、第１光変調素子１３から射出される第１カラー画像光Ｌ１を透過する。第２フレネルレンズ７８は、第２光軸ＡＸ２上に配置され、第２光軸ＡＸ２上にレンズ中心を有する。第２フレネルレンズ７８は、第２光変調素子２３から射出される第２カラー画像光Ｌ２を透過する。第１フレネルレンズ７７および第２フレネルレンズ７８のそれぞれは、第１カラー画像光Ｌ１と第２カラー画像光Ｌ２とを互いに重畳させ、投射光学装置７の光入射側の位置に像Ｍを形成する。
The
偏光合成素子７９は、投射光軸ＡＸ０と第３光軸ＡＸ３とが交差する位置に設けられている。偏光合成素子７９は、透光性材料からなる直方体状のブロックの内部に偏光合成膜８９が形成された構成を有する。偏光合成膜８９は、誘電体多層膜等で構成されている。偏光合成素子７９は、偏光合成膜８９が投射光軸ＡＸ０および第３光軸ＡＸ３のそれぞれと４５度の角度をなすように配置されている。
The
偏光合成素子７９は、偏光合成膜８９に対するＰ偏光を透過し、偏光合成膜８９に対するＳ偏光を反射する。そのため、第１光変調素子１３から射出され、第３反射素子７３で反射したＳ偏光の第１カラー画像光Ｌ１は、偏光合成膜８９で反射し、投射光学装置７に向かって進む。第２光変調素子２３から射出され、第２反射素子５で反射したＰ偏光の第２カラー画像光Ｌ２は、偏光合成膜８９を透過し、投射光学装置７に向かって進む。このように、偏光合成素子７９は、第１カラー画像光Ｌ１と第２カラー画像光Ｌ２とを合成し、カラー合成画像光Ｌ３を生成する。なお、偏光合成素子７９として、ブロック型の偏光合成素子に代えて、プレート型の偏光合成素子を用いてもよい。偏光合成素子７９を用いる場合、第１カラー画像光Ｌ１の偏光方向と第２カラー画像光Ｌ２の偏光方向とが互いに異なり、一方がＰ偏光、他方がＳ偏光となるように各偏光板を配置する必要がある。
プロジェクター１３１のその他の構成は、以前の実施形態と同様である。
The
The other configurations of the
［第４実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクター１３１においても、各光変調素子１３，２３を構成する液晶パネルを大型化することなく、解像度が高い画像を表示することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
[Effects of the Fourth Embodiment]
The
特に本実施形態の場合、第１カラー画像光Ｌ１の偏光方向と第２カラー画像光Ｌ２の偏光方向とが互いに異なることを利用して、画像合成部７５に偏光合成素子７９を用いて２つの画像光Ｌ１，Ｌ２を効率良く合成することができる。
In particular, in the case of this embodiment, the polarization direction of the first color image light L1 and the polarization direction of the second color image light L2 are different from each other, so that the two image lights L1 and L2 can be efficiently combined using a
なお、偏光合成素子７９に代えて、光分離素子８６と同様の反射素子、すなわち、反射部と透過部とが交互に配列された反射膜を有する反射素子を用いてもよい。この種の反射素子を用いて、第３光軸ＡＸ３に沿って入射するストライプ状の第１カラー画像光Ｌ１を反射部で反射させ、投射光軸ＡＸ０に沿って入射するストライプ状の第２カラー画像光Ｌ２を透過部で透過させる構成としてもよい。この種の反射素子を用いる場合には、第１カラー画像光Ｌ１の偏光方向と第２カラー画像光Ｌ２の偏光方向とは、必ずしも異なっていなくてもよい。ただし、第１カラー画像光Ｌ１の各分割光束と各反射部、および第２カラー画像光Ｌ２の各分割光束と各透過部のそれぞれを精度良く位置合わせする必要がある。
In addition, instead of the
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図面を用いて説明する。
第５実施形態のプロジェクターの基本構成は第２実施形態と略同様であり、光分離素子の構成が第２実施形態とは異なる。
図９は、第５実施形態のプロジェクター３１の概略構成図である。
図９において、以前の実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Fifth embodiment]
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The basic configuration of the projector of the fifth embodiment is substantially the same as that of the second embodiment, but the configuration of the light separation element is different from that of the second embodiment.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a
In FIG. 9, components common to those in the drawings used in the previous embodiments are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図９に示すように、本実施形態のプロジェクター３１は、照明装置３２と、第１平行化光学系１０と、第１光変調装置１１と、第２平行化光学系２０と、第２光変調装置２１と、画像シフト素子３７と、画像合成部６と、投射光学装置７と、画像信号制御部８と、を備える。
As shown in FIG. 9, the
照明装置３２は、光源２と、光分離素子３８と、第２反射素子５と、を備える。光分離素子３８は、光源２から射出される光Ｌを第１光と第２光とに分離する。光分離素子３８は、第１光軸ＡＸ１と第３光軸ＡＸ３とが交差する位置に設けられている。光分離素子３８は、光源２から射出される非偏光の光Ｌを偏光状態が互いに異なる第１光と第２光とに分離する偏光分離素子４で構成されている。
The
偏光分離素子４は、ピックアップ光学系３と第１光変調装置１１との間に設けられている。偏光分離素子４は、透光性材料からなる直方体状のブロックの内部に偏光分離膜４１が形成された構成を有する。偏光分離膜４１は、誘電体多層膜等で構成されている。偏光分離素子４は、偏光分離膜４１が第１光軸ＡＸ１および第３光軸ＡＸ３のそれぞれと４５度の角度をなすように配置されている。偏光分離素子４は、光源２から射出される光Ｌのうち、偏光分離膜４１に対するＰ偏光を透過し、偏光分離膜４１に対するＳ偏光を反射する。そのため、光源２から射出される光Ｌは、偏光分離膜４１を透過して第１光軸ＡＸ１に沿って進むＰ偏光Ｌｐと、偏光分離膜４１で反射して第３光軸ＡＸ３に沿って進むＳ偏光Ｌｓと、に分離される。なお、偏光分離素子４として、ブロック型の偏光分離素子に代えて、プレート型の偏光分離素子が用いられてもよい。または、偏光分離膜として、反射型偏光子で用いられるワイヤーグリッドが用いられてもよい。
The
Ｐ偏光、Ｓ偏光等の偏光に関する表記は、例えば反射等で光の進行方向が変化することで変わる場合があり、また、偏光方向を表す基準面をどの面とするかによっても変わる場合がある。したがって、説明を判りやすくするため、以下の説明では、偏光分離素子４の偏光分離膜４１を基準面とし、偏光分離素子４で分離される時点でのＰ偏光Ｌｐを後段の光学系でもＰ偏光Ｌｐと称し、偏光分離素子４で分離される時点でのＳ偏光Ｌｓを後段の光学系でもＳ偏光Ｌｓと称する。本実施形態のＰ偏光Ｌｐは、特許請求の範囲の第１光に対応する。本実施形態のＳ偏光Ｌｓは、特許請求の範囲の第２光に対応する。
The notation for polarization, such as P-polarized light and S-polarized light, may change when the direction of light travels changes due to, for example, reflection, and may also change depending on which plane is used as the reference plane for expressing the polarization direction. Therefore, for ease of understanding, in the following description, the
本実施形態の場合、第１入射側偏光板１２の偏光軸は、第１入射側偏光板１２に入射するＰ偏光Ｌｐが第１入射側偏光板１２を透過できる向きに配置されている。本実施形態の場合、偏光分離素子４によって分離されたＰ偏光Ｌｐが第１光変調素子１３に入射し、偏光分離素子４と第１光変調素子１３との間に偏光を乱す光学要素が多く存在しないため、第１入射側偏光板１２は必ずしも設けられていなくてもよい。ただし、第１入射側偏光板１２が設けられている場合、第１光変調素子１３に入射するＰ偏光Ｌｐの偏光度をより高めることができる。
In this embodiment, the polarization axis of the first incident
第１入射側偏光板１２と同様、第２入射側偏光板２２の偏光軸は、第２入射側偏光板２２に入射するＳ偏光Ｌｓが第２入射側偏光板２２を透過できる向きに配置されている。第２入射側偏光板２２は必ずしも設けられていなくてもよいが、第２入射側偏光板２２が設けられた場合、第２光変調素子２３に入射するＳ偏光Ｌｓの偏光度をより高めることができる。プロジェクター３１のその他の構成は、第２実施形態と同様である。
Similar to the first input
［第５実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクター３１においても、各光変調素子１３，２３を構成する液晶パネルを大型化することなく、解像度が高い画像を表示することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
[Effects of the Fifth Embodiment]
The
本実施形態の構成によれば、偏光分離素子４によって分離されるＰ偏光Ｌｐが第１光変調素子１３で変調され、Ｓ偏光Ｌｓが第２光変調素子２３で変調された後、画像合成部６によって合成され、カラー合成画像光Ｌ３が投射されて、被投射面上にカラー画像が表示される。したがって、従来の単板式プロジェクターのように、各光変調素子の入射側偏光子によって分離された一方の偏光が表示に寄与できないという不具合がなく、偏光分離素子４によって分離される２つの偏光をともに表示に利用できる。これにより、光源２から射出される光Ｌの利用効率を従来よりも高めることができる。
According to the configuration of this embodiment, the P-polarized light Lp separated by the
［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について、図面を用いて説明する。
第６実施形態のプロジェクターの基本構成は第３実施形態と略同様であり、光分離素子の構成が第３実施形態とは異なる。
図１０は、第６実施形態のプロジェクター６１の概略構成図である。
図１０において、以前の実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
Sixth Embodiment
A sixth embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings.
The basic configuration of the projector in the sixth embodiment is substantially the same as that in the third embodiment, but the configuration of the light separation element is different from that in the third embodiment.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a
In FIG. 10, components common to those in the drawings used in the previous embodiments are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図１０に示すように、本実施形態のプロジェクター６１は、照明装置３２と、第１平行化光学系１０と、第１光変調装置１１と、第２平行化光学系２０と、第２光変調装置２１と、画像シフト素子３７と、画像合成部６３と、投射光学装置７と、画像信号制御部８と、を備える。
As shown in FIG. 10, the
照明装置３２は、第５実施形態と同様の偏光分離素子４からなる光分離素子３８を備える。プロジェクター６１のその他の構成は、第３実施形態と同様である。
The
［第６実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクター６１においても、各光変調素子１３，２３を構成する液晶パネルを大型化することなく、解像度が高い画像を表示することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
[Effects of the Sixth Embodiment]
The
［第７実施形態］
以下、本発明の第７実施形態について、図面を用いて説明する。
第７実施形態のプロジェクターの基本構成は第４実施形態と略同様であり、光分離素子の構成が第４実施形態とは異なる。
図１１は、第６実施形態のプロジェクター７１の概略構成図である。
図１１において、以前の実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Seventh embodiment]
Hereinafter, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The basic configuration of the projector of the seventh embodiment is substantially the same as that of the fourth embodiment, but the configuration of the light separation element is different from that of the fourth embodiment.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a
In FIG. 11, components common to those in the drawings used in the previous embodiments are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図１１に示すように、本実施形態のプロジェクター７１は、照明装置７２と、第１平行化光学系１０と、第１光変調装置１１と、第２平行化光学系２０と、第２光変調装置２１と、第２反射素子５と、画像シフト素子３７と、画像合成部７５と、投射光学装置７と、画像信号制御部８と、を備える。
As shown in FIG. 11, the
照明装置７２は、光源２と、ピックアップ光学系３と、偏光分離素子４からなる光分離素子３８と、を備える。画像合成部７５は、第１光変調素子１３から射出されるＳ偏光の第１カラー画像光Ｌ１と、第２光変調素子２３から射出されるＰ偏光の第２カラー画像光Ｌ２と、を合成する偏光合成素子７９を備える。プロジェクター７１のその他の構成は、第４実施形態と同様である。
The
［第７実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクター７１においても、各光変調素子１３，２３を構成する液晶パネルを大型化することなく、解像度が高い画像を表示することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
[Effects of the Seventh Embodiment]
The
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。また、本発明の一つの態様は、上記実施形態および変形例の特徴部分を適宜組み合わせた構成とすることができる。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. In addition, one aspect of the present invention can be a configuration that appropriately combines the characteristic parts of the above-described embodiment and modified examples.
上記実施形態では、カラーフィルターの配置として、図３に示すように、２つのカラー画像光が重畳されたときに、同色のドットが光変調素子（画像）の上下方向に配列されるパターン、いわゆる縦ストライプパターンの例を挙げた。この構成に代えて、図１２に示すように、光変調素子（画像）の上下方向に隣り合う２つの画素ラインＧＬにおいて、同色のドットが左右方向に１ピッチずれて配置されるパターン、いわゆるモザイクパターンであってもよい。または、図１３に示すように、光変調素子（画像）の上下方向に隣り合う２つの画素ラインＧＬにおいて、同色のドットが左右方向に１／２ピッチずれて配置されるパターンであってもよい。これらのパターンを採用する場合、画素シフト素子が画像光を光変調素子（画像）の斜め方向にずらす構成であってもよい。 In the above embodiment, as shown in FIG. 3, the color filter arrangement is a so-called vertical stripe pattern, in which dots of the same color are arranged in the vertical direction of the light modulation element (image) when two color image lights are superimposed. Instead of this configuration, as shown in FIG. 12, a so-called mosaic pattern may be used, in which dots of the same color are arranged with a one-pitch shift in the horizontal direction in two pixel lines GL adjacent to each other in the vertical direction of the light modulation element (image). Alternatively, as shown in FIG. 13, a pattern may be used in which dots of the same color are arranged with a 1/2 pitch shift in the horizontal direction in two pixel lines GL adjacent to each other in the vertical direction of the light modulation element (image). When these patterns are adopted, the pixel shift element may be configured to shift the image light in a diagonal direction of the light modulation element (image).
また、上記実施形態では、第１偏心フレネルレンズ１５および第２偏心フレネルレンズ２５を例に挙げたが偏心フレネルレンズに代えて、偏芯した連続曲面を有する凸レンズを用いてもよい。また、上記実施形態では、第１フレネルレンズ６５および第２フレネルレンズ６６を例に挙げたがフレネルレンズに代えて、連続曲面を有する凸レンズを用いてもよい。
In addition, in the above embodiment, the first
また、画素シフト素子は、上記実施形態とは９０度直交する方向、すなわち、画像光を光変調素子（画像）の左右方向にずらす構成であってもよい。この場合、Ｘ軸方向のドット間ピッチＰｘがＹ軸方向のドット間ピッチＰｙよりも大きいことが望ましい。この構成によれば、投射画像の左右方向の解像度を高めることができる。 The pixel shift element may also be configured to shift the image light in a direction perpendicular to the above embodiment, i.e., in the left-right direction of the light modulation element (image). In this case, it is desirable that the dot pitch Px in the X-axis direction is greater than the dot pitch Py in the Y-axis direction. With this configuration, the resolution of the projected image in the left-right direction can be increased.
第２～第４実施形態においては、光分離素子として、反射部と透過部とが交互に配列された反射膜を有する反射素子を用いたが、この反射素子に代えて、反射膜の全面が一部の光、例えば５０％の光を反射し、他の一部の光、例えば５０％の光を透過する反射素子、いわゆるハーフミラーのような反射素子を用いてもよい。この場合、第１光変調素子および第２光変調素子のそれぞれに入射する光の量を同じにするためには、反射膜の反射率および透過率が５０％であることが望ましい。ただし、反射膜の反射率および透過率は必ずしも５０％でなくてもよい。 In the second to fourth embodiments, a reflective element having a reflective film in which reflective portions and transmissive portions are arranged alternately is used as the light separation element, but instead of this reflective element, a reflective element such as a so-called half mirror may be used in which the entire surface of the reflective film reflects a portion of the light, for example 50%, and transmits another portion of the light, for example 50%. In this case, in order to make the amount of light incident on the first light modulation element and the second light modulation element the same, it is desirable for the reflectance and transmittance of the reflective film to be 50%. However, the reflectance and transmittance of the reflective film do not necessarily have to be 50%.
また、プロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料などの具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。例えば上記実施形態において、プロジェクターは、２つの光変調素子を備えているが、３つ以上、例えば４つの光変調素子を備えていてもよい。 In addition, the specific description of the shape, number, arrangement, material, and other aspects of each component of the projector are not limited to those of the above embodiment and can be modified as appropriate. For example, in the above embodiment, the projector has two light modulation elements, but it may have three or more light modulation elements, for example, four light modulation elements.
また、第１光変調素子および第２光変調素子のそれぞれに、必ずしも１つの画像信号を分割して供給しなくてもよく、別個の画像を形成するための個別の画像信号を供給してもよい。例えば、第１光変調素子に右目用画像信号を供給し、第２光変調素子に左目用画像信号を供給する構成とし、シャッター眼鏡等の機器と組み合わせて用いれば、立体画像が表示可能なプロジェクターを実現することもできる。 In addition, it is not necessary to split and supply one image signal to each of the first light modulation element and the second light modulation element, but rather individual image signals for forming separate images may be supplied. For example, a configuration in which a right-eye image signal is supplied to the first light modulation element and a left-eye image signal is supplied to the second light modulation element can be used in combination with a device such as shutter glasses to realize a projector capable of displaying three-dimensional images.
［本開示のまとめ］
以下、本開示のまとめを付記する。
[Summary of the Disclosure]
The following is a summary of this disclosure.
（付記１）
第１光と第２光とを射出する照明装置と、
第１カラーフィルターを有し、画像情報に基づいて前記照明装置から射出される前記第１光を変調し、第１カラー画像光を生成する第１光変調素子と、
第２カラーフィルターを有し、画像情報に基づいて前記照明装置から射出される前記第２光を変調し、第２カラー画像光を生成する第２光変調素子と、
前記第１カラー画像光と前記第２カラー画像光とを合成し、カラー合成画像光を生成する画像合成部と、
前記画像合成部から射出される前記カラー合成画像光を投射する投射光学装置と、
を備え、
前記第１光変調素子は、複数の第１画素が第１方向と前記第１方向に交差する第２方向とにマトリクス状に配列される第１表示領域を有し、
前記第１表示領域は、前記第１方向に沿って配列される複数の前記第１画素を含む第１画素ラインと、前記第２方向において前記第１画素ラインと隣り合い、前記第１方向に沿って配列される複数の前記第１画素を含む第２画素ラインと、前記第１画素ラインと前記第２画素ラインとの間に設けられ、前記第１方向に延在する第１非表示領域と、を有し、
前記第２光変調素子は、複数の第２画素が前記第１方向と前記第２方向とにマトリクス状に配列される第２表示領域を有し、
前記第２表示領域は、前記第１方向に沿って配列される複数の前記第２画素を含む第３画素ラインと、前記第２方向において前記第３画素ラインと隣り合い、前記第１方向に沿って配列される複数の前記第２画素を含む第４画素ラインと、前記第３画素ラインと前記第４画素ラインとの間に設けられ、前記第１方向に延在する第２非表示領域と、を有し、
前記画像合成部は、前記第３画素ラインと前記第１非表示領域とが互いに重畳し、前記第２画素ラインと前記第２非表示領域とが互いに重畳するように、前記第１カラー画像光と前記第２カラー画像光とを合成する、プロジェクター。
(Appendix 1)
an illumination device that emits a first light and a second light;
a first light modulation element having a first color filter and modulating the first light emitted from the lighting device based on image information to generate a first color image light;
a second light modulation element having a second color filter and modulating the second light emitted from the illumination device based on image information to generate second color image light;
an image synthesis unit that synthesizes the first color image light and the second color image light to generate a color synthesized image light;
a projection optical device that projects the color composite image light emitted from the image synthesis unit;
Equipped with
the first light modulation element has a first display region in which a plurality of first pixels are arranged in a matrix in a first direction and a second direction intersecting the first direction;
the first display region includes a first pixel line including a plurality of the first pixels arranged along the first direction, a second pixel line adjacent to the first pixel line in the second direction and including a plurality of the first pixels arranged along the first direction, and a first non-display region provided between the first pixel line and the second pixel line and extending in the first direction,
the second light modulation element has a second display region in which a plurality of second pixels are arranged in a matrix in the first direction and the second direction;
the second display region includes a third pixel line including a plurality of the second pixels arranged along the first direction, a fourth pixel line adjacent to the third pixel line in the second direction and including a plurality of the second pixels arranged along the first direction, and a second non-display region provided between the third pixel line and the fourth pixel line and extending in the first direction,
A projector wherein the image synthesis unit synthesizes the first color image light and the second color image light so that the third pixel line and the first non-display area overlap each other, and so that the second pixel line and the second non-display area overlap each other.
付記１の構成によれば、一方の光変調素子の画素ラインと他方の光変調素子の非表示領域とを重畳させることで画像の画素数を増やすことができるため、各光変調素子を構成する液晶パネルを大型化することなく、解像度が高い画像を表示することができる。
According to the configuration of
（付記２）
前記画像情報に対応する画像信号を前記第１光変調素子および前記第２光変調素子のそれぞれに供給する画像信号制御部をさらに備え、
前記第１光変調素子が有する画素ラインの数と、前記第２光変調素子が有する画素ラインの数とは、互いに等しく、
前記画像信号は、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の前記画素ラインの数の２倍の画素ライン数に対応する画像信号であり、
前記画像信号制御部は、前記画像信号のうちの奇数ラインに対応する第１分割画像信号を前記第１光変調素子に供給し、前記画像信号のうちの偶数ラインに対応する第２分割画像信号を前記第１分割画像信号と同期させて前記第２光変調素子に供給する、付記１に記載のプロジェクター。
(Appendix 2)
an image signal control unit that supplies an image signal corresponding to the image information to each of the first light modulation element and the second light modulation element;
the number of pixel lines of the first light modulation element and the number of pixel lines of the second light modulation element are equal to each other,
the image signal corresponds to a number of pixel lines that is twice the number of the pixel lines of the first light modulation element and the second light modulation element,
The projector described in
付記２の構成によれば、表示品質の高い１つの画像を高い解像度で表示することができる。
The configuration of
（付記３）
前記画像合成部は、前記第１光変調素子から射出される前記第１カラー画像光、および前記第２光変調素子から射出される前記第２カラー画像光のいずれか一方を前記第２方向にシフトさせる画像シフト素子を備える、付記１または付記２に記載のプロジェクター。
(Appendix 3)
The projector described in
付記３の構成によれば、第１カラー画像光および第２カラー画像光のいずれか一方の光路を画像シフト素子によってシフトすることができるため、一方の光変調素子の画素ラインと他方の光変調素子の非表示領域とを重畳させる構成を実現しやすくなる。
According to the configuration of
（付記４）
前記第１カラーフィルターは、
前記第１方向に沿って配列され、所定の色光を選択的に透過する複数の第１フィルターと、
前記第２方向において前記複数の第１フィルターと隣り合い、前記第１方向に沿って延在する第１遮光部と、
を備え、
前記第２カラーフィルターは、
前記第１方向に沿って配列され、所定の色光を選択的に透過する複数の第２フィルターと、
前記第２方向において前記複数の第２フィルターと隣り合い、前記第１方向に沿って延在する第２遮光部と、
を備え、
前記第１表示領域に交差する方向から見て、前記第１非表示領域と前記第１遮光部とは互いに重なり合って配置され、
前記第２表示領域に交差する方向から見て、前記第２非表示領域と前記第２遮光部とは重なり合って配置されている、付記１から付記３までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
(Appendix 4)
The first color filter is
a plurality of first filters arranged along the first direction and selectively transmitting predetermined color light;
a first light-shielding portion adjacent to the plurality of first filters in the second direction and extending along the first direction;
Equipped with
The second color filter is
a plurality of second filters arranged along the first direction and selectively transmitting predetermined color light;
a second light-shielding portion adjacent to the plurality of second filters in the second direction and extending along the first direction;
Equipped with
When viewed from a direction intersecting the first display area, the first non-display area and the first light-shielding portion are disposed so as to overlap each other,
The projector according to any one of
付記４の構成によれば、非表示領域に設けられたスイッチング素子や配線に光が入射することが抑えられるとともに、画像のコントラストを高めることができる。
The configuration of
（付記５）
前記第１フィルターおよび前記第２フィルターのそれぞれは、長辺と短辺とを有する矩形状であり、
前記第１表示領域において、前記第１画素ライン、前記第１非表示領域、および前記第２画素ラインが並ぶ方向は、前記長辺に沿う方向であり、
前記第２表示領域において、前記第３画素ライン、前記第２非表示領域、および前記第４画素ラインが並ぶ方向は、前記長辺に沿う方向である、付記４に記載のプロジェクター。
(Appendix 5)
each of the first filter and the second filter has a rectangular shape having a long side and a short side;
In the first display region, a direction in which the first pixel line, the first non-display region, and the second pixel line are arranged is a direction along the long side;
The projector according to
付記５の構成によれば、一方のカラー画像光を他方のカラー画像光に対してずらす方向が長辺に沿う方向となるため、画像光をずらしやすい点で合理的である。
According to the configuration of
（付記６）
前記照明装置は、
光を射出する光源と、
前記光源から射出される前記光を前記第１光と前記第２光とに分離する光分離素子と、
を備える、付記１から付記５までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
(Appendix 6)
The lighting device includes:
A light source that emits light;
a light separation element that separates the light emitted from the light source into the first light and the second light;
The projector according to any one of
付記６の構成によれば、照明装置に必要な光源が１個で済むため、照明装置を小型化することができ、ひいてはプロジェクターの小型化に寄与することができる。
According to the configuration of
（付記７）
前記光分離素子は、前記光源から射出される前記光を反射する複数の反射部と、前記光源から射出される前記光を透過する複数の透過部と、を有し、前記光を前記第１光と前記第２光とに分離する反射素子であり、
前記反射部と前記透過部とは、所定の方向に交互に配列される、付記６に記載のプロジェクター。
(Appendix 7)
the light separation element has a plurality of reflecting portions that reflect the light emitted from the light source and a plurality of transmitting portions that transmit the light emitted from the light source, and is a reflection element that separates the light into the first light and the second light;
The projector described in
付記７の構成によれば、各光変調素子の画素ラインおよび非表示領域の形状に合わせて光源から射出される光を分離することができる。
The configuration of
（付記８）
前記反射素子によって分離される前記第１光および前記第２光のいずれか一方の光路を前記光路と交差する方向にシフトさせる照明シフト素子を備える、付記７に記載のプロジェクター。
(Appendix 8)
The projector described in
付記８の構成によれば、各光を構成するライン状の各分割光束と第１光変調素子の各画素ラインとの位置合わせを容易に行うことができる。
The configuration of
（付記９）
前記光源は、非偏光の光を射出し、
前記光分離素子は、前記光源から射出される前記光を偏光状態が互いに異なる前記第１光と前記第２光とに分離する偏光分離素子である、付記６に記載のプロジェクター。
(Appendix 9)
the light source emits unpolarized light;
The projector described in
付記９の構成によれば、偏光分離素子によって分離される２つの偏光をともに表示に利用できるため、光源から射出される光の利用効率を高めることができる。 According to the configuration of Appendix 9, both polarized lights separated by the polarization separation element can be used for display, thereby improving the efficiency of use of light emitted from the light source.
（付記１０）
前記第１光変調素子は、前記投射光学装置の投射光軸に対して一方の側に配置され、
前記第２光変調素子は、前記投射光軸に対して他方の側に配置され、
前記画像合成部は、
前記第１光変調素子から射出される前記第１カラー画像光を前記投射光軸の側に向けて屈折させる第１偏心レンズと、
前記第２光変調素子から射出される前記第２カラー画像光を前記投射光軸の側に向けて屈折させる第２偏心レンズと、
を備え、
前記第１偏心レンズと前記第２偏心レンズとは、前記第１カラー画像光と前記第２カラー画像光とを互いに重畳させ、前記投射光軸上の前記投射光学装置よりも光入射側の位置に像を形成する、付記１から付記９のいずれか一項に記載のプロジェクター。
(Appendix 10)
the first light modulation element is disposed on one side of a projection optical axis of the projection optical device;
the second light modulation element is disposed on the other side with respect to the projection optical axis,
The image synthesis unit includes:
a first decentered lens that refracts the first color image light emitted from the first light modulation element toward the projection optical axis;
a second decentered lens that refracts the second color image light emitted from the second light modulation element toward the projection optical axis;
Equipped with
The projector described in any one of
付記１０の構成によれば、画像合成部を薄型化することができ、プロジェクターの前後方向の寸法を小さくすることができる。
The configuration of
（付記１１）
前記第１偏心レンズおよび前記第２偏心レンズの少なくとも一方はフレネルレンズで構成される、付記１０に記載のプロジェクター。
(Appendix 11)
The projector described in
付記１１の構成によれば、レンズをさらに薄型化することができ、プロジェクターの前後方向の寸法をより小さくできる。
The configuration of
（付記１２）
前記第１光変調素子は、前記投射光学装置の投射光軸に対して一方の側に配置され、
前記第２光変調素子は、前記投射光軸に対して他方の側に配置され、
前記画像合成部は、
前記第１光変調素子から射出される前記第１カラー画像光を透過させる第１レンズと、
前記第２光変調素子から射出される前記第２カラー画像光を透過させる第２レンズと、
前記投射光軸上に配置され、前記第１レンズから射出される前記第１カラー画像光と、前記第２レンズから射出される前記第２カラー画像光と、を透過させる第３レンズと、
を備え、
前記第３レンズは、前記第１カラー画像光と前記第２カラー画像光とを互いに重畳させ、前記投射光軸上の前記投射光学装置よりも光入射側の位置に像を形成する、付記１から付記９のいずれか一項に記載のプロジェクター。
(Appendix 12)
the first light modulation element is disposed on one side of a projection optical axis of the projection optical device;
the second light modulation element is disposed on the other side with respect to the projection optical axis,
The image synthesis unit includes:
a first lens that transmits the first color image light emitted from the first light modulation element;
a second lens that transmits the second color image light emitted from the second light modulation element;
a third lens that is disposed on the projection optical axis and transmits the first color image light emitted from the first lens and the second color image light emitted from the second lens;
Equipped with
A projector described in any one of
付記１２の構成によれば、画像合成部を薄型化することができ、プロジェクターの前後方向の寸法を小さくすることができる。
The configuration of
（付記１３）
前記第１レンズ、前記第２レンズおよび前記第３レンズの少なくとも１つはフレネルレンズで構成される、付記１２に記載のプロジェクター。
(Appendix 13)
13. The projector of
付記１３の構成によれば、レンズをさらに薄型化することができ、プロジェクターの前後方向の寸法をより小さくできる。
The configuration of
（付記１４）
前記第１カラー画像光は、第１偏光方向の直線偏光であり、
前記第２カラー画像光は、前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向の直線偏光であり、
前記画像合成部は、前記第１偏光方向の直線偏光を透過し、前記第２偏光方向の直線偏光を反射する偏光合成素子、または、前記第１偏光方向の直線偏光を反射し、前記第２偏光方向の直線偏光を透過する偏光合成素子を備える、付記１から付記９のいずれか一項に記載のプロジェクター。
(Appendix 14)
the first color image light is linearly polarized light having a first polarization direction,
the second color image light is linearly polarized light having a second polarization direction different from the first polarization direction,
A projector described in any one of
付記１４の構成によれば、第１カラー画像光の偏光方向と第２カラー画像光の偏光方向とが互いに異なることを利用して、画像合成部として偏光合成素子を用いて２つの画像光を効率良く合成することができる。
According to the configuration of
２…光源、４…偏光分離素子、６，６３，７５…画像合成部、７…投射光学装置、８…画像信号制御部、１３…第１光変調素子、１３Ｒ…第１表示領域、１５…第１偏心フレネルレンズ（第１偏心レンズ）、２３…第２光変調素子、２３Ｒ…第２表示領域、２５…第２偏心フレネルレンズ（第２偏心レンズ）、３１，６１，７１，１０１，１１１，１２１，１３１…プロジェクター、３２，７２，１０２，１１２，１３２…照明装置、３７…画像シフト素子、３８，８６…光分離素子、６５…第１フレネルレンズ（第１レンズ）、６６…第２フレネルレンズ（第２レンズ）、６７…第３フレネルレンズ（第３レンズ）、７９…偏光合成素子、８１…第１照明シフト素子（照明シフト素子）、８２…第２照明シフト素子（照明シフト素子）、８７…第１反射素子（反射素子）、８５Ｒ…反射部、８５Ｔ…透過部、ＬＡ…第１光、ＬＢ…第２光、Ｌｐ…Ｐ偏光（第１光）、Ｌｓ…Ｓ偏光（第２光）、Ｌ１…第１カラー画像光、Ｌ２…第２カラー画像光、Ｌ３…カラー合成画像光、ＧＬ…画素ライン、ＧＬ１…第１画素ライン、ＧＬ２…第２画素ライン、ＧＬ３…第３画素ライン、ＧＬ４…第４画素ライン、ＳＲ…非表示領域、ＳＲ１…第１非表示領域、ＳＲ２…第２非表示領域、Ｍ…像。 2...light source, 4...polarization separation element, 6, 63, 75...image synthesis section, 7...projection optical device, 8...image signal control section, 13...first light modulation element, 13R...first display area, 15...first decentered Fresnel lens (first decentered lens), 23...second light modulation element, 23R...second display area, 25...second decentered Fresnel lens (second decentered lens), 31, 61, 71, 101, 111, 121, 131...projector, 32, 72, 102, 112, 132...illumination device, 37...image shift element, 38, 86...light separation element, 65...first Fresnel lens (first lens), 66...second Fresnel lens (second lens), 67...third Fresnel lens 3 lens (third lens), 79...polarized light synthesis element, 81...first illumination shift element (illumination shift element), 82...second illumination shift element (illumination shift element), 87...first reflection element (reflection element), 85R...reflective portion, 85T...transmission portion, LA...first light, LB...second light, Lp...P-polarized light (first light), Ls...S-polarized light (second light), L1...first color image light, L2...second color image light, L3...color synthesis image light, GL...pixel line, GL1...first pixel line, GL2...second pixel line, GL3...third pixel line, GL4...fourth pixel line, SR...non-display area, SR1...first non-display area, SR2...second non-display area, M...image.
Claims (14)
第１カラーフィルターを有し、画像情報に基づいて前記照明装置から射出される前記第１光を変調し、第１カラー画像光を生成する第１光変調素子と、
第２カラーフィルターを有し、画像情報に基づいて前記照明装置から射出される前記第２光を変調し、第２カラー画像光を生成する第２光変調素子と、
前記第１カラー画像光と前記第２カラー画像光とを合成し、カラー合成画像光を生成する画像合成部と、
前記画像合成部から射出される前記カラー合成画像光を投射する投射光学装置と、
を備え、
前記第１光変調素子は、複数の第１画素が第１方向と前記第１方向に交差する第２方向とにマトリクス状に配列される第１表示領域を有し、
前記第１表示領域は、前記第１方向に沿って配列される複数の前記第１画素を含む第１画素ラインと、前記第２方向において前記第１画素ラインと隣り合い、前記第１方向に沿って配列される複数の前記第１画素を含む第２画素ラインと、前記第１画素ラインと前記第２画素ラインとの間に設けられ、前記第１方向に延在する第１非表示領域と、を有し、
前記第２光変調素子は、複数の第２画素が前記第１方向と前記第２方向とにマトリクス状に配列される第２表示領域を有し、
前記第２表示領域は、前記第１方向に沿って配列される複数の前記第２画素を含む第３画素ラインと、前記第２方向において前記第３画素ラインと隣り合い、前記第１方向に沿って配列される複数の前記第２画素を含む第４画素ラインと、前記第３画素ラインと前記第４画素ラインとの間に設けられ、前記第１方向に延在する第２非表示領域と、を有し、
前記画像合成部は、前記第３画素ラインと前記第１非表示領域とが互いに重畳し、前記第２画素ラインと前記第２非表示領域とが互いに重畳するように、前記第１カラー画像光と前記第２カラー画像光とを合成する、プロジェクター。 an illumination device that emits a first light and a second light;
a first light modulation element having a first color filter and modulating the first light emitted from the lighting device based on image information to generate first color image light;
a second light modulation element having a second color filter and modulating the second light emitted from the illumination device based on image information to generate second color image light;
an image synthesis unit that synthesizes the first color image light and the second color image light to generate a color synthesized image light;
a projection optical device that projects the color composite image light emitted from the image synthesis unit;
Equipped with
the first light modulation element has a first display region in which a plurality of first pixels are arranged in a matrix in a first direction and a second direction intersecting the first direction;
the first display region includes a first pixel line including a plurality of the first pixels arranged along the first direction, a second pixel line adjacent to the first pixel line in the second direction and including a plurality of the first pixels arranged along the first direction, and a first non-display region provided between the first pixel line and the second pixel line and extending in the first direction,
the second light modulation element has a second display region in which a plurality of second pixels are arranged in a matrix in the first direction and the second direction;
the second display region includes a third pixel line including a plurality of the second pixels arranged along the first direction, a fourth pixel line adjacent to the third pixel line in the second direction and including a plurality of the second pixels arranged along the first direction, and a second non-display region provided between the third pixel line and the fourth pixel line and extending in the first direction,
A projector wherein the image synthesis unit synthesizes the first color image light and the second color image light so that the third pixel line and the first non-display area overlap each other, and so that the second pixel line and the second non-display area overlap each other.
前記第１光変調素子が有する画素ラインの数と、前記第２光変調素子が有する画素ラインの数とは、互いに等しく、
前記画像信号は、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の前記画素ラインの数の２倍の画素ライン数に対応する画像信号であり、
前記画像信号制御部は、前記画像信号のうちの奇数ラインに対応する第１分割画像信号を前記第１光変調素子に供給し、前記画像信号のうちの偶数ラインに対応する第２分割画像信号を前記第１分割画像信号と同期させて前記第２光変調素子に供給する、請求項１に記載のプロジェクター。 an image signal control unit that supplies an image signal corresponding to the image information to each of the first light modulation element and the second light modulation element;
the number of pixel lines of the first light modulation element and the number of pixel lines of the second light modulation element are equal to each other,
the image signal corresponds to a number of pixel lines that is twice the number of the pixel lines of the first light modulation element and the second light modulation element,
The projector described in claim 1, wherein the image signal control unit supplies a first divided image signal corresponding to odd lines of the image signal to the first light modulation element, and supplies a second divided image signal corresponding to even lines of the image signal to the second light modulation element in synchronization with the first divided image signal.
前記第１方向に沿って配列され、所定の色光を選択的に透過する複数の第１フィルターと、
前記第２方向において前記複数の第１フィルターと隣り合い、前記第１方向に沿って延在する第１遮光部と、
を備え、
前記第２カラーフィルターは、
前記第１方向に沿って配列され、所定の色光を選択的に透過する複数の第２フィルターと、
前記第２方向において前記複数の第２フィルターと隣り合い、前記第１方向に沿って延在する第２遮光部と、
を備え、
前記第１表示領域に交差する方向から見て、前記第１非表示領域と前記第１遮光部とは互いに重なり合って配置され、
前記第２表示領域に交差する方向から見て、前記第２非表示領域と前記第２遮光部とは重なり合って配置されている、請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。 The first color filter is
a plurality of first filters arranged along the first direction and selectively transmitting predetermined color light;
a first light-shielding portion adjacent to the plurality of first filters in the second direction and extending along the first direction;
Equipped with
The second color filter is
a plurality of second filters arranged along the first direction and selectively transmitting predetermined color light;
a second light-shielding portion adjacent to the plurality of second filters in the second direction and extending along the first direction;
Equipped with
When viewed from a direction intersecting the first display area, the first non-display area and the first light-shielding portion are disposed so as to overlap each other,
3 . The projector according to claim 1 , wherein the second non-display area and the second light blocking portion are arranged to overlap each other when viewed from a direction intersecting the second display area.
前記第１表示領域において、前記第１画素ライン、前記第１非表示領域、および前記第２画素ラインが並ぶ方向は、前記長辺に沿う方向であり、
前記第２表示領域において、前記第３画素ライン、前記第２非表示領域、および前記第４画素ラインが並ぶ方向は、前記長辺に沿う方向である、請求項４に記載のプロジェクター。 each of the first filter and the second filter has a rectangular shape having a long side and a short side;
In the first display region, a direction in which the first pixel line, the first non-display region, and the second pixel line are arranged is a direction along the long side;
The projector according to claim 4 , wherein in the second display area, a direction in which the third pixel line, the second non-display area, and the fourth pixel line are aligned is a direction along the long side.
光を射出する光源と、
前記光源から射出される前記光を前記第１光と前記第２光とに分離する光分離素子と、
を備える、請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。 The lighting device includes:
A light source that emits light;
a light separation element that separates the light emitted from the light source into the first light and the second light;
The projector according to claim 1 , further comprising:
前記反射部と前記透過部とは、所定の方向に交互に配列される、請求項６に記載のプロジェクター。 the light separation element has a plurality of reflecting portions that reflect the light emitted from the light source and a plurality of transmitting portions that transmit the light emitted from the light source, and is a reflection element that separates the light into the first light and the second light;
The projector according to claim 6 , wherein the reflective portions and the transmissive portions are arranged alternately in a predetermined direction.
前記光分離素子は、前記光源から射出される前記光を偏光状態が互いに異なる前記第１光と前記第２光とに分離する偏光分離素子である、請求項６に記載のプロジェクター。 the light source emits unpolarized light;
The projector according to claim 6 , wherein the light separation element is a polarization separation element that separates the light emitted from the light source into the first light and the second light having mutually different polarization states.
前記第２光変調素子は、前記投射光軸に対して他方の側に配置され、
前記画像合成部は、
前記第１光変調素子から射出される前記第１カラー画像光を前記投射光軸の側に向けて屈折させる第１偏心レンズと、
前記第２光変調素子から射出される前記第２カラー画像光を前記投射光軸の側に向けて屈折させる第２偏心レンズと、
を備え、
前記第１偏心レンズと前記第２偏心レンズとは、前記第１カラー画像光と前記第２カラー画像光とを互いに重畳させ、前記投射光軸上の前記投射光学装置よりも光入射側の位置に像を形成する、請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。 the first light modulation element is disposed on one side of a projection optical axis of the projection optical device;
the second light modulation element is disposed on the other side with respect to the projection optical axis,
The image synthesis unit includes:
a first decentered lens that refracts the first color image light emitted from the first light modulation element toward the projection optical axis;
a second decentered lens that refracts the second color image light emitted from the second light modulation element toward the projection optical axis;
Equipped with
3. The projector according to claim 1, wherein the first decentered lens and the second decentered lens superimpose the first color image light and the second color image light on each other to form an image at a position on the projection optical axis closer to the light incident side than the projection optical device.
前記第２光変調素子は、前記投射光軸に対して他方の側に配置され、
前記画像合成部は、
前記第１光変調素子から射出される前記第１カラー画像光を透過させる第１レンズと、
前記第２光変調素子から射出される前記第２カラー画像光を透過させる第２レンズと、
前記投射光軸上に配置され、前記第１レンズから射出される前記第１カラー画像光と、前記第２レンズから射出される前記第２カラー画像光と、を透過させる第３レンズと、
を備え、
前記第３レンズは、前記第１カラー画像光と前記第２カラー画像光とを互いに重畳させ、前記投射光軸上の前記投射光学装置よりも光入射側の位置に像を形成する、請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。 the first light modulation element is disposed on one side of a projection optical axis of the projection optical device;
the second light modulation element is disposed on the other side with respect to the projection optical axis,
The image synthesis unit includes:
a first lens that transmits the first color image light emitted from the first light modulation element;
a second lens that transmits the second color image light emitted from the second light modulation element;
a third lens that is disposed on the projection optical axis and transmits the first color image light emitted from the first lens and the second color image light emitted from the second lens;
Equipped with
3. The projector according to claim 1, wherein the third lens superimposes the first color image light and the second color image light on each other to form an image at a position on the projection optical axis closer to the light incident side than the projection optical device.
前記第２カラー画像光は、前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向の直線偏光であり、
前記画像合成部は、前記第１偏光方向の直線偏光を透過し、前記第２偏光方向の直線偏光を反射する偏光合成素子、または、前記第１偏光方向の直線偏光を反射し、前記第２偏光方向の直線偏光を透過する偏光合成素子を備える、請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。 the first color image light is linearly polarized light having a first polarization direction,
the second color image light is linearly polarized light having a second polarization direction different from the first polarization direction,
3. The projector of claim 1, wherein the image synthesis unit is provided with a polarization synthesis element that transmits linearly polarized light in the first polarization direction and reflects linearly polarized light in the second polarization direction, or a polarization synthesis element that reflects linearly polarized light in the first polarization direction and transmits linearly polarized light in the second polarization direction.
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