JP3337022B2 - projector - Google Patents

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JP3337022B2 JP2000063519A JP2000063519A JP3337022B2 JP 3337022 B2 JP3337022 B2 JP 3337022B2 JP 2000063519 A JP2000063519 A JP 2000063519A JP 2000063519 A JP2000063519 A JP 2000063519A JP 3337022 B2 JP3337022 B2 JP 3337022B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光源から射出され
た光束を3種類の色光に分離する色分離光学系と、この
色分離光学系で分離された各色光を画像情報に応じて変
調し色光毎の光学像を形成する光変調光学系と、この光
変調光学系で形成された色光毎の光学像を合成する色合
成光学系と、を備えたプロジェクタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color separation optical system for separating a light beam emitted from a light source into three types of color lights, and modulating each color light separated by the color separation optical system in accordance with image information. The present invention relates to a projector including a light modulation optical system that forms an optical image for each color light and a color synthesis optical system that synthesizes an optical image for each color light formed by the light modulation optical system.

【0002】[0002]

【背景技術】特開平4−60538号公報に開示された
カラー液晶表示装置のように、マイクロレンズアレイを
具備した1つの液晶表示装置(電気光学装置)を特殊な
配置の3枚のダイクロイックミラー(色分離光学系)に
よって色分解した色光で照明する形態を有する単板式プ
ロジェクタが知られている(以下では、このような形態
のプロジェクタを空間色分離型プロジェクタと呼称す
る)。この形態のプロジェクタでは、1つの電気光学装
置でカラーの投写画像を形成できるのでプロジェクタの
小型化を図りやすく、一方、単板式であるにも係わらず
比較的明るい投写画像を実現できるという点で注目され
ている。
2. Description of the Related Art As a color liquid crystal display device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-60538, one dichroic mirror (electro-optical device) having a microlens array is specially arranged. 2. Description of the Related Art A single-panel projector having a mode of illuminating with color light separated by a color separation optical system) is known (hereinafter, such a projector is referred to as a spatial color separation type projector). In this type of projector, a color electro-optical device can be used to form a color projection image, so that the size of the projector can be easily reduced. On the other hand, a relatively bright projection image can be realized despite being a single-panel type. Have been.

【0003】このような空間色分離型プロジェクタの要
部を図9に示す。図9に示すように、空間色分離型プロ
ジェクタ100は、赤(R)、緑(G)、青(B)の各
色光を反射する3枚のダイクロイックミラー131R、
131G、131Bを、光束の入射方向に対して互いに
異なる角度となるように配置し、3枚のダイクロイック
ミラー131R、131G、131Bにより分離された
各色光が互いに異なる方向から電気光学装置150に入
射するように構成される。例えば、電気光学装置150
に対して緑色光Gは入射角0度で、赤色光Rは入射角β
0で、青色光Bは入射角−β0で、入射するという具合
である。電気光学装置150には、図10に示すよう
に、RGBの各色光に対応した長方形状の3つのサブ画
素電極151R、151G、151Bが並置配列され、
これら3つのサブ画素電極151R、151G、151
Bに対して1つのマイクロレンズ153が形成されてい
る。マイクロレンズ153に対して異なる方向から入射
した各色光は、マイクロレンズ153により集光され、
対応する各サブ画素電極151R、151G、151B
に入射して色光毎に変調された後、投写レンズ190を
介して射出され、カラーの投写画像を形成する。
FIG. 9 shows a main part of such a spatial color separation type projector. As shown in FIG. 9, the spatial color separation type projector 100 includes three dichroic mirrors 131R that reflect red (R), green (G), and blue (B) light,
131G and 131B are arranged at different angles with respect to the incident direction of the light beam, and the respective color lights separated by the three dichroic mirrors 131R, 131G and 131B enter the electro-optical device 150 from different directions. It is configured as follows. For example, the electro-optical device 150
The green light G has an incident angle of 0 degree and the red light R has an incident angle β
At 0, the blue light B is incident at an incident angle -β0. In the electro-optical device 150, as shown in FIG. 10, three rectangular sub-pixel electrodes 151R, 151G, and 151B corresponding to each color light of RGB are arranged side by side.
These three sub-pixel electrodes 151R, 151G, 151
One micro lens 153 is formed for B. Each color light incident on the micro lens 153 from a different direction is collected by the micro lens 153,
Each corresponding sub-pixel electrode 151R, 151G, 151B
And is modulated for each color light, and then emitted through a projection lens 190 to form a color projection image.

【0004】ここで、空間色分離型プロジェクタ100
では、1つの電気光学装置150の画像形成領域に、R
GBの各色光を独立に変調するためのサブ画素電極15
1R、151G、151Bを、3つ1組の単位で並置配
列する必要がある(この様な電気光学装置を3色変調液
晶パネルと呼称する)。そのため、3板式プロジェクタ
で使用される電気光学装置の画素と比較して、3色変調
液晶パネルのサブ画素電極151R、151G、151
Bの大きさは約1/3に微細化されている。
Here, the spatial color separation type projector 100
In the image forming area of one electro-optical device 150, R
Sub-pixel electrode 15 for independently modulating each color light of GB
It is necessary to arrange the 1R, 151G, and 151B juxtaposed in sets of three (such an electro-optical device is called a three-color modulation liquid crystal panel). Therefore, compared to the pixels of the electro-optical device used in the three-plate type projector, the sub-pixel electrodes 151R, 151G, 151 of the three-color modulation liquid crystal panel are compared.
The size of B is reduced to about 1/3.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】レンズの集光作用によ
って光束を細く絞り込む場合、レンズに入射する光束の
平行性が高いほど、また、レンズの焦点距離が短いほ
ど、絞り込まれた光束の断面寸法(光束径)を小さくで
きる。逆に、レンズの焦点距離が長くなれば、必然的に
光束の断面寸法は大きくなってしまう。従って、空間色
分離型プロジェクタ100において、電気光学装置15
0における光利用効率を低下させることなく、その電気
光学装置150のサブ画素電極151R、151G、1
51Bを微細化していく場合には、マイクロレンズ15
3の焦点距離をより短くし、また、電気光学装置150
に入射する光束の平行性をより高めて、小さな寸法のサ
ブ画素を通過できるように、光束をより細く絞り込む必
要がある。しかしながら、この様な短焦点のマイクロレ
ンズ153を用いた場合には、集光後の光束の発散角α
0は非常に大きくなってしまう。
When the light beam is narrowed down by the light condensing function of the lens, the higher the parallelism of the light beam incident on the lens and the shorter the focal length of the lens, the smaller the sectional size of the light beam. (Light beam diameter) can be reduced. Conversely, if the focal length of the lens increases, the cross-sectional dimension of the light beam necessarily increases. Therefore, in the spatial color separation type projector 100, the electro-optical device 15
0, the sub-pixel electrodes 151R, 151G, 1
When miniaturizing 51B, the micro lens 15
3 has a shorter focal length, and the electro-optical device 150
It is necessary to narrow the light beam more narrowly so that the light beam incident on the sub-pixels can be made more parallel and can pass through sub-pixels of smaller dimensions. However, when such a short-focus microlens 153 is used, the divergence angle α of the converged light flux is used.
0 becomes very large.

【0006】さらに、空間色分離型プロジェクタ100
では、色分離光学系で分離されたRGBの各色光は電気
光学装置に対してある角度(入射角β0)を伴って異な
る方向から入射するため、結局、電気光学装置150か
らの光束は最大でα0+β0の大きな角度で射出される
発散光となる。この様な大きな角度(α0+β0)で射
出される色光を漏れなく投写レンズ190で集めて投写
画像を形成するためには、レンズのF値が小さく、か
つ、各色光の発散時の光束径を包含できる大口径の投写
レンズを使用することが必要となるが、このようなレン
ズは非常に高価であり、かつ、大型であるという問題が
ある。
Further, a spatial color separation type projector 100
In this case, since each of the RGB color lights separated by the color separation optical system enters the electro-optical device from a different direction with a certain angle (incident angle β0), the luminous flux from the electro-optical device 150 is the maximum. It becomes divergent light emitted at a large angle of α0 + β0. In order to collect the color light emitted at such a large angle (α0 + β0) by the projection lens 190 without leakage and form a projection image, the F value of the lens is small and the luminous flux diameter at the time of divergence of each color light is included. It is necessary to use a projection lens having a large diameter that can be used. However, there is a problem that such a lens is very expensive and large.

【0007】また、マイクロレンズ153の製法上の制
限からマイクロレンズ153の短焦点化には限界があ
り、よって、光束を細く絞り込むことにも限界がある。
従って、電気光学装置150のサブ画素電極151R、
151G、151Bを微細化していく場合には、サブ画
素電極151R、151G、151Bとそこに入射する
光束の断面寸法との関係から、電気光学装置150にお
ける光利用効率が低下するという問題がある。
In addition, there is a limit in shortening the focal length of the micro lens 153 due to a limitation in a manufacturing method of the micro lens 153, and thus there is a limit in narrowing down the light beam.
Therefore, the sub-pixel electrodes 151R of the electro-optical device 150,
In the case where 151G and 151B are miniaturized, there is a problem that the light use efficiency in the electro-optical device 150 is reduced due to the relationship between the sub-pixel electrodes 151R, 151G and 151B and the cross-sectional dimensions of the light beam incident thereon.

【0008】さらに、サブ画素電極151R、151
G、151Bが小さくなるにしたがって、平行性の高い
照明光束が要求されるが、平行性が高い光束を得るため
には、点光源に近い短アーク長の光源ランプが必要とな
る。しかし、現存する短アーク長の光源ランプでは、高
出力化と長寿命化が難しく、また、赤色光或いは青色光
の強度が弱いという問題がある。
Further, the sub-pixel electrodes 151R, 151
As G and 151B become smaller, illumination light flux with high parallelism is required. However, in order to obtain light flux with high parallelism, a light source lamp having a short arc length close to a point light source is required. However, existing light source lamps having a short arc length have problems in that it is difficult to increase the output and extend the life, and that the intensity of red light or blue light is weak.

【0009】さらにまた、電気光学装置150の画素
(サブ画素電極151R、151G、151B)が小さ
くなるにしたがって、光源110を含む照明光学系、投
写レンズ190等との間で高い相対位置精度を確保しな
ければ、明るさや色バランス等の光学特性を所望の状態
にすることが困難であるという問題がある。
Furthermore, as the pixels (sub-pixel electrodes 151R, 151G, 151B) of the electro-optical device 150 become smaller, higher relative positional accuracy is secured between the illumination optical system including the light source 110, the projection lens 190, and the like. Otherwise, it is difficult to bring optical properties such as brightness and color balance into a desired state.

【0010】そこで、本発明の目的は、明るさや色バラ
ンス等の光学特性を所望の状態にすることが容易であ
り、かつ高価な投写レンズを用いることなく、光利用効
率に優れたプロジェクタを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a projector which can easily bring optical characteristics such as brightness and color balance into a desired state and which is excellent in light use efficiency without using an expensive projection lens. Is to do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明第1のプロジェク
タは、光源と、前記光源から射出された光束を第1の色
光と他の色光の2種類の色光に分離する第1色分離光学
素子と、前記第1色分離光学素子により分離された前記
他の色光を更に第2の色光と第3の色光の2種類の色光
に分離する第2色分離光学素子であって、前記第2の色
光を反射させ前記第3の色光を透過させる第1のミラー
と前記第1のミラーを透過した前記第3の色光を反射さ
せる第2のミラーとを備えた第2色分離光学素子と、を
有する色分離光学系と、複数の画素電極を備え、前記第
1色分離光学素子からの前記第1の色光を入射させる単
色変調電気光学装置と、前記第2色分離光学素子からの
前記第2及び第3の色光を入射させるマイクロレンズ
と、前記第2及び第3の色光の各々に対応する複数のサ
ブ画素電極と、を有し、前記マイクロレンズは、前記第
2の色光用のサブ画素電極と前記第3の色光用のサブ画
素電極の2つのサブ画素電極に対して1つの割合で設け
られてなる2色変調電気光学装置と、前記単色変調電気
光学装置と前記2色変調電気光学装置とによって変調さ
れた各色光を合成する色合成光学系と、を備え、互いに
直交する3つの軸をX軸、Y軸、Z軸とし、光の進行方
向をZ軸方向、前記色分離光学系によって前記色光が分
離される方向をX軸方向としたとき、前記単色変調電気
光学装置の前記画素電極の面積及びX軸方向の寸法は、
前記2色変調電気光学装置の前記画素電極の面積及びX
軸方向の寸法の略2倍に設定されており、前記単色変調
電気光学装置の前記画素電極のY軸方向の寸法は、前記
2色変調電気光学装置の前記サブ画素電極のY軸方向の
寸法と略同一であることを特徴とする。また、本発明第
2のプロジェクタは、光源と、前記光源から射出された
光束を第1の色光と他の色光の2種類の色光に分離する
第1色分離光学素子と、前記第1色分離光学素子により
分離された前記他の色光を更に第2の色光と第3の色光
の2種類の色光に分離する第2色分離光学素子であっ
て、前記第2の色光を反射させ前記第3の色光を透過さ
せる第1のミラーと前記第1のミラーを透過した前記第
3の色光を反射させる第2のミラーとを備えた第2色分
離光学素子と、を有する色分離光学系と、複数の画素電
極を備え、前記第1色分離光学素子からの前記第1の色
光を入射させる単色変調電気光学装置と、前記第2色分
離光学素子からの前記第2及び第3の色光を入射させる
マイクロレンズと、前記第2及び第3の色光の各々に対
応する複数のサブ画素電極と、を有し、前記マイクロレ
ンズは、前記第2の色光用のサブ画素電極と前記第3の
色光用のサブ画素電極の2つのサブ画素電極に対して1
つの割合で設けられてなる2色変調電気光学装置と、前
記単色変調電気光学装置と前記2色変調電気光学装置と
によって変調された各色光を合成する色合成光学系と、
を備え、互いに直交する3つの軸をX軸、Y軸、Z軸と
し、光の進行方向をZ軸方向、前記色分離光学系によっ
て前記色光が分離される方向をX軸方向としたとき、前
記単色変調電気光学装置の前記画素電極の面積及びX
軸、Y軸方向の寸法は、前記2色変調電気光学装置の前
記サブ画素電極の面積ならびにX軸、Y軸方向の寸法と
略同一であることを特徴とする。
A first projector according to the present invention comprises a light source and a first color separation optical element for separating a light beam emitted from the light source into two types of color light, a first color light and another color light. A second color separation optical element for further separating the other color light separated by the first color separation optical element into two types of color light, a second color light and a third color light, wherein A second color separation optical element including a first mirror that reflects the color light and transmits the third color light, and a second mirror that reflects the third color light transmitted through the first mirror. A monochromatic modulation electro-optical device having a color separation optical system, a plurality of pixel electrodes, and the first color light from the first color separation optical element, and the second color separation electro-optical device from the second color separation optical element. And a microlens for receiving the third color light, and the second and the second And a plurality of sub-pixel electrodes corresponding to each of the three color lights, wherein the microlens comprises two sub-pixel electrodes of the second color light sub-pixel electrode and the third color light sub-pixel electrode. A two-color modulation electro-optical device provided at one ratio with respect to a color modulation electro-optical device, and a color synthesizing optical system that synthesizes each color light modulated by the monochromatic modulation electro-optical device and the two-color modulation electro-optical device. When three axes orthogonal to each other are defined as an X axis, a Y axis, and a Z axis, a traveling direction of light is defined as a Z axis direction, and a direction in which the color light is separated by the color separation optical system is defined as an X axis direction, The area and the X-axis dimension of the pixel electrode of the monochromatic modulation electro-optical device are as follows:
Area of the pixel electrode of the two-color modulation electro-optical device and X
The dimension in the Y-axis direction of the pixel electrode of the single-color modulation electro-optical device is set to approximately twice the dimension in the axial direction, and the dimension in the Y-axis direction of the sub-pixel electrode of the two-color modulation electro-optical device is set. It is characterized by being substantially the same as. Also, the second projector of the present invention includes a light source, a first color separation optical element for separating a light beam emitted from the light source into two types of color light of a first color light and another color light, and the first color separation optical element. A second color separation optical element for further separating the other color light separated by the optical element into two types of color light, a second color light and a third color light, wherein the second color light is reflected to reflect the third color light; A second color separation optical element including a first mirror that transmits the first color light and a second mirror that reflects the third color light that has passed through the first mirror; and A monochromatic modulation electro-optical device that includes a plurality of pixel electrodes and receives the first color light from the first color separation optical element, and receives the second and third color lights from the second color separation optical element And a micro lens corresponding to each of the second and third color lights. Includes a plurality of sub-pixel electrodes, wherein the microlens 1 with respect to the two sub-pixel electrodes of the said second sub-pixel electrode for the color light the third sub-pixel electrode for color light
A two-color modulation electro-optical device provided in two ratios, a color synthesizing optical system that synthesizes each color light modulated by the monochromatic modulation electro-optical device and the two-color modulation electro-optical device,
When three axes orthogonal to each other are defined as an X axis, a Y axis, and a Z axis, a traveling direction of light is defined as a Z axis direction, and a direction in which the color light is separated by the color separation optical system is defined as an X axis direction, Area and X of the pixel electrode of the monochromatic modulation electro-optical device
The dimensions in the axis and Y-axis directions are substantially the same as the area of the sub-pixel electrode of the two-color modulation electro-optical device and the dimensions in the X-axis and Y-axis directions.

【0012】ここで、色分離光学系としては、光源から
射出された光束を2種類の色光に分離する第1色分離光
学素子と、この第1色分離光学素子により分離された2
種類の色光のいずれか一方を、さらに2種類の色光に分
離する第2色分離光学素子とを備えた色分離光学系を採
用することができる。そして、第1および第2色分離光
学素子としては、ダイクロイックミラーまたはダイクロ
イックプリズムを採用することができる。
Here, as the color separation optical system, a first color separation optical element for separating a light beam emitted from a light source into two types of color light, and a second color separation optical element separated by the first color separation optical element.
A color separation optical system including a second color separation optical element that further separates one of the two types of color light into two types of color light can be employed. As the first and second color separation optical elements, a dichroic mirror or a dichroic prism can be adopted.

【0013】また、色合成光学系としては、色分離光学
素子と同様に、ダイクロイックミラーまたはダイクロイ
ックプリズムを採用することができる。
As the color synthesizing optical system, a dichroic mirror or a dichroic prism can be employed as in the case of the color separation optical element.

【0014】ダイクロイックミラーは比較的安価であり
軽量であるというメリットと、光合成面であるミラー面
に反りを生じ易く、また、ミラーの厚み分だけ光路がシ
フトするというディメリットを有する。一方、ダイクロ
イックプリズムは比較的高価であり重いというディメリ
ットと、光合成面に反りが生じたり光路シフトを生じる
ことがないというメリットを有する。そのため、高精度
の光束分離を必要としない色分離光学系にはダイクロイ
ックミラーを、高精度の光束合成を必要とする色合成光
学系にはダイクロイックプリズムを使用することが望ま
しい。
The dichroic mirror has the advantages that it is relatively inexpensive and lightweight, and that the mirror surface, which is a photosynthetic surface, is likely to be warped, and that the optical path is shifted by the thickness of the mirror. On the other hand, the dichroic prism has the disadvantage that it is relatively expensive and heavy, and has the advantage that no warpage or optical path shift occurs in the photosynthetic surface. Therefore, it is desirable to use a dichroic mirror for a color separation optical system that does not require high-precision light flux separation, and to use a dichroic prism for a color synthesis optical system that requires high-precision light flux synthesis.

【0015】このような本発明によれば、光変調光学系
が単色変調電気光学装置および2色変調電気光学装置を
含んで構成されているので、明るさや色バランス等の光
学特性を所望の状態にすることが容易であり、かつ高価
なレンズを用いる必要がなく低コスト化を図り易い。す
なわち、1つの電気光学装置で3色の色光を変調する場
合に比較して、2色変調電気光学装置の場合、画像形成
領域を構成する画素の寸法を大きくすることができる。
そして、画素が大きくなれば、前段に配置されるマイク
ロレンズの集光角を小さくすることができ、電気光学装
置から射出される光束の発散角を小さくすることができ
る。さらに、1つの電気光学装置に入射する色光が最大
で2色であるから、色分離光学系でこの2色の色光を分
離する際の分離角を小さくして2色変調電気光学装置に
対して小さな入射角で光束を入射させることができ、こ
れに伴い、2色変調電気光学装置から射出される光束の
発散角を一層小さくすることができる。また、2つの電
気光学装置でプロジェクタを構成できるので、3板式の
プロジェクタよりも低コスト化を図ることができる。
According to the present invention, since the light modulating optical system includes the monochromatic modulating electro-optical device and the two-color modulating electro-optical device, the optical characteristics such as brightness and color balance can be adjusted to a desired state. It is easy to reduce the cost, and it is not necessary to use an expensive lens. That is, in the case of the two-color modulation electro-optical device, the size of the pixels forming the image forming area can be increased as compared to the case where three color lights are modulated by one electro-optical device.
When the size of the pixel is increased, the condensing angle of the microlens disposed at the preceding stage can be reduced, and the divergence angle of the light beam emitted from the electro-optical device can be reduced. Further, since the color light incident on one electro-optical device is a maximum of two colors, the separation angle at the time of separating the two colors of light by the color separation optical system is reduced so that the two-color modulation electro-optical device can be used. The light beam can be incident at a small incident angle, and accordingly, the divergence angle of the light beam emitted from the two-color modulation electro-optical device can be further reduced. Further, since the projector can be configured by two electro-optical devices, the cost can be reduced as compared with the three-plate type projector.

【0016】以上において、単色変調電気光学装置は、
色分離光学系側の基板にマイクロレンズを備えているの
が好ましい。すなわち、単色変調電気光学装置の色分離
光学系側の基板にもマイクロレンズが設けられているの
で、該単色変調電気光学装置における光利用効率を向上
することができ、より明るく、色バランスに優れた投写
画像を実現することができる。
In the above, the monochromatic modulation electro-optical device is
It is preferable that a microlens is provided on the substrate on the color separation optical system side. That is, since the microlens is also provided on the substrate on the color separation optical system side of the monochromatic modulation electro-optical device, the light use efficiency in the monochromatic modulation electro-optical device can be improved, and the device is brighter and has excellent color balance. Projected image can be realized.

【0017】また、互いに直交する3つの軸をX軸、Y
軸、Z軸とし、光の進行方向をZ軸方向、色分離光学系
によって色光が分離される方向をX軸方向としたとき、
単色変調電気光学装置の画素電極の面積およびX軸方向
の寸法を、2色変調電気光学装置の前記画素電極の面積
およびX軸方向の寸法の略2倍に設定し、単色変調電気
光学装置の前記画素電極のY軸方向の寸法を、2色変調
電気光学装置の画素のY軸方向の寸法と略同一とするこ
とが考えられる。すなわち、単色変調電気光学装置およ
び2色変調電気光学装置のそれぞれの画素をこのように
設定すれば、各電気光学装置の画像形成領域を構成する
画素数は同じとなるので、単色変調電気光学装置の画素
電極の面積は2色変調電気光学装置のそれの略2倍とな
る。従って、光強度の弱い色光単色変調電気光学装置に
入射させる構成とすれば、明るさ、色バランスに優れた
投写画像を実現できる。
Further, three axes orthogonal to each other are defined as an X axis and a Y axis.
When the traveling direction of light is the Z-axis direction, and the direction in which color light is separated by the color separation optical system is the X-axis direction,
The area of the pixel electrode and the dimension in the X-axis direction of the monochromatic modulation electro-optical device are set to approximately twice the area of the pixel electrode and the dimension in the X-axis direction of the two-color modulation electro-optical device. It is conceivable that the dimension of the pixel electrode in the Y-axis direction is substantially the same as the dimension of the pixel of the two-color modulation electro-optical device in the Y-axis direction. That is, if each pixel of the monochromatic modulation electro-optical device and the two-color modulation electro-optical device is set in this way, the number of pixels constituting the image forming area of each electro-optical device becomes the same, so that the monochromatic modulation electro-optical device Is approximately twice as large as that of the two-color modulation electro-optical device. Therefore, if the light is input to the color light monochromatic modulation electro-optical device having low light intensity, a projected image excellent in brightness and color balance can be realized.

【0018】一方、上記とは逆に、単色変調電気光学装
置の画素電極の面積およびX軸、Y軸方向の寸法を、2
色変調電気光学装置の画素電極の面積およびX軸、Y軸
方向の寸法と略同一とすることが考えられる。この場
合、単色変調電気光学装置で変調するのは、緑色光であ
るのが好ましい。
On the other hand, conversely, the area of the pixel electrode and the dimensions in the X-axis and Y-axis directions of the monochromatic modulation electro-optical device are set to 2
It is conceivable that the area of the pixel electrode and the dimensions in the X-axis and Y-axis directions of the color modulation electro-optical device are substantially the same. In this case, it is preferable that the monochromatic modulation electro-optical device modulates green light.

【0019】すなわち、このようにすれば、単色変調電
気光学装置の画像形成領域の画素数は、2色変調電気光
学装置の各色光ごとの画素の画素数の略2倍となるの
で、単色変調電気光学装置で変調した色光の解像度を高
くすることができる。特に、観察者の解像度に対する感
覚は、緑色光の解像度に影響され易いので、単色変調電
気光学装置で緑色光を変調すれば、解像度の高い投写画
像であると観察者に意識させることができる。
That is, in this case, the number of pixels in the image forming area of the monochromatic electro-optical device is approximately twice the number of pixels for each color light of the two-color electro-optical device. The resolution of the color light modulated by the electro-optical device can be increased. In particular, the observer's perception of the resolution is easily affected by the resolution of the green light. Therefore, if the green light is modulated by the monochromatic modulation electro-optical device, the observer can be made aware that the projected image has a high resolution.

【0020】また、単色変調電気光学装置の画素電極の
面積が、2色変調電気光学装置の各色光ごとの画素の面
積と同じ場合、単色変調電気光学装置の画像形成領域内
における画素の配列と、2色変調電気光学装置の画像形
成領域内における画素の配列とは、1/2画素分ずれた
位置で対応させるのが好ましい。さらに、この1/2画
素分のずれは、X軸方向(色光が分離される方向)であ
ることがより好ましい。すなわち、このように1/2画
素分のずれを生じさせるので、両電気光学装置から射出
された光束が色合成光学系で合成されると、平面的に並
ぶ画素構造を目立たなくすることができ、投写画像の視
認性を向上できるうえ、高解像度を実現できる。また、
X軸方向(色光が分離される方向、電気光学装置におい
ては水平方向)でずらせば、人間の視特性から画素構造
を一層目立たなくすることができる。
When the area of the pixel electrode of the monochromatic modulation electro-optical device is the same as the area of the pixel for each color light of the two-color modulation electro-optical device, the arrangement of the pixels in the image forming area of the monochromatic modulation electro-optical device is It is preferable that the two-color modulation electro-optical device correspond to the pixel arrangement in the image forming area at a position shifted by 画素 pixel. Further, it is more preferable that the shift of 1/2 pixel is in the X-axis direction (direction in which the color light is separated). That is, since a shift of 1/2 pixel is generated in this way, when the light beams emitted from both electro-optical devices are combined by the color combining optical system, the pixel structures arranged in a plane can be made inconspicuous. In addition, the visibility of the projected image can be improved, and high resolution can be realized. Also,
If the pixel structure is shifted in the X-axis direction (the direction in which the color light is separated, that is, the horizontal direction in the electro-optical device), the pixel structure can be made more inconspicuous from human visual characteristics.

【0021】さらに、上述した単色変調電気光学装置で
緑色光を変調しない場合、赤色光或いは青色光を変調す
るのが好ましい。プロジェクタに使用される光源ランプ
には、赤色光、緑色光、青色光の強度比が理想状態にあ
るものは、残念ながら存在せず、例えば、超高圧水銀ラ
ンプや一部のメタルハライドランプでは赤色光が少な
く、逆に、ハロゲンランプやキセノンランプ及び一部の
メタルハライドランプでは青色光が少ないといった状況
である。従って、単色変調電気光学装置で光強度が理想
値よりも小さい色光を変調するように設定すれば、上記
のような光源ランプを使用しても、画素数、または画素
面積の大きい単色変調電気光学装置を用いて、光強度が
小さい色光を無駄なく利用することができるので、これ
により他の色光との強度バランスを取って色バランスに
優れた投写画像を実現できる。
Further, when the monochromatic modulation electro-optical device does not modulate green light, it is preferable to modulate red light or blue light. Unfortunately, there are no light source lamps used in projectors that have an ideal intensity ratio of red light, green light, and blue light.For example, ultra-high pressure mercury lamps and some metal halide lamps use red light. In contrast, halogen lamps, xenon lamps, and some metal halide lamps have little blue light. Therefore, if the monochromatic modulation electro-optical device is set so as to modulate the color light whose light intensity is smaller than the ideal value, the monochromatic modulation electro-optic having a large number of pixels or a large pixel area can be used even if the light source lamp as described above is used. Since the color light having a low light intensity can be used without waste by using the apparatus, it is possible to realize a projection image having an excellent color balance by balancing the intensity with other color light.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に基づいて説明する。 1.第1実施形態 図1には、本発明の第1実施形態に係るプロジェクタの
構造を表す模式図が示されている。このプロジェクタ
は、光源10、色分離光学系30、光変調光学系50、
色合成光学系70、および投写光学系としての投写レン
ズ90を備えている。光源10から射出された光束は、
色分離光学系30で3種類の色光に分離され、光変調光
学系50により、各色光ごとに画像情報に応じた光学像
が形成され、それらの各光学像は、色合成光学系70に
より合成され、投写レンズ90によってスクリーン上に
カラー画像として拡大投写される。ここで、本実施形態
では、光束の進行方向をZ軸方向とし、X軸方向をZ軸
方向に向かって3時の方向、Y軸方向を12時の方向と
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1. First Embodiment FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a structure of a projector according to a first embodiment of the invention. This projector includes a light source 10, a color separation optical system 30, a light modulation optical system 50,
A color combining optical system 70 and a projection lens 90 as a projection optical system are provided. The luminous flux emitted from the light source 10 is
The color separation optical system 30 separates the light into three types of color light, and the light modulation optical system 50 forms an optical image corresponding to the image information for each color light. These optical images are synthesized by the color synthesis optical system 70. Then, the image is enlarged and projected as a color image on a screen by the projection lens 90. Here, in the present embodiment, the traveling direction of the light beam is the Z-axis direction, the X-axis direction is the 3 o'clock direction toward the Z-axis direction, and the Y-axis direction is the 12:00 o'clock direction.

【0023】尚、図1では図示を略したが、光源10お
よび色分離光学系30の間には、明るさが均一な投写画
像を形成するための均一照明光学系、さらに、光源から
の非偏光な光束を偏光方向が揃った偏光光束に変換する
ための偏光変換光学系などを配置しても良い。均一照明
光学系は、光源10から射出された光束を複数の部分光
束に分割し、後述する単色変調液晶パネル51および2
色変調液晶パネル61の画像形成領域を均一な明るさで
照明するものであり、具体的には、レンズアレイやロッ
ドレンズ等を含んで構成することができる。偏光変換光
学系は、光源10から射出された非偏光な光束を、偏光
方向が直交する2種類の偏光光束に空間的に分離し、一
方の偏光光束の偏光方向を回転して他方の偏光光束のそ
れと揃えて射出するものであり、偏光分離膜、反射膜、
および位相差板等を含んで構成することができる。
Although not shown in FIG. 1, between the light source 10 and the color separation optical system 30, a uniform illumination optical system for forming a projection image with uniform brightness, A polarization conversion optical system or the like for converting a polarized light beam into a polarized light beam having a uniform polarization direction may be provided. The uniform illumination optical system divides the light beam emitted from the light source 10 into a plurality of partial light beams, and converts the monochromatic modulation liquid crystal panels 51 and 2 described later.
It illuminates the image forming area of the color modulation liquid crystal panel 61 with uniform brightness, and can specifically be configured to include a lens array, a rod lens, and the like. The polarization conversion optical system spatially separates a non-polarized light beam emitted from the light source 10 into two types of polarized light beams whose polarization directions are orthogonal to each other, and rotates the polarization direction of one polarized light beam to rotate the other polarized light beam. It emits light in line with that of
And a phase difference plate or the like.

【0024】前記光源10は、放射状に光線を射出する
光源ランプ11と、光源ランプ11から放射された光線
を略平行化し、一方向に向けて射出する放物面リフレク
タ12とを備えている。なお、放物面リフレクタに代え
て、楕円面リフレクタや球面リフレクタを使用すること
ができる。
The light source 10 includes a light source lamp 11 that emits light rays radially, and a parabolic reflector 12 that substantially parallelizes the light rays emitted from the light source lamp 11 and emits the light in one direction. Note that, instead of the parabolic reflector, an elliptical reflector or a spherical reflector can be used.

【0025】前記色分離光学系30は、第1色分離光学
素子となるダイクロイックミラー31Rと、第2色分離
光学素子となるダイクロイックミラー31Gおよびダイ
クロイックミラー31Bと、ダイクロイックミラー31
Rを透過した色光の光路を後述する単色変調液晶パネル
51に向けて折り曲げる折り返しミラー33とを備えて
いる。
The color separation optical system 30 includes a dichroic mirror 31R serving as a first color separation optical element, a dichroic mirror 31G and a dichroic mirror 31B serving as a second color separation optical element, and a dichroic mirror 31.
A folding mirror 33 is provided to bend the optical path of the color light transmitted through R toward a monochromatic modulation liquid crystal panel 51 described later.

【0026】3種類のダイクロイックミラー31R、3
1G、31Bは、特定の波長域の色光を透過或いは反射
させる波長選択性を備えたミラーであり、ガラス等の透
明基板上に誘電体多層膜を形成することにより実現され
る。すなわち、ダイクロイックミラー31Rは赤色光R
を透過させ他の色光を反射させるミラーであり、ダイク
ロイックミラー31Gは緑色光Gを反射させ他の色光を
透過させるミラーであり、ダイクロイックミラー31B
は青色光Bを反射させ他の色光を透過させるミラーであ
る。光源10から射出された光束は、ダイクロイックミ
ラー31Rにより赤色光Rと緑色光Gおよび青色光Bと
に分離される。ダイクロイックミラー31Rを透過した
赤色光Rは、折り返しミラー33で光路を略90度曲げ
られ、後述する単色変調液晶パネル51に入射する。ダ
イクロイックミラー31Rで反射された緑色光Gおよび
青色光Bは、ダイクロイックミラー31Gで緑色光Gと
青色光Bとに分離された後、緑色光Gは後述する2色変
調液晶パネル61に直接入射し、青色光Bはダイクロイ
ックミラー31Bを経て同じ2色変調液晶パネル61に
入射する。尚、ダイクロイックミラー31Bでは色光の
分離を行う必要がないため、ダイクロイックミラー31
Bに代えて一般的な反射ミラーを使用してもよい。
Three types of dichroic mirrors 31R, 3R
1G and 31B are mirrors having wavelength selectivity for transmitting or reflecting color light in a specific wavelength range, and are realized by forming a dielectric multilayer film on a transparent substrate such as glass. That is, the dichroic mirror 31R outputs the red light R
The dichroic mirror 31G is a mirror that reflects green light G and transmits other color light, and a dichroic mirror 31B
Is a mirror that reflects blue light B and transmits other color lights. The light beam emitted from the light source 10 is separated into red light R, green light G, and blue light B by the dichroic mirror 31R. The red light R transmitted through the dichroic mirror 31R has its optical path bent approximately 90 degrees by the folding mirror 33, and then enters a monochromatic modulation liquid crystal panel 51 described later. The green light G and blue light B reflected by the dichroic mirror 31R are separated into green light G and blue light B by the dichroic mirror 31G, and the green light G directly enters a two-color modulation liquid crystal panel 61 described later. The blue light B is incident on the same two-color modulation liquid crystal panel 61 via the dichroic mirror 31B. Since the dichroic mirror 31B does not need to separate the color light, the dichroic mirror 31B
Instead of B, a general reflection mirror may be used.

【0027】ここで、2つのダイクロイックミラー31
G、31Bは、光源10から射出された光束が互いに異
なる角度で入射するように配置される。具体的には、Z
−X平面上で入射光束の中心軸に対して45°をなすよ
うな仮想の軸Qを設定し、この軸を対称軸として2つの
ダイクロイックミラー31G、31Bが配置される。従
って、各ダイクロイックミラー31G、31Bで反射さ
れた緑色光Gおよび青色光Bは、Z−X平面上で僅かに
異なる2つの方向に分離されて射出される。
Here, two dichroic mirrors 31
G and 31B are arranged so that light beams emitted from the light source 10 enter at different angles. Specifically, Z
An imaginary axis Q is set at 45 ° to the center axis of the incident light beam on the −X plane, and the two dichroic mirrors 31G and 31B are arranged with this axis as a symmetric axis. Accordingly, the green light G and the blue light B reflected by the dichroic mirrors 31G and 31B are separated and emitted in two slightly different directions on the ZX plane.

【0028】次に、前記光変調光学系50は、1種類の
色光を変調する単色変調電気光学装置である単色変調液
晶パネル51と、2種類の色光を変調する2色変調電気
光学装置である2色変調液晶パネル61とを備えてい
る。本実施形態では、単色変調液晶パネル51では赤色
光Rを、2色変調液晶パネル61では緑色光Gと青色光
Bを変調する設定としている。単色変調液晶パネル51
は、入射した赤色光Rを図示されない外部からの画像情
報に基づいて光変調し、入射側とは反対側から変調光束
を射出する透過型の液晶パネルである。この単色変調液
晶パネル51は、図2および図3に示すように、硝子等
で構成された2枚の透明な基板(対向基板511、TF
T基板512)の間にツイステッドネマチック(TN)
液晶513が封入されたものである。対向基板511に
は共通電極514および不要光を遮光するためのブラッ
クマトリクス515等が形成され、他方のTFT基板5
12には画素電極516、スイッチング素子としての薄
膜トランジスタ(TFT)517等が形成され、TFT
517を介して画素電極516に電圧が印加されると、
共通電極514との間に挟まれた液晶513が駆動され
るという構成である。なお、TFT基板512には、複
数の走査線518と複数のデータ線519が交差して配
置され、その交差部付近にTFT517がゲートを走査
線518、ソースをデータ線519、ドレインを画素電
極516に接続して配置される。そして、走査線518
には順次選択電圧が印加され、それに応じてオンしたX
軸方向の画素のTFT517を介して各画素の駆動電圧
が画素電極516に書き込まれる。TFT517は非選
択電圧の印加によりオフとなり印加された駆動電圧を図
示されない蓄積容量等に保持する。単色変調液晶パネル
51の開口部(ブラックマトリクス515の開口部)に
相当する領域に画素電極516は配置され、TFT51
7と画素電極516(必要に応じて画素電極に接続され
た蓄積容量)により各画素が構成される。なお、前記液
晶513はTN型だけでなく、強誘電型や反強誘電型、
水平配向型や垂直配向型など種々用いることが可能であ
る。
Next, the light modulation optical system 50 is a single color modulation liquid crystal panel 51 which is a single color modulation electro optical device for modulating one type of color light, and a two color modulation electro optical device for modulating two types of color light. And a two-color modulation liquid crystal panel 61. In this embodiment, the monochromatic modulation liquid crystal panel 51 is set to modulate red light R, and the two-color modulation liquid crystal panel 61 is set to modulate green light G and blue light B. Monochromatic modulation liquid crystal panel 51
Is a transmissive liquid crystal panel that modulates incident red light R based on image information from outside (not shown) and emits a modulated light beam from the side opposite to the incident side. As shown in FIGS. 2 and 3, the monochromatic modulation liquid crystal panel 51 includes two transparent substrates (counter substrate 511, TF) made of glass or the like.
Twisted nematic (TN) between T substrates 512)
The liquid crystal 513 is sealed. On the opposite substrate 511, a common electrode 514 and a black matrix 515 for shielding unnecessary light are formed.
12, a pixel electrode 516, a thin film transistor (TFT) 517 as a switching element, and the like are formed.
When a voltage is applied to the pixel electrode 516 via 517,
The liquid crystal 513 sandwiched between the common electrode 514 is driven. Note that, on the TFT substrate 512, a plurality of scanning lines 518 and a plurality of data lines 519 are arranged so as to intersect, and in the vicinity of the intersection, a TFT 517 has a gate serving as the scanning line 518, a source serving as the data line 519, and a drain serving as the pixel electrode 516. Is connected to and arranged. And the scanning line 518
Are sequentially applied with a selection voltage, and X
The driving voltage of each pixel is written to the pixel electrode 516 via the TFT 517 of the pixel in the axial direction. The TFT 517 is turned off by the application of the non-selection voltage, and holds the applied drive voltage in a storage capacitor (not shown). The pixel electrode 516 is arranged in a region corresponding to the opening of the monochromatic modulation liquid crystal panel 51 (the opening of the black matrix 515).
7 and a pixel electrode 516 (a storage capacitor connected to the pixel electrode if necessary) constitutes each pixel. The liquid crystal 513 is not limited to the TN type, but may be a ferroelectric type or an antiferroelectric type.
Various types such as a horizontal alignment type and a vertical alignment type can be used.

【0029】また、図3に示すように、対向基板511
の光入射側には、ダイクロイックミラー31Rで分離さ
れた赤色光Rを、画素電極516に集光するためのマイ
クロレンズアレイ531が設けられている。マイクロレ
ンズアレイ531は、マトリックス状、モザイク状等に
構成された複数の単位マイクロレンズ531Aを備えて
いる。単位マイクロレンズ531Aは、エッチング等に
より硝子板上に形成され、マイクロレンズアレイが形成
された硝子板とは異なる屈折率を有する樹脂層(接着
剤)532を介して対向基板511に接着されている。
単位マイクロレンズ531A(レンズの凸部または凹
部)のレンズピッチは、画素電極516の画素ピッチと
同じに設定される。そして、図2にも示すように、TF
T基板512の光射出側およびマイクロレンズアレイ5
31の光入射側には、それぞれ、偏光板542、541
が設けられている。
Further, as shown in FIG.
A microlens array 531 for condensing the red light R separated by the dichroic mirror 31R on the pixel electrode 516 is provided on the light incident side. The microlens array 531 includes a plurality of unit microlenses 531A configured in a matrix, a mosaic, or the like. The unit microlens 531A is formed on the glass plate by etching or the like, and is bonded to the opposite substrate 511 via a resin layer (adhesive) 532 having a different refractive index from the glass plate on which the microlens array is formed. .
The lens pitch of the unit microlens 531A (the convex portion or the concave portion of the lens) is set to be the same as the pixel pitch of the pixel electrode 516. Then, as shown in FIG.
Light emission side of T substrate 512 and micro lens array 5
31 on the light incident side, respectively.
Is provided.

【0030】2色変調液晶パネル61も上述した単色変
調液晶パネル51と類似の構造を有し、図4および図5
に示すように、対向基板611、TFT基板612、液
晶613、共通電極614、ブラックマトリクス61
5、TFT617、走査線618、およびデータ線61
9を備えるが、サブ画素電極616G、616Bの寸法
形状が単色変調液晶パネル51の画素電極516とは相
違する。すなわち、単色変調液晶パネル51における1
つの画素電極516に対して、2色変調液晶パネル61
では緑色光Gを変調するサブ画素電極616Gと青色光
Bを変調するサブ画素電極616Bの2つのサブ画素電
極が対になって対応する構成となっている。ここで、2
つのサブ画素電極616G、616Bが並ぶ方向は、X
軸方向であり、走査線618が並ぶ方向であり、ダイク
ロイックミラー31G、31Bで色光が方向分離される
方向である。従って、サブ画素電極616G、616B
のY軸方向の長さ寸法は、画素電極516と同じである
が、X軸方向の幅寸法は、画素電極516の幅寸法の略
1/2に設定されている。その結果、2色変調液晶パネ
ル61の総画素数は、単色変調液晶パネル51の総画素
数の2倍となっている。
The two-color modulation liquid crystal panel 61 also has a structure similar to that of the above-described single-color modulation liquid crystal panel 51, and is shown in FIGS.
As shown in the figure, the opposite substrate 611, the TFT substrate 612, the liquid crystal 613, the common electrode 614, the black matrix 61
5, TFT 617, scanning line 618, and data line 61
9 is different from the pixel electrode 516 of the monochromatic modulation liquid crystal panel 51 in the size and shape of the sub-pixel electrodes 616G and 616B. That is, 1 in the monochromatic modulation liquid crystal panel 51
For two pixel electrodes 516, the two-color modulation liquid crystal panel 61
In this configuration, two sub-pixel electrodes 616G that modulate green light G and a sub-pixel electrode 616B that modulates blue light B are paired and correspond to each other. Where 2
The direction in which the two sub-pixel electrodes 616G and 616B are aligned is X
This is the axial direction, the direction in which the scanning lines 618 are arranged, and the direction in which the color light is separated by the dichroic mirrors 31G, 31B. Therefore, the sub-pixel electrodes 616G, 616B
Is the same as the length of the pixel electrode 516, but the width in the X-axis direction is set to approximately の of the width of the pixel electrode 516. As a result, the total number of pixels of the two-color modulation liquid crystal panel 61 is twice the total number of pixels of the single-color modulation liquid crystal panel 51.

【0031】また、図5に示すように、このような2色
変調液晶パネル61の対向基板611の光入射側にも、
単色変調液晶パネル51と同様に、複数の単位マイクロ
レンズ631Aから構成されるマイクロレンズアレイ6
31が樹脂層632を介して配置されている。但し、単
色変調液晶パネル51の場合とは異なり、X軸方向に並
ぶ一対のサブ画素電極616B、616Gに対して1つ
の単位マイクロレンズ631Aが対応するように構成さ
れている。従って、単位マイクロレンズ631AのX軸
方向の幅寸法はサブ画素電極616Bの幅寸法とサブ画
素電極616Gの幅寸法の和に等しく、Y軸方向の長さ
寸法はサブ画素電極616B、616Gのそれと等し
い。尚、マイクロレンズアレイの光入射側およびTFT
基板612の光射出側には、偏光板642、641が設
けられている。
As shown in FIG. 5, the light incident side of the opposite substrate 611 of the two-color modulation liquid crystal panel 61 is also provided.
Similarly to the monochromatic modulation liquid crystal panel 51, the microlens array 6 composed of a plurality of unit microlenses 631A
31 are arranged via the resin layer 632. However, unlike the case of the monochromatic modulation liquid crystal panel 51, one unit microlens 631A is configured to correspond to a pair of sub-pixel electrodes 616B and 616G arranged in the X-axis direction. Accordingly, the width of the unit microlens 631A in the X-axis direction is equal to the sum of the width of the sub-pixel electrode 616B and the width of the sub-pixel electrode 616G, and the length in the Y-axis direction is equal to that of the sub-pixel electrodes 616B and 616G. equal. The light incident side of the microlens array and the TFT
Polarizing plates 642 and 641 are provided on the light emission side of the substrate 612.

【0032】図1及び図5に示すように、第1色分離光
学素子となるダイクロイックミラー31Rで分離された
緑色光Gおよび青色光Bは、第2色分離光学素子を構成
するダイクロイックミラー31G、31Bで反射した
後、マイクロレンズアレイ631の各単位マイクロレン
ズ631Aに異なる角度で入射する。この各単位マイク
ロレンズ631Aに入射した緑色光Gおよび青色光B
は、それぞれ異なる角度で単位マイクロレンズ631A
から射出され、X軸方向に並ぶ一対のサブ画素電極61
6B、616Gの近傍に、色光毎に分かれてそれぞれ集
光される。そして、緑色光Gおよび青色光Bは、それぞ
れのサブ画素電極616B、616Gにより変調された
後、2色変調液晶パネル61の光束入射端面と直交する
方向(画像形成領域61Aの法線方向、Z軸方向)に対
して互いに対称な角度で射出される。
As shown in FIGS. 1 and 5, the green light G and the blue light B separated by the dichroic mirror 31R serving as the first color separation optical element are combined with the dichroic mirror 31G forming the second color separation optical element. After being reflected by 31B, it is incident on each unit microlens 631A of the microlens array 631 at a different angle. The green light G and the blue light B incident on each unit microlens 631A
Are unit microlenses 631A at different angles.
And a pair of sub-pixel electrodes 61 that are emitted from the
In the vicinity of 6B and 616G, the light is condensed separately for each color light. After the green light G and the blue light B are modulated by the respective sub-pixel electrodes 616B and 616G, the directions perpendicular to the light-incident end face of the two-color modulation liquid crystal panel 61 (the normal direction of the image forming area 61A, Z (Axial direction).

【0033】このような単色変調液晶パネル51および
2色変調液晶パネル61において、図6に示すように、
画素電極516を複数配置して構成される単色変調液晶
パネル51の画像形成領域51Aと、サブ画素電極61
6B、616Gを複数配置して構成される2色変調液晶
パネル61の画像形成領域61Aとは、同一形状、同一
面積に設定されている。そして、上述したように、画素
電極516は、サブ画素電極616Bとサブ画素電極6
16Gの2つを一対とした単位と対応している。さら
に、画像形成領域61Aは、列毎に2種類のサブ画素電
極616B、616Gの配列が入れ替えられていて、例
えば、青色光Bが入射するサブ画素電極616Bと隣り
合う上下、左右の位置には、緑色光Gが入射するサブ画
素電極616Gが配置される構成となっている。
In such a monochromatic modulation liquid crystal panel 51 and a two-color modulation liquid crystal panel 61, as shown in FIG.
An image forming area 51A of the monochromatic modulation liquid crystal panel 51 configured by arranging a plurality of pixel electrodes 516;
The image forming area 61A of the two-color modulation liquid crystal panel 61 configured by arranging a plurality of 6B and 616G has the same shape and the same area. Further, as described above, the pixel electrode 516 includes the sub-pixel electrode 616B and the sub-pixel electrode 6
16G corresponds to a pair of two units. Further, in the image forming area 61A, the arrangement of the two types of sub-pixel electrodes 616B and 616G is exchanged for each column, and for example, the upper and lower positions and the left and right positions adjacent to the sub-pixel electrode 616B into which the blue light B is incident are located. , And a sub-pixel electrode 616G on which green light G is incident.

【0034】前記色合成光学系70は、図1に示すよう
に、ダイクロイックプリズム71を備え、単色変調液晶
パネル51および2色変調液晶パネル61から射出され
た変調後の3種類の色光を合成してカラー画像を形成す
る。このダイクロイックプリズム71は立方体形状をな
し、赤色光Rを透過し、緑色光G及び青色光Bを反射さ
せる誘電体多層膜711が平面視正方形の対角線部分に
形成されている。そして、色合成光学系70で合成され
たカラー画像は、投写レンズ90から射出され、スクリ
ーン上に拡大投写される。尚、ダイクロイックプリズム
71に代えてダイクロイックミラーを使用しても色合成
光学系70を構成することは可能である。但し、板状の
ダイクロイックミラーを使用した場合には、光束合成面
であるミラーに反りが発生しやすく、その結果、投写画
像に歪みを生じやすいという問題がある。従って、光束
合成面に反りを発生し難いダイクロイックプリズム71
を用いて色合成光学系70を構成した方が、高品位の投
写画像を形成できるという点で優れている。
As shown in FIG. 1, the color synthesizing optical system 70 includes a dichroic prism 71, and synthesizes three kinds of modulated color lights emitted from the monochromatic modulation liquid crystal panel 51 and the two-color modulation liquid crystal panel 61. To form a color image. The dichroic prism 71 has a cubic shape, and a dielectric multilayer film 711 that transmits red light R and reflects green light G and blue light B is formed at a diagonal portion of a square in a plan view. Then, the color image synthesized by the color synthesis optical system 70 is emitted from the projection lens 90 and is enlarged and projected on a screen. The color combining optical system 70 can be configured by using a dichroic mirror instead of the dichroic prism 71. However, when a plate-like dichroic mirror is used, there is a problem that the mirror which is a light flux combining surface is likely to be warped, and as a result, a projected image is likely to be distorted. Therefore, the dichroic prism 71 that does not easily generate warpage on the light beam combining surface.
Is superior in that a high-quality projected image can be formed.

【0035】このような第1実施形態によれば、以下の
ような効果がある。光変調光学系50が単色変調液晶パ
ネル51および2色変調液晶パネル61を含んで構成さ
れているので、明るさや色バランス等の光学特性を所望
の状態にすることが容易であり、かつ投写レンズ90と
して高価なレンズを用いる必要がなく低コスト化を図り
易い。すなわち、電気光学装置の大きさが同じであれ
ば、従来の3色変調液晶パネルと比較して、2色変調液
晶パネル61を使用した場合には、サブ画素電極616
G、616BのX軸方向(入射する色光が方向分離され
る方向)の寸法を大きくすることができる。そして、サ
ブ画素電極616G、616Bが大きくなれば、前段に
配置される単位マイクロレンズ631Aの焦点距離を相
対的に長めに設定できるので、マイクロレンズによる集
光角を小さくすることができ、2色変調液晶パネル61
から射出される光束の発散角α1を小さくすることがで
きる(α1<α0)。さらに、従来の3色変調液晶パネ
ルに対して、2色変調液晶パネル61に入射する色光は
2種類であるから、色分離光学系30の第2色分離光学
素子で方向分離され、2色変調液晶パネル61に異なる
方向から入射する各色光の入射角度β1も小さくするこ
とができる(β1<β0)。従って、従来の3色変調液
晶パネルを用いた空間色分離型プロジェクタに対して、
本発明の2色変調液晶パネルを用いた空間色分離型プロ
ジェクタでは、光変調光学系から射出される発散光の発
散角を小さくできる(α1+β1<α0+β0)ので、
光変調光学系(電気光学装置)を高精細化していく場合
にも、Fナンバーが小さく大口径で高価な投写レンズを
用いることなく、光利用効率を低下させずに、明るく色
バランスに優れたカラー画像を投写表示することができ
る。逆に、2色変調液晶パネル61から射出される発散
光の発散角(α1+β1)を3色変調液晶パネルの場合
と同じに設定すれば、マイクロレンズの焦点距離をより
短くしてサブ画素電極616B、616Gに入射する光
束の径をより小さくすることができるため、サブ画素電
極への色光の入射効率を高められると共に、隣接する他
のサブ画素電極に不要な色光が入射することによって生
じる混色の発生を防止して、色表現性に優れたカラー画
像を投写表示することができる。
According to the first embodiment, the following effects can be obtained. Since the light modulation optical system 50 includes the monochromatic modulation liquid crystal panel 51 and the two-color modulation liquid crystal panel 61, it is easy to set optical characteristics such as brightness and color balance to a desired state, and the projection lens It is not necessary to use an expensive lens as 90, and it is easy to reduce the cost. That is, when the size of the electro-optical device is the same, when the two-color modulation liquid crystal panel 61 is used, the sub-pixel electrode 616 is used as compared with the conventional three-color modulation liquid crystal panel.
The size of G, 616B in the X-axis direction (direction in which incident color light is separated) can be increased. When the size of the sub-pixel electrodes 616G and 616B is increased, the focal length of the unit microlens 631A disposed in the preceding stage can be set relatively long, so that the condensing angle by the microlens can be reduced, and the two colors can be reduced. Modulation liquid crystal panel 61
The divergence angle α1 of the light beam emitted from the lens can be reduced (α1 <α0). Further, since two types of color light are incident on the two-color modulation liquid crystal panel 61 with respect to the conventional three-color modulation liquid crystal panel, the direction is separated by the second color separation optical element of the color separation optical system 30, and the two-color modulation is performed. The incident angle β1 of each color light incident on the liquid crystal panel 61 from different directions can also be reduced (β1 <β0). Therefore, for a spatial color separation type projector using a conventional three-color modulation liquid crystal panel,
In the spatial color separation type projector using the two-color modulation liquid crystal panel of the present invention, the divergence angle of the divergent light emitted from the light modulation optical system can be reduced (α1 + β1 <α0 + β0).
Even when the light modulation optical system (electro-optical device) is to be refined, a bright and excellent color balance can be obtained without using an expensive projection lens having a small F-number and a large aperture, without reducing the light use efficiency. A color image can be projected and displayed. Conversely, if the divergence angle (α1 + β1) of the divergent light emitted from the two-color modulation liquid crystal panel 61 is set to be the same as in the case of the three-color modulation liquid crystal panel, the focal length of the microlens is made shorter and the sub-pixel electrode 616B , 616G can be made smaller in diameter, so that the efficiency of color light incidence on the sub-pixel electrode can be increased, and the color mixing caused by the incidence of unnecessary color light on other adjacent sub-pixel electrodes can be improved. By preventing the occurrence, a color image excellent in color expression can be projected and displayed.

【0036】また、3色変調液晶パネルに比べて、2色
変調液晶パネルではサブ画素電極616G、616Bの
寸法が大きいため、光源を含む照明光学系、投写レンズ
等との間で高い相対位置精度を確保する必要性が低く、
その分プロジェクタの製造が容易となる。また、本発明
の空間色分離型プロジェクタでは、2つの液晶パネル5
1、61でプロジェクタを構成できるので、3板式のプ
ロジェクタよりも低コスト化と小型化を図ることができ
る。
Further, since the dimensions of the sub-pixel electrodes 616G and 616B are larger in the two-color modulation liquid crystal panel than in the three-color modulation liquid crystal panel, the relative positional accuracy between the illumination optical system including the light source, the projection lens, and the like is high. The need to secure
The manufacture of the projector is facilitated accordingly. In the spatial color separation type projector of the present invention, two liquid crystal panels 5
Since the projector can be composed of the projectors 1 and 61, the cost and the size can be reduced as compared with the three-plate type projector.

【0037】さらに、単色変調液晶パネル51の画素電
極516の面積が、2色変調液晶パネル61のサブ画素
電極616G、616Bの面積の略2倍に設定されてい
るので、各液晶パネル51、61の画像形成領域51
A、61Aを構成する画素数を同じにすることができ、
明るさ、色バランスに優れた投写画像を実現できる。
Further, since the area of the pixel electrode 516 of the single-color modulation liquid crystal panel 51 is set to be approximately twice the area of the sub-pixel electrodes 616G and 616B of the two-color modulation liquid crystal panel 61, each of the liquid crystal panels 51 and 61 is formed. Image forming area 51
A, 61A can have the same number of pixels,
A projection image with excellent brightness and color balance can be realized.

【0038】さらに、1画素あたりの面積が大きい単色
変調液晶パネル51で赤色光Rを変調しているので、赤
色光Rの強度が相対的に小さい短アーク長の光源ランプ
(例えば、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ)
を光源に使用した場合においても、赤色光Rを無駄なく
利用することができる。これにより他の色光との間で強
度のバランスを取り易くなり、光利用効率を低下させる
ことなく色バランスに優れた投写画像を実現することが
できる。
Further, since the red light R is modulated by the monochromatic modulation liquid crystal panel 51 having a large area per pixel, the light source lamp having a short arc length (for example, ultra high pressure mercury) in which the intensity of the red light R is relatively small. Lamps and metal halide lamps)
When the light source is used as the light source, the red light R can be used without waste. As a result, it is easy to balance the intensity with other color lights, and it is possible to realize a projected image having an excellent color balance without lowering the light use efficiency.

【0039】さらに、単色変調液晶パネル51の画像形
成領域51Aの光入射側に各画素電極516に対応する
単位マイクロレンズ531Aが配置されているので、赤
色光Rの光利用効率を一層向上させることができ、より
明るく、色バランスに優れた投写画像を実現することが
できる。
Further, since the unit microlenses 531A corresponding to the respective pixel electrodes 516 are arranged on the light incident side of the image forming area 51A of the monochromatic modulation liquid crystal panel 51, the light use efficiency of the red light R is further improved. Thus, it is possible to realize a brighter projected image having an excellent color balance.

【0040】さらに、色分離光学系30としてダイクロ
イックミラー31R、31G、31Bを採用しているの
で、プロジェクタの軽量化および低コスト化を図り易
い。尚、ダイクロイックミラーの使用においては、ミラ
ーの反りによる光路シフトを生じ易いという問題がある
が、色分離光学系30は、光源10を含む照明系側に配
置されるので、高精度性は要求されず問題とはならな
い。さらに、色合成光学系70としてダイクロイックプ
リズム71を採用しているので、誘電体多層膜711に
反りが発生することもなく、また、ダイクロイックミラ
ーのように光路シフトを生じることもないので、画像合
成を高精度に行うことができ、高品位な投写画像を表示
できる。
Further, since the dichroic mirrors 31R, 31G and 31B are employed as the color separation optical system 30, it is easy to reduce the weight and cost of the projector. In the use of the dichroic mirror, there is a problem that the optical path is easily shifted due to the warpage of the mirror. However, since the color separation optical system 30 is disposed on the illumination system side including the light source 10, high accuracy is required. Not a problem. Further, since the dichroic prism 71 is employed as the color synthesizing optical system 70, no warpage occurs in the dielectric multilayer film 711, and no optical path shift occurs unlike the dichroic mirror. Can be performed with high accuracy, and a high-quality projected image can be displayed.

【0041】2.第2実施形態 次に、本発明の第2実施形態について説明する。尚、以
下の説明では、既に説明した部分と同一の部分について
は、同一符号を付してその説明を省略または簡略化す
る。前記第1実施形態では、単色変調液晶パネル51の
総画素数は2色変調液晶パネル61の総画素数の1/2
に、従って、単色変調液晶パネル51の画素電極516
の面積は、2色変調液晶パネル61のサブ画素電極61
6B、616Rの面積の略2倍に設定されていた。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same portions as those already described are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified. In the first embodiment, the total number of pixels of the monochromatic modulation liquid crystal panel 51 is 1 / of the total number of pixels of the two-color modulation liquid crystal panel 61.
Therefore, the pixel electrode 516 of the monochromatic modulation liquid crystal panel 51
Area of the sub-pixel electrode 61 of the two-color modulation liquid crystal panel 61
The area was set to be approximately twice the area of 6B and 616R.

【0042】これに対して、本実施形態では、図7およ
び図8に示すように、単色変調液晶パネル81の総画素
数は2色変調液晶パネル61の総画素数と等しく、従っ
て、単色変調液晶パネル81の画素電極816の面積及
び形状寸法は、2色変調液晶パネル61のサブ画素電極
616B、616Rの面積及び形状寸法と略同一に設定
されている点が相違する。また、前記第1実施形態で
は、単色変調液晶パネル51は赤色光Rを変調していた
が、本実施形態では、単色変調液晶パネル81は緑色光
Gを変調する点が相違する。尚、2色変調液晶パネル6
1は、前記第1実施形態と同様の構造であるが、第1実
施形態とは異なる青色光B、赤色光Rを変調するため、
サブ画素電極の符号のみ、色光に応じた616B、61
6Rという符号を使用し、他の部分については、第1実
施形態と同様の符号を用いた(図8参照)。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the total number of pixels of the single-color modulation liquid crystal panel 81 is equal to the total number of pixels of the two-color modulation liquid crystal panel 61. The difference is that the area and shape of the pixel electrode 816 of the liquid crystal panel 81 are set to be substantially the same as the area and shape of the sub-pixel electrodes 616B and 616R of the two-color modulation liquid crystal panel 61. Further, in the first embodiment, the monochromatic modulation liquid crystal panel 51 modulates the red light R, but in the present embodiment, the monochromatic modulation liquid crystal panel 81 modulates the green light G. The two-color modulation liquid crystal panel 6
1 has the same structure as that of the first embodiment, but modulates blue light B and red light R different from those of the first embodiment.
Only the sign of the sub-pixel electrode is 616B or 61 corresponding to the color light.
The reference numeral 6R is used, and the same reference numerals as those in the first embodiment are used for other portions (see FIG. 8).

【0043】本実施形態に係るプロジェクタは、基本的
構造を第1実施形態に係るプロジェクタと同一とし(図
1参照)、第1色分離光学素子として赤色光Rを透過す
るダイクロイックミラー31Rを、緑色光Gを透過する
ダイクロイックミラーに変更し、第2色分離光学素子を
構成するダイクロイックミラー31Gを赤色光Rを反射
するダイクロイックミラーに変更したものである。
The projector according to the present embodiment has the same basic structure as the projector according to the first embodiment (see FIG. 1), and a dichroic mirror 31R that transmits red light R as a first color separation optical element is replaced with a green light. A dichroic mirror that transmits light G is changed, and a dichroic mirror 31G that constitutes the second color separation optical element is changed to a dichroic mirror that reflects red light R.

【0044】本実施形態に係る単色変調液晶パネル81
は、図7に示すように、画素電極816が第1実施形態
における画素電極516の略半分の幅寸法(長さ寸法は
同じ、図3参照)とされ、これに伴い、単色変調液晶パ
ネル81の対向基板511の光入射側に設けられるマイ
クロレンズアレイ831の単位マイクロレンズ831A
の大きさも変更されている。すなわち、単位マイクロレ
ンズ831AのX軸方向及びY軸方向におけるレンズピ
ッチは、画素電極816の対応する方向における画素電
極816のピッチに等しくなるように設定されている。
The monochromatic modulation liquid crystal panel 81 according to the present embodiment
As shown in FIG. 7, the pixel electrode 816 has a width dimension that is substantially half of the pixel electrode 516 in the first embodiment (the length dimension is the same, see FIG. 3). Unit microlens 831A of microlens array 831 provided on the light incident side of counter substrate 511
The size has also been changed. That is, the lens pitch of the unit microlenses 831A in the X-axis direction and the Y-axis direction is set to be equal to the pitch of the pixel electrodes 816 in the corresponding direction of the pixel electrodes 816.

【0045】このような本実施形態において、図8に示
すように、単色変調液晶パネル81および2色変調液晶
パネル61は、同一の面積の画像形成領域61A、81
Aを有するため、単色変調液晶パネル81で緑色光Gを
変調する画素の数は、2色変調液晶パネル61で赤色光
Rまたは青色光Bを変調する画素の数の2倍となる。そ
して、単色変調液晶パネル81の各画素電極816およ
び2色変調液晶パネル61のサブ画素電極616B、6
16Rの対応は、図8に示すように、X軸方向に1/2
画素分のずれが生じるように設定されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the single-color modulation liquid crystal panel 81 and the two-color modulation liquid crystal panel 61 are composed of image forming regions 61A and 81 having the same area.
Because of having A, the number of pixels that modulate green light G in the monochromatic modulation liquid crystal panel 81 is twice the number of pixels that modulate red light R or blue light B in the two-color modulation liquid crystal panel 61. Then, each pixel electrode 816 of the monochromatic modulation liquid crystal panel 81 and sub-pixel electrodes 616B,
As shown in FIG. 8, the correspondence of 16R is 1 / in the X-axis direction.
It is set so that a shift by a pixel occurs.

【0046】このような第2実施形態によれば、前記第
1実施形態で述べた効果の他に、以下のような効果があ
る。すなわち、人間の視覚特性上、観察者の解像度に対
する感覚は緑色光Gの解像度に影響され易いことを考慮
すると、本実施形態のプロジェクタでは、単色変調液晶
パネル81で変調される緑色光Gの解像度が、2色変調
液晶パネル61で変調される赤色光Rまたは青色光Bの
解像度の2倍となっていることから、より高解像度の投
写画像を表示することができる。
According to the second embodiment, the following effects are obtained in addition to the effects described in the first embodiment. That is, considering that the viewer's perception of the resolution is likely to be affected by the resolution of the green light G in terms of human visual characteristics, in the projector of the present embodiment, the resolution of the green light G modulated by the monochromatic modulation liquid crystal panel 81 is considered. However, since the resolution of the red light R or the blue light B modulated by the two-color modulation liquid crystal panel 61 is twice as high, a higher resolution projection image can be displayed.

【0047】また、2色変調液晶パネル61の画像形成
領域61Aの画素配列と、単色変調液晶パネル81の画
像形成領域81Aの画素配列とを、X軸方向(走査線が
並ぶ方向、色光が分離される方向)に1/2画素分ずれ
た位置で対応させているので、両液晶パネル61、81
から射出された光束を合成したカラー投写画像では、平
面的に並ぶ画素構造を目立たなくすることができ、投写
画像の視認性を向上させた高品位の投写画像を実現でき
る。また、走査線が並ぶ方向(X軸方向)にずらしてい
るので、人間の視特性から画素構造を一層目立たなくす
ることができる。
The pixel array of the image forming area 61A of the two-color modulation liquid crystal panel 61 and the pixel array of the image forming area 81A of the monochromatic modulation liquid crystal panel 81 are separated in the X-axis direction (the direction in which the scanning lines are arranged, the color light is separated). Of the liquid crystal panels 61 and 81
In the color projection image obtained by combining the luminous fluxes emitted from the pixels, the pixel structures arranged in a plane can be made inconspicuous, and a high-quality projection image with improved visibility of the projection image can be realized. In addition, since the pixels are shifted in the direction in which the scanning lines are arranged (the X-axis direction), the pixel structure can be made more inconspicuous from human visual characteristics.

【0048】尚、本発明は、前述の各実施形態に限定さ
れるものではなく、以下に示すような変形をも含むもの
である。前記各実施形態では、本発明を透過型液晶パネ
ルを用いたプロジェクタに採用していたが、これに限定
されない。また、電気光学装置としてTFTをスイッチ
ング素子として用いた液晶パネル51、61が採用され
ていたが、これに限定されない。すなわち、同じ液晶パ
ネルであっても、TFD(薄膜ダイオード)をスイッチ
ング素子として用いたものであってもよい。さらには、
PDLC(高分子分散型液晶)パネルを用いても同様の
効果を期待できるプロジェクタを構成することができ、
要するに、光源からの出射光束を変調する形式の電気光
学装置を備えた種々のプロジェクタに本発明を採用する
ことができる。また、前記各実施形態では、2色変調液
晶パネル61の画素配列は、マトリックス状に設定され
ていたが、これに限らず、ストライプ型、トライアング
ル型等種々の画素配列を採用してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes the following modifications. In each of the above embodiments, the present invention is applied to the projector using the transmissive liquid crystal panel. However, the present invention is not limited to this. Further, although the liquid crystal panels 51 and 61 using TFTs as switching elements have been adopted as the electro-optical device, the invention is not limited to this. That is, the same liquid crystal panel may be one using a TFD (thin film diode) as a switching element. Moreover,
Even if a PDLC (polymer dispersed liquid crystal) panel is used, it is possible to construct a projector that can expect the same effect,
In short, the present invention can be applied to various projectors having an electro-optical device of a type that modulates a light beam emitted from a light source. In each of the above embodiments, the pixel arrangement of the two-color modulation liquid crystal panel 61 is set in a matrix. However, the present invention is not limited to this, and various pixel arrangements such as a stripe type and a triangle type may be adopted.

【0049】さらに、前記第1実施形態では、第1色分
離光学素子として赤色光Rを透過するダイクロイックミ
ラー31Rを採用していたが、これに限定されない。す
なわち、第1色分離光学素子で分離する色光は、光源、
電気光学装置、色合成光学系の特性に応じて、適宜設定
すればよい。例えば、青色光Bの相対強度が小さい、ハ
ロゲンランプ、キセノンランプ、及び、ある種のメタル
ハライドランプ等を光源ランプとして用いる場合には、
単色変調液晶パネルに青色光Bを入射させる構成とすれ
ば、光利用効率と色バランスを両立できるため効果的で
ある。
Further, in the first embodiment, the dichroic mirror 31R transmitting the red light R is employed as the first color separation optical element, but the present invention is not limited to this. That is, the color light separated by the first color separation optical element is a light source,
What is necessary is just to set suitably according to the characteristic of an electro-optical device and a color synthesis optical system. For example, when a halogen lamp, a xenon lamp, and a certain metal halide lamp or the like having a small relative intensity of blue light B are used as a light source lamp,
It is effective to adopt a configuration in which blue light B is incident on the monochromatic modulation liquid crystal panel because both light use efficiency and color balance can be achieved.

【0050】尚、先の2つの実施形態においては、その
何れにおいても、単色変調液晶パネル51、81にはマ
イクロレンズアレイを配置していたが、これらのマイク
ロレンズは単色変調液晶パネル51、81における光利
用効率を向上させる目的で配置されているものであるか
ら、単色変調液晶パネル51、81に入射する色光の光
強度が十分に大きい場合には、これらのマイクロレンズ
アレイを省略することができ、その分、光学系の低コス
ト化を図ることができる。その他、本発明の実施の際の
具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成でき
る範囲で他の構造等としてもよい。
In each of the above two embodiments, the microlens array is arranged in each of the monochromatic modulation liquid crystal panels 51 and 81, but these microlenses are arranged in the monochromatic modulation liquid crystal panels 51 and 81. Are arranged for the purpose of improving the light use efficiency in the case where the light intensity of the color light incident on the monochromatic modulation liquid crystal panels 51 and 81 is sufficiently large. Therefore, the cost of the optical system can be reduced accordingly. In addition, specific structures, shapes, and the like at the time of carrying out the present invention may be other structures and the like as long as the object of the present invention can be achieved.

【0051】[0051]

【発明の効果】前述のような本発明に係るプロジェクタ
によれば、光変調光学系が2色変調電気光学装置を備え
ているので、従来の3色変調電気光学装置を備えたプロ
ジェクタに比べて、2色変調電気光学装置の画像形成領
域を構成する画素の寸法を大きくできる。従って、2色
変調電気光学装置の前段に配置されるマイクロレンズの
集光角αや、色光を方向分離する角度βを小さくするこ
とができので、明るさや色バランス等の光学特性を所望
の状態にすることが容易であり、かつ大型で高価な投写
レンズを用いる必要がなく、低コスト化を図り易いプロ
ジェクタを実現することができる。
According to the projector according to the present invention as described above, since the light modulation optical system includes the two-color modulation electro-optical device, the light modulation optical system is compared with the conventional projector including the three-color modulation electro-optical device. (2) The size of the pixels constituting the image forming area of the two-color modulation electro-optical device can be increased. Accordingly, the converging angle α of the microlens disposed in front of the two-color modulation electro-optical device and the angle β for separating the color light in the direction can be reduced, so that the optical characteristics such as brightness and color balance can be changed to a desired state. It is not necessary to use a large and expensive projection lens, and it is possible to realize a projector that can be easily reduced in cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係るプロジェクタの構
造を表す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a structure of a projector according to a first embodiment of the invention.

【図2】前記実施形態における単色変調電気光学装置の
構造を表す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating a structure of a monochromatic modulation electro-optical device according to the embodiment.

【図3】前記実施形態における単色変調電気光学装置の
構造を表す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view illustrating a structure of a monochromatic modulation electro-optical device according to the embodiment.

【図4】前記実施形態における2色変調電気光学装置の
構造を表す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view illustrating a structure of a two-color modulation electro-optical device according to the embodiment.

【図5】前記実施形態における2色変調電気光学装置の
構造を表す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view illustrating a structure of a two-color modulation electro-optical device according to the embodiment.

【図6】前記実施形態における単色変調電気光学装置お
よび2色変調電気光学装置の画素配列の対応を表す模式
図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a correspondence between pixel arrangements of the monochromatic modulation electro-optical device and the two-color modulation electro-optical device in the embodiment.

【図7】本発明の第2実施形態に係るプロジェクタを構
成する単色変調電気光学装置の構造を表す断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a structure of a monochromatic modulation electro-optical device included in a projector according to a second embodiment of the invention.

【図8】前記実施形態における単色変調電気光学装置お
よび2色変調電気光学装置の画素配列の対応を表す模式
図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating correspondence between pixel arrangements of the monochromatic modulation electro-optical device and the two-color modulation electro-optical device in the embodiment.

【図9】従来のプロジェクタの構造を表す要部模式図で
ある。
FIG. 9 is a schematic diagram of a main part showing a structure of a conventional projector.

【図10】従来のプロジェクタに用いられる電気光学装
置の構造を表す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of an electro-optical device used for a conventional projector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光源 30 色分離光学系 50 光変調光学系 70 色合成光学系 51、81 単色変調電気光学装置 61 2色変調電気光学装置 51A、61A、81A 画像形成領域 R 赤色光 G 緑色光 B 青色光 531A、631A、831A 単位マイクロレンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light source 30 Color separation optical system 50 Light modulation optical system 70 Color synthesis optical system 51, 81 Monochromatic modulation electro-optical device 61 Two-color modulation electro-optical device 51A, 61A, 81A Image formation area R Red light G Green light B Blue light 531A , 631A, 831A Unit micro lens

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G09F 9/00 360 G09F 9/00 360Z H04N 9/31 H04N 9/31 C (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03B 33/12 G02F 1/13 505 G02F 1/1335 G02F 1/1343 G03B 21/00 G09F 9/00 360 H04N 9/31 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI G09F 9/00 360 G09F 9/00 360Z H04N 9/31 H04N 9/31 C (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G03B 33/12 G02F 1/13 505 G02F 1/1335 G02F 1/1343 G03B 21/00 G09F 9/00 360 H04N 9/31

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光源と、 前記光源から射出された光束を第1の色光と他の色光の
2種類の色光に分離する第1色分離光学素子と、前記第
1色分離光学素子により分離された前記他の色光を更に
第2の色光と第3の色光の2種類の色光に分離する第2
色分離光学素子であって、前記第2の色光を反射させ前
記第3の色光を透過させる第1のミラーと前記第1のミ
ラーを透過した前記第3の色光を反射させる第2のミラ
ーとを備えた第2色分離光学素子と、を有する色分離光
学系と、 複数の画素電極を備え、前記第1色分離光学素子からの
前記第1の色光を入射させる単色変調電気光学装置と、 前記第2色分離光学素子からの前記第2及び第3の色光
を入射させるマイクロレンズと、前記第2及び第3の色
光の各々に対応する複数のサブ画素電極と、を有し、前
記マイクロレンズは、前記第2の色光用のサブ画素電極
と前記第3の色光用のサブ画素電極の2つのサブ画素電
極に対して1つの割合で設けられてなる2色変調電気光
学装置と、 前記単色変調電気光学装置と前記2色変調電気光学装置
とによって変調された各色光を合成する色合成光学系
と、を備え、 互いに直交する3つの軸をX軸、Y軸、Z軸とし、光の
進行方向をZ軸方向、前記色分離光学系によって前記色
光が分離される方向をX軸方向としたとき、前記単色変
調電気光学装置の前記画素電極の面積及びX軸方向の寸
法は、前記2色変調電気光学装置の前記画素電極の面積
及びX軸方向の寸法の略2倍に設定されており、前記単
色変調電気光学装置の前記画素電極のY軸方向の寸法
は、前記2色変調電気光学装置の前記サブ画素電極のY
軸方向の寸法と略同一であることを特徴とするプロジェ
クタ。
1. A light source, a first color separation optical element for separating a light beam emitted from the light source into two types of color light of a first color light and another color light, and separated by the first color separation optical element The second color light is further separated into two types of color light, a second color light and a third color light.
A first mirror that reflects the second color light and transmits the third color light, and a second mirror that reflects the third color light transmitted through the first mirror. A color separation optical system comprising: a second color separation optical element comprising: a plurality of pixel electrodes; and a monochromatic modulation electro-optical device that receives the first color light from the first color separation optical element. A microlens for receiving the second and third color lights from the second color separation optical element, and a plurality of sub-pixel electrodes corresponding to each of the second and third color lights; A two-color modulation electro-optical device, wherein the lens is provided at a ratio of one to two of the sub-pixel electrode for the second color light and the sub-pixel electrode for the third color light; Monochromatic modulation electro-optic device and the two-color modulation electro-optic A color synthesizing optical system for synthesizing each color light modulated by the device, wherein three axes orthogonal to each other are set as an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis, a light traveling direction is a Z-axis direction, When the direction in which the color light is separated by the system is the X-axis direction, the area of the pixel electrode of the monochromatic modulation electro-optical device and the dimension in the X-axis direction are the area of the pixel electrode of the two-color modulation electro-optical device. And the dimension in the Y-axis direction of the pixel electrode of the single-color modulation electro-optical device is set to substantially twice the dimension in the X-axis direction.
A projector characterized in that the dimension is substantially the same as the dimension in the axial direction.
【請求項2】 光源と、 前記光源から射出された光束を第1の色光と他の色光の
2種類の色光に分離する第1色分離光学素子と、前記第
1色分離光学素子により分離された前記他の色光を更に
第2の色光と第3の色光の2種類の色光に分離する第2
色分離光学素子であって、前記第2の色光を反射させ前
記第3の色光を透過させる第1のミラーと前記第1のミ
ラーを透過した前記第3の色光を反射させる第2のミラ
ーとを備えた第2色分離光学素子と、を有する色分離光
学系と、 複数の画素電極を備え、前記第1色分離光学素子からの
前記第1の色光を入射させる単色変調電気光学装置と、 前記第2色分離光学素子からの前記第2及び第3の色光
を入射させるマイクロレンズと、前記第2及び第3の色
光の各々に対応する複数のサブ画素電極と、を有し、前
記マイクロレンズは、前記第2の色光用のサブ画素電極
と前記第3の色光用のサブ画素電極の2つのサブ画素電
極に対して1つの割合で設けられてなる2色変調電気光
学装置と、 前記単色変調電気光学装置と前記2色変調電気光学装置
とによって変調された各色光を合成する色合成光学系
と、を備え、 互いに直交する3つの軸をX軸、Y軸、Z軸とし、光の
進行方向をZ軸方向、前記色分離光学系によって前記色
光が分離される方向をX軸方向としたとき、前記単色変
調電気光学装置の前記画素電極の面積及びX軸、Y軸方
向の寸法は、前記2色変調電気光学装置の前記サブ画素
電極の面積ならびにX軸、Y軸方向の寸法と略同一であ
ることを特徴とするプロジェクタ。
2. A light source, a first color separation optical element that separates a light beam emitted from the light source into two types of color light, a first color light and another color light, and separated by the first color separation optical element. The second color light is further separated into two types of color light, a second color light and a third color light.
A first mirror that reflects the second color light and transmits the third color light, and a second mirror that reflects the third color light transmitted through the first mirror. A color separation optical system comprising: a second color separation optical element comprising: a plurality of pixel electrodes; and a monochromatic modulation electro-optical device that receives the first color light from the first color separation optical element. A microlens for receiving the second and third color lights from the second color separation optical element, and a plurality of sub-pixel electrodes corresponding to each of the second and third color lights; A two-color modulation electro-optical device, wherein the lens is provided at a ratio of one to two of the sub-pixel electrode for the second color light and the sub-pixel electrode for the third color light; Monochromatic modulation electro-optic device and the two-color modulation electro-optic A color synthesizing optical system for synthesizing each color light modulated by the device, wherein three axes orthogonal to each other are set as an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis, a light traveling direction is a Z-axis direction, When the direction in which the color light is separated by the system is the X-axis direction, the area of the pixel electrode of the monochromatic modulation electro-optical device and the dimensions in the X-axis and Y-axis directions are the same as those of the sub-color modulation electro-optical device. A projector characterized by having substantially the same area as the pixel electrode and dimensions in the X-axis and Y-axis directions.
【請求項3】 請求項2に記載のプロジェクタにおい
て、 前記単色変調電気光学装置の前記画素電極の配列は、前
記2色変調電気光学装置の前記サブ画素電極の配列と1
/2画素分ずれた位置で対応していることを特徴とする
プロジェクタ。
3. The projector according to claim 2, wherein the arrangement of the pixel electrodes of the monochromatic modulation electro-optical device is equal to the arrangement of the sub-pixel electrodes of the two-color modulation electro-optical device.
/ 2 pixels corresponding to a position shifted by two pixels.
【請求項4】 請求項3に記載のプロジェクタにおい
て、 前記単色変調電気光学装置の前記画素電極の配列は、前
記2色変調電気光学装置の前記サブ画素電極の配列と前
記X軸方向でずれていることを特徴とするプロジェク
タ。
4. The projector according to claim 3, wherein an arrangement of the pixel electrodes of the monochromatic modulation electro-optical device is shifted from an arrangement of the sub-pixel electrodes of the two-color modulation electro-optical device in the X-axis direction. Projector.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のプロジ
ェクタにおいて、 前記単色変調電気光学装置は、前記第1色分離光学素子
からの前記第1の色光を入射させる複数のマイクロレン
ズを更に備え、前記マイクロレンズは、前記単色変調電
気光学装置の1つの画素電極に対して1つの割合で設け
られてなることを特徴とするプロジェクタ。
5. The projector according to claim 1, wherein the monochromatic modulation electro-optical device further includes a plurality of microlenses for receiving the first color light from the first color separation optical element. A projector, wherein the microlens is provided at one ratio with respect to one pixel electrode of the monochromatic modulation electro-optical device.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載のプロジ
ェクタにおいて、 前記単色変調電気光学装置は、緑色光を変調するもので
あることを特徴とするプロジェクタ。
6. The projector according to claim 1, wherein the monochromatic modulation electro-optical device modulates green light.
【請求項7】 請求項1〜5のいずれかに記載のプロジ
ェクタにおいて、 前記単色変調電気光学装置は、赤色光を変調するもので
あることを特徴とするプロジェクタ。
7. The projector according to claim 1, wherein the monochromatic modulation electro-optical device modulates red light.
【請求項8】 請求項1〜5のいずれかに記載のプロジ
ェクタにおいて、 前記単色変調電気光学装置は、青色光を変調するもので
あることを特徴とするプロジェクタ。
8. The projector according to claim 1, wherein the monochromatic modulation electro-optical device modulates blue light.
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