KR100785559B1 - 프로젝터 - Google Patents

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

이음매가 눈에 띄지 않는 매끄러운 화질의 투사 이미지를 안정한 상태로 형성하는 것을 목적으로 한다. 제 1 상태로 설정된 제 2 복굴절판(28j)을 통과한 이미지 광은, 제 1 복굴절판(28i)에 의해 분기된 이미지 광 부분이 Y 방향으로 더 분기된 것이며, 원래의 화소 PX0과 그 분기 이미지에 대응하는 화소 PX2와 블랙 매트릭스 영역 BA로 이루어지는 화상 IM3이 스크린 상에 형성된다. 제 2 상태로 설정된 제 2 복굴절판(28j)을 통과한 이미지 광은, 제 1 복굴절판(28i)에 의해 일단 분기된 이미지 광을 -Y 방향으로 되돌린 것이다. 이 결과, 원래의 화소 PX0에 그 분기 이미지를 중첩시킨 것과 블랙 매트릭스 영역 BA로 이루어지는 화상, 즉 당초의 화상 IM1과 동일한 화상 IM3'이 스크린 상에 형성된다.

Description

프로젝터{PROJECTOR}
본 발명은 액정 표시 패널 그 밖의 표시 소자를 이용하여 화상을 투사하는 프로젝터에 관한 것이다.
이산적인 화소로 이루어지는 표시 소자를 구비하는 프로젝터에 있어서, 광학적으로 투명하고 강유전 액정 등으로 이루어지는 스위치형의 위상 변조 광학 소자와 광학적으로 투명한 복굴절 매체로 이루어지는 워블링 소자를 복수 적층한 구조의 광학 장치를 내장한 것이 존재한다(일본특허출원 평성 제7-36054호 공보).
이러한 프로젝터에서는, 위상 변조 광학 소자의 동작을 1 프레임 중에서 전환함으로써, 복굴절 광학 소자를 통과하는 광의 편광 방향을 직교 방향으로 교대로 전환한다. 이에 따라, 위상 변조 광학 소자 및 복굴절 매체를 거쳐 사출되는 광의 광로가 1 프레임 중에서 전환되어 화소의 극간을 메울 수 있기 때문에, 이산적인 화소로 이루어지는 표시 소자의 화상을 이음매 없는 연속적인 화면으로서 투사할 수 있다.
그러나, 상기의 프로젝터에서는, 위상 변조 광학 소자를 1 프레임 기간 동안 에 전환하여 구동하기 때문에, 위상 변조 광학 소자의 안정한 동작을 확보하는 것이 용이하지 않아, 위상 변조 광학 소자나 그 구동 회로가 비싸지거나, 혹은 얻어지는 화상이 불안정한 것으로 되는 경향이 발생하기 쉽다.
또한, 상기의 프로젝터에서는, 어느 정도 이상의 투과율 저하를 피할 수 없고, 투과율 불균일의 발생도 회피할 수 없기 때문에, 투사 이미지의 휘도 저하나 휘도 불균일이 불가피하게 발생한다.
그래서, 본 발명은, 이음매가 눈에 띄지 않는 매끄러운 화질의 투사 이미지를 안정한 상태로 형성할 수 있고, 또한, 매끄러운 화질의 투사 이미지와 높은 해상도의 투사 이미지를 전환하여 표시할 수 있는 프로젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 휘도 저하나 휘도 불균일이 적은 투사 이미지를 형성할 수 있는 프로젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 개시
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 프로젝터는, 표시 장치로부터의 이미지 광을 결상하는 투사 광학계와, 표시 장치의 전방측에서 기준 방위를 입사 광속의 중심축 주위의 소정 방향으로 설정하여 배치되는 제 1 복굴절 광 분기 소자와, 제 1 복굴절 광 분기 소자에 대응하는 광 분기 특성을 갖고, 또한, 제 1 복굴절 광 분기 소자의 전후 어느 한쪽에 배치되어, 중심축 주위의 회전 위치의 설정에 의해, 기준 방위를 중심축 주위의 소정 방향으로 한 제 1 상태와 기준 방위를 해당 소정 방향에 대한 반대 방향으로 한 제 2 상태 사이에서 상태의 전환이 가능한 제 2 복굴절 광 분기 소자를 구비한다. 여기서, 제 1 복굴절 광 분기 소자의 배치에 관해서 「표시 장치의 전방측」이란, 표시 장치의 투사 광학계측을 의미하고, 제 1 복굴절 광 분기 소자가 표시 장치로부터 투사 광학계에 이르기까지의 이미지 광의 광로 상에 배치되는 것을 의미한다. 또한, 제 2 복굴절 광 분기 소자의 배치에 관해서 「제 1 복굴절 광 분기 소자 중 전후 어느 한쪽」이란, 제 1 복굴절 광 분기 소자의 전방측 또는 후방측, 즉 제 1 복굴절 광 분기 소자의 투사 광학계측 또는 표시 장치측을 의미한다.
상기 프로젝터에서는, 제 1 복굴절 광 분기 소자에 대응하는 광 분기 특성을 갖는 제 2 복굴절 광 분기 소자의 상태가, 기준 방위를 중심축 주위의 소정 방향으로 한 제 1 상태와 기준 방위를 해당 소정 방향에 대한 반대 방향으로 한 제 2 상태 사이에서 전환 가능하기 때문에, 제 1 상태에서, 제 1 및 제 2 복굴절 광 분기 소자가 협동하여 표시 장치로부터의 이미지 광을 단독의 경우에 비교하여 2배의 양만큼 분기할 수 있다. 즉, 예컨대 제 1 복굴절 광 분기 소자의 전방측에 인접하여 제 2 복굴절 광 분기 소자가 배치되어 있는 경우를 상정하여, 이미지 광 중 제 1 복굴절 광 분기 소자를 정상광(常光)으로서 통과한 것은, 또한 제 2 복굴절 광 분기 소자도 정상광으로서 통과하고, 이미지 광 중 제 1 복굴절 광 분기 소자를 소정 방향으로 분기하는 이상광(異常光)으로서 통과한 것은, 또한 제 2 복굴절 광 분기 소자도 동일 방향으로 분기하는 이상광으로서 통과하기 때문에, 이상광을 정상광에 대하여 소망의 위치 어긋남 량으로 분기시킬 수 있다. 이 때, 제 1 및 제 2 복굴 절 광 분기 소자에 입사되는 이미지 광의 편광면을 프레임마다 전환할 필요가 없기 때문에, 이미지 광의 분기 상태를 안정시켜 유지할 수 있다. 즉, 표시 장치가 블랙 매트릭스 등에 의해 구획된 이산적인 화소를 갖는 경우에도, 제 1 및 제 2 복굴절 광 분기 소자의 특성 설정에 의해 화소의 극간을 메우는 것 같은 화소 시프트를 발생시킬 수 있어, 이음매 없는 혹은 눈에 띄지 않는 연속적이고 매끄러운 화상을 안정한 상태로 투사할 수 있고, 또한, 휘도 저하나 휘도 불균일이 적은 투사 이미지를 형성할 수 있다.
한편, 제 2 복굴절 광 분기 소자를 제 2 상태로 한 경우에는, 제 1 및 제 2 복굴절 광 분기 소자가 협동하여 표시 장치로부터의 이미지 광의 분기를 상쇄하는 것이 된다. 즉, 이미지 광 중 제 1 복굴절 광 분기 소자를 정상광으로서 통과한 것은, 제 2 복굴절 광 분기 소자도 정상광으로서 통과하고, 이미지 광 중 제 1 복굴절 광 분기 소자를 소정 방향으로 분기하는 이상광으로서 통과한 것은, 제 2 복굴절 광 분기 소자를 역 방향으로 분기하는 이상광으로서 통과하기 때문에, 결과적으로 이상광을 정상광과 동일한 광로로 되돌릴 수 있어, 화소 시프트가 해소된 상태로 된다. 이상을 정리하면, 매끄러운 화질의 투사 이미지와 높은 해상도의 투사 이미지를 안정한 상태로 전환하면서 표시할 수 있다.
또한, 본 발명의 구체적인 형태에 있어서의 프로젝터에서는, 표시 장치가, 조명 장치로부터의 조명광에 의해 조명되는 광 변조 장치이며, 해당 광 변조 장치가, 이미지 광의 사출이 주기적인 부분 영역으로 제한되는 블랙 매트릭스 부분을 갖고, 제 1 및 제 2 복굴절 광 분기 소자가, 블랙 매트릭스 부분의 배치 및 형상에 대응한 두께를 중심축의 방향에 관해서 갖는 복굴절판이다. 이 경우, 비발광형의 광 변조 장치에 의해 형성되는 화상을 스크린 등에 투사할 수 있어, 양 복굴절 광 분기 소자의 굴절율 특성이나 치수 등의 설정에 의해서, 분기된 이미지 광끼리의 보간이 적정한 것으로 되어, 광 변조 장치에 마련한 블랙 매트릭스 부분이 눈에 띄지 않는 것으로 된다.
또한, 본 발명의 별도의 구체적인 형태에서는, 제 1 복굴절 광 분기 소자에 입사되는 이미지 광의 편광 상태를, 소정 방향의 성분과 해당 소정 방향에 대한 직교 방향의 성분의 배분에 관해서 조절하는 편광 상태 조절 부재를 더 구비한다. 이 경우, 제 1 및 제 2 복굴절 광 분기 소자에 의해 분기되는 이미지 광의 강도비를 상기 배분에 따라 비교적 정확히 조절할 수 있어, 양 복굴절 광 분기 소자에 의한 이미지 광의 분기를 소망의 강도비(예컨대 1:1)로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 별도의 구체적인 형태에서는, 편광 상태 조절 부재가, 파장판을 갖고, 해당 파장판의 기준 방위의 중심축 주위의 회전 위치의 설정에 의해 이미지 광의 편광 상태를 조절한다. 이 경우, 파장판의 회전 위치의 설정이라는 간이한 조작에 의해서, 양 복굴절 광 분기 소자에 입사되는 이미지 광의 편광 상태를 소망의 상태로 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 별도의 구체적인 형태에서는, 제 2 복굴절 광 분기 소자를 제 1 및 제 2 상태 사이에서 전환하여 구동함으로써, 이미지 광의 분기의 유무를 변경하는 제어 수단을 더 구비한다. 이 경우, 프로젝터에 입력되는 신호의 종류(아날로그, 디지털 등), 사용자에 의한 화질 조정 등의 임의의 조작, 표시 장치로부 터 사출되는 광의 특성(편광, 색 등) 등에 따라서, 투사 이미지를 적절한 상태로 자동적으로 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 별도의 구체적인 형태에서는, 표시 장치가, 각 색마다 마련되어 개별적으로 조명되는 복수의 광 변조 장치를 포함하고, 해당 광 변조 장치에 의해 변조된 광을 합성하여 사출시키는 광 합성 부재를 더 구비한다. 이 경우, 각 광 변조 장치가 이산적인 화소를 갖는 경우에도, 양 복굴절 광 분기 소자를 적절히 동작시켜 화소의 극간을 메우거나 그대로 투사하거나 함으로써, 화소의 이음매 없는 혹은 눈에 띄지 않는 연속적인 컬러 화상, 혹은 높은 해상도의 컬러 화상을 안정한 상태로 전환하여 투사할 수 있다.
또한, 본 발명의 별도의 구체적인 형태에서는, 제 1 및 제 2 복굴절 광 분기 소자가, 광 합성 부재의 전방측에 광로를 따라 순차적으로 배치된다. 여기서, 「광 합성 부재의 전방측」이란, 광 합성 부재의 투사 광학계측을 의미하고, 양 복굴절 광 분기 소자가 광 합성 부재로부터 투사 광학계에 이르기까지의 이미지 광의 광로 상에 배치되는 것을 의미한다. 이 경우, 1조의 제 1 및 제 2 복굴절 광 분기 소자를 마련하는 것만으로, 화소의 이음매 없는 혹은 눈에 띄지 않는 연속적인 컬러 화상을 안정한 상태로 투사할 수 있다.
또한, 본 발명의 별도의 구체적인 형태에서는, 제 1 및 제 2 복굴절 광 분기 소자가, 상기 복수의 광 변조 장치의 각각의 전방측이고 광 합성 부재의 후방측에 각 색마다의 광로를 따라 각각 순차적으로 배치된다. 여기서, 광 변조 장치의 전방측이란, 광 변조 장치의 광 합성 부재측을 의미하고, 광 합성 부재의 후방측이 란, 광 합성 부재의 광 변조 장치측을 의미하며, 결과적으로, 양 복굴절 광 분기 소자는, 광 변조 장치로부터 광 합성 부재에 이르는 이미지 광의 광로 상에 배치된다. 이 경우, 각 색마다 개별적으로 화소의 이음매를 없애거나 혹은 그 정도를 조절할 수 있어, 프로젝터에 의한 컬러 화상의 표현을 다양화할 수 있다.
도 1은 실시예 1의 프로젝터의 광학계를 설명하는 도면,
도 2(a)는 액정 광 밸브의 구성을 나타내는 단면도, 도 2(b)는 액정 광 밸브의 일부 등의 구성을 나타내는 사시도,
도 3(a)~3(d)는 장치 주요부를 구성하는 광학 소자의 배치를 설명하는 도면,
도 4(a), 4(b)는 BM 제거 유닛의 작용을 개념적으로 설명하는 도면,
도 5(a), 5(b)는 BM 제거 유닛의 작용을 개념적으로 설명하는 도면,
도 6(a)~6(c)는 제 1 유닛의 기능을 구체적으로 설명하는 도면,
도 7은 λ/2 위상차판의 기능을 구체적으로 설명하는 도면,
도 8은 실시예 2의 프로젝터를 설명하는 도면,
도 9(a)~9(d)는 제 1 유닛의 기능을 구체적으로 설명하는 도면,
도 10(a), 10(b)는 λ/2 위상차판의 기능을 구체적으로 설명하는 도면,
도 11은 실시예 3의 프로젝터의 광학계를 설명하는 도면이다.
(실시예 1)
이하, 본 발명의 실시예 1에 따른 프로젝터의 구조에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 실시예 1의 프로젝터의 광학계를 설명하는 도면이다. 이 프로젝터(10)는, 광원광을 발생하는 광원 장치(21)와, 광원 장치(21)로부터의 광원광을 RGB의 3색으로 분할하는 광 분할 광학계(23)와, 광 분할 광학계(23)로부터 사출된 각 색의 조명광에 의해 조명되는 광 변조부(25)와, 광 변조부(25)로부터의 각 색의 이미지 광을 합성하는 광 합성 광학계(27)와, 그 동작 상태에서 광 합성 광학계(27)에서 합성된 이미지 광에 대하여 일종의 광학적 로우패스 필터 처리를 하는 BM 제거 유닛(28)과, BM 제거 유닛(28)을 거친 이미지 광을 스크린(도시하지 않음)에 투사하기 위한 투사 광학계인 투사 렌즈(29)를 구비한다. 또한, 프로젝터(10)는, 광 변조부(25)에 내장되어 있는 각 색의 표시 장치(후에 상술)에 대하여 구동 신호를 발생하는 화상 처리부(40)와, 상술의 광원 장치(21), BM 제거 유닛(28), 화상 처리부(40) 등을 적절히 동작시킴으로써 장치 전체를 통괄적으로 제어하는 제어 장치(50)를 구비한다.
광원 장치(21)는, 광원 램프(21a)와, 한 쌍의 플라이아이 광학계(21b, 21c)와, 편광 변환 부재(21d)와, 중첩 렌즈(21e)를 구비한다. 여기서, 광원 램프(21a)는, 예컨대 고압 수은램프로 이루어지고, 광원광을 시준(collimate)하기 위한 요면경(凹面鏡)을 구비한다. 또한, 한 쌍의 플라이아이 광학계(21b, 21c)는, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 요소 렌즈로 이루어지고, 이들 요소 렌즈에 의해 광원 램프(21a)로부터의 광원광을 분할하여 개별적으로 집광·발산시킨다. 편광 변환 부재(21d)는, 플라이아이(21c)로부터 사출한 광원광을 도 1의 지면에 평행한 P 편광 성분으로만 변환하여 다음 단 광학계에 공급한다. 중첩 렌즈(21e)는, 편광 변환 부재(21d)를 거친 조명광을 전체로서 적절히 수속시켜, 각 색의 표시 장치의 중첩 조명을 가능하게 한다. 즉, 양 플라이아이 광학계(21b, 21c)와 중첩 렌즈(21e)를 거친 조명광은, 이하에 상술하는 광 분할 광학계(23)를 지나서, 광 변조부(25)에 마련된 각 색의 표시 장치 즉 각 색의 액정 광 밸브(25a~25c)를 균일하게 중첩 조명한다.
광 분할 광학계(23)는, 제 1 및 제 2 다이클로익 미러(23a, 23b)와, 3개의 필드 렌즈(23f~23h)와, 반사미러(23i, 23j, 23k)를 구비하고, 광원 장치(21)와 함께 조명 장치를 구성한다. 제 1 다이클로익 미러(23a)는, RGB의 3색 중 R광을 반사하여 G광 및 B광을 투과시킨다. 또한, 제 2 다이클로익 미러(23b)는, GB의 2색 중 G광을 반사하고 B광을 투과시킨다. 이 광 분할 광학계(23)에 있어서, 제 1 다이클로익 미러(23a)에서 반사된 R광은, 반사미러(23i)를 거쳐 입사 각도를 조절하기 위한 필드 렌즈(23f)에 입사하고, 제 1 다이클로익 미러(23a)를 통과하여 제 2 다이클로익 미러(23b)에서 반사된 G광도, 동일한 필드 렌즈(23g)에 입사한다. 또한, 제 2 다이클로익 미러(23b)를 통과한 B광은, 광로차를 보상하기 위한 릴레이 렌즈 LL1, LL2 및 반사미러(23j, 23k)를 지나서 입사 각도를 조절하기 위한 필드 렌즈(23h)에 입사한다.
광 변조부(25)는, 각각이 변조 유닛 혹은 광 변조 장치인 3개의 액정 광 밸브(25a~25c)와, 각 액정 광 밸브(25a~25c)를 사이에 두도록 배치되는 3조의 편광 필터(25e~25g)를 구비한다. 제 1 다이클로익 미러(23a)에서 반사된 R광은 필드 렌즈(23f)를 거쳐서 액정 광 밸브(25a)에 입사한다. 제 1 다이클로익 미러(23a)를 투과하여 제 2 다이클로익 미러(23b)에서 반사된 G광은 필드 렌즈(23g)를 거쳐서 액정 광 밸브(25b)에 입사한다. 제 1 및 제 2 다이클로익 미러(23a, 23b)의 쌍방을 투과한 B광은 필드 렌즈(23h)를 거쳐서 액정 광 밸브(25c)에 입사한다. 각 액정 광 밸브(25a~25c)는, 입사한 조명광의 공간적 강도 분포를 편광 방향의 회전에 의해 변조하는 광 변조형의 표시 장치이며, 각 액정 광 밸브(25a~25c)에 각각 입사한 3색의 광(도시의 경우, P 편광)은, 각 액정 광 밸브(25a~25c)에 전기 신호로서 입력된 구동 신호 혹은 화상 신호에 따라 변조된다. 그 때, 편광 필터(25e~25g)에 의해서, 각 액정 광 밸브(25a~25c)에 입사하는 조명광의 편광 방향이 조정되고, 또한, 각 액정 광 밸브(25a~25c)로부터 사출되는 변조광으로부터 소정의 편광 방향(도시의 경우, S 편광)의 변조광이 취출된다.
도 2(a)는 주로 액정 광 밸브(25a)의 구성을 나타내는 개략 단면도이며, 도 2(b)는 액정 광 밸브(25a)의 일부 등의 구성을 나타내는 개략 사시도이다. 액정 광 밸브(25a)는, 액정층(81)을 사이에 두고 투명한 사출측 기판(82)과, 투명한 입사측 기판(83)을 구비하고, 또한, 그들의 외측에, 광학 접착제에 의해 접착된 사출측 커버(84)와, 입사측 커버(85)를 구비한다. 입사측 기판(83)의 액정층(81)측의 면상에는, 투명한 공통 전극(86)이 마련되어 있다. 한편, 사출측 기판(82)의 액정 층(81)측의 면상에는, 박막 트랜지스터(87)와 투명한 화소 전극(88)이 마련되어 있다. 박막 트랜지스터(87)는, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소 전극(88)의 주변에 마련되고, 화소 전극(88)과 전기적으로 접속되어 있다. 각 화소는, 하나의 화소 전극(88)과, 공통 전극(86)과, 이들 사이에 끼워진 액정층(81)으로 구성된다. 입사측 기판(83)과 공통 전극(86) 사이에는, 각 화소를 구분하도록 격자 형상의 블랙 매트릭스(차광부)(89)가 마련되어 있다. 이 블랙 매트릭스(89)는, 박막 트랜지스터나 배선에의 광의 입사를 차단하는 기능을 갖고 있지만, 결과적으로 화소 사이에 연장하여 존재하는 격자 형상의 암부(暗部)를 형성하여 화상의 껄끄러움의 원인으로 된다. 대처법에 대해서는 후술한다. 사출측 기판(82) 및 입사측 기판(83)은, 액정층(81)을 구성하는 액정 분자를 배열시키기 위한 배향막(도시하지 않음)을 더 구비하고 있다. 이상과 같은 구조를 갖는 액정 광 밸브(25a)는 액티브 매트릭스형의 액정 장치라고 불린다. 또, 본 실시예의 액정 광 밸브(25a)는, TN 모드의 액정 장치로서, 사출측 기판(82)측의 액정 분자의 배열 방향과 입사측 기판(83)측의 액정 분자의 배열 방향이 대략 90도의 각도를 이루도록, 배향막이 형성되어 있다.
입사측 커버(85), 사출측 커버(84)는, 액정 광 밸브(25a)의 표면의 위치를, 도 1에 나타낸 투사 렌즈(29)의 백(back) 포커스 위치로부터 시프트해 놓은 것에 의해, 액정 광 밸브(25a)의 표면에 부착된 먼지를 투사 화면상에서 눈에 띄기 어렵게 하기 위해 마련되는 것이다. 본 실시예에서는, 입사측 기판(83)과 사출측 기판(82)에 각각 커버(85, 84)를 부착하고 있지만, 그 대신에, 기판(83, 82) 자체의 두 께를 크게 하는 것에 의해, 기판(83, 82) 자체에 이러한 기능을 갖게 하는 것도 가능하다. 또한, 이들 커버(85, 84)는 변조의 기능에 영향을 미치는 것이 아니기 때문에 생략하더라도 좋고, 어느 한쪽만을 마련하도록 하더라도 좋다.
또, 입사측 기판(83)과, 입사측 커버(85) 사이에는, 예컨대 마이크로 렌즈 어레이를 배치할 수 있다. 이러한 마이크로 렌즈 어레이는, 각 화소에 각각 광을 집광하는 복수의 마이크로 렌즈를 갖는 것이며, 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 2(a), 2(b)에서, 블랙 매트릭스(89)의 배치는 모식적인 것이며, 실제로는, 블랙 매트릭스(89)는, 사출측 기판(82)과 입사측 기판(83)의 어느 한쪽에 차광막으로서 형성되는 경우와, 양 기판(82, 83)의 각각에 마련된 차광막을 조합시켜 형성되는 경우가 있다.
이상은, R광용의 액정 광 밸브(25a)의 구조에 대한 설명이었지만, 다른 색의 액정 광 밸브(25b, 25c)도 동일한 구조를 갖고 있고, 이들에 대해서는 설명을 생략한다.
도 1로 되돌아가, 크로스 다이클로익 프리즘(27)은 광 합성 부재이며, R광 반사용의 유전체 다층막(27a)과 B광 반사용의 유전체 다층막(27b)을 직교시킨 상태로 내장하는 것이며, 액정 광 밸브(25a)로부터의 R광을 유전체 다층막(27a)에서 반사하여 진행 방향 우측으로 사출시키고, 액정 광 밸브(25b)로부터의 G광을 유전체 다층막(27a, 27b)을 거쳐서 직진·사출시키며, 액정 광 밸브(25c)로부터의 B광을 유전체 다층막(27b)에서 반사하여 진행 방향 좌측으로 사출시킨다. 이렇게 하여, 크로스 다이클로익 프리즘(27)으로 합성된 합성광은 BM 제거 유닛(28)을 거쳐서 투사 렌즈(29)에 입사한다.
BM 제거 유닛(28)은, 입사한 이미지 광에 대하여 일종의 광학적 로우패스 필터 처리를 실행 가능한 광학 유닛(28a)과, 이 광학 유닛(28a) 중에 내장한 광학 부재를 광축의 주위에 적절히 회전시켜 광학 유닛(28a)을 적절히 동작시키기 위한 액츄에이터(28d~28f)를 구비한다. 여기서, 광학 유닛(28a)은, 크로스 다이클로익 프리즘(27)으로부터 사출된 이미지 광의 편광 방향을 소망량만큼 회전시키기 위한 λ/2 위상차판(28h)과, 복굴절 작용에 의해 이미지 광의 광로를 분기하지만 통상 고정적인 상태로 사용하는 제 1 복굴절판(28i)과, 복굴절 작용에 의해 이미지 광의 광로를 상황에 따라 보조적으로 분기하기 위해 통상 가동인 상태로 사용하는 제 2 복굴절판(28j)을 구비한다. 이 중, 각 λ/2 위상차판(28h)은, 그 자신의 회전 위치의 설정에 의해 이미지 광의 편광 상태 즉 편광면의 방향을 조절하기 위한 편광 상태 조절 부재로서 기능한다. 또한, 제 1 복굴절판(28i)은, 이미지 광의 편광 상태에 따라 이미지 광을 분기하여 화소 시프트를 부분적으로 생기게 하는 제 1 복굴절 광 분기 소자로서 기능한다. 또한, 제 2 복굴절판(28j)은, 제 1 상태에서 제 1 복굴절판(28i)과 협동하여, 특정 편광 방향의 이미지 광을 더 분기하여 화소의 극간을 메우는 것 같은 화소 시프트를 완성시키는 제 2 복굴절 광 분기 소자로서 기능한다. 또한, 제 2 복굴절판(28j)은, 제 2 상태에서 제 1 복굴절판(28i)의 작용을 상쇄하도록 동작하여, 마치 BM 제거 유닛(28)이 존재하지 않는 것처럼 화소 시프트가 없는 상태로 이미지 광을 통과시킨다. 양 복굴절판(28i, 28j)는, 예컨대 수정, 니오브산리튬, 방해석, 사파이어 등의 재료를 가공함으로써 제작된다. 또, 액츄에이터(28f)는, 제어 장치(50)와 함께 블랙 매트릭스를 소거하는지 여부를 설정하기 위한 제어 수단으로서 기능한다. 즉, 액츄에이터(28f)에 의해 제 2 복굴절판(28j)을 제 1 상태와 제 2 상태 사이에서 전환하는 것에 의해, BM 제거 유닛(28)에 의해 이미지 광의 분기를 이용한 화소 시프트를 하는지 여부의 상태 설정을 할 수 있다. 그 외에, 액츄에이터(28d)는, 화소 시프트를 할 때에 분기되는 이미지 광의 강도비를 목표값으로 조정하기 위해서 이용되고, 액츄에이터(28e)는 화소 시프트를 하는 방향의 설정을 변경하기 위해서 이용된다.
도 3(a)~3(d)는 λ/2 위상차판(28h), 및 제 1 및 제 2 복굴절판(28i, 28j)의 배치를 설명하는 도면이다. 도 3(a)~도 3(d)에서 지면에 수직인 Z 방향이 도 1의 프로젝터(10)의 광축 방향(즉, 이미지 광인 입사 광속의 중심축의 방향)으로 되어 있고, X 방향이 투사 화면의 가로 방향에 상당하고, Y 방향이 투사 화면의 세로 방향에 상당한다. X, Y, Z 방향은, 각각 서로 수직이다. 이 중, 도 3(a)는 λ/2 위상차판(28h)의 기준 방위 SD1로서 광학축에 대응하는 것을 나타내고 있고, 도 3(b)는 제 1 복굴절판(28i)의 기준 방위 SD2로서 광학축이 지면에 수직인 광축에 대하여 경사져 있는 방위에 상당하는 것을 나타내고 있다. 또한, 도 3(c)는 제 1 상태로 설정된 제 2 복굴절판(28j)의 기준 방위 SD4로서 광학축이 광축에 대하여 경사져 있는 방위에 상당하는 것을 나타내고 있고, 도 3(d)는 제 2 상태로 설정된 제 2 복굴절판(28j)의 기준 방위 SD4를 나타내고 있다. 도면으로부터도 분명하듯이, λ/2 위상차판(28h)의 기준 방위 SD1은, 수평인 0°의 방향에 대하여 22.5°의 각도 를 이루고 있고, 크로스 다이클로익 프리즘(27)으로부터 사출되는 S 편광이나 P 편광을 45° 회전시켜 45° 경사 상태의 편광으로 할 수 있다. 또한, 제 1 복굴절판(28i)의 기준 방위 SD2는, 수평인 0°의 방향에 대하여 90°의 각도를 이루고 있고, 광축을 따라 직진하는 정상광에 대하여 Y 방향으로 이상광을 분기할 수 있다. 또한, 제 2 복굴절판(28j)은, 그 제 1 상태에서, 기준 방위 SD4가 수평인 0°의 방향에 대하여 90°의 각도를 이루고 있어, 광축을 따라 직진하는 정상광에 대하여 +Y 방향으로 이상광을 분기할 수 있고, 그 제 2 상태에서, 기준 방위 SD4가 수평인 0°의 방향에 대하여 -90°의 각도를 이루고 있어, 광축을 따라 직진하는 정상광에 대하여 -Y 방향으로 이상광을 분기할 수 있다. 즉, 제 2 복굴절판(28j)은, 제 1 상태와 제 2 상태에서 역 방향으로 광 분기 또는 광로 시프트를 하는 작용을 갖는다. 이러한 제 1 상태와 제 2 상태의 전환에 있어서, 제 2 복굴절판(28j)은, 그 기준 방위 SD4를 180° 회전시키는 것만으로 충분하다. 즉, 제 2 복굴절판(28j)을 그 자리에서 회전시키는 것만으로 전환이 가능하기 때문에, 제 1 복굴절판(28i)을 슬라이드시켜 광로 상에서 퇴피시키는 경우에 비교하여 프로젝터(10)의 소형화를 도모하기 쉽다. 또한, 제 1 및 제 2 복굴절판(28i, 28j)을 광로 상에 상시 배치하기 때문에, 화질의 전환에 있어서 투사 렌즈(29)에 의한 투사 상태를 일정하게 유지할 수 있다.
도 4(a), 4(b)는 BM 제거 유닛(28)의 작용을 개념적으로 설명하는 도면이다. 우선, 도 4(a)는 BM 제거 유닛(28)의 광학 유닛(28a) 내의 부재의 배치 관계를 나타내고, 도 4(b)는 BM 제거 유닛(28) 내의 각 위치에 있어서의 화상 처리를 설명하 는 도면이다. 크로스 다이클로익 프리즘(27)으로부터 사출되는 이미지 광은, 각 액정 광 밸브(25a~25c)(도 1 참조)로부터의 RGB광을 합성한 것이며, 그대로 투사하면, 복수의 2차원적으로 배열된 화소 PX0와 각 화소 PX0의 사이에 격자 형상으로 형성된 블랙 매트릭스 영역 BA로 이루어지는 화상 IM1이, 투사 렌즈(29)의 전방측에 배치된 스크린 상에 형성된다. 또한, 제 1 복굴절판(28i)을 통과한 이미지 광은, λ/2 위상차판(28h)에 의해 편광 방향이 광축 OA의 주위에 적절히 회전하여 제 1 복굴절판(28i)에 의해 이미지 광의 일부가 상측의 Y 방향으로 분기한 것이며, 이것을 그대로 투사하면, 복수의 2차원적으로 배열된 화소 PX0와 그 분기 이미지에 대응하는 화소 PX1와 블랙 매트릭스 영역 BA로 이루어지는 화상 IM2이 스크린 상에 형성된다. 또, 분기에 의해 형성되는 화소 PX1은, 정상광에 대응하는 화소 X0를 시프트량 ΔSH만큼 Y 방향으로 이동한 화소 시프트 이미지이며 이러한 화소의 중첩의 결과로서, 블랙 매트릭스 영역 BA의 Y 방향에 관한 폭(즉 X 방향으로 연장하는 선의 폭)이 감소한다. 도시의 예에서는, 분기 이미지의 시프트량을 블랙 매트릭스 영역 BA의 폭의 대략 절반 정도라고 하고 있지만, 이것에 한하지 않고, 시프트량을 블랙 매트릭스 영역 BA의 1/2폭 이하 혹은 그 1/2폭 이상으로 할 수 있다. 또한, 제 1 상태로 설정된 제 2 복굴절판(28j)을 통과한 이미지 광은, 제 1 복굴절판(28i)에 의해 분기된 이미지 광 부분이 Y 방향으로 더 분기된 것이며, 원래의 화소 PX0와 그 분기 이미지에 대응하는 화소 PX2와 블랙 매트릭스 영역 BA로 이루어지는 화상 IM3이 스크린 상에 형성된다. 또, 분기에 의해 형성되는 화소 PX3은, 정상광에 대응하는 화소 X0의 분기 이미지를 시프트량 2ΔSH만큼 Y 방향으로 이동한 화소 시프트 이미지이며, 이러한 화소의 중첩 결과로서, 화소가 외견상 확대하여 블랙 매트릭스 영역 BA의 격자 중 Y 방향에 관한 폭이 더 감소한다. 도시의 예에서는, 각 복굴절판(28i, 28j)에 의한 분기 이미지의 시프트량을 블랙 매트릭스 영역 BA의 폭의 대략 절반 정도로 하여, 블랙 매트릭스 영역 BA의 격자중 Y 방향에 관한 폭이 실질적으로 존재하지 않게 된다. 단, 각 복굴절판(28i, 28j)에 의한 분기 이미지의 시프트량을, 블랙 매트릭스 영역 BA의 1/2폭 이하 혹은 그 1/2폭 이상으로 할 수 있다. 즉, 화소의 최종적인 시프트량은, 블랙 매트릭스 영역 BA의 격자선폭과 등가라고 한정되지는 않고, 그 이상 혹은 이하의 임의량이며, 제 1 각 복굴절판(28i, 28j)에 의한 분기 이미지의 시프트량을, 모두 「임의의 최종적인 시프트량」의 절반으로 한다. 즉, 당초의 화소 PX0의 적당한 분기 및 중첩에 의해 블랙 매트릭스 영역 BA를 Y 방향에 관해서 적절히 메울 수 있어, 투사 렌즈(29)에 의해 최종적으로 스크린 상에 투사되는 화상으로부터 격자 형상의 블랙 매트릭스를 대폭 소멸시켜, 화상의 껄끄러운 느낌을 억제할 수 있다.
도 5(a), 5(b)는 제 2 복굴절판(28j)을 제 1 상태로부터 제 2 상태로 전환한 경우의 BM 제거 유닛(28)의 작용을 개념적으로 설명하는 도면이다. 도 5(a)는 BM 제거 유닛(28)의 광학 유닛(28a) 내의 부재의 배치 관계를 나타내고, 도 5(b)는 BM 제거 유닛(28)내의 각 위치에 있어서의 화상 처리를 설명하는 도면이다. 이 경우, 제 1 복굴절판(28i)을 통과할 때까지는 도 4(a), 4(b)의 경우와 마찬가지지만, 회전각 0°의 제 1 상태로부터 회전각 180°의 제 2 상태로 전환된 제 2 복굴절판(28j)을 통과한 이미지 광은, 제 1 복굴절판(28i)에 의해 일단 분기된 이미지 광을 -Y 방향으로 되돌린 것이다. 이 결과, 원래의 화소 PX0에 그 분기 이미지를 중첩시킨 것으로 블랙 매트릭스 영역 BA로 이루어지는 화상, 즉 당초의 화상 IM1과 동일한 화상 IM3'이 스크린 상에 형성된다. 즉, 제 2 복굴절판(28j)에 의해 제 1 복굴절판(28i)에 의한 당초의 화소 PX0의 분기가 취소되어, 투사 렌즈(29)에 의해 최종적으로 스크린 상에 투사되는 화상은, 원래의 블랙 매트릭스가 선명하게 남는 높은 해상도감의 투사 이미지로 되어 있다.
도 6(a)~6(c)는, BM 제거 유닛(28) 중 전단의 λ/2 위상차판(28h) 및 제 1 복굴절판(28i)의 기능을 구체적으로 설명하는 도면이다. 도 6(a)에 도시하는 바와 같이, BM 제거 유닛(28)에 입사하기 전의 이미지 광은, S 편광 상태의 R광, G광, 및 B광으로 이루어진다. 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 최초의 λ/2 위상차판(28h)에 입사함으로써 R광, G광, 및 B광의 각 색 모두 편광면이 45° 회전한다. 또한 도 6(c)에 도시하는 바와 같이, 다음 제 1 복굴절판(28i)에 입사함으로써 R광, G광, 및 B광은 정상광 OL과 이상광 EL에 공간적으로 적절히 분기되기 때문에, 당초의 화소 PX0와 이것에 대하여 시프트량 ΔSH만큼 이동시킨 분기 이미지의 화소 PX1을 얻을 수 있다. 이상으로서, RB광이나 G광의 편광면을 λ/2 위상차판(28h)에 의해 45° 회전하고 있기 때문에, 정상광과 이상광의 강도비 즉 0차 화소 PX0와 분기된 1차 화소 PX1의 각 밝기의 강도비를 거의 1:1로 설정할 수 있다.
도 7은 λ/2 위상차판(28h)의 기능을 구체적으로 설명하는 도면이다. λ/2 위상차판(28h)의 광학축을 S 편광의 방향에 대하여 경사각 θ= 22.5° 기울인 경우, S 편광의 편광면이 2θ= 45° 회전하여 결과적으로 SP의 양 편광 성분을 얻을 수 있다. 또, λ/2 위상차판(28h)을 경사각 θ= 112.5° 기울인 경우도, S 편광을 45° 회전시킬 수 있어, S 편광으로부터 P 편광 성분을 생성할 수 있다.
도 1에 되돌아가, 화상 처리부(40)는, 광 변조부(25)에 마련한 각 액정 광 밸브(25a~25c)에 대하여 구동 신호를 출력한다. 화상 처리부(40)에는, 퍼스널 컴퓨터로부터의 디지털 화상 신호와 비디오 재생 장치 등으로부터의 비디오 화상 신호가 전환 장치(61)를 거쳐서 선택적으로 입력된다. 화상 처리부(40)에서는, 화상 신호의 내용을 판단하여 각 액정 광 밸브(25a~25c)에 출력하는 구동 신호를 생성하지만, 이 때, 화상 신호의 내용 즉 화상 신호가 디지털 화상 신호인지 비디오 화상 신호인지에 따라 액츄에이터(28f) 등을 적절히 동작시킴으로써 블랙 매트릭스 영역 BA의 소거의 유무나 소거의 정도를 적절히 조절할 수 있다. 예컨대, 디지털 화상 신호가 입력되어 있는 경우에는, BM 제거 유닛(28)의 설정(제 2 복굴절판(28j)을 제 2 상태로 전환)에 의해 블랙 매트릭스 영역 BA를 남겨 선명하게 한 고해상감이 있는 화상을 투사한다. 한편, 비디오 화상 신호가 입력되어 있는 경우에는, BM 제거 유닛(28)의 설정(제 2 복굴절판(28j)을 제 1 상태로 전환)에 의해 블랙 매트릭스 영역 BA를 감소시켜 고해상도를 유지하면서 매끄러운 화상을 투사한다. 또한, 블랙 매트릭스 영역 BA를 감소시키는 경우에는, 화상 신호의 종류나 화상의 종류(예컨대 백(白)이 지배적인 화상인지 여부나, 슬라이드적인 화상인지 여부 등)에 따라 그 감소 내지 소거의 정도를 조정할 수 있다. 구체적으로는, λ/2 위상차판(28h)의 광학축의 위치, 즉 입사 광속의 편광 방향에 대한 광학축의 각도를 예컨대 0°로부터 22.5°의 범위에서 적절히 바꾸는 것에 의해, 이미지 광의 편광면을 0° ~45°의 범위에서 임의로 설정할 수 있고, 정상광과 이상광의 강도비 즉 0차 화소 PX0와 분기된 화소 PX2의 강도비를 0~0.5의 범위에서 임의로 설정할 수 있다. 즉, 본래의 이산적인 화소 그룹으로 이루어지는 화상을 임의의 강도비로 분기하여 화소 피치 이하의 거리로 서로 시프트시킴으로써, 본래의 화상에 존재한 블랙 매트릭스를 소망의 정도로 소멸시키는 것과 같은 보간이 가능하게 된다. 또, 이상의 예에서는, 화상 신호의 내용에 따라 정상광과 이상광의 강도비 즉 당초 화상과 분기 보간 화상의 강도비를 설정하고 있지만, 프로젝터(10)의 주위에 마련된 조작 패널(62)을 이용하여 당초 화상과 분기 보간 화상의 강도비를 설정할 수도 있다. 이 경우, 사용자가 자기의 의사로, ① 블랙 매트릭스 영역 BA가 남지만 선명하게 한 고해상감이 있는 화상과, ② 블랙 매트릭스 영역 BA를 소거하면서도 고해상도를 유지하면서 매끄러운 화상을 선택하여, 어느 한편, 혹은 그 중간 화상을 스크린 상에 투사시킬 수 있다.
제어 장치(50)는, 램프의 전력 조절 등에 의해 광원 장치(21)를 제어하여 스크린 상에 투사되는 화상의 밝기 등을 조정할 수 있다. 또한, 제어 장치(50)는, 광원 장치(21)나 광 분할 광학계(23)를 거쳐 투사 렌즈(29)에 이르는 광로 상에 배치되는 조리개의 상태를 조절함으로써 스크린 상에 투사되는 화상의 상태를 조절할 수 있다. 또한, 제어 장치(50)는, 화상 처리부(40)에 의해 입력 화상 신호에 처리를 실시하여 스크린 상에 투사되는 화상의 상태를 조절할 수 있다. 이상과 같은 투사 이미지의 화질 조정을 상술의 블랙 매트릭스 소거와 조합함으로써, 종합적인 화질 조정이 가능하게 된다.
또한, 이상의 설명에서는, 화소 PX0의 분기광을 Y 방향으로 시프트시켜 분기 이미지의 화소 PX2를 형성하고 있지만, 화소 PX0의 분기광을 X 방향이나 그 다른 각도로 시프트시켜 분기 이미지의 화소를 형성할 수 있다. 이 경우, 액츄에이터(28e)를 적절히 동작시켜 제 1 복굴절판(28i)의 기준 방위 SD2를 분기 이미지의 형성 방향으로 설정한다. 또한, 액츄에이터(28f)를 적절히 동작시켜 제 2 복굴절판(28j)의 기준 방위 SD4를, 그 제 1 상태에서 상기 기준 방위 SD2와 일치시키고, 그 제 2 상태에서 상기 기준 방위 SD2의 반대 방향으로 한다.
이하, 실시예 1에 따른 프로젝터(10)의 동작에 대하여 설명한다. 광원 장치(21)로부터의 광원광은, 광 분할 광학계(23)에 마련한 제 1 및 제 2 다이클로익 미러(23a, 23b)에 의해 색분할되어, 대응하는 액정 광 밸브(25a~25c)에 조명광으로서 각각 입사한다. 각 액정 광 밸브(25a~25c)는, 외부로부터의 화상 신호에 의해 변조되어 2차원적 굴절율 분포를 갖고 있고, 조명광을 2차원 공간적으로 화소 단위로 변조한다. 이와 같이, 각 액정 광 밸브(25a~25c)에서 변조된 조명광 즉 이미지 광은, 크로스 다이클로익 프리즘(27)으로 합성된 후 BM 제거 유닛(28)을 지나서 투사 렌즈(29)에 입사한다. 투사 렌즈(29)에 입사한 이미지 광은 도시하지 않은 스크린에 투영된다. 이 경우, 광 합성 광학계(27)와 투사 렌즈(29) 사이에 BM 제거 유닛(28)을 마련하고 있기 때문에, 예컨대 도 1의 지면에 수직인 세로 방향에 관해서 투사 이미지로부터 블랙 매트릭스를 소거하거나 원래대로 되돌리거나 할 수 있고, 필요에 따라 블랙 매트릭스의 소거의 정도를 조절할 수도 있다. 즉, λ/2 위상차판(28h)의 회전 위치나 제 1 및 제 2 복굴절판(28i, 28j)의 특성이나 회전 위치의 설정에 의해서, 당초의 화소 PX0의 극간을 메우는 것 같은 화소 시프트를 발생시키거나 원래대로 되돌리거나 할 수 있다. 이에 따라, 이음매가 눈에 띄지 않는 연속적이고 매끄러운 화상과 선명하여 높은 해상감의 화상을 전환하면서 안정한 상태로 투사할 수 있고, 또한, 투사에 있어서의 휘도 저하나 휘도 불균일의 발생을 억제할 수 있다.
(실시예 2)
도 8은 실시예 2의 프로젝터를 설명하는 도면이다. 실시예 2의 프로젝터는 실시예 1의 프로젝터를 변형한 것이며, 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하여 중복 설명을 생략한다. 또한, 특히 설명하지 않는 개소에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지로 구성 가능해지고 있다.
이 경우, RB광용의 액정 광 밸브(25a, 25c)로부터 사출되는 이미지 광을 양 유전체 다층막(27a, 27b)에 수직인 입사면에 대하여 수직 방향으로 진동하는 S 편광으로 하지만, G광용의 액정 광 밸브(25b)로부터 사출되는 이미지 광을 상기 입사면 내에서 진동하는 P 편광으로 한다. 이 때문에, 광원 장치(21)로부터 취출하는 광원광을 지면에 수직인 S 편광으로 하고, 또한, 필드 렌즈(23f)와 액정 광 밸브(25a) 사이에 R광용의 λ/2 위상차판(23d)을 배치하고, 필드 렌즈(23h)와 액정 광 밸브(25c) 사이에 B광용의 λ/2 위상차판(23d)을 배치하고 있다. 이에 따라, 제 1 다이클로익 미러(23a)에서 반사된 S 편광의 R광은, 반사미러(23i) 및 필드 렌즈(23f)를 거쳐 λ/2 위상차판(23d)에 의해 P 편광으로 변환되고, 액정 광 밸브(25a) 를 거쳐 S 편광 성분만이 변조광으로서 취출된다. 또한, 제 1 및 제 2 다이클로익 미러(23a, 23b)를 통과한 S 편광의 B광은, 릴레이 렌즈 LL1, LL2, 반사미러(23j, 23k) 및 필드 렌즈(23h)를 거쳐 λ/2 위상차판(23d)에 의해 P 편광으로 변환되어, 액정 광 밸브(25c)를 거쳐 S 편광 성분만이 변조광으로서 취출된다. 또, 제 2 다이클로익 미러(23b)에서 반사된 S 편광의 G광은, 그대로 필드 렌즈(23g) 및 액정 광 밸브(25b)를 거쳐 P 편광 성분만이 변조광으로서 취출된다.
이상의 구성으로 함으로써, RB광용의 액정 광 밸브(25a, 25c)로부터의 S 편광을 양 유전체 다층막(27a, 27b)에서 반사시키고, G광용의 액정 광 밸브(25b)로부터의 P 편광을 양 유전체 다층막(27a, 27b)을 투과시키는 것으로 된다. 이에 따라, 양 유전체 다층막(27a, 27b)의 투과 특성에 있어서의 에지 파장이 S 편광과 P 편광에서 다른 경우에도, 양 유전체 다층막(27a, 27b)에 의한 R광 및 B광의 반사 효율을 높이면서, 양 유전체 다층막(27a, 27b)에 의한 G광의 투과 효율을 높일 수 있다.
단 이 경우, 크로스 다이클로익 프리즘(27)을 거쳐 BM 제거 유닛(28)에 입사하는 RB광이 S 편광으로 되고, 동 BM 제거 유닛(28)에 입사하는 G광이 P 편광으로 되어, 편광 방향이 달라진다. 이 때문에, 제거 유닛(28)에 마련한 λ/2 위상차판(28h)의 결정축 방위를 적절히 설정함으로써 RGB의 각 색의 편광면을 45°회전시켜, 한 쌍의 복굴절판(28i, 28j)에서 각각 분기되는 정상광과 이상광의 강도비를 거의 1:1로 설정하여 고정한다.
도 9(a)~9(d)는 BM 제거 유닛(28) 중 전단의 제 1 유닛(28a)의 역할을 구체 적으로 설명하는 도면이다. 도 9(a)에 도시하는 바와 같이, BM 제거 유닛(28)에 입사하기 전의 이미지 광은, S 편광의 R광 및 B광으로 이루어지고, 또한 P 편광의 G광으로 이루어진다. 도 9(b)에 도시하는 바와 같이, 최초의 λ/2 위상차판(28h)에 입사함으로써 RB광 및 G광 모두 편광면이 45° 회전한다. 도 9(c)에 도시하는 바와 같이, 다음 제 1 복굴절판(28i)에 입사함으로써 R광 및 B광은 정상광 Ro와 이상광 Re로 동일한 비율로 공간적으로 적절히 분기되기 때문에, 당초의 화소 PX0와 이것에 대하여 시프트량 ΔSH만큼 이동시킨 등 강도의 분기 이미지의 화소 PX1을 얻을 수 있다. 한편, 도 9(d)에 도시하는 바와 같이, 제 1 복굴절판(28i)에 입사함으로써 G광도 정상광 Go와 이상광 Ge로 동일한 비율로 공간적으로 적절히 분기되기 때문에, 당초의 화소 PX0와 이것에 대하여 시프트량 ΔSH만큼 이동시킨 등 강도의 분기 이미지의 화소 PX1을 얻을 수 있다. 즉, G광이 R광 및 B광에 대하여 다른 편광면을 갖고 있음에도 불구하고, 정상광과 이상광의 강도비 즉 0차 화소 PX0와 분기된 1차 화소 PX1의 각 밝기의 강도비를 거의 1:1로 설정할 수 있어, 각 색에 대하여 동일한 화소 시프트 이미지를 얻을 수 있다.
도 10(a), 10(b)는, 본 실시예에 있어서의 λ/2 위상차판(28h)의 기능을 구체적으로 설명하는 도면이다. 도 10(a)에 도시하는 바와 같이, S 편광인 RB광이 경사각 θ= 22.5°로 설정된 λ/2 위상차판(28h)에 입사한 경우, RB광의 편광면이 2θ= 45° 회전하여 SP의 양 편광 성분이 균등하게 얻어진다. 또한, 도 10(b)에 도시하는 바와 같이, P 편광인 G광이 P 편광 방향에 대하여 경사각 θ= 67.5°로 설정된 λ/2 위상차판(28h)에 입사한 경우, G광의 편광면이 2θ= 225° 혹은 45° 회전하여 SP의 양 편광 성분이 균등하게 얻어진다.
(실시예 3)
도 11은 실시예 3의 프로젝터를 설명하는 도면이다. 실시예 3의 프로젝터는 실시예 1의 프로젝터를 변형한 것이며, 특히 설명하지 않는 개소에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지로 구성 가능해지고 있다.
이 프로젝터(110)는, 크로스 다이클로익 프리즘(27)의 전단에 RGB의 각 색마다 BM 제거 유닛(28)을 구비한다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해, RGB의 각 색마다 독립하여 블랙 매트릭스 영역 BA의 소거가 가능하게 된다. 즉, RGB의 각 색마다 분기광의 비율을 조절할 수 있어, RGB의 각 색마다 분기광의 시프트량을 조정할 수 있기 때문에, 색 특성을 고려한 다양한 표현도 가능하게 된다. 또, 도면에서는 생략하고 있지만, 각 BM 제거 유닛(28)마다, 복굴절판(28i, 28j)이나 λ/2 위상차판(28h)을 구동하기 위한 액츄에이터(28d~28f)(도 1 참조)가 마련되어 있다. 또한, 광원 장치(21)로부터 출력하는 광원광을 지면에 수직인 S 편광으로 하고, 또한, 필드 렌즈(23f)와 액정 광 밸브(25a) 사이에 R광용의 λ/2 위상차판(23d)을 배치하며, 필드 렌즈(23h)와 액정 광 밸브(25c) 사이에 B광용의 λ/2 위상차판(23d)을 배치하고 있다. 이에 따라, 양 유전체 다층막(27a, 27b)의 투과 특성에 있어서의 에지 파장이 S 편광과 P 편광에서 다른 경우에도, 양 유전체 다층막(27a, 27b)에 의한 R광 및 B광의 반사 효율을 높이면서, 양 유전체 다층막(27a, 27b)에 의한 G광의 투과 효율을 높일 수 있다.
또, 각 액정 광 밸브(25a~25c)의 후단이고 크로스 다이클로익 프리즘(27)의 전단의 3개소에 BM 제거 유닛(28)을 각각 마련한 경우, 가령 각 BM 제거 유닛(28)에서 분기 강도비 1:1로 P 편광 및 S 편광으로 분기했다고 해도, 크로스 다이클로익 프리즘(27)에 마련한 양 유전체 다층막(27a, 27b)의 투과 반사 특성의 편광 의존성에 기인하여 투사 화상에 있어서 원래 화상과 화소 시프트 이미지의 강도비가 1:1로 되지 않는 경우도 발생한다. 이 경우, 3개의 BM 제거 유닛(28)에 각각 마련한 λ/2 위상차판(28h)의 각도를 각 색마다 미세 조정하여, 최종적으로 투영되는 화상의 화소 분리를 각 색의 밸런스를 취하면서 수정하여 소망의 상태로 제어할 수 있다.
이상은 원래 화상과 화소 시프트 이미지의 강도비가 1:1인 경우의 설명이지만, 원래 화상과 화소 시프트 이미지의 강도비가 1:1과는 다른 비율로 조정된 경우도 동일한 사정이 성립한다. 이와 같이 원래 화상과 화소 시프트 이미지의 강도비를 변화시킨 경우의 λ/2 위상차판(28h)의 각도 조정량의 변화는, 예컨대 제어 장치(50)(도 1 참조)에 테이블로서 기억시켜둘 수 있고, 액츄에이터(28d~28f)(동 도 1 참조)의 구동시에 참조된다.
또, 본 발명은 상기의 실시예나 실시예에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 형태에 있어서 실시하는 것이 가능하고, 예컨대 다음과 같은 변형도 가능하다.
상기 실시예 1~3에서는, BM 제거 유닛(28)을 단일의 광학 유닛(28a)으로 구성하고, 한 방향에 관해서 블랙 매트릭스를 제거하고 있지만, BM 제거 유닛(28)을 한 쌍의 광학 유닛(28a)으로 구성하여, 직교하는 2 방향으로 일종의 광학적 로우패스 필터 처리를 하게 하는 것에 의해, 블랙 매트릭스를 2 방향에 관해서 제거할 수 있다. 이 때도, 각 방향에 관해서 이미지 광의 분기의 유무를 조절할 수 있기 때문에, 매끄러운 화질의 투사 이미지와 높은 해상도의 투사 이미지를 안정한 상태로 전환하면서 표시할 수 있다.
이상의 설명에서는, 제 1 및 제 2 복굴절판(28i, 28j)이 동일 형상이라고 하여 설명했지만, 양 복굴절판(28i, 28j)이 상당히 간격을 띄어 배치되는 경우, 양자의 광축상의 위치의 차의 영향을 고려하여 양 복굴절판(28i, 28j)의 두께 등의 설정을 변경할 수 있다.
상기 실시예에서는, 제 1 및 제 2 복굴절판(28i, 28j)이 광로를 따라 순차적으로 배치되어 있지만, 양 복굴절판(28i, 28j)의 순서를 바꿀 수도 있다.
상기 실시예에서는, 제거 유닛(28)에 편광 상태 조절 부재로서 λ/2 위상차판(28h)을 내장하고 있지만, λ/2 위상차판(28h) 대신에 λ/4 위상차판 등을 이용할 수 있다. 이 경우도, λ/4 위상차판 등의 광축 주위의 회전 위치를 조절함으로써, 광 분기의 비율을 조절할 수 있다. 편광 상태 조절 부재로서는, 위상차판대신에 패러데이 회전자를 이용할 수도 있다.
상기 실시예에서는, 광원 램프(21a)의 광을 복수의 부분 광속으로 분할하기 위해 2개의 플라이아이 광학계(21b, 21c)를 이용하고 있었지만, 본 발명은 이러한 플라이아이 광학계 즉 렌즈 어레이를 이용하지 않는 프로젝터에도 적용 가능하다.
상기 실시예에서는, 액정 광 밸브를 3개 이용한 프로젝터의 예에 대하여 설 명했지만, 본 발명은, 액정 광 밸브와 같은 광 변조 장치를 1개, 2개, 또는 4개 이상 이용한 프로젝터에도 적용할 수 있다. 예컨대, 단일의 액정 광 밸브 등으로서 각 화소에 RGB의 필터를 배열한 타입의 컬러 표시 패널을 백색 광원으로 조명하는 경우에도, 도 4(a) 등에 나타내는 BM 제거 유닛(28)을 이용하여 동일한 화소 시프트(즉 블랙 매트릭스의 소거 처리)의 설정과 해제가 가능하다.
상기 실시예에서는, 투과형 프로젝터에 본 발명을 적용한 경우의 예에 대하여 설명했지만 본 발명은 반사형 프로젝터에도 적용하는 것이 가능하다. 여기서, 「투과형」이란, 액정 광 밸브 등의 광 밸브가 광을 투과하는 타입인 것을 의미하고, 「반사형」이란, 광 밸브가 광을 반사하는 타입인 것을 의미하고 있다. 반사형 프로젝터의 경우, 광 밸브는 액정 패널만에 의해 구성하는 것이 가능하고, 한 쌍의 편광판은 불필요하다. 또한, 반사형 프로젝터에서는, 크로스 다이클로익 프리즘은, 백색광을 빨강, 초록, 파랑의 3색의 광으로 분리하는 색광 분리 수단으로서 이용되고, 또한, 변조된 3색의 광을 재차 합성하여 동일한 방향으로 출사하는 색광 합성 수단으로서도 이용되는 경우가 있다. 또한, 크로스 다이클로익 프리즘이 아니라, 삼각기둥이나 사각기둥 형상의 다이클로익 프리즘을 복수 조합한 다이클로익 프리즘을 이용하는 경우도 있다. 반사형의 프로젝터에 본 발명을 적용한 경우에도, 투과형의 프로젝터와 거의 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또, 광 변조 장치는 액정 광 밸브에 한정되지 않고, 예컨대 마이크로미러를 이용한 광 변조 장치로 해도 좋다.
프로젝터로서는, 투사면을 관찰하는 방향에서 화상 투사를 하는 전면 프로젝 터와, 투사면을 관찰하는 방향과는 반대측에서 화상 투사를 하는 배면 프로젝터가 있지만, 상기 실시예의 구성은 어느 것에도 적용 가능하다.
본 발명에 있어서, 광 변조 장치의 블랙 매트릭스는, 이미지 광의 사출을 주기적인 부분 영역으로 제한하는 것이라면 좋고, 실시예에서 설명했던 것 같은 차광막에 의해 형성된 것에는 한정되지 않는다. 예컨대, 마이크로미러를 이용한 광 변조 장치와 같이, 차광막 등에 의해 적극적으로 이미지 광의 사출을 제한하지 않고 있더라도, 투사 화상의 화소 사이에 이음매가 발생하는 것과 같은 광 변조 장치는 블랙 매트릭스를 갖는 광 변조 장치에 해당한다.
본 발명에 의하면, 이음매가 눈에 띄지 않는 매끄러운 화질의 투사 이미지를 안정한 상태로 형성할 수 있고, 또한, 매끄러운 화질의 투사 이미지와 높은 해상도의 투사 이미지를 전환하여 표시할 수 있는 프로젝터를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 표시 장치로부터의 이미지 광을 결상하는 투사 광학계와,
    상기 표시 장치의 전방측에서, 기준 방위를 입사 광속의 중심축 주위의 소정 방향으로 설정하여 배치되는 제 1 복굴절 광 분기 소자와,
    상기 제 1 복굴절 광 분기 소자에 대응하는 광 분기 특성을 갖고, 또한, 상기 제 1 복굴절 광 분기 소자의 전후 중 어느 한 쪽에 배치되어, 상기 중심축 주위의 회전 위치의 설정에 의해, 기준 방위를 상기 중심축 주위의 상기 소정 방향으로 한 제 1 상태와, 기준 방위를 해당 소정 방향에 대한 반대 방향으로 한 제 2 상태 사이에서, 상태의 전환이 가능한 제 2 복굴절 광 분기 소자
    를 구비하는 프로젝터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 장치는 조명 장치로부터의 조명광에 의해서 조명되는 광 변조 장치이며,
    해당 광 변조 장치는 이미지 광의 사출이 주기적인 부분 영역으로 제한되는 블랙 매트릭스 부분을 갖고,
    상기 제 1 및 제 2 복굴절 광 분기 소자는 상기 중심축 방향으로 상기 블랙 매트릭스 부분의 배치 및 형상에 대응한 두께를 갖는 복굴절판인 것
    을 특징으로 하는 프로젝터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 복굴절 광 분기 소자에 입사되는 이미지 광의 편광 상태를, 상기 소정 방향의 성분과 해당 소정 방향에 대한 직교 방향의 성분의 배분에 관해서 조절하는 편광 상태 조절 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 편광 상태 조절 부재는 위상차판을 갖고, 해당 위상차판의 상기 기준 방위의 상기 중심축 주위의 회전 위치의 설정에 의해서 이미지 광의 편광 상태를 조절하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 복굴절 광 분기 소자를 상기 제 1 및 제 2 상태 사이에서 전환하여 구동함으로써, 이미지 광의 분기 유무를 변경하는 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 표시 장치는 각 색마다 마련되어 개별적으로 조명되는 복수의 광 변조 장치를 포함하고, 해당 광 변조 장치에 의해서 변조된 광을 합성하여 사출시키는 광 합성 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 복굴절 광 분기 소자는 상기 광 합성 부재의 전방쪽에, 광로에 따라 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 복굴절 광 분기 소자는 상기 복수의 광 변조 장치의 각각의 전방쪽이고 상기 광 합성 부재의 후방쪽에, 각 색마다의 광로를 따라 각각 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005241870A (ja) * 2004-02-25 2005-09-08 Olympus Corp 空間変調ユニット及び画像投影装置
JP4751619B2 (ja) * 2005-01-31 2011-08-17 株式会社リコー 中間結像光学系、それを用いた画像表示装置、および中間結像光学系に用いられる電圧印加方法
JP2007127851A (ja) * 2005-11-04 2007-05-24 Victor Co Of Japan Ltd 投射型表示装置
US7628493B2 (en) * 2006-04-18 2009-12-08 Xerox Corporation Projector based on tunable individually-addressable Fabry-Perot filters
JP2008040116A (ja) * 2006-08-04 2008-02-21 Olympus Corp 画像表示装置
JP5625518B2 (ja) * 2010-06-15 2014-11-19 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター
US9201293B2 (en) * 2010-08-19 2015-12-01 Nec Display Solutions, Ltd. Projection display apparatus and control method therefor
JP2013152378A (ja) * 2012-01-26 2013-08-08 Nikon Corp 光学ローパスフィルタ、撮像装置および投影装置
JP5862393B2 (ja) * 2012-03-19 2016-02-16 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター
JP6188283B2 (ja) * 2012-06-05 2017-08-30 キヤノン株式会社 プロジェクタ、及びそれに用いる制御プログラム、制御方法
JP6107006B2 (ja) * 2012-09-06 2017-04-05 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター
JP6484799B2 (ja) * 2014-02-04 2019-03-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 投写型画像表示装置および調整方法
CN104731542A (zh) * 2015-03-17 2015-06-24 联想(北京)有限公司 电子设备
CN106054511A (zh) * 2016-08-02 2016-10-26 深圳市华星光电技术有限公司 投影装置及投影系统
JP2018072383A (ja) * 2016-10-24 2018-05-10 株式会社リコー 画像投影装置、画像投影装置の制御方法および画像投影装置の制御プログラム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0764048A (ja) * 1993-06-18 1995-03-10 Sony Corp 光学装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3380913B2 (ja) * 1992-06-11 2003-02-24 ソニー株式会社 固体撮像装置
US5659411A (en) 1993-06-18 1997-08-19 Sony Corporation Optical device having an optically transparent birefringent medium that selectively shifts the optical axis
JP3285169B2 (ja) 1993-07-22 2002-05-27 ソニー株式会社 光学装置
US6184969B1 (en) * 1994-10-25 2001-02-06 James L. Fergason Optical display system and method, active and passive dithering using birefringence, color image superpositioning and display enhancement
GB9605056D0 (en) * 1996-03-09 1996-05-08 Philips Electronics Nv Interlaced image projection apparatus
US5727860A (en) * 1996-04-04 1998-03-17 U.S. Philips Corporation Interlaced image projection apparatus
JP3705869B2 (ja) 1996-09-06 2005-10-12 富士写真フイルム株式会社 デジタル画像形成装置
US6407726B1 (en) * 1998-01-06 2002-06-18 Sony Corporation Method for driving display devices, and display device
JP3934250B2 (ja) * 1998-05-11 2007-06-20 オリンパス株式会社 画像表示装置
JP3518390B2 (ja) 1999-02-22 2004-04-12 ノーリツ鋼機株式会社 写真焼付装置
JP2001209133A (ja) 2000-01-25 2001-08-03 Noritsu Koki Co Ltd 写真焼付装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0764048A (ja) * 1993-06-18 1995-03-10 Sony Corp 光学装置

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