KR20040042884A - 프로젝터 - Google Patents

Abstract

4 종류의 색광을 이용하여 투사 화상을 형성하는 것으로, 투사 화상의 색 표현 영역을 확대하고, 또한, 광 이용 효율이 우수한 소형의 프로젝터를 제공하는 것에 관한 것이다.

광원(10), 색 분리 광학계(20), 광 변조 광학계(30), 색 합성 광학계(50)를 구비한 프로젝터에 있어서, 색 분리 광학계(20)는 사출 방향이 다른 4 종류의 색광을 생성하고, 광 변조 광학계(30)는, 색 분리 광학계에서 분리된 4 종류의 색광 중 어느 두 종류의 색광을 변조하는 제 1의 2색 변조 전기 광학 장치(31)와, 다른 두 종류의 색광을 변조하는 제 2의 2색 변조 전기 광학 장치(32)를 구비하고 있고, 어느 쪽 2색 변조 전기 광학 장치도 색 분리 광학계측 기판에 마이크로 렌즈 어레이를 가지고, 각각의 마이크로 렌즈에 대응한 복수의 서브 화소를 구비한다.

Description

프로젝터{PROJECTOR}

본 발명은 광범위한 색 영역(色域)을 표시 가능한 프로젝터에 관한 것이고, 보다 자세하게는, 광원 광으로부터 4 종류의 색광을 생성하고, 이들 4 종류의 색광을 이용하여 투사 화상을 형성하는 프로젝터에 관한 것이다.

프로젝터에 있어서의 컬러 화상의 생성 방법으로서는, 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)의 3원색의 색광을 이용하는 방법이 일반적이지만, 도 7에「종래」라고 도시하는 바와 같이, 이 방법으로서는 인간이 지각할 수 있는 색 영역을 충분히 커버할 수가 없다. 실물에 충실하고 또한 자연스러운 색을 재현하기 위해서는 색 영역의 확대가 필수 불가결하고, 종래의 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)에 더하여, 510㎚ 부근의 색광을 독립하여 변조 가능하게 하면, 표현 가능한 색 영역이 대폭 확대시킬 수 있다. 이러한 배경으로부터, 3원색에 다른 색광을 더한 4 종류 이상의 색광을 이용하여 컬러 화상을 생성하는 프로젝터가 검토되고 있다(예컨대, 비특허 문헌1 참조).

특허 문헌1 일본 특허 공개 평성 제 8-304739호 공보(도 8)

비특허 문헌1 야마구치, 「다원색 디스플레이」,컬러 포럼 JAPAN’ 99 논문집, 광학 4학회, 1999년 11월, p. 73-79

상기한 바와 같은 많은 종류의 색광을 이용한 프로젝터로서는, 예컨대, 비특허 문헌1에 소개되어 있는 바와 같이, 몇 개 형태의 것이 고안되어 있다. 이하에서는, 4개의 색광을 이용한 경우에 대하여, 대표적인 실시예를 소개한다.

(1)면 분할형 프로젝터. 예컨대, 평행 배치된 다이클로익 미러를 색광 합성계로서 이용한 3판식 프로젝터와 같이, 3 쌍의 다이클로익 미러를 평행 배치하여 색광 분리 및 색광 합성계를 구성하고, 이들 광학계 사이에 4 개의 전기 광학 장치를 배치한 프로젝터. 색광마다 독립된 전기 광학 장치를 이용하여 투사 화상을 형성하기 때문에, 후술하는 병치 화소 배열형 및 시분할형 프로젝터와 비교하면 광이용 효율이 높고, 투사 화상의 고휘도화를 실현하는 것이 용이하지만, 다수의 전기 광학 장치가 필요하고, 또한, 4개의 색광을 3장의 다이클로익 미러에 의해 합성하기 위해서 전기 광학 장치와 투사 렌즈간의 거리가 길게 될 수 밖에 없어서, 프로젝터 장치의 저비용화와 소형화가 어렵다.

(2)병치 화소 배열형 프로젝터. 전기 광학 장치의 화소 배열에 대응시켜 화소마다 다른 4색의 컬러 필터를 동일 평면상에 배치하여, 컬러 투사 화상을 형성하는 프로젝터. 구성적으로는 매우 간소하며, 하나의 전기 광학 장치에 의해 컬러의 투사 화상을 형성할 수 있기 때문에 프로젝터 장치의 소형화와 저비용화를 도모하기 쉽지만, 컬러 필터로 색광을 생성하기 때문에 광 이용 효율이 매우 낮고 투사 화상의 고휘도화가 매우 어렵다. 또한, 색광에 대응한 화소를 병치 배열시키기 때문에 투사 화상의 고선명화에는 적당하지 않다.

(3)시분할형 프로젝터. 예컨대, 회전 컬러 필터를 구비한 단판식 프로젝터와 마찬가지로, 4색 컬러 필터를 부채 형상으로 배열하여 이루어지는 원반 형상의 컬러 필터를 회전시켜 각 색광의 투사 화상을 시분할로 생성하여, 그것들을 시간적으로 연속 표시하는 것으로, 인간에게는 컬러 화상으로서 인식시키는 프로젝터. 하나의 전기 광학 장치에 의해 컬러의 투사 화상을 형성할 수 있고, 또한, 다색의 투사 화상을 용이하게 생성할 수 있기 때문에 프로젝터 장치의 소형화와 저비용화를 도모하기 쉽지만, 색광마다의 표시 시간이 줄어들기 때문에 광 이용 효율이 매우 낮고, 투사 화상의 고휘도화가 매우 어렵다. 또한, 화상을 형성하는 전기 광학 장치에는 고속 응답성이 요구되기 때문에, 사용 가능한 전기 광학 장치의 종류가한정된다는 결점도 있다.

(4)공간 화소 배열형 프로젝터. 4개의 화소에 대하여 하나의 마이크로 렌즈를 어레이 형상으로 구비한 전기 광학 장치를 이용하여, 부채 형상으로 배치된 4장의 다이클로익 미러 혹은 홀로그램 소자 등의 색광 분리계에서 광원 광으로부터 사출 방향이 다른 복수의 색광을 생성하고, 화소마다 다른 색광을 입사시켜, 컬러의 투사 화상을 형성하는 프로젝터. 컬러 필터를 이용하지 않으며 색광을 생성하기 때문에, 시분할형 프로젝터나 병치 화소 배열형 프로젝터에 비해서 광 이용 효율이 비교적 높고, 투사 화상의 고휘도화를 비교적 실현하기 쉽다. 또한, 하나의 전기 광학 장치에 의해 컬러 투사 화상을 형성할 수 있기 때문에 프로젝터 장치의 소형화를 도모하기 쉽지만, 병치 화소 배열형 프로젝터와 마찬가지로 색광에 대응한 화소를 병치 배열시키기 때문에 투사 화상의 고선명화에는 적당하지 않다. 또한, 색광 분리계에서 분리된 색광은, 마이크로 렌즈에서의 집광(최대 집광각 α0)과 색광 분리계에서의 방향 분리(분리각 β0)에 의해서 넓은 각도 분포를 갖는 발산광(최대 발산 각도는 α0+β0)이 되어 전기 광학 장치로부터 사출된다. 넓은 각도 분포를 갖는 발산광에 투사 렌즈를 대응시키기 위해서는, 렌즈의 F 값이 작고, 또한, 각 색광의 발산 시의 광속 직경을 포함할 수 있는 대구경의 투사 렌즈를 사용할 필요가 있으나, 이러한 렌즈는 매우 고가이고, 또한, 대형화를 피할 수 없다.

이상과 같이, 많은 종류의 색광을 이용한 프로젝터는 원리적으로는 충분히 실현 가능하지만, 투사 화상의 고휘도화, 투사 화상의 고선명화, 프로젝터 장치의 소형화, 프로젝터 장치의 저비용화 등을 동시에 실현하는 것은 어렵고, 실용성이높은 프로젝터는 실현되는 것에는 이르지 않았다.

그래서, 본 발명의 목적은, 4 종류의 색광을 이용하여 투사 화상을 형성함으로써, 종래의 프로젝터에 비해서 표시 가능한 색 영역을 확대하고, 또한, 대구경에서 고가의 투사 렌즈를 필요로 하지 않고, 광 이용 효율이 우수한 소형의 프로젝터를 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 프로젝터(1)의 개략적 구성을 도시하는 모식도,

도 2는 제 1 실시예에 있어서의 다이클로익(미러의 분광 특성을 도시하는 도면,

도 3은 제 1 실시예에 있어서의 광원 램프(11)의 발광 스펙트럼 분포를 도시하는 도면,

도 4는 제 1 실시예에 있어서의 2색 변조 액정 패널(31)의 개략적 구조를 도시하는 단면도,

도 5는 제 1 실시예에 있어서의 2색 변조 액정 패널(31, 32)의 화소 배열과, 2개의 2색 변조 액정 패널(31, 32)사이에 놓을 수 있는 화소의 대응 관계를 도시하는 설명도,

도 6은 제 1 실시예에 있어서의 다이클로익 프리즘(51)의 분광 특성을 도시하는 개략도,

도 7은 제 1 실시예에 있어서의 프로젝터(1)의 색 표현 영역을 도시하는 색도도,

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 프로젝터(2)의 개략적 구성을 도시하는 모식도,

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 다른 프로젝터3의 개략적 구성을 도시하는 모식도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1,2,3 : 프로젝터10 : 광원

20 : 색 분리 광학계

21 : 다이클로익 미러(제 1 색 분리 광학 소자)

22B : 반사 미러

22G1 : 다이클로익 미러(제 2 색 분리 광학 소자)

23R : 다이클로익 미러(제 3 색 분리 광학 소자)

23G2 : 반사 미러30 : 광 변조 광학계

31 : 제 1의 2색 변조 액정 패널(제 1의 2색 변조 전기 광학 장치)

32 : 제 2의 2색 변조 액정 패널(제 2의 2색 변조 전기 광학 장치)

40 : 편광 회전 소자50 : 색합성 광학계

51 : 다이클로익 프리즘60 : 투사 렌즈(투사 광학계)

70 : 편광 변환 광학계

71 : 제 1 렌즈 어레이(광속(光束) 분할 소자)

72 : 제 2 렌즈 어레이(집광 광학 소자)

73 : 편광 빔 스플리터 어레이(편광 분리 소자)

74 : 위상차판 어레이(편광 변환 소자)

75 : 중첩 렌즈(중첩 소자)80 : 평행화 렌즈

311 : 대향 기판312 : TFT 기판

313TN : 액정(전기 광학 재료)315 : 블랙 매트릭스

316A1, 316A2 : 서브 화소(서브 화소 전극)

316B, 316G1, 316G2, 316R : 화상 형성 영역(서브 화소)

331 : 마이크로 렌즈 어레이331A : 단위 마이크로 렌즈

R : 적색광G1 : 단파장측 녹색광

G2 : 장파장측 녹색광B : 청색광

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관한 프로젝터는, 가시광을 포함하는 광을 방사하는 광원과, 이 광원으로부터 사출된 광속을 4 종류의 색광으로 분리하는 색 분리 광학계와, 이 색 분리 광학계에서 분리된 4 종류의 색광 중 어느 두 종류의 색광을 변조하는 제 1의 2색 변조 전기 광학 장치와, 다른 두 종류의 색광을 변조하는 제 2의 2색 변조 전기 광학 장치를 구비한 광 변조 광학계와, 상기 광 변조 광학계에서 변조된 4 종류의 색광을 합성하는 색 합성 광학계를 구비한 프로젝터로서, 제 1 및 제 2의 2색 변조 전기 광학 장치는 한 쌍의 기판과, 이들 한 쌍의 기판 사이에 유지된 전기 광학 재료와, 한 쌍의 기판 중 색 분리 광학계측 기판에 마련된 마이크로 렌즈 어레이와, 다른 쪽의 기판 상에 형성된 복수의 서브 화소 전극을 구비하고, 복수의 서브 화소는 마이크로 렌즈 어레이의 각각 마이크로 렌즈에 대응하여 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 색 분리 광학계로서는, 광원으로부터 사출된 광속을 두 종류의 색광으로 분리하는 제 1의 색 분리 광학 소자와, 제 1의 색 분리 광학 소자에서 분리된색광 중 어느 한 쪽의 색광을 다시 두 종류의 색광으로 분리하는 제 2의 색 분리 광학 소자와, 제 1의 색 분리 광학 소자에 의해 분리된 다른 쪽의 색광을 다시 두 종류의 색광으로 분리하는 제 3의 색 분리 광학 소자를 구비한 광학계를 채용할 수 있다. 그리고, 제 1 내지 제 3의 색 분리 광학 소자 및 색 합성 광학계로서는, 다이클로익 미러 또는 다이클로익 프리즘을 이용할 수 있다. 또한, 2색 변조 전기 광학 장치로서는 액정을 이용한 액정 패널을 사용할 수 있다.

이러한 본 발명에 의하면, 광 변조 광학계가 두 종류의 색광을 독립적으로 변조할 수 있는 2색 변조 전기 광학 장치를 2개 구비하고 있기 때문에, 4 종류의 색광을 독립적으로 변조할 수 있고, 따라서, 4 종류의 색광을 이용하여 색 표현 영역이 넓은 투사 화상을 형성할 수 있다. 또한, 두 종류의 색광을 하나의 2색 변조 전기 광학 장치에 의해 변조하기 때문에, 4 종류의 색광을 독립적으로 변조함에도 불구하고, 필요한 전기 광학 변조 장치의 수는 2개로 충분하기 때문에, 프로젝터 장치의 소형화, 경량화, 저비용화를 실현하기 쉽다. 본 발명의 2색 변조 전기 광학 장치는 두 종류의 색광을 독립적으로 변조하기 위해서 인접하는 두 종류의 서브 화소를 매트릭스 형상으로 구비하고, 그 두 종류의 서브 화소에 집광하여 광을 입사시키기 위한 마이크로 렌즈를 입사측에 어레이 형상으로 구비한 구성을 갖고 있어서, 이른바 공간 화소 배열형이라 호칭되는 전기 광학 장치가 있다. 이 2색 변조 전기 광학 장치에 대해서, 색 분리 광학 소자로 미리 진행 방향이 분리(방향 분리)된 두 종류의 색광을 입사시키고, 서브 화소마다 독립적으로 변조하기 때문에, 색 생성에 있어서 컬러 필터 등을 이용할 필요가 없어서, 높은 광 이용 효율을 실현할 수 있다. 따라서, 투사 화상의 고휘도화와 색 표현 영역의 확대를 양립할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 프로젝터에는, 광원과 광 변조 광학계 사이에, 광원으로부터 사출된 비편광인 광을 편광 방향이 가지런한 광으로 변환하기 위한 편광 변환 광학계를 구비할 수 있다. 이 경우, 편광 변환 광학계로부터 사출되는 편광 방향이 가지런한 광은 S 편광광인 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 프로젝터의 2색 변조 전기 광학 장치로서는, 화상 표시에 있어서 편광광을 필요로 하는 액정 패널을 상정하고 있다. 따라서, 상기한 바와 같은 구성을 채용함으로써, 광원으로부터의 광의 이용 효율을 대폭 향상할 수 있기 때문에, 한층 더 투사 화상의 고휘도화를 실현할 수 있다. 또한, 편광 변환 광학계로부터 사출되는 광을 S 편광광으로 함으로써, 색 분리 광학계의 색광 분리면(다이클로익면)이나 색 합성 광학계의 색광 합성면(다이클로익면)에서의 반사율을 높이므로, 광 이용 효율을 향상시켜서 한층 더 투사 화상의 고휘도화를 실현할 수 있다.

동일한 관점에서, 제 1의 색 분리 광학 소자에 의해 반사하여 분리되는 색광은 광원으로부터 사출되는 색광 중에서 가장 광 강도(intensity)가 작은 색광을 포함하도록 설정하는 것이 바람직하다. 색 분리 광학계나 색 합성 광학계에 있어서의 반사면에서의 반사율을 높이기 때문에, 다른 색광과의 사이에서 강도의 밸런스를 취하기 쉽게 되어서, 광 이용 효율을 저하시키는 일 없이 색 표현 영역을 확대할 수 있게 되어서, 색 밸런스가 우수한 밝은 투사 화상을 실현하고 있다. 광원램프에 고압 수은 램프나 메탈할라이드 램프(metalhalide lamp)를 이용한 경우에는, 적색광이 부족할 수 있기 때문에, 제 1의 색 분리 광학 소자에 의해 반사하여 분리되는 색광에 적색광을 포함하도록 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 다른 메탈할라이드 램프나 할로겐 램프 및 크세논 램프(xenon lamp)를 이용한 경우에는 청색광이 부족할 수 있기 때문에, 제 1의 색 분리 광학 소자에 의해 반사하여 분리되는 색광에 청색광을 포함하도록 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 프로젝터가 편광 변환 광학계를 구비한 경우에는 특정 파장 영역의 광의 편광 방향을 약 90°회전시키는 편광 회전 소자가 편광 변환 광학계의 사출측에 배치되고, 제 1의 색 분리 광학 소자를 투과하는 색광은 P 편광광으로, 제 1의 색 분리 광학 소자를 반사하는 다른 색광은 S 편광광으로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 특정 파장 영역의 광의 편광 방향을 약 90°회전시키는 편광 회전 소자가 제 2의 색 분리 광학 소자의 입사측 및/또는 제 3의 색 분리 광학 소자의 입사측에 배치되고, 제 2의 색 분리 광학 소자 및/또는 제 3의 색 분리 광학 소자를 투과하는 색광은 P 편광광으로, 상기 제 2의 색 분리 광학 소자 및/또는 제 3의 색 분리 광학 소자를 반사하는 다른 색광은 S 편광광으로 설정되는 것이 바람직하다.

색 분리 광학 소자의 색광 분리면(다이클로익면)에서는, 일반적으로, P 편광인 경우에는 투과율을 높이기 쉽고, 입사하는 광이 S 편광인 경우에는 반사율을 높이기 쉽다. 따라서, 상기한 바와 같은 구성을 채용함으로써, 각 색 분리 광학 소자를 투과하는 색광은 선택적으로 P 편광광(각 색 분리 광학 소자에 의해 반사되는색광은 S 편광광 그대로 불변)이 되기 때문에, 색 분리 광학 소자에 있어서의 색광의 분리 정밀도와 효율을 향상할 수 있고, 색 표현 영역의 확대와 밝기의 향상을 양립할 수 있다.

본 발명에 관한 프로젝터의 2색 변조 전기 광학 장치에서는, 화상 표시 시에 편광광을 필요로 하는 액정 패널을 상정하고 있다. 따라서, 색 합성 광학계에서 반사에 의해서 합성되는 색광을 변조하는 2색 변조 전기 광학 장치의 입사측 혹은 사출측 중 적어도 한쪽에는, 특정 파장 영역의 광의 편광 방향을 약 90°회전시키는 편광 회전 소자가 배치되고, 색 합성 광학계에서 반사에 의해서 합성되는 색광은 S 편광광으로 설정되는 것이 바람직하다.

2색 변조 전기 광학 장치(액정 패널)로부터 사출되는 광은 편광광이기 때문에, 색 합성 광학계의 색광 합성면(다이클로익면)에서의 광 합성 효율(투과율과 반사율)을 고려하면, 반사에 의해서 합성되는 색광을 S 편광광, 투과에 의해서 합성되는 색광을 P 편광광이라 하면, 높은 효율로 색광을 합성할 수 있기 때문에, 투사 화상의 고화질화와 고휘도화를 실현할 수 있다. 편광 회전 소자의 배치 장소는 2개의 2색 변조 전기 광학 장치 중 어느 쪽이더라도 좋고, 하나의 2색 변조 전기 광학 장치의 입사측이나 사출측이더라도 좋다. 배치 장소는 색 합성 광학계의 색광 합성면(다이클로익면)의 배치 형태에 관계되기 때문에, 요컨대, 색 합성 광학계의 색광 합성면(다이클로익면)에서 반사에 의해서 합성되는 색광이 S 편광광으로 되도록 편광 회전 소자를 배치하면 좋다. 단지, 프로젝터가 편광 변환 광학계를 구비하지 않고, 또한, 2색 변조 전기 광학 장치의 입사측에 편광 회전 소자를 배치하는경우에는, 그 편광 회전 소자는 입사측 편광판의 사출측에 배치할 필요가 있다.

본 발명에 관한 프로젝터에서는, 평행화 렌즈를 제 1 및 제 2의 2색 변조 전기 광학 장치의 각각의 입사측에 배치하는 구성을 채용할 수 있다. 또한, 이 평행화 렌즈를 제 2 및 제 3의 색 분리 광학 소자의 입사측에 배치하더라도 좋다. 전자의 경우에는, 평행화 렌즈의 배치에 의해서, 2색 변조 전기 광학 장치에 입사하는 광속의 각도 분포를 좁게 할 수 있기 때문에, 투사 화상의 고화질화와 고휘도화에 효과적이며, 후자의 경우에는, 제 2 및 제 3의 색 분리 광학 소자에 입사하는 광속의 각도 분포를 좁게 할 수 있기 때문에, 제 2 및 제 3의 색 분리 광학 소자에 의해서는 정밀도가 높은 색 분리를 행하여, 투사 화상의 색 얼룩(unevenness of a projection image)의 억제, 고화질화, 고휘도화에 효과적이다.

또한, 본 발명에 관한 프로젝터가 편광 변환 광학계를 구비한 경우에는, 광원과 제 1의 색 분리 광학 소자 사이에 배치된 광속 분할 소자와, 이 제 1의 색 분리 광학 소자와 제 2의 색 분리 광학 소자 사이에 배치된 집광 광학 소자, 편광 분리 소자, 편광 변환 소자 및 중첩 소자와, 이 제 1의 색 분리 광학 소자와 제 3의 색 분리 광학 소자 사이에 배치된 집광 광학 소자, 편광 분리 소자, 편광 변환 소자 및 중첩 소자를 구비한 구성의 편광 변환 광학계를 채용할 수 있다. 이러한 편광 변환 광학계를 구비한 프로젝터로 하면, 프로젝터 장치를 소형화할 수 있고, 또한, 각각의 편광 변환 광학계에 입사하는 색광의 파장 영역이 한정되기 때문에, 특히 광원으로부터 사출되는 색광 중에서, 가장 광 강도가 작은 색광의 편광 변환효율을 효과적으로 향상할 수 있어서, 색 표현 영역의 확대와 밝기의 향상을 양립할수 있다.

또한, 본 발명에 관한 프로젝터로서는, 제 1의 및 제 2의 2색 변조 전기 광학 장치 중 어느 한 쪽은 청색광과 단파장 측의 녹색광을 변조하고, 다른 쪽은 장파장측 녹색광과 적색광을 변조하도록 구성하는 것이 바람직하다. 여기서, 단파장측 녹색광과 장파장측 녹색광의 경계 파장을 대략 515㎚ 내지 540㎚로 설정할 수 있다. 또한, 한 쪽의 2색 변조 전기 광학 장치에 있어서 단파장측 녹색광을 변조하는 서브 화소와, 다른 쪽의 2색 변조 전기 광학 장치에 있어서 장파장측 녹색광을 변조하는 서브 화소가, 색광 합성 시에 겹쳐지지 않도록, 각 서브 화소로 입사하는 색광의 위치를 설정하는 것이 바람직하다.

인간이 지각 가능한 색 영역에 대하여 3원색 광을 이용한 현재의 표시 소자에 의해 표현 가능한 색 영역은 특히 490㎚ 내지 570㎚ 근방의 파장 영역으로 상당히 좁다는 점, 및 녹색광에 대한 인간의 시각 감도가 높은 점을 고려하면, 녹색광을 2개의 파장 영역으로 분리해서, 각각을 독립적으로 변조함으로써, 인간이 지각 가능한 색영역에 미치는 넓은 색 표현 영역(색 영역)과 시청(視聽) 시에 있어서 높은 해상 감도를 실현할 수 있다. 또한, 메탈할라이드 램프 중에는 490㎚ 내지 560㎚ 부근에서 강한 2개의 휘선 스펙트럼을 갖는 것이 있고, 이러한 램프를 광원으로서 이용한 경우에는, 2개의 휘선 스펙트럼 사이에 단파장측 녹색광과 장파장측 녹색광의 경계 파장을 설정함으로써, 청색과 비슷한 녹색광과 황색과 비슷한 녹색광을 독립적으로 변조할 수 있기 때문에, 표현 가능한 색 영역을 한층 더 효과적으로 확대할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시의 일 실시예를 도면에 근거하여 설명한다.

1. 제 1 실시예

본 발명의 제 1 실시예에 관한 프로젝터의 개략적인 구성을 도 1에 도시한다. 이 프로젝터(1)는 가시광을 포함하는 광을 사출하는 광원(10), 광원으로부터의 광을 파장 영역이 다른 4 종류의 색광으로 분리하는 색 분리 광학계(20), 외부로부터의 화상 정보에 근거하여 광 변조하여 색광마다 광학상을 형성하는 광 변조 광학계(30), 형성된 광학상을 합성하여 하나의 컬러 화상을 형성하는 색 합성 광학계(50), 형성된 컬러 화상을 투사면(도시 생략) 상에 투사 표시하는 투사 광학계(60)를 구비하여 대략 구성되어 있다.

또, 도 1에서는 도시를 생략했으나, 광원(10)과 광 변조 광학계(30) 사이에는, 광 변조 광학계(30)에 입사되는 조명광속의 강도 분포를 균일하게 하기 위한 균일 조명 광학계나, 광원으로부터의 광을 편광 방향이 가지런한 편광 광속으로 변환하기 위한 편광 변환 광학계 등을 배치할 수 있다. 균일 조명 광학계는 광원(10)으로부터 사출된 광속을 복수의 부분 광속으로 분할하고, 후술하는 2색 변조 액정 패널(31, 32)의 화상 형성 영역을 균일한 밝기로 조명하는 것이며, 렌즈 어레이나 로드 렌즈(rod lens) 등을 포함하여 구성할 수 있다. 편광 변환 광학계는, 광원(10)으로부터 사출된 비편광인 광속을 편광 방향이 직교하는 두 종류의 편광 광속으로 분리하고, 한 쪽의 편광 광속의 편광 방향을 회전하여 다른 쪽의 편광 광속의 편광 방향과 가지런하게 하여 사출하는 것이며, 편광 분리막, 반사막 및 위상차판 등을 포함하여 구성할 수 있다.

광원(10)은 방사상으로 광선을 사출하는 광원 램프(11)와, 광원 램프(11)로부터 방사된 광선을 한 방향으로 향하게 사출하는 리플렉터(reflector)(12)를 구비하고 있다. 또, 광원 램프(11)에서는, 고압 수은 램프, 메탈할라이드 램프, 할로겐 램프, 크세논 램프 등을, 또한, 리플렉터(12)로서는, 포물면 리플렉터, 타원면 리플렉터, 구면 리플렉터 등을 사용할 수 있다.

색 분리 광학계(20)는 제 1의 색 분리 광학 소자인 다이클로익 미러(21), 제 2의 색 분리 광학 소자인 다이클로익 미러(22G1), 반사 미러(22B), 제 3의 색 분리 광학 소자인 다이클로익 미러(23R), 반사 미러(23G2)를 구비하고 있다. 3 종류의 다이클로익 미러(21, 22G1, 23R)는 특정한 파장 영역의 색광을 투과 혹은 반사시키는 파장 선택성을 갖춘 미러이며, 유리 등의 투명 기판 상에 유전체 다층막을 형성함으로써 실현된다. 다이클로익 미러(21, 22G1, 23R)의 분광 특성의 일례를 도 2(A)∼(C)에 도시한다. 여기서, 도 2(A)는 다이클로익 미러(21), 도 2(B)는 다이클로익 미러(22G1), 도 2(C)는 다이클로익 미러(23R)를 각각 도시하고 있다. 여기서는 도면 중 청색광(B)으로서 대략 380㎚∼495㎚의 파장 영역의 광을, 녹색광(G1)으로서 대략 495㎚∼525㎚의 파장 영역의 광을, 녹색광(G2)으로서 대략 525㎚∼585㎚의 파장 영역의 광을, 적색광(R)으로서 대략 585㎚∼780㎚의 파장 영역의 광을 상정하고 있으나, 이것에 한정되지 않는다. 단지, 인간이 지각 가능한 색 영역에 대하여 3원색광을 이용한 현재의 표시 소자로 표현 가능한 색 영역은 특히 490㎚ 내지 570㎚ 근방의 파장 영역으로 상당히 좁다는 점, 및 녹색광에 대한 인간의 시각 감도는 높고, 녹색광은 관상(觀賞) 시의 해상 감도에 큰 영향을 미치게 하는 것을 고려하면, 녹색광을 2개의 파장 영역으로 분리하고, 각각을 독립적으로 변조하는 것이 바람직하다. 광원 램프(11)의 일례로서, 메탈할라이드 램프의 발광 스펙트럼 분포를 도 3에 도시한다. 이 광원 램프의 경우, 녹색광에 대응하는 파장 영역 내 505㎚ 부근과 545㎚ 부근에 강한 휘선 스펙트럼이 존재하기 때문에, 505㎚의 휘선을 포함하는 색광을 단파장측 녹색광(G1)(청색과 비슷한 녹색광), 545㎚의 휘선을 포함하는 색광을 장파장측 녹색광(G2)(황색과 비슷한 녹색광)으로 하고, 이들 두 종류의 녹색광(G1, G2)을 독립적으로 변조하는 것으로, 색 표현 영역의 확대와 시청 시에 있어서 해상 감도의 향상을 실현하고 있다.

다이클로익 미러(21)는 청색광(B) 및 단파장측 녹색광(G1)을 투과시켜 적색광 (R) 및 장파장측 녹색광(G2)을 반사시키는 미러이며, 다이클로익 미러(22G1)는 단파장측 녹색광(G1)을 반사시켜 청색광(B)을 투과시키는 미러이며, 다이클로익 미러(23R)는 적색광(R)을 반사시켜 장파장 측의 녹색광(G2)을 투과시키는 미러이나, 이것에 한정되지 않는다. 각 다이클로익 미러의 분광 특성은 그 배치 상태에도 의존한다. 예컨대, 다이클로익 미러(22G1)는 청색광(B)을 반사시켜 단파장측 녹색광 (G1)을 투과시키는 미러이더라도 좋다. 단지, 그 경우에는 다이클로익 미러(22G1)와 반사 미러(22B)를, 도 1과는 반대 방향으로 양자 간격이 벌어지도록 배치해야 한다(도 1에서는 +X 및 +Z 방향만큼 양자 간격이 좁아져 있다). 또한, 반사 미러(22B)와 반사 미러(23G2)는, 각각 다이클로익 미러(22G1)와 다이클로익 미러(23R)를 투과하여 온 색광을 소정의 방향으로 반사시킬 목적으로 배치되기 때문에 일반적인 반사 미러라도 좋지만, 반사율을 높이기 쉽다는 점, 특정 파장 영역의 색광만을 선택적으로 반사함으로써 조명광의 색 순도(colormetric purity)를 높이기 쉽다는 점 등의 이유 때문에 다이클로익 미러로 하는 쪽이 바람직하다.

광원(10)으로부터 사출된 광속은 다이클로익 미러(21)에 의해서 청색광(B) 및 단파장측 녹색광(G1)과, 적색광(R) 및 장파장측 녹색광(G2)으로 분리된다. 다이클로익 미러(21)를 투과한 청색광(B) 및 녹색광(G1)은 다이클로익 미러(22G1)에 의해 청색광(B)과 녹색광(G1)으로 분리된 후, 녹색광(G1)은 후술하는 제 1의 2색 변조 액정 패널(31)(제 1의 2색 변조 전기 광학 장치)에 직접 입사하고, 청색광(B)은 반사 미러(22B)를 지나서 마찬가지로 제 1의 2색 변조 액정 패널(31)에 입사한다. 한편, 다이클로익 미러(21)에 의해 반사된 적색광(R) 및 장파장 측의 녹색광 (G2)는 다이클로익 미러(23R)에서 적색광(R)과 녹색광(G2)으로 분리된 후, 적색광(R)은 후술하는 제 2의 2색 변조 액정 패널(32)(제 2의 2색 변조 전기 광학 장치)에 직접 입사하고, 녹색광(G2)은 반사 미러(23G2)를 지나서 마찬가지로 제 2의 2색 변조 액정 패널(32)에 입사한다. 또, 다이클로익 미러(22G1)와 반사 미러(22B)의 전후 관계는 본 실시예와 반대로, 즉, 다이클로익 미러(21)로부터의 색광이 최초에 반사 미러(22B)에 입사하는 형태로서도 좋다(물론, 이것에 대응시켜 반사 미러(22B)를 다이클로익 미러로 할 필요가 있다). 이것들의 전후 관계는 광원으로부터의 색광의 강도 비를 고려하여 정해져야 하는 것이며, 광 강도가 상대적으로 약한 쪽의 색광이 최초에 반사되도록 다이클로익 미러를 배치하면, 색광 사이의 강도비가 밸런스시킬 수 있기 때문에, 표현 가능한 색 영역의 확대에 효과적이다. 그리고, 동일한 이유 때문에 다이클로익 미러(23 R)와 반사 미러(23G2)의 전후 관계에 관해서도 본 실시예와 반대로서도 좋다.

여기서, 다이클로익 미러(23R) 및 다이클로익 미러(21)에 의해 반사하여 분리하는 색광을, 광원으로부터 사출되는 색광 중에서, 가장 광 강도가 작은 색광, 혹은, 그 색광을 포함하는 복수의 색광으로 하고 있다. 그 이유는, 일반적으로 다이클로익 미러에서는 투과율에 비해서 반사율을 높이기 쉽기 때문에, 가장 광 강도가 작은 색광을 반사시키는 형태로 하면, 그 색광의 광 손실을 효과적으로 저감할 수 있고, 다른 색광의 광 강도를 저하시키는 일 없이 색 밸런스를 취할 수 있기 때문이다. 이에 따라, 광 이용 효율의 향상과 색 표현 영역의 확대를 양립할 수 있어, 색 밸런스가 우수한 밝은 투사 화상을 실현하고 있다. 구체적으로는, 적색광의 손실 저감을 목적으로, 2개의 다이클로익 미러(21, 23R)에서는 적색광이 반사되도록 설정하고 있다. 본 실시예에서는 광원 램프로서 적색광의 강도가 상대적으로 작은 메탈할라이드 램프나 고압 수은 램프의 사용을 상정하고 있기 때문이다. 동일한 관점에서, 다이클로익 미러(23R)를 반사 미러(23G2) 바로 앞(광원에 가까운 측)에 배치하고 있다. 또, 다이클로익 미러(22G1)를 반사 미러(22B) 바로 앞(광원에 가까운 측)에 배치하고 있는 이유에 있어서는 후술한다.

다이클로익 미러(22G1)와 반사 미러(22B)는 광원(10)으로부터 사출된 광속이 서로 다른 각도로 입사하도록 배치된다. 구체적으로는, XZ 평면상에서 입사 광속의 중심축에 대하여 45°를 이루는 가상의 축(Q1)을 설정하고, 이 축을 대칭축으로서 2개의 다이클로익 미러(22G1, 22B)가 서로 비평행한 상태로 배치된다(도 1에서는 +X 및 +Z 방향만큼 양자 간격이 좁아져 있다). 따라서, 다이클로익 미러(22G1)에 의해 반사된 녹색광(G1)과 반사 미러(22B)에 의해 반사된 청색광(B)은, XZ 평면 상에서 약간 다른 2개의 방향으로 분리되어 사출된다. 마찬가지로, 다이클로익 미러(23R)와 반사 미러(23G2)도, XZ 평면 상에서 입사 광속의 중심축에 대하여 45°를 이루는 가상의 축(Q2)을 설정하고, 이 축을 대칭축으로서 서로 비평행한 상태로 배치된다. 따라서, 다이클로익 미러(23R)에 의해 반사된 적색광(R)과 반사 미러(23G2)에 의해 반사된 녹색광(G2)도, XZ 평면 상에서 약간 다른 2개의 방향으로 분리되어 사출된다. 또, 다이클로익 미러(22G1)와 반사 미러(22B) 및 다이클로익 미러(23R)와 반사 미러(23G2)의 배치 상태는 상기에 한정되지 않는다. 도 1에서는 +X 및 +Z 방향만큼 양자 간격이 좁아진 배치 형태로 하고 있으나, 반대로, +X 및 +Z 방향만큼 양자 간격이 넓어진 배치 형태로 해도 좋다.

다음으로, 광 변조 광학계(30)는 색광을 변조하는 2개의 2색 변조 전기 광학 장치, 즉, 제 1의 2색 변조 액정 패널(31)(제 1의 2색 변조 전기 광학 장치)과 제 2의 2색 변조 액정 패널(32)(제 2의 2색 변조 전기 광학 장치)을 구비하고 있다. 이들 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)은 기본적으로 동일한 액정 패널 이며, 변조하는 색광의 차이에 의해서 구별되고, 본 실시예에서는, 제 1의 2색 변조 액정 패널(31)에 의해서는 청색광(B)과 녹색광(G1)을, 제 2의 2색 변조 액정 패널(32)에 의해서는 적색광(R)과 녹색광(G2)를 각각 변조한다.

2색 변조 액정 패널(31, 32)은 입사한 두 가지의 색광을, 도시되지 않는 외부로부터의 화상 정보에 근거하여 각각 독립적으로 광변조하여 광학상을 형성하고,입사측과는 반대측으로부터 변조 광속을 사출하는 투과형의 액정 패널이며, 그 단면 구조를 도 4에 도시한다. 도 4는 제 1의 2색 변조 액정 패널(31)을 예로서 도시하고 있다. 이 2색 변조 액정 패널(31, 32)의 개략적 구조는, 후술하는 서브 화소(316A1, 316A2)(서브 화소란 후술하는 서브 화소 전극에 의해서 구동되는 화소를 의미하기 때문에, 서브 화소 전극과 같은 번호를 갖는다)나 그것과 대응한 마이크로 렌즈를 갖는 점을 제외하면, 일반적인 모노크로용 액정 패널과 거의 동일하다. 즉, 유리 등으로 구성된 2장의 투명한 기판(대향 기판(311), TFT 기판(312)) 사이에 전기 광학 재료인 트위스티드 네매틱(twisted nematic)(TN) 액정(313)이 봉입되어, 대향 기판(311) 상에는 공통 전극(314) 및 불필요한 광을 차광하기 위한 블랙 매트릭스(black matrix)(315)등이, 또한, TFT 기판(312) 상에는 두 종류의 서브 화소 전극(316A1, 316A2)과 스위칭 소자로서의 박막 트랜지스터(TFT317) 등이 형성되어, 박막 트랜지스터(TFT317)를 거쳐서 화소 전극(316A1, 316A2)에 전압이 인가되면, 공통 전극(314) 사이에 끼워진 액정(313)이 구동된다.

또한, 대향 기판(311)의 입사측에는 복수의 단위 마이크로 렌즈(331A)를 매트릭스 형상으로 구비하여 이루어지는 마이크로 렌즈 어레이(331)가 배치되어 있다. 단위 마이크로 렌즈(331A)는 에칭 등에 의해 유리판 상에 형성되어, 마이크로 렌즈 어레이가 형성된 유리판과는 다른 굴절률을 갖는 수지층(접착제)(332)을 거쳐서 대향 기판(311)에 접착되어 있다. 마이크로 렌즈 어레이(331)는, 다이클로익 미러(22G1), 반사 미러(22B), 다이클로익 미러(23R), 반사 미러(23G2) 등으로 사출 방향이 분리된 두 종류의 색광을 각각 집광하여, 공간적으로 분리한 상태에 대응하는 서브 화소(316A1, 316A2)에 각각 입사된다. 즉, Z 방향으로 늘어선 한 쌍의 서브 화소(316A1, 316A2)에 대하여 하나의 단위 마이크로 렌즈(331A)가 대응하도록, 마이크로 렌즈 어레이(331)는 구성되어 있다. 그 때문에, 한 쌍의 서브 화소(316 A1, 316A2)가 늘어서는 방향은 다이클로익 미러(22G1), 반사 미러(22B), 다이클로익 미러(23R), 반사 미러(23G2) 등으로 색광의 사출 방향이 분리된 방향(도 1의 XZ 평면 내의 방향)으로 설정되어 있다. 여기서, 단위 마이크로 렌즈(331A)의 Z 방향의 폭 치수는 서브 화소(316A1)의 Z 방향의 폭 치수와 서브 화소(316A2)의 Z 방향의 폭 치수의 합과 대략 같고, Y 방향의 길이 치수는 서브 화소(316A1, 316A2)(2개의 서브 화소의 길이 치수는 서로 같다)의 Y 방향의 길이 치수와 대략 같도록 설정되어 있다. 또, 백색 표시 시의 화소 형상을 정방형으로 하기 위해서, 서브 화소 전극(316A1, 316A2)의 Z 방향의 폭 치수를 Y 방향의 길이 치수의 약 1/2로 설정하고 있으나, 이것에 한정되지 않는다.

그리고, TFT 기판(312)의 광 사출측 및 마이크로 렌즈 어레이(331)의 광 입사측에는, 각각 편광판(342, 341)이 배치되어 있다. 또, 액정(313)은 TN형 뿐만 아니라, 강(强) 유전형이나 반 강 유전형, 수평 배향형이나 수직 배향형 등을 여러 가지 이용하는 것이 가능하다.

도 1 및 도 4에 도시하는 바와 같이 다이클로익 미러(22G1)와 반사 미러(22B)에서 사출 방향이 분리된 녹색광(G1) 및 청색광(B)은 제 1의 2색 변조 액정 패널(31) 상의 각 단위 마이크로 렌즈(331A)에 다른 각도로 입사한다. 이 각 단위 마이크로 렌즈(331A)에 입사한 녹색광(G1) 및 청색광(B)은 각각 다른 각도로단위 마이크로 렌즈(331A)에서 사출되어, Z 방향으로 늘어선 한 쌍의 서브 화소(316 A1, 316 A2) 근방에, 색광마다 분리되어 각각 집광한다. 그리고, 녹색광(G1) 및 청색광(B)은 각각의 서브 화소(316A1, 316A2)에 의해 변조된 후, 제 1의 2색 변조 액정 패널(31)의 광속 입사 단면과 직교하는 방향(도 4의 X 방향)에 대하여 서로 대략 대칭인 각도로 사출된다. 마찬가지로, 다이클로익 미러(23R)와 반사 미러(23G2)로 사출 방향이 분리된 적색광(R) 및 녹색광(G2)도, 제 2의 2색 변조 액정 패널(32)의 각각 서브 화소(316A1, 316A2)에 의해 변조된 후, 광속 입사 단면과 직교하는 방향에 대하여 서로 대략 대칭인 각도로 사출된다.

제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)에 있어서의 서브 화소의 배열 상태와, 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32) 사이에 있어서의 서브 화소의 상대적인 대응 관계를 도 5에 도시한다. 제 1의 2색 변조 액정 패널(31)에서는 청색광(B)이 입사하는 화상 형성 영역(서브 화소)(316B)과 녹색광(G1)이 입사하는 화상형성 영역(서브 화소)(316G1)이, 또한, 제 2의 2색 변조 액정 패널(32)에서는 녹색광(G2)이 입사하는 화상 형성 영역(서브 화소)(316G2)과 적색광(R)이 입사하는 화상형성 영역(서브 화소)(316R)이 각각 체크 무늬 형상으로 배치되어 있다. 그리고, 2개의 2색 변조 액정 패널(31, 32) 사이에서는, 화상 형성 영역(서브 화소)(316B)과 화상 형성 영역(서브 화소)(316G2)이, 또한, 화상 형성 영역(서브 화소)(316G1)과 화상 형성 영역(서브 화소)(316R)이 각각 대응하도록(공간적으로 겹치도록) 배치되어 있다. 인간의 시감도는 녹색광에 대하여 높기 때문에, 화상 형성 영역(서브 화소)(316G1)과 화상 형성 영역(서브 화소)(316G2)이 대응하지 않도록(공간적으로 겹치지 않도록) 배치함으로써, 투사 화상의 해상 감도를 높일 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 이러한 화소 사이의 배치 관계를 취하기 위해서, 다이클로익 미러(22G1)와 반사 미러(22B)의 배치 관계는 설정되어 있다.

색 합성 광학계(50)는 도 1에 도시하는 바와 같이 다이클로익 프리즘(51)을 구비하고, 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)로부터 사출된 변조 후의 4 종류의 색광을 합성하여 컬러 화상을 형성한다. 여기서, 다이클로익 프리즘(51)의 분광 특성을 도 6에 도시한다. 이 다이클로익 프리즘(51)은 대략 삼각 기둥 형상인 2개의 투명 매질에 의해서 다이클로익면이 사이에 유지된 입방체 형상을 이루고, 청색광(B)과 단파장측 녹색광(G1)을 투과시키고, 장파장측 녹색광(G2)과 적색광(R)을 반사시키는 유전체 다층막(52)이 평면에서 보아 정방형의 대각선 부분에 형성되어 있다. 그리고, 색 합성 광학계(50)에서 합성된 컬러 화상은 투사 렌즈(투사 광학계)(60)로부터 사출되어, 도시하지 않은 스크린 상에 확대 투사된다.

이러한 제 1 실시예에 의하면, 이하와 같은 효과가 있다. 광 변조 광학계(30)가 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)을 포함하여 구성되어 있기 때문에, 4 종류의 색광을 이용하여 색 표현 영역이 넓은 투사 화상을 형성할 수 있다. 프로젝터(1)의 색 표현 영역을 도 7에 도시한다. 본 발명의 프로젝터(1)에서는, 특히 두 가지의 녹색광(G1, G2)을 독립적으로 변조하기 때문에, 종래의 3원색을 이용한 프로젝터에 비해서 넓은 색 표현 영역을 실현 가능하다는 것을 알 수 있다.

상술한 4종류 프로젝터와 비교하면, 컬러 필터를 이용하지 않고서 색광을 생성할 수 있기 때문에, 시분할형 프로젝터나 병치 화소 배열형 프로젝터보다도 고선명의 밝은 투사 화상을 형성할 수 있고, 또한, 2색 변조 액정 패널과 투사 렌즈간의 거리를 짧게 할 수 있기 때문에, 면 분할형 프로젝터보다도 장치의 소형화와 투사 화상의 고휘도화를 도모하기 쉽다. 또한, 투사 렌즈로서 대구경이 고가인 렌즈를 이용할 필요가 없기 때문에 공간 화소 배열형 프로젝터보다도 장치의 소형화와 저비용화를 도모가 쉽다. 즉, 본 발명에 의하면, 광 이용 효율이 상대적으로 높고, 투사 화상의 고휘도화, 장치의 소형화와 저비용화가 우수한 프로젝터를 실현할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명과 유사의 구조를 갖는 전기 광학 장치를 이용한 공간 화소 배열형 프로젝터와 상세히 비교하면, 전기 광학 장치의 크기가 동일하면, 종래의 4개의 서브 화소에 대하여 하나의 마이크로 렌즈를 구비한 4색 변조 액정 패널에 비해, 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)을 사용한 경우에는, 서브 화소(316A1, 316A2)의 Z 방향(입사하는 색광이 방향 분리되는 방향)의 치수를 2배 크게 할 수 있다. 그리고, 서브 화소(316A1, 316A2)가 커지면, 전단(前段)에 배치되는 단위 마이크로 렌즈(331A)의 초점 거리를 상대적으로 길게 설정할 수 있기 때문에, 마이크로 렌즈에 의한 최대 집광각(α)을 작게 할 수 있고, 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)로부터 사출되는 광속의 최대 발산각(α)(도 4)을 작게 할 수 있다(α<α 0). 또한, 종래의 4색 변조 액정 패널에 대하여, 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)에 입사하는 색광은 두 종류이므로, 색 분리 광학계(20)에 서 방향 분리되어 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)에 다른 방향으로부터 입사하는 각 색광의 분리각(β)(도 4)도 작게 할 수 있다(β<β0).

따라서, 종래의 4색 변조 액정 패널을 이용한 공간 화소 배열형 프로젝터에 대하여, 본 발명의 2색 변조 액정 패널을 2개 이용한 프로젝터에서는, 광 변조 광학계로부터 사출되는 발산광의 최대 발산각을 작게 할 수 있고(α+β<α 0+β0), 광 변조 광학계(전기 광학 장치)를 고정세(高精細)화 하는 경우에도, F 넘버가 작은 대구경으로 고가의 투사 렌즈를 이용할 필요가 없고, 광 이용 효율을 저하시키지 않고서, 밝은 색 밸런스가 우수한 컬러 화상을 투사 표시할 수 있다. 반대로, 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)로부터 사출되는 발산광의 최대 발산각(α+β)을 4색 변조 액정 패널의 경우와 같게 설정하면, 마이크로 렌즈의 초점 거리를 보다 짧게 하여 서브 화소(316A1, 316A2)에 입사하는 광속의 직경을 보다 작게 할 수 있으므로, 서브 화소에의 색광의 입사 효율을 높이고, 또한, 인접하는 다른 서브 화소에 불필요한 색광이 입사함으로써 발생하는 혼색의 발생을 방지할 수 있어, 엑수데이션(exudation) 없이 색 표현성이 우수한 컬러 화상을 투사 표시할 수 있다.

또한, 4색 변조 액정 패널에 비해서, 2색 변조 액정 패널로서는 서브 화소(316A1, 316A2)의 치수가 크기 때문에, 광원을 포함하는 조명 광학계, 투사 렌즈 등 사이에서 높은 상대 위치 정밀도를 확보할 필요성이 낮고, 그만큼 프로젝터의 제조가 용이하게 된다.

본 발명의 프로젝터에서는, 색 분리 광학계(20)에 다이클로익 미러(21, 22G1, 23R)와 반사 미러(22B, 23G2)를 채용하고 있기 때문에, 프로젝터의 경량화 및 저비용화를 도모하기 쉽다. 한편, 색 합성 광학계(50)에서는 다이클로익 프리즘(51)을 채용하고 있다. 일반적으로, 다이클로익면에서의 색광의 분리·합성 특성은 입사하는 광에 대하여 입사각 의존성을 갖기 때문에, 효율이 좋은 색광의 분리·합성을 하기 위해서는, 광의 입사각을 작게 하는 것이 중요하다. 따라서, 블록 형상의 다이클로익 프리즘(51)을 채용한 경우에는, 다이클로익면은 굴절률이 공기보다도 높은 매질로 유지되기 때문에, 광의 입사 각도를 비교적 작게 할 수 있어서, 효율이 좋은 색광의 합성과 합성 시에 있어서의 색 얼룩의 발생을 저감할 수 있다. 또한, 다이클로익면에는 휘어짐이 발생하기 어렵기 때문에, 투사 화상에 왜곡이 발생하지 않아서, 투사 화상의 고화질화를 실현하고 있다.

또한, 색 분리 광학계(20)에서는 적색광을 반사시켜 분리하는 형태를 채용하고 있다. 일반적으로, 다이클로익 미러에 의해서는 반사율을 높이기 쉽기 때문에, 적색광의 강도가 상대적으로 작은 광원 램프(예컨대, 메탈할라이드 램프의 일부나 고압 수은 램프)를 광원으로 이용한 경우에 있어서도, 적색광을 낭비 없이 이용할 수 있다. 이에 따라 다른 색광과의 사이에서 강도의 밸런스를 취하기 쉽게 되어, 광 이용 효율을 저하시키는 일 없이 색 표현 영역을 확대할 수 있어, 색 밸런스가 우수한 밝은 투사 화상을 실현하고 있다. 또한, 색 합성 광학계(50)에서는 두 종류의 녹색광(G1, G2)이 겹쳐지지 않도록 각 색광을 합성하기 때문에, 인간의 시각 특성상, 관찰자의 해상도에 대한 감도는 녹색광의 해상도 영향을 받기 쉬운 것을 고려하면, 시청 시에 높은 해상 감도를 실현할 수 있다.

2. 제 2 실시예

다음에, 본 발명의 제 2 실시예에 관한 프로젝터의 개략적인 구성을 도 8에 도시한다. 이 프로젝터(2)는 제 1 실시예의 프로젝터(1)와 거의 동일한 구성을 가지고, 또한, 광원(10)으로부터의 광을 특정한 편광 광속으로 변환하는 편광 변환 광학계와, 광 변조 광학계(30)로부터 사출되는 편광 광속의 편광 상태를 변화시키는 편광 회전 소자를 구비하고 있는 점이, 프로젝터(1)와의 주된 상위(相違)점이다. 따라서, 본 실시예를 포함한 이후의 설명에서는, 이미 설명한 부분과 동일한 부분에 있어서는, 동일 부호를 부여하고 그 설명을 생략 또는 간략화 한다.

광원(10)과 제 1의 색 분리 광학 소자인 다이클로익 미러(21) 사이에는, 제 1 렌즈 어레이(71)(광속 분할 소자), 제 2의 렌즈 어레이(72)(집광 광학 소자), 편광 빔 스플리터 어레이(73)(편광 분리 소자), 위상차판 어레이(74)(편광 변환 소자), 중첩 렌즈(75)(중첩 소자) 등을 구비한 편광 변환 광학계(70)가 배치되어 있다. 또, 여기서 이용하고 있는 편광 변환 광학계(70)는, 예컨대, 특허 문헌1에 그 세부 사항이 개시되어 있는 공지된 기술이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 광원(10)으로부터 사출된 비편광인 광속은 제 1 및 제 2의 렌즈 어레이(71, 72)와 편광 빔 스플리터 어레이(73)에 의해서 편광 방향이 직교하는 P 편광의 편광 광속군과 S 편광의 편광 광속군으로 분리되고, 분리된 P 편광의 편광 광속군은 위상차판 어레이(74)에 의해서 그 편광 방향이 회전되어 S 편광의 편광 광속군으로 변환된다. S 편광의 편광 광속군은 위상차판 어레이(74)에 의한 편광 방향의 회전 작용을 받지 않기 때문에, 위상차판 어레이(74)로부터 사출된 광속은 모두 S 편광으로가지런하게 된다. 이들의 편광 광속은 중첩 렌즈(75)에 의해서 그 사출 방향이 조명 대상인 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)로 향하게 되어, 색 분리 광학계(20)에 입사한다.

다이클로익 미러(22G1) 및 반사 미러(22B)와, 다이클로익 미러(23R) 및 반사 미러(23G2)의 각 사출측에는 평행화 렌즈(80)가 배치되어, 중첩 렌즈(75)로부터 사출된 각 편광 광속을 그 중심 축에 대하여 집광하여, 거의 평행화된 상태로 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)에 입사되고 있다. 일반적으로 액정 패널은 표시 특성에 입사각 의존성을 갖지만, 평행화 렌즈(80)를 배치함으로써, 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)에 입사하는 광속의 각도 분포를 좁게 할 수 있다. 이에 따라, 표시 특성의 입사각 의존성을 저감하여, 투사 화상의 고화질화와 고휘도화를 실현하고 있다. 또한, 단위 마이크로 렌즈(331A)에 의한 집광성이 향상되어, 보다 작은 집광 포트를 형성할 수 있기 때문에, 인접하는 다른 서브 화소에 불필요한 색광이 입사함으로써 발생하는 혼색의 발생을 방지할 수 있고, 엑수데이션 없이 색 표현성이 우수한 컬러 화상을 투사 표시할 수 있다. 편광 변환 광학계(70)에 의해서 제 1 내지 제 3의 색 분리 광학 소자에 입사하는 광속을 S 편광이라 하고 있다. 그 때문에, 다이클로익 미러(21, 22G1, 23R)에서는 높은 반사율을 실현하기 쉽다. 특히, 다이클로익 미러(21, 23R)에서는, S 편광의 적색광을 반사시키는 형태로 하고 있으며, 적색광의 강도가 상대적으로 작은 광원 램프(예컨대, 메탈할라이드 램프의 일부나 고압 수은 램프)를 광원에 이용한 경우에 있어서도, 적색광을 낭비 없이 이용할 수 있다. 이에 따라, 다른 색광과의 사이에서 강도의밸런스를 취하기 쉽게 되어, 광 이용 효율을 저하시키는 일없이 색 표현 영역을 확대할 수 있어, 색 밸런스가 우수한 밝은 투사 화상을 실현하고 있다.

제 2 및 제 3의 색 분리 광학 소자에 의해서 방향 분리된 각 색광은 프로젝터(1)의 경우와 같이, 제 1 또는 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)에 입사하여, 도시되지 않는 외부로부터의 화상 정보에 근거하여 각각 독립적으로 광 변조되고, 화상 정보에 따라 부분적으로 P 편광 광속으로 변환되어 사출된다. 여기서, 제 2의 2색 변조 액정 패널(32)의 사출측에는 편광 방향을 약 90°회전시키는 편광 회전 소자(40)가 배치되어 있고, 제 2의 2색 변조 액정 패널(32)로부터의 변조 후의 P 편광 광속은 S 편광 광속으로 변환된 후, 색 합성 광학계(50)에 입사된다.

색 합성 광학계(50)에서는 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)로부터 사출된 변조 후의 4 종류의 색광을 합성하여 컬러 화상을 형성한다. 제 1의 2색 변조 액정 패널(31)로부터의 색광은 투과광으로서, 또한, 제 2의 2색 변조 액정 패널(32)부터의 색광은 반사광으로서 합성되지만, 이 때, 제 1의 2색 변조 액정 패널(31)로부터의 색광은 P 편광 광속이며, 제 2의 2색 변조 액정 패널(32)로부터의 색광은 S 편광 광속으로 이루어져 있다. 다이클로익 미러와 마찬가지로 다이클로익 프리즘(51)에서도 S 편광의 반사율을 높이기 쉬운 것을 고려하면, 색 합성 광학계(50)에 있어서는 높은 효율로 색광 합성을 할 수 있기 때문에, 투사 화상의 고화질화와 고휘도화를 실현할 수 있다. 또, 편광 회전 소자(40)의 배치 형태에 있어서는, 본 실시예에 한정되지 않는다. 즉, 편광 회전 소자(40)를 제 2의 2색 변조 액정 패널(32)의 입사측에 배치하여, 색 분리 광학계(20)로부터의 S 편광 광속을 P편광 광속으로 변환한 후, 2색 변조 액정 패널(32)에 입사되는 형태로서도 좋다. 또한, 색광 합성 광학계(50)의 배치 방법에 따라서는, 편광 회전 소자(40)를 제 1의 2색 변조 액정 패널(31)의 입사측 혹은 사출측에 배치하더라도 좋다. 요컨대, 색 합성 광학계(50)에서 반사광으로서 취급되는 광속은 적어도 S 편광 광속이 되도록, 편광 회전 소자(40)를 적절히 배치하면 좋다.

이러한 제 2 실시예에 의하면, 상기 제 1 실시예에서 말한 효과 외에, 이하와 같은 효과가 있다. 즉, 색 분리 광학계(20)에 입사하는 광속을 S 편광 광속으로 하고, 또한, 색 합성 광학계(50)에서 반사광으로서 취급되는 광속을 적어도 S 편광 광속으로 함으로써, 고정밀도, 고효율적인 색 분리 및 색 합성을 실현하여, 투사 화상의 고화질화와 고휘도화를 실현하고 있다. 현재 실용화되어 있는 광원 램프는 어느 것도 이상적인 색 밸런스를 갖고 있지 않기 때문에, 특정한 색광의 강도를 떨어뜨리고, 밝기를 감소시키며 색 밸런스를 취할 필요가 있지만, 본 발명의 상기 구성에 따르면, 색 분리 및 색 합성 때의 광 이용 효율을 높이기 때문에, 밝기를 희생하는 일 없이, 색 표현 영역이 넓은 투사 화상을 형성할 수 있다.

(변형예 1)

제 1 실시예 및 제 2 실시예의 다이클로익 미러(21, 22G1, 23R)와 반사 미러(22B, 23G2) 대신에, 블록 형상의 다이클로익 프리즘을 이용하여 색 분리 광학계(20)를 구성하더라도 좋다. 그 경우에는, 상술한 바와 같이, 다이클로익 면에의 광의 입사 각도를 비교적 작게 할 수 있기 때문에, 효율이 좋은 색광의 분리와 분리 시에 있어서의 색 얼룩짐의 발생을 저감할 수 있다. 또한, 다이클로익면에는 휘어짐이 발생하기 어렵기 때문에, 색광의 방향 분리를 정확히 실행하고, 서브 화소에의 색광의 입사 효율을 높이고, 또한, 인접하는 다른 서브 화소에 불필요한 색광이 입사함으로써 발생하는 혼색의 발생을 방지할 수 있어, 색 표현성이 우수한 엑수데이션 없는 컬러 화상을 투사 표시할 수 있다. 또한, 다이클로익 미러의 전후를 굴절률이 공기보다도 큰 매질(예컨대, 유리)로 채움으로써, 색 분리 광학계(20)에서의 광속의 광으로 시프트를 저감할 수 있기 때문에, 광학계의 배치가 용이하고, 장치의 소형화에 적합하다.

또한, 다이클로익 프리즘(51) 대신에, 판 형상의 다이클로익 미러를 이용하여 색 합성 광학계(50)를 구성하더라도 좋다. 그 경우에는, 색 합성 광학계의 경량화와 저비용화에 효과적이다.

(변형예 2)

제 2 실시예에 있어서는, 다이클로익 미러(22G1) 및 반사 미러(22B)와, 다이클로익 미러(23R) 및 반사 미러(23G2)의 각 입사측에, 평행화 렌즈(80)를 배치하더라도 좋다. 이 위치에 평행화 렌즈(80)를 배치함으로써, 중첩 렌즈(75)로부터 사출된 각 편광 광속은 그 중심축에 대하여 집광되어, 거의 평행화된 상태로 다이클로익 미러(22G1, 23R)에 입사한다. 다이클로익 미러는 분광 특성에 입사각 의존성을 갖기 때문에, 평행화 렌즈(80)를 이용함으로써 다이클로익 미러(22G1, 23R)에 입사하는 광속의 각도 분포를 좁게 할 수 있고, 제 2 및 제 3의 색 분리 광학 소자에의해서는 정밀도가 높은 색 분리를 하고, 투사 화상의 색 얼룩짐의 억제, 고화질화, 고휘도화를 실현할 수 있다. 다이클로익 미러에 있어서의 분광 특성의 입사각 의존성을 저감하기 위해서는, 다이클로익 미러를 면 내의 위치에서 분광 특성이 다른 경사형으로 하는 것이라도 가능하지만, 이러한 종류의 다이클로익 미러는 고가이다. 평행화 렌즈(80)를 제 2 및 제 3의 색 분리 광학 소자의 입사측에 배치함으로써, 고가의 경사형의 다이클로익 미러를 사용할 필요가 없어지기 때문에, 광학계의 저비용화에는 바람직하다.

(변형예 3)

제 2 실시예에 있어서의 편광 변환 광학계(70)의 배치의 방법은 이것(도 8 참조)에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 9에 도시하는 바와 같이 다이클로익 미러(21)의 입사측에 제 1 렌즈 어레이(71)를, 또한, 2 군데의 사출측에 제 2 렌즈 어레이(72), 편광 빔 스플리터 어레이(73), 위상차판 어레이(74), 중첩 렌즈(75) 등을 각각 배치하는 형태로서도 좋다. 이 경우에는, 사용하는 부품 개수는 증가하지만, 광원(10)과 광 변조 광학계(30)의 거리를 짧게 할 수 있기 때문에, 광학계의 소형화가 가능하다. 또한, 도 8의 하나의 편광 빔 스플리터 어레이를 사용하는 형태에 비해서, 2 군데의 편광 빔 스플리터 어레이(73)나 위상차판 어레이(74)에 입사하는 색광의 파장 영역은 한정되어 협대역화되기 때문에, 광학 성능의 파장 의존성을 완화할 수 있어서, 한층 더 높은 효율로 편광 변환을 실현할 수 있다. 또, 제 2 실시예에서는 광속 분할 소자로서 렌즈 어레이를 구비한 형태의 편광 변환 광학계(70)를 이용하고 있으나, 이것 대신에, 막대 형상(예컨대, 유리 로드(a glass rod))혹은 관 형상(예컨대, 관 형상 반사 미러(a tube-like reflecting mirror))의 도광체를 구비한 편광 변환 광학계를 이용하여도 좋다.

(변형예 4)

제 2 실시예에서 이용한 편광 회전 소자 중에는, 특정 파장 영역의 광의 편광 방향을 회전시키는 특성을 갖는 것이 있다. 이러한 종류의 편광 회전 소자를 편광 변환 광학계(70)와 다이클로익 미러(21)(제 1의 색 분리 광학 소자) 사이에 배치하면, 다이클로익 미러(21)를 투과하는 색광만을 선택적으로 P 편광 광속으로 변환할 수 있기 때문에, 다이클로익 미러(21)에 있어서의 색광의 분리 정밀도와 효율을 향상할 수 있어, 색 표현 영역의 확대와 밝기의 향상을 양립할 수 있다. 또한, 이러한 종류의 편광 회전 소자를 다이클로익 미러(21)(제 1의 색 분리 광학 소자)와 다이클로익 미러(22G1)(제 2의 색 분리 광학 소자) 사이에 배치하면, 다이클로익 미러(22G1)를 투과하는 색광만을 선택적으로 P 편광 광속으로 변환할 수 있기 때문에, 다이클로익 미러(22G1)에 있어서의 색광의 분리 정밀도와 효율을 향상할 수 있어, 색 표현 영역의 확대와 밝기의 향상을 양립할 수 있다. 또한, 이러한 종류의 편광 회전 소자를 다이클로익 미러(21)(제 1의 색 분리 광학 소자)와 다이클로익 미러(23R)(제 3의 색 분리 광학 소자) 사이에 배치하면, 상기와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

(그 밖의 변형예)

본 발명은 상기한 각 실시예에 한정되는 것이 아니라, 이하에 나타낸 바와 같은 변형도 포함하는 것이다. 상기한 각 실시예에서는, 투과형 액정 패널을 이용한 프로젝터에 본 발명을 채용했으나, 이것에 한정되지 않는다. 또한, 광 변조 광학계에서 TFT를 스위칭 소자로서 이용한 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)이 채용되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 같은 액정 패널이더라도, TFD(박막 다이오드)를 스위칭 소자로서 이용한 것이라도 좋다. 더욱이, PDLC(고분자분산형 액정) 패널을 이용하여도 마찬가지의 효과를 기대할 수 있는 프로젝터를 구성할 수 있어, 요컨대, 광원으로부터의 사출 광속을 변조하는 형식의 광 변조 광학계를 구비한 여러 가지 프로젝터에 본 발명을 채용할 수 있다. 또한, 상기한 각 실시예에서는, 제 1 및 제 2의 2색 변조 액정 패널(31, 32)의 화소 배열은 매트릭스 형상으로 설정되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 스트라이프형, 트라이앵글형 등 여러 가지 화소 배열을 채용하더라도 좋다.

또한, 상기한 각 실시예에서는, 제 1의 색 분리 광학 소자로서 적색광(R)과 장파장측 녹색광(G2)을 반사하는 다이클로익 미러(21)를 채용했으나, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 제 1의 색 분리 광학 소자에 의해 반사되는 색광은 광원, 광 변조 광학계, 색 합성 광학계의 특성에 따라서, 적절히 설정하면 좋다. 예컨대, 청색광의 상대 강도가 작은, 할로겐 램프, 크세논 램프 및 어떤 종류의 메탈할라이드 램프 등을 광원 램프로서 이용하는 경우에는, 청색광(B)과 단파장측 녹색광(G1)을 제 1의 색 분리 광학 소자에서 반사시키는 형태로 하면, 색 밸런스를 유지하기 쉬워서 색 표현 영역을 확대하기 쉽다. 또한, 이것은 제 2 및 제 3의 색 분리 광학 소자에 의해 최초로 반사되는 분리 색광에 관해서도 적합하다. 즉, 청색광(B)을 제 2 혹은 제 3의 색 분리 광학 소자에서 최초로 반사하여 분리하는 색광으로 하면, 색 밸런스를 유지하기 쉬워서 색 표현 영역을 확대하기 쉽다.

기타, 본 발명의 실시 시의 구체적인 구조 및 형상 등은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 구조 등으로 해도 좋다.

전술한 바와 같이 본 발명에 관한 프로젝터에 의하면, 광 변조 광학계가 2개의 2색 변조 전기 광학 장치를 구비하고 있기 때문에, 4 종류의 색광을 이용하여 색 표현 영역이 넓은 투사 화상을 형성할 수 있다. 또한, 종래의 프로젝터에서 4 종류의 색광을 취급한 경우와 비교하면, 시분할형 프로젝터나 병치 화소 배열형 프로젝터에 대해서는 투사 화상의 고선명화와 투사 화상의 고휘도화로, 또한, 면 분할형 프로젝터에 대해서는 장치의 소형화로, 또한, 유사형태의 공간 화소 배열형 프로젝터에 대해서는 장치의 소형화와 저비용화로 유리하다. 즉, 본 발명에 의하면, 광 이용 효율이 상대적으로 높고, 투사 화상의 고휘도화, 장치의 소형화와 저비용화가 우수하고, 색 표현 영역이 넓은 프로젝터를 실현할 수 있다.

Claims (14)

1. 가시광을 포함하는 광을 방사하는 광원과, 해당 광원으로부터 사출된 광속을 4 종류의 색광으로 분리하는 색 분리 광학계와, 해당 색 분리 광학계에 의해서 분리된 4 종류의 색광 중, 임의의 두 종류의 색광을 변조하는 제 1의 2색 변조 전기 광학 장치와, 다른 두 종류의 색광을 변조하는 제 2의 2색 변조 전기 광학 장치를 구비한 광변조 광학계와, 상기 광변조 광학계에 의해서 변조된 4 종류의 색광을 합성하는 색 합성 광학계를 구비한 프로젝터에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2의 2색 변조 전기 광학 장치는

   한 쌍의 기판과,

   이들 한 쌍의 기판 사이에 유지된 전기 광학 재료와,

   상기 한 쌍의 기판 중 상기 색 분리 광학계측 기판에 마련된 마이크로 렌즈 어레이와,

   다른 쪽의 기판 상에 형성된 복수의 서브 화소 전극을 구비하고,

   상기 복수의 서브 화소는 상기 마이크로 렌즈 어레이의 각각의 마이크로 렌즈에 대응하여 배치되어 있는 것

   을 특징으로 하는 프로젝터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 색 분리 광학계는, 상기 광원으로부터 사출된 광속(光束)을 두 종류의 색광으로 분리하는 제 1 색 분리 광학 소자와,

   해당 제 1 색 분리 광학 소자에 의해 분리된 색광 중 어느 한 쪽의 색광을 두 종류의 색광으로 더 분리하는 제 2 색 분리 광학 소자와,

   상기 제 1 색 분리 광학 소자에 의해 분리된 다른 쪽의 색광을 두 종류의 색광으로 더 분리하는 제 3 색 분리 광학 소자를 구비하고 있는 것

   을 특징으로 하는 프로젝터.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 광원과 상기 광변조 광학계 사이에, 상기 광원으로부터 사출된 비편광인 광을 편광 방향이 가지런한 광으로 변환하기 위한 편광 변환 광학계를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 편광 변환 광학계로부터 사출되는 편광 방향이 가지런한 광은, S 편광광인 것을 특징으로 하는 프로젝터.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 색 분리 광학 소자에 의해 반사하여 분리되는 색광은, 상기 광원으로부터 사출되는 색광 중에서 가장 광 강도(intensity)가 작은 색광을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   특정 파장 영역의 광의 편광 방향을 약 90°회전시키는 편광 회전 소자가 상기 편광 변환 광학계의 사출측에 배치되고,

   상기 제 1 색 분리 광학 소자를 투과하는 색광은 P 편광광으로, 상기 제 1 색 분리 광학 소자를 반사하는 다른 색광은 S 편광광으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   특정 파장 영역의 광의 편광 방향을 약 90°회전시키는 편광 회전 소자가 상기 제 2 색 분리 광학 소자의 입사측 및/또는 상기 제 3 색 분리 광학 소자의 입사측에 배치되고,

   상기 제 2 색 분리 광학 소자 및/또는 상기 제 3 색 분리 광학 소자를 투과하는 색광은 P 편광광으로, 상기 제 2 색 분리 광학 소자 및/또는 상기 제 3 색 분리 광학 소자를 반사하는 다른 색광은 S 편광광으로 설정되어 있는 것

   을 특징으로 하는 프로젝터.
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 색 합성 광학계에서 반사에 의해 합성되는 색광을 변조하는 2색 변조 전기 광학 장치의 입사측 혹은 사출측 중 적어도 한 쪽의 측에는, 특정 파장 영역의 광의 편광 방향을 약 90°회전시키는 편광 회전 소자가 배치되고, 상기 색 합성 광학계에서 반사에 의해 합성되는 색광은 S 편광광으로 설정되어 있는 것

   을 특징으로 하는 프로젝터.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   평행화 렌즈를 상기 제 1 및 제 2의 2색 변조 전기 광학 장치의 각각의 입사측에 배치한 것을 특징으로 하는 프로젝터.
10. 제 3 항에 있어서,

    평행화 렌즈를 상기 제 2 및 제 3 색 분리 광학 소자의 입사측에 배치한 것을 특징으로 하는 프로젝터.
11. 제 3 항에 있어서,

    상기 편광 변환 광학계는,

    상기 광원과 상기 제 1 색 분리 광학 소자 사이에 배치된 광속 분할 소자와,

    상기 제 1 색 분리 광학 소자와 상기 제 2 색 분리 광학 소자 사이에 배치된 집광 광학 소자, 편광 분리 소자, 편광 변환 소자 및 중첩 소자와,

    상기 제 1 색 분리 광학 소자와 상기 제 3 색 분리 광학 소자 사이에 배치된 집광 광학 소자, 편광 분리 소자,편광 변환 소자 및 중첩 소자를 구비하여 구성되어 있는 것

    을 특징으로 하는 프로젝터.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2의 2색 변조 전기 광학 장치 중, 어느 한 쪽은 청색광과 단파장측 녹색광을 변조하고, 다른 쪽은 장파장측 녹색광과 적색광을 변조하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 단파장측 녹색광과 상기 장파장측 녹색광의 경계 파장은 대략 515nm 내지 540nm로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

    상기 한 쪽의 2색 변조 전기 광학 장치에 있어서 단파장측 녹색광을 변조하는 서브 화소와, 상기 다른 쪽의 2색 변조 전기 광학 장치에 있어서 장파장측 녹색광을 변조하는 서브 화소가 색광 합성 시에 겹쳐지지 않도록 각 서브 화소에 입사하는 색광의 위치가 설정되어 있는 것

    을 특징으로 하는 프로젝터.