1239429 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關利用液晶顯示面板等的顯示裝置來投射 畫像的投影機。 【先前技術】 以往有在具備由離散性的畫素所構成的顯示元件之投 影機中組裝複數積層由光學性透明強誘電性液晶 (Ferroelectric Liquid Crystal)等所構成的開關型相位調 變光學元件及由光學性透明的複折射媒體所構成的顫動 (wobbling )元件之構造的光學裝置者（參照特開平7-3 6 0 5 4號公報）。 就此類的投影機而言’是藉由在1圖框中切換相位調 變光學元件的動作來使通過複折射光學元件之光的偏光方 向交替切換於正交方向。藉此’經由相位調變光學元件及 複折射媒體而射出之光的光路可在1圖框中切換而塡埋畫 素的間隙，因此可使由離散性的畫素所構成的顯不兀1件的 畫像形成無接縫連續性的畫面而投射。 但，由於上述投影機是在1 ®框期間中切換驅動相位 調變光學元件，因此不容易確保相位調變光學元件的安定 動作，相位調變光學元件及其驅動電路會形成高價位者’ 或者所取得的晝像會有容易產生不安定的傾向。 又，由於上述投影機無法避免某程度以上的透過率降 低，且透過率不均的發生也無 '法迴避’因此不可避免發生 .5 _ (2) 1239429 投射像的亮度降低或売度不均。 【發明內容】 因此’本發明的目的是在於提供一種可以安定的狀態 來形成接縫不醒目平滑畫質的投射像之投影機。 又，本發明的目的是在於提供一種可形成亮度降低或 亮度不均少的投射像之投影機。 爲了解決上述課題，本發明之投影機的特徵係具備： 投射光學系，其係結像來自顯示裝置的像光； 複折射光分歧元件，其係針對入射光束的中心軸，於 規定方向設定基準方位而配置；及 偏光狀態調節零件，其係針對射入複折射光分歧元件 的像光的偏光狀態來調節有關規定方向的成份與對該規定 方向的正交方向的成份之分配。 又，偏光狀態調節零件，一般是配置於投射光學系的 後方側（亦即，投射光學系的顯示裝置側，換言之，從顯 示裝置至投射光學系爲止之像光的光路上）。但，亦可_ 上述偏光狀態調節零件配置於投射光學系内或從投射光_ 系至螢幕的光路上。此情況，由畫質等的觀點來看，最好 像光爲平行光，但即使是非平行光的區間，還是可以藉_ 考量最終投影像的狀態之光學設計來取得所期望的結丨象胃 性等。 在上述投影機中，由於偏光狀態調節零件爲針對射X 複折射光分歧元件的像光的偏光狀態來調節有關規定方_ -6 _ (3) 1239429 的成份與對該規定方向的正交方向的成份之分配，因此可 按照上述分配來較正確地調節藉由複折射光分歧元件所被 分歧的像光的強度比。藉此，可將複折射光分歧元件之像 光的分歧予以固定保持於所期望的強度比（例如1 : 1 )，爲了像光的分歧，不必依圖框來開關偏光狀態調節 零件的狀恶’因此可使用簡易的手法來安定保持像光的分 歧狀態。亦即，就算顯示裝置爲具有藉由黑矩陣等來隔間 的離散性畫素，還是能夠藉由偏光狀態調節零件或複折射 光分歧元件的特性設定來使塡埋畫素的間隙之畫素錯開產 生，並且可以安定的狀態來投射無接縫或接縫不醒目連續 平滑的畫像，而且可形成亮度降低或亮度不均少的投射 像。 又，本發明之具體形態的投影機中，偏光狀態調節零 件包含波長板及旋光元件的至少1個。 此情況，可簡單地使射入複折射光分歧元件之像光的 偏光狀態安定化，可容易形成亮度降低或亮度不均情況少 的安定投射像。又，所謂的「旋光元件」是包含法拉第旋 轉子等的光裝置之槪念。 又，本發明之其他具體形態的投影機中，偏光狀態調 節零件具有波長板，藉由使該波長板的基準方位旋轉於中 心軸周圍來調節上述像光的偏光狀態。 此情況，可藉由波長板之旋轉位置的設定等簡易的操 作來使射入複折射光分歧元件之像光的偏光狀態調節成所 期望的狀態。 (4) 1239429 又，本發明之其他具體形態的投影機中，顯示裝置係 藉由來自照明裝置的照明光來照明的光調變裝置，該光調 變裝置係具有：像光的射出會被限制於週期性的部份領域 之黑矩陣部份，複折射光分歧元件爲具有：有關中心軸的 方向，對應於黑矩陣部份的配置及形狀的厚度之複折射 板c 此情況，可將利用非發光型的光調變裝置所形成的畫 像予以投射於螢幕等，且根據複折射光分歧元件的折射率 特性及尺寸等的設定而被分歧的像光彼此之插補會適當地 使設置於光調變裝置的黑矩陣部份形成不醒目。 又，本發明之其他具體形態的投影機中，偏光狀態調 節零件係可藉由變更射入複折射光分歧元件的像光的偏光 狀態來變更根據複折射光分歧元件而被分歧的像光的強度 比。 此情況，可按照狀況來變更藉由複折射光分歧元件而 分歧的像光的強度比，可將投射畫像的解像度等設定成所 期望的狀態。具體而言，例如可使因黑矩陣等所造成畫像 的不平順感増減成任意的程度。 又，本發明之其他具體形態的投影機中，更具備一控 制手段，其係藉由驅動偏光狀態調節零件來變更根據複折 射光分歧元件而被分歧的像光的強度比。 此情況’可按照輸入至投影機的信號種類（類比，數 位等），或使用者之畫質調整等的任意操作，或由顯示裝 置射出之光的特性（偏光，色等）等，自動地將投射像設 -8 - 1239429 (5) 定成適當的狀態。 又，本發明之其他具體形態的投影機中，更具備： 第2複折射光分歧元件，其係於上述複折射光分歧元 件的前方側’使基準方位對上述規定方向而言設定於光軸 周圍的正交方向來配置；及 第2偏光狀態調節零件，其係針對射入該第2複折射 光分歧元件的像光的偏光狀態來調節有關上述規定方向的 成份與上述正交方向的成份之分配。 在此，所謂複折射光分歧元件的前方側是意指複折射 光分歧元件的投射光學系側，換言之，從複折射光分歧元 件至投射光學系爲止之像光的光路上。此情況，由於可藉 由前者的複折射光分歧元件（亦即第1複折射光分歧元 件）來使往規定方向之任意的投射位置產生分歧（錯 開），且其正交方向亦可藉由第2複折射光分歧元件來使 任意的投射位置產生分歧，因此可藉由2次元的畫素錯開 #達成因黑矩陣等所造成的畫像不平順在任何方向皆不存 在的狀態之平順的畫像。 又，本發明之其他具體形態的投影機中，顯示裝置更 胃備：包含依各色設置而個別照明的複數個光調變裝置， {吏藉由該光調變裝置而調變的光合成後射出之光合成零 件。 此情況，即使依各色設置的光調變裝置具有離散性的 g素，還是可以藉由使偏光狀態調節零件或複折射光分歧 $件適當動作來塡埋畫素的間隙，而得以安定的狀態來投 (6) 1239429 射無畫素的接縫或接縫不醒目之連續的彩色畫像。 又，本發明之其他具體形態的投影機中’偏光狀態調 節零件及複折射光分歧元件係於光合成零件的前方側’沿 著光路而依次配置。 在此，所謂光合成零件的前方側是意指光合成零件的 投射光學系側，換言之，從光合成零件至投射光學系爲止 之像光的光路上。此情況，只要分別設置]個偏光狀態調 節零件及複折射光分歧元件，便可以安定的狀態來投射無 畫素的接縫或接縫不醒目之連續的彩色畫像。 又，本發明之其他具體形態的投影機中’偏光狀態調 節零件及複折射光分歧元件係於複數個光調變裝置的各個 前方側，光合成零件的後方側，沿著各色的光路來分別依 次配置。 在此，所謂光調變裝置的前方側是意指光調變裝置的 光合成零件側，所謂光合成零件的後方側是意指光合成零 件的光調變裝置側，其結果，偏光狀態調節零件等是被配 置於從光調變裝置至光合成零件之像光的光路上。此情 況，可依各色來個別調節消除畫素的接縫之程度，可使投 影機之彩色畫像的表現多樣化。 【實施方式】 〔第1實施形態〕 以下，參照圖面來説明本發明之第1實施形態的投影 機的構造° 10 - (7) 1239429 圖1是用以說明第1實施形態之投影機的光學系。 此投影機1 〇具備： 產生光源光的光源裝置2 1 ; 將來自光源裝置2 1的光源光分割成RGB3色的光分 割光學系2 3 ; 藉由從光分割光學系2 3射出的各色照明光來照明的 光調變部2 5 ; 合成來自光調變部 2 5的各色像光的光合成光學系 2 7 ； 針對合成於光合成光學系2 7的像光進行一種光學性 低通濾波器處理的B Μ除去單元2 8 ;及 供以將經過Β Μ除去單元2 8的像光投射於螢幕（未 圖示）的投射光學系，亦即投射透鏡2 9。 又，投影機1 0具備： 對組裝於光調變部2 5的各色顯示裝置（後述）產生 驅動信號的畫像處理部4 〇 ;及 錯由使上述光源裝置21，ΒΜ除去單元28及畫像處 理部4 0等適當動作來統御裝置全體的控制裝置5 〇。 又’光源裝置2 1具備：光源燈2 1 a，一對的蠅眼光 學系21b’ 21c’偏光變換零件21d，及重疊透鏡21e。在 此’光源燈2 ] a是倒如由高壓水銀燈所構成，具備洪以校 準光源光的凹面鏡。又，—對的蠅眼光學系2丨b，2 ] c是 由配置成矩陣狀的複數個要件透鏡所構成，利用該等的要 件透鏡來分割來自光源燈2 1 a的光源光，而使個別集光 _ 11. 1239429 (8) 發散。偏光變換零件2 1 d是只將從蠅眼2 ；[ c射出後的光源 光變換成平行於圖〗的紙面的P偏光成份，而供應給次段 光學系。重疊透鏡2 1 e是使經過偏光變換零件2 1 d的照明 光全體適當收束，而使能夠進行各色顯示裝置的重疊照 明。亦即，經過兩蠅眼光學系2 1 b，2 1 c及重疊透鏡2 i e 的照明光是經由下述的光分割光學系2 3來均一地重疊照 明設置於光調變部2 5的各色顯示裝置，亦即各色液晶光 閥 25 a〜25 c。 光分割光學系2 3具備：第1及第2分色鏡2 3 a， 23b，及3個場透鏡23f〜23h，以及反射鏡23i , 23j， 23k，與光源裝置21 —起構成照明裝置。第丨分色鏡23a 是使R G B 3色中的R光反射，使G光及B光透過。又， 第2分色鏡23b是使GB2色中的G光反射，使B光透 過。在此光分割光學系2 3中，反射於第〗分色鏡2 3 a的 R光是經由反射鏡2 3 i來射入供以調節入射角度的場透鏡 23f，通過第1分色鏡23a後反射於第2分色鏡23b的G 光也是射入同樣的場透鏡2 3 g。又，通過第2分色鏡2 3 b 的B光是經由供以補償光路差的中繼透鏡LL〗，LL2及反 射鏡2 3 j，2 3 k來射入供以調節入射角度的場透鏡2 3 h。 光調變部2 5具備：分別爲調變單元或光調變裝置的 3個液晶光閥2 5 a〜2 5 c，及以能夠夾持各液晶光閥2 5 a〜 2 5 c的方式來配置的3組偏光濾光片2 5 e〜2 5 g。反射於第 1分G鏡2 j» a的R光是經由場透鏡2 3 f來射入板狀的液晶 光閥2 5 a。透過第]分色鏡2 3 a而反射於第2分色鏡2 3 b -12- (9) 1239429
的G光是經由場透鏡2 3 g來射入板狀的液晶光閥2 5 b。透 過第1及第2分色鏡23a，23b雙方的b光是經由場透鏡 2 3 h來射入板狀的液晶光閥2 5 c。各液晶光閥2 5 a〜2 5 c是 藉由偏光方向的旋轉來調變射入後的照明光的空間強度分 布之光調變型的顯示裝置，分別射入各液晶光閥2 5 a〜 2 5 c的3色光（圖示的情況爲P偏光）是按照當作電氣信 號來輸入各液晶光閥2 5 a〜2 5 c的驅動信號或畫像信號而 調變。此刻，藉由偏光濾光片2 5 e〜2 5 g，射入各液晶光 閥2 5 a〜2 5 c的照明光的偏光方向會被精密地調整，且由 自各液晶光閥2 5 a〜2 5 c射出的調變光來取出規定的偏光 方向（圖示的情況爲S偏光）的調變光。
圖2 A主要是表示液晶光閥2 5 a的構成槪略剖面圖， 圖2 B是表示液晶光閥2 5 a的部份構成槪略立體圖。液晶 光閥2 5 a具備夾著液晶層8 1之透明的射出側基板8 2及透 明的入射側基板 8 3，且於該等的外側具備藉由光學接合 劑來貼合的射出側掩蓋8 4及入射側掩蓋8 5。在入射側基 板8 3的液晶層8 1側的面上設有透明的共通電極8 6。另 一方面，在射出側基板8 2的液晶層8 1側的面上設有薄膜 電晶體8 7及透明的畫素電極8 8。薄膜電晶體8 7是設置 於配置成矩陣狀的複數個畫素電極8 8的周邊，與畫素電 極8 8電氣性連接。各畫素是由1個畫素電極8 8，共通電 極8 6，及夾持於該等之間的液晶層8 1所構成。在入射側 基板8 3與共通電極8 6之間，以能夠區分各畫素的方式來 設置格子狀的黑矩陣（遮光部）8 9。該黑矩陣8 9具有遮 -13- 1239429 (ΊΟ) 斷光射入薄膜電晶體或配線的機能，但結果會形成延伸於 畫素間的格子狀暗部，造成畫像的不平順。有關對應方法 會在往後敘述。射出側基板8 2及入射側基板8 3更具備供 以使構成液晶層81的液晶分子配列的配向膜（未圖 示）。具有以上所述構造的液晶光閥2 5 a是被稱爲主動矩 陣型的液晶裝置。又，本實施形態的液晶光閥2 5 a爲TN 模式的液晶裝置，以射出側基板8 2側的液晶分子的配列 方向與入射側基板8 3側的液晶分子的配列方向能夠大約 形成9 0度的角度之方式來形成配向膜。 入射側掩蓋8 5及射出側掩蓋8 4是藉由使液晶光閥 25a的表面位置錯開圖1所示投射透鏡29的倒焦（back focus)位置，而使附著於液晶光閥25a表面的塵埃能夠 在投射畫面上難以醒目。在本實施形態中，雖是分別於入 射側基板83及射出側基板82貼附掩蓋85，84，但亦可 取而代之，藉由擴大基板 8 3，8 2本身的厚度來使基板 8 3，8 2本身具有如此的機能。又，由於該等的掩蓋8 5， 8 4並不會影響調變的機能，因此可省略，或者只設置其 中一方。 又，可於入射側基板8 3與入射側掩蓋8 5之間，例如 配置微透鏡陣列。如此的微透鏡陣列是具有分別在各畫素 集光的複數個微透鏡者，可使光的利周效率提升。 又，在圖2A，2B中，黑矩陣89的配置爲模式圖， 實際上黑矩陣8 9有兩種情況，一是在射出側基板8 2與入 射側基板8 3的其中任~方作爲遮光膜來形成時，二是使 -14- (11) 1239429 分別設置於兩基板8 2，8 3的遮光膜組合形成時。 以上雖是針對R光用的液晶光閥2 5 a的構造來進行説 明，但其他色的液晶光閥2 5 b，2 5 c亦具有同樣的構造， 有關該等的説明省略。 回到圖1，交叉分色稜鏡2 7爲光合成零件，在使R 光反射用的介電質多層膜27a與B光反射用的介電質多層 膜2 7b正交的狀態下内藏者，使來自液晶光閥25a的R光 反射於介電質多層膜2 7 a後射出至行進方向右側，使來自 液晶光閥2 5 b的G光經由介電質多層膜2 7 a，2 7 b來直進 射出，使來自液晶光閥2 5 c的B光反射於介電質多層膜 2 7 b後射出至行進方向左側。如此一來，合成於交叉分色 稜鏡27的合成光會經由BM除去單元28來射入投射透鏡 29 〇 BM除去單元28具備： 分別可對像光執行一種光學性低通濾波器處理的第1 及第2單元28a，28b;及 使各單元28a，28b中的零件或兩單元28a，28b全體 適當旋轉於光軸周圍，而使兩單元28a，28b適切動作的 調節器28d〜28f。 在此，第1單元2 8 a具備：供以使像光的偏光方向旋 轉所期望的量之λ/2相位差板2 8 h，及藉由複折射作用來 分歧像光的光路之複折射板28i。同樣的，第2單元28b 亦具備：供以使像光的偏光方向旋轉所期望的量之λ/2相 位差板2 8 j，及藉由複折射作用來分歧像光的光路之複折 -15- 1239429 (12) 射板2 8 k。在此，各λ / 2相位差板2 8 h，2 8 j是具有作爲偏 光狀態調節零件的機能，亦即供以藉由本身的旋轉位置的 設定來調節像光的偏光狀態亦即偏光面的方向者，各複折 射板2 8 i，2 8 k是具有作爲複折射光分歧元件的機能，亦 即供以按照像光的偏光狀態來使像光分歧於對應方向，而 使產生畫素錯開來塡埋畫素的間隙。該等複折射板2 8 i， 2 8 k是例如藉由水晶，鈮酸鋰，方解石，藍寶石等材料的 加工來製作，使光路位移亦即光路分歧產生於入射光中正 常光成份與異常光成份之間。又，調節器2 8 d〜2 8 f是具 有作爲控制手段的機能，亦即供以將爲了與控制裝置50 ——起在B V[除去單元2 8中錯開畫素而分歧的像光的強度 比變更成目標値。 圖3六〜30是用以說明1/2相位差板2811，28』及複折 射板2 8 i，2 8 k的配置圖。在圖3 A〜圖3 D中垂直於紙面 的Z方向爲圖1之投影機丨〇的光軸方向（亦即，像光之 入射光束的中心軸的方向），X方向相當於投射畫面的橫 方向，Y方向相當於投射畫面的縱方向。X，Y，Z方向分 別爲互相垂直。其中，圖3 A是表示λ/2相位差板28h的 基準方位S D 1，對應於光學軸者，圖3 B是表示複折射板 28i的基準方位SD2，相當於光學軸對垂直於紙面的光軸 傾斜的方位者，圖3 C是表示λ/2相位差板2 8j的基準方 位S D 3，對應於光學軸者，圖3 D是表示複折射板2 8 k的 基準方位SD4，相當於光學軸對光軸傾斜的方位者。由圖 可明確得知，兩 λ/2相位差板 28h，2 8j的基準方位 ^ 16- (13) 1239429 S D 1，S D 3是對水平〇 °的方向形成2 2 · 5。的角度，可使從 交叉分色稜鏡27射出的S偏光等旋轉45。，而作爲45。傾 斜狀態的偏光。又，兩複折射板2 8 i，2 8 k的基準方位 SD2’ SD4是分別對水平0。的方向形成90。及0◦的角度， 可針對沿著光軸而直進的正常光，將異常光分歧於各方 位。 圖4 A，4 B是用以說明B Μ除去單元2 8的作用槪念 圖。圖4 Α是表示Β Μ除去單元2 8内的零件的配置關係， 圖4 Β是用以說明Β Μ除去單元2 8内的各位置之畫像處 理。從交叉分色稜鏡2 7射出的像光是合成來自各液晶光 閥2 5 a〜2 5 c (參照圖1 )的R G Β光者，若原封不動投 射，則由複數個配列成2次元的畫素PXO及在各畫素 P X 0間形成格子狀的黑矩陣領域Β A所構成的畫像IΜ 1會 被形成於投射透鏡2 9的前方側所配置的螢幕上。又，通 過第1單元28a的像光是偏光方向會藉由λ/2相位差板 2 8 h來適當旋轉於光軸〇 Α的周圍，且像光的一部份會藉 由複折射板2 8 i來分歧於上側的γ方向者，若予以原封不 動地投射，則由複數個配列成2次元的畫素PXO及對應 於其分歧像的畫素PX 1以及黑矩陣領域Β A所構成的畫像 I M2會形成於螢幕上。又，由分歧像所形成的畫素ρχ：[是 將對應於正常光的畫素X 0的分歧像予以適當移動於Y方 向後的畫素錯開像（在圖示例中，雖是使分歧像的位移量 成爲黑矩陣領域Β A的寬度左右，但並非限於此，亦可爲 黑矩陣領域BA的寬度以下或其寬度以上），如此重疊的 -17 - (14) 1239429 結果，在黑矩陣領域BA的格子中有關Y方向的寬度會變 細。又，通過第2單元28b的像光是偏光方向會藉由λ/2 相位差板28j來適當旋轉於光軸0Α的周圍，且像光的一 部份會藉由複折射板2 8 k來分歧於橫側的X方向者，由 至前段爲止的畫素PXO，PX1及對應於該等的分歧像的畫 素PX3，PX4以及細而不顯眼的黑矩陣領域B A所構成的 畫像IM3會被形成於螢幕上。又，經由第2單元28b來 形成的畫素PX3，PX4是將畫素PXO，PX1的分歧像與第 1單元2 8 a的情況時同程度移動於X方向後的畫素錯開 像，如此分歧光的重疊結果，在黑矩陣領域BA的格子線 中X方向的寬度會變細。亦即，黑矩陣領域B A會藉由有 關當初之畫素 PXO的正交之 2方向的分歧來幾乎被塡 埋，而使格子狀的黑矩陣能夠從藉由投射透鏡2 9而最後 投射於螢幕上的畫像中幾乎消滅，除去不平順感。 圖5 A〜5C是用以具體説明BM除去單元28中前段 的第1單元2 8 a的機能。如圖5 A所示，射入B Μ除去單 元2 8之前的像光是由S偏光狀態的R光，G光，及Β光 所構成。如圖5 Β所示，藉由射入最初的λ/2相位差板 2 8h，R光，G光，及Β光的各色皆偏光面會45。旋轉。 又，如圖5 C所示，藉由射入其次的複折射板2 8 i，因爲R 光，G光，及B光的各色會在正常光0L與異常光EL中 空間性被適當分歧，所以可使當初的畫素P X 0與使對該 畫素PXO僅移動位移量SH的分歧像的畫素PX：[投射於螢 幕上。以上，由於是藉由λ/2相位差板28h來使RGB各 1239429 (15) 色光的偏光面旋轉4 5。，因此可將正常光與異常光的強度 比亦即0次的畫素P X 0與被分歧之〗次的畫素P X 1的各 焭度的強度比設定成大槪1 : 1。藉此，可在一倂進行調 節分歧畫素PXO，PX1的強度比，以及將複折射板28i的 光路長設定成所期望的値來調節畫素P X ]對畫素P X 〇的 位移量S Η之下，有效地插補黑矩陣領域b a，而確實地 使形成不醒目者。 圖6是具體説明λ/2相位差板28h的機能。在使λ/2 相位差板2 8 h的光學軸對S偏光的方向傾斜一傾斜角 θ = 22.5。時，S偏光的偏光面會旋轉 2Θ = 45。，其結果可取 得SP的兩偏光成份。又，在使λ/2相位差板28h傾斜一 傾斜角Θ=1 12.5°時，亦可使S偏光旋轉45°，可由S偏光 來產生Ρ偏光的成份。 回到圖1，畫像處理部4 0是對設置於光調變部2 5的 各液晶光閥2 5 a〜2 5 c輸出驅動信號。在畫像處理部4 0 中，來自個人電腦的數位畫像信號及來自影像再生裝置等 的視頻畫像信號會經由切換裝置6 1選擇性地輸入。在畫 像處理部4 0中雖是判斷畫像信號的内容來產生輸入至各 液晶光閥2 5 a〜2 5 c的驅動信號’但此刻可按照畫像信號 的内容亦即畫像信號爲數位畫像信號或視頻畫像信號來使 調節器2 8 d，2 8 e適當動作，藉由來適當調節黑矩陣領域 B A的消去有無或消去的程度。例如’在輸入數位畫像信 號時，藉由B Μ除去單元2 8的設定來殘留黑矩陣領域 B A，而投射具有淸楚高解像感的畫像。另一方面’在輸 (16) 1239429 入視頻畫像信號時，藉由B Μ除去單元2 8的設定來消除 黑矩陣領域B A，而投射高解像度且平順的畫像。此外’ 在消去黑矩陣領域B A時，可按照畫像信號的種類或畫像 的種類（例如是否爲白色所支配的畫像，或是否爲幻燈片 的畫像等）來調整其消去的程度。具體而言，藉由使對 λ/2相位差板2 8 h的光學軸的位置亦即對入射光束的偏光 方向之光學軸的角度例如適當改變於0。〜2 2.5。的範圍， 藉此可將像光的偏光面任意設定於0。〜4 5。的範圍，可將 正常光與異常光的強度比亦即〇次的畫素PXO與1次的 畫素P X 1的強度比任意設定於〇〜〇 . 5的範圍。又，同樣 的，對兩畫素PXO，PX1之2次的畫素PX3，PX4的強度 比亦可任意設定於0〜〇 . 5的範圍。亦即，可使由原本的 離散（d 1 s e r e t e )畫素群所構成的畫像分歧成任意的強度 比’而以畫素間距以下的距離來使互相位移，藉此可形成 使存在於原本的畫像的黑矩陣消滅成所期望的程度之插 補。又’以上的例中，雖是按照畫像信號的内容來設定正 常光與異常光的強度比亦即當初畫像與分歧插補畫像的強 度比，但亦可利用設置於投影機1 〇周圍的操作面板62來 設定當初畫像與分歧插補畫像的強度比。此情況，使用者 可按照自己的意思來選擇：□雖黑矩陣領域B A殘留但具 有淸楚高解像感的畫像·，□消除黑矩陣領域B A可維持高 解像度且平順的畫像之其中一方，或者使其中間畫像投射 於螢幕上。 以下’說明有關第〗實施形態的投影機1 〇的動作。 - 20 - (17) 1239429 來自光源裝置2 1的光源光是藉由設置於光分割光學系2 3 的第1及第2分色鏡2 3 a，2 3 b來色分割，當作照明光來 分別射入所對應的液晶光閥2 5 a〜2 5 c。各液晶光閥2 5 a〜 2 5 c會根據來自外部的畫像信號而調變具有2次元的折射 · 率分布，以2次元空間的畫素單位來調變照明光。如此， . 被調變於各液晶光閥2 5 a〜2 5 c的照明光亦即像光會在合 成於交叉分色棱鏡2 7後經由B Μ除去單元2 8來射入投射 透鏡29。射入投射透鏡29的像光會被投影於未圖示的螢 φ 幕。此刻，由於在光合成光學系2 7與投射透鏡2 9之間設 置Β Μ除去單元2 8，因此有關垂直於圖1紙面的縱方向 與平行於紙面的橫方向，可由投射像來消去黑矩陣，可因 ' 應所需來調節黑矩陣的消去程度。亦即，可藉由λ/2相位 - 差板2 8 h，2 8 j的旋轉位置或複折射板2 8 i，2 8 k的特性設 定來使塡埋當初畫素PXO的間隙之畫素錯開產生。藉 此’可以安定的狀態來投射無接縫或接縫不醒目連續平滑 的畫像，且在投射時可防止亮度降低或亮度不均的發生。 春 圖 7A〜7C是表示圖 4A，等所示之動作的變形 例。此情況’可按照晝像信號的内容等狀況來使調節器 2 8 f (參照圖1 )等動作，藉此來適當變更黑矩陣領域b a 的消去方向。具體而言，令調節器2 8 f動作，而使含第〗 · 及第2單元28a，28b的BM除去單元28全體於光軸的周 · 圍旋轉4 5。。藉此，畫素錯開時之畫像的分歧方向非會形 成45°傾斜的方向，而非χ方向或γ方向。在此情況中， 可藉由使調節器2 8 d，2 8 e適當動作來調節兩λ/2相位差 -21 . (18) 1239429 板2 8 h，2 8 j的旋轉位置，可使兩複折射板2 8 i，2 8 k之畫 像的分歧強度比成爲所期望的値。 如圖7 A所示，對應於自交叉分色稜鏡2 7射出的像 光之畫像IΜ 1是由複數個配列成2次元的畫素P X 〇及配 置於各畫素Ρ X 〇間的黑矩陣領域Β Α所構成。如圖7 Β所 示，對應於通過第1單元28a的像光之畫像IM2是由複數 個配列成2次元的畫素PXO及對應於其斜方向的分歧像 的畫素PX1以及黑矩陣領域BA所構成。如圖7C所示， 對應於通過第2單元28b的像光之畫像IM3是由至前段 爲止的畫素PXO，PX1及對應於該等的斜方向的分歧像之 --對的畫素PX3，PX4以及黑矩陣領域BA所構成。 〔第2實施形態〕 圖8是用以說明第2實施形態的投影機。第2實施形 態的投影機是改變第1實施形態的投影機者，因此對同一 部份賦予同一符號，並省略重複説明。有關未特別加以説 明的地方可形成與第1實施形態相同構成。 此情況，以自 RB光用的液晶光閥2 5 a，2 5 C射出的 像光作爲對垂直於兩介電質多層膜27a，27b的入射面來 振動於垂直方向的S偏光，以自G光用的液晶光閥2 5 b 射出的像光作爲振動於上述入射面内的P偏光。因此，以 自光源裝置2 1取出的光源光作爲垂直於紙面的S偏光， 且於場透鏡2 3 f與液晶光閥2 5 a之間配置R光用的λ/2相 位差板2 3 d，於場透鏡2 3 h與液晶光閥2 5 c之間配置Β光 1239429 (19) 用的λ/2相位差板2 3 d。藉此，反射於第]分色鏡2 3 a之 S偏光的R光是在經過反射鏡2 3 i及場透鏡2 3 f後藉由 λ/2相位差板2 3 d來變換成P偏光，經由液晶光閥2 5 a來 只取出S偏光成份作爲調變光。又，通過第1及第2分色 鏡2 3 a，2 3 b之S偏光的B光是在經過中繼透鏡L L1， LL2，反射鏡23j，23k及場透鏡23h後藉由λ/2相位差板 2 3 d來變換成Ρ偏光，經由液晶光閥2 5 c來只取出S偏光 成份作爲調變光。又，反射於第2分色鏡2 3 b之S偏光的 G光是原封不動經由場透鏡23g及液晶光閥25b來只取出 P偏光成份作爲調變光。 藉由以上的構成，使來自 R B光用的液晶光閥2 5 a， 2 5 c的S偏光反射於兩介電質多層膜2 7 a，2 7 b，使來自G 光用的液晶光閥25b的P偏光透過兩介電質多層膜27a， 2 7 b。藉此，即使兩介電質多層膜2 7 a，2 7 b的透過特性之 邊緣波長在S偏光及P偏光相異時，還是可以提高兩介電 質多層膜，27b之R光及B光的反射效率，且能夠提 高兩介電質多層膜27a，27b之G光的透過效率。 但，此情況，經由交叉分色稜鏡2 7而射入b Μ除去 單元28的RB光會形成S偏光，射入同ΒΜ除去單元28 的G光會形成Ρ偏光，偏光方向會相異。因此，會藉由 適當設定設置於除去單元2 8的一對λ/2相位差板2 8 h， 2 8j的結晶軸方位來使RGB各色的偏光面旋轉45。，而將 各分歧於一對複折射板2 8 i，2 8 k的正常光與異常光的強 度比設定固定於大致1 : 1。 -23 - (20) 1239429 圖9A〜9D是用以具體說明BM除去單元28中前段 的第]單兀2 8 a的分配任務。如圖9 A所示，射入B Μ除 去單元28之前的像光是由S偏光的R光及Β光所構成， 且由Ρ偏光的G光所構成。如圖9Β所示，藉由射入最初 的λ/2相位差板28h，RB光及G光皆偏光面會旋轉45。。 如圖9C所示，藉由射入其次的複折射板28l，R光及B 光會以正常光Ro與異常光Re相等的比例來空間性的適 當分歧，因此可以相等的強度來投射當初的畫素ΡΧ0及 分歧像的畫素Ρ X 1 (僅使對該畫素Ρ X 0移動位移量s Η ) 於螢幕上。另一方面，如圖9D所示，藉由射入複折射板 28i，G光也會以正常光Go與異常光Ge相等的比例來空 間性的適當分歧，因此可以相等的強度來投射當初的畫素 ΡΧ0及分歧像的畫素PX1 (僅使對該畫素ΡΧ0移動位移量 S Η )於螢幕上。亦即，儘管G光具有對R光及B光不同 的偏光面，還是可以將正常光與異常光的強度比，亦即〇 次的畫素ΡΧ0與被分歧之1次的畫素ΡΧ 1的各亮度的強 度比設定成大致1 : 1，可針對各色來取得同樣的畫素錯 開像。 圖10Α ’ 10Β是用以具體說明本實施形態之λ/2相位 差板28h的機能。如圖1 〇Α所示，當S偏光之R]B光射入 被設定成傾斜角8 = 2 2 · 5。的λ / 2招位差棍2 8 li時，R B光的 偏光面會旋轉2 Θ = 4 5。，而使得s P的兩偏光成份會取得均 等。又，如圖1 0 B所示，當ρ偏光之G光射入被設定成 傾斜角Θ = 6 7 . 5 ° ( P偏光的方向而言）的λ/2相位差板2 8 h _ 24 . (21) 1239429 時，G光的偏光面會旋轉2Θ = 2 2 5 °或45°，而使得SP的兩 偏光成份會取得均等。 〔第3實施形態〕 圖〗1是用以說明第3實施形態的投影機。第3實施 形態的投影機是改變第1實施形態的投影機者，有關未特 別加以説明的地方可形成與第1實施形態相同構成。 此投影機1 1 〇在交叉分色稜鏡2 7的前段依RGB各色 具備BM除去單元28。藉由如此的構成，可依RGB各色 獨立消去黑矩陣領域B A。亦即，可依RGB各色來調節分 歧光的比率，可依RGB各色來調整分歧光的位移量，因 此可實現考量色特性的多樣表現。又，雖於圖面中省略， 但實際上依各 BM除去單元28設有供以驅動複折射板 28i，2 8k或λ/2相位差板2.8h，28j等的調節器28d〜28f (參照圖1 )。又，以自光源裝置2 1取出的光源光作爲 垂直於紙面的S偏光，且於場透鏡2 3 f與液晶光閥2 5 a之 間配置R光甩的λ/2相位差板2 3 d，於場透鏡2 3 h與液晶 光閥25c之間配置B光用的λ/2相位差板23d。藉此，即 使兩介電質多層膜27a，27b的透過特性之邊緣波長在S 偏光與 P偏光相異時，還是可以提高兩介電質多層膜 2 7 a，2 7 b之R光及B光的反射效率，且能夠提高兩介電 質多層膜27a，27b之G光的透過效率。 又，於交叉分色稜鏡2 7的前段3處分別設置BM除 去單元2 8時，即使在各BM除去單元2 8中以分歧強度比 (22) 1239429 1 : 1來分歧成P偏光及S偏光，還是有可能因設置於交 叉分色稜鏡27的兩介電質多層膜27a，27b的透過反射特 性的偏光依存性，而造成在投射畫像中原本畫像與畫素錯 開像的強度比不會形成1 : 1。此情況，可依各色來微調 整分別設置於3個B Μ除去單元2 8的一對λ / 2相位差板 2 8 h，2 8 j的角度，而使最後被投影之畫像的畫素分離可一 面取得各色的平衡--面修正控制成所期望的狀態。 以上雖是針對原本畫像與畫素錯開像的強度比爲1 : 1時來進行說明，但原本畫像與畫素錯開像的強度比爲調 整成非1 : 1的比率時同樣可成立。如此使原本畫像與畫 素錯開像的強度比變化時之λ/2相位差板2 8 h，2 8 j的角 度調整量的變化，例如可事先以表來記憶於控制裝置5 0 (參照圖1 )，在調節器2 8 d〜2 8 f (參照圖1 )的驅動時 參照。 又，本發明並非限於上述實施例或實施形態，只要不 脫離其主旨範圍亦可實施各種的形態，例如可爲其次所示 的變形。 上述第1〜第3實施形態是以第1及第2單元2 8 a， 2 8b來構成BM除去單元28，而使於正交的方向進行一種 光學性低通濾波器處理，藉此來除去2方向的黑矩陣，但 亦可利周只由第1單兀2 8 a或第2單兀2 8 b所構成的Β ίνί 除去單兀來除去黑矩陣。此情況，例如只有縱方向或橫方 向的黑矩陣會被除去。 又，亦可更換構成Β Μ除去單元2 8的第1及第2單 (23) 1239429 元2 8 a ’ 2 8 b的順序，最初進行去除橫方向的黑矩陣之光 分歧’然後再進行去除縱方向的黑矩陣之光分歧。 又’上述實施形態雖是在除去單元2 8中安裝作爲偏 光狀態調節零件的λ/2相位差板28h，28j，但亦可取代 λ / 2相位差板2 8 h，2 8 j，而使用λ /4相位差板等。此情 況，可藉由使λ/4相位差板等的基準方位旋轉於投影機的 光軸周圍來調節光分歧的比率。偏光狀態調節零件，亦可 取代相位差板，而使用法拉第旋轉子。 又，上述實施形態中雖是使用供以將光源燈2 1 a的光 分割成複數個部份光束的2個蠅眼光學系2 1 b，2 1 c，但 本發明亦可適用於使用如此的蠅眼光學系亦即透鏡陣列的 投影機。 又’上述貫施形中雖是針#使用3個液晶光閥的投 影機例來進行説明，但本發明亦可適用於使用1個，2個 或4個以上的液晶光閥之類的光調變裝置的投影機。例 如，即使爲單一的液晶光閥等，以白色光源來照明在各畫 素配列R G B的濾光片之形式的彩色顯示面板時，照樣能 夠利用圖4 A等所示的BM除去單元2 8來錯開同樣的畫素 (亦即黑矩陣的消去處理）。 又，上述實施形態中雖是說明有關將本發明適用於透 過型的投影機時的例子，但本發明亦可適用於反射型投影 機。在此，所謂「透過型」是意指液晶光閥等的光閥會透 過光的形式，所謂「反射型」是蒽指光閥會反射光的形 式。在反射型投影機的情況時，光閥可只藉由液晶面板來 -27- (24) 1239429 構成’不需要一對的偏光板。並且，在反射型投影機中， 有時交叉分色稜鏡可作爲將白色光分離成紅，綠，藍3色 光的色光分離手段利用，且可作爲將被調變的3色光再度 合成後射出於同一方向的色光合成手段利用。又，亦可不 · 使用交叉分色稜鏡’而使用組合複數個三角柱或四角柱狀 _ 的分色稜鏡之分色稜鏡。在將本發明適用於反射型的投影 機時，可取得與透過型的投影機大致相同的效果。又，光 調變裝置並非限於液晶光閥，例如亦可爲使用微透鏡的光 · 調變裝置。 又，就投影機而言，有由觀察投影面的方向來進行畫 像投影的前面投影機，及由與觀察投影面的方向呈相反側 . 來進行畫像投影的背面投影機，上述實施例的構成可適用 · 於其中任何一種。 在本發明中，只要光調變裝置的黑矩陣是將像光的射 出限制於週期性的部份領域即可，並非限於實施形態所述 那樣藉由遮光膜來形成者。例如，使用微透鏡的光調變裝 鲁 置那樣，即使不藉由遮光膜等來積極地限制像光的射出， 在投射畫像的畫素間產生接縫的光調變裝置還是適用於具 有黑矩陣的光調變裝置。 【圖式簡單說明】 _ 圖1是用以說明第1實施形態的投影機的光學系。 圖2 A是表不彳仪晶光閥的構成剖面圖，圖2 B是表示 液晶光閥的部份構成立體圖。 28 - (25) 1239429 圖3 A〜3 D是用以說明構成裝置要部的光學元件的配 置圖。 圖4A，4B是用以槪念說明BM除去單元的作用圖。 圖5 A〜5 C是具體說明第1單元的機能圖。 圖6是具體說明λ/2相位差板的機能圖。 圖7 Α〜圖7 C是表示圖4 A，4 Β等所示動作的變形例 圖。 圖8是用以說明第2實施形態的投影機。 圖9A〜9D是具體説明第1單元的機能圖。 圖10A，圖10B是具體説明λ/2相位差板的機能圖。 圖1 1是用以說明第3實施形態的投影機的光學系。 [主要元件符號說明】 1 〇 :投影機 2 1 :光源裝置 2 1 a :光源燈 21b，21c:蠅眼光學系 21d :偏光變換構件 2 1 e :重疊透鏡 2 3 :光分割光學系 2 3 a，2 3 b :第1及第2分色鏡 23f〜2 3h :場透鏡 23i，2 3」，23k :反射鏡 2 5 :光調變部 - 29- 1239429 (26) 2 5 a〜2 5 c :液晶光閥 2 5 e〜2 5 g :偏光濾光片 2 7 :光合成光學系 2 8 : B Μ除去單元 - 2 8 a : 第 1單元 一 2 8 b :第2單元 28d，28e，2 8f ：調節器 : λ/2相位差板 φ 2 8 i :複折射板 2 8j : λ/2相位差板 2 8 k :複折射板 - 2 9 :投射透鏡 ， 4 0 :畫像處理部 5 0 :控制裝置 62 :操作面板 8 1 :液晶層 _ 8 2 :射出側基板 8 3 :入射側基板 8 4 :射出側掩蓋 8 5 :入射側掩蓋 ' 8 6 :共通電極 · 8 7 :薄膜電晶體 8 8 :畫素電極 8 9 :黑矩陣（遮光部） -30 - (27)1239429 LL1 ， LL2 :中繼透鏡
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