JP2004325854A

JP2004325854A - 液晶プロジェクタ

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Publication number: JP2004325854A
Application number: JP2003121412A
Authority: JP
Inventors: Terumi Ohara; 輝美大原; Tetsuji Suzuki; 鉄二鈴木
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】液晶プロジェクタの高精細化のため、素子密度を上げる方法は、素子の微細加工の限界があり、また、画素の小型化により反射効率の低下をまねく。素子パネルを大きくする方法は、光学構成部品の大型化が避けられない。
【解決手段】反射型液晶変調素子２３、２４によりイメージで変調されて反射された緑色光成分Ｇ１、Ｇ２は、色成分合成部４を通して投写レンズ６に入射する。反射型液晶変調素子３３、３４によりイメージで変調されて反射された赤色光成分Ｒと青色光成分Ｂは、色成分合成部４を通して投写レンズ６に入射する。投写レンズ６によりスクリーンに投写されるＲ成分及びＢ成分の各画素の位置とＧ１成分の画素の位置とは一致され、Ｇ２成分の画素はＧ１成分等の各画素に対して、１／２画素ピッチ分、結像画像の水平方向及び垂直方向にずらした状態になるように、反射型液晶変調素子２３、２４、３３、３４を設定する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶プロジェクタに係り、特に反射型投写プロジェクタ装置として用いられる液晶プロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、ディスプレイが益々高精細化・大型化される傾向にあり、そのためプロジェクション技術を利用したデータプロジェクタやプロジェクションＴＶ等の開発が進んでいる。また、最近では、イメージをコントロールする素子に反射型液晶変調素子が適用されてきている。この反射型液晶変調素子は従来の透過型液晶変調素子に比べて開口率を高くすることができ、高密度化が容易であり、小型・高効率のプロジェクタを実現することができる。
【０００３】
上述した反射型液晶変調素子を用いた液晶プロジェクタとして、近年４個の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）とカラー偏光子を利用した液晶プロジェクタ（ＣｏｌｏｒＱｕａｄ^ＴＭ）が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１記載の従来の液晶プロジェクタは、色分離部で３原色のうち第１の色成分を含む第１の分離光と、互いに偏光方向の異なる第２及び第３の色成分を含む第２の分離光とに分離して、両分離光を互いに直交する方向に出射し、第１の分離光は第１の反射型光変調素子を有する第１のＰＢＳに入射して変調した後、入射光と直交する方向に出射し、第２の分離光は第１のＰＢＳに入射した後、第２及び第３の色成分が互いに直交する方向に分離し、更にそれぞれ第２及び第３の反射型光変調素子にて変調した後、第２のＰＢＳで合成して入射光と直交する方向に出射して色合成部に入射する。そして、色合成部にて合成された第１及び第２の分離光は、投射光学系によりスクリーンに拡大投射され、映像を表示する構成である。
【０００５】
また、上記の色分離部は、第１の色成分の偏光方向を９０°回転させる第１の偏光方向回転部を有すると共に、第２の色成分の偏光方向を９０°回転させる第２の偏光方向回転部を有する第３のＰＢＳからなり、上記の色合成部が、第２の色成分の偏光方向を９０°回転させる第３の偏光方向回転部を有する第４のＰＢＳからなる構成である。
【０００６】
この特許文献１記載の従来の液晶プロジェクタによれば、第２のＰＢＳを第２及び第３の色成分の分離用と、それぞれ対応する反射型の液晶パネルにて変調された第２及び第３の映像光の色合成用とに使用しているため、色分離用のダイクロイックミラーや全反射ミラー等を用いて余分に光路を回り込ませる必要がなく、装置を小型化可能としている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２８４２２８号公報（第３頁、第５頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、ディスプレイの高精細化の市場要求が出てきており、その要求を満足するために、素子密度を上げるか、素子パネルを大きくする方法により、液晶プロジェクタの画素数を増やす必要がある。前者の素子密度を上げる方法は、素子密度は微細加工の限界があり、また、画素の小型化により反射効率の低下をまねくという問題がある。一方、後者の素子パネルを大きくする方法は、素子パネルの大型化のために、光学エンジンの大型化と投写結像レンズの大型化等が必要であり、光学構成部品の大型化が避けられないという問題がある。
【０００９】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、小型な構成の投写ユニットで高精細画像を投写し得る液晶プロジェクタを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、第１の発明の液晶プロジェクタは、白色光を出射する照明光源部と、照明光源部から出射された白色光を、第１の偏光面を有する緑色光成分と、第１の偏光面とは偏光面が９０度それぞれ異なる第２の偏光面を有する赤色光成分と青色光成分とからなる原色光成分とに分離して、互いに直交する方向に出射する色成分分離部と、緑色光成分を、偏光面が互いに９０度異なる短波長域緑色光成分と長波長域緑色光成分に分離し、短波長域緑色光成分は第１の反射型液晶変調素子において投写イメージにより変調して反射させ、長波長域緑色光成分は第２の反射型液晶変調素子において投写イメージにより変調して反射させ、第１及び第２の反射型液晶変調素子からそれぞれ変調されて反射された短波長域緑色光成分と長波長域緑色光成分を、緑色光成分の入射方向と直交する方向にそれぞれ出射する第１の分離・合成部と、赤色光成分と青色光成分とからなる原色光成分を、偏光面が互いに９０度異なる赤色光成分と青色光成分に分離し、赤色光成分は第３の反射型液晶変調素子において投写イメージにより変調して反射させ、青色光成分は第４の反射型液晶変調素子において投写イメージにより変調して反射させ、第３及び第４の反射型液晶変調素子からそれぞれ変調されて反射された赤色光成分と青色光成分を、原色光成分の入射方向と直交する方向にそれぞれ出射する第２の分離・合成部と、第１の分離・合成部から出射された短波長域緑色光成分と長波長域緑色光成分の各偏光面をそれぞれ第１又は第２いずれかの偏光面に変換すると共に、第２の分離・合成部から出射された赤色光成分及び青色光成分の各偏光面をそれぞれ第１又は第２いずれかの偏光面に変換した後、これら４つの原色光成分をそれぞれ合成して同一方向に出射する色成分合成部と、色成分合成部にて合成された合成光を拡大投写する投写光学系とを有し、少なくとも第１及び第２の反射型液晶変調素子が、第１及び第２の反射型液晶変調素子により変調された短波長域及び長波長域の各緑色光成分が、投写光学系を介してスクリーンに結像されるとき、結像画像の水平方向に１／２画素ピッチ、又は水平方向と垂直方向にそれぞれ１／２画素ピッチずらした画素位置に表示されるように設定されている構成としたものである。
【００１１】
この発明では、人間の視認特性で感度の高い緑色光成分を短波長域と長波長域の２つに分割し、それぞれの画素を、結像画像の水平方向に１／２画素ピッチ、又は水平方向と垂直方向にそれぞれ１／２画素ピッチずらした画素位置に表示するようにしたため、水平方向又は水平方向及び垂直方向の両方向の解像度を上げることができる。また、この発明では、大型の反射型液晶変調素子を用いることなく、１つの投写ユニットで４個の反射型液晶変調素子を用いた小型な構成とすることができる。
【００１２】
また、上記の目的を達成するため、第２の発明は、白色光を出射する照明光源部と、照明光源部から出射された白色光を、第１の偏光面を有する緑色光成分と、第１の偏光面とは偏光面が９０度それぞれ異なる第２の偏光面を有する赤色光成分と青色光成分とからなる原色光成分とに分離して、互いに直交する方向に出射する色成分分離部と、緑色光成分を、偏光面が互いに９０度異なる第１及び第２の緑色光成分に２分割し、第１の緑色光成分は第１の反射型液晶変調素子において投写イメージにより変調して反射させ、第２の緑色光成分は第２の反射型液晶変調素子において投写イメージにより変調して反射させ、第１及び第２の反射型液晶変調素子からそれぞれ変調されて反射された第１及び第２の緑色光成分を、緑色光成分の入射方向と直交する方向にそれぞれ出射する第１の分離・合成部と、赤色光成分と青色光成分とからなる原色光成分を、偏光面が互いに９０度異なる赤色光成分と青色光成分とに分離し、分離した赤色光成分は第３の反射型液晶変調素子において投写イメージにより変調して反射させ、分離した青色光成分は第４の反射型液晶変調素子において投写イメージにより変調して反射させ、第３及び第４の反射型液晶変調素子からそれぞれ変調されて反射された赤色光成分及び青色光成分を、原色光成分の入射方向と直交する方向にそれぞれ出射する第２の分離・合成部と、第１の分離・合成部から出射された第１及び第２の緑色光成分と、第２の分離・合成部から出射された赤色光成分及び青色光成分をそれぞれ波長域に応じて透過又は反射することにより、これら４つの原色光成分をそれぞれ合成して同一方向に出射する色成分合成部と、色成分合成部にて合成された合成光を拡大投写する投写光学系とを有し、少なくとも第１及び第２の反射型液晶変調素子が、第１及び第２の反射型液晶変調素子により変調された第１及び第２の緑色光成分が、投写光学系を介してスクリーンに結像されるとき、結像画像の水平方向に１／２画素ピッチ、又は水平方向と垂直方向にそれぞれ１／２画素ピッチずらした画素位置に表示されるように設定されている構成としたものである。
【００１３】
この発明は、第１の発明とは異なり、緑色光を波長領域で２分割するのではなく、第１及び第２の緑色光成分という２つの光束に分割したものであるが、第１の発明と同様に、人間の視認特性で感度の高い２つの緑色光成分のそれぞれの画素を、結像画像の水平方向に１／２画素ピッチ、又は水平方向と垂直方向にそれぞれ１／２画素ピッチずらした画素位置に表示するようにしたため、水平方向又は水平方向及び垂直方向の両方向の解像度を上げることができる。また、この発明では、大型の反射型液晶変調素子を用いることなく、１つの投写ユニットで４個の反射型液晶変調素子を用いた小型な構成とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる液晶プロジェクタの一実施の形態の概略構成図を示す。同図において、本実施の形態の液晶プロジェクタは、照明光源部５、投写レンズ６、及び色分離・合成部７で構成された投写ユニット（光学エンジン）と、電源・制御部８で構成されており、これらは筐体９９内に収められている。
【００１５】
図２は上記の投写ユニットの第１の実施の形態の構成図を示す。同図に示すように、第１の実施の形態の投写ユニットは、色成分分離部１と、第１の色成分分離・合成部２と、第２の色成分分離・合成部３と、色成分合成部４と、照明光源部５と、投写レンズ６とから構成されている。色成分分離部１と、第１の色成分分離・合成部２と、第２の色成分分離・合成部３と、色成分合成部４とは、図１の色分離・合成部７を構成している。
【００１６】
図２において、照明光源部５は、ランプ５１と偏光板５２とを備えている。偏光板５２はランプ５１から出射された白色無偏光光のうちＰ偏光成分のみ、あるいはＳ偏光成分のみを透過し、色成分分離部１に入射する。色成分分離部１は、色分離偏光ビームスプリッタ（以下ＰＢＳと記す）１１と、その色分離ＰＢＳ１１の照明光源部５側の主面に対向配置された第１のカラー偏光子１２とを備えている。
【００１７】
第１の色成分分離・合成部２は、色成分分離部１側の主面に対向配置された第２のカラー偏光子２２と、分離・合成ＰＢＳ２１と、入射光が分離・合成ＰＢＳ２１を透過して達する主面側に配置された第１の反射型液晶変調素子２３と、分離・合成ＰＢＳ２１の反射面で反射して達する主面側に配置された第２の反射型液晶変調素子２４とを備えている。
【００１８】
また、第２の色成分分離・合成部３は、色成分分離部１側の主面に対向配置された第３のカラー偏光子３２と分離・合成用ＰＢＳ３１と、入射光が分離・合成ＰＢＳ３１を透過して達する主面側に配置された第３の反射型液晶変調素子３３と、分離・合成用ＰＢＳ２１の反射面で反射して達する主面側に配置された第４の反射型液晶変調素子３４とを備えている。
【００１９】
また、色成分合成部４は、合成用ＰＢＳ４１と、合成用ＰＢＳ４１の第１の分離・合成用ＰＢＳ２１に対向する主面側に配置された第４のカラー偏光子４２と、合成用ＰＢＳ４１の第２の分離・合成部ＰＢＳ３１に対向する主面側に配置された第５のカラー偏光子４３とを備え、更に、合成用ＰＢＳ４１の光出射主面すなわち投写レンズ６に対向する主面側に第６のカラー偏光子４４を配置した構成とされている。なお、上記の４個の反射型液晶変調素子２３、２４、３３及び３４の各々は、例えば二次元マトリクス状に配置された多数の画素を有しており、投写イメージの明暗に応じて入射原色光を変調して又は無変調で反射する。このとき、偏光面は変調した場合のみ９０度回転される。
【００２０】
次に、本実施の形態の動作について説明する。照明光源部５から出射された、例えばＳ偏光光は、第１のカラー偏光子１２で所定の波長域の原色光成分が偏光方向を９０度回転されてＰ偏光光とされ、それ以外の波長域の光成分は偏光面を回転することなく、そのまま分離用ＰＢＳ１１に入射する。分離用ＰＢＳ１１は、第１のカラー偏光子１２の透過光のうち、Ｐ偏光成分を透過し第１の色成分分離・合成部２に導き、Ｓ偏光成分は分離用ＰＢＳ１１の反射面で反射して入射光の光路と直交する方向に出射して、第２の色成分分離・合成部３に導く。
【００２１】
分離用ＰＢＳ１１を透過したＰ偏光光は、第２のカラー偏光子２２で所定の波長域の原色光成分が偏光面を９０度回転されてＳ偏光光となり、それ以外の波長域の光成分は偏光面が回転されることなく、分離・合成用ＰＢＳ２１に入射される。カラー偏光子２２からのＳ偏光光は、分離・合成用ＰＢＳ２１の反射面で反射され、第２の反射型液晶変調素子２４に入射される。一方、第２のカラー偏光子２２を透過しただけのＰ偏光成分は、分離・合成用ＰＢＳ２１を透過し、第１の反射型液晶変調素子２３に入射される。
【００２２】
第１の反射型液晶変調素子２３と第２の反射型液晶変調素子２４に入射された光成分は、投写するイメージに応じて偏光を制御され反射される。投写イメージが明るい素子では入射光が９０度回転されて反射され、暗い素子では偏光面はそのままで反射される。すなわち、第１の反射型液晶変調素子２３に入射されたＰ偏光光は、投写するイメージに応じてＳ偏光光となって反射し、分離・合成用ＰＢＳ２１の反射面で反射されて色成分合成部４に入射される。一方、第１の反射型液晶変調素子２３で偏光面を制御されなかった波長域のＰ偏光成分は、分離・合成用ＰＢＳ２１の反射面を透過して照明光源部５へ戻される。
【００２３】
同様に、第２の反射型液晶変調素子２４に入射されたＳ偏光光は、投写するイメージに応じてＰ偏光光となって反射し、分離・合成用ＰＢＳ２１の反射面を透過して色成分合成部４に入射される。一方、第２の反射型液晶変調素子２４で偏光面を制御されなかった波長域のＳ偏光成分は、分離・合成用ＰＢＳ２１の反射面で反射して照明光源部５へ戻される。
【００２４】
他方、分離用ＰＢＳ１１を反射したＳ偏光光は、第３のカラー偏光子３２で所定の波長域の原色光成分が偏光面を９０度回転されてＰ偏光光となり、分離・合成用ＰＢＳ３１に入射され、その反射面を透過して第３の反射型液晶変調素子３３に入射される。一方、第３のカラー偏光子３２で偏光面が回転されず透過しただけの波長域のＳ偏光成分は、分離・合成用ＰＢＳ３１の反射面で反射し第４の反射型液晶変調素子３４に入射される。
【００２５】
第３の反射型液晶変調素子３３と第４の反射型液晶変調素子３４に入射された光成分は、投写するイメージに応じて偏光面を制御されて反射される。投写イメージが明るい素子では入射光が９０度回転されて反射され、暗い素子では偏光面はそのままで反射される。すなわち、第３の反射型液晶変調素子３３に入射されたＰ偏光光はイメージに応じてＳ偏光光に変調されて反射し、分離・合成用ＰＢＳ３１の反射面で反射され色成分合成部４に入射される。一方、第３の反射型液晶変調素子３３で偏光面を制御されずに反射された波長域のＰ偏光成分は、分離・合成用ＰＢＳ３１の反射面を透過して照明光源部５へ戻される。
【００２６】
同様に、第４の反射型液晶変調素子３４に入射されたＳ偏光光はイメージに応じてＰ偏光光に変調されて反射し、分離・合成用ＰＢＳ３１の反射面を透過して色成分合成部４に入射される。第４の反射型液晶変調素子３４で偏光面を制御されずに反射された波長域のＳ偏光成分は、分離・合成用ＰＢＳ３１の反射面で反射して照明光源部５へ戻される。
【００２７】
合成用ＰＢＳ４１の分離・合成用ＰＢＳ２１に対向する主面側に設置されている第４のカラー偏光子４２は、第２の反射型液晶変調素子２４から入射されるＰ偏光の原色光の偏光面を９０度回転させて光成分合成用ＰＢＳ４１に入射する。一方、第１の反射型液晶変調素子２３から第４のカラー偏光子４２に入射する原色光は、Ｓ偏光であるため、第４のカラー偏光子４２では偏光面は回転されずに、そのまま透過し光成分合成用ＰＢＳ４１に入射される。
【００２８】
従って、第１、２の反射型液晶変調素子２３、２４からの原色光は、いずれもＳ偏光光となって光成分合成用ＰＢＳ４１に入射されるため、光成分合成用ＰＢＳ４１の反射面で反射され、第６のカラー偏光子４４を介して投写レンズ６に導かれスクリーン（図示せず）に投写結像される。第６のカラー偏光子４４は、反射型液晶変調素子２３、２４からのＳ偏光光の波長域の偏光面を９０度回転させて、すなわちＰ偏光波として、投写レンズ６に入射する。
【００２９】
一方、合成用ＰＢＳ４１と分離・合成用ＰＢＳ３１の対向する主面間に設置されている第５のカラー偏光子４３は、第３の反射型液晶変調素子３３からのＳ偏光の原色光の偏光面を９０度回転させて光成分合成用ＰＢＳ４１に入射する。これに対し、第４の反射型液晶変調素子３４からの原色光はＰ偏光光であるため、第５のカラー偏光子４３では、偏光面は回転されずにそのまま透過し光成分合成用ＰＢＳ４１に入射される。
【００３０】
従って、第３、４の反射型液晶変調素子３３、３４からの原色光は、いずれもＰ偏光光となって光成分合成用ＰＢＳ４１に入射されるため、光成分合成用ＰＢＳ４１の反射面は透過し、更に第６のカラー偏光子４４で偏光面が回転されることなく透過して投写レンズ６に導かれ、これによりスクリーン（図示せず）に投写結像される。
【００３１】
なお、第６のカラー偏光子４４は、性能向上のために設けられている。すなわち、一般にＰＢＳの分光特性は、透過するＰ偏光光は９９．８％以上の消光比の大きな偏光となるが、反射面で反射するＳ偏光光は約９０％がＳ偏光光で残りの約１０％はＰ偏光光となる。このため、図２の投写結像光学系でＰＢＳ２１の反射面で反射し、更にＰＢＳ４１の反射面で反射して投写レンズ６に向かう、反射型液晶変調素子２３においてイメージで変調されたＳ偏光光の原色光成分は、他の原色光成分に比べて不要光の比率が大きく、コントラスト比が大きくとれない。そこで、本実施の形態では、ＰＢＳ４１から出射する、イメージで変調されている４つの原色光を、第６のカラー偏光子４４によりすべて同一のＰ偏光光に変換し、これを偏光板（図示せず）を通すことにより不要光を除去して投写レンズ６に入射するようにしている。
【００３２】
次に、本実施の形態における色分離の方法について図３の構成図と共に更に詳細に説明する。図３は図２の要部の構成図で、同図中、図２と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図３において、ランプ５１から照射された白色光は無偏光であり、偏光子５２によってＳ偏光成分のみが透過し色成分分離部１に導かれる。
【００３３】
色成分分離部１ではカラー偏光子１２により白色光の例えば、５００ｎｍ〜５９０ｎｍのＧ（緑色光の波長域）成分の光の偏光面を９０度回転してＰ偏光として色成分分離用ＰＢＳ１１に入射する。一方、上記の波長域以外のＲ（赤色光の波長域）成分とＢ（青色光の波長域）成分は、カラー偏光子１２では偏光面の回転は行われず、Ｓ偏光光のまま色成分分離用ＰＢＳ１１に入射される。
【００３４】
色成分分離用ＰＢＳ１１では、Ｓ偏光光のまま入射してきたＲ、Ｂ成分の光をＰＢＳ反射面で反射し、入射光の光路と直交する方向、すなわち第２の色分離・合成部３のカラー偏光子３２の方向に出射する。一方、色成分分離用ＰＢＳ１１では、第１のカラー偏光子１２でＰ偏光に変換された緑色光成分Ｇを透過し、そのまま第１の色分離・合成部２に入射する。
【００３５】
第１の色分離・合成部２では、色成分分離用ＰＢＳ１１から入射されたＰ偏光光のＧ成分のうち、第２のカラー偏光子２２により波長の長い光成分Ｇ２（およそ波長５５０ｎｍ以上）の偏光面を９０度回転させＳ偏光光として、さらに波長の短い光成分Ｇ１（およそ波長５５０ｎｍ以下）はＰ偏光光のままで分離・合成用ＰＢＳ２１に出射する。
【００３６】
分離・合成用ＰＢＳ２１に入射した光成分Ｇ１及びＧ２のうち、Ｐ偏光光の波長の短い光成分Ｇ１はＰＢＳ反射膜を透過し、第１の反射型液晶変調素子（Ｇ１用素子）２３に入射し、ここでイメージに応じて偏光面を制御され反射される。このとき明るいイメージでは偏光面が回転されＳ偏光となり、暗いイメージはＰ偏光のまま反射される。第１の反射型液晶変調素子（Ｇ１用素子）２３で偏光面が制御されたイメージ光は、分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面で反射され、色合成部４に向かう。第１の反射型液晶変調素子（Ｇ１用素子）２３で偏光面が制御されずＰ偏光のままの反射光は、分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面を透過し、更に色成分分離部１を透過し、最終的にはランプ５１に戻される。
【００３７】
分離・合成用ＰＢＳ２１に入射したＧ成分光のうち、もう一方の、Ｓ偏光光の波長の長い成分Ｇ２は分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面で反射され、第２の反射型液晶変調素子（Ｇ２用素子）２４に入射し、ここでイメージに応じて偏光面を制御され反射される。このとき明るいイメージでは偏光面が回転されＰ偏光となり、暗いイメージではＳ偏光のまま反射される。
【００３８】
第２の反射型液晶変調素子（Ｇ２用素子）２４で偏光面が制御されたイメージ光は、分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面を透過し、色合成部４に向かう。これに対し、第２の反射型液晶変調素子（Ｇ２用素子）２４で偏光面が回転されずＳ偏光のままで反射された光は、分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面で反射し、第２のカラー偏光子２２で偏光面を９０度回転されＰ偏光となり、色成分分離部１を透過し、最終的にはランプ５１に戻される。
【００３９】
ここで、上記の第１のカラー偏光子１２には、図４に示す分光特性を有するカラー偏光子が適用される。図４において、実線Ｉで示すクロス−ポラライザー（ｃｒｏｓｓｅｄｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ）とは、波長選択性偏光変換手段を介して偏光子と検光子とをクロスに配置して測定したときの出力光の分光特性であり、一方、点線ＩＩで示すパラレル−ポラライイザー（ｐａｒａｌｌｅｌｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ）とは、偏光子と検光子とをパラレルに配置して測定したときの出力光の分光特性である。同図より、５００ｎｍ〜５９０ｎｍの緑色光波長域の偏波面が９０度回転していることが分かる。
【００４０】
また、第２のカラー偏光子２２は図５に示す分光特性を有している。図５においてクロス−ポラライザーの分光特性ＩＩＩ及びパラレル−ポラライザーの分光特性ＩＶから分かるように、赤色光及び緑色光の長い波長域（すなわち、５５０ｎｍ以上）の偏波面が９０度回転していることが分かる。
【００４１】
また、赤色光のみや青色光及び緑色光の短い波長域のみの偏波面を９０度回転させる機能を有する波長選択性偏光変換手段も作製することが可能である。なお、これらの波長選択性偏光変換手段については、米国特許第５７５１３８４号明細書に詳細に説明されている。
【００４２】
次に、図２の結像系について詳細に説明する。図６は図２の結像系を説明する構成図を示す。同図中、図２と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。また、図６中、結像系の説明で不要な光学部品の図示は省略してある。図６において、色合成部４に向かった、第１、第２の反射型液晶変調素子２３、２４からの反射イメージ光は、色合成部４内の合成用ＰＢＳ４１で、第２の色成分分離・合成部３を通過したＲ、Ｂのイメージ光（説明省略）と合成され、投写レンズ６を介してスクリーン７上に結像される。
【００４３】
図７はスクリーン７上に結像された画素の一部を拡大した模式図を示す。結像する位置は、Ｒ成分及びＢ成分の各画素とＧ成分の片方であるＧ１成分の画素と一致させ、残りのＧ２成分の画素はＧ１成分等の各画素に対して、１／２画素ピッチ分、結像画像（画面）の水平方向及び垂直方向にずらした状態になるように、第１、２の反射型液晶変調素子２３、２４を設定する。なお、図７ではＧ１成分とＧ２成分の画素位置のみを示しているが、Ｒ成分及びＢ成分の各画素位置はＧ１成分の画素位置と同じ位置にある。また、図７では便宜上水平方向では、一番上の行がｍ行であるとし、垂直方向では左端の列がｎ列であるとして、番号を付してある。
【００４４】
なお、反射型液晶変調素子により投写イメージにより変調されて反射された原色光成分を、投写光学系を介してスクリーン上に結像するとき、図７ではＧ２成分の画素はＧ１成分、Ｒ成分及びＢ成分の各画素に対して結像画像の水平方向と垂直方向の両方向に１／２画素ピッチ分ずらして画素配置しているが、水平方向のみ１／２画素ピッチずらして画素配置するようにしてもよい。また、Ｒ成分及びＢ成分の各画素は、Ｇ１成分の画素に一致させず、Ｇ１成分とＧ２成分の各画素の中間位置に配置してもよい。
【００４５】
以上の図２〜図７と共に説明した本発明の第１の実施の形態の投写ユニットを有する液晶プロジェクタによれば、一つの投写ユニットに４個の反射型液晶変調素子２３、２４、３３、３４を搭載し、３原色光のうち、人間の視覚特性で分解能の高い緑色光を短波長域成分Ｇ１と長波長域成分Ｇ２とに分割して、それぞれ対応する計２個の反射型液晶変調素子２３、２４に入射して、投写イメージにより変調すると共に、画素配置を水平方向及び垂直方向共に１／２画素ピッチ分ずらすようにしたため、小型な構成で、しかも高精細なカラー画像を得ることができる。
【００４６】
また、本実施の形態によれば、４個の反射型液晶変調素子２３、２４、３３、３４のそれぞれのアスペクト比を４：３とし、アナモフィックレンズで１６：９の画像に変換するシステムに適用した場合は、緑色光領域を短波長域成分Ｇ１と長波長域成分Ｇ２とに分割して、それぞれ対応する計２個の反射型液晶変調素子２３、２４に入射して、投写イメージにより変調することにより、小型、安価に高精細画像投写システムを構築できる。
【００４７】
次に、図１中の投写ユニットの第２の実施の形態について説明する。図８は図１中の投写ユニットの第２の実施の形態の構成図を示す。同図中、図２及び図３と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図８に示す投写ユニットの第２の実施の形態の基本的な部品配置及び機能については、図２及び図３に示した投写ユニットの第１の実施の形態と同じであるが、前記カラー偏光子１２、２２、３２、４２、４３の特性が変更されており、それぞれカラー偏光子１３、２５、３５、４５、４６とされている。
【００４８】
図８において、ランプ５１から照射された白色無偏光光は偏光子５２によりＳ偏光光として光成分分離部１’内のカラー偏光子１３に入射する。カラー偏光子１３は、入射されたＳ偏光白色光のうち、赤色光成分Ｒと緑色光の長波長域成分（およそ波長５５０ｎｍ以上）Ｇ２の偏光面をそれぞれ９０度回転させて偏光面をＰ偏光としている。従って、Ｐ偏光とされた赤色光成分Ｒと緑色光の長波長域成分Ｇ２は、色成分分離用ＰＢＳ１１を透過直進し、第１の色分離・合成部２’に入射する。
【００４９】
第１の色分離・合成部２’では、入射してきたＰ偏光光のうち、緑色成分の波長域を９０度回転する第２のカラー偏光子２５が設置されており、緑色光の長波長域成分Ｇ２の偏光面を９０度回転させＳ偏光光とし、かつ、入射された赤色光成分Ｒはそのままで分離・合成用ＰＢＳ２１に入射する。
【００５０】
分離・合成用ＰＢＳ２１に入射した緑色光の長波長域成分Ｇ２はＰＢＳ反射面で反射し、第２の反射型液晶変調素子（Ｇ２用素子）２４に入射し、イメージに応じて偏光面を制御され反射される。このとき明るいイメージでは偏光面が回転され、Ｐ偏光となり、暗いイメージはＳ偏光のまま反射される。偏光面が回転されたＰ偏光のイメージ光は分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面を透過し、色合成部４’に向かう。一方、第２の反射型液晶変調素子（Ｇ２用素子）２４で偏光面が回転されず、Ｓ偏光のままの反射光のＧ２は、分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面で反射し、色成分分離部１’を透過し、最終的にはランプ５１に戻される。
【００５１】
分離・合成用ＰＢＳ２１に入射した光のうち、もう一方のＰ偏光光の赤色光成分Ｒは、カラー偏光子２５をそのまま透過し、更に分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面を透過し、第１の反射型液晶変調素子（Ｒ用素子）２３に入射し、イメージに応じて偏光面を制御され反射される。このとき明るいイメージでは偏光面が回転されてＳ偏光となり、暗いイメージはＰ偏光のまま反射される。
【００５２】
第１の反射型液晶変調素子（Ｒ用素子）２３により偏光面が９０度回転されたＳ偏光光（明るいイメージの赤色光成分Ｒ）は分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面で反射し、色合成部４’に向かう。他方、第１の反射型液晶変調素子（Ｒ用素子）２３により偏光面が回転されずにＰ偏光のままの反射光（暗いイメージの赤色光成分Ｒ）は、分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面を透過し、更に色成分分離部１’を透過し、最終的にはランプ５１に戻される。
【００５３】
一方、ランプ５１から照射され偏光子５２によりＳ偏光光として光成分分離部１に入射しカラー偏光子１３で偏光面が回転されなかった青色光成分Ｂと緑色光の短波長域成分Ｇ１は色成分分離用ＰＢＳ１１のＰＢＳ反射面で反射し、第２の色分離・合成部３’に入射する。
【００５４】
第２の色分離・合成部３’では入射してきたＳ偏光光のうち、緑色光の波長域を９０度回転する第３のカラー偏光子３５が設置されているため、色成分分離部１’から入射されたＳ偏光光のうち、緑色光の短波長域成分Ｇ１のみがカラー偏光子３５により偏光面を９０度回転されてＰ偏光光とされ、残りの青色光成分Ｒは偏光面を回転されることなく、そのままで分離・合成用ＰＢＳ３１に向かう。
【００５５】
分離・合成用ＰＢＳ３１に入射した緑色光の短波長域成分Ｇ１はＰＢＳ反射面を透過し、第３の反射型液晶変調素子（Ｇ１用素子）３３に入射して、イメージに応じて偏光面を制御され反射される。このとき明るいイメージでは偏光面が回転されＳ偏光となり、暗いイメージはＰ偏光のまま反射される。第３の反射型液晶変調素子（Ｒ用素子）３３により偏光面が９０度回転されたＳ偏光光（明るいイメージの緑色光の短波長域成分Ｇ１）は分離・合成用ＰＢＳ３１のＰＢＳ反射面で反射し、色合成部４’に向かう。
【００５６】
他方、第３の反射型液晶変調素子（Ｇ１用素子）３３により偏光面が回転されずにＰ偏光のままの反射光（暗いイメージの緑色光の短波長域成分Ｇ１）は、分離・合成用ＰＢＳ３１のＰＢＳ反射面を透過し、更に色成分分離部１’を透過し、最終的にはランプ５１に戻される。
【００５７】
分離・合成用ＰＢＳ３１に入射した光のうち、もう一方のＳ偏光光の青色光成分Ｂは、分離・合成用ＰＢＳ３１のＰＢＳ反射面で反射し、第４の反射型液晶変調素子（Ｂ用素子）３４に入射し、イメージに応じて偏光面を制御され反射される。このとき明るいイメージでは偏光面が回転されＰ偏光となり、暗いイメージはＳ偏光のまま反射される。
【００５８】
第４の反射型液晶変調素子（Ｂ用素子）３４により偏光面が９０度回転されたＰ偏光光（明るいイメージの青色光成分Ｂ）は分離・合成用ＰＢＳ３１のＰＢＳ反射面を透過し、色成分合成部４’に向かう。他方、第４の反射型液晶変調素子（Ｂ用素子）３４により偏光面が回転されずにＳ偏光のままの反射光（暗いイメージの青色光成分Ｂ）は、分離・合成用ＰＢＳ３１のＰＢＳ反射面で反射し、更に色成分分離部１’を透過し、最終的にはランプ５１に戻される。
【００５９】
色成分合成部４’のカラー偏光子４５、４６は、前記カラー偏光子４２、４３と同様の特性を有しているため、カラー偏光子４５からはそれぞれＳ偏光光とされた緑色光の長波長域成分Ｇ２と赤色光成分Ｒが取り出されて合成用ＰＢＳ４１に入射してＰＢＳ反射面で反射され、他方、カラー偏光子４６からはそれぞれＰ偏光光とされた緑色光の短波長域成分Ｇ１と青色光成分Ｂが取り出されて合成用ＰＢＳ４１に入射してＰＢＳ反射面を透過し、それぞれ合成されてカラー偏光子４４（図示せず）で偏波面を整えた後投写レンズを介してスクリーン（いずれも図示せず）に結像される。
【００６０】
スクリーンに結像する光成分Ｇ１、Ｇ２、Ｒ、Ｂの各画素位置関係は、図７と共に説明した例と同じに、Ｒ成分、Ｂ成分及びＧ１の画素位置に対して、Ｇ２成分の画素位置は、水平方向及び垂直方向共に１／２画素ピッチ分ずらした状態になるように第１、２の反射型液晶変調素子２３、２４を設定する。本実施の形態も第１の実施の形態と同様の特長を有する。
【００６１】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図９は図１中の投写ユニットの第３の実施の形態の構成図を示す。同図中、図２と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図９の第３の実施の形態は、図２における照明光源部５を光成分分離用ＰＢＳ１１の上方向に配置し、光成分分離用ＰＢＳ１１への入射光と光成分合成ＰＢＳ４１からの出射光を直交する方向としたものである。この場合、光源部５の出射光の偏光面を図２のものと変えるか、第１のカラー偏光子１２の特性を変えることにより容易に実現できる。この実施の形態も第１の実施の形態と同様の特長を有する。
【００６２】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１０は図１中の投写ユニットの第４の実施の形態の構成図を示す。同図中、図２と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１０に示すように、第４の実施の形態の投写ユニットは、色成分分離部１と、第１の色成分分離・合成部２と、第２の色成分分離・合成部３と、色成分合成部８と、照明光源部５と、投写レンズ６とから構成されている。
【００６３】
第１の色分離・合成部２は色分離部１側の主面に対向配置された位相板（λ／４位相板）２６と分離・合成用ＰＢＳ２１と、入射光が分離・合成用ＰＢＳ２１を透過して達する主面側に第１の反射型液晶変調素子２３と、分離・合成用ＰＢＳ２１の反射面で反射して達する主面側に第２の反射型液晶変調素子２４とを備えている。
【００６４】
分離用ＰＢＳ１１を透過したＰ偏光光は、λ／４（λは波長）の位相板２６で円偏光光となり、分離・合成用ＰＢＳ２１に入射される。位相板２６で円偏光光となった光成分のうち、Ｓ偏光成分は分離・合成用ＰＢＳ２１の反射面で反射され第２の反射型液晶変調素子２４に入射される。一方、位相板２６で円偏光光となった光成分のうち、Ｐ偏光成分は、分離・合成用ＰＢＳ２１を透過し、第１の反射型液晶変調素子２３に入射される。
【００６５】
第１の反射型液晶素子２３と第２の反射型液晶変調素子２４に入射された光成分は、投写するイメージに応じて偏光を制御され反射される。投写イメージが明るい素子では入射光が９０度回転されて反射され、暗い素子では偏光面はそのままで反射される。すなわち、第１の反射型液晶変調素子２３に入射されたＰ偏光光はイメージに応じてＳ偏光光となって反射し、分離・合成用ＰＢＳ２１の反射面で反射され色成分合成部４に入射される。偏光を制御されなかったＰ偏光成分は、分離・合成用ＰＢＳ２１の反射面を透過して照明光源部５へ戻される。
【００６６】
第２の反射型液晶変調素子２４に入射されたＳ偏光光は、イメージに応じてＰ偏光光となって反射し、分離・合成用ＰＢＳ２１の反射面を透過して色成分合成部４に入射される。偏光を制御されなかったＳ偏光成分は、分離・合成用ＰＢＳ２１の反射面で反射して光源部５へ戻される。
【００６７】
色成分合成部８は、ダイクロイックミラープリズム８１で構成されている。ダイクロイックミラープリズム８１は、第１の色成分分離・合成部２から入射されたイメージ光を反射し、第２の色成分分離・合成部３から入射された光は透過合成し、投写レンズ６に導きスクリーン（図示せず）に投写結像させる。
【００６８】
次に、図１０の色分離合成の方法について図１１の構成図と共に詳細に説明する。図１１中、図１０と同一構成部分には同一符号を付してある。図１１において、ランプ５１から照射された白色光は無偏光であり、偏光子５２によってＳ偏光成分のみが透過し、色成分分離部１に導かれる。
【００６９】
色成分分離部１ではカラー偏光子１２により白色光のうちの緑色光成分Ｇが偏光面を９０度回転させられＰ偏光光となり、色成分分離用ＰＢＳ１１に入射する。一方、赤色光成分Ｒと青色光成分Ｂは、カラー偏光子１２による偏光面の回転は行われず、Ｓ偏光光のまま色成分分離用ＰＢＳ１１に入射する。
【００７０】
色成分分離用ＰＢＳ１１では、Ｓ偏光光のまま入射してきた赤色光成分Ｒと青色光成分ＢをＰＢＳ反射面で反射し、入射光と直交する方向に出射し、第２の色分離・合成部３のカラー偏光子３２に入射する。一方、カラー偏光子１２でＰ偏光光に変換された緑色光成分Ｇは色成分分離用ＰＢＳ１１のＰＢＳ反射面を透過し、そのまま第１の色成分分離・合成部２に向かう。
【００７１】
第１の色分離・合成部２では、入射してきたＰ偏光光の緑色光成分Ｇをλ／４の位相板２６を介して円偏光光とした後、分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面でＰ偏光成分の第１の緑色光成分Ｇａと、Ｓ偏光成分の第２の緑色光成分Ｇｂの、同一波長域で偏光面が互いに９０度異なる２つの緑色光成分に分離し、互いに直交する方向に出射する。出射したＰ偏光成分の第１の緑色光成分Ｇａは、分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ面を透過し、第１の反射型液晶変調素子２３に入射し、イメージに応じて偏光面を制御され反射される。
【００７２】
このとき明るいイメージでは偏光面が回転されてＳ偏光となり、暗いイメージはＰ偏光のまま反射される。明るいイメージにより偏光面が回転されたＳ偏光の第１の緑色光成分Ｇａは分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面で反射され、色合成部８のダイクロイックミラープリズム８１に向かう。イメージにより偏光面が回転されずにＰ偏光のままの第１の緑色光成分Ｇａは、分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面を透過し、更に位相板２６、色成分分離部１を順次に透過し、最終的にはランプ５１に戻される。
【００７３】
分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面で分離された、もう一方のＳ偏光成分の第２の緑色光成分Ｇｂは分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ面で反射し、第２の反射型液晶変調素子２４に入射し、イメージに応じて偏光面を制御され反射される。このとき明るいイメージでは偏光面が回転されＰ偏光となり、暗いイメージではＳ偏光のまま反射される。明るいイメージにより偏光面が回転されてＰ偏光となった第２の緑色光成分Ｇｂは、分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面を透過し、色合成部８のダイクロイックミラープリズム８１に向かう。イメージにより偏光面が回転されずＳ偏光のままの第２の緑色光成分Ｇｂは、分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面で反射し、位相板２６を透過し、更に色成分分離部１を透過し、最終的にはランプ５１に戻される。
【００７４】
第１のカラー偏光子１２でＳ偏光に変換された赤色光成分Ｒと青色光成分Ｂは色分離用ＰＢＳ１１の反射面で反射し、そのまま第２の色成分分離・合成部３に向かう。第２の色分離・合成部３では、入射してきたＳ偏光光の赤色光成分Ｒを、前述した図４に示した分光特性を有する第２のカラー偏光子３２により偏光面を９０度回転させた後、分離・合成用ＰＢＳ３１のＰＢＳ反射面を透過させ、第３の反射型液晶変調素子３３に入射させる。
【００７５】
第３の反射型液晶変調素子３３は、イメージに応じて偏光面を制御され反射される。このとき明るいイメージでは偏光面が回転されＳ偏光となり、暗いイメージはＰ偏光のまま反射される。第３の反射型液晶変調素子３３により偏光面が回転された赤色光は分離・合成用ＰＢＳ３１のＰＢＳ反射面で反射され、色合成部８のダイクロイックミラープリズム８１に向かう。第３の反射型液晶変調素子３３により偏光面が回転されず、Ｐ偏光のままの赤色光は、分離・合成用ＰＢＳ２１のＰＢＳ反射面を透過し、第２のカラー偏光子３２で偏光面が９０度回転され、色成分分離用ＰＢＳ１１の反射面で反射し、最終的にはランプ５１に戻される。
【００７６】
また、第２の色分離・合成部３では、入射してきたＳ偏光光の青色光成分Ｂを第２のカラー偏光子３２により偏光面を回転させることなく、そのまま分離・合成用ＰＢＳ３１に入射してそのＰＢＳ反射面で反射させ、第４の反射型液晶変調素子３４に入射させる。
【００７７】
第４の反射型液晶変調素子３４では、イメージに応じて偏光面を制御され反射される。このとき明るいイメージでは偏光面が回転されＰ偏光となり、暗いイメージはＳ偏光のまま反射される。偏光面が回転された青色光は分離・合成用ＰＢＳ３１のＰＢＳ反射面を透過し、色合成部８のダイクロイックミラープリズム８１に向かう。一方、偏光面が回転されることなくＳ偏光のままの青色光は、分離・合成用ＰＢＳ３１のＰＢＳ反射面で反射し、第２のカラー偏光子３２を透過し、色成分分離用ＰＢＳ１１の反射面で反射し、最終的にはランプ５１に戻される。
【００７８】
色成分合成部８を構成するダイクロイックミラープリズム８１は、入射光の波長域に応じて反射又は透過する波長選択性プリズムで、その２つの主面のうち、第１の主面に入射した波長５００ｎｍ〜５９０ｎｍの緑色光成分Ｇａ及び緑色光成分Ｇｂは反射し、第２の主面に入射した波長４２０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光成分Ｂ及び波長５９０ｎｍ〜６８０ｎｍの赤色光成分Ｒは透過することで各原色光成分Ｇａ、Ｇｂ、ＢおよびＲを合成し、それらを同一方向すなわち投写レンズ６側に出射する。
【００７９】
次に、図１０及び図１１の結像系について詳細に説明する。図１２は図１０及び図１１の結像系を説明する構成図を示す。同図中、図１０及び図１１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。また、図１２中、結像系の説明で不要な光学部品の図示は省略してある。図１２において、色合成部８内のダイクロイックミラープリズム８１に向かった、第１、第２の反射型液晶変調素子２３、２４からの変調された反射光である緑色光成分Ｇａ、Ｇｂは、前述したようにダイクロイックミラープリズム８１の反射面で反射され、第３、第４の反射型液晶変調素子３３、３４からの変調された反射光である赤色光成分Ｒ及び青色光成分Ｂと合成され、投写レンズ６を介してスクリーン７上に結像される。
【００８０】
このとき、スクリーン７上に結像されたＧａ、Ｇｂ、Ｒ及びＢの各原色光成分の画素の配置は、図７と同様である。ただし、本実施の形態では、同一波長域の緑色光成分Ｇａ、Ｇｂの画素が、図７のＧ１、Ｇ２の画素位置、すなわち、結像画像の水平方向及び垂直方向にそれぞれ１／２画素ピッチ分ずらして配置される。また、本実施の形態でも、Ｒ成分及びＢ成分の各画素位置はＧａ成分の画素位置と同じ位置に配置される。なお、Ｇｂ成分の画素はＧａ成分、Ｒ成分及びＢ成分の各画素に対して結像画像の水平方向にだけ１／２画素ピッチ分ずらした配置としてもよい。また、Ｒ成分及びＢ成分の各画素は、Ｇａ成分の画素に一致させず、Ｇａ成分とＧｂ成分の各画素の中間位置に配置してもよい。これにより、本実施の形態も上述した各実施の形態と同様の特長を有する。更に、この実施の形態では、位相板２６とダイクロイックミラープリズム８１を使用することで、第１乃至第３の実施の形態に比べてカラー偏光子の数を低減するようにしたため、安価に構成することができ、また、ダイクロイックミラープリズム８１は空間があり、照明光による温度上昇に対する冷却対策が容易であるという特長もある。
【００８１】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図１３は図１中の投写ユニットの第５の実施の形態の構成図を示す。同図中、図１０と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１３に示すように、第５の実施の形態の投写ユニットは、色成分分離部９と、第１の色成分分離・合成部２と、第２の色成分分離・合成部３と、色成分合成部８と、照明光源部５と、投写レンズ６とから構成されている。この実施の形態は、色成分分離部９が、波長選択性ミラーであるダイクロイックミラー１４で構成されており、また、色成分合成部８がダイクロイックプリズム８２で構成されている点に特徴がある。
【００８２】
この実施の形態では、ダイクロイックミラー１４により、Ｓ偏光光のまま入射してきた光成分のうち、波長５００ｎｍ〜５９０ｎｍの緑色光成分のみを反射して位相板２６に入射し、波長４２０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光成分及び波長５９０ｎｍ〜６８０ｎｍの赤色光成分を透過してカラー偏光子３２に入射する波長選択を行う。ダイクロイックプリズム８２は、ダイクロイックミラープリズム８１と同様に緑光光成分は反射し、青色光成分及び赤色光成分は透過する波長選択性を有する。
【００８３】
本実施の形態も、図１１で説明したと同様の動作を行い、投写レンズ６を介してスクリーン上に高精細のカラー画像を結像させることができ、前記した第４の実施の形態と同様の特長を有する。なお、ダイクロイックミラー１４はダイクロイックプリズムにしても同様の動作はする。
【００８４】
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。図１４は図１中の投写ユニットの第６の実施の形態の構成図を示す。同図中、図１０と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１４に示す第６の実施の形態は、図１０における照明光源部５を光成分分離用ＰＢＳ１１の図中、上方向に配置し、光成分分離用ＰＢＳ１１への入射光と光成分合成用ダイクロイックミラープリズム８１からの出射光を直交する方向としたものである。この場合、照明光源部５の出射光の偏光面を図１０のものと変えるか、第１のカラー偏光子１２の特性を変えることにより容易に実現できる。この実施の形態も上記の第５の実施の形態と同様の特長を有する。
【００８５】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、照明光源部５からの出射光をＳ偏光光で説明したが、Ｐ偏光光でも第１のカラー偏光子１３等を対抗する特性（反対の）にするのみで上記の実施の形態と同様の動作をする。また、第６のカラー偏光子４４と投写レンズ６の間に波長板（λ／４板）と偏光子で構成したアナライザーを挿入し、不要な反射光によるフレアを防ぎ、反射光が液晶変調素子に戻り悪影響を及ぼすのを防ぐことはなんら差し支えない。また、赤色光成分の画素位置と青色光成分の画素位置とは、長波長域の緑色光成分の画素位置と同じ位置に表示するように、反射型液晶変調素子２３、２４、３３、３４を設定してもよい。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、人間の視認特性で感度の高い２つの緑色光成分のそれぞれの画素を、結像画像の水平方向に１／２画素ピッチ、又は水平方向と垂直方向にそれぞれ１／２画素ピッチずらした画素位置に表示するようにしたため、水平方向又は水平方向及び垂直方向の両方向の解像度を上げることができ、また、大型の反射型液晶変調素子を用いることなく、１つの投写ユニットで４個の反射型液晶変調素子を用いた小型な構成とすることができる。
【００８７】
また、本発明によれば、上記の反射型液晶変調素子としてアスペクト比が４：３のものを使用し、アナモフィックレンズで１６：９の画像に変換するシステムを構築した場合は、２分割した緑色光を２個の反射型液晶変調素子で別々に駆動することにより、小型、安価な高精細画像投写システムを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶プロジェクタの一実施の形態の概略構成図である。
【図２】図１中の投写ユニットの第１の実施の形態の構成図である。
【図３】図２の要部の構成図である。
【図４】本発明における色成分分離部で用いるカラー偏光子の一例の分光特性図である。
【図５】本発明における第１の色成分分離・生成部で用いるカラー偏光子の一例の分光特性図である。
【図６】図２の結像系を説明する構成図である。
【図７】本発明によりスクリーン上に結像された画素の一部の拡大模式図である。
【図８】図１中の投写ユニットの第２の実施の形態の構成図である。
【図９】図１中の投写ユニットの第３の実施の形態の構成図である。
【図１０】図１中の投写ユニットの第４の実施の形態の構成図である。
【図１１】図１０の色分離合成の方法を説明する構成図である。
【図１２】図１０及び図１１の結像系を説明する構成図である。
【図１３】図１中の投写ユニットの第５の実施の形態の構成図である。
【図１４】図１中の投写ユニットの第６の実施の形態の構成図である。
【符号の説明】
１、１’、９色成分分離部
２、２’ 第１の色成分分離・合成部
３、３’ 第２の色成分分離・合成部
４、４’、８色成分合成部
５照明光源部
６投写レンズ
７スクリーン
１１色分離用偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
１２、１３、２２、２５、３２、３５、４２、４５、４６カラー偏光子
１４ダイクロイックミラー
２１、３１分離・合成用偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
２３、２４、３３、３４反射型液晶変調素子
２６ λ／４位相板
４１合成用偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
８１ダイクロイックミラープリズム
８２ダイクロイックプリズム
Ｇ１短波長域の緑色光成分
Ｇ２長波長域の緑色光成分
Ｇａ、Ｇｂ２分割された緑色光成分
Ｒ赤色光成分
Ｂ青色光成分

Claims

白色光を出射する照明光源部と、
前記照明光源部から出射された前記白色光を、第１の偏光面を有する緑色光成分と、該第１の偏光面とは偏光面が９０度それぞれ異なる第２の偏光面を有する赤色光成分と青色光成分とからなる原色光成分とに分離して、互いに直交する方向に出射する色成分分離部と、
前記緑色光成分を、偏光面が互いに９０度異なる短波長域緑色光成分と長波長域緑色光成分に分離し、該短波長域緑色光成分は第１の反射型液晶変調素子において投写イメージにより変調して反射させ、前記長波長域緑色光成分は第２の反射型液晶変調素子において前記投写イメージにより変調して反射させ、前記第１及び第２の反射型液晶変調素子からそれぞれ変調されて反射された前記短波長域緑色光成分と長波長域緑色光成分を、前記緑色光成分の入射方向と直交する方向にそれぞれ出射する第１の分離・合成部と、
前記赤色光成分と青色光成分とからなる原色光成分を、偏光面が互いに９０度異なる赤色光成分と青色光成分に分離し、前記赤色光成分は第３の反射型液晶変調素子において前記投写イメージにより変調して反射させ、前記青色光成分は第４の反射型液晶変調素子において前記投写イメージにより変調して反射させ、前記第３及び第４の反射型液晶変調素子からそれぞれ変調されて反射された前記赤色光成分と青色光成分を、前記原色光成分の入射方向と直交する方向にそれぞれ出射する第２の分離・合成部と、
前記第１の分離・合成部から出射された前記短波長域緑色光成分と長波長域緑色光成分の各偏光面をそれぞれ前記第１又は第２いずれかの偏光面に変換すると共に、前記第２の分離・合成部から出射された前記赤色光成分及び青色光成分の各偏光面をそれぞれ前記第１又は第２いずれかの偏光面に変換した後、これら４つの原色光成分をそれぞれ合成して同一方向に出射する色成分合成部と、
前記色成分合成部にて合成された合成光を拡大投写する投写光学系と
を有し、少なくとも前記第１及び第２の反射型液晶変調素子が、該第１及び第２の反射型液晶変調素子により変調された前記短波長域及び長波長域の各緑色光成分が、前記投写光学系を介してスクリーンに結像されるとき、結像画像の水平方向に１／２画素ピッチ、又は水平方向と垂直方向にそれぞれ１／２画素ピッチずらした画素位置に表示されるように設定されていることを特徴とする液晶プロジェクタ。
白色光を出射する照明光源部と、
前記照明光源部から出射された前記白色光を、第１の偏光面を有する緑色光成分と、該第１の偏光面とは偏光面が９０度それぞれ異なる第２の偏光面を有する赤色光成分と青色光成分とからなる原色光成分とに分離して、互いに直交する方向に出射する色成分分離部と、
前記緑色光成分を、偏光面が互いに９０度異なる第１及び第２の緑色光成分に２分割し、該第１の緑色光成分は第１の反射型液晶変調素子において投写イメージにより変調して反射させ、前記第２の緑色光成分は第２の反射型液晶変調素子において前記投写イメージにより変調して反射させ、前記第１及び第２の反射型液晶変調素子からそれぞれ変調されて反射された前記第１及び第２の緑色光成分を、前記緑色光成分の入射方向と直交する方向にそれぞれ出射する第１の分離・合成部と、
前記赤色光成分と青色光成分とからなる原色光成分を、偏光面が互いに９０度異なる赤色光成分と青色光成分とに分離し、分離した前記赤色光成分は第３の反射型液晶変調素子において前記投写イメージにより変調して反射させ、分離した前記青色光成分は第４の反射型液晶変調素子において前記投写イメージにより変調して反射させ、前記第３及び第４の反射型液晶変調素子からそれぞれ変調されて反射された前記赤色光成分及び青色光成分を、前記原色光成分の入射方向と直交する方向にそれぞれ出射する第２の分離・合成部と、
前記第１の分離・合成部から出射された前記第１及び第２の緑色光成分と、前記第２の分離・合成部から出射された前記赤色光成分及び青色光成分をそれぞれ波長域に応じて透過又は反射することにより、これら４つの原色光成分をそれぞれ合成して同一方向に出射する色成分合成部と、
前記色成分合成部にて合成された合成光を拡大投写する投写光学系と
を有し、少なくとも前記第１及び第２の反射型液晶変調素子は、該第１及び第２の反射型液晶変調素子により変調された前記第１及び第２の緑色光成分が、前記投写光学系を介してスクリーンに結像されるとき、結像画像の水平方向に１／２画素ピッチ、又は水平方向と垂直方向にそれぞれ１／２画素ピッチずらした画素位置に表示されるように設定されていることを特徴とする液晶プロジェクタ。