JP7552400B2 - 表示装置およびプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、表示装置およびプロジェクターに関する。

光源から射出された光を変調して画像情報に基づく画像光を生成し、生成された画像光を投写するプロジェクターが知られている。下記の特許文献１に、光源装置と、１つの液晶パネルからなる光変調装置と、投写光学装置と、を備えるプロジェクターが開示されている。このプロジェクターにおいては、偏光方向が互いに揃った青色光、赤色光、および２つの緑色光が光源装置から射出され、液晶パネルの入射側に設けられたマイクロレンズアレイによって空間的に分離された状態で、液晶パネルの青色サブ画素、赤色サブ画素、および２つの緑色サブ画素にそれぞれ入射される。

特開２０２０－１６０２３６号公報

上記のように、１枚の液晶パネルを備えたプロジェクター、いわゆる単板方式のプロジェクターは、赤色光、緑色光、および青色光のそれぞれを変調する３枚の液晶パネルを備えたプロジェクターに比べて、液晶パネルの各画素に照射される光のエネルギー密度が高くなる。特に青色光は、赤色光および緑色光に比べて、当該青色光が照射されるサブ画素に対して光照射によるダメージを及ぼしやすい。そのため、液晶パネルの青色サブ画素がダメージを受け、液晶パネルの信頼性が低下するおそれがある。

上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の表示装置は、第１波長帯を有する第１光と、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２光と、を含む光を射出する光源装置と、前記光源装置から射出される光が入射する光学装置と、前記光学装置から射出される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、を備える。前記光変調装置は、複数の画素を有する液晶パネルを有し、前記複数の画素のそれぞれは、第１サブ画素と、第２サブ画素と、を少なくとも有する。前記光学装置は、第１偏光方向を有する光を透過し、前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向を有する光を反射する偏光分離素子と、前記光源装置と前記偏光分離素子との間に設けられる位相差板と、を有する。前記光学装置は、前記第１光が前記第１サブ画素に入射し、前記第２光が前記第２サブ画素に入射する第１期間と、前記第１光が前記第２サブ画素に入射し、前記第２光が前記第１サブ画素に入射する第２期間と、を時間的に切り替える。前記光学装置は、前記第１期間において、前記位相差板から射出される前記第１光を前記第１偏光方向を有する光に変換し、前記位相差板から射出される前記第２光を前記第２偏光方向を有する光に変換し、前記第２期間において、前記位相差板から射出される前記第１光を前記第２偏光方向を有する光に変換し、前記位相差板から射出される前記第２光を前記第１偏光方向を有する光に変換する。

本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の表示装置、または本発明の他の一つの態様の表示装置と、前記表示装置から射出される光を投写する投写光学装置と、を備える。

第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。 光変調装置の拡大図である。 青色半導体レーザーから射出される青色光の偏向方向を示す図である。 赤色半導体レーザーから射出される赤色光の偏向方向を示す図である。 第１期間における光源装置および光学装置の構成を示す斜視図である。 第１期間における液晶パネル上での４つの色光の位置関係を示す模式図である。 第２期間における光源装置および光学装置の構成を示す斜視図である。 第２期間における液晶パネル上での４つの色光の位置関係を示す模式図である。 第３実施形態のプロジェクターにおいて、第１期間における光源装置および光学装置の構成を示す斜視図である。 第１期間における液晶パネル上での４つの色光の位置関係を示す模式図である。 第２期間における光源装置および光学装置の構成を示す斜視図である。 第２期間における液晶パネル上での４つの色光の位置関係を示す模式図である。 第５実施形態のプロジェクターにおいて、第１期間における光源装置および光学装置の構成を示す平面図である。 第１期間における液晶パネル上での３つの色光の位置関係を示す模式図である。 第２期間における光源装置および光学装置の構成を示す平面図である。 第２期間における液晶パネル上での３つの色光の位置関係を示す模式図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は、第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。図２は、光変調装置の拡大図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

本実施形態に係るプロジェクター１は、光源装置２から射出された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、形成された画像をスクリーン等の被投写面上に拡大して投写する。換言すると、プロジェクター１は、光源装置２から射出された光を１つの液晶パネル６１を有する１つの光変調装置６により変調して画像を形成し、形成された画像を投写する。プロジェクター１は、いわゆる、単板方式のプロジェクターである。

図１に示すように、プロジェクター１は、光源装置２と、光学装置３と、均一化装置４と、フィールドレンズ５と、光変調装置６と、投写光学装置７と、を備える。光源装置２、光学装置３、均一化装置４、フィールドレンズ５、光変調装置６、および投写光学装置７は、システム光軸Ａｘに沿う所定の位置に配置されている。システム光軸Ａｘは、光源装置２の光軸であり、光源装置２から射出される光Ｌの主光線の進行方向に沿う軸と定義する。

以下の説明においては、システム光軸Ａｘに沿って光源装置２から射出された光の進行方向に平行な軸をＺ軸とし、光の進行方向を＋Ｚ方向とする。また、Ｚ軸にそれぞれ直交し、かつ、互いに直交する２つの軸をＸ軸およびＹ軸とする。これらの軸に沿う方向のうち、プロジェクター１を設置した空間における鉛直方向上方を＋Ｙ方向とする。また、＋Ｙ方向が鉛直方向上方を向くように、＋Ｚ方向に沿って光が入射される対象物を見た場合の水平方向右方を＋Ｘ方向とする。図示を省略するが、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向とし、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向とし、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向とする。

光源装置２および光学装置３の構成については、後で詳しく説明する。
均一化装置４は、光源装置２から射出された光Ｌが照射される光変調装置６の画像形成領域における光Ｌの照度を均一化する。均一化装置４は、第１マルチレンズ４１と、第２マルチレンズ４２と、重畳レンズ４３と、を有する。なお、上記の構成に代えて、他の構成を有する均一化装置が設けられてもよいし、均一化装置が設けられなくてもよい。

第１マルチレンズ４１は、光源装置２から入射される光Ｌの中心軸、すなわち、システム光軸Ａｘに直交する面内にマトリクス状に配列された複数のレンズ４１１を有する。第１マルチレンズ４１は、複数のレンズ４１１によって光源装置２から入射される光を複数の部分光束に分割する。

第２マルチレンズ４２は、システム光軸Ａｘに直交する面内にマトリクス状に配列されるとともに、第１マルチレンズ４１の複数のレンズ４１１に対応した複数のレンズ４２１を有する。各レンズ４２１には、当該レンズ４２１に対向するレンズ４１１から射出された部分光束が入射される。各レンズ４２１は、部分光束を重畳レンズ４３に入射させる。

重畳レンズ４３は、第２マルチレンズ４２から入射される複数の部分光束を光変調装置６の画像形成領域において重畳させる。詳述すると、各々が複数の部分光束に分割された青色光ＬＢ、赤色光ＬＲ、および２つの緑色光ＬＧは、第２マルチレンズ４２と重畳レンズ４３とによって、フィールドレンズ５を介して、光変調装置６の後述するマイクロレンズアレイ６２を構成する複数のマイクロレンズ６２１の各々に異なる角度で入射する。

フィールドレンズ５は、均一化装置４と光変調装置６との間に配置されている。フィールドレンズ５は、均一化装置４から射出される光Ｌを平行化し、光変調装置６に導く。

光変調装置６は、光源装置２から射出された光を変調する。詳述すると、光変調装置６は、光源装置２から射出され、光学装置３、均一化装置４およびフィールドレンズ５を介して入射される各色光を画像情報に応じてそれぞれ変調し、画像情報に応じた画像光を形成する。光変調装置６は、１つの液晶パネル６１と、１つのマイクロレンズアレイ６２と、を備える。

図２は、－Ｚ方向から見た光変調装置６の一部を拡大視した模式図である。換言すると、図２は、液晶パネル６１が有する画素ＰＸと、マイクロレンズアレイ６２が有するマイクロレンズ６２１と、の対応関係を示している。
図２に示すように、液晶パネル６１は、システム光軸Ａｘ（Ｚ軸）に直交する面内にマトリクス状に配列された複数の画素ＰＸを有する。

１つの画素ＰＸは、互いに異なる色の色光を変調する複数のサブ画素ＳＸを有する。本実施形態では、各画素ＰＸは、４つのサブ画素ＳＸ（ＳＸ１～ＳＸ４）を有する。具体的に、矩形状の画素ＰＸの中心に対して、－Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置に、第１サブ画素ＳＸ１が配置されている。＋Ｘ方向で－Ｙ方向の位置に、第２サブ画素ＳＸ２が配置されている。－Ｘ方向で－Ｙ方向の位置に、第３サブ画素ＳＸ３が配置されている。＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置に、第４サブ画素ＳＸ４が配置されている。

図１に示すように、マイクロレンズアレイ６２は、液晶パネル６１に対して光入射側（－Ｚ側）に設けられている。マイクロレンズアレイ６２は、マイクロレンズアレイ６２に入射される複数の色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧを個々の画素ＰＸに導く。マイクロレンズアレイ６２は、複数の画素ＰＸに対応する複数のマイクロレンズ６２１を有する。

図２に示すように、複数のマイクロレンズ６２１は、システム光軸Ａｘに直交する面内にマトリクス状に配列されている。換言すると、複数のマイクロレンズ６２１は、フィールドレンズ５から入射される光の中心軸に直交する面内にマトリクス状に配列されている。本実施形態では、１つのマイクロレンズ６２１は、＋Ｘ方向に配列された２つのサブ画素と、＋Ｙ方向に配列された２つのサブ画素と、に対応して設けられている。すなわち、１つのマイクロレンズ６２１は、ＸＹ平面内に２行２列に配列された４つのサブ画素ＳＸ１～ＳＸ４に対応して設けられている。

１つのマイクロレンズ６２１には、均一化装置４によって重畳された青色光ＬＢ、赤色光ＬＲ、および２つの緑色光ＬＧがそれぞれ異なる角度で入射される。これにより、マイクロレンズ６２１は、マイクロレンズ６２１に入射される色光を、当該色光に対応するサブ画素ＳＸに振り分けて入射させる。

図１に示すように、投写光学装置７は、光変調装置６によって変調された光、すなわち、画像を形成する光をスクリーンなどの被投写面（図示略）上に投写する。投写光学装置７は、単数または複数の投写レンズを有する。

以下、光源装置２の構成について説明する。
図３は、青色半導体レーザー２０Ｂから射出される青色光ＬＢの偏向方向を示す図である。図４は、赤色半導体レーザー２０Ｒから射出される赤色光ＬＲの偏向方向を示す図である。図５Ａは、第１期間における光源装置２および光学装置３の構成を示す斜視図である。図５Ｂは、第１期間における液晶パネル６１上での４つの色光の位置関係を示す模式図である。図６Ａは、第２期間における光源装置２および光学装置３の構成を示す斜視図である。図６Ｂは、第２期間における液晶パネル６１上での４つの色光の位置関係を示す模式図である。

図５Ａおよび図６Ａに示すように、光源装置２は、青色半導体レーザー２０Ｂと、赤色半導体レーザー２０Ｒと、ダイクロイックミラー２１と、２個の緑色半導体レーザー２０Ｇと、４個のコリメーターレンズ２２と、を有する。このように、光源装置２は、４個の半導体レーザー２０Ｂ，２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｇを有する。

光源装置２の光射出側には、４個の集光レンズ２４と、回転拡散板２５と、４個のピックアップレンズ２６と、が設けられている。

青色半導体レーザー２０Ｂは、例えば４４０～４９０ｎｍの波長帯を有する青色光ＬＢを射出する。赤色半導体レーザー２０Ｒは、例えば６１０～７５０ｎｍの波長帯を有する赤色光ＬＲを射出する。２個の緑色半導体レーザー２０Ｇのそれぞれは、例えば５００～５６０ｎｍの波長帯を有する緑色光ＬＧを射出する。
本実施形態の青色光ＬＢは、特許請求の範囲の第１波長帯の第１光に対応する。本実施形態の赤色光ＬＲは、特許請求の範囲の第２波長帯の第２光に対応する。本実施形態の緑色光ＬＧは、特許請求の範囲の第３波長帯の第３光および第４光に対応する。本実施形態の青色半導体レーザー２０Ｂは、特許請求の範囲の第１発光素子に対応する。本実施形態の赤色半導体レーザー２０Ｒは、特許請求の範囲の第２発光素子に対応する。

４個のコリメーターレンズ２２のそれぞれは、４個の半導体レーザー２０Ｂ，２０Ｒ，２０Ｇのそれぞれの光射出側に設けられている。コリメーターレンズ２２は、当該コリメーターレンズ２２に対応する半導体レーザー２０Ｂ，２０Ｒ，２０Ｇから射出される光を平行化する。

後述するように、４個の半導体レーザー２０Ｂ，２０Ｒ，２０Ｇから射出される４本の色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧ，ＬＧは、回転拡散板２５の光入射面２５ａの互いに離間した４個所に入射する。具体的には、４本の色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧ，ＬＧは、ＸＹ平面に平行な光入射面２５ａにおいて、システム光軸Ａｘを中心として、それぞれ－Ｘ側で＋Ｙ側の位置、＋Ｘ側で－Ｙ側の位置、－Ｘ側で－Ｙ側の位置、および＋Ｘ側で＋Ｙ側の位置に入射する。青色半導体レーザー２０Ｂ、赤色半導体レーザー２０Ｒ、およびダイクロイックミラー２１は、上記の４個所のうち、－Ｘ側で＋Ｙ側の位置に対応して配置されている。

青色半導体レーザー２０Ｂは、システム光軸Ａｘに垂直な方向（－Ｙ方向）に向けて青色光ＬＢを射出するように配置されている。赤色半導体レーザー２０Ｒは、システム光軸Ａｘに平行な方向（＋Ｚ方向）に向けて赤色光ＬＲを射出するように配置されている。したがって、青色半導体レーザー２０Ｂから射出される青色光ＬＢと、赤色半導体レーザー２０Ｒから射出される赤色光ＬＲとは、互いに直交する方向に向かって進む。ダイクロイックミラー２１は、青色光ＬＢの光路と赤色光ＬＲの光路とが交差する位置に、各光路と４５°の角度をなすように配置されている。

ダイクロイックミラー２１は、青色光ＬＢを反射し、赤色光ＬＲを透過する。そのため、ダイクロイックミラー２１を通過した青色光ＬＢと赤色光ＬＲとは、ともに＋Ｚ方向に向かって進む。このように、ダイクロイックミラー２１は、青色光ＬＢと赤色光ＬＲとを合成する光合成素子として機能する。なお、本実施形態の構成に代えて、青色半導体レーザー２０Ｂの位置と赤色半導体レーザー２０Ｒの位置とを入れ替え、青色光ＬＢを透過し、赤色光ＬＲを反射するダイクロイックミラーを用いる構成としてもよい。
本実施形態のダイクロイックミラー２１は、特許請求の範囲の光合成素子に対応する。

ここで、光の偏光方向に着目すると、青色光ＬＢと赤色光ＬＲとは、互いに同じ方向に向かって進むが、青色光ＬＢの偏光方向と赤色光ＬＲの偏光方向とは互いに異なる。

現在のプロジェクター用の高出力半導体レーザーは、青色半導体レーザーとしてＡｌＩｎＧａＮ系の半導体レーザーが用いられ、赤色半導体レーザーとしてＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザーが用いられることが一般的である。このように、青色半導体レーザー２０Ｂと赤色半導体レーザー２０Ｒとで構成材料が異なり、結晶構造が異なることに起因して、青色半導体レーザー２０Ｂから射出される青色光ＬＢの偏光方向と、赤色半導体レーザー２０Ｒから射出される赤色光ＬＲの偏光方向と、は互いに異なる。

図３に示すように、青色半導体レーザー２０Ｂは、青色光ＬＢの主光線Ａｂに沿う方向から見て、短辺と長辺とを有する長方形状の光射出面２０ａｂを有する。青色半導体レーザー２０Ｂから射出される青色光ＬＢは、光射出面２０ａｂの短手方向における発散角度が、光射出面２０ａｂの長手方向における発散角度よりも大きい。その結果、青色光ＬＢの主光線Ａｂに直交する断面は、光射出面２０ａｂの短手方向に沿う長軸、および光射出面２０ａｂの長手方向に沿う短軸を有する楕円形状となる。青色光ＬＢの偏光方向ＰＢは、光射出面２０ａｂの長手方向、すなわち、断面形状である楕円の短軸方向に一致する。

一方、図４に示すように、赤色半導体レーザー２０Ｒについても、青色半導体レーザー２０Ｂと同様、赤色光ＬＲの主光線Ａｒに直交する断面は、光射出面２０ａｒの短手方向に沿う長軸、および光射出面２０ａｒの長手方向に沿う短軸を有する楕円形状となる。ところが、上述した構成材料の違いに起因して、赤色光ＬＲの偏光方向ＰＲは、光射出面２０ａｒの短手方向、すなわち、断面形状である楕円の長軸方向に一致する。

そのため、青色光ＬＢと赤色光ＬＲとがダイクロイックミラー２１によって合成される場合に、青色光ＬＢの断面形状である楕円の向きと、赤色光ＬＲの断面形状である楕円の向きと、が一致するように合成されれば、青色光ＬＢの偏光方向ＰＢと、赤色光ＬＲの偏光方向ＰＲと、は互いに直交する。したがって、青色半導体レーザー２０Ｂおよび赤色半導体レーザー２０Ｒは、青色光ＬＢが偏光分離素子３０に対してＰ偏光およびＳ偏光のいずれか一方となり、赤色光ＬＲが偏光分離素子３０に対してＰ偏光およびＳ偏光のいずれか他方となるように配置されている。

これに対し、図５Ａおよび図６Ａに示すように、２個の緑色半導体レーザー２０Ｇは、上記の４個所のうち、－Ｘ側で－Ｙ側の位置、および＋Ｘ側で＋Ｙ側の位置にそれぞれ対応して配置されている。

４個の集光レンズ２４は、回転拡散板２５の光入射側に設けられている。４個の集光レンズ２４は、システム光軸Ａｘを中心として、－Ｘ側で＋Ｙ側の位置、＋Ｘ側で－Ｙ側の位置、－Ｘ側で－Ｙ側の位置、および＋Ｘ側で＋Ｙ側の位置にそれぞれ設けられている。集光レンズ２４は、集光レンズ２４に入射する各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧ，ＬＧを回転拡散板２５に向けて集光する。

回転拡散板２５は、４個の集光レンズ２４の光射出側に設けられている。回転拡散板２５は、４個の集光レンズ２４に対して共通に設けられている。回転拡散板２５は、モーター等の駆動源２７によって、システム光軸Ａｘに平行な回転軸を中心として回転可能とされている。回転拡散板２５は、回転拡散板２５に入射する各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧ，ＬＧを所定の拡散角に拡散させる。回転拡散板２５は、入射光の光密度を低下させ、回転拡散板２５の発熱を抑える点で好ましい。ただし、拡散板は、必ずしも回転しなくてもよい。

４個のピックアップレンズ２６は、回転拡散板２５の光射出側に設けられている。４個のピックアップレンズ２６は、システム光軸Ａｘを中心として、－Ｘ側で＋Ｙ側の位置、＋Ｘ側で－Ｙ側の位置、－Ｘ側で－Ｙ側の位置、および＋Ｘ側で＋Ｙ側の位置にそれぞれ設けられている。ピックアップレンズ２６は、回転拡散板２５から射出される各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧ，ＬＧを後段の均一化装置４に導く。

以下、光学装置３の構成について説明する。
図５Ａおよび図６Ａに示すように、光学装置３は、偏光分離素子３０と、位相差板３１と、位相差板駆動機構３２と、全反射ミラー３３と、を有する。光学装置３は、青色光ＬＢが第１サブ画素ＳＸ１に入射し、赤色光ＬＲが第２サブ画素ＳＸ２に入射する第１期間と、青色光ＬＢが第２サブ画素ＳＸ２に入射し、赤色光ＬＲが第１サブ画素ＳＸ１に入射する第２期間と、を時間的に切り替える。

偏光分離素子３０は、ダイクロイックミラー２１から射出される青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路上に設けられている。偏光分離素子３０は、偏光分離素子３０の光入射面３０ａに対するＰ偏光を透過し、光入射面３０ａに対するＳ偏光を反射する。
本実施形態のＰ偏光は、特許請求の範囲の第１偏光方向を有する光に対応する。本実施形態のＳ偏光は、特許請求の範囲の第２偏光方向を有する光に対応する。

偏光分離素子３０は、偏光分離素子３０で反射したＳ偏光を、システム光軸Ａｘと直交するＸＹ平面内において－Ｘ側で＋Ｙ側の位置から＋Ｘ側で－Ｙ側の位置に向けて反射するように、角度が設定されている。そのため、システム光軸Ａｘに沿って－Ｚ側から見ると、偏光分離素子３０で反射したＳ偏光は、－Ｘ側で＋Ｙ側の位置から＋Ｘ側で－Ｙ側の位置（左上から右下）に向けて斜めに進行する。

位相差板３１は、ダイクロイックミラー２１と偏光分離素子３０との間を進行する青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路上に設けられている。位相差板３１は、位相差板３１の光学軸が青色光ＬＢの偏光方向および赤色光ＬＲの偏光方向のそれぞれに対して４５°の角度をなすように配置されている。これにより、位相差板３１は、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの双方に対して１／２波長の位相差を付与する。すなわち、位相差板３１は、いわゆる広帯域位相差板から構成されている。したがって、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの偏光方向は、位相差板３１の透過前後で各色光ＬＢ，ＬＲの主光線を中心として９０°回転する。

本実施形態の位相差板３１には、システム光軸Ａｘと直交するＸＹ平面内の任意の方向に位相差板３１を平行移動させる位相差板駆動機構３２が設けられている。これにより、位相差板３１は、ダイクロイックミラー２１と偏光分離素子３０との間を進行する青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路内と光路外とで移動可能とされている。位相差板駆動機構３２は、例えばステッピングモーター等を有する任意の駆動機構から構成される。

全反射ミラー３３は、偏光分離素子３０で反射したＳ偏光の光路上であって、上記の４個所のうち、＋Ｘ側で－Ｙ側の位置に設けられた集光レンズ２４に対応して配置されている。全反射ミラー３３は、偏光分離素子３０で反射し、－Ｘ側で＋Ｙ側の位置から＋Ｘ側で－Ｙ側の位置に向かって進行してきたＳ偏光を、システム光軸Ａｘと平行に＋Ｚ側に向けて反射するように、角度が設定されている。

以下、４つのサブ画素ＳＸ１～ＳＸ４に対する各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧの入射位置の切り替えの一例を説明する。
図５Ａに示すように、第１期間において、光学装置３は、位相差板駆動機構３２を制御して、位相差板３１を、ダイクロイックミラー２１と偏光分離素子３０との間を進行する青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路内に挿入した状態とする。このとき、上述したように、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの偏光方向は、位相差板３１の透過前後で９０°回転する。これにより、光学装置３は、位相差板３１から射出される青色光ＬＢを偏光分離素子３０に対するＰ偏光に変換し、位相差板３１から射出される赤色光ＬＲを偏光分離素子３０に対するＳ偏光に変換する。

この場合、青色光ＬＢは、偏光分離素子３０を透過し、システム光軸Ａｘを中心として－Ｘ側で＋Ｙ側の位置から集光レンズ２４を介して回転拡散板２５に入射し、ピックアップレンズ２６および均一化装置４を経て、光変調装置６に入射する。一方、赤色光ＬＲは、偏光分離素子３０で反射し、全反射ミラー３３でさらに反射し、システム光軸Ａｘを中心として＋Ｘ側で－Ｙ側の位置から集光レンズ２４を介して回転拡散板２５に入射し、ピックアップレンズ２６および均一化装置４を経て、光変調装置６に入射する。

これに対して、２個の緑色半導体レーザー２０Ｇから射出される緑色光ＬＧのそれぞれは、光学装置３を通らないため、緑色半導体レーザー２０Ｇの位置から変化することなく、システム光軸Ａｘを中心として－Ｘ側で－Ｙ側の位置、および＋Ｘ側で＋Ｙ側の位置から集光レンズ２４を介して回転拡散板２５に入射し、ピックアップレンズ２６および均一化装置４を経て、光変調装置６に入射する。

その結果、図５Ｂに示すように、第１期間においては、青色光ＬＢが第１サブ画素ＳＸ１に入射し、赤色光ＬＲが第２サブ画素ＳＸ２に入射し、緑色光ＬＧが第３サブ画素ＳＸ３に入射し、緑色光ＬＧが第４サブ画素ＳＸ４に入射する。

次に、図６Ａに示すように、第２期間において、光学装置３は、位相差板駆動機構３２を制御して、位相差板３１を、ダイクロイックミラー２１と偏光分離素子３０との間を進行する青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路外に脱離した状態とする。このとき、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの偏光方向は、第１期間における各色光ＬＢ，ＬＲの偏光方向に対して９０°回転する。これにより、光学装置３は、位相差板３１から射出される青色光ＬＢを偏光分離素子３０に対するＳ偏光に変換し、位相差板３１から射出される赤色光ＬＲを偏光分離素子３０に対するＰ偏光に変換する。

この場合、赤色光ＬＲは、偏光分離素子３０を透過し、システム光軸Ａｘを中心として－Ｘ側で＋Ｙ側の位置から集光レンズ２４を介して回転拡散板２５に入射し、ピックアップレンズ２６および均一化装置４を経て、光変調装置６に入射する。一方、青色光ＬＢは、偏光分離素子３０で反射し、全反射ミラー３３でさらに反射し、システム光軸Ａｘを中心として＋Ｘ側で－Ｙ側の位置から集光レンズ２４を介して回転拡散板２５に入射し、ピックアップレンズ２６および均一化装置４を経て、光変調装置６に入射する。また、緑色光ＬＧの位置は、第１期間と変わらない。

その結果、図６Ｂに示すように、第２期間においては、赤色光ＬＲが第１サブ画素ＳＸ１に入射し、青色光ＬＢが第２サブ画素ＳＸ２に入射し、緑色光ＬＧが第３サブ画素ＳＸ３に入射し、緑色光ＬＧが第４サブ画素ＳＸ４に入射する。すなわち、第１期間と第２期間とでは、青色光ＬＢが入射するサブ画素と、赤色光ＬＲが入射するサブ画素と、が第１サブ画素ＳＸ１と第２サブ画素ＳＸ２との間で入れ替わる。

光学装置３は、プロジェクター１による画像投写時に第１期間と第２期間とを連続的に切り替えるのではなく、第１期間と第２期間とを所定のタイミングで間欠的に切り替える。すなわち、位相差板３１の光路内外への出し入れは、所定のタイミングで間欠的に行われる。所定のタイミングとは、例えばプロジェクター１の電源投入時、プロジェクター１点灯後の一定時間経過時などである。

本実施形態のプロジェクター１においては、第１サブ画素ＳＸ１と第２サブ画素ＳＸ２とに入射する色光ＬＢ，ＬＲが時間的に切り替わるため、第１サブ画素ＳＸ１と第２サブ画素ＳＸ２とに供給する画像信号を、２つのサブ画素ＳＸ１，ＳＸ２に入射する色光ＬＢ，ＬＲの切り替えに連動させて時間的に切り替える。すなわち、液晶パネル６１の第１サブ画素ＳＸ１および第２サブ画素ＳＸ２には、現在が第１期間および第２期間のいずれの期間であるかに応じて、当該期間に対応する色光ＬＢ，ＬＲの画像データが書き込まれる。また、第３サブ画素ＳＸ３と第４サブ画素ＳＸ４に対しては、現在が第１期間および第２期間のいずれの期間であるかに関わらず、緑色光ＬＧの画像データが書き込まれる。このように、液晶パネル６１によって変調された画像光は、投写光学装置７によって図示しないスクリーン等の被投写面上に投写される。

［第１実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクター１は、青色光ＬＢと赤色光ＬＲとを含む光Ｌを射出する光源装置２と、光源装置２から射出される光が入射する光学装置３と、光学装置３から射出される光を画像情報に応じて変調する光変調装置６と、を備える。光変調装置６は、複数の画素ＰＸを有する液晶パネル６１を有し、複数の画素ＰＸのそれぞれは、第１サブ画素ＳＸ１と、第２サブ画素ＳＸ２と、を少なくとも有する。光学装置３は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する偏光分離素子３０と、光源装置２と偏光分離素子３０との間に設けられる位相差板３１と、を有する。光学装置３は、青色光ＬＢが第１サブ画素ＳＸ１に入射し、赤色光ＬＲが第２サブ画素ＳＸ２に入射する第１期間と、青色光ＬＢが第２サブ画素ＳＸ２に入射し、赤色光ＬＲが第１サブ画素ＳＸ１に入射する第２期間と、を時間的に切り替える。光学装置３は、第１期間において、位相差板３１から射出される青色光ＬＢをＰ偏光に変換し、位相差板３１から射出される赤色光ＬＲをＳ偏光に変換し、第２期間において、位相差板３１から射出される青色光ＬＢをＳ偏光に変換し、位相差板３１から射出される赤色光ＬＲをＰ偏光に変換する。

この構成によれば、液晶パネル６１の各画素ＰＸを構成する第１サブ画素ＳＸ１と第２サブ画素ＳＸ２に入射する青色光ＬＢと赤色光ＬＲとが時間的に切り替わる。すなわち、青色光ＬＢは、特定のサブ画素のみに入射することがない。青色光ＬＢは、赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧに比べてエネルギーが高く、当該青色光ＬＢが照射されるサブ画素に対して光照射によるダメージを及ぼしやすい。この問題に対し、本実施形態では、上述したように、青色光ＬＢが入射するサブ画素が時間的に切り替わるため、青色光ＬＢの照射によるダメージが軽減され、液晶パネル６１の信頼性低下を抑制することができる。

本実施形態のプロジェクター１において、位相差板３１は、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの双方に対して１／２波長の位相差を付与する。

この構成によれば、１枚の位相差板３１を用いるだけで、青色光ＬＢの偏光方向と赤色光ＬＲの偏光方向とを一括して変化させることができる。

本実施形態のプロジェクター１において、位相差板３１は、光源装置２と偏光分離素子３０との間を進行する青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路内と光路外とで移動可能とされている。

この構成によれば、１枚の位相差板３１を青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路内外に出し入れするだけで、青色光ＬＢの偏光方向と赤色光ＬＲの偏光方向とを一括して変化させることができる。

本実施形態のプロジェクター１において、光源装置２は、青色光ＬＢを射出する青色半導体レーザー２０Ｂと、赤色光ＬＲを射出する赤色半導体レーザー２０Ｒと、青色光ＬＢと赤色光ＬＲとを合成するダイクロイックミラー２１と、を有し、青色半導体レーザー２０Ｂおよび赤色半導体レーザー２０Ｒは、青色光ＬＢが偏光分離素子３０に対してＰ偏光およびＳ偏光のいずれか一方となり、赤色光ＬＲが偏光分離素子３０に対してＰ偏光およびＳ偏光のいずれか他方となるように配置されている。

この構成によれば、特に１／２波長板等を用いることなく、青色半導体レーザー２０Ｂおよび赤色半導体レーザー２０Ｒのそれぞれを適切な向きに配置するだけで、青色光ＬＢを偏光分離素子３０に対するＰ偏光およびＳ偏光のいずれか一方とし、赤色光ＬＲを偏光分離素子３０に対するＰ偏光およびＳ偏光のいずれか他方とすることができる。これにより、光学装置３の偏光分離素子３０は、青色光ＬＢと赤色光ＬＲを確実に分離することができる。

本実施形態のプロジェクター１において、光源装置２は、２つの緑色光ＬＧをさらに射出し、複数の画素ＰＸのそれぞれは、第３サブ画素ＳＸ３および第４サブ画素ＳＸ４をさらに有し、光変調装置６は、液晶パネル６１の光入射側に設けられ、複数の画素のそれぞれに対応するマイクロレンズ６２１からなるマイクロレンズアレイ６２をさらに有し、青色光ＬＢ、赤色光ＬＲ、および２つの緑色光ＬＧは、マイクロレンズ６２１に対して互いに異なる角度で入射する。

この構成によれば、青色光ＬＢ、赤色光ＬＲ、および２つの緑色光ＬＧを４つのサブ画素ＳＸ１～ＳＸ４に空間的に分離して振り分けることができる。

本実施形態のプロジェクター１において、光学装置３は、第１期間と第２期間とを所定のタイミングで間欠的に切り替える。

この構成によれば、液晶パネル６１に画像データを書き込まない期間に第１期間と第２期間とを切り替えることができるため、プロジェクター１は、所定の表示品質を維持することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態のプロジェクターの構成は第１実施形態と同様であり、光学装置の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの全体構成の説明は省略する。
また、第２実施形態の光源装置の構成は、第１実施形態の図５Ａの構成と同様であるため、図示を省略する。

第１実施形態における光学装置３の位相差板３１は、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路内への挿入、および光路外への脱離が可能となっていた。これに対して、本実施形態における光学装置の位相差板は、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路内に挿入されたままの状態となっている。ただし、本実施形態の位相差板は、位相差板の光入射面に交差する回転軸を中心として回転可能とされている。そのため、光学装置は、位相差板を回転させる位相差板駆動機構を有する。位相差板駆動機構は、例えばステッピングモーター等を有する任意の駆動機構から構成される。プロジェクターのその他の構成は、第１実施形態と同様である。

通常、位相差板は、位相差板の光学軸が入射光の偏光方向に対して４５°の角度をなすように配置されることが前提である。すなわち、位相差板は、位相差板の光学軸が入射光の偏光方向に対して４５°の角度をなす場合に、本来の位相差素子として機能する。これに対して、位相差板の光学軸が入射光の偏光方向に対して０°の角度をなす場合、すなわち、位相差板の光学軸を入射光の偏光方向と平行にした場合には、位相差板は、位相差素子として機能せず、位相差板が存在しないことと光学的に等価である。

したがって、第１期間において、位相差板を、位相差板の光学軸が青色光ＬＢの偏光方向および赤色光ＬＲの偏光方向に対して４５°の角度をなすように配置する。このとき、光学装置は、第１実施形態の図５Ａと同様の状態となり、図５Ｂに示すように、青色光ＬＢが第１サブ画素ＳＸ１に入射し、赤色光ＬＲが第２サブ画素ＳＸ２に入射し、緑色光ＬＧが第３サブ画素ＳＸ３に入射し、緑色光ＬＧが第４サブ画素ＳＸ４に入射する。

次に、第２期間において、位相差板を第１期間の状態から４５°回転させ、位相差板の光学軸が青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲのいずれか一方の偏光方向に対して０°の角度をなすように配置する。このとき、位相差板は光路内に存在していても、光学装置は、第１実施形態の図６Ａと実質的に同様の状態となり、図６Ｂに示すように、赤色光ＬＲが第１サブ画素ＳＸ１に入射し、青色光ＬＢが第２サブ画素ＳＸ２に入射し、緑色光ＬＧが第３サブ画素ＳＸ３に入射し、緑色光ＬＧが第４サブ画素ＳＸ４に入射する。

本実施形態においても、第１実施形態と同様、光学装置は、プロジェクターによる画像投写時に、位相差板を連続的に回転させるのではなく、位相差板を所定のタイミングで間欠的に回転させる構成を有する。所定のタイミングとは、例えばプロジェクターの電源投入時、プロジェクターの点灯後の一定時間経過時などである。

本実施形態においても、第１サブ画素ＳＸ１と第２サブ画素ＳＸ２とに入射する色光ＬＢ，ＬＲが時間的に切り替わるため、２つのサブ画素ＳＸ１，ＳＸ２に供給する画像信号を、色光ＬＢ，ＬＲの切り替えに連動させて時間的に切り替える。すなわち、液晶パネル６１の第１サブ画素ＳＸ１と第２サブ画素ＳＸ２とには、現在が第１期間、第２期間のいずれの期間であるかに応じて、当該期間に対応する色光の画像データが書き込まれる。

［第２実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクターにおいても、青色光ＬＢの照射によるダメージが軽減され、液晶パネル６１の信頼性低下を抑制できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

本実施形態のプロジェクターにおいて、位相差板は、位相差板の光入射面に交差する回転軸を中心として回転可能とされている。

この構成によれば、１枚の位相差板を青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路内で４５°回転させるだけで、青色光ＬＢの偏光方向と赤色光ＬＲの偏光方向とを一括して変化させることができる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図面を用いて説明する。
第３実施形態のプロジェクターの構成は第１実施形態と同様であり、光源装置および光学装置の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの全体構成の説明は省略する。
図７Ａは、本実施形態のプロジェクターにおいて、第１期間における光源装置５２および光学装置５３の構成を示す斜視図である。図７Ｂは、第１期間における液晶パネル６１上での４つの色光の位置関係を示す模式図である。図８Ａは、第２期間における光源装置５２および光学装置５３の構成を示す斜視図である。図８Ｂは、第２期間における液晶パネル６１上での４つの色光の位置関係を示す模式図である。
本実施形態で用いる図面において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

図７Ａおよび図８Ａに示すように、本実施形態のプロジェクターにおいて、光源装置５２は、青色半導体レーザー２０Ｂと、赤色半導体レーザー２０Ｒと、ダイクロイックミラー２１と、２個の緑色半導体レーザー２０Ｇと、４個のコリメーターレンズ２２と、を有する。

第１実施形態と同様、４個の半導体レーザー２０Ｂ，２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｇから射出される４本の色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧ，ＬＧは、システム光軸Ａｘを中心として、－Ｘ側で＋Ｙ側の位置、＋Ｘ側で－Ｙ側の位置、－Ｘ側で－Ｙ側の位置、および＋Ｘ側で＋Ｙ側の位置に入射する。本実施形態の場合、青色半導体レーザー２０Ｂ、赤色半導体レーザー２０Ｒ、およびダイクロイックミラー２１は、上記の４個所のうち、＋Ｘ側で－Ｙ側の位置に対応して配置されている。２個の緑色半導体レーザー２０Ｇは、上記の４個所のうち、－Ｘ側で－Ｙ側の位置、および－Ｘ側で＋Ｙ側の位置にそれぞれ対応して配置されている。

光学装置５３は、偏光分離素子３０と、位相差板３１と、位相差板駆動機構３２と、全反射ミラー３３と、を有する。光学装置５３は、青色光ＬＢが第１サブ画素ＳＸ１に入射し、赤色光ＬＲが第２サブ画素ＳＸ２に入射する第１期間と、青色光ＬＢが第２サブ画素ＳＸ２に入射し、赤色光ＬＲが第１サブ画素ＳＸ１に入射する第２期間と、を時間的に切り替える。

偏光分離素子３０は、－Ｚ方向から偏光分離素子３０に入射するＳ偏光をＹＺ平面内で反射し、＋Ｙ方向に進行するように、角度が設定されている。そのため、システム光軸Ａｘに沿って－Ｚ側から見ると、偏光分離素子３０で反射したＳ偏光は、＋Ｘ側で－Ｙ側の位置から＋Ｘ側で＋Ｙ側の位置（下から上）に向けて進行する。

第１実施形態と同様、位相差板３１は、位相差板駆動機構３２によって、ダイクロイックミラー２１と偏光分離素子３０との間を進行する青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路内と光路外とで移動可能とされている。

全反射ミラー３３は、偏光分離素子３０で反射したＳ偏光の光路上であって、上記の４個所のうち、＋Ｘ側で＋Ｙ側の位置に対応して配置されている。全反射ミラー３３は、偏光分離素子３０で反射し、－Ｙ側から＋Ｙ側に向かって進行してきたＳ偏光を、システム光軸Ａｘと平行に＋Ｚ側に向けて反射するように、角度が設定されている。

以下、４つのサブ画素ＳＸ１～ＳＸ４に対する各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧの入射位置の切り替えの一例を説明する。
なお、本実施形態においては、４つのサブ画素ＳＸ１～ＳＸ４の位置関係が第１実施形態とは異なり、画素ＰＸの中心に対して、＋Ｘ方向で－Ｙ方向の位置に、第１サブ画素ＳＸ１が配置されている。＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置に、第２サブ画素ＳＸ２が配置されている。－Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置に、第３サブ画素ＳＸ３が配置されている。－Ｘ方向で－Ｙ方向の位置に、第４サブ画素ＳＸ４が配置されている。

図７Ａに示すように、第１期間において、光学装置５３は、位相差板３１を、ダイクロイックミラー２１と偏光分離素子３０との間を進行する青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路内に挿入した状態とする。これにより、光学装置５３は、位相差板３１から射出される青色光ＬＢを偏光分離素子３０に対するＰ偏光に変換し、位相差板３１から射出される赤色光ＬＲを偏光分離素子３０に対するＳ偏光に変換する。

この場合、青色光ＬＢは、偏光分離素子３０を透過し、システム光軸Ａｘを中心として＋Ｘ側で－Ｙ側の位置から集光レンズ２４を介して回転拡散板２５に入射し、ピックアップレンズ２６および均一化装置４を経て、光変調装置６に入射する。一方、赤色光ＬＲは、偏光分離素子３０で反射し、全反射ミラー３３でさらに反射し、システム光軸Ａｘを中心として＋Ｘ側で＋Ｙ側の位置から集光レンズ２４を介して回転拡散板２５に入射し、ピックアップレンズ２６および均一化装置４を経て、光変調装置６に入射する。２つの緑色光ＬＧのそれぞれは、システム光軸Ａｘを中心として－Ｘ側で＋Ｙ側の位置、および－Ｘ側で－Ｙ側の位置から光変調装置６に入射する。

その結果、図７Ｂに示すように、第１期間においては、青色光ＬＢが第１サブ画素ＳＸ１に入射し、赤色光ＬＲが第２サブ画素ＳＸ２に入射し、緑色光ＬＧが第３サブ画素ＳＸ３に入射し、緑色光ＬＧが第４サブ画素ＳＸ４に入射する。

次に、図８Ａに示すように、第２期間において、光学装置５３は、位相差板３１を、ダイクロイックミラー２１と偏光分離素子３０との間を進行する青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路外に脱離した状態とする。これにより、光学装置５３は、位相差板３１から射出される青色光ＬＢを偏光分離素子３０に対するＳ偏光に変換し、位相差板３１から射出される赤色光ＬＲを偏光分離素子３０に対するＰ偏光に変換する。

この場合、赤色光ＬＲは、偏光分離素子３０を透過し、システム光軸Ａｘを中心として＋Ｘ側で－Ｙ側の位置から集光レンズ２４を介して回転拡散板２５に入射し、ピックアップレンズ２６および均一化装置４を経て、光変調装置６に入射する。一方、青色光ＬＢは、偏光分離素子３０で反射し、全反射ミラー３３でさらに反射し、システム光軸Ａｘを中心として＋Ｘ側で＋Ｙ側の位置から集光レンズ２４を介して回転拡散板２５に入射し、ピックアップレンズ２６および均一化装置４を経て、光変調装置６に入射する。また、緑色光ＬＧの位置は、第１期間と変わらない。

その結果、図８Ｂに示すように、第２期間においては、赤色光ＬＲが第１サブ画素ＳＸ１に入射し、青色光ＬＢが第２サブ画素ＳＸ２に入射し、緑色光ＬＧが第３サブ画素ＳＸ３に入射し、緑色光ＬＧが第４サブ画素ＳＸ４に入射する。すなわち、第１期間と第２期間とでは、青色光ＬＢが入射するサブ画素と、赤色光ＬＲが入射するサブ画素と、が第１サブ画素ＳＸ１と第２サブ画素ＳＸ２との間で入れ替わる。

光学装置５３は、第１期間と第２期間とを所定のタイミングで間欠的に切り替える。すなわち、位相差板３１の光路内外への出し入れは、所定のタイミングで間欠的に行われる。所定のタイミングとは、例えばプロジェクターの電源投入時、プロジェクター点灯後の一定時間経過時などである。

本実施形態のプロジェクターにおいては、第１サブ画素ＳＸ１と第２サブ画素ＳＸ２とに入射する色光ＬＢ，ＬＲが時間的に切り替わるため、第１サブ画素ＳＸ１と第２サブ画素ＳＸ２とに供給する画像信号を、２つのサブ画素ＳＸ１，ＳＸ２に入射する色光ＬＢ，ＬＲの切り替えに連動させて時間的に切り替える。すなわち、液晶パネル６１の第１サブ画素ＳＸ１および第２サブ画素ＳＸ２には、現在が第１期間および第２期間のいずれの期間であるかに応じて、当該期間に対応する色光ＬＢ，ＬＲの画像データが書き込まれる。

［第３実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクターにおいても、青色光ＬＢの照射によるダメージが軽減され、液晶パネル６１の信頼性低下を抑制できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について説明する。
第４実施形態のプロジェクターの構成は第３実施形態と同様であり、光学装置の構成が第３実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの全体構成の説明は省略する。
また、第４実施形態の光源装置の構成は、第３実施形態の図７Ａの構成と同様であるため、図示を省略する。

本実施形態のプロジェクターにおいて、光学装置の位相差板は、位相差板の光入射面に交差する回転軸を中心として回転可能とされている。これにより、第２実施形態で説明したように、光学装置は、位相差板を光路内外に出し入れする第３実施形態の光学装置５３と同等の機能を有する。プロジェクターのその他の構成は、第３実施形態と同様である。

［第４実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクターにおいても、青色光ＬＢの照射によるダメージが軽減され、液晶パネル６１の信頼性低下を抑制できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図面を用いて説明する。
第５実施形態のプロジェクターの構成は第１実施形態と同様であり、光源装置および光学装置の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの全体構成の説明は省略する。
図９Ａは、本実施形態のプロジェクターにおいて、第１期間における光源装置７２および光学装置７３の構成を示す平面図である。図９Ｂは、第１期間における液晶パネル上での３つの色光の位置関係を示す模式図である。図１０Ａは、第２期間における光源装置７２および光学装置７３の構成を示す平面図である。図１０Ｂは、第２期間における液晶パネル上での３つの色光の位置関係を示す模式図である。
本実施形態で用いる図面において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

図９Ａおよび図１０Ａに示すように、本実施形態のプロジェクターにおいて、光源装置７２は、青色半導体レーザー２０Ｂと、赤色半導体レーザー２０Ｒと、ダイクロイックミラー２１と、緑色半導体レーザー２０Ｇと、を有する。

３個の半導体レーザー２０Ｂ，２０Ｒ，２０Ｇから射出される３本の色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧは、回転拡散板２５の光入射面２５ａにおいて、システム光軸Ａｘを中心として、－Ｘ側の位置、＋Ｘ側の位置、および上記２つの位置の中間位置にそれぞれ入射する。青色半導体レーザー２０Ｂ、赤色半導体レーザー２０Ｒ、およびダイクロイックミラー２１は、上記の３個所のうち、－Ｘ側の位置に対応して配置されている。緑色半導体レーザー２０Ｇは、中間位置に対応して配置されている。

青色半導体レーザー２０Ｂは、システム光軸Ａｘに垂直な方向（＋Ｘ方向）に向けて青色光ＬＢを射出するように配置されている。一方、赤色半導体レーザー２０Ｒは、システム光軸Ａｘに平行な方向（＋Ｚ方向）に向けて赤色光ＬＲを射出するように配置されている。したがって、青色半導体レーザー２０Ｂから射出される青色光ＬＢと、赤色半導体レーザー２０Ｒから射出される赤色光ＬＲとは、互いに直交する方向に向かって進む。ダイクロイックミラー２１は、青色光ＬＢの光路と赤色光ＬＲの光路とが交差する位置に、各光路と４５°の角度をなすように配置されている。

ダイクロイックミラー２１は、青色光ＬＢを反射し、赤色光ＬＲを透過する。そのため、ダイクロイックミラー２１を通過した青色光ＬＢと赤色光ＬＲとは、ともに＋Ｚ方向に向かって進む。なお、本実施形態の構成に代えて、青色半導体レーザー２０Ｂの位置と赤色半導体レーザー２０Ｒの位置とを入れ替え、青色光ＬＢを透過し、赤色光ＬＲを反射するダイクロイックミラーを用いてもよい。本実施形態においても、第１実施形態と同様、青色光ＬＢと赤色光ＬＲとがダイクロイックミラー２１によって合成される際、青色光ＬＢの断面形状である楕円の向きと、赤色光ＬＲの断面形状である楕円の向きと、が互いに一致するように合成される。このとき、青色光ＬＢの偏光方向と赤色光ＬＲの偏光方向とは互いに直交する。

本実施形態においては、液晶パネルの複数の画素のそれぞれは、３つのサブ画素を有する。画素ＰＸの中心に対して、－Ｘ側の位置に、第１サブ画素ＳＸ１が配置されている。＋Ｘ側の位置に、第２サブ画素ＳＸ２が配置されている。画素ＰＸの中央に、第３サブ画素ＳＸ３が配置されている。

以下、３つのサブ画素ＳＸ１～ＳＸ３に対する各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧの入射位置の切り替えの一例を説明する。
図９Ａに示すように、第１期間において、光学装置７３は、位相差板３１を、ダイクロイックミラー２１と偏光分離素子３０との間を進行する青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路内に挿入した状態とする。これにより、光学装置７３は、位相差板３１から射出される青色光ＬＢを偏光分離素子３０に対するＰ偏光に変換し、位相差板３１から射出される赤色光ＬＲを偏光分離素子３０に対するＳ偏光に変換する。

この場合、青色光ＬＢは、偏光分離素子３０を透過し、システム光軸Ａｘを中心として－Ｘ側の位置から集光レンズ２４を介して回転拡散板２５に入射し、ピックアップレンズ２６および均一化装置を経て、光変調装置に入射する。一方、赤色光ＬＲは、偏光分離素子３０で反射し、全反射ミラー３３でさらに反射し、システム光軸Ａｘを中心として＋Ｘ側の位置から集光レンズ２４を介して回転拡散板２５に入射し、ピックアップレンズ２６および均一化装置を経て、光変調装置に入射する。緑色光ＬＧは、青色光ＬＢと赤色光ＬＲとの間の位置から光変調装置に入射する。青色光ＬＢ、赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧは、レンズアレイの各レンズに対して互いに異なる角度で入射する。

その結果、図９Ｂに示すように、第１期間においては、青色光ＬＢが第１サブ画素ＳＸ１に入射し、赤色光ＬＲが第２サブ画素ＳＸ２に入射し、緑色光ＬＧが第３サブ画素ＳＸ３に入射する。

次に、図１０Ａに示すように、第２期間において、光学装置７３は、位相差板３１を、ダイクロイックミラー２１と偏光分離素子３０との間を進行する青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲの光路外に脱離した状態とする。これにより、光学装置７３は、位相差板３１から射出される青色光ＬＢを偏光分離素子３０に対するＳ偏光に変換し、位相差板３１から射出される赤色光ＬＲを偏光分離素子３０に対するＰ偏光に変換する。

この場合、赤色光ＬＲは、偏光分離素子３０を透過し、システム光軸Ａｘを中心として－Ｘ側の位置から集光レンズ２４を介して回転拡散板２５に入射し、ピックアップレンズ２６および均一化装置を経て、光変調装置に入射する。一方、青色光ＬＢは、偏光分離素子３０で反射し、全反射ミラー３３でさらに反射し、システム光軸Ａｘを中心として＋Ｘ側の位置から集光レンズ２４を介して回転拡散板２５に入射し、ピックアップレンズ２６および均一化装置を経て、光変調装置に入射する。また、緑色光ＬＧの位置は、第１期間と変わらない。

その結果、図１０Ｂに示すように、第２期間においては、赤色光ＬＲが第１サブ画素ＳＸ１に入射し、青色光ＬＢが第２サブ画素ＳＸ２に入射し、緑色光ＬＧが第３サブ画素ＳＸ３に入射する。すなわち、第１期間と第２期間とでは、青色光ＬＢが入射するサブ画素と、赤色光ＬＲが入射するサブ画素と、が第１サブ画素ＳＸ１と第２サブ画素ＳＸ２との間で入れ替わる。

光学装置７３は、第１期間と第２期間とを所定のタイミングで間欠的に切り替える。すなわち、位相差板３１の光路内外への出し入れは、所定のタイミングで間欠的に行われる。所定のタイミングとは、例えばプロジェクターの電源投入時、プロジェクター点灯後の一定時間経過時などである。

本実施形態のプロジェクターにおいては、第１サブ画素ＳＸ１と第２サブ画素ＳＸ２とに入射する色光ＬＢ，ＬＲが時間的に切り替わるため、第１サブ画素ＳＸ１と第２サブ画素ＳＸ２とに供給する画像信号を、２つのサブ画素ＳＸ１，ＳＸ２に入射する色光ＬＢ，ＬＲの切り替えに連動させて時間的に切り替える。すなわち、液晶パネルの第１サブ画素ＳＸ１および第２サブ画素ＳＸ２には、現在が第１期間および第２期間のいずれの期間であるかに応じて、当該期間に対応する色光ＬＢ，ＬＲの画像データが書き込まれる。

［第５実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクターにおいても、青色光ＬＢの照射によるダメージが軽減され、液晶パネル６１の信頼性低下を抑制できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について説明する。
第６実施形態のプロジェクターの構成は第５実施形態と同様であり、光学装置の構成が第５実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの全体構成の説明は省略する。
また、第６実施形態の光源装置の構成は、第５実施形態の図９Ａの構成と同様であるため、図示を省略する。

本実施形態のプロジェクターにおいて、光学装置の位相差板は、位相差板の光入射面に交差する回転軸を中心として回転可能とされている。これにより、第２実施形態で説明したように、光学装置は、位相差板を光路内外に出し入れする第５実施形態の光学装置７３と同等の機能を有する。プロジェクターのその他の構成は、第５実施形態と同様である。

［第６実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクターにおいても、青色光ＬＢの照射によるダメージが軽減され、液晶パネル６１の信頼性低下を抑制できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えばプロジェクターの各構成要素の形状、数、配置等の具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。また、本発明を、投写光学装置を持たない表示装置に適用してもよい。

本発明の一つの態様の表示装置は、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一つの態様の表示装置は、第１波長帯を有する第１光と、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２光と、を含む光を射出する光源装置と、前記光源装置から射出される光が入射する光学装置と、前記光学装置から射出される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、を備え、前記光変調装置は、複数の画素を有する液晶パネルを有し、前記複数の画素のそれぞれは、第１サブ画素と、第２サブ画素と、を少なくとも有し、前記光学装置は、第１偏光方向を有する光を透過し、前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向を有する光を反射する偏光分離素子と、前記光源装置と前記偏光分離素子との間に設けられる位相差板と、を有し、前記光学装置は、前記第１光が前記第１サブ画素に入射し、前記第２光が前記第２サブ画素に入射する第１期間と、前記第１光が前記第２サブ画素に入射し、前記第２光が前記第１サブ画素に入射する第２期間と、を時間的に切り替え、前記光学装置は、前記第１期間において、前記位相差板から射出される前記第１光を前記第１偏光方向を有する光に変換し、前記位相差板から射出される前記第２光を前記第２偏光方向を有する光に変換し、前記第２期間において、前記位相差板から射出される前記第１光を前記第２偏光方向を有する光に変換し、前記位相差板から射出される前記第２光を前記第１偏光方向を有する光に変換する。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記位相差板は、前記第１波長帯の光および前記第２波長帯の光に対して１／２波長の位相差を付与してもよい。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記位相差板は、前記光源装置と前記偏光分離素子との間を進行する光の光路内と光路外とで移動可能とされてもよい。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記位相差板は、光入射面を有し、前記光入射面に交差する回転軸を中心として回転可能とされてもよい。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記光源装置は、前記第１光を射出する第１発光素子と、前記第２光を射出する第２発光素子と、前記第１光と前記第２光とを合成する光合成素子と、を有し、前記第１発光素子および前記第２発光素子は、前記第１光が前記偏光分離素子に対して前記第１偏光方向を有する光および前記第２偏光方向を有する光のいずれか一方となり、前記第２光が前記偏光分離素子に対して前記第１偏光方向を有する光および前記第２偏光方向を有する光のいずれか他方となるように配置されてもよい。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記光源装置は、前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯を有する第３光をさらに射出し、前記複数の画素のそれぞれは、第３サブ画素をさらに有し、前記光変調装置は、前記液晶パネルに対して光入射側に設けられるレンズアレイをさらに有し、前記レンズアレイは、前記複数の画素のそれぞれに対応するレンズを有し、前記第１光、前記第２光および前記第３光は、前記レンズに対して互いに異なる角度で入射してもよい。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記第１光は青色光であり、前記第２光は赤色光であり、前記第３光は緑色光であってもよい。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記光源装置は、前記第３波長帯を有する第４光をさらに射出し、前記複数の画素のそれぞれは、第４サブ画素をさらに有し、前記第１光、前記第２光、前記第３光および前記第４光は、前記レンズに対して互いに異なる角度で入射してもよい。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記第１光は青色光であり、前記第２光は赤色光であり、前記第３光は緑色光であり、前記第４光は緑色光であってもよい。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記光学装置は、前記第１期間と前記第２期間とを所定のタイミングで間欠的に切り替えてもよい。

本発明の一つの態様のプロジェクターは、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の表示装置と、前記表示装置から射出される光を投写する投写光学装置と、を備える。

１，１１…プロジェクター、２，５２，７２…光源装置、３，５３，７３…光学装置、６…光変調装置、７…投写光学装置、２０Ｂ…青色半導体レーザー（第１発光素子）、２０Ｒ…赤色半導体レーザー（第２発光素子）、２１…ダイクロイックミラー（光合成素子）、３０…偏光分離素子、３１…位相差板、６１…液晶パネル、６２…マイクロレンズアレイ、６２１…マイクロレンズ、ＬＢ…青色光（第１光）、ＬＲ…赤色光（第２光）、ＬＧ…緑色光（第３光、第４光）、ＰＸ…画素、ＳＸ…サブ画素、ＳＸ１…第１サブ画素、ＳＸ２…第２サブ画素、ＳＸ３…第３サブ画素、ＳＸ４…第４サブ画素。

Claims (11)

1. 第１波長帯を有する第１光と、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２光と、を含む光を射出する光源装置と、
   前記光源装置から射出される光が入射する光学装置と、
   前記光学装置から射出される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
   を備え、
   前記光変調装置は、複数の画素を有する液晶パネルを有し、
   前記複数の画素のそれぞれは、第１サブ画素と、第２サブ画素と、を少なくとも有し、
   前記光学装置は、第１偏光方向を有する光を透過し、前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向を有する光を反射する偏光分離素子と、前記光源装置と前記偏光分離素子との間に設けられる位相差板と、を有し、
   前記光学装置は、前記第１光が前記第１サブ画素に入射し、前記第２光が前記第２サブ画素に入射する第１期間と、前記第１光が前記第２サブ画素に入射し、前記第２光が前記第１サブ画素に入射する第２期間と、を時間的に切り替え、
   前記光学装置は、前記第１期間において、前記位相差板から射出される前記第１光を前記第１偏光方向を有する光に変換し、前記位相差板から射出される前記第２光を前記第２偏光方向を有する光に変換し、前記第２期間において、前記位相差板から射出される前記第１光を前記第２偏光方向を有する光に変換し、前記位相差板から射出される前記第２光を前記第１偏光方向を有する光に変換し、
   前記位相差板は、光入射面を有し、前記光入射面に交差する回転軸を中心として回転可能とされ、
   前記第１期間において、前記位相差板の光学軸が前記第１光と前記第２光の入射光の偏光方向に対して４５°の角度をなし、
   前記第２期間において、前記位相差板の光学軸が前記第１光と前記第２光の入射光の偏光方向と平行になす、表示装置。
2. 第１波長帯を有する第１光と、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２光と、を含む光を射出する光源装置と、
   前記光源装置から射出される光が入射する光学装置と、
   前記光学装置から射出される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
   を備え、
   前記光変調装置は、複数の画素を有する液晶パネルを有し、
   前記複数の画素のそれぞれは、第１サブ画素と、第２サブ画素と、を少なくとも有し、
   前記光学装置は、第１偏光方向を有する光を透過し、前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向を有する光を反射する偏光分離素子と、前記光源装置と前記偏光分離素子との間を進行する光の光路内と光路外とで移動可能に設けられる位相差板と、を有し、
   前記光学装置は、前記第１光が前記第１サブ画素に入射し、前記第２光が前記第２サブ画素に入射する第１期間と、前記第１光が前記第２サブ画素に入射し、前記第２光が前記第１サブ画素に入射する第２期間と、を時間的に切り替え、
   前記光学装置は、
   前記第１期間において、前記光源装置と前記偏光分離素子との間を進行する光の光路内に前記位相差板を挿入した状態とし、前記位相差板から射出される前記第１光を前記第１偏光方向を有する光に変換し、前記位相差板から射出される前記第２光を前記第２偏光方向を有する光に変換し、
   前記第２期間において、前記光源装置と前記偏光分離素子との間を進行する光の光路外に前記位相差板を離脱した状態とし、前記第１光を前記第２偏光方向を有する光として射出し、前記第２光を前記第１偏光方向を有する光として射出する、表示装置。
3. 第１波長帯を有する第１光と、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２光と、を含む光を射出する光源装置と、
   前記光源装置から射出される光が入射する光学装置と、
   前記光学装置から射出される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
   を備え、
   前記光変調装置は、複数の画素を有する液晶パネルを有し、
   前記複数の画素のそれぞれは、第１サブ画素と、第２サブ画素と、を少なくとも有し、
   前記光学装置は、第１偏光方向を有する光を透過し、前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向を有する光を反射する偏光分離素子と、前記光源装置と前記偏光分離素子との間に設けられる位相差板と、を有し、
   前記光学装置は、前記第１光が前記第１サブ画素に入射し、前記第２光が前記第２サブ画素に入射する第１期間と、前記第１光が前記第２サブ画素に入射し、前記第２光が前記第１サブ画素に入射する第２期間と、を時間的に切り替え、
   前記光学装置は、前記第１期間において、前記位相差板から射出される前記第１光を前記第１偏光方向を有する光に変換し、前記位相差板から射出される前記第２光を前記第２偏光方向を有する光に変換し、前記第２期間において、前記位相差板から射出される前記第１光を前記第２偏光方向を有する光に変換し、前記位相差板から射出される前記第２光を前記第１偏光方向を有する光に変換し、
   前記光源装置は、前記第１光を射出する第１発光素子と、前記第２光を射出する第２発光素子と、前記第１光と前記第２光とを合成する光合成素子と、を有し、
   前記第１発光素子および前記第２発光素子は、前記第１光が前記偏光分離素子に対して前記第１偏光方向を有する光および前記第２偏光方向を有する光のいずれか一方となり、前記第２光が前記偏光分離素子に対して前記第１偏光方向を有する光および前記第２偏光方向を有する光のいずれか他方となるように配置される、表示装置。
4. 前記光合成素子は、前記第１発光素子から射出された前記第１光を反射し、前記第２発光素子から射出された前記第２光を透過して、前記第１光と前記第２光とを合成する、請求項３に記載の表示装置。
5. 第１波長帯を有する第１光と、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２光と、を含む光を射出する光源装置と、
   前記光源装置から射出される光が入射する光学装置と、
   前記光学装置から射出される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
   を備え、
   前記光変調装置は、複数の画素を有する液晶パネルを有し、
   前記複数の画素のそれぞれは、第１サブ画素と、第２サブ画素と、を少なくとも有し、
   前記光学装置は、第１偏光方向を有する光を透過し、前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向を有する光を反射する偏光分離素子と、前記光源装置と前記偏光分離素子との間に設けられる位相差板と、を有し、
   前記光学装置は、前記第１光が前記第１サブ画素に入射し、前記第２光が前記第２サブ画素に入射する第１期間と、前記第１光が前記第２サブ画素に入射し、前記第２光が前記第１サブ画素に入射する第２期間と、を時間的に切り替え、
   前記光学装置は、前記第１期間において、前記位相差板から射出される前記第１光を前記第１偏光方向を有する光に変換し、前記位相差板から射出される前記第２光を前記第２偏光方向を有する光に変換し、前記第２期間において、前記位相差板から射出される前記第１光を前記第２偏光方向を有する光に変換し、前記位相差板から射出される前記第２光を前記第１偏光方向を有する光に変換し、
   前記光学装置は、前記第１期間と前記第２期間とを所定のタイミングで間欠的に切り替える、表示装置。
6. 前記位相差板は、前記第１波長帯の光および前記第２波長帯の光に対して１／２波長の位相差を付与する、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の表示装置。
7. 前記光源装置は、前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯を有する第３光をさらに射出し、
   前記複数の画素のそれぞれは、第３サブ画素をさらに有し、
   前記光変調装置は、前記液晶パネルに対して光入射側に設けられるレンズアレイをさらに有し、
   前記レンズアレイは、前記複数の画素のそれぞれに対応するレンズを有し、
   前記第１光、前記第２光および前記第３光は、前記レンズに対して互いに異なる角度で入射する、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の表示装置。
8. 前記第１光は青色光であり、前記第２光は赤色光であり、前記第３光は緑色光である、請求項７に記載の表示装置。
9. 前記光源装置は、前記第３波長帯を有する第４光をさらに射出し、
   前記複数の画素のそれぞれは、第４サブ画素をさらに有し、
   前記第１光、前記第２光、前記第３光および前記第４光は、前記レンズに対して互いに異なる角度で入射する、請求項７または請求項８に記載の表示装置。
10. 前記第１光は青色光であり、前記第２光は赤色光であり、前記第３光は緑色光であり、前記第４光は緑色光である、請求項９に記載の表示装置。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の表示装置と、
    前記表示装置から射出される光を投写する投写光学装置と、
    を備える、プロジェクター。

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