JPH08172591A

JPH08172591A - プロジエクタ装置

Info

Publication number: JPH08172591A
Application number: JP6334118A
Authority: JP
Inventors: Junichi Iwai; 順一岩井; Shigekatsu Tagami; 成克田上
Original assignee: Sony Corp; Texas Instruments Inc
Current assignee: Sony Corp; Texas Instruments Inc
Priority date: 1994-12-15
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 1996-07-02

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はプロジエクタ装置において、簡易かつ
小型化し得ると共に表示映像の画質を格段的に向上させ
る。【構成】光源からの照明光を偏光成分に応じて第１及び
第２の光束に分けて出射する光分離手段と、第１の光束
が入射され、映像データに応じた変調結果でなる有効反
射光を出射する第１の光変調器と、第１の光変調器に対
して光学的に水平方向又は垂直方向に半画素分ずらして
配置され、第２の光束が入射され、第１の光変調器の映
像データに対して水平方向又は垂直方向に半画素分ずら
した映像データに応じた変調結果でなる有効反射光を出
射する第２の光変調器と、第１及び第２の光変調器の有
効反射光を合成して出射する光合成手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。産業上の利用分野従来の技術発明が解決しようとする課題課題を解決するための手段（図６及び図９）作用（図６及び図９）実施例（１）プロジエクタ装置の全体構成（図１〜図５）（２）第１実施例のプロジエクタ装置（図６〜図８）（３）第２実施例のプロジエクタ装置（図９〜図１２）（４）他の実施例（図１３）発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明はプロジエクタ装置に関
し、例えばカラー映像を映写するものに適用して好適な
ものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、この種のプロジエクタ装置とし
て、映像データの赤、緑、青色成分を３本のＣＲＴ（陰
極線管）に各別に映出するようになされたものがある。
この投影型３管式プロジエクタ装置の前面には、映像投
影面側にそれぞれ赤、緑、青色の色フイルタと、プロジ
エクシヨンレンズとが順次配置された３本のＣＲＴが配
置されている。

【０００４】ＣＲＴは映写時に映像データの赤、緑、青
色成分を各別にスクリーンに直接投影するようになさ
れ、これによりスクリーン上でそれぞれのＣＲＴから投
影された赤、緑、青色成分の投影光が合成されて１つの
画像が形成され、全体としてカラー映像が映写される。

【０００５】また投影型３管式プロジエクタ装置に代
え、ボツクス内部に３本のＣＲＴを配置した反射型３管
式プロジエクタ装置がある。このプロジエクタ装置の場
合、投影型３管式プロジエクタ装置と同様の光路をボツ
クス内部に配置したミラーで反射して折り曲げ、すりガ
ラス状の半透明スクリーンに裏面から投影光を照射す
る。

【０００６】これによりスクリーン上でそれぞれのＣＲ
Ｔから射出された赤、緑、青色成分の投影光が合成され
て１つの画像が形成され、全体としてカラー映像が映写
される。この反射型３管式プロジエクタ装置の場合、光
路を折り曲げて小型化すると共にスクリーン自体を一体
に形成することにより、投影型３管式プロジエクタ装置
に比して小型なプロジエクタ装置を実現し得、ユーザの
使い勝手を向上し得る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところがかかる構成の
投影型３管式プロジエクタ装置や反射型３管式プロジエ
クタ装置においては、光源としてＣＲＴを用いると共に
ＣＲＴから投影された映像がスクリーン上に拡大表示さ
れるため、装置全体が大型化することを避け得ないと共
に、表示映像を高輝度化することが困難であるという問
題があつた。

【０００８】このような問題を解決するため、ＣＲＴに
代えて映像源として３枚の液晶パネル板を用い、各液晶
パネル板にそれぞれ赤、緑、青色成分を表示すると共
に、液晶パネル板の一面側から光を照射して、その透過
光をそれぞれ赤色、緑色及び青色の色フイルタを通して
スクリーン上で結像させるようになされたいわゆる液晶
プロジエクタ装置がある。

【０００９】この液晶プロジエクタ装置の場合、液晶パ
ネルを用いるためにＣＲＴを用いるプロジエクタ装置に
比較して装置全体を格段的に小型化し得るが、液晶パネ
ル板自体は光の透過率が低く表示映像を高輝度化すると
いう点では実用上未だ不十分であつた。

【００１０】ところでデイスプレイシステムとして微小
な鏡面素子を画素に応じて平面状に配置し、各々の鏡面
素子の反射を利用した鏡面偏向型光変調器（以下これを
ミラーライトバルブと呼ぶ）を用いたものが提案されて
いる（特開昭60-179781 号公報、特開平3-40693 号公
報、特開平3-174112号公報）。

【００１１】このミラーライトバルブを映像源に用い
て、カラー映像を拡大投影するプロジエクタ装置を形成
することができれば、装置全体の構成を液晶プロジエク
タ装置と同様の規模に簡易化し得ると共に小型化し得、
さらに液晶に比して光源の利用効率を向上し得ることに
より、表示映像を格段的に高輝度化することができると
考えられる。

【００１２】ここでミラーライトバルブはＣＲＴのよう
に連続的に変化しないため画素間の位相情報が不足し、
ＣＲＴの画像に比して画質の劣化がみられる。これを解
決するためには解像度を増やさなければならず、ＣＲＴ
でも走査線は離散的になつているので水平方向のみ画素
数を増やせばよいことになるが、画素数を増やすにはコ
スト及び開口率の点で不利になる問題がある。

【００１３】またミラーライトバルブの場合、一画素の
形状は長方形になるが偏向の支持部（ヒンジ）が鏡面の
対角位置に設けると、光の偏向面（オン／オフにより動
く面）が画素の並びに対して45度の角度を保持すること
ができず、コントラストの劣化につながる問題や、偏向
面が画素の並びに対して45度となるようにヒンジを配設
することは構造上強度及び開口率において実現的でない
問題がある。

【００１４】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、簡易かつ小型化し得ると共に表示映像の画質を格段
的に向上し得るプロジエクタ装置を提案しようとするも
のである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、光源（３）からの照明光を偏光成
分に応じて分割し２つの光束を出射する光分離手段（４
１）と、映像データの画素に応じて配置された複数の光
変調素子を有し、光分離手段（４１）より出射される第
１の光束が入射され、上記映像データに応じた変調結果
でなる有効反射光を出射する第１の光変調器（２Ｂ₁〜
２Ｒ₁）と、映像データの画素に応じて配置された複数
の光変調素子を有し、第１の光変調器（２Ｂ₁〜２
Ｒ₁）に対して光学的に水平方向又は垂直方向に半画素
分ずらして配置され、光分離手段（４１）より出射され
る第２の光束が入射され、第１の光変調器（２Ｂ₁〜２
Ｒ₁）の映像データに対して水平方向又は垂直方向に半
画素分ずらした映像データに応じた変調結果でなる有効
反射光を出射する第２の光変調器（２Ｂ₂〜２Ｒ₂）
と、第１及び第２の光変調器（２Ｂ₁〜２Ｒ₁、２Ｂ₂
〜２Ｒ₂）の有効反射光を合成して出射する光合成手段
（４４）とを備えるようにする。

【００１６】また本発明においては、光源（３）からの
照明光から３原色に応じた色光束を出射する３原色生成
手段（６Ｂ〜６Ｒ）と、３原色生成手段（６Ｂ〜６Ｒ）
より出射される色光束の一部が入射され、偏光成分に応
じて第１及び第２の光束に分けて出射する光分離手段
（５１）と、映像データの画素に応じて配置された複数
の光変調素子を有し、３原色生成手段（６Ｂ〜６Ｒ）よ
り出射される色光束又は光分離手段（５１）より出射さ
れる第１の光束が入射され、映像データに応じた変調結
果でなる有効反射光を出射する第１の光変調器（２Ｂ〜
２Ｒ）と、映像データの画素に応じて配置された複数の
光変調素子を有し、第１の光変調器（２Ｂ〜２Ｒ）に対
して光学的に水平方向又は垂直方向に半画素分ずらして
配置され、光分離手段（５１）より出射される第２の光
束が入射され、第１の光変調器（２Ｂ〜２Ｒ）の映像デ
ータに対して水平方向又は垂直方向に半画素分ずらした
映像データに応じた変調結果でなる有効反射光を出射す
る第２の光変調器（２Ｇ′）と、第１及び第２の光束が
入射される第１及び第２の光変調器（２Ｇ、２Ｇ′）の
有効反射光を合成して出射する光合成手段（５２）と、
３原色生成手段（６Ｂ〜６Ｒ）より出射される色光束が
入射される第１の光変調器（２Ｂ〜２Ｒ）の有効反射光
と、光合成手段（５２）より出射される合成光とを合成
して出射する３原色合成手段（１０Ｂ〜１０Ｒ）とを備
えるようにする。

【００１７】

【作用】光分離手段（４１）より偏光成分に応じて分割
され出射される第１及び第２の光束が、映像データに応
じた変調結果でなる有効反射光を出射する第１の光変調
器（２Ｂ₁〜２Ｒ₁）及び第１の光変調器（２Ｂ₁〜２
Ｒ₁）の映像データに対して水平方向又は垂直方向に半
画素分ずらした映像データに応じた変調結果でなる有効
反射光を出射し、第１の光変調器（２Ｂ₁〜２Ｒ₁）に
対して光学的に水平方向又は垂直方向に半画素分ずらし
て配置さる第２の光変調器（２Ｂ₂〜２Ｒ₂）に入射さ
れ、第１及び第２の光変調器（２Ｂ₁〜２Ｒ₁、２Ｂ₂
〜２Ｒ₂）の有効反射光を光合成手段（４４）にて合成
して出射することにより、表示映像の画質を格段的に向
上し得る。

【００１８】また３原色生成手段（６Ｂ〜６Ｒ）より出
射される色光束の一部が光分離手段（５１）に入射さ
れ、偏光成分に応じて分けられた第１及び第２の光束
が、３原色生成手段（６Ｂ〜６Ｒ）の色光束又は光分離
手段（５１）の第１の光束を入射し、映像データに応じ
た変調結果でなる有効反射光を出射する第１の光変調器
（２Ｂ〜２Ｒ）及び、第１の光変調器（２Ｂ〜２Ｒ）の
映像データに対して水平方向又は垂直方向に半画素分ず
らした映像データに応じた変調結果でなる有効反射光を
出射し、第１の光変調器（２Ｂ〜２Ｒ）に対して光学的
に水平方向又は垂直方向に半画素分ずらして配置される
第２の光変調器（２Ｇ′）に入射され、第１及び第２の
光変調器（２Ｇ、２Ｇ′）の有効反射光を光合成手段
（５２）にて合成し、３原色生成手段（６Ｂ〜６Ｒ）で
第１の光変調器（２Ｂ〜２Ｒ）の有効反射光と、光合成
手段（５２）より出射される合成光とを合成して出射す
ることにより、簡易かつ小型化し得ると共に表示映像の
画質を格段的に向上し得る。

【００１９】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００２０】（１）プロジエクタ装置の全体構成図１において、１は全体として赤、緑、青色のそれぞれ
の映像データに対応した３つのミラーライトバルブ２
Ｒ、２Ｇ、２Ｂを用いるプロジエクタ装置を示す。実際
上、図１との対応部分に同一符号を付した図２及び図３
に示すように、高輝度白色光源３より射出されたプロジ
エクシヨン光Ｌ１は、ＵＶフイルタ（図示せず）で不要
な紫外線が除去されると共に、コンデンサレンズ４を通
じて平行光に変換されて、第１の反射ミラー５で折り曲
げられると共に分離用ダイクロイツクミラー６Ｒ、６
Ｇ、６Ｂに入射する。

【００２１】分離用ダイクロイツクミラー６Ｒ、６Ｇ、
６Ｂは、白色光でなるプロジエクシヨン光Ｌ２を赤、
緑、青色光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢに分離する。この赤、
緑、青色光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢは、それぞれビーム整形用
シリンドリカルレンズ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂを通じて第２の
反射ミラー８Ｒ、８Ｇ、８Ｂで斜め上方に折り曲げら
れ、ミラーライトバルブ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの反射面に照
射される。

【００２２】ミラーライトバルブ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、
それぞれ映像データの画素の配列（例えば 768× 576個
でなる）に応じて、例えば17〔μｍ〕角程度でなる微小
鏡面素子が複数配列されて構成され、これにより１／２
インチＣＣＤ（固体撮像素子）と同程度の大きさの反射
面が形成されている。この微小鏡面素子は映像データの
画素の配列に応じたフレームメモリの各メモリセルに対
応して配置され、各メモリセルの状態に応じて対応する
微小鏡面素子の傾き状態がそれぞれ別個に変化するよう
になされている。

【００２３】実際上それぞれの微小鏡面素子は中立状態
に対して、メモリセルがオン状態すなわち画素として有
効な場合に図４（Ａ）に示すように＋10°傾き、逆にメ
モリセルがオフ状態すなわち画素として無効な場合に図
４（Ｂ）に示すように−10°傾くようになされている。
これにより入射光に対して鏡面で反射される反射光が、
画を形成するために必要な有効反射光と無効な無効反射
光で20°の光路差を有するように切換られる。

【００２４】このプロジエクタ装置１の場合、各ミラー
ライトバルブ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに応じたフレームメモリ
に、それぞれ赤、緑、青色の１フレーム分の映像データ
を設定することにより、有効反射光としてそれぞれ赤、
緑、青色の映像光が形成される。この赤、緑、青色の映
像光はそれぞれ対応するリレーレンズ９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ
を通じて合成用ダイクロイツクミラー１０Ｒ、１０Ｇ、
１０Ｂに導かれて、カラー映像光として合成され、これ
がズームレンズ構成のプロジエクシヨンレンズ１１を通
じて、プロジエクタ装置１の外部に離れて配置されたス
クリーン（図示せず）上に拡大投影される。

【００２５】またこのプロジエクタ装置１の場合、高輝
度白色光源３、コンデンサレンズ４、第１の反射ミラー
５、分離用ダイクロイツクミラー６Ｒ〜６Ｂ、シリンド
リカルレンズ７Ｒ〜７Ｂを経て第２の反射ミラー８Ｒ〜
８Ｂに至るプロジエクシヨン光Ｌ１、Ｌ２の光学系の光
軸と、ミラーライトバルブ２Ｒ〜２Ｂで反射されリレー
レンズ９Ｒ〜９Ｂ、合成用ダイクロイツクミラー１０Ｒ
〜１０Ｂ、プロジエクシヨンレンズ１１に至る有効反射
光の光軸は所定の高さ分だけずらされて配置され、これ
によりプロジエクシヨン光と有効反射光及び無効反射光
の干渉を未然に防止し得るようになされている。

【００２６】さらにこのプロジエクタ装置１の場合、プ
ロジエクシヨン光はシリンドリカルレンズ７Ｒ〜７Ｂで
ビーム形状が整形され、これにより第２の反射ミラー８
Ｒ〜８Ｂで斜め上方に反射されても、ミラーライトバル
ブ２Ｒ〜２Ｂの反射面を均一の照度で照射し得るように
なされている。

【００２７】ここでこのプロジエクタ装置１において
は、図１〜図３について上述した光学部の下部に、図１
との対応部分に同一符号を付した図５に示す回路部が配
設されている。このプロジエクタ装置１では表示するビ
デオ信号として、ビデオ機器よりＲＧＢ信号で入力され
るビデオ信号Ｓ１や、パーソナルコンピユータ等よりＶ
ＧＡ（video graphics arrey）に対応して送られるビデ
オ信号Ｓ２、さらにＶＧＡパターンのビデオ信号Ｓ３を
選択し得るようになされている。

【００２８】これらのビデオ信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、
それぞれビデオセレクト回路２１に入力されて選択さ
れ、この結果得られるビデオ信号Ｓ４がアナログデジタ
ル変換回路２２でデジタルビデオ信号Ｓ５に変換され、
ガンマ補正回路２３に入力される。このガンマ補正回路
２３には、必要に応じてテストパターン発生回路２４で
発生されたテストパターン信号Ｓ６が入力される。これ
によりガンマ補正回路２３は、設定されたガンマ補正パ
ラメータＳ７に従つて、デジタルビデオ信号Ｓ５又はテ
ストパターン信号Ｓ６をガンマ補正し、この結果得られ
るデジタルビデオ信号Ｓ８をリフオーマツト回路２５に
送出する。

【００２９】リフオーマツト回路２５はＲＧＢ信号で入
力されるビデオ信号Ｓ１、ＶＧＡのビデオ信号Ｓ２、Ｓ
３に対応したデジタルビデオ信号Ｓ８を、例えば 768画
素×576ライン分でなるミラーライトバルブ２Ｒ〜２Ｂ
の鏡面素子の配列に応じてリフオーマツトし、この結果
得られる赤、緑、青色成分のデジタルビデオ信号Ｓ９
Ｒ、Ｓ９Ｂ、Ｓ９Ｇを、それぞれ対応するフレームメモ
リ２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂに送出する。

【００３０】このフレームメモリ２６Ｒ〜２６Ｂはそれ
ぞれミラーライトバルブ２Ｒ〜２Ｂに対応しており、タ
イミング制御回路２７から入力される制御信号Ｓ１０に
応じて、順次１フレーム毎にフレームメモリ２６Ｒ〜２
６Ｂの内容がミラーライトバルブ２Ｒ〜２Ｂに書き込ま
れ、これにより有効反射光として、それぞれ赤、緑、青
色の映像光が形成される。

【００３１】なおこのプロジエクタ装置１の場合タイミ
ング制御回路２７は、入力されるビデオ信号Ｓ１〜Ｓ３
に基づく位相制御信号Ｓ１１に応じてクロツク発生回路
２８で発生されたシステムクロツクＳ１２を用いて、フ
レームメモリ２６Ｒ〜２６Ｂ、ミラーライトバルブ２Ｒ
〜２Ｂを制御する制御信号Ｓ１０を発生するようになさ
れている。

【００３２】またこのプロジエクタ装置１の場合、電源
スイツチ（図示せず）が投入されるとＡＣ電源Ｓ１３が
電源供給回路３０及びランプ駆動回路３１に供給され
る。このうち電源供給回路３０は、各回路部に対して所
定のＤＣ電源Ｓ１４を供給してプロジエクタ装置１の動
作を開始させる。またランプ駆動回路３１は高輝度白色
光源３を点灯駆動し、これにより白色光源３よりプロジ
エクシヨン光Ｌ１が照射される。

【００３３】このプロジエクタ装置１の構成によれば、
映像源としてそれぞれ赤、緑、青色に対応したミラーラ
イトバルブ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを用い、このミラーライト
バルブ２Ｒ〜２Ｂを、それぞれ赤、緑、青色のビデオ信
号で駆動すると共に、それぞれ白色光を色分離してなる
赤、緑、青色のプロジエクシヨン光を照射し、その有効
反射光を色合成して、拡大投影するようにしたことによ
り、従来のＣＲＴを用いたプロジエクタ装置と比較して
格段的に小型軽量かつ簡易な構成のプロジエクタ装置１
を実現できる。

【００３４】またミラーライトバルブ２Ｒ〜２Ｂは、プ
ロジエクシヨン光を反射するようになされているため、
液晶プロジエクタ装置に比較して光の利用効率を格段的
に向上し得、かくして小型軽量化し得ると共に表示映像
を高輝度化し得るプロジエクタ装置を実現できる。

【００３５】（２）第１実施例のプロジエクタ装置図１との対応部分に同一符号を付して示す図６におい
て、４０は全体として光路を２方向に分割し、それぞれ
の光路に赤、緑、青色のそれぞれの映像データに対応し
た３つのミラーライトバルブを用いるプロジエクタ装置
を示す。光束を所定方向に照射する白色光源３の照射方
向には、光を偏向面に応じて２つに分ける分離用ＰＢＳ
（偏向ビームスプリツタ）４１が配設されている。分離
用ＰＢＳ４１によつて導かれる２方向の光路には、ミラ
ーライトバルブ２Ｂ₁〜２Ｒ₁、２Ｂ₂〜２Ｒ₂を有す
る光学系４２、４３が配設されている。光学系４２、４
３のそれぞれの光路の交点位置に、２つの光束を合成す
る合成用ＰＢＳ４４が配設され、合成用ＰＢＳ４４から
の照射方向にはプロジエクシヨンレンズ１１が配設され
ている。このとき図６に示す矢印Ａ方向から見た光学系
４２を図７（Ａ）に示し、同様に矢印Ｂ方向から見た光
学系４２を図７（Ｂ）に示す。

【００３６】ここで光学系４２は、分離用ＰＢＳ４１に
よつて２分割された光束を分離用ダイクロイツクミラー
６Ｂ₁〜６Ｒ₁、反射ミラー８Ｂ₁〜８Ｒ₁、全反射プ
リズム４５Ｂ₁〜４５Ｒ₁を介してミラーライトバルブ
２Ｂ₁〜２Ｒ₁へと導く。このミラーライトバルブ２Ｂ
₁〜２Ｒ₁に照射された光束のうち映像データによつて
得られる有効反射光のみがリレーレンズ９Ｂ₁〜９Ｒ₁
を介して合成用ダイクロイツクミラー１０Ｂ₁〜１０Ｒ
₁へと導かれるようになされている。

【００３７】同様に光学系４３は、分離用ダイクロイツ
クミラー６Ｂ₂〜６Ｒ₂、反射ミラー８Ｂ₂〜８Ｒ₂、
全反射プリズム４５Ｂ₂〜４５Ｒ₂、ミラーライトバル
ブ２Ｂ₂〜２Ｒ₂、リレーレンズ９Ｂ₂〜９Ｒ₂、合成
用ダイクロイツクミラー１０Ｂ₂〜１０Ｒ₂からなつて
いる。ここで光学系４３は、光学系４２のミラーライト
バルブ２Ｂ₁〜２Ｒ₁に用いる映像データに比して、半
画素分ずらしたサンプリングタイミングの映像データを
用いる。このとき光学系４３は、映像データに対応させ
て半画素分ずらして配設することにより、光学系４２の
投射映像と光学系４３の投射映像とがスクリーン（図示
せず）上で半画素分ずれた映像となる。

【００３８】以上の構成において、白色光源３から照射
される照射光は分離用ＰＢＳ４１に入射することで、偏
向面に応じて入射方向及び入射方向に対して垂直方向の
２方向に分けられる。このとき分離用ＰＢＳ４１によつ
て一方の光束は光学系４２へ導かれ、他方の光束は光学
系４３へと導かれる。

【００３９】まず光学系４２へ導かれた光束は、分離用
ダイクロイツクミラー６Ｂ₁〜６Ｒ₁によつて赤、緑、
青色光に分離され、それぞれ反射ミラー８Ｂ₁〜８Ｒ₁
によつて光路を折り曲げられる。これらの光束は全反射
プリズム４５Ｂ₁〜４５Ｒ₁を介してミラーライトバル
ブ２Ｂ₁〜２Ｒ₁を照射する。このときミラーライトバ
ルブ２Ｂ₁〜２Ｒ₁が有する複数の鏡面素子のうち、映
像データによつてオン状態となる鏡面素子に照射されて
反射された有効反射光のみがリレーレンズ９Ｂ₁〜９Ｒ
₁を介し、合成用ダイクロイツクミラー１０Ｂ₁〜１０
Ｒ₁に入射され、合成される。

【００４０】同様に光学系４３へ導かれた光束は、分離
用ダイクロイツクミラー６Ｂ₂〜６Ｒ₂によつて赤、
緑、青色光に分離され、それぞれ反射ミラー８Ｂ₂〜８
Ｒ₂、全反射プリズム４５Ｂ₂〜４５Ｒ₂を介してミラ
ーライトバルブ２Ｂ₂〜２Ｒ₂を照射する。このときミ
ラーライトバルブ２Ｂ₂〜２Ｒ₂が有する複数の鏡面素
子のうち、映像データによつてオン状態となる鏡面素子
からの有効反射光のみがリレーレンズ９Ｂ₂〜９Ｒ₂を
介し、合成用ダイクロイツクミラー１０Ｂ₂〜１０Ｒ₂
に入射され、合成される。

【００４１】このときミラーライトバルブ２Ｂ₁〜２Ｒ
₁及び２Ｂ₂〜２Ｒ₂に配されている複数の鏡面素子へ
の入力信号は、輝度信号をＡ／Ｄ変換することで得られ
る。ここで、光学系４２のミラーライトバルブ２Ｂ₁〜
２Ｒ₁と光学系４３のミラーライトバルブ２Ｂ₂〜２Ｒ
₂のサンプリングのタイミングを半画素分ずらして入力
信号を生成する。このため一方の光学系４３は、他方の
光学系４２に対して半画素ずれたタイミングで得られた
入力信号によつて、ミラーライトバルブ２Ｂ₂〜２Ｒ₂
の鏡面素子のオン／オフを制御する。

【００４２】光学系４２、４３内にそれぞれ配される合
成用ダイクロイツクミラー１０Ｂ₁〜１０Ｒ₁、１０Ｂ
₂〜１０Ｒ₂によつて合成された２つの光束は、合成用
ＰＢＳ４４に入射し、合成され、この後プロジエクシヨ
ンレンズ１１を介して、スクリーン（図示せず）上に所
望の映像を投影する。

【００４３】ここで各光学系４２、４３で用いられる入
力信号は半画素ずらしたタイミングで生成され、かつ光
学系４３の配置も半画素分ずらしてあるため、合成用Ｐ
ＢＳ４４で２つの光学系４２、４３からの光束を合成す
ることにより、図８に示すように水平方向の解像度が上
がり、スクリーン上に投影される映像の画質が向上す
る。

【００４４】以上の構成によれば、光源からの照射光を
分離用ＰＢＳ４１に入射することで、偏向面に応じて２
分割され、それぞれの光路にミラーライトバルブ２Ｂ₁
〜２Ｒ₁、２Ｂ₂〜２Ｒ₂を有する光学系４２、４３を
設け、ミラーライトバルブ２Ｂ₁〜２Ｒ₁の入力信号に
対して、サンプリングのタイミングを半画素分ずらすこ
とでミラーライトバルブ２Ｂ₂〜２Ｒ₂への入力信号を
生成する。このとき光学系４３は光学系４２による映像
に比して半画素分ずらして配置され、ミラーライトバル
ブ２Ｂ₁〜２Ｒ₁、２Ｂ₂〜２Ｒ₂の有効反射光を合成
して、画像表示面に半画素分ずれた映像を表示すること
により、水平方向の解像度及び画質を格段的に向上し得
る。

【００４５】（３）第２実施例のプロジエクタ装置図１との対応部分に同一符号を付して示す図９におい
て、５０は全体として緑色光のみを２分割して処理する
プロジエクタ装置を示す。また図９に示す矢印Ａ方向か
ら見たプロジエクタ装置５０を図１０（Ａ）に示し、同
様に矢印Ｂ方向から見たプロジエクタ装置５０を図１０
（Ｂ）に示す。光束を所定方向に照射する白色光源３の
照射方向には、分離用ダイクロイツクミラー６Ｂ〜６
Ｒ、反射ミラー８Ｂ〜８Ｒ、全反射プリズム４５、ミラ
ーライトバルブ２Ｂ〜２Ｒ、リレーレンズ９Ｂ〜９Ｒ、
合成用ダイクロイツクミラー１０Ｂ〜１０Ｒが配設され
ている。

【００４６】白色光源３からの照射光は、任意の色光の
みを透過する分離用ダイクロイツクミラー６Ｒ、６Ｂ、
６Ｇに入射する。この分離用ダイクロイツクミラー６
Ｂ、６Ｇの間には光を偏向面に応じて２分割する分離用
ＰＢＳ５１が配設されている。この実施例においては、
緑色光を２つに分割するために分離用ＰＢＳ５１が配さ
れており、分割後の２方向のうち一方には分離用ダイク
ロイツクミラー６Ｇが配設されている。

【００４７】分離用ダイクロイツクミラー６Ｒ〜６Ｇ及
び分離用ＰＢＳ５１からそれぞれ照射される光束は、反
射ミラー８Ｒ〜８Ｇ及び８Ｇ′、全反射プリズム４５Ｒ
〜４５Ｇ及び４５Ｇ′を介し、ミラーライトバルブ２Ｒ
〜２Ｇ及び２Ｇ′へと入射するようになされている。こ
のミラーライトバルブ２Ｒ〜２Ｇ及び２Ｇ′の有効反射
光のみがリレーレンズ９Ｒ〜９Ｇ及び９Ｇ′へと導か
れ、合成用ダイクロイツクミラー１０Ｒ〜１０Ｇ及び合
成用ＰＢＳ５２によつて合成され、プロジエクシヨンレ
ンズ１１へと導かれるようになされている。

【００４８】ここでミラーライトバルブ２Ｇ′が有する
複数の鏡面素子は、他のミラーライトバルブ２Ｒ〜２Ｇ
が有する複数の鏡面素子のオン／オフを制御するための
入力信号に比してサンプリングのタイミングを半画素分
ずらして生成された入力信号を用いて制御される。この
ためミラーライトバルブ２Ｇ′は、他のミラーライトバ
ルブ２Ｒ〜２Ｇからスクリーン上への投射位置と半画素
分ずれた位置に投射するようにずらして配置される。

【００４９】以上の構成において、白色光源３からの光
束は分離用ダイクロイツクミラー６Ｒ、６Ｂによつて
赤、青色光に分離され、このときの残光（すなわち緑色
光）が分離用ＰＢＳ５１に入射し、偏向面に応じて緑色
光を２つに分離する。このとき一方の光路には緑色光用
の分離用ダイクロイツクミラー６Ｇを介して反射ミラー
８Ｇへと導かれる。

【００５０】このように分離用ダイクロイツクミラー６
Ｒ〜６Ｇ及び分離用ＰＢＳ５１によつて４方向に導かれ
た光束は、それぞれ反射ミラー８Ｒ〜８Ｇ及び８Ｇ′に
よつて光路を折り曲げられ、全反射プリズム４５Ｒ〜４
５Ｇ及び４５Ｇ′を介してミラーライトバルブ２Ｒ〜２
Ｇ及び２Ｇ′を照射する。

【００５１】ここでミラーライトバルブ２Ｒ〜２Ｇ及び
２Ｇ′が有する複数の鏡面素子は、輝度信号をＡ／Ｄ変
換して生成される入力信号によつてオン／オフが制御さ
れる。図１１に示すように、青、赤色光の輝度信号はそ
れぞれＡ／Ｄ変換器によつてＡ／Ｄ変換することによ
り、ミラーライトバルブ２Ｂ、２Ｒの鏡面素子を制御す
る入力信号を生成する。また緑色光の輝度信号のみＡ／
Ｄ変換器を２つ用いてそれぞれ信号処理されるが、２つ
のＡ／Ｄ変換器のサンプリングのタイミングを半画素分
ずらし（図１２）、緑色光用のミラーライトバルブ２Ｇ
及び２Ｇ′の各鏡面素子への入力信号を生成する。

【００５２】このようにして得られた各入力信号によつ
て、ミラーライトバルブ２Ｒ〜２Ｇ及び２Ｇ′が有する
複数の鏡面素子は制御され、映像データによつてオン状
態となる鏡面素子に照射されて得られる有効反射光のみ
がリレーレンズ９Ｒ〜９Ｇ及び９Ｇ′を介し、合成用ダ
イクロイツクミラー１０Ｒ〜１０Ｇ及び合成用ＰＢＳ５
２に入射さる。ここで合成用ＰＢＳ５２は合成用ダイク
ロイツクミラー１０Ｇからの映像光を入射することによ
り、タイミングを半画素分ずらした映像光が合成され、
青、赤色の映像光と合成されることでスクリーン（図示
せず）上に所望の映像を高画質に投射できる。

【００５３】以上の構成によれば、光源３からの照射光
を緑色光についてのみ分離用ＰＢＳ５１を用いることで
偏向面に応じて２分割し、４つの光路それぞれにミラー
ライトバルブ２Ｒ〜２Ｇ及び２Ｇ′を設け、ミラーライ
トバルブ２Ｇ及び２Ｇ′への入力信号生成の際、ミラー
ライトバルブ２Ｇ′への入力信号はミラーライトバルブ
２Ｇへの入力信号に対してサンプリングのタイミングを
半画素分ずらして生成し、かつミラーライトバルブ２
Ｇ′を半画素分ずらして配置し、それぞれの光束を合成
してスクリーン上に映像を表示することにより、水平方
向の解像度を上げ、画質を格段的に向上し得る。

【００５４】（４）他の実施例なお上述の第２実施例においては、ミラーライトバルブ
２Ｒ〜２Ｇ、２Ｇ′への入力信号を生成する際、図１１
に示すように緑色の輝度信号の処理に対して、緑色のみ
２つのＡ／Ｄ変換器用い、一方の入力信号を他方の入力
信号に対してサンプリングのタイミングを半画素分ずら
して生成するものについて述べたが、本発明はこれに限
らず、図１３に示すように各色に対して輝度信号を１つ
のＡ／Ｄ変換器で変換したのち、緑色のみデータ分離器
によつて信号を２分割する。このときのＡ／Ｄ変換器
は、変換速度が本来の２倍のものを使用し、青、赤色の
信号は遅延回路にて遅延させて入力信号を生成するよう
にしても良い。

【００５５】また上述の実施例においては、鏡面偏向型
光変調器として、反射面にそれぞれ映像データの画素の
配列に応じて 768× 576個の微小鏡面素子が配列された
ものを用いた場合について述べたが、微小鏡面素子の配
列はこれに限らず、種々選定するようにしても良く、さ
らに２次元配列に限らず、微小鏡面素子を１次元に配列
し、プロジエクシヨン光を走査して映像を形成するよう
な場合でも上述の実施例と同様の効果を実現できる。

【００５６】さらに上述の実施例においては、それぞれ
赤、緑、青色映像に応じて駆動される鏡面偏向型光変調
器に、それぞれ赤、緑、青色のプロジエクシヨン光を照
射し、その有効反射光を合成して拡大表示する場合につ
いて述べたが、これに代え、単独の鏡面偏向型光変調器
を、順次時分割的に赤、緑、青色映像に応じて駆動し、
これに同期して順次時分割で赤、緑、青色のプロジエク
シヨン光を照射するものや、１つの鏡面偏向型光変調器
で２色以上の映像を映出するようなものを組み合わせた
プロジエクタ装置等に適用しても、上述の実施例と同様
の効果を実現できる。

【００５７】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、光分離手
段によつて光源からの照明光を偏向面に応じて第１及び
第２の光束に分割し、第１の光束は第１の光変調器に入
射され、第２の光束は第１の光変調器に対して光学的に
水平方向又は垂直方向に半画素ずらして配置される第２
の光変調器に入射され、第１の光変調器からの有効反射
光と、第１の光変調器の映像データに対して水平方向又
は垂直方向に半画素分ずらした映像データに応じた変調
結果でなる第２の光変調器からの有効反射光とを光合成
手段で合成し出射することにより、光量を損失させるこ
となく解像度及び画質を格段的に向上し得るプロジエク
タ装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鏡面偏向型光変調器を用いたプロジエクタ装置
の全体構成を示す略線的斜視図である。

【図２】図１のプロジエクタ装置の光学系統の説明に供
する略線的平面図である。

【図３】図１のプロジエクタ装置の光学系統の説明に供
する略線的背面図である。

【図４】鏡面偏向型光変調器の鏡面素子の動作の説明に
供する略線図である。

【図５】図１のプロジエクタ装置の回路構成を示すブロ
ツク図である。

【図６】第１実施例のプロジエクタ装置の構成を示す略
線的平面図である。

【図７】第１実施例のプロジエクタ装置の構成の説明に
供する略線的平面図である。

【図８】半画素ずらした２画像重ねの輝度変調の説明に
供する略線図である。

【図９】第２実施例のプロジエクタ装置の構成を示す略
線的平面図である。

【図１０】第２実施例のプロジエクタ装置の構成の説明
に供する略線的平面図である。

【図１１】第２実施例における鏡面素子への入力信号生
成の説明に供するブロツク図である。

【図１２】図１１における輝度信号とサンプリングクロ
ツクの状態を示す特性曲線図である。

【図１３】他の実施例における鏡面素子への入力信号生
成の説明に供するブロツク図である。

【符号の説明】

１、４０、５０……プロジエクタ装置、２……ミラーラ
イトバルブ、３……高輝度白色光源、４……コンデンサ
レンズ、５……第１の反射ミラー、６……分離用ダイク
ロイツクミラー、７……ビーム整形用シリンドリカルレ
ンズ、８……第２の反射ミラー、９……リレーレンズ、
１０……合成用ダイクロイツクミラー、１１……プロジ
エクシヨンレンズ、２１……ビデオセレクト回路、２２
……アナログデジタル変換回路、２３……ガンマ補正回
路、２４……テストパターン発生回路、２５……リフオ
ーマツト回路、２６……フレームメモリ、２７……タイ
ミング制御回路、２８……クロツク発生回路、３０……
電源供給回路、３１……ランプ駆動回路、４１、５１…
…分離用ＰＢＳ、４２、４３……光学系、４４、５２…
…合成用ＰＢＳ、４５……全反射プリズム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田上成克東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの照明光を偏光成分に応じて分割
し２つの光束を出射する光分離手段と、映像データの画素に応じて配置された複数の光変調素子
を有し、上記光分離手段より出射される第１の光束が入
射され、上記映像データに応じた変調結果でなる有効反
射光を出射する第１の光変調器と、映像データの画素に応じて配置された複数の光変調素子
を有し、上記第１の光変調器に対して光学的に水平方向
又は垂直方向に半画素分ずらして配置され、上記光分離
手段より出射される第２の光束が入射され、上記第１の
光変調器の上記映像データに対して水平方向又は垂直方
向に半画素分ずらした映像データに応じた変調結果でな
る有効反射光を出射する第２の光変調器と、上記第１及び第２の光変調器の有効反射光を合成して出
射する光合成手段とを具えることを特徴とするプロジエ
クタ装置。
【請求項２】上記光分離手段より出射される上記第１及
び第２の光束からそれぞれ３原色に応じた色光束を出射
する第１及び第２の３原色生成手段と、上記第１の３原色生成手段より出射される３原色に応じ
た色光束がそれぞれ入射される複数の上記第１の光変調
器と、上記第２の３原色生成手段より出射される３原色に応じ
た色光束がそれぞれ入射される複数の上記第２の光変調
器と、上記第１及び第２の光変調器の有効反射光が入射され、
それぞれ合成して出射する第１及び第２の３原色合成手
段と、上記第１及び第２の３原色合成手段より出射される２つ
の光束を合成して出射する上記光合成手段とを具えるこ
とを特徴とする請求項１に記載のプロジエクタ装置。
【請求項３】光源からの照明光から３原色に応じた色光
束を出射する３原色生成手段と、上記３原色生成手段より出射される色光束の一部が入射
され、偏光成分に応じて第１及び第２の光束に分けて出
射する光分離手段と、映像データの画素に応じて配置された複数の光変調素子
を有し、上記３原色生成手段より出射される色光束又は
上記光分離手段より出射される上記第１の光束が入射さ
れ、上記映像データに応じた変調結果でなる有効反射光
を出射する第１の光変調器と、映像データの画素に応じて配置された複数の光変調素子
を有し、上記第１の光変調器に対して光学的に水平方向
又は垂直方向に半画素分ずらして配置され、上記光分離
手段より出射される上記第２の光束が入射され、上記第
１の光変調器の上記映像データに対して水平方向又は垂
直方向に半画素分ずらした映像データに応じた変調結果
でなる有効反射光を出射する第２の光変調器と、上記第１及び第２の光束が入射される上記第１及び第２
の光変調器の有効反射光を合成して出射する光合成手段
と、上記３原色生成手段より出射される色光束が入射される
第１の光変調器の有効反射光と、上記光合成手段より出
射される合成光とを合成して出射する３原色合成手段と
を具えることを特徴とするプロジエクタ装置。
【請求項４】上記光分離手段は、３原色に応じた上記色
光束のうち緑色光が入射され、上記第１及び第２の光束
に分けて出射することを特徴とする請求項３に記載のプ
ロジエクタ装置。
【請求項５】上記光変調素子は、鏡面偏向型、反射型又
は投射型の空間光変調素子であることを特徴とする請求
項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のプロジ
エクタ装置。