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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024077869
(43)【公開日】2024-06-10
(54)【発明の名称】プロジェクター
(51)【国際特許分類】
G03B 21/14 20060101AFI20240603BHJP
G03B 21/00 20060101ALI20240603BHJP
H04N 5/74 20060101ALI20240603BHJP
G02B 26/08 20060101ALI20240603BHJP
G02F 1/13 20060101ALI20240603BHJP
【ＦＩ】
G03B21/14 Z
G03B21/00 E
H04N5/74 D
G02B26/08 E
G02F1/13 505
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022190075
(22)【出願日】2022-11-29
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100114937
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 裕幸
(74)【代理人】
【識別番号】100196058
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 彰雄
(72)【発明者】
【氏名】若林 慎一
【テーマコード（参考）】
2H088
2H141
2K203
5C058
【Ｆターム（参考）】
2H088EA13
2H088EA14
2H088EA15
2H088HA12
2H088HA13
2H088HA14
2H088HA18
2H088HA21
2H088HA23
2H088HA24
2H088HA27
2H088HA28
2H088MA05
2H088MA20
2H141MA15
2H141MA16
2H141MB24
2H141MC05
2H141MD12
2H141MD13
2H141MD16
2H141MD20
2H141MD24
2H141MD40
2H141ME01
2H141ME03
2H141ME04
2H141ME09
2H141ME23
2H141ME25
2H141MF12
2H141MG04
2H141MZ23
2H141MZ27
2H141MZ28
2K203FA03
2K203FA23
2K203FA32
2K203FA44
2K203FA62
2K203FB03
2K203GB02
2K203GB26
2K203GB30
2K203HA06
2K203HB05
2K203HB08
2K203MA06
2K203MA26
5C058BA25
5C058EA02
5C058EA26
(57)【要約】
【課題】表示画像の画素間部分を認識され難くできる、プロジェクターを提供する。
【解決手段】本発明のプロジェクターは、光源と、ブラックマトリクスにより区画された複数の単位画素を含む画素領域を有し、光源から入射した光を変調して画像光を生成する光変調部と、画像光を被投射面に投射する投射光学系と、光変調部と投射光学系との間に配置され、光変調部から射出された画像光の光路をシフトさせる画素シフトデバイスと、を備え、画素領域において複数の単位画素のうち１つを基準単位画素としたとき、画素シフトデバイスは、光路シフト前の画像光を被投射面の基準表示位置に位置させ、光路シフト後の画像光を被投射面のシフト表示位置に位置させ、シフト表示位置において基準単位画素から射出された画像光を、基準表示位置において基準単位画素に隣接する他の単位画素に重ねず基準単位画素の周囲を囲むブラックマトリクスに対応する領域に重ねる。
【選択図】図１
【解決手段】本発明のプロジェクターは、光源と、ブラックマトリクスにより区画された複数の単位画素を含む画素領域を有し、光源から入射した光を変調して画像光を生成する光変調部と、画像光を被投射面に投射する投射光学系と、光変調部と投射光学系との間に配置され、光変調部から射出された画像光の光路をシフトさせる画素シフトデバイスと、を備え、画素領域において複数の単位画素のうち１つを基準単位画素としたとき、画素シフトデバイスは、光路シフト前の画像光を被投射面の基準表示位置に位置させ、光路シフト後の画像光を被投射面のシフト表示位置に位置させ、シフト表示位置において基準単位画素から射出された画像光を、基準表示位置において基準単位画素に隣接する他の単位画素に重ねず基準単位画素の周囲を囲むブラックマトリクスに対応する領域に重ねる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、
ブラックマトリクスにより区画された複数の単位画素を含む画素領域を有し、前記光源から入射した光を変調して画像光を生成する光変調部と、
前記光変調部から射出された前記画像光を被投射面に投射する投射光学系と、
前記光変調部と前記投射光学系との間に配置され、前記光変調部から射出された前記画像光の光路をシフトさせる画素シフトデバイスと、を備え、
前記画素領域において前記複数の単位画素のうち１つを基準単位画素としたとき、
前記画素シフトデバイスは、光路シフト前の前記画像光を前記被投射面の基準表示位置に位置させ、光路シフト後の前記画像光を前記被投射面のシフト表示位置に位置させ、
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素に隣接する他の前記単位画素に重ねず前記基準単位画素の周囲を囲む前記ブラックマトリクスに対応する領域に重ねる、
ことを特徴とするプロジェクター。
ブラックマトリクスにより区画された複数の単位画素を含む画素領域を有し、前記光源から入射した光を変調して画像光を生成する光変調部と、
前記光変調部から射出された前記画像光を被投射面に投射する投射光学系と、
前記光変調部と前記投射光学系との間に配置され、前記光変調部から射出された前記画像光の光路をシフトさせる画素シフトデバイスと、を備え、
前記画素領域において前記複数の単位画素のうち１つを基準単位画素としたとき、
前記画素シフトデバイスは、光路シフト前の前記画像光を前記被投射面の基準表示位置に位置させ、光路シフト後の前記画像光を前記被投射面のシフト表示位置に位置させ、
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素に隣接する他の前記単位画素に重ねず前記基準単位画素の周囲を囲む前記ブラックマトリクスに対応する領域に重ねる、
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項2】
前記画素領域において互いに交差する２つの対となる対角に配置された４つの前記単位画素のうち１つを前記基準単位画素としたとき、
前記画素シフトデバイスは、
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において４つの前記単位画素の角部で囲まれる前記ブラックマトリクスの第１部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
前記画素シフトデバイスは、
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において４つの前記単位画素の角部で囲まれる前記ブラックマトリクスの第１部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項3】
前記画素シフトデバイスは、
前記光変調部から射出された前記画像光の光路をシフトさせ、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第１シフト表示位置に位置させる第１シフト光路と、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第２シフト表示位置に位置させる第２シフト光路と、を連続的に切り替え可能であり、
前記第１シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の一方側に位置する前記ブラックマトリクスの第２部位に対応する領域に重ね、
前記第２シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の他方側に位置する前記ブラックマトリクスの第３部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。
前記光変調部から射出された前記画像光の光路をシフトさせ、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第１シフト表示位置に位置させる第１シフト光路と、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第２シフト表示位置に位置させる第２シフト光路と、を連続的に切り替え可能であり、
前記第１シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の一方側に位置する前記ブラックマトリクスの第２部位に対応する領域に重ね、
前記第２シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の他方側に位置する前記ブラックマトリクスの第３部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項4】
前記画素シフトデバイスは、前記画像光の光路を変更する光路変更素子を揺動させる一つの揺動軸を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項5】
前記画素シフトデバイスは、
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の辺に隣接する前記ブラックマトリクスの第４部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする請求項４に記載のプロジェクター。
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の辺に隣接する前記ブラックマトリクスの第４部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする請求項４に記載のプロジェクター。
【請求項6】
前記画素シフトデバイスは、
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の角部に隣接する前記ブラックマトリクスの第５部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする請求項４に記載のプロジェクター。
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の角部に隣接する前記ブラックマトリクスの第５部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする請求項４に記載のプロジェクター。
【請求項7】
前記画素シフトデバイスは、
前記光変調部から射出された前記画像光の光路をシフトさせ、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第１シフト表示位置に位置させる第１シフト光路と、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第２シフト表示位置に位置させる第２シフト光路と、を連続的に切り替え可能であり、
前記第１シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の一方側に位置する前記ブラックマトリクスの第２部位に対応する領域に重ね、
前記第２シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の他方側に位置する前記ブラックマトリクスの第３部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のプロジェクター。
前記光変調部から射出された前記画像光の光路をシフトさせ、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第１シフト表示位置に位置させる第１シフト光路と、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第２シフト表示位置に位置させる第２シフト光路と、を連続的に切り替え可能であり、
前記第１シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の一方側に位置する前記ブラックマトリクスの第２部位に対応する領域に重ね、
前記第２シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の他方側に位置する前記ブラックマトリクスの第３部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のプロジェクター。
【請求項8】
前記画素シフトデバイスは、前記画像光の光路を変更する光路変更素子を揺動させる二つの揺動軸を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項9】
前記画素シフトデバイスは、
画素シフト時において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の角部を挟む二辺に隣接する前記ブラックマトリクスに対応する領域に沿ってシフトする、
ことを特徴とする請求項８に記載のプロジェクター。
画素シフト時において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の角部を挟む二辺に隣接する前記ブラックマトリクスに対応する領域に沿ってシフトする、
ことを特徴とする請求項８に記載のプロジェクター。
【請求項10】
前記画素シフトデバイスは、
前記画素シフト時において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の複数の角部に隣接する前記ブラックマトリクスに対応する領域に沿ってシフトする、
ことを特徴とする請求項９に記載のプロジェクター。
前記画素シフト時において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の複数の角部に隣接する前記ブラックマトリクスに対応する領域に沿ってシフトする、
ことを特徴とする請求項９に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【0002】
投射画像の解像度を液晶パネル等の光変調装置が持つ解像度よりも疑似的に高くする目的で、光変調装置から射出される光の光路をシフトさせる構成を有するプロジェクターが従来から知られている。下記の特許文献１には、光源と、３つの液晶表示素子からなる光変調装置と、画像光の光路をシフトさせる光学デバイスと、投射レンズと、を備えるプロジェクターが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－１４８８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一般的にプロジェクターは画像を拡大して投射するため、画像を構成する複数の画素間に位置する画素間部分が認識され易い。上記プロジェクターでは、解像度を疑似的に高くする際、隣接する画素同士の異なる色光が混じり合って混色が発生し、画像の色純度が低下してしまう。そこで、拡大投射した表示画像の混色を抑制しつつ、表示画像の画素間部分を認識され難くすることができる新たな技術の提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の１つの態様によれば、光源と、ブラックマトリクスにより区画された複数の単位画素を含む画素領域を有し、前記光源から入射した光を変調して画像光を生成する光変調部と、前記光変調部から射出された前記画像光を被投射面に投射する投射光学系と、前記光変調部と前記投射光学系との間に配置され、前記光変調部から射出された前記画像光の光路をシフトさせる画素シフトデバイスと、を備え、前記画素領域において前記複数の単位画素のうち１つを基準単位画素としたとき、前記画素シフトデバイスは、光路シフト前の前記画像光を前記被投射面の基準表示位置に位置させ、光路シフト後の前記画像光を前記被投射面のシフト表示位置に位置させ、前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素に隣接する他の前記単位画素に重ねず前記基準単位画素の周囲を囲む前記ブラックマトリクスに対応する領域に重ねる、プロジェクターが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】第１実施形態のプロジェクターの概略構成を示す図である。
【図2】画素シフトデバイスの平面図である。
【図3】液晶パネルの画素構造を示す平面図である。
【図4】画素シフトデバイスによる高画質化の説明図である。
【図5】第１変形例の画素シフトによる表示画像の要部を示す図である。
【図6】第２変形例の画素シフトによる表示画像の要部を示す図である。
【図7】第３変形例の画素シフトデバイスの概略構成を示す図である。
【図8】第２実施形態の画素シフトデバイスの斜視図である。
【図9】画素シフトデバイスによる高画質化の説明図である。
【図10A】第３変形例の画素シフトによる表示画像の要部を示す図である。
【図10B】第３変形例の画素シフトによる表示画像の要部を示す図である。
【図11】第３実施形態のプロジェクターの概略構成を示す図である。
【図12】液晶パネルの別の画素構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【0008】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のプロジェクター１００の概略構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１００は、被投射面であるスクリーンＳＣＲ上にカラー画像を表示する投射型画像表示装置である。
プロジェクター１００は、光源ユニット１と、画像生成部２と、投射光学系３と、画素シフトデバイス４と、ファン５と、内部筐体６と、外装筐体７と、を備えている。
図１は、本実施形態のプロジェクター１００の概略構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１００は、被投射面であるスクリーンＳＣＲ上にカラー画像を表示する投射型画像表示装置である。
プロジェクター１００は、光源ユニット１と、画像生成部２と、投射光学系３と、画素シフトデバイス４と、ファン５と、内部筐体６と、外装筐体７と、を備えている。
【0009】
以下、図面中に示すＸＹＺ座標系を用いて各部材の配置関係を説明する場合がある。各図面において、Ｘ軸はプロジェクター１００における一部の光学部品が並ぶ第１基準軸である第１光軸ＡＸ１に沿う軸である。Ｙ軸はＸ軸に直交し、プロジェクター１００における他の一部の光学部品が並ぶ第２基準軸である第２光軸ＡＸ２に沿う軸であり、スクリーンＳＣＲに対する画像光ＬＴの投射方向に沿う軸である。Ｚ軸はＸ軸およびＹ軸に直交する軸であり、プロジェクター１００の上下に沿う軸である。
【0010】
本実施形態では、例えば、Ｚ軸に沿う両方向をまとめてプロジェクター１００における「上下方向Ｚ」、＋Ｚ方向に向かう方向を「上側」、－Ｚ方向に向かう方向を「下側」と称す。また、Ｘ軸に沿う両方向をまとめてプロジェクター１００における「左右方向Ｘ」、＋Ｘ方向に向かう方向を「右側」、－Ｘ方向に向かう方向を「左側」と称す。また、Ｙ軸に沿う両方向をまとめてプロジェクター１００における「前後方向Ｙ」、＋Ｙ方向に向かう方向を「前側」、－Ｙ方向に向かう方向を「後側」と称する。
なお、上下方向Ｚ、左右方向Ｘおよび前後方向Ｙとは、単にプロジェクター１００の各構成部材の配置関係を説明するための名称であって、プロジェクター１００における実際の設置姿勢や向きを規定するものではない。
なお、上下方向Ｚ、左右方向Ｘおよび前後方向Ｙとは、単にプロジェクター１００の各構成部材の配置関係を説明するための名称であって、プロジェクター１００における実際の設置姿勢や向きを規定するものではない。
【0011】
内部筐体６は、光源ユニット１、画像生成部２、投射光学系３、画素シフトデバイス４およびファン５を固定する。光源ユニット１、画像生成部２、画素シフトデバイス４および投射光学系３は、内部筐体６内において第１光軸ＡＸ１に沿って配置されている。画素シフトデバイス４および投射光学系３は、内部筐体６内において第２光軸ＡＸ２に沿って配置されている。
【0012】
本実施形態のプロジェクター１００は、内部筐体６に各構成部品を固定することで組み立て性を容易にしている。外装筐体７は複数の壁部で構成された略直方体箱状であり、プロジェクター１００の外装を構成する。
【0013】
光源ユニット１は、光源１０とリフレクター１１とで構成される。
光源１０は白色光Ｌを射出する。本実施形態の光源１０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成される。本実施形態のプロジェクター１００は、光源１０としてＬＥＤを用いることで光源ユニット１の小型化および軽量化を図っている。
リフレクター１１は、光源１０の光射出側に設けられる。リフレクター１１は、光源１０から大きい放射角で射出された白色光Ｌを反射して画像生成部２に入射させる。
光源１０は白色光Ｌを射出する。本実施形態の光源１０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成される。本実施形態のプロジェクター１００は、光源１０としてＬＥＤを用いることで光源ユニット１の小型化および軽量化を図っている。
リフレクター１１は、光源１０の光射出側に設けられる。リフレクター１１は、光源１０から大きい放射角で射出された白色光Ｌを反射して画像生成部２に入射させる。
【0014】
画像生成部２は、第１フレネルレンズ２１と、光変調部２２と、第２フレネルレンズ２３と、を有する。
【0015】
第１フレネルレンズ２１は光変調部２２の光入射側に配置され、光源ユニット１から射出される白色光Ｌを平行化して光変調部２２に入射させる。第１フレネルレンズ２１は正のパワーを有する凸レンズとして機能する。
本実施形態の画像生成部２は、平行化レンズとして第１フレネルレンズ２１を用いることで第１光軸ＡＸ１に沿うプロジェクター１００の左右方向Ｘの寸法を小型化している。
本実施形態の画像生成部２は、平行化レンズとして第１フレネルレンズ２１を用いることで第１光軸ＡＸ１に沿うプロジェクター１００の左右方向Ｘの寸法を小型化している。
【0016】
光変調部２２は透過型の液晶パネル２２０で構成される。液晶パネル２２０はカラーフィルターを有し、光源１０からの白色光Ｌを画像情報に応じて変調してフルカラーの画像光ＬＴを生成する。光変調部２２は、液晶パネル２２０の光入射側に設けられた入射側偏光板２２１と、液晶パネル２２０の光射出側に設けられた射出側偏光板２２２と、をさらに含む。入射側偏光板２２１と射出側偏光板２２２とは、互いの偏光軸が直交するように配置されている。
本実施形態のプロジェクター１００は１枚の液晶パネル２２０を用いた単板方式を採用することで装置構成の小型化を図っている。
本実施形態のプロジェクター１００は１枚の液晶パネル２２０を用いた単板方式を採用することで装置構成の小型化を図っている。
【0017】
第２フレネルレンズ２３は光変調部２２の光射出側に配置される。第２フレネルレンズ２３は正のパワーを有する凸レンズとして機能し、液晶パネル２２０の射出側偏光板２２２から射出された画像光ＬＴを集光させる。
本実施形態の画像生成部２は、集光レンズとして第２フレネルレンズ２３を用いることで第１光軸ＡＸ１に沿うプロジェクター１００の左右方向Ｘの寸法を小型化している。
本実施形態の画像生成部２は、集光レンズとして第２フレネルレンズ２３を用いることで第１光軸ＡＸ１に沿うプロジェクター１００の左右方向Ｘの寸法を小型化している。
【0018】
本実施形態のプロジェクター１００において、画像生成部２と投射光学系３との間に画素シフトデバイス４が配置されている。画素シフトデバイス４は、画像生成部２の液晶パネル２２０から射出された画像光ＬＴの光路を変更する光路変更素子４０を含み、画像光ＬＴの光路を連続的にシフト可能となっている。
【0019】
画素シフトデバイス４は、画素シフトを行わない状態で、光路変更素子４０の入射面が第１光軸ＡＸ１および第２光軸ＡＸ２に対して４５°の角度をなすように内部筐体６内に配置されている。光路変更素子４０は、画像生成部２から射出された画像光ＬＴの光路を９０°折り曲げて投射光学系３に入射させる。
【0020】
本実施形態のプロジェクター１００は、画素シフトデバイス４によって画像光ＬＴの光路をシフトさせることで被投射面であるスクリーンＳＣＲ上の画像表示位置を調整可能である。画素シフトデバイス４の構成の詳細については後述する。
【0021】
ファン５は画素シフトデバイス４を少なくとも冷却する。ファン５は画素シフトデバイス４の光路変更素子４０における光射出方向と反対側に配置されている。
画素シフトデバイス４は駆動時に発熱するため、内部筐体６内において熱源となる。本実施形態のプロジェクター１００によれば、光路変更素子４０の光射出方向と反対側の空間を利用して画素シフトデバイス４を冷却して、画素シフトデバイス４の温度上昇を抑制できる。また、光路変更素子４０の光入射側にファン５が位置しないため、画像光ＬＴをファン５が遮ることなく光路変更素子４０を冷却することができる。
なお、ファン５からの気流の一部を供給することで光源ユニット１、画像生成部２および投射光学系３を冷却してもよい。
画素シフトデバイス４は駆動時に発熱するため、内部筐体６内において熱源となる。本実施形態のプロジェクター１００によれば、光路変更素子４０の光射出方向と反対側の空間を利用して画素シフトデバイス４を冷却して、画素シフトデバイス４の温度上昇を抑制できる。また、光路変更素子４０の光入射側にファン５が位置しないため、画像光ＬＴをファン５が遮ることなく光路変更素子４０を冷却することができる。
なお、ファン５からの気流の一部を供給することで光源ユニット１、画像生成部２および投射光学系３を冷却してもよい。
【0022】
続いて、画素シフトデバイス４の構成について説明する。図２は画素シフトデバイス４の平面図である。
図２に示すように、画素シフトデバイス４は、光路変更素子４０と、光路変更素子４０を保持する第１可動部４１と、第１揺動軸Ｊ１回りに第１可動部４１を揺動可能に連結するベース４２と、第１可動部４１を揺動させる第１アクチュエーター４３と、連結軸部４４と、を備える。本実施形態の画素シフトデバイス４は、光路変更素子４０の姿勢を変更することで画像光ＬＴの光路をシフト可能とする。
図２に示すように、画素シフトデバイス４は、光路変更素子４０と、光路変更素子４０を保持する第１可動部４１と、第１揺動軸Ｊ１回りに第１可動部４１を揺動可能に連結するベース４２と、第１可動部４１を揺動させる第１アクチュエーター４３と、連結軸部４４と、を備える。本実施形態の画素シフトデバイス４は、光路変更素子４０の姿勢を変更することで画像光ＬＴの光路をシフト可能とする。
【0023】
光路変更素子４０は、画像光ＬＴを反射することで画像光ＬＴの光路を変更する素子である。光路変更素子４０は、一面に反射膜４０ｂを成膜した透光性基材４０ａで構成される。反射膜４０ｂは透光性基材４０ａの光入射面４０ａ１と反対の裏面４０ａ２に成膜されている。反射膜４０ｂにおける透光性基材４０ａとの接触面は光路変更素子４０の反射面４０ｃとして機能する。すなわち、光路変更素子４０は、画像光ＬＴを反射する反射面４０ｃを有している。
【0024】
光路変更素子４０に入射した光は透光性基材４０ａの光入射面４０ａ１で屈折し、透光性基材４０ａを透過して反射膜４０ｂで反射され、透光性基材４０ａから射出される際に再び屈折される。光路変更素子４０は、画像生成部２から入射した画像光ＬＴの光路を９０°折り曲げる際、光路変更素子４０の姿勢に応じて画像光ＬＴの光路をシフトさせる。画像光ＬＴの光路のシフト量は光路変更素子４０の姿勢変化の度合いに応じて規定される。
【0025】
透光性基材４０ａとしては、例えば、略正方形の白板ガラスを用いた。強度に優れた白板ガラスを採用することで、光路変更素子４０全体の剛性が高まるため、光路変更素子４０に生じる歪みを抑制することができる。反射膜としては、例えば、金属膜や誘電体多層膜を用いた。
【0026】
なお、透光性基材４０ａの材料は白板ガラスに限定するものではなく、光透過性を有し、光を屈折可能な材料であれば良く、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどの各種ガラス材料を用いても良い。または、水晶、サファイアなどの各種結晶材料、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂などの各種樹脂材料を用いても良い。なお、光路変更素子４０の形状は、略正方形に限定するものではなく、長方形や、菱形、楕円形状であっても良い。
【0027】
第１可動部４１は金属製の額縁状をなした保持フレームであり、光路変更素子４０の周囲に配置される。第１可動部４１は光路変更素子４０の外周縁を支持することで、表裏面を露出した状態の光路変更素子４０を収納している。第１可動部４１の材質としては、例えばステンレスを用いた。光路変更素子４０は接着剤により第１可動部４１に固定されている。なお、第１可動部４１は額縁形状に限られず、光路変更素子４０の少なくとも一部を支持する部材であればよい。
【0028】
ベース４２は、第１可動部４１の周囲に配置され、第１可動部４１よりも一回り大きい額縁状をなす樹脂製の支持部材である。ベース４２は、第１可動部４１の外側面４１ａを枠状に囲むベース内側面４２ａを有する。ベース４２は内部筐体６に固定される。
【0029】
連結軸部４４は、第１可動部４１の外側面４１ａとベース４２のベース内側面４２ａとを揺動可能に連結する一対の軸部４４ａで構成される。
一対の軸部４４ａは、矩枠状である第１可動部４１の外側面４１ａのうち対角線上に位置する一対の角部からそれぞれ突出して設けられ、第１可動部４１の外側面４１ａとベース４２のベース内側面４２ａとを連結する。
一対の軸部４４ａは、矩枠状である第１可動部４１の外側面４１ａのうち対角線上に位置する一対の角部からそれぞれ突出して設けられ、第１可動部４１の外側面４１ａとベース４２のベース内側面４２ａとを連結する。
【0030】
一対の軸部４４ａは矩形枠状であるベース内側面４２ａのうち一方の対角線上に位置する部分に連結される。第１可動部４１の第１揺動軸Ｊ１は、一対の軸部４４ａ上に位置する仮想軸であり、第１可動部４１に支持された光路変更素子４０の中心を通る軸である。
【0031】
光路変更素子４０を保持する第１可動部４１は、第１揺動軸Ｊ１に沿う方向の両端に位置する一対の軸部４４ａがベース４２に固定されるため、第１揺動軸Ｊ１と直交する対角線上に位置する対角部分が第１揺動軸Ｊ１回りに揺動可能となっている。
よって、光路変更素子４０は、第１可動部４１とともに第１揺動軸Ｊ１回りにベース４２に対して回転することで姿勢を変更可能とされている。
よって、光路変更素子４０は、第１可動部４１とともに第１揺動軸Ｊ１回りにベース４２に対して回転することで姿勢を変更可能とされている。
【0032】
第１アクチュエーター４３は、第１揺動軸Ｊ１に交差する方向において、第１可動部４１の外側面４１ａに配置された第１磁石４３ａと、ベース４２のベース内側面４２ａに配置され第１磁石４３ａに対向する第１コイル４３ｂと、を有する。
具体的に第１磁石４３ａは、第１可動部４１の外側面４１ａのうち軸部４４ａが設けられていない他方の対角線上に位置する１つの角部に設けられている。第１コイル４３ｂはベース内側面４２ａのうち第１揺動軸Ｊ１と直交する対角線上に位置し、第１磁石４３ａに対向する位置に配置されている。
具体的に第１磁石４３ａは、第１可動部４１の外側面４１ａのうち軸部４４ａが設けられていない他方の対角線上に位置する１つの角部に設けられている。第１コイル４３ｂはベース内側面４２ａのうち第１揺動軸Ｊ１と直交する対角線上に位置し、第１磁石４３ａに対向する位置に配置されている。
【0033】
このように第１アクチュエーター４３を構成する第１磁石４３ａおよび第１コイル４３ｂは、第１可動部４１の外側面４１ａおよびベース４２のベース内側面４２ａのうち第１揺動軸Ｊ１と直交する対角線の一方側に位置する部分に配置されている。
【0034】
第１磁石４３ａは磁石枠４６を介して第１可動部４１の外側面４１ａに配置されている。磁石枠４６は鉄などの金属から構成されており、バックヨークとして機能する。第１磁石４３ａに用いる磁石としてはネオジム磁石の他、所定の磁力を有する永久磁石であれば良く、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石、アルニコ磁石であっても良い。
【0035】
第１コイル４３ｂはコイル枠４７を介してベース４２のベース内側面４２ａに配置されている。コイル枠４７は第１コイル４３ｂが第１磁石４３ａと間隙を持って向かい合うように、ベース内側面４２ａに固定されている。コイル枠４７は鉄などの金属から構成されており、バックヨークとして機能する。第１コイル４３ｂはコイル枠４７に巻回したコイル線により構成される。
【0036】
なお、第１磁石４３ａおよび第１コイル４３ｂの位置は入れ替えてもよく、第１磁石４３ａがベース４２のベース内側面４２ａに配置され、第１コイル４３ｂが第１可動部４１の外側面４１ａに配置されてもよい。つまり、第１磁石４３ａは第１可動部４１の外側面４１ａとベース４２のベース内側面４２ａのうち一方に配置され、第１コイル４３ｂは第１可動部４１の外側面４１ａとベース４２のベース内側面４２ａのうち他方に配置されていればよい。
【0037】
第１アクチュエーター４３は、第１コイル４３ｂに通電することで発生させた磁界によって第１磁石４３ａと反発または引き合わせることにより、第１磁石４３ａおよび第１コイル４３ｂ間に第１揺動軸Ｊ１に交差する方向の力を生じさせる。第１可動部４１は、上述のように第１揺動軸Ｊ１に沿う方向の両端に位置する一対の軸部４４ａがベース４２と固定されるため、第１磁石４３ａが設けられた部分が第１揺動軸Ｊ１回りに揺動する。これにより、第１可動部４１に固定された光路変更素子４０は、ベース４２に対して第１揺動軸Ｊ１回りに揺動する。
【0038】
このような構成に基づき、本実施形態の画素シフトデバイス４は、第１コイル４３ｂへの通電量を調整することで第１揺動軸Ｊ１回りに第１可動部４１を揺動させることで光路変更素子４０の姿勢を制御することができる。
画素シフトデバイス４は、光路変更素子４０の姿勢を変化させることで画像生成部２の液晶パネル２２０から射出された画像光ＬＴの光路を９０°折り曲げるとともに画像光ＬＴの光路を第１揺動軸Ｊ１と直交する方向にシフトさせることができる。
画素シフトデバイス４は、光路変更素子４０の姿勢を変化させることで画像生成部２の液晶パネル２２０から射出された画像光ＬＴの光路を９０°折り曲げるとともに画像光ＬＴの光路を第１揺動軸Ｊ１と直交する方向にシフトさせることができる。
【0039】
本実施形態の画素シフトデバイス４は、光路変更素子４０の周囲に第１可動部４１およびベース４２を配置した構成を採用するため、光路変更素子４０の厚み方向の厚さを薄くすることができる。
【0040】
投射光学系３は、画像生成部２の液晶パネル２２０から射出された画像光ＬＴを投射面であるスクリーンＳＣＲに拡大して投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上には、拡大されたカラー画像が表示される。スクリーンＳＣＲに表示される画像は液晶パネル２２０の画素領域ＧＡの像である。
【0041】
ここで、液晶パネル２２０の画素構造について説明する。図３は液晶パネル２２０の画素構造を示す平面図である。
図３に示すように、液晶パネル２２０は複数の画素Ｇを含む画素領域ＧＡを有している。画素領域ＧＡにおいて、複数の画素Ｇは互いに直交する行方向Ｒ１および列方向Ｒ２に並んでマトリクス状に配置されている。各画素Ｇの各々は、互いに交差する２つの対となる対角に配置された４つのサブ画素ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４で構成される。各サブ画素ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４はブラックマトリクスＢＭにより区画されている。ブラックマトリクスＢＭは、サブ画素間に配置されたサブ画素を駆動する配線あるいは、配線を覆いサブ画素を仕切る遮光部材である。
図３に示すように、液晶パネル２２０は複数の画素Ｇを含む画素領域ＧＡを有している。画素領域ＧＡにおいて、複数の画素Ｇは互いに直交する行方向Ｒ１および列方向Ｒ２に並んでマトリクス状に配置されている。各画素Ｇの各々は、互いに交差する２つの対となる対角に配置された４つのサブ画素ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４で構成される。各サブ画素ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４はブラックマトリクスＢＭにより区画されている。ブラックマトリクスＢＭは、サブ画素間に配置されたサブ画素を駆動する配線あるいは、配線を覆いサブ画素を仕切る遮光部材である。
【0042】
液晶パネル２２０の画素領域ＧＡはブラックマトリクスＢＭにより区画された複数のサブ画素ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４を含んでいる。本実施形態において、特許請求の範囲の「単位画素」とは、画素領域ＧＡにおいてブラックマトリクスＢＭにより区画される最小単位の画素を意味する。実施形態の場合、各サブ画素ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４が画素領域ＧＡにおける最小単位であり、特許請求の範囲の「単位画素」に対応する。
【0043】
具体的にサブ画素ＳＧ１、ＳＧ２は略正方形状の画素Ｇの一方の対角に配置され、サブ画素ＳＧ１、ＳＧ２は画素Ｇの他方の対角に配置される。サブ画素ＳＧ１、ＳＧ３は列方向Ｒ２において順に並び、サブ画素ＳＧ４、ＳＧ２は列方向Ｒ２において順に並ぶ。本実施形態において、サブ画素ＳＧ１、ＳＧ２は緑色の画像光ＬＴを生成し、サブ画素ＳＧ３は赤色の画像光ＬＴを生成し、サブ画素ＳＧ４は青色の画像光ＬＴを生成する。
【0044】
本実施形態の液晶パネル２２０において、複数の画素Ｇは第１画素Ｇ１を含む。第１画素Ｇ１は画素領域ＧＡにおける複数の画素Ｇのうち１行１列目に位置する画素である。
【0045】
図３に示す構成の液晶パネル２２０から射出された画像光によってスクリーンＳＣＲ上に表示される画像は、液晶パネル２２０の画素領域ＧＡに対応した画素構造を有する。具体的に、スクリーンＳＣＲに表示される画像は複数の画素で構成され、各画素は４つのサブ画素で構成される。
【0046】
一般にプロジェクターはスクリーン上に画像を拡大投射するため、表示画像の画素間に位置する非表示領域が視認され易くなる。表示画像の非表示領域は、液晶パネルの画素領域の各画素を区画するブラックマトリクスに対応する領域である。
【0047】
本実施形態のプロジェクター１００は画素シフトデバイス４によって画像光ＬＴの光路をシフトさせることでスクリーンＳＣＲ上に表示される画像の各画素間に位置する非表示領域を認識させ難くして高画質の画像を表示可能となっている。
【0048】
以下、画素シフトデバイス４による表示画像の高画質化の原理について説明する。図４は画素シフトデバイス４による高画質化の説明図である。図４は画素シフトによってスクリーンＳＣＲ上に表示される表示画像の要部を示す図である。
【0049】
本明細書において、画素シフトデバイス４が画素シフトを行わない場合に光路変更素子４０から射出された画像光ＬＴの光路を基準光路、画素シフトデバイス４が画素シフトを行った場合に光路変更素子４０から射出された画像光ＬＴの光路をシフト光路と称す。
また、基準光路の画像光ＬＴがスクリーンＳＣＲに画像を表示する位置を「基準表示位置」、シフト光路の画像光ＬＴがスクリーンＳＣＲに画像を表示する位置を「シフト表示位置」と称し、図４中において基準光路を符号ＰＬで示し、図４中においてシフト光路を符号ＳＬで示し、図４中において基準表示位置を符号Ｐで示し、シフト表示位置を符号Ｓで示した。また、液晶パネル２２０から射出された画像光ＬＴがスクリーンＳＣＲ上に表示する画像を「表示画像」と称し、図４中において表示画像を符号ＩＭで示した。
また、基準光路の画像光ＬＴがスクリーンＳＣＲに画像を表示する位置を「基準表示位置」、シフト光路の画像光ＬＴがスクリーンＳＣＲに画像を表示する位置を「シフト表示位置」と称し、図４中において基準光路を符号ＰＬで示し、図４中においてシフト光路を符号ＳＬで示し、図４中において基準表示位置を符号Ｐで示し、シフト表示位置を符号Ｓで示した。また、液晶パネル２２０から射出された画像光ＬＴがスクリーンＳＣＲ上に表示する画像を「表示画像」と称し、図４中において表示画像を符号ＩＭで示した。
【0050】
図２に示したように、画素シフトデバイス４が第１揺動軸Ｊ１回りに光路変更素子４０を揺動させると、液晶パネル２２０の各サブ画素から射出された画像光ＬＴの光路がシフトする。このとき、図４に示すように液晶パネル２２０の各画素Ｇの各サブ画素から射出された画像光ＬＴの光路が基準光路ＰＬとシフト光路ＳＬとの間でシフトされ、スクリーンＳＣＲ上の表示画像ＩＭの表示位置が基準表示位置Ｐとシフト表示位置Ｓとの間で連続的に切り替わる。
【0051】
図４に示すように、本実施形態の画素シフトデバイス４は、画素シフトを行わない場合に基準光路の画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの基準表示位置Ｐに位置させ、画素シフトを行った場合にシフト光路の画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲのシフト表示位置Ｓに位置させる。
【0052】
上述のようにスクリーンＳＣＲの表示画像ＩＭは液晶パネル２２０の画素領域ＧＡと同様の画素構造を有する。このため、表示画像ＩＭは複数の画素を含み、各画素は４つのサブ画素で構成される。
以下、スクリーンＳＣＲの表示画像を構成する画素を「表示画素」、スクリーンＳＣＲの表示画像の各画素を構成するサブ画素を「表示サブ画素」と称す。
以下、スクリーンＳＣＲの表示画像を構成する画素を「表示画素」、スクリーンＳＣＲの表示画像の各画素を構成するサブ画素を「表示サブ画素」と称す。
【0053】
図４において、スクリーンＳＣＲの表示画像ＩＭを構成する複数の表示画素のうち、図３に示した液晶パネル２２０の第１画素Ｇ１に対応する表示画素を第１表示画素ＩＭ１とする。なお、図４では、図を見易くするため、表示画像ＩＭを構成する複数の表示画素のうち第１表示画素ＩＭ１および第１表示画素ＩＭ１の周辺画素のみを図示している。
【0054】
また、図４において、液晶パネル２２０の第１画素Ｇ１を構成する４つのサブ画素ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４に対応する表示サブ画素をそれぞれ第１表示サブ画素ＩＭ１１、ＩＭ１２、ＩＭ１３、ＩＭ１４とする。サブ画素は、緑色光用のサブ画素ＳＧ１、緑色光用のサブ画素ＳＧ２、赤色光用のサブ画素ＳＧ３、青色光用のサブ画素ＳＧ４で構成することができる。
【0055】
本実施形態において、図３に示した第１画素Ｇ１を構成する４つのサブ画素ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４のうち１つであるサブ画素ＳＧ１を基準サブ画素ＳＧ０と称す。実施形態の場合、基準サブ画素ＳＧ０は特許請求の範囲の「基準単位画素」に相当する。
また、表示画像ＩＭの第１表示サブ画素ＩＭ１１、ＩＭ１２、ＩＭ１３、ＩＭ１４のうち基準サブ画素ＳＧ０に対応する第１表示サブ画素ＩＭ１１を基準表示サブ画素ＩＭ０と称す。
また、表示画像ＩＭの第１表示サブ画素ＩＭ１１、ＩＭ１２、ＩＭ１３、ＩＭ１４のうち基準サブ画素ＳＧ０に対応する第１表示サブ画素ＩＭ１１を基準表示サブ画素ＩＭ０と称す。
【0056】
本実施形態の画素シフトデバイス４は、シフト表示位置Ｓにおいて基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０に隣接する他のサブ画素ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４と重ならず基準サブ画素ＳＧ０の周囲を囲むブラックマトリクスＢＭに対応する領域に重ねる。すなわち、シフト表示位置Ｓにある表示サブ画素は、基準表示位置Ｐの周囲のブラックマトリクスＢＭに対応する領域内でシフトするものである。以下では、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路を説明するが、その他のサブ画素から射出された画像光ＬＴの光路についても同様のことが言える。
【0057】
ここで、基準表示位置ＰにおいてブラックマトリクスＢＭに対応する領域とは、表示画像ＩＭにおいて各表示サブ画素間に位置する領域であり、画像を表示しない非表示部分Ａに相当する。
【0058】
つまり、本実施形態の画素シフトデバイス４は、シフト表示位置Ｓにおいて表示画像ＩＭの基準表示サブ画素ＩＭ０を、基準表示位置Ｐにおいて基準表示サブ画素ＩＭ０に隣接する第１表示サブ画素ＩＭ１２、ＩＭ１３、ＩＭ１４に重ねず基準表示サブ画素ＩＭ０の周囲を囲む表示画像ＩＭの非表示部分Ａに重ねる。
【0059】
このように本実施形態の画素シフトデバイス４は、画素シフト前における表示画像ＩＭの非表示部分Ａに、画素シフト後の表示画像ＩＭの各表示画素を構成する表示サブ画素を効率良く重ねることができる。よって、スクリーンＳＣＲの表示画像ＩＭの非表示部分Ａを目立たせ難くすることができる。
【0060】
また、本実施形態の画素シフトデバイス４は、画素シフト前後において、表示画像ＩＭの異なる表示サブ画素同士を重ねないように画素シフトを行うため、色の異なる表示サブ画素同士が重なることによる混色の発生を抑制できる。よって、表示画像ＩＭの混色による色純度の低下を抑制することができる。
【0061】
本実施形態の画素シフトデバイス４は、シフト表示位置Ｓにおいて基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を、基準表示位置Ｐにおいてサブ画素ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４の４つの角部で囲まれるブラックマトリクスＢＭの交差部ＢＭ１に対応する領域に、重ねる。
【0062】
換言すると、本実施形態の画素シフトデバイス４は、シフト表示位置Ｓにおいて基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０の右下角部に隣接するブラックマトリクスＢＭの交差部ＢＭ１に対応する領域に、重ねている。
本実施形態において、ブラックマトリクスＢＭの交差部ＢＭ１とは「ブラックマトリクスの第１部位」および「ブラックマトリクスの第５部位」に相当する。
本実施形態において、ブラックマトリクスＢＭの交差部ＢＭ１とは「ブラックマトリクスの第１部位」および「ブラックマトリクスの第５部位」に相当する。
【0063】
さらに、本実施形態の画素シフトデバイス４は、シフト表示位置Ｓにおいて表示画像ＩＭの基準表示サブ画素ＩＭ０を、基準表示位置Ｐにおいて第１表示画素ＩＭ１の第１表示サブ画素ＩＭ１１、ＩＭ１２、ＩＭ１３、ＩＭ１４の４つの角部で囲まれる非表示部分Ａの交差部Ａ１に重ねていると、換言することもできる。
【0064】
このように本実施形態の画素シフトデバイス４は、画素シフト時に、表示画像ＩＭの非表示部分Ａのうち４つの表示サブ画素間に位置する部分に表示サブ画素を重ねること
ができる。
ができる。
【0065】
以上のように、本実施形態のプロジェクター１００は、光源１０と、ブラックマトリクスＢＭにより区画された複数のサブ画素を含む画素領域ＧＡを有し、光源１０から入射した光を変調して画像光ＬＴを生成する光変調部２２と、光変調部２２から射出された画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲに投射する投射光学系３と、光変調部２２と投射光学系３との間に配置され、光変調部２２から射出された画像光ＬＴの光路を連続的にシフトさせる画素シフトデバイス４と、を備える。画素領域ＧＡにおいてサブ画素ＳＧ１を基準サブ画素ＳＧ０としたとき、画素シフトデバイス４は、光路シフト前の画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの基準表示位置Ｐに位置させ、光路シフト後の画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲのシフト表示位置Ｓに位置させ、シフト表示位置Ｓにおいて基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴを、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０に隣接する他のサブ画素ＳＧ１、ＳＧ３、ＳＧ４と重ならず基準サブ画素ＳＧ０の周囲を囲むブラックマトリクスＢＭに対応する領域に重ねる。
【0066】
本実施形態のプロジェクター１００によれば、画素シフトによって、表示画像ＩＭのブラックマトリクスＢＭに対応する非表示部分Ａに画像光を効率良く重ねることで、表示画像ＩＭの非表示部分Ａを目立たせ難くすることができる。また、表示画像ＩＭの非表示部分Ａに画像光を重ねることで表示画像ＩＭの見掛け上の画素数を増加させて解像度を高めることができる。
また、本実施形態のプロジェクター１００では、画素シフト前後において、表示画像ＩＭの異なる表示サブ画素同士が重ならないため、色の異なる表示サブ画素同士が重なることによる混色の発生を抑制できる。よって、表示画像ＩＭの混色による色純度の低下を抑制することができる。
したがって、本実施形態のプロジェクター１００は、スクリーンＳＣＲ上に拡大投射した表示画像ＩＭに混色を発生させることなく、非表示部分Ａを認識され難くすることで表示画像ＩＭをより高画質化することができる。
また、本実施形態のプロジェクター１００では、画素シフト前後において、表示画像ＩＭの異なる表示サブ画素同士が重ならないため、色の異なる表示サブ画素同士が重なることによる混色の発生を抑制できる。よって、表示画像ＩＭの混色による色純度の低下を抑制することができる。
したがって、本実施形態のプロジェクター１００は、スクリーンＳＣＲ上に拡大投射した表示画像ＩＭに混色を発生させることなく、非表示部分Ａを認識され難くすることで表示画像ＩＭをより高画質化することができる。
【0067】
（第１変形例）
続いて、第１変形例として、第１実施形態のプロジェクターの変形例を説明する。本変形例と第１実施形態との違いは画素シフト動作であり、それ以外は共通である。このため、以下では、画素シフト動作を主に説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
続いて、第１変形例として、第１実施形態のプロジェクターの変形例を説明する。本変形例と第１実施形態との違いは画素シフト動作であり、それ以外は共通である。このため、以下では、画素シフト動作を主に説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
【0068】
図５は本変形例の画素シフトによってスクリーン上に表示される表示画像の要部を示す図である。
図５に示すように、本変形例の画素シフトデバイス４は、光路変更素子４０の姿勢を変化させることで、画像光ＬＴの光路を、基準光路ＰＬ、第１シフト光路ＳＬ１および第２シフト光路ＳＬ２の間で連続的に切り替える。
図５に示すように、本変形例の画素シフトデバイス４は、光路変更素子４０の姿勢を変化させることで、画像光ＬＴの光路を、基準光路ＰＬ、第１シフト光路ＳＬ１および第２シフト光路ＳＬ２の間で連続的に切り替える。
【0069】
第１シフト光路ＳＬ１は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において基準光路ＰＬに対して第１方向Ｄ１にシフトした光路である。第１方向Ｄ１とは、基準サブ画素ＳＧ０とサブ画素ＳＧ２とが並ぶ斜め方向に相当する。
第２シフト光路ＳＬ２は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路をスクリーンＳＣＲ上において第１シフト光路ＳＬ１に対して第１方向Ｄ１と反対の第２方向Ｄ２にシフトした光路である。第２方向Ｄ２とは、サブ画素ＳＧ２と基準サブ画素ＳＧ０とが並ぶ斜め方向に相当する。なお、スクリーンＳＣＲ上において、第１方向Ｄ１は右斜め下方向に相当し、第２方向Ｄ２は左斜め上方向に相当する。
第２シフト光路ＳＬ２は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路をスクリーンＳＣＲ上において第１シフト光路ＳＬ１に対して第１方向Ｄ１と反対の第２方向Ｄ２にシフトした光路である。第２方向Ｄ２とは、サブ画素ＳＧ２と基準サブ画素ＳＧ０とが並ぶ斜め方向に相当する。なお、スクリーンＳＣＲ上において、第１方向Ｄ１は右斜め下方向に相当し、第２方向Ｄ２は左斜め上方向に相当する。
【0070】
本変形例において、画素シフトデバイス４は、基準光路ＰＬの画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの基準表示位置Ｐに位置させ、第１シフト光路ＳＬ１の画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの第１シフト表示位置Ｓ１に位置させ、第２シフト光路ＳＬ２の画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの第２シフト表示位置Ｓ２に位置させる。すなわち、基準表示位置Ｐを中心として、斜め一方方向の第１シフト表示位置Ｓ１と、反対方向となる斜め他方の第２シフト表示位置Ｓ２に移動し、その移動量は同じであることが望ましい。
【0071】
本変形例の場合、画素シフトデバイス４は、図２に示したように第１揺動軸Ｊ１回りの一方側に第１可動部４１を回転させることで光路変更素子４０の姿勢を変化させ、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路を第１シフト光路ＳＬ１に切り替える。このとき、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路はスクリーンＳＣＲ上で第１方向Ｄ１にシフトすることで表示画像ＩＭの表示位置が基準表示位置Ｐから第１シフト表示位置Ｓ１に切り替わる。
【0072】
画素シフトデバイス４は、第１シフト表示位置Ｓ１において基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０に隣接する他のサブ画素ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４に重ねることなく、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０の一対の対角方向の一方側に位置するブラックマトリクスＢＭの角部分ＢＭ２に対応する領域に重ねる。なお、ブラックマトリクスＢＭの角部分ＢＭ２とは「ブラックマトリクスの第２部位」に相当する。
【0073】
つまり、画素シフトデバイス４は、第１シフト表示位置Ｓ１において表示画像ＩＭの基準表示サブ画素ＩＭ０を、図５に示されるように基準表示サブ画素ＩＭ０の右下角部を囲む非表示部分Ａの角部分Ａ２に重ねる。
【0074】
続いて、画素シフトデバイス４は、第１揺動軸Ｊ１回りの他方側に第１可動部４１を回転させることで光路変更素子４０の姿勢を変化させ、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路を第１シフト光路ＳＬ１から第２シフト光路ＳＬ２に切り替える。このとき、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路がスクリーンＳＣＲ上で第２方向Ｄ２にシフトして、表示画像ＩＭの表示位置が第１シフト表示位置Ｓ１から第２シフト表示位置Ｓ２に切り替わる。
【0075】
画素シフトデバイス４は、第２シフト表示位置Ｓ２において基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０に隣接する他のサブ画素ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４に重ねることなく、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０の一対の対角方向の他方側に位置するブラックマトリクスＢＭの角部分ＢＭ３に対応する領域に重ねる。なお、ブラックマトリクスＢＭの角部分ＢＭ３とは「ブラックマトリクスの第３部位」に相当する。
【0076】
つまり、画素シフトデバイス４は、第２シフト表示位置Ｓ２において表示画像ＩＭの基準表示サブ画素ＩＭ０を、図５に示されるように基準表示サブ画素ＩＭ０の左上角部を囲む非表示部分Ａの角部分Ａ３に重ねる。
【0077】
このように画素シフトデバイス４は、画素シフト前における表示画像ＩＭの非表示部分Ａのうち各表示サブ画素の対角方向の２つの角部を囲む部分に、画素シフト後の表示画像ＩＭの各表示サブ画素を重ねることができる。
よって、本変形例の画素シフトデバイス４によれば、表示画像ＩＭの非表示部分Ａのうち各表示サブ画素の２つの角部を囲む部分に画像光をそれぞれ重ねることで、表示画像ＩＭに混色を発生させることなく非表示部分Ａをより目立たせ難くすることが
できる。
よって、本変形例の画素シフトデバイス４によれば、表示画像ＩＭの非表示部分Ａのうち各表示サブ画素の２つの角部を囲む部分に画像光をそれぞれ重ねることで、表示画像ＩＭに混色を発生させることなく非表示部分Ａをより目立たせ難くすることが
できる。
【0078】
（第２変形例）
続いて、第２変形例として、第１実施形態のプロジェクターの別の変形例を説明する。本変形例と第１変形例との違いは画像光の光路をシフトさせる方向であり、それ以外は共通である。
続いて、第２変形例として、第１実施形態のプロジェクターの別の変形例を説明する。本変形例と第１変形例との違いは画像光の光路をシフトさせる方向であり、それ以外は共通である。
【0079】
第１実施形態および第１変形例の画素シフトデバイス４は、画素シフト時に、画像光ＬＴの光路を表示画像ＩＭの各表示サブ画素の対角方向にシフトさせる場合を説明したが、表示画像ＩＭの各表示サブ画素に対して画像光ＬＴの光路をシフトさせる方向はこれに限られない。
【0080】
図６は本変形例の画素シフトによってスクリーン上に表示される表示画像の要部を示す図である。
図６に示すように、本変形例における画像光ＬＴの光路のシフト方向は、スクリーンＳＣＲ上において表示画像ＩＭの各表示サブ画素が並ぶ左右方向Ｘに対応している。
図６に示すように、本変形例における画像光ＬＴの光路のシフト方向は、スクリーンＳＣＲ上において表示画像ＩＭの各表示サブ画素が並ぶ左右方向Ｘに対応している。
【0081】
図７は本変形例の画素シフトデバイスの概略構成を示す図である。
本変形例の画素シフトデバイス４Ａは、第１実施形態および第１変形例の構成と異なり、図７に示すように、矩形状の光路変更素子４０の周囲を囲む第１可動部４１の一対の外側面４１ａに直交するように第１揺動軸Ｊ１が設定される。なお、本変形例の画素シフトデバイス４Ａにおいて、第１アクチュエーター４３は、第１揺動軸Ｊ１に交差する方向において、第１可動部４１の外側面４１ａとベース４２のベース内側面４２ａとの間に設けられている。
本変形例の画素シフトデバイス４Ａは、第１実施形態および第１変形例の構成と異なり、図７に示すように、矩形状の光路変更素子４０の周囲を囲む第１可動部４１の一対の外側面４１ａに直交するように第１揺動軸Ｊ１が設定される。なお、本変形例の画素シフトデバイス４Ａにおいて、第１アクチュエーター４３は、第１揺動軸Ｊ１に交差する方向において、第１可動部４１の外側面４１ａとベース４２のベース内側面４２ａとの間に設けられている。
【0082】
本変形例の画素シフトデバイス４Ａは、図６に示すように、シフト表示位置Ｓにおいて基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を、基準表示位置Ｐにおいて基準表示サブ画素ＩＭ０に隣接する第１表示サブ画素ＩＭ１２、ＩＭ１３、ＩＭ１４に重ねることなく、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０の右辺に隣接するブラックマトリクスＢＭの隣接辺部ＢＭ４１に対応する領域に重ねる。なお、ブラックマトリクスＢＭの隣接辺部ＢＭ４１とは「ブラックマトリクスの第４部位」に相当する。
つまり、画素シフトデバイス４Ａは、シフト表示位置Ｓにおいて表示画像ＩＭの基準表示サブ画素ＩＭ０を、基準表示位置Ｐにおいて基準表示サブ画素ＩＭ０の右辺部を囲む非表示部分Ａの隣接辺部ＢＭ４１に重ねる。
つまり、画素シフトデバイス４Ａは、シフト表示位置Ｓにおいて表示画像ＩＭの基準表示サブ画素ＩＭ０を、基準表示位置Ｐにおいて基準表示サブ画素ＩＭ０の右辺部を囲む非表示部分Ａの隣接辺部ＢＭ４１に重ねる。
【0083】
本変形例の画素シフトデバイス４Ａを用いる場合においても、画素シフトによって、表示画像ＩＭのブラックマトリクスＢＭに対応する非表示部分Ａに画像光ＬＴを重ねることで、表示画像ＩＭの非表示部分Ａを目立たせ難くすることができる。
【0084】
なお、本変形例の画素シフトデバイス４Ａに第１変形例の構成を組み合わせてもよい。具体的に、本変形例の画素シフトデバイス４Ａは、第１シフト表示位置Ｓ１において基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路を、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０の右側に位置するブラックマトリクスＢＭの第１隣接辺部に対応する領域に重ねる第１シフト光路と、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０の左側に位置する第２隣接辺部に対応する領域に重ねる第２シフト光路と、を切り替える。
この構成によれば、画素シフト前における表示画像ＩＭの非表示部分Ａのうち各表示サブ画素の左右両側を囲む部分に、画素シフト後の表示画像ＩＭの各表示サブ画素を重ねることで表示画像ＩＭの混色を抑制しつつ非表示部分Ａをより目立たせ難くすることができる。
この構成によれば、画素シフト前における表示画像ＩＭの非表示部分Ａのうち各表示サブ画素の左右両側を囲む部分に、画素シフト後の表示画像ＩＭの各表示サブ画素を重ねることで表示画像ＩＭの混色を抑制しつつ非表示部分Ａをより目立たせ難くすることができる。
【0085】
また、画像光ＬＴの光路のシフト方向を、スクリーンＳＣＲ上において図６に示される
表示画像ＩＭの各表示サブ画素が並ぶ上下方向Ｚに設定してもよい。この場合において、画素シフトデバイスの第１揺動軸は図７に示した第１揺動軸Ｊ１と直交する方向に設定される。
表示画像ＩＭの各表示サブ画素が並ぶ上下方向Ｚに設定してもよい。この場合において、画素シフトデバイスの第１揺動軸は図７に示した第１揺動軸Ｊ１と直交する方向に設定される。
【0086】
（第２実施形態）
続いて、第２実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは画素シフトデバイスが２軸の揺動軸を有する点である。このため、以下では画素シフトデバイスの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
続いて、第２実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは画素シフトデバイスが２軸の揺動軸を有する点である。このため、以下では画素シフトデバイスの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
【0087】
図８は本実施形態の画素シフトデバイスの斜視図である。
図８に示すように、本実施形態の画素シフトデバイス１０４は、光路変更素子４０と、光路変更素子４０を保持する第１可動部２４１と、第１揺動軸Ｊ１回りに第１可動部２４１を揺動可能に連結する第２可動部２４３と、第２揺動軸Ｊ２回りに第２可動部２４３を揺動可能に連結するベース２４２と、第１揺動軸Ｊ１回りに第１可動部２４１を揺動させる一対の第１アクチュエーター２４５と、第２揺動軸Ｊ２回りに第２可動部２４３を揺動させる一対の第２アクチュエーター２４６と、第１連結部２４７と、第２連結部２４８と、を備える。
図８に示すように、本実施形態の画素シフトデバイス１０４は、光路変更素子４０と、光路変更素子４０を保持する第１可動部２４１と、第１揺動軸Ｊ１回りに第１可動部２４１を揺動可能に連結する第２可動部２４３と、第２揺動軸Ｊ２回りに第２可動部２４３を揺動可能に連結するベース２４２と、第１揺動軸Ｊ１回りに第１可動部２４１を揺動させる一対の第１アクチュエーター２４５と、第２揺動軸Ｊ２回りに第２可動部２４３を揺動させる一対の第２アクチュエーター２４６と、第１連結部２４７と、第２連結部２４８と、を備える。
【0088】
第１揺動軸Ｊ１は、第２可動部２４３に対して第１可動部２４１を揺動させる仮想的な軸であり、第２揺動軸Ｊ２は、ベース２４２に対して第２可動部２４３を揺動させる仮想的な軸である。すなわち、本実施形態の画素シフトデバイス１０４は２軸揺動方式を採用している。
【0089】
第１可動部２４１は、光路変更素子４０の周囲に配置される。第１可動部２４１は矩形枠状の部材から構成され、内側に光路変更素子４０を支持する。
第１連結部２４７は第１可動部２４１の外側面２４１ａと第２可動部２４３の内側面２４３ａとを揺動可能に連結する一対の第１軸部２４７ａで構成される。一対の第１軸部２４７ａは、第１可動部２４１の４つの外側面２４１ａのうち互いに反対を向く面からそれぞれ突出し、第１可動部２４１と第２可動部２４３とを連結する。
第１連結部２４７は第１可動部２４１の外側面２４１ａと第２可動部２４３の内側面２４３ａとを揺動可能に連結する一対の第１軸部２４７ａで構成される。一対の第１軸部２４７ａは、第１可動部２４１の４つの外側面２４１ａのうち互いに反対を向く面からそれぞれ突出し、第１可動部２４１と第２可動部２４３とを連結する。
【0090】
第１可動部２４１の第１揺動軸Ｊ１は一対の第１軸部２４７ａ上に位置する仮想軸であり、第１揺動軸Ｊ１は第１可動部２４１に支持された光路変更素子４０の中心を通る軸である。これにより、第１可動部２４１は、第２可動部２４３に対して第１揺動軸Ｊ１回りに回転可能となっている。よって、第１可動部２４１に支持された光路変更素子４０は、第２可動部２４３に対して第１揺動軸Ｊ１回りに回転することで姿勢を変更可能とされている。
【0091】
第２可動部２４３は、平面視、略八角形状の板材から構成され、略八角形状の開口部２４３ｈを有する。第２可動部２４３の開口部２４３ｈの内側には、光路変更素子４０を支持する第１可動部２４１が配置されている。すなわち、第２可動部２４３は、第１可動部２４１を囲む枠状の部材から構成され、第１可動部２４１の周囲に配置されている。
【0092】
第２連結部２４８は第２可動部２４３の外側面２４３ｂとベース２４２のベース内側面２４２ａとを揺動可能に連結する一対の第２軸部２４８ａで構成される。一対の第２軸部２４８ａは、第２可動部２４３の８つの外側面２４１ａのうち互いに反対を向く面からそれぞれ突出し、第２可動部２４３とベース２４２とを連結する。
【0093】
ベース２４２は、例えば金属等の板材から構成され、平面視、略八角形状の開口部２４２ｈを有し、開口部２４２ｈの内側に第２可動部２４３が配置されている。すなわち、ベース２４２は、第２可動部２４３の周囲に枠状に配置される。ベース２４２は、第２可動部２４３の外側面２４３ｂに対向するベース内側面２４２ａを有する。
【0094】
第２可動部２４３の第２揺動軸Ｊ２は一対の第２軸部２４８ａ上に位置する仮想軸であり、第２揺動軸Ｊ２は第１揺動軸Ｊ１と直交し、かつ、第１可動部２４１に支持された光路変更素子４０の中心を通る軸である。これにより、第２可動部２４３は、ベース２４２に対して第２揺動軸Ｊ２回りに回転可能となっている。よって、第１可動部２４１を介して第２可動部２４３に支持された光路変更素子４０は、ベース２４２に対して第２揺動軸Ｊ２回りに回転することで姿勢を変更可能とされている。
【0095】
一対の第１アクチュエーター２４５の各々は、第２可動部２４３の開口部２４３ｈにおいて、第１揺動軸Ｊ１に交差する第２揺動軸Ｊ２に沿って互いに対向する部分に設けられている。各第１アクチュエーター２４５は、第２揺動軸Ｊ２に沿う方向に所定の間隔をおいて配置された磁石とコイルとを有する。具体的に、各第１アクチュエーター２４５は、第１揺動軸Ｊ１に交差する第２揺動軸Ｊ２に沿う方向において、第１可動部２４１の外側面２４１ａに配置された第１磁石２４５ａと、第２可動部２４３の内側面２４３ａに配置され第１磁石２４５ａに対向する第１コイル２４５ｂと、を有する。なお、第１磁石２４５ａおよび第１コイル２４５ｂは、第１実施形態の第１アクチュエーター４３を構成する第１磁石４３ａおよび第１コイル４３ｂと同様の構成を有するため、説明を省略する。
【0096】
第１磁石２４５ａはバックヨークとして機能する磁石枠４６を介して第１可動部２４１の外側面２４１ａに配置されている。第１コイル２４５ｂはバックヨークとして機能するコイル枠４７を介して第２可動部２４３の内側面２４３ａに配置されている。
【0097】
なお、第１磁石２４５ａおよび第１コイル２４５ｂの位置は入れ替えてもよく、第１磁石２４５ａが第２可動部２４３の内側面２４３ａに配置され、第１コイル２４５ｂが第１可動部２４１の外側面２４１ａに配置されてもよい。つまり、第１磁石２４５ａが第１可動部２４１の外側面２４１ａと第２可動部２４３の内側面２４３ａのうち一方に配置され、第１コイル２４５ｂが第１可動部２４１の外側面２４１ａと第２可動部２４３の内側面２４３ａのうち他方に配置されていればよい。
【0098】
一対の第２アクチュエーター２４６の各々は、ベース２４２の開口部２４２ｈにおいて、第２揺動軸Ｊ２に交差する第１揺動軸Ｊ１に沿って互いに対向する部分に設けられている。各第２アクチュエーター２４６は、第１揺動軸Ｊ１に沿う方向に所定の間隔をおいて配置された磁石とコイルとを有する。具体的に、各第２アクチュエーター２４６は、第２揺動軸Ｊ２に交差する第１揺動軸Ｊ１に沿う方向において、第２可動部２４３の外側面２４３ｂに配置された第２磁石２４６ａと、ベース２４２のベース内側面２４２ａに配置され第２磁石２４６ａに対向する第２コイル２４６ｂと、を有する。なお、第２磁石２４６ａおよび第２コイル２４６ｂは、第１アクチュエーター２４５を構成する第１磁石２４５ａおよび第１コイル２４５ｂと同様の構成を有するため、説明を省略する。
【0099】
第２磁石２４６ａはバックヨークとして機能する磁石枠４６を介して第２可動部２４３の外側面２４３ｂに配置されている。第２コイル２４６ｂはバックヨークとして機能するコイル枠４７を介してベース２４２のベース内側面２４２ａに配置されている。なお、本実施形態の場合、第２コイル２４６ｂは、ベース内側面２４２ａのうち他の部分に対して窪んだ部分に設けられている。
【0100】
なお、第２磁石２４６ａおよび第２コイル２４６ｂの位置は入れ替えてもよく、第２磁石２４６ａがベース２４２の外側面２４３ｂに配置され、第２コイル２４６ｂが第２可動部２４３の外側面２４３ｂに配置されてもよい。つまり、第２磁石２４６ａが第２可動部２４３の外側面２４３ｂとベース２４２のベース内側面２４２ａのうち一方に配置され、第２コイル２４６ｂが第２可動部２４３の外側面２４３ｂとベース２４２のベース内側面２４２ａのうち他方に配置されていればよい。
【0101】
各第１アクチュエーター２４５は、第１コイル２４５ｂに通電することで発生させた磁界を第１磁石２４５ａと反発または引き合わせることにより、第１磁石２４５ａおよび第１コイル２４５ｂ間に第１揺動軸Ｊ１に交差する方向の力を生じさせる。これにより、第１可動部２４１は第１揺動軸Ｊ１回りに揺動する。第１可動部２４１は、上述のように第１揺動軸Ｊ１に沿う方向の両端に位置する第１軸部２４７ａが第２可動部２４３と連結されるため、第１可動部２４１に固定された光路変更素子４０は第１揺動軸Ｊ１回りに第２可動部２４３に対して揺動することができる。
【0102】
また、各第２アクチュエーター２４６は、第２コイル２４６ｂに通電することで発生させた磁界を第２磁石２４６ａと反発または引き合わせることにより、第２磁石２４６ａおよび第２コイル２４６ｂ間に第２揺動軸Ｊ２に交差する方向の力を生じさせる。これにより、第２可動部２４３は第２揺動軸Ｊ２回りに揺動する。第２可動部２４３は、上述のように第２揺動軸Ｊ２に沿う方向の両端に位置する第２軸部２４８ａがベース２４２と連結されるため、第１可動部２４１および第１連結部２４７を介して第２可動部２４３に固定された光路変更素子４０は第２揺動軸Ｊ２回りにベース２４２に対して揺動することができる。
【0103】
このような構成に基づき、本実施形態の画素シフトデバイス１０４は、第１アクチュエーター２４５および第２アクチュエーター２４６により第１可動部２４１に支持した光路変更素子４０の姿勢を２軸で制御することができる。よって、画素シフトデバイス１０４は、光路変更素子４０の姿勢を変化させることで画像生成部２の液晶パネル２２０から射出された画像光ＬＴの光路を９０°折り曲げるとともに画像光ＬＴの光路を２軸に沿う方向にシフトさせることができる。
【0104】
本実施形態の画素シフトデバイス１０４は、光路変更素子４０の周囲に第１可動部２４１、第２可動部２４３およびベース２４２を配置した構成を採用するため、光路変更素子４０の厚み方向の厚さを薄くすることができる。
【0105】
以下、本実施形態の画素シフトデバイス１０４による表示画像の高画質化の原理について説明する。図９は画素シフトデバイス１０４による高画質化の説明図である。図９はスクリーンＳＣＲ上に表示される表示画像ＩＭの要部を示す図である。
【0106】
本実施形態において、第１表示画素ＩＭ１の第１表示サブ画素ＩＭ１１、ＩＭ１４が順に並ぶ方向を第１方向Ｄ１１、第１表示画素ＩＭ１の第１表示サブ画素ＩＭ１４、ＩＭ１２が順に並ぶ方向を第２方向Ｄ１２、第１方向Ｄ１１と反対方向であって第１表示サブ画素ＩＭ１２、ＩＭ１３が順に並ぶ方向を第３方向Ｄ１３、第２方向Ｄ１２と反対方向であって第１表示サブ画素ＩＭ１３、ＩＭ１１が順に並ぶ方向を第４方向Ｄ１４と称す。
【0107】
なお、図９では、図を見易くするため、表示画像ＩＭを構成する複数の表示画素のうち第１表示画素ＩＭ１および第１表示画素ＩＭ１の周囲に位置する表示画素の一部のみを図示している。
【0108】
本実施形態の画素シフトデバイス１０４は、光路変更素子４０の姿勢を変化させることで、画像光ＬＴの光路を、基準光路ＰＬ、第１シフト光路ＳＬ１０、第２シフト光路ＳＬ２０および第３シフト光路ＳＬ３０の間で連続的に切り替える。
【0109】
第１シフト光路ＳＬ１０は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において基準光路ＰＬから第１方向Ｄ１１にシフトした光路である。
第２シフト光路ＳＬ２０は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において第１シフト光路ＳＬ１０から第２方向Ｄ１２にシフトした光路である。
第３シフト光路ＳＬ３０は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において第２シフト光路ＳＬ２０から第３方向Ｄ１３にシフトした光路である。
第２シフト光路ＳＬ２０は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において第１シフト光路ＳＬ１０から第２方向Ｄ１２にシフトした光路である。
第３シフト光路ＳＬ３０は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において第２シフト光路ＳＬ２０から第３方向Ｄ１３にシフトした光路である。
【0110】
本実施形態の画素シフトデバイス１０４は、基準光路ＰＬの画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの基準表示位置Ｐに位置させ、第１シフト光路ＳＬ１０の画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの第１シフト表示位置Ｓ１に位置させ、第２シフト光路ＳＬ２０の画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの第２シフト表示位置Ｓ２に位置させ、第３シフト光路ＳＬ３０の画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの第３シフト表示位置Ｓ３に位置させる。
【0111】
本実施形態の場合、画素シフトデバイス１０４は、第１揺動軸Ｊ１回りの一方側に第１可動部２４１を回転させることで光路変更素子４０の姿勢を変化させ、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路を第１シフト光路ＳＬ１０に切り替える。このとき、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路はスクリーンＳＣＲ上で第１方向Ｄ１１にシフトすることで表示画像ＩＭの表示位置が基準表示位置Ｐから第１シフト表示位置Ｓ１に切り替わる。
【0112】
本実施形態の画素シフトデバイス１０４は、第１シフト表示位置Ｓ１において基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を、基準表示位置Ｐにおいて第１表示サブ画素ＩＭ１１、ＩＭ１４間に位置し基準サブ画素ＳＧ０の右辺に隣接するブラックマトリクスＢＭの隣接辺部ＢＭ４に重ねる。なお、ブラックマトリクスＢＭの隣接辺部ＢＭ４とは「ブラックマトリクスの第４部位」に相当する。
【0113】
具体的に、画素シフトデバイス１０４は、第１シフト表示位置Ｓ１において表示画像ＩＭの基準表示サブ画素ＩＭ０を、基準表示サブ画素ＩＭ０の右辺部を囲む非表示部分Ａの隣接辺部Ａ４に重ねている。
【0114】
続いて、画素シフトデバイス１０４は、第２揺動軸Ｊ２回りに第２可動部２４３を回動させることで光路変更素子４０の姿勢を変化させ、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路を第２シフト光路ＳＬ２に切り替える。このとき、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路はスクリーンＳＣＲ上で第２方向Ｄ１２にシフトすることで表示画像ＩＭの表示位置が第１シフト表示位置Ｓ１から第２シフト表示位置Ｓ２に切り替わる。
【0115】
本実施形態の画素シフトデバイス１０４は、第２シフト表示位置Ｓ２において基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を第１シフト光路ＳＬ１０からシフトさせ、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０に隣接する３つのサブ画素ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４に重ならず基準サブ画素ＳＧ０の右下角部に隣接するブラックマトリクスＢＭの隣接角部ＢＭ５に重ねる。なお、ブラックマトリクスＢＭの隣接角部ＢＭ５とは「ブラックマトリクスの第５部位」に相当する。
【0116】
具体的に、本実施形態の画素シフトデバイス１０４は、第２シフト表示位置Ｓ２において表示画像ＩＭの基準表示サブ画素ＩＭ０を、基準表示サブ画素ＩＭ０の右下角部を囲む非表示部分Ａの隣接角部Ａ５に重ねている。
【0117】
続いて、画素シフトデバイス１０４は、第１揺動軸Ｊ１回りの他方側に第１可動部２４１を回転させることで光路変更素子４０の姿勢を変化させ、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路を第３シフト光路ＳＬ３０に切り替える。このとき、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路はスクリーンＳＣＲ上で第３方向Ｄ１３にシフトすることで表示画像ＩＭの表示位置が第２シフト表示位置Ｓ２から第３シフト表示位置Ｓ３に切り替わる。
【0118】
本実施形態の画素シフトデバイス１０４は、第３シフト表示位置Ｓ３において基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を第２シフト光路ＳＬ２０からシフトさせ、基準表示位置Ｐにおいて第１表示サブ画素ＩＭ１１、ＩＭ１３間に位置し基準サブ画素ＳＧ０の下辺に隣接するブラックマトリクスＢＭの隣接辺部ＢＭ６に重ねる。なお、ブラックマトリクスＢＭの隣接辺部ＢＭ６とは「ブラックマトリクスの第４部位」に相当する。
【0119】
具体的に、本実施形態の画素シフトデバイス１０４は、第３シフト表示位置Ｓ３において表示画像ＩＭの基準表示サブ画素ＩＭ０を、基準表示サブ画素ＩＭ０の下辺を囲む非表示部分Ａの隣接辺部Ａ６に重ねている。
【0120】
続いて、本実施形態の画素シフトデバイス１０４は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路を第３シフト光路ＳＬ３０から基準光路ＰＬに切り替える。以下、同様にして画素シフトデバイス１０４は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路を、基準光路ＰＬ、第１シフト光路ＳＬ１０、第２シフト光路ＳＬ２０、第３シフト光路ＳＬ３０、基準光路ＰＬへと順に切り替えるシフト操作を繰り返す。
【0121】
このように本実施形態の画素シフトデバイス１０４は、画素シフト時において基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０の右下角部を挟む二辺に隣接するブラックマトリクスＢＭに対応する領域に沿ってシフトさせることができる。
【0122】
以上のように本実施形態のプロジェクターによれば、画素シフトデバイス１０４によって光路変更素子４０の姿勢を２軸で制御することで、画像光ＬＴの光路を基準光路ＰＬに対して３回シフトさせることで、スクリーンＳＣＲ上の表示画像ＩＭの非表示部分Ａのうち最外縁以外の部分を視認させ難くすることができる。また、上記実施形態および変形例の構成に比べて、画像光ＬＴの光路のシフト量が増えるため、表示画像ＩＭの疑似的な解像度をより向上できる。
本実施形態のプロジェクターにおいても、スクリーンＳＣＲ上に拡大投射した表示画像ＩＭに混色を発生させることなく、画素間の非表示部分Ａを認識され難くすることで表示画像ＩＭをより高画質化することができる。
本実施形態のプロジェクターにおいても、スクリーンＳＣＲ上に拡大投射した表示画像ＩＭに混色を発生させることなく、画素間の非表示部分Ａを認識され難くすることで表示画像ＩＭをより高画質化することができる。
【0123】
（第３変形例）
続いて、第３変形例として、第２実施形態のプロジェクターの変形例を説明する。本変形例と第２実施形態との違いは画素シフト動作であり、それ以外は共通である。このため、以下では、画素シフト動作を主に説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
続いて、第３変形例として、第２実施形態のプロジェクターの変形例を説明する。本変形例と第２実施形態との違いは画素シフト動作であり、それ以外は共通である。このため、以下では、画素シフト動作を主に説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
【0124】
図１０Ａ、図１０Ｂは本変形例の画素シフトによってスクリーン上に表示される表示画像の要部を示す図である。
図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、本変形例の画素シフトデバイス１０４は、光路変更素子４０の姿勢を変化させることで、画像光ＬＴの光路を、基準光路ＰＬ、第１シフト光路ＳＬ１１、第２シフト光路ＳＬ２１、第３シフト光路ＳＬ３１、第４シフト光路ＳＬ４１および第５シフト光路ＳＬ５１の間で連続的に切り替える。
図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、本変形例の画素シフトデバイス１０４は、光路変更素子４０の姿勢を変化させることで、画像光ＬＴの光路を、基準光路ＰＬ、第１シフト光路ＳＬ１１、第２シフト光路ＳＬ２１、第３シフト光路ＳＬ３１、第４シフト光路ＳＬ４１および第５シフト光路ＳＬ５１の間で連続的に切り替える。
【0125】
第１シフト光路ＳＬ１１は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において基準光路ＰＬに対して第１方向Ｄ１１にシフトした光路である。
第２シフト光路ＳＬ２１は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において第１シフト光路ＳＬ１１から第２方向Ｄ１２にシフトした光路である。
第３シフト光路ＳＬ３１は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において第２シフト光路ＳＬ２１から第３方向Ｄ１３にシフトした光路である。
第４シフト光路ＳＬ４１は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において第３シフト光路ＳＬ３１から第４方向Ｄ１４にシフトした光路である。
第５シフト光路ＳＬ５１は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において第４シフト光路ＳＬ４１から第１方向Ｄ１１にシフトした光路である。
第２シフト光路ＳＬ２１は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において第１シフト光路ＳＬ１１から第２方向Ｄ１２にシフトした光路である。
第３シフト光路ＳＬ３１は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において第２シフト光路ＳＬ２１から第３方向Ｄ１３にシフトした光路である。
第４シフト光路ＳＬ４１は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において第３シフト光路ＳＬ３１から第４方向Ｄ１４にシフトした光路である。
第５シフト光路ＳＬ５１は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴの光路をスクリーンＳＣＲ上において第４シフト光路ＳＬ４１から第１方向Ｄ１１にシフトした光路である。
【0126】
本変形例において、画素シフトデバイス１０４は、基準光路ＰＬの画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの基準表示位置Ｐに位置させ、第１シフト光路ＳＬ１１の画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの第１シフト表示位置Ｓ１に位置させ、第２シフト光路ＳＬ２１の画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの第２シフト表示位置Ｓ２に位置させ、第３シフト光路ＳＬ３１の画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの第３シフト表示位置Ｓ３に位置させ、第４シフト光路ＳＬ４１の画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの第４シフト表示位置Ｓ４に位置させ、第５シフト光路ＳＬ５１の画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲの第５シフト表示位置Ｓ５に位置させる。
【0127】
画素シフトデバイス１０４は、第１シフト表示位置Ｓ１において基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を、基準表示位置Ｐにおいて第１表示サブ画素ＩＭ１１、ＩＭ１４間に位置し基準サブ画素ＳＧ０の右辺に隣接するブラックマトリクスＢＭの隣接辺部ＢＭ４に重ねる。これにより、第１シフト表示位置Ｓ１において表示画像ＩＭの基準表示サブ画素ＩＭ０が、基準表示サブ画素ＩＭ０の右辺部を囲む非表示部分Ａの隣接辺部Ａ４に重なる。
【0128】
画素シフトデバイス１０４は、第２シフト表示位置Ｓ２において基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を第１シフト光路ＳＬ１１からシフトさせ、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０に隣接する３つのサブ画素ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４に重ならず基準サブ画素ＳＧ０の右下角部に隣接するブラックマトリクスＢＭの隣接角部ＢＭ５に重ねる。これにより、第２シフト表示位置Ｓ２において表示画像ＩＭの基準表示サブ画素ＩＭ０が、基準表示サブ画素ＩＭ０の右下角部を囲む非表示部分Ａの隣接角部Ａ５に重なる。
【0129】
画素シフトデバイス１０４は、第３シフト表示位置Ｓ３において基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を第２シフト光路ＳＬ２１からシフトさせ、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０の左下角部に隣接するブラックマトリクスＢＭの隣接角部ＢＭ７に重ねる。なお、ブラックマトリクスＢＭの隣接角部ＢＭ７とは「ブラックマトリクスの第５部位」に相当する。
【0130】
具体的に、画素シフトデバイス１０４は、第３シフト表示位置Ｓ３において表示画像ＩＭの基準表示サブ画素ＩＭ０を、基準表示サブ画素ＩＭ０の左下角部を囲む非表示部分Ａの隣接角部Ａ７に重ねている。
【0131】
画素シフトデバイス１０４は、第４シフト表示位置Ｓ４において基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を第３シフト光路ＳＬ３１からシフトさせ、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０の左上角部に隣接するブラックマトリクスＢＭの隣接角部ＢＭ８に重ねる。ブラックマトリクスＢＭの隣接角部ＢＭ８は、ブラックマトリクスＢＭの最外縁部の一部に相当する。なお、ブラックマトリクスＢＭの隣接角部ＢＭ８とは「ブラックマトリクスの第５部位」に相当する。
【0132】
具体的に、画素シフトデバイス１０４は、第４シフト表示位置Ｓ４において表示画像ＩＭの基準表示サブ画素ＩＭ０を、基準表示サブ画素ＩＭ０の左上角部を囲む非表示部分Ａの外縁部Ａ８に重ねている。
【0133】
画素シフトデバイス１０４は、第５シフト表示位置Ｓ５において基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を第４シフト光路ＳＬ４１からシフトさせ、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０の右上角部に隣接するブラックマトリクスＢＭの隣接角部ＢＭ９に重ねる。ブラックマトリクスＢＭの隣接角部ＢＭ９は、ブラックマトリクスＢＭの最外縁部の一部およびブラックマトリクスＢＭのサブ画素ＳＧ１、ＳＧ４間に位置する部分に相当する。ブラックマトリクスＢＭの隣接角部ＢＭ９とは「ブラックマトリクスの第４部位および第５部位」に相当する。
【0134】
画素シフトデバイス１０４は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路を第５シフト光路ＳＬ５１から第２シフト光路ＳＬ２１に切り替える。以下、同様にして画素シフトデバイス１０４は、基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０の光路を、第２シフト光路ＳＬ２１、第３シフト光路ＳＬ３１、第４シフト光路ＳＬ４１、第５シフト光路ＳＬ５１へと順に切り替えるシフト操作を繰り返す。
【0135】
このように本変形例の画素シフトデバイス１０４は、画素シフト時において基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０の右下角部を挟む右辺および下辺の二辺に隣接するブラックマトリクスＢＭに対応する領域に沿ってシフトする。また、本変形例の画素シフトデバイス１０４は、画素シフト時において基準サブ画素ＳＧ０から射出された画像光ＬＴ０を、基準表示位置Ｐにおいて基準サブ画素ＳＧ０の４つの角部に隣接するブラックマトリクスＢＭに対応する領域に沿ってシフトする。
【0136】
なお、本変形例において、第１シフト表示位置Ｓ１～第５シフト表示位置Ｓ５における画像光ＬＴの光路の各シフト量は、ブラックマトリクスＢＭのサブ画素間の幅に設定される。これは、画素シフト時に、隣接する画素間において、各サブ画素から射出された画像光ＬＴの光路と隣接する他のサブ画素から射出された画像光ＬＴの光路とが重なることによる混色を防止するためである。
【0137】
一般的に、図１０Ａに示すように、ブラックマトリクスＢＭにおける最外縁部の幅Ｈ１はサブ画素間の幅Ｈ０よりも大きい。このため、シフト動作時において、ブラックマトリクスＢＭの最外縁部の全体にサブ画素から射出された画像光の光路を完全に重ねることはできないが、ブラックマトリクスＢＭの最外縁部の露出幅は僅かであり、表示画像ＩＭの視認性に影響を及ぼすことはない。
【0138】
以上のように本変形例のプロジェクターによれば、スクリーンＳＣＲ上の表示画像ＩＭの非表示部分Ａのほぼ全域を視認させ難くすることができる。よって、スクリーンＳＣＲ上に拡大投射した表示画像ＩＭに混色を発生させることなく、画素間の非表示部分Ａを認識され難くすることで表示画像ＩＭをより高画質化することができる。また、本変形例の構成によれば、画像光ＬＴの光路のシフト量を増やすことで表示画像ＩＭの疑似的な解像度をより向上することができる。
【0139】
（第３実施形態）
続いて、第３実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と上記実施形態との違いはプロジェクターが３枚の液晶パネルを用いた３板方式を採用する点である。このため、以下ではプロジェクターの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
続いて、第３実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と上記実施形態との違いはプロジェクターが３枚の液晶パネルを用いた３板方式を採用する点である。このため、以下ではプロジェクターの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
【0140】
図１１は本実施形態のプロジェクターの概略構成を示す図である。
図１１に示すように、本実施形態のプロジェクター３００は、光源３０１と、色分離光学系３０２と、光変調部３０３と、投射光学系３０５と、画素シフトデバイス３１０と、を備えている。
図１１に示すように、本実施形態のプロジェクター３００は、光源３０１と、色分離光学系３０２と、光変調部３０３と、投射光学系３０５と、画素シフトデバイス３１０と、を備えている。
【0141】
光源３０１は、例えばレーザー光源、波長変換素子等の構成を有する。光源３０１は、レーザー光源から射出される青色のレーザー光を励起光として集光レンズで集光し、蛍光体を含む波長変換素子に入射させ、青色のレーザー光と黄色の蛍光とからなる白色光ＷＬを射出する。なお、光源３０１は、レーザー光源と波長変換素子とを用いた構成に限定されず、例えばレーザー光源を単独で用いる構成、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、放電型の光源ランプを用いる構成を適用してもよい。
【0142】
光変調部３０３は、赤色の画像光を射出する光変調装置３０３Ｒと、緑色の画像光を射出する光変調装置３０３Ｇと、青色の画像光を射出する光変調装置３０３Ｂと、光合成素子３０４と、を有する。光変調部３０３は、光源３０１から射出される光を画像情報に基づいて変調し、画像光ＬＴを生成する。
【0143】
色分離光学系３０２は、第１ダイクロイックミラー３０７ａと、第２ダイクロイックミラー３０７ｂと、第１反射ミラー３０８ａと、第２反射ミラー３０８ｂと、第３反射ミラー３０８ｃと、リレーレンズ３０９ａと、リレーレンズ３０９ｂと、を備えている。色分離光学系３０２は、光源３０１から射出された白色光ＷＬを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。
【0144】
第１ダイクロイックミラー３０７ａは、光源３０１から射出される白色光ＷＬを、赤色光ＬＲと、緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。第１ダイクロイックミラー３０７ａは、赤色光ＬＲを反射するとともに、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを透過させる。第２ダイクロイックミラー３０７ｂは、緑色光ＬＧと青色光ＬＢとが混合された光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。第２ダイクロイックミラー３０７ｂは、緑色光ＬＧを反射するとともに、青色光ＬＢを透過させる。
【0145】
第１反射ミラー３０８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置されている。第１反射ミラー３０８ａは、第１ダイクロイックミラー３０７ａによって反射された赤色光ＬＲを光変調装置３０３Ｒに向けて反射する。第２反射ミラー３０８ｂおよび第３反射ミラー３０８ｃは、青色光ＬＢの光路中に配置されている。第２反射ミラー３０８ｂおよび第３反射ミラー３０８ｃは、第２ダイクロイックミラー３０７ｂを透過した青色光ＬＢを光変調装置３０３Ｂに導く。
【0146】
光変調装置３０３Ｒは、液晶パネル３０３ＲＰと、液晶パネル３０３ＲＰの入射側および射出側にそれぞれ設けられた偏光板（図示略）と、から構成されている。光変調装置３０３Ｇは、液晶パネル３０３ＧＰと、液晶パネル３０３ＧＰの入射側および射出側にそれぞれ設けられた偏光板（図示略）と、から構成されている。光変調装置３０３Ｂは、液晶パネル３０３ＢＰと、液晶パネル３０３ＢＰの入射側および射出側にそれぞれ設けられた偏光板（図示略）と、から構成されている。
【0147】
本実施形態において、各液晶パネル３０３ＲＰ，３０３ＧＰ，３０３ＢＰは単色の光を変調するため、図３に示した液晶パネル２２０からカラーフィルターを除いた画素構造を有している。つまり、各液晶パネル３０３ＲＰ，３０３ＧＰ，３０３ＢＰは、ブラックマトリクスにより区画された複数の画素Ｇ１を含む画素領域ＧＡ１を有している。本実施形態の場合、各液晶パネル３０３ＲＰ，３０３ＧＰ，３０３ＢＰの画素領域ＧＡ１において各画素Ｇ１が最小単位の画素であり、特許請求の範囲の「単位画素」に対応する。
【0148】
光変調装置３０３Ｒは、光源３０１から射出された白色光ＷＬのうち、赤色光ＬＲを画像信号に応じて変調する。光変調装置３０３Ｇは、光源３０１から射出された白色光ＷＬのうち、緑色光ＬＧを画像信号に応じて変調する。光変調装置３０３Ｂは、光源３０１から射出された白色光ＷＬのうち、青色光ＬＢを画像信号に応じて変調する。これにより、各光変調装置３０３Ｒ，３０３Ｇ，３０３Ｂは、各色光に対応した画像光ＬＴを生成する。
【0149】
光変調装置３０３Ｒの光入射側には、光変調装置３０３Ｒに入射する赤色光ＬＲを平行化するフィールドレンズ３０６Ｒが配置されている。光変調装置３０３Ｇの光入射側には、光変調装置３０３Ｇに入射する緑色光ＬＧを平行化するフィールドレンズ３０６Ｇが配置されている。光変調装置３０３Ｂの光入射側には、光変調装置３０３Ｂに入射する青色光ＬＢを平行化するフィールドレンズ３０６Ｂが配置されている。
【0150】
光合成素子３０４は、略立方体状のクロスダイクロイックプリズムから構成されている。光合成素子３０４は、光変調装置３０３Ｒ，３０３Ｇ，３０３Ｂの対応する各画素からの各色光を合成して画像光ＬＴを生成する。このため、画像光ＬＴは各液晶パネル３０３ＲＰ，３０３ＧＰ，３０３ＢＰの画素領域ＧＡ１と同様の画素構造を有する。
【0151】
本実施形態のプロジェクター３００において、光変調部３０３から射出された画像光ＬＴは画素シフトデバイス３１０に入射する。本実施形態の画素シフトデバイス３１０は、ガラス板からなる光路変更素子の姿勢を変更することにより、屈折を利用して画像光ＬＴの光路をシフトさせる。本実施形態の画素シフトデバイス３１０は、光路変更素子として画像光ＬＴを透過させる部材を採用する以外、上記実施形態の画素シフトデバイス４、１０４と同様の構成を有している。
【0152】
投射光学系３０５は、画素シフトデバイス３１０から射出された画像光ＬＴを、スクリーンＳＣＲに向かって拡大投射する。
【0153】
本実施形態のプロジェクター３００においても、画素シフトデバイス３１０により上述した実施形態および変形例のように画像光ＬＴの光路をシフトさせることで、スクリーンＳＣＲ上に拡大投射した表示画像ＩＭに混色を発生させることなく、画素間の非表示部分Ａを認識され難くすることで表示画像ＩＭをより高画質化することができる。
【0154】
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。
その他、プロジェクターを構成する各種構成要素の数、配置、形状および材料等の具体的な構成は、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
その他、プロジェクターを構成する各種構成要素の数、配置、形状および材料等の具体的な構成は、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
【0155】
例えば、液晶パネル２２０の画素構造は図３に示した構造に限られない。
図１２は液晶パネルの別の画素構造を示す平面図である。
図１２に示すように、液晶パネル１２２０の画素領域ＧＡにおいて、複数の画素Ｇは互いに直交する行方向Ｒ１および列方向Ｒ２に並んでマトリクス状に配置されている。各画素Ｇの各々は、行方向Ｒ１に順に並んで配置された３つの長方形状のサブ画素で構成される。例えば、サブ画素は、赤色光用のサブ画素ＳＧ１１、緑色光用のサブ画素ＳＧ１２、青色光用のサブ画素ＳＧ１３、青色光用のサブ画素ＳＧ２１、赤色光用のサブ画素ＳＧ２２、緑色光用のサブ画素ＳＧ２３で構成することができる。なお、各画素Ｇの各々は、行方向Ｒ１に順に並んで配置された４つのサブ画素で構成されてもよい。
図１２は液晶パネルの別の画素構造を示す平面図である。
図１２に示すように、液晶パネル１２２０の画素領域ＧＡにおいて、複数の画素Ｇは互いに直交する行方向Ｒ１および列方向Ｒ２に並んでマトリクス状に配置されている。各画素Ｇの各々は、行方向Ｒ１に順に並んで配置された３つの長方形状のサブ画素で構成される。例えば、サブ画素は、赤色光用のサブ画素ＳＧ１１、緑色光用のサブ画素ＳＧ１２、青色光用のサブ画素ＳＧ１３、青色光用のサブ画素ＳＧ２１、赤色光用のサブ画素ＳＧ２２、緑色光用のサブ画素ＳＧ２３で構成することができる。なお、各画素Ｇの各々は、行方向Ｒ１に順に並んで配置された４つのサブ画素で構成されてもよい。
【0156】
上述のようにスクリーンＳＣＲの表示画像ＩＭは液晶パネル１２２０の画素領域ＧＡと同様の画素構造を有する。このため、図１２に示した液晶パネル１２２０を用いたプロジェクターが表示する表示画像ＩＭの各表示画素は行方向Ｒ１に並んで配置された３つの表示サブ画素で構成される。
【0157】
このような長方形状の複数のサブ画素を有する画素構造の液晶パネル１２２０を用いたプロジェクターにおいても、上記実施形態および変形例と同様に、画素シフトデバイス４，１０４による画素シフトを行うことで表示画像ＩＭの画素間に位置する非表示部分Ａを視認させ難くすることができる。
【0158】
光変調部は、いくつかに定義することができる。光変調部は、液晶パネルを含むことができる。また、光変調部は、液晶パネルに偏光板を備えた液晶装置を含むことができる。
また、光変調部は、カラーフィルターを備えた液晶パネルを含むことができる。また、光変調部は、色光が入射されるカラーフィルターを搭載していない液晶パネルを含むことができる。また、光変調部は、１つの液晶パネルで構成するものを含むことができる。また、光変調部は、赤色光を入射する液晶パネル、青色光を入射する液晶パネル、緑色光を入射する液晶パネルで構成するものを含むことができる。また、光変調部は、液晶パネルに偏光板を備えた光変調装置を含むことができる。
また、光変調部は、カラーフィルターを備えた液晶パネルを含むことができる。また、光変調部は、色光が入射されるカラーフィルターを搭載していない液晶パネルを含むことができる。また、光変調部は、１つの液晶パネルで構成するものを含むことができる。また、光変調部は、赤色光を入射する液晶パネル、青色光を入射する液晶パネル、緑色光を入射する液晶パネルで構成するものを含むことができる。また、光変調部は、液晶パネルに偏光板を備えた光変調装置を含むことができる。
【0159】
第１、第２実施形態および第１～第３変形例では画素シフトデバイス４，１０４として画像光ＬＴを反射する反射型のデバイスを例に挙げたが、第３実施形態の画素シフトデバイス３１０のように画像光ＬＴを透過する透過型のデバイスを採用してもよい。
【0160】
以下、本開示のまとめを付記する。
（付記１）
光源と、
ブラックマトリクスにより区画された複数の単位画素を含む画素領域を有し、前記光源から入射した光を変調して画像光を生成する光変調部と、
前記光変調部から射出された前記画像光を被投射面に投射する投射光学系と、
前記光変調部と前記投射光学系との間に配置され、前記光変調部から射出された前記画像光の光路をシフトさせる画素シフトデバイスと、を備え、
前記画素領域において前記複数の単位画素のうち１つを基準単位画素としたとき、
前記画素シフトデバイスは、光路シフト前の前記画像光を前記被投射面の基準表示位置に位置させ、光路シフト後の前記画像光を前記被投射面のシフト表示位置に位置させ、
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素に隣接する他の前記単位画素に重ねず前記基準単位画素の周囲を囲む前記ブラックマトリクスに対応する領域に重ねる、
ことを特徴とするプロジェクター。
（付記１）
光源と、
ブラックマトリクスにより区画された複数の単位画素を含む画素領域を有し、前記光源から入射した光を変調して画像光を生成する光変調部と、
前記光変調部から射出された前記画像光を被投射面に投射する投射光学系と、
前記光変調部と前記投射光学系との間に配置され、前記光変調部から射出された前記画像光の光路をシフトさせる画素シフトデバイスと、を備え、
前記画素領域において前記複数の単位画素のうち１つを基準単位画素としたとき、
前記画素シフトデバイスは、光路シフト前の前記画像光を前記被投射面の基準表示位置に位置させ、光路シフト後の前記画像光を前記被投射面のシフト表示位置に位置させ、
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素に隣接する他の前記単位画素に重ねず前記基準単位画素の周囲を囲む前記ブラックマトリクスに対応する領域に重ねる、
ことを特徴とするプロジェクター。
【0161】
この構成のプロジェクターによれば、画素シフトデバイスによって画像光の光路をシフトさせて画像表示位置を切り替えることで、通常は画像が表示されない光変調部のブラックマトリクスに対応する領域に画像光を重ねて表示画像のうちブラックマトリクスに相当する非表示部分を目立たせ難くすることができる。また、画素シフト前後において、基準単位画素から射出された画像光が隣接する他の単位画素に重ならないため、色の異なる単位画素同士が重なることによる混色の発生を抑制できる。よって、表示画像の混色による色純度の低下を抑制することができる。
したがって、この構成のプロジェクターは、表示画像の混色を抑制しつつ、非表示部分を認識され難くすることで表示画像の画質を向上することができる。
したがって、この構成のプロジェクターは、表示画像の混色を抑制しつつ、非表示部分を認識され難くすることで表示画像の画質を向上することができる。
【0162】
（付記２）
前記画素領域において互いに交差する２つの対となる対角に配置された４つの前記単位画素のうち１つを前記基準単位画素としたとき、
前記画素シフトデバイスは、
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において４つの前記単位画素の角部で囲まれる前記ブラックマトリクスの第１部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
前記画素領域において互いに交差する２つの対となる対角に配置された４つの前記単位画素のうち１つを前記基準単位画素としたとき、
前記画素シフトデバイスは、
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において４つの前記単位画素の角部で囲まれる前記ブラックマトリクスの第１部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0163】
この構成によれば、各画素が４つのサブ画素からなる画素領域を有する光変調部を用いる場合において、表示画像の混色を抑制しつつ高画質化を図ることができる。
【0164】
（付記３）
前記画素シフトデバイスは、
前記光変調部から射出された前記画像光の光路をシフトさせ、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第１シフト表示位置に位置させる第１シフト光路と、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第２シフト表示位置に位置させる第２シフト光路と、を連続的に切り替え可能であり、
前記第１シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の一方側に位置する前記ブラックマトリクスの第２部位に対応する領域に重ね、
前記第２シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の他方側に位置する前記ブラックマトリクスの第３部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする付記１または付記２に記載のプロジェクター。
前記画素シフトデバイスは、
前記光変調部から射出された前記画像光の光路をシフトさせ、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第１シフト表示位置に位置させる第１シフト光路と、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第２シフト表示位置に位置させる第２シフト光路と、を連続的に切り替え可能であり、
前記第１シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の一方側に位置する前記ブラックマトリクスの第２部位に対応する領域に重ね、
前記第２シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の他方側に位置する前記ブラックマトリクスの第３部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする付記１または付記２に記載のプロジェクター。
【0165】
この構成によれば、画素シフトによって、表示画像の各単位画素の両側に位置するブラックマトリクスの第２部位および第３部位に対応する領域に画像光を重ねることができる。よって、表示画像の非表示部分のうち各単位画素を挟む両側を認識され難くすることができる。
【0166】
（付記４）
前記画素シフトデバイスは、前記画像光の光路を変更する光路変更素子を揺動させる一つの揺動軸を有する、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
前記画素シフトデバイスは、前記画像光の光路を変更する光路変更素子を揺動させる一つの揺動軸を有する、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0167】
この構成によれば、光路変更素子を１軸回りに揺動させることで、画像光の光路を２方向にシフトさせることで、表示画像の非表示部分に対して画像光を良好に重ねることができる。
【0168】
（付記５）
前記画素シフトデバイスは、
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の辺に隣接する前記ブラックマトリクスの第４部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする付記４に記載のプロジェクター。
前記画素シフトデバイスは、
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の辺に隣接する前記ブラックマトリクスの第４部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする付記４に記載のプロジェクター。
【0169】
この構成によれば、画素シフトによって、表示画像の各単位画素の辺に隣接するブラックマトリクスの第４部位に画像光を重ねて入射させることができる。よって、表示画像の非表示部分のうち各単位画素の辺に隣接する部分を認識され難くすることができる。
【0170】
（付記６）
前記画素シフトデバイスは、
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の角部に隣接する前記ブラックマトリクスの第５部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする付記４に記載のプロジェクター。
前記画素シフトデバイスは、
前記シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の角部に隣接する前記ブラックマトリクスの第５部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする付記４に記載のプロジェクター。
【0171】
この構成によれば、画素シフトによって、表示画像の各単位画素の角部に隣接するブラックマトリクスの第５部位に画像光を重ねて入射させることができる。よって、表示画像の非表示部分のうち各単位画素の角部に隣接する部分を認識され難くすることができる。
【0172】
（付記７）
前記画素シフトデバイスは、
前記光変調部から射出された前記画像光の光路をシフトさせ、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第１シフト表示位置に位置させる第１シフト光路と、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第２シフト表示位置に位置させる第２シフト光路と、を連続的に切り替え可能であり、
前記第１シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の一方側に位置する前記ブラックマトリクスの第２部位に対応する領域に重ね、
前記第２シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の他方側に位置する前記ブラックマトリクスの第３部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする付記５または付記６に記載のプロジェクター。
前記画素シフトデバイスは、
前記光変調部から射出された前記画像光の光路をシフトさせ、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第１シフト表示位置に位置させる第１シフト光路と、シフト後の前記画像光を前記被投射面の第２シフト表示位置に位置させる第２シフト光路と、を連続的に切り替え可能であり、
前記第１シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の一方側に位置する前記ブラックマトリクスの第２部位に対応する領域に重ね、
前記第２シフト表示位置において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の他方側に位置する前記ブラックマトリクスの第３部位に対応する領域に重ねる、
ことを特徴とする付記５または付記６に記載のプロジェクター。
【0173】
この構成によれば、画素シフトによって、表示画像の各単位画素の両側に位置するブラックマトリクスの第２部位および第３部位に対応する領域に画像光を重ねることができる。よって、表示画像の非表示部分のうち各単位画素を挟む両側を認識され難くすることができる。
【0174】
（付記８）
前記画素シフトデバイスは、前記画像光の光路を変更する光路変更素子を揺動させる二つの揺動軸を有する、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
前記画素シフトデバイスは、前記画像光の光路を変更する光路変更素子を揺動させる二つの揺動軸を有する、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0175】
この構成によれば、光路変更素子を２軸回りに揺動させることで、画像光の光路を様々な方向にシフトさせることで、表示画像の非表示部分に対して画像光を効率良く重ねることができる。
【0176】
（付記９）
前記画素シフトデバイスは、
画素シフト時において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の角部を挟む二辺に隣接する前記ブラックマトリクスに対応する領域に沿ってシフトする、
ことを特徴とする付記８に記載のプロジェクター。
前記画素シフトデバイスは、
画素シフト時において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の角部を挟む二辺に隣接する前記ブラックマトリクスに対応する領域に沿ってシフトする、
ことを特徴とする付記８に記載のプロジェクター。
【0177】
この構成によれば、基準単位画素の角部を挟む二辺に隣接するブラックマトリクスに沿って画像光を入射させることができる。よって、表示画像の非表示部分のうち基準単位画素の角部を挟む二辺に隣接する部分を認識させ難くすることができる。
【0178】
（付記１０）
前記画素シフトデバイスは、
前記画素シフト時において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の複数の角部に隣接する前記ブラックマトリクスに対応する領域に沿ってシフトする、
ことを特徴とする付記９に記載のプロジェクター。
前記画素シフトデバイスは、
前記画素シフト時において前記基準単位画素から射出された前記画像光を、前記基準表示位置において前記基準単位画素の複数の角部に隣接する前記ブラックマトリクスに対応する領域に沿ってシフトする、
ことを特徴とする付記９に記載のプロジェクター。
【0179】
この構成によれば、基準単位画素の角部に隣接するブラックマトリクスに沿って画像光を入射させることができる。よって、表示画像の非表示部分のうち基準単位画素の角部に隣接する部分を認識させ難くすることができる。
【符号の説明】
【0180】
３，３０５…投射光学系、４，４Ａ，１０４，３１０…画素シフトデバイス、１０，３０１…光源、２２，３０３…光変調部、４０…光路変更素子、１００，３００…プロジェクター、ＢＭ…ブラックマトリクス、Ｇ…画素、ＧＡ，ＧＡ１…画素領域、ＬＴ…画像光、Ｐ…基準表示位置、Ｓ…シフト表示位置、Ｓ１…第１シフト表示位置、Ｓ２…第２シフト表示位置、ＳＬ…シフト光路、ＳＬ１，ＳＬ１０，ＳＬ１１…第１シフト光路、ＳＬ２，ＳＬ２０，ＳＬ２１…第２シフト光路。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】