(57)【要約】【課題】画素シフトによって表示画像を高解像度化する際に、表示内容とシフト位置との同期不整合による表示品位の低下を抑制する。【解決手段】光学モジュール２は、光源部３と、光変調素子４と、画素シフト機構５を備える。光変調素子４の各画素１０は、Ｒ光またはＢ光が入射する第１のサブ画素１１と、Ｒ光またはＢ光のうち、第１のサブ画素１１に入射する色光と異なる色光が入射する第２のサブ画素１２と、Ｇ光が入射する第３のサブ画素１３および第４のサブ画素１４を備える。光学モジュール２は、画素シフト機構５による１方向の画素シフトと、画素シフト方向と交差する方向に並ぶ第１のサブ画素１１および第２のサブ画素１２に対するＲ光とＢ光の入れ替えとをタイミングをずらして行うことにより、１フレームの表示時間内において、変調したＲ光、Ｂ光、Ｇ光を各サブ画素に時分割で投射する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光を画素毎に変調する光変調素子と、画素シフト機構と、を有する光学モジュールであって、
前記光変調素子の各画素は、第１の色光または第２の色光が入射する第１のサブ画素と、前記第１の色光または前記第２の色光のうち、前記第１のサブ画素に入射する色光と異なる色光が入射する第２のサブ画素と、第３の色光が入射する第３のサブ画素および第４のサブ画素と、を備え、
前記画素シフト機構は、
前記第３のサブ画素において変調された光が第１の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が第２の位置に入射する第１の状態と、
前記第３のサブ画素において変調された光が第３の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が第４の位置に入射する第２の状態と、に遷移し、
前記画素シフト機構が前記第１の状態である間に、前記第１のサブ画素には、前記第１の色光が入射した後に前記第２の色光が入射し、前記第２のサブ画素には、前記第２の色光が入射した後に前記第１の色光が入射し、
前記画素シフト機構が前記第２の状態である間に、前記第１のサブ画素には、前記第２の色光が入射した後に前記第１の色光が入射し、前記第２のサブ画素には、前記第１の色光が入射した後に前記第２の色光が入射することを特徴とする光学モジュール。
【請求項２】
前記第３の色光は、緑色光であることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項３】
前記第１の位置と前記第３の位置は、第１方向に並んでおり、
前記第２の位置と前記第４の位置は、前記第１の位置と前記第３の位置に対して、前記第１方向と交差する第２方向に異なる位置で、前記第１方向に並んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の光学モジュール。
【請求項４】
前記第１のサブ画素と前記第３のサブ画素は、前記第１の位置と前記第３の位置を結ぶ第１方向に並んでおり、
前記第２のサブ画素と前記第４のサブ画素は、前記第１のサブ画素と前記第３のサブ画素に対して、前記第１方向と交差する第２方向に異なる位置で、前記第１方向に並んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の光学モジュール。
【請求項５】
前記第１方向と前記第２方向の一方を行方向とし、他方を列方向とする場合に、
前記第１のサブ画素、前記第２のサブ画素、前記第３のサブ画素、および、前記第４のサブ画素は、２行２列に配列されることを特徴とする請求項４に記載の光学モジュール。
【請求項６】
前記画素シフト機構は、
【請求項７】
前記画素シフト機構は、
【請求項８】
前記第３のサブ画素と前記第４のサブ画素は、前記映像光の投射位置のシフト方向と交差する方向に並んでいることを特徴とする請求項７に記載の光学モジュール。
【請求項９】
前記画素シフト機構は、前記映像光の光路をシフトさせることを特徴とする請求項７または８に記載の光学モジュール。
【請求項１０】
前記画素シフト機構は、前記光変調素子の位置をシフトさせることを特徴とする請求項７または８に記載の光学モジュール。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか一項に記載の光学モジュールと、
前記光学モジュールから入射する映像光を拡大投射する投射光学系と、を有することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項１２】
入射する光を画素毎に変調する光変調素子と、画素シフト機構と、を有する光学モジュールの制御方法であって、
前記光変調素子の各画素は、第１の色光または第２の色光が入射する第１のサブ画素と、前記第１の色光または前記第２の色光のうち、前記第１のサブ画素に入射する色光と異なる色光が入射する第２のサブ画素と、第３の色光が入射する第３のサブ画素および第４のサブ画素と、を備え、
前記第３のサブ画素において変調された光が第１の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が第２の位置に入射する間に、前記第１のサブ画素には、前記第１の色光が入射した後に前記第２の色光を入射させ、前記第２のサブ画素には、前記第２の色光が入射した後に前記第１の色光を入射させ、
前記第３のサブ画素において変調された光が第３の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が第４の位置に入射する間に、前記第１のサブ画素には、前記第２の色光が入射した後に前記第１の色光を入射させ、前記第２のサブ画素には、前記第１の色光が入射した後に前記第２の色光を入射させることを特徴とする光学モジュールの制御方法。
【請求項１３】
前記画素シフト機構に、
前記第３のサブ画素において変調された光が前記第１の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が前記第２の位置に入射する第１の状態から、前記第３のサブ画素において変調された光が前記第３の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が前記第４の位置に入射する第２の状態へ遷移する第１シフト動作と、
前記第２の状態から前記第１の状態へ遷移する第２シフト動作と、を行わせることを特徴とする請求項１２に記載の光学モジュールの制御方法。
【請求項１４】
前記第１シフト動作および前記第２シフト動作において、前記第３のサブ画素と前記第４のサブ画素が並ぶ方向と交差する方向に、前記光変調素子によって変調された映像光の投射位置をシフトさせることを特徴とする請求項１３に記載の光学モジュールの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学モジュールおよびその制御方法、ならびに投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光変調素子として１枚の液晶パネルを用いた単板式のプロジェクターが開示される。このプロジェクターは、液晶パネルを透過した映像光の光路をシフトさせてスクリーン上に投影される画素位置をシフトさせる画素シフト機構として機能する偏光方向制御用液晶パネルを備える。偏光方向制御用液晶パネルは、印加電圧のオンオフを切り換えることにより、所定の方向へ光路をシフトさせる。これにより、スクリーン上に投影される各画素の画素位置が移動する画素シフトが行われる。
【０００３】
特許文献１では、液晶パネルの画素数より多い画素数の画像信号を複数の画像信号に分解して、シフト動作に同期して時分割表示する。例えば、１方向（水平方向、斜め４５度方向など）に画素ピッチの１／２ずらした画素シフトを行う場合には、１フレームで表示する画像を２画像に分解し、シフト動作と同期して画像を切り換える。あるいは、２方向（水平方向および垂直方向）にそれぞれ画素ピッチの１／２ずらした画素シフトを行う場合には、シフト方向の組合せによって４つのシフト位置が存在するため、１フレームで表示する画像を４画像とし、シフト動作と同期して表示画像を切り換える。これにより、スクリーン上では、画素ピッチより小さいピッチでの画素シフトに同期して表示画像が切り換わるので、見かけの画素数を増加させることができ、スクリーンに投影される画像を高解像度化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−６３３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画素シフトによって表示画像を高解像度化する方法では、シフト位置の数に応じて、１フレーム内で各シフト位置に対応する画像を時分割して表示する。このため、液晶パネルおよび画素シフト機構を高速で駆動しなければならず、液晶パネルおよび画素シフト機構の駆動に即応性が求められる。例えば、１秒あたり６０フレームの画像を表示する場合に、１フレーム内でシフト動作に同期して画像を４回切り換えるとすれば、液晶パネルは１秒あたり２４０回の周期（２４０Ｈｚ）で各画素の表示内容を切り換えなければならない。
【０００６】
しかしながら、液晶パネルの場合、画素電位の変化に対して液晶が応答するまでに時間がかかるため、時分割表示を行う各画像についてシフト位置との同期不整合が発生するおそれがある。そのため、画素シフトによる表示品位の向上が困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光学モジュールは、入射する光を画素毎に変調する光変調素子と、画素シフト機構と、を有する光学モジュールであって、前記光変調素子の各画素は、第１の色光または第２の色光が入射する第１のサブ画素と、前記第１の色光または前記第２の色光のうち、前記第１のサブ画素に入射する色光と異なる色光が入射する第２のサブ画素と、第３の色光が入射する第３のサブ画素および第４のサブ画素と、を備え、前記画素シフト機構は、前記第３のサブ画素において変調された光が第１の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が第２の位置に入射する第１の状態と、前記第３のサブ画素において変調された光が第３の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が第４の位置に入射する第２の状態と、に遷移し、前記画素シフト機構が前記第１の状態である間に、前記第１のサブ画素には、前記第１の色光が入射した後に前記第２の色光が入射し、前記第２のサブ画素には、前記第２の色光が入射した後に前記第１の色光が入射し、前記画素シフト機構が前記第２の状態である間に、前記第１のサブ画素には、前記第２の色光が入射した後に前記第１の色光が入射し、前記第２のサブ画素には、前記第１の色光が入射した後に前記第２の色光が入射することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る投射型表示装置は、上記の光学モジュールと、前記光学モジュールから入射する映像光を拡大投射する投射光学系と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る光学モジュールの制御方法は、入射する光を画素毎に変調する光変調素子と、画素シフト機構と、を有する光学モジュールの制御方法であって、前記光変調素子の各画素は、第１の色光または第２の色光が入射する第１のサブ画素と、前記第１の色光または前記第２の色光のうち、前記第１のサブ画素に入射する色光と異なる色光が入射する第２のサブ画素と、第３の色光が入射する第３のサブ画素および第４のサブ画素と、を備え、前記第３のサブ画素において変調された光が第１の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が第２の位置に入射する間に、前記第１のサブ画素には、前記第１の色光が入射した後に前記第２の色光を入射させ、前記第２のサブ画素には、前記第２の色光が入射した後に前記第１の色光を入射させ、前記第３のサブ画素において変調された光が第３の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が第４の位置に入射する間に、前記第１のサブ画素には、前記第２の色光が入射した後に前記第１の色光を入射させ、前記第２のサブ画素には、前記第１の色光が入射した後に前記第２の色光を入射させることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る光学モジュールを備えた投射型表示装置の一例であるプロジェクターの光学的な構成を示す説明図である。
【図２】液晶パネルの各画素の平面構成を模式的に示す説明図である。
【図３】光源の一部および入射位置入替機構を模式的に示す説明図である。
【図４】画素シフトによるシフト位置の変化およびサブ画素へ入射する色光の入れ替えを示す状態遷移図である。
【図５】変形例のサブ画素の配置と画素シフト方向の組み合わせの例を示す説明図である。
【図６】変形例の光源の一部および入射位置入替機構を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る光学モジュール２を備えた投射型表示装置の一例であるプロジェクター１の光学的な構成を示す説明図である。プロジェクター１は、外部から入力される映像信号に基づき、スクリーン１００に映像を表示する装置である。プロジェクター１は、光学モジュール２および投射光学系６を備える。光学モジュール２は、光源部３と、光変調素子４と、画素シフト機構５を備える。図１に示すプロジェクター１は、１つの光変調素子４によってＲ光（赤色光）、Ｇ光（緑色光）、Ｂ光（青色光）の３つの色光を変調する、いわゆる単板式のプロジェクターである。本明細書において、Ｒ光（赤色光）は第１の色光であり、Ｂ光（青色光）は第２の色光であり、Ｇ光（緑色光）は第３の色光である。
【００１２】
光源部３は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を射出する光源３０と、光源３０から射出されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光を光変調素子４の各画素に入射させる光学系３１を備える。光源３０としては、例えば、半導体レーザーなどのレーザー光源を使用することができる。なお、光源３０は、レーザー光源とは異なる構成であってもよい。例えば、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を選択的に反射するダイクロイックミラーやＲ光、Ｇ光、Ｂ光を選択的に透過するカラーフィルターなどの光学素子と白色光源を使用してＲ光、Ｇ光、Ｂ光を射出する構成であってもよい。
【００１３】
光変調素子４は、光源部３から射出されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光を、画像情報に応じて、各画素１０において変調してフルカラーの映像光Ｌを生成する。本実施形態では、光変調素子４は、透過型の液晶パネル４０である。光変調素子４から射出される映像光Ｌは、画素シフト機構５を経由して投射光学系６へ入射し、投射光学系６によって拡大されてスクリーン１００に投射される。
【００１４】
図２は、液晶パネル４０の各画素１０の平面構成を模式的に示す説明図である。液晶パネル４０の表示領域４１には、マトリクス状に画素１０が配列される。なお、図２では、画素１０を実際より拡大して表示している。各画素１０は、液晶パネル４０の走査方向である第１方向Ｆ１、および、第１方向Ｆ１と直交する第２方向Ｆ２のそれぞれの方向にサブ画素が２個ずつ並んでいる。図２に示すように、各画素１０は、第１のサブ画素１１、第２のサブ画素１２、第３のサブ画素１３、および第４のサブ画素１４を備える。第１のサブ画素１１と第２のサブ画素１２、および、第３のサブ画素１３と第４のサブ画素１４は、それぞれ、第２方向Ｆ２に並んでいる。また、第２のサブ画素１２と第４のサブ画素１４は、第１のサブ画素１１と第３のサブ画素１３とは第２方向Ｆ２に異なる位置で、第１方向Ｆ１に並んでいる。また、第１方向Ｆ１と第２方向Ｆ２の一方を行方向とし、他方を列方向とする場合に、第１のサブ画素１１、第２のサブ画素１２、第３のサブ画素１３、および、第４のサブ画素１４は、２行２列に配列されている。
【００１５】
各画素１０を構成する４つのサブ画素には、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光が以下のように分配される。第１のサブ画素１１には、Ｒ光とＢ光のいずれか一方が入射する。第２のサブ画素１２には、Ｒ光とＢ光のうち、第１のサブ画素１１に入射している色光と異なる色光が入射する。例えば、第１のサブ画素１１にＲ光が入射し、第２のサブ画素１２にＢ光が入射する。あるいは、第１のサブ画素１１にＢ光が入射し、第２のサブ画素１２にＲ光が入射する。第３のサブ画素１３および第４のサブ画素１４には、Ｇ光が入射する。図２に示すように、第３のサブ画素１３に入射するＧ光をＧ１光とし、第４のサブ画素１４に入射するＧ光をＧ２光とする。
【００１６】
図１に示すように、液晶パネル４０は、液晶パネル４０の画素ピッチλと同一ピッチで配列されたマイクロレンズアレイ４２を備える。マイクロレンズアレイ４２に対して互いに異なる角度で入射したＲ光、Ｇ光（Ｇ１光、Ｇ２光）、Ｂ光は、それぞれ、光変調素子４の各画素１０内の異なるサブ画素へ集光される。また、光学系３１は、Ｒ光とＢ光の入射位置を入れ替える入射位置入替機構３３を備える。光源部３は、入射位置入替機構３３によってＲ光とＢ光の入射位置を入れ替えることにより、各画素１０に含まれる第１のサブ画素１１および第２のサブ画素１２に対して、Ｒ光とＢ光を交互に入れ替えて入射させる。
【００１７】
図３は、光源３０の一部および入射位置入替機構３３を模式的に示す説明図である。図３では、Ｇ光を射出する光源については図示を省略する。本実施形態では、光源３０は、第１光源３０Ａおよび第２光源３０Ｂを備える。第１光源３０Ａおよび第２光源３０Ｂは、それぞれ、Ｒ光用レーザー光源ＬＲおよびＢ光用レーザー光源ＬＢを１つずつ備える。第１光源３０Ａおよび第２光源３０Ｂは、それぞれ、Ｒ光用レーザー光源ＬＲとＢ光用レーザー光源ＬＢのいずれか一方のみを点灯させるようにオンオフが制御される。また、第１光源３０Ａおよび第２光源３０Ｂは、互いに異なる色光のレーザー光源が点灯するように同期して制御される。すなわち、第１光源３０ＡのＲ光用レーザー光源ＬＲがオン、Ｂ光用レーザー光源ＬＢがオフになっているとき、第２光源３０Ｂは、Ｒ光用レーザー光源ＬＲがオフ、Ｂ光用レーザー光源ＬＢがオンになる制御を行う。また、第１光源３０ＡのＲ光用レーザー光源ＬＲがオフ、Ｂ光用レーザー光源ＬＢがオンになっているとき、第２光源３０Ｂは、Ｒ光用レーザー光源ＬＲがオン、Ｂ光用レーザー光源ＬＢがオフになる制御を行う。本形態では、第１光源３０Ａから射出される色光が第１のサブ画素１１に入射する。また、第２光源３０Ｂから射出される色光が第２のサブ画素１２に入射する。
【００１８】
入射位置入替機構３３は、第１光学素子３４Ａ、第２光学素子３４Ｂ、および第３光学素子３５を備える。第１光学素子３４Ａには、第１光源３０Ａから射出されるＲ光とＢ光が入射する。第２光学素子３４Ｂには、第２光源３０Ｂから射出されるＲ光とＢ光が入射する。また、第３光学素子３５には、第１光学素子３４Ａおよび第２光学素子３４Ｂから射出される光が入射する。第１光学素子３４Ａは、入射するＲ光とＢ光を同一の光路で射出する。また、第２光学素子３４Ｂも、入射するＲ光とＢ光を同一の光路で射出する。
【００１９】
第１光学素子３４Ａおよび第２光学素子３４Ｂから、第３光学素子３５へ入射する色光は、第３光学素子３５からマイクロレンズアレイ４２へ照射される。第１光学素子３４Ａからの色光と、第２光学素子３４Ｂからの色光は、マイクロレンズアレイ４２に対して異なる角度で入射する。第１光学素子３４Ａからの色光は、マイクロレンズアレイ４２から第１のサブ画素１１へ入射する。また、第２光学素子３４Ｂからの色光は、マイクロレンズアレイ４２から第２のサブ画素１２へ入射する。従って、第１光源３０Ａと第２光源３０ＢにおけるＲ光用レーザー光源ＬＲとＢ光用レーザー光源ＬＢのオンオフの制御により、第１のサブ画素１１と第２のサブ画素１２に対して、Ｒ光とＢ光を交互に入れ替えて入射させることができる。
【００２０】
画素シフト機構５は、光変調素子４と投射光学系６との間に配置される。画素シフト機構５は、光変調素子４から射出される映像光Ｌのスクリーン１００上の投射位置をシフトさせること（いわゆる、画素シフト）を行う。画素シフト機構５としては、例えば、アクチュエーターを用いて映像光Ｌを透過させるガラス等の透光性基板の姿勢を変更することで、屈折を利用して映像光Ｌの光路をシフトさせる機構が用いられる。
【００２１】
本実施形態では、画素シフト機構５は、各画素１０を構成するサブ画素の配列方向である第１方向Ｆ１に映像光Ｌの光路をシフトさせる。これにより、スクリーン１００上に表示される各画素１０を、第１方向Ｆ１にずらして表示する。画素シフト機構５は、第１方向Ｆ１に光路をシフトさせる機構として、映像光Ｌを透過させる透光性基板を所定の軸線周りに揺動させる機構を備える。例えば、第１方向Ｆ１に光路をシフトさせる場合には、第１方向Ｆ１と直交する第１軸線周りに透光性基板を揺動させる。
【００２２】
なお、画素シフト機構５は、このような構成に限定されるものではない。例えば、映像光Ｌを透過させる光学素子の屈折状態を電気的に変化させる構成であってもよい。あるいは、ピエゾアクチュエーター、ステッピングモーターなどのアクチュエーターによって液晶パネル４０そのものを画素シフト方向へ移動させることにより、映像光Ｌのスクリーン１００上の投射位置をシフトさせるパネルシフト機構を用いることもできる。
【００２３】
画素シフト機構５は、第１方向Ｆ１の画素シフト、第２方向Ｆ２の画素シフト、および、各画素１０の対角方向である第３方向Ｆ３および第４方向Ｆ４の何れかの方向の画素シフトの一部あるいは全部が可能な構成とすることができる。これにより、スクリーン１００上の各画素１０の投射位置を、第１方向Ｆ１、第２方向Ｆ２、第３方向Ｆ３、および第４方向Ｆ４の一部あるいは全部の方向へずらすことができる。
【００２４】
画素シフト機構５は、第２方向Ｆ２に光路をシフトさせる場合には、第２方向Ｆ２と直交する第２軸線周りに透光性基板を揺動させる。また、第３方向Ｆ３もしくは第４方向Ｆ４に光路をシフトさせる場合には、第１軸線周りの揺動と第２軸線周りの揺動を組み合わせてもよいし、第３方向Ｆ３と直交する第３軸線周り、もしくは、第４方向Ｆ４と直交する第４軸線周りに透光性基板を揺動させてもよい。
【００２５】
本実施形態では、画素シフト機構５による画素シフト動作と、入射位置入替機構３３によるＲ光とＢ光の入れ換えとをタイミングをずらしてして行うことにより、スクリーン１００上に表示されるフルカラーの表示画像を高解像度化する。画素シフトの方向は、Ｇ１光、Ｇ２光が入射する２個のサブ画素（本実施形態では、第３のサブ画素１３と第４のサブ画素１４）の配列方向と交差する方向である。本実施形態では、図２に示すように、第３のサブ画素１３と第４のサブ画素１４の配列方向は第２方向Ｆ２である。この場合には、画素シフトの方向を第１方向Ｆ１とする。なお、後述するように、この場合に、画素シフトの方向を第３方向Ｆ３もしくは第４方向Ｆ４とすることも可能である。
【００２６】
以下、画素シフト方向が第１方向Ｆ１である場合を例にとって、画素シフト動作と、Ｒ光とＢ光の入れ換えとをタイミングをずらしてして行う光学モジュール２の制御について説明する。図１に示すように、画素シフト機構５は、映像光Ｌが第１の光路Ｌ１に位置する第１の状態、および、映像光Ｌが第２の光路Ｌ２に位置する第２の状態に交互に遷移する。本形態では、画素シフト機構は、透光性基板が揺動することによって映像光Ｌの光路を変化させる。従って、第１の状態は、映像光Ｌが第１の光路Ｌ１を通るように透光性基板が位置する状態である。また、第２の状態は、映像光Ｌが第２の光路Ｌ２を通るように透光性基板が位置する状態である。第２の光路Ｌ２は、第１の光路Ｌ１に対して第１方向Ｆ１にシフトした光路である。なお、図１では、第１の光路Ｌ１に対する第２の光路Ｌ２のシフト量を実際よりも拡大して表示している。
【００２７】
図４は、画素シフトによるシフト位置の変化およびサブ画素へ入射する色光の入れ替えを示す状態遷移図である。図４に示す第１シフト位置Ｐ１および第２シフト位置Ｐ２は、映像光Ｌが投射される投射面上の位置であり、本形態では、画素１０で変調された光が投射されるスクリーン１００上の投射位置である。図２に示すように、液晶パネル４０の画素ピッチがλである場合に、スクリーン１００上に投射する際の投射倍率をＡとすると、スクリーン１００上の画素ピッチはＡλとなる。図４に示すように、液晶パネル４０の各画素１０における各サブ画素でそれぞれ変調された光は、１方向の画素シフト動作によって、スクリーン１００上の第１シフト位置Ｐ１と、第１シフト位置Ｐ１に対して第１方向Ｆ１にスクリーン１００上の画素ピッチＡλの２分の１ずれた第２シフト位置Ｐ２に交互に一定時間ずつ投射される。第１シフト位置Ｐ１は、映像光Ｌが第１の光路Ｌ１に位置する第１の状態での投射位置であり、第２シフト位置Ｐ２は、映像光Ｌが第２の光路Ｌ２に位置する第２の状態での投射位置である。
【００２８】
光学モジュール２は、液晶パネル４０の表示画面が１回書き換えられる１フレームの期間内に、第１シフト位置Ｐ１に画像を表示する第１表示工程ＳＴ１、および、第２シフト位置Ｐ２に画像を表示する第２表示工程ＳＴ２の２工程を１回ずつ行う。１方向の画素シフトは、シフト位置の数が２であるため、シフト位置の変化は、１フレームの書き換え周期の１／２の周期で行われる。例えば、１秒あたり６０フレームの画像を表示する場合、シフト位置の変化は、１秒当たり１２０回行われるため、周期は１２０Ｈｚである。
【００２９】
図４に示すように、本明細書において、画素１０で変調された光のスクリーン１００上の投射位置である第１シフト位置Ｐ１を第１方向Ｆ１および第２方向Ｆ２にそれぞれ２分割した２行２列の格子状の４つの領域を、それぞれ、第１の位置Ｐ１１、第２の位置Ｐ１２、第３の位置Ｐ１３、第４の位置Ｐ１４とする。第１の位置Ｐ１１、第２の位置Ｐ１２、第３の位置Ｐ１３、第４の位置Ｐ１４は、それぞれ、スクリーン１００上の画素ピッチＡλの１／２の画素ピッチの領域である。第１の位置Ｐ１１と第３の位置Ｐ１３は、画素シフト方向である第１方向Ｆ１に並んでおり、第２の位置Ｐ１２と第４の位置Ｐ１４は、第１の位置Ｐ１１と第３の位置Ｐ１３に対して、第１方向Ｆ１と交差する第２方向Ｆ２に異なる位置で、第１方向Ｆ１に並んでいる。
【００３０】
画素シフト機構５は、第１の状態から第２の状態へ遷移する第１シフト動作と、第２の状態から第１の状態へ遷移する第２シフト動作を行う。第１シフト動作および第２シフト動作は、スクリーン１００における映像光Ｌの投射位置を第１方向Ｆ１へシフトさせる動作である。第１シフト動作は、映像光Ｌの投射位置を第１方向Ｆ１の一方側へシフトさせる動作であり、第２シフト動作は、映像光Ｌの投射位置を第１方向Ｆ１の他方側へシフトさせる動作である。本実施形態では、第１シフト動作は、透光性基板を第１方向Ｆ１と直交する第１軸線周りの一方側へ揺動させる動作であり、第２シフト動作は、透光性基板を第１軸線周りの他方側へ揺動させる動作である。
【００３１】
図４に示すように、第１シフト位置Ｐ１に画素１０で変調された光が入射する第１の状態では、第１の位置Ｐ１１に第３のサブ画素１３で変調された光（Ｇ１光）が入射し、第２の位置Ｐ１２に第４のサブ画素１４で変調された光（Ｇ２光）が入射し、第３の位置Ｐ１３に第１のサブ画素１１で変調された光（Ｒ光またはＢ光）が入射し、第４の位置Ｐ１４に第２のサブ画素１２で変調された光（Ｒ光およびＢ光のうち、第１のサブ画素１１に入射している色光とは異なる色光）が入射する。
【００３２】
第１の状態から、第２シフト位置Ｐ２に画素１０で変調された光が入射する第２の状態に遷移すると、第１の位置Ｐ１１および第２の位置Ｐ１２に入射した光は、第３の位置Ｐ１３および第４の位置Ｐ１４にそれぞれ移動する。従って、第２の状態では、第３の位置Ｐ１３に第３のサブ画素１３で変調された光が入射し、第４の位置Ｐ１４に第４のサブ画素１４で変調された光が入射する。また、第２の状態では、第１の位置Ｐ１１および第２の位置Ｐ１２には、隣の画素１０の第１のサブ画素１１および第２のサブ画素１２において変調された光が入射する。
【００３３】
光源部３は、第３のサブ画素１３および第４のサブ画素１４に対しては、第１の状態と第２の状態のいずれの状態でも、Ｇ光（Ｇ１光またはＧ２光）を入射させる。つまり、第３のサブ画素１３および第４のサブ画素１４に入射する光は１フレームの間に変化しない。一方、第１のサブ画素１１と第２のサブ画素１２に対しては、第１の状態である間に、Ｒ光とＢ光を入れ換えて照射する。また、第２の状態である間にも、同様に、Ｒ光とＢ光を入れ換えて照射する。
【００３４】
光源部３は、画素シフト機構５が第１の状態である第１表示工程ＳＴ１の間に、第１のサブ画素１１には、Ｒ光が入射した後にＢ光を入射させ、第２のサブ画素１２には、Ｂ光が入射した後にＲ光を入射させる。すなわち、第１表示工程ＳＴ１の間に、第１光源３０Ａは、Ｒ光用レーザー光源ＬＲがオン、Ｂ光用レーザー光源ＬＢがオフになっている状態から、Ｒ光用レーザー光源ＬＲがオフ、Ｂ光用レーザー光源ＬＢがオンになっている状態に切り換えられる。また、第１表示工程ＳＴ１の間に、第２光源３０Ｂは、Ｒ光用レーザー光源ＬＲがオフ、Ｂ光用レーザー光源ＬＢがオンになっている状態から、Ｒ光用レーザー光源ＬＲがオン、Ｂ光用レーザー光源ＬＢがオフになっている状態に切り換えられる。
【００３５】
また、画素シフト機構５が第２の状態である第２表示工程ＳＴ２の間に、第１のサブ画素１１には、Ｂ光が入射した後にＲ光を入射させ、第２のサブ画素１２には、Ｒ光が入射した後にＢ光を入射させる。すなわち、第２表示工程ＳＴ２の間に、第１光源３０Ａは、Ｒ光用レーザー光源ＬＲがオフ、Ｂ光用レーザー光源ＬＢがオンになっている状態から、Ｒ光用レーザー光源ＬＲがオン、Ｂ光用レーザー光源ＬＢがオフになっている状態に切り換えられる。また、第２表示工程ＳＴ２の間に、第２光源３０Ｂは、Ｒ光用レーザー光源ＬＲがオン、Ｂ光用レーザー光源ＬＢがオフになっている状態から、Ｒ光用レーザー光源ＬＲがオフ、Ｂ光用レーザー光源ＬＢがオンになっている状態に切り換えられる。
【００３６】
このように、第１表示工程ＳＴ１と第２表示工程ＳＴ２では、Ｒ光とＢ光の表示順序が逆である。従って、第１のサブ画素１１および第２のサブ画素１２では、Ｒ光とＢ光の入れ替えは、１フレームの表示期間の間において、第１の状態である間に１回行い、さらに、第２の状態である間に１回行えばよく、画素シフトのタイミングではＲ光とＢ光の入れ替えは行わない。そのため、Ｂ光とＲ光の入れ替えは、１フレームの書き換え周期の１／２の周期で行われる。例えば、１秒あたり６０フレームの画像を表示する場合、Ｂ光とＲ光の入れ替えは、１秒当たり１２０回（１２０Ｈｚ）の周期で行われる。
【００３７】
第１方向Ｆ１の画素シフトと、第１方向Ｆ１と交差する方向に並ぶサブ画素に入射するＲ光とＢ光の入れ替えは、同一の周期で、且つ、所定の期間（例えば、画素シフトの周期の１／２の期間）ずらして行われる。その結果、第１の位置Ｐ１１、第２の位置Ｐ１２、第３の位置Ｐ１３、第４の位置Ｐ１４には、それぞれ、Ｒ光、Ｂ光、Ｇ光の全ての色光が時分割で投射される。すなわち、第１の位置Ｐ１１には、Ｇ１光→Ｇ１光→Ｂ光→Ｒ光の順に３色の色光が時分割で投射され、第２の位置Ｐ１２には、Ｇ２光→Ｇ２光→Ｒ光→Ｂ光の順に３色の色光が時分割で投射される。また、第３の位置Ｐ１３には、Ｒ光→Ｂ光→Ｇ１光→Ｇ１光の順に３色の色光が時分割で投射され、第４の位置Ｐ１４には、Ｂ光→Ｒ光→Ｇ２光→Ｇ２光の順に３色の色光が時分割で投射される。
【００３８】
このように、第１の位置Ｐ１１、第２の位置Ｐ１２、第３の位置Ｐ１３、および第４の位置Ｐ１４の全ての領域において、変調されたＲ光、Ｂ光、Ｇ光（Ｇ１光またはＧ２光）を１フレームの表示期間内において時分割で投射できる。従って、４つの領域をＲ光、Ｂ光、Ｇ光（Ｇ１光またはＧ２光）の重ね合わせによって独立した画素のように表示させることができるので、見かけ上、第１方向Ｆ１の解像度を２倍とし、且つ、第２方向Ｆ２の解像度を２倍にすることができる。従って、高解像度化した画像を表示することができる。
【００３９】
（本形態の主な作用効果）
以上のように、本実施形態の光学モジュール２は、入射する光を画素１０毎に変調する光変調素子４と、画素シフト機構５と、を有し、光変調素子４の各画素１０は、第１の色光（Ｒ光）または第２の色光（Ｂ光）が入射する第１のサブ画素１１と、第１の色光（Ｒ光）または第２の色光（Ｂ光）のうち、第１のサブ画素１１に入射する色光と異なる色光が入射する第２のサブ画素１２と、第３の色光（Ｇ１光、Ｇ２光）が入射する第３のサブ画素１３および第４のサブ画素１４と、を備える。また、画素シフト機構５は、第３のサブ画素１３において変調された光が第１の位置Ｐ１１に入射し、且つ、第４のサブ画素１４において変調された光が第２の位置Ｐ１２に入射する第１の状態と、第３のサブ画素１３において変調された光が第３の位置Ｐ１３に入射し、且つ、第４のサブ画素１４において変調された光が第４の位置Ｐ１４に入射する第２の状態と、に遷移する。そして、画素シフト機構５が第１の状態である間に、第１のサブ画素１１には、第１の色光（Ｒ光）が入射した後に第２の色光（Ｂ光）を入射させ、第２のサブ画素１２には、第２の色光（Ｂ光）が入射した後に第１の色光（Ｒ光）を入射させ、画素シフト機構５が第２の状態である間に、第１のサブ画素１１には、第２の色光（Ｂ光）が入射した後に第１の色光（Ｒ光）を入射させ、第２のサブ画素１２には、第１の色光（Ｒ光）が入射した後に第２の色光（Ｂ光）を入射させる。
【００４０】
また、本実施形態の光学モジュール２の制御方法は、第３のサブ画素１３において変調された光が第１の位置Ｐ１１に入射し、且つ、第４のサブ画素１４において変調された光が第２の位置Ｐ１２に入射する間に、第１のサブ画素１１には、第１の色光（Ｒ光）が入射した後に第２の色光（Ｂ光）を入射させ、第２のサブ画素１２には、第２の色光（Ｂ光）が入射した後に第１の色光（Ｒ光）を入射させ、第３のサブ画素１３において変調された光が第３の位置Ｐ１３に入射し、且つ、第４のサブ画素１４において変調された光が第４の位置Ｐ１４に入射する間に、第１のサブ画素１１には、第２の色光（Ｂ光）が入射した後に第１の色光（Ｒ光）を入射させ、第２のサブ画素１２には、第１の色光（Ｒ光）が入射した後に第２の色光（Ｂ光）を入射させる。
【００４１】
このように、本実施形態では、第１方向Ｆ１の画素シフトと、第１のサブ画素１１と第２のサブ画素１２に対するＲ光とＢ光の入れ替えとを、同一の周期で、且つ、各周期より短い期間分（例えば、各周期の１／２の期間分）タイミングをずらして行う。これにより、１フレーム内において、変調されたＲ光、Ｂ光、Ｇ光（Ｇ１光またはＧ２光）をスクリーン１００上の第１の位置Ｐ１１、第２の位置Ｐ１２、第３の位置Ｐ１３、および第４の位置Ｐ１４の４つの領域のそれぞれに時分割で投射できる。従って、４つの領域をＲ光、Ｂ光、Ｇ光（Ｇ１光またはＧ２光）の重ね合わせによって独立した画素のように表示させることができるので、見かけ上、第１方向Ｆ１の解像度を２倍とし、且つ、第２方向Ｆ２の解像度を２倍にすることができる。従って、高解像度化した画像を表示することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、画素シフトは１方向であり、シフト位置の数は２である。従って、２方向の画素シフトによって４つのシフト位置を移動させて高解像度化する場合よりもシフト位置の数が少なく、画素シフトの頻度が少ない。そのため、画素シフトに同期してサブ画素の表示内容を切り換える頻度が少ない。従って、サブ画素の表示内容とシフト位置との同期不整合となる期間の割合が少ない。よって、シフト位置と表示内容との同期不整合による表示品位の低下が少ないので、高解像度化によって表示品位を向上させることができる。
【００４３】
表示領域４１に配列された画素１０を順次駆動する液晶パネル４０の場合、表示領域４１の端から端まで駆動するのにおよそフレーム周波数分の１の時間だけかかるため、面内時間差が生じ、時分割表示を行う各サブ画素の表示内容とシフト位置との同期不整合が発生するおそれがあるが、本実施形態では、上記のように、画素シフトに同期してサブ画素の表示内容を切り換える頻度が少ない。従って、液晶の順次書き込み駆動に伴う面内時間差に起因して、サブ画素の表示内容とシフト位置との同期不整合となる期間の割合が少ない。よって、応答速度の遅い液晶を用いた場合でも、高解像度化によって表示品位を向上させることができる。
【００４４】
本実施形態では、第３のサブ画素１３と第４のサブ画素１４に対しては、１フレームの間にＧ光のみが入射しており、色光の色が変化しない。従って、第３のサブ画素１３と第４のサブ画素１４に関しては、表示内容とシフト位置との同期不整合が発生しない。また、第１のサブ画素１１と第２のサブ画素１２は、１フレームの書き換え周期の１／２の周期で色光の入れ替えを行えばよいので、色光の入れ替え頻度が少ない。従って、色光の入れ替えとシフト位置との同期不整合が発生しにくい。さらに、本実施形態では、色光の入れ替えは、画素シフト機構５とは独立した機構によって行われているので、色光の入れ替えのタイミングを調整しやすい。よって、第１のサブ画素１１および第２のサブ画素１２の表示内容とシフト位置との同期を合わせやすいので、同期不整合による表示品位の低下が発生しにくい。以上のように、本実施形態では、シフト位置と表示内容との同期不整合による表示品位の低下が発生しにくいので、応答速度の遅い液晶を用いた場合でも、画素シフトによる高解像度化によって表示品位を向上させることができる。
【００４５】
本実施形態では、入射するサブ画素が変わらない第３の色光をＧ光（緑色光）としている。Ｇ光（緑色光）は、Ｒ光（赤色光）およびＢ光（青色光）に対して、人間の目の視感度が高く、画像の明るさへの寄与度が大きい色光である。波長５５５ｎｍの光が最も明るい色光であり、これは黄緑がかった緑の色光である。従って、Ｇ光（緑色光）として、最も明るい波長（５５５ｎｍ）を含む光、例えば、５００〜６００ｎｍの範囲内の波長帯域の色光を用いることができる。また、Ｒ光（赤色光）として、例えば、６１０〜７５０ｎｍの範囲内の波長帯域の色光を用いることができ、Ｂ光（青色光）として、例えば、４３０〜４６０ｎｍの範囲内の波長帯域の色光を用いることができる。このように、１フレームの間に表示が切り換わらない第３の色光を、３色の色光の中で最も人間の目の感度が高いＧ光（緑色光）とすることで、Ｇ光の表示を安定させることができる。よって、同期不整合による明るさの低下を抑制できる。さらに、Ｇ光は、４つのサブ画素のうちの２つに入射しており、他の色光よりも入射するサブ画素の数が多い。従って、明るさを確保しやすく、表示品位を向上させることができる。
【００４６】
また、３色の色光の中で、最も液晶の劣化が生じやすい短波長光であるＢ光（青色光）は、入射するサブ画素の入れ替えを行うので、Ｂ光（青色光）が特定のサブ画素に連続して照射され続けることを抑制できる。従って、液晶の劣化を抑制できる。
【００４７】
本実施形態では、第１の位置Ｐ１１と第３の位置Ｐ１３は、第１方向Ｆ１に並んでおり、第２の位置Ｐ１２と第４の位置Ｐ１４は、第１の位置Ｐ１１と第３の位置Ｐ１３に対して、第１方向Ｆ１と交差する第２方向Ｆ２に異なる位置で、第１方向Ｆ１に並んでいる。従って、これらの４つの領域に、それぞれ、Ｒ光、Ｂ光、Ｇ光を時分割で投射して、各領域を、見かけ上、独立した画素のように表示させることができる。よって、第１方向Ｆ１の解像度および第２方向Ｆ２の解像度をそれぞれ２倍にすることができる。
【００４８】
本実施形態では、第１のサブ画素１１と第３のサブ画素１３は、第１の位置Ｐ１１と第３の位置Ｐ１３とを結ぶ第１方向Ｆ１に並んでおり、第２のサブ画素１２と第４のサブ画素１４は、第１のサブ画素１１と第３のサブ画素１３とは第２方向Ｆ２に異なる位置で、第１方向Ｆ１に並んでいる。また、第１方向Ｆ１と第２方向Ｆ２の一方を行方向とし、他方を列方向とする場合に、第１のサブ画素１１、第２のサブ画素１２、第３のサブ画素１３、および、第４のサブ画素１４は、２行２列に配列されている。このような配置により、１方向の画素シフトと、第１のサブ画素１１および第２のサブ画素１２に入射する色光の入れ替えを組み合わせることによって、投射面上において２行２列の格子状に配列された４つの領域に、それぞれ、Ｒ光、Ｂ光、Ｇ光を時分割で投射して、見かけ上、独立した画素のように表示させることができる、よって、第１方向Ｆ１の解像度および第２方向Ｆ２の解像度をそれぞれ２倍にすることができる。また、２方向の画素シフトによって４つのシフト位置を移動させて高解像度化する場合よりもシフト位置の数が少なく、画素シフトの頻度が少ないので、画素シフトに同期してサブ画素の表示内容を切り換える頻度が少ない。従って、サブ画素の表示内容とシフト位置との同期不整合となる期間の割合が少ない。よって、画素シフトを行う構成でありながら、サブ画素の表示内容とシフト位置との同期不整合による表示品位の低下が少ないので、高解像度化によって表示品位を向上させることができる。
【００４９】
本実施形態では、画素シフト機構５は、第１の状態から第２の状態へ遷移する第１シフト動作と、第２の状態から第１の状態へ遷移する第２シフト動作を行う。従って、画素シフト機構５は、１方向の往復動作を繰り返して行う機構を備えていればよいため、複雑な機構を必要とせず、制御も容易である。
【００５０】
本実施形態では、画素シフト機構５は、第１シフト動作および第２シフト動作において、光変調素子４において変調された映像光Ｌの投射位置にシフトさせる。また、第３のサブ画素１３と第４のサブ画素１４は、映像光Ｌの投射位置のシフト方向である第１方向Ｆ１と交差する第２方向Ｆ２に並んでいる。このように、画素シフト方向と交差する方向に並ぶ第３のサブ画素１３と第４のサブ画素１４に入射する色光については、入射する色光を変更する必要がなく、他の２つのサブ画素の光路の入れ替えおよび１方向のシフト動作によって、高解像度化を実現できる。また、光路の入れ替えを行うサブ画素の数が少ないので、光源部３の構成を簡素化できる。
【００５１】
画素シフト機構５は、光変調素子４によって変調された映像光Ｌの投射位置をシフトさせる機構であればよい。本実施形態では、透光性基板の姿勢を変更することで、屈折を利用して、光変調素子４から出射する映像光Ｌの光路をシフトさせ、スクリーン１００上の映像光Ｌの投射位置をシフトさせる光路シフト機構を用いている。あるいは、光変調素子４である液晶パネル４０の位置をシフトさせるパネルシフト機構を用いることもできる。
【００５２】
本実施形態の光学モジュール２は、第１の色光（Ｒ光）、第２の色光（Ｂ光）、および第３の色光（Ｇ光）を光変調素子４に入射させる光源部３を備えており、光学モジュール２から入射する映像光Ｌを拡大投射する投射光学系６を備えたプロジェクター１などの投射型表示装置に用いることができる、これにより、スクリーン１００に投射される画像の高解像度化を図ることができる。また、スクリーン１００に投射される画像の明るさの低下を抑制できる。
【００５３】
（変形例）
（１）上記実施形態では、画素シフト方向を第１方向Ｆ１とした場合を例にとって説明したが、画素シフト方向が他の方向である場合についても、同様に、１方向の画素シフトと、２つのサブ画素に対するＲ光とＢ光の入れ替えによって、同様の表示を実現できる。また、画素シフト方向が第１方向Ｆ１である場合のＲ光とＢ光が照射されるサブ画素（第１のサブ画素１１と第２のサブ画素１２）の配置は、上記実施形態の配置に限定されない。
【００５４】
図５は、変形例のサブ画素の配置と画素シフト方向の組み合わせの例を示す説明図である。図５に示すように、第１のサブ画素１１と第２のサブ画素１２を第２方向Ｆ２に並べた場合には、画素シフト方向は、第２方向Ｆ２と交差する方向であればよいので、第１方向Ｆ１だけでなく、対角方向（第３方向Ｆ３、第４方向Ｆ４）とすることができる。また、第１のサブ画素１１と第２のサブ画素１２を第１方向Ｆ１に並べた場合には、画素シフト方向は、第２方向Ｆ２および対角方向（第３方向Ｆ３、第４方向Ｆ４）とすることができる。そして、第１のサブ画素１１と第２のサブ画素１２を対角方向に配置した場合には、画素シフト方向は、第１方向Ｆ１もしくは第２方向Ｆ２とすることができる。これらのどの組合せにおいても、上記実施形態と同様の表示を実現できる。
【００５５】
（２）Ｒ光とＢ光の入れ替えを行う機構は、上記実施形態の構成に限定されない。図６は、変形例の光源部１３０の一部および入射位置入替機構１３３を模式的に示す説明図である。図６では、Ｇ光を射出する光源については図示を省略する。図６に示すように、変形例の光源部１３０は、Ｒ光用レーザー光源ＬＲおよびＢ光用レーザー光源ＬＢを１つずつ備える。入射位置入替機構１３３は、半円位相差板付き透明回転板１３４と、Ｂ光反射用ミラー１３５と、Ｒ光反射用ダイクロイックミラー１３６と、反射偏光板１３７と、可視光反射ミラー１３８と、光学素子１３９を備える。
【００５６】
変形例の入射位置入替機構１３３は、半円位相差板付き透明回転板１３４の１回転の半分の期間は、Ｒ光の位相が１／２波長ずれてＲ光反射用ダイクロイックミラー１３６へ到達し、残りの半分の期間は、Ｂ光の位相が１／２波長ずれてＢ光反射用ミラー１３５へ到達する。Ｒ光とＢ光は、Ｂ光反射用ミラー１３５、Ｒ光反射用ダイクロイックミラー１３６で反射された後、反射偏光板１３７において、Ｒ光とＢ光のいずれか一方が反射され、他方は可視光反射ミラー１３８へ到達して反射される。従って、半円位相差板付き透明回転板１３４の１回転の間に、Ｒ光とＢ光の光路が２回入れ替わって元に戻る。
【００５７】
反射偏光板１３７および可視光反射ミラー１３８から、光学素子１３９へ入射する色光は、光学素子１３９からマイクロレンズアレイ４２へ照射されるが、このとき、反射偏光板１３７からの色光と、可視光反射ミラー１３８からの色光は、マイクロレンズアレイ４２に対して異なる角度で入射し、第１のサブ画素１１と第２のサブ画素１２に入射する。従って、第１のサブ画素１１と第２のサブ画素１２に対して、Ｒ光とＢ光を交互に入れ替えて入射させることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１…プロジェクター、２…光学モジュール、３…光源部、４…光変調素子、５…画素シフト機構、６…投射光学系、１０…画素、１１…第１のサブ画素、１２…第２のサブ画素、１３…第３のサブ画素、１４…第４のサブ画素、３０…光源、３０Ａ…第１光源、３０Ｂ…第２光源、３１…光学系、３３…入射位置入替機構、３４Ａ…第１光学素子、３４Ｂ…第２光学素子、３５…第３光学素子、４０…液晶パネル、４１…表示領域、４２…マイクロレンズアレイ、１００…スクリーン、１３０…光源部、１３３…入射位置入替機構、１３４…半円位相差板付き透明回転板、１３５…Ｂ光反射用ミラー、１３６…Ｒ光反射用ダイクロイックミラー、１３７…反射偏光板、１３８…可視光反射ミラー、１３９…光学素子、Ｆ１…第１方向、Ｆ２…第２方向、Ｆ３…第３方向、Ｆ４…第４方向、Ｌ…映像光、Ｌ１…第１光路、Ｌ２…第２光路、ＬＲ…Ｒ光用レーザー光源、ＬＢ…Ｂ光用レーザー光源、Ｐ１…第１シフト位置、Ｐ１１…第１の位置、Ｐ１２…第２の位置、Ｐ１３…第３の位置、Ｐ１４…第４の位置、Ｐ２…第２シフト位置、ＳＴ１…第１表示工程、ＳＴ２…第２表示工程、λ…液晶パネルの画素ピッチ、Ａλ…スクリーン上の画素ピッチ。
【図１】
2020154198.tif 000003
【図２】
2020154198.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年10月29日(2019.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光を画素毎に変調する光変調素子と、画素シフト機構と、を有する光学モジュールであって、
前記光変調素子の各画素は、第１の色光または第２の色光が入射する第１のサブ画素と、前記第１の色光または前記第２の色光のうち、前記第１のサブ画素に入射する色光と異なる色光が入射する第２のサブ画素と、第３の色光が入射する第３のサブ画素および第４のサブ画素と、を備え、
前記画素シフト機構は、
前記第３のサブ画素において変調された光が第１の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が第２の位置に入射する第１の状態と、
前記第３のサブ画素において変調された光が第３の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が第４の位置に入射する第２の状態と、に遷移し、
前記画素シフト機構が前記第１の状態である間に、前記第１のサブ画素には、前記第１の色光が入射した後に前記第２の色光が入射し、前記第２のサブ画素には、前記第２の色光が入射した後に前記第１の色光が入射し、
前記画素シフト機構が前記第２の状態である間に、前記第１のサブ画素には、前記第２の色光が入射した後に前記第１の色光が入射し、前記第２のサブ画素には、前記第１の色光が入射した後に前記第２の色光が入射することを特徴とする光学モジュール。
【請求項２】
前記第３の色光は、緑色光であることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項３】
前記第１の位置と前記第３の位置は、第１方向に並んでおり、
前記第２の位置と前記第４の位置は、前記第１の位置と前記第３の位置に対して、前記第１方向と交差する第２方向に異なる位置で、前記第１方向に並んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の光学モジュール。
【請求項４】
前記第１のサブ画素と前記第３のサブ画素は、前記第１の位置と前記第３の位置を結ぶ第１方向に並んでおり、
前記第２のサブ画素と前記第４のサブ画素は、前記第１のサブ画素と前記第３のサブ画素に対して、前記第１方向と交差する第２方向に異なる位置で、前記第１方向に並んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の光学モジュール。
【請求項５】
前記第１方向と前記第２方向の一方を行方向とし、他方を列方向とする場合に、
前記第１のサブ画素、前記第２のサブ画素、前記第３のサブ画素、および、前記第４のサブ画素は、２行２列に配列されることを特徴とする請求項４に記載の光学モジュール。
【請求項６】
前記画素シフト機構は、
前記第１の状態から、前記第２の状態へ遷移する第１シフト動作と、
前記第２の状態から、前記第１の状態へ遷移する第２シフト動作と、を行うことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の光学モジュール。
【請求項７】
前記画素シフト機構は、
前記第１シフト動作および前記第２シフト動作において、前記光変調素子によって変調された映像光の投射位置をシフトさせることを特徴とする請求項６に記載の光学モジュール。
【請求項８】
前記第３のサブ画素と前記第４のサブ画素は、前記映像光の投射位置のシフト方向と交差する方向に並んでいることを特徴とする請求項７に記載の光学モジュール。
【請求項９】
前記画素シフト機構は、前記映像光の光路をシフトさせることを特徴とする請求項７または８に記載の光学モジュール。
【請求項１０】
前記画素シフト機構は、前記光変調素子の位置をシフトさせることを特徴とする請求項７または８に記載の光学モジュール。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか一項に記載の光学モジュールと、
前記光学モジュールから入射する映像光を拡大投射する投射光学系と、を有することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項１２】
入射する光を画素毎に変調する光変調素子と、画素シフト機構と、を有する光学モジュールの制御方法であって、
前記光変調素子の各画素は、第１の色光または第２の色光が入射する第１のサブ画素と、前記第１の色光または前記第２の色光のうち、前記第１のサブ画素に入射する色光と異なる色光が入射する第２のサブ画素と、第３の色光が入射する第３のサブ画素および第４のサブ画素と、を備え、
前記第３のサブ画素において変調された光が第１の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が第２の位置に入射する間に、前記第１のサブ画素には、前記第１の色光が入射した後に前記第２の色光を入射させ、前記第２のサブ画素には、前記第２の色光が入射した後に前記第１の色光を入射させ、
前記第３のサブ画素において変調された光が第３の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が第４の位置に入射する間に、前記第１のサブ画素には、前記第２の色光が入射した後に前記第１の色光を入射させ、前記第２のサブ画素には、前記第１の色光が入射した後に前記第２の色光を入射させることを特徴とする光学モジュールの制御方法。
【請求項１３】
前記画素シフト機構に、
前記第３のサブ画素において変調された光が前記第１の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が前記第２の位置に入射する第１の状態から、前記第３のサブ画素において変調された光が前記第３の位置に入射し、且つ、前記第４のサブ画素において変調された光が前記第４の位置に入射する第２の状態へ遷移する第１シフト動作と、
前記第２の状態から前記第１の状態へ遷移する第２シフト動作と、を行わせることを特徴とする請求項１２に記載の光学モジュールの制御方法。
【請求項１４】
前記第１シフト動作および前記第２シフト動作において、前記第３のサブ画素と前記第４のサブ画素が並ぶ方向と交差する方向に、前記光変調素子によって変調された映像光の投射位置をシフトさせることを特徴とする請求項１３に記載の光学モジュールの制御方法。