图像显示装置

摘要

本发明提供图像显示装置。图像显示装置(1)具有：光源系统(2)，其在时间上对第1波长的光(L1)和第2波长的光(L2)进行切换而射出；光调制元件(3)，其对从光源系统(2)射出的第1波长的光(L1)和第2波长的光(L2)进行调制；光路调整系统(5)，其将光调制元件(3)调制后的第1波长的光(L1)与第2波长的光(L2)的光路错开；投射光学系统(6)，其对经过光路调整系统(5)后的光进行投射。光路调整系统(5)包含：使第1波长的光(L1)反射、使第2波长的光(L2)透过的波长选择面(51)；镜系统(52)，其配置成使经过波长选择面(51)后的第1波长的光(L1)与第2波长的光(L2)的光路(A1、A2)错开，且行进方向一致。

权利要求

1.一种图像显示装置，其特征在于，

该图像显示装置具有：

光源系统，其在时间上对第1波长的光和第2波长的光进行切换而射出；

光调制元件，其对从所述光源系统射出的所述第1波长的光和所述第2波长的光进行调制；

光路调整系统，其使由所述光调制元件调制后的所述第1波长的光与所述第2波长的光的光路大致平行且错开；以及投射光学系统，其对经过所述光路调整系统后的光进行投射，所述光路调整系统包含：

波长选择面，其使所述第1波长的光反射，并使所述第2波长的光透过；以及镜系统，其被配置成使得经过所述波长选择面后的所述第1波长的光与所述第2波长的光的光路错开，且行进方向一致。

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，由所述光路调整系统实现的、所述第1波长的光的光路与所述第2波长的光的光路之间的错开量被设定为：使得在由所述投射光学系统投射的光所成像的成像面中，所述第1波长的光的像素被配置成跨着所述第2波长的光的多个像素。

3.根据权利要求1或2所述的图像显示装置，其特征在于，所述镜系统由与所述波长选择面大致平行地配置的反射面构成。

4.根据权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，所述波长选择面与所述反射面形成在同一个光学元件上。

5.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光源系统包含：射出所述第1波长的光的第1固体光源和射出所述第2波长的光的第2固体光源，所述第1固体光源和所述第2固体光源以点亮时间相互错开的方式被驱动。

6.根据权利要求5所述的图像显示装置，其特征在于，该图像显示装置具有对所述光源系统和所述光调制元件进行控制的控制部，所述控制部执行以下控制：在时间上对第1调制用信号和第2调制用信号进行切换而提供给所述光调制元件，使所述第1固体光源与所述第1调制用信号同步地点亮，并且，使所述第2固体光源与所述第2调制用信号同步地点亮，其中，所述第1调制用信号与应由所述第1波长的光显示的图像对应，所述第2调制用信号与应由所述第2波长的光显示的图像对应。

7.根据权利要求5所述的图像显示装置，其特征在于，所述第1固体光源和所述第2固体光源中的至少一方由发光二极管构成。

8.根据权利要求5所述的图像显示装置，其特征在于，所述第1固体光源和所述第2固体光源中的至少一方由激光二极管构成。

9.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，该图像显示装置包含：

第2光源系统，其射出波长比所述第1波长和第2波长长的第3波长的光；

第3光源系统，其射出波长比所述第1波长和第2波长短的第4波长的光；

第2光调制元件，其对从所述第2光源系统射出的光进行调制；

第3光调制元件，其对从所述第3光源系统射出的光进行调制；以及颜色合成元件，其对由所述光调制元件调制后的光、由所述第2光调制元件调制后的光、以及由所述第3光调制元件调制后的光进行合成，所述波长选择面使波长比所述第1波长与所述第2波长之间的规定波长长的光以及波长比所述规定波长短的光中的一方的光反射，并且使另一方的光透过，关于从所述颜色合成元件射出的光的光路，所述第3波长的光的光路或所述第4波长的光的光路与所述第1波长的光的光路大致一致，并且，该第3波长的光的光路与该第4波长的光的光路大致平行且错开，从所述颜色合成元件射出的所述第3波长的光与所述第4波长的光的光路之间的错开量被设定为，使得经过所述光路调整系统后的所述第3波长的光与所述第4波长的光的光路大致一致。

说明书

图像显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及图像显示装置。

背景技术

[0002] 对于投影仪等图像显示装置而言，期待实现显示图像的高解像度。在显示由液晶光阀等光调制元件形成的图像的情况下，在屏幕等中显示的显示图像的像素数量通常与光调制元件的像素数量相同。当光调制元件的解像度高时，显示图像的解像度也变高，但制造成本显著增加。

[0003] 作为即使不将光调制元件设为高解像度也能得到高解像度的显示图像的方法，存在增加光调制元件的数量的方法。其中，以使像素位置在屏幕上相互错开的方式，投射由多个光调制元件形成的各个图像，由此，能够增加屏幕上的总的像素数量。在该方法中，增加了光调制元件的数量，因而成本相应地增大。作为消除这种不良情况的技术，提出了如下方法：不采用通过增加光调制装置的数量来形成多个图像的方式，而是利用时间分割而使一个光调制元件形成多个图像(例如专利文献1、2)。

[0004] 在专利文献1、2的图像显示装置中，由光调制元件利用时间分割形成的图像光透过平板棱镜而投射出去。平板棱镜相对于图像光的入射方向是倾斜的。入射到平板棱镜的图像光以光路平行地错开的方式被射出。与图像形成同步地控制入射前后的光路的错开量。作为使错开量随时间变化的方法，在专利文献1中记载了以下的第1～第3方法，且在专利文献2中记载了第4方法。

[0005] 在第1方法中，使平板棱镜的倾斜角随时间变化。在第2方法中，使包含有折射量不同的部分的平板棱镜旋转，从而使图像光所通过的部分的折射量随时间变化。在第3方法中，由能够利用施加的电场对折射率进行可变控制的非线性光学晶体来构成平板棱镜，使施加的电场随时 间变化。在第4方法中，是在第2方法中的折射量不同的部分之间设置了遮光部。

[0006] 【专利文献1】日本特开平11-298829号公报

[0007] 【专利文献2】日本特开2005-91519号公报

[0008] 在专利文献1、2的技术中存在以下这种课题。

[0009] 在第1、第2、第4方法中，伴随平板棱镜的空间位移，平板棱镜可能发生振动。当平板棱镜振动时，光路的错开量会发生无法预测的变化，难以高精度地控制错开量，显示图像的质量下降。如果使平板棱镜的位移与空间光调制元件的图像形成高精度地同步，则使平板棱镜在空间上移动的机构变得复杂。平板棱镜的振动可能成为导致噪声产生和寿命缩短的一个原因。

[0010] 在第1方法中，在像素移动的期间也进行图像的显示，所以，可能产生图像的模糊。在第2方法中，是在折射量不同的部分的边界附近使像素分离，且对于显示图像的一端与另一端彼此而言，像素的移动定时存在偏差，由于这些原因等，可能导致显示图像的质量下降。虽然采用第4方法能够防止像素的分离，但是，未解决像素的移动定时在显示图像内存在偏差这一问题。

[0011] 在第3方法中，需要将非线性光学晶体的尺寸形成为所入射的图像光的光点尺寸以上。对于这种尺寸的非线性光学晶体而言，在对其施加电场以确保用来得到高解像度的位移量时，与光调制元件等的驱动相比，需要更高的电压，图像显示装置整体的驱动电压增加。

[0012] 在第3方法中，在利用克尔(Kerr)效应的情况下，非线性光学晶体的成本高，相对于增加光调制元件的数量的方法的优势降低。在利用普克尔斯(Pockels)效应的情况下，非线性光学晶体会使可见光的透射率降低，所以，存在光的利用效率降低、需要执行非线性光学晶体的状态管理等的问题。如上所述，通过非线性光学晶体对图像光的光路进行可变控制是不现实的。

发明内容

[0013] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的之一在于提供一种能够显示高质量的图像的图像显示装置。

[0014] 在本发明中，为了达到上述目的，采用了以下手段。

[0015] 本发明的图像显示装置的特征在于，该图像显示装置具有：光源系统，其在时间上对第1波长的光和第2波长的光进行切换而射出；光调制元件，其对从所述光源系统射出的所述第1波长的光和所述第2波长的光进行调制；光路调整系统，其将由所述光调制元件调制后的所述第1波长的光与所述第2波长的光的光路错开；以及投射光学系统，其对经过所述光路调整系统后的光进行投射，所述光路调整系统包含：波长选择面，其使所述第1波长的光反射，并使所述第2波长的光透过；以及镜系统，其被配置成使得经过所述波长选择面后的所述第1波长的光与所述第2波长的光的光路错开，且行进方向一致。

[0016] 由光调制元件对从光源系统射出的光进行调制。由光调制元件调制后的光经过光路调整系统而被投射光学系统投射出去，显示为图像。由于第1波长的光与第2波长的光是在时间上切换地从光源系统射出的，所以，在时间上对调制后的第1波长的光与调制后的第2波长的光进行切换而使它们入射到波长选择面。通过使第1波长的光和第2波长的光经过波长选择面和镜系统，由此来使它们的光路相互错开，所以，投射后的第1波长的光的图像和第2波长的光的图像被显示在相互错开的位置处。

[0017] 根据本发明的图像显示装置，即使不对光路调整系统自身进行动态控制，也能够在时间上和空间上与第2波长的图像错开地显示第1波长的图像。与使平板棱镜等在空间上进行移位来将光路错开的情况相比，能够消除光路调整系统的振动，能够消除因振动引起的不良影响。并且，与通过电气方式来对非线性光学晶体的折射率进行可变控制的情况相比，能够避免图像显示装置的驱动电压的增加。并且，能够针对第1波长的光的整个光束、或第2波长的光的整个光束统一地进行错开，能够在显示图像内使像素的移动定时一致。如上所述，根据本发明，可实现能够显示高质量的图像的图像显示装置。 [0018] 本发明的图像显示装置可采取以下代表性的方式。

[0019] 由所述光路调整系统实现的、所述第1波长的光的光路与所述第2波长的光的光路之间的错开量可以被设定为：使得在由所述投射光学系统投射的光所成像的成像面中，所述第1波长的光的像素被配置成跨着所述第2波长的光的多个像素。

[0020] 这样，能够利用第1波长的光的像素来对第2波长的光的像素之间进行填充，能够有效地提高显示图像的解像度。

[0021] 所述镜系统可以由与所述波长选择面大致平行地配置的反射面构成。 [0022] 根据这种方式，由反射面反射的第2波长的光的光路与由波长选择面反射的第1波长的光的光路大致平行。因此，光路调整系统中的光路的错开量是由波长选择面与反射面之间的间隔以及入射到波长选择面的光的入射角决定的，光路调整系统的结构十分简单，同时能够高精度地设定光路的错开量。

[0023] 所述波长选择面可以与所述反射面形成在同一个光学元件上。

[0024] 与将波长选择面和反射面设置在相互独立的元件上的情况相比，能够高精度地设定波长选择面与反射面之间的相对位置，并且，能够显著降低波长选择面与反射面之间的相对位置随时间的变化。并且，能够减少波长选择面与反射面之间的界面的数量，能够减小界面中的光损失。

[0025] 所述光源系统可以包含：射出所述第1波长的光的第1固体光源和射出所述第2波长的光的第2固体光源，所述第1固体光源和所述第2固体光源以点亮期间相互错开的方式被驱动。

[0026] 根据这种方式，可通过电气上的控制来使第1固体光源的点亮期间与第2固体光源的点亮期间错开。由此，针对从光源系统射出的光，能够容易地在时间上在第1波长的光与第2波长的光之间进行切换。并且，能够高精度地控制第1固体光源的点亮期间和第2固体光源的点亮期间。

[0027] 上述图像显示装置可以具有对所述光源系统和所述光调制元件进行控制的控制部，所述控制部执行以下控制：在时间上对第1调制用信号和第2调制用信号进行切换而提供给所述光调制元件，使所述第1固体 光源与所述第1调制用信号同步地点亮，并且，使所述第2固体光源与所述第2调制用信号同步地点亮，其中，所述第1调制用信号与应由所述第1波长的光显示的图像对应，所述第2调制用信号与应由所述第2波长的光显示的图像对应。

[0028] 根据这种方式，能够使第1波长的光入射到光调制元件的定时与响应于应由第1波长的光显示的图像而对第1波长的光进行调制的定时高精度地同步。并且，能够使第2波长的光入射到光调制元件的定时与对第2波长的光进行调制的定时高精度地同步。 [0029] 所述第1固体光源和所述第2固体光源中的至少一方可以由发光二极管构成。 [0030] 根据这种方式，能够延长光源系统的寿命，其结果，能够延长图像显示装置的寿命。与采用激光二极管作为固体光源的情况相比，容易得到期望波段的光，能够简化光源系统的结构。

[0031] 所述第1固体光源和所述第2固体光源中的至少一方可以由激光二极管构成。 [0032] 一般情况下，激光的光谱宽度远远小于从发光二极管(LED)等射出的光的光谱宽度，所以，能够容易地利用波长选择面高精度地分离第1波长的光与第2波长的光。 [0033] 上述图像显示装置可以采用以下方式，即，包含：第2光源系统，其射出波长比所述第1波长和第2波长长的第3波长的光；第3光源系统，其射出波长比所述第1波长和第2波长短的第4波长的光；第2光调制元件，其对从所述第2光源系统射出的光进行调制；
第3光调制元件，其对从所述第3光源系统射出的光进行调制；以及颜色合成元件，其对由所述光调制元件调制后的光、由所述第2光调制元件调制后的光、以及由所述第3光调制元件调制后的光进行合成，所述波长选择面使波长比所述第1波长与所述第2波长之间的规定波长长的光以及波长比所述规定波长短的光中的一方的光反射，并且使另一方的光透过，关于从所述颜色合成元件射出的光的光路，所述第3波长的光的光路或所述第4波长的光的光路与所述第1波长的光的光路大致一致，并且，该第3波 长的光的光路与该第4波长的光的光路错开，从所述颜色合成元件射出的所述第3波长的光与所述第4波长的光的光路之间的错开量被设定为，使得经过所述光路调整系统后的所述第3波长的光与所述第
4波长的光的光路大致一致。

[0034] 根据这种方式，从光源系统、第2光源系统、第3光源系统射出的光在分别由光调制元件、第2光调制元件、第3光调制元件进行调制之后，由颜色合成元件进行合成。对于合成后的光，第3波长的光的光路与第4波长的光的光路之间的相对关系在经过光路调整系统的前后发生了变化。在入射到光路调整系统之前的阶段，第4波长的光的光路与第3波长的光的光路相互错开，而在经过光路调整系统之后，它们大致一致。由此，第3波长的光的像素位置和第4波长的光的像素位置与第1波长的光和第2波长的光中的一个光的像素位置大致一致。

[0035] 这样，能够利用第1波长～第4波长的光来显示图像，从而能显示多彩的色相的图像，所以，形成了能够显示高质量的图像的图像显示装置。并且，在与第1波长的光和第2波长的光中的一个光、第3波长的光以及第4波长的光的像素错开的位置处，显示第1波长的光和第2波长的光中的另一个光的像素，所显示的图像整体上达到高解像度。如上所述，能够利用一个光路调整系统来调整第1波长～第4波长的光的光路，所以，能够将图像显示装置形成为简单的结构，同时有效地提高图像的解像度。

附图说明

[0036] 图1(a)、(b)是示出第1实施方式的图像显示装置的结构的示意图。

[0037] 图2(a)、(b)是基于像素错开方式的图像显示方法的概念图。

[0038] 图3是示出光源系统、光调制元件和控制部的结构的示意图。

[0039] 图4是示出光源系统和光调制元件的动作定时的一例的图。

[0040] 图5是示出与图4不同的动作定时的一例的图。

[0041] 图6是示出调制用信号的生成方法的一例的概念图。

[0042] 图7是关于调制用信号的生成方法而放大地示出像素的说明图。

[0043] 图8是示出与图6、图7不同的调制用信号的生成方法的一例的概念图。 [0044] 图9(a)是示出光路调整系统的结构的立体图、(b)是通过光路调整系统的光在XZ面上的投影图、(c)是在XY面上的投影图。

[0045] 图10是示出波长选择面的特性与第1、第2波长之间的关系的曲线图。 [0046] 图11(a)、(b)是示出变形例1、2的结构的示意图。

[0047] 图12(a)～(c)是示出变形例3～5的结构的示意图。

[0048] 图13是示出变形例6的结构的示意图。

[0049] 图14是示出第2实施方式的图像显示装置的结构的示意图。

[0050] 图15是示出第2实施方式的光路错开方式的示意图。

[0051] 图16(a)是按照每种色相而示出图像的显示定时的时序图，(b)是所显示的图像整体的概念图。

[0052] 图17是示出第3实施方式的图像显示装置的结构的示意图。

[0053] 图18是示出第3实施方式的光路错开的示意图。

[0054] 图19是示出波长选择面的特性与第1～第4波长之间的关系的曲线图。 [0055] 图20(a)是按照每种色相而示出图像的显示定时的时序图，(b)是所显示的图像整体的概念图。

[0056] 标号说明

[0057] 1、1B、1C：投影仪(图像显示装置)；2、2B、2C：光源系统；3、3C：光调制元件；4、4C：控制部；5、5D、5E、5F、5G：光路调整系统；6：投射光学系统；6A：光轴；7：投影仪(图像显示装置)；7A：第1光路；7B：第2光路；8：投影仪(图像显示装置)；8A：第1光路；8B：第2光路；8C：第3光路；8D：第4光路；9：信号源；20：发光面板；21：驱动部；21C：灯光源；22：
第1固体光源；22B：第1激光光源；22C：色轮(color wheel)；23：第2固体光源；23B：第
2激光光源；23C：照度均一化元件；24B：波长选择元件；25B：光漫射元件；26B：平行化元件；41：接口；42：定时生成电路；43：图像处理电路； 50E：基板；51：波长选择面；51E：反射膜；51F、51G：波长选择元件；52：反射面(镜系统)；52E：电介质多层膜(镜系统)；52F：
波长选择元件(镜系统)；52G：反射镜(镜系统)；53：波长选择元件；53F：反射镜；53G：波长选择元件；54、54G：反射镜；55D：导向部；70b、70g、70r：图像形成系统；71：控制部；72b、
72g、72r：光源；73b、73g、73r：场镜(field lens)；74b、74g、74r：光调制元件；75b、75g、
75r：光路调整系统；76：颜色合成元件；77：投射光学系统；80b、80g、80r：图像形成系统；
81：控制部；82b、82g、82r：光源；83b、83g、83r：场镜；84b：第3光调制元件；84g：光调制元件；84r：第2光调制元件；85：颜色合成元件；86：光路调整系统；87：投射光学系统；221：
第1固体光源；222：波长转换元件；223：谐振镜；231：第2固体光源；232：波长转换元件；
233：谐振镜；751b、751g、751r：波长选择元件；752b、752g、752r：反射镜(镜系统)；861：
波长选择元件；862：反射镜(镜系统)；A1、A2：光路；B1：第1图像；B2：第2图像；B3：第1图像；B4：第2图像；B5：第1图像；B6：第2图像；D0：电信号；D1：同步信号；D2：图像信号；
D3：定时信号；D4：第1调制用信号；D5：第2调制用信号；Db、Dr、Db4、Db5、Dg4、Dg5、Dr4、Dr5：调制用信号；L0：光；L1：第1波长的光；L2：第2波长的光；Lb：蓝色光；Lr：红色光；
Lb1：第1蓝色光；Lb2：第2蓝色光；Lg1：第1绿色光；Lg2：第2绿色光；Lr1：第1红色光；
Lr2：第2红色光；P1、P2：像素；S：被投射面；V：法线方向。

具体实施方式

[0058] 下面，参照附图来说明本发明的实施方式。在用于说明的附图中，为了以易于理解的方式来表示特征部分，有时附图中的构造的尺寸和比例尺与实际构造不同。关于光路，有时利用其中心轴进行代表性的图示。并且，在实施方式中，针对相同的结构要素标注相同标号来进行图示，有时省略其详细说明。

[0059] [第1实施方式]

[0060] 图1(a)、(b)是示出第1实施方式的投影仪(图像显示装置)1的结构的示意图。在图1(a)中图示了利用第1波长的光来显示图像的状态。在图1(b)中图示了利用第2波长的光来显示图像的状态，并且为了与第2波长的光进行比较而一并示出了第1波长的光。
图2(a)是示出基于像素错开方式的图像显示方法的概念图，图2(b)是放大地示出了利用像素错开方式显示的图像的像素的平面图。

[0061] 如图1(a)、(b)所示，投影仪1包含光源系统2、光调制元件3、控制部4、光路调整系统5以及投射光学系统6。投影仪1大致以如下方式工作。

[0062] 光源系统2在时间上对第1波长的光L1和与第1波长不同的第2波长的光L2进行切换而射出。从光源系统2射出的光L1、L2入射到光调制元件3进行调制。控制部4对从光源系统2射出光L1、L2的定时进行控制，与该定时同步地，在时间上对光L1的调制用的第1调制用信号与光L2的调制用的第2调制用信号进行切换而提供给光调制元件3。 [0063] 由光调制元件3调制后的光L1、L2在时间上依次入射到光路调整系统5。关于入射到光路调整系统5之前的光的光路，第1波长的光L1的光路A1与第2波长的光L2的光路A2大致一致。光路调整系统5包含：具有使光L1反射、并使光L2透过的特性的波长选择面51；以及使透过波长选择面51后的第2波长的光L2反射的反射面(镜系统)52。光L1经波长选择面51反射后入射到投射光学系统6。光L2透过波长选择面51而被反射面52反射，然后再次透过波长选择面51而入射到投射光学系统6。

[0064] 如图1(b)所示，经过光路调整系统5后的光L2的光路A2与经过光路调整系统5后的光L1的光路A1错开。关于从光路调整系统5射出的光的光路，第2波长的光L2的光路A2与第1波长的光L1的光路A1大致平行。并且，第1波长的光L1的光路A1与第2波长的光L2的光路A2是在与第1波长的光L1和第2波长的光L2的行进方向大致垂直的方向上错开的。

[0065] 经过光路调整系统5后的光L1、L2在时间上依次入射到投射光学系 统6，进而被投射到屏幕等被投射面(成像面)S上。

[0066] 如图2(a)所示，利用投射到被投射面S上的光L1来显示第1图像B1，利用投射到被投射面S上的光L2来显示第2图像B2。从投射光学系统6射出的光L1的光路与光L2的光路是错开的，所以，如图2(b)所示，构成第1图像B1的像素P1的位置是与构成第2图像B2的像素P2的位置错开的。以观察者无法察觉到的程度，在时间上对图像B1、B2进行高速切换来进行显示。图像B1、B2是在像素P1、P2的位置相互错开的状态下被重叠地观察到的，实质上能够显示高解像度的图像。下面，详细说明投影仪1的结构要素。 [0067] 图3是示出光源系统2、光调制元件3和控制部4的结构的示意图，图4是示出光源系统2的动作定时和光调制元件3的动作定时的一例的时序图。

[0068] 如图3所示，光源系统2包含发光面板20和驱动部21。在发光面板20中二维排列有多个第1固体光源22和多个第2固体光源23。在2个排列方向中的每一个方向上，第1固体光源22与第2固体光源23均是交替地配置的。

[0069] 固体光源22、23由发光二极管(LED)或激光二极管(LD)等固体光源构成。在本实施方式中，固体光源22、23由LED构成。第1固体光源22射出在第1波长中具有强度峰值的光L1，第2固体光源23射出在与第1波长不同的第2波长中具有强度峰值的光L2。当由LED构成固体光源22、23时，与由LD构成的情况相比，容易直接得到绿色光。与采用灯光源的情况相比，能够实现光源系统2的低功耗及长寿命。

[0070] 这里，从属于与第1波长大致相同的色相(例如绿色)的波段中选择第2波长，并将该第2波长设定得比第1波长短。第1波长与第2波长之差被设定为能够利用波长选择面51将光L1与L2分离的程度以上。第1波长与第2波长之差例如为10nm～100nm左右。

[0071] 驱动部21统一地点亮或熄灭多个第1固体光源22。同样，驱动部21也统一地点亮或熄灭多个第2固体光源23。可通过电气方式来瞬间地进行第1固体光源22的点亮熄灭的切换、以及第2固体光源23的点亮 熄灭的切换。驱动部21也可以不设置在光源系统2中，而是设置在控制部4中。

[0072] 光调制元件3根据从控制部4提供的调制用信号D4、D5来对入射光进行调制，并形成图像。光调制元件3由透射型或反射型的液晶光阀、或数字微镜器件(DMD)等空间光调制元件构成。第1实施方式的光调制元件3由透射型的液晶光阀构成。

[0073] 在光源系统2与光调制元件3之间的光路中，可根据需要而设置平行化光学系统和照度均一化光学系统等。平行化光学系统由场镜等构成，对入射到光调制元件3的光进行平行化。照度均一化光学系统由复眼透镜(fly eye lens)阵列或棒状透镜(rod lens)等构成，使入射到光调制元件3的光的照度分布均一化。

[0074] 控制部4包含接口41、定时生成电路42以及图像处理电路43。接口41从DVD播放器或计算机等信号源9接受与输入图像对应的电信号D0，将电信号D0分离为同步信号D1和图像信号D2。在同步信号D1中包含有输入图像的刷新率等、表示图像显示条件的数据。在图像信号D2中包含有各个像素的灰度数据。分离后的同步信号D1被输出到定时生成电路42，分离后的图像信号D2被输出到图像处理电路43。

[0075] 第1图像B1的显示期间(以下称为第1显示期间)与第2图像B2的显示期间(以下称为第2显示期间)之间的比率(以下成为占空比(duty))被预先设定为可变值或固定值。占空比例如可根据光调制元件3的响应速度来设定。占空比越接近1，光调制元件3所被要求的响应速度越慢，所以，能够降低光调制元件3的成本。

[0076] 另外，占空比例如可根据光L1、L2的视角敏感度(人的锥体细胞的光吸收率)来设定。为了以大致相同的亮度观察到图像B1、B2，可根据第1、第2波长下锥体细胞的光吸收率的差异来设定占空比，使得在第1、第2显示期间中被人的锥体细胞吸收的光能是均等的。

[0077] 定时生成电路42根据占空比的设定值和输入图像的刷新率，生成表示第1显示期间和第2显示期间的定时信号D3。定时信号D3被输出到驱动部21和图像处理电路43。 [0078] 在图4所示的例子中，占空比被设定为1，使得第1显示期间与第2显示期间不重叠。1帧的显示期间的长度是由同步信号D1规定的。

[0079] 例如，在刷新率为60Hz、且1帧中不包含不显示图像的期间(以下称为非显示期间)的情况下，1帧的显示期间的长度(tN～tN+1，N＝0、1、2…)为1/60秒。第1显示期间的长度为1/120秒，第2显示期间的长度为1/120秒。

[0080] 第1显示期间的开始时刻(例如图4中的t0)与第2显示期间的开始时刻(例如图4中的t0.5)错开了1帧显示期间的长度的大致一半(1/120秒)。在定时信号D3中包含有表示第1显示期间的开始时刻和第2显示期间的开始时刻的数据。

[0081] 在由定时信号D3规定的第1显示期间中，驱动部21点亮第1固体光源22，并熄灭第2固体光源23。在由定时信号D3规定的第2显示期间中，驱动部21熄灭第1固体光源22，并点亮第2固体光源23。

[0082] 图像处理电路43对图像信号D2实施伽马处理等各种图像处理，并且，将图像信号D2处理成与光调制元件3的像素数量相匹配。例如，在图像信号D2的像素数量比光调制元件3的像素数量多的情况下，对图像信号D2中包含的多个像素的灰度数据进行平均化，作为一个像素的灰度数据，生成与光调制元件3的像素数量相匹配的图像信号。

[0083] 图像处理电路43根据图像信号D2，生成第1图像B1用的第1调制用信号D4和第2图像B2用的第2调制用信号D5。图像处理电路43与由定时信号D3决定的第1图像B1的显示定时同步地，将第1调制用信号D4提供给光调制元件3。图像处理电路43与由定时信号D3决定的第2图像B2的显示定时同步地，将第2调制用信号D5提供给光调制元件3。

[0084] 通过在第1显示期间中点亮第1固体光源22，由此在第1显示期间中使光L1入射到光调制元件3。通过在第1显示期间中向光调制元件3提供第1调制用信号D4，由此，光调制元件3对光L1进行调制而形成第1图像B1。同样，通过在第2显示期间中点亮第2固体光源23，由此在第2显示期间中使光L2入射到光调制元件3，而且光调制元件3根据 第2调制用信号D5，对光L2进行调制而形成第2图像B2。

[0085] 图5是示出与图4所示的例子不同的动作定时的时序图。在图5所示的例子中，在1帧期间中包含有非显示期间。在这种情况下，定时生成电路42从1帧整体的长度中减去1帧中的非显示期间的长度，求出1帧中的显示期间的长度，根据1帧中的显示期间的长度和占空比，来求出第1、第2显示期间的长度。定时生成电路42以如下方式设定非显示期间，生成定时信号D3，所述方式是：第1显示期间与第2显示期间之间为非显示期间，非显示期间包含光调制元件3的动作从第1图像用调制切换为第2图像用调制的时刻(例如t0.5)。驱动部21在第2显示期间和非显示期间中，熄灭第1固体光源22，在第1显示期间和非显示期间中，熄灭第2固体光源23。

[0086] 另外，光调制元件3的响应速度因光调制元件的种类(例如液晶光阀)而存在极限。如果将第1显示期间与第2显示期间之间设为非显示期间，则在从第1图像用的调制切换为第2图像用的调制的过渡期间中，固体光源22、23是熄灭的。由此，能够避免因光调制元件3的响应跟不上光L1、L2的切换而引起图像质量下降。

[0087] 接着，参照图6～图8来说明调制用信号D4、D5的生成方法。图6、图7是示出调制用信号D4、D5的第1生成方法的说明图，图8是示出调制用信号D4、D5的第2生成方法的说明图。第1生成方法是输入图像的像素数量比光调制元件3的像素数量多时的例子。第2生成方法是光调制元件3的像素数量与输入图像的像素数量相同时的例子。 [0088] 在第1生成方法的说明中，为了便于说明，设图像信号D2的像素数量为
2048×1536(QXGA)、光调制元件3的像素数量为1024×768(XGA)。如图6所示，设图像信号D2中包含的地址(m，n)的像素的灰度值为a(m，n)。m为0以上且2047以下的整数，n为0以上且1535以下的整数。并且，设第1调制用信号D4中包含的地址(i，j)的像素的灰度值为b(i，j)、第2调制用信号D5中包含的地址(i，j)的像素的灰度值为c(i，j)。i为0以上且1023以下的整数，j为0以上且767以下的整数。

[0089] 图像处理电路43根据像素P1各自包含的输入图像的像素的灰度值，计算该像素P1的灰度值。这里，第1图像B1的范围与输入图像的范围一致，像素P1中包含输入图像内的2×2阵列的像素。如图7所示，图像处理电路43计算第1图像B1的地址(i，j)的像素中包含的输入图像的4个像素的灰度值、即a(2i，2j)、a(2i+1，2j)、a(2i，2j+1)、a(2i+1，2j+1)的平均值，并将平均值代入到b(i，j)中。

[0090] 图像处理电路43根据第2图像B2的像素P2中包含的输入图像的像素的灰度值，计算像素P2的灰度值。像素P2中包含的输入图像的像素是根据第2图像B2相对于第1图像B1的错开量而求出的。错开量是由光路调整系统5内的部件的位置关系(后述)决定的。

[0091] 设错开量为ΔW、光调制元件3的像素尺寸为p、包含0在内的整数为N、大于0且小于1的小数为q时，ΔW由下述式(1)来表示。

[0092] ΔW＝p(N+q)…式(1)

[0093] q是表示像素P1与P2之间的错开的量。例如，在像素P2的位置从像素P1的位置错开了像素尺寸的0.5倍的情况下，q＝0.5。在图像B1与B2之间的错开量为错开了像素尺寸的1.5倍的情况下，N＝1、q＝0.5，像素P1与P2之间的错开量也为像素尺寸的0.5倍。

[0094] 如图2(b)所示，如果将q设定成使得像素P1与多个像素P2重叠，则能够用像素P2来将像素P1之间填充，并且能够用像素P1将像素P2之间填充，能够有效地提高解像度。特别是在将q设定为0.25以上且0.75以下的范围内的情况下，高解像度的效果提高，而如果q为0.5，则高解像度的效果达到最大。在像素呈二维排列的情况下，通过在排列方向中的至少一个方向上使像素错开，能够提高解像度。并且，在2个排列方向双方上均使像素错开的情况下，高解像度的效果进一步提高。

[0095] 在图6所示的例子中，i方向(例如水平扫描方向)上的像素的错开量ΔWi为像素尺寸的0.5倍，j方向(例如垂直扫描方向)上的像素的错开量ΔWj为像素尺寸的0.5倍。如图7所示，图像处理电路43计算第2图像B2的地址(i，j)的像素中包含的输入图像的4个像素的灰度值、即a(2i+1，2j+1)、a(2i+2，2j+1)、a(2i+1，2j+2)、a(2i+2，2j+2) 的平均值，并将平均值代入到c(i，j)中。

[0096] 在像素P2的区段与输入图像的像素的区段错开的情况下，例如还可能存在像素的错开量为像素尺寸的0.25倍的情况。在该情况下，可利用使输入图像的像素数量与光调制元件的像素数量相匹配时的插值处理等，来求出c(i，j)。例如，可通过与如下距离的倒数成比例的加权来求出c(i，j)，所述距离是从像素P2的中心位置到像素P2中包含的输入图像的像素的中心位置的距离。

[0097] 第2图像B2的像素还可能相比于输入图像而位于外侧。在该情况下，只要将位于输入图像的外侧的第2图像B2的像素设为黑色显示即可。并且，例如对于图6所示的c(1023，0)～c(1023，766)而言，可以设为像素P2中包含的输入图像的2个像素的灰度值的平均值，也可以设为黑色的灰度值。

[0098] 在第2生成方法的说明中，为了便于说明，设图像信号D2的像素数量为1024×768(XGA)、光调制元件3的像素数量为1024×768(XGA)。图像处理电路43将输入图像的地址(i，j)的像素的灰度值即a(i，j)代入到第1图像B1的地址(i，j)的像素的灰度值即b(i，j)中。计算局部与第2图像B2的地址(i，j)的像素重叠的输入图像的4个像素的灰度值、即a(i，j)、a(i+1，j)、a(i，j+1)、a(i+1，j+1)的平均值，并将平均值代入到c(i，j)中。

[0099] 接着，参照图9、图10来对光路调整系统5进行说明。

[0100] 图9(a)是示意地示出光路调整系统5的结构的立体图，图9(b)是投影到XZ面来示出入射到光路调整系统5的光L1的光路A1和光L2的光路A2的平面图，图9(c)是投影到XY面来示出光路A1、A2的平面图，图10是示出波长选择面51的反射特性与光L1、L2的光谱之间的关系的曲线图。在图9(a)～(c)所示的XYZ正交坐标中，将入射到光路调整系统5之前的光L1、L2的光路A1、A2设为X轴。Y轴例如对应于光调制元件3的像素排列中的图6所示的i方向，Z轴例如对应于j方向。

[0101] 如图9(a)～(c)所示，光路调整系统5包含波长选择元件53和 反射镜54。波长选择元件53由分色镜(dichroic mirror)等构成，具有波长选择面51。反射镜54由分色镜或具有反射膜的反射镜等构成，具有反射面52。反射面52的位置被调整成与波长选择面51大致平行。本实施方式的反射镜54是与波长选择元件53分开形成的元件，且与波长选择元件53是固定的。波长选择面51的法线方向V投影到XZ面后的方向与X轴具有θ[rad]的角度，投影到XY面后的方向与X轴具有 的角度。

[0102] 如图10所示，对于波长选择面51，将可见光区域中相对较短的波长侧设为进行透射的透射区域，将可见光区域中相对长的波长侧设为进行发射的反射区域。波长选择面51的反射率在透射区域中在最小值处达到饱和，在反射区域中在最大值处达到饱和。在透射区域与反射区域之间的中间区域中，随着入射光的波长变长，波长选择面51中的反射率单调增加。

[0103] 为了在波长选择面51中高精度地将光L1与L2分离，有效的方式是使中间区域的宽度变窄或使光L1、L2的光谱宽度变窄。在利用分色镜来构成波长选择面51的情况下，分色镜中包含的多层膜的层数越多，越能使中间区域的宽度变窄。并且，通过由LD构成固体光源22、23，能够使L1、L2的光谱宽度变窄。

[0104] 例如可以利用与波长选择面51相同的分色镜等来构成反射面。这样，在光L1的一部分透过波长选择面51而成为漏光(leak light)的情况下，漏光的一部分会透过反射面。透过反射面后的漏光被从光路调整系统与投射光学系统6之间的光路中去除。因此，因漏光引起的无用的图像不容易被察觉，避免了因漏光引起的图像质量的下降。 [0105] 这里，将可见光区域中的反射率的最大值和最小值的平均值设为中间值，将反射率达到中间值时的波长称为阈值。当入射光的波长为比阈值长的波长时，由波长选择面51实现的入射光的反射占优势，当入射光的波长为比阈值短的波长时，由波长选择面51实现的入射光的透射占优势。

[0106] 在本实施方式中，将第1波长设定为比阈值长的波长，将第2波长 设定为比阈值短的波长。当设定为光L2的波段不与光L1的波段重叠时，能够利用波长选择面51高精度地将光L1与光L2分离，所以，在提高图像质量的方面是有利的。即使在光L2的波段的一部分与光L1的波段重叠的情况下，也能够得到使所显示的图像达到高解像度的效果。 [0107] 图10示出了光L1与L2的光强度的最大值相同的情况，但光L1与L2的光强度也可以不同。例如，在第1波长与第2波长的所述视角敏感度不同的情况下，可以使固体光源22、23的输出不同，使得在要显示相同灰度的像素的条件下，在第1显示期间与第2显示期间中被人的锥体细胞所吸收的光能大致相同。由此，能够以大致相同的亮度观察到图像B1、B2，不容易观察到图像B1与B2之间的切换，所以，能够提高图像质量。

[0108] 入射到光路调整系统5的光L1经波长选择面51反射而朝向投射光学系统6行进。入射到光路调整系统5的光L2透过波长选择面51入射到反射面52而发生反射，然后再次透过波长选择面51，向与光L1大致相同的方向行进。根据波长来调整从光路调整系统5射出的光的光路，使得入射到投射光学系统6之前的光L1的光路A1与光L2的光路A2在与投射光学系统6的光轴大致垂直的方向上错开。

[0109] 如图9(b)所示，在从光路调整系统5射出之后，光L2的光路A2在X方向上从光L1的光路A1大致平行地移位了ΔX。如图9(c)所示，在从光路调整系统5射出之后，光L2的光路A2在Y方向上从光L1的光路A1大致平行地移位了ΔYa。在将波长选择面51与反射面52之间的间隔设为d时，ΔX、ΔYa由下式(2)、(3)来表示。由式(2)、(3)可知，错开量即ΔX、ΔYa是由波长选择面51与反射面52之间的间隔(d)、以及相对于波长选择面51的入射角 决定的。

[0110] ΔX＝2dsinθ…式(2)

[0111] …式(3)

[0112] 根据以上这种结构的投影仪1，在时间上和空间上错开地进行图像B1与B2的显示，在将图像B1、B2合并看作是一个图像时，像素数量比光调制元件3的像素数量多。因此，即使不增加光调制元件3的像素 数量，也能够显示高解像度的图像，能够低成本地实现能显示高质量的图像的图像显示装置。

[0113] 并且，即使不对光路调整系统5进行动态控制，也能够使从光路调整系统5射出后的光L1、L2的光路A1、A2错开。由于不用在空间上移动光路调整系统5，所以，能够消除光路调整系统5的振动。因此，能够高精度地控制光L1、L2相对于光路调整系统5的入射角，防止了图像B1、B2的错开量发生偏差。并且，由于能够消除光路调整系统5的振动，所以，避免了装置的结构部件容易因振动而发生故障的情况，避免了装置的维修频度的增加和装置的寿命缩短等的问题。

[0114] 另外，不用在电气上改变与光路调整系统5有关的折射率等特性，所以，不需要设置光路调整系统5的驱动电压。进而，能够利用与通常同样的驱动电压来驱动光源系统2，所以，避免了装置整体的驱动电压的上升。

[0115] 另外，光源系统2的光源是由固体光源22、23构成的，所以，能够以电气方式瞬间地对点亮和熄灭进行切换，能够以高精度的定时对第1图像B1和第2图像B2进行切换。因此，能够使进行图像B1、B2的切换的过渡期间达到最小限度，防止了因察觉到图像的切换而引起的图像质量的下降。

[0116] 另外，第1实施方式中说明的结构只是示出本发明的方式的一例，本发明的技术范围不限于第1实施方式。可在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形。例如，在第1实施方式中，为了便于说明，将第1波长设定为比第2波长长，但是，第1波长也可以比第
2波长短。下面，对与光源系统、光调制元件、光路调整系统有关的变形例进行说明。 [0117] 图11(a)是示出变形例1的投影仪1B的结构的示意图。投影仪1B的光源系统2B的结构与第1实施方式不同。如图11(a)所示，光源系统2B包含：第1激光光源22B、第2激光光源23B、波长选择元件24B、光漫射元件25B以及平行化元件26B。

[0118] 本变形例1的第1激光光源22B包含第1固体光源221、波长转换元件222以及谐振镜223。第1固体光源221射出基本波长的光(例如红 外光)。波长转换元件222例如由具有周期性的极化反转构造的铌酸锂晶体等构成，将入射光中的至少一部分转换为转换波长的光(例如绿色光)。谐振镜223具有使基本波长的光反射、并使转换波长的光透过的特性。

[0119] 从第1固体光源221射出的光在第1固体光源221与谐振镜223之间往复多次，进行激光振荡。并且，从第1固体光源221射出的光在每次通过波长转换元件222时，其一部分被转换为转换波长的光。由波长转换元件222进行波长转换后的激光经过谐振镜223，作为第1波长的光L1从激光光源22B射出。

[0120] 第2激光光源23B的结构与第1激光光源22B相同，包含有第2固体光源231、波长转换元件232以及谐振镜233。在第2激光光源23B中，从第2固体光源231射出的光的波长与第1固体光源221不同。波长转换元件232具有与从第2固体光源231射出的光的波长对应的转换特性。谐振镜233具有与从第2固体光源231射出的光的波长对应的反射透射特性。从第2激光光源23B射出第2波长的光L2。

[0121] 在采用直接从激光元件得到的波长作为第1波长和第2波长的情况下，可省去波长转换元件。另外，也可以使用内部谐振型的激光元件。

[0122] 波长选择元件24B具有使第1波长的光L1反射、并使第2波长的光透过的特性。波长选择元件24B例如由分色镜等构成，这里，该波长选择元件24B的特性与光路调整系统
5的波长选择元件53大致相同。入射到波长选择元件24B的光L2透过波长选择元件24B而入射到光漫射元件25B。入射到波长选择元件24B的光L1经波长选择元件24B反射，其行进方向发生弯折而成为与光L2的光路大致相同的方向，进而入射到光漫射元件25B。可透过波长选择元件53而成为漏光的光L1的一部分会透过波长选择元件24B。由此，从波长选择元件24B与光漫射元件25B之间的光路中将这部分光去除，降低了光路调整系统5中的漏光的产生。

[0123] 光漫射元件25B由VHG(volume holographic grating：体全息光栅)等光学衍射光栅或漫射板等构成，使光L1、L2发生漫射而射出。本变形例1的光漫射元件25B由衍射光学元件构成，使光L1、L2发生漫射，并且改变光L1、L2的光点形状。从光漫射元件25B射出的光L1、L2形 成这样的光点形状，该光点形状与在光调制元件3中排列着多个像素的区域(例如矩形区域)大致相似。从光漫射元件25B射出的光L1、L2在由场镜等构成的平行化元件26B的作用下而大致成为平行光，入射到光调制元件3。下面，与第1实施方式同样，利用光L1来显示第1图像B1，利用光L2来显示第2图像B2。

[0124] 在投影仪1B中，光L1、L2为激光，其光谱宽度远远小于例如从LED射出的光。因此，对于光L1与光L2彼此而言，容易使它们的相对于波长的光强度分布不重叠，能够容易地利用波长选择面51将光L1与L2进行分离。

[0125] 在光路调整系统5中，利用波长选择元件24B将作为漏光的光的一部分去除，所以，不容易察觉到因漏光引起的无用的图像。在采用由LED等实现的光源来代替激光光源22B、23B的情况下，也能够得到不容易察觉到漏光的图像的效果。还可以采用兼用了LED和LD的光源系统，例如，可以由LED构成第1固体光源、由LD构成第2固体光源。

[0126] 图11(b)是示出变形例2的投影仪1C的结构的示意图。如图11(b)所示，投影仪1C包含：光源系统2C、光调制元件3C、控制部4C、光路调整系统5以及投射光学系统6。 [0127] 光源系统2C包含有灯光源21C、色轮22C以及照度均一化元件23C。灯光源21C射出包含第1波长和第2波长的光L0。色轮22C例如为大致圆板状，且被安装成可进行旋转。色轮22C包含第1、第2滤色器。第1滤色器使第1波长的光透过，并吸收第2波长的光。第2滤色器吸收第1波长的光，并使第2波长的光透过。随着色轮22C的旋转，从色轮
22C在时间上对第1波长的光L1与第2波长的光L2进行切换而射出。

[0128] 从色轮22C射出的光L1、L2入射到照度均一化元件23C，在经过照度的均一化后，入射到光调制元件3C。光调制元件3C由针对每个像设置了反射镜的数字微镜器件构成。控制部4C监视色轮22C的旋转，与色轮22C的旋转同步地，在时间上对第1、第2调制用信号进行切换并输出到光调制元件3C。光调制元件3C根据第1、第2调制用信号来控制每个像素的反射镜的方向，针对每个像素控制入射光的反射方向。从光 调制元件3c射出的光L1、L2与第1实施方式同样地经过光路调整系统5和投射光学系统6，作为第1、第2图像而映在被投射面上。

[0129] 在投影仪1C中，利用色轮22C在时间上对从光源系统2C射出的光的波长进行切换，所以，能够简化光源系统2C的结构。虽然色轮22C可能会因旋转而发生振动，但是，与光路调整系统5发生振动的情况相比，色轮22C的振动对光L1、L2的光路造成的影响非常小。因此，与光路调整系统自身在空间上移动的结构相比，能够高精度地设定光路的错开量，能够避免因振动引起的图像质量的下降。

[0130] 图12(a)是示出变形例3的光路调整系统5D的结构的侧视图。与图9(c)所示的光路调整系统5相比，光路调整系统5D的不同之处在于包含有由反射镜等构成的导向部55D。导向部55D使经过波长选择面51后的光L1、L2反射而朝向投射光学系统6。 [0131] 随着光L1、L2入射到波长选择面51或反射面52，光L1、L2的行进方向与投影仪本身所成的角度发生变化。导向部55D的位置和姿势被设定为，使得在入射到光路调整系统5D的前后，光L1、L2的行进方向与投影仪本身所成的角度不发生变化。

[0132] 这里，导向部55D的位置和姿势被设定为，使得从光路调整系统5D射出的光L1、L2的行进方向与投射光学系统6的光轴6A大致平行。由此，在入射到光路调整系统5D的前后，光L1、L2的行进方向例如与水平面所成的角度不发生变化，能够容易地控制从投影仪射出的光L1、L2的俯角或仰角。

[0133] 图12(b)是示出变形例4的光路调整系统5E的结构的示意图。光路调整系统5E包含基板50E、以及层叠在基板50E上的反射膜51E和电介质多层膜52E。电介质多层膜52E为交替地层叠了折射率不同的2种层的构造。电介质多层膜52E中的各个层的折射率和厚度被调整为，使得让第1波长的光L1反射、并让第2波长的光L2透过。反射膜51E的表面作为反射面发挥功能，电介质多层膜52E的表面作为波长选择面发挥功能。这样，在光路调整系统5E中，反射面与波长选择面形成在同一个光学元件上。

[0134] 在光路调整系统5E中，反射面与波长选择面之间的间隔是由电介质多层膜52E的膜厚决定的。因此，能够高精度地控制反射面与波长选择面之间的间隔，例如能够以像素大小程度的细微量级(例如微米级)来控制间隔。并且，由于反射面与波长选择面形成在同一个光学元件上，所以，反射面与波长选择面之间的间隔不容易随时间变化，从而光L1、L2的光路的错开量不容易随时间变化。

[0135] 另外，还可以采用这样的方式：在具有透光性的玻璃基板等的一个面上形成反射膜，在另一个面上形成具有波长选择性的膜，由此来在同一个光学元件上形成反射面和波长选择面。这样，与仅利用电介质多层膜的厚度来设定反射面与波长选择面之间的间隔的情况相比，能够容易地扩大反射面与波长选择面之间的间隔。

[0136] 图12(c)是示出变形例5的光路调整系统5F的结构的示意图。光路调整系统5F包含波长选择元件51F、52F、以及反射镜53F、54F。波长选择元件51F、52F均具有与第1实施方式的波长选择元件53相同的特性。反射镜53F、54F具有使第1波长的光反射的特性。由波长选择元件51F、52F、以及反射镜53F、54F构成了镜系统。

[0137] 波长选择元件51F被配置成使得图像光的入射角大致为45°，且波长选择元件51F与波长选择元件52F大致成90°的角度。波长选择元件51F被配置成与反射镜53F大致平行。波长选择元件52F被配置成与反射镜54F大致平行。波长选择元件51F和反射镜
53F之间的间隔与波长选择元件52F和反射镜54F之间的间隔不同。

[0138] 在光路调整系统5F中，光L1、L2首先入射到波长选择元件51F。光L2透过波长选择元件51F后入射到波长选择元件52F，并且透过波长选择元件52F而从光路调整系统5F射出。

[0139] 光L1在经波长选择元件51F反射后，依次被反射镜53F、54F反射，进而入射到波长选择元件52F。入射到波长选择元件52F的光L1经波长选择元件52F反射，与透过波长选择元件52F的光L2一起从光路调整系统5F射出。对于光L1，在每次发生了反射时，其行进方向均会发生弯折，从光路调整系统5F射出的阶段中的光L1的光路与光L2的光路偏离 了错开量，且与光L2的光路大致平行。

[0140] 这样，通过对经波长选择面反射后的光L1的光路进行调整，能够使透过波长选择面后的光L2的光路与经波长选择面反射后的光L1的光路错开。另外，也可以利用多个反射部件来构成镜系统。作为反射镜53F、54F，可以采用分色镜，还可以具有与例如波长选择元件51F、52F大致相同的特性。

[0141] 图13是示出变形例6的光路调整系统5G的结构的立体图。其包含有与第1实施方式相同的波长选择元件51G、53G、以及反射镜52G、54G。波长选择元件51G和反射镜52G构成为一组，波长选择元件53G和反射镜54G构成为一组。

[0142] 波长选择元件51G的波长选择面与反射镜52G的反射面大致平行。波长选择面和反射面与使XZ面(或YZ面)绕Z轴旋转大致45°后的面大致平行。

[0143] 波长选择元件53G的波长选择面与反射镜54G的反射面大致平行。波长选择面和反射面与使XZ面(或XY面)绕X轴旋转大致45°后的面大致平行。

[0144] 从光调制元件3射出的光L1、L2朝向X轴的正向行进，入射到波长选择元件51G。光L1在经波长选择元件51G反射后，其行进方向大致弯折了90°，进而朝向Y轴的负向行进。光L2在透过波长选择元件51G后，经反射镜52G反射从而行进方向大致弯折90°，然后再次透过波长选择元件51G而朝向Y轴的负向行进。经波长选择元件51G反射后的光L1的光路与经反射镜52G反射后的光L2的光路在X方向上错开了ΔX。

[0145] 经过波长选择元件51G而朝Y轴的负向行进的光L1、L2入射到波长选择元件53G。光L1经波长选择元件53G反射后，其行进方向大致弯折90°，朝向Z轴的正向行进。光L2在透过波长选择元件53G后，经反射镜54G反射从而行进方向大致弯折90°，然后再次透过波长选择元件53G，朝向Z轴的正向行进。经波长选择元件53G反射后的光L1的光路与经反射镜54G反射后的光L2的光路在Y方向上错开了ΔY。

[0146] 经过波长选择元件53G后的光L1、L2入射到投射光学系统6。在向 投射光学系统6入射的阶段中，光L1的光路与光L2的光路在X方向上错开了ΔX、且在Y方向上错开了ΔY。

[0147] 像以上这种结构的光路调整系统5G这样，可以在光L1与光L2的光路错开的每个方向上，设置波长选择面与反射面的组。这样，能够根据波长选择元件51G与反射镜52G之间的间隔来设定ΔX，并根据波长选择元件53G与反射镜54G之间的间隔来设定ΔY。即，能够独立地设定2个方向上的错开量。

[0148] [第2实施方式]

[0149] 接着，参照图14～图16来说明第2实施方式的投影仪。

[0150] 图14、图15是示出第2实施方式的投影仪7的结构的示意图，图16(a)是按照每种色相而示出图像的显示定时的时序图，图16(b)是所显示的图像整体的概念图。图14中图示了显示第1图像B3的状态，图15中图示了显示第2图像B4的状态。

[0151] 投影仪7包含：3系统的图像形成系统70r、70g、70b、控制部71、颜色合成元件76以及投射光学系统77。图像形成系统70r、70g、70b各自的结构与从第1实施方式的投影仪1的结构中去除了投射光学系统6后的结构相同。这里，沿着从颜色合成元件76射出的光的第1光路7A，在与投射光学系统77相反的一侧配置了图像形成系统70g。图像形成系统
70r、70b在与第1光路7A大致垂直的方向上，隔着颜色合成元件76，彼此相对地配置。 [0152] 控制部71分别向图像形成系统70r、70g、70b提供定时信号D3。在第1显示期间中，控制部71向图像形成系统70r提供第1红色光Lr1的调制用信号Dr4，向图像形成系统
70g提供第1绿色光Lg1的调制用信号Dg4，向图像形成系统70b提供第1蓝色光Lb1的调制用信号Db4。在第2显示期间中，控制部71向图像形成系统70r提供第2红色光Lr2的调制用信号Dr5，向图像形成系统70g提供第2绿色光Lg2的调制用信号Dg5，向图像形成系统70b提供第2蓝色光Lb2的调制用信号Db5。

[0153] 如图16(a)、(b)所示，在第1显示期间中，第1红色图像、第1绿色图像和第1蓝色图像被显示在大致相同的位置处，显示全色的第1 图像B3。在第2显示期间中，第2红色图像、第2绿色图像和第2蓝色图像被显示在大致相同的位置处，显示全色的第2图像B4。第2图像B4的像素位置与第1图像B3错开。

[0154] 图像形成系统70r包含：控制部71、光源72r、场镜73r、光调制元件74r以及光路调整系统75r。由光源72r和场镜73r构成了光源系统。光源72r根据定时信号D3，在时间上对第1红色光Lr1与第2红色光Lr2进行切换而射出。第1红色光Lr1和第2红色光Lr2是在属于红色色相的波段(例如波长为625nm以上且740nm以下)中具有光谱峰值的光。

[0155] 从光源72r射出的红色光Lr1、Lr2在入射到场镜73r而进行了平行化后，入射到光调制元件74r。入射到光调制元件74r的红色光Lr1、Lr2在以时间分割方式进行了调制而射出后，入射到光路调整系统75r。入射到光路调整系统75r的红色光Lr1经波长选择元件751r反射而入射到颜色合成元件76。入射到光路调整系统75r的红色光Lr2透过波长选择元件751r并经反射镜752r反射后，再次透过波长选择元件751r，进而入射到颜色合成元件76。

[0156] 图像形成系统70g的结构与图像形成系统70r相同。由光源72g在时间上对第1绿色光Lg1与第2绿色光Lg2进行切换而射出。第1绿色光Lg1和第2绿色光Lg2是在属于绿色色相的波段(例如波长为500nm以上且565nm以下)中具有光谱峰值的光。 [0157] 绿色光Lg1、Lg2在由场镜73g进行平行化后，由光调制元件74g以时间分割方式进行调制。入射到光路调整系统75g的绿色光Lg1经波长选择元件751g反射而入射到颜色合成元件76。入射到光路调整系统75g的绿色光Lg2透过波长选择元件751g并经反射镜752g反射后，再次透过波长选择元件751g，进而入射到颜色合成元件76。

[0158] 图像形成系统70b与图像形成系统70r、70g的不同之处在于具有如下特性：波长选择元件751b使第1蓝色光Lb1透过、并使第2蓝色光Lb2反射。由光源72b在时间上对第1蓝色光Lb1与第2蓝色光Lb2进行切换而射出。第1蓝色光Lb1和第2蓝色光Lb2是在属于蓝色色相的波段(例如波长为450nm以上且485nm以下)中具有光谱峰值的光。 [0159] 蓝色光Lb1、Lb2在由场镜73b进行平行化后，由光调制元件74b以时间分割进行调制。入射到光路调整系统75b的蓝色光Lb1透过波长选择元件751b并经反射镜752b反射后，再次透过波长选择元件751b，进而入射到颜色合成元件76。入射到光路调整系统75b的蓝色光Lb2经波长选择元件751b反射而入射到颜色合成元件76。

[0160] 颜色合成元件76由二向棱镜(dichroic prism)构成。在二向棱镜内包含有具有波长选择性的2种反射膜。2种反射膜中的一方具有使红色光Lr1、Lr2反射、使绿色光Lg1、Lg2和蓝色光Lb1、Lb2透过的特性。2种反射膜中的另一方具有使蓝色光Lb1、Lb2反射、使绿色光Lg1、Lg2和红色光Lr1、Lr2透过的特性。2种反射膜被设置成彼此垂直。这里，一方的反射膜与入射到颜色合成元件76之前的红色光Lr1、Lr2的光路成大致45°的角度。而另一方的反射膜与入射到颜色合成元件76之前的蓝色光Lb1、Lb2的光路成大致45°的角度。

[0161] 在第1显示期间中，从图像形成系统70r入射到颜色合成元件76的第1红色光Lr1的光路与从图像形成系统70b入射到颜色合成元件76的第1蓝色光Lb1的光路大致一致。入射到颜色合成元件76的红色光Lr1和蓝色光Lb1的行进方向发生弯折而射出，它们的光路与透过颜色合成元件76后的绿色光Lg1的光路(第1光路7A)大致一致。即，入射到颜色合成元件76的第1红色光Lr1、第1绿色光Lg1以及第1蓝色光Lb1的光路被统一到第1光路7A而进行合成，之后被投射光学系统77投射到被投射面S上。

[0162] 在第2显示期间中，从图像形成系统70r入射到颜色合成元件76的第2红色光Lr2的光路与从图像形成系统70b入射到颜色合成元件76的第2蓝色光Lb2的光路错开。在第2显示期间中，入射到颜色合成元件76的红色光Lr2和蓝色光Lb2的行进方向发生弯折而射出，它们的光路与透过颜色合成元件76后的绿色光Lg2的光路大致一致。即，入射到颜色合成元件76的第2红色光Lr2、第2绿色光Lg2以及第2蓝色光Lb2的光路被统一到第2光路7B而进行合成，然后被投射光学系统77投射到被投射面S。

[0163] 对入射到颜色合成元件76的入射位置错开时、射出位置的错开方向进行说明。为了与本实施方式进行比较，考虑了如下结构(称为比较例)：对于红色光与蓝色光彼此而言，在第1显示期间与第2显示期间中，相对于颜色合成元件，入射位置的错开方向(沿着第1光路7A的方向)的正负方向是相同的。比较例的结构例如为：在第1显示期间中，第1蓝色光被波长选择元件反射，而在第2显示期间中，第2蓝色光透过波长选择元件。 [0164] 在比较例的结构中，当从第1显示期间变为第2显示期间时，从颜色合成元件76射出的蓝色光的光路向红色光的图像形成系统侧移动，从颜色合成元件76射出的红色光的光路向蓝色光的图像形成系统侧移动。即，蓝色光与红色光在颜色合成元件76上的射出位置发生移动的方向是相反的。

[0165] 在本实施方式中，对于彼此相对地配置的图像形成系统70r、70b彼此而言，在第1显示期间与第2显示期间之间，它们在颜色合成元件76上的入射位置的错开方向是相反的。因此，对于图像形成系统70r、70b彼此而言，在第1显示期间与第2显示期间之间，它们在颜色合成元件76上的射出位置的错开方向是相同的，能够使得第1与第2显示期间中的经过颜色合成元件76后的光的光路一致。

[0166] 由于与第2图像B4对应的第2光路7B和与第1图像B3对应的第1光路7A是错开的，由此，如图16(b)所示，第2图像B4显示在与第1图像B3错开的位置处。图像B3、B4以不被观察者所察觉的程度，在时间上高速地切换而进行显示。图像B3、B4是在像素的位置相互错开的状态下被重叠地观察到的，实质上能够显示高解像度的图像。 [0167] 如上所述，对于投影仪7，由于能够显示多彩的色相的图像，因此能够显示高质量的图像。

[0168] 另外，对于隔着颜色合成元件彼此相对地配置的图像形成系统彼此而言，在第1显示期间与第2显示期间之间光路的错开方向是相反的，作为这样的结构，还可以列举出以下结构。第1个结构例是如下的结构：第1蓝色光Lb1被波长选择元件751b反射，并且第2蓝色光Lb2透过波 长选择元件751b，第1红色光Lr1透过波长选择元件751r，并且第2红色光Lr2被波长选择元件751r反射。为了实现该结构，只要对光源的结构或波长选择元件的特性进行变更即可。

[0169] 第2个结构例是如下的结构：对于隔着颜色合成元件彼此相对地配置的图像形成系统彼此而言，从光源系统朝向光路调整系统的光的行进方向是相反。为了实现该结构，例如可以使与蓝色光对应的图像形成系统的配置相对于与第1光路7A垂直的面进行反转。关于使蓝色光的图像发生反转这一点，可通过调整调制用信号中的像素排列来实现。 [0170] 另外，蓝色光与红色光的光路的错开方向也可以是不同的。在任意情况下，只要根据与显示像素的位置对应的输入图像的像素的数据等，生成如下这样的调制用信号即可，即，该调制用信号表示应该在错开的位置处显示像素的数据。

[0171] [第3实施方式]

[0172] 接着，参照图17～图20来说明第3实施方式的投影仪。图17、图18是示出第3实施方式的投影仪8的结构的示意图，图19是示出波长选择面的特性与第1～第4波长之间的关系的曲线图，图20(a)是按照每种色相而示出图像的显示定时的时序图，图20(b)是所显示的图像整体的概念图。图17中图示了显示第1图像B5的状态，图18中图示了显示第2图像B6的状态。

[0173] 第3实施方式与第2实施方式的类似之处在于，利用波长不同的多种颜色的光来显示图像。第3实施方式与第2实施方式的不同之处在于，对于多种颜色的光中的一种颜色的光，它在第1显示期间与第2显示期间中的光路是错开的。

[0174] 如图17、图18所示，投影仪8包含：3系统的图像形成系统80r、80g、80b、控制部81、颜色合成元件85、光路调整系统86以及投射光学系统87。沿着从颜色合成元件85射出的光的第1光路8A，在与光路调整系统86相反的一侧配置了图像形成系统80g。图像形成系统80r、80b在与第1光路8A大致垂直的方向上，隔着颜色合成元件85彼此相对地配置。

[0175] 控制部81在第1显示期间和第2显示期间中，向图像形成系统80r提供红色光的调制用信号Dr，并且向图像形成系统80b提供蓝色光的调制用信号Db。在第1显示期间中，控制部81向图像形成系统80g提供第1绿色光Lg1的调制用信号Dg4。在第2显示期间中，控制部81向图像形成系统80g提供第2绿色光Lg2的调制用信号Dg5。

[0176] 如图20(a)、(b)所示，在第1显示期间中，红色图像、第1绿色图像和蓝色图像被显示在大致相同的位置处，显示全色的第1图像B5。在第2显示期间中，与第1显示期间同样地显示红色图像和蓝色图像。不过在第2显示期间中，是显示第2绿色图像来代替第1绿色图像。第2绿色图像的像素位置与第1绿色图像错开。在第2显示期间中，利用红色图像、第2绿色图像和蓝色图像来显示全色的第2图像B6。

[0177] 图像形成系统80g包含：光源82g、场镜83g以及光调制元件84g。由光源82g和场镜83g构成了光源系统。光源82g根据定时信号D3，在时间上对第1波长的绿色光Lg1与第2波长的绿色光Lg2进行切换而射出。从光源82g射出的绿色光Lg1、Lg2在由场镜83g进行平行化后，入射到光调制元件84g。光调制元件84g根据调制用信号Dg4对第1绿色光Lg1进行调制，根据调制用信号Dg5对第2绿色光Lg2进行调制。由光调制元件84g调制后的Lg1、Lg2入射到颜色合成元件85，并透过颜色合成元件85而入射到光路调整系统86。从颜色合成元件85射出的绿色光Lg1、Lg2的光路与第1光路8A大致一致。 [0178] 图像形成系统80r包含：光源82r、场镜83r以及第2光调制元件84r。由光源82r和场镜83r构成了第2光源系统。光源82r射出红色光Lr，作为波长比第1波长和第2波长长的第3波长的光。从光源82r射出的红色光Lr在由场镜83r进行平行化后，入射到第
2光调制元件84r。第2光调制元件84r根据调制用信号Dr对红色光Lr进行调制。由第
2光调制元件84r调制后的红色光Lr入射到颜色合成元件85，其行进方向发生弯折而沿着第1光路8A射出。从颜色合成元件85射出的红色光Lr入射到光路调整系统86。

[0179] 图像形成系统80b包含：光源82b、场镜83b以及第3光调制元件 84b。由光源82b和场镜83b构成了第3光源系统。光源82b射出蓝色光Lb，作为波长比第1波长和第2波长短的第4波长的光。从光源82b射出的蓝色光Lb在由场镜83b进行平行化后，入射到第3光调制元件84b。第3光调制元件84b根据调制用信号Db对蓝色光Lb进行调制。由第
3光调制元件84b调制后的蓝色光Lb入射到颜色合成元件85，其行进方向发生弯折而沿着第2光路8B射出。从颜色合成元件85射出的蓝色光Lb入射到光路调整系统86。

[0180] 在第1显示期间中，入射到光路调整系统86的第1绿色光Lg1经波长选择元件861反射而沿着第3光路8C行进。从光路调整系统86射出的第1绿色光Lg1入射到投射光学系统87，进而被投射到被投射面S上。

[0181] 在第2显示期间中，入射到光路调整系统86的第2绿色光Lg2透过波长选择元件861，然后经反射镜862反射而沿着第4光路8D行进。经反射镜862反射后的第2绿色光Lg2再次透过波长选择元件861，入射到投射光学系统87，进而被投射到被投射面S上。 [0182] 这样，利用光路调整系统86使绿色光Lg1、Lg2的光路错开，由此，第2绿色图像被显示在与第1绿色图像不同的位置处。

[0183] 在整个第1显示期间和第2显示期间中，入射到光路调整系统86的红色光Lr经波长选择元件861反射而沿着第3光路8C行进。从光路调整系统86射出的红色光Lr入射到投射光学系统87，进而被投射到被投射面S上。

[0184] 在整个第1显示期间和第2显示期间中，入射到光路调整系统86的蓝色光Lb透过波长选择元件861，然后经反射镜862反射而沿着第3光路8C行进。经反射镜862反射后的蓝色光Lb再次透过波长选择元件861，入射到投射光学系统87，进而被投射到被投射面S上。

[0185] 关于蓝色光Lb的光路与红色光Lr的光路之间的关系，在经过光路调整系统86之后，蓝色光Lb的光路相对于红色光Lr的光路大致平行地进行了移位。为了抵消由光路调整系统86引起的光路移位，第2光路8B被设定为与第1光路8A错开。具体而言，对图像形成系统80b、80r的配置进行调整，使得从图像形成系统80b入射到颜色合成元件85的入射 位置与从图像形成系统80r入射到颜色合成元件85的入射位置错开。由此，在整个第1显示期间和第2显示期间中，红色图像和蓝色图像均被显示在与第1绿色图像大致相同的位置处。

[0186] 如上所述，对于投影仪8，由于能够显示多彩的色相的图像，所以，能够显示高质量的图像。与第2实施方式的投影仪相比，能够减少光路调整系统的数量，能够简化装置结构。另外，对于多种颜色的光(红、绿、蓝)的图像中视角敏感度相对较高的颜色的光的图像，它们的像素是错开的，所以，能够有效地得到高解像度。这样，根据投影仪8，能够以结构的简单来显示高质量的图像。

[0187] 另外，在第2、第3实施方式的投影仪中，可以采用上述的各种变形例等来对光源系统、光调制元件或光路调整系统进行适当变形。例如，作为图像形成系统80g中包含的光源系统，可以采用图11(b)所示的光源系统2C等。