JP2007232799A

JP2007232799A - 投写型映像表示装置

Info

Publication number: JP2007232799A
Application number: JP2006051324A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Arai; 一弘新井; Hideyuki Kanayama; 秀行金山; Takashi Ikeda; 貴司池田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】投写画像光を生成するライトバルブへの画像書込を光で行うようにした投写型映像表示装置において、図２（ｂ）に示すごとく、読出ライトバルブ上の光書込画像は、投写レンズ（１１４）の歪曲収差によって歪み、スクリーン上ではピンクッション形状になる。
【解決手段】図２（ａ）に示すごとく、書込ライトバルブ２５に書き込まれた方形状の画像はイメージングレンズグループ２６によって歪曲して読出ライトバルブに書き込まれる。そして、読出ライトバルブ上の歪曲した光書込画像は、投写レンズ１４の歪曲収差によって歪み、スクリーン上では方形状になる。
【選択図】図２

Description

この発明は、投写画像光を生成する読出ライトバルブへの画像書込を光で行うようにした投写型映像表示装置に関する。

投写画像光を生成する読出ライトバルブへの画像書込を光で行うようにした投写型映像表示装置が知られている（特許文献１，特許文献２参照）。一例として図８に従来の投写型映像表示装置１００を示す。白色光源１０１から出射された白色光はパラボラリフレクタによって略平行光化され、インテグレータレンズ１０２へと導かれる。インテグレータレンズ１０２は一対のフライアイレンズ１０２ａ・１０２ｂから構成されており、各レンズ対が白色光源１０１から出射された光を後述する読出ライトバルブの全面に導く。インテグレータレンズ１０２を経た光は、偏光変換装置１０３及び集光レンズ１０４を経た後、第１ダイクロイックミラー１０５へと導かれる。

偏光変換装置１０３は、偏光ビームスプリッタアレイ（以下、ＰＢＳアレイと称する）によって構成されている。ＰＢＳアレイは、偏光分離膜と位相差板（１／２λ板）とを備える。ＰＢＳアレイの各偏光分離膜は、インテグレータレンズ１０２からの光のうち例えばＰ偏光を通過させ、Ｓ偏光を９０°光路偏向する。光路偏向されたＳ偏光は隣接の偏光分離膜にて反射されてそのまま出射される。一方、偏光分離膜を透過したＰ偏光はその前側（光出射側）に設けてある前記位相差板によってＳ偏光に変換されて出射される。すなわち、この場合には、ほぼ全ての光はＳ偏光に変換されるようになっている。

第１ダイクロイックミラー１０５は、第１色光を透過し、第２色光及び第３色光を反射する。第１ダイクロイックミラー１０５を透過した第１色光は傾斜ミラー１０６によって反射される。傾斜ミラー１０６にて反射された第１色光はレンズ１０７を経て第１色光用の透過型の読出ライトバルブ１３１に導かれる。第１色光が読出ライトバルブ１３１を透過することで第１色画像光が生成される。一方、第１ダイクロイックミラー１０５にて反射した光は、第２ダイクロイックミラー１０８に導かれる。

第２ダイクロイックミラー１０８は、第３色光を透過する一方、第２色光は反射する。第２ダイクロイックミラー１０８に反射した第２色光は、レンズ１０９を経て第２色光用の透過型の読出ライトバルブ１３２に導かれる。第２色光が読出ライトバルブ１３２を透過することで第２色画像光が生成される。

前記第１色画像光の光路と前記第２色画像光の光路との交差する位置に第１ダイクロイックキューブ１１２が設けられている。第１ダイクロイックキューブ１１２は第１色光を透過し第２色光を反射する。前記第１色画像光と前記第２色画像光とが第１ダイクロイックキューブ１１２に入射すると、これら前記第１色画像光と前記第２色画像光とが同一方向に導かれる。

第２ダイクロイックミラー１０８を透過した第３色光は、レンズ１１０を経て第３色光用の透過型の読出ライトバルブ１３３に導かれる。第３色光が読出ライトバルブ１３３を透過することで第３色画像光が生成される。第３色画像光の光路は反射プリズム１１１によって９０°偏向される。

光路偏向された第３色画像光の光路と、前記第１色画像光及び前記第２色画像光の合成光路とが交差する位置に第２ダイクロイックキューブ１１３が設けられている。第２ダイクロイックキューブ１１３は第１色光及び第２色光を透過し第３色光を反射する。前記第１色画像光と第２色画像光と第３色画像光とが第２ダイクロイックキューブ１１３に入射すると、これら画像光は同一方向に導かれ、その結果、フルカラー画像光が生成される。

第２ダイクロイックキューブ１１３の光出射側（前記フルカラー画像光が出射される面の近傍）には投写レンズ１１４が設けられている。第２ダイクロイックキューブ１１３から出射されたフルカラー画像光は投写レンズ１１４によって図示しないスクリーンに投写される。

次に、画像書込光学系について説明していく。画像書込光学系は画像書込用の光源として３個の紫外光ＬＥＤ（発光ダイオード）１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃを備える。紫外光ＬＥＤ１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃのピーク波長は互いに異なっている。紫外光ＬＥＤ１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃから出射された紫外光はダイクロイックミラー１２０Ａ，１２０Ｂによって合成される（同一方向に導かれる）。合成された紫外光が棒状のロッドインテグレータ１２２を通ると、このロッドインテグレータ１２２の光出口面には光強度が均一の面光源が形成される。前記光出口面から出射された紫外光はリレーレンズグループ１２３を透過して偏光ビームスプリッタ１２４に導かれる。

偏光ビームスプリッタ１２４を透過した特定偏光光（例えば、Ｐ偏光光）は書込光（前記紫外光）を変調する書込ライトバルブ（ＬＣＯＳデバイス）１２５に照射される。書込ライトバルブ１２５は、図示しないドライバによって時分割で画像を形成する。すなわち、前記ドライバは、第１色映像信号に基づく第１画像の形成、第２色映像信号に基づく第２画像の形成、第３色映像信号に基づく第３画像の形成を時分割で書込ライトバルブ１２５に実行させる。

次に、画像書込光学系について説明していく。各色用の画像書込用の光源として３個の紫外光ＬＥＤ（発光ダイオード）１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃを備える。紫外光ＬＥＤ１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃのピーク波長は互いに異なっている。紫外光ＬＥＤ１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃは所定時間ずつ順次に点灯する。紫外光ＬＥＤ１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃから出射された紫外光はダイクロイックミラー１２０Ａ，１２０Ｂによって同一方向に導かれる。前記紫外光がロッドインテグレータ１２２を通ると、このロッドインテグレータ１２２の光出口面には光強度が均一の面光源が形成される。前記光出口面から出射された紫外光はリレーレンズグループ１２３を透過して偏光ビームスプリッタ１２４に導かれる。

偏光ビームスプリッタ１２４を透過した特定偏光光（例えば、Ｐ偏光光）は書込光（前記紫外光）を変調する書込ライトバルブ（ＬＣＯＳデバイス）１２５に照射される。書込ライトバルブ１２５は、図示しないドライバによって時分割で各色用の画像を形成する。すなわち、前記ドライバは、例えば、紫外光ＬＥＤ１２１Ａが点灯するときに第１色映像信号に基づく第１画像の形成を書込ライトバルブ１２５に実行させ、紫外光ＬＥＤ１２１Ｂが点灯するときに第２色映像信号に基づく第２画像の形成を書込ライトバルブ１２５に実行させ、紫外光ＬＥＤ１２１Ｃが点灯するときに第３色映像信号に基づく第３画像の形成を書込ライトバルブ１２５に実行させる。

書込ライトバルブ１２５は、受け取った特定偏光光を変調することにより画像光を生成する。前記画像光は反射光として得られ且つこの反射光は他の特定の偏光光（例えば、Ｓ偏光光）に変換される。すなわち、書込ライトバルブ１２５に特定偏光光が照射されると、他の特定偏光の書込画像光（Ｓ偏光光）が生成される。書込ライトバルブ１２５から出射された書込画像光は偏光ビームスプリッタ１２４によって反射される。前記書込画像光はイメージングレンズグループ１２６によって第２ダイクロイックキューブ１１３に導かれる。

前記第２ダイクロイックキューブ１１３及び第１ダイクロイックキューブ１１２は、前記紫外光ＬＥＤ１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃからの紫外光に対して波長選択性を有する。ピーク波長が互いに異なる３つの紫外光は分光され、各読出ライトバルブ１３１，１３２，１３３にそれぞれ一つの紫外光（書込画像光）が導かれる。具体的には、第１色映像信号に基づく第１の書込画像光は読出ライトバルブ１３１に照射され、第２色映像信号に基づく第２の書込画像光は読出ライトバルブ１３２に照射され、第３色映像信号に基づく第３の書込画像光は読出ライトバルブ１３３に照射される。

読出ライトバルブ１３１，１３２，１３３は、特許文献１にも記載されているように、例えば、光導電効果を有するＯＡＳＬＭ（Optically Addressed spatial light modulator）から成る。例えば、光導電効果を有する透明電極構造間に液晶層を設けた構造であれば、光を受けた箇所だけ光導電特性が変化し、この受光箇所において液晶への電圧印加状態が変化することにより、液晶の旋回状態を変化させることができる。
ＷＯ２００５／１１６７１９特開２００３−７８８４２

しかしながら、上記従来の投写型映像表示装置、特に、図７に示した投写型映像表示装置では、バックフォーカスが長い大型の投写レンズが必要である。このような投写レンズを特に広角仕様で作成すると、歪曲収差（ディストーション）が発生しやすくなるという問題がある。また、投写光学系において倍率色収差が発生すると、スクリーン上の投写画像に色滲みが生じるおそれがある。

この発明は、上記の事情に鑑み、投写画像光を生成するライトバルブへの画像書込を光で行うようにした投写型映像表示装置において、光学的事由による不具合( 投写画像の歪曲、投写画像の色滲み) を軽減することを目的とする。

この発明の投写型映像表示装置は、上記の課題を解決するために、書込光を変調する書込ライトバルブと、画像データに基づいて前記書込ライトバルブに画像を書き込むドライバと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光にて画像が書き込まれるとともに受け取った投写用各色光を変調して各色画像光を生成する各色用の読出ライトバルブと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光を各読出ライトバルブに照射する書込光学系と、各読出ライトバルブから出射される各色画像光を合成する手段と、合成された各色画像光を投写する投写光学系と、を備え、前記書込光学系は、前記投写光学系の歪曲収差を軽減又は相殺する歪曲収差を有することを特徴とする。

また、この発明の投写型映像表示装置は、書込光を変調する書込ライトバルブと、画像データに基づいて前記書込ライトバルブに画像を書き込むドライバと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光にて画像が書き込まれるとともに受け取った投写用各色光を変調して画像光を生成する一つの読出ライトバルブと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光を前記読出ライトバルブに照射する書込光学系と、前記読出ライトバルブから出射される画像光を投写する投写光学系と、を備え、前記書込光学系は、前記投写光学系の歪曲収差を軽減又は相殺する歪曲収差を有することを特徴とする。

これらの構成であれば、バックフォーカスが長い大型の投写レンズが必要であったり更にこのような投写レンズを特に広角仕様で作成したために歪曲収差が発生しやすくなっても、前記書込光学系は前記投写画像に生じる歪曲収差を軽減又は相殺する歪曲収差を有するので、歪みが軽減された投写画像が得られる。

上記構成の投写型映像表示装置において、前記投写光学系によって投写される画像にはピンクッション歪みが生じ、前記書込光学系では書込画像光が樽状に歪むこととしてもよい。或いは、前記投写光学系によって投写される画像には樽状歪みが生じ、前記書込光学系では書込画像光がピンクッション形状に歪むこととしてもよい。

また、この発明の投写型映像表示装置は、書込光を変調する書込ライトバルブと、画像データに基づいて前記書込ライトバルブに画像を書き込むドライバと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光にて画像が書き込まれるとともに受け取った投写用各色光を変調して各色画像光を生成する各色用の読出ライトバルブと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光を各読出ライトバルブに照射する書込光学系と、各読出ライトバルブから出射される各色画像光を合成する手段と、合成された各色画像光を投写する投写光学系と、を備え、前記書込光のピーク波長が互いに異なることで各読出ライトバルブ上に形成される書込画像の大きさに相違が生じ、前記投写光学系で倍率色収差が生じるために結果的にスクリーン上での各色投写画像の大きさの相違が低減されたことを特徴とする。

また、この発明の投写型映像表示装置は、書込光を変調する書込ライトバルブと、画像データに基づいて前記書込ライトバルブに画像を書き込むドライバと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光にて画像が書き込まれるとともに受け取った投写用各色光を変調して画像光を生成する一つの読出ライトバルブと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光を前記読出ライトバルブに照射する書込光学系と、前記読出ライトバルブから出射される画像光を投写する投写光学系と、を備え、前記書込光のピーク波長が互いに異なることで前記読出ライトバルブ上に形成される書込画像の大きさに相違が生じ、前記投写光学系で倍率色収差が生じるために結果的にスクリーン上での各色投写画像の大きさの相違が低減されたことを特徴とする。

これらの構成であれば、前記書込光のピーク波長が互いに異なることで各読出ライトバルブ上に形成される書込画像の大きさに相違が生じ、前記投写系で倍率色収差が生じるために結果的にスクリーン上での各色投写画像の大きさの相違が軽減されるので、投写光学系において倍率色収差が発生してもスクリーン上の投写画像に色滲みを軽減できる。また、投写光学系において要求される倍率色収差低減のための設計負担も軽くなる。

上記構成の投写型映像表示装置において、各書込光のピーク波長がλ１＞λ２＞λ３であり、各投写用色光の波長がλ１１＜λ１２＜λ１３である条件の下で、波長がλ１１の投写用色光が照射される読出ライトバルブへの画像書込を波長がλ１の書込光で行い、波長がλ１２の投写用色光が照射される読出ライトバルブへの画像書込を波長がλ２の書込光で行い、波長がλ１３の投写用色光が照射される読出ライトバルブへの画像書込を波長がλ３の書込光で行うように構成されていてもよい。

この発明によれば、投写画像光を生成する読出ライトバルブへの画像書込を光で行うようにした投写型映像表示装置において、光学的事由による不具合を軽減できるという効果を奏する。

以下、この発明の実施形態の投写型映像表示装置（プロジェクタ）を図１乃至図７に基づいて説明していく。図１はこの実施形態の投写型映像表示装置５０の光学系を示している。白色光源１から出射された白色光はパラボラリフレクタによって略平行光化され、インテグレータレンズ２へと導かれる。インテグレータレンズ２は一対のフライアイレンズ２ａ・２ｂから構成されており、各レンズ対が白色光源１から出射された光を後述する読出ライトバルブの全面に導く。インテグレータレンズ２を経た光は、偏光変換装置３、及び集光レンズ４を経た後、第１ダイクロイックミラー５へと導かれる。

偏光変換装置３は、偏光ビームスプリッタアレイ（以下、ＰＢＳアレイと称する）によって構成されている。ＰＢＳアレイは、偏光分離膜と位相差板（１／２λ板）とを備える。ＰＢＳアレイの各偏光分離膜は、インテグレータレンズ２からの光のうち例えばＰ偏光を通過させ、Ｓ偏光を９０°光路偏向する。光路偏向されたＳ偏光は隣接の偏光分離膜にて反射されてそのまま出射される。一方、偏光分離膜を透過したＰ偏光はその前側（光出射側）に設けてある前記位相差板によってＳ偏光に変換されて出射される。すなわち、この場合には、ほぼ全ての光はＳ偏光に変換されるようになっている。

第１ダイクロイックミラー５は、青色光を透過し、緑色光及び赤色光を反射する。第１ダイクロイックミラー５を透過した青色光は傾斜ミラー６によって反射される。傾斜ミラー６にて反射された青色光はレンズ７を経て青色光用の透過型の読出ライトバルブ３１に導かれる。青色光が読出ライトバルブ３１を透過することで青色画像光が生成される。一方、第１ダイクロイックミラー５にて反射した光は、第２ダイクロイックミラー８に導かれる。

第２ダイクロイックミラー８は、赤色光を透過する一方、緑色光は反射する。第２ダイクロイックミラー８に反射した緑色光は、レンズ９を経て緑色光用の透過型の読出ライトバルブ３２に導かれる。緑色光が読出ライトバルブ３２を透過することで緑色画像光が生成される。

前記青色画像光の光路と前記緑色画像光の光路との交差する位置に第１ダイクロイックキューブ１２が設けられている。第１ダイクロイックキューブ１２は青色光を透過し緑色光を反射する。前記青色画像光と前記緑色画像光とが第１ダイクロイックキューブ１２に入射すると、これら青色画像光と緑色画像光とが同一方向に導かれ、シアン色画像光が生成される。

第２ダイクロイックミラー８を透過した赤色光は、レンズ１０を経て赤色光用の透過型の読出ライトバルブ３３に導かれる。赤色光が読出ライトバルブ３３を透過することで赤色画像光が生成される。赤色画像光の光路は反射プリズム１１によって９０°偏向される。

光路偏向された赤色画像光と前記シアン色画像光の光路とが交差する位置に第２ダイクロイックキューブ１３が設けられている。第２ダイクロイックキューブ１３は青色光及び緑色光を透過し赤色光を反射する。前記シアン色画像光と前記赤色画像光とが第２ダイクロイックキューブ１３に入射すると、前記シアン色画像光と前記赤色画像光とが同一方向に導かれ、その結果、フルカラー画像光が生成される。

第２ダイクロイックキューブ１３の光出射側（前記フルカラー画像光が出射される面の近傍）には投写レンズ１４が設けられている。第２ダイクロイックキューブ１３から出射されたフルカラー画像光は投写レンズ１４によってスクリーンに投写される。

次に、画像書込光学系について説明していく。画像書込光学系は各色用の画像書込用の光源として３個の紫外光ＬＥＤ（発光ダイオード）２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを備える。紫外光ＬＥＤ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃのピーク波長は互いに異なっている（λ１＞λ２＞λ３）。紫外光ＬＥＤ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは所定時間ずつ順次に点灯する。紫外光ＬＥＤ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃから出射された紫外光はダイクロイックミラー２０Ａ，２０Ｂによって同一方向に導かれる。前記紫外光がロッドインテグレータ２２を通ると、このロッドインテグレータ２２の光出口面には光強度が均一の面光源が形成される。前記光出口面から出射された紫外光はリレーレンズグループ２３を透過して偏光ビームスプリッタ２４に導かれる。

偏光ビームスプリッタ２４を透過した特定偏光光（例えば、Ｐ偏光光）は書込光（前記紫外光）を変調する書込ライトバルブ（ＬＣＯＳデバイス）２５に照射される。書込ライトバルブ２５は、図示しないドライバによって時分割で各色用の画像を形成する。すなわち、前記ドライバは、例えば、紫外光ＬＥＤ２１Ａが点灯するときに青色映像信号に基づく第１画像の形成を書込ライトバルブ２５に実行させ、紫外光ＬＥＤ２１Ｂが点灯するときに緑色映像信号に基づく第２画像の形成を書込ライトバルブ２５に実行させ、紫外光ＬＥＤ２１Ｃが点灯するときに赤色映像信号に基づく第３画像の形成を書込ライトバルブ２５に実行させる。

書込ライトバルブ２５は、受け取った特定偏光光を変調することにより画像光を生成する。前記画像光は反射光として得られ且つこの反射光は他の特定の偏光光（例えば、Ｓ偏光光）に変換される。すなわち、書込ライトバルブ２５に特定偏光光が照射されると、他の特定偏光の書込画像光（Ｓ偏光光）が生成される。書込ライトバルブ２５から出射された書込画像光は偏光ビームスプリッタ２４によって反射される。前記書込画像光はイメージングレンズグループ２６によって第２ダイクロイックキューブ１３に導かれる。

第２ダイクロイックキューブ１３及び第１ダイクロイックキューブ１２は、前記紫外光ＬＥＤ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃからの紫外光に対して波長選択性を有する。従って、ピーク波長が互いに異なる３つの紫外光は分光され、各読出ライトバルブ３１，３２，３３にそれぞれ一つの紫外光（書込画像光）が照射される。具体的には、青色映像信号に基づく第１の書込画像光は読出ライトバルブ３１に照射され、緑色映像信号に基づく第２の書込画像光は読出ライトバルブ３２に照射され、赤色映像信号に基づく第３の書込画像光は読出ライトバルブ３３に照射される。

読出ライトバルブ３１，３２，３３は、特許文献１にも記載されているように、例えば、光導電効果を有するＯＡＳＬＭ（Optically Addressed spatial light modulator）から成る。例えば、光導電効果を有する透明電極構造間に液晶層を設けた構造であれば、光を受けた箇所だけ光導電特性が変化て、この受光箇所において液晶への電圧印加状態が変化することにより、液晶の旋回状態を変化させることができる。読出ライトバルブ３１，３２，３３においては、いわゆる画素電極は不要であり、読出ライトバルブにおける画素は光書込が実行されたときに生じるということができる。

図２（ａ）は書込ライトバルブ２５に書き込まれた方形状の画像がイメージングレンズグループ２６を経て読出ライトバルブ３１，３２，３３に書き込まれ、これら読出ライトバルブ上の光書込画像がスクリーンに投写される様子を示している。なお、比較のため、図２（ｂ）には従来の投写型映像表示装置１００における同様の様子を示している。

従来の投写型映像表示装置１００では、図２（ｂ）に示しているように、書込ライトバルブ（１２５）に書き込まれた方形状の画像はイメージングレンズグループ（１２６）によって歪むことなく読出ライトバルブに書き込まれる。しかしながら、読出ライトバルブ上の光書込画像は、投写レンズ（１１４）の歪曲収差によって歪み、スクリーン上ではピンクッション形状になる。これに対し、本願の投写型映像表示装置５０においては、書込ライトバルブ２５に書き込まれた方形状の画像はイメージングレンズグループ２６によって樽状に歪曲して読出ライトバルブに書き込まれる。そして、読出ライトバルブ上の光書込画像は、投写レンズ１４の歪曲収差によって歪み、スクリーン上では方形状になる。

通常、イメージングレンズグループとしては、整像レンズ（ディストーションレンズ）が用いられるが、本願の投写型映像表示装置５０においては、イメージングレンズグループ２６として整像レンズを用いない。すなわち、意図的にイメージングレンズグループ２６において歪曲収差を生じさせている。イメージングレンズグループ２６による歪曲収差は、投写レンズ１４における歪曲収差とは逆方向に生じるようにしている。具体的には、投写レンズ１４は方形画像をピンクッション形状に歪ませるのに対して、イメージングレンズグループ２６は方形画像を樽形状に歪ませる。すなわち、イメージングレンズグループ２６は方形画像を樽形状に歪ませるように光学設計される。イメージングレンズグループ２６の歪曲の程度は投写レンズの歪曲収差の程度によって定める。なお、前記投写レンズ１４によって投写される画像には樽状歪みが生じ、前記イメージングレンズグループ２６では書込画像光がピンクッション形状に歪むこととしてもよい。

ここで、書込ライトバルブ２５に画像を書き込む際に、画像処理を施して樽状に歪ませることが考えられる。しかしながら、このような画像処理を行うためには高額な画像処理回路が必要になる。

図３（ａ）は読出ライトバルブ３１，３２，３３上の光書込画像をスクリーンに投写する様子を示している。なお、比較のため、図３（ｂ）には従来の投写型映像表示装置１００における同様の様子を示している。ここで、投写レンズ１４（１１４）は大きな倍率色収差を有すると仮定する。この場合、図３（ｂ）に示すように、各読出ライトバルブ上の光書込画像の大きさが同じであると、スクリーン上の各色投写画像の大きさに相違が生じる。具体的には、青色中心波長をλ１１、緑色中心波長をλ１２、赤色中心波長をλ１３とすると、λ１１＜λ１２＜λ１３であるから、倍率色収差によって、赤色画像が最も大きく、青色画像が最も小さく、緑色画像はその中間の大きさとなる。

本願の投写型映像表示装置５０においては、どの波長の紫外光ＬＥＤによってどの色用の画像を書き込むかを適切に規定している。すなわち、画像書込において、波長が長い色用の画像ほど波長が短い書込光で画像を書き込む。先にも述べたが、紫外光ＬＥＤ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃのピーク波長は互いに異なっている（λ１＞λ２＞λ３）。そして、各投写用色光の波長はλ１１＜λ１２＜λ１３である。かかる条件の下で、波長がλ１１の投写用色光（青色）が照射される読出ライトバルブ３１への画像書込をＬＥＤ２１Ａの書込光（λ１）で行い、波長がλ１２の投写用色光（緑色）が照射される読出ライトバルブ３２への画像書込をＬＥＤ２１Ｂの書込光（λ２）で行い、波長がλ１３の投写用色光（赤色）が照射される読出ライトバルブ３３への画像書込をＬＥＤ２１Ｃの書込光（λ３）で行う。これにより、図２（ａ）に示しているように、光書込画像の大きさの順番は、青色画像、緑色画像、赤色画像の順になり、投写レンズ１４の倍率色収差の影響が軽減される。別言すれば、投写レンズ１４において倍率色収差を補正する光学設計を行う場合、本願構成であれば、倍率色収差の補正程度が軽減されることになり、投写レンズ１４の設計の自由度が高まることになる。なお、投写レンズ１４（１１４）におけるレンズの組み合わせによっては、青色画像が最も大きく、赤色画像が最も小さく、緑色画像はその中間の大きさとなるような場合もある。このような場合には、画像書込において、波長が長い色用の画像ほど波長が長い書込光で画像を書き込む。

なお、図１に示した光学系は一例であり、例えば、一つの紫外光ＬＥＤで３つの互いに波長が異なる紫外光をスイッチング出射する構造を利用できる（特許文献１の図１５参照）。また、ダイクロイックＸキューブで３色の画像光を合成するとともに、このダイクロイックＸキューブと投写レンズとの間にダイクロイックキューブ（書込光導入用）を設ける構成においては（特許文献１の図１６参照）、上述した歪曲軽減構成が特に効果的であると考えられる。すなわち、各色画像の合成や書込光導入等のために投写レンズの光入射側にキューブが二つ並ぶ構成においては（特許文献１の図１７Ａ，図１７Ｂも参照）、上述した歪曲軽減構成が特に効果的であると考えられる。

また、図１に示した光学系は一例であり、上述した倍率色収差軽減構成に関しては、紫外光ＬＥＤを備えることに限定されることはない。３つの互いに波長が異なる紫外光を光源１から取り出すこととも可能である（特許文献１の図１４Ｂ参照）。

図４にこの発明の投写型映像表示装置５０の変形例を示す。この投写型映像表示装置５０は、第２ダイクロイックキューブ１３の光出射側に結像光学系４０を有する。結像光学系４０によって読出ライトバルブに表示されている画像の縮小結像面（一次結像面）が形成され、この結像面が投写レンズ１４Ａの物体面となって当該投写レンズ１４Ａによって投写される。かかる構造であれば、前記結像面と投写レンズ１４Ａの後玉との距離を任意に設定できるため、小口径でバックフォーカスの短い安価な投写レンズを用いることが可能になる。

図５は結像光学系４０を有する他の構成を示した説明図である。画像表示パネル４１，４２，４３によって得られる画像光はクロスダイクロイックキューブ４４によって合成される。画像表示パネル４１，４２，４３は読出ライトバルブ（光導電効果を有するＯＡＳＬＭ）に限らず、画素電極を有する通常の液晶表示パネルを用いることができる。また、画像表示パネル４１，４２，４３としてＬＣＯＳやＤＭＤ（ディジタル・マイクロミラー・デバイス）などの反射型画像表示パネルを用いる構成も採用できる。

図６は結像光学系４０を有する他の構成を示した説明図である。透過型の画像表示パネル４１，４２，４３によって得られる画像光は、それぞれ結像光学系４０を通る。各結像光学系４０によって画像表示パネル４１，４２，４３に表示されている画像の縮小結像面（一次結像面）が形成され、この結像面がクロスダイクロイックキューブ４５によって合成され、投写レンズ１４Ａによって投写される。図６に示す構造では、前記結像面をクロスダイクロイックキューブ４５の光入射側に備えるので、このクロスダイクロイックキューブ４５を小型化できる。

図７は単板型の投写型映像表示装置を示した説明図である。図１と共通する部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。この投写型映像表示装置は光源として赤色ＬＥＤ１Ｒと緑色ＬＥＤ１Ｇと青色ＬＥＤ１Ｂとを備える。これらＬＥＤ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは時分割で順次に点灯する。各ＬＥＤから出射された色光はテーパ型のロッドインテグレータ２７に入射される。各色光がロッドインテグレータ２７を通ると、このロッドインテグレータ２７の光出口面には光強度が均一で且つ光の分散角が低減された面光源が形成される。前記光出口面から出射された各色光は読出ライトバルブ３４を透過してダイクロイックキューブ２８に導かれる。ダイクロイックキューブ２８は紫外光を反射し、可視光を透過する。ダイクロイックキューブ２８に代えて偏光ビームスプリッタを用いることもできる（この場合、読出ライトバルブ３４の光出射側偏光板は不要である）。書込光学系については、図１に示した構成と略同じであるが、１つの紫外光ＬＥＤ２１Ｄを用いれば足りる。この図７に示す単板型の投写型映像表示装置においては、例えば、赤色光用の画像書込→赤色ＬＥＤ１Ｒ点灯→緑色光用の画像書込→緑色ＬＥＤ１Ｇ点灯→青色光用の画像書込→青色ＬＥＤ１Ｂ点灯のサイクルで画像投写が行われる。

このような単板型の投写型映像表示装置においても、投写レンズ１４の歪曲収差を軽減又は相殺する歪曲収差をイメージングレンズグループ２６に持たせることができる（図２参照）。また、図７の構成において、波長が互いに異なる３つの紫外光ＬＥＤ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ（図１参照）を設けたり、或いは互いに異なる３つの紫外光を時分割で出射する一つの紫外光ＬＥＤを設けてもよい。かかる構成であれば、画像書込において例えば波長が長い色用の画像ほど波長が短い書込光で画像を書き込むことができるから、倍率色収差による投写画像の大きさの相違を軽減することができる。

なお、単板型の投写型映像表示装置としては、図７に示す構成に限られるものではなく、書込光学系を有する構成であれば投写画像の歪みを軽減することができ、波長が互いに異なる書込光を出射する構成であれば倍率色収差を軽減することができる。

また、３板型の投写型映像表示装置においても、光源１に代えて白色ＬＥＤ或いは各色ＬＥＤなどの固体発光素子を用いることができる。

この発明の実施形態の投写型映像表示装置の光学系を示した説明図である。図２（ａ）は書込ライトバルブに書き込まれた方形状の画像が読出ライトバルブに書き込まれ、前記読出ライトバルブ上の光書込画像がスクリーンに投写される様子を示した説明図であり、図２（ｂ）は、比較のため、従来の投写型映像表示装置における同様の様子を示した説明図である。図３（ａ）は読出ライトバルブ上の光書込画像がスクリーンに投写される様子を示した説明図であり、図３（ｂ）は、比較のため、従来の投写型映像表示装置における同様の様子を示した説明図である。図１の構成において結像光学系を備える構成を示した説明図である。結像光学系を備える他の構成例を示した説明図である。結像光学系を備える他の構成例を示した説明図である。この発明の実施形態の単板型の投写型映像表示装置を示した説明図である。従来の投写型映像表示装置の光学系を示した説明図である。

符号の説明

１光源
１２第１ダイクロイックキューブ
１３第２ダイクロイックキューブ
１４投写レンズ
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ紫外光ＬＥＤ
２５書込ライトバルブ（ＬＣＯＳ）
２６イメージングレンズグループ
３１，３２，３３読出ライトバルブ

Claims

書込光を変調する書込ライトバルブと、画像データに基づいて前記書込ライトバルブに画像を書き込むドライバと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光にて画像が書き込まれるとともに受け取った投写用各色光を変調して各色画像光を生成する各色用の読出ライトバルブと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光を各読出ライトバルブに照射する書込光学系と、各読出ライトバルブから出射される各色画像光を合成する手段と、合成された各色画像光を投写する投写光学系と、を備え、前記書込光学系は、前記投写光学系の歪曲収差を軽減又は相殺する歪曲収差を有することを特徴とする投写型映像表示装置。
書込光を変調する書込ライトバルブと、画像データに基づいて前記書込ライトバルブに画像を書き込むドライバと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光にて画像が書き込まれるとともに受け取った投写用各色光を変調して画像光を生成する一つの読出ライトバルブと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光を前記読出ライトバルブに照射する書込光学系と、前記読出ライトバルブから出射される画像光を投写する投写光学系と、を備え、前記書込光学系は、前記投写光学系の歪曲収差を軽減又は相殺する歪曲収差を有することを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項１又は請求項２に記載の投写型映像表示装置において、前記投写光学系によって投写される画像にはピンクッション歪みが生じ、前記書込光学系では書込画像光が樽状に歪むことを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項１又は請求項２に記載の投写型映像表示装置において、前記投写光学系によって投写される画像には樽状歪みが生じ、前記書込光学系では書込画像光がピンクッション状に歪むことを特徴とする投写型映像表示装置。
書込光を変調する書込ライトバルブと、画像データに基づいて前記書込ライトバルブに画像を書き込むドライバと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光にて画像が書き込まれるとともに受け取った投写用各色光を変調して各色画像光を生成する各色用の読出ライトバルブと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光を各読出ライトバルブに照射する書込光学系と、各読出ライトバルブから出射される各色画像光を合成する手段と、合成された各色画像光を投写する投写光学系と、を備え、前記書込光のピーク波長が互いに異なることで各読出ライトバルブ上に形成される書込画像の大きさに相違が生じ、前記投写光学系で倍率色収差が生じるために結果的にスクリーン上での各色投写画像の大きさの相違が低減されたことを特徴とする投写型映像表示装置。
書込光を変調する書込ライトバルブと、画像データに基づいて前記書込ライトバルブに画像を書き込むドライバと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光にて画像が書き込まれるとともに受け取った投写用各色光を変調して画像光を生成する一つの読出ライトバルブと、前記書込ライトバルブから出射される書込画像光を前記読出ライトバルブに照射する書込光学系と、前記読出ライトバルブから出射される画像光を投写する投写光学系と、を備え、前記書込光のピーク波長が互いに異なることで前記読出ライトバルブ上に形成される書込画像の大きさに相違が生じ、前記投写光学系で倍率色収差が生じるために結果的にスクリーン上での各色投写画像の大きさの相違が低減されたことを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項５又は請求項６に記載の投写型映像表示装置において、各書込光のピーク波長がλ１＞λ２＞λ３であり、各投写用色光の波長がλ１１＜λ１２＜λ１３である条件の下で、波長がλ１１の投写用色光が照射されるときの画像書込を波長がλ１の書込光で行い、波長がλ１２の投写用色光が照射されるときの画像書込を波長がλ２の書込光で行い、波長がλ１３の投写用色光が照射されるときの画像書込を波長がλ３の書込光で行うように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。