JP2007232801A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

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、各色用の読出ライトバルブ上の光書込画像が相互に正しく位置しないと、スクリーン上ではコンバージェンスが得られないことになる。
【解決手段】図２（ａ）に示すごとく、書込ライトバルブ２５に画像を書き込むドライバは、与えられている位置調整量に基づいて、前記書込ライトバルブ２５上での各色用の画像の位置を互いに異ならせる。すなわち、与えられている位置調整量に基づき、前記書込ライトバルブ２５への画像書込位置を、各色ごとに、１画素分、或いは複数画素分、左右或いは上下にずらし、スクリーン上でコンバージェンスをうる。
【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６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では、光学系を構成する部材の位置ずれや姿勢ずれにより、読出ライトバルブ１３１，１３２，１３３にそれぞれ書き込まれる光書込画像に相対的な位置ずれが生じると、スクリーン上の各色投写画像に位置ずれが生じ、いわゆるコンバージェンスが得られないことが生じる。また、上記従来の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（コンバージェンスずれ、投写画像の歪曲、投写画像の色滲み) を軽減又は解消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、入力した映像信号を処理して各色用の画像データを生成し、この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、前記ドライバは、与えられている位置調整量に基づいて、前記書込ライトバルブに書き込む各色用の画像の位置を調整することを特徴とする。

上記の構成であれば、光学系を構成する部材の位置ずれや姿勢ずれが生じたとしても、前記書込ライトバルブに書き込む各色用の画像の位置を前記ドライバが調整できるので、コンバージェンスの調整が可能となる。

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、入力した映像信号を処理して各色用の画像データを生成し、この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系と、を備え、前記ドライバは、与えられている大きさ調整量に基づいて、前記書込ライトバルブに書き込む各色用の画像の大きさを調整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、入力した映像信号を処理して各色用の画像データを生成し、この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系と、を備え、前記ドライバは、与えられている大きさ調整量に基づいて、前記書込ライトバルブに書き込む各色用の画像の大きさを調整することを特徴とする。

これらの構成であれば、投写光学系において倍率色収差が生じるとしても、前記書込ライトバルブに書き込む各色用の画像の大きさを前記ドライバによって調整できるので、スクリーン上の色滲みを抑制することができる。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。

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、入力した映像信号を処理して各色用の画像データを生成し、この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、前記ドライバは、与えられている歪み調整量に基づいた歪み画像となる画像データを生成し、この画像データに基づいて画像を前記書込ライトバルブに書き込むことことを特徴とする。

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、入力した映像信号を処理して各色用の画像データを生成し、この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、前記ドライバは、与えられている歪み調整量に基づいた歪み画像となる画像データを生成し、この画像データに基づいて画像を前記書込ライトバルブに書き込むことことを特徴とする。

これらの構成であれば、投写光学系において歪曲収差が生じるとしても、前記書込ライトバルブに書き込む各色用の画像を予め逆方向に歪ませておくことができるので、投写光学系の歪曲収差によるスクリーン上の画像歪みを解消又は抑制することができる。

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又は解消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５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各読出ライトバルブ３１，３２，３３に書込光によって書き込まれ、各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。

［コンバージェンス］
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、光書込用の画像（方形状の画像）は、書込ライトバルブ（１２５）の同じ位置に書き込まれる。しかしながら、書込光学系（読出光学系を兼ねる部分を含む）の各要素の位置や向き等の精度が低いと、各読出ライトバルブ上の光書込画像の位置に相対的なずれが生じ、コンバージェンスが得られないことがある。

本願の投写型映像表示装置５０においては、前記ドライバは、与えられている位置調整量に基づいて、前記書込ライトバルブ上での各色用の画像の位置を互いに異ならせることができる。例えば、出荷段階のテストにおいてテストパターンの投写によってコンバージェンス調整を行う。例えば、各色の画像の移動量を規定するために一色当たり上下調整ボリュームと左右調整ボリュームとが設けられる。テスト作業者はコンバージェンス調整において前記ボリュームを調整する。ボリュームの抵抗値（電圧値）は前記ドライバに与えられる。前記ドライバは、前記ボリュームの抵抗値、すなわち、与えられている位置調整量に基づき、前記書込ライトバルブ２５への画像書込位置を、各色ごとに、１画素分、或いは複数画素分、左右或いは上下にずらす。コンバージェンスが得られた状態でボリュームをロックしてもよい。また、調整完了を示すボタンを設けておき、このボタンの押下によって前記位置調整量がディジタル値でメモリに保存され、出荷後の画像処理において前記ドライバが前記メモリから前記位置調整量を取得することとしてもよい。

このように、コンバージェンスの調整は書込ライトバルブ２５への各色用の画像の書込を制御することで実現できるから、各読出ライトバルブへの画像書込のための光学系を構成する部材の位置や姿勢の調整を特に要しない。しかも、一つの書込ライトバルブ２５に対する画像の書込制御でコンバージェンスの調整が実現されることになる。

［倍率色収差］
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、書込ライトバルブ上の光書込用の画像の大きさが同じであると、各読出ライトバルブ上の光書込画像の大きさは同じになり、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。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。

本願の投写型映像表示装置５０においては、前記ドライバは、与えられている大きさ調整量に基づいて、前記書込ライトバルブ２５上での各色用の画像の大きさを互いに異ならせる。例えば、各色の画像の大きさを規定するために色ごとに一つの大きさボリュームを設ることも考えられるが、投写レンズ１４の倍率色収差は予め分かるので、各色ごとの画像大きさデータを前記ドライバに与えておくことで足りる。前記ドライバは、各色ごとの画像大きさデータ、すなわち、与えられている大きさ調整量に基づき、前記書込ライトバルブ２５に書き込む画像の大きさを調整する。

例えば、書込ライトバルブ２５の画素数が１０２４×７６８であるとする。そして、（１）入力された青色映像信号に対しては、例えば１０２４×７６８に対応したサンプリング又は画素間引きによって画像データを生成し、書込ライトバルブ２５における１０２４×７６８の画素数を使って画像を書き込み、（２）入力された緑色映像信号に対しては、例えば１０２２×７６６に対応したサンプリング又は画素間引きによって画像データを生成し、書込ライトバルブ２５における１０２２×７６６の画素数を使って画像を書き込み、（３）入力された赤色映像信号に対しては、例えば１０２０×７６４に対応したサンプリング又は画素間引きによって画像データを生成し、書込ライトバルブ２５における１０２０×７６４の画素数を使って画像を書き込む。

なお、このように各色画像の大きさを異ならせることを決定して投写レンズ１４の倍率色収差の光学設計を行うこととしてもよい。この場合には、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。また、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にも同様の処理を行うことができる。

［歪み調整］
図４（ａ）は、画像データとして入力された枠形状の画像が画像処理によって書込ライトバルブ２５に樽形状に歪まされて書き込まれ、この樽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に相似に書き込まれ、これら読出ライトバルブ上の光書込画像（樽形状）が投写される際に投写レンズ１４の歪曲収差によって枠形状に戻される様子を示している。なお、比較のため、図４（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４（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）を経て読出ライトバルブに相似に書き込まれる。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には樽形状の画像が書き込まれるため、読出ライトバルブ上にも樽形状の画像が光書込される。そして、前記樽形状の画像が投写レンズ１４によって投写されると、スクリーン上には方形枠形状の画像が投写されることになる。

すなわち、本願の投写型映像表示装置５０においては、前記ドライバは、与えられている歪み調整量に基づいて、歪んだ画像となる画像データを生成し、この画像データに基づいて画像を前記書込ライトバルブに書き込む。例えば、画像の歪みの程度を規定するために一つのボリュームを設ることも考えられるが、投写レンズ１４の歪曲収差は予め分かるから、歪みの程度を規定するデータを前記ドライバに与えておくことで足りる。前記ドライバは、歪みの程度を規定するデータ、すなわち、与えられている歪み調整量に基づき、入力された画像データに基づく画像を樽形状に歪ませる画像処理を行う。この画像処理としては、平面画像を曲面にテクスチャマッピングする技術を利用することができる。

なお、前記投写レンズ１４によって投写される画像に樽状歪みが生じるのであれば、上述とは逆の画像処理を行えばよい。すなわち、前記ドライバは、入力された画像データに基づく画像をピンクッション状に歪ませる画像処理を行えばよい。

また、図１に示した光学系は一例であり、互いに波長が異なる３つの紫外光ＬＥＤを備えることに限定されない。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）、本願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）、上述した歪曲収差が生じやすいと考えられるからである。

図５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ＬＥＤ１Ｒ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５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、先述したごとく、前記ドライバは、各色ごとの画像大きさデータ、すなわち、与えられている大きさ調整量に基づき、前記書込ライトバルブ２５に書き込む各色用の画像の大きさを調整する。これにより、投写レンズ１４の倍率色収差が原因で生じる不具合を解消することができる。また、前記ドライバは、歪みの程度を規定するデータ、すなわち、与えられている歪み調整量に基づき、入力された画像データに基づく画像を歪ませる画像処理を行う。これにより、投写レンズ１４の歪曲収差が原因で生じる不具合を解消又は抑制することができる。

なお、単板型の投写型映像表示装置は図５に示す構成に限られるものではない。

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上に互いに位置を異ならせて書き込まれた方形状の画像が各読出ライトバルブに光書込され、各読出ライトバルブ上の光書込画像がスクリーン上の同一位置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）は各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４（ａ）は書込ライトバルブに書き込まれた樽形状の画像が各読出ライトバルブに書き込まれ、各読出ライトバルブ上の光書込画像（樽形状）がスクリーン上に方形枠で投写される様子を示した説明図であり、図４（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。 この発明の実施形態の単板型の投写型映像表示装置の光学系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 (5)

1. 書込光を変調する書込ライトバルブと、入力した映像信号を処理して各色用の画像データを生成し、この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、前記ドライバは、与えられている位置調整量に基づいて、前記書込ライトバルブに書き込む各色用の画像の位置を調整することを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 書込光を変調する書込ライトバルブと、入力した映像信号を処理して各色用の画像データを生成し、この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系と、を備え、前記ドライバは、与えられている大きさ調整量に基づいて、前記書込ライトバルブに書き込む各色用の画像の大きさを調整することを特徴とする投写型映像表示装置。
3. 書込光を変調する書込ライトバルブと、入力した映像信号を処理して各色用の画像データを生成し、この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系と、を備え、前記ドライバは、与えられている大きさ調整量に基づいて、前記書込ライトバルブに書き込む各色用の画像の大きさを調整することを特徴とする投写型映像表示装置。
4. 書込光を変調する書込ライトバルブと、入力した映像信号を処理して各色用の画像データを生成し、この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、前記ドライバは、与えられている歪み調整量に基づいた歪み画像となる画像データを生成し、この画像データに基づいて画像を前記書込ライトバルブに書き込むことことを特徴とする投写型映像表示装置。
5. 書込光を変調する書込ライトバルブと、入力した映像信号を処理して各色用の画像データを生成し、この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、前記ドライバは、与えられている歪み調整量に基づいた歪み画像となる画像データを生成し、この画像データに基づいて画像を前記書込ライトバルブに書き込むことことを特徴とする投写型映像表示装置。

Images