JP3946935B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像情報に従って光を制御可能な複数の画素を有する画像表示用素子の出力画像を像形成光学素子により表示する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像情報に従って光を制御可能な複数の画素を有する小型の画像表示用素子の出力画像をレンズで拡大したものを観察する画像表示装置としては、フロントプロジェクタ、リアプロジェクタ、ヘッドマウンテッドディスプレイ等の商品名で広く使用されている。この画像表示用素子としては、ＣＲＴ、液晶パネル、ＤＭＤ（商品名：テキサスインストルメント社：米国）等が商品として使用されており、また、無機ＥＬ、無機ＬＥＤ、有機ＬＥＤ等も研究されている。
【０００３】
また、小型の画像表示用素子の出力画像をレンズで拡大した画像を観察するのではなく、画像表示用素子の出力画像を等倍で観察する画像表示装置としては、既述のＣＲＴ、液晶パネル、無機ＥＬ、無機ＬＥＤ、有機ＬＥＤ以外に、プラズマディスプレイ、蛍光表示管等が商品として使用されており、また、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）、ＰＡＬＣ（プラズマアドレッシングディスプレイ）等も研究されている。これらは、自発光型と空間光変調器型の２つに大きく分類されるが、いずれも光を制御可能な複数の画素を有するものである。
【０００４】
これらの画像表示装置に共通する課題は、高解像度化、つまりは大画素数化であり、プロードキャストの表示を目的とした走査線１０００本程度のＨＤＴＶ用の画像表示装置が既に商品化され、ワークステーションコンピュータの高解像度表示を目的とした走査線２０００本程度の開発品が、液晶パネルを用いた技術で発表されている（‘９８フラットパネルディスプレイ展にて日本ＩＢＭ社のＱＳＸＧＡ２０４８本、‘９８電子ディスプレイ展にて東芝社のＱＵＸＧＡ２４００本等）。しかしながら、画素数を増加させることは、液晶パネルの歩留まりを低下させ、また、開口率を減少させることなどにより、コストが増加したり、輝度やコントラストが低下したり、消費電力が増加したりしていた。
【０００５】
従来の複数の画像表示用素子を用いて２倍以上に大画素数化する方式としては、特開平３−１５０５２５号公報、特開平４−２６７２９０号公報に記載されているものなどがある。これらは、複数の画像表示用素子を光学的に互いにずれた位置に配置し、各画像表示用素子は画素を互いの画素の隙間となる位置に配置している。しかしながら、これらは、複数の画素間の位置合わせが困難であり、また、画像表示用素子を複数枚使用することからコストアップになったり、大きな投射レンズが必要となったりしていた。
【０００６】
これらの問題に対して、特開平４−１１３３０８号公報、特開平５−２８９００４号公報、特開平６−３２４３２０号公報等には、単一の画像表示用素子を用いて２倍の画素数を有するインターレース表示を行う画像表示装置が記載されている。また、特開平７−３６５０４号公報には、単一の画像表示用素子を用いて4倍以上の画素数を有する画像表示を行う画像表示装置が記載されている。これらが使用する電気光学効果を示す部材と複屈折結晶との組合せは、従来から光通信分野での光分配、光スイッチとして用いられている偏向手段として公知の技術である。
【０００７】
また、特開平６−３２４３２０号公報には、電気光学効果を示す部材と複屈折結晶との組合せ以外に、光路を変更する手段として、レンズをシフト可能な手段、バリアングルプリズム、回転ミラー、回転ガラス等が記載されている。特開平７−１０４２７８号公報には、光路を変更する手段として、ウエッジプリズムを移動する手段が記載されている。
【０００８】
図１５はレンズをシフトする方法により画像表示用素子の高解像度化を行って、レンズにより拡大した虚像を観察する特開平６−３２４３２０号公報記載の画像表示装置を示す。図１５において、1はＬＣＤパネルであり、２はＬＣＤパネル１をカラー映像信号により駆動して画像を表示させるＬＣＤドライブ回路である。３は光路変更手段であり、４は接眼レンズである。５はＬＣＤパネル１の位置を光学的に接眼レンズ４の光軸に垂直な方向にシフトさせるボイスコイルであり、６はレンズ取付台であり、７はボイスコイル５を駆動するドライブ回路である。光路変更手段３は、接眼レンズ４、ボイスコイル５、レンズ取付台６及びボイスコイルドライブ回路７により構成される。
【０００９】
ボイスコイル５はドライブ回路７により駆動され、このドライブ回路７は、ＬＣＤドライブ回路２から入力されたカラー映像信号の奇数フィールドと偶数フィールドを判定してその判定信号Ｏ／Ｅに従って、ボイスコイル５に流れる電流を制御し、ＬＣＤパネル１の位置を光学的に接眼レンズ４の光軸に垂直な方向にシフトさせる。
【００１０】
接眼レンズ４をシフト、つまり往復運動させる駆動系としては、ボイスコイル５に限らず、圧電素子、バイモルフ、ステップモータ、ソレノイドコイル等が特開平６−３２４３２０号公報に記載されている。また、光路を変更する方法としては、レンズや光学部材をシフトさせる方法以外に、光学部材を光路に挿入する方法、光学部材を回転させる方法、ミラーを回転させる方法、アクティブプリズム、電気光学素子と複屈折材料を使用する方法等が特開平６−３２４３２０号公に記載されている。
【００１１】
図１６は電気光学素子と複屈折材料を使用する方法により画像表示用素子の高解像度化を行って、レンズにより拡大した虚像を観察する特開平６−３２４３２０号公報記載の画像表示装置を示す。図１６において、８は電気光学素子となる偏光面回転部材であり、９は複屈折板である。偏光面回転部材８は、液晶板１０の両面に透明電極１１、１２が被着形成されて構成され、この透明電極１１、１２間にドライブ回路１３から液晶駆動電圧が印加されて、偶数と奇数のフィールド毎に偏光面が回転されて偏向され、複屈折板９の正常光と異常光の偏光面に一致させられる。この正常光と異常光は、複屈折板９の屈折率差により偏向量が変化する。
【００１２】
また、上述のような画像表示装置では、画像表示用素子に応答速度の遅い素子を用いた場合には、同じ画像フィールド内の最初の走査ラインと最後の走査ラインとで書き込み開始時間が大きく異なるため、動画のような速い走査線速度が要求される場合に走査の方向に均一な光路の変更状態を形成することが困難であり、コントラストが低下しやすい。これらを改善する手法に関しては、特開平６−３２４３２０号公報に、電気光学素子を走査線方向に複数分割する手法が記載され、特開平１１−２９６１３５号公報、特開平１１−２５９０３９号公報等にも、この問題を改善するための方法が記載されている。
【００１３】
図１７は、最初の走査ラインと最後の走査ラインとの間の書き込み時間の差による影響を低減した特開平６−３２４３２０号公報記載の画像表示装置を説明するための図である。図１７において、１４は偏光面回転素子としての液晶であるが、この液晶１４を走査線と平行な方向に複数に分割して、画像表示用の液晶の走査と同期して、偏光面を順次に走査することにより、画像表示用の走査線の最初と最後の偏光面の回転状態を均一化している。
【００１４】
一方、照明光の光強度を変調することによりデジタル階調表示を行う画像表示装置において、高い輝度を得るための空間光変調装置の一例として、特開平１１−７５１４４号公報記載の変調方法がある。これは、光学空間変調素子に第１のメモリと第２のメモリを設けて、画像データが書き込まれた第１のメモリから第２のメモリへ画像データを転送し、この転送された第２のメモリの画像データに基づいて画素の状態を変化させる方法である。この方法により、光学空間変調素子への照明光の実効的な照明時間を増加させることができるので、低コストでかつ省エネルギー性の高い画像表示を行うことができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図１５に示すような特開平６−３２４３２０号公報記載の画像表示装置では、光路を変更する方法は、いずれも機械的に光学素子を可変とする方法であるので、高精度の部品精度、組み付け精度、信頼性が必要である。また、光路を変更する駆動素子に圧電積層素子を用いた場合には、発熱による温度劣化にも信頼性が高いことが必要である。
【００１６】
図１６に示すような特開平６−３２４３２０号公報記載の画像表示装置では、光路を変更する手段は、偏光面回転部材８の代りに他の手段を用いたとしても、拡大光学系の光軸をシフトさせるか偏向させることにより光路を変更する手段であり、かつ、これらの光路を変更する手段が画像表示用素子と拡大光学系との間に存在している。
【００１７】
このため、高解像度の画像表示を行う場合には、光路長が変化したりレンズの軸外を光学系全体の光軸としたりすることにより、光学系の諸収差が発生しやすく、その拡大光学系の設計やレイアウトに無理があるだけでなく、微小な画像表示用素子の一画素を十分なＭＴＦで拡大できない場合も生じる。さらに、電気光学素子を用いた場合には、波長がレーザ光のように単一波長でないために、波長による位相の色ずれが生じ、コントラストが大きく低下してしまうという問題もある。これらの変位量は、使用している間に、部材が劣化したり振動したりすることによっても大きく変化してしまう。
【００１８】
最初の走査ラインと最後の走査ラインとの間の書き込み時間の差による影響を低減した特開平６−３２４３２０号公報記載の画像表示装置では、素子の構造や駆動方法を複雑にするためにコストが増加してしまう。また、完全に走査線方向の不均一さを解消するにはいたっていない。これは、データを走査線の方向に書き込む速さが、データ走査線数が大きくなった現状の画像表示装置で、フルカラーの動画像表示を行おうとする場合に、表示デバイスの応答速度が対応できないことによる。このため、画面内での画素の光学的な変位量がばらついている状態を放置してしまうことになる。
【００１９】
さらに、フルカラーには、赤、青、緑の各色に対して、６４階調から２５６階調の階調表示が必要であるため、通常のＴＮ液晶のアナログ変調や、高速のＦＬＣに対するディザ変調とパルス幅変調の組合せ等が用いられているが、大画素数の画像表示に対しては、ＴＦＴ素子の絶対数が大きくなることによる欠陥率の増加や開口数の減少、ＦＬＣの応答速度やその駆動方法に対する限界等により、コストが増加したり、十分な画素数や画像品質が得られていない。
【００２０】
特開平１１−７５１４４号公報記載の変調方法では、光学空間変調素子は、画像表示用素子を画像フィールド内で変位した場合の画面内の変位量のばらつきに基づく画像の空間的クロストークには何ら着目していない。
【００２１】
また、画像情報信号から光路を機械的に変更する手段を駆動して高解像度化する従来の画像表示装置では、拡大光学系による実像又は虚像の変位量は、個々の高解像度化手段の寸法バラツキや初期組み付け位置合わせバラツキにも影響される。さらには、使用している際の発熱、振動等により組み付け位置のズレやそのズレ量の変化が生じる場合があり、本来は変位して異なる表示位置にある画素が重なったり、色ずれを起こしたりする場合が生じて画像品質が劣化することがある。
【００２２】
例えば、圧電積層素子を用いた場合には、圧電積層素子は、使用している間に、その駆動周波数にもよるが数十度以上の素子の温度上昇が生じる場合があり、この場合には、印加電圧と変位量との関係が大きく変化してしまい、初期の印加電圧と同じ電圧を印加しても、その変位量が異なってしまう。さらには、この温度上昇は、周辺の部材の伝熱状態だけでなく、雰囲気の温度にも大きく影響され、圧電積層素子の駆動周波数や電圧印加時間からのみで想定できるものではない。また、温度が大きい場合、圧電積層素子は、急に電圧を印加すると劣化する場合があり、この場合にも印加電圧と変位量との関係が大きく変化してしまう。
【００２３】
請求項１に係る発明は、変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化した画像を表示することを阻止でき、信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００２４】
請求項２に係る発明は、変位手段の発熱や装置環境温度等によって生じる画像品質の劣化した画像を表示することを阻止でき、信頼性に優れた高解像度、高精細の画像を与えることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００２５】
さらに、請求項１、２に係る発明は、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化そのものを低減することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００２６】
請求項３に係る発明は、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化する画像を改善して見かけ上その劣化を低減することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００２７】
請求項４に係る発明は、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に定量化することにより、画像品質の劣化を高精度に低減することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００２８】
請求項５に係る発明は、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に且つ一定の期間で定量化することにより、画像品質の劣化をより高精度に低減することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００２９】
請求項６に係る発明は、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に且つ特定の時点に定量化することにより、画像品質の劣化を簡単で高精度に低減することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００３０】
請求項７に係る発明は、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に且つ高精細化が必要な画像の時に定量化することにより、定量化手段の負担が少なく且つ画像品質の劣化を高精度に低減することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００３１】
請求項８に係る発明は、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に且つ利用者の必要な時に定量化することにより、画像品質の劣化を小さい電気消費量で高精度に低減することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００３２】
請求項９に係る発明は、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を定量化した値を一定期間で使用できるようにすることにより、画像品質の劣化を小さい電気消費量と安価な制御手段で高精度に低減することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００３３】
請求項１０に係る発明は、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を定量化した複数の値を使用することにより、画像品質の劣化を小さい電気消費量でより高精度に低減することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００３４】
請求項１１に係る発明は、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を定量化する定量化手段を組み付け調整時に使用することにより、変位手段の組み付け調整を簡単にすることができ、信頼性に優れた高解像度、高精細の画像を与えることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００３５】
請求項１２に係る発明は、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を、画素が配列されている面内の２つの方向に関してその変位を定量化することにより、最低限数の画像表示用素子動作量検知手段で高精度に画像品質の劣化を低減できる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００３６】
請求項１３に係る発明は、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を、画素が配列されている面内の回転方向に関してその変位を定量化することにより、表示画面全体に対して高精度に画像品質の劣化を低減できる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００３７】
請求項１４に係る発明は、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を、画素配列面に略平行な方向と垂直な面内の回転方向に関してその変位を定量化することにより、画像表示用素子又は変位手段の動作に伴う画像表示用素子の焦点ずれによる画像品質の劣化を高精度に低減できる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００３８】
請求項１５に係る発明は、変位手段の発熱や装置環境温度、装置環境湿度等によって生じる画像品質の劣化を、画像表示用素子またはこれに接続した部材の温度を測定することにより、最低限数の画像表示用素子周辺変動値検知手段で高精度に低減できる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００３９】
請求項１６に係る発明は、変位手段の発熱や装置環境温度、装置環境湿度等によって生じる画像品質の劣化を、画像表示用素子またはこれに接続した部材の湿度を測定することにより、低減できて長期の信頼性をより向上させることができ、信頼性に優れた高解像度、高精細の画像を与えることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００４０】
請求項１７に係る発明は、変位手段の発熱や装置環境温度、装置環境湿度等によって生じる画像品質の劣化を、画像表示用素子またはこれに接続した部材の振動を測定することにより、低減できて画像表示品質の劣化をより高精度に定量化できて通常の使用時における信頼性をより向上させることができ、高解像度、高精細の画像を与えることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００４１】
請求項１８に係る発明は、画像表示用素子又は変位手段の動作量を磁界を用いて検知する手段を用いて定量化することにより、簡単に変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、安価で高解像度の画像を与えることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００４２】
請求項１９に係る発明は、画像表示用素子又は変位手段の動作量を反射光又は透過光を用いて検知する手段を用いて定量化することにより、簡単に非接触で変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、安価で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００４３】
請求項２０に係る発明は、画像表示用素子又は変位手段の動作量を放出光を用いて検知する手段を用いて定量化することにより、簡単に非接触で変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、安価で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００４４】
請求項２１に係る発明は、画像表示用素子又は変位手段の動作量を画像表示用素子自体の表示画像を用いて検知する手段を用いて定量化することにより、可動部のない変位手段に対しても非接触で変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、安価で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００４５】
請求項２２に係る発明は、画像表示用素子又は変位手段の動作量を画像表示用素子自体の表示画像を像形成光学素子を介して検知する手段を用いて定量化することにより、部品点数の増加を抑制しながら変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、より安価で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００４６】
請求項２３に係る発明は、画像表示用素子又は変位手段の動作量を画像表示用素子自体による特定の表示画像を検知する手段を用いて定量化することにより、部品点数の増加を抑制しながら変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、より安価かつ高精細で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００４７】
請求項２４に係る発明は、画像表示用素子又は変位手段の動作量を画像表示用素子自体による表示画像を検知する手段をスクリーン付近に設けた手段で定量化することにより、変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、更により高精細で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００４８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、画像情報に従って光を制御可能な複数の画素を有する画像表示用素子の出力画像を像形成光学素子により表示する画像表示装置において、画像フィールドを構成する複数のサブフィールド毎に前記像形成光学素子の光軸に対する前記画像表示用素子の位置を画素配列面と平行な方向に変位させる変位手段と、前記画像表示用素子又は前記変位手段の変位量を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に従って前記変位手段による変位を制御する変位量制御手段とを備えたものである。
【００４９】
請求項２に係る発明は、画像情報に従って光を制御可能な複数の画素を有する画像表示用素子の出力画像を像形成光学素子により表示する画像表示装置において、画像フィールドを構成する複数のサブフィールド毎に前記像形成光学素子の光軸に対する前記画像表示用素子の位置を画素配列面と平行な方向に変位させる変位手段と、前記画像表示用素子又は前記変位手段の周辺の変動値を検知する周辺検知手段と、前記周辺検知手段の検知結果に従って前記変位手段による変位を制御する変位量制御手段とを備えたものである。
【００５０】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段の検知結果に従って前記画像表示用素子の出力画像情報を制御する表示画像情報制御手段を備えたものである。
【００５１】
請求項４に係る発明は、請求項１、２または３記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段が前記変位量又は前記周辺の変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段を備え、この検知時期決定手段が前記時期を１つの画像フィールドの期間内に複数回決定するものである。
【００５２】
請求項５に係る発明は、請求項１、２、３または４記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段が前記変位量又は前記周辺の変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段を備え、この検知時期決定手段が前記時期を複数の画像フィールドそれぞれに対して複数回決定するものである。
【００５３】
請求項６に係る発明は、請求項１、２、３、４または５記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段が前記変位量又は前記周辺の変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段を備え、この検知時期決定手段が１つ以上の画像フィールドに対して非検知期間を決定するものである。
【００５４】
請求項７に係る発明は、請求項１、２、３、４、５または６記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段が前記変位量又は前記周辺の変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段を備え、この検知時期決定手段が前記時期を前記画像表示用素子の出力画像によって制御するものである。
【００５５】
請求項８に係る発明は、請求項１、２、３、４、５または６記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段が前記変位量又は前記周辺の変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段を備え、この検知時期決定手段が前記時期を、当該画像表示装置に対する表示画像利用者からの情報又は当該画像表示装置にネットワークで接続された制御手段による利用者からの情報によって制御するものである。
【００５６】
請求項９に係る発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段が検知した前記変位量又は前記周辺の変動値を格納する動作量／周辺変動値格納手段を設けたものである。
【００５７】
請求項１０に係る発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段が検知した前記変位量又は前記周辺の変動値の情報処理を行う動作量／周辺変動値情報処理手段を設けたものである。
【００５８】
請求項１１に係る発明は、請求項１または２記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段の検知結果を用いて当該画像表示装置の組み付け時の前記画像表示用素子の位置調整を行う位置調整手段を備えたものである。
【００５９】
請求項１２に係る発明は、請求項１記載の画像表示装置において、前記検知手段が、画素配列面と平行な方向の少なくとも２つ以上の方向を検知する手段であるものである。
【００６０】
請求項１３に係る発明は、請求項１記載の画像表示装置において、前記検知手段が、画素配列面の面内回転方向を検知する手段であるものである。
【００６１】
請求項１４に係る発明は、請求項１記載の画像表示装置において、前記検知手段が、画素配列面に平行な方向と垂直な面内の回転方向を検知する手段であるものである。
【００６２】
請求項１５に係る発明は、請求項２記載の画像表示装置において、前記周辺検知手段が、前記画像表示用素子自体の温度又は前記画像表示用素子に接続された部材の温度を検知する手段であるものである。
【００６３】
請求項１６に係る発明は、請求項２記載の画像表示装置において、前記周辺検知手段が、前記画像表示用素子自体の湿度又は前記画像表示用素子に接続された部材の湿度を検知する手段であるものである。
【００６４】
請求項１７に係る発明は、請求項２記載の画像表示装置において、前記周辺検知手段が、前記画像表示用素子自体の振動又は前記画像表示用素子に接続された部材の振動を検知する手段であるものである。
【００６５】
請求項１８に係る発明は、請求項１記載の画像表示装置において、前記検知手段が、前記画像表示用素子又はこれと接続した部材の電磁界を用いて前記変位量を検知する手段であるものである。
【００６６】
請求項１９に係る発明は、請求項１記載の画像表示装置において、前記検知手段が、前記画像表示用素子又はこれと接続した部材の反射光または透過光を用いて前記変位量を検知する手段であるものである。
【００６７】
請求項２０に係る発明は、請求項１記載の画像表示装置において、前記検知手段が、前記画像表示用素子又はこれと接続した部材から放出される放出光を用いて前記変位量を検知する手段であるものである。
【００６８】
請求項２１に係る発明は、請求項１記載の画像表示装置において、前記検知手段が、前記画像表示用素子に設けられたパターンまたは前記画像表示用素子の出力画像を用いて前記変位量を検知する手段であるものである。
【００６９】
請求項２２に係る発明は、請求項２１記載の画像表示装置において、前記検知手段で用いる前記画像表示用素子の出力画像が、前記像形成光学素子の少なくとも一部分で透過又は反射した表示画像であるものである。
【００７０】
請求項２３に係る発明は、請求項２１または２２記載の画像表示装置において、前記検知手段で用いる前記画像表示用素子の出力画像が、もとの表示用画像に対して付加された変位量検知用表示画像であるものである。
【００７１】
請求項２４に係る発明は、請求項２１、２２または２３記載の画像表示装置において、前記検知手段を、表示画像が前記像形成光学素子により像形成されるスクリーンの付近に設けたものである。
【００７３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施形態を示す。図１において、２１は赤色ＬＥＤを２次元アレイ状に配列した照明光源であり、２２は拡散板である。２３はコンデンサレンズであり、２４は画像情報に従って光を制御可能な複数の画素を有する画像表示用素子としての液晶パネルである。２５は像形成光学素子としての投射レンズであり、２６はスクリーンである。２７は光源ドライブ部であり、２８は液晶パネル２４を駆動する液晶ドライブ部である。
【００７４】
照明光源２１は光源ドライブ部２７により駆動されて照明光を放出し、この照明光は拡散板２２により均一化されてコンデンサレンズ２３により液晶パネル２４を照明する。液晶パネル２４は、液晶ドライブ部２８により複数の画素が照明光源２１と同期して画像情報に従って制御されることにより、コンデンサレンズ２３からの照明光でクリティカルに照明されて該照明光を画像情報に従って空間変調し、その空間変調した照明光を画像情報に対応した画像光（表示画像）として出力する。この液晶パネル２４の出力光が投射レンズ２５で拡大されてスクリーン２６に投射されることにより、スクリーン２６に画像が表示され、この画像が観察される。
【００７５】
液晶パネル２４は上下方向に支持体２９と接続され、この支持体２９はピエゾ素子からなる小型の圧電素子３０に固定されている。この圧電素子３０は、画像フィールド（以下単にフィールドという）を構成する複数のサブフィールド毎に投射レンズ２５の光軸に対する液晶パネル２４の位置を画素配列面と略平行なｘ，ｙ方向に変位させる変位手段であり、圧電素子ドライブ部３１により制御される。また、液晶パネル２４又は圧電素子３０の動作量（変位量）を検知する動作量検知手段３２と、変位量補正制御手段３３が設けられている。液晶パネルユニット３４は、液晶パネル２４、支持体２９、圧電素子３０により構成される。
【００７６】
この第１の実施形態において、圧電素子３０は圧電素子ドライブ部３１により駆動されて液晶パネル２４をｘ，ｙ方向に移動させる。この場合、圧電素子ドライブ部３１は、１フィールドを１つの基本単位としてこれを４つのサプフィールドに分割して、液晶パネル２４が４つのサプフィールド毎にｘ，ｙ方向にそれぞれ画像ピッチの１／２を往復移動するように圧電素子３０を駆動する。
【００７７】
この液晶パネル２４が移動する期間は、液晶パネル２４の表示画像が拡大されてスクリーン２６上に表示されたものに感じるフリッカーが実用レベルの時間以下となる期間とする。液晶パネル２４の変位された位置に対応するサブフィールドにおいて、その位置に対応する画像データをスクリーン２６上に表示することにより、液晶パネル２４を移動させない場合に比べて４倍の画像数の画像表示を行うことができる。
【００７８】
図２は、上記液晶パネルユニット３４の一例を示し、図１の右方向から見た図である。図２において、２９’，３０’は図１で見えなかった支持体及び圧電素子である。液晶パネル２４、支持体２９及び圧電素子３０を保持する保持部材３５は左右方向に支持体２９’と接続され、この支持体２９’はピエゾからなる小型の圧電素子３０’に固定されている。この圧電素子３０、３０’は、圧電素子ドライブ部３１により駆動され、投射レンズ２５の光軸に対する液晶パネル２４の位置を画素配列面と略平行なｘ，ｙ方向にそれぞれ変位させる。図２において、保持部材３５が位置ｘ１から位置ｘ０に変位するｘ方向の変位値Δｘ、及び保持部材３５が位置ｙ１から位置ｙ０に変位するｙ方向の変位値Δｙで、液晶パネル２４の位置がｘ，ｙ方向に変位する。
【００７９】
図３は上記液晶パネル２４の画素（３×３の液晶パネルの実画素部分）を拡大観察した場合の概略を示す。液晶パネル２４の画像ピッチがｘ方向、ｙ方向にそれぞれ２Δｘ、２Δｙである場合、その１／２のピッチとなるΔｘ、Δｙを液晶パネル２４のｘ方向、ｙ方向の各変位値とすることにより、液晶パネル２４の実画素１つが、４倍の画素を表示することができる。
【００８０】
図３において、液晶パネル２４の位置２４ａ（ｘ０，ｙ０）を基準位置（０，０）とする場合にその位置２４ａに開口率約１２％の実画素が設けてあるとき、それぞれのサブフィールドで液晶パネル２４の位置２４ｂ（ｘ０，ｙ１）、２４ｃ（ｘ１，ｙ１）、２４ｄ（ｘ１，ｙ０）を移動位置（０，１）、（１，１）、（１，０）とすることにより、それぞれ移動位置２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに画素を表示することができる。
【００８１】
これらの位置２４ａ〜２４ｄのピッチは、ｘ方向、ｙ方向とも実画素のピッチの１／２に限定する必要はなく、ｘ方向、ｙ方向に実画素のピッチの１／３として９倍の画素を表示することもできるし、ｘ方向に実画素のピッチの１／３としてｙ方向に実画素のピッチの１／２として、ＮＴＳＣの偶数と奇数のフィールドをサブフィールドとすることで２倍の画素を表示することもできる。また、開口率は、大きくしても小さくしても良いが、２５％付近とすることが、画素間の空間的クロストークが減少し且つ画素間の表示抜けが視認しにくいので好ましい。
【００８２】
この第１の実施形態では、従来のように液晶パネルと光路をサブフィールド毎に偏向させる必要がないので、画素を増倍しない場合と全く同じ照明光学系及び投射光学系を用いることができ、光学系のＭＴＦを劣化させることがなく、低コストで高解像度の画像表示を行うことができる。高解像度の投射レンズには、従来よりも２倍の空間周波数に対して同程度のＭＴＦを確保する必要があり、投射光学系の設計負担を大きく減少させることができる。
【００８３】
また、圧電素子は一般に印加電圧と積層数に制約されて変位量が小さいが、本実施形態のように１０〜５０倍の拡大象を観察する画像表示装置では、元の液晶パネルの変位量は、観察される変位に対して１／５０〜１／１０と微小で良いので、変位量が絶対値として小さく、２００Ｖ以内、場合により１００Ｖ以内の電圧での圧電素子の可動範囲内であり、圧電素子の実用的な電圧での変位量の制約を受けにくい。本実施形態では、投射レンズ２５によりスクリーン２６に空間光変調器としての液晶パネル２４の実像を拡大形成しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、投射レンズ２５の代りに接眼レンズなどの像形成光学素子を用いて空間光変調器の実像を直接に拡大した虚像を観察するようにしても良い。また、このような構成は、画像表示用素子を直接に像形成する光学レンズを用いた場合以外にも、光書き込みによって画像表示を行う光書き込み用の空間光変調素子や、空間光増幅素子等に用いても良い。
【００８４】
さらに、これらの画像表示装置の構成では、従来の照明光学系及び投射光学系をそのまま用いることができるので、新たな設計の負担がなく、低コストの画像表示装置を提供できる。また、圧電素子による変位を行わずに画素増倍をしない画像表示においては、通常と同様の光学特性を実現でき、これは同じ画像表示装置においてモードを切り替えることで容易に可能である。
【００８５】
圧電素子３０としては、本実施形態のようにピエゾ素子を用いたものが好ましい。例えば、株式会社トーキン製の圧電素子（型番：ＡＥ０２０３Ｄ０８）を用いると、１００Ｖでの変位量で約６μｍが得られる。この圧電素子の共振周波数は１３８ｋＨｚであり、この３分の１の周波数を最大周波数として、約４０ｋＨｚ以上の高速変位ができ、矩形的な変位以外に、変位の開始と終了時の加速度を低減した変位プロファイルを実現することができる。
【００８６】
液晶パネル２４として、画素が１０μｍピッチのディスプレイテクノロジー社（米国）製のＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｕｔａｌ ｏｎ Ｓｉ）型空間光変調素子を用いて、本実施形態と同様に反射型の照明光学系及び投射光学系を構成し、４倍の画素増倍を行うことができる。但し、上述のように投射レンズ２５の空間周波数への要求が高解像度のために２倍となるので、解像度対応の投射レンズを使用する必要がある。
【００８７】
この場合、本実施形態において、液晶パネルユニット３４は動作量検知手段３２として例えば液晶パネル２４の変位量（動作量）を検知する変位量検知手段を有しており、この変位量検知手段は液晶パネル２４の基準点からの絶対変位量又は相対変位量を検知するものである。この変位量検知手段３２からの変位量情報は変位量補正制御手段３３に転送され、変位量補正制御手段３３は変位量検知手段３２からの変位量情報、圧電素子ドライブ部３１が有する変位量指示情報（液晶パネル２４の変位量を指示する情報）及び圧電素子制御情報、さらには液晶ドライブ部２８より入手した画像情報等により、圧電素子３０の変位量が適正範囲内にあるかどうかを判定し、この判定結果に基づいて圧電素子ドライブ部３１を制御して圧電素子３０や液晶パネル２４等の駆動を続行させるか停止させるかを制御する。
【００８８】
変位量検知手段３２としては、画像表示用素子２４の動的変位量に高速に応答するものが好ましいが、検知時期を画像表示用素子が静止している時とすることもできるので、高速応答の検知手段に限定されるものではない。この変位量検知手段３２の例としては、画像表示用素子２４に直結した１つの部材に電荷を与えておいて、この部材と他の周辺に存在する金属部材との間に発生する電界又は電位を変位量検知手段先端の金属部材で検知する電界検知手段を有する変位量検知手段を用いることができる。
【００８９】
これにより、表示パネルとしての液晶パネル２４の正確な変位量を検知できるため、使用している際の振動等により表示パネルの組み付け位置がそのズレが生じることにより次第に変化する場合に、本来は変位して異なる表示を行う位置にある画素が重なったり、色ずれを起こしたりする場合を生じ、画像品質が劣化した画像表示を行うことを防止することができる。これにより、適切な時期に本実施形態の画像表示装置をメンテナンスすることにより常に高解像度の画像表示を行うことができる。
【００９０】
このように、第１の実施形態によれば、フィールドを構成する複数のサブフィールド毎に像形成光学素子２５の光軸に対する画像表示用素子２４の位置を画素配列面と略平行な方向に変位させる変位手段３０と、画像表示用素子２４又は変位手段３０の動作量を検知する動作量検知手段３２とを備えたので、変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化した画像を表示することを阻止でき、信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる。
【００９１】
また、第１の実施形態によれば、動作量検知手段３２が、像形成光学素子２５の画素配列面と略平行な方向の少なくとも１つ以上の方向を検知する手段であるので、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を、画素が配列されている面内の１つの方向に関してその変位を定量化することにより、最低限数の画像表示用素子動作量検知手段で高精度に画像品質の劣化を低減できる。
【００９２】
図４は本発明の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態では、上記第１の実施形態において、液晶パネル２４又は圧電素子３０の周辺変動値を検知する周辺変動値検知手段３６が動作量検知手段３２の代りに設けられ、変位量補正制御手段３３の代りに周辺変動値判定制御手段３７が設けられる。周辺変動値検知手段３６は、圧電素子３０の動作（変位）に影響を与える周辺変動値、例えば圧電素子３０の周辺の空気の温度を検知するものが用いられ、その検知した温度の情報を周辺変動値判定制御手段３７に転送する。周辺変動値判定制御手段３７は、周辺変動値検知手段３６からの温度情報、圧電素子ドライブ部３１が有する変位量指示情報及び圧電素子制御情報、さらには液晶ドライブ部２８より入手した画像情報等により、圧電素子３０付近の温度が適正範囲内にあるかどうかを判定し、この判定結果に基づいて圧電素子ドライブ部３１を制御して圧電素子３０や液晶パネル２４等の駆動を続行させるか停止させるかを制御する。
【００９３】
これにより、表示パネルとしての液晶パネル２４付近の温度を検知できるため、使用している際の発熱により次第に表示パネルの変位量が変化する場合に、本来は変位して異なる表示を行う位置にある画素が重なったり、色ずれを起こしたりする場合を生じ、画像品質が劣化した高解像度の画像表示を行うことを停止し、さらにはこの画像表示品質が品質劣化の状態である特定のサインを表示することにより、画像表示装置の観察者に装置の以上を知らせることができ、画像品質の劣化したままでの画像表示を観察することを防止できる。することができる。これにより、適切な時期に本実施形態の画像表示装置をメンテナンスすることにより常に高解像度の画像表示を行うことができる。
【００９４】
このように、第２の実施形態によれば、フィールドを構成する複数のサブフィールド毎に像形成光学素子２５の光軸に対する画像表示用素子２４の位置を画素配列面と略平行な方向に変位させる変位手段３０と、画像表示用素子２４又は変位手段３０の周辺変動値を検知する周辺変動値検知手段３６とを備えたので、変位手段の発熱や装置環境温度等によって生じる画像品質の劣化した画像を表示することを阻止でき、信頼性に優れた高解像度、高精細の画像を与えることができる。
【００９５】
図５は本発明の第３の実施形態を示す。この第３の実施形態では、上記第１の実施形態において、変位量補正制御手段３３の代りに変位量補正制御手段３８が設けられる。この変位量補正制御手段３８は変位量検知手段３２からの変位量情報、圧電素子ドライブ部３１が有する変位量指示情報及び圧電素子制御情報、さらには液晶ドライブ部２８より入手した画像情報等により、圧電素子３０の変位量を補正する量を決定し、この量に基づいて圧電素子ドライブ部３１を制御して圧電素子３０の変位量を補正制御する。
【００９６】
これにより、液晶パネル２４の変位量の正確な制御を行うことができるため、使用している際の振動等により次第に液晶パネル２４の変位量が変化する場合に、本来は変位して異なる表示を行う位置にある画素が重なったり、色ずれを起こしたりする場合を生じ、画像品質が劣化した画像表示を行うことを、変位量を補正することで低減することができ、低コストで且つより信頼性に優れた高解像度の画像を得ることができる。
【００９７】
このように、第３の実施形態によれば、上記第１の実施形態において、動作量検知手段３２の検知結果に従って像形成光学素子２５の光軸に対する画像表示用素子２４の変位量を制御する変位量制御手段としての変位量補正制御手段３８を備えたので、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化そのものを低減することができる。
【００９８】
なお、請求項３に係る発明を上記第２の実施形態に適用し、周辺変動値判定制御手段３７の代りに変位量制御手段としての変位量補正制御手段を設け、この変位量補正制御手段が周辺変動値検知手段３６からの周辺変動値としての温度情報、圧電素子ドライブ部３１が有する変位量指示情報及び圧電素子制御情報、さらには液晶ドライブ部２８より入手した画像情報等により、圧電素子３０の変位量を補正する量を決定し、この量に基づいて圧電素子ドライブ部３１を制御して圧電素子３０の変位量を補正制御するようにしても良い。
【００９９】
図６は本発明の第４の実施形態を示す。この第４の実施形態では、上記第１の実施形態において、変位量補正制御手段３３の代りに表示画像情報制御手段３８が設けられる。この表示画像情報制御手段３８は、変位量検知手段３２からの変位量情報、圧電素子ドライブ部３１が有する変位量指示情報及び圧電素子制御情報、さらには液晶ドライブ部２８より入手した表示用画像情報等により、表示用画像情報を補正した画像情報、例えば表示用画像情報を位置的に補正し又はぼかし等の補正を行った画像情報を決定し、この画像情報に基づいて液晶ドライブ部２８を制御して表示用画像情報を補正制御する。
【０１００】
これにより、画像情報の適切な表示ができるため、使用している際の振動等により次第に液晶パネル２４の変位量が変化する場合に、本来は変位して異なる表示を行う位置にある画素が重なったり、色ずれを起こしたりする場合を生じ、画像品質が劣化することを画像情報の補正により低減することができ、機械的な調整が困難な微小変位量も簡単に調整できる。さらに、この画像情報の補正と液晶パネル２４の変位量の補正とを組合せることにより、低コストで且つより信頼性に優れた高解像度の画像を得ることができる。
【０１０１】
このように、第４の実施形態によれば、上記第１の実施形態において、動作量検知手段３２の検知結果に従って画像表示用素子２４の表示画像情報を制御する表示画像情報制御手段３８を備えたので、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化する画像を改善して見かけ上その劣化を低減することができる。
【０１０２】
なお、請求項４に係る発明を上記第２の実施形態に適用し、周辺変動値判定制御手段３７の代りに表示画像情報制御手段３８を設け、この表示画像情報制御手段３８が周辺変動値検知手段３６からの周辺変動値としての温度情報、圧電素子ドライブ部３１が有する変位量指示情報及び圧電素子制御情報、さらには液晶ドライブ部２８より入手した画像情報等により、表示用画像情報を補正した画像情報、例えば表示用画像情報を位置的な補正し又はぼかし等の補正を行った画像情報を決定し、この画像情報に基づいて液晶ドライブ部２８を制御して表示用画像情報を補正制御するようにしても良い。
【０１０３】
図７は本発明の第５〜７の実施形態を説明するためのタイミングチャートである。第５〜７の実施形態は、それぞれ上記第１の実施形態とは以下に述べる点が異なってその他が同じである。図7は画像表示用素子としての液晶パネル２４を変位させた場合のタイミングチャートであり、圧電素子３０が圧電素子ドライブ部３１により制御されて液晶パネル２４を変位させることにより、液晶パネル２４のｙ方向位置はｙ０とｙ１の２つの位置をとり、液晶パネル２４の位置（ｘ，ｙ）が１フィールドＦ１の期間に（ｘ１，ｙ１）、（ｘ１，ｙ０）の位置に順に変位し、これらの位置がそれぞれ、１フィールドを構成する２つのサブフィールドＳＦ１，ＳＦ２での各位置となる。この場合、圧電素子３０は、ＳＦ１で圧電素子ドライブ部３１により０Ｖが印加されて液晶パネル２４をｙ０に変位させ、ＳＦ２で圧電素子ドライブ部３１により１００Ｖが印加されて液晶パネル２４をｙ１に変位させる。
【０１０４】
図7（ａ），（ｂ），（ｃ）は検知時期決定手段により生成される検知時期決定パルスであり、この検知時期決定パルスの立ち上がり時に動作量検知手段としての変位量検知手段３２が液晶パネル２４の変位量を検知するように設定している。
【０１０５】
第５の実施形態では、図7（ａ）に示すように第１フィールドのＳＦ１及びＳＦ２の期間にそれぞれ４回の変位量検知を行っており、第１フィールドでは合計８回の変位量検知を行っている。圧電素子３０は、ほぼ数ｋＨｚから１００ｋＨｚ程度の共振周波数を有しており、表示用の高速な駆動をした場合には、その共振周波数の数分の１以上の立ち上がり周波数でリンギングと言われるオーバシュートの一種を生じる場合があるが、これを複数回の変位量検知により検出することができる。
【０１０６】
このリンギングは制御不能な変位量であり、変位量補正制御手段３３にてこれを変位量検知手段３２からの変位量情報により検知した場合に圧電素子３０の立ち上がり周波数を低くする回路を自動的に選択することにより、高精度の変位量の制御を行うことができる。また、圧電素子３０の電圧印加中にその発熱自体で温度が変化して圧電素子３０の変位量が変化する場合があるが、この場合にも変位量検知手段３２が液晶パネル２４の変位量を１つのサブフィールドで複数回検知して変位量補正制御手段３３にて圧電素子３０の印加電圧を補正することにより正確な変位量の制御を行うことができる。
【０１０７】
第６の実施形態では、図7（ｂ）に示すように第１フィールドのＳＦ１及びＳＦ２の期間にそれぞれ１回の変位量検知を行っており、第２フィールド、第３フィールドでも同じ時期に変位量検知を連続して行っており、第１〜第３フィールドでは合計６回の変位量検知を行っている。このとき、圧電素子３０の電圧印加を複数回繰り返すうちに、圧電素子３０は発熱自体で温度が変化して初期の場合と大きく変位量が変化する場合があり、これはヒステリシスの変化を生じる場合には圧電素子３０の電圧印加時と電圧無印加時の両方において変位量が変化するが、この場合にも変位量検知手段３２が変位量を複数のフィールドで複数回検知して変位量補正制御手段３３にて圧電素子３０の印加電圧を補正することにより正確な変位量の制御を行うことができる。
【０１０８】
第７の実施形態では、図7（ｃ）に示すように第１フィールドのＳＦ１及びＳＦ２の期間にそれぞれ１回の変位量検知を行っており、第２フィールドでは変位量検知を停止し、第３フィールドでは第１フィールドと同じ時期に変位量検知を再び行っており、第１〜第３フィールドでは合計４回の変位量検知を行っている。このとき、圧電素子３０の電圧印加を複数回繰り返すうちに、圧電素子３０は発熱自体で温度が変化して初期の場合と大きく変位量が変化する場合があり、これはヒステリシスの変化を生じる場合には圧電素子３０の電圧印加時と電圧無印加時の両方において変位量が変化するが、この場合にも変位量検知手段３２が変位量を複数のフィールドで複数回検知して変位量補正制御手段３３にて圧電素子３０の印加電圧を補正することにより正確な変位量の制御を行うことができる。
【０１０９】
また、この変位量の変化は、経時的に急峻に生じるものではなく、連続的に変位量が変化するものであるので、適切な間隔をおいて変位量を検知することもである。この場合、変位量の検知を常にリアルタイムで行う必要がないので、高速の変位量検知手段及びその検知変位量の高速伝達、高速処理、高速判断を行う手段、さらには高速の変位量補正制御手段又は高速の表示画像情報制御手段が必要ではなくなり、装置を簡素化できると同時に装置の消費電力を小さくできる。
【０１１０】
このように、第５の実施形態によれば、上記第１の実施形態において、動作量検知手段３２が画像表示用素子２４又は変位手段３０の動作量を検知する時期を決定する検知時期決定手段を備え、この検知時期決定手段が前記時期を１つの画像フィールドの期間内に複数回決定するので、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に定量化することにより、画像品質の劣化を高精度に低減することができる。
【０１１１】
なお、請求項５に係る発明を上記第２〜４の実施形態に適用し、動作量検知手段３２又は周辺変動値検知手段３６が画像表示用素子２４又は変位手段３０の動作量、若しくは画像表示用素子２４又は変位手段３０の周辺変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段を設け、この検知時期決定手段が前記時期を１つの画像フィールドの期間内に複数回決定するようにしても良い。
【０１１２】
また、第6の実施形態によれば、上記第１の実施形態において、動作量検知手段３２が画像表示用素子２４又は変位手段３０の動作量を検知する時期を決定する検知時期決定手段を備え、この検知時期決定手段が前記時期を複数の画像フィールドそれぞれに対して複数回決定するので、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に且つ一定の期間で定量化することにより、画像品質の劣化をより高精度に低減することができる。
【０１１３】
なお、請求項６に係る発明を上記第２〜５の実施形態に適用し、動作量検知手段３２又は周辺変動値検知手段３６が画像表示用素子２４又は変位手段３０の動作量、若しくは画像表示用素子２４又は変位手段３０の周辺変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段を設け、この検知時期決定手段が前記時期を複数の画像フィールドそれぞれに対して複数回決定するようにしても良い。
【０１１４】
また、第７の実施形態によれば、上記第１の実施形態において、動作量検知手段３２が画像表示用素子２４又は変位手段３０の動作量を検知する時期を決定する検知時期決定手段を備え、この検知時期決定手段が前記時期を１つ以上の画像フィールドに対して非検知期間を決定するので、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に且つ特定の時点に定量化することにより、画像品質の劣化を簡単で高精度に低減することができる。
【０１１５】
なお、請求項７に係る発明を上記第２〜６の実施形態に適用し、動作量検知手段３２又は周辺変動値検知手段３６が画像表示用素子２４又は変位手段３０の動作量、若しくは画像表示用素子２４又は変位手段３０の周辺変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段を設け、この検知時期決定手段が前記時期を１つ以上の画像フィールドに対して非検知期間を決定するようにしても良い。
【０１１６】
図８は本発明の第８の実施形態を示す。この第８の実施形態では、上記第１の実施形態において、検知時期決定手段３９が設けられる。この検知時期決定手段３９は変位量検知手段３２、光源ドライブ部２７、液晶ドライブ部２８及び圧電素子ドライブ部３１に接続され、光源ドライブ部２７からの光源駆動情報、液晶ドライブ部２８からの空間光変調器駆動情報、圧電素子ドライブ部３１からの圧電素子駆動情報に基づいて動作量検知手段としての変位量検知手段３２が液晶パネル２４の変位量を検知する時期を決定してその検知時期決定パルスを変位量検知手段３２へ出力することにより、変位量検知時期を画像表示用素子２４の表示画像（画像表示用素子２４の画像表示タイミングや高精細化が必要な画像の時など）によって制御する。変位量検知手段３２は、検知時期決定手段３９からの検知時期決定パルスにより、検知時期決定手段３９で決定された時期に液晶パネル２４の変位量を検知する。また、検知時期決定手段３９は、決定した変位量検知時期の情報を光源ドライブ部２７、液晶ドライブ部２８及び圧電素子ドライブ部３１へ出力する。
【０１１７】
この第８の実施形態によれば、上記第１の実施形態において、動作量検知手段３２が画像表示用素子２４又は変位手段３０の動作量を検知する時期を決定する検知時期決定手段３９を備え、この検知時期決定手段３９が前記時期を画像表示用素子２４の表示画像によって制御するので、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に且つ高精細化が必要な画像の時に定量化することにより、定量化手段の負担が少なく且つ画像品質の劣化を高精度に低減することができる。
【０１１８】
なお、請求項８に係る発明を上記第２〜７の実施形態に適用し、動作量検知手段３２又は周辺変動値検知手段３６が画像表示用素子２４又は変位手段３０の動作量、若しくは画像表示用素子２４又は変位手段３０の周辺変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段を設け、この検知時期決定手段が第８の実施形態と同様に前記時期を画像表示用素子２４の表示画像（画像表示用素子２４の画像表示タイミングや高精細化が必要な画像の時など）によって制御するようにしても良い。
【０１１９】
図９は本発明の第９の実施形態を示す。この第９の実施形態では、上記第１の実施形態において、検知時期決定手段４０が変位量検知手段３２に接続され、検知時期決定手段４０が検知時期補助制御手段４１、４２に接続される。検知時期補助制御手段４１は無線機能を有し、これは無線機能を有するＬＡＮ端末４３を経由してＬＡＮに接続されており、このＬＡＮに接続されている端末手段４４の入力キーボード４５には観察者又は指示者４６が検知時期に関する希望用件を入力することができる。この希望用件はＬＡＮ端末４３、検知時期補助制御手段４１を経て検知時期決定手段４０に入力され、検知時期決定手段４０はその入力情報によって変位量検知手段３２の変位量検知時期を決定する。
【０１２０】
また、検知時期補助制御手段４２は無線機能を有し、これは無線機能を有するリモコン端末４７に接続されて通信することができる。このリモコン端末４７の入力キーボード４８には観察者又は指示者４６が検知時期に関する希望用件を入力することができる。この希望用件は検知時期補助制御手段４２を経て検知時期決定手段４０に入力され、検知時期決定手段４０はその入力情報によって変位量検知手段３２の変位量検知時期を決定する。なお、ＬＡＮは有線によるＬＡＮでも構わない。変位量検知手段３２は、検知時期決定手段４０からの検知時期決定パルスにより、検知時期決定手段４０で決定された時期に液晶パネル２４の変位量を検知する。
【０１２１】
この第９の実施形態によれば、上記第１の実施形態において、動作量検知手段３２が画像表示用素子２４又は変位手段３０の動作量を検知する時期を決定する検知時期決定手段４０を備え、この検知時期決定手段４０が前記時期を、当該画像表示装置に対する表示画像利用者からの情報又は当該画像表示装置にネットワーク（ＬＡＮ）で接続された制御手段（端末手段）による利用者からの情報によって制御するので、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に且つ利用者の必要な時に定量化することにより、画像品質の劣化を小さい電気消費量で高精度に低減することができる。
【０１２２】
なお、請求項９に係る発明を上記第２〜７の実施形態に適用し、動作量検知手段３２又は周辺変動値検知手段３６が画像表示用素子２４又は変位手段３０の動作量、若しくは画像表示用素子２４又は変位手段３０の周辺変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段４０を設け、この検知時期決定手段４０が第９の実施形態と同様に前記時期を端末手段４４の入力キーボード４５やリモコン端末４７の入力キーボード４８からの入力情報により決定するようにしても良い。
【０１２３】
図１０は本発明の第１０の実施形態を示す。この第１０の実施形態では、上記第３の実施形態において、変位量格納手段４９が設けられる。変位量補正制御手段３８は、変位量検知手段３２からの変位量情報を変位量格納手段４９に格納し、この変位量格納手段４９に格納した変位量情報を一定期間実際の変位量情報として、圧電素子３０の変位量を補正する量を決定するのに用いる。これにより、変位量検知手段３２で変位量検知を行う回数を減少させることができる。なお、変位量補正制御手段３８は、変位量検知手段３２からの複数の変位量情報を変位量格納手段４９に格納するようにしても良い。
【０１２４】
この第１０の実施形態によれば、上記第３の実施形態において、動作量検知手段３２が検知した動作量を格納する動作量格納手段としての変位量格納手段４９を設けたので、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を定量化した値を一定期間で使用できるようにすることにより、画像品質の劣化を小さい電気消費量と安価な制御手段で高精度に低減することができる。
【０１２５】
なお、請求項９に係る発明を上記第１、２、４〜９の実施形態に適用し、第１０の実施形態動と同様に作量検知手段３２又は周辺変動値検知手段３６が検知した動作量又は周辺変動値を格納する動作量／周辺変動値格納手段を設け、この動作量／周辺変動値格納手段に格納した変位量情報を一定期間実際の変位量情報として用いるようにしてもよい。
【０１２６】
図１１は本発明の第１１の実施形態を示す。この第１１の実施形態では、上記第１０の実施形態において、変位量情報処理手段５０が変位量格納手段４９と変位量補正制御手段３８に接続される。変位量格納手段４９は変位量補正制御手段３８により変位量検知手段３２からの複数の変位量情報が格納され、変位量情報処理手段５０は変位量格納手段４９に格納された複数の変位量情報から、動的に液晶パネル２４の変位量を予測し、その予測した液晶パネル２４の変位量を変位量補正制御手段３８に前もって出力する。
【０１２７】
変位量補正制御手段３８は、変位量情報処理手段５０の予測した液晶パネル２４の変位量に従って、圧電素子３０の変位量を補正する量を決定し、この量に基づいて圧電素子ドライブ部３１を制御して圧電素子３０の変位量を補正制御する。これにより、動的に正確な液晶パネル２４の変位を実現することができる。また、変位量情報処理手段５０は変位量格納手段４９に格納された複数の変位量情報から、液晶パネル２４の変位量の長期的な変化量を求めて圧電素子３０の寿命を判定することもできる。
【０１２８】
この第１１の実施形態によれば、上記第１０の実施形態において、動作量検知手段３２が検知した動作量の情報処理を行う動作量情報処理手段としての変位量情報処理手段５０を設けたので、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を定量化した複数の値を使用することにより、画像品質の劣化を小さい電気消費量でより高精度に低減することができる。
【０１２９】
なお、請求項１１に係る発明を上記第１〜９の実施形態に適用し、作量検知手段３２又は周辺変動値検知手段３６が検知した動作量又は周辺変動値の情報処理を第１１の実施形態動と同様に行う動作量／周辺変動値情報処理手段を設けるようにしてもよい。
【０１３０】
図１２は本発明の第１２の実施形態を示す。この第１２の実施形態は、赤、緑、赤の3色用の３枚の画像表示用素子を用いた３版式の画像表示装置の一形態である。図１２において、５１はダイクロイックプリズムであり、５２ａ，５２ｂ，５２ｃはそれぞれ赤、緑、青の各色に相当する液晶からなる画像表示用素子である。５３は組み付け調整位置指示手段であり、その他は上記第３の実施形態と同様である。図１２には画像表示用素子５２ｂについてのみ上記第３の実施形態と同様な変位手段が示されているが、画像表示用素子５２ａ，５２ｃについても同様な変位手段が設けられている。
【０１３１】
３版式の画像表示装置は、画素の少なくとも１／２、好ましくは１／３以下で３つの画像表示用素子の位置を一致させて重ね合わせることが必要とされている。従来は、３つの画像表示用素子の位置調整に微調整装置が用いられているが、機械的な微調整は量産性が低い上に、振動等の長期間での信頼性が低かしやすい。また、３つの画像表示用素子の位置調整にピエゾ素子を用いる場合も提案されているが、３つの画像表示用素子の位置調整にのみピエゾ素子を用いるのはコスト増加分が大きい。
【０１３２】
本実施形態は、組み付け時の調整に既に用いられているピエゾ素子等の光路変更が可能な素子３０を有すると共に、このピエゾ素子３０の変位量を変位量検知手段３２により検知し、この検知した変位量を組み付け調整時の組み付け位置出しに利用する。すなわち、組み付け調整時には、変位量補正制御手段３８は、変位量検知手段３２からの変位量情報と組み付け調整位置指示手段５３の指示位置情報により、圧電素子３０の変位量を補正する量を決定し、この量に基づいて圧電素子ドライブ部３１を制御して圧電素子３０の変位量を補正制御することにより、画像表示用素子５２ａ，５２ｂ，５２ｃの組み付け位置調整を行う。これにより、簡単で安価な方法にて高精度の組み付け位置調整を行うことができる。
【０１３３】
この第１２の実施形態によれば、動作量検知手段３２の検知結果を用いて当該画像表示装置の組み付け時の画像表示用素子５２ａ，５２ｂ，５２ｃの位置調整を行う位置調整手段３８、５３を備えたので、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を定量化する定量化手段を組み付け調整時に使用することにより、変位手段の組み付け調整を簡単にすることができ、信頼性に優れた高解像度、高精細の画像を与えることができる。
【０１３４】
なお、第１２の実施形態において、第２の実施形態と同様に周辺変動値検知手段３６を動作量検知手段３２の代りに設けて変位量補正制御手段３３の代りに周辺変動値判定制御手段３７を設け、変位量補正制御手段３３にて周辺変動値検知手段３６の検知結果と組み付け調整位置指示手段の指示位置情報を用いて圧電素子ドライブ部を制御して圧電素子の変位量を補正制御することにより当該画像表示装置の組み付け時の画像表示用素子の位置調整を行うようにしてもよい。
【０１３５】
本発明の第１３の実施形態は、上記第１の実施形態において、動作量検知手段として変位量検知手段３２の代りに、液晶パネル２４の画素配列面の面内回転方向を検知する変位量検知手段を用いたものである。
【０１３６】
この第１３の実施形態によれば、上記第１の実施形態において、動作量検知手段が、画素配列面の面内回転方向を検知する手段であるので、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を、画素が配列されている面内の回転方向に関してその変位を定量化することにより、表示画面全体に対して高精度に画像品質の劣化を低減できる。
【０１３７】
本発明の第１４の実施形態は、上記第１の実施形態において、動作量検知手段として変位量検知手段３２の代りに、液晶パネル２４の画素配列面に略平行な方向と垂直な面内の回転方向を検知する変位量検知手段を用いたものである。
【０１３８】
この第１４の実施形態によれば、上記第１の実施形態において、動作量検知手段として変位量検知手段３２が、画素配列面に略平行な方向と垂直な面内の回転方向を検知する手段であるので、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を、画素配列面に略平行な方向と垂直な面内の回転方向に関してその変位を定量化することにより、画像表示用素子又は変位手段の動作に伴う画像表示用素子の焦点ずれによる画像品質の劣化を高精度に低減できる。
【０１３９】
本発明の第１５の実施形態は、上記第２の実施形態において、周辺変動値検知手段３６の代りに、画像表示用素子２４自体の温度又は画像表示用素子２４近傍の温度を検知する温度検知手段を用いたものである。この温度検知手段は、画像表示用素子２４近傍の温度を検知する場合には画像表示用素子２４に接続した部材の温度を検知すればよい。
【０１４０】
この第１５の実施形態によれば、上記第２の実施形態において、周辺変動値検知手段が、画像表示用素子２４自体の温度又は画像表示用素子２４近傍の温度を検知する手段であるので、変位手段の発熱や装置環境温度、装置環境湿度等によって生じる画像品質の劣化を、画像表示用素子またはこれに接続した部材の温度を測定することにより、最低限数の画像表示用素子周辺変動値検知手段で高精度に低減できる。
【０１４１】
本発明の第１６の実施形態は、上記第２の実施形態において、周辺変動値検知手段３６の代りに、画像表示用素子２４自体の湿度又は画像表示用素子２４近傍の湿度を検知する温度検知手段を用いたものである。この湿度検知手段は、画像表示用素子２４近傍の湿度を検知する場合には画像表示用素子２４に接続した部材付近の温度を検知すればよい。
【０１４２】
この第１６の実施形態によれば、上記第２の実施形態において、周辺変動値検知手段が、画像表示用素子２４自体の湿度又は画像表示用素子２４近傍の湿度を検知する手段であるので、変位手段の発熱や装置環境温度、装置環境湿度等によって生じる画像品質の劣化した画像を、画像表示用素子またはこれに接続した部材の湿度を測定することにより、低減できて長期の信頼性をより向上させることができ、信頼性に優れた高解像度、高精細の画像を与えることができる。
【０１４３】
本発明の第１７の実施形態は、上記第２の実施形態において、周辺変動値検知手段３６の代りに、画像表示用素子２４自体の振動又は画像表示用素子２４近傍の振動を検知する振動検知手段を用いたものである。この振動検知手段は、画像表示用素子２４近傍の振動を検知する場合には画像表示用素子２４に接続された部材の振動を検知すればよい。
【０１４４】
振動を検知するには、部材の動的な変位を検出する方法を用いることができ、基本的には変位量を検知する手段と同様の方式を用いることもでき、上記振動検知手段として、光学的に反射光の位置によって変位を検知する手段、ピエゾ素子の発生電圧を検知する手段等を用いることができる。画像表示用手段２４自体が動的に変位するので、上記振動検知手段は画像表示用素子２４とは異なる画像表示装置内の筐体又は別の投射レンズ２５といった部品の変位を測定することにより振動を検知できる。低周波の振動の場合には、ジャイロ効果を利用する手段も上記振動検知手段に利用できる。
【０１４５】
この第１７の実施形態によれば、上記第２の実施形態において、周辺変動値検知手段が、画像表示用素子２４自体の振動又は画像表示用素子２４近傍の振動を検知する手段であるので、変位手段の発熱や装置環境温度、装置環境湿度等によって生じる画像品質の劣化した画像を、画像表示用素子またはこれに接続した部材の振動を測定することにより、低減できて画像表示品質の劣化をより高精度に定量化できて通常の使用時における信頼性をより向上させることができ、高解像度、高精細の画像を与えることができる。
【０１４６】
本発明の第１８の実施形態は、上記第１の実施形態において、動作量検知手段として変位量検知手段３２の代りに、画像表示用素子２４又はこれと接続した部材２４の電磁界を用いて液晶パネル２４又は圧電素子３０の変位量を検知する変位量検知手段を用いたものである。
【０１４７】
電磁界を用いて変位を検知するには、一方の部材と他方の部材とが相対的に変位する場合に一方の部材に接続した永久磁石と他方の部材に接続したコイルによる発生電圧を検知する手段、平面型電極素子によるこれとは別の電極の作用により流れる電界誘導電流を検知する手段、永久磁石と電磁石、または永久磁石と永久磁石との反発値からを検知する手段、画像表示用素子に設けた電極により発生した電位または電界を検知する手段等があるが、これらのいずれかを上記変位量検知手段に用いることができる。
【０１４８】
この第１８の実施形態によれば、上記第１の実施形態において、動作量検知手段が、画像表示用素子２４又はこれと接続した部材の電磁界を用いて液晶パネル２４又は圧電素子３０の動作量を検知する手段であるので、画像表示用素子又は変位手段の動作量を磁界を用いて検知する手段を用いて定量化することにより、簡単に変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、安価で高解像度の画像を与えることができる。
【０１４９】
本発明の第１９の実施形態は、上記第１の実施形態において、動作量検知手段として変位量検知手段３２の代りに、画像表示用素子２４又はこれと接続した部材の反射光または透過光を用いて液晶パネル２４又は圧電素子３０の変位量を検知する変位量検知手段を用いたものである。この変位量検知手段は反射型フォトセンサや透過型フォトセンサなどを用いることができる。
【０１５０】
この第１９の実施形態によれば、上記第１の実施形態において、動作量検知手段が、画像表示用素子２４又はこれと接続した部材の反射光または透過光を用いて液晶パネル２４又は圧電素子３０の動作量を検知する手段であるので、画像表示用素子又は変位手段の動作量を反射光又は透過光を用いて検知する手段を用いて定量化することにより、簡単に非接触で変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、安価で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる。
【０１５１】
本発明の第２０の実施形態は、上記第１の実施形態において、動作量検知手段として変位量検知手段３２の代りに、画像表示用素子２４又はこれと接続した部材、例えば発光器から放出される放出光を用いて液晶パネル２４又は圧電素子３０の変位量を検知する変位量検知手段を用いたものである。
【０１５２】
この第２０の実施形態によれば、上記第１の実施形態において、動作量検知手段が、画像表示用素子２４又はこれと接続した部材から放出される放出光を用いて液晶パネル２４又は圧電素子３０の動作量を検知する手段であるので、画像表示用素子又は変位手段の動作量を放出光を用いて検知する手段を用いて定量化することにより、簡単に非接触で変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、安価で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる。
【０１５３】
図１３は本発明の第２１の実施形態を示す。図１３において、５４は画像表示用素子２４の周辺部分となる複数の表示画素集団であり、５５は結像レンズである。５６は高速２次元センサであり、５７は２次元画像処理手段である。この第２１の実施形態は、上記第１の実施形態において、動作量検知手段として、変位量検知手段３２の代りに、高速２次元センサ５５、結像レンズ５６及び２次元画像処理手段５７が設けられている。
【０１５４】
表示画素集団５４は、画像表示用素子２４において特定の面積を持つ配置として固定してあっても、結像レンズ５６の向きを変化させることにより可動としても構わない。この表示画素集団５４の中のドット、円、四角、三角、楕円といった２次元的に孤立したパターン、又は文字、記号といった孤立したパターンを含む状態が結像レンズ５５により高速２次元センサ５６に結像されて高速２次元センサ５６により検知される。２次元画像処理手段５７は、高速２次元センサ５６からの画像データを処理することによりパターンを選定し、このパターンの動的な移動量を画像処理により計測して画像表示用素子２４の変位量を検知し、その変位量情報を変位量補正制御手段３３へ転送する。
【０１５５】
結像レンズ５５には顕微鏡の有限系の超長作動距離対物レンズ（例えばニコン製ＥＬＷＤ ×２０）を用い、高速２次元センサ５６には高速駆動型の１／３〜１／２程度の小型ＣＣＤ素子を用いることにより、十分な解像度のパターンを検知することができる。この場合、表示画素集団５４の範囲が全面同一色のような均一な表示画像の場合には画像表示用素子２４の変位量を検知することが困難であるが、この場合には代用として、画像表示用素子２４の周辺にダミーの変位検知用画像データを特定のパターンで出力し、この部分の表示画像を結像レンズ５６及び高速２次元センサ５６を介して入力し、その画像データにより２次元画像処理手段５７で画像表示用素子２４の変位量を検知する。
【０１５６】
表示画素集団５４は、画像表示用素子２４の表示画像とは限らず、画像表示用素子２４と一体化された部材に特別のパターンを形成したものでもよい。また、このパターンは、孤立したパターンでなくても、その２次元的な変位が画像処理によって検出できるパターンであれば上記パターンに限定されるものではない。
【０１５７】
この第２１の実施形態によれば、上記第１の実施形態において、動作量検知手段としての変位量検知手段が、画像表示用素子２４に設けられたパターンまたは画像表示用素子２４の表示画像を用いて液晶パネル２４の動作量を検知する手段であるので、画像表示用素子又は変位手段の動作量を画像表示用素子自体の表示画像を用いて検知する手段を用いて定量化することにより、可動部がない偏光回転素子と複屈折板とを組み合わせて光軸を変位できる変位手段に対しても非接触で変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、安価で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる。
【０１５８】
図１４は本発明の第２２の実施形態を示す。この第２２の実施形態では、上記第２１の実施形態において、結像レンズ５５の代りにハーフミラー５８及び表示画像の補正結像レンズ５９が用いられる。表示画素集団５４は投射レンズ２５、ハーフミラー５８及び表示画像の補正結像レンズ５９を経て高速２次元センサ５６に結像されて高速２次元センサ５６により検知される。なお、表示画素集団５４は像形成光学素子２４を透過して高速２次元センサ５６に結像されているが、表示画素集団５４が像形成光学素子２４の一部で反射されて高速２次元センサ５６に結像されるように構成してもよく、また、表示画素集団５４がスクリーン２６の一部で透過又は反射して高速２次元センサ５６に結像されるように構成してもよい。
【０１５９】
この第２２の実施形態によれば、上記第２１の実施形態において、動作量検知手段で用いる画像表示用素子２４の表示画像が、像形成光学素子２４の少なくとも一部分で透過又は反射した表示画像であるので、画像表示用素子又は変位手段の動作量を画像表示用素子自体の表示画像を像形成光学素子を介して検知する手段を用いて定量化することにより、部品点数の増加を抑制しながら変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、より安価で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる。
【０１６０】
本発明の第２３の実施形態は、上記第２１の実施形態又は第２２の実施形態において、変位量検知用の表示画素集団５４が画像表示用素子２４の表示画像（スクリーン２６に投射して観察者に観察させるための表示画像）に空間的な一部若しくは全体に付加されたもの、又は画像表示用素子２４でダミーの変位検知用画像データを特定のパターンで出力することにより時間的に瞬間的に付加されたものとしている。
【０１６１】
この第２３の実施形態によれば、上記第２１の実施形態又は第２２の実施形態において、動作量検知手段で用いる画像表示用素子２４の表示画像が、もとの表示用画像に対して付加された動作量検知用表示画像であるので、画像表示用素子又は変位手段の動作量を画像表示用素子自体による特定の表示画像を検知する手段を用いて定量化することにより、部品点数の増加を抑制しながら変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、より安価かつ高精細で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる。
【０１６２】
本発明の第２４の実施形態は、上記第２１の実施形態〜第２３の実施形態において、それぞれ画像表示用素子２４の表示画像が像形成光学素子２５により像形成されるスクリーン２６の付近（スクリーン２６上を含む）に高速２次元センサ５６が設けられ、高速２次元センサ５６はスクリーン２６の一部の透過光又は反射光を直接に又は結像レンズを介して受光して表示画素集団５４を検知する。
【０１６３】
この第２４の実施形態によれば、上記第２１の実施形態〜第２３の実施形態において、それぞれ動作量検知手段としての高速２次元センサ５６が、表示画像が像形成光学素子２５により像形成されるスクリーン２６の付近に設けたので、画像表示用素子又は変位手段の動作量を画像表示用素子自体による表示画像を検知する手段をスクリーン付近に設けた手段で定量化することにより、変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、更により高精細で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる。
【０１６４】
【発明の効果】
以上のように請求項１に係る発明によれば、変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化した画像を表示することを阻止でき、信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる。
【０１６５】
請求項２に係る発明によれば、変位手段の発熱や装置環境温度等によって生じる画像品質の劣化した画像を表示することを阻止でき、信頼性に優れた高解像度、高精細の画像を与えることができる。
【０１６６】
さらに、請求項１、２に係る発明によれば、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化そのものを低減することができる。
【０１６７】
請求項３に係る発明によれば、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化する画像を改善して見かけ上その劣化を低減することができる。
【０１６８】
請求項４に係る発明によれば、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に定量化することにより、画像品質の劣化を高精度に低減することができる。
【０１６９】
請求項５に係る発明によれば、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に且つ一定の期間で定量化することにより、画像品質の劣化をより高精度に低減することができる。
【０１７０】
請求項６に係る発明によれば、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に且つ特定の時点に定量化することにより、画像品質の劣化を簡単で高精度に低減することができる。
【０１７１】
請求項７に係る発明によれば、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に且つ高精細化が必要な画像の時に定量化することにより、定量化手段の負担が少なく且つ画像品質の劣化を高精度に低減することができる。
【０１７２】
請求項８に係る発明によれば、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を高精度に且つ利用者の必要な時に定量化することにより、画像品質の劣化を小さい電気消費量で高精度に低減することができる。
【０１７３】
請求項９に係る発明によれば、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を定量化した値を一定期間で使用できるようにすることにより、画像品質の劣化を小さい電気消費量と安価な制御手段で高精度に低減することができる。
【０１７４】
請求項１０に係る発明によれば、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を定量化した複数の値を使用することにより、画像品質の劣化を小さい電気消費量でより高精度に低減することができる。
【０１７５】
請求項１１に係る発明によれば、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を定量化する定量化手段を組み付け調整時に使用することにより、変位手段の組み付け調整を簡単にすることができ、信頼性に優れた高解像度、高精細の画像を与えることができる。
【０１７６】
請求項１２に係る発明によれば、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を、画素が配列されている面内の２つの方向に関してその変位を定量化することにより、最低限数の画像表示用素子動作量検知手段で高精度に画像品質の劣化を低減できる。
【０１７７】
請求項１３に係る発明によれば、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を、画素が配列されている面内の回転方向に関してその変位を定量化することにより、表示画面全体に対して高精度に画像品質の劣化を低減できる。
【０１７８】
請求項１４に係る発明によれば、変位手段の製品ばらつき、長期劣化、発熱等によって生じる画像品質の劣化を、画素配列面に略平行な方向と垂直な面内の回転方向に関してその変位を定量化することにより、画像表示用素子又は変位手段の動作に伴う画像表示用素子の焦点ずれによる画像品質の劣化を高精度に低減できる。
【０１７９】
請求項１５に係る発明によれば、変位手段の発熱や装置環境温度、装置環境湿度等によって生じる画像品質の劣化を、画像表示用素子またはこれに接続した部材の温度を測定することにより、最低限数の画像表示用素子周辺変動値検知手段で高精度に低減できる。
【０１８０】
請求項１６に係る発明によれば、変位手段の発熱や装置環境温度、装置環境湿度等によって生じる画像品質の劣化した画像を、画像表示用素子またはこれに接続した部材の湿度を測定することにより、低減できて長期の信頼性をより向上させることができ、信頼性に優れた高解像度、高精細の画像を与えることができる。
【０１８１】
請求項１７に係る発明によれば、変位手段の発熱や装置環境温度、装置環境湿度等によって生じる画像品質の劣化した画像を、画像表示用素子またはこれに接続した部材の振動を測定することにより、低減できて画像表示品質の劣化をより高精度に定量化できて通常の使用時における信頼性をより向上させることができ、高解像度、高精細の画像を与えることができる。
【０１８２】
請求項１８に係る発明によれば、画像表示用素子又は変位手段の動作量を磁界を用いて検知する手段を用いて定量化することにより、簡単に変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、安価で高解像度の画像を与えることができる。
【０１８３】
請求項１９に係る発明によれば、画像表示用素子又は変位手段の動作量を反射光又は透過光を用いて検知する手段を用いて定量化することにより、簡単に非接触で変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、安価で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる。
【０１８４】
請求項２０に係る発明によれば、画像表示用素子又は変位手段の動作量を放出光を用いて検知する手段を用いて定量化することにより、簡単に非接触で変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、安価で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる。
【０１８５】
請求項２１に係る発明によれば、画像表示用素子又は変位手段の動作量を画像表示用素子自体の表示画像を用いて検知する手段を用いて定量化することにより、可動部のない変位手段に対しても非接触で変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、安価で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる。
【０１８６】
請求項２２に係る発明によれば、画像表示用素子又は変位手段の動作量を画像表示用素子自体の表示画像を像形成光学素子を介して検知する手段を用いて定量化することにより、部品点数の増加を抑制しながら変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、より安価で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる。
【０１８７】
請求項２３に係る発明によれば、画像表示用素子又は変位手段の動作量を画像表示用素子自体による特定の表示画像を検知する手段を用いて定量化することにより、部品点数の増加を抑制しながら変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、より安価かつ高精細で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる。
【０１８８】
請求項２４に係る発明によれば、画像表示用素子又は変位手段の動作量を画像表示用素子自体による表示画像を検知する手段をスクリーン付近に設けた手段で定量化することにより、変位手段の製品ばらつき、組み立てばらつき、長期劣化等によって生じる画像品質の劣化を定量化でき、更により高精細で長期の信頼性に優れた高解像度の画像を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す概略図である。
【図２】同第１の実施形態の液晶パネルユニットの一例を示す断面図である。
【図３】同第１の実施形態の液晶パネルの画素を拡大観察した場合の概略を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す概略図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示す概略図である。
【図６】本発明の第４の実施形態を示す概略図である。
【図７】本発明の第５〜７の実施形態を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】本発明の第８の実施形態を示す概略図である。
【図９】本発明の第９の実施形態を示す概略図である。
【図１０】本発明の第１０の実施形態を示す概略図である。
【図１１】本発明の第１１の実施形態を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第１２の実施形態を示す概略図である。
【図１３】本発明の第２１の実施形態を示す概略図である。
【図１４】本発明の第２２の実施形態を示す概略図である。
【図１５】特開平６−３２４３２０号公報記載の画像表示装置を示す概略図である。
【図１６】特開平６−３２４３２０号公報記載の他の画像表示装置を示す概略図である。
【図１７】特開平６−３２４３２０号公報記載の他の画像表示装置を説明するための図である。
【符号の説明】
２１ 照明光源
２２ 拡散板
２３ コンデンサレンズ
２４ 液晶パネル
２５ 投射レンズ
２６ スクリーン
２７ 光源ドライブ部
２８ 液晶パネルを駆動するドライブ部
２９ 支持体
３０ 圧電素子
３１ 圧電素子ドライブ部
３２ 動作量検知手段
３３ 変位量補正制御手段
３４ 液晶パネルユニット
３５ 保持部材
３６ 周辺変動値検知手段
３７ 周辺変動値判定制御手段
３８ 変位量補正制御手段
３９ 検知時期決定手段
４０ 検知時期決定手段
４１、４２ 検知時期補助制御手段
４３ ＬＡＮ端末
４４ 端末手段
４５ 入力キーボード
４７ リモコン端末
４８ 入力キーボード
４９ 変位量格納手段
５０ 変位量情報処理手段
５１ ダイクロイックプリズム
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ 画像表示用素子
５３ 組み付け調整位置指示手段
５４ 複数の表示画素集団
５５ 結像レンズ
５６ 高速２次元センサ
５７ ２次元画像処理手段
５８ ハーフミラー
５９ 補正結像レンズ

Claims (24)

1. 画像情報に従って光を制御可能な複数の画素を有する画像表示用素子の出力画像を像形成光学素子により表示する画像表示装置において、
   画像フィールドを構成する複数のサブフィールド毎に前記像形成光学素子の光軸に対する前記画像表示用素子の位置を画素配列面と平行な方向に変位させる変位手段と、
   前記画像表示用素子又は前記変位手段の変位量を検知する検知手段と、
   前記検知手段の検知結果に従って前記変位手段による変位を制御する変位量制御手段と
   を備えたことを特徴とする画像表示装置。
2. 画像情報に従って光を制御可能な複数の画素を有する画像表示用素子の出力画像を像形成光学素子により表示する画像表示装置において、
   画像フィールドを構成する複数のサブフィールド毎に前記像形成光学素子の光軸に対する前記画像表示用素子の位置を画素配列面と平行な方向に変位させる変位手段と、
   前記画像表示用素子又は前記変位手段の周辺の変動値を検知する周辺検知手段と、
   前記周辺検知手段の検知結果に従って前記変位手段による変位を制御する変位量制御手段と
   を備えたことを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項１または２記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段の検知結果に従って前記画像表示用素子の出力画像情報を制御する表示画像情報制御手段を備えたことを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項１、２または３記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段が前記変位量又は前記周辺の変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段を備え、この検知時期決定手段が前記時期を１つの画像フィールドの期間内に複数回決定することを特徴とする画像表示装置。
5. 請求項１、２、３または４記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段が前記変位量又は前記周辺の変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段を備え、この検知時期決定手段が前記時期を複数の画像フィールドそれぞれに対して複数回決定することを特徴とする画像表示装置。
6. 請求項１、２、３、４または５記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段が前記変位量又は前記周辺の変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段を備え、この検知時期決定手段が１つ以上の画像フィールドに対して非検知期間を決定することを特徴とする画像表示装置。
7. 請求項１、２、３、４、５または６記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段が前記変位量又は前記周辺の変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段を備え、この検知時期決定手段が前記時期を前記画像表示用素子の出力画像によって制御することを特徴とする画像表示装置。
8. 請求項１、２、３、４、５または６記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段が前記変位量又は前記周辺の変動値を検知する時期を決定する検知時期決定手段を備え、この検知時期決定手段が前記時期を、当該画像表示装置に対する表示画像利用者からの情報又は当該画像表示装置にネットワークで接続された制御手段による利用者からの情報によって制御することを特徴とする画像表示装置。
9. 請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の画像表示装置において、前記検知手 段又は前記周辺検知手段が検知した前記変位量又は前記周辺の変動値を格納する動作量／周辺変動値格納手段を設けたことを特徴とする画像表示装置。
10. 請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段が検知した前記変位量又は前記周辺の変動値の情報処理を行う動作量／周辺変動値情報処理手段を設けたことを特徴とする画像表示装置。
11. 請求項１または２記載の画像表示装置において、前記検知手段又は前記周辺検知手段の検知結果を用いて当該画像表示装置の組み付け時の前記画像表示用素子の位置調整を行う位置調整手段を備えたことを特徴とする画像表示装置。
12. 請求項１記載の画像表示装置において、前記検知手段が、画素配列面と平行な方向の少なくとも２つ以上の方向を検知する手段であることを特徴とする画像表示装置。
13. 請求項１記載の画像表示装置において、前記検知手段が、画素配列面の面内回転方向を検知する手段であることを特徴とする画像表示装置。
14. 請求項１記載の画像表示装置において、前記検知手段が、画素配列面に平行な方向と垂直な面内の回転方向を検知する手段であることを特徴とする画像表示装置。
15. 請求項２記載の画像表示装置において、前記周辺検知手段が、前記画像表示用素子自体の温度又は前記画像表示用素子に接続された部材の温度を検知する手段であることを特徴とする画像表示装置。
16. 請求項２記載の画像表示装置において、前記周辺検知手段が、前記画像表示用素子自体の湿度又は前記画像表示用素子に接続された部材の湿度を検知する手段であることを特徴とする画像表示装置。
17. 請求項２記載の画像表示装置において、前記周辺検知手段が、前記画像表示用素子自体の振動又は前記画像表示用素子に接続された部材の振動を検知する手段であることを特徴とする画像表示装置。
18. 請求項１記載の画像表示装置において、前記検知手段が、前記画像表示用素子又はこれと接続した部材の電磁界を用いて前記変位量を検知する手段であることを特徴とする画像表示装置。
19. 請求項１記載の画像表示装置において、前記検知手段が、前記画像表示用素子又はこれと接続した部材の反射光または透過光を用いて前記変位量を検知する手段であることを特徴とする画像表示装置。
20. 請求項１記載の画像表示装置において、前記検知手段が、前記画像表示用素子又はこれと接続した部材から放出される放出光を用いて前記変位量を検知する手段であることを特徴とする画像表示装置。
21. 請求項１記載の画像表示装置において、前記検知手段が、前記画像表示用素子に設けられたパターンまたは前記画像表示用素子の出力画像を用いて前記変位量を検知する手段であることを特徴とする画像表示装置。
22. 請求項２１記載の画像表示装置において、前記検知手段で用いる前記画像表示用素子の出力画像が、前記像形成光学素子の少なくとも一部分で透過又は反射した表示画像であることを特徴とする画像表示装置。
23. 請求項２１または２２記載の画像表示装置において、前記検知手段で用いる前記画像表示用素子の出力画像が、もとの表示用画像に対して付加された変位量検知用表示画像であることを特徴とする画像表示装置。
24. 請求項２１、２２または２３記載の画像表示装置において、前記検知手段を、表示画像が前記像形成光学素子により像形成されるスクリーンの付近に設けたことを特徴とする画像表示装置。

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