JPH05297341A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フロントタイプの投射型表示装置に関し、台
形歪みの生じない装置を提供する。 【構成】 信号源１０から入来する１ライン毎の画像情
報を直列的に発光させるための発光手段１１と、これに
よる画像光を前記直列方向と直交する方向に偏向走査さ
せるための偏向手段１３と、これによる画像光の像を一
体的に設けた光導電層部材１５ｂに形成させるための空
間光変調素子１５，１６，１７とを設け、光導電層部材
に形成された像を読み出し光ＲＬにより読み出して、投
射レンズ３０を介してスクリ−ン４に表示させるための
投射型表示装置であり、１ライン期間における画像情報
を時間軸変換させるための時間軸変換手段５０と、偏向
手段を変速的に走査させるための偏向速度可変手段５１
とを設けて、スクリ−ン４に対して画像を傾斜投影する
場合にも、台形歪みのない画像を投影させるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は投射型表示装置に関し、
特に画像の歪み補正に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、本出願人が先に出願した反射
型の空間光変調素子を用いたフロントタイプの投射装置
の一例で、信号源１０からの画像デ−タが発光素子アレ
イ駆動装置１１に供給され、ここで、次段の発光素子ア
レイ１２内の直列配列された発光素子を同時に発光させ
るための駆動信号を生成する。これにより発光せられた
画像光は偏向器１３に照射され、ここで、前記発光素子
の配列方向と直交する方向に走査されて、レンズ１４を
介して空間光変調素子１５上の上方位置から下方位置に
順次１ライン毎の画像を形成していく。

【０００３】一方、これと同時に読み出し光ＲＬが、偏
光ビ−ムスピリッタ２８の蒸着面２８ａに照射されてお
り、その内、直線偏光（Ｓ波）が３色分解・合成光学系
２９側に反射され、この直線偏光のうち緑色光がダイク
ロイックフィルタ２９ａ，２９ｂを透過して空間光変調
素子１６に、赤色光がダイクロイックフィルタ２９ａを
透過してダイクロイックフィルタ２９ｂにより直角方向
に反射されて空間光変調素子１７に、そして、青色光が
ダイクロイックフィルタ２９ａにより直角方向に反射さ
れて空間光変調素子１５にそれぞれ入射される。この結
果、前記各空間光変調素子１５，１６，１７に形成され
る画像が読み出されて、再び、前記と逆方向をたどって
３色合成画像光とされる。

【０００４】更に、この３色合成画像光が偏光ビ−ムス
ピリッタ２８に入射されて、この合成光の内、Ｐ波成分
だけが透過されて投影レンズ３０を介してスクリ−ン４
上に投射される構成となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な投射装置を用いて大勢の人で画像を見ようとした場合
には、画像を斜め上方に投射させることが望ましい。そ
の場合、装置を従来のようにそのまま水平位置に置き、
しかも、従来通りの画像の明るさを保持したまま画像を
斜め上方に投射させるためには、結像レンズの有効径を
大きくして、光束のけられをなくすようにしなければな
らず、装置が大きくなってしまうと共に、結像レンズの
画角を大きくしなければならないことからレンズそのも
のの性能を引き出せない、という問題点があった。

【０００６】そこで、光学系そのものを上方に傾斜させ
るようにすれば、前記のような問題点は避けられるが、
例えば、図１２に示すようにスクリ−ン上の画像が横方
向において上方位置で横広となり、縦方向において上方
位置で縦長となり、いわゆる台形歪みが生じてしまう、
という問題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために、以下の１）及び２）の構成より成る装置
を提供しようというものである。即ち、 １）入力源から順次入来する１ライン毎の画像情報を直
列的に発光させる発光手段と、この発光手段により発光
された画像光を前記直列方向と直交する方向に偏向走査
させるための偏向手段と、この直交する方向に偏向され
た画像光の像を、具備する光導電層に形成させるための
空間光変調素子とを少なくとも設け、読み出し光により
前記光導電層に形成された像を読み出して投射レンズを
介して結像面に表示させる表示装置において、１ライン
期間における前記画像情報を時間軸変換させるための時
間軸変換手段と、前記偏向手段の偏向速度を可変するた
めの偏向速度可変手段とを設けたことを特徴とする投射
型表示装置。

【０００８】２）請求項１記載の投射型表示装置におい
て、投射レンズの主平面の延長線と、空間光変調素子の
像形成面の延長線と、結像面の延長線とが略一点に交わ
るように前記投射レンズを可変する構成にしたことを特
徴とする投射型表示装置。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例に
つき説明する。図１は本実施例に係る投射型表示装置の
概略構成図、図２は前記投射装置に使用される水平時間
軸変更回路、そして、図３は前記水平時間軸変更回路の
タイミング波形図である。尚、前記従来例で示したと同
一構成要素には同一符号を付して詳細な説明は省略す
る。

【００１０】これらの図において、１０は例えばＮＴＳ
Ｃ方式等のテレビジョン信号を供給するための信号源
で、前記信号がアナログ信号である場合には、ここで、
デジタル信号に処理され、この画像信号が次段の水平時
間軸変更回路５０に供給される。 この水平時間軸変更
回路５０は、図２に示すようにカウンタ５０ａ、アドレ
ス演算部５０ｂ、及びメモリ回路５０ｃから成り、前記
アドレス演算部５０ｂは、例えば、ある投射角度で投影
する場合、その情報を得て対応したアドレスを演算する
構成となっている。

【００１１】前記画像デ−タは、前記構成よりなる水平
時間軸変更回路５０の入力端子５０ｄから入来し、メモ
リ回路５０の所定アドレスに書き込まれる。これと同時
にアドレスカウンタ５０ａのリセット端子Ｒには、信号
源１０から垂直同期信号ＶＤが分離されて入力端子５０
ｅから入来し、アドレスカウンタ５０ａをリセットする
と共に、同様に水平同期信号ＨＤが入力端子５０ｅから
クロック端子に入来して、この同期信号ＨＤのカウント
が開始される。

【００１２】そして、このカウント数は次段のアドレス
演算部５０ｂに供給され、この時のスクリ−ン４への投
射情報に応じたアドレスが演算され、その演算結果に基
づく読み出しアドレス信号をメモリ回路５０ｃに供給
し、そこにおいて、すでに記憶されている画素デ−タを
読み出す。尚、この場合、アドレス演算部５０ｂへの投
射角度情報は、操作者による公知の入力方法でも、装置
の投射角度変更に基づいた情報を前記アドレス演算部５
０ｂに自動的に供給する公知手段による方法でも良く、
特別な構成とする必要はない。

【００１３】この時の各ラインにおける読み出すべき画
素デ−タ数は異っており、入来順序の早いラインほど読
み出すべき画素デ−タ数が少なくなっている（間引き量
が多い）。これは、前述の問題点で指摘したように、傾
斜投影する場合にスクリ−ン上の上部位置の画面ほど横
方向に広がってしまうことから、この段階で、上部位置
の画像デ−タを時間軸変換して、予め逆補正を行なおう
というものである。

【００１４】ここで、例えば、図３（Ｂ）に示すように
ｎライン目の画像デ−タが順次入来すると、これらの画
像デ−タが図３（Ｃ）に示すような対応アドレス信号に
よって書き込まれる。この時、アドレス［０］番地とア
ドレス［ｎ＋１］番地には対応する画素デ−タはなく、
何のデ−タも記憶されない。

【００１５】そして、これらの画像デ−タは図３（Ｄ）
に示すようなアドレス信号にしたがって読み出される。
この場合、最初の３つのデ−タはアドレス信号［０］に
より３回連続して読み出され、これに対応するアドレス
には何の画像デ−タも記憶されていないことから、無画
像デ−タが出力されることになる。また、これに続いて
各画像デ−タが順次読み出されるが、画像デ−タ３，
７，１１，１５…の各デ−タは画像圧縮を行なうことと
から所定間隔で間引かれる（読み出されない）。

【００１６】従って、スクリ−ン４上における前記ｎラ
インの画像は両端部が欠如した無画像部となり、画像形
成部は所定間隔でデ−タが間引かれて、例えば、図４に
示すような横方向（ライン方向）に時間軸圧縮された画
像が形成される。この場合、上部側ほど無画像部の領域
が広く、しかも、画像形成部の間引き率を高くしてい
る。そして、このような画像を形成するためのアドレス
信号に基づいて読み出された画像デ−タは、次段の発光
素子アレイ駆動装置１１に供給されることになる。

【００１７】図５は、その発光素子アレイ駆動装置１１
の概略ブロック図で、図６はそのタイミング波形図であ
る。尚、図６の波形を図５の対応箇所にそれぞれ示して
ある。 これらの図も併せて参照するに、発光素子アレ
イ駆動装置１１は、基本処理ユニット１１ａ、画像信号
を時系列的に順次シフトするためのシフトレジスタ１１
ｂ及びクロックをカウントするためのカウンタ１１ｃか
ら概略成り、発光素子数に対応して夫々設けられてい
る。

【００１８】そして、前記基本処理ユニット１１ａは、
ラッチ回路１１a-1 、コンパレ−タ１１a-2 、フリップ
フロップ１１a-3 及び発光素子アレイ１２内の一つの発
光素子１２ａ…を駆動するドライバ１１a-4 から構成さ
れ、前記ラッチ回路１１a-1、コンパレ−タ１１a-2 及
びフリップフロップ１１a-3 によりシフトレジスタ１１
ｂ内の発光素子に対する１水平走査期間分の入力信号の
大きさに対応したパルス幅を決定するためのパルス幅決
定手段を構成している。

【００１９】前述のメモリ回路５０ｃからの画像デ−タ
は１画素当たりｎビットのシリアルな画像デ−タであ
り、図示しない発信器から出力されるクロック信号ｃは
ラインクロックｂに同期した信号である。そして、ライ
ンクロックｂは１ライン分の画像信号を取り込む期間、
即ち、１ライン毎に作動するラッチ用クロックである。

【００２０】このラインクロックｂは、デ−タａの１ラ
イン駆動期間の終了を検出して立ち下がり、次のデ−タ
の１ライン駆動期間開始の直前に立ち上がるタイミング
の波形であり、例えば、ＮＴＳＣ方式のテレビジョン信
号の１水平走査期間の駆動期間とされている。

【００２１】このように、シフトレジスタ１１ｂに取り
込まれたデ−タは、１ライン分のデ−タが取り込まれた
時点で、基本処理ユニット１１ａ内のラッチ回路１１a-
1 に供給され、ここで、次の１ライン後の画像信号デ−
タａが入来するまで保持されて、この保持デ−タが次段
のコンパレ−タ１１a-2 に供給される。

【００２２】一方、クロック信号ｃはカウンタ１１ｃに
てカウントされ、その出力がコンパレ−タ１１a-2 に供
給される。このコンパレ−タ１１a-2 において、前記ラ
ッチ回路１１a-1 からの入来デ−タとカウンタ１１ｃか
らの出力とが比較され、両者が一致した時点で一致パル
スｄが次段のフリップフロップ１１a-3 へ送出される。

【００２３】この一致パルスｄの入力に対応してフリッ
プフロップ１１a-3 は、前記ラインクロックｂの立ち上
がりに応答して今までハイ状態であったドライバ１１a-
4 の出力信号である駆動信号ｆを立ち下げる。即ち、ラ
インクロックｂは、遅延回路１１ｄにより所望時間遅延
された後、フリップフロップ１１a-3 に入力されて、フ
リップフロップ１１a-3 は、出力信号ｅ、駆動信号ｆに
示すようにラインクロックｂによって立ち上がりコンパ
レ−タ１１a-2 の一致パルスｄの立ち上がりを検出して
立ち下がるパルスを出力する。そして、フリップフロッ
プ１１a-3 の出力信号ｅは、同じタイミングでドライバ
１１a-4 より駆動信号ｆとして出力され、次段の発光素
子アレイ１２内の対応する発光素子１２ａを発光させる
構成としている。

【００２４】このように、各ライン毎に発光せられた画
像光は、偏向器１３に照射されて、この偏向器１３が後
述する偏向速度変換回路５１により前記発光素子１２ａ
…の配列方向と直交する方向に変速的に走査されて、レ
ンズ１４を介して光空間変調素子１５に入射される。

【００２５】図７はその偏向速度変換回路５１のブロッ
ク図で、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器５１ａ、
乗算器５１ｂ、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器５
１ｃ、アドレス発生器５１ｄ、アドレス演算部５１ｅ及
びメモリ回路５１ｆから概略構成されている。

【００２６】例えば、入力端子５１ｇからＡ／Ｄ変換器
５１ａに図示しない鋸歯状波発生回路から付図したよう
な鋸歯波が１フィ−ルド毎に供給せられて、ここで、デ
ジタル信号に変換される。そして、このデジタルデ−タ
が乗算器５１ｂに供給される。

【００２７】一方、これと同時にアドレスカウンタ５１
ｄのリセット端子Ｒには、入力端子５１ｈから垂直同期
信号ＶＤが入来してアドレスカウンタ５１ｄがリセット
されると共に、クロック端子に入力端子５１ｉから水平
同期信号ＨＤが入来し、この信号のカウントが開始され
る。

【００２８】そして、この水平同期信号ＨＤのカウント
数は次段のアドレス演算部５１ｅに供給され、ここで、
前記アドレス演算部５０ｂの場合と同様の方法により、
投射角度情報を得てアドレスを演算し、これに基づくア
ドレス信号を次段のメモリ回路５１ｆに供給する。この
メモリ回路５１ｆには、前述のメモリ回路５０ｃに準じ
て投射角度情報に応じた各ライン毎の係数が記憶されて
おり、前記アドレス信号に対応したアドレスの係数が読
み出されて、次段の乗算器５１ｂに供給される。そし
て、ここで、前記の係数が乗じられ、そのデ−タがＤ／
Ａ変換器５１ｃにおいてアナログ信号に変換され、例え
ば、付図したような非直線的で、しかも、１フィ−ルド
終了近傍で急俊な波形が出力される。

【００２９】そして、この出力信号は、駆動信号として
出力端子５１ｉから偏向器１３に供給され、この偏向器
１３の走査により、次段の光空間変調素子１５上に１ラ
イン毎の画像を順次上方から下方に形成していくことに
なる。この場合、光空間変調素子１５上の画像は、例え
ば、入来信号時の画像デ−タが上下方向にバランスのと
れた画像デ−タである場合には、前記１フィ−ルド終了
近傍の急俊な操作により、図８（Ａ）に示したような下
方側につれて細長となる画像を形成する。

【００３０】これは、傾斜投影した場合に投射装置とス
クリ−ン４の上下方向の各部との距離が異なることか
ら、上部側が伸びた画像となってしまうため、予め、こ
こで、逆の補正をしておこうというものである。尚、図
８（Ｂ）に比較のために補正をしない場合のスクリ−ン
４上における画像を示す。

【００３１】ところで、この空間光変調素子１５と同時
に空間光変調素子１６，１７にも同様な画像が形成され
ており、前記信号源１０からこれらの空間光変調素子１
６，１７に至る構成は、この空間光変調素子１５に至る
構成と同一であるため、ここでは、図示及説明を省略す
る。

【００３２】また、空間光変調素子１５，１６，１７も
それぞれ同一構成を呈しており、図９図にそれらの具体
的構成図を示す。尚、同図において繁雑性を避けるため
に空間光変調素子１５に関連した符号のみを付し、他の
空間光変調素子１６，１７の関連符号は省略してある。

【００３３】同図に示すように、空間光変調素子１５
は、ガラス基板１５ａ、透明電極Ｅ1、光導電層部材１
５ｂ、誘電体ミラ−１５ｃ、光変調層部材１５ｄ（例え
ば、ＴＮ液晶、垂直配向液晶等による複屈折効果を利用
した光変調層）、透明電極Ｅ2、及びガラス基板１５ｅ
が順次積層された構造となっている。

【００３４】画像の書き込みは、透明電極Ｅ1 ，Ｅ2 に
電圧を印加し、光導電層部材１５ｂの両端に電界を生じ
させて、透明電極Ｅ1 側から書き込み光（画像光）ＷＬ
を入射させる。そして、入射された書き込み光ＷＬが、
透明電極Ｅ1 を透過して光導電層部材１５ｂに達し、こ
の光導電層部材１５ｂの電気抵抗値が書き込み光ＷＬの
強度分布に応じた像が形成される。

【００３５】そして、この像の読み出しには、読み出し
光ＲＬを入射し、光変調層において前記読み出し光ＲＬ
が書き込み光ＷＬの変化状態に応じて変調され、誘電体
ミラ−１５ｃにより反射されて、透明電極Ｅ2 側から画
像が読み出されることになる。

【００３６】そして、このようにして形成された空間光
変調素子１５，１６，１７の各画像は、前記従来例で説
明したと同様な経路を辿って投影レンズ３０を介し、ス
クリ−ン４上に所定の角度を有して投射されることにな
る。

【００３７】また、これらの場合において、図１０に示
すように画像をスクリ−ン４上のＺの範囲で焦点を合わ
せたい場合には、投影レンズ３０をこの主平面の延長線
Ｐ１と空間光変調素子１６の延長線Ｐ2 とスクリ−ン１
４の延長線Ｐ3 とが略一点に交わるように設定すれば良
い。この場合の構成は、特別な構造とする必要はなく、
投射装置の傾きに応じて可変可能な公知手段による可変
構造とする。

【００３８】従って、本実施例によれば、スクリ−ン４
上に投射される画像の上部位置での横方向への変形を水
平時間軸変更回路５０により、予め上部画像ほど間引き
率を高くして横方向の逆補正をし、縦方向への変形を偏
向速度変換回路５１により生成した駆動信号に基づい
て、偏向器１３により予め下部画像ほど縦長となる逆補
正を行なう構成としているので、従来のような台形に歪
んだ画像とはならない。

【００３９】

【発明の効果】請求項１記載の投射型表示装置によれ
ば、スクリ−ン上に所定の角度を有して画像を投射する
場合にも、装置を大型化することなく、しかも、レンズ
性能を劣化させることなく、台形歪みのない画像を投射
できる。請求項２記載の投射型表示装置によれば、前記
請求項１記載の表示装置の効果に加えて所望投射角度に
応じた正確な焦点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の投射型表示装置の一実施例図である。

【図２】水平時間軸変換回路５０のブロック図である。

【図３】水平時間軸変換回路５０内のタイミング波形図
である。

【図４】ｎラインの画像を説明するための図である。

【図５】投射型表示装置に用いられる発光素子アレイ駆
動装置及び発光素子アレイのブロック図である。

【図６】発光素子アレイ駆動装置内の各所の波形図であ
る。

【図７】偏向速度変換回路５１のブロック図である。

【図８】補正する場合の画像と補正しない場合の画像を
説明するための図である。

【図９】空間光変調素子１５，１６，１７の構成図であ
る。

【図１０】焦点を可変するための実施例である。

【図１１】投射装置の従来例である。

【図１２】台形歪みを説明するための図である。

【符号の説明】

４ スクリ−ン １０ 信号源 １１ 発光素子アレイ駆動装置 １２ 発光素子アレイ １３ 偏向器 １５，１６，１７ 空間光変調素子 １５ｂ 光導電層部材 ２８ 偏光ビ−ムスピリッタ ２９ ３色分解・合成光学系 ３０ 投影レンズ ５０ 水平時間軸変更回路 ５１ 偏向速度変換回路 ＲＬ 読み出し光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辰巳 扶二子 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 高橋 竜作 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 盆出 博幸 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 松村 努 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力源から順次入来する１ライン毎の画
   像情報を直列的に発光させるための発光手段と、この発
   光手段により発光された画像光を前記直列方向と直交す
   る方向に偏向走査させるための偏向手段と、この直交す
   る方向に偏向された画像光の像を、具備する光導電層に
   形成させるための空間光変調素子とを設け、読み出し光
   により前記光導電層に形成された像を読み出して投射レ
   ンズを介して結像面に表示させる投射型表示装置におい
   て、 １ライン期間における前記画像情報を時間軸変換させる
   ための時間軸変換手段と、前記偏向手段の偏向速度を可
   変するための偏向速度可変手段とを設けたことを特徴と
   する投射型表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の投射型表示装置におい
   て、投射レンズの主平面の延長線と、空間光変調素子の
   像形成面の延長線と、結像面の延長線とが略一点に交わ
   るように前記投射レンズを可変する構成にしたことを特
   徴とする投射型表示装置。