(57)【要約】【課題】  投射型画像表示装置を手で携帯して画像を表示する場合、手ブレにより画像が劣化して観察者が観察しにくいといった問題が発生する。【解決手段】  光源からの光を用いて被投射面上に画像を投射する投射光学系を有する投射型画像表示装置において、前記投射型画像表示装置の姿勢に関する情報を検出する姿勢検出手段と、前記投射型画像表示装置の姿勢の変化による、前記被投射面上の投射画像の位置の変化量を低減させる画像位置変化低減手段を有することを特徴としている。【選択図】  図１
2006138939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を用いて被投射面上に画像を投射する投射光学系を有する投射型画像表示装置において、前記投射型画像表示装置の姿勢に関する情報を検出する姿勢検出手段と、前記投射型画像表示装置の姿勢の変化による、前記被投射面上の投射画像の位置の変化量を低減させる画像位置変化低減手段を有することを特徴とする投射型画像表示装置。
【請求項２】
前記姿勢検出手段が、前記投射型画像表示装置の傾き角を検出するものであることを特徴とする請求項１記載の投射型画像表示装置。
【請求項３】
前記投射光学系が２次元走査手段とを有しており、前記投射光学系を用いて光源の像を前記被投射面上に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の投射型画像表示装置。
【請求項４】
前記画像位置変化低減手段が、前記姿勢検出手段の検出結果に基づいて、前記投射光学系の所定の光学素子を駆動することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の投射型画像表示装置。
【請求項５】
画像信号を受信する画像信号受信部を備えており、
前記受信した画像信号に基づいて、前記光源から発する光を変調することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の投射型画像表示装置。
【請求項６】
前記被投射面上において前記光源からの光を走査することによって、前記被投射面上に画像を表示することを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の投射型画像表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかに記載の投射型画像表示装置と、前記投射型画像表示装置に画像信号を入力する画像信号入力手段とを備えることを特徴とする投射型画像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明は、画像を壁面等に投射する携帯可能な投射型画像表示装置に関し、特に投射時に発生する手ブレ等による画像の劣化防止に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
投射型画像表示装置としては、ハロゲンランプ等の光源からの光を照明光学系を介して、２次元空間光変調器を照明し、その光束を投影する液晶プロジェクタ、ＤＬＰプロジェクタなど数多くのものが提案されている。これらの装置は、大きく、重量も大きく画像投射時は、机上などに固定しておくのが一般的である。
【０００３】
特許文献１においては、レーザ光などの光ビームをマイクロメカニカルミラー等の走査手段により画像を走査表示する投射型画像表示装置を提案されている。このような光ビーム走査型の投射型画像表示装置は、照明光学系などを有しないため小型化が可能である。
【特許文献１】特開２００３−２１８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
小型な投射型画像表示装置では、携帯したまま画像表示を行うことが可能となる。たとえば、携帯電話、携帯型パーソナルコンピュータなどの携帯電子機器に接続して、所望の画像を壁面やスクリーンに表示するという使い方をすることが可能である。
【０００５】
投射型画像表示装置を手で携帯して画像を表示する場合、手ブレにより画像が劣化して観察者が観察しにくいといった問題が発生する。
【０００６】
これまで、カメラなどの撮像機器における手ブレ補正の技術、双眼鏡などの観察光学系における手ブレ補正に関しては、これまで多くの技術が開示されているが、画像表示装置（画像投射装置）に関してはなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本出願の投射型画像表示装置は、光源からの光を用いて被投射面上に画像を投射する投射光学系を有する投射型画像表示装置において、前記投射型画像表示装置の姿勢に関する情報を検出する姿勢検出手段と、前記投射型画像表示装置の姿勢の変化による、前記被投射面上の投射画像の位置の変化量を低減させる画像位置変化低減手段を有することを特徴としている。
【０００８】
ここで、前記姿勢検出手段が、前記投射型画像表示装置の傾き角を検出するものである。また、前記投射光学系が２次元走査手段とを有しており、前記投射光学系を用いて光源の像を前記被投射面上に形成する。前記画像位置変化低減手段が、前記姿勢検出手段の検出結果に基づいて、前記投射光学系の所定の光学素子を駆動する。画像信号を受信する画像信号受信部を備えており、前記受信した画像信号に基づいて、前記光源から発する光を変調する。前記被投射面上において前記光源からの光を走査することによって、前記被投射面上に画像を表示する。
【０００９】
また、本出願の投射型画像表示システムは、前述の投射型画像表示装置と、前記投射型画像表示装置に画像信号を入力する画像信号入力手段とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、携帯可能な投射型画像表示装置において、手ブレ等による画像の劣化度合いを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明にかかる実施例を以下に説明する。はじめに本発明における表示装置の基本構成を説明する。
【００１２】
図１は、投射型画像表示装置の基本構成を示している。
【００１３】
光源１０１より放射した光束は、コリメート光学系１０２、集光光学系１０３、走査手段１０４を介して、スクリーンや壁等の被投射面（被投射面、画像表示面）１０５に入射する（投射される）。走査手段１０４は、水平走査手段１０４Ｈと垂直走査手段１０４Ｖとにより構成されており（順番はどちらが光源側であっても構わないが、好ましくは水平走査手段が光源側の方が好ましい、また走査手段は水平走査手段、垂直走査手段とは別の走査手段を含んでいても構わない）、入射した光束を被走査面１０５上において２次元に走査することができる（被走査面上において所定の第１方向とこの第１方向と略垂直な第２方向とに走査できる）ように構成されている。光源からの光束は、主にコリメート光学系１０２、集光光学系１０３の作用（勿論、走査手段等に光学的パワーを持たせても構わない）により被走査面１０５上に略集光され、被走査面１０５上に光源像を形成する。上述の構成、すなわち被走査面１０５上に形成される光源像を走査手段１０４により被走査面１０５上において２次元的に走査することにより、被走査面上に画像を表示（投射）することが可能となる。
【００１４】
走査手段１０４中の水平走査手段１０４Ｈは、この水平走査手段１０４Ｈから出射する光の角度（出射角度）を時間的に変更させることが可能な光学系であり、ここでは半導体プロセスにより形成されたマイクロメカニカルミラーであり、ミラー面を機械的な共振動作により揺動するように構成されている。また、垂直走査手段１０４Ｖも同様に出射光の角度を時間的に変更させることが可能な光学系であり、回転軸を有するステッピングモータなどのモータで駆動されている（勿論モータはステッピングモータに限らないし、垂直走査手段１０４Ｖも水平走査手段１０４Ｈと同様に共振により共振周波数で振動するように構成されていても構わない）。ここで、水平走査手段１０４Ｈ（ここではミラーであるが、屈折光学素子であっても良く、水平走査光学系と称しても構わない）は、この水平走査手段を駆動する水平走査手段駆動部（以下、水平駆動部と称する）１１１と、この水平走査手段駆動部を駆動、制御する水平走査手段駆動回路（以下、水平駆動回路と称する）１１３とに接続されており、同様に垂直走査手段１０４Ｖ（ここではミラーであるが、屈折光学素子であっても良く、垂直走査光学系と称しても構わない）は、この垂直走査光学系を駆動する垂直走査手段駆動部（以下、垂直駆動部と称する）１１２と、この垂直走査手段駆動部を駆動、制御する垂直走査手段駆動回路（以下、垂直駆動回路と称する）１１４とに接続されている。
【００１５】
また、前述のように、本実施例においては被走査面１０５上において光源１０１の像を２次元的に走査することにより被走査面上に画像を形成する。つまり、光源１０１から発する光そのものが被走査面上に表示される画像の一部となる。そこで、本実施例の画像表示装置は、ＰＣ等のコンピュータ、ＴＶチューナー（アンテナ）、映像再生機器（ビデオ、ＤＶＤ等の記憶媒体に収められた動画、静止画等の映像を再生する装置）等の画像信号入力手段から画像信号を受信する画像信号受信部を備えており、この画像信号受信部からの画像信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号や、発する光の強度に関する信号であっても良い）を受けて、光源が発する光を制御する（光源が発する光の強度や波長を制御したり、また光源が複数ある場合には複数の光源のうち光を発する光源を選択したり、或いは光源と前述の被投射面或いは走査手段との間で光源からの光を遮光したり、減光したりしても良い。）光源駆動回路１１０を備えている。この光源駆動回路１１０は、前述の水平駆動回路１１３，垂直駆動回路１１４と共に制御回路１１５に接続されており、この制御回路１１５は、光源駆動回路、水平駆動回路、垂直駆動回路を互いに同期を取りながら制御する（発光強度、発光時間、走査動作（走査周期や走査振幅等）等を制御する）ことによって、被走査面上に画像を表示している。制御回路１１５は、前述のような外部の画像信号入力手段から入力された画像信号にもとづいて光源駆動回路、水平駆動回路、垂直駆動回路を制御することが多いが、制御回路１１５自身の中に画像信号入力手段を有する構成としても構わない。例えば画像表示装置が、ＤＶＤ再生装置、ビデオ再生装置、その他映像信号を含むデータを読み込むことが可能な記憶媒体読み取り装置、ＰＣ等のコンピュータ、ＴＶチューナー等を兼ねており、そこから受信する画像信号によって光源の制御を行うようにしても構わない。
【００１６】
図１中、矢印１１７は、水平走査手段１０４Ｈの揺動方向を示している。また、光線１２１、１２２，１２３は、走査手段により（水平走査手段１０４Ｈの揺動に伴う）走査された光線の例を示している。水平走査手段１０４Ｈにより走査された光束は、図中の走査線１０６，１０７のような走査線を被走査面上に形成する。
【００１７】
矢印１１８は、垂直走査手段１０４Ｖの駆動方向（駆動される方向、揺動される方向、振動方向）を示しており、１１８方向に回転することにより、被走査面１０５上を、矢印１０９方向（ここでは縦方向）に走査する。したがって、被走査面１０５上には、走査線１０６，１０７のような往復した走査線が上から下に向かって形成される。被走査面１０５上の下にくると垂直走査手段１０４Ｖは、被走査面１０５の上端まで戻りその後繰り返し走査を行う。ここで、画像表示装置は、垂直走査手段１０４Ｖが光源からの光を被投射面上の上から下に向かって（所定の第１方向）走査するときに画像を表示し、垂直走査手段１０４Ｖが光源からの光を被投射面上の下から上に向かって（所定の第１方向と正反対の第２方向）走査するときには画像を表示していても表示していなくても構わない。
【００１８】
たとえば、水平方向８００画素、垂直方向６００画素のＳＶＧＡの画像であれば、垂直方向を６０Ｈｚで駆動すると、水平走査線が往路、復路それぞれ３００本となるので、１８ｋＨｚの共振周波数が必要になる。なお図１では、わかりやすくするため、走査線を間引いた形で概要を示している。
【００１９】
図２は、被走査面と画像表示領域の関係を示したものである。以降図で、同じ付番のものは、同様の機能を有するものとして記述してあり、説明は省略する。図２で、被走査面１０５上の走査線は、往復走査を行った場合、走査線１０６，１０７のようになる。水平走査手段１０４Ｈは、機械的な共振動作（機械的、構造的な共振周波数で振動する動作のこと）を行い、垂直走査手段１０４Ｖは、三角波にて駆動されているので、図２のような走査線となる。画像表示領域（被走査面有効部）１１９は、実際に画像を表示する画像表示領域エリア（被投射面上において光源からの光を走査可能な領域よりも画像表示エリアの方が狭いほうが望ましい）である。水平走査手段１０４Ｈは、共振動作をすることから、振幅の最大のところに近づくと速度が遅くなり、画像を表示するのに適さないので領域１１９内に画像を表示している。ここでは、被走査面上において光源からの光を走査可能な領域の幅の１％ずつを両端から削った領域を画像表示領域の幅とした。言い換えると、光源からの光を共振動作により被走査面上を走査する方向（本実施例では水平方向であるが、所定の方向であれば良い、また、水平方向と垂直方向の両方とも共振動作により走査しても構わない）において、その走査する方向における被走査面上の走査可能領域（走査可能な幅）の両端の１％ずつを削った領域を画像表示領域（被走査面有効部）１１９とする。ここで、前述の１％は、好ましくは１％以上２０％以下、好ましくは３％以上１０％以下、さらに好ましくは５％以上とすることが望ましい。
【００２０】
図１、図２では、光源１０１として１つのように示したが、実際には、図３に示したように複数の光源を色合成してもよい。図３で、光源１０１ｒ，１０１ｇ，１０１ｂはそれぞれ、赤、緑、青の波長帯域の光を放射する光源であり、それぞれ、コリメート光学系１０２ｒ，１０２ｇ，１０２ｂによりコリメートされた後、色合成光学系１２０により１つのビームに合成されている（又は光路がほぼ共通になるように、光路を合成されている）。これら複数の光源から放射する光の発光の間隔、強度を変えることで、フルカラーの画像を表示することができる。光源としては、半導体レーザ、発光ダイオードのような半導体光源のほか、半導体レーザを非線形光学結晶等にて波長変換された光源などが使用できる。また、コリメート光学系によりコリメートする前に色合成光学系１２０により３つの光源からの光を合成しても構わない。例えば平行な細いビーム状の光線を発する光源を用いた場合にはコリメートする必要は無い。また、複数の光源を用いる場合、それぞれの光源を、赤、緑、青に対応させる必要は無く、４つの互いに異なる波長帯域（若干波長帯域が重なっていても構わない）の光を発する光源としても良い。
【００２１】
図４は、図１、図２の構成を、模式的に示したものであり、基本構成として以降の実施例では、図４のように記述する。図４は、垂直走査断面を示したものであり、光源１０１から発光した光束をコリメート光学系１０２、集光光学系１０３で被走査面１０５（スクリーン）上に集光する光束１２６が、走査手段１０４で光束１２５、光束１２７のように走査された場合を示しているものである。
【００２２】
本実施例は、このような投射型画像表示装置において、この投射型画像表示装置を持っている人の手ブレや人の体の振動、或いはこの投射型画像表示装置を保持している保持部材の振動による、画像が投射される被投射面（スクリーンや壁等）における投射画像の位置変化量を小さくする（低減する）ような構成を有している。つまり、本実施例の投射型画像表示装置は、投射型画像表示装置を保持している人、人の手、人の体の部位、保持部材の振動等による投射型画像表示装置の振動を検出する手段と、その検出結果に基づいて被投射面上における投射画像の位置ずれ量を低減する（好ましくは位置ずれを補正する）ように、光学素子（レンズ、ミラー、回折格子、平行平板、光源等を含む）を駆動するような構成したことを特徴としている。また、以下の実施例においては、位置ずれ量を補正すると記載しているが、位置ずれを完全に無くす技術は相当困難を極めるため、以下に記載した手ブレ補正や、画像位置の補正手段や、画像位置補正手段等に記載された補正とは、画像位置の位置ずれを完全に無くすことを意味している訳ではなく、被投射面上における投射画像の位置ずれ量を低減することを意味している。
【実施例１】
【００２３】
本発明にかかる第１の実施例を図５に示す。図５（Ａ）で、携帯機器２０１には、本体部２０２に投射表示部２０３が接続されており、携帯機器２０１を入力部２０４により操作する構成になっている。本体部２０２には、液晶パネルや、有機ＥＬなどの表示部２０５が備わっている。文字情報や簡易的な画像などに関しては、不図示の使用者が携帯機器２０１を手で持ちながら、表示部２０５を直接見ることもできる。しかしながら、より大きな画面で観察したい場合や、表示部２０５のエリアでは見ることができないような場合、使用者の操作により投射表示部２０３から画像を投影することができる。また、表示部２０５は、投射表示部２０３から投影する画像とは異なる画像（例えばプレゼンテーション時の参考情報や、自分の話すべき言葉等を記載したメモ、或いは過去またはリアルタイムで届いている他の人からの伝言等）を表示するように構成しても構わない。投射した被走査エリアを２０７、投射した画像を２０８に示した。図５（Ｂ）は、本実施例における携帯機器２０１を使用者が手にもった際に手ブレを起こした場合の例を示したものである。手ブレを起こすと、携帯機器２０１の投射方向が変わるため、図５（Ｂ）に示したように画像２０８の位置がずれ読みにくいものになってしまう。
【００２４】
図６は、本実施例における手ブレ補正の原理に関して説明するものである。本図は、図４に記載した表示装置に、画像位置の補正手段である画像位置補正手段（画像位置変化低減手段）２１０を組み込んだ場合の構成例を示したものである。画像位置補正手段２１０は、走査手段１０４とスクリーンの間に配置されている。本実施例における画像位置補正手段２１０は、透明の光学ガラスで作られた入射側平板２１７と同様の光学ガラスで作られた射出側平板２１９との間に、屈折率が１より大きい液体２１８が封入された構造をもつ可変頂角プリズムである。
【００２５】
図７に画像位置補正手段の構成を示す。入射光束２２２は、入射側平板２１７から画像位置補正手段に入射する。液体部２１８を透過し、射出側平板２１９から射出光束２２２’として射出する。入射側平板２１７、射出側平板２１８には、それぞれ回転軸２２０、２２１がありその軸を中心に回転するように構成されている。たとえば、回転軸２２１を中心に射出側平板２１９が回転した場合、内部の液体部２１８がプリズム形状になり射出光束２２２’ｎ２２２’ｓの方向に射出方向を変えることができる。同様に回転軸２２０を中心にして、射出側平板２１７を回転させた場合、射出光束２２２’ｅ，２２２’ｗの方向に射出光束の向きを変えることができる。
【００２６】
さらに、入射側平板２１７、射出側平板２１９には、それぞれ回転駆動用のアクチュエータ２１１が取り付けられている。また、センサ２１２が表示部２０３内には配置されており、携帯機器２０１の傾きに関する情報をセンシングできるように構成されている。回転駆動用のアクチュエータ２１１は、センサ２１２からの情報をもとにして制御回路２１３を介して駆動される。図６（Ｂ）は、センサ２１２の情報をもとに回転駆動用のアクチェータ２１１が駆動し、射出側平板２１９を傾斜させた状態を示している。射出側平板２１９が傾斜したために液体部２１８が頂角を有するプリズムとなり、その結果、スクリーン１０５上の像点２１４ａ，２１５ａ，２１６ａが、２１４ｂ，２１５ｂ，２１５ｃに移動させることができる。実際には、手ブレ等が発生し、携帯機器２０１の傾きが変わりそれをセンサ２１２により検出して、それを補正するように画像位置補正手段２１０を駆動することにより像位置を保つ（像のブレ量を低減する、好ましくは人間の目ではブレをあまり感じない程度まで低減する、もしくは像ブレを防ぐ）ものである。図６では、紙面内の像位置の位置のみしめしたが、センサ２１２は、紙面内および紙面垂直面内の傾斜を検出できるようになっている。また、画像位置補正手段も同様に、射出側平板２１９が紙面内の画像位置の補正を行うように構成されている。
【００２７】
このように構成することで、手ブレが発生したとしても、図５（Ｂ）のように画像が劣化することなく、図５（Ａ）に示したような状態のままの良好な画像を保つことができる。
【００２８】
本実施例においては、センサ２１２として携帯機器２０１の傾きを検出するように構成したが、センサ２１２は実際に傾き角を検出するものでなく、たとえば、回転方向の加速度を検出する角加速度センサなど（回転方向の速度を検出する角速度センサでも良い）で構成して、回路上で時間積分することで傾き角に変換するなどしても同様の効果が得られる。また、センサ２１２を、水平方向に対する角度、又は鉛直方向に対する角度を検出することが可能なセンサとし、被投射面（画像が投射される面）の角度を予め入力しておけば、その被投射面の角度に併せて台形歪み等の補正を行った（台形歪み等の発生量を低減させる、または被投射面上での画像が台形状に歪む歪み量を低減した）上で、被投射面に画像を投射することができるようにしても構わない。この際、光学系で台形歪み等を低減するように構成しても構わないが、原画（原画の画像データ）を変更しても構わない。
【実施例２】
【００２９】
本発明にかかる第２の発明を以下に説明する。図８は、第２実施例の使用例を示したものである。携帯機器３０１は、画像出力機器３０３からの画像を所望の位置に投影するものである。画像入力部３０３は、携帯機器３０１と有線あるいは無線にて接続されており映像信号などを送っている。また、携帯機器３０１は使用者３０２の首からかけることも可能であり、所定のスクリーン３０４上に画像を投影することができる。また、携帯機器３０１は、走査型画像表示装置であり、その走査線の例を走査線３０５として示す。
【００３０】
本実施例のように、投射型の画像表示表示装置を首から下げて使用する場合、使用者の動きや、使用者の周囲の動きに伴って携帯機器が動いてしまう可能性がある。
【００３１】
図９（Ｂ）は、本実施例の携帯機器３０１が、傾斜した場合の例をしめしている。図９（Ｂ）で、スクリーン３０４上にたとえば“Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ”という画像３０７を表示した場合、携帯機器３０１が傾くと表示位置がずれてしまい、使用者３０２にとっては、見にくい画像となってしまう。図９（Ａ）は、本実施例の携帯機器３０１中に構成されている画像位置補正手段を駆動して、画像位置を補正した場合の例を示しており、携帯機器３０１の傾きに伴って画像が移動してしまうのを補正して、観察者に対して画像を見やすいものとしている。
【００３２】
図１０を用いて、本実施例における携帯機器３０１の画像位置補正手段３１４の構成を示す。図１０（Ａ）は、画像位置の補正を行っていない場合を図示したものである。光源１０１からの射出した光束は、コリメート光学系１０２、集光光学系１０３を介して、走査手段１０４により被走査面１０５上を２次元に走査することができるように構成されている。走査手段１０４と光源１０１は同期をとって制御され、被走査面１０５上に所望の画像を表示することができる。携帯機器３０１には、画像位置補正手段３１４として光源部移動手段３０８を示しており、センサ３１０の情報をもとに制御回路３０９により制御されるように構成されている。センサ３１０は、携帯機器３０１の傾き角に関する情報を検知することができる。本実施例においては、センサ３１０は、角加速度センサであり、その出力を積分することで角速度を算出している。図１０（Ｂ）は、センサ３１０にある角速度が検出された場合の例をしめしている。この場合、光源部移動手段３０８により光源１０１が矢印３１５の方向に移動させられ、その結果図１０（Ａ）に示した光束３１１，３１２，３１３を、図１０（Ｂ）の光束３１１’，３１２’，３１３’のようにその方向を制御することができる。このように、センサ３１０からの角度検出の結果をもとに、光源部移動手段３０８を駆動することにより画像位置を補正することができる。
【００３３】
本実施例においては、画像位置補正手段３１４として、光源部を移動するように構成する手段を示したが、コリメートレンズを移動するなどしても同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００３４】
本発明にかかる第３の実施例を以下に説明する。図１１は、携帯機器４０１を使用者４０２が頭部に装着し、使用者の視野内に所望の画像表示する投射型表示装置である（勿論使用者の頭部に限らず、使用者の体の一部に対する相対的な位置が固定された状態であることが好ましい。ここでは、眼鏡等、特に眼鏡のつる等に固定している状態を想定している。）。携帯機器４０１は、画像を投射する機能を有しており、被走査面４０４上に、走査線４０５を形成して、画像入力部４０３からの画像を表示する。図１２（Ｂ）は、投射された画像の例を示している。図１２（Ｂ）は、携帯機器４０１により画像４０７“Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ”を表示した場合であり携帯機器４０１が、使用者４０２の頭部に装着されているため頭部の動きなどにより携帯機器４０１が傾斜し、結果として画像４０７”Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ”が、読みにくくなっている。図１２（Ａ）は、携帯機器４０１の内部に構成されている画像位置補正手段４１８により画像位置を補正した場合であり、傾斜角に対して画像位置補正手段４１８により画像位置を補正することで、使用者４０２に対して読みやすい画像を提供することができる。
【００３５】
図１３に、本実施例における画像位置補正手段の構成を説明する。
【００３６】
図１３（Ａ）は、画像位置の補正を行っていない状態を示している。光源１０１から射出した光束は、コリメート光学系１０２、集光光学系１０３を介して、走査手段１０４に入射して、２次元に走査され、被走査面１０５上に像を形成する。フィールドレンズ４０８、投射光学系４０９を介して、被走査面１０５上に形成された画像をスクリーン４０４上に投影するように構成されたものである。光束４１４，４１５，４１６は、走査手段１０４により走査された光束の例を示している。フィールドレンズ４０８、投射光学系４０９を介してスクリーン４０４上に、光束４１４´，４１５’，４１６’は集光して画像を形成する。図１３（Ｂ）は、センサ４１３により携帯機器の傾斜角が検知され、その補正のために画像位置補正手段４１８が駆動された場合を示している。画像位置補正手段４１８は、投射光学系４０９中の可動レンズ４１７を可動レンズ駆動手段４１１によりシフトさせることができるように構成している。可動レンズ４１７が、光軸方向に駆動されると、スクリーン４０４上への光束４１４’ａ，４１５’ａ，４１６’ａのようにその方向を変えて集光する。この移動量と、携帯機器４０１の傾斜による移動量を適切に制御することにより、使用者４０２に、画像劣化のない画像を提供することができる。
【００３７】
本実施例においては、可動レンズ４１７を投射光学系４０９中の一部のレンズとしたが、この構成に関して限定するものでなく、可動レンズは、投射光学系中の１つのレンズであっても、１つのグループであっても同様の効果が得られる。また、本実施例においては、フィールドレンズ４０８、投射光学系４０９を配置したが、この構成に限定するものでなく、走査手段１０４により形成される被走査面１０５上に表示される画像を光学系により所定のスクリーン上の投射する場合において、その光学系の一部を用いて、画像位置を補正することであれば、同様の効果が得られる。
【００３８】
本実施例１〜３においては、光源１０１は、１つの光源として示したが、図３にしめしたように、光源１０１を複数の光源とすることで、カラーの画像を表示することが可能である。このとき、光源としては、半導体レーザ、発光ダイオードのような半導体光源のほか、半導体レーザを非線形光学結晶等にて波長変換された光源などが使用できる。また、本発明においては、走査手段と同期制御する光源を直接制御する構成でしめしたが、光源からの光束が変調されるような構成であれば同様の効果が得られる。たとえば、音響光学素子などの光変調器を用いても同様である。また、本実施例１〜３は矛盾の無い範囲で任意に組合わせても構わない。
【００３９】
また、実施例３においては、被走査面１０５上の画像を光学系により投射する場合、その光学系の一部を駆動することで画像の位置を補正する方法を示した。本構成であれば、たとえば、被走査面上に液晶などの２次元変調素子を配置しても、画像の位置を補正することが可能になることは明らかである。
【００４０】
また、この走査型画像表示装置に対して画像信号を入力する画像信号入力手段を備え、その画像信号入力手段からの画像信号を受信して画像を表示する、実施例１〜３に記載された走査型画像表示装置を備えることを特徴とする投射型画像表示システムも、本発明の範囲内である。ここで、画像信号入力手段とは、ビデオテープ、ＤＶＤ、ＣＤ等の記憶媒体に収められた画像データを読み取り及び／又は再生する装置や、地上波、衛星放送、デジタル放送、ケーブルテレビ等の映像情報を受信及び／又は変換するチューナー、アンテナ、またはそれらを内蔵した機器や、パーソナルコンピュータ等のコンピュータや、携帯電話、電子手帳、ゲームソフトを読み込み、実行するゲーム機器等も含む。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】走査型画像表示装置の構成概要図
【図２】走査型画像表示装置の構成概要図
【図３】光源光学系の別様態
【図４】走査型画像表示装置の構成記述
【図５】実施例１の携帯機器
【図６】実施例１記載の画像位置補正光学系の説明図
【図７】可変頂角プリズムの構成説明図
【図８】実施例２の携帯機器
【図９】実施例２における画像位置補正手段の機能説明図
【図１０】実施例２における画像位置補正手段の説明図
【図１１】実施例３の携帯機器
【図１２】実施例３における画像位置補正手段の機能説明図
【図１３】実施例３における画像位置補正手段の説明図
【符号の説明】
【００４２】
１０１  光源
１０２  コリメート光学系
１０３  集光光学系
１０４  光走査手段
１０４Ｈ  水平走査手段
１０４Ｖ  垂直走査手段
１０５  被走査面
１０６  往路走査線
１０７  復路走査線
１０８  走査帰線
１０９  垂直走査方向
１１０  光源駆動回路
１１１  水平走査手段駆動手段
１１２  垂直走査手段駆動手段
１１３  水平走査手段駆動回路
１１４  垂直走査手段駆動回路
１１５  機器制御回路
１１６  光路
１１７  水平走査手段の揺動向き
１１８  垂直走査手段の揺動向き
１１９  画像表示領域（被走査面有効部）
１２０  色合成手段
１２１  光線
１２２  光線
１２３  光線
１２４  光軸
２０１  携帯機器
２０２  本体
２０３  投射表示部
２０４  入力部
２０５  表示部
２０６  アンテナ
２０７  被走査エリア、投射画像
２０８  表示文字
２０９  光軸
２１０  手ぶれ補正光学系
２１１  補正光学系駆動部
２１２  センサ
２１３  制御回路
２１４  被走査光束
２１５  被走査光束
２１６  被走査光束
２１７  入射ガラス
２１８  可変頂角部
２１９  射出部
２２０  回転軸
２２１  回転軸
２２２  入射光束
２２２’  射出光束
３０１  携帯機器
３０２  人
３０３  入力機器
３０４  被走査面
３０５  走査線
３０６  射出部
３０７  表示画像
３０８  センサ
３０９  制御回路
３１０  駆動回路
３１１  被走査光束
３１２  被走査光束
３１３  被走査光束
３１４  画像位置補正手段
４０１  携帯機器
４０２  人
４０３  入力部
４０４  被走査面
４０５  走査線
４０６  射出部
４０７  走査画像
４０８  フィールドレンズ
４０９  投射光学系
４１０  絞り
４１１  駆動機器
４１２  制御装置
４１３  センサ
４１４  被走査光束
４１５  被走査光束
４１６  被走査光束
４１７  可動レンズ
４１８  画像位置補正手段
【図１】
2006138939.tif 000003
【図２】
2006138939.tif 000004
【図３】
2006138939.tif 000005
【図４】
2006138939.tif 000006
【図５】
2006138939.tif 000007
【図６】
2006138939.tif 000008
【図７】
2006138939.tif 000009
【図８】
2006138939.tif 000010
【図９】
2006138939.tif 000011
【図１０】
2006138939.tif 000012
【図１１】
2006138939.tif 000013
【図１２】
2006138939.tif 000014
【図１３】
2006138939.tif 000015