(57)【要約】【課題】小型で安価でありながら高い性能を有するプロジェクタを提供すること。【解決手段】アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃは、副走査のＹ方向に１画素の間隔をおいて光アドレッシング液晶２０の裏面に入射する。アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの入射点は、主走査のＸ方向に一定速度で移動する。照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃも、副走査のＹ方向に１画素の間隔をおいて読出し面２０ｂに入射する。各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射点は、Ｘ方向に一定速度で移動する。この際、各照明光は、アドレッシング光に対して、Ｘ方向に数画素だけずれた位置に入射する。この結果、アドレッシング光による書込みから数画素分の走査時間だけ遅れて照明光による読出しを行うことになる。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
書込み用のアドレッシング光の入射箇所で光学特性が変化する空間光変調装置と、
前記アドレッシング光を前記空間光変調装置上に入射させて、当該空間光変調装置上でスキャンさせることによって書込みを行うアドレッシング手段と、
読出し光を前記空間光変調装置上に入射させて、当該空間光変調装置上でスキャンさせることにより読出しを行う照明手段と、
前記アドレッシング手段による１フレームの書込み中において、前記照明手段によるスキャンを、前記アドレッシング手段による対応個所のスキャンに追従させる制御手段と
を備えるプロジェクタ。
【請求項２】
前記アドレッシング手段は、前記アドレッシング光を点状又は線状にして前記空間光変調装置の一方面上に入射させることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記照明手段は、前記読出し光を点状又は線状にして前記空間光変調装置の他方面上に入射させることを特徴とする請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記アドレッシング手段は、各色に対応する前記アドレッシング光を前記空間光変調装置の一方面上に所定の第１配列で入射させ、前記照明手段は、各色ごとの前記読出し光を前記空間光変調装置の他方面上に前記所定の第１配列に対応する所定の第２配列で入射させることを特徴とする請求項３記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記照明手段は、各色の前記読出し光をそれぞれ発生する複数の光源と、各光源からの前記読出し光を前記空間光変調装置上で移動させるスキャン装置とを備えることを特徴とする請求項４記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記アドレッシング手段は、各色に対応する前記アドレッシング光を、前記空間光変調装置の枠の一辺に平行に延在するとともに所定間隔だけ離間する複数の走査線又は光条として前記空間光変調装置上に入射させ、前記照明手段は、各色ごとの前記読出し光を、前記アドレッシング光の前記走査線にそれぞれ対応する複数の走査線又は光条にして、所定の時間差で前記空間光変調装置上に入射させることを特徴とする請求項５記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記アドレッシング手段は、各色に対応する前記アドレッシング光を、複数の走査線として、各色ごとの前記読出し光の入射位置に先行して隣接する各画素列にそれぞれ入射させることを特徴とする請求項６記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記照明手段は、白色光源とカラーリキャプチャ型のカラーホイール装置とを備えることを特徴とする請求項４記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記読出し光は、ＬＥＤ又はレーザ素子から発生されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
前記アドレッシング光は、レーザ素子、ＬＥＤ又はＥＬ素子から発生されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を用いて情報の書込みを行う光アドレス型の空間光変調装置を用いてカラー等の画像表示を行うプロジェクタに関する。
【従来の技術】
光アドレス型の空間光変調装置を用いて画像を投影するプロジェクタとして、空間光変調装置の書込み側にＣＲＴを対面配置し、ＣＲＴに画像を形成することによって、空間光変調装置への画像書込みを行うものが存在する（例えば、特許文献１等参照）。
【０００２】
また、同様の空間光変調装置を用いて画像を投影するプロジェクタとして、画像信号によって強度変調されたレーザ光のスポットを空間光変調装置の書込み側に走査しつつ入射させるものが存在する（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３３３３６７号公報
【特許文献２】
特開２０００−１９６８３３号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、第１例のプロジェクタは、書込み用のＣＲＴを空間光変調装置に対向して設ける構造であることから、書込み用の光学系が大型化するだけでなく、コストの増大を招く。
【０００４】
また、第２例のプロジェクタは、空間光変調装置を一様に照明して読出しを行っているが、スキャンによる書込みは非一様なものにならざるを得ない。すなわち、空間光変調装置に書込まれた情報は時間とともに減衰するので、スキャンの初めと終わりで投射像の明るさが異なるものとなり、表示ムラやコントラスト低下が発生する。なお、空間光変調装置に１フレームのスキャン時間程度の保持性を持たせることも考えられるが、そのような保持性に起因して空間光変調装置の応答性が低下し、これへの書込みに時間がかかることになり、動画表示の場合など残像が見えてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、小型で安価でありながら高い性能を有するプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、表示ムラがなく高いコントラストを達成することができるプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、書込み用のアドレッシング光の入射箇所で光学特性が変化する空間光変調装置と、アドレッシング光を空間光変調装置上に入射させて、この空間光変調装置上でスキャンさせることによって書込みを行うアドレッシング手段と、読出し光を空間光変調装置上に入射させて、この空間光変調装置上でスキャンさせることにより読出しを行う照明手段と、アドレッシング手段による１フレームの書込み中において、照明手段によるスキャンを、アドレッシング手段による対応個所のスキャンに追従させる制御手段とを備える。ここで、「空間光変調装置」とは、例えば光アドレッシング液晶等の光を用いて情報の書込みを行う液晶ライトバルブに代表される光デバイスであり、▲１▼アドレッシング光が入射する部分すなわちアドレッシング光により特性が変化する部分と、▲２▼読出し光が入射する部分すなわち読出し光を変調する部分を有している。なお、光を用いて情報の書込みを行うライトバルブは、空間光増幅素子と称されることもあり、このような空間光増幅素子も「空間光変調装置」に含まれる概念である。
【０００８】
上記プロジェクタでは、アドレッシング光を空間光変調装置上でスキャンさせて書込みを行うので、アドレッシング光の変調によって任意の画像を所望の解像度で高速に書き込むことができ、画像の書込み部分を小型化することができる。また、照明手段が読出し光をスキャンするとともに、制御手段が、照明手段によるスキャンをアドレッシング手段による対応個所のスキャンに追従させるので、書込みのスキャンと読出しのスキャンとを比較的少ない時間差で漸次行うことができる。つまり、空間光変調装置の保持性に合わせた読出しが可能になり、鮮明で高いコントラストの画像を投射することができる。
【０００９】
また、上記プロジェクタの具体的態様によれば、アドレッシング手段が、アドレッシング光を点状又は線状にして空間光変調装置の一方面上に入射させる。この場合、アドレッシング光を変調しつつ走査することで、簡易かつ迅速な書き込みが可能になる。
【００１０】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、照明手段が、読出し光を点状又は線状にして空間光変調装置の他方面上に入射させる。この場合、読出し光を面状にして空間光変調装置に入射させないので、読出し光を例えば可干渉性を有するレーザ光としても、スペックルの発生を低減することができ、高輝度で表示ムラのない画像を達成することができる。
【００１１】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、アドレッシング手段が、各色に対応するアドレッシング光を空間光変調装置の一方面上に所定の第１配列で入射させ、照明手段が、各色ごとの読出し光を空間光変調装置の他方面上に所定の第１配列に対応する所定の第２配列で入射させる。この場合、単一の空間光変調装置を用いてカラー画像を実現することができる。また、同時に３色の読出しが行われるので、明るい画像を投射することができる。また、アドレッシング光の第１配列と読出し光の第２配列とが対応するので、各色の書込みと読出しのタイミング差を一致させることができ、各色を格差なく投射することができる。
【００１２】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、照明手段が、各色の読出し光をそれぞれ発生する複数の光源と、各光源からの読出し光を空間光変調装置上で移動させるスキャン装置とを備える。この場合、各色ごとに個別に設けた光源からの読出し光を利用するので、読出し光を空間光変調装置上に照射するタイミングを自在にしかも極めて精密に調節することができる。
【００１３】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、アドレッシング手段が、各色に対応するアドレッシング光を、空間光変調装置の枠の一辺に平行に延在するとともに所定間隔だけ離間する複数の走査線又は光条として空間光変調装置上に入射させ、照明手段が、各色ごとの読出し光を、アドレッシング光の走査線にそれぞれ対応する複数の走査線又は光条にして、所定の時間差で空間光変調装置上に入射させる。この場合、各色ごとに適当に間引かれて照射されるアドレッシング光に引き続いてそれぞれに対応する色の読出し光を照射することができるので、アドレッシング光と読出し光とを互い違いとした一群のものとして照射することができる。よって、各色ごとの書込み及び読出しを上記所定の時間差で同時並行して効率よく行うことができ、カラーブレークアップの発生を簡単に低減できる。
【００１４】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、アドレッシング手段が、各色に対応するアドレッシング光を、複数の走査線として、各色ごとの読出し光の入射位置に先行して隣接する各画素列にそれぞれ入射させる。この場合、カラーブレークアップの発生をさらに確実に低減できる。
【００１５】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、照明手段が、白色光源とカラーリキャプチャ型のカラーホイール装置とを備える。ここで、「カラーリキャプチャ型のカラーホイール装置」とは、ＲＧＢフィルタゾーンを渦巻状に配置したカラーホイールと、矩形筒状の内側反射面を有すインテグレータとを有する色分割装置を意味する。この場合、簡易に各色を分割して効率よく同時に空間光変調装置上に入射させることができ、色分割した照明光の帯状ゾーンをその短手方向に移動させるスキャンが簡単に実現する。
【００１６】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、読出し光が、ＬＥＤ又はレーザ素子から発生される。この場合、この場合、照明光の輝度や発光タイミングを極めて精密に制御することができる。
【００１７】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、アドレッシング光が、レーザ素子、ＬＥＤ又はＥＬ素子から発生される。この場合、アドレッシング光の強度や発光タイミングを極めて精密に制御することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係るプロジェクタ１０の全体構造を概念的に説明するブロック図である。このプロジェクタ１０は、空間光変調装置である光アドレッシング液晶２０と、アドレッシング手段である書込み部３０と、照明手段である照明部４０と、投射レンズ５０と、制御装置６０とを備える。
【００１９】
図２は、図１に示す光アドレッシング液晶２０の一例を示す断面構造図である。この光アドレッシング液晶２０は、書き込まれた状態を比較的短い一定時間保持することができ、一対の平板ガラス２１、２２の間に透明電極２３、２４を介して感光体層２５とミラー層２６と液晶層２７との積層体を挟んだ構造となっている。そして、一対の透明電極２３、２４間には、交流電圧が印加される。
【００２０】
光アドレッシング液晶２０の作製の概要は以下のようなものである。まず、一方の平板ガラス２１上に透明電極２３と感光体層２５とミラー層２６とを順次形成し、他方の平板ガラス２２上に透明電極２４を形成する。その後、両平板ガラス２１、２２をミラー層２６及び透明電極２４側を内側にして対向させた隙間に、液晶層２７を注入して封入することによって、光アドレッシング液晶２０を完成する。
【００２１】
光アドレッシング液晶２０への書込みに際しては、書込み側である平板ガラス２１の表面に図１の書込み部３０からのアドレッシング光ＡＢが入射し、アドレッシング光ＡＢの入射領域では感光体層２５の導電性が低下する。これにより、この領域の背後にある液晶層２７の対応領域に電圧が印加され、この対応領域の偏光特性が切り替わる。この際、感光体層２５や液晶層２７は通常保持性を有するので、アドレッシング光ＡＢが通過した後も比較的短時間であれば液晶層２７の光学状態すなわち偏光特性を維持することができる。光アドレッシング液晶２０の読出しに際しては、読出し側である平板ガラス２２の表面に図１の照明部４０からの走査型の照明光ＣＬを入射させる。この照明光ＣＬは、ミラー層２６で反射される間に液晶層２７で変調され画像光ＩＬとして射出する。
【００２２】
なお、光アドレッシング液晶２０は、図２に例示される構造に限らず各種構造の空間光変調装置とすることができる。例えば、感光体層２５は、光起電力層に置き換えることができる。
【００２３】
図３は、光アドレッシング液晶２０の動作特性を示すグラフである。横軸は時間を表し、縦軸は反射（読出し）強度又は書込光強度を示す。なお、実線の反射強度は、図２に示す光アドレッシング液晶２０の読出し側に偏向板等を配置した場合における画像光ＩＬの照明光ＣＬに対する比として与えられる。また、点線の書込み光強度は、光アドレッシング液晶２０の書込み側に入射させるアドレッシング光ＡＢの強度に相当する。
【００２４】
グラフからも明らかなように、アドレッシング光である入射光がパルス状に一定期間入射した場合、図２の光アドレッシング液晶２０の反射特性は、アドレッシング光がＯＮとなるタイミングから一定時間遅れて立ち上がり、アドレッシング光がＯＦＦとなるタイミングから一定時間遅れて立ち下がる。特に反射特性の立下がりは、完全な階段状でなく、一定時間強度がほぼ維持されるとともに反射強度が指数的に漸減するテールを有する。つまり、光アドレッシング液晶２０は、アドレッシング光による書込み後に一定時間情報を保持できるが、その後は情報が消去されるので、情報が保持されている間に照明光を入射させて読出しを行わなければならない。
【００２５】
図１に戻って、書込み部３０は、各色の画像に対応して変調したレーザ光をそれぞれ発生する３つのレーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃと、各レーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃからのレーザ光を反射するスキャンミラー３２と、スキャンミラー３２の角度を調節するアクチュエータ３３と、レーザ光源３１やアクチュエータ３３を制御装置６０からの指示に基づいて適宜駆動する駆動ユニット３５とを備える。
【００２６】
ここで、各レーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、それぞれ同一のレーザダイオードで構成され、光アドレッシング液晶２０に設けた感光体層２５のスペクトル特性を考慮して適宜発生波長が選択される。３つのレーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、Ｚ方向に適当な間隔で配列されている。これは、後述するように、光アドレッシング液晶２０の書込み面２０ａにおいて、Ｙ方向に所定間隔で配列される３つのスポットを形成するためである。なお、これらのレーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、ＬＥＤ素子やＥＬ素子に置き換えることができる。
【００２７】
スキャンミラー３２は、例えば半導体基板上に薄膜作製プロセスによりアクチュエータ３３と一体的に形成されたＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子とすることができる。このスキャンミラー３２により、各レーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃからのアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃを光アドレッシング液晶２０の書込み面２０ａの任意の位置に３つ一組として入射させることができ、各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの高速スキャンを可能にする。なお、これらのアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃは、光アドレッシング液晶２０の書込み面２０ａにおいて、Ｙ方向に所定の間隔で配列される微細スポットを形成する。
【００２８】
駆動ユニット３５は、各レーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃの動作を制御して、各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの強度をＲＢＧの各色の画像の輝度分布に応じてそれぞれ変調する。この際、この駆動ユニット３５は、レーザ光源３１とアクチュエータ３３とを同期させて動作させることができ、各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃが刻々と入射する画素位置に応じて各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの強度変調を行う。
【００２９】
照明部４０は、固体発光素子である３つの発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃと、各発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃからの照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃを反射するスキャンミラー４２と、スキャンミラー４２の角度を調節するアクチュエータ４３と、発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃやアクチュエータ４３を制御装置６０からの指示に基づいて適宜駆動する駆動ユニット４４とを備える。
【００３０】
ここで、発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、ＲＧＢの各色をそれぞれ発生する。これらの発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、それぞれ同様の光を発生するレーザダイオードに置き換えることができる。これら発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃから発生した各色の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃは、これらに内蔵し或いは外付けした光学系（不図示）を経て、偏光変換素子４５及び偏光フィルタ５２を通過し、光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂの任意の位置に３つ一組として入射する。なお、偏光変換素子４５は、発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃからの各色の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃをほぼ全て直線偏光に変換する。
【００３１】
駆動ユニット４４は、各発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃの動作を制御して照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの発光タイミングを調節するとともに、アクチュエータ４３を介してスキャンミラー４２の角度を調節する。つまり、駆動ユニット４４は、各発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃからの照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃを光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂの任意の位置に３つ一組として入射させることができ、各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの高速スキャンを可能にする。なお、これらの照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃは、光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂにおいて、Ｙ方向に１画素分の所定の間隔で配列される微細スポットを形成する。
【００３２】
図４（ａ）及び（ｂ）は、光アドレッシング液晶２０への書込みと読出しを概念的に説明する図である。なお、図示の光アドレッシング液晶２０は、読出し面２０ｂから見たものであり、背後にある書込み面２０ａは仮想的に透視されるものとする。
【００３３】
図４（ａ）の場合、３つのアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃは、副走査のＹ方向に１画素の間隔をおいて一列に配列されて光アドレッシング液晶２０の裏面に入射する。各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの入射点は、書込み部３０の制御によって、相対的な配置関係を保った状態で主走査のＸ方向に一定速度で移動して走査線を形成し、光アドレッシング液晶２０の端部に至ると、副走査方向に１画素ずらしつつ折り返して、逆方向に同一速度で移動する。
【００３４】
３つの照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃも、副走査のＹ方向に１画素の間隔をおいて一列に配列されて読出し面２０ｂに入射する。各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射点は、照明部４０の制御によって、相対的な配置関係を保った状態で主走査のＸ方向に一定速度で移動して走査線を形成し、光アドレッシング液晶２０の端部に至ると、副走査方向に１画素ずらしつつ折り返して、逆方向に同一速度で移動する。この際、各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃは、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃに対して、同時刻においてＸ方向に数画素だけずれた位置に入射する。この結果、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによる書込みから数画素分の走査時間だけ遅れて照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃによる読出しを行うことになる。ここで、数画素分の走査時間中に、光アドレッシング液晶は所望の変調度に達し、数画素分の走査時間中は、光アドレッシング液晶２０に情報すなわち光学状態が保持されるので、書込みと読出しを同時平行して行うことができ、コントラストが高くムラのない効率的投射が可能になる。さらに、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃや照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃが互いに近接して配置されているので、投射する画像が動画である場合には、カラーブレークアップの発生を確実に低減できる。
【００３５】
図４（ｂ）の場合、３つのアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃは、副走査のＹ方向に隣接して一列に配列されて光アドレッシング液晶２０の裏面に入射する。各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの入射点は、相対的な配置関係を保った状態で主走査のＸ方向に一定速度で移動して走査線を形成し、光アドレッシング液晶２０の右端部に至ると、出力をＯＦＦとして書込みを行わない状態で副走査方向に１画素ずらしつつ光アドレッシング液晶２０の左端部に高速で戻る。その後、各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの入射点は、再度Ｘ方向に一定速度で移動して走査線を形成し、光アドレッシング液晶２０の右端部に至る。以上のような走査が繰り返されることにより、光アドレッシング液晶２０の全面が各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによって隙間無く走査される。
【００３６】
一方、３つの照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃについても、各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃに追従する状態で同様の走査が行われる。つまり、各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃは、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃに対して、同時刻においてＸ方向に数画素だけずれた位置に入射する。この結果、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによる書込みから数画素分の走査時間だけ遅れて照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃによる読出しを行うことになる。この場合も、書込みと読出しを同時平行して行うことができ、コントラストが高くムラのない効率的投射が可能になる。さらに、照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃが互いに隣接して配置されているので、カラーブレークアップの発生をさらに確実に低減することができる。
【００３７】
図１に戻って、光アドレッシング液晶２０で反射されて偏光フィルタ５２を通過した画像光ＩＬは、各色の入力画像信号の輝度分布に応じて変調されたものであり、投射レンズ５０を経てスクリーンＳＣ上に投射され、ここにＲＧＢの３原色が合成されたカラー画像が形成される。
【００３８】
制御装置６０は、プロジェクタ１０の動作を統括的に制御するための制御手段であり、外部からの入力画像信号であるビデオ信号を適当に加工して、両駆動ユニット３５、４３に適当な制御信号を与え、読出しや書込みのタイミング等を制御することにより、スクリーンＳＣにビデオ信号に対応する動画等の表示を行わせる。
【００３９】
図５は、光アドレッシング液晶２０の平面図であり、第１実施形態に係るプロジェクタ１０を一部変更したプロジェクタの動作例を示す。この場合、照明部４０は、３つの発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃからの照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃを、適当な光学系を用いてＸ方向に延びる光条として光アドレッシング液晶２０上に入射させる。各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置は、照明部４０の制御によって、相対的な配置関係を保った状態で副走査の−Ｙ方向にステップ移動する。各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置よりも一行先行する隣の画素列には、書込み部３０の制御によって、スポット状のアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃが入射して一端から他端まで走査される。この走査が終了すると、照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置が−Ｙ方向に１画素分ステップ移動し、直前にアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによって書き込まれた画素列を照明して画像の読出しを行う。この結果、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによる書込みに引き続いて線状の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃによる読出しを行うことができる。つまり、光アドレッシング液晶２０への書込みと読出しを同時平行して行うことができ、コントラストが高くムラのない効率的投射が可能になる。さらに、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃや照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃが近接して配置されているので、投射する画像が動画である場合には、カラーブレークアップの発生を確実に低減できる。
【００４０】
図６は、図５と同様に、第１実施形態に係るプロジェクタ１０を一部変更したプロジェクタの動作例を示す。この場合、照明部４０は、図１の３つの発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃからの照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃを、適当な光学系を用いてＸ方向に延びる光条として光アドレッシング液晶２０上に入射させる。また、書込み部３０は、図１のレーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃに代えて配置される３つのレーザアレイからのアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃを、適当な光学系を用いてＸ方向に延びる光条として光アドレッシング液晶２０上に入射させるが、その入射位置は、線状の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置よりも一行先行する隣の画素列上となっている。なお、線状のアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃを発生するレーザアレイは、Ｘ方向の一画素列すなわち１走査線の解像度に対応する個数の発光素子を有している。なお、上述のアドレッシング用のレーザアレイに代えて、単一の発光素子とし、この発光素子の射出側にアレイ状の変調素子（例えばＧＬＶ）を配置することによっても、光条で画素に応じた変調を与えられたアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃを得ることができる。
【００４１】
各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの入射位置は、書込み部３０の制御によって、相対的な配置関係を保った状態で副走査の−Ｙ方向にステップ移動する。同様に、各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置も、照明部４０の制御によって、相対的な配置関係を保った状態で副走査の−Ｙ方向にステップ移動する。この結果、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによる書込みに引き続いて照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃによる読出しを行うことができる。つまり、光アドレッシング液晶２０への書込みと読出しを同時平行して行うことができ、コントラストが高くムラのない効率的投射が可能になる。さらに、各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃと対応する照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃとが近接して配置されているので、投射する画像が動画である場合には、カラーブレークアップの発生を確実に低減できる。
【００４２】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第２実施形態のプロジェクタは、第１実施形態の一部を変更したものであるので、変更部分についてのみ説明する。なお、第２実施形態のプロジェクタは、モノクロ画像のプロジェクタである。
【００４３】
図７は、光アドレッシング液晶２０に対する読出し及び書込み用の光学系を示す。この場合、書込み部３０は、単一のレーザ光源１３１で構成される。スキャンミラー３２は、レーザ光源１３１からのアドレッシング光ＡＢを光アドレッシング液晶２０の書込み面２０ａの任意の位置に走査しつつ入射させることができる。一方、照明部４０も、単一で単色の発光ダイオード１４１で構成される。スキャンミラー４２は、偏光変換素子４５を経た発光ダイオード１４１からの照明光ＣＬを、偏光フィルタ５２を介して光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂの任意の位置に走査しつつ入射させることができる。
【００４４】
図８は、第２実施形態の場合における光アドレッシング液晶２０への書込みと読み出しを説明する図である。アドレッシング光ＡＢの光アドレッシング液晶２０上における入射点は、書込み部３０（図１参照）の制御によって、主走査のＸ方向に一定速度で移動し、光アドレッシング液晶２０の端部に至ると、副走査方向に１画素ずらしつつ折り返して、逆方向に同一速度で移動する。照明光ＣＬの光アドレッシング液晶２０上における入射点も、照明部４０（図１参照）の制御によって、主走査のＸ方向に一定速度で移動し、光アドレッシング液晶２０の端部に至ると、副走査方向に１画素ずらしつつ折り返して、逆方向に同一速度で移動する。この際、照明光ＣＬは、アドレッシング光ＡＢに対して、同時刻においてＸ方向に数画素だけずれた位置に入射する。この結果、アドレッシング光ＡＢによる書込みから数画素分の走査時間だけ遅れて照明光ＣＬによる読出しを行うことになる。つまり、書込みと読出しを同時平行して行うことができ、コントラストが高くムラのない効率的投射が可能になる。
【００４５】
図９は、第２実施形態に係るプロジェクタを一部変更したプロジェクタの動作例を示す。この場合、照明部４０は、単色の発光ダイオード１４１からの照明光ＣＬを、適当な光学系を用いてＸ方向に延びる光条として光アドレッシング液晶２０上に入射させる。線状の照明光ＣＬの入射位置は、照明部４０の制御によって、副走査の−Ｙ方向にステップ移動する。照明光ＣＬの入射位置よりも一行先行する隣の画素列には、書込み部３０の制御によって、スポット状のアドレッシング光ＡＢが入射して一端から他端まで走査される。この走査が終了すると、照明光ＣＬの入射位置が−Ｙ方向に１画素分ステップ移動し、直前にアドレッシング光ＡＢによって書き込まれた画素列を照明して画像の読出しを行う。この結果、アドレッシング光ＡＢによる書込みに引き続いて照明光ＣＬによる読出しを行うことができる。つまり、光アドレッシング液晶２０への書込みと読出しを同時平行して行うことができ、コントラストが高くムラのない効率的投射が可能になる。
【００４６】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第３実施形態のプロジェクタは、第２実施形態のモノクロ型のプロジェクタを３つ組み合わせた構造を有し、カラー画像を投射することができる。
【００４７】
図１０に示すように、このプロジェクタ３１０は、色Ｒ用のプロジェクタ本体３１０Ａと、色Ｇ用のプロジェクタ本体３１０Ｂと、色Ｂ用のプロジェクタ本体３１０Ｃと、各プロジェクタ本体３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃからの画像光ＩＬａ、ＩＬｂ、ＩＬｃを合成するためのクロスダイクロイックプリズム５４と、合成された画像光ＩＬａ、ＩＬｂ、ＩＬｃをスクリーン（不図示）上に投射する投射レンズ５０とを備える。なお、プロジェクタ３１０は、各プロジェクタ本体３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃへの書込みや読出のタイミングを制御するための制御装置（不図示）を有しており、各色の走査型の書込みに同期して各色の走査型の読出しが行われる。
【００４８】
ここで、プロジェクタ本体３１０Ａは、図７のプロジェクタと同様に、光アドレッシング液晶２０と書込み部３０と照明部４０とを備える。ただし、このプロジェクタ本体３１０Ａの照明部４０は、色Ｒの照明光ＣＬを光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂに入射させる。また、プロジェクタ本体３１０Ｂも、光アドレッシング液晶２０と書込み部３０と照明部４０とを備える。このプロジェクタ本体３１０Ｂの照明部４０は、色Ｇの照明光ＣＬを光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂに入射させる。また、プロジェクタ本体３１０Ｃも、光アドレッシング液晶２０と書込み部３０と照明部４０とを備える。このプロジェクタ本体３１０Ｃの照明部４０は、色Ｂの照明光ＣＬを光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂに入射させる。
【００４９】
第３実施形態のプロジェクタにおいて、各光アドレッシング液晶２０への書込みと読み出しは、図８及び図９に示す第２実施形態の場合と同様である。
【００５０】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第４実施形態のプロジェクタも、基本的には、第２実施形態のモノクロ型のプロジェクタを３つ組み合わせた構造を有し、カラー画像を投射することができる。
【００５１】
図１１は、第４実施形態に係るプロジェクタ４１０の全体構造を説明する図である。この場合、第３実施形態の場合と異なり、単一の照明部４４０が、各色ＲＧＢについての走査型の照明光ＣＬを同時に発生し、各色のプロジェクタ本体４１０Ａ、４１０Ｂ、４１０Ｃに入射させる。なお、プロジェクタ４１０は、照明部４４０による書込みやプロジェクタ本体４１０Ａ、４１０Ｂ、４１０Ｃによる読出のタイミングを制御するための制御装置（不図示）を有しており、各色の走査型の書込みに同期して各色の走査型の読出しが行われる。
【００５２】
ここで、照明部４４０は、照明光を発生する高圧水銀ランプ等の白色光源４４１と、この白色光源４４１からの光をスポット状に収束させるレンズ４４６と、白色光源４４１からのスポット光を走査する走査ユニット４４７と、走査ユニット４４７を経たスポット光をほぼ全て直線偏光に変換する偏光変換素子４５と、偏光ビームスプリッタ４４８とを備える。
【００５３】
白色光源４４１からの光は、レンズ４４６経て収束され、走査ユニット４４７を経て偏向され、偏光変換素子４５を経て特定方向の直線偏光に変換される。偏光変換素子４５を通過した照明光ＣＬは、偏光ビームスプリッタ４４８で光路を折り曲げられてクロスダイクロイックプリズム５４に入射する。クロスダイクロイックプリズム５４で色分割された照明光ＣＬは、ＲＧＢの各色ごとに各プロジェクタ本体４１０Ａ、４１０Ｂ、４１０Ｃに設けた光アドレッシング液晶２０にそれぞれスポット光として入射する。この際、各色の照明光ＣＬのスポットは、走査ユニット４４７を適宜動作させることにより、各光アドレッシング液晶２０上でそれぞれ走査される。
【００５４】
各プロジェクタ本体４１０Ａ、４１０Ｂ、４１０Ｃからの画像光ＩＬａ、ＩＬｂ、ＩＬｃは、クロスダイクロイックプリズム５４を経て合成され、偏光ビームスプリッタ４４８で特定の方向の直線偏光のみが通過し、投射レンズ５０を経てスクリーン（不図示）上にカラー画像が投射される。
【００５５】
第４実施形態のプロジェクタにおいて、各光アドレッシング液晶２０への書込みと読出しは、図８に示す第２実施形態の場合と同様である。なお、各光アドレッシング液晶２０に線状の照明光ＣＬを入射させる場合、図９に示す書込み及び読出し方法が行われる。
【００５６】
〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第５実施形態のプロジェクタは、図１に示す第１実施形態のプロジェクタ１０の書込み部３０や照明部４０を変更したものである。
【００５７】
図１２は、第５実施形態に係るプロジェクタ５１０の全体構造を説明する図である。この場合、書込み部３０を構成するレーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃからのアドレッシング光を、個別のスキャンミラー３２ａ、３２ｂ、３２ｃを利用して偏向し、Ｙ方向に適当な間隔を設けて走査する。また、照明部５４０は、カラーリキャプチャ方式の照明装置であり、照明光を発生するランプ等の白色光源５４１と、反射性の内面を備えた角柱状のインテグレータ５４５と、白色光源５４１からの白色光を色分割するカラーホイール５４４と、カラーホイール５４４を通過した照明光を光アドレッシング液晶２０上に投射するリレーレンズ５４６と、照明光を特定方向の直線偏光にする偏光変換素子４５と、照明光の進行方向を変更する固定ミラー５４２とを備える。
【００５８】
図１３は、カラーホイール５４４の平面図である。カラーホイール５４４には、渦巻状の反射部５４４ａが等間隔で複数形成されている。これらの反射部５４４ａの間には、３種類のフィルタゾーン５４４ｒ、５４４ｇ、５４４ｂが繰り返して配列されている。これらのフィルタゾーン５４４ｒ、５４４ｇ、５４４ｂには、ＲＧＢの各色を透過させるダイクロイック・フィルム又はフィルタが形成されている。なお、矩形の部分領域５４４ｓは、インテグレータ５４５の射出側の開口５４５ａに対応し、この像が光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂに投射される。インテグレータ５４５の開口５４５ａを出射した光のうち各フィルタゾーン５４４ｒ、５４４ｇ、５４４ｂを通過したものは、照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃとして光アドレッシング液晶２０を照明する。また、開口５４５ａを出射した光のうち反射部５４４ａやフィルタゾーン５４４ｒ、５４４ｇ、５４４ｂで反射されたものは、一旦インテグレータ５４５内に戻されるが、インテグレータ５４５内で反射され折り返されて、再びフィルタゾーン５４４ｒ、５４４ｇ、５４４ｂ等を再度照明する。これにより、照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの分布を均一なものとすることができ、効率の良い色分割が可能になる。しかも、このようなカラーリキャプチャ方式の照明部５４０を用いることにより、光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂにＲＧＢの各色の帯状ゾーンが形成され、時間とともにこの帯状ゾーンが移動するため、スキャン機構は不要となる。
【００５９】
図１４は、光アドレッシング液晶２０の平面図であり、第５実施形態に係るプロジェクタ５１０の動作例を示す。この場合、照明部５４０は、３つで一組の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃを、Ｘ方向に細長い帯状領域として互いに離間した状態で光アドレッシング液晶２０上に入射させる。各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの領域は、それぞれフィルタゾーン５４４ｒ、５４４ｇ、５４４ｂに対応し、これらの間は、遮光用の反射部５４４ａに対応する。各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置は、相対的な配置関係を保った状態で副走査の−Ｙ方向に徐々に移動する。一方、スポット状のアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃは、書込み部３０の制御によって、各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置よりも先行する位置に入射して一端から他端まで主走査され、さらに往復しつつ−Ｙ方向に副走査される。各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの副走査のスピードと照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの−Ｙ方向への移動速度とは、等しくなっており、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによる書込みに引き続いて照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃによる読出しを行うことができる。この際、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃが入射する領域では、照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃが入射しないので、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによる十分な書込みが可能になる。
【００６０】
〔第６実施形態〕
以下、第６実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第６実施形態のプロジェクタは、図１２に示す第５実施形態のプロジェクタ１０の書込み部５３０や照明部５４０を変更したものである。
【００６１】
図１５は、第６実施形態に係るプロジェクタの書込み部６３０の構造を説明する図である。この場合、書込み部６３０を構成するレーザ光源６３１ａ、６３１ｂ、６３１ｃがＺ方向に大きく離間して配置されており、各レーザ光源６３１ａ、６３１ｂ、６３１ｃからのアドレッシング光を、単一のスキャンミラー３２のみで偏向してＹ方向に関して適当な間隔を設けてそれぞれ走査させることができる。
【００６２】
図１６は、第６実施形態に係るプロジェクタの動作例を示す。この場合も、図１２に示すものと同様の照明部５４０が、図１３に示すと同様のインテグレータ５４５等からの一組の帯状の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃを光アドレッシング液晶２０に入射させる。ただし、この場合、カラーホイールに設けた３色を一組とするフィルタゾーン群の間隔がフィルタゾーン群のＹ方向の幅程度に離間しており、仮想的に示した先行する一組の照明光ＣＬａ’、ＣＬｂ’、ＣＬｃ’の照明領域ＩＡ’の入射から一定の時間間隔をおいて、一組の帯状の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの照明領域ＩＡが光アドレッシング液晶２０に入射する。一方、スポット状のアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃは、各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置よりも先行する位置に入射して一端から他端まで主走査され、さらに往復しつつ−Ｙ方向に副走査される。この場合、最後のアドレッシング光ＡＢｃの走査が完了した段階で、スキャンミラー３２が当初の位置に戻って最初のアドレッシング光ＡＢａからの走査が開始される。
【００６３】
〔第７実施形態〕
以下、第７実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第７実施形態のプロジェクタは、図７に示す第２実施形態の照明部４０等を変更したものであり、カラー画像のプロジェクタとなっている。
【００６４】
図１７は、第７実施形態に係るプロジェクタ５１０の全体構造を説明する図である。この場合、書込み部７３０は、単一のレーザ光源１３１及びスキャンミラー３２によって、ＲＧＢの３色のアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃを時系列的に順次繰り返し形成する。一方、照明部７４０は、照明光を発生するランプ等の白色光源７４５と、この白色光源７４５からの光を色分割した照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃとして順次射出させるカラーホイール７４６と、このカラーホイール７４６を制御装置６０からの指示に基づいて適宜回転させる駆動ユニット７４３とを含み、ＲＧＢの３色の照明光を時系列的に順次繰り返し発生する。
【００６５】
図１８は、カラーホイール７４６の構造を説明する平面図である。図からも明らかなように、カラーホイール７４６には、ＲＧＢの３色に対応する３つのフィルタ領域７４６ａ、７４６ｂ、７４６ｃが形成されている。これらのフィルタ領域７４６ａ、７４６ｂ、７４６ｃの間には、ＮＤフィルタ等の遮光体、又は反射ミラー等からなる３つの同一形状の遮光部分７４６ｄが形成されている。各遮光部分７４６ｄは、中心から３等分した均等な角度方向に配置されている。
【００６６】
カラーホイール７４６の各部は、白色光源７４５の正面を順次通過する。このカラーホイール７４６において、フィルタ領域７４６ａは、Ｒ色の照明光ＣＬａを発生し、フィルタ領域７４６ｂは、Ｇ色の照明光ＣＬｂを発生し、フィルタ領域７４６ｂは、Ｂ色の照明光ＣＬｃを発生する。カラーホイール７４６を通過した各色の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃは、ビーム整形用のレンズや偏光変換素子４２を経て特定の直線偏光に変換され、スキャンミラー４２及び偏光フィルタ５２を経て光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂに入射する。
【００６７】
この場合、書込み面２０ａ上における各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃのスポット走査と同期して、このスポット走査に追従するように、読出し面２０ｂ上に各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃを入射させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタを説明するブロック図である。
【図２】光アドレッシング液晶の一例の断面構造を説明する図である。
【図３】光アドレッシング液晶の動作特性を示すグラフである。
【図４】光アドレッシング液晶への書込みと読出しを説明する図である。
【図５】第１実施形態に係るプロジェクタの変更例を示す。
【図６】第１実施形態に係るプロジェクタの別の変更例を示す。
【図７】第２実施形態に係るプロジェクタの要部を示す。
【図８】第２実施形態に係るプロジェクタの動作例を示す。
【図９】第２実施形態に係るプロジェクタの動作の変更例を示す。
【図１０】第３実施形態のプロジェクタを説明するブロック図である。
【図１１】第４実施形態のプロジェクタを説明するブロック図である。
【図１２】第５実施形態のプロジェクタを説明するブロック図である。
【図１３】カラーホイールの平面図である。
【図１４】第５実施形態に係るプロジェクタの動作例を示す。
【図１５】第６実施形態のプロジェクタを説明するブロック図である。
【図１６】第６実施形態のプロジェクタの動作を説明する図である。
【図１７】第７実施形態のプロジェクタを説明するブロック図である。
【図１８】図１７の照明部に設けたカラーホイールを説明する図である。
【符号の説明】
１０  プロジェクタ
２０  光アドレッシング液晶
３０  書込み部
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ  レーザ光源
３２  スキャンミラー
３３  アクチュエータ
３５  駆動ユニット
４０  照明部
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ  発光ダイオード
４２  スキャンミラー
４３  アクチュエータ
４４  駆動ユニット
４５  偏光変換素子
５０  投射レンズ
５２  偏光フィルタ
５４  クロスダイクロイックプリズム
６０  制御装置
ＡＢａ，ＡＢｂ，ＡＢｃ  アドレッシング光
ＣＬａ，ＣＬｂ，ＣＬｃ  照明光
ＩＬ  画像光
ＳＣ  スクリーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2004233524.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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