(57)【要約】【課題】小型化が容易で製造コストが低い映像投射装置、携帯機器及び映像投射装置の製造方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る映像投射装置は、パラメータを記憶し、前記パラメータに基づいて映像信号を補正する補正回路部と、光源ユニットと、前記光源ユニットから出射した光の光路に介在し、前記映像信号に基づいて映像を形成することにより前記光に前記映像を付加する映像付加デバイスと、前記映像が付加された光を投射する投射光学ユニットと、を備える。【選択図】図１
2012145886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラメータを記憶し、前記パラメータに基づいて映像信号を補正する補正回路部と、
光源ユニットと、
前記光源ユニットから出射した光の光路に介在し、前記映像信号に基づいて映像を形成することにより前記光に前記映像を付加する映像付加デバイスと、
前記映像が付加された光を投射する投射光学ユニットと、
を備えたことを特徴とする映像投射装置。
【請求項２】
前記補正回路部は、前記光が前記光源ユニット及び前記投射光学ユニットを通過することにより前記映像に発生する歪みを補正することを特徴とする請求項１記載の映像投射装置。
【請求項３】
前記光源ユニットは、
ライトパイプと、
前記ライトパイプ内に設けられた発光素子と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の映像投射装置。
【請求項４】
前記映像付加デバイスは液晶パネルを有し、
前記映像付加デバイスの画素数は、補正前の前記映像信号によって形成される映像の画素数よりも多いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の映像投射装置。
【請求項５】
前記発光素子は、自発色型のＬＥＤ素子であることを特徴とする請求項３または４に記載の映像投射装置。
【請求項６】
前記ライトパイプの開口部の形状は矩形であり、前記矩形の縦横比は、前記映像付加デバイスの表示領域の縦横比に等しいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の映像投射装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の映像投射装置を備えたことを特徴とする携帯機器。
【請求項８】
光源ユニットから出射した光の光路に映像付加デバイスが介在し、前記映像付加デバイスによって映像が付加された前記光が投射光学ユニットによって投射されるように、前記光源ユニット、前記映像付加デバイス及び前記投射光学ユニットを相互に固定し、前記映像付加デバイスに、パラメータに基づいて映像信号を補正する補正回路部を接続する工程と、
前記光源ユニットに光を出射させ、前記映像付加デバイスに映像を表示させることにより、前記投射光学ユニットに前記映像が付加された光を投射させ、投射された映像の歪みを検量し、前記歪みを補正するためのパラメータを算出する工程と、
前記パラメータを前記補正回路部に入力する工程と、
を備えたことを特徴とする映像投射装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、映像投射装置、携帯機器及び映像投射装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像投射装置（プロジェクタ）においては、投射される映像に歪曲及び収差等が生じることを抑えるために、投射光学系は５〜１０数枚程度のレンズによって構成されていた。このため、映像投射装置の小型化が困難であった。また、レンズの相互間の位置合わせに多大な労力と熟練が必要であり、映像投射装置の製造コストを増加させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７８２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、小型化が容易で製造コストが低い映像投射装置、携帯機器及び映像投射装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る映像投射装置は、パラメータを記憶し、前記パラメータに基づいて映像信号を補正する補正回路部と、光源ユニットと、前記光源ユニットから出射した光の光路に介在し、前記映像信号に基づいて映像を形成することにより前記光に前記映像を付加する映像付加デバイスと、前記映像が付加された光を投射する投射光学ユニットと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る映像投射装置を例示するブロック図である。
【図２】第１の実施形態における光源ユニットを例示する斜視図である。
【図３】第１の実施形態における光学ユニットの動作を例示する図である。
【図４】（ａ）は正常な映像を例示する図であり、（ｂ）及び（ｃ）は歪みが発生した映像を例示する図である。
【図５】横軸に映像中の位置をとり縦軸に歪み量をとって、歪みの状態を例示するグラフ図である。
【図６】第１の実施形態に係る映像投射装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
【図７】（ａ）〜（ｆ）は、反射型液晶パネルの表示領域と映像との関係を例示する図である。
【図８】比較例に係る映像投射装置を例示するブロック図である。
【図９】第１の実施形態の第１の変形例における光源ユニットを例示する斜視図である。
【図１０】第１の実施形態の第２の変形例における投射光学ユニットを例示する図である。
【図１１】第２の実施形態に係る携帯電話機を例示する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る映像投射装置を例示するブロック図であり、
図２は、本実施形態における光源ユニットを例示する斜視図である。
本実施形態に係る映像投射装置は、例えば携帯電話機等の携帯機器に内蔵されるプロジェクタである。
【０００８】
図１に示すように、本実施形態に係る映像投射装置１においては、光源ユニット１１、偏光ビームスプリッタ１２、反射型液晶パネル１３、投射光学ユニット１４、制御部１５、映像信号用外部入力端子１６及びパラメータ用外部入力端子１７が設けられている。
【０００９】
光源ユニット１１、偏光ビームスプリッタ１２、反射型液晶パネル１３及び投射光学ユニット１４は、１つの光路を形成するように配置されている。光源ユニット１１は、制御部１５の命令に基づいて、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の光を順次出射する。光源ユニット１１から出射した光Ｌは、偏光ビームスプリッタ１２によって反射されて反射型液晶パネル１３に対して照射される。反射型液晶パネル１３は、光Ｌの光路に介在し、制御部１５から入力される映像信号に基づいて映像を形成することにより、光Ｌに映像を付加する映像付加デバイスである。反射型液晶パネル１３によって反射され映像が付加された光Ｌは、偏光ビームスプリッタ１２を透過し、投射光学ユニット１４によって拡大されて、映像投射装置１の外部に向けて投射される。
【００１０】
また、光源ユニット１１及び反射型液晶パネル１３には制御部１５が接続されており、制御部１５内には補正回路部１８が設けられている。補正回路部１８には、映像投射装置１の外部から映像信号が入力される映像信号用外部入力端子１６と、映像投射装置１の外部から補正用のパラメータが入力されるパラメータ用外部入力端子１７が接続されている。補正回路部１８には、パラメータ用外部入力端子１７を介して入力された補正用のパラメータを記憶する記憶部１９と、映像信号用外部入力端子１６を介して入力された映像信号を記憶部１９に記憶されたパラメータに基づいて補正する演算部２０が設けられている。補正回路部１８は、光Ｌが光源ユニット１１及び投射光学ユニット１４等を通過することによってこの光Ｌに付加された映像に発生する歪みを補正する。なお、本明細書において「歪み」とは、光軸ずれによる歪曲及び収差を含む映像の歪みをいい、収差には単色収差及び色収差の双方が含まれる。そして、補正回路部１８は、補正された映像信号を反射型液晶パネル１３に対して出力する。
【００１１】
図２に示すように、光源ユニット１１においては、ライトパイプ２１が設けられている。ライトパイプ２１の形状は略直方体形状であり、長手方向の一端部が開口して開口部２１ａとなっている。開口部２１ａの形状は矩形であり、その縦横比は反射型液晶パネル１３の表示領域１３ａ（図４参照）の縦横比と等しく、例えば、１６：９である。ライトパイプ２１の内面における開口部２１ａ以外の領域は、光を反射する光反射面となっている。ライトパイプ２１内における開口部２１ａの反対側の端部２１ｂには、発光素子として、赤色の光を出射する赤色ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）素子２２Ｒ、緑色の光を出射する緑色ＬＥＤ素子２２Ｇ、及び、青色の光を出射する青色ＬＥＤ素子２２Ｂが取り付けられている。また、ライトパイプ２１の内部には、赤色ＬＥＤ素子２２Ｒ、緑色ＬＥＤ素子２２Ｇ及び青色ＬＥＤ素子２２Ｂ（以下、総称して「ＬＥＤ素子２２」ともいう）を埋め込むように、透明樹脂２３が充填されている。
【００１２】
ＬＥＤ素子２２は、蛍光体を含まない自発色型の素子である。具体例を挙げると、赤色ＬＥＤ素子２２Ｒには、ガリウムヒ素リン（ＧａＡｓＰ）層を含むチップ又はリン化ガリウム（ＧａＰ）層を含むチップが設けられており、蛍光体は設けられていない。また、緑色ＬＥＤ素子２２Ｇには、インジウム窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）層及び窒化ガリウム（ＧａＮ）層を含むチップ、リン化ガリウム（ＧａＰ）層を含むチップ、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）層を含むチップ又はアルミニウムインジウムガリウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）層を含むチップが設けられており、蛍光体は設けられていない。更に、青色ＬＥＤ素子２２Ｂには、インジウム窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）層及び窒化ガリウム（ＧａＮ）層を含むチップ又はセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）層を含むチップが設けられており、蛍光体は設けられていない。
【００１３】
また、光源ユニット１１においては、ライトパイプ２１の開口部２１ａから出射される光Ｌの進行方向に沿って、１／４波長板２４、反射偏光子２５及び集光レンズ２６が設けられており、ライトパイプ２１に取り付けられている。１／４波長板２４は、直線偏光を円偏光に変換し、円偏光を直線偏光に変換する板状部材であり、ライトパイプ２１の開口部２１ａを覆っている。反射偏光子２５は、特定の方向に偏光した光のみを透過させ、それ以外の光を反射する板状部材である。反射偏光子２５が透過させる光は、この光が反射型液晶パネル１３に到達したときに映像が付加される方向に偏光した光である。
【００１４】
集光レンズ２６は、反射偏光子２５を透過した光を集光して、偏光ビームスプリッタ１２に入射させるレンズである。集光レンズ２６によって集光され、偏光ビームスプリッタ１２によって反射されて反射型液晶パネル１３に照射される光束の外縁は、反射型液晶パネル１３の表示領域１３ａの外縁と一致するか、わずかに外側に位置する。これにより、光源ユニット１１から出射された光を効率よく利用することができる。
【００１５】
図１に示すように、偏光ビームスプリッタ１２においては、偏光ミラー３１が設けられている。偏光ミラー３１は、光源ユニット１１から出射された光を反射させ、反射型液晶パネル１３によって反射された光を透過させるミラーであり、その主面が光源ユニット１１から偏光ビームスプリッタ１２に入射した光Ｌの進行方向に対して４５°傾斜するように配置されている。
【００１６】
反射型液晶パネル１３は単色の液晶表示パネルであり、その画素数は、補正前の映像信号によって形成される映像の画素数よりも多い。また、反射型液晶パネル１３は、偏光ビームスプリッタ１２の偏光ミラー３１から入射した光を偏光ミラー３１に対して反射するような位置に配置されている。そして、投射光学ユニット１４は、反射型液晶パネル１３によって反射され、偏光ビームスプリッタ１２の偏光ミラー３１を透過した光Ｌが入射される位置に配置されている。投射光学ユニット１４は、例えば１枚又は２枚の投射レンズによって構成されている。図１においては、投射光学ユニット１４が１枚の凸レンズによって構成されている例を示している。
【００１７】
補正回路部１８の演算部２０は、映像信号に対して、例えば４次関数等の多次元関数で近似した補正を行う。以下、具体例を挙げて説明する。映像信号によって形成される映像における任意の位置を座標（ｘ，ｙ）とする。そして、補正前の映像信号によって形成される映像のうち、赤色の映像における任意の位置の座標を（ｘＲ０，ｙＲ０）とし、緑色の映像における任意の位置の座標を（ｘＧ０，ｙＧ０）とし、青色の映像における任意の位置の座標を（ｘＢ０，ｙＢ０）とする。一方、補正後の映像信号によって形成される映像のうち、赤色の映像における任意の位置の座標を（ｘＲ，ｙＲ）とし、緑色の映像における任意の位置の座標を（ｘＧ，ｙＧ）とし、青色の映像における任意の位置の座標を（ｘＢ，ｙＢ）とする。これにより、補正後の各色の映像の座標を、下記数式（１）〜（６）によって表すことができる。
【００１８】
ｘＲ＝ａｘＲ×ｘＲ０４＋ｂｘＲ×ｘＲ０３＋ｃｘＲ×ｘＲ０２＋ｄｘＲ×ｘＲ０＋ｅｘＲ      （１）
ｙＲ＝ａｙＲ×ｙＲ０４＋ｂｙＲ×ｙＲ０３＋ｃｙＲ×ｙＲ０２＋ｄｙＲ×ｙＲ０＋ｅｙＲ      （２）
ｘＧ＝ａｘＧ×ｘＧ０４＋ｂｘＧ×ｘＧ０３＋ｃｘＧ×ｘＧ０２＋ｄｘＧ×ｘＧ０＋ｅｘＧ      （３）
ｙＧ＝ａｙＧ×ｙＧ０４＋ｂｙＧ×ｙＧ０３＋ｃｙＧ×ｙＧ０２＋ｄｙＧ×ｙＧ０＋ｅｙＧ      （４）
ｘＢ＝ａｘＢ×ｘＢ０４＋ｂｘＢ×ｘＢ０３＋ｃｘＢ×ｘＢ０２＋ｄｘＢ×ｘＢ０＋ｅｘＢ      （５）
ｙＢ＝ａｙＢ×ｙＢ０４＋ｂｙＢ×ｙＢ０３＋ｃｙＢ×ｙＢ０２＋ｄｙＢ×ｙＢ０＋ｅｙＢ      （６）
【００１９】
このとき、一組の係数（ａｘＲ、ａｙＲ、ａｘＧ、ａｙＧ、ａｘＢ、ａｙＢ、ｂｘＲ、ｂｙＲ、ｂｘＧ、ｂｙＧ、ｂｘＢ、ｂｙＢ、ｃｘＲ、ｃｙＲ、ｃｘＧ、ｃｙＧ、ｃｘＢ、ｃｙＢ、ｄｘＲ、ｄｙＲ、ｄｘＧ、ｄｙＧ、ｄｘＢ、ｄｙＢ、ｅｘＲ、ｅｙＲ、ｅｘＧ、ｅｙＧ、ｅｘＢ、ｅｙＢ）がパラメータとして、記憶部１９に記憶されている。そして、演算部２０は、これらのパラメータを使用して、上記数式（１）〜（６）に示す演算を行い、映像信号を補正する。なお、演算部２０が行う映像の補正は、４次関数による補正には限定されない。
【００２０】
次に、本実施形態に係る映像投射装置の動作について説明する。
図３は、本実施形態における光学ユニットの動作を例示する図であり、
図４（ａ）は正常な映像を例示する図であり、（ｂ）及び（ｃ）は歪みが発生した映像を例示する図であり、
図５は、横軸に映像中の位置をとり縦軸に歪み量をとって、歪みの状態を例示するグラフ図である。
なお、図３においては、図示の便宜上、各構成要素を相互に離隔して描いている。
【００２１】
先ず、映像信号に対して補正を行わない場合の動作について説明する。
制御部１５が、赤色ＬＥＤ素子２２Ｒ、緑色ＬＥＤ素子２２Ｇ及び青色ＬＥＤ素子２２Ｂを順次点灯させる。また、制御部１５は、映像信号用外部入力端子１６を介して入力される映像信号に基づいて、反射型液晶パネル１３に赤色用映像、緑色用映像、青色用映像を順次表示させる。すなわち、制御部１５は、赤色ＬＥＤ素子２２Ｒを点灯させているときは反射型液晶パネル１３に赤色用映像を表示させ、緑色ＬＥＤ素子２２Ｇを点灯させているときは反射型液晶パネル１３に緑色用映像を表示させ、青色ＬＥＤ素子２２Ｂを点灯させているときは反射型液晶パネル１３に青色用映像を表示させる。
【００２２】
ライトパイプ２１においては、ＬＥＤ素子２２から出射された光がライトパイプ２１の内面において繰り返し反射されるため、ＬＥＤ素子２２の配置位置に拘わらず、開口部２１ａから出射される光の強度の空間分布は略均一になる。また、開口部２１ａから出射された光Ｌ０は非偏光である。そして、光Ｌ０が１／４波長板２４を通過することにより、その位相が半回転し、反射偏光子２５に入射する。このとき、反射偏光子２５に入射した光Ｌ０のうち、反射型液晶パネル１３に照射されたときに反射される方向に偏光した光Ｌのみが反射偏光子２５を透過し、それ以外の光Ｌ１は反射される。光Ｌ１は、非偏光から特定の方向に偏光した光Ｌが除去された光であるため、直線偏光に近い光となる。そして、光Ｌ１が１／４波長板２４を再び通過すると、円偏光に近い光Ｌ２となる。そして、この光Ｌ２がライトパイプ２１の内部に再入射し、ライトパイプ２１の内面において繰り返し反射されて、開口部２１ａから光Ｌ０として出射される。そして、この光Ｌ０のうち、光Ｌは反射偏光子２５を透過し、それ以外の光Ｌ１は反射される。このような動作を繰り返すことにより、反射偏光子２５からは直線偏光に近い光Ｌのみが出射される。
【００２３】
そして、反射偏光子２５から出射された光Ｌは、集光レンズ２６によって集光され、偏光ビームスプリッタ１２の偏光ミラー３１によって反射されて、反射型液晶パネル１３に対して照射される。光Ｌは反射型液晶パネル１３によって選択的に反射されて、映像が付加される。映像が付加された光Ｌは偏光ミラー３１を透過し、投射光学ユニット１４によって拡大されて、映像投射装置１の外部に投射される。このようにして、映像投射装置１は、カラーの映像をシーケンシャルに投影する。
【００２４】
次に、補正回路部１８による映像の補正について説明する。
上述の映像の投射において、光Ｌが光源ユニット１１及び投射光学ユニット１４等を通過することによって、光Ｌに付加された映像に歪みが発生する。例えば、図４（ａ）に示すように、本来は矩形であった映像Ｖ０が、図４（ｂ）に示すように、各角部が各辺の中央部に対して外側に張り出したダイヤ型の映像Ｖ１になったり、図４（ｃ）に示すように、各辺の中央部が各角部に対して外側に張り出した樽型の映像Ｖ２になったりする。なお、歪みの状態は色によって異なる。
【００２５】
そこで、補正回路部１８が映像信号を補正する。例えば、映像投射装置１の外部に投射される補正前の映像が図４（ｂ）に示すダイヤ型の映像Ｖ１となる場合には、補正回路部１８が映像信号を補正して、反射型液晶パネル１３に図４（ｃ）に示す樽型の映像Ｖ２を表示させる。これにより、映像Ｖ１の歪みが打ち消され、映像投射装置１の外部に投射される映像は、図４（ａ）に示す矩形の映像Ｖ０に近い映像となる。一方、投射される補正前の映像が図４（ｃ）に示す樽型の映像Ｖ２となる場合には、補正回路部１８が反射型液晶パネル１３にダイヤ型の映像Ｖ１を表示させる。この場合も、映像投射装置１の外部に投射される映像は、図４（ａ）に示す矩形の映像Ｖ０に近い映像となる。
【００２６】
このとき、反射型液晶パネル１３の画素数を、補正前の映像信号によって形成される映像Ｖ０の画素数よりも多くしておくことにより、補正回路部１８が映像の外形を変形させても、解像度を低下させることなく、反射型液晶パネル１３の表示領域１３ａによって映像全体を表示できる。なお、これらの場合において、反射型液晶パネル１３に表示される映像は、光学系に起因する歪みが付加されると適正な映像になるように逆の歪みが付加されているため、それ自体は歪んだ映像である。また、映像投射装置１の外部に投射される補正前の映像が図４（ａ）に示す適正な映像Ｖ０である場合には、補正回路部１８は実質的に補正を行わない。
【００２７】
図５に破線で示すように、この歪みの量は、映像中の位置に対して依存性を持つ。本発明者等の検討によれば、この依存性は、多次元関数によって近似することができる。例えば４次関数によって近似する場合は、補正回路部１８の演算部２０が、記憶部１９からパラメータを読み出して上記数式（１）〜（６）に示す演算を行うことにより、映像信号に対して補正を行い、図５に実線で示すように、映像の歪みをほぼ解消することができる。そして、図５に破線で示すような歪みの傾向は、色によって異なる。このため、補正回路部１８は、色毎に上述の補正を行う。なお、多次元関数は４次関数には限定されない。例えば、光学設計によっては３次関数で近似できる場合もある。
【００２８】
また、各パラメータの最適値は、光源ユニット１１、偏光ビームスプリッタ１２、反射型液晶パネル１３及び投射光学ユニット１４の各特性の他に、これらの光学要素間の位置ずれにも依存するため、映像投射装置１毎に異なっている。従って、記憶部１９に記憶されているパラメータは、個々の映像投射装置１毎に最適化された値である必要がある。このため、後述の如く、このパラメータは、映像投射装置１の組立後に実際に映像を投射させ、この映像の歪みを検量することによって算出されたものであり、パラメータ用外部入力端子１７を介して入力されたものである。
【００２９】
次に、本実施形態に係る映像投射装置の製造方法について説明する。
図６は、本実施形態に係る映像投射装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
先ず、図６のステップＳ１に示すように、映像投射装置１を組み立てる。すなわち、光源ユニット１１から出射した光Ｌの光路に映像付加デバイスとしての反射型液晶パネル１３が介在し、反射型液晶パネル１３によって映像が付加された光Ｌが投射光学ユニット１４によって外部に投射されるように、光源ユニット１１、偏光ビームスプリッタ１２、反射型液晶パネル１３及び投射光学ユニット１４を相互に固定する。このとき、フォーカスは精度よく調整するが、それ以外の歪み、すなわち、光軸ずれによる歪曲及び収差等については、過度に精度を追求することなく、高い生産効率を維持して組立作業を行う。次に、映像投射装置１に制御部１５を組み込んで、補正回路部１８を反射型液晶パネル１３に接続する。また、補正回路部１８に映像信号用外部入力端子１６及びパラメータ用外部入力端子１７を接続する。
【００３０】
次に、ステップＳ２に示すように、上述の動作により、光源ユニット１１に光Ｌを出射させ、反射型液晶パネル１３に映像を表示させることにより、投射光学ユニット１４を介して映像を投射する。このとき、映像信号は補正しなくてもよく、又は、記憶部１９に暫定的に記憶されたパラメータの初期値を用いて補正してもよい。そして、投射された映像の歪みを検量し、この歪みを補正するためのパラメータを算出する。
【００３１】
次に、ステップＳ３に示すように、ステップＳ２において算出されたパラメータを、パラメータ用外部入力端子１７を介して補正回路部１８に入力する。そして、補正回路部１８の記憶部１９に、このパラメータを記憶させる。このようにして、装置毎に最適なパラメータを記憶した映像投射装置１が製造される。
【００３２】
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態に係る映像投射装置１においては、記憶したパラメータに基づいて映像信号を補正する補正回路部１８が設けられている。これにより、光源ユニット１１から投射光学ユニット１４に至る光学系において発生する映像の歪みを、映像信号を補正することによって電子的に解消することができる。この結果、光学系を簡素化することができ、映像投射装置１の小型化及び低コスト化を図ることができる。例えば、投射光学ユニット１４を２枚以下のレンズによって構成することができる。また、光学系を組み立てる際に、過度に精密な位置合わせを行う必要がないため、映像投射装置１の生産性が向上し、製造コストを低減することができる。更に、光学系を簡素化することにより、光の損失が減少し、光の利用効率を向上させることができる。これにより、光源ユニット１１を小型化することができ、映像投射装置１のより一層の小型化及び低コスト化を図ることができると共に、消費電力を低減することができる。
【００３３】
また、本実施形態に係る映像投射装置１においては、パラメータ用外部入力端子１７が設けられている。これにより、映像投射装置１を組み立てた後、実際に映像の歪みを検量することによってパラメータを算出し、このパラメータをパラメータ用外部入力端子１７を介して補正回路部１８に入力し、記憶させることができる。この結果、映像投射装置１の個体差に応じて最適なパラメータの値を記憶させることができる。これにより、映像投射装置１の組み立ての際に発生した位置ずれに起因する歪みについても、パラメータに反映させて補正することができる。
【００３４】
更に、本実施形態に係る映像投射装置１においては、光源ユニット１１にライトパイプ２１が設けられており、ライトパイプ２１内にＬＥＤ素子２２が設けられている。これにより、ライトパイプ２１内におけるＬＥＤ素子２２の配設位置によらず、ライトパイプ２１の開口部２１ａからほぼ均一な強度分布の光を出射させることができる。この結果、光源ユニット１１の構成が簡略化され、映像投射装置１の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、ライトパイプ２１内にＬＥＤ素子２２を取り付ける際に、厳密な位置合わせを行う必要がないため生産性が向上し、より一層の低コスト化を図ることができる。更に、ライトパイプ２１内に透明樹脂２３を充填することにより、ＬＥＤ素子２２を強固に固定し、耐衝撃性を高めることができる。
【００３５】
更にまた、本実施形態に係る映像投射装置１においては、ライトパイプ２１の開口部２１ａに１／４波長板２４、反射偏光子２５及び集光レンズ２６が取り付けられている。これにより、光源ユニット１１から特定の方向に配光した直線偏光のみを出射させることができる。また、ライトパイプ２１、ＬＥＤ素子２２、透明樹脂２３、１／４波長板２４、反射偏光子２５及び集光レンズ２６を１つの部品として扱うことができるため、映像投射装置１の組み立てが容易になり、製造コストを低減することができる。更に、反射偏光子２５から出射させる光を、反射型液晶パネル１３に到達したときに映像が付加されるような偏光とすることにより、光源ユニット１１から出射された光を有効に利用することができる。
【００３６】
更にまた、本実施形態に係る映像投射装置１においては、ライトパイプ２１の開口部２１ａの縦横比を、反射型液晶パネル１３の表示領域１３ａの縦横比と等しくしている。これにより、反射型液晶パネル１３に照射される光束の外縁を反射型液晶パネル１３の表示領域の外縁とほぼ等しくすることができ、光の利用効率を向上させることができる。
【００３７】
更にまた、本実施形態に係る映像投射装置１においては、反射型液晶パネル１３の画素数が、補正前の映像信号によって形成される映像の画素数よりも多い。これにより、図４（ｂ）又は（ｃ）に示すように、映像を変形させた場合においても、解像度を低下させることなく、変形した映像の全体を表示することができる。このため、映像信号の補正に伴って画素数が減少し、画質が劣化することを回避できる。
【００３８】
以下、この効果について、図面を参照して説明する。
図７（ａ）〜（ｆ）は、反射型液晶パネルの表示領域と映像との関係を例示する図である。
先ず、図７（ａ）に示すように、反射型液晶パネル１３の表示領域１３ａの画素数が、補正前の映像信号によって形成される矩形の映像Ｖ０の画素数と同じである場合を考える。この場合、図７（ｂ）に示すように、投射された映像Ｖ１が光学系に起因して例えば樽型に歪むとすると、図７（ｃ）に示すように、表示領域１３ａにはダイヤ型が映像Ｖ２を表示する。これにより、図７（ｄ）に示すように、映像の歪みが相殺されて、ほぼ矩形の映像Ｖ３が投射される。しかしながら、図７（ｃ）に示すように、表示領域１３ａに映像Ｖ２の全体を表示させようとすると、映像Ｖ２の中心部の解像度が低下してしまう。これに対して、図７（ｅ）に示すように、表示領域１３ａの画素数を補正前の映像信号によって形成される映像Ｖ０の画素数よりも多くしておけば、図７（ｆ）に示すように、中心部の解像度を低下させることなく、映像Ｖ２全体を表示することができる。
【００３９】
更にまた、本実施形態に係る映像投射装置１においては、発光素子として、自発色型のＬＥＤ素子２２を用いている。これにより、例えば、赤色ＬＥＤ素子２２Ｒを発光させて赤色の映像を投射しているときに、反射偏光子２５により反射されてライトパイプ２１内に戻ってきた光が、緑色ＬＥＤ素子２２Ｇ及び青色ＬＥＤ素子２２Ｂの蛍光体を発光させて混色を生じさせることがない。
【００４０】
次に、第１の実施形態の比較例について説明する。
図８は、本比較例に係る映像投射装置を例示するブロック図である。
図８に示すように、本比較例に係る映像投射装置１０１においては、光源ユニット１１１、偏光ビームスプリッタ１１２、反射型液晶パネル１１３及び投射光学ユニット１１４が設けられている。光源ユニット１１１においては、赤色ユニット１２１Ｒ、緑色ユニット１２１Ｇ及び青色ユニット１２１Ｂが設けられている。各色のユニットにおいては、赤色ＬＥＤ素子１２２Ｒ、緑色ＬＥＤ素子１２２Ｇ又は青色ＬＥＤ素子１２２Ｂが設けられており、各ＬＥＤ素子から出射される光の光路に沿って、２枚のコリメートレンズ１２３ａ及び１２３ｂが配置されている。
【００４１】
緑色ユニット１２１Ｇから出射される緑色光ＬＧと青色ユニット１２１Ｂから出射される青色光ＬＢとが交差する位置には、ダイクロイックミラー１２４ａが配置されており、緑色光ＬＧと青色光ＬＢとを合流させるようになっている。また、合流した緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢと、赤色ユニット１２１Ｒから出射される赤色光ＬＲとが交差する位置には、ダイクロイックミラー１２４ｂが配置されており、合流した緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢと赤色光ＬＲとを合流させるようになっている。そして、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢ及び赤色光ＬＲ（以下、総称して「光Ｌ」という）の共通の光路に沿って、光の強度を均一化するフライアイレンズ１２５、円偏光を直線偏光に変換するＰＳコンバーター１２６、ミラー１２７及び集光レンズ１２８がこの順に配置されている。
【００４２】
光源ユニット１１１から出射した光Ｌが入射する位置には、偏光ビームスプリッタ１１２が設けられており、光Ｌを反射型液晶パネル１１３に向けて出射するようになっている。また、反射型液晶パネル１１３によって反射された光Ｌは、偏光ビームスプリッタ１１２を通過して投射光学ユニット１１４に入射する。投射光学系１１４には、５〜１３枚程度のレンズ１１５が設けられている。
【００４３】
本比較例に係る映像投射装置１０１においては、補正回路部１８（図１参照）が設けられていないため、光源ユニット１１１から投射光学ユニット１１４までの光学系において発生する収差は、光学的な手法によって解消する必要がある。このため、映像投射装置１０１には多数のレンズが必要となる。例えば、前述の第１の実施形態においては、投射光学ユニット１４を構成するレンズ数は１〜２枚であるが、本比較例においては、投射光学ユニット１１４を構成するレンズ数は５〜１３枚程度である。従って、本比較例に係る映像投射装置１０１は、部品数が多く、小型化及び低コスト化が困難である。
【００４４】
また、本比較例に係る映像投射装置１０１においては、補正回路部１８（図１参照）が設けられていないため、各光学素子の光軸を厳密に一致させる必要がある。このため、映像投射装置１０１の組み立てには多大な労力と熟練を要する。また、組み立てに際して、ある工程が終了して次の工程に進んでも、場合によっては前の工程に戻って再調整することが必要となる。従って、本比較例に係る映像投射装置１０１は、生産性が低く、製造コストが高い。
【００４５】
このように、本比較例においては、光学系において発生する映像の歪みを光学的な手法によって解消しようとしているため、映像投射装置が大がかりになると共に、極端に高い精度が要求され、コストが高くなる。これに対して、前述の第１の実施形態によれば、光学系において発生する映像の歪みを電子的な方法で解消しているため、光学系を簡略化することができると共に、極端に高い精度は要求されなくなる。これにより、第１の実施形態によれば、映像投射装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００４６】
次に、第１の実施形態の第１の変形例について説明する。
図９は、本変形例における光源ユニットを例示する斜視図である。
図９に示すように、本変形例における光源ユニット１１ａにおいては、ライトパイプ２１内に４個のＬＥＤ素子が設けられている。すなわち、自発色型の赤色ＬＥＤ素子２２Ｒ、緑色ＬＥＤ素子２２Ｇ及び青色ＬＥＤ素子２２Ｂの他に、白色の光を出射する白色ＬＥＤ素子２２Ｗが設けられている。白色ＬＥＤ素子２２Ｗにおいては、紫外線を出射するＬＥＤチップと、紫外線が照射されると白色の光を発光する白色蛍光体が設けられている。又は、白色ＬＥＤ素子２２Ｗには、青色の光を出射するＬＥＤチップと、青色の光が照射されると黄色の光を発光する黄色蛍光体が設けられていてもよい。本変形例における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４７】
なお、ライトパイプ２１内に配置するＬＥＤ素子の数は３個及び４個には限定されず、任意の数とすることができる。例えば、白色ＬＥＤ素子２２Ｗの替わりに黄色の光を出射する黄色ＬＥＤ素子を設けてもよい。黄色ＬＥＤ素子は、例えば、ガリウムヒ素リン（ＧａＡｓＰ）層を含むチップ又はリン化ガリウム（ＧａＰ）層を含むチップが設けられ、蛍光体が設けられていない素子とすることができる。また、同じ色のＬＥＤ素子を複数個設けてもよい。
【００４８】
次に、第１の実施形態の第２の変形例について説明する。
図１０は、本変形例における投射光学ユニットを例示する図である。
図１０に示すように、本変形例に係る映像投射装置においては、投射光学ユニット１４ａが２枚のレンズによって構成されている。すなわち、投射光学ユニット１４ａにおいては、光Ｌの光路に沿って、凸レンズ３２ａ及び凹凸レンズ３２ｂが設けられている。本変形例における上記以外の構成、動作、製造方法及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４９】
次に、第２の実施形態について説明する。
図１１は、本実施形態に係る携帯電話機を例示する斜視図である。
図１１に示すように、本実施形態に係る携帯電話機５１においては、前述の第１の実施形態に係る映像投射装置１が内蔵されている。これにより、本実施形態に係る携帯電話機５１は、映像を投射することができる。なお、映像投射装置１は、携帯電話機以外の携帯機器に内蔵させてもよい。
【００５０】
映像投射装置１の投射光学ユニット１４は携帯電話機５１の筐体から露出している。なお、投射光学ユニット１４として、携帯電話機５１のカメラの一部を利用してもよい。また、映像投射装置１の電源には携帯電話機５１のバッテリーを使用し、操作手段として携帯電話機５１の操作パネルを使用する。更に、映像信号用外部入力端子１６は携帯電話機５１の内部回路に接続されており、携帯電話機５１に記憶された映像及び携帯電話機５１によってダウンロードされた映像を投射することができる。更にまた、パラメータ用外部入力端子１７は携帯電話機５１の筐体からは露出しておらず、映像投射装置１はパラメータが入力された後、携帯電話機５１に組み込まれる。
【００５１】
以上説明した実施形態によれば、小型化が容易で製造コストが低い映像投射装置、携帯電話機及び映像投射装置の製造方法を実現することができる。
【００５２】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１：映像投射装置、１１、１１ａ：光源ユニット、１２：偏光ビームスプリッタ、１３：反射型液晶パネル、１３ａ：表示領域、１４、１４ａ：投射光学ユニット、１５：制御部、１６：映像信号用外部入力端子、１７：パラメータ用外部入力端子、１８：補正回路部、１９：記憶部、２０：演算部、２１：ライトパイプ、２１ａ：開口部、２１ｂ：端部、２２：ＬＥＤ素子、２２Ｂ：青色ＬＥＤ素子、２２Ｇ：緑色ＬＥＤ素子、２２Ｒ：赤色ＬＥＤ素子、２２Ｗ：白色ＬＥＤ素子、２３：透明樹脂、２４：１／４波長板、２５：反射偏光子、２６：集光レンズ、３１：偏光ミラー、３２ａ：凸レンズ、３２ｂ：凹凸レンズ、５１：携帯電話機、１０１：映像投射装置、１１１：光源ユニット、１１２：偏光ビームスプリッタ、１１３：反射型液晶パネル、１１４：投射光学ユニット、１１５：レンズ、１２１Ｂ：青色ユニット、１２１Ｇ：緑色ユニット、１２１Ｒ：赤色ユニット、１２２Ｂ：青色ＬＥＤ素子、１２２Ｇ：緑色ＬＥＤ素子、１２２Ｒ：赤色ＬＥＤ素子、１２３ａ、１２３ｂ：コリメートレンズ、１２４ａ、１２４ｂ：ダイクロイックミラー、１２５：フライアイレンズ、１２６：ＰＳコンバーター、１２７：ミラー、１２８：集光レンズ、Ｌ、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２：光、ＬＢ：青色光、ＬＧ：緑色光、ＬＲ：赤色光、Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３：映像
【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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