(57)【要約】【課題】高解像度の光変調素子を用いた場合であっても合成光学系および投射光学系を小型化することが可能なプロジェクタを提供する。【解決手段】複数の色成分の色光を画像データに基づいて変調する複数の光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂと、前記複数の光変調素子の各光変調素子で変調された各色光を合成して画像光として射出する合成光学系１１０と、前記合成光学系から射出される画像光を投射面上に投射する投射光学系１２０とを有するプロジェクタであって、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの長辺が互いに隣り合うように前記各光変調素子を合成光学系に対して配置するとともに、各光変調素子に信号を与えるための信号線ケーブル基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂを前記光変調素子の短辺側に接続し、かつ、前記光変調素子への前記画像データの書き込み走査方向を前記光変調素子における画像表示領域の短辺方向としたことを特徴とする。【選択図】図１
2009192876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色成分の色光を画像データに基づいて変調する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子の各光変調素子で変調された各色光を合成して画像光として射出する合成光学系と、前記合成光学系から射出される画像光を投射面上に投射する投射光学系とを有するプロジェクタであって、
前記各光変調素子の長辺が互いに隣り合うように前記各光変調素子を前記合成光学系に対して配置するとともに、前記各光変調素子に信号を与えるための信号線ケーブル基板を前記各光変調素子の短辺側に接続し、かつ、前記各光変調素子への前記画像データの書き込み走査方向を前記各光変調素子における画像表示領域の短辺方向としたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
表示すべき画像データの１フレーム分をそれぞれ保持可能な第１フレームメモリ及び第２フレームメモリと、前記第１フレームメモリ及び第２フレームメモリに対する画像データの書き込み及び読み出しを行う際のアドレス情報を発生するアドレス情報発生部と、前記アドレス情報発生部からのアドレス情報に基づいて前記第１フレームメモリ及び第２フレームメモリへの書き込み及び読み出しを制御するフレームメモリ制御部と、前記第１フレームメモリ及び第２フレームメモリの一方から読み出された前記画像データに基づいて前記各光変調素子を駆動する光変調素子駆動部とを備えた画像データ処理装置を有し、
前記フレームメモリ制御部は、前記第１フレームメモリ及び第２フレームメモリの一方のフレームメモリに対して１フレーム分の画像データの書き込みを行っているときに、他方のフレームメモリに書き込まれた１フレーム分の画像データの読み出しを行うとともに、前記画像データの書き込み及び読み出し時のいずれかにおいて、前記画像データの書き込み走査方向が前記各光変調素子における画像表示領域の短辺方向となるように走査方向を変換することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記フレームメモリ制御部は、前記１フレーム分の画像データの書き込みと、１フレーム分の画像データの読み出しとが同期するように前記第１フレームメモリ及び第２フレームメモリに対する画像データの書き込み及び読み出しを制御することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
複数の色成分の色光を画像データに基づいて変調する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子の各光変調素子で変調された各色光を合成して画像光として射出する合成光学系と、前記合成光学系から射出される画像光を投射面上に投射する投射光学系と、少なくとも前記各光変調素子を冷却する冷却装置とを有するプロジェクタであって、
前記各光変調素子の長辺が互いに隣り合うように前記各光変調素子を前記合成光学系に対して配置するとともに、前記各光変調素子に信号を与えるための信号線ケーブル基板を前記各光変調素子の短辺側に接続し、かつ、前記冷却装置からの冷却風を前記各光変調素子の長辺方向に沿って流通させるように前記冷却装置を配置したことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項４に記載のプロジェクタにおいて、
前記各光変調素子への前記画像データの書き込み走査方向を前記各光変調素子における画像表示領域の短辺方向としたことを特徴するプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタは大画面画像の表示が可能であることからプレゼンテーション用などだけではなく、映画など高画質が要求される画像を表示するための画像表示装置としても注目されている。このため、プロジェクタは光変調素子の高解像度化が進み、光変調素子のサイズがますます大きくなる傾向にある。光変調素子のサイズが大型化すると、光学系全体のサイズも大型化し、プロジェクタ全体が大型化するとともに高コスト化を招くことにもなる。
【０００３】
光変調素子を構成する画素ピッチの下限は、一般的には８〜９μｍであるとされている。このため、光変調素子において画像表示に使用可能な領域（画像表示領域という）のサイズ（対角の長さ）は、例えば、４Ｋ２Ｋ（横方向４０９６画素×縦方向２１６０画素とする）の解像度を得るためには、１．６インチ以上を必要とする。
【０００４】
図６は従来の一般的なプロジェクタにおける光変調素子とその周辺の光学系の構成を示す図である。なお、図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）の平面図、すなわち、図６（ａ）を矢印ａ方向から見た図である。
【０００５】
図６に示すように、一般的なプロジェクタにおいては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対応する各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂは、その長辺が水平方向（図６（ａ）のｘｙｚ軸におけるｘ軸またはｙ軸方向）、短辺が縦方向（図６（ａ）における垂直方向すなわちｘｙｚ軸におけるｚ軸方向）となるように配置されている。すなわち、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂは、光変調素子１００Ｒの一方の短辺と光変調素子１００Ｇの一方の短辺とが隣り合うように配置され、同様に、光変調素子１００Ｇの他方の短辺と光変調素子１００Ｂの一方の短辺とが隣り合うように配置されている。また、この場合、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂと合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム１１０との関係は、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの各短辺がクロスダイクロイックプリズム１１０を形成する４つの三角柱の高さ方向（ｚ軸方向）に沿うような配置となっている。
【０００６】
なお、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂは、ＲＧＢ各色光を画像データに基づいて変調するものであって、これら各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂによって変調された各色光は、クロスダイクロイックプリズム１１０によって合成されて画像光として射出され、クロスダイクロイックプリズム１１０から射出された画像光は投射光学系１２０によって図示しない投射面に横長画像として投射される。
【０００７】
また、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂにはそれぞれ画像データを供給するためのデータ線や制御信号を供給するための制御線など各種信号線がプリントされた信号線ケーブル基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂが接続されている。これらの信号線ケーブル基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂは、フレキシブルプリント回路（Flexible Printed
Circuit）基板によって形成され、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの長辺側に接続されているのが一般的である。なお、信号線ケーブル基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂを以下では、ＦＰＣ基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂと呼ぶことにする。
【０００８】
従来の一般的なプロジェクタにおいては、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ
とクロスダイクロイックプリズム１１０は、図６に示すような構成となっている。このため、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂが例えば４Ｋ２Ｋの解像度を有するものであるとした場合、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂにおける画像表示領域の対角サイズは、前述したように、ほぼ１．６インチである。このような光変調素子を用いた場合のクロスダイクロイックプリズム１１０のサイズは、概ね６０ｍｍ（４つの三角柱の端面で構成される正方形の一辺Ｌ１）×６０ｍｍ（４つの三角柱の端面で構成される正方形の一辺Ｌ２）×３５ｍｍ（三角柱の高さＨ）を必要とし、また、投射光学系１２０のレンズ径は７０ｍｍ以上を必要とする。なお、投射光学系のレンズ径を７０ｍｍとした場合、投射光学系のレンズの明るさを優先した設計を行うとＦ値は約２．５が可能となる。
このように、従来の一般的なプロジェクタにおいては、高解像度の光変調素子ほどクロスダイクロイックプリズム１１０や投射光学系１２０が大型化し、これら光学素子の生産性の低下やコスト高を招く要因となる。
【０００９】
そこで、図７に示すように、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂをそれぞれの長辺を水平方向（図７（ａ）における左右方向）としたまま、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの各長辺が隣り合うように配置することが考えられる。この場合、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂは、それぞれの長辺がクロスダイクロイックプリズム１１０を構成する４つの三角柱の高さ方向（ｘ軸方向）に沿うような配置となる。なお、図７（ａ）は各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂをそれぞれの長辺が隣り合うように配置した場合の斜視図、図７（ｂ）は図７（ａ）の側面図、すなわち、図７（ａ）を矢印ｂ方向から見た図である。
【００１０】
各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを、図７に示すようにそれぞれの長辺が隣り合うように配置することによって、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂが図６の場合と同じ解像度を有する光変調素子であっても、クロスダイクロイックプリズム１１０のサイズは、概ね３５ｍｍ（４つの三角柱の端面で構成される正方形の一辺Ｌ１）×３５ｍｍ（４つの三角柱の端面で構成される正方形の一辺Ｌ２）×６０ｍｍ（三角柱の高さＨ）となる。また、投射光学系のレンズ径は概ね４５ｍｍとなる。このため、クロスダイクロイックプリズム１１０の体積は、図６の場合と比べて約６０％程度に抑えることができる。また、このとき、投射光学系のレンズ径を５０ｍｍで設計することにより、Ｆ値を２．０とすることは可能であり、図６と同じ性能を維持しつつ小型化が可能となると考えられる。
【００１１】
しかしながら、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂをそれぞれの長辺が隣り合うように配置すると、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂに接続されたＦＰＣ基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂの少なくとも１つのＦＰＣ基板が、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂに入射される光源からの光を遮ってしまい、光源からの光が各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂに適切に入射されなくなるという問題がある。
【００１２】
図８は各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを図７に示すように配置した場合のプロジェクタの光学系の概略的な構成を模式的に示す図である。図８に示すように、光源１４０からの光は、第１ダイクロイックミラー１５１によって赤色光（Ｒ）及び緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とに分離され、分離された青色光（Ｂ）はミラー１６１によって光変調素子１００Ｂに入射し、分離された赤色光（Ｒ）及び緑色光（Ｇ）は第２ダイクロイックミラー１５２によって赤色光（Ｒ）と緑色光（Ｇ）とに分離される。そして、第２ダイクロイックミラー１５２によって分離された緑色光（Ｇ）は光変調素子１００Ｇに入射され、赤色光（Ｒ）はミラー１６２，１６３によって光変調素子１００Ｒに入射される。
【００１３】
図８に示すような光学系において、例えば、緑色光（Ｇ）に対応する光変調素子１００Ｇについて考えると、緑色光（Ｇ）の光変調素子１００Ｇにおいては、ＦＰＣ基板１３０
Ｇが図示のように光変調素子１００Ｇにおける図示の下側の長辺に接続されているので、ダイクロイックミラー１５１で分離された青色光（Ｂ）の色光を遮ることとなる。
【００１４】
なお、ＦＰＣ基板は湾曲させたり適度な角度での折り曲げは可能であるが、極度な鋭角で折り曲げたり、極度なねじれなどを与えると断線などが発生することもある。このため、ＦＰＣ基板は極度な鋭角での折り曲げや極度なねじれなどを与えないように他の回路に接続させることが必要である。したがって、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂをそれぞれの長辺が隣り合うように配置すると、図８に示すようにＦＰＣ基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂの少なくとも１つのＦＰＣ基板が光路上に存在することとなる。
【００１５】
これに対処する方法として、ＦＰＣ基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂを各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの短辺側に接続させることが考えられる。例えば、特許文献１に開示された技術（以下では従来技術という）には、各光変調素子の長辺が隣り合うように各光変調素子を配置し、かつ、ＦＰＣ基板を各光変調素子の短辺側に接続させることが示されている。このように、各光変調素子の長辺が隣り合うように各光変調素子を配置することにより、クロスダイクロイックプリズムの小型化が可能になり、また、ＦＰＣ基板を各光変調素子の短辺側に接続させることにより、各光変調素子に接続されるＦＰＣ基板は、各色光の光路上に存在しなくなるので、各色光を遮ることがなくなるという効果が得られる。
【００１６】
【特許文献１】特開平１１−２４９０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、ＦＰＣ基板を単に短辺側に接続させるようにしたのでは、次のような問題が生じる。一般的なプロジェクタにおける画像データの書き込み走査方向は長辺に沿った方向（長辺方向という）となっている。したがって、光変調素子の各画素に対して画像データを与えるための信号線の数は、４Ｋ２Ｋの解像度を有する光変調素子の場合、長辺に沿って４０９６本必要となる。このため、例えば、画像データの書き込み走査方向を各光変調素子の長辺方向としたまま、ＦＰＣ基板を単に短辺側に接続させると、４０９６本の信号線を短辺側に設けられたＦＰＣ基板にまで導くための配線用スペースが必要となる。このため、光変調素子全体が大型化してしまうこととなる。
【００１８】
図９は光変調素子の信号線の配列を模式的に示す図である。図９では緑色光（Ｇ）の光変調素子１００Ｇが示されているが、赤色光（Ｒ）及び青色光（Ｂ）の光変調素子１００Ｒ，１００Ｂも同様の構成となっている。なお、図９（ａ）は長辺側にＦＰＣ基板１３０が接続されている一般的な光変調素子であり、この場合は、光変調素子１００Ｇの長辺側（画像表示領域１０１の長辺側）に沿って設けられたデータ線ドライバ１０２には、ＦＰＣ基板１３０Ｇからの４０９６本の信号線が接続された構成となっている。なお、光変調素子１００Ｇの短辺側（画像表示領域１０１の短辺側）にはゲート線ドライバ１０３が設けられ、このゲート線ドライバ１０３にはＦＰＣ基板１３０Ｇから数本の制御用の信号線が接続された構成となっている。
【００１９】
図９（ｂ）は図９（ａ）に示すような光変調素子１００Ｇの短辺側にＦＰＣ基板１３０Ｇを接続させた場合を示すものである。光変調素子１００Ｇの短辺側にＦＰＣ基板１３０Ｇを接続させると、図９（ｂ）に示すように、長辺側に設けられたデータ線ドライバ１０２に接続されている４０９６本の信号線を短辺側に接続されたＦＰＣ基板１３０Ｇに導くための配線用スペース（図示の破線枠で囲った領域Ａ）が必要となる。この配線用スペースは、図示のｚ軸方向において、少なくとも１０ｍｍ程度は必要となり、光変調素子全体が大型化してしまう。
【００２０】
このため、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの長辺方向を画像データの書き込み走査方向としたまま、ＦＰＣ基板を単に短辺側に接続させたのでは、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂをそれぞれの長辺が隣り合うように配置することにより得られる利点、すなわち、クロスダイクロイックプリズムや投射光学系の小型化が可能となるといった利点を生かすことができないこととなる。
【００２１】
そこで本発明は、高解像度の光変調素子を用いた場合であっても合成光学系および投射光学系を小型化することが可能なプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明における第１のプロジェクタは、複数の色成分の色光を画像データに基づいて変調する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子の各光変調素子で変調された各色光を合成して画像光として射出する合成光学系と、前記合成光学系から射出される画像光を投射面上に投射する投射光学系とを有するプロジェクタであって、前記各光変調素子の長辺が互いに隣り合うように前記各光変調素子を前記合成光学系に対して配置するとともに、前記各光変調素子に信号を与えるための信号線ケーブル基板を前記各光変調素子の短辺側に接続し、かつ、前記各光変調素子への前記画像データの書き込み走査方向を前記各光変調素子における画像表示領域の短辺方向としたことを特徴とする。
【００２３】
本発明における第１のプロジェクタによれば、各光変調素子の長辺が互いに隣り合うように各光変調素子を合成光学系に対して配置するようにしている。この場合、各光変調素子と合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズムとの関係は、各光変調素の長辺がクロスダイクロイックプリズムを形成する三角柱の高さ方向に沿うような配置となる。これにより、合成光学系（クロスダイクロイックプリズム）の体積を小さくすることができ、合成光学系（クロスダイクロイックプリズム）を小型化することができる。これにより、合成光学系（クロスダイクロイックプリズム）や投射光学系などの光学素子の生産性の向上と低コスト化が実現できる。また、本発明によれば、投射光学系の焦点距離を短くできるので、レンズ口径がある程度大きく明るいレンズを使用することにより、高輝度化も容易に可能となる。
【００２４】
また、本発明における第１のプロジェクタでは、各光変調素子を各長辺が互いに隣り合うように配置し、かつ、信号線ケーブル基板（ＦＰＣ基板）を各光変調素子の短辺側に接続するようにしているので、各光変調素子に入射される各色光をＦＰＣ基板が遮るといった問題を回避することができる。
【００２５】
さらに、本発明の第１のプロジェクタにおいては、各光変調素子への画像データの書き込み走査方向を各光変調素子における画像表示領域の短辺に沿った方向（短辺方向という）としている。これにより、ＦＰＣ基板を各光変調素子の短辺側に接続する場合、データ線ドライバからの多数のデータ線をＦＰＣ基板に導くための配線用スペースを小さくすることができ、光変調素子全体のサイズを小さく抑えることができる。また、書き込み走査方向を短辺方向とすることにより、データ線の本数も少なくすることができ、ＦＰＣ基板の幅を小さくすることができるといった効果も得られる。
【００２６】
また、本発明における第１のプロジェクタは、表示すべき画像データの１フレーム分をそれぞれ保持可能な第１フレームメモリ及び第２フレームメモリと、前記第１フレームメモリ及び第２フレームメモリに対する画像データの書き込み及び読み出しを行う際のアドレス情報を発生するアドレス情報発生部と、前記アドレス情報発生部からのアドレス情報に基づいて前記第１フレームメモリ及び第２フレームメモリへの書き込み及び読み出しを制御するフレームメモリ制御部と、前記第１フレームメモリ及び第２フレームメモリの一
方から読み出された前記画像データに基づいて前記各光変調素子を駆動する光変調素子駆動部とを備えた画像データ処理装置を有し、前記フレームメモリ制御部は、前記第１フレームメモリ及び第２フレームメモリの一方のフレームメモリに対して１フレーム分の画像データの書き込みを行っているときに、他方のフレームメモリに書き込まれた１フレーム分の画像データの読み出しを行うとともに、前記画像データの書き込み及び読み出し時のいずれかにおいて、前記画像データの書き込み走査方向が前記各光変調素子における画像表示領域の短辺方向となるように走査方向を変換することが好ましい。
【００２７】
このように、画像データの書き込みと画像データの書き込みと読み出しとが、別々のフレームメモリに対して行われるような構成とすることによって、書き込み走査方向を短辺方向とするための走査方向変換処理を適切に行うことができる。すなわち、１つのフレームメモリで走査方向換処理を行おうとすると、当該フレームメモリから書き込み走査方向を短辺方向とするための画像データの読み出しを行う際、読み出しを行うべきある画素に対応する画像データのアドレスに、例えば、次の１画面分の画像データとして書き込まれた画像データが存在してしまうといった不具合が生じるおそれがある。これに対して、本発明のように、画像データの書き込みと画像データの書き込みと読み出しとが、別々のフレームメモリに対して行われることにより、このような不具合を解消することができ、走査方向を短辺方向とした１フレーム分の画像データを適切に読み出すことができる。
【００２８】
また、本発明における第１のプロジェクタは、前記フレームメモリ制御部は、前記１フレーム分の画像データの書き込みと、１フレーム分の画像データの読み出しとが同期するように前記第１フレームメモリ及び第２フレームメモリに対する画像データの書き込み及び読み出しを制御することが好ましい。
【００２９】
このように、一方のフレームメモリへの１フレーム分の画像データの書き込みと、他方のフレームメモリからの１フレーム分の画像データの読み出しとを同期させることによって、１フレーム分の画像データの書き込みと、１フレーム分の画像データの読み出す処理が連続的に可能となり、読み出した画像データを連続したフレームの画像データとして光変調素子駆動部に出力することができる。
【００３０】
本発明における第２のプロジェクタは、複数の色成分の色光を画像データに基づいて変調する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子の各光変調素子で変調された各色光を合成して画像光として射出する合成光学系と、前記合成光学系から射出される画像光を投射面上に投射する投射光学系と、少なくとも前記各光変調素子を冷却する冷却装置とを有するプロジェクタであって、前記各光変調素子の長辺が互いに隣り合うように前記各光変調素子を前記合成光学系に対して配置するとともに、前記各光変調素子に信号を与えるための信号線ケーブル基板を前記各光変調素子の短辺側に接続し、かつ、前記冷却装置からの冷却風を前記各光変調素子の長辺方向に沿って流通させるように前記冷却装置を配置したことを特徴とする。
【００３１】
本発明における第２のプロジェクタによれば、前記本発明における第１のプロジェクタと同様、合成光学系（クロスダイクロイックプリズム）の小型化を可能とするとともに、各光変調素子に入射される色光をＦＰＣ基板が遮るといった問題を回避できるといった効果が得られる。また、本発明における第２のプロジェクタにおいては、冷却装置からの冷却風を各光変調素子の長辺方向に沿って流通させるようにしている。これは、冷却風を横方向に流通させるということであり、冷却風を横方向に流通させることによって、光変調素子やクロスダイクロイックプリズムなどに埃が溜まりにくくするという効果が得られる。すなわち、埃は重力方向に舞い降りてくるのが一般的であり、重力方向に直交する方向に冷却風が流通することによって、埃が光変調素子やクロスダイクロイックプリズムなどに溜まりにくくなる。
なお、本発明における第２のプロジェクタにおいても、前記本発明における第１のプロジェクタと同様の特徴を有することが好ましい。
【００３２】
また、本発明における第２のプロジェクタは、前記光変調素子への前記画像データの書き込み走査方向を前記光変調素子における画像表示領域の短辺方向とすることが好ましい。
【００３３】
これにより、光変調素子やクロスダイクロイックプリズムなどに埃が溜まりにくくする効果に加えて、ＦＰＣ基板を各光変調素子の短辺側に接続する場合、データ線ドライバからの多数のデータ線をＦＰＣ基板に導くための配線用スペースを小さくすることができ、光変調素子全体のサイズを小さく抑えることができる。また、書き込み走査方向を短辺方向とすることにより、データ線の本数も少なくすることができ、ＦＰＣ基板の幅を小さくすることができるといった効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
[実施形態１]
図１は実施形態１に係るプロジェクタにおける光変調素子とその周辺の光学系の構成を示す図であり、特に、複数の光変調素子（ＲＧＢに対応する光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂとする）と合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム１１０とを有する画像光形成光学系と、投射光学系１２０とを示している。なお、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）の側面図、すなわち、図１（ａ）を矢印ｂ方向から見た図である。
【００３５】
図１に示すように、本発明の実施形態に係るプロジェクタにおいては、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）に対応する各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂは、それぞれの長辺が隣り合うように配置される。すなわち、光変調素子１００Ｇの一方の側の長辺と光変調素子１００Ｒの一方の側の長辺が隣り合うように配置され、同様に、光変調素子１００Ｇの他方の側の長辺と光変調素子１００Ｂの一方の側の長辺が隣り合うように配置されている。なお、図１において、ｚ軸における−ｚ方向が重力方向となる。したがって、実施形態１に係るプロジェクタは、画像光形成光学系の−ｚ方向にプロジェクタの底面部（プロジェクタの脚部が存在する面）を有するものとする。また、本発明の実施形態では、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂは、４Ｋ２Ｋ（横方向４０９６画素×縦方向２１６０画素とする）の解像度を有するものであるとする。
【００３６】
なお、この場合、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂとクロスダイクロイックプリズム１１０との関係は、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの長辺方向がクロスダイクロイックプリズム１１０を形成する４つの三角柱の高さ方向（ｘ軸方向）に沿うように各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂが配置される。また、実施形態１に係るプロジェクタにおいては、ＦＰＣ基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂは、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの短辺側に接続された構成となっている。
【００３７】
図２は光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを図１に示すように配置した場合のプロジェクタの光学系の概略的な構成を模式的に示す図である。図２に示す光学系において、各光学要素などの配置は図８と同様の構成であり、同一部分には同一符号が付されている。図２が図８と異なるのは、図８では、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの各長辺側にＦＰＣ基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂが接続されているが、図２は各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの各短辺側にＦＰＣ基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂが接続されている点である。
【００３８】
このように、実施形態１に係るプロジェクタにおける光学系の構成は、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂのそれぞれの長辺が隣り合うように各光変調素子を配置し、かつ、ＦＰＣ基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂが各光変調素子の短辺側に接続された構成となっている。ここまでの構成は、前述の従来技術（特許文献１に開示された技術）と同様であるが、実施形態１に係るプロジェクタにおいては、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂにおける画像データの書き込み走査方向を各光変調素子における画像表示領域の短辺方向とすることによって、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂのサイズの小型化を可能とする。
【００３９】
なお、本明細書では、「書き込み走査方向」とは、高速側の走査（いわゆる「水平走査」）と低速側の走査（いわゆる「垂直走査」）のうち、高速側の走査を指す。すなわち、本発明の実施形態では、現実の垂直方向（各図におけるｚ軸方向）と高速側の走査方向がほぼ平行になる（現実の垂直方向と、いわゆる水平走査の方向とがほぼ平行となる）。また、以下では「書き込み走査方向」を単に「走査方向」という。
【００４０】
図３は実施形態１に係るプロジェクタにおける光変調素子の信号線の配列を模式的に示す図である。図３では緑色光（Ｇ）の光変調素子１００Ｇが示されているが、赤色光（Ｒ）及び青色光（Ｂ）の光変調素子１００Ｒ，１００Ｂも同様の構成となっている。
【００４１】
実施形態１に係るプロジェクタにおいては、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの走査方向を短辺方向としている。このため、図３に示すように、各光変調素子（図３では光変調素子１００Ｇとしている）の短辺側にはデータ線ドライバ１０２が設けられ、このデータ線ドライバ１０２にＦＰＣ基板１３０Ｇからの画像データ供給用のデータ線が接続される構成となっている。この場合、光変調素子１００Ｇは４Ｋ２Ｋの光変調素子であるので、データ線の本数は短辺方向の画素数に対応した２１６０本ということになる。一方、光変調素子１００Ｇの長辺側はゲート線ドライバ１０３が設けられている。このゲート線ドライバ１０３には制御用などの数本の信号線が接続される。
【００４２】
各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを図３に示すような構造とすることにより、例えば、図９（ｂ）に示した光変調素子のように、データ線を短辺側まで導くための配線用スペース（図９（ｂ）に示す破線枠で囲った領域Ａ）を不要とするので、解像度が同じであっても光変調素子全体を小型化することができる。
図３に示すような光変調素子の構成を可能とするために、実施形態１に係るプロジェクタにおいては、図４に示すような画像データ処理装置を設ける。
【００４３】
図４は実施形態１に係るプロジェクタにおける画像データ処理装置の構成を示す図である。図４に示すように、画像データ処理装置５００は、表示すべき画像データを入力する画像データ入力部５１０と、画像データ入力部５１０に入力された画像データにおける１フレーム分（１画面分）の画像データを保持する第１フレームメモリ５２０と、同じく１フレーム分（１画面分）の画像データを保持する第２フレームメモリ５３０と、第１フレームメモリ５２０及び第２フレームメモリ５３０の一方から読み出された画像データに基づいて各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを駆動する光変調素子駆動部５４０と、第１フレームメモリ５２０及び第２フレームメモリ５３０に対する画像データの書き込み及び読み出しを行う際のアドレス情報を発生するアドレス情報発生部５５０と、アドレス情報発生部５５０からのアドレス情報に基づいて第１及び第２フレームメモリ５２０，５３０への書き込み／読み出しを制御するフレームメモリ制御部５６０とを有している。
【００４４】
なお、実施形態１に係るプロジェクタにおいては、第１及び第２フレームメモリ５２０，５３０に対する画像データの書き込み時においては、長辺方向を走査方向とするような画像データの書き込みがなされ、第１及び第２フレームメモリ５２０，５３０からの画像
データの読み出し時において、走査方向が短辺方向となるような画像データの読み出し処理すなわち走査方向変換処理を行うものとする。このような走査方向変換処理は、フレームメモリ制御部５６０がアドレス情報発生部５５０からのアドレス情報に基づいて行う。
【００４５】
このような構成において、フレームメモリ制御部５６０による第１及び第２フレームメモリ５２０，５３０への画像データの書き込み及び読み出し制御は次のように行われる。
今、ある１フレーム分（ｎ番目のフレームとする）の画像データの書き込みが第１フレームメモリ５２０において終了し、続いて、ｎ＋１番目のフレームの書き込みが第２フレームメモリ５３０に対して開始されたとする。このｎ＋１番目のフレームが第２フレームメモリ５３０に書き込まれるのと同期して、既に書き込まれているｎ番目のフレームの画像データが第１フレームメモリ５２０から読み出され、続いて、ｎ＋２番目の１フレーム分の画像データが第１フレームメモリ５２０に書き込まれるのと同期して、既に書き込まれたｎ＋１番目のフレームが第２フレームメモリ５３０から読み出されるというように、１フレーム分の画像データの書き込み及び読み出し処理が第１フレームメモリ５２０と第２フレームメモリ５３０とに対して交互に行われる。
【００４６】
フレームメモリ制御部５６０は第１及び第２フレームメモリ５２０，５３０に対して上記のような画像データの書き込み及び読み出し制御を行う。このような画像データの書き込み及び読み出し制御において、第１及び第２フレームメモリ５２０，５３０から画像データを読み出す際には、走査方向が各光変調素子の短辺方向となるような走査方向変換処理を行う。走査方向が短辺方向となるような走査方向変換処理は、アドレス情報発生部５５０からのアドレス情報に基づいて、各画素に対する画像データの取得を行うことで可能となる。
【００４７】
図４に示す画像データ処理装置においては、画像データの書き込みと読み出しとが、別々のフレームメモリで行われるため、走査方向を短辺方向とするための走査方向変換処理を適切に行うことができる。すなわち、１つのフレームメモリで走査方向換処理を行おうとすると、当該フレームメモリから走査方向を短辺方向とするための画像データの読み出しを行う際、読み出しを行うべきある画素に対応する画像データのアドレスに、例えば、次の１画面分の画像データとして書き込まれた画像データが存在してしまうといった不具合が生じるおそれがある。これに対して、図４に示すように、画像データの書き込みと画像データの書き込みと読み出しとが、別々のフレームメモリ（第１及び第２フレームメモリ５２０，５３０）に対して交互に行われることにより、このような不具合を解消することができ、走査方向を短辺方向とした１フレーム分の画像データを適切に読み出すことができる。
【００４８】
また、フレームメモリ制御部５６０は、第１及び第２フレームメモリ５２０，５３０に対して上記のような画像データの書き込み及び読み出し制御を行う際、１フレーム分の画像データの書き込みと、１フレーム分の画像データの読み出しとが同期するように第１フレームメモリ５２０及び第２フレームメモリ５３０の書き込み及び読み出しを制御する。これによって、第１フレームメモリ５２０及び第２フレームメモリ５３０に対する各フレームにおける画像データの書き込みと読み出しとが同時に終了する。
【００４９】
フレームメモリ制御部５６０がこのような書き込み及び読み出し制御を行うことにより、１フレーム分の画像データの書き込みと１フレーム分の画像データの読み出しとが連続的に可能となり、読み出した画像データを連続したフレームの画像データとして光変調素子駆動部に出力することができる。
【００５０】
以上説明したように、実施形態１に係るプロジェクタによれば、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの長辺が互いに隣り合うように各光変調素子をクロスダイクロイッ
クプリズム１１０に対して配置するようにしている。これにより、クロスダイクロイックプリズム１１０の体積を小さくすることができ、クロスダイクロイックプリズム１１０を小型化することができる。これにより、クロスダイクロイックプリズムや投射光学系などの光学素子の生産性の向上と低コスト化が実現できる。また、本発明によれば、投射光学系の焦点距離を短くできるので、レンズ口径がある程度大きく明るいレンズを使用することにより、高輝度化も容易に可能となる。
【００５１】
また、実施形態１に係るプロジェクタによれば、ＦＰＣ基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂを各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの短辺側に接続するようにしているので、各光変調素子に入射される光源からの色光をＦＰＣ基板が遮るといった問題を回避することができる。さらに、実施形態１に係るプロジェクタによれば、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの走査方向を各光変調素子の短辺方向としている。このとき、図４で説明した画像データ処理を行うことによって、走査方向を短辺方向とした画像データを各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂに適切に与えることができる。
【００５２】
このように、走査方向を各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの短辺方向とすることにより、ＦＰＣ基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂを各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの短辺側に接続する場合、データ線ドライバ１０２からの多数のデータ線をＦＰＣ基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂに導くための配線用スペースはきわめて小さいスペースで済み、光変調素子全体のサイズを小さく抑えることができる。
【００５３】
また、走査方向を短辺方向とすることにより、データ線の本数も少なくすることができ、ＦＰＣ基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂの幅を小さくすることができるといった効果も得られる。例えば、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂが４Ｋ２Ｋの解像度である場合、短辺側のデータ線は２１６０本となるので、同じ４Ｋ２Ｋの光変調素子において長辺方向を走査方向とした場合とデータ線の本数だけで単純に比較すると、約１／２のデータ線で済む。これにより、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂに接続されるＦＰＣ基板１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂの幅を狭くすることができる。
【００５４】
なお、上記した実施形態では、走査方向を短辺方向とするような走査方向変換処理は、第１及び第２フレームメモリ５２０，５３０からの読み出し時に行うようにしたが、読み出し時ではなく、第１及び第２フレームメモリ５２０，５３０への画像データの書き込み時に行うようにしてもよい。
【００５５】
[実施形態２]
図５は実施形態２に係るプロジェクタにおける光変調素子とその周辺の光学系などの構成を示す図である。図５における光変調素子とその周辺の光学系の構成は図１と同様であり、図１と異なるのは、少なくとも光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの冷却が可能な冷却装置６００が設けられている点である。なお、図１と同一構成要素に同一符号が付されている。
【００５６】
図５に示すように、実施形態２に係るプロジェクタは、冷却装置６００からの冷却風６１０が横方向、すなわち、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの長辺方向（ｘ軸方向）に沿って流通するような構造となる。このように、冷却風を横方向から流通させることにより、光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂやクロスダイクロイックプリズム１１０などに埃が溜まりにくくするという効果が得られる。すなわち、埃は重力方向（ｚ軸における−ｚ方向）に舞い降りてくるのが一般的であり、重力方向に直交する方向（ｘ軸方向）に沿って冷却風が流通することによって、埃が光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂやクロスダイクロイックプリズム１１０などに溜まりにくくなる。
【００５７】
また、実施形態２に係るプロジェクタにおいても、図４において説明した画像データ処理を行うことによって、実施形態１と同様に走査方向を短辺方向とすることが可能であり、これによって、埃が光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂやクロスダイクロイックプリズム１１０などに溜まりにくくなる効果に加えて、実施形態１に係るプロジェクタにおいて述べた効果も得られる。
【００５８】
なお、本発明は前述の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。たとえば、前述の実施形態では、透過型の液晶パネルについて説明したが、反射型の液晶パネルについても実施できる。
また、前述の各実施形態では、各光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの解像度は４Ｋ２Ｋとして説明したが、これは一例であって、４Ｋ２Ｋに限られるものではないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態１に係るプロジェクタにおける光変調素子とその周辺の光学系の構成を示す図。
【図２】光変調素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを図１に示すように配置した場合のプロジェクタの光学系の概略的な構成を模式的に示す図。
【図３】実施形態１に係るプロジェクタにおける光変調素子の信号線の配列を模式的に示す図。
【図４】実施形態１に係るプロジェクタにおける画像データ処理装置の構成を示す図。
【図５】実施形態２に係るプロジェクタにおける光変調素子とその周辺の光学系などの構成を示す図。
【図６】一般的なプロジェクタにおける光変調素子とその周辺の光学系の構成を示す図。
【図７】各光変調素子のそれぞれの長辺を横方向（水平方向）とした状態のまま長辺が隣り合うように配置した場合の光変調素子とその周辺の光学系の構成を示す図。
【図８】各光変調素子を図７に示すように配置した場合のプロジェクタの光学系の概略的な構成を模式的に示す図。
【図９】光変調素子の信号線の配列を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００６０】
１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ・・・光変調素子、１０１・・・画像表示領域、１０２・・・データ線ドライバ、１０３・・・ゲート線ドライバ、１１０・・・クロスダイクロイックプリズム、１２０・・・投射光学系、１３０Ｒ，１３０Ｇ，１００Ｂ・・・ＦＰＣ基板、５００．・・・画像データ処理装置、５１０・・・画像データ入力部、５２０・・・第１フレームメモリ、５３０・・・第２フレームメモリ、５４０・・・光変調素子駆動部、５５０・・・アドレス情報発生部、５６０・・・フレームメモリ制御部、６００・・・冷却装置、６１０・・・冷却風
【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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