(57)【要約】  光学的に台形歪みを補正可能な投写型表示装置（１）を提供する。  画像データに基づいて光を変調して出射するライトバルブ（１１）と、ライトバルブ（１１）により変調された光による光学像を投写面上に投写する結像光学系とを備えた正面投射型の投写型表示装置（１）であって、結像光学系は、少なくとも１枚のレンズを備える第１光学系（Ｇ１）と、ライトバルブ（１１）から出射した光を第１光学系（Ｇ１）に向けて反射させる第１反射部材（Ｒ１）とを備え、第１光学系（Ｇ１）および第１反射部材（Ｒ１）は、ピッチ方向に回転可能に構成され、第１光学系（Ｇ１）のピッチ角θの回転に連動し、第１反射部材（Ｒ１）がピッチ角θ／２回転する。
2020045167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づいて光を変調して出射するライトバルブと、  前記ライトバルブにより変調された光による光学像を投写面上に投写する結像光学系とを備えた正面投射型の投写型表示装置であって、  前記結像光学系は、少なくとも１枚のレンズを備える第１光学系と、前記ライトバルブから出射した光を前記第１光学系に向けて反射させる第１反射部材とを備え、  前記第１光学系および前記第１反射部材は、ピッチ方向に回転可能に構成され、  前記第１光学系のピッチ角θの回転に連動し、前記第１反射部材がピッチ角θ／２回転する投写型表示装置。
【請求項２】
前記結像光学系は、前記ライトバルブから出射した光を反射させる第２反射部材を備える請求項１記載の投写型表示装置。
【請求項３】
前記結像光学系は、中間像を形成するリレー光学系である  請求項１または２記載の投写型表示装置。
【請求項４】
前記結像光学系の全画角は、９０°以上である請求項１から３のいずれか１項記載の投写型表示装置。
【請求項５】
前記第１光学系および前記第１反射部材を前記ピッチ方向に回転駆動させる第１駆動部を備える請求項１から４のいずれか１項記載の投写型表示装置。
【請求項６】
前記投写面上に投写された前記光学像の形状に基づいて、前記第１駆動部による前記第１光学系および前記第１反射部材の前記ピッチ方向の回転駆動量を制御する第１制御部を備える請求項５記載の投写型表示装置。
【請求項７】
光路に沿って最も前記投写面側の反射部材および前記第１光学系において少なくとも前記最も前記投写面側の反射部材よりも拡大側の部分は、前記最も前記投写面側の反射部材を基点として前記ライトバルブ側の光軸を中心としてヨー方向に一体的に回転可能に構成されている  請求項１から６のいずれか１項記載の投写型表示装置。
【請求項８】
光路に沿って最も前記投写面側の反射部材および前記第１光学系において少なくとも前記最も前記投写面側の反射部材よりも拡大側の部分を前記ヨー方向に回転駆動させる第２駆動部を備える請求項７記載の投写型表示装置。
【請求項９】
前記投写面上に投写された前記光学像の形状に基づいて、前記第２駆動部による光路に沿って最も前記投写面側の反射部材および前記第１光学系において少なくとも前記最も前記投写面側の反射部材よりも拡大側の部分の前記ヨー方向の回転駆動量を制御する第２制御部を備える請求項８記載の投写型表示装置。
【請求項１０】
画像データに基づいて光を変調して出射するライトバルブと、  前記ライトバルブにより変調された光による光学像を投写面上に投写する結像光学系とを備えた正面投射型の投写型表示装置であって、  前記結像光学系は、少なくとも１枚のレンズを備える第１光学系と、前記ライトバルブから出射した光を反射させる少なくとも１つの反射部材とを備え、  光路に沿って最も前記投写面側の反射部材および前記第１光学系において少なくとも前記最も前記投写面側の反射部材よりも拡大側の部分は、前記最も前記投写面側の反射部材を基点として前記ライトバルブ側の光軸を中心としてヨー方向に一体的に回転可能に構成され、光路に沿って最も前記投写面側の反射部材および前記第１光学系において少なくとも前記最も前記投写面側の反射部材よりも拡大側の部分を前記ヨー方向に回転駆動させる第２駆動部を備える投写型表示装置。
【請求項１１】
前記投写面上に投写された前記光学像の形状に基づいて、前記第２駆動部による光路に沿って最も前記投写面側の反射部材および前記第１光学系において少なくとも前記最も前記投写面側の反射部材よりも拡大側の部分の前記ヨー方向の回転駆動量を制御する第２制御部を備える請求項１０記載の投写型表示装置。
【請求項１２】
前記結像光学系は、中間像を形成するリレー光学系である  請求項１０または１１記載の投写型表示装置。
【請求項１３】
前記結像光学系の全画角は、９０°以上である請求項１０から１２のいずれか１項記載の投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本開示は、投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、液晶表示素子またはＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ：登録商標）表示素子等のライトバルブを備えた正面投射型の投写型表示装置が提案されている（例えば、特開２００４−１７０５４３号公報）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  正面投射型の投写型表示装置においては、スクリーンに対して装置の設置位置および／または投写光の投写角度が適切でない場合、投写された画像の形状が変形してしまい、いわゆる台形歪みが生じる問題がある。【０００４】  特開２００４−１７０５４３号公報記載の投写型表示装置では、スクリーンに投写された画像を撮影して得られた画像データに基づいて、投写する画像の形状を２次元画像処理により変形させ、投写された画像の台形歪みを補正することが開示されている。【０００５】  しかしながら、２次元画像処理により台形歪みを補正した場合、画像データにおける画素と表示素子における画素とを１対１で対応させた、いわゆるドットバイドット表示を行うことができなくなるため、投写された画像の鮮鋭度が低下する等の問題を生じる。そのため、光学的に台形歪みを補正可能な投写型表示装置が望まれている。【０００６】  本開示は、上記事情に鑑み、光学的に台形歪みを補正可能な投写型表示装置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】
【０００７】  上記の課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。【０００８】＜１＞  画像データに基づいて光を変調して出射するライトバルブと、ライトバルブにより変調された光による光学像を投写面上に投写する結像光学系とを備えた正面投射型の投写型表示装置であって、結像光学系は、少なくとも１枚のレンズを備える第１光学系と、ライトバルブから出射した光を第１光学系に向けて反射させる第１反射部材とを備え、第１光学系および第１反射部材は、ピッチ方向に回転可能に構成され、第１光学系のピッチ角θの回転に連動し、第１反射部材がピッチ角θ／２回転する投写型表示装置。【０００９】＜２＞  結像光学系は、ライトバルブから出射した光を反射させる第２反射部材を備える＜１＞の投写型表示装置。【００１０】＜３＞  結像光学系は、中間像を形成するリレー光学系である＜１＞または＜２＞の投写型表示装置。【００１１】＜４＞  結像光学系の全画角は、９０°以上である＜１＞から＜３＞のいずれかの投写型表示装置。【００１２】＜５＞  第１光学系および第１反射部材をピッチ方向に回転駆動させる第１駆動部を備える＜１＞から＜４＞のいずれかの投写型表示装置。【００１３】＜６＞  投写面上に投写された光学像の形状に基づいて、第１駆動部による第１光学系および第１反射部材のピッチ方向の回転駆動量を制御する第１制御部を備える＜５＞の投写型表示装置。【００１４】＜７＞  光路に沿って最も投写面側の反射部材および第１光学系において少なくとも最も投写面側の反射部材よりも拡大側の部分は、最も投写面側の反射部材を基点としてライトバルブ側の光軸を中心としてヨー方向に一体的に回転可能に構成されている＜１＞から＜６＞のいずれかの投写型表示装置。【００１５】＜８＞  光路に沿って最も投写面側の反射部材および第１光学系において少なくとも最も投写面側の反射部材よりも拡大側の部分をヨー方向に回転駆動させる第２駆動部を備える＜７＞の投写型表示装置。【００１６】＜９＞  投写面上に投写された光学像の形状に基づいて、第２駆動部による光路に沿って最も投写面側の反射部材および第１光学系において少なくとも最も投写面側の反射部材よりも拡大側の部分のヨー方向の回転駆動量を制御する第２制御部を備える＜８＞の投写型表示装置。【００１７】＜１０＞  画像データに基づいて光を変調して出射するライトバルブと、ライトバルブにより変調された光による光学像を投写面上に投写する結像光学系とを備えた正面投射型の投写型表示装置であって、結像光学系は、少なくとも１枚のレンズを備える第１光学系と、ライトバルブから出射した光を反射させる少なくとも１つの反射部材とを備え、光路に沿って最も投写面側の反射部材および第１光学系において少なくとも最も投写面側の反射部材よりも拡大側の部分は、最も投写面側の反射部材を基点としてライトバルブ側の光軸を中心としてヨー方向に一体的に回転可能に構成され、光路に沿って最も投写面側の反射部材および第１光学系において少なくとも最も投写面側の反射部材よりも拡大側の部分をヨー方向に回転駆動させる第２駆動部を備える投写型表示装置。【００１８】＜１１＞  投写面上に投写された光学像の形状に基づいて、第２駆動部による光路に沿って最も投写面側の反射部材および第１光学系において少なくとも最も投写面側の反射部材よりも拡大側の部分のヨー方向の回転駆動量を制御する第２制御部を備える＜１０＞の投写型表示装置。【００１９】＜１２＞  結像光学系は、中間像を形成するリレー光学系である＜１０＞または＜１１＞の投写型表示装置。【００２０】＜１３＞  結像光学系の全画角は、９０°以上である＜１０＞から＜１２＞のいずれかの投写型表示装置。
【発明の効果】
【００２１】  本開示によれば、光学的に台形歪みを補正可能な投写型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる投写型表示装置の概略構成図
【図２】図１に示す投写型表示装置における第１光学系および第１反射部材の概略構成図
【図３】図１に示す投写型表示装置の投写状態の説明図
【図４】図１に示す投写型表示装置の投写状態の説明図
【図５】図１に示す投写型表示装置の投写状態の説明図
【図６】図１に示す投写型表示装置の投写状態の説明図
【図７】本発明の第２の実施形態にかかる投写型表示装置の概略構成図
【図８】図７に示す投写型表示装置の投写状態の説明図
【図９】図７に示す投写型表示装置の投写状態の説明図
【図１０】図７に示す投写型表示装置の投写状態の説明図
【図１１】本発明の第３の実施形態にかかる投写型表示装置の概略構成図
【図１２】図１１に示す投写型表示装置の投写状態の説明図
【図１３】図１１に示す投写型表示装置の投写状態の説明図
【図１４】図１１に示す投写型表示装置の投写状態の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２３】  以下、本発明の投写型表示装置の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態にかかる投写型表示装置の概略構成図であり、図２は上記投写型表示装置における第１光学系および第１反射部材の概略構成図である。図１においては、光路順にスクリーン２０側が拡大側となるように記載している。
【００２４】  図１に示すように、本実施形態の投写型表示装置１は、画像データに基づいて光を変調して出射するライトバルブ１１と、ライトバルブ１１により変調された光による光学像をスクリーン（投写面）２０上に投写する結像光学系とを備えた正面投射型の投写型表示装置である。
【００２５】  ライトバルブ１１に用いられる画像表示素子は、液晶表示素子、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ：登録商標）表示素子、またはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）表示素子等、どのような画像表示素子を用いてもよい。なお、液晶表示素子またはＤＭＤ表示素子のように、画像表示素子と光源とが個別に設けられる方式の場合、光源は画像表示素子の方式に対応して適宜構成すればよい。また、ＬＥＤ表示素子のように、画素自体が発光する方式、すなわち、画像表示素子と光源とが一体的に構成された方式としてもよい。
【００２６】  なお、ライトバルブ１１が、例えばＲＧＢの色毎に画像表示素子が設けられた多板式の構成となっている場合、ライトバルブ１１内において各色の光を合成するためのミラーおよびプリズム等が含まれることがあるが、その場合には、全色の光が合成されて、画像を構成する一本の光束を出射する部分までをライトバルブ１１とみなす。すなわち、ライトバルブ１１に含まれる反射部材は、結像光学系の反射部材とはみなさない。
【００２７】  結像光学系は、光路上において拡大側から順に、少なくとも１枚のレンズを備える第１光学系Ｇ１と、ライトバルブ１１から出射した光を第１光学系Ｇ１に向けて反射させる第１反射部材Ｒ１と、少なくとも１枚のレンズを備える第２光学系Ｇ２を備えている。
【００２８】  第１光学系Ｇ１は、レンズ群Ｌ１を備え、第１光学系Ｇ１内においては光軸Ｚが折り曲げられずに直線となるように構成されている。
【００２９】  第２光学系Ｇ２は、光路上において拡大側から順に、レンズ群Ｌ２ａと、レンズ群Ｌ２ｂと、ライトバルブ１１から出射した光を反射させる第２反射部材Ｒ２と、レンズ群Ｌ２ｃと、フィルタ等を想定した光学部材Ｓとを備え、第２光学系Ｇ２内において光軸Ｚが９０°折り曲げられるように構成されている。
【００３０】  なお、第１光学系Ｇ１および第２光学系Ｇ２における各レンズ群は、複数のレンズからなる構成に限らず、１枚のみのレンズからなる構成としてもよい。
【００３１】  また、第１反射部材Ｒ１および第２反射部材Ｒ２としては、ミラーまたはプリズム等の反射面を有する光学素子を用いることができる。
【００３２】  第１反射部材Ｒ１において折り曲げられる前の光軸Ｚと折り曲げられた後の光軸Ｚを含む平面（図２紙面と平行）に対して直交する軸を回転軸Ｐとし、この回転軸Ｐを中心として回転する方向をピッチ方向の回転とした場合、図２に示すように、第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１は、第１反射部材Ｒ１の反射面における光軸Ｚの接点を含む回転軸Ｐを中心として、ピッチ方向に回転可能に構成され、第１光学系Ｇ１のピッチ角θの回転に連動し、第１反射部材Ｒ１がピッチ角θ／２回転するように構成されている。なお、ピッチ方向の回転軸Ｐについては、第１反射部材Ｒ１の反射面における光軸Ｚの接点を含む態様に限らず、ライトバルブ１１により変調された光による光学像が正常に投写可能な範囲で、第１反射部材Ｒ１の反射面における光軸Ｚの接点を含む位置から若干ずれた位置であってもよい。
【００３３】  なお、第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１のピッチ方向の回転において、第１光学系Ｇ１のピッチ角θの回転に対し、第１反射部材Ｒ１がピッチ角θ／２回転する関係性が崩れると、結像光学系の光軸Ｚと第１光学系Ｇ１のレンズの中心軸がずれ、投写性能が低下する。
【００３４】  この関係性を保ちつつ簡便に調整できる機構の一例を説明する。第１光学系Ｇ１は、回転軸Ｐにおいて回転可能に保持されている。また、第１反射部材Ｒ１は、第１光学系Ｇ１とは独立して、回転軸Ｐにおいて回転可能に保持されている。第１光学系Ｇ１の回転部分および第１反射部材Ｒ１の回転部分には各々歯車が取り付けられており、他の歯車を介在して、第１光学系Ｇ１の回転部分および第１反射部材Ｒ１の回転部分に取り付けられた２つの歯車が連動するように構成されている。また、第１光学系Ｇ１の回転速度に対して、第１反射部材Ｒ１の回転速度が１／２となるように、各歯車の直径および歯数が調整されている。
【００３５】  また、第１反射部材Ｒ１を基点としてライトバルブ１１側の光軸（ただし、第１反射部材Ｒ１を基点としてライトバルブ１１側に反射部材が在る場合には、第１反射部材Ｒ１を基点としてライトバルブ１１側の最初の反射部材までの光軸）を回転軸Ｙとし、この回転軸Ｙを中心として回転する方向をヨー方向の回転とした場合、第１光学系Ｇ１および光路に沿って最も投写面側の反射部材である第１反射部材Ｒ１は、第１反射部材Ｒ１を基点としてライトバルブ１１側の光軸を回転軸Ｙとし、この回転軸Ｙを中心としてヨー方向に一体的に回転可能に構成されている。
【００３６】  このように、反射部材を２枚有する結像光学系の場合には、第１光学系Ｇ１および光路に沿って最も投写面側の反射部材である第１反射部材Ｒ１のみを、ピッチ方向およびヨー方向に回転可能に構成することによって、可動部の構成を最小に構成することができるため、可動部の回転精度を高め、台形歪みを光学的に高精度に補正するのに有利となる。
【００３７】  図３〜６は、上記投写型表示装置１の投写状態の説明図である。本実施形態の投写型表示装置１においては、ライトバルブ１１により変調された光による光学像として、矩形の画像２１がスクリーン２０上に投写される。
【００３８】  このとき、スクリーン２０に対して投写型表示装置１の設置位置および／または投写光の投写角度が適切でない場合に投写された画像の形状が変形してしまい、いわゆる台形歪みが生じる問題がある。
【００３９】  図３に示すように、スクリーン２０上に投写された画像２１が、上辺と下辺が平行で、かつ右辺と左辺が傾いた状態の台形状に投写されている場合、第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１を、回転軸Ｐを中心として、ピッチ方向に回転させることによって、台形歪みを光学的に補正することができる。
【００４０】  また、図４に示すように、スクリーン２０上に投写された画像２１が、右辺と左辺が平行で、かつ上辺と下辺が傾いた状態の台形状に投写されている場合、第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１を、回転軸Ｙを中心として、ヨー方向に一体的に回転させることによって、台形歪みを光学的に補正することができる。
【００４１】  また、図５に示すように、ライトバルブ１１から第２反射部材Ｒ２までの光軸Ｚに対して第１反射部材Ｒ１から第１光学系Ｇ１までの光軸Ｚを９０°傾けた状態で投写した場合において、スクリーン２０上に投写された画像２１が、上辺と下辺が平行で、かつ右辺と左辺が傾いた状態の台形状に投写されている場合も、図３での説明と同様に、第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１を、回転軸Ｐを中心として、ピッチ方向に回転させることによって、台形歪みを光学的に補正することができる。
【００４２】  また、図６に示すように、ライトバルブ１１から第２反射部材Ｒ２までの光軸Ｚに対して第１反射部材Ｒ１から第１光学系Ｇ１までの光軸Ｚを９０°傾けた状態で投写した場合において、スクリーン２０上に投写された画像２１が、右辺と左辺が平行で、かつ上辺と下辺が傾いた状態の台形状に投写されている場合も、図４での説明と同様に、第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１を、回転軸Ｙを中心として、ヨー方向に一体的に回転させることによって、台形歪みを光学的に補正することができる。
【００４３】  ここで、第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１のピッチ方向および／またはヨー方向の回転については、ユーザーが手動で行うものとしてもよい。また、第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１をピッチ方向に回転駆動させる第１駆動部としての機能、および、第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１をヨー方向に回転駆動させる第２駆動部としての機能を備える駆動部１２を設けて、電動で行うものとしてもよい。駆動部１２は、例えばモーター等の公知の種々の機構を用いることができる。
【００４４】  駆動部１２を設けて、電動で第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１をピッチ方向および／またはヨー方向に回転させる場合、十字キー等の入力部を設けてユーザーの指示入力に基づいて回転させてもよい。
【００４５】  また、スクリーン２０上に投写された画像２１の形状に基づいて、駆動部１２による第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１のピッチ方向の回転駆動量を制御する第１制御部としての機能、および、スクリーン２０上に投写された画像２１の形状に基づいて、駆動部１２による第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１のヨー方向の回転駆動量を制御する第２制御部としての機能を備える制御部１３を設けて、自動で行うものとしてもよい。
【００４６】  制御部１３のハードウェアの構成は特に限定されるものではなく、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、プロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、およびメモリなどを適宜組み合わせることによって実現することができる。
【００４７】  また、制御部１３の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００４８】  また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
【００４９】  また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００５０】  さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００５１】  また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００５２】  自動で台形歪み補正を行うようにした場合には、スクリーン２０付近の撮影を行うカメラ１４を設け、スクリーン２０上に投写された画像２１の撮影を行い、公知の画像認識技術を用いて画像２１の形状を測定し、この形状に基づいて、駆動部１２による第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１のピッチ方向および／またはヨー方向の回転駆動量を制御すればよい。
【００５３】  本実施形態の投写型表示装置１において、結像光学系は、中間像Ｍを形成するリレー光学系であることが好ましい。このような構成とすることによって、結像光学系を広角化するのに有利となる。また、結像光学系をリレー光学系とすることによって、結像光学系内に反射部材を挿入し易くなり、投写型表示装置１から出射される投写光のうち投写型表示装置１側の光線を、投写型表示装置１の筐体と水平に近づけることができるため、投写型表示装置１の設置性を向上させることができる。
【００５４】  また、全画角が広い程、画像の投写サイズを維持したまま、投写型表示装置１をスクリーン２０に近づけることができるため、投写型表示装置１の設置性を向上させることができるため、結像光学系の全画角は、９０°以上であることが好ましい。
【００５５】  ただし、全画角が広くなる程、スクリーン２０に対して投写型表示装置１の設置位置および／または投写光の投写角度が適切でない場合に生じる台形歪みが顕著になるという問題がある。しかしながら、本実施の形態の投写型表示装置１においては、第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１を、ピッチ方向および／またはヨー方向に回転させることによって、台形歪みを光学的に補正することができるため、全画角を９０°以上と広角にした場合であっても、良好な画質の画像を投写することができる。
【００５６】  次に、本発明の投写型表示装置の第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図７は本発明の第２の実施形態にかかる投写型表示装置の概略構成図である。本実施形態において図１中の要素と同等の要素には同符合を付しており、それらについての説明は必要のない限り省略し、主として相違点のみ説明する。
【００５７】  本実施形態の投写型表示装置２は、第１の実施形態の投写型表示装置１と比較して、結像光学系の構成が異なる。
【００５８】  図７に示すように、本実施形態の投写型表示装置２の結像光学系は、光路上において拡大側から順に、少なくとも１枚のレンズを備える第１光学系Ｇ１と、ライトバルブ１１から出射した光を第１光学系Ｇ１に向けて反射させる第１反射部材Ｒ１と、少なくとも１枚のレンズを備える第２光学系Ｇ２を備えている。
【００５９】  第１光学系Ｇ１は、光路上において拡大側から順に、レンズ群Ｌ１ａと、ライトバルブ１１から出射した光を反射させる第２反射部材Ｒ２と、レンズ群Ｌ１ｂと、レンズ群Ｌ１ｃとを備え、第１光学系Ｇ１内において光軸Ｚが９０°折り曲げられるように構成されている。
【００６０】  第２光学系Ｇ２は、光路上において拡大側から順に、レンズ群Ｌ２と、フィルタ等を想定した光学部材Ｓとを備え、第２光学系Ｇ２内においては光軸Ｚが折り曲げられずに直線となるように構成されている。
【００６１】  第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１は、第１反射部材Ｒ１の反射面における光軸Ｚの接点を含む水平方向（図７紙面に対して垂直方向）の回転軸Ｐを中心として、ピッチ方向に回転可能に構成され、第１光学系Ｇ１のピッチ角θの回転に連動し、第１反射部材Ｒ１がピッチ角θ／２回転するように構成されている。
【００６２】  また、光路に沿って最も投写面側の反射部材である第２反射部材Ｒ２を含む第１光学系Ｇ１は、第２反射部材Ｒ２を基点としてライトバルブ１１側の光軸を回転軸Ｙとし、この回転軸Ｙを中心としてヨー方向に一体的に回転可能に構成されている。なお、本実施形態の投写型表示装置２の結像光学系においては、光路に沿って最も投写面側の反射部材である第２反射部材Ｒ２および第１光学系Ｇ１において少なくとも第２反射部材Ｒ２よりも拡大側の部分のみを、回転軸Ｙを中心としてヨー方向に一体的に回転可能に構成してもよい。
【００６３】  図８〜１０は、上記投写型表示装置２の投写状態の説明図である。本実施形態の投写型表示装置２においては、ライトバルブ１１により変調された光による光学像として、矩形の画像２１がスクリーン２０上に投写される。
【００６４】  このとき、スクリーン２０に対して投写型表示装置２の設置位置および／または投写光の投写角度が適切でない場合に投写された画像の形状が変形してしまい、いわゆる台形歪みが生じる問題がある。
【００６５】  図８に示すように、スクリーン２０上に投写された画像２１が、上辺と下辺が平行で、かつ右辺と左辺が傾いた状態の台形状に投写されている場合、第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１を、回転軸Ｐを中心として、ピッチ方向に回転させることによって、台形歪みを光学的に補正することができる。
【００６６】  また、図９に示すように、スクリーン２０上に投写された画像２１が、右辺と左辺が平行で、かつ上辺と下辺が傾いた状態の台形状に投写されている場合、光路に沿って最も投写面側の反射部材である第２反射部材Ｒ２を含む第１光学系Ｇ１を、回転軸Ｙを中心として、ヨー方向に回転させることによって、台形歪みを光学的に補正することができる。
【００６７】  また、図１０に示すように、ライトバルブ１１から第２反射部材Ｒ２までの光軸Ｚに対して第１反射部材Ｒ１から第１光学系Ｇ１までの光軸Ｚを９０°傾けた状態で投写した場合において、スクリーン２０上に投写された画像２１が、右辺と左辺が平行で、かつ上辺と下辺が傾いた状態の台形状に投写されている場合も、図９での説明と同様に、光路に沿って最も投写面側の反射部材である第２反射部材Ｒ２を含む第１光学系Ｇ１を、回転軸Ｙを中心として、ヨー方向に回転させることによって、台形歪みを光学的に補正することができる。
【００６８】  本実施形態の投写型表示装置２においても、上記第１の実施形態の投写型表示装置１と同様の効果を得ることができる。
【００６９】  次に、本発明の投写型表示装置の第３の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１１は本発明の第３の実施形態にかかる投写型表示装置の概略構成図である。本実施形態において図１中の要素と同等の要素には同符合を付しており、それらについての説明は必要のない限り省略し、主として相違点のみ説明する。
【００７０】  本実施形態の投写型表示装置３は、第１の実施形態の投写型表示装置１と比較して、結像光学系の構成が異なる。
【００７１】  図１１に示すように、本実施形態の投写型表示装置３の結像光学系は、光路上において拡大側から順に、少なくとも１枚のレンズを備える第１光学系Ｇ１と、ライトバルブ１１から出射した光を第１光学系Ｇ１に向けて反射させる第１反射部材Ｒ１と、少なくとも１枚のレンズを備える第２光学系Ｇ２を備えている。
【００７２】  第１光学系Ｇ１は、レンズ群Ｌ１を備え、第１光学系Ｇ１内においては光軸Ｚが折り曲げられずに直線となるように構成されている。
【００７３】  第２光学系Ｇ２は、光路上において拡大側から順に、レンズ群Ｌ２ａと、レンズ群Ｌ２ｂとを備え、第２光学系Ｇ２内においては光軸Ｚが折り曲げられずに直線となるように構成されている。
【００７４】  第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１は、第１反射部材Ｒ１の反射面における光軸Ｚの接点を含む水平方向（図１１紙面に対して垂直方向）の回転軸Ｐを中心として、ピッチ方向に回転可能に構成され、第１光学系Ｇ１のピッチ角θの回転に連動し、第１反射部材Ｒ１がピッチ角θ／２回転するように構成されている。
【００７５】  また、第１光学系Ｇ１および光路に沿って最も投写面側の反射部材である第１反射部材Ｒ１は、第１反射部材Ｒ１を基点としてライトバルブ１１側の光軸を回転軸Ｙとし、この回転軸Ｙを中心としてヨー方向に一体的に回転可能に構成されている。
【００７６】  図１２〜１４は、上記投写型表示装置３の投写状態の説明図である。本実施形態の投写型表示装置３においては、ライトバルブ１１により変調された光による光学像として、矩形の画像２１がスクリーン２０上に投写される。
【００７７】  このとき、スクリーン２０に対して投写型表示装置３の設置位置および／または投写光の投写角度が適切でない場合に投写された画像の形状が変形してしまい、いわゆる台形歪みが生じる問題がある。
【００７８】  図１２に示すように、スクリーン２０上に投写された画像２１が、上辺と下辺が平行で、かつ右辺と左辺が傾いた状態の台形状に投写されている場合、第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１を、回転軸Ｐを中心として、ピッチ方向に回転させることによって、台形歪みを光学的に補正することができる。
【００７９】  また、図１３に示すように、スクリーン２０上に投写された画像２１が、右辺と左辺が平行で、かつ上辺と下辺が傾いた状態の台形状に投写されている場合、第１光学系Ｇ１および第１反射部材Ｒ１を、回転軸Ｙを中心として、ヨー方向に一体的に回転させることによって、台形歪みを光学的に補正することができる。
【００８０】  この場合、図１４に示すように、第１光学系Ｇ１、第１反射部材Ｒ１、および第２光学系Ｇ２を、回転軸Ｙを中心として、ヨー方向に一体的に回転させることによっても、台形歪みを光学的に補正することができる。
【００８１】  本実施形態の投写型表示装置３においても、上記第１の実施形態の投写型表示装置１と同様の効果を得ることができる。
【００８２】  以上、本発明の投写型表示装置の実施形態についていくつか説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００８３】  例えば、結像光学系について、上記実施形態では第１光学系がピッチ方向およびヨー方向の２方向に回転可能な態様を説明したが、第１光学系がピッチ方向のみ回転し、ヨー方向には回転しない態様としてもよいし、第１光学系がヨー方向のみ回転し、ピッチ方向には回転しない態様としてもよい。
【００８４】  上記以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行なってもよいのは勿論である。
【００８５】  ２０１８年８月３１日に出願された日本出願特願２０１８−１６３９９９の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【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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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月10日(2020.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づいて光を変調して出射するライトバルブと、
前記ライトバルブにより変調された光による光学像を投写面上に投写する結像光学系とを備えた正面投射型の投写型表示装置であって、
少なくとも１枚のレンズを備える、前記結像光学系としての第１光学系と、
前記ライトバルブから出射した光を前記第１光学系に向けて反射させる、前記結像光学系としての第１反射部材と、
前記第１光学系に取り付けられた第１歯車と、
前記第１反射部材に取り付けられた第２歯車と、
第３歯車と、を備え、
前記第１光学系および前記第１反射部材は、ピッチ方向に回転可能に構成され、
前記第１歯車と前記第２歯車は、前記第３歯車を介して連動し、
前記第１歯車と前記第２歯車と前記第３歯車の直径および歯数が調整されていることで、前記第１光学系のピッチ角θの回転に連動し、前記第１反射部材がピッチ角θ／２回転する投写型表示装置。
【請求項２】
前記結像光学系は、前記ライトバルブから出射した光を反射させる第２反射部材を備える
請求項１記載の投写型表示装置。
【請求項３】
前記結像光学系は、中間像を形成するリレー光学系である
請求項１または２記載の投写型表示装置。
【請求項４】
前記結像光学系の全画角は、９０°以上である
請求項１から３のいずれか１項記載の投写型表示装置。
【請求項５】
前記第１光学系および前記第１反射部材を前記ピッチ方向に回転駆動させる第１駆動部を備える
請求項１から４のいずれか１項記載の投写型表示装置。
【請求項６】
前記投写面上に投写された前記光学像の形状に基づいて、前記第１駆動部による前記第１光学系および前記第１反射部材の前記ピッチ方向の回転駆動量を制御する第１制御部を備える
請求項５記載の投写型表示装置。
【請求項７】
光路に沿って最も前記投写面側の反射部材および前記第１光学系において少なくとも前記最も前記投写面側の反射部材よりも拡大側の部分は、前記最も前記投写面側の反射部材を基点として前記ライトバルブ側の光軸を中心としてヨー方向に一体的に回転可能に構成されている
請求項１から６のいずれか１項記載の投写型表示装置。
【請求項８】
光路に沿って最も前記投写面側の反射部材および前記第１光学系において少なくとも前記最も前記投写面側の反射部材よりも拡大側の部分を前記ヨー方向に回転駆動させる第２駆動部を備える
請求項７記載の投写型表示装置。
【請求項９】
前記投写面上に投写された前記光学像の形状に基づいて、前記第２駆動部による光路に沿って最も前記投写面側の反射部材および前記第１光学系において少なくとも前記最も前記投写面側の反射部材よりも拡大側の部分の前記ヨー方向の回転駆動量を制御する第２制御部を備える
請求項８記載の投写型表示装置。
【請求項１０】
画像データに基づいて光を変調して出射するライトバルブと、
前記ライトバルブにより変調された光による光学像を投写面上に投写する結像光学系とを備えた正面投射型の投写型表示装置であって、
前記結像光学系は、少なくとも１枚のレンズを備える第１光学系と、前記ライトバルブから出射した光を反射させる少なくとも１つの反射部材とを備え、
光路に沿って最も前記投写面側の反射部材および前記第１光学系において少なくとも前記最も前記投写面側の反射部材よりも拡大側の部分は、前記最も前記投写面側の反射部材を基点として前記ライトバルブ側の光軸を中心としてヨー方向に一体的に回転可能に構成され、
光路に沿って最も前記投写面側の反射部材および前記第１光学系において少なくとも前記最も前記投写面側の反射部材よりも拡大側の部分を前記ヨー方向に回転駆動させる第２駆動部を備える投写型表示装置。
【請求項１１】
前記投写面上に投写された前記光学像の形状に基づいて、前記第２駆動部による光路に沿って最も前記投写面側の反射部材および前記第１光学系において少なくとも前記最も前記投写面側の反射部材よりも拡大側の部分の前記ヨー方向の回転駆動量を制御する第２制御部を備える
請求項１０記載の投写型表示装置。
【請求項１２】
前記結像光学系は、中間像を形成するリレー光学系である
請求項１０または１１記載の投写型表示装置。
【請求項１３】
前記結像光学系の全画角は、９０°以上である
請求項１０から１２のいずれか１項記載の投写型表示装置。
【国際調査報告】
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