JP2009036955A - Image display device and drive method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置等によって形成された２次元画像を観察者に観察させるために使用される画像表示装置及びその駆動方法に関する。 The present invention relates to an image display apparatus used for allowing an observer to observe a two-dimensional image formed by an image forming apparatus or the like, and a driving method thereof.
画像形成装置によって形成された２次元画像を虚像光学系により拡大虚像として観察者に観察させるために、ホログラム回折格子を用いた虚像表示装置（画像表示装置）が、例えば、特開２００７−９４１７５から周知である。 A virtual image display device (image display device) using a hologram diffraction grating to allow an observer to observe a two-dimensional image formed by an image forming device as an enlarged virtual image by a virtual image optical system is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-94175. It is well known.
この画像表示装置１０は、基本的には、図１７の（Ａ）に示すように、画像を表示する画像形成装置１１と、コリメート光学系１３と、画像形成装置１１に表示された光が入射され、観察者の瞳５０へと導く虚像光学系（光学装置２０）とを備えている。ここで、光学装置２０は、導光板２２と、導光板２２に設けられた反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材３０及び第２回折格子部材４０とを備えている。そして、コリメート光学系１３には画像形成装置１１の各画素から出射された光が入射され、コリメート光学系１３によって導光板２２への入射角の異なる複数の平行光が生成され、導光板２２に入射される。導光板２２の一方の光学面（第１面）２３から、平行光が入射され、出射される。一方、導光板２２の第１面２３と平行である導光板２２の他方の光学面（第２面）２４に、第１回折格子部材３０及び第２回折格子部材４０が取り付けられている。 As shown in FIG. 17A, the image display apparatus 10 basically receives an image forming apparatus 11 that displays an image, a collimating optical system 13, and light displayed on the image forming apparatus 11. And a virtual image optical system (optical device 20) that leads to the observer's pupil 50. Here, the optical device 20 includes a light guide plate 22, and a first diffraction grating member 30 and a second diffraction grating member 40 made of a reflective volume hologram diffraction grating provided on the light guide plate 22. The collimating optical system 13 receives light emitted from each pixel of the image forming apparatus 11, and the collimating optical system 13 generates a plurality of parallel lights having different angles of incidence on the light guide plate 22. Incident. Parallel light enters and exits from one optical surface (first surface) 23 of the light guide plate 22. On the other hand, the first diffraction grating member 30 and the second diffraction grating member 40 are attached to the other optical surface (second surface) 24 of the light guide plate 22 that is parallel to the first surface 23 of the light guide plate 22.
導光板２２の第１面２３から入射した導光板２２への入射角の異なる複数の平行光は、第１回折格子部材３０に入射され、それぞれの平行光は、平行光のまま、回折反射される。そして、回折反射された平行光は、導光板２２の第１面２３と第２面２４との間で全反射を繰り返しながら進行し、第２回折格子部材４０に入射する。第２回折格子部材４０に入射した平行光は、回折反射されることで全反射条件から外れ、導光板２２から出射され、観察者の瞳５０に導かれる。 A plurality of parallel lights incident from the first surface 23 of the light guide plate 22 and having different incident angles on the light guide plate 22 are incident on the first diffraction grating member 30, and each parallel light is diffracted and reflected as the parallel light. The The diffracted and reflected parallel light travels while repeating total reflection between the first surface 23 and the second surface 24 of the light guide plate 22 and enters the second diffraction grating member 40. The parallel light incident on the second diffraction grating member 40 is diffracted and reflected to deviate from the total reflection condition, is emitted from the light guide plate 22, and is guided to the pupil 50 of the observer.
第２回折格子部材４０の内部に形成された干渉縞の形状と、第１回折格子部材３０の内部に形成された干渉縞の形状とは、導光板２２の軸線に垂直な仮想面に対して対称な関係にある。従って、第２回折格子部材４０で回折反射される平行光は、第１回折格子部材３０への入射角と等しい角度で回折反射されるので、表示画像がぼけることなく、高い解像度で瞳５０において表示される。 The shape of the interference fringes formed inside the second diffraction grating member 40 and the shape of the interference fringes formed inside the first diffraction grating member 30 are relative to a virtual plane perpendicular to the axis of the light guide plate 22. Symmetrical relationship. Therefore, the parallel light diffracted and reflected by the second diffraction grating member 40 is diffracted and reflected at an angle equal to the incident angle to the first diffraction grating member 30, so that the display image is not blurred and the pupil 50 has high resolution. Is displayed.
ところで、この画像表示装置１０における第１回折格子部材３０及び第２回折格子部材４０の内部に形成された干渉縞は多重化されており、あるいは、回折格子が多層化されている。そして、例えば第１回折格子部材３０の拡大した模式的な一部断面図を図１７の（Ｂ）に示すように、干渉縞の傾斜角φ（第１回折格子部材３０及び第２回折格子部材４０の表面と干渉縞の成す角度）を一定としたとき、以下の問題が発生する。 By the way, the interference fringes formed inside the first diffraction grating member 30 and the second diffraction grating member 40 in the image display device 10 are multiplexed, or the diffraction gratings are multilayered. Then, for example, as shown in FIG. 17B, an enlarged schematic partial cross-sectional view of the first diffraction grating member 30, the inclination angle φ of the interference fringes (the first diffraction grating member 30 and the second diffraction grating member). When the angle between the surface 40 and the interference fringes is constant, the following problem occurs.
即ち、画像形成装置１１からの出射位置に依存して、複数の平行光の第１回折格子部材３０への入射角が異なるため、第１回折格子部材３０の種々の領域でブラッグ条件を満たす回折波長（ブラッグ波長）が異なる。また、第２回折格子部材４０への入射角も異なるため、第２回折格子部材４０の種々の領域でブラッグ条件を満たす回折波長も異なる。そして、以上の結果として、第２回折格子部材４０にて回折反射され、導光板２２から出射される光によって形成される画像に色ムラが発生してしまう。 In other words, depending on the emission position from the image forming apparatus 11, the incident angles of the plurality of parallel lights to the first diffraction grating member 30 are different, and thus diffraction satisfying the Bragg condition is satisfied in various regions of the first diffraction grating member 30. Wavelength (Bragg wavelength) is different. In addition, since the incident angle to the second diffraction grating member 40 is also different, the diffraction wavelengths satisfying the Bragg condition are different in various regions of the second diffraction grating member 40. As a result, color unevenness occurs in an image formed by light that is diffracted and reflected by the second diffraction grating member 40 and emitted from the light guide plate 22.
ここで、ブラッグ条件とは、以下の式（Ａ）を満足する条件を指す。式（Ａ）中、ｍは正の整数、λは波長、ｄは格子面のピッチ（干渉縞を含む仮想平面の法線方向の間隔）、Θは干渉縞への入射角の補角を意味する。尚、干渉縞の傾斜角φとは、回折格子部材の表面と干渉縞の成す角度を意味する。干渉縞は、回折格子部材の内部から表面に亙り、形成されている。以下においても同様である。また、入射角ψにて回折格子部材に光が侵入した場合の、Θ、傾斜角φ、入射角ψの関係は、式（Ｂ）のとおりであり、図１７の（Ｂ）に図示する。 Here, the Bragg condition refers to a condition that satisfies the following formula (A). In the formula (A), m is a positive integer, λ is a wavelength, d is a pitch of the lattice plane (interval in the normal direction of the virtual plane including the interference fringes), and Θ is a complementary angle of the incident angle to the interference fringes To do. In addition, the inclination angle φ of the interference fringes means an angle formed between the surface of the diffraction grating member and the interference fringes. The interference fringes are formed from the inside to the surface of the diffraction grating member. The same applies to the following. Further, when light enters the diffraction grating member at the incident angle ψ, the relationship among Θ, the inclination angle φ, and the incident angle ψ is as shown in the equation (B), and is illustrated in FIG.
ｍ・λ＝２・ｄ・ｓｉｎ（Θ） （Ａ）
Θ＝９０°−（φ＋ψ） （Ｂ）
m · λ = 2 · d · sin (Θ) (A)
Θ = 90 °-(φ + ψ) (B)
尚、以下の説明において、第２回折格子部材４０の中心を原点Ｏとし、原点Ｏを通る第２回折格子部材４０の法線をＸ軸、原点Ｏを通る導光板２２の軸線をＹ軸とする。また、ＸＹ平面において、導光板２２から出射される光とＸ軸上の瞳５０との成す角度を画角θと呼び、原点Ｏより第１回折格子部材側の導光板２２から出射された光の画角θの値を正の値とする。尚、図１７の（Ａ）は、ＸＹ平面にて導光板２２を切断したときの模式的な断面図である。 In the following description, the center of the second diffraction grating member 40 is the origin O, the normal line of the second diffraction grating member 40 passing through the origin O is the X axis, and the axis line of the light guide plate 22 passing through the origin O is the Y axis. To do. In addition, in the XY plane, the angle formed between the light emitted from the light guide plate 22 and the pupil 50 on the X axis is called an angle of view θ, and the light emitted from the light guide plate 22 on the first diffraction grating member side from the origin O. The angle of view θ is set to a positive value. FIG. 17A is a schematic cross-sectional view when the light guide plate 22 is cut along the XY plane.
図１３に、画角θを−６度から＋６度としたときの波長４８０ｎｍ乃至５６０ｎｍの光の回折効率分布を示す。図１３からも明らかなように、画角に対応して回折スペクトルが決まっている。例えば、画角θ＝＋６度の場合、回折スペクトルの中心波長（ブラッグ波長）は４９５ｎｍ付近に存在しているが（図１４の（Ａ）参照）、画角θ＝０度の場合、回折スペクトルの中心波長（ブラッグ波長）は５２２ｎｍ付近に存在し（図１４の（Ｂ）参照）、画角θ＝−６度の場合、回折スペクトルの中心波長（ブラッグ波長）は５４５ｎｍ付近に存在する（図１５参照）。このような結果を、画角θの違いによる回折効率と回折スペクトルの中心波長との関係として描いたグラフを、図１６に模式的に示す。 FIG. 13 shows a diffraction efficiency distribution of light having a wavelength of 480 nm to 560 nm when the angle of view θ is changed from −6 degrees to +6 degrees. As is clear from FIG. 13, the diffraction spectrum is determined corresponding to the angle of view. For example, when the angle of view θ = + 6 degrees, the center wavelength (Bragg wavelength) of the diffraction spectrum exists in the vicinity of 495 nm (see FIG. 14A), but when the angle of view θ = 0 degrees, the diffraction spectrum Center wavelength (Bragg wavelength) exists near 522 nm (see FIG. 14B), and when the angle of view θ = −6 degrees, the center wavelength (Bragg wavelength) of the diffraction spectrum exists near 545 nm (FIG. 15). FIG. 16 schematically shows a graph depicting such a result as the relationship between the diffraction efficiency due to the difference in the angle of view θ and the center wavelength of the diffraction spectrum.
また、光源を例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成する場合の発光スペクトル分布を、図１６に模式的に示す。各画角における出射光は、光源の発光スペクトル分布と回折効率の積によって決まる。従って、各画角における出射光の色や輝度が異なることになる。それ故、得られた画像に色ムラが発生してしまう。 Further, FIG. 16 schematically shows an emission spectrum distribution in the case where the light source is composed of, for example, a light emitting diode (LED). The outgoing light at each angle of view is determined by the product of the emission spectrum distribution of the light source and the diffraction efficiency. Therefore, the color and brightness of the emitted light at each angle of view are different. Therefore, color unevenness occurs in the obtained image.
特開２００７−９４１７５においては、このような現象の発生を抑制するために、回折格子部材に形成された干渉縞の傾斜角を、回折格子部材の位置に応じて変化させている。このような対処方法は、色ムラの発生防止に極めて有効であるが、回折格子部材に形成された干渉縞の傾斜角を、回折格子部材の位置に応じて変化させるが故に、回折格子部材の製造が困難であるといった問題がある。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2007-94175, in order to suppress the occurrence of such a phenomenon, the inclination angle of the interference fringes formed on the diffraction grating member is changed according to the position of the diffraction grating member. Such a countermeasure is extremely effective in preventing the occurrence of color unevenness, but the inclination angle of the interference fringes formed on the diffraction grating member is changed according to the position of the diffraction grating member. There is a problem that it is difficult to manufacture.
従って、本発明の目的は、簡素な構成であるにも拘わらず、色ムラの発生を効果的に防止し得る画像表示装置及びその駆動方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an image display apparatus and a driving method thereof that can effectively prevent the occurrence of color unevenness despite the simple configuration.
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る画像表示装置は、
（Ａ）２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた画像形成装置、
（Ｂ）画像形成装置の画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系、
（Ｃ）コリメート光学系にて進行方位の異なる複数の平行光とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置、及び、
（Ｄ）画像形成装置を駆動するための駆動回路、
を備えた画像表示装置であって、
光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第１回折格子部材、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回、回折反射し、導光板から出射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第２回折格子部材、
を備えており、
駆動回路は、画素を駆動するための駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路を備えており、
第２回折格子部材の中心を原点とし、原点を通る第２回折格子部材の法線をＸ軸、原点を通る導光板の軸線をＹ軸としたとき、補正係数は、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成装置における画素に応じて異なる値を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image display device according to a first aspect of the present invention includes:
(A) an image forming apparatus including a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(B) a collimating optical system that collimates light emitted from the pixels of the image forming apparatus;
(C) an optical device in which a plurality of parallel light beams having different traveling directions in the collimating optical system are incident, guided, and emitted; and
(D) a drive circuit for driving the image forming apparatus;
An image display device comprising:
The optical device
(A) A light guide plate that is emitted after incident light propagates through the interior by total reflection;
(B) A reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects the light incident on the light guide plate so that the light incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate, and is disposed on the light guide plate. A first diffraction grating member, and
(C) A second diffraction grating member that is formed of a reflective volume hologram diffraction grating that is diffracted and reflected by a plurality of times and propagates from the light guide plate by total reflection and is emitted from the light guide plate. ,
With
The drive circuit includes a correction circuit that corrects a drive signal for driving a pixel based on a correction coefficient,
When the center of the second diffraction grating member is the origin, the normal line of the second diffraction grating member passing through the origin is the X axis, and the axis of the light guide plate passing through the origin is the Y axis, the correction coefficient is optically related to the Y axis direction. The image forming apparatus has different values depending on the pixels in the image forming apparatus along the equivalent direction.
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る画像表示装置の駆動方法は、
（Ａ）２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた画像形成装置、
（Ｂ）画像形成装置の画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系、
（Ｃ）コリメート光学系にて進行方位の異なる複数の平行光とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置、及び、
（Ｄ）画像形成装置を駆動するための駆動回路、
を備えている画像表示装置であって、
光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第１回折格子部材、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回、回折反射し、導光板から出射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第２回折格子部材、
を備えており、
駆動回路は、画素を駆動するための駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路を備えている画像表示装置の駆動方法であって、
第２回折格子部材の中心を原点とし、原点を通る第２回折格子部材の法線をＸ軸、原点を通る導光板の軸線をＹ軸としたとき、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成装置における画素に応じて異なる値を有する補正係数によって、駆動信号を補正することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for driving an image display device according to the first aspect of the present invention includes:
(A) an image forming apparatus including a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(B) a collimating optical system that collimates light emitted from the pixels of the image forming apparatus;
(C) an optical device in which a plurality of parallel light beams having different traveling directions in the collimating optical system are incident, guided, and emitted; and
(D) a drive circuit for driving the image forming apparatus;
An image display device comprising:
The optical device
(A) A light guide plate that is emitted after incident light propagates through the interior by total reflection;
(B) A reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects the light incident on the light guide plate so that the light incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate, and is disposed on the light guide plate. A first diffraction grating member, and
(C) A second diffraction grating member that is formed of a reflective volume hologram diffraction grating that is diffracted and reflected by a plurality of times and propagates from the light guide plate by total reflection and is emitted from the light guide plate. ,
With
The drive circuit is a method for driving an image display device including a correction circuit that corrects a drive signal for driving a pixel based on a correction coefficient,
When the center of the second diffraction grating member is the origin, the normal line of the second diffraction grating member passing through the origin is the X axis, and the axis of the light guide plate passing through the origin is the Y axis, an optically equivalent direction to the Y axis direction The drive signal is corrected by a correction coefficient having a different value depending on the pixel in the image forming apparatus along the line.
尚、以下の説明において、本発明の第１の態様に係る画像表示装置、あるいは、本発明の第１の態様に係る画像表示装置の駆動方法における画像表示装置を、総称して、単に、本発明の第１の態様に係る画像表示装置と呼ぶ場合がある。 In the following description, the image display device according to the first aspect of the present invention or the image display device in the driving method of the image display device according to the first aspect of the present invention is simply referred to simply as the present invention. It may be called the image display device according to the first aspect of the invention.
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る画像表示装置は、
（Ａ）光源、
（Ｂ）光源から出射された光を走査して、２次元マトリクス状に配列された仮想の画素を形成する走査光学系、
（Ｃ）走査光学系からの光が入射され、導光され、出射される光学装置、及び、
（Ｅ）駆動回路、
を備えた画像表示装置であって、
光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第１回折格子部材、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回、回折反射し、導光板から出射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第２回折格子部材、
を備えており、
駆動回路は、
仮想の画素にて表示すべき表示階調に対応して光源を駆動するための駆動信号を出力する光源制御回路、及び、
仮想の画素に対応する該駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路、
を備えており、
第２回折格子部材の中心を原点とし、原点を通る第２回折格子部材の法線をＸ軸、原点を通る導光板の軸線をＹ軸としたとき、補正係数は、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った仮想の画素に応じて異なる値を有することを特徴とする。
An image display device according to a second aspect of the present invention for achieving the above object is
(A) a light source,
(B) a scanning optical system that scans the light emitted from the light source to form virtual pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(C) an optical device in which light from the scanning optical system is incident, guided, and emitted; and
(E) a drive circuit;
An image display device comprising:
The optical device
(A) A light guide plate that is emitted after incident light propagates through the interior by total reflection;
(B) A reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects the light incident on the light guide plate so that the light incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate, and is disposed on the light guide plate. A first diffraction grating member, and
(C) A second diffraction grating member that is formed of a reflective volume hologram diffraction grating that is diffracted and reflected by a plurality of times and propagates from the light guide plate by total reflection and is emitted from the light guide plate. ,
With
The drive circuit
A light source control circuit that outputs a drive signal for driving the light source corresponding to a display gradation to be displayed by a virtual pixel, and
A correction circuit for correcting the drive signal corresponding to the virtual pixel based on a correction coefficient;
With
When the center of the second diffraction grating member is the origin, the normal line of the second diffraction grating member passing through the origin is the X axis, and the axis of the light guide plate passing through the origin is the Y axis, the correction coefficient is optically related to the Y axis direction. It has a different value depending on a virtual pixel along a direction equivalent to.
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る画像表示装置の駆動方法は、
（Ａ）光源、
（Ｂ）光源から出射された光を走査して、２次元マトリクス状に配列された仮想の画素を形成する走査光学系、
（Ｃ）走査光学系からの光が入射され、導光され、出射される光学装置、及び、
（Ｅ）駆動回路、
を備えている画像表示装置であって、
光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第１回折格子部材、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回、回折反射し、導光板から出射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第２回折格子部材、
を備えており、
駆動回路は、
仮想の画素にて表示すべき表示階調に対応して光源を駆動するための駆動信号を出力する光源制御回路、及び、
仮想の画素に対応する該駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路、
を備えている画像表示装置の駆動方法であって、
第２回折格子部材の中心を原点とし、原点を通る第２回折格子部材の法線をＸ軸、原点を通る導光板の軸線をＹ軸としたとき、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った仮想の画素に応じて異なる値を有する補正係数によって、駆動信号を補正することを特徴とする。
The method for driving the image display device according to the second aspect of the present invention for achieving the above object is as follows:
(A) a light source,
(B) a scanning optical system that scans the light emitted from the light source to form virtual pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(C) an optical device in which light from the scanning optical system is incident, guided, and emitted; and
(E) a drive circuit;
An image display device comprising:
The optical device
(A) A light guide plate that is emitted after incident light propagates through the interior by total reflection;
(B) A reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects the light incident on the light guide plate so that the light incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate, and is disposed on the light guide plate. A first diffraction grating member, and
(C) A second diffraction grating member that is formed of a reflective volume hologram diffraction grating that is diffracted and reflected by a plurality of times and propagates from the light guide plate by total reflection and is emitted from the light guide plate. ,
With
The drive circuit
A light source control circuit that outputs a drive signal for driving the light source corresponding to a display gradation to be displayed by a virtual pixel, and
A correction circuit for correcting the drive signal corresponding to the virtual pixel based on a correction coefficient;
A method of driving an image display device comprising:
When the center of the second diffraction grating member is the origin, the normal line of the second diffraction grating member passing through the origin is the X axis, and the axis of the light guide plate passing through the origin is the Y axis, an optically equivalent direction to the Y axis direction The drive signal is corrected by a correction coefficient having a different value depending on virtual pixels along the line.
尚、以下の説明において、本発明の第２の態様に係る画像表示装置、あるいは、本発明の第２の態様に係る画像表示装置の駆動方法における画像表示装置を、総称して、単に、本発明の第２の態様に係る画像表示装置と呼ぶ場合がある。 In the following description, the image display apparatus according to the second aspect of the present invention or the image display apparatus in the driving method of the image display apparatus according to the second aspect of the present invention is simply referred to as the present invention. It may be called the image display device according to the second aspect of the invention.
本発明の第２の態様に係る画像表示装置においても、光源には、光源を構成する発光素子から出射された光を平行光とするコリメート光学系が備えられていることが好ましい。また、光源は、フィールドシーケンシャル方式に基づき作動させられる形態とすることができる。 Also in the image display device according to the second aspect of the present invention, it is preferable that the light source is provided with a collimating optical system that collimates the light emitted from the light emitting element constituting the light source. Further, the light source may be configured to be operated based on a field sequential method.
上記の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る画像表示装置は、
（Ａ）２次元マトリクス状に配列された複数の画素に相当する光を出射する画像形成手段、
（Ｂ）画像形成手段を駆動するための駆動信号を出力する駆動回路、及び、
（Ｃ）画像形成手段から出射された光を投射する回折光学素子を含む投射光学系、
を備えた画像表示装置であって、
駆動回路は、画素に対応する駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路を備えており、
補正係数は、少なくとも回折光学素子に形成された干渉縞に光学的に直交する方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成手段における画素に応じて異なる値を有することを特徴とする。
An image display device according to a third aspect of the present invention for achieving the above object is
(A) Image forming means for emitting light corresponding to a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(B) a drive circuit that outputs a drive signal for driving the image forming unit; and
(C) a projection optical system including a diffractive optical element that projects light emitted from the image forming unit;
An image display device comprising:
The drive circuit includes a correction circuit that corrects the drive signal corresponding to the pixel based on the correction coefficient,
The correction coefficient is characterized in that it has a different value depending on the pixel in the image forming means along at least an optically equivalent direction to a direction optically orthogonal to the interference fringes formed in the diffractive optical element.
上記の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る画像表示装置の駆動方法は、
（Ａ）２次元マトリクス状に配列された複数の画素に相当する光を出射する画像形成手段、
（Ｂ）画像形成手段を駆動するための駆動信号を出力する駆動回路、及び、
（Ｃ）画像形成手段から出射された光を投射する回折光学素子を含む投射光学系、
を備え、
駆動回路は、画素に対応する駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路を備えている画像表示装置の駆動方法であって、
少なくとも回折光学素子に形成された干渉縞に光学的に直交する方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成手段における画素に応じて異なる値を有する補正係数によって、駆動信号を補正することを特徴とする。
A method for driving an image display device according to the third aspect of the present invention for achieving the above object is as follows:
(A) Image forming means for emitting light corresponding to a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(B) a drive circuit that outputs a drive signal for driving the image forming unit; and
(C) a projection optical system including a diffractive optical element that projects light emitted from the image forming unit;
With
The drive circuit is a method for driving an image display device including a correction circuit that corrects a drive signal corresponding to a pixel based on a correction coefficient,
The drive signal is corrected by a correction coefficient having a value different depending on the pixel in the image forming means along the direction optically equivalent to the direction optically orthogonal to the interference fringes formed on at least the diffractive optical element. Features.
尚、以下の説明において、本発明の第３の態様に係る画像表示装置、あるいは、本発明の第３の態様に係る画像表示装置の駆動方法における画像表示装置を、総称して、単に、本発明の第３の態様に係る画像表示装置と呼ぶ場合がある。 In the following description, the image display apparatus according to the third aspect of the present invention or the image display apparatus in the driving method of the image display apparatus according to the third aspect of the present invention is simply referred to as the present invention. It may be called an image display device according to a third aspect of the invention.
本発明の第３の態様に係る画像表示装置にあっては、画像形成手段を、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた画像形成装置、及び、画像形成装置の画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系から構成することができる。あるいは又、画像形成手段を、光源、及び、光源から出射された光を走査して、２次元マトリクス状に配列された仮想の画素を形成する走査光学系から構成し、フィールドシーケンシャル方式に基づき光源が作動させられる形態とすることができる。光源には、光源を構成する発光素子から出射された光を平行光とするコリメート光学系が備えられていることが好ましい。 In the image display device according to the third aspect of the present invention, the image forming unit is emitted from the image forming device including a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix and the pixels of the image forming device. It can be constructed from a collimating optical system that converts the reflected light into parallel light. Alternatively, the image forming means includes a light source and a scanning optical system that scans the light emitted from the light source to form virtual pixels arranged in a two-dimensional matrix, and the light source is based on a field sequential method. Can be configured to be actuated. The light source is preferably provided with a collimating optical system that collimates the light emitted from the light emitting element that constitutes the light source.
また、本発明の第３の態様に係る画像表示装置にあっては、回折光学素子に形成された干渉縞のピッチは一定であり、干渉縞は直線状である構成とすることができる。あるいは又、投射光学系は、等しいピッチの干渉縞を有する少なくとも２つの回折光学素子を含む構成とすることができる。 In the image display device according to the third aspect of the present invention, the pitch of the interference fringes formed in the diffractive optical element can be constant, and the interference fringes can be linear. Alternatively, the projection optical system can be configured to include at least two diffractive optical elements having interference fringes of equal pitch.
上記の好ましい構成、形態を含む本発明の第１の態様〜第３の態様に係る画像表示装置（本発明の第１の態様〜第３の態様に係る画像表示装置の駆動方法における画像表示装置を含む。以下においても同じ）においては、補正係数を、駆動信号を構成する輝度信号を補正する係数とすることができる。あるいは又、補正係数は、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成装置における画素に応じて（本発明の第１の態様に係る画像表示装置）、また、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った仮想の画素に応じて（本発明の第２の態様に係る画像表示装置）、また、回折光学素子に形成された干渉縞に光学的に直交する方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成手段における画素に応じて（本発明の第３の態様に係る画像表示装置）、単調に増加又は減少する値を有する構成とすることもできる。あるいは又、補正係数を、補正前の駆動信号に基づき得られる画素（仮想の画素）における表示階調よりも小さい表示階調となるように、駆動信号を構成する輝度信号を補正する係数とすることができる。 Image display apparatus according to the first to third aspects of the present invention including the preferred configurations and forms described above (the image display apparatus in the driving method of the image display apparatus according to the first to third aspects of the present invention) In the following, the correction coefficient can be a coefficient for correcting the luminance signal constituting the drive signal. Alternatively, the correction coefficient depends on the pixel in the image forming apparatus along the direction optically equivalent to the Y-axis direction (the image display apparatus according to the first aspect of the present invention), and the Y-axis direction and the optical According to a virtual pixel along a substantially equivalent direction (image display device according to the second aspect of the present invention), and optically orthogonal to a direction optically orthogonal to the interference fringes formed in the diffractive optical element According to the pixels in the image forming unit along the direction equivalent to (the image display device according to the third aspect of the present invention), it may be configured to have a monotonously increasing or decreasing value. Alternatively, the correction coefficient is a coefficient for correcting the luminance signal constituting the drive signal so that the display gradation is lower than the display gradation in the pixel (virtual pixel) obtained based on the drive signal before correction. be able to.
また、以上の好ましい構成、形態を含む本発明の第１の態様〜第３の態様に係る画像表示装置において、補正係数を、画素（仮想の画素）における表示階調を同一階調としたときに得られる画像の評価値に基づいて決定される値とすることができる。 In the image display devices according to the first to third aspects of the present invention including the above preferred configurations and forms, the correction coefficient is set to the same gradation as the display gradation in the pixel (virtual pixel). The value can be determined based on the evaluation value of the obtained image.
更には、以上の好ましい構成、形態を含む本発明の第１の態様及び第３の態様に係る画像表示装置において、画素に対応した評価値を、画像形成装置あるいは画像形成手段が赤色を表示したときの赤色の色度座標、緑色を表示したときの緑色の色度座標、及び、青色を表示したときの青色の色度座標とすることができ、この場合、補正係数を、所望の色再現範囲における赤色の色度座標と、画像形成装置あるいは画像形成手段が赤色を表示したときの赤色の色度座標との一致、該所望の色再現範囲における緑色の色度座標と、画像形成装置あるいは画像形成手段が緑色を表示したときの緑色の色度座標との一致、及び、該所望の色再現範囲における青色の色度座標と、画像形成装置あるいは画像形成手段が青色を表示したときの青色の色度座標との一致が得られるような値とすることができる。あるいは又、以上の好ましい構成、形態を含む本発明の第２の態様に係る画像表示装置において、仮想の画素に対応した評価値を、光源が赤色を出射したときに得られる赤色の色度座標、光源が緑色を出射したときに得られる緑色の色度座標、及び、光源が青色を出射したときに得られる青色の色度座標とすることができ、この場合、補正係数を、所望の色再現範囲における赤色の色度座標と、光源が赤色を出射したときに得られる赤色の色度座標との一致、該所望の色再現範囲における緑色の色度座標と、光源が緑色を出射したときに得られる緑色の色度座標との一致、及び、該所望の色再現範囲における青色の色度座標と、光源が青色を出射したときに得られる青色の色度座標との一致が得られるような値とすることができる。 Further, in the image display devices according to the first and third aspects of the present invention including the above preferred configurations and forms, the image forming apparatus or the image forming unit displays the evaluation value corresponding to the pixel in red. Red chromaticity coordinates, green chromaticity coordinates when green is displayed, and blue chromaticity coordinates when blue is displayed. In this case, the correction coefficient can be set to a desired color reproduction. The red chromaticity coordinates in the range coincide with the red chromaticity coordinates when the image forming apparatus or the image forming means displays red, the green chromaticity coordinates in the desired color reproduction range, and the image forming apparatus or Matching with the green chromaticity coordinates when the image forming means displays green, and the blue chromaticity coordinates in the desired color reproduction range, and blue when the image forming apparatus or the image forming means displays blue Chromaticity seat It can be a value such that matching is obtained with. Alternatively, in the image display device according to the second aspect of the present invention including the above preferred configuration and form, the evaluation value corresponding to the virtual pixel is obtained as red chromaticity coordinates obtained when the light source emits red light. , The green chromaticity coordinates obtained when the light source emits green, and the blue chromaticity coordinates obtained when the light source emits blue. In this case, the correction coefficient is set to a desired color. When the red chromaticity coordinate in the reproduction range matches the red chromaticity coordinate obtained when the light source emits red, the green chromaticity coordinate in the desired color reproduction range, and when the light source emits green It is possible to obtain the coincidence with the green chromaticity coordinates obtained and the blue chromaticity coordinates in the desired color reproduction range and the blue chromaticity coordinates obtained when the light source emits blue. It can be set to any value.
あるいは又、以上の好ましい構成、形態を含む本発明の第１の態様及び第３の態様に係る画像表示装置において、画素に応じた補正係数を、所望の色再現範囲における基準白色の色度座標と、画像形成装置あるいは画像形成手段が赤色、緑色、及び、青色を表示したときの基準白色の色度座標との一致が得られるような値とすることができる。また、以上の好ましい構成、形態を含む本発明の第２の態様に係る画像表示装置において、仮想の画素に応じた補正係数を、所望の色再現範囲における基準白色の色度座標と、光源が赤色、緑色、及び、青色を出射したときに得られる基準白色の色度座標との一致が得られるような値とすることができる。 Alternatively, in the image display device according to the first and third aspects of the present invention including the above preferred configurations and forms, the correction coefficient corresponding to the pixel is set as the chromaticity coordinates of the reference white in the desired color reproduction range. And a value that can match the chromaticity coordinates of the reference white when the image forming apparatus or the image forming unit displays red, green, and blue. Further, in the image display device according to the second aspect of the present invention including the above preferred configuration and form, the correction coefficient corresponding to the virtual pixel, the chromaticity coordinates of the reference white in the desired color reproduction range, and the light source It can be set to a value that can match the chromaticity coordinates of the reference white obtained when emitting red, green, and blue.
以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む本発明の第１の態様〜第３の態様に係る画像表示装置（以下、これらを総称して、単に、本発明の画像表示装置と呼ぶ場合がある）において、２次元マトリクス状に配列された画素（仮想の画素を含む）の数をＪ×Ｋ個とする。Ｊ個の画素が配列された方向を、便宜上、Ｙ’軸方向と呼び、Ｋ個の画素が配列された方向を、便宜上、Ｚ’軸方向と呼ぶ。Ｙ’軸方向に配列された画素によって、導光板から出射された光に基づきＹ軸方向に並んだ画像が生成され、Ｚ’軸方向に配列された画素によって、導光板から出射された光に基づきＺ軸方向に並んだ画像が生成される。即ち、Ｙ’軸方向は、ＸＹ平面に含まれ、あるいは又、ＸＹ平面と平行である場合があるし、Ｚ’軸方向は、ＸＺ平面と平行である場合がある。 Image display apparatuses according to the first to third aspects of the present invention including the various preferred configurations and forms described above (hereinafter, these may be collectively referred to simply as the image display apparatus of the present invention). In other words, the number of pixels (including virtual pixels) arranged in a two-dimensional matrix is J × K. The direction in which J pixels are arranged is referred to as the Y′-axis direction for convenience, and the direction in which K pixels are arranged is referred to as the Z′-axis direction for convenience. Images arranged in the Y-axis direction based on the light emitted from the light guide plate are generated by the pixels arranged in the Y′-axis direction, and the light emitted from the light guide plate is generated by the pixels arranged in the Z′-axis direction. Based on this, images arranged in the Z-axis direction are generated. That is, the Y′-axis direction may be included in the XY plane, or may be parallel to the XY plane, and the Z′-axis direction may be parallel to the XZ plane.
そして、この場合、補正係数の数を、Ｊ×Ｋ個とすることもできるし、Ｊ個とすることもできる。即ち、後者の場合にあっては、Ｚ’軸方向に配列された画素において同じ補正係数を用いる。あるいは又、Ｊを正の整数（Ｊ0）で除した値Ｊ／Ｊ0（但し、Ｊ／Ｊ0の値は正の整数）とすることもでき、この場合、Ｊ／Ｊ0個の画素グループが存在することになるが、各画素グループ内の画素は同じ補正係数を用いればよい。補正係数を、各画素において求めることもできるし、複数の画素毎に求め、補間によって各画素における補正係数を求めてもよい。 In this case, the number of correction coefficients can be J × K or J. That is, in the latter case, the same correction coefficient is used for the pixels arranged in the Z′-axis direction. Alternatively, a value J / J 0 (where J / J 0 is a positive integer) obtained by dividing J by a positive integer (J 0 ) can be used. In this case, J / J 0 pixels There will be groups, but the pixels in each pixel group may use the same correction coefficient. The correction coefficient may be obtained for each pixel, or may be obtained for each of a plurality of pixels, and the correction coefficient for each pixel may be obtained by interpolation.
また、Ｊ×Ｋ個の画素（仮想の画素を含む）において、画素（仮想の画素）における表示階調を同一階調（例えば最大階調であり、階調を、例えば、８ビット制御する場合、「２５５」で表される階調）としたときに得られる画像の評価値である赤色の色度座標、緑色の色度座標、及び、青色の色度座標に基づき得られる色再現範囲を、Ｊ×Ｋ個のそれぞれの画素において、あるいは又、Ｊ個のそれぞれの画素において（例えば、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成装置におけるＪ個のそれぞれの画素において）、あるいは又、Ｊ／Ｊ0個の画素グループの中心に位置する画素において、あるいは、適切な数の画素毎において、実測あるいは理論的に求め、これらの色再現範囲を重ね合わせ、共通の領域（一種の「ＡＮＤ」領域）を所望の色再現範囲とすればよい。あるいは又、共通の領域を、適宜拡げて、この所望の色再現範囲とすればよい。 Further, in the case of J × K pixels (including virtual pixels), the display gradation of the pixels (virtual pixels) is the same gradation (for example, the maximum gradation, and the gradation is controlled by, for example, 8 bits. The tone reproduction range obtained based on the red chromaticity coordinates, the green chromaticity coordinates, and the blue chromaticity coordinates, which are the evaluation values of the image obtained when the gradation is represented by “255”. , In each of the J × K pixels, or alternatively in each of the J pixels (for example, in each of the J pixels in the image forming apparatus along a direction optically equivalent to the Y-axis direction), Alternatively, in the pixel located at the center of the J / J 0 pixel group, or for each appropriate number of pixels, the color reproduction ranges are overlapped with each other by actually measuring or theoretically calculating the common area (one kind of "AND" area) It may be the desired color reproduction range. Alternatively, the common area may be expanded as appropriate to obtain the desired color reproduction range.
本発明の画像表示装置において、第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材を、異なるＰ種類（例えば、Ｐ＝３であり、赤色、緑色、青色の３種類）の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応させるために、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。尚、各回折格子層には１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されている。あるいは又、異なるＰ種類の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応するために、１層の回折格子層から成る第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材にＰ種類の干渉縞が形成されている構成とすることもできる。あるいは又、画角を例えば三等分して、第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材を、各画角に対応する回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。そして、これらの構成を採用することで、各波長帯域（あるいは、波長）を有する光が第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材において回折反射されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折角の最適化を図ることができる。 In the image display device of the present invention, the first diffraction grating member or the second diffraction grating member is formed by using different P types (for example, P = 3, three types of red, green, and blue) wavelength bands (or wavelengths). In order to correspond to diffraction reflection of P types of light having a P, a P-layer diffraction grating layer composed of a reflective volume hologram diffraction grating can be laminated. Each diffraction grating layer is formed with interference fringes corresponding to one type of wavelength band (or wavelength). Alternatively, in order to cope with diffraction reflection of P types of light having different P types of wavelength bands (or wavelengths), P is applied to the first diffraction grating member or the second diffraction grating member formed of one diffraction grating layer. It can also be set as the structure in which the kind of interference fringe is formed. Alternatively, for example, the angle of view can be divided into three equal parts, and the first diffraction grating member or the second diffraction grating member can be configured by laminating diffraction grating layers corresponding to each angle of view. By adopting these configurations, the diffraction efficiency increases when the light having each wavelength band (or wavelength) is diffracted and reflected by the first diffraction grating member or the second diffraction grating member, and the diffraction acceptance angle is increased. Increase and optimization of the diffraction angle can be achieved.
尚、以下の説明における画角θとは、より厳密には、光学系の物体範囲を光学系の像空間から見たときの視角であると定義される。また、全反射という用語は、内部全反射、あるいは、導光板内部における全反射を意味する。更には、干渉縞の傾斜角とは、回折格子部材（あるいは回折格子層）の表面と干渉縞の成す角度を意味する。 In the following description, the angle of view θ is more strictly defined as a viewing angle when the object range of the optical system is viewed from the image space of the optical system. The term total reflection means total internal reflection or total reflection inside the light guide plate. Furthermore, the inclination angle of the interference fringes means an angle formed between the surface of the diffraction grating member (or the diffraction grating layer) and the interference fringes.
本発明の画像表示装置においては、コリメート光学系にて進行方位の異なる複数の平行光とされた光を導光板に入射することが望ましいが、このような、平行光であることの要請は、これらの光が導光板へ入射したときの光波面情報が、第１回折格子部材と第２回折格子部材を介して導光板から出射された後も保存される必要があることに基づく。尚、具体的には、進行方位の異なる複数の平行光を生成するためには、コリメート光学系における焦点距離の所（位置）に、画像形成装置を位置させればよい。ここで、コリメート光学系は、画像形成装置から出射された平行光の画像形成装置における画素の位置情報を、光学装置の光学系における角度情報に変換する機能を有する。また、コリメート光学系にて進行方位の異なる複数の平行光とされる場合には、導光板においては、進行方位の異なる複数の平行光が入射され、内部を全反射により伝播した後、出射される。第１回折格子部材においては、導光板に入射された平行光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された平行光が回折反射される。更には、第２回折格子部材においては、導光板の内部を全反射により伝播した平行光が回折反射され、導光板から平行光の状態で出射される。 In the image display device of the present invention, it is desirable to enter a plurality of parallel light beams having different traveling directions in the collimating optical system into the light guide plate. This is based on the fact that the light wavefront information when these lights enter the light guide plate needs to be preserved even after they are emitted from the light guide plate through the first diffraction grating member and the second diffraction grating member. Specifically, in order to generate a plurality of parallel lights having different traveling directions, the image forming apparatus may be positioned at the position (position) of the focal length in the collimating optical system. Here, the collimating optical system has a function of converting the position information of the pixels in the image forming apparatus of parallel light emitted from the image forming apparatus into angle information in the optical system of the optical apparatus. In addition, when the collimating optical system generates a plurality of parallel lights having different traveling directions, a plurality of parallel lights having different traveling directions are incident on the light guide plate, and the light is emitted after propagating through the interior by total reflection. The In the first diffraction grating member, the parallel light incident on the light guide plate is diffracted and reflected so that the parallel light incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate. Further, in the second diffraction grating member, the parallel light propagated by total reflection inside the light guide plate is diffracted and reflected and emitted from the light guide plate in the state of parallel light.
本発明の画像表示装置において、導光板は、導光板の軸線（Ｙ軸方向）と平行に延びる２つの平行面（第１面及び第２面）を有している。ここで、光が入射する導光板の面を導光板入射面、光が出射する導光板の面を導光板出射面としたとき、第１面によって導光板入射面及び導光板出射面が構成されていてもよいし、第１面によって導光板入射面が構成され、第２面によって導光板出射面が構成されていてもよい。前者の場合、第２面に第１回折格子部材及び第２回折格子部材が配置されている。一方、後者の場合、第２面に第１回折格子部材が配置され、第１面に第２回折格子部材が配置されている。 In the image display device of the present invention, the light guide plate has two parallel surfaces (a first surface and a second surface) extending in parallel with the axis (Y-axis direction) of the light guide plate. Here, the light guide plate entrance surface and the light guide plate exit surface are constituted by the first surface, where the light guide plate entrance surface is the light incident surface and the light guide plate exit surface is the light guide plate exit surface. The light guide plate entrance surface may be configured by the first surface, and the light guide plate exit surface may be configured by the second surface. In the former case, the first diffraction grating member and the second diffraction grating member are arranged on the second surface. On the other hand, in the latter case, the first diffraction grating member is disposed on the second surface, and the second diffraction grating member is disposed on the first surface.
第１回折格子部材及び第２回折格子部材を構成する材料として、フォトポリマー材料を挙げることができる。反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材及び第２回折格子部材の構成材料や基本的な構造は、従来の反射型体積ホログラム回折格子の構成材料や構造と同じとすればよい。ここで、反射型体積ホログラム回折格子とは、＋１次の回折光のみを回折反射するホログラム回折格子を意味する。 As a material constituting the first diffraction grating member and the second diffraction grating member, a photopolymer material can be cited. The constituent materials and basic structure of the first diffraction grating member and the second diffraction grating member made of the reflective volume hologram diffraction grating may be the same as those of the conventional reflective volume hologram diffraction grating. Here, the reflection type volume hologram diffraction grating means a hologram diffraction grating that diffracts and reflects only the + 1st order diffracted light.
回折格子部材には、その内部から表面に亙り干渉縞が形成されているが、係る干渉縞それ自体の形成方法は、従来の形成方法と同じとすればよい。具体的には、例えば、回折格子部材を構成する部材（例えば、フォトポリマー材料）に対して一方の側の第１の所定の方向から物体光を照射し、同時に、回折格子部材を構成する部材に対して他方の側の第２の所定の方向から参照光を照射し、物体光と参照光とによって形成される干渉縞を回折格子部材を構成する部材の内部に記録すればよい。第１の所定の方向、第２の所定の方向、物体光及び参照光の波長を適切に選択することで、回折格子部材の表面における干渉縞の所望のピッチ、干渉縞の所望の傾斜角を得ることができる。 Interference fringes are formed on the diffraction grating member from the inside to the surface, and the method for forming the interference fringes itself may be the same as the conventional forming method. Specifically, for example, a member constituting the diffraction grating member is irradiated with object light from a first predetermined direction on one side to a member constituting the diffraction grating member (for example, photopolymer material), and at the same time Is irradiated with reference light from a second predetermined direction on the other side, and interference fringes formed by the object light and the reference light may be recorded inside the member constituting the diffraction grating member. By appropriately selecting the wavelength of the first predetermined direction, the second predetermined direction, the object light and the reference light, the desired pitch of the interference fringes on the surface of the diffraction grating member and the desired inclination angle of the interference fringes can be obtained. Obtainable.
第１回折格子部材及び第２回折格子部材を、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層の積層構造から構成する場合、このような回折格子層の積層は、Ｐ層の回折格子層をそれぞれ別個に作製した後、Ｐ層の回折格子層を、例えば、紫外線硬化型接着剤を使用して積層（接着）すればよい。また、粘着性を有するフォトポリマー材料を用いて１層の回折格子層を作製した後、その上に順次粘着性を有するフォトポリマー材料を貼り付けて回折格子層を作製することで、Ｐ層の回折格子層を作製してもよい。 In the case where the first diffraction grating member and the second diffraction grating member are formed of a laminated structure of P-layer diffraction grating layers made of a reflective volume hologram diffraction grating, such a diffraction grating layer is laminated with a P-layer diffraction grating. After each layer is produced separately, the P diffraction grating layer may be laminated (adhered) using, for example, an ultraviolet curable adhesive. In addition, after producing a single diffraction grating layer using a photopolymer material having adhesiveness, the photopolymer material having adhesiveness is sequentially attached thereon to produce a diffraction grating layer, whereby the P layer A diffraction grating layer may be produced.
導光板を構成する材料として、石英ガラスやＢＫ７等の光学ガラスを含むガラスや、プラスチック材料（例えば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、ＡＳ樹脂を含むスチレン系樹脂）を挙げることができる。導光板の形状は、平板に限定するものではなく、湾曲した形状を有していてもよい。 As a material constituting the light guide plate, glass containing optical glass such as quartz glass or BK7, or plastic material (for example, PMMA, polycarbonate resin, acrylic resin, amorphous polypropylene resin, styrene resin containing AS resin) ). The shape of the light guide plate is not limited to a flat plate, and may have a curved shape.
本発明の第１の態様あるいは第３の態様に係る画像表示装置を構成する画像形成装置として、例えば、有機ＥＬ（Electro Luminescence）、無機ＥＬ、発光ダイオード（ＬＥＤ）といった発光素子から構成された画像形成装置；発光素子とライト・バルブ［例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の透過型あるいは反射型の液晶表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）］との組合せから成る画像形成装置を挙げることができる。また、本発明の第２の態様に係る画像表示装置における走査光学系として、光源から出射された光を水平走査及び垂直走査する走査光学系［例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）、ガルバノ・ミラー］を挙げることができ、光源を構成する発光素子として、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子を挙げることができる。ここで、発光素子として、例えば、半導体レーザ素子やＬＥＤを例示することができる。画素（仮想の画素）の数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよく、画素（仮想の画素）の数の具体的な値として、３２０×２４０、４３２×２４０、６４０×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０を例示することができる。 As an image forming apparatus constituting the image display apparatus according to the first aspect or the third aspect of the present invention, for example, an image composed of light emitting elements such as organic EL (Electro Luminescence), inorganic EL, and light emitting diode (LED). Forming apparatus: An image forming apparatus composed of a combination of a light emitting element and a light valve [for example, a transmissive or reflective liquid crystal display device such as LCOS (Liquid Crystal On Silicon), a digital micromirror device (DMD)] Can do. Further, as a scanning optical system in the image display apparatus according to the second aspect of the present invention, a scanning optical system that performs horizontal scanning and vertical scanning of light emitted from a light source [for example, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), galvanometer mirrors] Examples of light emitting elements that constitute the light source include red light emitting elements, green light emitting elements, and blue light emitting elements. Here, as a light emitting element, a semiconductor laser element and LED can be illustrated, for example. The number of pixels (virtual pixels) may be determined based on specifications required for the image display device. As specific values of the number of pixels (virtual pixels), 320 × 240, 432 × 240, 640 × 480, 1024 × 768, 1920 × 1080 can be exemplified.
例えば、発光素子とライト・バルブとから構成された画像形成装置あるいは光源として、全体として白色光を発光するバックライトと、赤色発光画素、緑色発光画素、及び、青色発光画素を有する液晶表示装置との組合せ以外にも、以下の構成を例示することができる。 For example, as an image forming apparatus or a light source composed of a light emitting element and a light valve, a backlight that emits white light as a whole, and a liquid crystal display device having a red light emitting pixel, a green light emitting pixel, and a blue light emitting pixel In addition to these combinations, the following configurations can be exemplified.
［画像形成装置−Ａ］
画像形成装置−Ａは、
（α）青色を発光する第１発光素子が２次元マトリクス状に配列された第１発光パネルから成る第１画像形成装置、
（β）緑色を発光する第２発光素子が２次元マトリクス状に配列された第２発光パネルから成る第２画像形成装置、及び、
（γ）赤色を発光する第３発光素子が２次元マトリクス状に配列された第３発光パネルから成る第３画像形成装置、並びに、
（δ）第１画像形成装置、第２画像形成装置及び第３画像形成装置から射出された光を１本の光路に纏めるための手段（例えば、ダイクロイック・プリズムであり、以下の説明においても同様である）、
を備えており、
第１発光素子、第２発光素子及び第３発光素子のそれぞれの発光／非発光状態を制御する。
[Image forming apparatus-A]
Image forming apparatus-A
(Α) a first image forming apparatus including a first light emitting panel in which first light emitting elements emitting blue light are arranged in a two-dimensional matrix;
(Β) a second image forming apparatus comprising a second light emitting panel in which second light emitting elements emitting green light are arranged in a two-dimensional matrix; and
(Γ) a third image forming apparatus including a third light emitting panel in which third light emitting elements emitting red light are arranged in a two-dimensional matrix, and
(Δ) Means for collecting light emitted from the first image forming apparatus, the second image forming apparatus, and the third image forming apparatus into one optical path (for example, a dichroic prism; the same applies to the following description) ),
With
The light emitting / non-light emitting states of the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element are controlled.
［画像形成装置−Ｂ］
画像形成装置−Ｂは、
（α）青色を発光する第１発光素子、及び、青色を発光する第１発光素子から射出された射出光の通過／非通過を制御するための第１光通過制御装置［一種のライト・バルブであり、例えば、液晶表示装置やデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、ＬＣＯＳから構成され、以下の説明においても同様である］から成る第１画像形成装置、
（β）緑色を発光する第２発光素子、及び、緑色を発光する第２発光素子から射出された射出光の通過／非通過を制御するための第２光通過制御装置（ライト・バルブ）から成る第２画像形成装置、及び、
（γ）赤色を発光する第３発光素子、及び、赤色を発光する第３発光素子から射出された射出光の通過／非通過を制御するための第３光通過制御装置（ライト・バルブ）から成る第３画像形成装置、並びに、
（δ）第１光通過制御装置、第２光通過制御装置及び第３光通過制御装置を通過した光を１本の光路に纏めるための手段、
を備えており、
光通過制御装置によってこれらの発光素子から射出された射出光の通過／非通過を制御することで画像を表示する。第１発光素子、第２発光素子、第３発光素子から射出された射出光を光通過制御装置へと案内するための手段（光案内部材）として、導光部材、マイクロレンズアレイ、ミラーや反射板、集光レンズを例示することができる。
[Image forming apparatus-B]
Image forming apparatus-B
(Α) a first light emitting element that emits blue light, and a first light passage control device that controls passage / non-passage of light emitted from the first light emitting element that emits blue light [a kind of light valve A first image forming apparatus comprising, for example, a liquid crystal display device, a digital micromirror device (DMD), and LCOS, and the same in the following description.
(Β) From a second light emitting element that emits green light and a second light passage control device (light valve) for controlling passage / non-passage of light emitted from the second light emitting element that emits green light A second image forming apparatus, and
(Γ) From a third light emitting device that emits red light and a third light passage control device (light valve) for controlling passage / non-passage of light emitted from the third light emitting device that emits red light A third image forming apparatus comprising:
(Δ) means for collecting light that has passed through the first light passage control device, the second light passage control device, and the third light passage control device into one optical path;
With
An image is displayed by controlling the passage / non-passage of the emitted light emitted from these light emitting elements by the light passage control device. As a means (light guide member) for guiding the emitted light emitted from the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element to the light passage control device, a light guide member, a microlens array, a mirror, and a reflection A plate and a condensing lens can be exemplified.
［画像形成装置−Ｃ］
画像形成装置−Ｃは、
（α）青色を発光する第１発光素子が２次元マトリクス状に配列された第１発光パネル、及び、第１発光パネルから射出された射出光の通過／非通過を制御するための青色光通過制御装置（ライト・バルブ）から成る第１画像形成装置、
（β）緑色を発光する第２発光素子が２次元マトリクス状に配列された第２発光パネル、及び、第２発光パネルから射出された射出光の通過／非通過を制御するための緑色光通過制御装置（ライト・バルブ）から成る第２画像形成装置、
（γ）赤色を発光する第３発光素子が２次元マトリクス状に配列された第３発光パネル、及び、第３発光パネルから射出された射出光の通過／非通過を制御するための赤色光通過制御装置（ライト・バルブ）から成る第３画像形成装置、並びに、
（δ）青色光通過制御装置、緑色光通過制御装置及び赤色光通過制御装置を通過した光を１本の光路に纏めるための手段を備えており、
光通過制御装置（ライト・バルブ）によってこれらの第１発光パネル、第２発光パネル及び第３発光パネルから射出された射出光の通過／非通過を制御することで画像を表示する。
[Image forming apparatus-C]
Image forming apparatus-C
(Α) A first light emitting panel in which first light emitting elements emitting blue light are arranged in a two-dimensional matrix, and a blue light passage for controlling passage / non-passage of the emitted light emitted from the first light emitting panel. A first image forming apparatus comprising a control device (light valve);
(Β) A second light emitting panel in which second light emitting elements emitting green light are arranged in a two-dimensional matrix, and a green light passage for controlling passage / non-passage of the emitted light emitted from the second light emitting panel. A second image forming apparatus comprising a control device (light valve);
(Γ) A third light emitting panel in which third light emitting elements emitting red light are arranged in a two-dimensional matrix, and a red light passage for controlling passage / non-passage of the emitted light emitted from the third light emitting panel. A third image forming apparatus comprising a control device (light valve), and
(Δ) comprises means for collecting light that has passed through the blue light passage control device, the green light passage control device, and the red light passage control device into one optical path;
An image is displayed by controlling passage / non-passage of the emitted light emitted from the first light emitting panel, the second light emitting panel, and the third light emitting panel by a light passage control device (light valve).
［画像形成装置−Ｄ］
画像形成装置−Ｄは、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の画像形成装置であり、
（α）青色を発光する第１発光素子を備えた第１画像形成装置、
（β）緑色を発光する第２発光素子を備えた第２画像形成装置、及び、
（γ）赤色を発光する第３発光素子を備えた第３画像形成装置、並びに、
（δ）第１画像形成装置、第２画像形成装置及び第３画像形成装置から射出された光を１本の光路に纏めるための手段、更には、
（ε）１本の光路に纏めるための手段から射出された光の通過／非通過を制御するための光通過制御装置（ライト・バルブ）、
を備えており、
光通過制御装置によってこれらの発光素子から射出された射出光の通過／非通過を制御することで画像を表示する。
[Image forming apparatus-D]
The image forming apparatus-D is a field sequential color display image forming apparatus,
(Α) a first image forming apparatus including a first light emitting element that emits blue light;
(Β) a second image forming apparatus including a second light emitting element that emits green light, and
(Γ) a third image forming apparatus including a third light emitting element that emits red light, and
(Δ) means for collecting light emitted from the first image forming apparatus, the second image forming apparatus, and the third image forming apparatus into one optical path;
(Ε) a light passage control device (light valve) for controlling the passage / non-passage of the light emitted from the means for collecting in one light path;
With
An image is displayed by controlling the passage / non-passage of the emitted light emitted from these light emitting elements by the light passage control device.
［画像形成装置−Ｅ］
画像形成装置−Ｅも、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の画像形成装置であり、
（α）青色を発光する第１発光素子が２次元マトリクス状に配列された第１発光パネルから成る第１画像形成装置、
（β）緑色を発光する第２発光素子が２次元マトリクス状に配列された第２発光パネルから成る第２画像形成装置、及び、
（γ）赤色を発光する第３発光素子が２次元マトリクス状に配列された第３発光パネルから成る第３画像形成装置、並びに、
（δ）第１画像形成装置、第２画像形成装置及び第３画像形成装置のそれぞれから射出された光を１本の光路に纏めるための手段、更には、
（ε）１本の光路に纏めるための手段から射出された光の通過／非通過を制御するための光通過制御装置（ライト・バルブ）、
を備えており、
光通過制御装置によってこれらの発光パネルから射出された射出光の通過／非通過を制御することで画像を表示する。
[Image forming apparatus-E]
The image forming apparatus-E is also a field sequential color display image forming apparatus,
(Α) a first image forming apparatus including a first light emitting panel in which first light emitting elements emitting blue light are arranged in a two-dimensional matrix;
(Β) a second image forming apparatus comprising a second light emitting panel in which second light emitting elements emitting green light are arranged in a two-dimensional matrix; and
(Γ) a third image forming apparatus including a third light emitting panel in which third light emitting elements emitting red light are arranged in a two-dimensional matrix, and
(Δ) means for collecting light emitted from each of the first image forming apparatus, the second image forming apparatus, and the third image forming apparatus into one optical path;
(Ε) a light passage control device (light valve) for controlling the passage / non-passage of the light emitted from the means for collecting in one light path;
With
An image is displayed by controlling the passage / non-passage of the emitted light emitted from these light emitting panels by the light passage control device.
［画像形成装置−Ｆ］
画像形成装置−Ｆは、第１発光素子、第２発光素子及び第３発光素子のそれぞれの発光／非発光状態を制御することで画像を表示する、パッシブマトリックスタイプあるいはアクティブマトリックスタイプのカラー表示の画像形成装置である。
[Image forming apparatus-F]
The image forming apparatus-F is a passive matrix type or active matrix type color display that displays an image by controlling the light emitting / non-light emitting states of the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element. An image forming apparatus.
［画像形成装置−Ｇ］
画像形成装置−Ｇは、２次元マトリクス状に配列された発光素子ユニットからの射出光の通過／非通過を制御するための光通過制御装置（ライト・バルブ）を備えており、発光素子ユニットにおける第１発光素子、第２発光素子及び第３発光素子のそれぞれの発光／非発光状態を時分割制御し、更に、光通過制御装置によって第１発光素子、第２発光素子及び第３発光素子から射出された射出光の通過／非通過を制御することで画像を表示する、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の画像形成装置である。
[Image forming apparatus-G]
The image forming apparatus-G includes a light passage control device (light valve) for controlling passage / non-passage of light emitted from the light emitting element units arranged in a two-dimensional matrix. The light emitting / non-light emitting states of the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element are controlled in a time-sharing manner, and further, from the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element by the light passage control device. This is a field sequential color display image forming apparatus that displays an image by controlling passage / non-passage of emitted light.
本発明の画像表示装置を構成するコリメート光学系として、凸レンズ、凹レンズ、自由曲面プリズム、ホログラムレンズを、単独、若しくは、組み合わせた、全体として正の光学的パワーを持つ光学系を例示することができる。 As the collimating optical system constituting the image display apparatus of the present invention, an optical system having a positive optical power as a whole, which is a single lens or a combination of a convex lens, a concave lens, a free-form surface prism, and a hologram lens, can be exemplified. .
本発明の画像表示装置によって、例えば、ＨＭＤを構成することができ、装置の軽量化、小型化を図ることができ、装置装着時の不快感を大幅に軽減させることが可能となるし、更には、製造コストダウンを図ることも可能となる。 With the image display device of the present invention, for example, an HMD can be configured, the device can be reduced in weight and size, and discomfort when the device is mounted can be greatly reduced. The manufacturing cost can be reduced.
駆動回路それ自体は周知の回路から構成すればよく、係る駆動回路に補正回路が付属されている。補正回路は、例えば、制御回路、補正データ格納部、演算回路、補正係数生成部、乗算器、加算器等から構成されているが、これらの構成要素それ自体も周知の回路等から構成することができる。 The drive circuit itself may be composed of a known circuit, and a correction circuit is attached to the drive circuit. The correction circuit includes, for example, a control circuit, a correction data storage unit, an arithmetic circuit, a correction coefficient generation unit, a multiplier, an adder, and the like, but these components themselves are also configured from known circuits. Can do.
本発明の第１の態様に係る画像表示装置あるいはその駆動方法において、補正係数は、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成装置における画素に応じて異なる値を有し、本発明の第２の態様に係る画像表示装置あるいはその駆動方法において、補正係数は、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った仮想の画素に応じて異なる値を有し、本発明の第３の態様に係る画像表示装置あるいはその駆動方法において、補正係数は、少なくとも回折光学素子に形成された干渉縞に光学的に直交する方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成手段における画素に応じて異なる値を有する。従って、各画角において画像表示装置から出射される光の色や輝度が異なるといった現象の発生を抑制することができ、得られた画像に色ムラが発生することが無く、高い表示品質を有する画像表示装置を提供することができる。 In the image display device or the driving method thereof according to the first aspect of the present invention, the correction coefficient has a different value depending on the pixel in the image forming device along a direction optically equivalent to the Y-axis direction. In the image display apparatus or the driving method thereof according to the second aspect of the present invention, the correction coefficient has a different value depending on a virtual pixel along a direction optically equivalent to the Y-axis direction. In the image display device according to the third aspect or the driving method thereof, the correction coefficient is a pixel in the image forming unit that is at least in a direction optically orthogonal to a direction optically orthogonal to the interference fringes formed in the diffractive optical element. Depending on the, it has different values. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a phenomenon in which the color and brightness of the light emitted from the image display device are different at each angle of view, and the obtained image is free from color unevenness and has high display quality. An image display device can be provided.
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。尚、以下の説明において、第２回折格子部材の中心を原点Ｏとし、原点Ｏを通る第２回折格子部材の法線をＸ軸、原点Ｏを通る導光板の軸線をＹ軸とし、原点Ｏを通り、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な軸をＺ軸とする。即ち、導光板の軸線（Ｙ軸）とは、第２回折格子部材（回折光学素子）に形成された干渉縞に光学的に直交する方向を指し、あるいは又、導光板の内部を全反射により伝播する平行光を巨視的に眺めたときの進行方向を指す。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples with reference to the drawings. In the following description, the center of the second diffraction grating member is the origin O, the normal line of the second diffraction grating member passing through the origin O is the X axis, the axis of the light guide plate passing through the origin O is the Y axis, and the origin O The axis perpendicular to the X axis and the Y axis through Z is defined as the Z axis. That is, the axis of the light guide plate (Y axis) refers to a direction optically orthogonal to the interference fringes formed on the second diffraction grating member (diffractive optical element), or the interior of the light guide plate is totally reflected. It refers to the direction of travel when macroscopically viewing the propagating parallel light.
実施例１は、本発明の第１の態様及び第３の態様に係る画像表示装置及びその駆動方法に関する。実施例１の画像表示装置、あるいは又、実施例１の画像表示装置の駆動方法における画像表示装置の概念図を図１に示す。本発明の第１の態様に沿って実施例１の画像表示装置１０を説明すると、
（Ａ）２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた画像形成装置１１、
（Ｂ）画像形成装置１１の画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系１３、
（Ｃ）コリメート光学系１３にて進行方位の異なる複数の平行光とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置２０、及び、
（Ｄ）画像形成装置１１を駆動するための駆動回路６０、
を備えている。そして、光学装置２０は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板２２、
（ｂ）導光板２２に入射された光が導光板２２の内部で全反射されるように、導光板２２に入射された光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板２２に配設された第１回折格子部材３０、及び、
（ｃ）導光板２２の内部を全反射により伝播した光を、複数回、回折反射し、導光板２２から出射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板２２に配設された第２回折格子部材４０、
を備えている。尚、参照番号５０は、画像観察者の瞳である。
Example 1 relates to an image display apparatus and a driving method thereof according to the first and third aspects of the present invention. FIG. 1 shows a conceptual diagram of an image display device according to the first embodiment or a method for driving the image display device according to the first embodiment. The image display apparatus 10 according to the first embodiment will be described along the first aspect of the present invention.
(A) an image forming apparatus 11 having a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(B) a collimating optical system 13 that converts light emitted from the pixels of the image forming apparatus 11 into parallel light;
(C) an optical device 20 in which a plurality of parallel lights having different traveling directions are made incident, guided, and emitted by the collimating optical system 13; and
(D) a drive circuit 60 for driving the image forming apparatus 11;
It has. The optical device 20
(A) after the incident light propagates through the interior by total reflection, the light guide plate 22 is emitted;
(B) The light guide plate 22 includes a reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects the light incident on the light guide plate 22 so that the light incident on the light guide plate 22 is totally reflected inside the light guide plate 22. A first diffraction grating member 30 disposed in
(C) Second light disposed on the light guide plate 22, which is composed of a reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects light propagating through the light guide plate 22 by total reflection and exits the light guide plate 22. Diffraction grating member 40,
It has. Reference numeral 50 is the pupil of the image observer.
あるいは又、本発明の第３の態様に沿って実施例１の画像表示装置１０を説明すると、
（Ａ）２次元マトリクス状に配列された複数の画素に相当する光を出射する画像形成手段１２、
（Ｂ）画像形成手段１２を駆動するための駆動信号を出力する駆動回路６０、及び、
（Ｃ）画像形成手段１２から出射された光を投射する回折光学素子を含む投射光学系２１、
を備えている。尚、画像形成手段１２は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた画像形成装置１１、及び、画像形成装置１１の各画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系１３から構成されている。また、第２回折格子部材４０が回折光学素子に該当する。あるいは又、投射光学系２１は、等しいピッチの干渉縞を有する少なくとも２つの回折光学素子を含むが、第２回折格子部材４０が一方の回折光学素子に該当し、第１回折格子部材３０が他方の回折光学素子に該当する。
Alternatively, the image display device 10 according to the first embodiment will be described along the third aspect of the present invention.
(A) Image forming means 12 that emits light corresponding to a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(B) a drive circuit 60 that outputs a drive signal for driving the image forming unit 12, and
(C) a projection optical system 21 including a diffractive optical element that projects light emitted from the image forming unit 12;
It has. Note that the image forming unit 12 includes an image forming apparatus 11 having a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix, and a collimating optical system 13 that converts light emitted from each pixel of the image forming apparatus 11 into parallel light. It is composed of The second diffraction grating member 40 corresponds to a diffractive optical element. Alternatively, the projection optical system 21 includes at least two diffractive optical elements having interference fringes of equal pitch, but the second diffraction grating member 40 corresponds to one diffractive optical element, and the first diffraction grating member 30 corresponds to the other. This corresponds to the diffractive optical element.
ここで、実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例３にあっては、第１回折格子部材３０及び第２回折格子部材４０を、異なるＰ種類（具体的には、Ｐ＝３であり、赤色、緑色、青色の３種類）の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応させるために、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層が積層されて成る構成としている。尚、フォトポリマー材料から成る各回折格子層には、１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されており、従来の方法で作製されている。より具体的には、赤色の光を回折反射する回折格子層と、緑色の光を回折反射する回折格子層と、青色の光を回折反射する回折格子層とが積層された構造を、第１回折格子部材３０及び第２回折格子部材４０は有する。回折格子層（回折光学素子）に形成された干渉縞のピッチは一定であり、干渉縞は直線状であり、Ｚ軸方向に平行である。尚、図１においては、第１回折格子部材３０及び第２回折格子部材４０を１層で示した。このような構成を採用することで、各波長帯域（あるいは、波長）を有する光が第１回折格子部材３０及び第２回折格子部材４０において回折反射されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折角の最適化を図ることができる。 Here, in Example 1 or Example 2 to Example 3 described later, the first diffraction grating member 30 and the second diffraction grating member 40 are different P types (specifically, P = 3). In order to correspond to diffraction reflection of P types of light having three (red, green, and blue) wavelength bands (or wavelengths), a P-layer diffraction grating layer composed of a reflective volume hologram diffraction grating is provided. It is configured to be laminated. Each diffraction grating layer made of a photopolymer material is formed with interference fringes corresponding to one type of wavelength band (or wavelength), and is produced by a conventional method. More specifically, a structure in which a diffraction grating layer that diffracts and reflects red light, a diffraction grating layer that diffracts and reflects green light, and a diffraction grating layer that diffracts and reflects blue light is stacked. The diffraction grating member 30 and the second diffraction grating member 40 have. The pitch of the interference fringes formed in the diffraction grating layer (diffractive optical element) is constant, the interference fringes are linear, and are parallel to the Z-axis direction. In FIG. 1, the first diffraction grating member 30 and the second diffraction grating member 40 are shown as one layer. By adopting such a configuration, an increase in diffraction efficiency and diffraction acceptance angle when light having each wavelength band (or wavelength) is diffracted and reflected by the first diffraction grating member 30 and the second diffraction grating member 40. And the diffraction angle can be optimized.
実施例１において、画像形成装置１１は、例えば、２次元マトリクス状に配列された複数（例えば、Ｊ×Ｋ＝３２０×２４０個）の画素（液晶セル）を備えた液晶表示装置（ＬＣＤ）から構成され、コリメート光学系１３は、例えば、凸レンズから構成され、進行方位の異なる複数の平行光を生成するために、コリメート光学系１３における焦点距離の所（位置）に画像形成装置１１が配置されている。 In the first embodiment, the image forming apparatus 11 is, for example, a liquid crystal display device (LCD) including a plurality of (for example, J × K = 320 × 240) pixels (liquid crystal cells) arranged in a two-dimensional matrix. The collimating optical system 13 is composed of, for example, a convex lens, and the image forming apparatus 11 is arranged at a focal point (position) in the collimating optical system 13 in order to generate a plurality of parallel lights having different traveling directions. ing.
ここで、導光板２２は、導光板２２の軸線（Ｙ軸方向）と平行に延びる２つの平行面（第１面２３及び第２面２４）を有している。第１面２３と第２面２４とは対向している。そして、第１面２３から平行光が入射され、内部を全反射により伝播した後、第１面２３から出射される。第１回折格子部材３０は、導光板２２の第２面２４に配設されており、第１面２３から導光板２２に入射されたこの平行光が導光板２２の内部で全反射されるように、導光板２２に入射されたこの平行光を回折反射する。更には、第２回折格子部材４０は、導光板２２の第２面２４に配設されており、導光板２２の内部を全反射により伝播したこの平行光を、複数回、回折反射し、導光板２２から平行光のまま第１面２３から出射する。但し、これに限定するものではなく、第２面２４によって導光板入射面が構成され、第１面２３によって導光板出射面が構成されていてもよい。 Here, the light guide plate 22 has two parallel surfaces (the first surface 23 and the second surface 24) extending in parallel with the axis (Y-axis direction) of the light guide plate 22. The first surface 23 and the second surface 24 are opposed to each other. Then, parallel light enters from the first surface 23, propagates through the interior by total reflection, and then exits from the first surface 23. The first diffraction grating member 30 is disposed on the second surface 24 of the light guide plate 22 so that the parallel light incident on the light guide plate 22 from the first surface 23 is totally reflected inside the light guide plate 22. Further, this parallel light incident on the light guide plate 22 is diffracted and reflected. Furthermore, the second diffraction grating member 40 is disposed on the second surface 24 of the light guide plate 22 and diffracts and reflects the parallel light propagated through the light guide plate 22 by total reflection a plurality of times. The light is emitted from the first surface 23 as parallel light from the optical plate 22. However, the present invention is not limited to this, and the light guide plate entrance surface may be configured by the second surface 24, and the light guide plate exit surface may be configured by the first surface 23.
実施例１において、導光板２２にあっては、赤色、緑色及び青色の３色の平行光が内部を全反射により伝播した後、出射される。このとき、導光板２２が薄く導光板２２の内部を進行する光路が長いため、各画角によって第２回折格子部材４０に至るまでの全反射回数は異なっている。より詳細に述べれば、導光板２２に入射する平行光のうち、第２回折格子部材４０に近づく方向の角度をもって入射する平行光の反射回数は、第２回折格子部材４０から離れる方向の角度をもって導光板２２に入射する平行光の反射回数よりも少ない。これは、第１回折格子部材３０において回折反射される出射角が、第２回折格子部材４０に近づく方向の角度をもって入射する平行光の方が、これと逆方向の角度をもって入射する平行光の出射角よりも大きくなるからである。また、第２回折格子部材４０の内部に形成された干渉縞の形状と、第１回折格子部材３０の内部に形成された干渉縞の形状とは、導光板２２の軸線に垂直な仮想面に対して対称な関係にある。従って、第２回折格子部材４０において回折反射される各平行光の出射角は、第１回折格子部材３０への入射角と等しい。後述する実施例２〜実施例３においても同様である。 In the first embodiment, in the light guide plate 22, parallel light of three colors of red, green, and blue is emitted after propagating through the interior by total reflection. At this time, since the light guide plate 22 is thin and the optical path traveling through the light guide plate 22 is long, the total number of reflections until reaching the second diffraction grating member 40 differs depending on the angle of view. More specifically, among the parallel light incident on the light guide plate 22, the number of reflections of the parallel light incident at an angle in a direction approaching the second diffraction grating member 40 is an angle in a direction away from the second diffraction grating member 40. This is less than the number of reflections of parallel light incident on the light guide plate 22. This is because the parallel light incident at an angle in the direction in which the exit angle diffracted and reflected by the first diffraction grating member 30 approaches the second diffraction grating member 40 is the parallel light incident at an angle opposite to this. This is because it becomes larger than the emission angle. Further, the shape of the interference fringes formed inside the second diffraction grating member 40 and the shape of the interference fringes formed inside the first diffraction grating member 30 are on a virtual plane perpendicular to the axis of the light guide plate 22. There is a symmetrical relationship. Therefore, the outgoing angle of each parallel light diffracted and reflected by the second diffraction grating member 40 is equal to the incident angle to the first diffraction grating member 30. The same applies to Examples 2 to 3 described later.
駆動回路６０は、画素を駆動するための駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路７０を備えている。そして、補正係数は、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成装置１１における画素に応じて異なる値を有する。あるいは又、別の表現をすれば、駆動回路６０は、画素に対応する駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路７０を備えている。そして、補正係数は、少なくとも回折光学素子（第２回折格子部材４０が該当する）に形成された干渉縞に光学的に直交する方向（Ｙ軸方向）と光学的に等価の方向に沿った画像形成装置１１（画像形成手段１２）における画素に応じて異なる値を有する。 The drive circuit 60 includes a correction circuit 70 that corrects a drive signal for driving a pixel based on a correction coefficient. The correction coefficient has a different value depending on the pixel in the image forming apparatus 11 along the direction optically equivalent to the Y-axis direction. Alternatively, in other words, the drive circuit 60 includes a correction circuit 70 that corrects a drive signal corresponding to a pixel based on a correction coefficient. The correction coefficient is an image along a direction optically equivalent to a direction optically orthogonal to the interference fringes formed on at least the diffractive optical element (corresponding to the second diffraction grating member 40) (Y-axis direction). It has different values depending on the pixels in the forming apparatus 11 (image forming means 12).
駆動回路６０の構成例を、図２の回路図に示す。駆動回路６０それ自体は周知の回路から構成されており、図２に示すように、映像信号処理回路６１を含んでいる。補正回路７０は、タイミング生成回路７１、補正係数生成部７２、制御回路（コントローラ）７３、補正データ格納部７４、補正係数演算回路７５（９つの乗算器７６及び３つの加算器７７を含む）から構成されているが、これらの構成要素それ自体も周知の回路等から構成されている。 An example of the configuration of the drive circuit 60 is shown in the circuit diagram of FIG. The drive circuit 60 itself is composed of a known circuit, and includes a video signal processing circuit 61 as shown in FIG. The correction circuit 70 includes a timing generation circuit 71, a correction coefficient generation unit 72, a control circuit (controller) 73, a correction data storage unit 74, and a correction coefficient calculation circuit 75 (including nine multipliers 76 and three adders 77). Although these components are configured, these components themselves are also configured by known circuits.
従来の画像表示装置にあっては、前述したとおり、第１回折格子部材３０、第２回折格子部材４０のＹ軸方向に沿って画角θが変化したとき、色の変化が発生する。 In the conventional image display apparatus, as described above, when the angle of view θ changes along the Y-axis direction of the first diffraction grating member 30 and the second diffraction grating member 40, a color change occurs.
色が変化する様子を、図３のｘｙ色度図を用いて、以下、説明する。図３の「Ａ」で示す色再現範囲は、マイナスの画角（−θ）にて観察者の瞳５０に入射する画面における赤色、緑色、青色の色度点を結んだ色再現範囲であり、ＷAは、その時の基準白色の色度点である。また、図３の「Ｂ」で示す色再現範囲は、±０度の画角（θ＝±０）にて観察者の瞳５０に入射する画面における赤色、緑色、青色の色度点を結んだ色再現範囲であり、ＷBは、その時の基準白色の色度点である。更には、図３の「Ｃ」で示す色再現範囲は、プラスの画角（＋θ）にて観察者の瞳５０に入射する画面における赤色、緑色、青色の色度点を結んだ色再現範囲であり、ＷCは、その時の基準白色の色度点である。図３からも判るように、実施例１の画像表示装置にあっては、画角θが変化すると、赤色、緑色、及び、青色の色度点が変化し、色再現範囲も変化してしまう。また、赤色、緑色、及び、青色の色度点が変化するので、これらの色の混色である基準白色の色度点も変化し、画像表示装置のホワイトバランスが崩れ、均一な白色を表示することができなくなる。 The manner in which the color changes will be described below using the xy chromaticity diagram of FIG. The color reproduction range indicated by “A” in FIG. 3 is a color reproduction range connecting red, green, and blue chromaticity points on a screen that is incident on the observer's pupil 50 at a negative angle of view (−θ). , W a is the chromaticity point of the reference white at that time. Also, the color reproduction range indicated by “B” in FIG. 3 connects red, green, and blue chromaticity points on the screen that is incident on the observer's pupil 50 at an angle of view of ± 0 degrees (θ = ± 0). it is a color reproduction range, W B is the chromaticity point of the reference white at that time. Furthermore, the color reproduction range indicated by “C” in FIG. 3 is a color reproduction range connecting red, green, and blue chromaticity points on the screen that enters the observer's pupil 50 at a positive angle of view (+ θ). W C is the chromaticity point of the reference white at that time. As can be seen from FIG. 3, in the image display apparatus according to the first embodiment, when the angle of view θ changes, the chromaticity points of red, green, and blue change, and the color reproduction range also changes. . In addition, since the chromaticity points of red, green, and blue change, the chromaticity point of the reference white, which is a color mixture of these colors, also changes, and the white balance of the image display device is disrupted to display a uniform white color. I can't do that.
そこで、実施例１の画像表示装置にあっては、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成装置１１における画素に応じて異なる値を有する補正係数によって駆動信号を補正することで、あるいは又、少なくとも回折光学素子（第２回折格子部材４０が該当する）に形成された干渉縞に光学的に直交する方向（Ｙ軸方向）と光学的に等価の方向に沿った画像形成装置１１（画像形成手段１２）における画素に応じて異なる値を有する補正係数によって駆動信号を補正することで、画像の色ムラを低減させる。 Therefore, in the image display apparatus according to the first embodiment, the drive signal is corrected by a correction coefficient having a different value depending on the pixel in the image forming apparatus 11 along the direction optically equivalent to the Y-axis direction. Alternatively, an image forming apparatus along a direction optically equivalent to a direction (Y-axis direction) optically orthogonal to an interference fringe formed on at least a diffractive optical element (corresponding to the second diffraction grating member 40) 11 (image forming means 12) corrects the drive signal with a correction coefficient having a different value depending on the pixel, thereby reducing image color unevenness.
以下、実施例１における補正係数の算出方法について説明する。 Hereinafter, a calculation method of the correction coefficient in the first embodiment will be described.
実施例１の画像表示装置にあっては、前述したとおり、Ｙ軸方向に沿った画角θの変化に伴い、色再現範囲が変化する。種々の画角における色再現範囲を求めた結果を、図４に多数の三角形で示す。ここで、多数の色再現範囲における共通の領域（一種の「ＡＮＤ」領域）を太い三角形で示すが、この色再現範囲における共通の領域が、全ての画角において再現可能な色再現範囲となる。尚、この色再現範囲における共通の領域を、便宜上、『共通色再現範囲』と呼ぶ。そして、共通色再現範囲を規定する赤色、緑色、及び、青色の色度点を決定しておき、各画角における赤色、緑色、及び、青色の階調を制御して、赤色、緑色、及び、青色を加法混色することで、全ての画角において色再現範囲が共通色再現範囲内に収まるように、各画素の駆動信号の補正を行う。尚、このように色再現範囲が共通色再現範囲内に収まるように各画素を駆動するための駆動信号の補正を行うということによって、補正前の駆動信号に基づき得られる画素における表示階調よりも小さい表示階調となる。 In the image display apparatus according to the first embodiment, as described above, the color reproduction range changes with the change in the angle of view θ along the Y-axis direction. The results of obtaining the color reproduction range at various angles of view are shown by a large number of triangles in FIG. Here, a common area (a kind of “AND” area) in a large number of color reproduction ranges is indicated by a thick triangle, but the common area in the color reproduction range is a color reproduction range that can be reproduced at all angles of view. . The common area in this color reproduction range is referred to as a “common color reproduction range” for convenience. Then, red, green, and blue chromaticity points that define the common color reproduction range are determined, and the red, green, and blue gradations at each angle of view are controlled to obtain red, green, and By adding blue, the drive signal of each pixel is corrected so that the color reproduction range is within the common color reproduction range at all angles of view. In addition, by correcting the drive signal for driving each pixel so that the color reproduction range is within the common color reproduction range, the display gradation in the pixel obtained based on the drive signal before correction is obtained. Becomes a small display gradation.
ここで、赤色の画素を駆動する駆動信号（赤色駆動信号と呼ぶ）、緑色の画素を駆動する駆動信号（緑色駆動信号と呼ぶ）、青色の画素を駆動する駆動信号（青色駆動信号と呼ぶ）の規格化された値（階調を制御する輝度信号の値）を（Ｒi，Ｇi，Ｂi）とする。この規格化された輝度信号の値（Ｒi，Ｇi，Ｂi）は、補正前の駆動信号を構成する輝度信号の値であり、例えば、駆動信号を構成する輝度信号が８ビットの場合、０〜２５５の値をとる。一方、色再現範囲が共通色再現範囲内に収まるように、各画素の駆動の補正を行った後の駆動信号、より具体的には、赤色駆動信号、緑色駆動信号、青色駆動信号の規格化された輝度信号の値を（Ｒo，Ｇo，Ｂo）とする。また、Ｙ’軸方向に配列された画素の位置をｊ［但し、ｊ＝１，２、・・・（Ｊ−１），Ｊ］とする。更には、係数ａR-j，ａG-j，ａB-j，ｂR-j，ｂG-j，ｂB-j，ｃR-j，ｃG-j，ｃB-jを、以下のとおり、定義する。 Here, a driving signal for driving a red pixel (referred to as a red driving signal), a driving signal for driving a green pixel (referred to as a green driving signal), and a driving signal for driving a blue pixel (referred to as a blue driving signal). (R i , G i , B i ) are normalized values (values of luminance signals for controlling gradation). The normalized luminance signal values (R i , G i , B i ) are values of the luminance signal constituting the drive signal before correction, for example, when the luminance signal constituting the drive signal is 8 bits. , Taking values from 0 to 255. On the other hand, standardization of the drive signal after correcting the drive of each pixel so that the color reproduction range is within the common color reproduction range, more specifically, the red drive signal, the green drive signal, and the blue drive signal The value of the luminance signal thus made is defined as (R o , G o , B o ). The position of the pixels arranged in the Y′-axis direction is j [where j = 1, 2,... (J−1), J]. Furthermore, the coefficients a Rj , a Gj , a Bj , b Rj , b Gj , b Bj , c Rj , c Gj , and c Bj are defined as follows.
尚、以下の説明にあっては、Ｙ’軸方向に沿ったＪ個の画素に対するＪ個の補正係数を求め、Ｚ’軸方向に配列された画素にあっては同じ補正係数を用いることとするが、これに限定するものではなく、補正係数の数をＪ×Ｋ個とすることもでき、この場合、補正係数を、各画素において求めることもできるし、複数の画素毎に求め、補間によって各画素における補正係数を求めてもよい。あるいは又、Ｊを正の整数（Ｊ0）で除した値Ｊ／Ｊ0（但し、Ｊ／Ｊ0の値は正の整数）とすることもでき。この場合、Ｊ／Ｊ0個の画素グループが存在することになるが、各画素グループ内の画素は同じ補正係数を用いればよい。後述する実施例２〜実施例３においても同様である。 In the following description, J correction coefficients for J pixels along the Y′-axis direction are obtained, and the same correction coefficient is used for pixels arranged in the Z′-axis direction. However, the present invention is not limited to this, and the number of correction coefficients can be J × K. In this case, the correction coefficient can be obtained for each pixel, or can be obtained for each of a plurality of pixels and interpolated. Thus, the correction coefficient in each pixel may be obtained. Alternatively, J / J 0 (where J / J 0 is a positive integer) obtained by dividing J by a positive integer (J 0 ) can also be used. In this case, there are J / J 0 pixel groups, but the same correction coefficient may be used for the pixels in each pixel group. The same applies to Examples 2 to 3 described later.
ａR-j：補正後の赤色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｒo-jを求めるために補正前の赤色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｒi-jに乗算する補正係数
ａG-j：補正後の赤色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｒo-jを求めるために補正前の緑色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｇi-jに乗算する補正係数
ａB-j：補正後の赤色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｒo-jを求めるために補正前の青色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｂi-jに乗算する補正係数
ｂR-j：補正後の緑色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｇo-jを求めるために補正前の赤色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｒi-jに乗算する補正係数
ｂG-j：補正後の緑色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｇo-jを求めるために補正前の緑色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｇi-jに乗算する補正係数
ｂB-j：補正後の緑色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｇo-jを求めるために補正前の青色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｂi-jに乗算する補正係数
ｃR-j：補正後の青色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｂo-jを求めるために補正前の赤色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｒi-jに乗算する補正係数
ｃG-j：補正後の青色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｂo-jを求めるために補正前の緑色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｇi-jに乗算する補正係数
ｃB-j：補正後の青色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｂo-jを求めるために補正前の青色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｂi-jに乗算する補正係数
a Rj : Correction coefficient a Gj for multiplying the standardized luminance signal value R ij of the red driving signal before correction to obtain the standardized luminance signal value Roj of the red driving signal after correction a Gj : Correction coefficient a Bj for multiplying the normalized luminance signal value G ij of the green driving signal before correction in order to obtain the normalized luminance signal value Roj of the red driving signal: normalization of the corrected red driving signal Correction coefficient b Rj for multiplying the normalized luminance signal value B ij of the blue driving signal before correction to obtain the corrected luminance signal value R oj : the normalized luminance signal value G of the corrected green driving signal Correction coefficient b Gj for multiplying the standardized luminance signal value R ij of the red driving signal before correction to obtain oj : Correction to obtain the standardized luminance signal value G oj of the green driving signal after correction multiplying the normalized luminance signal value G ij of the previous green drive signals Positive coefficient b Bj: correction factor c Rj multiplying the normalized luminance signal values B ij of the blue drive signals before correction in order to determine the normalized luminance signal value G oj green drive signal after correction: Correction Correction coefficient c Gj for multiplying the normalized luminance signal value R ij of the red driving signal before correction to obtain the normalized luminance signal value B oj of the later blue driving signal: the corrected blue driving signal Correction coefficient c Bj for multiplying the standardized luminance signal value G ij of the green drive signal before correction to obtain the standardized luminance signal value B oj : the standardized luminance signal of the blue drive signal after correction Correction coefficient for multiplying the standardized luminance signal value B ij of the blue drive signal before correction to obtain the value B oj
すると、（Ｒi-j，Ｇi-j，Ｂi-j）と（Ｒo-j，Ｇo-j，Ｂo-j）の関係は、以下の式（１）のとおりとなる。尚、式（１）中の補正係数である行列「Ａj」は、式（２）で表され、画素の位置毎に異なる値、即ち、「ｊ」の値に依存して異なる値をとる。 Then, the relationship between (R ij , G ij , B ij ) and (R oj , G oj , B oj ) is as shown in the following formula (1). The matrix “A j ” that is the correction coefficient in the equation (1) is expressed by the equation (2), and takes different values depending on the position of the pixel, that is, the value of “j”. .
以下、補正係数である行列「Ａj」の算出方法について説明する。 Hereinafter, a method of calculating the matrix “A j ” that is a correction coefficient will be described.
一般に、赤色、緑色、及び、青色の色度座標、並びに、基準白色の色度座標が与えられれば、駆動信号における規格化された輝度信号の値を国際照明委員会（ＣＩＥ）のＸＹＺ表色系へ変換するための３行×３列の行列を決定できることが知られている。この変換式を一般式（３）に示す。但し、一般式（３）中、「Ｂ」は、赤色、緑色、及び、青色、並びに、基準白色の色度座標より決定される３行×３列の行列である。 In general, given the chromaticity coordinates of red, green, and blue, and the chromaticity coordinates of the reference white, the standardized luminance signal value in the drive signal is expressed by the International Lighting Commission (CIE) XYZ color specification. It is known that a 3 × 3 matrix for conversion to a system can be determined. This conversion formula is shown in general formula (3). However, in the general formula (3), “B” is a matrix of 3 rows × 3 columns determined from chromaticity coordinates of red, green, blue, and reference white.
Ｙ’軸方向に沿った第ｊ番目の画素を考えると、一般式（３）は、以下の式（４）のように変形される。 Considering the j-th pixel along the Y′-axis direction, the general formula (3) is transformed into the following formula (4).
ここで、Ｙ’軸方向に沿った画素毎に、同一階調（例えば、「２５５」）が得られる赤色駆動信号に基づく画像によって得られる赤色色度座標（ｘR-j，ｙR-j）、緑色駆動信号に基づく画像によって得られる緑色色度座標（ｘG-j，ｙG-j）、及び、青色駆動信号に基づく画像によって得られる青色色度座標（ｘB-j，ｙB-j）、並びに、画素毎の基準白色の色度座標（ｘW-j，ｙW-j）を求める。そして、これらの色度座標から、式（４）の３行×３列の行列「Ｂj」が予め求められていれば、規格化された輝度信号の値（Ｒi-j，Ｇi-j，Ｂi-j）をＸＹＺ表色系における３刺激値（Ｘi-j，Ｙi-j，Ｚi-j）に変換することができる。尚、これらの色度座標が、画素における表示階調を同一階調としたときに得られる画像の評価値に相当し、これらの評価値に基づいて補正係数の値が、以下のように決定される。 Here, for each pixel along the Y′-axis direction, red chromaticity coordinates (x Rj , y Rj ) obtained by an image based on a red drive signal from which the same gradation (for example, “255”) is obtained, green drive The green chromaticity coordinates (x Gj , y Gj ) obtained by the image based on the signal, the blue chromaticity coordinates (x Bj , y Bj ) obtained by the image based on the blue drive signal, and the reference white for each pixel Find the chromaticity coordinates (x Wj , y Wj ). Then, if a 3 row × 3 column matrix “B j ” of Expression (4) is obtained in advance from these chromaticity coordinates, the normalized luminance signal values (R ij , G ij , B ij) are obtained. ) Can be converted into tristimulus values (X ij , Y ij , Z ij ) in the XYZ color system. These chromaticity coordinates correspond to the evaluation values of the image obtained when the display gradation in the pixel is the same gradation, and the value of the correction coefficient is determined as follows based on these evaluation values. Is done.
赤色、緑色、及び、青色、並びに、基準白色のＸＹＺ座標系における色度座標ＰR-j（x,y,z），ＰG-j（x,y,z），ＰB-j（x,y,z），ＰW-j（x,y,z）を、以下の式（５−１）、式（５−２）、式（５−３）、及び、式（５−４）のように表す。 Chromaticity coordinates P Rj (x, y, z), P Gj (x, y, z), P Bj (x, y, z) in the XYZ coordinate system of red, green, blue, and reference white P Wj (x, y, z) is expressed as the following formula (5-1), formula (5-2), formula (5-3), and formula (5-4).
ＰR-j（x,y,z）＝（ｒj・（ｘR-j／ｙR-j），ｒj，ｒj・（ｚR-j／ｙR-j））
（５−１）
ＰG-j（x,y,z）＝（ｇj・（ｘR-j／ｙR-j），ｇj，ｇj・（ｚR-j／ｙR-j））
（５−２）
ＰB-j（x,y,z）＝（ｂj・（ｘR-j／ｙR-j），ｂj，ｂj・（ｚR-j／ｙR-j））
（５−３）
ＰW-j（x,y,z）＝（ ｘW-j／ｙW-j， １， ｚW-j／ｙW-j ）
（５−４）
P Rj (x, y, z) = (r j · (x Rj / y Rj ), r j , r j · (z Rj / y Rj ))
(5-1)
P Gj (x, y, z) = (g j · (x Rj / y Rj ), g j , g j · (z Rj / y Rj ))
(5-2)
P Bj (x, y, z) = (b j · (x Rj / y Rj ), b j , b j · (z Rj / y Rj ))
(5-3)
P Wj (x, y, z) = (x Wj / y Wj , 1, z Wj / y Wj )
(5-4)
ＰR-j，ＰG-j，ＰB-j，ＰW-jのそれぞれの（ｘ，ｙ，ｚ）の値の間には、以下の式（６−１）、式（６−２）及び式（６−３）の関係がある。 Between the values (x, y, z) of P Rj , P Gj , P Bj , and P Wj , the following formulas (6-1), (6-2), and (6-3) There is a relationship.
ＰW-j(x)＝ＰR-j(x) ＋ ＰG-j(x) ＋ ＰB-j(x) （６−１）
ＰW-j(y)＝ＰR-j(y) ＋ ＰG-j(y) ＋ ＰB-j(y) （６−２）
ＰW-j(z)＝ＰR-j(z) ＋ ＰG-j(z) ＋ ＰB-j(z) （６−３）
P Wj (x) = P Rj (x) + P Gj (x) + P Bj (x) (6-1)
P Wj (y) = P Rj (y) + P Gj (y) + P Bj (y) (6-2)
P Wj (z) = P Rj (z) + P Gj (z) + P Bj (z) (6-3)
従って、以下の式（７）の連立方程式を解くことで、ｒj，ｇj，ｂjが得られる。そして、得られたｒj，ｇj，ｂjの値から、式（８）で示す行列「Ｂj」を得ることができる。 Therefore, r j , g j , b j can be obtained by solving the simultaneous equations of the following equation (7). Then, from the obtained values of r j , g j , and b j , a matrix “B j ” represented by Expression (8) can be obtained.
次に、補正後の色再現範囲（図４に示した共通色再現範囲）における赤色、緑色、及び、青色の色度座標と、任意の基準白色の色度座標（例えば、色温度６５０４Ｋ，ｘW＝０．３１２７，ｙW＝０．３２９０）から、共通色再現範囲における補正後の規格化された駆動信号（入力画像信号）の輝度信号値をＸＹＺ表色系へ変換するための３行×３列の行列を「Ｃ」としたとき、一般式（３）から、以下の式（９）が成り立つ。 Next, the chromaticity coordinates of red, green, and blue in the corrected color reproduction range (common color reproduction range shown in FIG. 4) and arbitrary reference white chromaticity coordinates (for example, color temperature 6504K, x 3 lines for converting the luminance signal value of the standardized drive signal (input image signal) after correction in the common color reproduction range into the XYZ color system from W = 0.3127, y W = 0.3290). When the matrix of × 3 columns is “C”, the following equation (9) is established from the general equation (3).
ここで、実際には、式（４）の左辺と式（９）の左辺とが等しくなるような補正を行うので、式（１）、式（４）及び式（９）から、以下の式（１０）が導かれる。ここで、行列「Ｂj」は式（８）から得ることができ、行列「Ｃ」は、行列「Ｂj」を求める手順と同様の手順に従って得ることができる。 Here, in practice, correction is performed so that the left side of Expression (4) is equal to the left side of Expression (9). Therefore, from Expression (1), Expression (4), and Expression (9), (10) is derived. Here, the matrix “B j ” can be obtained from Equation (8), and the matrix “C” can be obtained according to a procedure similar to the procedure for obtaining the matrix “B j ”.
Ａj＝Ｂj＊Ｃ-1 （１０） A j = B j * C −1 (10)
こうして、実施例１における補正係数である式（１０）で示す３行×３列の行列「Ａj」を得ることができる。 In this way, a 3 × 3 matrix “A j ” represented by Expression (10), which is the correction coefficient in the first embodiment, can be obtained.
以上に説明した処理において、画素に対応した評価値は、画像形成装置１１（画像形成手段１２）が赤色を表示したときの赤色の色度座標、緑色を表示したときの緑色の色度座標、及び、青色を表示したときの青色の色度座標である。そして、以上に説明した処理は、補正係数を、所望の色再現範囲（図４に示した共通色再現範囲）における赤色の色度座標と、画像形成装置１１（画像形成手段１２）が赤色を表示したときの赤色の色度座標との一致、共通色再現範囲における緑色の色度座標と、画像形成装置１１（画像形成手段１２）が緑色を表示したときの緑色の色度座標との一致、及び、共通色再現範囲における青色の色度座標と、画像形成装置１１（画像形成手段１２）が青色を表示したときの青色の色度座標との一致が得られるような値とするといった処理と、等価である。 In the processing described above, the evaluation values corresponding to the pixels are the chromaticity coordinates of red when the image forming apparatus 11 (image forming means 12) displays red, the chromaticity coordinates of green when displaying green, And chromaticity coordinates of blue when blue is displayed. In the processing described above, the correction coefficient is determined based on red chromaticity coordinates in a desired color reproduction range (the common color reproduction range shown in FIG. 4), and the image forming apparatus 11 (image forming unit 12) sets red. Match with the red chromaticity coordinates when displayed, match with the green chromaticity coordinates in the common color reproduction range, and match with the green chromaticity coordinates when the image forming apparatus 11 (image forming means 12) displays green And a process of obtaining a value that can match the blue chromaticity coordinates in the common color reproduction range and the blue chromaticity coordinates when the image forming apparatus 11 (image forming unit 12) displays blue. Is equivalent.
係る補正係数である３行×３列の行列「Ａj」を、補正データ格納部７４に記憶しておく。そして、補正係数は、電源投入時に補正データ格納部７４から制御回路（コントローラ）７３によって読み出され、補正データ発生部７２に転送される。また、外部から赤色、緑色、及び、青色を発光する画素を制御する映像信号（Ｒed，Ｇreen，Ｂlue）、垂直同期信号（ＶSync）、水平同期信号（ＨSync）、クロック（Ｃlock）が入力された映像信号処理回路６１にあっては、各画素の動作を制御するための各種信号を生成し、各画素に送出すると同時に、各画素を駆動するための（具体的には、各画素を構成する液晶セルの開口率を制御するための）駆動信号を生成し、補正係数演算回路７５の乗算器７６に送出する。また、外部からの垂直同期信号（ＶSync）、水平同期信号（ＨSync）、クロック（Ｃlock）は、タイミング生成回路７１にも送られる。タイミング生成回路７１は、入力信号のタイミングに応じた読み出しクロック信号（Ｒead Ｃlock）及びアドレス信号（Ａddress）を生成して、補正データ発生部７２へ送出する。補正データ発生部７２は、タイミング生成回路７１のタイミング信号に同期して、補正係数である３行×３行の行列「Ａj」を補正係数演算回路７５の乗算器７６に送出する。補正係数演算回路７５の乗算器７６においては、式（１）に基づき、補正前の駆動信号と行列「Ａj」の乗算が行われ、更に、加算器７７において加算が行われ、得られた駆動信号（補正後の輝度信号）が各画素に送出され、各画素を構成する液晶セルの開口率が制御される。即ち、補正係数によって駆動信号を構成する輝度信号が補正される。 A matrix “A j ” of 3 rows × 3 columns, which is the correction coefficient, is stored in the correction data storage unit 74. The correction coefficient is read from the correction data storage unit 74 by the control circuit (controller) 73 when the power is turned on, and transferred to the correction data generation unit 72. In addition, video signals (Red, Green, Blue), vertical sync signal (V Sync ), horizontal sync signal (H Sync ), and clock (Clock) that control pixels emitting red, green, and blue are input from the outside. The generated video signal processing circuit 61 generates various signals for controlling the operation of each pixel, sends them to each pixel, and simultaneously drives each pixel (specifically, each pixel is A drive signal (for controlling the aperture ratio of the liquid crystal cell) is generated and sent to the multiplier 76 of the correction coefficient calculation circuit 75. Further, the external vertical synchronization signal (V Sync ), horizontal synchronization signal (H Sync ), and clock (Clock) are also sent to the timing generation circuit 71. The timing generation circuit 71 generates a read clock signal (Lead Clock) and an address signal (Address) according to the timing of the input signal, and sends them to the correction data generation unit 72. The correction data generation unit 72 sends the matrix “A j ” of 3 rows × 3 rows, which is a correction coefficient, to the multiplier 76 of the correction coefficient calculation circuit 75 in synchronization with the timing signal of the timing generation circuit 71. In the multiplier 76 of the correction coefficient calculation circuit 75, the drive signal before correction is multiplied by the matrix “A j ” based on the equation (1), and the addition is performed in the adder 77. A drive signal (corrected luminance signal) is sent to each pixel, and the aperture ratio of the liquid crystal cell constituting each pixel is controlled. That is, the luminance signal constituting the drive signal is corrected by the correction coefficient.
以上のとおり、実施例１の画像表示装置及びその駆動方法にあっては、例えば、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成装置１１における画素に応じて異なる値を有する補正係数によって、駆動信号を構成する輝度信号が補正されるので、画角θの変化に起因して画像表示装置に表示される色や輝度が異なってしまうといった現象の発生を抑制することができ、得られた画像に色ムラが発生することが無く、高い表示品質を達成することができる。 As described above, in the image display device and the driving method thereof according to the first embodiment, for example, correction coefficients having different values depending on the pixels in the image forming device 11 along the optically equivalent direction to the Y-axis direction. As a result, the luminance signal constituting the drive signal is corrected, so that it is possible to suppress the occurrence of a phenomenon in which the color or luminance displayed on the image display device is different due to the change in the angle of view θ. Color unevenness does not occur in the obtained image, and high display quality can be achieved.
実施例２は、実施例１の画像表示装置及びその駆動方法の変形である。実施例２にあっては、画素に応じた補正係数を、所望の色再現範囲（共通色再現範囲）における基準白色の色度座標と、画像形成装置１１（画像形成手段１２）が赤色、緑色、及び、青色を表示したときの基準白色の色度座標との一致が得られるような値とする。尚、実施例２において、共通色再現範囲における基準白色の色度座標を、色温度６５０４Ｋ，ｘW＝０．３１２７，ｙW＝０．３２９０とする。 The second embodiment is a modification of the image display device and the driving method thereof according to the first embodiment. In the second embodiment, the correction coefficient corresponding to the pixel is set to the reference white chromaticity coordinates in the desired color reproduction range (common color reproduction range), and the image forming apparatus 11 (image forming unit 12) is red, green. , And a value that can match the chromaticity coordinates of the reference white when blue is displayed. In the second embodiment, the chromaticity coordinates of the reference white in the common color reproduction range are assumed to be color temperature 6504K, x W = 0.3127, y W = 0.3290.
ここで、目標とする基準白色を構成するための赤色駆動信号の規格化された輝度信号値をＷR-j、緑色駆動信号の規格化された輝度信号値をＷG-j、青色駆動信号の規格化された輝度信号値をＷB-jとする。また、補正係数ηR-j、ηG-j、ηB-jを、以下のとおり、定義する。 Here, W Rj is a standardized luminance signal value of the red driving signal for configuring the target reference white color, W Gj is a standardized luminance signal value of the green driving signal, and a standardized value of the blue driving signal is set. Let the luminance signal value be W Bj . Further, correction coefficients η Rj , η Gj , and η Bj are defined as follows.
ηR-j：補正後の赤色駆動信号の規格化された輝度信号値ＷR-jを求めるために補正前の赤色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｒi-jに乗算する補正係数
ηG-j：補正後の緑色駆動信号の規格化された輝度信号値ＷG-jを求めるために補正前の緑色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｇi-jに乗算する補正係数
ηB-j：補正後の青色駆動信号の規格化された輝度信号値ＷB-jを求めるために補正前の青色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｂi-jに乗算する補正係数
η Rj : a correction coefficient η Gj that is multiplied by the normalized luminance signal value R ij of the red driving signal before correction to obtain the normalized luminance signal value W Rj of the red driving signal after correction Correction coefficient η Bj for multiplying the normalized luminance signal value G ij of the green driving signal before correction to obtain the normalized luminance signal value W Gj of the green driving signal: normalization of the corrected blue driving signal Coefficient for multiplying the standardized luminance signal value B ij of the blue driving signal before correction to obtain the luminance signal value W Bj obtained
すると、（Ｒi-j，Ｇi-j，Ｂi-j）と（ＷR-j，ＷG-j，ＷB-j）の関係は、以下の式（１０）のとおりとなる。尚、式（１０）中の補正係数であるηR-j、ηG-j、ηB-jは、画素の位置毎に異なる値、即ち、「ｊ」の値に依存して異なる値をとる。 Then, the relationship between (R ij , G ij , B ij ) and (W Rj , W Gj , W Bj ) is as shown in the following formula (10). The correction coefficients η Rj , η Gj , and η Bj in equation (10) take different values depending on the position of the pixel, that is, depending on the value of “j”.
補正係数（ηR-j、ηG-j、ηB-j）は、以下の方法で求めることができる。即ち、実施例１における式（１）の左辺を、（ＷR-j，ＷG-j，ＷB-j）で置き換えると、以下の式（１１）のとおりとなる。尚、式（１１）中の行列「Ａj」は、式（２）に示したとおりであり、実施例１にて説明した方法に基づき得ることができる。 The correction coefficients (η Rj , η Gj , η Bj ) can be obtained by the following method. That is, when the left side of the expression (1) in the first embodiment is replaced with (W Rj , W Gj , W Bj ), the following expression (11) is obtained. The matrix “A j ” in the equation (11) is as shown in the equation (2), and can be obtained based on the method described in the first embodiment.
そして、得られた行列「Ａj」に基づき、補正係数（ηR-j、ηG-j、ηB-j）は、以下の式（１２）から得ることができる。 Based on the obtained matrix “A j ”, the correction coefficients (η Rj , η Gj , η Bj ) can be obtained from the following equation (12).
このような実施例２における補正方法（駆動方法）では、赤色、緑色、及び、青色の原色近傍の色に対しては、色ムラ低減の効果は余り大きくはない。しかしながら、自然画を表示した際に使用される頻度の高い白色及びその近傍の色における色ムラを効果的に低減することができる。実施例２における駆動信号を構成する輝度信号の補正の効果を図６の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。補正前の赤色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｒi-jを「２５５」、補正前の緑色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｇi-jを「２５５」、補正前の青色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｂi-jを「２５５」とした場合、補正前の表示画面内の色ムラは、図６の（Ａ）における「補正前」のとおりである。この輝度信号に対して式（１２）を用いた補正を行うと、表示画面内の色ムラは、図６の（Ａ）における「補正後」のとおりとなった。尚、図６の（Ａ）及び（Ｂ）の横軸は「ｊ」の値であり、縦軸は色度Δ（ｕ’，ｖ’）の変化を表す。また、補正前の赤色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｒi-jを「２５５」、補正前の緑色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｇi-jを「２００」、補正前の青色駆動信号の規格化された輝度信号値Ｂi-jを「１５０」とした場合、補正前の表示画面内の色ムラは、図６の（Ｂ）における「補正前」のとおりである。この輝度信号に対して式（１２）を用いた補正を行うと、表示画面内の色ムラは、図６の（Ｂ）における「補正後」のとおりとなった。以上のとおり、実施例２における輝度信号の補正によっても、表示画面内の色ムラは大幅に減少していることが判る。 In such a correction method (driving method) in the second embodiment, the effect of reducing color unevenness is not so great for colors near red, green, and blue primaries. However, it is possible to effectively reduce color unevenness in white and frequently used colors when a natural image is displayed. FIGS. 6A and 6B show the effect of correcting the luminance signal constituting the drive signal in the second embodiment. The standardized luminance signal value R ij of the red driving signal before correction is “255”, the standardized luminance signal value G ij of the green driving signal before correction is “255”, and the standard of the blue driving signal before correction When the converted luminance signal value B ij is “255”, the color unevenness in the display screen before correction is as “before correction” in FIG. When the luminance signal was corrected using the equation (12), the color unevenness in the display screen was as “after correction” in FIG. 6A and 6B, the horizontal axis represents the value “j”, and the vertical axis represents the change in chromaticity Δ (u ′, v ′). Further, the normalized luminance signal value R ij of the red driving signal before correction is “255”, the normalized luminance signal value G ij of the green driving signal before correction is “200”, and the blue driving signal before correction is performed. When the standardized luminance signal value B ij of “150” is “150”, the color unevenness in the display screen before correction is as “before correction” in FIG. When the luminance signal was corrected using the equation (12), the color unevenness in the display screen was as “after correction” in FIG. As described above, it can be understood that the color unevenness in the display screen is greatly reduced even by correcting the luminance signal in the second embodiment.
駆動回路６０の構成例を、図５の回路図に示す。駆動回路６０それ自体は周知の回路から構成されており、図５に示すように、映像信号処理回路６１を含んでいる。補正回路７０は、実施例１と同様に、タイミング生成回路７１、補正係数生成部７２、制御回路（コントローラ）７３、補正データ格納部７４、補正係数演算回路７５から構成されているが、補正係数演算回路７５には３つの乗算器７６が含まれているだけである。 A configuration example of the drive circuit 60 is shown in a circuit diagram of FIG. The drive circuit 60 itself is composed of a known circuit, and includes a video signal processing circuit 61 as shown in FIG. As in the first embodiment, the correction circuit 70 includes a timing generation circuit 71, a correction coefficient generation unit 72, a control circuit (controller) 73, a correction data storage unit 74, and a correction coefficient calculation circuit 75. The arithmetic circuit 75 only includes three multipliers 76.
実施例２にあっては、補正係数である３行×１列の行列「Ｄj」（即ち、ηR-j、ηG-j、ηB-jの組）を、補正データ格納部７４に記憶しておく。そして、補正係数は、電源投入時に補正データ格納部７４から制御回路（コントローラ）７３によって読み出され、補正データ発生部７２に転送される。また、外部から赤色、緑色、及び、青色を発光する画素を制御する映像信号（Ｒed，Ｇreen，Ｂlue）、垂直同期信号（ＶSync）、水平同期信号（ＨSync）、クロック（Ｃlock）が入力された映像信号処理回路６１にあっては、各画素の動作を制御するための各種信号を生成し、各画素に送出すると同時に、各画素を駆動するための（具体的には、各画素を構成する液晶セルの開口率を制御するための）駆動信号を生成し、補正係数演算回路７５の乗算器７６に送出する。また、外部からの垂直同期信号（ＶSync）、水平同期信号（ＨSync）、クロック（Ｃlock）は、タイミング生成回路７１にも送られる。タイミング生成回路７１は、入力信号のタイミングに応じた読み出しクロック信号（Ｒead Ｃlock）及びアドレス信号（Ａddress）を生成して、補正データ発生部７２へ送出する。補正データ発生部７２は、タイミング生成回路７１のタイミング信号に同期して、補正係数である３行×１行の行列「Ｄj」を補正係数演算回路７５の乗算器７６に送出する。補正係数演算回路７５の乗算器７６においては、式（１２）に基づき、補正前の駆動信号と行列「Ｄj」の乗算が行われ、得られた駆動信号（補正後の輝度信号）が各画素に送出され、各画素を構成する液晶セルの開口率が制御される。即ち、補正係数によって駆動信号を構成する輝度信号が補正される。 In the second embodiment, a correction coefficient storage unit 74 stores a 3 row × 1 column matrix “D j ” (that is, a set of η Rj , η Gj , and η Bj ) that is a correction coefficient. The correction coefficient is read from the correction data storage unit 74 by the control circuit (controller) 73 when the power is turned on, and transferred to the correction data generation unit 72. In addition, video signals (Red, Green, Blue), vertical sync signal (V Sync ), horizontal sync signal (H Sync ), and clock (Clock) that control pixels emitting red, green, and blue are input from the outside. The generated video signal processing circuit 61 generates various signals for controlling the operation of each pixel, sends them to each pixel, and simultaneously drives each pixel (specifically, each pixel is A drive signal (for controlling the aperture ratio of the liquid crystal cell) is generated and sent to the multiplier 76 of the correction coefficient calculation circuit 75. Further, the external vertical synchronization signal (V Sync ), horizontal synchronization signal (H Sync ), and clock (Clock) are also sent to the timing generation circuit 71. The timing generation circuit 71 generates a read clock signal (Lead Clock) and an address signal (Address) according to the timing of the input signal, and sends them to the correction data generation unit 72. The correction data generation unit 72 sends the matrix “D j ” of 3 rows × 1 row, which is a correction coefficient, to the multiplier 76 of the correction coefficient calculation circuit 75 in synchronization with the timing signal of the timing generation circuit 71. The multiplier 76 of the correction coefficient calculation circuit 75 multiplies the drive signal before correction by the matrix “D j ” based on the equation (12), and obtains the obtained drive signal (corrected luminance signal) for each. The pixel is sent to the pixel, and the aperture ratio of the liquid crystal cell constituting each pixel is controlled. That is, the luminance signal constituting the drive signal is corrected by the correction coefficient.
実施例２における駆動信号（輝度信号）の補正は、実施例１における駆動信号（輝度信号）の補正よりも、簡素化されている。即ち、１回の乗算を行うだけである。従って、実際に回路を構成した場合の回路規模の縮小を図ることができるし、消費電力の低減を図ることができる。 The correction of the drive signal (luminance signal) in the second embodiment is simpler than the correction of the drive signal (luminance signal) in the first embodiment. That is, only one multiplication is performed. Therefore, the circuit scale can be reduced when the circuit is actually configured, and the power consumption can be reduced.
実施例３は、本発明の第２の態様及び第３の態様に係る画像表示装置及びその駆動方法に関する。実施例３の画像表示装置、あるいは又、実施例３の画像表示装置の駆動方法における画像表示装置を構成する光源及び走査光学系の部分を図８に示す。光源及び走査光学系の部分を除いた画像表示装置の他の構成要素は、実質的に、実施例１あるいは実施例２において説明した画像表示装置と同様とすることができる。即ち、本発明の第２の態様に沿って実施例３の画像表示装置１０を説明すると、
（Ａ）光源１００、
（Ｂ）光源から出射された光を走査して、２次元マトリクス状に配列された仮想の画素を形成する走査光学系１０５、
（Ｃ）走査光学系からの光が入射され、導光され、出射される光学装置２０、及び、
（Ｅ）駆動回路６０、
を備えた画像表示装置である。そして、光学装置２０は、実施例１と同様に、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板２２、
（ｂ）導光板２２に入射された光が導光板２２の内部で全反射されるように、導光板２２に入射された光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板２２に配設された第１回折格子部材３０、及び、
（ｃ）導光板２２の内部を全反射により伝播した光を、複数回、回折反射し、導光板２２から出射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板２２に配設された第２回折格子部材４０、
を備えている。
Example 3 relates to an image display apparatus and a driving method thereof according to the second and third aspects of the present invention. FIG. 8 shows a portion of the light source and the scanning optical system constituting the image display device of the third embodiment or the image display device in the driving method of the image display device of the third embodiment. Other components of the image display apparatus excluding the light source and the scanning optical system can be substantially the same as those of the image display apparatus described in the first or second embodiment. That is, the image display device 10 according to the third embodiment will be described along the second aspect of the present invention.
(A) the light source 100,
(B) a scanning optical system 105 that scans light emitted from the light source to form virtual pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(C) the optical device 20 into which the light from the scanning optical system is incident, guided, and emitted, and
(E) Drive circuit 60,
It is an image display apparatus provided with. The optical device 20 is similar to the first embodiment,
(A) after the incident light propagates through the interior by total reflection, the light guide plate 22 is emitted;
(B) The light guide plate 22 includes a reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects the light incident on the light guide plate 22 so that the light incident on the light guide plate 22 is totally reflected inside the light guide plate 22. A first diffraction grating member 30 disposed in
(C) Second light disposed on the light guide plate 22, which is composed of a reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects light propagating through the light guide plate 22 by total reflection and exits the light guide plate 22. Diffraction grating member 40,
It has.
あるいは又、本発明の第３の態様に沿って実施例３の画像表示装置１０を説明すると、
（Ａ）２次元マトリクス状に配列された複数の画素に相当する光を出射する画像形成手段１２０、
（Ｂ）画像形成手段１２０を駆動するための駆動信号を出力する駆動回路６０、及び、
（Ｃ）画像形成手段１２０から出射された光を投射する回折光学素子を含む投射光学系２１、
を備えている。尚、画像形成手段１２０は、光源１００、及び、光源１００から出射された光を走査して、２次元マトリクス状に配列された仮想の画素を形成する走査光学系１０５から構成されており、フィールドシーケンシャル方式に基づき、光源１００が作動させられる。尚、実施例１と同様に、第２回折格子部材４０が回折光学素子に該当する。あるいは又、投射光学系２１は、等しいピッチの干渉縞を有する少なくとも２つの回折光学素子を含むが、第２回折格子部材４０が一方の回折光学素子に該当し、第１回折格子部材３０が他方の回折光学素子に該当する。
Alternatively, the image display device 10 of Example 3 will be described along the third aspect of the present invention.
(A) an image forming unit 120 that emits light corresponding to a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(B) a drive circuit 60 that outputs a drive signal for driving the image forming unit 120; and
(C) a projection optical system 21 including a diffractive optical element that projects light emitted from the image forming unit 120;
It has. Note that the image forming unit 120 includes a light source 100 and a scanning optical system 105 that scans light emitted from the light source 100 to form virtual pixels arranged in a two-dimensional matrix. Based on the sequential method, the light source 100 is activated. Similar to the first embodiment, the second diffraction grating member 40 corresponds to a diffractive optical element. Alternatively, the projection optical system 21 includes at least two diffractive optical elements having interference fringes of equal pitch, but the second diffraction grating member 40 corresponds to one diffractive optical element, and the first diffraction grating member 30 corresponds to the other. This corresponds to the diffractive optical element.
実施例３において、駆動回路６０は、仮想の画素にて表示すべき表示階調に対応して光源を駆動するための駆動信号を出力する光源制御回路（具体的には、映像信号処理回路６１）、及び、仮想の画素に対応する該駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路７０を備えている。そして、補正係数は、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った仮想の画素に応じて異なる値を有する。 In the third embodiment, the drive circuit 60 is a light source control circuit (specifically, a video signal processing circuit 61) that outputs a drive signal for driving a light source corresponding to a display gradation to be displayed by a virtual pixel. ), And a correction circuit 70 that corrects the drive signal corresponding to the virtual pixel based on the correction coefficient. The correction coefficient has a different value depending on a virtual pixel along a direction optically equivalent to the Y-axis direction.
駆動回路６０の構成例は、実施例１の図２あるいは実施例２の図５に示した回路と同様とすることができるし、補正係数の行列「Ａj」、「Ｄj」も実施例１あるいは実施例２と同様とすることができるし、駆動信号の補正方法（駆動方法）も実施例１あるいは実施例２と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。 The configuration example of the drive circuit 60 can be the same as the circuit shown in FIG. 2 of the first embodiment or the circuit shown in FIG. 5 of the second embodiment, and the correction coefficient matrices “A j ” and “D j ” are also the embodiments. Since the driving signal correction method (driving method) can be the same as that of the first or second embodiment, detailed description thereof is omitted.
実施例３の光源１００は、図７に模式図を示すように、
（α）赤色を発光する赤色素子１０１Ｒ（例えば、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光素子やＧａＮ系半導体発光素子。以下においても同じ）１０１Ｒ、
（β）緑色を発光する緑色発光素子１０１Ｇ（ＧａＮ系半導体から成る。以下においても同じ）、及び、
（γ）青色を発光する青色発光素子１０１Ｂ（ＧａＮ系半導体から成る。以下においても同じ）、並びに、
（δ）赤色発光素子１０１Ｒ、緑色発光素子１０１Ｇ及び青色発光素子１０１Ｂのそれぞれから射出された光を１本の光路に纏めるための手段（例えば、ダイクロイック・プリズム１０３）、更には、
（ε）１本の光路に纏めるための手段（ダイクロイック・プリズム１０３）から射出された光の通過／非通過を制御するための光通過制御装置（液晶表示装置）１０４、
を備えている。発光素子１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから射出された光は、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂といった透光性物質による導光部材やミラー等の反射体から成る光案内部材１０２によって案内され、光通過制御装置１０４に入射する。
As shown in the schematic diagram of FIG.
(Α) Red element 101R that emits red light (for example, an AlGaInP-based semiconductor light-emitting element or a GaN-based semiconductor light-emitting element; the same applies below) 101R,
(Β) a green light emitting element 101G that emits green light (consisting of a GaN-based semiconductor; the same applies hereinafter); and
(Γ) Blue light-emitting element 101B that emits blue light (consisting of a GaN-based semiconductor; the same applies hereinafter), and
(Δ) means (for example, the dichroic prism 103) for collecting the light emitted from each of the red light emitting element 101R, the green light emitting element 101G, and the blue light emitting element 101B into one optical path;
(Ε) a light passage control device (liquid crystal display device) 104 for controlling the passage / non-passage of the light emitted from the means (dichroic prism 103) for gathering in one optical path;
It has. Light emitted from the light emitting elements 101R, 101G, and 101B is guided by a light guide member 102 made of a light guide member or a reflector such as a mirror made of a translucent material such as a silicone resin, an epoxy resin, or a polycarbonate resin. It enters the device 104.
そして、光通過制御装置１０４によってこれらの発光素子から射出された射出光の通過／非通過を制御することで画像を表示する、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の画像形成装置から構成されている。光通過制御装置１０４からは、１画素分の光が出射される。そして、この光は、図示しないコリメート光学系を通過し、例えば、Ｚ軸と平行な回転軸１０７（図面の紙面垂直方向に延びる）の周りを回転する水平走査用ガルバノ・ミラー１０６、及び、例えば、ＸＹ平面に含まれる回転軸１０９（図面の紙面と平行な方向に延びる）の周りを回転する垂直走査用ガルバノ・ミラー１０８から成る走査光学系１０５によって走査され、２次元マトリクス状に配列された仮想の画素が形成される。そして、走査光学系１０５から出射された光は、導光板２２の第１面２３に入射する。 The light passing control device 104 controls the passage / non-passing of the emitted light emitted from these light emitting elements, and is configured from a field sequential color display image forming device. The light passage controller 104 emits light for one pixel. Then, this light passes through a collimating optical system (not shown) and, for example, a horizontal scanning galvanometer mirror 106 that rotates around a rotation axis 107 (extending in the direction perpendicular to the drawing sheet) parallel to the Z axis, and, for example, , Scanned by a scanning optical system 105 composed of a vertical scanning galvanometer mirror 108 rotating around a rotation axis 109 (extending in a direction parallel to the drawing sheet) included in the XY plane, and arranged in a two-dimensional matrix A virtual pixel is formed. Then, the light emitted from the scanning optical system 105 enters the first surface 23 of the light guide plate 22.
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した画像表示装置の構成、構造は例示であり、適宜変更することができる。例えば、実施例１〜実施例３において、第１回折格子部材３０には、各平行光束を構成する異なる波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光束の回折反射の角度を略同一とするために、Ｐ種類の干渉縞が形成されている構成とすることができる。また、画素の位置に応じて、実施例１にて説明した駆動方法（補正方法）と、実施例２において説明した駆動方法（補正方法）とを切り替えてもよい。導光板２２において、第１回折格子部材３０と第２回折格子部材４０の上方に空気層を挟んで透明基板（例えば、ガラス基板）を配設してもよく、これによって、導光板２２の第２面２４、第１回折格子部材３０及び第２回折格子部材４０を保護することができる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable Example, this invention is not limited to these Examples. The configuration and structure of the image display device described in the embodiments are examples and can be changed as appropriate. For example, in Embodiments 1 to 3, the first diffraction grating member 30 has substantially the same angle of diffraction reflection of P types of light beams having different wavelength bands (or wavelengths) constituting each parallel light beam. Therefore, it can be set as the structure in which P types of interference fringes are formed. Further, the driving method (correction method) described in the first embodiment and the driving method (correction method) described in the second embodiment may be switched according to the pixel position. In the light guide plate 22, a transparent substrate (for example, a glass substrate) may be disposed above the first diffraction grating member 30 and the second diffraction grating member 40 with an air layer interposed therebetween. The two surfaces 24, the first diffraction grating member 30, and the second diffraction grating member 40 can be protected.
実施例１や実施例２での使用に適した画像形成装置として、例えば、図８に概念図を示すような、半導体発光素子から成る発光素子１１０が２次元マトリクス状に配列された発光パネルから成り、発光素子１１０のそれぞれの発光／非発光状態を制御することで、発光素子１１０の発光状態を直接的に視認させることで画像を表示する、アクティブマトリックスタイプの画像形成装置とすることもできる。この画像形成装置から出射された光は、コリメート光学系１３を介して導光板２２に入射される。 As an image forming apparatus suitable for use in Example 1 or Example 2, for example, from a light emitting panel in which light emitting elements 110 made of semiconductor light emitting elements are arranged in a two-dimensional matrix as shown in a conceptual diagram in FIG. In addition, by controlling the light emitting / non-light emitting state of each of the light emitting elements 110, an active matrix type image forming apparatus that displays an image by directly viewing the light emitting state of the light emitting element 110 can be provided. . Light emitted from the image forming apparatus enters the light guide plate 22 via the collimating optical system 13.
あるいは又、図９に概念図を示すように、
（α）赤色を発光する赤色発光素子１１０Ｒが２次元マトリクス状に配列された赤色発光パネル１１１Ｒ、
（β）緑色を発光する緑色発光素子１１０Ｇが２次元マトリクス状に配列された緑色発光パネル１１１Ｇ、及び、
（γ）青色を発光する青色発光素子１１０Ｂが２次元マトリクス状に配列された青色発光パネル１１１Ｂ、並びに、
（δ）赤色発光パネル１１１Ｒ、緑色発光パネル１１１Ｇ及び青色発光パネル１１１Ｂから射出された光を１本の光路に纏めるための手段（例えば、ダイクロイック・プリズム１０３）、
を備えており、
赤色発光素子１１０Ｒ、緑色発光素子１１０Ｇ及び青色発光素子１１０Ｂのそれぞれの発光／非発光状態を制御するカラー表示の画像形成装置とすることもできる。この画像形成装置から出射された光も、コリメート光学系１３を介して導光板２２に入射される。尚、参照番号１１２は、発光素子から出射された光を集光するためのマイクロレンズである。
Alternatively, as shown in the conceptual diagram of FIG.
(Α) a red light emitting panel 111R in which red light emitting elements 110R that emit red light are arranged in a two-dimensional matrix;
(Β) a green light emitting panel 111G in which green light emitting elements 110G for emitting green light are arranged in a two-dimensional matrix, and
(Γ) a blue light emitting panel 111B in which blue light emitting elements 110B emitting blue light are arranged in a two-dimensional matrix, and
(Δ) means (for example, dichroic prism 103) for collecting the light emitted from the red light emitting panel 111R, the green light emitting panel 111G, and the blue light emitting panel 111B into one optical path;
With
A color display image forming apparatus that controls the light emission / non-light emission state of each of the red light emitting element 110R, the green light emitting element 110G, and the blue light emitting element 110B can be provided. The light emitted from the image forming apparatus is also incident on the light guide plate 22 via the collimating optical system 13. Reference numeral 112 denotes a microlens for condensing light emitted from the light emitting element.
あるいは又、発光素子１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂが２次元マトリクス状に配列された発光パネル１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂ等から成る画像形成装置の概念図を図１０に示すが、発光パネル１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂから射出された光は、光通過制御装置１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂによって通過／非通過が制御され、ダイクロイック・プリズム１０３に入射し、これらの光の光路は１本の光路に纏められ、コリメート光学系１３を介して導光板２２に入射される。 Alternatively, FIG. 10 shows a conceptual diagram of an image forming apparatus including light emitting panels 111R, 111G, and 111B in which the light emitting elements 110R, 110G, and 110B are arranged in a two-dimensional matrix, and from the light emitting panels 111R, 111G, and 111B. The emitted light is controlled to pass / non-pass by the light passage control devices 104R, 104G, and 104B, is incident on the dichroic prism 103, and the optical paths of these lights are combined into one optical path. Through the light guide plate 22.
あるいは又、発光素子１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂが２次元マトリクス状に配列された発光パネル１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂ等から成る画像形成装置の概念図を図１１に示すが、発光パネル１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂから射出された光は、ダイクロイック・プリズム１０３に入射し、これらの光の光路は１本の光路に纏められ、ダイクロイック・プリズム１０３から射出したこれらの光は光通過制御装置１０４によって通過／非通過が制御され、コリメート光学系１３を介して導光板２２に入射される。 Alternatively, FIG. 11 shows a conceptual diagram of the image forming apparatus including the light emitting panels 111R, 111G, and 111B in which the light emitting elements 110R, 110G, and 110B are arranged in a two-dimensional matrix, and the light emitting panels 111R, 111G, and 111B are illustrated. The emitted light is incident on the dichroic prism 103, and the optical paths of these lights are combined into one optical path. The light emitted from the dichroic prism 103 is passed or not passed by the light passage control device 104. Controlled and incident on the light guide plate 22 through the collimating optical system 13.
実施例３での使用に適した光源として、図１２に示すように、赤色を発光する発光素子１０１Ｒ、及び、赤色を発光する発光素子１０１Ｒから射出された射出光の通過／非通過を制御するための一種のライト・バルブである光通過制御装置（例えば、液晶表示装置１０４Ｒ）、緑色を発光する発光素子１０１Ｇ、及び、緑色を発光する発光素子１０１Ｇから射出された射出光の通過／非通過を制御するための一種のライト・バルブである光通過制御装置（例えば、液晶表示装置１０４Ｇ）、青色を発光する発光素子１０１Ｂ、及び、青色を発光する発光素子１０１Ｂから射出された射出光の通過／非通過を制御するための一種のライト・バルブである光通過制御装置（例えば、液晶表示装置１０４Ｂ）、並びに、これらのＧａＮ系半導体から成る発光素子１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから射出された光を案内する光案内部材１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ、及び、１本の光路に纏めるための手段（例えば、ダイクロイック・プリズム１０３）を備えた画像形成装置とすることもできる。 As a light source suitable for use in the third embodiment, as shown in FIG. 12, the light emitting element 101R that emits red light and the passage / non-passage of the emitted light emitted from the light emitting element 101R that emits red light are controlled. Light passage control device (for example, liquid crystal display device 104R), a light emitting element 101G that emits green light, and the passage / non-passage of light emitted from the light emitting element 101G that emits green light A light passage control device (for example, a liquid crystal display device 104G) which is a kind of light valve for controlling the light, the light emitting element 101B emitting blue light, and the passage of the emitted light emitted from the light emitting element 101B emitting blue light / Light passage control device (for example, liquid crystal display device 104B) which is a kind of light valve for controlling non-passage, and these GaN-based semiconductors Image forming apparatus including light guiding members 102R, 102G, and 102B for guiding light emitted from the light emitting elements 101R, 101G, and 101B, and a unit (for example, a dichroic prism 103) for collecting them in one optical path It can also be.
１０・・・画像表示装置、１１・・・画像形成装置、１２，１２０・・・画像形成手段、１３・・・コリメート光学系、２０・・・光学装置、２１・・・投影光学系、２２・・・導光板、２３・・・導光板の第１面、２４・・・導光板の第２面、３０・・・第１回折格子部材、４０・・・第２回折格子部材、５０・・・瞳、６０・・・駆動回路、６１・・・映像信号処理回路、７０・・・補正回路、７１・・・タイミング生成回路、７２・・・補正係数生成部、７３・・・制御回路（コントローラ）、７４・・・補正データ格納部、７５・・・補正係数演算回路、７６・・・乗算器、７７・・・加算器、１００・・・光源、１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ，１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂ・・・発光素子、１０２・・・光案内部材、１０３・・・ダイクロイック・プリズム、１０４，１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ・・・光通過制御装置、１０５・・・走査光学系、１０６・・・水平走査用ガルバノ・ミラー、１０８・・・垂直走査用ガルバノ・ミラー、１０７，１０９・・・回転軸、１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂ・・・発光パネル，１１２・・・マイクロレンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Image display apparatus, 11 ... Image forming apparatus, 12, 120 ... Image forming means, 13 ... Collimating optical system, 20 ... Optical apparatus, 21 ... Projection optical system, 22 ... light guide plate, 23 ... first surface of light guide plate, 24 ... second surface of light guide plate, 30 ... first diffraction grating member, 40 ... second diffraction grating member, ..Pupil, 60 ... Drive circuit, 61 ... Video signal processing circuit, 70 ... Correction circuit, 71 ... Timing generation circuit, 72 ... Correction coefficient generation unit, 73 ... Control circuit (Controller), 74... Correction data storage unit, 75... Correction coefficient arithmetic circuit, 76... Multiplier, 77 ... adder, 100 .. light source, 101R, 101G, 101B, 110R, 110G, 110B ... light-emitting element, 102 ... light guide member, 103. -Dichroic prism, 104, 104R, 104G, 104B ... Light passage control device, 105 ... Scanning optical system, 106 ... Horizontal scanning galvanometer mirror, 108 ... Vertical scanning galvanometer mirror, 107, 109 ... rotating shaft, 111R, 111G, 111B ... light emitting panel, 112 ... microlens
Claims (23)
（Ｂ）画像形成装置の画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系、
（Ｃ）コリメート光学系にて進行方位の異なる複数の平行光とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置、及び、
（Ｄ）画像形成装置を駆動するための駆動回路、
を備えた画像表示装置であって、
光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第１回折格子部材、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回、回折反射し、導光板から出射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第２回折格子部材、
を備えており、
駆動回路は、画素を駆動するための駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路を備えており、
第２回折格子部材の中心を原点とし、原点を通る第２回折格子部材の法線をＸ軸、原点を通る導光板の軸線をＹ軸としたとき、補正係数は、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成装置における画素に応じて異なる値を有することを特徴とする画像表示装置。 (A) an image forming apparatus including a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(B) a collimating optical system that collimates light emitted from the pixels of the image forming apparatus;
(C) an optical device in which a plurality of parallel light beams having different traveling directions in the collimating optical system are incident, guided, and emitted; and
(D) a drive circuit for driving the image forming apparatus;
An image display device comprising:
The optical device
(A) A light guide plate that is emitted after incident light propagates through the interior by total reflection;
(B) A reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects the light incident on the light guide plate so that the light incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate, and is disposed on the light guide plate. A first diffraction grating member, and
(C) A second diffraction grating member that is formed of a reflective volume hologram diffraction grating that is diffracted and reflected by a plurality of times and propagates from the light guide plate by total reflection and is emitted from the light guide plate. ,
With
The drive circuit includes a correction circuit that corrects a drive signal for driving a pixel based on a correction coefficient,
When the center of the second diffraction grating member is the origin, the normal line of the second diffraction grating member passing through the origin is the X axis, and the axis of the light guide plate passing through the origin is the Y axis, the correction coefficient is optically related to the Y axis direction. An image display apparatus having different values depending on the pixels in the image forming apparatus along a direction equivalent to.
（Ｂ）光源から出射された光を走査して、２次元マトリクス状に配列された仮想の画素を形成する走査光学系、
（Ｃ）走査光学系からの光が入射され、導光され、出射される光学装置、及び、
（Ｅ）駆動回路、
を備えた画像表示装置であって、
光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第１回折格子部材、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回、回折反射し、導光板から出射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第２回折格子部材、
を備えており、
駆動回路は、
仮想の画素にて表示すべき表示階調に対応して光源を駆動するための駆動信号を出力する光源制御回路、及び、
仮想の画素に対応する該駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路、
を備えており、
第２回折格子部材の中心を原点とし、原点を通る第２回折格子部材の法線をＸ軸、原点を通る導光板の軸線をＹ軸としたとき、補正係数は、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った仮想の画素に応じて異なる値を有することを特徴とする画像表示装置。 (A) a light source,
(B) a scanning optical system that scans the light emitted from the light source to form virtual pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(C) an optical device in which light from the scanning optical system is incident, guided, and emitted; and
(E) a drive circuit;
An image display device comprising:
The optical device
(A) A light guide plate that is emitted after incident light propagates through the interior by total reflection;
(B) A reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects the light incident on the light guide plate so that the light incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate, and is disposed on the light guide plate. A first diffraction grating member, and
(C) A second diffraction grating member that is formed of a reflective volume hologram diffraction grating that is diffracted and reflected by a plurality of times and propagates from the light guide plate by total reflection and is emitted from the light guide plate. ,
With
The drive circuit
A light source control circuit that outputs a drive signal for driving the light source corresponding to a display gradation to be displayed by a virtual pixel, and
A correction circuit for correcting the drive signal corresponding to the virtual pixel based on a correction coefficient;
With
When the center of the second diffraction grating member is the origin, the normal line of the second diffraction grating member passing through the origin is the X axis, and the axis of the light guide plate passing through the origin is the Y axis, the correction coefficient is optically related to the Y axis direction. An image display device having different values depending on virtual pixels along a direction equivalent to.
（Ｂ）画像形成手段を駆動するための駆動信号を出力する駆動回路、及び、
（Ｃ）画像形成手段から出射された光を投射する回折光学素子を含む投射光学系、
を備えた画像表示装置であって、
駆動回路は、画素に対応する駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路を備えており、
補正係数は、少なくとも回折光学素子に形成された干渉縞に光学的に直交する方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成手段における画素に応じて異なる値を有することを特徴とする画像表示装置。 (A) Image forming means for emitting light corresponding to a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(B) a drive circuit that outputs a drive signal for driving the image forming unit; and
(C) a projection optical system including a diffractive optical element that projects light emitted from the image forming unit;
An image display device comprising:
The drive circuit includes a correction circuit that corrects the drive signal corresponding to the pixel based on the correction coefficient,
The image display characterized in that the correction coefficient has a different value depending on the pixel in the image forming means along the direction optically equivalent to the direction optically orthogonal to the interference fringes formed in the diffractive optical element. apparatus.
２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた画像形成装置、及び、
画像形成装置の画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系、
から成ることを特徴とする請求項１３に記載の画像表示装置。 Image forming means
An image forming apparatus including a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix; and
A collimating optical system that collimates the light emitted from the pixels of the image forming apparatus,
The image display device according to claim 13, comprising:
光源、及び、
光源から出射された光を走査して、２次元マトリクス状に配列された仮想の画素を形成する走査光学系、
から成り、
フィールドシーケンシャル方式に基づき、光源は作動させられることを特徴とする請求項１３に記載の画像表示装置。 Image forming means
Light source and
A scanning optical system that scans light emitted from a light source to form virtual pixels arranged in a two-dimensional matrix;
Consisting of
The image display device according to claim 13, wherein the light source is operated based on a field sequential method.
（Ｂ）画像形成装置の画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系、
（Ｃ）コリメート光学系にて進行方位の異なる複数の平行光とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置、及び、
（Ｄ）画像形成装置を駆動するための駆動回路、
を備えている画像表示装置であって、
光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第１回折格子部材、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回、回折反射し、導光板から出射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第２回折格子部材、
を備えており、
駆動回路は、画素を駆動するための駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路を備えている画像表示装置の駆動方法であって、
第２回折格子部材の中心を原点とし、原点を通る第２回折格子部材の法線をＸ軸、原点を通る導光板の軸線をＹ軸としたとき、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成装置における画素に応じて異なる値を有する補正係数によって、駆動信号を補正することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。 (A) an image forming apparatus including a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(B) a collimating optical system that collimates light emitted from the pixels of the image forming apparatus;
(C) an optical device in which a plurality of parallel light beams having different traveling directions in the collimating optical system are incident, guided, and emitted; and
(D) a drive circuit for driving the image forming apparatus;
An image display device comprising:
The optical device
(A) A light guide plate that is emitted after incident light propagates through the interior by total reflection;
(B) A reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects the light incident on the light guide plate so that the light incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate, and is disposed on the light guide plate. A first diffraction grating member, and
(C) A second diffraction grating member that is formed of a reflective volume hologram diffraction grating that is diffracted and reflected by a plurality of times and propagates from the light guide plate by total reflection and is emitted from the light guide plate. ,
With
The drive circuit is a method for driving an image display device including a correction circuit that corrects a drive signal for driving a pixel based on a correction coefficient,
When the center of the second diffraction grating member is the origin, the normal line of the second diffraction grating member passing through the origin is the X axis, and the axis of the light guide plate passing through the origin is the Y axis, an optically equivalent direction to the Y axis direction A drive method for an image display device, wherein the drive signal is corrected by a correction coefficient having a different value depending on a pixel in the image forming device along the line.
（Ｂ）光源から出射された光を走査して、２次元マトリクス状に配列された仮想の画素を形成する走査光学系、
（Ｃ）走査光学系からの光が入射され、導光され、出射される光学装置、及び、
（Ｅ）駆動回路、
を備えている画像表示装置であって、
光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第１回折格子部材、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回、回折反射し、導光板から出射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第２回折格子部材、
を備えており、
駆動回路は、
仮想の画素にて表示すべき表示階調に対応して光源を駆動するための駆動信号を出力する光源制御回路、及び、
仮想の画素に対応する該駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路、
を備えている画像表示装置の駆動方法であって、
第２回折格子部材の中心を原点とし、原点を通る第２回折格子部材の法線をＸ軸、原点を通る導光板の軸線をＹ軸としたとき、Ｙ軸方向と光学的に等価の方向に沿った仮想の画素に応じて異なる値を有する補正係数によって、駆動信号を補正することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。 (A) a light source,
(B) a scanning optical system that scans the light emitted from the light source to form virtual pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(C) an optical device in which light from the scanning optical system is incident, guided, and emitted; and
(E) a drive circuit;
An image display device comprising:
The optical device
(A) A light guide plate that is emitted after incident light propagates through the interior by total reflection;
(B) A reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects the light incident on the light guide plate so that the light incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate, and is disposed on the light guide plate. A first diffraction grating member, and
(C) A second diffraction grating member that is formed of a reflective volume hologram diffraction grating that is diffracted and reflected by a plurality of times and propagates from the light guide plate by total reflection and is emitted from the light guide plate. ,
With
The drive circuit
A light source control circuit that outputs a drive signal for driving the light source corresponding to a display gradation to be displayed by a virtual pixel, and
A correction circuit for correcting the drive signal corresponding to the virtual pixel based on a correction coefficient;
A method of driving an image display device comprising:
When the center of the second diffraction grating member is the origin, the normal line of the second diffraction grating member passing through the origin is the X axis, and the axis of the light guide plate passing through the origin is the Y axis, an optically equivalent direction to the Y axis direction A drive method for an image display device, wherein the drive signal is corrected by a correction coefficient having a different value depending on virtual pixels along the line.
（Ｂ）画像形成手段を駆動するための駆動信号を出力する駆動回路、及び、
（Ｃ）画像形成手段から出射された光を投射する回折光学素子を含む投射光学系、
を備え、
駆動回路は、画素に対応する駆動信号を補正係数に基づき補正する補正回路を備えている画像表示装置の駆動方法であって、
少なくとも回折光学素子に形成された干渉縞に光学的に直交する方向と光学的に等価の方向に沿った画像形成手段における画素に応じて異なる値を有する補正係数によって、駆動信号を補正することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。 (A) Image forming means for emitting light corresponding to a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix;
(B) a drive circuit that outputs a drive signal for driving the image forming unit; and
(C) a projection optical system including a diffractive optical element that projects light emitted from the image forming unit;
With
The drive circuit is a method for driving an image display device including a correction circuit that corrects a drive signal corresponding to a pixel based on a correction coefficient,
The drive signal is corrected by a correction coefficient having a value different depending on the pixel in the image forming means along the direction optically equivalent to the direction optically orthogonal to the interference fringes formed on at least the diffractive optical element. A method for driving an image display device.
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