画像表示装置
【課題】簡素な構成でありながら、長期間使用しても輝度の低下や色むらの発生が抑制可能な画像表示装置を提供すること。
【解決手段】画像表示装置１００は、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、光学部品は、光源１２１〜１２３から空間光変調素子１３５に至る光路中に配置し、制御システム部１１９は、光源１２１〜１２３を略矩形状の波形で変調して発光させ、光源１２１〜１２３からの略矩形状の波形の立ち上がり部分における出力強度が略矩形状の波形の平坦部の出力強度よりも大きくならないように、略矩形状の波形の立ち上がりを鈍らせる。
【解決手段】画像表示装置１００は、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、光学部品は、光源１２１〜１２３から空間光変調素子１３５に至る光路中に配置し、制御システム部１１９は、光源１２１〜１２３を略矩形状の波形で変調して発光させ、光源１２１〜１２３からの略矩形状の波形の立ち上がり部分における出力強度が略矩形状の波形の平坦部の出力強度よりも大きくならないように、略矩形状の波形の立ち上がりを鈍らせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶装置を用いた画像表示装置では、液晶の分子が所望の向きに配列するように配向膜が設けられている。この配向膜を形成する材料としては、一般にポリイミド樹脂，ポリビニルアルコール樹脂，ポリアミド樹脂等が用いられている。
【０００３】
これらの材料もしくはその前駆体を、例えばスピンコート等の工法によって、０．０５μｍ〜０．２μｍ厚みに塗布した後、１５０〜２５０℃の温度で焼成することで、配向膜が形成される。
【０００４】
これらの有機材料が好んで用いられるのは、配向膜が安価に形成できるためである。
【０００５】
ところが、有機材料からなる配向膜は、光、特に波長が短い青〜紫外の光が照射されることによって劣化する性質があり、配向膜が劣化すると、表示される画像が暗くなったり、色が変わったりしていた。
【０００６】
この配向膜の劣化を防ぐために、配向膜の材料や光学構成において様々な改善がなされてきた。
【０００７】
特許文献１には、配向膜を構成する材料の主成分を含む光学フィルタを、液晶装置の光が入射する側に配置した液晶装置が記載されている。特許文献１記載の液晶装置は、配向膜を劣化させる光が配向膜に入射することを抑え、配向膜の劣化を低減している。
【０００８】
特許文献２には、光源から前記光変調装置までの光路中に、前記所定の波長領域の光のうち約４３５ｎｍ以上の波長領域の光の反射率が約９０％以上で、少なくとも４２５ｎｍ±５ｎｍの波長領域の光の反射率が前記約４３５ｎｍ以上の波長領域の光の反射率に比べて低い反射ミラーを備える投写型表示装置が記載されている。特許文献１記載の投写型表示装置は、劣化の要因が電極材料にあるのではと考え、波長４００ｎｍ以下の光の強度を低減させるのに紫外線遮断フィルタが有効であることを踏まえた上で、更に波長４２５ｎｍ±５ｎｍの透過率を低減させるフィルタを画像表示装置に備えることで、光変調装置の動作特性の劣化を抑制するとともに、光の明るさをより十分に確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２８４２８７号公報
【特許文献２】特開２００１−７５１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１，２記載の画像表示装置は、紫外光を遮断するフィルタを用いるため、フィルタを設ける分コストがかかる。また、急峻なフィルタを設けることが困難であるので、十分に劣化が抑えられない。また、十分に劣化を抑えようとすると、必要な光も減衰して輝度が低下してしまうという課題がある。
【００１１】
上記課題に加えて、紫外光を遮断するフィルタによって、紫外光を遮断しているにも拘わらず、画像表示装置を連続して使用しているうちに、液晶パネルの特性が劣化し、画像表示装置の輝度が低下し、色むらが発生するという課題があった。
【００１２】
本発明の目的は、簡素な構成でありながら、長期間使用しても輝度の低下や色むらの発生が抑制可能な画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の画像表示装置は、青色もしくは青色よりも波長の短いビームを発する光源と、前記光源から出射されるビームを受け、表示させる画像に応じてビームを変調する空間光変調素子と、前記光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調されたビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、前記制御部は、前記光源を略矩形状の波形で変調して発光させ、前記光源からの前記略矩形状の波形の立ち上がり部分における出力強度が前記略矩形状の波形の平坦部の出力強度よりも大きくならないように、前記略矩形状の波形の立ち上がりを鈍らせる波形整形手段を有する構成を採る。
【００１４】
本発明の画像表示装置は、赤色のビームを発する第１の光源と、緑色のビームを発する第２の光源と、青色のビームを発する第３の光源と、前記第１の光源から出射される赤色のビームと前記第２の光源から出射される緑色のビームと前記第３の光源から出射される青色のビームとを受け、表示させる画像に応じて前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームとを変調する空間光変調素子と、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調された前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、前記第３の光源の発光する時間が、前記第１の光源もしくは前記第２の光源の発光する時間よりも長い構成を採る。
【００１５】
本発明の画像表示装置は、赤色のビームを発する第１の光源と、緑色のビームを発する第２の光源と、青色のビームを発する第３の光源と、前記第１の光源から出射される赤色のビームと前記第２の光源から出射される緑色のビームと前記第３の光源から出射される青色のビームとを受け、表示させる画像に応じて前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームとを変調する空間光変調素子と、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調された前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源を発光させることによる表示される白色の色温度が５０００Ｋ以上９３００Ｋ以下である構成を採る。
【００１６】
本発明の画像表示装置は、赤色のビームを発する第１の光源と、緑色のビームを発する第２の光源と、青色のビームを発する第３の光源と、前記第１の光源から出射される赤色のビームと前記第２の光源から出射される緑色のビームと前記第３の光源から出射される青色のビームとを受け、表示させる画像に応じて前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームとを変調する空間光変調素子と、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調された前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、前記制御部は、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源を発光させることによる表示される白色の色温度を調整可能な色温度調整手段を有する構成を採る。
【００１７】
本発明の画像表示装置は、青色もしくは青色よりも波長の短いビームを発する光源と、前記光源から出射されるビームを受け、表示させる画像に応じてビームを変調する空間光変調素子と、前記光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調されたビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、前記光源は、前記空間光変調素子の非劣化領域に中心波長を有する準単色光を発するレーザである構成を採る。
【００１８】
本発明の画像表示装置は、準単色のビームを発する光源と、前記光源から出射されるビームを受け、表示させる画像に応じてビームを変調する空間光変調素子と、前記光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調されたビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に、有機分子を構成要素とする光学部品を配置し、前記光学部品は、前記光源の波長をＸｎｍより５ｎｍ長い波長とした場合と前記光源の波長をＸｎｍより５ｎｍ短い波長とした場合とでは、前記光源からのビームを前記光学部品に照射したときの前記光学部品の劣化速度が５倍以上異なる特性を有し、前記光源の波長をＸｎｍ以上とする構成を採る。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、有機分子を有する光学部品の劣化が抑えられ、広い色再現範囲を実現しつつ長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の概略構成を示す図
【図２】上記実施の形態１に係る画像表示装置の空間光変調素子の構成を模式的に示す図
【図３】上記実施の形態１に係る画像表示装置の光源の駆動と発光のタイミングを示す図
【図４】上記実施の形態１に係る画像表示装置の青色光源から発せられるビームのスペクトラムの一例を示す図
【図５】上記実施の形態１に係る画像表示装置の青色光の中心波長と空間光変調素子の特性の劣化との関係を示す図
【図６】上記実施の形態１に係る画像表示装置の空間光変調素子を構成する配向膜の分子の基本的な構成を示す図
【図７】本発明の実施の形態２に係る画像表示装置の空間光変調素子への光照射強度と空間光変調素子の劣化との関係を示す図
【図８】上記実施の形態２に係る画像表示装置の光源の駆動と発光のタイミングを示す図
【図９】本発明の実施の形態３に係る画像表示装置の青色光源の駆動と発光のタイミングを示す図
【図１０】本発明の実施の形態４に係る画像表示装置の概略構成を示す図
【図１１】上記実施の形態４に係る画像表示装置の映像投射装置の制御システム部の主要部の概略構成を示す図
【図１２】上記実施の形態４に係る画像表示装置の色温度と投射レンズ出力との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の概略構成を示す図である。
【００２３】
図１に示すように、画像表示装置１００は、光の３原色であるＲＧＢに対応する、赤色、緑色、青色のレーザ光を発する光源１２１〜１２３を有する。
【００２４】
光源１２１〜１２３は、それぞれ半導体レーザである。光源１２１は、青色の光である波長４５０ｎｍのビーム７１を、光源１２２は、緑色の光である波長５３２ｎｍのビーム７２を、光源１２３は、赤色の光である波長６４０ｎｍのビーム７３を、それぞれ発する。ビーム７１〜７３は、それぞれ直線偏光の光である。光源１２１〜１２３からそれぞれ出射したビーム７１〜７３は、コリメートレンズ１２４〜１２６にそれぞれ入射して平行光に変換される。コリメートレンズ１２４の焦点距離ｆ１、コリメートレンズ１２５の焦点距離ｆ２、コリメートレンズ１２６の焦点距離ｆ３は、いずれも４ｍｍである。コリメートレンズ１２４で平行光に変換されたビーム７１は、ミラー１２７で反射された後、ダイクロイックミラー１２８と１２９を透過する。コリメートレンズ１２５で平行光に変換されたビーム７２は、ダイクロイックミラー１２８で反射された後、ダイクロイックミラー１２９を透過する。
【００２５】
コリメートレンズ１２６で平行光に変換されたビーム７３は、ダイクロイックミラー１２９で反射される。ビーム７１，７２は、ダイクロイックミラー１２９を透過し、ビーム７３はダイクロイックミラー１２９で反射された後、ビーム７１〜７３の光路は１つとなり、集光レンズ１３０に入射する。集光レンズ１３０の焦点距離ｆ４は、１０ｍｍである。集光レンズ１３０に入射したビーム７１〜７３は、集光レンズ１３０で集光された後、フライアイレンズ１３１と１３２を透過することにより、投射レンズ１１７のＦナンバーと投射レンズ１１７で投影される映像の画質に適した、発散角度と強度分布を有するビームに変換される。フライアイレンズ１３１の焦点距離ｆ５とフライアイレンズ１３２の焦点距離ｆ６は、それぞれ２ｍｍである。フライアイレンズ１３２を透過したビーム７１〜７３は、コンデンスレンズ１３３を透過することでビームの拡がり角が変換され、偏光ビームスプリッタ１３４で反射された後、空間光変調素子１３５を照明する。コンデンスレンズ１３３の焦点距離ｆ７は、１０ｍｍである。ビーム７１〜７３は、空間光変調素子１３５で反射され、偏光ビームスプリッタ１３４を透過した後、投射レンズ１１７でスクリーン１１８に投射される。投射レンズのＦ値は、２．０である。
【００２６】
光源１２１〜１２３、空間光変調素子１３５、投射レンズ１１７等の光学部品は、安定な配置を保つように、１つの筐体に実装されており、その光学部品が実装された１つの筐体が光学エンジン２００である。
【００２７】
図２は、空間光変調素子１３５の構成を模式的に示す図である。
【００２８】
図２に示すように、空間光変調素子１３５は、液晶表示素子の一種である反射型の液晶表示素子（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal on Silicon）である。空間光変調素子１３５は、複数の層からなる。具体的には、半導体基板１３７の上に、反射膜１３８、透明電極１４０、配向膜１４２、液晶層１４３、配向膜１４１、透明電極１３９、ガラス基板１３６が積層されている。配向膜１４１と１４２は、芳香族のポリイミドからなり、液晶層１４３にある液晶分子の向きを一定の方向に揃える。芳香族のポリイミドは、原材料の合成が容易であるため材料が安価に入手できる。また、ポリイミドを用いた配向膜の形成は、スピンコートと簡単な加熱処理で可能なため、形成する時間は短く、形成するのに必要な設備の費用も少ない。その結果、芳香族のポリイミドを配向膜に用いた空間光変調素子は、非常に安価になる。
【００２９】
透明電極１３９と１４０は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）からなり、映像を表示するのに必要な電界を液晶層１４３に与える際に用いられる。液晶層１４３は、ツイストネマティック（ＴＮ：Twisted Nematic）型の液晶材料からなり、表示する映像に応じて透過する光の偏光状態を変化させる。反射膜１３８は、アルミニウムと誘電体多層膜からなり、ガラス基板側から入射してきた光を反射する。半導体基板１３７は、シリコンからなり、透明電極を介して液晶層１４３に印加される電圧の生成やオンとオフの動作等を行う電子回路が形成されている。
【００３０】
ここで、吸湿特性を改善する膜や反射率を改善する膜、不要な反射光を軽減する膜等、必要な仕様に応じて設けられる層は、略している。
【００３１】
偏光ビームスプリッタ１３４で反射されたビーム７１〜７３は、ガラス基板１３６側から空間光変調素子１３５に入射し、液晶層１４３を透過する際、表示する映像に応じてビーム７１〜７３の有する偏光方向が変えられる。本実施の形態で用いる液晶層１４３の液晶材料は、ノーマリーホワイトの特性を有している。ノーマリーホワイトの特性により、最も明るい白を表示させるときには、ビーム７１〜７３の有する偏光は、空間光変調素子１３５に入射するときと反射膜１３８で反射されて空間光変調素子１３５を出射するときとでは９０度異なる。
【００３２】
なお、ビーム７１〜７３が反射膜１３８で反射される際に、Ｕ字に曲がるように示しているが、模式的に示しているだけであり、実際には一般的な光学理論に基づき、入射角度に対応した角度で反射される。
【００３３】
１つの空間光変調素子１３５でＲＧＢの３色を所望の状態に変調するため、光源１２１〜１２３は、時分割で１色ずつ発光させており、ＲＧＢの３色の発光に応じて、空間光変調素子も制御されている。光源１２１〜１２３と空間光変調素子１３５の制御は、電子回路とソフトウェアが一体となった制御システム部１１９により実行される。
【００３４】
図３は、光源の駆動と発光のタイミングを示す図である。
【００３５】
図３において、ＤＲＶは光源の駆動状態、ＬＤＯは光源の発光状態を示しており、それぞれＲは赤色、Ｇは緑色、Ｂは青色の状態である。
【００３６】
ＲＧＢの３色は、順番に発光させており、その繰り返し周期Ｔは１６．７ミリ秒である。Ｒの駆動及び発光時間幅ｔ１、Ｇの駆動及び発光時間幅ｔ３、Ｂの駆動及び発光時間幅ｔ５は、それぞれ同じ時間幅の５．３ミリ秒（繰り返し周期Ｔの３２／１００）としている。また、各色の発光の終わりから次の色の発光の始まりまで、空間光変調素子１３５の液晶の状態が次の色の表示をするのに適切な状態になる期間として、いずれの色も発光しない期間ｔ２、ｔ４、ｔ６を設けており、それぞれ０．２５ミリ秒（繰り返し周期Ｔの１．３／１００）である。
【００３７】
ＩＲ、ＩＧ、ＩＢは、それぞれ光源１２１〜１２３の発光強度であり、色温度を９０００Ｋと設定したとき、ＩＲは０．８２Ｗ、ＩＧは０．５Ｗ、ＩＢは０．４５Ｗである。
【００３８】
従来の画像表示装置では、紫外光を遮断するフィルタを用いることによって光源から発せられる紫外光を遮断しているにも拘わらず、画像表示装置を連続して使用しているうちに、空間光変調素子の特性が劣化し、画像表示装置の輝度の低下と色むらが生じていた。しかしながら、これまでその理由は明らかにされていなかった。
【００３９】
本発明者らは、波長の半値全幅（ＦＷＨＭ：Full Width Half Maximum）が１．５〜２ｎｍと波長幅の狭い半導体レーザからのビームを青色光に用い、青色光の中心波長と空間光変調素子の特性の劣化との関係を明らかにした。
【００４０】
まず、本発明者らが見出した劣化速度の波長依存性について説明する。
【００４１】
図４は、青色光源から発せられるビームのスペクトラムの一例を示す図である。
【００４２】
図４に示すように、中心波長は４４７．５ｎｍ、半値全幅は約２ｎｍである。半値全幅が狭い光源を用いることにより、空間光変調素子の特性の劣化の波長依存性を明確にすることができる。
【００４３】
図５は、青色光の中心波長と空間光変調素子の特性の劣化との関係を示す図である。
【００４４】
空間光変調素子は、室温（約２５℃）で動作させている。また、単位面積当たりの光照射強度は、１平方ｍｍ当たり３０ｍＷとしている。
【００４５】
図５において、横軸は青色光の中心波長、縦軸は、空間光変調素子の劣化速度で、単位時間当たりの輝度の低下率を示している。
【００４６】
青色光の中心波長が４４５ｎｍよりも長い場合と短い場合とで、劣化速度は大きく変化した。波長４６７ｎｍのとき−０．００５２、波長４５１ｎｍのとき−０．００７、波長４３８ｎｍのとき−０．１７４となっており、波長４５１ｎｍのときの寿命（例えば、輝度が初期の２分の１となるまでの時間）を、基準の１としたとき、波長４６７ｎｍの場合には、寿命は約１．３（０．００７／０．００５２）倍長くなるが、その差は比較的小さい。一方、波長４３８ｎｍの場合には寿命は約２５分の１（０．００７／０．１７４）と、大幅に短くなる。すなわち、波長４４５ｎｍ付近を境として、波長が短くなると大幅に寿命が短くなる。
【００４７】
波長４３８ｎｍと４５１ｎｍで空間光変調素子の光学的な特性、例えば初期の輝度は殆ど同じであり、空間光変調素子を構成する液晶材料や配向膜の分光特性から、この空間光変調素子の劣化速度の波長依存性を説明することはできなかった。
【００４８】
表１は、日本化学会編 化学便覧基礎編IIに記載されている、液晶材料及び配向膜を構成する代表的な分子結合とそれらの分子結合の結合エネルギの値を抜粋し、分子結合の結合エネルギの値を用いて、結合エネルギに対応するエネルギを有する光（光子）の波長を計算した結果である。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１において、例えばＣ＝Ｏは、Ｃ（炭素：Carbon）とＯ（酸素：Oxygen）との二重結合を、Ｃ−ＦはＣ（炭素：Carbon）とＦ（弗素：Fluorine）との一重結合を示している。
【００５１】
表１から、結合エネルギが一番小さいＣとＮ（窒素：Nitrogen）との一重結合（以下、Ｃ−Ｎ結合いう）の結合エネルギは、２９１．６ｋＪ／ｍｏｌとなっている。この２９１．６ｋＪ／ｍｏｌの結合エネルギに対応するエネルギを有する光（光子）の波長は、４１１ｎｍである。照射している青色光源の波長は４４０ｎｍ〜４６０ｎｍなので、光子は、結合エネルギよりも低いエネルギしか有しておらず、これまでは、Ｃ−Ｎ結合を切断しないと考えられていた。また、波長４４５ｎｍ付近で空間光変調素子の劣化速度が大きな変化を示すことも知られていなかった。
【００５２】
本発明者らは、今回、空間光変調素子の劣化は、主として空間光変調素子を構成する配向膜が、青色光が照射されることによって分解し、その結果、生じることを見出した。すなわち、図５に示すように、劣化速度は、波長依存性があり、波長に対して非常に敏感である。本発明者らは、その原因を、配向膜（ポリイミド）を構成する分子の中で、結合するエネルギが照射波長に近いＣ−Ｎ結合が、照射光のエネルギ（１光子吸収）で切断されると推定した。
【００５３】
図６は、空間光変調素子を構成する配向膜の分子の基本的な構成を示す図である。図６は、配向膜を構成する分子の一例として、2，2' ヘキサフルオロプロピリデンジフタル酸二無水物（６ＦＤＡ：2,2’bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafuluoropropane dianhydride ）の構造を示す。
【００５４】
配向膜に用いられるポリイミドは多くの種類がある。それらのいずれも図６に示す６ＦＤＡのように、Ｃ−Ｎ結合を有している。このＣ−Ｎ結合が、熱（通常の室温状態であれば３００Ｋ程度）による分子振動により、青色光の光子が有するエネルギよりもＣ−Ｎ結合の結合エネルギが小さくなったかのように振る舞うことが、非常に少ない確率だが、ある短い時間で起こりうる。そのときに波長４５０ｎｍ付近の青色光も非常に少ない確率ではあるが吸収される。
【００５５】
熱による分子振動により、Ｃ−Ｎ結合の結合エネルギが小さくなったかのように振る舞う現象は、本来の結合エネルギに対応する波長を基点として、波長が長くなる程、ガウス分布で急激に確率が低下する。Ｃ−Ｎ結合は、波長４５０ｎｍ付近の青色光を吸収することで、ＣとＮの一重結合が切断され、その結果、配向膜が劣化する。照射する光の波長が長くなる程、青色光を吸収する確率が急激に低下するので、Ｃ−Ｎ結合を切断する確率も波長が長くなると急激に低下する。更に、今回、Ｃ−Ｎ結合を切断するように機能する光吸収に、二光子吸収効果が併せて生じ、空間光変調素子の劣化速度の波長依存性が更に顕著になるということが分かった。
【００５６】
本発明者らは、これらの新たな知見を元に、本実施の形態の画像表示装置においては、青色光源を半導体レーザとした。半導体レーザから発せられる波長のＦＷＨＭは、２ｎｍ以下と狭く、中心波長を４４５ｎｍよりも長くすることで、長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができる。
【００５７】
なお、レーザから発せられる波長のＦＷＨＭが３ｎｍ以下であれば、ほぼ準単色光と見なせ、十分な効果が得られる。
【００５８】
また、空間光変調素子を顕著に劣化させる光を遮断するために、光源から出射される光に対してフィルタを入れるということも必要が無い。フィルタを入れなくてもよいので、フィルタによる光学的な損失も無く、低消費電力で明るい画像表示装置を提供することができる。
【００５９】
また、余計な光を制限するフィルタや配向膜の劣化を抑制する特別な添加剤は不要で、しかも空間変調素子の配向膜には安価なポリイミドを用いることができるので、安価な画像表示装置を提供することができる。
【００６０】
また、広い色再現範囲を実現するために、青色光源の波長を４４５ｎｍ〜４６０ｎｍと通常よりも短めにした場合でも、波長の幅（ＦＷＨｍ）が３ｎｍ以下と波長の幅が狭い光源を用いることで、広い色再現範囲を実現しつつ長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができる。
【００６１】
また、本実施の形態においては、短い波長の境界を４４５ｎｍとしたが、図５から理解されるように青色光源の波長を４４５ｎｍから±５ｎｍ変えたときに劣化速度が大幅に変化する。光源のある中心波長をＸｎｍとし、光源の波長をＸｎｍから±５ｎｍ変化させたとする。すなわちＸｎｍ＋５ｎｍの波長を用いた場合とＸｎｍ−５ｎｍの波長を用いた場合に、空間光変調素子の劣化速度が５倍以上変化するとき、波長Ｘｎｍを短い波長の許容範囲の境界となる波長としてもよい。この設定により、長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置をより確実に提供できるようになる。
【００６２】
また、光源の発するビームの波長の拡がり幅を考慮して、半値全幅の短い側の波長を境界となる波長Ｘｎｍ以上とすることにより、長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置をより一層確実に提供できるようになる。
【００６３】
また、青色光を発生させる半導体レーザは窒化ガリウムにインジウムを添加することにより、レーザ発振する波長を制御しており、波長を長くする程、インジウムの添加量を多くしなければならない。インジウムの添加量を多くする程、レーザの動作電流及び消費電力は増え、寿命が短くなるので、青色光の波長を通常の青色である４６０〜４７０ｎｍよりも短い波長である４４５ｎｍ〜４６０ｎｍとすることで、深い青色を表現することが可能となり、且つ、インジウムの添加量が少なくてよい分、光源の消費電力が少なく寿命も長くなる。その結果、画像表示装置としても消費電力が少なく寿命の長い画像表示装置を提供することができる。
【００６４】
また、ここでは、ポリイミドに芳香族のポリイミドを用いたが、半芳香族や脂環式等、何れのポリイミドもＣ−Ｎ結合を有しているので、何れのポリイミドを用いた場合でも、同様の効果を得ることができる。半芳香族や脂環式等は、芳香族と比べて材料の合成製造は難しくなるものの、耐光性は向上するため、より長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質な画像表示装置を提供することができるようになる。
【００６５】
また、画像表示装置に液晶を用いた場合、長時間同じ画像を表示するとその画像が残存する、所謂画像の焼き付きと呼ばれる好ましくない現象の起こることがある。酸無水物としてＴＣＡやＮＤＡを用いた脂環式ポリイミドを使用した場合には、画像の焼き付きが少ない画像表示装置を提供することができる。
【００６６】
また、ポリイミドでは無く、ポリアミック酸や、他の高分子であっても、それらの高分子がＣ−Ｎ結合を有している場合には、同様な効果が得られる。
【００６７】
また、本実施の形態では、配向膜を例に説明したが、配向膜と透明電極の間もしくは配向膜と液晶の間に別の有機物からなる層を設け、その層がＣ−Ｎ結合を有している場合でも同様の効果を得ることができる。また、液晶自身にＣ−Ｎ結合を有している場合、フタロシアニンを用いた偏光板、液晶材料を用いた波長板、等、画像表示装置を構成する光学部品にＣ−Ｎ結合を有する有機分子を含んでいる場合についても同様の効果を得ることができる。
【００６８】
このように、本実施の形態によれば、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、光学部品は、光源１２１〜１２３から空間光変調素子１３５に至る光路中に配置し、光源１２１〜１２３は、空間光変調素子の非劣化領域に中心波長を有する準単色光を発するレーザである構成を採る。これにより、劣化による寿命の最低保証時間の精度を向上させることができる。
【００６９】
また、青色光源波長の半値全幅を３ｎｍ以下とすることで、劣化の軽減と広い色再現範囲を両立させることができる。
【００７０】
また、青色光源の波長を４４５ｎｍ以上４６０ｎｍ以下とすることで、下記の利点がある。(1)安価なポリイミド材料が使える。(2)フィルタ及び、別の添加剤も不要となる。コストアップが無く、安価な画像表示装置が提供可能になる。(3)光の損失が無いので、低消費電力で明るい画像表示装置が提供可能になる。(4)光源の消費電力が少なく寿命も長い。
【００７１】
また、本実施の形態では、光学部品は、光源の波長をＸｎｍより５ｎｍ長い波長とした場合と光源の波長をＸｎｍより５ｎｍ短い波長とした場合とでは、光源からのビームを光学部品に照射したときの光学部品の劣化速度が５倍以上異なる特性を有し、光源の波長をＸｎｍ以上とする構成を採る。上記光学部品は、例えば、空間光変調素子である。これにより、劣化しにくい画像表示装置を確実に提供することができる。
【００７２】
（実施の形態２）
実施の形態２では、本発明者らが見出した劣化速度の照射強度依存性について説明する。
【００７３】
図７は、本発明の実施の形態２に係る画像表示装置の空間光変調素子への光照射強度と空間光変調素子の劣化との関係を示す図である。
【００７４】
本実施の形態の画像表示装置の構成は、図１の画像表示装置１００と同様である。
【００７５】
本実施の形態では、空間光変調素子１３５の配向膜にポリイミドを用いている。
【００７６】
図７において、横軸は空間光変調素子に照射する青色光の照射強度、縦軸は、空間光変調素子の劣化速度であり、単位時間当たりの輝度の低下率を示している。ここでは波長４５１ｎｍの結果を示している。他の波長でも同様の傾向を示していた。
【００７７】
空間光変調素子の劣化速度は、光の照射強度の２乗に比例して増加している。劣化速度が、光の照射強度の２乗に比例して増加するということは、二光子吸収が生じている場合の典型的な特性である。劣化が１つの光子を吸収することで生じるのであれば、劣化速度は光の照射強度に比例する。
【００７８】
二光子吸収の場合、等価的な励起エネルギは、１つの光子の２倍になるので、青色光の波長が４５０ｎｍであれば、波長２２５ｎｍに相当するエネルギの分子結合までは切断できるようになる。
【００７９】
表１に示すように、Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｏ等、殆どの一重結合の結合エネルギは、波長２２５ｎｍに相当するエネルギよりも小さいので、二光子吸収によって、殆どの一重結合が切断され得る。しかし、実際には、Ｃ−Ｎ結合の光を吸収する確率が、Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｏ等、他の一重結合が光を吸収する確率よりも大幅に高い。その結果、２光子吸収によって引き起こされる分子結合の切断は、主としてＣ−Ｎ結合の切断となる。
【００８０】
実施の形態１では、Ｒの駆動及び発光時間幅ｔ１、Ｇの駆動及び発光時間幅ｔ３、Ｂの駆動及び発光時間幅ｔ５は、それぞれ同じ時間幅の５．３ミリ秒（繰り返し周期Ｔの３２／１００）とした。本実施の形態の画像表示装置では、今回分かった知見を元に、Ｒ、Ｇ、Ｂの発光時間の比率を変えている。
【００８１】
空間光変調素子の劣化速度が、光の照射強度の２乗に比例して増加するため、ＲもしくはＧの発光時間の比率を低くして、その分Ｂの発光時間の比率を高めることで、更に空間光変調素子の寿命を改善することが可能となる。
【００８２】
図８は、本実施の形態の画像表示装置における光源の駆動と発光のタイミングを示す図である。
【００８３】
ここでは、Ｒの駆動及び発光時間幅ｔ１とＧの駆動及び発光時間幅ｔ３は、２．７ミリ秒（繰り返し周期Ｔの１６／１００）と実施の形態１の画像表示装置１００に比べて半分の時間幅とし、Ｂの駆動及び発光時間幅ｔ５は、１０．７ミリ秒（繰り返し周期Ｔの６４／１００）と実施の形態１の画像表示装置に比べて２倍の時間幅としている。
【００８４】
時間幅を変えているので、光源１２１〜１２３の発光強度であるＩＲ、ＩＧ、ＩＢは、時間幅の増減に応じて変更しており、ＩＲは１．６４Ｗ、ＩＧは１．０Ｗ、ＩＢは０．２２５Ｗとしている。
【００８５】
このように、本実施の形態によれば、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、光学部品は、光源１２１〜１２３から空間光変調素子１３５に至る光路中に配置し、青色のビームを発する第３の光源１２１の発光する時間が、赤色のビームを発する第１の光源１２３もしくは緑色のビームを発する第２の光源１２２の発光する時間よりも長くする構成を採る。例えば、ＲＧＢのカラーシーケンシャル駆動において、青の発光期間を赤もしくは緑の発光期間よりも長くする。これにより、ＬＣＯＳへの照射光のピークパワーが下がり、画像表示装置の長寿命化を図ることができる。
【００８６】
本実施の形態の画像表示装置では、実施の形態１の画像表示装置と比較して、空間光変調素子の寿命が２倍長くなる。すなわち、更に長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができる。
【００８７】
なお、ここでは、青色光源の発光時間を２倍として、出力を２分の１としたが、一例であり、赤色光源と緑色光源の設定可能な出力に応じて、時間幅を自由に設定することができる。
【００８８】
（実施の形態３）
実施の形態３では、画像表示装置の青色光源の駆動と発光のタイミングについて説明する。
【００８９】
図９は、本発明の実施の形態３に係る画像表示装置の青色光源の駆動と発光のタイミングを示す図である。図９（ａ）は、実施の形態１の画像表示装置の青色光源の駆動と発光のタイミングを、図９（ｂ）は、本実施の形態の画像表示装置の青色光源の駆動と発光のタイミングを、それぞれ示す。ＤＲＶは光源の駆動状態、ＬＤＯは光源の発光状態を示している。
【００９０】
本実施の形態の画像表示装置の光学エンジン２００の構成は、図１の画像表示装置１００と同様である。
【００９１】
半導体レーザは、緩和振動特性を有していることがあり、そのような特性を有している場合には、光源をオンにした直後のタイミングで、想定よりも大きな出力となることがある。また、光源に矩形パルスの電流を供給する駆動回路や配線等の持つキャパシタンスやインダクタンスの値次第では、同様に光源をオンにした直後のタイミングで、想定よりも大きな出力となることがある。
【００９２】
図９（ａ）に示すように、矩形パルスの平坦部に対応する光源の安定した状態の出力をＩＢ、矩形パルスの立ち上がり部分に対応する光源をオンにした瞬間の光源の出力をＩｐとしたとき、ＩｐはＩＢよりも数十％から数倍大きな値となる。ＩＢよりも大きなＩｐが現れる時間ｔｖは、数十ｎ秒〜数十μ秒と比較的短いが、瞬間的に強い青色光が空間光変調素子に照射されることは、空間光変調素子の寿命の観点では好ましくない。空間光変調素子の劣化速度が、光の照射強度の２乗に比例と、光の照射強度が強くなると急激に増加するためである。
【００９３】
図９（ｂ）は、本実施の形態の画像表示装置の青色光源の駆動と発光のタイミングを示している。光源をオンにした直後のタイミングで、光源の安定した状態の出力ＩＢを超えるような出力が光源からなされないように、ＩＢよりも大きなＩｐを抑え込むのに必要な時間幅ｔｖｃで、光源を駆動する矩形パルスの立ち上がり波形を鈍らせている。
【００９４】
光源を駆動する矩形パルスの立ち上がり波形を鈍らせる方法は、コンデンサと抵抗で構成されるＣＲフィルタを用いる方法がある。また、矩形パルスをデジタルデータをアナログ波形に変換（Ｄ−Ａ変換）して形成する際、デジタルデータで細かく波形の形状を制御する方法など、一般的に良く知られている様々な方法を適用することができる。これらの矩形パルスの立ち上がり波形を鈍らせる方法を、波形整形部として制御システム部１１９（図１参照）における光源駆動部１５０〜１５２（図１１参照）の出力段に設ければよい。
【００９５】
光源の安定した状態の出力ＩＢを超えるような出力が、光源から出射されないようにすることにより、空間光変調素子を構成する配向膜の劣化はより少なくなる。その結果、更に長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができる。
【００９６】
このように、本実施の形態によれば、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、光学部品は、光源１２１〜１２３から空間光変調素子１３５に至る光路中に配置し、制御システム部１１９は、光源１２１〜１２３を略矩形状の波形で変調して発光させ、光源１２１〜１２３からの略矩形状の波形の立ち上がり部分における出力強度が略矩形状の波形の平坦部の出力強度よりも大きくならないように、略矩形状の波形の立ち上がりを鈍らせる。これにより、緩和振動によるピークパワーが抑えられ、画像表示装置の長寿命化を図ることができる。
【００９７】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４に係る画像表示装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、本発明に係る画像表示装置を映像投射装置に適用した例である。図１と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
【００９８】
図１０に示すように、映像投射装置１４４（画像表示装置）は、映像を投射する光学エンジン２００と、映像データを光学エンジン２００で表示できるように加工する制御システム部１１９と、スイッチ１４５と、備える。また、映像投射装置１４４は、外部に置かれたパーソナルコンピュータ装置１４６と光情報記録装置１４７に接続されている。
【００９９】
光情報記録装置１４７は、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク（ｂｌｕ−ｒａｙ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの情報記録媒体であり、映像情報を記録する。光情報記録装置１４７には、テレビジョン放送を受信するためのチューナも内蔵されている。
【０１００】
日本のテレビ放送の色温度の基準値は９３００Ｋのため、市販されているテレビジョン装置や画像表示装置の色温度も９３００Ｋを標準値として設定されていることが多い。
【０１０１】
しかし、映像投射装置１４４は、投射される映像の色温度の初期値を６５００Ｋとしている。色温度を６５００Ｋとしても、一般的には違和感は無い。色彩工学における色温度の標準値が６５００Ｋのためである。なお、映像投射装置１４４のユーザには、目の疲労が少ないことと、色温度を低くする程画像表示装置の寿命が長くなることを告知することが好ましい。
【０１０２】
映像投射装置１４４の色温度は、固定された値では無く、スイッチ１４５を操作することにより変更できる。例えば、パーソナルコンピュータ装置１４６から出力されるプレゼンテーション用の静止画を表示するとき、スイッチ１４５を操作することにより、映像投射装置１４４のユーザの好みに応じて色温度を９０００Ｋに設定することができる。
【０１０３】
図１１は、映像投射装置１４４の制御システム部１１９の主要部の概略構成を示す図である。
【０１０４】
図１１に示すように、制御システム部１１９は、スイッチ１４５、識別部１４８、制御部１４９、光源駆動部１５０〜１５２、及び出力端子１５３〜１５５を備える。
【０１０５】
パーソナルコンピュータ装置１４６及び光情報記録装置１４７から出力される映像信号は、制御システム部１１９に入力される。パーソナルコンピュータ装置１４６と光情報記録装置１４７からの映像信号は、識別部１４８で所望の信号が選択された後、制御部１４９に入力される。所望の選択とは、パーソナルコンピュータ装置１４６と光情報記録装置１４７のどちらか一方からしか映像信号が出力されていない場合には、自動的に一方の出力されている映像信号を選択する。また、両方入力されている場合には、ユーザが映像投射装置に設けられた映像を選択するスイッチ（図示略）を操作することで、表示を希望する側の映像信号が選択される。
【０１０６】
制御部１４９は、入力された映像信号の色情報、スイッチ１４５で設定される色温度、空間光変調素子の状態に応じて、赤色、緑色、青色の光源の発光状態及び出力強度を制御する制御信号を出力する。制御部１４９から出力される制御信号は、光源駆動部１５０〜１５２に入力される。
【０１０７】
光源駆動部１５０〜１５２は、赤色、緑色、青色の光源の発光状態を制御する制御出力を出力端子１５３〜１５５からそれぞれ出力する。
【０１０８】
図１２は、色温度と投射レンズ出力との関係を示す図である。図１２は、各色温度に対する赤色光、緑色光、青色光の投射レンズからの出力強度を示しており、色温度が９０００Ｋのときの出力強度を１として規格化して示している。ここで、各色温度で同じ輝度となるようにしている。
【０１０９】
初期の色温度を標準値の９３００Ｋよりも低い６５００Ｋとすることにより、青色光の強度は２０％低くできる。
【０１１０】
図７に示すように、空間光変調素子の劣化速度は青色光の強度の２乗に反比例するので、色温度の設定を変更することで、青色光の強度を２０％低くすることにより、空間光変調素子の寿命は１．６倍長くなる。
【０１１１】
このように、本実施の形態によれば、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、光学部品は、光源１２１〜１２３から空間光変調素子１３５に至る光路中に配置し、赤色のビームを発する第１の光源１２３と緑色のビームを発する第２の光源１２２と青色のビームを発する第３の光源１２１を発光させることによる表示される白色の色温度が５０００Ｋ以上９３００Ｋ以下である構成を採る。これにより、青色の強度が下がり、画像表示装置の長寿命化を図ることができる。
【０１１２】
また、本実施の形態では、制御システム部１１９は、第１の光源１２３と第２の光源１２２と第３の光源１２１を発光させることによる表示される白色の色温度を調整可能な色温度調整機能を有する。色温度調整機能は、装置側からの要求により設定されている本来の白色の色温度を、長寿命化の観点から敢えて青色の強度を下げた白色の色温度に調整する。これにより、色温度（青色の強度）を下げることが可能になり、画像表示装置の長寿命化を図ることができる。
【０１１３】
色温度調整機能はまた、投射シーン（動画／静止画など）に応じて、自動で色温度を調整・必要としないときの色温度を下げて、長寿命化を図る。また、制御システム部１１９は、外部から白色の色温度を調整設定を受付ける。これにより、ユーザがマニュアルで色温度を調整・寿命と画質のバランスを選択することが可能になる。
【０１１４】
本実施の形態の画像表示装置においては、実施の形態１の画像表示装置と比較して更に長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができる。
【０１１５】
なお、ここで示した６５００Ｋは一例であって、画像表示装置の設計方針に応じて、更に色温度を下げる等、異なる色温度としてよい。色温度が５０００Ｋ以上９３００Ｋ以下であれば、白を表示させたときの違和感は殆ど無く、許容される。
【０１１６】
また、ここでは、スイッチ１４５の操作で色温度を設定変更できるようにしているが、画像表示装置に入力される信号が動画なのか静止画なのかに応じて、静止画のときは色温度を高める等、自動で色温度を調節できるようにしても構わない。
【０１１７】
投射シーンに応じて、自動で色温度を調整できるようにすることにより、ユーザ操作の負担を軽減しつつ、長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができる。
【０１１８】
以上に説明した実施の形態は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な形態を採り得る。
【０１１９】
例えば、上記各実施の形態では、広い色再現性を実現するためにＲＧＢの３原色共、波長の半値全幅が数ｎｍと波長幅の狭いレーザ光を用いたが、必要に応じてレーザ光を用いなくても構わない。特に、緑色光と赤色光は、青色光と比較すると全くと言ってよい程、Ｃ−Ｎ結合の劣化させる度合いが低く、また、波長幅への依存性も同様に極めて低いので、本発明に関して如何なる制約も無い。そのため、発光ダイオード（ＬＥＤ）、蛍光体からの発光等、どのような光源にも適用することができる。
【０１２０】
青色光に関しても、概ね強度が最大となる値の半分となる波長を、短い波長の許容範囲の境界となる波長に設定することにより、長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができる。
【０１２１】
また、必ずしもＲＧＢの３原色を用いる必要は無く、青色の１色のみを用いる等、少なくとも青色もしくは青色よりも短い波長の光源を有していればよい。
【０１２２】
また、光源を駆動する矩形パルスの立ち上がり波形を鈍らせることや、青色光源の発光時間を長くすること、色温度を下げること等は、どのようなタイプの光源や如何なる波長を用いた場合でも、長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができるという効果が得られる。
【０１２３】
また、空間光変調素子は、反射型の液晶表示素子の一種であるＬＣＯＳを用いたが、透過型の液晶表示素子であっても構わない。また、画像表示装置は、投写型に限定されるものでは無く、直接表示画像を観る液晶テレビや液晶ディスプレイ等の液晶表示装置であってもよい。
【０１２４】
また、上記各実施の形態では、画像表示装置という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、表示装置、液晶装置等であってもよい。
【０１２５】
また、空間光変調素子がデジタルマイクロミラー（ＤＭＤ）である等、Ｃ−Ｎ結合を有する有機分子が空間光変調素子には用いられていない場合でも、光源から発せられるビーム（青色光）が透過する光路中に配置される光学部品にＣ−Ｎ結合を有する有機分子が含まれる場合には、同様の効果が得られる。
【０１２６】
また、画像表示装置の実装形態にも何ら制約は無い。独立で使用する形態であってもよいし、機器に内蔵する形態であってもよい。
【０１２７】
また、用いる液晶材料に関して、制約は無いが、Ｃ−Ｎ結合を含まない方がより長寿命の画像表示装置を提供することができる。液晶材料がＣ−Ｎ結合を含んでいた場合でも、液晶分子全体においてＣ−Ｎ結合が占める割合は、ポリイミド全体においてＣ−Ｎ結合が占める割合と比較すると遙かに少ないため、液晶材料がＣ−Ｎ結合を含んでいる場合と含んでいない場合との寿命の差は殆ど無い。
【０１２８】
また、光学構成に何ら制約が無いことは言うまでもない。例えば、３つの光源から出力をダイクロイックミラーを用いて合波する構成を示したが、クロスプリズムや波長選択性の回折格子を用いる等、必要に応じた構成として構わない。更にレンズの焦点距等、他の光学条件も、同様に必要に応じた構成として構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明の画像表示装置は、Ｃ−Ｎ結合を有する有機分子を用いた場合でも、長期間の使用に対する表示画像の劣化を少なくすることができ、投射型画像表示装置、液晶テレビ及び液晶ディスプレイ等、画像表示装置全般に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
１００ 画像表示装置
１１７ 投射レンズ
１１８ スクリーン
１１９ 制御システム部
１２１〜１２３ 光源
１２４〜１２６ コリメートレンズ
１２７ ミラー
１２８、１２９ ダイクロイックミラー
１３０ 集光レンズ
１３１、１３２ フライアイレンズ
１３３ コンデンスレンズ
１３４ 偏光ビームスプリッタ
１３５ 空間光変調素子
１３６ ガラス基板
１３７ 半導体基板
１３８ 反射膜
１３９，１４０ 透明電極
１４１，１４２ 配向膜
１４３ 液晶層
１４４ 映像投射装置（画像表示装置）
１４５ スイッチ
１４６ パーソナルコンピュータ装置
１４７ 光情報記録装置
１４８ 識別部
１４９ 制御部
１５０〜１５２ 光源駆動部
１５３〜１５５ 出力端子
２００ 光学エンジン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶装置を用いた画像表示装置では、液晶の分子が所望の向きに配列するように配向膜が設けられている。この配向膜を形成する材料としては、一般にポリイミド樹脂，ポリビニルアルコール樹脂，ポリアミド樹脂等が用いられている。
【０００３】
これらの材料もしくはその前駆体を、例えばスピンコート等の工法によって、０．０５μｍ〜０．２μｍ厚みに塗布した後、１５０〜２５０℃の温度で焼成することで、配向膜が形成される。
【０００４】
これらの有機材料が好んで用いられるのは、配向膜が安価に形成できるためである。
【０００５】
ところが、有機材料からなる配向膜は、光、特に波長が短い青〜紫外の光が照射されることによって劣化する性質があり、配向膜が劣化すると、表示される画像が暗くなったり、色が変わったりしていた。
【０００６】
この配向膜の劣化を防ぐために、配向膜の材料や光学構成において様々な改善がなされてきた。
【０００７】
特許文献１には、配向膜を構成する材料の主成分を含む光学フィルタを、液晶装置の光が入射する側に配置した液晶装置が記載されている。特許文献１記載の液晶装置は、配向膜を劣化させる光が配向膜に入射することを抑え、配向膜の劣化を低減している。
【０００８】
特許文献２には、光源から前記光変調装置までの光路中に、前記所定の波長領域の光のうち約４３５ｎｍ以上の波長領域の光の反射率が約９０％以上で、少なくとも４２５ｎｍ±５ｎｍの波長領域の光の反射率が前記約４３５ｎｍ以上の波長領域の光の反射率に比べて低い反射ミラーを備える投写型表示装置が記載されている。特許文献１記載の投写型表示装置は、劣化の要因が電極材料にあるのではと考え、波長４００ｎｍ以下の光の強度を低減させるのに紫外線遮断フィルタが有効であることを踏まえた上で、更に波長４２５ｎｍ±５ｎｍの透過率を低減させるフィルタを画像表示装置に備えることで、光変調装置の動作特性の劣化を抑制するとともに、光の明るさをより十分に確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２８４２８７号公報
【特許文献２】特開２００１−７５１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１，２記載の画像表示装置は、紫外光を遮断するフィルタを用いるため、フィルタを設ける分コストがかかる。また、急峻なフィルタを設けることが困難であるので、十分に劣化が抑えられない。また、十分に劣化を抑えようとすると、必要な光も減衰して輝度が低下してしまうという課題がある。
【００１１】
上記課題に加えて、紫外光を遮断するフィルタによって、紫外光を遮断しているにも拘わらず、画像表示装置を連続して使用しているうちに、液晶パネルの特性が劣化し、画像表示装置の輝度が低下し、色むらが発生するという課題があった。
【００１２】
本発明の目的は、簡素な構成でありながら、長期間使用しても輝度の低下や色むらの発生が抑制可能な画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の画像表示装置は、青色もしくは青色よりも波長の短いビームを発する光源と、前記光源から出射されるビームを受け、表示させる画像に応じてビームを変調する空間光変調素子と、前記光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調されたビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、前記制御部は、前記光源を略矩形状の波形で変調して発光させ、前記光源からの前記略矩形状の波形の立ち上がり部分における出力強度が前記略矩形状の波形の平坦部の出力強度よりも大きくならないように、前記略矩形状の波形の立ち上がりを鈍らせる波形整形手段を有する構成を採る。
【００１４】
本発明の画像表示装置は、赤色のビームを発する第１の光源と、緑色のビームを発する第２の光源と、青色のビームを発する第３の光源と、前記第１の光源から出射される赤色のビームと前記第２の光源から出射される緑色のビームと前記第３の光源から出射される青色のビームとを受け、表示させる画像に応じて前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームとを変調する空間光変調素子と、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調された前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、前記第３の光源の発光する時間が、前記第１の光源もしくは前記第２の光源の発光する時間よりも長い構成を採る。
【００１５】
本発明の画像表示装置は、赤色のビームを発する第１の光源と、緑色のビームを発する第２の光源と、青色のビームを発する第３の光源と、前記第１の光源から出射される赤色のビームと前記第２の光源から出射される緑色のビームと前記第３の光源から出射される青色のビームとを受け、表示させる画像に応じて前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームとを変調する空間光変調素子と、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調された前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源を発光させることによる表示される白色の色温度が５０００Ｋ以上９３００Ｋ以下である構成を採る。
【００１６】
本発明の画像表示装置は、赤色のビームを発する第１の光源と、緑色のビームを発する第２の光源と、青色のビームを発する第３の光源と、前記第１の光源から出射される赤色のビームと前記第２の光源から出射される緑色のビームと前記第３の光源から出射される青色のビームとを受け、表示させる画像に応じて前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームとを変調する空間光変調素子と、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調された前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、前記制御部は、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源を発光させることによる表示される白色の色温度を調整可能な色温度調整手段を有する構成を採る。
【００１７】
本発明の画像表示装置は、青色もしくは青色よりも波長の短いビームを発する光源と、前記光源から出射されるビームを受け、表示させる画像に応じてビームを変調する空間光変調素子と、前記光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調されたビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、前記光源は、前記空間光変調素子の非劣化領域に中心波長を有する準単色光を発するレーザである構成を採る。
【００１８】
本発明の画像表示装置は、準単色のビームを発する光源と、前記光源から出射されるビームを受け、表示させる画像に応じてビームを変調する空間光変調素子と、前記光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調されたビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に、有機分子を構成要素とする光学部品を配置し、前記光学部品は、前記光源の波長をＸｎｍより５ｎｍ長い波長とした場合と前記光源の波長をＸｎｍより５ｎｍ短い波長とした場合とでは、前記光源からのビームを前記光学部品に照射したときの前記光学部品の劣化速度が５倍以上異なる特性を有し、前記光源の波長をＸｎｍ以上とする構成を採る。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、有機分子を有する光学部品の劣化が抑えられ、広い色再現範囲を実現しつつ長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の概略構成を示す図
【図２】上記実施の形態１に係る画像表示装置の空間光変調素子の構成を模式的に示す図
【図３】上記実施の形態１に係る画像表示装置の光源の駆動と発光のタイミングを示す図
【図４】上記実施の形態１に係る画像表示装置の青色光源から発せられるビームのスペクトラムの一例を示す図
【図５】上記実施の形態１に係る画像表示装置の青色光の中心波長と空間光変調素子の特性の劣化との関係を示す図
【図６】上記実施の形態１に係る画像表示装置の空間光変調素子を構成する配向膜の分子の基本的な構成を示す図
【図７】本発明の実施の形態２に係る画像表示装置の空間光変調素子への光照射強度と空間光変調素子の劣化との関係を示す図
【図８】上記実施の形態２に係る画像表示装置の光源の駆動と発光のタイミングを示す図
【図９】本発明の実施の形態３に係る画像表示装置の青色光源の駆動と発光のタイミングを示す図
【図１０】本発明の実施の形態４に係る画像表示装置の概略構成を示す図
【図１１】上記実施の形態４に係る画像表示装置の映像投射装置の制御システム部の主要部の概略構成を示す図
【図１２】上記実施の形態４に係る画像表示装置の色温度と投射レンズ出力との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の概略構成を示す図である。
【００２３】
図１に示すように、画像表示装置１００は、光の３原色であるＲＧＢに対応する、赤色、緑色、青色のレーザ光を発する光源１２１〜１２３を有する。
【００２４】
光源１２１〜１２３は、それぞれ半導体レーザである。光源１２１は、青色の光である波長４５０ｎｍのビーム７１を、光源１２２は、緑色の光である波長５３２ｎｍのビーム７２を、光源１２３は、赤色の光である波長６４０ｎｍのビーム７３を、それぞれ発する。ビーム７１〜７３は、それぞれ直線偏光の光である。光源１２１〜１２３からそれぞれ出射したビーム７１〜７３は、コリメートレンズ１２４〜１２６にそれぞれ入射して平行光に変換される。コリメートレンズ１２４の焦点距離ｆ１、コリメートレンズ１２５の焦点距離ｆ２、コリメートレンズ１２６の焦点距離ｆ３は、いずれも４ｍｍである。コリメートレンズ１２４で平行光に変換されたビーム７１は、ミラー１２７で反射された後、ダイクロイックミラー１２８と１２９を透過する。コリメートレンズ１２５で平行光に変換されたビーム７２は、ダイクロイックミラー１２８で反射された後、ダイクロイックミラー１２９を透過する。
【００２５】
コリメートレンズ１２６で平行光に変換されたビーム７３は、ダイクロイックミラー１２９で反射される。ビーム７１，７２は、ダイクロイックミラー１２９を透過し、ビーム７３はダイクロイックミラー１２９で反射された後、ビーム７１〜７３の光路は１つとなり、集光レンズ１３０に入射する。集光レンズ１３０の焦点距離ｆ４は、１０ｍｍである。集光レンズ１３０に入射したビーム７１〜７３は、集光レンズ１３０で集光された後、フライアイレンズ１３１と１３２を透過することにより、投射レンズ１１７のＦナンバーと投射レンズ１１７で投影される映像の画質に適した、発散角度と強度分布を有するビームに変換される。フライアイレンズ１３１の焦点距離ｆ５とフライアイレンズ１３２の焦点距離ｆ６は、それぞれ２ｍｍである。フライアイレンズ１３２を透過したビーム７１〜７３は、コンデンスレンズ１３３を透過することでビームの拡がり角が変換され、偏光ビームスプリッタ１３４で反射された後、空間光変調素子１３５を照明する。コンデンスレンズ１３３の焦点距離ｆ７は、１０ｍｍである。ビーム７１〜７３は、空間光変調素子１３５で反射され、偏光ビームスプリッタ１３４を透過した後、投射レンズ１１７でスクリーン１１８に投射される。投射レンズのＦ値は、２．０である。
【００２６】
光源１２１〜１２３、空間光変調素子１３５、投射レンズ１１７等の光学部品は、安定な配置を保つように、１つの筐体に実装されており、その光学部品が実装された１つの筐体が光学エンジン２００である。
【００２７】
図２は、空間光変調素子１３５の構成を模式的に示す図である。
【００２８】
図２に示すように、空間光変調素子１３５は、液晶表示素子の一種である反射型の液晶表示素子（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal on Silicon）である。空間光変調素子１３５は、複数の層からなる。具体的には、半導体基板１３７の上に、反射膜１３８、透明電極１４０、配向膜１４２、液晶層１４３、配向膜１４１、透明電極１３９、ガラス基板１３６が積層されている。配向膜１４１と１４２は、芳香族のポリイミドからなり、液晶層１４３にある液晶分子の向きを一定の方向に揃える。芳香族のポリイミドは、原材料の合成が容易であるため材料が安価に入手できる。また、ポリイミドを用いた配向膜の形成は、スピンコートと簡単な加熱処理で可能なため、形成する時間は短く、形成するのに必要な設備の費用も少ない。その結果、芳香族のポリイミドを配向膜に用いた空間光変調素子は、非常に安価になる。
【００２９】
透明電極１３９と１４０は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）からなり、映像を表示するのに必要な電界を液晶層１４３に与える際に用いられる。液晶層１４３は、ツイストネマティック（ＴＮ：Twisted Nematic）型の液晶材料からなり、表示する映像に応じて透過する光の偏光状態を変化させる。反射膜１３８は、アルミニウムと誘電体多層膜からなり、ガラス基板側から入射してきた光を反射する。半導体基板１３７は、シリコンからなり、透明電極を介して液晶層１４３に印加される電圧の生成やオンとオフの動作等を行う電子回路が形成されている。
【００３０】
ここで、吸湿特性を改善する膜や反射率を改善する膜、不要な反射光を軽減する膜等、必要な仕様に応じて設けられる層は、略している。
【００３１】
偏光ビームスプリッタ１３４で反射されたビーム７１〜７３は、ガラス基板１３６側から空間光変調素子１３５に入射し、液晶層１４３を透過する際、表示する映像に応じてビーム７１〜７３の有する偏光方向が変えられる。本実施の形態で用いる液晶層１４３の液晶材料は、ノーマリーホワイトの特性を有している。ノーマリーホワイトの特性により、最も明るい白を表示させるときには、ビーム７１〜７３の有する偏光は、空間光変調素子１３５に入射するときと反射膜１３８で反射されて空間光変調素子１３５を出射するときとでは９０度異なる。
【００３２】
なお、ビーム７１〜７３が反射膜１３８で反射される際に、Ｕ字に曲がるように示しているが、模式的に示しているだけであり、実際には一般的な光学理論に基づき、入射角度に対応した角度で反射される。
【００３３】
１つの空間光変調素子１３５でＲＧＢの３色を所望の状態に変調するため、光源１２１〜１２３は、時分割で１色ずつ発光させており、ＲＧＢの３色の発光に応じて、空間光変調素子も制御されている。光源１２１〜１２３と空間光変調素子１３５の制御は、電子回路とソフトウェアが一体となった制御システム部１１９により実行される。
【００３４】
図３は、光源の駆動と発光のタイミングを示す図である。
【００３５】
図３において、ＤＲＶは光源の駆動状態、ＬＤＯは光源の発光状態を示しており、それぞれＲは赤色、Ｇは緑色、Ｂは青色の状態である。
【００３６】
ＲＧＢの３色は、順番に発光させており、その繰り返し周期Ｔは１６．７ミリ秒である。Ｒの駆動及び発光時間幅ｔ１、Ｇの駆動及び発光時間幅ｔ３、Ｂの駆動及び発光時間幅ｔ５は、それぞれ同じ時間幅の５．３ミリ秒（繰り返し周期Ｔの３２／１００）としている。また、各色の発光の終わりから次の色の発光の始まりまで、空間光変調素子１３５の液晶の状態が次の色の表示をするのに適切な状態になる期間として、いずれの色も発光しない期間ｔ２、ｔ４、ｔ６を設けており、それぞれ０．２５ミリ秒（繰り返し周期Ｔの１．３／１００）である。
【００３７】
ＩＲ、ＩＧ、ＩＢは、それぞれ光源１２１〜１２３の発光強度であり、色温度を９０００Ｋと設定したとき、ＩＲは０．８２Ｗ、ＩＧは０．５Ｗ、ＩＢは０．４５Ｗである。
【００３８】
従来の画像表示装置では、紫外光を遮断するフィルタを用いることによって光源から発せられる紫外光を遮断しているにも拘わらず、画像表示装置を連続して使用しているうちに、空間光変調素子の特性が劣化し、画像表示装置の輝度の低下と色むらが生じていた。しかしながら、これまでその理由は明らかにされていなかった。
【００３９】
本発明者らは、波長の半値全幅（ＦＷＨＭ：Full Width Half Maximum）が１．５〜２ｎｍと波長幅の狭い半導体レーザからのビームを青色光に用い、青色光の中心波長と空間光変調素子の特性の劣化との関係を明らかにした。
【００４０】
まず、本発明者らが見出した劣化速度の波長依存性について説明する。
【００４１】
図４は、青色光源から発せられるビームのスペクトラムの一例を示す図である。
【００４２】
図４に示すように、中心波長は４４７．５ｎｍ、半値全幅は約２ｎｍである。半値全幅が狭い光源を用いることにより、空間光変調素子の特性の劣化の波長依存性を明確にすることができる。
【００４３】
図５は、青色光の中心波長と空間光変調素子の特性の劣化との関係を示す図である。
【００４４】
空間光変調素子は、室温（約２５℃）で動作させている。また、単位面積当たりの光照射強度は、１平方ｍｍ当たり３０ｍＷとしている。
【００４５】
図５において、横軸は青色光の中心波長、縦軸は、空間光変調素子の劣化速度で、単位時間当たりの輝度の低下率を示している。
【００４６】
青色光の中心波長が４４５ｎｍよりも長い場合と短い場合とで、劣化速度は大きく変化した。波長４６７ｎｍのとき−０．００５２、波長４５１ｎｍのとき−０．００７、波長４３８ｎｍのとき−０．１７４となっており、波長４５１ｎｍのときの寿命（例えば、輝度が初期の２分の１となるまでの時間）を、基準の１としたとき、波長４６７ｎｍの場合には、寿命は約１．３（０．００７／０．００５２）倍長くなるが、その差は比較的小さい。一方、波長４３８ｎｍの場合には寿命は約２５分の１（０．００７／０．１７４）と、大幅に短くなる。すなわち、波長４４５ｎｍ付近を境として、波長が短くなると大幅に寿命が短くなる。
【００４７】
波長４３８ｎｍと４５１ｎｍで空間光変調素子の光学的な特性、例えば初期の輝度は殆ど同じであり、空間光変調素子を構成する液晶材料や配向膜の分光特性から、この空間光変調素子の劣化速度の波長依存性を説明することはできなかった。
【００４８】
表１は、日本化学会編 化学便覧基礎編IIに記載されている、液晶材料及び配向膜を構成する代表的な分子結合とそれらの分子結合の結合エネルギの値を抜粋し、分子結合の結合エネルギの値を用いて、結合エネルギに対応するエネルギを有する光（光子）の波長を計算した結果である。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１において、例えばＣ＝Ｏは、Ｃ（炭素：Carbon）とＯ（酸素：Oxygen）との二重結合を、Ｃ−ＦはＣ（炭素：Carbon）とＦ（弗素：Fluorine）との一重結合を示している。
【００５１】
表１から、結合エネルギが一番小さいＣとＮ（窒素：Nitrogen）との一重結合（以下、Ｃ−Ｎ結合いう）の結合エネルギは、２９１．６ｋＪ／ｍｏｌとなっている。この２９１．６ｋＪ／ｍｏｌの結合エネルギに対応するエネルギを有する光（光子）の波長は、４１１ｎｍである。照射している青色光源の波長は４４０ｎｍ〜４６０ｎｍなので、光子は、結合エネルギよりも低いエネルギしか有しておらず、これまでは、Ｃ−Ｎ結合を切断しないと考えられていた。また、波長４４５ｎｍ付近で空間光変調素子の劣化速度が大きな変化を示すことも知られていなかった。
【００５２】
本発明者らは、今回、空間光変調素子の劣化は、主として空間光変調素子を構成する配向膜が、青色光が照射されることによって分解し、その結果、生じることを見出した。すなわち、図５に示すように、劣化速度は、波長依存性があり、波長に対して非常に敏感である。本発明者らは、その原因を、配向膜（ポリイミド）を構成する分子の中で、結合するエネルギが照射波長に近いＣ−Ｎ結合が、照射光のエネルギ（１光子吸収）で切断されると推定した。
【００５３】
図６は、空間光変調素子を構成する配向膜の分子の基本的な構成を示す図である。図６は、配向膜を構成する分子の一例として、2，2' ヘキサフルオロプロピリデンジフタル酸二無水物（６ＦＤＡ：2,2’bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafuluoropropane dianhydride ）の構造を示す。
【００５４】
配向膜に用いられるポリイミドは多くの種類がある。それらのいずれも図６に示す６ＦＤＡのように、Ｃ−Ｎ結合を有している。このＣ−Ｎ結合が、熱（通常の室温状態であれば３００Ｋ程度）による分子振動により、青色光の光子が有するエネルギよりもＣ−Ｎ結合の結合エネルギが小さくなったかのように振る舞うことが、非常に少ない確率だが、ある短い時間で起こりうる。そのときに波長４５０ｎｍ付近の青色光も非常に少ない確率ではあるが吸収される。
【００５５】
熱による分子振動により、Ｃ−Ｎ結合の結合エネルギが小さくなったかのように振る舞う現象は、本来の結合エネルギに対応する波長を基点として、波長が長くなる程、ガウス分布で急激に確率が低下する。Ｃ−Ｎ結合は、波長４５０ｎｍ付近の青色光を吸収することで、ＣとＮの一重結合が切断され、その結果、配向膜が劣化する。照射する光の波長が長くなる程、青色光を吸収する確率が急激に低下するので、Ｃ−Ｎ結合を切断する確率も波長が長くなると急激に低下する。更に、今回、Ｃ−Ｎ結合を切断するように機能する光吸収に、二光子吸収効果が併せて生じ、空間光変調素子の劣化速度の波長依存性が更に顕著になるということが分かった。
【００５６】
本発明者らは、これらの新たな知見を元に、本実施の形態の画像表示装置においては、青色光源を半導体レーザとした。半導体レーザから発せられる波長のＦＷＨＭは、２ｎｍ以下と狭く、中心波長を４４５ｎｍよりも長くすることで、長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができる。
【００５７】
なお、レーザから発せられる波長のＦＷＨＭが３ｎｍ以下であれば、ほぼ準単色光と見なせ、十分な効果が得られる。
【００５８】
また、空間光変調素子を顕著に劣化させる光を遮断するために、光源から出射される光に対してフィルタを入れるということも必要が無い。フィルタを入れなくてもよいので、フィルタによる光学的な損失も無く、低消費電力で明るい画像表示装置を提供することができる。
【００５９】
また、余計な光を制限するフィルタや配向膜の劣化を抑制する特別な添加剤は不要で、しかも空間変調素子の配向膜には安価なポリイミドを用いることができるので、安価な画像表示装置を提供することができる。
【００６０】
また、広い色再現範囲を実現するために、青色光源の波長を４４５ｎｍ〜４６０ｎｍと通常よりも短めにした場合でも、波長の幅（ＦＷＨｍ）が３ｎｍ以下と波長の幅が狭い光源を用いることで、広い色再現範囲を実現しつつ長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができる。
【００６１】
また、本実施の形態においては、短い波長の境界を４４５ｎｍとしたが、図５から理解されるように青色光源の波長を４４５ｎｍから±５ｎｍ変えたときに劣化速度が大幅に変化する。光源のある中心波長をＸｎｍとし、光源の波長をＸｎｍから±５ｎｍ変化させたとする。すなわちＸｎｍ＋５ｎｍの波長を用いた場合とＸｎｍ−５ｎｍの波長を用いた場合に、空間光変調素子の劣化速度が５倍以上変化するとき、波長Ｘｎｍを短い波長の許容範囲の境界となる波長としてもよい。この設定により、長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置をより確実に提供できるようになる。
【００６２】
また、光源の発するビームの波長の拡がり幅を考慮して、半値全幅の短い側の波長を境界となる波長Ｘｎｍ以上とすることにより、長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置をより一層確実に提供できるようになる。
【００６３】
また、青色光を発生させる半導体レーザは窒化ガリウムにインジウムを添加することにより、レーザ発振する波長を制御しており、波長を長くする程、インジウムの添加量を多くしなければならない。インジウムの添加量を多くする程、レーザの動作電流及び消費電力は増え、寿命が短くなるので、青色光の波長を通常の青色である４６０〜４７０ｎｍよりも短い波長である４４５ｎｍ〜４６０ｎｍとすることで、深い青色を表現することが可能となり、且つ、インジウムの添加量が少なくてよい分、光源の消費電力が少なく寿命も長くなる。その結果、画像表示装置としても消費電力が少なく寿命の長い画像表示装置を提供することができる。
【００６４】
また、ここでは、ポリイミドに芳香族のポリイミドを用いたが、半芳香族や脂環式等、何れのポリイミドもＣ−Ｎ結合を有しているので、何れのポリイミドを用いた場合でも、同様の効果を得ることができる。半芳香族や脂環式等は、芳香族と比べて材料の合成製造は難しくなるものの、耐光性は向上するため、より長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質な画像表示装置を提供することができるようになる。
【００６５】
また、画像表示装置に液晶を用いた場合、長時間同じ画像を表示するとその画像が残存する、所謂画像の焼き付きと呼ばれる好ましくない現象の起こることがある。酸無水物としてＴＣＡやＮＤＡを用いた脂環式ポリイミドを使用した場合には、画像の焼き付きが少ない画像表示装置を提供することができる。
【００６６】
また、ポリイミドでは無く、ポリアミック酸や、他の高分子であっても、それらの高分子がＣ−Ｎ結合を有している場合には、同様な効果が得られる。
【００６７】
また、本実施の形態では、配向膜を例に説明したが、配向膜と透明電極の間もしくは配向膜と液晶の間に別の有機物からなる層を設け、その層がＣ−Ｎ結合を有している場合でも同様の効果を得ることができる。また、液晶自身にＣ−Ｎ結合を有している場合、フタロシアニンを用いた偏光板、液晶材料を用いた波長板、等、画像表示装置を構成する光学部品にＣ−Ｎ結合を有する有機分子を含んでいる場合についても同様の効果を得ることができる。
【００６８】
このように、本実施の形態によれば、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、光学部品は、光源１２１〜１２３から空間光変調素子１３５に至る光路中に配置し、光源１２１〜１２３は、空間光変調素子の非劣化領域に中心波長を有する準単色光を発するレーザである構成を採る。これにより、劣化による寿命の最低保証時間の精度を向上させることができる。
【００６９】
また、青色光源波長の半値全幅を３ｎｍ以下とすることで、劣化の軽減と広い色再現範囲を両立させることができる。
【００７０】
また、青色光源の波長を４４５ｎｍ以上４６０ｎｍ以下とすることで、下記の利点がある。(1)安価なポリイミド材料が使える。(2)フィルタ及び、別の添加剤も不要となる。コストアップが無く、安価な画像表示装置が提供可能になる。(3)光の損失が無いので、低消費電力で明るい画像表示装置が提供可能になる。(4)光源の消費電力が少なく寿命も長い。
【００７１】
また、本実施の形態では、光学部品は、光源の波長をＸｎｍより５ｎｍ長い波長とした場合と光源の波長をＸｎｍより５ｎｍ短い波長とした場合とでは、光源からのビームを光学部品に照射したときの光学部品の劣化速度が５倍以上異なる特性を有し、光源の波長をＸｎｍ以上とする構成を採る。上記光学部品は、例えば、空間光変調素子である。これにより、劣化しにくい画像表示装置を確実に提供することができる。
【００７２】
（実施の形態２）
実施の形態２では、本発明者らが見出した劣化速度の照射強度依存性について説明する。
【００７３】
図７は、本発明の実施の形態２に係る画像表示装置の空間光変調素子への光照射強度と空間光変調素子の劣化との関係を示す図である。
【００７４】
本実施の形態の画像表示装置の構成は、図１の画像表示装置１００と同様である。
【００７５】
本実施の形態では、空間光変調素子１３５の配向膜にポリイミドを用いている。
【００７６】
図７において、横軸は空間光変調素子に照射する青色光の照射強度、縦軸は、空間光変調素子の劣化速度であり、単位時間当たりの輝度の低下率を示している。ここでは波長４５１ｎｍの結果を示している。他の波長でも同様の傾向を示していた。
【００７７】
空間光変調素子の劣化速度は、光の照射強度の２乗に比例して増加している。劣化速度が、光の照射強度の２乗に比例して増加するということは、二光子吸収が生じている場合の典型的な特性である。劣化が１つの光子を吸収することで生じるのであれば、劣化速度は光の照射強度に比例する。
【００７８】
二光子吸収の場合、等価的な励起エネルギは、１つの光子の２倍になるので、青色光の波長が４５０ｎｍであれば、波長２２５ｎｍに相当するエネルギの分子結合までは切断できるようになる。
【００７９】
表１に示すように、Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｏ等、殆どの一重結合の結合エネルギは、波長２２５ｎｍに相当するエネルギよりも小さいので、二光子吸収によって、殆どの一重結合が切断され得る。しかし、実際には、Ｃ−Ｎ結合の光を吸収する確率が、Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｏ等、他の一重結合が光を吸収する確率よりも大幅に高い。その結果、２光子吸収によって引き起こされる分子結合の切断は、主としてＣ−Ｎ結合の切断となる。
【００８０】
実施の形態１では、Ｒの駆動及び発光時間幅ｔ１、Ｇの駆動及び発光時間幅ｔ３、Ｂの駆動及び発光時間幅ｔ５は、それぞれ同じ時間幅の５．３ミリ秒（繰り返し周期Ｔの３２／１００）とした。本実施の形態の画像表示装置では、今回分かった知見を元に、Ｒ、Ｇ、Ｂの発光時間の比率を変えている。
【００８１】
空間光変調素子の劣化速度が、光の照射強度の２乗に比例して増加するため、ＲもしくはＧの発光時間の比率を低くして、その分Ｂの発光時間の比率を高めることで、更に空間光変調素子の寿命を改善することが可能となる。
【００８２】
図８は、本実施の形態の画像表示装置における光源の駆動と発光のタイミングを示す図である。
【００８３】
ここでは、Ｒの駆動及び発光時間幅ｔ１とＧの駆動及び発光時間幅ｔ３は、２．７ミリ秒（繰り返し周期Ｔの１６／１００）と実施の形態１の画像表示装置１００に比べて半分の時間幅とし、Ｂの駆動及び発光時間幅ｔ５は、１０．７ミリ秒（繰り返し周期Ｔの６４／１００）と実施の形態１の画像表示装置に比べて２倍の時間幅としている。
【００８４】
時間幅を変えているので、光源１２１〜１２３の発光強度であるＩＲ、ＩＧ、ＩＢは、時間幅の増減に応じて変更しており、ＩＲは１．６４Ｗ、ＩＧは１．０Ｗ、ＩＢは０．２２５Ｗとしている。
【００８５】
このように、本実施の形態によれば、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、光学部品は、光源１２１〜１２３から空間光変調素子１３５に至る光路中に配置し、青色のビームを発する第３の光源１２１の発光する時間が、赤色のビームを発する第１の光源１２３もしくは緑色のビームを発する第２の光源１２２の発光する時間よりも長くする構成を採る。例えば、ＲＧＢのカラーシーケンシャル駆動において、青の発光期間を赤もしくは緑の発光期間よりも長くする。これにより、ＬＣＯＳへの照射光のピークパワーが下がり、画像表示装置の長寿命化を図ることができる。
【００８６】
本実施の形態の画像表示装置では、実施の形態１の画像表示装置と比較して、空間光変調素子の寿命が２倍長くなる。すなわち、更に長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができる。
【００８７】
なお、ここでは、青色光源の発光時間を２倍として、出力を２分の１としたが、一例であり、赤色光源と緑色光源の設定可能な出力に応じて、時間幅を自由に設定することができる。
【００８８】
（実施の形態３）
実施の形態３では、画像表示装置の青色光源の駆動と発光のタイミングについて説明する。
【００８９】
図９は、本発明の実施の形態３に係る画像表示装置の青色光源の駆動と発光のタイミングを示す図である。図９（ａ）は、実施の形態１の画像表示装置の青色光源の駆動と発光のタイミングを、図９（ｂ）は、本実施の形態の画像表示装置の青色光源の駆動と発光のタイミングを、それぞれ示す。ＤＲＶは光源の駆動状態、ＬＤＯは光源の発光状態を示している。
【００９０】
本実施の形態の画像表示装置の光学エンジン２００の構成は、図１の画像表示装置１００と同様である。
【００９１】
半導体レーザは、緩和振動特性を有していることがあり、そのような特性を有している場合には、光源をオンにした直後のタイミングで、想定よりも大きな出力となることがある。また、光源に矩形パルスの電流を供給する駆動回路や配線等の持つキャパシタンスやインダクタンスの値次第では、同様に光源をオンにした直後のタイミングで、想定よりも大きな出力となることがある。
【００９２】
図９（ａ）に示すように、矩形パルスの平坦部に対応する光源の安定した状態の出力をＩＢ、矩形パルスの立ち上がり部分に対応する光源をオンにした瞬間の光源の出力をＩｐとしたとき、ＩｐはＩＢよりも数十％から数倍大きな値となる。ＩＢよりも大きなＩｐが現れる時間ｔｖは、数十ｎ秒〜数十μ秒と比較的短いが、瞬間的に強い青色光が空間光変調素子に照射されることは、空間光変調素子の寿命の観点では好ましくない。空間光変調素子の劣化速度が、光の照射強度の２乗に比例と、光の照射強度が強くなると急激に増加するためである。
【００９３】
図９（ｂ）は、本実施の形態の画像表示装置の青色光源の駆動と発光のタイミングを示している。光源をオンにした直後のタイミングで、光源の安定した状態の出力ＩＢを超えるような出力が光源からなされないように、ＩＢよりも大きなＩｐを抑え込むのに必要な時間幅ｔｖｃで、光源を駆動する矩形パルスの立ち上がり波形を鈍らせている。
【００９４】
光源を駆動する矩形パルスの立ち上がり波形を鈍らせる方法は、コンデンサと抵抗で構成されるＣＲフィルタを用いる方法がある。また、矩形パルスをデジタルデータをアナログ波形に変換（Ｄ−Ａ変換）して形成する際、デジタルデータで細かく波形の形状を制御する方法など、一般的に良く知られている様々な方法を適用することができる。これらの矩形パルスの立ち上がり波形を鈍らせる方法を、波形整形部として制御システム部１１９（図１参照）における光源駆動部１５０〜１５２（図１１参照）の出力段に設ければよい。
【００９５】
光源の安定した状態の出力ＩＢを超えるような出力が、光源から出射されないようにすることにより、空間光変調素子を構成する配向膜の劣化はより少なくなる。その結果、更に長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができる。
【００９６】
このように、本実施の形態によれば、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、光学部品は、光源１２１〜１２３から空間光変調素子１３５に至る光路中に配置し、制御システム部１１９は、光源１２１〜１２３を略矩形状の波形で変調して発光させ、光源１２１〜１２３からの略矩形状の波形の立ち上がり部分における出力強度が略矩形状の波形の平坦部の出力強度よりも大きくならないように、略矩形状の波形の立ち上がりを鈍らせる。これにより、緩和振動によるピークパワーが抑えられ、画像表示装置の長寿命化を図ることができる。
【００９７】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４に係る画像表示装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、本発明に係る画像表示装置を映像投射装置に適用した例である。図１と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
【００９８】
図１０に示すように、映像投射装置１４４（画像表示装置）は、映像を投射する光学エンジン２００と、映像データを光学エンジン２００で表示できるように加工する制御システム部１１９と、スイッチ１４５と、備える。また、映像投射装置１４４は、外部に置かれたパーソナルコンピュータ装置１４６と光情報記録装置１４７に接続されている。
【００９９】
光情報記録装置１４７は、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク（ｂｌｕ−ｒａｙ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの情報記録媒体であり、映像情報を記録する。光情報記録装置１４７には、テレビジョン放送を受信するためのチューナも内蔵されている。
【０１００】
日本のテレビ放送の色温度の基準値は９３００Ｋのため、市販されているテレビジョン装置や画像表示装置の色温度も９３００Ｋを標準値として設定されていることが多い。
【０１０１】
しかし、映像投射装置１４４は、投射される映像の色温度の初期値を６５００Ｋとしている。色温度を６５００Ｋとしても、一般的には違和感は無い。色彩工学における色温度の標準値が６５００Ｋのためである。なお、映像投射装置１４４のユーザには、目の疲労が少ないことと、色温度を低くする程画像表示装置の寿命が長くなることを告知することが好ましい。
【０１０２】
映像投射装置１４４の色温度は、固定された値では無く、スイッチ１４５を操作することにより変更できる。例えば、パーソナルコンピュータ装置１４６から出力されるプレゼンテーション用の静止画を表示するとき、スイッチ１４５を操作することにより、映像投射装置１４４のユーザの好みに応じて色温度を９０００Ｋに設定することができる。
【０１０３】
図１１は、映像投射装置１４４の制御システム部１１９の主要部の概略構成を示す図である。
【０１０４】
図１１に示すように、制御システム部１１９は、スイッチ１４５、識別部１４８、制御部１４９、光源駆動部１５０〜１５２、及び出力端子１５３〜１５５を備える。
【０１０５】
パーソナルコンピュータ装置１４６及び光情報記録装置１４７から出力される映像信号は、制御システム部１１９に入力される。パーソナルコンピュータ装置１４６と光情報記録装置１４７からの映像信号は、識別部１４８で所望の信号が選択された後、制御部１４９に入力される。所望の選択とは、パーソナルコンピュータ装置１４６と光情報記録装置１４７のどちらか一方からしか映像信号が出力されていない場合には、自動的に一方の出力されている映像信号を選択する。また、両方入力されている場合には、ユーザが映像投射装置に設けられた映像を選択するスイッチ（図示略）を操作することで、表示を希望する側の映像信号が選択される。
【０１０６】
制御部１４９は、入力された映像信号の色情報、スイッチ１４５で設定される色温度、空間光変調素子の状態に応じて、赤色、緑色、青色の光源の発光状態及び出力強度を制御する制御信号を出力する。制御部１４９から出力される制御信号は、光源駆動部１５０〜１５２に入力される。
【０１０７】
光源駆動部１５０〜１５２は、赤色、緑色、青色の光源の発光状態を制御する制御出力を出力端子１５３〜１５５からそれぞれ出力する。
【０１０８】
図１２は、色温度と投射レンズ出力との関係を示す図である。図１２は、各色温度に対する赤色光、緑色光、青色光の投射レンズからの出力強度を示しており、色温度が９０００Ｋのときの出力強度を１として規格化して示している。ここで、各色温度で同じ輝度となるようにしている。
【０１０９】
初期の色温度を標準値の９３００Ｋよりも低い６５００Ｋとすることにより、青色光の強度は２０％低くできる。
【０１１０】
図７に示すように、空間光変調素子の劣化速度は青色光の強度の２乗に反比例するので、色温度の設定を変更することで、青色光の強度を２０％低くすることにより、空間光変調素子の寿命は１．６倍長くなる。
【０１１１】
このように、本実施の形態によれば、炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、光学部品は、光源１２１〜１２３から空間光変調素子１３５に至る光路中に配置し、赤色のビームを発する第１の光源１２３と緑色のビームを発する第２の光源１２２と青色のビームを発する第３の光源１２１を発光させることによる表示される白色の色温度が５０００Ｋ以上９３００Ｋ以下である構成を採る。これにより、青色の強度が下がり、画像表示装置の長寿命化を図ることができる。
【０１１２】
また、本実施の形態では、制御システム部１１９は、第１の光源１２３と第２の光源１２２と第３の光源１２１を発光させることによる表示される白色の色温度を調整可能な色温度調整機能を有する。色温度調整機能は、装置側からの要求により設定されている本来の白色の色温度を、長寿命化の観点から敢えて青色の強度を下げた白色の色温度に調整する。これにより、色温度（青色の強度）を下げることが可能になり、画像表示装置の長寿命化を図ることができる。
【０１１３】
色温度調整機能はまた、投射シーン（動画／静止画など）に応じて、自動で色温度を調整・必要としないときの色温度を下げて、長寿命化を図る。また、制御システム部１１９は、外部から白色の色温度を調整設定を受付ける。これにより、ユーザがマニュアルで色温度を調整・寿命と画質のバランスを選択することが可能になる。
【０１１４】
本実施の形態の画像表示装置においては、実施の形態１の画像表示装置と比較して更に長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができる。
【０１１５】
なお、ここで示した６５００Ｋは一例であって、画像表示装置の設計方針に応じて、更に色温度を下げる等、異なる色温度としてよい。色温度が５０００Ｋ以上９３００Ｋ以下であれば、白を表示させたときの違和感は殆ど無く、許容される。
【０１１６】
また、ここでは、スイッチ１４５の操作で色温度を設定変更できるようにしているが、画像表示装置に入力される信号が動画なのか静止画なのかに応じて、静止画のときは色温度を高める等、自動で色温度を調節できるようにしても構わない。
【０１１７】
投射シーンに応じて、自動で色温度を調整できるようにすることにより、ユーザ操作の負担を軽減しつつ、長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができる。
【０１１８】
以上に説明した実施の形態は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な形態を採り得る。
【０１１９】
例えば、上記各実施の形態では、広い色再現性を実現するためにＲＧＢの３原色共、波長の半値全幅が数ｎｍと波長幅の狭いレーザ光を用いたが、必要に応じてレーザ光を用いなくても構わない。特に、緑色光と赤色光は、青色光と比較すると全くと言ってよい程、Ｃ−Ｎ結合の劣化させる度合いが低く、また、波長幅への依存性も同様に極めて低いので、本発明に関して如何なる制約も無い。そのため、発光ダイオード（ＬＥＤ）、蛍光体からの発光等、どのような光源にも適用することができる。
【０１２０】
青色光に関しても、概ね強度が最大となる値の半分となる波長を、短い波長の許容範囲の境界となる波長に設定することにより、長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができる。
【０１２１】
また、必ずしもＲＧＢの３原色を用いる必要は無く、青色の１色のみを用いる等、少なくとも青色もしくは青色よりも短い波長の光源を有していればよい。
【０１２２】
また、光源を駆動する矩形パルスの立ち上がり波形を鈍らせることや、青色光源の発光時間を長くすること、色温度を下げること等は、どのようなタイプの光源や如何なる波長を用いた場合でも、長期間使用しても表示画像の劣化が少ない高画質の画像表示装置を提供することができるという効果が得られる。
【０１２３】
また、空間光変調素子は、反射型の液晶表示素子の一種であるＬＣＯＳを用いたが、透過型の液晶表示素子であっても構わない。また、画像表示装置は、投写型に限定されるものでは無く、直接表示画像を観る液晶テレビや液晶ディスプレイ等の液晶表示装置であってもよい。
【０１２４】
また、上記各実施の形態では、画像表示装置という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、表示装置、液晶装置等であってもよい。
【０１２５】
また、空間光変調素子がデジタルマイクロミラー（ＤＭＤ）である等、Ｃ−Ｎ結合を有する有機分子が空間光変調素子には用いられていない場合でも、光源から発せられるビーム（青色光）が透過する光路中に配置される光学部品にＣ−Ｎ結合を有する有機分子が含まれる場合には、同様の効果が得られる。
【０１２６】
また、画像表示装置の実装形態にも何ら制約は無い。独立で使用する形態であってもよいし、機器に内蔵する形態であってもよい。
【０１２７】
また、用いる液晶材料に関して、制約は無いが、Ｃ−Ｎ結合を含まない方がより長寿命の画像表示装置を提供することができる。液晶材料がＣ−Ｎ結合を含んでいた場合でも、液晶分子全体においてＣ−Ｎ結合が占める割合は、ポリイミド全体においてＣ−Ｎ結合が占める割合と比較すると遙かに少ないため、液晶材料がＣ−Ｎ結合を含んでいる場合と含んでいない場合との寿命の差は殆ど無い。
【０１２８】
また、光学構成に何ら制約が無いことは言うまでもない。例えば、３つの光源から出力をダイクロイックミラーを用いて合波する構成を示したが、クロスプリズムや波長選択性の回折格子を用いる等、必要に応じた構成として構わない。更にレンズの焦点距等、他の光学条件も、同様に必要に応じた構成として構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明の画像表示装置は、Ｃ−Ｎ結合を有する有機分子を用いた場合でも、長期間の使用に対する表示画像の劣化を少なくすることができ、投射型画像表示装置、液晶テレビ及び液晶ディスプレイ等、画像表示装置全般に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
１００ 画像表示装置
１１７ 投射レンズ
１１８ スクリーン
１１９ 制御システム部
１２１〜１２３ 光源
１２４〜１２６ コリメートレンズ
１２７ ミラー
１２８、１２９ ダイクロイックミラー
１３０ 集光レンズ
１３１、１３２ フライアイレンズ
１３３ コンデンスレンズ
１３４ 偏光ビームスプリッタ
１３５ 空間光変調素子
１３６ ガラス基板
１３７ 半導体基板
１３８ 反射膜
１３９，１４０ 透明電極
１４１，１４２ 配向膜
１４３ 液晶層
１４４ 映像投射装置（画像表示装置）
１４５ スイッチ
１４６ パーソナルコンピュータ装置
１４７ 光情報記録装置
１４８ 識別部
１４９ 制御部
１５０〜１５２ 光源駆動部
１５３〜１５５ 出力端子
２００ 光学エンジン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色もしくは青色よりも波長の短いビームを発する光源と、前記光源から出射されるビームを受け、表示させる画像に応じてビームを変調する空間光変調素子と、前記光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調されたビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、
炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、
前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、
前記制御部は、前記光源を略矩形状の波形で変調して発光させ、前記光源からの前記略矩形状の波形の立ち上がり部分における出力強度が前記略矩形状の波形の平坦部の出力強度よりも大きくならないように、前記略矩形状の波形の立ち上がりを鈍らせる波形整形手段を有する、画像表示装置。
【請求項２】
赤色のビームを発する第１の光源と、緑色のビームを発する第２の光源と、青色のビームを発する第３の光源と、前記第１の光源から出射される赤色のビームと前記第２の光源から出射される緑色のビームと前記第３の光源から出射される青色のビームとを受け、表示させる画像に応じて前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームとを変調する空間光変調素子と、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調された前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、
炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、
前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、
前記第３の光源の発光する時間が、前記第１の光源もしくは前記第２の光源の発光する時間よりも長い、画像表示装置。
【請求項３】
赤色のビームを発する第１の光源と、緑色のビームを発する第２の光源と、青色のビームを発する第３の光源と、前記第１の光源から出射される赤色のビームと前記第２の光源から出射される緑色のビームと前記第３の光源から出射される青色のビームとを受け、表示させる画像に応じて前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームとを変調する空間光変調素子と、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調された前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、
炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、
前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、
前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源を発光させることによる表示される白色の色温度が５０００Ｋ以上９３００Ｋ以下である、画像表示装置。
【請求項４】
赤色のビームを発する第１の光源と、緑色のビームを発する第２の光源と、青色のビームを発する第３の光源と、前記第１の光源から出射される赤色のビームと前記第２の光源から出射される緑色のビームと前記第３の光源から出射される青色のビームとを受け、表示させる画像に応じて前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームとを変調する空間光変調素子と、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調された前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、
炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、
前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、
前記制御部は、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源を発光させることによる表示される白色の色温度を調整可能な色温度調整手段を有する、画像表示装置。
【請求項５】
前記色温度調整手段は、投射する画像に応じて、前記白色の色温度を調整する、請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記色温度調整手段は、外部からの設定により前記白色の色温度を調整する、請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項７】
青色もしくは青色よりも波長の短いビームを発する光源と、前記光源から出射されるビームを受け、表示させる画像に応じてビームを変調する空間光変調素子と、前記光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調されたビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、
炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、
前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、
前記光源は、前記空間光変調素子の非劣化領域に中心波長を有する準単色光を発するレーザである、画像表示装置。
【請求項８】
前記光源から出射されるビームの波長の半値全幅が３ｎｍ以下である、請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記光源から出射されるビームの波長が４４５ｎｍ以上４６０ｎｍである、請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
準単色のビームを発する光源と、前記光源から出射されるビームを受け、表示させる画像に応じてビームを変調する空間光変調素子と、前記光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調されたビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、
前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に、有機分子を構成要素とする光学部品を配置し、
前記光学部品は、前記光源の波長をＸｎｍより５ｎｍ長い波長とした場合と前記光源の波長をＸｎｍより５ｎｍ短い波長とした場合とでは、前記光源からのビームを前記光学部品に照射したときの前記光学部品の劣化速度が５倍以上異なる特性を有し、
前記光源の波長をＸｎｍ以上とする、画像表示装置。
【請求項１１】
前記光学部品は、前記空間光変調素子である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項１】
青色もしくは青色よりも波長の短いビームを発する光源と、前記光源から出射されるビームを受け、表示させる画像に応じてビームを変調する空間光変調素子と、前記光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調されたビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、
炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、
前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、
前記制御部は、前記光源を略矩形状の波形で変調して発光させ、前記光源からの前記略矩形状の波形の立ち上がり部分における出力強度が前記略矩形状の波形の平坦部の出力強度よりも大きくならないように、前記略矩形状の波形の立ち上がりを鈍らせる波形整形手段を有する、画像表示装置。
【請求項２】
赤色のビームを発する第１の光源と、緑色のビームを発する第２の光源と、青色のビームを発する第３の光源と、前記第１の光源から出射される赤色のビームと前記第２の光源から出射される緑色のビームと前記第３の光源から出射される青色のビームとを受け、表示させる画像に応じて前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームとを変調する空間光変調素子と、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調された前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、
炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、
前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、
前記第３の光源の発光する時間が、前記第１の光源もしくは前記第２の光源の発光する時間よりも長い、画像表示装置。
【請求項３】
赤色のビームを発する第１の光源と、緑色のビームを発する第２の光源と、青色のビームを発する第３の光源と、前記第１の光源から出射される赤色のビームと前記第２の光源から出射される緑色のビームと前記第３の光源から出射される青色のビームとを受け、表示させる画像に応じて前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームとを変調する空間光変調素子と、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調された前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、
炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、
前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、
前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源を発光させることによる表示される白色の色温度が５０００Ｋ以上９３００Ｋ以下である、画像表示装置。
【請求項４】
赤色のビームを発する第１の光源と、緑色のビームを発する第２の光源と、青色のビームを発する第３の光源と、前記第１の光源から出射される赤色のビームと前記第２の光源から出射される緑色のビームと前記第３の光源から出射される青色のビームとを受け、表示させる画像に応じて前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームとを変調する空間光変調素子と、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調された前記赤色のビームと前記緑色のビームと前記青色のビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、
炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、
前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、
前記制御部は、前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源を発光させることによる表示される白色の色温度を調整可能な色温度調整手段を有する、画像表示装置。
【請求項５】
前記色温度調整手段は、投射する画像に応じて、前記白色の色温度を調整する、請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記色温度調整手段は、外部からの設定により前記白色の色温度を調整する、請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項７】
青色もしくは青色よりも波長の短いビームを発する光源と、前記光源から出射されるビームを受け、表示させる画像に応じてビームを変調する空間光変調素子と、前記光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調されたビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、
炭素と窒素の一重結合を有する有機分子を光学部品の構成要素として有し、
前記光学部品は、前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に配置し、
前記光源は、前記空間光変調素子の非劣化領域に中心波長を有する準単色光を発するレーザである、画像表示装置。
【請求項８】
前記光源から出射されるビームの波長の半値全幅が３ｎｍ以下である、請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記光源から出射されるビームの波長が４４５ｎｍ以上４６０ｎｍである、請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
準単色のビームを発する光源と、前記光源から出射されるビームを受け、表示させる画像に応じてビームを変調する空間光変調素子と、前記光源の発光状態を制御する制御部と、を具備し、前記空間光変調素子で変調されたビームを画像情報として表示する画像表示装置であって、
前記光源から前記空間光変調素子に至る光路中に、有機分子を構成要素とする光学部品を配置し、
前記光学部品は、前記光源の波長をＸｎｍより５ｎｍ長い波長とした場合と前記光源の波長をＸｎｍより５ｎｍ短い波長とした場合とでは、前記光源からのビームを前記光学部品に照射したときの前記光学部品の劣化速度が５倍以上異なる特性を有し、
前記光源の波長をＸｎｍ以上とする、画像表示装置。
【請求項１１】
前記光学部品は、前記空間光変調素子である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−８８４８０（Ｐ２０１３−８８４８０Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２６０８２（Ｐ２０１１−２２６０８２）
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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