JP2000039585A - 投影表示装置 - Google Patents
投影表示装置Info
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- JP2000039585A JP2000039585A JP10208169A JP20816998A JP2000039585A JP 2000039585 A JP2000039585 A JP 2000039585A JP 10208169 A JP10208169 A JP 10208169A JP 20816998 A JP20816998 A JP 20816998A JP 2000039585 A JP2000039585 A JP 2000039585A
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- optical system
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3179—Video signal processing therefor
- H04N9/3185—Geometric adjustment, e.g. keystone or convergence
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/10—Projectors with built-in or built-on screen
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低コスト，コンパクト，高精細な投影表示装
置を提供する。 【解決手段】 表示素子面(I)に２次元映像を表示する
反射型表示素子と、２次元映像を拡大投影する投影光学
系と、を備える。投影光学系は絞り(SP)を有し、絞り(S
P)と表示素子との間に大きく偏心した偏心光学素子(DL)
を有する。表示素子面(I)の中心と投影像面の中心とを
結ぶ光線を画像中心光線とするとき、θi＜10°，5°＜
θo＜15°(θi：投影像面の法線と画像中心光線とがな
す角度，θo：表示素子面(I)の法線と画像中心光線とが
なす角度)を満たす。
置を提供する。 【解決手段】 表示素子面(I)に２次元映像を表示する
反射型表示素子と、２次元映像を拡大投影する投影光学
系と、を備える。投影光学系は絞り(SP)を有し、絞り(S
P)と表示素子との間に大きく偏心した偏心光学素子(DL)
を有する。表示素子面(I)の中心と投影像面の中心とを
結ぶ光線を画像中心光線とするとき、θi＜10°，5°＜
θo＜15°(θi：投影像面の法線と画像中心光線とがな
す角度，θo：表示素子面(I)の法線と画像中心光線とが
なす角度)を満たす。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、投影表示装置に関
するものであり、更に詳しくは、反射型表示素子{例え
ば反射型ＬＣＤ(liquid crystal display)}の２次元映
像をスクリーン上に投影するコンパクトで高精細な投影
表示装置に関する。
するものであり、更に詳しくは、反射型表示素子{例え
ば反射型ＬＣＤ(liquid crystal display)}の２次元映
像をスクリーン上に投影するコンパクトで高精細な投影
表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、透過型ＬＣＤよりも光利用効率の
高い反射型ＬＣＤが注目されている。反射型ＬＣＤは、
その表面から入射した照明光を反射して、入射角と逆符
号でほぼ同じ反射角を持つ正反射の投影光を射出する。
この反射型ＬＣＤを用いた投影表示装置として、反射型
ＬＣＤをほぼ垂直方向から照明し、垂直方向に射出され
た投影光を投影光学系でスクリーン上に結像させるもの
が提案されている。
高い反射型ＬＣＤが注目されている。反射型ＬＣＤは、
その表面から入射した照明光を反射して、入射角と逆符
号でほぼ同じ反射角を持つ正反射の投影光を射出する。
この反射型ＬＣＤを用いた投影表示装置として、反射型
ＬＣＤをほぼ垂直方向から照明し、垂直方向に射出され
た投影光を投影光学系でスクリーン上に結像させるもの
が提案されている。
【０００３】図１３に、反射型ＬＣＤを用いた単板式投
影表示装置の従来例を示す。光源(1)から射出された照
明光は、リフレクター(2)で反射された後、コリメータ
(3)に入射する。このコリメータ(3)は、反射型ＬＣＤ
(5)を効率良く、かつ、ムラなく照明するための照明光
学系である。コリメータ(3)を通過した照明光は、偏光
ビームスプリッタ(4)に入射する。偏光ビームスプリッ
タ(4)は、偏光面がＳの光束のみを反射させ、反射型Ｌ
ＣＤ(5)に対して垂直に入射させる。反射型ＬＣＤ(5)に
対して垂直に入射した照明光は、反射型ＬＣＤ(5)で画
素ごとに選択的に偏光面がＰに変換される。そして、投
影光として正反射される。反射型ＬＣＤ(5)から垂直方
向に正反射された投影光は、偏光ビームスプリッタ(4)
で反射されずに通過し、投影光学系(6)によってスクリ
ーン(7)上で結像する。
影表示装置の従来例を示す。光源(1)から射出された照
明光は、リフレクター(2)で反射された後、コリメータ
(3)に入射する。このコリメータ(3)は、反射型ＬＣＤ
(5)を効率良く、かつ、ムラなく照明するための照明光
学系である。コリメータ(3)を通過した照明光は、偏光
ビームスプリッタ(4)に入射する。偏光ビームスプリッ
タ(4)は、偏光面がＳの光束のみを反射させ、反射型Ｌ
ＣＤ(5)に対して垂直に入射させる。反射型ＬＣＤ(5)に
対して垂直に入射した照明光は、反射型ＬＣＤ(5)で画
素ごとに選択的に偏光面がＰに変換される。そして、投
影光として正反射される。反射型ＬＣＤ(5)から垂直方
向に正反射された投影光は、偏光ビームスプリッタ(4)
で反射されずに通過し、投影光学系(6)によってスクリ
ーン(7)上で結像する。
【０００４】図１４に、反射型ＬＣＤを用いた３板式投
影表示装置の従来例を示す。光源(11)から射出され、リ
フレクター(12)やミラー(13)で反射された照明光は、第
１レンズアレイ(14)を通過した後、直角プリズム(15)及
び平行平板(16)から成る偏光分離プリズム(19)を通過す
る。(17)が全反射面であり、(18)が偏光分離面である。
偏光分離プリズム(19)を通過した照明光は、２分の１波
長板(20)で偏光面を揃えられた後、第２レンズアレイ(2
1)と重ね合わせレンズ(22)を通過して、照明用リレー光
学系(23)を通過する。共軸系の投影光学系(38)は、投影
光学系前部(26)，絞り(SP)及び投影光学系後部(25)から
成っている。照明用リレー光学系(23)を通過した照明光
(36)は、絞り(SP)付近に配置されている反射ミラー(24)
で反射されて、投影光学系後部(25)を通過する。
影表示装置の従来例を示す。光源(11)から射出され、リ
フレクター(12)やミラー(13)で反射された照明光は、第
１レンズアレイ(14)を通過した後、直角プリズム(15)及
び平行平板(16)から成る偏光分離プリズム(19)を通過す
る。(17)が全反射面であり、(18)が偏光分離面である。
偏光分離プリズム(19)を通過した照明光は、２分の１波
長板(20)で偏光面を揃えられた後、第２レンズアレイ(2
1)と重ね合わせレンズ(22)を通過して、照明用リレー光
学系(23)を通過する。共軸系の投影光学系(38)は、投影
光学系前部(26)，絞り(SP)及び投影光学系後部(25)から
成っている。照明用リレー光学系(23)を通過した照明光
(36)は、絞り(SP)付近に配置されている反射ミラー(24)
で反射されて、投影光学系後部(25)を通過する。
【０００５】投影光学系後部(25)を通過した照明光(36)
は、クロスダイクロイックプリズム(27)で色分解され、
偏光板(33〜35)を通過した後、赤用，緑用，青用の各反
射型ＬＣＤ(28〜30)に入射する。(31)は赤反射面であ
り、(32)は青反射面である。各反射型ＬＣＤ(28〜30)で
反射された光は、クロスダイクロイックプリズム(27)で
色合成されて投影光(37)となり、反射ミラー(24)の無い
部分の絞り(SP)位置を通過して、スクリーン(不図示)上
で結像する。
は、クロスダイクロイックプリズム(27)で色分解され、
偏光板(33〜35)を通過した後、赤用，緑用，青用の各反
射型ＬＣＤ(28〜30)に入射する。(31)は赤反射面であ
り、(32)は青反射面である。各反射型ＬＣＤ(28〜30)で
反射された光は、クロスダイクロイックプリズム(27)で
色合成されて投影光(37)となり、反射ミラー(24)の無い
部分の絞り(SP)位置を通過して、スクリーン(不図示)上
で結像する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図１３に示す従来例の
場合、照明光と投影光がほぼ同じ光路を逆に通るため、
偏光ビームスプリッタ(4)のように照明光路と投影光路
とを分離するための手段が必要である。偏光ビームスプ
リッタ(4)のような分離手段は、その製造に大きなガラ
スブロックや多層の薄膜処理が必要とされるため、コス
トアップの原因となる。また反射型ＬＣＤ(5)は、反射
光の偏光面の向きにより光線を通過させたり通過させな
かったりするため、ガラスブロック内の媒質ムラにより
偏光面に乱れが生じると、不要な光線成分を通過させて
映像のコントラストを低下させてしまう。
場合、照明光と投影光がほぼ同じ光路を逆に通るため、
偏光ビームスプリッタ(4)のように照明光路と投影光路
とを分離するための手段が必要である。偏光ビームスプ
リッタ(4)のような分離手段は、その製造に大きなガラ
スブロックや多層の薄膜処理が必要とされるため、コス
トアップの原因となる。また反射型ＬＣＤ(5)は、反射
光の偏光面の向きにより光線を通過させたり通過させな
かったりするため、ガラスブロック内の媒質ムラにより
偏光面に乱れが生じると、不要な光線成分を通過させて
映像のコントラストを低下させてしまう。
【０００７】図１４に示す従来例の場合、投影光学系(3
8)に必要なＦナンバーが、照明光(36)用と投影光(37)用
とに２倍必要となる。したがって、投影性能を維持する
ためにレンズ枚数を多くしたりレンズ径を大きくしたり
する必要が生じて、これがコストアップや大型化の原因
となる。
8)に必要なＦナンバーが、照明光(36)用と投影光(37)用
とに２倍必要となる。したがって、投影性能を維持する
ためにレンズ枚数を多くしたりレンズ径を大きくしたり
する必要が生じて、これがコストアップや大型化の原因
となる。
【０００８】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであって、低コストかつコンパクトで高精細な投
影表示装置を提供することを目的とする。
たものであって、低コストかつコンパクトで高精細な投
影表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の投影表示装置は、表示素子面に２次元
映像を表示する反射型の表示素子と、前記２次元映像を
拡大投影する投影光学系と、を備えた投影表示装置であ
って、前記投影光学系が絞りを有すると共にその絞りと
前記表示素子との間に大きく偏心した偏心光学素子を有
し、前記表示素子面の中心と投影像面の中心とを結ぶ光
線を画像中心光線とするとき、以下の条件式を満たすこ
とを特徴とする。 θi＜10° 5°＜θo＜15° ただし、 θi：投影像面の法線と画像中心光線とがなす角度、 θo：表示素子面の法線と画像中心光線とがなす角度、 である。
に、第１の発明の投影表示装置は、表示素子面に２次元
映像を表示する反射型の表示素子と、前記２次元映像を
拡大投影する投影光学系と、を備えた投影表示装置であ
って、前記投影光学系が絞りを有すると共にその絞りと
前記表示素子との間に大きく偏心した偏心光学素子を有
し、前記表示素子面の中心と投影像面の中心とを結ぶ光
線を画像中心光線とするとき、以下の条件式を満たすこ
とを特徴とする。 θi＜10° 5°＜θo＜15° ただし、 θi：投影像面の法線と画像中心光線とがなす角度、 θo：表示素子面の法線と画像中心光線とがなす角度、 である。
【００１０】第２の発明の投影表示装置は、上記第１の
発明の構成において、前記偏心光学素子と前記表示素子
との間に連続した媒質に満たされた空間を有し、以下の
条件式を満たすことを特徴とする。 1.0＜k／Ls＜10 ただし、 k ：連続した媒質に満たされた空間の画像中心光線に沿
った距離、 Ls：表示素子面の短辺の長さ、 である。
発明の構成において、前記偏心光学素子と前記表示素子
との間に連続した媒質に満たされた空間を有し、以下の
条件式を満たすことを特徴とする。 1.0＜k／Ls＜10 ただし、 k ：連続した媒質に満たされた空間の画像中心光線に沿
った距離、 Ls：表示素子面の短辺の長さ、 である。
【００１１】第３の発明の投影表示装置は、上記第１の
発明の構成において、前記偏心光学素子と前記表示素子
との間に、前記偏心光学素子と共に照明光学系を構成す
る光学素子を配置し、その光学素子及び前記偏心光学素
子のみを、前記表示素子面を照明する照明光と前記表示
素子面で反射された投影光とが共通に通過するようにし
たことを特徴とする。
発明の構成において、前記偏心光学素子と前記表示素子
との間に、前記偏心光学素子と共に照明光学系を構成す
る光学素子を配置し、その光学素子及び前記偏心光学素
子のみを、前記表示素子面を照明する照明光と前記表示
素子面で反射された投影光とが共通に通過するようにし
たことを特徴とする。
【００１２】第４の発明の投影表示装置は、上記第１の
発明の構成において、更に前記表示素子面を照明するた
めの照明光源を備えた投影表示装置であって、前記偏心
光学素子が正のパワーを有しており、かつ、前記照明光
源の側に前記絞りに対して平行偏心していることを特徴
とする。
発明の構成において、更に前記表示素子面を照明するた
めの照明光源を備えた投影表示装置であって、前記偏心
光学素子が正のパワーを有しており、かつ、前記照明光
源の側に前記絞りに対して平行偏心していることを特徴
とする。
【００１３】第５の発明の投影表示装置は、上記第１の
発明の構成において、更に以下の条件式を満たすことを
特徴とする。 2°＜θp＜15° ただし、 θp：画像中心光線が偏心光学素子の最も投影像面側の
面を通過する位置での接平面と、画像中心光線が偏心光
学素子の最も表示素子側の面を通過する位置での接平面
と、がなす角度、である。
発明の構成において、更に以下の条件式を満たすことを
特徴とする。 2°＜θp＜15° ただし、 θp：画像中心光線が偏心光学素子の最も投影像面側の
面を通過する位置での接平面と、画像中心光線が偏心光
学素子の最も表示素子側の面を通過する位置での接平面
と、がなす角度、である。
【００１４】第６の発明の投影表示装置は、上記第１の
発明の構成において、前記表示素子面の四隅から前記投
影光学系に向けて射出される主光線が以下の条件式を満
たすことを特徴とする。 ｜θk−θo｜max＜5° ただし、 θk：表示素子面の法線と表示素子面の四隅から射出さ
れる各主光線とがなす角度、 ｜θk−θo｜max：各主光線についての｜θk−θo｜の
うちの最大値、 である。
発明の構成において、前記表示素子面の四隅から前記投
影光学系に向けて射出される主光線が以下の条件式を満
たすことを特徴とする。 ｜θk−θo｜max＜5° ただし、 θk：表示素子面の法線と表示素子面の四隅から射出さ
れる各主光線とがなす角度、 ｜θk−θo｜max：各主光線についての｜θk−θo｜の
うちの最大値、 である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した投影表示
装置を、図面を参照しつつ説明する。図１，図５，図９
は、第１〜第３の実施の形態を構成する投影光学系にそ
れぞれ対応する光学構成図であり、図２，図６，図１０
は、第１〜第３の実施の形態を構成する投影光学系及び
照明光学系にそれぞれ対応する光学構成図である。な
お、各光学構成図は、後述する直交座標系(X,Y,Z)にお
けるYZ断面構成を示している。
装置を、図面を参照しつつ説明する。図１，図５，図９
は、第１〜第３の実施の形態を構成する投影光学系にそ
れぞれ対応する光学構成図であり、図２，図６，図１０
は、第１〜第３の実施の形態を構成する投影光学系及び
照明光学系にそれぞれ対応する光学構成図である。な
お、各光学構成図は、後述する直交座標系(X,Y,Z)にお
けるYZ断面構成を示している。
【００１６】第１〜第３の実施の形態は、長方形状の表
示素子面(I)に２次元映像を表示する反射型の表示素子
(例えば反射型ＬＣＤ)と、２次元映像を拡大投影する投
影光学系(図１，図５，図９)と、を備えている。また、
各実施の形態を構成している投影光学系は、それぞれが
共軸系から成る偏心した複数のブロック｛Ｂｉ（ｉ＝
１，２，３，…）｝で構成されている。そして、投影光
学系は絞り(SP)を有すると共にその絞り(SP)と表示素子
との間に大きく偏心した偏心光学素子(DL)を有してい
る。このように絞り(SP)と表示素子との間に大きく偏心
した偏心光学素子(DL)を配置することにより、表示素子
から投影光学系への光束を表示素子面(I)の法線に対し
て傾けることが可能となる。そしてこれにより、照明光
と投影光との分離が可能となる。このような投影表示装
置の光学構成にとって望ましい条件を以下に説明する。
示素子面(I)に２次元映像を表示する反射型の表示素子
(例えば反射型ＬＣＤ)と、２次元映像を拡大投影する投
影光学系(図１，図５，図９)と、を備えている。また、
各実施の形態を構成している投影光学系は、それぞれが
共軸系から成る偏心した複数のブロック｛Ｂｉ（ｉ＝
１，２，３，…）｝で構成されている。そして、投影光
学系は絞り(SP)を有すると共にその絞り(SP)と表示素子
との間に大きく偏心した偏心光学素子(DL)を有してい
る。このように絞り(SP)と表示素子との間に大きく偏心
した偏心光学素子(DL)を配置することにより、表示素子
から投影光学系への光束を表示素子面(I)の法線に対し
て傾けることが可能となる。そしてこれにより、照明光
と投影光との分離が可能となる。このような投影表示装
置の光学構成にとって望ましい条件を以下に説明する。
【００１７】表示素子面(I)の中心と投影像面(スクリー
ン面に相当する。)の中心とを結ぶ光線を画像中心光線
とするとき、以下の条件式，を満たすことが望まし
い。 θi＜10° … 5°＜θo＜15° … ただし、 θi：投影像面の法線と画像中心光線とがなす角度、 θo：表示素子面(I)の法線と画像中心光線とがなす角
度、 である。
ン面に相当する。)の中心とを結ぶ光線を画像中心光線
とするとき、以下の条件式，を満たすことが望まし
い。 θi＜10° … 5°＜θo＜15° … ただし、 θi：投影像面の法線と画像中心光線とがなす角度、 θo：表示素子面(I)の法線と画像中心光線とがなす角
度、 である。
【００１８】条件式の条件範囲を外れると、斜め投影
により発生する台形歪みを補正するために、偏心が必要
なレンズ群の数が多くなり、偏心量も大きくなる。この
ため、製造コストが増大する。条件式の下限を超える
と、照明光と投影光とを分離することができなくなる。
条件式の上限を超えると、斜め投影により発生する台
形歪みやコマ収差を補正するために、偏心が必要なレン
ズ群の数が多くなり、偏心量も大きくなる。このため、
製造コストが増大する。
により発生する台形歪みを補正するために、偏心が必要
なレンズ群の数が多くなり、偏心量も大きくなる。この
ため、製造コストが増大する。条件式の下限を超える
と、照明光と投影光とを分離することができなくなる。
条件式の上限を超えると、斜め投影により発生する台
形歪みやコマ収差を補正するために、偏心が必要なレン
ズ群の数が多くなり、偏心量も大きくなる。このため、
製造コストが増大する。
【００１９】偏心方向断面(YZ平面)内における偏心光学
素子(DL)の最も絞り(SP)に近い面(各実施の形態では面S
13)において、偏心光学素子(DL)の対称軸から照明光源
(LS)側を正とするとき、以下の条件式を満たすことが
望ましい。 -0.15＜-Hn／Hf＜0.4 … ただし、 Hn：偏心光学素子(DL)の対称軸から投影光束通過位置の
最も照明光源(LS)に近い位置までの距離、 Hf：偏心光学素子(DL)の対称軸から投影光束通過位置の
最も照明光源(LS)に遠い位置までの距離、 である。
素子(DL)の最も絞り(SP)に近い面(各実施の形態では面S
13)において、偏心光学素子(DL)の対称軸から照明光源
(LS)側を正とするとき、以下の条件式を満たすことが
望ましい。 -0.15＜-Hn／Hf＜0.4 … ただし、 Hn：偏心光学素子(DL)の対称軸から投影光束通過位置の
最も照明光源(LS)に近い位置までの距離、 Hf：偏心光学素子(DL)の対称軸から投影光束通過位置の
最も照明光源(LS)に遠い位置までの距離、 である。
【００２０】条件式の下限を超えると、偏心光学素子
(DL)の偏心量が過大になり、偏心により発生する収差を
補正するためにレンズ枚数が増加し、コストが増大す
る。条件式の上限を超えると、偏心量が少なくなり過
ぎて、照明光束と投影光束とを分離することが難しくな
る。
(DL)の偏心量が過大になり、偏心により発生する収差を
補正するためにレンズ枚数が増加し、コストが増大す
る。条件式の上限を超えると、偏心量が少なくなり過
ぎて、照明光束と投影光束とを分離することが難しくな
る。
【００２１】さらに、偏心光学素子(DL)と表示素子との
間に連続した媒質に満たされた空間を有し、以下の条件
式を満たすことが望ましい。この連続した媒質に満た
された空間とは、第１の実施の形態ではクロスダイクロ
イックプリズムに相当するブロック(B5)であり、第２，
第３の実施の形態では空気間隔である。 1.0＜k／Ls＜10 … ただし、 k ：連続した媒質に満たされた空間の画像中心光線に沿
った距離、 Ls：表示素子面(I)の短辺の長さ、 である。
間に連続した媒質に満たされた空間を有し、以下の条件
式を満たすことが望ましい。この連続した媒質に満た
された空間とは、第１の実施の形態ではクロスダイクロ
イックプリズムに相当するブロック(B5)であり、第２，
第３の実施の形態では空気間隔である。 1.0＜k／Ls＜10 … ただし、 k ：連続した媒質に満たされた空間の画像中心光線に沿
った距離、 Ls：表示素子面(I)の短辺の長さ、 である。
【００２２】条件式の下限を超えると、色分解や色合
成のためのプリズムを偏心光学素子(DL)より表示素子側
に配置することが困難になる。したがって、色分解や色
合成のためのプリズムを偏心光学素子(DL)より絞り(SP)
側に配置することになるため、偏心光学素子(DL)が色分
解や色合成の数だけ必要になってコストが増大する。条
件式の上限を超えると、レンズ全長が長くなりレンズ
径も大きくなることから、コストが増大するとともにコ
ンパクトさが失われてしまう。また、最も投影像面側に
は負のパワーを有するレンズ群を配置することが望まし
い。これによりレンズバックを長くすることができ、距
離kを大きくすることが容易になる。
成のためのプリズムを偏心光学素子(DL)より表示素子側
に配置することが困難になる。したがって、色分解や色
合成のためのプリズムを偏心光学素子(DL)より絞り(SP)
側に配置することになるため、偏心光学素子(DL)が色分
解や色合成の数だけ必要になってコストが増大する。条
件式の上限を超えると、レンズ全長が長くなりレンズ
径も大きくなることから、コストが増大するとともにコ
ンパクトさが失われてしまう。また、最も投影像面側に
は負のパワーを有するレンズ群を配置することが望まし
い。これによりレンズバックを長くすることができ、距
離kを大きくすることが容易になる。
【００２３】偏心光学素子(DL)と表示素子との間に、偏
心光学素子(DL)と共に照明光学系を構成する光学素子を
配置し、その光学素子及び偏心光学素子(DL)のみを、表
示素子面(I)を照明する照明光と表示素子面(I)で反射さ
れた投影光とが共通に通過するようにすることが望まし
い。この構成をとることで、偏心光学素子(DL)と映像表
示素子との間に配置された光学素子及び偏心光学素子(D
L)を、照明光学系と投影光学系との共通部材とすること
ができる。したがって、製造コストを削減することがで
きる。しかも、偏心光学素子(DL)より投影像面側では、
単に投影光のみが投影光学系を通過することになるた
め、レンズ枚数，レンズ径とも削減することができ、コ
スト低減が可能となる。
心光学素子(DL)と共に照明光学系を構成する光学素子を
配置し、その光学素子及び偏心光学素子(DL)のみを、表
示素子面(I)を照明する照明光と表示素子面(I)で反射さ
れた投影光とが共通に通過するようにすることが望まし
い。この構成をとることで、偏心光学素子(DL)と映像表
示素子との間に配置された光学素子及び偏心光学素子(D
L)を、照明光学系と投影光学系との共通部材とすること
ができる。したがって、製造コストを削減することがで
きる。しかも、偏心光学素子(DL)より投影像面側では、
単に投影光のみが投影光学系を通過することになるた
め、レンズ枚数，レンズ径とも削減することができ、コ
スト低減が可能となる。
【００２４】各実施の形態のように表示素子面(I)を照
明するための照明光源(LS)を備えた投影表示装置にあっ
ては、偏心光学素子(DL)が正のパワーを有しており、か
つ、照明光源(LS)の側に絞り(SP)に対して平行偏心して
いることことが望ましい。この構成をとることで、偏心
光学素子(DL)から表示素子への主光線がテレセントリッ
クに近くなるため、台形歪みを補正するのが容易になる
とともに、レンズバックも長くとりやすくなる。さら
に、偏心光学素子(DL)において投影光学系として使用さ
れている部分の反対側部分を、照明光学系のコリメータ
として共用することが可能になる。
明するための照明光源(LS)を備えた投影表示装置にあっ
ては、偏心光学素子(DL)が正のパワーを有しており、か
つ、照明光源(LS)の側に絞り(SP)に対して平行偏心して
いることことが望ましい。この構成をとることで、偏心
光学素子(DL)から表示素子への主光線がテレセントリッ
クに近くなるため、台形歪みを補正するのが容易になる
とともに、レンズバックも長くとりやすくなる。さら
に、偏心光学素子(DL)において投影光学系として使用さ
れている部分の反対側部分を、照明光学系のコリメータ
として共用することが可能になる。
【００２５】偏心光学素子(DL)の正のパワーは、以下の
条件式を満たすことが望ましい。 0.03＜-Ph×Si×β＜0.7 … ただし、 Ph：偏心光学素子(DL)の正のパワー、 Si：投影像面から投影光学系の最も投影像面側の面まで
の距離、 β：偏心光学素子(DL)の偏心方向における縮小側倍率、 である。
条件式を満たすことが望ましい。 0.03＜-Ph×Si×β＜0.7 … ただし、 Ph：偏心光学素子(DL)の正のパワー、 Si：投影像面から投影光学系の最も投影像面側の面まで
の距離、 β：偏心光学素子(DL)の偏心方向における縮小側倍率、 である。
【００２６】条件式の下限を超えると、表示素子側の
斜め投影を行うためのプリズム効果を得るために、平行
偏心量が過大となる。したがって、偏心光学素子(DL)の
径が大きくなったり、芯厚を大きくとる必要が生じたり
するため、コストが増大する。条件式の上限を超える
と、偏心光学素子(DL)で過大な収差が発生するため光学
性能の確保が困難になるとともに、プリズム効果を得る
ための偏心量が少なくなりすぎて、照明光学系との偏心
光学素子(DL)の共有も困難になる。
斜め投影を行うためのプリズム効果を得るために、平行
偏心量が過大となる。したがって、偏心光学素子(DL)の
径が大きくなったり、芯厚を大きくとる必要が生じたり
するため、コストが増大する。条件式の上限を超える
と、偏心光学素子(DL)で過大な収差が発生するため光学
性能の確保が困難になるとともに、プリズム効果を得る
ための偏心量が少なくなりすぎて、照明光学系との偏心
光学素子(DL)の共有も困難になる。
【００２７】更に以下の条件式を満たすことが望まし
い。 2°＜θp＜15° … ただし、 θp：画像中心光線が偏心光学素子(DL)の最も投影像面
側の面を通過する位置での接平面と、画像中心光線が偏
心光学素子(DL)の最も表示素子側の面を通過する位置で
の接平面と、がなす角度、である。
い。 2°＜θp＜15° … ただし、 θp：画像中心光線が偏心光学素子(DL)の最も投影像面
側の面を通過する位置での接平面と、画像中心光線が偏
心光学素子(DL)の最も表示素子側の面を通過する位置で
の接平面と、がなす角度、である。
【００２８】偏心光学素子(DL)のプリズム効果により、
表示素子面(I)に対する斜め照明・斜め投影を可能とし
ていることから、条件式の下限を超えると、斜め照明
に必要な角度光線を曲げることが困難になり、照明光と
投影光との分離が困難になる。条件式の上限を超える
と、必要以上に光線を曲げることになるため、照明光と
投影光との分離が大きくなり過ぎてしまう。その結果、
色分解・色合成のためのプリズムやミラーが大きくなっ
たり、斜め投影が大きくなったりする。したがって、光
学性能を維持するためにレンズ枚数が増えてコストが高
くなる。
表示素子面(I)に対する斜め照明・斜め投影を可能とし
ていることから、条件式の下限を超えると、斜め照明
に必要な角度光線を曲げることが困難になり、照明光と
投影光との分離が困難になる。条件式の上限を超える
と、必要以上に光線を曲げることになるため、照明光と
投影光との分離が大きくなり過ぎてしまう。その結果、
色分解・色合成のためのプリズムやミラーが大きくなっ
たり、斜め投影が大きくなったりする。したがって、光
学性能を維持するためにレンズ枚数が増えてコストが高
くなる。
【００２９】表示素子面(I)の四隅から投影光学系に向
けて射出される主光線が以下の条件式を満たすことが
望ましい。 ｜θk−θo｜max＜5° … ただし、 θk：表示素子面(I)の法線と表示素子面(I)の四隅から
射出される各主光線とがなす角度、 ｜θk−θo｜max：各主光線についての｜θk−θo｜の
うちの最大値、 である。
けて射出される主光線が以下の条件式を満たすことが
望ましい。 ｜θk−θo｜max＜5° … ただし、 θk：表示素子面(I)の法線と表示素子面(I)の四隅から
射出される各主光線とがなす角度、 ｜θk−θo｜max：各主光線についての｜θk−θo｜の
うちの最大値、 である。
【００３０】各実施の形態では、照明光と投影光とを分
離するために、表示素子面(I)に対して斜めに光を入射
させている。したがって、条件式の条件範囲を外れる
と、台形歪みの発生量が多くなる。それを補正するため
に、偏心が必要なレンズ群の数が多くなり、偏心量も大
きくなる。このため、製造コストが増大する。
離するために、表示素子面(I)に対して斜めに光を入射
させている。したがって、条件式の条件範囲を外れる
と、台形歪みの発生量が多くなる。それを補正するため
に、偏心が必要なレンズ群の数が多くなり、偏心量も大
きくなる。このため、製造コストが増大する。
【００３１】さらに、負のパワーを有するレンズを絞り
(SP)の表示素子側に隣接して配置することが望ましい。
この構成をとることで、偏心光学素子(DL)と表示素子と
の間の光線をテレセントリックにすることが可能とな
る。したがって、クロスダイクロイックプリズム等の色
分解・色合成系で発生する色ムラを少なくすることが可
能になり、投影像の色再現性がより良好になる。
(SP)の表示素子側に隣接して配置することが望ましい。
この構成をとることで、偏心光学素子(DL)と表示素子と
の間の光線をテレセントリックにすることが可能とな
る。したがって、クロスダイクロイックプリズム等の色
分解・色合成系で発生する色ムラを少なくすることが可
能になり、投影像の色再現性がより良好になる。
【００３２】また、正のパワーを有するレンズを表示素
子に近接して配置することが望ましい。この構成をとる
ことで、偏心光学素子(DL)と表示素子に近接した正パワ
ーのレンズとの間ではテレセントリックにする必要がな
くなる。したがって、その間隔を長くとってもレンズ全
長を短くすることが可能となり、コンパクトな投影光学
系を実現することができる。
子に近接して配置することが望ましい。この構成をとる
ことで、偏心光学素子(DL)と表示素子に近接した正パワ
ーのレンズとの間ではテレセントリックにする必要がな
くなる。したがって、その間隔を長くとってもレンズ全
長を短くすることが可能となり、コンパクトな投影光学
系を実現することができる。
【００３３】さらに、表示素子に近接して配置する正レ
ンズのパワーは、以下の条件式を満たすことが望まし
い。 0.05＜-Pc×Si×β＜0.4 … ただし、 Pc：表示素子に近接して配置する正レンズのパワー、で
ある。
ンズのパワーは、以下の条件式を満たすことが望まし
い。 0.05＜-Pc×Si×β＜0.4 … ただし、 Pc：表示素子に近接して配置する正レンズのパワー、で
ある。
【００３４】条件式の下限を超えると、偏心光学素子
(DL)と表示素子に近接した正レンズとの間をテレセント
リックにする効果が弱くなり、この間を長くとった場
合、レンズ全長が大きくなってしまう。条件式の上限
を超えると、照明光の瞳位置が表示素子に近くなりすぎ
て、照明光と投影光との分離のための角度を大きくする
必要が生じる。したがって、斜め投影による収差補正の
ために、レンズ枚数や偏心量が多くなってコストが増大
する。
(DL)と表示素子に近接した正レンズとの間をテレセント
リックにする効果が弱くなり、この間を長くとった場
合、レンズ全長が大きくなってしまう。条件式の上限
を超えると、照明光の瞳位置が表示素子に近くなりすぎ
て、照明光と投影光との分離のための角度を大きくする
必要が生じる。したがって、斜め投影による収差補正の
ために、レンズ枚数や偏心量が多くなってコストが増大
する。
【００３５】
【実施例】以下、本発明を実施した投影表示装置の構成
を、投影光学系のコンストラクションデータ，スポット
ダイアグラム等を挙げて、更に具体的に説明する。ここ
で例として挙げる実施例１〜３は、前述した第１〜第３
の実施の形態にそれぞれ対応しており、各実施の形態の
投影光学系と照明光学系を表す光学構成図(図１，図
２；図５，図６；図９，図１０)は、対応する各実施例
の光学構成をそれぞれ示している。
を、投影光学系のコンストラクションデータ，スポット
ダイアグラム等を挙げて、更に具体的に説明する。ここ
で例として挙げる実施例１〜３は、前述した第１〜第３
の実施の形態にそれぞれ対応しており、各実施の形態の
投影光学系と照明光学系を表す光学構成図(図１，図
２；図５，図６；図９，図１０)は、対応する各実施例
の光学構成をそれぞれ示している。
【００３６】各実施例の投影光学系のコンストラクショ
ンデータにおいて、Si(i=1,2,3,...)は、偏心基準面(S
1；光学作用無し)及び表示素子面(I)を含めた系におい
て、投影像面(S0；スクリーン面)側から数えてi番目の
面であり、ri(i=0,1,2,3,...)は面Siの曲率半径であ
る。また、di(i=0,1,2,3,...)は、投影像面(S0)側から
数えてi番目の軸上面間隔を示しており、Ni(i=1,2,
3,...),νi(i=1,2,3,...)は投影像面(S0)側から数えてi
番目の光学要素のｄ線に対する屈折率(Nd),アッベ数(ν
d)を示している。なお、照明光学系は投影光学系の一部
で共用されているので、コンストラクションデータを省
略することにする。
ンデータにおいて、Si(i=1,2,3,...)は、偏心基準面(S
1；光学作用無し)及び表示素子面(I)を含めた系におい
て、投影像面(S0；スクリーン面)側から数えてi番目の
面であり、ri(i=0,1,2,3,...)は面Siの曲率半径であ
る。また、di(i=0,1,2,3,...)は、投影像面(S0)側から
数えてi番目の軸上面間隔を示しており、Ni(i=1,2,
3,...),νi(i=1,2,3,...)は投影像面(S0)側から数えてi
番目の光学要素のｄ線に対する屈折率(Nd),アッベ数(ν
d)を示している。なお、照明光学系は投影光学系の一部
で共用されているので、コンストラクションデータを省
略することにする。
【００３７】直交座標(X,Y,Z)においては、偏心基準面
(S1)の中心位置を原点(0,0,0)とする面頂点座標(XDE,YD
E,ZDE)=(X方向の平行偏心位置，Y方向の平行偏心位置，
Z方向の平行偏心位置)で、平行偏心した先頭面の位置を
表すとともに、その面の面頂点を中心とするX軸回りの
回転角ADE(°)で、回転偏心(紙面に向かって反時計周り
を正とする。)を表す。また、X軸方向は紙面に対して垂
直方向であり(紙面の裏面方向を正とする。)、Y軸方向
は偏心基準面(S1)と紙面とが交わる直線方向であり(図
の上方向を正とする。)、Z軸方向は偏心基準面(S1)の法
線方向である(表示素子側を正とする。)。
(S1)の中心位置を原点(0,0,0)とする面頂点座標(XDE,YD
E,ZDE)=(X方向の平行偏心位置，Y方向の平行偏心位置，
Z方向の平行偏心位置)で、平行偏心した先頭面の位置を
表すとともに、その面の面頂点を中心とするX軸回りの
回転角ADE(°)で、回転偏心(紙面に向かって反時計周り
を正とする。)を表す。また、X軸方向は紙面に対して垂
直方向であり(紙面の裏面方向を正とする。)、Y軸方向
は偏心基準面(S1)と紙面とが交わる直線方向であり(図
の上方向を正とする。)、Z軸方向は偏心基準面(S1)の法
線方向である(表示素子側を正とする。)。
【００３８】また、面Siに*印が付された面は、非球面
で構成された面であることを示し、非球面の面形状(各
面頂点基準)を表わす以下の式(AS)で定義されるものと
する。各非球面データを他のデータと併せて示し、表１
に各実施例の条件式対応値を示す。 Z＝(c・h2)／[1+√{1-(1+K)・c2・h2}]＋(A・h4+B・h6+C・h8+D・h10+E・h12) …(A S) ただし式(AS)中、 Z：光軸方向の基準面からの変位量、 h：光軸に対して垂直な方向の高さ(h2=X2+Y2)、 c：近軸曲率、 K,A,B,C,D,E：非球面係数、 である。
で構成された面であることを示し、非球面の面形状(各
面頂点基準)を表わす以下の式(AS)で定義されるものと
する。各非球面データを他のデータと併せて示し、表１
に各実施例の条件式対応値を示す。 Z＝(c・h2)／[1+√{1-(1+K)・c2・h2}]＋(A・h4+B・h6+C・h8+D・h10+E・h12) …(A S) ただし式(AS)中、 Z：光軸方向の基準面からの変位量、 h：光軸に対して垂直な方向の高さ(h2=X2+Y2)、 c：近軸曲率、 K,A,B,C,D,E：非球面係数、 である。
【００３９】 《実施例１の投影光学系》 [面] [曲率半径][軸上面間隔][屈折率] [アッベ数] S0 r0= ∞ d0=845.000 S1 r1= ∞ S2 (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.0,4.551,0.100,-1.916) r2= 53.383 d2= 1.100 N1=1.7545 ν1=51.570 S3 r3= 29.413 d3= 13.480 S4 r4= 209.287 d4= 1.557 N2=1.4875 ν2=70.440 S5* r5= 28.406 d5= 53.053 S6 r6= 87.096 d6= 4.986 N3=1.8195 ν3=25.842 S7 r7=-450.877 S8(SP)(XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,0.000,120.000,0.000) r8= ∞(有効半径=11.359) S9 (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,2.440,123.000,0.977) r9=-391.745 d9= 10.000 N4=1.8473 ν4=25.736 S10 r10= 47.089 d10= 0.100 S11* r11= 41.324 d11= 7.106 N5=1.5139 ν5=66.880 S12 r12=-50.378 S13* (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,11.125,204.808,2.827) r13=269.577 d11=16.679 N6=1.5168 ν6=65.261 S14* r14=-51.560 S15 (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,11.997,222.465,-4.759) r15= ∞ d15=90.000 N7=1.5168 ν7=65.261 S16 r16= ∞ S17(I) (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,4.447,313.152,-2.455) r17= ∞
【００４０】[第５面(S5)の非球面データ] K=-0.983596 A=-0.941346×10-6 B=-0.382769×10-8 C= 0.361847×10-11 D=-0.479956×１０−１４
【００４１】［第１１面(S11)の非球面データ] K= 0.000000 A=-0.180239×10-5 B=-0.869663×10-8 C= 0.650313×10-10 D=-0.225062×10-12 E= 0.294746×10-15
【００４２】[第１３面(S13)の非球面データ] K= 0.000000 A= 0.910200×10-7 B=-0.374901×10-9 C= 0.319043×10-12 D=-0.452650×10-16 E=-0.175222×10-19
【００４３】[第１４面(S14)の非球面データ] K= 0.000000 A= 0.144980×10-5 B=-0.146171×10-9 C= 0.124804×10-12 D= 0.116210×10-15 E=-0.412338×10-19
【００４４】 《実施例２の投影光学系》 [面] [曲率半径][軸上面間隔][屈折率] [アッベ数] S0 r0= ∞ d0=845.000 S1 r1= ∞ S2 (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,13.027,0.100,2.593) r2= 103.355 d2= 1.500 N1=1.6958 ν1=53.789 S3 r3= 44.929 d3= 16.377 S4 r4= 162.886 d4= 15.000 N2=1.4875 ν2=70.440 S5* r5= 46.791 S6 (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,0.312,179.525,-1.277) r6= 69.314 d6= 4.067 N3=1.7985 ν3=22.600 S7 r7= 265.314 d7= 21.594 S8(SP) r8= ∞(有効半径=16.018) d8= 10.561 S9 r9= -83.217 d9= 15.000 N4=1.8267 ν4=24.179 S10 r10= 68.657 d10= 0.100 S11* r11= 59.816 d11=15.000 N5=1.6543 ν5=55.745 S12 r12=-63.017 S13 (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,18.067,248.261,-7.984) r13=127.713 d11= 6.809 N6=1.5168 ν6=65.261 S14 r14=746.072 d14=110.000 S15 r15= 58.547 d15=15.000 N7=1.7545 ν7=51.570 S16 r16=101.156 d16= 3.000 S17(I) r17= ∞
【００４５】[第５面(S5)の非球面データ] K=-0.800000 A=-0.956207×10-6 B=-0.236775×10-9 C=-0.968458×10-13 D=-0.418944×10-16
【００４６】[第１１面(S11)の非球面データ] K= 0.000000 A=-0.102161×10-5 B=-0.285814×10-8 C= 0.131048×10-10 D=-0.256918×10-13 E= 0.190853×10-16
【００４７】 《実施例３の投影光学系》 [面] [曲率半径][軸上面間隔][屈折率] [アッベ数] S0 r0= ∞ d0=845.000 S1 r1= ∞ S2 (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,10.734,0.100,1.192) r2= 64.918 d2= 1.600 N1=1.7545 ν1=51.570 S3 r3= 37.730 d3= 14.893 S4 r4= 119.934 d4= 7.302 N2=1.4875 ν2=70.440 S5* r5= 31.045 S6 (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,-2.308,177.602,0.426) r6= 60.731 d6= 8.370 N3=1.6723 ν3=28.247 S7 r7=-1247.768 S8(SP) (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,0.000,205.186,0.000) r8= ∞(有効半径=17.312) S9 (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,-2.027,208.186,0.572) r9= -99.624 d9= 15.000 N4=1.8068 ν4=25.248 S10 r10= 49.796 d10= 0.100 S11* r11= 45.425 d11=14.079 N5=1.5502 ν5=63.013 S12 r12=-69.877 S13 (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,20.537,237.241,-3.369) r13=138.420 d11= 8.985 N6=1.5168 ν6=65.261 S14 r14=-830.085 S15 (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,3.561,355.433,-6.760) r15= 77.998 d15= 5.252 N7=1.4875 ν7=70.440 S16 r16= ∞ S17(I) (XDE,YDE,ZDE,ADE)=(0.000,2.825,361.641,-8.225) r17= ∞
【００４８】[第５面(S5)の非球面データ] K=-0.800000 A=-0.688237×10-6 B=-0.836011×10-9 C=-0.171182×10-13 D=-0.514561×10-15
【００４９】[第１１面(S11)の非球面データ] K= 0.000000 A=-0.146304×10-5 B=-0.179349×10-8 C= 0.927093×10-11 D=-0.201469×10-13 E= 0.163826×10-16
【００５０】
【表１】
【００５１】各実施例の投影光学系の光学性能を、スポ
ット図(図３，図７，図１１)と歪曲図(図４，図８，図
１２)で示す。評価領域はスクリーン面(S0)上でのX軸方
向±566.0(mm)，Y軸方向±340.0(mm)であり、表２に各
評価位置を座標(X,Y)で示す。なお、本来はスクリーン
面(S0)が投影像面であり表示素子面(I)が物体面である
が、各実施例では光学設計上縮小系とし、スクリーン面
(S0)を物体面とみなして表示素子面(I)で光学性能を評
価している。
ット図(図３，図７，図１１)と歪曲図(図４，図８，図
１２)で示す。評価領域はスクリーン面(S0)上でのX軸方
向±566.0(mm)，Y軸方向±340.0(mm)であり、表２に各
評価位置を座標(X,Y)で示す。なお、本来はスクリーン
面(S0)が投影像面であり表示素子面(I)が物体面である
が、各実施例では光学設計上縮小系とし、スクリーン面
(S0)を物体面とみなして表示素子面(I)で光学性能を評
価している。
【００５２】
【表２】
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、絞
りと表示素子との間に所定の条件下で大きく偏心した偏
心光学素子が配置されているため、低コストかつコンパ
クトで高精細な投影表示装置を実現することができる。
りと表示素子との間に所定の条件下で大きく偏心した偏
心光学素子が配置されているため、低コストかつコンパ
クトで高精細な投影表示装置を実現することができる。
【図１】第１の実施の形態(実施例１)を構成する投影光
学系を示す光学構成図。
学系を示す光学構成図。
【図２】第１の実施の形態(実施例１)を構成する投影光
学系及び照明光学系を示す光学構成図。
学系及び照明光学系を示す光学構成図。
【図３】実施例１を構成する投影光学系のスポットダイ
アグラム。
アグラム。
【図４】実施例１を構成する投影光学系の歪曲図。
【図５】第２の実施の形態(実施例２)を構成する投影光
学系を示す光学構成図。
学系を示す光学構成図。
【図６】第２の実施の形態(実施例２)を構成する投影光
学系及び照明光学系を示す光学構成図。
学系及び照明光学系を示す光学構成図。
【図７】実施例２を構成する投影光学系のスポットダイ
アグラム。
アグラム。
【図８】実施例２を構成する投影光学系の歪曲図。
【図９】第３の実施の形態(実施例３)を構成する投影光
学系を示す光学構成図。
学系を示す光学構成図。
【図１０】第３の実施の形態(実施例３)を構成する投影
光学系及び照明光学系を示す光学構成図。
光学系及び照明光学系を示す光学構成図。
【図１１】実施例３を構成する投影光学系のスポットダ
イアグラム。
イアグラム。
【図１２】実施例３を構成する投影光学系の歪曲図。
【図１３】単板式の従来例を示す光学構成図。
【図１４】３板式の従来例を示す光学構成図。
DL …偏心光学素子 LS …照明光源 SP …絞り I …表示素子面
Claims (6)
- 【請求項１】 表示素子面に２次元映像を表示する反射
型の表示素子と、前記２次元映像を拡大投影する投影光
学系と、を備えた投影表示装置であって、前記投影光学
系が絞りを有すると共にその絞りと前記表示素子との間
に大きく偏心した偏心光学素子を有し、前記表示素子面
の中心と投影像面の中心とを結ぶ光線を画像中心光線と
するとき、以下の条件式を満たすことを特徴とする投影
表示装置； θi＜10° 5°＜θo＜15° ただし、 θi：投影像面の法線と画像中心光線とがなす角度、 θo：表示素子面の法線と画像中心光線とがなす角度、 である。 - 【請求項２】 前記偏心光学素子と前記表示素子との間
に連続した媒質に満たされた空間を有し、以下の条件式
を満たすことを特徴とする請求項１記載の投影表示装
置； 1.0＜k／Ls＜10 ただし、 k ：連続した媒質に満たされた空間の画像中心光線に沿
った距離、 Ls：表示素子面の短辺の長さ、 である。 - 【請求項３】 前記偏心光学素子と前記表示素子との間
に、前記偏心光学素子と共に照明光学系を構成する光学
素子を配置し、その光学素子及び前記偏心光学素子のみ
を、前記表示素子面を照明する照明光と前記表示素子面
で反射された投影光とが共通に通過するようにしたこと
を特徴とする請求項１記載の投影表示装置。 - 【請求項４】 更に前記表示素子面を照明するための照
明光源を備えた投影表示装置であって、前記偏心光学素
子が正のパワーを有しており、かつ、前記照明光源の側
に前記絞りに対して平行偏心していることを特徴とする
請求項１記載の投影表示装置。 - 【請求項５】 更に以下の条件式を満たすことを特徴と
する請求項１記載の投影表示装置； 2°＜θp＜15° ただし、 θp：画像中心光線が偏心光学素子の最も投影像面側の
面を通過する位置での接平面と、画像中心光線が偏心光
学素子の最も表示素子側の面を通過する位置での接平面
と、がなす角度、である。 - 【請求項６】 前記表示素子面の四隅から前記投影光学
系に向けて射出される主光線が以下の条件式を満たすこ
とを特徴とする請求項１記載の投影表示装置； ｜θk−θo｜max＜5° ただし、 θk：表示素子面の法線と表示素子面の四隅から射出さ
れる各主光線とがなす角度、 ｜θk−θo｜max：各主光線についての｜θk−θo｜の
うちの最大値、 である。
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