JP2000075202A - 投射レンズ及びそれを用いた投射装置 - Google Patents
投射レンズ及びそれを用いた投射装置Info
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- JP2000075202A JP2000075202A JP10262392A JP26239298A JP2000075202A JP 2000075202 A JP2000075202 A JP 2000075202A JP 10262392 A JP10262392 A JP 10262392A JP 26239298 A JP26239298 A JP 26239298A JP 2000075202 A JP2000075202 A JP 2000075202A
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- 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
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- G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
- G03B21/006—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using LCD's
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- Lenses (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 単板式の液晶パネルに表示した投影像原画を
スクリーン面上に高い光学性能で投影することのできる
投影レンズを得ること。 【解決手段】 単板の液晶表示素子上に配列されたＲ
光，Ｇ光，Ｂ光の各色光の画素を、それぞれに対応した
入射角度の異なる照明光で照射し、各色光の画素を所定
面上に投射する投射レンズにおいて、該投射レンズをＧ
光に対するＲ光とＢ光のそれぞれの倍率色収差が、とも
に同一符号の値となるように収差補正したこと。
スクリーン面上に高い光学性能で投影することのできる
投影レンズを得ること。 【解決手段】 単板の液晶表示素子上に配列されたＲ
光，Ｇ光，Ｂ光の各色光の画素を、それぞれに対応した
入射角度の異なる照明光で照射し、各色光の画素を所定
面上に投射する投射レンズにおいて、該投射レンズをＧ
光に対するＲ光とＢ光のそれぞれの倍率色収差が、とも
に同一符号の値となるように収差補正したこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単板の液晶表示素
子を用いて、赤色光（Ｒ光），緑色光（Ｇ光），青色光
（Ｂ光）の３色の光束を異なる角度で液晶素子面上の絵
素配列に照射し、これらの各画素を１本の投射レンズの
異なる瞳位置を透過させて合成、スクリーン上に投射す
る単板カラー液晶表示装置に適した投射レンズ及びそれ
を用いた投射装置に関し、特に絵素配列によって決定さ
れる色ズレを最適に補正する条件を有した投射レンズに
関する。
子を用いて、赤色光（Ｒ光），緑色光（Ｇ光），青色光
（Ｂ光）の３色の光束を異なる角度で液晶素子面上の絵
素配列に照射し、これらの各画素を１本の投射レンズの
異なる瞳位置を透過させて合成、スクリーン上に投射す
る単板カラー液晶表示装置に適した投射レンズ及びそれ
を用いた投射装置に関し、特に絵素配列によって決定さ
れる色ズレを最適に補正する条件を有した投射レンズに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、複数の液晶表示素子等の表示
素子を用いて、その表示素子に基づく各色光の画像を合
成してスクリーン面にカラー投射する表示装置（投射装
置）は良く用いられている。近年、投影画像の高精細化
が進むと共に装置全体の小型化の要求は強くなり、投射
レンズも小型で高性能なものが望まれている。
素子を用いて、その表示素子に基づく各色光の画像を合
成してスクリーン面にカラー投射する表示装置（投射装
置）は良く用いられている。近年、投影画像の高精細化
が進むと共に装置全体の小型化の要求は強くなり、投射
レンズも小型で高性能なものが望まれている。
【０００３】通常、投影画像の高輝度と高精細を両立さ
せる為に、光源からの白色光をＲ，Ｇ，Ｂの３色の色光
に分け、それぞれの色光を生成する表示素子を備え、こ
れらの複数の表示素子に基づく色光画像を合成し、１本
の投射レンズを介して、スクリーン面上に投射する投射
装置が多く用いられている。
せる為に、光源からの白色光をＲ，Ｇ，Ｂの３色の色光
に分け、それぞれの色光を生成する表示素子を備え、こ
れらの複数の表示素子に基づく色光画像を合成し、１本
の投射レンズを介して、スクリーン面上に投射する投射
装置が多く用いられている。
【０００４】光源は、ハロゲンランプ、キセノンラン
プ、メタルハライドランプ等、明るいものを用いれば、
スクリーンに投射した際の投影画像の照度は明るいもの
となる。
プ、メタルハライドランプ等、明るいものを用いれば、
スクリーンに投射した際の投影画像の照度は明るいもの
となる。
【０００５】この構成では、共通の白色光源からの照明
光を有効活用できるので、３原色に応じて液晶表示素子
を１枚しか使用しない単板式構成に比べて約３倍明るい
画像が得られる。
光を有効活用できるので、３原色に応じて液晶表示素子
を１枚しか使用しない単板式構成に比べて約３倍明るい
画像が得られる。
【０００６】更に、高精度化に関しても、Ｒ，Ｇ，Ｂの
３色で、かつ同一絵素数の液晶表示素子を厳密にスクリ
ーン上で加法混色できれば、１つの絵素は完全な白を再
現できる。しかし、実際には、３色を合成、投射する投
射レンズの収差に起因して倍率色収差に基づく色ズレが
発生し、これをいかに解決するかが投射レンズに課せら
れた問題である。
３色で、かつ同一絵素数の液晶表示素子を厳密にスクリ
ーン上で加法混色できれば、１つの絵素は完全な白を再
現できる。しかし、実際には、３色を合成、投射する投
射レンズの収差に起因して倍率色収差に基づく色ズレが
発生し、これをいかに解決するかが投射レンズに課せら
れた問題である。
【０００７】一方で、３板式は、単板式よりは構成が複
雑になる為に、安価に製造しにくい、大型化するという
欠点を有している。
雑になる為に、安価に製造しにくい、大型化するという
欠点を有している。
【０００８】この３板式の欠点を改良した簡易な構成で
明るい単板方式のプロジェクターが従来より、例えば特
許2622185 号で知られている。図７にその構成を示す。
明るい単板方式のプロジェクターが従来より、例えば特
許2622185 号で知られている。図７にその構成を示す。
【０００９】次に、その光学系の原理を説明する。
【００１０】図７において、４１は白色光源、４２は楕
円面反射鏡、４３は楕円鏡の焦点位置を物点とし、平行
光を射出する為のコンデンサーレンズである。コンデン
サーレンズ４３の前方には３種のダイクロイックミラー
４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂが配置されている。ダイクロイ
ックミラー４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂはそれぞれ、赤，
緑，青の各波長体の光を選択的に反射し、他は透過する
色光特性を有している。ダイクロイックミラー４４Ｇに
対し、ダイクロイックミラー４４Ｒ，４４Ｂはそれぞれ
θ度ずつ角度を有しており、従って反射光は２θ度の傾
きをもって液晶表示素子４６に入射する。
円面反射鏡、４３は楕円鏡の焦点位置を物点とし、平行
光を射出する為のコンデンサーレンズである。コンデン
サーレンズ４３の前方には３種のダイクロイックミラー
４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂが配置されている。ダイクロイ
ックミラー４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂはそれぞれ、赤，
緑，青の各波長体の光を選択的に反射し、他は透過する
色光特性を有している。ダイクロイックミラー４４Ｇに
対し、ダイクロイックミラー４４Ｒ，４４Ｂはそれぞれ
θ度ずつ角度を有しており、従って反射光は２θ度の傾
きをもって液晶表示素子４６に入射する。
【００１１】液晶表示素子４６の直前には一体的に設け
られたマイクロレンズアレイ４５を有しており、カラー
信号によって駆動されるＲ，Ｇ，Ｂの各絵素に対し、同
一色光絵素のみを照射する構成をとっている。この原理
を図８にて後述するが、各絵素を透過した光束は、投射
レンズ４７の異なる瞳位置４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂを通
過して、スクリーン４９上に画像を形成する。
られたマイクロレンズアレイ４５を有しており、カラー
信号によって駆動されるＲ，Ｇ，Ｂの各絵素に対し、同
一色光絵素のみを照射する構成をとっている。この原理
を図８にて後述するが、各絵素を透過した光束は、投射
レンズ４７の異なる瞳位置４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂを通
過して、スクリーン４９上に画像を形成する。
【００１２】図８は、従来の液晶表示素子４６とマイク
ロレンズアレイ４５の断面模式図である。液晶表示素子
４６は、２枚のガラス板５２，５３に封入された液晶層
５０と、Ｒ，Ｇ，Ｂの色光信号が入力されて絵素のオン
オフを制御する為の信号電極５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂが
配設されてなる。絵素の配列はモザイクやストライプ状
に並んでいる。
ロレンズアレイ４５の断面模式図である。液晶表示素子
４６は、２枚のガラス板５２，５３に封入された液晶層
５０と、Ｒ，Ｇ，Ｂの色光信号が入力されて絵素のオン
オフを制御する為の信号電極５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂが
配設されてなる。絵素の配列はモザイクやストライプ状
に並んでいる。
【００１３】各絵素を射出した光束は、入射照明光の角
度差と同じく、射出角度差をもって投射レンズ４７に入
る為、投射レンズ４７の瞳４８上では、光束の使用域が
各色光で若干異なってくる。
度差と同じく、射出角度差をもって投射レンズ４７に入
る為、投射レンズ４７の瞳４８上では、光束の使用域が
各色光で若干異なってくる。
【００１４】この結果、投射レンズ４７の口径は、３板
式の投射レンズに比べると小さい、すなわち明るいレン
ズが要求される。
式の投射レンズに比べると小さい、すなわち明るいレン
ズが要求される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】単板式のカラー液晶素
子をスクリーンに投射する為の投射レンズに倍率色収差
が残存すると、液晶表示素子上のＲ，Ｇ，Ｂの各絵素が
完全に合致していても、色ズレを生じ、画像品位を損な
う。今、投射レンズに倍率色収差を横軸に、縦軸にスク
リーン上の像高をとったときに図９に示すような倍率色
収差があったと仮定する。
子をスクリーンに投射する為の投射レンズに倍率色収差
が残存すると、液晶表示素子上のＲ，Ｇ，Ｂの各絵素が
完全に合致していても、色ズレを生じ、画像品位を損な
う。今、投射レンズに倍率色収差を横軸に、縦軸にスク
リーン上の像高をとったときに図９に示すような倍率色
収差があったと仮定する。
【００１６】図９では、液晶表示素子周辺で、Ｇ光に対
しＢ光はプラス、Ｒ光はマイナスの倍率色収差を有して
いる。但し、液晶表示面を物体面とし、スクリーン面を
像面とした。即ち、スクリーン上では、Ｇの絵素に対し
本来重なるべきＲの絵素はスクリーン中央にずれ、Ｂの
絵素は逆にずれる。但し、投射レンズの影響だけを考慮
する場合、スクリーンの左右では投射レンズの光軸に点
対称となり、左右の非対称性はない。通常、Ｇ光が最も
明るく目立ちやすいが、Ｂ光はＲ光に比べると比視感度
は低い。図１０はこの状態を誇張して摸式化した図であ
る。
しＢ光はプラス、Ｒ光はマイナスの倍率色収差を有して
いる。但し、液晶表示面を物体面とし、スクリーン面を
像面とした。即ち、スクリーン上では、Ｇの絵素に対し
本来重なるべきＲの絵素はスクリーン中央にずれ、Ｂの
絵素は逆にずれる。但し、投射レンズの影響だけを考慮
する場合、スクリーンの左右では投射レンズの光軸に点
対称となり、左右の非対称性はない。通常、Ｇ光が最も
明るく目立ちやすいが、Ｂ光はＲ光に比べると比視感度
は低い。図１０はこの状態を誇張して摸式化した図であ
る。
【００１７】一方、単板式で、図９と同じ倍率色収差を
有した投射レンズを用いた場合を仮定している。単板式
の液晶表示素子の配列は中央にＧ光、その左右にＲ，Ｂ
光のストライプ配列であるとするが、この順序が入れ替
わっても本質はなんら影響されない。
有した投射レンズを用いた場合を仮定している。単板式
の液晶表示素子の配列は中央にＧ光、その左右にＲ，Ｂ
光のストライプ配列であるとするが、この順序が入れ替
わっても本質はなんら影響されない。
【００１８】図１１に図１０と同様にスクリーン上での
絵素のズレを見てみると、左画面のＧ光の絵素８１Ｇを
基準に、投射レンズの倍率色収差がない場合でも単板配
列であるがゆえに、スクリーン上ではＲ，Ｂ絵素は絵素
８１Ｒ，８１Ｂとずれる。さらに投射レンズの倍率色収
差を加味すると、絵素８１Ｂ，８１Ｒはそれぞれ絵素８
１Ｒ’，８１Ｂ’の位置まで色ズレをおこす。
絵素のズレを見てみると、左画面のＧ光の絵素８１Ｇを
基準に、投射レンズの倍率色収差がない場合でも単板配
列であるがゆえに、スクリーン上ではＲ，Ｂ絵素は絵素
８１Ｒ，８１Ｂとずれる。さらに投射レンズの倍率色収
差を加味すると、絵素８１Ｂ，８１Ｒはそれぞれ絵素８
１Ｒ’，８１Ｂ’の位置まで色ズレをおこす。
【００１９】逆に、右画面を見ると、基準となる絵素８
２Ｇに対し本来の位置で絵素８２Ｒ，８２Ｂと、左画面
とは非対称な色ズレがる。これも単板カラー液晶表示方
式そのものの欠点である。
２Ｇに対し本来の位置で絵素８２Ｒ，８２Ｂと、左画面
とは非対称な色ズレがる。これも単板カラー液晶表示方
式そのものの欠点である。
【００２０】同じく、投射レンズの倍率色収差を考慮す
ると、これはレンズ光軸に点対称であるから、左画面と
同じ方向に絵素がずれるが、その結果として、右画面で
はＧ，Ｒ，Ｂ光が良い方向に重なり、色ズレはほとんど
発生しない。但し、この場合、左画面と右画面の非対称
性が著しくずれる為、その欠陥が顕著に目立ってきて好
ましくない。
ると、これはレンズ光軸に点対称であるから、左画面と
同じ方向に絵素がずれるが、その結果として、右画面で
はＧ，Ｒ，Ｂ光が良い方向に重なり、色ズレはほとんど
発生しない。但し、この場合、左画面と右画面の非対称
性が著しくずれる為、その欠陥が顕著に目立ってきて好
ましくない。
【００２１】本発明は単板式のカラー液晶表示素子に基
づく画像をスクリーン面上に投射する投射レンズにおい
て、該投射レンズの倍率色収差を適切に設定することに
より、スクリーン面上の左右での非対称な色ズレを目立
たなくし、良好なる観察ができる投射レンズの提供を目
的とする。
づく画像をスクリーン面上に投射する投射レンズにおい
て、該投射レンズの倍率色収差を適切に設定することに
より、スクリーン面上の左右での非対称な色ズレを目立
たなくし、良好なる観察ができる投射レンズの提供を目
的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の投射レンズは、
(1-1) 単板の液晶表示素子上に配列されたＲ光，Ｇ光，
Ｂ光の各色光の画素を、それぞれに対応した入射角度の
異なる照明光で照射し、各色光の画素を所定面上に投射
する投射レンズにおいて、該投射レンズをＧ光に対する
Ｒ光とＢ光のそれぞれの倍率色収差が、ともに同一符号
の値となるように収差補正したことを特徴としている。
(1-1) 単板の液晶表示素子上に配列されたＲ光，Ｇ光，
Ｂ光の各色光の画素を、それぞれに対応した入射角度の
異なる照明光で照射し、各色光の画素を所定面上に投射
する投射レンズにおいて、該投射レンズをＧ光に対する
Ｒ光とＢ光のそれぞれの倍率色収差が、ともに同一符号
の値となるように収差補正したことを特徴としている。
【００２３】特に、(1-1-1) 前記Ｇ光に対する倍率色収
差のうち、Ｒ光の値をＢ光の値より少なく補正したこ
と。(1-1-2) 前記投射レンズは、焦点距離が遷移可能な
変倍レンズであること等を特徴としている。
差のうち、Ｒ光の値をＢ光の値より少なく補正したこ
と。(1-1-2) 前記投射レンズは、焦点距離が遷移可能な
変倍レンズであること等を特徴としている。
【００２４】本発明の投射装置は、(2-1) 単板の液晶表
示素子上に配列されたＲ光，Ｇ光，Ｂ光の各色光の画素
を、それぞれに対応した入射角度の異なる照明光で照射
し、該各色光の画素を単一の投射レンズを介してスクリ
ーン上に投影表示する投射装置において、前記投射レン
ズのＧ光に対するＲ光とＢ光のそれぞれの倍率色収差
が、ともに同一符号の値となるように補正したことを特
徴としている。
示素子上に配列されたＲ光，Ｇ光，Ｂ光の各色光の画素
を、それぞれに対応した入射角度の異なる照明光で照射
し、該各色光の画素を単一の投射レンズを介してスクリ
ーン上に投影表示する投射装置において、前記投射レン
ズのＧ光に対するＲ光とＢ光のそれぞれの倍率色収差
が、ともに同一符号の値となるように補正したことを特
徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の投射レンズの実施
形態のレンズ断面図、図２は本発明の投射レンズを単板
式カラー液晶プロジェクターに適用した投射装置の実施
形態の要部概略図、図３は図２の一部分の拡大説明図で
ある。
形態のレンズ断面図、図２は本発明の投射レンズを単板
式カラー液晶プロジェクターに適用した投射装置の実施
形態の要部概略図、図３は図２の一部分の拡大説明図で
ある。
【００２６】まず、図２の投射装置の構成について説明
する。
する。
【００２７】図２において、白色光源１０１が放射する
光は反射鏡１０２とコンデンサレンズ１０３によって略
平行な光束となって３つのダイクロイックミラーを有す
るダイクロイックミラー群１０４へ入射する。そして、
先ずダイクロイックミラー１０４Ｒは白色光の中の赤色
光を反射し、残りは透過する。次いでダイクロイックミ
ラー１０４Ｇは残りの光のうちの緑色光を反射する。次
いでダイクロイックミラー１０４Ｂは残りの青色光を反
射する。
光は反射鏡１０２とコンデンサレンズ１０３によって略
平行な光束となって３つのダイクロイックミラーを有す
るダイクロイックミラー群１０４へ入射する。そして、
先ずダイクロイックミラー１０４Ｒは白色光の中の赤色
光を反射し、残りは透過する。次いでダイクロイックミ
ラー１０４Ｇは残りの光のうちの緑色光を反射する。次
いでダイクロイックミラー１０４Ｂは残りの青色光を反
射する。
【００２８】白色光はダイクロイックミラー群１４で反
射されてそれぞれ方向が異なる赤色光、緑色光、青色光
の３つの色光となって液晶表示素子１２０を互いに異っ
た角度で照明している。
射されてそれぞれ方向が異なる赤色光、緑色光、青色光
の３つの色光となって液晶表示素子１２０を互いに異っ
た角度で照明している。
【００２９】図３は液晶表示素子１２０近傍における光
学作用の説明図である。図中、１２２は液晶表示素子の
走査電極であり、１２１Ｂ，１２１Ｇ，１２１Ｒはそれ
ぞれ青色画素、緑色画素、赤色画素の信号電極である。
１２３は液晶層である。
学作用の説明図である。図中、１２２は液晶表示素子の
走査電極であり、１２１Ｂ，１２１Ｇ，１２１Ｒはそれ
ぞれ青色画素、緑色画素、赤色画素の信号電極である。
１２３は液晶層である。
【００３０】１１０は複数のマイクロレンズ１１０ａを
２次元的に配列したマイクロレンズアレイである。信号
電極１２１Ｂ，１２１Ｇ，１２１Ｒを励起することによ
り該信号電極の部分の画素を制御することができる。そ
して、１つのマイクロレンズ１１０ａに対してそれぞれ
１つのＲ，Ｇ，Ｂ画素を対応させている。
２次元的に配列したマイクロレンズアレイである。信号
電極１２１Ｂ，１２１Ｇ，１２１Ｒを励起することによ
り該信号電極の部分の画素を制御することができる。そ
して、１つのマイクロレンズ１１０ａに対してそれぞれ
１つのＲ，Ｇ，Ｂ画素を対応させている。
【００３１】この場合、１つのマイクロレンズに入射す
る赤色照明光は該マイクロレンズに対応するＲ画素の部
分に集光し、同様に該マイクロレンズに入射する緑色照
明光、青色照明光はそれぞれ該マイクロレンズに対応す
るＧ画素，Ｂ画素の部分に集光する。これによって白色
光源を光源として単板液晶表示素子のＲ，Ｇ，Ｂ画素を
カラーフィルターを使用せずにそれぞれ赤色照明光
（Ｒ），緑色照明光（Ｇ）、青色照明光（Ｂ）で照明し
ている。
る赤色照明光は該マイクロレンズに対応するＲ画素の部
分に集光し、同様に該マイクロレンズに入射する緑色照
明光、青色照明光はそれぞれ該マイクロレンズに対応す
るＧ画素，Ｂ画素の部分に集光する。これによって白色
光源を光源として単板液晶表示素子のＲ，Ｇ，Ｂ画素を
カラーフィルターを使用せずにそれぞれ赤色照明光
（Ｒ），緑色照明光（Ｇ）、青色照明光（Ｂ）で照明し
ている。
【００３２】図２に帰って、液晶表示素子１２０に表示
する画像は上記の作用によってカラー画像となり、フィ
ールドレンズ１０５、そして本発明の投影レンズ１０６
によってスクリーン１０７上に拡大投影している。
する画像は上記の作用によってカラー画像となり、フィ
ールドレンズ１０５、そして本発明の投影レンズ１０６
によってスクリーン１０７上に拡大投影している。
【００３３】次に、図１の投射レンズのレンズ構成につ
いて説明する。
いて説明する。
【００３４】図１においてＬ１は負の屈折力の第１群、
Ｌ２は正の屈折力の第２群、Ｌ３は正の屈折力の第３群
である。本発明の投射レンズは第２群Ｌ２をスクリーン
側へ移動して広角端から望遠端への変倍を行っている。
Ｌ２は正の屈折力の第２群、Ｌ３は正の屈折力の第３群
である。本発明の投射レンズは第２群Ｌ２をスクリーン
側へ移動して広角端から望遠端への変倍を行っている。
【００３５】第１群Ｌ１はスクリーン側に凸面を向けた
メニスカス状の２つの負レンズより成り、第２群Ｌ２は
スクリーン側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズ
と、両レンズ面が凸面の正レンズと負レンズとを接合し
た接合レンズ、絞り、両レンズ面が凹面の負レンズと正
レンズとを接合した接合レンズ、液晶表示素子側に凸面
を向けた正レンズより成り、第３群Ｌ３は両レンズ面が
凸面の正レンズ、液晶表示素子側に凸面を向けたメニス
カス状の負レンズ、そして両レンズ面が凸面の正レンズ
より成っている。Ｇはフェースプレート、色フィルター
等のガラスブロック、ＩＰは像面（液晶表示素子面）で
ある。
メニスカス状の２つの負レンズより成り、第２群Ｌ２は
スクリーン側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズ
と、両レンズ面が凸面の正レンズと負レンズとを接合し
た接合レンズ、絞り、両レンズ面が凹面の負レンズと正
レンズとを接合した接合レンズ、液晶表示素子側に凸面
を向けた正レンズより成り、第３群Ｌ３は両レンズ面が
凸面の正レンズ、液晶表示素子側に凸面を向けたメニス
カス状の負レンズ、そして両レンズ面が凸面の正レンズ
より成っている。Ｇはフェースプレート、色フィルター
等のガラスブロック、ＩＰは像面（液晶表示素子面）で
ある。
【００３６】本発明の投射レンズでは、単板の液晶表示
素子上に配列されたそれぞれに対応した入射角度の異な
る照明光で照射したＲ，Ｇ，Ｂ画素をスクリーン上に投
影表示するとき、投射レンズのＧ光に対するＲ，Ｂ光の
それぞれの倍率色収差が、ともに同一符号の値となるよ
うに補正している。
素子上に配列されたそれぞれに対応した入射角度の異な
る照明光で照射したＲ，Ｇ，Ｂ画素をスクリーン上に投
影表示するとき、投射レンズのＧ光に対するＲ，Ｂ光の
それぞれの倍率色収差が、ともに同一符号の値となるよ
うに補正している。
【００３７】又、Ｂ光の方がＲ光より比視感度が低い為
に、Ｇ光に対するＲ光の倍率色収差をＢ光の倍率色収差
よりも少なく補正している。
に、Ｇ光に対するＲ光の倍率色収差をＢ光の倍率色収差
よりも少なく補正している。
【００３８】図４，図５は本発明の投射レンズの広角端
と望遠端の収差図である。
と望遠端の収差図である。
【００３９】収差図において、Ｇ光は波長５５０ｎｍ、
Ｂ光は波長４５０ｎｍ、Ｒ光は波長６２０ｎｍの各波長
で求めた球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差を
示している。
Ｂ光は波長４５０ｎｍ、Ｒ光は波長６２０ｎｍの各波長
で求めた球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差を
示している。
【００４０】図４に示す倍率色収差をスクリーン上で、
絵素のズレとして模式図化すると、図６の如くになる。
絵素のズレとして模式図化すると、図６の如くになる。
【００４１】図６に図１１と同様にスクリーン上での絵
素のズレをみてみると、左画面のＧ光の絵素３１Ｇを基
準に投射レンズの倍率色収差がない場合でも、単板配列
であるがゆえに、スクリーン上ではＲ，Ｂ絵素は３１
Ｒ，３１Ｂとずれることは前に述べた。更に投射レンズ
の倍率色収差を加味すると、本実施例ではＲ，Ｂの倍率
色収差は同方向であるから３１Ｂ，３１Ｒはそれぞれ３
１Ｒ’，３１Ｂ’と同じ方向に色ズレをおこす。結果と
して、Ｇ光とＢ光が重なる方向でＲ光が内側に離れる。
素のズレをみてみると、左画面のＧ光の絵素３１Ｇを基
準に投射レンズの倍率色収差がない場合でも、単板配列
であるがゆえに、スクリーン上ではＲ，Ｂ絵素は３１
Ｒ，３１Ｂとずれることは前に述べた。更に投射レンズ
の倍率色収差を加味すると、本実施例ではＲ，Ｂの倍率
色収差は同方向であるから３１Ｂ，３１Ｒはそれぞれ３
１Ｒ’，３１Ｂ’と同じ方向に色ズレをおこす。結果と
して、Ｇ光とＢ光が重なる方向でＲ光が内側に離れる。
【００４２】逆に、右画面をみると基準となる絵素３２
Ｇに対し、倍率色収差を考慮すると、左画面とは異なり
Ｇ絵素とＲ絵素が重なる方向でＢ絵素が離れる。
Ｇに対し、倍率色収差を考慮すると、左画面とは異なり
Ｇ絵素とＲ絵素が重なる方向でＢ絵素が離れる。
【００４３】結局は、単板の液晶配列に起因してＲ光，
Ｇ光，Ｂ光の各絵素が完全に重なることはないが、図１
０に示したようにＲ光，Ｂ光の倍率色収差が逆方向に離
れる場合は、Ｒ絵素とＢ絵素は２絵素をこえて色ズレが
発生するのに対し、本実施例では左右画面に色ズレが発
生するものの、Ｒ絵素とＢ絵素の最大ズレは確実に改良
される。
Ｇ光，Ｂ光の各絵素が完全に重なることはないが、図１
０に示したようにＲ光，Ｂ光の倍率色収差が逆方向に離
れる場合は、Ｒ絵素とＢ絵素は２絵素をこえて色ズレが
発生するのに対し、本実施例では左右画面に色ズレが発
生するものの、Ｒ絵素とＢ絵素の最大ズレは確実に改良
される。
【００４４】又、次に本発明の数値実施例を示す。尚、
数値実施例においてＲi はスクリーン側より順に第ｉ番
目の曲率半径、Ｄi はスクリーン側より順に第ｉ番目の
レンズ厚及び空気間隔、Ｎi とνi はそれぞれスクリー
ン側より順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈折率とアッ
ベ数である。又、数値実施例における最後の２つの面は
光学フィルター、フェースプレート等を示す。
数値実施例においてＲi はスクリーン側より順に第ｉ番
目の曲率半径、Ｄi はスクリーン側より順に第ｉ番目の
レンズ厚及び空気間隔、Ｎi とνi はそれぞれスクリー
ン側より順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈折率とアッ
ベ数である。又、数値実施例における最後の２つの面は
光学フィルター、フェースプレート等を示す。
【００４５】非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直
方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半
径、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき、
方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半
径、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき、
【００４６】
【数１】 なる式で表している。
【００４７】
【外１】 ｒ＝３４．３４６ Ａ＝−１．７６３０９×１０-1 Ｂ＝−４．７９７８６×１０-7 Ｃ＝−４．１４７４９×１０-9 Ｄ＝ ２．９７４７１×１０-12 Ｅ＝−１．９４９０６×１０-15
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、単板式の
カラー液晶表示素子に基づく画像をスクリーン面上に投
射する投射レンズにおいて、該投射レンズの倍率色収差
を適切に設定することにより、スクリーン面上の左右で
の非対称な色ズレを目立たなくし、良好なる観察ができ
る投射レンズを達成することができる。
カラー液晶表示素子に基づく画像をスクリーン面上に投
射する投射レンズにおいて、該投射レンズの倍率色収差
を適切に設定することにより、スクリーン面上の左右で
の非対称な色ズレを目立たなくし、良好なる観察ができ
る投射レンズを達成することができる。
【００４９】特に、本発明によれば、基本構造的に色ズ
レを含んだ単板カラー液晶表示装置に対し、これに用い
られる投射レンズの倍率色収差補正に最適な条件を付与
することで、スクリーン左右での非対称な色ズレを目立
たなくすることができる。
レを含んだ単板カラー液晶表示装置に対し、これに用い
られる投射レンズの倍率色収差補正に最適な条件を付与
することで、スクリーン左右での非対称な色ズレを目立
たなくすることができる。
【図１】 本発明の投射レンズの実施形態のレンズ断面
図
図
【図２】 本発明の投射レンズを単板式カラー液晶プロ
ジェクターに適用したときの説明図
ジェクターに適用したときの説明図
【図３】 図２の一部分の拡大説明図
【図４】 本発明の投射レンズの広角端の収差図
【図５】 本発明の投射レンズの望遠端の収差図
【図６】 本発明の投射レンズの倍率色収差に基づくス
クリーン面上の説明図
クリーン面上の説明図
【図７】 従来の単板カラー表示装置の原理説明図
【図８】 従来の単板カラー液晶表示素子の構造図
【図９】 従来の単板カラー表示装置における投射レン
ズの倍率色収差の説明図
ズの倍率色収差の説明図
【図１０】 単板表示装置での色ズレを示す説明図
【図１１】 ３板表示装置での色ズレを示す説明図
１０１ 光源 １０２ リフレクター １０３ コンデンサーレンズ １０４ ダイクロイックミラー １１０ マイクロレンズアレイ １２０ 液晶表示素子 １０５ コンデンサーレンズ １０６ 投射レンズ １０７ スクリーン Ｓ サジタル像面 Ｍ メリディオナル像面 ３１Ｇ 左画面でのＧの絵素位置 ３１Ｒ’ 左画面でのＲの絵素位置 ３１Ｂ’ 左画面でのＢの絵素位置 ３２Ｇ 右画面でのＧの絵素位置 ３２Ｒ’ 右画面でのＲの絵素位置 ３１Ｂ’ 右画面でのＢの絵素位置
Claims (4)
- 【請求項１】単板の液晶表示素子上に配列されたＲ光，
Ｇ光，Ｂ光の各色光の画素を、それぞれに対応した入射
角度の異なる照明光で照射し、各色光の画素を所定面上
に投射する投射レンズにおいて、該投射レンズをＧ光に
対するＲ光とＢ光のそれぞれの倍率色収差が、ともに同
一符号の値となるように収差補正したことを特徴とする
投射レンズ。 - 【請求項２】前記Ｇ光に対する倍率色収差のうち、Ｒ光
の値をＢ光の値より少なく補正したことを特徴とする請
求項１の投射レンズ。 - 【請求項３】前記投射レンズは、焦点距離が遷移可能な
変倍レンズであることを特徴とする請求項１又は２の投
射レンズ。 - 【請求項４】単板の液晶表示素子上に配列されたＲ光，
Ｇ光，Ｂ光の各色光の画素を、それぞれに対応した入射
角度の異なる照明光で照射し、該各色光の画素を単一の
投射レンズを介してスクリーン上に投影表示する投射装
置において、前記投射レンズのＧ光に対するＲ光とＢ光
のそれぞれの倍率色収差が、ともに同一符号の値となる
ように補正したことを特徴とする投射装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10262392A JP2000075202A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 投射レンズ及びそれを用いた投射装置 |
| US09/385,895 US6467912B1 (en) | 1998-09-01 | 1999-08-30 | Projection optical system and projection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10262392A JP2000075202A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 投射レンズ及びそれを用いた投射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000075202A true JP2000075202A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17375137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10262392A Pending JP2000075202A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 投射レンズ及びそれを用いた投射装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6467912B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000075202A (ja) |
Cited By (7)
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| JP2005173275A (ja) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Sigma Corp | 超広角レンズ |
| JP2005300619A (ja) * | 2004-04-06 | 2005-10-27 | Canon Inc | ズームレンズとそれを有する画像投射装置 |
| JP2006039182A (ja) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | Konica Minolta Photo Imaging Inc | 撮像装置 |
| JP2009058652A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Nikon Corp | 広角レンズ、撮像装置、広角レンズの結像方法 |
| JP2009198854A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Nikon Corp | 広角レンズ、これを有する撮像装置及び結像方法 |
| JP2010032567A (ja) * | 2008-07-24 | 2010-02-12 | Fujinon Corp | 投写型可変焦点レンズおよび投写型表示装置 |
| JP2010044263A (ja) * | 2008-08-14 | 2010-02-25 | Fujinon Corp | 投写型可変焦点レンズおよび投写型表示装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2003043582A (ja) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Canon Inc | 画像投射ユニットおよび投射型画像表示装置 |
| JP2003098431A (ja) * | 2001-09-21 | 2003-04-03 | Seiko Epson Corp | 投射レンズ |
| US7018044B2 (en) * | 2003-06-26 | 2006-03-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Display system incorporating spectral separation and homogenization |
| EP1672403A4 (en) * | 2003-09-30 | 2008-06-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | PROJECTION LENS, PROJECTION DISPLAY USING THE SAME, AND BACKGROUND PROJECTION DISPLAY |
| JP4372815B2 (ja) * | 2007-08-30 | 2009-11-25 | 三菱電機株式会社 | 画像投写装置 |
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| JPH0629899B2 (ja) * | 1985-02-06 | 1994-04-20 | 松下電器産業株式会社 | 投写レンズ |
| JP2622185B2 (ja) | 1990-06-28 | 1997-06-18 | シャープ株式会社 | カラー液晶表示装置 |
| US5597222A (en) * | 1995-01-17 | 1997-01-28 | Ibm Corporation | Optical relay lens system for projection displays |
| US5963375A (en) * | 1996-01-31 | 1999-10-05 | U.S. Precision Lens Inc. | Athermal LCD projection lens |
| JPH10239584A (ja) * | 1997-02-25 | 1998-09-11 | Fuji Photo Optical Co Ltd | テレセントリックな投影レンズ |
| US6193376B1 (en) * | 1998-02-27 | 2001-02-27 | Minolta Co., Ltd. | Display apparatus |
| US6172816B1 (en) * | 1998-10-23 | 2001-01-09 | Duke University | Optical component adjustment for mitigating tolerance sensitivities |
| US6195209B1 (en) * | 1999-05-04 | 2001-02-27 | U.S. Precision Lens Incorporated | Projection lenses having reduced lateral color for use with pixelized panels |
-
1998
- 1998-09-01 JP JP10262392A patent/JP2000075202A/ja active Pending
-
1999
- 1999-08-30 US US09/385,895 patent/US6467912B1/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2010044263A (ja) * | 2008-08-14 | 2010-02-25 | Fujinon Corp | 投写型可変焦点レンズおよび投写型表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6467912B1 (en) | 2002-10-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |