JP2000284361A - 映像投写装置 - Google Patents
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- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3111—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources
- H04N9/3114—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources by using a sequential colour filter producing one colour at a time
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- Projection Apparatus (AREA)
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 投写画像の色純度が高く、色むらが少なく、
小型化構成でき、作製コストを低減可能な映像投写装置
を提供する。 【解決手段】 光源１と、供給される映像信号に同期し
て光源１からの光を各原色光として順次選択的に透過さ
せる色選択走査素子２１と、映像信号に同期して走査さ
れ、入射光を各画素毎に強度変調する映像表示素子４
と、色選択走査素子２１と映像表示素子４との間に配置
され、色選択走査素子２１を透過した光を映像表示素子
４の表面に結像させる結像用レンズ７２とを具備するこ
とを特徴とする。
小型化構成でき、作製コストを低減可能な映像投写装置
を提供する。 【解決手段】 光源１と、供給される映像信号に同期し
て光源１からの光を各原色光として順次選択的に透過さ
せる色選択走査素子２１と、映像信号に同期して走査さ
れ、入射光を各画素毎に強度変調する映像表示素子４
と、色選択走査素子２１と映像表示素子４との間に配置
され、色選択走査素子２１を透過した光を映像表示素子
４の表面に結像させる結像用レンズ７２とを具備するこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像投写装置に関
し、特に白色光源からの光を特定の色の光に時分割して
表示させる映像投写装置に関する。
し、特に白色光源からの光を特定の色の光に時分割して
表示させる映像投写装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、カラー映像を表示する映像投
写装置として、白色光源からの光を３原色光に時分割し
た後、この時分割された３原色光をそれぞれ強度変調し
て合成することにより表示する映像投写装置が存在す
る。
写装置として、白色光源からの光を３原色光に時分割し
た後、この時分割された３原色光をそれぞれ強度変調し
て合成することにより表示する映像投写装置が存在す
る。
【０００３】特開昭６３―３１６５９０号公報には、白
色光源からの光を３原色光に時分割する色選択走査素子
として、赤色光、緑色光、青色光の各色光を透過する３
色の半透明フィルタを円形に放射状に配置したカラーホ
イールを用いた映像投写装置が開示されており、当該公
報記載の技術を従来例として説明する。
色光源からの光を３原色光に時分割する色選択走査素子
として、赤色光、緑色光、青色光の各色光を透過する３
色の半透明フィルタを円形に放射状に配置したカラーホ
イールを用いた映像投写装置が開示されており、当該公
報記載の技術を従来例として説明する。
【０００４】図１６は従来例の映像投写装置の概略構成
側面図である。光源１０１からの光はフィルター板１０
２へ入射し、フィルター板１０２の回転に同期して赤色
光、緑色光、青色光が順次透過する。フィルター板１０
２を透過した各色光は平面ディスプレイ１０３へ入射す
る。
側面図である。光源１０１からの光はフィルター板１０
２へ入射し、フィルター板１０２の回転に同期して赤色
光、緑色光、青色光が順次透過する。フィルター板１０
２を透過した各色光は平面ディスプレイ１０３へ入射す
る。
【０００５】平面ディスプレイ１０３は、フィルター板
１０２の赤色、緑色、青色の切替に同期して、赤映像信
号、緑映像信号、青映像信号に対応する画像を表示し、
入射光を画素毎に強度変調する。平面ディスプレイ１０
３の透過光はレンズ系１０４によりスクリーン１０５へ
拡大投写される。
１０２の赤色、緑色、青色の切替に同期して、赤映像信
号、緑映像信号、青映像信号に対応する画像を表示し、
入射光を画素毎に強度変調する。平面ディスプレイ１０
３の透過光はレンズ系１０４によりスクリーン１０５へ
拡大投写される。
【０００６】以上の構成において、平面ディスプレイ１
０３の画像が水平方向に１ラインずつ下から上へ向かっ
て順次走査されるのに同期して、フィルター板１０２の
上側から入射光の色が順に変化するようにフィルター板
１０２の回転の速度及び位相が制御される。
０３の画像が水平方向に１ラインずつ下から上へ向かっ
て順次走査されるのに同期して、フィルター板１０２の
上側から入射光の色が順に変化するようにフィルター板
１０２の回転の速度及び位相が制御される。
【０００７】このように従来の映像投写装置では，色選
択走査素子として３原色を放射状に配置したフィルター
板を用いることにより、カラーの投写映像を得ていた。
択走査素子として３原色を放射状に配置したフィルター
板を用いることにより、カラーの投写映像を得ていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
映像投写装置には次のような問題があった。
映像投写装置には次のような問題があった。
【０００９】第１点として、スクリーン１０５上の投写
画像の色純度が低い問題があった。その理由は、図１６
に示すように光源１０１は大きさが無限に小さい理想的
な点光源ではなく、有限の大きさを持ち一定の範囲に広
がっているので、光源１０１からの放射光には様々な角
度成分が含まれ、完全な平行光とはならない。ここで、
フィルター板１０２と平面ディスプレイ１０３は一定の
距離をおいて配置されるので、フィルター板１０２で形
成された色の境界が平面ディスプレイ１０３の表面にお
いて広がってしまい、フィルター板１０２の隣接する色
の光が混色するからである。
画像の色純度が低い問題があった。その理由は、図１６
に示すように光源１０１は大きさが無限に小さい理想的
な点光源ではなく、有限の大きさを持ち一定の範囲に広
がっているので、光源１０１からの放射光には様々な角
度成分が含まれ、完全な平行光とはならない。ここで、
フィルター板１０２と平面ディスプレイ１０３は一定の
距離をおいて配置されるので、フィルター板１０２で形
成された色の境界が平面ディスプレイ１０３の表面にお
いて広がってしまい、フィルター板１０２の隣接する色
の光が混色するからである。
【００１０】第２点として、投写画像に色むらが発生す
る問題があった。その理由は、平面ディスプレイ１０３
は水平方向に１ラインずつ下から上に向かって直線的に
順次走査されるのに対し、フィルター板１０２は回転軸
のまわりを回転して走査される。図１７は図１６の映像
投写装置におけるフィルター板１０２の一部拡大正面図
である。フィルター板１０２の回転軸を通る水平線Ｈ上
ではフィルター板１０２の色の境界線１０２Ｂは水平で
あるが、この水平線Ｈから離れるに従ってフィルター板
１０２の色の境界線１０２Ｂはこの水平線Ｈに対して傾
きが大きくなり、フィルター板１０２の透過光の色と、
平面ディスプレイ１０３が変調する色とが一致しない混
色発生領域Ｒができ、この混色発生領域Ｒでは他の色と
混色が生じていたからである。
る問題があった。その理由は、平面ディスプレイ１０３
は水平方向に１ラインずつ下から上に向かって直線的に
順次走査されるのに対し、フィルター板１０２は回転軸
のまわりを回転して走査される。図１７は図１６の映像
投写装置におけるフィルター板１０２の一部拡大正面図
である。フィルター板１０２の回転軸を通る水平線Ｈ上
ではフィルター板１０２の色の境界線１０２Ｂは水平で
あるが、この水平線Ｈから離れるに従ってフィルター板
１０２の色の境界線１０２Ｂはこの水平線Ｈに対して傾
きが大きくなり、フィルター板１０２の透過光の色と、
平面ディスプレイ１０３が変調する色とが一致しない混
色発生領域Ｒができ、この混色発生領域Ｒでは他の色と
混色が生じていたからである。
【００１１】第３点として、投写画像の色むらを低減し
ようとすると、装置寸法が大きくなる問題があった。そ
の理由は、図１７から明らかな通り、色むらを低減する
には、混色発生領域Ｒの面積を低減する必要があるの
で、フィルター板１０２の色の境界が水平線に対して大
きく傾かないように、平面ディスプレイ１０３の寸法に
対してフィルター板１０２の直径をできるだけ大きくす
る必要があったからである。
ようとすると、装置寸法が大きくなる問題があった。そ
の理由は、図１７から明らかな通り、色むらを低減する
には、混色発生領域Ｒの面積を低減する必要があるの
で、フィルター板１０２の色の境界が水平線に対して大
きく傾かないように、平面ディスプレイ１０３の寸法に
対してフィルター板１０２の直径をできるだけ大きくす
る必要があったからである。
【００１２】第４点として、投写画像の色むらを低減し
ようとすると、投写画像の明るさが低下する問題があっ
た。その理由は、図１７に示すようにフィルター板１０
２の色の境界線１０２Ｂを中心として放射方向に一定角
度範囲の遮光部１０２Ｘを設け、混色発生領域Ｒの光を
透過させないようにした場合、この遮光部１０２Ｘで遮
られた光が利用されなくなり、光利用効率が低下するか
らである。
ようとすると、投写画像の明るさが低下する問題があっ
た。その理由は、図１７に示すようにフィルター板１０
２の色の境界線１０２Ｂを中心として放射方向に一定角
度範囲の遮光部１０２Ｘを設け、混色発生領域Ｒの光を
透過させないようにした場合、この遮光部１０２Ｘで遮
られた光が利用されなくなり、光利用効率が低下するか
らである。
【００１３】ここにおいて本発明の目的は、投写画像の
輝度が高く、色純度が高く、色むらが少なく、小型化構
成でき、作製コストを低減できる映像投写装置を提供す
ることにある。
輝度が高く、色純度が高く、色むらが少なく、小型化構
成でき、作製コストを低減できる映像投写装置を提供す
ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は次の新規な特徴的手段を採用する。
め、本発明は次の新規な特徴的手段を採用する。
【００１５】本発明の映像投写装置の第１の特徴は、光
源（図１の１）と、供給される映像信号に同期して光源
（１）からの光を特定の色の光として順次選択的に透過
または反射させる色選択走査素子（２１）と、映像信号
に同期して走査され、入射光を各画素毎に強度変調する
映像表示素子（４）と、色選択走査素子（２１）と映像
表示素子（４）との間に配置され、色選択走査素子（２
１）から出射する光束の強度分布および色の分布を映像
表示素子（４）の表面に結像させる結像用レンズ（７
２）と、映像表示素子（４）で形成された映像を投写す
る投写レンズ（５）とを具備することにある。
源（図１の１）と、供給される映像信号に同期して光源
（１）からの光を特定の色の光として順次選択的に透過
または反射させる色選択走査素子（２１）と、映像信号
に同期して走査され、入射光を各画素毎に強度変調する
映像表示素子（４）と、色選択走査素子（２１）と映像
表示素子（４）との間に配置され、色選択走査素子（２
１）から出射する光束の強度分布および色の分布を映像
表示素子（４）の表面に結像させる結像用レンズ（７
２）と、映像表示素子（４）で形成された映像を投写す
る投写レンズ（５）とを具備することにある。
【００１６】本発明の映像投写装置の第２の特徴は、光
源（図８の１）と、供給される映像信号に同期して光源
（１）からの光を特定の色の光として順次選択的に透過
または反射させる色選択走査素子（２１）と、色選択走
査素子（２１）を透過した光を異なる波長からなる第１
及び第２の光に分解する色分解素子（９１）と、色分解
素子（９１）で分解された第１及び第２の光を合成する
色合成素子（９２）と、色分解素子（９１）と色合成素
子（９２）との間に配置され、映像信号に同期して走査
され、入射光である第１の光を各画素毎に強度変調する
第１の映像表示素子（４Ｒ）と、色分解素子（９１）と
色合成素子（９２）との間に配置され、映像信号に同期
して走査され、入射光である第２の光を各画素毎に強度
変調する第２の映像表示素子（４Ｃ）と、色分解素子
（９１）と第１の映像表示素子（４Ｒ）との間に配置さ
れ、色選択走査素子（２１）から出射する光束の強度分
布および色の分布を第１の映像表示素子（４Ｒ）の表面
に結像させる第１の結像用レンズ（７２Ｒ）と、色分解
素子（９１）と第２の映像表示素子（４Ｃ）との間に配
置され、色選択走査素子（２１）から出射する光束の強
度分布および色の分布を第２の映像表示素子（４Ｃ）の
表面に結像させる第２の結像用レンズ（７２Ｃ）と、第
１の映像表示素子（４Ｒ）と第２の映像表示素子（４
Ｃ）で形成された映像を投写する投写レンズ（５）とを
具備することにある。
源（図８の１）と、供給される映像信号に同期して光源
（１）からの光を特定の色の光として順次選択的に透過
または反射させる色選択走査素子（２１）と、色選択走
査素子（２１）を透過した光を異なる波長からなる第１
及び第２の光に分解する色分解素子（９１）と、色分解
素子（９１）で分解された第１及び第２の光を合成する
色合成素子（９２）と、色分解素子（９１）と色合成素
子（９２）との間に配置され、映像信号に同期して走査
され、入射光である第１の光を各画素毎に強度変調する
第１の映像表示素子（４Ｒ）と、色分解素子（９１）と
色合成素子（９２）との間に配置され、映像信号に同期
して走査され、入射光である第２の光を各画素毎に強度
変調する第２の映像表示素子（４Ｃ）と、色分解素子
（９１）と第１の映像表示素子（４Ｒ）との間に配置さ
れ、色選択走査素子（２１）から出射する光束の強度分
布および色の分布を第１の映像表示素子（４Ｒ）の表面
に結像させる第１の結像用レンズ（７２Ｒ）と、色分解
素子（９１）と第２の映像表示素子（４Ｃ）との間に配
置され、色選択走査素子（２１）から出射する光束の強
度分布および色の分布を第２の映像表示素子（４Ｃ）の
表面に結像させる第２の結像用レンズ（７２Ｃ）と、第
１の映像表示素子（４Ｒ）と第２の映像表示素子（４
Ｃ）で形成された映像を投写する投写レンズ（５）とを
具備することにある。
【００１７】本発明では色選択走査素子と映像表示素子
との間にリレーレンズを具備したことにより、色選択走
査素子で時分割された各色光を映像表示素子の表面位置
に正確に結像できるので、映像表示素子の表面において
混色を生じず、投写画像の色純度が高まる。
との間にリレーレンズを具備したことにより、色選択走
査素子で時分割された各色光を映像表示素子の表面位置
に正確に結像できるので、映像表示素子の表面において
混色を生じず、投写画像の色純度が高まる。
【００１８】又、色選択走査素子、リレーレンズ、映像
表示素子の各間隔とリレーレンズの焦点距離を適切に選
択し、リレーレンズの倍率を変えることにより、色選択
走査素子表面における映像表示素子の虚像の寸法を任意
に設定できる。例えば熱に弱い色選択走査素子を用いる
場合、リレーレンズの倍率を１未満に設定し、色選択走
査素子表面での映像表示素子の虚像の寸法を大きくすれ
ば、色選択走査素子の放熱効率が向上し温度上昇を低減
できる。
表示素子の各間隔とリレーレンズの焦点距離を適切に選
択し、リレーレンズの倍率を変えることにより、色選択
走査素子表面における映像表示素子の虚像の寸法を任意
に設定できる。例えば熱に弱い色選択走査素子を用いる
場合、リレーレンズの倍率を１未満に設定し、色選択走
査素子表面での映像表示素子の虚像の寸法を大きくすれ
ば、色選択走査素子の放熱効率が向上し温度上昇を低減
できる。
【００１９】逆にリレーレンズの倍率を高くし、色選択
走査素子表面での映像表示素子の虚像の寸法を小さくす
れば、寸法の小さい色選択走査素子を使用でき、装置の
小型化構成及び作製コストの低減を実現できる。
走査素子表面での映像表示素子の虚像の寸法を小さくす
れば、寸法の小さい色選択走査素子を使用でき、装置の
小型化構成及び作製コストの低減を実現できる。
【００２０】更に、カラーホイールの色の境界領域に遮
光部を設けた場合でも、境界領域で混色が発生しないの
で、従来と比較して遮光部の幅を大幅に狭めることがで
き、投写画像の輝度を一層向上できる。
光部を設けた場合でも、境界領域で混色が発生しないの
で、従来と比較して遮光部の幅を大幅に狭めることがで
き、投写画像の輝度を一層向上できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
の映像投写装置の構成説明側面図である。図２（ａ）は
図１の映像投写装置におけるカラーホイール２１の側面
図、図２（ｂ）は図１の映像投写装置におけるカラーホ
イール２１の正面図である。本実施の形態の映像投写装
置は、光源１と、インテグレータ６１，６２と、偏光変
換光学系８と、コンデンサレンズ７１と、カラーホイー
ル２１と、リレーレンズ７２と、コンデンサレンズ７３
と、液晶表示素子４と、投写レンズ５と、スクリーン９
９とからなる。
の映像投写装置の構成説明側面図である。図２（ａ）は
図１の映像投写装置におけるカラーホイール２１の側面
図、図２（ｂ）は図１の映像投写装置におけるカラーホ
イール２１の正面図である。本実施の形態の映像投写装
置は、光源１と、インテグレータ６１，６２と、偏光変
換光学系８と、コンデンサレンズ７１と、カラーホイー
ル２１と、リレーレンズ７２と、コンデンサレンズ７３
と、液晶表示素子４と、投写レンズ５と、スクリーン９
９とからなる。
【００２２】光源１は、メタルハライドランプ、ハロゲ
ンランプ等からなり、白色光を放射する。
ンランプ等からなり、白色光を放射する。
【００２３】インテグレータ６１，６２は、平板ガラス
上に多数のレンズ群を形成したレンズアレイであり、こ
のレンズ群により、光源１からの光を仮想的に多数の小
さな光源に分散させることによりカラーホイール２１を
均一に照明する。
上に多数のレンズ群を形成したレンズアレイであり、こ
のレンズ群により、光源１からの光を仮想的に多数の小
さな光源に分散させることによりカラーホイール２１を
均一に照明する。
【００２４】偏光変換光学系８は、偏光ビームスプリッ
タと１／２波長板との組合せからなり、偏光方向が揃っ
ていないインテグレータ６１，６２からの出射光の偏光
方向を、一定方向に揃えて出射させる。
タと１／２波長板との組合せからなり、偏光方向が揃っ
ていないインテグレータ６１，６２からの出射光の偏光
方向を、一定方向に揃えて出射させる。
【００２５】コンデンサレンズ７１は、1枚もしくは複
数枚のレンズ等の組合せからなり、偏光変換 光学系８
からの出射光を収束させてリレーレンズ７２へ効率良く
入射させる。
数枚のレンズ等の組合せからなり、偏光変換 光学系８
からの出射光を収束させてリレーレンズ７２へ効率良く
入射させる。
【００２６】カラーホイール２１は、図２（ａ），
（ｂ）に示すように赤透過ダイクロイックフィルタ２１
Ｒ，緑透過ダイクロイックフィルタ２１Ｇ，青透過ダイ
クロイックフィルタ２１Ｂを回転軸まわりに放射状に配
置し、この回転軸にモータ２３を連結して回転軸まわり
に回転自在とした光学素子であり、液晶表示素子４の走
査に同期して回転され、光源１からの白色光の内、各原
色の光のみを時分割で順次透過させる。このカラーホイ
ール２１の作製方法としては、各ダイクロイックフィル
タ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂのそれぞれの扇型の端部を直
接接着して一体的に形成しても良いし、各ダイクロイッ
クフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの各周囲部分を保持
する金属板やプラスチック板等の枠体に各ダイクロイッ
クフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの辺縁部をはめ込み
接着して一体的に形成する等の方法を用いることができ
る。
（ｂ）に示すように赤透過ダイクロイックフィルタ２１
Ｒ，緑透過ダイクロイックフィルタ２１Ｇ，青透過ダイ
クロイックフィルタ２１Ｂを回転軸まわりに放射状に配
置し、この回転軸にモータ２３を連結して回転軸まわり
に回転自在とした光学素子であり、液晶表示素子４の走
査に同期して回転され、光源１からの白色光の内、各原
色の光のみを時分割で順次透過させる。このカラーホイ
ール２１の作製方法としては、各ダイクロイックフィル
タ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂのそれぞれの扇型の端部を直
接接着して一体的に形成しても良いし、各ダイクロイッ
クフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの各周囲部分を保持
する金属板やプラスチック板等の枠体に各ダイクロイッ
クフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの辺縁部をはめ込み
接着して一体的に形成する等の方法を用いることができ
る。
【００２７】リレーレンズ７２は、1枚もしくは複数枚
のレンズ等の組合せからなり、カラーホイー ル２１か
ら出射する光束の強度分布および色の分布を液晶表示素
子４の表面に正確に結像させる。
のレンズ等の組合せからなり、カラーホイー ル２１か
ら出射する光束の強度分布および色の分布を液晶表示素
子４の表面に正確に結像させる。
【００２８】コンデンサレンズ７３は、１枚もしくは複
数枚のレンズ等の組合せからなり、リレーレンズ７２の
透過光を収束させて投写レンズ５へ効率良く入射させ
る。
数枚のレンズ等の組合せからなり、リレーレンズ７２の
透過光を収束させて投写レンズ５へ効率良く入射させ
る。
【００２９】液晶表示素子４は、カラーフィルタを持た
ない非着色のドットマトリクス液晶表示素子等からな
り、赤映像信号、緑映像信号、青映像信号が時分割に順
次供給され、この供給された映像信号に応じて画素毎に
入射光を強度変調、即ち光の透過量を制御して出射させ
る。
ない非着色のドットマトリクス液晶表示素子等からな
り、赤映像信号、緑映像信号、青映像信号が時分割に順
次供給され、この供給された映像信号に応じて画素毎に
入射光を強度変調、即ち光の透過量を制御して出射させ
る。
【００３０】投写レンズ５は、複数のレンズを組み合わ
せたレンズ構成であり、液晶表示素子４の透過光をスク
リーン９９へ拡大投写する。
せたレンズ構成であり、液晶表示素子４の透過光をスク
リーン９９へ拡大投写する。
【００３１】スクリーン９９は、投写レンズ５の前面に
配置され、投写画像が投写表示される。
配置され、投写画像が投写表示される。
【００３２】図３は図１の実施の形態の映像投写装置に
おける光学系の配置説明図である。本実施の形態の特徴
は、カラーホイール２１と液晶表示素子４との間にリレ
ーレンズ７２を配置することにより、カラーホイール２
１から出射する光束の強度分布および色の分布を液晶表
示素子４の表面に正確に結像させた点にある。よって、
液晶表示素子４表面における入射光の色の境界にはボケ
や混色が生じず、かつ、液晶表示素子４の走査の境界と
入射光の色の境界とは一致したままに維持される。カラ
ーホイール２１から出射する光束の強度分布および色の
分布が液晶表示素子４の表面に結像するように、カラー
ホイール２１とリレーレンズ７２との距離Ｓ１と、リレ
ーレンズ７２と液晶表示素子４との距離Ｓ２と、リレー
レンズ７２の焦点距離とが選定される。
おける光学系の配置説明図である。本実施の形態の特徴
は、カラーホイール２１と液晶表示素子４との間にリレ
ーレンズ７２を配置することにより、カラーホイール２
１から出射する光束の強度分布および色の分布を液晶表
示素子４の表面に正確に結像させた点にある。よって、
液晶表示素子４表面における入射光の色の境界にはボケ
や混色が生じず、かつ、液晶表示素子４の走査の境界と
入射光の色の境界とは一致したままに維持される。カラ
ーホイール２１から出射する光束の強度分布および色の
分布が液晶表示素子４の表面に結像するように、カラー
ホイール２１とリレーレンズ７２との距離Ｓ１と、リレ
ーレンズ７２と液晶表示素子４との距離Ｓ２と、リレー
レンズ７２の焦点距離とが選定される。
【００３３】更に本実施の形態の別の特徴は、カラーホ
イール２１とリレーレンズ７２との距離Ｓ１、リレーレ
ンズ７２と液晶表示素子４との距離Ｓ２を（Ｓ２＜Ｓ
１）と設定した点にある。よって、カラーホイール２１
表面での液晶表示素子４の虚像は液晶表示素子４の寸法
より大きくなるので、小型の液晶表示素子４を用いるこ
とができる。
イール２１とリレーレンズ７２との距離Ｓ１、リレーレ
ンズ７２と液晶表示素子４との距離Ｓ２を（Ｓ２＜Ｓ
１）と設定した点にある。よって、カラーホイール２１
表面での液晶表示素子４の虚像は液晶表示素子４の寸法
より大きくなるので、小型の液晶表示素子４を用いるこ
とができる。
【００３４】図４は本発明の第２の実施の形態の映像投
写装置における光学系の配置説明図である。本実施の形
態の特徴は、リレーレンズ７２を配置すると共に、図３
とは逆に（Ｓ２＞Ｓ１）と設定した点にある。よって、
カラーホイール２１表面での液晶表示素子４の虚像は液
晶表示素子４の寸法より小さくなるので、液晶表示素子
４の寸法はそのままで、カラーホイール２１の寸法を小
さくできる。
写装置における光学系の配置説明図である。本実施の形
態の特徴は、リレーレンズ７２を配置すると共に、図３
とは逆に（Ｓ２＞Ｓ１）と設定した点にある。よって、
カラーホイール２１表面での液晶表示素子４の虚像は液
晶表示素子４の寸法より小さくなるので、液晶表示素子
４の寸法はそのままで、カラーホイール２１の寸法を小
さくできる。
【００３５】ここで例えば（Ｓ２／Ｓ１）＝２と設定し
たすると、カラーホイール２１上での液晶表示素子４の
虚像の面積は、液晶表示素子４の面積の（１／４）とな
り、小型のカラーホイール２１を利用できる。更に、カ
ラーホイール２１の各ダイクロイックフィルタ２１Ｒ，
２１Ｇ，２１Ｂの境界領域に遮光部２１Ｘを設け、隣接
する色との混色を防止している。
たすると、カラーホイール２１上での液晶表示素子４の
虚像の面積は、液晶表示素子４の面積の（１／４）とな
り、小型のカラーホイール２１を利用できる。更に、カ
ラーホイール２１の各ダイクロイックフィルタ２１Ｒ，
２１Ｇ，２１Ｂの境界領域に遮光部２１Ｘを設け、隣接
する色との混色を防止している。
【００３６】図５は図４の映像投写装置におけるカラー
ホイール２１表面での液晶表示素子４の虚像の発生概念
説明図である。液晶表示素子４の虚像の寸法が小さくな
ることは、カラーホイール２１の寸法が大きくなること
と等価であるので、カラーホイール２１の直径を大きく
した場合と同様に、カラーホイール２１の各ダイクロイ
ックフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの境界線の傾きが
小さくなって水平線Ｈに近づくので、他の色との混色領
域の面積を一層低減できる。更に、図５に示すようにカ
ラーホイール２１の各ダイクロイックフィルタ２１Ｒ，
２１Ｇ，２１Ｂの境界領域に遮光部２１Ｘを設ければ、
他の色の混色を完全に防止できる。この場合、液晶表示
素子４の表面においてボケが生じていないので、遮光部
２１Ｘの角度を従来例と比較して大幅に狭くできる。
ホイール２１表面での液晶表示素子４の虚像の発生概念
説明図である。液晶表示素子４の虚像の寸法が小さくな
ることは、カラーホイール２１の寸法が大きくなること
と等価であるので、カラーホイール２１の直径を大きく
した場合と同様に、カラーホイール２１の各ダイクロイ
ックフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの境界線の傾きが
小さくなって水平線Ｈに近づくので、他の色との混色領
域の面積を一層低減できる。更に、図５に示すようにカ
ラーホイール２１の各ダイクロイックフィルタ２１Ｒ，
２１Ｇ，２１Ｂの境界領域に遮光部２１Ｘを設ければ、
他の色の混色を完全に防止できる。この場合、液晶表示
素子４の表面においてボケが生じていないので、遮光部
２１Ｘの角度を従来例と比較して大幅に狭くできる。
【００３７】この遮光部２１Ｘは、カラーホイール２１
の各ダイクロイックフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの
境界領域に光を透過しない黒色の塗料を塗布したり、各
ダイクロイックフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの支持
枠体として金属板やプラスチック板等を用いた場合に
は、各ダイクロイックフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ
の境界領域にこの支持枠体を延在したりする等の方法に
より形成できる。
の各ダイクロイックフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの
境界領域に光を透過しない黒色の塗料を塗布したり、各
ダイクロイックフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの支持
枠体として金属板やプラスチック板等を用いた場合に
は、各ダイクロイックフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ
の境界領域にこの支持枠体を延在したりする等の方法に
より形成できる。
【００３８】図６は本発明の第３の実施の形態の映像投
写装置における光学系の配置説明図である。本実施の形
態は、第１の実施の形態のカラーホイール２１に代えて
電子カラーフィルタ２２を用いている。電子カラーフィ
ルタ２２は、カラー偏光板とドットマトリクス液晶表示
素子と偏光板との組合せから構成され、供給される映像
信号に同期して各原色毎に画素の透過・非透過を制御
し、透過光の色を切り替えられる光学素子である。
写装置における光学系の配置説明図である。本実施の形
態は、第１の実施の形態のカラーホイール２１に代えて
電子カラーフィルタ２２を用いている。電子カラーフィ
ルタ２２は、カラー偏光板とドットマトリクス液晶表示
素子と偏光板との組合せから構成され、供給される映像
信号に同期して各原色毎に画素の透過・非透過を制御
し、透過光の色を切り替えられる光学素子である。
【００３９】図７（ａ）は図６の映像投写装置における
電子カラーフィルタ２２での走査概念説明図、図７
（ｂ）は図６の映像投写装置における液晶表示素子４で
の走査概念説明図である。
電子カラーフィルタ２２での走査概念説明図、図７
（ｂ）は図６の映像投写装置における液晶表示素子４で
の走査概念説明図である。
【００４０】電子カラーフィルタ２２は、液晶表示素子
４が水平方向に１ラインずつ下から上に向かって順次走
査されるのに同期して、水平方向に１ラインずつ上から
下に向かって順次走査され、透過光の色を切り替えてい
く。ここで走査の向きが液晶表示素子４と逆であるの
は、リレーレンズ７２を透過することにより像の天地が
反転するからである。電子カラーフィルタ２２から出射
する光束の強度分布および色の分布はリレーレンズ７２
を介して第１の実施の形態と同様に液晶表示素子４表面
に結像される。
４が水平方向に１ラインずつ下から上に向かって順次走
査されるのに同期して、水平方向に１ラインずつ上から
下に向かって順次走査され、透過光の色を切り替えてい
く。ここで走査の向きが液晶表示素子４と逆であるの
は、リレーレンズ７２を透過することにより像の天地が
反転するからである。電子カラーフィルタ２２から出射
する光束の強度分布および色の分布はリレーレンズ７２
を介して第１の実施の形態と同様に液晶表示素子４表面
に結像される。
【００４１】電子カラーフィルタ２２は液晶素子等から
できており熱に弱いので、光源１からの光に含まれる熱
が、電子カラーフィルタ２２の特定部分に集中して温度
が上昇しないよう、本実施の形態では（Ｓ２／Ｓ１）＝
（１／２）と設定し、液晶表示素子４の４倍の面積を持
つ電子カラーフィルタ２２を用いることにより、電子カ
ラーフィルタ２２への入射光を広い面積に照射させ、電
子カラーフィルタ２２の温度上昇を抑制している。
できており熱に弱いので、光源１からの光に含まれる熱
が、電子カラーフィルタ２２の特定部分に集中して温度
が上昇しないよう、本実施の形態では（Ｓ２／Ｓ１）＝
（１／２）と設定し、液晶表示素子４の４倍の面積を持
つ電子カラーフィルタ２２を用いることにより、電子カ
ラーフィルタ２２への入射光を広い面積に照射させ、電
子カラーフィルタ２２の温度上昇を抑制している。
【００４２】図８は本発明の第４の実施の形態の映像投
写装置における光学系の構成説明側面図である。本実施
の形態の映像投写装置は、光源１と、インテグレータ６
１，６２と、偏光変換光学系８と、コンデンサレンズ７
１と、カラーホイール２１と、赤透過ダイクロイックミ
ラー９１と、リレーレンズ７２Ｒ，７２Ｃと、反射ミラ
ー９３，９４と、コンデンサレンズ７３Ｒ，７３Ｃと、
液晶表示素子４Ｒ，４Ｃと、シアン透過ダイクロイック
ミラー９２と、投写レンズ５と、スクリーン９９とから
なる。ここでは図１との相違点のみ説明する。
写装置における光学系の構成説明側面図である。本実施
の形態の映像投写装置は、光源１と、インテグレータ６
１，６２と、偏光変換光学系８と、コンデンサレンズ７
１と、カラーホイール２１と、赤透過ダイクロイックミ
ラー９１と、リレーレンズ７２Ｒ，７２Ｃと、反射ミラ
ー９３，９４と、コンデンサレンズ７３Ｒ，７３Ｃと、
液晶表示素子４Ｒ，４Ｃと、シアン透過ダイクロイック
ミラー９２と、投写レンズ５と、スクリーン９９とから
なる。ここでは図１との相違点のみ説明する。
【００４３】図８において、カラーホイール２１からの
出射光は、赤色光を透過させシアン光を反射させる赤透
過ダイクロイックミラー９１により、図８中の右向きの
赤色光と、図８中の下向きの緑色光および青色光とに分
割される。
出射光は、赤色光を透過させシアン光を反射させる赤透
過ダイクロイックミラー９１により、図８中の右向きの
赤色光と、図８中の下向きの緑色光および青色光とに分
割される。
【００４４】リレーレンズ７２Ｒは、カラーホイール２
１から出射する光束のうち赤透過ダイクロイックミラー
９１を透過した赤色光成分のみ、強度分布を液晶表示素
子４Ｒの表面に正確に結像させる。
１から出射する光束のうち赤透過ダイクロイックミラー
９１を透過した赤色光成分のみ、強度分布を液晶表示素
子４Ｒの表面に正確に結像させる。
【００４５】反射ミラー９３は、リレーレンズ７２Ｒの
透過光を反射させる。
透過光を反射させる。
【００４６】コンデンサレンズ７３Ｒは、1枚もしくは
複数枚のレンズ等からなり、反射ミラー９３ の反射光
を収束させて投写レンズ５へ効率良く入射させる。
複数枚のレンズ等からなり、反射ミラー９３ の反射光
を収束させて投写レンズ５へ効率良く入射させる。
【００４７】液晶表示素子４Ｒは、カラーフィルタを持
たない非着色のドットマトリクス液晶表示素子等からな
り、供給される赤映像信号に応じて画素毎に入射光を強
度変調して出射させる。
たない非着色のドットマトリクス液晶表示素子等からな
り、供給される赤映像信号に応じて画素毎に入射光を強
度変調して出射させる。
【００４８】又、リレーレンズ７２Ｃは、カラーホイー
ル２１から出射される光束のうち赤透過ダイクロイック
ミラー９１で反射された緑色光および青色光について強
度分布および色分布を液晶表示素子４Ｃの表面に正確に
結像させる。
ル２１から出射される光束のうち赤透過ダイクロイック
ミラー９１で反射された緑色光および青色光について強
度分布および色分布を液晶表示素子４Ｃの表面に正確に
結像させる。
【００４９】反射ミラー９４は、リレーレンズ７２Ｃの
透過光を反射させる。
透過光を反射させる。
【００５０】コンデンサレンズ７３Ｃは、1枚もしくは
複数枚のレンズ等からなり、反射ミラー９４ の反射光
を収束させて投写レンズ５へ効率良く入射させる。
複数枚のレンズ等からなり、反射ミラー９４ の反射光
を収束させて投写レンズ５へ効率良く入射させる。
【００５１】液晶表示素子４Ｃは、カラーフィルタを持
たない非着色のドットマトリクス液晶表示素子等からな
り、緑映像信号、青映像信号が時分割に順次供給され、
この供給された映像信号に応じて画素毎に入射光を強度
変調して出射させる。
たない非着色のドットマトリクス液晶表示素子等からな
り、緑映像信号、青映像信号が時分割に順次供給され、
この供給された映像信号に応じて画素毎に入射光を強度
変調して出射させる。
【００５２】シアン透過ダイクロイックミラー９２は、
赤色光を反射させシアン光を透過させる光学素子であ
り、液晶表示素子４Ｒ，４Ｃの透過光を合成する。
赤色光を反射させシアン光を透過させる光学素子であ
り、液晶表示素子４Ｒ，４Ｃの透過光を合成する。
【００５３】図９（ａ）は第４の実施の形態の映像投写
装置におけるカラーホイール２１の正面図、図９（ｂ）
は第４の実施の形態の映像投写装置におけるカラーホイ
ール２１の側面図である。カラーホイール２１は、回転
軸を中心として放射状に、イエロー透過ダイクロイック
フィルタ２１Ｙとマゼンダ透過ダイクロイックフィルタ
２１Ｍが９０度ずつ交互に配置されて構成され、その回
転軸にモータ２３が連結され、回転軸まわりに回転自在
となっている。
装置におけるカラーホイール２１の正面図、図９（ｂ）
は第４の実施の形態の映像投写装置におけるカラーホイ
ール２１の側面図である。カラーホイール２１は、回転
軸を中心として放射状に、イエロー透過ダイクロイック
フィルタ２１Ｙとマゼンダ透過ダイクロイックフィルタ
２１Ｍが９０度ずつ交互に配置されて構成され、その回
転軸にモータ２３が連結され、回転軸まわりに回転自在
となっている。
【００５４】コンデンサレンズ７１の透過光がイエロー
透過ダイクロイックフィルタ２１Ｙへ入射している間
は、赤透過ダイクロイックミラー９１は赤色光を透過さ
せ、緑色光を反射させる。よって、液晶表示素子４Ｒ，
４Ｃには、それぞれ赤色光、緑色光が入射する。
透過ダイクロイックフィルタ２１Ｙへ入射している間
は、赤透過ダイクロイックミラー９１は赤色光を透過さ
せ、緑色光を反射させる。よって、液晶表示素子４Ｒ，
４Ｃには、それぞれ赤色光、緑色光が入射する。
【００５５】逆に、コンデンサレンズ７１の透過光がマ
ゼンダ透過ダイクロイックフィルタ２１Ｍへ入射してい
る間は、赤透過ダイクロイックミラー９１は赤色光を透
過させ、青色光を反射させる。よって、液晶表示素子４
Ｒ，４Ｃには、それぞれ赤色光、青色光が入射する。
ゼンダ透過ダイクロイックフィルタ２１Ｍへ入射してい
る間は、赤透過ダイクロイックミラー９１は赤色光を透
過させ、青色光を反射させる。よって、液晶表示素子４
Ｒ，４Ｃには、それぞれ赤色光、青色光が入射する。
【００５６】液晶表示素子４Ｒには、赤映像信号が供給
され、液晶表示素子４Ｃには、緑映像信号と青映像信号
が交互に供給される。
され、液晶表示素子４Ｃには、緑映像信号と青映像信号
が交互に供給される。
【００５７】このように本実施の形態では、複数枚の液
晶表示素子を用いて実現できる。
晶表示素子を用いて実現できる。
【００５８】図１０は本発明の第５の実施の形態の映像
投写装置における光学系の構成説明側面図である。本実
施の形態の映像投写装置は、図１の本発明の第１の実施
の形態の映像投写装置において、リレーレンズ７２を、
アナモフィックレンズ２７２に置換したものであり、そ
の他の構成は図１の構成と同様である。
投写装置における光学系の構成説明側面図である。本実
施の形態の映像投写装置は、図１の本発明の第１の実施
の形態の映像投写装置において、リレーレンズ７２を、
アナモフィックレンズ２７２に置換したものであり、そ
の他の構成は図１の構成と同様である。
【００５９】アナモフィックレンズ２７２とは、複合レ
ンズの前に２枚の色消しプリズム（屈折率の異なるガラ
スを貼り合わせたプリズム）を配置して構成されたレン
ズであり、像面上で水平方向と垂直方向との像の倍率が
異なり、或いは水平方向と垂直方向とで焦点距離が異な
るという性質を持つ。よって、アナモフィックレンズ２
７２からの出射光は、光軸に鉛直な平面上において、特
定の方向に対する拡大率と、この特定の方向に直交する
方向に対する拡大率が異なる性質を持つ。即ち、アナモ
フィックレンズ２７２の拡大率の高い方向を水平方向に
配置した場合、入射光に対して出射光は水平方向に拡大
され、逆にアナモフィックレンズ２７２の拡大率の高い
方向を垂直方向に配置した場合、出射光は垂直方向に拡
大される。
ンズの前に２枚の色消しプリズム（屈折率の異なるガラ
スを貼り合わせたプリズム）を配置して構成されたレン
ズであり、像面上で水平方向と垂直方向との像の倍率が
異なり、或いは水平方向と垂直方向とで焦点距離が異な
るという性質を持つ。よって、アナモフィックレンズ２
７２からの出射光は、光軸に鉛直な平面上において、特
定の方向に対する拡大率と、この特定の方向に直交する
方向に対する拡大率が異なる性質を持つ。即ち、アナモ
フィックレンズ２７２の拡大率の高い方向を水平方向に
配置した場合、入射光に対して出射光は水平方向に拡大
され、逆にアナモフィックレンズ２７２の拡大率の高い
方向を垂直方向に配置した場合、出射光は垂直方向に拡
大される。
【００６０】図１１（ａ）は図１０の映像投写装置にお
ける光学系の配置説明平面図、図１１（ｂ）は図１０の
映像投写装置における光学系の配置説明側面図である。
ける光学系の配置説明平面図、図１１（ｂ）は図１０の
映像投写装置における光学系の配置説明側面図である。
【００６１】本実施の形態の特徴は、カラーホイール２
１と液晶表示素子４との間にアナモフィックレンズ２７
２を配置することにより、カラーホイール２１の透過光
を液晶表示素子４の表面に正確に結像させた点にある。
よって、第１の実施の形態と同様に、液晶表示素子４表
面における入射光の色の境界にはボケや混色が生じず、
かつ、液晶表示素子４の走査の境界と入射光の色の境界
とは一致したままに維持される。
１と液晶表示素子４との間にアナモフィックレンズ２７
２を配置することにより、カラーホイール２１の透過光
を液晶表示素子４の表面に正確に結像させた点にある。
よって、第１の実施の形態と同様に、液晶表示素子４表
面における入射光の色の境界にはボケや混色が生じず、
かつ、液晶表示素子４の走査の境界と入射光の色の境界
とは一致したままに維持される。
【００６２】更に本実施の形態の別の特徴は、アナモフ
ィックレンズ２７２により、カラーホイール２１からの
出射光を垂直方向にのみ拡大させた点にある。図１２は
図１１（ａ），（ｂ）の映像投写装置におけるカラーホ
イール２１表面での液晶表示素子４の虚像の発生概念説
明図である。図１２において、カラーホイール２１表面
での液晶表示素子４の虚像の寸法は液晶表示素子４の実
際の寸法より垂直方向に小さくなる。
ィックレンズ２７２により、カラーホイール２１からの
出射光を垂直方向にのみ拡大させた点にある。図１２は
図１１（ａ），（ｂ）の映像投写装置におけるカラーホ
イール２１表面での液晶表示素子４の虚像の発生概念説
明図である。図１２において、カラーホイール２１表面
での液晶表示素子４の虚像の寸法は液晶表示素子４の実
際の寸法より垂直方向に小さくなる。
【００６３】よって、カラーホイール２１上での液晶表
示素子４の虚像が垂直方向に縮小するので、この虚像と
カラーホイール２１の色の境界との傾きが更に小さくな
り、遮光部２１Ｘの面積をより一層低減できる。
示素子４の虚像が垂直方向に縮小するので、この虚像と
カラーホイール２１の色の境界との傾きが更に小さくな
り、遮光部２１Ｘの面積をより一層低減できる。
【００６４】図１３（ａ）は本発明の第６の実施の形態
の映像投写装置における光学系の配置説明平面図、図１
３（ｂ）は本発明の第６の実施の形態の映像投写装置に
おける光学系の配置説明側面図である。本実施の形態
は、前記第５の実施の形態のアナモフィックレンズ２７
２の拡大率の高い方向を、光軸を中心に９０度回転させ
たものである。
の映像投写装置における光学系の配置説明平面図、図１
３（ｂ）は本発明の第６の実施の形態の映像投写装置に
おける光学系の配置説明側面図である。本実施の形態
は、前記第５の実施の形態のアナモフィックレンズ２７
２の拡大率の高い方向を、光軸を中心に９０度回転させ
たものである。
【００６５】本実施の形態の特徴は、カラーホイール２
１と液晶表示素子４との間にアナモフィックレンズ２７
２を配置することにより、カラーホイール２１の透過光
を液晶表示素子４の表面に正確に結像させた点にある。
よって、第１の実施の形態と同様に、液晶表示素子４表
面における入射光の色の境界にはボケや混色が生じず、
かつ、液晶表示素子４の走査の境界と入射光の色の境界
とは一致したままに維持される。
１と液晶表示素子４との間にアナモフィックレンズ２７
２を配置することにより、カラーホイール２１の透過光
を液晶表示素子４の表面に正確に結像させた点にある。
よって、第１の実施の形態と同様に、液晶表示素子４表
面における入射光の色の境界にはボケや混色が生じず、
かつ、液晶表示素子４の走査の境界と入射光の色の境界
とは一致したままに維持される。
【００６６】更に本実施の形態の別の特徴は、アナモフ
ィックレンズ２７２により、カラーホイール２１からの
出射光を水平方向にのみ拡大させた点にある。図１４は
図１３（ａ），（ｂ）の映像投写装置におけるカラーホ
イール２１表面での液晶表示素子４の虚像の発生概念説
明図である。図１４において、カラーホイール２１表面
での液晶表示素子４の虚像の寸法は液晶表示素子４の実
際の寸法より水平方向に小さくなる。よって、液晶表示
素子４の寸法はそのままで、カラーホイール２１の寸法
を小さくできる。
ィックレンズ２７２により、カラーホイール２１からの
出射光を水平方向にのみ拡大させた点にある。図１４は
図１３（ａ），（ｂ）の映像投写装置におけるカラーホ
イール２１表面での液晶表示素子４の虚像の発生概念説
明図である。図１４において、カラーホイール２１表面
での液晶表示素子４の虚像の寸法は液晶表示素子４の実
際の寸法より水平方向に小さくなる。よって、液晶表示
素子４の寸法はそのままで、カラーホイール２１の寸法
を小さくできる。
【００６７】更に、カラーホイール２１上での液晶表示
素子４の虚像が垂直方向に縮小するので、この虚像とカ
ラーホイール２１の色の境界との傾きが更に小さくな
り、遮光部２１Ｘの面積をより一層低減できる。
素子４の虚像が垂直方向に縮小するので、この虚像とカ
ラーホイール２１の色の境界との傾きが更に小さくな
り、遮光部２１Ｘの面積をより一層低減できる。
【００６８】図１５は本発明の第７の実施の形態の映像
投写装置の構成説明側面図である。本実施の形態の映像
投写装置は、図８に示す本発明の第４の実施の形態のリ
レーレンズ７２Ｒ，７２Ｃをアナモフィックレンズ２７
２Ｒ，２７２Ｃへそれぞれ置換したものである。ここで
は図８との相違点のみ説明する。アナモフィックレンズ
２７２Ｒ，２７２Ｃは何れも拡大率の高い方向が一致す
るように配置されており、これらアナモフィックレンズ
２７２Ｒ，２７２Ｃのそれぞれの出射光は何れも水平方
向又は垂直方向に拡大又は縮小されて各液晶表示素子４
Ｒ，４Ｃ上に正確に結像する。各液晶表示素子４Ｒ，４
Ｃの各出射光はシアン透過ダイクロイックミラー９２で
合成されてスクリーン９９へ投写される。
投写装置の構成説明側面図である。本実施の形態の映像
投写装置は、図８に示す本発明の第４の実施の形態のリ
レーレンズ７２Ｒ，７２Ｃをアナモフィックレンズ２７
２Ｒ，２７２Ｃへそれぞれ置換したものである。ここで
は図８との相違点のみ説明する。アナモフィックレンズ
２７２Ｒ，２７２Ｃは何れも拡大率の高い方向が一致す
るように配置されており、これらアナモフィックレンズ
２７２Ｒ，２７２Ｃのそれぞれの出射光は何れも水平方
向又は垂直方向に拡大又は縮小されて各液晶表示素子４
Ｒ，４Ｃ上に正確に結像する。各液晶表示素子４Ｒ，４
Ｃの各出射光はシアン透過ダイクロイックミラー９２で
合成されてスクリーン９９へ投写される。
【００６９】よって本実施の形態では、前記第４〜第６
の実施の形態の特徴を合わせ持つことができ、複数枚の
液晶表示素子を用いて実現できると共に、液晶表示素子
４の寸法はそのままで、カラーホイール２１の寸法を小
さくできる。
の実施の形態の特徴を合わせ持つことができ、複数枚の
液晶表示素子を用いて実現できると共に、液晶表示素子
４の寸法はそのままで、カラーホイール２１の寸法を小
さくできる。
【００７０】前記各実施の形態では、平板状のインテグ
レータ６１，６２を用いたが、四角柱形状のガラスから
構成され、入射光を内部で多数回反射させて均一強度の
出射光を得る、ロッドインテグレータやロッドレンズを
代わりに用いても良い。
レータ６１，６２を用いたが、四角柱形状のガラスから
構成され、入射光を内部で多数回反射させて均一強度の
出射光を得る、ロッドインテグレータやロッドレンズを
代わりに用いても良い。
【００７１】又、前記各実施の形態では、液晶表示素子
４を使用したが、映像信号に応じて順次走査され、入射
光を強度変調して出射させる光学素子であれば良い。
４を使用したが、映像信号に応じて順次走査され、入射
光を強度変調して出射させる光学素子であれば良い。
【００７２】又、第４及び第７の実施の形態では、緑色
光、青色光を１枚の液晶表示素子４Ｃで共用したが、他
の任意の２色を共用しても良く、各原色毎に独立した液
晶表示素子を用いても良い。更に、カラーホイール２１
の色の分割数は任意である。又、前記各実施の形態で
は、カラーホイール２１または電子カラーフィルタ２２
として透過型を使用したが、所要の色の光を反射する反
射型を用いて良い。この場合、カラーホイール２１又は
電子カラーフィルタ２２は、各色に対する反射特性を有
するよう構成されたものであれば良い。例えば反射特性
を有する多層膜を表面に蒸着して形成すれば良い。又、
第３の実施の形態では、電子カラーフィルタ２２として
ドットマトリクス液晶表示素子を用いたが、水平方向に
ストライプ状の画素構造を持つ液晶表示素子を用いても
良い。又、第３の実施の形態では、電子カラーフィルタ
２２として、カラー偏光板とドットマトリクス液晶表示
素子と偏光板との組み合わせのものを用いたが、電気的
に走査させながら特定の色の光を得ることができる素子
であれば良い。又、前記各実施の形態では、カラーホイ
ール２１または電子カラーフィルタ２２を透過する色の
光は、赤色光および緑色光および青色光の３色であった
が、４色以上の色の光を用いても良い。更に、選択する
色の光は白色光を用いても良い。
光、青色光を１枚の液晶表示素子４Ｃで共用したが、他
の任意の２色を共用しても良く、各原色毎に独立した液
晶表示素子を用いても良い。更に、カラーホイール２１
の色の分割数は任意である。又、前記各実施の形態で
は、カラーホイール２１または電子カラーフィルタ２２
として透過型を使用したが、所要の色の光を反射する反
射型を用いて良い。この場合、カラーホイール２１又は
電子カラーフィルタ２２は、各色に対する反射特性を有
するよう構成されたものであれば良い。例えば反射特性
を有する多層膜を表面に蒸着して形成すれば良い。又、
第３の実施の形態では、電子カラーフィルタ２２として
ドットマトリクス液晶表示素子を用いたが、水平方向に
ストライプ状の画素構造を持つ液晶表示素子を用いても
良い。又、第３の実施の形態では、電子カラーフィルタ
２２として、カラー偏光板とドットマトリクス液晶表示
素子と偏光板との組み合わせのものを用いたが、電気的
に走査させながら特定の色の光を得ることができる素子
であれば良い。又、前記各実施の形態では、カラーホイ
ール２１または電子カラーフィルタ２２を透過する色の
光は、赤色光および緑色光および青色光の３色であった
が、４色以上の色の光を用いても良い。更に、選択する
色の光は白色光を用いても良い。
【００７３】又、前記各実施の形態でのカラーホイール
２１の分割数は任意で良い。
２１の分割数は任意で良い。
【００７４】
【発明の効果】以上のような手段を採用したことによ
り、本発明の映像投写装置は次に列挙するような効果を
発揮する。
り、本発明の映像投写装置は次に列挙するような効果を
発揮する。
【００７５】第１点として、投写画像の色純度が高く、
高い映像忠実度が得られる利点がある。その理由は、リ
レーレンズを設けたことにより、色選択走査素子で形成
された色の境界が映像表示素子の表面に正確に結像さ
れ、映像表示素子の表面において、ボケや混色が発生し
ないからである。
高い映像忠実度が得られる利点がある。その理由は、リ
レーレンズを設けたことにより、色選択走査素子で形成
された色の境界が映像表示素子の表面に正確に結像さ
れ、映像表示素子の表面において、ボケや混色が発生し
ないからである。
【００７６】第２点として、色選択走査素子とリレーレ
ンズとの距離を、リレーレンズと映像表示素子との距離
より大きく設定した場合、色選択走査素子の温度上昇が
低減され、連続使用に適した耐久性の高い映像投写装置
を実現できる利点がある。その理由は、映像表示素子の
寸法とは無関係に色選択走査素子の寸法を大きくでき、
照明光の熱を放熱させ易く、温度上昇が低減できるから
である。更に強制冷却時の冷却効率も向上するからであ
る。
ンズとの距離を、リレーレンズと映像表示素子との距離
より大きく設定した場合、色選択走査素子の温度上昇が
低減され、連続使用に適した耐久性の高い映像投写装置
を実現できる利点がある。その理由は、映像表示素子の
寸法とは無関係に色選択走査素子の寸法を大きくでき、
照明光の熱を放熱させ易く、温度上昇が低減できるから
である。更に強制冷却時の冷却効率も向上するからであ
る。
【００７７】第３点として、色選択走査素子とリレーレ
ンズとの距離を、リレーレンズと映像表示素子との距離
より小さく設定した場合、装置の小型化構成を実現する
と共に、作製コストを低減できる利点がある。その理由
は、色選択走査素子の寸法を映像表示素子の寸法とは無
関係に小型化できるからである。
ンズとの距離を、リレーレンズと映像表示素子との距離
より小さく設定した場合、装置の小型化構成を実現する
と共に、作製コストを低減できる利点がある。その理由
は、色選択走査素子の寸法を映像表示素子の寸法とは無
関係に小型化できるからである。
【００７８】第４点として、色選択走査素子としてカラ
ーホイールを用い、かつ色選択走査素子とリレーレンズ
との距離を、リレーレンズと映像表示素子との距離より
小さく設定した場合、投写画像の色むらが低減されると
共に、投写画像の輝度を向上できる利点がある。その理
由は、映像表示素子の虚像に対してカラーホイールの寸
法が相対的に大きくなるので、カラーホイールの各色の
境界線が水平に近づいて混色発生領域の面積を低減で
き、更にカラーホイールの各色の境界領域に遮光部を設
ける場合でも従来例と比較して遮光部の面積を大幅に低
減できるからである。
ーホイールを用い、かつ色選択走査素子とリレーレンズ
との距離を、リレーレンズと映像表示素子との距離より
小さく設定した場合、投写画像の色むらが低減されると
共に、投写画像の輝度を向上できる利点がある。その理
由は、映像表示素子の虚像に対してカラーホイールの寸
法が相対的に大きくなるので、カラーホイールの各色の
境界線が水平に近づいて混色発生領域の面積を低減で
き、更にカラーホイールの各色の境界領域に遮光部を設
ける場合でも従来例と比較して遮光部の面積を大幅に低
減できるからである。
【００７９】第５点として、結像用レンズとしてアナモ
フィックレンズを用いた場合、装置の小型化構成を実現
すると共に、作製コストを低減できる利点がある。その
理由は、映像表示素子の虚像に対してカラーホイールの
寸法が相対的に大きくなるので、カラーホイールの各色
の境界線が水平に近づいて混色発生領域の面積を低減で
き、更にカラーホイールの各色の境界領域に遮光部を設
ける場合でも従来例と比較して遮光部の面積を大幅に低
減できるからである。
フィックレンズを用いた場合、装置の小型化構成を実現
すると共に、作製コストを低減できる利点がある。その
理由は、映像表示素子の虚像に対してカラーホイールの
寸法が相対的に大きくなるので、カラーホイールの各色
の境界線が水平に近づいて混色発生領域の面積を低減で
き、更にカラーホイールの各色の境界領域に遮光部を設
ける場合でも従来例と比較して遮光部の面積を大幅に低
減できるからである。
【図１】本発明の第１の実施の形態の映像投写装置の構
成説明側面図である。
成説明側面図である。
【図２】（ａ）は図１の映像投写装置におけるカラーホ
イール２１の側面図、（ｂ）は図１の映像投写装置にお
けるカラーホイール２１の正面図である。
イール２１の側面図、（ｂ）は図１の映像投写装置にお
けるカラーホイール２１の正面図である。
【図３】図１の映像投写装置における光学系の配置説明
図である。
図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の映像投写装置にお
ける光学系の配置説明図である。
ける光学系の配置説明図である。
【図５】図４の映像投写装置におけるカラーホイール２
１表面での液晶表示素子４の虚像の発生概念説明図であ
る。
１表面での液晶表示素子４の虚像の発生概念説明図であ
る。
【図６】本発明の第３の実施の形態の映像投写装置にお
ける光学系の構成説明側面図である。
ける光学系の構成説明側面図である。
【図７】（ａ）は図６の映像投写装置における電子カラ
ーフィルタ２２での走査概念説明図、（ｂ）は図６の映
像投写装置における液晶表示素子４での走査概念説明図
である。
ーフィルタ２２での走査概念説明図、（ｂ）は図６の映
像投写装置における液晶表示素子４での走査概念説明図
である。
【図８】本発明の第４の実施の形態の映像投写装置にお
ける光学系の構成説明側面図である。
ける光学系の構成説明側面図である。
【図９】（ａ）は図８の映像投写装置におけるカラーホ
イール２１の側面図、（ｂ）は図８の映像投写装置にお
けるカラーホイール２１の正面図である。
イール２１の側面図、（ｂ）は図８の映像投写装置にお
けるカラーホイール２１の正面図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態の映像投写装置の
構成説明側面図である。
構成説明側面図である。
【図１１】（ａ）は図１０の映像投写装置における光学
系の配置説明平面図、（ｂ）は図１０の映像投写装置に
おける光学系の配置説明側面図である。
系の配置説明平面図、（ｂ）は図１０の映像投写装置に
おける光学系の配置説明側面図である。
【図１２】図１１（ａ），（ｂ）の映像投写装置におけ
るカラーホイール２１表面での液晶表示素子４の虚像の
発生概念説明図である。
るカラーホイール２１表面での液晶表示素子４の虚像の
発生概念説明図である。
【図１３】（ａ）は本発明の第６の実施の形態の映像投
写装置における光学系の配置説明平面図、（ｂ）は本発
明の第６の実施の形態の映像投写装置における光学系の
配置説明側面図である。
写装置における光学系の配置説明平面図、（ｂ）は本発
明の第６の実施の形態の映像投写装置における光学系の
配置説明側面図である。
【図１４】図１３（ａ），（ｂ）の映像投写装置におけ
るカラーホイール２１表面での液晶表示素子４の虚像の
発生概念説明図である。
るカラーホイール２１表面での液晶表示素子４の虚像の
発生概念説明図である。
【図１５】本発明の第７の実施の形態の映像投写装置の
構成説明側面図である。
構成説明側面図である。
【図１６】従来例の映像投写装置の構成説明斜視図であ
る。
る。
【図１７】図１６の映像投写装置におけるフィルター板
１０２の一部拡大正面図である。
１０２の一部拡大正面図である。
１ 光源 ２１ カラーホイール ２１Ｒ 赤透過ダイクロイックフィルタ ２１Ｇ 緑透過ダイクロイックフィルタ ２１Ｂ 青透過ダイクロイックフィルタ ２１Ｙ イエロー透過ダイクロイックフィルタ ２１Ｍ マゼンダ透過ダイクロイックフィルタ ２１Ｘ 遮光部 ２２ 電子カラーフィルタ ２３ モータ ４，４Ｒ，４Ｃ 液晶表示素子 ５ 投写レンズ ６１，６２ インテグレータ ７１，７３，７３Ｒ，７３Ｃ コンデンサレンズ ７２，７２Ｒ，７２Ｃ リレーレンズ ８ 偏光変換光学系 ９１ 赤透過ダイクロイックミラー ９２ シアン透過ダイクロイックミラー ９３，９４ 反射ミラー ９９ スクリーン １０１ 光源 １０２ フィルター板 １０２Ｘ 遮光部 １０３ 平面ディスプレイ １０４ レンズ系 １０５ スクリーン ２７２，２７２Ｒ，２７２Ｃ アナモフィックレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 EA13 HA13 HA24 HA28 MA04 MA20 5C058 AB06 BA06 EA12 EA14 EA26 EA51 5C060 AA07 BA04 BA09 BC01 BC05 DB13 HC01 HC08 HC12 HC16 HC17 JA11 JA18 JB06 5G435 BB12 BB17 CC09 DD06 DD09 FF05 FF15 GG02 GG13
Claims (12)
- 【請求項１】 光源と、 供給される映像信号に同期して前記光源からの光を特定
の色の光として順次選択的に透過または反射させる色選
択走査素子と、 前記映像信号に同期して走査され、入射光を各画素毎に
強度変調する映像表示素子と、 前記色選択走査素子と前記映像表示素子との間に配置さ
れ、前記色選択走査素子から出射する光束の強度分布お
よび色の分布を前記映像表示素子の表面に結像させる結
像用レンズと、 前記映像表示素子で形成された映像を投写する投写レン
ズとを具備することを特徴とする映像投写装置。 - 【請求項２】 前記映像表示素子は、ドットマトリクス
液晶表示素子であることを特徴とする請求項１記載の映
像投写装置。 - 【請求項３】 光源と、 供給される映像信号に同期して前記光源からの光を特定
の色として順次選択的に透過または反射させる色選択走
査素子と、 前記色選択走査素子を透過または反射した光を異なる波
長からなる第１及び第２の光に分解する色分解素子と、 前記色分解素子で分解された前記第１及び第２の光を合
成する色合成素子と、 前記色分解素子と前記色合成素子との間に配置され、前
記映像信号に同期して走査され、入射光である前記第１
の光を各画素毎に強度変調する第１の映像表示素子と、 前記色分解素子と前記色合成素子との間に配置され、前
記映像信号に同期して走査され、入射光である前記第２
の光を各画素毎に強度変調する第２の映像表示素子と、 前記色分解素子と前記第１の映像表示素子との間に配置
され、前記色選択走査素子から出射する光束の強度分布
および色の分布を前記第１の映像表示素子の表面に結像
させる第１の結像用レンズと、 前記色分解素子と前記第２の映像表示素子との間に配置
され、前記色選択走査素子から出射する光束の強度分布
および色の分布を前記第２の映像表示素子の表面に結像
させる第２の結像用レンズと、 前記第１の映像表示素子および前記第２の映像表示素子
で形成された映像を投写する投写レンズとを具備するこ
とを特徴とする映像投写装置。 - 【請求項４】 前記第１及び第２の映像表示素子は、ド
ットマトリクス液晶表示素子であることを特徴とする請
求項３記載の映像投写装置。 - 【請求項５】 前記色選択走査素子は、前記特定の色の
光を透過するように着色された光学フィルタを回転軸ま
わりに放射状に順次配置して構成され、前記映像信号に
同期して回転されることを特徴とする請求項１〜４の何
れかに記載の映像投写装置。 - 【請求項６】 前記色選択走査素子は、前記特定の色の
光を透過するように着色された前記光学フィルタの境界
部分に、入射光を遮蔽する遮光部を設けたことを特徴と
する請求項５記載の映像投写装置。 - 【請求項７】 前記色選択走査素子は、前記特定の色の
光を反射するように多層膜を蒸着された光学フィルタを
回転軸まわりに放射状に順次配置して構成され、前記映
像信号に同期して回転されることを特徴とする請求項１
〜４の何れかに記載の映像投写装置。 - 【請求項８】 前記色選択走査素子は、前記特定の色の
光を反射するように多層膜を蒸着された前記光学フィル
タの境界部分に、入射光を遮蔽する遮光部を設けたこと
を特徴とする請求項７記載の映像投写装置。 - 【請求項９】 前記色選択走査素子は、前記特定の色の
光を透過または反射するように構成された画素群からな
り、前記光源からの光を前記映像信号に同期して順次透
過させる電子カラーフィルタであることを特徴とする請
求項１〜４の何れかに記載の映像投写装置。 - 【請求項１０】 前記光源と前記色選択走査素子との間
に、前記光源からの光の偏光方向を一定方向に揃える偏
光変換光学系を更に具備することを特徴とする請求項１
〜９の何れかに記載の映像投写装置。 - 【請求項１１】 前記光源と前記色選択走査素子との間
に、前記光源からの光を均一に分散させるインテグレー
タを更に具備することを特徴とする請求項１〜１０の何
れかに記載の映像投写装置。 - 【請求項１２】 前記結像用レンズは、アナモフィック
レンズであることを特徴とする請求項１〜１１の何れか
に記載の映像投写装置。
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|---|---|---|---|
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| US09/494,509 US6597409B1 (en) | 1999-01-29 | 2000-01-31 | Video projector |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JP11-20960 | 1999-01-29 | ||
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ID=26357961
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|---|---|---|---|
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