JP2003302618A - 投写型画像表示装置 - Google Patents
投写型画像表示装置Info
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- JP2003302618A JP2003302618A JP2002111103A JP2002111103A JP2003302618A JP 2003302618 A JP2003302618 A JP 2003302618A JP 2002111103 A JP2002111103 A JP 2002111103A JP 2002111103 A JP2002111103 A JP 2002111103A JP 2003302618 A JP2003302618 A JP 2003302618A
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- 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
- G03B21/005—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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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光量損失を少なくしつつ、液晶に基づく画像
を投射するときの投射像の黒表示時のコントラストむら
および色むらを少なくし、良好なる投射像が得られる投
射型画像表示装置を得ること。 【解決手段】 方位角によりコントラスト視野角特性が
異なる液晶パネルと、光源手段から発せられた光で、該
液晶パネルを照明する照明光学系と、該液晶パネルで変
調された画像を投射する投射光学系と、該液晶パネルの
コントラスト視野角特性の方位に対応して、該照明光学
系又は／及び該投射光学系のＦナンバーが異なるように
した開口絞りと、を有していること。
を投射するときの投射像の黒表示時のコントラストむら
および色むらを少なくし、良好なる投射像が得られる投
射型画像表示装置を得ること。 【解決手段】 方位角によりコントラスト視野角特性が
異なる液晶パネルと、光源手段から発せられた光で、該
液晶パネルを照明する照明光学系と、該液晶パネルで変
調された画像を投射する投射光学系と、該液晶パネルの
コントラスト視野角特性の方位に対応して、該照明光学
系又は／及び該投射光学系のＦナンバーが異なるように
した開口絞りと、を有していること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネル上に生
成された画像を投射光学系（例えば投影レンズ）により
被投射面上に投射して拡大表示する投射型画像表示装置
（液晶プロジェクター）に関する。
成された画像を投射光学系（例えば投影レンズ）により
被投射面上に投射して拡大表示する投射型画像表示装置
（液晶プロジェクター）に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、液晶パネル（液晶、液晶表示
素子）を光源からの光束により照明し、液晶パネルで変
調され、そこから射出する透過光または反射光に基づく
画像を投影レンズによりスクリーン上に拡大投影する液
晶プロジェクターについての技術が種々と提案されてい
る。
素子）を光源からの光束により照明し、液晶パネルで変
調され、そこから射出する透過光または反射光に基づく
画像を投影レンズによりスクリーン上に拡大投影する液
晶プロジェクターについての技術が種々と提案されてい
る。
【０００３】液晶プロジェクターに良く用いられる液晶
パネルは、通常、液晶層の前後に偏光子や、検光子等の
偏光フィルターが設けられている。
パネルは、通常、液晶層の前後に偏光子や、検光子等の
偏光フィルターが設けられている。
【０００４】偏光フィルターは入射する光のうち特定の
偏光成分のみを透過し、それと偏光方向が直交する偏光
成分を遮断する特性を有している。
偏光成分のみを透過し、それと偏光方向が直交する偏光
成分を遮断する特性を有している。
【０００５】一般的に液晶（液晶パネル）を用いた画像
表示装置は、液晶の特性により、コントラスト（光の透
過と不透過の比）の視野角特性（視野角依存性）がある
為、液晶表示面の中心に対して見る角度（方向）が異な
るとコントラストが変化してしまう特性を有していた。
表示装置は、液晶の特性により、コントラスト（光の透
過と不透過の比）の視野角特性（視野角依存性）がある
為、液晶表示面の中心に対して見る角度（方向）が異な
るとコントラストが変化してしまう特性を有していた。
【０００６】コントラスト視野角特性のある液晶パネル
に基づく画像をスクリーン面上に投射すると方位によっ
て明るさにムラが生じ、カラー液晶プロジェクターのと
きは色ムラが発生することがあった。
に基づく画像をスクリーン面上に投射すると方位によっ
て明るさにムラが生じ、カラー液晶プロジェクターのと
きは色ムラが発生することがあった。
【０００７】従来より、このようなムラを目立たなくす
るための一方法として、コントラスト視野角特性の悪い
部分の光を拾わないようにするために、液晶パネルから
見込む照明光学系のＦナンバーを大きくしたり、コント
ラスト視野角特性を改善する視野角改善フィルムを偏光
板と液晶パネルの間に配置したりして、黒表示時の色ム
ラの発生が目立たないようにしていた。
るための一方法として、コントラスト視野角特性の悪い
部分の光を拾わないようにするために、液晶パネルから
見込む照明光学系のＦナンバーを大きくしたり、コント
ラスト視野角特性を改善する視野角改善フィルムを偏光
板と液晶パネルの間に配置したりして、黒表示時の色ム
ラの発生が目立たないようにしていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】液晶パネルから見込む
照明光学系のＦナンバー（明るさ）を大きく（暗く）す
る為に光源から発せられた照明光を照明光学系で圧縮す
る必要があったので、照明系にフライアイレンズを用い
ているときは、液晶パネル側のフライアイレンズ板の大
きさを光源側のフライアイレンズ板より小さくする方法
があるが、この方法は偏光変換素子の開口絞りによる光
源像のケラレが大きくなり、照明効率が低下して、スク
リーン投影される画像の明るさが低下してくるといった
問題があった。
照明光学系のＦナンバー（明るさ）を大きく（暗く）す
る為に光源から発せられた照明光を照明光学系で圧縮す
る必要があったので、照明系にフライアイレンズを用い
ているときは、液晶パネル側のフライアイレンズ板の大
きさを光源側のフライアイレンズ板より小さくする方法
があるが、この方法は偏光変換素子の開口絞りによる光
源像のケラレが大きくなり、照明効率が低下して、スク
リーン投影される画像の明るさが低下してくるといった
問題があった。
【０００９】また、偏光板と液晶パネルの間に視野角改
善フィルムを配置する方法があるが、この方法は液晶パ
ネルと視野角改善フィルムの間隔および視野角改善フィ
ルムと偏光板の間隔が狭くなり、冷却風の通りが悪くな
るため、液晶パネルや、偏光板の冷却が困難になってく
るという問題があった。また、視野角改善フィルムの部
品が増えるため、装置が複雑になるという問題もあっ
た。
善フィルムを配置する方法があるが、この方法は液晶パ
ネルと視野角改善フィルムの間隔および視野角改善フィ
ルムと偏光板の間隔が狭くなり、冷却風の通りが悪くな
るため、液晶パネルや、偏光板の冷却が困難になってく
るという問題があった。また、視野角改善フィルムの部
品が増えるため、装置が複雑になるという問題もあっ
た。
【００１０】本発明は、液晶パネルのコントラストの視
野角依存性の問題を軽減又はなくす新規な構成を有する
投射型画像表示装置の提供を目的とする。
野角依存性の問題を軽減又はなくす新規な構成を有する
投射型画像表示装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の投写型
画像表示装置は、視野角（方位角）に依りコントラスト
が異なる液晶パネルと、光源手段から発せられた光で、
該液晶パネルを照明する照明光学系と、該液晶パネルを
用いて形成した画像を投射する投射光学系と、該照明光
学系又は／及び該投射光学系のＦナンバーを該液晶パネ
ルのコントラストの視野角特性に応じて方位によって異
ならせる１つ又は複数の開口絞りと、を有していること
を特徴としている。
画像表示装置は、視野角（方位角）に依りコントラスト
が異なる液晶パネルと、光源手段から発せられた光で、
該液晶パネルを照明する照明光学系と、該液晶パネルを
用いて形成した画像を投射する投射光学系と、該照明光
学系又は／及び該投射光学系のＦナンバーを該液晶パネ
ルのコントラストの視野角特性に応じて方位によって異
ならせる１つ又は複数の開口絞りと、を有していること
を特徴としている。
【００１２】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記開口絞りは、前記液晶パネルのコントラスト-
視野角特性におけるコントラストが最も悪い方位（視野
角に対応する方位）の照明光学系のＦナンバーが、コン
トラストの良い方位（視野角に対応する方位）の照明光
学系のＦナンバーより、大きくなるようにしていること
を特徴としている。
て、前記開口絞りは、前記液晶パネルのコントラスト-
視野角特性におけるコントラストが最も悪い方位（視野
角に対応する方位）の照明光学系のＦナンバーが、コン
トラストの良い方位（視野角に対応する方位）の照明光
学系のＦナンバーより、大きくなるようにしていること
を特徴としている。
【００１３】請求項３の発明は請求項１の発明におい
て、前記開口絞りは、前記液晶パネルのコントラスト-
視野角特性におけるコントラストが最も悪い方位（視野
角に対応する方位）の投射光学系のＦナンバーが、コン
トラストの良い方位（視野角に対応する方位）の投射光
学系のＦナンバーより、大きくなるようにしていること
を特徴としている。
て、前記開口絞りは、前記液晶パネルのコントラスト-
視野角特性におけるコントラストが最も悪い方位（視野
角に対応する方位）の投射光学系のＦナンバーが、コン
トラストの良い方位（視野角に対応する方位）の投射光
学系のＦナンバーより、大きくなるようにしていること
を特徴としている。
【００１４】請求項４の発明は請求項１の発明におい
て、前記開口絞りは、前記液晶パネルのコントラスト-
視野角特性におけるコントラストが最も悪い方位（視野
角に対応する方位）の照明光学系及び投射光学系の各Ｆ
ナンバーが、コントラストの良い方位（視野角に対応す
る方位）の照明光学系及び投射光学系の各Ｆナンバーよ
り、大きくなるようにしていることを特徴としている。
て、前記開口絞りは、前記液晶パネルのコントラスト-
視野角特性におけるコントラストが最も悪い方位（視野
角に対応する方位）の照明光学系及び投射光学系の各Ｆ
ナンバーが、コントラストの良い方位（視野角に対応す
る方位）の照明光学系及び投射光学系の各Ｆナンバーよ
り、大きくなるようにしていることを特徴としている。
【００１５】請求項５の発明の投写型画像表示装置は、
視野角（方位角）に依りコントラストが異なる複数の液
晶パネルと、光源手段から発せられた光で、該複数の液
晶パネルを互いに異なった色光で照明する照明光学系
と、該複数の液晶パネルを用いて形成した各色光の画像
を合成する色合成光学系と、該色合成光学系で合成した
画像を投射する投射光学系とを有し、該色合成光学系
は、１つの液晶パネルから該投射光学系に至る光路が奇
数回反射光路と、他の１つの液晶パネルから該投射光学
系に至る光路が反射なし若しくは偶数回反射光路とを形
成しており、該照明光学系又は／及び該投射光学系のＦ
ナンバーが該液晶パネルのコントラスト-視野角特性に
応じて方位角によって異なるようにしたことを特徴とし
ている。
視野角（方位角）に依りコントラストが異なる複数の液
晶パネルと、光源手段から発せられた光で、該複数の液
晶パネルを互いに異なった色光で照明する照明光学系
と、該複数の液晶パネルを用いて形成した各色光の画像
を合成する色合成光学系と、該色合成光学系で合成した
画像を投射する投射光学系とを有し、該色合成光学系
は、１つの液晶パネルから該投射光学系に至る光路が奇
数回反射光路と、他の１つの液晶パネルから該投射光学
系に至る光路が反射なし若しくは偶数回反射光路とを形
成しており、該照明光学系又は／及び該投射光学系のＦ
ナンバーが該液晶パネルのコントラスト-視野角特性に
応じて方位角によって異なるようにしたことを特徴とし
ている。
【００１６】請求項６の発明は請求項５の発明におい
て、前記液晶パネルのコントラスト-視野角特性におけ
るコントラストが最も悪い方位の照明光学系のＦナンバ
ーが、コントラスト-視野角特性におけるコントラスト
の良い方位の照明光学系のＦナンバーより、大きくなる
ようにしていることを特徴としている。
て、前記液晶パネルのコントラスト-視野角特性におけ
るコントラストが最も悪い方位の照明光学系のＦナンバ
ーが、コントラスト-視野角特性におけるコントラスト
の良い方位の照明光学系のＦナンバーより、大きくなる
ようにしていることを特徴としている。
【００１７】請求項７の発明は請求項５の発明におい
て、前記液晶パネルのコントラスト-視野角特性におけ
るコントラストが最も悪い方位の投射光学系のＦナンバ
ーが、コントラスト-視野角特性におけるコントラスト
の良い方位の投射光学系のＦナンバーより、大きくなる
ようにしていることを特徴している。
て、前記液晶パネルのコントラスト-視野角特性におけ
るコントラストが最も悪い方位の投射光学系のＦナンバ
ーが、コントラスト-視野角特性におけるコントラスト
の良い方位の投射光学系のＦナンバーより、大きくなる
ようにしていることを特徴している。
【００１８】請求項８の発明は請求項５の発明におい
て、前記液晶パネルのコントラスト-視野角特性におけ
るコントラストが最も悪い方位の照明光学系及び投射光
学系のＦナンバーが、コントラスト-視野角特性におけ
るコントラストの良い方位の照明光学系及び投射光学系
のＦナンバーより、大きくなるようにしていることを特
徴としている。
て、前記液晶パネルのコントラスト-視野角特性におけ
るコントラストが最も悪い方位の照明光学系及び投射光
学系のＦナンバーが、コントラスト-視野角特性におけ
るコントラストの良い方位の照明光学系及び投射光学系
のＦナンバーより、大きくなるようにしていることを特
徴としている。
【００１９】請求項９の発明は請求項５の発明におい
て、前記液晶パネルのコントラスト-視野角特性におけ
るコントラストが最も悪い方位の照明光学系のＦナンバ
ーが、コントラスト-視野角特性におけるコントラスト
の良い方位の照明光学系のＦナンバーより、大きくなる
ように該照明光学系に開口絞りが設けられていることを
特徴としている。
て、前記液晶パネルのコントラスト-視野角特性におけ
るコントラストが最も悪い方位の照明光学系のＦナンバ
ーが、コントラスト-視野角特性におけるコントラスト
の良い方位の照明光学系のＦナンバーより、大きくなる
ように該照明光学系に開口絞りが設けられていることを
特徴としている。
【００２０】請求項１０の発明は請求項５の発明におい
て、前記液晶パネルのコントラスト-視野角特性におけ
るコントラストが最も悪い方位の投射光学系のＦナンバ
ーが、コントラスト-視野角特性におけるコントラスト
の良い方位の投射光学系のＦナンバーより、大きくなる
ように該投射光学系に開口絞りが設けられていることを
特徴としている。
て、前記液晶パネルのコントラスト-視野角特性におけ
るコントラストが最も悪い方位の投射光学系のＦナンバ
ーが、コントラスト-視野角特性におけるコントラスト
の良い方位の投射光学系のＦナンバーより、大きくなる
ように該投射光学系に開口絞りが設けられていることを
特徴としている。
【００２１】請求項１１の発明は請求項５の発明におい
て、前記液晶パネルのコントラスト-視野角特性におけ
るコントラストが最も悪い方位の照明光学系及び投射光
学系のＦナンバーが、コントラスト-視野角特性におけ
るコントラストの良い方位の照明光学系及び投射光学系
のＦナンバーより、大きくなるように該照明光学系及び
投射光学系に開口絞りが設けられていることを特徴とし
ている。
て、前記液晶パネルのコントラスト-視野角特性におけ
るコントラストが最も悪い方位の照明光学系及び投射光
学系のＦナンバーが、コントラスト-視野角特性におけ
るコントラストの良い方位の照明光学系及び投射光学系
のＦナンバーより、大きくなるように該照明光学系及び
投射光学系に開口絞りが設けられていることを特徴とし
ている。
【００２２】請求項１２の発明は請求項１、２、３、
４、９、１０又は１１の発明において、前記液晶パネル
の表示部は長方形状をしており、前記開口絞りは、該液
晶パネルの長辺方向に対して斜めの方向の照明光学系又
は投射光学系のＦナンバーが、該液晶パネルの長辺方向
および短辺方向に対応するＦナンバーより大きくなるよ
うに形状に形成されていることを特徴としている。
４、９、１０又は１１の発明において、前記液晶パネル
の表示部は長方形状をしており、前記開口絞りは、該液
晶パネルの長辺方向に対して斜めの方向の照明光学系又
は投射光学系のＦナンバーが、該液晶パネルの長辺方向
および短辺方向に対応するＦナンバーより大きくなるよ
うに形状に形成されていることを特徴としている。
【００２３】請求項１３の発明は請求項１、２、３、
４、９、１０、１１又は１２の発明において、前記開口
絞りは、開口部の大きさが、可変であることを特徴とし
ている。
４、９、１０、１１又は１２の発明において、前記開口
絞りは、開口部の大きさが、可変であることを特徴とし
ている。
【００２４】請求項１4の発明は、視野角（方位角）に
依りコントラストが異なる液晶パネル等の表示素子と、
該表示素子を照明する照明光学系と、該表示素子からの
光を投射する投射光学系とを有し、該照明光学系又は／
及び該投射光学系のＦナンバーを該表示素子のコントラ
スト-視野角特性に応じて方位によって異ならせたこと
を特徴とする投写型表示装置である。請求項１５の発明
は請求項１から１４のいずれか１項の発明において、前
記投射光学系（複数のレンズ、レンズとミラーの組合
せ、複数のミラー等より主要部が構成される）の光軸と
前記液晶パネルの中心はずらして配置されていることを
特徴としている。
依りコントラストが異なる液晶パネル等の表示素子と、
該表示素子を照明する照明光学系と、該表示素子からの
光を投射する投射光学系とを有し、該照明光学系又は／
及び該投射光学系のＦナンバーを該表示素子のコントラ
スト-視野角特性に応じて方位によって異ならせたこと
を特徴とする投写型表示装置である。請求項１５の発明
は請求項１から１４のいずれか１項の発明において、前
記投射光学系（複数のレンズ、レンズとミラーの組合
せ、複数のミラー等より主要部が構成される）の光軸と
前記液晶パネルの中心はずらして配置されていることを
特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】まず、本実施形態の液晶プロジェ
クターとしての投射型画像表示装置に用いる液晶パネル
のコントラスト-視野角特性について説明する。
クターとしての投射型画像表示装置に用いる液晶パネル
のコントラスト-視野角特性について説明する。
【００２６】図５は、液晶プロジェクターに使用される
液晶（液晶パネル）のコントラスト視野角特性の測定値
の一例の説明図である。図６は液晶の正面説明図であ
る。
液晶（液晶パネル）のコントラスト視野角特性の測定値
の一例の説明図である。図６は液晶の正面説明図であ
る。
【００２７】図５に示すコントラスト-視野角特性は図
６に示す液晶パネル１８を出射側から測定したもので、
液晶パネル１８の入射側および出射側に、偏光板を配置
して液晶に印加する電圧をＯＮ−ＯＦＦしたときの透過
光量と不透過光量の比より、コントラストの測定を行っ
た結果である。入射側に設けた偏光板は図６の紙面上下
方向（Ｙ方向）に偏光軸が配置され、出射側の偏光板
は、図６の紙面左右方向（Ｘ方向）に偏光軸が配置され
るようにして、コントラスト視野角特性の測定を行った
結果である。
６に示す液晶パネル１８を出射側から測定したもので、
液晶パネル１８の入射側および出射側に、偏光板を配置
して液晶に印加する電圧をＯＮ−ＯＦＦしたときの透過
光量と不透過光量の比より、コントラストの測定を行っ
た結果である。入射側に設けた偏光板は図６の紙面上下
方向（Ｙ方向）に偏光軸が配置され、出射側の偏光板
は、図６の紙面左右方向（Ｘ方向）に偏光軸が配置され
るようにして、コントラスト視野角特性の測定を行った
結果である。
【００２８】図５に示すコントラスト−視野角特性は、
Ｘ方向を０度方向とし、反時計周りに角度をとってい
る。視野角は例として１０度（１０ＤＥＧ）、２０度
（２０ＤＥＧ）、３０度（３０ＤＥＧ）を示し、コント
ラストが２０、５０、１００、２００となる視野角を各
々示している。
Ｘ方向を０度方向とし、反時計周りに角度をとってい
る。視野角は例として１０度（１０ＤＥＧ）、２０度
（２０ＤＥＧ）、３０度（３０ＤＥＧ）を示し、コント
ラストが２０、５０、１００、２００となる視野角を各
々示している。
【００２９】細い実線はコントラストが２００となる液
晶パネル１８からの各方位における射出角度を結んで描
いたもので、同様に細い点線がコントラスト１００、一
点鎖線がコントラスト５０、２点鎖線がコントラスト２
０となる射出角度を示す。
晶パネル１８からの各方位における射出角度を結んで描
いたもので、同様に細い点線がコントラスト１００、一
点鎖線がコントラスト５０、２点鎖線がコントラスト２
０となる射出角度を示す。
【００３０】図５に示すようにコントラスト視野角特性
は、液晶パネル１８の表示部（有効範囲）の中心Ｆから
みた、方位の違いにより大きく変化している。この測定
した液晶パネル１８の場合には、紙面右下方向の方位角
３１５度方向のコントラストが最も悪く、紙面右下方向
から液晶パネル１８をみたときの黒表示時のもれ光が多
い結果となっている。
は、液晶パネル１８の表示部（有効範囲）の中心Ｆから
みた、方位の違いにより大きく変化している。この測定
した液晶パネル１８の場合には、紙面右下方向の方位角
３１５度方向のコントラストが最も悪く、紙面右下方向
から液晶パネル１８をみたときの黒表示時のもれ光が多
い結果となっている。
【００３１】後述する実施形態に示すように、液晶プロ
ジェクターの照明系に使用されるフライアイレンズ板
は、各々のレンズ駒が、液晶パネルの表示面とほぼ相似
形なものを２次元的に配列したもので、一般的に全体の
形状は、ほぼ正方形に近い。このため、図５に示したよ
うなコントラスト視野角特性を有した液晶パネルの照明
光学系にほぼ正方形の形のフライアイレンズ板を用いた
場合、斜め方向の照明光学系のＦナンバーが最も明るく
なり、コントラスト視野角特性が最も悪い方向の照明光
の入射角度が最も大きいため、コントラストむらが生じ
やすくなる。
ジェクターの照明系に使用されるフライアイレンズ板
は、各々のレンズ駒が、液晶パネルの表示面とほぼ相似
形なものを２次元的に配列したもので、一般的に全体の
形状は、ほぼ正方形に近い。このため、図５に示したよ
うなコントラスト視野角特性を有した液晶パネルの照明
光学系にほぼ正方形の形のフライアイレンズ板を用いた
場合、斜め方向の照明光学系のＦナンバーが最も明るく
なり、コントラスト視野角特性が最も悪い方向の照明光
の入射角度が最も大きいため、コントラストむらが生じ
やすくなる。
【００３２】また、通常、液晶プロジェクターにおいて
は、投射レンズの光軸より上側のスクリーンに像を投影
させるために、例えば図６の液晶パネル１８の短辺方向
の上端Ｅの位置付近に投射レンズの光軸が位置するよう
に投射レンズと液晶パネルの位置関係を設定させてい
る。
は、投射レンズの光軸より上側のスクリーンに像を投影
させるために、例えば図６の液晶パネル１８の短辺方向
の上端Ｅの位置付近に投射レンズの光軸が位置するよう
に投射レンズと液晶パネルの位置関係を設定させてい
る。
【００３３】液晶プロジェクター用の投射レンズは、一
般的に周辺光量が５０％程度で、周辺にいくほど口径食
が大きくなり、周辺では、投射レンズの瞳は楕円状の瞳
となる。
般的に周辺光量が５０％程度で、周辺にいくほど口径食
が大きくなり、周辺では、投射レンズの瞳は楕円状の瞳
となる。
【００３４】このため、投射レンズの口径食が液晶パネ
ル１８の有効範囲内の４隅の位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより
異なってくる。
ル１８の有効範囲内の４隅の位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより
異なってくる。
【００３５】図７は、図５のコントラスト視野角特性
と、図６の液晶パネル１８の位置Ａにおける口径食に対
応した角度を重ね合わせた説明図である。口径食に対応
した角度は、点Ａが投射レンズの光軸と液晶パネル１８
との交点Ｅに対して紙面左方向に位置するので、紙面上
下方向の角度が紙面左右方向に対して大きい楕円となっ
ている。
と、図６の液晶パネル１８の位置Ａにおける口径食に対
応した角度を重ね合わせた説明図である。口径食に対応
した角度は、点Ａが投射レンズの光軸と液晶パネル１８
との交点Ｅに対して紙面左方向に位置するので、紙面上
下方向の角度が紙面左右方向に対して大きい楕円となっ
ている。
【００３６】図８は、図５のコントラスト視野角特性
と、図６の液晶パネル１８の位置Ｂにおけるロ径食に対
応した角度を重ね合わせた説明図である。口径食に対応
した角度は、点Ｂが投射レンズの光軸と液晶パネル１８
との交点Ｅに対して紙面右方向に位置するので、紙面上
下方向の角度が紙面左右方向に対して大きい楕円となっ
ている。
と、図６の液晶パネル１８の位置Ｂにおけるロ径食に対
応した角度を重ね合わせた説明図である。口径食に対応
した角度は、点Ｂが投射レンズの光軸と液晶パネル１８
との交点Ｅに対して紙面右方向に位置するので、紙面上
下方向の角度が紙面左右方向に対して大きい楕円となっ
ている。
【００３７】液晶パネル位置のＡおよび位置Ｂにおける
口径食は、同一形状なので、コントラストむらは原理的
に生じない。
口径食は、同一形状なので、コントラストむらは原理的
に生じない。
【００３８】図９は、図５のコントラスト視野角特性
と、図６の液晶パネル１８の位置Ｃにおける口径食に対
応した角度を重ね合わせた説明図である。口径食に対応
した角度は、点Ｃが投射レンズの光軸と液晶パネル１８
との交点Ｅに対して紙面左下方向に位置するので、紙面
左上方向に長軸が向く楕円となる。
と、図６の液晶パネル１８の位置Ｃにおける口径食に対
応した角度を重ね合わせた説明図である。口径食に対応
した角度は、点Ｃが投射レンズの光軸と液晶パネル１８
との交点Ｅに対して紙面左下方向に位置するので、紙面
左上方向に長軸が向く楕円となる。
【００３９】図１０は、図５のコントラスト視野角特性
と、図６の液晶パネル１８の位置Ｄにおける口径食に対
応した角度を重ね合わせた説明図である。口径食に対応
した角度は、点Ｄが投射レンズの光軸と液晶パネル１８
との交点Ｅに対して紙面右下方向に位置するので、紙面
右上方向に長軸が向く楕円となる。
と、図６の液晶パネル１８の位置Ｄにおける口径食に対
応した角度を重ね合わせた説明図である。口径食に対応
した角度は、点Ｄが投射レンズの光軸と液晶パネル１８
との交点Ｅに対して紙面右下方向に位置するので、紙面
右上方向に長軸が向く楕円となる。
【００４０】図９と図１０を比較すると、図９のほう
が、口径食に対応する角度範囲内におけるコントラスト
視野角特性の悪い部分の面積が、図１０と比較すると多
く、図６の位置Ｃに対応するスクリーン位置の黒表示時
の光もれが、図６の位置Ｄに対応するスクリーン位置の
黒表示時の光もれに対して多くなり、コントラストむら
が生じてくる。
が、口径食に対応する角度範囲内におけるコントラスト
視野角特性の悪い部分の面積が、図１０と比較すると多
く、図６の位置Ｃに対応するスクリーン位置の黒表示時
の光もれが、図６の位置Ｄに対応するスクリーン位置の
黒表示時の光もれに対して多くなり、コントラストむら
が生じてくる。
【００４１】このため、カラー液晶プロジェクター等に
おいて、３枚の液晶パネルを用いて、三色合成を行い、
スクリーン上にカラー画像を投影する場合、黒表示のと
きに色ムラが発生してくる。
おいて、３枚の液晶パネルを用いて、三色合成を行い、
スクリーン上にカラー画像を投影する場合、黒表示のと
きに色ムラが発生してくる。
【００４２】これは、コントラストの視野角特性が同じ
液晶パネルを３枚用いても、色合成光学系において、反
射回数が異なると、液晶パネルの黒表示時の光もれが最
も多い画面内の場所が反転してしまうために生ずる。
液晶パネルを３枚用いても、色合成光学系において、反
射回数が異なると、液晶パネルの黒表示時の光もれが最
も多い画面内の場所が反転してしまうために生ずる。
【００４３】即ち、三板式の液晶プロジェクターの黒表
示時の色むらは、以下の３つの条件がそろったときに発
生する。
示時の色むらは、以下の３つの条件がそろったときに発
生する。
【００４４】（ア−１）液晶パネルの方位によりコント
ラスト視野角特性が異なる。
ラスト視野角特性が異なる。
【００４５】（ア−２）色合成系の各色チャンネルの反
射回数が異なる（奇数または０および偶数）。
射回数が異なる（奇数または０および偶数）。
【００４６】（ア−３）投射レンズの入射瞳の口径食
が、液晶パネルの表示画面内の場所により異なる。（投
射レンズ光軸が液晶パネル表示中心とずれている）。
が、液晶パネルの表示画面内の場所により異なる。（投
射レンズ光軸が液晶パネル表示中心とずれている）。
【００４７】以上のように液晶パネルにコントラスト視
野角特性があり、このような液晶パネルを用いると、投
射像に方位によって明るさのむらや色むらが発生してく
る。
野角特性があり、このような液晶パネルを用いると、投
射像に方位によって明るさのむらや色むらが発生してく
る。
【００４８】そこで本実施形態では、液晶パネルを照明
する照明光学系と、液晶パネルで変調された画像を投影
するための投射光学系の少なくとも一方に、開口絞りを
設けて、該液晶パネルのコントラスト視野角特性の方位
に対応して、該照明光学系又は／及び該投影光学系のＦ
ナンバーが異なるようにしている。
する照明光学系と、液晶パネルで変調された画像を投影
するための投射光学系の少なくとも一方に、開口絞りを
設けて、該液晶パネルのコントラスト視野角特性の方位
に対応して、該照明光学系又は／及び該投影光学系のＦ
ナンバーが異なるようにしている。
【００４９】特にカラー液晶プロジェクターのときは、
複数の液晶パネルで変調された各色光の画像を合成する
色合成光学系を１つの液晶パネルから該投射光学系に至
る光路が奇数回反射光路と、他の１つの液晶パネルから
該投射光学系に至る光路が反射なし若しくは偶数回反射
光路を有するように形成し、該液晶パネルのコントラス
ト視野角特性の方位に対応して、該照明光学系又は／及
び該投射光学系のＦナンバーが異なるようにしている。
例えば照明光学系又は投射レンズを構成するレンズのレ
ンズ外径を変えたり又は適切な形状の開口形を有する絞
りを設けている。
複数の液晶パネルで変調された各色光の画像を合成する
色合成光学系を１つの液晶パネルから該投射光学系に至
る光路が奇数回反射光路と、他の１つの液晶パネルから
該投射光学系に至る光路が反射なし若しくは偶数回反射
光路を有するように形成し、該液晶パネルのコントラス
ト視野角特性の方位に対応して、該照明光学系又は／及
び該投射光学系のＦナンバーが異なるようにしている。
例えば照明光学系又は投射レンズを構成するレンズのレ
ンズ外径を変えたり又は適切な形状の開口形を有する絞
りを設けている。
【００５０】次に本実施形態の投射型画像表示装置につ
いて説明する。
いて説明する。
【００５１】図１は本発明の投写型画像表示装置の実施
形態１の要部断面図である。
形態１の要部断面図である。
【００５２】図１において、光源手段１から発せられた
白色光は、放物面鏡２よりほぼ平行な光束に変換され、
複数の矩形のレンズアレイより構成される第１フライア
イレンズ３により複数の矩形のレンズアレイより構成さ
れる第２フライアイ４の各コマのほぼ中心部に光源像を
形成する。偏光変換素子５により、片方の偏光成分のみ
に揃えられた光束は、第１正レンズ６によりダイクロイ
ックミラー、レンズを介して、液晶パネルより成る画像
変調手段上１６、１８、２０に重ね合わされる。
白色光は、放物面鏡２よりほぼ平行な光束に変換され、
複数の矩形のレンズアレイより構成される第１フライア
イレンズ３により複数の矩形のレンズアレイより構成さ
れる第２フライアイ４の各コマのほぼ中心部に光源像を
形成する。偏光変換素子５により、片方の偏光成分のみ
に揃えられた光束は、第１正レンズ６によりダイクロイ
ックミラー、レンズを介して、液晶パネルより成る画像
変調手段上１６、１８、２０に重ね合わされる。
【００５３】即ち第１正レンズ６からの光はミラー７で
反射し、青反射ダイクロイックミラー８に入射する青反
射ダイクロミラー８により反射された青色光は高反射ミ
ラー９、第２正レンズ１５を介して、青色用の液晶パネ
ル１６の表示部に集光される（青色チャンネル）。
反射し、青反射ダイクロイックミラー８に入射する青反
射ダイクロミラー８により反射された青色光は高反射ミ
ラー９、第２正レンズ１５を介して、青色用の液晶パネ
ル１６の表示部に集光される（青色チャンネル）。
【００５４】青反射ダイクロミラー８を透過した緑およ
び赤色の光成分のなかの緑色成分は、緑色を反射するダ
イクロミラー１０により反射され、第３正レンズ１７を
介して、緑色用の液晶パネル１８の表示部に集光され
る。
び赤色の光成分のなかの緑色成分は、緑色を反射するダ
イクロミラー１０により反射され、第３正レンズ１７を
介して、緑色用の液晶パネル１８の表示部に集光され
る。
【００５５】ダイクロミラー１０を透過した赤色成分の
光は、第４正レンズ１１、高反射ミラー１２、第５正レ
ンズ１３、高反射ミラー１４、第６正レンズ１９を介し
て、赤色用の液晶パネル２０の表示部に集光される（赤
色チャンネル）。第４正レンズ１１と第５正レンズ１３
は、赤色チャンネルが他の色チャンネルより光路が長い
ため、ほぼ等倍結像するリレーレンズの役目を果たして
いる。
光は、第４正レンズ１１、高反射ミラー１２、第５正レ
ンズ１３、高反射ミラー１４、第６正レンズ１９を介し
て、赤色用の液晶パネル２０の表示部に集光される（赤
色チャンネル）。第４正レンズ１１と第５正レンズ１３
は、赤色チャンネルが他の色チャンネルより光路が長い
ため、ほぼ等倍結像するリレーレンズの役目を果たして
いる。
【００５６】ここで各部材８〜１５、１７、１９は色分
解光学系の一要素を構成している。尚、本実施形態にお
いて、各色光角に光源手段を設けて、各々対応する液晶
パネルを照明するようにしても良い。光源１から各液晶
パネルに至る光路に位置する部材は照明光学系の一要素
を構成している。
解光学系の一要素を構成している。尚、本実施形態にお
いて、各色光角に光源手段を設けて、各々対応する液晶
パネルを照明するようにしても良い。光源１から各液晶
パネルに至る光路に位置する部材は照明光学系の一要素
を構成している。
【００５７】各色の画像変調手段１６、１８、２０で変
調された光は、第１プリズム２３、第２プリズム２４、
第３プリズム２１、第４プリズム２２より構成される色
合成プリズム４ＰＰにより色合成され、投射レンズ２５
により、不図示のスクリーンにカラー画像として投影さ
れる。
調された光は、第１プリズム２３、第２プリズム２４、
第３プリズム２１、第４プリズム２２より構成される色
合成プリズム４ＰＰにより色合成され、投射レンズ２５
により、不図示のスクリーンにカラー画像として投影さ
れる。
【００５８】色合成プリズム４ＰＰは、プリズム２３と
プリズム２４の接合面に赤色成分を反射させ青および緑
色成分を透過させるダイクロ膜が形成され、プリズム２
１とプリズム２２の接合面には、青色成分を反射させ緑
色成分を透過させるダイクロ膜が形成されている。尚、
色合成プリズムを公知の３つのプリズムより構成しても
良い。
プリズム２４の接合面に赤色成分を反射させ青および緑
色成分を透過させるダイクロ膜が形成され、プリズム２
１とプリズム２２の接合面には、青色成分を反射させ緑
色成分を透過させるダイクロ膜が形成されている。尚、
色合成プリズムを公知の３つのプリズムより構成しても
良い。
【００５９】第１正レンズ６と高反射ミラー７の間に
は、絞り（開口絞り）２６が配置されており、図１の紙
面右側には、紙面右側方向から見た場合の絞り２６の形
状を示している。
は、絞り（開口絞り）２６が配置されており、図１の紙
面右側には、紙面右側方向から見た場合の絞り２６の形
状を示している。
【００６０】絞り２６は、液晶パネル１６、１８、２０
の長辺方向に対して開口２６ａの形状が光軸を中心に４
５度傾いた正方形となっている。液晶パネル１８の中心
１８ａから下方向の方位角を０度とし、時計まわり方向
へ回転すると角度が増加するとした場合に、４５度、１
３５度、２２５度および３１５度方向の方位角の照明光
学系のＦナンバー（明るさ）が液晶パネル１８の０度お
よび９０度の方位角のＦナンバーと比較して、大きく
（暗く）なるように配置されている。
の長辺方向に対して開口２６ａの形状が光軸を中心に４
５度傾いた正方形となっている。液晶パネル１８の中心
１８ａから下方向の方位角を０度とし、時計まわり方向
へ回転すると角度が増加するとした場合に、４５度、１
３５度、２２５度および３１５度方向の方位角の照明光
学系のＦナンバー（明るさ）が液晶パネル１８の０度お
よび９０度の方位角のＦナンバーと比較して、大きく
（暗く）なるように配置されている。
【００６１】即ち、液晶パネルのコントラスト-視野角
特性におけるコントラストが最も悪い方位３１５度の照
明光学系のＦナンバーが、コントラスト-視野角特性に
おけるコントラストの良い方位の照明光学系のＦナンバ
ーより大きくなるようにしている。
特性におけるコントラストが最も悪い方位３１５度の照
明光学系のＦナンバーが、コントラスト-視野角特性に
おけるコントラストの良い方位の照明光学系のＦナンバ
ーより大きくなるようにしている。
【００６２】これは、図５に示すように、液晶パネル１
８のコントラスト視野角-特性が液晶パネルの方位角の
３１５度方向で特に悪い部分があり、照明光学系におい
て、絞り２６から液晶パネル１８まで達する間の光路に
おける反射回数が青色用液晶パネル１６は３回と奇数回
反射であり、緑色用液晶パネル１８は２回と偶数回反射
であり異なるため、青色用液晶パネル１６から見た絞り
２６は、緑色用液晶パネル１８から見た場合と比較し
て、絞り２６の液晶パネルの長辺方向の左右方向が反転
してしまう。
８のコントラスト視野角-特性が液晶パネルの方位角の
３１５度方向で特に悪い部分があり、照明光学系におい
て、絞り２６から液晶パネル１８まで達する間の光路に
おける反射回数が青色用液晶パネル１６は３回と奇数回
反射であり、緑色用液晶パネル１８は２回と偶数回反射
であり異なるため、青色用液晶パネル１６から見た絞り
２６は、緑色用液晶パネル１８から見た場合と比較し
て、絞り２６の液晶パネルの長辺方向の左右方向が反転
してしまう。
【００６３】このため、緑色用液晶パネル１８と青色用
液晶パネル１６に同じコントラスト視野角特性の液晶パ
ネルを用いる場合、仮に緑色用液晶パネル１８のコント
ラスト-視野角特性におけるコントラストの悪い部分の
みを遮光する左右非対称な絞りを設けると、青色用液晶
パネル１６にとっては、コントラスト-視野角特性にお
けるコントラストの悪い部分を遮光することができなく
なるので、左右対称な開口を有する絞り形状としてい
る。
液晶パネル１６に同じコントラスト視野角特性の液晶パ
ネルを用いる場合、仮に緑色用液晶パネル１８のコント
ラスト-視野角特性におけるコントラストの悪い部分の
みを遮光する左右非対称な絞りを設けると、青色用液晶
パネル１６にとっては、コントラスト-視野角特性にお
けるコントラストの悪い部分を遮光することができなく
なるので、左右対称な開口を有する絞り形状としてい
る。
【００６４】また、絞り２６から赤色用液晶パネル２０
に達するまでに、反射回数は３回と奇数回反射であり
（左右反転）、第４正レンズ１１、第５正レンズ１３、
第６正レンズ１９により、ほぼ等倍結像される（左右上
下反転）ため、赤色用の液晶パネル２０に対する絞り２
６は、赤色用の液晶パネル２０から見たときに上下反転
されて見える。このため絞り２６は、液晶パネルの長辺
方向を左右方向とした場合、上下方向にも対称な絞り形
状としている。
に達するまでに、反射回数は３回と奇数回反射であり
（左右反転）、第４正レンズ１１、第５正レンズ１３、
第６正レンズ１９により、ほぼ等倍結像される（左右上
下反転）ため、赤色用の液晶パネル２０に対する絞り２
６は、赤色用の液晶パネル２０から見たときに上下反転
されて見える。このため絞り２６は、液晶パネルの長辺
方向を左右方向とした場合、上下方向にも対称な絞り形
状としている。
【００６５】このように、照明光学系の光軸を中心とし
て、左右上下方向に対称な絞り形状とすることにより、
各色用の液晶パネルのコントラスト視野角特性の悪い部
分からの照明光の入射を遮断し、どの液晶パネルに対し
ても、同一の角度で、照明光を入射させることが可能と
している。
て、左右上下方向に対称な絞り形状とすることにより、
各色用の液晶パネルのコントラスト視野角特性の悪い部
分からの照明光の入射を遮断し、どの液晶パネルに対し
ても、同一の角度で、照明光を入射させることが可能と
している。
【００６６】これにより、液晶パネルのコントラスト-
視野角特性が液晶パネルの方位角によって異なる特性を
有していてもコントラストむらや色むらのない黒表示の
スクリーン像を得ている。
視野角特性が液晶パネルの方位角によって異なる特性を
有していてもコントラストむらや色むらのない黒表示の
スクリーン像を得ている。
【００６７】また、色合成プリズム４ＰＰは、青色用液
晶パネル１６から、不図示のスクリーンまで１回反射
（左右反転）し、かつ投射レンズ２５により投影される
（左右上下反転）ので結局上下方向のみ反転される。緑
色用液晶パネル１８から、不図示のスクリーンまで０回
反射（左右反転しない）し、投射レンズ２５により投影
される（左右上下反転）ので結局左右上下反転される。
赤色用液晶パネル２０から、不図示のスクリーンまで２
回反射（左右反転しない）し、投射レンズ２５により投
影される（左右上下反転）ので結局左右上下反転され
る。
晶パネル１６から、不図示のスクリーンまで１回反射
（左右反転）し、かつ投射レンズ２５により投影される
（左右上下反転）ので結局上下方向のみ反転される。緑
色用液晶パネル１８から、不図示のスクリーンまで０回
反射（左右反転しない）し、投射レンズ２５により投影
される（左右上下反転）ので結局左右上下反転される。
赤色用液晶パネル２０から、不図示のスクリーンまで２
回反射（左右反転しない）し、投射レンズ２５により投
影される（左右上下反転）ので結局左右上下反転され
る。
【００６８】よって、本実施形態の絞り２６を使用しな
いと、青色用液晶パネル１６のみが、他の液晶パネルと
比較して左右反転してしまうので、液晶パネルに方位角
によってコントラスト特性が異なる、コントラスト特性
がほぼ同じ特性の液晶パネルを３枚使用する場合に、黒
表示時の光もれが多いスクリーン上の部分が左右反転し
てしまうため、色むらが生じてしまう。
いと、青色用液晶パネル１６のみが、他の液晶パネルと
比較して左右反転してしまうので、液晶パネルに方位角
によってコントラスト特性が異なる、コントラスト特性
がほぼ同じ特性の液晶パネルを３枚使用する場合に、黒
表示時の光もれが多いスクリーン上の部分が左右反転し
てしまうため、色むらが生じてしまう。
【００６９】より具体的には、図６に示す液晶パネル１
８の黒表示時の光漏れが多い点Ｃに対応する不図示のス
クリーン上の点は、緑色用の液晶パネル１８が色合成プ
リズム４ＰＰで０回反射、赤色用液晶パネル２０が色合
成プリズム４ＰＰで２回反射するので、プロジェクター
側から見たとき左上となり、スクリーン上の左上が緑と
赤の加色混合により、黄色くなる。一方青色用の液晶パ
ネル１６は色合成プリズム４ＰＰで、１回反射されるの
で左右反転され、黒表示時の光漏れが多い点Ｃに対応す
るスクリーン上の位置は右上となる。
８の黒表示時の光漏れが多い点Ｃに対応する不図示のス
クリーン上の点は、緑色用の液晶パネル１８が色合成プ
リズム４ＰＰで０回反射、赤色用液晶パネル２０が色合
成プリズム４ＰＰで２回反射するので、プロジェクター
側から見たとき左上となり、スクリーン上の左上が緑と
赤の加色混合により、黄色くなる。一方青色用の液晶パ
ネル１６は色合成プリズム４ＰＰで、１回反射されるの
で左右反転され、黒表示時の光漏れが多い点Ｃに対応す
るスクリーン上の位置は右上となる。
【００７０】よって、絞り２６を配置しない場合に、図
５に示すようなコントラスト-視野角特性の液晶パネル
を使用した場合には、スクリーンの左上が黄色くなり、
右上が青くなる色むらが発生する。
５に示すようなコントラスト-視野角特性の液晶パネル
を使用した場合には、スクリーンの左上が黄色くなり、
右上が青くなる色むらが発生する。
【００７１】図１１は、図１に示した本実施形態の絞り
２６の開口部に対応した角度と、液晶パネル１８のコン
トラスト-視野角特性を重ねた説明図である。さらに、
図６に示した液晶パネルの点Ｃにおける投射レンズの口
径食に対応した角度を点線に示す。
２６の開口部に対応した角度と、液晶パネル１８のコン
トラスト-視野角特性を重ねた説明図である。さらに、
図６に示した液晶パネルの点Ｃにおける投射レンズの口
径食に対応した角度を点線に示す。
【００７２】図１２は、図１に示した本実施形態の絞り
２６の開口部に対応した角度と、液晶パネル１８のコン
トラスト-視野角特性を重ねた説明図である。さらに、
図６に示した液晶パネル１８の点Ｄにおける投射レンズ
の口径食に対応した角度を点線に示す。
２６の開口部に対応した角度と、液晶パネル１８のコン
トラスト-視野角特性を重ねた説明図である。さらに、
図６に示した液晶パネル１８の点Ｄにおける投射レンズ
の口径食に対応した角度を点線に示す。
【００７３】絞り２６により、図１１の投射レンズの口
径食に対応する角度を示す点線の内部にあるコントラス
ト-視野角特性の悪い部分からの照明光が遮断されるの
で、液晶パネルの点Ｃにおける黒表示時のもれ光が減少
し、コントラストむらが減少する。
径食に対応する角度を示す点線の内部にあるコントラス
ト-視野角特性の悪い部分からの照明光が遮断されるの
で、液晶パネルの点Ｃにおける黒表示時のもれ光が減少
し、コントラストむらが減少する。
【００７４】図１２では、投射レンズの口径食に対応す
る角度を示す点線の内部にあるコントラスト-視野角特
性の悪い部分の面積が少ないので、絞り２６を入れて
も、液晶パネル１８の点Ｄにおける黒表示時のもれ光の
変化は少ない。
る角度を示す点線の内部にあるコントラスト-視野角特
性の悪い部分の面積が少ないので、絞り２６を入れて
も、液晶パネル１８の点Ｄにおける黒表示時のもれ光の
変化は少ない。
【００７５】絞り２６を入れることにより、図１１、図
１２に示すように、液晶パネル１８の点Ｃと点Ｄにおけ
る黒表示時のもれ光の量がほぼ同じとなるので、スクリ
ーン画面全域でほぼ同一のコントラストが得られ、液晶
表示範囲内のコントラストむらを減少させることができ
る。これにより、各色の液晶パネルにおける、黒表示時
の明るさがスクリーン画面内でほぼ均一になるため、ス
クリーン像の色むらを減少させている。
１２に示すように、液晶パネル１８の点Ｃと点Ｄにおけ
る黒表示時のもれ光の量がほぼ同じとなるので、スクリ
ーン画面全域でほぼ同一のコントラストが得られ、液晶
表示範囲内のコントラストむらを減少させることができ
る。これにより、各色の液晶パネルにおける、黒表示時
の明るさがスクリーン画面内でほぼ均一になるため、ス
クリーン像の色むらを減少させている。
【００７６】尚、本実施形態において、上記の如き絞り
を照明光学系の光路中に設ける代わりに投射レンズ２５
の光路中に（瞳位置に開口絞りとして）設けて投射光学
系のＦナンバーが液晶パネルのコントラスト-視野角特
性に応じて方位によって異なるようにしても良い。
を照明光学系の光路中に設ける代わりに投射レンズ２５
の光路中に（瞳位置に開口絞りとして）設けて投射光学
系のＦナンバーが液晶パネルのコントラスト-視野角特
性に応じて方位によって異なるようにしても良い。
【００７７】又、上記の如き絞りを照明光学系と投影光
学系の双方の光学系に設けて良い。又、絞りの開口の形
状又は大きさを規制しても良い。又、絞りの代わりにＮ
Ｄフィルター等の光学フィルターを用いて、又は、照明
光学系又は投射光学系を構成する一部のレンズのレンズ
外径を変えて液晶パネルのコントラスト視野角特性の方
位に対応して、照明光学系又は／及び投射光学系のＦナ
ンバーが異なるようにしても良い。
学系の双方の光学系に設けて良い。又、絞りの開口の形
状又は大きさを規制しても良い。又、絞りの代わりにＮ
Ｄフィルター等の光学フィルターを用いて、又は、照明
光学系又は投射光学系を構成する一部のレンズのレンズ
外径を変えて液晶パネルのコントラスト視野角特性の方
位に対応して、照明光学系又は／及び投射光学系のＦナ
ンバーが異なるようにしても良い。
【００７８】図２は、本発明の投写型画像表示装置の実
施形態２の要部断面図である。
施形態２の要部断面図である。
【００７９】図１の構成とほぼ同様の構成であるが、図
１に比べて、本実施形態２は絞り２７の形状が異なって
いる。
１に比べて、本実施形態２は絞り２７の形状が異なって
いる。
【００８０】本実施形態２は図５における、液晶パネル
のコントラスト視野角特性の形状にさらに最適化した、
星型の開口２７ａを有する絞り２７を用いている。
のコントラスト視野角特性の形状にさらに最適化した、
星型の開口２７ａを有する絞り２７を用いている。
【００８１】絞り２７の開口２７ａをこのような星型の
形状にすることにより、コントラスト視野角特性の悪い
部分の照明光学系のＦナンバーをさらに大きくすること
ができるので、図１に示した実施形態１より、さらに、
コントラストむらおよび色むらを減少させることができ
る。
形状にすることにより、コントラスト視野角特性の悪い
部分の照明光学系のＦナンバーをさらに大きくすること
ができるので、図１に示した実施形態１より、さらに、
コントラストむらおよび色むらを減少させることができ
る。
【００８２】図３は、本発明の投写型画像表示装置の実
施形態３の要部断面図である。
施形態３の要部断面図である。
【００８３】図３の実施形態３は、絞り２８を投射レン
ズ２５の内部に配置することにより、液晶パネルのコン
トラスト視野角特性に対応して、投射レンズのＦナンバ
ーの値をかえてコントラストむら、色むらを改善してい
る。絞り２８は、液晶パネル１８の長辺方向に対して斜
め４５度方向のＦナンバーが最も大きくなるように形成
されている。
ズ２５の内部に配置することにより、液晶パネルのコン
トラスト視野角特性に対応して、投射レンズのＦナンバ
ーの値をかえてコントラストむら、色むらを改善してい
る。絞り２８は、液晶パネル１８の長辺方向に対して斜
め４５度方向のＦナンバーが最も大きくなるように形成
されている。
【００８４】投射レンズ２５および絞り２８は、液晶パ
ネル１８の中心に対して、スクリーン投影像を投射レン
ズの光軸より上側に投影するために、ずれて配置されて
いる。
ネル１８の中心に対して、スクリーン投影像を投射レン
ズの光軸より上側に投影するために、ずれて配置されて
いる。
【００８５】図４は本発明に用いる絞りの概略図であ
る。絞り２９はその開口２９ａが変化するように絞り板
３０ａ、３０ｂを移動させている。
る。絞り２９はその開口２９ａが変化するように絞り板
３０ａ、３０ｂを移動させている。
【００８６】本実施形態の絞り２９は、２枚の絞り板３
０ａ、３０ｂにより構成され、紙面上下方向に移動する
ことにより、開口部２９ａの大きさを変えることができ
るよう構成している。
０ａ、３０ｂにより構成され、紙面上下方向に移動する
ことにより、開口部２９ａの大きさを変えることができ
るよう構成している。
【００８７】図４は絞り４の開口部２９ａの大きさを変
える場合を示しているが、大きさ又は／及び開口形状を
変えるようにしても良い。
える場合を示しているが、大きさ又は／及び開口形状を
変えるようにしても良い。
【００８８】この２枚の絞り板３０ａ、３０ｂを、照明
光学系あるいは、投射レンズのいずれか又は双方に配置
することにより、明るさを重視したいときには、開口部
を大きくし、コントラストを重視したいときには、開口
部を小さくすればよく、明るさとコントラストのバラン
スが調整可能となる。以上説明した実施形態は3板式の
カラー画像を投射する投射型表示装置するものであった
が、本発明は、単板式のモノクロ画像又はカラー画像を
投射する投射型表示装置にも適用できる。
光学系あるいは、投射レンズのいずれか又は双方に配置
することにより、明るさを重視したいときには、開口部
を大きくし、コントラストを重視したいときには、開口
部を小さくすればよく、明るさとコントラストのバラン
スが調整可能となる。以上説明した実施形態は3板式の
カラー画像を投射する投射型表示装置するものであった
が、本発明は、単板式のモノクロ画像又はカラー画像を
投射する投射型表示装置にも適用できる。
【００８９】
【発明の効果】例えば液晶パネルを用いて形成した画像
を投射するときの同画像の黒表示時のコントラストむら
および色むらを少なくし、良好なる投射像が得られる投
射型画像表示装置を達成することができる。
を投射するときの同画像の黒表示時のコントラストむら
および色むらを少なくし、良好なる投射像が得られる投
射型画像表示装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１の要部断面図
【図２】 本発明の実施形態２の要部断面図
【図３】 本発明の実施形態３の要部断面図
【図４】 本発明に用いる絞りの正面図
【図５】 一般的な液晶パネルのコントラスト視野角特
性の説明図
性の説明図
【図６】 図５のコントラスト視野角特性に対応した液
晶パネルの方向を示す説明図
晶パネルの方向を示す説明図
【図７】 図５のコントラスト視野角特性に、液晶パネ
ルＡ位置における投射レンズの口径食に対応する角度を
重ね合わせた説明図
ルＡ位置における投射レンズの口径食に対応する角度を
重ね合わせた説明図
【図８】 図５のコントラスト視野角特性に、液晶パネ
ルＢ位置における投射レンズの口径食に対応する角度を
重ね合わせた説明図
ルＢ位置における投射レンズの口径食に対応する角度を
重ね合わせた説明図
【図９】 図５のコントラスト視野角特性に、液晶パネ
ルＣ位置における投射レンズの口径食に対応する角度を
重ね合わせた説明図
ルＣ位置における投射レンズの口径食に対応する角度を
重ね合わせた説明図
【図１０】 図５のコントラスト視野角特性に、液晶パ
ネルＤ位置における投射レンズの口径食に対応する角度
を重ね合わせた説明図
ネルＤ位置における投射レンズの口径食に対応する角度
を重ね合わせた説明図
【図１１】 図５のコントラスト視野角特性に、液晶パ
ネルＣ位置における投射レンズの口径食に対応する角度
および絞り２６の開口部に対応する角度を重ね合わせた
説明図
ネルＣ位置における投射レンズの口径食に対応する角度
および絞り２６の開口部に対応する角度を重ね合わせた
説明図
【図１２】 図５のコントラスト視野角特性に、液晶パ
ネルＤ位置における投射レンズの口径食に対応する角度
および絞り２６の開口部に対応する角度を重ね合わせた
説明図
ネルＤ位置における投射レンズの口径食に対応する角度
および絞り２６の開口部に対応する角度を重ね合わせた
説明図
２６、２７、２８ 開口絞り
２９、３０ 絞り羽根
Claims (15)
- 【請求項１】 視野角（方位角）に依りコントラストが
異なる液晶パネルと、光源手段から発せられた光で、該
液晶パネルを照明する照明光学系と、該液晶パネルを用
いて形成した画像を投射する投射光学系と、該照明光学
系又は／及び該投射光学系のＦナンバーを該液晶パネル
のコントラスト-視野角特性に応じて方位によって異な
らせた開口絞りと、を有していることを特徴とする投写
型画像表示装置。 - 【請求項２】 前記開口絞りは、前記液晶パネルのコン
トラスト-視野角特性におけるコントラストが最も悪い
方位の照明光学系のＦナンバーが、コントラスト-視野
角特性におけるコントラストの良い方位の照明光学系の
Ｆナンバーより、大きくなるようにしていることを特徴
とする請求項１の投写型画像表示装置。 - 【請求項３】 前記開口絞りは、前記液晶パネルのコン
トラスト-視野角特性におけるコントラストが最も悪い
方位の投射光学系のＦナンバーが、コントラスト-視野
角特性におけるコントラストの良い方位の投射光学系の
Ｆナンバーより、大きくなるようにしていることを特徴
とする請求項１の投写型画像表示装置。 - 【請求項４】 前記開口絞りは、前記液晶パネルのコン
トラスト-視野角特性におけるコントラストが最も悪い
方位の照明光学系及び投射光学系のＦナンバーが、コン
トラスト-視野角特性におけるコントラストの良い方位
の照明光学系及び投射光学系のＦナンバーより、大きく
なるようにしていることを特徴とする請求項１の投写型
画像表示装置。 - 【請求項５】 視野角（方位角）に依りコントラストが
異なる複数の液晶パネルと、光源手段から発せられた光
で、該複数の液晶パネルを互いに異なった色光で照明す
る照明光学系と、該複数の液晶パネルを用いて形成した
各色光の画像を合成する色合成光学系と、該色合成光学
系で合成した画像を投射する投射光学系とを有し、該色
合成光学系は、１つの液晶パネルから該投射光学系に至
る光路が奇数回反射光路と、他の１つの液晶パネルから
該投射光学系に至る光路が反射なし若しくは偶数回反射
光路とを形成しており、該照明光学系又は／及び該投射
光学系のＦナンバーが該液晶パネルのコントラスト-視
野角特性に応じて方位によって異なるようにしたことを
特徴とする投写型画像表示装置。 - 【請求項６】 前記液晶パネルのコントラスト-視野角
特性におけるコントラストが最も悪い方位の照明光学系
のＦナンバーが、コントラスト-視野角特性におけるコ
ントラストの良い方位の照明光学系のＦナンバーより、
大きくなるようにしていることを特徴とする請求項５の
投写型画像表示装置。 - 【請求項７】 前記液晶パネルのコントラスト-視野角
特性におけるコントラストが最も悪い方位の投射光学系
のＦナンバーが、コントラスト-視野角特性におけるコ
ントラストの良い方位の投射光学系のＦナンバーより、
大きくなるようにしていることを特徴とする請求項５の
投写型画像表示装置。 - 【請求項８】 前記液晶パネルのコントラスト-視野角
特性におけるコントラストが最も悪い方位の照明光学系
及び投射光学系の各Ｆナンバーが、コントラスト-視野
角特性におけるコントラストの良い方位の照明光学系及
び投射光学系の各Ｆナンバーより、大きくなるようにし
ていることを特徴とする請求項５の投写型画像表示装
置。 - 【請求項９】 前記液晶パネルのコントラスト-視野角
特性におけるコントラストが最も悪い方位の照明光学系
のＦナンバーが、コントラスト-視野角特性におけるコ
ントラストの良い方位の照明光学系のＦナンバーより、
大きくなるように該照明光学系に開口絞りが設けられて
いることを特徴とする請求項５の投写型画像表示装置。 - 【請求項１０】 前記液晶パネルのコントラスト-視野
角特性におけるコントラストが最も悪い方位の投射光学
系のＦナンバーが、コントラスト-視野角特性における
コントラストの良い方位の投射光学系のＦナンバーよ
り、大きくなるように該投射光学系に開口絞りが設けら
れていることを特徴とする請求項５の投写型画像表示装
置。 - 【請求項１１】 前記液晶パネルのコントラスト-視野
角特性におけるコントラストが最も悪い方位の照明光学
系及び投射光学系の各Ｆナンバーが、コントラスト-視
野角特性におけるコントラストの良い方位の照明光学系
及び投射光学系の各Ｆナンバーより、大きくなるように
該照明光学系及び投射光学系に開口絞りが設けられてい
ることを特徴とする請求項５の投写型画像表示装置。 - 【請求項１２】 前記液晶パネルの表示部は長方形状を
しており、前記開口絞りは、該液晶パネルの長辺方向に
対して斜めの方向の照明光学系又は投射光学系のＦナン
バーが、該液晶パネルの長辺方向および短辺方向に対応
する各Ｆナンバーより大きくなるように形状に形成され
ていることを特徴とする請求項１、２、３、４、９、１
０又は１１の投写型画像表示装置。 - 【請求項１３】 前記開口絞りは、開口部の大きさが、
可変であることを特徴とする請求項１、２、３、４、
９、１０、１１又は１２の投写型画像表示装置。 - 【請求項１4】 視野角（方位角）に依りコントラスト
が異なる液晶パネル等の表示素子と、該表示素子を照明
する照明光学系と、該表示素子からの光を投射する投射
光学系とを有し、該照明光学系又は／及び該投射光学系
のＦナンバーを該表示素子のコントラスト-視野角特性
に応じて方位によって異ならせたことを特徴とする投写
型表示装置。 - 【請求項１５】 前記投射光学系の光軸と前記液晶パネ
ルの中心はずらして配置されていることを特徴とする請
求項１から１４のいずれか１項の投写型画像表示装置。
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| JP2002111103A JP3880436B2 (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 投写型画像表示装置 |
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