JP2003344804A - 投射型映像表示装置および映像表示パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉塵の付着による投射映像への悪影響と、投
射レンズの残存収差による投射映像への悪影響とを改善
し、良好な投射映像を得ることができるようにする。 【解決手段】 平行平面板４１は、光の入射面を、防塵
のために画像形成層となる液晶層３１から十分離れた位
置にするための役割を持つ。平凸レンズ４２は、光の出
射面を、防塵のために画像形成層から十分離れた位置に
すると共に、そのレンズ作用により特定の色光路の投射
倍率を拡大する役割を持つ。光の入射面および出射面
を、画像形成層から十分離れた位置にすることにより、
その表面に塵埃が付着したとしても、スクリーン上への
投射映像の影響が低減される。平凸レンズ４２の拡大作
用は、投射レンズにおける倍率色収差の補正に利用され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示パネルな
どにより形成された各色の映像を色合成し、投射レンズ
を介してスクリーン上に拡大投射する投射型表示装置、
およびこれに利用される映像表示パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶表示パネルなどの映像表
示パネルによって形成された映像を、投射レンズを介し
てスクリーン上に拡大投影する、投射型の映像表示装置
（プロジェクション表示装置）が知られている。この投
射型映像表示装置としては、例えば、赤、緑および青の
各色用の液晶表示パネル３枚を用いてカラー映像表示を
行う、いわゆる３板式のものが知られている。

【０００３】この３板方式の投射型映像表示装置では、
例えば、白色光源からの光がリフレクタ等によりコリメ
ートされ、その光束が色分解ミラーで、赤、緑、および
青の３色の光束に分解される。各色の光束は、赤、緑、
および青の各色に対応して設けられた液晶表示パネルに
入射され、そこで各色ごとに光学的な変調を受ける。

【０００４】液晶表示パネルは、例えば透過型もので構
成され、２つの透明基板の間に液晶を封入した構成とな
っている。この液晶表示パネルでは、２つの透明基板の
うち、一方の透明基板に、例えばＴＦＴ（Thin Film Tr
ansistor）からなる画素電極を２次元的に配置すること
により、液晶層に対して各画素ごとに信号電圧を印加で
きるようになっている。この液晶層に対する信号電圧の
印加により、入射光が変調され、濃淡がつけられて、パ
ネル上に画像が形成される。

【０００５】各色用の液晶表示パネル上に形成された各
色の像光は、色合成プリズムなどで白色に色合成された
後、投射レンズを介してスクリーンに拡大投射される。
投射レンズは、複数のレンズを組み合わせて構成され、
入射した白色光に対して収差補正を行い、歪みや色ずれ
の少ない投射映像をスクリーン上に形成する。すなわ
ち、投射レンズは、液晶表示パネルにより表示され、光
源により照明された映像の実像を、スクリーン上に結像
する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な映像表示装置においては、映像表示パネルが、光源に
よって照明されることにより、この光源が発する熱によ
り加熱されて温度上昇を生ずる。このため、冷却ファン
により、外部の空気を外筐体内に取り入れ、この空気を
映像表示パネルに吹き付けることにより、冷却するよう
にしている。しかしながら、このような冷却方法では、
外気を吹き付けることにより映像表示パネルの表面に、
塵挨が付着するおそれがある。これは、外筐体の開口部
に塵挨を取り除くためのエアフィルタを取り付けたとし
ても、その塵挨を長期間に亘って完全に取り除くことは
困難である。このように塵挨が付着すると、この塵挨の
影がスクリーン上に投射されることとなり、スクリーン
上において良好な映像表示が行えなくなる。

【０００７】また、上記した構成の投射型表示装置にお
いては、投射レンズの収差補正が十分でなく、僅かな収
差が存在しており、特に広角な投射レンズでは色倍率収
差が発生しやすくなっている。このために、スクリーン
に投影される拡大倍率が赤、緑および青の各色で異な
り、投射画像の一部において各色間にコンバーゼンスず
れが生じるという問題がある。このコンバーゼンスずれ
を、投射レンズにおけるレンズの組み合わせによる収差
補正で解決しようとした場合には、レンズの枚数が多く
なり、投射レンズが大きく重くなるという問題がある。

【０００８】このため、投射レンズとは別に、収差補正
用の別部品を、例えば液晶パネルと色合成プリズムとの
間に設けることも考えられる。しかしながら、この場合
には、液晶パネルと色合成プリズムとの間隔が狭いため
に部品同士が干渉したり、液晶パネルの冷却風量が減少
するという問題がある。

【０００９】また、上記した構成の投射型表示装置にお
いては、投射レンズが液晶表示パネル側において、ほぼ
テレセントリックとなっている必要がある。このテレセ
ントリック性が崩れると、色合成プリズムにおけるダイ
クロイック膜への入射角度が理想状態から外れることと
なり、ダイクロイック膜特性のために、スクリーン上で
の色ムラやコントラストが悪化するという問題が生じ
る。液晶パネルと色合成プリズムとの間に上述の収差補
正用の別部品を設けた場合には、色合成プリズムへの入
射角度が変わることになるが、色ムラやコントラストを
悪化させないためにも、その屈折角の変化は所定範囲内
（例えば１度以内）に抑えることが重要である。

【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、粉塵の付着による投射映像への悪影
響と、投射レンズの残存収差による投射映像への悪影響
とを改善し、良好な投射映像を得ることができる投射型
映像表示装置および映像表示パネルを提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点に係
る投射型映像表示装置は、複数の色光のそれぞれから映
像光を形成し、それらの映像光を合成して投射する投射
型映像表示装置であって、各色光の光路に対応して設け
られ、入射した各色光から各色の映像光を形成する複数
の映像表示パネルと、複数の映像表示パネルによって形
成された各色の映像光を合成する合成手段と、合成手段
によって合成された映像光をスクリーンに投射する投射
レンズとを備えている。複数の映像表示パネルは、映像
光を形成するための画像形成層と、光の入射側に設けら
れ、防塵のために光の入射面を画像形成層から離れた位
置にするための役割を持つ第１の保護部材と、光の出射
側に設けられ、防塵のために光の出射面を画像形成層か
ら離れた位置にするための役割を持つ第２の保護部材と
を有している。少なくとも１つの映像表示パネルにおけ
る第２の保護部材は、その映像表示パネルによって形成
された映像光の投射倍率を調整するために屈折力を持っ
て構成されている。

【００１２】本発明の第２の観点に係る投射型映像表示
装置は、複数の色光のそれぞれから映像光を形成し、そ
れらの映像光を合成して投射する投射型映像表示装置で
あって、各色光の光路に対応して設けられ、入射した各
色光から各色の映像光を形成する複数の映像表示パネル
と、複数の映像表示パネルによって形成された各色の映
像光を合成する合成手段と、合成手段によって合成され
た映像光をスクリーンに投射する投射レンズとを備えて
いる。この投射型映像表示装置は、さらに、複数の映像
表示パネルのそれぞれを保持するための保持枠と、光の
入射側において、各映像表示パネルを密閉するように保
持枠に取り付けられ、防塵のために光の入射面を、各映
像表示パネルの画像形成層から離れた位置にするための
役割を持つ第１の保護部材と、光の出射側において、各
映像表示パネルを密閉するように保持枠に取り付けら
れ、防塵のために光の出射面を、各映像表示パネルの画
像形成層から離れた位置にするための役割を持つ第２の
保護部材とを備えている。少なくとも１つの映像表示パ
ネルにおける第２の保護部材は、その映像表示パネルに
よって形成された映像光の投射倍率を調整するために屈
折力を持って構成されている。

【００１３】本発明の第１および第２の観点に係る投射
型映像表示装置では、複数の映像表示パネルによって、
各色の映像光が形成され、それらが合成手段によって合
成される。合成手段によって合成された映像光は、投射
レンズによってスクリーンに投射される。

【００１４】特に、第１の観点に係る投射型映像表示装
置では、各映像表示パネルにおける光の入射面と出射面
とが、第１の保護部材と第２の保護部材とにより、防塵
のために画像形成層から十分離れた場所に位置している
ため、例えば冷却ファンなどによる冷却の際に、その表
面に粉塵などが付着したとしても、それがスクリーン面
に拡大投射される影響が低減される。また、少なくとも
１つの映像表示パネルにおける第２の保護部材が、映像
光の投射倍率を調整するために屈折力を持っていること
により、投射レンズに倍率色収差が残存していたとして
も、その補正が容易となる。

【００１５】特に、第２の観点に係る投射型映像表示装
置では、各映像表示パネルが、保持枠と、光の入射側お
よび出射側に取り付けられた第１および第２の保護部材
とにより密閉され、各映像表示パネルにおける光の入射
面と出射面とが、第１の保護部材と第２の保護部材とに
より、防塵のために画像形成層から十分離れた場所に位
置しているため、例えば冷却ファンなどによる冷却の際
に、その表面に粉塵などが付着したとしても、それがス
クリーン面に拡大投射される影響が低減される。また、
少なくとも１つの映像表示パネルにおける第２の保護部
材が、映像光の投射倍率を調整するために屈折力を持っ
ていることにより、投射レンズに倍率色収差が残存して
いたとしても、その補正が容易となる。

【００１６】本発明の第１の観点に係る映像表示パネル
は、複数の色光のそれぞれから映像光を形成し、それら
の映像光を合成して投射する投射型映像表示装置に用い
られる映像表示パネルであって、入射された色光から映
像光を形成するための画像形成層と、光の入射側に設け
られ、防塵のために光の入射面を画像形成層から離れた
位置にするための役割を持つ第１の保護部材と、光の出
射側に設けられ、防塵のために光の出射面を画像形成層
から離れた位置にするための役割を持つ第２の保護部材
とを備えている。第２の保護部材は、その映像表示パネ
ルによって形成された映像光の投射倍率を調整するため
に屈折力を持って構成されている。

【００１７】本発明の第２の観点に係る映像表示パネル
は、複数の色光のそれぞれから映像光を形成し、それら
の映像光を合成して投射する投射型映像表示装置に用い
られ、入射された色光から映像光を形成するための画像
形成層を備えた映像表示パネルであって、保持枠と、こ
の保持枠に、光の入射側および出射側において取り付け
られる第１および第２の保護部材とにより密閉されて構
成されている。第１の保護部材は、防塵のために光の入
射面を、画像形成層から離れた位置にするための役割を
持ち、第２の保護部材は、防塵のために光の出射面を、
画像形成層から離れた位置にするための役割を持ち、か
つ、映像光の投射倍率を調整するために屈折力を持って
構成されている。

【００１８】これら第１および第２の観点に係る映像表
示パネルでは、光の入射面と出射面とが、第１の保護部
材と第２の保護部材とにより、防塵のために画像形成層
から十分離れた場所に位置しているため、例えば冷却フ
ァンなどによる冷却の際に、その表面に粉塵などが付着
したとしても、それがスクリーン面に拡大投射される影
響が低減される。また、第２の保護部材が、映像光の投
射倍率を調整するために屈折力を持っていることによ
り、投射型映像表示装置に適用した場合に、その投射レ
ンズに倍率色収差が残存していたとしても、その補正が
容易となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００２０】図１は、本発明の一実施の形態に係る投射
型映像表示装置の概略を示している。この投射型映像表
示装置は、映像表示パネルとして、赤、緑および青の各
色用の透過型の液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ
を３枚用いてカラー映像表示を行う、いわゆる３板方式
の液晶表示プロジェクタである。この投射型映像表示装
置において、以下で説明する主要な光学要素は、外筐体
１４内に内蔵されている。

【００２１】この投射型映像表示装置は、光源１を備え
ると共に、この光源１からの光束の進む順に、ＵＶフィ
ルタ（紫外線遮断フィルタ）２と、マルチレンズアレイ
３Ａ，３Ｂと、コンデンサレンズ４と、第１のダイクロ
イックミラー５Ａとを備えている。

【００２２】光源１は、赤、緑および青の各色光を含ん
だ白色光を、各液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ
への照明用の光として発するものである。この光源１
は、例えばメタルハライドランプや高圧水銀ランプなど
の高輝度ランプにより構成されている。

【００２３】ＵＶフィルタ２は、光源１から発せられた
白色光から、不要な紫外線成分を除去する役割を持って
いる。マルチレンズアレイ３Ａ，３Ｂは、光源１からの
光を均一化する役割を持っている。コンデンサレンズ４
は、光源１からの光を集光する役割を持っている。

【００２４】第１のダイクロイックミラー５Ａは、光源
１からの光を赤色光Ｒと、緑色および青色光Ｇ，Ｂとに
分離する機能を有しており、赤色光Ｒを反射し、残る緑
色および青色光Ｇ，Ｂは透過するようになっている。

【００２５】この投射型映像表示装置は、また、第１の
ダイクロイックミラー５Ａによって反射された赤色光Ｒ
の光路上において、その赤色光Ｒの進む順に、第１のミ
ラー６Ａと、コンデンサレンズ９Ｒと、赤色用の液晶表
示パネル１３Ｒとを備えている。コンデンサレンズ９Ｒ
の出射側には、偏光フィルタ１５Ｒが貼り合わされてい
る。

【００２６】第１のミラー６Ａは、第１のダイクロイッ
クミラー５Ａにより反射された赤色光Ｒを、コンデンサ
レンズ９Ｒに向けて反射するようになっている。コンデ
ンサレンズ９Ｒは、赤色光Ｒを集光して赤色用の液晶表
示パネル１３Ｒに入射させるようになっている。赤色用
の液晶表示パネル１３Ｒは、入射した赤色光Ｒを、供給
された映像信号に応じて変調し、その透過光を、後述の
クロスダイクロイックプリズム７の一側面部に向けて出
射するようになっている。

【００２７】この投射型映像表示装置は、また、第１の
ダイクロイックミラー５Ａによって透過された緑色およ
び青色光Ｇ，Ｂの光路上に、第２のダイクロイックミラ
ー５Ｂを備えている。この第２のダイクロイックミラー
５Ｂは、緑色および青色光Ｇ，Ｂを、緑色光Ｇと青色光
Ｂとに分離する機能を有しており、緑色光Ｇを反射し、
残る青色光Ｂは透過するようになっている。

【００２８】この投射型映像表示装置は、また、第２の
ダイクロイックミラー５Ｂによって反射された緑色光Ｇ
の光路上において、その緑色光Ｇの進む順に、コンデン
サレンズ９Ｇと、緑色用の液晶表示パネル１３Ｇとを備
えている。コンデンサレンズ９Ｇの出射側には、偏光フ
ィルタ１５Ｇが貼り合わされている。

【００２９】コンデンサレンズ９Ｇは、第２のダイクロ
イックミラー５Ｂによって反射された緑色光Ｇを集光し
て緑色用の液晶表示パネル１３Ｇに入射させるようにな
っている。緑色用の液晶表示パネル１３Ｇは、入射した
緑色光Ｇを、供給された映像信号に応じて変調し、その
透過光を、後述のクロスダイクロイックプリズム７の一
側面部に向けて出射するようになっている。

【００３０】この投射型映像表示装置は、また、第２の
ダイクロイックミラー５Ｂによって透過された青色光Ｂ
の光路上において、その青色光Ｂの進む順に、第１の集
光レンズ１０と、第２のミラー６Ｂと、第２の集光レン
ズ１１と、第３のミラー６Ｃと、コンデンサレンズ９Ｂ
と、青色用の液晶表示パネル１３Ｂとを備えている。コ
ンデンサレンズ９Ｂの出射側には、偏光フィルタ１５Ｂ
が貼り合わされている。

【００３１】第３のミラー６Ｃは、第２のダイクロイッ
クミラー５Ｂを透過し、第１の集光レンズ１０、第２の
ミラー６Ｂ、および第２の集光レンズ１１を経て入射さ
れた青色光Ｂを、コンデンサレンズ９Ｂに向けて反射す
るようになっている。なお、第１の集光レンズ１０およ
び第２の集光レンズ１１は、青色光Ｂが、赤色光Ｒおよ
び緑色光Ｇに比べて、対応する液晶表示パネル１３Ｂに
到達するまでの光路長が長く拡散しやすいため、この青
色光Ｂを集束させるために設けられている。

【００３２】コンデンサレンズ９Ｂは、青色光Ｂを集光
して青色用の液晶表示パネル１３Ｂに入射させるように
なっている。青色用の液晶表示パネル１３Ｂは、入射し
た青色光Ｂを、供給された映像信号に応じて変調し、そ
の透過光を、後述のクロスダイクロイックプリズム７の
一側面部に向けて出射するようになっている。

【００３３】この投射型映像表示装置は、また、クロス
ダイクロイックプリズム７と、投射レンズ８とを備えて
いる。

【００３４】クロスダイクロイックプリズム７は、各色
用の液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂからの各色
光を合成して出射する機能を有している。このクロスダ
イクロイックプリズム７は、３つの入射面と１つの出射
面とを有している。各色用の液晶表示パネル１３Ｒ，１
３Ｇ，１３Ｂは、その出射面が、クロスダイクロイック
プリズム７の各入射面に対向するように配置されてい
る。クロスダイクロイックプリズム７の各入射面には、
偏光フィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが貼り合わされて
いる。

【００３５】投射レンズ８は、クロスダイクロイックプ
リズム７の出射面側に配置されている。この投射レンズ
８は、各色用の液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ
によって表示された映像の実像を、この投射型映像表示
装置の前方側に設置されたスクリーン２０上に結像させ
るようになっている。投射レンズ８は、各映像表示パネ
ル側にほぼテレセントリックとなるように構成されてい
る。

【００３６】図示しないが、この投射型映像表示装置に
おいて、外筐体１４の底面部には、外気取り入れ孔が形
成されている。この外気取り入れ孔には、この外気取り
入れ孔を通過する空気中の塵挨を取り除くためのエアフ
ィルタが取り付けられている。

【００３７】この投射型映像表示装置は、また、図２に
示したように、冷却ファン１９を備えている。この冷却
ファン１９は、上記外気取り入れ孔に対応して、外筐体
１４の内部に取り付けられている。この冷却ファン１９
は、モータにより回転操作されることにより、外筐体１
４の外方側の空気を、上記外気取り入れ孔を介して筐体
１４内に取り入れると共に、この取り入れた外気１９Ａ
を、各色用の液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの
近傍に送り込むようになっている。なお、図２では、赤
色用の液晶表示パネル１３Ｒ周辺の構成部分を、側面部
から見た状態を示している。

【００３８】この投射型映像表示装置において、特に、
偏光フィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが貼り付けられた
コンデンサレンズ９Ｒ，９Ｂ，９Ｂ、および各色用の液
晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは、光源１からの
光によって照明されることにより加熱されるが、これ
が、冷却ファン１９により送り込まれる外気１９Ａによ
って、冷却されるようになっている。

【００３９】図３〜図７は、本実施の形態の特徴部分で
ある液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの構成例を
示している。なお、液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１
３Ｂの構成は、実質的に各色で同じであるから、以下で
はまとめて説明する。

【００４０】図３は、液晶表示パネル１３（１３Ｒ，１
３Ｇ，１３Ｂ）の第１の構成例を示している。この液晶
表示パネル１３−１は、全体がパネル保持枠２１によっ
て保持されている。この液晶表示パネル１３−１は、画
像形成層となる液晶層３１と、この液晶層３１を挟み込
むようにして対向配置された２つの透明基板３２，３３
とを有している。２つの透明基板３２，３３のうち、例
えば出射側の透明基板３３には、例えばＴＦＴからなる
画素電極が２次元的に配置されており、液晶層３１に対
して各画素ごとに信号電圧を印加できるようになってい
る。この液晶層３１に対する信号電圧の印加により、入
射光が変調され、濃淡がつけられて、パネル上に画像が
形成される。これら液晶層３１および透明基板３２，３
３の構成は、従来の液晶表示パネルの構成と同様であ
る。

【００４１】この液晶表示パネル１３−１は、さらに、
入射側の透明基板３２の入射面に接着などにより一体的
に取り付けられた平行平面板４１と、出射側の透明基板
３３の出射面に接着などにより一体的に取り付けられた
平凸レンズ４２とを有している。この液晶表示パネル１
３−１において、液晶層３１が、本発明における「画像
形成層」の一具体例に対応する。また、平行平面板４１
が、本発明における「第１の保護部材」の一具体例に対
応し、平凸レンズ４２が、本発明における「第２の保護
部材」の一具体例に対応する。

【００４２】平行平面板４１は、この液晶表示パネル１
３−１における光の入射面を、防塵のために画像形成層
となる液晶層３１から十分離れた位置にするために設け
られている。一方、平凸レンズ４２は、この液晶表示パ
ネル１３−１における光の出射面を、防塵のために画像
形成層から十分離れた位置にすると共に、そのレンズ作
用により特定の色光路の投射倍率を拡大するために設け
られている。光の入射面および出射面を、画像形成層か
ら十分離れた位置にすることにより、この液晶表示パネ
ル１３−１の表面に塵埃が付着したとしても、スクリー
ン２０上への投射映像の影響が低減されるようになって
いる。平凸レンズ４２の拡大作用は、後述するように、
投射レンズ８における倍率色収差の補正に利用される。

【００４３】図４は、液晶表示パネル１３の第２の構成
例を示している。この液晶表示パネル１３−２は、上記
第１の構成例の液晶表示パネル１３−１における平凸レ
ンズ４２に代えて、出射側の透明基板３３の出射面に平
凹レンズ４２Ａを接着した構成となっている。その他の
構成は、第１の構成例と同様である。平凹レンズ４２Ａ
は、この液晶表示パネル１３−２における光の出射面
を、防塵のために画像形成層から十分離れた位置にする
と共に、そのレンズ作用により特定の色光路の投射倍率
を縮小するために設けられている。この平凹レンズ４２
Ａの縮小作用は、後述するように、投射レンズ８におけ
る倍率色収差の補正に利用される。

【００４４】図５は、液晶表示パネル１３の第３の構成
例を示している。この液晶表示パネル１３−３は、入射
側の透明基板３２の入射面と出射側の透明基板３３の出
射面とに平行平面板４１，４４を接着すると共に、出射
側の平行平面板４４にさらに平凸レンズ４２を接着した
ものである。

【００４５】平行平面板４１，４４は、この液晶表示パ
ネル１３−３における光の入射面および出射面を、画像
形成層から十分離れた位置にするために設けられてい
る。平凸レンズ４２は、この液晶表示パネル１３−３に
おける光の出射面を、防塵のために画像形成層から十分
離れた位置にすると共に、そのレンズ作用により特定の
色光路の投射倍率を拡大するために設けられている。こ
の例では、図３に示した第１の構成例と比較して、出射
側にも平行平面板４４が設けられているので、出射面を
より画像形成層から離れた位置にすることができる。

【００４６】なお、この第３の構成例において、図４の
第２の構成例と同様に、出射側に平凸レンズ４２に代え
て平凹レンズ４２Ａを用いることにより、特定の色光路
の投射倍率を縮小することもできる。

【００４７】図６は、液晶表示パネル１３の第４の構成
例を示している。図３の第１の構成例では、平行平面板
４１と平凸レンズ４２とを透明基板３２，３３に直接接
着するようにしたが、この第４の構成例の液晶表示パネ
ル１３−４では、パネル保持枠２１に平行平面板４１と
平凸レンズ４２とを取り付け、空気層４３を介して透明
基板３２，３３を密閉するような構造としたものであ
る。

【００４８】平行平面板４１は、第１の構成例と同様、
防塵のために光の入射面を画像形成層から十分離れた位
置にする機能を有し、平凸レンズ４２は、光の出射面
を、防塵のために画像形成層から十分離れた位置にする
機能と、そのレンズ作用により特定の色光路の投射倍率
を拡大するための機能とを有している。

【００４９】なお、この第４の構成例においても、図４
の第２の構成例と同様に、出射側に平凸レンズ４２に代
えて平凹レンズ４２Ａを用いることにより、特定の色光
路の投射倍率を縮小することもできる。

【００５０】図７は、液晶表示パネル１３の第５の構成
例を示している。この液晶表示パネル１３−５は、第４
の構成例における入射側の平行平面板４１の代わりに、
コンデンサレンズ９を、パネル保持枠２１に取り付ける
ようにしたものである。本実施の形態では、コンデンサ
レンズ９に偏光フィルタ１５が貼り付けられているの
で、偏光フィルタ１５を介してコンデンサレンズ９がパ
ネル保持枠２１に取り付けられる。この第５の構成例の
液晶表示パネル１３−５では、コンデンサレンズ９が、
防塵のために光の入射面を画像形成層から十分離れた位
置にするための機能を兼ねている。

【００５１】なお、以上の各構成例では、出射側に平凸
レンズ４２または平凹レンズ４２Ａを設けた例を示した
が、特に、図６の第４の構成例などにおいては、そのレ
ンズ形状を両凸または両凹形状にすることも可能であ
る。さらに、平凸レンズ４２または平凹レンズ４２Ａを
用いる場合において、曲率を持った面を出射側ではな
く、その反対側の面にすることも可能である。

【００５２】また、以上の各構成例において、出射側の
レンズ形状を凸形状にするか凹形状にするか（レンズに
正の屈折力を持たせるか負の屈折力を持たせるか）は、
図１０を用いて後述するように、投射レンズ８の倍率色
収差によって決定される。倍率色収差の補正を行う必要
のない表示パネルについては、出射側に屈折力を持たせ
る必要はないので、入射側と同様、出射側にも平行平面
板を設け、光の出射面を画像形成層から十分離れた位置
にするための機能のみを持たせる。例えば、緑色用の液
晶表示パネル１３Ｇについては、出射側に設ける部材を
平行平面板とし、他の赤色用、青色用の液晶表示パネル
１３Ｒ，１３Ｂには、曲率を持ったレンズ形状の部材を
設ける。レンズ作用は、各色用の液晶表示パネル１３
Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂのうちの少なくとも１つに持たせる
ことになる。

【００５３】なお、出射側にレンズまたは平行平面板な
どの光学部材を設けると、光学部材を設けなかった場合
に比べて、液晶表示パネル１３からの出射角度が変化す
る。一方、投射レンズ８は、図８に示したように、各映
像表示パネル側にほぼテレセントリックとなるように構
成されている必要がある。このテレセントリック性が崩
れると、色合成手段であるクロスダイクロイックプリズ
ム７におけるダイクロイック膜への入射角度が理想状態
から外れることとなり、ダイクロイック膜特性のため
に、スクリーン２０上での色ムラやコントラストが悪化
する問題が生じる。

【００５４】従って、液晶表示パネル１３の出射側に光
学部材を設ける場合には、この色合成プリズムへの入射
角度が変わることになるが、色ムラやコントラストを悪
化させないためにも、その屈折角の変化は所定範囲内に
おさえることが重要である。このため、図８に示したよ
うに、出射側に光学部材５０を設けたことによる主光線
６０の角度の変化が、±１度以内、すなわち、クロスダ
イクロイックプリズム７への入射角度が、クロスダイク
ロイックプリズム７の入射面に対して９０度±１度以内
であることが望ましい。

【００５５】また、出射側に光学部材を設けると、光学
部材を設けなかった場合に比べて、各色用の液晶表示パ
ネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂにおける画像形成層と、投
射レンズ８の最終面（パネル側の面）までの光路長が変
化する。従って、各色用の液晶表示パネル１３Ｒ，１３
Ｇ，１３Ｂを、光学部材を設けなかった場合と同位置に
配置すると、映像の投射位置にピントずれが生ずるおそ
れがある。そこで、光学部材を設ける場合には、各色用
の液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂをそれぞれ、
各色光ごとに、その画像形成層とスクリーン２０とが共
役な位置となるように、調整した位置に配置することが
望ましい。

【００５６】また、以上の各構成例では、光の入射側ま
たは出射側に平行平面板を１枚のみ設けた例を示した
が、光の入射側または出射側に平行平面板を複数枚、貼
り合わせて設けるようにしても良い。これにより、光の
入射面または出射面を、画像形成層からさらに離れた位
置にすることができる。

【００５７】なお、光の入射側または出射側に平行平面
板を複数枚設ける場合には、最も外側（空気に接する
側）に設ける平行平面板を、冷却効果を考慮して熱伝導
率の高い光学材料（例えばサファイア）を用いることが
望ましい。内側（透明基板３２，３３側）に設ける平行
平面板には、例えば石英ガラスなどを用いることができ
る。

【００５８】次に、以上のように構成された投射型映像
表示装置の作用、動作を説明する。

【００５９】まず、投射型映像表示装置全体の動作につ
いて説明する。この投射型映像表示装置では、光源１か
ら、赤、緑および青の各色光を含んだ白色光が発せられ
る。光源１から発せられた光束は、ＵＶフィルタ２、マ
ルチレンズアレイ３Ａ，３Ｂおよびコンデンサレンズ４
を順次透過し、第１のダイクロイックミラー５Ａに入射
する。第１のダイクロイックミラー５Ａは、入射光束の
うち、赤色光Ｒを反射すると共に、残る緑色および青色
光Ｇ，Ｂを透過する。

【００６０】第１のダイクロイックミラー５Ａにより反
射された赤色光Ｒは、第１のミラー６Ａにより反射さ
れ、コンデンサレンズ９Ｒを経て、赤色用の液晶表示パ
ネル１３Ｒに入射される。

【００６１】一方、第１のダイクロイックミラー５Ａに
よって透過された緑色および青色光Ｇ，Ｂは、次に第２
のダイクロイックミラー５Ｂに入射する。第２のダイク
ロイックミラー５Ｂは、入射した緑色および青色光Ｇ，
Ｂのうち、緑色光Ｇを反射すると共に、残る青色光Ｂを
透過する。

【００６２】第２のダイクロイックミラー５Ｂにより反
射された緑色光Ｇは、コンデンサレンズ９Ｇを経て、緑
色用の液晶表示パネル１３Ｇに入射される。

【００６３】第２のダイクロイックミラー５Ｂを透過し
た青色光Ｂは、第１の集光レンズ１０を経て、第２のミ
ラー６Ｂにより反射され、さらに第２の集光レンズ１１
を経て、第３のミラー６Ｃにより反射される。その後、
青色光Ｂは、コンデンサレンズ９Ｂを経て、青色用の液
晶表示パネル１３Ｂに入射される。

【００６４】各色用の液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，
１３Ｂには、図示しない外部の映像信号供給機器（例え
ば、テレビジョンチューナ装置や、ビデオテーププレー
ヤ装置、またはビデオディスクプレーヤ装置等）からの
映像信号が、内部の制御回路を介して供給される。各色
用の液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは、この映
像信号に基づいて、液晶層に対して各画素ごとに信号電
圧を印加し、その透過率を変化（濃淡）させて、各色の
映像を表示する。

【００６５】液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの
それぞれを透過した各色の映像光は、クロスダイクロイ
ックプリズム７の各色に対応する入射面に向けて出射さ
れる。クロスダイクロイックプリズム７は、各入射面に
入射した各色光を合成し、その出射面から投射レンズ８
に向けて出射する。

【００６６】投射レンズ８は、クロスダイクロイックプ
リズム７から入射された光束を外筐体１４の前方に向け
て投射する。この投射レンズ８は、各色用の液晶表示パ
ネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂによって表示され、光源１
からの照明光により照明された映像の実像を、スクリー
ン２０上に結像する。

【００６７】この投射型映像表示装置において、外筐体
１４の底面部の外気取り入れ孔に対応して設けられた冷
却ファン１９（図２）は、図示しないモータにより回転
操作されることにより、外筐体１４の外方側の空気を、
外気取り入れ孔を介して筐体１４内に取り入れる。そし
て、冷却ファン１９は、この取り入れた外気１９Ａを、
各色用の液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの近傍
に送り込む。この冷却ファン１９により送り込まれる外
気１９Ａによって、コンデンサレンズ９Ｒ，９Ｂ，９
Ｂ、および各色用の液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１
３Ｂなどが冷却される。

【００６８】従来では、この冷却ファン１９により送り
込まれる外気１９Ａにより、各色用の液晶表示パネル１
３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの表面に塵挨が付着し、この塵挨
の影がスクリーン２０上の映像に悪影響を与えるおそれ
があった。しかしながら、本実施の形態においては、図
３〜図７の各構成例に示したように、各色用の液晶表示
パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの入射面と出射面とが、
内部の液晶層３１より十分離間した構造となっているた
め、その表面に塵挨が付着したとしても、その塵挨の影
がスクリーン２０上に投射された映像に与える影響は少
ない。投射レンズ８がスクリーン２０上に結像させる実
像に対する物点は、各色用の液晶表示パネル１３Ｒ，１
３Ｇ，１３Ｂにより表示される映像であるからである。

【００６９】ここで、液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，
１３Ｂに図３〜図７の各構成例に示した平行平面板４１
などの部材を設けるにあたっては、その部材の厚みを、
次の条件を考慮して決めることが望ましい。すなわち、
画像形成面から最も遠い入射面または出射面の光路長を
ｔ、投射レンズ８のＦナンバーをＦＮｏとして、以下の
条件式（１）を満足することが望ましい。 ｔ／ＦＮｏ＞０．４ ……（１）

【００７０】投射レンズ８のＦナンバーは、大きくなる
ほど焦点深度が深くなり、画像形成面から入射面または
出射面までの距離を長くとらないと、入射面または出射
面の粉塵がスクリーン面に投射されやすい。また、画像
形成面から入射面または出射面までの距離が小さいと、
投射レンズ８のＦナンバーを小さくしなければ、焦点深
度が浅くならずに入射面または出射面の粉塵がスクリー
ン面に投射されやすい。従って、この条件式（１）の下
限を越えると、入射面または出射面の粉塵が投射レンズ
８の焦点深度に近くなるため、スクリーン２０上に投影
されやすくなる。

【００７１】ところで、各色用の液晶表示パネル１３
Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの映像は、投射レンズ８により投射
されスクリーン２０上に結像されるが、通常、投射レン
ズ８には倍率色収差が残存しており、そのままでは、各
色の拡大倍率が異なり、コンバーゼンスずれが発生す
る。

【００７２】そこで、本実施の形態では、図３〜図７の
各構成例に示したように、液晶表示パネル１３の出射側
に、凸レンズまたは凹レンズを設け、倍率色収差の補正
を行う。液晶表示パネル１３の出射側に正の屈折力を持
つ凸レンズを設けた場合には、投射倍率が拡大され、負
の屈折力を持つ凹レンズを設けた場合には、投射倍率が
縮小される。これにより、投射レンズ８に入射する前に
あらかじめ凸レンズや凹レンズのレンズ作用により拡大
倍率が補正され、コンバーゼンスずれの無い映像がスク
リーン上に結像される。

【００７３】また、このように液晶表示パネル１３と一
体化させてレンズ部材を設ける補正方法では、液晶表示
パネル１３と色合成プリズム７との間に補正用の別部品
を挿入してコンバーゼンスを補正する場合に比べて、冷
却ファン１９による冷却風量を十分に確保することがで
きるという利点もある。

【００７４】次に、図９および図１０を参照して、投射
レンズ８の倍率色収差によるコンバーゼンスずれがどの
ように補正されるかについてさらに具体的に説明する。

【００７５】図１０（Ａ）〜（Ｅ）は、各液晶表示パネ
ル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを透過し、投射レンズ８によ
って投射された各色光Ｒ，Ｇ，Ｂの投射位置のずれと、
その位置ずれを補正するためのレンズとの関係を示して
いる。これら図１０（Ａ）〜（Ｅ）では、図９に示した
ように、スクリーン２０の左上の領域２１Ｌに投射され
る、各色の水平１ラインの線像を模式的に示している。

【００７６】図１０（Ａ）の例では、スクリーン２０上
において、緑色光Ｇの線像に対して青色光Ｂが上方に投
射され、赤色光Ｒが下方に投射されている。この場合、
赤色用の液晶表示パネル１３Ｒの出射側に凸レンズを設
けると、その拡大作用により、赤色光Ｒは上方に移動し
緑色光Ｇの線に近づく。また、青色用の液晶表示パネル
１３Ｂの出射側に凹レンズを設けると、その縮小作用に
より、青色光Ｂは下方に移動し緑色光Ｇの線に近づく。
これにより、赤色光Ｒと青色光Ｂとを、緑色光Ｇに近づ
けることができ、各色光Ｒ，Ｇ，Ｂの投射位置のずれ、
すなわちコンバーゼンスずれが補正される。

【００７７】つまり、各色の線を上方に移動させるとき
は液晶表示パネル１３の出射側を凸レンズにし、逆に、
下方に移動させるときは液晶表示パネル１３の出射側を
凹レンズにすれば良い。これらを組み合わせることによ
り、種々パターンの倍率色収差を補正することができ
る。

【００７８】図１０（Ｂ）の例では、スクリーン２０上
において、緑色光Ｇの線像に対して赤色光Ｒが上方に投
射され、そのさらに上方に青色光Ｂが投射されている。
この場合には、例えば、赤色用の液晶表示パネル１３Ｒ
と青色用の液晶表示パネル１３Ｂの双方の出射側に凹レ
ンズを設けることにより、その縮小作用により、赤色光
Ｒと青色光Ｂとが下方に移動し、緑色光Ｇの線に近づ
く。

【００７９】図１０（Ｃ）の例では、スクリーン２０上
において、緑色光Ｇの線像に対して青色光Ｂと赤色光Ｒ
とが下方、ほぼ同位置に投射されている。この場合に
は、例えば、赤色用の液晶表示パネル１３Ｒと青色用の
液晶表示パネル１３Ｂの双方の出射側に凸レンズを設け
ることにより、その拡大作用により、赤色光Ｒと青色光
Ｂとが上方に移動し、緑色光Ｇの線に近づく。

【００８０】図１０（Ｄ）の例では、スクリーン２０上
において、緑色光Ｇの線像に対して青色光Ｂと赤色光Ｒ
とが上方、ほぼ同位置に投射されている。この場合に
は、例えば、赤色用の液晶表示パネル１３Ｒと青色用の
液晶表示パネル１３Ｂの双方の出射側に凹レンズを設け
ることにより、その縮小作用により、赤色光Ｒと青色光
Ｂとが下方に移動し、緑色光Ｇの線に近づく。

【００８１】なお、図１０（Ａ）〜（Ｄ）では、緑色光
Ｇを基準として、赤色光Ｒと青色光Ｂとを移動させて、
緑色光Ｇの線に近づけるものとして説明したが、緑色光
Ｇ以外の色を基準として、その他の色光を移動させ、そ
の基準光に近づけるようにしても良い。

【００８２】例えば図１０（Ｅ）は、図１０（Ｄ）の例
と同様、緑色光Ｇの線像に対して青色光Ｂと赤色光Ｒと
が上方、ほぼ同位置に投射されている例であるが、この
例では、緑色用の液晶表示パネル１３Ｇの出射側に凸レ
ンズを設け、その拡大作用により、緑色光Ｇを上方に移
動させて赤色光、青色光Ｒ，Ｂの線に近づけている。

【００８３】次に、図１１に示したように８群９枚から
なる超広角レトロフォーカス型のレンズを投射レンズ８
として使用した場合に、その倍率色収差を補正した例を
示す。投射レンズ８の倍率色収差は、一般に画角が広く
なるほど発生しやすく、その補正が困難となるため、残
存収差が多くなる傾向にある。

【００８４】図１２（Ａ），（Ｂ）および図１３
（Ａ），（Ｂ）は、この超広角レトロフォーカス型の投
射レンズを用いた場合における、倍率色収差の補正前の
スポットダイアグラム（図１２（Ａ），図１３（Ａ））
と、補正後のスポットダイアグラム（図１２（Ｂ），図
１３（Ｂ））とを示している。図１２（Ａ），（Ｂ）に
は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の合成のスポットダイアグラムを示
し、図１３（Ａ），（Ｂ）には、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ごとの
スポットダイアグラムを示す。

【００８５】なお、これらの図では、シミュレーション
の都合上、スクリーン２０からパネル側に像を逆投影し
て光線追跡を行ったときの、パネルの画像形成面７０
Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂ上でのスポット像を示している。従
って、実際のスクリーン２０上でのスポット像は、図に
示したスポット像とは上下逆転した状態となる。

【００８６】図１２（Ａ），図１３（Ａ）から、この投
射レンズでは、緑色光Ｇのスポット像に対して、青色光
Ｂのスポット像を下方（スクリーン２０上で上方）、赤
色光Ｒのスポット像を上方（スクリーン２０上で下方）
に移動させることにより、倍率色収差を改善し、各色の
スポット像を互いに近づけることができることが分か
る。このためには、例えば、図１１に示したように、青
色用の液晶表示パネル１３Ｂの出射側に凸レンズ７１、
赤色用の液晶表示パネル１３Ｒの出射側に凹レンズ７２
を設ければ良い。緑色用の液晶表示パネル１３Ｇの出射
側には平行平面板７３を設ける。

【００８７】このような補正を行うことにより、補正前
は青色光Ｂおよび赤色光Ｒのスポット像の位置が離れて
いたが、図１２（Ｂ），図１３（Ｂ）に示したように、
それが改善され、青色光Ｂおよび赤色光Ｒのスポット像
も若干小さくなり、その位置も重ならせることができ
た。

【００８８】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、各色用の液晶表示パネル１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの
入射側および出射側に、平行平面板などの部材を一体的
に設け、その入射面および出射面を画像形成面から十分
遠ざけるようにしたので、冷却ファン１９による冷却の
際に、その表面に粉塵などが付着したとしても、それが
スクリーン面に拡大投射される影響を少なくできる。ま
た、平行平面板などの部材を一体的に設けているので、
冷却ファン１９による冷却効果も十分得られる。

【００８９】また、投射レンズ８の倍率色収差に応じ
て、出射側に設ける部材にレンズ作用を持たせるように
したので、投射レンズ８に残存する倍率色収差が補正さ
れ、コンバージェンシーを向上させることができる。

【００９０】このように、本実施の形態によれば、粉塵
の付着による投射映像への悪影響と、投射レンズ８の残
存収差による投射映像への悪影響とを改善し、良好な投
射映像を得ることができる。

【００９１】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず種々の変形実施が可能である。例えば、本発明は、
液晶表示パネルに限らず、倍率色収差が発生し得る他の
任意の映像表示パネルにも適用することが可能である。
また、上記実施の形態では、投射型映像表示装置が透過
型である場合について説明したが、反射型の投射型映像
表示装置についても同様に適用可能である。また、１つ
の光源からの白色光を分離して各色光を生成する場合の
他にも、レーザ光源を用いるなど、色分離せずに各色光
を生成する場合にも適用可能である。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし９
のいずれか１項に記載の投射型映像表示装置によれば、
各映像表示パネルにおける光の入射面と出射面とを、第
１の保護部材と第２の保護部材とにより、防塵のために
画像形成層から離れた場所に位置させるようにしたの
で、例えば冷却ファンなどによる冷却の際に、その表面
に粉塵などが付着したとしても、それがスクリーン面に
拡大投射される影響を低減できる。また、少なくとも１
つの映像表示パネルにおける第２の保護部材に、映像光
の投射倍率を調整するために屈折力を持たせるようにし
たので、投射レンズに倍率色収差が残存していたとして
も、その補正が容易となる。これにより、粉塵の付着に
よる投射映像への悪影響と、投射レンズの残存収差によ
る投射映像への悪影響とを改善し、良好な投射映像を得
ることができる。

【００９３】また、請求項１０ないし１７のいずれか１
項に記載の投射型映像表示装置によれば、各映像表示パ
ネルを、保持枠と、光の入射側および出射側に取り付け
られた第１および第２の保護部材とにより密閉し、各映
像表示パネルにおける光の入射面と出射面とを、第１の
保護部材と第２の保護部材とにより、防塵のために画像
形成層から離れた場所に位置させるようにしたので、例
えば冷却ファンなどによる冷却の際に、その表面に粉塵
などが付着したとしても、それがスクリーン面に拡大投
射される影響を低減できる。また、少なくとも１つの映
像表示パネルにおける第２の保護部材に、映像光の投射
倍率を調整するために屈折力を持たせるようにしたの
で、投射レンズに倍率色収差が残存していたとしても、
その補正が容易となる。これにより、粉塵の付着による
投射映像への悪影響と、投射レンズの残存収差による投
射映像への悪影響とを改善し、良好な投射映像を得るこ
とができる。

【００９４】また、請求項１８または１９に記載の映像
表示パネルによれば、光の入射面と出射面とを、第１の
保護部材と第２の保護部材とにより、防塵のために画像
形成層から離れた場所に位置させるようにしたので、例
えば冷却ファンなどによる冷却の際に、その表面に粉塵
などが付着したとしても、それがスクリーン面に拡大投
射される影響を低減できる。また、第２の保護部材に、
映像光の投射倍率を調整するために屈折力を持たせるよ
うにしたので、投射型映像表示装置に適用した場合に、
その投射レンズに倍率色収差が残存していたとしても、
その補正が容易となる。これにより、粉塵の付着による
投射映像への悪影響と、投射レンズの残存収差による投
射映像への悪影響とを改善し、良好な投射映像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る投射型映像表示装
置の概略構成図である。

【図２】液晶表示パネル周辺の構造を簡略化して示す図
である。

【図３】液晶表示パネルの第１の構成例を示す断面図で
ある。

【図４】液晶表示パネルの第２の構成例を示す断面図で
ある。

【図５】液晶表示パネルの第３の構成例を示す断面図で
ある。

【図６】液晶表示パネルの第４の構成例を示す断面図で
ある。

【図７】液晶表示パネルの第５の構成例を示す断面図で
ある。

【図８】液晶表示パネルからの出射光線の角度について
の説明図である。

【図９】スクリーン上に発生する倍率色収差についての
説明図である。

【図１０】倍率色収差の発生パターンと補正レンズとの
対応関係を示す説明図である。

【図１１】投射レンズとして超広角レトロフォーカス型
レンズを用いた場合の構成例を示すレンズ断面図であ
る。

【図１２】超広角レトロフォーカス型の投射レンズを用
いた場合におけるスポットダイアグラムを示す図であ
る。

【図１３】超広角レトロフォーカス型の投射レンズを用
いた場合における各色ごとのスポットダイアグラムを示
す図である。

【符号の説明】

１３（１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ）…液晶表示パネル、７
…クロスダイクロイックプリズム、８…投射レンズ、９
（９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ）…コンデンサレンズ、１５（１５
Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ），１６（１６Ｒ，１６Ｇ，１６
Ｂ）…偏光フィルタ、２０…スクリーン、２１…パネル
保持枠、４１，４４…平行平面板、４２…平凸レンズ、
４２Ａ…平凹レンズ、４３…空気層。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1335 Ｇ０２Ｆ 1/1335 Ｆターム(参考） 2H088 EA15 HA13 HA18 HA24 HA25 HA28 MA20 2H089 HA40 JA11 QA05 QA08 TA12 TA16 TA18 UA05 2H091 FA05X FA08X FA08Z FA26X FA41Z FA50Z FD06 LA03 LA07 MA07 2K103 AA01 AA05 AA11 AA16 AB08 BB01 BC23 BC27 BC28 BC43 BC48 CA14 CA18 CA25 CA67

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の色光のそれぞれから映像光を形成
   し、それらの映像光を合成して投射する投射型映像表示
   装置であって、 各色光の光路に対応して設けられ、入射した各色光から
   各色の映像光を形成する複数の映像表示パネルと、 前記複数の映像表示パネルによって形成された各色の映
   像光を合成する合成手段と、 前記合成手段によって合成された映像光をスクリーンに
   投射する投射レンズとを備え、 前記複数の映像表示パネルが、 前記映像光を形成するための画像形成層と、 光の入射側に設けられ、防塵のために光の入射面を前記
   画像形成層から離れた位置にするための役割を持つ第１
   の保護部材と、 光の出射側に設けられ、防塵のために光の出射面を前記
   画像形成層から離れた位置にするための役割を持つ第２
   の保護部材とを有し、 少なくとも１つの前記映像表示パネルにおける前記第２
   の保護部材が、その映像表示パネルによって形成された
   映像光の投射倍率を調整するために屈折力を持っている
   ことを特徴とする投射型映像表示装置。
2. 【請求項２】 前記複数の映像表示パネルは、前記画像
   形成層を介して光の入射側と出射側とに対向配置された
   ２つの透明基板を有し、 前記第１の保護部材は、入射側に配置された前記透明基
   板における光の入射面に一体的に取り付けられ、 前記第２の保護部材は、出射側に配置された前記透明基
   板における光の出射面に一体的に取り付けられているこ
   とを特徴とする請求項１記載の投射型映像表示装置。
3. 【請求項３】 前記第１および第２の保護部材の少なく
   とも一方は、複数の光学部材を貼り合わせた構成となっ
   ていることを特徴とする請求項１記載の投射型映像表示
   装置。
4. 【請求項４】 少なくとも１つの映像表示パネルにおけ
   る前記第２の保護部材の最も出射側の面が、凸または凹
   形状であることを特徴とする請求項１記載の投射型映像
   表示装置。
5. 【請求項５】 前記複数の映像表示パネルのうち、１つ
   の映像表示パネルにおける前記第２の保護部材の最も出
   射側の面が凸形状であり、他の１つの映像表示パネルに
   おける前記第２の保護部材の最も出射側の面が凹形状で
   あることを特徴とする請求項１記載の投射型映像表示装
   置。
6. 【請求項６】 少なくとも１つの映像表示パネルにおけ
   る前記第２の保護部材の最も出射側の面が平面であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の投射型映像表示装置。
7. 【請求項７】 前記複数の映像表示パネルは、それぞ
   れ、各色の映像光ごとに、前記スクリーンと前記画像形
   成層とが共役な位置となるように調整された位置に配置
   されていることを特徴とする請求項１記載の投射型映像
   表示装置。
8. 【請求項８】 前記投射レンズは、前記各映像表示パネ
   ル側にほぼテレセントリックとなるように構成され、 前記第２の保護部材が屈折力を持つことによる、前記投
   射レンズにおける主光線の角度の変化が±１度以内であ
   ることを特徴とする請求項１記載の投射型映像表示装
   置。
9. 【請求項９】 前記第１および第２の保護部材は、 前記各映像表示パネルにおいて、前記画像形成層から最
   も遠い位置にある光の入射面または出射面の光路長をｔ
   とし、前記投射レンズのＦナンバーをＦＮｏとして、 ｔ／ＦＮｏ＞０．４ ……（１） を満足するように、光の入射面または出射面が前記画像
   形成層から離された構成となっていることを特徴とする
   請求項１記載の投射型映像表示装置。
10. 【請求項１０】 複数の色光のそれぞれから映像光を形
    成し、それらの映像光を合成して投射する投射型映像表
    示装置であって、 各色光の光路に対応して設けられ、入射した各色光から
    各色の映像光を形成する複数の映像表示パネルと、 前記複数の映像表示パネルによって形成された各色の映
    像光を合成する合成手段と、 前記合成手段によって合成された映像光をスクリーンに
    投射する投射レンズと、 前記複数の映像表示パネルのそれぞれを保持するための
    保持枠と、 光の入射側において、前記各映像表示パネルを密閉する
    ように前記保持枠に取り付けられ、防塵のために光の入
    射面を、前記各映像表示パネルの画像形成層から離れた
    位置にするための役割を持つ第１の保護部材と、 光の出射側において、前記各映像表示パネルを密閉する
    ように前記保持枠に取り付けられ、防塵のために光の出
    射面を、前記各映像表示パネルの画像形成層から離れた
    位置にするための役割を持つ第２の保護部材とを備え、 少なくとも１つの前記映像表示パネルにおける前記第２
    の保護部材が、その映像表示パネルによって形成された
    映像光の投射倍率を調整するために屈折力を持っている
    ことを特徴とする投射型映像表示装置。
11. 【請求項１１】 前記第１および第２の保護部材の少な
    くとも一方は、複数の光学部材を貼り合わせた構成とな
    っていることを特徴とする請求項１０記載の投射型映像
    表示装置。
12. 【請求項１２】 少なくとも１つの映像表示パネルにお
    ける前記第２の保護部材の最も出射側の面が、凸または
    凹形状であることを特徴とする請求項１０記載の投射型
    映像表示装置。
13. 【請求項１３】 前記複数の映像表示パネルのうち、１
    つの映像表示パネルにおける前記第２の保護部材の最も
    出射側の面が凸形状であり、他の１つの映像表示パネル
    における前記第２の保護部材の最も出射側の面が凹形状
    であることを特徴とする請求項１０記載の投射型映像表
    示装置。
14. 【請求項１４】 少なくとも１つの映像表示パネルにお
    ける前記第２の保護部材の最も出射側の面が平面である
    ことを特徴とする請求項１０記載の投射型映像表示装
    置。
15. 【請求項１５】 前記複数の映像表示パネルは、それぞ
    れ、各色の映像光ごとに、前記スクリーンと前記画像形
    成層とが共役な位置となるように調整された位置に配置
    されていることを特徴とする請求項１０記載の投射型映
    像表示装置。
16. 【請求項１６】 前記投射レンズは、前記各映像表示パ
    ネル側にほぼテレセントリックとなるように構成され、 前記第２の保護部材が屈折力を持つことによる、前記投
    射レンズにおける主光線の角度の変化が±１度以内であ
    ることを特徴とする請求項１０記載の投射型映像表示装
    置。
17. 【請求項１７】 前記第１および第２の保護部材は、 前記各映像表示パネルにおいて、前記画像形成層から最
    も遠い位置にある光の入射面または出射面の光路長をｔ
    とし、前記投射レンズのＦナンバーをＦＮｏとして、 ｔ／ＦＮｏ＞０．４ ……（１） を満足するように、光の入射面または出射面が前記画像
    形成層から離された構成となっていることを特徴とする
    請求項１０記載の投射型映像表示装置。
18. 【請求項１８】 複数の色光のそれぞれから映像光を形
    成し、それらの映像光を合成して投射する投射型映像表
    示装置に用いられる映像表示パネルであって、 入射された色光から映像光を形成するための画像形成層
    と、 光の入射側に設けられ、防塵のために光の入射面を前記
    画像形成層から離れた位置にするための役割を持つ第１
    の保護部材と、 光の出射側に設けられ、防塵のために光の出射面を前記
    画像形成層から離れた位置にするための役割を持つ第２
    の保護部材とを備え、 前記第２の保護部材が、その映像表示パネルによって形
    成された映像光の投射倍率を調整するために屈折力を持
    っていることを特徴とする映像表示パネル。
19. 【請求項１９】 複数の色光のそれぞれから映像光を形
    成し、それらの映像光を合成して投射する投射型映像表
    示装置に用いられ、入射された色光から映像光を形成す
    るための画像形成層を備えた映像表示パネルであって、 保持枠と、この保持枠に、光の入射側および出射側にお
    いて取り付けられる第１および第２の保護部材とにより
    密閉されて構成され、 前記第１の保護部材が、防塵のために光の入射面を、前
    記画像形成層から離れた位置にするための役割を持ち、 前記第２の保護部材が、防塵のために光の出射面を、前
    記画像形成層から離れた位置にするための役割を持ち、
    かつ、映像光の投射倍率を調整するために屈折力を持っ
    ていることを特徴とする映像表示パネル。