JP2605782B2 - 投写型表示装置 - Google Patents
投写型表示装置Info
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- JP2605782B2 JP2605782B2 JP63042665A JP4266588A JP2605782B2 JP 2605782 B2 JP2605782 B2 JP 2605782B2 JP 63042665 A JP63042665 A JP 63042665A JP 4266588 A JP4266588 A JP 4266588A JP 2605782 B2 JP2605782 B2 JP 2605782B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はライトバルブに形成される光学像を照明光で
照射するとともに投写レンズによりスクリーン上に投写
する投写型表示装置に関するものである。
照射するとともに投写レンズによりスクリーン上に投写
する投写型表示装置に関するものである。
従来の技術 大画面の映像表示を行なうために、比較的小さなライ
トバルブに光学的特性の変化として映像信号に応じた光
学像を形成し、この光学像を照明光で照射するとともに
投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する方法が従
来からよく知られている。この種の投写型表示装置は、
投写画像の解像度がライトバルブの解像度でほぼ決ま
り、光源を強くすれば光出力が大きくなるので、高解像
度のライトバルブを用いればその表示面積が小さくても
高解像度で光出力の大きい投写型表示装置を実現するこ
とができる。また、最近では、ライトバルブとして液晶
パネルを用いる方法が注目されている（例えば、SID86
ダイジェスト第375ページ）。このような投写型表示装
置の従来の構成の一例を第５図に示す。
トバルブに光学的特性の変化として映像信号に応じた光
学像を形成し、この光学像を照明光で照射するとともに
投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する方法が従
来からよく知られている。この種の投写型表示装置は、
投写画像の解像度がライトバルブの解像度でほぼ決ま
り、光源を強くすれば光出力が大きくなるので、高解像
度のライトバルブを用いればその表示面積が小さくても
高解像度で光出力の大きい投写型表示装置を実現するこ
とができる。また、最近では、ライトバルブとして液晶
パネルを用いる方法が注目されている（例えば、SID86
ダイジェスト第375ページ）。このような投写型表示装
置の従来の構成の一例を第５図に示す。
ランプ１は赤，緑，青の色成分を含む光を放射し、ラ
ンプ１から放射される光は集光レンズ２と凹面鏡３とに
より平行に近い光に変換され、熱線吸収フィルタ４を透
過した後、各色分解手段５に入射する。各色分解手段５
は平板型の赤反射ダイクロイックミラー６と２分割され
た平板型の青反射ダイクロイックミラー7,8とをＸ字状
に交差させて配置したものである。各色分解手段５を出
た赤の光は平面ミラー9,10を介して、緑の光は直進し
て、青の光は平面ミラー11,12を介して、それぞれ対応
する液晶パネル13,14,15に入射する。液晶パネル13,14,
15にはそれぞれ映像信号に応じて透過率の変化として光
学像が形成される。液晶パネル13,14,15からの出力光は
光合成手段16により１つに合成されて実質的に緑の液晶
パネル14の位置にカラー画像が形成される。このカラー
画像はテレセントリックの投写レンズ17によりスクリー
ン（図示せず）上に拡大投写される。光合成手段16は４
つの直角プリズム18,19,20,21を接合したプリズム型の
ダイクロイックミラーであり、接合面22,23に赤反射ダ
イクロイック多層膜が、接合面24,25に青反射ダイクロ
イック多層膜が蒸着されている。多層膜の交差部26はそ
の影響がスクリーン上に現われないように非常に細くし
ている。色分解手段５の交差部27もスクリーン上にぼけ
て帯状に投写されるが、投写レンズ17のＦ数が小さけれ
ば実用上問題はない。
ンプ１から放射される光は集光レンズ２と凹面鏡３とに
より平行に近い光に変換され、熱線吸収フィルタ４を透
過した後、各色分解手段５に入射する。各色分解手段５
は平板型の赤反射ダイクロイックミラー６と２分割され
た平板型の青反射ダイクロイックミラー7,8とをＸ字状
に交差させて配置したものである。各色分解手段５を出
た赤の光は平面ミラー9,10を介して、緑の光は直進し
て、青の光は平面ミラー11,12を介して、それぞれ対応
する液晶パネル13,14,15に入射する。液晶パネル13,14,
15にはそれぞれ映像信号に応じて透過率の変化として光
学像が形成される。液晶パネル13,14,15からの出力光は
光合成手段16により１つに合成されて実質的に緑の液晶
パネル14の位置にカラー画像が形成される。このカラー
画像はテレセントリックの投写レンズ17によりスクリー
ン（図示せず）上に拡大投写される。光合成手段16は４
つの直角プリズム18,19,20,21を接合したプリズム型の
ダイクロイックミラーであり、接合面22,23に赤反射ダ
イクロイック多層膜が、接合面24,25に青反射ダイクロ
イック多層膜が蒸着されている。多層膜の交差部26はそ
の影響がスクリーン上に現われないように非常に細くし
ている。色分解手段５の交差部27もスクリーン上にぼけ
て帯状に投写されるが、投写レンズ17のＦ数が小さけれ
ば実用上問題はない。
第５図に示した投写型表示装置は、投写レンズが１本
であるので画面サイズまたは投写レンズ17からスクリー
ンまでの距離を容易に変えられるという特徴がある。ま
た、色分解手段５と光合成手段16とはダイクロイック多
層膜をＸ字状に交差させるので光学系に必要な空間が小
さくなるという特徴がある。
であるので画面サイズまたは投写レンズ17からスクリー
ンまでの距離を容易に変えられるという特徴がある。ま
た、色分解手段５と光合成手段16とはダイクロイック多
層膜をＸ字状に交差させるので光学系に必要な空間が小
さくなるという特徴がある。
発明が解決しようとする課題 第５図に示した構成では、集光レンズ２から各液晶パ
ネル13,14,15までの光路が、緑の光は短く、赤と青の光
は長い。一般に、集光レンズ２から出る光は光路が長く
なると光が拡がるので、緑の光は光利用効率が高いが、
赤と青の光は光路長が長い分だけ光利用効率が低くな
る。投写画像の白バランスを考えると、例えば緑の光路
に減衰フィルタを挿入して、最適な赤，緑，青の照度比
にする必要がある。装置全体の光利用効率は最適な赤，
緑，青の照度比に最も不足する色の光で決定されるの
で、第５図に示した構成では装置全体の光利用効率が低
く、光出力が小さいという問題がある。また、光源の光
出力を大きくすれば装置の光出力を大きくできるが、光
源が大きくなりそれだけ装置全体が大きくなるという問
題がある。
ネル13,14,15までの光路が、緑の光は短く、赤と青の光
は長い。一般に、集光レンズ２から出る光は光路が長く
なると光が拡がるので、緑の光は光利用効率が高いが、
赤と青の光は光路長が長い分だけ光利用効率が低くな
る。投写画像の白バランスを考えると、例えば緑の光路
に減衰フィルタを挿入して、最適な赤，緑，青の照度比
にする必要がある。装置全体の光利用効率は最適な赤，
緑，青の照度比に最も不足する色の光で決定されるの
で、第５図に示した構成では装置全体の光利用効率が低
く、光出力が小さいという問題がある。また、光源の光
出力を大きくすれば装置の光出力を大きくできるが、光
源が大きくなりそれだけ装置全体が大きくなるという問
題がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、光学系の
光利用効率を向上させて、コンパクトでしかも光出力の
大きい投写型表示装置を提供することを目的としてい
る。
光利用効率を向上させて、コンパクトでしかも光出力の
大きい投写型表示装置を提供することを目的としてい
る。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明の投写型表示装置
は、３原色の各成分を含む光を放射する光源と、前記光
源の出力光を３原色の光に分解する多層膜面をＸ字状に
交差させた色分解手段と、映像信号に応じた光学像が形
成され前記色分解手段からの各出力光がそれぞれ照射さ
れる３つのライトバルブと、前記各ライトバルブからの
出力光を１つに合成する多層膜面をＸ字状に交差させた
光合成手段と、前記光合成手段からの出力光を受け前記
光学像をスクリーン上に投写する投写レンズと、前記色
分解手段から横方向に折曲げられて出射する２つの光を
対応するライトバルブに導く２つの光伝達手段とを備
え、前記色分解手段を直進する光は前記光合成手段を直
進して前記投写レンズに到達するようにし、前記光伝達
手段は入力端に配置される入力部収束レンズと、出力端
に配置される出力部収束レンズと、前記入力部収束レン
ズと前記出力部収束レンズとの間の光路中に配置される
中央部収束レンズと、前記入力部収束レンズと前記中央
部収束レンズとの間の光路を折曲げる入力側平面ミラー
と、前記中央部収束レンズと前記出力部収束レンズとの
間の光路を折曲げる出力側平面ミラーとを備え、前記入
力部収束レンズは前記中央部収束レンズ付近に前記光源
内の発光体の実像を形成し、前記中央部収束レンズは前
記出力部収束レンズ付近に前記入力部収束レンズ付近の
物体の実像を形成し、前記出力部収束レンズはその出力
光が前記投写レンズに到達するようにしたものである。
は、３原色の各成分を含む光を放射する光源と、前記光
源の出力光を３原色の光に分解する多層膜面をＸ字状に
交差させた色分解手段と、映像信号に応じた光学像が形
成され前記色分解手段からの各出力光がそれぞれ照射さ
れる３つのライトバルブと、前記各ライトバルブからの
出力光を１つに合成する多層膜面をＸ字状に交差させた
光合成手段と、前記光合成手段からの出力光を受け前記
光学像をスクリーン上に投写する投写レンズと、前記色
分解手段から横方向に折曲げられて出射する２つの光を
対応するライトバルブに導く２つの光伝達手段とを備
え、前記色分解手段を直進する光は前記光合成手段を直
進して前記投写レンズに到達するようにし、前記光伝達
手段は入力端に配置される入力部収束レンズと、出力端
に配置される出力部収束レンズと、前記入力部収束レン
ズと前記出力部収束レンズとの間の光路中に配置される
中央部収束レンズと、前記入力部収束レンズと前記中央
部収束レンズとの間の光路を折曲げる入力側平面ミラー
と、前記中央部収束レンズと前記出力部収束レンズとの
間の光路を折曲げる出力側平面ミラーとを備え、前記入
力部収束レンズは前記中央部収束レンズ付近に前記光源
内の発光体の実像を形成し、前記中央部収束レンズは前
記出力部収束レンズ付近に前記入力部収束レンズ付近の
物体の実像を形成し、前記出力部収束レンズはその出力
光が前記投写レンズに到達するようにしたものである。
作 用 上記構成によれば、集光レンズと光伝達手段の入力部
収束レンズとにより中央部収束レンズの付近に光源内の
発光体の実像を形成し、中央部収束レンズにより入力部
収束レンズ付近の物体の実像を出力部収束レンズ付近に
形成するようにしているので、入力部収束レンズに入射
して中央部収束レンズに到達するような光はすべて出力
部収束レンズを通過して出力される。入力側平面ミラー
と出力側平面ミラーとは、光伝達手段内の光路を折曲げ
るだけである。こうして、入力部収束レンズと中央部収
束レンズとが発散しようとする光を収束光に変換し、光
伝達手段の内部で光が拡がることによる光利用効率の低
下を防ぐので、光利用効率を向上させた投写型表示装置
を実現できる。
収束レンズとにより中央部収束レンズの付近に光源内の
発光体の実像を形成し、中央部収束レンズにより入力部
収束レンズ付近の物体の実像を出力部収束レンズ付近に
形成するようにしているので、入力部収束レンズに入射
して中央部収束レンズに到達するような光はすべて出力
部収束レンズを通過して出力される。入力側平面ミラー
と出力側平面ミラーとは、光伝達手段内の光路を折曲げ
るだけである。こうして、入力部収束レンズと中央部収
束レンズとが発散しようとする光を収束光に変換し、光
伝達手段の内部で光が拡がることによる光利用効率の低
下を防ぐので、光利用効率を向上させた投写型表示装置
を実現できる。
実施例 以下本発明の投写型表示装置の一実施例について添付
図面を参照しながら説明する。
図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の一実施例における光学系の構成を示
したもので、30は光源、38は色分解手段、39,40は光伝
達手段、41,42,43はライトバルブ、44は光合成手段、45
は投写レンズ、46は入力部収束レンズ、47は入力側平面
ミラー、48は中央部収束レンズ、49は出力側平面ミラ
ー、50は出力収束部レンズである。なお第１図に示した
構成は、光伝達手段39,40を除けば、第５図に示した従
来例の構成と同一である。
したもので、30は光源、38は色分解手段、39,40は光伝
達手段、41,42,43はライトバルブ、44は光合成手段、45
は投写レンズ、46は入力部収束レンズ、47は入力側平面
ミラー、48は中央部収束レンズ、49は出力側平面ミラ
ー、50は出力収束部レンズである。なお第１図に示した
構成は、光伝達手段39,40を除けば、第５図に示した従
来例の構成と同一である。
光源30はランプ31と、集光レンズ32と、凹面鏡32と、
熱線吸収フィルタ34とから構成され、ランプ31は赤，
緑，青の３原色の色成分を含む光を放射する。ランプ31
から放射される光は集光レンズ32と凹面鏡33とにより平
行に近い光に変換される。厳密には、ランプ31の発光体
35の中心36から出る光源が集光レンズ32から光軸37と平
行に出射するようにしてある。集光レンズ32から出た光
は熱線吸収フィルタ34により赤外線が除去される。光源
30の出力光は色分解手段38に入射し、赤，緑，青の光に
分解され、赤と青の光は光伝達手段39,40に入射する。
光伝達手段39を出た赤の光、色分解手段38を出た緑の
光、光伝達手段40を出た青の光はそれぞれ赤，緑，青の
ライトバルブ41,42,43に入射する。ライトバルブ41,42,
43は透過型の液晶パネルであって、映像信号に応じて透
過率の変化として光学像が形成される。ライトバルブ4
1,42,43からの出力光は光合成手段44により１つに合成
されて、実質的にライトバルブ42の位置にカラー画像が
合成される。このカラー画像は投写レンズ45によりスク
リーン（図示せず）上に拡大投写される。
熱線吸収フィルタ34とから構成され、ランプ31は赤，
緑，青の３原色の色成分を含む光を放射する。ランプ31
から放射される光は集光レンズ32と凹面鏡33とにより平
行に近い光に変換される。厳密には、ランプ31の発光体
35の中心36から出る光源が集光レンズ32から光軸37と平
行に出射するようにしてある。集光レンズ32から出た光
は熱線吸収フィルタ34により赤外線が除去される。光源
30の出力光は色分解手段38に入射し、赤，緑，青の光に
分解され、赤と青の光は光伝達手段39,40に入射する。
光伝達手段39を出た赤の光、色分解手段38を出た緑の
光、光伝達手段40を出た青の光はそれぞれ赤，緑，青の
ライトバルブ41,42,43に入射する。ライトバルブ41,42,
43は透過型の液晶パネルであって、映像信号に応じて透
過率の変化として光学像が形成される。ライトバルブ4
1,42,43からの出力光は光合成手段44により１つに合成
されて、実質的にライトバルブ42の位置にカラー画像が
合成される。このカラー画像は投写レンズ45によりスク
リーン（図示せず）上に拡大投写される。
投写レンズ45はテレセントリックレンズであり、投写
レンズ45のライトバルブ側の主光線がすべて光軸37と平
行になるようにしている。これは、次のような理由によ
る。一般に、ライトバルブには入射光線の入射角により
光学的特性が異なるという性質があり、通常の投写レン
ズを用いるライトバルブの中心から離れるほどライトバ
ルブへの主光線の入射角が大きくなるので、スクリーン
上の中心と周辺で画質が異なる場合がある。これを避け
るにはテレセントリックの投写レンズを用い、投写レン
ズに入射するすべての主光線を平行にするのがよい。
レンズ45のライトバルブ側の主光線がすべて光軸37と平
行になるようにしている。これは、次のような理由によ
る。一般に、ライトバルブには入射光線の入射角により
光学的特性が異なるという性質があり、通常の投写レン
ズを用いるライトバルブの中心から離れるほどライトバ
ルブへの主光線の入射角が大きくなるので、スクリーン
上の中心と周辺で画質が異なる場合がある。これを避け
るにはテレセントリックの投写レンズを用い、投写レン
ズに入射するすべての主光線を平行にするのがよい。
第２図は赤の光伝達手段39の構成を示したもので、色
分解手段38側から順に、入力部収束レンズ46と、入力側
平面ミラー47と、中央部束レンズ48と、出力側平面ミラ
ー49と、出力部収束レンズ50とで構成されている。入力
部収束レンズ46と出力部収束レンズ50とはいずれも平面
51,52を中央部収束レンズ48に向けた同一の平凸レンズ
で、それらの焦点距離は中央部収束レンズ48の焦点距離
の２倍となっている。中央部収束レンズ48は両面53,54
の曲率半径が等しい両凸レンズである。入力部収束レン
ズ46と出力部収束レンズ50とはそれらの焦点がともに中
央部収束レンズ48の中心55の近傍にくるように配置され
ている。光路を直角に折曲げるために、入力部収束レン
ズ46と中央部収束レンズ48との間に入力側平面ミラー47
が配置され、中央部収束レンズ48と出力部収束レンズ50
との間に出力側平面ミラー49が配置されている。入力部
収束レンズ46と出力部収束レンズ50とを平凸レンズと
し、平面51,52を中央部収束レンズ48に向けているの
は、球面収差を大きくしないためと、平面研磨が比較的
安価なためである。また、中央部収束レンズ48を両面5
3,54の曲率半径が等しい両凸レンズとするのも中央部収
束レンズ48で発生する収差を大きくしないためである。
青の光伝達手段40は赤の光伝達手段39と同一の構成とな
っている。
分解手段38側から順に、入力部収束レンズ46と、入力側
平面ミラー47と、中央部束レンズ48と、出力側平面ミラ
ー49と、出力部収束レンズ50とで構成されている。入力
部収束レンズ46と出力部収束レンズ50とはいずれも平面
51,52を中央部収束レンズ48に向けた同一の平凸レンズ
で、それらの焦点距離は中央部収束レンズ48の焦点距離
の２倍となっている。中央部収束レンズ48は両面53,54
の曲率半径が等しい両凸レンズである。入力部収束レン
ズ46と出力部収束レンズ50とはそれらの焦点がともに中
央部収束レンズ48の中心55の近傍にくるように配置され
ている。光路を直角に折曲げるために、入力部収束レン
ズ46と中央部収束レンズ48との間に入力側平面ミラー47
が配置され、中央部収束レンズ48と出力部収束レンズ50
との間に出力側平面ミラー49が配置されている。入力部
収束レンズ46と出力部収束レンズ50とを平凸レンズと
し、平面51,52を中央部収束レンズ48に向けているの
は、球面収差を大きくしないためと、平面研磨が比較的
安価なためである。また、中央部収束レンズ48を両面5
3,54の曲率半径が等しい両凸レンズとするのも中央部収
束レンズ48で発生する収差を大きくしないためである。
青の光伝達手段40は赤の光伝達手段39と同一の構成とな
っている。
以下に、第２図に示した光伝達手段39の作用について
説明する。第３図はランプ31から投写レンズ45までの光
学系を示したもので、説明を簡単にするために関係する
光学部品のみ示している。光伝達手段39には次のような
性質がある。
説明する。第３図はランプ31から投写レンズ45までの光
学系を示したもので、説明を簡単にするために関係する
光学部品のみ示している。光伝達手段39には次のような
性質がある。
第１に、収束レンズ46,48,50の焦点距離の関係と位置
の関係から、中央部収束レンズ48により入力部収束レン
ズ46の中心付近56にある物体57の実像58が出力部収束レ
ンズ50の中心付近59にでき、この物体57と実像58とは同
じ大きさである。このため、入力部収束レンズ46の任意
の位置から中央部収束レンズ48の任意の位置に入射する
光線は必ず出力部収束レンズ50に入射する。しかも、ラ
イトバルブ41,42,43への入射光の光束径がほぼ同一とな
る。
の関係から、中央部収束レンズ48により入力部収束レン
ズ46の中心付近56にある物体57の実像58が出力部収束レ
ンズ50の中心付近59にでき、この物体57と実像58とは同
じ大きさである。このため、入力部収束レンズ46の任意
の位置から中央部収束レンズ48の任意の位置に入射する
光線は必ず出力部収束レンズ50に入射する。しかも、ラ
イトバルブ41,42,43への入射光の光束径がほぼ同一とな
る。
第２に、入力部収束レンズ46の焦点と出力部収束レン
ズ50の焦点とがともに中央部収束レンズ48の中心55の近
傍にあり、中央部収束レンズ48の中心付近は屈折力がな
いので、光軸37と平行に入力部収束レンズ46の周辺に入
射した光線61は中央部収束レンズ48の中心55をそのまま
通過し、出力部収束レンズ50の周辺を通過して、光軸37
と平行に出射する。このため、ランプ31の発光体35の中
心36から出た光線が集光レンズ32で屈折して光軸37と平
行に出射する場合、集光レンズ32と入力部収束レンズ46
とにより、ランプ31の発光体35の実像62が中央部収束レ
ンズ48の中心55に形成される。
ズ50の焦点とがともに中央部収束レンズ48の中心55の近
傍にあり、中央部収束レンズ48の中心付近は屈折力がな
いので、光軸37と平行に入力部収束レンズ46の周辺に入
射した光線61は中央部収束レンズ48の中心55をそのまま
通過し、出力部収束レンズ50の周辺を通過して、光軸37
と平行に出射する。このため、ランプ31の発光体35の中
心36から出た光線が集光レンズ32で屈折して光軸37と平
行に出射する場合、集光レンズ32と入力部収束レンズ46
とにより、ランプ31の発光体35の実像62が中央部収束レ
ンズ48の中心55に形成される。
以上のことから、中央部収束レンズ48の有効領域が発
光体35の実像62よりも大きければ、入力部収束レンズ46
に入射した光はすべて出力部収束レンズ50から出射する
ことがわかる。光伝達手段39の内部では光が拡がること
による損失がないので、第５図に示した従来の構成に比
べて赤と青の光利用効率が高くなり、その結果として装
置全体の光利用効率が高くなる。
光体35の実像62よりも大きければ、入力部収束レンズ46
に入射した光はすべて出力部収束レンズ50から出射する
ことがわかる。光伝達手段39の内部では光が拡がること
による損失がないので、第５図に示した従来の構成に比
べて赤と青の光利用効率が高くなり、その結果として装
置全体の光利用効率が高くなる。
第３図からわかるように、ランプ31の発光体35の中心
36から出て集光レンズ32から出射する光線と、出力部収
束レンズ50から出射する光線とは光軸37と平行であるの
で、投写レンズ45の入力光側の主光線は赤，緑，青の光
のいずれも光軸37と平行となる。投写レンズ45がテレセ
ントリックレンズであるので、ライトバルブ41,42,43か
ら出射した光は効率良くスクリーン上に到達する。な
お、第２図に示した構成では、入力部収束レンズ46から
出力部収束レンズ50までの光路長を自由に選べるので、
光路を折曲げるための平面ミラー47,49を配置する空間
は十分に確保できる。
36から出て集光レンズ32から出射する光線と、出力部収
束レンズ50から出射する光線とは光軸37と平行であるの
で、投写レンズ45の入力光側の主光線は赤，緑，青の光
のいずれも光軸37と平行となる。投写レンズ45がテレセ
ントリックレンズであるので、ライトバルブ41,42,43か
ら出射した光は効率良くスクリーン上に到達する。な
お、第２図に示した構成では、入力部収束レンズ46から
出力部収束レンズ50までの光路長を自由に選べるので、
光路を折曲げるための平面ミラー47,49を配置する空間
は十分に確保できる。
次に具体的な数値例を用いて説明する。
ライトバルブの表示寸法が40mm×60mm、投写レンズ45
が焦点距離150mm、明るさF2.5、入力部収束レンズ46と
出力部収束レンズ50とが焦点距離130mm、中央部収束レ
ンズ48が焦点距離65mmである。第５図に示した構成の場
合、赤のライトバルブ13の直前の照度は色分解手段５の
直後の照度の約50％であったが、第１図に示した構成で
は、赤のライトバルブ41の直前の照度は色分解手段38の
直後の照度の約75％となり、明らかに光利用効率の向上
が認められた。
が焦点距離150mm、明るさF2.5、入力部収束レンズ46と
出力部収束レンズ50とが焦点距離130mm、中央部収束レ
ンズ48が焦点距離65mmである。第５図に示した構成の場
合、赤のライトバルブ13の直前の照度は色分解手段５の
直後の照度の約50％であったが、第１図に示した構成で
は、赤のライトバルブ41の直前の照度は色分解手段38の
直後の照度の約75％となり、明らかに光利用効率の向上
が認められた。
次に、本発明の他の実施例について説明する。
第２図に示した光伝達手段39の入力部収束レンズ46と
出力部収束レンズ50とは平凸レンズでなくてもよい。第
４図はこの場合の例を示したもので、入力部収束レンズ
63と出力部収束レンズ64とは同一の両凸レンズであり、
ともに曲率の小さい面65,66を中央部収束レンズ48に向
けている。一般に球面レンズは、Ｆ数が小さいと球面収
差が大きくなり光の拡がりを無視できなくなる。この場
合、平凸レンズよりも、中央部収束レンズ48に向いた面
の曲率半径が他方の面の曲率半径の約２倍である両凸レ
ンズを用いる方が球面収差が少ない。なお、量産時のコ
ストを考えると入力部収束レンズ63と出力部収束レンズ
64とを同一のレンズにするのがよい。また、第２図に示
した入力部収束レンズ46と、中央部収束レンズ48と、出
力部収束レンズ50との少なくとも１つのレンズに少なく
とも１つの非球面を含むようにして光伝達手段39の諸収
差の発生を抑制すれば、光伝達手段39内で光が拡がるこ
とによる損失をさらに小さくすることができる。これ
は、第４図に示した光伝達手段の場合も同様である。
出力部収束レンズ50とは平凸レンズでなくてもよい。第
４図はこの場合の例を示したもので、入力部収束レンズ
63と出力部収束レンズ64とは同一の両凸レンズであり、
ともに曲率の小さい面65,66を中央部収束レンズ48に向
けている。一般に球面レンズは、Ｆ数が小さいと球面収
差が大きくなり光の拡がりを無視できなくなる。この場
合、平凸レンズよりも、中央部収束レンズ48に向いた面
の曲率半径が他方の面の曲率半径の約２倍である両凸レ
ンズを用いる方が球面収差が少ない。なお、量産時のコ
ストを考えると入力部収束レンズ63と出力部収束レンズ
64とを同一のレンズにするのがよい。また、第２図に示
した入力部収束レンズ46と、中央部収束レンズ48と、出
力部収束レンズ50との少なくとも１つのレンズに少なく
とも１つの非球面を含むようにして光伝達手段39の諸収
差の発生を抑制すれば、光伝達手段39内で光が拡がるこ
とによる損失をさらに小さくすることができる。これ
は、第４図に示した光伝達手段の場合も同様である。
第２図に示した構成では、入力部収束レンズ46と出力
部収束レンズ50とを同一の平凸レンズとし、３枚の収束
レンズ46,48,50の焦点距離の関係と位置の関係を規定し
たが、これにこだわる必要はなく、多少変更することに
より、スクリーン上の中心部に対する周辺部の照度比
や、赤，緑，青の間の照度比などの最適化を図ることが
できる。場合によっては、投写レンズ45にテレセントリ
ックではない投写レンズを用いることができる。
部収束レンズ50とを同一の平凸レンズとし、３枚の収束
レンズ46,48,50の焦点距離の関係と位置の関係を規定し
たが、これにこだわる必要はなく、多少変更することに
より、スクリーン上の中心部に対する周辺部の照度比
や、赤，緑，青の間の照度比などの最適化を図ることが
できる。場合によっては、投写レンズ45にテレセントリ
ックではない投写レンズを用いることができる。
第１図では、ライトバルブ41,42,43として液晶パネル
を用いた例を示したが、電気光学結晶など光学的特性の
変化として映像信号に応じた光学像を形成できるものな
らライトバルブとして用いることができる。また、第１
図では光合成手段としてプリズム型のダイクロイックミ
ラーを用いた例を示したが、高い解像度が要求されない
場合には、色分解手段38と同様に平板型のダイクロイッ
クミラーをＸ字状に交差させたものを用いることができ
る。いずれも、上述の実施例と同様の作用と効果を得る
ことができる。
を用いた例を示したが、電気光学結晶など光学的特性の
変化として映像信号に応じた光学像を形成できるものな
らライトバルブとして用いることができる。また、第１
図では光合成手段としてプリズム型のダイクロイックミ
ラーを用いた例を示したが、高い解像度が要求されない
場合には、色分解手段38と同様に平板型のダイクロイッ
クミラーをＸ字状に交差させたものを用いることができ
る。いずれも、上述の実施例と同様の作用と効果を得る
ことができる。
発明の効果 以上述べたごとく本発明によれば、光路の長い部分に
収束レンズを組合わせた光伝達手段を用いてその部分で
の光利用効率の低下を防いでいるので、装置全体の光利
用効率を向上させることができ、それによりコンパクト
でしかも光出力の大きい投写型表示装置を提供すること
ができ、非常に大きな効果がある。
収束レンズを組合わせた光伝達手段を用いてその部分で
の光利用効率の低下を防いでいるので、装置全体の光利
用効率を向上させることができ、それによりコンパクト
でしかも光出力の大きい投写型表示装置を提供すること
ができ、非常に大きな効果がある。
第１図は本発明の一実施例における投写型表示装置の構
成を示す略構成図、第２図は第１図に示した投写型表示
装置用いる光伝達手段の略構成図、第３図は第１図に示
した光伝達手段の作用を説明するための略線図、第４図
は本発明の他の実施例における光伝達手段の構成を示す
略構成図、第５図は従来の投写型表示装置の構成を示す
略構成図である。 30……光源、38……色分解手段、39,40……光伝達手
段、41,42,43……ライトバルブ、44……光合成手段、45
……投写レンズ、46……入力部収束レンズ、47……入力
側平面ミラー、48……中央部収束レンズ、49……出力側
平面ミラー、50……出力部収束レンズ。
成を示す略構成図、第２図は第１図に示した投写型表示
装置用いる光伝達手段の略構成図、第３図は第１図に示
した光伝達手段の作用を説明するための略線図、第４図
は本発明の他の実施例における光伝達手段の構成を示す
略構成図、第５図は従来の投写型表示装置の構成を示す
略構成図である。 30……光源、38……色分解手段、39,40……光伝達手
段、41,42,43……ライトバルブ、44……光合成手段、45
……投写レンズ、46……入力部収束レンズ、47……入力
側平面ミラー、48……中央部収束レンズ、49……出力側
平面ミラー、50……出力部収束レンズ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−258491（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−287219（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−59919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−4478（ＪＰ，Ａ) 久保田広他編「光学技術ハンドブッ ク」（昭43−10−25）朝倉書店 Ｐ. 901
Claims (8)
- 【請求項１】３原色の色成分を含む光を放射する光源
と、前記光源の出力光を３原色の光に分解する多層膜面
をＸ字状に交差させた色分解手段と、映像信号に応じた
光学像が形成され前記色分解手段からの各出力光がそれ
ぞれ照射される３つのライトバルブと、前記各ライトバ
ルブからの出力光を１つに合成する多層膜面をＸ字状に
交差させた光合成手段と、前記光合成手段からの出力光
を受け前記光学像をスクリーン上に投写する投写レンズ
と、前記色分解手段から横方向に折曲げられて出射する
２つの光を対応するライトバルブに導く２つの光伝達手
段とを備え、前記色分解手段を直進する光は前記光合成
手段を直進して前記投写レンズに到達するようにし、前
記光伝達手段は入力端に配置される入力部収束レンズ
と、出力端に配置される出力部収束レンズと、前記入力
部収束レンズと前記出力部収束レンズとの間の光路中に
配置される中央部収束レンズと、前記入力部収束レンズ
と前記中央部収束レンズとの間の光路を折曲げる入力側
平面ミラーと、前記中央部収束レンズと前記出力部収束
レンズとの間の光路を折曲げる出力側平面ミラーとを備
え、前記入力部収束レンズは前記中央部収束レンズ付近
に前記光源内の発光体の実像を形成し、前記中央部収束
レンズは前記出力部収束レンズ付近に前記入力部収束レ
ンズ付近の物体の実像を形成し、前記出力部収束レンズ
はその出力光が前記投写レンズに到達するようにしたこ
とを特徴とする投写型表示装置。 - 【請求項２】光源からの出射光と２つの光伝達手段から
の出射光とは平行光に近く、投写レンズはテレセントリ
ツクレンズであることを特徴とする請求項第（１）項記
載の投写型表示装置。 - 【請求項３】入力部収束レンズの焦点距離と出力部収束
レンズの焦点距離とは、中央部収束レンズの焦点距離の
略２倍であり、前記入力部収束レンズと前記出力部収束
レンズとはそれらの焦点がともに前記中央部収束レンズ
の略中心にくるように配置したことを特徴とする請求項
第（１）項記載の投写型表示装置。 - 【請求項４】中央部収束レンズは両面の曲率半径が等し
い両凸レンズであることを特徴とする請求項第（１）項
記載の投写型表示装置。 - 【請求項５】入力部収束レンズと出力部収束レンズとは
同一のレンズであることを特徴とする請求項第（１）項
記載の投写型表示装置。 - 【請求項６】入力部収束レンズと出力部収束レンズとは
ともに曲率の小さい面を中央部収束レンズに向けて配置
したことを特徴とする請求項第（１）項記載の投写型表
示装置。 - 【請求項７】入力部収束レンズと出力部収束レンズとは
ともに平面を中央部収束レンズに向けた同一の平凸レン
ズであることを特徴とする請求項第（１）項記載の投写
型表示装置。 - 【請求項８】入力部収束レンズと中央部収束レンズと出
力部収束レンズとの少なくとも１つのレンズに少なくと
も１つの非球面を含むことを特徴とする請求項第（１）
項記載の投写型表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63042665A JP2605782B2 (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 投写型表示装置 |
| US07/314,071 US4943154A (en) | 1988-02-25 | 1989-02-23 | Projection display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63042665A JP2605782B2 (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 投写型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01217390A JPH01217390A (ja) | 1989-08-30 |
| JP2605782B2 true JP2605782B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=12642315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63042665A Expired - Fee Related JP2605782B2 (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 投写型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2605782B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5796653B2 (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-21 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0672987B2 (ja) * | 1985-09-10 | 1994-09-14 | セイコーエプソン株式会社 | 投写型カラ−表示装置 |
| JP2562300B2 (ja) * | 1986-05-02 | 1996-12-11 | セイコーエプソン株式会社 | 投写型カラ−表示装置 |
| JPH07113708B2 (ja) * | 1986-06-06 | 1995-12-06 | セイコーエプソン株式会社 | 投射型表示装置 |
-
1988
- 1988-02-25 JP JP63042665A patent/JP2605782B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 久保田広他編「光学技術ハンドブック」（昭４３−１０−２５）朝倉書店 Ｐ．９０１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01217390A (ja) | 1989-08-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |