JP2751778B2 - 軸上色収差補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投射型のプロジェク
タ，テレビジョン等の投射型表示装置等に適用されて好
適な軸上色収差補正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、投射型プロジェクタは、一般に高
精細度な画質を得る手法としてＲ（赤色），Ｇ（緑
色），Ｂ（青色）信号それぞれに対応した液晶パネルを
用いている。 そのため、前記液晶パネルからの光学画
像を、３色合成光学系を介在させるために、液晶パネル
から投影レンズまでの距離が必要となり、長焦点の投影
レンズ系が用いられ、装置の薄型化を図る上で障害とな
っていた。

【０００３】そこで、本出願人は、先に、このような問
題を解決するための投射型表示装置の提案を行った（平
成３年７月１７日付け出願）。図４がその投射型表示装
置の基本構成図である。同図において、１０は赤色画像
形成手段、１１は緑色画像形成手段、１２は青色画像形
成手段、１３は３色合成光学系、１４は第１のレンズ
群、１５は第２のレンズ群、１６は第３のレンズ群、そ
して、１７はスクリ−ンである。図示しない光源から
は、読み出し光が図示しない反射鏡、ダイクロイックミ
ラ−等を介して赤、緑、青の各単光色に分離されて、対
応する各画像形成手段１０，１１，１２に供給される。
これにより各画像形成部１０，１１，１２に形成されて
いる画像が３色合成光学系１３に入射されて、ここで、
各画像が合成される。この合成された光学画像は次段の
レンズ群１５上に結像される。そして、このレンズ群１
５に結像された画像は、レンズ群１６に入射されて、所
定倍率の拡大画像としてスクリ−ン１７上に投影される
ことになる。

【０００４】このような構成にすることで、レンズ群１
４〜１６のレンズ群全体の焦点距離ｆを各画像形成手段
１０，１１，１２からレンズ群１４間で形成されるバッ
クフォ−カスｂ．ｆ．より短くすることができ、短焦点
・長バックフォ−カスの投影レンズ系を形成して、薄型
化等に適し、なおかつ、高精細度な画質が得られる装置
を提供できるようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の装置
はレンズ群１５上に結像された像を更にスクリ−ン１７
上に再結像させるため再結像光学系といえるが、このよ
うに再結像光学系を用いる構成のものは、光軸上の色収
差が増大する傾向がある。つまり、レンズ群１５ですで
に光軸上の色収差が発生すると、この色収差を伴う画像
が再びスクリ−ン１７上に再結像されることになり、そ
の分、色収差が増幅されてしまう、と言う問題があっ
た。本発明は、このような問題点を未然に防止する軸上
色収差補正方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために以下の１）及び２）の構成より成る装置
を提供しようというものである。即ち、 １）２枚の電極間に光導電層と光変調層とを少なくとも
有する複数の空間光変調素子と、前記空間光変調素子の
光導電層上に夫々画像を形成するための書き込み手段
と、この書き込み手段と前記空間光変調素子との間に設
けられる第１のレンズ系と、前記夫々の画像を読み出す
ための光源と、この光源からの読み出し光を色分解して
前記夫々の画像の読み出し光とする色分解光学系と、前
記読み出し光によって読み出された夫々の画像を色合成
するための色合成光学系と、この色合成光学系から出射
される画像をスクリ−ン上に投影するための第２のレン
ズ系とを具備して成る表示装置に適用される軸上色収差
補正方法であって、前記複数の空間光変調素子を前記第
２のレンズ系に対して前記スクリ−ン上に投影される各
画像の光軸上の色収差を是正する位置に移動して夫々調
節配置すると共に、前記色収差が是正された各画像の像
高を一致させるように前記書き込み手段及び前記第１の
レンズ系の少なくとも一方を移動して調節配置すること
を特徴とする軸上色収差補正方法。

【０００７】２）請求項１記載の軸上色収差の補正方法
において、第２のレンズ系が再結像系で構成されること
を特徴とする軸上色収差補正方法。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例につき図面を参照して
説明する。図１は本発明の軸上色収差の補正方法が適用
されて好適な再結像光学系を具備する投射型表示装置の
概略ブロック図である。まず、この装置の構成につき説
明する。尚、図４で示した構成要素と同一構成要素には
同一符号を付してある。１は横一列に配列された発光素
子アレイ、アレイ駆動装置等から成る画像信号供給手段
で、ここから画像光である書き込み光ＷＬが偏向器２に
発射される。この偏向器２は、前記書き込み光ＷＬを後
段側に設ける空間光変調素子２０の上方から下方に向け
て走査するように回動可能に設けられ、書き込み光ＷＬ
を前記の方向に偏向する。この偏向された書き込み光Ｗ
Ｌは、途中、レンズ３を介して次段の空間光変調素子２
０に供給される。そして、この空間光変調素子２０は３
色分解・合成光学系２５に対して所定間隔をおいて設け
られている。

【０００９】前記画像信号供給手段１から空間光変調素
子２０に至る構成は、図示するのを省略してあるが、他
の空間光変調素子２１，２２にも同様の構成が設けられ
ている。２０は赤色光に対応して設けられた空間光変調
素子で、２１は緑色光に対応して設けられた空間光変調
素子、そして、２２は青色光に対応して設けられた空間
光変調素子である。

【００１０】また、これらの空間光変調素子２０，２
１，２２も同一構成のものが用いられており、空間光変
調素子２０を例にとりこれらの構成につき説明する。図
２がその具体的構成図である。同図において、ガラス基
板２０ａ，２０ｆ，透明電極Ｅ1 ，Ｅ2 、光導電層部材
２０ｂ，光変調層部材２０ｅ、遮光膜２０ｃ及び誘電体
ミラ−２０ｄより成り、書き込みに際しては、透明電極
Ｅ1 ，Ｅ2 に電圧を印加し、光導電層部材２０ｂの両端
に電界が加わるようにして透明電極Ｅ1 側から書き込み
光ＷＬを入射させる。この書き込み光ＷＬが透明電極Ｅ
1 を透過して光導電層部材２０ｂに達し、この光導電層
部材２０ｂの電気抵抗値が、前記書き込み光ＷＬの強度
分布に応じて変化し、これによって光導電層部材２０ｂ
と遮光膜２０ｃとの境界面に、書き込み光ＷＬの強度分
布に応じた電荷像が形成される。

【００１１】また、ここに形成された電荷像を読み出す
には、透明電極Ｅ2 側から読み出し光ＲＬを入射させ
る。これにより入射された読み出し光ＲＬが、光変調層
部材２０ｅを通過した後に誘電体ミラ−２０ｄに反射さ
れて、再び光変調層部材２０ｅを通過して、透明電極Ｅ
2 から出射される。この時、出射される読み出し光は、
光導電層部材２０ｂと遮光膜２０ｃとの境界面、また
は、光導電層部材２０ｂと誘電体ミラ−２０ｄとの境界
面に形成される電荷像の電荷量分布に応じて読み出され
る構成となっているものである。

【００１２】尚、この場合、遮光膜２０ｃが無いものも
考えられる。光導電層部材２０ｂとしては、水素化アモ
ルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）が好適とされるが、
その他、ａ−ＳｉＣ：Ｈ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ、ＢＳＯ等
も使用される得る。誘電体ミラ−２０ｄとしては、Ｓｉ
／ＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ₂ ／ＳｉＯ₂ 等の積層構造とされ
る。また、液晶としては、ネマチック液晶で、ＴＮモ−
ド、ハイブリット電界効果（ＨＦＥ）モ−ド、ゲストホ
スト（ＧＨ）モ−ド、電界誘起複屈折モ−ド（水平配
向、垂直配向等）、動的散乱モ−ド、相転移モ−ド等の
モ−ドで動作するものや、また、スメクチック液晶、強
誘電液晶等が用いられるものも考えられる。また、高分
子液晶複合膜等が用いられるものあり得る。

【００１３】再び図１において、各画像信号供給手段か
ら供給された画像は前述のようにして各空間光変調素子
２０，２１，２２上に形成される。そして、これらの画
像の読み出しは、光源２３から発射される読み出し光Ｒ
Ｌによって読み出される。前記光源２３から発射された
読み出し光ＲＬは偏光ビ−ムスプリッタ２４内の蒸着面
２４ａに照射され、ここで直線偏光（Ｓ波）が反射され
て３色分解・合成光学系２５に入射される。このうち緑
色光がダイクロイックフィルタ２５ａ，２５ｂを透過し
て空間光変調素子２１に入射し、赤色光がダイクロイッ
クフィルタ２５ａを透過してダイクロイックフィルタ２
５ｂにより直角方向に反射されて空間光変調素子２１に
入する。そして、青色光がダイクロイックフィルタ２５
ａにより直角方向に偏向されて空間光変調素子２２に入
射される。

【００１４】このようにして入来した読み出し光ＲＬ
は、各電荷像（画像）を読み出して、再び、前記とは逆
方向を辿り、その帰路過程で夫々の画像光を３色合成す
る。そして、この合成された画像光は偏光ビ−ムスプリ
ッタ２４に入射されて、ここで、Ｐ波成分だけが透過さ
れて、レンズ群１４に入射される。この画像光はこのレ
ンズ群１４内の絞り１４ａで光量が絞り込まれた後、レ
ンズ群１５上に結像される。

【００１５】そして、前記レンズ群１５上に結像された
画像光は、レンズ群１６に入射され、ここで、再び、絞
り６ａにより光量が絞り込まれた後、スクリ−ン１７上
に拡大された画像として投影される。

【００１５】本発明の方法は、以上のような構成の装置
に適用されて好適なもので、次に、これへの適用方法に
つき説明するる。まず、例えば、各画像信号供給手段
１，…からテストパタ−ンを供給してスクリ−ン１７上
に画像を投影する。その後、そこに投影されるテストパ
タ−ンの光軸上の色収差のずれがなくなるように各空間
光変調素子２０，２１，２２を光軸上の前後方向へ移動
させて最良結像点を探す。つまり各空間光変調素子２
０，２１，２２と前記レンズ群１５との距離の調整を行
う。そして、各画像が最良結像点となったところで、前
記各空間光変調素子２０，２１，２２を固定する。

【００１６】その後、各画像信号供給手段１，…、及び
各レンズ３，…の光軸上の位置を調整し、各空間光変調
素子２０，２１，２２に形成される像を変倍して、スク
リ−ン１７上の各画像の像高を一致させる。そして、各
画像が一致したところでそれらを夫々固定する。この場
合、前記レンズ３は変倍用のレンズで構成されたり、集
光用のレンズで構成されるもので、適宜、その一方のみ
を移動させて調節したり、双方を移動させて調整するも
のである。

【００１７】また、上述の説明では各空間光変調素子２
０，２１，２２の方を、各画像信号供給手段１，…、及
び各レンズ３よりも先に調節するようにしているが、こ
れとは逆の順序で調整しても良い。その場合には、予め
軸色収差と像高差との相関関係をデ−タとして揃えてお
き、このデ−タに基づき調整すれば良い。

【００１８】図３は本発明の方法を適用させる他の装置
の概略ブロック図である。この装置は、各画像信号供給
手段１，…をＣＲＴ４で構成し、通常のテレビモニタと
同様の方式で走査される画像光が、各空間光変調素子２
０，２１，２２に照射される構成のものである。この装
置の場合には、前記の偏向器２は不要となる。本実施例
の方法は、このような構成の装置にも当然に適用できる
ものである。 また、前述の装置はいずれも再結像光学
系を具備するものであるが、これに限らず、通常用いら
れているような一回結像の光学系を具備するものにも当
然に適用できる。更に、前述の装置は色分解光学系と色
合成光学系とを一体に構成したものであるが、これらを
分離して構成したものにも当然に適用できる。

【００１９】従って、本実施例の方法によれば、光軸上
の色収差を完全に防止でき、特に、再結像光学系を具備
する投射型表示装置に適用する場合には、より一層の効
果が期待できる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１記載の軸上色収差補正方法によ
れば、光軸上の色収差を防止でき、高精細度な画質が得
られる装置を提供できる。請求項２記載の軸上色収差補
正方法によれば、特に、より一層の光軸上の色収差の防
止が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を適用する投射型表示装置のブロ
ック図である。

【図２】空間光変調素子の構成図である。

【図３】本発明の方法を適用する他の構成の投射型表示
装置のブロック図である。

【図４】本願出願人が先に出願した再結像光学系を説明
するための投射型表示装置のブロック図である。

【符号の説明】

１ 画像信号供給手段 ２ 偏向器 ３ レンズ ４ ＣＲＴ １４，１５，１６ レンズ群 １７ スクリ−ン ２０，２１，２２ 空間光変調素子 ２３ 光源 ２４ 偏光ビ−ムスプリッタ ２５ ３色分解・合成光学系 ＷＬ 書き込み光 ＲＬ 読み出し光

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の電極間に光導電層と光変調層とを
   少なくとも有する複数の空間光変調素子と、前記空間光
   変調素子の光導電層上に夫々画像を形成するための書き
   込み手段と、この書き込み手段と前記空間光変調素子と
   の間に設けられる第１のレンズ系と、前記夫々の画像を
   読み出すための光源と、この光源からの読み出し光を色
   分解して前記夫々の画像の読み出し光とする色分解光学
   系と、前記読み出し光によって読み出された夫々の画像
   を色合成するための色合成光学系と、この色合成光学系
   から出射される画像をスクリ−ン上に投影するための第
   ２のレンズ系とを具備して成る表示装置に適用される軸
   上色収差補正方法であって、 前記複数の空間光変調素子を前記第２のレンズ系に対し
   て前記スクリ−ン上に投影される各画像の光軸上の色収
   差を是正する位置に移動して夫々調節配置すると共に、
   前記色収差が是正された各画像の像高を一致させるよう
   に前記書き込み手段及び前記第１のレンズ系の少なくと
   も一方を移動して調節配置することを特徴とする軸上色
   収差補正方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の軸上色収差の補正方法に
   おいて、第２のレンズ系が再結像系で構成されることを
   特徴とする軸上色収差補正方法。