JP2815554B2 - 投影型表示装置 - Google Patents
投影型表示装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、投影型表示装置に関
するものである。
するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、液晶表示パネルやブラウン管また
は原画フィルム等の表示体を用いて画像を表示する表示
装置として、表示窓を有しこの表示窓に透過型スクリー
ンを設けた装置本体内に、前記表示体の表示画像を拡大
して前記スクリーンに投影する投影手段を設けた投影型
表示装置が開発されている。
は原画フィルム等の表示体を用いて画像を表示する表示
装置として、表示窓を有しこの表示窓に透過型スクリー
ンを設けた装置本体内に、前記表示体の表示画像を拡大
して前記スクリーンに投影する投影手段を設けた投影型
表示装置が開発されている。
【0003】図10は上記投影型表示装置として従来一
般に知られているものの縦断側面図であり、ここでは、
表示体として液晶表示パネルを使用しているものを示し
ている。
般に知られているものの縦断側面図であり、ここでは、
表示体として液晶表示パネルを使用しているものを示し
ている。
【0004】この投影型表示装置は、前面に表示窓を設
けこの表示窓に透過型スクリーン2を設けた装置本体1
内に、前記スクリーン2に画像を投影する投影手段を設
けたもので、前記投影手段は、装置本体1内の後部側に
配置された液晶表示パネル3と、この液晶表示パネル3
の表示画像を投影レンズ4によってスクリーン2に投影
する投影系とからなっている。なお、5は液晶表示パネ
ル3をその背面側から照明する光源である。
けこの表示窓に透過型スクリーン2を設けた装置本体1
内に、前記スクリーン2に画像を投影する投影手段を設
けたもので、前記投影手段は、装置本体1内の後部側に
配置された液晶表示パネル3と、この液晶表示パネル3
の表示画像を投影レンズ4によってスクリーン2に投影
する投影系とからなっている。なお、5は液晶表示パネ
ル3をその背面側から照明する光源である。
【0005】上記投影レンズ4はその光軸Oをスクリー
ン2面に対して垂直にして前記スクリーン2に対向配置
されており、液晶表示パネル3はその中心を投影レンズ
4の光軸O上に一致させてスクリーン2と平行に配置さ
れている。
ン2面に対して垂直にして前記スクリーン2に対向配置
されており、液晶表示パネル3はその中心を投影レンズ
4の光軸O上に一致させてスクリーン2と平行に配置さ
れている。
【0006】この投影型表示装置は、光源5からの光を
液晶表示パネル3に入射させ、この液晶表示パネル3を
透過した光(液晶表示パネル3の表示画像)を投影レン
ズ4により拡大して装置前面の透過型スクリーン2に投
影するもので、スクリーン2に投影された画像は装置の
前方から観察される。
液晶表示パネル3に入射させ、この液晶表示パネル3を
透過した光(液晶表示パネル3の表示画像)を投影レン
ズ4により拡大して装置前面の透過型スクリーン2に投
影するもので、スクリーン2に投影された画像は装置の
前方から観察される。
【0007】ところで、上記投影型表示装置において
は、投影レンズ4からスクリーン2までの光路長が長い
ほど、投影レンズ4を通った光束が大きく広がってスク
リーン2に達するため、投影レンズ4からスクリーン2
までの光路長を大きくするほどスクリーン投影画像を大
画面の画像とすることができる。
は、投影レンズ4からスクリーン2までの光路長が長い
ほど、投影レンズ4を通った光束が大きく広がってスク
リーン2に達するため、投影レンズ4からスクリーン2
までの光路長を大きくするほどスクリーン投影画像を大
画面の画像とすることができる。
【0008】しかし、上記投影型表示装置は、投影レン
ズ4からスクリーン2までの光路長を大きくするには投
影レンズ4をスクリーン2の位置から遠く離して配置し
なければならならいため、装置全体の奥行き長さがかな
り大きくなってしまう。
ズ4からスクリーン2までの光路長を大きくするには投
影レンズ4をスクリーン2の位置から遠く離して配置し
なければならならいため、装置全体の奥行き長さがかな
り大きくなってしまう。
【0009】このため、従来から、斜め投影方式の投影
型表示装置が考えられている。図11は従来の斜め投影
方式の投影型表示装置の縦断側面図である。なお、図1
1において、図10に示したものと対応するものには図
に同符号を付してその説明を省略する。
型表示装置が考えられている。図11は従来の斜め投影
方式の投影型表示装置の縦断側面図である。なお、図1
1において、図10に示したものと対応するものには図
に同符号を付してその説明を省略する。
【0010】この投影型表示装置は、投影手段を構成す
る液晶表示パネル3および投影レンズ4をスクリーン2
に対して斜めに対向させて対置して、斜め方向からスク
リーンに画像を投影するようにしたものであり、この斜
め投影方式の投影型表示装置によれば、投影レンズ4か
らスクリーン2までの光路長を十分にとりながら、投影
レンズ4をスクリーン2の位置に近付けて配置すること
ができるため、装置全体の奥行き長さを小さくすること
ができる。
る液晶表示パネル3および投影レンズ4をスクリーン2
に対して斜めに対向させて対置して、斜め方向からスク
リーンに画像を投影するようにしたものであり、この斜
め投影方式の投影型表示装置によれば、投影レンズ4か
らスクリーン2までの光路長を十分にとりながら、投影
レンズ4をスクリーン2の位置に近付けて配置すること
ができるため、装置全体の奥行き長さを小さくすること
ができる。
【0011】このように斜め方向からスクリーン2に画
像を投影する場合は、液晶表示パネル3を投影光軸(投
影レンズ4の光軸)Oに垂直な面に対し所定の傾斜角度
θをもたせて配置し、この液晶表示パネル3の表示面の
延長面3aが、投影レンズ4の主平面4aの延長面と、
スクリーン2面の延長面2aとの交差線P上でほぼ交わ
るようにすればよく、このように液晶表示パネル3を傾
けて配置すれば、液晶表示パネル3の表示画像をスクリ
ーン2面にピントの合った画像として結像させることが
できる。
像を投影する場合は、液晶表示パネル3を投影光軸(投
影レンズ4の光軸)Oに垂直な面に対し所定の傾斜角度
θをもたせて配置し、この液晶表示パネル3の表示面の
延長面3aが、投影レンズ4の主平面4aの延長面と、
スクリーン2面の延長面2aとの交差線P上でほぼ交わ
るようにすればよく、このように液晶表示パネル3を傾
けて配置すれば、液晶表示パネル3の表示画像をスクリ
ーン2面にピントの合った画像として結像させることが
できる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記斜
め投影方式の投影型表示装置は、スクリーン2面に結像
する投影画像が台形状に歪んだ画像となってしまうとい
う問題をもっている。このように投影画像が台形状に歪
むのは、スクリーン2に投影される画像の各点の倍率に
差があるためである。
め投影方式の投影型表示装置は、スクリーン2面に結像
する投影画像が台形状に歪んだ画像となってしまうとい
う問題をもっている。このように投影画像が台形状に歪
むのは、スクリーン2に投影される画像の各点の倍率に
差があるためである。
【0013】このスクリーン投影画像の台形歪みを説明
すると、図12は上記斜め投影方式の投影型表示装置の
投影系を示しており、A0 は液晶表示パネル3の表示画
像、Aはスクリーン2面に投影された投影画像、F,
F′は投影レンズ4の焦点を示し、θは液晶表示パネル
3の表示面の延長面3aと投影レンズ主平面の延長面4
aとの交差角、θ′は投影レンズ主平面の延長面4aと
スクリーン2面の延長面2aとの交差角を示している。
なお、θ,θ′の正負は、図の場合θ<0,θ′>0と
した。また、座標x,y,zの原点は焦点F、座標
x′,y′,z′の原点は焦点F′である。
すると、図12は上記斜め投影方式の投影型表示装置の
投影系を示しており、A0 は液晶表示パネル3の表示画
像、Aはスクリーン2面に投影された投影画像、F,
F′は投影レンズ4の焦点を示し、θは液晶表示パネル
3の表示面の延長面3aと投影レンズ主平面の延長面4
aとの交差角、θ′は投影レンズ主平面の延長面4aと
スクリーン2面の延長面2aとの交差角を示している。
なお、θ,θ′の正負は、図の場合θ<0,θ′>0と
した。また、座標x,y,zの原点は焦点F、座標
x′,y′,z′の原点は焦点F′である。
【0014】この図12において、表示画像A0 の光軸
O上の点Z0 のz座標をz0 、投影画像Aの光軸O上の
点Z0 ′のz′座標をz0 ′とし、投影レンズ4の焦点
距離をfとすると、
O上の点Z0 のz座標をz0 、投影画像Aの光軸O上の
点Z0 ′のz′座標をz0 ′とし、投影レンズ4の焦点
距離をfとすると、
【0015】
【数1】 が成立てば、液晶表示パネル3の表示面の延長面3aと
投影レンズ主平面の延長面4aとスクリーン2面の延長
面2aとがPにおいて交わり、スクリーン2面に投影さ
れた投影画像Aがピントの合った画像となる。
投影レンズ主平面の延長面4aとスクリーン2面の延長
面2aとがPにおいて交わり、スクリーン2面に投影さ
れた投影画像Aがピントの合った画像となる。
【0016】このとき、表示画像A0 に対するスクリー
ン投影画像A上の各点の座標x,y方向の倍率mは、z
=z0 +y tanθ,z′=z0 ′+y tanθ′の関係に
あるから、次式で表わされる。
ン投影画像A上の各点の座標x,y方向の倍率mは、z
=z0 +y tanθ,z′=z0 ′+y tanθ′の関係に
あるから、次式で表わされる。
【0017】
【数2】
【0018】したがって、図11に示したようなスクリ
ーン2に対して斜め下方から画像を投影する投影型表示
装置の場合は、液晶表示パネル3の表示画像A0 が図1
3の(a)に示すような方形であっても、スクリーン2
面に結像した投影画像Aは図13の(b)に示すような
逆台形状に歪んだ外形の画像となってしまうことにな
る。これは、表示体としてブラウン管や原画フィルム等
を使用する投影型表示装置においても同様である。
ーン2に対して斜め下方から画像を投影する投影型表示
装置の場合は、液晶表示パネル3の表示画像A0 が図1
3の(a)に示すような方形であっても、スクリーン2
面に結像した投影画像Aは図13の(b)に示すような
逆台形状に歪んだ外形の画像となってしまうことにな
る。これは、表示体としてブラウン管や原画フィルム等
を使用する投影型表示装置においても同様である。
【0019】この発明は、表示窓を有しこの表示窓に透
過型スクリーンを設けた装置本体内に前記スクリーンに
斜め方向から画像を投影する投影手段を設けたものであ
りながら、スクリーン面に結像する投影画像を、歪みの
ない画像とすることができる投影型表示装置を提供する
ことを目的としている。
過型スクリーンを設けた装置本体内に前記スクリーンに
斜め方向から画像を投影する投影手段を設けたものであ
りながら、スクリーン面に結像する投影画像を、歪みの
ない画像とすることができる投影型表示装置を提供する
ことを目的としている。
【0020】
【課題を解決するための手段】この発明は、表示体の表
示画像をスクリーンに投影する投影系が、表示体の表示
画像を投影して実像からなる第1投影画像をつくる第1
の光学系と、前記第1投影画像の結像面と、この結像面
に結像した前記第1投影画像を前記スクリーンに投影し
てスクリーン投影画像をつくる第2の光学系とからなっ
ており、かつ、前記第1の光学系が前記表示体の表示画
像を歪ませた第1投影画像をつくり、前記第2の光学系
が前記第1投影画像の歪みを補正したスクリーン投影画
像をつくるとともに、前記第1の光学系の光軸と前記第
2の光学系の光軸とが前記結像面において交差し、前記
結像面が、前記第1の光学系により投影されて前記結像
面に入射した光を前記第2の光学系に向けて屈折させる
屈折体からなっていることを特徴とする。
示画像をスクリーンに投影する投影系が、表示体の表示
画像を投影して実像からなる第1投影画像をつくる第1
の光学系と、前記第1投影画像の結像面と、この結像面
に結像した前記第1投影画像を前記スクリーンに投影し
てスクリーン投影画像をつくる第2の光学系とからなっ
ており、かつ、前記第1の光学系が前記表示体の表示画
像を歪ませた第1投影画像をつくり、前記第2の光学系
が前記第1投影画像の歪みを補正したスクリーン投影画
像をつくるとともに、前記第1の光学系の光軸と前記第
2の光学系の光軸とが前記結像面において交差し、前記
結像面が、前記第1の光学系により投影されて前記結像
面に入射した光を前記第2の光学系に向けて屈折させる
屈折体からなっていることを特徴とする。
【0021】この発明は、前記投影系が、表示体の表示
画像を補助投影レンズにより投影して第1投影画像をつ
くる第1の光学系と、前記第1投影画像を投影レンズに
より前記スクリーンに投影してスクリーン投影画像をつ
くる第2の光学系とからなっており、前記投影レンズか
らスクリーンまでの投影光路が、前記投影レンズを通っ
た画像光を直接スクリーンに投影する直線光路であり、
かつ、前記第1の光学系が、前記補助投影レンズを、そ
のレンズ主平面の延長面と前記表示体の表示面の延長面
と前記第1投影画像の像面の延長面とが実質的に1つの
直線上で交差するように配置して構成され、前記第2の
光学系が、前記投影レンズを、そのレンズ主平面の延長
面と前記第1投影画像の像面の延長面とスクリーン面の
延長面とが実質的に1つの直線上で交差するように配置
して構成されていることを特徴とする。
画像を補助投影レンズにより投影して第1投影画像をつ
くる第1の光学系と、前記第1投影画像を投影レンズに
より前記スクリーンに投影してスクリーン投影画像をつ
くる第2の光学系とからなっており、前記投影レンズか
らスクリーンまでの投影光路が、前記投影レンズを通っ
た画像光を直接スクリーンに投影する直線光路であり、
かつ、前記第1の光学系が、前記補助投影レンズを、そ
のレンズ主平面の延長面と前記表示体の表示面の延長面
と前記第1投影画像の像面の延長面とが実質的に1つの
直線上で交差するように配置して構成され、前記第2の
光学系が、前記投影レンズを、そのレンズ主平面の延長
面と前記第1投影画像の像面の延長面とスクリーン面の
延長面とが実質的に1つの直線上で交差するように配置
して構成されていることを特徴とする。
【0022】この発明は、前記投影系が、表示体の表示
画像を補助投影レンズにより投影して第1投影画像をつ
くる第1の光学系と、前記第1投影画像を投影レンズに
より前記スクリーンに投影してスクリーン投影画像をつ
くる第2の光学系とからなっており、前記投影レンズか
らスクリーンまでの投影光路が、前記投影レンズを通っ
た画像光を少なくとも1枚のミラーで反射させてスクリ
ーンに投影する屈曲光路であり、かつ、前記第1の光学
系が、前記補助投影レンズを、そのレンズ主平面の延長
面と前記表示体の表示面の延長面と前記第1投影画像の
像面の延長面とが実質的に1つの直線上で交差するよう
に配置して構成され、前記第2の光学系が、前記投影レ
ンズを、そのレンズ主平面の延長面と前記第1投影画像
の像面の延長面と前記屈曲光路を直線状に展開したとき
の仮想のスクリーン面の延長面とが実質的に1つの直線
上で交差するように配置して構成されていることを特徴
とする。
画像を補助投影レンズにより投影して第1投影画像をつ
くる第1の光学系と、前記第1投影画像を投影レンズに
より前記スクリーンに投影してスクリーン投影画像をつ
くる第2の光学系とからなっており、前記投影レンズか
らスクリーンまでの投影光路が、前記投影レンズを通っ
た画像光を少なくとも1枚のミラーで反射させてスクリ
ーンに投影する屈曲光路であり、かつ、前記第1の光学
系が、前記補助投影レンズを、そのレンズ主平面の延長
面と前記表示体の表示面の延長面と前記第1投影画像の
像面の延長面とが実質的に1つの直線上で交差するよう
に配置して構成され、前記第2の光学系が、前記投影レ
ンズを、そのレンズ主平面の延長面と前記第1投影画像
の像面の延長面と前記屈曲光路を直線状に展開したとき
の仮想のスクリーン面の延長面とが実質的に1つの直線
上で交差するように配置して構成されていることを特徴
とする。
【0023】
【0024】
【0025】この発明は、前記投影系が、前記表示体の
表示画像を投影して第1投影画像をつくる補助投影レン
ズと、前記第1投影画像を前記スクリーンに投影してス
クリーン投影画像をつくる投影レンズとを具備してお
り、前記補助投影レンズと前記補助投影レンズとが、前
記補助投影レンズの光軸に垂直でこの補助投影レンズの
焦点を含む平面と、前記投影レンズの光軸に垂直でこの
投影レンズの焦点を含む平面とが1つの直線上で交差
し、かつ前記直線が前記第1投影画像の像面の延長面上
にくるようにして配置されていて、前記補助投影レンズ
が前記表示体の表示画像を歪ませた第1投影画像をつく
り、前記投影レンズが前記第1投影画像の歪みを補正し
たスクリーン投影画像をつくることを特徴とする。
表示画像を投影して第1投影画像をつくる補助投影レン
ズと、前記第1投影画像を前記スクリーンに投影してス
クリーン投影画像をつくる投影レンズとを具備してお
り、前記補助投影レンズと前記補助投影レンズとが、前
記補助投影レンズの光軸に垂直でこの補助投影レンズの
焦点を含む平面と、前記投影レンズの光軸に垂直でこの
投影レンズの焦点を含む平面とが1つの直線上で交差
し、かつ前記直線が前記第1投影画像の像面の延長面上
にくるようにして配置されていて、前記補助投影レンズ
が前記表示体の表示画像を歪ませた第1投影画像をつく
り、前記投影レンズが前記第1投影画像の歪みを補正し
たスクリーン投影画像をつくることを特徴とする。
【0026】この発明は、前記投影系が、第1の仮想平
面上に主平面をもち前記表示体の表示画像を投影して第
2の仮想平面上に第1投影画像をつくる補助投影レンズ
と、第3の仮想平面上に主平面をもち前記第1投影画像
を前記スクリーンに投影してスクリーン投影画像をつく
る投影レンズとを具備しており、かつ、前記表示体の表
示面の延長面と前記第1の仮想平面と前記第2の仮想平
面とが第1の直線上で交差し、前記第2の仮想平面と前
記第3の仮想平面とスクリーン面の延長面とが第2の直
線上で交差していることを特徴とする。
面上に主平面をもち前記表示体の表示画像を投影して第
2の仮想平面上に第1投影画像をつくる補助投影レンズ
と、第3の仮想平面上に主平面をもち前記第1投影画像
を前記スクリーンに投影してスクリーン投影画像をつく
る投影レンズとを具備しており、かつ、前記表示体の表
示面の延長面と前記第1の仮想平面と前記第2の仮想平
面とが第1の直線上で交差し、前記第2の仮想平面と前
記第3の仮想平面とスクリーン面の延長面とが第2の直
線上で交差していることを特徴とする。
【0027】この発明は、前記投影系が、第1の仮想平
面上に主平面をもち前記表示体の表示画像を投影して第
2の仮想平面上に第1投影画像をつくる補助投影レンズ
と、第3の仮想平面上に主平面をもち前記第1投影画像
を投影する投影レンズと、前記投影レンズを通った画像
光を反射させて前記スクリーンに投影する少なくとも1
枚のミラーとを具備しており、かつ、前記表示体の表示
面の延長面と前記第1の仮想平面と前記第2の仮想平面
とが第1の直線上で交差し、前記第2の仮想平面と前記
第3の仮想平面と前記投影レンズから前記スクリーンま
での投影光路を直線状に展開したときの仮想のスクリー
ン面の延長面とが第2の直線上で交差していることを特
徴とする。
面上に主平面をもち前記表示体の表示画像を投影して第
2の仮想平面上に第1投影画像をつくる補助投影レンズ
と、第3の仮想平面上に主平面をもち前記第1投影画像
を投影する投影レンズと、前記投影レンズを通った画像
光を反射させて前記スクリーンに投影する少なくとも1
枚のミラーとを具備しており、かつ、前記表示体の表示
面の延長面と前記第1の仮想平面と前記第2の仮想平面
とが第1の直線上で交差し、前記第2の仮想平面と前記
第3の仮想平面と前記投影レンズから前記スクリーンま
での投影光路を直線状に展開したときの仮想のスクリー
ン面の延長面とが第2の直線上で交差していることを特
徴とする。
【0028】この発明において、透過型スクリーンは、
このスクリーンに斜め方向から画像を投影される画像光
をスクリーン面に対して垂直な光に補正する手段を備え
たものであるのが望ましい。
このスクリーンに斜め方向から画像を投影される画像光
をスクリーン面に対して垂直な光に補正する手段を備え
たものであるのが望ましい。
【0029】
【作用】すなわち、この発明は、表示体の表示画像をス
クリーンに投影する過程で、まず前記表示体の表示画像
を歪ませた第1投影画像をつくり、この第1投影画像を
スクリーンに投影するものであり、このようにすれば、
前記第1投影画像の歪みが、斜め方向からスクリーンに
投影することによる画像の歪みによって補正され、スク
リーン面に結像する投影画像が、歪みのない画像にな
る。この投影型表示装置において、表示体の表示画像を
スクリーンに投影する投影系を、表示体の表示画像を投
影して実像からなる第1投影画像をつくる第1の光学系
と、前記第1投影画像の結像面と、この結像面に結像し
た前記第1投影画像を前記スクリーンに投影してスクリ
ーン投影画像をつくる第2の光学系とで構成するととも
に、前記第1の光学系の光軸と前記第2の光学系の光軸
とを前記結像面において交差させ、前記結像面を、前記
第1の光学系により投影されて前記結像面に入射した光
を前記第2の光学系に向けて屈折させる屈折体とすれ
ば、前記第1の光学系から第2の光学系への光路が屈折
光路であっても、第1の光学系で投影された光が前記結
像面で屈折されて第2の光学系に入射するため、前記第
2の光学系を小口径のレンズを用いて構成することがで
きる。
クリーンに投影する過程で、まず前記表示体の表示画像
を歪ませた第1投影画像をつくり、この第1投影画像を
スクリーンに投影するものであり、このようにすれば、
前記第1投影画像の歪みが、斜め方向からスクリーンに
投影することによる画像の歪みによって補正され、スク
リーン面に結像する投影画像が、歪みのない画像にな
る。この投影型表示装置において、表示体の表示画像を
スクリーンに投影する投影系を、表示体の表示画像を投
影して実像からなる第1投影画像をつくる第1の光学系
と、前記第1投影画像の結像面と、この結像面に結像し
た前記第1投影画像を前記スクリーンに投影してスクリ
ーン投影画像をつくる第2の光学系とで構成するととも
に、前記第1の光学系の光軸と前記第2の光学系の光軸
とを前記結像面において交差させ、前記結像面を、前記
第1の光学系により投影されて前記結像面に入射した光
を前記第2の光学系に向けて屈折させる屈折体とすれ
ば、前記第1の光学系から第2の光学系への光路が屈折
光路であっても、第1の光学系で投影された光が前記結
像面で屈折されて第2の光学系に入射するため、前記第
2の光学系を小口径のレンズを用いて構成することがで
きる。
【0030】この発明の投影型表示装置において、前記
投影レンズからスクリーンまでの投影光路を、前記投影
レンズを通った画像光を直接スクリーンに投影する直線
光路とし、表示体の表示画像を投影して第1投影画像を
つくる補助投影レンズを、この補助投影レンズの主平面
の延長面と前記表示体の表示面の延長面と前記第1投影
画像の像面の延長面とが1つの直線上で交差するように
配置するとともに、前記第1投影画像をスクリーンに投
影してスクリーン投影をつくる投影レンズを、この投影
レンズの主平面の延長面と前記第1投影画像の像面の延
長面とスクリーン面の延長面とが1つの直線上で交差す
るようにして配置すれば、前記スクリーン面にピントの
合った投影画像が結像する。前記投影レンズからスクリ
ーンまでの投影光路は、前記投影レンズを通った画像光
を少なくとも1枚のミラーで反射させてスクリーンに投
影する屈曲光路としてもよく、投影レンズからスクリー
ンまでの投影光路を屈曲光路とすれば、前記投影光路が
直線光路である場合に比べて、投影装置の奥行き長さを
さらに小さくすることができる。 このように前記投影光
路を屈曲光路とする場合、表示体の表示画像を投影して
第1投影画像をつくる補助投影レンズを、この補助投影
レンズの主平面の延長面と前記表示体の表示面の延長面
と前記第1投影画像の像面の延長面とが1つの直線上で
交差するように配置するとともに、前記第1投影画像を
スクリーンに投影してスクリーン投影をつくる投影レン
ズを、この投影レンズの主平面の延長面と前記第1投影
画像の像面の延長面と前記屈曲光路を直線状に展開した
ときの仮想のスクリーン面の延長面とが1つの直線上で
交差するようにして配置すれば、前記スクリーン面にピ
ントの合った投影画像が結像する。 また、上記液晶表示
装置において、表示体の表示画像を投影して第1投影画
像をつくる補助投影レンズと、前記第1投影画像をスク
リーンに投影してスクリーン投影をつくる投影レンズと
は、前記補助投影レンズの光軸に垂直でこの補助投影レ
ンズの焦点を含む平面と、前記投影レンズの光軸に垂直
でこの投影レンズの焦点を含む平面とが1つの直線上で
交差し、かつ前記直線が前記第1投影画像の像面の延長
面上にくるようにして配置すればよく、このような構成
とすれば、ス クリーン投影画像を歪みのない画像とする
ことができる。 また、上記投影型表示装置において、前
記投影系を、第1の仮想平面上に主平面をもち前記表示
体の表示画像を投影して第2の仮想平面上に第1投影画
像をつくる補助投影レンズと、第3の仮想平面上に主平
面をもち前記第1投影画像を前記スクリーンに投影して
スクリーン投影画像をつくる投影レンズとを具備し、か
つ、前記表示体の表示面の延長面と前記第1の仮想平面
と前記第2の仮想平面とが第1の直線上で交差し、前記
第2の仮想平面と前記第3の仮想平面とスクリーン面の
延長面とが第2の直線上で交差する構成とすれば、スク
リーン投影画像を歪みのない画像とすることができると
ともに、前記スクリーン投影画像をピントの合った画像
とすることができる。 さらに、前記投影系を、第1の仮
想平面上に主平面をもち前記表示体の表示画像を投影し
て第2の仮想平面上に第1投影画像をつくる補助投影レ
ンズと、第3の仮想平面上に主平面をもち前記第1投影
画像を前記スクリーンに投影してスクリーン投影画像を
つくる投影レンズと、前記投影レンズを通った画像光を
反射させて前記スクリーンに投影する少なくとも1枚の
ミラーとを具備し、かつ、前記表示体の表示面の延長面
と前記第1の仮想平面と前記第2の仮想平面とが第1の
直線上で交差し、前記第2の仮想平面と前記第3の仮想
平面と前記投影レンズから前記スクリーンまでの投影光
路を直線状に展開したときの仮想のスクリーン面の延長
面とが第2の直線上で交差する構成とすれば、スクリー
ン投影画像を歪みのない画像とすることができるという
効果に加えて、投影レンズからスクリーンまでの投影光
路を少なくとも1枚のミラーを備えた屈曲光路として投
影装置の奥行き長さをさらに小さくし、しかも、前記投
影光路が直線光路であっても前記スクリーン投影画像を
ピントの合った画像とすることができる。
投影レンズからスクリーンまでの投影光路を、前記投影
レンズを通った画像光を直接スクリーンに投影する直線
光路とし、表示体の表示画像を投影して第1投影画像を
つくる補助投影レンズを、この補助投影レンズの主平面
の延長面と前記表示体の表示面の延長面と前記第1投影
画像の像面の延長面とが1つの直線上で交差するように
配置するとともに、前記第1投影画像をスクリーンに投
影してスクリーン投影をつくる投影レンズを、この投影
レンズの主平面の延長面と前記第1投影画像の像面の延
長面とスクリーン面の延長面とが1つの直線上で交差す
るようにして配置すれば、前記スクリーン面にピントの
合った投影画像が結像する。前記投影レンズからスクリ
ーンまでの投影光路は、前記投影レンズを通った画像光
を少なくとも1枚のミラーで反射させてスクリーンに投
影する屈曲光路としてもよく、投影レンズからスクリー
ンまでの投影光路を屈曲光路とすれば、前記投影光路が
直線光路である場合に比べて、投影装置の奥行き長さを
さらに小さくすることができる。 このように前記投影光
路を屈曲光路とする場合、表示体の表示画像を投影して
第1投影画像をつくる補助投影レンズを、この補助投影
レンズの主平面の延長面と前記表示体の表示面の延長面
と前記第1投影画像の像面の延長面とが1つの直線上で
交差するように配置するとともに、前記第1投影画像を
スクリーンに投影してスクリーン投影をつくる投影レン
ズを、この投影レンズの主平面の延長面と前記第1投影
画像の像面の延長面と前記屈曲光路を直線状に展開した
ときの仮想のスクリーン面の延長面とが1つの直線上で
交差するようにして配置すれば、前記スクリーン面にピ
ントの合った投影画像が結像する。 また、上記液晶表示
装置において、表示体の表示画像を投影して第1投影画
像をつくる補助投影レンズと、前記第1投影画像をスク
リーンに投影してスクリーン投影をつくる投影レンズと
は、前記補助投影レンズの光軸に垂直でこの補助投影レ
ンズの焦点を含む平面と、前記投影レンズの光軸に垂直
でこの投影レンズの焦点を含む平面とが1つの直線上で
交差し、かつ前記直線が前記第1投影画像の像面の延長
面上にくるようにして配置すればよく、このような構成
とすれば、ス クリーン投影画像を歪みのない画像とする
ことができる。 また、上記投影型表示装置において、前
記投影系を、第1の仮想平面上に主平面をもち前記表示
体の表示画像を投影して第2の仮想平面上に第1投影画
像をつくる補助投影レンズと、第3の仮想平面上に主平
面をもち前記第1投影画像を前記スクリーンに投影して
スクリーン投影画像をつくる投影レンズとを具備し、か
つ、前記表示体の表示面の延長面と前記第1の仮想平面
と前記第2の仮想平面とが第1の直線上で交差し、前記
第2の仮想平面と前記第3の仮想平面とスクリーン面の
延長面とが第2の直線上で交差する構成とすれば、スク
リーン投影画像を歪みのない画像とすることができると
ともに、前記スクリーン投影画像をピントの合った画像
とすることができる。 さらに、前記投影系を、第1の仮
想平面上に主平面をもち前記表示体の表示画像を投影し
て第2の仮想平面上に第1投影画像をつくる補助投影レ
ンズと、第3の仮想平面上に主平面をもち前記第1投影
画像を前記スクリーンに投影してスクリーン投影画像を
つくる投影レンズと、前記投影レンズを通った画像光を
反射させて前記スクリーンに投影する少なくとも1枚の
ミラーとを具備し、かつ、前記表示体の表示面の延長面
と前記第1の仮想平面と前記第2の仮想平面とが第1の
直線上で交差し、前記第2の仮想平面と前記第3の仮想
平面と前記投影レンズから前記スクリーンまでの投影光
路を直線状に展開したときの仮想のスクリーン面の延長
面とが第2の直線上で交差する構成とすれば、スクリー
ン投影画像を歪みのない画像とすることができるという
効果に加えて、投影レンズからスクリーンまでの投影光
路を少なくとも1枚のミラーを備えた屈曲光路として投
影装置の奥行き長さをさらに小さくし、しかも、前記投
影光路が直線光路であっても前記スクリーン投影画像を
ピントの合った画像とすることができる。
【0031】
【実施例】まず、この発明の原理を説明すると、図7は
この発明の投影型表示装置における投影系の基本構成
図、図8はその要部の拡大図であり、この投影系は、例
えば液晶表示パネル等の表示体13の表示画像A0 を補
助投影レンズ17により投影して第1投影画像A1 をつ
くる第1の光学系と、前記第1投影画像A1 を投影レン
ズ14によりスクリーン12に斜め方向から投影してス
クリーン投影画像A2をつくる第2の光学系とからなっ
ている。なお、図では、投影系の構成を理解しやすくす
るために、第1投影画像A1 を実像としているが、この
第1投影画像A1 は虚像であってもよい。
この発明の投影型表示装置における投影系の基本構成
図、図8はその要部の拡大図であり、この投影系は、例
えば液晶表示パネル等の表示体13の表示画像A0 を補
助投影レンズ17により投影して第1投影画像A1 をつ
くる第1の光学系と、前記第1投影画像A1 を投影レン
ズ14によりスクリーン12に斜め方向から投影してス
クリーン投影画像A2をつくる第2の光学系とからなっ
ている。なお、図では、投影系の構成を理解しやすくす
るために、第1投影画像A1 を実像としているが、この
第1投影画像A1 は虚像であってもよい。
【0032】図7および図8において、F1 ,F1 ′は
補助投影レンズ17の焦点、F2 ,F2 ′は投影レンズ
14の焦点を示しており、θ1 は表示体13の表示面の
延長面13aと補助投影レンズ17の主平面の延長面1
7aとの交差角、θ1 ′は補助投影レンズ主平面の延長
面17aと第1投影画像A1 の像面の延長面A1 aとの
交差角、θ2 は第1投影画像A1 面の延長面A1 aと投
影レンズ14の主平面の延長面14aとの交差角、θ
2 ′は投影レンズ主平面の延長面14aとスクリ―ン1
2面の延長面12aとの交差角を示している。なお、θ
1 ,θ1 ′,θ2,θ2 ′の正負は、図の場合、θ1 <
0,θ1 ′>0,θ2 <0,θ2 ′>0である。
補助投影レンズ17の焦点、F2 ,F2 ′は投影レンズ
14の焦点を示しており、θ1 は表示体13の表示面の
延長面13aと補助投影レンズ17の主平面の延長面1
7aとの交差角、θ1 ′は補助投影レンズ主平面の延長
面17aと第1投影画像A1 の像面の延長面A1 aとの
交差角、θ2 は第1投影画像A1 面の延長面A1 aと投
影レンズ14の主平面の延長面14aとの交差角、θ
2 ′は投影レンズ主平面の延長面14aとスクリ―ン1
2面の延長面12aとの交差角を示している。なお、θ
1 ,θ1 ′,θ2,θ2 ′の正負は、図の場合、θ1 <
0,θ1 ′>0,θ2 <0,θ2 ′>0である。
【0033】また。図7において、座標x1 ,y1 ,z
1 の原点は補助投影レンズ17の焦点F1 、座標x
1 ′,y1 ′,z1 ′の原点は補助投影レンズ17の焦
点F1 ′、座標x2 ,y2 ,z2 の原点は投影レンズ1
4の焦点F2 、座標x2 ′,y2′,z2 ′の原点は投
影レンズ14の焦点F2 ′である。
1 の原点は補助投影レンズ17の焦点F1 、座標x
1 ′,y1 ′,z1 ′の原点は補助投影レンズ17の焦
点F1 ′、座標x2 ,y2 ,z2 の原点は投影レンズ1
4の焦点F2 、座標x2 ′,y2′,z2 ′の原点は投
影レンズ14の焦点F2 ′である。
【0034】この投影系は、基本的には、図12に示し
た従来の斜め投影方式の投影型表示装置の投影系を2つ
組合わせたもので、第1の光学系において、表示画像A
0 の補助投影レンズ光軸O1 上の点Z01のz1 座標をz
01、第1投影画像A1 の前記光軸O1 上の点Z01′のz
1 ′座標をz01′とし、補助投影レンズ17の焦点距離
をf1 とすると、
た従来の斜め投影方式の投影型表示装置の投影系を2つ
組合わせたもので、第1の光学系において、表示画像A
0 の補助投影レンズ光軸O1 上の点Z01のz1 座標をz
01、第1投影画像A1 の前記光軸O1 上の点Z01′のz
1 ′座標をz01′とし、補助投影レンズ17の焦点距離
をf1 とすると、
【0035】
【数3】 が成立てば、表示体13の表示面の延長面13aと補助
投影レンズ主平面の延長面17aと第1投影画像A1 の
像面の延長面A1 aとが1つの直線P1 上で交差し、第
1投影画像A1 がピントの合った画像となる。
投影レンズ主平面の延長面17aと第1投影画像A1 の
像面の延長面A1 aとが1つの直線P1 上で交差し、第
1投影画像A1 がピントの合った画像となる。
【0036】また、第2の光学系において、第1投影画
像A1 の投影レンズ光軸O2 上の点Z02(=Z01′)の
z2 座標をz02、スクリーン投影画像A2 の前記光軸O
2 上の点Z02′のz2 ′座標をz02′とし、投影レンズ
14の焦点距離をf2 とすると、
像A1 の投影レンズ光軸O2 上の点Z02(=Z01′)の
z2 座標をz02、スクリーン投影画像A2 の前記光軸O
2 上の点Z02′のz2 ′座標をz02′とし、投影レンズ
14の焦点距離をf2 とすると、
【0037】
【数4】 が成立てば、第1投影画像A1 の像面の延長面A1 aと
投影レンズ主平面の延長面14aとスクリーン12面の
延長面12aとが1つの直線P2 上で交差し、スクリー
ン投影画像A2 がピントの合った画像となる。
投影レンズ主平面の延長面14aとスクリーン12面の
延長面12aとが1つの直線P2 上で交差し、スクリー
ン投影画像A2 がピントの合った画像となる。
【0038】ここで、第1の光学系を構成する補助投影
レンズ17の光軸O1 と、第2の光学系を構成する投影
レンズ14の光軸O2 とが、ある交差角α(α=θ1 ′
−θ2 )で交わっているとすると、このとき、
レンズ17の光軸O1 と、第2の光学系を構成する投影
レンズ14の光軸O2 とが、ある交差角α(α=θ1 ′
−θ2 )で交わっているとすると、このとき、
【0039】
【数5】 の関係が成立っているとすれば、表示画像A0 に対する
スクリーン投影画像A2上の各点の座標x方向の倍率m
(第1の光学系での倍率m1 と第2の光学系での倍率m
2 との積)は、
スクリーン投影画像A2上の各点の座標x方向の倍率m
(第1の光学系での倍率m1 と第2の光学系での倍率m
2 との積)は、
【0040】
【数6】 したがって、次の (4)式が成立すれば、スクリーン投影
画像A2 は台形状歪みのない画像となる。
画像A2 は台形状歪みのない画像となる。
【0041】
【数7】
【0042】図9は表示体13の表示画像A0 と第1投
影画像A1 とスクリーン投影画像A2 の外形を示してお
り、表示体13の表示画像A0 の外形が図9の(a)に
示すような方形である場合、第1投影画像A1 の外形は
図9の(b)に示すように台形状に歪むが、スクリーン
投影画像A2 は、台形状に歪んだ第1投影画像A1 が逆
の台形状に歪むことによって、台形状の歪みのない図9
の(c)に示すような方形画像となる。
影画像A1 とスクリーン投影画像A2 の外形を示してお
り、表示体13の表示画像A0 の外形が図9の(a)に
示すような方形である場合、第1投影画像A1 の外形は
図9の(b)に示すように台形状に歪むが、スクリーン
投影画像A2 は、台形状に歪んだ第1投影画像A1 が逆
の台形状に歪むことによって、台形状の歪みのない図9
の(c)に示すような方形画像となる。
【0043】また、図9の(c)に示したスクリーン投
影画像A2 は、表示体13の表示画像A0 に対するY方
向とx方向の倍率が若干異なっており、僅かながら縦方
向(Y方向)に伸びた画像となっているが、
影画像A2 は、表示体13の表示画像A0 に対するY方
向とx方向の倍率が若干異なっており、僅かながら縦方
向(Y方向)に伸びた画像となっているが、
【0044】
【数8】 となるようにすれば、スクリーン投影画像A2 は、表示
体13の表示画像A0 に対するY方向とx方向の倍率が
等しい、表示体13の表示画像A0 と完全に相似形な拡
大画像となる。
体13の表示画像A0 に対するY方向とx方向の倍率が
等しい、表示体13の表示画像A0 と完全に相似形な拡
大画像となる。
【0045】すなわち、上記投影系において、第1の光
学系が、補助投影レンズ17を、そのレンズ主平面の延
長面17aと表示体13の表示面の延長面13aと第1
投影画像A1 の像面の延長面A1 aとが実質的に1つの
直線P1 上で交差するように配置して構成され、第2の
光学系が、投影レンズ14を、そのレンズ主平面の延長
面14aと前記第1投影画像A1 の像面の延長面A1 a
とスクリーン12面の延長面12aとが実質的に1つの
直線P2 上で交差するように配置して構成されていれ
ば、スクリーン投影画像A2 がピントの合った画像とな
る。
学系が、補助投影レンズ17を、そのレンズ主平面の延
長面17aと表示体13の表示面の延長面13aと第1
投影画像A1 の像面の延長面A1 aとが実質的に1つの
直線P1 上で交差するように配置して構成され、第2の
光学系が、投影レンズ14を、そのレンズ主平面の延長
面14aと前記第1投影画像A1 の像面の延長面A1 a
とスクリーン12面の延長面12aとが実質的に1つの
直線P2 上で交差するように配置して構成されていれ
ば、スクリーン投影画像A2 がピントの合った画像とな
る。
【0046】言い換えれば、前記投影系が、第1の仮想
平面上に主平面をもち表示体13の表示画像A0 を投影
して第2の仮想平面上に第1投影画像A1 をつくる補助
投影レンズ17と、第3の仮想平面上に主平面をもち前
記第1投影画像A1 をスクリーン12に投影してスクリ
ーン投影画像A2 をつくる投影レンズ14とを具備して
おり、かつ、前記表示体13の表示面の延長面13aと
前記第1の仮想平面と前記第2の仮想平面とが第1の直
線P1 上で交差し、前記第2の仮想平面と前記第3の仮
想平面とスクリーン12面の延長面12aとが第2の直
線P2 上で交差していれば、スクリーン投影画像A2 が
ピントの合った画像となる。
平面上に主平面をもち表示体13の表示画像A0 を投影
して第2の仮想平面上に第1投影画像A1 をつくる補助
投影レンズ17と、第3の仮想平面上に主平面をもち前
記第1投影画像A1 をスクリーン12に投影してスクリ
ーン投影画像A2 をつくる投影レンズ14とを具備して
おり、かつ、前記表示体13の表示面の延長面13aと
前記第1の仮想平面と前記第2の仮想平面とが第1の直
線P1 上で交差し、前記第2の仮想平面と前記第3の仮
想平面とスクリーン12面の延長面12aとが第2の直
線P2 上で交差していれば、スクリーン投影画像A2 が
ピントの合った画像となる。
【0047】この投影系における補助投影レンズ17と
投影レンズ14の配置は、前記補助投影レンズ17と投
影レンズ14とが、補助投影レンズ17の光軸O1 に垂
直でこの補助投影レンズ17の焦点を含む平面と、上記
投影レンズ14の光軸O2 に垂直でこの投影レンズ14
の焦点を含む平面とが1つの直線上で交差し、かつ前記
直線が第1投影画像A1 の像面の延長面A1 a上にくる
ようにして配置されているものと等価である。
投影レンズ14の配置は、前記補助投影レンズ17と投
影レンズ14とが、補助投影レンズ17の光軸O1 に垂
直でこの補助投影レンズ17の焦点を含む平面と、上記
投影レンズ14の光軸O2 に垂直でこの投影レンズ14
の焦点を含む平面とが1つの直線上で交差し、かつ前記
直線が第1投影画像A1 の像面の延長面A1 a上にくる
ようにして配置されているものと等価である。
【0048】図8において、F1 ′aは補助投影レンズ
17の光軸O1 に垂直でかつ前記補助投影レンズ17の
出射側の焦点F1 ′を含む平面を示し、F2 aは投影レ
ンズ14の光軸O2 に垂直でかつ前記投影レンズ14の
入射側の焦点F2 を含む平面を示している。
17の光軸O1 に垂直でかつ前記補助投影レンズ17の
出射側の焦点F1 ′を含む平面を示し、F2 aは投影レ
ンズ14の光軸O2 に垂直でかつ前記投影レンズ14の
入射側の焦点F2 を含む平面を示している。
【0049】これら平面F1 ′aおよびF2 aは、補助
投影レンズ17のレンズ主平面および投影レンズ14の
レンズ主平面とそれぞれ平行であるから、平面F1 ′a
と第1投影画像A1 の像面の延長面A1 aとの交差角
は、補助投影レンズ主平面の延長面17aと第1投影画
像A1 の像面の延長面A1 aとの交差角と同じθ1 ′で
あり、また平面F2 aと第1投影画像A1 の像面の延長
面A1 aとの交差角は、投影レンズ主平面の延長面14
aと第1投影画像A1 の像面の延長面A1 aとの交差角
と同じθ2 である。
投影レンズ17のレンズ主平面および投影レンズ14の
レンズ主平面とそれぞれ平行であるから、平面F1 ′a
と第1投影画像A1 の像面の延長面A1 aとの交差角
は、補助投影レンズ主平面の延長面17aと第1投影画
像A1 の像面の延長面A1 aとの交差角と同じθ1 ′で
あり、また平面F2 aと第1投影画像A1 の像面の延長
面A1 aとの交差角は、投影レンズ主平面の延長面14
aと第1投影画像A1 の像面の延長面A1 aとの交差角
と同じθ2 である。
【0050】そして、図8のように、上記2つの平面F
1 ′aおよびF2 aが、第1投影画像A1 の像面の延長
面A1 a上において1つの直線P1 上で交差していると
し、前記補助投影レンズ17の光軸O1 を投影レンズ1
4の光軸O2 とが交わる点から前記直線P1 までの距離
をaとすと、 a=z01′/ sinθ1 ′=z02/ sinθ2 が成り立つから、上述した (3)式“ sinθ1 ′/ sinθ
2 =z01′/z02 ”が満たされる。
1 ′aおよびF2 aが、第1投影画像A1 の像面の延長
面A1 a上において1つの直線P1 上で交差していると
し、前記補助投影レンズ17の光軸O1 を投影レンズ1
4の光軸O2 とが交わる点から前記直線P1 までの距離
をaとすと、 a=z01′/ sinθ1 ′=z02/ sinθ2 が成り立つから、上述した (3)式“ sinθ1 ′/ sinθ
2 =z01′/z02 ”が満たされる。
【0051】したがって、補助投影レンズ17と投影レ
ンズ14とが、上記2つの平面F1′a,F2 aが第1
投影画像A1 の像面の延長面A1 a上において1つの直
線P0 上で交差するように配置されていれば、補助投影
レンズ17が表示体13の表示画像を歪ませた第1投影
画像A1 をつくり、投影レンズ14が前記第1投影画像
A1 の歪みを補正したスクリーン投影画像A2 をつく
る。
ンズ14とが、上記2つの平面F1′a,F2 aが第1
投影画像A1 の像面の延長面A1 a上において1つの直
線P0 上で交差するように配置されていれば、補助投影
レンズ17が表示体13の表示画像を歪ませた第1投影
画像A1 をつくり、投影レンズ14が前記第1投影画像
A1 の歪みを補正したスクリーン投影画像A2 をつく
る。
【0052】これは、補助投影レンズ17の光軸O1 と
投影レンズ14の光軸O2 とが、第1投影画像A1 の像
面またはその延長面A1 a上のどの点で交わる場合でも
成立する。
投影レンズ14の光軸O2 とが、第1投影画像A1 の像
面またはその延長面A1 a上のどの点で交わる場合でも
成立する。
【0053】次に、この発明の具体的な実施例を説明す
る。図1および図2はこの発明の第1の実施例を示して
おり、図1は投影型表示装置の縦断側面図、図2はその
投影系の拡大図である。
る。図1および図2はこの発明の第1の実施例を示して
おり、図1は投影型表示装置の縦断側面図、図2はその
投影系の拡大図である。
【0054】図2において、11は表示装置の本体であ
り、この装置本体11の前面には表示窓が開口され、こ
の表示窓には投影面として透過型スクリーン12が設け
られている。
り、この装置本体11の前面には表示窓が開口され、こ
の表示窓には投影面として透過型スクリーン12が設け
られている。
【0055】13は装置本体1内の後部側に前記スクリ
ーン12よりも下方に位置させて配置された表示体例え
ば透過型の液晶表示パネル、14は投影レンズであり、
この投影レンズ14はスクリーン12面に斜めに対向さ
せて配置されている。15は液晶表示パネル13をその
背面側から照明する光源、16は光源15からの光を液
晶表示パネル13に向けて反射させるミラーである。
ーン12よりも下方に位置させて配置された表示体例え
ば透過型の液晶表示パネル、14は投影レンズであり、
この投影レンズ14はスクリーン12面に斜めに対向さ
せて配置されている。15は液晶表示パネル13をその
背面側から照明する光源、16は光源15からの光を液
晶表示パネル13に向けて反射させるミラーである。
【0056】また、図1および図2において、17は液
晶表示パネル13と投影レンズ14との間に配置された
凸レンズからなる補助投影レンズであり、この補助投影
レンズ17は、その光軸O1 が投影レンズ14の光軸O
2 と所定の角度αで交差する姿勢で設けられており、液
晶表示パネル13は、前記補助投影レンズ17に対向さ
せて、この補助投影レンズ17の光軸O1 に垂直な面に
対し所定の傾斜角度θ1 をもたせて配置されている。な
お、図4において、F1 ,F1 ′は補助投影レンズ17
の焦点、F2 ,F2 ′は投影レンズ14の焦点を示して
いる。
晶表示パネル13と投影レンズ14との間に配置された
凸レンズからなる補助投影レンズであり、この補助投影
レンズ17は、その光軸O1 が投影レンズ14の光軸O
2 と所定の角度αで交差する姿勢で設けられており、液
晶表示パネル13は、前記補助投影レンズ17に対向さ
せて、この補助投影レンズ17の光軸O1 に垂直な面に
対し所定の傾斜角度θ1 をもたせて配置されている。な
お、図4において、F1 ,F1 ′は補助投影レンズ17
の焦点、F2 ,F2 ′は投影レンズ14の焦点を示して
いる。
【0057】上記補助投影レンズ17は、液晶表示パネ
ル13の表示画像を台形状に歪ませて投影レンズ14に
入射させるもので、この補助投影レンズ17は、投影レ
ンズ14と対向する位置に液晶表示パネル13の表示画
像を投影して第1投影画像A1 をつくる。
ル13の表示画像を台形状に歪ませて投影レンズ14に
入射させるもので、この補助投影レンズ17は、投影レ
ンズ14と対向する位置に液晶表示パネル13の表示画
像を投影して第1投影画像A1 をつくる。
【0058】この第1投影画像A1 は虚像であり、液晶
表示パネル13の表示面の延長面13aと、補助投影レ
ンズ17の主平面の延長面17aとの交差線P1 上にお
いて上記2つの面13a,17aと交差する面A1 a上
に結像する。
表示パネル13の表示面の延長面13aと、補助投影レ
ンズ17の主平面の延長面17aとの交差線P1 上にお
いて上記2つの面13a,17aと交差する面A1 a上
に結像する。
【0059】また、投影レンズ14は、その主平面の延
長面14aが、前記補助投影レンズ17がつくる虚像A
1 の像面の延長面A1 aと、スクリーン12面の延長面
12aとの交差線P2 上で交わる姿勢で設けられてい
る。
長面14aが、前記補助投影レンズ17がつくる虚像A
1 の像面の延長面A1 aと、スクリーン12面の延長面
12aとの交差線P2 上で交わる姿勢で設けられてい
る。
【0060】この実施例の投影型表示装置は、光源15
からの光をミラー16を介して液晶表示パネル13に入
射させ、この液晶表示パネル13が表示するテレビジョ
ン画像等の表示画像を補助投影レンズ17により投影し
て前記画像の虚像A1 をつくり、この虚像A1 を投影レ
ンズ4により拡大して装置前面の透過型スクリーン12
に投影するもので、スクリーン12に投影された画像は
装置の前方から観察される。
からの光をミラー16を介して液晶表示パネル13に入
射させ、この液晶表示パネル13が表示するテレビジョ
ン画像等の表示画像を補助投影レンズ17により投影し
て前記画像の虚像A1 をつくり、この虚像A1 を投影レ
ンズ4により拡大して装置前面の透過型スクリーン12
に投影するもので、スクリーン12に投影された画像は
装置の前方から観察される。
【0061】なお、この透過型スクリーン12は、その
背面(装置本体内側の光入射面)にスクリーン12に対
して斜め方向から投影される画像光をスクリーン面に対
して垂直な光に補正するサーキュラフレネルレンズを形
成するとともに、スクリーン表面にこのスクリーン12
を透過する光を拡散させるレンチキュラーレンズを形成
したものとされている。
背面(装置本体内側の光入射面)にスクリーン12に対
して斜め方向から投影される画像光をスクリーン面に対
して垂直な光に補正するサーキュラフレネルレンズを形
成するとともに、スクリーン表面にこのスクリーン12
を透過する光を拡散させるレンチキュラーレンズを形成
したものとされている。
【0062】この投影型表示装置においては、液晶表示
パネル13を補助投影レンズ17の光軸O1 に垂直な面
に対し所定の傾斜角度θ1 をもたせて配置するととも
に、補助投影レンズ17を投影レンズ14と対向する位
置に前記液晶表示パネル13の表示画像の虚像A1 をつ
くる姿勢で設けているから、この補助投影レンズ17が
つくる虚像A1 は、液晶表示パネル13の表示画像A0
が図9の(a)に示したような方形状外形であるのに対
して、画像の上側が大きく広がった図9の(b)に示し
たような逆台形状に歪んだ像となる。
パネル13を補助投影レンズ17の光軸O1 に垂直な面
に対し所定の傾斜角度θ1 をもたせて配置するととも
に、補助投影レンズ17を投影レンズ14と対向する位
置に前記液晶表示パネル13の表示画像の虚像A1 をつ
くる姿勢で設けているから、この補助投影レンズ17が
つくる虚像A1 は、液晶表示パネル13の表示画像A0
が図9の(a)に示したような方形状外形であるのに対
して、画像の上側が大きく広がった図9の(b)に示し
たような逆台形状に歪んだ像となる。
【0063】そして、液晶表示パネルの表示画像をその
まま投影レンズによりスクリーン面に拡大投影する従来
の投影型表示装置では、前述したようにスクリーン投影
画像が逆台形状に歪んだ像となるが、この実施例の投影
型表示装置では、液晶表示パネル13の表示画像を補助
投影レンズ17により台形状に歪ませて投影レンズ14
に入射させるようにしているから、スクリーン12に斜
め方向から投影される投影画像の台形状歪みを見込んで
液晶表示パネル13の表示画像を補助投影レンズ17に
より歪ませ、この歪ませた像A1 を投影レンズ14によ
ってスクリーン12に投影すれば、スクリーン投影画像
A2 が歪みのない画像となる。
まま投影レンズによりスクリーン面に拡大投影する従来
の投影型表示装置では、前述したようにスクリーン投影
画像が逆台形状に歪んだ像となるが、この実施例の投影
型表示装置では、液晶表示パネル13の表示画像を補助
投影レンズ17により台形状に歪ませて投影レンズ14
に入射させるようにしているから、スクリーン12に斜
め方向から投影される投影画像の台形状歪みを見込んで
液晶表示パネル13の表示画像を補助投影レンズ17に
より歪ませ、この歪ませた像A1 を投影レンズ14によ
ってスクリーン12に投影すれば、スクリーン投影画像
A2 が歪みのない画像となる。
【0064】すなわち、補助投影レンズ17と投影レン
ズ14とを前述した (4)式の条件が成立するように配置
しておけば、補助投影レンズ17によって投影された第
1投影画像(虚像)A1 の歪みと、投影レンズ14によ
って投影されたスクリーン投影画像の歪みとが互いに打
消し合って、スクリーン12に投影される投影画像の台
形状歪みが矯正され、したがってスクリーン12面に結
像するスクリーン投影画像A2 は、図9の(c)に示し
たような台形状歪みのない画像となる。
ズ14とを前述した (4)式の条件が成立するように配置
しておけば、補助投影レンズ17によって投影された第
1投影画像(虚像)A1 の歪みと、投影レンズ14によ
って投影されたスクリーン投影画像の歪みとが互いに打
消し合って、スクリーン12に投影される投影画像の台
形状歪みが矯正され、したがってスクリーン12面に結
像するスクリーン投影画像A2 は、図9の(c)に示し
たような台形状歪みのない画像となる。
【0065】また、この投影型表示装置において、前述
した (5)式の条件が成立するようにすれば、スクリーン
投影画像A2 は、表示体13の表示画像A0 に対する縦
方向(Y方向)と横方向(x方向)の倍率が等しい、表
示体13の表示画像A0 と完全に相似形な拡大画像とな
る。
した (5)式の条件が成立するようにすれば、スクリーン
投影画像A2 は、表示体13の表示画像A0 に対する縦
方向(Y方向)と横方向(x方向)の倍率が等しい、表
示体13の表示画像A0 と完全に相似形な拡大画像とな
る。
【0066】さらに、上記投影型表示装置では、液晶表
示パネル13と補助投影レンズ17とを上記のような条
件で設けてスクリーン投影画像A2 の台形状歪みをなく
すとともに、前記補助投影レンズ17を、この補助投影
レンズ17の主平面の延長面17aが液晶表示パネル1
3の表示面の延長面13aと補助投影レンズ17がつく
る虚像A1 の像面の延長面A1 aとの交差線P1 上で交
わるように設け、投影レンズ14を、この投影レンズ1
4の主平面の延長面14aが補助投影レンズ17がつく
る虚像A1 の像面の延長面A1 aとスクリーン12面の
延長面12aとの交差線P2 上で交わる姿勢で設けてい
るから、液晶表示パネル13の各点からの画像光は全て
スクリーン12面において結像することになり、したが
って、スクリーン投影画像A1 は、画像全域にわたって
ピントの合った画像となる。
示パネル13と補助投影レンズ17とを上記のような条
件で設けてスクリーン投影画像A2 の台形状歪みをなく
すとともに、前記補助投影レンズ17を、この補助投影
レンズ17の主平面の延長面17aが液晶表示パネル1
3の表示面の延長面13aと補助投影レンズ17がつく
る虚像A1 の像面の延長面A1 aとの交差線P1 上で交
わるように設け、投影レンズ14を、この投影レンズ1
4の主平面の延長面14aが補助投影レンズ17がつく
る虚像A1 の像面の延長面A1 aとスクリーン12面の
延長面12aとの交差線P2 上で交わる姿勢で設けてい
るから、液晶表示パネル13の各点からの画像光は全て
スクリーン12面において結像することになり、したが
って、スクリーン投影画像A1 は、画像全域にわたって
ピントの合った画像となる。
【0067】なお、上記実施例では、投影レンズ14か
らスクリーン12への投影光路を、投影レンズ14を通
った画像光を直接スクリーン12に投影する直線光路と
しているが、投影レンズ14を通った画像光をミラーで
反射させてスクリーン12に投影するようにすれば、装
置の奥行き長さを小さくすることができる。
らスクリーン12への投影光路を、投影レンズ14を通
った画像光を直接スクリーン12に投影する直線光路と
しているが、投影レンズ14を通った画像光をミラーで
反射させてスクリーン12に投影するようにすれば、装
置の奥行き長さを小さくすることができる。
【0068】すなわち、図3はこの発明の第2実施例を
示す投影型表示装置の縦断側面図である。この実施例
は、投影レンズ14からスクリーン12への投影光路
を、投影レンズ14を通った画像光をスクリーン12に
向けて反射させる画像光反射ミラー18を備えた屈曲光
路としたものであり、画像光反射ミラー18はスクリー
ン12に対向させて配置され、投影レンズ14は画像光
反射ミラー18に斜めに対向させて配置されている。
示す投影型表示装置の縦断側面図である。この実施例
は、投影レンズ14からスクリーン12への投影光路
を、投影レンズ14を通った画像光をスクリーン12に
向けて反射させる画像光反射ミラー18を備えた屈曲光
路としたものであり、画像光反射ミラー18はスクリー
ン12に対向させて配置され、投影レンズ14は画像光
反射ミラー18に斜めに対向させて配置されている。
【0069】このように投影レンズ14からスクリーン
12への投影光路を屈曲光路とする場合は、液晶表示パ
ネル13および補助投影レンズ17を前記 (4)式の条件
または (4)式と (5)式の条件を満足するようにして配置
するとともに、補助投影レンズ17を、上記第1の実施
例と同様に、この補助投影レンズ17の主平面の延長面
17aが液晶表示パネル13の表示面の延長面13aと
補助投影レンズ17がつくる虚像A1 の像面の延長面A
1 aとの交差線P1 上で交わるように設け、投影レンズ
14を、その主平面の延長面14aが、補助投影レンズ
17がつくる第1投影画像(虚像)A1 の像面の延長面
A1 aと、投影レンズ14からスクリーン12への屈曲
光路を直線状に展開して考えたときの仮想のスクリーン
面12′の延長面12a′との交差線P2 ′上で交わる
姿勢で設ければよく、このようにすれば、スクリーン1
2面に、台形状の歪みがなく、かつピントの合った画像
を結像させることができる。
12への投影光路を屈曲光路とする場合は、液晶表示パ
ネル13および補助投影レンズ17を前記 (4)式の条件
または (4)式と (5)式の条件を満足するようにして配置
するとともに、補助投影レンズ17を、上記第1の実施
例と同様に、この補助投影レンズ17の主平面の延長面
17aが液晶表示パネル13の表示面の延長面13aと
補助投影レンズ17がつくる虚像A1 の像面の延長面A
1 aとの交差線P1 上で交わるように設け、投影レンズ
14を、その主平面の延長面14aが、補助投影レンズ
17がつくる第1投影画像(虚像)A1 の像面の延長面
A1 aと、投影レンズ14からスクリーン12への屈曲
光路を直線状に展開して考えたときの仮想のスクリーン
面12′の延長面12a′との交差線P2 ′上で交わる
姿勢で設ければよく、このようにすれば、スクリーン1
2面に、台形状の歪みがなく、かつピントの合った画像
を結像させることができる。
【0070】なお、この実施例では投影レンズ14から
スクリーン12への投影光路を、1枚の画像光反射ミラ
ー18を備えた屈曲光路としているが、この投影光路は
2枚以上の画像光反射ミラーを備えたジグザグの屈曲光
路としてもよく、このようにすれば装置の奥行き長さを
さらに小さくすることができる。
スクリーン12への投影光路を、1枚の画像光反射ミラ
ー18を備えた屈曲光路としているが、この投影光路は
2枚以上の画像光反射ミラーを備えたジグザグの屈曲光
路としてもよく、このようにすれば装置の奥行き長さを
さらに小さくすることができる。
【0071】さらに、上記実施例では、補助投影レンズ
17として凸レンズを用いているが、補助投影レンズ1
7がつくる虚像A1 を投影レンズ14によってスクリー
ン12に投影する場合は、前記補助投影レンズ17を図
4に示す第3の実施例のように凹レンズとしてもよい。
17として凸レンズを用いているが、補助投影レンズ1
7がつくる虚像A1 を投影レンズ14によってスクリー
ン12に投影する場合は、前記補助投影レンズ17を図
4に示す第3の実施例のように凹レンズとしてもよい。
【0072】また、上記実施例では、補助投影レンズ1
7がつくる第1投影画像A1 を虚像とし、この虚像A1
を投影レンズ14によってスクリーン12に投影するよ
うにしているが、補助投影レンズ17と投影レンズ14
との間に実像を結像させる第1画像結像面を設ければ、
補助投影レンズ17がつくる第1投影画像A1 を実像と
して、この実像を投影レンズ14によってスクリーン1
2に投影することも可能である。
7がつくる第1投影画像A1 を虚像とし、この虚像A1
を投影レンズ14によってスクリーン12に投影するよ
うにしているが、補助投影レンズ17と投影レンズ14
との間に実像を結像させる第1画像結像面を設ければ、
補助投影レンズ17がつくる第1投影画像A1 を実像と
して、この実像を投影レンズ14によってスクリーン1
2に投影することも可能である。
【0073】図5はこの発明の第4の実施例を示したも
ので、この実施例は、凸レンズからなる補助投影レンズ
17と投影レンズ14との間に光透過性の第1画像結像
面19を設けて補助投影レンズ17を通った画像光をこ
の第1画像結像面19に台形状に歪んだ実像として結像
させ、この第1画像結像面19に結像した実像A1 を投
影レンズ14によってスクリーン12に投影するように
したものである。すなわち、この実施例は、表示体13
の表示画像A0 をスクリーン12に投影する投影系を、
表示体13の表示画像A0 を投影して実像からなる第1
投影画像A1 をつくる第1の光学系と、前記第1投影画
像A1 の結像面19と、この結像面19に結像した前記
第1投影画像A1 をスクリーン12に投影してスクリー
ン投影画像A2 をつくる第2の光学系とで構成するとと
もに、前記第1の光学系の光軸(補助投影レンズ17の
光軸)O1 と、 第2の光学系の光軸(投影レンズ14の
光軸)O2 とを前記結像面19において交差させ、前記
結像面19を、前記第1の光学系により投影されて前記
結像面に入射した光を前記第2の光学系に向けて屈折さ
せる屈折体としたものである。 この実施例によれば、前
記第1の光学系から第2の光学系への光路が屈折光路で
あっても、第1の光学系で投影された光が前記結像面1
9で屈折されて第2の光学系に入射するため、前記第2
の光学系を小口径の投影レンズ14を用いて構成するこ
とができる。
ので、この実施例は、凸レンズからなる補助投影レンズ
17と投影レンズ14との間に光透過性の第1画像結像
面19を設けて補助投影レンズ17を通った画像光をこ
の第1画像結像面19に台形状に歪んだ実像として結像
させ、この第1画像結像面19に結像した実像A1 を投
影レンズ14によってスクリーン12に投影するように
したものである。すなわち、この実施例は、表示体13
の表示画像A0 をスクリーン12に投影する投影系を、
表示体13の表示画像A0 を投影して実像からなる第1
投影画像A1 をつくる第1の光学系と、前記第1投影画
像A1 の結像面19と、この結像面19に結像した前記
第1投影画像A1 をスクリーン12に投影してスクリー
ン投影画像A2 をつくる第2の光学系とで構成するとと
もに、前記第1の光学系の光軸(補助投影レンズ17の
光軸)O1 と、 第2の光学系の光軸(投影レンズ14の
光軸)O2 とを前記結像面19において交差させ、前記
結像面19を、前記第1の光学系により投影されて前記
結像面に入射した光を前記第2の光学系に向けて屈折さ
せる屈折体としたものである。 この実施例によれば、前
記第1の光学系から第2の光学系への光路が屈折光路で
あっても、第1の光学系で投影された光が前記結像面1
9で屈折されて第2の光学系に入射するため、前記第2
の光学系を小口径の投影レンズ14を用いて構成するこ
とができる。
【0074】なお、上記第1画像結像面19は、補助投
影レンズ17を通ってこの結像面19に入射した光を投
影レンズ14に向けて屈折させるものとする必要がある
が、この第1画像結像面19としては、微小幅のストラ
イプ状プリズムを幅方向に連続させて形成したプリズム
板か、あるいは偏心レンズ等を用いることが考えられ
る。
影レンズ17を通ってこの結像面19に入射した光を投
影レンズ14に向けて屈折させるものとする必要がある
が、この第1画像結像面19としては、微小幅のストラ
イプ状プリズムを幅方向に連続させて形成したプリズム
板か、あるいは偏心レンズ等を用いることが考えられ
る。
【0075】また、上記実施例では、補助投影レンズ1
7を、その光軸O1 が投影レンズ14の光軸O2 と交差
する姿勢で設けているが、液晶表示パネル13の傾斜角
度を適当に選ぶとともに補助投影レンズ17と投影レン
ズ14とをその焦点F1 ′,F2 を一致させて配置すれ
ば、図6に示す第5の実施例のように補助投影レンズ1
7と投影レンズ14とを、その光軸O1 ,O2 を一致さ
せて直線的に配置することもできる。ただし、この場合
は、投影レンズ14として大口径のレンズが必要にな
る。
7を、その光軸O1 が投影レンズ14の光軸O2 と交差
する姿勢で設けているが、液晶表示パネル13の傾斜角
度を適当に選ぶとともに補助投影レンズ17と投影レン
ズ14とをその焦点F1 ′,F2 を一致させて配置すれ
ば、図6に示す第5の実施例のように補助投影レンズ1
7と投影レンズ14とを、その光軸O1 ,O2 を一致さ
せて直線的に配置することもできる。ただし、この場合
は、投影レンズ14として大口径のレンズが必要にな
る。
【0076】なお、図5および図6の実施例において
も、補助投影レンズ17がつくる第1投影画像A1 は、
液晶表示パネル13の表示面の延長面13aと、補助投
影レンズ17の主平面の延長面17aとの交差線P1 上
において上記2つの面13a,17aと交差する面A1
a上に結像する。また、投影レンズ14は、その主平面
の延長面14aが、前記補助投影レンズ17がつくる第
1投影画像A1 (第7図では第1画像結像面19に結像
する実像、第8図では虚像)の像面の延長面A1aと、
スクリーン面(実際のスクリーン面または投影レンズか
らスクリーンへの屈曲光路を展開した仮想のスクリーン
面)の延長面との交差線上で交わる姿勢で設けられてい
る。
も、補助投影レンズ17がつくる第1投影画像A1 は、
液晶表示パネル13の表示面の延長面13aと、補助投
影レンズ17の主平面の延長面17aとの交差線P1 上
において上記2つの面13a,17aと交差する面A1
a上に結像する。また、投影レンズ14は、その主平面
の延長面14aが、前記補助投影レンズ17がつくる第
1投影画像A1 (第7図では第1画像結像面19に結像
する実像、第8図では虚像)の像面の延長面A1aと、
スクリーン面(実際のスクリーン面または投影レンズか
らスクリーンへの屈曲光路を展開した仮想のスクリーン
面)の延長面との交差線上で交わる姿勢で設けられてい
る。
【0077】さらに、上記各実施例では、表示体として
液晶表示パネル13を使用しているが、この表示体は、
ブラウン管(この場合は光源15は不要である)や、リ
バーサルフィルム等の原画フィルムであってもよい。
液晶表示パネル13を使用しているが、この表示体は、
ブラウン管(この場合は光源15は不要である)や、リ
バーサルフィルム等の原画フィルムであってもよい。
【0078】
【発明の効果】請求項1〜6に係る発明は、いずれも、
表示体の表示画像をスクリーンに投影する過程で、まず
前記表示体の表示画像を歪ませた第1投影画像をつく
り、この第1投影画像をスクリーンに投影するものであ
り、前記第1投影画像の歪みが、斜め方向からスクリー
ンに投影することによる画像の歪みによって補正され、
スクリーン面に結像する投影画像が、歪みのない画像に
なる。 したがって、表示窓を有しこの表示窓に透過型ス
クリーンを設けた装置本体内に、前記スクリーンに斜め
方向から画像を投影する投影手段を設けたものでありな
がら、スクリーン面に結像する投影画像を、歪みのない
画像とすることができる。しかも、請求項1に係る発明
によれば、表示体の表示画像をスクリーンに投影する投
影系を、表示体の表示画像を投影して実像からなる第1
投影画像をつくる第1の光学系と、前記第1投影画像の
結像面と、この結像面に結像した前記第1投影画像を前
記スクリーンに投影してスクリーン投影画像をつくる第
2の光学系とで構成するとともに、前記第1の光学系の
光軸と前記第2の光学系の光軸とを前記結像面において
交差させ、前記結像面を、前記第1の光学系により投影
されて前記結像面に入射した光を前記第2の光学系に向
けて屈折させる屈折体としているため、第1の光学系で
投影された光が前記結像面で屈折されて第2の光学系に
入射する。したがって、請求項1に係る発明によれば、
上述したようにスクリーン投影画像を歪みのない画像と
することができるとともに、前記第1の光学系から第2
の光学系への光路が屈折光路であっても、前記第2の光
学系を小口径のレンズを用いて構成することができる。
表示体の表示画像をスクリーンに投影する過程で、まず
前記表示体の表示画像を歪ませた第1投影画像をつく
り、この第1投影画像をスクリーンに投影するものであ
り、前記第1投影画像の歪みが、斜め方向からスクリー
ンに投影することによる画像の歪みによって補正され、
スクリーン面に結像する投影画像が、歪みのない画像に
なる。 したがって、表示窓を有しこの表示窓に透過型ス
クリーンを設けた装置本体内に、前記スクリーンに斜め
方向から画像を投影する投影手段を設けたものでありな
がら、スクリーン面に結像する投影画像を、歪みのない
画像とすることができる。しかも、請求項1に係る発明
によれば、表示体の表示画像をスクリーンに投影する投
影系を、表示体の表示画像を投影して実像からなる第1
投影画像をつくる第1の光学系と、前記第1投影画像の
結像面と、この結像面に結像した前記第1投影画像を前
記スクリーンに投影してスクリーン投影画像をつくる第
2の光学系とで構成するとともに、前記第1の光学系の
光軸と前記第2の光学系の光軸とを前記結像面において
交差させ、前記結像面を、前記第1の光学系により投影
されて前記結像面に入射した光を前記第2の光学系に向
けて屈折させる屈折体としているため、第1の光学系で
投影された光が前記結像面で屈折されて第2の光学系に
入射する。したがって、請求項1に係る発明によれば、
上述したようにスクリーン投影画像を歪みのない画像と
することができるとともに、前記第1の光学系から第2
の光学系への光路が屈折光路であっても、前記第2の光
学系を小口径のレンズを用いて構成することができる。
【0079】また、請求項2に係る発明によれば、前記
投影レンズからスクリーンまでの投影光路を、前記投影
レンズを通った画像光を直接スクリーンに投影する直線
光路とし、表示体の表示画像を投影して第1投影画像を
つくる補助投影レンズを、この補助投影レンズの主平面
の延長面と前記表示体の表示面の延長面と前記第1投影
画像の像面の延長面とが1つの直線上で交差するように
配置するとともに、前記第1投影画像をスクリーンに投
影してスクリーン投影をつくる投影レンズを、この投影
レンズの主平面の延長面と前記第1投影画像の像面の延
長面とスクリーン面の延長面とが1つの直線上で交差す
るようにして配置しているため、前記スクリーン面にピ
ントの合った投影画像が結像する。 したがって、請求項
2に係る発明によれば、上述したようにスクリーン投影
画像を歪みのない画像とすることができるとともに、前
記スクリーン投影画像をピントの合った画像とすること
ができる。 また、請求項3に係る発明によれば、前記投
影レンズからスクリーンまでの投影光路を、前記投影レ
ンズを通った画像光を少なくとも1枚のミラーで反射さ
せてスクリーンに投影する屈曲光路としているため、前
記投影光路が直線光路である場合に比べて、投影装置の
奥行き長さをさらに小さくすることができる。 そして、
この請求項3に係る発明では、表示体の表示画像を投影
して第1投影画像をつくる補助投影レンズを、この補助
投影レンズの主平面の延長面と前記表示体の表示面の延
長面と前記第1投影画像の像面の延長面とが1つの直線
上で交差するように配置するとともに、前記第1投影画
像をスクリーンに投影してスクリーン投影をつくる投影
レンズを、この投影レンズの主平面の延長面と前記第1
投影画像の像面の延長面と前記屈曲光路を直線状に展開
したときの仮想のスクリーン面の延長面とが1つの直線
上で交差するようにして配置しているため、前記スクリ
ーン面にピントの合った投影画像が結像する。 したがっ
て、請求項3に係る発明によれば、上述したスクリーン
投影画像を歪みのない画像とすることができるととも
に、投影装置の奥行き長さをさらに小さくし、しかも、
前記投影光路が直線光路であっても前記スクリーン投影
画像をピントの合った画像とすることができる。 また、
請求項4に係る発明によれば、前記補助投影レンズの光
軸に垂直でこの補助投影レンズの焦点を含む平面と、前
記投影レンズの光軸に垂直でこの投影レンズの焦点を含
む平面とが1つの直線上で交差し、かつ前記直線が前記
第1投影画像の像面の延長面上にくるようにして配置し
ているため、上述したようにスクリーン投影画像を歪み
のない画像とすることができる。 また、請求項5に係る
発明によれば、前記投影系を、第1の仮想平面上に主平
面をもち前記表示体の表示画像を投影して第2の仮想平
面上に第1投影画像をつくる補助投影レンズと、第3の
仮想平面上に主平面をもち前記第1投影画像を前記スク
リーンに投影してスクリーン投影画像をつくる投影レン
ズとを具備し、かつ、前記表示体の表示面の延長面と前
記第1の仮想平面と前記第2の仮想平面とが第1の直線
上で交差し、前記第2の仮想平面と前記第3の仮想平面
とスクリーン面の延長面とが第2の直線上で交差する構
成としているため、上述したようにスクリーン投影画像
を歪みのない画像とすることができるとともに、前記ス
クリーン投影画像をピントの合った画像とすることがで
きる。 さらに、請求項6に係る発明によれば、前記投影
系を、第1の仮想平面上に主平面をもち前記表示体の表
示画像を投影して第2の仮想平面上に第1投影画像をつ
くる補助投影レンズと、第3の仮想平面上に主平面をも
ち前記第1投影画像を前記スクリーンに投影してスクリ
ーン投影画像をつくる投影レンズと、前記投影レンズを
通った画像光を反射させて前記スクリーンに投影する少
なくとも1枚のミラーとを具備し、かつ、前記表示体の
表示面の延長面と前記第1の仮想平面と前記第2の仮想
平面とが第1の直線上で交差し、前記第2の仮想平面と
前記第3の仮想平面と前記投影レンズから前記スクリー
ンまでの投影光路を直線状に展開したときの仮想のスク
リーン面の延長面とが第2の直線上で交差する構成とし
ているため、上述したようにスクリーン投影画像を歪み
のない画像とすることができるとともに、投影レンズか
らスクリーンまでの投影光路を少なくとも1枚のミラー
を備えた屈曲光路として投影装置の奥行き長さをさらに
小さくし、しかも、前記投影光路が直線光路であっても
前記スクリーン投影画像をピントの合った画像とするこ
とができる。
投影レンズからスクリーンまでの投影光路を、前記投影
レンズを通った画像光を直接スクリーンに投影する直線
光路とし、表示体の表示画像を投影して第1投影画像を
つくる補助投影レンズを、この補助投影レンズの主平面
の延長面と前記表示体の表示面の延長面と前記第1投影
画像の像面の延長面とが1つの直線上で交差するように
配置するとともに、前記第1投影画像をスクリーンに投
影してスクリーン投影をつくる投影レンズを、この投影
レンズの主平面の延長面と前記第1投影画像の像面の延
長面とスクリーン面の延長面とが1つの直線上で交差す
るようにして配置しているため、前記スクリーン面にピ
ントの合った投影画像が結像する。 したがって、請求項
2に係る発明によれば、上述したようにスクリーン投影
画像を歪みのない画像とすることができるとともに、前
記スクリーン投影画像をピントの合った画像とすること
ができる。 また、請求項3に係る発明によれば、前記投
影レンズからスクリーンまでの投影光路を、前記投影レ
ンズを通った画像光を少なくとも1枚のミラーで反射さ
せてスクリーンに投影する屈曲光路としているため、前
記投影光路が直線光路である場合に比べて、投影装置の
奥行き長さをさらに小さくすることができる。 そして、
この請求項3に係る発明では、表示体の表示画像を投影
して第1投影画像をつくる補助投影レンズを、この補助
投影レンズの主平面の延長面と前記表示体の表示面の延
長面と前記第1投影画像の像面の延長面とが1つの直線
上で交差するように配置するとともに、前記第1投影画
像をスクリーンに投影してスクリーン投影をつくる投影
レンズを、この投影レンズの主平面の延長面と前記第1
投影画像の像面の延長面と前記屈曲光路を直線状に展開
したときの仮想のスクリーン面の延長面とが1つの直線
上で交差するようにして配置しているため、前記スクリ
ーン面にピントの合った投影画像が結像する。 したがっ
て、請求項3に係る発明によれば、上述したスクリーン
投影画像を歪みのない画像とすることができるととも
に、投影装置の奥行き長さをさらに小さくし、しかも、
前記投影光路が直線光路であっても前記スクリーン投影
画像をピントの合った画像とすることができる。 また、
請求項4に係る発明によれば、前記補助投影レンズの光
軸に垂直でこの補助投影レンズの焦点を含む平面と、前
記投影レンズの光軸に垂直でこの投影レンズの焦点を含
む平面とが1つの直線上で交差し、かつ前記直線が前記
第1投影画像の像面の延長面上にくるようにして配置し
ているため、上述したようにスクリーン投影画像を歪み
のない画像とすることができる。 また、請求項5に係る
発明によれば、前記投影系を、第1の仮想平面上に主平
面をもち前記表示体の表示画像を投影して第2の仮想平
面上に第1投影画像をつくる補助投影レンズと、第3の
仮想平面上に主平面をもち前記第1投影画像を前記スク
リーンに投影してスクリーン投影画像をつくる投影レン
ズとを具備し、かつ、前記表示体の表示面の延長面と前
記第1の仮想平面と前記第2の仮想平面とが第1の直線
上で交差し、前記第2の仮想平面と前記第3の仮想平面
とスクリーン面の延長面とが第2の直線上で交差する構
成としているため、上述したようにスクリーン投影画像
を歪みのない画像とすることができるとともに、前記ス
クリーン投影画像をピントの合った画像とすることがで
きる。 さらに、請求項6に係る発明によれば、前記投影
系を、第1の仮想平面上に主平面をもち前記表示体の表
示画像を投影して第2の仮想平面上に第1投影画像をつ
くる補助投影レンズと、第3の仮想平面上に主平面をも
ち前記第1投影画像を前記スクリーンに投影してスクリ
ーン投影画像をつくる投影レンズと、前記投影レンズを
通った画像光を反射させて前記スクリーンに投影する少
なくとも1枚のミラーとを具備し、かつ、前記表示体の
表示面の延長面と前記第1の仮想平面と前記第2の仮想
平面とが第1の直線上で交差し、前記第2の仮想平面と
前記第3の仮想平面と前記投影レンズから前記スクリー
ンまでの投影光路を直線状に展開したときの仮想のスク
リーン面の延長面とが第2の直線上で交差する構成とし
ているため、上述したようにスクリーン投影画像を歪み
のない画像とすることができるとともに、投影レンズか
らスクリーンまでの投影光路を少なくとも1枚のミラー
を備えた屈曲光路として投影装置の奥行き長さをさらに
小さくし、しかも、前記投影光路が直線光路であっても
前記スクリーン投影画像をピントの合った画像とするこ
とができる。
【図1】この発明の一実施例を示す投影型表示装置の縦
断側面図。
断側面図。
【図2】その投影系の拡大図。
【図3】この発明の第2実施例を示す投影型表示装置の
縦断側面図。
縦断側面図。
【図4】この発明の第3の実施例を示す液晶表示パネル
と補助投影レンズと投影レンズの配置図。
と補助投影レンズと投影レンズの配置図。
【図5】この発明の第4の実施例を示す液晶表示パネル
と補助投影レンズと投影レンズの配置図。
と補助投影レンズと投影レンズの配置図。
【図6】この発明の第5の実施例を示す液晶表示パネル
と補助投影レンズと投影レンズの配置図。
と補助投影レンズと投影レンズの配置図。
【図7】この発明の投影型表示装置における投影系の基
本構成図。
本構成図。
【図8】その要部の拡大図。
【図9】表示体の表示画像と第1投影画像とスクリーン
投影画像の外形を示す図。
投影画像の外形を示す図。
【図10】一般に知られている投影型表示装置の縦断側
面図。
面図。
【図11】従来の斜め投影方式の投影型表示装置の縦断
側面図。
側面図。
【図12】その投影系を示す図。
【図13】従来の斜め投影方式の投影型表示装置におけ
る表示体の表示画像とスクリーン投影画像の外形を示す
図。
る表示体の表示画像とスクリーン投影画像の外形を示す
図。
11…装置本体 12…透過型スクリーン 12a…スクリーン面の延長面 12′…仮想のスクリーン面 12a′…仮想のスクリーン面の延長面 13…表示体(液晶表示パネル) 13a…表示体の表示面の延長面 A0 …表示画像 14…投影レンズ 14a…投影レンズの主平面の延長面 17…補助投影レンズ 17a…補助投影レンズの主平面の延長面 A1 …第1投影画像 19…第1画像結像面 A1 a…第1投影画像の像面の延長面 18…画像光反射ミラー A2 …スクリーン投影画像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03B 21/10 G02B 27/18
Claims (6)
- 【請求項1】表示窓を有しこの表示窓に透過型スクリー
ンを設けた装置本体内に、前記スクリーンに斜め方向か
ら画像を投影する投影手段を設けてなり、 前記投影手段が、表示体と、この表示体の表示画像を前
記スクリーンに投影する投影系とからなっているととも
に、 前記投影系が、表示体の表示画像を投影して実像からな
る第1投影画像をつくる第1の光学系と、前記第1投影
画像の結像面と、この結像面に結像した前記第1投影画
像を前記スクリーンに投影してスクリーン投影画像をつ
くる第2の光学系とからなっており、 かつ、前記第1の光学系が前記表示体の表示画像を歪ま
せた第1投影画像をつくり、前記第2の光学系が前記第
1投影画像の歪みを補正したスクリーン投影画像をつく
るとともに、 前記第1の光学系の光軸と前記第2の光学系の光軸とが
前記結像面において交差し、 前記結像面が、前記第1の光学系により投影されて前記
結像面に入射した光を前記第2の光学系に向けて屈折さ
せる屈折体からなっていることを特徴とする投影型表示
装置。 - 【請求項2】表示窓を有しこの表示窓に透過型スクリー
ンを設けた装置本体内に、前記スクリーンに斜め方向か
ら画像を投影する投影手段を設けてなり、 前記投影手段が、表示体と、この表示体の表示画像を前
記スクリーンに投影する投影系とからなっているととも
に、 前記投影系が、表示体の表示画像を補助投影レンズによ
り投影して第1投影画像をつくる第1の光学系と、前記
第1投影画像を投影レンズにより前記スクリーンに投影
してスクリーン投影画像をつくる第2の光学系とからな
っており、前記投影レンズからスクリーンまでの投影光路が、前記
投影レンズを通った画像光を直接スクリーンに投影する
直線光路であり、 かつ、前記第1の光学系が、前記補助投影レンズを、そ
のレンズ主平面の延長面と前記表示体の表示面の延長面
と前記第1投影画像の像面の延長面とが実質的に1つの
直線上で交差するように配置して構成され、 前記第2の光学系が、前記投影レンズを、そのレンズ主
平面の延長面と前記第1投影画像の像面の延長面とスク
リーン面の延長面とが実質的に1つの直線上で交差する
ように配置して構成されていることを特徴とする投影型
表示装置。 - 【請求項3】表示窓を有しこの表示窓に透過型スクリー
ンを設けた装置本体内に、前記スクリーンに斜め方向か
ら画像を投影する投影手段を設けてなり、 前記投影手段が、表示体と、この表示体の表示画像を前
記スクリーンに投影する投影系とからなっているととも
に、 前記投影系が、表示体の表示画像を補助投影レンズによ
り投影して第1投影画像をつくる第1の光学系と、前記
第1投影画像を投影レンズにより前記スクリーンに投影
してスクリーン投影画像をつくる第2の光学系とからな
っており、 前記投影レンズからスクリーンまでの投影光路が、前記
投影レンズを通った画像光を少なくとも1枚のミラーで
反射させてスクリーンに投影する屈曲光路であり、 かつ、前記第1の光学系が、前記補助投影レンズを、そ
のレンズ主平面の延長面と前記表示体の表示面の延長面
と前記第1投影画像の像面の延長面とが実質的に1つの
直線上で交差するように配置して構成され、 前記第2の光学系が、前記投影レンズを、そのレンズ主
平面の延長面と前記第1投影画像の像面の延長面と前記
屈曲光路を直線状に展開したときの仮想のスクリーン面
の延長面とが実質的に1つの直線上で交差するように配
置して構成されていることを特徴とする投影型表示装
置。 - 【請求項4】表示窓を有しこの表示窓に透過型スクリー
ンを設けた装置本体内に、前記スクリーンに斜め方向か
ら画像を投影する投影手段を設けてなり、 前記投影手段が、表示体と、この表示体の表示画像を前
記スクリーンに投影する投影系とからなっているととも
に、 前記投影系が、前記表示体の表示画像を投影して第1投
影画像をつくる補助投影レンズと、前記第1投影画像を
前記スクリーンに投影してスクリーン投影画像をつくる
投影レンズとを具備しており、 前記補助投影レンズと前記補助投影レンズとが、前記補
助投影レンズの光軸に垂直でこの補助投影レンズの焦点
を含む平面と、前記投影レンズの光軸に垂直でこの投影
レンズの焦点を含む平面とが1つの直線上で交差し、か
つ前記直線が前記第1投影画像の像面の延長面上にくる
ようにして配置されていて、 前記補助投影レンズが前記表示体の表示画像を歪ませた
第1投影画像をつくり、前記投影レンズが前記第1投影
画像の歪みを補正したスクリーン投影画像をつくること
を特徴とする投影型表示装置。 - 【請求項5】表示窓を有しこの表示窓に透過型スクリー
ンを設けた装置本体内に、前記スクリーンに斜め方向か
ら画像を投影する投影手段を設けてなり、 前記投影手段が、表示体と、この表示体の表示画像を前
記スクリーンに投影する投影系とからなっているととも
に、 前記投影系が、第1の仮想平面上に主平面をもち前記表
示体の表示画像を投影して第2の仮想平面上に第1投影
画像をつくる補助投影レンズと、第3の仮想平面上に主
平面をもち前記第1投影画像を前記スクリーンに投影し
てスクリーン投影画像をつくる投影レンズとを具備して
おり、 かつ、前記表示体の表示面の延長面と前記第1の仮想平
面と前記第2の仮想平面とが第1の直線上で交差し、 前記第2の仮想平面と前記第3の仮想平面とスクリーン
面の延長面とが第2の直線上で交差していることを特徴
とする投影型表示装置。 - 【請求項6】表示窓を有しこの表示窓に透過型スクリー
ンを設けた装置本体内に、前記スクリーンに斜め方向か
ら画像を投影する投影手段を設けてなり、 前記投影手段が、表示体と、この表示体の表示画像を前
記スクリーンに投影する投影系とからなっているととも
に、 前記投影系が、第1の仮想平面上に主平面をもち前記表
示体の表示画像を投影して第2の仮想平面上に第1投影
画像をつくる補助投影レンズと、第3の仮想平面上に主
平面をもち前記第1投影画像を投影する投影レンズと、
前記投影レンズを通った画像光を反射させて前記スクリ
ーンに投影する少なくとも1枚のミラーとを具備してお
り、 かつ、前記表示体の表示面の延長面と前記第1の仮想平
面と前記第2の仮想平面とが第1の直線上で交差し、 前記第2の仮想平面と前記第3の仮想平面と前記投影レ
ンズから前記スクリーンまでの投影光路を直線状に展開
したときの仮想のスクリーン面の延長面とが第2の直線
上で交差していることを特徴とする投影型表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7142004A JP2815554B2 (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 投影型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7142004A JP2815554B2 (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 投影型表示装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63230985A Division JP2906348B2 (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | 投影型表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07311363A JPH07311363A (ja) | 1995-11-28 |
JP2815554B2 true JP2815554B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=15305150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7142004A Expired - Fee Related JP2815554B2 (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 投影型表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2815554B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7150537B2 (en) * | 2002-08-16 | 2006-12-19 | Infocus Corporation | Projection television device and screen |
JP2007017813A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Tohoku Univ | 3次元線型空間結像光学系及びこれを用いた投写光学系 |
JP2007024937A (ja) | 2005-07-12 | 2007-02-01 | Pentax Corp | 投影装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6118172A (ja) * | 1984-07-04 | 1986-01-27 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
-
1995
- 1995-06-08 JP JP7142004A patent/JP2815554B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07311363A (ja) | 1995-11-28 |
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