JP2867529B2 - 投写型表示装置 - Google Patents
投写型表示装置Info
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- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
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- H04N9/317—Convergence or focusing systems
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ライトバルブ上に形成された画像をスクリ
ーン上に拡大投写する投写型表示装置に関し、特に複数
のライトバルブに形成された画像を合成投写する装置の
性能改善に関するものである。
ーン上に拡大投写する投写型表示装置に関し、特に複数
のライトバルブに形成された画像を合成投写する装置の
性能改善に関するものである。
［従来の技術］ 第４図は従来の投写型表示装置の光学系の構成図であ
る。図において、（１）は光源、（120）はランプ、（1
30）反射鏡、（２）は光源（１）から出射する照明光
束、（3R），（3G），（3B）は液晶ライトバルブ、（23
R），（23G），（23B）は液晶ライトバルブの画像形成
面、（10R）、（10G），（10B）はコンデンサレンズ、
（14R），（14B）は色分離用ダイクロイックミラー、
（15B），（15G）は色合成用ダイクロイックミラー、
（11），（12）ミラー、（４）は投写レンズ、（５）は
スクリーンである。
る。図において、（１）は光源、（120）はランプ、（1
30）反射鏡、（２）は光源（１）から出射する照明光
束、（3R），（3G），（3B）は液晶ライトバルブ、（23
R），（23G），（23B）は液晶ライトバルブの画像形成
面、（10R）、（10G），（10B）はコンデンサレンズ、
（14R），（14B）は色分離用ダイクロイックミラー、
（15B），（15G）は色合成用ダイクロイックミラー、
（11），（12）ミラー、（４）は投写レンズ、（５）は
スクリーンである。
次に、従来装置の動作について説明する。
照明光束（２）は白色光源ランプ（120）を出射後、
反射鏡（130）で反射されて光源（１）を出射し、照明
光束（２）となる。ダイクロイックミラー（14R）は赤
色光を反射し青，緑色光を透過する。ダイクロイックミ
ラー（14R）で分離された赤色光はミラー（11）で反射
されて液晶ライトバルブ（3R）に入射する。また、ダイ
クロイックミラー（14B）は青色光を反射し、緑色光を
透過させる。従って、液晶ライトバルブ（3G），（3
B），（3R）には、各々緑，青，赤の照明光束が照射さ
れる。液晶ライトバルブ（3G），（3B），（3R）の画像
形成面（23G），（23B），（23R）には、特に図示しな
い外部回路によって緑，青，赤の色光に相当する画像が
形成され、照射光をライトバルブ面内で透過変調する。
液晶ライトバルブ（3G），（3B），（3R）の出射光は、
青色光を反射するダイクロイックミラー（15B），緑色
光を反射するダイクロイックミラー（15G）、及び反射
ミラー（12）によって合成光束（100）として投写レン
ズ（４）に入射し、投写光束（110）としてスクリーン
（５）上に結像され、拡大されたカラー画像が鑑賞に供
される。ここで、液晶ライトバルブ（3R），（3G），
（3B）の大きさは互いに等しく、また投写レンズ（４）
からほぼ等距離に配置されており、スクリーン（５）上
の各色光に対する投写画像がほぼ等しい大きさの領域に
形成されるように設計されている。また、投写レンズと
してズームレンズが用いられる場合には、拡大投写倍率
を変化でき、自由にスクリーン（５）上の表示領域の大
きさを変えることができる。なおコンデンサレンズ（10
R），（10G），（10B）は、各々赤，緑，青色光を高効
率で投写レンズ（４）に入射させるために用いられる。
反射鏡（130）で反射されて光源（１）を出射し、照明
光束（２）となる。ダイクロイックミラー（14R）は赤
色光を反射し青，緑色光を透過する。ダイクロイックミ
ラー（14R）で分離された赤色光はミラー（11）で反射
されて液晶ライトバルブ（3R）に入射する。また、ダイ
クロイックミラー（14B）は青色光を反射し、緑色光を
透過させる。従って、液晶ライトバルブ（3G），（3
B），（3R）には、各々緑，青，赤の照明光束が照射さ
れる。液晶ライトバルブ（3G），（3B），（3R）の画像
形成面（23G），（23B），（23R）には、特に図示しな
い外部回路によって緑，青，赤の色光に相当する画像が
形成され、照射光をライトバルブ面内で透過変調する。
液晶ライトバルブ（3G），（3B），（3R）の出射光は、
青色光を反射するダイクロイックミラー（15B），緑色
光を反射するダイクロイックミラー（15G）、及び反射
ミラー（12）によって合成光束（100）として投写レン
ズ（４）に入射し、投写光束（110）としてスクリーン
（５）上に結像され、拡大されたカラー画像が鑑賞に供
される。ここで、液晶ライトバルブ（3R），（3G），
（3B）の大きさは互いに等しく、また投写レンズ（４）
からほぼ等距離に配置されており、スクリーン（５）上
の各色光に対する投写画像がほぼ等しい大きさの領域に
形成されるように設計されている。また、投写レンズと
してズームレンズが用いられる場合には、拡大投写倍率
を変化でき、自由にスクリーン（５）上の表示領域の大
きさを変えることができる。なおコンデンサレンズ（10
R），（10G），（10B）は、各々赤，緑，青色光を高効
率で投写レンズ（４）に入射させるために用いられる。
次に、液晶ライトバルブ（３）の構成と動作につい
て、第５図により説明する。
て、第５図により説明する。
液晶（６）は２枚のガラス基板（７），（71）に挟ま
れ、さらに両側に偏光板（８），（９）を配している。
電圧無印加Ｖ＝０（第５図（ａ））においては、入射側
偏光板（８）を透過した直線偏光（2a）は、液晶（６）
を透過する際に液晶の旋光性によって偏光方向が90゜回
転し、入射側偏光板（８）と偏光軸が直交するように配
された出射側偏光板（９）を透過する。一方、しきい値
電圧Vth以上の電圧Ｖを印加（第５図（ｂ））すると、
液晶の旋光性が小さくなって、出射側偏光板（９）を透
過する光量が電圧の増加に伴って減少する。この様な透
過率の制御作用を利用し、さらに２次元アレイ状に電極
を構成することにより、２次元のマトリックス状画像表
示素子が形成できる。第５図の液晶ライトバルブでは、
液晶（６）と出射側ガラス基板（71）の界面が画像形成
面（23）となる。なお、上記液晶は旋光角が90゜のTN
（Twisted Nematic）液晶をノーマリーホワイトモード
で使用した例について説明した。液晶相の種類，旋光角
の大きさ等については公知のごとく、上記の他にも変形
例が知られているが、本発明の主題と直接的に関係しな
いので説明を省略する。
れ、さらに両側に偏光板（８），（９）を配している。
電圧無印加Ｖ＝０（第５図（ａ））においては、入射側
偏光板（８）を透過した直線偏光（2a）は、液晶（６）
を透過する際に液晶の旋光性によって偏光方向が90゜回
転し、入射側偏光板（８）と偏光軸が直交するように配
された出射側偏光板（９）を透過する。一方、しきい値
電圧Vth以上の電圧Ｖを印加（第５図（ｂ））すると、
液晶の旋光性が小さくなって、出射側偏光板（９）を透
過する光量が電圧の増加に伴って減少する。この様な透
過率の制御作用を利用し、さらに２次元アレイ状に電極
を構成することにより、２次元のマトリックス状画像表
示素子が形成できる。第５図の液晶ライトバルブでは、
液晶（６）と出射側ガラス基板（71）の界面が画像形成
面（23）となる。なお、上記液晶は旋光角が90゜のTN
（Twisted Nematic）液晶をノーマリーホワイトモード
で使用した例について説明した。液晶相の種類，旋光角
の大きさ等については公知のごとく、上記の他にも変形
例が知られているが、本発明の主題と直接的に関係しな
いので説明を省略する。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の投写型表示装置に用いられる投写レンズ（４）
は、各種収差を小さく抑え良好な投写画像を得るべく複
数枚の組合せレンズより構成されていた。しかし、赤，
緑，青の各原色の波長は400〜700nm程度の広帯域に分布
しているため、各原色毎に投写レンズの結像倍率が異な
ってくる（倍率色収差）という問題があった。
は、各種収差を小さく抑え良好な投写画像を得るべく複
数枚の組合せレンズより構成されていた。しかし、赤，
緑，青の各原色の波長は400〜700nm程度の広帯域に分布
しているため、各原色毎に投写レンズの結像倍率が異な
ってくる（倍率色収差）という問題があった。
この問題について、第６図を参照して説明する。第６
図（ａ）は、正レンズ（4a），負レンズ（4b），絞り
（4c）より構成された投写レンズ（４）を示している。
上記投写レンズ（４）に、液晶ライトバルブ（3R），
（3G），（3B）の相対的に同一の場所にある画素からの
合成光線（100）が入射した場合を考える。図では、簡
単のため緑色の主光線に相当する光線について示した。
一般に光学ガラスは短波長になるほど屈折率が高くなる
ので、レンズによる屈折は青が一番大きく、赤が一番小
さくなる。このため、スクリーン（５）では図示の通
り、青の像高が最大になり、赤の像高が最小になる。第
６図（ｂ）は、スクリーン（５）の画素の結像状態を示
した図である。上記のように、青＞緑＞赤の順に結像倍
率が小さくなるので、スクリーン中心（50）に対して青
の画素（右上がりの斜線で示す）は緑の画素（白抜きの
矩形で示す）よりも外側にずれ、赤の画素（右下がりの
斜線で示す）は緑の画素よりも内側にずれて結像され
る。なおスクリーン中心位置（50）では、倍率色収差の
影響が小さいので３原色の画素は重なって表示される。
図（ａ）は、正レンズ（4a），負レンズ（4b），絞り
（4c）より構成された投写レンズ（４）を示している。
上記投写レンズ（４）に、液晶ライトバルブ（3R），
（3G），（3B）の相対的に同一の場所にある画素からの
合成光線（100）が入射した場合を考える。図では、簡
単のため緑色の主光線に相当する光線について示した。
一般に光学ガラスは短波長になるほど屈折率が高くなる
ので、レンズによる屈折は青が一番大きく、赤が一番小
さくなる。このため、スクリーン（５）では図示の通
り、青の像高が最大になり、赤の像高が最小になる。第
６図（ｂ）は、スクリーン（５）の画素の結像状態を示
した図である。上記のように、青＞緑＞赤の順に結像倍
率が小さくなるので、スクリーン中心（50）に対して青
の画素（右上がりの斜線で示す）は緑の画素（白抜きの
矩形で示す）よりも外側にずれ、赤の画素（右下がりの
斜線で示す）は緑の画素よりも内側にずれて結像され
る。なおスクリーン中心位置（50）では、倍率色収差の
影響が小さいので３原色の画素は重なって表示される。
以上の説明は第６図（ａ）の如く、液晶ライトバルブ
側から正レンズ（4a），負レンズ（4b）が配置された場
合であるが、この順序が逆になると倍率色収差の大小関
係が逆転し、赤＞緑＞青の順となる。
側から正レンズ（4a），負レンズ（4b）が配置された場
合であるが、この順序が逆になると倍率色収差の大小関
係が逆転し、赤＞緑＞青の順となる。
液晶ライトバルブでは、液晶板の製造時に高精度に画
素ピッチを作り込み、画像表示の際自由に表示領域の大
きさを可変することは困難である。このため、３原色の
画像の投写倍率は投写光学系で厳密に一致させる必要が
あり、投写レンズの倍率色収差に起因する３原色の画素
ずれを１画素の1/10程度にする必要があった。従って、
例えば500×500画素の表示においては、画面の端まで上
記ずれ許容を守るために、±1/2500（±0.04％）程度の
原色毎の倍率差を抑える必要があった。このために投写
レンズ（４）の構成レンズ枚数が増加し、投射型表示装
置全体を高価にする原因となっていた。
素ピッチを作り込み、画像表示の際自由に表示領域の大
きさを可変することは困難である。このため、３原色の
画像の投写倍率は投写光学系で厳密に一致させる必要が
あり、投写レンズの倍率色収差に起因する３原色の画素
ずれを１画素の1/10程度にする必要があった。従って、
例えば500×500画素の表示においては、画面の端まで上
記ずれ許容を守るために、±1/2500（±0.04％）程度の
原色毎の倍率差を抑える必要があった。このために投写
レンズ（４）の構成レンズ枚数が増加し、投射型表示装
置全体を高価にする原因となっていた。
本発明は以上のような問題点を解決するためになされ
たもので、簡単に各原色間の投写倍率を微調し、投写レ
ンズ（４）の倍率色収差による各原色間の画素ずれを補
正できる投写型表示装置を得ることを目的とする。
たもので、簡単に各原色間の投写倍率を微調し、投写レ
ンズ（４）の倍率色収差による各原色間の画素ずれを補
正できる投写型表示装置を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係る投写型表示装置は、画像形成面に画像を
表示する複数のライトバルブと、該ライトバルブの各々
に別々の色光を照射するための１個もしくは複数個の光
源手段と、前記複数のライトバルブの画像形成面に表示
された前記各色光に対応する画像を拡大投写する投写レ
ンズとを有する投写型表示装置において、前記複数のラ
イトバルブの全部又は１部の画像形成面の前記投写レン
ズ側に、画像形成面の虚像を形成する補正レンズ手段を
設け、前記投写レンズによる前記各色光に対応する投写
画像の大きさのずれを補正するものである。
表示する複数のライトバルブと、該ライトバルブの各々
に別々の色光を照射するための１個もしくは複数個の光
源手段と、前記複数のライトバルブの画像形成面に表示
された前記各色光に対応する画像を拡大投写する投写レ
ンズとを有する投写型表示装置において、前記複数のラ
イトバルブの全部又は１部の画像形成面の前記投写レン
ズ側に、画像形成面の虚像を形成する補正レンズ手段を
設け、前記投写レンズによる前記各色光に対応する投写
画像の大きさのずれを補正するものである。
また、画像形成面に画像を表示する複数のライトバル
ブと、該ライトバルブの各々に別々の色光を照射するた
めの１個もしくは複数個の光源手段と、前記複数のライ
トバルブの画像形成面に表示された前記各色光に対応す
る画像をズーム状態に応じて可変的な倍率で拡大投写す
るズーム投写レンズとを有する投写型表示装置におい
て、前記複数のライトバルブの全部又は１部の画像形成
面の前記ズーム投写レンズ側に、画像形成面の虚像を形
成する補正レンズ手段を設け、前記ズーム投写レンズに
よる前記各色光に対応する投写画像の大きさのずれを補
正するものである。
ブと、該ライトバルブの各々に別々の色光を照射するた
めの１個もしくは複数個の光源手段と、前記複数のライ
トバルブの画像形成面に表示された前記各色光に対応す
る画像をズーム状態に応じて可変的な倍率で拡大投写す
るズーム投写レンズとを有する投写型表示装置におい
て、前記複数のライトバルブの全部又は１部の画像形成
面の前記ズーム投写レンズ側に、画像形成面の虚像を形
成する補正レンズ手段を設け、前記ズーム投写レンズに
よる前記各色光に対応する投写画像の大きさのずれを補
正するものである。
［作用］ 上記補正レンズで形成される虚像は、投写レンズの倍
率色収差の影響を打ち消すように、あらかじめ各色光に
対応するライトバルブの画素ピッチを調整する作用をな
す。
率色収差の影響を打ち消すように、あらかじめ各色光に
対応するライトバルブの画素ピッチを調整する作用をな
す。
さらに、投写レンズがズームされて倍率色収差が変動
する場合には、補正レンズの位置を投写レンズのズーム
状態に応じて微調整することによって、どのような投写
画面サイズにおいても投写画素の色ずれをなくすことが
できる。
する場合には、補正レンズの位置を投写レンズのズーム
状態に応じて微調整することによって、どのような投写
画面サイズにおいても投写画素の色ずれをなくすことが
できる。
［実施例］ 第１図は本発明の第１実施例における投写型表示装置
の光学系を示す構成図である。従来例を示す第４図と比
較して、赤の液晶ライトバルブ（3R）の直後に正の補正
レンズ（201）を設け、青の液晶ライトバルブ（3B）の
直後に負の補正レンズ（202）を設けた点が変更されて
いる。投写型表示装置全体としての動作は従来装置とか
わりないので説明を省略し、追加された補正レンズ（20
1），（202）の働きについて第２図を参照して述べる。
の光学系を示す構成図である。従来例を示す第４図と比
較して、赤の液晶ライトバルブ（3R）の直後に正の補正
レンズ（201）を設け、青の液晶ライトバルブ（3B）の
直後に負の補正レンズ（202）を設けた点が変更されて
いる。投写型表示装置全体としての動作は従来装置とか
わりないので説明を省略し、追加された補正レンズ（20
1），（202）の働きについて第２図を参照して述べる。
第２図（ａ）は、焦点距離ｆ＞０なる正の補正レンズ
（201）の動作を示している。図中、点（230）は画像形
成面（23R）内の任意の画素を示しており、F1,F2は各々
物体側焦点，像側終焦点を示している。また、一点鎖線
は補正レンズ（201）の光軸であり、画像形成面（23R）
の中心に立てられた法線と一致するように配置されてい
る。画素（230）は、正レンズ（201）からＳの距離に置
かれ、S1の位置に拡大虚像（231）が形成される。この
ような拡大虚像は、画素（230）を物体側焦点F1とレン
ズ（201）の間に配置することにより形成でき、拡大倍
率β（１）式で与えられる。
（201）の動作を示している。図中、点（230）は画像形
成面（23R）内の任意の画素を示しており、F1,F2は各々
物体側焦点，像側終焦点を示している。また、一点鎖線
は補正レンズ（201）の光軸であり、画像形成面（23R）
の中心に立てられた法線と一致するように配置されてい
る。画素（230）は、正レンズ（201）からＳの距離に置
かれ、S1の位置に拡大虚像（231）が形成される。この
ような拡大虚像は、画素（230）を物体側焦点F1とレン
ズ（201）の間に配置することにより形成でき、拡大倍
率β（１）式で与えられる。
β＝S1/S ＝f/（Ｓ＋ｆ） ……（１） 但し、S1,Sの符号はレンズより左側の距離を負にとっ
た。（１）式より、−ｆ＜Ｓ＜０の範囲でＳを設定する
ことにより、任意の拡大倍率β＞１を実現できることが
わかる。
た。（１）式より、−ｆ＜Ｓ＜０の範囲でＳを設定する
ことにより、任意の拡大倍率β＞１を実現できることが
わかる。
第２図（ｂ）は、焦点距離ｆ＜０なる負の補正レンズ
（202）の動作を示している。（240）は画像形成面（23
B）内の任意の画素を示している。又、１点鎖線は補正
レンズ（202）の光軸であり、画像形成面（23B）の中心
に立てられた法線と一致するように配置されている。図
のように負レンズ（202）らＳの距離に置かれた画素（2
40）から、縮小虚像（241）が形成される。結像倍率β
は、正レンズと同様に（１）式で与えられる。Ｓ＜０の
範囲でＳを設定することにより、０＜β＜１なる任意の
縮小倍率を実現できることがわかる。
（202）の動作を示している。（240）は画像形成面（23
B）内の任意の画素を示している。又、１点鎖線は補正
レンズ（202）の光軸であり、画像形成面（23B）の中心
に立てられた法線と一致するように配置されている。図
のように負レンズ（202）らＳの距離に置かれた画素（2
40）から、縮小虚像（241）が形成される。結像倍率β
は、正レンズと同様に（１）式で与えられる。Ｓ＜０の
範囲でＳを設定することにより、０＜β＜１なる任意の
縮小倍率を実現できることがわかる。
＜数値列＞ 画像形成面〜補正レンズ間の距離をＳ＝−2mmに固定
して、１％の拡大，縮小虚無を発生する場合を考える。
して、１％の拡大，縮小虚無を発生する場合を考える。
（ａ）拡大虚像 β＝S1/S＝1.01より、S1＝−2.02mmとなり、焦点距離
ｆは、 ｆ＝Ｓ・S1/（Ｓ−S1） ……（２） を用いて、ｆ＝202mm（正レンズ）となる。
ｆは、 ｆ＝Ｓ・S1/（Ｓ−S1） ……（２） を用いて、ｆ＝202mm（正レンズ）となる。
（ｂ）縮小虚像 β＝S1/S＝0.99より、S1＝−1.98mmとなり、焦点距離
は（２）式を用いて、ｆ＝−198mm（負レンズ）とな
る。
は（２）式を用いて、ｆ＝−198mm（負レンズ）とな
る。
以上の説明と、第１図からわかるように、正の補正レ
ンズ（201）は赤の画像形成面（23R）を拡大した虚像を
作る作用をなし、負の補正レンズ（202）青の画像形成
面（23B）を縮小した虚像を作る作用をなす。この結
果、第６図（ａ）のように投写レンズ（４）の倍率色収
差によって青＞緑＞赤の投写倍率差がある場合にも、緑
の画像形成面（23G）の画素ピッチを基準にして、青の
画素ピッチを見かけ上小さくでき、赤の画素ピッチを見
かけ上大きくできるので、スクリーン（５）上の各原色
間の画素ずれをなくすことができる。投写レンズの倍率
色収差が上記とは逆に青＜緑＜赤の場合には、第１図と
は逆に赤の液晶ライトバルブ（3R）用の補正レンズ（20
1）を負レンズとし、青の液晶ライトバルブ（3B）用の
補正レンズ（202）を正レンズとすればよい。なお、補
正レンズを設けることによって、見かけ上画像形成面が
S1−Ｓだけ光軸方向に移動し、補正した投写画像がスク
リーン（５）上で焦点ずれをおこすことが考えられる。
この場合には、液晶ライトバルブ・補正レンズ材を|S1
−S|だけ光軸方向に移動すれば虚像が本来の画像形成面
の位置に設定されるので上記焦点ずれが補正できる。第
１図の場合には、液晶ライトバルブ（3R）と補正レンズ
（201）の全体を投写レンズの方向に上記所定量だけシ
フトし、又、液晶ライトバルブ（3B）の負の補正レンズ
（202）を投写レンズから遠ざかる方向に上記所定量だ
けシフトすればよい。
ンズ（201）は赤の画像形成面（23R）を拡大した虚像を
作る作用をなし、負の補正レンズ（202）青の画像形成
面（23B）を縮小した虚像を作る作用をなす。この結
果、第６図（ａ）のように投写レンズ（４）の倍率色収
差によって青＞緑＞赤の投写倍率差がある場合にも、緑
の画像形成面（23G）の画素ピッチを基準にして、青の
画素ピッチを見かけ上小さくでき、赤の画素ピッチを見
かけ上大きくできるので、スクリーン（５）上の各原色
間の画素ずれをなくすことができる。投写レンズの倍率
色収差が上記とは逆に青＜緑＜赤の場合には、第１図と
は逆に赤の液晶ライトバルブ（3R）用の補正レンズ（20
1）を負レンズとし、青の液晶ライトバルブ（3B）用の
補正レンズ（202）を正レンズとすればよい。なお、補
正レンズを設けることによって、見かけ上画像形成面が
S1−Ｓだけ光軸方向に移動し、補正した投写画像がスク
リーン（５）上で焦点ずれをおこすことが考えられる。
この場合には、液晶ライトバルブ・補正レンズ材を|S1
−S|だけ光軸方向に移動すれば虚像が本来の画像形成面
の位置に設定されるので上記焦点ずれが補正できる。第
１図の場合には、液晶ライトバルブ（3R）と補正レンズ
（201）の全体を投写レンズの方向に上記所定量だけシ
フトし、又、液晶ライトバルブ（3B）の負の補正レンズ
（202）を投写レンズから遠ざかる方向に上記所定量だ
けシフトすればよい。
［他の実施例］ 次に、本発明の第２実施例について、第３図により説
明する。第３図は本発明の投写型表示装置の第２の実施
例に用いられる液晶ライトバルブの構成図である。本実
施例は、補正レンズをフレネルレンズとし、液晶ライト
バルブ（３）内に組み込んだ実施例である。第３図
（ａ）において、（202）は投写レンズ側のガラス基板
（71）の表面に形成されたフレネルレンズであり、負レ
ンズと等価な作用をもつ。（23）は液晶（６）とガラス
基板（71）の界面の画像形成面である。負のフレネルレ
ンズ（202）によって画像形成面（23）の縮小虚像が形
成されることは第一の実施例の場合と同じである。フレ
ネルレンズ（202）は、公知のようにガラス基板（71）
上に樹脂材料を成型するか、又はガラス基板（71）と同
じ材料で一体に成型する等の方法で形成し、表面に偏光
板（９）を接着等の方法でとりつける。以上のような構
成により、補正レンズ（202）を内蔵した非常に薄型の
液晶ライトバルブが実現できる。第３図（ｂ）は補正レ
ンズ（201）が正レンズと等価なフレネルレンズの場合
であり、これによって画像形成面（23）の拡大虚像が形
成されること以外は、上記第３図（ａ）と同様であるの
で説明を省略する。第３図（ａ）の液晶ライトバルブ
（３）を第１図の液晶ライトバイブ（3B），負の補正レ
ンズ（202）に置き換え、第３図（ｂ）の液晶ライトバ
ルブ（３）を液晶ライトバルブ（3R），正の補正レンズ
（201）に置き換えることにより、第１の実施例よりも
簡単な光学系で本発明の効果を得ることができる。
明する。第３図は本発明の投写型表示装置の第２の実施
例に用いられる液晶ライトバルブの構成図である。本実
施例は、補正レンズをフレネルレンズとし、液晶ライト
バルブ（３）内に組み込んだ実施例である。第３図
（ａ）において、（202）は投写レンズ側のガラス基板
（71）の表面に形成されたフレネルレンズであり、負レ
ンズと等価な作用をもつ。（23）は液晶（６）とガラス
基板（71）の界面の画像形成面である。負のフレネルレ
ンズ（202）によって画像形成面（23）の縮小虚像が形
成されることは第一の実施例の場合と同じである。フレ
ネルレンズ（202）は、公知のようにガラス基板（71）
上に樹脂材料を成型するか、又はガラス基板（71）と同
じ材料で一体に成型する等の方法で形成し、表面に偏光
板（９）を接着等の方法でとりつける。以上のような構
成により、補正レンズ（202）を内蔵した非常に薄型の
液晶ライトバルブが実現できる。第３図（ｂ）は補正レ
ンズ（201）が正レンズと等価なフレネルレンズの場合
であり、これによって画像形成面（23）の拡大虚像が形
成されること以外は、上記第３図（ａ）と同様であるの
で説明を省略する。第３図（ａ）の液晶ライトバルブ
（３）を第１図の液晶ライトバイブ（3B），負の補正レ
ンズ（202）に置き換え、第３図（ｂ）の液晶ライトバ
ルブ（３）を液晶ライトバルブ（3R），正の補正レンズ
（201）に置き換えることにより、第１の実施例よりも
簡単な光学系で本発明の効果を得ることができる。
以上の各実施例では、緑の液晶ライトバルブ（3G）以
外について、異符号の焦点距離を有する補正レンズ（20
1）、（202）を配置した例について説明した。これは、
一般に緑を基準にして青と赤に対する投写レンズの倍率
色収差が大小反対側に出るので、赤と青の液晶ライトバ
ルブの画像形成面のうち片方の拡大虚像と、もう片方の
縮小虚像を作ることによって画素ずれを補正するためで
ある。
外について、異符号の焦点距離を有する補正レンズ（20
1）、（202）を配置した例について説明した。これは、
一般に緑を基準にして青と赤に対する投写レンズの倍率
色収差が大小反対側に出るので、赤と青の液晶ライトバ
ルブの画像形成面のうち片方の拡大虚像と、もう片方の
縮小虚像を作ることによって画素ずれを補正するためで
ある。
また、３枚の液晶ライトバルブ（3R），（3G），（3
B）の全てに対して補正レンズを配置しても本発明の効
果は発揮できる。この場合、上記実施例と同様に、投写
レンズ（４）の倍率色収差を考慮して、（１），（２）
式によって適宜各補正レンズの補正倍率β，焦点距離f,
配置距離Ｓを決定すべきある。
B）の全てに対して補正レンズを配置しても本発明の効
果は発揮できる。この場合、上記実施例と同様に、投写
レンズ（４）の倍率色収差を考慮して、（１），（２）
式によって適宜各補正レンズの補正倍率β，焦点距離f,
配置距離Ｓを決定すべきある。
さらに、投写レンズ（４）としてズームレンズが使用
されスクリーン（５）上の投写領域のサイズが可変され
る場合、ズーム状態に応じて倍率色収差の大きさ（３原
色の投写倍率比）が変動する。この場合は、本発明の各
補正レンズの配置距離（第２図、および（１）式のＳ）
をズーム状態に応じて光軸方向に変位させる機構（図示
せず）を設けておけば、任意のズーム状態において、補
正レンズの形成する虚像の大きさを変化させられるの
で、スクリーン（５）上の各原色の画素ずれを最小限に
補正できる。もちろん、上記配置距離Ｓの調整は液晶ラ
イトバルブを光軸方向に変位させる機構としてもよい。
また、ズームが広角から望遠（端焦点距離から長焦点距
離）に変化する場合に、スクリーン上の緑に対する青，
赤の画素の位置関係が反転する（倍率色収差の極性反
転）場合がある。この様な投写レンズに対しては、各ラ
イトバルブ（3R），（3G），（3B）の各々に同一符号の
焦点距離を有する補正レンズを配置して、各補正レンズ
の配置距離（第２図、および（１）式のＳ）をズーム状
態に応じて光軸方向に変位させ機構（図示せず）を設け
ておけば、任意のズーム状態において画素ずれを補正す
るのに特に有効である。なぜならば、第１図のように
青，赤の液晶ライトバルブに対して異符号の焦点距離の
補正レンズを適用すると、正レンズは拡大（β＞１），
負レンズは縮小（０＜β＜１）ができるだけで、倍率色
収差の極性反転に対応できない。しかし、赤，緑，青の
液晶ライトバルブに各々正の補正レンズを適用すると、
各補正レンズの拡大倍率がβ＞１の範囲で独立に可変で
き、投写レンズの倍率色収差の極性反転が生じても各原
色の画素ずれを補正できる。また、赤，緑，青の液晶ラ
イトバルブに各々負の補正レンズを適用すると、各補正
レンズの縮小倍率が０＜β＜１の範囲で独立に可変で
き、投写レンズの倍率色収差の極性反転が生じても各原
色の画素ずれを補正できる。
されスクリーン（５）上の投写領域のサイズが可変され
る場合、ズーム状態に応じて倍率色収差の大きさ（３原
色の投写倍率比）が変動する。この場合は、本発明の各
補正レンズの配置距離（第２図、および（１）式のＳ）
をズーム状態に応じて光軸方向に変位させる機構（図示
せず）を設けておけば、任意のズーム状態において、補
正レンズの形成する虚像の大きさを変化させられるの
で、スクリーン（５）上の各原色の画素ずれを最小限に
補正できる。もちろん、上記配置距離Ｓの調整は液晶ラ
イトバルブを光軸方向に変位させる機構としてもよい。
また、ズームが広角から望遠（端焦点距離から長焦点距
離）に変化する場合に、スクリーン上の緑に対する青，
赤の画素の位置関係が反転する（倍率色収差の極性反
転）場合がある。この様な投写レンズに対しては、各ラ
イトバルブ（3R），（3G），（3B）の各々に同一符号の
焦点距離を有する補正レンズを配置して、各補正レンズ
の配置距離（第２図、および（１）式のＳ）をズーム状
態に応じて光軸方向に変位させ機構（図示せず）を設け
ておけば、任意のズーム状態において画素ずれを補正す
るのに特に有効である。なぜならば、第１図のように
青，赤の液晶ライトバルブに対して異符号の焦点距離の
補正レンズを適用すると、正レンズは拡大（β＞１），
負レンズは縮小（０＜β＜１）ができるだけで、倍率色
収差の極性反転に対応できない。しかし、赤，緑，青の
液晶ライトバルブに各々正の補正レンズを適用すると、
各補正レンズの拡大倍率がβ＞１の範囲で独立に可変で
き、投写レンズの倍率色収差の極性反転が生じても各原
色の画素ずれを補正できる。また、赤，緑，青の液晶ラ
イトバルブに各々負の補正レンズを適用すると、各補正
レンズの縮小倍率が０＜β＜１の範囲で独立に可変で
き、投写レンズの倍率色収差の極性反転が生じても各原
色の画素ずれを補正できる。
以上の各実施例では、液晶をライトバルブとして用い
たが、他に油膜をライトバルブとして用いる方式も公知
である。本発明の手法は複数枚のライトバルブに形成さ
れた各色光に対応する画像を合成投写する投写型表示装
置であれば、ライトバルブの種類を問わず有効に適用で
きる。また、ライトバルブの枚数も３枚に限らず３枚以
上、あるいは２枚でも問題なく適用できる。
たが、他に油膜をライトバルブとして用いる方式も公知
である。本発明の手法は複数枚のライトバルブに形成さ
れた各色光に対応する画像を合成投写する投写型表示装
置であれば、ライトバルブの種類を問わず有効に適用で
きる。また、ライトバルブの枚数も３枚に限らず３枚以
上、あるいは２枚でも問題なく適用できる。
また、上記各実施例では白色光源ランプの出射光をダ
イクロイックミラーで色光に分解し、各液晶ライトバル
ブを照射する光学系について説明した。この他に、各液
晶ライトバルブを照明する色光を別々のランプの出射光
束から得る方式も公知であり、本発明の補正レンズを用
いた画素ずれ補正はこのような光学系にも適用できるこ
ともちろんである。
イクロイックミラーで色光に分解し、各液晶ライトバル
ブを照射する光学系について説明した。この他に、各液
晶ライトバルブを照明する色光を別々のランプの出射光
束から得る方式も公知であり、本発明の補正レンズを用
いた画素ずれ補正はこのような光学系にも適用できるこ
ともちろんである。
また、本発明の各実施例はライトバルブとして透過型
のものを使用しているが、反射型ライトバルブを使用し
た投写型表示装置も公知である。本発明の補正レンズに
よる倍率色収差補正は、反射型液晶ライトバルブを使用
した装置にも問題なく適用できることはいうまでもな
い。
のものを使用しているが、反射型ライトバルブを使用し
た投写型表示装置も公知である。本発明の補正レンズに
よる倍率色収差補正は、反射型液晶ライトバルブを使用
した装置にも問題なく適用できることはいうまでもな
い。
［発明の効果］ 以上に詳述にしたように、本発明の投写型表示装置
は、各色光に対応する複数のライトバルブの１部もしく
は全部に形成された画像の拡大虚像，縮小虚像を形成す
る補正レンズを具備し、上記拡大，縮小虚像を投写レン
ズで拡大投写するので、投写レンズの倍率色収差を原色
毎に補正でき、もって原色間の画素ずれのない投写型表
示装置を実現できる。しかも、投写レンズは構成枚数の
少ないものを使用できるので、投写型表示装置型全体を
安価に構成できる。
は、各色光に対応する複数のライトバルブの１部もしく
は全部に形成された画像の拡大虚像，縮小虚像を形成す
る補正レンズを具備し、上記拡大，縮小虚像を投写レン
ズで拡大投写するので、投写レンズの倍率色収差を原色
毎に補正でき、もって原色間の画素ずれのない投写型表
示装置を実現できる。しかも、投写レンズは構成枚数の
少ないものを使用できるので、投写型表示装置型全体を
安価に構成できる。
また、投写レンズのズームによって倍率色収差の変動
がある場合には、各補正レンズの光軸方向位置、もしく
は各補正レンズに対応するライトバルブの光軸方向位置
をズームに応じて変化させることにより、投写画面の大
きさが変化しても画素ずれの生じない投写型表示装置を
実現できる。
がある場合には、各補正レンズの光軸方向位置、もしく
は各補正レンズに対応するライトバルブの光軸方向位置
をズームに応じて変化させることにより、投写画面の大
きさが変化しても画素ずれの生じない投写型表示装置を
実現できる。
第１図は本発明の第１の実施例による投写型表示装置の
光学系を示す構成図、第２図は本発明の投写型表示装置
に用いられる補正レンズの動作原理の説明図、第３図は
本発明の投写型表示装置の第２の実施例に用いられる液
晶ライトバルブの構造図、第４図は従来の投写型表示装
置の構成図、第５図は液晶ライトバルブの動作原理の説
明図、第６図は従来の投写型表示装置の問題点の説明図
である。 図において、（１）は光源手段、（３），（3R），（3
G），（3B）はライトバルブ、（23），（23R），（23
G），（23B）は画像形成面、（４）は投写レンズ、（20
1），（202）は補正レンズ手段である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
光学系を示す構成図、第２図は本発明の投写型表示装置
に用いられる補正レンズの動作原理の説明図、第３図は
本発明の投写型表示装置の第２の実施例に用いられる液
晶ライトバルブの構造図、第４図は従来の投写型表示装
置の構成図、第５図は液晶ライトバルブの動作原理の説
明図、第６図は従来の投写型表示装置の問題点の説明図
である。 図において、（１）は光源手段、（３），（3R），（3
G），（3B）はライトバルブ、（23），（23R），（23
G），（23B）は画像形成面、（４）は投写レンズ、（20
1），（202）は補正レンズ手段である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (11)
- 【請求項１】画像形成面に画像を表示する複数のライト
バルブと、 該ライトバルブの各々に別々の色光を照射するための１
個もしくは複数個の光源手段と、 前記複数のライトバルブの画像形成面に表示された前記
各色光に対応する画像を拡大投写する投写レンズとを有
する投写型表示装置において、 前記複数のライトバルブの全部又は１部の画像形成面の
前記投写レンズ側に、画像形成面の虚像を形成する補正
レンズ手段を設け、 前記投写レンズによる前記各色光に対応する投写画像の
大きさのずれを補正することを特徴とする投写型表示装
置。 - 【請求項２】前記ライトバルブとして液晶材料を２枚の
ガラス基板で挟み込んだ液晶ライトバルブを用いること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の投写型表示装
置。 - 【請求項３】前記色光が赤、緑、青の３原色よりなり、
赤及び青の色光が照射されるライトバルブに対応する２
組の補正レンズ手段が異符号の焦点距離を有することを
特徴とする特許請求項の範囲第１項記載の投写型表示装
置。 - 【請求項４】赤の色光が照射されるライトバルブの画像
形成面の投写レンズ側に正の焦点距離を有する補正レン
ズ手段を配置し、青の色光が照射されるライトバルブの
画像形成面の投写レンズ側に負の焦点距離を有する補正
レンズ手段を配置したことを特徴とする特許請求の範囲
第３項記載の投写型表示装置。 - 【請求項５】赤の色光が照射されるライトバルブの画像
形成面の投写レンズ側に負の焦点距離を有する補正レン
ズ手段を配置し、青の色光が照射されるライトバルブの
画像形成面の投写レンズ側に正の焦点距離を有する補正
レンズ手段を配置したことを特徴とする特許請求の範囲
第３項記載の投写型表示装置。 - 【請求項６】前記各色光に対応する各補正レンズ手段／
ライトバルブ対を一体的に光軸方向に変位させ、各色光
の投写画像が、各々合焦状態で結像されるようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の投写型表示
装置。 - 【請求項７】前記補正レンズ手段がフレネルレンズで構
成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の投写型表示装置。 - 【請求項８】前記フレネルレンズが液晶ライトバルブを
構成するガラス基板上に形成されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第７項記載の投写型表示装置。 - 【請求項９】画像形成面に画像を表示する複数のライト
バルブと、 該ライトバルブの各々に別々の色光を照射するための１
個もしくは複数個の光源手段と、 前記複数のライトバルブの画像形成面に表示された前記
各色光に対応する画像をズーム状態に応じて可変的な倍
率で拡大投写するズーム投写レンズとを有する投写型表
示装置において、 前記複数のライトバルブの全部又は１部の画像形成面の
前記ズーム投写レンズ側に、画像形成面の虚像を形成す
る補正レンズ手段を設け、 前記ズーム投写レンズによる前記各色光に対応する投写
画像の大きさのずれを補正することを特徴とする投写型
表示装置。 - 【請求項１０】前記ズーム投写レンズのズーム状態に応
じて、前記各補正レンズ手段各補正レンズ手段に対応す
るライトバルブの画像形成面間の距離が変化し、各ズー
ム状態における各色光に対応する投写画像の大きさのず
れを可変的に補正することを特徴とする特許請求の範囲
第９項記載の投写型表示装置。 - 【請求項１１】前記複数のライトバルブの全てに前記補
正レンズ手段が設けられ、該補正レンズ手段の焦点距離
が全て同一符号であることを特徴とする特許請求の範囲
第９項記載の投写型表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012835A JP2867529B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 投写型表示装置 |
| US07/641,790 US5264879A (en) | 1990-01-22 | 1991-01-16 | Projection type display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012835A JP2867529B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 投写型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03216638A JPH03216638A (ja) | 1991-09-24 |
| JP2867529B2 true JP2867529B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=11816434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012835A Expired - Fee Related JP2867529B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 投写型表示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5264879A (ja) |
| JP (1) | JP2867529B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2624116B2 (ja) * | 1993-04-22 | 1997-06-25 | 松下電器産業株式会社 | 液晶表示装置およびそれを用いた投写型表示装置 |
| JPH08286164A (ja) * | 1995-02-16 | 1996-11-01 | Mitsubishi Electric Corp | 投写型表示装置 |
| US5767924A (en) * | 1995-06-09 | 1998-06-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., | Display unit which is immersed in a coolant |
| US6380994B1 (en) | 1995-07-28 | 2002-04-30 | Fujitsu Limited | Fresnel lens and liquid crystal display device |
| DE69617841T2 (de) * | 1995-09-07 | 2002-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optische Vorrichtung, Projektionsanzeigevorrichtung und optisches Kompensationsverfahren |
| JP3551058B2 (ja) * | 1999-01-21 | 2004-08-04 | 株式会社日立製作所 | 投写型画像ディスプレイ装置 |
| KR100601608B1 (ko) * | 1999-06-03 | 2006-07-14 | 삼성전자주식회사 | 칼라 프로젝트장치 |
| DE10115847A1 (de) * | 2001-03-30 | 2002-10-24 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Anordnung zum Projizieren eines mehrfarbigen Bildes auf eine Projektionsfläche |
| US6486199B1 (en) | 2001-06-21 | 2002-11-26 | Medicines For Malaria Venture Mmv International Centre Cointrin | Spiro and dispiro 1,2,4-trioxolane antimalarials |
| TW563344B (en) * | 2002-06-06 | 2003-11-21 | Veutron Corp | Lens module to adjust the magnification |
| US6906205B2 (en) * | 2002-06-21 | 2005-06-14 | Medicines For Malaria Venture Mmv | Spiro and dispiro 1,2,4-trioxolane antimalarials |
| US7371778B2 (en) * | 2002-06-21 | 2008-05-13 | Medicines For Malaria Venture Mmv | Spiro and dispiro 1,2,4-trioxolane antimalarials |
| US20080125441A1 (en) * | 2002-06-21 | 2008-05-29 | Medicines For Malaria Venture Mmv | Spiro and dispiro 1,2,4-trioxolane antimalarials |
| US7317465B2 (en) * | 2002-08-07 | 2008-01-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Image display system and method |
| US7172288B2 (en) * | 2003-07-31 | 2007-02-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Display device including a spatial light modulator with plural image regions |
| US7293877B2 (en) | 2004-03-18 | 2007-11-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Projecting apparatus and projecting and displaying apparatus |
| JP4258814B2 (ja) * | 2004-11-11 | 2009-04-30 | オリンパス株式会社 | 顕微鏡の照明装置 |
| JP2006276826A (ja) | 2005-03-04 | 2006-10-12 | Victor Co Of Japan Ltd | 反射型投射表示装置 |
| US8067620B2 (en) * | 2005-05-04 | 2011-11-29 | Medicines For Malaria Venture Mmv | Dispiro 1,2,4-trioxolane antimalarials |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2666907B2 (ja) * | 1986-03-05 | 1997-10-22 | オリンパス光学工業株式会社 | 液晶レンズ |
| JPS6315220A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-22 | Seikosha Co Ltd | 投写式液晶表示装置 |
| US4861142A (en) * | 1986-05-12 | 1989-08-29 | Seikosha Co., Ltd. | Projection type liquid crystal displaying device |
| JPS6315219A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-22 | Seikosha Co Ltd | 投写式液晶表示装置 |
| JPH0792561B2 (ja) * | 1986-07-08 | 1995-10-09 | 株式会社精工舎 | 投写式液晶表示装置 |
| US4864390A (en) * | 1986-08-22 | 1989-09-05 | North American Philips Corporation | Display system with equal path lengths |
| JP3012374B2 (ja) * | 1990-10-01 | 2000-02-21 | 旭光学工業株式会社 | 投影装置及び投影装置の画像調整方法 |
-
1990
- 1990-01-22 JP JP2012835A patent/JP2867529B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-01-16 US US07/641,790 patent/US5264879A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03216638A (ja) | 1991-09-24 |
| US5264879A (en) | 1993-11-23 |
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