JP3339089B2 - 投射型表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投射型表示装置に係わ
り、特にスクリーン前方の中央より左右いずれかに偏移
した設置位置よりスクリーン上に拡大投影することがで
きる投射型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、投射型表示装置１５の従来例１
を示す原理図である。同図において、１は反射鏡２を有
するハロゲンランプなどの光源、４ａ及び４ｂはコンデ
ンサーレンズで、その間に赤外線フイルター３が設置さ
れている。６は偏向パネルで、その先に色分解用のダイ
クロイックミラー５ａ、５ｂと色合成用のダイクロイッ
クミラー５ｃ、５ｄおよび全反射ミラー１０ａ、１０ｂ
がそれぞれ所定の角度をもって配置されている。一方、
前記色分解用ダイクロイックミラー５ａ、５ｂによって
それぞれ色分離された光路上には、それぞれの光を受け
るように透過型液晶パネル７ａ、７ｂ、７ｃが配置され
ている。８は投射レンズ、９はこの投射型表示装置１５
の外部にあって、拡大投射される画像を映すスクリーン
であって、投射レンズ８から拡大投射される画像を映す
スクリーンである。

【０００３】次に、動作について説明する。各透過型液
晶パネル７ａ、７ｂ、７ｃには電気信号によってモノク
ローム画像が形成されている。今、光源１から照射され
た白色光は直接または反射鏡２で反射され、コンデンサ
ーレンズ４ａを通り赤外線フイルター３により白色光の
熱線部分が除去された後、コンデンサーレンズ４ｂと偏
向パネル６を通り光分離用の第１のダイクロイックミラ
ー５ａに入射される。

【０００４】ここでは赤色光のみが反射され、青色光、
緑色光は透過して第２のダイクロイックミラー５ｂに入
るが、ここでは青色光のみを反射し緑色光は透過する。
透過したこの緑色光は、透過型液晶パネル７ｃに入射
し、この透過型液晶パネル７ｃに形成されたモノクロー
ム画像を緑色の画像情報として得て先へ進め、全反射ミ
ラー１０ａで直角に反射された後、今度は色合成用のダ
イクロイックミラー５ｄにより再度直角に反射させられ
て投射レンズ８に入射する。

【０００５】一方、前記色分解用のダイクロイックミラ
ー５ａによって反射された赤色光は、全反射ミラー１０
ｂで進行方向を直角に偏向させられて透過型液晶パネル
７ａに入射し、この透過型液晶パネル７ａに形成された
モノクローム画像を赤色の画像情報として得て先へ進め
られ、色合成用のダイクロイックミラー５ｃ、５ｄを透
過して投射レンズ８に入射する。同様に、色分解用ダイ
クロイックミラー５ｂによって反射された青色光も赤色
光、緑色光のように透過型液晶パネル７ｂに入射し、青
色の画像情報として色合成用のダイクロイックミラー５
ｃにより直角に反射させられ、色合成用のダイクロイッ
クミラー５ｄを透過して投射レンズ８に入射する。

【０００６】このように、投射レンズ８に入射した赤、
青、緑の３原色の画像情報が、色合成用のダイクロイッ
クミラー５ｃ、５ｄを透過あるいは反射された先で合成
されてカラー画像を形成し、これが投射レンズ８により
拡大されてスクリーン９上に映しだされる。

【０００７】このような構成をもった従来例１の投射型
表示装置１５は、その投射光軸とスクリーン中央部から
の仮想法線とが略一致する位置に設置して投射すること
が理想であるが、その投射光軸が仮想法線に対し傾斜す
る位置に設置して投射した場合には、スクリーン上に映
しだされた画像が台形となる台形歪みが発生する。した
がって、その場合には投射型表示装置１５の投射光軸と
仮想法線が略一致するように、適当な高さの置基をスク
リーン９前方中央に積み重ね、その上に投射型表示装置
１５を設置しなければならない。

【０００８】そこで、これらの煩わしさを解決した従来
例２として、例えば特開平４ー１８１９３８号公報に示
された投射型表示装置２０がある。

【０００９】図７は、従来例２の投射型表示装置２０を
示す原理図である。同図において、図６の構成部材と同
一の構成部材には同一符号を付してある。この投射型表
示装置２０の構成部材１〜１１は、上記した従来例１の
投射型表示装置１５と全く同一のものである。１２は全
反射の固定投射ミラー、１３は可変投射ミラーであり、
共に筐体１１内部で投射レンズ８の前方に設置されてい
る。この可変投射ミラー１３は、筐体１１の外部から設
置角度を調整する角度調整手段を備えている。

【００１０】次に、従来例２の動作について説明する。

【００１１】上述した従来例１の投射型表示装置１５と
同様の経路を経て投射レンズ８に入射した赤、青、緑の
３原色の画像を合成した画像情報は、投射レンズ８を出
た後、その先にある固定投射ミラー１２で直角に反射さ
れ、さらに可変投射ミラー１３で進行方向を変えられて
筐体１１の投射口より射出されて、スクリーン９上にカ
ラー画像を映し出すことができる。このとき可変投射ミ
ラー１３を角度調整手段によって設置角度を調整するこ
とにより、スクリーン９上の投射画像を移動させること
ができるものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
例２の投射型表示装置２０は、筐体１１内部の投射レン
ズ８とスクリーン９の間に、光軸に対する設置角度を調
整することができる回転自在な可変投射ミラー１３を備
えるように構成し、これによりスクリーン９上への投射
角度を調節することができるようにしたものであるが、
こん構成をもってしても依然としてスクリーン上に投写
された画像に台形歪みが発生するという問題点が残る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、装置筐体内部の投射
レンズの光軸上に、前記投射レンズと平行する透過型液
晶パネルと光源とを備え、前記光源からの出射光を前記
透過型液晶パネルを透過させて画像光とした後、前記投
射レンズを介して装置筐体外部に設置したスクリーン上
に拡大投影する投射型表示装置において、前記透過型液
晶パネルを前記投射レンズとの平行関係を維持したまま
前記光源と共に変位させて固定したあおり光学系と、前
記光軸上で、かつ前記投射レンズの射出側に近設させた
反射ミラーにより、前記投射レンズから出射する画像光
を９０度屈折させ、かつ、前記投射レンズの光軸を回転
軸にして前記反射ミラーを回動させて反射光軸を左右２
方向に選択的に反射させる反射手段を備えたことを特徴
とする投射型表示装置を提供するものである。

【００１４】

【実施例】本発明の投射型表示装置は、少なくとも、光
源と透過型液晶パネルと投射レンズと反射ミラーとから
構成され、投射レンズの光軸に対し透過型液晶パネルと
光源を変位させて光学系にあおりを持たせた第１の特徴
であるあおり光学系と、投射レンズから射出する画像光
を反射ミラーにより反射させる第２の特徴である反射手
段を備えている。この第１の特徴であるあおり光学系
と、第２の特徴である反射手段を備えた本発明の投射型
表示装置は、スクリーンの位置に関係なく部屋の左右あ
るいは上下の位置から投影しても、スクリーン上に映し
だされた画像に台形歪みがなく観賞者を充分満足させる
ことができるものである。

【００１５】まず、本発明の投射型表示装置の第１の特
徴であるあおり光学系について、説明を容易にするため
に従来の単板式投射型表示装置の光学系と対比させなが
ら説明する。

【００１６】図１（Ａ）は、本発明に係わる単板式光学
系３０のあおりを説明する原理図、図１（Ｂ）は従来の
単板式光学系２５の原理図である。図が示す如く両単板
式光学系２５，３０の構成部材１〜８は、全く同一のも
のであるが、これら構成部材の配置が相違している。

【００１７】即ち、図１（Ｂ）に示した如く、従来の単
板式光学系２５は、反射鏡２を有する光源１の中心光軸
Ｌ₂ と投射レンズ８の光軸Ｌ₁ を一致させた両者間に、
その光軸Ｌ₁ ，Ｌ₂ が夫々の中心を通るように投射レン
ズ８側から、透過型液晶パネル７と偏向パネル６とコン
デンサーレンズ４ｂと赤外フイルター３とコンデンサー
レンズ４ａとを、投射レンズ８に対し夫々が平行関係と
なるように配置して構成されている。このように構成さ
れた従来の単板式光学系２５は、スクリーン９前方の中
央位置からスクリーン９上に拡大投影するものである。

【００１８】本発明に係わる単板式光学系３０は、上記
した従来の単板式光学系２５にあおりを持たせたもので
ある。

【００１９】図１（Ａ）に示した如く、本発明に係わる
単板式光学系３０のあおりは、透過型液晶パネル７を投
射レンズ８との平行関係を維持したまま後述する所定方
向に変位させ、さらに偏向パネル６とコンデンサーレン
ズ４ｂと赤外フイルター３とコンデンサーレンズ４ａと
光源１を従来の配置関係を維持したまま、光源１の中心
光軸Ｌ₂ を透過型液晶パネル７を変位させた同一方向に
傾斜させ、光源１の中心光軸Ｌ₂ が透過型液晶パネル７
と投射レンズ８の中心を通るように構成して固定されて
いる。また、透過型液晶パネル７を変位させる所定方向
とは、投射画面を投写右方向にあおるときは透過型液晶
パネル７を左方向に変位させ、また、投射画面を投写左
方向にあおるときは透過型液晶パネル７を右方向に変位
させるものである。

【００２０】即ち、本発明に係わる単板式光学系３０の
あおりは、所望する投射画面のあおり方向と反対する方
向に施されている。

【００２１】しかしながら、本発明に係わる単板式光学
系３０のあおりは、高精度に組み立てられたものであ
り、上述したように所望する投射画面のあおり方向に都
度光学系をあおることは精度上好ましいものではなく、
また、機構的にも困難である。

【００２２】そこで、投射レンズ８とスクリーン９の間
の、投射レンズの光軸上の出射側に反射ミラーを設け、
投射レンズ８から出射される画像光を反射ミラーで９０
度屈折させ、かつ、投射レンズ８の光軸を回転軸にして
反射ミラーを回動させて反射光軸を２方向に選択的に反
射させるようにして本発明の第２の特徴である反射手段
３８を得たものである。

【００２３】図２は、第１の特徴であるあおり光学系
と、第２の特徴である反射手段３８とを備えた本発明の
投射型表示装置３５の側断面図である。同図に示す如
く、本発明の投射型表示装置３５は、筐体１１内部に前
述した単板式光学系３０を、その投写方向を上方にして
垂直に収納されている。更に、投写レンズ８の上方には
反射手段３８としての、投写レンズ８から出射される画
像光を９０度屈折させる反射ミラー３６が設けられてい
る。したがって、単板式光学系３０から射出される画像
光は反射ミラー３６により屈折して筐体の投写窓１１ａ
よりスクリーン９上に拡大投写される。このとき、単板
式光学系３０に施されたあおりの方向によってスクリー
ン９上に拡大投写された投写画像は投写レンズ８の光軸
に対し左右いずれかの方向にあおられて拡大投写され
る。尚、図２は、あおり方向がスクリーン９面と平行に
あおられているために、あおられた光学系の光軸Ｌ₂ と
投射レンズ８の光軸Ｌ₁ とが重畳している。

【００２４】図３は、図２の本発明の投射型表示装置３
５の正面断面図である。同図は、単板式光学系３０がス
クリーン９面と平行するＡ方向にあおられており、従っ
て投写される拡大投写画面は左方向にあおられて投写す
ることができる。

【００２５】また、単板式光学系３０のあおり方向を上
記の如く固定して、反射ミラー３６を光軸Ｌ₁ を回転軸
にして１８０度回転させて投写すれば、投写される拡大
投写画面は右方向にあおられて投写することができる。
このように本発明の第２の特徴である反射手段３８は、
一方向にあおり方向を固定して反射ミラー３６を１８０
度回転させることにより、あおられた投写画面のあおり
方向を左右いずれにも容易に切り換えて投写することが
できるものである。

【００２６】引き続いて、光軸Ｌ₁ を回転軸にして反射
方向を１８０度反転させる具体的な実施例を簡単に説明
する。

【００２７】図４は、本発明に係わる反射手段３８の実
施例１を示した斜視図であり、筐体１１の投射側とその
対面側には投射窓１１ａ，１１ｂが、更に、その筐体１
１の両側面には反射ミラー３６を挿入するスリット１１
ｃ，１１ｄとが設けられている。このスリット１１ｃ，
１１ｄは互いに４５度の角度をもって交差し、いずれの
スリットに反射ミラー３６を挿入しても投射レンズ８の
光軸Ｌ₁ を９０度反射させて対応する投射窓１１ａ，１
１ｂより射出することができように設計されており、所
望する投写画面のあおり方向によってスリット１１ｃ，
１１ｄのいずれかを選択すればよい。

【００２８】図５は、本発明に係わる反射手段３８の実
施例２を示した斜視図であり、３７は投射レンズ８の出
射側の筐体１１に取り付けられた回転反射ユニットであ
り、その内部には投射レンズ８の光軸Ｌ₁ を９０度反射
させる反射ミラー３６が固定され、さらに、９０度反射
させた投射レンズ８の光軸Ｌ₁ を射出する投射窓３７ａ
が設けられている。この回転反射ユニット３７は、所望
する投写画面のあおり方向によってユニットを１８０度
回転させて選択することができる。

【００２９】以上、詳述した本発明の投射型表示装置３
５は、反射手段３８により容易にスクリーン上に拡大投
影されたあおり投射画面を左右いずれの方向にも容易に
切り換えられることができ、また、そのあおり投射画面
にも歪みを生じることもなく観賞者を充分満足させるこ
とができるものである。

【００３０】以上、本発明の投射型表示装置３５の説明
には、単板式光学系３０を用いたが単板式に限定される
ものではなく、かつ、スクリーン上に拡大投影された投
射画面のあおり方向についても左右上下いづれにも限定
されるものではない。また、透過型液晶パネルを投射レ
ンズとの平行関係を維持したまま変位させる偏移量は、
投写方向とは逆に投射レンズを介して透過型液晶パネル
を覗きみて、投射レンズのイメージサークル内に透過型
液晶パネルの画像面が欠けることなく位置していれば良
く特定するものではない。

【００３１】

【発明の効果】上述したように、本発明の投射型表示装
置は、装置筐体内部の投射レンズの光軸上に、投射レン
ズと平行する透過型液晶パネルと光源とを備え、その光
源からの出射光を透過型液晶パネルを透過させて画像光
とした後、投射レンズを介して装置筐体外部に設置した
スクリーン上に拡大投影する投射型表示装置において、
透過型液晶パネルを投射レンズとの平行関係を維持した
まま光源と共に変位させて固定したあおり光学系と、光
軸上で、かつ投射レンズの射出側に近設させた反射ミラ
ーにより、投射レンズから出射する画像光を９０度屈折
させ、かつ、投射レンズの光軸を回転軸にして反射ミラ
ーを回動させて反射光軸を左右２方向に選択的に反射さ
せる反射手段を備えており、この反射ミラーを切り換え
ることにより容易にスクリーン上に拡大投影された投射
画面を左右いずれの方向にもあおることができ、また、
その投射画面にも歪みを生じることもなく観賞者を充分
満足させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）本発明に係わる単板式光学系のあおりを
説明する原理図である。

【図１】（Ｂ）従来の単板式光学系の原理図である。

【図２】本発明の投射型表示装置の側断面図である。

【図３】本発明の投射型表示装置の正面断面図である。

【図４】本発明の投射型表示装置の反射手段の実施例１
を示す斜視図である。

【図５】本発明の投射型表示装置の反射手段の実施例２
を示す斜視図である。

【図６】従来の投射型表示装置を示す原理図である。

【図７】従来の投射型表示装置を示す原理図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 反射鏡 ３ 赤外線フイルター ４ａ コンデンサーレンズ ４ｂ コンデンサーレンズ ６ 偏向フイルター ７ 透過型液晶パネル ８ 投射レンズ ９ スクリーン 11 筐体 11ａ 投射窓 30 単板式光学系 36 反射ミラー 38 反射手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】装置筐体内部の投射レンズの光軸上に、前
   記投射レンズと平行する透過型液晶パネルと光源とを備
   え、前記光源からの出射光を前記透過型液晶パネルを透
   過させて画像光とした後、前記投射レンズを介して装置
   筐体外部に設置したスクリーン上に拡大投影する投射型
   表示装置において、 前記透過型液晶パネルを前記投射レンズとの平行関係を
   維持したまま前記光源と共に変位させて固定したあおり
   光学系と、 前記光軸上で、かつ前記投射レンズの射出側に近設させ
   た反射ミラーにより、前記投射レンズから出射する画像
   光を９０度屈折させ、かつ、前記投射レンズの光軸を回
   転軸にして前記反射ミラーを回動させて反射光軸を左右
   ２方向に選択的に反射させる反射手段を備えたことを特
   徴とする投射型表示装置。