JPH02239218A - 形状補正レンズおよび形状補正レンズを用いた投射型ディスプレー装置 - Google Patents

形状補正レンズおよび形状補正レンズを用いた投射型ディスプレー装置

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JPH02239218A
JPH02239218A JP1060261A JP6026189A JPH02239218A JP H02239218 A JPH02239218 A JP H02239218A JP 1060261 A JP1060261 A JP 1060261A JP 6026189 A JP6026189 A JP 6026189A JP H02239218 A JPH02239218 A JP H02239218A
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JP
Japan
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lens
principal
section
screen
latitudinal
Prior art date
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Pending
Application number
JP1060261A
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English (en)
Inventor
Yoshihisa Yamamoto
山本 敬久
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Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Tokyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産栗」:の利用分野) この発明は、投影される画像の形状を補正する形状補正
レンズとこの形状補正レンズを用いた投射型ディスプレ
ー装置に関するものである,(従来技術) 近年、カラー大画面テレビジゴンの需要が増大している
.特に40インチ以上の画面サイズのテレビジョンの場
合、CRT(ブラウン管)の製作が困難なため、!ll
!務用で特殊なものを除き、CRTの直視型でなくスク
リーンへの投射型が主体となっている.このC R T
 !9射型の一例として第5図に示す3チャンネル直接
投射式が一般的になってきている.この方式には視聴者
がスクリーン1に対してレンズ側から見る正面投射型、
レンズの反対側から見る青而投ロ{型がある.このスク
リーン1昏こ、通常赤くR),緑(G)、F’f(B)
の3チャンネル、すなわち赤(I1)のCRT3、緑(
(+)のCRτ5、宵(B)のCRT7かうli+射さ
れるそれぞれの色光が投射レンズ9を遇して投射され、
光合成されている.詳しくは、緑((1)のCRT5の
みがスクリーンに正対しており、他の赤(R)のCR丁
3および卿(B)のCRT7は光軸がスクリーン1に傾
斜して設けられ、光合成されている.このCRT投射型
は、高輝度CRTや明るい光学系の製造が困難でスクリ
ーン1の画面の輝度が低いという問題点がある.また、
スクリーン1に正対しない両端の2チャンネルR,  
Bはスクリーンの左右で画像拡大率が異なり、画面が傾
斜側が上辺となる台形となる問題がある.しかし、CR
T偏向回路の電気的な逆台形補正により、比較的容易に
台形を補正することができる. 画面輝度が不足するCRT投射型の問題点を改善するた
めには、第6図に示すような投射型ディスブーレー装置
が提案されている。これは第5図に示すCRT3,  
5.  7の代りに光源11と単板の固体画偉業子l3
が用いられている.固体画像索子13は一般に液晶素子
が用いられており、光源11を強力な光源とすることに
より画面輝度を増大している.構成が簡単で好ましいが
、固体画像素子13の画素数が不足のため、大画面ディ
スプレーには粗くなって不適当である.これを改善する
ため、固体画像索子13を単板でなく、3板、投躬式と
した場合には、台形補正がCRTの場合のように簡単で
なく困雌である. そこで、第7図のように光fillからの光を、反射鏡
15、波長分割をするダイクロイック・ミラー17、固
体画像素子13を用いて一旦赤(R)、青(B)、緑(
G)に分割し、その後光合成し、その後1個の投射レン
ズ9でスクリーン1に投射している.同様な方法で投射
するものでは、第8図に示すようなものがある.これは
第7図の構成にさらにダイクロイツク・プリズム19を
採用しコンパクトにしたものである. しかしながら、これら第7図、第8図に示す装置は、構
造が複雑であり、光合成部の光量損失を少なくするため
、ダ.イクロイック・ミラー17やダイクロイック・プ
リズムl9が採用されているので、大変に高価であるう
え、光の入射角により通過波長、反射波長特性などの影
響を受け、光学系設計に制約を生じる.さらに、全チャ
ンネルの光が投射レンズ9を通るため色収差の影響を受
けないようにするには、十分色収差を補正したレンズの
採用が必要で、レンズは大口径となり高価となる.そこ
で、この発明は、新規な形状補正レンズを提供し、複数
チャンネルの直接投射式の簡単な構成である光学系を採
用し、この形状補正レンズを用いて台形補正をする投射
型ディスプレー装置を提供することを目的としている. 〈目的を達成するための手段) この目的を達成するため、第1の発明は、主緯線上の主
経線断面が平レンズで、該主経線の一方の側の経線断面
が凸レンズで、他方の側の経線断面が凹レンズであるよ
うに主経線と直交する主緯ず線面と平行な母線から形成
されたことを特徴とする形状補正レンズとし、第2の発
明は、複数のチャンネルでスクリーン上に投射して光合
成する投射型ディスプレー装置において、前記スクリー
ンに対して正対せず傾斜して投射する前記チャンネルの
光路には、光軸上に平レンズが、傾き側に凹レンズが、
反対側に凸レンズが位置するように第Ill求項記載の
形状補正レンズを設けたことを特徴とする形状補正レン
ズを用いた投射型デイスブレー装置としている. (作 用) スクリーンに正対しないチャンネルの光路に入れられた
形状補正レンズにより、台形状に投射される画面は矩形
に形状補正され、色のにじみや形状の歪みがない光合成
がなされる. (実施例) 次に図面を参照しながらこの発明を説明する.第1図〜
第4図はこの発明に係る一実施例を示すものであり、従
来と同一ないし均等な部位又は部材には同一符号を付し
て重複した説明を省略する.第1図および第2図には形
状補正レンズ21が示されている.この形状補正レンズ
2lは、主緯線g上の主経線Cの位置の断面が第2図の
Cで示す平レンズで2 主経線Cの一方の側の経線断面
が凸レンズで、他方の側の経線断面が凹レンズであるよ
うに主経lifeと直交する主緯線面Gと平行な母線か
ら形成されている.すなわち母線は、第1図での形状補
正レンズ21の左側面でみると、主緯線面Gでの主緯線
gに対してのスキュー状態から上下両端での前記スキュ
ー状態と逆のスキュー状態をなすように変化して形状補
正レンズ21を形成している.この形状補正レンズ2l
の各経線a,  b,  e.d,  eでの断面は第
2図にそれぞれA,  B,  C,D,  Eで示す
ようになっている.すなわち、主経線Cの主緯線g上の
一方の側の経線a,  b位置では断面A,  Hのよ
うに凸レンズをなし、他方の側の経1j!d.  a4
f1i!では断面D,  Hのように凹レンズをなして
いる.このような断面も一例であって、例えば平レンズ
である断面Cは入射面ど出射面が平行であればよく、両
面が図のような平行な平面でも平行な曲面であってもよ
い.また、他の経線a,  b,  d,  eの位置
の凸レンズ、凹レンズは、図では入射面と出射面とが同
じ曲率になっているが、必ずしも同じである必要はなく
、例えば一つの面を平面とすることもできる.また、レ
ンズの曲率は主緯1sg方向の一方の側から中央部分へ
、更に他方の側へと連続的に変化し、両端で凸レンズ、
凹レンズの程度が最大になっている.この結果、形状補
正レンズ21の経線方向の補正は次のようである.経線
aの凸レンズの場合、第3図(a)に示すように光源1
lからの光は固体画像索子13,投射レンズ9を通して
スクリーン1に投射する光は内側に屈折し、形状補正レ
ンズ21がないときの点線に対し狭画角となり、スクリ
ーン1上の画像が縮小される.同様に、経線Cの位置の
第311(c)に示す場合は直進して同画角となる。さ
らに、経線eの位置の第3図(e)に示は場合は外側に
屈折して広画角となり、スクリーン1上の画像が拡大さ
れる.一方、緯線方向は、形状補正レンズ2lによって
波状の投影形状を描くが、振幅が小さく、かつ経線方向
の補正に比べて無視できるレンズ形状とすることが望ま
しい. このような形状補正レンズ21を用いた投射型ディスプ
レー装置は第4図に示されている.スクリーン1上に複
数のチャンネル、ここでは赤(R)、緑(G)、青(B
)の3光源11から出射されるそれぞれの色光が固体画
像素子l3および投射レンズ9を通して投射され、光合
成されている.この光源11のうち、緑(G)の■はス
クリーン1に正対させ、他の赤(R)のIと宵(B)の
Iffはそれぞれ縁(G)のIIの両側からスクリーン
1上の緑(G)のIIの画像に合成されるように光軸を
傾けて投射されている.この際、両側に設けられる赤(
R)と肖(B)のスクリーン1に対して正対せず傾斜し
て投射する2光源(チャンネル)11の光路には、形状
補正レンズ21が挿入されている.この形状補正レンズ
2lは挿入位置および凸レンズ、凹レンズの曲率の程度
を適当に選択することにより、第3図で説明したように
、画面の台形歪を補正することができる.具体的には形
状補正レンズ2lは、3光源(R.  G,  B)1
1の設置される同一面内にその主緯線面Gを一致させら
れ、傾斜した光軸上に平レンズが、傾き側に凹レンズが
、反対側に凸レンズが位置するように設けられる.ここ
で、光源111よ赤(R)、緑(G)、宵(B)の別々
の光源で示しているが、1光源からカラー分割をしてそ
れぞれの固体画像素子13に投射することもできる。さ
らに、固体画偉業子l3を用いて光源11の光量を増大
し画面輝度を高めているが,光学系が単純であり、各投
射レンズ9が狭い波長範囲の光を受けもつため色収差の
影響を受け難いことの利点から第5図に示したCRTを
使用することもできる.3枚の固体画像索子13をテレ
ビジョン放送、ビデオテーブ、ビデオディスクなどによ
るビデオ信号によりドライブすることができる,NTS
C方式の場合には、それに規定されたRGB3原色を使
用することが望ましい. 背面投射型ディスプレーの場合は、スクリーン1を含む
全構成部材を一体のキャビネットに収納する.正面投射
型ディスプレーの場合はスクリーンだけを別体とする.
なお、正面投射撃とR面投射型では固体画像素子におけ
る画像の左右を逆向きにする. (効 果) 以上説明したように、形状補正レンズは、スクリーンに
対して傾斜して投影される光束に対し生ずる画像の台形
歪を電気変換させることなく容易に補勇することができ
る.また、この形状補正レンズを使用した投射型ディス
プレー装置は、構lル簡単にして,複数チャンネルから
の光を台形補正して歪のない光合成画像を提供すること
ができる.また、固体画像六子を使用する場合には、よ
り照度の高い光源を使用できるので高輝度#@を容易に
得ることができる.
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図はこの発明にかかる一実施例を示すもの
で、第1図は形状補正レンズの全体斜視図、第2図は第
1図の各経線位置に対応した断面図、第3図は形状補正
レンズの各経線位置に対応したレンズ形状でのWJ像の
変化を示す説明図、第4図は投射型ディスプレー装置の
概略構成図、第5図〜第8図は従来技術を示し、第5図
は第4図と同様な概略構成図、第6図は単板、固体画像
素子を用いた投射型ディスプレー装置の概略構成図、第
7図は3板固体画像素子を用いた投射型ディスプレー装
置の概略構成図、第8図は第7図と同様な概略横成図で
ある. 1・・・スクリーン   9・・・投射レンズl1・・
・光源      13・・・固体画像素子21・・・
形状補正レンズ a−e・・・経線C・・・主経線 G・・・主緯線面 g・・・主緯線 第 l 図 粥 l) 乙 図 A B C O E 第4 図 第 図 第 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主緯線上の主経線断面が平レンズで、該主経線の
    一方の側の経線断面が凸レンズで、他方の側の経線断面
    が凹レンズであるように主経線と直交する主緯線面と平
    行な母線から形成されたことを特徴とする形状補正レン
    ズ。
  2. (2)複数のチャンネルでスクリーン上に投射して光合
    成する投射型ディスプレー装置において、前記スクリー
    ンに対して正対せず傾斜して投射する前記チャンネルの
    光路には、光軸上に平レンズが、傾き側に凹レンズが、
    反対側に凸レンズが位置するように第1請求項記載の形
    状補正レンズを設けたことを特徴とする形状補正レンズ
    を用いた投射型ディスプレー装置。
JP1060261A 1989-03-13 1989-03-13 形状補正レンズおよび形状補正レンズを用いた投射型ディスプレー装置 Pending JPH02239218A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013088817A (ja) * 2011-10-18 2013-05-13 Young Optics Inc 車載用投影システム
JP2018041072A (ja) * 2016-08-31 2018-03-15 日亜化学工業株式会社 光学部材、光源装置及び照射システム
US10180232B2 (en) 2016-08-31 2019-01-15 Nichia Corporation Optical member, light source device, and irradiation system
US11976581B2 (en) 2012-10-10 2024-05-07 Ingevity South Carolina, Llc Evaporative fuel vapor emission control systems

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