JPH03132738A

JPH03132738A - 背面投写型表示装置

Info

Publication number: JPH03132738A
Application number: JP1271975A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Amako; 淳尼子
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1989-10-19
Filing date: 1989-10-19
Publication date: 1991-06-06

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、背面投写型表示装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の背面投写型表示装置の構造（例えば、１９８６年
テレビジョン学会全国大会、３１１ぺ一ジ参照）を第５
図に示す。

ＣＲＴ　５０１の画像を投写レンズ５０２及び２枚の平
面ミラー５０３，５０４を介して透過スクリーン５０５
（同心円パターン構造のフレネルレンズ）の上へ結像す
る。

従来はこのような構造の装置が一般的であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の背面投写型表示装置には、投写レ
ンズの光軸がスクリーンと直角に交わる構成のために、
装置の奥ゆきを薄くしようとすると必然的に高さが増す
という問題点があった。

本発明はこのような問題点を解決するものであって、そ
の目的は、従来よりも背が低くかつ奥ゆきの薄い背面投
写型表示装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の第１の背面投写型表示装置は、複数の画像生成
器と複数の投写光学系と、フレネルレンズの異なる２つ
の部分を有する双曲線パターン構造のスクリーンを備え
ていることと、該複数の画像生成器と該複数の投写光学
系とで、該双曲線パターン構造のスクリーンを中央で縦
割りにした２面マルチ表示を行うことと、該複数の画像
生成器と該双曲線パターン横道のスクリーンとが、該複
数の投写光学系の光軸に対してほぼ水平面内でアオリを
もって配置されていることを特徴とする。

本発明の第２の背面投写型表示装置は、複数の画像生成
器が複数の投写光学系の光軸に対してほぼ水平面内でシ
フトして配置されていることを特徴とする。

本発明の第３の背面投写型表示装置は、前記２面マルチ
表示に関し、双曲線パターン構造のスクリーンの中央付
近で、２つの投写画像の一部を重ねたことを特徴とする
。

本発明の第４の背面投写型表示装置は、前記複数の画像
生成器が液晶表示体から成ることを特徴とする。

本発明の第５の背面投射型表示装置は、前記第４の背面
投写型表示装置において、複数の液晶表示体それぞれの
形状の縦横比を、複数の投写光学系の作用により生じる
投写像のまのびを考慮して、投写像において要求される
縦横比と違えてあることを特徴とする。

〔実施例〕

以下では、実施例をあげながら本発明の内容について詳
しく説明する。

第１図に、本発明の実施例を示す、第１図（ａ）は斜視
図であり、装置の内部を図示するために、スクリーンは
省略しである。また、第１図（ｂ）は平面図であり、装
置の上ぶたは省略しである。

第１の光学系において、画像生成器１０１ａで生成され
た画像は、第１の投写レンズ１０２ａにより、結合素子
１０３ａの上へ結像される（中間像の作成）、そして、
この中間像は、第２の投写レンズ１０４ａにより、２つ
のミラー１０５　ａ。

１０６ａを経て、スクリーンへ投写される。結合索子１
０３ａは、微小プリズム構造を有するフレネル型反射光
学素子である。

他方、画像生成器１０１ｂと第１の投写レンズ１０２ｂ
と結合素子１０３ｂと第２の投写レンズ１０４ｂと２つ
のミラー１０５ｂ、１０６ｂとから構成される第２の光
学系においても、第１の光学系の場合と同様のことが行
われる。

第１、第２の光学系において、第２の投写レンズ１０４
　ａ、　　１０４　ｂはスクリーンとそれぞれ点Ｐ１、
点Ｐ２で斜めに交わる。この時の交角（アオリ角）をα
とする。

第１、第２の光学系は、スクリーンを中央（第１図にお
けるＡ−Ａ’　）で縦割りにした２面マルチ表示を行う
。

以上のような装置構成にすることにより、装置キャビネ
ット１００の容積を小さくして、かつ、奥ゆきも薄くす
ることができる。以下では、この理由について述べる。

第１図（ａ）（ｂ）において、光はスクリーンに対して
ほぼ水平面内で斜めに入射する。そして、この時の交角
αを大きくとるほど、装置の奥ゆきをより薄くすること
ができる。

スクリーンに対して斜めに投写表示を行う手段とし、第
３図（ａ）に示す投写光学系が知られている（米国特許
第３２５３５０５号）。

第３図（ａ）において、照明装置３０１により照明され
た画像３０２は、第１の投写レンズ３０３により結合素
子３０４の上へ結像される（中間像の作成）、そして、
この中間像は、第２の投写レンズによりスクリーン３０
６の上へ斜に投写される。このように、２つのアオリ光
学系を組み合わせて使うことにより、斜め投写にともな
う台形歪は補正される。

第１図に示す本発明の実施例では、第３図（ａ）の投写
光学系を用いている０本発明の特徴は、投写光学系に対
するスクリーンのアオリをほぼ水平方向に限定した点に
ある。こうすることにより、光路長をかせぐことができ
るため、垂直方向にアオリをとった場合に比べて、光学
系全体が占める空間容積を小さくかつその奥ゆきも薄く
することができる。

また、さきにあげた米国特許第３２５３５０５号の中で
は説明されていないが、スクリーンのアオリ（交角αン
を増してゆくと、投写像がまのびするという問題がある
。

この問題を、本発明では画像生成器（液晶表示体）の形
状の縦横比を、投写像において要求される縦横比と違え
ておくことにより解決した。

第３図（ａ）で、第１の投写レンズの倍率を１゜第２の
投写レンズの倍率をβとすると、投写像の縦横比γは次
式で与えられる。

第３図（ｂ）に、縦横比γと交角αの関係を示す。

第３図（ｂ）より、たとえば、交角αを６０度の場合縦
横比γは約２．０であるから、画像生成器（液晶表示体
）の形状をあらかじめ一方向につぶしておけば良い、こ
うすることにより、アナモルフィック光学系などの複雑
な手段を用いることなく、容易に投写像のまのびを補正
することができる。

第２図（ａ）（ｂ）に、本発明のスクリーンを示す、第
２図（ａ）は斜視図、第２図（ｂ）はスクリーン断面図
を含む装置全体の平面図である。

第３図（ａ）に示すように、本発明のスクリーン２０１
は、フレネルレンズの異なる２つの部分を有する双曲線
パターン構造を有する。また、第２図（ｂ）に示すよう
に、本発明のスクリーン２０１は微小プリズム素子の集
合体であり、個々のプリズム素子の形状は光線の人出射
角に応じて最適化されている。

本発明のスクリーンを用いることにより、スクリーンに
対して斜めに投写された場合でも従来程度の明るさを確
保することができる。

次に、スクリーン中央での明るさムラを解消する手段に
ついて述べる。

第４図（ａ）に、アオリ光学系において、画像ＸＹを投
写レンズ４０１の光軸４０２に対して下方ヘシフトさせ
た場合の結像関係を示す、こうすることにより、像面に
おいて、点Ｘ′は点Ｙ′よりも明るくなる。すなわち、
第１図（ａ）において、画像生成器を第１の投写レンズ
に対して水平面内でシフトさせることにより、明るさが
最大になるスクリーン上の位置を、第１、第２それぞれ
の光学系において、スクリーン中央（Ａ−Ａ’　）へ移
動させることができる。このようにすれば、スクリーン
中央付近に発生する明るさムラが解消され、広い面積に
わたって均一な明るさ分布を得ることができる。

また、明るさムラを解消するための本発明のもうひとつ
の手段として、スクリーンの中央付近で２つの投写画像
の一部を重ねて表示することも効果的である。

第４図（ｂ）に、第４図（ａ）にもとづく、液晶表示体
を用いた画像生成器の構成を示す。

照明装置４１０からの光は、第１のダイクロミラー４１
１で分離される０分離された片方の光は、反射ミラー４
１４を経て、液晶表示体４２１へ入射する０分めαされ
たもう片方の光は、さらに、第２のダイクロミラー４１
２で分＾αされ、それぞれ、液晶表示体４２２，４２３
へ入射する。液晶表示体より出射したそれぞれの光は、
第３、第４のダイクロミラー４１５，４１６と反射ミラ
ー４１３により合成されて、投写レンズ４２０へ入射す
る。

液晶表示体４２１，４２２，４２３はそれぞれ、光軸４
００に対して、所要量のアオリとシフトをもって配置さ
れている。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、従来よりも背
が低くかつ奥ゆきの薄い背面投写型表示装置を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は、それぞれ、本発明の背面投写型
表示装置の構造を示す斜視図と平面図。第２図（ａ）（ｂ）は、それぞれ、本発明の構成要素で
あるスクリーンの構造を示す斜視図と断面図。第３図（ａ）（ｂ）は、投写像のまのびを補正する手段
を説明するための図。第４図（ａ）（ｂ）は、スクリーン上の明るさムラを解
消するための手段を説明するための図。第５図は、従来の背面投写型表示装置の構造を示す側面
図。１００・・・キャビネット１０１ａ・・・画像生成器１０１ｂ・・・画像生成器１０２ａ・・・第１の投写レンズ１０２ｂ・・・第１の投写レンズ１０３ａ・・・結合素子１０３ｂ・・・結合素子１０４ａ・・・第２の投写レンズ１０４ｂ・・・第２の投写レンズ１０５ａ・・・第１のミラー１０５ｂ・・・第１のミラー１０６ａ・・・第２のミラー１０６ｂ・・・第２のミラー２０１・・・スクリーン３０１・・・照明装置３０２・・・画像３０３・・・第１の投写レンズ３０４・・・結合素子３０５・・・第２の投写レンズ３０６・・・スクリーン４０１・・・投写レンズ４０２・・・光軸４１０・・・照明装置４１１・・・第１のダイクロミラー４１２・・・第２のダイクロミラー４１３・・・反射ミラー４１４・・・反射ミラー４１５・・・第３のダイクロミラー４１６・・・第４のダイクロミラー４２０・・・投射レンズ４２１・・・液晶表示体４２２・・・液晶表示体４２３・・・液晶表示体５０１・・・ＣＲＴ５０２・・・投射レンズ５０３・・・透過スクリーン５０４・・・第１のミラー５０５・・・第２のミラ・− 以　　上ｊ／咽（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）背面投写型表示装置において、複数の画像生成器
と複数の投写光学系と、フレネルレンズの異なる２つの
部分を有する双曲線パターン構造のスクリーンとを備え
ていることと、該複数の画像生成器と該複数の投写光学
系とで、該双曲線パターン構造のスクリーンを中央で縦
割りにした２面マルチ表示を行うことと、該複数の画像
生成器と該双曲線パターン構造のスクリーンとが、該複
数の投写光学系の光軸に対してほぼ水平面内でアオリを
もって配置されていることを特徴とする背面投写型表示
装置。
（２）前記複数の画像生成器が前記複数の投写光学系の
光軸に対してほぼ水平面内でシフトして配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の背面投写型表示装置。
（３）前記２面マルチ表示において、前記双曲線パター
ン構造のスクリーンの中央付近で、２つの投写画像の一
部を重ねたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記
載の背面投写型表示装置。
（４）前記複数の画像生成器が液晶表示体から成ること
を特徴とする請求項１又は請求項３記載の背面投写型表
示装置。
（５）前記複数の液晶表示体それぞれの形状の縦横比を
、前記複数の投写光学系の作用により生じる投写像のま
のびを考慮して、投写像において要求される縦横比と違
えてあることを特徴とする請求項４記載の背面投写型表
示装置。