JPH05134210A - 投写型表示装置 - Google Patents
投写型表示装置Info
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- JPH05134210A JPH05134210A JP3300128A JP30012891A JPH05134210A JP H05134210 A JPH05134210 A JP H05134210A JP 3300128 A JP3300128 A JP 3300128A JP 30012891 A JP30012891 A JP 30012891A JP H05134210 A JPH05134210 A JP H05134210A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- 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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- Projection Apparatus (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ライトバルブ上の光学像をスクリーン上に拡
大投写する投写型表示装置に関するもので、投写画像全
域のコントラストを均一に高くすることができる。 【構成】 光源１１、フィールドレンズ１２、液晶パネ
ル１３、投写レンズ１４、スクリーン１５で構成され、
投写レンズ１４は液晶セル１７の垂直走査方向へ投写レ
ンズ１４の光軸から開口部の中心がずれた偏心絞りであ
る第１絞り２１、第２絞り２２、第３絞り２３を有し、
液晶パネル１３側で有効画角内での任意の２種類の主光
線が互いに略平行である。 【効果】 主光線２４、２５、２６は互いに略平行で、
それぞれの主光線角度が液晶セル１７の垂直走査方向に
略同じ角度で斜めに液晶セル１７を透過するので、均一
で高いコントラストの投写画像を表示できる。
大投写する投写型表示装置に関するもので、投写画像全
域のコントラストを均一に高くすることができる。 【構成】 光源１１、フィールドレンズ１２、液晶パネ
ル１３、投写レンズ１４、スクリーン１５で構成され、
投写レンズ１４は液晶セル１７の垂直走査方向へ投写レ
ンズ１４の光軸から開口部の中心がずれた偏心絞りであ
る第１絞り２１、第２絞り２２、第３絞り２３を有し、
液晶パネル１３側で有効画角内での任意の２種類の主光
線が互いに略平行である。 【効果】 主光線２４、２５、２６は互いに略平行で、
それぞれの主光線角度が液晶セル１７の垂直走査方向に
略同じ角度で斜めに液晶セル１７を透過するので、均一
で高いコントラストの投写画像を表示できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はライトバルブ上の光学像
をスクリーン上に拡大投写する、投写型表示装置に関す
るものである。
をスクリーン上に拡大投写する、投写型表示装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】大画面映像を得るために、ライトバルブ
に映像信号に応じた光学像を形成し、その光学像に光を
照射し、投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する
方法が従来よりよく知られている。最近では、ライトバ
ルブとして液晶表示装置を用いる投写型表示装置が注目
されている。
に映像信号に応じた光学像を形成し、その光学像に光を
照射し、投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する
方法が従来よりよく知られている。最近では、ライトバ
ルブとして液晶表示装置を用いる投写型表示装置が注目
されている。
【０００３】この液晶表示装置を用いた投写型表示装置
の概略構成を（図７）に示す。光源１から出た光は液晶
表示装置２を透過して投写レンズ３に入射する。液晶表
示装置２は、入射側偏光板４、液晶セル５、出射側偏光
板６で構成されている。液晶セル５は、２枚のガラス基
板７、８の間にツイストネマティック液晶９を封入した
ものであり、ガラス基板７、８の液晶層側面には、マト
リックス状透明電極（図示せず）が設けられている。入
射側偏光板４と出射側偏光板６の各吸収軸は、直交して
おり、垂直走査方向に対して４５゜の角度をなしてい
る。透明電極に電圧を印加しない場合、入射側偏光板４
を出射した直線偏光が液晶セル５内で旋光性により９０
°回転するので、透過率は最大となる。電圧を印加する
と電圧に応じて旋光性が減少し、透過率が減少する。こ
のようにして、液晶表示装置２に透過率の変化として映
像信号に応じた光学像が形成され、この光学像は投写レ
ンズ３によりスクリーン１０上に拡大投写される。
の概略構成を（図７）に示す。光源１から出た光は液晶
表示装置２を透過して投写レンズ３に入射する。液晶表
示装置２は、入射側偏光板４、液晶セル５、出射側偏光
板６で構成されている。液晶セル５は、２枚のガラス基
板７、８の間にツイストネマティック液晶９を封入した
ものであり、ガラス基板７、８の液晶層側面には、マト
リックス状透明電極（図示せず）が設けられている。入
射側偏光板４と出射側偏光板６の各吸収軸は、直交して
おり、垂直走査方向に対して４５゜の角度をなしてい
る。透明電極に電圧を印加しない場合、入射側偏光板４
を出射した直線偏光が液晶セル５内で旋光性により９０
°回転するので、透過率は最大となる。電圧を印加する
と電圧に応じて旋光性が減少し、透過率が減少する。こ
のようにして、液晶表示装置２に透過率の変化として映
像信号に応じた光学像が形成され、この光学像は投写レ
ンズ３によりスクリーン１０上に拡大投写される。
【０００４】ツイストネマティック液晶を用いた液晶表
示装置のコントラスト比に関して、液晶表示装置に対す
る光の入射角依存性の一例を（図８）に示す。液晶表示
装置は、液晶セルの光学像面のある一点に円錐光束が入
射する。円錐光束の中心光線である主光線は液晶セルの
法線と垂直走査方向とを含む平面内にあり、主光線と液
晶セルの法線とのなす角度をθとする。（図８）から分
かるように、θがある角度θ0である場合に、最も高い
コントラスト比を示し、θがθ0から離れる程コントラ
スト比は低下する。以下、θを主光線角度と定義する。
示装置のコントラスト比に関して、液晶表示装置に対す
る光の入射角依存性の一例を（図８）に示す。液晶表示
装置は、液晶セルの光学像面のある一点に円錐光束が入
射する。円錐光束の中心光線である主光線は液晶セルの
法線と垂直走査方向とを含む平面内にあり、主光線と液
晶セルの法線とのなす角度をθとする。（図８）から分
かるように、θがある角度θ0である場合に、最も高い
コントラスト比を示し、θがθ0から離れる程コントラ
スト比は低下する。以下、θを主光線角度と定義する。
【０００５】従来の投写レンズを用いた投写型表示装置
の構成を（図９）に示す。液晶セル５に入射する有効画
角内の主光線角度θは、投写レンズ３の光軸上（θ＝０
゜）を中心に周辺ほど大きくなる。この場合（図１０）
に示すように、投写画像垂直方向のコントラスト比はθ
＝θ0となる場合に最大となり、画角がθ0から離れるほ
ど低下する。従ってコントラスト比のピークは投写画像
の中心からずれた位置にあり、その上下で低下するた
め、投写画像のコントラストに非対称なむらを生じ、画
質に悪影響を及ぼす。
の構成を（図９）に示す。液晶セル５に入射する有効画
角内の主光線角度θは、投写レンズ３の光軸上（θ＝０
゜）を中心に周辺ほど大きくなる。この場合（図１０）
に示すように、投写画像垂直方向のコントラスト比はθ
＝θ0となる場合に最大となり、画角がθ0から離れるほ
ど低下する。従ってコントラスト比のピークは投写画像
の中心からずれた位置にあり、その上下で低下するた
め、投写画像のコントラストに非対称なむらを生じ、画
質に悪影響を及ぼす。
【０００６】この問題に対し、一般には（図１１）に示
すように広角化した投写レンズ３を用い、投写レンズ３
の光軸に対して液晶セル５の画面中心を垂直方向に平行
移動し、投写画像のコントラスト比が最も高くなるθ＝
θ0の画角が液晶セル５の中心付近になるようにする。
この方法によれば、投写画像垂直方向のコントラスト比
は（図１２）に示すように、コントラストに非対称性な
むらを生じるという問題を解決できる。
すように広角化した投写レンズ３を用い、投写レンズ３
の光軸に対して液晶セル５の画面中心を垂直方向に平行
移動し、投写画像のコントラスト比が最も高くなるθ＝
θ0の画角が液晶セル５の中心付近になるようにする。
この方法によれば、投写画像垂直方向のコントラスト比
は（図１２）に示すように、コントラストに非対称性な
むらを生じるという問題を解決できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た、投写レンズの光軸に対して液晶セルの画面中心を垂
直方向に平行移動する方法はコントラストの対称性を改
善することはできるが、コントラスト比は投写画像の中
心をピークに周辺ほど低下するので投写画像全域のコン
トラストの均一性を確保できないという問題が残る。ま
た、液晶セルを垂直方向に平行移動することによって、
投写画像の垂直方向で使用する画角範囲が非対称とな
る。任意の点における投写画像の明るさは、画角のコサ
イン４乗と投写レンズの開口効率の積に比例するので画
角によって大きく異なる。従って、使用する画角範囲が
非対称となる場合、上下で明るさが異なるという問題も
生じる。
た、投写レンズの光軸に対して液晶セルの画面中心を垂
直方向に平行移動する方法はコントラストの対称性を改
善することはできるが、コントラスト比は投写画像の中
心をピークに周辺ほど低下するので投写画像全域のコン
トラストの均一性を確保できないという問題が残る。ま
た、液晶セルを垂直方向に平行移動することによって、
投写画像の垂直方向で使用する画角範囲が非対称とな
る。任意の点における投写画像の明るさは、画角のコサ
イン４乗と投写レンズの開口効率の積に比例するので画
角によって大きく異なる。従って、使用する画角範囲が
非対称となる場合、上下で明るさが異なるという問題も
生じる。
【０００８】本発明は上記の問題に鑑み、投写レンズの
光軸に対して液晶セルを垂直方向に平行移動することな
く、投写画像全域で高いコントラストを均一に得ること
ができる投写型表示装置を提供するものである。
光軸に対して液晶セルを垂直方向に平行移動することな
く、投写画像全域で高いコントラストを均一に得ること
ができる投写型表示装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
第１の発明の投写型表示装置は、光源と、映像信号に応
じて透過効率の変化として光学像を形成するライトバル
ブと、投写レンズとを備え、前記光源から出射した光は
前記ライトバルブを照射し、前記ライトバルブ上に形成
された光学像は前記投写レンズによりスクリーン上に拡
大投写され、前記投写レンズは少なくとも一箇所に、前
記投写レンズの光軸から開口部の中心がずれた偏心絞り
を有するものである。
第１の発明の投写型表示装置は、光源と、映像信号に応
じて透過効率の変化として光学像を形成するライトバル
ブと、投写レンズとを備え、前記光源から出射した光は
前記ライトバルブを照射し、前記ライトバルブ上に形成
された光学像は前記投写レンズによりスクリーン上に拡
大投写され、前記投写レンズは少なくとも一箇所に、前
記投写レンズの光軸から開口部の中心がずれた偏心絞り
を有するものである。
【００１０】また、第２の発明の投写型表示装置は、光
源と、色分解光学手段と、映像信号に応じて透過効率の
変化として光学像を形成する３つのライトバルブと、色
合成光学手段と、投写レンズとを備え、前記光源から出
射した光は前記色分解光学手段によって青、緑、赤の３
原色光に分解され、前記各３原色光はそれぞれ対応する
前記ライトバルブを照射し、前記ライトバルブ上に形成
されたそれぞれの光学像は前記色合成光学手段で合成さ
れた後、前記投写レンズによりスクリーン上に拡大投写
され、前記投写レンズは少なくとも一箇所に、前記投写
レンズの光軸から開口部の中心がずれた偏心絞りを有す
るものである。
源と、色分解光学手段と、映像信号に応じて透過効率の
変化として光学像を形成する３つのライトバルブと、色
合成光学手段と、投写レンズとを備え、前記光源から出
射した光は前記色分解光学手段によって青、緑、赤の３
原色光に分解され、前記各３原色光はそれぞれ対応する
前記ライトバルブを照射し、前記ライトバルブ上に形成
されたそれぞれの光学像は前記色合成光学手段で合成さ
れた後、前記投写レンズによりスクリーン上に拡大投写
され、前記投写レンズは少なくとも一箇所に、前記投写
レンズの光軸から開口部の中心がずれた偏心絞りを有す
るものである。
【００１１】さらに、第３の発明の投写型表示装置は、
光源と、色分解光学手段と、映像信号に応じて透過効率
の変化として光学像を形成する３つのライトバルブと、
３つの投写レンズとを備え、前記光源から出射した光は
前記色分解光学手段によって青、緑、赤の３原色光に分
解され、前記各３原色光はそれぞれ対応する前記ライト
バルブを照射し、前記ライトバルブ上に形成されたそれ
ぞれの光学像は前記３つの投写レンズによりスクリーン
上に拡大合成投写され、前記投写レンズはそれぞれ少な
くとも一箇所に、前記投写レンズの光軸から開口部の中
心がずれた偏心絞りを有するものである。
光源と、色分解光学手段と、映像信号に応じて透過効率
の変化として光学像を形成する３つのライトバルブと、
３つの投写レンズとを備え、前記光源から出射した光は
前記色分解光学手段によって青、緑、赤の３原色光に分
解され、前記各３原色光はそれぞれ対応する前記ライト
バルブを照射し、前記ライトバルブ上に形成されたそれ
ぞれの光学像は前記３つの投写レンズによりスクリーン
上に拡大合成投写され、前記投写レンズはそれぞれ少な
くとも一箇所に、前記投写レンズの光軸から開口部の中
心がずれた偏心絞りを有するものである。
【００１２】
【作用】投写レンズ内に、光軸から開口部の中心が液晶
セルの垂直走査方向へずれた偏心絞りを用いると、主光
線角度θは絞りの偏心量に応じて変化する。投写レンズ
光軸上の主光線角度θが、コントラスト比が最も高くな
るθ0となるように絞りを偏心させれば、投写レンズの
光軸に対して液晶セルを垂直方向に平行移動することな
く、液晶セルの画面中心を透過する主光線角度θはθ0
となり高いコントラスト比の投写画像を得ることができ
る。
セルの垂直走査方向へずれた偏心絞りを用いると、主光
線角度θは絞りの偏心量に応じて変化する。投写レンズ
光軸上の主光線角度θが、コントラスト比が最も高くな
るθ0となるように絞りを偏心させれば、投写レンズの
光軸に対して液晶セルを垂直方向に平行移動することな
く、液晶セルの画面中心を透過する主光線角度θはθ0
となり高いコントラスト比の投写画像を得ることができ
る。
【００１３】（図１３）はスクリーン側から見た投写レ
ンズの瞳を図示したものである。２７は投写レンズが使
用できる有効口径、２８は投写型表示装置が十分な明る
さの投写画像を得るため投写光学系に必要な口径であ
る。また、Ｏは有効口径２７の中心、Ｏ′は液晶セルの
法線となす角度がθ0となる光線が通る点である。主光
線角度θがθ0となるためには、Ｏ′が口径２８の中心
となるようにしなければならない。従って、ＯとＯ′と
の距離をｄ3とすると、ｄ3だけ口径２８の中心を移動さ
せる必要がある。投写光学系に必要な有効口径２８を確
保しつつ、その主光線角度θがθ0となるためには次の
条件を満たす必要がある。
ンズの瞳を図示したものである。２７は投写レンズが使
用できる有効口径、２８は投写型表示装置が十分な明る
さの投写画像を得るため投写光学系に必要な口径であ
る。また、Ｏは有効口径２７の中心、Ｏ′は液晶セルの
法線となす角度がθ0となる光線が通る点である。主光
線角度θがθ0となるためには、Ｏ′が口径２８の中心
となるようにしなければならない。従って、ＯとＯ′と
の距離をｄ3とすると、ｄ3だけ口径２８の中心を移動さ
せる必要がある。投写光学系に必要な有効口径２８を確
保しつつ、その主光線角度θがθ0となるためには次の
条件を満たす必要がある。
【００１４】
【数４】
【００１５】ただし、ｄ1は投写レンズの有効口径２７
の直径、ｄ2は投写光学系に必要な有効口径２８の直径
である。
の直径、ｄ2は投写光学系に必要な有効口径２８の直径
である。
【００１６】有効Ｆナンバーはレンズ系の近軸理論によ
り、次の式が成り立つ。
り、次の式が成り立つ。
【００１７】
【数５】
【００１８】ここで、Ｆは有効Ｆナンバー、μ′は液晶
セルの画面中心から出る光束の半角度、ｓ′は投写レン
ズの液晶セル側主点位置から液晶セル光学像面までの距
離、ｄは有効口径である。
セルの画面中心から出る光束の半角度、ｓ′は投写レン
ズの液晶セル側主点位置から液晶セル光学像面までの距
離、ｄは有効口径である。
【００１９】有効口径２８での有効ＦナンバーをＦ2と
すると、（数５）よりｄ2、ｄ3は次のようになる。
すると、（数５）よりｄ2、ｄ3は次のようになる。
【００２０】
【数６】
【００２１】
【数７】
【００２２】従って、主光線角度θをθ0、偏心絞りを
用いて投写光学系に必要な実効ＦナンバーをＦ2とした
場合、投写レンズの有効ＦナンバーＦ1は（数４）、
（数６）、（数７）より、次の条件を満たす必要があ
る。
用いて投写光学系に必要な実効ＦナンバーをＦ2とした
場合、投写レンズの有効ＦナンバーＦ1は（数４）、
（数６）、（数７）より、次の条件を満たす必要があ
る。
【００２３】
【数８】
【００２４】次に、液晶セル側で有効画角内での任意の
２種類の主光線が互いに略平行である投写レンズ系の場
合、液晶セルを透過する主光線角度θは各画角とも略等
しく、これによって投写画像のコントラストは均一性が
得られる。この投写レンズに光軸上の主光線角度θがθ
0となるような偏心絞りと、光軸外の画角の主光線角度
θがθ0とるような偏心絞りを複数箇所に配置して用い
ることで、光軸上と光軸外の画角の主光線角度θは略平
行のまま一様にθ0とすることができる。
２種類の主光線が互いに略平行である投写レンズ系の場
合、液晶セルを透過する主光線角度θは各画角とも略等
しく、これによって投写画像のコントラストは均一性が
得られる。この投写レンズに光軸上の主光線角度θがθ
0となるような偏心絞りと、光軸外の画角の主光線角度
θがθ0とるような偏心絞りを複数箇所に配置して用い
ることで、光軸上と光軸外の画角の主光線角度θは略平
行のまま一様にθ0とすることができる。
【００２５】光源からの照明光学系は、投写レンズ軸上
の主光線にその中心軸を一致させ、液晶セルに対しては
斜めから光を照射させることにより効率良く光を利用す
ることができる。
の主光線にその中心軸を一致させ、液晶セルに対しては
斜めから光を照射させることにより効率良く光を利用す
ることができる。
【００２６】本発明の投写型表示装置の利点は以上明ら
かなように、有効画角内で液晶セルを透過する主光線角
度θは光軸上、光軸外の画角ともθ0となるので均一で
高いコントラストの投写画像を表示できることである。
かなように、有効画角内で液晶セルを透過する主光線角
度θは光軸上、光軸外の画角ともθ0となるので均一で
高いコントラストの投写画像を表示できることである。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の実施例について、添付図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
【００２８】（図１）は第１の発明の投写型表示装置の
一実施例の構成を示すもので、１１は光源、１２はフィ
ールドレンズ、１３は液晶パネル、１４は投写レンズ、
１５はスクリーンである。
一実施例の構成を示すもので、１１は光源、１２はフィ
ールドレンズ、１３は液晶パネル、１４は投写レンズ、
１５はスクリーンである。
【００２９】液晶パネル１３は入射側偏光板１６、ツイ
ストネマティック液晶を用いた液晶セル１７、出射側偏
光板１８で構成されている。
ストネマティック液晶を用いた液晶セル１７、出射側偏
光板１８で構成されている。
【００３０】投写レンズ１４は後群レンズ１９と前群レ
ンズ２０の間に光源１１側から順に第１絞り２１、第２
絞り２２、第３絞り２３を有し、第１絞り２１、第２絞
り２２、第３絞り２３はそれぞれ、液晶セル１７の垂直
走査方向へ投写レンズ１４の光軸から開口部の中心がず
れた偏心絞りである。また、投写レンズ１４は液晶パネ
ル１３側で、有効画角内での任意の２種類の主光線が互
いに略平行であり、十分な明るさの投写画像を得るため
投写光学系に必要な実効Ｆナンバーを４．０、高いコン
トラストが得られる主光線角度θを４．５゜として、
（数７）より、有効Ｆナンバーが２．４のものを用いて
いる。
ンズ２０の間に光源１１側から順に第１絞り２１、第２
絞り２２、第３絞り２３を有し、第１絞り２１、第２絞
り２２、第３絞り２３はそれぞれ、液晶セル１７の垂直
走査方向へ投写レンズ１４の光軸から開口部の中心がず
れた偏心絞りである。また、投写レンズ１４は液晶パネ
ル１３側で、有効画角内での任意の２種類の主光線が互
いに略平行であり、十分な明るさの投写画像を得るため
投写光学系に必要な実効Ｆナンバーを４．０、高いコン
トラストが得られる主光線角度θを４．５゜として、
（数７）より、有効Ｆナンバーが２．４のものを用いて
いる。
【００３１】光源１１から出射した光はフィールドレン
ズ１２、入射側偏光板１６を透過して液晶セル１７に照
射する。光の照射する角度が液晶セル１７の垂直走査方
向に４．５゜となるように、光源１１、フィールドレン
ズ１２、入射側偏光板１６をそれぞれ液晶セル１７に対
して傾けて配置してある。液晶セル１７上の光学像は出
射側偏光板１８を透過後投写レンズ１４によりスクリー
ン１５上へ拡大投写される。
ズ１２、入射側偏光板１６を透過して液晶セル１７に照
射する。光の照射する角度が液晶セル１７の垂直走査方
向に４．５゜となるように、光源１１、フィールドレン
ズ１２、入射側偏光板１６をそれぞれ液晶セル１７に対
して傾けて配置してある。液晶セル１７上の光学像は出
射側偏光板１８を透過後投写レンズ１４によりスクリー
ン１５上へ拡大投写される。
【００３２】投写レンズ１４内の第２絞り２２は投写レ
ンズ１４の実効Ｆナンバーを４．０とする有効径を有
し、後群レンズ１９のスクリーン１５側焦点位置の近傍
に配置して、主に投写レンズ１４光軸上付近の画角の主
光線２５と液晶セル１７の法線とのなす角度が液晶セル
１７の垂直走査方向で４．５゜となるように偏心してい
る。一方、第１絞り２１、第３絞り２３は投写レンズ１
４光軸外の画角の主光線２４、２６が液晶セル１７の法
線とのなす角度が液晶セル１７の垂直走査方向でそれぞ
れ略４．５゜となるように配置、および偏心している。
ンズ１４の実効Ｆナンバーを４．０とする有効径を有
し、後群レンズ１９のスクリーン１５側焦点位置の近傍
に配置して、主に投写レンズ１４光軸上付近の画角の主
光線２５と液晶セル１７の法線とのなす角度が液晶セル
１７の垂直走査方向で４．５゜となるように偏心してい
る。一方、第１絞り２１、第３絞り２３は投写レンズ１
４光軸外の画角の主光線２４、２６が液晶セル１７の法
線とのなす角度が液晶セル１７の垂直走査方向でそれぞ
れ略４．５゜となるように配置、および偏心している。
【００３３】（図２）は投写レンズ１４の鏡筒を示した
ものである。投写レンズ１４の鏡筒は内鏡筒１０１と、
固定された外鏡筒１０２と、カム筒１０３とを有し、カ
ム筒１０３を回転させれば内鏡筒１０１が回転すること
なく光軸方向に移動してフォーカス調整ができ、第１絞
り２１、第２絞り２２、第３絞り２３が回転しないよう
にしてある。
ものである。投写レンズ１４の鏡筒は内鏡筒１０１と、
固定された外鏡筒１０２と、カム筒１０３とを有し、カ
ム筒１０３を回転させれば内鏡筒１０１が回転すること
なく光軸方向に移動してフォーカス調整ができ、第１絞
り２１、第２絞り２２、第３絞り２３が回転しないよう
にしてある。
【００３４】（図３）は本実施例の投写型表示装置によ
る投写画像のコントラスト比特性と主光線角度θを、
（図１１）の構成の従来例と比較して示したもので、実
線が本実施例、点線が従来例である。（図１）の構成に
より、液晶セル１７を透過する主光線２４，２５，２６
は互いに略平行で、それぞれの主光線角度θが一様に略
４．５゜となり、スクリーン１５上へ投写される画像は
均一で高いコントラスト比を得ることができた。
る投写画像のコントラスト比特性と主光線角度θを、
（図１１）の構成の従来例と比較して示したもので、実
線が本実施例、点線が従来例である。（図１）の構成に
より、液晶セル１７を透過する主光線２４，２５，２６
は互いに略平行で、それぞれの主光線角度θが一様に略
４．５゜となり、スクリーン１５上へ投写される画像は
均一で高いコントラスト比を得ることができた。
【００３５】（図４）は第２の発明の投写型表示装置の
一実施例の構成を示すもので、３１は光源、３２は色分
解光学系、３３、３４、３５はフィールドレンズ、３
６、３７、３８は液晶パネル、３９は色合成光学系、４
０は投写レンズ、４１はスクリーンである。
一実施例の構成を示すもので、３１は光源、３２は色分
解光学系、３３、３４、３５はフィールドレンズ、３
６、３７、３８は液晶パネル、３９は色合成光学系、４
０は投写レンズ、４１はスクリーンである。
【００３６】液晶パネル３６、３７、３８はそれぞれ入
射側偏光板４２、４３、４４、ツイストネマティック液
晶を用いた液晶セル４５、４６、４７、出射側偏光板４
８、４９、５０で構成されている。
射側偏光板４２、４３、４４、ツイストネマティック液
晶を用いた液晶セル４５、４６、４７、出射側偏光板４
８、４９、５０で構成されている。
【００３７】投写レンズ４０は後群レンズ５１、前群レ
ンズ５２の間に光源３１側から順に第１絞り５３、第２
絞り５４、第３絞り５５を有し、第１絞り５３、第２絞
り５４、第３絞り５５はそれぞれ、液晶セル４５、４
６、４７の垂直走査方向へ投写レンズ４０の光軸から開
口部の中心がずれた偏心絞りである。また、投写レンズ
４０は液晶パネル３６、３７、３８側で、有効画角内で
の任意の２種類の主光線が互いに略平行であり、有効Ｆ
ナンバーは上記第１の発明の実施例と同様に２．４のも
のを用いている。
ンズ５２の間に光源３１側から順に第１絞り５３、第２
絞り５４、第３絞り５５を有し、第１絞り５３、第２絞
り５４、第３絞り５５はそれぞれ、液晶セル４５、４
６、４７の垂直走査方向へ投写レンズ４０の光軸から開
口部の中心がずれた偏心絞りである。また、投写レンズ
４０は液晶パネル３６、３７、３８側で、有効画角内で
の任意の２種類の主光線が互いに略平行であり、有効Ｆ
ナンバーは上記第１の発明の実施例と同様に２．４のも
のを用いている。
【００３８】光源３１から出射した光は色分解光学系３
２のダイクロイックミラーにより青、緑、赤の３原色光
に分離され、それぞれフィールドレンズ３３、３４、３
５、入射側偏光板４２、４３、４４を透過して対応する
３つの液晶セル４５、４６、４７に照射する。光の照射
する角度が液晶セル４５、４６、４７の垂直走査方向に
４．５゜となるように、光源３１、フィールドレンズ３
３、３４、３５、入射側偏光板４２、４３、４４はそれ
ぞれ液晶セル４５、４６、４７に対して傾けて配置して
ある。液晶セル４５、４６、４７上の光学像はそれぞれ
出射側偏光板４８、４９、５０を透過後色合成光学系３
９のダイクロイックミラーによって合成され、投写レン
ズ４０によりスクリーン４１上へ拡大投写される。
２のダイクロイックミラーにより青、緑、赤の３原色光
に分離され、それぞれフィールドレンズ３３、３４、３
５、入射側偏光板４２、４３、４４を透過して対応する
３つの液晶セル４５、４６、４７に照射する。光の照射
する角度が液晶セル４５、４６、４７の垂直走査方向に
４．５゜となるように、光源３１、フィールドレンズ３
３、３４、３５、入射側偏光板４２、４３、４４はそれ
ぞれ液晶セル４５、４６、４７に対して傾けて配置して
ある。液晶セル４５、４６、４７上の光学像はそれぞれ
出射側偏光板４８、４９、５０を透過後色合成光学系３
９のダイクロイックミラーによって合成され、投写レン
ズ４０によりスクリーン４１上へ拡大投写される。
【００３９】投写レンズ４０内の第２絞り５４は投写レ
ンズ４０の実効Ｆナンバーを４．０とする有効径を有
し、後群レンズ５１のスクリーン４１側焦点位置の近傍
に配置して、主に投写レンズ４０光軸付近の画角の主光
線５７と液晶セル４５、４６、４７の法線とのなす角度
が液晶セル４５、４６、４７の垂直走査方向で４．５゜
となるように偏心している。一方、第１絞り５３、第３
絞り５５は投写レンズ４０光軸外の画角の主光線５６、
５８が液晶セル４５、４６、４７の法線とのなす角度が
液晶セル４５、４６、４７の垂直走査方向でそれぞれ
４．５゜となるように配置、および偏心している。
ンズ４０の実効Ｆナンバーを４．０とする有効径を有
し、後群レンズ５１のスクリーン４１側焦点位置の近傍
に配置して、主に投写レンズ４０光軸付近の画角の主光
線５７と液晶セル４５、４６、４７の法線とのなす角度
が液晶セル４５、４６、４７の垂直走査方向で４．５゜
となるように偏心している。一方、第１絞り５３、第３
絞り５５は投写レンズ４０光軸外の画角の主光線５６、
５８が液晶セル４５、４６、４７の法線とのなす角度が
液晶セル４５、４６、４７の垂直走査方向でそれぞれ
４．５゜となるように配置、および偏心している。
【００４０】投写レンズ４０の鏡筒は上記第１の発明の
実施例と同様に（図２）の構成であり、内鏡筒１０１が
回転することなく光軸方向に移動してフォーカス調整が
でき、第１絞り５３、第２絞り５４、第３絞り５５が回
転しないようにしてある。
実施例と同様に（図２）の構成であり、内鏡筒１０１が
回転することなく光軸方向に移動してフォーカス調整が
でき、第１絞り５３、第２絞り５４、第３絞り５５が回
転しないようにしてある。
【００４１】（図４）の構成による投写画像のコントラ
スト特性も、液晶セル４５、４６、４７をそれぞれ透過
する主光線５５，５６，５７は互いに略平行で、それぞ
れの主光線角度θが一様に略４．５゜となり、投写画像
は上記第１の発明の実施例と同様に（図３）の実線で示
すような均一で高いコントラスト比を得ることができ
た。
スト特性も、液晶セル４５、４６、４７をそれぞれ透過
する主光線５５，５６，５７は互いに略平行で、それぞ
れの主光線角度θが一様に略４．５゜となり、投写画像
は上記第１の発明の実施例と同様に（図３）の実線で示
すような均一で高いコントラスト比を得ることができ
た。
【００４２】（図５）、（図６）は第３の発明の投写型
表示装置の一実施例の構成を示すもので、６１は光源、
６２は色分解光学系、６３、６４、６５はフィールドレ
ンズ、６６、６７、６８は液晶パネル、７０、７１、７
２は投写レンズ、７３はスクリーンである。
表示装置の一実施例の構成を示すもので、６１は光源、
６２は色分解光学系、６３、６４、６５はフィールドレ
ンズ、６６、６７、６８は液晶パネル、７０、７１、７
２は投写レンズ、７３はスクリーンである。
【００４３】液晶パネル６６、６７、６８、投写レンズ
７０、７１、７２はそれぞれ上記第１の発明の実施例と
同じものを用いている。
７０、７１、７２はそれぞれ上記第１の発明の実施例と
同じものを用いている。
【００４４】光源６１から出射した光は色分解光学系６
２のダイクロイックミラーにより青、緑、赤の３原色光
に分離され、それぞれフィールドレンズ６３、６４、６
５、入射側偏光板７４、７５、７６を透過して対応する
３つの液晶セル７７、７８、７９に照射する。光の照射
する角度が液晶セル７７、７８、７９の垂直走査方向に
４．５゜となるように、光源６１、フィールドレンズ６
３、６４、６５、入射側偏光板７４、７５、７６はそれ
ぞれ液晶セル７７、７８、７９に対して傾けて配置して
ある。液晶セル７７、７８、７９上の光学像はそれぞれ
ミラー６９で反射された後、投写レンズ７０、７１、７
２によりミラー８３、８４を経てスクリーン７３上へ拡
大合成投写される。
２のダイクロイックミラーにより青、緑、赤の３原色光
に分離され、それぞれフィールドレンズ６３、６４、６
５、入射側偏光板７４、７５、７６を透過して対応する
３つの液晶セル７７、７８、７９に照射する。光の照射
する角度が液晶セル７７、７８、７９の垂直走査方向に
４．５゜となるように、光源６１、フィールドレンズ６
３、６４、６５、入射側偏光板７４、７５、７６はそれ
ぞれ液晶セル７７、７８、７９に対して傾けて配置して
ある。液晶セル７７、７８、７９上の光学像はそれぞれ
ミラー６９で反射された後、投写レンズ７０、７１、７
２によりミラー８３、８４を経てスクリーン７３上へ拡
大合成投写される。
【００４５】投写レンズ７０、７１、７２の鏡筒は上記
第１の発明の実施例と同様のものであり、それぞれ内鏡
筒は回転することなく光軸方向に移動してフォーカス調
整ができ、投写レンズ７０、７１、７２それぞれが有す
る３箇所の偏心絞りが回転しないようにしてある。
第１の発明の実施例と同様のものであり、それぞれ内鏡
筒は回転することなく光軸方向に移動してフォーカス調
整ができ、投写レンズ７０、７１、７２それぞれが有す
る３箇所の偏心絞りが回転しないようにしてある。
【００４６】（図５）、（図６）の構成により、液晶セ
ル７７、７８、７９を透過する青、緑、赤の３原色光の
主光線８５、８８、９１、主光線８６、８９、９２、主
光線８７、９０、９３はそれぞれ上記第１の発明の実施
例と同様に対応する投写レンズ７０、７１、７２がそれ
ぞれ有する３箇所の偏心絞りによって互いに略平行で、
それぞれの主光線角度θが一様に略４．５゜となり、投
写画像も上記第１の発明の実施例と同様に（図３）の実
線で示すような均一で高いコントラスト比を得ることが
できた。
ル７７、７８、７９を透過する青、緑、赤の３原色光の
主光線８５、８８、９１、主光線８６、８９、９２、主
光線８７、９０、９３はそれぞれ上記第１の発明の実施
例と同様に対応する投写レンズ７０、７１、７２がそれ
ぞれ有する３箇所の偏心絞りによって互いに略平行で、
それぞれの主光線角度θが一様に略４．５゜となり、投
写画像も上記第１の発明の実施例と同様に（図３）の実
線で示すような均一で高いコントラスト比を得ることが
できた。
【００４７】なお、本実施例ではいずれも円形の絞りを
用いたが、絞りの形状は円形である必要はなく、例えば
楕円のような形状でも差し支えない。
用いたが、絞りの形状は円形である必要はなく、例えば
楕円のような形状でも差し支えない。
【００４８】また、本実施例では液晶セルに対して入射
側偏光板を傾けて配置してあるが、入射側偏光板の配置
は液晶セルと平行であっても良い。
側偏光板を傾けて配置してあるが、入射側偏光板の配置
は液晶セルと平行であっても良い。
【００４９】なお、本実施例においては、投写レンズの
画角の主光線と液晶セルの法線とのなす角度が液晶セル
の垂直走査方向で４．５゜となるように配置、および偏
心している例で説明したが、本発明はこの角度に限定さ
れるものではなく、使用される液晶パネルに応じて均一
で高いコントラストが得られる角度に設定してやればよ
い。
画角の主光線と液晶セルの法線とのなす角度が液晶セル
の垂直走査方向で４．５゜となるように配置、および偏
心している例で説明したが、本発明はこの角度に限定さ
れるものではなく、使用される液晶パネルに応じて均一
で高いコントラストが得られる角度に設定してやればよ
い。
【００５０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶セル
側で有効画角内での任意の２種類の主光線が互いに略平
行な投写レンズ内に、投写レンズの光軸から液晶セルの
垂直走査方向へ開口部の中心がずれた偏心絞りを設ける
ことで、有効画角内での任意の主光線は互いに略平行の
まま、それぞれ主光線角度が略同じ角度で斜めに液晶セ
ルを透過するので、均一で高いコントラストの投写画像
を表示でき非常に大きな効果がある。
側で有効画角内での任意の２種類の主光線が互いに略平
行な投写レンズ内に、投写レンズの光軸から液晶セルの
垂直走査方向へ開口部の中心がずれた偏心絞りを設ける
ことで、有効画角内での任意の主光線は互いに略平行の
まま、それぞれ主光線角度が略同じ角度で斜めに液晶セ
ルを透過するので、均一で高いコントラストの投写画像
を表示でき非常に大きな効果がある。
【図１】第１の発明の一実施例における投写型表示装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図２】本発明の投写型表示装置の投写レンズ鏡筒の概
略構成図である。
略構成図である。
【図３】本発明の投写型表示装置による投写画像のコン
トラスト比特性を説明する線図である。
トラスト比特性を説明する線図である。
【図４】第２の発明の一実施例における投写型表示装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図５】第３の発明の一実施例における投写型表示装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図６】第３の発明の一実施例における投写型表示装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図７】従来の投写レンズを用いた投写光学系の概略構
成図である。
成図である。
【図８】液晶表示装置の光の入射角依存によるコントラ
スト比特性を説明する線図である。
スト比特性を説明する線図である。
【図９】従来の投写レンズを用いた投写光学系の概略構
成図である。
成図である。
【図１０】従来の投写型表示装置による投写画像のコン
トラスト比特性を説明する線図である。
トラスト比特性を説明する線図である。
【図１１】従来の投写型表示装置の概略構成図である。
【図１２】従来の投写型表示装置による投写画像のコン
トラスト比特性を説明する線図である。
トラスト比特性を説明する線図である。
【図１３】本発明の投写型表示装置の投写レンズ瞳の様
子を説明する線図である。
子を説明する線図である。
１１、３１、６１ 光源 １３、３６、３７、３８、６６、６７、６８ 液晶パネ
ル １４、４０、７０、７１、７２ 投写レンズ １５、４１、７３ スクリーン ２１、５３ 第１絞り ２２、５４ 第２絞り ２３、５５ 第３絞り ３２、６２ 色分解光学系 ３９ 色合成光学系
ル １４、４０、７０、７１、７２ 投写レンズ １５、４１、７３ スクリーン ２１、５３ 第１絞り ２２、５４ 第２絞り ２３、５５ 第３絞り ３２、６２ 色分解光学系 ３９ 色合成光学系
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年８月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】
Claims (18)
- 【請求項１】 光源と、映像信号に応じて透過効率の変
化として光学像を形成するライトバルブと、投写レンズ
とを備え、前記光源から出射した光は前記ライトバルブ
を照射し、前記ライトバルブ上に形成された光学像は前
記投写レンズによりスクリーン上に拡大投写され、前記
投写レンズは少なくとも一箇所に、前記投写レンズの光
軸から開口部の中心がずれた偏心絞りを有することを特
徴とする投写型表示装置。 - 【請求項２】 投写レンズはライトバルブ側で、有効画
角内での任意の２種類の主光線が互いに略平行となるよ
う構成したことを特徴とする請求項１記載の投写型表示
装置。 - 【請求項３】 投写レンズのＦナンバーは次の条件を満
足することを特徴とする請求項１記載の投写型表示装
置。 【数１】 ただし、Ｆ1：投写レンズの有効Ｆナンバー Ｆ2：投写型表示装置が十分な明るさの投写画像を得る
ために必要なＦ ナンバー θ：ライトバルブの画面中心から出る主光線と投写レン
ズ光軸とのなす角度 - 【請求項４】 投写レンズは３箇所に偏心絞りを有して
いることを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。 - 【請求項５】 投写レンズは投写レンズを回転させるこ
となく光軸方向に移動できるフォーカス調整手段を有す
ることを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。 - 【請求項６】 ライトバルブとして液晶表示装置を用い
たことを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。 - 【請求項７】 光源と、色分解光学手段と、映像信号に
応じて透過効率の変化として光学像を形成する３つのラ
イトバルブと、色合成光学手段と、投写レンズとを備
え、前記光源から出射した光は前記色分解光学手段によ
って青、緑、赤の３原色光に分解され、前記各３原色光
はそれぞれ対応する前記ライトバルブを照射し、前記ラ
イトバルブ上に形成されたそれぞれの光学像は前記色合
成光学手段で合成された後、前記投写レンズによりスク
リーン上に拡大投写され、前記投写レンズは少なくとも
一箇所に、前記投写レンズの光軸から開口部の中心がず
れた偏心絞りを有することを特徴とする投写型表示装
置。 - 【請求項８】 投写レンズはライトバルブ側で、有効画
角内での任意の２種類の主光線が互いに略平行となるよ
う構成していることを特徴とする請求項７記載の投写型
表示装置。 - 【請求項９】 投写レンズのＦナンバーは次の条件を満
足することを特徴とする請求項７記載の投写型表示装
置。 【数２】 ただし、Ｆ1：投写レンズの有効Ｆナンバー Ｆ2：投写型表示装置が十分な明るさの投写画像を得る
ために必要なＦ ナンバー θ：ライトバルブの画面中心から出る主光線と投写レン
ズ光軸とのなす角度 - 【請求項１０】 投写レンズは３箇所に偏心絞りを有し
ていることを特徴とする請求項７記載の投写型表示装
置。 - 【請求項１１】 投写レンズは投写レンズを回転させる
ことなく光軸方向に移動できるフォーカス調整手段を有
することを特徴とする請求項７記載の投写型表示装置。 - 【請求項１２】 ライトバルブとして液晶表示装置を用
いたことを特徴とする請求項７記載の投写型表示装置。 - 【請求項１３】 光源と、色分解光学手段と、映像信号
に応じて透過効率の変化として光学像を形成する３つの
ライトバルブと、３つの投写レンズとを備え、前記光源
から出射した光は前記色分解光学手段によって青、緑、
赤の３原色光に分解され、前記各３原色光はそれぞれ対
応する前記ライトバルブを照射し、前記ライトバルブ上
に形成されたそれぞれの光学像は前記３つの投写レンズ
によりスクリーン上に拡大合成投写され、前記投写レン
ズはそれぞれ少なくとも一箇所に、前記投写レンズの光
軸から開口部の中心がずれた偏心絞りを有することを特
徴とする投写型表示装置。 - 【請求項１４】 投写レンズはライトバルブ側で、有効
画角内での任意の２種類の主光線が互いに略平行となる
よう構成していることを特徴とする請求項１３記載の投
写型表示装置。 - 【請求項１５】 投写レンズのＦナンバーは次の条件を
満足することを特徴とする請求項１３記載の投写型表示
装置。 【数３】 ただし、Ｆ1：投写レンズの有効Ｆナンバー Ｆ2：投写型表示装置が十分な明るさの投写画像を得る
ために必要なＦ ナンバー θ：ライトバルブの画面中心から出る主光線と投写レン
ズ光軸とのなす角度 - 【請求項１６】 投写レンズは３箇所に偏心絞りを有し
ていることを特徴とする請求項１３記載の投写型表示装
置。 - 【請求項１７】 投写レンズは投写レンズを回転させる
ことなく光軸方向に移動できるフォーカス調整手段を有
することを特徴とする請求項１３記載の投写型表示装
置。 - 【請求項１８】 ライトバルブとして液晶表示装置を用
いることを特徴とする請求項１３記載の投写型表示装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3300128A JP2861547B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 投写型表示装置 |
| US07/975,632 US5371559A (en) | 1991-11-15 | 1992-11-13 | Light valve image projection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3300128A JP2861547B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 投写型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05134210A true JPH05134210A (ja) | 1993-05-28 |
| JP2861547B2 JP2861547B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=17881071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3300128A Expired - Fee Related JP2861547B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 投写型表示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5371559A (ja) |
| JP (1) | JP2861547B2 (ja) |
Cited By (5)
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| JP2005202366A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-28 | Victor Co Of Japan Ltd | 画像表示装置 |
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| KR100220675B1 (ko) * | 1994-10-31 | 1999-09-15 | 전주범 | 투사형 화상표시장치 |
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| US5924783A (en) * | 1997-07-24 | 1999-07-20 | Raychem Corporation | System for controlling contrast in projection displays |
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