JPH07113814B2

JPH07113814B2 - 投影装置

Info

Publication number: JPH07113814B2
Application number: JP63052748A
Authority: JP
Inventors: 宏和田中; 宣夫松井
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 1988-03-08
Filing date: 1988-03-08
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPH01227184A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は投影装置に係り、特に三原色の画像光を基にス
クリーン上にカラー画像を投影するに好適な投影装置に
関する。

「従来の技術」従来のこの種の装置としては、第８図に示すように、３
個の投影レンズL1、L2、L3のうち、投影レンズL1により
Ｒ（赤）の画像S1を、投影レンズL2によりＧ（緑）の画
像S2を、投影レンズL3により（青）の画像S3を各々スク
リーンＳ上に投影し、三原色の画像光によってスクリー
ンＳ上にカラー画像を投射する構成が採用されている。
画像S1、S2、S3としてはアイドホール、SRT、LCDなどが
用いられ、画像光は画像そのものをＲ、Ｇ、Ｂとする
か、また、通常の光源をＲ、Ｇ、Ｂの色フィルタによっ
て単色化されたものが用いられている。

この構成によれば、この投影レンズによってスクリーン
Ｓ上にカラー画像を投射することができるため、簡単な
構成の投影装置となる。

「発明が解決しようとする課題」しかし、上記従来技術の構成では、投射距離Ｄを変えた
ときには、画像と投影レンズとの距離ｄを変化させてス
クリーンＳ上の画像のピントを合わせると共に、画像S
1、S3を、画像S2に対して接近または離隔する方向へ移
動させて、スクリーンＳ上の画像のずれを修正する必要
がある。このため、投影距離Ｄを変える毎にピント合わ
せを行なうと同時に画像ずれの修正を行なわなければな
らず、修正操作が複雑であった。

また、アイドホール、CRTなどのように画面構成がアナ
ログ的なものを用いた場合には、画像のずれを修正する
ことは容易であるが、画面がドットで構成されるLCDを
用いた場合には画面の電気的な移動が困難である。ま
た、投影レンズとして３個の投影レンズが必要であるた
めコスト高となると共に、このように３つの投影レンズ
を用いた場合には各投影レンズの焦点距離、ディストー
ションなどを全く同一のものとしなければ画質が低下す
るおそれがあった。

本発明は、投影距離を変えても画像のずれを防止するこ
とができる投影装置を構成簡単にして安価に提供するこ
とを主な目的とする。

「課題を解決するための手段」前記目的を達成するために、本発明では、光源からの光
を受けて画像光を形成する投影原板を有する光路を色光
別に設けると共に、これら色光別の光路の各画像光を投
影レンズの入射面を区分してこの投影レンズに入射させ
る光学手段を備え、投影レンズを透過した色光の異なる
各画像光がスクリーン上で合成してカラーの光像として
結像する構成としたことを特徴とする投影装置を提案す
る。

「作用」光源からの光が投影原板に入射すると、各々の投影原板
によって形成された色光別の画像光が各光路により形成
される。

そして、このように形成された各画像光は反射鏡などの
光学手段によって色光別に投影レンズに入射される。

つまり、光学手段は投影レンズの入射面を区分し、各々
の区分に対して色光の異なる画像光を別々に入射させ
る。

投影レンズに入射した色光別の画像光は投影レンズを並
行に透過してスクリーン上で合成されカラーの光像とし
て結像する。

「実施例」以下、本発明の実施例について図面に沿って説明する。

第１図及び第２図において、Ｒ（赤）の画像光伝送系と
して光源11、光学フィルタ12、コンデンサレンズ13、1
4、白黒のLCD（液晶表示パネル）15が設けられており、
Ｇ（緑）の画像光伝送系として光源17、光学フィルタ1
8、コンデンサレンズ19、20、白黒のLCD21が設けられて
いる。なお、Ｂ（青）の画像光伝送系にも上記のＲ、Ｇ
の伝送系と同様な光学部材が設けられているが、これら
の部材の図示は省略してある。

Ｒ、Ｇ、Ｂの各伝送系には第１の反射鏡22、23、24が配
置され、さらに、これら反射鏡の反射面と相対向する位
置に、第２の反射鏡25、26、27が設けられている。

そして、第２の反射鏡25、26、27とスクリーン28との間
には投影レンズ29が配置されている。

光源11からの光は光学フィルタ12、コンデンサレンズ1
3、14、LCD15を透過してＲの画像光として第１の反射鏡
22へ入射する。

また同様に光源17からの光は光学フィルタ18、コンデン
サレンズ19、20、LCD21を透過してＧの画像光として第
１の反射鏡23に入射する。

なお、光源11、17からの光の中には、凹面鏡10、16で反
射した光も含まれている。

第１の反射鏡22、23は各々Ｒ系及びＧ系の光軸に対して
ほぼ45°程度傾斜しており、第１の反射鏡22、23に入射
した画像光は各々第２の反射鏡25、26へ反射される。第
２の反射鏡25、26は各々第１の反射鏡22、23の反射面と
ほぼ平行に配置されており、第２の各反射鏡25、26に入
射した画像光は各々投影レンズ29の光軸に対してほぼ平
行な画像光として投影レンズ29に入射する。すなわち、
第２の反射鏡25、26は各々投影レンズ29の入射面に対す
る画像光の光路を画像光の色に応じて区分し、投影レン
ズ29の光軸から一定の距離はなれた位置に各色の画像光
を入射するようになり、投影レンズ29を透過した色光の
異なる各画像光がスクリーン28上で合成されカラーの光
像を結像する。

このことは、投影レンズ29として理想レンズを用いた第
７図より分かる通り、第１の反射鏡22、23、24及び第２
の反射鏡25、26、27によってLCD15、21が共役位置とな
るため、スクリーン28上の同一場所に画像を形成するこ
とができる。すなわち、投影レンズ29の入射面Ａ、Ｂは
各々光学的に共役であるため、投影レンズ29の入射面が
入射面Ａ、或いはＢのみであってもスクリーン28上に画
像を形成することができる。このように、本実施例にお
いては、投影レンズ29の入射面に対する画像光の光路が
画像光の色に応じて第１の反射鏡22、23、24と第２の反
射鏡25、2627による光学手段によって区分されるように
なっているため、投影レンズ29とスクリーン28との距離
である投影距離を変化しても、画像にずれが生ずること
なくスクリーン28上に画像を形成することができる。

また、画像光を区分する方法としては、第３図に示すよ
うに、Ｇの画像光を直接投影レンズ29の中央部へ入射
し、BRの画像光を反射鏡で反射させて投影レンズ29の左
右部に入射させることも可能である。

また、さらに、第４図に示すように、投影レンズ29を光
学的に２分割し、一方の領域にＧの画像光を入射し、他
方の領域にＲ＋Ｂの画像光を入射させる方法も採用する
ことができる。

この場合、Ｒ＋Ｂの画像光はダイクロイックミラーによ
って合成するか、あるいは投影原板としてのLCD板のド
ットを交互にＲ、Ｂのフィルタによって構成し、Ｒ、Ｂ
のドットを別個にドライブする方法も可能である。な
お、この場合には、Ｒ、Ｂの画素が1/2に減少するが、
視覚による解像度の決定要素はＧによるところが一番大
きく、次にＢ、Ｒであるため、投影画像の解像度の評価
が著しく悪化することはない。

前記実施例においては、画像光Ｒ、Ｇ、Ｂの光源として
各々の光源を用いたものについて述べたが、第５図に示
すように、単一の光源30の光軸上にショートパスフィル
タとしてのダイクロイックミラー32、ロングパスフィル
ターとしてのダイクロイックミラー33を配置し、ダイク
ロイックミラー32の反射光線上に反射鏡34を配置し、ダ
イクロイックミラー33の反射光線上に反射鏡35を配置す
る。そして、光源30からの光と凹面鏡31の反射光とをダ
イクロイックミラー32でＲの光のみを反射させ、このＲ
の光を反射鏡34を介してＲの光源とし、ダイクロイック
ミラー32を透過した光のうちＧの光をダイクロイックミ
ラー33を介して透過し、Ｇの光源とし、ダイクロイック
ミラー33で反射したＢの光を反射鏡35で反射させてＢの
光源として用いることも可能である。

一方、画像合成の他の方法としては一対のLCDを用い、
一方のLCDには三原色のうち２色の光を透過する一対の
ドットが１つの絵素に対応するドット群で構成したもの
を用い、他方のLCDは三原色のうち残りの一色の光を透
過するドットが１つの絵素に対応するドット群で構成し
たものを用いる。

また、第１図及び第２図に示す第１の反射鏡22、23、24
を使用しない場合には、第６図に示すように、光源11、
17からの光が各々LCD15、21を介して第２の反射鏡25、2
6、27に入射するように、各色の画像光に対して伝送系
の光軸を合わせれば、第１図のものと同様に、スクリー
ン28上にカラー画像を結像することができる。

なお、第１図及び第２図に示す第１の反射鏡22、23、24
はこれらをプリズムに換えてもよく、さらに、第１の反
射鏡22〜24と第２の反射鏡25〜27を一つのプリズムとし
て構成してもよい。

上記実施例では、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像光について説明した
が、投影する画像の目的によっては、これらＲ、Ｇ、Ｂ
にかぎることなく、他の色光を合成するようにしてもよ
い。

「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば、投影距離を変え
てもその都度画像のずれを修正する必要がないため、投
影装置の操作が簡便になる。

また、この本発明の投影装置は、色光別の光路により形
成された各々の画像光を投影レンズの入射面の異なる区
分に入射させ、投影レンズを透過した色光別の画像光を
スクリーン上で合成する構成としたことから、安価な反
射鏡などの光学手段によって投影レンズの入射面を区分
して色光別の画像光を入射させることができ、また、１
つの単一の投影レンズで投影でき、従来のもののよう
に、各々の投影レンズの性能を揃えるなどの欠点がな
く、その上、装置構成が簡単となりコスト低減を計るこ
とができる。

さらに、LCDで投影原板を構成した場合でも、１つの画
素全体を単色光が透過するように構成できるから、明る
い投影画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る投影装置の一実施例を示し、第２
図上のＢ−Ｂ線に沿って切断した光学的な簡略構成図、
第２図は第１図上のＡ−Ａ線矢視図、第３図及び第４図
は画像光の区分方法を説明するための図、第５図は一つ
の光源から三原色の画像光を取り出す方法を示す図、第
６図は他の実施例を示す光学的な簡略構成図、第７図は
理想レンズを用いたときの説明図、第８図は従来例を示
す光学的な簡略構成図である。 10、16、31……凹面鏡 11、17、30……光源 12、18……光学フィルタ 13、14、19、20……コンデンサレンズ 15、21……LCD 22〜27、34、35……反射鏡 28……スクリーン 29……投影レンズ 32、33……ダイクロイックミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光を受けて画像光を形成する投
影原板を有する光路を色光別に設けると共に、これら色
光別の光路の各画像光を投影レンズの入射面を区分して
この投影レンズに入射させる光学手段を備え、投影レン
ズを透過した色光の異なる各画像光がスクリーン上で合
成してカラーの光像として結像する構成としたことを特
徴とする投影装置。