JPH09185029A - 投写型表示装置 - Google Patents

投写型表示装置

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JPH09185029A
JPH09185029A JP8000829A JP82996A JPH09185029A JP H09185029 A JPH09185029 A JP H09185029A JP 8000829 A JP8000829 A JP 8000829A JP 82996 A JP82996 A JP 82996A JP H09185029 A JPH09185029 A JP H09185029A
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display device
light
spatial light
images
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JP8000829A
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English (en)
Inventor
Takayuki Uchiyama
貴之 内山
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の画像を同時に投写する。 【解決手段】 光源1と、偏光ビームスプリッター3
と、それぞれ2つからなる空間光変調素子4A,4Bお
よび投写レンズ5A,5Bを用いて2つの画像をスクリ
ーン8A,8bに同時に投写する。2つの画像の投写方
向は構成部材の配置によって任意に変更できる。また、
遮光板を設けたりすると、画像の投写、遮断を選択的に
行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像光をスクリー
ン上に拡大投写して画像を表示する投写型表示装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の投写型表示装置における
投写方法としては、複数の画像を切り替えて表示するよ
うにしたものが種々提案されている(例;特開平4−3
11935号公報、特開平4−366936号公報、特
開平5−40318号公報、特開平5−88253号公
報、特開平5−207405号公報等)。これらはいず
れも、スクリーンの前方から投写するフロント方式と背
面側から投写するリア方式を切替可能に構成し、一つの
入力情報を投写する方式である。
【0003】また、複数画面への投写を可能にした投写
型表示装置としては、特開平6−181558号公報が
提案されている。この投写型表示装置も液晶パネルを空
間光変調素子として用い、この空間光変調素子によって
変調された一つの投写像を複数の画像に分割して投写す
る構成を採っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たフロント方式とリア方式を切替可能にした従来の投写
型表示装置においては、一つの会場に複数の画面を投写
したい場合、必要画面だけ表示装置を準備して設置しな
ければならず、狭い会場などでは設置が困難な場合が生
じる。また、複数の表示装置の投写画面を関連付けよう
とした場合には、配線等が煩雑で設置のための時間がか
かるという問題があった。さらに、多元中継を行う場合
などでは、一つの表示装置で切り替えながら投写した
り、画面を分割して投写すると臨場感が失われたり、画
面が小さく状況が把握できなかったりする。
【0005】また、一つの投写像を複数の画像に分割し
て投写するようにした従来の投写型表示装置において
は、1つの投影光学系からの映像光を分割して2つ以上
のスクリーンに投写するものであるため、上記したよう
に多元中継を行う場合などでは、一つの表示装置で切り
替えながら投写したり、画面を分割して投写する必要が
ある。
【0006】本発明は、上記した問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、複数の投
写像を同一もしくは異なるスクリーンに同時に表示で
き、また画面の選択的な投写、遮断を自由に行うことが
できるようにした投写型表示装置を提供することにあ
る。また、本発明は、複数の入力手段によって入力され
る異なった複数の画像情報を各空間光変調素子に書き込
み、異なった複数の画像を投写し得るようにした投写型
表示装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、一つの光源と、偏光ビームスプリッターと、
複数個の投写手段と、各投写手段に対応して設けた複数
個の空間光変調素子を備え、前記複数個の投写手段によ
って複数の画像をそれぞれ所定の方向に投写することを
特徴とする。また、本発明は、投写手段と空間光変調素
子が3つ以上で、偏光ビームスプリッターによって分離
された少なくとも一方の光束を分割するハーフミラーを
設け、前記投写手段によって3つ以上の画像をそれぞれ
所定の方向に投写することを特徴とする。
【0008】また、本発明において、複数の空間光変調
素子は、透過型液晶パネルであることを特徴とする。ま
た、本発明において、複数の空間光変調素子は、反射型
液晶パネルであることを特徴とする。また、本発明にお
いて、複数の空間光変調素子は、透過型液晶パネルと反
射型液晶パネルの組み合わせであることを特徴とする。
また、本発明において、複数の画像の投写方式は、前方
投写式であることを特徴とする。また、本発明におい
て、複数の画像の投写方式は、背面投写式であることを
特徴とする。また、本発明のおいて、複数の画像の投写
方式は、前方投写式と背面投写式の組み合わせであるこ
とを特徴とする。
【0009】また、本発明は、偏光ビームスプリッター
によって分離された2つの光束のうちの少なくともいず
れか一方を選択的に遮光する遮光手段を設け、映像光の
投写、遮断を選択可能にしたことを特徴とする。また、
本発明は、少なくとも一つの投写手段は反射ミラーを含
み、この反射ミラーの角度を変更することにより映像光
を遮断することを特徴とする。また、本発明は、複数の
入力手段を備え、これら入力手段より入力された異なる
画像情報を各空間光変調素子に書き込み、異なった複数
の画像の投写を可能にしたことを特徴とする。さらに、
本発明は、入力手段と投写手段との関連を選択できる選
択手段を設けたことを特徴とする。
【0010】本発明において、複数個からなる投写手段
と空間光変調素子を備えているので、1つの画像を分割
したりすることなく複数の画像を所定の方向に同時に投
写することが可能となる。ハーフミラーは、偏光ビーム
スプリッターによって分離された少なくとも一方の光束
をさらに2つに分割することにより、3つ以上の画像の
投写を可能にする。遮光手段は、映像光の投写、遮断を
可能にする。複数の入力手段は、異なった画像情報を各
空間光変調素子に入力することにより異なった複数の画
像の投写を可能にする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る投
写型表示装置の一実施の形態を示す光学系の斜視図であ
る。この実施の形態においては、光源1と、照明光学系
2と、偏光ビームスプリッター3と、偏光ビームスプリ
ッター3を透過、反射した光をそれぞれ変調する透過型
液晶パネル(ツイステッド・ネマチック液晶)からなる
2つの空間光変調素子4A,4Bと、これらの空間光変
調素子4A,4Bによって変調された2つの光(映像
光)を直交する2方向に同時に投写する2つの投写レン
ズ(投写手段)5A,5Bを備えている。
【0012】光源1としては、ハロゲンランプ、メタル
ハライドランプ等が用いられる。照明光学系2は、赤外
カットフィルタ、インテグレーター、コンデンサレン
ズ、リレーレンズ、反射ミラー、可視光反射ミラー(い
ずれも図示せず)等によって構成されている。偏光ビー
ムスプリッター3は、2つの直角プリズムのうちの一方
の斜面に誘電体多層膜7を蒸着し、斜面どうしを接合し
て形成される。
【0013】光源1が放射する光は円偏光の性質を有す
る自然光であり、照明光学系2を透過した後、偏光ビー
ムスプリッター3に入射する。偏光ビームスプリッター
3は、光源1からの光を誘電体多層膜7によって反射直
線偏光光(S偏光光)と、透過直線偏光光(P偏光光)
に分離する。S偏光光は自然光の光軸に対して直角方向
に反射し、一方の透過型空間光変調素子4Aに入射す
る。P偏光光は偏光ビームスプリッター3をそのまま透
過し、他方の透過型空間光変調素子4Bに入射する。各
透過型空間光変調素子4A,4Bの液晶に投写すべき画
像の構成画素に応じて選択的に電圧を供給しておくと、
P偏光とS偏光の光は、画像に応じて部分的に偏光方向
が回転して映像光となり、素子を透過した後、投写レン
ズ5A,5Bによってスクリーン8A,8B上にそれぞ
れ投写され二つの画像を形成する。
【0014】なお、透過型空間光変調素子4A,4B
は、S偏光光とP偏光光に合わせた空間光変調素子が用
いられる。また、偏光ビームスプリッター3の反射面で
ある誘電体多層膜7から各空間光変調素子4A,4Bま
での光路長は等しく設定される。このように光路長を略
等しく設定しておくと、照明の補正のための光学素子を
特に必要とせず、2方向に投写した2つの投写像の像面
照度を略同じ照度とすることができる。
【0015】このような構造からなる投写型表示装置に
あっては、偏光ビームスプリッター3によって分離した
S偏光光とP偏光光を各透過型空間光変調素子4A,4
Bに導き、投写レンズ5A,5Bによってスクリーン8
A,8Bにそれぞれ投写するようにしているので、2つ
の画像を同時に投写することができる。また、空間光変
調素子への入射の際に、偏光ビームスプリッターを用い
ずに空間光変調素子に設けた偏光膜によりS偏光光もし
くはP偏光光のどちらか一方を透過させ、他方を遮断し
て熱に変換させると、素子が熱のために劣化するが、本
発明のように予め偏光ビームスプリッター3によって分
割したS偏光光とP偏光光を各透過型空間光変調素子4
A,4Bに導くようにすると、空間光変調素子において
は偏光膜による偏光光の遮断がなく、光量の低下および
熱による素子の劣化を防ぐことができる。
【0016】本実施の形態においては、各投写系にそれ
ぞれ1つの空間光変調素子4A,4Bを設けてモノクロ
画像を表示するようにした例を示したが、これに限ら
ず、例えば偏光ビームスプリッター3でS偏光光とP偏
光光に分割後にダイクロイックミラー等の色分解光学系
を用いて偏光光をR(赤),G(緑),B(青)の三原
色に分解し、各投写系毎に複数の空間光変調素子を用い
てR,G,Bの三原色を加色混合することにより、カラ
ー表示することができる。
【0017】図2は本発明の他の実施の形態を示す光学
系の斜視図である。この実施の形態においては、それぞ
れ2つからなる偏光ビームスプリッター3A,3Bおよ
び反射型空間光変調素子4A,4Bとリレーレンズ系1
0を用いて2つの画像を1つのスクリーン8に投写する
ようにしている。光源1から発した光束は、照明光学系
2を透過し、第1の偏光ビームスプリッター3Aに導か
れる。第1の偏光ビームスプリッター3Aに導かれた光
束は、S偏光光とP偏光光に分離される。S偏光光は、
第1の空間光変調素子4Aに入射して変調されP偏光の
映像光となった後、第1の偏光ビームスプリッター3A
に再入射してこれを透過し、第1の投写レンズ5Aによ
りスクリーン8に投写される。一方、第1の偏光ビーム
スプリッター3Aを透過したP偏光光は、リレーレンズ
系10および第2の偏光ビームスプリッター3Bを透過
し、第2の空間光変調素子4Bによって変調されS偏光
光と同位相の映像光となった後、第2の偏光ビームスプ
リッター3Bに再入射して反射し、第2の投写レンズ5
Bによりスクリーン8に投写される。
【0018】この場合、第1、第2の偏光ビームスプリ
ッター3A,3Bの誘電体多層膜の向きを同方向にして
投写方向を同じにしてあるので、同一のスクリーン8に
2画面を分割して投写することができる。
【0019】図3は本発明の他の実施の形態を示す光学
系の斜視図である。この実施の形態においては、反射型
空間光変調素子4Aと、透過型空間光変調素子4Bを用
い、透過型空間光変調素子4Bによって形成された映像
光を反射ミラー13で反射することにより、反射型空間
光変調素子4Aによって形成された映像光と同方向に投
写するようにしている。その他の構成は図1に示した実
施の形態と同様である。このような構造においては、反
射ミラー13によって投写方向を変更することができ
る。
【0020】図4は本発明のさらに他の実施の形態を示
す光学系の斜視図である。この実施の形態においては、
1つの偏光ビームスプリッター3と、3つの透過型空間
光変調素子4A,4B,4Cおよび投写レンズ5A,5
B,5Cと、反射ミラー13およびハーフミラー14を
用いて3つの画面を3方向に投写するようにしている。
ハーフミラー14は偏光ビームスプリッター3とリレー
レンズ系10間の光路中に第2の透過型空間光変調素子
4Bに対応して設けられている。
【0021】光源1から発した光束は、照明光学系2を
透過し、偏光ビームスプリッター3に導かれる。偏光ビ
ームスプリッター3に導かれた光束は、S偏光光とP偏
光光に分離される。S偏光光は、第1の空間光変調素子
4Aに入射して変調されることにより映像光となった
後、第1の投写レンズ5Aにより図示しないスクリーン
に投写される。一方、偏光ビームスプリッター3を透過
したP偏光光は、ハーフミラー14によってさらに反射
光と透過光に分割される。そのうち、反射光は第2の空
間光変調素子4Bに入射して変調されることにより映像
光となった後、第2の投写レンズ5Bによってスクリー
ンに投写される。一方、透過光は、リレーレンズ系10
を透過し、反射ミラー13で反射した後、第3の空間光
変調素子4Cに入射して変調されることにより映像光と
なり、第3の投写レンズ5Cによってスクリーンに投写
される。
【0022】光源1から第1の空間光変調素子4Aまで
と、光源1から第2の空間光変調素子4Bまでの光路長
は等しく設定され、光源1から第3の空間光変調素子4
Cまでの光路長より短い。
【0023】このような構造からなる投写型表示装置に
あっては、3方向への投写が可能である。また、ハーフ
ミラー14の透過率を変えることにより、各投写画面の
大きさ、情報の必要性などにより画面の照度を目的に応
じて調節することが可能である。また、2つの空間光変
調素子4B,4Cによる画像の明るさは、ハーフミラー
14によって光束が2つに分割されることから、第1の
空間光変調素子4Aによる画像の明るさに比べて暗くな
るため、光源1から第1の空間光変調素子4Aまでの光
路中に光量調整のためのNDフィルタを設け、3つ全て
の画像の照度を等しくなるように調整してもよい。さら
に、第3の空間光変調素子4Cの偏光方向と反射ミラー
13の反射方向を組み合わせて設定することにより、第
3の空間光変調素子4Cの画像の投写方向を変えるよう
にしてもよい。
【0024】図5は本発明のさらに他の実施の形態を示
す光学系の斜視図である。この実施の形態においては、
1つの偏光ビームスプリッター3と、反射型の空間光変
調素子4Aと透過型の空間光変調素子4Bを備え、偏光
ビームスプリッター3を透過したP偏光光を遮光板(遮
光手段)16によって選択的に遮断するようにしてい
る。遮光板16は、光源光軸に対して直交する方向に回
動自在もしくは進退自在に設けられ、通常時は実線で示
すように光路外に待避され、2方向に投写する必要がな
い場合、P偏光光を遮光するために二点鎖線で示すよう
に光路中に挿入される。また、投写レンズ5Bに反射ミ
ラー13を上下方向に回動自在に設けている。
【0025】このような構造においては、2方向に投写
する必要がない場合、遮光板16を光路中に挿入してP
偏光光を遮断することにより透過型空間光変調素子4B
による画像表示を行わないようにすることができる。ま
た、光が外部に漏れる心配がなく、不必要に透過型空間
光変調素子4Bを照射することによる素子の劣化を防ぐ
ことができる。さらに、投写の状況により一時的に透過
型空間光変調素子4Bによる画像表示を中断したい場合
には、反射ミラー13を倒して透過型空間光変調素子4
Bの映像光を遮断するようにしてもよい。
【0026】図6は本発明のさらに他の実施の形態を示
す光学系の斜視図である。この実施の形態においては、
反射型の空間光変調素子4Aによって形成された映像光
をスクリーン8Aの前面に投写し、透過型の空間光変調
素子4Bによって形成された映像光をスクリーン8Bの
背面に投写するようにしている。反射ミラー13とスク
リーン8Bは折畳み自在で、スクリーン8Bに投写する
必要がない場合は、折り畳まれるようになっている。
【0027】このような構造においては、装置自体が背
面式のスクリーン8Bを備えているので、壁面等に2つ
のスクリーンを設置するに十分な空間がないような場合
において好適である。また、講演者がスクリーン8Aに
投写した画像を説明するための原稿などをスクリーン8
Bに背面投写することによって暗い場所での講演におい
ても原稿を見ながら説明を行うことが可能である。ま
た、スクリーン8Bを折畳み自在にすることにより、装
置筐体内に収納でき装置自体を小型にすることもでき
る。また、反射ミラー13とスクリーン8Bを折り畳む
と映像光を遮断することもできる。あるいはまた、スク
リーン8Aに投写されている画像の次の画面をスクリー
ン8Bに背面投写するように設定すれば、司会者や講演
者が講演の流れを把握し易く、整然と講演を行うことが
できる。
【0028】なお、本実施の形態においては、前方投写
方式と背面投写方式の投写表示を組み合わせたが、例え
ば設置場所が狭い場合や対面形式で使用するとき、ある
いはスクリーン8Aの設置ができない野外などでは背面
投写方式のみで構成してもよい。
【0029】図7は本発明のさらに他の実施の形態を示
すブロック図である。この実施の形態においては、複数
の入力手段a,b,c,dと投射手段w,x,y,zを
備え、これらの関連をマルチプレクサ(選択手段)20
によって選択するようにしている。入力手段としては、
ビデオ信号やコンピュータディスプレイ用信号であるア
ナログR,G,B信号を取り込む。投射手段w,x,
y,zは、入力手段からの入力を空間光変調素子に画像
情報として書き込む。
【0030】このような入力手段を備えた投写型表示装
置では、画面の入力切替や複数画面の画像の入れ替え、
あるいは複数画面への同一画像の投写等を容易に行うこ
とができる。例えば、入力手段a,bにそれぞれ動画を
ビデオ信号として、動画の説明文をアナログR,G,B
信号として入力し、入力されたビデオ信号・アナログ
R,G,B信号をそれぞれ投写手段xで大画面に拡大投
写し、投写手段yで説明員のみが見える位置に投写する
ことにより、暗い会場内においてもよどみなく説明が行
える。
【0031】また、入力手段a,b,cにそれぞれ比較
実験テストの状況をビデオ信号として、実験の解析結果
をアナログR,G,B信号として入力し、入力されたビ
デオ信号・アナログR,G,B信号をそれぞれ投写手段
x,y,zで大画面に並べて投写すれば、比較画像とそ
の解析結果が同時に投写することができ、複数画面の効
果的な使用が可能になる。このときにおいても、投写型
表示装置はただ一つであり、画像切替が自由に行えるの
で、簡単に設置、使用することができる。
【0032】また、複数の投写手段による投写像位置が
隣接するようにし、一つの入力を複数の投写手段で分割
して投写することにより、さらに大きな投写画像として
投写することも可能である。
【0033】なお、本発明においては、上記した実施の
形態に特定されるものではなく、種々の変形、変更が可
能であり、例えば上記した実施の形態を適宜組み合わせ
ることにより最適な構成を得ることができる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る投写型
表示装置によれば、一つの光源と、偏光ビームスプリッ
ターと、複数個の投写手段と、各投写手段に対応して設
けた複数個の空間光変調素子を備え、前記複数個の投写
手段によって複数の画像をそれぞれ所定の方向に投写す
るようにしたので、1つの画像を分割したりすることな
く複数の画像を所定の方向に同時に投写することができ
る。また、複数台の装置を用意する必要がなく、経済的
で、設置場所の確保が容易である。また、本発明は、偏
光ビームスプリッターあるいはハーフミラーで分離され
た一方の光束を遮光手段によって遮断するようにしたの
で、状況に応じた投写表示ができる。特に、空間光変調
素子に入射する前に遮断すると、空間光変調素子の熱に
よる劣化を防ぐことができる。
【0035】また、本発明は、複数の入力手段を備え、
これら入力手段より入力された異なる画像情報を各空間
光変調素子に書き込み、異なった複数の画像の投写を可
能にしたので、画像のマルチ化が大画面でできる。した
がって、大会場で行う多次元放送や、テレビ討論会など
に使用して好適である。さらに、入力手段と投写手段と
の関連を選択できる選択手段を設けているので、複数の
入力手段により入力された異なる情報を複数の投写手段
を用いて複数の画像を投写する場合において、投写像の
切替が簡単に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る投写型表示装置の一実施の形態
を示す光学系の斜視図である。
【図2】 本発明の他の実施の形態を示す光学系の斜視
図である。
【図3】 本発明のさらに他の実施の形態を示す光学系
の斜視図である。
【図4】 本発明のさらに他の実施の形態を示す光学系
の斜視図である。
【図5】 本発明のさらに他の実施の形態を示す光学系
の斜視図である。
【図6】 本発明のさらに他の実施の形態を示す光学系
の斜視図である。
【図7】 本発明のさらに他の実施の形態としての入力
手段と投写手段の関連付けを示すブロック図である。
【符号の説明】
1…光源、2…照明光学系、3、3A,3B…偏光ビー
ムスプリッター、4A,4B…空間光変換素子、5A,
5B,5C…投写レンズ(投写光学系)、8,8A,8
B…スクリーン、10…リレーレンズ系、13…反射ミ
ラー、14…ハーフミラー、16…遮光板、20…マル
チプレクサ(選択手段)。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つの光源と、偏光ビームスプリッター
    と、複数個の投写手段と、各投写手段に対応して設けた
    複数個の空間光変調素子を備え、前記複数個の投写手段
    によって複数の画像をそれぞれ所定の方向に投写するこ
    とを特徴とする投写型表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の投写型表示装置におい
    て、 投写手段と空間光変調素子が3つ以上で、偏光ビームス
    プリッターによって分離された少なくとも一方の光束を
    分割するハーフミラーを設け、前記投写手段によって3
    つ以上の画像をそれぞれ所定の方向に投写することを特
    徴とする投写型表示装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の投写型表示装置
    において、 複数の空間光変調素子は、透過型液晶パネルであること
    を特徴とする投写型表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項1または2記載の投写型表示装置
    において、 複数の空間光変調素子は、反射型液晶パネルであること
    を特徴とする投写型表示装置。
  5. 【請求項5】 請求項1または2記載の投写型表示装置
    において、 複数の空間光変調素子は、透過型液晶パネルと反射型液
    晶パネルの組み合わせであることを特徴とする投写型表
    示装置。
  6. 【請求項6】 請求項1,2,3,4または5記載の投
    写型表示装置において、 複数の画像の投写方式は、前方投写式であることを特徴
    とする投写型表示装置。
  7. 【請求項7】 請求項1,2,3,4または5記載の投
    写型表示装置において、 複数の画像の投写方式は、背面投写式であることを特徴
    とする投写型表示装置。
  8. 【請求項8】 請求項1,2,3,4または5記載の投
    写型表示装置において、 複数の画像の投写方式は、前方投写式と背面投写式の組
    み合わせであることを特徴とする投写型表示装置。
  9. 【請求項9】 請求項1〜8のうちのいずれか1つに記
    載の投写型表示装置において、 偏光ビームスプリッターによって分離された2つの光束
    のうちの少なくともいずれか一方を選択的に遮光する遮
    光手段を設け、映像光の投写、遮断を選択可能にしたこ
    とを特徴とする投写型表示装置。
  10. 【請求項10】 請求項1〜9のうちのいずれか1つに
    記載の投写型表示装置において、 少なくとも一つの投写手段は反射ミラーを含み、この反
    射ミラーの角度を変更することにより映像光を遮断する
    ことを特徴とする投写型表示装置。
  11. 【請求項11】 請求項1〜10のうちのいずれか1つ
    に記載の投写型表示装置において、 複数の入力手段を備え、これら入力手段より入力された
    異なる画像情報を各空間光変調素子に書き込み、異なっ
    た複数の画像の投写を可能にしたことを特徴とする投写
    型表示装置。
  12. 【請求項12】 請求項11記載の投写型表示装置にお
    いて、 入力手段と投写手段との関連を選択できる選択手段を設
    けたことを特徴とする投写型表示装置。
JP8000829A 1996-01-08 1996-01-08 投写型表示装置 Pending JPH09185029A (ja)

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