JPH09274448A - 投写型表示装置 - Google Patents

投写型表示装置

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Publication number
JPH09274448A
JPH09274448A JP8333290A JP33329096A JPH09274448A JP H09274448 A JPH09274448 A JP H09274448A JP 8333290 A JP8333290 A JP 8333290A JP 33329096 A JP33329096 A JP 33329096A JP H09274448 A JPH09274448 A JP H09274448A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
screen
moire
light valve
display device
periodic structure
Prior art date
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Pending
Application number
JP8333290A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshito Miyatake
義人 宮武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP8333290A priority Critical patent/JPH09274448A/ja
Publication of JPH09274448A publication Critical patent/JPH09274448A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投写画像のマトリックス状配列の画素とレン
ティキュラレンズとがともに水平方向に周期構造を有す
る場合、水平方向に変化するモアレを発生する。 【解決手段】 モアレの空間周波数は、投写画像の周期
構造の空間周波数およびその高調波と、スクリーンの周
期構造の空間周波数との差で与えられる。モアレ波長を
L、投写画像の画素ピッチをQ、スクリーンの周期構造
のピッチをS、高調波の次数をnとすると、モアレ波長
の式は1/L=|1/S−n/Q|となる。Qで規格化
すると、1/(L/Q)=|1(S/Q)−n|とな
る。この式のL/QとS/Qの関係を図2に示す。S/
Qが与えられると各次数nのモアレ波長が求められる。
mを正整数とすると、n=mの曲線と、n=m+1の曲
線の交点において最長モアレ波長が最小となる。上式で
n=mとした式と、n=m+1とした式から、Q/S=
n+1/2の場合に最長モアレ波長が最小となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はライトバルブに形成
される光学像を照明光で照射するとともに投写レンズに
よりスクリーン上に投写する投写型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】大画面の映像表示を行なうために、比較
的小さなライトバルブに光学的特性の変化として映像信
号に応じた光学像を形成し、この光学像を照明光で照射
するとともに投写レンズによりスクリーン上に拡大投写
する方法が従来から知られている。最近では、ライトバ
ルブとして液晶パネルを用いる方法が注目されている
(例えば、SID86ダイジェスト第375ページ)。
【0003】液晶パネルに高速で光学像を形成するには
マトリックス状に画素を配列した液晶パネルを用いると
よい。投写型表示装置の水平視野角範囲を広くするには
長手方向を垂直方向に向けたレンティキュラレンズを有
するスクリーンを用いるとよい。
【0004】ところで、投写画像のマトリックス状配列
の画素とレンティキュラレンズとがともに水平方向に周
期構造を有する場合、水平方向に変化するモアレを発生
する。
【0005】このモアレを目立ちにくくするためにレン
ティキュラレンズ5のピッチを投写画像の画素ピッチの
1/2以下にすることが提案されている。(特開昭62
−236282公報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】種々の実験から、レン
ティキュラレンズのピッチが投写画像の画素ピッチの1
/2以下という条件は、場合によっては目立ち易いモア
レを発生し、モアレを低減する条件として適切ではない
ことを見出した。また、レンティキュラレンズのピッチ
をあまりにも小さくすると極端なコスト高となるという
問題がある。
【0007】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、大幅なコスト高を招くことなくモアレを目立ちにく
くし、それにより画像品質の良好な投写型表示装置を提
供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の投写型表示装置は、一方向に周期構造を有
するスクリーンと、マトリックス状配列の画素を有する
ライトバルブと、前記ライトバルブを照射する光源と、
前記ライトバルブからの出力光を受け前記ライトバルブ
の光学像を前記スクリーン上に投写する投写レンズとを
備え、前記スクリーンの周期構造のピッチをS、投写画
像の対応する方向の画素ピッチQ、正整数をnとして、
次の条件を満たすようにしたものである。
【0009】Q/S=n+1/2 さらに、Q/S=1.5またはQ/S=2.5とするの
が最も望ましい。
【0010】また、水平および垂直方向に周期構造を有
するスクリーンと、マトリックス状配列の画素を有する
ライトバルブと、前記ライトバルブを照射する光源と、
前記ライトバルブの光学像を前記スクリーン上に投写す
る投写レンズとを備え、前記スクリーンの周期構造の水
平および垂直方向ピッチをそれぞれSH,SV、投写画像
の水平方向および垂直方向画素ピッチをそれぞれQH
V、正整数をnH,nVとして、次の条件を満たすよう
にしている。
【0011】QH/SH=nH+1/2 または、QV/SV=nV+1/2 さらに、QH/SH=1.5またはQH/SH=2.5、ま
たはQV/SV=1.5またはQV/SV=2.5とするの
が最も望ましい。そして、投写画像の最適像面をスクリ
ーンからずらした位置に設定するのが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】上記構成によれば、投写画像のマ
トリックス状配列の画素とスクリーンのレンティキュラ
レンズの周期構造との間で発生する最長モアレの波長が
最小となり、モアレが目立ちにくくなる。また投写画像
の最適像面をスクリーンからずらすことによりモアレが
より目立ちにくくなる。
【0013】モアレの空間周波数は、投写画像の周期構
造の空間周波数およびその高調波と、スクリーンの周期
構造の空間周波数との差で与えられる。モアレ波長を
L、投写画像の画素ピッチをQ、スクリーンの周期構造
のピッチをS、高調波の次数をnとすると、モアレの波
長は次式で与えられる。
【0014】1/L=|1/S−n/Q| (1) Qで規格化するために、第(1)式を次のように変形す
る。
【0015】 1/(L/Q)=|1(S/Q)−n| (2) 第(2)式のL/QとS/Qの関係を図2に示す。S/
Qが与えられると各次数nのモアレ波長が求められる。
mを正整数とすると、n=mの曲線と、n=m+1の曲
線の交点において最長モアレ波長が最小となることがわ
かる。第(2)式でn=mとした式と、n=m+1とし
た式から、 Q/S=n+1/2 (3) の場合に最長モアレ波長が最小になり、そのモアレ波長
は、 L=2Q (4) となる。
【0016】種々の実験から、最長モアレ波長が最小値
の2倍以下、つまり投写画像の画素ピッチの4倍以下で
あれば、モアレによる画像品質の低下を許容できる。こ
のためには、 n+1/4<Q/S<n+3/4 (5) とすればよい。
【0017】スクリーンが水平方向と垂直方向とに周期
構造を有する場合には、第(3)式と第(5)式とを水
平方向と垂直方向とに適用すればよい。
【0018】以下、本発明による投写型表示装置の一実
施例について添付図面を参照しながら説明する。図1は
本発明の一実施例における光学系の構成を示したもの
で、1は光源、2はライトバルブ、3は投写レンズ、4
はスクリーン、5はレンティキュラレンズ、6はフレネ
ルレンズである。
【0019】光源1の出力光はライトバルブ2を透過し
た後に投写レンズ3に入射する。ライトバルブ2には、
映像信号に応じて透過率の変化として光学像が形成さ
れ、この光学像は投写レンズ3によりスクリーン4上に
拡大投写される。
【0020】ライトバルブ2は透過型の液晶パネルであ
り、走査電極と信号電極とがマトリックス状に形成され
ている。スクリーン4は、拡散材を混入した透光性板の
観察者側の面にレンティキュラレンズ5を形成し、投写
レンズ3側の面にフレネルレンズ6を形成したものであ
る。
【0021】ライトバルブ2の表示寸法は42.72m
m×56.55mm、画素ピッチは0.089mm×
0.087mmである。投写レンズ3の拡大倍率は1
4.82倍であるので、投写画像の水平方向画素ピッチ
はQ=1.289mmとなる。レンティキュラレンズの
断面形状が相似で、ピッチが1.2mm,1.0mm,
0.8mm,0.7mm,0.5mm、のスクリーンを
用いて、モアレ波長を測定すると(表1)に示す結果が
得られた。
【0022】
【表1】
【0023】レンティキュラレンズ5のピッチSが1.
0mm,0.8mm,0.5mmの場合にはモアレ波長
が短かいために、モアレによる画像品質の低下に認めら
れなかった。Sが1.2mm,0.7mmの場合にはモ
アレ波長が長く、しかも場合によりモアレの現れ方が異
なるために明らかに画像品質の低下が認められた。(表
1)からQ/Sが1.5または2.5付近であるときに
モアレの目立ちにくいことが推定され、これは第(5)
式の条件を裏づけている。
【0024】投写レンズ3からスクリーン4の中心まで
の距離(投写距離)を変えれば投写画像の水平方向の画
素ピッチQを変えられるので、Q/S=nおよびQ/S
=n+1/2(nは正整数)となるようにしてモアレを
観察した。その結果、Q/S=nの場合にはモアレ波長
が非常に長くなるとともに、場所によりモアレの目立ち
易さが異なること、スクリーン4をわずかに動かすとモ
アレが大きく動くことが見出された。
【0025】一方、Q/S=n+1/2の場合には、モ
アレ波長が第(4)式で与えられる最小のモアレ波長と
なること、モアレ波長が短いためにモアレが目立ちにく
いことが確認され、さらにnが大きいほどモアレが目立
ちにくくなることが見出された。
【0026】さらに、投写距離を変えることによりQ/
Sを変えて実験を行い、最長モアレ波長が第(4)式で
与えられる最小値の2倍以下、つまり投写画像の画素ピ
ッチの4倍以下であればモアレが目立たないことが見出
された。従って、次の条件を満足するように、Q/Sを
選ぶとよい。
【0027】n+1/4<Q/S<n+3/4 (6) Q/S=n+1/2として、nを大きくするほどモアレ
を目立ちにくくすることができるが、40インチ程度の
レンティキュラレンズの場合、そのピッチを小さくする
ほど加工が困難となり、当然コスト高となる。画像品質
と加工性を考慮すると、Q/S=1.5またはQ/S=
2.5とするのがよい。
【0028】投写画像の最適像面をスクリーン4上に完
全に一致させるのではなく、少しずらした位置に設定す
ると、投写画像の画像品質がわずかに低下するものの、
モアレの目立ち易さがさらに改善されることが確認され
た。これは、投写画像およびモアレの低周波成分がほと
んど低下しないで、高周波成分だけが大きく低下するこ
とによるものと考えられる。
【0029】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図1に示したスクリーン4の代りに、透光性板の観
察者側面に微小レンズ素子をマトリックス状に形成した
スクリーンを用いることができる。この場合、投写画像
とスクリーンとがいずれも垂直方向および水平方向に周
期構造を有するために、垂直方向および水平方向に変化
する2種類のモアレが現れる。この2種類のモアレを目
立ちにくくするには、先の実施例で示した考え方を垂直
方向と水平方向とに適用して、次のように考えるとよ
い。スクリーン上の微小レンズ素子の垂直方向および水
平方向のピッチをそれぞれSV,SH、投写画像の垂直方
向および水平方向の画像ピッチをそれぞれQV,QH、正
整数をnV,nHとして、次の条件を満足するようにする
とよい。
【0030】nH+1/4<QH/SH<nH+3/4 nV+1/4<QV/SV<nV+3/4 特に、次の条件を満たすのが望ましい。
【0031】QH/SV<nH+1/2 QV/SV<nV+1/2 さらに、QH/SH=1.5またはQH/SH=2.5、ま
たはQV/SV=1.5またはQV/SV=2.5とするの
がよい。そして、投写画像の最適像画をスクリーンから
ずらした位置に設定するのが好ましい。
【0032】レンティキュラレンズを形成した透光性板
の反対側面にアルミニウム箔を貼付した反射型スクリー
ン、あるいは表面に水平方向に一定周期で波型を形成し
た板の上に反射性物質を塗布した反射型スクリーンに、
周期構造を有する投写画像を投写する場合にもモアレを
発生する。このような反射型スクリーンの場合も透過型
スクリーンの場合と同様にすればモアレを目立ちにくく
することができる。
【0033】図1に示した実施例では、ライトバルブ2
として液晶パネルを用いたが、電気光学結晶など光学的
特性の変化として映像信号に応じた光学像を形成できる
ものならライトバルブとして用いることができ、ライト
バルブにマトリックス状配列の画素を有する場合には、
本発明が適用できる。
【0034】
【発明の効果】以上述べたごとく本発明によれば、投写
画像の画素ピッチとスクリーンの周期構造のピッチとの
比を最適に選ぶことによりモアレ波長を短かくし、それ
により画像品質の良好な投写型表示装置を提供できるの
で、非常に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における投写型表示装置の構
成を示す略構成図
【図2】ピッチ比とモアレ波長の関係を示す特性図
【符号の説明】
1 光源 2 ライトバルブ 3 投写レンズ 4 スクリーン 5 レンティキュラレンズ 6 レネルレンズ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方向に周期構造を有するスクリーン
    と、マトリックス状配列の画素を有するライトバルブ
    と、前記ライトバルブを照射する光源と、前記ライトバ
    ルブからの出力光を受け前記ライトバルブの光学像を前
    記スクリーン上に投写する投写レンズとを備え、前記ス
    クリーンの周期構造のピッチをS、前記スクリーン上の
    投写画像の対応する方向の画素ピッチをQ、正整数をn
    として、次の条件を満たすことにより前記スクリーンと
    前記ライトバルブとの干渉により生ずるモアレの最長モ
    アレ波長を最小とすることを特徴とする投写型表示装
    置。 Q/S=n+1/2
  2. 【請求項2】 Q/S=1.5またはQ/S=2.5で
    ある請求項1記載の投写型表示装置。
  3. 【請求項3】 投写画像の最適像面をスクリーンからず
    らした位置に設定した請求項1または2記載の投写型表
    示装置。
  4. 【請求項4】 水平および垂直方向に周期構造を有する
    スクリーンと、マトリックス状配列の画素を有するライ
    トバルブと、前記ライトバルブを照射する光源と、前記
    ライトバルブの光学像を前記スクリーン上に投写する投
    写レンズとを備え、前記スクリーンの周期構造の水平方
    向および垂直方向ピッチをそれぞれSH,SV、前記スク
    リーン上の投写画像の水平方向および垂直方向画素ピッ
    チをそれぞれQH,QV、正整数をnH,nVとして、次の
    条件を満たすことにより前記スクリーンと前記ライトバ
    ルブとの干渉により生ずるモアレの最長モアレ波長を最
    小とすることを特徴とする投写型表示装置。 QH/SH=nH+1/2 または、 QV/SV=nV+1/2
  5. 【請求項5】 QH/SH=1.5またはQH/SH=2.
    5である請求項4記載の投写型表示装置。
  6. 【請求項6】 QV/SV=1.5またはQV/SV=2.
    5である請求項4記載の投写型表示装置。
  7. 【請求項7】 投写画像の最適像面をスクリーンからず
    らした位置に設定した請求項4ないし6のいずれかに記
    載の投写型表示装置。
JP8333290A 1996-12-13 1996-12-13 投写型表示装置 Pending JPH09274448A (ja)

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JP63251183A Division JPH07117818B2 (ja) 1988-10-05 1988-10-05 投写型表示装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7023616B2 (en) 1998-10-05 2006-04-04 Hitachi, Ltd. Projection-type picture display apparatus and screen used thereby

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7023616B2 (en) 1998-10-05 2006-04-04 Hitachi, Ltd. Projection-type picture display apparatus and screen used thereby
US7221507B2 (en) 1998-10-05 2007-05-22 Hitachi, Ltd. Projection-type picture display apparatus and screen used thereby
US7460300B2 (en) 1998-10-05 2008-12-02 Hitachi, Ltd. Projection-type picture display apparatus and screen used thereby

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