JP2000250131A - 投写形ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投写光量損失、色収差等を招くことなく、投
写画像のアスペクト比を変更可能な投写形ディスプレイ
を提案すること。 【解決手段】 投写形ディスプレイ１の投写光学系３
は、３台のＣＲＴ１１〜１３からの投写画像を反射して
スクリーン２に導く第１〜第３のシリンダーミラー４１
〜４３および第４のシリンダーミラー５を備えている。
シリンダーミラー４１〜４３は、照射されたアスペクト
比が４：３の投写画像の上下方向を圧縮してアスペクト
比が１６：９の投写画像としてシリンダーミラー５に向
けて反射する。これと同時に、第２、３のシリンダーミ
ラー４２、４３は、斜め投写画像の台形歪みの補正を行
う。スクリーン上には、台形歪み補正が施されたアスペ
クト比が１６：９のカラー画像が写し出される。反射光
学系を利用して投写画像のアスペクト比を変更している
ので、投写光量の損失、色収差の発生等の弊害を回避で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は大型画面を形成可能
な投写形ディスプレイに関するものであり、更に詳しく
は、所定のアスペクト比の投写画像を形成可能な投写形
ディスプレイに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】投写形ディスプレイとしては、投写光源
として受像管（ＣＲＴ）を用い、受像管で再生された画
像を投写レンズを介してスクリーン上に拡大投写する構
成の投写形テレビが知られている。投写方式としては背
面投写形および前面投写形がある。

【０００３】このような投写形ディスプレイでは、カラ
ー画像を形成するために、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の画像を再
生する３台の受像管を配置し、これらの受像管により再
生された各色の画像をそれぞれ投写レンズを介して拡大
して、スクリーン上の同一位置に投写することによりカ
ラー画像を合成するようになっている。

【０００４】ここで、投写画像のアスペクト比は一般的
なテレビ画面と同様に４：３であり、僅かに横長の画像
であるが、近年においては、より横長の１６：９のワイ
ド画面に対応した投写画像が要求される場合がある。こ
の場合には、投写画像の上下の部分を電気的な処理によ
りカットすることにより、このようなアスペクト比の投
写画像を形成している。

【０００５】一方、カラー画像を投写するために３台の
受像管を配置する場合、スクリーンに正対している受像
管の投写画像は長方形のまま投写されるが、左右から斜
め投写される受像管からの投写画像には台形歪みが発生
し、台形の投写画像となってしまう。また、上下方向に
３台の受像管が配置されている場合には、上下から投射
される受像管からの投写画像は上下に引き延ばされた状
態の歪みが発生してしまう。このような歪みを補正する
ために、斜め投写用受像管により再生される画像を予め
電気的に処理することにより、スクリーン上において歪
みが補正された状態で投写画像が形成されるようにして
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おける所定のアスペクト比の投写画像を形成可能な投写
形ディスプレイには次のような解決すべき課題がある。

【０００７】すなわち、投写画像のアスペクト比を４：
３から１６：９に変更するために電気的に上下の画像部
分をカットしているので、カットした画像部分に対応す
る光量損失が発生し、投写画像の明るさがその分低下し
てしまう。

【０００８】本発明の課題は、投写光量の損失を実質的
に伴うことなく、受像管により再生された画像を所定の
アスペクト比に変更してスクリーン上に投写することの
できる投写形ディスプレイを提案することにある。

【０００９】また、本発明の課題は、上記の課題に加え
て、斜め投写画像の歪み補正も簡単に行うことのできる
投写形ディスプレイを提案することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、映像信号に応じて各色の画像を再生す
る第１ないし第３の受像管と、これらの受像管で再生さ
れた各色の画像をスクリーン上の同一位置に拡大投写す
ることによりカラー画像を合成する投写光学系とを有す
る投写形ディスプレイにおいて、前記投写光学系は、前
記受像管で再生された画像のアスペクト比を変更して前
記スクリーン上に拡大投写する反射光学系を有し、当該
反射光学系は、前記受像管で再生された画像を縦方向に
圧縮するシリンダーミラーを備えていることを特徴とし
ている。

【００１１】このように、本発明の投写形ディスプレイ
では反射光学系を利用して投写画像のアスペクト比を変
更しているので、投写光量の損失、色収差の発生等を伴
うことなく、所望のアスペクト比の投写画像を形成する
ことができる。

【００１２】ここで、一般に、前記第２および第３の受
像管は前記スクリーンに対して斜め投写位置にあるの
で、これらの投写画像については斜め投写による画像の
歪み補正を施す必要がある。このためには、前記シリン
ダーミラーの一部には当該斜め投写による投写画像の歪
みを補正可能な軸非対称反射面を形成しておけばよい。
この構成の投写形ディスプレイでは、アスペクト比変更
用のシリンダーミラーを用いて斜め投写画像の歪み補正
も行うことができるので、投写光学系を小型コンパクト
にすることができ、また、歪み補正用の信号処理回路も
不要となる。

【００１３】前記シリンダーミラーとしては単一のミラ
ーとして形成する代わりに、各受像管に対応した３枚の
シリンダーミラーとしてもよい。すなわち、前記スクリ
ーンに対して正投写位置にある前記第１の受像管による
投写画像を反射する軸対称型の第１のシリンダーミラー
と、前記スクリーンに対して斜め投写位置にある前記第
２および第３の受像管による投写画像のそれぞれを、斜
め投写による歪みを補正可能な状態で反射する軸非対称
型の第２および第３のシリンダーミラーとを備えた構成
を採用してもよい。

【００１４】典型的な投写光学系においては、前記シリ
ンダーミラーで反射された投写画像を前記スクリーンに
向けて反射する第４のシリンダーミラーが備わった構成
が採用される。

【００１５】一方、投写画像のアスペクト比の変更は、
シリンダミラーを含む反射光学系を採用する代わりに、
シリンダーレンズを使用することによっても達成でき
る。

【００１６】すなわち、本発明は、映像信号に応じて各
色の画像を再生する第１ないし第３の受像管と、これら
の受像管で再生された各色の画像をスクリーン上の同一
位置に拡大投写することによりカラー画像を合成する投
写光学系とを有する投写形ディスプレイにおいて、前記
投写光学系は、前記受像管で再生された画像のアスペク
ト比を変更するための光学素子を備えており、当該光学
素子は、前記受像管で再生された画像の縦方向の寸法を
圧縮するシリンダーレンズであることを特徴としてい
る。

【００１７】この場合においても、斜め投写位置にある
前後あるいは左右の前記第２および第３の受像管により
形成される画像を圧縮する前記シリンダーレンズの部分
には、当該斜め投写による投写画像の歪みを補正可能な
軸非対称レンズ面を形成しておけば、このような歪みも
同時に補正できる。

【００１８】また、前記シリンダーレンズは、単一のも
のとする代わりに、各受像管に対応させた第１〜第３の
シリンダーレンズを配置してもよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
適用した投写形ディスプレイについて説明する。

【００２０】（第１の実施例）図１は、本例の投写形デ
ィスプレイの主要部分を示す概略構成図である。この図
を参照して説明すると、本例の投写形ディスプレイ１は
背面投写形テレビであり、第１ないし第３のＣＲＴ１
１、１２、１３と、投写画像が映し出されるスクリーン
２と、ＣＲＴ１１〜１３により形成されたＲ、Ｇ、Ｂの
各色の画像をスクリーン２上に拡大投写して合成する投
写光学系３とを備えている。

【００２１】投写光学系３は、各ＣＲＴ１１、１２、１
３の前面に取り付けられている冷却機構付きの投写レン
ズユニット３１〜３３と、各投写レンズユニット３１〜
３３を介して投写される投写画像を反射してスクリーン
２に導くための第１〜第３のシリンダーミラー４１〜４
３および第４のシリンダーミラー５とを備えている。

【００２２】本例では、各ＣＲＴ１１〜１３の投写レン
ズユニット３１〜３３からは、アスペクト比が４：３の
横長の投写画像が出射される。出射された投写画像は、
第１〜第３のシリンダーミラー４１〜４３で反射される
間に、アスペクト比が例えば１６：９に変更され、同時
に、投写画像の台形歪みの補正も行われる。従って、ス
クリーン上には、台形歪みが補正されたアスペクト比が
１６：９のカラー投写画像が映し出される。

【００２３】図１および図２を参照して説明すると、正
投写位置にあるＣＲＴ１１に対峙している第１のシリン
ダーミラー４１は、光軸を含む垂直面で切断した場合の
上下方向の曲率がどの部分でも同一の軸対称型の円弧状
の湾曲反射面である。従って、このミラー反射面で反射
されたＣＲＴ１１からの投写画像は、その上下方向の寸
法が幅方向の各部分において同一の割合で圧縮されて、
第４のシリンダーレンズ５に向けて反射される。

【００２４】これに対して、左側に位置している斜め投
写位置にある第２のＣＲＴ１２に対峙している第２のシ
リンダーミラー４２は、上記の反射面部分４１から遠ざ
かるにつれて、上下方向の圧縮率が小さくなった軸非対
称型の円弧状の湾曲反射面が形成されている。

【００２５】すなわち、このミラー４２の反射面は、全
体としては左右方向には倍率は持たず、上下方向にのみ
圧縮倍率を持っており、投写画像の上下方向を圧縮し
て、そのアスペクト比を４：３からより横長の１６：９
にする。これと共に、当該反射面部分４２における内側
の縁４２ａの曲率および外側の縁４２ｂの曲率をそれぞ
れＲ１およびＲ２とすると、Ｒ１＞Ｒ２とされている。

【００２６】図３に示すように、斜め投写位置にあるＣ
ＲＴ１２からの投写画像は、本来は実線１２Ａで示すよ
うな長方形であるべきものが、一点鎖線１２Ｂで示すよ
うに台形に歪む。しかしながら、本例では、第２のシリ
ンダーミラー４２では、投写画像が上下に広がる内側の
部分の曲率が大きく、逆に、投写画像が上下に圧縮され
る外側の部分の曲率が小さくなるように設定されてい
る。この結果、このような投写画像の台形歪みが補正さ
れて、スクリーン上にはアスペクト比が１６：９の長方
形の投写画像が形成されることになる。

【００２７】残りの第３のＣＲＴ１３に対峙している第
３のシリンダーミラー４３も軸非対称型のものであり、
その反射面形状は、第２の反射面部分４２に反射面形状
と左右対称の状態に設定されている。

【００２８】一方、上記構成の第１〜第３のシリンダー
ミラー４１〜４３のそれぞれで反射された投写画像をス
クリーン２に向けて反射する第４のシリンダーミラー５
は、軸対称型の凸円弧状の反射面を備えたシリンダーミ
ラーであり、投写画像をスクリーン上に拡大投写する。

【００２９】このように構成した本例の投写形ディスプ
レイ１においては、投写光学系３として、投写画像のア
スペクト比変更用および投写画像の台形歪み補正用の軸
非対称型の反射面部分を備えた第２、第３のシリンダー
ミラーを含む反射光学系を採用している。

【００３０】従って、従来のように投写画像の上下の部
分をカットすることにより投写画像のアスペクト比を変
更する方式のもの、およびシリンダーレンズを用いて投
写画像のアスペクト比を変更する方式のものを採用する
場合に発生する投写光量の損失、色収差の発生といった
弊害を回避できる。

【００３１】さらに、本例では、第２、第３のシリンダ
ーレンズ４２、４３によって、斜め投写画像の台形歪み
も補正されるので、画像信号処理により台形歪み補正を
行う処理回路が不要となるので、その分、信号処理回路
を単純化できる。

【００３２】（第１の実施例の変形例）上記の例では、
３個のシリンダーミラー４１〜４３を用いて投写画像の
アスペクト比の変更、および斜め投写画像の台形歪み補
正を行うようにしている。この代わりに、シリンダーミ
ラー４１〜４３およびシリンダーミラー５の双方を利用
して、アスペクト比の変更および斜め投写画像の台形歪
み補正を行うようにしてもよい。この場合には、シリン
ダーミラー５の側にも軸非対称型の反射面部分を形成す
ればよい。

【００３３】また、上記の例では、３枚のシリンダーミ
ラー４１〜４３を用いているいる。この代わりに、図４
に示すように、１枚のシリンダーミラー４を配置し、斜
め投射用の受像管に対峙している両側の反射面部分４０
２、４０３を軸非対称型の反射面とし、中心に位置する
反射面部分４０１を軸対称型のものとする構成を採用し
てもよい。なお、図４においては図１に於ける各部分に
対応する部位には同一の番号を付してある。

【００３４】（第２の実施例）図５は、本発明による投
写形ディスプレイの別の例を示す概略構成図である。本
例の投写形ディスプレイ１００は、反射光学系の代わり
にレンズ光学系を用いて、投写画像のアスペクト比を変
更するものである。

【００３５】本例の投写形ディスプレイ１００では、３
台のＣＲＴ１１１、１１２、１１３の前面に取り付けら
れている投写ユニット１３１、１３２、１３３の前方に
は、それぞれ、第１〜第３のシリンダーレンズ１０１、
１０２、１０３が配置されている。

【００３６】第１のシリンダーレンズ１０１は、軸対称
の球面シリンダーレンズあるいは軸対称の非球面シリン
ダーレンズであり、投写ユニット１３１からの画像を縦
方向に圧縮することにより、そのアスペクト比を１６：
９の横長に変更するためのものである。

【００３７】これに対して第２のシリンダーレンズ１０
２は、軸非対称型の球面シリンダーレンズあるいは軸非
対称型の非球面シリンダーレンズである。この第２のシ
リンダーレンズ１０２によって、投写ユニット１３２か
らの画像は縦方向に圧縮される。ここで、当該レンズ１
０２は軸非対称型であるので、圧縮倍率が横軸方向に沿
って異なっており、当該倍率の変化によって、画像は台
形状に圧縮され、スクリーン２上における投写画像は、
斜め投写による台形歪みが補正された状態、すなわち、
長方形の状態になる。

【００３８】同様に、第３のシリンダーレンズ１０３も
第２のシリンダーレンズ１０２と同様な軸非対称型のも
のであり、当該第２のシリンダーレンズ１０２とは左右
対称な状態で横軸方向に沿って圧縮倍率が変化してい
る。従って、このシリンダーレンズ１０３によって、画
像のアスペクト比が変更されると共に、斜め投写による
台形歪みも補正される。

【００３９】これら第１ないし第３のシリンダーレンズ
１０１〜１０３を介してアスペクト比が変更された画像
は、シリンダーミラー１０５によって反射されて、スク
リーン２上の同一位置に重ね合わされて拡大投写され、
この結果、カラー画像がスクリーン上に形成される。

【００４０】このように構成した本例の投写ディスプレ
イ１００においても、光学系により投写画像のアスペク
ト比を変更しているので、投写光量の損失といった従来
の装置の弊害を回避できる。また、斜め投写による画像
の歪みも光学系により補正しているので、歪み補正のた
めの信号処理回路等が不要となる。

【００４１】なお、レンズ光学系を使用する場合には、
色収差の補正のための手段を講じることが望ましい。

【００４２】また、本例では３個のシリンダーレンズ１
０１〜１０３を用いているが、単一のシリンダーレンズ
を用いて、両側の部分を軸非対称型のレンズ部分とする
ことも可能である。

【００４３】（第２の実施例の変形例）図６には上記の
投写形ディスプレイ１００の変形例を示してある。本例
の投写形ディスプレイ２００は、第１〜第３のシリンダ
ーレンズ１０１〜１０３（図においてはシリンダーレン
ズ１０３を省略してある。）の前方に平面反射面を備え
た反射ミラー１０６を配置してあり、各シリンダーレン
ズ１０１〜１０３を介して放射される画像を当該反射ミ
ラー１０６でシリンダーミラー１０５の側に反射し、当
該シリンダーミラー１０５によって、各画像をスクリー
ン１０２上に拡大投写するようになっている。

【００４４】この構成の投写形ディスプレイ２００にお
いても上記の投写形ディスプレイ１００と同様な作用効
果を得ることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の投写形デ
ィスプレイにおいては、その投写光学系に、投写画像の
アスペクト比を変更するための反射光学系としてシリン
ダーミラーを備えた構成を採用している。従って、投写
光量損失、色収差の発生等を伴うことなく、所定のアス
ペクト比の投写画像を形成することができる。

【００４６】また、アスペクト比変更用のシリンダーミ
ラーを利用して斜め投写画像の歪み補正も行うようにし
ているので、かかる補正を信号処理回路により行う必要
が無く、また、歪み補正用の光学素子を別途配置する必
要もないので、装置構成を簡素化できる。

【００４７】一方、本発明の投写形ディスプレイにおい
ては、その投写光学系に、投写画像のアスペクト比を変
更するためのレンズ光学系としてシリンダーレンズを備
えた構成を採用している。従って、投写光量損失を伴う
ことなく、所定のアスペクト比の投写画像を形成でき
る。

【００４８】また、アスペクト比変更用のシリンダーレ
ンズを利用して斜め投写画像の歪み補正も行うようにし
ているので、かかる補正を信号処理回路により行う必要
が無く、また、歪み補正用の光学素子を別途配置する必
要もないので、装置構成を簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した背面投写形の投写形ディスプ
レイの主要部分を示す概略構成図である。

【図２】図１におけるシリンダーミラーの反射面形状を
示すための説明図である。

【図３】斜め投写画像の台形歪みを示す説明図である。

【図４】図１の第１〜第３のシリンダーミラーの変形例
を示す概略構成図である。

【図５】本発明を適用したシリンダーレンズを備えた投
写形ディスプレイの主要部分を示す概略構成図である。

【図６】図５の変形例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 投写形ディスプレイ １１〜１３ ＣＲＴ ２ スクリーン ３ 投写光学系 ３１〜３３ 投写レンズユニット ４ シリンダーミラー ４１ 軸対称型の反射面を備えたシリンダーミラー ４２、４３ 軸非対称型の反射面を備えたシリンダーミ
ラー ５ シリンダーミラー（第４のシリンダーミラー） １００、２００ 投写形ディスプレイ １０１〜１０３ シリンダーレンズ １０５ シリンダーミラー １０６ 反射ミラー １１１〜１１３ ＣＲＴ １３１〜１３３ 投写ユニット

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号に応じて各色の画像を再生する
   第１ないし第３の受像管と、これらの受像管で再生され
   た各色の画像をスクリーン上の同一位置に拡大投写する
   ことによりカラー画像を合成する投写光学系とを有する
   投写形ディスプレイにおいて、 前記投写光学系は、前記受像管で再生された画像のアス
   ペクト比を変更して前記スクリーン上に拡大投写する反
   射光学系を有し、 当該反射光学系は、前記受像管で再生された画像を、縦
   方向に圧縮された形状となるように反射するシリンダー
   ミラーを備えていることを特徴とする投写形ディスプレ
   イ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記第２および第３の受像管は前記スクリーンに対して
   斜め投写位置にあり、前記シリンダーミラーの一部には
   当該斜め投写による投写画像の歪みを補正可能な軸非対
   称反射面が形成されていることを特徴とする投写形ディ
   スレイ。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記シリンダーミラーは、前記スクリーンに対して正投
   写位置にある前記第１の受像管による投写画像を反射す
   る軸対称型の第１のシリンダーミラーと、前記スクリー
   ンに対して斜め投写位置にある前記第２および第３の受
   像管による投写画像のそれぞれを、斜め投写による画像
   の歪みを補正可能な形状で反射する軸非対称型の第２お
   よび第３のシリンダーミラーとを備えていることを特徴
   とする投写形ディスプレイ。
4. 【請求項４】 請求項２または３において、 前記反射光学系は、前記第１ないし第３のシリンダーミ
   ラーのそれぞれで反射された投写画像を前記スクリーン
   に向けて反射する第４のシリンダーミラーを備えている
   ことを特徴とする投写形ディスプレイ。
5. 【請求項５】 映像信号に応じて各色の画像を再生する
   第１ないし第３の受像管と、これらの受像管で再生され
   た各色の画像をスクリーン上の同一位置に拡大投写する
   ことによりカラー画像を合成する投写光学系とを有する
   投写形ディスプレイにおいて、 前記投写光学系は、前記受像管で再生された画像のアス
   ペクト比を変更するための光学素子を備えており、当該
   光学素子は、前記受像管で再生された画像の縦方向の寸
   法を圧縮するシリンダーレンズであることを特徴とする
   投写形ディスプレイ。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記第２および第３の受像管は前記スクリーンに対して
   斜め投写位置にあり、前記シリンダーレンズの一部には
   当該斜め投写による投写画像の歪みを補正可能な軸非対
   称レンズ面が形成されていることを特徴とする投写形デ
   ィスレイ。
7. 【請求項７】 請求項５において、 前記シリンダーレンズは、前記スクリーンに対して正投
   写位置にある前記第１の受像管による投写画像を反射す
   る軸対称型の第１のシリンダーレンズと、前記スクリー
   ンに対して斜め投写位置にある前記第２および第３の受
   像管による投写画像のそれぞれを、斜め投写による歪み
   を補正可能な形状となるように圧縮する軸非対称型の第
   ２および第３のシリンダーレンズとを備えていることを
   特徴とする投写形ディスプレイ。
8. 【請求項８】 請求項６または７において、 前記投写光学系は、前記シリンダーレンズを介して圧縮
   された投写画像を前記スクリーンに向けて反射するシリ
   ンダーミラーを備えていることを特徴とする投写形ディ
   スプレイ。