JPH03170925A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はたとえば液晶表示素子の画像をカラー投影する
投射型表示装置に関するものである。

［従来技術コ 従来の（夜晶表示素子の画像を合成してカラー投影する
投射型表示装置の代表的な構成を第３図に示す。１はメ
タルハライドランプ等の光源、２は光源１からでた光を
反射するりフレクタ−　３はりフレクタ−２からの反射
光を略平行光にするレンズ、４は光源光のうち湿度上昇
の原因となる赤外光を吸収する防熱フィルターで、これ
らにより投射型表示装置の照明光学系を構成している。

７は投射レンズで、光軸が上記照明光学系の光釉と直交
するように、装置本体の筐体１ｏに図示の如く取付けら
れている。

照明光学系を出た光は、ダイクロイックミラ−６ａ．６
ｃて色分解され、赤色光（Ｒ）．緑色光（Ｇ），青色光
（Ｂ）がそれぞれ液晶表示素子５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを照明
する。そして更Ｃ液晶表示素子５Ｒ，５Ｇ，５Ｂで変調
を受けて２次元画像が形成され、ダイクロイックミラ−
６ｂ，６ｄで再び色合成されて投射レンズ７により不図
示のスクリーンにカラー画像として投影される。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら上述した従来の構成では、例えば赤色光成
分と青色光成分の光路中にそれぞれダイクロイックミラ
−６ｂと６ｄが斜設して配置されているために、例えば
軸上で非点収差が発生して、スクリーン上での光学性能
が著しく低下するという欠点があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みて、良好なカラー画像を
係ることのできる投射型表示装置を提供することにある
。

［問題点を解決するための手段及び構成コモして本発明
は各々異なる色成分光を出射し、原画を形成する複数の
画像形成手段の各色成分をダイクロイックミラーの透過
あるいは反射によって合成し、投影レンズを介してスク
リーン上に像を投影する投射型表示装置に於いて、前記
投影レンズヘ至るまでに前記ダイクロイックミラーを透
過する色成分光中であって、前記画像形戊手段とダイク
ロイックミラーを透過する前の光路中に軸上で非点収差
を発生させる補正光学素子を配置したことにある。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を説明する。

第１図は、本発明に関する投射型表示装置の舎尋断面図
である。尚、この第１図に示す添番が従来例に示す第３
図と同じものは、同一の機能を果すものとする。８ａ，
８ｂはそれぞれ片面にダイクロイックのミラー（膜）が
形成され、他方の面に光学的なパワーを有したシリンド
リカル状の補正光学系で前述した通り従来の斜設された
平行平板のダイクロイックミラーで発生するオーバ方向
の非点収差を相殺する光学的パワーを持たせている。

すなわち、透過型液晶表示素子、５Ｒ，５Ｂによって変
調された画像光は、従来の平行手段のダイクロイックミ
ラーへの透過時に、非点収差がスクリーン上でオーバ一
方向に発生することになるが、本実施例では、ダイクロ
イック膜を形成していない面をシリンドリカル面として
所定の面内を通る光束に光学的作用を与えて軸上での非
点収差をアンダ一方向に発生させることにより、全体と
して非点収差の発生を抑えるようにしている。尚ダイク
ロイック膜を形成している面に光学的パワーを持たせな
かったのはこのダイクロイック膜て反射する色光（液晶
表示素子５Ｇによって変調された光）に影響を与えない
ためである。

次に、補正光学系の屈折力の好ましい光学的パワーを与
える方向について具体的に説明する。尚第１図（Ｂ）は
第１図（Ａ）が示す光路を展開した時の図を示す。まず
ここで、透光レンズ７の光軸とダイクロイックミラーの
傾斜線を含む面をＹ平面として、該Ｙ平面と直交し投射
レンズ７の光軸を含む面をＺ平面と定義しておく。　前
述した通り透過型凛晶素子５Ｒ，５Ｂにより変調された
各色成分は、ダイクロイックミラ−８ａ．８ｂを通過し
て、又投影レンズ７を通じてスクリーンに投影されるこ
とになるが、透過型液晶表示素子５Ｒ，５Ｂの色先のう
ち、Ｙ平面内に於ける光束とＺ平面内に於ける光束は、
斜設されたダイクロイックミラ−８ａ，８ｂによる光路
長が異なることによって光軸上で非点収差が発生するこ
とになる。

これに対して本実施例では、Ｙ平面に於ける断面が正の
曲率を持つシリンドリカル状のレンズ面をダイクロ．イ
ックミラーと一体的に構戒することによってこのレンズ
面で上述した非点収差と逆方向の非点収差を発生させる
ようにしてバランスさせている。

このように透過型液晶表示素子５Ｒ，５Ｂの色光をそれ
ぞれ収差補正を行っているので更に透過型液晶表示素子
５Ｇの斜設されたダイクロイックミラーを透過しない色
光と実質的に等価な状況にすることにより良好な光学性
能を有する合成されたカラー画像を得ることが可能とな
る。

尚本実施例に於いては、Ｙ平面に於いてその断面形状が
凸のシリンドリカル形状の補正光学系を用いたが、これ
に代えてＺ平面における断面が負の屈折力を持つような
シリンドリカルな形状としても同様にアンダ一方向に非
点収差を補正することが可能となる。

更に、又ダイクロイック膜を形成していない面を１・−
リック面としてＹ平面とＺ平面での屈折力を異ならしめ
るようにしてもよい。

いずれにしても本実施例のＺ平面の断面における屈折力
をψ１、Ｙ平面の断面における屈折力をψ２としたとき
、 ψｌく　ψ２（１） なる条件式を満足させることで、効率的に非点収差の収
差補正が容易となる。

但し、以上の条件式は、極めて良好に非点収差を補正す
るための条件式ではあるが、コスト面、製作上の容易性
を考えれば、球面であってもある程度の非点収差を補正
することができる。

尚、青色成分光中と赤色戊分光中に配設される補正光学
系のパワーとしては、基準となる緑色光と整合性をとる
ためにかなり弱くしておくことが望ましく、例えば焦点
距離にするとｌ　１０００ｍｍ　ｌ以上であることが好
しい。

第２図は本発明による投影型表示装置の第２実施例を示
す投影型表示装置の断面図である。本実施例においては
、透過型液晶表示素子５Ｒとダイクロイックミラ−６ｂ
との間に、Ｙ平面における断面に関して正の屈折力を持
つシリンドリカルレンズ９ａとダイクロイックミラ−６
ｂに近接して、ダイクロイックミラ−６ｂと平行に配置
し、一方透過型液晶表示素子５Ｂとダイクロイックミラ
−６ｄとの間に、Ｙ平面における断面に関して正の屈折
力を持つシリンドリカルレンズ９ｂを投影レンズ７の光
軸と一致する様に配置している。

そして、上記シリンドリカルレンズ９ａ，９ｂは透過光
のＺ平面における断面に対してＹ千面における断面で非
点収差をアンダーに発生しているので、ダイクロイック
ミラ−６ｂ　　６ｄによるオーバーの非点収差を相殺し
て補正する作用を持っている。この場合も、前述の条件
式（１）、つまり２平面とＹ平面の断面に関する各屈折
力の関係を満足させるとよい。

又、本実施例に於いても、Ｙ平面に関する断面に於いて
正の屈折力を持つように凸としたが、これに代えて２平
面に関する断面に於いて負の屈折力を持つような凹形状
のシリンドリカルレンズ、あるいは、トーリックレンズ
としてもよいことは言うまでもない。更に、以上の実施
例に於いては、曲率を持った光学素子を用いたが、例え
ばダイクロイックミラ−６ｄとねじれの位置関係に傾斜
した平行平面板をシリンドリカルレンズ９ｂに代えて用
いても同様に非点収差を補正することができる。

尚、以上の実施例に於いては画像形成手段として透過型
の７夜晶表示素子を用いたがＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ　
ｒａｙ　ｔｕｂｅ）を用いても、さしつかえない。

以上説明した通り本発明によればダイクロイツクミラー
透過時の非点収差の発生を抑えることができるので、ス
クリーン上で高い光学性能を有した画像を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、木発明に関する第１の実施例を示す投射型表
示装置の断面図を示す図。 第２図は、本発明に関する第２の実施例を示す投射型表
示装置の断面図。 第３図は、従来の投射型表示装置の断面図をそれぞれ示
す。 ８ａ，８ｂ・・・補正光学素子、 ９ａ，９ｂ・・・補正光学素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）各々異なる色成分光を出射し、原画を形成する複
   数の画像形成手段の各色成分をダイクロイックミラーの
   透過あるいは反射によって合成し、投影レンズを介して
   スクリーン上に像を投影する投射型表示装置に於いて、
   前記投影レンズへ至るまでに前記ダイクロイックミラー
   を透過する色成分光中であって、前記画像形成手段とダ
   イクロイックミラーを透過する前の光路中に軸上で非点
   収差を発生させる補正光学素子を配置したことを特徴と
   する投射型表示装置。
2. （２）前記補正光学素子は、シリンドリカル面であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の投射型表示
   装置。
3. （３）前記補正光学素子は、トーリック面であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の投射型表示装置
   。