JPH0457014A - 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） 本発明は投射型表示装置に係り、特に間延びを除去して
スクリーン上にビデオ映像やコンピュータ画像等を拡大
して投射できるようにした投射型表示装置に関する。

（従来の技術） 近時、透過型または反射型ドツトマトリクス液晶等を用
いた表示装置（以下ライトバルブと称する）を用い、こ
のライトバルブに表示される画像をスクリーンに拡大投
射して大画面として見せる拡大投射方式が着目されてい
る。

これはブラウン管（ＣＲＴ）による画像表示には自ずと
大きさに限界があり、大画面化するにはブラウン管自体
の大型化を伴ない、実用上は４０インチ程度の大きさが
限度となるためそれ以上の画像を得たいという要望に応
えるためである。

一方、ライトバルブ自体を大面積化するために、製作の
うえで欠陥のない大型液晶表示装置を得ることは容易で
なく、仮に得られたとしてもきわめて高価になる。

このようなことから、透過型（または反射型）のライト
バルブを用いてこれに表示される画像を拡大投射すれば
、画面の大きさに制約を受けず、迫力のある大画面を得
ることが可能である。

したがってライトバルブを用いて拡大投射する光学系を
キャビネッ！・内に納め、キャビネットの前面に設けた
スクリーンに背面投射して、キャビネットの前面から拡
大画像を見ることができるようにしたデイスプレィ型の
表示装置が提供されるに至っている。

この種のライトバルブを用いた従来の背面投射型表示装
置は、例えば実開平１−８５７７８号公報にもみられる
ように、透過型液晶パネルに光源から照明を与え、この
液晶パネルに表示される画像を投影レンズにより拡大し
て反射ミラーにより光路を変換させ、スクリーンの背面
に導く構造である。こうすることにより投射光学系はす
べてキャビネット内に納められ、任意の場所へ移動が可
能であり、かつ明るい室内であってもスクリーン上の画
像を見ることができる。

しかし、上記従来のデイスプレィ型の背面投射による表
示装置では、ライトバルブを透過した光束を反射ミラー
により光路変換してスクリーンの背面に導く構造である
ため、スクリーンに対し垂直な光軸をもって投射しない
とキーストン歪などにより画像に歪みが生じるので反射
ミラーの設置条件に大きな制約を受け、これに基因して
投射光学系が占める容積、特にスクリーンに対して奥行
き方向の寸法（キャビネットの厚さ）が増し、それ放蕩
型のキャビネットによる背面投射型表示装置とすること
ができない。

そこでこれを解決する手段として斜め投射方式が考えら
れる。この斜め投射方式は、第６図に示すように第ルン
ズ８の光軸１６に対して結像面９（例えば反射手段）に
おいて屈曲される光軸１７を有する第２レンズ１０が前
記結像面９を間にして配置されている。そしてこの第２
レンズ１０は前記第ルンズ８により結像面９に結像され
た画像を光軸１７に対する結像面９の傾斜とは反対側に
傾斜して配置されるスクリーン３に斜め投射して拡大画
像を得るようになされる。この場合、第２レンズ１０か
らスクリーン３へ至る光路途中で反射ミラーにより折曲
し、キャビネットの前面にスクリーンを設けてその背面
に導くようにすれば、コンパクトな光学系として背面投
射による表示装置が得られる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記投射光学系を用いて表示装置を構成す
ると、第ルンズ８により結像面９に結像される像に間延
びが生じ、これを第２レンズ１０により矯正してスクリ
ーン３上へ結像させる際に間延びが良好に補正されない
と歪んだ画像となって見苦しい画面となり、忠実な再現
性が得られない。

そこで、本発明の目的は、投射光学系を用い、コンパク
トな構成で大画面を得るに当り、スクリーン上で画像の
間延びが生じることのない投射光学系を有する投射型表
示装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記従来技術が有する課題を解決するための手段として
本発明は、光源と、この光源からの光を変調するライト
バルブと、これと同一光軸上に配置されたレンズにより
作られた実像の一方向を圧縮もしくは伸長した補正中間
画像を形成するシリンドリカルレンズ系と、このシリン
ドリカルレンズ系により形成された一方向補正中間画像
を正規画像に拡大して投射する拡大投射光学系と、拡大
された画像を表示するスクリーンとを配置したことを特
徴とするものである。

（作　用） 光源からの光を変調するライトバルブを通過した光は凸
レンズにより実像を結び、その前後に配置されたシリン
ドリカルレンズ系に導かれて、−方向を圧縮もしくは伸
長された一方向補正中間画像を結像し、この補正中間画
像は第ルンズを通じて結像面上に実像を結び、反射手段
を介して第２レンズによりスクリーン上に拡大投射され
る。

このようにして、シリンドリカルレンズ系により一方向
に圧縮もしくは伸長された補正中間画像は完全に矯正さ
れ、スクリーン上には間延びのない正規画像か得られる
。

（実施例） 以下、本発明を第１図乃至第５図に示す実施例を参照し
て説明する。

第１図は本発明を斜め投射表示装置に対して適用した例
を示しており、第２図はその縦断面を示している。

この実施例では、奥行きＤか薄い箱形のキャビネット１
を有し、このキャビネット１内に投射光学系２と、キャ
ビネッ）・１の前面に設けられた背面投射型のスクリー
ン３と、前記投射光学系２からの出射光束を前記スクリ
ーン３の背面に導くための第１　第２反射ミラー４，５
とを備えている。

本発明において使用される投射光学系２は、第３図に示
されるように、第ルンズ８と、この光軸上の像面空間側
へ配置された反射ミラーとじての結像面つと、その反射
光路」二の第２レンズ１０とを有している。

そして、本発明によれば、上記第ルンズ８の物体空間側
の焦点位置Ｆｌよりも前方の所定位置に補正中間画像が
結像するように、アナモフィックレンズ１２が配置され
ている。このアナモフィックレンズ１２は共通の光軸上
に焦点を共有するように配置されたシリンドリカル凹レ
ンズ１３と、シリンドリカル凸レンズ１４とから成って
いる。

これらのシリンドリカルレンズによれば、画像の一方向
を圧縮した補正中間画像１１を得ることができる。一方
向補正中間画像１１が形成される位置は、シリンドリカ
ル凹レンズ１３の主点位置から中間画像１１の形成位置
までの距離をＸ、シリンドリカル凹レンズ１３の焦点距
離をｆ１中間画像１１の補正率をｍとしたとき、Ｘ＝（
ｍ−１）ｆ／（ｍ＋１）の関係を満たす位置である。

そして、この条件を満たすことにより、非点収差を除去
することができる。

なお、シリンドリカル凹レンズ１３とシリンドリカル凸
レンズ１４とは同一光軸上で前後に入れ替えることがで
きる。

上記シリンドリカル凸レンズ１４の物体空間側には凸レ
ンズ］５が配置され、その物体空間側に光源６からの光
を変調するライトバルブ７か配置されている。

上記ライＩ・バルブ７は透過型または反射型のドラ−・
マトリックス液晶を用いたもので、第ルンズ８の光軸］
６に対し所要の角度をもって傾斜して設置されている。

上記第ルンズ８の投射光学系２を幾何光学的にみると、
第４図に示したように、補正中間像１１、結像面９は第
ルンズ８の結像位置Ａ　ｌ　。

Ａ２におかれ、補正中間像１１の延長線１８と結像面９
の延長線１９が、第ルンズ８の中心を通りかつ光軸１６
に直角な線２０上の０点で交わる。

このとき拡大率ｍは、 ｍ＝ｆ／　（χ　　ｆ）＝　（χ２　　ｆ）／ｆ＝χ２
／χ１ である。これを云い代えれば ｍ＝ｔａｎα　／ｌａｎα１で表わされる。

」１記の条件を満たすことにより、補正中間像１１を第
ルンズ８により拡大して結像面９上に結像させることが
できる。

第２レンズ］０も、結像面つとスクリーン３との配置関
係を前記第ルンズ８の場合と同様な関係をもって配置す
ることにより、結像面９上の画像が第２レンズ１０によ
り拡大されてスクリーン３上に結像される。この画像は
第ルンズ８の倍率と第２レンズ１０の倍率とを乗じた倍
率の画像として結像される。

上記実施例は本発明を反射型の投射光学系に使用した例
を説明したが、第５図に示したように、本発明を透過型
の投射光学系に対して利用することもできる。この実施
例によれば、第ルンズ８の光軸１６に対し結像面９にお
いて屈曲する光軸１７を有する第２レンズ１０が結像面
９を間にして配置される。この第２レンズ１０を通じて
結像面９の結像を拡大して結像面とは反対側に傾斜する
スクリーン３に斜め方向から拡大投射することができる
。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、ライト
バルブと同一光軸上に配置され凸レンズにより形成され
た実像の前後にシリンドリカルレンズ系を介在させて一
方向に圧縮もしくは伸長した補正中間画像を形成したか
ら、スクリーン上へ拡大投射する際に間延びを生じるこ
とがなく、スクリーン上での画像の質を著しく高めるこ
とができる。またスクリーンに対し斜め投射しても画像
に歪が生じないので、キャビネットに組込んでデイスプ
レィ型の表示装置とするとき、キャビネットの容積、特
に奥行きを大１１１に低減することが可能となり、コン
パクトな表示装置を得ることができる。

の例を示した説明図、第４図は投写光学系の第ルンズと
ライトバルブ、結像面との関係を幾何光学的に示す説明
図、第５図は本発明の投写光学系のうち透過型を示した
説明図、第６図は従来の斜め投写光学系の説明図である
。

３・・・スクリーン、６・・・光源、７・・・ライトバ
ルブ、８・・・第ルンズ、９・・・結像面、１０・・・
第２レンズ、１２・・・アナモフィックレンズ、１３・
・・シリンドリカル凹レンズ、１４・・・シリンドリカ
ル凸レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源と、この光源からの光を変調するライトバルブ
   と、これと同一光軸上に配置された凸レンズにより作ら
   れた実像の一方向を圧縮もしくは伸長した補正中間画像
   を形成するシリンドリカルレンズ系と、このシリンドリ
   カルレンズ系により形成された補正中間画像を正規画像
   に拡大して投射する拡大投射光学系と、拡大された画像
   を表示するスクリーンとからなる投射型表示装置。 ２、上記補正中間像の形成位置は、シリンドリカル凹レ
   ンズの主点位置から中間画像形成位置までの距離をＸ、
   シリンドリカル凹レンズの焦点距離をｆ、中間画像の補
   正率をｍとしたとき、Ｘ＝（ｍ−１）ｆ／（ｍ＋１）の
   関係を満たすように設定したことを特徴とする請求項１
   に記載の投射型表示装置。