JPH05165095A

JPH05165095A - 背面投写型表示装置

Info

Publication number: JPH05165095A
Application number: JP3328887A
Authority: JP
Inventors: Jiyouji Karasawa; 穣児唐澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1991-12-12
Filing date: 1991-12-12
Publication date: 1993-06-29
Also published as: JPH11149124A

Abstract

(57)【要約】【目的】投写画像の劣化がなく表示装置の温度特性が
安定し高信頼性であり、低価格な超薄型の背面投写型表
示装置を実現する。【構成】キャビネット１内に、投写距離を確保しつつ
投写レンズ２を配置し、照明装置８は、第４反射ミラー
７からスクリーン３へ向かう画像光束１２の最外側面の
外側であり、キャビネット１の前面、背面、側面、上面
および底面により囲まれた領域へ、スクリーン３の上端
の中心と下端の中心を結ぶ軸に対して所要角度傾けて配
置する。またライトバルブ９の画像表示部の短辺方向
と、キャビネット１の奥行き方向とが概ね同じ方向とな
るようにライトバルブ９を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、背面投写型表示装置に
かかり、特にビデオ映像や、コンピューター画像等を拡
大投写するに適する背面投写型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙ
Ｔｕｂｅ）直視型をはじめとするディスプレイは、高
画質化、大画面化が急速に進められている。しかし、Ｃ
ＲＴ直視型は、製造上の問題から４０インチ程度が限界
と言われており、また、大重量である。液晶や、ＥＬ、
プラズマ等のフラットディスプレイも、製造上の技術的
課題、コストといった面で大面積化は開発途上である。

【０００３】そのような中で注目を浴びているのが、１
〜５インチ程度の液晶パネルや５〜９インチ程度のＣＲ
Ｔの画像を拡大投写する投写型表示装置である。投写型
表示装置は前面投写型、背面投写型に分けられる。前面
投写型は、自由に画面サイズが得られるなどの利点を持
つが、部屋を暗くしないと映像が観れない、表示装置と
は別にスクリーンが必要であるなどの欠点を持ってい
る。それに対して、背面投写型は、画面サイズは可変で
きないものの、任意の場所で、しかも大画面を明るい部
屋でもＣＲＴ直視型並に観賞が可能である。

【０００４】このような表示装置は、大画面である上
に、小型、軽量であることが求められている。壁掛けテ
レビに代表されるように、超薄型のディスプレイが将来
的な夢である。

【０００５】以上のような状況の中、これまでに、実開
平１−８５７７８号公報や文献テレビション学会技術報
告（１９８９Ｖｏｌ．１３Ｎｏ．５３５５〜６０
ページ）等にもみられるように、スクリーンに対して、
垂直な光軸をもって投写する方式の背面投写型表示装置
が提供されている。この方式の背面投写型表示装置は、
スクリーンに対し垂直な光軸をもって投写しないと台形
歪などにより画像に歪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、これに基因して拡大投写光学系
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、それ故薄型のキャビ
ネットによる背面投写型表示装置とすることができない
という問題があった。小型軽量化については、投写レン
ズの広角化による投写距離の短縮、ＣＲＴや液晶等の画
像形成部の小型化によりなされているが、大幅な薄型
化、小型軽量化には至っていない。

【０００６】そこで、キャビネットを薄型にする手段と
して斜め投写方式が提案されている。一般に傾いた物の
レンズによる像は、ＵＳパテント７５１，３４７号にお
いて、Ｔ．Ｓｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇが示したように、台
形歪が発生する。図１７において、傾いた物面３１は、
レンズ３２により傾いた像面３３に結像する。その傾き
の関係は、図１７に示したように物面３１と、レンズ３
２と、像面３３の延長線が一致するようになる。レンズ
３２の像側焦点Ｆの光軸Ｚに対する垂線と像面３３との
交点をｇとすると、図１０に示される正方形の物面上の
像は、レンズ３２により、図１８に示される像面３３上
に台形に結像する。

【０００７】この台形歪を除去するために、図１９に示
すようにライトバルブ９と第１の投写レンズ３４と第２
の投写レンズ３６とスクリーン３をＺ軸に対して傾けて
配置する。ここで、第１の投写レンズ３４の像側焦点ｆ
１をとおり第１の投写レンズ３４と平行な面と台形歪の
ある像面３５との交線ｓと、第２の投写レンズ３６の物
側焦点ｆ２をとおり第２の投写レンズ３６と平行な面と
台形歪のある像面３５との交線ｓ´とを一致させる。

【０００８】この時、例えば図１０に示した正方形のラ
イトバルブの像は、第１の投写レンズ３４により、図１
１に示した台形歪のある像になるが、第２の投写レンズ
３６により、スクリーン３上に図１２に示す台形歪のな
い像に結像する。そこで、この投写光学系を図２０に示
すように、第１のミラー３７と第２のミラー３８により
折り曲げキャビネット１に納めれば、奥行き方向の寸法
が縮小し、薄型の背面投写型表示装置が構成できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の背面投写型
表示装置において、キャビネット内は、画像光束用の空
間と、照明装置や表示装置等の構成部品領域とに大別さ
れる。この二つの領域はほとんど共有されずにレイアウ
トされ、特に画像光束領域（画像光束用の空間内の画像
光束部分）の側近へは構成部品の配置がなく、スペース
利用効率が悪い。これはキャビネットが大型化するとい
う課題のひとつであった。

【００１０】また、装置の薄型化を重視して設計されて
いたために、横幅方向に構成部品の配置を余儀なくさ
れ、キャビネットが横幅方向には大型化してしまうとい
う課題もあった。

【００１１】以上のように装置が大型であることは、部
品が大型であり、また装置の強度を確保するための部品
が必要である等装置が高価格になるという問題がある。

【００１２】また、照明装置や表示装置等から光が漏
れ、スクリーンに入射し、映像のコントラストが低下す
る、フレアや部品の影が現れ、著しく画像が劣化すると
いう課題も有していた。

【００１３】更に、このような背面投写型表示装置にお
いては、多量の熱が発生するため、強制的な冷却が必要
である。しかし装置内の熱発生部分が開放状態であった
ために装置全体に熱が伝導し、装置内が高温であった。
また、装置が大きいために装置内の温度が平衡状態にな
るまでには時間を要した。以上のように効果的な冷却方
法がとられていないことは、温度に対し特性の変化があ
るライトバルブ等の表示装置が表示劣化を起こしたり、
反射ミラー等の構成部品が熱歪により画像を歪ませてし
まうなど、装置の信頼性が低い原因であった。

【００１４】本発明は、上記の従来の課題を解決するも
ので、その目的とするところは、コントラスト低下やフ
レア等による画像劣化がなく、また冷却効率が良く高信
頼性であり、現在市販されているものよりはるかに薄
型、低価格である背面投写型表示装置を提供することに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の背面投写型表示装置は、キャビネット内
に、画像形成手段と、この画像形成手段の原画像をスク
リーンへ拡大投写するための投写手段と、この投写手段
から投写した画像光束をスクリーンへ導くための少なく
とも一つの反射手段と、スクリーンとを備え、前記スク
リーンに光軸上で最も近い反射手段から前記スクリーン
へ向かう画像光束の中心光軸が、前記スクリーンに対し
て斜めに傾斜している背面投写型表示装置において、前
記投写手段は、前記画像形成手段により生成された像を
台形歪のある中間像に変換する第１の投写光学系と、前
記台形歪のある中間像を前記スクリーン上で台形歪のな
い正規の像に変換する第２の投写光学系とからなり、前
記画像形成手段は、前記スクリーンに光軸上で最も近い
反射手段から前記スクリーンへ向かう画像光束の最外側
面の外側であり、キャビネットの前面、背面、側面、上
面および底面により囲まれた領域内へ配置することを特
徴とする。

【００１６】また、前記画像形成手段の光軸が、前記ス
クリーンの上端の中心と下端の中心を結ぶ軸に対し、ス
クリーンの左右方向、または前後方向、あるいはその両
方向に、前記画像光束の側近に近づけるべく所要角度傾
斜していることを特徴とする。

【００１７】また、前記画像形成手段が、その光軸の傾
斜角度を調整できる構造を有していることを特徴とす
る。

【００１８】また、前記画像形成手段が、その光軸を回
転中心軸とし回転調整できる構造を有していることを特
徴とする。

【００１９】また、前記画像形成手段と前記画像光束の
最外側面との間に、隔離手段が配置されていることを特
徴とする。

【００２０】また、前記隔離手段は、金属あるいは樹脂
製であり、かつ外表面が黒色かそれに近い濃色であるこ
とを特徴とする。

【００２１】また、前記キャビネットの底面および前面
（スクリーン設置面）に冷却装置が配置され、キャビネ
ットの底面より吸気し、前面から排気する冷却構造、あ
るいはキャビネットの前面より吸気し、底面から排気す
る冷却構造をとることを特徴とする。

【００２２】また、前記キャビネット上部に冷却装置が
配置され、上部から排気する冷却構造をとることを特徴
とする。

【００２３】さらに、キャビネット内に、画像形成手段
と、この画像形成手段の原画像をスクリーンへ拡大投写
するための投写手段と、この投写手段から投写した画像
光束をスクリーンへ投写させるための少なくとも一つの
反射手段と、スクリーンとを備え、前記スクリーンに光
軸上で最も近い反射手段から前記スクリーンへ向かう画
像光束の中心光軸が、前記スクリーンに対して斜めに傾
斜している背面投写型表示装置において、前記投写手段
は、前記画像形成手段により生成された像を台形歪のあ
る中間像に変換する第１の投写光学系と、前記台形歪の
ある中間像を前記スクリーン上で台形歪のない正規の像
に変換する第２の投写光学系とからなり、前記画像形成
手段における画像表示部の画面（スクリーン上に投写さ
れる拡大像面に対して、投写レンズを介して対応する物
面）の短辺方向が、キャビネットの奥行き方向と概ね同
じ方向になるように、前記画像形成手段が配置されるこ
とを特徴とする。

【００２４】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明を図面に示す実施例を参照し
て説明する。

【００２５】本発明の背面投写型表示装置は、図１に一
実施例の装置の斜視図を示すように薄型のキャビネット
１内に、画像形成手段の構成部品である照明装置８、偏
光装置１１、３枚のライトバルブ９を含む画像形成光学
系１０と、投写手段である投写レンズ２と、キャビネッ
ト１の前面に設けられた背面投写型のスクリーン３と、
前記投写レンズ２からの画像光束を前記スクリーン３の
背面まで導くための反射手段である第１、第２、第３、
第４反射ミラー４、５、６、７とを備えている。

【００２６】まず、本実施例に使用している斜め投写光
学系の構成について説明する。図９はその配置図を示し
ている。基本的な考え方は上述した従来の斜め投写の原
理と同様である。図１０は図９におけるライトバルブ９
の像を示し、図１１は図９における中間像面２３上の台
形歪のある中間像を示し、図１２は、図９におけるスク
リーン３上の台形歪のない像を示している。

【００２７】図９において、第１の投写光学系の第１レ
ンズ２１の光軸、第２レンズ２２の光軸、第２の投写光
学系２４の光軸、ライトバルブ９の法線およびスクリー
ン３の法線は同一平面上にある。

【００２８】第１の投写光学系の第１レンズ２１と第２
レンズ２２は、互いに角度ψだけ傾き、第１レンズ２１
の像側焦平面と第２レンズ２２の物側焦平面の交線が、
ほぼＺ軸上を通るように配置する。中間像面２３と第２
投写光学系２４とスクリーン３を各々の延長面が一直線
上で交わるように配置する。

【００２９】照明装置８から出射した光束は、ライトバ
ルブ９を概ね平行に照明する。従って、ライトバルブ９
に対して光束は概ね同一の角度で入射し、ライトバルブ
９の全面で、均一な明るさとコントラストを得ることが
できる。図１０に示すライトバルブ９の像は、互いに傾
いた第１レンズ２１と第２レンズ２２により、図１１に
示すように台形歪のある中間像を結像する。図１３に示
した如く第１レンズ２１の像側焦平面と第２レンズ２２
の主平面の交線を含みＺ軸に平行な面と、中間像面２３
との交線をｇとする。ｇと第２の投写光学系２４の物側
焦点を通り、第２の投写光学系２４に平行な面と中間像
面２３の交線ｇ´とを、図１１に示した如く一致させる
と、図１１の如くに台形に歪んだ中間像は、第２の投写
光学系２４により、図１２の如くに台形歪のない像とし
て、スクリーン３に結像する。

【００３０】今回使用の投写レンズ２は、上記の第１の
投写光学系の第１レンズ２１と、第２レンズ２２と、第
２の投写光学系２４とにより構成されている。また、ラ
イトバルブ９には、アクティブマトリクス型の液晶パネ
ルを用いている。

【００３１】また、スクリーン３は、拡散剤入りの樹脂
基材に、レンチキュラーレンズおよびフレネルレンズの
シートを組み合わせて、配光特性を良好にした物が使用
できる。しかし、このスクリーン３の背面から斜め（例
えば入射角６０゜）に投写される光束が、その延長方向
へ透過しないよう、図１４に一部を拡大示するように、
入射される光束をスクリーン３の前面ほぼ直角方向に向
かわせるようにするプリズム全反射シートを、レンチキ
ュラーレンズのシートと組み合わせて、配光特性を斜め
投写に対して良好にしたスクリーンを用いることが望ま
しい。

【００３２】投写レンズ２から投写された画像光束１２
をスクリーン３の背面に導くための光路変換用の反射系
は、図１５にその原理的説明図を示すように、三角形Ａ
ＢＣを考えるとき、線分ＡＢを底辺とする二等辺三角形
となるように光路を折り曲げることが最小奥行きとなる
ことがわかる。すなわち、Ｘは反射ミラー無しの場合、
Ｙは１回反射の場合、Ｚは２回反射の場合の光路を示し
ている。

【００３３】このとき線分ＡＢとＢＣのなす角度φは、 φ＝（π／２）−α−θ で表わされる。

【００３４】ｔａｎ φ＝１／ｔａｎ（α＋θ）図から、Ｈ／２Ｄ＝ｔａｎ（α＋θ）故に、ｔａｎ φ＝２Ｄ／Ｈいま、（Ｈ／Ｄ）を３、すなわち奥行きＤを高さＨの３
分の１とするには、θ＝１２゜とすると上式より α＝ｔａｎ^-1（３／２）−θ＝５６．３゜−１２゜＝４４．３゜となる。α＝６０゜とすれば、奥行き寸法Ｄをさらに小
さくでき、薄型に構成できる。

【００３５】以上の説明は、３回以上の反射の場合にお
いても同じことがいえ、更に図１５のように平面的に折
り曲げるだけでなく、立体的に折り曲げてもよい。

【００３６】図１に示した実施例を参照すると、この場
合、キャビネット１の照明装置８から出射した光束は、
偏光装置１１において単一偏光のみが選択通過する。こ
の透過した光束を、ミラーなどを用いて光路変換し、画
像形成光学系１０に導く。画像形成光学系１０内では、
各々のライトバルブ９において光変調され、投写レンズ
２に入射する。投写レンズ２内は、上述した通りであ
る。投写レンズ２を通過した画像光束１２は、拡大しな
がら進行し、第１反射ミラー４により、キャビネット上
方に光路変換され、この第１反射ミラー４からの反射光
を受ける第２反射ミラー５に入射する。更にこの画像光
束１２を第２反射ミラー５により反射させ、スクリーン
３下部に設置された第３反射ミラー６に導き、この第３
反射ミラー６からの反射光を受ける第４反射ミラー７を
スクリーン３に相対向する後部内面にスクリーン３の背
面とほぼ平行に置いて、この第４反射ミラー７からスク
リーン３の背面に斜め方向から投写することにより、ラ
イトバルブ９に作られる画像がスクリーン３上に拡大画
像として投写される。

【００３７】上記のような配置構造を採用してスクリー
ン３の背面から斜め投写してもスクリーン３上に形成さ
れる拡大画像に台形歪が生じることがなく、正規の画像
を映し出すことができながらキャビネット１の奥行き寸
法を大幅に縮小することができ、薄型で大画面の表示装
置を得ることができる。

【００３８】図２は、図１の背面投写型表示装置の正面
図である。本実施例の装置においては、第１、第３反射
ミラー４、６より上方で、スクリーン３の上端より下方
の空間が画像光束用の空間である。空間内は四角錐状の
画像光束１２が空間を交錯している。しかし、画像光束
１２だけが空間を埋め尽くしているわけではないので、
形態が複雑ではあるが、画像光束が存在しない領域があ
る。

【００３９】図３は、図１における背面投写型表示装置
の上面図である。図に示すように、スクリーン３に光軸
上で最も近い第４反射ミラー７からスクリーン３へ向か
う画像光束１２の最外側面（光線１３を含む面）と、キ
ャビネット１の前面（スクリーン３設置面）、背面、側
面、上面および底面により囲まれた台形柱形状の狭い領
域が、キャビネットの高さ方向に長く広がっている。従
って、ここには画像光束が存在しないので、幅狭な部品
であれば上下（高さ）方向に連ねて配置できる。また、
本発明においては、図２を９０゜回転させた状態を正面
図とした構成も可能である。その場合には、この図３
は、背面投写型表示装置の側面図となる。この時は、画
像光束１２の最外側面と、キャビネット１の前面、背
面、上面（あるいは底面）及び側面により囲まれた台形
形状の狭い領域がキャビネットの横幅方向に長く広がる
ので、広さや設置姿勢に制限はあるものの構成部品を設
置できる。設置に当たっては、当然のことではあるが、
画像光束１２を遮らないようにせねばならない。光束と
いう視認しにくいものなので、領域の境目が定かではな
いので特に注意を要する。

【００４０】一方、投写レンズ２を構成している第１の
投写光学系の第１レンズ２１、第２レンズ２２および第
２の投写光学系２４は、図１６にその一例を示すよう
に、画像劣化を引き起こす収差の低減、歪補正量の軽減
をはかるため、単レンズではなく数枚のレンズを組み合
わせたレンズ群である。従って、図１および図２からも
わかるように投写レンズ２は、かなり長いものである。
またこのような装置には、投写レンズ２の他に照明装置
８、画像形成光学系１０が最低限必要である。従って、
これらを光軸上に直線的に並べると横幅方向に長く広い
スペースが必要である。

【００４１】更に、良好な画質を維持するためには、第
１、第２レンズ２１、２２および第２の投写光学系２４
内の各レンズの傾きを小さくしなければならない。その
ためには、投写距離を長くとる必要がある。

【００４２】この実施例においては、第４反射ミラー７
からスクリーン３へ向かう画像光束１２の最外側面の外
側であり、キャビネット１の前面、背面、側面、上面お
よび底面により囲まれた領域に、光軸を折り曲げ、照明
装置８、偏光装置１１および画像形成光学系１０を配置
している。それぞれの反射ミラーの設置と同様の考え方
により光軸を折り曲げているので、図１にて説明した投
写の流れに全く変わりはない。

【００４３】この配置により、必要な投写距離を確保で
きると共に、投写レンズ２や照明装置８、偏光装置１１
および画像形成光学系１０も無理なく配置できるので、
背面投写型表示装置としての機能を損なうことなくキャ
ビネットが小型になる。特に横幅方向が縮小する。

【００４４】なお、投写レンズ２の改良により、投写距
離が少し短くても良好な画質が維持できる場合には、図
４に示すように、光軸を折り曲げず、第４反射ミラー７
からスクリーン３へ向かう画像光束１２の最外側面の外
側であり、キャビネット１の前面、背面、左側面及び底
面により囲まれた領域の下部に、照明装置８のみを配置
する構成も可能である。

【００４５】（実施例２）図５は、本発明の一実施例に
かかる背面投写型表示装置の部分拡大正面図である。図
５からも明らかのように、図２におけるスクリーン３の
上端の中心と下端の中心を結ぶ軸にたいして、照明装置
８及び偏光装置１１を傾斜させて配置している。その理
由を以下に説明する。

【００４６】投写型表示装置は、スクリーンに対して、
ある値の画角をもって投写する。従って、本背面投写型
表示装置においても同様である。図において、第４反射
ミラー７からスクリーン３へ向かう画像光束１２は拡大
しながら進行するので、上述の画像光束１２の最外側面
の外側であり、キャビネット１の前面、背面、側面、上
面および底面により囲まれた領域は、キャビネット１の
上面側及び前面側ほど狭くなる。従って、余裕をもって
画像光束１２を避け、照明装置８や偏光装置１１を配置
すると、キャビネット１の横幅方向が大きくなる。故
に、よりキャビネット１の横幅を縮小するために、照明
装置８及び偏光装置１１は、画像光束１２の側近に、さ
らに近づける必要があり、スクリーン３の上端の中心と
下端の中心を結ぶ軸にたいして、傾斜した姿勢の配置と
なる。この傾斜角は本実施例ではスクリーン３の左右方
向に８゜、前後方向に７゜である。この傾斜角の最適値
は、投写画角やスクリーンに対する投写角度によって異
なる。この配置により、更に横幅方向が縮小でき、キャ
ビネットは、（画面幅）＋（スクリーンを保持する部品
の幅）という最小限の横幅での構成が可能となる。

【００４７】更には、この領域に、投写レンズの一部を
屈曲させて配置することも可能であり、投写距離を伸ば
すこともできる。

【００４８】（実施例３）図６は、本発明の他の一実施
例にかかる背面投写型表示装置の構成図である。この実
施例では、画像形成手段として、３本のＣＲＴ１４を用
いている。キャビネット内における、投写レンズ２、第
１、第２、第３、第４反射ミラー４、５、６、７及びス
クリーン３の配置構成は、上述の実施例１と同様であ
る。特にＣＲＴは、画像表示部を除き光軸方向に細長い
装置であるため、上述した幅狭く長い領域への設置に適
している。小型化（薄型化）にはライトバルブを用いた
装置の方が有利である。しかしＣＲＴを用いても、スク
リーン３に対して画像光束１２を斜めに投写させること
により、正規の画像を映し出すことができながら、奥行
きが大幅に縮小する。かつＣＲＴ１４を、第４反射ミラ
ー７からスクリーン３へ向かう画像光束１２の最外側面
の外側であり、キャビネット１の前面、背面、側面、上
面および底面により囲まれた領域に配置することによ
り、横幅を縮小できる。また、傾斜させて配置すること
により、最小限の横幅が達成できる。

【００４９】（実施例４）上記の実施例２のように、照
明装置８および偏光装置１１を傾斜させて配置する場合
においては、傾斜角度調整機構があることが望ましい。
実施例１で説明した投写レンズ２の様な投写レンズを使
う場合においては、特に光軸合わせが重要である。光軸
が傾くと、スクリーン上において、明るさやコントラス
トの低下、照度比の劣化等が起こり、著しく表示画質を
損なう。部品の精度や組立精度の積み重なりで、設置角
度の設計値を満たさない場合がでてくるので、良好な表
示画質を維持するためには、角度調整機構が必要であ
る。

【００５０】また、表示装置に、ＴＮ型の液晶パネルを
用いる場合においては、単一の偏光成分を選択し、透過
率を制御しているので、液晶パネルの付近に置かれるフ
ィルム偏光板の偏光軸と、偏光装置の偏光軸との関係が
重要である。例えば、液晶パネルの光入射側にフィルム
偏光板が置かれている場合、偏光装置の偏光軸（透過軸
あるいは吸収軸）と、フィルム偏光板の偏光軸（透過軸
あるいは吸収軸）とが一致していると、液晶パネルに最
大の光量が入射する。これが１゜、２゜とずれることに
よって、入射する光量が低下する。従って、上記と同様
にスクリーン上の明るさが低下する。現在市販されてい
る投写型液晶表示装置の、光源の出力に対する光利用効
率は、１〜３％と非常に低いので、１゜、２゜のずれが
明るさに大きく影響を及ぼすことは言うまでもない。ま
た、液晶パネルの光出射側に置かれたフィルム偏光板の
偏光軸と、偏光装置の偏光軸との配置関係がくずれる
と、明るさやコントラストの低下を招く。従って、偏光
軸の調整機構が必要である。図７（ａ）に照明装置８の
傾斜角度調整機構の一例を、図７（ｂ）に偏光装置１１
の光軸を中心軸とした、偏光軸の回転調整機構の一例を
示す。

【００５１】図７（ａ）において、照明装置８は、第１
プレート２５に固定されている。第１プレート２５と第
２プレート２６とはヒンジ構造となっている。第１プレ
ート２５に取り付けられた調整ネジ２７を回転させるこ
とにより、傾斜角度が調整できる。

【００５２】図７（ｂ）において、偏光装置１１は、第
３プレート２８に固定されている。第３プレート２８突
起部を矢印３０の様に動かすと、第４プレート２９に設
けられた円柱状のボスが第３プレートに設けられた長穴
に沿って回転し調整できる。（実施例５）図８は、図５における照明装置８周辺の側
面部分拡大図である。ここでは照明装置８と画像光束１
２との間に、隔離手段であるアルミ製の黒色の仕切り板
１５を設置してある。前記したように画像光束１２を遮
らないように設置せねばならない。この図から明らかな
ように、光線１３と、照明装置８および仕切り板１５と
は、接していないことがわかる。光線１３とは、第４反
射ミラー７から画面の左下隅へ向かう光線、すなわち画
像光束１２の最外側光線である。以上から、照明装置
８、偏光装置１１及び仕切り板１５を、画像光束１２に
影響を与えずに設置できることが証明できる。

【００５３】この仕切り板１５の設置により、照明装置
８や、偏光装置１１、ライトバルブ９周辺からの直接漏
れ光や乱反射光のスクリーンへの入射を遮ることが可能
となる。従って、コントラストの低下や、フレアあるい
は部品の影がスクリーン上に現れるといったことが防げ
るので、画像劣化のない高画質な映像が提供できる。ま
た、この仕切り板１５と第３反射ミラー６により、キャ
ビネット内に照明装置８やライトバルブ９が半分隔離さ
れた空間ができる。図のように、キャビネット１の前面
と底面に吸気ファン１６、排気ファン１７を設置すれ
ば、照明装置８から発生した熱や、照明装置８及びライ
トバルブ９を冷却した風を、すかさず矢印１８のように
装置外へ排出できる。

【００５４】この時、キャビネット１の前面と底面に、
吸気ファン１６と排気ファン１７とが逆に配置されて
も、同等の効果があるのは明かである。

【００５５】ここで、キャビネット１の前面と底面に、
吸気ファン１６及び排気ファン１７を設置した理由は以
下のとおりである。

【００５６】このような薄型の背面投写型表示装置は、
ユーザーにより設置環境が異なる。例えば、壁や本棚そ
の他の家具にピッタリ近づけて設置されることが充分予
想される。その時、吸気または排気ファンが、キャビネ
ットの背面や側面に設置されていると、通気口が塞がれ
てしまい、冷却能力が低下したり、騒音が大きくなる。
それに対し、キャビネットの前面は、故意に障害物でも
置かない限り影響を受けることがなく、底面に関して
は、設計段階で、床との必要なスペースを確保できるの
で、設置環境にとらわれず、常に安定した冷却効果が得
られる。

【００５７】以上のように、効率的かつ安定した冷却が
可能になったことにより、装置全体への熱の影響は少な
く、装置内の温度上昇を低減できると共に、温度が平衡
状態になる時間も大幅に短縮できる。故に、反射ミラー
等の構成部品が熱歪によって画像を歪ますことがなく、
ライトバルブの温度特性も安定し表示劣化を起こすこと
がないので、信頼性の高い装置の実現が可能である。

【００５８】（実施例６）図６における背面投写型表示
装置には、排気ファン１９をキャビネット１の上部に配
置している。ＣＲＴを用いた背面投写型表示装置は、照
明装置が必要なく、ＣＲＴ自体もライトバルブほど冷却
が必要ないので、冷却能力は比較的小さくてよい。

【００５９】熱は対流効果により、キャビネット１内の
上部に上がってくるので、上部に設けた排気ファン１９
により、効率的にキャビネット１外に熱を放出できる。
よって、装置内の温度上昇が抑えられ、安定した状態と
なる。実施例５で説明した冷却構造に、本実施例を組み
合わせると、ライトバルブを用いた背面投写型表示装置
においては、更に効率的な冷却が可能となる。

【００６０】（実施例７）図１および図８を参照する
と、１枚のライトバルブ９における画像表示部の画面の
短辺方向を、キャビネットの奥行き方向と概ね同じ方向
にして配置している。

【００６１】通常、ビデオ映像等を表示する背面投写型
表示装置は、画面のアスペクト比が３：４といったよう
に横長である。図１の各構成部品の配置構成において
は、第１反射ミラー４と第２反射ミラー５と第３反射ミ
ラー６の設置角度を選択すれば、ライトバルブ９におけ
る画像表示部の画面の短辺、長辺を問わず如何なる方向
を、キャビネット１の奥行き方向と概ね同じ方向に配置
しても、スクリーン３上では横長の画面となるように構
成できる。

【００６２】しかし、画面の長辺方向をキャビネット１
の奥行き方向と概ね同じ方向にすると、特に第１、第２
反射ミラー４、５自体の奥行き方向の寸法が大きくな
る。また、像を概ね９０゜ねじるため、第１、第２反射
ミラー４、５が光軸まわりに回転した姿勢で設置される
ので、キャビネット１の奥行き方向の寸法が大きくな
る。従って、ライトバルブ９の画像表示部の画面の短辺
方向を、キャビネット１の奥行き方向と概ね同じ方向に
配置すると、第１反射ミラー４と第２反射ミラー５自体
の奥行き方向の寸法が小さくなり、光軸まわりにほとん
ど回転させる必要がないので、更に奥行き方向の寸法が
縮小するのでキャビネットが薄型になる。

【００６３】また、ライトバルブ９における画像表示部
の画面の短辺方向を、キャビネット１の奥行き方向と概
ね同じ方向に配置して画像形成光学系１０を構成する
と、画像形成光学系１０が奥行き方向に薄型になる。画
面の長辺方向をキャビネット１の奥行き方向と同じにす
る構成に比べ、約３０％薄く構成できる。この構成を用
い、アスペクト比が３：４でスクリーンサイズが５０イ
ンチの背面投写型表示装置において、奥行き寸法が２５
〜３０ｃｍというこれまでに例のない薄さを実現でき
る。更に、アスペクト比が９：１６のような横長になる
と、この差は一層顕著になる。

【００６４】また、表示装置がＣＲＴであっても同様の
効果があることは自明である。

【００６５】故に、更に薄型化し、超薄型の背面投写型
表示装置の実現が可能となる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、照
明装置、偏光装置等を、画像光束用の空間内の画像光束
の側近に配置することにより、キャビネットの小型化、
特に横幅の縮小が可能となる。

【００６７】また、照明装置や偏光装置を、スクリーン
の上端の中心と下端の中心を結ぶ軸に対して所要角度傾
けて、画像光束の側近に配置することにより、更に横幅
を短縮できる。

【００６８】更に、ライトバルブやＣＲＴにおける画像
表示部の画面の短辺方向を、キャビネットの奥行き方向
と概ね同じ方向に配置することにより、斜め投写により
薄型化したキャビネットの奥行き寸法を、さらに縮小で
きる効果がある。

【００６９】以上のように横幅や奥行きが縮小したこと
により、大型部品や強度確保の部品が減少するので、装
置が低価格化するという効果がある。

【００７０】また、照明装置や偏光装置に、傾斜角度調
整機構あるいは偏光軸回転調整機構を設けることによ
り、光軸ずれや偏光軸ずれを防止できるので、良好な画
像を維持できる。

【００７１】更に、仕切り板の設置により、コントラス
トの低下や、正規画像以外のもののスクリーンへの入射
を防げ、良好な投写画像が得られる。また黒色あるいは
それに近い濃色の仕切り板であれば、迷光を吸収し乱反
射を防ぐので、より効果がある。

【００７２】そのうえ、仕切り板の設置と、キャビネッ
トの前面及び底面、あるいは上部へ吸気または排気ファ
ンを設けることにより、装置内温度上昇を阻止し、効率
的かつ安定した冷却が可能となり、画像表示部品の温度
特性が安定し表示劣化が起きない、反射ミラー等の構成
部品に熱歪による画像の歪みが発生しないという効果が
生まれる。これらの効果は、装置の信頼性を大きく向上
させる。

【００７３】従って、信頼性が高く、低価格で超薄型の
背面投写型表示装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例として、ライトバルブを用
いた背面投写型表示装置の斜視図。

【図２】図１の背面投写型表示装置の正面図。

【図３】図１の背面投写型表示装置の上面図。

【図４】本発明の他の一実施例として、投写距離が短
くても良好な画像を維持できる場合の背面投写型表示装
置の正面図。

【図５】本発明の他の一実施例として、照明装置およ
び偏光装置を傾斜させて配置した背面投写型表示装置の
正面部分拡大図。

【図６】本発明の他の一実施例として、ＣＲＴを用い
た背面投写型表示装置の斜視図。

【図７】傾斜角度調整機構及び偏光軸回転調整機構の
一例を示す説明図。

【図８】図５の照明装置周辺の側面部分拡大図。

【図９】斜め投写の光学系の配置図。

【図１０】図９のライトバルブ上の像の説明図。

【図１１】図９の中間像の説明図。

【図１２】図９のスクリーン上での結像を示す説明
図。

【図１３】図９の第１の投写光学系の配置説明図。

【図１４】プリズムの全反射によるスクリーンの一部
の拡大断面図。

【図１５】反射ミラーの配置関係の原理的説明図。

【図１６】第１の投写光学系の一例を示す構成図。

【図１７】傾いた物面の説明図。

【図１８】図１７の像面の結像の像面図。

【図１９】斜め投写の光学系の原理説明図。

【図２０】従来の斜め投写光学系の光路図。

【符号の説明】

１キャビネット２投写レンズ３スクリーン４第１反射ミラー５第２反射ミラー６第３反射ミラー７第４反射ミラー８照明装置９ライトバルブ１０画像形成光学系１１偏光装置１２画像光束１４ＣＲＴ１５仕切り板１６吸気ファン１７排気ファン１９排気ファン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャビネット内に、画像形成手段と、こ
の画像形成手段の原画像をスクリーンへ拡大投写するた
めの投写手段と、この投写手段から投写した画像光束を
スクリーンへ導くための少なくとも一つの反射手段と、
スクリーンとを備え、前記スクリーンに光軸上で最も近
い反射手段から前記スクリーンへ向かう画像光束の中心
光軸が、前記スクリーンに対して斜めに傾斜している背
面投写型表示装置において、前記投写手段は、前記画像形成手段により生成された像
を台形歪のある中間像に変換する第１の投写光学系と、
前記台形歪のある中間像を前記スクリーン上で台形歪の
ない正規の像に変換する第２の投写光学系とからなり、前記画像形成手段は、前記スクリーンに光軸上で最も近
い反射手段から前記スクリーンへ向かう画像光束の最外
側面の外側であり、キャビネットの前面、背面、側面、
上面および底面により囲まれた領域内へ配置することを
特徴とする背面投写型表示装置。
【請求項２】前記画像形成手段の光軸が、前記スクリ
ーンの上端の中心と下端の中心を結ぶ軸に対し、スクリ
ーンの左右方向、または前後方向、あるいはその両方向
に、前記画像光束の側近に近づけるべく所要角度傾斜し
ていることを特徴とする請求項１に記載の背面投写型表
示装置。
【請求項３】前記画像形成手段が、その光軸の傾斜角
度を調整できる構造を有していることを特徴とする請求
項２に記載の背面投写型表示装置。
【請求項４】前記画像形成手段が、その光軸を回転中
心軸とし回転調整できる構造を有していることを特徴と
する請求項２または３に記載の背面投写型表示装置。
【請求項５】前記画像形成手段と前記画像光束の最外
側面との間に、隔離手段が配置されていることを特徴と
する請求項１に記載の背面投写型表示装置。
【請求項６】前記隔離手段は、金属あるいは樹脂製で
あり、かつ外表面が黒色かそれに近い濃色であることを
特徴とする請求項５に記載の背面投写型表示装置。
【請求項７】前記キャビネットの底面および前面（ス
クリーン設置面）に冷却装置が配置され、キャビネット
の底面より吸気し、前面から排気する冷却構造、あるい
はキャビネットの前面より吸気し、底面から排気する冷
却構造をとることを特徴とする請求項１または５に記載
の背面投写型表示装置。
【請求項８】前記キャビネット上部に冷却装置が配置
され、上部から排気する冷却構造をとることを特徴とす
る請求項１または５に記載の背面投写型表示装置。
【請求項９】キャビネット内に、画像形成手段と、こ
の画像形成手段の原画像をスクリーンへ拡大投写するた
めの投写手段と、この投写手段から投写した画像光束を
スクリーンへ投写させるための少なくとも一つの反射手
段と、スクリーンとを備え、前記スクリーンに光軸上で
最も近い反射手段から前記スクリーンへ向かう画像光束
の中心光軸が、前記スクリーンに対して斜めに傾斜して
いる背面投写型表示装置において、前記投写手段は、前記画像形成手段により生成された像
を台形歪のある中間像に変換する第１の投写光学系と、
前記台形歪のある中間像を前記スクリーン上で台形歪の
ない正規の像に変換する第２の投写光学系とからなり、前記画像形成手段における画像表示部の画面（スクリー
ン上に投写される拡大像面に投写レンズを介して対応す
る物面）の短辺方向が、キャビネットの奥行き方向と概
ね同じ方向になるように、前記画像形成手段が配置され
ることを特徴とする背面投写型表示装置。