JPH0727997A

JPH0727997A - 投写型表示装置

Info

Publication number: JPH0727997A
Application number: JP5168904A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Wada; 充弘和田; Shinya Mito; 真也三戸; Takaaki Tanaka; 孝明田中; Yoshito Miyatake; 義人宮武
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-07-08
Filing date: 1993-07-08
Publication date: 1995-01-31

Abstract

(57)【要約】【目的】明るく、色むら、輝度むらのない投写型表示
装置を提供する。【構成】光源８４から出射する平行に近い光は、液晶
パネル８９に入射する。液晶パネル８９は、その画面中
心を投写レンズ９０の光軸に対してずらして配置され
る。光源８４の光軸は、液晶パネル８９の画面中心を透
過する投写レンズ９０の主光線と一致させる。投写レン
ズ９０には、絞り９１とそれよりもスクリーン９３側に
傾斜絞り９２とが配置される。液晶パネル８９からの出
射光は、投写レンズ９０に入射し、絞り９１と傾斜絞り
９２とにより光束が制限され、スクリーン９３上に拡大
投射される。【効果】傾斜絞りを用いることにより、スクリーン９
３上の輝度むらを改善できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ライトバルブ上に形成
される画像を照明光で照射し、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ものである。

【０００２】

【従来の技術】大画面の映像を得るために、映像信号に
応じて小型のライトバルブ上に形成された画像を照明光
で照射し、その光学像を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よりよく知られている。近
年、ライトバルブとして液晶パネルを用いた投写型表示
装置が注目されている（例えば、特開平２−２５００１
５号公報など）。

【０００３】（図８）は投写レンズを１本用いた、従来
の投写型表示装置の構成の一例を示したものである。

【０００４】光源４はランプ１、凹面鏡２、フィルタ３
で構成される。ランプ１からの出射光は、凹面鏡２によ
り平行に近い光に変換され、フィルタ３により赤外線、
紫外線を除去され、平凸レンズ５を介して液晶パネル６
に入射する。液晶パネル６は、最良のコントラストを得
るため投写レンズ７の光軸に対して、その画面中心をず
らして配置されている。液晶パネル６上には、映像信号
に応じた画像が形成されており、液晶パネル６を透過し
た光は、投写レンズ７によりスクリーン８上に拡大投写
される。

【０００５】（図９）は投写レンズを３本用いた、従来
の投写型表示装置の構成の一例を示したものである。

【０００６】光源１４はランプ１１、凹面鏡１２、フィ
ルタ１３で構成される。ランプ１１から放射された白色
光は、凹面鏡１２により平行に近い光に変換され、フィ
ルタ１３により赤外線、紫外線を除去され、色分離光学
系１８に入射する。色分離光学系１８は、それぞれ青反
射、緑反射、赤反射の３枚のダイクロイックミラー１
５，１６，１７で構成され、光源１４からの出射光を
青、緑、赤の原色光に分離する。各原色光は、それぞれ
フィールドレンズ１９，２０，２１を通過後、それぞれ
液晶パネル２２，２３，２４に入射する。液晶パネル２
２，２３，２４上には、映像信号に応じた画像が形成さ
れており、液晶パネル２２，２３，２４を透過した青、
緑、赤の各原色光は、それぞれ３本の投写レンズ２５，
２６，２７により拡大投写され、スクリーン２８上でカ
ラー画像に合成される。

【０００７】図８、図９に示した構成では、色合成光学
系が不要であるため、液晶パネルと投写レンズとの間隔
を短くすることができる。投写レンズはバックフォーカ
スに制約がないので、投写レンズからスクリーン中心ま
での距離を短くすることが可能となり、コンパクトな投
写型表示装置が構成できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】スクリーン上における
投写画像の照度Ｅは、投写レンズの光軸上の投写画像中
心における照度をＥ₀とすると、

【０００９】

【数１】

【００１０】で表される。ここで、Ｋは投写レンズの開
口効率、ωは投写レンズの画角である。スクリーン上の
照度Ｅは、投写レンズの開口効率Ｋとｃｏｓ⁴ωの積に
比例する。

【００１１】（図８）に示した構成では、液晶パネル６
の画面中心が投写レンズ７の光軸に対してずらして配置
されているため、投写画像の中心は投写レンズ７の光軸
と一致せず、斜め投写となる。それゆえ、投写画像の両
端に対する投写レンズ７の画角が異なり、投写画像に輝
度むらを生じるという問題があった。

【００１２】また、（図９）に示した構成では、３本の
投写レンズ２５，２６，２７の光軸の位置が異なるため
にスクリーン２８上の任意の点に対して青、緑、赤のそ
れぞれの投写レンズ２５，２６，２７の画角が異なり、
青、緑、赤のそれぞれの投写画像の照度分布が異なる。
（図１０）に投写レンズのｃｏｓ⁴ωによる青、緑、赤
の投写画像の照度分布を示す。同図からも明らかなよう
に青、緑、赤の投写画像の合成画像に色むらを生じるこ
とがわかる。

【００１３】このような投写画像の輝度むら、色むらを
改善するために、液晶パネルへの入力映像信号を輝度変
調することにより補正する方法や、光量減衰フィルタに
より各パネルへの入射光量を補正する方法がある。しか
しながら、いずれの方法もスクリーン上で最も照度が低
い位置に対して他の位置の照度を低下させて輝度むら、
色むらを改善する方法であり、したがって投写画像の輝
度が低下するという問題があった。

【００１４】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、明るく色むら、輝度むらの少ない投写型表示装置を
提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の投写型表示装置は、光源と、前記光源から
の出射光を受け映像信号に応じた光学像が形成されるラ
イトバルブと、前記ライトバルブからの出射光を受け前
記光学像をスクリーン上に投写する投写レンズとを備
え、前記ライトバルブはその画面中心を前記投写レンズ
の光軸からずらして配置され、前記投写レンズは光軸に
対して傾斜した絞りを備えたものである。

【００１６】また、本発明の投写型表示装置は、光源
と、前記光源から放射される白色光を青、緑、赤の色成
分の光に分離する色分離手段と、前記色分離手段からの
出射光を受け映像信号に応じた光学像が形成される３つ
のライトバルブと、前記各ライトバルブからの出射光を
それぞれ受け、前記各光学像をスクリーン上に投写する
３本の投写レンズとを備え、前記３つのライトバルブの
うち２つのライトバルブは、その画面中心を、対応する
投写レンズの光軸からずらして配置され、前記対応する
２本の投写レンズはその光軸に対して傾斜した絞りを備
えたものである。

【００１７】また、本発明の投写型表示装置は、光源
と、前記光源から放射される白色光を青、緑、赤の色成
分の光に分離する色分離手段と、前記色分離手段からの
出射光を受け映像信号に応じた光学像が形成される３つ
のライトバルブと、前記各ライトバルブからの出射光を
受け、青、緑、赤の色成分の光を合成する色合成手段
と、前記色合成手段からの光を受けスクリーン上に投射
する投写レンズとを備え、前記各ライトバルブはその画
面中心を前記投写レンズの光軸からずらして配置され、
前記投写レンズは投写レンズの光軸に対して傾斜した絞
りを備えたものである。

【００１８】

【作用】本発明は、投写レンズの光軸に対して画面中心
をずらして配置したライトバルブに対応する投写レンズ
には、投写レンズの光軸に対して傾斜した絞りを備える
ことで、（数１）により求められる投写画像のスクリー
ン上の照度分布を制御することができる。以下、投写レ
ンズに備えられた傾斜した絞りを傾斜絞りと呼ぶことに
する。傾斜絞りは、スクリーン上の任意の点に対して、
投写レンズの画角が小さくなる点の開口効率を低くして
光束を減少させることができる。また、投写レンズの画
角が大きくなる点の開口効率を高くして光束を増加させ
ることができる。

【００１９】１本の投写レンズで斜め投写を行う場合、
投写レンズに傾斜絞りを配置し、その開口の大きさ、傾
斜角度を調整することで、投写画像両端に対する投写レ
ンズの画角が異なることにより生じる輝度むらが改善さ
れる。

【００２０】また、３本の投写レンズを用いて、スクリ
ーン上で青、緑、赤の投写画像を合成する場合、３本の
投写レンズ画角に応じて開口効率を制御し、３本の投写
レンズの投写画像の照度分布を同一にすることができ、
合成投写画像の色むらが改善される。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の投写型表示装置の実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００２２】（図１）は本発明の第１の実施例における
投写型表示装置の構成を示したものである。３４は光
源、３８は色分離光学系、４５，４６，４７は液晶パネ
ル、４８，４９，５０は投写レンズ、５５はスクリーン
である。

【００２３】光源３４は、ランプ３１、凹面鏡３２、フ
ィルタ３３で構成される。ランプ３１はメタルハライド
ランプを用いている。色分離光学系３８は、それぞれ青
反射、緑反射、赤反射のダイクロイックミラー３５，３
６，３７で構成される。液晶パネル４５，４６，４７
は、ツイストネマチックモードの液晶セル４３と偏光板
４２，４４で構成される。投写レンズ４８，４９，５０
は、光軸が互いに平行で液晶パネル４５，４６，４７の
画面の水平方向に配置される。中央の投写レンズ４９
は、その光軸がスクリーン５５の中心と垂直となるよう
に配置され、絞り５１，５３を配置している。両端の投
写レンズ４８，５０は絞り５１と、それよりもスクリー
ン５５側にそれぞれ傾斜絞り５２，５４とを配置してい
る。

【００２４】ランプ３１から放射される光は、凹面鏡３
２により平行に近い光に変換された後、フィルタ３３に
入射する。フィルタ３３は赤外線、紫外線を除去するた
めのものである。フィルタ３３からの出射光は、ダイク
ロイックミラー３５で青色成分光が反射され、緑、赤色
成分を含む光は透過する。ダイクロイックミラー３５を
透過した緑、赤色成分を含む光は、ダイクロイックミラ
ー３６で緑色成分光が反射され赤色成分を含む光は透過
する。ダイクロイックミラー３６を透過した赤色成分を
含む光は、ダイクロイックミラー３７で赤色成分光が反
射され、不要成分光は透過する。

【００２５】こうして、色分離光学系３８により分離さ
れた各色光は、青色成分光はフィールドレンズ３９に、
緑色成分光はフィールドレンズ４０に、赤色成分光はフ
ィールドレンズ４１に入射する。フィールドレンズ３
９，４０，４１は液晶パネル４５，４６，４７の周辺部
を透過する光を投写レンズ４８，４９，５０に入射させ
るためのものである。フィールドレンズ３９，４０，４
１からの出射光は、同一平面上に配置した透過型の３つ
の液晶パネル４５，４６，４７に入射する。液晶パネル
４５，４６，４７はアクティブマトリクス方式であり、
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
る。液晶パネル４５，４６，４７からの出射光は、投写
レンズ４８，４９，５０に入射する。投写レンズ４８，
４９，５０に入射した光は、絞り５１，５３と傾斜絞り
５２，５４とにより光束が制限され、スクリーン５５上
に拡大投射される。青、緑、赤の投写画像はスクリーン
５５上で合成される。

【００２６】いま、液晶パネル４６の画面水平方向をｘ
軸、画面垂直方向をｙ軸、投写レンズ４９の光軸をｚ軸
とするｘｙｚ直行座標系を考える。スクリーン５５上で
各色光の画像を合成するために、３つの液晶パネル４
５，４６，４７のうち中央以外の２つの液晶パネル４
５，４７は、対応する投写レンズの光軸に対して画面中
心をｘ軸方向にずらして配置している。さらに、液晶パ
ネル４５，４７の平面上の位置と傾きを微動させて、
青、緑、赤の投写画像をスクリーン５５上で重ね合わせ
ている。

【００２７】（図２）に投写レンズ４８の光路図を示
す。絞り５１よりスクリーン５５側に、傾斜絞り５２を
配置している。液晶パネル４５は、その画面中心を投写
レンズ４８の光軸から同図のようにずらして配置されて
いるために、点Ｐから出射した光に対する投写レンズ４
８の画角ω_Pは、点Ｑから出射した光に対する投写レン
ズ４８の画角ω_Qよりも大きくなる。したがって、（数
１）より点Ｐに対するスクリーン５５上の照度は、点Ｑ
に対するスクリーン５５上の照度に比べて低下する。そ
こで、点Ｐ、点Ｑにおける投写レンズ４８のそれぞれの
開口効率Ｋ_P、Ｋ_Qが、

【００２８】

【数２】

【００２９】を満足するように、傾斜絞り５２の開口の
大きさ、傾斜角度を決定している。図のようにｘ軸方向
に液晶パネル４５をずらした場合、傾斜絞り５２はｙ軸
を中心に回転して傾斜させる。投写レンズ５０について
も同様にして傾斜絞り５４の開口の大きさ、傾斜角度を
決定している。ただし、光源３４から投写レンズ４８，
４９，５０までの光学系において、投写レンズ４８，４
９，５０の瞳上に形成される光源３４の像の大きさと投
写レンズ４８，４９，５０の瞳径が整合する実効Ｆ数に
対して、投写レンズ４８，４９，５０のＦ数は傾斜絞り
５２，５４の傾斜角度に応じて小さくする必要がある。

【００３０】（図２）において、実線は投写レンズ４８
に傾斜絞り５２を配置した場合の点Ｐおよび点Ｑを透過
する光束を示し、波線は傾斜していない絞り５３を配置
した場合の光束を示している。このように、絞りを傾斜
させることにより、投写レンズ４８の画角ωが大きくな
る点Ｐに対しては光束が増加し、画角が小さくなる点Ｑ
に対しては光束を減少する。このようにして、投写レン
ズ４８，５０に傾斜絞り５２，５４を用いて、画角の違
いに応じて開口効率を制御することにより、投写レンズ
４８，４９，５０の合成投写画像に生じる色むらを改善
することができる。

【００３１】投写レンズ４８，４９，５０のフォーカス
調整は、投写レンズ４８，４９，５０をｚ軸に沿って移
動して行う。この時、傾斜絞り５２，５４の傾斜方向が
変化しないように、傾斜絞り５２，５４を配置した投写
レンズ４８，５０は、回転させないように移動する必要
がある。合成投写画像のコンバージェンス調整は、視感
度の高い緑の投写画像のフォーカスを調整し、赤、青の
投写画像を緑の投写画像に合わせて行う。投写レンズ４
８，４９，５０の色収差を十分に補正しておけば、実用
上問題のないレベルとなる。また、投写レンズ４８，４
９，５０の歪曲収差は、非球面レンズを用いることによ
り実用上問題のないレベルとなる。

【００３２】（図３）に赤、青の投写画像の照度を緑の
投写画像の照度で規格化した場合のスクリーン５５上の
相対照度分布を示す。３本の投写レンズ４８，４９，５
０をｘ軸方向に配置しているので、スクリーン５５上の
水平方向の分布を示している。実線は投写レンズ４８，
５０に傾斜絞り５２，５４を配置させた場合であり、波
線は傾斜絞り５２，５４がない場合の特性である。傾斜
絞り５２，５４がない場合は、画面左部では青成分の照
度が高くなり、画面右部では赤成分の照度が高くなり色
むらを生じることがわかる。しかし、傾斜絞り５２，５
４を配置させることにより青、緑、赤成分それぞれの照
度分布を明るさを低下させることなく等しくすることが
でき、色むらを改善することができる。

【００３３】（図２）では傾斜絞り５２を絞り５１のス
クリーン５５側に配置しているが、傾斜絞り５２を絞り
５１の液晶パネル４５側に配置しても同様の効果が得ら
れる。

【００３４】投写画像の照度分布の違いを補正するため
に、１箇所の傾斜絞りでは補正不足となる場合は、傾斜
絞りを２箇所に配置してもよい。（図４）に傾斜絞りを
２箇所に配置した投写レンズ６１を示す。絞り５１の液
晶パネル４５側にも傾斜絞り６２を配置することによ
り、青、緑、赤成分の照度分布をさらに等しくすること
ができ、色むらを大幅に改善することができる。

【００３５】斜め投写を行う場合、中央の液晶パネル４
６の画面中心を投写レンズ４９の光軸に対してｙ軸方向
にずらして配置すると、投写画像上下に対する投写レン
ズ４９の画角が異なるため、画面上下で輝度むらを生じ
る。しかし、投写レンズ４９に傾斜絞りを配置し、その
開口の大きさ、傾斜角度を調整することにより輝度むら
を改善できる。この場合、両端の液晶パネル４５，４７
は、その画面中心をそれぞれ投写レンズ４８，５０の光
軸に対してｘ軸およびｙ軸の２方向にずらして配置す
る。合成投写画像に生じる色むらは、両端の投写レンズ
４８，５０にそれぞれ配置された傾斜絞り５２，５４の
開口の大きさ、傾斜角度を投写角に応じて調整し改善す
ることができる。

【００３６】図５は投写レンズ４９に、傾斜角が可変で
あり、ｚ軸を中心に回転が可能な傾斜絞り７１を配置し
た場合の光路図を示す。斜め投写の場合、任意の投写角
で投写するためには、液晶パネル４６の投写レンズ４９
の光軸に対するずらし量を変化させればよい。しかし、
投写角が変化すると投写レンズ４９の画角も変化するた
めに、輝度むらを生じる。この場合、図に示すように傾
斜絞り７１の傾斜角を調整して、投写画像の輝度均一性
を調整する。また、投写画像を任意の方向に投写するた
めには、液晶パネル４６を投写レンズ４９の光軸に対し
てｘ軸とｙ軸の２方向にずらせばよい。しかし、投写方
向が変化すると投写レンズ４９の画角も変化するため
に、輝度むらを生じる。この場合、傾斜絞り７１の傾斜
角、回転角を調整して、投写画像の輝度均一性を調整す
る。投写レンズ４８，５０についても同様にそれぞれ傾
斜絞り７１を配置し、投写方向に応じてその傾斜角、回
転角を調整することにより、任意の方向に投写した合成
投写画像の色むらを改善することができる。

【００３７】（図１）は液晶パネル４５，４７が、投写
レンズ４８，５０の光軸に対してその画面中心をｘ軸方
向にずらした場合であったが、投写レンズ４８，４９，
５０を画面の垂直方向に配置した場合は、画面中心をｙ
軸方向にずらすことになる。その場合、色むらはスクリ
ーン５５の垂直方向に生じるため、傾斜絞り５２，５４
はｘ軸を中心に回転し傾斜させればよく、傾斜絞り５
２，５４の開口の大きさ、傾斜角度を調整し、投写画像
の色むらを改善できる。

【００３８】（図６）は本発明の第２の実施例における
投写型表示装置の構成を示したものである。８４は光
源、８９は液晶パネル、９０は投写レンズ、９３はスク
リーンである。

【００３９】光源８４はランプ８１、凹面鏡８２、フィ
ルタ８３で構成される。ランプ８１はハロゲンランプを
用いている。液晶パネル８９は、モザイク状のカラーフ
ィルタを内蔵したツイストネマチックモードの液晶セル
８７と偏光板８６，８８で構成される。投写レンズ９０
内には絞り９１と、それよりもスクリーン９３側に傾斜
絞り９２とを配置している。スクリーン９３は、投写レ
ンズ９０の光軸に対して垂直に配置される。

【００４０】ランプ８１から放射された光は、凹面鏡８
２により平行に近い光に変換され、フィルタ８３に入射
する。フィルタ８３は赤外線を除去するためのものであ
る。フィルタ８３を透過した光は、フィールドレンズ８
５に入射する。フィールドレンズ８５から出射した光
は、液晶パネル８９に入射する。液晶パネル８９は、投
写レンズ９０の光軸に対してその画面中心をずらして配
置される。液晶パネル８９では映像信号に応じた光学像
が形成される。液晶パネル８９から出射した光は、投写
レンズ９０に入射する。投写レンズ９０に入射した光
は、絞り９１と傾斜絞り９２により光束が制限され、ス
クリーン９３上に拡大投射される。

【００４１】いま、液晶パネル８９の画面水平方向をｘ
軸、画面垂直方向をｙ軸、投写レンズ９０の光軸をｚ軸
とするｘｙｚ直行座標系を考える。最良なコントラスト
比は液晶パネル８９への光線入射角が数度傾いていると
きに実現できることが知られている。このため、液晶パ
ネル８９は、投写レンズ９０の光軸に対して画面中心を
ｙ軸方向にずらして配置している。光源８４の光軸は、
液晶パネル８９の画面中心を透過する投写レンズ９０の
主光線と一致させている。

【００４２】液晶パネル８９の画面中心を投写レンズ９
０の光軸に対してｙ軸方向にずらして配置させると、投
写画像の画面上部と画面下部とでは投写レンズ９０の画
角ωが異なるため、（数１）のｃｏｓ⁴ωの項により投
写画像の画面上部と画面下部で輝度むらを生じる。この
画面上下の輝度むらを改善するために、画面上下に対す
る投写レンズ９０の画角の違いに応じて開口効率を制御
する。開口効率の制御は、傾斜絞り９２の開口の大き
さ、傾斜角度を調整して行うことができる。この場合、
輝度むらはスクリーン９３の垂直方向に生じるため、傾
斜絞り９２はｘ軸を中心に回転して傾斜させている。傾
斜絞り９２は、投写レンズ９０の画角ωの大きくなる画
面上部に対して開口効率を増加させ、画角の小さくなる
画面下部に対しては開口効率を減少させるように作用
し、画面上下の輝度むらを改善することができる。

【００４３】液晶パネル８９は、投写レンズ９０の光軸
に対してその画面中心をｘ軸方向にずらした場合にも、
投写画像に輝度むらを生じる。この場合、輝度むらはス
クリーン９３の水平方向に生じるため、傾斜絞り９２は
ｙ軸を中心に回転して傾斜させればよく、傾斜絞り９２
の開口の大きさ、傾斜角度を調整し、投写画像の輝度む
らを改善できる。

【００４４】第１の実施例と同様に、傾斜絞り９２は、
絞り９１の液晶パネル８９側に配置してもよい。また、
傾斜絞りを絞り９１のスクリーン９３側および液晶パネ
ル８９側に配置してもよい。また、投写レンズ９０に傾
斜角が可変で、ｚ軸を中心に回転が可能な傾斜絞り７１
を配置することにより、液晶パネル８９の画面中心の投
写レンズ９０に対するずらし量に応じて、任意の方向へ
投写した場合の投写画像に生じる輝度むらを改善するこ
とができる。

【００４５】スクリーン９３が投写レンズ９０の光軸に
対して傾斜して配置される場合、投写画像は輝度むらと
同時に台形歪を生じる。この場合、輝度むらは傾斜絞り
７１で改善することができる。台形歪は、画像メモリを
用いて画像の形状変化を行うことにより補正すればよ
い。

【００４６】（図７）は本発明の第３の実施例における
投写型表示装置の構成を示したものである。１０４は光
源、１０７は色分離光学系、１１２，１１３，１１４は
液晶パネル、１１８は色合成光学系、１１９は投写レン
ズ、１２２はスクリーンである。

【００４７】光源１０４はランプ１０１、凹面鏡１０
２、フィルタ１０３で構成される。ランプ１０１はキセ
ノンランプを用いている。色分離光学系１０７は、それ
ぞれ赤反射、緑反射のダイクロイックミラー１０５，１
０６で構成される。色合成光学系１１８は、それぞれ緑
反射、青反射のダイクロイックミラー１１６，１１７で
構成される。投写レンズ１１９内には、絞り１２０と、
そのスクリーン１２２側に傾斜絞り１２１を配置してい
る。スクリーン１２２は、投写レンズ１１９の光軸に対
して垂直に配置される。

【００４８】光源１０４からの赤外線、紫外線が除去さ
れた平行に近い光は、ダイクロイックミラー１０５で赤
色成分光が反射され、緑、青色成分を含む光は透過す
る。ダイクロイックミラー１０５を透過した緑、青色成
分を含む光は、ダイクロイックミラー１０６で緑色成分
光が反射され青色成分光は透過する。こうして色分離光
学系１０７により分離された各色光は、それぞれフィー
ルドレンズ１０９，１１０，１１１に入射する。フィー
ルドレンズ１０９，１１０，１１１からの出射光は、透
過型の３つの液晶パネル１１２，１１３，１１４に入射
する。液晶パネル１１２，１１３，１１４は、投写レン
ズ１１９の光軸に対してその画面中心をずらして配置さ
れる。液晶パネル１１２，１１３，１１４には、映像信
号に応じた光学像が形成される。ダイクロイックミラー
１１６では、液晶パネル１１２からの赤色成分光を透過
し、液晶パネル１１３からの緑色成分光を反射する。ダ
イクロイックミラー１１７では、赤、緑色成分光を透過
し、液晶パネル１１４からの青色成分光を反射する。こ
うして、色合成光学系１１８により合成された光は、投
写レンズ１１９に入射する。投写レンズ１１９に入射し
た光は、絞り１２０、傾斜絞り１２１により光束が制限
され、スクリーン１２２上に拡大投射される。

【００４９】いま、液晶パネルの画面水平方向をｘ軸、
画面垂直方向をｙ軸、投写レンズの光軸をｚ軸とするｘ
ｙｚ直行座標系を考える。液晶パネル１１２，１１３，
１１４の画面中心を通る主光線は、コントラストが最良
となるように投写レンズ１１９の光軸に対して数度傾け
ている。このため、液晶パネル１１２，１１３，１１４
は投写レンズ１１９の光軸に対して、その画面中心をｙ
軸方向にずらして配置している。

【００５０】液晶パネル１１２，１１３，１１４の画面
中心を投写レンズ１１９の光軸に対してｙ軸方向にずら
して配置させると、投写画像の画面上下に対する投写レ
ンズ１１９の画角ωが異なるため、画面上下で輝度むら
を生じる。この画面上下の輝度むらを改善するために、
傾斜絞り１２１の開口の大きさ、傾斜角度を調整する。
こうして、第２の実施例と同様に画面上下の輝度むらを
改善することができる。

【００５１】液晶パネル１１２，１１３，１１４が、投
写レンズ１１９の光軸に対してその画面中心をｘ軸方向
にずらした場合にも同様に、投写画像に輝度むらを生じ
る。この場合、輝度むらはスクリーン１２２の水平方向
に生じるため、傾斜絞り１２１はｙ軸を中心に回転して
傾斜させればよく、傾斜絞り１２１の開口の大きさ、傾
斜角度を調整し、投写画像の輝度むらを改善できる。

【００５２】第３の実施例においては、第１の実施例と
同様に傾斜絞り１２１は、絞り１２０の液晶パネル１１
２側に配置してもよい。また傾斜絞りを、絞り１２０の
スクリーン１２２側および液晶パネル１１２側の両方に
配置してもよい。また、投写レンズ１１９に傾斜角が可
変で、ｚ軸を中心に回転が可能な傾斜絞り７１（図５に
示したもの）を配置することにより、液晶パネル１１
２，１１３，１１４の画面中心の投写レンズ１１９に対
するずらし量に応じて、任意の方向へ投写した場合の投
写画像に生じる輝度むらを改善することができる。

【００５３】さらに、第３の実施例においては、第２の
実施例と同様にスクリーン１２２が投写レンズ１１９の
光軸に対して傾斜して配置される場合にも、輝度むらは
傾斜絞り７１（図５に示したもの）を用いて改善するこ
とができる。台形歪は、画像メモリを用いて画像の形状
変化を行うことにより補正すればよい。

【００５４】なお、第１から第３の実施例においてはラ
イトバルブにツイストネマチック液晶パネルを用いた例
を示したが、高分子分散液晶など他の液晶パネルを用い
ることもできる。また、電気光学効果など複屈折性、旋
光性の変化として映像信号に応じた光学像を形成するラ
イトバルブを用いても同様の効果が発揮される。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、本発明の投写型表示装置
は投写レンズ内に傾斜絞りを備えることにより、スクリ
ーン上の任意の点に対して、投写レンズの開口効率を制
御することができる。また、投写レンズの開口効率を制
御することにより、投写レンズの画角の違いにより生じ
るスクリーン上の投写画像の輝度むら、色むらを改善し
た優れた投写型表示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における投写型表示装置
の概略構成図

【図２】本発明に係る投写レンズの光路を説明するため
の図

【図３】青、緑、赤の投写画像の照度分布を説明する特
性図

【図４】本発明に係る投写レンズの２箇所に傾斜絞りを
配置した場合の光路を説明するための図

【図５】本発明に係る投写レンズに傾斜角および回転角
を可変する絞りを配置した場合の光路を説明するための
図

【図６】本発明の第２の実施例における投写型表示装置
の概略構成図

【図７】本発明の第３の実施例における投写型表示装置
の概略構成図

【図８】投写レンズを１本用いた従来の投写型表示装置
の概略構成図

【図９】投写レンズを３本用いた従来の投写型表示装置
の概略構成図

【図１０】従来の投写型表示装置の青、緑、赤の投写画
像の照度分布特性図

【符号の説明】

３４，８４，１０４光源３８，１０７色分離光学系４５，４６，４７，８９，１１２，１１３，１１４液
晶パネル４８，４９，５０，９０，１１９投写レンズ５１，５３，９１，１２０絞り５２，５４，９２，１２１傾斜絞り５５，９３，１２２スクリーン１１８色合成光学系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮武義人大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源からの出射光を受け映像
信号に応じた光学像が形成されるライトバルブと、前記
ライトバルブからの出射光を受け前記光学像をスクリー
ン上に投写する投写レンズとを備え、前記ライトバルブ
はその画面中心を前記投写レンズの光軸からずらして配
置され、前記投写レンズは光軸に対して傾斜した絞りを
備えたことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】投写レンズは、光軸に対して傾斜した絞り
の他に、主光線と投写レンズの光軸との交点に配置され
た絞りを備えたことを特徴とする請求項１記載の投写型
表示装置。
【請求項３】投写レンズは、光軸に対して傾斜した絞り
を複数個備えて構成されることを特徴とする請求項１記
載の投写型表示装置。
【請求項４】光軸に対して傾斜した複数個の絞りは、主
光線と投写レンズの光軸との交点に対し、そのスクリー
ン側およびライトバルブ側にそれぞれ配置されたことを
特徴とする請求項３記載の投写型表示装置。
【請求項５】傾斜した絞りは傾斜角が可変であることを
特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
【請求項６】傾斜した絞りは、投写レンズの光軸を中心
として回転しえることを特徴とする請求項１記載の投写
型表示装置。
【請求項７】ライトバルブとして液晶パネルを用いたこ
とを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
【請求項８】光源と、前記光源から放射される白色光を
青、緑、赤の色成分の光に分離する色分離手段と、前記
色分離手段からの各々の出射光を受け映像信号に応じた
光学像が形成される３つのライトバルブと、前記各ライ
トバルブからの出射光をそれぞれ受け、前記各光学像を
スクリーン上に投写する３本の投写レンズとを備え、前
記３つのライトバルブのうち少なくとも２つのライトバ
ルブは、その画面中心を、対応して配置される投写レン
ズの光軸からずらして配置され、前記対応して配置され
る投写レンズはその光軸に対して傾斜した絞りを備えて
いることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項９】光軸に対して傾斜した絞りを備える投写レ
ンズは、前記傾斜した絞りの他に、主光線と投写レンズ
の光軸が交差する位置に配置された絞りを備えたことを
特徴とする請求項８記載の投写型表示装置。
【請求項１０】傾斜した絞りを備える投写レンズは、光
軸に対して傾斜した絞りを複数個備えて構成されること
を特徴とする請求項８記載の投写型表示装置。
【請求項１１】傾斜した複数個の絞りは、主光線と投写
レンズの光軸との交点に対し、そのスクリーン側および
ライトバルブ側にそれぞれ配置されたことを特徴とする
請求項１０記載の投写型表示装置。
【請求項１２】傾斜した絞りは傾斜角が可変であること
を特徴とする請求項８記載の投写型表示装置。
【請求項１３】傾斜した絞りは、投写レンズの光軸を中
心として回転しえることを特徴とする請求項８記載の投
写型表示装置。
【請求項１４】ライトバルブとして液晶パネルを用いた
ことを特徴とする請求項８記載の投写型表示装置。
【請求項１５】光源と、前記光源から放射される白色光
を青、緑、赤の色成分の光に分離する色分離手段と、前
記色分離手段からの出射光を受け映像信号に応じた光学
像が形成される３つのライトバルブと、前記各ライトバ
ルブからの出射光を受け、青、緑、赤の色成分の光を合
成する色合成手段と、前記色合成手段からの光を受けス
クリーン上に投射する投写レンズとを備え、前記各ライ
トバルブはその画面中心を、対応して配置される投写レ
ンズの光軸から各々ずらして配置され、前記投写レンズ
は投写レンズの光軸に対して傾斜した絞りを備えたこと
を特徴とする投写型表示装置。
【請求項１６】投写レンズは、光軸に対して傾斜した絞
りの他に、主光線と投写レンズの光軸との交点に配置さ
れた絞りを備えたことを特徴とする請求項１５記載の投
写型表示装置。
【請求項１７】投写レンズは、光軸に対して傾斜した絞
りを複数個備えて構成されることを特徴とする請求項１
５記載の投写型表示装置。
【請求項１８】傾斜した絞りは、主光線と投写レンズの
光軸との交点に対し、そのスクリーン側およびライトバ
ルブ側にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項１
７記載の投写型表示装置。
【請求項１９】傾斜した複数の絞りは傾斜角が可変であ
ることを特徴とする請求項１５記載の投写型表示装置。
【請求項２０】傾斜した絞りは、投写レンズの光軸を中
心として回転しえることを特徴とする請求項１５記載の
投写型表示装置。
【請求項２１】ライトバルブとして液晶パネルを用いた
ことを特徴とする請求項１５記載の投写型表示装置。