JPH0843764A - 投影型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 マトリックス状に絵素が配列された液晶表示
パネル２からの透過光を投影スクリーン７上に結像させ
て画像を表示する投影型画像表示装置は、入射された光
の光路をシフトさせる平行平板ガラス１が、上記液晶表
示パネル２と上記投影スクリーン７との間の光路の少な
くとも一部に設けられ、液晶表示パネル２に基づく像
と、所定シフト量だけ位置のずれた液晶表示パネル２に
基づく像とが重ね合わされるようにスクリーン上に投影
されるようになっている。 【効果】 遮光マスクによる縞が目立たなくなり、なめ
らかな画像が低コストで得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透過型表示素子等に光
源からの光を入射し、透過光をスクリーン上に投影させ
て画像を表示する画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】透過型表示パネルは、それ自身は発光し
ないが、その透過率が駆動信号によって変化し、光源か
らの光の強度を変調することによって画像や文字を表示
するものである。このような透過型表示パネルとして
は、液晶表示パネル、エレクトロクロミックディスプレ
イ、ＰＬＺＴ（Plumbum Lanthanum Zirconium Titanium
oxide）等の透過性セラミックを用いたディスプレイ等
が挙げられる。中でも、液晶表示パネルは、ポケッタブ
ルＴＶやワードプロセッサ等に広く一般に利用されてい
る。

【０００３】このような液晶表示パネルは、絵素と称さ
れる最小の表示単位が規則的に配列されており、それら
の絵素にそれぞれ独立した駆動電圧を印加することによ
り液晶の光学特性が変化し、それによって画像や文字が
表示される。各絵素に独立した駆動電圧を印加する方法
としては、単純マトリックス方式、及びアクティブマト
リックス方式等が知られている。

【０００４】上記アクティブマトリックス方式によれ
ば、各絵素に薄膜トランジスタ、又はダイオードのＭＩ
Ｍ（Metal Insulator Metal ）等の素子を設け、これら
に駆動信号を供給するラインを絵素と絵素との間に設け
る必要がある。このため、画面中の絵素領域の占める割
合（開口率と称す）が小さくなる。また、液晶表示パネ
ルに照射された光のうち、絵素領域以外の領域に入射し
た光は、表示信号による変調を受けない。表示動作モー
ドがノーマリブラックモード（液晶層に電界が印加され
ていないときに、光が透過しないような動作モード）の
表示パネルでは、絵素領域以外の領域に入射した光は液
晶表示パネルを透過しない。表示動作モードがノーマリ
ホワイトモード（液晶層に電界が印加されていないとき
に、光が透過するような動作モード）の液晶表示パネル
では、絵素領域以外の領域に入射した光が液晶表示パネ
ルを透過すると、表示画面の黒レベルが浮き上がってコ
ントラストが低下する。

【０００５】このコントラストの低下を防止するため
に、必要に応じて、絵素以外の領域にマトリックス状に
遮光マスク（Blackout Mask ）を設け、表示に寄与しな
い光を吸収、又は反射するように構成することが知られ
ている。したがって、このパネルを投影した場合、スク
リーン上で遮光マスクによる縞が目立ち、画像品位が著
しく低下する。そこで、液晶表示パネルの出射側の光路
に回折格子を挿入し、液晶表示パネルからの出射光を回
折させ、スクリーン上で本来遮光マスクが結像する位置
に液晶表示パネルの絵素開口部を通過した光を結像さ
せ、遮光マスクを目立たないようにすることが、例えば
特開昭５９−２１４８２５号公報、特開昭６３−１１４
４７５号公報、及び特開平３−１４８６２２号公報等に
開示されている。

【０００６】特開昭５９−２１４８２５号公報に開示さ
れたカラー表示装置（第１従来技術）によれば、３原色
に対応する３種類の画素が直線状に交互に配置された画
素群の前面に、透過型の平面回折格子が設けられてお
り、この回折格子により各画素から照射された光が回折
されて３分割される（０次回折光、及び±１次回折光）
ので、各画素の実像と２つの虚像とが見えることにな
る。このため、単一色の画素が点在していても（画素が
低密度に配置されていても）、点在しているようには見
えず、密集しているように見える。また、２つ以上の画
素が発光した場合には、それらの合成色の画素が発光し
ているように見え、画像が鮮明になる。同様の技術は、
特開平３−１４８６２２号公報にも開示されている。

【０００７】又、特開昭６３−１１４４７５号公報に開
示された画像表示装置（第２従来技術）によれば、回折
格子を備えた光学的ローパスフィルタが画像表示器と接
眼レンズとの間の光軸上の所定位置且つ光軸と垂直な面
に対して所定の角度で配されている（画像表示器表面に
一体的に形成してもよい）。画像表示器は２次元的に配
列されたドット状の表示セグメントを有し、光学的ロー
パスフィルタによって、（１／２ｐ）以上の周波数成分
がカットされる（表示セグメントのピッチをｐとする）
ので、表示画像に関する情報のみが表示される。このた
め、ドットピッチによるざらつき感がなくなり、見やす
い画像が再現できる。光学的ローパスフィルタとして
は、ぼかしの効果があればよく、例えば磨ガラスや乳白
色樹脂板等が挙げられる。

【０００８】他に、第３従来技術として、複数の投影型
画像表示装置を用い、一枚の液晶表示パネルの絵素の開
口部を他の表示パネルの絵素の遮光マスクに重なるよう
に、画像を重畳投射する場合に、平行平板素子を投影レ
ンズ付近の光路全体に挿入し、その傾き角を変えること
によってスクリーン上での複数の画像の微調整（絵素合
わせ）を行なうことが知られている（例えば、特開平６
−１２３８６８号公報参照）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
第１及び第２従来技術によれば、何れも回折格子を使用
しており、この場合、光の回折角βは、図９（入射角α
がゼロの場合を示す）に示すように、回折光の次数に大
きく依存し、このため各次数の回折光（０次、１次、及
び２次回折光）が各回折角に応じてスクリーン上に結像
される。

【００１０】又、光の回折角は、次式（１）で示すよう
に、回折格子の格子間隔に大きく依存する。つまり、格
子間隔をＤとし、αを光軸に対する入射光のなす角度と
し、βを光軸に対する回折光のなす角度とし、ｍを回折
光の次数とし、λを入射光の波長とすると、次式（１）
が成立する。

【００１１】sinα− sinβ＝ｍ・λ／Ｄ (1) したがって、絵素ピッチの異なる表示パネル毎に、それ
ぞれ対応する格子間隔を有した特定の回折格子を準備す
る必要がある。この場合、回折格子の製作コストが高い
ので、この回折格子を備えた装置のコストが嵩むという
問題点を有している。

【００１２】又、上記の第３従来技術によれば、一つの
投影型画像表示装置からスクリーンに投射される光の全
てをシフトさせるため、複数の投影型画像表示装置の画
像をスクリーンに一度に投影する場合にのみ有効であ
り、大幅なコスト高を招来すると共に、装置自体の構成
が複雑で大掛かりなものとなる。

【００１３】以上より、本発明は、上記問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的は、表示パネルの精細さ
を維持し、なめらかで自然な画像が低コストで得られる
投影型画像表示装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の投影型画像表
示装置は、上記課題を解決するために、マトリックス状
に絵素が配列された液晶表示手段からの透過光をスクリ
ーン上に結像させて画像を表示する投影型画像表示装置
において、以下の手段を講じている。

【００１５】即ち、上記の投影型画像表示装置は、上記
液晶表示手段と上記スクリーンとの間の光路の少なくと
も一部に設けられ、入射された光の光路をシフトさせる
光路シフト手段を備えている。

【００１６】請求項２の投影型画像表示装置は、上記課
題を解決するために、請求項１の構成において、上記光
路シフト手段が透明平行平板素子であることを特徴とし
ている。

【００１７】請求項３の投影型画像表示装置は、上記課
題を解決するために、請求項２の構成において、光路の
シフト量が絵素ピッチの略半分となるように、上記透明
平行平板素子の屈折率、及び厚みが設定されると共に、
上記透明平行平板素子が光軸と垂直な面に対して所定の
角度で傾斜される構成である。

【００１８】請求項４の投影型画像表示装置は、上記課
題を解決するために、請求項１、又は２の構成におい
て、上記光路シフト手段が複数の面からなり、少なくと
も１つの面の面法線は光軸と平行でない構成である。

【００１９】請求項５の投影型画像表示装置は、上記課
題を解決するために、請求項１、又は２の構成におい
て、上記の光路シフト手段が複数の面からなり、各面
は、その面法線が光軸に対して対称な角度をなすように
配されている構成である。

【００２０】請求項６の投影型画像表示装置は、上記課
題を解決するために、請求項１の構成において、上記光
路シフト手段が複屈折性の物質からなる構成である。

【００２１】請求項７の投影型画像表示装置は、上記課
題を解決するために、マトリックス状に絵素が配列され
た液晶表示手段からの透過光をスクリーン上に結像させ
て画像を表示する投影型画像表示装置において、以下の
手段を講じている。

【００２２】即ち、上記液晶表示手段と上記スクリーン
との間の光軸上に設けられ、入射される光の光路をシフ
トさせる光路シフト手段と、上記液晶表示手段と上記ス
クリーンとの間の光軸上に設けられ、光路シフト手段に
より生じる光路差を補正する光路差補正手段とを備えた
構成である。

【００２３】

【作用】請求項１の構成によれば、液晶表示手段からの
透過光は、光路シフト手段を介してスクリーン上に投影
されると共に、光路シフト手段を介さずにスクリーン上
に投影される。換言すれば、液晶表示手段に基づく像
（光路シフト手段を介さずに結像された像）と、所定シ
フト量だけ平行に位置のずれた液晶表示手段に基づく像
（光路シフト手段を介して結像された像）とが重ね合わ
されるようにスクリーン上に投影される。

【００２４】請求項２の構成によれば、請求項１の作用
に加えて、上記光路シフト手段が透明平行平板素子であ
るので、低コストでなめらかな画像が得られる。

【００２５】請求項３の構成によれば、請求項２の作用
に加えて、光路のシフト量が絵素ピッチの略半分である
ので、スクリーン上で絵素が２重像になり、なめらかな
画像が得られる。

【００２６】請求項４の構成によれば、請求項１又は２
の作用に加えて、結像される絵素数が増え、なめらかな
画像が得られる。

【００２７】請求項５の構成によれば、請求項１又は２
の作用に加えて、結像される絵素数が増え、なめらかな
画像が得られる。

【００２８】請求項６の構成によれば、請求項１の作用
において、入射光のシフトは、複屈折性の物質により２
つの偏光に分離されることによって行なわれる。

【００２９】請求項７の構成によれば、液晶表示手段か
らの透過光は、光路シフト手段を介してスクリーン上に
投影される。このとき、光路シフト手段を通過する光
と、通過しない光との間には、光路差が生じるが、光路
差補正手段によって該光路差は補正される。したがっ
て、スクリーン上では、光路シフト手段を介さずに光路
差補正手段を介して結像された像と、光路シフト手段を
介して所定量だけ平行にシフトして結像された像との間
には光路差がなく、これらの像が重ね合わされるように
スクリーン上に投影される。

【００３０】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図８に
基づいて説明すれば、以下のとおりである。

【００３１】〔実施例１〕本実施例の投影型画像表示装
置は、図１に示すように、投影のための光を出射する光
源４と、光源４から出射される光を平行光化して液晶表
示パネル２（液晶表示手段）に導く放物面鏡３と、液晶
表示パネル２の透過光を投影レンズ６に導くフィールド
レンズ５と、投影レンズ６からの光を結像させる投影ス
クリーン７（スクリーン）とを有している。

【００３２】本投影型画像表示装置においては、更に平
行平板ガラス１（光路シフト手段）が、上記液晶表示パ
ネル２と上記投影スクリーン７との間の光路の少なくと
も一部に設けられている。例えば、平行平板ガラス１
は、図１に示すように、上記液晶表示パネル２と上記投
影スクリーン７との間の光軸ｌ上に設けられており、入
射面の法線に対して所定の角度θ（図２参照）だけ傾斜
して入射される光の光路をシフトさせるようになってい
る。光路のシフト量は、平行平板ガラス１の厚み、屈折
率、角度θによって異なる。

【００３３】本実施例においては、上記液晶表示パネル
２として、以下の仕様のものを使用した。すなわち、表
示画面の対角線は、７５mmであり、絵素ピッチは縦×横
が１６０μｍ×１３０μｍであり、絵素領域は縦×横が
８０μｍ×７５μｍであり、開口率（画面中の絵素領域
の占める割合）は２９％である。液晶の動作モードとし
て、ツイステッド・ネマティックを使用したが、他のモ
ードを使用することも可能である。

【００３４】上記光源４としては、メタルハライドラン
プ、キセノンランプ、ハロゲンランプ等が挙げられる。

【００３５】上記構成によれば、光源４からの出射光
は、放物面鏡３により平行光化された後、液晶表示パネ
ル２に入射され、更に、フィールドレンズ５を介して投
影レンズ６に導かれる。ここで、投影レンズ６の瞳位置
の一部に平行平板ガラス１が斜めに配置されているの
で、平行平板ガラス１では、図２に示すように、入射光
が屈折される。

【００３６】つまり、図２に示すように、平行平板ガラ
ス１の入射面の法線に対してθの角度でＡ点に入射した
光は、スネルの法則に従って、平行平板ガラス１中で屈
折した後、Ｂ点から空中へ出て行く。この際、平行平板
ガラス１の入射光と出射光とは互いに平行であり、両者
間には所定のシフト量ｄが生じる。

【００３７】ここで、図２を参照しながら、平行平板ガ
ラス１の入射光と出射光との間に生じるシフト量ｄを求
める。

【００３８】前述のように入射光の平行平板ガラス１へ
の入射角をθとし、平行平板ガラス１中の屈折角をαと
し、平行平板ガラス１の厚みをＤとし、平行平板ガラス
１の屈折率をｎとすると、 α＝sin ^-1( １／ｎ・ sinθ) (2) となり、平行平板ガラス１中の光路の長さに相当する線
分ＡＢは、 ＡＢ＝Ｄ／cos( sin^-1( １／ｎ・ sinθ)) (3) となり、入射光が平行平板ガラス１を通過することによ
って生じる光のシフト量ｄは、 ｄ＝ＡＢ・sin(θ−α) ＝Ｄ・sin(θ−sin ^-1( 1/ｎ・ sinθ))/cos( sin ^-1(1/ ｎ・ sinθ)) (4) で表される。

【００３９】シフト量ｄは、液晶表示パネル２の絵素ピ
ッチの略半分になるように、平行平板ガラス１の厚み
や、平行平板ガラス１の傾き角を調節し、投影レンズ６
の瞳位置付近に配することが好ましい。このように設定
すれば、投影スクリーン７上で絵素が２重像として結像
されるため、遮光マスクによる縞が目立たなくなる。

【００４０】以上のように、平行平板ガラス１を投影レ
ンズ６側から見ると、恰も液晶表示パネル２がｄだけシ
フトしたように見える。このため、投影スクリーン７上
では、元の液晶表示パネル２に基づく像（平行平板ガラ
ス１を通過しない透過光に基づく像）と、ｄだけ位置の
ずれた液晶表示パネル２に基づく像（平行平板ガラス１
を通過した透過光に基づく像）とが重ね合わされるよう
に投影され、なめらかな画像が得られた。

【００４１】具体的には、前式（２）〜（４）より、ｄ
を絵素ピッチの略半分（本実施例では、約８０μｍ）に
なるように平行平板ガラス１の厚みＤを１．３mm、入射
角θを１０°、屈折率ｎを１．５２に設定すると、図３
に示すように、本来、遮光マスクの像だけが結像する位
置（図３（ａ）の斜線部参照）に絵素開口部の像が重ね
合わさって結像し（図３（ｂ）斜線部参照）、遮光マス
クによる縞が目立たなくなり、なめらかな画像が得られ
た。なお、図３（ａ）は平行平板ガラス１を配する前の
投影スクリーン７の状態を示し、図３（ｂ）は平行平板
ガラス１を配した後の投影スクリーン７の状態（絵素
像）を示している。

【００４２】本実施例では、以上のように、液晶表示パ
ネル２の上下方向（光軸ｌに垂直な面）に対して平行平
板ガラス１が斜めになるように配した場合について説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例え
ば、液晶表示パネル２の左右方向や対角方向に対して斜
めになるように配してもよいし、或いは、液晶表示パネ
ル２の上下方向、左右方向に平行平板ガラス１をそれぞ
れ設けてもよい。

【００４３】〔実施例２〕ここで、本発明の他の実施例
を図４を参照しながら、以下に説明する。なお、上記実
施例１と同一の機能を有する部材については同一の参照
番号を付記し、詳細な説明をここでは省略する。

【００４４】本実施例の投影型画像表示装置は、図４に
示すように、実施例１と同様に、入射光が入射面の法線
に対して所定の角度だけ傾斜して入射されるように平行
平板ガラス１（光路シフト手段）が光軸ｌの一方の側
（図４では光軸ｌから上側）に配していると共に、光軸
ｌの他方の側には液晶表示パネル２と平行方向に（図４
では光軸ｌから下側）平行平板ガラス８（光路差補正手
段）が配している場合を例示しているが、他の構成は前
記実施例１と同じである。

【００４５】前記実施例１の構成によれば、光軸ｌを境
にして、平行平板ガラス１が配された側（光軸ｌから上
側）と、平行平板ガラス１が配されていない側（光軸ｌ
から下側）との間に光路差が生じてしまう。

【００４６】これは、平行平板ガラス１を通過した光
は、屈折により、その光路が、平行平板ガラス１を通過
しなかった光の光路よりも長くなり、結果として光路差
が生じるからである。このようにして生じた光路差に基
づいて投影スクリーン７上に結像される像において、ピ
ントのボケが発生する。このピントのボケを補正するた
めに、本実施例においては、平行平板ガラス１が設けら
れていない部分に、光路差を補正するための平行平板ガ
ラス８が、図４に示すように、液晶表示パネル２に対し
て平行に設けられている。

【００４７】本実施例においては、平行平板ガラス１
は、投影レンズ６の瞳位置の一部に、光軸ｌの垂線に対
して所定の角度（例えば、１０°）傾斜して配置されて
いると共に、平行平板ガラス８は光軸ｌの下方鉛直方向
に設けられている。なお、平行平板ガラス１の傾斜角が
１０°と小さいため、光路長が同じ（光路差がゼロ）に
なるように、平行平板ガラス８の厚みと平行平板ガラス
１の厚みとは同じに設定してある。

【００４８】上記構成によれば、平行平板ガラス１を通
過した光と、平行平板ガラス８を通過した光とは、共に
同じ光路長を有しているので、両者間に光路差は生じな
くなる。この結果、平行平板ガラス１を通過した光と、
平行平板ガラス８を通過した光とは、光路差がない状態
で投影スクリーン７上で集光され結像されるので、なめ
らかで、しかもピントのボケのない画像が得られた。

【００４９】ところで、光路シフト手段、及び光路差補
正手段としては、上記実施例１、２で示した平行平板ガ
ラス以外に、例えば、図５（ａ）（ｂ）、及び図６
（ａ）（ｂ）で示すような四角錐、及び四角錐台のよう
な多角錘、及び多角錘台を使用してもよい。多角錘形状
の場合には、複数の面を有し、少なくとも１つの面の面
法線は光軸ｌと平行でないという共通の特徴を備えてい
る。又、多角錘台形状の場合には、複数の面を有し、各
面は、その面法線が光軸に対して対称な角度をなすとい
う共通の特徴を備えている。

【００５０】図５（ａ）（ｂ）で示すような四角錘形状
のものを平行平板ガラス１（又は平行平板ガラス８）と
して使用すると、図５（ｃ）に示すように、結像される
絵素数は１個（平行平板ガラス１を使用しない場合の個
数）から、その周囲の絵素数に等しい４個に増加し、こ
れに伴って、なめらかな画像が得られる。又、図６
（ａ）（ｂ）で示すような四角錘台形状のものを平行平
板ガラス１、又は平行平板ガラス８として使用すると、
図６（ｃ）に示すように、結像される絵素数は１個（平
行平板ガラス１を使用しない場合の個数）から、その周
囲の絵素も含めた数に等しい５個に増加し、これに伴っ
て、なめらかな画像が得られる。なお、図５（ｂ）、及
び図６（ｂ）は、それぞれ図５（ａ）、及び図６（ａ）
の側面図である。

【００５１】〔実施例３〕ここで、本発明の更に他の実
施例について、図７及び図８を参照しながら、以下に説
明する。なお、前記実施例１と同一の機能を有する部材
については同一の参照番号を付記し、詳細な説明をここ
では省略する。

【００５２】本実施例においては、図７に示すように、
前記実施例１の平行平板ガラス１の代わりに、複屈折性
素子９（複屈折性の物質）が光軸ｌに直交して（液晶表
示パネル２と平行に）、光軸ｌの上側及び下側にまたが
って設けられている点が前記実施例１と異なっている。

【００５３】光の偏光を利用している液晶表示パネル２
では、光の入射側と出射側とにそれぞれ偏光板（共に図
示しない）が設けられているので、液晶表示パネル２を
通過してきた光は特定の方向に振動する直線偏光とな
る。そこで、この直線偏光の振動方向と複屈折素子の軸
方向とを４５°傾けて設定するか、或いは液晶表示パネ
ル２からの出射光を波長板（図示しない）を介して円偏
光に変換し、複屈折性素子９に入射させると複屈折作用
（例えば、末田哲夫著「光学部品の使い方と留意点」
（オプトロニクス社刊）の６９頁〜８６頁参照）により
常光線と異常光線とに分離され、前記実施例１、２の平
行平板ガラス１と同様の効果が得られる。

【００５４】本実施例の複屈折性素子９はサヴァール板
からなっている。具体的には、水晶や方解石のような単
軸結晶を結晶の光軸に対して斜め方向から切断して、平
行平板に仕上げたものである。本実施例においては複屈
折性素子９を使用しているが、これは、サヴァール板が
光学軸に対して光を斜めから入射させると、異常光線の
進行方向が変化するという現象を利用したものである。

【００５５】サヴァール板の法線と結晶の光軸とのなす
角をθとすると、θの角度でサヴァール板に入射した光
は、互いに直交する２つの偏光Ｐ、Ｑに分離される。こ
のとき、異常光線（波面と光の進行方向とが垂直となら
ない）に相当する偏光Ｑは、スネルの法則に反してサヴ
ァール板中を斜めに進行し、サヴァール板から出射され
る。一方、常光線（波面と光の進行方向とが垂直とな
る）に相当する偏光Ｐは、サヴァール板中を直進してサ
ヴァール板から出射される。これら分離された両偏光Ｐ
−Ｑ間の分離幅ｄは、以下のようにして求められる。

【００５６】図８に示すように、上述のようにサヴァー
ル板の法線と結晶の光軸とのなす角をθとし、常光線に
対する屈折率をｎ_o とし、異常光線に対する屈折率をｎ
_e とすると、異常光線と常光線との分離幅ｄは、 ｄ＝〔（ｂ² −ａ² ）／２ｃ² 〕・ｔ・sin ２θ (5) で表される。ここで、ａ＝１／ｎ_e 、ｂ＝１／ｎ_o 、及
びｃ² ＝ａ² sin²θ＋ｂ² cos²θ、及びｔはサヴァール
板の厚みである。

【００５７】上記構成によれば、液晶表示パネル２の透
過光が複屈折性素子９に入射されると、複屈折性素子９
内を常光線、及び異常光線がそれぞれ異なる光路で通過
し、２つの偏光Ｐ、Ｑに分離されて、投影スクリーン７
上にそれぞれ結像する。これにより、複屈折性素子９を
投影レンズ６側から見ると、あたかも液晶表示パネル２
がｄだけシフトしたように見える。このため、投影スク
リーン７上では、元の液晶表示パネル２による像と、ｄ
だけ位置のずれた液晶表示パネル２による像とが重ね合
わされるように投影され、なめらかな画像が得られた。

【００５８】この場合、方解石（ｎ_e ＝1.6584、ｎ_o ＝
1.4864）から作成したサヴァール板（θ＝４５°）の板
厚を0.37mmに設定すると、偏光Ｐ−Ｑ間の分離幅ｄが約
80μｍとなり、前記実施例１、２と同様に、なめらか
で、しかもピントのぼけない画像が得られた。

【００５９】複屈折性素子９は、本実施例では投影レン
ズ６の瞳位置に配置した例について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、液晶表示パネル２の
出射側であって、光路上の一部に設けられておればよ
い。

【００６０】上述の実施例１乃至３では、像のシフト量
を絵素ピッチの半分にした場合について説明したが、シ
フト量は解像度が低下しないレベルであれば如何なる値
でもよく、絵素が一部オーバーラップしてもかまわな
い。

【００６１】また、実施例１乃至３は、照明法として、
テレセントリック照明を採用しているが、他の照明法、
例えばクリティカル照明やケーラー照明系にも適用可能
である。

【００６２】更に、実施例１乃至３では、説明の便宜
上、単板式の場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、３板式の投影型画像表示装置
にも適用できる。

【００６３】

【発明の効果】請求項１の投影型画像表示装置は、以上
のように、液晶表示手段とスクリーンとの間の光路の少
なくとも一部に設けられ、入射された光の光路をシフト
させる光路シフト手段を備えた構成である。

【００６４】それゆえ、光路シフト手段を設けるだけと
いう簡単な構成で、絵素ピッチに関係なく、低コストの
投影型画像表示装置を提供できる。また、液晶表示手段
に基づく像（光路シフト手段を介さずに結像された像）
と、所定シフト量だけ位置のずれた液晶表示手段に基づ
く像（光路シフト手段を介して結像された像）とが重ね
合わされるようにスクリーン上に投影されるので、従来
の回折格子を用いた場合と同様に、遮光マスクによる縞
が目立たなくなり、なめらかな画像が得られるという効
果を併せて奏する。

【００６５】請求項２の投影型画像表示装置は、以上の
ように、請求項１の構成において、光路シフト手段が透
明平行平板素子である構成を有している。

【００６６】それゆえ、請求項１の効果に加えて、透明
平行平板素子を光路シフト手段として使用するので、よ
り低コストな投影型画像表示装置を提供できるという効
果を併せて奏する。

【００６７】請求項３の投影型画像表示装置は、以上の
ように、請求項２の構成において、光路のシフト量が絵
素ピッチの略半分となるように、上記透明平行平板素子
の屈折率、及び厚みが設定されると共に、上記透明平行
平板素子が光軸と垂直な面に対して所定の角度で傾斜さ
れる構成を有している。

【００６８】それゆえ、請求項２の効果に加えて、従来
の回折格子と比べて、透明平行平板素子の傾斜角、厚
み、屈折率を調整するだけで最適化できるので、大幅な
コスト低減が図れる。加えて、スクリーン上で絵素が２
重像になるので、遮光マスクによる縞がより目立たなく
なり、よりなめらかな画像が得られるという効果を併せ
て奏する。

【００６９】請求項４の投影型画像表示装置は、以上の
ように、請求項１又は２の構成において、上記光路シフ
ト手段が複数の面からなり、少なくとも１つの面の面法
線は光軸と平行でない構成を有している。

【００７０】それゆえ、請求項１又は２の効果に加え
て、結像される絵素数が増えるので、よりなめらかな画
像が得られるという効果を併せて奏する。

【００７１】請求項５の投影型画像表示装置は、以上の
ように、請求項１又は２の構成において、光路シフト手
段が複数の面からなり、各面は、その面法線が光軸に対
して対称な角度をなすように配されている構成を有して
いる。

【００７２】それゆえ、請求項１又は２の効果に加え
て、結像される絵素数が増えるので、よりなめらかな画
像が得られるという効果を併せて奏する。

【００７３】請求項６の投影型画像表示装置は、以上の
ように、請求項１の構成において、光路シフト手段が複
屈折性の物質からなる構成を有している。

【００７４】それゆえ、複屈折性の物質からなる光路シ
フト手段を設けるだけという簡単な構成なので、低コス
トの投影型画像表示装置を提供できる。また、入射光が
複屈折性物質を通過すると、２つの平行な偏光に分離さ
れるので、一方の偏光に基づく像と、他方の偏光に基づ
く像とが重ね合わされるようにスクリーン上に投影さ
れ、従来の回折格子を用いた場合と同様に、遮光マスク
による縞が目立たなくなり、なめらかな画像が得られる
という効果を併せて奏する。

【００７５】請求項７の投影型画像表示装置は、以上の
ように、液晶表示手段とスクリーンとの間の光軸上に設
けられ、入射される光の光路をシフトさせる光路シフト
手段と、上記の液晶表示手段と上記スクリーンとの間の
光軸上に設けられ、光路シフト手段により生じる光路差
を補正する光路差補正手段とを備えた構成である。

【００７６】それゆえ、光路差補正手段が光路シフト手
段により生じた光路差を補正するので、構成を複雑化す
ることなく、液晶表示手段からの透過光が、スクリーン
上で光路差がない状態で結像し、ピントのボケのないな
めらかな画像が得られる。加えて、どのような絵素ピッ
チの液晶表示パネルにも対応できるという効果を併せて
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の投影型画像表示装置の要部構成例を示
す説明図である。

【図２】図１において、光路シフト手段として平行平板
ガラスを使用した場合の平行平板ガラスの入射光と出射
光との関係を示す説明図である。

【図３】図１の平行平板ガラスの有無に基づく遮光マス
クによる縞の状態を示す説明図であり、（ａ）は平行平
板ガラスを配する前の投影スクリーンの状態を示し、
（ｂ）は平行平板ガラスを配した後の投影スクリーンの
状態を示している。

【図４】本発明の他の投影型画像表示装置の要部構成例
を示す説明図である。

【図５】本発明の光路シフト手段として四角錘を使用し
た場合、結像される絵素数の変化を示す説明図である。

【図６】本発明の光路シフト手段として四角錐台を使用
した場合、結像される絵素数の変化を示す説明図であ
る。

【図７】本発明の更に他の投影型画像表示装置の要部構
成例を示す説明図である。

【図８】図７において、光路シフト手段が複屈折性素子
からなる場合の複屈折性素子の入射光と出射光との関係
を示す説明図である。

【図９】従来技術の問題点を説明するための説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 平行平板ガラス（光路シフト手段） ２ 液晶表示パネル（液晶表示手段） ３ 放物面鏡 ４ 光源 ５ フィールドレンズ ６ 投影レンズ ７ 投影スクリーン（スクリーン） ８ 平行平板ガラス（光路差補正手段） ９ 複屈折性素子（光路シフト手段）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マトリックス状に絵素が配列された液晶表
   示手段からの透過光をスクリーン上に結像させて画像を
   表示する投影型画像表示装置であって、 上記液晶表示手段と上記スクリーンとの間の光路の少な
   くとも一部に設けられ、入射された光の光路をシフトさ
   せる光路シフト手段を備えたことを特徴とする投影型画
   像表示装置。
2. 【請求項２】上記光路シフト手段が透明平行平板素子で
   あることを特徴とする請求項１記載の投影型画像表示装
   置。
3. 【請求項３】光路のシフト量が絵素ピッチの略半分とな
   るように、上記透明平行平板素子の屈折率、及び厚みが
   設定されると共に、上記透明平行平板素子が光軸と垂直
   な面に対して所定の角度で傾斜されることを特徴とする
   請求項２記載の投影型画像表示装置。
4. 【請求項４】上記光路シフト手段が複数の面からなり、
   少なくとも１つの面の面法線は光軸と平行でないことを
   特徴とする請求項１又は２記載の投影型画像表示装置。
5. 【請求項５】上記光路シフト手段が複数の面からなり、
   各面は、その面法線が光軸に対して対称な角度をなすよ
   うに配されていることを特徴とする請求項１又は２記載
   の投影型画像表示装置。
6. 【請求項６】上記光路シフト手段が複屈折性の物質から
   なることを特徴とする請求項１記載の投影型画像表示装
   置。
7. 【請求項７】マトリックス状に絵素が配列された液晶表
   示手段からの透過光をスクリーン上に結像させて画像を
   表示する投影型画像表示装置であって、 上記液晶表示手段と上記スクリーンとの間の光軸上に設
   けられ、入射される光の光路をシフトさせる光路シフト
   手段と、 上記液晶表示手段と上記スクリーンとの間の光軸上に設
   けられ、光路シフト手段により生じる光路差を補正する
   光路差補正手段とを備えたことを特徴とする投影型画像
   表示装置。