JP2000089360A - 投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶パネルと駆動回路との電気的な接続を行
う配線によって投影光学系の光路が遮られることを防止
した投写器を備え、かつ奥行きの小さな投写型表示装置
を提供する。 【解決手段】 画像光は中心軸ＰＸで示すように、装置
背面側からスクリーン５に向かって発せられた後、上方
に反射され投写光（中心軸ＡＸ）となり、第２の折り曲
げミラー１６０でスクリーン５の方向に反射され、画像
光および投写光の中心軸ＰＸおよびＡＸが１の平面内に
規定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は投写型表示装置に関
し、特に、スクリーンとの間で所定の角度をなす反射ミ
ラーに画像を投影し、それをスクリーンに反射投影する
投写型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０〜図１３を用いて従来の投写型表
示装置の構成について説明する。図１０（ａ）には特開
平６−１３８３８６号公報に記載された投写型表示装置
ＰＤ１０の側面透視図を、図１０（ｂ）にはその平面図
を示し、図１１（ａ）は投写型表示装置ＰＤ１０に内蔵
された投写器９０を示す平面図であり、図１１（ｂ）は
図１１（ａ）のＡ−Ｏ−Ｏ−Ａ線における断面図であ
る。

【０００３】図１０に示すように、投写型表示装置ＰＤ
１０は、投写レンズ４０と筐体８０とで構成された投写
器９０がキャビネット１７０１内に収納された構成を有
している。キャビネット１７０１は投写器９０から第１
の折り曲げミラー４１１を介して出射される光を反射す
る第２の折り曲げミラー１６０１と、透過型のスクリー
ン５１とを備えている。

【０００４】また、図１１に示すように投写器９０は、
白色光を出射するランプ１２０、ランプ１２０の電極１
２１、凹面鏡１３０、コンデンサレンズ１３１で構成さ
れる光源部１を備え、光源部１からの出射方向には、可
視光のみを透過するフィルタ１４０が設けられ、フィル
タ１４０の前方には、青色光を反射し、緑・赤色光を透
過するダイクロイックミラー１４１Ｂと、赤色光を反射
し、青・緑色光を透過するダイクロイックミラー１４１
Ｒとが、主面が直交した状態で配設されている。ダイク
ロイックミラー１４１Ｒからの反射光の光路には、互い
に斜交いに配置され、光を全反射するミラー１１１ｂ、
１１１ｃ、および画像表示部３１Ｒを有する液晶パネル
３Ｒが設けられ、ダイクロイックミラー１４１Ｂからの
反射光の光路には、互いに斜交いに配置され、光を全反
射するミラー１１１ａ、１１１ｄ、および画像表示部３
１Ｂを有する液晶パネル３Ｂが設けられ、ダイクロイッ
クミラー１４１Ｒおよび１４１Ｂの透過光の光路には、
画像表示部３１Ｇを有する液晶パネル３Ｇが設けられて
いる。

【０００５】そして、液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに囲
まれて、赤・青色光を選択的に反射し、緑色光を選択的
に透過するダイクロイックプリズム１５１が配置されて
おり、ダイクロイックプリズム１５１の出射方向には投
写レンズ４０が設けられている。

【０００６】投写レンズ４０は、収差調整のための絞り
ＡＳＴおよび、ダイクロイックプリズム１５１からの光
を９０度の角度で反射する第１の折り曲げミラー４１
１、および図示しないレンズ系を内蔵している。

【０００７】次に、投写型表示装置ＰＤ１０の動作につ
いて説明する。ランプ１２０としては、例えばメタルハ
ライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ等の白
色光源が用いられる。凹面鏡１３０はランプ１２０の発
光点に曲率中心を有し、図中でランプ１２０の右側の光
路に効率良く光束を送り込むために設けられている。

【０００８】ランプ出射光、すなわち凹面鏡１３０の反
射光は、コンデンサレンズ１３１によって平行化されフ
ィルタ１４０に入射する。フィルタ１４０は可視光だけ
を透過し、不要な赤外・紫外線を反射または吸収する。
フィルタ１４０を透過した光束は、青色光を反射し、緑
・赤色光を透過するダイクロイックミラー１４１Ｂ、お
よび赤色光を反射し、青・緑色光を透過するダイクロイ
ックミラー１４１Ｒによって赤・緑・青の３原色に分解
され、ミラー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ
によって折り曲げられ、各原色に対応するモノクロ画像
を表示する液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに照射される。
液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに画像を表示させる駆動回
路については、図示を省略している。

【０００９】各液晶パネルの画像表示面３１Ｒ、３１
Ｇ、３１Ｂに形成された画像で変調された光束は、ダイ
クロイックプリズム１５１によって再び１本の光束に合
成され画像光（中心軸ＰＸ）となり、第１の折り曲げミ
ラー４１１によって投写レンズ４０内で折り曲げられて
投写光１１０（中心軸ＡＸ）に変換され、図１０に示す
キャビネット１７０１の第２の折り曲げミラー１６０１
で、再度折り曲げられスクリーン５１上に拡大投写され
る。投写レンズ４０は良好な投写画像を得るために各種
収差を補正する必要があり、複数枚の単レンズ（図示せ
ず）を組み合わせて構成される。

【００１０】なお、折り曲げミラー１６０１は、投写レ
ンズ４０の先端からスクリーン５１に至る光路を折り曲
げることで、キャビネット１７０１内の光学系をコンパ
クトに収納するために用いられている。そして、鑑賞者
はスクリーン５１に対向する側から拡大画像を鑑賞す
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した投写型表
示装置ＰＤ１０の斜視図を図１２に示す。なお、図１２
においては簡単化のため、投写器９０の底面がキャビネ
ット１７０１の底面に平行するように配置した状態を示
している。また、画像光および投写光の中心軸ＰＸおよ
びＡＸを鎖線で示す。

【００１２】図１２に示すように投写器９０の投写レン
ズ４０はスクリーン５１の側から見て、キャビネット１
７０１のほぼ中央に位置するように配置されているが、
筐体８０はキャビネット１７０１の中央より左側に寄っ
た位置に配置されている。従って、画像光は中心軸ＰＸ
で示すように、スクリーン５１に向かって左側から発せ
られ、投写レンズ４０の第１の折り曲げミラー（図示せ
ず）で上方に反射されて投写光（中心軸ＡＸで表示）と
なり、第２の折り曲げミラー１６０１でスクリーン５１
の方向に反射されることになる。

【００１３】このように、投写型表示装置ＰＤ１０にお
いては、投写光の進行方向が、画像光に対してスクリー
ン投影時では９０度回転した方向となるように（換言す
れば中心軸ＰＸおよびＡＸが１の平面内に規定されない
ように）投写器９０を配置しているので、液晶パネルの
画像に対して、スクリーン投影時の画像は９０度回転す
ることになる。

【００１４】従って、スクリーン５１上に横長の画像、
例えば縦横比３：４の画像を形成するためには、図１１
に示すように、投写器９０内の液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、
３Ｂを縦長（縦横比４：３）になるように配置しなけれ
ばならなかった。

【００１５】ここで問題となるのは、一般に広く知られ
ている投写型表示装置用の液晶パネルの構造である。図
１３に液晶パネル３（液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂと同
じ）の構成を示す。図１３に示すように、液晶パネル３
は、その外形も画像表示面３１も長方形であり、液晶パ
ネル３の駆動回路との電気的接続を行うためのＦＰＣ
（Ｆｌａｔ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃａｂｌｅ）３２が、液
晶パネル３の長辺部分から、長辺と垂直な方向に延在し
ている。そして、実装の際にはＦＰＣ３２を長辺に平行
になるように折り曲げて使用するので、図１１に示すよ
うに投写器９０内に液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを縦置
きに配置すると、ＦＰＣ３２により光路を遮る可能性が
あった。また、通常は投写器をコンパクトにするために
液晶パネル３の駆動回路は投写器９０の外部に配置され
ており、液晶パネル３から駆動回路までをＦＰＣ３２で
接続する必要があるが、液晶パネル３を縦置きに配置す
ると、図１３のように折り曲げる必要が生じ、駆動回路
までの距離が長くなって、延長のための手段が必要にな
ったり、ノイズの影響を受けやすくなるという問題があ
った。

【００１６】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、液晶パネルと駆動回路との電気的
な接続を行う配線によって投影光学系の光路が遮られる
ことを防止した投写器を備え、かつ奥行きの小さな投写
型表示装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の投写型表示装置は、画像表示デバイスを内蔵し、前
記画像表示デバイスからの画像光を出射する筐体部と、
前記画像光を拡大して投写する投写部とを有し、前記画
像表示デバイスに表示された画像を拡大投写する投写手
段と、前記投写手段から出射された投写光を反射する投
写光反射手段と、前記反射手段で反射された投写光を受
ける透過型スクリーンとを備えた投写型表示装置であっ
て、前記投写部は、画像光を前記投写光反射手段に向け
て反射する画像光反射手段を有し、前記投写手段は、前
記筐体部から前記画像光反射手段までの画像光の中心
軸、前記画像光反射手段から前記投写光反射手段までの
投写光の中心軸、および前記投写光反射手段から前記透
過型スクリーンまでの投写光の中心軸が１の平面内に規
定されるように配設されている。

【００１８】本発明に係る請求項２記載の投写型表示装
置は、前記透過型スクリーンが長方形であって、長辺が
水平となるように配置され、前記画像表示デバイスが長
方形であって、前記透過型スクリーンの配置に合わせて
長辺が水平となるように配置されている。

【００１９】本発明に係る請求項３記載の投写型表示装
置は、前記投写手段が、前記筐体部から前記画像光反射
手段までの画像光の中心軸と、前記画像光反射手段から
前記投写光反射手段までの投写光の中心軸とが直交する
ように構成され、前記筐体部の底面が水平面に対して２
０度以下の所定の角度をなすように配置されている。

【００２０】本発明に係る請求項４記載の投写型表示装
置は、前記所定の角度が０度を含んでいる。

【００２１】本発明に係る請求項５記載の投写型表示装
置は、前記投写手段が、前記筐体部と前記投写部との間
に、前記投写部を水平および垂直方向に移動させる位置
調整手段をさらに有している。

【００２２】

【発明の実施の形態】＜Ａ．実施の形態１＞ ＜Ａ−１．装置構成＞図１は本発明に係る投写型表示装
置の実施の形態１の投写型表示装置ＰＤ１を示す図であ
り、図１（ａ）は側面透視図を、図１（ｂ）は平面図を
示す。また、図２（ａ）は投写型表示装置ＰＤ１に内蔵
された投写器３００を示す平面図であり、図２（ｂ）は
図２（ａ）のＢ−Ｏ−Ｏ−Ｂ線における断面図である。

【００２３】図１に示すように、投写型表示装置ＰＤ１
は、投写レンズ４（投写部）と筐体２００（筐体部）と
で構成された投写器３００（投写手段）がキャビネット
１７０内に収納された構成を有している。キャビネット
１７０は投写器３００から第１の折り曲げミラー４１
（画像光反射手段）を介して出射される光を反射する第
２の折り曲げミラー１６０（投写光反射手段）と、透過
型のスクリーン５とを備えている。

【００２４】なお、第２の折り曲げミラー１６０は長方
形でも良いが、投写光１１０の入射範囲にだけ反射面が
あればよい。そこで、図１（ｂ）に破線で示したように
台形状のミラーを使用すれば、ミラー面積を長方形にし
たときよりも低減できるので、装置の軽量化に有効であ
る。

【００２５】また、図２に示すように投写器３００は、
白色光を出射するランプ１２０、ランプ１２０の電極１
２１、凹面鏡１３０、コンデンサレンズ１３１で構成さ
れる光源部１を備え、光源部１からの出射方向には、可
視光のみを透過するフィルタ１４０が設けられ、フィル
タ１４０の前方には、赤色光を反射し緑・青色光を透過
するダイクロイックミラー１４Ｒ、緑色光を反射し青色
光を透過するダイクロイックミラー１４ＲＧが順に設け
られている。

【００２６】そして、ダイクロイックミラー１４ＲＧか
らの透過光の光路には、互いに斜交いに配置され光を全
反射するミラー１１ｂ、１１ｃ、および画像表示部３１
Ｂを有する液晶パネル３Ｂ（画像表示デバイス）が順に
設けられ、ダイクロイックミラー１４ＲＧからの反射光
の光路には、画像表示部３１Ｇを有する液晶パネル３Ｇ
（画像表示デバイス）が設けられ、ダイクロイックミラ
ー１４Ｒの反射光の光路には、光を全反射するミラー１
１ａおよび画像表示部３１Ｒを有する液晶パネル３Ｒ
（画像表示デバイス）が順に設けられている。なお、図
２（ｂ）に示すように液晶パネル３Ｒ（液晶パネル３
Ｇ、３Ｂも同様）は、その外形も画像表示面３１Ｒ（３
１Ｇ、３１Ｂ）も長方形であり、長辺が筐体２００の底
面に平行するように横置きで配置されている。

【００２７】そして、液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに囲
まれて、赤・青色光を選択的に反射し、緑色光を選択的
に透過するダイクロイックプリズム１５が配置されてお
り、ダイクロイックプリズム１５の出射方向には投写レ
ンズ４が設けられている。

【００２８】投写レンズ４は、収差調整のための絞りＡ
ＳＴおよび、ダイクロイックプリズム１５からの光を９
０度の角度で反射する第１の折り曲げミラー４１、およ
び図示しないレンズ系を内蔵している。

【００２９】＜Ａ−２．投写器の動作＞次に、投写器３
００の動作について説明する。ランプ１２０としては、
例えばメタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲ
ンランプ等の白色光源が用いられる。凹面鏡１３０はラ
ンプ１２０の発光点に曲率中心を有し、図中でランプ１
２０の上側の光路に効率良く光束を送り込むために設け
られている。ランプ出射光、すなわち凹面鏡１３０の反
射光は、コンデンサレンズ１３１によって平行化されフ
ィルタ１４０に入射する。フィルタ１４０は可視光だけ
を透過し、不要な赤外・紫外線を反射または吸収する。
フィルタ１４０を透過した光束は、赤色光を反射し、青
・緑色光を透過するダイクロイックミラー１４Ｒ、緑色
光を反射し、青色光を透過するダイクロイックミラー１
４ＲＧによって赤・緑・青の３原色に分解される。

【００３０】そして、赤色光はミラー１１ａによって光
路を曲げられて液晶パネル３Ｒに照射され、青色光はミ
ラー１１ｂ、１１ｃによって光路を曲げられて液晶パネ
ル３Ｂに照射され、緑色光はダイクロイックミラー１４
ＲＧで反射されて液晶パネル３Ｇに照射される。なお、
液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに画像を表示させる駆動回
路は投写器３００の外部に設けられるが、図示は省略し
ている。

【００３１】このように、液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ
はコンデンサレンズ１３１により平行光で照明される
（テレセントリック照明系）ので、ダイクロイックミラ
ー１４Ｒ、１４ＲＧの分光特性に入射角依存性があって
も、均一な色度の光で照明が可能である。また、液晶パ
ネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの表示特性に照明光の入射角依存
性がある場合にでも、照明光が平行なので液晶パネルの
表示面内で均一な表示が得られる。

【００３２】各液晶パネルの画像表示面３１Ｒ、３１
Ｇ、３１Ｂに形成された画像で変調された光束は、ダイ
クロイックプリズム１５によって再び１本の光束に合成
されて画像光（中心軸ＰＸ）となり、投写レンズ４に入
射する。投写レンズ４の内部には折り曲げミラー４１が
内蔵されており、ミラーの前後にレンズ系を有してい
る。図２（ｂ）では典型的な例として、折り曲げミラー
４１の傾角が４５度の場合を図示した。

【００３３】ダイクロイックプリズム１５から出射され
た合成光束（画像光）は、折り曲げミラー４１によって
９０度に折り曲げられ、図２（ｂ）に示すように投写光
１１０（中心軸ＡＸ）となって投写レンズ４から出射さ
れる。

【００３４】なお、投写レンズ４よりも上流の光学系、
すなわち筐体２００の内部の光学系は、図２（ｂ）示す
ように底面２０１に平行な平面上に配置されている。

【００３５】投写レンズ４内部の絞りＡＳＴは投写レン
ズのＦ値を決め、かつ液晶パネルの各点から投写レンズ
に入射する光束の主光線をレンズ光軸に平行にする働き
がある。絞りＡＳＴにより主光線が平行になるので、ダ
イクロイックプリズム１５を透過する光束に入射角のむ
らがなくなり、ダイクロイックプリズム１５の分光特性
の入射角依存性による投写画像の色むらをなくすことが
できる。

【００３６】＜Ａ−３．投写型表示装置の動作＞次に、
投写型表示装置ＰＤ１の動作を、図１および投写型表示
装置ＰＤ１の斜視図を示す図３を用いて説明する。投写
器３００のうち、投写レンズ４よりも上流の光学系を内
蔵する筐体２００は、図１（ａ）に示すように、鎖線で
示す投写光の中心軸ＡＸよりも装置背面側（スクリーン
５とは反対側）寄りに配置され、筐体２００から出射し
た画像光は投写レンズ４内をスクリーン５の方向に進
み、第１の折り曲げミラー４１によって投写レンズ４内
で折り曲げられ、投写光１１０として鉛直上方向に出射
し、第２の折り曲げミラー１６０によってスクリーン５
側に折り曲げられ、スクリーン５上に拡大投影される。

【００３７】以上説明した投写型表示装置ＰＤ１の斜視
図を図３に示す。なお、図３においては簡単化のため、
投写器３００の底面がキャビネット１７０の底面に平行
するように配置した状態を示している。また、画像光お
よび投写光の中心軸ＰＸおよびＡＸを鎖線で示す。

【００３８】図３に示すように、画像光は中心軸ＰＸで
示すように、装置背面側からスクリーン５に向かって発
せられ、投写レンズ４の第１の折り曲げミラー（図示せ
ず）で上方に反射され投写光（その中心軸ＡＸを示す）
となり、第２の折り曲げミラー１６０でスクリーン５の
方向に反射されることになる。

【００３９】＜Ａ−４．特徴的作用効果＞このように、
投写型表示装置ＰＤ１においては、スクリーン投影時の
投写光の進行方向が、画像光の進行方向と同じ方向とな
るように（換言すれば画像光および投写光の中心軸ＰＸ
およびＡＸが１の平面内に規定されるように）投写器３
００を配置しているので、液晶パネル上の画像と投写光
のスクリーン上の画像とは縦横の方向が一致することに
なる。従って、液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂは、その画
像表示面３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂがスクリーン５の縦横
配置に対応するように配置すれば良い。

【００４０】すなわち、ＮＴＳＣ方式の装置ではスクリ
ーンの縦横比は３：４であり、ＨＤＴＶ方式の装置では
スクリーンの縦横比は９：１６であり、長辺が水平にな
るよう配置されている。このスクリーンの長辺と投写器
３００からの拡大画像の長辺とを一致させるように、投
写器３００内部で液晶パネルの画像表示面３１Ｒ、３１
Ｇ、３１Ｂの長辺が水平になるように液晶パネル３Ｒ、
３Ｇ、３Ｂを配置すれば良い。

【００４１】このように液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを
配置することで、以下に説明するような利点がある。こ
こで、図４に液晶パネル３（液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３
Ｂと同じ）の長辺が水平になるように配置した状態を示
す。

【００４２】一般に広く知られている投写型表示装置用
の液晶パネル３は、その外形も画像表示面３１も長方形
であり、液晶パネルの駆動回路との電気的接続を行うた
めのＦＰＣ（Ｆｌａｔ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃａｂｌｅ）
３２が、液晶パネルの長辺部分から長辺と垂直な方向に
延在している。従って、図４に示すように投写器３００
内に液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３ＢをＦＰＣ３２が上側と
なるように横置きに配置すると、ＦＰＣ３２が光路を遮
ることはない。

【００４３】また、液晶パネル３の駆動回路は投写器３
００の外部に配置されており、液晶パネル３から駆動回
路までをＦＰＣ３２で接続する必要があるが、液晶パネ
ル３を横置きに配置すると、従来のようにＦＰＣ３２を
折り曲げなくても済み、ＦＰＣ３２の全長が短くなる。
従って、延長のための手段が不要となり、また、ノイズ
の影響を受けにくくなる。

【００４４】なお、図４においてはＦＰＣ３２が上側と
なるように液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを横置きにした
構成を示したが、ＦＰＣ３２が下側、すなわち筐体２０
０の底面側になるように配置しても良い。

【００４５】＜Ａ−５．投写型表示装置の小型化のため
の投写器配置＞次に、投写型表示装置ＰＤ１の高さ寸法
（Ｈ）および奥行き寸法（Ｄ）を低減して、投写型表示
装置ＰＤ１を小型化するための投写器３００の配置につ
いて説明する。

【００４６】＜Ａ−５−１．奥行き寸法の低減＞奥行き
寸法Ｄを低減するためには、第２の折り曲げミラー１６
０の垂直線に対する角度θ１（図１（ａ）参照）を４５
゜以下にすることが有効である。そのためには、投写器
３００の筐体２００の底面２０１とキャビネット１７０
の底面１７２（図中では便宜的に水平方向に一致）との
なす角度θ２を、投写光の中心軸ＡＸが底面１７２に対
して垂直から、キャビネット１７０の背面側に傾くよう
に設定すべきである。そのためにはθ２≧０゜とすれば
よい。なお、図１では便宜上スクリーン５に入射する投
写光の中心軸ＡＸは水平方向に一致するように示した
が、必ずしもこの限りではなく、中心軸ＡＸの延長線が
鑑賞者の目の位置となるように設定しても良い。

【００４７】＜Ａ−５−２．高さ寸法の低減＞また、高
さ寸法Ｈを低減するためには、筐体２００の底面２０１
とキャビネット１７０の底面１７２（図中では便宜的に
水平方向に一致）とのなす角度θ２を適切に設定する必
要がある。

【００４８】図１は画面サイズ５０インチ（縦横比３：
４）の装置を想定した第１の例であり、θ１＝３５゜、
θ２＝１８゜として示している。この条件では、高さ寸
法Ｈ＝９５５ｍｍ、奥行き寸法Ｄ＝４１５ｍｍが得られ
た。また、第２の例として、同じく画面サイズ５０イン
チでθ１＝４５゜、θ２＝０゜とすることにより、高さ
寸法Ｈ＝８００ｍｍ、奥行き寸法Ｄ＝６１０ｍｍとな
り、奥行き寸法は上記第１の例よりも増加するが、高さ
寸法が低減できた。そして、第２の例では投写器３００
の底面、すなわち筐体２００の底面２０１が水平方向と
一致するので、装置の組立て、検査等が容易になるとい
う利点がある。

【００４９】前述した、奥行寸法Ｄを低減する条件（θ
２≧０゜）を勘案すると、装置の奥行きと高さとをバラ
ンスよく低減するためには、以下の条件式を満たすこと
が望ましい。

【００５０】すなわち、０゜≦θ２≦２０゜・・・
（１）である。

【００５１】なお、条件式（１）の下限値を超えると、
装置の奥行きが不必要に大きくなる。また、条件式
（１）の上限値を超えると、装置高さが不必要に増加す
る、筐体２００がスクリーン５への入射光束を遮る、ス
クリーン５にオーバーラップするように筐体２００が突
出する等の不都合が生ずる。

【００５２】なお、本例ではθ２≧０゜以上で、投写光
の中心線ＡＸが筐体２００の底面２０１に対して垂直か
ら、スクリーン５とは反対の装置背面側に傾いた状態を
想定したが、θ２が０゜よりも小さい場合とは、投写光
の中心線ＡＸがスクリーン５側に傾いた状態を言う。こ
の状態でも第２の折り曲げミラー１６０の配置角度によ
ってはスクリーン５への投影は可能である。

【００５３】＜Ａ−６．投写レンズの可動構造＞次に、
投写レンズ４の可動構造について図５〜図７を用いて説
明する。図５は投写レンズ４、ダイクロイックプリズム
１５、液晶パネル３の画像表示面３１の位置関係を示す
断面図であり、画像表示面３１からの投写光の光路が併
せて示されている。

【００５４】投写レンズ４は、第１の折り曲げミラー４
１と、８枚の単レンズＬ１〜Ｌ８の組み合わせにより構
成されている。なお、単レンズＬ１がスクリーン側（大
きな共役側と呼称）の最端部に配置され、単レンズＬ８
が液晶パネル側（小さな共役側と呼称）の最端部に配置
されている。光路に沿って説明すれば、単レンズＬ８か
ら順に、単レンズＬ７、Ｌ６、Ｌ５、絞りＡＳＴ、単レ
ンズＬ４が配置されている。単レンズＬ４は第１の折り
曲げミラー４１の直前に配置され、第１の折り曲げミラ
ー４１で投写光が反射される方向に、単レンズＬ３、Ｌ
２、Ｌ１が配置されている。

【００５５】このような構成の投写レンズ４を、液晶パ
ネル側（小さな共役側）の光軸、すなわち筐体内の画像
光の光軸に対して垂直あるいは水平方向に移動させるこ
とにより、スクリーン５上に投写された投写器３００か
らの拡大画像のスクリーン面内における位置を調整でき
る。

【００５６】図６に投写レンズ４を図中で下側に平行移
動させた場合を示す。この場合、図６に示すように、第
１の折り曲げミラー４１で反射された投写光は図中で右
側に平行移動する。このとき、液晶パネル側のテレセン
トリック性は保たれている。

【００５７】なお、図６においては投写レンズ４を図中
で下側に平行移動させた場合を示したが、投写レンズ４
を図中で上側に平行移動させれば、第１の折り曲げミラ
ー４１で反射された投写光は図中で左側に平行移動し、
投写レンズ４を図に向かって手前側に平行移動させれ
ば、第１の折り曲げミラー４１で反射された投写光は図
に向かって手前側に平行移動し、投写レンズ４を図に向
かって向こう側に平行移動させれば、第１の折り曲げミ
ラー４１で反射された投写光は図に向かって向こう側に
平行移動することになる。

【００５８】このように、投写レンズ４を、液晶パネル
側（小さな共役側）の光軸、すなわち筐体内の画像光の
光軸に対して垂直あるいは水平方向に移動させることに
より、スクリーン５上に投写された投写器３００からの
拡大画像のスクリーン面内における位置を調整できるの
で、投写器３００をキャビネット１７０内に設置する際
は投写画像の面内回転方向のみをスクリーンに合わせれ
ば良く、投写器３００の配設作業が容易になる。

【００５９】また、図５に示すように、第１の折り曲げ
ミラー４１を投写レンズ内に実装すると、投写レンズ内
部（Ｌ３〜Ｌ４間）での軸外光の光軸に対する傾斜角
は、投写レンズの出射光の光軸に対する傾角よりも小さ
くできるので、折り曲げミラーを投写レンズ外（スクリ
ーン側）に配置する場合よりも第１の折り曲げミラー４
１を小型にできる。

【００６０】ここで、投写レンズ４を移動可能とするた
めの構成の一例を、図７を用いて説明する。図７におい
て、投写レンズ４は水平および垂直方向に平行移動が可
能な位置調整機構ＭＶに取り付けられる構成となってい
る。

【００６１】位置調整機構ＭＶは、積層配置された３枚
のテーブルＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３で構成されている。
テーブルＴＢ３は投写器３００の筐体２００に固定さ
れ、テーブルＴＢ２はテーブルＴＢ３に取り付けられ、
例えば水平方向へのスライドが可能なスライドテーブル
である。また、テーブルＴＢ１はテーブルＴＢ２に取り
付けられ、例えば垂直方向へのスライドが可能なスライ
ドテーブルである。

【００６２】そして、投写レンズ４をテーブルＴＢ１に
取り付けることで、テーブルＴＢ１およびＴＢ２のスラ
イドにより、水平および垂直方向への平行移動が可能と
なる。

【００６３】なお、筐体２００の内部の光学系は、図２
（ｂ）示すように底面２０１に平行な平面上に配置され
ているので、位置調整機構ＭＶは筐体の底面に対して水
平および垂直に取り付けることで、投写レンズ４を液晶
パネル側（小さな共役側）の光軸、すなわち筐体内の画
像光の光軸に対して垂直あるいは水平方向に移動させる
ことができる。

【００６４】＜Ａ−７．変形例＞以上の説明において
は、投写器３００は図２（ａ）で示したように、ダイク
ロイックプリズム１５から投写レンズ４に至る光軸より
も図中下側に光源１を配置し、図１（ｂ）に示すよう
に、スクリーン５の中央よりも図中左側に筐体２００の
幅寸法Ｗｐの大部分が配分されるように構成した例を示
したが、図２（ａ）において示すダイクロイックプリズ
ム１５から投写レンズ４に至る光軸を対称軸として、各
構成を反対側に配置した構成、すなわち、図中で前述の
光軸よりも上側に光源１を配置した構成であっても、本
発明の効果に変わりはない。

【００６５】＜Ｂ．実施の形態２＞ ＜Ｂ−１．装置構成＞図８は本発明に係る投写型表示装
置の実施の形態２の投写型表示装置ＰＤ２を示す図であ
り、図８（ａ）は側面透視図を、図８（ｂ）は平面図を
示す。また、図９は投写型表示装置ＰＤ２に内蔵された
投写器５００（投写手段）を示す平面図である。

【００６６】なお、図１を用いて説明した投写型表示装
置ＰＤ１および図２を用いて説明した投写器３００と同
一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は
省略する。

【００６７】図９に示す投写器５００においては、色合
成光学系にダイクロイックプリズム１５を用いた第１の
実施の形態の投写器３００とは異なり、色合成光学系に
ダイクロイックミラー１４ｒｇ、１４ＧＢを用いてい
る。

【００６８】図９に示す投写器５００においては、フィ
ルタ１４０の前方には、赤色光を反射し緑・青色光を透
過するダイクロイックミラー１４Ｒ、緑色光を反射し青
色光を透過するダイクロイックミラー１４ＲＧが順に設
けられている。

【００６９】そして、ダイクロイックミラー１４ＲＧか
らの反射光の光路には、画像表示部３１Ｇを有する液晶
パネル３Ｇが設けられ、ダイクロイックミラー１４ＲＧ
からの透過光の光路には、画像表示部３１Ｂを有する液
晶パネル３Ｂが設けられている。

【００７０】また、液晶パネル３Ｂの透過光の光路に
は、光を全反射するミラー１１ｂおよび赤・緑色光を反
射し青色光を透過するダイクロイックミラー１４ｒｇが
順に同じ角度で設けられ、液晶パネル３Ｇの透過光の光
路には、緑色光を反射し赤色光を透過するダイクロイッ
クミラー１４ＧＢがダイクロイックミラー１４ｒｇと同
じ角度で設けられている。そして、ダイクロイックミラ
ー１４ｒｇの出射方向には投写レンズ４（投写部）が設
けられている。

【００７１】なお、図示は省略するが、液晶パネル３Ｒ
（液晶パネル３Ｇ、３Ｂも同様）は、その外形も画像表
示面３１Ｒ（３１Ｇ、３１Ｂ）も長方形であり、長辺が
筐体４００（筐体部）の底面に平行するように横置きで
配置されている。

【００７２】＜Ｂ−２．投写器の動作＞次に、図９を用
いて投写器５００の動作について説明する。フィルタ１
４０を透過した光束は、赤色光を反射し、青・緑色光を
透過するダイクロイックミラー１４Ｒ、緑色光を反射
し、青色光を透過するダイクロイックミラー１４ＲＧに
よって赤・緑・青の３原色に分解される。

【００７３】そして、赤色光はミラー１１ａによって光
路を曲げられて液晶パネル３Ｒに照射され、緑色光はダ
イクロイックミラー１４ＲＧで反射されて液晶パネル３
Ｇに照射され、青色光はダイクロイックミラー１４ＲＧ
を透過して液晶パネル３Ｂに照射される。

【００７４】液晶パネル３Ｒ、３Ｇの画像表示部３１
Ｒ、３１Ｇで変調された透過光は、緑色光を反射し赤色
光を透過するダイクロイックミラー１４ＧＢによって合
成される。また、液晶パネル３Ｂの画像表示部３１Ｂで
変調され、ミラー１１ｂによって光路を折り曲げられた
青色光は、赤・緑色光を反射し青色光を透過するダイク
ロイックミラー１４ｒｇによって赤・緑色光と合成され
ることにより、再び１本の光束となって投写レンズ４に
入射する。

【００７５】＜Ｂ−３．投写型表示装置の動作＞投写型
表示装置ＰＤ２の動作は、図１および図３を用いて説明
した投写型表示装置ＰＤ１と同様であり、筐体４００か
ら出射した光束は投写レンズ４内をスクリーン５の方向
に進み、第１の折り曲げミラー４１によって投写レンズ
４内で折り曲げられ、投写光１１０として鉛直上方向に
出射し、第２の折り曲げミラー１６０によってスクリー
ン５側に折り曲げられ、スクリーン５上に拡大投影され
る。

【００７６】＜Ｂ−４．特徴的作用効果＞このように、
投写型表示装置ＰＤ２においては、スクリーン投影時の
投写光の進行方向が、画像光の進行方向と同じ方向とな
るように（換言すれば画像光および投写光の中心軸が１
の平面内に規定されるように）投写器５００を配置して
いるので、液晶パネル上の画像と投写光のスクリーン上
の画像とは縦横の方向が一致することになる。

【００７７】従って、液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂは、
その画像表示面３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂがスクリーン５
の縦横配置に対応するように配置すれば良く、このよう
に液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを配置することで、液晶
パネルの長辺部分から長辺と垂直な方向に延在するＦＰ
Ｃ（Ｆｌａｔ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃａｂｌｅ）が光路を
遮ることはなく、また、従来のようにＦＰＣを折り曲げ
なくても済むので、ＦＰＣの全長が短くなる。従って、
延長のための手段が不要となり、また、ノイズの影響を
受けにくくなる。

【００７８】また、投写器５００においては、色合成光
学系をダイクロイックミラーにより構成している。従っ
て、コスト的に高価なダイクロイックプリズムを用いな
いで済むため、より安価な装置を提供することができ
る。

【００７９】また、照明光学系（すなわち光源１）から
各液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに至る距離を３者で等し
くできるため、照明光の各液晶パネル３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ
への照射分布も３者でほぼ均一となり、スクリーン５上
に形成されるそれらの合成投写画像の色むらを軽減でき
る。

【００８０】なお、筐体底面４０１とキャビネット底面
１７２とのなす角θ２を条件式（１）の範囲内で適切に
設定することにより、投写型表示装置ＰＤ２の高さ寸法
Ｈおよび奥行き寸法Ｄを低減して、投写型表示装置ＰＤ
２を小型化することができることは実施の形態１と同様
である。

【００８１】＜Ｂ−５．変形例＞以上の説明において
は、投写器５００は図９で示したように、ダイクロイッ
クミラー１４ｒｇから投写レンズ４に至る光軸よりも図
中下側に光源１を配置し、図８（ｂ）に示すように、ス
クリーン５の中央よりも図中左側に筐体４００の幅寸法
Ｗｐの大部分が配分されるように構成した例を示した
が、図９において示すダイクロイックミラー１４ｒｇか
ら投写レンズ４に至る光軸を対称軸として、各構成を反
対側に配置した構成、すなわち、図中で前述の光軸より
も上側に光源１を配置した構成であっても、本発明の効
果に変わりはない。

【００８２】

【発明の効果】本発明に係る請求項１記載の投写型表示
装置によれば、筐体部から画像光反射手段までの画像光
の中心軸、画像光反射手段から投写光反射手段までの投
写光の中心軸、および投写光反射手段から透過型スクリ
ーンまでの投写光の中心軸が１の平面内に規定されるよ
うに投写手段を配設するので、画像表示デバイス上の画
像と投写光のスクリーン投影時の画像の縦横の方向を一
致させることができる。

【００８３】本発明に係る請求項２記載の投写型表示装
置によれば、透過型スクリーンが、その長辺が水平とな
るように配置されている場合、画像表示デバイスもそれ
に合わせて配置することで、画像表示デバイスの長辺の
１つから配線ケーブルが延在する場合、当該ケーブルが
筐体部内の光路を遮ることが防止されるとともに、配線
ケーブルの長さを短縮でき、ノイズの影響を受けにくく
できる。

【００８４】本発明に係る請求項３記載の投写型表示装
置によれば、筐体部の底面が水平面に対して２０度以下
の所定の角度をなすように投写手段を配置することで、
投写光反射手段と透過型スクリーンとのなす角度を緩や
かにでき、装置の高さ寸法を低減することができる。

【００８５】本発明に係る請求項４記載の投写型表示装
置によれば、筐体部の底面が水平面に対してなす所定の
角度を０度とすることで、投写手段の配置が容易にで
き、かつ装置の高さ寸法および奥行き寸法のバランスを
適切にとることができる。

【００８６】本発明に係る請求項５記載の投写型表示装
置によれば、筐体部と投写部との間に、投写部を水平お
よび垂直方向に移動させる位置調整手段をさらに有する
ので、筐体部内の画像光の中心軸に対して、投写部内に
含まれるレンズ系の光軸を水平および垂直方向に移動さ
せることができ、投写型スクリーン上の投写像のスクリ
ーン面内における位置を調整できるので、投写手段を装
置内に設置する際は、投写像の面内回転方向のみをスク
リーンに合わせれば良く、投写手段の配設作業が容易に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る実施の形態１の投写型表示装置
の構成を示す図である。

【図２】 本発明に係る実施の形態１の投写型表示装置
を構成する投写器を説明する図である。

【図３】 本発明に係る実施の形態１の投写型表示装置
の動作を説明する斜視図である。

【図４】 本発明に係る実施の形態１の投写型表示装置
を構成する投写器に内蔵される液晶パネルを示す図であ
る。

【図５】 本発明に係る実施の形態１の投写型表示装置
を構成する投写器の投写レンズの断面図である。

【図６】 本発明に係る実施の形態１の投写型表示装置
を構成する投写器の投写レンズの移動時の断面図であ
る。

【図７】 本発明に係る実施の形態１の投写型表示装置
を構成する投写器の投写レンズの移動機構を説明する図
である。

【図８】 本発明に係る実施の形態２の投写型表示装置
の構成を示す図である。

【図９】 本発明に係る実施の形態２の投写型表示装置
を構成する投写器を説明する図である。

【図１０】 従来の投写型表示装置の構成を示す図であ
る。

【図１１】 従来の投写型表示装置を構成する投写器を
説明する図である。

【図１２】 従来の投写型表示装置の動作を説明する斜
視図である。

【図１３】 従来の投写型表示装置を構成する投写器に
内蔵される液晶パネルを示す図である。

【符号の説明】 ３，３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ 液晶パネル、４ 投写レンズ、
４１ 第１の折り曲げミラー、５ 透過型スクリーン、
１６０ 第２の折り曲げミラー、２００，４００ 筐
体、３００，５００ 投写器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像表示デバイスを内蔵し、前記画像表
   示デバイスからの画像光を出射する筐体部と、前記画像
   光を拡大して投写する投写部とを有し、前記画像表示デ
   バイスに表示された画像を拡大投写する投写手段と、 前記投写手段から出射された投写光を反射する投写光反
   射手段と、 前記反射手段で反射された投写光を受ける透過型スクリ
   ーンとを備えた投写型表示装置であって、 前記投写部は、画像光を前記投写光反射手段に向けて反
   射する画像光反射手段を有し、 前記投写手段は、 前記筐体部から前記画像光反射手段までの画像光の中心
   軸、前記画像光反射手段から前記投写光反射手段までの
   投写光の中心軸、および前記投写光反射手段から前記透
   過型スクリーンまでの投写光の中心軸が１の平面内に規
   定されるように配設される、投写型表示装置。
2. 【請求項２】 前記透過型スクリーンは長方形であっ
   て、長辺が水平となるように配置され、 前記画像表示デバイスは長方形であって、前記透過型ス
   クリーンの配置に合わせて長辺が水平となるように配置
   される、請求項１記載の投写型表示装置。
3. 【請求項３】 前記投写手段は、 前記筐体部から前記画像光反射手段までの画像光の中心
   軸と、前記画像光反射手段から前記投写光反射手段まで
   の投写光の中心軸とが直交するように構成され、前記筐
   体部の底面が水平面に対して２０度以下の所定の角度を
   なすように配置される、請求項１記載の投写型表示装
   置。
4. 【請求項４】 前記所定の角度は０度を含む、請求項３
   記載の投写型表示装置。
5. 【請求項５】 前記投写手段は、前記筐体部と前記投写
   部との間に、前記投写部を水平および垂直方向に移動さ
   せる位置調整手段をさらに有する、請求項１〜３の何れ
   かに記載の投写型表示装置。