WO1992016871A1 - Dispositif de visualisation du type par projection - Google Patents

Description

明 細 投 射 型 表 示 装 置 技 術 分 野

本発明 は、 ビデオ映像や コ ン ピ ュ ー タ 画像等を表示す る 投射型表示装置 に係 り 、 な かで も 液晶 ラ イ ト バル ブ等 を用 い て ス ク リ ー ン の背面 よ り 斜 'め に投射す る 投射型表 示装置 に 関す る 。

背 景 技 術

近時、 透過型 ま た は反射型 ド ッ ト マ ト リ ッ ク ス 液晶等 を用 い た表示装置 （以下 ラ イ 卜 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 （ C R T ) 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 い、 実用上は 4 0 イ ン チ程度の大 き さ が限界 と な る た め そ れ以上の 画像を得た い と の要望 に 応え る た めで あ る 。

—方、 ラ イ ト バル ブ 自 体を大面 S 化す る に は、 製作の 上で欠陥の 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 力、 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 卜 内 に納め、 キ ャ ビネ ッ 卜 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 ィ ス プ レ イ 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 一 8 5 7 7 8 号公報に も 見 ら れ る よ う に、 透過型液晶ラ イ ト バル ブに光源力、 ら照明 を与 え、 こ の液晶 ラ イ ト バル ブ に表示 さ れ る 画像を投射 レ ン ズに よ り 拡大す る と と も に反射 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 ヤ ビネ ッ ト 内 に納め ら れ 任怠の場所へ移動が可能であ り 、 かつ 明 る い室内であ つ 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 ィ ス プ レ イ 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 一 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 台形歪な ど に よ り 画像に歪みが生ずる の で反射 ミ ラ — の設置条件 に大 き な制約を受け、 こ れに起因 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 卜 の厚 さ ） が増 し、 それ故薄型の 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 。 一般に傾い た物の レ ン ズ に よ る 像 は U S P 7 5 1 , 3 4 7 号に T . S c h e i m p Π u g 力《示 し た よ う に 台形 歪が発生す る 。 第 1 3 図 に示す よ う に傾い た物面 4 3 は レ ン ズ 4 4 に よ り 傾い た像面 4 5 に結像す る 。 そ の傾 き の関係 は同図 に示す よ う に物面 4 3 と レ ン ズ 4 4 と 像面 4 5 と の 延長線が一致す る よ う に な る 。 レ ン ズ 4 4 の像 側焦点 f の光紬 Z に 対す る 垂線 と 像面 4 5 と の交点を g と す る と 、 第 1 4 図 に示 さ れ る 正方形の物面上の像 A B C D は レ ン ズ 4 4 に よ り 第 1 5 図 に示 さ れ る 台形 A B C D と な っ て像面 4 5 上に結像す る 。

そ こ で こ の台形歪を除去す る た め に、 第 1 6 図 に示す よ う に ラ イ ト バル ブ 4 6 と第 1 の投射 レ ン ズ 4 7 と 第 2 の投射 レ ン ズ 4 9 と ス ク リ ー ン 5 0 と を Z 軸 に対 し て角 度 0 i ， Φ ₂ , ø 。 ， 0 ₄ だ け傾 け て配置す る よ う にす る 。 こ こ で 、 第 1 の投射 レ ン ズ 4 7 の像側焦点 f 1 を通 り 第 1 の投射 レ ン ズ 4 7 と 平行な 面 と 台形歪の あ る 像面 4 8 と の交線 g と 、 第 2 の投射 レ ン ズ 4 9 の物側焦点 f 2 を通 り 第 2 の投射 レ ン ズ 4 9 と 平行な面 と 台形歪の あ る 像面 4 8 と の交線 g ' と を一致 さ せ る よ う にす る 。

こ の と き 、 例え ば第 1 7 図 に 示 さ れ る 正方形 A B C D の ラ イ ト ノく ノレ ブ 4 6 の像は 、 第 1 の投射 レ ン ズ 4 7 に よ り 第 1 8 図 に示 さ れ る よ う な台形歪の あ る 像 A B C D に な る が、 笫 2 の投射 レ ン ズ 4 9 に よ り ス ク リ ー ン 5 〇 上 に第 1 9 図 に 示す台形歪の な い像 A B C D に結像 さ れ る そ こ で、 こ の投射光学系を第 1 2 図 に示すよ う に 、 笫 1 の ミ ラ ー 4 ϋ と第 2 の ミ ラ 一 4 1 と に よ り 折曲す る よ う に し てキ ャ ビネ ッ ト 3 8 に納めれば、 薄型の背面投射型 表示装置を構成す る こ と がで き る 。 同図中 3 9 は投射光 学ュニ ッ ト を示す。

し か し なが ら 、 上記投射光学系では、 台形歪を除去す る た め に第 1 6 図に お け る 第 1 の投射 レ ン ズ 4 7 の焦点 距離が短 く な り 、 レ ン ズの 口 径が小 さ く な る 。 そ の た め に第 2 0 図の よ う に光源 5 1 力、 ら コ ン デ ン サー レ ン ズ 5 2 で集光 し た光でラ イ 卜 バルブ 4 6 を照明す る こ と 力《 必要 と な る 。 そ の と き 、 第 2 0 図 に示 し た よ う に ラ イ 卜 バル ブ 4 6 の上方 と 下方では異な っ た角度 0 i , Θ 0 で 光が入射す る こ と に な り 、 ラ イ ト バルブ 4 6 の光の透過 率は入射角 に よ り 変化す る こ と 力、 ら ス ク リ ー ン 5 0 上の 画像 に明 る さ にむ ら が生ず る と い う 問題点があ る 。

一方、 こ の 種の投射型表示装置に使用 さ れ る 従来の照 明装置 は、 第 3 0 図 に示す断而図の よ う に、 ラ ン プ 5 3 と リ フ レ ク タ 5 4 と で構成 さ れ、 ラ ン プ 5 3 力、 ら 出射す る 光束力《 リ フ レ ク タ 5 4 で反-射 し て光束 H と な り 、 こ れ を光源 と し て画像を ス ク リ ー ン に投射 し てい た。 . し 力、 し 、 前述の従来技術では、 ラ ン プ 5 3 か ら 出射す る 光束が リ フ レ ク 夕 5 4 で反射 し て 出 射 さ れ る 光朿 H に は 、 リ フ レ ク タ 5 4 の 中心 F 部 の 反射光力 な く 、 そ の た め 平行性 の 高 い 光束 の分布 は 、 第 3 1 図 に 示す よ う に 中 心部が少 な く 、 ス ク リ ー ン に 投射 し た 拡大 画 像 の 中心部 が 暗 い と い つ た 問 ¾ を ^ し て い た 。

ま た リ フ レ ク タ 5 4 の 端か ら 周 辺 に 向 か っ て 出射す る 光 K は そ の ま ま 逃 げ て し ま い 、 有効 に 利用 す る こ と がで き な 力、 つ た

他方、 こ の 種 の ラ イ 卜 バ ル ブ を 用 い た 従来 の 背面投射 型表示装置 は 、 例 え ば特開平 3 - 0 5 1 2 5 1 号公報 に も 見 ら れ よ う に 、 光源か ら 照明 を与え ら れて ラ イ ト バル ブ に 表示 さ れ る 画 像 を投射 レ ン ズ に よ り 拡大投射 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 の斜 め方 向 力、 ら 導 く よ う に 構成 さ れ る が 、 そ の 反射 ミ ラ ー は 4 2 図 に 示す よ う に 平面 の 反射 ミ ラ ー 5 5 が用 い ら れ て い る 。

し か し 、 平面 の 反射 ミ ラ ー 5 5 を使用 す る が た め に 投 射 レ ン ズ や反射 ミ ラ ー に よ っ て第 4 3 図 に 示す よ う に ス ク リ ー ン 5 〇 上 の 画像 5 6 に 歪 曲 を 生 じ た り 、 必要 な 拡 大率が得 ら れ な い 場 合が あ る 。

ま た 従来 の こ の 種 の 透過型 ス ク リ ー ン と し て は 、 第

5 0 図 に 示 さ れ る 構造 の も の が あ り 、 同 図 （ a ) は そ の 透過型 ス ク リ ー ン を斜視図で示 し 、 同 図 （ b ) は こ の ス ク リ ー ン の 断面を示 し て い る 。 ビ デオ プ ロ ジ ヱ ク タ 5 7 か ら投射 さ れた光像は、 透過型ス ク リ ー ン 5 8 の背面に 形成さ れた微小プ リ ズム ア レ ー 5 S a に よ っ て正面側に 集光さ れる 。 こ の微小プ リ ズム ア レ ー 5 8 a を構成す る 各プ リ ズム の プ リ ズム頂角 は図示の よ う に 5 2 ° に形成 さ れてい る 。 正面側に集光 さ れた光像は人間の 眼 5 9 に 到達 し 、 ビデオ プ ロ ジ ェ ク タ 5 7 か ら 投射 さ れた光像が 認識さ れる 。

し か し な力 ら 、 上記の よ う な構'造の透過型 ス ク リ ー ン 5 8 に お いて は光洩れや ゴー ス ト が生 じ た。 つ ま り 、 プ リ ズム ア レ ー 5 8 a に入射す る光の角度に よ り 、 プ リ ズ ム で屈折 し て人間の眼 5 9 に到達 し てい た光の一部が透 過型ス ク リ ー ン 5 8 において洩れる現象が生 じ る 。 そ の た め、 透過型ス ク リ ー ン 5 8 に写 し 出 さ れる 像が暗 く な り 、 視認 し ず ら 力、 つ た。

ま た、 ゴー ス 卜 が生 じ る メ カ ニズム は次の よ う に考え られる 。 すな わ ち 、 第 5 1 図 に示 さ れ る よ う に、 透過型 ス ク リ ー ン 5 8 の光入射面側に遮蔽 シ ー ト 6 0 を当てて お き 、 こ の遮蔽 シ ー ト 6 0 が当て ら れた光入射面側 に は 上述の プ リ ズム ァ レ ー 5 8 a が形成 さ れてい る 。 矢示の 方向力、 ら 入射 し た光は ス ク リ ー ン 5 8 の 出射面 5 8 b で 全反射 し 、 さ ら に遮蔽 シ ー ト 6 0 裏側の プ リ ズム ア レ ー で屈折 し て曲 げ ら れ る 。 こ の 曲げ ら れた光は出射面 5 8 b を介 し て人間の眼 5 9 に到達す る 。 し た力; つ て、 黒い遮蔽 シ ー ト 6 0 で光入射面が覆われて本来暗 く あ る べ き 部分 が、 人間 の 眼 5 9 に は 明 る く 見え る こ と に な る 具体 的 に は 、 本来、 黒色で な け れ ば な ら な い 部分が赤 つ ぼ く 明 る く 光 っ て見え 、 大変 に 目 立つ も の と な る 。 こ れ は 、 屈 折 の 波長依存性 に よ り 赤色 ほ ど曲 り に く い た め 、 赤色が洩れ やす い も の と 思わ れ る 。

こ の よ う な ゴ ー ス ト 現象 を防止す る 対策 と し て 、 斜線 で 図 示 さ れ る ブ ラ ッ ク ス 卜 ラ イ プ 6 1 を透過型 ス ク リ 一 ン 5 8 に 形成 し 、 光洩れの 原 因 に な る 光路 を塞 ぐ こ と が 考 え ら れ る 。 し 力、 し な 力く ら 、 こ の よ う な 対策 に よ っ て一 応 ゴ ー ス 卜 の 発生を抑制す る こ と は可能で は あ る が、 ゴ 一 ス ト を封 じ る 本質 的 な 対策で は な く 、 ま た 、 ス ク リ 一 ン 5 8 に ブ ラ ッ ク ス ト ラ イ プ 6 1 を形成す る の に 手 間が か力、 る と い う 問题点が あ る 。

本発明 は 、 投射型 ^示装 置 に お い て ラ イ ト バル ブ を 入 射角 が 各部で ほ ぼ一定 な 平行光で照明 す る こ と に よ り 、 明 る さ に む ら が少な い斜 め投射 の 表示装置 を提供す る こ と を 目 的 と す る 。

ま た 光源の ラ ン プ力、 ら 出 射 さ れて リ フ レ ク 夕 に よ.り 反 射 し て得 ら れ る 平行光束の 分布 を ほ ぼ均一 に し 、 明 る さ の ほ ぼ均一 な 画 像 を得 る こ と がで き る 照明 装置 を有す る 投射型表示装 -匿 を提供す る こ と を 目 的 と す る 。

さ ら に 光学系 中 の少 な く と も 1 枚以上 の 反射 ミ ラ ー を 部分 的 も し く は一様 に 非平面 と す る こ と に よ り ス ク リ ー ン 上の 画 像 の歪曲 の 補正、 拡大率 の 修正を可能 と す る 表 示装置を提供す る こ と を 目 的 と す る 。

そ し て光洩れや ゴー ス ト の発生が無 く 、 高品質画像を 観察す る こ と を可能 と す る 透過型ス ク リ ー ン を備え る 表 示装置を提供す る こ と を 目 的 と す る 。

発明 の開示

すな わ ち本発明 は、 光源 と 、 光変調手段 と 、 光変調手 段の 像を ス ク リ ー ン に投射す る 投射手段 と ス ク リ ー ン を 有 し 、 ス ク リ ー ン に対 し て投射手段の光軸が斜め に入射 す る 投射型表示装置 に おい て、 前記投射手段は前記光変 調手段の台形歪の あ る 像を結像す る 笫 1 の投射光学手段 と 、 前記台形歪の あ る 像をス ク リ ー ン に台形歪な く 投射 す る 第 2 の投射光学手段に よ り 構成 さ れ、 前記第 1 の投 射光学手段は互い に平行でな い少な く と も 2 つ の レ ン ズ を有す る こ と を特徴 と す る 。

ま た絞 り 機構を前記投射光学系内 に設け た こ と を特徴 と " 5 o

ラ ン プか ら 出射 し た光束を反射す る ための リ フ レ ク 夕 の 出射側の空間上に、 片面ま た は両面の 中央の 限 ら れた 部分 に ra面ま た は凸面の光透過性の光学素子を配置す る 二 と 、 ま た は リ フ レ ク タ の端力、 ら周辺 に 向か っ て出射す る光を利 す る た め、 こ の光学尜子の周辺の 限 ら れた部 分の 肉厚を薄 く し た光学素子を配置する こ と 、 さ ら に は 円錐形光学素子を配置 し た照明装置を備え る こ と を特徴 と す る。 ま た 、 光源 と 、 光変調手段 と 、 光変調手段で生成 さ れ る 像 を ス ク リ ー ン に 投射す る 投射手段 と 、 投射手段 よ り 出 射 さ せ る 投射光を ス ク リ ー ン に 入射 さ せ る 反射 ミ ラ ー と 、 ス ク リ ー ン と を有 し 、 前記投射手段で投射 さ れ る 投 射光の 中心光軸が前 記 ス ク リ ー ン に 対 し て斜 め に 入射す る 投射型 表示装 ^ に お い て、 前記反射 ミ ラ ー を 複数枚で 構成 し 、 少 な く と も 1 枚以上 の 反射 ミ ラ ー を 非平面 と し た こ と を特徴 と す る 。 さ ら に 背面側か ら 角 度 を な し て 入 射 さ れ る 光像が微小 プ リ ズ ム ア レ ー に よ り 正面側 に 集光 さ れ る 過 型 ス ク リ ー ン を有す る も の に お い て 、 微小 プ リ ズ ム ア レ ー の 各 プ リ ズ 厶 頂角 が 4 0 度以上 5 ◦ 度以下 に 設定 さ れて い る こ と 、 ま た は投射光の 中心光軸力 ス ク り 一 ン に 対 し 入射角 力く 6 0 。 よ り 大 き い 角 度 を有す る こ と を特徴 と す る 。

図面 の 簡 iji な 説 明

第 1 図 は本発明 に よ る 斜 め投射光学系 の 配置 図 、 第 2 図 は第 1 図 に お け る ラ イ ト バ ル ブの 説 明 図 、 第 3 図 は第 1 図 に お け る 中 間像 の 説明 図 、 第 4 図 は第 1 図 に お け る ス ク リ ー ン 上で の 結像 の 説明 図 、 第 5 図 は 本発明 に よ る 1 の 投射光学系 を 正 の レ ン ズで構成 し た 場 台 の 突施例 の 光学系配 置 図 、 6 図 は 本発明 に よ る 第 1 の 投射光学 系 を 正 の レ ン ズ と ί¾ の レ ン ズで構成 し た 場合 の 実施例 の 光学系配置 図 、 第 7 図 は本発明 に よ る 、 互 い に 平行で な い 2 つ の レ ン ズを 2 組 い た第 1 の投射光学系 の 正 レ ン ズに よ る 突施例の光学系配置図、 笫 8 図は本発明 に よ る 互い に 平行でな い 2 つ の レ ン ズを 2 組用 い た第 1 の投射 光学系の正 レ ン ズ と食 レ ン ズに よ る 実施例の光学系配置 図、 筇 9 図 は本発明 に よ る 、 互い に平行でな い 2 つ の レ ン ズを 2 組用 い た第 1 の投射光学系の正 レ ン ズ と 负 レ ン ズに よ る 第 2 の実施例の光学系配置図、 第 1 0 図 は本発 明 に使用す る レ ン ズ の実施例の断面図、 第 1 1 図は本発 明 に使用す る プ リ ズム の全反射に よ る ス ク リ ー ン断面の —部拡大図、 第 1 2 図 は本発明 に よ る 斜め投射光学系に よ る 背面投射型表示装置の構成例の断面図、 第 1 3 図 は 傾い た物面の結像の説明図、 第 1 4 図 は第 1 3 図の物面 の説明図、 第 1 5 図は第 1 3 図の像面の結像の像の説明 図、 第 1 6 図は斜め投射光学系の断面図、 第 1 7 図は第 1 6 図の ラ イ ト バルブの説明図、 笫 1 8 図は笫 1 6 図の 台形歪のあ る 像面の説明図、 笫 1 9 図は第 1 6 図の ス ク リ ー ン の結像の説明図、 第 2 0 図 は照明系を含んだ斜め 投射光学系の光路図、 第 2 1 図 は従来の投射光学系に お け る ス ポ ッ ト ダイ ア グラ ム 図、 笫 2 2 図 は本発明 に よ る 絞 り 機構を設け た投射光学系の断面図、 第 2 3 図 （ A ) 〜 （ C ) は絞 り 機構の形状例を示す説明図、 第 2 4 図 は 本発明 に よ る 絞 り 機構を使用 し た と き の ス ク リ ー ン上の ス ポ ッ ト ダイ ア グ ラ ム 図、 第 2 5 図 は本発明 の投射型 ¾ 示装置の照明光学装置の断面図、 第 2 6 図 は本発明 の照 明光学装置の平行光束分布図、 第 2 7 図は本発明の他の 実施例 に け る 投射型表示装置の照明光学装置の断面図 第 2 8 図 本発明 の さ ら に他の実施例 に お け る 投射型表 実面実本本照形、明のおは

示装置の 明光学装置の断面図、 第 2 9 図 は本発明 の さ ら に 他の 施例 に お け る 投射型表示装置の照明光学装置 の断面図 第 3 〇 図 は従来の投射型表示装置 の照明光学 装置の断 図、 第 3 1 図 は従来の投射型表示装置の照明 光学装置 平行光朿分布図、 第 3 2 図〜第 3 6 図 は光学 素子の変 例を示す断面図、 第 3 7 図 は第 3 2 図〜第 3 6 図の 施例 に よ る 平行光束分布図、 第 3 8 図 （ A ) ( B ) は 発明 の反射 ミ ラ 一 の実施例 ¾：不 ^ 断面図、 第 3 9 図 は 発明 に よ る 作用 の方向 を示す説明 図、 第 4 0 図 は本発 に よ る ス ク リ ー ン 上での結像の説明 図、 第 4 1 図 は の反射 ミ ラ ー を用 い た投射型表示装置の構成 例の断面 、 第 4 2 囟 は従来技術 に よ る 最終の反射 ミ ラ 一 の断面図、 第 4 3 図 は第 4 2 図 に よ る ス ク リ ー ン上で の結像の 明 図、 第 4 4 図 ( A ) , ( B ) は本発明 に よ る 透過型 ス ク リ ー ン の構造を示す一部の斜視図お よ び断 面図、 第 4 5 図 は本実施例 に よ る 透過型 ス ク リ ― ン 力く適 用 さ れた背面投射型 プ ロ ジ ェ ク 夕 の斜視図、 第 4 6 図 は 本実施例 よ る 透過型 ス ク リ ー ン の有効性を確認す る 解 析 に使用 さ れ た ス ク リ ー ン の断面図、 第 4 7 図 は第 4 6 図の透過型 ス ク リ ー ン を 4 0 イ ン チ画面に適用 し た 際の ス ク リ 一 ン 各位置 に お け る 光洩れ率を示す グ ラ フ 、 第 4 8 図 は第 4 6 図の透過型 ス ク リ ー ン を 5 0 イ ン チ 画面 に — 1 つ 一 適用 し た 際の ス ク リ ー ン各位置に お け る 光洩れ率を示す グラ フ 、 第 4 9 図 は指向性の高い光源に よ っ て ゴ 一 ス 卜 の視認が防止 さ れ る こ と の説明図、 第 5 0 図 A ) , C B ) は従来の透過型 ス ク リ ー ン を示す図、 第 5 1 図 は ゴ一 ス ト が生 じ る メ カ ニズム の説明 図、 第 5 2 図 は従来 技術に よ る最終の反射 ミ ラ ー の断面図、 第 5 3 図 は外光 が ス ク リ ー ン を透過す る 時の状態図、 第 5 4 図 は最終の 反射 ミ ラ ーで反射 し た外光がス ク リ 一 ン を透過す る 時の 状態図、 第 5 5 図 は従来技術に よ る ス ク リ ー ン の 説明図 第 5 6 図 は本発明 の反射 ミ ラ ー の実施例であ り 、 実施例 に よ る 断面図であ る 。

発明を実施す る ための ¾良の形態

本発明を よ り 詳細 に説明す る た め、 添付図面を参照 し て説明す る 。

第 ： I 図 は本発明 に よ る 斜め投射の光学系配置の一実施 例を示 し 、 第 2 図は ラ イ ト バルブの像を、 第 3 図は台形 歪の あ る 中間像を、 そ し て第 4 図 は台形歪の な い ス ク リ 一 ン上の像をそれぞれ示 し てい る 。

筇 1 図 に お いて、 笫 1 の投射光学系の笫 1 レ ン ズ 3 の 光軸、 第 2 レ ン ズ 4 の光軸、 第 2 の投射光学系 6 の光軸、 ラ イ 卜 バノレ ブ 2 の法線お よ び ス ク リ ー ン 7 の 法線 、 同

—平面上に あ る 。

第 1 図 に お い て光源 1 は、 放物面の反射鏡付の キ セ ノ ン ラ ン プま た は メ タ ルハ イ ド ラ ン ブカ 用 い ら れ て お り 、 ラ イ 卜 バ ル ブ 2 は 液 品 に 格子状 の 電極を配 置 し て 各画 素 の 透過率 を制御 で き る よ う に し た も の が用 い ら れ て い る 前記第 ] の 投射光学系 の 第 "！ レ ン ズ 3 と 第 2 レ ン ズ 4 は 互 い に 角度 5 だ け傾 き 、 笫 】 レ ン ズ 3 の 像側焦平面 と 第 2 レ ン ズ 4 の 物側 ^平面 の 交線が ほ ぼ Z 軸上 を通 る よ う に 配置 さ れ る 。 中 間像面 5 と 第 2 の 投射光学系 6 と ス ク リ ー ン 7 と は 各 々 の 延長面が 同一直線上で交 わ る よ う に 配 置 さ れて い る 。

光源 1 よ り 出 た 光 は ラ イ ト バ ル ブ 2 に ほ ぼ平行 に 到達 し て こ れを照明 す る 。 し た 力 < つ て ラ イ ト バ ル ブ 2 に 対 し て光線 は ほ ぼ同一の 入射角 で入 り 、 ラ イ ト バ ル ブ 2 の 全 面で、 均一 な 明 る さ と コ ン ト ラ ス ト を得 る こ と 力 <で き る ラ イ ト バノレ ブ 2 の 像 は 、 互 い に 傾 い た第 1 レ ン ズ 3 と 第 2 レ ン ズ 4 に よ り 台 形歪 の あ る 中 間像 を 中 間像面 5 に 結 像す る 。 第 5 図 に 示 し た よ う に 、 第 1 レ ン ズ 9 の 像側焦 平面 と 第 2 レ ン ズ 1 0 の 主平面 の 交線を 含 み Z 軸 に 平行 な 面 と 、 中 間像面 1 1 と の 交線を g と す る 。 こ の 交線 g と 前述の 第 2 投射光学系 6 の 物側焦点を通 り 第 2 の 投射 光学系 6 に 平行 な 面 と 中 間像面 5 の交線 g ' と を第 3 図 の よ う に 一致 さ せ る と 、 第 3 図 に 示す よ う に 台形 に 歪ん だ 中 問 像 A B C D は第 2 の 投射光学系 6 に よ り 、 第 4 図 の よ う に 台形歪 の な い 像 A B C D と し て ス ク リ ー ン 7 に 紡像 さ れ る 。

笫 1 図 に お け る 笫 1 の投射光学系 の 笫 1 レ ン ズ 3 、 第 2 レ ン ズ 4 は、 第 ：！ 0 図の よ う に角度 ø だけ傾い た組 台 せ レ ン ズに よ り 構成 し 、 収差の捕正を行 う こ と がで き る < ス ク リ ー ン 7 は、 背面投射型テ レ ビ ジ ョ ン等に使用 さ れて い る リ ア ス ク リ ー ン を使用す る こ と 力《で き る 。 こ れ は拡散剤入 り 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 卜 を組み 合わせて、 配光特性を良好 に し てい る も のであ る 。 し 力、 し 、 本発明の よ う に斜め に 投射す る 場合 は、 ス ク リ ー ン 7 に投射 さ れた光束がそ の 延長方向へ透過 し な い よ う に 、 第 1 1 図に一部を拡大表 示す る よ う に、 プ リ ズム の全反射を用 い て、 入射 さ れ る 光束を ス ク リ ー ン 7 の前面ほぼ直角方向に向かわせ る シ ー ト を、 レ ン チ キ ユ ラ 一 レ ン ズの シ ー ト と組み合わせて、 配光特性を斜め投射に対 し て良好に し た ス ク リ ー ン を用 い る こ と が望ま し い。 こ れ ら の具体的構成に関 し ては後 还す る 。

第 1 2 図は背面投射表示装置の構成の実施例を示す も の で、 上述 し た構成の投射光学ュニ ッ ト 3 9 か ら の光束 を、 笫 1 の ミ ラ 一 4 0 と第 2 の ミ ラ 一 4 1 に よ り 反射 さ せて ス ク リ ー ン 7 に斜め に 入射 さ せ る こ と に よ り 、 キ ヤ ビネ ッ ト 3 8 の厚み D を薄 く す る こ と がで き る 。

b 図は第 1 投射光学系の第 2 レ ン ズを負の レ ン ズ に し た ¾施例を示す も の で、 こ う す る こ と に よ り 第 6 図 に 示すよ う に レ ン ズ間隔を f 1 c o s ø 丄 - ί 2 / . c o s φ ₉ と 短 く で き 、 シ ス テ ム を コ ン ノ、。 ク ト にす る こ と がで き る 。 第 5 図 に 示 し た 第 1 の 投射光学系 の 前記実 施例 と 同 様 に 、 第 1 投射光学系 の 第 1 レ ン ズ 1 3 の 像側 ^ 平面 と 第 2 レ ン ズ 1 4 の 主平 面の 交線 を 含 む Z 軸 に 平 行 な 面 と 中 [ j像面 1 5 と の 交線 を g と す る と 、 前記実施 例 と 同 じ よ う に 台 形歪の な い 像 と し て ス ク リ 一 ン 7 に 結 像 さ れ る 。

7 図 は 第 1 の 投射光学系 を 、 互 い に 平行で な い 2 つ の レ ン ズ 2 組で構成 し た も の で 、 こ う す る こ と に よ り 各 レ ン ズ の 傾 き が少 な く てす み 、 容易 に 良好 な 結像が得 ら れ る 。 す な わ ち 第 】 の投射光学系 の 第 1 レ ン ズ 1 7 と 第 2 レ ン ズ 1 8 は 互 い に 角 度 （5 i だ け 傾 き 、 第 1 レ ン ズ 1 7 の 像側焦 . 面 と 第 2 レ ン ズ 1 8 の物側焦平面 の 交線 が ほ ぼ Z ΐ由上 に あ る よ う に 配 ^ し 、 第 1 の 投射光学系 の 筇 3 レ ン ズ 2 0 と 第 4 レ ン ズ 2 1 は互 い に 角 度 5 ₂ 傾 き 第 3 レ ン ズ 2 0 の 像側焦平面 と 第 4 レ ン ズ 2 1 の 物側焦 平面 の 交線が ほ ぼ Ζ 軸上 に あ る よ う に 配置す る 。 さ ら に . 第 2 の 屮 ^ 像 面 2 2 と 第 2 の投射光学系 6 と ス ク リ ー ン ₇ を 各 々 の 延長 面が 同一直線上で交 わ る よ う に 配置す る ， 二 の ¾ 台 の ラ イ 卜 バ ル ブ 1 6 の 像 は 、 第 ：！ の 投射光学 系 の 第 】 レ ン ズ ] 7 と 第 2 レ ン ズ 1 8 に よ り 、 第 1 中 間 像 ffij 1 9 に 台 形歪 の あ る 像 と し て結 像 し 、 第 1 中 間像 は 第 1 の 投射光学系 の 第 3 レ ン ズ 2 ϋ と 第 4 レ ン ズ 2 1 に よ り 、 第 2 中 間像！ ί 2 2 に 台形歪の あ る 第 2 中 間像 と し て ¾像す る 。 笫 7 図 に 示 さ れ る よ う に 第 1 の投射光学系 の第 1 レ ン ズ 1 7 の像側焦平面 と第 2 レ ン ズ 1 8 の主平 面の交線を と す る 。 こ の g を含み Z 軸に平行な 面 と 、 第 1 の投射光学系の ^ 3 レ ン ズ 2 ϋ の主平面 と の交 線を g ₉ と す る 。 笫 1 の投射光学系の第 3 レ ン ズ 2 0 の 像側焦 '^:面 と Z 軸が交わ る 点およ び g ₂ を含む面 と 、 第 4 レ ン ズ 2 1 の主平面 と の交線を含み Z 軸 に平行な面 と 第 2 の 中間像面 2 2 と の交線を g と す る 。 第 2 の投射光 学系 6 の物側焦平面 と 第 2 の 中間像面 2 2 と の交線 g ' と g と を第 ': 図に示 し た よ う に一致 さ せ る と 、 第 3 図の よ う に台形に歪ん だ第 2 中間像 は、 第 2 の投射光学系 6 に よ り 第 4 図の よ う に台形歪の な い 像 と し て ス ク リ ー ン 7 に結像 さ れ る 。

第 8 図は第 1 の投射光学系を、 互い に平行でな い 2 つ の レ ン ズ 2 組で構成 し た他の実施例であ る 。 第 1 投射光 学系の第 2 レ ン ズ 2 5 を負の レ ン ズにする こ と に よ り 、 図示の よ う に レ ン ズ間隔を f 1 / c o s φ _χ 一 f 2 / c o s φ と 短 く で き 、 シ ス テム を コ ンノ、。 ク ト にす る こ と 力《で き る。 な お同図中 2 3 は ラ イ ト バルブ、 2 4 は第 ] 投射系の第 1 レ ン ズ、 2 6 は第 1 中間像面、 2 7 は第 3 レ ン ズ、 2 8 は第 4 レ ン ズ、 2 9 は第 2 中間像面を示 す。

さ ら に 第 9 図 は第 ] の投射光学系を、 互い に平行でな い 2 つ の レ ン ズ 2 組で構成 し た他の実施例であ る 。 第 1 投射光学系の第 4 レ ン ズ 3 5 を負の レ ン ズにす る こ と に よ り 、 図示の よ う に レ ン ズ間隔を f 3 Z c o s 0 ₃ — f 4 / c o s ø _A と 短 く で き 、 シ ス テ ム を コ ン パ ク ト に す る こ と がで き る 。 な お同図中 ': 0 は ラ イ 卜 バル ブ、 3 1 は第 1 投射系の第 1 レ ン ズ、 3 2 は同第 2 レ ン ズ、 3 3 は第 1 中 間像面、 3 4 は第 3 レ ン ズ、 3 6 は第 2 中 像面を示す。

し た が っ て上記各実施例 に よ れば、 第 1 の投射光学手 段 に よ り 台形歪の あ る 中 間像をつ く り 、 第 2 の投射光学 手段 に よ り 台形歪の な い画像を作 る 斜め投射型表示装置 にお い て 、 第 1 の投射光学手段を互い に平行でな い少な く と も 2 つ の レ ン ズを使用す る こ と に よ り 、 光変調手段 を ほ ぼ平行光で照明す る こ と がで き 、 全画面に 対 し て明 る さ 、 コ ン ト ラ ス ト の む ら を少な く す る こ と 力《で き る 。 ま た 、 ¾j 1 の投射光学系を互い に 平行でな い 2 つ の レ ン ズを 2 組以上で構成す る こ と に よ り 各 レ ン ズの傾 き の少 な い、 すな わ ち収差の少な い結像性能の良好な 投射表示 装置 を提供す る こ と がで き る 。

さ ら に 、 キ ャ ビ ネ ッ 卜 に組み込んで背面投射型表示装 置 と す る と き 、 斜め投射 に よ り キ ャ ビ ネ ッ 卜 の容積、 特 に 奥行 き を大幅 に 低減 さ せ る こ と が可能 と な り 、 コ ン パ ク 卜 な 表示装置 を 供す る こ と 力 で き る 。

上 ¾の投射光学系 に よ れば、 ラ イ 卜 バル ブに ほ ぼ一定 な 入射角 で照明す る こ と がで き る た め、 明 る さ に む ら の 少な い斜め投射の表示装置を提供す る こ と がで き る が、 ス ク リ ー ン 上での解像度 は 、 第 2 1 図 の ス ポ ッ ト ダ イ ァ グラ ム 図に示す よ う に縦方向 にバラ ツ キがで る 。

そ こ で本発明 に お い ては、 前記斜め投射光学系内 に絞 り 機構を配置す る こ と に よ り 上記問題点の解決を図 っ て い る o

第 2 2 図は上記絞 り 機構を配置 し た斜め投射光学系の 配置図を示 し てお り 、 第 2 3 図 （ A ) 〜 （ C ) は絞 り の 形状例を示 し てい る 。

筇 2 2 図 に お い て、 第 1 の投射光学系の第 1 レ ン ズ 8 ϋ の の光軸、 第 2 レ ン ズ 8 1 の光軸、 第 3 レ ン ズ 8 2 の光軸、 第 4 レ ン ズ 8 3 の光軸、 絞 り 機構 8 4 の光軸、 第 2 の投影光学系 8 5 の光軸、 ラ イ ト バル ブ 8 6 の法線 及びス ク リ ー ン 7 の法線は、 同一平面上 に あ る 。 8 7 は 第 1 中間像面、 8 8 は第 2 中間像面を示す。

第 2 2 図 に おい て光源 1 は、 放物面の反射鏡付 き キセ ノ ン ラ ン プ ま た は メ タ ルハ イ ド ラ ン プで、 ラ イ ト バル ブ 8 6 は液品に格子状の電極を配 g し て各画素の透過率を 制御で き る よ う に し た も ので、 絞 り 機構 8 4 は第 2 3 図 に示す形状の も のが使用 さ れ る 。

第 ：！ の投射光学系の第 1 レ ン ズ 8 0 と第 2 レ ン ズ 8 1 は互 い に角度 5 1 だ け傾 き 、 笫 1 レ ン ズ 8 0 の像側焦平 面 と笫 2 レ ン ズ 8 1 物側焦平面の交線力; ' Ζ 軸上に あ る よ う に配置 し 、 第 1 レ ン ズ 8 0 お よ び第 2 レ ン ズ 8 1 の焦 ώが Ζ 軸上で交わ る 位置に絞 り 機構を配置 し、 第 1 の 投射光学系の第 3 レ ン ズ 8 2 と 第 4 レ ン ズ 8 3 は互 い に 角度 <5 2 傾 き 、 第 3 レ ン ズ 8 2 の 像側焦平面 と 第 4 レ ン ズ 8 3 の物側焦平面の交線が ほ ぼ Z 軸上に あ る よ う に配 置す る 。 さ ら に 、 第 2 中間像而 8 8 と 第 2 投射光学系 8 5 と ス ク リ 一 ン 7 を各 々 の 延長面が同一線上で交わ る よ う に配置 さ れ る 。

光源 1 よ り 出 た光は、 ラ イ ト バル ブ 8 6 を ほ ぼ平行 に 照明 し 、 ラ イ 卜 バル ブ 8 6 の 全面で、 均一な 明 る さ と コ ン 卜 ラ ス ト 力く得 ら れ る 。 ラ イ 卜 バル ブ 8 6 の像 は、 第 1 の投射光学系の笫 1 レ ン ズ 8 0 と 第 2 レ ン ズ 8 1 と 第 2 3 図 ( A ) に示す形状の絞 り 機構を通 っ て、 第 1 中間 像面 8 7 に 台形歪の あ る 像 と し て結像 し 、 第 1 の中間像 は第 1 の投射光学系の第 3 レ ン ズ 8 2 と 第 4 レ ン ズ 8 3 に よ り 、 第 2 中 間 像面 8 8 に 台形歪の あ る 第 2 の 中 間像 と し て結像 し 、 第 2 中 間像面 8 8 は、 第 2 の投射光学系 8 5 に よ り 台形歪の な い像 と し て ス ク リ ー ン 7 に結像す る 。 こ の と き の ス ク リ ー ン 7 上の ス ポ ッ 卜 ダイ ア グ ラ ム 図 は第 2 4 図 に 示すよ う に バ ラ ツ キが少な く な り 、 解像 度が良好で、 光 的 に も 明 る く 、 む ら の少な い 画像が得 ゥ れ る

第 2 3 図 （ B ) に示す絞 り 機構 8 4 は ひ し 形形状 に な つ て お り 、 上 ffiの ^施例 と 同様 に 、 第 2 2 図 に 示す光源 1 よ り 出 た光束 に つ い て、 解像度の悪い縱方向 の光束を 絞 り 機構 8 4 に よ っ て取 り 除 き 、 解像度の良 い横方向 の 光束を よ り 多 く 通すよ う にす る こ と で、 解像度を上げ る た め に絞 り 機構 8 4 で絞 っ て も光量の損失の少な い画像 が得 ら れ る 。 すな わ ち 、 笫 2 2 図に示す光学系 に第 2 3 図 （ B ) に示す形状の も の を使用 し て も 、 ス ク リ ー ン 7 上の ス ポ ッ ト ダイ ア グラ ム 図 は第 2 4 図 に示す よ う に、 バラ ツ キが少な く な り 、 解像度が良好で、 明 る く む ら の 少な い画像が得 ら れ る 。

第 2 3 図 ( C ) に示す絞 り 機構 8 4 はひ し形形状の各 内角 に ア ー ノレを持たせた も のであ り 、 こ れに よ つ て も 上 記実施例 と 同様に解像度が良好で、 明 る く む ら の少ない 画像が得 られる 。

以上述べた よ う に、 斜め投射光学系にお い て、 高解像 度を得 る た め に絞 り 機構に よ っ て絞 っ て も 、 明 る さ の損 失が少な い状態で解像度を上げる こ と がで き る 。

そ し て更に キ ャ ビネ ッ 卜 に組み込ん だ背面投射型表示 装置 と す る と き 、 斜め投射に よ り キ ャ ビネ ッ 卜 の容積、 特に奥行 き を大幅に低減す る こ と が可能 と な り 、 コ ン パ ク ト で、 解像度が良好で、 明 る さ の損失の少な い表示装 置を提供する こ と がで き る 。

な お、 上記の絞 り 機構の位置 は、 第 2 2 図に示 し た例 に 限定 さ れ る わ けではな く 、 互い に平行でな い 2 つ の正 レ ン ズの焦平面 と に よ る 交線が Z 軸 と 交わ る 位置であ れ ば、 本実施例で示 し た の と '同様の効果が得 られ る 。

すな わ ち 、 第 2 2 図に示 し た第 3 レ ン ズ 8 2 の焦平面 と 第 4 レ ン ズ 8 3 の 焦平面 と の 交線力《 Z 幸由 と 交 わ る 位置 で も 、 第 1 図 に 示 し た 第 1 レ ン ズ 3 の 焦平面 と 第 2 レ ン ズ 4 と の 交線力く Z ΐ由 と 交わ る 位 置 で も よ い 。

さ ら に は第 8 図 に 示 し た 第 ' 3 レ ン ズ 2 7 の 焦平面 と 第 2 レ ン ズ 2 8 の 焦平面 と の 交線が Z 軸 と 交 わ る 位置 、 あ る い は第 9 図 に 示 し た第 1 レ ン ズ 3 1 の 焦平面 と 第 2 レ ン ズ 3 2 の 焦平 ffij と の 交線力《 Z 軸 と 交 わ る 位 置 で も よ い ， 次 に 照明 装 S に つ い て説 明 す る 。

第 2 5 図 は 本発明 に お け る 照明装 置 の第 1 の 実施例 の 主要断面 図 を 示 し て い る 。

す な わ ち 、 ラ ン プ 5 3 を 回転放物面形状 の リ フ レ ク タ 5 4 の 焦点位置 に 配 置 し 、 リ フ レ ク タ 5 4 の 前方 に 、 光 学素 子 7 0 を配置す る 。 光学素子 7 0 の一方 の 面 は 、 中 央部が 凹 面 7 ϋ a と さ れて お り 周辺 が光軸 に 垂 直、 他方 は 光軸 に 垂直 な 面 を持 っ て い る 。 光学索子 7 0 の 凹面 7 0 a は 中心部 ほ ど傾斜が大 き く な っ て い る 。

し た 力く つ て ラ ン プ 5 3 力、 ら 出射す る 光朿 は 、 リ フ レ ク タ 5 4 で反射 さ れ、 光学素子 7 0 に 入射す る 。 こ こ で 、 リ フ レ ク 夕 5 4 の 中心 F 部力、 ら は光束 は 出 て こ な い。 ま た 、 ラ ン プ 5 3 の 発光部が非常 に 小 さ け れ ば、 ラ ン プ

3 力、 ら 出 た 光束 は 、 放物面形状 の リ フ レ ク 夕 5 4 に よ り 完 全平行光 と し て 出 射す る が 、 ラ ン プ 5 3 の 発光部 は 数 ミ リ 程度 の 大 き さ が あ る た め 、 リ フ レ ク タ 5 4 の 焦点. 位 g よ り ずれ た 位 S か ら 出 射 し た光束 は 、 0 〜 数度 の 角 度で リ フ レ ク タ 5 4 力、 ら 出射す る 。

こ の よ う に光束 は 0 〜数度の角度成分を も っ てい る の で、 リ フ レ ク タ 5 4 力、 ら あ る 距離離れ る と 、 中心部に も あ る 角度を も っ た光束力《 く る よ う に な る 。 こ こ に光学素 子 7 ϋ を配置す る と 、 光学素子 7 ϋ の 凹面 7 0 a に よ り 屈折 し 、 あ る 角度成分の光束は光軸 に平行に な る 。 光学 素子 7 0 に入射 し た光束の う ち 、 周辺部に入射 し た も の は、 そ の ま ま 光学素子 7 0 を通 り 抜け る 。 それ故、 光学 素子 7 ϋ を通 り 抜け た光束は、 中心部か ら周辺部 ま で平 行成分を も つ よ う に な る 。

こ れ に よ り 、 第 3 1 図の よ う に 中心部が低 く 、 中抜け 状態の光束分布を i i っ た照明でぁ っ た も のを、 第 2 6 図 の よ う に 中心部に おいて も十分平行光束が得 られ る よ う な照明装置 と す る こ と がで き る 。

第 2 7 図 は第 2 の実施例を示す主要断面図であ り 、 前 記第 1 実施例 と 同様に、 ラ ン プ 5 3 、 リ フ レ ク タ 5 4 、 光学素子 7 0 を配置 し てい る 。 こ の実施例 に お け る 光学 素子 7 0 は、 一方の面は、 中央部が凸面 7 ◦ b であ り 、 周辺が光軸 に垂直、 他方は光軸 に垂直な面を持 っ て い る 。 光学素 了- 7 0 の 凸而 7 0 b は中心部ほ ど傾斜が大 き く な つ てい ο

し たが っ て前記笫 1 実施例 と 同様に、 中央付近に 0 〜 数度の ft度成分を も っ て入射 し た光束は、 光学素子 7 0 の凸面 7 0 b に よ り 屈折 し 、 あ る 角度成分の光束は光軸 に 平行 に な る 。 光学素子 7 ϋ に 入射 し た光束の う ち 、 周 辺部に 入射 し た も の は、 そ の ま ま 光学素子 7 0 を通 り 抜 け る 。 そ れ故、 光学素子 7 0 を通 り 抜 け た光束は、 中心 部か ら 周辺部 ま で平行成分 を も つ よ う に な る 。

こ れ に よ り 前記第 】 実施例 と 同様、 第 3 1 図の よ う に 中心部が低 く 中抜 け状態の光束分布を持 っ た照明 を、 第 2 6 図の よ う に 中心部 に お い て も 十分平行光束が得 ら れ る よ う な照明装置 と す る こ と がで き る 。

第 2 8 図 は第 3 の実施例を示す主要断面図で あ り 、 前 記第 1 ¾施例 と 同様 に 、 ラ ン プ 5 3 、 リ フ レ ク タ 5 4 、 光学素子 7 0 を配 g し て い る 。 こ の実施例 に お け る 光学 素子 7 0 は、 両面の 中央部が凹面 7 0 a , 7 0 a と さ れ . 周辺が光軸 に垂直な 面を持 っ て い る 。 光学素子 7 0 の 凹 面部 7 0 a , 7 0 a は中心部 に近い ほ ど傾斜が大 き く な つ い -S> o

し たが っ て前記第 1 実施例 と 同様 に 、 中央付近に ◦ 〜 数度の 角 度成分を も っ て人射 し た光束 は、 光学素子 7 〇 の 凹面 7 ϋ a に よ り 屈折 し 、 さ ら に反対側の 凹面 7 〇 a に よ り ） 折 し 、 あ る 角度成分の光朿 は光 ίώ に平行 に な る < 光学尜子 7 0 に 入射 し た光束の う ち 、 周辺部 に 入射 し た も の は 、 そ の ま ま 光学 ¾子 7 0 を通 り 抜 け る 。 そ れ故、 光学素子 7 ϋ を通 り 抜け た光束 は、 中心部か ら 周辺部 ま で平行成分を も つ よ う に な る 。

二 れ に よ り 前，记実施例 と 同様 に 、 第 3 1 図の よ う に 中 心部が低 く 中抜け状態の光束分布を持 つ た照明を、 第 2 6 図の よ う に 中心部に おい て も十分平行光束が得 ら れ る よ う な照明装置 と す る こ と がで き る 。

第 2 9 図は第 4 の突施例を示す主要断面図であ り 、 前 記笫 ；！ 実施例 と 同様に、 ラ ン プ 5 3 、 リ フ レ ク タ 5 4 、 光学素子 7 0 を配置 し てい る 。 光学素子 7 0 の一方の面 は、 中央部が凹面 7 0 a であ り 、 そ こ 力、 ら リ フ レ ク タ 5 4 の 直径 と 同 じ径ま では光軸 に垂直、 さ ら に そ こ 力、 ら 周辺部 7 0 c は肉厚が次第 に薄 く な っ てい る 。 ま た他方 の面は光軸に垂直に な っ てい る 。 光学素子 7 0 の 凹面 7 0 a は中心部ほ ど傾斜が大 き く な っ てい る 。

し たが っ て前記第 1 実施例 と 同様に、 中央付近に 0 〜 数度の角度成分を も っ て入射 し た光束は、 光学素子 7 0 の W面 7 0 a に よ り iui折 し 、 あ る 角度成分の光束は光軸 に 、4'^:行に な る 。 光学素子 7 0 の周辺部 7 0 c に 入射 し た 光朿の う ち 、 外側に あ る 角度を も っ た成分は、 光軸に平 行 に な る か、 あ る い はわずかばか り 内側を向 く 。 中間部 の光軸 に垂直な面に入射 し た も の は、 そ の ま ま 光学素子 7 0 を通 り 抜け る 。 それ故、 光学素子 7 0 を通 り 抜け た 光朿は、 中心部か ら周辺部 ま で平行、 あ る い は平行に近 い成分を も つ よ う に な る 。

こ れ に よ り 前記笫 ： L 実施例 と 同様に 、 第 3 1 図の よ う に 中心部が低 く 中抜け状態の光束分布を持 つ た照明を、

2 6 図の よ う に中心部に お い て も十分平行光束が得 ら 一 つ 5 — れ る よ う な照明装置 と す る こ と がで き る 。 ま た こ れ ま で 利用 で き な か っ た周辺の光であ る 笫 3 1 図 に お け る K 部 の光 も 利用 で き る よ う に な る 。

し た力《 つ て上記 %施例 に よ れば、 ラ ン プ力、 ら 出射 し た 光朿は、 リ フ レ ク タ に よ り 反射 し て、 中心部付近 は平行 成分がな い状態で 出射す る が、 リ フ レ ク タ の前方 に上述 の光学素子を 置 く こ と に よ り 、 中心部 に も 平行成分を十 分持 つ た光束 と す る こ と がで き る 。

ま た 第 4 実施例 に 示 し た よ う に 、 周辺の 限 ら れた部分 の 肉厚が薄 く な つ て い る 光学素子を使用すれば、 こ れ ま で利用で き な か っ た周辺 の光 も 、 利用 で き る よ う に な る ， そ れ故、 こ の照明装匿を使用 し て、 液晶等で形成 さ れ る 画像を ス ク リ ー ン に投射すれば、 明 る さ が ほ ぼ均一な 拡大投射画像を得 る こ と がで き る 。

第 3 2 図〜第 3 7 図 は上記光学素子 7 0 の他の実施例 を 示 し て い る 。

第 3 2 図 に 示す実施例 は、 断面円錐形の 2 個 の光学素 子 7 0 d , 7 0 e を そ の底面が向 き 台 う よ う に配置 さ れ た も の で 、 例え ば リ フ レ ク タ 5 4 の形状が放物面の場 台 ラ ン プ 5 3 力、 ら 出射す る 光束力《 リ フ レ ク タ 5 4 に よ り 略 -、1^;-行光束 と な っ て 1 番 の 円維形光学素子 7 0 d に 入射 し 、 折 に よ っ て光朿の光軸 に 対 し て上下逆 に な る 位置 に 2 番 t:i の 円錐形光学索子 7 ϋ e を配置 し 、 こ の 円錐形 光学 ^子 7 0 e の W折に よ っ て略平行光束 Α と な る 。 こ れに よ り 第 3 1 図 に お け る従来例の よ う に 中心部が暗い 光束分布であ っ た も のが第 3 2 図に示す 2 個の 円錐形光 学素子 7 0 d , 7 0 e に よ り 、 第 3 7 図 に示す光束分布 と る 。

第 3 3 図 に示す実施例は、 上記 2 個の光学素子 7 0 d ,

7 0 e の う ち 出射側の光学素子 7 0 e を凹形円錐面 7 0 f を有す る 構造 と し た も のであ る 。 こ う し た こ と に よ り 例え ば リ フ レ ク タ 5 4 の形状が放物面の場合、 ラ ン プ 5 3 力、 ら 出射 し た光束は、 放物面形状の リ フ レ ク タ 5 4 に よ り 略平行光束 と な っ て 1 番 目 の 円錐形光学素子 7 0 d に入射 し、 屈折す る 。 屈折に よ り 光束は、 最初平行成 分の なか っ た光軸付近に も く る よ う に な る 。 こ の位置に 2 番目 の 円錐形光学素子 7 0 e を配置す る こ と に よ り 該 素子 7 0 e の屈折に よ っ て略平行光束 B と な る 。 こ れに よ り 第 3 1 図 に お け る従来例の光束分布が円錐形光学素 子 丁 0 d 、 7 0 e 〖こ よ り 、 第 3 7 図に示す光束分布 と な o

第 3 4 図は第 3 2 図の 2 個の光学素子 7 0 d , 7 0 e を一体 と し た も の に相 当 し 、 第 3 5 図 は第 3 3 図の 2 個 の光学素子 7 0 d , 7 0 e を一体化 し た も の に相当す る も ので、 いずれの場合 も第 3 2 図、 第 3 3 図 と 同 じ 作用 が得 ら れ る 。

さ ら に第 3 6 図は入射側の 円錐形光学素子 7 0 d の入 射面を凹曲面 7 0 g と し た も の で、 出射側の 円錐形光学 素子 7 0 e は第 3 2 図 も の と 同 じであ る 。 上記実施例 に よ っ て も 、 ラ ン プ力、 ら 出射 し リ フ レ ク タ で反射 し た光束を前記円錐形光学素子に前記光束を通す こ と に よ り 、 分布の略均一な 平行光束を得 る こ と がで き る 。 こ の こ と に よ り 、 こ の略平行光束を光源 と し て画像 を ス ク リ ー ン に投射 し た場合、 明 る さ の略均一な 画像 と な る 。

次 に反射 ミ ラ ー に つ い て説明す る 。

第 3 8 図 （ A ) , ( B ) は、 本発明 に お け る 反射 ミ ラ — の断面図を示 し て お り 、 第 3 9 図示の よ う な 画像 に歪 みがあ る と き 、 各矢印方向 に歪補正を行 う も の で あ る 。

第 4 1 図 に本発明 の投射型表示装置の一例を示す よ う に 、 投射光学ュニ ッ 卜 3 9 と 、 第 1 の反射 ミ ラ ー 4 0 a と 、 第 2 の反射 ミ ラ ー 4 1 a と 、 第 3 の反射 ミ ラ ー 4 2 a と 、 ス ク リ ー ン 7 力、 ら な り 、 投射光学ュニ ッ 卜 3 9 は 第 1 図 に 示 し た よ う に 、 光源 1 と 、 ラ イ ト バル ブ 2 と 、 第 1 の投射光学系の第 1 レ ン ズ 3 と 、 第 2 レ ン ズ 4 と 、 第 2 の投射光学系 6 か ら 構成 さ れた'投射型表示装置が用 い ら れ る 。 前記投射光学ュニ ッ ト 3 9 の作用 は第 1 図 に つ い て の説明 を援用す る 。

第 3 9 図 に示すよ う に 、 反射 ミ ラ ー （総称 し て 4 〇 a を代表符号で示す） が平面の と き に お き る ス ク リ ー ン 7 上の 画像 5 6 の歪曲 （第 4 3 図） に お い て、 ①の方向 の 歪曲袖正が必要な場合、 歪'曲補正の必要な部分 に あ た る 反射 ミ ラ ー 4 0 a の部分を第 3 8 図 （ a ) に示す よ う に 、 部分的 に 凸曲 ώίにす る こ と で、 第 4 ϋ 図に示すよ う に歪 曲の な い 画像 5 6 ' と し て、 ス ク リ ー ン 7 に結像 さ せ る 二 と がで き る 。 ま た 、 ②の方向の歪曲捕正が必要な場合、 歪曲補正の必要な部分 に あ た る 反射 ミ ラ ー 4 0 a の部分 を第 3 8 図 b ) に示すよ う に、 部分的 に凹曲面にす る 二 と で、 第 4 0 図に示すよ う に歪曲の な い画像 5 6 ' と し て 、 ス ク リ ー ン 7 に結像 さ せ る こ と 力《で き る 。

すな わ ち 、 両像 5 6 を拡大 し た い部分は第 3 8 図 （ a ) に すよ う に反射 ミ ラ 一 4 0 a を凸方向の 曲面に し 、 画 像 5 6 を縮小 し た い部分は第 3 8 図 （ b ) に示すよ う に 反射 ミ ラ ー 4 0 a を凹方向の曲面にす る 。

上記 施例で説明 し た投射型表示装置に お い て、 ス ク U ― ン 7 上の画像 5 6 が必要な拡大率がな く ス ク リ 一 ン サ イ ズよ り 小 さ く な つ た場台、 反射 ミ ラ ー 4 0 a の 全面 を：¾ 3 8 図 （ a ) に示す凸曲面の 円柱形状にす る こ と で、 筇 4 ϋ に示すよ う に歪曲の な い 画像 5 6 ' と し て ス ク リ ー ン 7 に結像 さ せ る こ と 力 で き る 。 ま た、 ス ク リ ー ン サ イ ズよ り 大 き く な つ た場合、 反射 ミ ラ ー 4 0 a の 全面 を第 3 8 図 b ) に示す凹曲面の 円柱形状にす る こ と で、 第 4 ϋ 図 に 示すよ う に歪曲の な い 画像 5 6 ' と し て ス ク リ ー ン 7 に結像 さ せ る こ と がで ぎ る 。

な お上記反射 ミ ラ ー の構造 は上記光学系中の複数枚の 反射 ミ ラ ー 4 0 a 〜 4 2 a の う ち の 1 枚乃至それ以上 に 適 fflす る こ と 力《で き る 。 以上 の よ う に こ の 実施例 に よ れば、 斜 め投射光学系 を 使用 し た 投射型 表示装 置 に お い て 、 斜 め投射光学系 の 投 射 レ ン ズ や反射 ミ ラ ー に よ っ て生 じ る 画像 の 歪曲 や必要 な 拡大率が得 ら れ な い 場 台で も 、 少 な く と も 1 枚以上 の 反射 ミ ラ 一 に よ っ て 修正が容易 に で き る 。 こ の と き 、 投 射距離が部分 的 に 変 わ る が投射光学系 の 焦点深度が深 い の で ビ ン 卜 の ずれ は実用 上問题が な い 。

次 に ス ク リ ー ン に つ い て説明 す る 。

第 4 5 囟 は 本発明 の一実施例 に よ る 透過型 ス ク リ 一 ン を 面投射型 プ ロ ジ ュ ク 夕 に 適用 し た 場 台 の 斜 視図 を 示 し て い る 。

投射光学 ュニ ッ 卜 3 9 か ら 出射 さ れ た 光 は反射 ミ ラ 一 7 2， 7 3 , 7 4 , 7 5 に よ っ て そ の 光路が変換 さ れ、 ϋ過型 ス ク リ ー ン 7 の 背面 に 投影 さ れ る 。 こ の透過型 ス ク リ ー ン 7 は ポ リ カ ー ボ ネ イ ト （ P C ) ま た は ポ リ メ チ ル メ タ ァ ク リ レ ー ト （ P M M A ) を材料 と し て形成 さ れ て お り 、 第 4 4 図 （ a ) お よ び （ b ) は こ の 透過型 ス ク リ ー ン 7 の 斜視図 お よ び一部拡大断面図 を 示 し て い る 。 ス ク り 一 ン 7 の 光 入射面 に は 微 小 プ リ ズム ア レ ー 7 a が 形成 さ れ、 光 出 射面 に は レ ン チ キ ュ ラ ー 7 b が形成 さ れ て い る 。 微小 プ リ ズ ム ア レ ー 7 a は断面が三角 形状 に 形 成 さ れ、 各 プ リ ズ ム の プ リ ズ ム j は後述す る よ う に 4 し） 。 以上 5 0 ° 以 下 に 形成 さ れ て い る 。

本実施例 に よ る 透過型 ス ク リ ー ン 7 は 、 そ の プ リ ズ ム 頂角が従来よ り 小 さ く 形成さ れてい る た め、 プ リ ズム ァ レ ー 7 a か ら 洩れ る 光量は減少 し、 入射 し た光量の損失 は低減 さ れて い る 。 そ の た め、 従来の よ う に光洩れゃ ゴ 一 ス ト は発生 し な い。 本実施例に よ る 上記透過型 ス ク リ ー ン 7 に よ っ て光洩れや ゴー ス ト の発生が有効に抑止 さ れ る こ と は以下の解折に よ り 確 ^ さ れた。 こ の解折結果 を第 4 6 図 〜第 4 8 図を参照 し て説明す る 。

4 6 図 は こ の解折に 用 い た透過型 ス ク リ ー ン の一部 拡大断面図を示 し 、 こ の透過型 ス ク リ ー ン を上述 し た背 面投射型プ ロ ジ ェ ク タ に適用す る 。 な お、 同図にお い て 第 4 4 図 と 同一部分 につ いては同符号を用 い てい る 。 こ の第 4 6 図 に お い て、 ミ ラ ー 7 5 に よ っ て反射 し て き た 投射光学ュニ ッ ト 3 9 力、 ら の光は プ リ ズム ア レ ー 7 a で Jtii折 し 、 レ ン チ キ ユ ラ 一 7 b 力、 ら 出射 さ れ る 。 ま た ミ ラ — 丁 5 に よ っ て、 反射 し て き た光は プ リ ズム ア レ ー 7 a で そ の一部が洩れ、 こ の洩れ光が光出射面 7 b で全反射 す る 。 全反射 し た光は 3〜 4 個の プ リ ズム を通過 し た後、 臨界角 α を越え て入射 し た プ リ ズム に お い て全反射 し 、 レ ン チ キ ユ ラ 一 7 b を介 し て観察側に 出射す る 。

こ の よ う な透過型 ス ク リ ー ン 7 に お い て、 ス ク リ ー ン の 各点に お け る 光洩れ 2の割合を t算 し た結果を第 4 7 図お よ び第 4 S 図の 各 グラ フ に示 し てい る 。 各 グラ フ の 横軸 は ス ク リ ー ン 位置 〔 m m〕 を示 し て い る 。 位置 0 は フ レ ネ ル レ ン ズ 7 a の縦方向の 中心点を表 し 、 他の数値は こ の 中 心点か ら 上 ド各方向 に 移動 し た 距離を 表 し て い る ま た 、 各 グ ラ フ の 縱 ΐ由 は ミ ラ 一 7 5 か ら 反射 し て き た 光 の う ち の 何割が洩れ る か と い う 洩れ率 〔 〕 を 示 し て い な o ま た 、 各 グ ラ フ に お い て 、 実線で示 さ れ る Ε線上 の ブ ロ ッ ト は ブ リ ズ ム ア レ ー の プ リ ズ ム 頂角 力《 5 0 ° の 場 ! の 解折結果 を 表 し 、 点線で示 さ れ る 直線上 の ブ ロ ッ ト は ブ り ズ ム 頂角 力《 4 7 。 、 プ ロ ッ 卜 の み は プ リ ズ ム 頂角 が 4 5 ° の 場 台 の 解析結粜 を 表 し て い る 。 ま た 、' 各 グ ラ フ に お け る 光入射角 、 つ ま り 、 入射光力《 ス ク リ ー ン 面 の 法線方向 に 対 し て 傾 い て い る 角 度 は 中心 に お い て 6 0 ° で あ る

.qj 4 7 図 は透過型 ス ク リ ー ン 7 の 大 き さ を 4 0 ィ ン チ 投 距離 L を ： 1 2 ϋ ϋ m mと し た 場 合 の 計算結粜 を 示 し 、 図 は透過型 ス ク リ ー ン 7 の 大 き さ を 5 ϋ ィ ン チ 、 投射距離 L を 1 8 ϋ m.mと し た 場 ^ の 計算結 ¾ を ¾ し て い る 。 各 グ ラ フ か ら 、 プ リ ズ ム m角 の 角 度が小 さ く な 。 と 光洩れ率が低下す る こ と が理解 さ れ る 。 す な わ ち 、 33

4 7 図 の 4 0 イ ン チ 画面 の ¾5 に は 、 プ リ ズ ム 頂角 が

5 (1 ° の と き に は 、 ス ク リ ー ン の 中 心点力、 ら 約 2 1 U (Π ΠΙ

F 7?、 つ た 位置 で光 ¾れが発生 し 始 め 、 中 、か り ； ia さ か る に つ れ て光洩れ率 は增加 し 、 中心力、 ら 3 〔） ϋ m in 力〈 つ た ス ク リ ― ン 位 ！¾■ で光洩れ率 は約 2 4 % に 達す る 。 ト ブ リ ズ 厶 頂角 が 4 7 ° の と き に は 、 ス ク リ ー ン の 中 心点 力、 ら 約 2 7 0 m m 卜 が つ た 位 gで光洩れが発生 し 始 め 3 0 0 m πι下力《 つ た ス ク リ 一 ン 端位置で光洩れ率 は ほ ぼ 1 0 ¾ に な る 。 ま た 、 プ リ ズ ム 頂角 力《 4 5 ° の と き に は 中心力、 ら 3 0 0 in m下力《 つ た ス ク リ 一 ン端位置で極 く 僅か な 光洩れを生 じ る の み で あ る 。 4 0 イ ン チ 画面の場 合 に は ス ク リ ー ン 7 の縱方向 の 長 さ は 6 0 0 m inに な り 、 中心 か ら 上下各方向 に 3 0 0 m mの 範囲内で測定評価を行え ば よ い。 ま た 、 第 4 5 図力、 ら 理解 さ れ る よ う に ス ク リ ー ン 7 の 下側の 方が光人射角 が小 さ く な る た め 、 上記解析結 果 に 示 さ れ る よ う に ス ク リ ー ン の 中心力、 ら 下側の 方が光 洩れ率が高 く な る 。 こ の た め 、 ス ク リ ー ン 中心力、 ら 下側 の 画面位置で評価を行え ば足 り る こ と に な る 。

し た力《 つ て、 第 4 8 図 の 5 ϋ イ ン チ 画面の場 台 に は、 ス ク リ ー ン 7 の縦方向 の長 さ は 7 5 0 m raに な る た め 、 ス ク リ ー ン の 中心力、 ら 下方向 に 3 7 5 m mの範囲 内で解析評 価を行え ば よ い。 こ の場合、 プ リ ズム 頃角 力 5 0 ° の と き に は 、 中心か ら 約 2 9 0 ra m下が つ た 位置で光洩れが発 生 し 始め、 中心力、 ら 3 7 5 m m下力く つ た ス ク リ ー ン 端位置 で光洩れ率 は約 2 2 % に 達す る 。 ま た 、 プ リ ズム 頂角 が 4 7 。 の と き に は、 中心力、 ら 約 3 6 0 m in下力《 つ た ス ク リ ― ン 位置で光洩れが発生 し 始 め 、 中心か ら 3 7 5 m in下力;' つ た ス ク リ 一 ン 端位 gで光洩れ率 は約 5 % に な る 。 ま た 、 プ リ ズ ム 頂角 力《 4 5 。 の と き に は、 光洩れ は発生 し な い c こ の よ う に プ リ ズ ム ア レ ー の プ リ ズ ム 頂角 力《 5 0 ° か ら 減 つ て い く と 、 光洩れ率 は次第 に低 く な つ て い く 。 ブ リ ズ ム 頂角 力《 4 5 ° ま で 小 さ く な る と 、 4 0 イ ン チ 、 5 0 イ ン チ 画面で は光洩れを ほ と ん ど生 じ な く な る 。 ま た 、 プ リ ズ ム 頂 ft 力《 5 0 。 の と き の 光洩れ率 は 4 0 イ ン チ 画 面 の ス ク リ ー ン 端位置で 2 4 % に な る 力く 、 こ の 程度 の 洩れで あ れ ば 、 ¾用 上差 し 障 り の な い も の と 考 え ら れ る 。 し 力、 し 、 プ リ ズ ム 顶角 が小 さ く な る と 頂角 部が欠 け やす く な り 、 ま た 、 樹脂成型時 に お け る 成型性が悪 く な る た め 、 最低で も 4 0 ° 以上 あ る こ と が望 ま し い 。 そ こ で 、 プ リ ズ ム ア レ ー 7 a の 各 プ リ ズ ム 頂角 を 4 ϋ ° 以上 5 0 ° 以下 の 範囲で形成す る こ と に よ り 、 光洩れ ゃ ゴ 一 ス 卜 の 発生 を 有効 に 防止す る こ と がで き る 。

ま た 、 本実施例 に よ る 投射光学 ュニ ッ ト 3 9 の 光源 に は指向性 の 高 い キ セ ノ ン ラ ン プが用 い ら れて い る 。 こ の た め 、 第 4 9 図 に 示 さ れ る よ う に 、 洩れ た 光の 光路 を人 問 の 眼 5 9 の 視野 Α 力、 ら 外す こ と に よ り 、 ゴ ー ス ト は人 問 に 視 ^ さ れ な い よ う に な る 。

以上の よ う に こ の 灾施例 に よ れば、 微小 プ リ ズ ム ァ レ — の 各 プ リ ズ ム 頂角 を 4 0 度以上 5 0 度以下 に 設定 し 、 プ リ ズ ム 頂角 は 小 さ く な つ て い る こ と に よ り 、 プ リ ズ ム ア レ ー か ら 洩れ る 光≤が減 少 し 、 入射 し た 光量 の ί 失が 低減 さ れ る 。 し た 力《 つ て 、 こ の透過型 ス ク リ ー ン に よ れ ば 、 ゴ ー ス ト や 光洩れが な く な り 、 明 る い 高品 Κ な 画 像 を ί¾ る こ と 力《 "J能 に な る 。

—方、 こ の 稻 の ラ イ ト バ ル ブを ffl い た 従来 の 背面投射 型表示装置 は薄型化を行 う た め に第 5 2 図 に示すよ う に ス ク リ 一 ン 7 面に対 し て入射角 cr を持たせてい た。 こ の と き の 入射角 α は 6 ϋ 。 以下であ る 。 ス ク リ ー ン 7 に投 射光 9 ϋ を人射 さ せ る最終の反射 ミ ラ ー 9 1 を ス ク リ ー ン 7 と 行に配置 し てい た。

し か し 、 上記従来の デ ィ ス プ レ イ 型の背面投射に よ る 表示装置では、 ス ク リ ー ン 7 へ の入射角 ひ 力 6 0 ° 以下 の た めに、 ス ク リ ー ン 7 と最終の反射 ミ ラ ー 9 ] の高 さ 方向で重な り 部分がで き 、 部 ^の電灯等に よ る 外光 9 2 は第 5 3 図に 示すよ う に、 例え ば人射角 e i 力く 6 0 ° の 場合、 約 1 5 . 4 3 ° の 出射角 ₃ ' と な っ て ス ク リ 一 ン 7 を透過 し て反射 ミ ラ ー 9 1 に よ り 反射 さ れて第 5 4 図 に示すよ う に、 約 1 5 . 4 3 ° の入射角 0 ₃ ' でス ク リ ー ン に入射 し 、 出射角 0 i 力く 6 0 ° と な っ て ス ク リ ー ン を透過す る た め に、 第 5 5 図 に示すよ う に ス ク リ ー ン 7 面の斜線部分が白 っ ぽ く 光 っ た り し て、 コ ン ト ラ ス ト 低下を生 じ さ せ る 問題があ る 。

上記の点に対処す る た め、 図 5 6 に示すよ う に ス ク リ ー ン 7 に対 し て入射角 は 6 0 ° 以上の角度を も たせ る こ と で、 ス ク リ ー ン 7 と 、 最終の反射 ミ ラ ー 9 1 の 高 さ 方向の ^な り 部分を少な く さ せ る の で 、 外光 9 2 は第 5 3 1^1 に 示す よ う に、 例え ば 人射角 e J 力《 6 ◦ 。 の場合、 約 1 5 . 4 3 ° の 出射角 ，、 ' と な っ て ス ク リ ー ン 7 を ϋ過 し て反射 ミ ラ ー 9 1 に よ り 反射 さ れて も ス ク リ ー ン 7 に 入射 し な く な る 。

し た が っ て上記実施例 に よ れ ば、 斜 め投射光学系 を使 用 し た 投射型表示装 置 に お い て 、 外光 に よ る ス ク リ ー ン の 白 つ ぼ く 光 る 部分 を削 '减で き る の で 、 コ ン ト ラ ス ト 低 下 を 低減 し 、 a コ ン ト ラ ス ト な 映 像が ら れ る 。

産業上の 利用 可能性

明 る さ に む ら が な く 、 均一 な 明 る さ の 画面が得 ら れ、 幽像 の 歪み や光 も れの な い投射型表示装置、 特 に キ ヤ ビ ネ ッ 卜 タ イ プの 表示装置 に 禾 ij用 す る に 適す る 。

Claims

誥 求 の 範 囲

1 . 光源 と 、 光変調手段 と 、 光変調手段で生成 さ れ る 像を ス ク リ ー ン に投射す る 投射手段 と 、 ス ク リ ー ン と を有 し 、 前記投射手段で投射 さ れ る 投射光の中心光事 ώが 前記ス ク リ ー ン に 対 し て斜め に 入射す る 投射型表示装置 に おい て、 前記投射手段は、 前記光変調手段で生成 さ れ た 像を台形歪の あ る 中間像 に変換す る 第 1 の投射光学手 段 と 、 前 ,记台形歪の あ る 中間像を ス ク リ ー ン上で台形歪 の な い 像 に変換す る 第 2 の投射光学手段 と か ら 構成 さ れ て な り 、 前記第 ] 投射光学手段は 、 互 い に平行で な い 2 つ の レ ン ズを有す る こ と を特徴 と す る 投射型表示装置。

2 . 前記第 1 の投射光学手段の前記平行でな い 2 つ の レ ン ズ は 、 光源側 レ ン ズ の ス ク リ ー ン側焦平面 と ス ク リ ー ン側 レ ン ズ の光源側焦平面 と の交線が、 光源側 レ ン ズの主点 と ス ク リ ー ン側 レ ン ズの主点 と を結ぶ直線上を 通る よ う に配置 さ れる こ と を特徴 と す る 請求の範囲第 1 ¾記載の投射型表示装置。

3 . 前記第 1 の投射光学手段は、 互い に平行でな い 少な く と も 2 つ の レ ン ズを 2 組以上有す る こ と を特徴 と す る 詰求の範囲第 1 ¾ま た は第 2 項記載の投射型表示装

¾ ο

4 . 光源 と 、 光変調手段 と 、 光変調手段で生成 さ れ る 像を ス ク リ ー ン に投射す る 投射手段 と 、 ス ク リ ー ン と を有 し 、 前記投射 手段で投射 さ れ る 投射光の 中心光軸が 前記 ス ク リ ー ン に 対 し て斜 め に 入射す る 投射型表示装置 に お い て、 前記投射手段は、 前記光変調手段で生成 さ れ た 像を台形歪の あ る 中間像 に変換す る 笫 1 の投射光学手 段 と 、 前記台形歪の あ る 中 間像を ス ク リ ー ン 上で台形歪 の な い像 に変化す る 第 2 の投射光学手段 と 、 光調整す な わ ち 画質改善を行 う 絞 り 機構 と で構成 さ れ、 前記第 1 の 投射光学手段 は、 互 い に平行でな い 2 つ の レ ン ズを少な く と も 1 組有 し 、 前記絞 り 機構を投射光学手段内 に設 け た こ と を特徴 と す る 投射型 ^示装置。

5 . 前記絞 り 機構の位置を前記平行でな い 2 つ の レ ン ズ の焦平 ώ に よ る 前記交線 と 前記 2 つ の レ ン ズ の主点 と を結ぶ直線 と の交点付近に配置 し た詰求の範囲第 4 項 記載の投射型表示装置。

6 . 前記絞 り 機構の形状を ¾ -状 に し た 請求の範囲 第 4 ¾ ま た は第 5 项 に 記載の投射型表示装置。

7 . ラ ン プ と リ フ レ ク タ と を 有 し 、 前記 リ フ レ ク タ の 出射側の空 に リ フ レ ク 夕 に よ り 反射 し て得 ら れ る 光 朿分布を略均一 に す る た めの光透過性の光学素子を配置 し た照明装置を す る 投射型表示装 。

8 . 前 光学 ^子 の片面 ま た は両面の 中央 に 限 ら れ た 部分が凹面 ま た は 凸面 に形成 さ れて い る 請求の範囲第 7 項記載の投射型表示装 。

9 . 前記光学 ^子の周辺 の 限 ら れた部分の 肉厚が次 第 に薄 く な っ てい る こ と を特徴と す る 請求の範囲第 7 項 記載の照明装置を有す る 投射型表示装置。

1 0 . 前記光学素子を円錐形 と し た請求の範囲第 7 項記載の投射型表示装置。

1 1 . 前記円錐形光学素子 と し て凸形状の 円錐形光 学索子 2 個を配置 し た請求の範囲第 1 0 項記載の投射型 表 i ^ o

1 2 . 前記円錐形光学素子を 2 個使用 し 、 1 つ 目 の 円錐形光学素子を凸形状 と し 、 2 つ 目 の 円錐形光学素子 を凹形状 と し て配置 し た請求の範囲第 1 0 項記載の投射 型表示装置。

】 3 . 前記円錐形光学素子 と し て両面凸形状の 円錐 形光学素子 1 個を配置 し た請求の範囲第 1 0 項記載の投 射型表示装置。

1 4 . 前記円錐形光学素子 と し て一面が凸形状で他 面が H形状を 'す る 円錐形光学素子 1 個を配置 し た請求 の範囲第 ： I 0 項記載の投射型表示装置。

1 . 前記円錐形光学素子を 2 個使用 し 、 1 つ 目 の P1錐形光学素子を一面凸形状で他面が凹形状 と し 、 2 つ □ の 円錐光学 ^ 了-を凸形状 と し て配置 し た請求の範囲笫 1 0 项 ^載の投射型表示装置。

1 6 . 光源 と 、 光変調手段 と 、 光変調手段で生成 さ れ る 像を ス ク ー ン に投射す る 投射手段 と 、 投射手段よ り 出射 さ せ る 投射光を ス ク リ ー ン に人射 さ せ る 反射 ミ ラ — と 、 ス ク リ ー ン と を有 し 、 前記投射手段で投射 さ れ る 投射光の 中心光軸が前記ス ク リ ー ン に 対 し て斜め に入射 す る 投射型表示装置 に お い て、 前記反射 ミ ラ — を複数枚 で構成 し 、 少な く と も 1 枚以上の反射 ミ ラ ー を非平面 に し た こ と を特徴 と す る 投射型表示装置。

1 7 . 背面側か ら 角度を な し て入射 さ れ る 光像が微 小プ リ ズム ア レ ー に よ り 正面側 に集光 さ れ る 透過型 ス ク リ ― ン を有す る 投射型表示装置 に お い て、 前記微小プ リ ズム ア レ ー の 各プ リ ズム 頂角が 4 ◦ 度以上 5 0 度以下 に 設定 さ れて い る こ と を特徴 と す る 透過型 ス ク リ ー ン を有 す る 投射型表示装置。

1 8 . 光変調手段 と 、 光変調手段で生成 さ れ る 像を ス ク リ ー ン に投射す る 投射手段 と 、 投射手段よ り 出射 さ せ る 投射光を ス ク リ ー ン に入射 さ せ る 反射 ミ ラ ー と 、 ス ク リ ー ン と を有 し 、 前記反射 ミ ラ 一 の ス ク リ ー ン に 入 射 さ せ る 最終の反射 ミ ラ ー と 前記 ス ク リ ー ン と を平行に 配 S し た投射型表示装置 に お い て、 前記投射手段で投射 さ れ る 投射光の 中心光軸が前記 ス ク リ ー ン に対 し 入射角 ひ 力《 6 0 ° よ り 大 き い角度を有す る こ と を特徴 と す る 投 射型表示装置。