JP2002049335A - 画像表示装置 - Google Patents
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- JP2002049335A JP2002049335A JP2000233661A JP2000233661A JP2002049335A JP 2002049335 A JP2002049335 A JP 2002049335A JP 2000233661 A JP2000233661 A JP 2000233661A JP 2000233661 A JP2000233661 A JP 2000233661A JP 2002049335 A JP2002049335 A JP 2002049335A
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- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 画質を損なうことなく大画像を表示すること
ができる小型で低コストの画像表示装置を提供する。 【解決手段】 複数のLCD5の像をスクリーン8上に
投影して全体として一枚の画像を生成する画像表示装置
であって、上記LCD5に各対応して配置され斜め下方
を向いたLCD5の主面に対向する入反射面31aとこ
の入反射面31aから入射した光を斜めに反射する自由
曲面でなる第1のミラー面31bと該光束をさらに斜め
に反射する自由曲面でなる第2のミラー面31cと該光
束を上記入反射面31aでさらに斜めに全反射した後に
射出する射出面31dとを有してなるプリズム31と、
このプリズム31から射出した光を制限する絞り32
と、この絞り32を通過した光束に残る収差を補正する
凹レンズ33と、を備えた画像表示装置。
ができる小型で低コストの画像表示装置を提供する。 【解決手段】 複数のLCD5の像をスクリーン8上に
投影して全体として一枚の画像を生成する画像表示装置
であって、上記LCD5に各対応して配置され斜め下方
を向いたLCD5の主面に対向する入反射面31aとこ
の入反射面31aから入射した光を斜めに反射する自由
曲面でなる第1のミラー面31bと該光束をさらに斜め
に反射する自由曲面でなる第2のミラー面31cと該光
束を上記入反射面31aでさらに斜めに全反射した後に
射出する射出面31dとを有してなるプリズム31と、
このプリズム31から射出した光を制限する絞り32
と、この絞り32を通過した光束に残る収差を補正する
凹レンズ33と、を備えた画像表示装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置、よ
り詳しくは、複数の表示素子の像をスクリーン上に投影
して一枚の画像を生成する画像表示装置に関する。
り詳しくは、複数の表示素子の像をスクリーン上に投影
して一枚の画像を生成する画像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、複数のLCD等でなる表示素
子により部分画像を表示して、各表示素子に対応した拡
大投影光学系によりスクリーン上に各部分画像を投影
し、全体として一枚の画像を観察することができるよう
に構成された画像表示装置は、種々のものが提案されて
いる。
子により部分画像を表示して、各表示素子に対応した拡
大投影光学系によりスクリーン上に各部分画像を投影
し、全体として一枚の画像を観察することができるよう
に構成された画像表示装置は、種々のものが提案されて
いる。
【0003】このような画像表示装置においては、上記
拡大投影光学系として、複数枚のレンズを組み合わせた
光学系を採用したものがあり、例えば特許掲載公報第2
810572号には、透過型の液晶パネルと、この液晶
パネルを照明する照明手段と、上記液晶パネルにおける
所定数の画素を1単位として画素ブロックとなし、スク
リーン上に繋ぎ目なく結像されるように、各画素ブロッ
ク毎に画像を投影する結像手段と、を備えた投写型表示
装置が記載されている。
拡大投影光学系として、複数枚のレンズを組み合わせた
光学系を採用したものがあり、例えば特許掲載公報第2
810572号には、透過型の液晶パネルと、この液晶
パネルを照明する照明手段と、上記液晶パネルにおける
所定数の画素を1単位として画素ブロックとなし、スク
リーン上に繋ぎ目なく結像されるように、各画素ブロッ
ク毎に画像を投影する結像手段と、を備えた投写型表示
装置が記載されている。
【0004】ところで、本出願人は、自由曲面プリズム
を用いた結像光学系および観察光学系を提案しており、
その詳細な内容が、特開2000−131614号公報
に記載されている。
を用いた結像光学系および観察光学系を提案しており、
その詳細な内容が、特開2000−131614号公報
に記載されている。
【0005】一方、図17は、拡大投影光学系としてフ
レネルレンズを用いた従来の画像表示装置の構成の一部
を側方から示す図である。
レネルレンズを用いた従来の画像表示装置の構成の一部
を側方から示す図である。
【0006】この画像表示装置は、複数の表示素子の像
を各投影するための拡大投影光学系として、2枚のフレ
ネルレンズを用いたものとなっている。
を各投影するための拡大投影光学系として、2枚のフレ
ネルレンズを用いたものとなっている。
【0007】すなわち、LCD5の像は、まず第1のフ
レネルレンズ92を通過するようになっていて、この第
1のフレネルレンズ92の瞳位置には絞り91が配設さ
れ、不要な拡散光などを除去するとともに画像全体の明
るさを規定するようになっている。
レネルレンズ92を通過するようになっていて、この第
1のフレネルレンズ92の瞳位置には絞り91が配設さ
れ、不要な拡散光などを除去するとともに画像全体の明
るさを規定するようになっている。
【0008】この絞り91を通過した光束は、さらに第
2のフレネルレンズ93を介してスクリーン8上に結像
される。
2のフレネルレンズ93を介してスクリーン8上に結像
される。
【0009】図18は隣接する拡大投影光学系によりス
クリーン上に投影される光束の様子を側方から示す図、
図19はスクリーン上に投影される光束の重畳領域の様
子を拡大して側方から示す図、図20はスクリーン上に
投影される光束の合計光量を示す線図である。
クリーン上に投影される光束の様子を側方から示す図、
図19はスクリーン上に投影される光束の重畳領域の様
子を拡大して側方から示す図、図20はスクリーン上に
投影される光束の合計光量を示す線図である。
【0010】上記図17に示したような拡大投影光学系
が、図18に示すように、複数の各LCD5に対応して
設けられており、隣接するLCD5による画像ブロック
同士の重畳領域においては、図19に示すように光束が
合成される。
が、図18に示すように、複数の各LCD5に対応して
設けられており、隣接するLCD5による画像ブロック
同士の重畳領域においては、図19に示すように光束が
合成される。
【0011】つまり、非重畳領域(点P1 参照)では一
方の拡大投影光学系のみからの光束となるが、重畳領域
(点P2 〜P4 参照)においては左右の拡大投影光学系
からの光束がスクリーン8上に到達し、このとき左右の
光束の通過経路同士の間には光束が通過しない中抜け部
分が生じている。
方の拡大投影光学系のみからの光束となるが、重畳領域
(点P2 〜P4 参照)においては左右の拡大投影光学系
からの光束がスクリーン8上に到達し、このとき左右の
光束の通過経路同士の間には光束が通過しない中抜け部
分が生じている。
【0012】また、この拡大投影光学系では、上記図1
8に示したように、LCD5の各画素から射出される光
束がスクリーン8に到達する際には、各光束の主光線
が、画像ブロックの周辺部になるほど(つまり光軸Oか
ら離れるほど)、該スクリーン8上に対して次第に大き
く傾斜するようになっている。
8に示したように、LCD5の各画素から射出される光
束がスクリーン8に到達する際には、各光束の主光線
が、画像ブロックの周辺部になるほど(つまり光軸Oか
ら離れるほど)、該スクリーン8上に対して次第に大き
く傾斜するようになっている。
【0013】上記スクリーン8は、透過型のスクリーン
であるために、透過する光の拡散分布は、光の入射角度
に依存する。従って画像ブロックの周辺部になるに従っ
てスクリーン8に入射する光束が傾斜すると、スクリー
ン8全体を正面から観察したときにはほぼ均一な輝度で
あっても、斜め方向から観察したときに、画像ブロック
同士の繋ぎ目が不連続な輝度として観察されてしまうこ
とになる。
であるために、透過する光の拡散分布は、光の入射角度
に依存する。従って画像ブロックの周辺部になるに従っ
てスクリーン8に入射する光束が傾斜すると、スクリー
ン8全体を正面から観察したときにはほぼ均一な輝度で
あっても、斜め方向から観察したときに、画像ブロック
同士の繋ぎ目が不連続な輝度として観察されてしまうこ
とになる。
【0014】そして、このような拡大投影光学系により
スクリーン8上に投影される光量は、図20に示すよう
になり、重畳領域における合計光量が、重畳していない
部分の光量よりも大きくなる分布を示してしまう。
スクリーン8上に投影される光量は、図20に示すよう
になり、重畳領域における合計光量が、重畳していない
部分の光量よりも大きくなる分布を示してしまう。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
画像表示装置は、スクリーン上に画素数の多い精細な画
像を表示するために、比較的画素数の多いLCD等の表
示素子を1枚〜少数枚程度用いて画像を投影するように
しているが、こうした比較的画素数の多い表示素子はコ
ストが高いために、装置全体として安価に構成すること
は困難である。
画像表示装置は、スクリーン上に画素数の多い精細な画
像を表示するために、比較的画素数の多いLCD等の表
示素子を1枚〜少数枚程度用いて画像を投影するように
しているが、こうした比較的画素数の多い表示素子はコ
ストが高いために、装置全体として安価に構成すること
は困難である。
【0016】また、大型の表示素子を用いるとやはりコ
ストがかさむために、できるだけ小型の表示素子を用い
ることが望ましいが、このときに大画像を投影するため
には、投影光学系からスクリーンまでの距離を長くする
か、あるいは投影光学系の視野角を大きくとる必要があ
る。しかし、前者の場合には画像表示装置の厚み方向の
サイズが増すことになり、また後者の場合には投影され
る画像の周辺部の光量や収差が増大して画像の品質が低
下することになり、画質低下を防ぐためにレンズ枚数を
増やすと今度はコストが増してしまうことになる。
ストがかさむために、できるだけ小型の表示素子を用い
ることが望ましいが、このときに大画像を投影するため
には、投影光学系からスクリーンまでの距離を長くする
か、あるいは投影光学系の視野角を大きくとる必要があ
る。しかし、前者の場合には画像表示装置の厚み方向の
サイズが増すことになり、また後者の場合には投影され
る画像の周辺部の光量や収差が増大して画像の品質が低
下することになり、画質低下を防ぐためにレンズ枚数を
増やすと今度はコストが増してしまうことになる。
【0017】そして、小型の表示素子を用いる場合に
は、各表示素子に対応して拡大投影光学系も同数だけ必
要となるが、上記従来のような複数枚のレンズで構成さ
れた拡大投影光学系を採用する場合には、全体のレンズ
枚数が多くなって、それらの位置合わせをするのに作業
時間やコストを要してしまう。
は、各表示素子に対応して拡大投影光学系も同数だけ必
要となるが、上記従来のような複数枚のレンズで構成さ
れた拡大投影光学系を採用する場合には、全体のレンズ
枚数が多くなって、それらの位置合わせをするのに作業
時間やコストを要してしまう。
【0018】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、画質を損なうことなく大画像を表示することがで
きる小型で低コストの画像表示装置を提供することを目
的としている。
あり、画質を損なうことなく大画像を表示することがで
きる小型で低コストの画像表示装置を提供することを目
的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第1の発明による画像表示装置は、複数の表示素
子と、これら複数の表示素子の像をスクリーン上に投影
して全体として一枚の画像を生成するべく各表示素子に
対応して配置された拡大投影光学系と、を備え、上記拡
大投影光学系は、当該拡大投影光学系の光軸に対し傾い
て配置された反射面を少なくとも1つ含む複数の反射面
を有して構成されたプリズムを備えたものである。
めに、第1の発明による画像表示装置は、複数の表示素
子と、これら複数の表示素子の像をスクリーン上に投影
して全体として一枚の画像を生成するべく各表示素子に
対応して配置された拡大投影光学系と、を備え、上記拡
大投影光学系は、当該拡大投影光学系の光軸に対し傾い
て配置された反射面を少なくとも1つ含む複数の反射面
を有して構成されたプリズムを備えたものである。
【0020】また、第2の発明による画像表示装置は、
上記第1の発明による画像表示装置において、上記表示
素子が、上記スクリーン全体に投影される画像の全画素
数に比して少数画素でなる小型なものであり、上記拡大
投影光学系は、該拡大投影光学系から上記スクリーンま
での距離、および該スクリーンへの投影角に比して、そ
の拡大率が大きいものである。
上記第1の発明による画像表示装置において、上記表示
素子が、上記スクリーン全体に投影される画像の全画素
数に比して少数画素でなる小型なものであり、上記拡大
投影光学系は、該拡大投影光学系から上記スクリーンま
での距離、および該スクリーンへの投影角に比して、そ
の拡大率が大きいものである。
【0021】さらに、第3の発明による画像表示装置
は、複数の表示素子と、これら複数の表示素子の像をス
クリーン上に投影して全体として一枚の画像を生成する
べく各表示素子に対応して配置された拡大投影光学系
と、上記複数の表示素子に各対応する複数の拡大投影光
学系を連結する連結部位と、を備え、上記複数の拡大投
影光学系と連結部位とは一体成形されたものである。
は、複数の表示素子と、これら複数の表示素子の像をス
クリーン上に投影して全体として一枚の画像を生成する
べく各表示素子に対応して配置された拡大投影光学系
と、上記複数の表示素子に各対応する複数の拡大投影光
学系を連結する連結部位と、を備え、上記複数の拡大投
影光学系と連結部位とは一体成形されたものである。
【0022】第4の発明による画像表示装置は、上記第
3の発明による画像表示装置において、上記連結部位
が、各拡大投影光学系の光学的作用面以外の面を連結す
るものである。
3の発明による画像表示装置において、上記連結部位
が、各拡大投影光学系の光学的作用面以外の面を連結す
るものである。
【0023】第5の発明による画像表示装置は、上記第
1または第3の発明による画像表示装置において、上記
表示素子の像を上記拡大投影光学系によりスクリーン上
に投影した画像ブロックはその周縁部が隣接する画像ブ
ロックの周縁部と互いに重畳されており、この重畳領域
における画像の連続性を保つように上記表示素子に供給
する画像信号の電気的な補正を行う画像信号補正手段を
さらに備えたものである。
1または第3の発明による画像表示装置において、上記
表示素子の像を上記拡大投影光学系によりスクリーン上
に投影した画像ブロックはその周縁部が隣接する画像ブ
ロックの周縁部と互いに重畳されており、この重畳領域
における画像の連続性を保つように上記表示素子に供給
する画像信号の電気的な補正を行う画像信号補正手段を
さらに備えたものである。
【0024】第6の発明による画像表示装置は、複数の
表示素子と、これら複数の表示素子に各対応して配置さ
れ該表示素子の像をスクリーン上に画像ブロックとして
投影しかつ一画像ブロックの周縁部が隣接する他の画像
ブロックの周縁部と互いに重畳されるように投影するこ
とで全体として統一された一枚の画像を生成する拡大投
影光学系と、上記画像ブロック同士の重畳領域における
画像の連続性を保つように上記表示素子に供給する画像
信号の電気的な補正を行う画像信号補正手段と、を備
え、上記拡大投影光学系は、上記重畳領域に入射する一
画像ブロックに係る光束とこれに隣接する他の画像ブロ
ックに係る光束とを合成した光束のスクリーン上におけ
るNAと、非重畳領域に入射する光束のスクリーン上に
おけるNAと、が略等しくなるように構成されたもので
ある。
表示素子と、これら複数の表示素子に各対応して配置さ
れ該表示素子の像をスクリーン上に画像ブロックとして
投影しかつ一画像ブロックの周縁部が隣接する他の画像
ブロックの周縁部と互いに重畳されるように投影するこ
とで全体として統一された一枚の画像を生成する拡大投
影光学系と、上記画像ブロック同士の重畳領域における
画像の連続性を保つように上記表示素子に供給する画像
信号の電気的な補正を行う画像信号補正手段と、を備
え、上記拡大投影光学系は、上記重畳領域に入射する一
画像ブロックに係る光束とこれに隣接する他の画像ブロ
ックに係る光束とを合成した光束のスクリーン上におけ
るNAと、非重畳領域に入射する光束のスクリーン上に
おけるNAと、が略等しくなるように構成されたもので
ある。
【0025】第7の発明による画像表示装置は、上記第
6の発明による画像表示装置において、上記重畳領域に
入射する一画像ブロックに係る光束とこれに隣接する他
の画像ブロックに係る光束とは、互いに重複することな
く、かつ光束が通過しない領域を含むことなく、一光束
に合成されるものである。
6の発明による画像表示装置において、上記重畳領域に
入射する一画像ブロックに係る光束とこれに隣接する他
の画像ブロックに係る光束とは、互いに重複することな
く、かつ光束が通過しない領域を含むことなく、一光束
に合成されるものである。
【0026】第8の発明による画像表示装置は、上記第
6の発明による画像表示装置において、非重畳領域に入
射する光束と、上記重畳領域に入射する合成された光束
とは、何れも、その中心光がスクリーン面に対して略垂
直となるように入射するものである。
6の発明による画像表示装置において、非重畳領域に入
射する光束と、上記重畳領域に入射する合成された光束
とは、何れも、その中心光がスクリーン面に対して略垂
直となるように入射するものである。
【0027】第9の発明による画像表示装置は、上記第
6の発明による画像表示装置において、上記拡大投影光
学系が、上記重畳領域に入射する一画像ブロックに係る
光束が画像ブロックの周辺に近づくに従ってNAが小さ
くなりかつ該光束の主光線が画像ブロック周辺方向に傾
くように構成されたものである。
6の発明による画像表示装置において、上記拡大投影光
学系が、上記重畳領域に入射する一画像ブロックに係る
光束が画像ブロックの周辺に近づくに従ってNAが小さ
くなりかつ該光束の主光線が画像ブロック周辺方向に傾
くように構成されたものである。
【0028】第10の発明による画像表示装置は、上記
第9の発明による画像表示装置において、上記拡大投影
光学系が、画像ブロックの周辺に近づくに従って主光線
が画像ブロック周辺方向に傾くように周辺に近づくに従
ってパワーが小さくなるよう構成された光学素子と、画
像ブロックの周辺に近づくに従ってNAが小さくなるよ
うに画像ブロックの周辺光量を調整する絞りと、を有し
てなるものである。
第9の発明による画像表示装置において、上記拡大投影
光学系が、画像ブロックの周辺に近づくに従って主光線
が画像ブロック周辺方向に傾くように周辺に近づくに従
ってパワーが小さくなるよう構成された光学素子と、画
像ブロックの周辺に近づくに従ってNAが小さくなるよ
うに画像ブロックの周辺光量を調整する絞りと、を有し
てなるものである。
【0029】第11の発明による画像表示装置は、上記
第10の発明による画像表示装置において、上記拡大投
影光学系が、上記光学素子によるディストーションを補
正するための第2の光学素子をさらに有してなるもので
ある。
第10の発明による画像表示装置において、上記拡大投
影光学系が、上記光学素子によるディストーションを補
正するための第2の光学素子をさらに有してなるもので
ある。
【0030】第12の発明による画像表示装置は、上記
第10の発明による画像表示装置において、上記絞り
が、画像ブロック全体の明るさを規定する第2の絞り
と、この第2の絞りよりも表示素子側となる光路上に配
置された各画素に係る光束の内側をけるための第1の絞
りと、上記第2の絞りよりもスクリーン側となる光路上
に配置された各画素に係る光束の外側をけるための第3
の絞りと、を有してなるものである。
第10の発明による画像表示装置において、上記絞り
が、画像ブロック全体の明るさを規定する第2の絞り
と、この第2の絞りよりも表示素子側となる光路上に配
置された各画素に係る光束の内側をけるための第1の絞
りと、上記第2の絞りよりもスクリーン側となる光路上
に配置された各画素に係る光束の外側をけるための第3
の絞りと、を有してなるものである。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1から図11は本発明の第1の
実施形態を示したものであり、図1は画像表示装置の光
学系の配置例を示す図、図2はスクリーン上に投影され
る画像の様子を示す図である。
施の形態を説明する。図1から図11は本発明の第1の
実施形態を示したものであり、図1は画像表示装置の光
学系の配置例を示す図、図2はスクリーン上に投影され
る画像の様子を示す図である。
【0032】この画像表示装置は、複数のLCD等でな
る表示素子により部分画像を表示し、これら複数の表示
素子の部分画像を各表示素子に対応して設けられた拡大
投影光学系によりスクリーン上に画像ブロックとして投
影して、この画像ブロックの周縁部を重畳させながら全
体として一枚の画像をスクリーン上に生成するようにし
たものである。
る表示素子により部分画像を表示し、これら複数の表示
素子の部分画像を各表示素子に対応して設けられた拡大
投影光学系によりスクリーン上に画像ブロックとして投
影して、この画像ブロックの周縁部を重畳させながら全
体として一枚の画像をスクリーン上に生成するようにし
たものである。
【0033】まず、図1を参照して、スクリーン8に対
する表示素子および拡大投影光学系の配置例について説
明する。
する表示素子および拡大投影光学系の配置例について説
明する。
【0034】表示素子および拡大投影光学系は、スクリ
ーン8に対して、図1の各図に示すように構成され配置
されている。
ーン8に対して、図1の各図に示すように構成され配置
されている。
【0035】光源となるランプ2により照射される照明
光は、レンズアレイでなるフライアイ3を通過して、薄
型に形成された偏光ビームスプリッタ4により後述する
LCD5と同一の偏光方向の光に変換された後に、例え
ば対角長が3.5インチのサイズの表示素子たるLCD
5に入射する。
光は、レンズアレイでなるフライアイ3を通過して、薄
型に形成された偏光ビームスプリッタ4により後述する
LCD5と同一の偏光方向の光に変換された後に、例え
ば対角長が3.5インチのサイズの表示素子たるLCD
5に入射する。
【0036】このLCD5の画像は、当該拡大投影光学
系の光軸に対し傾いて配置された反射面を少なくとも1
つ有する折り畳み光学系でなるプリズム6A(図1
(A)の例)、プリズム6B(図1(B)の例)、また
はプリズム6C(図1(C)の例)により反射されて、
スクリーン8上に像を投射するようになっている。
系の光軸に対し傾いて配置された反射面を少なくとも1
つ有する折り畳み光学系でなるプリズム6A(図1
(A)の例)、プリズム6B(図1(B)の例)、また
はプリズム6C(図1(C)の例)により反射されて、
スクリーン8上に像を投射するようになっている。
【0037】このような表示素子および拡大投影光学系
の配置例としては、図1(A)に示すように、LCD5
から射出される光束がスクリーン8の主面とほぼ平行と
なる縦置きタイプ、図1(B)に示すように、LCD5
から射出される光束がスクリーン8の主面に対してほぼ
垂直となる横置きタイプ、図1(C)に示すように、L
CD5から射出される光束がスクリーン8の主面に対し
て適宜の角度(例えば45°や135°など)で交叉す
る斜め置きタイプ、などが挙げられる。
の配置例としては、図1(A)に示すように、LCD5
から射出される光束がスクリーン8の主面とほぼ平行と
なる縦置きタイプ、図1(B)に示すように、LCD5
から射出される光束がスクリーン8の主面に対してほぼ
垂直となる横置きタイプ、図1(C)に示すように、L
CD5から射出される光束がスクリーン8の主面に対し
て適宜の角度(例えば45°や135°など)で交叉す
る斜め置きタイプ、などが挙げられる。
【0038】上述したような表示素子および拡大投影光
学系を、例えば縦方向と横方向にそれぞれ5×5の配列
で並べたときに、スクリーン8上に投影される画像の様
子を示すのが図2である。
学系を、例えば縦方向と横方向にそれぞれ5×5の配列
で並べたときに、スクリーン8上に投影される画像の様
子を示すのが図2である。
【0039】後述する図4に示すような5×5に配列さ
れたLCD((LCD1)〜(LCD25))に各対応
して部分画像がそれぞれ投影され、スクリーン8上にお
いて各画像ブロックA1〜A25となる。
れたLCD((LCD1)〜(LCD25))に各対応
して部分画像がそれぞれ投影され、スクリーン8上にお
いて各画像ブロックA1〜A25となる。
【0040】このとき、表示素子と拡大投影光学系の組
み合わせでなる各ユニットから投影される画像ブロック
は、隣接する画像ブロックとその周縁部で互いに重畳す
る領域を有するようになっていて、全体として一画像を
構成することができるようになっている。
み合わせでなる各ユニットから投影される画像ブロック
は、隣接する画像ブロックとその周縁部で互いに重畳す
る領域を有するようになっていて、全体として一画像を
構成することができるようになっている。
【0041】本実施形態では、スクリーン8上に投影さ
れる画像の全画素数に比して、少数画素でなる小型なL
CD5を表示素子として用いるようになっており、逆に
言えば、比較的多数、すなわちこの例では5×5=25
個のLCD5が用いられている。
れる画像の全画素数に比して、少数画素でなる小型なL
CD5を表示素子として用いるようになっており、逆に
言えば、比較的多数、すなわちこの例では5×5=25
個のLCD5が用いられている。
【0042】小型で少数画素のLCD5を比較的多数用
いることは、トータルの画素数が同じとなる大型で大画
素のLCDよりも、全体としてコストを安価に抑えるこ
とができるという利点がある。具体的な例を挙げれば、
単体で100万画素の大型LCDを用いるよりも、4万
画素の小型LCDを25個用いる方が安価に構成するこ
とが可能であり、組み立てコスト等を考慮してもこの利
点は維持される。
いることは、トータルの画素数が同じとなる大型で大画
素のLCDよりも、全体としてコストを安価に抑えるこ
とができるという利点がある。具体的な例を挙げれば、
単体で100万画素の大型LCDを用いるよりも、4万
画素の小型LCDを25個用いる方が安価に構成するこ
とが可能であり、組み立てコスト等を考慮してもこの利
点は維持される。
【0043】また、LCD5として比較的小型のものを
用いているのに対応して、上記拡大投影光学系は、後で
詳しく説明するように、該拡大投影光学系から上記スク
リーン8までの距離、および該スクリーン8への投影角
に比して、その拡大率が大きいものとして構成されてい
る。
用いているのに対応して、上記拡大投影光学系は、後で
詳しく説明するように、該拡大投影光学系から上記スク
リーン8までの距離、および該スクリーン8への投影角
に比して、その拡大率が大きいものとして構成されてい
る。
【0044】次に、このような画像表示装置1の内部の
電気的な構成や、出荷時等に行われる調整について、図
3、図4を参照して説明する。図3は画像表示装置を調
整するための構成の一例を示す図、図4は画像表示装置
を調整するための電気的な構成の一例を示すブロック図
である。
電気的な構成や、出荷時等に行われる調整について、図
3、図4を参照して説明する。図3は画像表示装置を調
整するための構成の一例を示す図、図4は画像表示装置
を調整するための電気的な構成の一例を示すブロック図
である。
【0045】画像表示装置1に例えばテスト用パターン
などを表示すると、この画像がデジタルカメラやライン
スキャナ等でなる撮像装置18により撮像されて、パー
ソナルコンピュータ等で構成される補正データ作成手段
19に入力される。
などを表示すると、この画像がデジタルカメラやライン
スキャナ等でなる撮像装置18により撮像されて、パー
ソナルコンピュータ等で構成される補正データ作成手段
19に入力される。
【0046】補正データ作成手段19では、撮像した画
像データに基づき色度と輝度を測定し、測定された色度
と輝度に基づき、各表示素子毎の色度と輝度が画像表示
装置1のスクリーン8全体で統一されるように、色度補
正値と輝度補正値を演算する。
像データに基づき色度と輝度を測定し、測定された色度
と輝度に基づき、各表示素子毎の色度と輝度が画像表示
装置1のスクリーン8全体で統一されるように、色度補
正値と輝度補正値を演算する。
【0047】より詳しくは、この補正データ作成手段1
9は、色補正を行う際に用いられる色度補正値としての
色変換マトリクスデータやγ(ガンマ)補正データ、画
素等の位置ずれに関する補正を行う際に用いられる幾何
変換アドレスデータ、画像の明るさに関する補正を行う
際に用いられる輝度補正値としてのシェーディング補正
データ等を生成するようになっている。
9は、色補正を行う際に用いられる色度補正値としての
色変換マトリクスデータやγ(ガンマ)補正データ、画
素等の位置ずれに関する補正を行う際に用いられる幾何
変換アドレスデータ、画像の明るさに関する補正を行う
際に用いられる輝度補正値としてのシェーディング補正
データ等を生成するようになっている。
【0048】算出された色度補正値や輝度補正値等のデ
ータは、表示用ドライバ装置11に入力されて記憶さ
れ、該表示用ドライバ装置11は、これらの補正値に基
づいて画像信号を補正することにより、画面全体で統一
した色度や輝度の画像を表示するようになっている。
ータは、表示用ドライバ装置11に入力されて記憶さ
れ、該表示用ドライバ装置11は、これらの補正値に基
づいて画像信号を補正することにより、画面全体で統一
した色度や輝度の画像を表示するようになっている。
【0049】上記表示用ドライバ装置11は、図4に示
すように、入力された画像信号に所定の信号処理等を施
す画像変換部11bと、上記LCD5(上述した例では
25個のLCD5)に各対応してそれぞれの駆動制御等
を行うLCDドライバ11aでなる表示素子駆動手段た
るLCD駆動部11aと、この表示用ドライバ装置11
全体を制御する制御手段たるCPU17と、上記補正デ
ータ作成手段19により作成された補正データに基づい
て所定の演算係数等を発生させる演算係数発生手段と、
を有して構成されている。
すように、入力された画像信号に所定の信号処理等を施
す画像変換部11bと、上記LCD5(上述した例では
25個のLCD5)に各対応してそれぞれの駆動制御等
を行うLCDドライバ11aでなる表示素子駆動手段た
るLCD駆動部11aと、この表示用ドライバ装置11
全体を制御する制御手段たるCPU17と、上記補正デ
ータ作成手段19により作成された補正データに基づい
て所定の演算係数等を発生させる演算係数発生手段と、
を有して構成されている。
【0050】また、上記演算係数発生手段は、上記補正
データ作成手段19から出力される色度補正値を記憶し
て該色度補正値に基づき色補正係数を発生させる色補正
係数発生部14と、画素データのアドレスを発生させて
後述する画像メモリ部21へ出力するアドレス発生部1
5と、上記輝度補正値を記憶してマスク処理を実行する
ための各演算係数等を発生させ後述するマスク処理部1
1cへ出力するマスク処理係数発生部16と、を有して
なり、これら色補正係数発生部14、アドレス発生部1
5、マスク処理係数発生部16は、上記CPU17とバ
スを介して接続されている。
データ作成手段19から出力される色度補正値を記憶し
て該色度補正値に基づき色補正係数を発生させる色補正
係数発生部14と、画素データのアドレスを発生させて
後述する画像メモリ部21へ出力するアドレス発生部1
5と、上記輝度補正値を記憶してマスク処理を実行する
ための各演算係数等を発生させ後述するマスク処理部1
1cへ出力するマスク処理係数発生部16と、を有して
なり、これら色補正係数発生部14、アドレス発生部1
5、マスク処理係数発生部16は、上記CPU17とバ
スを介して接続されている。
【0051】上記画像変換部11bは、上記色補正係数
発生部14により発生される色補正係数に基づいて、例
えばRGB信号として入力される映像信号からLCD毎
または各画素毎に生じる色度のばらつきを除去するべく
色変換処理を行う色変換部12と、この色変換部12か
ら出力される色信号を受けて各色毎に信号処理を行う画
像信号補正手段たるR信号処理部13R,G信号処理部
13G,B信号処理部13Bと、を有して構成されてい
る。
発生部14により発生される色補正係数に基づいて、例
えばRGB信号として入力される映像信号からLCD毎
または各画素毎に生じる色度のばらつきを除去するべく
色変換処理を行う色変換部12と、この色変換部12か
ら出力される色信号を受けて各色毎に信号処理を行う画
像信号補正手段たるR信号処理部13R,G信号処理部
13G,B信号処理部13Bと、を有して構成されてい
る。
【0052】次に、上記R信号処理部13Rは、上記色
変換部12から入力される一画面分のR信号データを格
納するブロックラインメモリ等からなる画像メモリ部2
1と、この画像メモリ部21から所定単位(例えば一ラ
イン)毎に信号データを読み出して、上記マスク処理係
数発生部16から入力される演算係数に基づき、幾何変
換処理、エンハンス処理、シェーディング補正処理、シ
ームレス処理等のマスク処理を実行する信号補正手段で
あり歪み補正手段たるマスク処理部(幾何変換部/画像
処理部)11cと、各LCD毎に設定されるγ(ガン
マ)値に応じてγ変換処理を行うγ変換部22と、第1
〜第25時間軸変換バッファを備え、各LCD5に対し
て並列的に色信号を出力し得るように信号分割処理をす
る直列/並列変換部23と、を有して構成されている。
変換部12から入力される一画面分のR信号データを格
納するブロックラインメモリ等からなる画像メモリ部2
1と、この画像メモリ部21から所定単位(例えば一ラ
イン)毎に信号データを読み出して、上記マスク処理係
数発生部16から入力される演算係数に基づき、幾何変
換処理、エンハンス処理、シェーディング補正処理、シ
ームレス処理等のマスク処理を実行する信号補正手段で
あり歪み補正手段たるマスク処理部(幾何変換部/画像
処理部)11cと、各LCD毎に設定されるγ(ガン
マ)値に応じてγ変換処理を行うγ変換部22と、第1
〜第25時間軸変換バッファを備え、各LCD5に対し
て並列的に色信号を出力し得るように信号分割処理をす
る直列/並列変換部23と、を有して構成されている。
【0053】なお、この図4においては、R信号処理部
13Rの内部構成のみを詳細に図示しているが、G信号
処理部13GとB信号処理部13Bもほぼ同様に構成さ
れている。
13Rの内部構成のみを詳細に図示しているが、G信号
処理部13GとB信号処理部13Bもほぼ同様に構成さ
れている。
【0054】こうして表示用ドライバ装置11は、単一
の画像を表わす画像信号を複数のLCD5に対応する複
数の画像信号に分割処理するとともに、これらのLCD
5から投影される画像がスクリーン8上で連続的な単一
画像として表示されるように、変換処理や補正処理を行
うようになっている。
の画像を表わす画像信号を複数のLCD5に対応する複
数の画像信号に分割処理するとともに、これらのLCD
5から投影される画像がスクリーン8上で連続的な単一
画像として表示されるように、変換処理や補正処理を行
うようになっている。
【0055】なお、図3や図4においては、表示用ドラ
イバ装置11を、便宜上、画像表示装置1とは別のブロ
ックとして記載しているが、表示用ドライバ装置11が
画像表示装置1内に組み込まれている構成であっても構
わないのは勿論である。
イバ装置11を、便宜上、画像表示装置1とは別のブロ
ックとして記載しているが、表示用ドライバ装置11が
画像表示装置1内に組み込まれている構成であっても構
わないのは勿論である。
【0056】図5は、表示素子と拡大投影光学系とスク
リーンの具体的な配置の第1の実施例を示す側面図であ
る。
リーンの具体的な配置の第1の実施例を示す側面図であ
る。
【0057】この図5の例は、上記図1(C)に示した
ような斜め置きタイプのものとなっている。
ような斜め置きタイプのものとなっている。
【0058】表示素子たるLCD5は、斜め下方に画像
の光束を射出するように配置されていて、このLCD5
の主面に隣接して自由曲面プリズムでなるプリズム31
の入反射面31aが位置するように、該プリズム31が
配設されている。
の光束を射出するように配置されていて、このLCD5
の主面に隣接して自由曲面プリズムでなるプリズム31
の入反射面31aが位置するように、該プリズム31が
配設されている。
【0059】上記入反射面31aからこのプリズム31
に入射した光は、第1のミラー面31bにより反射さ
れ、次に第2のミラー面31cにより反射された後に、
さらに全反射面でなる上記入反射面31aにより反射さ
れて、射出面31dから射出される。こうして、このプ
リズム31は、内部に3つの反射面を有しているため
に、収差を良好に補正することが可能となっている。
に入射した光は、第1のミラー面31bにより反射さ
れ、次に第2のミラー面31cにより反射された後に、
さらに全反射面でなる上記入反射面31aにより反射さ
れて、射出面31dから射出される。こうして、このプ
リズム31は、内部に3つの反射面を有しているため
に、収差を良好に補正することが可能となっている。
【0060】プリズム31から射出した光は、絞り32
を通過した後に、凹レンズ33の入射面33aから入射
し、収差をさらに補正するとともに画角をコントロール
するように屈折された後に、射出面33bから射出さ
れ、上記スクリーン8上に画像を表示するようになって
いる。
を通過した後に、凹レンズ33の入射面33aから入射
し、収差をさらに補正するとともに画角をコントロール
するように屈折された後に、射出面33bから射出さ
れ、上記スクリーン8上に画像を表示するようになって
いる。
【0061】このように、拡大投影光学系としてプリズ
ム31を用いて、所定の屈折率を有する媒質内で複数回
反射させることにより、光路長を確保しながら拡大投影
光学系からスクリーン8までの物理長を短縮することが
可能となる。これにより、所定の拡大率の光学系であり
ながら、投影角が広がりすぎることはないために、各画
像ブロックの中央部と周辺部との輝度差にほとんど影響
を及ぼすことなく、かつ、画像表示装置の薄型化を図る
ことが可能となる。
ム31を用いて、所定の屈折率を有する媒質内で複数回
反射させることにより、光路長を確保しながら拡大投影
光学系からスクリーン8までの物理長を短縮することが
可能となる。これにより、所定の拡大率の光学系であり
ながら、投影角が広がりすぎることはないために、各画
像ブロックの中央部と周辺部との輝度差にほとんど影響
を及ぼすことなく、かつ、画像表示装置の薄型化を図る
ことが可能となる。
【0062】また、上記プリズム31は、全ての屈折面
(入射面および射出面)と反射面が、自由曲面として構
成されていて、こうしたプリズム31を用いて拡大投影
光学系を構成することにより、該拡大投影光学系を構成
するプリズムやレンズ等の光学素子の数を削減すること
ができ、各光学素子の位置調整などを軽減することが可
能となっている。
(入射面および射出面)と反射面が、自由曲面として構
成されていて、こうしたプリズム31を用いて拡大投影
光学系を構成することにより、該拡大投影光学系を構成
するプリズムやレンズ等の光学素子の数を削減すること
ができ、各光学素子の位置調整などを軽減することが可
能となっている。
【0063】ここで、上記自由曲面プリズムにおける自
由曲面について説明する。
由曲面について説明する。
【0064】自由曲面プリズムにおける自由曲面は、回
転非対称な面となっており、より好ましくは、対称面を
1面のみ有する面対称自由曲面である。このような自由
曲面は、例えば、以下のような数式1で定義することが
できる。
転非対称な面となっており、より好ましくは、対称面を
1面のみ有する面対称自由曲面である。このような自由
曲面は、例えば、以下のような数式1で定義することが
できる。
【0065】
【数1】
【0066】この数式1において、左辺のZ軸が自由曲
面の軸となり、右辺の第1項が球面項、第2項が自由曲
面項である。
面の軸となり、右辺の第1項が球面項、第2項が自由曲
面項である。
【0067】また、第1項の球面項中、c:頂点の曲
率、k:コーニック定数(円錐定数)、そしてrは、
率、k:コーニック定数(円錐定数)、そしてrは、
【数2】 である。
【0068】また、第2項の自由曲面項は、
【数3】 ここに、Cj (jは2以上の整数)は係数である。
【0069】上記自由曲面は、一般的には、X−Z面、
Y−Z面共に対称面を持つことはないが、ここではXの
奇数次項を全て0にすることによって、Y−Z面と平行
な対称面が1つだけ存在する自由曲面となる。例えば、
上記数式1においては、C2,C5,C7,C9,C12,C
14,C16,C18,C20,C23,C25,C27,C29,C3
1,C33,C35,・・・の各項の係数を0にすることに
よって可能である。
Y−Z面共に対称面を持つことはないが、ここではXの
奇数次項を全て0にすることによって、Y−Z面と平行
な対称面が1つだけ存在する自由曲面となる。例えば、
上記数式1においては、C2,C5,C7,C9,C12,C
14,C16,C18,C20,C23,C25,C27,C29,C3
1,C33,C35,・・・の各項の係数を0にすることに
よって可能である。
【0070】また、Yの奇数次項を全て0にすることに
よって、X−Z面と平行な対称面が1つだけ存在する自
由曲面となる。例えば、上記数式1においては、C3,
C5,C8,C10,C12,C14,C17,C19,C21,C2
3,C25,C27,C30,C32,C34,C36,・・・の各
項の係数を0にすることによって可能である。
よって、X−Z面と平行な対称面が1つだけ存在する自
由曲面となる。例えば、上記数式1においては、C3,
C5,C8,C10,C12,C14,C17,C19,C21,C2
3,C25,C27,C30,C32,C34,C36,・・・の各
項の係数を0にすることによって可能である。
【0071】また、上記対称面の方向の何れか一方を対
称面とし、それに対応する方向の偏心、例えば、Y−Z
面と平行な対称面に対して光学系の偏心方向はY軸方向
に、X−Z面と平行な対称面に対しては光学系の偏心方
向はX軸方向にすることで、偏心により発生する回転非
対称な収差を効果的に補正しながら同時に製作性をも向
上させることが可能となる。
称面とし、それに対応する方向の偏心、例えば、Y−Z
面と平行な対称面に対して光学系の偏心方向はY軸方向
に、X−Z面と平行な対称面に対しては光学系の偏心方
向はX軸方向にすることで、偏心により発生する回転非
対称な収差を効果的に補正しながら同時に製作性をも向
上させることが可能となる。
【0072】なお、上記数式1は、上述したように自由
曲面の定義式の1つの例として示したものであり、対称
面を一面のみ有する回転非対称面を用いることで偏心に
より発生する回転非対称な収差を補正し、同時に製作性
も向上させるようなものであれば、他の適切な定義式を
採用することが可能である。
曲面の定義式の1つの例として示したものであり、対称
面を一面のみ有する回転非対称面を用いることで偏心に
より発生する回転非対称な収差を補正し、同時に製作性
も向上させるようなものであれば、他の適切な定義式を
採用することが可能である。
【0073】以下、上記拡大投影光学系の実施例につい
て具体的に説明する。
て具体的に説明する。
【0074】まず、軸上主光線は、物体中心を出て、絞
りの中心を通り、像面中心に至る光線として定義されて
いて、上記図5に示した例では、符号Oを付した光線が
相当している。
りの中心を通り、像面中心に至る光線として定義されて
いて、上記図5に示した例では、符号Oを付した光線が
相当している。
【0075】また、後述するレンズデータにおいて偏心
(1)と記載された点、つまり、図5に示した例において
は、上記凹レンズ33の射出面33bと軸上主光線との
交点が、光学系全体の原点となっている。
(1)と記載された点、つまり、図5に示した例において
は、上記凹レンズ33の射出面33bと軸上主光線との
交点が、光学系全体の原点となっている。
【0076】そして、上記軸上主光線をZ軸とし、この
Z軸と像面中心を含む平面をY−Z平面とし、原点を通
りY−Z平面に直交し、紙面の手前から裏面側に向かう
方向をX軸正方向とし、X軸、Z軸と右手直交座標系を
構成する軸をY軸とする。
Z軸と像面中心を含む平面をY−Z平面とし、原点を通
りY−Z平面に直交し、紙面の手前から裏面側に向かう
方向をX軸正方向とし、X軸、Z軸と右手直交座標系を
構成する軸をY軸とする。
【0077】各実施例では、このY−Z平面内で各面の
偏心を行っており、また、各回転非対称自由曲面の唯一
の対称面をY−Z面としている。
偏心を行っており、また、各回転非対称自由曲面の唯一
の対称面をY−Z面としている。
【0078】偏心面については、座標系の原点から、そ
の面の面頂位置の偏心量(X軸方向、Y軸方向、Z軸方
向をそれぞれX,Y,Z)と、その面の中心軸(自由曲
面については、上記数式1のZ軸)のX軸、Y軸、Z軸
それぞれを中心とする傾き角(それぞれα,β,γ
(°))とが与えられている。なお、このとき、αとβ
の正はそれぞれの軸の正方向に対して反時計周りを、γ
の正はZ軸の正方向に対して時計回りを、それぞれ意味
している。
の面の面頂位置の偏心量(X軸方向、Y軸方向、Z軸方
向をそれぞれX,Y,Z)と、その面の中心軸(自由曲
面については、上記数式1のZ軸)のX軸、Y軸、Z軸
それぞれを中心とする傾き角(それぞれα,β,γ
(°))とが与えられている。なお、このとき、αとβ
の正はそれぞれの軸の正方向に対して反時計周りを、γ
の正はZ軸の正方向に対して時計回りを、それぞれ意味
している。
【0079】また、各実施例の光学系を構成する光学的
作用面の中で、特定の面とそれに続く面が共軸光学系を
構成する場合には、面間隔が与えられており、その他に
も、媒質の屈折率とアッベ数とが、慣用法に従って与え
られている。
作用面の中で、特定の面とそれに続く面が共軸光学系を
構成する場合には、面間隔が与えられており、その他に
も、媒質の屈折率とアッベ数とが、慣用法に従って与え
られている。
【0080】また、ここで用いられる自由曲面の面の形
式は、上記数式1により定義し、その定義式のZ軸が自
由曲面の軸となる。
式は、上記数式1により定義し、その定義式のZ軸が自
由曲面の軸となる。
【0081】なお、データの記載されていない自由曲面
に関する項は0である。屈折率については、d線(波長
587.56nm)に対するものを表記してある。さら
に、長さの単位はmmである。
に関する項は0である。屈折率については、d線(波長
587.56nm)に対するものを表記してある。さら
に、長さの単位はmmである。
【0082】また、自由曲面の他の定義式として、以下
の数式4で与えられるZernike多項式がある。こ
の定義式のZ軸がZernike多項式の軸となる。回
転非対称面の定義は、X−Y面に対するZの軸の高さの
極座標で定義され、AはX−Y面内のZ軸からの距離、
RはZ軸周りの方位角で、Z軸から測った回転角で表さ
れる。
の数式4で与えられるZernike多項式がある。こ
の定義式のZ軸がZernike多項式の軸となる。回
転非対称面の定義は、X−Y面に対するZの軸の高さの
極座標で定義され、AはX−Y面内のZ軸からの距離、
RはZ軸周りの方位角で、Z軸から測った回転角で表さ
れる。
【0083】
【数4】
【0084】なお、X軸方向に対称な光学系として設計
するには、D4,D5,D6,D10,D11,D12,D13,
D14,D20,D21,D22,・・・を利用する。
するには、D4,D5,D6,D10,D11,D12,D13,
D14,D20,D21,D22,・・・を利用する。
【0085】さらに、その他の自由曲面の定義式の例と
して、次の数式5が挙げられる。
して、次の数式5が挙げられる。
【0086】
【数5】
【0087】この数式5により定義される自由曲面の具
体的な一例として、k=7(7次項)を考えると、展開
したときに、以下の数式6で表すことができる。
体的な一例として、k=7(7次項)を考えると、展開
したときに、以下の数式6で表すことができる。
【0088】
【数6】
【0089】なお、各実施例では、上記数式1を用いた
自由曲面で面形状が表現されているが、上記数式4や数
式6を用いても同様の作用効果を得られるのはいうまで
もない。
自由曲面で面形状が表現されているが、上記数式4や数
式6を用いても同様の作用効果を得られるのはいうまで
もない。
【0090】まず、上記図5に示したような第1の実施
例における構成パラメータは次のようになる。ここに曲
率半径の欄における「FFS」は自由曲面を表してい
る。
例における構成パラメータは次のようになる。ここに曲
率半径の欄における「FFS」は自由曲面を表してい
る。
【0091】また、面番号については、スクリーン8が
物体面、凹レンズ33の射出面33bが「1」、凹レン
ズ33の入射面33aが「2」、絞り32が「3」およ
び「4」、プリズム31の射出面31dが「5」、プリ
ズム31の反射面として機能する入反射面31aが
「6」、プリズム31の第2のミラー面31cが
「7」、プリズム31の第1のミラー面31bが
「8」、プリズム31の入射面として機能する入反射面
31aが「9」、LCD5が「10」および像面となっ
ていて、上述したように、上記面番号1(偏心(1)と記
載された点)が座標系の原点となっている。
物体面、凹レンズ33の射出面33bが「1」、凹レン
ズ33の入射面33aが「2」、絞り32が「3」およ
び「4」、プリズム31の射出面31dが「5」、プリ
ズム31の反射面として機能する入反射面31aが
「6」、プリズム31の第2のミラー面31cが
「7」、プリズム31の第1のミラー面31bが
「8」、プリズム31の入射面として機能する入反射面
31aが「9」、LCD5が「10」および像面となっ
ていて、上述したように、上記面番号1(偏心(1)と記
載された点)が座標系の原点となっている。
【0092】 第1の実施例 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ 150.00 1 21.51 0.00 偏心(1) 1.7618 26.5 2 14.65 0.00 偏心(2) 3 絞り面 0.00 偏心(3) 4 ∞ 0.00 偏心(3) 5 FFS[1] 0.00 偏心(3) 1.4924 57.6 6 FFS[2] 0.00 偏心(4) 1.4924 57.6 7 FFS[3] 0.00 偏心(5) 1.4924 57.6 8 FFS[4] 0.00 偏心(6) 1.4924 57.6 9 FFS[2] 0.00 偏心(4) 10 ∞ 0.00 偏心(7) 像面 ∞ 0.00 偏心(7) FFS[1] C4 -8.6852×10^(-3) C6 4.5358×10^(-3) C8 1.5231×10^(-4) C10 6.8593×10^(-4) C11 7.2486×10^(-7) C13 -5.2116×10^(-5) C15 5.8123×10^(-5) FFS[2] C4 -1.9882×10^(-3) C6 8.6921×10^(-4) C8 -5.6480×10^(-5) C10 1.9040×10^(-5) C11 -3.6010×10^(-6) C13 -8.4339×10^(-7) C15 3.0709×10^(-7) FFS[3] C4 -9.6432×10^(-3) C6 -8.7956×10^(-3) C8 -5.9996×10^(-6) C10 -1.4022×10^(-5) C11 -1.5239×10^(-6) C13 -2.2245×10^(-6) C15 -2.3601×10^(-6) FFS[4] C4 7.1284×10^(-3) C6 3.9592×10^(-3) C8 1.3275×10^(-4) C10 9.0051×10^(-5) C11 3.1335×10^(-7) C13 2.0481×10^(-6) C15 8.0511×10^(-7) 偏心[1] X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[2] X 0.00 Y 0.00 Z 4.80 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[3] X 0.00 Y 0.00 Z 5.30 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[4] X 0.00 Y 0.00 Z 15.18 α 58.98 β 0.00 γ 0.00 偏心[5] X 0.00 Y -17.90 Z 24.68 α -39.29 β 0.00 γ 0.00 偏心[6] X 0.00 Y -13.22 Z 8.93 α 24.09 β 0.00 γ 0.00 偏心[7] X 0.00 Y 0.46 Z 15.38 α 58.94 β 0.00 γ 0.00
【0093】次に、図6は、表示素子と拡大投影光学系
とスクリーンの具体的な配置の第2の実施例を示す側面
図である。
とスクリーンの具体的な配置の第2の実施例を示す側面
図である。
【0094】この図6の例は、上記図1(B)に示した
ような横置きタイプにほぼ相当するものとなっている。
ような横置きタイプにほぼ相当するものとなっている。
【0095】表示素子たるLCD5は、前方やや上向き
に画像の光束を射出するように配置されていて、このL
CD5の主面に対向して自由曲面プリズムでなる第1の
プリズム35の入射面35aが位置するように、該第1
のプリズム35が配設されている。
に画像の光束を射出するように配置されていて、このL
CD5の主面に対向して自由曲面プリズムでなる第1の
プリズム35の入射面35aが位置するように、該第1
のプリズム35が配設されている。
【0096】上記入射面35aからこの第1のプリズム
35に入射した光は、第1のミラー面35bにより反射
され、さらに第2のミラー面35cにより反射された後
に、射出面35dから射出される。
35に入射した光は、第1のミラー面35bにより反射
され、さらに第2のミラー面35cにより反射された後
に、射出面35dから射出される。
【0097】第1のプリズム35から射出した光は、絞
り36を通過した後に、自由曲面プリズムでなる第2の
プリズム37の入射面37aから入射する。
り36を通過した後に、自由曲面プリズムでなる第2の
プリズム37の入射面37aから入射する。
【0098】上記入射面37aからこの第2のプリズム
37に入射した光は、第1のミラー面37bにより反射
され、さらに第2のミラー面37cにより反射された後
に、射出面37dから射出され、上記スクリーン8上に
画像を表示するようになっている。
37に入射した光は、第1のミラー面37bにより反射
され、さらに第2のミラー面37cにより反射された後
に、射出面37dから射出され、上記スクリーン8上に
画像を表示するようになっている。
【0099】こうして、第1のプリズム35と第2のプ
リズム37を組み合わせることにより、4つの反射面と
2つの入射面、2つの射出面を有しているために、収差
を良好に補正することが可能となっている。
リズム37を組み合わせることにより、4つの反射面と
2つの入射面、2つの射出面を有しているために、収差
を良好に補正することが可能となっている。
【0100】ここに、上記第1のプリズム35および第
2のプリズム37の全ての屈折面(入射面および射出
面)と反射面は、自由曲面として構成されている。
2のプリズム37の全ての屈折面(入射面および射出
面)と反射面は、自由曲面として構成されている。
【0101】このような第2の実施例における構成パラ
メータは次のようになる。ここに、曲率半径の欄におけ
る「FFS」が自由曲面を表しているのは、上述と同様
である。
メータは次のようになる。ここに、曲率半径の欄におけ
る「FFS」が自由曲面を表しているのは、上述と同様
である。
【0102】また、面番号については、スクリーン8が
物体面および「1」、第2のプリズム37の射出面37
dが「2」、第2のプリズム37の第2のミラー面37
cが「3」、第2のプリズム37の第1のミラー面37
bが「4」、第2のプリズム37の入射面37aが
「5」、絞り36が「6」、「7」、および「8」、第
1のプリズム35の射出面35dが「9」、第1のプリ
ズム35の第2のミラー面35cが「10」、第1のプ
リズム35の第1のミラー面35bが「11」、第1の
プリズム35の入射面35aが「12」、LCD5が
「13」および像面となっていて、上記面番号2(偏心
(1)と記載された点)が座標系の原点となっている。
物体面および「1」、第2のプリズム37の射出面37
dが「2」、第2のプリズム37の第2のミラー面37
cが「3」、第2のプリズム37の第1のミラー面37
bが「4」、第2のプリズム37の入射面37aが
「5」、絞り36が「6」、「7」、および「8」、第
1のプリズム35の射出面35dが「9」、第1のプリ
ズム35の第2のミラー面35cが「10」、第1のプ
リズム35の第1のミラー面35bが「11」、第1の
プリズム35の入射面35aが「12」、LCD5が
「13」および像面となっていて、上記面番号2(偏心
(1)と記載された点)が座標系の原点となっている。
【0103】 第2の実施例 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ 70.00 1 ∞ 0.00 偏心(1) 2 FFS[1] 0.00 偏心(1) 1.4924 57.6 3 FFS[2] 0.00 偏心(2) 1.4924 57.6 4 FFS[3] 0.00 偏心(3) 1.4924 57.6 5 非球面[1] 0.00 偏心(4) 6 ∞ 0.00 偏心(5) 7 絞り面 0.00 偏心(6) 8 ∞ 0.00 偏心(7) 9 FFS[4] 0.00 偏心(8) 1.4924 57.6 10 FFS[5] 0.00 偏心(9) 1.4924 57.6 11 FFS[6] 0.00 偏心(10)1.4924 57.6 12 非球面[2] 0.00 偏心(11) 13 ∞ 0.00 偏心(12) 像面 ∞ 0.00 偏心(13) 非球面[1] 曲率半径 -58.13 k 0.0000×10^(0) a 1.9724×10^(-5) 非球面[2] 曲率半径 111.56 k 0.0000×10^(0) a 1.3036×10^(-4) FFS[1] C4 1.2554×10^(-2) C6 2.9331×10^(-3) C10 1.7120×10^(-3) FFS[2] C4 1.0153×10^(-3) C6 2.2127×10^(-2) C8 -2.1970×10^(-4) C10 5.0933×10^(-4) C11 2.5265×10^(-7) C13 -6.5334×10^(-6) C15 1.0218×10^(-5) FFS[3] C4 -3.0452×10^(-3) C6 1.4220×10^(-2) C8 -1.2444×10^(-4) C10 -3.8588×10^(-5) C11 -2.0312×10^(-6) C13 -1.7875×10^(-5) C15 9.5868×10^(-7) FFS[4] C4 -3.3486×10^(-3) C6 -2.0710×10^(-2) C10 -1.2665×10^(-3) C13 1.3762×10^(-4) FFS[5] C4 -1.1583×10^(-2) C6 -1.3955×10^(-2) C8 -1.8749×10^(-4) C10 -2.1463×10^(-4) C11 -4.9162×10^(-6) C13 -7.3690×10^(-6) C15 -2.5028×10^(-6) FFS[6] C4 6.3303×10^(-3) C6 -8.7626×10^(-3) C8 -7.0219×10^(-4) C10 8.9415×10^(-5) C11 -3.1191×10^(-6) C13 1.2981×10^(-5) C15 -4.5140×10^(-6) 偏心[1] X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[2] X 0.00 Y 0.00 Z 11.91 α 32.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[3] X 0.00 Y -9.64 Z 7.21 α 80.21 β 0.00 γ 0.00 偏心[4] X 0.00 Y 8.01 Z 5.22 α 75.17 β 0.00 γ 0.00 偏心[5] X 0.00 Y 8.01 Z 5.22 α 107.91 β 0.00 γ 0.00 偏心[6] X 0.00 Y 8.95 Z 4.92 α 85.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[7] X 0.00 Y 10.27 Z 4.49 α 107.91 β 0.00 γ 0.00 偏心[8] X 0.00 Y 10.27 Z 4.49 α 74.97 β 0.00 γ 0.00 偏心[9] X 0.00 Y 21.60 Z 3.23 α 76.34 β 0.00 γ 0.00 偏心[10] X 0.00 Y 15.27 Z -0.98 α 24.34 β 0.00 γ 0.00 偏心[11] X 0.00 Y 13.97 Z 8.71 α 0.64 β 0.00 γ 0.00 偏心[12] X 0.00 Y 13.68 Z 8.65 α -11.81 β 0.00 γ 0.00 偏心[13] X 0.00 Y 13.08 Z 11.53 α -11.81 β 0.00 γ 0.00
【0104】次に、図7は、表示素子と拡大投影光学系
とスクリーンの具体的な配置の第3の実施例を示す側面
図である。
とスクリーンの具体的な配置の第3の実施例を示す側面
図である。
【0105】この図7の例は、上記図1(C)に示した
ような斜め置きタイプにほぼ相当するものとなってい
る。
ような斜め置きタイプにほぼ相当するものとなってい
る。
【0106】表示素子たるLCD5は、斜め下方に画像
の光束を射出するように配置されていて、このLCD5
の主面に対向して自由曲面プリズムでなるプリズム41
の入射面41aが位置するように、該プリズム41が配
設されている。
の光束を射出するように配置されていて、このLCD5
の主面に対向して自由曲面プリズムでなるプリズム41
の入射面41aが位置するように、該プリズム41が配
設されている。
【0107】上記入射面41aからこのプリズム41に
入射した光は、反射射出面41bの上部で全反射され、
さらにミラー面41cで反射された後に、上記反射射出
面41bの下部を通過して射出される。
入射した光は、反射射出面41bの上部で全反射され、
さらにミラー面41cで反射された後に、上記反射射出
面41bの下部を通過して射出される。
【0108】プリズム41から射出した光は、絞り42
を通過した後に、上記スクリーン8上に画像を表示する
ようになっている。
を通過した後に、上記スクリーン8上に画像を表示する
ようになっている。
【0109】ここに、上記プリズム41は、全ての屈折
面(入射面および射出面)および反射面が、自由曲面と
して構成されている。
面(入射面および射出面)および反射面が、自由曲面と
して構成されている。
【0110】この第3の実施例においても、所定の屈折
率を有する媒体内において複数回反射させ光路を折り畳
むことにより、拡大率の割には、薄型で明るく、かつ光
線角が比較的狭いために各画像ブロックの周辺光量がほ
とんど減衰しない画像表示装置となる。
率を有する媒体内において複数回反射させ光路を折り畳
むことにより、拡大率の割には、薄型で明るく、かつ光
線角が比較的狭いために各画像ブロックの周辺光量がほ
とんど減衰しない画像表示装置となる。
【0111】なお、この図7以降は、構成パラメータに
ついては省略する。
ついては省略する。
【0112】図8は、表示素子と拡大投影光学系とスク
リーンの具体的な配置の第4の実施例を示す側面図であ
る。
リーンの具体的な配置の第4の実施例を示す側面図であ
る。
【0113】この図8の例は、上記図1(C)に示した
ような斜め置きタイプで、表示素子がスクリーン8側に
近接した側の斜め置きタイプとなっている。
ような斜め置きタイプで、表示素子がスクリーン8側に
近接した側の斜め置きタイプとなっている。
【0114】表示素子たるLCD5は、後ろ斜め下方に
画像の光束を射出するように配置されていて、このLC
D5の主面に対向して自由曲面プリズムでなるプリズム
44の入射面44aが位置するように、該プリズム44
が配設されている。
画像の光束を射出するように配置されていて、このLC
D5の主面に対向して自由曲面プリズムでなるプリズム
44の入射面44aが位置するように、該プリズム44
が配設されている。
【0115】上記入射面44aからこのプリズム44に
入射した光は、まず、第1のミラー面44bで反射さ
れ、次に、反射射出面44cの上部で全反射され、さら
に、第2のミラー面44dで反射された後に、上記反射
射出面44cの下部を通過して射出される。
入射した光は、まず、第1のミラー面44bで反射さ
れ、次に、反射射出面44cの上部で全反射され、さら
に、第2のミラー面44dで反射された後に、上記反射
射出面44cの下部を通過して射出される。
【0116】プリズム44から射出した光は、絞り45
を通過した後に、上記スクリーン8上に画像を表示する
ようになっている。
を通過した後に、上記スクリーン8上に画像を表示する
ようになっている。
【0117】ここに、上記プリズム44は、全ての屈折
面(入射面および射出面)および反射面が、自由曲面と
して構成されている。
面(入射面および射出面)および反射面が、自由曲面と
して構成されている。
【0118】このような第4の実施例においても、所定
の屈折率を有する媒体内において複数回反射させ光路を
折り畳むことにより、拡大率の割には、薄型で明るく、
かつ光線角が比較的狭いために各画像ブロックの周辺光
量がほとんど減衰しない画像表示装置となる。
の屈折率を有する媒体内において複数回反射させ光路を
折り畳むことにより、拡大率の割には、薄型で明るく、
かつ光線角が比較的狭いために各画像ブロックの周辺光
量がほとんど減衰しない画像表示装置となる。
【0119】図9は、表示素子と拡大投影光学系とスク
リーンの具体的な配置の第5の実施例を示す側面図であ
る。
リーンの具体的な配置の第5の実施例を示す側面図であ
る。
【0120】この図9の例は、上記図1(A)に示した
ような縦置きタイプのものとなっている。
ような縦置きタイプのものとなっている。
【0121】表示素子たるLCD5は、下方に画像の光
束を射出するように配置されていて、このLCD5の主
面に対向して三角プリズムでなる第1のプリズム47の
入射面47aが位置するように、該第1のプリズム47
が配設されている。
束を射出するように配置されていて、このLCD5の主
面に対向して三角プリズムでなる第1のプリズム47の
入射面47aが位置するように、該第1のプリズム47
が配設されている。
【0122】上記入射面47aからこの第1のプリズム
47に入射した光は、傾斜面となっている合わせ面47
bを透過して第2のプリズム48に入射する。
47に入射した光は、傾斜面となっている合わせ面47
bを透過して第2のプリズム48に入射する。
【0123】この第2のプリズム48は、同様に傾斜面
となっている合わせ面48aにより上記第1のプリズム
47と貼り合わせて構成されており、合わせ面47b,
48aによる貼り合わせ面がハーフミラー面となってい
る。
となっている合わせ面48aにより上記第1のプリズム
47と貼り合わせて構成されており、合わせ面47b,
48aによる貼り合わせ面がハーフミラー面となってい
る。
【0124】上記合わせ面48aからこの第2のプリズ
ム48に入射した光は、凹面ミラーでなるミラー面48
bにより反射された後に、上記合わせ面48aで構成さ
れるハーフミラー面により反射されて、射出面48cか
ら射出され、スクリーン8上に画像を表示するようにな
っている。
ム48に入射した光は、凹面ミラーでなるミラー面48
bにより反射された後に、上記合わせ面48aで構成さ
れるハーフミラー面により反射されて、射出面48cか
ら射出され、スクリーン8上に画像を表示するようにな
っている。
【0125】次に、スクリーンに画像ブロックを投影す
る複数の拡大投影光学系を互いの位置関係を保持するよ
うに一体成形する構成について説明する。
る複数の拡大投影光学系を互いの位置関係を保持するよ
うに一体成形する構成について説明する。
【0126】図10はスクリーンに対する拡大投影光学
系の位置関係を示す側面図、図11は複数の一体成形さ
れた拡大投影光学系を示す正面図である。
系の位置関係を示す側面図、図11は複数の一体成形さ
れた拡大投影光学系を示す正面図である。
【0127】まず、図10を参照してプリズム51の構
成を説明する。
成を説明する。
【0128】表示素子たるLCD5は、前方(スクリー
ン8の方向)に向けて画像の光束を射出するように配置
されており、このLCD5の主面に対向してプリズム5
1のパワーを有する入射面51aが位置するように、該
プリズム51が配設されている。
ン8の方向)に向けて画像の光束を射出するように配置
されており、このLCD5の主面に対向してプリズム5
1のパワーを有する入射面51aが位置するように、該
プリズム51が配設されている。
【0129】上記入射面51aからこのプリズム51に
入射した光は、傾斜面となっているミラー面51bによ
り上方に反射され、さらに、同傾斜面となっているミラ
ー面51cにより前方に反射された後に、射出面51d
から射出され、スクリーン8上に画像を表示するように
なっている。
入射した光は、傾斜面となっているミラー面51bによ
り上方に反射され、さらに、同傾斜面となっているミラ
ー面51cにより前方に反射された後に、射出面51d
から射出され、スクリーン8上に画像を表示するように
なっている。
【0130】このようなプリズム51は、複数のLCD
5に各対応して複数設けられているが、これら複数のプ
リズム51は、図11に示すように、一体成形されるよ
うになっている。
5に各対応して複数設けられているが、これら複数のプ
リズム51は、図11に示すように、一体成形されるよ
うになっている。
【0131】すなわち、プリズム51の光学的作用面
(屈折面や反射面など)となっていない側面51e,5
1fを、隣り合うプリズム51と連結部位たるランナー
52により一体に接続して構成されており、より詳しく
は、あるプリズム51の一側面51fが横に隣り合うプ
リズム51の他側面51eと横ランナー52tにより接
続され、さらに、この横ランナー52tが縦ランナー5
2vにより各接続されて、全体として所定の強度を保持
する1つの部材を構成している。
(屈折面や反射面など)となっていない側面51e,5
1fを、隣り合うプリズム51と連結部位たるランナー
52により一体に接続して構成されており、より詳しく
は、あるプリズム51の一側面51fが横に隣り合うプ
リズム51の他側面51eと横ランナー52tにより接
続され、さらに、この横ランナー52tが縦ランナー5
2vにより各接続されて、全体として所定の強度を保持
する1つの部材を構成している。
【0132】このようなランナー51によって結合され
た1つの部材としての複数のプリズム51は、具体的に
は、光学プラスチック材料を射出成形するなどして構成
されている。そして、射出成形後に、上記ミラー面51
b,51cに相当する面にアルミコートするなどして、
ミラー面として形成する。
た1つの部材としての複数のプリズム51は、具体的に
は、光学プラスチック材料を射出成形するなどして構成
されている。そして、射出成形後に、上記ミラー面51
b,51cに相当する面にアルミコートするなどして、
ミラー面として形成する。
【0133】このような一体成形を行うことにより、各
プリズムを個別に成形して個別に鏡枠等に嵌め込むのに
比して、プリズム同士の位置調整が不要となり、単一の
部材として組み込めば良いという利点がある。
プリズムを個別に成形して個別に鏡枠等に嵌め込むのに
比して、プリズム同士の位置調整が不要となり、単一の
部材として組み込めば良いという利点がある。
【0134】なお、ランナー等の連結部位を介して一体
的に形成するプリズムは、このプリズム51に限るもの
ではなく、上記図5から図9に示したようなプリズム
や、さらにはレンズ等も、マトリクス状に配列して一体
成形することも可能である。
的に形成するプリズムは、このプリズム51に限るもの
ではなく、上記図5から図9に示したようなプリズム
や、さらにはレンズ等も、マトリクス状に配列して一体
成形することも可能である。
【0135】このような第1の実施形態によれば、光軸
に対し傾いて配置された反射面を少なくとも1つ含む複
数の反射面を有して構成されたプリズムを拡大投影光学
系に用いることにより、光路長を確保しながら当該拡大
投影光学系からスクリーンまでの距離を短縮することが
でき、小型な画像表示装置を構成することが可能とな
る。
に対し傾いて配置された反射面を少なくとも1つ含む複
数の反射面を有して構成されたプリズムを拡大投影光学
系に用いることにより、光路長を確保しながら当該拡大
投影光学系からスクリーンまでの距離を短縮することが
でき、小型な画像表示装置を構成することが可能とな
る。
【0136】さらに、上記プリズムを用いることによ
り、投影角をあまり広くすることなく必要な画像の拡大
率を得ることができ、周辺光量をほとんど減少させるこ
となく各部分画像を投影することができる。
り、投影角をあまり広くすることなく必要な画像の拡大
率を得ることができ、周辺光量をほとんど減少させるこ
となく各部分画像を投影することができる。
【0137】加えて、上記プリズムを用いることによ
り、レンズ枚数を少なくして組み立てコストを減少させ
ることができる。
り、レンズ枚数を少なくして組み立てコストを減少させ
ることができる。
【0138】また、複数のプリズムをランナーを介して
一体成形することにより、一部品として組み立てること
ができるために、各プリズム同士の位置調整を不要とし
て更に組み立てコストを削減することが可能となる。
一体成形することにより、一部品として組み立てること
ができるために、各プリズム同士の位置調整を不要とし
て更に組み立てコストを削減することが可能となる。
【0139】図12から図16は本発明の第2の実施形
態を示したものであり、図12は複数の非球面フレネル
レンズを用いて構成した拡大投影光学系の一構成例を側
方から示す図、図13は隣接する拡大投影光学系により
スクリーン上に投影される光束の様子を側方から示す
図、図14はスクリーン上に投影される光束の重畳領域
の様子を拡大して側方から示す図、図15はスクリーン
上に投影される光束の合計光量を示す線図である。
態を示したものであり、図12は複数の非球面フレネル
レンズを用いて構成した拡大投影光学系の一構成例を側
方から示す図、図13は隣接する拡大投影光学系により
スクリーン上に投影される光束の様子を側方から示す
図、図14はスクリーン上に投影される光束の重畳領域
の様子を拡大して側方から示す図、図15はスクリーン
上に投影される光束の合計光量を示す線図である。
【0140】この第2の実施形態において、上述の第1
の実施形態と同様である部分については説明を省略し、
主として異なる点についてのみ説明する。
の実施形態と同様である部分については説明を省略し、
主として異なる点についてのみ説明する。
【0141】この第2の実施形態は、上記従来の技術に
おいて、図17から図20を参照して説明したような、
画像ブロック同士の重畳領域における合計光量の不均一
性を解消するためのものである。
おいて、図17から図20を参照して説明したような、
画像ブロック同士の重畳領域における合計光量の不均一
性を解消するためのものである。
【0142】まず、図12から図15はこのような技術
の第1の例を示したものである。
の第1の例を示したものである。
【0143】図12に示すように、この拡大投影光学系
においては、2枚の非球面フレネルレンズが用いられて
いる。
においては、2枚の非球面フレネルレンズが用いられて
いる。
【0144】すなわち、LCD5から射出される光は、
第1の絞り61を通過した後に、非球面フレネルレンズ
でなる第1のフレネルレンズ64に入射する。さらにそ
の光は、第2の絞り62と第3の絞り63を通過して、
非球面フレネルレンズでなる第2のフレネルレンズ65
に入射し、スクリーン8上に結像されるようになってい
る。
第1の絞り61を通過した後に、非球面フレネルレンズ
でなる第1のフレネルレンズ64に入射する。さらにそ
の光は、第2の絞り62と第3の絞り63を通過して、
非球面フレネルレンズでなる第2のフレネルレンズ65
に入射し、スクリーン8上に結像されるようになってい
る。
【0145】上記第1のフレネルレンズ64は、ディス
トーションを補正するようなパワー配分を有する非球面
フレネルレンズとして構成されている。
トーションを補正するようなパワー配分を有する非球面
フレネルレンズとして構成されている。
【0146】また、上記第2のフレネルレンズ65は、
非重畳領域では略垂直にスクリーン8に入射する(像側
テレセントリック)ようなパワーを有し、また重畳領域
では、重畳させるため光線の入射角が斜めになるように
周辺に掛けて弱くなるようなパワー配分の非球面フレネ
ルレンズとして構成されている。
非重畳領域では略垂直にスクリーン8に入射する(像側
テレセントリック)ようなパワーを有し、また重畳領域
では、重畳させるため光線の入射角が斜めになるように
周辺に掛けて弱くなるようなパワー配分の非球面フレネ
ルレンズとして構成されている。
【0147】このとき、重畳領域における左右からの光
束を合成した光束は、その中心光が、スクリーン8に対
してほぼ垂直に入射するように構成されている。
束を合成した光束は、その中心光が、スクリーン8に対
してほぼ垂直に入射するように構成されている。
【0148】こうして、複数のLCD5の各点(各画
素)から射出される光束がスクリーン8に到達する際
に、各光束の中心光が非重畳領域および重畳領域におい
て該スクリーン8上にほぼ垂直に入射するように構成す
ることで、スクリーン8を斜め方向から観察する際に、
画像ブロック同士の繋ぎ目部分に輝度差が生じることの
ないようにすることができる。
素)から射出される光束がスクリーン8に到達する際
に、各光束の中心光が非重畳領域および重畳領域におい
て該スクリーン8上にほぼ垂直に入射するように構成す
ることで、スクリーン8を斜め方向から観察する際に、
画像ブロック同士の繋ぎ目部分に輝度差が生じることの
ないようにすることができる。
【0149】上記第2の絞り62は、上記第1のフレネ
ルレンズ64の瞳位置に配設されていて、上記LCD5
上の各点から射出される光束の通過範囲を規定してお
り、スクリーン8に投影される画像全体の明るさを決定
している。
ルレンズ64の瞳位置に配設されていて、上記LCD5
上の各点から射出される光束の通過範囲を規定してお
り、スクリーン8に投影される画像全体の明るさを決定
している。
【0150】上記第1の絞り61は、上記LCD5の周
縁部に位置する各点から射出される光束、つまり上記重
畳領域に入射する光束の、光軸Oに対して外側となる光
束部分をけることにより光量を調節するためのものであ
る。
縁部に位置する各点から射出される光束、つまり上記重
畳領域に入射する光束の、光軸Oに対して外側となる光
束部分をけることにより光量を調節するためのものであ
る。
【0151】同様に、上記第3の絞り63は、上記重畳
領域に入射する光束の、光軸Oに対して内側となる光束
部分をけることにより光量を調節するためのものであ
る。
領域に入射する光束の、光軸Oに対して内側となる光束
部分をけることにより光量を調節するためのものであ
る。
【0152】これら第1の絞り61と第3の絞り63に
より、画像ブロックの重畳領域における光量の減衰曲線
を制御し、図15に示すような、スクリーン8上におけ
る光量の変化の曲線となるようにしている。さらに、こ
れらの内の第1の絞り61の作用により、左側の光学系
からの光量が右へ向かうにつれて減衰する仕方、同様
に、右側の光学系からの光量が左へ向かうにつれて減衰
する仕方、も上記図20に示したものに比して緩やかと
なっている。
より、画像ブロックの重畳領域における光量の減衰曲線
を制御し、図15に示すような、スクリーン8上におけ
る光量の変化の曲線となるようにしている。さらに、こ
れらの内の第1の絞り61の作用により、左側の光学系
からの光量が右へ向かうにつれて減衰する仕方、同様
に、右側の光学系からの光量が左へ向かうにつれて減衰
する仕方、も上記図20に示したものに比して緩やかと
なっている。
【0153】こうして、レンズや絞りの構成を工夫する
ことにより、図14に示すように、隣接するLCD5か
らの光束との間に隙間を生じさせることなくかつ重なり
合うことなく光束が連続的に合成され、しかも、図示の
ようなスクリーン8上の各点P2 ,P3 ,P4 ,…にお
いて合成される光束のなす角度α2 ,α3 ,α4 ,…が
互いにほぼ等しい角度となり、加えて、重畳領域となら
ない点P1 における光束のなす角度α1 とも略等しくな
るようにしている。つまり、sin(α1 )、sin
(α2 )、sin(α3 )、sin(α4 )、…等が略
一定となり、スクリーン8に入射する各画素毎の光束の
NAがほぼ一定となるNA一定光学系を構成している。
ことにより、図14に示すように、隣接するLCD5か
らの光束との間に隙間を生じさせることなくかつ重なり
合うことなく光束が連続的に合成され、しかも、図示の
ようなスクリーン8上の各点P2 ,P3 ,P4 ,…にお
いて合成される光束のなす角度α2 ,α3 ,α4 ,…が
互いにほぼ等しい角度となり、加えて、重畳領域となら
ない点P1 における光束のなす角度α1 とも略等しくな
るようにしている。つまり、sin(α1 )、sin
(α2 )、sin(α3 )、sin(α4 )、…等が略
一定となり、スクリーン8に入射する各画素毎の光束の
NAがほぼ一定となるNA一定光学系を構成している。
【0154】こうして、このような重畳領域の光量を、
上記図15に示したように、非重畳領域とほぼ同一の光
量に保つことができ、かつスクリーン8に略垂直に入射
させているために、重畳領域および非重畳領域の何れに
おいても、正面から見ても斜めから見ても不自然に輝度
が変化することのない、画面全体で輝度が均一な高品位
の画像を表示することが可能となる。
上記図15に示したように、非重畳領域とほぼ同一の光
量に保つことができ、かつスクリーン8に略垂直に入射
させているために、重畳領域および非重畳領域の何れに
おいても、正面から見ても斜めから見ても不自然に輝度
が変化することのない、画面全体で輝度が均一な高品位
の画像を表示することが可能となる。
【0155】なお、上述では第1の絞り61をLCD5
と第1のフレネルレンズ64の間に配置し、第3の絞り
63を第2の絞り62と第2のフレネルレンズ65の間
に配置しているが、これに限らず、第1の絞り61は第
2の絞り62よりもLCD5側にあれば良く、第3の絞
り63は第2の絞り62よりもスクリーン8側にあれば
良い。
と第1のフレネルレンズ64の間に配置し、第3の絞り
63を第2の絞り62と第2のフレネルレンズ65の間
に配置しているが、これに限らず、第1の絞り61は第
2の絞り62よりもLCD5側にあれば良く、第3の絞
り63は第2の絞り62よりもスクリーン8側にあれば
良い。
【0156】次に、図16は、複数の非球面フレネルレ
ンズを用いて構成した拡大投影光学系の他の構成例を側
方から示す断面図である。
ンズを用いて構成した拡大投影光学系の他の構成例を側
方から示す断面図である。
【0157】上記図12に示した例においては、画像全
体の明るさを規定する第2の絞り62以外に、第1の絞
り61と第3の絞り63とを設けたが、この例は、これ
らを別途設ける代わりに、第1のフレネルレンズ72と
第2のフレネルレンズ73の口径自体を絞りとして用い
るようにしたものである。
体の明るさを規定する第2の絞り62以外に、第1の絞
り61と第3の絞り63とを設けたが、この例は、これ
らを別途設ける代わりに、第1のフレネルレンズ72と
第2のフレネルレンズ73の口径自体を絞りとして用い
るようにしたものである。
【0158】すなわち、LCD5から射出される光は、
非球面フレネルレンズでなる第1のフレネルレンズ72
と、画像全体の明るさを規定する絞り71と、非球面フ
レネルレンズでなる第2のフレネルレンズ73とを介し
て、スクリーン8上に結像されるようになっている。
非球面フレネルレンズでなる第1のフレネルレンズ72
と、画像全体の明るさを規定する絞り71と、非球面フ
レネルレンズでなる第2のフレネルレンズ73とを介し
て、スクリーン8上に結像されるようになっている。
【0159】上記LCD5と第1のフレネルレンズ72
と第2のフレネルレンズ73とは、遮光性の素材で形成
されたフレーム部材74に保持されるようになってお
り、より詳しくは、上記LCD5は支持部74aによ
り、上記第1のフレネルレンズ72は支持部74bによ
り、上記第2のフレネルレンズ73は支持部74cによ
りそれぞれ支持されている。
と第2のフレネルレンズ73とは、遮光性の素材で形成
されたフレーム部材74に保持されるようになってお
り、より詳しくは、上記LCD5は支持部74aによ
り、上記第1のフレネルレンズ72は支持部74bによ
り、上記第2のフレネルレンズ73は支持部74cによ
りそれぞれ支持されている。
【0160】このとき、上述したように、第1のフレネ
ルレンズ72の口径および第2のフレネルレンズ73の
口径が、上記第1の絞り61および第3の絞り63と同
様の機能を果たして、画像ブロックの周縁部の光量の減
衰状態を調節するようになっている。
ルレンズ72の口径および第2のフレネルレンズ73の
口径が、上記第1の絞り61および第3の絞り63と同
様の機能を果たして、画像ブロックの周縁部の光量の減
衰状態を調節するようになっている。
【0161】このような構成によれば、別途絞りを設け
る必要がなくなるために、さらに、部品点数や組立行程
等を削減することが可能となる。
る必要がなくなるために、さらに、部品点数や組立行程
等を削減することが可能となる。
【0162】なお、上述では、薄型化を図るためにフレ
ネルレンズとしたが、もちろん通常の非球面レンズとし
て構成しても良いことはいうまでもない。
ネルレンズとしたが、もちろん通常の非球面レンズとし
て構成しても良いことはいうまでもない。
【0163】さらには、光学素子として非球面レンズや
非球面フレネルレンズに限るものではなく、球面レンズ
を複数組み合わせても構わないし、非球面ミラーを用い
ても良いし、その他のプリズム等を用いて等価な光学性
能を発揮するように構成しても良い。
非球面フレネルレンズに限るものではなく、球面レンズ
を複数組み合わせても構わないし、非球面ミラーを用い
ても良いし、その他のプリズム等を用いて等価な光学性
能を発揮するように構成しても良い。
【0164】このような第2の実施形態によれば、画像
ブロックにおける重畳領域の光量を、非重畳領域とほぼ
同一の光量に保つことができ、かつ光束の入射方向をス
クリーンに略垂直とすることができるために、正面から
見ても斜めから見ても不自然に輝度が変化することのな
い、画面全体で均一な輝度の高品位な画像を表示するこ
とが可能となる。
ブロックにおける重畳領域の光量を、非重畳領域とほぼ
同一の光量に保つことができ、かつ光束の入射方向をス
クリーンに略垂直とすることができるために、正面から
見ても斜めから見ても不自然に輝度が変化することのな
い、画面全体で均一な輝度の高品位な画像を表示するこ
とが可能となる。
【0165】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
れるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【0166】
【発明の効果】以上説明したように請求項1による本発
明の画像表示装置によれば、拡大投影光学系が、当該拡
大投影光学系の光軸に対し傾いて配置された反射面を少
なくとも1つ含む複数の反射面を有して構成されたプリ
ズムを備えたことにより、拡大投影光学系からスクリー
ンまでの物理長に比して長い光路長を確保することが可
能となり、小型化を図ることができる。また、光路長を
確保することにより、小型の表示素子を用いても、投影
角をあまり広くすることなく、つまり周辺光量をほとん
ど減少させることなく、必要な画像の拡大率を得ること
ができ、画質を損なうことなく大画像を表示することが
できる。そして、プリズムが複数の反射面を有している
ために、複数枚のレンズ等が不要となって、位置調整に
要する作業コスト等を削減することが可能となる。
明の画像表示装置によれば、拡大投影光学系が、当該拡
大投影光学系の光軸に対し傾いて配置された反射面を少
なくとも1つ含む複数の反射面を有して構成されたプリ
ズムを備えたことにより、拡大投影光学系からスクリー
ンまでの物理長に比して長い光路長を確保することが可
能となり、小型化を図ることができる。また、光路長を
確保することにより、小型の表示素子を用いても、投影
角をあまり広くすることなく、つまり周辺光量をほとん
ど減少させることなく、必要な画像の拡大率を得ること
ができ、画質を損なうことなく大画像を表示することが
できる。そして、プリズムが複数の反射面を有している
ために、複数枚のレンズ等が不要となって、位置調整に
要する作業コスト等を削減することが可能となる。
【0167】また、請求項2による本発明の画像表示装
置によれば、請求項1に記載の発明と同様の効果を奏す
るとともに、画素数が比較的少ない小型の表示素子を採
用することにより、スクリーン全体に投影される画像の
全画素数をカバーする大型の表示素子を採用するより
も、低コスト化を図ることが可能となる。
置によれば、請求項1に記載の発明と同様の効果を奏す
るとともに、画素数が比較的少ない小型の表示素子を採
用することにより、スクリーン全体に投影される画像の
全画素数をカバーする大型の表示素子を採用するより
も、低コスト化を図ることが可能となる。
【0168】さらに、請求項3による本発明の画像表示
装置によれば、複数の拡大投影光学系と連結部位を一体
成形することにより、拡大投影光学系同士の位置調節が
不要となって、組立コストを削減することが可能とな
る。こうして、画質を損なうことなく大画像を表示する
ことができる小型で低コストの画像表示装置となる。
装置によれば、複数の拡大投影光学系と連結部位を一体
成形することにより、拡大投影光学系同士の位置調節が
不要となって、組立コストを削減することが可能とな
る。こうして、画質を損なうことなく大画像を表示する
ことができる小型で低コストの画像表示装置となる。
【0169】請求項4による本発明の画像表示装置によ
れば、各拡大投影光学系の光学的作用面以外の面を連結
部位により連結しているために、光学性能に影響を及ぼ
すことなく、請求項3に記載の発明と同様の効果を奏す
ることができる。
れば、各拡大投影光学系の光学的作用面以外の面を連結
部位により連結しているために、光学性能に影響を及ぼ
すことなく、請求項3に記載の発明と同様の効果を奏す
ることができる。
【0170】請求項5による本発明の画像表示装置によ
れば、請求項1または請求項3に記載の発明と同様の効
果を奏するとともに、画像ブロック同士の重畳領域にお
ける画像の連続性を保つように表示素子に供給する画像
信号の電気的な補正を行う画像信号補正手段をさらに備
えたために、高品質な画像を表示することが可能とな
る。
れば、請求項1または請求項3に記載の発明と同様の効
果を奏するとともに、画像ブロック同士の重畳領域にお
ける画像の連続性を保つように表示素子に供給する画像
信号の電気的な補正を行う画像信号補正手段をさらに備
えたために、高品質な画像を表示することが可能とな
る。
【0171】請求項6による本発明の画像表示装置によ
れば、重畳領域に入射する一画像ブロックに係る光束と
これに隣接する他の画像ブロックに係る光束とを合成し
た光束のスクリーン上におけるNAと、非重畳領域に入
射する光束のスクリーン上におけるNAと、が略等しく
なるように拡大投影光学系を構成したために、画像ブロ
ック同士の重畳領域付近で輝度が不自然に変化すること
はなく、画質を損なわずに大画像を表示することができ
る小型で低コストの画像表示装置となる。
れば、重畳領域に入射する一画像ブロックに係る光束と
これに隣接する他の画像ブロックに係る光束とを合成し
た光束のスクリーン上におけるNAと、非重畳領域に入
射する光束のスクリーン上におけるNAと、が略等しく
なるように拡大投影光学系を構成したために、画像ブロ
ック同士の重畳領域付近で輝度が不自然に変化すること
はなく、画質を損なわずに大画像を表示することができ
る小型で低コストの画像表示装置となる。
【0172】請求項7による本発明の画像表示装置によ
れば、重畳領域に入射する一画像ブロックに係る光束と
これに隣接する他の画像ブロックに係る光束とが互いに
重複することなくかつ光束が通過しない領域を含むこと
なく一光束に合成されるようにすることで、請求項6に
記載の発明と同様の効果を奏することができる。
れば、重畳領域に入射する一画像ブロックに係る光束と
これに隣接する他の画像ブロックに係る光束とが互いに
重複することなくかつ光束が通過しない領域を含むこと
なく一光束に合成されるようにすることで、請求項6に
記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【0173】請求項8による本発明の画像表示装置によ
れば、請求項6に記載の発明と同様の効果を奏するとと
もに、非重畳領域に入射する光束と重畳領域に入射する
合成された光束とが、何れも、その中心光がスクリーン
面に対して略垂直となるように入射するようにしたため
に、スクリーンを斜め方向から観察しても画像ブロック
同士の重畳領域付近で輝度が不自然に変化することはな
い。
れば、請求項6に記載の発明と同様の効果を奏するとと
もに、非重畳領域に入射する光束と重畳領域に入射する
合成された光束とが、何れも、その中心光がスクリーン
面に対して略垂直となるように入射するようにしたため
に、スクリーンを斜め方向から観察しても画像ブロック
同士の重畳領域付近で輝度が不自然に変化することはな
い。
【0174】請求項9による本発明の画像表示装置によ
れば、請求項6に記載の発明と同様の効果を奏するとと
もに、重畳領域に入射する一画像ブロックに係る光束
が、画像ブロックの周辺に近づくに従って、NAが小さ
くなり、かつ該光束の主光線が画像ブロック周辺方向に
傾くように拡大投影光学系を構成したために、一画像ブ
ロックから隣接する他の画像ブロックに画像が円滑に接
続される。
れば、請求項6に記載の発明と同様の効果を奏するとと
もに、重畳領域に入射する一画像ブロックに係る光束
が、画像ブロックの周辺に近づくに従って、NAが小さ
くなり、かつ該光束の主光線が画像ブロック周辺方向に
傾くように拡大投影光学系を構成したために、一画像ブ
ロックから隣接する他の画像ブロックに画像が円滑に接
続される。
【0175】請求項10による本発明の画像表示装置に
よれば、拡大投影光学系を、画像ブロックの周辺に近づ
くに従って主光線が画像ブロック周辺方向に傾くように
周辺に近づくに従ってパワーが小さくなるよう構成され
た光学素子と、画像ブロックの周辺に近づくに従ってN
Aが小さくなるように画像ブロックの周辺光量を調整す
る絞りと、を有して構成することにより、請求項9に記
載の発明と同様の効果を奏することができる。
よれば、拡大投影光学系を、画像ブロックの周辺に近づ
くに従って主光線が画像ブロック周辺方向に傾くように
周辺に近づくに従ってパワーが小さくなるよう構成され
た光学素子と、画像ブロックの周辺に近づくに従ってN
Aが小さくなるように画像ブロックの周辺光量を調整す
る絞りと、を有して構成することにより、請求項9に記
載の発明と同様の効果を奏することができる。
【0176】請求項11による本発明の画像表示装置に
よれば、請求項10に記載の発明と同様の効果を奏する
とともに、拡大投影光学系が、光学素子によるディスト
ーションを補正するための第2の光学素子をさらに備え
ることにより、より高品質の画像を表示することが可能
となる。
よれば、請求項10に記載の発明と同様の効果を奏する
とともに、拡大投影光学系が、光学素子によるディスト
ーションを補正するための第2の光学素子をさらに備え
ることにより、より高品質の画像を表示することが可能
となる。
【0177】請求項12による本発明の画像表示装置に
よれば、絞りを、画像ブロック全体の明るさを規定する
第2の絞りと、この第2の絞りよりも表示素子側となる
光路上に配置された各画素に係る光束の内側をけるため
の第1の絞りと、上記第2の絞りよりもスクリーン側と
なる光路上に配置された各画素に係る光束の外側をける
ための第3の絞りと、を有して構成することにより、請
求項10に記載の発明と同様の効果を奏することができ
る。
よれば、絞りを、画像ブロック全体の明るさを規定する
第2の絞りと、この第2の絞りよりも表示素子側となる
光路上に配置された各画素に係る光束の内側をけるため
の第1の絞りと、上記第2の絞りよりもスクリーン側と
なる光路上に配置された各画素に係る光束の外側をける
ための第3の絞りと、を有して構成することにより、請
求項10に記載の発明と同様の効果を奏することができ
る。
【図1】本発明の第1の実施形態における画像表示装置
の光学系の配置例を示す図。
の光学系の配置例を示す図。
【図2】上記第1の実施形態において、スクリーン上に
投影される画像の様子を示す図。
投影される画像の様子を示す図。
【図3】上記第1の実施形態において、画像表示装置を
調整するための構成の一例を示す図。
調整するための構成の一例を示す図。
【図4】上記第1の実施形態において、画像表示装置を
調整するための電気的な構成の一例を示すブロック図。
調整するための電気的な構成の一例を示すブロック図。
【図5】上記第1の実施形態において、表示素子と拡大
投影光学系とスクリーンの具体的な配置の第1の実施例
を示す側面図。
投影光学系とスクリーンの具体的な配置の第1の実施例
を示す側面図。
【図6】上記第1の実施形態において、表示素子と拡大
投影光学系とスクリーンの具体的な配置の第2の実施例
を示す側面図。
投影光学系とスクリーンの具体的な配置の第2の実施例
を示す側面図。
【図7】上記第1の実施形態において、表示素子と拡大
投影光学系とスクリーンの具体的な配置の第3の実施例
を示す側面図。
投影光学系とスクリーンの具体的な配置の第3の実施例
を示す側面図。
【図8】上記第1の実施形態において、表示素子と拡大
投影光学系とスクリーンの具体的な配置の第4の実施例
を示す側面図。
投影光学系とスクリーンの具体的な配置の第4の実施例
を示す側面図。
【図9】上記第1の実施形態において、表示素子と拡大
投影光学系とスクリーンの具体的な配置の第5の実施例
を示す側面図。
投影光学系とスクリーンの具体的な配置の第5の実施例
を示す側面図。
【図10】上記第1の実施形態において、スクリーンに
対する拡大投影光学系の位置関係を示す側面図。
対する拡大投影光学系の位置関係を示す側面図。
【図11】上記第1の実施形態において、複数の一体成
形された拡大投影光学系を示す正面図。
形された拡大投影光学系を示す正面図。
【図12】本発明の第2の実施形態において、複数の非
球面フレネルレンズを用いて構成した拡大投影光学系の
一構成例を側方から示す図。
球面フレネルレンズを用いて構成した拡大投影光学系の
一構成例を側方から示す図。
【図13】上記第2の実施形態において、隣接する拡大
投影光学系によりスクリーン上に投影される光束の様子
を側方から示す図。
投影光学系によりスクリーン上に投影される光束の様子
を側方から示す図。
【図14】上記第2の実施形態において、スクリーン上
に投影される光束の重畳領域の様子を拡大して側方から
示す図。
に投影される光束の重畳領域の様子を拡大して側方から
示す図。
【図15】上記第2の実施形態において、スクリーン上
に投影される光束の合計光量を示す線図。
に投影される光束の合計光量を示す線図。
【図16】上記第2の実施形態において、複数の非球面
フレネルレンズを用いて構成した拡大投影光学系の他の
構成例を側方から示す断面図。
フレネルレンズを用いて構成した拡大投影光学系の他の
構成例を側方から示す断面図。
【図17】従来の画像表示装置の拡大投影光学系として
フレネルレンズを用いた構成の一部を側方から示す図。
フレネルレンズを用いた構成の一部を側方から示す図。
【図18】従来の画像表示装置において、隣接する拡大
投影光学系によりスクリーン上に投影される光束の様子
を側方から示す図。
投影光学系によりスクリーン上に投影される光束の様子
を側方から示す図。
【図19】従来の画像表示装置において、スクリーン上
に投影される光束の重畳領域の様子を拡大して側方から
示す図。
に投影される光束の重畳領域の様子を拡大して側方から
示す図。
【図20】従来の画像表示装置において、スクリーン上
に投影される光束の合計光量を示す線図。
に投影される光束の合計光量を示す線図。
1…画像表示装置 5…LCD(表示素子) 6A,6B,6C…プリズム(拡大投影光学系) 8…スクリーン 13R…R信号処理部(画像信号補正手段) 13G…G信号処理部(画像信号補正手段) 13B…B信号処理部(画像信号補正手段) 31…プリズム(拡大投影光学系) 31a…入反射面(傾いて配置された反射面) 31b…第1のミラー面(傾いて配置された反射面) 31c…第2のミラー面(傾いて配置された反射面) 32,36,42,45…絞り(拡大投影光学系) 33…凹レンズ(拡大投影光学系) 35…第1のプリズム(拡大投影光学系) 35b…第1のミラー面(傾いて配置された反射面) 35c…第2のミラー面(傾いて配置された反射面) 37…第2のプリズム(拡大投影光学系) 37b…第1のミラー面(傾いて配置された反射面) 37c…第2のミラー面(傾いて配置された反射面) 41…プリズム(拡大投影光学系) 41b…反射射出面(傾いて配置された反射面) 41c…ミラー面(傾いて配置された反射面) 44…プリズム(拡大投影光学系) 44b…第1のミラー面(傾いて配置された反射面) 44c…反射射出面(傾いて配置された反射面) 44d…第2のミラー面(傾いて配置された反射面) 47…第1のプリズム(拡大投影光学系) 47b,48a…合わせ面(傾いて配置された反射面) 48…第2のプリズム(拡大投影光学系) 51…プリズム(拡大投影光学系) 51b,51c…ミラー面(傾いて配置された反射面) 52…ランナー(連結部位) 61…第1の絞り(拡大投影光学系) 62…第2の絞り(拡大投影光学系) 63…第3の絞り(拡大投影光学系) 64…第1のフレネルレンズ(拡大投影光学系) 65…第2のフレネルレンズ(拡大投影光学系) 71…絞り(拡大投影光学系) 72…第1のフレネルレンズ(拡大投影光学系) 73…第2のフレネルレンズ(拡大投影光学系) 74…フレーム部材(拡大投影光学系の絞りを兼ねる)
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09F 9/00 360 G09F 9/00 360D 5C094 G09G 3/20 642 G09G 3/20 642B 5G435 660 660C 680 680C 680E 3/36 3/36 H04N 5/74 H04N 5/74 A (72)発明者 永岡 利之 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Fターム(参考) 2H088 EA12 HA18 HA20 HA21 HA23 HA24 HA27 MA20 2H091 FA10X FA14X FA21X FA27X FA29X FA41Z LA30 5C006 AA01 AA22 AB01 AF35 AF46 BB14 BB29 BF02 BF05 EA01 EC11 FA18 FA22 FA41 FA51 5C058 AA06 BA23 EA02 EA12 5C080 AA10 BB05 CC07 DD03 DD27 EE19 GG07 GG08 KK52 5C094 AA02 AA14 AA44 BA43 CA19 CA24 DA01 ED01 ED14 5G435 BB12 BB17 CC12 DD02 DD05 FF05 GG03 GG05 GG08 GG28 GG46 LL15
Claims (12)
- 【請求項1】 複数の表示素子と、 これら複数の表示素子の像をスクリーン上に投影して全
体として一枚の画像を生成するべく、各表示素子に対応
して配置された拡大投影光学系と、 を具備し、 上記拡大投影光学系は、当該拡大投影光学系の光軸に対
し傾いて配置された反射面を少なくとも1つ含む複数の
反射面を有して構成されたプリズムを備えたものである
ことを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項2】 上記表示素子は、上記スクリーン全体に
投影される画像の全画素数に比して少数画素でなる小型
なものであり、 上記拡大投影光学系は、該拡大投影光学系から上記スク
リーンまでの距離、および該スクリーンへの投影角に比
して、その拡大率が大きいものであることを特徴とする
請求項1に記載の画像表示装置。 - 【請求項3】 複数の表示素子と、 これら複数の表示素子の像をスクリーン上に投影して全
体として一枚の画像を生成するべく、各表示素子に対応
して配置された拡大投影光学系と、 上記複数の表示素子に各対応する複数の拡大投影光学系
を連結する連結部位と、 を具備し、 上記複数の拡大投影光学系と連結部位とは一体成形され
たものであることを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項4】 上記連結部位は、各拡大投影光学系の、
光学的作用面以外の面を連結するものであることを特徴
とする請求項3に記載の画像表示装置。 - 【請求項5】 上記表示素子の像を上記拡大投影光学系
によりスクリーン上に投影した画像ブロックは、その周
縁部が隣接する画像ブロックの周縁部と互いに重畳され
ており、 この重畳領域における画像の連続性を保つように上記表
示素子に供給する画像信号の電気的な補正を行う画像信
号補正手段をさらに具備したことを特徴とする請求項1
または請求項3に記載の画像表示装置。 - 【請求項6】 複数の表示素子と、 これら複数の表示素子に各対応して配置され、該表示素
子の像をスクリーン上に画像ブロックとして投影し、か
つ一画像ブロックの周縁部が隣接する他の画像ブロック
の周縁部と互いに重畳されるように投影することで、全
体として統一された一枚の画像を生成する拡大投影光学
系と、 上記画像ブロック同士の重畳領域における画像の連続性
を保つように上記表示素子に供給する画像信号の電気的
な補正を行う画像信号補正手段と、 を具備し、 上記拡大投影光学系は、上記重畳領域に入射する一画像
ブロックに係る光束とこれに隣接する他の画像ブロック
に係る光束とを合成した光束のスクリーン上におけるN
Aと、非重畳領域に入射する光束のスクリーン上におけ
るNAと、が略等しくなるように構成されたものである
ことを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項7】 上記重畳領域に入射する、一画像ブロッ
クに係る光束と、これに隣接する他の画像ブロックに係
る光束とは、互いに重複することなく、かつ光束が通過
しない領域を含むことなく、一光束に合成されることを
特徴とする請求項6に記載の画像表示装置。 - 【請求項8】 非重畳領域に入射する光束と、上記重畳
領域に入射する合成された光束とは、何れも、その中心
光がスクリーン面に対して略垂直となるように入射する
ものであることを特徴とする請求項6に記載の画像表示
装置。 - 【請求項9】 上記拡大投影光学系は、上記重畳領域に
入射する一画像ブロックに係る光束が、画像ブロックの
周辺に近づくに従って、NAが小さくなり、かつ該光束
の主光線が画像ブロック周辺方向に傾くように構成され
たものであることを特徴とする請求項6に記載の画像表
示装置。 - 【請求項10】 上記拡大投影光学系は、 画像ブロックの周辺に近づくに従って主光線が画像ブロ
ック周辺方向に傾くように、周辺に近づくに従ってパワ
ーが小さくなるよう構成された光学素子と、 画像ブロックの周辺に近づくに従ってNAが小さくなる
ように、画像ブロックの周辺光量を調整する絞りと、 を有してなるものであることを特徴とする請求項9に記
載の画像表示装置。 - 【請求項11】 上記拡大投影光学系は、 上記光学素子によるディストーションを補正するための
第2の光学素子をさらに有してなるものであることを特
徴とする請求項10に記載の画像表示装置。 - 【請求項12】 上記絞りは、 画像ブロック全体の明るさを規定する第2の絞りと、 この第2の絞りよりも表示素子側となる光路上に配置さ
れた、各画素に係る光束の内側をけるための第1の絞り
と、 上記第2の絞りよりもスクリーン側となる光路上に配置
された、各画素に係る光束の外側をけるための第3の絞
りと、 を有してなるものであることを特徴とする請求項10に
記載の画像表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000233661A JP2002049335A (ja) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | 画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000233661A JP2002049335A (ja) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | 画像表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002049335A true JP2002049335A (ja) | 2002-02-15 |
JP2002049335A5 JP2002049335A5 (ja) | 2007-08-30 |
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ID=18726153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000233661A Pending JP2002049335A (ja) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | 画像表示装置 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002049335A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004077748A (ja) * | 2002-08-16 | 2004-03-11 | Nec Viewtechnology Ltd | プロジェクタ装置、プロジェクタ装置のリモートコントローラ、画像投射方法および画像補正方法 |
JP2004246042A (ja) * | 2003-02-13 | 2004-09-02 | Ricoh Co Ltd | 画像投射装置 |
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-
2000
- 2000-08-01 JP JP2000233661A patent/JP2002049335A/ja active Pending
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