JP2738378B2 - 投射型表示装置 - Google Patents
投射型表示装置Info
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Landscapes
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マトリクス状の画
素を有する透過型ライトバルブを用いた投射型表示装置
に関する。さらに詳しくは、画像を投射するスクリーン
の改良に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の背面投射型表示装置は、プロシー
デイングス、オブザサードインターナショナル、デイス
プレイコンフアレンス（ジャパンデイスプレイ’８３）
５９６頁に記載されるような投射型ＣＲＴに対応した高
スクリーンゲイン、広水平視角範囲を得たスクリーンを
用いている。実際的なスクリーンの１次元性レンズ（例
えばレンチキュラーレンズ）の縦方向の溝ピッチは、投
射ＣＲＴの走査線が水平方向に走るため、単純に水平解
像度の仕様と、３管の像をスクリーン上で合成し、色ず
れを防止するための複雑な断面形状を作る、製造上の問
題から決められていた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術において投射型ＣＲＴの代わりにマトリクス状の画素
を有する透過型ライトバルブを用いると、透過型ライト
バルブの画素が走査方向に規則性を有するため、スクリ
ーン上に投射された画素と、縦方向、すなわち走査方向
と交差する方向に形成された１次元性レンズとの干渉に
よるモアレ縞が生じてしまい、解像力、ひいては画像品
質が低下してしまうという問題点があった。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、３色の光のそ
れぞれをマトリクス状に配置された各画素にて変調する
３つのライトバルブと、前記ライトバルブによりそれぞ
れ変調された３色の光を合成する光合成手段と、前記光
合成手段により合成された画像をスクリーンに投射する
投射光学手段とを有し、前記スクリーンには横方向に周
期性を有する１次元性レンズ構造が配置されてなる投射
型表示装置であって、前記３色のうち、視覚的影響の比
較的大きい２色の光のそれぞれを変調する２つの前記ラ
イトバルブの画素と対応する前記スクリーンに投射され
た画像の画素は、前記２つのライトバルブどうしで互い
にずれており、前記横方向に周期性を有する１次元性レ
ンズ構造のピッチを、前記スクリーンに投射された画像
の画素の横方向のピッチの１／４以下としたことを特徴
とする。 【０００５】 【作用】画像品質低下の原因であるモアレ縞のピッチＰ
は、スクリーン上に投射されたマトリクス状の画素のピ
ッチ（以下、投射画素ピッチという）Ｐ0 に対応した空
間周波数ｆ0 と１次元性レンズのピッチＰ1 に対応した
空間周波数ｆ1 の差として与えられる。 【０００６】 【数１】 【０００７】ここで、Ｋ＝Ｐ1／Ｐ0とおくと、（１）式
は、 【０００８】 【数２】 【０００９】と表される。この関係を図２に示す。モア
レ縞ピッチＰが投射画素ピッチＰ0 を越えると画像品質
の低下が著しくなる。図２より、１次元性レンズのピッ
チＰ1を投射画素ピッチＰ0 の１／２以下にすると、モ
アレ縞の大きさを投射画素ピッチの大きさより小さくす
ることができ、画像品質の低下を抑えることが可能とな
る。 【００１０】なお、１次元性レンズとは、レンチキュラ
ーレンズのように一方向にのみレンズ作用を有するもの
であり、レンチキュラーレンズのようなカマボコ型断面
を有するものに限らず複雑な形状の断面を有するもので
あっても良い。 【００１１】 【発明の実施の形態】図１は、投射型表示装置の一例を
示す構成図である。光源１からの光束は集光レンズ２に
より集光され、透過型ライトバルブ３で画像情報が与え
られる。そして、結像レンズ４によりスクリーン５に画
像を投射する。透過型ライトバルブとしては、薄膜トラ
ンジスタを用いた液晶マトリクス型パネル（詳細は、日
経エレクトロニクス、１９８４年９月１０日号２１１〜
２４０頁の記載を参照されたい）を用いた。スクリーン
５には、全体で凸レンズ作用をするフレネルレンズ面６
が形成されている。また、フレネルレンズ面６の反対側
の面には、１次元性レンズ構造として、投射画素ピッチ
の１／２以下のピッチを有するレンチキュラーレンズ構
造が縦方向に形成され、レンチキュラーレンズ面７を構
成している。スクリーンの材料は光拡散材、染料、樹脂
材からなり、市販の背面投射スクリーンに使用されてい
るものと同等である，本例の諸元を表１に示す。 【００１２】 【表１】【００１３】本例ではレンチキュラーレンズのピッチと
投射画素ピッチの比を０．２７にととっているため、モ
アレ縞のピッチは投射画素ピッチよりも小さくなり、実
際の視認において画像の劣化は観察されない。 【００１４】図３は、本発明に係る、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）に対応した透過型ライトバルブ３の画
像を重ね合わせてスクリーン５に投射する投射型液晶装
置の一例である。光源１からの光束は、集束レンズ２に
よってコリメートされ、赤反射ダイクロイックミラー１
０と青反射ダイクロイックミラー９によって赤、緑、青
の光に分解される。ミラー８で赤、青の光が曲げられ、
透過型ライトバルブ３に入射する。各色光は赤、緑、青
に対応した画像変調を受け、次に色光合成用の赤反射ダ
イクロイツクミラー１０と青反射ダイクロイックミラー
９で合成される。合成光は結像レンズ４によリスクリー
ン５に投射され、結像する。スクリーン５には、全体で
凸レンズ作用をするフレネルレンズ面６が形成されてい
る。また、フレネルレンズ面６の反対側の面には、１次
元性レンズ構造としてレンチキュラーレンズ構造が縦方
向に形成され、視角拡大用のレンチキュラーレンズ面７
を構成している。 【００１５】本例においては、３枚の透過型ライトバル
ブ３により変調された画像を合成投射するため、図４に
示すように、各色の投射画素１１間にアライメントずれ
が生じてしまう。視感度を考慮すると、緑と赤の投射画
素のずれによる影響が最も大きい。このようなアライメ
ントずれを伴った合成画像の投射により生じる空間周波
数は、１枚のライトバルブを用いた場合に比べて高くな
るので、これと等価的な投射画素ピッチは小さくなる。
実際には、光源１からの光がライトバルブ３の画素１１
を透過し、その透過光とレンチキュラーレンズ構造とが
モアレ縞を発生させるため、画素中心が発光している点
のマトリクスとレンチキュラーレンズ面７の縦のライン
が干渉していると考えることが可能である。そこで、考
慮すべき最小投射画素ピッチは、１枚のライトバルブの
投射画素ピッチを、アライメントずれによる視覚的影響
の大きい色を変調するライトバルブの数で割った値とな
る。よって、緑と赤の投射画素のずれによる影響を考え
た場合、最小投射画素ピッチは１枚のライトバルブの投
射画素ピッチの半分となる。本例では、表１に示された
透過型ライトバルブと投射システムとを用いて図３の如
く構成し、レンチキュラーレンズのピッチは投射画素ピ
ッチの１／４以下である０．６０mmとした。 【００１６】図５は、透過型ライトバルブの他の例を示
した図であり、その画素配置パターンを示したものであ
る。このパターンの場合、交互に画素がシフトするた
め、水平方向の画素ピッチは１次元性レンズの縦ストラ
イプに対し、等価的に１／２のピッチとなる。これを考
慮して表１に示した投射システムと投射画素ピッチ２．
５９mmのジグザグ型マトリクスを有するライトバルブを
用いて、レンチキュラーレンズのピッチが０．６０mmの
スクリーンを使用したところ、広視野角範囲を有するモ
アレ縞のない投射型表示装置を得ることができた。 【００１７】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、視
覚的影響の大きい２色の光をそれぞれ変調するライトバ
ルブの投射画素のずれによる最小投射画素ピッチを考慮
することにより、スクリーンに投射された画素と１次元
性レンズ構造との間の干渉によって生じるモアレ縞間隔
をこの最小投射画素ピッチ以下に抑えることができ、解
像度の低下を防ぐことができるため、極めて画像品質の
高い投射型表示装置を提供することができる。
素を有する透過型ライトバルブを用いた投射型表示装置
に関する。さらに詳しくは、画像を投射するスクリーン
の改良に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の背面投射型表示装置は、プロシー
デイングス、オブザサードインターナショナル、デイス
プレイコンフアレンス（ジャパンデイスプレイ’８３）
５９６頁に記載されるような投射型ＣＲＴに対応した高
スクリーンゲイン、広水平視角範囲を得たスクリーンを
用いている。実際的なスクリーンの１次元性レンズ（例
えばレンチキュラーレンズ）の縦方向の溝ピッチは、投
射ＣＲＴの走査線が水平方向に走るため、単純に水平解
像度の仕様と、３管の像をスクリーン上で合成し、色ず
れを防止するための複雑な断面形状を作る、製造上の問
題から決められていた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術において投射型ＣＲＴの代わりにマトリクス状の画素
を有する透過型ライトバルブを用いると、透過型ライト
バルブの画素が走査方向に規則性を有するため、スクリ
ーン上に投射された画素と、縦方向、すなわち走査方向
と交差する方向に形成された１次元性レンズとの干渉に
よるモアレ縞が生じてしまい、解像力、ひいては画像品
質が低下してしまうという問題点があった。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、３色の光のそ
れぞれをマトリクス状に配置された各画素にて変調する
３つのライトバルブと、前記ライトバルブによりそれぞ
れ変調された３色の光を合成する光合成手段と、前記光
合成手段により合成された画像をスクリーンに投射する
投射光学手段とを有し、前記スクリーンには横方向に周
期性を有する１次元性レンズ構造が配置されてなる投射
型表示装置であって、前記３色のうち、視覚的影響の比
較的大きい２色の光のそれぞれを変調する２つの前記ラ
イトバルブの画素と対応する前記スクリーンに投射され
た画像の画素は、前記２つのライトバルブどうしで互い
にずれており、前記横方向に周期性を有する１次元性レ
ンズ構造のピッチを、前記スクリーンに投射された画像
の画素の横方向のピッチの１／４以下としたことを特徴
とする。 【０００５】 【作用】画像品質低下の原因であるモアレ縞のピッチＰ
は、スクリーン上に投射されたマトリクス状の画素のピ
ッチ（以下、投射画素ピッチという）Ｐ0 に対応した空
間周波数ｆ0 と１次元性レンズのピッチＰ1 に対応した
空間周波数ｆ1 の差として与えられる。 【０００６】 【数１】 【０００７】ここで、Ｋ＝Ｐ1／Ｐ0とおくと、（１）式
は、 【０００８】 【数２】 【０００９】と表される。この関係を図２に示す。モア
レ縞ピッチＰが投射画素ピッチＰ0 を越えると画像品質
の低下が著しくなる。図２より、１次元性レンズのピッ
チＰ1を投射画素ピッチＰ0 の１／２以下にすると、モ
アレ縞の大きさを投射画素ピッチの大きさより小さくす
ることができ、画像品質の低下を抑えることが可能とな
る。 【００１０】なお、１次元性レンズとは、レンチキュラ
ーレンズのように一方向にのみレンズ作用を有するもの
であり、レンチキュラーレンズのようなカマボコ型断面
を有するものに限らず複雑な形状の断面を有するもので
あっても良い。 【００１１】 【発明の実施の形態】図１は、投射型表示装置の一例を
示す構成図である。光源１からの光束は集光レンズ２に
より集光され、透過型ライトバルブ３で画像情報が与え
られる。そして、結像レンズ４によりスクリーン５に画
像を投射する。透過型ライトバルブとしては、薄膜トラ
ンジスタを用いた液晶マトリクス型パネル（詳細は、日
経エレクトロニクス、１９８４年９月１０日号２１１〜
２４０頁の記載を参照されたい）を用いた。スクリーン
５には、全体で凸レンズ作用をするフレネルレンズ面６
が形成されている。また、フレネルレンズ面６の反対側
の面には、１次元性レンズ構造として、投射画素ピッチ
の１／２以下のピッチを有するレンチキュラーレンズ構
造が縦方向に形成され、レンチキュラーレンズ面７を構
成している。スクリーンの材料は光拡散材、染料、樹脂
材からなり、市販の背面投射スクリーンに使用されてい
るものと同等である，本例の諸元を表１に示す。 【００１２】 【表１】【００１３】本例ではレンチキュラーレンズのピッチと
投射画素ピッチの比を０．２７にととっているため、モ
アレ縞のピッチは投射画素ピッチよりも小さくなり、実
際の視認において画像の劣化は観察されない。 【００１４】図３は、本発明に係る、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）に対応した透過型ライトバルブ３の画
像を重ね合わせてスクリーン５に投射する投射型液晶装
置の一例である。光源１からの光束は、集束レンズ２に
よってコリメートされ、赤反射ダイクロイックミラー１
０と青反射ダイクロイックミラー９によって赤、緑、青
の光に分解される。ミラー８で赤、青の光が曲げられ、
透過型ライトバルブ３に入射する。各色光は赤、緑、青
に対応した画像変調を受け、次に色光合成用の赤反射ダ
イクロイツクミラー１０と青反射ダイクロイックミラー
９で合成される。合成光は結像レンズ４によリスクリー
ン５に投射され、結像する。スクリーン５には、全体で
凸レンズ作用をするフレネルレンズ面６が形成されてい
る。また、フレネルレンズ面６の反対側の面には、１次
元性レンズ構造としてレンチキュラーレンズ構造が縦方
向に形成され、視角拡大用のレンチキュラーレンズ面７
を構成している。 【００１５】本例においては、３枚の透過型ライトバル
ブ３により変調された画像を合成投射するため、図４に
示すように、各色の投射画素１１間にアライメントずれ
が生じてしまう。視感度を考慮すると、緑と赤の投射画
素のずれによる影響が最も大きい。このようなアライメ
ントずれを伴った合成画像の投射により生じる空間周波
数は、１枚のライトバルブを用いた場合に比べて高くな
るので、これと等価的な投射画素ピッチは小さくなる。
実際には、光源１からの光がライトバルブ３の画素１１
を透過し、その透過光とレンチキュラーレンズ構造とが
モアレ縞を発生させるため、画素中心が発光している点
のマトリクスとレンチキュラーレンズ面７の縦のライン
が干渉していると考えることが可能である。そこで、考
慮すべき最小投射画素ピッチは、１枚のライトバルブの
投射画素ピッチを、アライメントずれによる視覚的影響
の大きい色を変調するライトバルブの数で割った値とな
る。よって、緑と赤の投射画素のずれによる影響を考え
た場合、最小投射画素ピッチは１枚のライトバルブの投
射画素ピッチの半分となる。本例では、表１に示された
透過型ライトバルブと投射システムとを用いて図３の如
く構成し、レンチキュラーレンズのピッチは投射画素ピ
ッチの１／４以下である０．６０mmとした。 【００１６】図５は、透過型ライトバルブの他の例を示
した図であり、その画素配置パターンを示したものであ
る。このパターンの場合、交互に画素がシフトするた
め、水平方向の画素ピッチは１次元性レンズの縦ストラ
イプに対し、等価的に１／２のピッチとなる。これを考
慮して表１に示した投射システムと投射画素ピッチ２．
５９mmのジグザグ型マトリクスを有するライトバルブを
用いて、レンチキュラーレンズのピッチが０．６０mmの
スクリーンを使用したところ、広視野角範囲を有するモ
アレ縞のない投射型表示装置を得ることができた。 【００１７】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、視
覚的影響の大きい２色の光をそれぞれ変調するライトバ
ルブの投射画素のずれによる最小投射画素ピッチを考慮
することにより、スクリーンに投射された画素と１次元
性レンズ構造との間の干渉によって生じるモアレ縞間隔
をこの最小投射画素ピッチ以下に抑えることができ、解
像度の低下を防ぐことができるため、極めて画像品質の
高い投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】投射型表示装置の一例を示す構成図。
【図２】モアレ縞のピッチと１次元性レンズピッチとの
関係を示す図。 【図３】本発明に係る投射型液晶装置の一例を示す構造
図。 【図４】重ね合わされた画素パターンの正面図。 【図５】交互に画素がシフトする場合の画素パターンの
正面図。 【符号の説明】 １・・・光源 ２・・・集光レンズ ３・・・透過型ライトバルブ ４・・・結像レンズ ５・・・スクリーン ７・・・レンチキュラーレンズ １１・・・投射画素
関係を示す図。 【図３】本発明に係る投射型液晶装置の一例を示す構造
図。 【図４】重ね合わされた画素パターンの正面図。 【図５】交互に画素がシフトする場合の画素パターンの
正面図。 【符号の説明】 １・・・光源 ２・・・集光レンズ ３・・・透過型ライトバルブ ４・・・結像レンズ ５・・・スクリーン ７・・・レンチキュラーレンズ １１・・・投射画素
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．３色の光のそれぞれをマトリクス状に配置された各
画素にて変調する３つのライトバルブと、 前記ライトバルブによりそれぞれ変調された３色の光を
合成する光合成手段と、 前記光合成手段により合成された画像をスクリーンに投
射する投射光学手段とを有し、 前記スクリーンには横方向に周期性を有する１次元性レ
ンズ構造が配置されてなる投射型表示装置であって、 前記３色のうち、視覚的影響の比較的大きい２色の光の
それぞれを変調する２つの前記ライトバルブの画素と対
応する前記スクリーンに投射された画像の画素は、前記
２つのライトバルブどうしで互いにずれており、 前記横方向に周期性を有する１次元性レンズ構造のピッ
チを、前記スクリーンに投射された画像の画素の横方向
のピッチの１／４以下としたことを特徴とする投射型表
示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8012110A JP2738378B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8012110A JP2738378B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 投射型表示装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61080714A Division JP2742787B2 (ja) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | 投射型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08289234A JPH08289234A (ja) | 1996-11-01 |
| JP2738378B2 true JP2738378B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=11796433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8012110A Expired - Lifetime JP2738378B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 投射型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2738378B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5893044A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Hitachi Ltd | 画像投写装置 |
-
1996
- 1996-01-26 JP JP8012110A patent/JP2738378B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08289234A (ja) | 1996-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |