JP2003287813A - 背面投写型映像表示装置 - Google Patents

背面投写型映像表示装置

Info

Publication number
JP2003287813A
JP2003287813A JP2002091927A JP2002091927A JP2003287813A JP 2003287813 A JP2003287813 A JP 2003287813A JP 2002091927 A JP2002091927 A JP 2002091927A JP 2002091927 A JP2002091927 A JP 2002091927A JP 2003287813 A JP2003287813 A JP 2003287813A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
projection
screen
display device
mirror
image display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002091927A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoichi Yoshii
正一 吉居
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2002091927A priority Critical patent/JP2003287813A/ja
Publication of JP2003287813A publication Critical patent/JP2003287813A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクリーンと背面ミラーとの配置を斜め投写
映像光との関係で幾何学的に考察して当該配置の間隔を
狭くした背面投写型映像表示装置を提供する。 【構成】 投写映像光を背面ミラーMで反射してスクリ
ーンSに背面投写する背面投写光学系において、以下の
条件式を満足する構成とする。 d=L2 V/(A+LV) 但し、d:スクリーンSから背面ミラーMまでの奥行き
最小値、L:投写距離、2V:画面垂直寸法、k:光軸
シフト係数、A=√(a2 +b2 )、a={L 2 −(4
2 −1)V2 }/2、b=2kLVである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、背面投写型映像表示
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、画像を表示する手段の一つと
して、投写レンズから出射された投写映像光を背面ミラ
ーで反射してスクリーンに背面投写する背面投写型映像
表示装置が知られている。このような背面投写型表示装
置においては、装置が薄型であることが要求され、投写
映像光の中心を投写レンズの光軸に対して軸外しさせて
投写映像光をスクリーンに斜めに投写する、いわゆる斜
め投写光学系が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、背面投
写型映像表示装置の薄型化においては、投写映像光をス
クリーン背面に導くための複数のミラーの配置、光学エ
ンジンの大きさ、光学エンジンの配置形態などの諸要素
がからみ、これら複数の要素の総合的な考慮から背面投
写型映像表示装置の薄型化を目指してきており、スクリ
ーンと背面ミラーとの配置を斜め投写映像光との関係で
幾何学的に考察して当該配置の間隔を狭くすることを示
した背面投写型映像表示装置はない。
【0004】この発明の背面投写型映像表示装置は、ス
クリーンと背面ミラーとの配置を斜め投写映像光との関
係で幾何学的に考察して当該配置の間隔を狭くした背面
投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の背面投写型映
像表示装置は、上記の課題を解決するために、投写レン
ズから出射された投写映像光を背面ミラーで反射してス
クリーンに背面投写する背面投写型映像表示装置におい
て、投写映像光の中心が投写レンズの光軸に対して軸外
しされ、軸外し量が画面垂直寸法の1/2以上とされ、
投写レンズから出射された投写映像光が2回反射されて
前記背面ミラーに導かれるように構成され、且つ d: スクリーンから背面ミラーまでの奥行きの最小値 L: 投写距離 2V: 画面垂直寸法 k: 光軸シフト係数 A=√(a2 +b2 ) a={L2 −(4k2 −1)V2 }/2 b=2kLV として、 d=L2 V/(A+LV) の条件式を満足することを特徴とする。
【0006】また、この発明の背面投写型映像表示装置
は、投写レンズから出射された投写映像光を背面ミラー
で反射してスクリーンに背面投写する背面投写型映像表
示装置において、投写映像光の中心が投写レンズの光軸
に対して軸外しされ、軸外し量が画面垂直寸法の1/2
以上とされ、投写レンズから出射された投写映像光が2
回反射されて前記背面ミラーに導かれるように構成さ
れ、且つ α: 背面ミラー傾斜角度 L: 投写距離 2V: 画面垂直寸法 k: 光軸シフト係数 tan θ=4kLV/{L2 −(4k2 −1)V2 } として、 −10°<α<105°−θ の条件式を満足することを特徴とする。
【0007】これら構成の背面投写型映像表示装置にお
いて、投写レンズから出射された投写映像光を受ける位
置に非球面ミラーを配置するのがよい。
【0008】スクリーンと背面ミラーとの間隔と同等の
奥行きで、投写映像光を出射する光学エンジン及び2回
反射を行なう二つのミラーが配置されているのがよい。
その一方、スクリーンと背面ミラーとの間隔を越える奥
行きで、投写映像光を出射する光学エンジン及び2回反
射を行なう二つのミラーが配置されてもよいものであ
る。この発明は、スクリーンと背面ミラーとの配置を斜
め投写映像光との関係で幾何学的に考察して当該配置の
間隔を狭くしたものであり、背面投写型映像表示装置の
筐体下部側がスクリーンと背面ミラーの配置間隔を越え
ることは問わないものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態の背面
投写型映像表示装置を図1乃至図4に基づいて説明す
る。
【0010】図1は、背面投写型映像表示装置を側面か
ら見た内部構造図である。背面投写型映像表示装置の下
部シャーシ1上に光学エンジン2が微調整を施されて固
定されている。光学エンジン2は、照明光学系、映像光
生成光学系、投写レンズ等から成る。照明光学系は、メ
タルハライドランプ等から成る光源、一対のレンズ対か
ら成るインテグレータレンズ、光源光の偏光方向を揃え
る偏光変換装置等を備える。映像光生成光学系は、この
実施形態では3板式透過液晶タイプの色分離合成光学系
を用いている。
【0011】そして、投写映像光の中心は投写レンズの
光軸に対して軸外しされ(斜め投写光学系)、軸外し量
(2kV:図2参照)は、画面垂直寸法の1/2以上
(k≧1/2)とされている。光学エンジン2の投写映
像光出射側には、非球面ミラー3が支持部材7によって
光学エンジン2に一体的に固定されている。非球面ミラ
ー3は、光学エンジン2からの投写映像光を受けてこれ
を反射する。非球面ミラー3にて反射された投写映像光
は、折り返しミラー4にて反射されて背面ミラー5に導
かれる。折り返しミラー4の上端部はスクリーン6の下
端部近傍に位置させてある。スクリーン6は背面ミラー
5にて反射された投写映像光を背面側で受け、映像を写
し出す。
【0012】図2は斜め投写光学系の基本的な構成を模
式的に示している。同図において、Pは映像光を投写す
る光源の仮想的な位置であり、Sはスクリーン6であ
る。このとき、以下の式が成り立つ。 tan ω =(2k+1)V/L …第1式 tan ω´=(2k−1)V/L …第2式
【0013】但し、各パラメータは以下のように設定さ
れる。 L: 投写距離 2V: 画面垂直寸法 k: 光軸シフト係数(1/2 以上:ただし、むやみに大
きくできない) ω: 投写光束上光線画角 ω´: 投写光束下光線画角
【0014】ここで、図2に示したように、スクリーン
S(6)の背後に、投写映像光を反射して背面投写する
背面ミラーM(5)を配置する場合を考える。そして、
スクリーンSと背面ミラーMとの配置間隔が最も短くな
る条件を、背面ミラーMにより反射される上光線がスク
リーンSの下端を通過する場合と規定すると、図3に示
すような光学系の構成となる。
【0015】このとき、背面ミラー傾斜時の各パラメー
タは以下のように設定される。 α: 背面ミラー傾斜角度 β: スクリーンと上光線の成す角度 d1: 上光線より規定される奥行き d2: 下光線より規定される奥行き ここで、β=(π/2)−(ω+2α)である。
【0016】図3において正弦定理を適用すると、以下
の式が導かれる。 d1=2V/{tan ω+tan (ω+2α)} …第3式 d2=cos ωcos ω´/sin (ω+α)cos (ω´+α) …第4式
【0017】ここで、a={L2 −(4k2 −1)
2 }/2,b=2kLVとおくと、A=√(a2 +b
2 ),b/A=sin θ,a/A=cos θとして、第1
式、第2式及び第4式より、以下の式が導かれる。 d2=L2 V/{Asin (2α+θ)+LV} …第5式
【0018】第5式において、sin (2α+θ)=1の
とき、d2は最小値をとる。また、特にα=0、すなわ
ち背面ミラー垂直配置の場合、第3式より以下の式が導
かれる。 d1=V/tan ω=L/(2k+1) …第6式
【0019】但し、上述したように、 a={L2 −(4k2 −1)V2 }/2 b=2kLV A=√(a2 +b2 ) b/A=sin θ a/A=cos θ である。
【0020】また、軸外し量(2kV)が画面垂直寸法
の1/2以上の斜め投写光学系を用いた背面投写型表示
装置において、以下の条件を満たすαの範囲で、奥行き
寸法がL/2程度又はそれ以下の薄型とすることができ
る。 −10°<α<105°−θ …第7式 但し、 tan θ=4kLV/{L2 −(4k2 −1)V2 } である。
【0021】以下に、具体例を一つ挙げておく。 L=583mm k=0.88 V=318mm のとき、 a=63886 b=326293 A=332489 であり、θ=78.9°となる。
【0022】このとき、(π/2)−θ=11.1°で
あるから、0°<α<11.1°の範囲で、背面ミラー
垂直配置時よりも薄型とすることができる。さらに、
(π/4)−(θ/2)=5.6°であるから、α=
5.6°のとき、奥行き最小値d2(min.)=209m
mが得られる。また、設計値α=10.5°とした場合
には奥行きd2=211mmとなる。
【0023】この発明は、以上のごとく、スクリーン6
と背面ミラー5との配置を斜め投写映像光との関係で幾
何学的に考察して当該配置の間隔を狭くした背面投写型
映像表示装置を提供するものであり、前記背面ミラー5
へ投写映像光を導くことについて2回の反射を要件とす
るが、図4に示すように、スクリーン6と背面ミラー5
との配置間隔を越える奥行きで、光学エンジン3及び2
回反射を行なう二つのミラー3,4が配置されてもよい
ものである。スクリーン6と背面ミラー5との配置間隔
に対して背面投写型映像表示装置の筐体下部側が手前側
に多少出っ張ることになっても、スクリーン6について
は筐体裏面側により近づいたことになり、例えば、多少
狭い部屋などに背面投写型映像表示装置を置く場合、ス
クリーン6はできるだけ壁近くに存在して欲しいとする
要求に応えることになる。
【0024】また、図3に示した光学系幾何図では、ス
クリーン6と背面ミラー5との配置間隔が最も短くなる
条件を、背面ミラーM(5)により反射される上光線が
スクリーンS(6)の下端を通過する場合と規定した
が、背面ミラーMにより反射される上光線がスクリーン
Sの下端を多少外れて通過するような光学系配置とする
背面投写型映像表示装置でも、第5式においてsin (2
α+θ)=1及び第7式を満たす構成は、この発明を実
施することになる。
【0025】また、この実施形態では、光学エンジン2
については、3板式透過液晶タイプの色分離合成光学系
を備えるものを示したが、単板式でもよく、また、反射
型液晶パネルを用いたものでも良く、また、液晶に限ら
ず、微小ミラーを制御するタイプの映像表示素子等を用
いる場合にも適用できるものである。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スクリーンと背面ミラーとの配置を斜め投写映像光との
関係で幾何学的に考察して当該配置の間隔を狭くした背
面投写型映像表示装置を提供できる。スクリーンと背面
ミラーとの配置間隔を狭くすることにより、背面投写型
映像表示装置の全体としての薄型化を図り得るのは勿論
であるが、たとえ、スクリーンと背面ミラーとの配置間
隔に対して背面投写型映像表示装置の筐体下部側が手前
側に多少出っ張ることになっても、スクリーンを筐体裏
面側により近づけたものが得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る背面投写型映像表示装置を側面か
ら見た内部構造図である。
【図2】本発明に係る斜め投写光学系の基本的構成を模
式的に示した説明図である。
【図3】スクリーンと背面ミラーとの配置間隔が最も短
くなる条件を規定した場合の構成を示した説明図であ
る。
【図4】本発明に係る他の構成の背面投写型映像表示装
置を側面から見た内部構造図である。
【符号の説明】
2 光学エンジン 3 非曲面ミラー 4 折り返しミラー 5 背面ミラー 6 スクリーン

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 投写レンズから出射された投写映像光を
    背面ミラーで反射してスクリーンに背面投写する背面投
    写型映像表示装置において、投写映像光の中心が投写レ
    ンズの光軸に対して軸外しされ、軸外し量が画面垂直寸
    法の1/2以上とされ、投写レンズから出射された投写
    映像光が2回反射されて前記背面ミラーに導かれるよう
    に構成され、且つ d: スクリーンから背面ミラーまでの奥行きの最小値 L: 投写距離 2V: 画面垂直寸法 k: 光軸シフト係数 A=√(a2 +b2 ) a={L2 −(4k2 −1)V2 }/2 b=2kLV として、 d=L2 V/(A+LV) の条件式を満足することを特徴とする背面投写型映像表
    示装置。
  2. 【請求項2】 投写レンズから出射された投写映像光を
    背面ミラーで反射してスクリーンに背面投写する背面投
    写型映像表示装置において、投写映像光の中心が投写レ
    ンズの光軸に対して軸外しされ、軸外し量が画面垂直寸
    法の1/2以上とされ、投写レンズから出射された投写
    映像光が2回反射されて前記背面ミラーに導かれるよう
    に構成され、且つ α: 背面ミラー傾斜角度 L: 投写距離 2V: 画面垂直寸法 k: 光軸シフト係数 tan θ=4kLV/{L2 −(4k2 −1)V2 } として、 −10°<α<105°−θ の条件式を満足することを特徴とする背面投写型映像表
    示装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の背面投写
    型映像表示装置において、投写レンズから出射された投
    写映像光を受ける位置に非球面ミラーを配置したことを
    特徴とする背面投写型映像表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
    の背面投写型映像表示装置において、スクリーンと背面
    ミラーとの間隔と同等の奥行きで、投写映像光を出射す
    る光学エンジン及び2回反射を行なう二つのミラーが配
    置されたことを特徴とする背面投写型映像表示装置。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
    の背面投写型映像表示装置において、スクリーンと背面
    ミラーとの間隔を越える奥行きで、投写映像光を出射す
    る光学エンジン及び2回反射を行なう二つのミラーが配
    置されたことを特徴とする背面投写型映像表示装置。
JP2002091927A 2002-03-28 2002-03-28 背面投写型映像表示装置 Pending JP2003287813A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002091927A JP2003287813A (ja) 2002-03-28 2002-03-28 背面投写型映像表示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002091927A JP2003287813A (ja) 2002-03-28 2002-03-28 背面投写型映像表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003287813A true JP2003287813A (ja) 2003-10-10

Family

ID=29236896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002091927A Pending JP2003287813A (ja) 2002-03-28 2002-03-28 背面投写型映像表示装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003287813A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006184775A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Fujinon Corp 反射型光学系およびこれを用いた投写型表示装置
US7259918B2 (en) 2005-07-12 2007-08-21 Pentax Corporation Projection device
JP2011175277A (ja) * 2011-04-11 2011-09-08 Hitachi Ltd 投写光学ユニット及びそれを用いた投写型映像表示装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006184775A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Fujinon Corp 反射型光学系およびこれを用いた投写型表示装置
US7259918B2 (en) 2005-07-12 2007-08-21 Pentax Corporation Projection device
JP2011175277A (ja) * 2011-04-11 2011-09-08 Hitachi Ltd 投写光学ユニット及びそれを用いた投写型映像表示装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5594272B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
WO2016027706A1 (ja) 投影装置及びヘッドアップディスプレイ装置
JP2003029339A (ja) リアプロジェクション光学系
JP2005510759A5 (ja)
JP2008070694A (ja) プロジェクションシステム
JP7112644B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP6830222B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ
JP6414131B2 (ja) 投影装置及びヘッドアップディスプレイ装置
JP2008203597A (ja) スクリーン及びプロジェクションシステム
JP4613581B2 (ja) 画像表示装置、それに用いられる透過型スクリーン及び反射ミラー
JP2004061961A5 (ja)
JP2003287813A (ja) 背面投写型映像表示装置
US8861079B1 (en) Rear projection display screen and device
JP2020016877A (ja) 投影装置
US20240061240A1 (en) Air floating video display apparatus and light source
JP3515972B2 (ja) 投影装置
US20020057418A1 (en) Method and apparatus for use in a projection display to prevent ghost images on or near a projected image
JP2008076483A (ja) スクリーン及びプロジェクタ
JP2001154608A (ja) 複数方向投射型のスクリーン装置
JP2004053655A (ja) 偏光光学系及び投影装置
JP2003287809A (ja) 背面投写型映像表示装置
JPH10307277A (ja) 投射型表示装置
CN219533541U (zh) 消散斑组件和光学***
JP2007171236A (ja) リアプロジェクタ
TW201823065A (zh) 遠距離顯像的抬頭顯示裝置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040715

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040810

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041007

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20041116

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050114

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060217