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
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Abstract
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
k2 −1)V2 }/2、b=2kLVである。
Description
装置に関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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
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。
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。
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
V2 }/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
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ら見た内部構造図である。
式的に示した説明図である。
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。
置を側面から見た内部構造図である。
Claims (5)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
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)
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 |
-
2002
- 2002-03-28 JP JP2002091927A patent/JP2003287813A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040810 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041007 |
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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 |