JP2007164007A - 自由曲面光学素子およびそれを含む投射光学ユニットまたは投射型画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
スクリーンに映像を斜めに拡大投射しても台形歪若しくは収差若しくはその両方を抑えることができ、且つ、レンズの製造、組立調整が容易な投射型映像表示装置及びそれに用いる投射光学ユニットを提供する。
【解決手段】
映像表示素子の映像を拡大し、所定角度で投射する光学系に配置される非回転対称な自由曲面を有するレンズ15において、その外周部分が、レンズの光軸を中心とする円の一部分を形状とする縁17を含む。
【選択図】 図10(b)
Description
図1は、本実施の形態の映像表示装置の一部についての断面斜視図である。映像発生源1は、小型の映像を表示する。映像発生源1は、反射型や透過型の液晶パネル、または微小なミラーを複数備えた表示素子等の光変調素子を含む。また、映像発生源1は投射型ブラウン管を含むものであってもよい。第1の光学系の構成要素である投射レンズ2は、映像発生源1の映像をスクリーン3に投射する。投射レンズ2からスクリーン3に至る光路中には、映像表示装置の奥行きを低減するために平面反射ミラー4が設けられている。第2光学系の構成要素である自由曲面ミラー5は、投射レンズ2と平面反射ミラー4との間に設置されている。投射レンズからの光は、自由曲面ミラー5で反射されて平面反射ミラー4に導かれ、さらに平面反射ミラー4で反射されてスクリーン3に導かれる。これらの要素は、筐体6の内部に収納され、所定の位置に固定される。また、映像発生源1、投射レンズ2、自由曲面ミラー5は、光学系ベース7に固定され一体化されている。以下、投射光学ユニットの構成部品について、図2を使用して説明する。
Claims (11)
- 投射型映像表示装置において、
映像表示素子と、
前記映像表示素子の映像を拡大するための複数の透過型レンズを含む第1の光学系と、
前記第1の光学系からの光を反射し所定の角度で前記映像を投射する第2の光学系を備え、
前記第1の光学系は、非回転対称光学レンズであって、断面が該非回転対称光学レンズの光軸を中心とする円の一部分を外周に含む非回転対称光学レンズを有することを特徴とする投射型映像表示装置。 - 請求項1に記載の投射型映像表示装置において、さらに
前記非回転対称光学レンズを保持する鏡筒であって、内面の少なくとも一部が前記円と同じ半径の円筒状である鏡筒を有することを特徴とする投射型映像表示装置。 - 請求項2に記載の投射型映像表示装置において、
前記非回転対称レンズの外周の一部として、前記光軸に平行な複数の平面部分を有し、
前記鏡筒は前記平面部分に対向する位置に前記平面部分に平行な複数の保持面と、前記保持ばねを有することを特徴とする投射型映像表示装置。 - 請求項1に記載の投射型映像表示装置において、
非回転対称光学レンズは、少なくとも前記交点を挟んで対向する位置が円弧の形状である外周を有することを特徴とする投射型映像表示装置。 - 請求項2に記載の投射型映像表示装置において、
前記第1の光学系は、複数のレンズ素子を備えた投射レンズであって、
各々の光軸に対して回転対称なレンズを含む前群と、
前記非回転対称なレンズを含む後群とを有することを特徴とする投射型映像表示装置。 - 請求項3に記載の投射型映像表示装置において、
前記非回転対称レンズの出射面において、
前記第2の光学系への光の出射角が大きい側の曲率が、前記第2の光学系への光の出射角が小さい側の曲率よりも小さいことを特徴とする投射型映像表示装置。 - 光源と、
前記光源の光を用いて映像信号に基づいた表示用の映像を形成する映像表示素子と、
前記表示用の映像を拡大する複数の透過型レンズを有する第1の光学系と、
前記第1の光学系からの光を反射して、拡大された表示用の映像を所定の角度で出射させる第2の光学系を有し、
前記複数の透過型レンズの少なくとも一つは、入射面と出射面の少なくとも一方が自由曲面であって、当該透過型レンズの光軸と前記自由曲面の交点を中心とする円周の少なくとも一部を形状とし前記光軸に平行な厚みを有する縁を有する自由曲面レンズを含むことを特徴とする投射型映像表示装置。 - 請求項7に記載の投射型映像表示装置において、
前記透過型レンズの縁の形状は、少なくとも前記交点を挟んで対向する位置に円弧を有することを特徴とする投射型映像表示装置。 - 光を入射する入射面と光を出射する出射面とを有する透過型レンズにおいて、
前記入射面または出射面の少なくともいずれか一方は非回転対象な自由曲面であって、さらに、
前記自由曲面の外縁であって、前記自由曲面と前記レンズの光軸の交点を中心とする円周の少なくとも一部の形状を含む外縁を有することを特徴とする透過型レンズ。 - 請求項9記載の透過型レンズにおいて、
前記入射面および出射面はいずれも自由曲面であって、
前記入射面の外縁の円周半径と前記出射面の外縁の円周半径は等しいことを特徴とする透過型レンズ。 - 投射型映像表示装置に用いられる光学ユニットにおいて、
映像表示素子と、
前記映像表示素子の中心を通る軸に対称な形状の面を持つ共軸光学系を含む前群と、片側若しくは両側の面が自由曲面形状を為す少なくとも1枚の自由曲面レンズを含む後群とを備え、前記映像表示素子上に表示された映像をスクリーン上に拡大して投射する投射レンズを含む第1光学系と、
少なくとも1枚の自由曲面形状を有する自由曲面ミラーを含み、前記投射レンズからの拡大映像を前記スクリーンに対して斜めに投射する第2の光学系と、を備え、
前記第1の光学系の非回転対称な自由曲面レンズの外周は、前記自由曲面レンズの光軸に垂直で且つ前記光軸を中心とする円の一部分を含むことを特徴とする光学ユニット。
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