JP2015108706A - 光学ユニット、投射型表示装置、および撮像装置 - Google Patents
光学ユニット、投射型表示装置、および撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015108706A JP2015108706A JP2013251042A JP2013251042A JP2015108706A JP 2015108706 A JP2015108706 A JP 2015108706A JP 2013251042 A JP2013251042 A JP 2013251042A JP 2013251042 A JP2013251042 A JP 2013251042A JP 2015108706 A JP2015108706 A JP 2015108706A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical unit
- image
- display element
- reflected
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
- G03B21/008—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using micromirror devices
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/20—Lamp housings
- G03B21/208—Homogenising, shaping of the illumination light
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
- H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
- H04N5/7458—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of deformable mirrors, e.g. digital micromirror device [DMD]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3141—Constructional details thereof
- H04N9/315—Modulator illumination systems
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/20—Lamp housings
- G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
- G03B21/2013—Plural light sources
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/20—Lamp housings
- G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
- G03B21/2033—LED or laser light sources
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/28—Reflectors in projection beam
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Abstract
Description
ν=(νx,νy,νz) 式(1)
また、通常ON光束はDMD12の素子面に対して垂直に、画面光軸相当方向へ出射されるような光とする為、ON時の反射光ベクトルronは以下の式(2)のように書くことができる。
ron=(0,0,1) 式(2)
反射光線ベクトルが前記の式(2)となったとき、装置全体の厚み(図中のY方向)を抑制するためには、入射光線ベクトルも画面垂直方向相当成分はないことが望ましい。したがって式(1)は式(3)のように書き換えられるようにすることが望ましい。
ν=(νx,0,νz) 式(3)
一方、マイクロミラーがOFFの時の反射光ベクトルroffは以下の式(4)のように書くことができる。
roff=(roff_x,roff_y,roff_z) 式(4)
このとき、以下の式(5)の関係が成り立つとき、
roff_y ≠ 0 式(5)
反射光線ベクトルroffは、画面水平相当方向と反射光線ベクトルronが成す面内からは、外れている。
cosθonoff = ron・roff = roff_z 式(6)
図3は、本実施例における照明光学系の構成とそのF値に関する説明図である。第1のリレーレンズ8と第2のリレーレンズ9の合成焦点距離をfとする。ここでは説明を簡単にするために、光路補正プリズム10と全反射プリズム11は省略されている。これに加えDMD12の中央の画素を照明する照明光束を描いている。
F値=f/D 式(7)
照明光学系の光線の集光角度をθillとすると、F値と前記絞り角とは以下の関係式(8)が成り立つ。
tanθill=1/(2F値) 式(8)
ON光束とOFF光束もこのF値を持つことになる。ON光束とOFF光束が重ならないためには、前記角度θillの2倍が前記ON反射光線ベクトルとOFF反射光線ベクトルの成す角θonoffよりも小さい必要があるため、角度θonoffと角度θillは式(9)の関係式を満たす必要がある。
cosθonoff < cos 2θill = ((2F値)2−1)/(2F値)2+1) 式(9)
式(9)の関係を満たしたアパーチャ口径とすれば、ON光束とOFF光束が重なることがないため、光学ユニットのコントラストを劣化させず高輝度な光学ユニットとすることができる。
cosφoff=roff_x 式(10)
前述の式(5)に示したように、
roff_y≠0 式(5)
であるので、前記角度φoffは式(11)の不等式を満たすこととなる。
cosφoff < 1 式(11)
したがって、反射光線ベクトルroffは画面水平相当方向への進行成分をもつ。
Claims (9)
- 光を投射して映像を表示するための反射型の映像表示素子を有する光学ユニットであって、
前記光を発生する光源と、
該光源から出射された光を前記映像表示素子に照射する照明レンズと、
該照明レンズのF値を決める開口部と、
前記映像表示素子が反射した光を投射して映像を表示する投射光学部と
を有し、
前記映像表示素子は、照射された光を、表示する画像の光軸相当方向へ反射する第1の状態と、投射する画像の垂直相当方向に成分を有するよう反射する第2の状態を有し、
前記映像表示素子が前記第2の状態で反射する光の光軸全体を含む平面は、前記映像表示素子に入射される光の光軸と前記映像表示素子が前記第1の状態で反射する光の光軸とが形成する平面とは異なり、
前記開口部の開口サイズは、投射する画像の垂直相当方向よりも水平相当方向に大きい
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1に記載の光学ユニットにおいて、
前記映像表示素子が前記第1の状態で反射した反射光の光軸と、前記第2の状態で反射した反射光の光軸とが成す角度をθonoffとし、前記開口部が決めるF値に対して、
cosθonoff<(2×F値×F値−1)/(2×F値×F値+1)
であることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項2に記載の光学ユニットにおいて、
前記映像表示素子が前記第2の状態で反射した反射光の光軸を映像表示素子の平面に射影した方向と、投射する画像の水平相当方向との成す角をφoffとして、
cosφoff<1
であることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項3に記載の光学ユニットにおいて、
前記開口部の開口サイズは、開口部の中心を原点として開口部の平面内で、投射する画像の水平相当方向から前記角度φoff傾いた方向において最も狭い
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1に記載の光学ユニットにおいて、
前記開口部は、前記光学ユニットの筐体が有し、前記筐体に設けられた開口部が前記照明レンズのF値を決める
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1に記載の光学ユニットにおいて、
前記光源は、LED光源または、LEDから発せられた光を蛍光体で波長変換した光源である
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1に記載の光学ユニットにおいて、
前記映像表示素子は、マイクロミラー型の映像表示素子である
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1に記載の光学ユニットと、
該光学ユニットを始めとする構成要素に動作電源を供給する電源と、
前記光源が光を発生するよう駆動する光源駆動回路と、
前記映像表示素子を前記第1の状態と第2の状態との間で駆動する映像表示素子駆動回路と、
映像信号を処理して前記表示する画像に係る信号を生成し前記映像表示素子駆動回路に供給する信号処理回路と、
前記した構成要素の動作を制御するコントロール回路と
を備えることを特徴とする投射型表示装置。 - 請求項8に記載の投射型表示装置と、
映像を撮像するための撮像素子を有する撮像ユニットと、
該撮像素子を駆動する撮像素子駆動回路を有し、
前記信号処理回路は、前記撮像ユニットが撮像した映像信号を処理して前記表示する画像に係る信号を生成し前記映像表示素子駆動回路に供給する
ことを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013251042A JP6200791B2 (ja) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | 光学ユニット、投射型表示装置、および撮像装置 |
US14/556,367 US9664984B2 (en) | 2013-12-04 | 2014-12-01 | Optical unit, projection display apparatus, imaging apparatus |
CN201410737186.9A CN104698726B (zh) | 2013-12-04 | 2014-12-04 | 光学单元、投射型显示装置和摄像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013251042A JP6200791B2 (ja) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | 光学ユニット、投射型表示装置、および撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015108706A true JP2015108706A (ja) | 2015-06-11 |
JP6200791B2 JP6200791B2 (ja) | 2017-09-20 |
Family
ID=53265211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013251042A Expired - Fee Related JP6200791B2 (ja) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | 光学ユニット、投射型表示装置、および撮像装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9664984B2 (ja) |
JP (1) | JP6200791B2 (ja) |
CN (1) | CN104698726B (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018112739A (ja) * | 2017-01-06 | 2018-07-19 | パロ アルト リサーチ センター インコーポレイテッド | レーザ線発生装置用の照射光学系 |
JPWO2018105021A1 (ja) * | 2016-12-05 | 2019-10-24 | マクセル株式会社 | 照明光学系および投射型映像表示装置 |
JP2021081631A (ja) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | 株式会社リコー | 光学系、および画像投射装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109946907A (zh) * | 2017-12-20 | 2019-06-28 | 中强光电股份有限公司 | 投影装置 |
CN111435215A (zh) * | 2019-01-11 | 2020-07-21 | 舜宇光学(浙江)研究院有限公司 | 一种紧凑的微型投影光引擎 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002250894A (ja) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投写型表示装置 |
JP2003315733A (ja) * | 2002-04-25 | 2003-11-06 | Mitsubishi Electric Corp | 画像表示装置 |
JP2003322822A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Mitsubishi Electric Corp | 画像表示装置 |
US20040125600A1 (en) * | 2002-03-07 | 2004-07-01 | Yoshimasa Fushimi | Projection display device |
JP2005202437A (ja) * | 2005-03-28 | 2005-07-28 | Nec Viewtechnology Ltd | 拡大投写型ディスプレイ装置 |
JP2006023742A (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-26 | Young Optics Inc | 遮光板を具える投影装置 |
JP2007292843A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Olympus Corp | 光学装置 |
JP2008009101A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Pentax Corp | 投射型表示装置 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4032658B2 (ja) * | 2000-06-14 | 2008-01-16 | 三菱電機株式会社 | 投写型表示装置 |
JP4094218B2 (ja) * | 2000-10-31 | 2008-06-04 | 三菱電機株式会社 | 集光光学系システムおよび画像表示装置 |
US6724546B2 (en) * | 2002-04-25 | 2004-04-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Light converging optical system for converging light onto a reflecting optical-spatial modulator element and image displaying apparatus for displaying an image formed by light reflected by the reflecting optical-spatial modulator element |
JP2004240050A (ja) | 2003-02-04 | 2004-08-26 | Cosina Co Ltd | 単板式プロジェクタ |
KR20050091279A (ko) * | 2004-03-11 | 2005-09-15 | 삼성전자주식회사 | 실시간으로 조절되는 조리개를 구비한 광학 시스템 |
TWI292509B (en) * | 2004-10-28 | 2008-01-11 | Coretronic Corp | Optical projection apparatus and adjusting method thereof |
TWI243276B (en) * | 2004-11-12 | 2005-11-11 | Young Optics Inc | Imaging displacement module and optical projection device |
JPWO2008132831A1 (ja) * | 2007-04-23 | 2010-07-22 | パナソニック株式会社 | 投写型表示装置 |
JP5520517B2 (ja) * | 2009-02-25 | 2014-06-11 | 京セラ株式会社 | 携帯電子機器 |
US8773529B2 (en) * | 2009-06-04 | 2014-07-08 | Sypro Optics Gmbh | Projector with automatic focusing and illustration procedure |
CN102483565B (zh) * | 2010-06-22 | 2014-12-03 | 松下电器产业株式会社 | 激光投影仪 |
CN202306119U (zh) * | 2011-11-03 | 2012-07-04 | 广景科技有限公司 | Dlp微型投影机 |
CN103365046B (zh) * | 2012-03-26 | 2015-09-09 | 中强光电股份有限公司 | 投影装置及其集光柱 |
CN102789122A (zh) * | 2012-07-17 | 2012-11-21 | 利达光电股份有限公司 | 一种基于led光源的dlp投影光学*** |
-
2013
- 2013-12-04 JP JP2013251042A patent/JP6200791B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-12-01 US US14/556,367 patent/US9664984B2/en active Active
- 2014-12-04 CN CN201410737186.9A patent/CN104698726B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002250894A (ja) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投写型表示装置 |
US20040125600A1 (en) * | 2002-03-07 | 2004-07-01 | Yoshimasa Fushimi | Projection display device |
JP2003315733A (ja) * | 2002-04-25 | 2003-11-06 | Mitsubishi Electric Corp | 画像表示装置 |
JP2003322822A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Mitsubishi Electric Corp | 画像表示装置 |
JP2006023742A (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-26 | Young Optics Inc | 遮光板を具える投影装置 |
JP2005202437A (ja) * | 2005-03-28 | 2005-07-28 | Nec Viewtechnology Ltd | 拡大投写型ディスプレイ装置 |
JP2007292843A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Olympus Corp | 光学装置 |
JP2008009101A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Pentax Corp | 投射型表示装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2018105021A1 (ja) * | 2016-12-05 | 2019-10-24 | マクセル株式会社 | 照明光学系および投射型映像表示装置 |
JP2018112739A (ja) * | 2017-01-06 | 2018-07-19 | パロ アルト リサーチ センター インコーポレイテッド | レーザ線発生装置用の照射光学系 |
JP2021081631A (ja) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | 株式会社リコー | 光学系、および画像投射装置 |
JP7327106B2 (ja) | 2019-11-21 | 2023-08-16 | 株式会社リコー | 光学系、および画像投射装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104698726B (zh) | 2018-01-23 |
CN104698726A (zh) | 2015-06-10 |
US9664984B2 (en) | 2017-05-30 |
US20150153633A1 (en) | 2015-06-04 |
JP6200791B2 (ja) | 2017-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10460637B2 (en) | Image projection apparatus | |
US9022580B2 (en) | Illumination optical system and projector using the same | |
JP6200791B2 (ja) | 光学ユニット、投射型表示装置、および撮像装置 | |
KR20060089502A (ko) | 광 터널 및 이를 포함하는 프로젝션 장치 | |
US9696614B2 (en) | Projection optical system and projection-type image display device | |
US9354503B2 (en) | Laser projector | |
JP2014215480A (ja) | 光学ユニットおよび投射型表示装置 | |
JP2007114603A (ja) | 照明装置及び投写型画像表示装置 | |
JP2018060042A (ja) | 光源装置およびプロジェクタ | |
JP2008134433A (ja) | プロジェクタ | |
KR101245493B1 (ko) | 다면 동시 투사형 빔 프로젝터 | |
JP2017032631A (ja) | プロジェクタ | |
JP2007293033A (ja) | プロジェクタ | |
JP2012008420A (ja) | 投影装置 | |
JP2010026260A (ja) | 照明光学装置及びそれを用いた投写型表示装置 | |
US20100091246A1 (en) | Single projection display device | |
JPWO2018142589A1 (ja) | 光源装置及び投写型表示装置 | |
JP2006292792A (ja) | 光投射装置及びプロジェクタ | |
JP2009139876A (ja) | 映像表示装置ならびにマルチディスプレイ装置 | |
JP4961193B2 (ja) | 投射型表示装置およびそれを用いたマルチ画面表示装置 | |
JP4893780B2 (ja) | 照明装置及びこれを備えたプロジェクタ | |
JP2016184064A (ja) | デスペックル照明装置およびデスペックル照明方法、投写型表示装置 | |
KR20080112504A (ko) | 프로젝션 시스템 | |
JP2006098936A (ja) | 投写型表示装置 | |
JP2013257374A (ja) | 投写型画像表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160913 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170725 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170801 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170828 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6200791 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |