JP4835767B2 - 投写型映像表示装置 - Google Patents
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Description
(1)同一解像度の場合にはパネルサイズを一回り小さくできる。
(2)同一パネルサイズの場合にはより多くの画素数が得られる(高解像度化)。
(1)前記第2投写光学ユニットとフィールドレンズ群の間に光路折り返し手段を設ける。この光路折返しの具体的な技術手段としてプリズムを用いてもよく、折り返しミラーを用いればコストアップを抑えてコンパクト化が実現できる。
(2)更に第1投写光学ユニットを構成するレンズ素子とレンズ素子の間に光路折り返し手段を設ける。
(3)加えて第2投写光学ユニット構成するレンズ素子とレンズ素子の間に光路折り返し手段を設ける。
また、投写型カラー映像表示装置そのものをコンパクトにする第2の実現手段として、以下のものが挙げられる。
(4)2つのレンズ群を有する投写光学ユニットの場合には、上記第1投写光学ユニットの光軸と上記第2投写光学ユニットの光軸をずらして配置する。すなわち、第2投写光学ユニットを第1の拡大像に対してシフトさせて配置し、折り返しミラーを介してスクリーン上に拡大像を得ることで更なるコンパクト化が実現できる。
(5)2つのレンズ群を有する投写光学ユニットの場合には、上記第1投写光学ユニットをスクリーン画面水平方向に概ね平行となるように配置する。更に、第1投写光学ユニットと第2投写光学ユニットとの間には光路折り返し手段を設け、該第2投写光学ユニットをスクリーン画面水平方向に対して概ね垂直となるように(すなわち、第1投写光学ユニットの光軸と第2投写光学ユニットの光軸とが互いに直交するように)配置し、折り返しミラーを介してスクリーン上に拡大像を得ることで更なるコンパクト化が実現できる。
(数1)x2+y2=r2
(数2)x2+(y−δ)2=r2
円1と円2の重なる面積は、数3で示す円1の上側と、数4で示す円2の下側の式の差分を、2つの円の交点(x0とする)の範囲で積分して求まる。
(数3)y=√(r2―x2)
(数4)y=δ−√(r2―x2)
積分の式は、数5で求まるので、瞳が合致したときの面積S0=πr2に対する比率が求まる。なお、x0は、数1と数2の交点で、数6で求まる。
(数5)S=∫{x√(r2―x2)−[δ−√(r2―x2)]}dx
=[x√(r2―x2)+r2sin(x/r)−δx]
=2[x0√(r2―x0 2)+r2sin(x0/r)−δx0]
(数6)x0=±√(r2―δ2/4)
例えば、δ/r=0.1の場合でS/S0=93.6%、δ/r=0.2の場合でS/S0=87.3%となる。
〔実施例1−1〕
図3から図12と表1を用いて第1投写光学ユニットの数値実施例1について説明する。図3は、第1投写光学ユニットの構成図と光線図である。映像表示素子からテレセントリックな状態で出射した光束が、第1拡大像側でテレセントリックに結像している様子がわかる。
また、第24面と第25面が非球面であり、その断面形状は下記数7の非球面式で表され、その球面係数は表の値である。
(数7) z=(y2/r)/{1+√(1−(1+K)y2/r2)}
+A・h4+B・h6+C・h8+D・h10+E・h12 図4から図7が収差図である。図4は波長650nmと550nmと450nmを一緒に表示した白色での収差図であり、色収差もわかる表示となっている。図5は波長650nmでの赤色の収差図、図6は波長550nmでの緑色の収差図、図7は波長450nmでの青色の収差図である。単位は0.05mmであり、良好に収差補正されている様子がわかる。
〔実施例1−2〕
図13から図22と表2を用いて第1投写光学ユニットの数値実施例2について説明する。図13は、第1投写光学ユニットの構成図と光線図である。映像表示素子からテレセントリックな状態で出射した光束が、第1拡大像側でテレセントリックに結像している様子がわかる。
〔実施例1−3〕
図23から図32と表3を用いて第1投写光学ユニットの数値実施例3について説明する。図23は、第1投写光学ユニットの構成図と光線図である。映像表示素子からテレセントリックな状態で出射した光束が、第1拡大像側でテレセントリックに結像している様子がわかる。
実施例1 f凹/L=−0.108、f凸/L=0.160
実施例2 f凹/L=−0.113、f凸/L=0.172
実施例3 f凹/L=−0.114、f凸/L=0.174
次に、第2投写光学ユニットの具体的な数値実施例について説明する。
〔実施例2−1〕
以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。図33〜42に、本発明の一実施例である第2投写光学ユニットの説明図を示す。以下、図面を用いて説明するが、図34〜42については、下記の表4〜12に示したデータから図33と同様に理解できると思われるので、説明を略し、図33を主にして説明する。
以下、第1投写光学ユニットの実施例1と、第2投写光学ユニットの実施例1を組み合わせた例について、図43から図55を用いた説明する。図43は、構成図であり、YZ断面で第1投写光学ユニットに対して、第1投写光学ユニットを9.8mm偏心させている。この目的は、背面投写の際のコンパクトはレイアウトのためである。図44は、物点の説明図である。第1投写光学ユニットと第2投写光学ユニットを偏心させた結果、回転対称ではなくなるので、映像表示素子の上下左右の点と、途中の点を物点として設定した。
Claims (7)
- 映像表示素子に表示された画像を拡大投影する投写光学ユニットを有する投写型映像表示装置において、
前記画像を拡大して第1の拡大像を形成する第1の投写光学ユニットと、
前記第1の拡大像を拡大して第2の拡大像を形成する第2の投写光学ユニットと、を備え、
前記映像表示素子に表示された画像に対する前記第1の拡大像の倍率M1は、前記第1の拡大像に対する前記第2の拡大像の倍率M2より小さく、
前記第1の投写光学ユニットの光軸と前記第2の投写光学ユニットの光軸は偏心し、
前記第1の投写光学ユニットのF値をF1、前記第2の投写光学ユニットのF値をF2とすると、F2=F1×M1となり、
前記第1の投写光学ユニットは、該第1の投写光学ユニットの映像表示素子側、及び、該第1の拡大像側にテレセントリックな関係にあり、該第1の拡大像はテレセントリックに結像する、投写型映像表示装置。 - 前記第1の拡大像は前記第2の投写光学ユニットよりも前記映像表示素子側において結像する、請求項1記載の投写型映像表示装置。
- 前記第2の投写光学ユニットの光軸が前記スクリーン画面中央よりずれるように、前記第2の投写光学ユニットの光軸を前記第1の投写光学ユニットの光軸に対して偏心している、請求項1記載の投写型映像表示装置。
- 前記第2の投写光学ユニットは前記第1の拡大像に対して偏心している、請求項1記載の投写型映像表示装置。
- 前記映像表示素子の光軸と前記第1の投写光学ユニットの光軸は偏心していない、請求項1記載の投写型映像表示装置。
- 前記M1は、2から7である、請求項1記載の投写型映像表示装置。
- 前記第1の拡大像と前記第2の拡大像は倒立の関係にある、請求項1記載の投写型映像表示装置。
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