JPWO2018008199A1 - 投写光学系および画像投写装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本開示の画像投写装置10を図1から図5を用いて説明する。
ただし、
ft:透過光学系の焦点距離
TL:画像表示素子の長辺方向の中心を通り投写面の最も投写装置側に投写される光束の主光線の第1ミラーで反射する位置から画像表示素子までの光軸AZに平行な距離である。
さらに、以下の条件式(1)’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
本開示に係る投写光学系は、以下の条件式(2)を満足することが好ましい。
ただし、
fmx:画像表示素子の長辺方向の中心を通り投写面の最も投写装置側に投写される光束の主光線が反射する第1ミラー位置のX方向(画像長辺方向)の焦点距離
である。
さらに、以下の条件式(2)’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
本開示に係る投写光学系は、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
ただし、
fmy:画像表示素子の長辺の中心を通り投写面の最も画像投写装置側に投写される光束の主光線が反射する第1ミラーの位置のY方向(画像短辺方向)の焦点距離
である。
さらに、以下の条件式(3)’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
本開示にかかる投写光学系は、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
ただし、
T1:第1ミラーの反射する光束の画像短手方向に最も光軸から離れた位置から光軸までの距離と、第2ミラーの反射する光束の画像短手方向に最も光軸から離れた位置から光軸までの距離の合計
T2:画像表示素子の長辺方向の中心を通り投写面の最も画像投写装置側に投写される光線において最も投写面に位置するレンズから第1ミラーまでの光路長
である。
さらに、以下の条件式(4)’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
本開示に係る投写光学系は、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
条件式(5)は、透過光学系の焦点距離と、透過光学系と反射光学系との間隔の好適な範囲を規定している。下限を下回ると、透過光学系に対する最投写側レンズと第1ミラーとの間隔が狭くなり、スクリーンにおいて歪みのない画像を投写できる中間像を形成することが困難となる。反対に、上限を超えると、最投写側レンズと第1ミラーとの間隔が広くなることで、反射光学系に入射する光線の広がりが大きくなり光学系全体のサイズが大きくなる。
さらに、以下の条件式(5)’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
本開示に係る投写光学系は、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
条件式(6)は、透過光学系110と第2ミラー122とから投写光学系の大きさの好適な範囲を規定している。下限を下回ると、第2ミラー122のサイズが小さくなり、投写エリアを大きくすることができない。反対に、上限を超えることで、第2ミラー122のサイズが大きくなり過ぎ、光軸AZからの距離(高さ)方向で投写光学系100のサイズが大きくなる。
さらに、以下の条件式(6)’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
本開示に係る投写光学系は、以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
ただし、
Tr:投写光学系のスローレシオ
である。
さらに、以下の条件式(7)’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
本開示に係る投写光学系は、以下の条件式(8)を満足することが好ましい。
ただし、
fmmax:第1ミラー面上における最大の焦点距離
である。
さらに、以下の条件式(8)’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
実施の形態に係る投写光学系は、以下の条件式(9)を満足することが好ましい。
ただし、
fmmin:第1ミラーの反射面上における各光線が反射する位置での最小の焦点距離
である。
さらに、以下の条件式(9)’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
表1に、数値実施例1から3に係る投射光学系について求めた各条件式の対応値を示す。
z:z軸に平行な面のサグ量、
r:半径方向の距離(=√(x2+y2))、
c:面頂点における曲率
k:コーニック係数、
である。
z:z軸に平行な面のサグ両
r:半径方向の距離(=√(x2+y2))
c:面頂点における曲率
k:コーニック係数
Cj:単項式xmynの係数
なお、以下の各データにおいて、便宜的に、多項式における自由曲面係数であるxのi次の項、yのj次の項を、xiyjというように記載する。例えば、「X2Y」とは、多項式におけるxの2次、yの1次の項の自由曲面係数であることを示す。
以下の表2から表7に、数値実施例1の透過光学系の具体的なデータを示す。なお、数値実施例1におけるスローレシオは、0.175である。また、投写倍率は111.79から217.09である。また、使用する画像表示素子のサイズは、長辺方向が9.856mm、短辺方向が6.162mmである。
以下の表8から表13に、数値実施例2の透過光学系の具体的なデータを示す。なお、数値実施例2におけるスローレシオは、0.176である。また、投写倍率は113.23から217.59である。また、使用する画像表示素子のサイズは、長辺方向が9.856mm、短辺方向が6.162mmである。
以下の表14から表19に、数値実施例3の透過光学系の具体的なデータを示す。なお、数値実施例1におけるスローレシオは、0.184である。また、投写倍率は112.85から217.12倍である。また、使用する画像表示素子のサイズは、長辺方向が9.856mm、短辺方向が6.162mmである。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
100 投写光学系
110 透過光学系
120 反射光学系
121 第1ミラー
122 第2ミラー
130 画像表示素子
140 透過素子
A 開口絞り
PB プリズム
SC スクリーン
Claims (12)
- 画像表示素子に形成された画像光束を投写面に投写するための投写光学系であって、
前記画像表示素子の出射面側に位置し、絞りと複数のレンズを含む透過光学系と、
前記透過光学系の出射光を反射する正のパワーを有する第1ミラーと、前記第1ミラーの反射光を前記投写面に反射する第2ミラーとを含む反射光学系と、を備え、
前記投写面は、前記透過光学系の光軸の延長線と交差する点を含む領域であり、
前記第1ミラーは、前記光軸方向において、前記第2ミラーと前記投写面との間に位置する、
投写光学系。 - 条件式(1)を満足する、請求項1に記載の投写光学系。
0<TL/ft<10 ・・・(1)
ただし、
ft:透過光学系の焦点距離
TL:画像表示素子の長辺方向の中心を通り投写面の最も投写装置側に投写される光束の主光線の第1ミラーで反射する位置から画像表示素子までの光軸AZに平行な距離 - 条件式(2)を満足する、請求項1または2のいずれかに記載の投写光学系。
0.1 < ft/fmx < 60 ・・・(2)
ただし、
fmx:画像表示素子の長辺方向の中心を通り投写面の最も投写装置側に投写される光束の主光線が反射する第1ミラー位置のX方向(画像長辺方向)の焦点距離 - 以下の条件式(3)を満足する、請求項1から3のいずれかに記載の投写光学系。
0.1 < ft/fmy < 60 ・・・(3)
ただし、
fmy:画像表示素子の長辺の中心を通り投写面の最も画像投写装置側に投写される光束の主光線が反射する第1ミラーの位置のY方向(画像短辺方向)の焦点距離 - 以下の条件式(4)を満足する請求項1から4のいずれかに記載の投写光学系。
0 < T2/T1 < 5 ・・・(4)
ただし、
T1:第1ミラーの反射する光束の画像短手方向に最も光軸から離れた位置から光軸までの距離と、第2ミラーの反射する光束の画像短手方向に最も光軸から離れた位置から光軸までの距離の合計
T2:画像表示素子の長辺方向の中心を通り投写面の最も画像投写装置側に投写される光線において最も投写面に位置するレンズから第1ミラーまでの光路長 - 以下の条件式(5)を満足する、請求項1から5のいずれかに記載の投写光学系。
0 < T2/ft < 5 ・・・(5) - 以下の条件式(6)を満足する、請求項1から6のいずれかに記載の投写光学系。
0 < T1/ft < 3 ・・・(6) - 以下の条件式(7)を満足する、請求項1から7のいずれかに記載の投写光学系。
0.005 < Tr×(T1/ft) < 1 ・・・(7)
ただし、
Tr:投写光学系のスローレシオ - 以下の条件式(8)を満足する、請求項1から8のいずれかに記載の投写光学系。
0.1 < fmmax/ft < 10 ・・(8)
ただし、
fmmax:第1ミラー面上における最大の焦点距離 - 以下の条件式(9)を満足する、請求項1から9のいずれかに記載の投写光学系。
0.001 < fmmin/ft ≦ 0.1 ・・・(9)
ただし、
fmmin:第1ミラー面上における最小の焦点距離 - 曲率を有する投写面に投写する画像投写装置に用いられる、請求項1から10のいずれかに記載の投写光学系。
- 投写面に画像を投写するための画像投写装置であって、
投写画像を形成する画像表示素子と、
前記画像表示素子の出射面側に位置し、複数のレンズを含む透過光学系と、
前記透過光学系の出射光を反射する正のパワーを有する第1ミラーと、前記第1ミラーの反射光を前記投写面に反射する第2ミラーとを含む反射光学系と、を備え、
前記投写面は、前記透過光学系の光軸の延長線と交差する点を含む領域である、
画像投写装置。
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