JP2000098272A - 画像表示装置 - Google Patents
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- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 101100537937 Caenorhabditis elegans arc-1 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
-
- 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
- H04N9/3152—Modulator illumination systems for shaping the light beam
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画像表示装置の薄型化を図る。照度分布を均
一化する。 【解決手段】 白色光源１と、２次光源を作る楕円ミラ
ー２と、２次光源の位置に配置されたカラーフィルタ３
と、カラーフィルタ３を通った光線が通過するコンデン
サレンズ４Ａ，４Ｂと、コンデンサレンズを通った光線
を反射させる平面ミラー８と、このミラー８を通った光
線を更に反射させる球面ミラー５と、このミラー５によ
り反射した光線が入射し、かつ、２次元的に配置された
多数のピクセルの微小ミラーの傾きを変化させて反射光
の出射角度を変化させることによりオン／オフ状態を作
るＤＭＤ６と、オン状態にあるピクセルの微小ミラーか
らの反射光を拡大して投影する投影レンズ７とを備え
る。球面ミラー５を投影レンズ７の入射部７aの直下に
配置し、かつ、コンデンサレンズＡ，４Ｂの中心軸４a
と投影レンズ７の中心軸７aとを平面から見て所定角度
で交差させる。
一化する。 【解決手段】 白色光源１と、２次光源を作る楕円ミラ
ー２と、２次光源の位置に配置されたカラーフィルタ３
と、カラーフィルタ３を通った光線が通過するコンデン
サレンズ４Ａ，４Ｂと、コンデンサレンズを通った光線
を反射させる平面ミラー８と、このミラー８を通った光
線を更に反射させる球面ミラー５と、このミラー５によ
り反射した光線が入射し、かつ、２次元的に配置された
多数のピクセルの微小ミラーの傾きを変化させて反射光
の出射角度を変化させることによりオン／オフ状態を作
るＤＭＤ６と、オン状態にあるピクセルの微小ミラーか
らの反射光を拡大して投影する投影レンズ７とを備え
る。球面ミラー５を投影レンズ７の入射部７aの直下に
配置し、かつ、コンデンサレンズＡ，４Ｂの中心軸４a
と投影レンズ７の中心軸７aとを平面から見て所定角度
で交差させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、投影形の高精細度
テレビジョン（ＨＤＴＶ）システムやビデオプロジェク
タ等に使用される投影形の画像表示装置に関し、特に、
光学系部品の配置構造に特徴を有する画像表示装置に関
するものである。
テレビジョン（ＨＤＴＶ）システムやビデオプロジェク
タ等に使用される投影形の画像表示装置に関し、特に、
光学系部品の配置構造に特徴を有する画像表示装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】出願人は、先に、特願平８−３４７３３
１号に示される画像表示装置を出願した。この画像表示
装置は、白色光源と、白色光源からの光線を２次光源と
して集光する集光ミラーと、２次光源の位置に配置さ
れ、白色光を時間的に光の３原色に分解するカラーフィ
ルタと、コンデンサレンズと、折り返しミラーと、２次
元に配列された各ピクセルの微小ミラーの傾きを変化さ
せることにより反射光の角度を変化させてオン／オフ状
態を作る反射表示手段と、この反射表示手段によって表
された画像をスクリーンに拡大して投影する投影レンズ
とを備えるものであって、前記コンデンサレンズは、カ
ラーフィルタを透過した光線の拡がりを抑え、折り返し
ミラーと共に照明光を反射表示手段を介して投影レンズ
に導き、前記折り返しミラーは、凹面形状であると共
に、前記白色光源、集光ミラー、コンデンサレンズを含
む照明光学系の光軸に対して偏芯させて配置され、前記
照明光学系の光路を３次元的に折り返し、前記反射表示
手段が適正に動作する入射角で照明光を入射させるよう
構成されている。
１号に示される画像表示装置を出願した。この画像表示
装置は、白色光源と、白色光源からの光線を２次光源と
して集光する集光ミラーと、２次光源の位置に配置さ
れ、白色光を時間的に光の３原色に分解するカラーフィ
ルタと、コンデンサレンズと、折り返しミラーと、２次
元に配列された各ピクセルの微小ミラーの傾きを変化さ
せることにより反射光の角度を変化させてオン／オフ状
態を作る反射表示手段と、この反射表示手段によって表
された画像をスクリーンに拡大して投影する投影レンズ
とを備えるものであって、前記コンデンサレンズは、カ
ラーフィルタを透過した光線の拡がりを抑え、折り返し
ミラーと共に照明光を反射表示手段を介して投影レンズ
に導き、前記折り返しミラーは、凹面形状であると共
に、前記白色光源、集光ミラー、コンデンサレンズを含
む照明光学系の光軸に対して偏芯させて配置され、前記
照明光学系の光路を３次元的に折り返し、前記反射表示
手段が適正に動作する入射角で照明光を入射させるよう
構成されている。
【０００３】図２４は、上記従来技術の実装図であり、
５１は白色光源のアーク（発光点）、５２は集光ミラー
としての楕円ミラー、５３は輪帯部分が光の三原色
（赤、緑、青）に分割された回転可能なカラーフィル
タ、５４はコンデンサレンズ、５５は折り返しミラーと
しての球面ミラー、５６は後述する反射表示手段として
のＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）、５７
は投影レンズである。
５１は白色光源のアーク（発光点）、５２は集光ミラー
としての楕円ミラー、５３は輪帯部分が光の三原色
（赤、緑、青）に分割された回転可能なカラーフィル
タ、５４はコンデンサレンズ、５５は折り返しミラーと
しての球面ミラー、５６は後述する反射表示手段として
のＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）、５７
は投影レンズである。
【０００４】ここで、ＤＭＤ５６は、「光学」（vol.2
5,No.6,p.313〜314,1996年）に記載されているように、
２次元的に配列した各ピクセルが微小なミラーから構成
され、各ピクセルごとにその直下に配置されたメモリー
素子による静電界作用によって上記微小ミラーの傾きを
制御し、反射光の反射角度を変化させることによってオ
ン／オフ状態を作る反射形表示素子である。そして、ピ
クセルがオフの状態では、当該ピクセルの微小ミラーに
よる反射光が投影レンズに入射せず、ピクセルがオンの
状態では、当該ピクセルの微小ミラーによる反射光が投
影レンズ５７に入射してスクリーンに画像を形成するよ
うに光学系部品を配置する必要がある。なお、各ピクセ
ルの微小ミラーのオン時の傾き角は、ＤＭＤ５６の光線
の入射面に対して１０度程度と決められている。
5,No.6,p.313〜314,1996年）に記載されているように、
２次元的に配列した各ピクセルが微小なミラーから構成
され、各ピクセルごとにその直下に配置されたメモリー
素子による静電界作用によって上記微小ミラーの傾きを
制御し、反射光の反射角度を変化させることによってオ
ン／オフ状態を作る反射形表示素子である。そして、ピ
クセルがオフの状態では、当該ピクセルの微小ミラーに
よる反射光が投影レンズに入射せず、ピクセルがオンの
状態では、当該ピクセルの微小ミラーによる反射光が投
影レンズ５７に入射してスクリーンに画像を形成するよ
うに光学系部品を配置する必要がある。なお、各ピクセ
ルの微小ミラーのオン時の傾き角は、ＤＭＤ５６の光線
の入射面に対して１０度程度と決められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図２４から明らかなよ
うに、ＤＭＤ５６を使用した従来の画像表示装置は、コ
ンデンサレンズ５４を通った光を球面ミラー５５により
一度折り返してＤＭＤ５６に所定角度で入射させ、その
反射光を投影ミラー５７に導く構造である。このため、
装置が平面的に大きくなるのを防ぐためにはコンデンサ
レンズ５４の中心軸がＤＭＤ５６の下方に位置するよう
な構造をとらざるを得ない。言い換えれば、図２４にお
ける投影レンズ５７の中心軸５７aに対し、コンデンサ
レンズ５４の中心軸５４aを十分に余裕をとって下方に
配置し、その中心軸５４a上に球面レンズ５５を配する
構造となる。つまり、中心軸５４a，５７a間の距離をあ
る程度長くする必要がある。このため、装置の高さ方向
に沿って光学系部品の配置スペースを大きくとる必要が
あり、装置の薄型化が難しいという問題があった。
うに、ＤＭＤ５６を使用した従来の画像表示装置は、コ
ンデンサレンズ５４を通った光を球面ミラー５５により
一度折り返してＤＭＤ５６に所定角度で入射させ、その
反射光を投影ミラー５７に導く構造である。このため、
装置が平面的に大きくなるのを防ぐためにはコンデンサ
レンズ５４の中心軸がＤＭＤ５６の下方に位置するよう
な構造をとらざるを得ない。言い換えれば、図２４にお
ける投影レンズ５７の中心軸５７aに対し、コンデンサ
レンズ５４の中心軸５４aを十分に余裕をとって下方に
配置し、その中心軸５４a上に球面レンズ５５を配する
構造となる。つまり、中心軸５４a，５７a間の距離をあ
る程度長くする必要がある。このため、装置の高さ方向
に沿って光学系部品の配置スペースを大きくとる必要が
あり、装置の薄型化が難しいという問題があった。
【０００６】そこで本発明の目的は、光学系部品の配置
を工夫することにより、照明効率を低下させずに装置の
薄型化を可能にした画像表示装置を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、従来技術に比べて照度
の均一性を一層向上させた画像表示装置を提供すること
にある。
を工夫することにより、照明効率を低下させずに装置の
薄型化を可能にした画像表示装置を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、従来技術に比べて照度
の均一性を一層向上させた画像表示装置を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、請求項１に記載するように、白色光源
と、この白色光源からの光線を集光して仮想的な２次光
源を作る集光ミラーと、２次光源の位置に配置されて白
色光から光の３原色を経時的に作り出すカラーフィルタ
と、カラーフィルタを通った光線が通過するコンデンサ
レンズと、コンデンサレンズを通った光線を反射させる
第１の折り返しミラーと、第１の折り返しミラーを通っ
た光線を更に反射させる第２の折り返しミラーと、第２
の折り返しミラーにより反射した光線が入射し、かつ、
２次元的に配置された多数のピクセルの微小ミラーの傾
きを変化させて反射光の出射角度を変化させることによ
りオン／オフ状態を作る反射表示手段と、オン状態にあ
るピクセルの微小ミラーからの反射光を拡大して投影す
る投影レンズとを備え、第２の折り返しミラーを投影レ
ンズの入射部の直下に配置し、かつ、コンデンサレンズ
の中心軸と投影レンズの中心軸とを平面から見て所定角
度で交差させるものである。
め、本発明は、請求項１に記載するように、白色光源
と、この白色光源からの光線を集光して仮想的な２次光
源を作る集光ミラーと、２次光源の位置に配置されて白
色光から光の３原色を経時的に作り出すカラーフィルタ
と、カラーフィルタを通った光線が通過するコンデンサ
レンズと、コンデンサレンズを通った光線を反射させる
第１の折り返しミラーと、第１の折り返しミラーを通っ
た光線を更に反射させる第２の折り返しミラーと、第２
の折り返しミラーにより反射した光線が入射し、かつ、
２次元的に配置された多数のピクセルの微小ミラーの傾
きを変化させて反射光の出射角度を変化させることによ
りオン／オフ状態を作る反射表示手段と、オン状態にあ
るピクセルの微小ミラーからの反射光を拡大して投影す
る投影レンズとを備え、第２の折り返しミラーを投影レ
ンズの入射部の直下に配置し、かつ、コンデンサレンズ
の中心軸と投影レンズの中心軸とを平面から見て所定角
度で交差させるものである。
【０００８】なお、請求項２〜請求項４に記載するよう
に、第１の折り返しミラーには、平面ミラー、断面くさ
び形の反射面を有するくさびミラー、または、断面円弧
状の反射面を有するシリンダミラーを用いることが望ま
しい。また、請求項５に記載するように、第２の折り返
しミラーとしては、凹面形状の反射面を有する球面また
は非球面ミラーを用いると良い。更に、請求項５または
請求項６に記載するように、球面のコンデンサレンズと
フライアイレンズまたはロッドレンズを組み合わせるこ
とにより、照度分布の均一化を達成することができる。
に、第１の折り返しミラーには、平面ミラー、断面くさ
び形の反射面を有するくさびミラー、または、断面円弧
状の反射面を有するシリンダミラーを用いることが望ま
しい。また、請求項５に記載するように、第２の折り返
しミラーとしては、凹面形状の反射面を有する球面また
は非球面ミラーを用いると良い。更に、請求項５または
請求項６に記載するように、球面のコンデンサレンズと
フライアイレンズまたはロッドレンズを組み合わせるこ
とにより、照度分布の均一化を達成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は本発明の実施形態を示す平面図、
図２は正面図（図１を下方から見た図であり、便宜上、
投影レンズの図示を省略してある）、図３は側面図（図
２を右側から見た図）であり、何れも光学系部品の位置
関係を示している。これらの図において、１はアーク、
２はアーク１からの光線を集光して２次光源を作る集光
ミラーとしての楕円ミラーである。３は輪帯部分が光の
三原色に分割された回転可能なカラーフィルタであり、
前記２次光源の位置に配置されている。３aはカラーフ
ィルタ３の回転軸である。
態を説明する。図１は本発明の実施形態を示す平面図、
図２は正面図（図１を下方から見た図であり、便宜上、
投影レンズの図示を省略してある）、図３は側面図（図
２を右側から見た図）であり、何れも光学系部品の位置
関係を示している。これらの図において、１はアーク、
２はアーク１からの光線を集光して２次光源を作る集光
ミラーとしての楕円ミラーである。３は輪帯部分が光の
三原色に分割された回転可能なカラーフィルタであり、
前記２次光源の位置に配置されている。３aはカラーフ
ィルタ３の回転軸である。
【００１０】４Ａ，４Ｂは楕円ミラー２の中心軸上に配
置されたコンデンサレンズであり、これらのレンズ４
Ａ，４Ｂの中心軸４a（すなわち楕円ミラー２の中心
軸）上には第１の折り返しミラーとしての平面ミラー８
が傾いて配置されている。ここで、コンデンサレンズ４
Ａ，４Ｂの曲面は球面、非球面（放物面等）の何れでも
良い。更に、５は第２の折り返しミラーとしての球面ミ
ラーであり、コンデンサレンズ４Ａ，４Ｂを通って平面
ミラー８により反射した光線がこの球面ミラー５に入射
するように配置されている。図１では、球面ミラー５の
反射面（球面）に対する接線と平行な中心軸５aが、コ
ンデンサレンズ４Ａ，４Ｂの中心軸４a及びカラーフィ
ルタ３の回転軸３aに対し平行になるような位置関係に
ある。第２の折り返しミラーは凹面形状の反射面を有し
ていれば良く、球面ミラー以外に放物面ミラー等の非球
面ミラーでも良い。なお、球面ミラー５の中心軸５aに
直交する中心軸（法線）５bは、後述するＤＭＤ６の中
心軸６aや投影レンズ７aの中心軸に対し平行にはなって
いない。
置されたコンデンサレンズであり、これらのレンズ４
Ａ，４Ｂの中心軸４a（すなわち楕円ミラー２の中心
軸）上には第１の折り返しミラーとしての平面ミラー８
が傾いて配置されている。ここで、コンデンサレンズ４
Ａ，４Ｂの曲面は球面、非球面（放物面等）の何れでも
良い。更に、５は第２の折り返しミラーとしての球面ミ
ラーであり、コンデンサレンズ４Ａ，４Ｂを通って平面
ミラー８により反射した光線がこの球面ミラー５に入射
するように配置されている。図１では、球面ミラー５の
反射面（球面）に対する接線と平行な中心軸５aが、コ
ンデンサレンズ４Ａ，４Ｂの中心軸４a及びカラーフィ
ルタ３の回転軸３aに対し平行になるような位置関係に
ある。第２の折り返しミラーは凹面形状の反射面を有し
ていれば良く、球面ミラー以外に放物面ミラー等の非球
面ミラーでも良い。なお、球面ミラー５の中心軸５aに
直交する中心軸（法線）５bは、後述するＤＭＤ６の中
心軸６aや投影レンズ７aの中心軸に対し平行にはなって
いない。
【００１１】コンデンサレンズ４Ａ，４Ｂの中心軸４a
を挟んで、球面ミラー５とは反対側にＤＭＤ６が配置さ
れており、その受光面に垂直な中心軸６aは球面ミラー
５の若干上方を通っている。そして、球面ミラー５のす
ぐ上には投影レンズ７の入射部７ｂが配置され、その中
心軸７aはＤＭＤ６の中心軸６aと一致しないが若干上方
にあって、両軸６a，７aは平行になっている。すなわ
ち、本実施形態では、投影レンズ７の入射部７ｂの直下
に第２の折り返しミラーとしての球面ミラー５が配置さ
れていると共に、コンデンサレンズ４Ａ，４Ｂの中心軸
４aと投影レンズ７の中心軸７aとが平面から見て所定角
度で交差（図示例では直交）している。
を挟んで、球面ミラー５とは反対側にＤＭＤ６が配置さ
れており、その受光面に垂直な中心軸６aは球面ミラー
５の若干上方を通っている。そして、球面ミラー５のす
ぐ上には投影レンズ７の入射部７ｂが配置され、その中
心軸７aはＤＭＤ６の中心軸６aと一致しないが若干上方
にあって、両軸６a，７aは平行になっている。すなわ
ち、本実施形態では、投影レンズ７の入射部７ｂの直下
に第２の折り返しミラーとしての球面ミラー５が配置さ
れていると共に、コンデンサレンズ４Ａ，４Ｂの中心軸
４aと投影レンズ７の中心軸７aとが平面から見て所定角
度で交差（図示例では直交）している。
【００１２】この実施形態では、カラーフィルタ３から
コンデンサレンズ４Ａ，４Ｂを通過した光が平面ミラー
８により折り返され、更に球面ミラー５により折り返さ
れてＤＭＤ６のピクセルに所定角度で入射する。そし
て、ＤＭＤ６のオン状態のピクセルによって反射した光
が投影レンズ７に入射し、カラーフィルタ３により選択
された色彩の光としてスクリーン（図示せず）に投影さ
れる。
コンデンサレンズ４Ａ，４Ｂを通過した光が平面ミラー
８により折り返され、更に球面ミラー５により折り返さ
れてＤＭＤ６のピクセルに所定角度で入射する。そし
て、ＤＭＤ６のオン状態のピクセルによって反射した光
が投影レンズ７に入射し、カラーフィルタ３により選択
された色彩の光としてスクリーン（図示せず）に投影さ
れる。
【００１３】このように、投影レンズ７の入射部７aの
直下に第２の折り返しミラーとしての球面ミラー５を配
置し、コンデンサレンズ４Ａ，４Ｂの中心軸４aと投影
レンズ７の中心軸７aとを平面から見て所定角度で交差
させると共に、第１の折り返しミラーとして平面ミラー
８を追加し、この平面ミラー８と前記球面ミラー５とに
より光を２回反射させてＤＭＤ６に入射させる構造とす
ることにより、図３から明らかなように、コンデンサレ
ンズ４Ａ，４Ｂの中心軸４aと投影レンズ７の中心軸７a
との間の距離をそれほどとらなくてもＤＭＤ６からの反
射光を投影レンズ７に導くことができる。従って、画像
表示装置の高さ方向に沿った光学系部品の配置間隔を短
くでき、装置の薄型化が可能になる。
直下に第２の折り返しミラーとしての球面ミラー５を配
置し、コンデンサレンズ４Ａ，４Ｂの中心軸４aと投影
レンズ７の中心軸７aとを平面から見て所定角度で交差
させると共に、第１の折り返しミラーとして平面ミラー
８を追加し、この平面ミラー８と前記球面ミラー５とに
より光を２回反射させてＤＭＤ６に入射させる構造とす
ることにより、図３から明らかなように、コンデンサレ
ンズ４Ａ，４Ｂの中心軸４aと投影レンズ７の中心軸７a
との間の距離をそれほどとらなくてもＤＭＤ６からの反
射光を投影レンズ７に導くことができる。従って、画像
表示装置の高さ方向に沿った光学系部品の配置間隔を短
くでき、装置の薄型化が可能になる。
【００１４】以下、この実施形態における実施例を説明
する。まず、図４〜図６は第１実施例を示しており、図
４は平面配置図、図５は図４における各記号の説明、範
囲、実際値、範囲外の場合の影響の一覧表、図６はスク
リーン上の照度分布図である。この実施例において、コ
ンデンサレンズ４Ａ，４Ｂには曲面が球面または非球面
の何れを用いても良い。また、球面ミラー５に代えて非
球面（放物面等）ミラーを用いることもできる。
する。まず、図４〜図６は第１実施例を示しており、図
４は平面配置図、図５は図４における各記号の説明、範
囲、実際値、範囲外の場合の影響の一覧表、図６はスク
リーン上の照度分布図である。この実施例において、コ
ンデンサレンズ４Ａ，４Ｂには曲面が球面または非球面
の何れを用いても良い。また、球面ミラー５に代えて非
球面（放物面等）ミラーを用いることもできる。
【００１５】図７〜図１２は第２実施例を示しており、
図７は平面配置図、図８は側面配置図、図９はこの実施
例で使用されている第１の折り返しミラーとしてのくさ
びミラー１０の説明図、図１０は同じくくさび形コンデ
ンサレンズ９の説明図、図１１は各記号の説明、範囲、
実際値、範囲外の場合の影響の一覧表、図１２はスクリ
ーン上の照度分布図である。
図７は平面配置図、図８は側面配置図、図９はこの実施
例で使用されている第１の折り返しミラーとしてのくさ
びミラー１０の説明図、図１０は同じくくさび形コンデ
ンサレンズ９の説明図、図１１は各記号の説明、範囲、
実際値、範囲外の場合の影響の一覧表、図１２はスクリ
ーン上の照度分布図である。
【００１６】この実施例では、第１の折り返しミラーと
して、図９に示すような断面くさび形の反射面１０aを
有するくさびミラー１０が使用されている。くさびミラ
ー１０は、左右一対の反射面１０aによって反射光の照
度分布を左右それぞれの外側へ移動させる作用を有する
ため、スクリーン上の画像の中心部の照度を下げ、周辺
部の照度を上げるように働く。これにより、画像全体の
照度分布を均一化することができる。
して、図９に示すような断面くさび形の反射面１０aを
有するくさびミラー１０が使用されている。くさびミラ
ー１０は、左右一対の反射面１０aによって反射光の照
度分布を左右それぞれの外側へ移動させる作用を有する
ため、スクリーン上の画像の中心部の照度を下げ、周辺
部の照度を上げるように働く。これにより、画像全体の
照度分布を均一化することができる。
【００１７】また、本実施例では、第１実施例の片方の
コンデンサレンズ４Ａに代えてくさび形コンデンサレン
ズ（くさびプリズム）９を用いている。９aはその出射
面である。このくさび形コンデンサレンズ９は、出射光
を屈折させて照度分布を左右の出射面９aの外側へ移動
させ、結果的に画像全体の照度分布を均一化する作用が
ある。従って、前記くさびミラー１０によって左右方向
の照度分布を、くさび形コンデンサレンズ９によって上
下方向の照度分布をそれぞれ外側に移動させるように役
割分担を行えば、矩形の画像全体の照度分布が均一にな
る。
コンデンサレンズ４Ａに代えてくさび形コンデンサレン
ズ（くさびプリズム）９を用いている。９aはその出射
面である。このくさび形コンデンサレンズ９は、出射光
を屈折させて照度分布を左右の出射面９aの外側へ移動
させ、結果的に画像全体の照度分布を均一化する作用が
ある。従って、前記くさびミラー１０によって左右方向
の照度分布を、くさび形コンデンサレンズ９によって上
下方向の照度分布をそれぞれ外側に移動させるように役
割分担を行えば、矩形の画像全体の照度分布が均一にな
る。
【００１８】なお、図８は側面配置図であるが、コンデ
ンサレンズ９，４Ｂとくさびミラー１０との間に平面ミ
ラー１１を配置することにより、アーク１からコンデン
サレンズ９，４Ｂまでの光学系を折り返しており（以下
の各実施例の側面配置図も同様である）、実質的に図７
と同様の構造である。くさび形コンデンサレンズ９に代
えて第１実施例のようなコンデンサレンズ４Ａを用いて
も良く、球面ミラー５に代えて非球面ミラーを用いるこ
ともできる。
ンサレンズ９，４Ｂとくさびミラー１０との間に平面ミ
ラー１１を配置することにより、アーク１からコンデン
サレンズ９，４Ｂまでの光学系を折り返しており（以下
の各実施例の側面配置図も同様である）、実質的に図７
と同様の構造である。くさび形コンデンサレンズ９に代
えて第１実施例のようなコンデンサレンズ４Ａを用いて
も良く、球面ミラー５に代えて非球面ミラーを用いるこ
ともできる。
【００１９】図１３〜図１７は第３実施例を示してお
り、図１３は平面配置図、図１４は側面配置図、図１５
はこの実施例で使用されているシリンダミラー１２の説
明図、図１６は各記号の説明、範囲、実際値、範囲外の
場合の影響の一覧表、図１７はスクリーン上の照度分布
図である。
り、図１３は平面配置図、図１４は側面配置図、図１５
はこの実施例で使用されているシリンダミラー１２の説
明図、図１６は各記号の説明、範囲、実際値、範囲外の
場合の影響の一覧表、図１７はスクリーン上の照度分布
図である。
【００２０】この実施例では、第１の折り返しミラーと
して、図１５に示すような断面円弧状のシリンダミラー
１２が使用されている。１２aはその反射面である。こ
のシリンダミラー１２は、反射光を図１３における紙面
の表裏（垂直）方向に規制して球面ミラー５に入射させ
ることにより、スクリーン上に目標とする矩形の画像を
投影させるように作用している。また、コンデンサレン
ズ４Ｂの出射側にはフライアイレンズ１３が配置されて
おり、照度分布を一層均一化するように配慮されてい
る。なお、コンデンサレンズ４Ａ，４Ｂは曲面が球面と
なっている。
して、図１５に示すような断面円弧状のシリンダミラー
１２が使用されている。１２aはその反射面である。こ
のシリンダミラー１２は、反射光を図１３における紙面
の表裏（垂直）方向に規制して球面ミラー５に入射させ
ることにより、スクリーン上に目標とする矩形の画像を
投影させるように作用している。また、コンデンサレン
ズ４Ｂの出射側にはフライアイレンズ１３が配置されて
おり、照度分布を一層均一化するように配慮されてい
る。なお、コンデンサレンズ４Ａ，４Ｂは曲面が球面と
なっている。
【００２１】図１８〜図２１は第４実施例を示してお
り、図１８は平面配置図、図１９は側面配置図、図２０
は各記号の説明、範囲、実際値、範囲外の場合の影響の
一覧表、図２１はスクリーン上の照度分布図である。
り、図１８は平面配置図、図１９は側面配置図、図２０
は各記号の説明、範囲、実際値、範囲外の場合の影響の
一覧表、図２１はスクリーン上の照度分布図である。
【００２２】この実施例では、アーク１とコンデンサレ
ンズ４Ａとの間に、照度分布の均一化を図るためのロッ
ドレンズ１４が挿入されている。なお、第１の折り返し
ミラーにはシリンダミラー１２が使用されているが、平
面ミラーでも良い。また、コンデンサレンズ４Ａ，４Ｂ
は曲面が球面のものが使用されるが、第２の折り返しミ
ラーは球面ミラー５以外に非球面ミラーでも良い。
ンズ４Ａとの間に、照度分布の均一化を図るためのロッ
ドレンズ１４が挿入されている。なお、第１の折り返し
ミラーにはシリンダミラー１２が使用されているが、平
面ミラーでも良い。また、コンデンサレンズ４Ａ，４Ｂ
は曲面が球面のものが使用されるが、第２の折り返しミ
ラーは球面ミラー５以外に非球面ミラーでも良い。
【００２３】図２２、図２３は従来技術を示すもので、
図２２は側面配置図、図２３はスクリーン上の照度分布
図であり、図２２の参照符号は前述した図２４と同一の
符号を用いてある。本発明の実施例である図６，図１
２，図１７，図２１と従来技術の図２３とを比較する
と、特に、図１７，図２１の実施例では従来技術より大
幅に照度分布が均一化されていることが判る。なお、第
１〜第４実施例のうち、第１〜第３実施例（照度分布図
では図６，図１２，図１７）は２７０Ｗ、第４実施例
（照度分布図では図２１）は１５０Ｗの白色光源を使用
している。
図２２は側面配置図、図２３はスクリーン上の照度分布
図であり、図２２の参照符号は前述した図２４と同一の
符号を用いてある。本発明の実施例である図６，図１
２，図１７，図２１と従来技術の図２３とを比較する
と、特に、図１７，図２１の実施例では従来技術より大
幅に照度分布が均一化されていることが判る。なお、第
１〜第４実施例のうち、第１〜第３実施例（照度分布図
では図６，図１２，図１７）は２７０Ｗ、第４実施例
（照度分布図では図２１）は１５０Ｗの白色光源を使用
している。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように本発明では、投影レン
ズの入射部の直下に第２の折り返しミラーを配置し、コ
ンデンサレンズの中心軸と投影レンズの中心軸とを平面
から見て所定角度で交差させると共に、第１の折り返し
ミラーとして平面ミラー、くさびミラーまたはシリンダ
ミラー等を追加し、このミラーと第２の折り返しミラー
とにより光を折り返してＤＭＤに入射させる構造とした
ので、コンデンサレンズの中心軸と投影レンズの中心軸
との間の距離をそれほどとらなくてもＤＭＤからの反射
光を投影レンズに導くことができる。このため、照明効
率を低下させずに、画像表示装置の高さ方向に沿った光
学系部品の配置間隔を短くすることができ、従来よりも
装置の薄型化、コンパクト化が可能になる。
ズの入射部の直下に第２の折り返しミラーを配置し、コ
ンデンサレンズの中心軸と投影レンズの中心軸とを平面
から見て所定角度で交差させると共に、第１の折り返し
ミラーとして平面ミラー、くさびミラーまたはシリンダ
ミラー等を追加し、このミラーと第２の折り返しミラー
とにより光を折り返してＤＭＤに入射させる構造とした
ので、コンデンサレンズの中心軸と投影レンズの中心軸
との間の距離をそれほどとらなくてもＤＭＤからの反射
光を投影レンズに導くことができる。このため、照明効
率を低下させずに、画像表示装置の高さ方向に沿った光
学系部品の配置間隔を短くすることができ、従来よりも
装置の薄型化、コンパクト化が可能になる。
【００２５】更に、コンデンサレンズとフライアイレン
ズまたはロッドレンズを組み合わせて使用することで、
照度分布の均一性を一層向上させることが可能である。
ズまたはロッドレンズを組み合わせて使用することで、
照度分布の均一性を一層向上させることが可能である。
【図１】本発明の実施形態を示す平面図である。
【図２】実施形態の正面図（図１を下方から見た図）で
ある。
ある。
【図３】実施形態の側面図（図２を右側から見た図）で
ある。
ある。
【図４】本発明の第１実施例の平面配置図である。
【図５】図４における各記号の説明等を一覧表にして示
した図である。
した図である。
【図６】第１実施例におけるスクリーン上の照度分布図
である。
である。
【図７】本発明の第２実施例の平面配置図である。
【図８】本発明の第２実施例の側面配置図である。
【図９】第２実施例におけるくさびミラーの説明図であ
る。
る。
【図１０】第２実施例におけるくさび形コンデンサレン
ズの説明図である。
ズの説明図である。
【図１１】第２実施例における各記号の説明等を一覧表
にして示した図である。
にして示した図である。
【図１２】第２実施例におけるスクリーン上の照度分布
図である。
図である。
【図１３】本発明の第３実施例の平面配置図である。
【図１４】本発明の第３実施例の側面配置図である。
【図１５】第３実施例におけるシリンダミラーの説明図
である。
である。
【図１６】第３実施例における各記号の説明等を一覧表
にして示した図である。
にして示した図である。
【図１７】第３実施例におけるスクリーン上の照度分布
図である。
図である。
【図１８】本発明の第４実施例の平面配置図である。
【図１９】本発明の第４実施例の側面配置図である。
【図２０】第４実施例における各記号の説明等を一覧表
にして示した図である。
にして示した図である。
【図２１】第４実施例におけるスクリーン上の照度分布
図である。
図である。
【図２２】従来技術の側面配置図である。
【図２３】従来技術におけるスクリーン上の照度分布図
である。
である。
【図２４】従来技術を示す実装図である。
１ アーク ２ 楕円ミラー ３ カラーフィルタ ３a 回転軸 ４Ａ，４Ｂ コンデンサレンズ ４a，５a，５b，６a，７a 中心軸 ５ 球面ミラー ６ ＤＭＤ ７ 投影レンズ ７b 入射部 ８，１１ 平面ミラー ９ くさび形コンデンサレンズ ９a 出射面 １０ くさびミラー １０a，１２a 反射面 １２ シリンダミラー １３ フライアイレンズ １４ ロッドレンズ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１０月６日（１９９８．１０．
６）
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１７】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２１】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H041 AA04 AA11 AB14 5C058 AB06 BA06 EA12 EA13 EA14 EA27 5C060 AA07 BC05 GB01 HC02 HC16 HC20 HD02 JA19 JB06 5G435 AA18 BB17 DD04 DD09 GG02 GG10 LL04
Claims (7)
- 【請求項１】 白色光源と、この白色光源からの光線を
集光して仮想的な２次光源を作る集光ミラーと、２次光
源の位置に配置されて白色光から光の３原色を経時的に
作り出すカラーフィルタと、カラーフィルタを通った光
線が通過するコンデンサレンズと、コンデンサレンズを
通った光線を反射させる第１の折り返しミラーと、第１
の折り返しミラーを通った光線を更に反射させる第２の
折り返しミラーと、第２の折り返しミラーにより反射し
た光線が入射し、かつ、２次元的に配置された多数のピ
クセルの微小ミラーの傾きを変化させて反射光の出射角
度を変化させることによりオン／オフ状態を作る反射表
示手段と、オン状態にあるピクセルの微小ミラーからの
反射光を拡大して投影する投影レンズとを備え、 第２の折り返しミラーを投影レンズの入射部の直下に配
置し、かつ、コンデンサレンズの中心軸と投影レンズの
中心軸とを平面から見て所定角度で交差させることを特
徴とする画像表示装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の画像表示装置において、 第１の折り返しミラーが平面ミラーであることを特徴と
する画像表示装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の画像表示装置において、 第１の折り返しミラーが、断面くさび形の反射面を有す
るくさびミラーであることを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の画像表示装置において、 第１の折り返しミラーが、断面円弧状の反射面を有する
シリンダミラーであることを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項５】 請求項１，２，３または４記載の画像表
示装置において、 第２の折り返しミラーが、凹面状の反射面を有する球面
または非球面ミラーであることを特徴とする画像表示装
置。 - 【請求項６】 請求項１，２，３，４または５記載の画
像表示装置において、 一方の面が球面であるコンデンサレンズの他方の平面側
に、コンデンサレンズと中心軸を一致させてフライアイ
レンズを配置したことを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項７】 請求項１，２，３，４または５記載の画
像表示装置において、 一方の面が球面であるコンデンサレンズの他方の平面側
に、コンデンサレンズと中心軸を一致させてロッドレン
ズを配置したことを特徴とする画像表示装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10269384A JP2000098272A (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | 画像表示装置 |
| JP2003046171A JP2003307707A (ja) | 1998-09-24 | 2003-02-24 | 画像表示装置 |
| JP2003046168A JP2003248190A (ja) | 1998-09-24 | 2003-02-24 | 画像表示装置 |
| JP2003046170A JP2003262824A (ja) | 1998-09-24 | 2003-02-24 | 画像表示装置 |
| JP2003046172A JP2003307708A (ja) | 1998-09-24 | 2003-02-24 | 画像表示装置 |
| JP2003046169A JP2003307706A (ja) | 1998-09-24 | 2003-02-24 | 画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10269384A JP2000098272A (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | 画像表示装置 |
Related Child Applications (5)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003046172A Division JP2003307708A (ja) | 1998-09-24 | 2003-02-24 | 画像表示装置 |
| JP2003046170A Division JP2003262824A (ja) | 1998-09-24 | 2003-02-24 | 画像表示装置 |
| JP2003046169A Division JP2003307706A (ja) | 1998-09-24 | 2003-02-24 | 画像表示装置 |
| JP2003046168A Division JP2003248190A (ja) | 1998-09-24 | 2003-02-24 | 画像表示装置 |
| JP2003046171A Division JP2003307707A (ja) | 1998-09-24 | 2003-02-24 | 画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000098272A true JP2000098272A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17471667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10269384A Pending JP2000098272A (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | 画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000098272A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6558007B2 (en) | 2001-01-30 | 2003-05-06 | Minolta Co., Ltd. | Illumination optical system and image projection apparatus |
| EP1453324A2 (en) * | 2003-02-27 | 2004-09-01 | LG Electronics, Inc. | Projection-type display optical system |
| US6798583B1 (en) | 2003-04-11 | 2004-09-28 | Olympus Corporation | Projection optical apparatus |
| US6799852B2 (en) | 2002-10-07 | 2004-10-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image display projector |
| JP2005128370A (ja) * | 2003-10-27 | 2005-05-19 | Pentax Corp | 投影光学ユニット |
| WO2005108854A1 (ja) | 2004-04-15 | 2005-11-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 光源装置、照明光学装置及び表示装置 |
| US6966658B2 (en) | 2001-10-01 | 2005-11-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Projection type display apparatus rear projection and multi-vision system |
| JP2006098936A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投写型表示装置 |
| US7033031B2 (en) | 2003-03-19 | 2006-04-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical system and projection type image display apparatus equipped with optical system |
| US7055959B2 (en) | 2001-10-01 | 2006-06-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Projection display device and back projection display device using the display device |
| US7204613B2 (en) | 2002-03-07 | 2007-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Projection display device |
| US7390098B2 (en) | 2003-09-30 | 2008-06-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Projection lens, and projection display apparatus and rear projection display apparatus using the projection lens |
| EP2560393A1 (en) | 2011-08-16 | 2013-02-20 | Ricoh Company, Ltd. | Image displaying apparatus |
| JP2013064876A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Ricoh Co Ltd | 画像表示装置 |
| US9864260B2 (en) | 2015-08-26 | 2018-01-09 | Ricoh Company, Ltd. | Image display apparatus and image display unit |
| US10136113B2 (en) | 2016-01-19 | 2018-11-20 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Projection image display apparatus for reducing unnecessary light in the projected image |
-
1998
- 1998-09-24 JP JP10269384A patent/JP2000098272A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2005108854A1 (ja) | 2004-04-15 | 2005-11-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 光源装置、照明光学装置及び表示装置 |
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| US8901472B2 (en) | 2011-08-16 | 2014-12-02 | Ricoh Company, Ltd. | Image displaying apparatus including a projection optical system and a reflective image display element with plural micro-mirrors |
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