JP2002122805A - 投写型表示装置 - Google Patents
投写型表示装置Info
- Publication number
- JP2002122805A JP2002122805A JP2000318728A JP2000318728A JP2002122805A JP 2002122805 A JP2002122805 A JP 2002122805A JP 2000318728 A JP2000318728 A JP 2000318728A JP 2000318728 A JP2000318728 A JP 2000318728A JP 2002122805 A JP2002122805 A JP 2002122805A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- projection
- light
- lens
- projection optical
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 照明光束及び投写光束を有効利用できる投写
型表示装置を提供する。 【解決手段】 照明光学系１と、ＤＭＤ素子２と、レン
ズ素子３と、投写光学系４とを有し、照明光軸１ａと投
写光軸４ａとのなす角度をαとし、レンズ素子３の中心
から投写光学系４の光入射側の開口部４ｂの中心までの
距離をＬｐとし、投写光学系４の光入射側の開口部４ｂ
の中心から照明光軸１ａまでの距離をＴとし、ＤＭＤ素
子２の対角寸法をＨとし、投写光学系４の光入射側の開
口部４ｂの直径をφＬａとし、投写光学系４の鏡筒１６
の最大外径から投写光学系４の光入射側の開口部４ｂの
直径を引いた値の１／２をＴ１とし、投写光学系４の焦
点距離をｆｐとしたときに、Ｔ≧（Ｈ／２）・ｃｏｓα
＋（φＬａ／２＋Ｔ１）・ｃｏｓαとＬｐ／ｆｐ≦７と
を満足する。
型表示装置を提供する。 【解決手段】 照明光学系１と、ＤＭＤ素子２と、レン
ズ素子３と、投写光学系４とを有し、照明光軸１ａと投
写光軸４ａとのなす角度をαとし、レンズ素子３の中心
から投写光学系４の光入射側の開口部４ｂの中心までの
距離をＬｐとし、投写光学系４の光入射側の開口部４ｂ
の中心から照明光軸１ａまでの距離をＴとし、ＤＭＤ素
子２の対角寸法をＨとし、投写光学系４の光入射側の開
口部４ｂの直径をφＬａとし、投写光学系４の鏡筒１６
の最大外径から投写光学系４の光入射側の開口部４ｂの
直径を引いた値の１／２をＴ１とし、投写光学系４の焦
点距離をｆｐとしたときに、Ｔ≧（Ｈ／２）・ｃｏｓα
＋（φＬａ／２＋Ｔ１）・ｃｏｓαとＬｐ／ｆｐ≦７と
を満足する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル・マイク
ロミラー・デバイス（ＤＭＤ：Digital Micromirror De
vice）や反射型液晶パネル等のような反射型ライトバル
ブを用いた投写型表示装置に関するものである。
ロミラー・デバイス（ＤＭＤ：Digital Micromirror De
vice）や反射型液晶パネル等のような反射型ライトバル
ブを用いた投写型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、特開平１０−３０１０５７号公
報に開示された従来の投写型表示装置の要部を概略的に
示す図である。図５に示されるように、従来の投写型表
示装置においては、光源３１から出射され楕円面鏡３２
により反射した光は、プリズムレンズ３３により明るさ
の分布を均一化され、コリメータレンズ３４を通して反
射型液晶パネル３５に入射する。液晶パネル３５で反射
した光は、再びコリメータレンズ３４を通過し、投写光
学系３６に入射し、スクリーン（図示せず）に拡大投写
される。
報に開示された従来の投写型表示装置の要部を概略的に
示す図である。図５に示されるように、従来の投写型表
示装置においては、光源３１から出射され楕円面鏡３２
により反射した光は、プリズムレンズ３３により明るさ
の分布を均一化され、コリメータレンズ３４を通して反
射型液晶パネル３５に入射する。液晶パネル３５で反射
した光は、再びコリメータレンズ３４を通過し、投写光
学系３６に入射し、スクリーン（図示せず）に拡大投写
される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の投写型表示装置においては、投写光学系３６の
鏡筒３７の一部３８を切り欠くことにより、楕円面鏡３
２と鏡筒３７との物理的な干渉を回避しているので、照
明光束のケラレが生じ、楕円面鏡３２で反射された照明
光束が一部無駄になっているという問題があった。
た従来の投写型表示装置においては、投写光学系３６の
鏡筒３７の一部３８を切り欠くことにより、楕円面鏡３
２と鏡筒３７との物理的な干渉を回避しているので、照
明光束のケラレが生じ、楕円面鏡３２で反射された照明
光束が一部無駄になっているという問題があった。
【０００４】また、ＴＩＲ（全反射）プリズムを用いる
ことによって、鏡筒の一部を切り欠くことなく、楕円面
鏡と鏡筒との物理的な干渉を回避する方法が広く採用さ
れているが、ＴＩＲプリズムが装置の価格を大きく上昇
させるという問題があった。
ことによって、鏡筒の一部を切り欠くことなく、楕円面
鏡と鏡筒との物理的な干渉を回避する方法が広く採用さ
れているが、ＴＩＲプリズムが装置の価格を大きく上昇
させるという問題があった。
【０００５】そこで、本発明は、上記したような従来技
術の課題を解決するためになされたものであり、その目
的とするところは、装置の価格を上げることなく、照明
光束及び投写光束を有効に利用できる投写型表示装置を
提供することにある。
術の課題を解決するためになされたものであり、その目
的とするところは、装置の価格を上げることなく、照明
光束及び投写光束を有効に利用できる投写型表示装置を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る投写型表
示装置は、複数の画素を有する反射型ライトバルブと、
上記反射型ライトバルブに光を照射する照明光学系と、
鏡筒と該鏡筒内に配置されたレンズ群とを有し、上記反
射型ライトバルブで反射された光を拡大投写する投写光
学系とを有する装置であって、上記反射型ライトバルブ
の前面近傍に、入射された光を収束させるレンズ素子を
配置し、上記照明光学系が、光源と該光源からの光を収
束させるレンズとを有し、上記照明光学系の照明光軸と
上記投写光学系の投写光軸とのなす角度をαとし、上記
レンズ素子の中心から上記投写光学系の光入射側の開口
部の中心までの距離をＬｐとし、上記投写光学系の光入
射側の開口部の中心から上記照明光軸までの距離をＴと
し、上記反射型ライトバルブの対角寸法をＨとし、上記
投写光学系の光入射側の開口部の直径をφＬａとし、上
記投写光学系の鏡筒の最大外径から上記投写光学系の光
入射側の開口部の直径を引いた値の１／２をＴ１とし、
上記投写光学系の焦点距離をｆｐとしたときに、以下の
条件式（１）及び（２） Ｔ≧（Ｈ／２）・ｃｏｓα＋（φＬａ／２＋Ｔ１）・ｃｏｓα …（１） Ｌｐ／ｆｐ≦７ …（２） を満足することを特徴としている。
示装置は、複数の画素を有する反射型ライトバルブと、
上記反射型ライトバルブに光を照射する照明光学系と、
鏡筒と該鏡筒内に配置されたレンズ群とを有し、上記反
射型ライトバルブで反射された光を拡大投写する投写光
学系とを有する装置であって、上記反射型ライトバルブ
の前面近傍に、入射された光を収束させるレンズ素子を
配置し、上記照明光学系が、光源と該光源からの光を収
束させるレンズとを有し、上記照明光学系の照明光軸と
上記投写光学系の投写光軸とのなす角度をαとし、上記
レンズ素子の中心から上記投写光学系の光入射側の開口
部の中心までの距離をＬｐとし、上記投写光学系の光入
射側の開口部の中心から上記照明光軸までの距離をＴと
し、上記反射型ライトバルブの対角寸法をＨとし、上記
投写光学系の光入射側の開口部の直径をφＬａとし、上
記投写光学系の鏡筒の最大外径から上記投写光学系の光
入射側の開口部の直径を引いた値の１／２をＴ１とし、
上記投写光学系の焦点距離をｆｐとしたときに、以下の
条件式（１）及び（２） Ｔ≧（Ｈ／２）・ｃｏｓα＋（φＬａ／２＋Ｔ１）・ｃｏｓα …（１） Ｌｐ／ｆｐ≦７ …（２） を満足することを特徴としている。
【０００７】また、請求項２に係る投写型表示装置は、
上記照明光学系の光出射側の端面からレンズ素子の中心
までの距離をＬｒとし、上記レンズ素子の焦点距離をｆ
１としたときに、ｆ１とＬｒとＬｐとを略等しい値にし
たことを特徴としている。
上記照明光学系の光出射側の端面からレンズ素子の中心
までの距離をＬｒとし、上記レンズ素子の焦点距離をｆ
１としたときに、ｆ１とＬｒとＬｐとを略等しい値にし
たことを特徴としている。
【０００８】また、請求項３に係る投写型表示装置は、
上記反射型ライトバルブの各画素が、鏡面の向きを切り
替えることができるマイクロミラーからなることを特徴
としている。
上記反射型ライトバルブの各画素が、鏡面の向きを切り
替えることができるマイクロミラーからなることを特徴
としている。
【０００９】また、請求項４に係る投写型表示装置は、
上記角度αが、２０°又は２４°のいずれかであること
を特徴している。
上記角度αが、２０°又は２４°のいずれかであること
を特徴している。
【００１０】また、請求項５に係る投写型表示装置は、
上記照明光学系が、光源と、上記光源から出射された光
を通過させる回転カラーフィルタと、上記回転カラーフ
ィルタを通過した光をミキシングする柱状光学素子と、
上記柱状光学素子の出射端面と上記反射型ライトバルブ
とを光学的な共役関係にする伝達光学系とを有すること
を特徴としている。
上記照明光学系が、光源と、上記光源から出射された光
を通過させる回転カラーフィルタと、上記回転カラーフ
ィルタを通過した光をミキシングする柱状光学素子と、
上記柱状光学素子の出射端面と上記反射型ライトバルブ
とを光学的な共役関係にする伝達光学系とを有すること
を特徴としている。
【００１１】また、請求項６に係る投写型表示装置は、
上記レンズ素子が、上記反射型ライトバルブに平面を向
けた平凸レンズであることを特徴としている。
上記レンズ素子が、上記反射型ライトバルブに平面を向
けた平凸レンズであることを特徴としている。
【００１２】また、請求項７に係る投写型表示装置は、
上記レンズ素子が、上記反射型ライトバルブに平面を向
けた非球面レンズであることを特徴としている。
上記レンズ素子が、上記反射型ライトバルブに平面を向
けた非球面レンズであることを特徴としている。
【００１３】また、請求項８に係る投写型表示装置は、
上記レンズ素子が、上記反射型ライトバルブに平面を向
けたフレネルレンズであることを特徴としている。
上記レンズ素子が、上記反射型ライトバルブに平面を向
けたフレネルレンズであることを特徴としている。
【００１４】また、請求項９に係る投写型表示装置は、
上記レンズ素子の光軸を、上記投写光学系の投写光軸と
一致させたことを特徴としている。
上記レンズ素子の光軸を、上記投写光学系の投写光軸と
一致させたことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態に係
る投写型表示装置を概略的に示す構成図である。本実施
の形態の投写型表示装置は、照明光学系１と、複数の画
素を有するＤＭＤ素子２（ＤＭＤは、テキサス・インス
ツルメンツ社の商標）と、このＤＭＤ素子２の前面近傍
に配置されたレンズ素子３と、ＤＭＤ素子２で反射され
た光をスクリーン（図示せず）上に拡大投写する投写光
学系４とを有する。
る投写型表示装置を概略的に示す構成図である。本実施
の形態の投写型表示装置は、照明光学系１と、複数の画
素を有するＤＭＤ素子２（ＤＭＤは、テキサス・インス
ツルメンツ社の商標）と、このＤＭＤ素子２の前面近傍
に配置されたレンズ素子３と、ＤＭＤ素子２で反射され
た光をスクリーン（図示せず）上に拡大投写する投写光
学系４とを有する。
【００１６】上記照明光学系１は、光源ランプ５と、光
源ランプ５から出射された光を通過させる回転カラーフ
ィルタ６と、回転カラーフィルタ６を通過した光をミキ
シングする四角柱状の光ミキシング素子７と、光ミキシ
ング素子７の出射端面７ａとＤＭＤ素子２とを光学的な
共役関係にする伝達光学系８とを有する。
源ランプ５から出射された光を通過させる回転カラーフ
ィルタ６と、回転カラーフィルタ６を通過した光をミキ
シングする四角柱状の光ミキシング素子７と、光ミキシ
ング素子７の出射端面７ａとＤＭＤ素子２とを光学的な
共役関係にする伝達光学系８とを有する。
【００１７】上記光源ランプ５は、発光体９とこれを囲
う楕円面鏡１０とから構成される。発光体９は、白色光
又は単色光を出射し、発光体９から出射された光は楕円
面鏡１０によって収斂される。尚、光源ランプ５の構成
は、上記の構成に限定されず、楕円面鏡１０に代えて放
物面鏡を用い、略平行化された光をコンデンサレンズ系
を用いて収斂させてもよい。
う楕円面鏡１０とから構成される。発光体９は、白色光
又は単色光を出射し、発光体９から出射された光は楕円
面鏡１０によって収斂される。尚、光源ランプ５の構成
は、上記の構成に限定されず、楕円面鏡１０に代えて放
物面鏡を用い、略平行化された光をコンデンサレンズ系
を用いて収斂させてもよい。
【００１８】上記回転カラーフィルタ６は、赤、緑、青
のフィルタを有し、例えば、映像信号の同期信号に同期
して回転することによって、フィールドシーケンシャル
で照明光束をカラー化する。回転カラーフィルタ６によ
ってカラー化された光束は、光ミキシング素子７に導か
れ、ＤＭＤ素子２に向けて進む。
のフィルタを有し、例えば、映像信号の同期信号に同期
して回転することによって、フィールドシーケンシャル
で照明光束をカラー化する。回転カラーフィルタ６によ
ってカラー化された光束は、光ミキシング素子７に導か
れ、ＤＭＤ素子２に向けて進む。
【００１９】上記光ミキシング素子７は、光源ランプ５
の集光像が持つ輝度ムラを低減する光強度均一化素子で
ある。光ミキシング素子７の出射端面７ａ近傍において
は、照明光源となる均一光源面を形成する。このため光
ミキシング素子７の出射端面７ａの形状はＤＭＤ素子２
の被照射面と相似形状であることが望ましい。
の集光像が持つ輝度ムラを低減する光強度均一化素子で
ある。光ミキシング素子７の出射端面７ａ近傍において
は、照明光源となる均一光源面を形成する。このため光
ミキシング素子７の出射端面７ａの形状はＤＭＤ素子２
の被照射面と相似形状であることが望ましい。
【００２０】上記伝達光学系８は、例えば、複数枚のレ
ンズ１１，１２，１３から構成される。伝達光学系８
は、光ミキシング素子７の出射端面７ａに形成される均
一光源面の像をＤＭＤ素子２の被照射面の近傍に形成す
る光学的共役関係を成立させている。図２は、光ミキシ
ング素子７、伝達光学系８、及びＤＭＤ素子２の関係を
概念的に示す図である。図２において、ｈは光ミキシン
グ素子７の出射端面７ａの対角寸法、ＨはＤＭＤ素子２
の被照明面の対角寸法を示している。また、図中の実線
１４，１５は、光線の振舞いを模式的に示すものであ
る。また、伝達光学系８の結像倍率をＭとしたとき、光
ミキシング素子７の出射端面７ａの対角寸法ｈとＤＭＤ
素子２の被照明面の対角寸法Ｈは、Ｍ≒Ｈ／ｈの条件を
満たすように伝達光学系８を設計する必要がある。
ンズ１１，１２，１３から構成される。伝達光学系８
は、光ミキシング素子７の出射端面７ａに形成される均
一光源面の像をＤＭＤ素子２の被照射面の近傍に形成す
る光学的共役関係を成立させている。図２は、光ミキシ
ング素子７、伝達光学系８、及びＤＭＤ素子２の関係を
概念的に示す図である。図２において、ｈは光ミキシン
グ素子７の出射端面７ａの対角寸法、ＨはＤＭＤ素子２
の被照明面の対角寸法を示している。また、図中の実線
１４，１５は、光線の振舞いを模式的に示すものであ
る。また、伝達光学系８の結像倍率をＭとしたとき、光
ミキシング素子７の出射端面７ａの対角寸法ｈとＤＭＤ
素子２の被照明面の対角寸法Ｈは、Ｍ≒Ｈ／ｈの条件を
満たすように伝達光学系８を設計する必要がある。
【００２１】上記ＤＭＤ素子２は、画素を構成する可動
式のマイクロミラーを数十万個以上配列した反射型ライ
トバルブである。各マイクロミラーは、画像信号に基づ
いて角度を制御される。各マイクロミラーは、オン状態
とオフ状態とで角度を±１０°変化させる。また、オン
状態とオフ状態とで角度を±１２°変化させるものを用
いてもよい。各マイクロミラーは、オフ状態のときに入
射光を光吸収板（図示せず）に向けて反射し、オン状態
のときに入射光を投写光学系４に向けて反射する。尚、
ＤＭＤ素子２に代えて、反射型液晶パネルを用いること
もできる。
式のマイクロミラーを数十万個以上配列した反射型ライ
トバルブである。各マイクロミラーは、画像信号に基づ
いて角度を制御される。各マイクロミラーは、オン状態
とオフ状態とで角度を±１０°変化させる。また、オン
状態とオフ状態とで角度を±１２°変化させるものを用
いてもよい。各マイクロミラーは、オフ状態のときに入
射光を光吸収板（図示せず）に向けて反射し、オン状態
のときに入射光を投写光学系４に向けて反射する。尚、
ＤＭＤ素子２に代えて、反射型液晶パネルを用いること
もできる。
【００２２】上記レンズ素子３は、ＤＭＤ素子２に平面
を向け、投写光学系４に凸面を向けた平凸レンズであ
る。本実施の形態においては、レンズ素子３の光軸を投
写光学系４の投写光軸４ａと一致させている。レンズ素
子３は、照明光学系１からの照明光束を集光させて（即
ち、光束を幾分中心部に向けて屈折させて）ＤＭＤ素子
２に入射させる。また、ＤＭＤ素子２で反射した光束
は、再び、レンズ素子３によって集光され投写光学系４
に入射する。
を向け、投写光学系４に凸面を向けた平凸レンズであ
る。本実施の形態においては、レンズ素子３の光軸を投
写光学系４の投写光軸４ａと一致させている。レンズ素
子３は、照明光学系１からの照明光束を集光させて（即
ち、光束を幾分中心部に向けて屈折させて）ＤＭＤ素子
２に入射させる。また、ＤＭＤ素子２で反射した光束
は、再び、レンズ素子３によって集光され投写光学系４
に入射する。
【００２３】上記投写光学系４は、鏡筒１６とこの鏡筒
内に配置されたレンズ群（例えば、レンズ１７，１８）
とを有し、ＤＭＤ素子２で反射された光を拡大投写す
る。
内に配置されたレンズ群（例えば、レンズ１７，１８）
とを有し、ＤＭＤ素子２で反射された光を拡大投写す
る。
【００２４】図３は、伝達光学系８の最終レンズ１３を
出射した光束がレンズ素子３を通過し、ＤＭＤ素子２の
被照明面で反射され、再度レンズ素子３を通過して投写
光学系４に導かれる様子を示している。図３において、
照明光学系１の照明光軸１ａと投写光学系４の投写光軸
４ａとのなす角度をαとし、レンズ素子３の中心から投
写光学系４の光入射側の開口部４ｂの中心までの距離を
Ｌｐとし、投写光学系４の光入射側の開口部４ｂの中心
から照明光軸１ａまでの距離をＴとし、ＤＭＤ素子２の
対角寸法をＨとし、投写光学系４の光入射側の開口部４
ｂの直径をφＬａとし、投写光学系４の鏡筒１６の最大
外径から投写光学系４の光入射側の開口部４ｂの直径φ
Ｌａを引いた値の１／２をＴ１とし、投写光学系４の焦
点距離をｆｐとすると、本実施の形態の投写型表示装置
は、以下の条件式（１）及び（２） Ｔ≧（Ｈ／２）・ｃｏｓα＋（φＬａ／２＋Ｔ１）・ｃｏｓα …（１） Ｌｐ／ｆｐ≦７ …（２） を満足するように構成されている。
出射した光束がレンズ素子３を通過し、ＤＭＤ素子２の
被照明面で反射され、再度レンズ素子３を通過して投写
光学系４に導かれる様子を示している。図３において、
照明光学系１の照明光軸１ａと投写光学系４の投写光軸
４ａとのなす角度をαとし、レンズ素子３の中心から投
写光学系４の光入射側の開口部４ｂの中心までの距離を
Ｌｐとし、投写光学系４の光入射側の開口部４ｂの中心
から照明光軸１ａまでの距離をＴとし、ＤＭＤ素子２の
対角寸法をＨとし、投写光学系４の光入射側の開口部４
ｂの直径をφＬａとし、投写光学系４の鏡筒１６の最大
外径から投写光学系４の光入射側の開口部４ｂの直径φ
Ｌａを引いた値の１／２をＴ１とし、投写光学系４の焦
点距離をｆｐとすると、本実施の形態の投写型表示装置
は、以下の条件式（１）及び（２） Ｔ≧（Ｈ／２）・ｃｏｓα＋（φＬａ／２＋Ｔ１）・ｃｏｓα …（１） Ｌｐ／ｆｐ≦７ …（２） を満足するように構成されている。
【００２５】条件式（１）において、右辺第１項（Ｈ／
２）・ｃｏｓαは、ＤＭＤ素子２の被照射面の高さ（照
明光軸１ａに垂直な方向の高さ）であり、右辺第２項
（φＬａ／２＋Ｔ１）・ｃｏｓαは、投写光学系４の開
口部４ｂの径を（φＬａ／２＋Ｔ１）とした場合（即
ち、投写光学系４の鏡筒１６の光入射側にテーパを設け
ない場合）の高さ（照明光軸１ａに垂直な方向の高さ）
である。条件式（１）は、伝達光学系８の最終レンズ１
３と投写光学系４の鏡筒１６との物理的干渉又は伝達光
学系８からＤＭＤ素子２に向かう照明光束と投写光学系
４の鏡筒１６との干渉を避けるための条件となる。
２）・ｃｏｓαは、ＤＭＤ素子２の被照射面の高さ（照
明光軸１ａに垂直な方向の高さ）であり、右辺第２項
（φＬａ／２＋Ｔ１）・ｃｏｓαは、投写光学系４の開
口部４ｂの径を（φＬａ／２＋Ｔ１）とした場合（即
ち、投写光学系４の鏡筒１６の光入射側にテーパを設け
ない場合）の高さ（照明光軸１ａに垂直な方向の高さ）
である。条件式（１）は、伝達光学系８の最終レンズ１
３と投写光学系４の鏡筒１６との物理的干渉又は伝達光
学系８からＤＭＤ素子２に向かう照明光束と投写光学系
４の鏡筒１６との干渉を避けるための条件となる。
【００２６】条件式（２）は、レンズ素子３から投写光
学系４の開口部４ａまでの距離Ｌｐは、投写光学系４の
焦点距離をｆｐの７倍以下とすることを要求している。
条件式（２）を満たさない投写光学系４は、レンズの設
計上困難であり、また、装置の小型化に適さない。
学系４の開口部４ａまでの距離Ｌｐは、投写光学系４の
焦点距離をｆｐの７倍以下とすることを要求している。
条件式（２）を満たさない投写光学系４は、レンズの設
計上困難であり、また、装置の小型化に適さない。
【００２７】照明光軸１ａと投写光軸４ａとのなす角α
は、ＤＭＤ素子２のマイクロミラーの傾きにより決定さ
れるものであり、マイクロミラーの傾きが±１０°の時
はα＝２０°になり、マイクロミラーの傾きが±１２°
の時はα＝２４°になる。
は、ＤＭＤ素子２のマイクロミラーの傾きにより決定さ
れるものであり、マイクロミラーの傾きが±１０°の時
はα＝２０°になり、マイクロミラーの傾きが±１２°
の時はα＝２４°になる。
【００２８】レンズ素子３は、投写光学系４及び照明光
学系１に凸面を向けた平凸レンズであり、伝達光学系８
から出射される照明光束を集光気味に屈折させる作用を
持つ。レンズ素子３の焦点距離ｆ１は、照明光束と投写
光束の両方が通過するため、 Ｌｒ≒ｆ１≒Ｌｐ …（３） の条件を満たすように設計することが望ましい。
学系１に凸面を向けた平凸レンズであり、伝達光学系８
から出射される照明光束を集光気味に屈折させる作用を
持つ。レンズ素子３の焦点距離ｆ１は、照明光束と投写
光束の両方が通過するため、 Ｌｒ≒ｆ１≒Ｌｐ …（３） の条件を満たすように設計することが望ましい。
【００２９】レンズ素子３を通過した照明光束は、集光
気味すなわち周辺光は中心部に向かって屈折した後、Ｄ
ＭＤ素子２に入射する。ＤＭＤ素子２で反射された光は
反射され、再度レンズ素子３を通過した後投写光学系４
に入射される。
気味すなわち周辺光は中心部に向かって屈折した後、Ｄ
ＭＤ素子２に入射する。ＤＭＤ素子２で反射された光は
反射され、再度レンズ素子３を通過した後投写光学系４
に入射される。
【００３０】図４は、投写光学系４とＤＭＤ素子２との
物理的関係を示す図である。図４において、投写光学系
４の開口部４ｂの径をφＬａ、投写光学系４の最も径が
大きいレンズを格納するために必要な余裕分を考慮し
て、投写光学系４の鏡筒１６の高さは、投写光学系４の
開口部４ｂの径φＬａと比較して２＊Ｔ１の長さだけ大
きく設計する必要がある。
物理的関係を示す図である。図４において、投写光学系
４の開口部４ｂの径をφＬａ、投写光学系４の最も径が
大きいレンズを格納するために必要な余裕分を考慮し
て、投写光学系４の鏡筒１６の高さは、投写光学系４の
開口部４ｂの径φＬａと比較して２＊Ｔ１の長さだけ大
きく設計する必要がある。
【００３１】本実施の形態の投写型表示装置によれば、
レンズ素子３を用いることにより、照明光束が集光気味
に屈折され、ＤＭＤ素子２で反射される光束も集光気味
となるため、投写光学系４の開口部４ｂの大きさも小さ
く設計することができる。その結果、伝達光学系８と投
写光学系４の鏡筒１６との物理的干渉又は照明光束と投
写光学系４の鏡筒１６との干渉がなくなり、光線のケラ
レも発生しない。
レンズ素子３を用いることにより、照明光束が集光気味
に屈折され、ＤＭＤ素子２で反射される光束も集光気味
となるため、投写光学系４の開口部４ｂの大きさも小さ
く設計することができる。その結果、伝達光学系８と投
写光学系４の鏡筒１６との物理的干渉又は照明光束と投
写光学系４の鏡筒１６との干渉がなくなり、光線のケラ
レも発生しない。
【００３２】下記の表１は、本実施の形態における数値
実施例を示す。本数値実施例において、ＦＮＯは伝達光
学系８の出射側及び投写光学系４のＦナンバー、Ｒはレ
ンズ素子３の曲率半径、Ｄはレンズ素子３の厚み、ｎｄ
はレンズ素子３のｄ線に対する屈折率、ｖｄはレンズ素
子３のアッベ数を示している。
実施例を示す。本数値実施例において、ＦＮＯは伝達光
学系８の出射側及び投写光学系４のＦナンバー、Ｒはレ
ンズ素子３の曲率半径、Ｄはレンズ素子３の厚み、ｎｄ
はレンズ素子３のｄ線に対する屈折率、ｖｄはレンズ素
子３のアッベ数を示している。
【００３３】
【表１】
【００３４】上記数値実施例におけるレンズ素子３にお
いては、本実施の形態に示す条件式（１）、（２）、
（３）のいずれも条件を満たしている。
いては、本実施の形態に示す条件式（１）、（２）、
（３）のいずれも条件を満たしている。
【００３５】尚、上記実施の形態１においては、レンズ
素子３を伝達光学系８に凸面を向けた平凸レンズとした
が、レンズ素子３を高次多項式 Ｚ（ｒ）＝ｃｒ2／〔１＋（１−（１＋Ｋ）ｃ2ｒ2）〕
1/2＋Ａｒ4＋Ｂｒ6＋Ｃｒ8＋Ｄｒ10 で表現される、非球面レンズで構成してもよい。ここ
で、Ｚはレンズ面の頂点を基準としたときのレンズ表面
の光軸方向の距離、ｒは光軸に垂直な方向への距離、Ｋ
はコーニック係数、Ａは４次の非球面係数、Ｂは６次の
非球面係数、Ｃは８次の非球面係数、Ｄは１０次の非球
面係数である。また、レンズ素子３をフレネルレンズで
構成してもより。これらの場合には、設計上のパラメー
タの選択幅が広がり、よりコンパクトで収差よく装置を
設計することができる。
素子３を伝達光学系８に凸面を向けた平凸レンズとした
が、レンズ素子３を高次多項式 Ｚ（ｒ）＝ｃｒ2／〔１＋（１−（１＋Ｋ）ｃ2ｒ2）〕
1/2＋Ａｒ4＋Ｂｒ6＋Ｃｒ8＋Ｄｒ10 で表現される、非球面レンズで構成してもよい。ここ
で、Ｚはレンズ面の頂点を基準としたときのレンズ表面
の光軸方向の距離、ｒは光軸に垂直な方向への距離、Ｋ
はコーニック係数、Ａは４次の非球面係数、Ｂは６次の
非球面係数、Ｃは８次の非球面係数、Ｄは１０次の非球
面係数である。また、レンズ素子３をフレネルレンズで
構成してもより。これらの場合には、設計上のパラメー
タの選択幅が広がり、よりコンパクトで収差よく装置を
設計することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の投写型表
示装置によれば、高価なＴＩＲプリズムを用いることな
く、照明光学系から出射された光を無駄なく投写光学系
に導くことができるという効果が得られる。
示装置によれば、高価なＴＩＲプリズムを用いることな
く、照明光学系から出射された光を無駄なく投写光学系
に導くことができるという効果が得られる。
【図１】 本発明の実施の形態に係る投写型表示装置を
概略的に示す構成図である。
概略的に示す構成図である。
【図２】 本実施の形態の光ミキシング素子、伝達光学
系、及びＤＭＤ素子の関係を概念的に示す図である。
系、及びＤＭＤ素子の関係を概念的に示す図である。
【図３】 本実施の形態において、伝達光学系の最終レ
ンズを出射した光束がレンズ素子を通過し、ＤＭＤ素子
で反射され、再度レンズ素子を通過して投写光学系に導
かれる様子を示す図である。
ンズを出射した光束がレンズ素子を通過し、ＤＭＤ素子
で反射され、再度レンズ素子を通過して投写光学系に導
かれる様子を示す図である。
【図４】 本実施の形態における投写光学系とＤＭＤ素
子との物理的関係を示した図である。
子との物理的関係を示した図である。
【図５】 従来の投写型表示装置の要部を概略的に示す
図である。
図である。
１ 照明光学系、 １ａ 照明光軸、 ２ ＤＭＤ素
子、 ３ レンズ素子、４ 投写光学系、 ４ａ 投写
光軸、 ４ｂ 開口部、 ５ 光源ランプ、６ 回転カ
ラーフィルタ、 ７ 光ミキシング素子、 ７ａ 出射
端面、 ８伝達光学系、 ９ 発光体、 １０ 楕円面
鏡、 １１，１２，１３ レンズ、１６ 鏡筒、 １
７，１８ レンズ。
子、 ３ レンズ素子、４ 投写光学系、 ４ａ 投写
光軸、 ４ｂ 開口部、 ５ 光源ランプ、６ 回転カ
ラーフィルタ、 ７ 光ミキシング素子、 ７ａ 出射
端面、 ８伝達光学系、 ９ 発光体、 １０ 楕円面
鏡、 １１，１２，１３ レンズ、１６ 鏡筒、 １
７，１８ レンズ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/14 Ａ 21/14 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｇ０２Ｂ 27/00 Ｖ Ｆターム(参考） 2H042 DB08 DD04 DE00 2H052 BA02 BA09 BA14 5C058 AA18 BA05 BA35 EA12 EA27 EA51
Claims (9)
- 【請求項１】 複数の画素を有する反射型ライトバルブ
と、 上記反射型ライトバルブに光を照射する照明光学系と、 鏡筒と該鏡筒内に配置されたレンズ群とを有し、上記反
射型ライトバルブで反射された光を拡大投写する投写光
学系とを有する投写型表示装置において、 上記反射型ライトバルブの前面近傍に、入射した光を収
束させるレンズ素子を配置し、 上記照明光学系が、光源と該光源からの光を収束させる
レンズとを有し、 上記照明光学系の照明光軸と上記投写光学系の投写光軸
とのなす角度をαとし、上記レンズ素子の中心から上記
投写光学系の光入射側の開口部の中心までの距離をＬｐ
とし、上記投写光学系の光入射側の開口部の中心から上
記照明光軸までの距離をＴとし、上記反射型ライトバル
ブの対角寸法をＨとし、上記投写光学系の光入射側の開
口部の直径をφＬａとし、上記投写光学系の鏡筒の最大
外径から上記投写光学系の光入射側の開口部の直径を引
いた値の１／２をＴ１とし、上記投写光学系の焦点距離
をｆｐとしたときに、以下の条件式（１）及び（２） Ｔ≧（Ｈ／２）・ｃｏｓα＋（φＬａ／２＋Ｔ１）・ｃｏｓα …（１） Ｌｐ／ｆｐ≦７ …（２） を満足することを特徴とする投写型表示装置。 - 【請求項２】 上記照明光学系の光出射側の端面からレ
ンズ素子の中心までの距離をＬｒとし、上記レンズ素子
の焦点距離をｆ１としたときに、 ｆ１とＬｒとＬｐとを略等しい値にしたことを特徴とす
る請求項２記載の投写型表示装置。 - 【請求項３】 上記反射型ライトバルブの各画素が、鏡
面の向きを切り替えることができるマイクロミラーから
なることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載
の投写型表示装置。 - 【請求項４】 上記角度αが、２０°又は２４°のいず
れかであることを特徴する請求項３記載の投写型表示装
置。 - 【請求項５】 上記照明光学系が、 光源と、 上記光源から出射された光を通過させる回転カラーフィ
ルタと、 上記回転カラーフィルタを通過した光をミキシングする
柱状光学素子と、 上記柱状光学素子の出射端面と上記反射型ライトバルブ
とを光学的な共役関係にする伝達光学系とを有すること
を特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の投
写型表示装置。 - 【請求項６】 上記レンズ素子が、上記反射型ライトバ
ルブに平面を向けた平凸レンズであることを特徴とする
請求項１から５までのいずれかに記載の投写型表示装
置。 - 【請求項７】 上記レンズ素子が、上記反射型ライトバ
ルブに平面を向けた非球面レンズであることを特徴とす
る請求項１から５までのいずれかに記載の投写型表示装
置。 - 【請求項８】 上記レンズ素子が、上記反射型ライトバ
ルブに平面を向けたフレネルレンズであることを特徴と
する請求項１から５までのいずれかに記載の投写型表示
装置。 - 【請求項９】 上記レンズ素子の光軸を、上記投写光学
系の投写光軸と一致させたことを特徴とする請求項１か
ら８までのいずれかに記載の投写型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000318728A JP2002122805A (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | 投写型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000318728A JP2002122805A (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | 投写型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002122805A true JP2002122805A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=18797309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000318728A Pending JP2002122805A (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | 投写型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002122805A (ja) |
Cited By (4)
| 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 |
| WO2003032049A1 (fr) * | 2001-10-01 | 2003-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Unite d'affichage de type projection, projecteur arriere et systeme multivision |
| US7311404B2 (en) | 2004-03-18 | 2007-12-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical projection apparatus and projection-type image displaying apparatus |
| US7760437B2 (en) | 2004-07-06 | 2010-07-20 | Young Opics Inc. | Projector apparatus having a shielding plate to prevent formation of ghost image in the projected image |
-
2000
- 2000-10-19 JP JP2000318728A patent/JP2002122805A/ja active Pending
Cited By (5)
| 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 |
| WO2003032049A1 (fr) * | 2001-10-01 | 2003-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Unite d'affichage de type projection, projecteur arriere et systeme multivision |
| US6966658B2 (en) | 2001-10-01 | 2005-11-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Projection type display apparatus rear projection and multi-vision system |
| US7311404B2 (en) | 2004-03-18 | 2007-12-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical projection apparatus and projection-type image displaying apparatus |
| US7760437B2 (en) | 2004-07-06 | 2010-07-20 | Young Opics Inc. | Projector apparatus having a shielding plate to prevent formation of ghost image in the projected image |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6575580B2 (en) | Lighting system and projection type display unit using thereof | |
| KR100813983B1 (ko) | 조명 광학계, 조명 유니트 및 이를 채용한 화상 투영 장치 | |
| US8390935B2 (en) | Projection zoom lens and projection display device | |
| JP2003091045A (ja) | 照明光学系及び投写型表示装置 | |
| KR101328960B1 (ko) | 프로젝터 | |
| US7184220B2 (en) | Projection zoom lens and projector | |
| JP3442744B2 (ja) | 広角投写レンズおよび投写型表示装置 | |
| JP3972680B2 (ja) | 照明光学ユニット，液晶プロジェクタ | |
| JP2000137204A (ja) | 照明装置およびそれを用いた投射型表示装置 | |
| JP7133398B2 (ja) | 投射光学系および画像投射装置 | |
| JPH10161237A (ja) | 照明装置及びプロジェクター | |
| US7807958B2 (en) | Switch for an illumination device, and projection system including the same | |
| JP3880227B2 (ja) | 照明装置及び投影装置 | |
| WO2023124807A1 (zh) | 投影设备 | |
| WO2023124812A1 (zh) | 投影设备 | |
| JP2010134343A (ja) | 投影光学系、およびこれを用いる投影装置 | |
| JPH10133143A (ja) | 液晶プロジェクタ | |
| JP2002122805A (ja) | 投写型表示装置 | |
| JP2006267530A (ja) | 照明装置及び投写型表示装置 | |
| JP3669933B2 (ja) | 照明装置および投写型表示装置 | |
| JP2002296539A (ja) | 投写型表示装置 | |
| CN109975949A (zh) | 一种投影镜头及投影系统 | |
| JP2010128318A (ja) | 投影光学系及び画像投影装置 | |
| CN109975951B (zh) | 一种投影镜头及投影系统 | |
| JP4164283B2 (ja) | 投写レンズシステムおよびプロジェクタ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041208 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070302 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070424 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070904 |