JP2002174853A - 背面投射型デイスプレイ装置 - Google Patents
背面投射型デイスプレイ装置Info
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- JP2002174853A JP2002174853A JP2000376568A JP2000376568A JP2002174853A JP 2002174853 A JP2002174853 A JP 2002174853A JP 2000376568 A JP2000376568 A JP 2000376568A JP 2000376568 A JP2000376568 A JP 2000376568A JP 2002174853 A JP2002174853 A JP 2002174853A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 上述したようにスクリーンまでの投射距離を
短くして、背面投射型ディスプレイ装置の奥行を薄くす
る方法として、前記したワイドコンバータを付加する方
法があるが、この方法では表示光学ユニットからスクリ
ーンへの光路上にワイドコンバータを追加する空間スペ
ースが必要となり、高さ方向と奥行方向の両方向の長さ
を短くすることができない。 【構成手段】 一対の集光作用を有する凹面鏡と拡散作
用を有する凸面鏡を、表示光学ユニットから背面反射ミ
ラーへの光路上に、表示光学ユニット側から凹面鏡、凸
面鏡の順で配置する。
短くして、背面投射型ディスプレイ装置の奥行を薄くす
る方法として、前記したワイドコンバータを付加する方
法があるが、この方法では表示光学ユニットからスクリ
ーンへの光路上にワイドコンバータを追加する空間スペ
ースが必要となり、高さ方向と奥行方向の両方向の長さ
を短くすることができない。 【構成手段】 一対の集光作用を有する凹面鏡と拡散作
用を有する凸面鏡を、表示光学ユニットから背面反射ミ
ラーへの光路上に、表示光学ユニット側から凹面鏡、凸
面鏡の順で配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの照明光
を表示パネルで変調し、表示パネルにより変調された光
束を投射レンズで投射する表示光学ユニットを備え、表
示光学ユニットからの投射光を背面反射ミラーで折り返
してスクリーン上に拡大投射する背面投射型デイスプレ
イ装置に関するものである。
を表示パネルで変調し、表示パネルにより変調された光
束を投射レンズで投射する表示光学ユニットを備え、表
示光学ユニットからの投射光を背面反射ミラーで折り返
してスクリーン上に拡大投射する背面投射型デイスプレ
イ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＤＶＤ（ディジタル ビデオ ディ
スク）の普及やＢＳディジタル放送の開始に伴い、大画
面でスリムなディスプレイ装置が市場で要求されてい
る。
スク）の普及やＢＳディジタル放送の開始に伴い、大画
面でスリムなディスプレイ装置が市場で要求されてい
る。
【０００３】ＰＤＰ（プラズマ ディスプレイ パネル）
を利用したディスプレイ装置は、約１０ｃｍ程度の奥行
でスリムではあるが、非常に高価である。小型の液晶表
示パネルやＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）素
子を利用した背面投射型ディスプレイ装置が手が届く価
格帯で市販されているが、５０インチ(１６：９画面)サ
イズの場合、奥行は薄いものでＰＤＰより３倍以上の約
３５ｃｍ前後となっている。
を利用したディスプレイ装置は、約１０ｃｍ程度の奥行
でスリムではあるが、非常に高価である。小型の液晶表
示パネルやＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）素
子を利用した背面投射型ディスプレイ装置が手が届く価
格帯で市販されているが、５０インチ(１６：９画面)サ
イズの場合、奥行は薄いものでＰＤＰより３倍以上の約
３５ｃｍ前後となっている。
【０００４】図６は、従来の背面投射型ディスプレイ装
置を示す概略構成図である。図６において、１は筐体、
２はスクリーン、４０は表示光学ユニットである。４１
は表示パネル、４２は投射手段である投射レンズでとも
に表示光学ユニット４０を構成する。３は表示光学ユニ
ット４０からの投射光を折り返してスクリーン２上の背
面に投射する背面反射ミラーである。
置を示す概略構成図である。図６において、１は筐体、
２はスクリーン、４０は表示光学ユニットである。４１
は表示パネル、４２は投射手段である投射レンズでとも
に表示光学ユニット４０を構成する。３は表示光学ユニ
ット４０からの投射光を折り返してスクリーン２上の背
面に投射する背面反射ミラーである。
【０００５】光源からの照明光（図示せず）を液晶やＤ
ＭＤ素子等の表示パネル４１で変調し、表示パネル４１
により変調された光束を投射レンズ４２で投射し、この
投射光を背面反射ミラー３で折り返して、スクリ−ン上
に背面から拡大投射する。このように、表示パネル４１
上に形成される映像光（図示せず）をスクリーン２上に
拡大しながら、投射レンズ４２からの投射光を背面反射
ミラー３で折り返すことにより背面投射型デイスプレイ
装置の奥行を薄くしている。
ＭＤ素子等の表示パネル４１で変調し、表示パネル４１
により変調された光束を投射レンズ４２で投射し、この
投射光を背面反射ミラー３で折り返して、スクリ−ン上
に背面から拡大投射する。このように、表示パネル４１
上に形成される映像光（図示せず）をスクリーン２上に
拡大しながら、投射レンズ４２からの投射光を背面反射
ミラー３で折り返すことにより背面投射型デイスプレイ
装置の奥行を薄くしている。
【０００６】投射レンズ４２からの投射光を背面反射ミ
ラー３で折り返すことにより背面投射型デイスプレイ装
置の奥行を薄くしているのであるから、表示光学ユニッ
ト４０からスクリーンまでの投射距離を一定として、例
えば、スクリーン２側の下側に第１の反射ミラーと背面
反射ミラー３の下側に第２の反射ミラーを対向して配置
（図示せず）し、表示光学ユニット４０からの投射光を
第１の反射ミラーで折り返し、さらにこの反射光を第２
の反射ミラーで背面反射ミラー３の方向に折り返し、背
面反射ミラー３で反射してスクリーン２に投射すれば、
投射距離一定であれば、奥行を更に薄くできることは明
らかである。
ラー３で折り返すことにより背面投射型デイスプレイ装
置の奥行を薄くしているのであるから、表示光学ユニッ
ト４０からスクリーンまでの投射距離を一定として、例
えば、スクリーン２側の下側に第１の反射ミラーと背面
反射ミラー３の下側に第２の反射ミラーを対向して配置
（図示せず）し、表示光学ユニット４０からの投射光を
第１の反射ミラーで折り返し、さらにこの反射光を第２
の反射ミラーで背面反射ミラー３の方向に折り返し、背
面反射ミラー３で反射してスクリーン２に投射すれば、
投射距離一定であれば、奥行を更に薄くできることは明
らかである。
【０００７】図７は、図６の背面投射型デイスプレイ装
置と等価な投射光路配置を示す図で、図６で表示光学ユ
ニット４０からスクリーン２への等価な投射光路を抜き
出したものである。
置と等価な投射光路配置を示す図で、図６で表示光学ユ
ニット４０からスクリーン２への等価な投射光路を抜き
出したものである。
【０００８】図７において、αは表示光学ユニット４０
の投射レンズ４２からスクリーン２への投射光の拡がり
角度の１／２である半画角、Ｄは投射レンズ４２からス
クリーン２までの投射距離である。Ｏは投射レンズ４２
の光心である。ｈは表示パネルの光軸方向に垂直な長
さ、Ｈはスクリーン２の光軸方向に垂直な長さである。
図６と共通の部分には同一符号を付して、説明を省略す
る。
の投射レンズ４２からスクリーン２への投射光の拡がり
角度の１／２である半画角、Ｄは投射レンズ４２からス
クリーン２までの投射距離である。Ｏは投射レンズ４２
の光心である。ｈは表示パネルの光軸方向に垂直な長
さ、Ｈはスクリーン２の光軸方向に垂直な長さである。
図６と共通の部分には同一符号を付して、説明を省略す
る。
【０００９】図７において、表示パネル４１の光軸上の
１点から投射レンズ４２に入射した光線Ｌａ、Ｌｂは投
射レンズ４２で屈折され、スクリーン２上の光軸上の１
点に結像する。表示パネル４１の両端からの光線Ｌｃ、
Ｌｄは投射レンズ４２の光心を通過してスクリーン２上
に結像する。倍率はＨ／ｈで定義されている。
１点から投射レンズ４２に入射した光線Ｌａ、Ｌｂは投
射レンズ４２で屈折され、スクリーン２上の光軸上の１
点に結像する。表示パネル４１の両端からの光線Ｌｃ、
Ｌｄは投射レンズ４２の光心を通過してスクリーン２上
に結像する。倍率はＨ／ｈで定義されている。
【００１０】スクリーン２が、５０インチ（対角距離：
１２７０ｍｍ）のディスプレイに使用される場合、投射
距離Ｄ＝６７４ｍｍとすると投射レンズ４２からスクリ
ーン２への投射光のスクリーン対角方向の半画角は略４
３°となる。尚、この場合の背面投射型ディスプレイ装
置の奥行は、表示光学ユニットとスクリーンとの間に配
置された背面反射ミラーで表示光学ユニットからの投射
光を折り返して略４５０ｍｍとしている。
１２７０ｍｍ）のディスプレイに使用される場合、投射
距離Ｄ＝６７４ｍｍとすると投射レンズ４２からスクリ
ーン２への投射光のスクリーン対角方向の半画角は略４
３°となる。尚、この場合の背面投射型ディスプレイ装
置の奥行は、表示光学ユニットとスクリーンとの間に配
置された背面反射ミラーで表示光学ユニットからの投射
光を折り返して略４５０ｍｍとしている。
【００１１】奥行を薄くするには、投射距離を短くすれ
ばよいことは、図６、図７から明らかである。投射距離
を短くすることは、投射レンズの焦点距離を小さくし、
図７の半画角αを大きくすることである。
ばよいことは、図６、図７から明らかである。投射距離
を短くすることは、投射レンズの焦点距離を小さくし、
図７の半画角αを大きくすることである。
【００１２】図８は、図７で投射レンズ４２の焦点距離
を小さくした場合の投射光路配置図である。図７の場合
をダッシュ（'）を付した番号と点線で示す。図８では
図７と倍率を同一とするため、表示パネル４１の位置を
投射レンズ側に近づけている。
を小さくした場合の投射光路配置図である。図７の場合
をダッシュ（'）を付した番号と点線で示す。図８では
図７と倍率を同一とするため、表示パネル４１の位置を
投射レンズ側に近づけている。
【００１３】図８において、表示パネル４１の光軸上の
１点から投射レンズ４２に入射した光線Ｌａ、Ｌｂは、
図７のスクリーン２'上の位置から投射レンズ４２側よ
りのスクリーン２上の光軸上の１点に収束する。表示パ
ネル４１の両端からの光線Ｌｃ、Ｌｄは投射レンズ４２
の光心を通過してスクリーン２上に結像する。即ち、焦
点距離が長い場合（図７に対応）は表示パネル４１'の
像がスクリーン２'上に結像するが、焦点距離が小さい
場合には表示パネル４１の像がスクリーン２上に結像す
る。
１点から投射レンズ４２に入射した光線Ｌａ、Ｌｂは、
図７のスクリーン２'上の位置から投射レンズ４２側よ
りのスクリーン２上の光軸上の１点に収束する。表示パ
ネル４１の両端からの光線Ｌｃ、Ｌｄは投射レンズ４２
の光心を通過してスクリーン２上に結像する。即ち、焦
点距離が長い場合（図７に対応）は表示パネル４１'の
像がスクリーン２'上に結像するが、焦点距離が小さい
場合には表示パネル４１の像がスクリーン２上に結像す
る。
【００１４】図８から明らかなように図７の場合に比
べ、焦点距離を小さくすることにより投射距離Ｄは短く
なり、半画角αは大きくなっていることが理解できる。
べ、焦点距離を小さくすることにより投射距離Ｄは短く
なり、半画角αは大きくなっていることが理解できる。
【００１５】焦点距離を小さくする方法について、図９
を用いて説明する。図９において、４３はレンズ、４４
はレンズ４３の焦点位置である。５１は凸レンズ、５２
は凹レンズである。
を用いて説明する。図９において、４３はレンズ、４４
はレンズ４３の焦点位置である。５１は凸レンズ、５２
は凹レンズである。
【００１６】図９の（Ａ）は焦点距離の定義を示すもの
で、光軸上の焦点位置４４を通過して、レンズ４３に入
射する光線はレンズ４３から光軸に平行に出射する。焦
点位置４４とレンズ４３の距離が焦点距離である。「光
の進路の可逆性の原理」から逆に凸レンズ４３の左側か
ら入射する、光軸に平行な平行光線は凸レンズ４３で屈
折（曲げ）を受け、焦点位置４４で光軸と交叉する光線
として出射するともいえる。
で、光軸上の焦点位置４４を通過して、レンズ４３に入
射する光線はレンズ４３から光軸に平行に出射する。焦
点位置４４とレンズ４３の距離が焦点距離である。「光
の進路の可逆性の原理」から逆に凸レンズ４３の左側か
ら入射する、光軸に平行な平行光線は凸レンズ４３で屈
折（曲げ）を受け、焦点位置４４で光軸と交叉する光線
として出射するともいえる。
【００１７】図９の（Ｂ）は図９の（Ａ）に凸レンズ５
１と凹レンズ５２を追加したものである。焦点４５は凸
レンズ５１と凹レンズ５２に共通の焦点である。
１と凹レンズ５２を追加したものである。焦点４５は凸
レンズ５１と凹レンズ５２に共通の焦点である。
【００１８】図９の（Ｂ）において、光軸上の焦点位置
４４を通過して、レンズ４３に入射する光線はレンズ４
３から光軸に平行に出射する。この平行光線は凸レンズ
５１に入射すると、凸レンズ５１の焦点位置４５に向か
って出射するが、焦点位置４５を共有する凹レンズ５２
に入射すると、光軸に平行な光線となって凹レンズ５２
から出射する。この平行光線を右側に延ばし、焦点位置
４４を通過してレンズ４３に入射する光線との交点をＰ
とすると、レンズ４３、凸レンズ５１、凹レンズ５２を
一つのレンズと見なした場合の合成焦点距離は、Ｐ点と
焦点位置４４を結ぶ長さを光軸上に投影した長さとな
る。即ち、焦点位置４４を通過した光線は、交点Ｐを通
る光軸に垂直な面に配置した合成レンズに入射すると光
軸に平行な光線として合成レンズから出射することにな
る。
４４を通過して、レンズ４３に入射する光線はレンズ４
３から光軸に平行に出射する。この平行光線は凸レンズ
５１に入射すると、凸レンズ５１の焦点位置４５に向か
って出射するが、焦点位置４５を共有する凹レンズ５２
に入射すると、光軸に平行な光線となって凹レンズ５２
から出射する。この平行光線を右側に延ばし、焦点位置
４４を通過してレンズ４３に入射する光線との交点をＰ
とすると、レンズ４３、凸レンズ５１、凹レンズ５２を
一つのレンズと見なした場合の合成焦点距離は、Ｐ点と
焦点位置４４を結ぶ長さを光軸上に投影した長さとな
る。即ち、焦点位置４４を通過した光線は、交点Ｐを通
る光軸に垂直な面に配置した合成レンズに入射すると光
軸に平行な光線として合成レンズから出射することにな
る。
【００１９】以上述べたように、焦点を共有する凸レン
ズと凹レンズを追加することにより、等価的に焦点距離
を短くすることができる。
ズと凹レンズを追加することにより、等価的に焦点距離
を短くすることができる。
【００２０】図１０は、上記した対をなす凸レンズ５１
と凹レンズ５２（後述するように対をなす凸レンズ５１
と凹レンズ５２をワイドコンバータと称する）を図７に
追加した場合の光路配置図を示す。図１０では、光路配
置は上下対称なので、煩雑さを避けるため片側の光路配
置について示している。
と凹レンズ５２（後述するように対をなす凸レンズ５１
と凹レンズ５２をワイドコンバータと称する）を図７に
追加した場合の光路配置図を示す。図１０では、光路配
置は上下対称なので、煩雑さを避けるため片側の光路配
置について示している。
【００２１】図１０において、表示パネル４１の光軸上
の１点からの光線Ｌａは投射レンズ４２で屈折され、凸
レンズ５１でさらに光軸側に屈折されて集光されるが、
凹レンズ５２で拡散を受けて、図７の場合のスクリーン
位置２'より投射レンズ４２側に近いスクリーン２上の
光軸に結像する。表示パネル４１からの光線Ｌｃは同様
に、凸レンズ５１で集光、凹レンズ５２で拡散されて、
スクリーン２上に結像する。凸レンズ４２に対をなす凸
レンズ５１と凹レンズ５２を追加することにより、図９
の（Ｂ）で述べたように合成焦点距離が小さくなり、光
の広がりが大きくなって半画角αが図７の半画角α'よ
り大きくなっている。
の１点からの光線Ｌａは投射レンズ４２で屈折され、凸
レンズ５１でさらに光軸側に屈折されて集光されるが、
凹レンズ５２で拡散を受けて、図７の場合のスクリーン
位置２'より投射レンズ４２側に近いスクリーン２上の
光軸に結像する。表示パネル４１からの光線Ｌｃは同様
に、凸レンズ５１で集光、凹レンズ５２で拡散されて、
スクリーン２上に結像する。凸レンズ４２に対をなす凸
レンズ５１と凹レンズ５２を追加することにより、図９
の（Ｂ）で述べたように合成焦点距離が小さくなり、光
の広がりが大きくなって半画角αが図７の半画角α'よ
り大きくなっている。
【００２２】尚、図１０で凸レンズ５１をなくせば、光
束が拡がると思えるが、図１１のように結像位置が、ス
クリーン２''の位置となり、投射距離が大きくなり、背
面投射型ディスプレイ装置の奥行を薄くしたい目的に合
致しない。なお、図１０で２'は図７の場合のスクリー
ン位置、２は図１０の場合のスクリーン位置である。
束が拡がると思えるが、図１１のように結像位置が、ス
クリーン２''の位置となり、投射距離が大きくなり、背
面投射型ディスプレイ装置の奥行を薄くしたい目的に合
致しない。なお、図１０で２'は図７の場合のスクリー
ン位置、２は図１０の場合のスクリーン位置である。
【００２３】上記した焦点距離を小さくする作用を有す
る一対の凸レンズ５１と凹レンズ５２を一般にワイドコ
ンバータと称しているが、従来の背面投射型ディスプレ
イ装置に、上記したワイドコンバータを奥行を薄くする
目的で付加した場合、表示光学ユニットとスクリーンと
の間にワイドコンバータを追加する空間スペースが必要
となる。また、半画角も大きくなるため、ワイドコンバ
ータの出射側レンズである凹レンズのレンズ径が大きく
なり、製作が難しく、レンズのコストが上昇することに
もなる。
る一対の凸レンズ５１と凹レンズ５２を一般にワイドコ
ンバータと称しているが、従来の背面投射型ディスプレ
イ装置に、上記したワイドコンバータを奥行を薄くする
目的で付加した場合、表示光学ユニットとスクリーンと
の間にワイドコンバータを追加する空間スペースが必要
となる。また、半画角も大きくなるため、ワイドコンバ
ータの出射側レンズである凹レンズのレンズ径が大きく
なり、製作が難しく、レンズのコストが上昇することに
もなる。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】上述したようにスクリ
ーンまでの投射距離を短くして、背面投射型ディスプレ
イ装置の奥行を薄くする方法として、前記したワイドコ
ンバータを付加する方法があるが、表示光学ユニットか
らスクリーンへの光路上にワイドコンバータを追加する
空間スペースが必要となる。
ーンまでの投射距離を短くして、背面投射型ディスプレ
イ装置の奥行を薄くする方法として、前記したワイドコ
ンバータを付加する方法があるが、表示光学ユニットか
らスクリーンへの光路上にワイドコンバータを追加する
空間スペースが必要となる。
【００２５】図６で、表示光学ユニット４０と背面反射
ミラー３との間に、斜め方向にワイドコンバータを追加
すると、高さ方向の空間スペースが必要となり、背面反
射型ディスプレイ装置の高さが高くなる。またワイドコ
ンバータを奥行方向に配置する場合は、表示光学ユニッ
ト４０からワイドコンバータへ入射するための反射ミラ
ーとワイドコンバータから背面反射ミラーへ出射するた
めの反射ミラーが必要となり、奥行を薄くできなくなる
恐れがあるとともに、反射ミラーが必要となるのでコス
トアップも伴う。
ミラー３との間に、斜め方向にワイドコンバータを追加
すると、高さ方向の空間スペースが必要となり、背面反
射型ディスプレイ装置の高さが高くなる。またワイドコ
ンバータを奥行方向に配置する場合は、表示光学ユニッ
ト４０からワイドコンバータへ入射するための反射ミラ
ーとワイドコンバータから背面反射ミラーへ出射するた
めの反射ミラーが必要となり、奥行を薄くできなくなる
恐れがあるとともに、反射ミラーが必要となるのでコス
トアップも伴う。
【００２６】さらに、ワイドコンバータ追加で、半画角
が大きくなるので、ワイドコンバータの出射側レンズで
ある凹レンズのレンズ径が大きくなり、製作が難しく、
レンズのコストが上昇する恐れもある。
が大きくなるので、ワイドコンバータの出射側レンズで
ある凹レンズのレンズ径が大きくなり、製作が難しく、
レンズのコストが上昇する恐れもある。
【００２７】本発明の目的は、上記した課題を解決し、
薄型の背面投射型ディスプレイ装置を提供することにあ
る。
薄型の背面投射型ディスプレイ装置を提供することにあ
る。
【００２８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、光源からの照明光を表示パネルで変調し、表示パネ
ルにより変調された光束を投射レンズで投射する表示光
学ユニットを備え、表示光学ユニットからの投射光を背
面反射ミラーで折り返してスクリーン上に背面から拡大
投射する背面投射型デイスプレイ装置において、前記表
示光学ユニットから前記スクリーンへの投射光の光路上
で、前記表示光学ユニットと前記背面反射ミラーとの間
に、集光作用を有する凹面鏡と発散作用を有する凸面鏡
を、前記表示光学ユニット側に前記凹面鏡、前記背面反
射ミラー側に前記凸面鏡の順で備えた構成とした。
に、光源からの照明光を表示パネルで変調し、表示パネ
ルにより変調された光束を投射レンズで投射する表示光
学ユニットを備え、表示光学ユニットからの投射光を背
面反射ミラーで折り返してスクリーン上に背面から拡大
投射する背面投射型デイスプレイ装置において、前記表
示光学ユニットから前記スクリーンへの投射光の光路上
で、前記表示光学ユニットと前記背面反射ミラーとの間
に、集光作用を有する凹面鏡と発散作用を有する凸面鏡
を、前記表示光学ユニット側に前記凹面鏡、前記背面反
射ミラー側に前記凸面鏡の順で備えた構成とした。
【００２９】上記のように、前記集光作用を有する凹面
鏡と前記発散作用を有する凸面鏡を対にして、配置する
ことにより、前記表示光学ユニットから前記スクリーン
までの投射距離を短く、即ち前記表示光学ユニットから
前記スクリーンをのぞむ半画角を大きくして背面投射型
デイスプレイ装置の奥行を薄くすることができる。
鏡と前記発散作用を有する凸面鏡を対にして、配置する
ことにより、前記表示光学ユニットから前記スクリーン
までの投射距離を短く、即ち前記表示光学ユニットから
前記スクリーンをのぞむ半画角を大きくして背面投射型
デイスプレイ装置の奥行を薄くすることができる。
【００３０】さらに、背面投射型デイスプレイ装置の奥
行を薄くしながら、高さ方向を低くするために、前記表
示パネルを、前記投射レンズの光軸に対して垂直な面内
で光軸からずらすこととした。
行を薄くしながら、高さ方向を低くするために、前記表
示パネルを、前記投射レンズの光軸に対して垂直な面内
で光軸からずらすこととした。
【００３１】前記表示パネルの光軸からずらす方向は、
前記ずらした表示パネルからの光束の前記背面反射ミラ
ーでの入射光束位置が、ずらす前の前記表示パネルから
の光束の前記背面反射ミラーでの入射光束位置に対し
て、下がる方向とする。
前記ずらした表示パネルからの光束の前記背面反射ミラ
ーでの入射光束位置が、ずらす前の前記表示パネルから
の光束の前記背面反射ミラーでの入射光束位置に対し
て、下がる方向とする。
【００３２】このように、前記表示パネルをずらすと、
前記背面反射ミラーでの入射光束位置が下がるので、表
示光学ユニットと一対の凹面鏡と凸面鏡を、相互の配置
関係を保持しながら上方向に移動し、背面反射ミラーで
の入射光束位置を、前記表示パネルをずらす前の位置に
することにより高さ方向を低くすることができる。
前記背面反射ミラーでの入射光束位置が下がるので、表
示光学ユニットと一対の凹面鏡と凸面鏡を、相互の配置
関係を保持しながら上方向に移動し、背面反射ミラーで
の入射光束位置を、前記表示パネルをずらす前の位置に
することにより高さ方向を低くすることができる。
【００３３】前記凹面鏡としては、基材をガラスとし、
前記ガラス基材の表面曲面形状は凹面状の球面を有して
おり、前記凹面状の球面に反射効率の良い誘電体多層膜
を備えることとした。また、前記凸面鏡としては、基材
を成形が容易なプラスチックとし、前記プラスチック基
材の表面曲面形状は歪曲特性の良好な自由曲面を有して
おり、前記自由曲面に光を反射する目的で金属多層膜を
備えていることを特徴とする。
前記ガラス基材の表面曲面形状は凹面状の球面を有して
おり、前記凹面状の球面に反射効率の良い誘電体多層膜
を備えることとした。また、前記凸面鏡としては、基材
を成形が容易なプラスチックとし、前記プラスチック基
材の表面曲面形状は歪曲特性の良好な自由曲面を有して
おり、前記自由曲面に光を反射する目的で金属多層膜を
備えていることを特徴とする。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。尚、各図において共通な部
分については、同一符号を付して、説明を省略する。
て、図面を用いて説明する。尚、各図において共通な部
分については、同一符号を付して、説明を省略する。
【００３５】図１は本発明の第１の実施の形態の一例を
示す構成図である。図１において、４は背面反射ミラ
ー、６１は集光作用を有する凹面鏡で背面反射ミラー４
の略下側に配置されている。６２は発散作用を有する凸
面鏡で凹面鏡６１に略対向して配置されている。凹面鏡
６１、凸面鏡６２は対をなし、図１０のワイドコンバー
タの凸レンズ５１、凹レンズ５２にそれぞれ対応するも
のである。
示す構成図である。図１において、４は背面反射ミラ
ー、６１は集光作用を有する凹面鏡で背面反射ミラー４
の略下側に配置されている。６２は発散作用を有する凸
面鏡で凹面鏡６１に略対向して配置されている。凹面鏡
６１、凸面鏡６２は対をなし、図１０のワイドコンバー
タの凸レンズ５１、凹レンズ５２にそれぞれ対応するも
のである。
【００３６】従来の技術で述べたように、図１０のワイ
ドコンバータの光束が一番広がる凹レンズ５２は、レン
ズ径が一番大きくなるが、一般にレンズ径が略９０ｍｍ
を越えると製作精度の点から製作が難しくなり、高価と
なる。しかし、凸、凹面鏡の場合は、２つの界面を有す
るレンズと異なり、一つの反射鏡面の精度ですみ、また
光線が基材の内部を通過しないのでそれ程基材を選ばな
い利点があり、レンズの場合よりは安いコストで製造が
可能である。
ドコンバータの光束が一番広がる凹レンズ５２は、レン
ズ径が一番大きくなるが、一般にレンズ径が略９０ｍｍ
を越えると製作精度の点から製作が難しくなり、高価と
なる。しかし、凸、凹面鏡の場合は、２つの界面を有す
るレンズと異なり、一つの反射鏡面の精度ですみ、また
光線が基材の内部を通過しないのでそれ程基材を選ばな
い利点があり、レンズの場合よりは安いコストで製造が
可能である。
【００３７】本実施の形態では、発散作用を有する凸面
鏡６２として、基材には成型が容易なプラスチックを使
用し、歪曲収差を補正するために曲面形状を自由曲面と
している。基材としてプラスチックを使用することによ
り、金型での製造が可能となり、ローコスト化が可能と
なる。また、反射鏡面に反射のための金属多層膜（例え
ばアルミニウム）を設けている。
鏡６２として、基材には成型が容易なプラスチックを使
用し、歪曲収差を補正するために曲面形状を自由曲面と
している。基材としてプラスチックを使用することによ
り、金型での製造が可能となり、ローコスト化が可能と
なる。また、反射鏡面に反射のための金属多層膜（例え
ばアルミニウム）を設けている。
【００３８】凸面鏡６２と対をなす凹面鏡６１は、光束
の径が凸面鏡６２より小さいので、基材としてガラスを
使用し、曲面形状としては凹面の球面形状としている。
２界面を有する凸レンズと異なり、一つの反射鏡面を有
するので、凸レンズより安いコストでの製作が可能であ
る。反射鏡面には金属多層膜より反射効率（略９７％）
の高い誘電体多層膜を設けている。
の径が凸面鏡６２より小さいので、基材としてガラスを
使用し、曲面形状としては凹面の球面形状としている。
２界面を有する凸レンズと異なり、一つの反射鏡面を有
するので、凸レンズより安いコストでの製作が可能であ
る。反射鏡面には金属多層膜より反射効率（略９７％）
の高い誘電体多層膜を設けている。
【００３９】図１において、表示光学ユニット４０から
略右斜め上側方向に投射された投射光は、集光作用を有
する凹面鏡６１で反射されて凸面鏡６２に入射される。
入射された光は、発散作用を有する凸面鏡６２にてさら
に拡大され、背面反射ミラー４に向かって反射され、背
面反射ミラー４にて折り返されてスクリーン２上に投射
される。
略右斜め上側方向に投射された投射光は、集光作用を有
する凹面鏡６１で反射されて凸面鏡６２に入射される。
入射された光は、発散作用を有する凸面鏡６２にてさら
に拡大され、背面反射ミラー４に向かって反射され、背
面反射ミラー４にて折り返されてスクリーン２上に投射
される。
【００４０】前記ワイドコンバータを使用して奥行を薄
くするには、ワイドコンバータを配置する空間が必要と
なることを既に述べたが、ワイドコンバータに対応する
一対の凹面鏡、凸面鏡を配置するにも空間が必要であ
る。しかし、レンズの場合は、入射光と出射光は光路空
間を共有できないが、反射鏡の場合は、入射光と出射光
は光路空間を共有できる、という性質を有するので、図
１のように、ワイドコンバータの替わりに、一対の凹面
鏡６１と凸面鏡６２を使用することにより、必要な光路
空間を小さくすることができる。このことにより、背面
投射型ディスプレイ装置の高さを低くすることができ
る。
くするには、ワイドコンバータを配置する空間が必要と
なることを既に述べたが、ワイドコンバータに対応する
一対の凹面鏡、凸面鏡を配置するにも空間が必要であ
る。しかし、レンズの場合は、入射光と出射光は光路空
間を共有できないが、反射鏡の場合は、入射光と出射光
は光路空間を共有できる、という性質を有するので、図
１のように、ワイドコンバータの替わりに、一対の凹面
鏡６１と凸面鏡６２を使用することにより、必要な光路
空間を小さくすることができる。このことにより、背面
投射型ディスプレイ装置の高さを低くすることができ
る。
【００４１】レンズの場合の入射光と出射光は光路空間
を共有できないことについて更に補足すると、反射ミラ
ーを平面ミラーとして、側にレンズを配置した場合で
は、反射ミラーの反射した光束の一部がレンズを再び通
過する等の不都合が生じることになる。
を共有できないことについて更に補足すると、反射ミラ
ーを平面ミラーとして、側にレンズを配置した場合で
は、反射ミラーの反射した光束の一部がレンズを再び通
過する等の不都合が生じることになる。
【００４２】図２は、本発明による実施の形態である背
面投射型ディスプレイ装置における表示光学ユニットか
らスクリーンへの等価な投射光路配置の概略を示す説明
図である。比較のために従来の投射光路配置を点線で示
している。
面投射型ディスプレイ装置における表示光学ユニットか
らスクリーンへの等価な投射光路配置の概略を示す説明
図である。比較のために従来の投射光路配置を点線で示
している。
【００４３】図２において、Ｌ１は表示光学ユニット４
０からの投射光の従来の出射位置、Ｌ２は本発明による
実施形態の投射光の出射位置を示す。Ｌ１'とＬ２'は背
面反射ミラー３（従来）と背面反射ミラー４（本発明に
よる実施の形態）によるＬ１とＬ２の虚像を示す。説明
を簡略化するため、背面反射ミラー３，４は、スクリー
ン２に対して４５度の傾斜をもち、表示光学ユニット４
０からの光軸上の投射光は背面反射ミラー３，４に対し
て、４５度の入射角とする。
０からの投射光の従来の出射位置、Ｌ２は本発明による
実施形態の投射光の出射位置を示す。Ｌ１'とＬ２'は背
面反射ミラー３（従来）と背面反射ミラー４（本発明に
よる実施の形態）によるＬ１とＬ２の虚像を示す。説明
を簡略化するため、背面反射ミラー３，４は、スクリー
ン２に対して４５度の傾斜をもち、表示光学ユニット４
０からの光軸上の投射光は背面反射ミラー３，４に対し
て、４５度の入射角とする。
【００４４】図２から明らかなように、凹面鏡６１と凸
面鏡６２による集光作用の増大（焦点距離の短縮）によ
り、半画角αが大きくなり、Ｌ１'（従来の表示光学ユ
ニット４０の出射位置の虚像位置）がＬ２'（本発明に
よる実施形態での表示光学ユニット４０の出射位置の虚
像位置）とスクリーン２に近くなり、投射距離が短くな
っていることが図から読み取れる。また、背面反射ミラ
ー４もスクリーン２に近くなり、ディスプレイ装置の奥
行を薄くすることができることが明らかである。
面鏡６２による集光作用の増大（焦点距離の短縮）によ
り、半画角αが大きくなり、Ｌ１'（従来の表示光学ユ
ニット４０の出射位置の虚像位置）がＬ２'（本発明に
よる実施形態での表示光学ユニット４０の出射位置の虚
像位置）とスクリーン２に近くなり、投射距離が短くな
っていることが図から読み取れる。また、背面反射ミラ
ー４もスクリーン２に近くなり、ディスプレイ装置の奥
行を薄くすることができることが明らかである。
【００４５】従来の技術における図６で述べたように、
表示光学ユニット４０からスクリーンまでの投射距離を
一定とした場合、スクリーン２側の下側に第１の反射ミ
ラーと背面反射ミラー３の下側に第２の反射ミラーを対
向して配置（図示せず）し、表示光学ユニット４０から
の投射光を第１の反射ミラーで折り返し、さらにこの反
射光を第２の反射ミラーで背面反射ミラー３の方向に折
り返し、背面反射ミラー３で反射してスクリーン２に投
射すれば、奥行を更に薄くできる事を指摘した。
表示光学ユニット４０からスクリーンまでの投射距離を
一定とした場合、スクリーン２側の下側に第１の反射ミ
ラーと背面反射ミラー３の下側に第２の反射ミラーを対
向して配置（図示せず）し、表示光学ユニット４０から
の投射光を第１の反射ミラーで折り返し、さらにこの反
射光を第２の反射ミラーで背面反射ミラー３の方向に折
り返し、背面反射ミラー３で反射してスクリーン２に投
射すれば、奥行を更に薄くできる事を指摘した。
【００４６】図１の凹面鏡６１と凸面鏡６２は、ワイド
コンバータの機能を有するとともに、凸面鏡６２は上記
した第１の反射ミラーの、凹面鏡６１は上記した第２の
反射ミラーの機能も合わせ持ち、奥行の薄型化に寄与し
ている。
コンバータの機能を有するとともに、凸面鏡６２は上記
した第１の反射ミラーの、凹面鏡６１は上記した第２の
反射ミラーの機能も合わせ持ち、奥行の薄型化に寄与し
ている。
【００４７】また、後述するように、表示パネル４１を
投射レンズ４２の光軸に対して垂直方向の面内で光軸よ
りずらすことにより、投射レンズ４２からの投射光束を
背面反射ミラーの下側へずらすことが可能となる。この
ことを利用して、背面反射ミラーの傾斜を立て奥行を薄
くすることができる。図６で第１、第２の反射ミラーを
追加した場合に、これを適用して、表示パネル４１を上
記のように投射レンズ４２の光軸からずらせば、第１、
第２の反射ミラーを背面反射ミラー３と同様立てること
ができ、折り返し回数の増加に伴う奥行の薄型化ととも
に、背面反射ミラー、第１、第２の反射ミラーの傾斜を
立てることにより更なる薄型化ができる。そこで、この
場合に、第１、第２の反射ミラーを凸面鏡と凹面鏡に置
替えた場合には、凸面鏡と凹面鏡の立った領域（背面投
射型ディスプレイ装置の高さ方向に略平行な領域）を使
用して奥行の薄型化に寄与することができることにな
る。詳細は後述する。
投射レンズ４２の光軸に対して垂直方向の面内で光軸よ
りずらすことにより、投射レンズ４２からの投射光束を
背面反射ミラーの下側へずらすことが可能となる。この
ことを利用して、背面反射ミラーの傾斜を立て奥行を薄
くすることができる。図６で第１、第２の反射ミラーを
追加した場合に、これを適用して、表示パネル４１を上
記のように投射レンズ４２の光軸からずらせば、第１、
第２の反射ミラーを背面反射ミラー３と同様立てること
ができ、折り返し回数の増加に伴う奥行の薄型化ととも
に、背面反射ミラー、第１、第２の反射ミラーの傾斜を
立てることにより更なる薄型化ができる。そこで、この
場合に、第１、第２の反射ミラーを凸面鏡と凹面鏡に置
替えた場合には、凸面鏡と凹面鏡の立った領域（背面投
射型ディスプレイ装置の高さ方向に略平行な領域）を使
用して奥行の薄型化に寄与することができることにな
る。詳細は後述する。
【００４８】次に、奥行を薄くしながら高さ方向を低く
することについて述べる。図３は、その原理を説明する
図である。
することについて述べる。図３は、その原理を説明する
図である。
【００４９】図３は、図７で表示パネル４１を投射レン
ズ４２の光軸に対し垂直な面内で下側方向にずらした場
合の光線配置図である。
ズ４２の光軸に対し垂直な面内で下側方向にずらした場
合の光線配置図である。
【００５０】図３において、投射レンズ４２の光軸上に
ある表示パネル４１の上側端点よりの光線Ｌｅはスクリ
ーン２の光軸上の点に結像する。表示パネル４１の下側
端点よりの光線Ｌｇは、投射レンズ４２の光心Ｏを通過
して、光軸に対し表示パネル４１のずれ方向とは逆方向
側のスクリーン２上に結像する。図７では、表示パネル
４１のスクリーン２上の像は、光軸に対して上下対称で
あるが、図３では、光軸に対し表示パネル４１のずれ方
向とは逆方向側のスクリーン２上にのみ表示パネル４１
の像がある。即ち、光軸に対して垂直な面内で、表示パ
ネル４１をずらした場合、ずらした方向とは逆側に表示
パネル４１からの光束がずれることになる。従って、表
示パネル４１のずらした側には、光束が通過しないの
で、この空間を折り曲げに利用する。
ある表示パネル４１の上側端点よりの光線Ｌｅはスクリ
ーン２の光軸上の点に結像する。表示パネル４１の下側
端点よりの光線Ｌｇは、投射レンズ４２の光心Ｏを通過
して、光軸に対し表示パネル４１のずれ方向とは逆方向
側のスクリーン２上に結像する。図７では、表示パネル
４１のスクリーン２上の像は、光軸に対して上下対称で
あるが、図３では、光軸に対し表示パネル４１のずれ方
向とは逆方向側のスクリーン２上にのみ表示パネル４１
の像がある。即ち、光軸に対して垂直な面内で、表示パ
ネル４１をずらした場合、ずらした方向とは逆側に表示
パネル４１からの光束がずれることになる。従って、表
示パネル４１のずらした側には、光束が通過しないの
で、この空間を折り曲げに利用する。
【００５１】この原理を応用した第２の実施の形態であ
る背面投射型ディスプレイ装置を図４に示す。図４は図
１で表示パネル４１を投射レンズ４２の光軸に対し垂直
な面内で左側にずらしたものである。左側にずらしたこ
とにより、表示光学ユニット４０からの出射光束は、図
１の場合に比べ、凹面鏡６１の右下側位置にずれて入射
し、凹面鏡６１からの反射光束は凸面鏡６２の左下側に
ずれて入射する。凸面鏡６２からの反射光束は背面反射
ミラー４の右下側にずれて入射することになる。
る背面投射型ディスプレイ装置を図４に示す。図４は図
１で表示パネル４１を投射レンズ４２の光軸に対し垂直
な面内で左側にずらしたものである。左側にずらしたこ
とにより、表示光学ユニット４０からの出射光束は、図
１の場合に比べ、凹面鏡６１の右下側位置にずれて入射
し、凹面鏡６１からの反射光束は凸面鏡６２の左下側に
ずれて入射する。凸面鏡６２からの反射光束は背面反射
ミラー４の右下側にずれて入射することになる。
【００５２】このように表示光学ユニット４０からの投
射光束が全体として下側へずれるので、図１の背面反射
ミラーの位置を基準に考えると、表示光学ユニット４
０、凹面鏡６１、凸面鏡６２の位置を上側にずらすこと
ができる。即ち、ディスプレイ装置の奥行を薄くしなが
ら、高さも低くすることができる。
射光束が全体として下側へずれるので、図１の背面反射
ミラーの位置を基準に考えると、表示光学ユニット４
０、凹面鏡６１、凸面鏡６２の位置を上側にずらすこと
ができる。即ち、ディスプレイ装置の奥行を薄くしなが
ら、高さも低くすることができる。
【００５３】また、凹面鏡６１、凸面鏡６２の位置を図
１と略等しい位置とする場合、投射光束は上記の通り、
凹面鏡６１と凸面鏡６２での光束反射位置が下側へずれ
て、図４のように凹、凸形状の立った領域（背面投射型
ディスプレイ装置の高さ方向に略平行な領域）を使用す
るので、背面反射ミラー４への反射光束位置は下側にず
れる。このため、背面反射ミラー４の位置を図１の背面
反射ミラー４の位置より下へ下げる必要がある。また、
表示パネル４１の中心からの投射光線の背面反射ミラー
４への入射位置は、図４で点線で示される光軸上の光線
の背面反射ミラー４への入射位置より下側にあり、この
入射光線をスクリ−ン２の略中央に反射するには、上記
したように図１の背面反射ミラー４の位置より下側へ下
げるとともに、さらに、背面反射ミラー４の傾斜を高さ
方向に立て、略左斜め上方向に反射する必要がある。背
面反射ミラー４を図１の場合より、立てることができる
ので、背面反射ミラー４の右下端部の奥行方向の位置が
筐体１の背面より離れ、スクリーン２側に近づく。この
場合は、図１の場合に比べ、背面投射型ディスプレイ装
置の高さ方向を低くすることはできないが、奥行をより
薄くすることができる。
１と略等しい位置とする場合、投射光束は上記の通り、
凹面鏡６１と凸面鏡６２での光束反射位置が下側へずれ
て、図４のように凹、凸形状の立った領域（背面投射型
ディスプレイ装置の高さ方向に略平行な領域）を使用す
るので、背面反射ミラー４への反射光束位置は下側にず
れる。このため、背面反射ミラー４の位置を図１の背面
反射ミラー４の位置より下へ下げる必要がある。また、
表示パネル４１の中心からの投射光線の背面反射ミラー
４への入射位置は、図４で点線で示される光軸上の光線
の背面反射ミラー４への入射位置より下側にあり、この
入射光線をスクリ−ン２の略中央に反射するには、上記
したように図１の背面反射ミラー４の位置より下側へ下
げるとともに、さらに、背面反射ミラー４の傾斜を高さ
方向に立て、略左斜め上方向に反射する必要がある。背
面反射ミラー４を図１の場合より、立てることができる
ので、背面反射ミラー４の右下端部の奥行方向の位置が
筐体１の背面より離れ、スクリーン２側に近づく。この
場合は、図１の場合に比べ、背面投射型ディスプレイ装
置の高さ方向を低くすることはできないが、奥行をより
薄くすることができる。
【００５４】ディスプレイ装置の奥行を薄くしながら、
高さもより低くすることができる第３の実施の形態であ
る背面投射型ディスプレイ装置を図５に示す。
高さもより低くすることができる第３の実施の形態であ
る背面投射型ディスプレイ装置を図５に示す。
【００５５】図５において、背面反射ミラーの略下側に
配置されている表示光学ユニット４０から略左斜め下側
に投射光を投射し、反射面を上側にして背面投射型ディ
スプレイ装置の筐体１の略底部で、表示光学ユニット４
０の略左斜め下に配置された凹面鏡６１で略左斜め上方
向に反射する。凹面鏡６１で反射された反射光は、スク
リーン２の略下側で凹面鏡６１の略左斜め上に配置され
た凸面鏡６２で背面反射ミラー４に向かって反射され、
更に背面反射ミラー４で反射されてスクリーン２上に投
射される。
配置されている表示光学ユニット４０から略左斜め下側
に投射光を投射し、反射面を上側にして背面投射型ディ
スプレイ装置の筐体１の略底部で、表示光学ユニット４
０の略左斜め下に配置された凹面鏡６１で略左斜め上方
向に反射する。凹面鏡６１で反射された反射光は、スク
リーン２の略下側で凹面鏡６１の略左斜め上に配置され
た凸面鏡６２で背面反射ミラー４に向かって反射され、
更に背面反射ミラー４で反射されてスクリーン２上に投
射される。
【００５６】図５では、反射面を上側にして背面投射型
ディスプレイ装置の筐体１の略底部に配置された凹面鏡
６１で、右斜め上の表示光学ユニット４０からの投射光
を、略左斜め上に配置された凸面鏡に向かって反射する
構成としたことにより、図１、図４の表示光学ユニット
４０、凹面鏡６１、凸面鏡６２で占める高さ方向の空間
より、図５の表示光学ユニット４０、凹面鏡６１、凸面
鏡６２で占める高さ方向の空間を小さくでき、より高さ
方向を低くすることができる。
ディスプレイ装置の筐体１の略底部に配置された凹面鏡
６１で、右斜め上の表示光学ユニット４０からの投射光
を、略左斜め上に配置された凸面鏡に向かって反射する
構成としたことにより、図１、図４の表示光学ユニット
４０、凹面鏡６１、凸面鏡６２で占める高さ方向の空間
より、図５の表示光学ユニット４０、凹面鏡６１、凸面
鏡６２で占める高さ方向の空間を小さくでき、より高さ
方向を低くすることができる。
【００５７】また、凹面鏡６１からの反射光束が凸面鏡
６２に右斜め下方向から入射するので、凸面鏡６２の凸
形状を図４の場合より、より立った領域で反射させるこ
とが可能となり、凸面鏡を図５のように凸面形状の立っ
た部分を残して反対側を切り落として薄くし、奥行方向
でスクリーン側により近づけて配置できる利点がある。
６２に右斜め下方向から入射するので、凸面鏡６２の凸
形状を図４の場合より、より立った領域で反射させるこ
とが可能となり、凸面鏡を図５のように凸面形状の立っ
た部分を残して反対側を切り落として薄くし、奥行方向
でスクリーン側により近づけて配置できる利点がある。
【００５８】尚、図５では、表示パネル４１は、投射レ
ンズ４２の光軸方向に対して、右側にずらして配置した
場合を示している。
ンズ４２の光軸方向に対して、右側にずらして配置した
場合を示している。
【００５９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、一
対の集光作用を有する凹面鏡と発散作用を有する凸面鏡
を、表示光学ユニットから背面反射ミラーへの光路上に
配置することにより、背面投射型ディスプレイ装置の奥
行を薄くすることができる。さらに、表示パネルを投射
レンズの光軸に対して垂直な面内で光軸からずらすこと
により、奥行を薄くしながら高さも低くすることができ
る背面投射型ディスプレイ装置を実現できる。
対の集光作用を有する凹面鏡と発散作用を有する凸面鏡
を、表示光学ユニットから背面反射ミラーへの光路上に
配置することにより、背面投射型ディスプレイ装置の奥
行を薄くすることができる。さらに、表示パネルを投射
レンズの光軸に対して垂直な面内で光軸からずらすこと
により、奥行を薄くしながら高さも低くすることができ
る背面投射型ディスプレイ装置を実現できる。
【００６０】また奥行を薄くするために、２つの界面を
有するレンズからなるワイドコンバータのかわりに、１
つの界面を有する凹面鏡、凸面鏡を使用することによ
り、ローコスト化が可能となる。
有するレンズからなるワイドコンバータのかわりに、１
つの界面を有する凹面鏡、凸面鏡を使用することによ
り、ローコスト化が可能となる。
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施形態である背面投射型ディスプレ
イ装置における表示光学ユニットからスクリ−ンへの等
価な投射光路配置の概略を示す説明図である。
イ装置における表示光学ユニットからスクリ−ンへの等
価な投射光路配置の概略を示す説明図である。
【図３】奥行を薄くしながら高さ方向を低くする原理を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態である背面投射型デ
ィスプレイ装置を示す構成図である。
ィスプレイ装置を示す構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態である背面投射型デ
ィスプレイ装置を示す構成図である。
ィスプレイ装置を示す構成図である。
【図６】従来の背面投射型ディスプレイ装置の概略を示
す構成図である。
す構成図である。
【図７】図６の背面投射型ディスプレイ装置と等価な投
射光路配置を示す説明図である。
射光路配置を示す説明図である。
【図８】従来の背面投射型ディスプレイ装置で投射レン
ズの焦点距離を小さくした場合の表示光学ユニットから
スクリーンへの等価な投射光路配置を示す説明図であ
る。
ズの焦点距離を小さくした場合の表示光学ユニットから
スクリーンへの等価な投射光路配置を示す説明図であ
る。
【図９】焦点距離を小さくする方法を示す説明図であ
る。
る。
【図１０】投射距離の短縮化を示す説明図である。
【図１１】投射レンズに凹レンズのみを追加した場合の
不具合を示す説明図である。
不具合を示す説明図である。
１…筐体 ２…スクリーン ３…背面反射ミラー ４…背面反射ミラー ４０…表示光学ユニット ４１…表示パネル ４２…投射レンズ α…半画角 Ｄ…投射距離 Ｏ…光心 ｈ…表示パネルの長さ Ｈ…表示パネルのスクリーン上での像の長さ ４３…レンズ ４４…焦点位置 ４５…焦点位置 ５０…ワイドコンバータ ５１…凸レンズ ５２…凹レンズ ６１…凹面鏡 ６２…凸面鏡
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/28 Ｇ０３Ｂ 21/28 Ｆターム(参考） 2H087 KA07 TA04 TA06 UA01 2H088 EA12 MA02 MA06 2H091 FA14Z FA26X FA41Z LA17 LA18 MA07
Claims (7)
- 【請求項１】光源からの照明光を表示パネルで変調し、
表示パネルにより変調された光束を投射レンズで投射す
る表示光学ユニットを備え、表示光学ユニットからの投
射光を背面反射ミラ−で折り返してスクリーン上に背面
から拡大投射する背面投射型デイスプレイ装置におい
て、前記表示光学ユニットから前記スクリーンへの投射
光の光路上で、前記表示光学ユニットと前記背面反射ミ
ラーとの間に、集光作用を有する凹面鏡と発散作用を有
する凸面鏡を、前記表示光学ユニット側に前記凹面鏡、
前記背面反射ミラー側に前記凸面鏡の順で備えたことを
特徴とする背面投射型デイスプレイ装置。 - 【請求項２】前記凹面鏡は前記背面投射ミラーの略下側
に配置され、前記凸面鏡は前記凹面鏡に略対向して前記
スクリーン側に配置され、前記表示光学ユニットからの
投射光は、前記凹面鏡に対し左斜め下方向から入射する
ことを特徴とする請求項１に記載の背面投射型デイスプ
レイ装置。 - 【請求項３】前記凹面鏡は前記スクリーンと前記背面反
射ミラーの略中央位置の前記背面投射型ディスプレイ装
置の略底部に配置され、前記凸面鏡は前記凹面鏡の略左
斜め上の前記スクリーン側に配置され、前記表示光学ユ
ニットは前記凹面鏡の略右斜め上に配置され、前記光学
ユニットからの投射光は、前記凹面鏡に対し右斜め上方
向から入射することを特徴とする請求項１に記載の背面
投射型デイスプレイ装置。 - 【請求項４】前記表示パネルを、前記投射レンズの光軸
に垂直な面内で光軸からずらしたことを特徴とする請求
項１乃至３の何れかに記載の背面投射型デイスプレイ装
置。 - 【請求項５】前記表示パネルの光軸からずらす方向は、
前記ずらした表示パネルからの光束の前記背面反射ミラ
ーでの入射光束位置が、ずらす前の前記表示パネルから
の光束の前記背面反射ミラーでの入射光束位置に対し
て、下がる方向であることを特徴とする請求項４に記載
の背面投射型デイスプレイ装置。 - 【請求項６】前記凹面鏡は、基材はガラスであり、前記
ガラス基材の表面曲面形状は凹面状の球面を有してお
り、前記凹面状の球面に反射効率の良い誘電体多層膜を
備えていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに
記載の背面投射型デイスプレイ装置。 - 【請求項７】前記凸面鏡は、基材は成形が容易なプラス
チックであり、前記プラスチック基材の表面曲面形状は
歪曲収差を補正するために自由曲面を有しており、前記
自由曲面に光を反射する目的で金属多層膜を備えている
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の背面
投射型デイスプレイ装置。
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