JP2002296539A - 投写型表示装置 - Google Patents
投写型表示装置Info
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- JP2002296539A JP2002296539A JP2001103262A JP2001103262A JP2002296539A JP 2002296539 A JP2002296539 A JP 2002296539A JP 2001103262 A JP2001103262 A JP 2001103262A JP 2001103262 A JP2001103262 A JP 2001103262A JP 2002296539 A JP2002296539 A JP 2002296539A
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- light valve
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被照明面近傍にレンズ素子を配置し、照明光
学系と投写光学系を最適な位置に配置し、かつ反射型ラ
イトバルブも最適な位置に配置することにより、照明光
束および投写光束が部分的に遮られることなく利用され
ることを可能にする。 【解決手段】 反射型ライトバルブと、照明光学系と、
投写光学系を有し、反射型ライトバルブの前面近傍にレ
ンズ素子を配置し、下記（１）〜（３）の式の関係を満
足する。 ０≦ＬＬｘ≦０．５×Ｔ …（１） ０≦ＬＬｙ≦０．５×Ｔ …（２） １８°≦α≦２５° …（３） 但し、ＬＬｘは投写光学系の投写光軸と反射型ライトバ
ルブの中心との反射型ライトバルブの長手方向における
距離、ＬＬｙは反射型ライトバルブの短手方向における
距離、Ｔは反射型ライトバルブの短手方向の寸法、αは
照明光学系の照明光軸と投写光学系の投写光軸とのなす
角度である。
学系と投写光学系を最適な位置に配置し、かつ反射型ラ
イトバルブも最適な位置に配置することにより、照明光
束および投写光束が部分的に遮られることなく利用され
ることを可能にする。 【解決手段】 反射型ライトバルブと、照明光学系と、
投写光学系を有し、反射型ライトバルブの前面近傍にレ
ンズ素子を配置し、下記（１）〜（３）の式の関係を満
足する。 ０≦ＬＬｘ≦０．５×Ｔ …（１） ０≦ＬＬｙ≦０．５×Ｔ …（２） １８°≦α≦２５° …（３） 但し、ＬＬｘは投写光学系の投写光軸と反射型ライトバ
ルブの中心との反射型ライトバルブの長手方向における
距離、ＬＬｙは反射型ライトバルブの短手方向における
距離、Ｔは反射型ライトバルブの短手方向の寸法、αは
照明光学系の照明光軸と投写光学系の投写光軸とのなす
角度である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、デジタル・マイ
クロミラー・デバイス（ＤＭＤ：Digital Micro-mirror
Device）や反射型液晶パネル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。
クロミラー・デバイス（ＤＭＤ：Digital Micro-mirror
Device）や反射型液晶パネル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８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８に示すような従来の投写型表示装置
において、光源３１から出射され楕円面鏡３２から反射
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を通して反射型の液晶
パネル３５に入射する。
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８に示すような従来の投写型表示装置
において、光源３１から出射され楕円面鏡３２から反射
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を通して反射型の液晶
パネル３５に入射する。
【０００３】液晶パネル３５において反射した光は、再
びコリメータレンズ３４を通過して、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。
びコリメータレンズ３４を通過して、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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の投写型表
示装置においては、投写光学系３６の鏡筒３７の一部３
８を切り欠くことにより、楕円面鏡３２と鏡筒３７との
物理的な干渉を回避しているので、照明光束の一部が無
駄になってしまうという問題があった。
示装置においては、投写光学系３６の鏡筒３７の一部３
８を切り欠くことにより、楕円面鏡３２と鏡筒３７との
物理的な干渉を回避しているので、照明光束の一部が無
駄になってしまうという問題があった。
【０００５】また、上記した物理的な干渉の問題を回避
するために、ＴＩＲ（全反射）プリズムもしくはＰＢＳ
（偏光ビームスプリッタ）プリズムを用いて鏡筒の一部
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。しかしながら、
ＴＩＲプリズムもしくはＰＢＳプリズムは高価であり、
その配置精度を確保するための周辺部品を必要とするた
め、装置の価格を大きく上昇させる一因ともなる。
するために、ＴＩＲ（全反射）プリズムもしくはＰＢＳ
（偏光ビームスプリッタ）プリズムを用いて鏡筒の一部
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。しかしながら、
ＴＩＲプリズムもしくはＰＢＳプリズムは高価であり、
その配置精度を確保するための周辺部品を必要とするた
め、装置の価格を大きく上昇させる一因ともなる。
【０００６】そこで、本発明は、上記のような課題を解
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、簡単な構成によって照明光束および投写光束を有
効に利用でき、装置の価格を上げることのない投写型表
示装置を提供することにある。
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、簡単な構成によって照明光束および投写光束を有
効に利用でき、装置の価格を上げることのない投写型表
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】本発明に係る投写型表示
装置は、照明光を出射する照明光学系と、該照明光学系
の照明光軸よりその被照明面の法線方向が傾斜して配設
され前記照明光学系の照明光を反射する反射型ライトバ
ルブと、該反射型ライトバルブからの前記反射光がその
投写光軸の方向に沿う方向から入射する投写光学系とを
有し、以下の（１）〜（３）の条件を満足することを特
徴とする。 ０≦ＬＬｘ≦０．５×Ｔ …（１） ０≦ＬＬｙ≦０．５×Ｔ …（２） １８°≦α≦２５° …（３） ただし、ＬＬｘは前記反射型ライトバルブの長手方向に
おける前記反射型ライトバルブの中心と前記投写光軸と
の間の距離、ＬＬｙは前記反射型ライトバルブの短手方
向における前記反射型ライトバルブの中心と前記投写光
軸との間の距離、Ｔは前記反射型ライトバルブの短手方
向における前記被照明面の寸法、αは前記照明光軸と前
記投写光軸とのなす角である。
装置は、照明光を出射する照明光学系と、該照明光学系
の照明光軸よりその被照明面の法線方向が傾斜して配設
され前記照明光学系の照明光を反射する反射型ライトバ
ルブと、該反射型ライトバルブからの前記反射光がその
投写光軸の方向に沿う方向から入射する投写光学系とを
有し、以下の（１）〜（３）の条件を満足することを特
徴とする。 ０≦ＬＬｘ≦０．５×Ｔ …（１） ０≦ＬＬｙ≦０．５×Ｔ …（２） １８°≦α≦２５° …（３） ただし、ＬＬｘは前記反射型ライトバルブの長手方向に
おける前記反射型ライトバルブの中心と前記投写光軸と
の間の距離、ＬＬｙは前記反射型ライトバルブの短手方
向における前記反射型ライトバルブの中心と前記投写光
軸との間の距離、Ｔは前記反射型ライトバルブの短手方
向における前記被照明面の寸法、αは前記照明光軸と前
記投写光軸とのなす角である。
【０００８】また、反射型ライトバルブの直前に配設さ
れる集束レンズ素子を更に有し、照明光学系における光
出射側の最終のレンズ素子の中心から前記集束レンズ素
子の中心の間の距離をＬｒ、前記集束レンズ素子の中心
から投写光学系の光入射側の開口中心の間の距離をＬ
ｐ、前記集束レンズ素子の焦点距離をｆ１とすると、前
記距離Ｌｒ、距離Ｌｐおよび焦点距離ｆ１のそれぞれが
略等しいことを特徴とする。
れる集束レンズ素子を更に有し、照明光学系における光
出射側の最終のレンズ素子の中心から前記集束レンズ素
子の中心の間の距離をＬｒ、前記集束レンズ素子の中心
から投写光学系の光入射側の開口中心の間の距離をＬ
ｐ、前記集束レンズ素子の焦点距離をｆ１とすると、前
記距離Ｌｒ、距離Ｌｐおよび焦点距離ｆ１のそれぞれが
略等しいことを特徴とする。
【０００９】また、反射型ライトバルブの直前に配設さ
れる集束レンズ素子を更に有し、照明光学系における光
出射側の最終のレンズ素子と投写光学系の光入射側の開
口とが前記集束レンズを介して共役関係であることを特
徴とする。
れる集束レンズ素子を更に有し、照明光学系における光
出射側の最終のレンズ素子と投写光学系の光入射側の開
口とが前記集束レンズを介して共役関係であることを特
徴とする。
【００１０】また、反射型ライトバルブの直前に配設さ
れる集束レンズ素子を更に有し、前記反射型ライトバル
ブと前記集束レンズとが一体であることを特徴とする。
れる集束レンズ素子を更に有し、前記反射型ライトバル
ブと前記集束レンズとが一体であることを特徴とする。
【００１１】また、反射型ライトバルブの直前に配設さ
れる平凸の集束レンズ素子を更に有し、該集束レンズの
平面が前記反射型ライトバルブの側にあることを特徴と
する。
れる平凸の集束レンズ素子を更に有し、該集束レンズの
平面が前記反射型ライトバルブの側にあることを特徴と
する。
【００１２】また、凸面が非球面形状であることを特徴
とする。
とする。
【００１３】また、凸面がフレネルレンズ形状であるこ
とを特徴とする。
とを特徴とする。
【００１４】また、反射型ライトバルブの直前に配設さ
れる集束レンズ素子を更に有し、該集束レンズの光軸と
投写光軸とが一致することを特徴とする。
れる集束レンズ素子を更に有し、該集束レンズの光軸と
投写光軸とが一致することを特徴とする。
【００１５】また、照明光学系は、光源と、該光源から
出射する出射光の前記照明光学系の照明光軸に垂直な面
内における光強度を均一化する光強度均一化素子と、該
光強度均一化素子の出射光を反射型ライトバルブに伝達
する伝達光学系とを含むことを特徴とする。
出射する出射光の前記照明光学系の照明光軸に垂直な面
内における光強度を均一化する光強度均一化素子と、該
光強度均一化素子の出射光を反射型ライトバルブに伝達
する伝達光学系とを含むことを特徴とする。
【００１６】また、光強度均一化素子の出射端と反射型
ライトバルブとが共役関係であることを特徴とする。
ライトバルブとが共役関係であることを特徴とする。
【００１７】また、光強度均一化素子の出射端の形状と
反射型ライトバルブの被照明面の形状とが略相似である
ことを特徴とする。
反射型ライトバルブの被照明面の形状とが略相似である
ことを特徴とする。
【００１８】
【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。
る投写型表示装置を概略的に示す構成図である。
【００１９】本実施の形態に係る投写型表示装置は、照
明光学系１と、反射型ライトバルブの一例として投写ス
クリーン上の画素に対応する微小ミラー（マイクロミラ
ー）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。
明光学系１と、反射型ライトバルブの一例として投写ス
クリーン上の画素に対応する微小ミラー（マイクロミラ
ー）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。
【００２０】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とが光学的な
共役関係（光強度均一化手段としての光ミキシング素子
７の出射端と反射型ライトバルブとしてのＤＭＤ素子２
とが光学的な共役関係）にある伝達光学系８とを有す
る。すなわち、伝達光学系８は、光ミキシング素子７の
出射光をＤＭＤ素子２に伝達するものとして、光源ラン
プ５、光ミキシング素子７と共に照明光学系に含まれ
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とが光学的な
共役関係（光強度均一化手段としての光ミキシング素子
７の出射端と反射型ライトバルブとしてのＤＭＤ素子２
とが光学的な共役関係）にある伝達光学系８とを有す
る。すなわち、伝達光学系８は、光ミキシング素子７の
出射光をＤＭＤ素子２に伝達するものとして、光源ラン
プ５、光ミキシング素子７と共に照明光学系に含まれ
る。
【００２１】上記光源ランプ５は、発光体９と、この発
光体９を囲うように設けられた楕円面鏡１０とから構成
される。発光体９は、白色光または単色光を出射し、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。
光体９を囲うように設けられた楕円面鏡１０とから構成
される。発光体９は、白色光または単色光を出射し、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。
【００２２】なお、光源ランプ５の構成は、必ずしも上
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、当該放物面鏡の焦点近傍に発光体９を配置する
ことによって、略平行化された光を出射するように構成
してもよい。なお、この略平行化された出射光は、コン
デンサレンズ系を用いて収斂させてもよい。
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、当該放物面鏡の焦点近傍に発光体９を配置する
ことによって、略平行化された光を出射するように構成
してもよい。なお、この略平行化された出射光は、コン
デンサレンズ系を用いて収斂させてもよい。
【００２３】上記回転カラーフィルタ６は、光の３原色
である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）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に照明光束を
カラー化する。
である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）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に照明光束を
カラー化する。
【００２４】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。
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。
【００２５】上記光ミキシング素子７は、光源ランプ５
の集光像が有する、光の進行方向に垂直な面内における
輝度ムラを低減する（光源としての光源ランプ５から出
射する出射光の、照明光学系の照明光軸に垂直な面内に
おける光強度を均一化する）素子である（光強度均一化
素子）。この光ミキシング素子７の出射端面７ａの近傍
においては、後段の照明光源となる均一光源面（均一光
源面の像）が形成される。
の集光像が有する、光の進行方向に垂直な面内における
輝度ムラを低減する（光源としての光源ランプ５から出
射する出射光の、照明光学系の照明光軸に垂直な面内に
おける光強度を均一化する）素子である（光強度均一化
素子）。この光ミキシング素子７の出射端面７ａの近傍
においては、後段の照明光源となる均一光源面（均一光
源面の像）が形成される。
【００２６】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の被照明面と略相似形状（光
強度均一化手段としての光ミキシング素子７の出射端の
形状と反射型ライトバルブとしてのＤＭＤ素子２の被照
明面の形状とが略相似）であることが、光の利用効率を
高める上で望ましい。
７ａの形状はＤＭＤ素子２の被照明面と略相似形状（光
強度均一化手段としての光ミキシング素子７の出射端の
形状と反射型ライトバルブとしてのＤＭＤ素子２の被照
明面の形状とが略相似）であることが、光の利用効率を
高める上で望ましい。
【００２７】上記伝達光学系８は、例えば、複数枚のレ
ンズ１１（入射側レンズ），１２，１３（最終レンズ）
から構成される。
ンズ１１（入射側レンズ），１２，１３（最終レンズ）
から構成される。
【００２８】伝達光学系８は、光ミキシング素子７の出
射端面７ａの近傍に形成される均一光源面の像をＤＭＤ
素子２の被照明面の近傍に形成する、いわゆる光学的共
役関係を満足するように構成させている。
射端面７ａの近傍に形成される均一光源面の像をＤＭＤ
素子２の被照明面の近傍に形成する、いわゆる光学的共
役関係を満足するように構成させている。
【００２９】図２は、光ミキシング素子７、伝達光学系
８、およびＤＭＤ素子２の関係を概念的に示す説明図で
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。
８、およびＤＭＤ素子２の関係を概念的に示す説明図で
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。
【００３０】また、図中の実線１４，１５は、光線の振
る舞いを模式的に示すものである。なお、伝達光学系８
を設計するに際しては、伝達光学系８の結像倍率をＭと
したとき、上記対角寸法ｈと対角寸法Ｈとの関係が、Ｍ
≒Ｈ／ｈの条件を満足するようにする必要がある。
る舞いを模式的に示すものである。なお、伝達光学系８
を設計するに際しては、伝達光学系８の結像倍率をＭと
したとき、上記対角寸法ｈと対角寸法Ｈとの関係が、Ｍ
≒Ｈ／ｈの条件を満足するようにする必要がある。
【００３１】光ミキシング素子を用いた照明の詳細例に
ついては、米国特許第５，６３４，７０４号を参照され
たい。
ついては、米国特許第５，６３４，７０４号を参照され
たい。
【００３２】上記ＤＭＤ素子２は、表示される画素に対
応する可動式のマイクロミラーを多数（製品レベルで
は、例えば数十万個以上）配列した反射型ライトバルブ
である。個々のマイクロミラーは、画像信号に基づいて
それぞれ独立に傾斜する角度を制御される。
応する可動式のマイクロミラーを多数（製品レベルで
は、例えば数十万個以上）配列した反射型ライトバルブ
である。個々のマイクロミラーは、画像信号に基づいて
それぞれ独立に傾斜する角度を制御される。
【００３３】各マイクロミラーは、オン状態（スクリー
ン上に光点が表示される）とオフ状態（スクリーン上に
光点が表示されない）とでその傾斜角を±１２°もしく
は±１０°変化させるように動作する。
ン上に光点が表示される）とオフ状態（スクリーン上に
光点が表示されない）とでその傾斜角を±１２°もしく
は±１０°変化させるように動作する。
【００３４】そして、各マイクロミラーは、オフ状態の
ときにその入射光を光吸収板（図示せず）に向けて反射
し、オン状態のときにその入射光を投写光学系４に向け
て反射する。なお、この反射型ライトバルブとして、Ｄ
ＭＤ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。
ときにその入射光を光吸収板（図示せず）に向けて反射
し、オン状態のときにその入射光を投写光学系４に向け
て反射する。なお、この反射型ライトバルブとして、Ｄ
ＭＤ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。
【００３５】なお、ＤＭＤ素子の構成および動作の詳細
については、例えば“Ｌ．Ｊ．Ｈｏｒｎｂｅｃｋ， Ｐ
ｒｏｃ．ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．３０１３， ｐｐ．２７−
４０（１９９７）”を参照されたい。
については、例えば“Ｌ．Ｊ．Ｈｏｒｎｂｅｃｋ， Ｐ
ｒｏｃ．ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．３０１３， ｐｐ．２７−
４０（１９９７）”を参照されたい。
【００３６】上記レンズ素子３は平凸レンズであり、Ｄ
ＭＤ素子２の側に平面を向け、投写光学系４の側に凸面
を向けて配設される。
ＭＤ素子２の側に平面を向け、投写光学系４の側に凸面
を向けて配設される。
【００３７】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と一致させて配置し
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（すなわち、光束を幾分中心部に向けて
（光軸方向に）屈折させて）ＤＭＤ素子２に入射させ
る。なお、ＤＭＤ素子２の配設は、照明光を出射する照
明光学系１の光軸（照明光軸）より、ＤＭＤ素子２の被
照明面の法線方向が傾斜している。ここにいう被照明面
とは、マイクロミラー全体により構成される受光面であ
る。また、被照明面の法線方向とは、特に、マイクロミ
ラーが傾斜していない場合の当該マイクロミラーの反射
面の法線の方向を意味する。
光軸を投写光学系４の投写光軸４ａと一致させて配置し
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（すなわち、光束を幾分中心部に向けて
（光軸方向に）屈折させて）ＤＭＤ素子２に入射させ
る。なお、ＤＭＤ素子２の配設は、照明光を出射する照
明光学系１の光軸（照明光軸）より、ＤＭＤ素子２の被
照明面の法線方向が傾斜している。ここにいう被照明面
とは、マイクロミラー全体により構成される受光面であ
る。また、被照明面の法線方向とは、特に、マイクロミ
ラーが傾斜していない場合の当該マイクロミラーの反射
面の法線の方向を意味する。
【００３８】ＤＭＤ素子２への照明光束は、ＤＭＤ素子
２において反射した後、再度レンズ素子３を屈折透過す
る。すなわち、レンズ素子３は照明光束を投写光学系４
へ伝達する「フィールドレンズ」の機能と同時に、投写
光学系４の一部を構成するものと考えても良い。なお、
この場合、レンズ素子３の光軸と投写光学系４の投写光
軸とが一致するようにレンズ手段３を配設する。このよ
うにすると投写光学系の良好な結像特性を得ることがで
きる。
２において反射した後、再度レンズ素子３を屈折透過す
る。すなわち、レンズ素子３は照明光束を投写光学系４
へ伝達する「フィールドレンズ」の機能と同時に、投写
光学系４の一部を構成するものと考えても良い。なお、
この場合、レンズ素子３の光軸と投写光学系４の投写光
軸とが一致するようにレンズ手段３を配設する。このよ
うにすると投写光学系の良好な結像特性を得ることがで
きる。
【００３９】上記投写光学系４は、鏡筒１６とこの鏡筒
１６内に配置されたレンズ群（例えば、レンズ１７，１
８）とを有し、ＤＭＤ素子２によって反射された光を拡
大投写する。
１６内に配置されたレンズ群（例えば、レンズ１７，１
８）とを有し、ＤＭＤ素子２によって反射された光を拡
大投写する。
【００４０】図３は、伝達光学系８と投写光学系４の物
理的干渉について説明するための説明図である。これら
光学系の物理的干渉を考える場合、最も物理的干渉の危
険性があるのは、伝達光学系８の最終レンズ１３と投写
光学系４の鏡筒１６との間、および照明光束２１と投写
光学系４の鏡筒１６との間である。
理的干渉について説明するための説明図である。これら
光学系の物理的干渉を考える場合、最も物理的干渉の危
険性があるのは、伝達光学系８の最終レンズ１３と投写
光学系４の鏡筒１６との間、および照明光束２１と投写
光学系４の鏡筒１６との間である。
【００４１】伝達光学系８の最終レンズ１３を出射した
光束は、レンズ素子３を通過し、ＤＭＤ素子２の被照明
面において反射される。この反射光は、再度レンズ素子
３を通過して投写光学系４に入射する。ＤＭＤ素子２か
らの反射光が投写光学系４の投写光軸の方向に沿う方向
から投写光学系４に入射する。
光束は、レンズ素子３を通過し、ＤＭＤ素子２の被照明
面において反射される。この反射光は、再度レンズ素子
３を通過して投写光学系４に入射する。ＤＭＤ素子２か
らの反射光が投写光学系４の投写光軸の方向に沿う方向
から投写光学系４に入射する。
【００４２】図３においては、伝達光学系８の最終レン
ズ１３の中心からレンズ素子３の中心までの距離をＬ
ｒ、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、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、投写光学系４とレンズ素子３の合成焦点距離をｆ
ｐとして表示してある。また、照明光学系１における光
出射側の最終レンズ１３と投写光学系の光入射側の開口
とがレンズ素子３を介して共役関係にある。
ズ１３の中心からレンズ素子３の中心までの距離をＬ
ｒ、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、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、投写光学系４とレンズ素子３の合成焦点距離をｆ
ｐとして表示してある。また、照明光学系１における光
出射側の最終レンズ１３と投写光学系の光入射側の開口
とがレンズ素子３を介して共役関係にある。
【００４３】図４は、投写光学系４のイメージサークル
を説明するための説明図である。ここにおけるイメージ
サークルは、投写光学系４を設計する際に、スクリーン
を物体面として光線追跡を行い、ＤＭＤ素子２を像面と
する逆光線追跡によって得られる。
を説明するための説明図である。ここにおけるイメージ
サークルは、投写光学系４を設計する際に、スクリーン
を物体面として光線追跡を行い、ＤＭＤ素子２を像面と
する逆光線追跡によって得られる。
【００４４】図４において、ＤＭＤ素子２の長手方向の
寸法をＳ、短手方向の寸法をＴとして表示してある。さ
らに、点Ａは上記投写光学系４の投写光軸４ａとＤＭＤ
素子２の受光領域との交点（すなわち、投写光軸４ａは
ＤＭＤ面上の点Ａを通過する）、点Ｂは受光領域の中心
（例えば、受光領域の対角線の交点）である。
寸法をＳ、短手方向の寸法をＴとして表示してある。さ
らに、点Ａは上記投写光学系４の投写光軸４ａとＤＭＤ
素子２の受光領域との交点（すなわち、投写光軸４ａは
ＤＭＤ面上の点Ａを通過する）、点Ｂは受光領域の中心
（例えば、受光領域の対角線の交点）である。
【００４５】また、ＤＭＤ素子２の長手方向における点
Ａと点Ｂとの間の距離をＬＬｘ、短手方向における点Ａ
と点Ｂとの間の距離をＬＬｙとする。
Ａと点Ｂとの間の距離をＬＬｘ、短手方向における点Ａ
と点Ｂとの間の距離をＬＬｙとする。
【００４６】以上の定義に従い、以下の式（０）によっ
て投写光学系４のイメ―ジサークルの直径Ｃｉを表わす
と、 Ｃｉ＝２×（（Ｓ／２＋ＬＬｘ）２＋（Ｔ／２＋ＬＬｙ）２）１／２…式（０） である。
て投写光学系４のイメ―ジサークルの直径Ｃｉを表わす
と、 Ｃｉ＝２×（（Ｓ／２＋ＬＬｘ）２＋（Ｔ／２＋ＬＬｙ）２）１／２…式（０） である。
【００４７】本実施の形態においては、レンズ素子３を
用いることにより、照明光束２１が集光気味に屈折さ
れ、ＤＭＤ素子２において反射される光束も集光気味と
なる。従って、投写光学系４の開口部４ｂの大きさを小
さく設計することができる。
用いることにより、照明光束２１が集光気味に屈折さ
れ、ＤＭＤ素子２において反射される光束も集光気味と
なる。従って、投写光学系４の開口部４ｂの大きさを小
さく設計することができる。
【００４８】また、本実施の形態においては、投写光学
系４の投写光軸４ａと、ＤＭＤ素子２の中心を一致する
ように構成する。すなわち、距離ＬＬｘおよび距離ＬＬ
ｙをともに０にした場合、レンズ素子３の作用により照
明光束２１およびＤＭＤ素子２において反射される光束
は集光気味に屈折する。
系４の投写光軸４ａと、ＤＭＤ素子２の中心を一致する
ように構成する。すなわち、距離ＬＬｘおよび距離ＬＬ
ｙをともに０にした場合、レンズ素子３の作用により照
明光束２１およびＤＭＤ素子２において反射される光束
は集光気味に屈折する。
【００４９】この状態で、照明光束２１の中心光線を投
写光学系４の入射側開口部４ｂの中心に到達するように
投写光学系４を配置すると、ＤＭＤ素子２のマイクロミ
ラーの傾きが±１２°のとき、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α（図
３参照）は約１７°になる。
写光学系４の入射側開口部４ｂの中心に到達するように
投写光学系４を配置すると、ＤＭＤ素子２のマイクロミ
ラーの傾きが±１２°のとき、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α（図
３参照）は約１７°になる。
【００５０】
【表１】
【００５１】表１は、投写光学系４の投写光軸４ａとＤ
ＭＤ素子２の中心とが一致し、かつ、照明光束２１の中
心光線を投写光学系４の入射側開口部４ｂの中心に到達
するように投写光学系４を配置した場合における、距離
ＬＬｘ、距離ＬＬｙ、イメージサークルの直径Ｃｉ、角
度α（＝１７°）、ＤＭＤ素子２への到達光量の割合で
あるＰｄｍｄ（そのときの光源ランプ５からの出射光束
を１とした場合）、入射側開口部４ｂへの到達光量の割
合Ｐｐｕ、およびＰｐｕ／Ｐｄｍｄ（効率のよさを表わ
す）を示している。
ＭＤ素子２の中心とが一致し、かつ、照明光束２１の中
心光線を投写光学系４の入射側開口部４ｂの中心に到達
するように投写光学系４を配置した場合における、距離
ＬＬｘ、距離ＬＬｙ、イメージサークルの直径Ｃｉ、角
度α（＝１７°）、ＤＭＤ素子２への到達光量の割合で
あるＰｄｍｄ（そのときの光源ランプ５からの出射光束
を１とした場合）、入射側開口部４ｂへの到達光量の割
合Ｐｐｕ、およびＰｐｕ／Ｐｄｍｄ（効率のよさを表わ
す）を示している。
【００５２】さらに、表１には、照明光軸１ａと投写光
軸４ａとのなす角度αを２６°とした場合における、Ｄ
ＭＤ素子２への到達光量の割合Ｐｄｍｄ、投写光学系４
の入射側開口部４ｂへの到達光量の割合Ｐｐｕも、角度
α＝１７°の場合との比較のために示している。
軸４ａとのなす角度αを２６°とした場合における、Ｄ
ＭＤ素子２への到達光量の割合Ｐｄｍｄ、投写光学系４
の入射側開口部４ｂへの到達光量の割合Ｐｐｕも、角度
α＝１７°の場合との比較のために示している。
【００５３】表１について説明する。すなわち、照明光
軸１ａと投写光軸４ａとのなす角度α＝１７°である場
合、図５に示すように、伝達光学系８の最終レンズ１３
と投写光学系４の鏡筒１６との物理的干渉、または照明
光束２１と投写光学系４の鏡筒１６との干渉が発生して
しまう（あるいは、干渉の発生する可能性が大きい）。
軸１ａと投写光軸４ａとのなす角度α＝１７°である場
合、図５に示すように、伝達光学系８の最終レンズ１３
と投写光学系４の鏡筒１６との物理的干渉、または照明
光束２１と投写光学系４の鏡筒１６との干渉が発生して
しまう（あるいは、干渉の発生する可能性が大きい）。
【００５４】このような状態においては、投写光学系４
の入射側開口部４ｂへの到達する光量の損失が発生し、
表１に示したＰｐｕ／Ｐｄｍｄの値が小さくなることか
ら効率よく光を伝達することができない（実用レベルに
おける、Ｐｐｕ／Ｐｄｍｄの値の下限は０．９程度であ
る）。
の入射側開口部４ｂへの到達する光量の損失が発生し、
表１に示したＰｐｕ／Ｐｄｍｄの値が小さくなることか
ら効率よく光を伝達することができない（実用レベルに
おける、Ｐｐｕ／Ｐｄｍｄの値の下限は０．９程度であ
る）。
【００５５】また、照明光軸１ａと投写光軸４ａとのな
す角度α＝２６°である場合、図６に示すように、伝達
光学系８の最終レンズ１３と投写光学系４の鏡筒１６と
の物理的干渉、または照明光束２１と投写光学系４の鏡
筒１６との干渉は発生しない（あるいは、干渉の発生す
る可能性は小さい）。
す角度α＝２６°である場合、図６に示すように、伝達
光学系８の最終レンズ１３と投写光学系４の鏡筒１６と
の物理的干渉、または照明光束２１と投写光学系４の鏡
筒１６との干渉は発生しない（あるいは、干渉の発生す
る可能性は小さい）。
【００５６】このような状態においては、ＤＭＤ素子２
からの反射光束が投写光学系４の入射側開口部４ｂの中
心から大きくはずれてしまい、表１に示したＰｐｕ／Ｐ
ｄｍｄの値が小さくなることから効率よく光を伝達する
ことができない。
からの反射光束が投写光学系４の入射側開口部４ｂの中
心から大きくはずれてしまい、表１に示したＰｐｕ／Ｐ
ｄｍｄの値が小さくなることから効率よく光を伝達する
ことができない。
【００５７】
【表２】
【００５８】表２に示した数値実施例においては、距離
ＬＬｘ、ＬＬｙ、角度α、ＤＭＤ素子２への到達光量の
割合Ｐｄｍｄ、入射側開口部４ｂへの到達光量の割合Ｐ
ｐｕ、およびＰｐｕ／Ｐｄｍｄ（効率のよさ）の関係を
示している。
ＬＬｘ、ＬＬｙ、角度α、ＤＭＤ素子２への到達光量の
割合Ｐｄｍｄ、入射側開口部４ｂへの到達光量の割合Ｐ
ｐｕ、およびＰｐｕ／Ｐｄｍｄ（効率のよさ）の関係を
示している。
【００５９】表２を参照すると、下式に示される条件を
満足していることが理解できる。 ０≦ＬＬｘ≦０．５×Ｔ …式（１） ０≦ＬＬｙ≦０．５×Ｔ …式（２） １８°≦α≦２５° …式（３）
満足していることが理解できる。 ０≦ＬＬｘ≦０．５×Ｔ …式（１） ０≦ＬＬｙ≦０．５×Ｔ …式（２） １８°≦α≦２５° …式（３）
【００６０】すなわち、式（１）と式（２）は、投写光
軸４ａとＤＭＤ素子２の中心とのＤＭＤ素子２の長手方
向の距離ＬＬｘおよび短手方向の距離ＬＬｙが、０以上
かつＤＭＤ素子２の短手方向の寸法Ｔの０．５倍以下で
あることを示している。
軸４ａとＤＭＤ素子２の中心とのＤＭＤ素子２の長手方
向の距離ＬＬｘおよび短手方向の距離ＬＬｙが、０以上
かつＤＭＤ素子２の短手方向の寸法Ｔの０．５倍以下で
あることを示している。
【００６１】すなわち、距離ＬＬｘおよび距離ＬＬｙを
大きくすることによって、伝達光学系８と投写光学系４
の鏡筒１６との物理的干渉、または照明光束２１と投写
光学系４の鏡筒１６との干渉を緩和するように配置する
ことが可能である。
大きくすることによって、伝達光学系８と投写光学系４
の鏡筒１６との物理的干渉、または照明光束２１と投写
光学系４の鏡筒１６との干渉を緩和するように配置する
ことが可能である。
【００６２】しかしながら、それぞれ距離ＬＬｘおよび
距離ＬＬｙを、ＤＭＤ素子２の短手方向の寸法Ｔの０．
５倍より大きくすると、ＤＭＤ素子２からの反射光線が
投写光学系４の入射側開口部４ｂの中心からはずれてし
まい、効率よく光を伝達することができなくなり、表１
に示したＰｐｕ／Ｐｄｍｄの値が小さくなる。
距離ＬＬｙを、ＤＭＤ素子２の短手方向の寸法Ｔの０．
５倍より大きくすると、ＤＭＤ素子２からの反射光線が
投写光学系４の入射側開口部４ｂの中心からはずれてし
まい、効率よく光を伝達することができなくなり、表１
に示したＰｐｕ／Ｐｄｍｄの値が小さくなる。
【００６３】さらに、距離ＬＬｘおよび距離ＬＬｙを大
きくとるために投写光学系４のイメージサークルを大き
く設計する必要が生じ、投写光学系４の設計の難度をあ
げることにもなる。
きくとるために投写光学系４のイメージサークルを大き
く設計する必要が生じ、投写光学系４の設計の難度をあ
げることにもなる。
【００６４】従って、投写光軸４ａとＤＭＤ素子２の中
心とのＤＭＤ素子２の長手方向の距離ＬＬｘおよび短手
方向の距離ＬＬｙが、０以上かつＤＭＤ素子２の短手方
向の寸法Ｔの０．５倍以下であることが必要である。
心とのＤＭＤ素子２の長手方向の距離ＬＬｘおよび短手
方向の距離ＬＬｙが、０以上かつＤＭＤ素子２の短手方
向の寸法Ｔの０．５倍以下であることが必要である。
【００６５】条件を示す、式（３）は、照明光軸１ａと
投写光軸４ａとのなす角度αが１８°以上で２５°以下
であることを要求している。
投写光軸４ａとのなす角度αが１８°以上で２５°以下
であることを要求している。
【００６６】すなわち、角度αを１８°より小さくなる
ように構成すると、先に表１を参照しながら説明したよ
うに、伝達光学系８と投写光学系４の鏡筒１６との物理
的干渉、または照明光束と投写光学系４の鏡筒１６との
干渉が発生してしまう。
ように構成すると、先に表１を参照しながら説明したよ
うに、伝達光学系８と投写光学系４の鏡筒１６との物理
的干渉、または照明光束と投写光学系４の鏡筒１６との
干渉が発生してしまう。
【００６７】また、角度αを２５°より大きくなるよう
に構成すると、先に表１を参照しながら説明したよう
に、伝達光学系８と投写光学系４の鏡筒１６との物理的
干渉は発生しないが、ＤＭＤ素子２からの反射光線が投
写光学系４の入射側開口部４ｂの中心から大きくはずれ
てしまう。
に構成すると、先に表１を参照しながら説明したよう
に、伝達光学系８と投写光学系４の鏡筒１６との物理的
干渉は発生しないが、ＤＭＤ素子２からの反射光線が投
写光学系４の入射側開口部４ｂの中心から大きくはずれ
てしまう。
【００６８】従って、照明光軸１ａと投写光軸４ａとの
なす角度αは１８°以上、２５°以下であることが必要
である。
なす角度αは１８°以上、２５°以下であることが必要
である。
【００６９】
【表３】
【００７０】表３は、本実施の形態におけるレンズ素子
３の数値実施例を示すものである。本数値実施例におい
て、ＦＮＯは伝達光学系８の出射側、投写光学系４およ
びレンズ素子３より構成される光学系のＦナンバーであ
る。
３の数値実施例を示すものである。本数値実施例におい
て、ＦＮＯは伝達光学系８の出射側、投写光学系４およ
びレンズ素子３より構成される光学系のＦナンバーであ
る。
【００７１】ｆｐは投写光学系４およびレンズ素子３よ
り構成される光学系の合成焦点距離、Ｒはレンズ素子３
の入射面の曲率半径（出射側は平面）、Ｔｉはレンズ素
子３の厚み、ｆ１はレンズ素子３の焦点距離である。
り構成される光学系の合成焦点距離、Ｒはレンズ素子３
の入射面の曲率半径（出射側は平面）、Ｔｉはレンズ素
子３の厚み、ｆ１はレンズ素子３の焦点距離である。
【００７２】なお、焦点距離ｆ１の値は、伝達光学系８
の最終レンズ１３と投写光学系４の光入射側の開口部４
ｂとが共役関係になるように設定されている。
の最終レンズ１３と投写光学系４の光入射側の開口部４
ｂとが共役関係になるように設定されている。
【００７３】すなわち、この共役関係を満足するため
に、焦点距離ｆ１の値は、伝達光学系８の最終レンズ１
３の出射側端面からレンズ素子３の中心までの距離Ｌ
ｒ、およびレンズ素子３の中心から投写光学系４の光入
射側の開口部４ｂとの距離Ｌｐと略等しい値としてい
る。
に、焦点距離ｆ１の値は、伝達光学系８の最終レンズ１
３の出射側端面からレンズ素子３の中心までの距離Ｌ
ｒ、およびレンズ素子３の中心から投写光学系４の光入
射側の開口部４ｂとの距離Ｌｐと略等しい値としてい
る。
【００７４】ｎｄはレンズ素子３を構成する硝材のナト
リウムｄ線に対する屈折率、ｖｄはレンズ素子３を構成
する硝材のアッベ数を示している。
リウムｄ線に対する屈折率、ｖｄはレンズ素子３を構成
する硝材のアッベ数を示している。
【００７５】表２に示した数値実施例においては、本実
施の形態に示す式（１）、（２）、（３）に示したいず
れの条件も満足されており、かつＰｐｕ／Ｐｄｍｄの値
が０．９前後となり効率よく光が伝達されていることが
理解できる。
施の形態に示す式（１）、（２）、（３）に示したいず
れの条件も満足されており、かつＰｐｕ／Ｐｄｍｄの値
が０．９前後となり効率よく光が伝達されていることが
理解できる。
【００７６】なお、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の側に凸面を向けた平凸レンズ
としたが、レンズ素子３を、以下の表４に示すような平
凸状の非球面レンズで構成してもよい。
ズ素子３を伝達光学系８の側に凸面を向けた平凸レンズ
としたが、レンズ素子３を、以下の表４に示すような平
凸状の非球面レンズで構成してもよい。
【００７７】
【表４】
【００７８】表４に示されるような非球面レンズは、式
（５）によって表現される。式（５）において、Ｚは光
軸方向の距離、Ｙは光軸に垂直な方向への距離、ｃは中
心曲率、Ａは非球面多項式の４次の係数、Ｂは６次の係
数、Ｃは８次の係数、Ｄは１０次の係数、およびＫはコ
ーニック定数を示している。
（５）によって表現される。式（５）において、Ｚは光
軸方向の距離、Ｙは光軸に垂直な方向への距離、ｃは中
心曲率、Ａは非球面多項式の４次の係数、Ｂは６次の係
数、Ｃは８次の係数、Ｄは１０次の係数、およびＫはコ
ーニック定数を示している。
【００７９】 Ｚ＝ｃ×Ｙ２／｛１＋（１−（１＋Ｋ）×ｃ２×Ｙ２）１／２｝ ＋Ａ×Ｙ４＋Ｂ×Ｙ６＋Ｃ×Ｙ８＋Ｄ×Ｙ１０ …式（５）
【００８０】レンズ素子３を、表４に示したような非球
面レンズ、あるいはフレネルレンズによって構成しても
よい（ここにおいてレンズ素子３は平凸レンズを用いる
ものであり、凸面が、非球面形状またはフレネルレンズ
形状であってもよい。これにより各種の収差の発生を抑
え、フレネルレンズ形状を採用すると更に薄形化するこ
とができる）。このようにすると、設計の自由度が増す
ことにより、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の少ない投写型表示装置を設計する
ことができる。
面レンズ、あるいはフレネルレンズによって構成しても
よい（ここにおいてレンズ素子３は平凸レンズを用いる
ものであり、凸面が、非球面形状またはフレネルレンズ
形状であってもよい。これにより各種の収差の発生を抑
え、フレネルレンズ形状を採用すると更に薄形化するこ
とができる）。このようにすると、設計の自由度が増す
ことにより、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の少ない投写型表示装置を設計する
ことができる。
【００８１】また、レンズ素子３を図７に示すように、
ＤＭＤ素子２と一体（あるいは一体的）に形成すれば、
それぞれが一体化された一つの部品として扱えるため、
レンズ素子３とＤＭＤ素子２との間の位置調整を行う必
要がなくなる。さらにレンズ面数を減らすことによる光
の利用効率の向上が達成できる。
ＤＭＤ素子２と一体（あるいは一体的）に形成すれば、
それぞれが一体化された一つの部品として扱えるため、
レンズ素子３とＤＭＤ素子２との間の位置調整を行う必
要がなくなる。さらにレンズ面数を減らすことによる光
の利用効率の向上が達成できる。
【００８２】以上の各実施例は、反射型ライトバルブと
して、ＤＭＤ素子を用いたものにつき説明したが、他の
方式（例えば、反射型液晶パネル）を用いたものにおい
ても同様に適用することができる。
して、ＤＭＤ素子を用いたものにつき説明したが、他の
方式（例えば、反射型液晶パネル）を用いたものにおい
ても同様に適用することができる。
【００８３】
【発明の効果】本発明に係る投写型表示装置は、照明光
を出射する照明光学系と、該照明光学系の照明光軸より
その被照明面の法線方向が傾斜して配設され前記照明光
学系の照明光を反射する反射型ライトバルブと、該反射
型ライトバルブからの前記反射光がその投写光軸の方向
に沿う方向から入射する投写光学系とを有し、以下の
（１）〜（３）の条件を満足することを特徴とするの
で、簡単な構成によって照明光束および投写光束を有効
に利用できる。 ０≦ＬＬｘ≦０．５×Ｔ …（１） ０≦ＬＬｙ≦０．５×Ｔ …（２） １８°≦α≦２５° …（３） ただし、ＬＬｘは前記反射型ライトバルブの長手方向に
おける前記反射型ライトバルブの中心と前記投写光軸と
の間の距離、ＬＬｙは前記反射型ライトバルブの短手方
向における前記反射型ライトバルブの中心と前記投写光
軸との間の距離、Ｔは前記反射型ライトバルブの短手方
向における前記被照明面の寸法、αは前記照明光軸と前
記投写光軸とのなす角である。
を出射する照明光学系と、該照明光学系の照明光軸より
その被照明面の法線方向が傾斜して配設され前記照明光
学系の照明光を反射する反射型ライトバルブと、該反射
型ライトバルブからの前記反射光がその投写光軸の方向
に沿う方向から入射する投写光学系とを有し、以下の
（１）〜（３）の条件を満足することを特徴とするの
で、簡単な構成によって照明光束および投写光束を有効
に利用できる。 ０≦ＬＬｘ≦０．５×Ｔ …（１） ０≦ＬＬｙ≦０．５×Ｔ …（２） １８°≦α≦２５° …（３） ただし、ＬＬｘは前記反射型ライトバルブの長手方向に
おける前記反射型ライトバルブの中心と前記投写光軸と
の間の距離、ＬＬｙは前記反射型ライトバルブの短手方
向における前記反射型ライトバルブの中心と前記投写光
軸との間の距離、Ｔは前記反射型ライトバルブの短手方
向における前記被照明面の寸法、αは前記照明光軸と前
記投写光軸とのなす角である。
【００８４】また、反射型ライトバルブの直前に配設さ
れる集束レンズ素子を更に有し、照明光学系における光
出射側の最終のレンズ素子の中心から前記集束レンズ素
子の中心の間の距離をＬｒ、前記集束レンズ素子の中心
から投写光学系の光入射側の開口中心の間の距離をＬ
ｐ、前記集束レンズ素子の焦点距離をｆ１とすると、前
記距離Ｌｒ、距離Ｌｐおよび焦点距離ｆ１のそれぞれが
略等しいことを特徴とするので、照明光学系の照明光を
無駄無く投写光学系に伝達できる。
れる集束レンズ素子を更に有し、照明光学系における光
出射側の最終のレンズ素子の中心から前記集束レンズ素
子の中心の間の距離をＬｒ、前記集束レンズ素子の中心
から投写光学系の光入射側の開口中心の間の距離をＬ
ｐ、前記集束レンズ素子の焦点距離をｆ１とすると、前
記距離Ｌｒ、距離Ｌｐおよび焦点距離ｆ１のそれぞれが
略等しいことを特徴とするので、照明光学系の照明光を
無駄無く投写光学系に伝達できる。
【００８５】また、反射型ライトバルブの直前に配設さ
れる集束レンズ素子を更に有し、照明光学系における光
出射側の最終のレンズ素子と投写光学系の光入射側の開
口とが前記集束レンズを介して共役関係であることを特
徴とするので、両光学系の結合状態がよくなる。
れる集束レンズ素子を更に有し、照明光学系における光
出射側の最終のレンズ素子と投写光学系の光入射側の開
口とが前記集束レンズを介して共役関係であることを特
徴とするので、両光学系の結合状態がよくなる。
【００８６】また、反射型ライトバルブの直前に配設さ
れる集束レンズ素子を更に有し、前記反射型ライトバル
ブと前記集束レンズとが一体であることを特徴とするの
で、光損失を少なくすることができる。
れる集束レンズ素子を更に有し、前記反射型ライトバル
ブと前記集束レンズとが一体であることを特徴とするの
で、光損失を少なくすることができる。
【００８７】また、反射型ライトバルブの直前に配設さ
れる平凸の集束レンズ素子を更に有し、該集束レンズの
平面が前記反射型ライトバルブの側にあることを特徴と
するので、収差を少なくすることができる。
れる平凸の集束レンズ素子を更に有し、該集束レンズの
平面が前記反射型ライトバルブの側にあることを特徴と
するので、収差を少なくすることができる。
【００８８】また、凸面が非球面形状であることを特徴
とするので、各種の収差の発生を抑えることができる。
とするので、各種の収差の発生を抑えることができる。
【００８９】また、凸面がフレネルレンズ形状であるこ
とを特徴とするので、各種の収差の発生を抑えることが
できるとともに集束レンズを薄形にできる。
とを特徴とするので、各種の収差の発生を抑えることが
できるとともに集束レンズを薄形にできる。
【００９０】また、反射型ライトバルブの直前に配設さ
れる集束レンズ素子を更に有し、該集束レンズの光軸と
投写光軸とが一致することを特徴とするので、投写光学
系の良好な結像特性を得ることができる。
れる集束レンズ素子を更に有し、該集束レンズの光軸と
投写光軸とが一致することを特徴とするので、投写光学
系の良好な結像特性を得ることができる。
【００９１】また、照明光学系は、光源と、該光源から
出射する出射光の前記照明光学系の照明光軸に垂直な面
内における光強度を均一化する光強度均一化素子と、該
光強度均一化素子の出射光を反射型ライトバルブに伝達
する伝達光学系とを含むことを特徴とするので、均一な
強度分布を有する照明を実現できる。
出射する出射光の前記照明光学系の照明光軸に垂直な面
内における光強度を均一化する光強度均一化素子と、該
光強度均一化素子の出射光を反射型ライトバルブに伝達
する伝達光学系とを含むことを特徴とするので、均一な
強度分布を有する照明を実現できる。
【００９２】また、光強度均一化素子の出射端と反射型
ライトバルブとが共役関係であることを特徴とするの
で、光の利用効率がよい。
ライトバルブとが共役関係であることを特徴とするの
で、光の利用効率がよい。
【００９３】また、光強度均一化素子の出射端の形状と
反射型ライトバルブの被照明面の形状とが略相似である
ことを特徴とするので、光強度均一化素子の設計が行い
易いと共に光損失を抑えることができる。
反射型ライトバルブの被照明面の形状とが略相似である
ことを特徴とするので、光強度均一化素子の設計が行い
易いと共に光損失を抑えることができる。
【図１】 本発明の実施の形態に係る投写型表示装置を
示す構成図である。
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、およびＤＭＤ素子の関係を概念的に示す図である。
系、および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、投写光学系のイメー
ジサークルを概念的に示す図である。
ジサークルを概念的に示す図である。
【図５】 本実施の形態における、伝達光学系と投写光
学系との物理的干渉について概念的に示す図である。
学系との物理的干渉について概念的に示す図である。
【図６】 本実施の形態における、照明光束が投写光学
系の入射側開口部からはずれた位置に到達する様子を示
す図である。
系の入射側開口部からはずれた位置に到達する様子を示
す図である。
【図７】 レンズ素子とＤＭＤ素子を一体に形成したも
のを概念的に示す図である。
のを概念的に示す図である。
【図８】 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、１７，１８ レンズ。
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、１７，１８ 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 21/14 Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｄ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ Ｆターム(参考） 2H088 EA13 HA12 HA24 HA28 MA16 2H091 FA02Z FA10Z FA14Y FA17Z FA26X FA26Z FA41Z LA30 MA07 5C058 EA02 EA12 EA26 EA51
Claims (11)
- 【請求項１】 照明光を出射する照明光学系と、該照明
光学系の照明光軸よりその被照明面の法線方向が傾斜し
て配設され前記照明光学系の照明光を反射する反射型ラ
イトバルブと、該反射型ライトバルブからの前記反射光
がその投写光軸の方向に沿う方向から入射する投写光学
系とを有し、以下の（１）〜（３）の条件を満足するこ
とを特徴とする投写型表示装置。 ０≦ＬＬｘ≦０．５×Ｔ …（１） ０≦ＬＬｙ≦０．５×Ｔ …（２） １８°≦α≦２５° …（３） ただし、ＬＬｘは前記反射型ライトバルブの長手方向に
おける前記反射型ライトバルブの中心と前記投写光軸と
の間の距離、ＬＬｙは前記反射型ライトバルブの短手方
向における前記反射型ライトバルブの中心と前記投写光
軸との間の距離、Ｔは前記反射型ライトバルブの短手方
向における前記被照明面の寸法、αは前記照明光軸と前
記投写光軸とのなす角である。 - 【請求項２】 反射型ライトバルブの直前に配設される
集束レンズ素子を更に有し、照明光学系における光出射
側の最終のレンズ素子の中心から前記集束レンズ素子の
中心の間の距離をＬｒ、前記集束レンズ素子の中心から
投写光学系の光入射側の開口中心の間の距離をＬｐ、前
記集束レンズ素子の焦点距離をｆ１とすると、前記距離
Ｌｒ、距離Ｌｐおよび焦点距離ｆ１のそれぞれが略等し
いことを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。 - 【請求項３】 反射型ライトバルブの直前に配設される
集束レンズ素子を更に有し、照明光学系における光出射
側の最終のレンズ素子と投写光学系の光入射側の開口と
が前記集束レンズを介して共役関係であることを特徴と
する請求項１に記載の投写型表示装置。 - 【請求項４】 反射型ライトバルブの直前に配設される
集束レンズ素子を更に有し、前記反射型ライトバルブと
前記集束レンズとが一体であることを特徴とする請求項
１に記載の投写型表示装置。 - 【請求項５】 反射型ライトバルブの直前に配設される
平凸の集束レンズ素子を更に有し、該集束レンズの平面
が前記反射型ライトバルブの側にあることを特徴とする
請求項１に記載の投写型表示装置。 - 【請求項６】 凸面が非球面形状であることを特徴とす
る請求項５に記載の投写型表示装置。 - 【請求項７】 凸面がフレネルレンズ形状であることを
特徴とする請求項５に記載の投写型表示装置。 - 【請求項８】 反射型ライトバルブの直前に配設される
集束レンズ素子を更に有し、該集束レンズの光軸と投写
光軸とが一致することを特徴とする請求項１に記載の投
写型表示装置。 - 【請求項９】 照明光学系は、 光源と、 該光源から出射する出射光の前記照明光学系の照明光軸
に垂直な面内における光強度を均一化する光強度均一化
素子と、 該光強度均一化素子の出射光を反射型ライトバルブに伝
達する伝達光学系とを含むことを特徴とする請求項１に
記載の投写型表示装置。 - 【請求項１０】 光強度均一化素子の出射端と反射型ラ
イトバルブとが共役関係であることを特徴とする請求項
９に記載の投写型表示装置。 - 【請求項１１】 光強度均一化素子の出射端の形状と反
射型ライトバルブの被照明面の形状とが略相似であるこ
とを特徴とする請求項９に記載の投写型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001103262A JP2002296539A (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 投写型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001103262A JP2002296539A (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 投写型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002296539A true JP2002296539A (ja) | 2002-10-09 |
Family
ID=18956345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001103262A Pending JP2002296539A (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 投写型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002296539A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003032049A1 (fr) * | 2001-10-01 | 2003-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Unite d'affichage de type projection, projecteur arriere et systeme multivision |
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2001
- 2001-04-02 JP JP2001103262A patent/JP2002296539A/ja active Pending
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