JP2005062530A - 投写型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光源1から出射された光束を画像表示素子(DMD)7を照明するための平行光束とするリレーレンズ62と、リレーレンズ62から出射される光束をDMD7に導くとともにDMD7で反射された光束を投写レンズ8に向けて全反射するプリズム61とを備える投写型表示装置において、リレーレンズ62をプリズム61の全反射面において貼り合わせて一体化したレンズ一体型プリズム6として構成する。リレーレンズと全反射プリズムを別体に構成したものに比較して光学系の体積及びスペースを低減でき、投写型表示装置の小型化を実現することができ、さらにコストを下げることも可能になる。
【選択図】 図1
Description
F=1/2 sinθ…(式1)
で表される。
n・ sinβ= sinα …(式2)
n・ sinω= sin|α−θ/2|…(式3)
n・ sinψ= sin(α+θ/2)…(式4)
となる。
α≦θ/2のとき、
θc≧γ−ω…(式5)
α≧θ/2のとき、
θc≦γ−ω…(式6)
を満たす条件を持つ。ここで、空気の屈折率を1とすると、
sinθc=1/n…(式7)
となる。よって光束端の入射角が臨界角になるときのγは、
γ=θc±ω= sin-1(1/n)±ω…(式8)
で求められる。
AD=x+z〔 tan(α+θ/2)− tan|α−θ/2|〕…(式9)
となる。
AG=AD/ cosγ…(式10)
HI=DG=AD・ tanγ…(式11)
となる。また、△GDJより、
GJ=DG・ tanψ…(式12)
となる。
AG:AD=GB:GJ…(式13)
これから、
GB=AG・GJ/AD…(式14)
となる。
GB=〔(AD/ cosγ)×(DG・ tanψ)〕/AD…(式15)
となる。さらに、(式15)のDGに(式11)を代入すると、
GB=〔(AD/ cosγ)×(AD・ tanγ・ tanψ)〕/AD
=AD・ tanγ・ tanψ/ cosγ…(式16)
となる。
BI=GB・ sinγ…(式17)
となる。(式17)のGBに(式16)を代入すると、
BI=AD・ tanγ・ tanψ・ sinγ/ cosγ
=AD・tan2γ・ tanψ…(式18)
となる。
∠BCH=π−2γ…(式19)
となる。△BCHより、
BC=BH/ sin(π−2γ)=〔BI+HI〕/ sin2γ…(式20)
となり、(式20)のBI,HIに(式18)と(式11)を代入することにより、
AC=BC=(AD・tan2γ・ tanψ+AD・ tanγ)/ sin2γ
=AD・ tanγ( tanγ・ tanψ+1)
=AD・( tanγ・ tanψ+1)/2cos2γ…(式21)
となる。
BH=AD・ tanγ・( tanγ・ tanψ+1)…(式22)
である。したがって、(式21)のADに(式9)を代入すると、
AC=BC={x+z〔 tan(α+θ/2)− tan|α−θ/2|〕}・( tanγ・ tanψ+1)/2cos2γ…(式23)、となる。
AB=BH/ sinγ=〔BI+HI〕/ sinγ…(式24)
であるので、(式24)のBI,HIに(式18)と(式11)を代入すると、
AB=AD・ tanγ( tanγ・ tanψ+1)/ sinγ…(式25)
となる。
したがって、(式25)のADに(式9)を代入すると、
AB={x+z〔 tan(α+θ/2)− tan|α−θ/2|〕}・( tanγ・ tanψ+1)/ cosγ…(式26)
となる。
KL+LM=KN…(式27)
となる。ここで、
KN=OK/ cosβ=BH/ cosβ…(式28)
となる。
また、DMDからプリズムまでの光軸の長さPKは、
PK=z/ cosα…(式29)
となる。
l=PK+KN=〔z/ cosα〕+〔AD・ tanγ( tanγ・ tanψ+1)/ cosβ〕…(式30)
となる。
R=2l・tan(θ/2) =2tan(θ/2) ・〔z/ cosα〕+〔AD・ tanγ( tanγ・ tanψ+1)/ cosβ〕…(式31)
となる。したがって、プリズム61の最小の厚さYは、求められた円の直径RにDMDの縦の長さyをたすことで求められるので、(式30)から、
Y=2tan(θ/2) ・〔z/ cosα〕+〔AD・ tanγ( tanγ・ tanψ+1)/ cosβ〕+y…(式32)
となる。
2 反射鏡
3 集光レンズ
4 カラーホイール
5 インテグレータロッド
6 レンズ一体型プリズム
7 DMD
8 投写レンズ
61 プリズム
62 リレーレンズ
63 空気層
64 補強板
Claims (7)
- 光源から出射された光束を画像表示素子を照明するための平行光束とするリレーレンズと、前記リレーレンズから出射される光束を前記画像表示素子に導くとともに前記画像表示素子で反射された光束を投写レンズに向けて全反射するプリズムとを備える投写型表示装置において、前記リレーレンズを前記プリズムの全反射面において貼り合わせて一体化したことを特徴とする投写型表示装置。
- 前記プリズムは光軸に沿った方向の断面形状が二等辺三角形として構成され、その底辺面を前記全反射面とし、一方の斜辺面を前記画像表示素子に対向配置し、他方の斜辺面を前記投写レンズに対向配置した構成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。
- 前記リレーレンズとプリズムとの貼り合わせ面には微小間隔の空気層が介在されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の投写型表示装置。
- 前記リレーレンズはプリズムとの間に微小間隔を保つた状態で貼り合わせを行うガラスビーズ入りの接着剤を用いることを特徴とする請求項3に記載の投写型表示装置。
- 前記リレーレンズは平凸レンズで構成され、その平坦面を前記プリズムの全反射面に対向させて貼り合わせたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の投写型表示装置。
- 前記リレーレンズは、コバやスナズリ面に黒塗り加工を施してあることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の投写型表示装置。
- 前記リレーレンズとプリズムとを連結するための補強板を配設していることを特徴とする請求項4ないし6のいずれかに記載の投写型表示装置。
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