JP2007047753A - Projection display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、装置前面に透過型のスクリーンに画像を投影する投影表示装置に関する。 The present invention relates to a projection display device that projects an image on a transmissive screen on the front surface of the device.
装置内部に光源および画像形成手段(透過型の液晶など)、結像光学系を備え、光源からの光をこの画像形成手段に供給して、装置前面に設けられた半透明のスクリーンに画像を投影し、このスクリーンに投影表示された画像を装置前方より観察可能な投影表示装置が広く利用されている。 A light source and image forming means (such as a transmissive liquid crystal) and an imaging optical system are provided inside the apparatus, and light from the light source is supplied to the image forming means so that an image is displayed on a translucent screen provided on the front of the apparatus. Projection display devices capable of projecting and observing images projected and displayed on the screen from the front of the device are widely used.
この投影表示装置としては、例えば特許文献1に開示されているもののように、光源および画像形成手段をスクリーンの下部後方に配置し、スクリーンの下部にスクリーンに平行に近い角度をなす第2の反射手段(中継ミラー)を設け、スクリーンの後方にその上端がややスクリーン寄りに傾いている第1の反射手段(最終投影ミラー)を設けている。光源からの光は画像形成手段を通過した後、第2の反射手段、第1の反射手段によって順次反射された後に、スクリーンに入射してそこで結像する。
As this projection display device, for example, as disclosed in
上記の構成によれば、反射手段によって光路が複数回折り返され、投影表示装置の奥行方向の寸法を抑えつつ、所定の大きさの画像を表示させるための光路長を確保することが可能である。すなわち、スクリーンのサイズに比べて奥行の短い、薄型の表示装置が実現される。 According to said structure, it is possible to ensure the optical path length for displaying the image of a predetermined | prescribed magnitude | size, suppressing the dimension of the depth direction of a projection display apparatus by the light path being folded back several times by the reflection means. . That is, a thin display device with a shorter depth than the screen size is realized.
しかしながら上記構成においては、第2の反射部材および光源をスクリーンの下側に配置する必要があるため、投影表示装置全体の高さ方向寸法が増大するという問題があった。 However, in the above configuration, since the second reflecting member and the light source need to be arranged on the lower side of the screen, there is a problem that the dimension in the height direction of the entire projection display device increases.
上記問題を解決可能な構成としては、例えば特許文献2に開示されているもののように、光源および画像形成手段を装置下部に配置し、装置ケースの上面および背面パネルの裏側に設けられた反射手段に画像形成手段を透過した光を順次反射させてスクリーンに画像を表示させるものが考えられる。この構成においては、光路が装置後方、装置上端、および装置前面を周回するような状態となり、スクリーンの後方に光源、画像形成手段、結像光学系を配置しつつ必要な光路長を確保可能となり、投影表示装置の奥行と高さの双方を抑えることが可能である。
As a configuration that can solve the above problem, for example, as disclosed in
しかしながら、上記の特許文献1および2の構成においては、スクリーンと平行に近い角度で反射手段が設けられているため、装置の前方(スクリーン観察者の背後の高い位置等)に何らかの外部光源(室内用電灯など)が配置されている場合、その外部光源からの光が、スクリーン前方から後方へ透過して投影表示装置内部に入り、背面パネルの裏側に設けられた反射手段で反射してスクリーン観察者に向かいスクリーン観察の邪魔になる可能性があった。また、上記構成においては、画像を形成するための光がスクリーン内面で反射して反射手段に入射し、次いで反射手段で反射して再度スクリーンに入射する可能性があった。この場合画像がスクリーンに二重に写る、いわゆるゴースト現象が発生する可能性があった。
However, in the configurations of the above-mentioned
上記の問題を回避する構成としては、例えば特許文献3や特許文献4に開示されている構成が考えられる。特許文献3に開示されている構成は、画像形成手段を透過した光を装置ケース上面の裏側に設けられた反射手段に直接入射させるものである。この構成においては、ゴースト現象は回避されるものの、反射手段より後ろ側に画像形成手段を配置差張る必要があるため、特許文献1の構成と比べて、画像表示装置の奥行が大きくなってしまうという問題があった。
As a configuration for avoiding the above problem, for example, configurations disclosed in
特許文献4に開示されている構成においては、特許文献3の構成に加え、反射手段がスクリーンと鋭角を成すように配置されている。このような構成においては、画像形成手段からスクリーンに至る光路長が長くなるほど、反射手段の奥行方向寸法を短くすることが可能である。しかしながら、画像形成手段からスクリーンに至る光路長が長くなると、光源および画像形成手段の配置位置は、スクリーンの下端から下側に大きくシフトした位置となるため、投影表示装置の高さ方向寸法が大きくなってしまうという問題があった。
上記の問題に鑑み、本発明は、スクリーンのサイズに対する装置全体の奥行および、高さ方向寸法を小さく抑え、且つ、室内の電灯などの装置外部にある光源からの光が装置の内部で反射して視聴の妨げとなる現象やゴースト現象を防止可能な投影表示装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention suppresses the depth and height of the entire apparatus with respect to the screen size, and reflects light from a light source outside the apparatus, such as an indoor lamp, inside the apparatus. It is an object of the present invention to provide a projection display device that can prevent a phenomenon that hinders viewing and a ghost phenomenon.
上記の課題を解決するため、本発明の投影表示装置は、画像形成手段とスクリーンとの間の光路上に配置された第1および第2の反射手段であって、画像形成手段によって形成された画像を通過した光が第2の反射手段および第1の反射手段に順次入射するようになっているものを有し、第1の反射手段は、第1の反射手段の反射面がスクリーンと45度以上90度未満の角度を成すように設けられており、第2の反射手段は、第2の反射手段の反射面がスクリーンと鈍角を成すように傾けられた状態で設けられている。 In order to solve the above problems, the projection display device of the present invention is a first and second reflecting means disposed on the optical path between the image forming means and the screen, and is formed by the image forming means. The light that has passed through the image is sequentially incident on the second reflecting means and the first reflecting means, and the first reflecting means has a reflecting surface of the first reflecting means and a screen 45. The second reflecting means is provided in a state where the reflecting surface of the second reflecting means is inclined so as to form an obtuse angle with the screen.
このような構成とすると、スクリーンの奥側の位置であって、第1の反射手段のスクリーンに対する遠位端よりもスクリーンに近い位置に画像形成手段を配置可能となる。例えば、スクリーンの上端に第1の反射手段が略当接するような場合は、第1の反射手段の下側であって、第1の反射手段からスクリーンに向かう光を遮らないような位置に、画像形成手段を配置可能である。このため、装置の奥行寸法は第1の反射手段からスクリーンに至る距離よりわずかに大きい程度という、極めて小さい値とすることが可能である。また、画像形成手段がスクリーンの後方に配置可能であるため、装置の高さ方向寸法は、スクリーンの高さ方向よりもわずかに大きい程度となる。すなわち、上記の構成によれば、投影表示装置の奥行方向、高さ方向寸法を小さく抑えることが可能となる。また、第1、第2の反射手段共に、スクリーンから傾いて設置されているので、外部の光源からの光が反射手段で反射してスクリーンに向かったり、スクリーン上で反射した光束が反射手段によって再度スクリーンに向かったりすることは無い。従って、本発明によれば、外部の光源からの光が反射して視聴の妨げとなる現象や、ゴースト現象等を防止可能である。 With such a configuration, the image forming unit can be arranged at a position on the back side of the screen and closer to the screen than the distal end of the first reflecting unit with respect to the screen. For example, when the first reflecting means is substantially in contact with the upper end of the screen, it is below the first reflecting means at a position that does not block light from the first reflecting means toward the screen. Image forming means can be arranged. For this reason, the depth dimension of the apparatus can be set to a very small value, which is slightly larger than the distance from the first reflecting means to the screen. Further, since the image forming means can be arranged behind the screen, the height direction dimension of the apparatus is slightly larger than the height direction of the screen. That is, according to said structure, it becomes possible to suppress the depth direction and height direction dimension of a projection display apparatus small. Further, since both the first and second reflecting means are inclined from the screen, the light from the external light source is reflected by the reflecting means and directed to the screen, or the light beam reflected on the screen is reflected by the reflecting means. Never go to the screen again. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent a phenomenon in which light from an external light source is reflected to hinder viewing, a ghost phenomenon, and the like.
ここで、第1の反射手段の反射面とスクリーンの法線とが成す角をθ、第1の反射手段からスクリーンに向かう光のうち前記スクリーンへの入射角が最小となる光線をスクリーンおよび第1の反射手段の双方に垂直な平面に投影した線分とスクリーンの法線とが成す角をw1、第1の反射手段からスクリーンに向かう光のうちスクリーンへの入射角が最大となる光線をスクリーンおよび第1の反射手段の双方に垂直な平面に投影した線分とスクリーンの法線とが成す角をw2と定義し、式45°−w2/2≦θ≦45°−w1/2および式sin(2θ+w2-90°) ≦ (tan w2 cos(2θ+w1) + sin(2θ+w2-90°) sin(w2-w1))/sin(2θ+w1+w2)が成立するよう設定された場合、スクリーンの奥側の位置であって、第1の反射手段のスクリーンに対する遠位端よりもスクリーンに近い位置に画像形成手段を配置可能となる。
Here, the angle formed between the reflection surface of the first reflecting means and the normal line of the screen is θ, and the light beam having the smallest incident angle to the screen out of the light traveling from the first reflecting means to the screen is the screen and W 1 is an angle formed by a line segment projected on a plane perpendicular to both of the reflecting means and the normal line of the screen, and the light ray having the maximum incident angle to the screen out of the light traveling from the first reflecting means to the screen. the screen and the first both corners formed between the normal of the projected line segment and the screen is a plane perpendicular to the reflecting means is defined as w 2, wherein 45 ° -w 2/2 ≦ θ ≦ 45 ° -w 1/2 and the formula sin (2θ + w 2 -90 ° ) ≦ (
特に、式sin(2θ+w2-90°) = (tan w2 cos(2θ+w1) + sin(2θ+w2-90°) sin(w2-w1))/sin(2θ+w1+w2)が成立するよう設定された場合、装置の奥行方向寸法を最小とすることができる。 In particular, the formula sin (2θ + w 2 -90 °) = (tan w 2 cos (2θ + w 1 ) + sin (2θ + w 2 -90 °) sin (w 2 -w 1 )) / sin (2θ + If w 1 + w 2 ) is set to hold, the depth dimension of the device can be minimized.
また、投影表示装置が、画像形成手段と前記スクリーンとの間の光路上に配置され、画像形成手段によって形成された画像を通過した光を所定の方向に反射させる反射手段を有し、反射手段は、その反射面がスクリーンと45度以上90度未満の角度を成すように設けられており、反射手段の反射面とスクリーンの法線とが成す角をθ、反射手段からスクリーンに向かう光のうちスクリーンへの入射角が最小となる光線をスクリーンおよび反射手段の双方に垂直な平面に投影した線分とスクリーンの法線とが成す角をw1、反射手段からスクリーンに向かう光のうちスクリーンへの入射角が最大となる光線を前記スクリーンおよび反射手段の双方に垂直な平面に投影した線分とスクリーンの法線とが成す角をw2と定義し、式 45°−w2/2≦θ≦45°−w1/2および式sin(2θ+w1) ≦ cos w1 tan w2 - sin w1が成立するよう設定してもよい。この場合においても、スクリーンの奥側の位置であって、反射手段のスクリーンに対する遠位端よりもスクリーンに近い位置に画像形成手段を配置可能となり、装置の奥行方向寸法を小さくすることが可能である。さらに本構成においては、反射手段は1つでもよい。
In addition, the projection display device includes a reflection unit that is disposed on an optical path between the image forming unit and the screen and reflects light that has passed through the image formed by the image forming unit in a predetermined direction. Is provided such that the reflection surface forms an angle of 45 degrees or more and less than 90 degrees with the screen, and the angle formed by the reflection surface of the reflection means and the normal line of the reflection means is θ, Of these, the angle formed by the normal line of the screen and the line segment obtained by projecting the light beam with the smallest incident angle on the screen onto the plane perpendicular to both the screen and the reflecting means is w 1 , and the screen out of the light traveling from the reflecting means to the screen. both corners formed between the normal of the projected line segment and the screen is a plane perpendicular to the screen and reflection means a ray is the maximum incident angle to define with w 2, wherein 45 ° -w 2/2 θ ≦ 45 ° -w 1/2 and the formula sin (2θ + w 1) ≦ cos w 1 tan w 2 -
以上のように、本発明によれば、スクリーンのサイズに対する装置全体の奥行および、高さ方向寸法を小さく抑えられ、且つ外部の光源からの光が反射して視聴の妨げとなる現象やゴースト現象を防止可能な投影表示装置が実現される。 As described above, according to the present invention, the depth of the entire apparatus with respect to the size of the screen and the height direction dimension can be kept small, and light from an external light source is reflected to prevent viewing or ghost phenomenon. A projection display device capable of preventing the above is realized.
以下、図面を用いて本発明の一実施形態である投影表示装置を説明する。図1は、本実施形態の投影表示装置1をスクリーンと垂直な鉛直平面で切断した断面図である。投影表示装置1は、幅方向寸法、高さ方向寸法に対して奥行方向寸法が充分に短いケース10を備えている。ケース10の前面には、画像が表示されるスクリーン100が設けられている。スクリーン100は半透明の材料から形成されており、ケース10の内側から画像を投影することによって、スクリーン100上に画像が形成されるようになっている。スクリーン100上に画像を投影するための光学要素が内蔵されている。
Hereinafter, a projection display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the
ケース10の内部には画像形成装置としての液晶パネルと、この液晶パネルに光を透過させる光源と、液晶パネルを透過した光が入射するよう配置され液晶パネルに表示された画像をスクリーン100上で結像させる結像光学系とを備えた投影ユニット300が設けられている。図示されているように、投影ユニット300は、ケース10の後部中央に配置されており、液晶パネルを透過した光は、ケース10内部の前方下部に配置されている第2の反射手段としての中継ミラー210に向けて照射される。なお、本実施形態では光源からの光を液晶パネルに透過させる透過型の投影ユニットを使用しているが、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)等を利用した反射型の投影ユニットを代わりに使用しても良い。
Inside the
中継ミラー210は、その前縁が後縁よりやや高くなるように水平面から傾いて配置されており、その反射面212は上面側に配置されている。投影ユニット300から照射された光はこの反射面で反射し、ケース10の内部の上側に配置されている第1の反射手段としての最終投影ミラー220に入射する。
The
最終投影ミラー220は、ケース10の天板の下面に張り合わされており、その下面に反射面222が形成されている。また、最終投影ミラー220の前縁は、スクリーン100の上縁と当接している。また、最終投影ミラー220は、その前縁が後縁よりやや高くなるように水平面から傾いて配置されている。中継ミラー210上で反射して最終投影ミラー220に入射した光は、反射面222上で反射し、スクリーン100に入射する。スクリーン100は半透明の材料から形成されており、この結果、スクリーン100に画像が表示される。なお、最終投影ミラー220の前縁の上端は水平に削られており、投影表示装置1の上端の高さは、スクリーン100の上端高さ+ケース10の板厚程度と、低く抑えられている。
The
図1においては、投影ユニット300から中継ミラー210、最終投影ミラー220を経てスクリーン100に入射する光の到達範囲を一点鎖線にて示している。図示されているように、本実施形態においては、最終投影ミラー220上で反射した光は、スクリーン100には45°を越える高い入射角でスクリーンに入射するようになっている。このため、スクリーン100の内面には、入射した光を屈曲して、スクリーン100の外面から光が略水平に出射されるようにするための屈曲機構が設けられている。
In FIG. 1, the reach of light incident on the
この屈曲機構の構成につき、図面を用いて以下に説明する。図2は、スクリーン100をスクリーン100と垂直な鉛直平面で切断した拡大断面図である。図示されているように、スクリーン100の内面110には、多数の突起112が鋸歯状に形成されており、この突起の上面に入射した光は屈折してその方向が略水平方向に変化し、スクリーン100の外面から出射される。換言するならば、突起112が形成されたスクリーン100の内面110は、一種のフレネルレンズとして機能する。
The configuration of this bending mechanism will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the
本実施形態の投影表示装置1における、中継ミラー210および最終投影ミラー220の配置につき、図面を用いて以下により詳細に説明する。図3は、スクリーン100、中継ミラー210および最終投影ミラー220をスクリーン100と垂直な鉛直平面で切断した断面図である。なお、図3においては、スクリーン100に対する中継ミラー210および最終投影ミラー220の位置をより詳細に説明するため、スクリーン100の内面110および、中継ミラー210、最終投影ミラー220の反射面212、222のみを表示し、スクリーン100、中継ミラー210、最終投影ミラー220に関する他の要素は図面の簡略化のために省略している。また、投影ユニット300は点として示されている。
The arrangement of the
以下の説明においては、最終投影ミラー220の反射面222とスクリーン100の法線とが成す角をθと定義する。また、投影ユニット300から中継ミラー210、最終投影ミラー220を介してスクリーン100向かう光のうち、スクリーン100への入射角が最小となる光線をスクリーン100に垂直な鉛直面(すなわち、スクリーン100および各ミラーの双方に対して垂直となる面)に投影した線をB1と定義し、スクリーン100への入射角が最大となる光線をスクリーン100に垂直な鉛直面に投影した線をB2と定義する。ここで、線B1のうち、最終投影ミラー220からスクリーン100に向かう線分をs1、中継ミラー210から最終投影ミラー220に向かう線分をs5と定義する。また、線B2のうち、中継ミラー210から最終投影ミラー220に向かう線分をs2、投影ユニット300から中継ミラー210に向かう線分をs4、最終投影ミラー220からスクリーン100に向かう微小線分を前後に延長した直線をs3と定義する。このとき、線分s2を最終投影ミラー220の法線を中心に線分s2を反転させると、直線s3と重なる。
In the following description, an angle formed by the
ここで、直線s3とスクリーン100の法線とが成す角をw1、線分s1とスクリーン100の法線とが成す角をw2、スクリーン100の高さ方向寸法をH、線B2の長さをL、最終投影ミラー220の後縁からスクリーン100の内面110までの距離をdと定義している。なお、以下の説明においては、投影ユニット300の寸法および、中継ミラー210および最終投影ミラー220の厚みは装置の寸法よりも充分に小さいものとする。
Here, the angle formed by the straight line s 3 and the normal line of the
距離dは、長さH、角度θ、w1、w2を用いて、数1によって算出される。
The distance d is calculated by
厚さdをスクリーン短辺の半分程度にするには、中継ミラー210を取り付ける機構の厚みなどを考慮すると、w2は50°以上が望ましい。上限については、中継ミラー210から最終投影ミラー220に向かう光線がスクリーン内面110に接近し過ぎてしまうので90°は非現実的であり、せいぜい85°程度となる。
To the thickness d to approximately one-half of the screen shorter side, when considering the thickness of a mechanism for attaching the
また、w1についても、取り付け機構やミラーのエッジ部が画面中心の法線上に位置して、散乱等の悪影響を与える可能性を回避するために、理論値よりも少し倒した、60°以下を設置範囲とするのが現実的である。このとき、w2>w1である。
従って、投影ユニット300及び/または中継ミラー210がスクリーン100の上下端からはみ出さないという条件下において、投影表示装置1の奥行を小さくするためには、w2およびw1が上記の条件を満たし、投影ユニット300がスクリーン100の後方に配置され、投影ユニット300とスクリーン100との距離および中継ミラー210の後縁までの距離が距離dよりも小さくなり(すなわち、最終投影ミラー220の後縁を通過するスクリーン100に平行な面とスクリーン100との間に投影ユニット300および中継ミラー210が配置される)、且つ中継ミラー210の後縁がスクリーンの上縁から突出しないような、最大の角度θを設定する。
Also for w 1 , the mounting mechanism and the edge of the mirror are positioned on the normal line at the center of the screen, and in order to avoid the possibility of adverse effects such as scattering, it is slightly less than the theoretical value, 60 ° or less It is realistic to set as the installation range. At this time, w 2 > w 1 .
Therefore, in order to reduce the depth of the
中継ミラー210とスクリーン100が干渉しないようにするためには、スクリーン100の内面110と線s2の成す角βが0°以上である必要がある。この角の大きさは90°−2θ−w1であるため、この角βが0°以上となるためには、角θが数2の条件を満たす必要がある。
In order to prevent the
また、中継ミラー210の後縁とスクリーン100との距離が、距離dより短くなるようにするためには、中継ミラー210の反射面212の後縁から最終投影ミラー220の反射面222の後縁に伸ばした線(図中における一点鎖線s5)と、最終投影ミラー220の反射面222の後縁から鉛直下向きに下ろした線(図中における破線s6)とが成す角が0°以上である必要がある。この角の大きさは2θ+w2−90°であるため、この角が0°以上となるためには、角θが数3の条件を満たす必要がある。
Further, in order to make the distance between the rear edge of the
数2から、θが45°以下となることは自明である。換言すれば、スクリーン100と最終投影ミラー220の反射面の成す角(90°−θ)の大きさは45°以上90°以下となる。スクリーン100と最終投影ミラー220の反射面の成す角が上記の条件を満たす場合、投影表示装置1の外部(特に視聴者の上部後方)に配置された外部の光源からの光がスクリーン100を透過して最終投影ミラー220に入射してそこで反射し、視聴者の眼に入射して画面が見づらくなくという現象や、スクリーン100に入射した光がスクリーンおよび最終投影ミラーで反射してスクリーンに向かうことによって生じうるゴースト現象を防止可能である。
From
なお、この時、Lcosβ≦Hであるならば、中継ミラー210を設けずに投影ユニット300を装置1のケース10内に設けることが可能となる。ここで、LはH、θ、w1、w2を用いて、数4のように記述することが可能である。
At this time, if L cos β ≦ H, the
従って、以下の数5が成立する時に、中継ミラーは不要となる。また、数2、数3、数5の全てが成立する時に、投影ユニット300が最終投影ミラー220の後縁から後方にはみ出したり、スクリーン100の下端から下方にはみ出したりしないような、コンパクトな投影表示装置であって、中継ミラーを必要としないものが実現される。ここで、H=747mm、w1=19.9°、w2=53°である場合は、θ=22.6°とすると、数2、3、5を満たし、且つd=428mmとなる投影装置が実現される。
Therefore, when the following
続いて、中継ミラーがケース10内に収まる条件につき、図4を用いて以下に説明する。図4は、図3と同様、スクリーン100、中継ミラー210および最終投影ミラー220をスクリーン100と垂直な鉛直平面で切断した断面図である。
Next, the conditions for the relay mirror to be accommodated in the
ここで、中継ミラー210の反射面212の、スクリーン100に垂直な鉛直面上の断面と、スクリーン100の法線とが成す角度をαとする。また、中継ミラー210の反射面212の、スクリーン100に垂直な鉛直面上の断面の長さをnとする。ここで中継ミラー210の後縁がスクリーン100の下端以上の高さとなるためには、中継ミラー210の前縁と交差するスクリーン100の法線と、スクリーン100とが交差する点から、スクリーン100の下端までの距離H’と、長さnおよび角度αとの間に、数6の関係が成立する必要がある。以下においては、線s1とs2の交点に中継ミラー210の前縁が配置されているものとする。上記のように中継ミラー210の反射面とスクリーンとの間の角度が鈍角となるように中継ミラー210が配置されると、投影ユニット300を中継ミラー210と最終投影ミラー220の中間のデッドスペースに配置可能となり、投影装置の小型化が可能である。
Here, the angle formed by the cross section of the reflecting
ここで、中継ミラー210の反射面212と線s5が垂直であるときに、角度αは最小となり、nsinαの値も最小となる。この時の角度αの値は、2θ+w2−90°である。この時、中継ミラー210の後縁は最もスクリーン100の下端から遠ざかり、かつ投影ユニット300が線s5上に配置される。角度αがより小さい値を取ると、投影ユニット300が上方に移動する。従って、投影ユニット300が最終投影ミラー220の後縁よりも後方に配置されて装置の奥行方向寸法が増大する可能性を除去するために、角度αの値を2θ+w2−90°とすることが望ましい。以下の説明においては、α=2θ+w2−90°であるものとする。
Here, when the
また、H’は以下の数7のように長さH、角度θ、w1、w2を用いて記述可能である。 Further, H ′ can be described using the length H, the angles θ, w 1 , and w 2 as in the following Expression 7.
中継ミラー210の前縁から最終投影ミラー220の前縁に向かう光線を投影ユニット300から中継ミラー210の前縁に向かう光線をスクリーンに垂直な鉛直面に投影した線分(図中における一点鎖線s2)の長さをL’と定義する。従って、投影ユニット300から中継ミラー210の前縁に向かう光線をスクリーンに垂直な鉛直面に投影した線分(図中における一点鎖線s4)の長さはL−L’となる。この時、L’の値は、数8に示される値となる。
A line segment obtained by projecting a light beam traveling from the front edge of the
さらに、数7および8から、数9の結果が得られる。 Furthermore, from the equations 7 and 8, the result of the equation 9 is obtained.
また、投影ユニット300から中継ミラー210の後縁に向かう光線をスクリーンに垂直な鉛直面に投影した線分(図中における一点鎖線s6)と線分s4の成す角はw2−w1である。α=2θ+w2−90°であるので、線s6は中継ミラー210の反射面212に垂直となり、寸法nは、数10の式を満たす値となる。
Further, the angle formed by the line segment (dotted line s 6 in the figure) obtained by projecting the light beam from the
また、数9および10より、nは以下の数11のように規定される。
Further, from the
また、数6および7から、nのとりうる範囲は以下の数12によって規定される。 Further, from Equations 6 and 7, the possible range of n is defined by the following Equation 12.
さらに、数4、数11および12から、数13に示す関係が導かれる。 Furthermore, the relationship shown in Equation 13 is derived from Equations 4, 11, and 12.
数2、3が成立する範囲内において、数13が成立するようにθを設定することによって、投影ユニット300がスクリーン100の後方に配置され、投影ユニット300とスクリーン100との距離および中継ミラー210の後縁までの距離が距離dよりも小さくなり、且つ中継ミラー210の後縁がスクリーンの上縁から突出しないような投影表示装置が実現される。例えば、H=747mm、w1=19.9°、w2=50°である場合は、θ=32.9°とすると、数2、3、13を満たし、且つd=406mmとなる投影装置が実現される。なお、θが大きくなると、数13において左辺と右辺の差が小さくなるので、数2、3が成立し、且つ数13において左辺と右辺が等しくなるようなθが設定可能であるのであれば、その時の角度θは、距離d(すなわち装置の奥行方向寸法)を最小とするような値となる。
By setting θ so that Expression 13 is satisfied within the range where
なお、本実施形態においては、中継ミラー210はその斜め上後方に設けられた投影ユニット300から照射された光を斜め上前方に折り返すよう構成されたものであるが、本発明は投影ユニット300が最終投影ミラーの後縁よりも後ろにこないような構成であれば、必ずしも上記構成に限定されるものではない。例えば、投影表示装置1の幅方向両端下部に投影ユニット300と中継ミラー210がそれぞれ設けられており、中継ミラー210が、装置幅方向に沿って照射された光を上方に向けて折り返すような構成としてもよい。
In the present embodiment, the
1 投影表示装置
10 ケース
100 スクリーン
110 スクリーン内面
112 突起
210 中継ミラー
212 中継ミラー反射面
220 最終投影ミラー
222 最終投影ミラー反射面
300 投影ユニット
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記スクリーンに投影される画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって形成された画像を前記スクリーンに投影するための光源と、
前記画像形成手段と前記スクリーンとの間の光路上に配置された第1および第2の反射手段であって、前記画像形成手段によって形成された画像を通過した光が前記第2の反射手段および第1の反射手段に順次入射するようになっているものと、
を有し、
前記第1の反射手段は、前記第1の反射手段の反射面が前記スクリーンと45度以上90度未満の角度を成すように設けられており、
前記第2の反射手段は、前記第2の反射手段の反射面が前記スクリーンと鈍角を成すように傾けられた状態で設けられている、
ことを特徴とする投影表示装置。 A translucent screen placed in front of the device;
Image forming means for forming an image projected on the screen;
A light source for projecting the image formed by the image forming means onto the screen;
First and second reflecting means arranged on an optical path between the image forming means and the screen, and light passing through an image formed by the image forming means is the second reflecting means and One that is sequentially incident on the first reflecting means;
Have
The first reflecting means is provided such that the reflecting surface of the first reflecting means forms an angle of 45 degrees or more and less than 90 degrees with the screen.
The second reflecting means is provided in a state where the reflecting surface of the second reflecting means is inclined so as to form an obtuse angle with the screen.
A projection display device characterized by that.
45°−w2/2≦θ≦45°−w1/2
の関係が成立する、ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の投影表示装置。 An angle formed by the reflecting surface of the first reflecting means and the normal line of the screen is θ, and a light beam having a minimum incident angle to the screen out of the light traveling from the first reflecting means to the screen is the screen. And an angle formed by a line segment projected on a plane perpendicular to both of the first reflecting means and the normal line of the screen, w 1 , and out of light traveling from the first reflecting means toward the screen to the screen. If w 2 is defined as an angle formed by a line segment obtained by projecting a light beam having a maximum incident angle onto a plane perpendicular to both the screen and the first reflecting means, and the normal of the screen, the angles θ and w 1 are defined. , W 2
45 ° -w 2/2 ≦ θ ≦ 45 ° -w 1/2
The projection display device according to claim 1, wherein the relationship is established.
sin(2θ+w2-90°) ≦
(tan w2 cos(2θ+w1) + sin(2θ+w2-90°) sin(w2-w1))/sin(2θ+w1+w2)
の関係が成立する、ことを特徴とする請求項4に記載の投影表示装置。 Between the angles θ, w 1 and w 2 ,
sin (2θ + w 2 -90 °) ≦
(tan w 2 cos (2θ + w 1 ) + sin (2θ + w 2 -90 °) sin (w 2 -w 1 )) / sin (2θ + w 1 + w 2 )
The projection display apparatus according to claim 4, wherein the relationship is established.
0°≦w1≦60°
60°≦w2≦85°
であること、を特徴とする請求項4又は5に記載の投影表示装置。 0 ° ≦ θ ≦ 40 °
0 ° ≦ w 1 ≦ 60 °
60 ° ≦ w 2 ≦ 85 °
The projection display device according to claim 4, wherein the projection display device is a projection display device.
sin(2θ+w2-90°) =
(tan w2 cos(2θ+w1) + sin(2θ+w2-90°) sin(w2-w1))/sin(2θ+w1+w2)
の関係が成立する、ことを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の投影表示装置。 Between the angles θ, w 1 and w 2 ,
sin (2θ + w 2 -90 °) =
(tan w 2 cos (2θ + w 1 ) + sin (2θ + w 2 -90 °) sin (w 2 -w 1 )) / sin (2θ + w 1 + w 2 )
The projection display device according to claim 4, wherein the relationship is established.
前記スクリーンに投影される画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって形成された画像を前記スクリーンに投影するための光源と、
前記画像形成手段と前記スクリーンとの間の光路上に配置され、前記画像形成手段によって形成された画像を通過した光を所定の方向に反射させる反射手段と、
を有し、
前記反射手段は、前記反射手段の反射面が前記スクリーンと45度以上90度未満の角度を成すように設けられており、
前記反射手段の反射面と前記スクリーンの法線とが成す角をθ、前記反射手段から前記スクリーンに向かう光のうち前記スクリーンへの入射角が最小となる光線を前記スクリーンおよび前記反射手段の双方に垂直な平面に投影した線分と前記スクリーンの法線とが成す角をw1と定義すると、前記反射手段から前記スクリーンに向かう光のうち前記スクリーンへの入射角が最大となる光線を前記スクリーンおよび前記反射手段の双方に垂直な平面に投影した線分と前記スクリーンの法線とが成す角をw2とすると、角度θ、w1およびw2の間には、
45°−w2/2≦θ≦45°−w1/2
sin(2θ+w1) ≦ cos w1 tan w2 - sin w1
の関係が成立する、ことを特徴とする投影表示装置。 A translucent screen placed in front of the device;
Image forming means for forming an image projected on the screen;
A light source for projecting the image formed by the image forming means onto the screen;
A reflecting unit disposed on an optical path between the image forming unit and the screen, and reflecting light that has passed through the image formed by the image forming unit in a predetermined direction;
Have
The reflection means is provided such that a reflection surface of the reflection means forms an angle of 45 degrees or more and less than 90 degrees with the screen.
The angle formed by the reflecting surface of the reflecting means and the normal line of the screen is θ, and the light beam having the smallest incident angle to the screen out of the light traveling from the reflecting means to the screen is both the screen and the reflecting means. If the angle formed by the line segment projected on the plane perpendicular to the plane and the normal line of the screen is defined as w 1 , the light ray having the maximum incident angle to the screen out of the light traveling from the reflecting means to the screen is Assuming that an angle formed by a line segment projected on a plane perpendicular to both the screen and the reflecting means and the normal line of the screen is w 2 , between the angles θ, w 1 and w 2 ,
45 ° -w 2/2 ≦ θ ≦ 45 ° -w 1/2
sin (2θ + w 1 ) ≤ cos w 1 tan w 2 -sin w 1
A projection display device characterized in that the relationship is established.
0°≦w1≦60°
50°≦w2≦85°
であること、を特徴とする請求項8に記載の投影表示装置。 0 ° ≦ θ ≦ 40 °
0 ° ≦ w 1 ≦ 60 °
50 ° ≦ w 2 ≦ 85 °
The projection display device according to claim 8, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006169412A JP2007047753A (en) | 2005-07-11 | 2006-06-19 | Projection display device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005201412 | 2005-07-11 | ||
JP2006169412A JP2007047753A (en) | 2005-07-11 | 2006-06-19 | Projection display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007047753A true JP2007047753A (en) | 2007-02-22 |
Family
ID=37850581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006169412A Withdrawn JP2007047753A (en) | 2005-07-11 | 2006-06-19 | Projection display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007047753A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009122132A (en) * | 2007-11-09 | 2009-06-04 | Mitsubishi Electric Corp | Projection type video display apparatus |
-
2006
- 2006-06-19 JP JP2006169412A patent/JP2007047753A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009122132A (en) * | 2007-11-09 | 2009-06-04 | Mitsubishi Electric Corp | Projection type video display apparatus |
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