JP2009109867A

JP2009109867A - Image projector

Info

Publication number: JP2009109867A
Application number: JP2007283734A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Tanitsu; 雅彦谷津; Kunihiko Onuma; 邦彦大沼
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2009-05-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel image projector capable of achieving compact size, and capable of correcting or reducing a distortion generated by projection to obtain a favorable projection image. <P>SOLUTION: An image display magnification-projects two image lights onto a substantially rectangular display face extended along a parallel direction such as a table, and displays thereby the magnification-projection to be observable from an opposed side, the at least two image lights different polarizing directions are combined via reflection type polarization 130, and the combined light is magnified by the same projection magnification optical system 150, so as to be projected on the substantially rectangular display face along the parallel direction, via an inclination optical system including a freely curved mirror 120. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、映像を光学的に拡大して面上に投写する映像投写装置に関し、特に、複数の映像を平行な投写面上に投写する新規な映像投写装置に関する。 The present invention relates to an image projection apparatus that optically enlarges an image and projects it onto a plane, and more particularly, to a novel image projection apparatus that projects a plurality of images onto a parallel projection plane.

従来、例えば、以下の特許文献によれば、光源からの光を映像表示素子の画像を通し、更に、投写光学ユニットなどを介して拡大・投写する映像投写装置としては、種々のものが既に知られている。 Conventionally, for example, according to the following patent documents, various types of image projection apparatuses that pass light from a light source through an image of an image display element and further enlarge and project via a projection optical unit or the like are already known. It has been.

特開２００６−２５９２５２号公報JP 2006-259252 A 特開平５−１３４２１３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-134213 特開２０００−１６２５４４号公報JP 2000-162544 A 特開２００４−１５７５６０号公報JP 2004-157560 A

しかしながら、上述した従来技術になる映像投写装置では、通常、映像を、例えば、スクリーンのように、垂直方向に広がった投写面上に拡大して投写するものである。なお、かかる映像の表示形態は、テレビジョンや映画のように、当該映像を視聴する場合において好適な形態である。 However, in the above-described image projection apparatus according to the conventional technique, an image is usually projected on an enlarged projection surface that spreads in a vertical direction such as a screen. Note that this video display form is a preferred form when viewing the video like a television or a movie.

これに対して、例えば、発表や展示場などでは、映像をテーブル等、所謂、水平方向に広がった投写面上に拡大して投写することが要求される場合がある。その場合、当該テーブル等の水平投写面の対向する辺に沿って観察者が投写された映像を観察する場合など、種々の表示形態が考えられる。 On the other hand, for example, in presentations and exhibition halls, there are cases where it is required to enlarge and project an image on a so-called horizontal projection surface such as a table. In that case, various display forms are conceivable, for example, when an observer observes an image projected along opposite sides of a horizontal projection surface such as the table.

例えば、一例として、添付の図１１（Ｂ）により示すように、投写すべき映像を投写レンズ等の光学系を介して拡大投写する方法が一般的であるが、しかしながら、歪の少ない投写映像を得るためには、投写面から十分離れた場所から投写しなければならず、そのため、装置全体として（特に、その高さが）大型化してしまうという問題点があった。更には、図１１（Ａ）により示すように、光路の一部に挿入した折り曲げミラーを利用して、同じ投写映像を２つに分割して投写する場合にも、やはり、投写面から十分離れた場所から投写しなければならず、そのため、装置全体として大型化してしまうという問題点があった。 For example, as an example, as shown in the attached FIG. 11B, a method of enlarging and projecting an image to be projected through an optical system such as a projection lens is common, however, a projected image with little distortion is obtained. In order to obtain the image, it is necessary to project from a place sufficiently away from the projection surface, and there is a problem that the entire apparatus (particularly, its height) is increased in size. Furthermore, as shown in FIG. 11A, even when the same projected image is divided into two by using a bending mirror inserted in a part of the optical path, it is still sufficiently separated from the projection plane. Therefore, there is a problem that the entire apparatus becomes large.

そこで、本発明では、特に、水平方向に広がった投写面上に複数の映像を投写し、当該投写面の対向する辺に沿って観察者が投写された映像を観察する場合に適した映像投写装置であって、装置を小型化すると共に、投写による歪を補正・低減して好適な投影像を得ることが可能であり、もって、映像投写装置による新たな表示形態を可能とする、新規な映像投写装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, image projection particularly suitable for projecting a plurality of images on a projection surface spread in the horizontal direction and observing an image projected by an observer along opposite sides of the projection surface. It is a device that can reduce the size of the device, correct and reduce distortion caused by projection, and obtain a suitable projection image, thereby enabling a new display form by a video projection device. An object is to provide an image projection apparatus.

本発明では、上述した目的を達成するため、平行方向に伸びた略矩形の表示面上に少なくとも２つの映像光を拡大投写し、もって、当該略矩形の対向する辺から拡大投写を観察可能に表示する映像表示装置であって、偏光方向の異なる少なくとも２つの映像光を、反射型偏光板を介して合成し、当該反射型偏光板を介して合成した光を同一の投写拡大光学系により拡大し、自由曲面ミラーを含む傾斜光学系を介して、平行方向に伸びた略矩形の表示面上に投写する映像表示装置が提供される。 In the present invention, in order to achieve the above-described object, at least two image lights are enlarged and projected on a substantially rectangular display surface extending in the parallel direction, so that enlarged projection can be observed from opposite sides of the substantially rectangular shape. An image display device for display, wherein at least two image lights having different polarization directions are combined through a reflective polarizing plate, and the combined light through the reflective polarizing plate is expanded by the same projection expansion optical system. Then, an image display apparatus that projects onto a substantially rectangular display surface extending in a parallel direction via an inclined optical system including a free-form surface mirror is provided.

更に、本発明では、前記に記載した映像表示装置において、前記表示面上に投写される映像は、前記自由曲面ミラーを含む傾斜光学系上の異なる面上で反射されて、前記略矩形の表示面上に投写されることが好ましく、更には、前記表示面上に投写される映像は、当該平行方向に伸びた略矩形の表示面上において、当該映像光の数により分割された領域に、それぞれ、投写されることが好ましい。加えて、前記表示面上に投写される映像は、それぞれ、異なる映像であってもよい。 Furthermore, according to the present invention, in the video display device described above, an image projected on the display surface is reflected on a different surface on the tilting optical system including the free-form curved mirror to display the substantially rectangular display. Preferably, the image projected onto the display surface is further divided into regions divided by the number of the image light on the substantially rectangular display surface extending in the parallel direction. Each is preferably projected. In addition, the images projected on the display surface may be different images.

また、本発明によれば、前記に記載した映像表示装置において、前記表示面上に投写される映像は、当該平行方向に伸びた略矩形の同一の表示面上に投写表示されることが好ましい。 According to the present invention, in the video display device described above, the video projected on the display surface is preferably projected and displayed on the substantially rectangular same display surface extending in the parallel direction. .

上述したように、本発明によれば、平行方向に伸びた略矩形の表示面上に複数投写する際、偏光を利用して映像光を合成し、共通の光学系により拡大し、自由曲面ミラーを含む傾斜光学系により略矩形の表示面上に投写することから、大幅な小型化（特に、高さ）が可能であり、かつ、投写による歪を補正・低減して好適な投影像を得ることが可能となるという優れた効果を発揮する。 As described above, according to the present invention, when projecting a plurality of images onto a substantially rectangular display surface extending in the parallel direction, the image light is synthesized using polarized light, and is magnified by a common optical system. Can be projected onto a substantially rectangular display surface by a tilting optical system including a large-scale display (especially height), and a suitable projection image can be obtained by correcting and reducing distortion caused by projection. The excellent effect that it becomes possible is exhibited.

以下、本発明の一実施の形態になる映像投写装置について、添付の図面を参照しながら、詳細に説明する。 Hereinafter, an image projection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

まず、添付の図１は、本発明の一実施の形態になる映像投写装置の外観構造を示しており、当該映像投写装置１００は、例えば、展示用のテーブル２００の表面上において、所謂、水平方向に広がった投写面２１０上又はそれに近接した位置に配置される。そして、当該映像投写装置１００は、以下にも詳述するが、その内部に設けられた光源からの光（映像光）を、水平方向に広がった投写面上に、複数の（この例では２つの）映像として（例えば、投写面２１０Ｓと２１０Ｐ上に）投写する。すなわち、このことによれば、テーブル２００の対向する辺に沿って移動し、又は、立ち止まる観察者に対して、それぞれ、観察すべき２つの映像を、それぞれ、異なる投写面２１０Ｓ、２１０Ｐ上に提供することが可能となる。なお、図中の符号２２０は、このテーブル２００を床面上に平行に支持するための脚部であり、また、符号１１０は、上記映像投写装置１００をテーブル２００の表面上に安定して設置するための台座を示している。 First, FIG. 1 attached shows an external structure of a video projection apparatus according to an embodiment of the present invention. The video projection apparatus 100 is, for example, a so-called horizontal on the surface of an exhibition table 200. It is arranged on the projection plane 210 spreading in the direction or at a position close to it. As will be described in detail below, the image projection apparatus 100 irradiates light (image light) from a light source provided therein on a plurality of (2 in this example) on a projection plane spreading in the horizontal direction. Two images (for example, on the projection planes 210S and 210P). That is, according to this, two images to be observed are provided on different projection planes 210S and 210P, respectively, for an observer who moves along the opposite sides of the table 200 or stops. It becomes possible to do. Reference numeral 220 in the figure is a leg for supporting the table 200 in parallel on the floor surface, and reference numeral 110 indicates that the image projection apparatus 100 is stably installed on the surface of the table 200. The pedestal to do is shown.

次に、添付の図２には、上記映像投写装置１００を、図１に示したテーブル２００の対向する辺の一方から見た側面図を示している。この図において直線で示すように、上記映像投写装置１００の内部に設けられた光源からの光（映像光）は、後にも詳細に説明する光学系を経由して自由曲面ミラー１２０により反射され、テーブル２００上の水平方向に広がった投写面２１０上に投写され、もって、観察者の眼によって観察されることとなる。 Next, FIG. 2 attached herewith shows a side view of the image projection device 100 as seen from one of the opposing sides of the table 200 shown in FIG. As indicated by a straight line in this figure, light (image light) from a light source provided inside the image projection apparatus 100 is reflected by the free-form surface mirror 120 via an optical system described in detail later, The image is projected onto a projection surface 210 that spreads in the horizontal direction on the table 200, and is thus observed by the eyes of the observer.

更に、添付の図３には、上記映像投写装置１００において、複数の（本例では２つ）映像をテーブル２００上の水平方向に広がった投写面２１０上に投写する原理を示したものである。即ち、本発明では、投写すべき２つの映像のうち、一方の映像をＳ偏光光とし、他方をＰ偏光光として、反射型偏光板１３０の両面から投写する。その結果、Ｓ偏光光として投写された映像光は、当該反射型偏光板１３０上で反射され、他方、Ｐ偏光光からなる映像光は、当該反射型偏光板１３０を通過し、もって、図にも示すように、Ｓ偏光光からなる映像光とＰ偏光光からなる映像光とを合せる。なお、以下に述べる実施例１では、Ｓ偏光光からなる映像光とＰ偏光光からなる映像光とを、それぞれ異なる領域に投写するため、更に、これらのＳ偏光光とＰ偏光光とを１／４波長板１４０により、円偏光に変換する。なお、この円偏光へ変換するための１／４波長板１４０は、必ずしも必要ではないが、これを設けることによれば、偏光状態の違いにより、テーブル面での反射率特性に差異が出る等の影響を回避することが出来るという効果が期待される。 Further, FIG. 3 attached here shows the principle of projecting a plurality of (two in this example) images onto a projection plane 210 that spreads in the horizontal direction on the table 200 in the image projection apparatus 100. . That is, in the present invention, one of the two images to be projected is projected as S-polarized light and the other as P-polarized light, and is projected from both sides of the reflective polarizing plate 130. As a result, the image light projected as the S-polarized light is reflected on the reflection-type polarizing plate 130, while the image light composed of the P-polarized light passes through the reflection-type polarizing plate 130. As shown, the image light composed of S-polarized light and the image light composed of P-polarized light are combined. In Example 1 described below, image light composed of S-polarized light and image light composed of P-polarized light are projected onto different regions, and thus these S-polarized light and P-polarized light are further converted into 1 The light is converted into circularly polarized light by the / 4 wavelength plate 140. The quarter-wave plate 140 for converting to circularly polarized light is not always necessary. However, if it is provided, the reflectance characteristics on the table surface differ depending on the polarization state. The effect of being able to avoid the influence of is expected.

＜実施例１＞
次に、添付の図４には、本発明の実施例１になる映像投写装置１００の、特に、その光学系の詳細を以下に示す。 <Example 1>
Next, FIG. 4 attached hereunder shows details of the optical system of the image projection apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention, in particular, its optical system.

図中において、符号３２０Ｓ、３２０Ｐは、上述したＳ偏光光又はＰ偏光光からなる映像光を合成するための光変調ユニットを構成するプリズムを示し、そして、符号３３０Ｓ、３３０Ｐは、これらＳ偏光光又はＰ偏光光からなる映像光を反射型偏光板１３０へ投写するためのレンズ群を、それぞれ、示している。また、図中の符号１５０は、後にも詳細を説明するが、上記反射型偏光板１３０からの映像光を拡大して上記自由曲面ミラー１２０上に投写する拡大投写レンズ群を示している。なお、この実施例１により示す光学系では、図の上下にも示すように、上記の光学系、特に、その自由曲面ミラー１２０上において、Ｓ偏光光とＰ偏光光との２つの領域（領域（１）と領域（２））に分割し（即ち、光軸に垂直な面上で分離し）、それぞれ、映像光を拡大投写するように構成されている。 In the figure, reference numerals 320S and 320P denote prisms constituting a light modulation unit for synthesizing the above-described video light composed of S-polarized light or P-polarized light, and reference numerals 330S and 330P denote these S-polarized light. Alternatively, lens groups for projecting image light composed of P-polarized light onto the reflective polarizing plate 130 are shown. Reference numeral 150 in the figure denotes a magnifying projection lens group that magnifies and projects the image light from the reflective polarizing plate 130 onto the free-form curved mirror 120, as will be described in detail later. In the optical system shown in Example 1, two regions (regions) of S-polarized light and P-polarized light on the optical system, particularly the free-form curved mirror 120, as shown in the upper and lower parts of the figure. (1) and region (2)) (that is, separated on a plane perpendicular to the optical axis), and each is configured to enlarge and project image light.

なお、上述したＳ偏光光又はＰ偏光光からなる映像光を合成するための光変調ユニットを含む構成の一例が、添付の図５に示されている。なお、ここでは図示しないが、その内部に高輝度の白色光を発生するランプや集光ミラーなどを含む光源ユニット３００からの光の一部は、例えば、光変調ユニット３００を構成するダイクロイックミラー３１１とミラー３１２を介して、液晶画像表示素子である、例えば、透過型の赤色用（Ｒ）液晶パネル３１３Ｒへ、他の一部は、ダイクロイックミラー３１１と第２のダイクロイックミラー３１４を介して、透過型の緑色用（Ｇ）液晶パネル３１３Ｇへ、そして、残りの一部は、ダイクロイックミラー３１１と第２のダイクロイックミラー３１４、更に、ミラー３１５、３１６を介して、透過型の青色用（Ｂ）液晶パネル３１３Ｂへ導かれ、それぞれ、表示する画像又は映像に従って変調される。その後、上記の光合成プリズム３２０によって合成されたカラー映像光は、以下に詳細に説明する光学系を構成するレンズ群３３０Ｓ、３３０Ｐ、１５０を介して、投写面２１０上に投写する。ここでは、Ｓ偏光光からなる映像光とＰ偏光光からなる映像光の一方を合成するための光変調ユニットを含む構成を示したが、他方の光変調ユニットも同様に構成することが出来ることは明らかであろう。即ち、上述した構成の光変調ユニットにより、それぞれ、投写面２１０Ｓ、２１０Ｐ上に投写される映像光が形成される。 An example of the configuration including the light modulation unit for synthesizing the image light composed of the above-described S-polarized light or P-polarized light is shown in FIG. Although not shown here, a part of the light from the light source unit 300 including a lamp or a condensing mirror that generates high-intensity white light therein is, for example, a dichroic mirror 311 constituting the light modulation unit 300. And a mirror 312 to a liquid crystal image display element, for example, a transmissive red (R) liquid crystal panel 313R, and another part is transmitted through a dichroic mirror 311 and a second dichroic mirror 314. Type green (G) liquid crystal panel 313G, and the remaining part is transmissive blue (B) liquid crystal via dichroic mirror 311 and second dichroic mirror 314 and mirrors 315 and 316 Guided to panel 313B and modulated according to the image or video to be displayed, respectively. Thereafter, the color image light combined by the light combining prism 320 is projected onto the projection plane 210 via lens groups 330S, 330P, and 150 that constitute an optical system described in detail below. Here, a configuration including a light modulation unit for synthesizing one of video light composed of S-polarized light and video light composed of P-polarized light is shown, but the other light modulation unit can be configured similarly. Will be clear. That is, the image light projected on the projection surfaces 210S and 210P is formed by the light modulation unit having the above-described configuration.

また、ここで、光源ユニット３００からの光を、Ｓ偏光光又はＰ偏光光に変換する偏光変換素子１３０Ａの構造及び偏光変換作用について、添付の図６を用いて説明する。なお、この図６は、偏光変換素子を、その光軸を含んで液晶パネルの長辺に沿って切断した断面構成図である。 Here, the structure and polarization conversion action of the polarization conversion element 130A that converts light from the light source unit 300 into S-polarized light or P-polarized light will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional configuration diagram in which the polarization conversion element is cut along the long side of the liquid crystal panel including its optical axis.

この図６に示すように、偏光変換素子１３０Ａは、液晶パネル１５の短辺に平行な方向に沿って伸びた平行四辺形柱である透光性部材３１が、光軸１１５方向に対して直交する面に平行して、液晶パネル１５の長辺に平行な方向に複数アレイ状に配列され、アレイ状に配列され隣接する透光性部材３１間の界面に交互に偏光ビームスプリッタ膜（以下、「ＰＢＳ膜」と省略する）３２と反射膜３３が形成されている。また、偏光変換素子１３０Ａの入射側の開口部３５を通り、ＰＢＳ膜３２を透過した光が出射する出射面にはλ／２位相差板３４が備えられている。また、偏光変換素子１３０Ａは、光軸１１５と平行四辺形柱の透光性部材５１の延伸方向とで形成される面（光軸１１５は平面であり、以下、この面を便宜上「光軸面」と称する）Ｓ１１５に対して対称に構成されている。 As shown in FIG. 6, in the polarization conversion element 130A, the translucent member 31 that is a parallelogram column extending along the direction parallel to the short side of the liquid crystal panel 15 is orthogonal to the direction of the optical axis 115. Parallel to the surface to be aligned, a plurality of arrays are arranged in a direction parallel to the long side of the liquid crystal panel 15, and a polarizing beam splitter film (hereinafter, referred to as an “array”) is alternately arranged at the interface between the adjacent translucent members 31. 32 and a reflection film 33 are formed. In addition, a λ / 2 phase difference plate 34 is provided on the exit surface from which the light transmitted through the PBS film 32 passes through the opening 35 on the incident side of the polarization conversion element 130A. In addition, the polarization conversion element 130A has a surface formed by the optical axis 115 and the extending direction of the translucent member 51 having a parallelogram prism (the optical axis 115 is a plane. It is configured symmetrically with respect to S115.

以上のように構成された偏光変換素子１３０Ａによれば、光源から入射した光線３７のうち、例えば、Ｓ偏光光はＰＢＳ膜３２で反射され、対向する反射ミラー３３で反射されてＳ偏光光で出射する。またＰ偏光の光はＰＢＳ膜３２を透過し、出射面のλ／２位相差板３４によりＳ偏光の光に変換されて出射する。このような基本と成る偏光変換部３０が複数個構成され、もって、偏光変換素子１３０Ａは入射した光の偏光方向を所定偏光方向の光（ここでは、Ｓ偏光又はＰ偏光の光）に揃えられて出射させる。Ｐ偏光の光の揃える場合には、Ｓ偏光光の出射面にλ／２位相差板３４を設けるようにすればよい。即ち、上述した偏光変換素子１３０Ａを、それぞれ、その光源から照射される光路の一部に挿入することにより、上記図４にも示せたように、映像投写装置１００の光学系に対して、Ｓ偏光光又はＰ偏光光からなる映像光を、それぞれ、投写することが出来る。 According to the polarization conversion element 130A configured as described above, of the light rays 37 incident from the light source, for example, S-polarized light is reflected by the PBS film 32, reflected by the opposing reflection mirror 33, and is reflected by S-polarized light. Exit. The P-polarized light passes through the PBS film 32, is converted to S-polarized light by the λ / 2 phase difference plate 34 on the emission surface, and is emitted. A plurality of such basic polarization conversion units 30 are configured, and the polarization conversion element 130A aligns the polarization direction of the incident light with light having a predetermined polarization direction (here, S-polarized light or P-polarized light). To emit. When aligning P-polarized light, a λ / 2 phase difference plate 34 may be provided on the exit surface of S-polarized light. That is, by inserting each of the polarization conversion elements 130A described above into a part of the optical path irradiated from the light source, as shown in FIG. Image light composed of polarized light or P-polarized light can be projected.

次に、上述した構成になる映像投写装置１００により投写される映像の一例を、その光路と共に、添付の図７に示す。なお、図７（Ａ）は、上記映像投写装置１００をその正面から見た場合の光路を、図７（Ｂ）は、その側面から見た場合の光路を、そして、図７（Ｃ）は、その上面から見た場合の光路を示している。特に、図７（Ｃ）からも明らかなように、上記実施例１の構成になる映像投写装置１００によれば、２つの映像を、図１に示す投写面２１０Ｓ、２１０Ｐ上に、それぞれ、独立して投写することが可能となる。なお、この場合、提供される映像は、テーブル２００の対向する辺から観察する観察者に対しては、それぞれ、その上下左右の方向が正しく投写されることとなる。また、図８にも示すように、２つの映像を、上下方向は正しく、但し、その左右を逆転した映像を、それぞれ、テーブル２００の対向する辺から観察する観察者に対して投写することも可能である。 Next, an example of an image projected by the image projection apparatus 100 configured as described above is shown in FIG. 7A shows the optical path when the image projection apparatus 100 is viewed from the front, FIG. 7B shows the optical path when viewed from the side, and FIG. 7C shows the optical path. The optical path when seen from the upper surface is shown. In particular, as is apparent from FIG. 7C, according to the image projection apparatus 100 having the configuration of the first embodiment, two images are independently displayed on the projection planes 210S and 210P shown in FIG. Can be projected. In this case, the provided image is correctly projected in the up, down, left, and right directions to the observer who observes from the opposite sides of the table 200, respectively. In addition, as shown in FIG. 8, two images may be projected to an observer who observes the image from the opposite sides of the table 200, respectively, with the vertical direction being correct but with the left and right reversed. Is possible.

なお、この実施例１の光学系、即ち、上記図４におけるレンズ面の詳細を、以下の表１に示す。なお、ここで、Ｓ１〜Ｓ２４は、上記光合成プリズム３２０から上記自由曲面ミラー１２０に到るまでのレンズ面を示す。 The details of the optical system of Example 1, that is, the lens surface in FIG. 4 are shown in Table 1 below. Here, S1 to S24 indicate lens surfaces from the light combining prism 320 to the free-form surface mirror 120.

曲率半径はその曲率中心が右側にある場合を正で定義する。面間距離は、各レンズ面の光軸上の距離であり、各レンズ面が偏心・倒れをする前の状態で定義されている。 The radius of curvature is defined as positive when the center of curvature is on the right side. The inter-surface distance is a distance on the optical axis of each lens surface, and is defined in a state before each lens surface is decentered or tilted.

各面の偏心・倒れは、偏心が先に作用し、次に倒れが作用する。倒れに関しては、３つの座標軸に対して作用する順番が定まっているが、このレンズデータでは、Ｘ軸（光軸に直交する水平方向の座標軸）周りのみの回転であり、Ｘ軸の正方向から見て時計回りを正で定義する。なお、デセンタ＆リターンで定義した偏心・倒れは、そのレンズ面にのみ作用する。 As for the eccentricity / falling of each surface, the eccentricity acts first, followed by the falling. Regarding the tilting, the order of acting on the three coordinate axes is fixed, but in this lens data, the rotation is only around the X axis (the horizontal coordinate axis orthogonal to the optical axis), and from the positive direction of the X axis. Look clockwise to define positive. Note that the eccentricity / falling defined by decentering and returning only affects the lens surface.

また、上記自由曲面レンズおよび、自由曲面ミラー１２０の形状は、次の式で定義され、また、その係数は以下の表２による。 The shapes of the free-form surface lens and the free-form surface mirror 120 are defined by the following equations, and the coefficients are as shown in Table 2 below.

非球面に関しては、以下の式で定義され、各非球面での係数は、以下の表３による。

The aspherical surface is defined by the following equation, and the coefficient for each aspherical surface is according to Table 3 below.

＜実施例２＞
次に、添付の図９には、本発明の実施例２になる映像投写装置１００の光学系の詳細を示す。 <Example 2>
Next, FIG. 9 attached here shows details of the optical system of the image projection apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention.

なお、この図９において、各符号はそれぞれ上記図４に示した符号と同様の要素を示す。しかしながら、この実施例２においては、上記の実施例とは異なり、光学系をＳ偏光光とＰ偏光光との２つの領域に分割することなく、即ち、一つの領域（３）として共通に利用するものである。 In FIG. 9, each reference numeral indicates the same element as that shown in FIG. However, in the second embodiment, unlike the above-described embodiment, the optical system is not divided into two regions of S-polarized light and P-polarized light, that is, commonly used as one region (3). To do.

なお、この実施例２になる映像投写装置１００によれば、添付の図１０にも示すように、Ｓ偏光光からなる映像光と、Ｐ偏光光からなる映像光とが、上記自由曲面ミラー１２０を介して、同一（共通）の表示領域である領域（３）、即ち、投写面２１０上に投写されることから、展示用のテーブル２００の表面をより効率的に利用することが可能になる。但し、この場合、表示領域上には、Ｓ偏光光からなる映像光とＰ偏光光からなる映像光とが重なって投写されることとなることから、図にも示すように、観察者は、Ｓ偏光光又はＰ偏光光を観察するための偏光眼鏡５００Ｓ、５００Ｐを利用する（掛ける）ことにより、それぞれ、提供される映像を観察することが可能となる（図中に実線で示す「上」と破線で示す「上」を参照）。 According to the image projection apparatus 100 according to the second embodiment, as shown in FIG. 10 attached, the free-form curved mirror 120 includes image light composed of S-polarized light and image light composed of P-polarized light. Thus, the surface (3), which is the same (common) display area, is projected onto the projection surface 210, so that the surface of the display table 200 can be used more efficiently. . However, in this case, since the image light composed of S-polarized light and the image light composed of P-polarized light are projected on the display area, as shown in the figure, By using (multiplying) the polarizing glasses 500S and 500P for observing S-polarized light or P-polarized light, it is possible to observe the provided images, respectively ("upper" indicated by a solid line in the figure). And "above" shown with dashed lines).

以上に説明したように、本発明によれば、平行方向に伸びた略矩形の表示面上に複数投写する際、偏光を利用して映像光を合成し、共通の光学系により拡大し、自由曲面ミラーを含む傾斜光学系により、略矩形の表示面上に投写することから、歪を補正・低減して好適な投影像を得ることが可能となる。また、その際、前記表示面上に投写される映像は、それぞれ、異なる映像とすることによれば、特に、展示場などにおいて、観察方向の異なる観察者に対して異なる映像を表示するなど、種々の表示形態が考えられ、映像表示装置の利用の幅を大幅に拡大することも可能となる。また、本発明になる映像表示装置は、自由曲面ミラーを含む傾斜光学系の採用により、表示面から光投写口までの距離（即ち、装置の高さ）を大幅に小型化することが可能となり、容易に移動又は持ち運びが可能な装置とすることが可能になる。 As described above, according to the present invention, when a plurality of projections are performed on a substantially rectangular display surface extending in the parallel direction, image light is synthesized using polarized light, and is expanded by a common optical system. Since the inclined optical system including the curved mirror projects onto a substantially rectangular display surface, it is possible to obtain a suitable projection image by correcting and reducing distortion. Further, at that time, the images projected on the display surface are different from each other, and particularly in an exhibition hall or the like, different images are displayed for observers with different observation directions. Various display forms can be considered, and the range of use of the video display device can be greatly expanded. In addition, the video display device according to the present invention can greatly reduce the distance from the display surface to the light projection port (that is, the height of the device) by adopting an inclined optical system including a free-form surface mirror. Therefore, it is possible to provide a device that can be easily moved or carried.

本発明の一実施の形態になる映像投写装置の外観構造を示す図である。It is a figure which shows the external appearance structure of the image projection apparatus which becomes one embodiment of this invention. 上記本発明の映像投写装置における原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle in the image projection apparatus of the said invention. 上記本発明の映像投写装置にいて、特に、映像をテーブル上に投写する原理を示したものである。In the image projection apparatus of the present invention, the principle of projecting an image on a table is particularly shown. 本発明の実施例１になる映像投写装置における光学系の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the optical system in the image projection apparatus which becomes Example 1 of this invention. 上記実施例１にいて、Ｓ偏光光又はＰ偏光光からなる映像光を合成するための光変調ユニットを含む構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration including a light modulation unit for combining video light composed of S-polarized light or P-polarized light in the first embodiment. 上記実施例１において、光源ユニットからの光をＳ偏光光又はＰ偏光光に変換する偏光変換素子の一例を示す断面図である。In the said Example 1, it is sectional drawing which shows an example of the polarization conversion element which converts the light from a light source unit into S polarized light or P polarized light. 上記実施例１になる映像投写装置により投写される映像の一例を、その光路と共に示す図である。It is a figure which shows an example of the image projected by the image projection apparatus which becomes the said Example 1 with the optical path. 上記実施例１になる映像投写装置により投写される映像の他の一例を、その光路と共に示す図である。It is a figure which shows another example of the image projected by the image projection apparatus which becomes the said Example 1, with the optical path. 本発明の実施例２になる映像投写装置における光学系の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the optical system in the image projection apparatus which becomes Example 2 of this invention. 上記実施例２になる映像投写装置の外観構造を示す図である。It is a figure which shows the external appearance structure of the image projection apparatus which becomes the said Example 2. FIG. 従来技術における映像投写装置について説明する図である。It is a figure explaining the image projection apparatus in a prior art.

Explanation of symbols

１００…映像投写装置、１２０…自由曲面ミラー、１３０…反射型偏光板、１４０…１／４波長板、２００…テーブル、２１０Ｓ、２１０Ｐ…投写面、３２０Ｓ、３２０Ｐ…プリズム、３００…光源ユニット、１３Ａ…偏光変換素子、５００Ｓ、５００Ｐ…偏光眼鏡。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Image projection apparatus, 120 ... Free-form surface mirror, 130 ... Reflection type polarizing plate, 140 ... 1/4 wavelength plate, 200 ... Table, 210S, 210P ... Projection surface, 320S, 320P ... Prism, 300 ... Light source unit, 13A ... polarization conversion element, 500S, 500P ... polarized glasses.

Claims

An image display device that magnifies and projects at least two image lights on a substantially rectangular display surface extending in a parallel direction, and displays the magnified projection so as to be observable from opposite sides of the substantially rectangular shape. At least two different image lights are synthesized through a reflective polarizing plate, the light synthesized through the reflective polarizing plate is magnified by the same projection enlarging optical system, and through an inclined optical system including a free-form mirror. And projecting onto a substantially rectangular display surface extending in the parallel direction.

2. The image display device according to claim 1, wherein an image projected on the display surface is reflected on a different surface on the inclined optical system including the free-form surface mirror, and is reflected on the substantially rectangular display surface. An image display device that is projected.

3. The video display device according to claim 2, wherein the video projected on the display surface is divided into regions divided by the number of video lights on the substantially rectangular display surface extending in the parallel direction. A video display device characterized by being projected.

4. The image display device according to claim 3, wherein the images projected on the display surface are different images.

2. The image display device according to claim 1, wherein the image projected on the display surface is projected and displayed on the same substantially rectangular display surface extending in the parallel direction. .

6. The image display device according to claim 5, wherein the images projected on the display surface are different images.