JP2016018169A - 光学装置及びこれを用いた投射型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明の目的は、より小型で光量損失を抑制することが可能な光学装置及びこれを用いた投射型表示装置を提供することである。【解決手段】 投射レンズ50を用いて被投射面に画像を表示するプロジェクターPに装着可能なポートレートユニット100が、プロジェクターPからの光束を反射するミラーMを備える。そして、ポートレートユニット100をプロジェクターPに装着して画像を表示する際に、投射レンズ50の光軸と直交する平面を基準平面とするとき、プロジェクターPからの光束は、プロジェクターPを基準平面に垂直に投影した領域の重心の位置とは異なる位置から射出され、ミラーMは、プロジェクターPからの光束を、プロジェクターPを基準平面に垂直に投影した領域の重心の位置から離れる方向に反射する。【選択図】 図1
Description
本発明は、光学装置及びこれを用いた投射型表示装置に関し、特にポートレート投射を可能にする光学装置に関する。
近年、プロジェクタ(投射型表示装置)には、床面に載置した状態で人の立位画像等の縦に長い画像を投射する、いわゆるポートレート投射をできることが望まれている。このようなプロジェクターとして特許文献1に記載された構成が知られている。
特許文献1では、折り返しミラーを投射レンズの前面に配置することでポートレート投射を可能にするとともに、折り返しミラーをプロジェクターの筐体に対して回動可能に取り付ける技術が開示されている。
前述の特許文献1に開示された構成を用いることで、ポートレート投射が可能となる。しかしながら、前述の特許文献1に開示された構成を用いて、より大きな画像を投射するためにプロジェクターからの光束をより広角にすると、折り返しミラーからの光束もより広角となる。その結果、プロジェクターの筐体に遮られてスクリーンに導かれない光束が増えてしまうおそれがある。
また、このような光量損失を抑制するために、折り返しミラーをプロジェクターから遠ざける等の構成にすると、折り返しミラーを備えるポートレートユニットが大型化してしまうおそれがある。
すなわち、前述の特許文献1に開示された構成で、より大きな画像を投射しようとすると、光量損失が増大してしまうおそれがあった。
そこで、本発明の目的は、より小型で光量損失を抑制することが可能な光学装置及びこれを用いた投射型表示装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の光学装置は、
投射光学系を用いて被投射面に画像を表示する投射型表示装置に装着可能な光学装置であって、
前記投射型表示装置からの光束を反射する反射部材を備え、
前記光学装置を前記投射型表示装置に装着して前記画像を表示する際に、前記投射光学系の光軸と直交する平面を基準平面とするとき、前記投射型表示装置からの光束は、前記投射型表示装置を前記基準平面に垂直に投影した領域の重心の位置とは異なる位置から射出され、
前記反射部材は、前記投射型表示装置からの光束を、前記重心の位置から離れる方向に反射する、
ことを特徴とする。
投射光学系を用いて被投射面に画像を表示する投射型表示装置に装着可能な光学装置であって、
前記投射型表示装置からの光束を反射する反射部材を備え、
前記光学装置を前記投射型表示装置に装着して前記画像を表示する際に、前記投射光学系の光軸と直交する平面を基準平面とするとき、前記投射型表示装置からの光束は、前記投射型表示装置を前記基準平面に垂直に投影した領域の重心の位置とは異なる位置から射出され、
前記反射部材は、前記投射型表示装置からの光束を、前記重心の位置から離れる方向に反射する、
ことを特徴とする。
本発明によれば、より小型で光量損失を抑制することが可能な光学装置及びこれを用いた投射型表示装置を提供することができる。
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の相対配置などは、この発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、構成部品の相対位置などは、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨で規定されたものではない。
〔第1実施例〕
図1から図8を用いて本発明の第1実施例で示すポートレートユニット(光学装置)100及びこれを用いたプロジェクター(投射型表示装置)Pについて説明する。
図1から図8を用いて本発明の第1実施例で示すポートレートユニット(光学装置)100及びこれを用いたプロジェクター(投射型表示装置)Pについて説明する。
図1は、本発明の第1実施例で示すポートレートユニット100を、プロジェクターPに装着した状態を示す図である。なお、ミラー(反射部材)Mは支持部材60によって支持されており、支持部材60はプロジェクターPに対して着脱可能であり、すなわち、ポートレートユニット100は、プロジェクターPに対して着脱可能である。
また、図1から図4において、投射レンズ(投射光学系)50の光軸Oと平行な方向をz軸方向とし、投射レンズ50の光軸O及びミラーMの法線と平行な平面においてz軸方向と直交する方向をx軸方向としている。そして、z軸方向及びx軸方向と直交する方向をy軸方向としている。
図1において、プロジェクターPはxy平面に設置されており、投射レンズ50の光軸Oは設置面に直交する方向と平行である。つまり、投射レンズ50は上を向いており、不図示のスクリーン(被投射面)はyz平面と平行となるように配置されている。
ミラーMは、プロジェクターPからの光束を反射する反射部材であり、投射レンズ50の光軸OとミラーMの反射面が交差するように配置されている。本実施例においては、投射レンズ50の光軸Oと、ミラーMの反射面との成す角度が略45°となっている。
図2は、図1をz軸方向から視た場合の図である。なお、図2においてミラーM及び支持部材60は不図示である。図2に示すようにxy平面において投射レンズ50は、プロジェクターPの中心よりもスクリーン側に配置されている。
言い換えれば、ポートレートユニット60をプロジェクターPに装着して画像を表示する際に、投射レンズ50の光軸と直交する平面を基準平面とする。このとき、プロジェクターPからの光束は、プロジェクターPを基準平面に垂直に投影した領域の重心の位置とは異なる位置から射出される。
本実施例において、基準平面とはxy平面であり、プロジェクターPを基準平面に垂直に投影した領域とは図2に示す矩形であり、プロジェクターPを基準平面に垂直に投影した領域の重心は、プロジェクターPの中心軸C上に位置している重心Dである。
また、本実施例においては、重心Dから、プロジェクターPの天面あるいは底面と平行な方向にずれた位置に投射レンズ50が設けられている。
なお、プロジェクターPを基準平面に投影した領域は、本実施例においては図2のように矩形形状をしているが、矩形を面取りした形状でも、角部に丸味を帯びさせた形状でも、その他楕円形状等でも構わない。
ミラーMは、上述の位置から射出するプロジェクターPからの光束を、重心Dの位置から離れる方向に導く。このように構成することで、ミラーMからスクリーンに向かう光束が、プロジェクターPの筐体に遮られることを抑制することができるために、光量損失を抑制することが可能な光学装置及びこれを用いた投射型表示装置を提供することができる。
さらに、図3に示すように、ミラー及びポートレートユニットをより小型にすることも可能である。図3(a)は本発明の実施例で示すミラーMaについて説明する図であり、図3(b)は、従来のミラーMbについて説明する図である。なお、図3以降の図において、支持部材60は不図示である。
図3(b)に示すように、従来は投射レンズ50bがプロジェクターPの中心に位置している。この状態で、ミラーMbからの光束がプロジェクターPの筐体のエッジEに遮られないようにするためには、ミラーMbを投射レンズ50bから遠ざけ、ミラーMbを大きくする必要がある。
一方、図3(a)に示すように、本発明の実施例においては、投射レンズ50aがプロジェクターPの中心からずれた位置に配置されている。このため、ミラーMaをプロジェクターPに近づけても、ミラーMaからの光束がエッジEで遮られることを抑制することができる。すなわち、本発明の実施例においては、ミラーを小型化できるために、ミラーを備えるポートレートユニットも小型化することが可能である。
次に、図4を用いて、ミラーMaからの光束がエッジEで遮られることを抑制できる条件について説明する。
図4は、図3(a)で示した本発明の実施例におけるミラーMaの近傍を拡大した詳細図である。
図4において、投射レンズ50から射出される光束に含まれる最も外側を通る光線のうち重心Dの位置に近づく方向に進む光線と、投射レンズ50の光軸とが成す角度をθ1とし、投射レンズ50の光軸と、ミラーMaの反射面とが成す角度をθ2とする。
さらに、投射レンズ50の最も射出側の面から、投射レンズ50の光軸とミラーMaの反射面との交点までの距離をaとする。そして、投射レンズ50の最も出射側の面から、プロジェクターPの側面のうちプロジェクターPからの光束が射出される側の側面(図2に示す側面)までの距離をhとする。なお、図2に示す側面は言い換えれば、投射レンズ50が設けられている側面である。
さらに、投射レンズ50の光軸から、プロジェクターPからの光束が射出される側の側面と直交するプロジェクターPの側面のうち、投射レンズ50の光軸に近い方の側面までの距離をLとする。
さらに、投射レンズ50の光軸から、ミラーMaからスクリーンへ反射される光束のうち最も外側を通る光線と、プロジェクターPの側面のうち投射レンズ50が設けられている側面から投射方向へ延長した延長線との交点までの距離をL´とする。
このとき、L´は以下の式で表わすことができる。
L‘= (a/(1+tanθ1tan(90-θ2))+h)/tan(θ1+2θ2-90)
- (a- a/(1+tanθ1tan(90-θ2))) / tan(90-θ2)
L‘= (a/(1+tanθ1tan(90-θ2))+h)/tan(θ1+2θ2-90)
- (a- a/(1+tanθ1tan(90-θ2))) / tan(90-θ2)
このとき、
0.5 ≦ L’/L ≦ 1.7
を満足する。なお、hは投射レンズ50の最も出射側の面が、プロジェクターPの側面のうち投射レンズ50が設けられている側面よりも出っ張っている場合には正の値で示す。逆に、投射レンズ50の最も出射側の面が、プロジェクターPの側面のうち投射レンズ50が設けられている側面よりも凹んでいる場合には負の値で示す。
0.5 ≦ L’/L ≦ 1.7
を満足する。なお、hは投射レンズ50の最も出射側の面が、プロジェクターPの側面のうち投射レンズ50が設けられている側面よりも出っ張っている場合には正の値で示す。逆に、投射レンズ50の最も出射側の面が、プロジェクターPの側面のうち投射レンズ50が設けられている側面よりも凹んでいる場合には負の値で示す。
L´が上述の条件を満たすことで、ミラーMaからスクリーンに向かう光束が、プロジェクターPの筐体に遮られることを抑制することができるために、光量損失を抑制することが可能な光学装置及びこれを用いた投射型表示装置を提供することができる。すなわち、図4に示すエッジEでミラーMaからスクリーンに向かう光束が遮られることを抑制することができる。
言い換えれば、プロジェクターPからの画像光をほぼスクリーンに導くことができるために、光量損失を抑制することが可能な光学装置及びこれを用いた投射型表示装置を提供することができる。
ここで、前述のθ2は、ミラーが曲面の場合は、投射レンズの光軸上を通る光線がミラーに入射する位置における、ミラーの接線方向と光軸とが成す角度(あるいは入射位置における法線と光軸とが成す角度を、90度から引いた角度)とも表現できる。
なお、より好ましくは、
1 ≦ L’/L ≦ 1.4
を満足すると良く、さらに好ましくは、
1 ≦ L’/L ≦ 1.1
を満足すると良い。より好ましい条件を満足することで、ミラーMaからスクリーンへ反射される光束のうち最も外側を通る光線が、エッジEの近傍を通るために、より大きな画像をスクリーンに投射することが可能となる。
1 ≦ L’/L ≦ 1.4
を満足すると良く、さらに好ましくは、
1 ≦ L’/L ≦ 1.1
を満足すると良い。より好ましい条件を満足することで、ミラーMaからスクリーンへ反射される光束のうち最も外側を通る光線が、エッジEの近傍を通るために、より大きな画像をスクリーンに投射することが可能となる。
なお、投影レンズから最もプロジェクター中心と反対側に射出される光線の角度をθ3とするとき、
θ3 <θ2
を満足しても良い。θ3は言い換えれば、プロジェクターPから射出される光束に含まれる最も外側を通る光線のうち、重心Dの位置から離れる方向に進む光線と、投射レンズの光軸との成す角度である。
θ3 <θ2
を満足しても良い。θ3は言い換えれば、プロジェクターPから射出される光束に含まれる最も外側を通る光線のうち、重心Dの位置から離れる方向に進む光線と、投射レンズの光軸との成す角度である。
θ3が上述の条件を満たすことで、ミラーMaが投射レンズ50の光軸に対して45°傾いていた場合に、プロジェクターPからの光束のほとんどをミラーMaで反射することが可能となる。
逆に、θ3が上述の条件を満足しない場合には、ミラーMaが投射レンズ50の光軸に対して45°傾いていた場合に、プロジェクターPからの光束のうち、ミラーMaの外側を通過する光束が増えて、光量損失が増大するおそれがある。あるいは、このような光量損失を抑制するためにミラーMaを大きくする構成にすると、ポートレートユニットが大型化してしまうおそれがある。
また、本実施例で示すポートレートユニット100は、ミラーを、ミラーの法線及び投射レンズの光軸に平行な平面内で移動させるミラーシフト手段をさらに備えていても良い。さらに、本実施例で示すプロジェクターは、投射レンズを、投射レンズの光軸と直交する方向に移動させるレンズシフト手段をさらに備えていても良い。なお、ミラーシフト手段は、ミラー自身がプロジェクターに対してシフト可能なスライド機構であっても良い。あるいは、ミラーを支持する支持部材がプロジェクターに対してシフト可能なように、支持部材に複数の取付穴あるいは長穴を設けている構成等であっても良い。
図5から図7を用いて、ミラーシフト手段及びレンズシフト手段をさらに備えることによる効果について説明する。
従来、ミラーを略45°から傾ける事で投影する映像の投射位置を変える事ができるが、その場合投射画像は台形になってしまい電気的な補正が必要になってしまうため、画質が劣化してしまう問題がある。そこで、台形にならないように投射位置を調整する方法として画像表示素子の中心と投射光学系の光軸をずらす事のできるレンズシフトを用いる方法がある。
図5(a)はミラーMが略45°に傾いた状態(通常の状態)で画像をスクリーンSに投射した状態を示している。図5(a)に示すように、投射光学系の光軸から紙面上方向垂直に射出された光線がミラーの反射面で反射される点とスクリーン上の画面中心位置が同じ高さにある事が分かる。
図5(b)は、スクリーンS方向側に投射レンズをレンズシフトさせた場合の状態を示す。この場合、投射画像は台形にならずに投射画像の中心位置を紙面上方向に任意にずらす事ができるが、シフトさせたレンズからの光線が通常状態に対してさらに角度をもった光線として射出されるためミラーが大型化してしまうという問題が生じる。
言い換えれば、通常の状態においても、投射レンズをレンズシフトさせた状態においても、プロジェクターPから最も広く射出される光束をミラーMで反射させることを考える。このためには、通常の状態でプロジェクターPから最も広く射出される光束を反射するために最低限必要な大きさよりも、ミラーMを大きくする必要がある。
例えば、図5においては通常の状態でプロジェクターPから最も広く射出される光束を反射するために最低限必要な大きさよりも、ミラーMの反射面の面積が20%ほど増加してしまっている。
このようなミラーの大型化を抑制するために、本実施例においては、画像表示素子の中心と投射レンズの光軸をずらす事のできるレンズシフトに加えて、ミラーの位置を光軸に対して平行・水平方向に移動させる機構を備える。この機構により、ミラーのサイズをコンパクトに保ちながら(通常状態の必要面積と同じ面積で)、投射する映像の位置を任意に変化させる事ができる。
図6及び図7を用いて、ミラーシフト手段とレンズシフト手段との関係について説明する。
図6は、投射画像の中心を、z軸方向(紙面上方向)に調整する(ずらす)場合の構成図である。図6において、実線で示した構成が通常の投射状態、点線で示した構成が紙面上方向に投射画像をずらして調整した図である。
通常状態ではミラーの位置がMcの位置にあり、投射レンズの光軸から紙面上方向垂直に射出された光線がミラーの反射面で反射される点と、スクリーンS上の投射画像の中心位置が同じ高さに投射されている。
それに対して、調整後の状態ではミラーの位置がMdのように、z軸方向に対しては筺体に近い側、x軸方向に対しては投射画像側(スクリーン側)に配置されている。なお、このとき、投射レンズは、スクリーンS側(投射方向)にレンズシフトしている。
このように、レンズシフト手段に加えて、ミラーシフト手段をさらに備えることで、ミラーをプロジェクターに近づけて、かつ射出光線の重心方向にずらす事でミラーの大きさを変えることなくスクリーン上の投射画像の位置を紙面上側に調整する事ができる。すなわち、前述のミラーの大型化を抑制することができる。
図7は、図6とは逆に紙面下方向に投射画像の位置を調整する場合の構成図である。図7において、実線で示した構成が通常の投射状態、点線で示した構成が紙面下方向に投射画像をずらして調整した図である。
調整後の状態ではミラーの位置がMeのようにz軸方向に対してはプロジェクターから離れる側、x軸方向に対しては筺体中心側(スクリーンと逆側)に配置される。さらに、投射レンズを、スクリーンS側(投射方向)と反対方向側(プロジェクター中心側)にレンズシフトさせた構成である。
このような場合も、前述のようにミラーの大きさを変えることなく、スクリーン上の像の投射位置を任意に調整する事ができる。
なお、ポートレートユニットは、ミラーを回動可能に支持する支持部材をさらに備え、支持部材は、プロジェクターに固定可能であっても良い。
なお、基準状態において、ミラーの反射面は投射レンズの光軸に対して45°傾いた状態である。さらに、ミラーは、長辺方向と短辺方向を備え、長辺方向と平行な軸を中心に回動可能であるとともに、短辺方向と平行な軸を中心に回動可能であっても良い。ここで、ミラーの長辺方向とは、ミラーの厚みを除く寸法のうち、長い方の辺と平行な方向である。ミラーの短手方向とは、ミラーの厚みを除く寸法のうち、短い方の辺と平行な方向である。
本発明の実施例においては、ミラーの角度は、基準状態から、前述の長辺方向と平行な軸を中心に±4°程度調整可能であり、前述の短辺方向と平行な軸を中心に±4°程度調整可能である。
このように、ミラーが回動可能である場合には、ミラーの角度を2軸方向において調整可能であるために、より高精度な画像を投射することが可能となる。
もちろん、投射レンズはズーム機能を有していてもよく、投射レンズのズーム機能と、ミラーの角度調整機構、ミラーのシフト機構等を組み合わせても良い。
例えば、投射レンズの広角端の光束幅でミラーの大きさを設定しておき、任意に広角端より望遠側のズーム位置にした状態でレンズシフトをさせる事で、投射距離や投射画像の中心位置を比較的自由に設定する事ができる。
上述の構成により、本発明の実施例によれば、ミラーからスクリーンに向かう光束が、プロジェクターの筐体に遮られることを抑制することができるために、光量損失を抑制することが可能な光学装置及びこれを用いた投射型表示装置を提供することである。
以下に、本実施例における数値実施例を示す。
上述のパラメータに基づくポートレートユニットは、図8に示す通りである。図8に示すように、L‘/L = 1.00の場合であっても、ミラーMからスクリーンに向かう光束が、プロジェクターPの筐体に遮られることを抑制することができる。
〔第2実施例〕
図9は、本発明の第2実施例のポートレートユニットの構成を示す図であり、本実施例における各パラメータは以下の表の通りである。
図9は、本発明の第2実施例のポートレートユニットの構成を示す図であり、本実施例における各パラメータは以下の表の通りである。
本実施例は、前述の第1実施例に対してL’/Lが1よりも小さい場合の実施例である。その他の記述のない構成および作用については、第1実施例と同じである。
本実施例は、後述の液晶パネルのうち全ての領域を用いない場合を想定しており、例えば、黒い帯状の枠に囲まれた画像あるいは、小さな画像をスクリーンに投射する場合を想定している。すなわち、液晶パネルの中心部ではカラー画像表示のための変調を行い、液晶パネルの周辺部では黒表示のための変調を行う。
図9において、点線は上述の黒表示された光束の光路を仮想的に示している。すなわち、点線で示す光線は、プロジェクターに遮られているが、点線は黒表示された光線を仮想的に示したものである。一方、実線で示すのは、カラー画像表示された光束を光路であり、こちらは点線と異なり、プロジェクターに遮れられることなく、スクリーンに導かれていることがわかる。
すなわち、本実施例のように、L’/Lが1よりも小さい場合であっても、画像光がプロジェクターに遮られることによる光量損失を抑制することが可能である。
なお、本実施例においてL´は、点線で示す光線とプロジェクターの面のうち投射レンズが設けられている面との交点から投射レンズの光軸までの距離で定義されている。
〔第3実施例〕
図10は、本発明の第3実施例のポートレートユニットの構成を示す図であり、本実施例における各パラメータは以下の表の通りである。
図10は、本発明の第3実施例のポートレートユニットの構成を示す図であり、本実施例における各パラメータは以下の表の通りである。
本実施例は第1実施例に対してレンズからの光線角度θ1が大きくなる場合の実施例である。その他の記述のない構成および作用については、第1実施例と同じである。
第1実施例に対してミラーが大きくなるが、投射レンズをプロジェクターのより端に配置できる。
〔第4実施例〕
図11は、本発明の第4実施例のポートレートユニットの構成を示す図であり、本実施例における各パラメータは以下の表の通りである。
図11は、本発明の第4実施例のポートレートユニットの構成を示す図であり、本実施例における各パラメータは以下の表の通りである。
本実施例は、第1実施例に対してプロジェクターからレンズ先端部までの距離が0以上の場合の実施例である。つまり、筺体から投射レンズが突出した場合の実施例である。その他の記述のない構成および作用については、第1実施例と同じである。
本実施例は、第1実施例に対して反射光の反射の位置が筺体から離れているためミラーがさらに小さく構成できる。
〔第5実施例〕
図12は、本発明の第5実施例のポートレートユニットの構成を示す図であり、本実施例における各パラメータは以下の表の通りである。
図12は、本発明の第5実施例のポートレートユニットの構成を示す図であり、本実施例における各パラメータは以下の表の通りである。
本実施例は、第1実施例に対して光軸と平面ミラーとの角度が異なる場合の実施例である。その他の記述のない構成および作用については、第1実施例と同じである。
本実施例は、第1実施例に対して投影画像が全体的に紙面上方向に投影する事ができていることが分かる。なお、本実施例ではミラーを45°と異なる角度で投影しているので投射画像は台形になるが、電気的な補正や、ミラーの角度の調整、ミラーのシフト機構等によって、良好な画像を投影する事ができる。
〔第6実施例〕
図13は、本発明の第6実施例のポートレートユニットの構成を示す図であり、本実施例における各パラメータは以下の表の通りである。
図13は、本発明の第6実施例のポートレートユニットの構成を示す図であり、本実施例における各パラメータは以下の表の通りである。
本実施例は第1実施例に対して、投射方向側にレンズシフトをしてかつ、ミラーの位置を垂直方向(図中z方向)に対しては筺体に近づける方向、水平方向(図中x方向)に対しては投影画像側に配置させた場合の実施例である。その他の記述のない構成および作用については、第1実施例と同じである。
本実施例によれば、第1実施例に対して投射画像の中心位置が紙面上側に任意にずらす事ができる。
〔第7実施例〕
図14は、本発明の第7実施例のポートレートユニットの構成を示す図であり、本実施例における各パラメータは以下の表の通りである。
図14は、本発明の第7実施例のポートレートユニットの構成を示す図であり、本実施例における各パラメータは以下の表の通りである。
本実施例は第1実施例に対して、投射画像側と反対方向側(筺体中心側)にレンズシフトをさせている。さらに、ミラーの位置を垂直方向(図中z方向)に対しては筺体から遠ざける方向、水平方向(図中x方向)に対しては投射画像と反対方向(筺体中心側)に配置させた場合の実施例である。その他の記述のない構成および作用については、第1実施例と同じである。
本実施例によれば、第1実施例に対して投影画像の中心位置が紙面下側に任意にずらす事ができる。
〔第8実施例〕
図15は、本発明の第8実施例のポートレートユニットの構成を示す図であり、本実施例における各パラメータは以下の表の通りである。
図15は、本発明の第8実施例のポートレートユニットの構成を示す図であり、本実施例における各パラメータは以下の表の通りである。
本実施例は、前述の各の実施例と異なり、投射レンズ50の最も出射側の面が、プロジェクターPの側面のうち投射レンズ50が設けられている側面よりも凹んでいる場合の実施例である。
図15に示すように、本実施例のような構成においても、ミラーMからスクリーンに向かう光束が、プロジェクターPの筐体に遮られることを抑制することができる。
〔投射型表示装置の構成の説明〕
次に、本発明の実施例で示すポートレートユニットを装着可能なプロジェクターの内部の構成を、図16を用いて説明する。
次に、本発明の実施例で示すポートレートユニットを装着可能なプロジェクターの内部の構成を、図16を用いて説明する。
図16において、41は光源であり、42は光変調素子に対してむらの少ない照明を実現し、射出される光の偏光方向をPまたはSの任意の方向にそろえる機能を有する照明光学系42である。
43は、照明光学系42からの光を光変調素子に対応した任意の色に分解する色分離光学系である。本発明の実施例において、光変調素子とは、入射した偏光を電気信号に応じて変調する液晶パネル47、48、49である。
44及び45は、液晶パネル47、48、49による変調に応じて、光を透過または反射させる偏光ビームスプリッターであり、46は、各画像表示素子からの光を1つに合成する色合成光学系である。本発明の実施例において、色分離合成系とは、色分離光学系43及び色合成光学系46、偏光ビームスプリッター44及び45を示す。
50は、色合成光学系46で合成された光を射出する投影レンズであり、51は、投射レンズ50から射出された光束を反射してスクリーン52などの被投射面に導く平面ミラーである。
すなわち、プロジェクターPは、前述のポートレートユニットと、液晶パネルと、光源からの光束を液晶パネルに導く照明光学系と、照明光学系からの光束を複数の色光に分離するとともに、光変調素子からの光束を合成し、ポートレートユニットに導く色分離合成系と、を備える。
ここで、プロジェクターの面のうち最も広い面が設置面と平行になるように、プロジェクターを設置するのが一般的である。このような状態において、ランプ41の中心軸は重力方向(図16中z軸方向)と直交している。
プロジェクターのランプ41の配置及び冷却機構は、上述の一般的な配置を想定して設計されている。このため、例えば、投射レンズ50をスクリーンに向けたままプロジェクターを縦長に配置すると、適切な冷却が困難になったり、ランプ41中の発光管への加重方向が想定と異なるために、ランプ41の寿命が短くなるおそれがある。一方、本実施例においては、上述の一般的な配置の場合と比較して、ランプ41への加重方向が同一であるために、ランプ41の寿命が短くなることを抑制することが可能となる。
〔他の実施形態〕
前述した実施例では、光源としてランプ1を用いたプロジェクターPの構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。光量損失を抑制することが可能な光学装置及びこれを用いた投射型表示装置であれば、例えば、光源は、青色光を発するレーザーダイオードと、レーザーダイオードからの青色光の波長を変換する蛍光体と、を備える構成等であっても良い。
前述した実施例では、光源としてランプ1を用いたプロジェクターPの構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。光量損失を抑制することが可能な光学装置及びこれを用いた投射型表示装置であれば、例えば、光源は、青色光を発するレーザーダイオードと、レーザーダイオードからの青色光の波長を変換する蛍光体と、を備える構成等であっても良い。
また、前述した実施例では、反射部材として反射面が矩形のミラーを用いた構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。光量損失を抑制することが可能な光学装置及びこれを用いた投射型表示装置であれば、例えば、曲面形状のミラーを用いた構成等であっても良い。
M ミラー(反射部材)
100 ポートレートユニット(光学装置)
100 ポートレートユニット(光学装置)
Claims (10)
- 投射光学系を用いて被投射面に画像を表示する投射型表示装置に装着可能な光学装置であって、
前記投射型表示装置からの光束を反射する反射部材を備え、
前記光学装置を前記投射型表示装置に装着して前記画像を表示する際に、前記投射光学系の光軸と直交する平面を基準平面とするとき、前記投射型表示装置からの光束は、前記投射型表示装置を前記基準平面に垂直に投影した領域の重心の位置とは異なる位置から射出され、
前記反射部材は、前記投射型表示装置からの光束を、前記重心の位置から離れる方向に反射する、
ことを特徴とする光学装置。 - 前記投射光学系から射出される光束に含まれる最も外側を通る光線のうち前記重心の位置に近づく方向に進む光線と、前記投射光学系の光軸とが成す角度をθ1とし、
前記投射光学系の光軸と、前記反射部材の反射面とが成す角度をθ2とし、
前記投射光学系の最も射出側の面から、前記投射光学系の光軸と前記反射部材の反射面との交点までの距離をaとし、
前記投射光学系の最も射出側の面から、前記投射型表示装置の側面のうち前記投射型表示装置からの光束が射出される側の側面までの距離をhとし、
前記投射光学系の光軸から、前記投射型表示装置からの光束が射出される側の側面と直交する前記投射型表示装置の側面のうち、前記投射光学系の光軸に近い方の側面までの距離をLとするとき、
L‘= (a/(1+tanθ1tan(90-θ2))+h)/tan(θ1+2θ2-90)
- (a- a/(1+tanθ1tan(90-θ2))) / tan(90-θ2)
0.5 ≦ L’/L ≦ 1.7
を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学装置。 - 1 ≦ L’/L ≦ 1.1
を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の光学装置。 - 前記反射部材を回動可能に支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記投射型表示装置に固定可能である、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光学装置。 - 前記反射部材は、長辺方向と短辺方向を備えるミラーであり、
前記ミラーは、前記長辺方向と平行な軸を中心に回動可能であるとともに、前記短辺方向と平行な軸を中心に回動可能である、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光学装置。 - 前記反射部材を、前記反射部材の反射面の法線及び前記投射光学系の光軸に平行な平面内で移動させるミラーシフト手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光学装置。 - 前記投射光学系から射出される光束に含まれる最も外側を通る光線のうち、前記重心の位置から離れる方向に進む光線と、前記投射光学系の光軸との成す角度をθ3とするとき、
θ3 <θ2
を満足することを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の光学装置。 - 投射光学系を用いて被投射面に画像を表示する投射型表示装置であって、
前記投射型表示装置からの光束を反射する反射部材を備える光学装置と、
光変調素子と、
光源からの光束を前記光変調素子に導く照明光学系と、
前記照明光学系からの光束を複数の色光に分離するとともに、前記光変調素子からの光束を合成し、前記光学装置に導く色分離合成系と、を備え、
前記光学装置は前記投射型表示装置に対して着脱可能であり、前記光学装置を前記投射型表示装置に装着して前記画像を表示する際に、前記投射光学系の光軸と直交する平面を基準平面とするとき、前記投射型表示装置からの光束は、前記投射型表示装置を前記基準平面に垂直に投影した領域の重心の位置とは異なる位置から射出され、
前記反射部材は、前記投射型表示装置からの光束を、前記重心の位置から離れる方向に反射する、
ことを特徴とする投射型表示装置。 - 前記投射光学系を、前記投射光学系の光軸と直交する方向に移動させるレンズシフト手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項8に記載の投射型表示装置。 - 前記投射光学系は、ズーム機能を備える、
ことを特徴とする請求項8または9に記載の投射型表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014142757A JP2016018169A (ja) | 2014-07-10 | 2014-07-10 | 光学装置及びこれを用いた投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014142757A JP2016018169A (ja) | 2014-07-10 | 2014-07-10 | 光学装置及びこれを用いた投射型表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016018169A true JP2016018169A (ja) | 2016-02-01 |
Family
ID=55233412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2014142757A Pending JP2016018169A (ja) | 2014-07-10 | 2014-07-10 | 光学装置及びこれを用いた投射型表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016018169A (ja) |
-
2014
- 2014-07-10 JP JP2014142757A patent/JP2016018169A/ja active Pending
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