JP2926891B2 - Lighting device for oblique projection optical system - Google Patents

Lighting device for oblique projection optical system

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JP2926891B2
JP2926891B2 JP2133246A JP13324690A JP2926891B2 JP 2926891 B2 JP2926891 B2 JP 2926891B2 JP 2133246 A JP2133246 A JP 2133246A JP 13324690 A JP13324690 A JP 13324690A JP 2926891 B2 JP2926891 B2 JP 2926891B2
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卓 西山
順一郎 篠崎
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は斜め投射表示装置にかゝり、特にビデオ映像
やコンピュータ画像等を拡大して投射するに適する斜め
投射光学系の照明装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an oblique projection display device, and more particularly to an oblique projection optical system illumination device suitable for projecting a video image, a computer image, or the like in an enlarged manner.

(従来の技術) 近時、透過型または反射型ドットマトリクス液晶等を
用いた表示装置(以下ライトバルブと称する)を用い、
このライトバルブに表示される画像をスクリーンに拡大
投射して大画面として見せる拡大投射方式が着目されて
いる。
(Prior art) Recently, a display device using a transmission type or reflection type dot matrix liquid crystal (hereinafter referred to as a light valve) has been used.
Attention has been paid to a magnified projection system in which an image displayed on the light valve is magnified and projected on a screen to be displayed as a large screen.

これはブラウン管(CRT)により画像表示には自ずと
大きさに限界があり、大画面化するにはブラウン管自体
の大型化を伴ない、実用上は40インチ程度の大きさが限
度となるためそれ以上の画像を得たいという要望に応え
るためである。
This is due to the limited size of the image display due to the cathode ray tube (CRT). To increase the screen size, the size of the cathode ray tube itself must be increased. In practice, the size is limited to about 40 inches. This is in order to respond to a request to obtain an image.

一方、ライトバルブ自体を大面積化するには、製作の
うえで欠陥のない大型液晶表示装置を得ることは容易で
なく、仮に得られたとしてもきわめて高価になる。
On the other hand, in order to increase the area of the light valve itself, it is not easy to obtain a large-sized liquid crystal display device having no defects in manufacturing, and even if obtained, it becomes extremely expensive.

このようなことから、透過型(または反射型)のライ
トバルブを用いてこれに表示される画像を拡大投射すれ
ば、画面の大きさに制約を受けず、迫力のある大画面を
得ることが可能である。
For this reason, if a transmissive (or reflective) light valve is used to magnify and project an image displayed thereon, a powerful large screen can be obtained without being limited by the size of the screen. It is possible.

したがってライトバルブを用いて拡大投射する光学系
をキャビネット内に納め、キャビネットの前面に設けた
スクリーンに背面投射して、キャビネットの前面から拡
大画像を見ることができるようにしたディスプレイ型の
表示装置が提供されるに至っている。
Therefore, a display type display device in which an optical system for magnifying and projecting using a light valve is housed in a cabinet, and a rear surface is projected on a screen provided on the front of the cabinet so that an enlarged image can be viewed from the front of the cabinet. Has been provided.

この種のライトバルブを用いた従来の背面投射型表示
装置は、例えば実開平1−85778号公報にもみられるよ
うに、透過型液晶パネルに光源から照明を与え、この液
晶パネルに表示される画像を投影レンズにより拡大して
反射ミラーにより光路を変換させ、スクリーンの背面に
導く構造である。こうすることにより投射光学系はすべ
てキャビネット内に納められ、任意の場所へ移動が可能
であり、かつ明るい室内であってもスクリーン上の画像
を見ることができる。
A conventional rear-projection display device using a light valve of this type is, for example, as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-85778, in which a transmissive liquid crystal panel is illuminated from a light source and an image displayed on the liquid crystal panel is displayed. Is magnified by a projection lens, the optical path is changed by a reflection mirror, and the light is guided to the back of the screen. In this way, the entire projection optical system is housed in the cabinet, can be moved to an arbitrary place, and the image on the screen can be viewed even in a bright room.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら上記のようにライトバルブを用いてスク
リーンに拡大投射する表示装置を構成する場合、ライト
バルブにおける光の透過量が大巾に減少するためスクリ
ーンへ到達する照明光量が著しく減少し、スクリーン上
に投影される画像が暗くなることは避け難い。さりとて
照明装置の光源の光量を増大してもその光を有効にスク
リーン上へ導くことができなければ効果を挙げることが
できない。
(Problems to be Solved by the Invention) However, when the display device configured to enlarge and project the light on the screen using the light valve as described above, the amount of light transmitted through the light valve is greatly reduced, so that the illumination reaching the screen is reduced. It is inevitable that the amount of light will be significantly reduced and the image projected on the screen will be dark. Even if the light amount of the light source of the illumination device is increased, the effect cannot be obtained unless the light can be effectively guided on the screen.

特に、ライトバルブを用いた表示装置とする際のキャ
ビネットのスクリーンに対しての奥行き寸法を小さくす
ることを意図して第13図に示すような斜め投射方式を採
用する場合には一層上記の点が問題となる。この光学系
は、照明装置1、ライトバルブ2、第1レンズ3、結像
面4、第2レンズ5、スクリーン6で構成され、第1レ
ンズ3と第2レンズ5とが「ハ」の字状に配置されて第
1レンズ3により結像面4に結像された画像を光軸7に
対する結像面4の傾斜とは反対側に傾斜して配置される
スクリーン6に斜め投射して拡大画像を得るようになさ
れたものであり、この場合第2レンズ5からスクリーン
6へ至る光路を反射ミラーにより折曲し、キャビネット
の前面にスクリーン6を設けてその背面に導くようにす
ることによりコンパクトな光学系として背面投射による
表示装置を得ることができる。
In particular, when the oblique projection method as shown in FIG. 13 is employed with the intention of reducing the depth dimension of the display device using the light valve with respect to the screen of the cabinet, the above point is further reduced. Is a problem. This optical system includes an illuminating device 1, a light valve 2, a first lens 3, an imaging surface 4, a second lens 5, and a screen 6, and the first lens 3 and the second lens 5 are shaped like "C". The image formed on the image forming surface 4 by the first lens 3 and is obliquely projected on a screen 6 arranged on the side opposite to the inclination of the image forming surface 4 with respect to the optical axis 7 and enlarged. An image is obtained. In this case, the optical path from the second lens 5 to the screen 6 is bent by a reflection mirror, and the screen 6 is provided on the front of the cabinet and guided to the back of the cabinet, thereby achieving compactness. A display device using rear projection can be obtained as a simple optical system.

このような光学系を採用した場合、第1レンズ3と第
2レンズ5との光軸が角度を持ち、レンズに斜め入射と
なるため、照明装置1からの照明光に拡散光が多くな
り、スクリーン6へ到達させる光量の減少する率が高く
なる。
When such an optical system is employed, the optical axis of the first lens 3 and the second lens 5 has an angle and is obliquely incident on the lens, so that the amount of diffused light in the illumination light from the illumination device 1 increases, The rate of decrease in the amount of light reaching the screen 6 increases.

本発明はこれに鑑み、照明装置からの照明光の光量損
失を少なくしてスクリーンへ導くことができ、スクリー
ン上の画像が暗くなることを防ぐことができる斜め投射
光学系の照明装置を提供することを目的としてなされた
ものである。
In view of the above, the present invention provides an illumination device of an oblique projection optical system that can guide the loss of illumination light from the illumination device to the screen with less light loss, and can prevent an image on the screen from being darkened. It is done for the purpose of.

(課題を解決するための手段) 上記従来技術が有する問題点を解決する手段として本
発明は、照明手段により照明されるように配置されるラ
イトバルブの面に対し所要角度傾斜して配置された第1
レンズと、この第1レンズの結像位置に配置された結像
面と、この結像面に対し所要角度傾斜して配置され前記
第1レンズにより生じた歪を矯正してスクリーンに所要
の角度をもって斜め投射する第2レンズとを有する光学
系であって、前記照明手段は光源とライトバルブとの間
に光源からの光を集光する集光レンズを備え、この集光
レンズはライトバルブと第1レンズとの間であって第1
レンズの物体面側焦点位置乃至その付近に焦点を有し、
第1レンズにおいて略平行ビームとして第2レンズに入
光するようにしたことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) As means for solving the problems of the prior art described above, the present invention is arranged such that it is inclined at a required angle with respect to the surface of a light valve arranged to be illuminated by illumination means. First
A lens, an image plane arranged at an image forming position of the first lens, and a lens arranged at a required angle to the image plane, distorting distortion caused by the first lens, and forming a required angle on the screen. An illumination system having a second lens for obliquely projecting light from the light source, wherein the illuminating means includes a condenser lens for condensing light from the light source between the light source and the light valve. Between the first lens and the first lens
Having a focal point at or near the object-side focal position of the lens,
The first lens enters the second lens as a substantially parallel beam.

(作 用) ライトバルブに作られる画像は、その背後にある照明
手段の光源からの光により集光レンズを通じて照明さ
れ、第1レンズにより結像面に実像を結び、この像を第
2レンズにより拡大してスクリーンに斜め投射される。
このとき照明手段の光源から出る光は集光レンズにより
集光され、第1レンズの物体面側焦点位置付近に集光し
て第1レンズに入光し、これにより第1レンズから出射
する光束は略平行ビームとなって第2レンズに入光す
る。これにより第2レンズから出射する照明光束はスク
リーンの略全域の範囲に照射され、口径食が生じず、光
源の光を有効に利用することができる。
(Operation) The image formed on the light valve is illuminated through the condenser lens by the light from the light source of the illuminating means behind it, a real image is formed on the image forming surface by the first lens, and this image is formed by the second lens. It is enlarged and projected diagonally on the screen.
At this time, the light emitted from the light source of the illuminating means is condensed by the condenser lens, condensed near the object surface side focal position of the first lens, enters the first lens, and thereby emits light flux from the first lens. Become substantially parallel beams and enter the second lens. As a result, the illumination light beam emitted from the second lens is applied to a substantially entire area of the screen, and vignetting does not occur, so that the light from the light source can be used effectively.

(実施例) 以下、本発明を第1図乃至第12図に示す実施例を参照
して説明する。
(Embodiment) Hereinafter, the present invention will be described with reference to an embodiment shown in FIG. 1 to FIG.

第1図は本発明による斜め投射表示装置を移動可能な
形態とした場合の一実施例を示し、第2図はその縦断面
を示している。
FIG. 1 shows an embodiment in which the oblique projection display device according to the present invention is in a movable form, and FIG. 2 shows a longitudinal section thereof.

この実施例では、奥行きDが薄い箱形のキャビネット
10を有し、このキャビネット10内に投射光学系11と、キ
ャビネット10の前面に設けられた背面投射型のスクリー
ン12と、前記投射光学系11からの出射光束を前記スクリ
ーン12の背面に導くための第1,第2反射ミラー13,14と
を備えている。
In this embodiment, a box-shaped cabinet having a small depth D is used.
10, a projection optical system 11 in the cabinet 10, a rear projection type screen 12 provided on the front surface of the cabinet 10, and a light beam emitted from the projection optical system 11 for guiding the light beam emitted from the projection optical system 11 to the rear surface of the screen 12. And the first and second reflection mirrors 13 and 14.

本発明において使用される投射光学系11は、第3図
(A)に透過型の場合を、第3図(B)に反射型の場合
の光学系を例示するように、照明装置15、原画像を得る
手段としての一例のライトバルブ16、第1レンズ17、結
像面9および第2レンズ19からなっている。
The projection optical system 11 used in the present invention has an illumination device 15 and an original optical system as shown in FIG. 3 (A) as an example of a transmission type optical system and FIG. 3 (B) as an example of a reflection type optical system. It comprises an example of a light valve 16, a first lens 17, an imaging surface 9, and a second lens 19 as a means for obtaining an image.

上記ライトバルブ16は透過型または反射型のドットマ
トリックス液晶を用いたもので、第1レンズ8の光軸20
に対し所要の角度をもって傾斜して設置され、この第1
レンズ8によるライトバルブ7の画像を結像する位置に
前記光軸20に対しライトバルブ7とは反対側に傾斜して
結像面18が設置されている。
The light valve 16 uses a transmission type or reflection type dot matrix liquid crystal.
Is installed at a required angle with respect to
At a position where the image of the light valve 7 is formed by the lens 8, an image forming surface 18 is provided so as to be inclined to the opposite side to the light valve 7 with respect to the optical axis 20.

透過型の場合は、第3図(A)のように第1レンズ17
の光軸20に対し結像面18において屈曲する光軸21を有す
る第2レンズ19が結像面18を間にして配置され、第1レ
ンズ18と第2レンズ19とは「ハ」の字状配置とされてい
る。この第2レンズ19を通じ結像面18の結像を拡大して
結像面18とは反対側に傾斜するスクリーン12に斜め方向
から拡大投射するようになっている。また、反射型の場
合は、第3図(B)のように結像面18を反射ミラー(第
3図(C)に一部を拡大示)とし、その反射光路上に第
2レンズ19が配置される。なお透過型において用いられ
る結像面18は、例えば第4図(A)に一部を拡大して示
すように、横方向に長く奥行き方向には幅狭な微小反射
面22,22…が縦方向に多数配列された構造の反射手段と
されており、第1レンズ17からの光が微小反射面22,22
…で反射して第1レンズ19に向かうように形成されてい
る。このような反射手段を結像面とすれば、光量損失が
少なくて好ましいが、スクリーン12の面積がさほど大き
くない場合(拡大率が小さい場合)や照明装置15の光量
が大きい場合には透過型スクリーンを用いてもよい。
In the case of the transmission type, as shown in FIG.
A second lens 19 having an optical axis 21 bent at the image plane 18 with respect to the optical axis 20 is disposed with the image plane 18 interposed therebetween, and the first lens 18 and the second lens 19 Arrangement. The image formed on the image plane 18 is enlarged through the second lens 19 and is enlargedly projected onto the screen 12 inclined to the opposite side to the image plane 18 from an oblique direction. In the case of the reflection type, as shown in FIG. 3B, the imaging surface 18 is a reflection mirror (a part of which is enlarged in FIG. 3C), and a second lens 19 is provided on the reflection optical path. Be placed. As shown in FIG. 4 (A), for example, a micro-reflection surface 22, 22,..., Which is long in the horizontal direction and narrow in the depth direction, has a vertical length. The light from the first lens 17 is reflected by the minute reflecting surfaces 22, 22.
Are formed so as to reflect toward the first lens 19. It is preferable to use such a reflection means as an image forming surface because the loss of light amount is small. A screen may be used.

照明装置15は、光源23と、この光源23が焦点位置にお
かれる抛物面または楕円面の反射板24と、光源23とライ
トバルブ16との間に設置された集光レンズ25とからなっ
ており、この集光レンズ25は前記第1レンズ17の物体面
側の焦点26乃至はその付近に焦点27を有している。すな
わちこの照明装置15の照明光路と第1、第2レンズ17,1
9との関係は第5図のようになっている。照明装置15の
反射板24で反射されて平行光とされた光源23からの光は
集光レンズ25に入り、この集光レンズ25から出射する光
束はライトバルブ16の全域を包含し、第1レンズ17の物
体面側の焦点26位置の近傍に焦点27を持ち、その後拡散
して第1レンズ17に入光する。この第1レンズ17を通っ
て出光する照明光束28は結像面18を内包する略平行ビー
ムとなり、第2レンズ19に入射し、この第2レンズ19で
屈折されてその像空間側の焦点29付近で集光したのちス
クリーン12の全域を包含する領域に照射される。
The illumination device 15 includes a light source 23, a parabolic or elliptical reflector 24 at which the light source 23 is located at a focal position, and a condenser lens 25 installed between the light source 23 and the light valve 16. The condenser lens 25 has a focal point 26 on the object plane side of the first lens 17 or a focal point 27 in the vicinity thereof. That is, the illumination optical path of the illumination device 15 and the first and second lenses 17, 1
The relationship with 9 is as shown in FIG. The light from the light source 23, which is reflected by the reflector 24 of the lighting device 15 and converted into parallel light, enters the condenser lens 25, and the light beam emitted from the condenser lens 25 covers the entire area of the light valve 16; It has a focal point 27 near the focal point 26 on the object plane side of the lens 17, and then diffuses and enters the first lens 17. The illuminating light beam 28 emitted through the first lens 17 becomes a substantially parallel beam including the image plane 18, enters the second lens 19, is refracted by the second lens 19, and has a focal point 29 on the image space side. After being condensed in the vicinity, the light is irradiated to a region including the entire area of the screen 12.

スクリーン12は、このスクリーン12の背面から斜め
(例えば入射角60゜)に投射される光束がその延長方向
へ透過しないよう、第4図(B)に一部を拡大示するよ
うに、入射される光束をスクリーン12の前面ほゞ直角方
向に向かわせるようにするプリズム全反射スクリーンを
用いることが望ましい。
The screen 12 is incident so that a light beam projected obliquely (for example, at an incident angle of 60 °) from the rear surface of the screen 12 is not partially transmitted in the direction in which it extends, as shown in FIG. It is desirable to use a prism total reflection screen that directs the light flux in a direction substantially perpendicular to the front surface of the screen 12.

上記の投射光学系11を幾何光学的にみると、第1レン
ズ17側は第6図に示すように、ライトバルブ16、結像面
18は第1レンズ17の結像位置A1,A2におかれ、ライトバ
ルブ16の延長線30と結像面18の延長線31が、第1レンズ
17の中心を通りかつ光軸20に直角な線32上の0点で交わ
る。このとき拡大率m0は、 m0=f/(χ−f)=(χ−f)/f=χ2 である。これを云い代えれば m0=tan α2/tan a1(シャインプルフの法則)で表わさ
れる。
When the above-mentioned projection optical system 11 is viewed geometrically, the first lens 17 side is, as shown in FIG.
Reference numeral 18 denotes the first lens 17 at the imaging positions A 1 and A 2 , and the extension 30 of the light valve 16 and the extension 31 of the imaging plane 18 are aligned with the first lens 17.
It crosses at a zero point on a line 32 passing through the center of 17 and perpendicular to the optical axis 20. At this time, the enlargement ratio m 0 is m 0 = f / (χ 1 −f) = (χ 2 −f) / f = χ 2 / χ 1 . In other words, m 0 = tan α 2 / tan a 1 (Scheimpflug's law).

上記の条件を満たすことにより、ライトバルブ16の画
像を第1レンズ17により結像面18上に結像させることが
できる。ただしこの結像面18上に結像される画像は第8
図に示すように原画像が正四角形の例でみるとこれが台
形に歪んだ画像となる。
By satisfying the above conditions, the image of the light valve 16 can be formed on the image plane 18 by the first lens 17. However, the image formed on this image plane 18 is the eighth
As shown in the figure, when the original image is an example of a square, this is an image distorted into a trapezoid.

第2レンズ19も、結像面18とスクリーン12との配置関
係を前記第1レンズ17の場合と同様な関係をもって配置
することにより、結像面18上の画像が第2レンズ19によ
り拡大されてスクリーン12上に結像される。この画像は
第1レンズ17の倍率と第2レンズ19の倍率とを乗じた倍
率の画像として結像される。
The second lens 19 also enlarges the image on the image plane 18 by the second lens 19 by arranging the image plane 18 and the screen 12 in the same relation as the first lens 17. Image on the screen 12. This image is formed as an image having a magnification obtained by multiplying the magnification of the first lens 17 and the magnification of the second lens 19.

こゝにおいて本発明における投射光学系11の第1レン
ズ17および第2レンズ19は、下記の条件を満すようにさ
れている。
Here, the first lens 17 and the second lens 19 of the projection optical system 11 according to the present invention satisfy the following conditions.

すなわち第7図(A)に示すように、第1レンズ17の
像空間側の焦点位置f1におけるその光軸20に対する垂線
33と結像面18の延長線31との交わる点C2と、第2レンズ
19の物体空間側の焦点位置f2におけるその光軸21に対す
る垂線34と結像面18の延長線31との交わる点C3とが一致
するように構成されている。
That is, as shown in FIG. 7 (A), the normal to the optical axis 20 at the focal position f 1 of the image space side of the first lens 17
Point C 2 where 33 intersects with extension line 31 of imaging surface 18 and second lens
Its perpendicular 34 to the optical axis 21 and the C 3 point intersects the extension 31 of the imaging surface 18 is configured to conform 19 at the focal position f 2 of the object space side.

この場合、第7図(B)のように、第1レンズ17の光
軸20と第2レンズ19の光軸21が結像面18においてずれて
いても、前記点C2とC3が一致していればよい。これは第
7図(C)のように結像面18を第3図(C)に示したよ
うな反射面とし、この反射面による反射光束をスクリー
ン12に導く光学系を用いた場合であっても同様である。
In this case, as in the FIG. 7 (B), also the optical axis 21 of the optical axis 20 and the second lens 19 of the first lens 17 is not shifted in the image plane 18, the point C 2 and C 3 is one I just want to. This is the case where the image forming surface 18 is a reflecting surface as shown in FIG. 3C as shown in FIG. 7C and an optical system for guiding the light beam reflected by this reflecting surface to the screen 12 is used. It is the same as above.

上記条件を満したことにより、スクリーン12上におけ
る画像は第9図示のように台形歪のない正規の画像を得
ることができた。
By satisfying the above conditions, a normal image without trapezoidal distortion could be obtained on the screen 12 as shown in FIG.

以下にその理由を解析結果を記す。 The analysis results are described below for the reason.

まず正方形状の画面の像の変化について考察する。 First, the change in the image of the square screen will be considered.

第10図において、焦点面と物体面との交点をC1とする
と、 である。
In Figure 10, when the intersection between the focal plane and the object plane and C 1, It is.

第10図、第11図に示すυ方向の物体と像の大きさをυ
1とすると、υ方向の拡大率mυは、 第11図に示すu方向の物体と像の大きさをu1,u2
し、 と定義した拡大率 u方向の倍率m′は、 第11図においてu1の面でu1=aという直線につ
いてみると、 と同形の直線となることが分る。
The size of the object and the image in the directions shown in FIGS.
1, when upsilon 2, magnification mυ of upsilon direction, Let u 1 and u 2 be the sizes of the object and the image in the u direction shown in FIG. Magnification defined as The magnification m ′ 0 in the u direction is U 1 in FIG. 11, in upsilon 1 face looking at the straight line that u 1 = a, It turns out that it becomes a straight line of the same shape as.

つぎにυ=bという直線についてみると、 結像面側では、 こゝで上記第1レンズ17を含む光学系において生じた
台形歪を第2レンズ19を含む光学系で補正することにな
る。この光学系では、記号に3,4を付し、倍率mに代え
てμで表わすと、 となる。こゝで第12図のように光軸がA2を通る場合は、 u3=−u2 とおいたことになる。なおυ方向は上下で非対称がない
ので考慮する必要はない。
Next, looking at the straight line of υ 1 = b, On the image plane side, Here, the trapezoidal distortion generated in the optical system including the first lens 17 is corrected by the optical system including the second lens 19. In this optical system, the symbols are denoted by 3,4, and represented by μ instead of the magnification m, Becomes The optical axis as in the Fig. 12 in thisゝis when passing through A 2, so that the put and u 3 = -u 2. Note that there is no need to consider the υ direction because there is no asymmetry in the vertical direction.

結局 となり、一般には台形歪型の画像となるが、 g3=m′0g1=g2 であれば、台形歪はなくなる。After all In general, a trapezoidal distortion type image is obtained. However, if g 3 = m ′ 0 g 1 = g 2 , the trapezoidal distortion disappears.

本発明においては、第1レンズ17を縮小レンズとし、
かつその間延び率が第2レンズ19による間延び率により
キャンセルするように定められている。
In the present invention, the first lens 17 is a reduction lens,
The elongation rate is set so as to be canceled by the elongation rate of the second lens 19.

この間延び率σは、この間延び率σと主倍率m0が与え
られると第6図における角度α1が定まり、 間延び率σは主倍率m0を超えることはないので、m0
σとなる。
Given the elongation rate σ and the main magnification m 0, the angles α 1 and α 2 in FIG. 6 are determined, Since the elongation rate σ does not exceed the main magnification m 0 , m 0 >
σ.

したがって第1レンズ17において一旦間伸び率を1/σ
に縮小しておき、ついで第2レンズ19により間伸び率を
σに戻すことでスクリーン13上に台形歪および間伸びの
ない画像が得られる。
Therefore, in the first lens 17, the elongation rate is temporarily set to 1 / σ.
Then, by returning the elongation rate to σ by the second lens 19, an image without trapezoidal distortion and elongation on the screen 13 can be obtained.

上記の投射光学系11は、第1レンズ17の光軸20と第2
レンズ19の光軸21が屈曲された配置とした場合について
説明したが、前述の条件を満すことにより第6図に点線
で示すように各光軸20,21を同一軸線上に配置してその
軸線上にライトバルブ16、スクリーン12の中心を置くよ
うにし、同図において α+α=α′ の関係を維
持することにより前記と同様な作用を奏する投射光学系
を得ることができる。
The projection optical system 11 is configured such that the optical axis 20 of the first lens 17 is
Although the case where the optical axis 21 of the lens 19 is arranged to be bent has been described, the optical axes 20, 21 are arranged on the same axis as shown by a dotted line in FIG. By placing the center of the light valve 16 and the center of the screen 12 on the axis thereof and maintaining the relationship of α + α 4 = α 4 ′ in the figure, it is possible to obtain a projection optical system having the same effect as described above.

このような配置とすれば、レンズ17,19の負担を減
じ、無理のない光利用を計ることができる。
With such an arrangement, the burden on the lenses 17 and 19 can be reduced, and reasonable use of light can be achieved.

第1図および第2図示の実施例を参照すると、この場
合はキャビネット10の内部上方に投射光学系11を置き、
この投射光学系11から出射する光束を中継ミラー35を介
してキャビネット10の底部に設置された第1反射ミラー
13に導き、この第1反射ミラー13からの反射光を受ける
第2反射ミラー14をスクリーン12に相対向する後部内面
にスクリーン12の背面とほゞ平行に置いてこの第2反射
ミラー14からスクリーン12の背面に斜め方向から投射す
ることにより、ライトバルブ16に作られる画像がスクリ
ーン12上に拡大画像として投射される。
Referring to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, in this case, the projection optical system 11 is placed above the inside of the cabinet 10,
The light beam emitted from the projection optical system 11 is transmitted via a relay mirror 35 to a first reflection mirror installed at the bottom of the cabinet 10.
13, a second reflecting mirror 14 receiving the reflected light from the first reflecting mirror 13 is placed on the rear inner surface facing the screen 12 almost parallel to the rear surface of the screen 12, and the second reflecting mirror 14 is moved from the second reflecting mirror 14 to the screen. The image formed on the light valve 16 is projected on the screen 12 as an enlarged image by projecting from the oblique direction on the back surface of the 12.

上記のような配置構造を採用してスクリーン12の背面
から斜め投射しても、スクリーン12上に形成される拡大
画像に台形歪および間伸びを生じることがなく、正規の
画像を写し出すことができながらキャビネット10の奥行
き寸法Dを大巾に短縮することができ、超薄型で大画面
の表示装置を得ることができる。
By adopting the above arrangement structure, even when obliquely projecting from the back of the screen 12, a regular image can be projected without causing trapezoidal distortion and elongation in the enlarged image formed on the screen 12. However, the depth dimension D of the cabinet 10 can be greatly reduced, and an ultra-thin, large-screen display device can be obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明によれば、スクリーンへの
投射光学系に斜めの投射方式を採用しても、その照明装
置の集光レンズによる光源からの照明光を第1レンズか
ら第2レンズにかけて略平行ビームとして入光させるこ
とができ、これにより光源からの光を無駄なく照明のた
めに使用することができ、スクリーン上の画像の明るさ
を著しく高めることができる。また第1レンズの前で一
旦焦点を結んだのち第1レンズに入光するので第1レン
ズが小口径でのみ込み角の小さいものであってもよく、
第2レンズも第1レンズから略平行光となって入光する
ので同様に小口径のレンズの使用が可能となり、これら
レンズの制約条件を著しく緩和することができる。
As described above, according to the present invention, even if an oblique projection system is adopted for the projection optical system on the screen, the illumination light from the light source by the condenser lens of the illumination device is transmitted from the first lens to the second lens. The light from the light source can be used for illumination without waste, and the brightness of the image on the screen can be significantly increased. Also, since the light is incident on the first lens after being focused once before the first lens, the first lens may be a small-diameter only small-angle lens.
Since the second lens also enters the first lens as substantially parallel light, similarly small-diameter lenses can be used, and the constraints on these lenses can be remarkably reduced.

なお、図示実施例のような斜め投射光学系を用いれ
ば、スクリーン上における画像に台形歪はもちろん画像
の間伸びもなく、画像の質を著しく高めることができ
る。またスクリーンに対し斜め投射しても画像に歪や間
伸びが生じないのでキャビネットに組込んでディスプレ
イ型の表示装置とするとき、キャビネットの容積、特に
奥行きを大巾に低減することが可能となり、コンパクト
な表示装置を得ることができる。
If an oblique projection optical system as in the illustrated embodiment is used, there is no trapezoidal distortion in the image on the screen, and there is no stretching between the images, and the quality of the image can be significantly improved. Also, even when projected obliquely onto the screen, no distortion or stretch occurs in the image, so when incorporated into a cabinet to form a display-type display device, the volume of the cabinet, particularly the depth, can be greatly reduced, A compact display device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す斜視図、第2図は同具
体的実施例の縦断面図、第3図(A),(B),(C)
は投射光学系の説明図、第4図(A)は第3図における
結像面に反射手段を用いる場合の反射手段の一例を示す
一部の拡大略示断面図、第4図(B)はスクリーンの一
例を示す一部の拡大図、第5図は照明光学系の作用説明
図、第6図は第3図における投射光学系を幾何光学的に
示す説明図、第7図(A),(B),(C)は本発明に
よる投射光学系の幾何光学的解析図、第8図は第1レン
ズによる結像画面の台形歪を示す説明図、第9図は第2
レンズにより矯正された画像を示す説明図、第10図乃至
第12図は台形歪が生じないことの説明用線図、第13図は
斜め投射光学系の説明図である。 1,15……照明装置、2,16……ライトバルブ、3,17……第
1レンズ、4,18……結像面(反射手段)、5,19……第2
レンズ、6,12……スクリーン、23……光源、24……反射
板、25……集光レンズ。
FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the specific embodiment, and FIGS. 3 (A), (B) and (C).
FIG. 4A is an explanatory view of a projection optical system, FIG. 4A is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of an example of the reflecting means when the reflecting means is used on the image forming surface in FIG. 3, and FIG. Is a partially enlarged view showing an example of the screen, FIG. 5 is an explanatory view of the operation of the illumination optical system, FIG. 6 is an explanatory view showing the projection optical system in FIG. 3 in geometrical optics, and FIG. , (B) and (C) are geometrical optical analysis diagrams of the projection optical system according to the present invention, FIG. 8 is an explanatory diagram showing trapezoidal distortion of an image formed by the first lens, and FIG.
FIG. 10 to FIG. 12 are explanatory diagrams showing an image corrected by a lens, FIG. 10 to FIG. 12 are diagrams for explaining that trapezoidal distortion does not occur, and FIG. 13 is an explanatory diagram of an oblique projection optical system. 1,15 lighting device, 2,16 light valve, 3,17 first lens, 4,18 image forming surface (reflecting means), 5,19 second
Lens, 6,12 ... Screen, 23 ... Light source, 24 ... Reflector, 25 ... Condenser lens.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】照明手段により照明されるように配置され
るライトバルブの面に対し所要角度傾斜して配置された
第1レンズと、この第1レンズの結像位置に配置された
結像面と、この結像面に対し所要角度傾斜して配置され
前記第1レンズにより生じた歪を矯正してスクリーンに
所要の角度をもって斜め投射する第2レンズとを有する
光学系であって、前記照明手段は光源とライトバルブと
の間に光源からの光を集光する集光レンズを備え、この
集光レンズはライトバルブと第1レンズとの間であって
第1レンズの物体面側焦点位置乃至その付近に焦点を有
し、第1レンズにおいて略平行ビームとして第2レンズ
に入光するようにしたことを特徴とする斜め投射光学系
の照明装置。
A first lens disposed at a predetermined angle with respect to a surface of a light valve arranged so as to be illuminated by an illuminating means; and an image forming surface arranged at an image forming position of the first lens. An optical system comprising: a second lens disposed at a required angle to the image plane and configured to correct distortion caused by the first lens and project obliquely at a required angle onto a screen. The means comprises a condensing lens between the light source and the light valve for condensing light from the light source, the condensing lens being located between the light valve and the first lens and the object-side focal position of the first lens. An illumination device for an oblique projection optical system, wherein the illumination device has a focal point in the vicinity thereof and enters the second lens as a substantially parallel beam at the first lens.
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