JP5163794B2 - Projection type image display device - Google Patents
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Description
本発明は、投写型画像表示装置に関する。 The present invention relates to a projection type image display apparatus.
斜め投写、すなわちスクリーン主平面の法線に対し、所定の角度を以って(例えばスクリーン下方から)画像を投写する投写型画像表示装置においては、投射光学系の出射光学部品には、非球面乃至自由曲面のミラーが用いられる。一般に、これらのミラーは量産性を考慮して樹脂で成形し、アルミ若しくは銀を蒸着して製造されるが、帯電しやすいため空気中の塵や埃で汚染されやすい。ミラー表面に付着した塵や埃を拭き取ると、塵や埃の中にはミラー表面のコーティング材より固いものが含まれているミラー表面にヘヤーライン状の傷が生じてしまう。これらの傷は、画像のコントラストの低下に繋がるだけでなく、傷から水分が入りミラーの蒸着膜を錆びさせるといった不都合があった。 In a projection-type image display apparatus that projects an image at a predetermined angle (for example, from below the screen) with respect to the normal of the screen main plane, the output optical component of the projection optical system includes an aspherical surface. A free-form curved mirror is used. In general, these mirrors are made of resin in consideration of mass productivity and are manufactured by vapor deposition of aluminum or silver. However, since they are easily charged, they are easily contaminated with dust and dirt in the air. When dust or dirt adhering to the mirror surface is wiped off, hairline-like scratches are generated on the mirror surface, which contains dust and dirt harder than the coating material on the mirror surface. These scratches not only lead to a decrease in the contrast of the image, but also have the disadvantage that moisture enters from the scratches and rusts the deposited film of the mirror.
かかる問題に対処するため、投写光学系を窓の開いた筐体に収納し、投写光学系とスクリーンとの間にガラス板等からなる平板状の透明板を配置することにより塵や埃によりミラー表面の汚染を防止する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to deal with such problems, the projection optical system is housed in a casing with an open window, and a flat transparent plate made of a glass plate or the like is disposed between the projection optical system and the screen, thereby mirroring with dust or dust. Techniques for preventing surface contamination have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかし、かかる投写光学系ではコンパクト性を重視し、出射光学部品に非球面若しくは自由曲面のミラーを使用することにより投射距離を大幅に短縮している。そのため、画角が極めて広いことから、上記技術によっては、画面の両端部の映像光が透明板へ入射する角度が大きくなり、透明板での反射損失により画面両端部が暗くなるという問題があった。 However, in such a projection optical system, importance is attached to compactness, and the projection distance is greatly shortened by using an aspherical or free-form mirror for the outgoing optical component. For this reason, since the angle of view is extremely wide, the angle at which the image light at both ends of the screen is incident on the transparent plate increases depending on the above technique, and both ends of the screen become dark due to reflection loss on the transparent plate. It was.
本発明の目的は、画質の低下を抑制しつつ、光学部品を空気中の塵や埃から保護可能な技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of protecting an optical component from dust and dirt in the air while suppressing deterioration in image quality.
上記課題を解決するため、出射光学部品を覆う透明部材を備える。 In order to solve the above problems, a transparent member that covers the outgoing optical component is provided.
本発明によれば、画質の低下を抑制しつつ、光学部品を空気中の塵や埃から保護可能となる。 According to the present invention, it is possible to protect the optical component from dust and dirt in the air while suppressing deterioration in image quality.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the illustrated example.
図1は、本実施の形態に係る投射型画像表示装置1の概略側断面図であり、図2は、投射型画像表示装置の光学系の要部の構成を示す側面図である。
FIG. 1 is a schematic side sectional view of a projection type
なお、図1及び図2は、光学系の要部の構成をXYZ直交座標系におけるYZ断面で示したものである。ここで、XYZ直交座標系の原点は、後述する画像発生源8を構成する画像表示素子10の表示画面の中央とし、Z軸は後述するスクリーン20の法線と平行であるものとする。Y軸はスクリーン20の画面の短辺方向、即ち、スクリーン20の垂直方向と平行であるものとし、X軸は、スクリーン20の画面の長辺方向、即ち、スクリーン20の水平方向と平行であるものとする。
1 and 2 show the configuration of the main part of the optical system in the YZ section in the XYZ orthogonal coordinate system. Here, it is assumed that the origin of the XYZ orthogonal coordinate system is the center of the display screen of the
図1に示すように、投射型画像表示装置1には、キャスター2を備えたスタンド4に取り付けられた底板6には、画像を表示するための画像発生源8が備えられている。画像発生源8には、例えば、反射型や透過型の液晶パネル、または微小なミラーを複数備えた画像表示素子10等の光変調素子、さらには、光変調素子を照射するためのランプが含まれている。また、画像表示素子10は、いわゆる3板式のように複数の画を合成する方式でもよく、その場合には合成用プリズム等の合成光学系が備えられることとなる。なお、画像発生源は投写型ブラウン管を含むものであってもよい。
As shown in FIG. 1, the projection type
画像表示素子10の光出射方向には、第1光学系を構成する投写レンズ12が配置されている。投写レンズ12には、回転対称な面形状を有する複数の屈折レンズが含まれている前群12と、少なくとも一方の面が回転非対称の自由曲面の形状を有するレンズ(以下、「自由曲面レンズ」という)が含まれている複数のレンズからなる後群16が備えられている。前群12は画像表示素子10から出射された光の進行方向側に配置されており、後群16は前群12から出射された光の進行方向側に配置されている。
In the light emitting direction of the
後群16から出射された光の進行方向側には、第2光学系を構成する回転非対称の自由曲面形状の反射面を有する少なくとも1枚の反射鏡(以下、「自由曲面ミラー」という)が配置されている。そして、自由曲面ミラー18により反射された光の進行方向には、スクリーン20が配置されている。なお、本実施の形態においては、第2光学系として非球面ミラーを用いることとしてもよい。
On the traveling direction side of the light emitted from the
また、本実施の形態においては、投写レンズ12を構成するレンズが直線的に配列されているが、図3に示すように、自由曲面ミラー18と前記投写レンズ12の後群16との間に反射ミラー15を配置して投写レンズ12の光軸をX軸方向に折り曲げることとしてもよい。これによって、投射型画像表示装置の全長が長くなることを防止することができる。また、投射型画像表示装置の全長が長くなることを防止するために、投写レンズ12の前群12と後群16の間、または前群12の途中に反射ミラー15を配置することとしてもよい。
In the present embodiment, the lenses constituting the
本実施の形態においては、図2に示すように、投写レンズ12の下端部P1から出射した光線L1は、自由曲面ミラー18の下端部P3で反射されてスクリーン20の下端部P6に導かれるようになっている。また、投写レンズ12の上端部P2から出射した光線L2は、自由曲面ミラー18の上端部P5で反射されてスクリーン20の上端部P8に導かれるようになっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the light beam L1 emitted from the lower end portion P1 of the
図2に示すように、画像表示素子10は、その表示画面の中央が投写レンズ12の光軸上に位置するように配置されている。従って、画像表示素子10の表示画面の中央を透過して投写レンズ12の入射瞳の中央を通ってスクリーン20上の画面中央に向かう光線(以下、「画面中央光線」という)L3は、ほぼ投写レンズの光軸に沿って進む。画面中央光線L3は、自由曲面ミラー18の反射面上の点P4で反射されて、スクリーン20上の画面中央の点P7にスクリーンの法線L4に対して所定の角度を以って(すなわち斜めに)入射される(画面中央光線L3と法線L4の為す角度(以下、「斜め入射角度」という)をθsとする)。
As shown in FIG. 2, the
このように、投写レンズ12から出射した光線をスクリーン20に対して斜め入射させると、投写した長方形の形状が台形になる、いわゆる台形歪の他に、光軸に対して回転対称でない種々の収差が生じる。本実施形態では、これらを投写レンズ12の後群16と第2光学系(自由曲面ミラー18)の反射面とで補正している。
As described above, when the light beam emitted from the
図2に示すように、点P5から点P8に到る光線22の光路長は、点P3から点P6に到る光線23の光路長よりも長くなっている。これは、投写レンズ12から見て、スクリーン上の像点P8が像点P6よりも遠くにあることを意味している。
As shown in FIG. 2, the optical path length of the
そこで、スクリーン上の像点P8に対応する物点(表示画面上の点)がより投写レンズ12に近い点に、また、像点P6に対応する物点がより投写レンズ12から遠い点に位置させることで、像画面の傾きの補正を行う。具体的には、画像表示素子1の表示画面の中央における法線ベクトルをYZ平面内において、自由曲面ミラー18の位置する方向に傾けるものである。
Therefore, an object point (a point on the display screen) corresponding to the image point P8 on the screen is located closer to the
光軸に対して傾いた像平面を得るのに物平面を傾ける方法は周知であるが、実用的な大きさの画角では、物平面の傾きによる像面は光軸に対して非対称な変形を生じ、回転対称な投写レンズでは補正が困難である。 In order to obtain an image plane tilted with respect to the optical axis, the method of tilting the object plane is well known, but at an angle of view of a practical size, the image plane due to the tilt of the object plane is asymmetrical with respect to the optical axis Is difficult to correct with a rotationally symmetric projection lens.
この点、本実施の形態では、投射光学系において、回転非対称の自由曲面レンズ22及び自由曲面ミラー18を用いていることから、非対称な像面の変形に対応できる。このため、物平面を傾けることで低次の像面の歪を大きく低減でき、自由曲面レンズ又は自由曲面ミラーによる収差補正を補助する上で効果的である。
In this regard, in the present embodiment, since the rotationally asymmetric free-
以下において、さらに台形歪や収差の補正について詳述する。第1光学系である投写レンズ12は、その前群12が前記画像表示素子10の表示画面をスクリーン20に投写するための主レンズであり、回転対称な光学系における基本的な収差を補正する。投写レンズ12の後群16は、回転非対称の自由曲面レンズ22を含んでいる。ここで本実施形態においては、自由曲面ミラー18に最も近い自由曲面レンズ22は、その光出射方向に対して凹を向くように湾曲して形成されている。そして第2光学系は、回転非対称の自由曲面形状を有する自由曲面ミラー18を有している。
Hereinafter, correction of trapezoidal distortion and aberration will be described in detail. The
自由曲面ミラー18は、その一部が光の反射方向に対して凸を向くように湾曲された、回転非対称の凸面ミラーである。具体的には、自由曲面ミラー18は、スクリーン20の下方に向かう光を反射する部分の曲率を、スクリーン20の上方に向かう光を反射する部分の曲率よりも大きくなるように形成されている。また、自由曲面ミラー18のスクリーン20の下方に向かう光を反射する部分が光の反射方向に凸の形状を為し、スクリーン20の上方に向かう光を反射する部分が光の反射方向に凹の形状に形成してもよい。
The free-form
これらの第1光学系の自由曲面レンズと第2光学系の自由曲面ミラー18の作用により、主として、斜め入射によって生じる収差の補正が行われる。すなわち、本実施形態では、第2光学系が主として台形歪を補正し、第1光学系である投写レンズ12の後群16が、主として像面の歪みなどの非対称な収差の補正を行うようになっている。
By the action of the free-form surface lens of the first optical system and the free-
また、このように投射光学系に自由曲面レンズ22や自由曲面ミラー18を用いることで、屈折面を有する投写レンズ12において、レンズの偏心やレンズ径の増大を招くことなく、またレンズ枚数を増加させることなく、斜め入射による台形歪の補正を実現できる。
Further, by using the free-
このように、本実施形態は、第1光学系が回転非対称の自由曲面レンズを少なくとも一つ含み、第2光学系が回転非対称の自由曲面ミラーを少なくとも一つ含むことによって、斜め投写によって生じる台形歪と収差の両方を補正可能としている。 As described above, in the present embodiment, the first optical system includes at least one rotationally asymmetric free-form surface lens, and the second optical system includes at least one rotationally asymmetric free-form surface mirror, thereby generating a trapezoid generated by oblique projection. Both distortion and aberration can be corrected.
以上の説明は、図2に示す実施形態に基づいて行った。しかしながら、ミラーによる光路の折り曲げの方向が、図2とは逆に画面長辺を含む平面内にある場合でも、上記説明した本実施形態と同様な考えを適用できる。 The above description is based on the embodiment shown in FIG. However, the same idea as in the above-described embodiment can be applied even when the direction of bending of the optical path by the mirror is in the plane including the long side of the screen, contrary to FIG.
次に、本実施の形態に係る光学系について、具体的な数値を例示しつつ説明する。図3から図6と表1から表4を用いて本発明の数値実施例の1つについて説明する。 Next, the optical system according to the present embodiment will be described with specific numerical values. One of the numerical examples of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6 and Tables 1 to 4. FIG.
図3と図4は、数値例に基づく本発明に係る光学系の光線図を示している。前述したXYZ直交座標系において、図3はXZ断面図、4はYZ断面、での構造を示している。図3では、投写レンズ12の前群12の途中に折り曲げミラー15を設置して光路をX軸方向に一度折り曲げている例を示している。図4では、この折り曲げミラー15を省略しており、光学系をZ軸方向に展開して示している。折り曲げミラーは、設置の位置や角度に若干の任意性があり、また各光学要素の機能に影響を及ぼさない。従って、以下の説明では、折り曲げミラー15を省略して説明することにする。
3 and 4 show ray diagrams of the optical system according to the present invention based on numerical examples. In the XYZ orthogonal coordinate system described above, FIG. 3 shows an XZ cross-sectional view, and 4 shows a YZ cross-sectional structure. FIG. 3 shows an example in which a
本例において、図4の下側に表示した画像表示素子10から射出した光は、複数のレンズを含む投写レンズのうち、まず回転対称形状の面のみを有するレンズのみで構成される前群12を通過する。そして、回転非対称の自由曲面レンズを含む後群16を通り、第2光学系である自由曲面ミラー18の反射面で反射された後、スクリーン20に入射される。
In this example, the light emitted from the
ここで、投写レンズ12の前群14は、全て回転対称な形状の屈折面を持つ複数のレンズで構成されており、各屈折面のうち2つは回転対称な非球面であり、他は球面である。ここに用いられた回転対称な非球面は、各面ごとのローカルな円筒座標系を用いて、次の式で表される。
Here, the
ここで、rは光軸からの距離であり、Zはサグ量を表している。また、cは頂点での曲率、kは円錐定数、AからJはrのべき乗の項の係数である。
前記投写レンズ12の後群16にある自由曲面レンズは、各面の面頂点を原点とするローカルな直交座標系(x、y、z)を用い、X、Yの多項式を含む次の式で表わされる。
Here, r is the distance from the optical axis, and Z represents the sag amount. C is the curvature at the apex, k is the conic constant, and A to J are coefficients of the power of r.
The free-form surface lens in the
ここで、ZはX、Y軸に垂直な方向で自由曲面の形状のサグ量を表わしており、cは頂点での曲率、rはX、Y軸の平面内での原点からの距離、kは円錐定数、C(m、n)は多項式の係数である。 Here, Z represents the sag amount of the shape of the free-form surface in the direction perpendicular to the X and Y axes, c is the curvature at the vertex, r is the distance from the origin in the plane of the X and Y axes, k Is a conic constant and C (m, n) is a coefficient of a polynomial.
表1においてRdは各面の曲率半径であり、図の中で面の左側に曲率の中心がある場合は正の値で、逆の場合は負の値で表わしている。また表1においてTHは面間距離であり、そのレンズ面の頂点から次のレンズ面の頂点までの距離を示す。あるレンズ面に対して、次のレンズ面が左側に位置するときには面間距離は正の値、右側に位置する場合は負の値で表している。表1においてS5、S6、S16、S17は回転対称な非球面であり、表1では面の番号の横に*を付けて示している。これら4つ面の非球面の係数を表2に示している。表1において、Mは投写レンズの前群12内に設けられた折り曲げ用のミラーの位置を示している。実際は、このミラーの位置で光軸が折り曲げられるが、図6では簡単のためミラーの位置を示すのみで、光軸は折り曲げずに書いてある。また、S23はスクリーン20であり、大きく、位置も離れているので図6には示していない。
In Table 1, Rd is the radius of curvature of each surface, and in the figure, when the center of curvature is on the left side of the surface, it is expressed as a positive value, and in the opposite case, it is expressed as a negative value. In Table 1, TH is the inter-surface distance, and indicates the distance from the apex of the lens surface to the apex of the next lens surface. When a next lens surface is located on the left side with respect to a certain lens surface, the inter-surface distance is represented by a positive value, and when located on the right side, it is represented by a negative value. In Table 1, S5, S6, S16, and S17 are rotationally symmetric aspherical surfaces. In Table 1, * is shown beside the surface number. Table 2 shows the coefficients of these four aspheric surfaces. In Table 1, M indicates the position of the bending mirror provided in the
表1においてS18からS21は自由曲面レンズの各屈折面であり、S22は自由曲面ミラー18の反射面であって、面の番号の横に#を付けて示している。これら5つの自由曲面の形状を表す係数の値を表3に示す。
In Table 1, S18 to S21 are refracting surfaces of the free-form surface lens, and S22 is a reflecting surface of the free-
表3においては、係数の名称と値を左右に並べて枠の組で表示しており、右側が係数の値であり、左側が名称で括弧内のカンマで区切った2組の数値は式2に示したmとnの値を示している。
In Table 3, the names and values of the coefficients are displayed side by side as a set of frames, the values on the right side are the values of the coefficients, the left side is the name and the two sets of numbers separated by commas in parentheses are given in
本実施例における、各面のローカル座標系の傾き又は偏心の様子を表4に示す。表4において、面番号の右側に傾き角度、偏心の値を示しており、ADEは図の断面と平行な面内での傾きの大きさである。傾きの方向は図の断面内で反時計回りに回転する方向を正としている。また、YDEは偏心の大きさであり、偏心は図の断面内でかつ光軸に垂直な方向で設定され、図の断面において下側への偏心を正とする。 Table 4 shows the inclination or eccentricity of the local coordinate system of each surface in this example. In Table 4, the angle of inclination and the value of eccentricity are shown on the right side of the surface number, and ADE is the magnitude of the inclination in a plane parallel to the cross section of the figure. The direction of inclination is positive in the direction rotating counterclockwise in the cross section of the figure. YDE is the magnitude of the eccentricity, and the eccentricity is set in a direction perpendicular to the optical axis in the cross section of the figure, and the downward eccentricity in the cross section of the figure is positive.
上記表1〜4の数値は、物面上12.16×6.84の範囲の映像を像面上1841.9×1036.1の大きさに投写する場合の一例である。そのときの図形歪を図5に示す。図5の縦方向は図4の上下方向であり、Y軸の方向である。図5の横方向はスクリーン20上でY軸と直交する方向であり、図の長方形の中央が画面の中央である。図は画面の縦方向を4分割、横方向を8分割した直線の曲がりの状態を表示して図形歪の様子を示している。
The numerical values in Tables 1 to 4 above are an example in the case where an image in the range of 12.16 × 6.84 on the object plane is projected to a size of 1841.9 × 1036.1 on the image plane. The graphic distortion at that time is shown in FIG. The vertical direction in FIG. 5 is the vertical direction in FIG. 4 and is the Y-axis direction. The horizontal direction in FIG. 5 is a direction perpendicular to the Y axis on the
本数値実施例のスポットダイアグラムを図7に示す。図7では、映像表示素子11の表示画面上、X,Y座標の値で、(6.08,3.42)、(0,3.42)、(3.65,2.05)、(6.08,0)、(0,0)、(3.65、−2.05)、(6.08、−3.42)、(0、−3.42)の8点から射出した光束のスポットダイアグラムを上から順に示す。単位はmmである。各スポットダイアグラムの横方向はスクリーン上でのX方向、縦方向はスクリーン上でのY方向である。このように、両者ともに、良好な性能を維持している。 A spot diagram of this numerical example is shown in FIG. In FIG. 7, (6.08, 3.42), (0, 3.42), (3.65, 2.05), (X, Y coordinate values on the display screen of the video display element 11. 6.08,0), (0,0), (3.65, -2.05), (6.08, -3.42), and (0, -3.42) The spot diagrams are shown in order from the top. The unit is mm. The horizontal direction of each spot diagram is the X direction on the screen, and the vertical direction is the Y direction on the screen. Thus, both maintain good performance.
図6に示す、S0からS20までは、図示しないシャーシ乃至鏡筒等の容器に収められているため、塵や埃に対し十分対策することができるようになっている。 Since S0 to S20 shown in FIG. 6 are housed in a container such as a chassis or a lens barrel (not shown), it is possible to sufficiently take measures against dust and dirt.
これに対して、投写レンズ12を構成するレンズのうち、最も自由曲面ミラー18側に配置された自由曲面レンズ22及び自由曲面ミラー18は、光透過性を有する透明カバー24で覆われている。透明カバー24は、湾曲形成された部材であり、自由曲面レンズ22の自由曲面ミラー18側のレンズ面S21及び自由曲面ミラー18の反射面S22のZ軸と交わる点を略中心とした円弧を持つように形成されている。
On the other hand, among the lenses constituting the
透明カバー24の湾曲形成された両端のうちの一端は、自由曲面レンズ22に設けられたレンズ鍔26に取り付けられ、また、湾曲形成され両端のうちの他端を自由曲面ミラー18のミラー鍔28に取り付けられている。また、湾曲形成されていない端部は、底板6に密着して取り付けられている。よって、自由曲面レンズ22の自由曲面ミラー18に対向したレンズ面S21及び自由曲面ミラー18の反射面S22は、投射型画像表示装置1内に形成された密閉空間に収納され外気から遮断されている。
One end of both ends of the
透明カバー24は、湾曲形成されているため、自由曲面ミラー18から出射する光線が透明カバーに対し大きな入射角にならないようになっている。このため、透明カバー24で映像光が反射して画像周辺部が暗くなるという問題は生じない。本実施の形態においては、透明カバー24に入射する光線の入射角は画像周辺部で約20°であり、画像中心最下部で入射角は最大33°となっている。この場合の映像光の透過率は、実用性に十分な89%となり、さらに増透処理を行うことで透過率を向上させることとしてもよい。
Since the
また、透明カバー24の形成する材料の材質に特に制限はないが、例えば、可撓性に優れたプラスチックを用いることが好ましい。かかる材質のプラスチックにより透過カバーを形成することで、レンズ鍔26、ミラー鍔28及び底板6に容易に固定することが可能となる。また、かかる材質のプラスチックにより透明カバーを形成することで、透明カバーが傷ついたり、汚れたりしたときにも交換が容易となる。
Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the material of the material which the
図9は、透明カバー24のその他の実施例を示す斜視図である。図9には、図2で示した光線22と光線23を書き加えてある。各々の光線は図2では左右が重なっていたため各1本しか表記していなかったが、図9は斜視図であるので、左右2本表示してある。これら4本の光線が映像の4コーナーの光線を示すものである。
FIG. 9 is a perspective view showing another embodiment of the
透明カバー24は、スクリーン20に投射される映像光の範囲のみ透明であればよく、光線22及び光線23で囲まれた範囲が通過する範囲以外の部分は、遮光することとしてもよい。透明カバーの遮光は、例えば、透明カバー24の表面に塗装又は印刷をすることにより行う。
The
遮光されている部分の明度は低ければ低いほどよく、特に好ましくは黒色の塗料等を用いることが好ましい。また、例えば、透明カバー24の遮光領域の内側を黒色の塗料等で塗装し、外側を投写型画像表示装置全体のデザインを考えた色に塗装しても良い。このようにできる限り投射型画像表示装置1内に外光が侵入することを防止することにより、映像のコントラストを向上させることができる。
The lightness of the light-shielded portion is preferably as low as possible, and it is particularly preferable to use a black paint or the like. Further, for example, the inside of the light shielding area of the
次に、本実施の形態に係る投射型画像表示装置1の作用について説明する。
Next, the operation of the projection type
本実施の形態に係る投射型画像表示装置1に電源を投入すると、画像発生源8から画像光が出射され、投写レンズ12に投射される。投写レンズ12に投射された画像光は、投写レンズ12を構成するレンズを透過し、自由曲面レンズ22から出射された後に自由曲面ミラー18に投射され、自由曲面ミラー18に反射される。
When the projection-type
自由曲面ミラー18により反射された画像光は、透明カバー24に照射される。この際、画像光は透明カバー24の透明な部分に照射されるので、透明な部分を透過した後にスクリーン20に照射され、映像が表示されることとなる。透明カバー24は湾曲形成されているので、自由曲面ミラー18から投射された画像光の損失はほとんど無く、透明カバー24を透過してスクリーン20に照射される。また、投射型画像表示装置1外の光は透明カバー24の遮光された部分によって遮光されるので、投射型画像表示装置1内への外部の光の入光は防止される。
The image light reflected by the free-
また、自由曲面ミラー18の光反射面と自由曲面レンズ22の光出射面は、透明カバー24により投射型画像表示装置1の外部から隔離された密閉空間に収納されているため、投射型画像表示装置1の駆動時に自由曲面ミラー18や自由曲面レンズ22が帯電したとしても、外気中の塵や埃が付着することはない。
Further, since the light reflecting surface of the free-form
以上述べたように、本実施形態によれば、透明カバー24により自由曲面ミラー18及び自由曲面レンズ22は覆われているので、空気中の塵や埃で汚染されることはない。また、透明カバー24が湾曲形成されていることから、透明カバー24に入射する光線の最大入射角が大きくならないため、透明カバーでの反射損失により画面両端部が暗くなるといった不都合がない。
As described above, according to the present embodiment, since the free-form
1…投射型画像表示装置、2…キャスター、4…スタンド、6…底板、8…画像発生源、10…画像表示素子、12…投射レンズ、14…前群、15…反射ミラー、16…後群、18…自由曲面ミラー、20…スクリーン、22…自由曲面レンズ、24…透明カバー、26…レンズ鍔、28…ミラー鍔、L1…光線、L2…光線、L3…画面中央光線、L4…法線
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記投写レンズからの映像を反射する反射光学系と、
前記複数のレンズのうち前記反射光学系に最も近い位置に配置された第1のレンズの光出射面と前記反射光学系の光反射面との間の光路を覆う部材を備え、
前記第1のレンズは自由曲面レンズであり、
前記反射光学系は自由曲面ミラー又は非球面ミラーであり、
前記スクリーンの平面をXY平面、前記スクリーンの水平方向をX軸、前記X軸と垂直な方向をY軸、前記XY平面に垂直な方向をZ軸と定義すると、前記部材の前記映像光出射面上における当該部材両端の頂点を通る部分は直線であり、かつ、当該直線はYZ平面に略平行である、投射型表示装置。 A projection lens including a plurality of lenses for enlarging and projecting the image of the image display element on the screen;
A reflective optical system for reflecting an image from the projection lens ;
A member that covers an optical path between the light emitting surface of the first lens and the light reflecting surface of the reflective optical system disposed at a position closest to the reflective optical system among the plurality of lenses;
The first lens is a free-form surface lens;
The reflective optical system is a free-form surface mirror or an aspherical mirror,
When the plane of the screen is defined as the XY plane, the horizontal direction of the screen is defined as the X axis, the direction perpendicular to the X axis is defined as the Y axis, and the direction perpendicular to the XY plane is defined as the Z axis, The projection display device in which the portion passing through the apexes at both ends of the member is a straight line, and the straight line is substantially parallel to the YZ plane.
前記容器の前記反射光学系側の端部に形成された第1鍔部と、
前記反射光学系の側縁部に形成された第2鍔部を備え、
前記部材の両端は、それぞれ、前記第1鍔部と前記第2鍔部に取り付けられる、請求項1記載の投射型表示装置。 The projection lens is housed in a container;
A first flange formed at an end of the container on the reflective optical system side;
A second collar formed on a side edge of the reflective optical system;
The projection display apparatus according to claim 1, wherein both ends of the member are attached to the first and second collar parts, respectively.
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