JP5728202B2 - 投射光学系および画像投射装置 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態として、画像表示素子により形成された画像を変倍して第1中間像を結像する第1光学系と、前記第1中間像を拡大して第2中間像を結像する第2光学系と、前記第2中間像を結像した光を反射する反射光学系と、前記第1光学系の出射する光を反射し前記第2光学系へ入射させる平面鏡とを有し、前記画像表示素子の中心法線は、前記第1光学系の光軸に対して前記第1光学系の光軸と垂直な方向に下方へ平行移動し、前記画像表示素子の周囲に前記第1光学系の光軸が通るように配置されていることを特徴とする投射光学系を提供する。
図1は、本発明の一実施形態に係る投射光学系を用いた画像投射装置の使用状態を示す図である。図1(a)は、使用状態を側面から見た図である。図1(b)は、使用状態を正面から見た図である。図1(c)は使用状態を上面から見た図である。画像投射装置100が、スクリーン101の近傍に配置される。図1(a)では、画像投射装置100は、スクリーンの下方に配置されているが、スクリーンの左方、右方あるいは上方に配置されていてもよい。そして、画像投射装置100は、スクリーン101に向けて斜めに光103を投射する。スクリーン101が反射型のスクリーンであれば、スクリーン101に投射された画像を方向104から見ることができる。また、スクリーン101が透過型のスクリーンであれば、スクリーン101に投射された画像を方向105から見ることができる。
また、表3として、変倍時の間隔データを示す。Diは、面番号がiの面とi+1の面との間diの間隔の大きさを示す。
表4として、非球面データを示す。なお、Zを面のザク量とし、hを光軸からの半径とし、cを近軸曲率(曲率半径の逆数)、Hを光軸に対して垂直な方向の高さとした場合、非球面式を
Z=ch2/(1 + SQRT{1 - (1 + k)c2h2}) + Ah4+ Bh6 + Ch8 + Dh10
とする。
上記の実施形態においては、画像表示素子の中心位置における法線(中心法線)と第1光学系201の光軸204が略同一直線上にあるので、スクリーンに投射される画像の中心が、変倍によっても移動しないようにすることができる。すなわち、第1光学系201の光軸204が画像表示素子の形成する画像を貫通する位置が、変倍によっても移動しないようにすることができる。
図12は、本発明の実施形態3に係る投射光学系の構成図である。本実施形態に係る投射光学系の構成は実施形態1と同じであるが、第1光学系201の光軸と第2光学系202の光軸とが略一致している点が異なる。すなわち、第1光学系201と第2光学系202とは、共通の光軸204を持つように構成されている。
また、表3として、変倍時の間隔データを示す。Diは、面番号がiの面とi+1の面との間diの間隔の大きさを示す。
表8として、非球面データを示す。なお、非球面式は実施形態1に示したものと同じである。
また、表9として、面番号57、58,59の非球面データを示す。この場合の非球面式は、
Z=ch2/(1 + SQRT{1 - (1 + k)c2H2}) + C3h3 + C4h4 + C5h5 + C6h6 + C7h7 + C8h8 +C9h9 + C10h10
となる。
204,205 光軸、
206 画像、207 光源からの入射方向、208,209,211,212 光
210 第1中間像、213 第2中間像、214 スクリーン方向
Claims (8)
- 画像表示素子により形成された画像を変倍して第1中間像を結像する第1光学系と、
前記第1中間像を拡大して第2中間像を結像する第2光学系と、
前記第2中間像を結像した光を反射する凹面鏡を有する反射光学系とを有し、
前記画像表示素子の中心位置における法線が前記第1光学系の光軸と一致し、
前記第1光学系の光軸が前記第2光学系の光軸に対して前記第1光学系の光軸と垂直な方向に平行移動していることを特徴とする投射光学系。 - 画像表示素子により形成された画像を変倍して第1中間像を結像する第1光学系と、
前記第1中間像を拡大して第2中間像を結像する第2光学系と、
前記第2中間像を結像した光を上方へ反射する凹面鏡を有する反射光学系とを有し、
前記第1光学系の光軸と前記第2光学系の光軸とが同一直線上にあり、
前記画像表示素子の中心法線は、前記第1光学系の光軸に対して前記第1光学系の光軸と垂直な方向に下方へ平行移動し、前記画像表示素子の周囲に前記第1光学系の光軸が通るように配置されていることを特徴とする投射光学系。 - 前記第1光学系の収差と、前記第2光学系および前記凹面鏡を含む光学系の収差とが相殺されることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の投射光学系。
- 前記第1光学系は、拡大変倍光学系であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の投射光学系。
- 画像表示素子により形成された画像を変倍して第1中間像を結像する第1光学系と、
前記第1中間像を拡大して第2中間像を結像する第2光学系と、
前記第2中間像を結像した光を反射する反射光学系と、
前記第1光学系の出射する光を反射し前記第2光学系へ入射させる平面鏡とを有し、
前記画像表示素子の中心位置における法線が前記第1光学系の光軸と一致することを特徴とする投射光学系。 - 画像表示素子により形成された画像を変倍して第1中間像を結像する第1光学系と、
前記第1中間像を拡大して第2中間像を結像する第2光学系と、
前記第2中間像を結像した光を反射する反射光学系と、
前記第1光学系の出射する光を反射し前記第2光学系へ入射させる平面鏡とを有し、
前記画像表示素子の中心法線は、前記第1光学系の光軸に対して前記第1光学系の光軸と垂直な方向に下方へ平行移動し、前記画像表示素子の周囲に前記第1光学系の光軸が通るように配置されていることを特徴とする投射光学系。 - 前記反射光学系は、前記第二光学系の光軸よりも下方で前記第二光学系から出射した光を反射させることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の投射光学系。
- 前記請求項1から7のいずれかに記載の投射光学系を有する画像投射装置。
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