JP6841274B2 - 投射型表示装置 - Google Patents
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Description
前記画像表示面が複数のマイクロミラーからなり、前記画像表示面において各マイクロミラー面の傾きがON/OFF制御されて照明光を強度変調することにより画像が形成され、
前記プリズムユニットが、前記画像表示面の中心から出射した画像光の主光線に対して所定の角度傾いたエアギャップを有し、そのエアギャップを前記画像光が透過し、
前記投影光学系が、円形開口の周辺部分が弓形の遮光部で一部切り欠かれた形状の非円形開口を持つ絞りを有し、Fナンバー光束において前記エアギャップに対する入射角の大きい側の端部に対応する画像光が前記遮光部で遮光され、
前記遮光部で遮光される画像光には、前記エアギャップを前記画像光が透過したときの屈折により生じたフレア成分が少なくとも含まれており、
以下の条件式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする。
0.85×Cg<G<1.15×Cg …(1)
(0.1×T/P−0.1)<S<(0.4×T/P+0.1) …(2)
(0.25−0.07×F)<S<(1−0.2×F) …(3)
ただし、前記画像表示面の中心に対する入射直前の照明光の主光線と、その反射直後の画像光の主光線と、を含む平面を基準平面とするとき、
Cg=arcsin(1/N)−(R−arcsin(1/(2F)))/N
N:画像光が通過するプリズムのd線での屈折率、
R:画像表示面の中心に入射する直前の照明光の主光線と画像表示面の中心で反射した直後の画像光の主光線とが基準平面上に射影されたときになす角度(度)、
F:投影光学系の最小Fナンバー、
G:画像表示面の中心から出射した画像光の主光線に垂直な平面に対するエアギャップの角度(度)、
T:エアギャップ厚(mm)
P:隣り合って位置するマイクロミラー面の中心間距離(mm)
S:絞りの非円形開口を構成する遮光率(S=[遮光部の弓形の半径方向の幅]/[円形開口の半径])、
S>0
である。
前記画像表示面が複数のマイクロミラーからなり、前記画像表示面において各マイクロミラー面の傾きがON/OFF制御されて照明光を強度変調することにより画像が形成され、
前記画像表示素子が、複数の波長帯域のそれぞれについて設けられており、
前記プリズムユニットが、前記複数の波長帯域を含む照明光の光路を折り曲げる第1プリズムユニットと、前記第1プリズムユニットから出射した照明光を前記複数の波長帯域に分離して複数の前記画像表示素子にそれぞれ入射させ、各画像表示素子から出射した画像光を合成して前記第1プリズムユニットに入射させる第2プリズムユニットと、を含み、
前記第1プリズムユニットが、前記画像表示面の中心から出射した画像光の主光線に対して所定の角度傾いたエアギャップを有し、
前記第1プリズムユニットに入射した画像光が、前記エアギャップを透過し、前記第1プリズムユニットから出射して前記投影光学系に入射し、
前記投影光学系が、円形開口の周辺部分が弓形の遮光部で一部切り欠かれた形状の非円形開口を持つ絞りを有し、Fナンバー光束において前記エアギャップに対する入射角の大きい側の端部に対応する画像光が前記遮光部で遮光され、
前記遮光部で遮光される画像光には、前記エアギャップを前記画像光が透過したときの屈折により生じたフレア成分が少なくとも含まれており、
以下の条件式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする。
0.85×Cg<G<1.15×Cg …(1)
(0.1×T/P−0.1)<S<(0.4×T/P+0.1) …(2)
(0.25−0.07×F)<S<(1−0.2×F) …(3)
ただし、前記画像表示面の中心に対する入射直前の照明光の主光線と、その反射直後の画像光の主光線と、を含む平面を基準平面とするとき、
Cg=arcsin(1/N)−(R−arcsin(1/(2F)))/N
N:画像光が通過するプリズムのd線での屈折率、
R:画像表示面の中心に入射する直前の照明光の主光線と画像表示面の中心で反射した直後の画像光の主光線とが基準平面上に射影されたときになす角度(度)、
F:投影光学系の最小Fナンバー、
G:画像表示面の中心から出射した画像光の主光線に垂直な平面に対するエアギャップの角度(度)、
T:エアギャップ厚(mm)
P:隣り合って位置するマイクロミラー面の中心間距離(mm)
S:絞りの非円形開口を構成する遮光率(S=[遮光部の弓形の半径方向の幅]/[円形開口の半径])、
S>0
である。
前記画像表示面が複数のマイクロミラーからなり、前記画像表示面において各マイクロミラー面の傾きがON/OFF制御されて照明光を強度変調することにより画像が形成され、
前記画像表示素子が、複数の波長帯域のそれぞれについて設けられており、
前記プリズムユニットが、前記複数の波長帯域に分けられた複数の照明光の光路をそれぞれ折り曲げて複数の前記画像表示素子にそれぞれ入射させる複数の第1プリズムユニットと、前記複数の画像表示素子でそれぞれ反射され前記第1プリズムユニットを透過して出射した複数の画像光を合成して前記投影光学系に入射させる第2プリズムユニットと、を含み、
前記複数の第1プリズムユニットが、前記画像表示面の中心から出射した画像光の主光線に対して所定の角度傾いたエアギャップをそれぞれ有し、
前記複数の第1プリズムユニットにそれぞれ入射した画像光が、前記エアギャップを透過し、前記第1プリズムユニットから出射して前記第2プリズムユニットに入射し、
前記投影光学系が、円形開口の周辺部分が弓形の遮光部で一部切り欠かれた形状の非円形開口を持つ絞りを有し、Fナンバー光束において前記エアギャップに対する入射角の大きい側の端部に対応する画像光が前記遮光部で遮光され、
前記遮光部で遮光される画像光には、前記エアギャップを前記画像光が透過したときの屈折により生じたフレア成分が少なくとも含まれており、
以下の条件式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする。
0.85×Cg<G<1.15×Cg …(1)
(0.1×T/P−0.1)<S<(0.4×T/P+0.1) …(2)
(0.25−0.07×F)<S<(1−0.2×F) …(3)
ただし、前記画像表示面の中心に対する入射直前の照明光の主光線と、その反射直後の画像光の主光線と、を含む平面を基準平面とするとき、
Cg=arcsin(1/N)−(R−arcsin(1/(2F)))/N
N:画像光が通過するプリズムのd線での屈折率、
R:画像表示面の中心に入射する直前の照明光の主光線と画像表示面の中心で反射した直後の画像光の主光線とが基準平面上に射影されたときになす角度(度)、
F:投影光学系の最小Fナンバー、
G:画像表示面の中心から出射した画像光の主光線に垂直な平面に対するエアギャップの角度(度)、
T:エアギャップ厚(mm)
P:隣り合って位置するマイクロミラー面の中心間距離(mm)
S:絞りの非円形開口を構成する遮光率(S=[遮光部の弓形の半径方向の幅]/[円形開口の半径])、
S>0
である。
0.85×Cg<G<1.15×Cg …(1)
(0.1×T/P−0.1)<S<(0.4×T/P+0.1) …(2)
(0.25−0.07×F)<S<(1−0.2×F) …(3)
ただし、画像表示面DSの中心に対する入射直前の照明光L1の主光線L1pと、その反射直後の画像光L2の主光線L2pと、を含む平面を基準平面(図1,図3,図5,図7の紙面であるXY平面に相当する。)とするとき、
Cg=arcsin(1/N)−(R−arcsin(1/(2F)))/N
N:画像光L2が通過するプリズムP1,P2のd線での屈折率、
R:画像表示面DSの中心に入射する直前の照明光L1の主光線L1pと画像表示面DSの中心で反射した直後の画像光L2の主光線L2pとが基準平面上に射影されたときになす角度(単位は度であり、角度Rを図8に示す。)、
F:投影光学系POの最小Fナンバー、
G:画像表示面DSの中心から出射した画像光L2の主光線L2p(光軸AX)に垂直な平面に対するエアギャップAGの角度(単位は度であり、角度Gを図7に示す。)、
T:エアギャップ厚(mm)
P:隣り合って位置するマイクロミラー面MSの中心間距離(単位はmmであり、距離Pを図6に示す。)
S:絞りSTの非円形開口A1を構成する遮光率、
S=t/r(t:遮光部SPの弓形の半径方向の幅、r:円形開口A0の半径であり、それぞれ図10に示す。)、
S>0
である。
0.9×Cg<G<1.1×Cg …(1a)
0.95×Cg<G<1.05×Cg …(1b)
これらの条件式(1a),(1b)は、前記条件式(1)が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(1a)、更に好ましくは条件式(1b)を満たすことにより、前記効果をより一層大きくすることができる。
(0.15×T/P−0.15)<S<0.35×T/P …(2a)
この条件式(2a)は、前記条件式(2)が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(2a)を満たすことにより、前記効果をより一層大きくすることができる。
(0.37−0.1×F)<S<(0.9−0.2×F) …(3a)
この条件式(3a)は、前記条件式(3)が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(3a)を満たすことにより、前記効果をより一層大きくすることができる。
N=1.5168,
R=24,
F=2.5,
Cg=33.029,
G=33(=0.999×Cg),
S=0.3,
T=0.01mm,
P=0.01mm,
が挙げられる。
0.85×Cg<G<1.15×Cg
に対応させると、
0.85×33.029<0.999×33.029<1.15×33.029
0.85<0.999<1.15
となる。同様に、条件式(1a),(1b)に対応させると、
0.9<0.999<1.1
0.95<0.999<1.05
となる。
(0.1×T/P−0.1)<S<(0.4×T/P+0.1)
に対応させると、
(0.1×0.01/0.01−0.1)<S<0.4×0.01/0.01+0.1
0<0.3<0.5
となる。同様に、条件式(2a)に対応させると、
0<0.3<0.35
となる。
(0.25−0.07×F)<S<(1−0.2×F)
に対応させると、
(0.25−0.07×2.5)<0.3<(1−0.2×2.5)
0.075<0.3<0.5
となる。同様に、条件式(3a)に対応させると、
(0.37−0.1×2.5)<0.3<(0.9−0.2×2.5)
0.12<0.3<0.4
となる。
IL 照明光学系
LN 集光レンズ系
PU1 第1プリズムユニット
PU2 第2プリズムユニット
PR 赤プリズム
PG 緑プリズム
PB 青プリズム
P1,P2 プリズム
AG エアギャップ
DP デジタル・マイクロミラー・デバイス(反射型の画像表示素子)
DR 赤用のデジタル・マイクロミラー・デバイス(反射型の画像表示素子)
DG 緑用のデジタル・マイクロミラー・デバイス(反射型の画像表示素子)
DB 青用のデジタル・マイクロミラー・デバイス(反射型の画像表示素子)
DS 画像表示面
MR マイクロミラー
MS マイクロミラー面
L1 照明光
L2 画像光
L1p,L2p 中心主光線
PO 投影光学系
ST 絞り
SP 遮光部
A0 円形開口
A1 非円形開口
B1 境界
XY 基準平面
AX 光軸
1 光源装置
2 カラーホイール
3 インテグラルロッド
R0 ロッド出口面
Claims (4)
- 照明光を画像表示面で反射させることにより画像光に変換して出射する反射型の画像表示素子と、照明光の光路の折り曲げと画像光の透過とを行うプリズムユニットと、前記プリズムユニットを透過した画像光をスクリーンに投射する投影光学系と、を備えた投射型表示装置であって、
前記画像表示面が複数のマイクロミラーからなり、前記画像表示面において各マイクロミラー面の傾きがON/OFF制御されて照明光を強度変調することにより画像が形成され、
前記プリズムユニットが、前記画像表示面の中心から出射した画像光の主光線に対して所定の角度傾いたエアギャップを有し、そのエアギャップを前記画像光が透過し、
前記投影光学系が、円形開口の周辺部分が弓形の遮光部で一部切り欠かれた形状の非円形開口を持つ絞りを有し、Fナンバー光束において前記エアギャップに対する入射角の大きい側の端部に対応する画像光が前記遮光部で遮光され、
前記遮光部で遮光される画像光には、前記エアギャップを前記画像光が透過したときの屈折により生じたフレア成分が少なくとも含まれており、
以下の条件式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする投射型表示装置;
0.85×Cg<G<1.15×Cg …(1)
(0.1×T/P−0.1)<S<(0.4×T/P+0.1) …(2)
(0.25−0.07×F)<S<(1−0.2×F) …(3)
ただし、前記画像表示面の中心に対する入射直前の照明光の主光線と、その反射直後の画像光の主光線と、を含む平面を基準平面とするとき、
Cg=arcsin(1/N)−(R−arcsin(1/(2F)))/N
N:画像光が通過するプリズムのd線での屈折率、
R:画像表示面の中心に入射する直前の照明光の主光線と画像表示面の中心で反射した直後の画像光の主光線とが基準平面上に射影されたときになす角度(度)、
F:投影光学系の最小Fナンバー、
G:画像表示面の中心から出射した画像光の主光線に垂直な平面に対するエアギャップの角度(度)、
T:エアギャップ厚(mm)
P:隣り合って位置するマイクロミラー面の中心間距離(mm)
S:絞りの非円形開口を構成する遮光率(S=[遮光部の弓形の半径方向の幅]/[円形開口の半径])、
S>0
である。 - 前記絞りの非円形開口と前記遮光部との境界が、弓形の弦に相当し、かつ、基準平面に対して垂直な直線状をなすことを特徴とする請求項1記載の投射型表示装置。
- 照明光を画像表示面で反射させることにより画像光に変換して出射する反射型の画像表示素子と、照明光の光路の折り曲げと画像光の透過とを行うプリズムユニットと、前記プリズムユニットを透過した画像光をスクリーンに投射する投影光学系と、を備えた投射型表示装置であって、
前記画像表示面が複数のマイクロミラーからなり、前記画像表示面において各マイクロミラー面の傾きがON/OFF制御されて照明光を強度変調することにより画像が形成され、
前記画像表示素子が、複数の波長帯域のそれぞれについて設けられており、
前記プリズムユニットが、前記複数の波長帯域を含む照明光の光路を折り曲げる第1プリズムユニットと、前記第1プリズムユニットから出射した照明光を前記複数の波長帯域に分離して複数の前記画像表示素子にそれぞれ入射させ、各画像表示素子から出射した画像光を合成して前記第1プリズムユニットに入射させる第2プリズムユニットと、を含み、
前記第1プリズムユニットが、前記画像表示面の中心から出射した画像光の主光線に対して所定の角度傾いたエアギャップを有し、
前記第1プリズムユニットに入射した画像光が、前記エアギャップを透過し、前記第1プリズムユニットから出射して前記投影光学系に入射し、
前記投影光学系が、円形開口の周辺部分が弓形の遮光部で一部切り欠かれた形状の非円形開口を持つ絞りを有し、Fナンバー光束において前記エアギャップに対する入射角の大きい側の端部に対応する画像光が前記遮光部で遮光され、
前記遮光部で遮光される画像光には、前記エアギャップを前記画像光が透過したときの屈折により生じたフレア成分が少なくとも含まれており、
以下の条件式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする投射型表示装置;
0.85×Cg<G<1.15×Cg …(1)
(0.1×T/P−0.1)<S<(0.4×T/P+0.1) …(2)
(0.25−0.07×F)<S<(1−0.2×F) …(3)
ただし、前記画像表示面の中心に対する入射直前の照明光の主光線と、その反射直後の画像光の主光線と、を含む平面を基準平面とするとき、
Cg=arcsin(1/N)−(R−arcsin(1/(2F)))/N
N:画像光が通過するプリズムのd線での屈折率、
R:画像表示面の中心に入射する直前の照明光の主光線と画像表示面の中心で反射した直後の画像光の主光線とが基準平面上に射影されたときになす角度(度)、
F:投影光学系の最小Fナンバー、
G:画像表示面の中心から出射した画像光の主光線に垂直な平面に対するエアギャップの角度(度)、
T:エアギャップ厚(mm)
P:隣り合って位置するマイクロミラー面の中心間距離(mm)
S:絞りの非円形開口を構成する遮光率(S=[遮光部の弓形の半径方向の幅]/[円形開口の半径])、
S>0
である。 - 照明光を画像表示面で反射させることにより画像光に変換して出射する反射型の画像表示素子と、照明光の光路の折り曲げと画像光の透過とを行うプリズムユニットと、前記プリズムユニットを透過した画像光をスクリーンに投射する投影光学系と、を備えた投射型表示装置であって、
前記画像表示面が複数のマイクロミラーからなり、前記画像表示面において各マイクロミラー面の傾きがON/OFF制御されて照明光を強度変調することにより画像が形成され、
前記画像表示素子が、複数の波長帯域のそれぞれについて設けられており、
前記プリズムユニットが、前記複数の波長帯域に分けられた複数の照明光の光路をそれぞれ折り曲げて複数の前記画像表示素子にそれぞれ入射させる複数の第1プリズムユニットと、前記複数の画像表示素子でそれぞれ反射され前記第1プリズムユニットを透過して出射した複数の画像光を合成して前記投影光学系に入射させる第2プリズムユニットと、を含み、
前記複数の第1プリズムユニットが、前記画像表示面の中心から出射した画像光の主光線に対して所定の角度傾いたエアギャップをそれぞれ有し、
前記複数の第1プリズムユニットにそれぞれ入射した画像光が、前記エアギャップを透過し、前記第1プリズムユニットから出射して前記第2プリズムユニットに入射し、
前記投影光学系が、円形開口の周辺部分が弓形の遮光部で一部切り欠かれた形状の非円形開口を持つ絞りを有し、Fナンバー光束において前記エアギャップに対する入射角の大きい側の端部に対応する画像光が前記遮光部で遮光され、
前記遮光部で遮光される画像光には、前記エアギャップを前記画像光が透過したときの屈折により生じたフレア成分が少なくとも含まれており、
以下の条件式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする投射型表示装置;
0.85×Cg<G<1.15×Cg …(1)
(0.1×T/P−0.1)<S<(0.4×T/P+0.1) …(2)
(0.25−0.07×F)<S<(1−0.2×F) …(3)
ただし、前記画像表示面の中心に対する入射直前の照明光の主光線と、その反射直後の画像光の主光線と、を含む平面を基準平面とするとき、
Cg=arcsin(1/N)−(R−arcsin(1/(2F)))/N
N:画像光が通過するプリズムのd線での屈折率、
R:画像表示面の中心に入射する直前の照明光の主光線と画像表示面の中心で反射した直後の画像光の主光線とが基準平面上に射影されたときになす角度(度)、
F:投影光学系の最小Fナンバー、
G:画像表示面の中心から出射した画像光の主光線に垂直な平面に対するエアギャップの角度(度)、
T:エアギャップ厚(mm)
P:隣り合って位置するマイクロミラー面の中心間距離(mm)
S:絞りの非円形開口を構成する遮光率(S=[遮光部の弓形の半径方向の幅]/[円形開口の半径])、
S>0
である。
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
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---|---|
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---|---|
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