JP7318665B2 - 画像表示装置及び投射光学系 - Google Patents
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Description
前記画像生成部は、前記光源から出射される光を変調して画像光を生成する。
前記投射光学系は、第1のレンズ系と、第1の反射光学系と、第2のレンズ系と、第2の反射光学系とを有する。
前記第1のレンズ系は、全体で正の屈折力を有し、前記生成された画像光を屈折させる。
前記第1の反射光学系は、前記第1のレンズ系により屈折された前記画像光を折り返して反射する2以上の反射面を有する。
前記第2のレンズ系は、全体で正の屈折力を有し、前記第1の反射光学系により反射された前記画像光を屈折させる。
前記第2の反射光学系は、前記第2のレンズ系により屈折された前記画像光を被投射物に向けて反射する凹面反射面を有する。
前記第1の反射光学系は、前記2以上の反射面のうちの1つの反射面が構成される主面を有する光学部品を含む。
前記光学部品の主面は、前記光学部品の光軸に対して前記反射面とは回転非対称な形状からなり前記光軸を含む領域に、前記画像光を透過させる透過面が構成される。
投射型の画像表示装置の概要について、液晶プロジェクタを例に挙げて簡単に説明する。液晶プロジェクタは、光源から照射される光を空間的に変調することで、映像信号に応じた光学像(画像光)を形成する。光の変調には、画像変調素子である液晶表示素子等が用いられる。例えばRGBのそれぞれに対応するパネル状の液晶表示素子(液晶パネル)を備えた、三板式の液晶プロジェクタが用いられる。
画面(スクリーン)に人間等の影が映らないため、効率的なプレゼンテーションが可能である。
設置場所の選択の自由度が高く、狭い設置空間や障害物が多い天井等にも、簡単に設置可能である。
壁に設置して使用することで、天井に設置する場合と比べてケーブルの引き回し等のメンテナンスが容易である。
例えば打ち合わせスペース、教室、及び会議室等のセッティングの自由度を増やすことが可能である。
[画像表示装置]
図2は、本技術の第1の実施形態に係る投射型の画像表示装置の構成例を示す概略図である。画像表示装置100は、光源10、照明光学系20、及び投射光学系30を含む。
図8は、第1の光学部品R11の構成例を示す模式的な斜視図である。図9は、第2の光学部品R12の構成例を示す模式的な断面図である。図9には、第2の光学部品R12の前段側(照明光学系20側)に配置される光学部品L13も図示されている。第1の光学部品R11及び第2の光学部品R12は、本技術に係る光学部品の一実施形態である。
画像光C1…液晶パネルPの中央の画素から出射される画素光
画像光C2…液晶パネルPの中央の最も光軸Oに近い画素から出射される画素光
画像光C3…液晶パネルPの中央の最も光軸Oから遠い画素から出射される画素光
画像光C4…液晶パネルPの左端の中央の画素から出射される画素光
画像光C5…液晶パネルPの左下端の画素から出射される画素光
画像光C6…液晶パネルPの左上端の画素から出射される画素光
画像光C7…液晶パネルPの右端の中央の画素から出射される画素光
画像光C8…液晶パネルPの右下端の画素から出射される画素光
画像光C9…液晶パネルPの右上端の画素から出射される画素光
本技術の第2の実施形態に係る投射型の画像表示装置について説明する。これ以降の説明では、上記の実施形態で説明した画像表示装置100における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。
図20は、本技術の第3の実施形態に係る第2の光学部品R12の主面F5の構成例を示す模式図である。本実施形態では、有効反射領域60の部分が第2の反射面Mr2として構成される。そして、有効反射領域60以外の部分が透過面Tr2として構成される。透過面Tr2には、有効透過領域61が設定される。
図21は、本技術の第4の実施形態に係る第2の光学部品R12の主面F5の構成例を示す模式図である。また図21では、第2の光学部品R12を保持するレンズ保持部68も図示されている。
図22は、本技術の第5の実施形態に係る第1の光学部品R11の主面F3の構成例を示す模式図である。本実施形態では、主面F3の光軸Oを含む第1の領域87aに透過面88aが構成され、第1の領域87aとは異なる第2の領域87bに透過面88bが構成される。透過面88a及びは88bにより、透過面Tr3が構成される。
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することが できる。
(1)光源と、
前記光源から出射される光を変調して画像光を生成する画像生成部と、
全体で正の屈折力を有し、前記生成された画像光を屈折させる第1のレンズ系と、
前記第1のレンズ系により屈折された前記画像光を折り返して反射する2以上の反射面を有する第1の反射光学系と、
全体で正の屈折力を有し、前記第1の反射光学系により反射された前記画像光を屈折させる第2のレンズ系と、
前記第2のレンズ系により屈折された前記画像光を被投射物に向けて反射する凹面反射面を有する第2の反射光学系と
を有する投射光学系と
を具備し、
前記第1の反射光学系は、前記2以上の反射面のうちの1つの反射面が構成される主面を有する光学部品を含み、
前記光学部品の主面は、前記光学部品の光軸に対して前記反射面とは回転非対称な形状からなり前記光軸を含む領域に、前記画像光を透過させる透過面が構成される
画像表示装置。
(2)(1)に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の反射面は、有効反射領域を含み、
前記光学部品の透過面は、前記光学部品の光軸に対して前記有効反射領域とは回転非対称な形状からなる領域に設定される有効透過領域を含む
画像表示装置。
(3)(2)に記載の画像表示装置であって、
前記有効透過領域は、前記光軸を含む
画像表示装置。
(4)(2)又は(3)に記載の画像表示装置であって、
前記有効反射領域及び前記有効透過領域は、前記有効反射領域と前記有効透過領域との最短距離をLminとすると、前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界からLmin/2以上の距離離れた位置にそれぞれ設定される
画像表示装置。
(5)(4)に記載の画像表示装置であって、
前記有効反射領域と前記有効透過領域との距離が最も短い部分を結ぶ直線上の中間に、前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界が位置する
画像表示装置。
(6)(1)から(5)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の反射面及び前記光学部品の透過面は、前記光学部品の光軸に直交する所定の第1の軸に対して対称となるように、前記主面に構成される
画像表示装置。
(7)(6)に記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系は、前記投射光学系に含まれる全ての光学部品の各々の光軸が、所定の基準軸に一致するように構成され、
前記画像光は、前記基準軸から前記第1の軸の軸方向に沿ってオフセットされた位置から、前記基準軸に沿って出射される
画像表示装置。
(8)(6)又は(7)に記載の画像表示装置であって、さらに、
所定の位置に構成された目印を有し、前記光学部品の周縁を保持する保持部を具備し、
前記光学部品の光軸方向から見て、前記保持部の目印の中心から前記保持部に保持された前記光学部品の光軸を結ぶ直線と、前記光学部品の光軸及び前記第1の軸の各々に直交する第2の軸との交差角度は、5°以内である
画像表示装置。
(9)(8)に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界の端部は、前記第2の軸上に位置する
画像表示装置。
(10)(6)又は(7)に記載の画像表示装置であって、さらに、
所定の位置に構成された目印を有し、前記光学部品の周縁を保持する保持部を具備し、
前記光学部品は、中心が前記第1の軸上に位置する目印を有し、
前記光学部品の光軸方向から見て、前記保持部の目印の中心から前記保持部に保持された前記光学部品の光軸を結ぶ直線と、前記光学部品の目印の中心から前記光学部品の光軸を結ぶ直線との交差角度は、5°以内である
画像表示装置。
(11)(1)から(10)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の透過面は、前記主面の前記光軸を含む第1の領域と、前記第1の領域と異なる第2の領域にそれぞれ分割されて構成される
画像表示装置。
(12)(1)から(11)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品は、光透過性を有する基体部と、前記基体部に積層される透過膜と、前記透過膜に積層される反射膜とを有し、
前記透過膜の表面は、フッ素を含まない層により構成される
画像表示装置。
(13)(1)から(12)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品は、前記主面とは反対側の面を有し、
前記反対側の面の前記光学部品の光軸を含む領域は、透過面として構成される
画像表示装置。
(14)(1)から(13)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系は、前記投射光学系に含まれる全ての光学部品の各々の光軸が、所定の基準軸に一致するように構成される
画像表示装置。
(15)(7)に記載の画像表示装置であって、
前記所定の基準軸は、前記第1のレンズ系に含まれる前記画像生成部に最も近い位置に配置されるレンズの光軸を延長した軸である
画像表示装置。
(16)(1)から(15)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の光軸は、前記光学部品の主面の中心に位置する
画像表示装置。
(17)(1)から(16)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の透過面は、前記第1のレンズ系として機能する
画像表示装置。
(18)(1)から(16)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の透過面は、前記第2のレンズ系として機能する
画像表示装置。
(19)(1)から(18)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の光軸方向から見た前記光学部品の外形は、円形状である
画像表示装置。
(20)光源から出射される光を変調して生成された画像光を投射する投射光学系であって、
全体で正の屈折力を有し、前記生成された画像光を屈折させる第1のレンズ系と、
前記第1のレンズ系により屈折された前記画像光を折り返して反射する2以上の反射面を有する第1の反射光学系と、
全体で正の屈折力を有し、前記第1の反射光学系により反射された前記画像光を屈折させる第2のレンズ系と、
前記第2のレンズ系により屈折された前記画像光を被投射物に向けて反射する凹面反射面を有する第2の反射光学系と
を具備し、
前記第1の反射光学系は、前記2以上の反射面のうちの1つの反射面が構成される主面を有する光学部品を含み、
前記光学部品の主面は、前記光学部品の光軸に対して前記反射面とは回転非対称な形状からなり前記光軸を含む領域に、前記画像光を透過させる透過面が構成される
投射光学系。
A2…第2の軸
F3…第1の光学部品の主面
F5…第2の光学部品の主面
L1…第1のレンズ系
L2…第2のレンズ系
Mr1…第1の反射面
Mr2…第2の反射面
Mr3…凹面反射面
O…光軸(基準軸)
R1…第1の反射光学系
R11…第1の光学部品
R12…第2の光学部品
R2…第2の反射光学系
Tr2…第2の光学部品の主面の透過面
Tr3…第1の光学部品の主面の透過面
1…液晶プロジェクタ
2…画像
10…光源
20…照明光学系
30…投射光学系
48、74…境界
51a、51b、77a、77b…境界の端部
55…基体部
56…透過膜
57…反射膜
60…有効反射領域
61…有効透過領域
69、81、85…切欠き
84b…目印となる反射面
87a…第1の領域
87b…第2の領域
100…画像表示装置
Claims (20)
- 光源と、
前記光源から出射される光を変調して画像光を生成する画像生成部と、
全体で正の屈折力を有し、前記生成された画像光を屈折させる第1のレンズ系と、
前記第1のレンズ系により屈折された前記画像光を折り返して反射する2以上の反射面を有する第1の反射光学系と、
全体で正の屈折力を有し、前記第1の反射光学系により反射された前記画像光を屈折させる第2のレンズ系と、
前記第2のレンズ系により屈折された前記画像光を被投射物に向けて反射する凹面反射面を有する第2の反射光学系と
から構成される投射光学系と
を具備し、
前記第1の反射光学系は、前記2以上の反射面のうちの1つの反射面が構成される主面を有する光学部品を含み、
前記光学部品の主面は、前記光学部品の光軸に対して前記反射面とは回転非対称な形状からなり前記光軸を含む領域に、前記画像光を透過させる透過面が構成される
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の反射面は、有効反射領域を含み、
前記光学部品の透過面は、前記光学部品の光軸に対して前記有効反射領域とは回転非対称な形状からなる領域に設定される有効透過領域を含む
画像表示装置。 - 請求項2に記載の画像表示装置であって、
前記有効透過領域は、前記光軸を含む
画像表示装置。 - 請求項2に記載の画像表示装置であって、
前記有効反射領域及び前記有効透過領域は、前記有効反射領域と前記有効透過領域との最短距離をLminとすると、前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界からLmin/2以上の距離離れた位置にそれぞれ設定される
画像表示装置。 - 請求項4に記載の画像表示装置であって、
前記有効反射領域と前記有効透過領域との距離が最も短い部分を結ぶ直線上の中間に、前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界が位置する
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の反射面及び前記光学部品の透過面は、前記光学部品の光軸に直交する所定の第1の軸に対して対称となるように、前記主面に構成される
画像表示装置。 - 請求項6に記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系は、前記投射光学系に含まれる全ての光学部品の各々の光軸が、所定の基準軸に一致するように構成され、
前記画像光は、前記基準軸から前記第1の軸の軸方向に沿ってオフセットされた位置から、前記基準軸に沿って出射される
画像表示装置。 - 請求項6に記載の画像表示装置であって、さらに、
所定の位置に構成された目印を有し、前記光学部品の周縁を保持する保持部を具備し、
前記光学部品の光軸方向から見て、前記保持部の目印の中心から前記保持部に保持された前記光学部品の光軸を結ぶ直線と、前記光学部品の光軸及び前記第1の軸の各々に直交する第2の軸との交差角度は、5°以内である
画像表示装置。 - 請求項8に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界の端部は、前記第2の軸上に位置する
画像表示装置。 - 請求項6に記載の画像表示装置であって、さらに、
所定の位置に構成された目印を有し、前記光学部品の周縁を保持する保持部を具備し、
前記光学部品は、中心が前記第1の軸上に位置する目印を有し、
前記光学部品の光軸方向から見て、前記保持部の目印の中心から前記保持部に保持された前記光学部品の光軸を結ぶ直線と、前記光学部品の目印の中心から前記光学部品の光軸を結ぶ直線との交差角度は、5°以内である
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の透過面は、前記主面の前記光軸を含む第1の領域と、前記第1の領域と異なる第2の領域にそれぞれ分割されて構成される
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品は、光透過性を有する基体部と、前記基体部に積層される透過膜と、前記透過膜に積層される反射膜とを有し、
前記透過膜の表面は、フッ素を含まない層により構成される
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品は、前記主面とは反対側の面を有し、
前記反対側の面の前記光学部品の光軸を含む領域は、透過面として構成される
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系は、前記投射光学系に含まれる全ての光学部品の各々の光軸が、所定の基準軸に一致するように構成される
画像表示装置。 - 請求項7に記載の画像表示装置であって、
前記所定の基準軸は、前記第1のレンズ系に含まれる前記画像生成部に最も近い位置に配置されるレンズの光軸を延長した軸である
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の光軸は、前記光学部品の主面の中心に位置する
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の透過面は、前記第1のレンズ系として機能する
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の透過面は、前記第2のレンズ系として機能する
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の光軸方向から見た前記光学部品の外形は、円形状である
画像表示装置。 - 光源から出射される光を変調して生成された画像光を投射する投射光学系であって、
全体で正の屈折力を有し、前記生成された画像光を屈折させる第1のレンズ系と、
前記第1のレンズ系により屈折された前記画像光を折り返して反射する2以上の反射面を有する第1の反射光学系と、
全体で正の屈折力を有し、前記第1の反射光学系により反射された前記画像光を屈折させる第2のレンズ系と、
前記第2のレンズ系により屈折された前記画像光を被投射物に向けて反射する凹面反射面を有する第2の反射光学系と
から構成され、
前記第1の反射光学系は、前記2以上の反射面のうちの1つの反射面が構成される主面を有する光学部品を含み、
前記光学部品の主面は、前記光学部品の光軸に対して前記反射面とは回転非対称な形状からなり前記光軸を含む領域に、前記画像光を透過させる透過面が構成される
投射光学系。
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