JP7342854B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
前記1以上の光学部品は、前記光源部から出射された光を複数の光束に分割して集光する光学面と、前記光学面により収束された前記複数の光束を反射する反射面とを有し、前記反射面により反射された前記複数の光束を前記光学面から出射する。
前記照明光学系は、前記光学部品から出射された前記複数の光束を前記画像表示素子の画像表示面に導く。
[画像表示装置]
図1は、本技術の第1の実施形態に係る画像表示装置の光学系の構成例を模式的に示す図である。画像表示装置100は、光源1と、凹面反射ミラー2と、コンデンサレンズ3及び4と、1/4波長板(QWP)5と、反射フライアイレンズ6と、偏光ビームスプリッタ(PBS)7と、画像表示素子8と、投射レンズ9とを有する。
本技術に係る第2の実施形態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。
(1)光源21から出射された白色光L1をコリメート光に変換して、第1及び第2の反射フライアイレンズ26及び27の光学面26a及び27bに導くコリメート光学系が、コリメートレンズ22及びPBS23により実現されている。
(2)2つの反射フライアイレンズ(第1及び第2の反射フライアイレンズ26及び27)が用いられている。
(3)照明光学系として、TIRプリズム30が用いられている。
図6は、本技術の第3の実施形態に係る画像表示装置300の光学系の構成例を模式的に示す図である。この画像表示装置300では、第1の実施形態に係る画像表示装置100と比べて、光源部41、及び反射フライアイレンズ43の構成が異なる。その他の構成については、画像表示装置100と等しいので、図1と同じ符号を適宜用いて説明を行う。
図8及び図9は、本技術の第4の実施形態に係る反射フライアイレンズの構成例を模式的に示す図である。例えば図6に示す画像表示装置300において、ダイクロイックウェッジプレート46を含む反射フライアイレンズ43に代えて、本実施形態に係る反射フライアイレンズ50を用いることが可能である。
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)光源部と、
前記光源部から出射された光を複数の光束に分割して集光する光学面と、前記光学面により収束された前記複数の光束を反射する反射面とを有し、前記反射面により反射された前記複数の光束を前記光学面から出射する1以上の光学部品と、
を具備する画像表示装置。
(2)(1)に記載の画像表示装置であって、
前記光学面は、2次元状に配置された複数のレンズの各々のレンズ面により構成され、
前記反射面は、前記複数のレンズの各々により収束された光束を、前記複数のレンズの各々のレンズ面に向かって反射する
画像表示装置。
(3)(2)に記載の画像表示装置であって、
前記反射面は、前記複数のレンズの各々の焦点面を前記複数のレンズの各々の面近傍に位置させるように配置される
画像表示装置。
(4)(1)から(3)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記光学面及び前記反射面は、互いに対向するように配置される
画像表示装置。
(5)(1)から(4)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記光学面及び前記反射面は、一体的に形成される
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、さらに、
前記出射部から出射された光をコリメート光に変換して前記光学面に導くコリメート光学系を具備する
画像表示装置。
(7)(1)から(6)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、さらに、
画像表示素子と、
前記光学部品から出射された前記複数の光束を前記画像表示素子の画像表示面に導く照明光学系と
を具備する画像表示装置。
(8)(7)に記載の画像表示装置であって、
前記照明光学系は、前記光学部品から出射された前記複数の光束を前記画像表示面上で重畳させる
画像表示装置。
(9)(1)から(8)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記反射面は、前記複数の光束の各々を反射する複数の反射領域を有する
画像表示装置。
(10)(9)に記載の画像表示装置であって、
前記複数の反射領域は、互いに等しい形状を有する
画像表示装置。
(11)(9)又は(10)に記載の画像表示装置であって、
前記複数の反射領域の各々は、平面形状を有する
画像表示装置。
(12)(9)又は(10)に記載の画像表示装置であって、
前記光源部は、互いに異なる位置に配置された複数の光源を有し、
前記複数の反射領域の各々は、前記複数の光源の位置関係に対応した形状を有する
画像表示装置。
(13)(12)に記載の画像表示装置であって、
前記複数の反射領域の各々は、前記反射領域の中央に形成された平面形状からなる平面部と、前記反射領域の中央から周縁に向かって斜めに延在するテーパ面部とを有する
画像表示装置。
(14)(1)から(8)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記光源部は、互いに異なる位置に配置された複数の光源を有し、
前記光学部品は、前記複数の光源の位置に対応して互いに異なる角度となるように配置され、各々が前記複数の光源のうち対応する光源から出射され前記光学面により収束された前記複数の光束を反射する複数の反射面を有する
画像表示装置。
(15)(1)から(14)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1以上の光学部品は、第1及び第2の光学部品を含み、
前記画像表示装置は、さらに、前記光源部から出射された光を分割して前記第1及び前記第2の光学部品の各々に出射し、前記第1及び前記第2の光学部品の各々から出射された前記複数の光束を合成するビームスプリッタを具備する
画像表示装置。
2…凹面反射ミラー
2a…凹面反射ミラーの光学面
3、4、28、29、33、34…コンデンサレンズ
5、24、25…1/4波長板(QWP)
6、43、50…反射フライアイレンズ
7…偏光ビームスプリッタ(PBS)
7a…PBS7の光学面
7b…PBS7の第1の基準軸A1に直交する第1の面
7c…PBS7の第2の基準軸A2に直交する第2の面
8、31…画像表示素子
8a、31a…画表示面
9、32…投射レンズ
12、45、52…反射フライアイレンズの光学面
13、53…反射フライアイレンズの反射面
14a、51a、61、67…レンズ面
14、51…レンズ
15、54、64…反射領域
21、41…光源
22…コリメートレンズ
23…PBS
23a…光学面
26…第1の反射フライアイレンズ
26a…第1の反射フライアイレンズの光学面
27…第2の反射フライアイレンズ
27a…第2の反射フライアイレンズの光学面
30…TIRプリズム
42R、42R'…赤色LED
42B、42B'…青色LED
42G、42G'…緑色LED
44…反射フライアイレンズ44のレンズ本体
46…ダイクロイックウェッジプレート
48R、48G、48B…反射面
55、62、65…平面部
56、63、66…テーパ面部
60…被投射物(スクリーン等)
67a、67b、67c…RGBの各色光が入射する領域
100、200、300…画像表示装置
Claims (18)
- 互いに異なる位置に配置された複数の光源と、
光軸方向が等しくなるように2次元状に配置された複数のレンズ面により構成され、前記複数のレンズ面の各々により、前記複数の光源から出射された各々の光を複数の光束に分割して集光する光学面と、
前記複数のレンズ面の各々により分割されて集光された前記複数の光束を、前記光学面に向かって反射する反射面と
を有し、前記反射面により反射された前記複数の光束を、前記複数のレンズ面の各々から出射する1以上の光学部品と
を具備し、
前記反射面は、前記複数のレンズ面に対応して構成され互いに等しい形状からなる複数の対応反射面を有し、前記複数の対応反射面の各々により、前記対応反射面に対応する前記レンズ面により集光された光束を、前記対応するレンズ面に向かって反射し、
前記複数の対応反射面の各々は、前記光軸方向に対して直交する平面方向に平行となる平面部と、前記平面方向に対して傾斜するテーパ面部とを有し、
前記複数の対応反射面の各々の前記平面部及び前記テーパ面部は、1つの対応反射面において、前記平面部及び前記テーパ面部の、前記複数の光源から出射された各々の光が入射する領域の前記光軸方向に対する傾斜角度が、前記複数の光源の位置に対応して互いに異なる角度となるように配置される
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記複数の対応反射面の各々は、前記複数の光源から出射された各々の光が前記複数のレンズ面の各々から前記光軸方向に沿って出射されるように構成される
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記複数の対応反射面の各々は、前記複数のレンズ面の各々の焦点面を前記複数のレンズ面の各々の近傍に位置させるように配置される
画像表示装置。 - 請求項3に記載の画像表示装置であって、
前記複数の平面部の各々は、前記平面部と前記レンズ面との距離が、前記レンズ面の焦点距離の半分になるように構成される
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記複数の平面部の各々は、前記複数の対応反射面の各々の中央に形成され、
前記複数のテーパ面部の各々は、前記複数の対応反射面の各々の中央から周縁に向かって斜めに延在する
画像表示装置。 - 請求項5に記載の画像表示装置であって、
前記複数の対応反射面の各々は、前記光軸方向から見た場合に円形状を有し、
前記複数の平面部の各々は、前記光軸方向から見た場合に、前記対応反射面の中央に位置する円形状の面となり、
前記複数のテーパ面部の各々は、前記対応反射面を前記光軸方向から見た場合に、前記対応反射面の外周に位置するリング形状の面となる
画像表示装置。 - 請求項6に記載の画像表示装置であって、
前記複数のテーパ面部の各々は、前記対応反射面の周縁から中央に近づくにつれて前記レンズ面に近づくように斜めに構成され、
前記複数のテーパ面部の各々の内側の周縁の前記光軸方向の位置は、前記複数の平面部の各々の前記光軸方向の位置よりも前記レンズ面側となる
画像表示装置。 - 請求項6に記載の画像表示装置であって、
前記複数のテーパ面部の各々は、前記対応反射面の周縁から中央に近づくにつれて前記レンズ面に近づくように斜めに構成され、
前記複数のテーパ面部の各々の内側の周縁の前記光軸方向の位置は、前記複数の平面部の各々の前記光軸方向の位置と同一である
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記複数のレンズ面の各々は、互いに異なる形状の複数の部分レンズ面を有し、
前記複数の部分レンズ面の各々は、前記複数の光源から出射された各々の光が前記複数の部分レンズ面の各々から前記光軸方向に沿って出射されるように構成される
画像表示装置。 - 請求項9に記載の画像表示装置であって、
前記複数のレンズ面の各々は、前記レンズ面の中央に形成された球面形状からなる球面部と、前記球面部の周縁に形成された円環面形状からなる円環面部とを有する
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記複数の光源は、同一直線上に配置された3つの光源であり、
前記3つの光源の中央の光源である中央光源の位置は、前記中央光源から出射された光の各々の光束が前記光軸方向に沿って前記複数のレンズ面の各々に入射し、前記複数の平面部の各々により反射される位置である
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記複数の光源は、同一直線上に配置された3つの光源であり、
前記3つの光源の一方の端部の光源である第1の端光源の位置は、前記第1の端光源から出射された光の各々の光束が前記光軸方向に対して斜めに前記複数のレンズ面の各々に入射し、前記テーパ面部の一部である第1の領域により反射される位置であり、
前記3つの光源の他方の端部の光源である第2の端光源の位置は、前記第2の端光源から出射された光の各々の光束が前記光軸方向に対して斜めに前記複数のレンズ面の各々に入射し、前記テーパ面部の一部であり、前記第1の領域と異なる第2の領域により反射される位置である
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記光学面及び前記反射面は、互いに対向するように配置される
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記光学面及び前記反射面は、一体的に形成される
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、さらに、
前記光学部品から出射された光をコリメート光に変換して前記光学面に導くコリメート光学系を具備する
画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、さらに、
画像表示素子と、
前記光学部品から出射された前記複数の光束を前記画像表示素子の画像表示面に導く照明光学系と
を具備する画像表示装置。 - 請求項16に記載の画像表示装置であって、
前記照明光学系は、前記光学部品から出射された前記複数の光束を前記画像表示面上で重畳させる
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1以上の光学部品は、第1及び第2の光学部品を含み、
前記画像表示装置は、さらに、前記複数の光源から出射された各々の光を分割して前記第1及び前記第2の光学部品の各々に出射し、前記第1及び前記第2の光学部品の各々から出射された前記複数の光束を合成するビームスプリッタを具備する
画像表示装置。
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