JPH0659093B2 - 画像投影装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はＣＲＴに映出された画像光を透過型スクリーン
に拡大投射する画像投影装置に関するものである。

従来の技術 従来のこの種画像投影装置は第６図に示す構成からなっ
ていた。すなわち画像投影装置は、ＣＲＴ１に映出され
た画像光を投影レンズ２及び第１反射鏡３、第２反射鏡
４を介して透過型スクリーン５の後面に拡大投射してい
る。透過型スクリーン５の後面側には、画像の明るさの
均一化の為にサーキュラフレネルレンズが設けられ、視
聴者６側、すなわち前面側には実像化するための拡散面
及び視野角を拡大するレンチキュラレンズ等が設けられ
ている。この様な構成によって、視聴者６の方向に拡大
投射された画像光７は適当な配光特性が与えられる。

しかし、第６図に示す如く、拡大投射される画像光は、
その光軸が透過型スクリーンに略垂直であるように構成
されているために、第２反射鏡４が必然的に大きく、し
かも斜めに配置されることから画像投影装置８の奥行寸
法が大となる問題点があった。

このような背景の中で、特開昭57-109481号公報では、
第７図に示すような奥行寸法を薄くする光学系を用いた
画像投影装置が開示されている。ＣＲＴ１に映出された
画像光は投影レンズ２及び反射鏡９によって透過型スク
リーン１０に斜めに入射するので透過型スクリーン１０
は、視聴者６の方向に前記拡大投射された画像光を偏向
させる手段を有している。これによって、拡大投射され
た画像光７は適当な配光特性が与えられる。

この時、拡大投射された画像光は該透過型スクリーンに
斜めに入射するため、フォーカスを透過型スクリーン全
面で合焦状態とする必要から、ＣＲＴ１の光軸と投影レ
ンズ以後の光軸を、シャインプルフの法則に従った角度
だけ傾けている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、投影レンズ２と透過型スクリーン１０ま
での距離が透過型スクリーンの上下では異なることから
投影倍率に差が生じ、第８図に示すように、ＣＲＴの走
査可能領域１１に対して有効走査領域はハッチングを施
した範囲１２だけとなり、ＣＲＴの利用効率が著しく低
下し、全光束が低減する。このため、充分に明るい拡大
投射画像が得られないといった問題点があった。

そこで、本発明は画像投影装置の薄形化を達成し且つ前
記有効走査領域を出来る丈走査可能領域まで拡大しよう
とするものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決する本発明の技術的手段は、投影レン
ズと透過型スクリーンの光路間に設ける反射素子との組
合せによって、前記投影倍率を等しくするものである。
上記反射素子は基板上に該基板の法線と夫々の反射面の
法線の方向が異なる複数の反射面を有した構成からなっ
ているものである。

作用 この技術的手段による作用は次のようになる。ＣＲＴに
映出され投影レンズによって拡大投射された画像光は斜
めに透過型スクリーンに入射する時、前記透過型スクリ
ーンの上下で投影レンズとの投影距離が異なると倍率に
差が生じ前述した種々の問題が発生する。しかしなが
ら、本発明に於いて反射素子を用い、組合せることによ
って、前記拡大投射された画像光が斜めに透過型スクリ
ーンに入射した時であっても、前記透過型スクリーン上
下で投影レンズまでの投影距離の差を低減し、倍率の差
を極小化することで、ＣＲＴの有効走査領域を拡大し、
明るい拡大投射画像を得られるようにする。

実施例 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図は本発明になる第１実施例を示す。本発明の画像
投影装置８に於ては、ＣＲＴ１に映出された画像光は投
影レンズ２及び反射素子１３を介して透過型スクリーン
１０に斜めに拡大投射される。透過型スクリーン１０は
視聴者６の方向に前記拡大投射された画像光を偏向させ
る手段と、拡散特性を有しており、適当な配光特性が与
えられた拡大投射された画像光７を出射させる。ここ
で、本発明の目的をなすために透過型スクリーン上下に
於て、投影レンズ２までの投影距離を夫々等しくする。
すなわち、前記投影レンズ２から透過型スクリーン上ま
での投影距離１５ａと１５ｂの和と、投影レンズから透
過型スクリーン下までの投影距離１４ａと１４ｂの和を
等しくする。これらを可能とするための反射素子１３の
構成を第２図に示す。反射素子１３は本体である基板の
上に、横方向に三角形状に形成され、且つ、上下方向に
は密接して配列された複数の直線フレネル反射面１６か
ら構成されている。同図から明らかな様に、反射素子の
基板の法線方向１７と夫々の複数の反射面１６の法線方
向１８は異なっている。反射の法則は良く知られている
ように、第３図に於て、反射面２４に法線１９に対して
入射角ｉ２２で入射する光線２０は、反射角ｉ′２３で
反射され光線２１となる。この時、入射角は反射角に等
しい性質がある。従って、第２図に於て、反射素子の基
板に対して複数の反射面の夫々の面の傾きを任意に選ぶ
ことによって、自由に光線の反射方向を決めることが可
能となる。依って、前述した如く、透過型スクリーン上
下で投影レンズまでの投影距離が等しくなるように、任
意に反射素子本体を配置し、次に、所望の結像状態とな
るよう各複数からなる反射面の法線方向を決めればよ
い。次に本実施例の中で用いる透過型スクリーンの構成
を第４図を用いて説明する。透過型スクリーン１０は、
後面側表面に複数の三角プリズム状素子２５と拡大投射
された画像光を実像化（可視化）するための拡散部２８
からなっている。第４図に於て、斜め上方より透過型ス
クリーンに入射する光線２９は、三角プリズム状素子２
５の上側面２６を入射し、下側面２７によって反射さ
れ、前記透過型スクリーンを略垂直に透過するよう偏向
される。

第５図は本発明になる第２の実施例を示す。本発明にな
る画像投影装置８は、ＣＲＴ１に映出された画像光を投
影レンズ２及び反射素子１３を介して、拡大投射され斜
めに透過型スクリーン１０に入射させる。この実施例に
於ては、反射素子１３は、画像投影装置の奥行寸法がよ
り薄形化されるように垂直に配置されている。この実施
例に於ては、前記透過型スクリーン上下で前記投影レン
ズまでの投影距離が異なり投影倍率に差が生じる。そこ
で、透過型スクリーン全面に亘って焦点を合わせるため
に、ＣＲＴ１は投影レンズ２に対して光軸を傾けてい
る。しかし、この量はわずかであり、これまでのように
著しく有効走査領域を狭くすることはない。

発明の効果 本発明は、ＣＲＴに映出された画像光を投影レンズで透
過型スクリーンに斜めに入射させた場合であっても、透
過型スクリーン上下で投影レンズまでの投影距離を等し
く、あるいは略等しくできる反射素子を用い組合せるこ
とで、ＣＲＴに映出する有効走査領域を大とすることが
でき明るい拡大投射画像が得られる。

更に、投影レンズの使い方として透過型スクリーン上下
で倍率が等しい、あるいは略等しいので、ある特定の倍
率で使用する条件の下で結像性能を高めたレンズ設計さ
れたものが使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の画像投影装置の要部配置
図、第２図は反射素子の構成を示す断面図、第３図は反
射鏡に入射した光線が反射される様子を示す原理図、第
４図は偏向機能を有する透過型スクリーンの構成を示す
断面図、第５図は本発明の他の実施例の画像投影装置の
要部配置図、第６図、第７図は従来の画像投影装置の要
部配置図、第８図は第７図の画像投影装置に用いたＣＲ
Ｔのラスターの寸法関係を示す構成図である。 １……ＣＲＴ、２……投影レンズ、８……画像投影装
置、１０……透過型スクリーン、１３……反射素子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＣＲＴに映出された画像光を投影レンズ及
   び反射素子からなる光学系を介して透過型スクリーンの
   後面から拡大投射する画像投影装置であって、上記反射
   素子は基板上に該基板の法線と夫々の反射面の法線の方
   向が異なる複数の反射面を有した構成からなり、上記ス
   クリーンは後面に斜めに入射した画像光を前方向に偏向
   させる手段を有することを特徴とする画像投影装置。
2. 【請求項２】反射素子は基板上に複数の直線フレネル反
   射面を横方向に延長するよう且つ上下方向に密接して配
   列させた構成からなる特許請求の範囲第１項記載の画像
   投影装置。
3. 【請求項３】スクリーンは後面側表面に複数の三角プリ
   ズム状素子を横方向に延長するよう且つ上下方向に密接
   して配列させた構成からなる特許請求の範囲第１項記載
   の画像投影装置。