JPH07199186A - 投射装置 - Google Patents
投射装置Info
- Publication number
- JPH07199186A JPH07199186A JP5354631A JP35463193A JPH07199186A JP H07199186 A JPH07199186 A JP H07199186A JP 5354631 A JP5354631 A JP 5354631A JP 35463193 A JP35463193 A JP 35463193A JP H07199186 A JPH07199186 A JP H07199186A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- projection
- liquid crystal
- condensing
- image forming
- Prior art date
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- Pending
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- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 画像形成手段の外側へ発散していく光束を捨
てることなく画像形成手段に導光させ、画面の周辺と中
心との明るさがほぼ均一とな高品位な映像を投射できる
投射装置を得ること。 【構成】 光源手段１からの光束を集光手段で集光し該
光束で画像形成を行なう画像形成手段５を照明し、該画
像形成手段に形成された画像を投射手段６により被投影
面７上に投射し観察する投射装置において、該集光手段
は光軸から離れるに従い集光作用が強くなる形状の集光
補助手段３を有していること。
てることなく画像形成手段に導光させ、画面の周辺と中
心との明るさがほぼ均一とな高品位な映像を投射できる
投射装置を得ること。 【構成】 光源手段１からの光束を集光手段で集光し該
光束で画像形成を行なう画像形成手段５を照明し、該画
像形成手段に形成された画像を投射手段６により被投影
面７上に投射し観察する投射装置において、該集光手段
は光軸から離れるに従い集光作用が強くなる形状の集光
補助手段３を有していること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は投射装置に関し、特に液
晶パネル等の被投影画像を照射する集光手段の一要素と
して光軸から離れるに従い集光作用が強くなる集光補助
手段を利用することにより、光源手段からの光束の有効
利用を図り、該被投影画像（画像形成手段）を効率良く
照明し投射手段によりスクリーン面上に拡大投影するよ
うにした、例えば液晶プロジェクター等の装置に好適な
投射装置に関するものである。
晶パネル等の被投影画像を照射する集光手段の一要素と
して光軸から離れるに従い集光作用が強くなる集光補助
手段を利用することにより、光源手段からの光束の有効
利用を図り、該被投影画像（画像形成手段）を効率良く
照明し投射手段によりスクリーン面上に拡大投影するよ
うにした、例えば液晶プロジェクター等の装置に好適な
投射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、液晶パネル等から成る色情報
を有した複数の画像を各々所定の色光で照明し光学的に
重ね合わせた後、投射レンズによりスクリーン面上に所
定の倍率で拡大投影するようにしたカラー液晶プロジェ
クター等の投射装置が種々と提案されている。
を有した複数の画像を各々所定の色光で照明し光学的に
重ね合わせた後、投射レンズによりスクリーン面上に所
定の倍率で拡大投影するようにしたカラー液晶プロジェ
クター等の投射装置が種々と提案されている。
【０００３】図１１は従来の複数の液晶パネルを用いて
カラー画像を投射（投影）する投射装置の要部概略図で
ある。
カラー画像を投射（投影）する投射装置の要部概略図で
ある。
【０００４】同図において１１１，１１２，１１３は各
々透過型の液晶パネルであり、青色（Ｂ）、赤色
（Ｒ）、緑色（Ｇ）の各色に対応したモノクローム画像
を表示するＴＮ型などの液晶表示素子より成っている。
々透過型の液晶パネルであり、青色（Ｂ）、赤色
（Ｒ）、緑色（Ｇ）の各色に対応したモノクローム画像
を表示するＴＮ型などの液晶表示素子より成っている。
【０００５】１０１は白色光源であり、例えばメタルハ
ライドランプより成っている。１０２はリフレクターで
あり、放物面形状等の反射面より成っており、白色光源
１０１から発した光束を効果的に各液晶パネル１１１，
１１２，１１３の方向へ導いている。１０３はフィルタ
ーであり、白色光に含まれる紫外線と赤外線をカットし
ている。
ライドランプより成っている。１０２はリフレクターで
あり、放物面形状等の反射面より成っており、白色光源
１０１から発した光束を効果的に各液晶パネル１１１，
１１２，１１３の方向へ導いている。１０３はフィルタ
ーであり、白色光に含まれる紫外線と赤外線をカットし
ている。
【０００６】１０４は第１のダイクロイックミラーであ
り、白色光源１０１からの光束を第１の色光（例えば
Ｇ）と第２、第３の色光（例えばＲ，Ｂ）に分離してい
る。１０５は第２のダイクロイックミラーであり、第２
の色光（Ｒ）と第３の色光（Ｂ）に分離している。１０
８は第３の色光（Ｂ）を反射する全反射ミラーで、１０
９は第１の色光（Ｇ）を反射する全反射ミラーである。
１０６は第３のダイクロイックミラーであり、第１の色
光（Ｇ）と第２の色光（Ｒ）とを合成している。１０７
は第４のダイクロイックミラーであり、第１、第２の色
光（Ｇ，Ｒ）と第３の色光（Ｂ）とを合成している。
り、白色光源１０１からの光束を第１の色光（例えば
Ｇ）と第２、第３の色光（例えばＲ，Ｂ）に分離してい
る。１０５は第２のダイクロイックミラーであり、第２
の色光（Ｒ）と第３の色光（Ｂ）に分離している。１０
８は第３の色光（Ｂ）を反射する全反射ミラーで、１０
９は第１の色光（Ｇ）を反射する全反射ミラーである。
１０６は第３のダイクロイックミラーであり、第１の色
光（Ｇ）と第２の色光（Ｒ）とを合成している。１０７
は第４のダイクロイックミラーであり、第１、第２の色
光（Ｇ，Ｒ）と第３の色光（Ｂ）とを合成している。
【０００７】１１０は投射レンズ（投影レンズ）であ
り、各液晶パネル１１１，１１２，１１３の画像（投影
像原画）を合成してスクリーン１１７面上に所定の倍率
で拡大投影している。１１４，１１５，１１６は各々コ
ンデンサーレンズであり、各液晶パネル１１１，１１
２，１１３に至る照明光束を集光し、白色光源１０１が
投射レンズ１１０のパネル側瞳上に結像するようにして
いる。
り、各液晶パネル１１１，１１２，１１３の画像（投影
像原画）を合成してスクリーン１１７面上に所定の倍率
で拡大投影している。１１４，１１５，１１６は各々コ
ンデンサーレンズであり、各液晶パネル１１１，１１
２，１１３に至る照明光束を集光し、白色光源１０１が
投射レンズ１１０のパネル側瞳上に結像するようにして
いる。
【０００８】各液晶パネル１１１，１１２，１１３の前
後には偏光方向の直交する偏光フィルター（不図示）が
おかれ、該液晶パネル１１１，１１２，１１３の入射側
の偏光フィルターは照明光束を偏光とする偏光子として
の光学的作用を有し、射出側の偏光フィルターは該液晶
パネル１１１，１１２，１１３で偏光方向が旋回しない
光束をカットし変調する検光子としての光学的作用を有
している。
後には偏光方向の直交する偏光フィルター（不図示）が
おかれ、該液晶パネル１１１，１１２，１１３の入射側
の偏光フィルターは照明光束を偏光とする偏光子として
の光学的作用を有し、射出側の偏光フィルターは該液晶
パネル１１１，１１２，１１３で偏光方向が旋回しない
光束をカットし変調する検光子としての光学的作用を有
している。
【０００９】同図では以上のような構成により各液晶パ
ネル１１１，１１２，１１３に形成された画像情報を重
ね合わせて投射レンズ１１０によりスクリーン１１７面
上に拡大投影している。
ネル１１１，１１２，１１３に形成された画像情報を重
ね合わせて投射レンズ１１０によりスクリーン１１７面
上に拡大投影している。
【００１０】図１２は図１１の白色光源１０１から液晶
パネル１１２を介してスクリーン１１７までの光路を展
開して直線的に示した展開図である。同図では白色光源
１０１とリフレクター１０２そしてコンデンサーレンズ
１０３等から成る照明手段を液晶パネル１１２に対して
傾けて配置し、又投射レンズ１１０の光軸を該液晶パネ
ル１１２の中心からシフトして配置し、斜め上方に投射
できるように構成することによってアオリ効果を得てい
る。
パネル１１２を介してスクリーン１１７までの光路を展
開して直線的に示した展開図である。同図では白色光源
１０１とリフレクター１０２そしてコンデンサーレンズ
１０３等から成る照明手段を液晶パネル１１２に対して
傾けて配置し、又投射レンズ１１０の光軸を該液晶パネ
ル１１２の中心からシフトして配置し、斜め上方に投射
できるように構成することによってアオリ効果を得てい
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の複数の液晶パネ
ルを用いてカラー画像を投射する投射装置は、白色光源
から各液晶パネルに至るまでに色分解系を構成する光学
素子が複数個配置されている為に、該白色光源から各液
晶パネルまでの光路長が必然的に長くなる傾向にある。
ルを用いてカラー画像を投射する投射装置は、白色光源
から各液晶パネルに至るまでに色分解系を構成する光学
素子が複数個配置されている為に、該白色光源から各液
晶パネルまでの光路長が必然的に長くなる傾向にある。
【００１２】又、光源手段として用いる光源（白色光
源）は理想的な点光源ではなく、ある程度の大きさ又は
長さの有限な面積を有している為、この光源をリフレク
ターと組み合わせて構成した場合、該リフレクターによ
り光源からの光束を効果的に集光したとしてもある程度
広がりを持った光束となってしまい、図１２に示すよう
に液晶パネルの外側へかなりの光束が発散してしまう。
源）は理想的な点光源ではなく、ある程度の大きさ又は
長さの有限な面積を有している為、この光源をリフレク
ターと組み合わせて構成した場合、該リフレクターによ
り光源からの光束を効果的に集光したとしてもある程度
広がりを持った光束となってしまい、図１２に示すよう
に液晶パネルの外側へかなりの光束が発散してしまう。
【００１３】その為、従来の投射装置では光源から発し
た光束の数１０％しか液晶パネルの照明光束として利用
することができなかった。
た光束の数１０％しか液晶パネルの照明光束として利用
することができなかった。
【００１４】又、白色光源から発した光束を軸対象のリ
フレクターを用いて集光し液晶パネルを照明した場合、
該液晶パネル面上では該リフレクターの光軸上で光強度
が最大となり、光軸から周辺部に向かうにつれて光量
（明るさ）が減少するという問題点があった。その為、
例えばこの状態でスクリーン面上に投影画像を拡大投影
したとすると、該スクリーン面の中心部と周辺部とでの
明るさの差が大きすぎて品位の高い映像を投射すること
が難しかった。
フレクターを用いて集光し液晶パネルを照明した場合、
該液晶パネル面上では該リフレクターの光軸上で光強度
が最大となり、光軸から周辺部に向かうにつれて光量
（明るさ）が減少するという問題点があった。その為、
例えばこの状態でスクリーン面上に投影画像を拡大投影
したとすると、該スクリーン面の中心部と周辺部とでの
明るさの差が大きすぎて品位の高い映像を投射すること
が難しかった。
【００１５】そこで従来の投射装置においては、例えば
特開昭３−５４５９３号公報で提案されているように該
投射装置の光学系の一要素を構成する球面レンズ（凸レ
ンズ）の中心部を平面に加工することによって液晶パネ
ル（ライトバルブ）上での中心部と周辺部との光量（明
るさ）がほぼ均一となるように補正している。
特開昭３−５４５９３号公報で提案されているように該
投射装置の光学系の一要素を構成する球面レンズ（凸レ
ンズ）の中心部を平面に加工することによって液晶パネ
ル（ライトバルブ）上での中心部と周辺部との光量（明
るさ）がほぼ均一となるように補正している。
【００１６】しかしながら上記に示した投射装置ではレ
ンズ面の形状が不連続的に変化する為、照明される液晶
パネル上での光量分布も不連続になるという問題点があ
った。この為、スクリーン面上で良好なる投影画像を得
ることが難しかった。
ンズ面の形状が不連続的に変化する為、照明される液晶
パネル上での光量分布も不連続になるという問題点があ
った。この為、スクリーン面上で良好なる投影画像を得
ることが難しかった。
【００１７】本発明は光軸から離れるに従い集光作用が
強くなる形状の集光補助手段を光源手段から射出した光
束が画像形成手段へ入射するまでの間の光路中に設け、
本来画像形成手段（液晶パネル）の外側に発散していく
光束を捨てずに効果的に画像形成手段側へ導光させるこ
とにより、画面の中心部と周辺部とでの明るさをほぼ均
一にした良好なる投影画像を得ることができる投射装置
の提供を目的とする。
強くなる形状の集光補助手段を光源手段から射出した光
束が画像形成手段へ入射するまでの間の光路中に設け、
本来画像形成手段（液晶パネル）の外側に発散していく
光束を捨てずに効果的に画像形成手段側へ導光させるこ
とにより、画面の中心部と周辺部とでの明るさをほぼ均
一にした良好なる投影画像を得ることができる投射装置
の提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の投射装置は、光
源手段からの光束を集光手段で集光し該光束で画像形成
を行なう画像形成手段を照明し、該画像形成手段に形成
された画像を投射手段により被投影面上に投射し観察す
る投射装置において、該集光手段は光軸から離れるに従
い集光作用が強くなる形状の集光補助手段を有している
ことを特徴としている。
源手段からの光束を集光手段で集光し該光束で画像形成
を行なう画像形成手段を照明し、該画像形成手段に形成
された画像を投射手段により被投影面上に投射し観察す
る投射装置において、該集光手段は光軸から離れるに従
い集光作用が強くなる形状の集光補助手段を有している
ことを特徴としている。
【００１９】特に前記集光補助手段は２次より高次の非
球面項を有するほぼ連続的な非球面形状より成っている
ことや、該集光補助手段が前記光源手段から射出した光
束が前記画像形成手段へ入射するまでの間の光路中に設
けられていること等を特徴としている。
球面項を有するほぼ連続的な非球面形状より成っている
ことや、該集光補助手段が前記光源手段から射出した光
束が前記画像形成手段へ入射するまでの間の光路中に設
けられていること等を特徴としている。
【００２０】
【実施例】図１は本発明の実施例１の光学系の要部概略
図である。図２は図１の一部分の拡大説明図である。
図である。図２は図１の一部分の拡大説明図である。
【００２１】図１、図２において１は白色光源（光源手
段）であり、メタルハライドランプより成っている。２
はリフレクターであり、放物面形状等の反射面より成っ
ており、白色光源１から発した光束を効果的に後述する
液晶パネル（液晶ライドバルブ）５の方向へ導いてい
る。
段）であり、メタルハライドランプより成っている。２
はリフレクターであり、放物面形状等の反射面より成っ
ており、白色光源１から発した光束を効果的に後述する
液晶パネル（液晶ライドバルブ）５の方向へ導いてい
る。
【００２２】３は集光補助手段としての非球面レンズで
あり、該非球面レンズ３の白色光源１側のレンズ面が後
述する非球面形状より成り、液晶パネル５側のレンズ面
が平面形状より成っている。この集光補助手段としての
非球面レンズ３は集光光束の対象軸（リフレクター２の
光軸）近傍で集光（屈折）作用が弱く、該対象軸近傍か
ら離れるに従い集光作用が強くなるように構成されてい
る。これにより本実施例では後述するように本来液晶パ
ネル５の外側に発散していく光束を捨てずに該液晶パネ
ル５側へ導き、該液晶パネル５上での中心部と周辺部と
での明るさ（光量）が略均一となるように補正してい
る。
あり、該非球面レンズ３の白色光源１側のレンズ面が後
述する非球面形状より成り、液晶パネル５側のレンズ面
が平面形状より成っている。この集光補助手段としての
非球面レンズ３は集光光束の対象軸（リフレクター２の
光軸）近傍で集光（屈折）作用が弱く、該対象軸近傍か
ら離れるに従い集光作用が強くなるように構成されてい
る。これにより本実施例では後述するように本来液晶パ
ネル５の外側に発散していく光束を捨てずに該液晶パネ
ル５側へ導き、該液晶パネル５上での中心部と周辺部と
での明るさ（光量）が略均一となるように補正してい
る。
【００２３】４はコンデンサーレンズであり、液晶パネ
ル５に至る照明光束を集光し、白色光源１が投射レンズ
６のパネル側瞳上に結像するようにしている。尚、リフ
レクター２、非球面レンズ３、そしてコンデンンサーレ
ンズ４の各要素は集光手段の一要素を構成している。
ル５に至る照明光束を集光し、白色光源１が投射レンズ
６のパネル側瞳上に結像するようにしている。尚、リフ
レクター２、非球面レンズ３、そしてコンデンンサーレ
ンズ４の各要素は集光手段の一要素を構成している。
【００２４】５は画像形成手段としての液晶パネルであ
り、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応
したモノクローム画像を表示するＴＮ型などの液晶表示
素子（液晶パネル）より成っている。６は投射手段とし
ての投射レンズ（投影レンズ）であり、液晶パネル５に
形成された画像（投影像原画）を被投影面であるスクリ
ーン７面上に所定の倍率で拡大投影している。
り、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応
したモノクローム画像を表示するＴＮ型などの液晶表示
素子（液晶パネル）より成っている。６は投射手段とし
ての投射レンズ（投影レンズ）であり、液晶パネル５に
形成された画像（投影像原画）を被投影面であるスクリ
ーン７面上に所定の倍率で拡大投影している。
【００２５】本実施例においては白色光源１から放射さ
れた光束をリフレクター２で反射させ集光補助手段３に
より本来利用されない外側へ放射する光束も光軸側へ屈
折させコンデンサーレンズ４で集光させた後、液晶パネ
ル５面全体を均一なる明るさで照明している。そして液
晶パネル５で形成された画像を投射レンズ６によりスク
リーン７面上に所定の倍率で拡大投影し良好なる投影画
像の観察を行なっている。
れた光束をリフレクター２で反射させ集光補助手段３に
より本来利用されない外側へ放射する光束も光軸側へ屈
折させコンデンサーレンズ４で集光させた後、液晶パネ
ル５面全体を均一なる明るさで照明している。そして液
晶パネル５で形成された画像を投射レンズ６によりスク
リーン７面上に所定の倍率で拡大投影し良好なる投影画
像の観察を行なっている。
【００２６】尚、本実施例では白色光源１と集光手段等
から成る照明手段を液晶パネル５に対して傾けて配置
し、又投射レンズ６の光軸を該液晶パネル５の中心から
シフトして配置し、斜め上方に投射できるように構成す
ることによってアオリ効果を得ている。
から成る照明手段を液晶パネル５に対して傾けて配置
し、又投射レンズ６の光軸を該液晶パネル５の中心から
シフトして配置し、斜め上方に投射できるように構成す
ることによってアオリ効果を得ている。
【００２７】次に本実施例の集光補助手段（非球面レン
ズ）３の形状について説明する。この集光補助手段３
は、２次より高次の非球面項を有するほぼ連続的な非球
面形状より成っており、その形状は図３に示すように非
球面光軸上での非球面表面の傾斜をＡ（Ａ＝ｔａｎθ
A ）、該非球面外径の９割の位置での非球面表面の傾斜
をＢ（Ｂ＝ｔａｎθB ）、該集光補助手段３を構成する
光学部材の材質の屈折率をＮとしたとき ｜（Ｎ−１）×（Ａ−Ｂ）／Ｂ｜＞２ ‥‥‥‥（１） なる条件が満足するように設定している。
ズ）３の形状について説明する。この集光補助手段３
は、２次より高次の非球面項を有するほぼ連続的な非球
面形状より成っており、その形状は図３に示すように非
球面光軸上での非球面表面の傾斜をＡ（Ａ＝ｔａｎθ
A ）、該非球面外径の９割の位置での非球面表面の傾斜
をＢ（Ｂ＝ｔａｎθB ）、該集光補助手段３を構成する
光学部材の材質の屈折率をＮとしたとき ｜（Ｎ−１）×（Ａ−Ｂ）／Ｂ｜＞２ ‥‥‥‥（１） なる条件が満足するように設定している。
【００２８】尚、後述するように集光補助手段を構成す
る光学部材が反射部材（リフレクター又は反射ミラー）
のときにはＮ＝−１となる。
る光学部材が反射部材（リフレクター又は反射ミラー）
のときにはＮ＝−１となる。
【００２９】条件式（１）は非球面項による集光（屈折
・反射）効果の中心部と周辺部における差に関するもの
であり、条件式（１）を外れると周辺部の集光効果が小
さく白色光源１からの光束を有効に集光することができ
なくなってくるので良くない。
・反射）効果の中心部と周辺部における差に関するもの
であり、条件式（１）を外れると周辺部の集光効果が小
さく白色光源１からの光束を有効に集光することができ
なくなってくるので良くない。
【００３０】本実施例において白色光源１と液晶パネル
５との間隔をＬとしたとき、集光補助手段を（１／３）
・Ｌから（２／３）・Ｌとの間の光路中に配置してい
る。これにより更に液晶パネル５の外側へ発散していく
光束を捨てずに液晶パネル５側へに導光させることがで
きる。特に白色光源１と液晶パネル５とのほぼ中間位置
（１／２）・Ｌから白色光源１側へ設ければ更に照明光
束の利用効率が高くなる。
５との間隔をＬとしたとき、集光補助手段を（１／３）
・Ｌから（２／３）・Ｌとの間の光路中に配置してい
る。これにより更に液晶パネル５の外側へ発散していく
光束を捨てずに液晶パネル５側へに導光させることがで
きる。特に白色光源１と液晶パネル５とのほぼ中間位置
（１／２）・Ｌから白色光源１側へ設ければ更に照明光
束の利用効率が高くなる。
【００３１】又、本実施例において投射レンズ６は図５
に示すように液晶パネル５より投射レンズ６の絞り８を
見込む角度をθ１、該液晶パネル５より集光手段の有効
外径部を見込む角度をθ２としたとき θ１＞θ２ ‥‥‥‥（２） なる条件を満足するように絞り８を設けている。
に示すように液晶パネル５より投射レンズ６の絞り８を
見込む角度をθ１、該液晶パネル５より集光手段の有効
外径部を見込む角度をθ２としたとき θ１＞θ２ ‥‥‥‥（２） なる条件を満足するように絞り８を設けている。
【００３２】条件式（２）は投射レンズ６の明るさに関
するものであり、条件式（２）を外れると、即ち角度θ
１が角度θ２より小さくなると集光補助手段３で集光し
た白色光源１からの光束を効率良くスクリーン７面まで
導光させることができず、集光補助手段３の効果が薄れ
てしまうので良くない。
するものであり、条件式（２）を外れると、即ち角度θ
１が角度θ２より小さくなると集光補助手段３で集光し
た白色光源１からの光束を効率良くスクリーン７面まで
導光させることができず、集光補助手段３の効果が薄れ
てしまうので良くない。
【００３３】次に本実施例の集光補助手段３の形状につ
いての数値実施例１Ａを示す。数値実施例１Ａにおいて
Ｒ１は白色光源１側のレンズ面、Ｒ２は液晶パネル５側
のレンズ面、Ｄ１はレンズ厚、Ｎはレンズのガラスの屈
折率である。尚、後述する実施例２、３のように集光補
助手段を構成する光学部材が反射部材のときにはＮ＝−
１となる。
いての数値実施例１Ａを示す。数値実施例１Ａにおいて
Ｒ１は白色光源１側のレンズ面、Ｒ２は液晶パネル５側
のレンズ面、Ｄ１はレンズ厚、Ｎはレンズのガラスの屈
折率である。尚、後述する実施例２、３のように集光補
助手段を構成する光学部材が反射部材のときにはＮ＝−
１となる。
【００３４】Ｘ，Ｈは各々図４に示すようにレンズ面に
おける座標であり、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向に
Ｈ軸をとっている。
おける座標であり、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向に
Ｈ軸をとっている。
【００３５】数値実施例１Ａ Ｒ１ 非球面 Ｘ＝５×１０-7・Ｈ4 Ｄ１＝１０ Ｎ１＝１．５１６３３ Ｒ２ ∞ レンズ外径 φ１２０ リフレクター径 φ１０
０ このような非球面レンズから成る集光補助手段３は前述
の如く白色光源１と液晶パネル５とのほぼ中間位置から
白色光源１側へ配置するのが照明効率を高めるのに良
い。
０ このような非球面レンズから成る集光補助手段３は前述
の如く白色光源１と液晶パネル５とのほぼ中間位置から
白色光源１側へ配置するのが照明効率を高めるのに良
い。
【００３６】図６は本発明の実施例１を変形させたとき
の光学系の要部概略図である。同図において図１に示し
た要素と同一要素には同符番を付している。
の光学系の要部概略図である。同図において図１に示し
た要素と同一要素には同符番を付している。
【００３７】同図における集光補助手段（非球面レン
ズ）１３は白色光源１側のレンズ面を平面、液晶パネル
５側のレンズ面を非球面より構成しており、該白色光源
１近傍に配置している。
ズ）１３は白色光源１側のレンズ面を平面、液晶パネル
５側のレンズ面を非球面より構成しており、該白色光源
１近傍に配置している。
【００３８】このような形状より成る集光補助手段１３
を白色光源１近傍に設けることによっても本発明は前述
の実施例１と同様な効果を得ることができる。
を白色光源１近傍に設けることによっても本発明は前述
の実施例１と同様な効果を得ることができる。
【００３９】次に集光補助手段１３の形状についての数
値実施例１Ｂを以下に示す。
値実施例１Ｂを以下に示す。
【００４０】数値実施例１Ｂ Ｒ１ ∞ Ｒ２ 非球面 Ｘ＝５×１０-10 ・Ｈ6 Ｄ１＝１０ Ｎ１＝１．５１６３３ レンズ外径 φ１０５ リフレクター径 φ１０
０ 尚、本実施例における集光補助手段としての非球面レン
ズの形状は特に円形でなくても良く、例えば液晶パネル
の形状に合わせた矩形形状であっても良い。又非球面レ
ンズの非球面形状は必ずしも軸対象でなくても良く、例
えば一方向にのみ非球面形状を有するように構成しても
良い。
０ 尚、本実施例における集光補助手段としての非球面レン
ズの形状は特に円形でなくても良く、例えば液晶パネル
の形状に合わせた矩形形状であっても良い。又非球面レ
ンズの非球面形状は必ずしも軸対象でなくても良く、例
えば一方向にのみ非球面形状を有するように構成しても
良い。
【００４１】又、非球面レンズは上記に示した非球面形
状より成るフレネルレンズと置き換えても同様な効果が
得られる。即ち前述の如く光軸から離れるに従い集光作
用が強くなる光学的機能を有する光学部材となら何に置
き換えても本発明は前述の実施例と同様に適用すること
ができる。
状より成るフレネルレンズと置き換えても同様な効果が
得られる。即ち前述の如く光軸から離れるに従い集光作
用が強くなる光学的機能を有する光学部材となら何に置
き換えても本発明は前述の実施例と同様に適用すること
ができる。
【００４２】更に本実施例を複数の液晶パネルを用いて
カラー画像の投影を行なう多板式の投射装置に適用して
も前述の実施例１と同様な効果を得ることができる。
カラー画像の投影を行なう多板式の投射装置に適用して
も前述の実施例１と同様な効果を得ることができる。
【００４３】図７は本発明の実施例２の光学系の要部概
略図である。図８は図７に示した光学系の一部分の拡大
説明図である。図７、図８において図１に示した要素と
同一要素には同符番を付している。
略図である。図８は図７に示した光学系の一部分の拡大
説明図である。図７、図８において図１に示した要素と
同一要素には同符番を付している。
【００４４】本実施例において前述の実施例１と異なる
点は非球面レンズ３を用いずに集光補助手段としての光
学的機能をリフレクター２２の形状に持たせたことであ
る。その他の構成及び光学的作用は前述の実施例１と略
同様である。
点は非球面レンズ３を用いずに集光補助手段としての光
学的機能をリフレクター２２の形状に持たせたことであ
る。その他の構成及び光学的作用は前述の実施例１と略
同様である。
【００４５】即ち、本実施例においてはリフレクター２
２の反射面２２ａの形状を前述の条件式（１）を満足さ
せつつ集光補助手段の光学的機能を併せ持つ放物面形状
等の反射面を基準とした非球面より構成することによ
り、集光光束の対称軸（リフレクター２２の光軸）近傍
で集光（反射）作用が弱く、該対象軸近傍から離れるに
従い集光作用が強くなるように構成している。
２の反射面２２ａの形状を前述の条件式（１）を満足さ
せつつ集光補助手段の光学的機能を併せ持つ放物面形状
等の反射面を基準とした非球面より構成することによ
り、集光光束の対称軸（リフレクター２２の光軸）近傍
で集光（反射）作用が弱く、該対象軸近傍から離れるに
従い集光作用が強くなるように構成している。
【００４６】これにより前述の実施例１と同様に液晶パ
ネル５の外側へ発散していく光束を捨てずに液晶パネル
５に導光させることができ、かつ画面の中心部と周辺部
との明るさがほぼ均一となるように補正している。
ネル５の外側へ発散していく光束を捨てずに液晶パネル
５に導光させることができ、かつ画面の中心部と周辺部
との明るさがほぼ均一となるように補正している。
【００４７】次に集光補助手段の光学的機能を兼ね備え
たリフレクター２２の形状についての数値実施例２を以
下に示す。
たリフレクター２２の形状についての数値実施例２を以
下に示す。
【００４８】数値実施例２ 非球面 Ｘ＝０．０２・Ｈ2 で表わされる放物面（点線ｂ）に Ｘa ＝１．５×１０-6・Ｈ4 で表わされる非球面項を加えた形状（実線ａ）である。
【００４９】リフレクター径 φ１００ 尚、本実施例におけるリフレクター２２の基準となる反
射面２２ａの形状は放物面に限らず、例えば楕円体面
等、他の２次曲面でも前述の実施例２と同様な効果を得
ることができる。
射面２２ａの形状は放物面に限らず、例えば楕円体面
等、他の２次曲面でも前述の実施例２と同様な効果を得
ることができる。
【００５０】図９は本発明の実施例３の光学系の要部概
略図である。図１０は図９に示した光学系の一部分の拡
大説明図である。図９、図１０において図１に示した要
素と同一要素には同符番を付している。
略図である。図１０は図９に示した光学系の一部分の拡
大説明図である。図９、図１０において図１に示した要
素と同一要素には同符番を付している。
【００５１】本実施例において前述の実施例１と異なる
点は集光補助手段として、非球面レンズ３の代わりに非
球面形状を有する反射手段（反射ミラー）３３を白色光
源１と液晶パネル５との間の光路中に設けたことであ
る。その他の構成及び光学的作用は前述の実施例１と略
同様である。
点は集光補助手段として、非球面レンズ３の代わりに非
球面形状を有する反射手段（反射ミラー）３３を白色光
源１と液晶パネル５との間の光路中に設けたことであ
る。その他の構成及び光学的作用は前述の実施例１と略
同様である。
【００５２】即ち、本実施例においては反射ミラー３３
の反射面３３ａを前述の条件式（１）を満足させる非球
面より構成することにより、集光光束の対称軸（リフレ
クター２の光軸）近傍で集光（反射）作用が弱く、該対
称軸から離れるに従い集光作用が強くなるように構成し
ている。
の反射面３３ａを前述の条件式（１）を満足させる非球
面より構成することにより、集光光束の対称軸（リフレ
クター２の光軸）近傍で集光（反射）作用が弱く、該対
称軸から離れるに従い集光作用が強くなるように構成し
ている。
【００５３】これにより前述の実施例１と同様に液晶パ
ネル５の外側へ発散していく光束を捨てずに該液晶パネ
ル５側へ導光させ、画面の中心部と周辺部との明るさが
ほぼ均一となるように補正している。
ネル５の外側へ発散していく光束を捨てずに該液晶パネ
ル５側へ導光させ、画面の中心部と周辺部との明るさが
ほぼ均一となるように補正している。
【００５４】次に集光補助手段の光学的機能を兼ね備え
た反射ミラー３３の形状についての数値実施例３を以下
に示す。
た反射ミラー３３の形状についての数値実施例３を以下
に示す。
【００５５】数値実施例３ 反射面 Ｘ＝２×１０-7・Ｈ4 で表わされる非球面形状である。
【００５６】リフレクター径 φ１００ 反射ミラ
ー有効径 φ１５５ 本実施例では上記の如く反射ミラー３３の反射面３３ａ
を非球面より構成することによって集光補助手段として
の光学的機能を持たせたが、例えば多板式の投射装置に
おいては色分解合成系に使用されるダイクロイックミラ
ーに本実施例による集光補助手段の光学的機能を併せ持
たせるように構成すれば同様な効果が得ることができ
る。
ー有効径 φ１５５ 本実施例では上記の如く反射ミラー３３の反射面３３ａ
を非球面より構成することによって集光補助手段として
の光学的機能を持たせたが、例えば多板式の投射装置に
おいては色分解合成系に使用されるダイクロイックミラ
ーに本実施例による集光補助手段の光学的機能を併せ持
たせるように構成すれば同様な効果が得ることができ
る。
【００５７】尚、各数値実施例においてはリフレクター
の径をφ１００としたが、該リフレクターの径の大きさ
は本発明の重要部分ではなく、使用するリフレクターの
径に応じて集光補助手段の径の大きさを決めるのが良
い。
の径をφ１００としたが、該リフレクターの径の大きさ
は本発明の重要部分ではなく、使用するリフレクターの
径に応じて集光補助手段の径の大きさを決めるのが良
い。
【００５８】次に前述の条件式（１）の数値実施例にお
ける諸数値との関係を表−１に示す。
ける諸数値との関係を表−１に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く光源手段から
射出した光束が画像形成手段へ入射するまでの間の光路
中に光軸から離れるに従い集光作用が強くなる形状の集
光補助手段を設けることにより、該画像形成手段の外側
へ発散していく光束を捨てずに該画像形成手段へ効果的
に導光させることができ、これにより画面の中心部と周
辺部との明るさを略均一にした良好なる投影画像を得る
ことができる投射装置を達成することができる。
射出した光束が画像形成手段へ入射するまでの間の光路
中に光軸から離れるに従い集光作用が強くなる形状の集
光補助手段を設けることにより、該画像形成手段の外側
へ発散していく光束を捨てずに該画像形成手段へ効果的
に導光させることができ、これにより画面の中心部と周
辺部との明るさを略均一にした良好なる投影画像を得る
ことができる投射装置を達成することができる。
【図１】 本発明の実施例１の光学系の要部概略図
【図２】 図１の一部分の拡大説明図
【図３】 本発明の実施例１の集光手段のレンズ断面図
【図４】 本発明の実施例１の集光補助手段のレンズの
一部分の断面図
一部分の断面図
【図５】 本発明の実施例１の光学系の要部概略図
【図６】 本発明の実施例１を変形したときの光学系の
要部概略図
要部概略図
【図７】 本発明の実施例２の光学系の要部概略図
【図８】 図７の一部分の拡大説明図
【図９】 本発明の実施例３の光学系の要部概略図
【図１０】 図９の一部分の拡大説明図
【図１１】 従来の投射装置の光学系の要部概略図
【図１２】 従来の投射装置の光源手段からスクリーン
までの光路を展開して直線的に示した展開図
までの光路を展開して直線的に示した展開図
１ 光源手段 ２，２２ リフレクター ３，１３ 集光補助手段 ４ コンデンサーレンズ ５ 画像形成手段 ６ 投射手段 ７ 被投影面 ８ 絞り ３３ 反射手段
Claims (5)
- 【請求項１】 光源手段からの光束を集光手段で集光し
該光束で画像形成を行なう画像形成手段を照明し、該画
像形成手段に形成された画像を投射手段により被投影面
上に投射し観察する投射装置において、 該集光手段は光軸から離れるに従い集光作用が強くなる
形状の集光補助手段を有していることを特徴とする投射
装置。 - 【請求項２】 前記集光補助手段は２次より高次の非球
面項を有するほぼ連続的な非球面形状より成っているこ
とを特徴とする請求項１の投射装置。 - 【請求項３】 前記集光補助手段は前記光源手段から射
出した光束が前記画像形成手段へ入射するまでの間の光
路中に設けられていることを特徴とする請求項１の投射
装置。 - 【請求項４】 前記集光補助手段の非球面形状は該非球
面光軸上での非球面表面の傾斜をＡ、該非球面外径の９
割の位置での非球面表面の傾斜をＢ、該集光補助手段を
構成する光学部材の材質の屈折率をＮ（但し、光学部材
が反射部材の場合はＮ＝−１）としたとき ｜（Ｎ−１）×（Ａ−Ｂ）／Ｂ｜＞２ なる条件を満足することを特徴とする請求項２の投射装
置。 - 【請求項５】 前記投射手段は前記画像形成手段より該
投射手段の絞りを見込む角度をθ１、該画像形成手段よ
り前記集光手段の外径を見込む角度をθ２としたとき θ１＞θ２ なる条件を満足する絞りを有していることを特徴とする
請求項１の投射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5354631A JPH07199186A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 投射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5354631A JPH07199186A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 投射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07199186A true JPH07199186A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18438863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5354631A Pending JPH07199186A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 投射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07199186A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017054883A (ja) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | シャープ株式会社 | 光学素子、光学装置、および投影装置 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5354631A patent/JPH07199186A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017054883A (ja) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | シャープ株式会社 | 光学素子、光学装置、および投影装置 |
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