TWI390325B - Projection image display system - Google Patents

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TWI390325B
TWI390325B TW096136226A TW96136226A TWI390325B TW I390325 B TWI390325 B TW I390325B TW 096136226 A TW096136226 A TW 096136226A TW 96136226 A TW96136226 A TW 96136226A TW I390325 B TWI390325 B TW I390325B
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Koji Hirata
Masahiko Yatsu
Takanori Hisada
Masayuki Ohki
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Hitachi Ltd
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Description

投射型影像顯示系統
本發明係關於放大影像顯示元件之影像並投射於螢幕等之投射面上來實施影像顯示之投射型影像顯示系統，尤其是，與適合大畫面之影像顯示之投射型影像顯示系統相關。
將影像顯示元件之影像介由由複數透鏡所構成之投射光學單元放大並投射於螢幕(投射面)上彩色影像顯示系統，已經有各種為大家所熟知者，而且，已經實用化。此外，該顯示系統時，要求被充份放大於螢幕上之放大影像沒有變形。為了實現上述目的，例如，日本特開平5－134213號公報及日本特開2000－162544號公報之記載所示，利用使投影畫面於投影系之光軸之垂直方向移動、及以相對於投影系之光軸以既定角度傾斜之方式配置之附加光學系，使影像相對於螢幕實施斜向放大之投影投影裝置或光學系係大家所熟知。此外，此處之附加光學系(無焦變換器)係具有變換投影像大小之作用之光學系，係用以補正．降低從斜向對螢幕進行投射之投影像之變形而得到長方形之投影像。
此外，利用複數反射鏡(反射系光學元件)取代上述透鏡(透射系光學元件)，將影像顯示元件之影像放大投射於螢幕(投射面)上之反射型成像光學系，例如，已由日本特開2004－157560號公報所公開。
亦即，從斜向對螢幕投射影像，投射影像會發生所謂梯形變形。為了解除上述變形，日本特開平5－134213號公報所記載之投射光學單元之構成，係以偏心方式配置螢幕側之附加光學系(無焦變換器)來抑制梯形變形。然而，構成該偏心附加光學系之透鏡，難以實現廣角化，因此，為了得到必要倍率之投影像，投射裝置至螢幕為止之距離必須加大，此外，投影畫面及投影系間之距離也會變大，因此，有裝置全體變大(尤其是，光學單元之光軸方向之長度)之問題。此外，構成上述偏心附加光學系之透鏡，需要口徑較大之附加光學系，也是成為投射光學單元成本上昇之原因。
此外，日本特開2000－162544號公報所記載之投射光學單元時，亦與日本特開平5－134213號公報相同，難以實現廣角化，而且，因為使用之透鏡必須為個別偏心，其製造較為困難，此外，也需要口徑較大之附加光學系，而成為投射光學單元成本上昇之原因。
另一方面，日本特開2004－157560號公報所記載之反射型成像俊光學系時，係利用反射光學系(反射鏡)取代傳統透射型成像光學系(透鏡系)，來抑制成像光學系之大型化且實現廣角化。然而，因為反射鏡之光之偏心(偏向)量較大，尤其是，於裝置內，包含其傾斜角度在內，難以將複數反射鏡配置於正確位置，此外，也有振動容易改變反射鏡之傾斜角度等、或製造極為困難之問題。
因此，有鑑於上述傳統技術之問題，本發明者等依據自己所提出之杳本特願2006－166434，提出可防止裝置外型之大型化且可實現廣角化，並且，製造比較容易之投射型影像顯示裝置、及以前述為目的之投射光學單元，亦即，提供無需口徑較大之附加光學系，而且，不會發生梯形變形，使投射影顯示裝置本身具有更為小型化之外型尺寸適當技術。
其次，本發明之目的係在提供，藉由採用上述日本特願2006－166434所提供之投射型影像顯示裝置，而為將影像顯示元件之影像放大並投射於螢幕等之投射面上來實施影像顯示之投射型影像顯示系統，實現無變形之大畫面之影像顯示之投射型影像顯示系統。
為了達成上述目的，本發明係具備投射型影像顯示裝置、及將前述投射型影像顯示裝置所投射之投射光投射於投影面來顯示影像之螢幕之投射型影像顯示系統，前述投射型影像顯示裝置，係含有光源、影像顯示元件、使來自前述光源之光束照射於前述影像顯示元件之照明光學系、以及使來自前述影像顯示元件之影像光投射向前述螢幕之投射光學系，前述投射光學系從前述影像顯示元件朝前述螢幕，依序具有：由相對於光軸成對稱配置之複數透鏡元件所構成之透鏡群、及具有相對於該光軸成非軸對稱形狀之反射鏡，將前述投射型影像顯示裝置以從前述螢幕之上下或左右之端邊部沿著延伸於該投影面之垂直方向之面之1面之方式配置於該端邊部之一部份之投射型影像顯示系統。
此外，本發明時，前述所記載之投射型影像顯示系統，前述投射型影像顯示裝置以機械地結合著前述螢幕之構成為佳，此外，前述螢幕以可折疊之可攜螢幕為佳，此外，以於其一部份配設攜帶用之握持部分為佳。
此外，本發明提供前述所記載之投射型影像顯示系統，係前述投射型影像顯示裝置配置於前述螢幕之上端邊部之大致中央部，而且，具備反射來自前述投射型影像顯示裝置之投射光並導引至前述螢幕之投影面之鏡部之投射型影像顯示系統。或者，提供前述所記載之投射型影像顯示系統，係前述投射型影像顯示裝置配置於前述螢幕之上端邊部之大致中央部，而且，以構成各投射型影像顯示系統之螢幕之投影面相對於鄰接之螢幕之投影面為180度以下之角度之方式配置至少2個或其以上之前述投射型影像顯示系統，此外，前述投射型影像顯示裝置提供將互相不同之影像投射於前述鄰接螢幕之投影面上之投射型影像顯示系統。或者，前述投射型影像顯示裝置亦可藉由投射於前述鄰接之螢幕之投影面上之互相不同之影像而於前述2個或其以上之螢幕構成1個畫面。
此外，依據本發明，係提供達成上述目的之具備投射型影像顯示裝置、及將前述投射型影像顯示裝置所投射之投射光投射於投影面來顯示影像之螢幕之投射型影像顯示系統，前述投射型影像顯示裝置，係含有光源、影像顯示元件、照明光學系、使來自前述光源之光束照射前述影像顯示元件、以及使來自前述影像顯示元件之影像光投射向前述螢幕之投射光學系，前述投射光學系從前述影像顯示元件朝前述螢幕，依序具有：由相對於光軸成對稱配置之複數透鏡元件所構成之透鏡群、及具有相對於該光軸成非軸對稱形狀之反射鏡，將前述投射型影像顯示裝置以從前述螢幕之上下或左右之端邊部沿著延伸於該投影面之垂直方向之面之一對之面且接近該端邊部之位置之方式配置於該端邊部之一部之投射型影像顯示系統。
此外，本發明，前述所記載之投射型影像顯示系統，以配置於前述螢幕之上下或左右之端邊部之一對之前述投射型影像顯示裝置而互相重疊地投射同一之影像為佳，或者，以配置於前述螢幕之上下或左右之端邊部之一對之前述投射型影像顯示裝置而對前述螢幕之投影面上互相重疊地投射同一之影像為佳。此外，以配置於前述螢幕之上下或左右之端邊部之一對之前述投射型影像顯示裝置，對前述螢幕之投影面上投射互相不同之影像為佳，配置於前述螢幕之上下之端邊部之一對之前述投射型影像顯示裝置，以複數配置於水平方向為佳。
此外，前述所記載之投射型影像顯示系統，配置於前述螢幕之左右之端邊部之一對之前述投射型影像顯示裝置，以複數配置於垂直方向為佳。
以下，參照圖式，針對本發明之實施形態進行詳細說明。
以下，針對本發明之投射型影像顯示系統進行詳細說明，基本上，係具備：用以投射來自影像顯示元件之影像光之投射型影像顯示裝置100、及將該投射型影像顯示裝置所投射之投射光投射於投影面之顯示影像螢幕5而構成。
首先，附錄之第10圖係用以構成本發明之一實施形態之投射型影像顯示系統之投射型影像顯示裝置之立體圖。亦即，該圖中，用以構成投射型影像顯示裝置100之略為箱型之框體110之內部，具備例如用以顯示從外部之個人電腦所輸入之影像或圖像之影像顯示元件1、及用以發生高亮度之白色光之燈等之光源8，以下，進一步針對其構造進行詳細說明，然而，係配載著用以放大且照射該光源8所照射且由影像顯示元件1進行調變過之光之投射光學單元。其次，於室內使用該投射型影像顯示裝置時，該投射光學單元所出射之光，如圖中箭頭所示，係投射於位在該框體110之一方向(圖中長度方向)之相對位置之片狀之螢幕等，亦即，投射於構成上述投射型影像顯示系統之其他部份之螢幕5上。
其次，參照附錄之第11圖之剖面圖，針對用以構成上述投射型影像顯示裝置之投射光學單元之基本光學構成進行說明。此外，該第11圖之剖面，係從上述第10圖之右下方向(參照圖之白色箭頭)所觀看時之剖面，相當於該第11圖所示之XYZ正交座標系(圖中之箭頭所示)之YZ剖面。
正如該第11圖所示，投射光學單元係由從光源8入射光而射出期望之影像之影像顯示元件1、稜鏡10、由含有前方透鏡群2及後方透鏡群3之2個透鏡群所構成之透射(透鏡)光學系、以及含有具未旋轉對稱(亦即，非旋轉對稱)之自由曲面形狀之反射面之反射鏡(以下，稱為自由曲面鏡)4之反射光學系所構成。
此處，上述影像顯示元件1係採用例如以液晶面板為代表之透射型者為例，然而，本發明並未受限於此，例如，亦可以為如CRT之自發光型者。此外，上述影像顯示元件1，採用例如上述液晶面板等之透射型者時，需要做為照射液晶面板之光源8使用之燈。此外，該液晶面板，亦可以為所謂3版式之合成R、G、B之複數影像之方式，此時，需要影像合成用之稜鏡等。然而，該等液晶面板及當做照射其之光源8使用之燈等，後面會進行詳細說明，於此，因為無直接關係，苦省略其圖示。另一方面，如CRT之自發光型者，明顯不需要上述光源8。
如以上之構成之投射光學單元時，從上述影像顯示元件1介由稜鏡10射出之光，首先，入射至構成透鏡光學系之前方透鏡群2。此外，後面亦將針對其進行詳細說明，然而，該前方透鏡群2，係具有旋轉對稱面形狀，含有具有正之功率及負之功率之複數之折射透鏡而構成。其後，從該前方透鏡群2射出之光，經過由含有至少一方之面為未旋轉對稱(非旋轉對稱之)之自由曲面之形狀之複數(本例為2片)透鏡之複數透鏡所構成之後方透鏡群3。其次，從該後方透鏡群3所射出之光，進一步於含有具未旋轉對稱之自由曲面形狀之反射面之反射鏡(以下，稱為自由曲面鏡)4之反射光學系進行放大反射後，投射於既定螢幕5(例如，房間之壁面或片狀之螢幕等)上。
此外，本實施形態時，由上述第11圖亦可得知，不同於傳統技術(尤其是，上述之日本特開平5－134213號公報及日本特開2000－162544號公報)之使投影畫面(顯示元件)於相對於投影系之光軸之垂直方向移動且以相對於投影系之光軸為既定角度傾斜之方式配置附加光學系之光學系，上述影像顯示元件1，係以其顯示畫面之中央大致位於透鏡光學系之光軸上之方式配置(亦即，形成共軸光學系)。因此，從上述影像顯示元件1之顯示畫面之中央所射出並通過透鏡光學系之入射光瞳之中央而朝向螢幕5上之畫面中央之光線11，大致沿著透鏡光學系(包含上述前方透鏡群2及後方透鏡群3在內)之光軸前進(以下，將其稱為「畫面中央光線」)。其後，該畫面中央光線11，於上述反射光學系(包含自由曲面鏡在內)之具有自由曲面形狀之反射面4上之點P2反射後，相對於螢幕之法線7，從下方斜向入射至螢幕5上之畫面中央之點P5。以下，將該角度稱為「斜向入射角度」，以θs來表示。亦即，其係表示沿著前述透鏡光學系之光軸通過之光線，相對於螢幕，以斜向入射，實質上，透鏡光學系之光軸係以相對於螢幕為斜向之方式配設(斜向入射系)。
此外，如上面所述，光線斜向入射至螢幕時，上述影像顯示元件1所投射之長方形之形狀成為梯形，包含所謂梯形變形在內，其他，尚會發生相對於光軸為未旋轉對稱所導致之各種像差，然而，本發明時，係利用構成前述透鏡光學系之後方透鏡群3、及前述反射光學系之反射面對該等進行補正。
尤其是，藉由以構成前述反射光學系之反射鏡4之反射面放大反射上述影像顯示元件1所投射之光線斜向入射至螢幕5上，可以得到大於利用透鏡得到之光之偏心量(偏向角)之偏心量(偏向角)，此外，因為亦不易產生像差，而可抑制裝置之大型化，且可實現廣角化。亦即，將含有上述前方透鏡群2及後方透鏡群3之透鏡光學系，與上述傳統技術(尤其是，上述之日本特開平5－134213號公報及日本特開2000－162544號公報)之利用使附加光學系(無焦變換器)成為偏心來抑制梯形變形之構成相比，以較小口徑之光學系即可構成。
此外，將入射至構成上述反射光學系之反射鏡4之反射面之光，如上面所述，利用前述透鏡光學系放大成既定大小並投射，與傳統之只利用反射鏡構成放大投射系之構造(例如，上述日本特開2004－157560號公報)相比，其製造較為容易。亦即，將透鏡光學系與反射光學系分別製造，其後，藉由於裝置框體內固定調整兩者之位置之構成，而成為尤其適合於量產者。此外。如上面所述，藉由將以補正梯形變形等為目的之後方透鏡群3配置於前述前方透鏡群2之前方之構成，因為可以縮小該後方透鏡群3及前方透鏡群2間之間隔之方式來配置，可以實現配載著該投射光學單元之裝置全體之小型化，尤其是，可以得好降低螢幕之下部高度之良好效果。
如上所示，藉由組合具有自由曲面形狀之透射型透鏡光學系、及具有自由曲面形狀之反射光學系，尤其是，應用於正面投射型之影像顯示裝置時，可以較容易且確實地實現正面投射型所強烈要求之廣角化，而且，可以實現裝置全體較小之小型化投射型影像顯示裝置。此外，應用於背面投射型之影像顯示裝置時，亦相同，可以確實且較容易實現廣角化，而且，可以實現裝置全體較小之小型化投射型影像顯示裝置。
其次，附錄之第12圖及第13圖，係含有用以構成上述投射型影像顯示裝置之投射光學單元之透鏡光學系及反射光學系之光學元件之詳細。亦即，第12圖係上述投射光學單元之立體圖，第13圖分別為其垂直方向剖面(第13(a)圖)及其水平方向剖面(第13(b)圖)。
如該等圖所示，透鏡光學系時，從影像顯示元件1介由稜鏡10所出射之影像，首先，入射至含有具旋轉對稱形狀之複數透鏡之前方透鏡群2。如上面所述，前方透鏡群2含有旋轉對稱之球面透鏡及非球面透鏡。或者，亦可以為如附錄之第14圖第15圖所示，於前方透鏡群2及後方透鏡群3之中途配置曲折鏡35，使光線進行直角曲折之構成。
此外，後方透鏡群3係由至少2個自由曲面透鏡所構成。亦如該等圖所示，最接近反射鏡4之反射面S23之自由曲面透鏡31，凹部係朝向該光之射出方向，而且，入射至前述螢幕之下端之光線所通過之部分之曲率，設定成大於入射至前述螢幕之上端之光線所通過之部分之曲率。亦即，自由曲面透鏡，係凹部朝該光之射出方向彎曲，而且，具有入射至螢幕之下端之光線所通過之部分之曲率大於入射至前述螢幕之上端之光線所通過之部分之曲率之形狀者。
此外，本實施形態時，係滿足下述條件之構成。亦即，上述之第11圖所示之剖面中，從上述影像顯示元件1之畫面下端射出，通過前方透鏡群2之入射光瞳之中央並入射至螢幕5之畫面上端之點P6之光線，係光線12。該光線12從通過自由曲面鏡4之點P3至螢幕上之點P6為止之光路長度為L1。此外，從上述影像顯示元件1之畫面上端所射出，通過前方透鏡群2之入射光瞳之中央且入射至螢幕5之畫面下端之點P4之光線，係光線13。該光線13從通過自由曲面鏡之點P1至螢幕上之點P4為止之光路長度為L2。其次，上述投射光學單元時，係上述L1、L2滿足下式之構成。
【式1】|L1－L2|<1.2*sinθ s *Dv
但，此處，Dv係第11圖之剖面內之螢幕上之畫面大小，換言之，係從螢幕上之畫面上端之點P6至畫面下端之點P4為止之距離。此外，θs係上述斜向入射角度。
另一方面，前述影像顯示元件1，係以其顯示畫面之中央位於前述透鏡光學系之光軸上之方式配置，或者，亦如附錄之第16圖所示，該顯示畫面之法線應以相對於前述透鏡光學系之光軸呈少許傾斜之方式配置。
此外，觀察上述之第11圖，如上面所述，從點P3至點P6之光路長度，大於從點P1至點P4之光路長度。從透鏡光學系觀察時，其意義係表示大於從螢幕上之像點P6至像點P4。因此，若為對應螢幕上之像點P6之點(顯示畫面上之點)較接近透鏡光學系之點，而且，若為對應像點P4之物點較遠離透鏡光學系之點，可以補正像面之傾斜。因此，亦如上述第16圖所示，前述影像顯示元件1之顯示畫面中央之法向量，於包含螢幕5之法線及畫面中央光線在內之平面內，以朝透鏡光學系之光軸傾斜少許為佳。其次，其傾斜方向，應與螢幕5所在位置之方向為相反方向。
此外，為了得到相對於光軸呈傾斜之像平面，而使物平面傾斜之方法係大家所熟知，然而，實用大小之畫角時，物平面之傾斜所產生之像面，相對於光軸產生非對稱變形，旋轉對稱之投射透鏡則難以進行補正。本實施形態時，上述之後方透鏡群3，因為進一步利用自由曲面透鏡32作為非旋轉對稱之自由曲面透鏡31，故可對應非對稱像面之變形。因此，藉由傾斜物平面，亦即，藉由傾斜影像顯示元件之顯示面，可以大幅減輕低階像面之變形，且可有效地補助利用自由曲面之像差補正。
其次，針對上述各光學要素之作用，前述透鏡光學系時，其前方透鏡群2(透鏡21~25)構成以將前述影像顯示元件1之顯示畫面投射於螢幕5上之主透鏡，用以補正旋轉對稱之光學系之基本像差。此外，前述透鏡光學系之後方透鏡群3(透鏡31~34)，係由具有未旋轉對稱(非旋轉對稱)之自由曲面形狀之透鏡所構成。此外，前述反射光學系4，因為係由具有旋轉對稱之自由曲面形狀之反射面所構成，主要係實施斜向入射所導致之像差之補正。如上所示，構成前述反射光學系之鏡4，主要係實施梯形變形之補正，另一方面，透鏡光學系之後方透鏡系群3主要係以實施像面之變形等之非對稱像差之補正而構成。
如以上所示，本發明之實施形態時，前述反射光學系係由具有未旋轉對稱之自由曲面形狀之1片反射面(鏡)4所構成，前述透鏡光學系之後方透鏡群3，係含有兩面皆具有非旋轉對稱之自由曲面形狀之2片透射型透鏡(反射鏡4側之透鏡31及32)而構成。此外，此處之自由曲面鏡係以凸部朝向其反射方向之方式彎曲。其次，用以反射入射至自由曲面鏡4之螢幕之下端之光線之部分之曲率，設定成大於用以反射入射至前述螢幕之上端之光線之部分之曲率。此外，用以反射入射至螢幕之下端之光線之部分，亦可以相對於其反射方向為凸形狀，另一方面，用以反射入射至前述螢幕之上端之光線之部分，亦可以相對於其反射方向為凹形狀。
反射光學系之反射面(鏡)4之座標原點、及前方透鏡群2當中之最接近反射面(鏡)4之透鏡面間之光軸方向之距離，以設定成前方透鏡群2之焦點距離之5倍、或其以上為佳。藉此，藉由反射光學系之具有自由曲面形狀之反射面，可更有效地補正梯形變形像差，因此，可得到良好之性能。
以下，針對本發明之具體數值實施例進行說明。
[實施例1]
首先，利用附錄之第17圖及第18圖、以及以下之表1~表4，針對上述說明之本實施例之投射光學單元之詳細進行說明，尤其是，針對其透鏡光學系及包含反射光學系在內之光學元件之具體數值進行說明。此外，該等圖係以第1數值例為基礎之本發明之光學系之光線圖。亦即，第17圖係前述第2圖之XYZ正交座標系之YZ剖面，亦即，展開於Z軸方向之光學系。此外，第18圖係XZ剖面之構成。此外，第18圖中，如附錄之第14圖及第15圖之詳細構造所示，係將曲折鏡35設置於構成透鏡光學系之透鏡光學系之前方透鏡群2、及後方透鏡群3之中途，而為光路一度曲折向X軸方向之實例。
本例時，標示於第17圖下側之影像顯示元件1所射出之光，先通過含有複數透鏡之透鏡光學系當中之只由只具有旋轉對稱形狀之面之透鏡之所構成之前方透鏡群2。其次，通過含有非旋轉對稱之自由曲面透鏡之後方透鏡群3，而在反射光學系之自由曲面鏡4之反射面進行反射。該反射光，其後會入射至螢幕5。
此處，透鏡光學系之前方透鏡群2，全部由具有旋轉對稱形狀之折射面之複數透鏡所構成，該等透鏡之折射面當中之4個係旋轉對稱之非球面，其他則為球面。此外，此處所使用之旋轉對稱之非球面，係利用各面之局部圓筒座標系而以下式表示。
此處，「r」係光軸之距離，「Z」係下陷量。此外，「c」係頂點之曲率，「k」係圓錐常數，「A」至「J」係上述「r」之取冪項之係數。
另一方面，構成前述透鏡光學系之後方透鏡群3之自由曲面，係利用以各面之面頂點做為原點之局部正交座標系(x、y、z)而以含有X、Y之多項式之下式來表示。
此處，「Z」係表示垂直於X、Y軸之方向之自由曲面之形狀之下陷量，「c」係頂點之曲率，「r」係自X、Y軸之平面內之原點之距離，「k」係圓錐常數，「C(m、n)」係多項式之係數。
其次，以下之表1係本實施例之光學系之數值資料。該表1中，S0~S23，係分別對應上述第13圖所示之符號S0~S23。此處，符號S0係影像顯示元件11之顯示面，亦即，係物面，S23係自由曲面鏡5之反射面。此外，符號S24並未標示於該等圖中，然而，係上述第11圖之螢幕5之入射面，亦即，係像面。
此外，上述表1中，「Rd」係各面之曲率半徑，上述第13圖中，曲率之中心在面之左側時為正之值，相反時，為負之值。此外，上述表1中，「TH」係面間距離，係從其透鏡面之頂點至下一透鏡面之頂點為止之距離。相對於該透鏡面，下一透鏡面在圖中為左側時，面間距離為正之值，右側時，則為負之值。
此外，上述表1中，S5、S6、S17、S18係旋轉對稱之非球面，該表1時，為了容易辨識，於面之編號之側標示著「＊」，該等4個面之非球面之係數如以下之表2所示。
此外，上述表1中，從S19至S22係具有用以構成前述透鏡光學系之後方透鏡群之自由曲面形狀之折射面，S23係反射光學系之具有自由曲面形狀之反射面，以於面之編號之側附加#來表示。用以表示該等5個自由曲面之形狀之係數之值如以下之表3所示。
此外，本發明時，如上述第16圖所示，使影像顯示元件1之顯示畫面之物面相對於前述透鏡光學系之光軸呈－1.163度傾斜。此外，傾斜之方向，在該第16圖之剖面內，物面之法線以順時針方向旋轉之方向為正之值來表示。因此，本實施例時，物面係在第16圖之剖面內，從垂直前述透鏡光學系之光軸之位置朝逆時針方向傾斜1.163度。
此外，上述第13圖或第16圖中之符號S23所示之自由曲面鏡4，係使該局部座標之原點位於前述透鏡光學系之光軸上，以從與前述透鏡光學系之光軸平形之位置傾斜約＋29度之方式配置局部座標之原點之法線，亦即，Z軸。此外，該傾斜方向，與前述物面相同，於上述第13圖或第16圖之剖面內，以逆時針方向旋轉之方向為正，因此，為朝逆時針方向傾斜。藉此，從影像顯示元件1之畫面中央出來，大玫沿著前述透鏡光學系之光軸前進之畫面中央光線，於S23反射後，朝相對於前述透鏡光學系之光軸呈前述傾斜角度之2倍之58度方向前進(參照圖之箭頭)。
此外，本實施例之各面之局部座標系之傾斜或偏心之情形如以下之表4所示。該表4中，面編號之右側為傾角度、偏心之值，「ADE」係於與第13圖之剖面平行之面內之傾斜大小，其表示規則如上所示。此外，「YDE」係偏心之大小，偏心係以於平行上述第13圖之剖面之面內且垂直光軸之方向來設定，上述第13圖之剖面中，朝下側之偏心為正。此外，以後所說明之實施例時，光學要素之傾斜及偏心也是以平行於表示之剖面之剖面內之方向來設定。
此外，由上述之表1、表3可知，本實施例時，曲率「c」及圓錐係數「k」為零(0)。亦即，於斜向入射之方向，會發生極大之斜向入射所導致之梯形變形，而其垂直方向之變形量會較小。因此，於斜向入射之方向及其垂直方向，必須具有大不相同之機能，藉由不使用旋轉對稱之全方向機能之上述曲率「c」及圓錐係數「k」，可以對非對稱之像差實施良好之補正。
此外，上述表4中，面S23之「ADE」，係與上述第11圖所示之θm相同，螢幕5之面上之「ADE」，係如上述第11圖所示，為θs。該兩者之值可以滿足前述條件，因此，可以降低螢幕下部之高度而實現小型化之光學系。
此外，因為上述之式1所示之光路長度之差|L1－L2|之值為螢幕之畫面高度之0.42倍，θs為30度，故滿足上述式1之條件。上述表1~表4之數值，係將物面(例如，比率16：9之液晶面板)上之範圍(12.16×6.84mm)之影像放大並投射於像面(60”＋over－scan：1452.8×817.2mm)上時之一例。亦即，即使相對較近之距離(Lp)亦可將物面放大並投射於夠大之畫面，亦即，投射放大率十分優良。
[實施例2]
其次，利用表5~表8，針對第2實施例進行說明。此處，透鏡光學系之前方透鏡群2亦全部由旋轉對稱形狀之折射面所構成，該等透鏡之折射面當中之4個係旋轉對稱之非球面，其他為球面。此處所使用之軸對稱之非球面，係利用各面之局部圓筒座標系。而以前述[式2]表示。此外，構成前述透鏡光學系之後方透鏡群3之透鏡之自由曲面，係利用以各面之面頂點做為原點之局部正交座標系(x、y、z)而以含有X、Y之多項式之前述[式3]表示。
以下之表5係本數值實施例之透鏡資料，面編號，係物面為S0，其後，依序為S1至S23。該表5中，「Rd」係各面之曲率半徑，此外，「TH」係面間距離，係從其透鏡面之頂點至下一透鏡面之頂點之距離。
該表5中，面S5、S6、S17、S18係旋轉對稱之非球面，表1時，為了容易辨識，於面之編號之側標示著「＊」，該等4個面之非球面之係數如以下之表6所示。
此外，上述表5中，從面S19至S22係具有用以構成前述透鏡光學系之後群之自由曲面形狀之折射面，S23係前述反射光學系之具有自由曲面形狀之反射面，以於面之編號之側附加「#」來表示。用以表示該等5個自由曲面之形狀之係數之值如以下之表7所示。
此外，於以下之表8，標示著該第2實施例之各面之傾斜及偏心之大小。該表8中之「ADE」、「YDE」之值之表示規則如前面所述。此外，本實施例之各面之傾斜，與前面之實施例1為大致相同之量。
此外，上述表8中，S23之ADE(＝θm)及螢幕面5之ADE(＝θs)可以滿足前述條件，故可實現螢幕之下部高度較小之小型化之光學系。
此外，因為式1所示之光路長度差|L1－L2|之值係螢幕之畫面高度之0.43倍、θs係30度，得知可滿足上述[式1]之條件。
另一方面，該第2實施例時，如上述表8所示，S15只偏心－0.193mm，S17面只偏心相反之0.193mm。使面偏心時，以後之面只將光軸移動其偏心量。因此.代表該S15及S17之偏心，係使由S15及S16所構成之1片透鏡只從光軸實施－0.193mm之偏心。此外，該偏心量係微量，不會產生使透鏡之尺寸變大之不良影響，藉由該偏心，實現非對稱之色像差之微調整。
此外，由上述之表5及表7可知，本實施例時，曲率「c」及圓錐係數「k」為零(0)。於斜向入射之方向，會發生極大之斜向入射所導致之梯形變形，而其垂直方向之變形量較小。因此，於斜向入射之方向及其垂直方向，必須具有大不相同之機能，藉由不使用旋轉對稱之全方向機能之上述曲率「c」及圓錐係數「k」，可以對圖形變形實施良好之補正。
如以上所述之數值之第2實施例之有效範圍，將物面(比率16：9)上之範圍放大並投射於像面(70”＋over－scan：1694.9×953.4mm)上。亦即，即使相對較近之距離(Lp)亦可將物面放大並投射於夠大之畫面，亦即，投射放大率十分優良。
[實施例3]
其次，針對本發明之第3實施例進行說明。此處，透鏡光學系之前方透鏡2群亦全部由旋轉對稱形狀之折射面所構成，該等折射面內之4個係旋轉對稱之非球面，其他則為球面。此處所使用之軸對稱之非球面，亦係利用各面之局部圓筒座標系，而以前述[式2]表示。此外，構成前述透鏡光學系之後方透鏡群3之自由曲面，係利用以各面之面做為頂點之局部正交座標系(x、y、z)而以含有X、Y之多項式之前述[式3]表示。
以下之表9係第3實施例之透鏡資料，面編號，係物面為S0，其後，依序為S1至S23。該表9中，「Rd」係各面之曲率半徑。此外，「TH」係面間距離，係從其透鏡面之頂點至下一透鏡面之頂點之距離。
該表9中，面S5、S6、S17、S18亦係旋轉對稱之非球面，為了容易辨識，於面之編號之側標示著「＊」，此外，該等4個面之非球面之係數如以下之表10所示。
此外，上述表9中，面S19至S22係具有用以構成前述透鏡光學系之後方透鏡群之自由曲面形狀之折射面，S23係前述反射光學系之具有自由曲面形狀之反射面，以於面之編號之側附加「#」來表示。此外，用以表示該等5個自由曲面之形狀之係數之值如以下之表11所示。
此外，於以下之表12中，標示著第3實施例之各面之傾斜及偏心之大小。此外，該表12中之「ADE」、「YDE」之值之表示規則如前面所述。
此外，由該表12可知，滿足前述條件。然而，該第3實施例時，可以縮小相當於該部分之縱深，而為以縱深為優先之構成。
此外，如上述表12所示，與前面之實施例2相同，使由面S15及S16所構成之1片透鏡從光軸偏心－0.304mm。該偏心量係微量，不會產生使透鏡之尺寸變大之不良影響，藉由該偏心，實現非對稱色之像差之微調整。
此外，因為上述[式1]所示之光路長度之差|L1－L2|之值為螢幕之畫面高度之0.62倍，θs為45度，故滿足上述之條件。
此外，由上述之表9及表11可知，該第3實施例時，曲率「c」及圓錐係數「k」為零(0)。於斜向入射之方向，會發生極大之斜向入射所導致之梯形變形，而其垂直方向之變形量較小。因此，於斜向入射之方向及其垂直方向，必須具有大不相同之機能，藉由不使用旋轉對稱之全方向機能之上述曲率「c」及圓錐係數「k」，可以對圖形變形實施良好之補正。
此外，如以上所述之第3實施例之有效範圍，將物面(比率16：9)上之範圍放大並投射於像面(50”＋over－scan：1210.7×681.0)上。該例時，即使相對較近之距離(Lp)亦可將物面放大並投射於夠大之畫面，亦即，投射放大率十分優良。
[實施例4]
利用表13~表16，針對本發明之第4實施例進行說明。此處，影像顯示元件1所射出之光，亦於依序通過由具有旋轉對稱之面形狀之透射型透鏡所構成之透鏡光學系之前方透鏡群2、及由具有自由曲面形狀之透射型透鏡所構成之透鏡光學系之後方透鏡群3後，於反射光學系之具有自由曲面形狀之反射面4反射，並入射至螢幕5。
亦即，此處之透鏡光學系之前方透鏡群2，亦全部由具有旋轉對稱形狀之折射面所構成，各折射面當中之4個係旋轉對稱之非球面，其他則為球面。此外，此處所使用之軸對稱之非球面，係利用各面之局部圓筒座標系，而以前述[式1]表示。此外，構成前述透鏡光學系之後方透鏡群3之自由曲面，係利用以各面之面頂點為原點之局部正交座標系(x、y、z)而以含有X、Y之多項式之前述[式2]表示。
以下之表13係第4實施例之透鏡資料，面編號，係物面為S0，其後，依序為S1至S24,S25係像面。表13中，「Rd」係各面之曲率半徑，上述第13圖或第16圖中，曲率之中心位於面之左側時，以正之值表示，相反時，則以負之值表示。
該表13中，「TH」係面間距離，係從該透鏡面之頂點至下一透鏡面之頂點之距離。此外，相對於該透鏡面，下一透鏡面在左側時，面間距離以正之值表示，右側時，以負之值表示。
該表13中，S5、S6、S17、S18係旋轉對稱之非球面，表13時，為了容易辨識，於面之編號之側標示著「＊」，該等4個面之非球面之係數如以下之表14所示。
此外，該表13中，從S19至S22係具有用以構成前述透鏡光學系之後方透鏡群3之自由曲面形狀之折射面，S23係前述反射光學系之具有自由曲面形狀之反射面，以於面之編號之側附加「#」來表示。用以表示該等5個自由曲面之形狀之係數之值如以下之表15所示。
此外，以下之表16標示著本實施例之各面之傾斜及偏心之大小。該表16中之「ADE」、「YDE」之值之表示規則如前面所述，本實施例之各面之傾斜，也與前面之實施例1為大致相同之量。
亦即，由該表16可知，滿足前述條件。然而，係可以縮小相當於該部分之縱深，而為以縱深為優先之實施例。
另一方面，該第4實施例時，如上述之表16所示，使S15面產生0.23mm偏心，使S17面產生相反之0.23mm偏心。使面產生偏心時，以後之面只將光軸移動其偏心量。因此，代表該S15及S17之偏心，係使由S15及S16所構成之1片透鏡只從光軸實施－0.193mm之偏心。該偏心量係微量，不會產生使透鏡之尺寸變大之不良影響，藉由該偏心，實現非對稱之色像差之微調整。
此外，因為光路長度之差|1L－L2|之值係螢幕之畫面高度之0.64倍，θs係45度，故滿足上述[式1]之條件。
此外，由表13及表15可知，該第4實施例時，曲率「c」及圓錐係數「k」為零(0)。於斜向入射之方向，會發生極大之斜向入射所導致之梯形變形，垂直方向變形量較小。因此，於斜向入射之方向及其垂直方向，必須具有大不相同之機能，藉由不使用旋轉對稱之全方向機能之上述曲率「c」及圓錐係數「k」，可以對圖形變形實施良好之補正。
此外，本實施例之有效範圍，將物面(比率：16：9)上之範圍放大並放射於像面(60”＋over－scan：1452.8×817.2mm)上。亦即，即使相對較近之距離(Lp)亦可將物面放大並投射於夠大之畫面，亦即，投射放大率十分優良。
其次，附錄之第19圖係上述投射型影像顯示裝置之其他構成。亦即，由圖亦可得知，該其他構成之投射型影像顯示裝置100， 時，除了上述第10圖或第14圖所示之投射型影像顯示裝置之投射光學單元之構成以外，係其自由曲面之反射鏡4及螢幕5間之光路更配置著平面之反射鏡21而構成投射光學單元。此外，該圖之例時，該平面之反射鏡21亦兼用為以覆蓋對應上述自由曲面之反射鏡4而形成於裝置框體110之上面之開口部為目的之蓋，可開關自如地設置於其上方。
該投射光學單元之構成時，亦如附錄之第20圖所示，從影像顯示元件1介由稜鏡10射出之光，首先，入射至構成透鏡光學系之前方透鏡群2。其後，從該前方透鏡群2射出之光，仍然通過由含有至少一方之面為未旋轉對稱(非旋轉對稱)之自由曲面之形狀之複數(本例為2片)透鏡之複數透鏡所構成之後方透鏡群3。其次，從該後方透鏡群3射出之光，於具未旋轉對稱之自由曲面形狀之反射面之反射鏡(以下，稱為自由曲面鏡)4之反射光學系進行放大反射後，進一步於上述平面之反射鏡21而投射於既定螢幕5(例如，房間之壁面或片狀之螢幕等)上。亦即，由該圖亦可得知，投射於與上述實施例(例如，第11圖及第13圖)為相反之方向。由此亦可得知，此其他實施形態之投射型影像顯示裝置100’之投射光學單元之構成時，因為自由曲面鏡4至螢幕5為止之光路藉由上述平面反射鏡21而折返，故可更縮短至螢幕5為止之距離，而適合應用於廣角化。
此外，該投射光學單元之構成時，如第20圖之虛線所示，上述平面反射鏡27係可以微小角度調整其傾斜角度之構成。亦即，藉此，如圖中之虛線及箭頭所示，可以改變該平面反射鏡27之傾斜角度，而可上下改變螢幕5上之投射影像位置，尤其是，投射型影像顯示裝置時，可以提供良好之機能。此外，該平面反射鏡27，使用者可對應該投射型影像顯示裝置之使用狀況來調整其傾斜角度，或者，此處雖然未圖示，然而，亦可以為例如以含有電動馬達等之驅動機構從覆蓋框體110上面之開口部之位置移開(啟動)，其次，配置成使用者所設定之角度之傾斜的構成。
此外，如以上所述之本發明之實施例之投射型影像顯示裝置時，來自影像顯示元件1之影像(影像)，係從上述投射光學單元出射而於自由曲面鏡4反射，或者，進一步藉由平面反射鏡27進行反射再投射於螢幕5上。因此，必須針對投射影像(影像)之螢幕5，正確地實施該裝置100、100’之位置之定位。亦即，以上述第14圖所示之畫面中央之光線垂直於上述螢幕5之面之方式，調整其配置，尤其是，將其全體之變形及像差抑制於最小來得到良好投射畫面係極重要的事。
如以上所述，因為無需如上述傳統技術所使用之透鏡必須進行偏心，故可提供無需口徑較大之附加光學系，而且可實現廣角角化且即使變更螢幕之位置亦可將變形抑制於最小，而且，其製造也較為容易之投射型影像顯示裝置。其次，依據本發明，藉由將來自該投射型影像顯示裝置之影像(影像)投射於螢幕5上，於該螢幕上，可以於大畫面得到全體之變形及像差抑制於最小之良好投射畫面。因此，可以良好實現本發明之目的。
因此，本發明係利用上述投射型影像顯示裝置100或100’(以下，統稱為投射型影像顯示裝置100)，放大影像顯示元件之影像並投射於螢幕5等之投射面上來實施影像顯示之投射型影像顯示系統，提供可實現無變形之大畫面之影像顯示之投射型影像顯示系統，以下，針對由上述投射型影像顯示裝置、及構成該系統之其他部分之螢幕5所構成之投射型影像顯示系統，參照附錄之第1圖~第9圖，進行詳細說明。
首先，附錄之第1圖係上述投射型影像顯示裝置100與可攜螢幕5為一體構成，係所謂投影機型之投射型影像顯示系統。亦即，亦如第1(a)圖所示，於投射型影像顯示裝置100之一部分，具體而言，於其一側面，一體化固定著可將片狀投射螢幕5折疊收容(亦即，捲取)於其內部之圓筒狀殼體50。此外，該圖中，於上述投射型影像顯示裝置100之一部分，尤其是，投射螢幕5為一體形成時，配設著以容易攜帶為目的之可攜用握持設，如符號51所示。
其次，使用該投射型影像顯示系統時，如第1(b)圖所示，藉由將上述一體化之投射型影像顯示裝置100及螢幕5(具體的，殼體50)固定於平面上之既定位置，其後，從殼體50(圖之上方)取出螢幕5，使來自投射型影像顯示裝置100之投射影像投射於螢幕5上之投影面上，可以得到將全體之變形及像差抑制於最小之良好投射畫面。此外，上述投射型影像顯示裝置100及螢幕5(具體而言，殼體50)，並非一定要一體化，亦可以為利用連結機構之可裝卸之構成。此時，搬送更為便利。此外，投射型影像顯示裝置100以配置於上述螢幕5(具體而言，殼體50)之寬度方向之大致中央部為佳，其次，展開該螢幕5時，以沿著於該投影面之垂直方向延伸之面裝設為佳。
此外，依據上述投射型影像顯示裝置100，例如，輸入電視廣播影像之畫面，其次，如附錄之第2圖所示，例如，配置於沿著使用者之室內(例如，起居室)之牆壁配置之桌子或AV架上，將影像投影至其螢幕5上，很簡單即可實現家庭電影院。此外，本例時，係針對將投射影像投影於螢幕5上者進行說明，然而，亦可利用該壁面來實施投射影像之投影。本例時，例如，係藉由將投射型影像顯示系統配置於寬度45cm程度之AV架上，很簡單即可得到60英吋以上之大畫面。如上所示，即使超短焦點(亦即，即使從螢幕5之大致正下方投射)，亦可以得到良好投射畫面，狹窄之房間亦可有效率地活用空間，享受到具有魄力之大畫面。
此外，如附錄之第3圖所示，亦可將上述投射型影像顯示系統配置於天花板(天花板垂吊配置)。亦即，將上述第10圖所示之投射型影像顯示裝置100，以上下顛倒裝設於天花板。其次，從與該裝置為一體裝設之殼體50取出(此時，係從下方取出)螢幕5並固定，例如，即使飛機(客機)、觀光巴士、長距離巴士內等之狹窄空間內亦可將大畫面投影於螢幕5上。
此外，上述投射型影像顯示裝置100與可攜螢幕5為一體構成之投影機型之投射型影像顯示系統，亦可以為如附錄之第4圖所示，與所謂白板200為一體化，將大畫面投影於該白板之表面201之投射型影像顯示系統之構成。此外，此時，以將投射型影像顯示裝置100配置於該白板200之框體202之一部分，尤其是，配置於其上邊部203之大致中央部為佳。此外，其裝設構造，如附錄之第5(a)圖所示，將上述第10圖所示之投射型影像顯示裝置100直接裝設於投影面(白板之表面201)之垂直方向，其次，亦可以裝設以使該裝置所投射之影像投影於下方為目的之鏡210，或者，如第5(b)圖所示，亦可上下顛倒裝設上述投射型影像顯示裝置100(此外，此時無需裝設鏡210)。此外，投射型影像顯示系統與白板200之一體化時，通常，利用者站在表面201側進行說明及書寫之形態較多，如上面所述，投射型影像顯示裝置100以配置於框體202之上邊部203為佳。
此外，將上述本發明之投射型影像顯示系統配置於店舖之一部分，利用其大畫面來進行例如促銷物之說明或廣告之形態如附錄之第6圖~第8圖所示。亦即，依據本發明之投射型影像顯示系統，如上面所述，即使超短焦點(亦即，即使從螢幕5之大致正下方投射)，亦可以得到良好投射畫面，故可將投射型影像顯示裝置100組合於用以豎立告示板310之台座320之內部，因此，於店舖之入口或店舖之店頭等，不需要垂吊等之設備，可以實現簡單、節省空間、大畫面之促銷品說明及廣告。尤其是，本發明之投射型影像顯示系統時，利用輸入，不但可以大畫面顯示靜畫，亦可以大畫面顯示動畫，故極適合店舖之入口之季節促銷品之展示、或精品店之時尚秀之宣傳影像之顯示。
此外，上述投射型影像顯示系統之構成，係具有獨立豎立之機能者，因此，只要更替其顯示內容(CONTENT)，可以配合各種現場進行告示。或者，上述構成之投射型影像顯示系統，亦可如附錄之第7圖所示，可以橫向組合複數台來進行多重畫面顯示。此外，此時，可以實現傳統之海報難以達成之動畫表現，而可期待更有效率的廣告效果。此外，投射型影像顯示裝置100，亦可不組合於台座320之內部，而配置於螢幕之上部。
此外，上述投射型影像顯示系統，亦可以如附錄之第8圖所示，例如，於縱深受到限制之展示窗，將其大畫面之影像投影於螢幕或壁面，而得到有效果的宣傳效果。亦即，傳統之展示窗之通常配置，係利用包含入偶410在內之裝飾設備420及靜畫(圖片)，然而，若利用上述之投射型影像顯示系統，可進一步增加影像顯示之選項，其展示範圍也更為廣闊。此外，本例時，配置著複數台(本例為2台)之上述投射型影像顯示裝置100，其中一台可以採用不顯眼之天花板垂吊方式設置，且另一台採用地板設置，而方便使用。
此外，本發明之投射型影像顯示系統時，此處並未圖示，然而，該等投射型影像顯示裝置100，並未受限於螢幕5之上下，亦可配置於左右。其次，配置於螢幕5之上下或左右之複數投射型影像顯示裝置100，可以投射同一之影像，或者，投射各不相同之影像，因此，亦可以在螢幕上進行合成。如上所示，尤其是，使用複數投射型影像顯示裝置100時，因為螢幕5上之影像之光量增大，可以得到明亮之影像。此外，圖中，如「10 」及「11 」所示，將螢幕5之距離設定成不同值(10 ≠11 )，可以改變各影像之大小，亦可將該等進行合成並顯示，藉由，可以使展示範圍更為廣闊。
附錄之第9圖，係將上述本發明之投射型影像顯示系統利用於例如模擬體驗飛機及賽車之操縱等之遊樂場或模擬設備之利用例。
如第10(a)圖所示，本例時，係以環繞既定空間之方式配置(亦即，相對於鄰接之螢幕之投影面以略呈90度以下之角度進行配置)複數(本例為3片)之螢幕5、5，藉此，可將操縱者所在之場所(本例為操縱席)模擬成展示間510。此外，於構成用以構成展示間510之正面及左右之畫面之各螢幕5之上部，分別裝設投射型影像顯示裝置100，如圖中之箭頭所示，從螢幕之上方投射影像，以超短焦點(亦即，螢幕5之大致正下方)，亦即，可以節省空間地以大畫面實現3方向之(立體的)模擬動畫。
亦即，傳統之通常只配置於正面之模擬影像，很簡單即可擴大至其周圍，亦即，因為可以左右展開，而大幅提升其臨場感。亦即，如該圖所示之賽車例時，將其他賽車顯示於其右側之螢幕5上時，操作者可以確認並列行駛之車等，或者，射擊遊戲時，突然出現於側面之敵人等，很容易即可實現傳統上為不可能之新展現。此外，上述之例時，係只針對以3片螢幕5、5環繞略呈四方形之空間之例進行說明，然而，亦可增加該螢幕之片數，用以構成多面體或略呈曲面之螢幕(亦即，相對於鄰接之螢幕之投影面，以180度以下之角度進行配置)，並投射來自投射型影像顯示裝置100之影像。
此外，以上之實施形態時，主要係針對前型之投射影像顯示系統進行說明，然而，本發明並未受限於實施形態，亦可以採用於其他如背面投射(後投影)型之投射影像顯示系統，其時，上述之螢幕為所謂透射型之螢幕，相關業者自當明白上述道理。
依據以上之本發明，藉由廣角使至投射面(螢幕)為止之距離成為最小，來抑制變形及像差並投射影像，可以發揮實現性能良好、且使用方便之投射型影像顯示系統的優良效果。
410．．．人偶
203．．．上邊部
4．．．反射鏡
320．．．台座
200．．．白板
8．．．光源
12．．．光線
13．．．光線
35．．．曲折鏡
310．．．告示板
100．．．投射型影像顯示裝置
7．．．法線
201．．．表面
2．．．前方透鏡群
3．．．後方透鏡群
202．．．框體
21~25．．．透鏡
31~34．．．透鏡
51．．．握持部
50．．．殼體
11．．．朝向螢幕上之畫面中央之光線
10．．．稜鏡
420．．．裝飾設備
1．．．影像顯示元件
5．．．螢幕
210．．．鏡
100’．．．投射型影像顯示裝置
第1圖係將本發明之投射型影像顯示系統應用於投影機時之全體構成圖。
第2圖係上述本發明之投射型影像顯示系統應用於家庭電影院時之構成圖。
第3圖係上述本發明之投射型影像顯示系統應用於飛機之機內時之構成圖。
第4圖係上述本發明之投射型影像顯示系統應用於白板時之構成圖。
第5圖係上述第4圖所示之白板之上部之詳細構成圖。
第6圖係將上述本發明之投射型影像顯示系統配置於店舖之一部份時之構成圖。
第7圖係將上述本發明之投射型影像顯示系統配置於店舖之一部份時之其他構成圖。
第8圖係將上述本發明之投射型影像顯示系統配置於店舖之一部份時之其他構成圖。
第9圖係將上述本發明之投射型影像顯示系統配置於電子遊樂場或模擬設備時之構成圖。
第10圖係上述本發明之投射型影像顯示系統之投射型影像顯示裝置之全體構成圖。
第11圖係上述投射型影像顯示裝置之投射光學單元之基本構成之剖面圖。
第12圖係上述第11圖之光學單元之透鏡配置之一例之立體圖。
第13圖係用以說明上述光學單元之透鏡面之垂直方向及水平方向之剖面圖。
第14圖係本發明之其他實施形態之投射型影像顯示裝置之全體構成之立體圖。
第15圖係上述其他實施形態之投射型影像顯示裝置之光學單元之透鏡配置之一例之立體圖。
第16圖係用以說明上述光學單元之透鏡面之垂直方向之剖面圖。
第17圖係上述本發明之投射型影像顯示裝置之光路之YZ剖面圖。
第18圖係上述本發明之投射型影像顯示裝置之光路之XZ剖面圖。
第19圖係其他實施形態之投射型影像顯示裝置之全體構成之立體圖。
第20圖係上述其他實施形態之投射型影像顯示裝置之投射光學單元之基本構成之剖面圖。
5．．．螢幕
50．．．殼體
51．．．握持部
100．．．投射型影像顯示裝置

Claims (15)

  1. 一種投射型影像顯示系統，係具備投射型影像顯示裝置、及將前述投射型影像顯示裝置所投射之投射光投射於投影面並顯示影像之螢幕，其特徵為前述投射型影像顯示裝置含有光源；影像顯示元件；照明光學系，使來自前述光源之光束照射前述影像顯示元件；以及投射光學系，使來自前述影像顯示元件之影像光投射向前述螢幕；且前述投射光學系從前述影像顯示元件朝前述螢幕，依序具有：由相對於光軸成對稱配置之複數透鏡元件所構成之透鏡群、及具有相對於該光軸成非軸對稱之形狀之反射鏡，將前述投射型影像顯示裝置以從前述螢幕之上下或左右之端邊部沿著延伸於該投影面垂直方向之面的1面之方式配置於該端邊部之一部份。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之投射型影像顯示系統，其中前述投射型影像顯示裝置係機械結合於前述螢幕。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之投射型影像顯示 系統，其中前述螢幕係可折疊之可攜螢幕。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之投射型影像顯示系統，其中前述螢幕之其中一部份具備攜帶用之握持部。
  5. 如申請專利範圍第2項所記載之投射型影像顯示系統，其中前述投射型影像顯示裝置配置於前述螢幕之上端邊部之大致中央部，而且，具備反射來自前述投射型影像顯示裝置之投射光並導引至前述螢幕之投影面之鏡部。
  6. 如申請專利範圍第2項所記載之投射型影像顯示系統，其中前述投射型影像顯示裝置配置於前述螢幕之上端邊部之大致中央部，而且，前述投射型影像顯示系統係以至少2個或其以上之構成各投射型影像顯示系統之螢幕之投影面相對於鄰接之螢幕之投影面為180度以下之角度之方式配置。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之投射型影像顯示系統，其中前述投射型影像顯示裝置，對前述鄰接之螢幕之投影面上投射互相不同之影像。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載之投射型影像顯示系統，其中前述投射型影像顯示裝置利用投射於前述鄰接螢幕之 投影面上之互相不同之影像，於前述2個或其以上之螢幕構成1個畫面。
  9. 一種投射型影像顯示系統，係具備投射型影像顯示裝置、及將前述投射型影像顯示裝置所投射之投射光投射於投影面並顯示影像之螢幕，其特徵為前述投射型影像顯示裝置含有光源；影像顯示元件；照明光學系，使來自前述光源之光束照射前述影像顯示元件；以及投射光學系，使來自前述影像顯示元件之影像光投射向前述螢幕；且前述投射光學系從前述影像顯示元件朝前述螢幕，依序具有：由相對於光軸成對稱配置之複數透鏡元件所構成之透鏡群、及具有相對於該光軸成非軸對稱之形狀之反射鏡，前述投射型影像顯示裝置以從前述螢幕之上下或左右之端邊部沿著延伸於該投影面垂直方向之面的一對之面且接近該端邊部之位置之方式配置於該端邊部之一部份。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載之投射型影像顯示系統，其中配置於前述螢幕之上下或左右之端邊部的一對前述投射型影像顯示裝置，互相重疊地投射同一之影像。
  11. 如申請專利範圍第9項所記載之投射型影像顯示 系統，其中配置於前述螢幕之上下或左右之端邊部的一對前述投射型影像顯示裝置，對前述螢幕之投影面上互相重疊地投射同一之影像。
  12. 如申請專利範圍第9項所記載之投射型影像顯示系統，其中配置於前述螢幕之上下或左右之端邊部的一對前述投射型影像顯示裝置，對前述螢幕之投影面上投射互相不同之影像。
  13. 如申請專利範圍第9項所記載之投射型影像顯示系統，其中於水平方向配置著複數之配置於前述螢幕之上下之端邊部的一對前述投射型影像顯示裝置。
  14. 如申請專利範圍第9項所記載之投射型影像顯示系統，其中於垂直方向配置著複數之配置於前述螢幕之左右之端邊部的一對前述投射型影像顯示裝置。
  15. 如申請專利範圍第1或9項所記載之投射型影像顯示系統，其中前述透鏡群包含對光軸偏心之透鏡。
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