JP2001235681A - Back projection display device - Google Patents
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Landscapes
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は背面投影表示装置に
関するものであり、更に詳しくは、パネル表示面の画像
をスクリーン面上に投影する投影光学系と、その投影光
学系からスクリーン面までの光路を折り曲げる平面ミラ
ー系と、を備えた背面投影表示装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rear projection display device, and more particularly, to a projection optical system for projecting an image on a panel display surface onto a screen surface, and an optical path from the projection optical system to the screen surface. And a flat mirror system for bending the rear projection display device.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般的な背面投影表示装置では、投影光
学系からの射出光の光路をスクリーン後方の1枚の反射
ミラーで折り返すことにより薄型化を達成している。し
かし、用いられている投影光学系が共軸系であるため、
スクリーン面の画面中心に入射する光線はスクリーン面
に対してほぼ垂直でなければならない。これが背面投影
表示装置を一定の厚みよりも薄くすることを困難にして
いる。この問題を解決するために、画像をスクリーン面
上に斜め投影する背面投影表示装置が、特開平2−96
737号公報,特開平5−165095号公報,特開平
5−40311号公報,特開平5−27326号公報,
特開平5−158151号公報,特開平5−16509
6号公報,WO97/01787等で提案されている。2. Description of the Related Art In a general rear projection display device, the thickness of the light is reduced by folding an optical path of light emitted from a projection optical system by a single reflecting mirror behind the screen. However, since the projection optical system used is a coaxial system,
Light rays incident on the center of the screen surface must be substantially perpendicular to the screen surface. This makes it difficult to make the rear projection display device thinner than a certain thickness. In order to solve this problem, a rear projection display device for obliquely projecting an image on a screen surface is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-96.
737, JP-A-5-165095, JP-A-5-40311, JP-A-5-27326,
JP-A-5-158151, JP-A-5-16509
No. 6, WO97 / 01787 and the like.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の背面投影表示装置の光学構成では、十分な
薄型化が困難であったり、薄型化に伴って光学性能が劣
化する等の新たな問題が生じたりする。However, in the optical configuration of the conventional rear projection display device as described above, it is difficult to achieve a sufficient thickness reduction, and new optical characteristics such as deterioration of optical performance accompanying the reduction in thickness are required. Or problems.
【0004】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであって、良好な光学性能を保持しつつ薄型・コン
パクト化を達成した背面投影表示装置を提供することを
目的とする。The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a rear projection display device which achieves thinness and compactness while maintaining good optical performance.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明の背面投影表示装置は、パネル表示面の
画像をスクリーン面上に斜め投影する非軸対称な投影光
学系と、その投影光学系から前記スクリーン面までの光
路を折り曲げる平面ミラー系と、を備えた背面投影表示
装置であって、前記投影光学系が自由曲面反射面を少な
くとも1面有し、前記平面ミラー系が、前記スクリーン
面に対向する第1平面反射面と、第2平面反射面と、の
少なくとも2面の平面反射面を有し、前記投影光学系か
ら射出した光束が、前記第2平面反射面で反射され、更
に前記第1平面反射面で反射された後、前記投影光学系
から前記第2平面反射面までの光路を横切って前記スク
リーン面に到達するように、前記投影光学系及び平面ミ
ラー系が配置されていることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a rear projection display apparatus comprising: a non-axially symmetric projection optical system for obliquely projecting an image on a panel display surface onto a screen surface; A flat mirror system that bends an optical path from the projection optical system to the screen surface, wherein the projection optical system has at least one free-form surface reflecting surface, and the flat mirror system has A first plane reflection surface facing the screen surface and a second plane reflection surface, and a light beam emitted from the projection optical system is reflected by the second plane reflection surface. The projection optical system and the plane mirror system so that the light is reflected and further reflected by the first plane reflection surface, and then reaches the screen surface across an optical path from the projection optical system to the second plane reflection surface. Is placed And said that you are.
【0006】第2の発明の背面投影表示装置は、上記第
1の発明の構成において、前記パネル表示面の画面中心
から絞りの中心を通り前記スクリーン面の画面中心に到
達する光線を画面中心光線とし、前記パネル表示面の画
面最周辺から絞りの中心を通り前記スクリーン面の画面
最周辺に到達する光線を画面周辺光線とするとき、以下
の条件式を満足することを特徴とする。 S1>D/cosαu+D・(tanαl−tanαu)+H D>2・E・tan{(αl−αu)/2} ただし、 αu=tan-1{(S1・sinα−H/2)/(S1・cosα)} αl=tan-1{(S1・sinα+H/2)/(S1・cosα)} E=0.8・(S1−1.5・D/cosα) S1:投影光学系の射出瞳位置又は投影光学系の最終面
からスクリーン面までの画面中心光線の光学距離、 D:第1平面反射面からスクリーン面までの画面中心光
線の光学距離における、スクリーン面に対して垂直方向
の成分、 H:スクリーン面の法線と画面中心光線とが成す平面に
対して平行方向のスクリーン面の大きさ、 α:スクリーン面に対する画面中心光線の入射角度、 αu:スクリーン面の画面上辺中央に到達する画面周辺
光線のスクリーン面に対する入射角度、 αl:スクリーン面の画面下辺中央に到達する画面周辺
光線のスクリーン面に対する入射角度、 である。A rear projection display apparatus according to a second aspect of the present invention is the rear projection display apparatus according to the first aspect, wherein a light ray reaching the screen center of the screen surface from the center of the screen of the panel display surface through the center of the stop is used as a center ray of the screen. When a light ray from the outermost periphery of the screen on the panel display surface and reaching the outermost periphery of the screen on the screen surface through the center of the stop is defined as a peripheral light of the screen, the following conditional expression is satisfied. S1> D / cosαu + D · (tanαl−tanαu) + HD> 2 · E · tan {(αl−αu) / 2} where αu = tan −1 {(S1 · sinα−H / 2) / (S1 · cosα )} αl = tan −1 {(S1 · sinα + H / 2) / (S1 · cosα)} E = 0.8 · (S1−1.5 · D / cosα) S1: Exit pupil position of projection optical system or final of projection optical system The optical distance of the central ray of the screen from the surface to the screen surface, D: the component of the optical distance of the central ray of the screen from the first plane reflecting surface to the screen surface, perpendicular to the screen surface, H: the normal to the screen surface The size of the screen surface in the direction parallel to the plane defined by the screen and the center ray of the screen, α: the angle of incidence of the center ray of the screen with respect to the screen surface, αu: the screen peripheral ray of light reaching the center of the upper side of the screen with respect to the screen surface Incident angle, αl: The screen marginal rays that reach the center of the lower side of the screen on the screen The angle of incidence with respect to the
【0007】第3の発明の背面投影表示装置は、パネル
表示面の画像をスクリーン面上に斜め投影する非軸対称
な投影光学系と、その投影光学系から前記スクリーン面
までの光路を折り曲げる平面ミラー系と、を備えた背面
投影表示装置であって、前記投影光学系が自由曲面反射
面を少なくとも1面有し、前記平面ミラー系が、前記ス
クリーン面に対向する第1平面反射面と、前記スクリー
ン面と略平行にスクリーン面の近くに位置する第2平面
反射面と、の少なくとも2面の平面反射面を有し、前記
投影光学系から射出した光束が、前記第2平面反射面で
反射され、更に前記第1平面反射面で反射された後、前
記スクリーン面に到達するように、前記投影光学系及び
平面ミラー系が配置されており、前記パネル表示面の画
面中心から絞りの中心を通り前記スクリーン面の画面中
心に到達する光線を画面中心光線とするとき、以下の条
件式を満足することを特徴とする。 α>45° D<H/2 ただし、 α:スクリーン面に対する画面中心光線の入射角度、 D:第1平面反射面からスクリーン面までの画面中心光
線の光学距離における、スクリーン面に対して垂直方向
の成分、 H:スクリーン面の法線と画面中心光線とが成す平面に
対して平行方向のスクリーン面の大きさ、 である。According to a third aspect of the present invention, there is provided a rear projection display apparatus, wherein a non-axially symmetric projection optical system for obliquely projecting an image on a panel display surface onto a screen surface, and a plane for bending an optical path from the projection optical system to the screen surface. A mirror system, wherein the projection optical system has at least one free-form surface reflection surface, and the plane mirror system has a first plane reflection surface facing the screen surface; A second plane reflecting surface positioned substantially parallel to the screen surface and near the screen surface; and a luminous flux emitted from the projection optical system is reflected by the second plane reflecting surface. The projection optical system and the plane mirror system are arranged so that the light is reflected and further reflected on the first plane reflection surface, and then reaches the screen surface. When the light beam reaches the screen center of the street the screen surface mind as the screen central ray, and satisfies the following conditional expression. α> 45 ° D <H / 2, where α is the angle of incidence of the center ray of the screen with respect to the screen plane, and D is the direction perpendicular to the screen plane at the optical distance of the center ray of the screen from the first plane reflecting surface to the screen plane. H: the size of the screen surface in a direction parallel to the plane formed by the normal line of the screen surface and the center ray of the screen.
【0008】第4の発明の背面投影表示装置は、上記第
3の発明の構成において、前記パネル表示面の画面最周
辺から絞りの中心を通り前記スクリーン面の画面最周辺
に到達する光線を画面周辺光線とするとき、更に以下の
条件式を満足することを特徴とする。 S1>2・D/cosα 2・D・tanαl>H ただし、 αl=tan-1{(S1・sinα+H/2)/(S1・cosα)} αl:スクリーン面の画面下辺中央に到達する画面周辺
光線のスクリーン面に対する入射角度、 S1:投影光学系の射出瞳位置又は投影光学系の最終面
からスクリーン面までの画面中心光線の光学距離、 である。A rear projection display apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the rear projection display apparatus according to the third aspect of the present invention, wherein light rays reaching the outermost periphery of the screen on the screen surface from the outermost periphery of the panel display surface through the center of the aperture are displayed on the screen. When the marginal ray is used, the following conditional expression is further satisfied. S1> 2 · D / cosα 2 · D · tanαl> H where α1 = tan -1 {(S1 · sinα + H / 2) / (S1 · cosα)} α1: A peripheral light ray reaching the center of the lower side of the screen on the screen surface S1: the exit pupil position of the projection optical system or the optical distance of the center ray of the screen from the final surface of the projection optical system to the screen surface.
【0009】第5の発明の背面投影表示装置は、パネル
表示面の画像をスクリーン面上に斜め投影する非軸対称
な投影光学系と、その投影光学系から前記スクリーン面
までの光路を折り曲げる平面ミラー系と、を備えた背面
投影表示装置であって、前記投影光学系が自由曲面反射
面を少なくとも1面有し、前記平面ミラー系が、前記ス
クリーン面に対向する第1平面反射面と、第2平面反射
面と、の少なくとも2面の平面反射面を有し、前記投影
光学系から射出した光束が、前記第1平面反射面で反射
され、更に前記第2平面反射面で反射された後、前記ス
クリーン面に到達するように、前記投影光学系及び平面
ミラー系が配置されていることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a rear projection display apparatus comprising: a non-axisymmetric projection optical system for obliquely projecting an image on a panel display surface onto a screen surface; and a plane for bending an optical path from the projection optical system to the screen surface. A mirror system, wherein the projection optical system has at least one free-form surface reflection surface, and the plane mirror system has a first plane reflection surface facing the screen surface; A second plane reflecting surface, and at least two plane reflecting surfaces, wherein a light beam emitted from the projection optical system is reflected by the first plane reflecting surface, and further reflected by the second plane reflecting surface. Thereafter, the projection optical system and the plane mirror system are arranged so as to reach the screen surface.
【0010】第6の発明の背面投影表示装置は、上記第
5の発明の構成において、前記パネル表示面の画面中心
から絞りの中心を通り前記スクリーン面の画面中心に到
達する光線を画面中心光線とし、前記パネル表示面の画
面最周辺から絞りの中心を通り前記スクリーン面の画面
最周辺に到達する光線を画面周辺光線とするとき、以下
の条件式を満足することを特徴とする。 S1>D/cosα D・tanαl>H ただし、 αl=tan-1{(S1・sinα+H/2)/(S1・cosα)} S1:投影光学系の射出瞳位置又は投影光学系の最終面
からスクリーン面までの画面中心光線の光学距離、 D:第1平面反射面からスクリーン面までの画面中心光
線の光学距離における、スクリーン面に対して垂直方向
の成分、 H:スクリーン面の法線と画面中心光線とが成す平面に
対して平行方向のスクリーン面の大きさ、 α:スクリーン面に対する画面中心光線の入射角度、 αl:スクリーン面の画面下辺中央に到達する画面周辺
光線のスクリーン面に対する入射角度、 である。A rear projection display apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the rear projection display apparatus according to the fifth aspect, wherein a ray reaching the center of the screen on the screen surface from the center of the screen of the panel display surface through the center of the stop is a center ray of the screen. When a light ray from the outermost periphery of the screen on the panel display surface and reaching the outermost periphery of the screen on the screen surface through the center of the stop is defined as a peripheral light of the screen, the following conditional expression is satisfied. S1> D / cosα D · tanαl> H where α1 = tan −1 {(S1 · sinα + H / 2) / (S1 · cosα)} S1: From the exit pupil position of the projection optical system or the final surface of the projection optical system, the screen D: the optical distance of the center ray of the screen from the first plane reflecting surface to the screen surface, the component perpendicular to the screen plane in the optical distance of the center ray of the screen from the first plane reflecting surface to the surface; The size of the screen surface in the direction parallel to the plane formed by the light rays, α: the incident angle of the screen center ray to the screen surface, αl: the incident angle of the screen peripheral rays reaching the center of the lower side of the screen surface to the screen surface, It is.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した背面投影
表示装置を、図面を参照しつつ説明する。各実施の形態
の背面投影表示装置は、平面ミラー系(MS)の特徴的な配
置に基づいてタイプ1〜3及び各変形タイプ1’〜3’
に大きく分けられる。タイプ1の光学構成及び投影光路
を図1〜図8に示し、タイプ1の変形例であるタイプ
1’の光学構成及び投影光路を図9及び図10に示す。
タイプ2の光学構成及び投影光路を図11〜図16に示
し、タイプ2の変形例であるタイプ2’の光学構成及び
投影光路を図17及び図18に示す。また、タイプ3の
光学構成及び投影光路を図19〜図23に示し、タイプ
3の変形例であるタイプ3’の光学構成及び投影光路を
図24に示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A rear projection display device embodying the present invention will be described below with reference to the drawings. The rear projection display device according to each of the embodiments includes types 1 to 3 and modified types 1 ′ to 3 ′ based on the characteristic arrangement of the plane mirror system (MS).
It can be broadly divided into FIGS. 1 to 8 show an optical configuration and a projection optical path of type 1, and FIGS. 9 and 10 show an optical configuration and a projection optical path of type 1 ′ which is a modification of type 1.
FIGS. 11 to 16 show an optical configuration and a projection optical path of type 2, and FIGS. 17 and 18 show an optical configuration and a projection optical path of type 2 ′ which is a modification of type 2. FIGS. 19 to 23 show an optical configuration and a projection optical path of type 3, and FIG. 24 shows an optical configuration and a projection optical path of type 3 ′ which is a modification of type 3.
【0012】図1〜図24の光路図に表れている光学断
面は、後述する直交座標系(X,Y,Z)におけるY-Z断面構成
であるが、その背面投影表示装置の上下配置は、各光路
図に示されているものに限らず、上下反対でもよい。つ
まり、実際の配置の都合に合わせて各光路図における上
側を下側としてもなんら問題はない。なお、Y方向はス
クリーン面(I2)に対して平行方向であり(図の上方向を
正とする。)、Z方向はスクリーン面(I2)の法線方向であ
る(図の右方向を正とする。)。また、スクリーン面の中
心点O(図1,図9,図11,図17,図19)がY軸,Z
軸の原点であり、紙面に向かって反時計回りの面の傾き
角度を正とする。The optical cross-sections shown in the optical path diagrams of FIGS. 1 to 24 have a YZ cross-sectional configuration in a rectangular coordinate system (X, Y, Z), which will be described later. It is not limited to the one shown in the optical path diagram, but may be upside down. That is, there is no problem even if the upper side in each optical path diagram is set to the lower side in accordance with the actual arrangement. Note that the Y direction is a direction parallel to the screen surface (I2) (upward in the drawing is positive), and the Z direction is a normal direction to the screen surface (I2) (the right direction in the drawing is positive). And.). Also, the center point O (FIGS. 1, 9, 11, 17, and 19) of the screen surface is the Y axis, Z
It is the origin of the axis, and the inclination angle of the surface counterclockwise toward the paper surface is positive.
【0013】いずれのタイプの背面投影表示装置も、表
示パネルの画像表示面を縮小側のパネル表示面(I1;後
述する各実施例参照。)として、そのパネル表示面(I1)
の2次元画像をスクリーン面(I2)上に斜め拡大投影する
非軸対称な投影光学系(PS)を備えている。この投影光学
系(PS)は、反射面のみから成る反射型光学系でもよく、
反射面と屈折面との組み合わせから成る反射屈折光学系
でもよいが、自由曲面反射面を少なくとも1面有するこ
とが望ましい。その自由曲面反射面は、例えば自由曲面
反射ミラーの反射面として投影光学系(PS)に導入され
る。In any type of rear projection display device, the image display surface of the display panel is a panel display surface (I1; see each embodiment described later) on the reduction side, and the panel display surface (I1).
And a non-axisymmetric projection optical system (PS) for obliquely enlarging and projecting the two-dimensional image on the screen surface (I2). This projection optical system (PS) may be a reflection type optical system consisting of only a reflection surface,
A catadioptric optical system composed of a combination of a reflecting surface and a refracting surface may be used, but it is preferable that the reflecting surface has at least one free-form reflecting surface. The free-form surface reflection surface is introduced into the projection optical system (PS), for example, as a reflection surface of a free-form surface reflection mirror.
【0014】上記反射面を構成する自由曲面とは、大き
く偏心した非球面を含むとともに回転対称軸を有効領域
の中心近傍に持たないような面であり、球面ではなくて
非球面的なうねり(自由度)を有する面である。自由曲面
形状の非球面的なうねりを利用して反射面の曲率を3次
元的に制御すれば、反射面の場所毎に設定した面の傾き
によって、斜め投影による非軸対称な収差(歪曲等)を容
易に補正することができる。また上記自由曲面は、回転
対称軸を持たないが1面の対称面を有することが望まし
い。各実施の形態ではY-Z平面(各光路図の紙面に平行な
平面)が各自由曲面の対称面になっており、各曲面反射
ミラーはその対称面に関して面対称な自由曲面を反射面
として有している。このように面対称な自由曲面には、
面対称でない場合に比べて製造や評価における難易度が
低いというメリットがある。The free-form surface constituting the reflection surface is a surface that includes a large eccentric aspheric surface and does not have a rotationally symmetric axis near the center of the effective area. Degree of freedom). If the curvature of the reflecting surface is controlled three-dimensionally using the aspherical undulation of the free-form surface, non-axially symmetric aberrations (distortion etc.) due to oblique projection can be obtained by the inclination of the surface set for each location of the reflecting surface. ) Can be easily corrected. The free-form surface does not have an axis of rotational symmetry, but desirably has one plane of symmetry. In each embodiment, the YZ plane (a plane parallel to the paper of each optical path diagram) is a symmetric surface of each free-form surface, and each curved surface reflection mirror has a free-form surface that is plane-symmetric with respect to the symmetric surface as a reflection surface. ing. Such a plane-symmetric free-form surface has
There is an advantage that the difficulty in manufacturing and evaluation is lower than in the case of not being plane-symmetric.
【0015】また、いずれのタイプの背面投影表示装置
も、投影光学系(PS)からスクリーン面(I2)までの光路を
折り曲げる平面ミラー系(MS)を備えている。この平面ミ
ラー系(MS)を構成している第1〜第3ミラー(M1,M2,M3)
はいずれも平面反射面を有しており、そのうち、第1ミ
ラー(M1)の平面反射面はスクリーン面(I2)に対向してい
る。本発明に係る背面投影表示装置では、平面ミラー系
(MS)にいずれのタイプを採用した場合でも、第1,第2
ミラー(M1,M2)の平面反射面を含めた少なくとも2面の
平面反射面が用いられる。Each type of rear projection display device includes a plane mirror system (MS) that bends the optical path from the projection optical system (PS) to the screen surface (I2). First to third mirrors (M1, M2, M3) constituting this plane mirror system (MS)
Have a plane reflecting surface, of which the plane reflecting surface of the first mirror (M1) faces the screen surface (I2). In the rear projection display device according to the present invention, the plane mirror system
Regardless of which type is used for (MS), the first and second
At least two plane reflecting surfaces including the plane reflecting surfaces of the mirrors (M1, M2) are used.
【0016】なお、表示パネルとしては、反射型液晶パ
ネル,透過型液晶パネル,DMD(Digital Micromirror
Device)等の表示素子が用いられ、またパネル表示面(I
1)は、ランプ等の光源(不図示)から発せられたのち照明
光学系(不図示)を通過した照明光によって照明される。
その照明によりパネル表示面(I1)から射出した投影光
は、投影光学系(PS)や平面ミラー系(MS)等によってスク
リーン面(I2)に導かれる。The display panel includes a reflection type liquid crystal panel, a transmission type liquid crystal panel, and a DMD (Digital Micromirror).
Device) is used, and the panel display surface (I
1) is illuminated with illumination light emitted from a light source (not shown) such as a lamp and then passing through an illumination optical system (not shown).
The projection light emitted from the panel display surface (I1) by the illumination is guided to the screen surface (I2) by the projection optical system (PS), the plane mirror system (MS), and the like.
【0017】《タイプ1》図1に、タイプ1の平面ミラ
ー系(MS)の基本的な光学構成を示す。また図2〜図8
に、タイプ1の第1〜第7の実施の形態における投影光
学系(PS)からスクリーン面(I2)までの投影光路をそれぞ
れ示す。タイプ1の投影光学系(PS)及び平面ミラー系(M
S)の配置では、投影光学系(PS)から射出した光束が、第
2ミラー(M2)の平面反射面で反射され、更に第1ミラー
(M1)の平面反射面で反射された後、投影光学系(PS)から
第2ミラー(M2)の平面反射面までの光路を横切ってスク
リーン面(I2)に到達する。このとき斜め投影を行う投影
光学系(PS)が非軸対称に構成されているため、背面投影
表示装置の薄型化が可能となる。また、投影光学系(PS)
には自由曲面反射面が用いられているため、像性能の向
上も可能となる。なお、タイプ1の平面ミラー系(MS)の
配置では、第1ミラー(M1)の平面反射面で反射された光
束が、投影光学系(PS)から第2ミラー(M2)に至る光束と
同一平面上で交わる場合に限らず、互いの光路が立体交
差するように横切る構成にしてもよい。<< Type 1 >> FIG. 1 shows a basic optical configuration of a type 1 plane mirror system (MS). 2 to 8
The projection optical paths from the projection optical system (PS) to the screen surface (I2) in the first to seventh embodiments of the type 1 are shown below. Type 1 projection optical system (PS) and plane mirror system (M
In the arrangement of (S), the light beam emitted from the projection optical system (PS) is reflected by the plane reflecting surface of the second mirror (M2), and is further reflected by the first mirror.
After being reflected by the plane reflection surface of (M1), the light reaches the screen surface (I2) across the optical path from the projection optical system (PS) to the plane reflection surface of the second mirror (M2). At this time, since the projection optical system (PS) that performs oblique projection is configured to be non-axially symmetric, it is possible to reduce the thickness of the rear projection display device. In addition, projection optical system (PS)
Uses a free-form reflecting surface, so that image performance can be improved. In the arrangement of the type 1 plane mirror system (MS), the light beam reflected by the plane reflecting surface of the first mirror (M1) is the same as the light beam from the projection optical system (PS) to the second mirror (M2). The configuration is not limited to the case where the optical paths intersect on a plane.
【0018】投影光学系(PS)の光学性能を確保するため
には、投影画角を小さくするのが好ましく、そのために
は投影距離を長くする必要がある。少なくとも2枚の平
面反射ミラー(M1,M2)を用いて、投影光学系(PS)からス
クリーン面(I2)までの光路を効率的に折り曲げれば、長
い投影距離を確保し、かつ、表示装置を薄くコンパクト
にすることが可能である。その光路の効率的な折り曲げ
を達成するには、以下の条件式(i),(ii)を満足すること
が望ましい。ただし、パネル表示面(I1)の画面中心から
絞り(ST;後述する各実施例参照。)の中心を通りスクリ
ーン面(I2)の画面中心に到達する光線を「画面中心光
線」とし、パネル表示面(I1)の画面最周辺から絞り(ST)
の中心を通りスクリーン面(I2)の画面最周辺に到達する
光線を「画面周辺光線」とする。自由曲面反射面を含む
投影光学系(PS)を用いるとともに、以下の条件式(i),(i
i)を満たすような光学配置をとれば、背面投影表示装置
の薄型・コンパクト化を達成することができる。In order to ensure the optical performance of the projection optical system (PS), it is preferable to reduce the projection angle of view, and for that purpose, it is necessary to increase the projection distance. By using at least two plane reflecting mirrors (M1, M2) to efficiently bend the optical path from the projection optical system (PS) to the screen surface (I2), a long projection distance can be ensured, and the display device Can be made thin and compact. In order to achieve efficient bending of the optical path, it is desirable to satisfy the following conditional expressions (i) and (ii). However, a ray that reaches the center of the screen on the screen surface (I2) from the center of the screen on the panel display surface (I1) through the center of the aperture stop (ST; see each embodiment described later) is referred to as “screen center ray”. Aperture (ST) from the outermost edge of the screen (I1)
A ray that reaches the outermost edge of the screen on the screen surface (I2) through the center of the screen is referred to as a “screen peripheral ray”. In addition to using a projection optical system (PS) including a free-form reflecting surface, the following conditional expressions (i) and (i)
By adopting an optical arrangement that satisfies i), it is possible to achieve a thin and compact rear projection display device.
【0019】 S1>D/cosαu+D・(tanαl−tanαu)+H …(i) D>2・E・tan{(αl−αu)/2} …(ii) ただし、 αu=tan-1{(S1・sinα−H/2)/(S1・cosα)} αl=tan-1{(S1・sinα+H/2)/(S1・cosα)} E=0.8・(S1−1.5・D/cosα) S1:投影光学系(PS)の射出瞳位置又は投影光学系(PS)
の最終面からスクリーン面(I2)までの画面中心光線の光
学距離、 D:第1ミラー(M1)の平面反射面からスクリーン面(I2)
までの画面中心光線の光学距離における、スクリーン面
(I2)に対して垂直方向(つまり水平方向)の成分、 H:スクリーン面(I2)の法線と画面中心光線とが成す平
面(各光路図中のY-Z平面に相当する。)に対して平行方
向のスクリーン面(I2)の大きさ(各実施の形態では短辺
長さに相当する。)、 α:スクリーン面(I2)に対する画面中心光線の入射角
度、 αu:スクリーン面(I2)の画面上辺中央に到達する画面
周辺光線のスクリーン面(I2)に対する入射角度、 αl:スクリーン面(I2)の画面下辺中央に到達する画面
周辺光線のスクリーン面(I2)に対する入射角度、 である。S1> D / cosαu + D · (tanαl−tanαu) + H (i) D> 2 · E · tan {(αl−αu) / 2} (ii) where αu = tan −1 {(S1 · sinα−H / 2) / (S1 · cosα)} αl = tan −1 {(S1 · sinα + H / 2) / (S1 · cosα)} E = 0.8 · (S1−1.5 · D / cosα) S1: Projection optics Exit pupil position of system (PS) or projection optical system (PS)
The optical distance of the central ray of the screen from the last surface of the first mirror to the screen surface (I2), D: from the plane reflecting surface of the first mirror (M1) to the screen surface (I2)
Screen plane at the optical distance of the screen center ray to
H: A component in the vertical direction (that is, horizontal direction) with respect to (I2). H: With respect to a plane (corresponding to the YZ plane in each optical path diagram) formed by the normal to the screen surface (I2) and the screen center ray. The size of the screen surface (I2) in the parallel direction (corresponding to the length of the short side in each embodiment), α: the incident angle of the screen center ray with respect to the screen surface (I2), αu: the screen surface (I2) Αl is an incident angle of a screen peripheral ray reaching the center of the lower side of the screen surface (I2) with respect to the screen surface (I2) of the screen peripheral ray reaching the center of the upper side of the screen.
【0020】上記条件式(i),(ii)を更に詳しく説明す
る。タイプ1では、背面投影表示装置のコンパクト化
(特に薄型化)に最適な光学構成のレイアウトとするため
に、スクリーン面(I2)に略平行な第1ミラー(M1)と、そ
の第1ミラー(M1)に対して90°以下の傾きを持った別の
第2ミラー(M2)と、の2つのミラー(M1,M2)で光路を折
り曲げている。2枚の平面反射ミラー(M1,M2)を用いる
のは、距離S1を長くしてスクリーン面(I2)への投影画
角を小さくし、像性能の確保を容易にするためである。
距離S1が短すぎると、投影光学系(PS)が光路と干渉す
るため、レイアウトが不可能になる。そこで、光路を折
り曲げるために必要な距離S1(=OC’の長さ)の条件
を求めることにする。The above conditional expressions (i) and (ii) will be described in more detail. Type 1 is a compact rear projection display
In order to obtain an optimal optical configuration layout (especially for thinning), a first mirror (M1) substantially parallel to the screen surface (I2) and an inclination of 90 ° or less with respect to the first mirror (M1) are required. The optical path is bent by two mirrors (M1 and M2) having another second mirror (M2). The reason why the two plane reflecting mirrors (M1, M2) are used is to increase the distance S1 to reduce the projection angle of view on the screen surface (I2) and to easily secure image performance.
If the distance S1 is too short, the layout becomes impossible because the projection optical system (PS) interferes with the optical path. Therefore, the condition of the distance S1 (= the length of OC ') required to bend the optical path is determined.
【0021】簡単のため、第1ミラー(M1)はスクリーン
面(I2)に対して平行に配置されているものとし(実際に
は平行でなくてもよく、その場合を変形例として後述す
る。)、また薄型であることからD<Hの関係が成り立
つものとする。この距離Dは、投影光学系(PS)と平面ミ
ラー系(MS)とを含めたリアプロジェクション光学系の厚
みに相当し、大きさHはスクリーン面(I2)の画面縦方向
(Y方向)の高さに相当する。またここでは、距離S1を
投影光学系(PS)の射出瞳位置からスクリーン面(I2)まで
の画面中心光線の光学距離とするが、投影光学系(PS)の
射出瞳位置と最終面位置とは略等しいため、距離S1を
投影光学系(PS)の最終面からスクリーン面(I2)までの画
面中心光線の光学距離と読み替えても構わない。この距
離S1について、原理的に必要となる長さを考えてみ
る。For the sake of simplicity, it is assumed that the first mirror (M1) is arranged parallel to the screen surface (I2) (actually, it need not be parallel, and that case will be described later as a modification. ), And the relationship of D <H holds because of the thinness. This distance D corresponds to the thickness of the rear projection optical system including the projection optical system (PS) and the plane mirror system (MS), and the size H is the screen vertical direction on the screen surface (I2).
(Y direction). Also, here, the distance S1 is the optical distance of the screen center ray from the exit pupil position of the projection optical system (PS) to the screen surface (I2). Since the distances are substantially equal, the distance S1 may be read as the optical distance of the center ray of the screen from the final surface of the projection optical system (PS) to the screen surface (I2). For the distance S1, the length required in principle will be considered.
【0022】H,D,α,S1をある値に決めると入射
角度αu,αlの大きさが決まり、また、点Auが決まる
と点BuのY方向の最小高さ(=点AuのY方向の高さ)が決
まる。ここで、点Aは画面中心光線と第1ミラー(M1)と
の交点であり、点Auはスクリーン面(I2)の画面上辺中
央に到達する画面周辺光線と第1ミラー(M1)との交点で
あり、点Alはスクリーン面(I2)の画面下辺中央に到達
する画面周辺光線と第1ミラー(M1)との交点である。ま
た、点Bは画面中心光線と第2ミラー(M2)との交点であ
り、点Buはスクリーン面(I2)の画面上辺中央に到達す
る画面周辺光線と第2ミラー(M2)との交点であり、点B
lはスクリーン面(I2)の画面下辺中央に到達する画面周
辺光線と第2ミラー(M2)との交点である。When H, D, α, and S1 are determined to be certain values, the sizes of the incident angles αu and αl are determined. When the point Au is determined, the minimum height of the point Bu in the Y direction (= Y direction of the point Au) Height) is determined. Here, point A is the intersection of the screen center ray and the first mirror (M1), and point Au is the intersection of the screen peripheral ray reaching the center of the upper side of the screen on the screen surface (I2) and the first mirror (M1). The point Al is the intersection of the screen peripheral ray reaching the center of the lower side of the screen on the screen surface (I2) and the first mirror (M1). Point B is the intersection of the screen center ray and the second mirror (M2), and point Bu is the intersection of the screen peripheral ray reaching the center of the upper surface of the screen surface (I2) and the second mirror (M2). Yes, point B
l is the intersection of the screen peripheral ray reaching the center of the lower side of the screen on the screen surface (I2) and the second mirror (M2).
【0023】点Au,BuのY成分をAuY,BuYでそれぞ
れ表すとすると、第1ミラー(M1)と第2ミラー(M2)とが
干渉しないようにするには、以下の条件式(1)を満たせ
ばよい。また、スクリーン面(I2)より第2ミラー(M2)が
観察者側にはみ出さないようにするには、以下の条件式
(2)を満たせばよい。さらに、スクリーン面(I2)と第2
ミラー(M2)とが干渉しないようにするには、以下の条件
式(3)を満たせばよい。点Bの位置には画面中心光線が
入射することを考慮して、厚みDを小さくしていくと、
点BのZ方向の位置は厚みの略半分になる。したがっ
て、以下の式(4)が成り立つ。 BuY>AuY …(1) BlZ>0.0 …(2) BlY>H/2 …(3) BZ≒D/2 …(4)Assuming that the Y components of the points Au and Bu are represented by AuY and BuY, respectively, in order to prevent the first mirror (M1) and the second mirror (M2) from interfering with each other, the following conditional expression (1) Should be satisfied. In order to prevent the second mirror (M2) from protruding toward the observer from the screen surface (I2), the following conditional expression is used.
It is sufficient to satisfy (2). Furthermore, the screen surface (I2) and the second
In order to prevent interference with the mirror (M2), the following conditional expression (3) may be satisfied. Considering that the center ray of the screen is incident on the position of the point B, as the thickness D is reduced,
The position of the point B in the Z direction is approximately half the thickness. Therefore, the following equation (4) holds. BuY> AuY (1) BlZ> 0.0 (2) BlY> H / 2 (3) BZ ≒ D / 2 (4)
【0024】背面投影表示装置としての薄型化を狙って
いくと、入射角度αは大きくなり、第2ミラー(M2)の傾
斜角度bは小さくなる。また、最もスペース効率を高め
るには、第2ミラー(M2)の反射面上の点Bu〜B〜Blの
間の点から点Cまでの光線のうちのいずれかをスクリー
ン面(I2)の法線に対して垂直にする{すなわちスクリー
ン面(I2)に平行にする}ことが好ましい。さらに、距離
S1を最短にするには、光線BuCをスクリーン面(I2)
の法線に対して垂直にするのが理想的である。そのよう
に構成した場合、傾斜角度bは以下の式(5)で表され
る。 b=(90°−αu)/2 …(5)When the thickness of the rear projection display device is reduced, the incident angle α increases and the inclination angle b of the second mirror (M2) decreases. In order to maximize the space efficiency, any one of the light rays from the point between Bu to B to Bl on the reflecting surface of the second mirror (M2) to the point C is applied to the method of the screen surface (I2). Preferably, it is perpendicular to the line (ie parallel to the screen plane (I2)). Furthermore, in order to minimize the distance S1, the light beam BuC is applied to the screen surface (I2).
Ideally, it should be perpendicular to the normal of In such a configuration, the inclination angle b is expressed by the following equation (5). b = (90 ° -αu) / 2 (5)
【0025】スクリーン面(I2)と第1ミラー(M1)とが平
行という条件、及び条件式(3)から、以下の条件式(6)が
成り立つ。また、0°<α(又はαu)<90°の関係及び条
件式(5)から、0°<b<45°の関係が成り立つので、光
線と第2ミラー(M2)との干渉をなくすためには、以下の
条件式(7)を満たすことが必要になる。 AlZ>0.0 …(6) αu>0° …(7)From the condition that the screen surface (I2) is parallel to the first mirror (M1) and the condition (3), the following condition (6) is satisfied. Also, from the relationship 0 ° <α (or αu) <90 ° and the condition (5), the relationship 0 ° <b <45 ° holds, so that interference between the light beam and the second mirror (M2) is eliminated. Needs to satisfy the following conditional expression (7). AlZ> 0.0… (6) αu> 0 °… (7)
【0026】さらに、条件式(6),(7)からOA>OuAu
の関係が成り立ち、同様に、AB+BC>AuBu+Bu
Cの関係が成り立つので、距離S1が最低限満たす必要
のある条件は、式:S1>OuAu+AuBu+BuCで表
される。ここで、AuBuは最短で0.0であり、BuCは最
短でAuAlである。したがって、以下の式(8a),(8b)か
ら条件式(i)が得られる。 OuAu=D/cosαu …(8a) AuAl=D・(tanαu−tanαl)+H …(8b) S1>D/cosαu+D・(tanαl−tanαu)+H …(i) ただし、 αu=tan-1{(S1・sinα−H/2)/(S1・cosα)} αl=tan-1{(S1・sinα+H/2)/(S1・cosα)} である。Further, from conditional expressions (6) and (7), OA> OuAu
Holds, and similarly, AB + BC> AuBu + Bu
Since the relationship of C holds, the condition that the distance S1 needs to satisfy at least is expressed by the formula: S1> OuAu + AuBu + BuC. Here, AuBu is 0.0 at the shortest, and BuC is AuAl at the shortest. Therefore, the conditional expression (i) is obtained from the following expressions (8a) and (8b). AuAu = D / cosαu (8a) AuAl = D · (tanαu-tanαl) + H (8b) S1> D / cosαu + D · (tanαl-tanαu) + H (i) where αu = tan −1 {(S1 · sinα−H / 2) / (S1 · cosα)} α1 = tan −1 {(S1 · sinα + H / 2) / (S1 · cosα)}
【0027】距離S1が条件式(i)を満たさないと、原
理的にタイプ1の光学構成を成すことが不可能となる。
また距離S1が長すぎると、光路が下方向に突き出てし
まったりする。多少長いのは、光路を紙面に垂直な方向
に折り曲げてやることで対応可能である。例えば、投影
光学系(PS)の最終面と第2ミラー(M2)との間に光路を横
方向(紙面に垂直方向)に折り曲げる第3ミラー(M3)を新
たに設ければ、背面投影表示装置の上部又は下部{つま
り表示パネルや投影光学系(PS)が配置されている部分}
のふくらみを小さくすることができる。その際、折り返
しは平面反射ミラーで行われるため、光学的な対称性が
崩れることはない。If the distance S1 does not satisfy the conditional expression (i), it becomes impossible in principle to form a type 1 optical configuration.
If the distance S1 is too long, the optical path may protrude downward. A slightly longer length can be dealt with by bending the optical path in a direction perpendicular to the paper surface. For example, if a third mirror (M3) for bending the optical path in the horizontal direction (perpendicular to the paper) is newly provided between the final surface of the projection optical system (PS) and the second mirror (M2), the rear projection display Upper or lower part of the device {that is, the part where the display panel and the projection optical system (PS) are arranged}
Bulge can be reduced. At this time, since the folding is performed by the plane reflection mirror, the optical symmetry is not broken.
【0028】しかし、距離S1が必要以上に長いと表示
装置のコンパクトさを損なうことになる。また、H,
D,αの諸値に対して、必要以上に距離S1が長すぎる
と、第2ミラー(M2)上での光束幅が広くなってDの幅を
超えてしまい、原理的に光学構成が成り立たないことに
なる。これを解消するのが、条件式(ii)である。第2ミ
ラー(M2)から点Cまでの距離をEとすると、式:E=S
1−(OA+AB)が成り立つ。点Cから距離Eだけ進ん
だときに、光束幅(画面上辺中央から画面下辺中央まで
の幅)はDより小さい必要があるから、条件式(ii)を満
たすことが望ましい。ここで、2割程度の余裕を見込ん
で、E=0.8・(S1−1.5・D/cosα)とするのが更に望
ましい。 D>2・E・tan{(αl−αu)/2} …(ii)However, if the distance S1 is longer than necessary, the compactness of the display device is impaired. Also, H,
If the distance S1 is too long with respect to the various values of D and α, the light beam width on the second mirror (M2) becomes large and exceeds the width of D, and the optical configuration is established in principle. Will not be. This is solved by conditional expression (ii). If the distance from the second mirror (M2) to the point C is E, the equation: E = S
1- (OA + AB) holds. Since the luminous flux width (the width from the center of the upper side of the screen to the center of the lower side of the screen) needs to be smaller than D when traveling from the point C by the distance E, it is desirable to satisfy the conditional expression (ii). Here, it is more desirable to set E = 0.8 · (S1−1.5 · D / cos α) in consideration of a margin of about 20%. D> 2 · E · tan {(αl-αu) / 2} (ii)
【0029】図2〜図8中の装置上方に記されているデ
ータは、第1〜第7の実施の形態の諸値(H*D,α−
S1)をそれぞれ示している(後述する他の実施の形態も
同様である。)。これらのデータから得られる前記条件
式(i),(ii)の対応値及び関連データを以下の表1に示
す。Data shown in the upper part of the apparatus in FIGS. 2 to 8 are various values (H * D, α−) of the first to seventh embodiments.
S1) (the same applies to other embodiments described later). Table 1 below shows corresponding values of the conditional expressions (i) and (ii) obtained from these data and related data.
【0030】[0030]
【表1】 [Table 1]
【0031】《タイプ1’》タイプ1の場合には第1ミ
ラー(M1)がスクリーン面(I2)に対して平行に配置されて
いるが、前述したように実際には平行でなくてもよい。
その場合の基本的な光学構成を図9に示す。このタイプ
1’では第1ミラー(M1)が若干の角度aで反時計回りに
傾いているが(a>90°)、第1ミラー(M1)がスクリーン
面(I2)に対して略平行に位置すると考えられる程度であ
れば、前述したタイプ1の条件式(i),(ii)及びそれに関
連する説明をタイプ1’にも同様に適用することは可能
である。このタイプ1’の例として、第8の実施の形態
を図10に示す。第8の実施の形態では、第1ミラー(M
1)の平面反射面がスクリーン面(I2)に対して平行な配置
から5°だけ反時計回りに回転した位置にある。この第
8の実施の形態の条件式(i),(ii)の対応値及び関連デー
タを以下の表2に示す。<< Type 1 '>> In the case of Type 1, the first mirror (M1) is arranged parallel to the screen surface (I2), but may not actually be parallel as described above. .
FIG. 9 shows a basic optical configuration in that case. In this type 1 ′, the first mirror (M1) is tilted counterclockwise at a slight angle a (a> 90 °), but the first mirror (M1) is substantially parallel to the screen surface (I2). To the extent that it is considered to be located, it is possible to apply the above-described conditional expressions (i) and (ii) of type 1 and the description related thereto to type 1 ′ as well. As an example of this type 1 ', an eighth embodiment is shown in FIG. In the eighth embodiment, the first mirror (M
The plane reflecting surface of 1) is located at a position rotated counterclockwise by 5 ° from the arrangement parallel to the screen surface (I2). Table 2 below shows corresponding values of conditional expressions (i) and (ii) and related data of the eighth embodiment.
【0032】[0032]
【表2】 [Table 2]
【0033】《タイプ2》図11に、タイプ2の平面ミ
ラー系(MS)の基本的な光学構成を示す。また図12〜図
16に、タイプ2の第9〜第13の実施の形態における
投影光学系(PS)からスクリーン面(I2)までの投影光路を
それぞれ示す。タイプ2の投影光学系(PS)及び平面ミラ
ー系(MS)の配置では、第2ミラー(M2)の平面反射面が、
スクリーン面(I2)と略平行にスクリーン面(I2)の近くに
位置している。そして、投影光学系(PS)から射出した光
束が、第2ミラー(M2)の平面反射面で反射され、更に第
1ミラー(M1)の平面反射面で反射された後、スクリーン
面(I2)に到達する。このとき斜め投影を行う投影光学系
(PS)が非軸対称に構成されているため、背面投影表示装
置の薄型化が可能となる。また、投影光学系(PS)には自
由曲面反射面が用いられているため、像性能の向上も可
能となる。<< Type 2 >> FIG. 11 shows a basic optical configuration of a type 2 plane mirror system (MS). 12 to 16 show the projection optical paths from the projection optical system (PS) to the screen surface (I2) in the ninth to thirteenth embodiments of type 2, respectively. In the arrangement of the projection optical system (PS) and the plane mirror system (MS) of type 2, the plane reflection surface of the second mirror (M2) is
It is located near the screen surface (I2) substantially parallel to the screen surface (I2). Then, the light beam emitted from the projection optical system (PS) is reflected on the plane reflecting surface of the second mirror (M2), and further reflected on the plane reflecting surface of the first mirror (M1), and then is reflected on the screen surface (I2). To reach. At this time, a projection optical system that performs oblique projection
Since the (PS) is configured to be non-axially symmetric, the thickness of the rear projection display device can be reduced. Further, since a free-form reflecting surface is used in the projection optical system (PS), the image performance can be improved.
【0034】本明細書中で説明するすべてのタイプにつ
いて言えることであるが、背面投影表示装置の薄型化の
要請に応えるには、以下の条件式(iv)を満足することが
望ましい。この条件式(iv)を満たすと入射角αは大きく
ならざるをえないので、背面投影表示装置の薄型・コン
パクト化を達成するためには、以下の条件式(iii)を満
足するのが望ましい。したがって、以下の条件式(iii),
(iv)を共に満足することが更に望ましい。特にタイプ2
の光学構成においては、第2ミラー(M2)の平面反射面が
スクリーン面(I2)の近くでスクリーン面(I2)と略平行に
配置されているため、条件式(iii),(iv)を共に満たす構
成がとり易いというメリットがある。 α>45° …(iii) D<H/2 …(iv)As can be said for all types described in this specification, it is desirable to satisfy the following conditional expression (iv) in order to meet the demand for a thin rear projection display device. If this conditional expression (iv) is satisfied, the incident angle α must be large, so that it is desirable to satisfy the following conditional expression (iii) in order to achieve a thin and compact rear projection display device. . Therefore, the following conditional expression (iii),
It is even more desirable that both of the conditions (iv) be satisfied. Especially type 2
In the optical configuration of (2), since the plane reflecting surface of the second mirror (M2) is arranged near the screen surface (I2) and substantially parallel to the screen surface (I2), the conditional expressions (iii) and (iv) are satisfied. There is an advantage that a configuration that satisfies both can be easily obtained. α> 45 °… (iii) D <H / 2… (iv)
【0035】タイプ2において距離S1に必要とされる
条件は、式:S1>OA+AB=2・OAで表されるた
め、以下の条件式(v)が得られる。また、第2ミラー(M
2)での画面下辺中央の画面周辺光線がスクリーン面(I2)
と干渉しないようにするには、以下の条件式(vi)を満た
せばよい。したがって、タイプ2の光学構成において
は、以下の条件式(v),(vi)を満足することが望ましい。
自由曲面反射面を含む投影光学系(PS)を用いるととも
に、以下の条件式(v),(vi)を満たすような光学配置をと
れば、背面投影表示装置の薄型・コンパクト化を達成す
ることができる。 S1>2・D/cosα …(v) 2・D・tanαl>H …(vi)The condition required for the distance S1 in the type 2 is represented by the formula: S1> OA + AB = 2 · OA, so that the following conditional expression (v) is obtained. In addition, the second mirror (M
The light rays at the center of the lower side of the screen in 2) are the screen surface (I2)
In order not to interfere with the condition, the following conditional expression (vi) may be satisfied. Therefore, in the type 2 optical configuration, it is desirable to satisfy the following conditional expressions (v) and (vi).
By using a projection optical system (PS) that includes a free-form reflecting surface and by using an optical arrangement that satisfies the following conditional expressions (v) and (vi), it is possible to achieve a thin and compact rear projection display device. Can be. S1> 2 · D / cosα (v) 2D · tanαl> H (vi)
【0036】タイプ2の第9〜第13の実施の形態(図
12〜図16)の条件式(v),(vi)の対応値及び関連デー
タを以下の表3に示す。なお、第13の実施の形態(図
16)においては、平面ミラー系(MS)が3枚の平面反射
ミラー(M1,M2,M3)で構成されている。Table 3 below shows corresponding values of conditional expressions (v) and (vi) of the ninth to thirteenth embodiments of the type 2 (FIGS. 12 to 16) and related data. In the thirteenth embodiment (FIG. 16), the plane mirror system (MS) is composed of three plane reflection mirrors (M1, M2, M3).
【0037】[0037]
【表3】 [Table 3]
【0038】《タイプ2’》タイプ2の場合には第1,
第2ミラー(M1,M2)が共にスクリーン面(I2)に対して平
行に配置されているが、実際にはその一方又は両方が平
行でなくてもよい。その場合の基本的な光学構成を図1
7に示す。このタイプ2’では第1,第2ミラー(M1,M
2)が共に若干の角度a,bで時計回りに傾いているが
(a,b<90°)、各ミラー(M1,M2)がスクリーン面(I2)に
対して略平行に位置すると考えられる程度であれば、前
述したタイプ2の条件式(iii)〜(vi)及びそれに関連す
る説明をタイプ2’にも同様に適用することは可能であ
る。このように平面反射ミラー(M1,M2)を傾けると、レ
イアウトの自由度が高くなるというメリットがある。こ
のタイプ2’の例として、第14の実施の形態を図18
に示す。第14の実施の形態では、第1ミラー(M1)の平
面反射面がスクリーン面(I2)に対して平行な配置から5
°だけ時計回りに回転した位置にある。この第14の実
施の形態の条件式(v),(vi)の対応値及び関連データを以
下の表4に示す。<< Type 2 '>> In the case of Type 2, the first
Although the second mirrors (M1, M2) are both arranged parallel to the screen surface (I2), one or both of them may not actually be parallel. FIG. 1 shows the basic optical configuration in that case.
FIG. In this type 2 ', the first and second mirrors (M1, M
2) Both are tilted clockwise at a slight angle a, b
(a, b <90 °), as long as the mirrors (M1, M2) are considered to be positioned substantially parallel to the screen surface (I2), the conditional expressions (iii) to (vi) of the type 2 described above. ) And its related description can be applied to type 2 'as well. When the plane reflecting mirrors (M1, M2) are tilted in this way, there is an advantage that the degree of freedom in layout is increased. As an example of this type 2 ', the fourteenth embodiment is shown in FIG.
Shown in In the fourteenth embodiment, the plane reflecting surface of the first mirror (M1) is shifted from the arrangement parallel to the screen surface (I2) by 5%.
It is in the position rotated clockwise by °. Table 4 below shows corresponding values of conditional expressions (v) and (vi) of the fourteenth embodiment and related data.
【0039】[0039]
【表4】 [Table 4]
【0040】《タイプ3》図19に、タイプ3の平面ミ
ラー系(MS)の基本的な光学構成を示す。また図20〜図
23に、タイプ3の第15〜第18の実施の形態におけ
る投影光学系(PS)からスクリーン面(I2)までの投影光路
をそれぞれ示す。タイプ3の投影光学系(PS)及び平面ミ
ラー系(MS)の配置では、投影光学系(PS)から射出した光
束が、第1ミラー(M1)の平面反射面で反射され、更に第
2ミラー(M2)の平面反射面で反射された後、スクリーン
面(I2)に到達する。このとき斜め投影を行う投影光学系
(PS)が非軸対称に構成されているため、背面投影表示装
置の薄型化が可能となる。また、投影光学系(PS)には自
由曲面反射面が用いられているため、像性能の向上も可
能となる。<< Type 3 >> FIG. 19 shows a basic optical configuration of a type 3 plane mirror system (MS). 20 to 23 show projection optical paths from the projection optical system (PS) to the screen surface (I2) in the fifteenth to eighteenth embodiments of type 3, respectively. In the arrangement of the type 3 projection optical system (PS) and the plane mirror system (MS), the light beam emitted from the projection optical system (PS) is reflected by the plane reflection surface of the first mirror (M1), and further, the second mirror After being reflected by the plane reflecting surface of (M2), it reaches the screen surface (I2). At this time, a projection optical system that performs oblique projection
Since the (PS) is configured to be non-axially symmetric, the thickness of the rear projection display device can be reduced. Further, since a free-form reflecting surface is used in the projection optical system (PS), the image performance can be improved.
【0041】スクリーン面(I2)と第2ミラー(M2)とが垂
直であり、スクリーン(I2)と第1ミラー(M1)とが平行で
あるとすると、タイプ3において距離S1に必要とされ
る条件は式:S1>OA+ABで表される。したがっ
て、以下の条件式(vii)が得られる。また、画面下辺中
央の画面周辺光線が第1,第2ミラー(M1,M2)間で干渉
しないようにするには、以下の条件式(viii)を満たせば
よい。したがって、タイプ3の光学構成においては、以
下の条件式(vii'),(viii')を満足することが望ましい。
自由曲面反射面を含む投影光学系(PS)を用いるととも
に、以下の条件式(vii'),(viii')を満たすような光学配
置をとれば、背面投影表示装置の薄型・コンパクト化を
達成することができる。 S1−D/cosα>0 …(vii) D・tanαl−H>0 …(viii) S1>D/cosα …(vii') D・tanαl>H …(viii')Assuming that the screen surface (I2) and the second mirror (M2) are perpendicular and the screen (I2) and the first mirror (M1) are parallel, the type 3 requires the distance S1. The condition is represented by the formula: S1> OA + AB. Therefore, the following conditional expression (vii) is obtained. In order to prevent the screen peripheral rays at the center of the lower side of the screen from interfering between the first and second mirrors (M1, M2), the following conditional expression (viii) may be satisfied. Therefore, in the type 3 optical configuration, it is desirable to satisfy the following conditional expressions (vii ′) and (viii ′).
By using a projection optical system (PS) that includes a free-form reflecting surface and by using an optical arrangement that satisfies the following conditional expressions (vii ') and (viii'), a thin and compact rear projection display device is achieved. can do. S1−D / cosα> 0 (vii) D · tanαl−H> 0 (viii) S1> D / cosα (vii ′) D · tanαl> H (viii ′)
【0042】タイプ3の第15〜第18の実施の形態
(図20〜図23)の条件式(vii),(viii)の対応値及び関
連データを以下の表5に示す。Fifteenth to eighteenth embodiments of type 3
Table 5 below shows corresponding values of conditional expressions (vii) and (viii) in (FIGS. 20 to 23) and related data.
【0043】[0043]
【表5】 [Table 5]
【0044】《タイプ3’》タイプ3の場合には第2ミ
ラー(M2)がスクリーン面(I2)に対して垂直に配置されて
いるが、実際には垂直でなくてもよい。タイプ3の変形
例であるタイプ3’として、第19の実施の形態を図2
4に示す。第19の実施の形態では、第2ミラー(M2)の
平面反射面がスクリーン面(I2)に対して垂直な配置から
2.5°だけ反時計回りに回転した位置にある。スクリー
ン面(I2)に対して略垂直に位置すると考えられる程度で
あれば、前述したタイプ3の条件式(vii),(viii)及びそ
れに関連する説明を、このタイプ3’にも同様に適用す
ることは可能である。この第19の実施の形態の条件式
(vii),(viii)の対応値及び関連データを以下の表6に示
す。<< Type 3 '>> In the case of Type 3, the second mirror (M2) is arranged perpendicular to the screen surface (I2), but it is not necessarily perpendicular. As a type 3 ′ which is a modification of the type 3, the nineteenth embodiment is shown in FIG.
It is shown in FIG. In the nineteenth embodiment, the plane reflecting surface of the second mirror (M2) is shifted from the position perpendicular to the screen surface (I2).
It is in a position rotated counterclockwise by 2.5 °. The above-mentioned conditional expressions (vii) and (viii) of type 3 and the description related thereto are similarly applied to this type 3 'as long as it is considered to be positioned substantially perpendicular to the screen surface (I2). It is possible to do. Conditional expression of the nineteenth embodiment
The corresponding values and related data of (vii) and (viii) are shown in Table 6 below.
【0045】[0045]
【表6】 [Table 6]
【0046】[0046]
【実施例】以下、本発明を実施した背面投影表示装置の
光学構成を、コンストラクションデータ,スポットダイ
アグラム等を挙げて、更に具体的に説明する。図25〜
図31に、以下に挙げる実施例1〜7の光学構成及び投
影光路を示す。実施例1〜4は、スクリーン面(I2)側か
ら順に、第1,第2ミラー(M1,M2)から成る平面ミラー
系(MS)と、第3〜第5ミラー(m3〜m5)から成る投影光学
系(PS)と、を備えており、実施例5〜7は、スクリーン
面(I2)側から順に、第1,第2ミラー(M1,M2)から成る
平面ミラー系(MS)と、第3〜第6ミラー(m3〜m6)から成
る投影光学系(PS)と、を備えている。また実施例4で
は、クロスダイクロイックプリズムや光束分離プリズム
等に相当するプリズム(PR)がパネル表示面(I1)付近に配
置されている。なお、絞り位置(ST)は仮想絞り面に相当
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The optical configuration of a rear projection display device embodying the present invention will be described more specifically with reference to construction data, a spot diagram and the like. FIG. 25-
FIG. 31 shows an optical configuration and a projection optical path of Examples 1 to 7 described below. The first to fourth embodiments include, in order from the screen surface (I2) side, a plane mirror system (MS) including first and second mirrors (M1, M2) and third to fifth mirrors (m3 to m5). A projection optical system (PS), and Examples 5 to 7 include, in order from the screen surface (I2) side, a plane mirror system (MS) including first and second mirrors (M1, M2), A projection optical system (PS) including third to sixth mirrors (m3 to m6). In the fourth embodiment, a prism (PR) corresponding to a cross dichroic prism, a light beam splitting prism, and the like is arranged near the panel display surface (I1). The stop position (ST) corresponds to a virtual stop surface.
【0047】各実施例のコンストラクションデータにお
いて、表7〜表13は平面ミラー系(MS)及び投影光学系
(PS)から成るリアプロジェクション光学系の各面のデー
タを縮小側から順に示している。各面データは右手系の
直交座標系(X,Y,Z)に基づいて示されており、スクリー
ン面(I2)の中心位置を原点(0,0,0)とする面頂点座標(m
m)で面位置(X座標,Y座標,Z座標)を表し、その面の面頂
点を中心とするX,Y,Zの各方向の軸回りの回転角(°)で
面の傾き(X回転,Y回転,Z回転)を表す。光路図中、X軸方
向は紙面に対して垂直方向であり(紙面の裏面方向を正
とし、紙面に向かって反時計回りをX回転の正とす
る。)、Y軸方向はスクリーン面(I2)と紙面とが交わる直
線方向であり(光路図の上方向を正とする。)、Z軸方向
はスクリーン面(I2)の法線方向である(光路図の右方向
を正とする。)。In the construction data of each embodiment, Tables 7 to 13 show a plane mirror system (MS) and a projection optical system.
The data of each surface of the rear projection optical system composed of (PS) are shown in order from the reduction side. Each plane data is shown based on the right-handed rectangular coordinate system (X, Y, Z), and the vertex coordinates of the plane (m, with the center position of the screen plane (I2) as the origin (0, 0, 0))
m) represents the surface position (X coordinate, Y coordinate, Z coordinate), and the inclination (X) of the surface with the rotation angle (°) around the axis in each of X, Y, and Z directions with the surface vertex as the center. Rotation, Y rotation, Z rotation). In the optical path diagram, the X-axis direction is a direction perpendicular to the paper surface (the back surface direction of the paper surface is defined as positive, and the counterclockwise rotation toward the paper surface is defined as X rotation positive), and the Y-axis direction is the screen surface (I2 ) And the paper surface (the upper direction of the optical path diagram is defined as positive), and the Z-axis direction is the normal direction of the screen surface (I2) (the right direction of the optical path diagram is defined as positive). .
【0048】曲面反射ミラーの反射面は自由曲面であ
り、その面形状は面頂点を原点とする直交座標系(x,y,
z)を用いた以下の式(FS)で定義される。各曲面形状を表
す自由曲面データ,パネル表示面(I1)の大きさ(mm),ス
クリーン面(I2)の大きさ(mm),画面長辺方向(X方向)と
画面短辺方向(Y方向)のFナンバー(FNO)を他のデータと
併せて示す。また、表14に各実施例の条件式対応値及
び関連データを示す。The reflecting surface of the curved reflecting mirror is a free-form surface, and its surface shape is an orthogonal coordinate system (x, y,
It is defined by the following formula (FS) using z). Free-form surface data representing each curved surface shape, panel display surface (I1) size (mm), screen surface (I2) size (mm), screen long side direction (X direction) and screen short side direction (Y direction) ) Shows the F number (FNO) together with other data. Table 14 shows conditional expression corresponding values and related data of each embodiment.
【0049】[0049]
【数1】 (Equation 1)
【0050】ただし、 z:高さhの位置での光軸方向の基準面からの変位量、 h:光軸に対して垂直な方向の高さ(h2=x2+y2)、 c:近軸曲率(=1/曲率半径)、 K:コーニック定数、 C(m,n):自由曲面係数、 である。Here, z: displacement amount from the reference plane in the optical axis direction at the position of height h, h: height in the direction perpendicular to the optical axis (h 2 = x 2 + y 2 ), c : Paraxial curvature (= 1 / radius of curvature), K: conic constant, C (m, n): free-form surface coefficient.
【0051】各実施例の光学性能をスポットダイアグラ
ム(図32,図34,図36,図38,図40,図4
2,図44)と歪曲図(図33,図35,図37,図3
9,図41,図43,図45)でそれぞれ示す。スポッ
トダイアグラムはスクリーン面(I2)での結像特性(mm)を
波長550(nm)について示しており、歪曲図はパネル表示
面(I1)での長方形状網目に対応するスクリーン面(I2)で
の光線位置(mm)を示している。歪曲図中、D1(実線)が実
施例の歪曲格子であり、D0(点線)がアナモ比を考慮した
理想像点の格子(歪曲無し)である。なお、X軸と同方向
にx軸をとり、x軸に対して垂直で、かつ、パネル表示面
(I1)に対して平行な方向にy軸をとった場合、各フィー
ルドポジションに対応する物高(mm)はパネル表示面(I1)
の画面中心を原点とする座標(x,y)で表される。また、X
軸と同方向にx'軸をとり、x'軸に対して垂直で、かつ、
スクリーン面(I2)に対して平行な方向にy'軸をとった場
合、各像高(mm)はスクリーン面(I2)の画面中心を原点と
する座標(x',y')で表される。したがって、各歪曲図は
x'-y'平面に対して垂直方向から見たスクリーン面(I2)
上での実際の像の歪曲状態(ただしx'の負側のみ)を示し
ていることになる。The optical performance of each of the embodiments is represented by a spot diagram (FIGS. 32, 34, 36, 38, 40, and 4).
2, FIG. 44) and distortion diagrams (FIGS. 33, 35, 37, 3)
9, FIG. 41, FIG. 43, and FIG. 45). The spot diagram shows the imaging characteristics (mm) on the screen surface (I2) at a wavelength of 550 (nm), and the distortion diagram shows the image on the screen surface (I2) corresponding to the rectangular mesh on the panel display surface (I1). Are shown (mm). In the distortion diagram, D1 (solid line) is the distortion lattice of the embodiment, and D0 (dotted line) is the lattice of ideal image points in consideration of the anamorphic ratio (no distortion). The x-axis is taken in the same direction as the x-axis, perpendicular to the x-axis, and on the panel display surface.
When the y-axis is taken in a direction parallel to (I1), the object height (mm) corresponding to each field position is the panel display surface (I1).
Is represented by coordinates (x, y) with the center of the screen at the origin. Also, X
Take the x 'axis in the same direction as the axis, perpendicular to the x' axis, and
When the y 'axis is taken in a direction parallel to the screen surface (I2), each image height (mm) is represented by coordinates (x', y ') with the screen center of the screen surface (I2) as the origin. You. Therefore, each distortion diagram is
Screen surface (I2) viewed from the direction perpendicular to the x'-y 'plane
This shows the distorted state of the actual image above (however, only the negative side of x ').
【0052】 《実施例1》 パネル表示面(I1)の大きさ(mm):13.283×7.472 スクリーン面(I2)の大きさ(mm):1106×622 画面長辺方向のFNO=3.0 画面短辺方向のFNO=3.0Example 1 Size (mm) of panel display surface (I1): 13.283 × 7.472 Size (mm) of screen surface (I2): 1106 × 622 FNO in screen long side direction = 3.0 screen short side FNO in direction = 3.0
【0053】[0053]
【表7】 [Table 7]
【0054】 [第5ミラー(m5)の曲面形状] 曲率半径(mm)=-188.771 K=1.242×10-1 C(0,1)= 1.255×10-2 ,C(2,0)=-4.349×10-5 ,C(0,2)=-1.999×10-4 C(2,1)= 7.474×10-8 ,C(0,3)=-1.388×10-7 ,C(4,0)= 5.376×10-11 C(2,2)=-2.723×10-9 ,C(0,4)=-3.013×10-9 [Curved Surface Shape of Fifth Mirror (m5)] Curvature Radius (mm) =-188.771 K = 1.242 × 10 −1 C (0,1) = 1.255 × 10 −2 , C (2,0) = − 4.349 × 10 -5 , C (0,2) =-1.999 × 10 -4 C (2,1) = 7.474 × 10 -8 , C (0,3) =-1.388 × 10 -7 , C (4, 0) = 5.376 × 10 -11 C (2,2) =-2.723 × 10 -9 , C (0,4) =-3.013 × 10 -9
【0055】 [第4ミラー(m4)の曲面形状] 曲率半径(mm)=-557.611 K=1.089×102 C(0,1)=-1.316×10-1 ,C(2,0)=-1.040×10-3 ,C(0,2)=-2.954×10-3 C(2,1)=-7.377×10-6 ,C(0,3)=-1.799×10-5 ,C(4,0)=-1.053×10-7 C(2,2)=-3.890×10-7 ,C(0,4)=-3.419×10-7 [Curved Surface Shape of Fourth Mirror (m4)] Radius of Curvature (mm) = − 557.611 K = 1.089 × 10 2 C (0,1) = − 1.316 × 10 −1 , C (2,0) = − 1.040 × 10 -3 , C (0,2) =-2.954 × 10 -3 C (2,1) =-7.377 × 10 -6 , C (0,3) =-1.799 × 10 -5 , C (4 , 0) =-1.053 × 10 -7 C (2,2) =-3.890 × 10 -7 , C (0,4) =-3.419 × 10 -7
【0056】 [第3ミラー(m3)の曲面形状] 曲率半径(mm)=∞ K=-5.324×1022 C(0,1)= 1.982 ,C(2,0)= 5.482×10-3 ,C(0,2)= 7.318×10-3 C(2,1)= 3.730×10-5 ,C(0,3)= 2.690×10-5 ,C(4,0)= 1.506×10-9 C(2,2)= 7.813×10-8 ,C(0,4)= 2.514×10-8 [Curved Surface Shape of Third Mirror (m3)] Curvature Radius (mm) = ∞ K = -5.324 × 10 22 C (0,1) = 1.982, C (2,0) = 5.482 × 10 -3 , C (0,2) = 7.318 × 10 -3 C (2,1) = 3.730 × 10 -5 , C (0,3) = 2.690 × 10 -5 , C (4,0) = 1.506 × 10 -9 C (2,2) = 7.813 × 10 -8 , C (0,4) = 2.514 × 10 -8
【0057】 《実施例2》 パネル表示面(I1)の大きさ(mm):13.283×7.472 スクリーン面(I2)の大きさ(mm):1106×622 画面長辺方向のFNO=3.2 画面短辺方向のFNO=3.2Example 2 Size (mm) of panel display surface (I1): 13.283 × 7.472 Size (mm) of screen surface (I2): 1106 × 622 FNO in screen long side direction = 3.2 Screen short side FNO in direction = 3.2
【0058】[0058]
【表8】 [Table 8]
【0059】 [第5ミラー(m5)の曲面形状] 曲率半径(mm)=-191.092 K=2.446×10-1 C(0,1)= 6.143×10-4 ,C(2,0)= 7.436×10-5 ,C(0,2)=-3.168×10-4 C(2,1)= 2.786×10-7 ,C(0,3)=-2.656×10-7 ,C(4,0)= 4.246×10-9 C(2,2)= 1.675×10-9 ,C(0,4)=-3.293×10-9 [Curved Surface Shape of Fifth Mirror (m5)] Radius of Curvature (mm) =-191.092 K = 2.446 × 10 −1 C (0,1) = 6.143 × 10 -4 , C (2,0) = 7.436 × 10 -5 , C (0,2) =-3.168 × 10 -4 C (2,1) = 2.786 × 10 -7 , C (0,3) =-2.656 × 10 -7 , C (4,0 ) = 4.246 × 10 -9 C (2,2) = 1.675 × 10 -9 , C (0,4) =-3.293 × 10 -9
【0060】 [第4ミラー(m4)の曲面形状] 曲率半径(mm)=-675.268 K=1.805×102 C(0,1)=-5.281×10-1 ,C(2,0)=-5.155×10-4 ,C(0,2)=-9.120×10-3 C(2,1)=-1.747×10-5 ,C(0,3)=-9.877×10-5 ,C(4,0)=-1.891×10-8 C(2,2)=-7.092×10-7 ,C(0,4)=-1.365×10-6 [Curved Surface Shape of Fourth Mirror (m4)] Curvature Radius (mm) = − 675.268 K = 1.805 × 10 2 C (0,1) = − 5.281 × 10 −1 , C (2,0) = − 5.155 × 10 -4 , C (0,2) =-9.120 × 10 -3 C (2,1) =-1.747 × 10 -5 , C (0,3) =-9.877 × 10 -5 , C (4 , 0) =-1.891 × 10 -8 C (2,2) =-7.092 × 10 -7 , C (0,4) =-1.365 × 10 -6
【0061】 [第3ミラー(m3)の曲面形状] 曲率半径(mm)=∞ K=-5.324×1022 C(0,1)= 1.265 ,C(2,0)= 4.135×10-3 ,C(0,2)=-1.730×10-3 C(2,1)= 1.778×10-5 ,C(0,3)= 3.035×10-6 ,C(4,0)= 2.398×10-8 C(2,2)= 9.929×10-9 ,C(0,4)=-8.065×10-8 [Curved Surface Shape of Third Mirror (m3)] Curvature radius (mm) = ∞K = -5.324 × 10 22 C (0,1) = 1.265, C (2,0) = 4.135 × 10 -3 , C (0,2) = - 1.730 × 10 -3 C (2,1) = 1.778 × 10 -5, C (0,3) = 3.035 × 10 -6, C (4,0) = 2.398 × 10 - 8 C (2,2) = 9.929 × 10 -9 , C (0,4) =-8.065 × 10 -8
【0062】 《実施例3》 パネル表示面(I1)の大きさ(mm):13.283×7.472 スクリーン面(I2)の大きさ(mm):1106×622 画面長辺方向のFNO=5.0 画面短辺方向のFNO=7.5Example 3 Size (mm) of panel display surface (I1): 13.283 × 7.472 Size (mm) of screen surface (I2): 1106 × 622 FNO in screen long side direction = 5.0 screen short side FNO in direction = 7.5
【0063】[0063]
【表9】 [Table 9]
【0064】 [第5ミラー(m5)の曲面形状] 曲率半径(mm)=-189.831 K=4.723×10-1 C(0,1)=-9.384×10-3 ,C(2,0)= 1.183×10-4 ,C(0,2)=-4.932×10-4 C(2,1)= 4.793×10-7 ,C(0,3)=-2.881×10-7 ,C(4,0)= 8.343×10-9 C(2,2)= 3.160×10-9 ,C(0,4)=-4.590×10-9 [Curved Surface Shape of Fifth Mirror (m5)] Curvature Radius (mm) =-189.831 K = 4.723 × 10 −1 C (0,1) =-9.384 × 10 -3 , C (2,0) = 1.183 × 10 -4 , C (0,2) =-4.932 × 10 -4 C (2,1) = 4.793 × 10 -7 , C (0,3) =-2.881 × 10 -7 , C (4, 0) = 8.343 × 10 -9 C (2,2) = 3.160 × 10 -9 , C (0,4) =-4.590 × 10 -9
【0065】 [第4ミラー(m4)の曲面形状] 曲率半径(mm)=-835.040 K=4.475×102 C(0,1)=-5.541×10-1 ,C(2,0)=-1.898×10-4 ,C(0,2)=-1.104×10-2 C(2,1)=-1.772×10-5 ,C(0,3)=-7.289×10-5 ,C(4,0)= 3.698×10-8 C(2,2)=-1.540×10-6 ,C(0,4)=-2.023×10-6 [Curved Surface Shape of Fourth Mirror (m4)] Radius of Curvature (mm) = − 835.040 K = 4.475 × 10 2 C (0,1) = − 5.541 × 10 −1 , C (2,0) = − 1.898 × 10 -4 , C (0,2) =-1.104 × 10 -2 C (2,1) =-1.772 × 10 -5 , C (0,3) =-7.289 × 10 -5 , C (4 , 0) = 3.698 × 10 -8 C (2,2) =-1.540 × 10 -6 , C (0,4) =-2.023 × 10 -6
【0066】 [第3ミラー(m3)の曲面形状] 曲率半径(mm)=∞ K=-5.324×1022 C(0,1)= 1.355 ,C(2,0)= 5.156×10-3 ,C(0,2)=-4.287×10-3 C(2,1)= 2.619×10-5 ,C(0,3)= 2.293×10-5 ,C(4,0)= 1.444×10-7 C(2,2)=-3.921×10-8 ,C(0,4)=-9.628×10-8 [Curved Surface Shape of Third Mirror (m3)] Curvature radius (mm) = ∞ K = −5.324 × 10 22 C (0,1) = 1.355, C (2,0) = 5.156 × 10 -3 , C (0,2) = - 4.287 × 10 -3 C (2,1) = 2.619 × 10 -5, C (0,3) = 2.293 × 10 -5, C (4,0) = 1.444 × 10 - 7 C (2,2) =-3.921 × 10 -8 , C (0,4) =-9.628 × 10 -8
【0067】 《実施例4》 パネル表示面(I1)の大きさ(mm):13.283×7.472 スクリーン面(I2)の大きさ(mm):1106×622 画面長辺方向のFNO=3.1 画面短辺方向のFNO=3.1Example 4 Size (mm) of Panel Display Surface (I1): 13.283 × 7.472 Size (mm) of Screen Surface (I2): 1106 × 622 FNO in Longer Side of Screen = 3.1 Shorter Side of Screen FNO in direction = 3.1
【0068】[0068]
【表10】 [Table 10]
【0069】 [第5ミラー(m5)の曲面形状] 曲率半径(mm)=-184.764 K=1.891×10-1 C(0,1)= 2.118×10-2 ,C(2,0)=-1.269×10-4 ,C(0,2)=-1.774×10-4 C(2,1)=-2.635×10-7 ,C(0,3)=-3.482×10-7 ,C(4,0)=-1.759×10-9 C(2,2)=-3.883×10-9 ,C(0,4)=-2.273×10-9 [Curved Surface Shape of Fifth Mirror (m5)] Curvature Radius (mm) =-184.764 K = 1.891 × 10 −1 C (0,1) = 2.118 × 10 −2 , C (2,0) = − 1.269 × 10 -4 , C (0,2) =-1.774 × 10 -4 C (2,1) =-2.635 × 10 -7 , C (0,3) =-3.482 × 10 -7 , C (4 , 0) =-1.759 × 10 -9 C (2,2) =-3.883 × 10 -9 , C (0,4) =-2.273 × 10 -9
【0070】 [第4ミラー(m4)の曲面形状] 曲率半径(mm)=-399.486 K=8.801×10 C(0,1)=-4.455×10-1 ,C(2,0)=-1.526×10-3 ,C(0,2)=-2.606×10-3 C(2,1)= 8.347×10-6 ,C(0,3)= 2.683×10-7 ,C(4,0)=-8.627×10-8 C(2,2)=-4.166×10-7 ,C(0,4)=-3.986×10-7 [Curved Surface Shape of Fourth Mirror (m4)] Radius of Curvature (mm) = − 399.486 K = 8.801 × 10 C (0,1) =-4.455 × 10 −1 , C (2,0) = − 1.526 × 10 -3 , C (0,2) =-2.606 × 10 -3 C (2,1) = 8.347 × 10 -6 , C (0,3) = 2.683 × 10 -7 , C (4,0) = -8.627 × 10 -8 C (2,2) =-4.166 × 10 -7 , C (0,4) =-3.986 × 10 -7
【0071】 [第3ミラー(m3)の曲面形状] 曲率半径(mm)=0.152 K=-5.324×1022 C(0,1)= 1.308 ,C(2,0)= 4.029×10-3 ,C(0,2)= 5.679×10-3 C(2,1)= 2.241×10-5 ,C(0,3)= 1.711×10-5 ,C(4,0)=-3.608×10-9 C(2,2)= 3.436×10-8 ,C(0,4)= 1.656×10-8 [Curved Surface Shape of Third Mirror (m3)] Curvature Radius (mm) = 0.152 K = -5.324 × 10 22 C (0,1) = 1.308, C (2,0) = 4.029 × 10 -3 , C (0,2) = 5.679 × 10 -3 C (2,1) = 2.241 × 10 -5, C (0,3) = 1.711 × 10 -5, C (4,0) = - 3.608 × 10 - 9 C (2,2) = 3.436 × 10 -8 , C (0,4) = 1.656 × 10 -8
【0072】 《実施例5》 パネル表示面(I1)の大きさ(mm):13.283×7.472 スクリーン面(I2)の大きさ(mm):1106×622 画面長辺方向のFNO=3.1 画面短辺方向のFNO=3.1Example 5 Size (mm) of panel display surface (I1): 13.283 × 7.472 Size (mm) of screen surface (I2): 1106 × 622 FNO in screen long side direction = 3.1 Screen short side FNO in direction = 3.1
【0073】[0073]
【表11】 [Table 11]
【0074】 [第6ミラー(m6)の曲面形状] 曲率半径(mm)=106377.218 K=-9.439×104 C(0,1)= 1.684×10-1 ,C(2,0)=-2.258×10-3 ,C(0,2)=-2.369×10-3 C(2,1)=-9.083×10-6 ,C(0,3)= 1.096×10-5 ,C(4,0)= 8.012×10-9 C(2,2)=-4.285×10-8 ,C(0,4)= 2.231×10-8 [Curved Surface Shape of Sixth Mirror (m6)] Curvature Radius (mm) = 106377.218 K = -9.439 × 10 4 C (0,1) = 1.684 × 10 −1 , C (2,0) = − 2.258 × 10 -3 , C (0,2) =-2.369 × 10 -3 C (2,1) =-9.083 × 10 -6 , C (0,3) = 1.096 × 10 -5 , C (4,0 ) = 8.012 × 10 -9 C (2,2) =-4.285 × 10 -8 , C (0,4) = 2.231 × 10 -8
【0075】 [第5ミラー(m5)の曲面形状] 曲率半径(mm)=267.910 K=-4.304×10-1 C(0,1)= 4.674×10-2 ,C(2,0)=-1.645×10-4 ,C(0,2)=-1.742×10-4 C(2,1)= 6.569×10-8 ,C(0,3)= 1.008×10-6 ,C(4,0)= 7.508×10-10 C(2,2)=-2.565×10-10,C(0,4)=-2.336×10-9 [Curved Surface Shape of Fifth Mirror (m5)] Curvature Radius (mm) = 267.910 K = -4.304 × 10 −1 C (0,1) = 4.674 × 10 −2 , C (2,0) = − 1.645 × 10 -4 , C (0,2) =-1.742 × 10 -4 C (2,1) = 6.569 × 10 -8 , C (0,3) = 1.008 × 10 -6 , C (4,0 ) = 7.508 × 10 -10 C (2,2) =-2.565 × 10 -10 , C (0,4) =-2.336 × 10 -9
【0076】 [第4ミラー(m4)の曲面形状] 曲率半径(mm)=570.148 K=-3.109×102 C(0,1)= 7.535×10-2 ,C(2,0)= 5.066×10-4 ,C(0,2)= 1.925×10-3 C(2,1)=-1.293×10-5 ,C(0,3)=-6.269×10-6 ,C(4,0)= 2.246×10-7 C(2,2)= 4.088×10-7 ,C(0,4)= 5.380×10-8 [Curved Surface Shape of Fourth Mirror (m4)] Radius of Curvature (mm) = 570.148 K = -3.109 × 10 2 C (0,1) = 7.535 × 10 −2 , C (2,0) = 5.066 × 10 -4 , C (0,2) = 1.925 × 10 -3 C (2,1) =-1.293 × 10 -5 , C (0,3) =-6.269 × 10 -6 , C (4,0) = 2.246 × 10 -7 C (2,2) = 4.088 × 10 -7 , C (0,4) = 5.380 × 10 -8
【0077】 [第3ミラー(m3)の曲面形状] 曲率半径(mm)=-993.286 K=2.645×10 C(0,1)=-1.238 ,C(2,0)=-1.032×10-3 ,C(0,2)= 1.167×10-3 C(2,1)= 1.086×10-5 ,C(0,3)= 6.456×10-6 ,C(4,0)= 1.133×10-9 C(2,2)=-1.795×10-7 ,C(0,4)=-4.084×10-8 [Curved Surface Shape of Third Mirror (m3)] Curvature Radius (mm) =-993.286 K = 2.645 × 10 C (0,1) = − 1.238, C (2,0) = − 1.032 × 10 -3 , C (0,2) = 1.167 × 10 -3 C (2,1) = 1.086 × 10 -5, C (0,3) = 6.456 × 10 -6, C (4,0) = 1.133 × 10 - 9 C (2,2) =-1.795 × 10 -7 , C (0,4) =-4.084 × 10 -8
【0078】 《実施例6》 パネル表示面(I1)の大きさ(mm):26.624×19.968 スクリーン面(I2)の大きさ(mm):1024×768 画面長辺方向のFNO=3.0 画面短辺方向のFNO=4.5Embodiment 6 Size (mm) of panel display surface (I1): 26.624 × 19.968 Size (mm) of screen surface (I2): 1024 × 768 FNO in screen long side direction = 3.0 screen short side FNO in direction = 4.5
【0079】[0079]
【表12】 [Table 12]
【0080】 [第6ミラー(m6)の曲面形状] 曲率半径(mm)=47670.865 K=-6.434×104 C(0,1)= 2.113×10-1 ,C(2,0)=-9.706×10-4 ,C(0,2)=-1.863×10-3 C(2,1)= 7.277×10-6 ,C(0,3)= 5.779×10-6 ,C(4,0)= 1.856×10-8 C(2,2)= 1.133×10-7 ,C(0,4)= 9.931×10-8 [Curved Surface Shape of Sixth Mirror (m6)] Radius of curvature (mm) = 47670.865 K = -6.434 × 10 4 C (0,1) = 2.113 × 10 −1 , C (2,0) =-9.706 × 10 -4 , C (0,2) =-1.863 × 10 -3 C (2,1) = 7.277 × 10 -6 , C (0,3) = 5.779 × 10 -6 , C (4,0) = 1.856 × 10 -8 C (2,2) = 1.133 × 10 -7 , C (0,4) = 9.931 × 10 -8
【0081】 [第5ミラー(m5)の曲面形状] 曲率半径(mm)=266.862 K=-9.462×10-1 C(0,1)=-1.537×10-2 ,C(2,0)=-1.508×10-4 ,C(0,2)=-1.841×10-4 C(2,1)= 7.947×10-8 ,C(0,3)= 2.548×10-7 ,C(4,0)= 5.091×10-9 C(2,2)= 9.101×10-9 ,C(0,4)= 3.779×10-9 [Curved Surface Shape of Fifth Mirror (m5)] Curvature Radius (mm) = 266.862 K = -9.462 × 10 −1 C (0,1) = − 1.537 × 10 −2 , C (2,0) = -1.508 × 10 -4 , C (0,2) =-1.841 × 10 -4 C (2,1) = 7.947 × 10 -8 , C (0,3) = 2.548 × 10 -7 , C (4, 0) = 5.091 × 10 -9 C (2,2) = 9.101 × 10 -9 , C (0,4) = 3.779 × 10 -9
【0082】 [第4ミラー(m4)の曲面形状] 曲率半径(mm)=511.833 K=-1.186×102 C(0,1)= 1.197×10-1 ,C(2,0)= 6.380×10-4 ,C(0,2)= 1.251×10-3 C(2,1)=-4.052×10-6 ,C(0,3)=-3.980×10-6 ,C(4,0)= 1.494×10-7 C(2,2)= 2.385×10-7 ,C(0,4)= 6.638×10-8 [Curved Surface Shape of Fourth Mirror (m4)] Curvature Radius (mm) = 511.833 K = −1.186 × 10 2 C (0,1) = 1.197 × 10 −1 , C (2,0) = 6.380 × 10 -4 , C (0,2) = 1.251 × 10 -3 C (2,1) =-4.052 × 10 -6 , C (0,3) =-3.980 × 10 -6 , C (4,0) = 1.494 × 10 -7 C (2,2) = 2.385 × 10 -7 , C (0,4) = 6.638 × 10 -8
【0083】 [第3ミラー(m3)の曲面形状] 曲率半径(mm)=0.000 K=-1.879×102 C(0,1)=-2.058 ,C(2,0)=-8.631×10-4 ,C(0,2)= 1.908×10-3 C(2,1)= 5.097×10-6 ,C(0,3)= 6.368×10-6 ,C(4,0)= 2.201×10-9 C(2,2)=-5.440×10-8 ,C(0,4)=-2.417×10-8 [Curved Surface Shape of Third Mirror (m3)] Curvature Radius (mm) = 0.000 K = −1.879 × 10 2 C (0,1) = − 2.058, C (2,0) = − 8.631 × 10 − 4 , C (0,2) = 1.908 × 10 -3 C (2,1) = 5.097 × 10 -6 , C (0,3) = 6.368 × 10 -6 , C (4,0) = 2.201 × 10 -9 C (2,2) =-5.440 × 10 -8 , C (0,4) =-2.417 × 10 -8
【0084】 《実施例7》 パネル表示面(I1)の大きさ(mm):13.283×7.472 スクリーン面(I2)の大きさ(mm):1106×622 画面長辺方向のFNO=3.1 画面短辺方向のFNO=3.1<< Embodiment 7 >> Size (mm) of panel display surface (I1): 13.283 × 7.472 Size (mm) of screen surface (I2): 1106 × 622 FNO in screen long side direction = 3.1 Screen short side FNO in direction = 3.1
【0085】[0085]
【表13】 [Table 13]
【0086】 [第6ミラー(m6)の曲面形状] 曲率半径(mm)=55105.558 K=-9.416×104 C(0,1)= 2.665×10-1 ,C(2,0)=-1.488×10-3 ,C(0,2)=-2.314×10-3 C(2,1)= 7.735×10-6 ,C(0,3)= 1.046×10-5 ,C(4,0)= 8.701×10-9 C(2,2)= 1.657×10-7 ,C(0,4)= 8.682×10-8 [Curved Surface Shape of Sixth Mirror (m6)] Curvature Radius (mm) = 55105.558 K = −9.416 × 10 4 C (0,1) = 2.665 × 10 −1 , C (2,0) = − 1.488 × 10 -3 , C (0,2) =-2.314 × 10 -3 C (2,1) = 7.735 × 10 -6 , C (0,3) = 1.046 × 10 -5 , C (4,0) = 8.701 × 10 -9 C (2,2) = 1.657 × 10 -7 , C (0,4) = 8.682 × 10 -8
【0087】 [第5ミラー(m5)の曲面形状] 曲率半径(mm)=266.893 K=5.482×10-1 C(0,1)= 3.794×10-4 ,C(2,0)=-1.355×10-4 ,C(0,2)=-1.900×10-4 C(2,1)= 3.553×10-7 ,C(0,3)= 6.314×10-7 ,C(4,0)=-5.225×10-9 C(2,2)=-1.127×10-8 ,C(0,4)=-6.737×10-9 [Curved Surface Shape of Fifth Mirror (m5)] Curvature Radius (mm) = 266.893 K = 5.482 × 10 −1 C (0,1) = 3.794 × 10 -4 , C (2,0) = − 1.355 × 10 -4 , C (0,2) =-1.900 × 10 -4 C (2,1) = 3.553 × 10 -7 , C (0,3) = 6.314 × 10 -7 , C (4,0) = -5.225 × 10 -9 C (2,2) =-1.127 × 10 -8 , C (0,4) =-6.737 × 10 -9
【0088】 [第4ミラー(m4)の曲面形状] 曲率半径(mm)=669.724 K=-3.507×102 C(0,1)= 9.594×10-2 ,C(2,0)= 9.897×10-4 ,C(0,2)= 1.845×10-3 C(2,1)=-3.058×10-6 ,C(0,3)=-6.449×10-6 ,C(4,0)= 2.237×10-7 C(2,2)= 4.923×10-7 ,C(0,4)= 1.248×10-7 [Curved Surface Shape of Fourth Mirror (m4)] Curvature Radius (mm) = 669.724 K = −3.507 × 10 2 C (0,1) = 9.594 × 10 −2 , C (2,0) = 9.897 × 10 -4 , C (0,2) = 1.845 × 10 -3 C (2,1) =-3.058 × 10 -6 , C (0,3) =-6.449 × 10 -6 , C (4,0) = 2.237 × 10 -7 C (2,2) = 4.923 × 10 -7 , C (0,4) = 1.248 × 10 -7
【0089】 [第3ミラー(m3)の曲面形状] 曲率半径(mm)=-1508.718 K=6.332×10 C(0,1)=-1.224 ,C(2,0)=-4.739×10-4 ,C(0,2)= 1.439×10-3 C(2,1)=-3.909×10-7 ,C(0,3)= 4.994×10-6 ,C(4,0)=-2.171×10-8 C(2,2)=-1.135×10-7 ,C(0,4)=-2.627×10-8 [Curved Surface Shape of Third Mirror (m3)] Curvature Radius (mm) =-1508.718 K = 6.332 × 10 C (0,1) = − 1.224, C (2,0) = − 4.739 × 10 −4 , C (0,2) = 1.439 × 10 -3 C (2,1) =-3.909 × 10 -7 , C (0,3) = 4.994 × 10 -6 , C (4,0) =-2.171 × 10 -8 C (2,2) =-1.135 × 10 -7 , C (0,4) =-2.627 × 10 -8
【0090】[0090]
【表14】 [Table 14]
【0091】次に、反射屈折光学系から成る投影光学系
(PS)の構成を、コンストラクションデータ,スポットダ
イアグラム等を挙げて、更に具体的に説明する。ここで
例として挙げる実施例8は、前述したタイプ1の第7の
実施の形態(図8)やタイプ2の第13の実施の形態(図
16)に用いられている投影光学系(PS)である。そし
て、図8や図16中に記されているサイズは、実施例8
の投影光学系(PS)を背面投影表示装置に適用したときの
ものである。この実施例8のパネル表示面(I1)からスク
リーン面(I2)までの投影光路全体を図46に示し、実施
例8の光学構成及び投影光路要部を図47に示す。Next, a projection optical system comprising a catadioptric optical system
The structure of (PS) will be described more specifically with reference to construction data, a spot diagram, and the like. The eighth embodiment described here as an example is a projection optical system (PS) used in the seventh embodiment of the type 1 (FIG. 8) and the thirteenth embodiment of the type 2 (FIG. 16). It is. The size described in FIG. 8 and FIG.
The projection optical system (PS) is applied to a rear projection display device. FIG. 46 shows the entire projection optical path from the panel display surface (I1) to the screen surface (I2) of the eighth embodiment, and FIG. 47 shows the optical configuration and a main part of the projection optical path of the eighth embodiment.
【0092】実施例8のコンストラクションデータにお
いて、si(i=1,2,3,...)は、縮小側のパネル表示面(I1)
及び拡大側のスクリーン面(I2)を含めた系において、縮
小側から数えてi番目の面であり、ri(i=1,2,3,...)は面
siの曲率半径(mm)である。また、di(i=1,2,3,...)は、
縮小側から数えてi番目の軸上面間隔(mm,偏心面間隔は
偏心データとして記載。)を示しており、Ni(i=1,2,
3,...),νi(i=1,2,3,...)は縮小側から数えてi番目の光
学素子のd線に対する屈折率(Nd),アッベ数(νd)をそれ
ぞれ示している。*印が付された面siは軸対称な非球面
であり、その面形状は面頂点を原点とする直交座標系
(x,y,z)を用いた以下の式(AS)で定義される。また、$印
が付された面siは自由曲面であり、その面形状は面頂点
を原点とする直交座標系(x,y,z)を用いた前記式(FS)で
定義される。非球面データ及び自由曲面データを他のデ
ータと併せて示す。In the construction data of the eighth embodiment, si (i = 1, 2, 3,...) Is the panel display surface (I1) on the reduction side.
In the system including the screen surface (I2) on the enlargement side and the screen surface (I2), the i-th surface counted from the reduction side, and ri (i = 1, 2, 3, ...) is the surface
This is the radius of curvature (mm) of si. Di (i = 1,2,3, ...)
The i-th shaft upper surface interval counted from the reduction side (mm, the eccentric surface interval is described as eccentricity data) is shown, and Ni (i = 1, 2,
3, ...) and νi (i = 1,2,3, ...) indicate the refractive index (Nd) and Abbe number (νd) for the d-line of the i-th optical element counted from the reduction side, respectively. ing. The surface si marked with * is an axisymmetric aspheric surface, and its surface shape is a rectangular coordinate system whose origin is the surface vertex.
It is defined by the following equation (AS) using (x, y, z). The surface si with a $ mark is a free-form surface, and its surface shape is defined by the above-described formula (FS) using an orthogonal coordinate system (x, y, z) with the surface vertex as the origin. Aspherical surface data and free-form surface data are shown together with other data.
【0093】 z=(c・h2)/[1+√{1-c2・h2}]+(A・h4+B・h6+C・h8+D・h10) …(AS) ただし、 z:高さhの位置での光軸方向の基準面からの変位量、 h:光軸に対して垂直な方向の高さ(h2=x2+y2)、 c:近軸曲率(=1/曲率半径)、 A,B,C,D:非球面係数、 である。Z = (c · h 2 ) / [1 + √ {1-c 2 · h 2 }] + (A · h 4 + B · h 6 + C · h 8 + D · h 10 )… ( AS) where z: displacement from the reference plane in the optical axis direction at the position of height h, h: height in the direction perpendicular to the optical axis (h 2 = x 2 + y 2 ), c: Paraxial curvature (= 1 / radius of curvature), A, B, C, D: aspheric coefficients.
【0094】縮小側直前に位置する面に対して偏心した
面については、偏心データを直交座標系(X,Y,Z)に基づ
いて示す。直交座標系(X,Y,Z)においては、パネル表示
面(s1)の中心位置を原点(0,0,0)とする面頂点座標(XDE,
YDE,ZDE)={X軸方向の平行偏心位置(mm),Y軸方向の平行
偏心位置(mm),Z軸方向の平行偏心位置(mm)}で、平行偏
心した面の位置を表すとともに、その面の面頂点を中心
とするX軸回りの回転角ADE(°)で、回転偏心位置(光路
図中、紙面に向かって反時計回りを正とする。)を表
す。光路図中、X軸方向は紙面に対して垂直方向であり
(紙面の裏面方向を正とする。)、Y軸方向はパネル表示
面(s1)と紙面とが交わる直線方向であり(光路図の上方
向を正とする。)、Z軸方向はパネル表示面(s1)の法線方
向である{スクリーン面(I2)側を正とする。}。For the plane eccentric to the plane located immediately before the reduction side, the eccentricity data is shown based on the rectangular coordinate system (X, Y, Z). In the rectangular coordinate system (X, Y, Z), the vertex coordinates of the plane (XDE, X), with the center position of the panel display surface (s1) as the origin (0, 0, 0)
YDE, ZDE) = {parallel eccentric position in the X-axis direction (mm), parallel eccentric position in the Y-axis direction (mm), parallel eccentric position in the Z-axis direction (mm)} The rotation angle ADE (°) about the X axis about the surface vertex of the surface indicates the rotational eccentric position (in the optical path diagram, the counterclockwise direction toward the paper surface is positive). In the optical path diagram, the X axis direction is perpendicular to the paper surface.
(The back side of the paper surface is assumed to be positive.) The Y-axis direction is a straight line direction where the panel display surface (s1) intersects the paper surface (the upper side of the optical path diagram is assumed to be positive), and the Z-axis direction is panel display. {The screen surface (I2) side, which is the normal direction of the surface (s1), is assumed to be positive. }.
【0095】実施例8の光学性能をスポットダイアグラ
ム(図48)と歪曲図(図49)でそれぞれ示す。スポット
ダイアグラムはスクリーン面(I2)での結像特性(mm)をd
線,g線及びc線の3波長について示しており、歪曲図
はパネル表示面(I1)での長方形状網目に対応するスクリ
ーン面(I2)での光線位置(mm)を示している。歪曲図中、
D1(実線)が実施例の歪曲格子であり、D0(点線)がアナモ
比を考慮した理想像点の格子(歪曲無し)である。なお、
X軸と同方向にx軸をとり、x軸に対して垂直で、かつ、
パネル表示面(I1)に対して平行な方向にy軸をとった場
合、物高はパネル表示面(I1)の画面中心を原点とする座
標(x,y)で表される。また、X軸と同方向にx'軸をとり、
x'軸に対して垂直で、かつ、スクリーン面(I2)に対して
平行な方向にy'軸をとった場合、像高はスクリーン面(I
2)の画面中心を原点とする座標(x',y')で表される。し
たがって、各歪曲図はx'-y'平面に対して垂直方向から
見たスクリーン面(I2)上での実際の像の歪曲状態(ただ
しx'の負側のみ)を示していることになる。The optical performance of Example 8 is shown by a spot diagram (FIG. 48) and a distortion diagram (FIG. 49). The spot diagram shows the imaging characteristics (mm) on the screen surface (I2) as d.
The three wavelengths of the line, the g-line and the c-line are shown, and the distortion diagram shows the ray position (mm) on the screen surface (I2) corresponding to the rectangular mesh on the panel display surface (I1). In the distortion diagram,
D1 (solid line) is a distorted lattice of the embodiment, and D0 (dotted line) is a lattice of ideal image points (without distortion) in consideration of the anamorphic ratio. In addition,
Take the x-axis in the same direction as the x-axis, perpendicular to the x-axis, and
When the y-axis is taken in a direction parallel to the panel display surface (I1), the object height is represented by coordinates (x, y) with the origin at the center of the screen of the panel display surface (I1). Also, take the x 'axis in the same direction as the X axis,
If the y 'axis is taken in a direction perpendicular to the x' axis and parallel to the screen plane (I2), the image height will be
It is expressed by coordinates (x ', y') with the screen center of 2) as the origin. Therefore, each distortion diagram shows the distortion state of the actual image on the screen surface (I2) viewed from the direction perpendicular to the x'-y 'plane (however, only the negative side of x'). .
【0096】 《実施例8》 [面] [曲率半径等][軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] パネル表示面(I1)… s1 r1= ∞ プリズムブロック(Pr)… s2 r2= ∞ XDE=0.000000,YDE=0.000000,ZDE=2.000000,ADE=8.231146 d2=25.000000 N1=1.516800 ν1=64.17 s3 r3= ∞ 第1屈折レンズ群(G1)… s4* r4= 46.70870 A=-0.143476×10-4,B=0.336127×10-7,C=-0.100793×10-9 D=0.169578×10-12 XDE=0.000000,YDE=-0.209423,ZDE=27.884859,ADE=2.863299 d4= 5.054112 N2=1.516800 ν2=64.17 s5 r5= -23.80876 第2屈折レンズ群(G2)… s6 r6= 17.16844 XDE=0.000000,YDE=-3.800929,ZDE=37.839776,ADE=-5.724528 d6= 8.214673 N3=1.754500 ν3=51.5700 s7 r7= -183.84669 d7= 0.437109 s8 r8= -36.61565 d8= 0.550000 N4=1.634801 ν4=31.1517 s9 r9= 11.51501 d9= 2.998133 s10 r10= -14.20564 d10=3.078071 N5=1.646976 ν5=30.1061 s11 r11= -36.35997 d11=7.611291 s12 r12= -97.19418 d12=1.254406 N6=1.754500 ν6=51.5700 s13 r13= -19.09051 d13=0.100000 絞り(ST)… s14 r14= ∞(絞り半径=5.528787) 自由曲面反射ミラー(R1)… s15$ r15=-515.18948 XDE=0.000000,YDE=-3.880643,ZDE=162.698182,ADE=40.395892 K=0.000000 C(0,1)= 4.5091×10-1 ,C(2,0)=-3.9754×10-4 ,C(0,2)=-4.3444×10-4 C(2,1)=-9.2883×10-6 ,C(0,3)=-8.9339×10-6 ,C(4,0)=-3.3775×10-8 C(2,2)=-6.0399×10-8 ,C(0,4)= 3.4705×10-8 ,C(4,1)= 2.9641×10-9 C(2,3)= 3.7180×10-9 ,C(0,5)= 2.9922×10-9 ,C(6,0)= 3.7758×10-11 C(4,2)= 8.4198×10-11,C(2,4)= 1.0632×10-10,C(0,6)= 2.4061×10-11 C(6,1)=-9.7584×10-13,C(4,3)= 1.2522×10-12,C(2,5)= 1.7911×10-12 C(0,7)=-6.4844×10-13,C(8,0)=-1.6691×10-14,C(6,2)=-1.7447×10-15 C(4,4)= 1.8389×10-14,C(2,6)= 1.7057×10-14,C(0,8)=-1.2407×10-14 自由曲面反射ミラー(R2)… s16$ r16=11790.68206 XDE=0.000000,YDE=-221.232416,ZDE=-1.216178,ADE=63.818350 K=0.000000 C(0,1)= 1.9367 ,C(2,0)=-2.5631×10-3 ,C(0,2)=-7.1973×10-3 C(2,1)= 9.2605×10-6 ,C(0,3)= 2.1326×10-4 ,C(4,0)= 8.9157×10-8 C(2,2)=-2.1518×10-6 ,C(0,4)=-6.9456×10-7 ,C(4,1)=-4.4593×10-9 C(2,3)= 5.9549×10-8 ,C(0,5)=-1.5015×10-7 ,C(6,0)=-4.7449×10-11 C(4,2)= 2.8377×10-10,C(2,4)=-9.6994×10-10,C(0,6)= 4.0579×10-9 C(6,1)=-4.8820×10-14,C(4,3)=-6.0060×10-12,C(2,5)= 8.4012×10-12 C(0,7)=-4.5581×10-11,C(8,0)= 1.1592×10-14,C(6,2)= 3.5666×10-15 C(4,4)= 4.7297×10-14,C(2,6)=-3.0020×10-14,C(0,8)= 1.9608×10-13 スクリーン面(I2)… s17 r17= ∞ XDE=0.000000,YDE=-791.632950,ZDE=1233.624811,ADE=17.190021<< Eighth Embodiment >> [Surface] [Radius of Curvature, etc.] [Space of Upper Surface of Shaft] [Refractive Index] [Abbe Number] Panel Display Surface (I1) s1 r1 = 1 Prism Block (Pr) s2 r2 = XDE = 0.000000, YDE = 0.000000, ZDE = 2.000000, ADE = 8.231146 d2 = 25.000000 N1 = 1.516800 ν1 = 64.17 s3 r3 = ∞ First refractive lens group (G1)… s4 * r4 = 46.70870 A = -0.143476 × 10 -4 , B = 0.336127 × 10 -7 , C = -0.100793 × 10 -9 D = 0.169578 × 10 -12 XDE = 0.000000, YDE = -0.209423, ZDE = 27.884859, ADE = 2.863299 d4 = 5.054112 N2 = 1.516800 ν2 = 64.17 s5 r5 = -23.80876 Second refractive lens group (G2) ... s6 r6 = 17.16844 XDE = 0.000000, YDE = -3.800929, ZDE = 37.839776, ADE = -5.724528 d6 = 8.214673 N3 = 1.754500 ν3 = 51.5700 s7 r7 = -183.84669 d7 = 0.437109 s8 r8 = -36.61565 d8 = 0.550000 N4 = 1.634801 ν4 = 31.1517 s9 r9 = 11.51501 d9 = 2.998133 s10 r10 = -14.20564 d10 = 3.078071 N5 = 1.646976 ν5 = 30.1061 s11 r11 = -36.35912 d12 = 12.1112.1297. = 1.254406 N6 = 1.754500 ν6 = 51.5700 s13 r13 = -19.09051 d13 = 0.100000 Aperture (ST) ... s14 r14 = ∞ (Aperture radius = 5.528787) Curved reflecting mirror (R1) ... s15 $ r15 = -515.18948 XDE = 0.000000, YDE = -3.880643, ZDE = 162.698182, ADE = 40.395892 K = 0.000000 C (0,1) = 4.5091 × 10 -1, C (2,0 ) =-3.9754 × 10 -4 , C (0,2) =-4.3444 × 10 -4 C (2,1) =-9.2883 × 10 -6 , C (0,3) =-8.9339 × 10 -6 , C (4,0) =-3.3775 × 10 -8 C (2,2) =-6.0399 × 10 -8 , C (0,4) = 3.4705 × 10 -8 , C (4,1) = 2.9641 × 10 -9 C (2,3) = 3.7180 × 10 -9 , C (0,5) = 2.9922 × 10 -9 , C (6,0) = 3.7758 × 10 -11 C (4,2) = 8.4198 × 10 -11 , C (2,4) = 1.0632 × 10 -10 , C (0,6) = 2.4061 × 10 -11 C (6,1) =-9.7584 × 10 -13 , C (4,3) = 1.2522 × 10 -12 , C (2,5) = 1.7911 × 10 -12 C (0,7) =-6.4844 × 10 -13 , C (8,0) =-1.6691 × 10 -14 , C (6,2 ) =-1.7447 × 10 -15 C (4,4) = 1.8389 × 10 -14 , C (2,6) = 1.7057 × 10 -14 , C (0,8) =-1.2407 × 10 -14 Free-form surface reflection Mirror (R2) ... s16 $ r16 = 11790.68206 XDE = 0.000000, YDE = -221.232416, ZDE = -1.216178, ADE = 63.818350 K = 0.000000 C (0,1) = 1.9367, C (2,0) =-2.5631 × 10 -3 , C (0,2) =-7.1973 × 10 -3 C (2,1) = 9.2605 × 10 -6 , C (0,3) = 2.1326 × 10 -4 , C (4,0) = 8.9157 × 10 -8 C (2,2) =-2.1518 × 10 -6 , C (0,4) =-6.9456 × 10 -7 , C (4,1) =-4.4593 × 10 -9 C (2,3 ) = 5.9549 × 10 -8 , C (0,5) =-1.5015 × 10 -7 , C (6,0) =-4.7449 × 10 -11 C (4,2) = 2.8377 × 10 -10 , C ( 2,4) = - 9.6994 × 10 -10 , C (0,6) = 4.0579 × 10 -9 C (6,1) = - 4.8820 × 10 -14, C (4,3) = - 6.0060 × 10 - 12 , C (2,5) = 8.4012 × 10 -12 C (0,7) =-4.5581 × 10 -11 , C (8,0) = 1.1592 × 10 -14 , C (6,2) = 3.5666 × 10 -15 C (4,4) = 4.7297 × 10 -14 , C (2,6) =-3.0020 × 10 -14 , C (0,8) = 1.9608 × 10 -13 Screen surface (I2)… s17 r17 = ∞ XDE = 0.000000, YDE = -791.632950, ZDE = 1233.624811, ADE = 17.190021
【0097】[0097]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、良
好な光学性能を保持しつつ薄型・コンパクト化を達成し
た背面投影表示装置を実現することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to realize a rear projection display device which achieves thinness and compactness while maintaining good optical performance.
【図1】タイプ1の平面ミラー系の基本構成を示す光学
構成図。FIG. 1 is an optical configuration diagram showing a basic configuration of a type 1 plane mirror system.
【図2】第1の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 2 is an optical configuration diagram showing the first embodiment.
【図3】第2の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 3 is an optical configuration diagram showing a second embodiment.
【図4】第3の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 4 is an optical configuration diagram showing a third embodiment.
【図5】第4の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 5 is an optical configuration diagram showing a fourth embodiment.
【図6】第5の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 6 is an optical configuration diagram showing a fifth embodiment.
【図7】第6の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 7 is an optical configuration diagram showing a sixth embodiment.
【図8】第7の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 8 is an optical configuration diagram showing a seventh embodiment.
【図9】タイプ1’の平面ミラー系の基本構成を示す光
学構成図。FIG. 9 is an optical configuration diagram showing a basic configuration of a type 1 ′ plane mirror system.
【図10】第8の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 10 is an optical configuration diagram showing an eighth embodiment.
【図11】タイプ2の平面ミラー系の基本構成を示す光
学構成図。FIG. 11 is an optical configuration diagram showing a basic configuration of a type 2 plane mirror system.
【図12】第9の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 12 is an optical configuration diagram showing a ninth embodiment.
【図13】第10の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 13 is an optical configuration diagram showing a tenth embodiment.
【図14】第11の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 14 is an optical configuration diagram showing an eleventh embodiment.
【図15】第12の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 15 is an optical configuration diagram showing a twelfth embodiment.
【図16】第13の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 16 is an optical configuration diagram showing a thirteenth embodiment.
【図17】タイプ2’の平面ミラー系の基本構成を示す
光学構成図。FIG. 17 is an optical configuration diagram showing a basic configuration of a type 2 ′ plane mirror system.
【図18】第14の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 18 is an optical configuration diagram showing a fourteenth embodiment.
【図19】タイプ3の平面ミラー系の基本構成を示す光
学構成図。FIG. 19 is an optical configuration diagram showing a basic configuration of a type 3 plane mirror system.
【図20】第15の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 20 is an optical configuration diagram showing a fifteenth embodiment.
【図21】第16の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 21 is an optical configuration diagram showing a sixteenth embodiment.
【図22】第17の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 22 is an optical configuration diagram showing a seventeenth embodiment.
【図23】第18の実施の形態を示す光学構成図。FIG. 23 is an optical configuration diagram showing an eighteenth embodiment.
【図24】第19の実施の形態(タイプ3’)を示す光学
構成図。FIG. 24 is an optical configuration diagram showing a nineteenth embodiment (type 3 ′).
【図25】実施例1を示す光学構成図。FIG. 25 is an optical configuration diagram showing the first embodiment.
【図26】実施例2を示す光学構成図。FIG. 26 is an optical configuration diagram showing a second embodiment.
【図27】実施例3を示す光学構成図。FIG. 27 is an optical configuration diagram showing a third embodiment.
【図28】実施例4を示す光学構成図。FIG. 28 is an optical configuration diagram showing a fourth embodiment.
【図29】実施例5を示す光学構成図。FIG. 29 is an optical configuration diagram showing a fifth embodiment.
【図30】実施例6を示す光学構成図。FIG. 30 is an optical configuration diagram showing a sixth embodiment.
【図31】実施例7を示す光学構成図。FIG. 31 is an optical configuration diagram showing a seventh embodiment.
【図32】実施例1のスポットダイアグラム。FIG. 32 is a spot diagram of Example 1.
【図33】実施例1の歪曲図。FIG. 33 is a distortion diagram of the first embodiment.
【図34】実施例2のスポットダイアグラム。FIG. 34 is a spot diagram of Example 2.
【図35】実施例2の歪曲図。FIG. 35 is a distortion diagram of the second embodiment.
【図36】実施例3のスポットダイアグラム。FIG. 36 is a spot diagram of Example 3.
【図37】実施例3の歪曲図。FIG. 37 is a distortion diagram of the third embodiment.
【図38】実施例4のスポットダイアグラム。FIG. 38 is a spot diagram of Example 4.
【図39】実施例4の歪曲図。FIG. 39 is a distortion diagram of the fourth embodiment.
【図40】実施例5のスポットダイアグラム。FIG. 40 is a spot diagram of Example 5.
【図41】実施例5の歪曲図。FIG. 41 is a distortion diagram of the fifth embodiment.
【図42】実施例6のスポットダイアグラム。FIG. 42 is a spot diagram of Example 6.
【図43】実施例6の歪曲図。FIG. 43 is a distortion diagram of the sixth embodiment.
【図44】実施例7のスポットダイアグラム。FIG. 44 is a spot diagram of Example 7.
【図45】実施例7の歪曲図。FIG. 45 is a distortion diagram of the seventh embodiment.
【図46】実施例8の投影光学系の光路図。FIG. 46 is an optical path diagram of a projection optical system according to an eighth embodiment.
【図47】実施例8の投影光学系の光学構成及び投影光
路要部を示す図。FIG. 47 is a diagram illustrating an optical configuration of a projection optical system and a main part of a projection optical path according to an eighth embodiment.
【図48】実施例8のスポットダイアグラム。FIG. 48 is a spot diagram of Example 8.
【図49】実施例8の歪曲図。FIG. 49 is a distortion diagram of the eighth embodiment.
I1 …パネル表示面 I2 …スクリーン面 ST …絞り位置(絞り) PS …投影光学系 MS …平面ミラー系 M1 …第1ミラー(第1平面反射面) M2 …第2ミラー(第2平面反射面) M3 …第3ミラー(第3平面反射面) m3 …第3ミラー(自由曲面反射面) m4 …第4ミラー(自由曲面反射面) m5 …第5ミラー(自由曲面反射面) m6 …第6ミラー(自由曲面反射面) R1 …自由曲面反射ミラー(自由曲面反射面) R2 …自由曲面反射ミラー(自由曲面反射面) I1 ... panel display surface I2 ... screen surface ST ... stop position (stop) PS ... projection optical system MS ... plane mirror system M1 ... first mirror (first plane reflection surface) M2 ... second mirror (second plane reflection surface) M3: Third mirror (third flat reflecting surface) m3: Third mirror (free curved reflecting surface) m4: Fourth mirror (free curved reflecting surface) m5: Fifth mirror (free curved reflecting surface) m6: sixth mirror (Free-form surface reflection surface) R1… Free-form surface reflection mirror (Free-form surface reflection surface) R2… Free-form surface reflection mirror (Free-form surface reflection surface)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金野 賢治 大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 Fターム(参考) 2H087 KA06 KA07 LA01 RA06 RA12 RA13 RA45 TA01 TA02 TA06 5C058 EA01 EA13 EA32 EA42 9A001 BB06 HH34 JJ71 KK16 KK63 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Kenji Kanno 2-3-113 Azuchicho, Chuo-ku, Osaka City International Building Minolta Co., Ltd. F-term (reference) 2H087 KA06 KA07 LA01 RA06 RA12 RA13 RA45 TA01 TA02 TA06 5C058 EA01 EA13 EA32 EA42 9A001 BB06 HH34 JJ71 KK16 KK63
Claims (6)
斜め投影する非軸対称な投影光学系と、その投影光学系
から前記スクリーン面までの光路を折り曲げる平面ミラ
ー系と、を備えた背面投影表示装置であって、 前記投影光学系が自由曲面反射面を少なくとも1面有
し、 前記平面ミラー系が、前記スクリーン面に対向する第1
平面反射面と、第2平面反射面と、の少なくとも2面の
平面反射面を有し、 前記投影光学系から射出した光束が、前記第2平面反射
面で反射され、更に前記第1平面反射面で反射された
後、前記投影光学系から前記第2平面反射面までの光路
を横切って前記スクリーン面に到達するように、前記投
影光学系及び平面ミラー系が配置されていることを特徴
とする背面投影表示装置。1. A rear projection system comprising: a non-axially symmetric projection optical system for obliquely projecting an image on a panel display surface onto a screen surface; and a plane mirror system for bending an optical path from the projection optical system to the screen surface. A display device, wherein the projection optical system has at least one free-form surface reflection surface, and the plane mirror system has a first surface facing the screen surface.
A plane reflecting surface having at least two plane reflecting surfaces; a light beam emitted from the projection optical system is reflected by the second plane reflecting surface; The projection optical system and the plane mirror system are arranged such that, after being reflected by a surface, the projection optical system crosses an optical path from the projection optical system to the second plane reflection surface and reaches the screen surface. Rear projection display device.
中心を通り前記スクリーン面の画面中心に到達する光線
を画面中心光線とし、前記パネル表示面の画面最周辺か
ら絞りの中心を通り前記スクリーン面の画面最周辺に到
達する光線を画面周辺光線とするとき、以下の条件式を
満足することを特徴とする請求項1記載の背面投影表示
装置; S1>D/cosαu+D・(tanαl−tanαu)+H D>2・E・tan{(αl−αu)/2} ただし、 αu=tan-1{(S1・sinα−H/2)/(S1・cosα)} αl=tan-1{(S1・sinα+H/2)/(S1・cosα)} E=0.8・(S1−1.5・D/cosα) S1:投影光学系の射出瞳位置又は投影光学系の最終面
からスクリーン面までの画面中心光線の光学距離、 D:第1平面反射面からスクリーン面までの画面中心光
線の光学距離における、スクリーン面に対して垂直方向
の成分、 H:スクリーン面の法線と画面中心光線とが成す平面に
対して平行方向のスクリーン面の大きさ、 α:スクリーン面に対する画面中心光線の入射角度、 αu:スクリーン面の画面上辺中央に到達する画面周辺
光線のスクリーン面に対する入射角度、 αl:スクリーン面の画面下辺中央に到達する画面周辺
光線のスクリーン面に対する入射角度、 である。2. A screen center ray is defined as a light ray that reaches the center of the screen of the screen surface from the center of the screen of the panel display surface and reaches the center of the screen of the screen surface. 2. The rear projection display device according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied when a light ray reaching the outermost periphery of the screen of the surface is defined as a peripheral light ray of the screen: S1> D / cosαu + D · (tanαl-tanαu). + HD> 2 · E · tan {(αl−αu) / 2} where αu = tan −1 {(S1 · sinα−H / 2) / (S1 · cosα)} αl = tan −1 {(S1 · sinα + H / 2) / (S1 · cosα)} E = 0.8 · (S1−1.5 · D / cosα) S1: The exit pupil position of the projection optical system or the optics of the center ray of the screen from the final surface of the projection optical system to the screen surface. Distance, D: at the screen surface at the optical distance of the center ray of the screen from the first plane reflecting surface to the screen surface H: the size of the screen surface in the direction parallel to the plane defined by the screen surface normal and the screen center ray, α: the incident angle of the screen center ray with respect to the screen surface, αu: the screen surface Is the incident angle of the screen marginal ray reaching the center of the upper side of the screen with respect to the screen surface, and αl is the incident angle of the screen marginal ray reaching the center of the lower side of the screen with respect to the screen plane.
斜め投影する非軸対称な投影光学系と、その投影光学系
から前記スクリーン面までの光路を折り曲げる平面ミラ
ー系と、を備えた背面投影表示装置であって、 前記投影光学系が自由曲面反射面を少なくとも1面有
し、 前記平面ミラー系が、前記スクリーン面に対向する第1
平面反射面と、前記スクリーン面と略平行にスクリーン
面の近くに位置する第2平面反射面と、の少なくとも2
面の平面反射面を有し、 前記投影光学系から射出した光束が、前記第2平面反射
面で反射され、更に前記第1平面反射面で反射された
後、前記スクリーン面に到達するように、前記投影光学
系及び平面ミラー系が配置されており、 前記パネル表示面の画面中心から絞りの中心を通り前記
スクリーン面の画面中心に到達する光線を画面中心光線
とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする
背面投影表示装置; α>45° D<H/2 ただし、 α:スクリーン面に対する画面中心光線の入射角度、 D:第1平面反射面からスクリーン面までの画面中心光
線の光学距離における、スクリーン面に対して垂直方向
の成分、 H:スクリーン面の法線と画面中心光線とが成す平面に
対して平行方向のスクリーン面の大きさ、 である。3. A rear projection system comprising: a non-axisymmetric projection optical system for obliquely projecting an image on a panel display surface onto a screen surface; and a plane mirror system for bending an optical path from the projection optical system to the screen surface. A display device, wherein the projection optical system has at least one free-form surface reflection surface, and the plane mirror system has a first surface facing the screen surface.
At least two of a planar reflective surface and a second planar reflective surface positioned near the screen surface substantially parallel to the screen surface.
Having a plane reflecting surface, so that a light beam emitted from the projection optical system is reflected by the second plane reflecting surface, further reflected by the first plane reflecting surface, and then reaches the screen surface. Wherein the projection optical system and the plane mirror system are arranged, and a ray reaching the center of the screen of the screen surface from the center of the screen of the panel display surface through the center of the aperture is defined as a center ray of the screen. Α> 45 ° D <H / 2, where α is the incident angle of the screen center ray with respect to the screen surface, and D is the screen center from the first plane reflecting surface to the screen surface. H: the size of the screen surface in the direction parallel to the plane formed by the normal line of the screen surface and the central ray of the screen, in the component perpendicular to the screen surface in the optical distance of the light beam.
の中心を通り前記スクリーン面の画面最周辺に到達する
光線を画面周辺光線とするとき、更に以下の条件式を満
足することを特徴とする請求項3記載の背面投影表示装
置; S1>2・D/cosα 2・D・tanαl>H ただし、 αl=tan-1{(S1・sinα+H/2)/(S1・cosα)} αl:スクリーン面の画面下辺中央に到達する画面周辺
光線のスクリーン面に対する入射角度、 S1:投影光学系の射出瞳位置又は投影光学系の最終面
からスクリーン面までの画面中心光線の光学距離、 である。4. A light beam that passes from the outermost periphery of the screen of the panel display surface to the outermost periphery of the screen of the screen surface through the center of the aperture is defined as a peripheral light of the screen, and further satisfies the following conditional expression. 4. The rear projection display device according to claim 3, wherein S1> 2 · D / cos α 2 · D · tanαl> H, where α1 = tan -1 {(S1 · sinα + H / 2) / (S1 · cosα)} α1: screen S1 is the angle of incidence of the peripheral light of the screen reaching the center of the lower side of the screen with respect to the screen, S1: the exit pupil position of the projection optical system or the optical distance of the center light of the screen from the final plane of the projection optical system to the screen.
斜め投影する非軸対称な投影光学系と、その投影光学系
から前記スクリーン面までの光路を折り曲げる平面ミラ
ー系と、を備えた背面投影表示装置であって、 前記投影光学系が自由曲面反射面を少なくとも1面有
し、 前記平面ミラー系が、前記スクリーン面に対向する第1
平面反射面と、第2平面反射面と、の少なくとも2面の
平面反射面を有し、 前記投影光学系から射出した光束が、前記第1平面反射
面で反射され、更に前記第2平面反射面で反射された
後、前記スクリーン面に到達するように、前記投影光学
系及び平面ミラー系が配置されていることを特徴とする
背面投影表示装置。5. A rear projection system comprising: a non-axisymmetric projection optical system for obliquely projecting an image on a panel display surface onto a screen surface; and a plane mirror system for bending an optical path from the projection optical system to the screen surface. A display device, wherein the projection optical system has at least one free-form surface reflection surface, and the plane mirror system has a first surface facing the screen surface.
The light source has at least two planar reflecting surfaces, a planar reflecting surface and a second planar reflecting surface, and a light beam emitted from the projection optical system is reflected by the first planar reflecting surface; The rear projection display device, wherein the projection optical system and the plane mirror system are arranged so as to reach the screen surface after being reflected by a surface.
中心を通り前記スクリーン面の画面中心に到達する光線
を画面中心光線とし、前記パネル表示面の画面最周辺か
ら絞りの中心を通り前記スクリーン面の画面最周辺に到
達する光線を画面周辺光線とするとき、以下の条件式を
満足することを特徴とする請求項5記載の背面投影表示
装置; S1>D/cosα D・tanαl>H ただし、 αl=tan-1{(S1・sinα+H/2)/(S1・cosα)} S1:投影光学系の射出瞳位置又は投影光学系の最終面
からスクリーン面までの画面中心光線の光学距離、 D:第1平面反射面からスクリーン面までの画面中心光
線の光学距離における、スクリーン面に対して垂直方向
の成分、 H:スクリーン面の法線と画面中心光線とが成す平面に
対して平行方向のスクリーン面の大きさ、 α:スクリーン面に対する画面中心光線の入射角度、 αl:スクリーン面の画面下辺中央に到達する画面周辺
光線のスクリーン面に対する入射角度、 である。6. A screen center ray is defined as a light ray that reaches the center of the screen of the screen surface from the center of the screen on the panel display surface and reaches the center of the screen of the screen. The rear projection display device according to claim 5, wherein the following conditional expression is satisfied when a light ray reaching the outermost periphery of the screen is defined as a screen peripheral light ray: S1> D / cosα D · tanαl> H Α1 = tan −1 {(S1 · sinα + H / 2) / (S1 · cosα)} S1: The exit pupil position of the projection optical system or the optical distance of the center ray of the screen from the final surface of the projection optical system to the screen surface, D : A component in the direction perpendicular to the screen surface in the optical distance of the screen center ray from the first plane reflecting surface to the screen surface, H: in the direction parallel to the plane formed by the screen surface normal and the screen center ray Screen surface The size, α: the incident angle of the screen center ray to the screen surface, αl: the incident angle of the screen peripheral ray reaching the center of the lower side of the screen surface to the screen surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000052118A JP2001235681A (en) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | Back projection display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000052118A JP2001235681A (en) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | Back projection display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001235681A true JP2001235681A (en) | 2001-08-31 |
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ID=18573685
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| JP2000052118A Pending JP2001235681A (en) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | Back projection display device |
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| JP (1) | JP2001235681A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007094405A (en) * | 2005-09-26 | 2007-04-12 | Samsung Electronics Co Ltd | Projection type image display device |
| JP2007212750A (en) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Ricoh Co Ltd | Image enlarging optical system and image display device |
| JP2007212748A (en) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Ricoh Co Ltd | Optical system and image display device |
| US7315423B2 (en) | 2005-03-25 | 2008-01-01 | Fujinon Corporation | Zoom lens including four lens groups |
| US7549755B2 (en) | 2005-02-28 | 2009-06-23 | Fujinon Corporation | Projection optical system and projection display device using the same |
| US7591560B2 (en) | 2004-12-28 | 2009-09-22 | Fujinon Corporation | Reflection optical system and projection display apparatus using the same |
| JP2010044430A (en) * | 2009-11-25 | 2010-02-25 | Ricoh Co Ltd | Optical system and image display |
-
2000
- 2000-02-23 JP JP2000052118A patent/JP2001235681A/en active Pending
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| US7591560B2 (en) | 2004-12-28 | 2009-09-22 | Fujinon Corporation | Reflection optical system and projection display apparatus using the same |
| US7549755B2 (en) | 2005-02-28 | 2009-06-23 | Fujinon Corporation | Projection optical system and projection display device using the same |
| US7315423B2 (en) | 2005-03-25 | 2008-01-01 | Fujinon Corporation | Zoom lens including four lens groups |
| JP2007094405A (en) * | 2005-09-26 | 2007-04-12 | Samsung Electronics Co Ltd | Projection type image display device |
| JP2007212750A (en) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Ricoh Co Ltd | Image enlarging optical system and image display device |
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| JP2010044430A (en) * | 2009-11-25 | 2010-02-25 | Ricoh Co Ltd | Optical system and image display |
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