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JP2010072128A - Rear projector - Google Patents

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JP2010072128A
JP2010072128A JP2008237290A JP2008237290A JP2010072128A JP 2010072128 A JP2010072128 A JP 2010072128A JP 2008237290 A JP2008237290 A JP 2008237290A JP 2008237290 A JP2008237290 A JP 2008237290A JP 2010072128 A JP2010072128 A JP 2010072128A
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JP
Japan
Prior art keywords
screen
optical system
reflecting surface
reference axis
rear projector
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008237290A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Hatakeyama
弘至 畠山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Abstract

【課題】リアプロジェクタにおいて、薄型化と袴部の小型化を実現する。
【解決手段】リアプロジェクタは、空間光変調素子LCからの光をスクリーンSCの背面に投射する投射光学系を有する。投射光学系は、第1の断面におけるスクリーンに沿った方向での一端側の領域にそれぞれ配置された、空間光変調素子LCからの光が入射する第1の光学系Cと、第1の光学系からの光を反射する第1の反射面MUと、第1の反射面からの光が入射する第2の光学系Rとを有し、さらにスクリーンに沿った方向での他端側の領域にスクリーンの法線に対して傾いて配置され、第2の光学系からの光をスクリーンに対して斜めに入射させる第2の反射面MRを有する。
5°≦θ≦25°,0.2≦L/L≦0.9,0.8≦L/S≦1.2,0.45≦L/S≦0.6,−0.8L/L≦1−2sinθ/tanθ≦0.5L/Lを満足する。
【選択図】図1
In a rear projector, it is possible to reduce the thickness and the size of a collar.
A rear projector includes a projection optical system that projects light from a spatial light modulation element LC onto a back surface of a screen SC. The projection optical system includes a first optical system C that receives light from the spatial light modulation element LC and is disposed in a region on one end side in the direction along the screen in the first cross section. A first reflection surface MU that reflects light from the system, and a second optical system R on which light from the first reflection surface is incident, and a region on the other end side in the direction along the screen The second reflecting surface MR is disposed so as to be inclined with respect to the normal line of the screen and allows the light from the second optical system to enter the screen obliquely.
5 ° ≦ θ S ≦ 25 °, 0.2 ≦ L 1 / L 2 ≦ 0.9, 0.8 ≦ L P / S Y ≦ 1.2, 0.45 ≦ L R / S Y ≦ 0.6 satisfies the -0.8L P / L R ≦ 1-2sinθ R / tanθ S ≦ 0.5L P / L R.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、筐体の前面に配置されたスクリーンに、その背面側から斜めに画像を投射するリアプロジェクタに関する。   The present invention relates to a rear projector that projects an image obliquely from the back side of a screen disposed on the front surface of a housing.

上記のようなリアプロジェクタは、液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)等の空間光変調素子で変調された光(画像光)を、投射光学系を介してスクリーンの背面に斜めから投射することで、前面側から鑑賞可能に画像を表示する。   The rear projector as described above projects light (image light) modulated by a spatial light modulation element such as a liquid crystal panel or a digital micromirror device (DMD) obliquely onto the back of the screen via a projection optical system. The image is displayed so that it can be viewed from the front side.

このような斜め投射用の投射光学系としては、特許文献1にて開示されているように、基準軸光線の光路が回転非対称な反射面で折り曲げられるオフアキシャル光学系(非共軸光学系)として構成されたものがある。   As such a projection optical system for oblique projection, as disclosed in Patent Document 1, an off-axial optical system (non-coaxial optical system) in which the optical path of the reference axis light beam is bent by a rotationally asymmetric reflecting surface. There is something configured as.

リアプロジェクタにおいては、大画面でありながら装置の薄型化が求められている。特許文献2にて開示されたリアプロジェクタでは、複数のレンズにより構成される結像光学系と曲面反射面との間に屈曲用の平面反射面を配置し、結像光学系をスクリーンに平行な方向に配置することで投射光学系、つまりは装置を薄型化している。   A rear projector is required to have a thin apparatus while having a large screen. In the rear projector disclosed in Patent Document 2, a planar reflecting surface for bending is disposed between an imaging optical system composed of a plurality of lenses and a curved reflecting surface, and the imaging optical system is parallel to the screen. By arranging in the direction, the projection optical system, that is, the apparatus is thinned.

さらに、リアプロジェクタにおいては、スクリーンよりも下側の部分(以下、袴部という)の小型化も求められている。   Further, in the rear projector, there is a demand for downsizing a portion below the screen (hereinafter referred to as a collar).

特許文献3にて開示されたリアプロジェクタでは、装置内部におけるスクリーンの背面側の下部スペースに投射光学系を配置している。そして、投射光学系から射出した光束を、装置内部におけるスクリーンの背面側の上部スペースに配置した平面反射面で反射させてスクリーンの背面に傾めから投射する。このような構成によれば、平面反射面からスクリーンの背面に向けて急な入射角度で光束を入射させることができる。つまり、下部スペースに光束が通らない領域を作り、この領域に投射光学系を配置することができる。これにより、装置の薄型化と袴部の高さの削減とを同時に実現できる。   In the rear projector disclosed in Patent Document 3, a projection optical system is arranged in a lower space on the back side of the screen inside the apparatus. Then, the light beam emitted from the projection optical system is reflected by a plane reflecting surface arranged in the upper space on the back side of the screen inside the apparatus, and is projected from the tilt on the back side of the screen. According to such a configuration, the light beam can be incident at a steep incident angle from the plane reflecting surface toward the back surface of the screen. That is, it is possible to create a region through which the light beam does not pass in the lower space and arrange the projection optical system in this region. Thereby, thickness reduction of an apparatus and reduction of the height of a collar part are simultaneously realizable.

特許文献3のリアプロジェクタと同様に、装置内部の下部スペースに投射光学系の一部を配置し、上部スペースに平面反射面を配置してスクリーンの背面に斜め投射を行うリアプロジェクタとしては、特許文献4〜7にも開示されている。   As with the rear projector of Patent Document 3, as a rear projector that arranges a part of the projection optical system in the lower space inside the apparatus, arranges a plane reflecting surface in the upper space, and obliquely projects on the back of the screen, Documents 4-7 are also disclosed.

特許文献4にて開示されたリアプロジェクタでは、上部スペースにおいて平面反射面をスクリーンに対して垂直に配置している。特許文献5にて開示されたリアプロジェクタでは、上部スペースに配置した平面反射面と筐体の背面に配置した平面反射面とを用いて光路を折り畳みながら画像光をスクリーンに斜め投射する。   In the rear projector disclosed in Patent Document 4, the planar reflecting surface is arranged perpendicular to the screen in the upper space. In the rear projector disclosed in Patent Document 5, image light is obliquely projected onto a screen while folding an optical path using a plane reflection surface arranged in an upper space and a plane reflection surface arranged on the back surface of a housing.

特許文献6にて開示されたリアプロジェクタでは、4枚の曲面反射面により形成される光路中に収差補正を補うための屈折素子を配置し、上部スペースに配置した平面反射面を介してスクリーンに画像光を斜め投射する。   In the rear projector disclosed in Patent Document 6, a refractive element for compensating aberration correction is arranged in an optical path formed by four curved reflecting surfaces, and the screen is passed through a plane reflecting surface arranged in an upper space. Projects image light at an angle.

特許文献7にて開示されたリアプロジェクタでは、特許文献2のリアプロジェクタと同様に、屈折系としての第1の結像系と凹形状の非球面反射面との間に屈曲用の平面反射面を配置して装置の薄型化を図っている。そして、非球面反射面を介して上部スペースに配置した平面反射面に画像光を導き、スクリーンに斜め投射する。
特開2001−255462号公報 特開2001−264632号公報 特開2005−84576号公報 特許第3813973号 特開2001−222063号公報 特開2006−178406号公報 特開2006−235516号公報
In the rear projector disclosed in Patent Document 7, as in the rear projector of Patent Document 2, a planar reflecting surface for bending is provided between the first imaging system as a refractive system and the concave aspheric reflecting surface. To reduce the thickness of the device. Then, the image light is guided to the plane reflecting surface disposed in the upper space via the aspheric reflecting surface and obliquely projected onto the screen.
JP 2001-255462 A JP 2001-264632 A JP 2005-84576 A Japanese Patent No. 3813973 JP 2001-222063 A JP 2006-178406 A JP 2006-235516 A

特許文献3,5,6にて開示されたリアプロジェクタでは、画像光のスクリーンへの入射角をより急にすると、上部スペースに配置された平面反射面を奥行き方向(スクリーンの法線方向)に薄くすることができるため、装置の薄型化が実現できる。しかしながら、これら特許文献3,5,6にて開示されたリアプロジェクタでは、装置の下部スペースに配置された投射光学系の一部が奥行き方向に厚いため、装置上部を薄型化することができても装置下部の薄型化を実現することが難しい。   In the rear projectors disclosed in Patent Documents 3, 5, and 6, when the incident angle of the image light to the screen is made steeper, the planar reflecting surface arranged in the upper space is in the depth direction (normal direction of the screen). Since the thickness can be reduced, the apparatus can be thinned. However, in the rear projectors disclosed in these Patent Documents 3, 5, and 6, a part of the projection optical system disposed in the lower space of the apparatus is thick in the depth direction, so that the upper part of the apparatus can be thinned. However, it is difficult to reduce the thickness of the lower part of the apparatus.

ちなみに、特許文献3,5,6にて開示されたリアプロジェクタでは、空間光変調素子の中心と絞りの中心を通る光線の経路を基準軸とするとき、該基準軸とスクリーンとのなす角度(以下、スクリーン入射角という)は25度から30度程度となっている。   Incidentally, in the rear projectors disclosed in Patent Documents 3, 5, and 6, when the path of the light beam passing through the center of the spatial light modulator and the center of the stop is used as a reference axis, the angle formed by the reference axis and the screen ( Hereinafter, the screen incident angle) is about 25 to 30 degrees.

また、特許文献5にて開示されたリアプロジェクタでは、上部の平面反射面に加えて背面の平面反射面をも用いているため、投射光路長の割に装置の薄型化が実現されているものの、装置におけるスクリーンの上端よりも上側の部分が大きくなってしまっている。   In addition, the rear projector disclosed in Patent Document 5 uses the back plane reflecting surface in addition to the top plane reflecting surface, so that the device is thinned for the projection optical path length. The upper part of the screen is larger than the upper end of the screen.

また、特許文献4にて開示されたリアプロジェクタでは、上部の平面反射面がスクリーンに対して垂直に配置されているため、投射光学系の一部から上部の平面反射面に射出する基準軸の傾きはスクリーン入射角で決まってしまう。このため、投射光学系の位置が装置の背面方向になり、上部の平面反射面の奥行きに比べて厚い装置となってしまっている。   In the rear projector disclosed in Patent Document 4, since the upper planar reflection surface is arranged perpendicular to the screen, the reference axis emitted from a part of the projection optical system to the upper planar reflection surface is used. The tilt is determined by the screen incident angle. For this reason, the position of the projection optical system is in the rear direction of the apparatus, and the apparatus is thicker than the depth of the upper planar reflecting surface.

特許文献7にて開示されたリアプロジェクタでは、屈曲用平面反射面を用いて投射光学系の薄型化を行っているものの、屈曲用平面反射面と凹面反射面との間の間隔が大きいため、投射光学系は実質的に薄型化できていない。また、凹面反射面と上部平面反射面との間に射出瞳(スクリーン上端及び下端にそれぞれ入射する主光線の交点)を有するが、射出瞳が該2つの反射面の中間近傍に位置するため、該2つの反射面のサイズがほぼ等しくなり、投射光学系の薄型化の妨げとなっている。このため、スクリーン入射角を17度程度にして上部の平面反射面を奥行き方向に薄くできているにもかかわらず、装置全体としては薄型化できていない。   In the rear projector disclosed in Patent Document 7, although the projection optical system is thinned using the bending plane reflection surface, the gap between the bending plane reflection surface and the concave reflection surface is large. The projection optical system is not substantially thinned. In addition, there is an exit pupil (intersection of principal rays incident on the upper and lower ends of the screen) between the concave reflecting surface and the upper planar reflecting surface, but the exit pupil is located near the middle of the two reflecting surfaces, The two reflecting surfaces are almost equal in size, which hinders the thinning of the projection optical system. For this reason, although the screen incident angle is set to about 17 degrees and the upper planar reflection surface can be thinned in the depth direction, the overall apparatus cannot be thinned.

スクリーン入射角が小さくなると、特許文献4にて開示されているような反射型のフレネルスクリーンを使用する必要が生ずる。しかし、観察者側においてスクリーンに垂直な方向に光を射出させるためには、スクリーン入射角が小さくなるに伴ってフレネル面の頂角を小さくする必要があり、加工が難しくなる。   When the screen incident angle becomes small, it becomes necessary to use a reflective Fresnel screen as disclosed in Patent Document 4. However, in order to emit light in a direction perpendicular to the screen on the observer side, it is necessary to reduce the apex angle of the Fresnel surface as the screen incident angle decreases, which makes processing difficult.

本発明は、装置の薄型化及び袴部の小型化を実現できるようにしたリアプロジェクタを提供する。   The present invention provides a rear projector capable of realizing a thinner device and a smaller buttocks.

本発明の一側面としてのリアプロジェクタは、筐体の前面にスクリーンを有し、筐体の内部に、光を変調する空間光変調素子と、空間光変調素子からの光をスクリーンの背面に投射する投射光学系とを有する。   A rear projector according to one aspect of the present invention has a screen on the front surface of a housing, and projects a spatial light modulation element that modulates light inside the housing and light from the spatial light modulation device to the back surface of the screen. A projection optical system.

空間光変調素子の中心と投射光学系に含まれる絞りの中心を通る中心主光線が辿る経路を基準軸とし、該基準軸のうちスクリーンに入射する最終基準軸部分とスクリーンの法線とを含む断面を第1の断面とする。このとき、投射光学系は、筐体の内部のうち第1の断面におけるスクリーンに沿った方向での一端側の領域にそれぞれ配置された、空間光変調素子からの光が入射する、少なくとも1つのレンズにより構成された第1の光学系と、該第1の光学系からの光を反射する第1の反射面と、少なくとも1つの曲面反射面により構成され、第1の反射面からの光が入射する第2の光学系とを有する。さらに、投射光学系は、筐体の内部のうち第1の断面におけるスクリーンに沿った方向での他端側の領域にスクリーンの法線に対して傾いて配置され、第2の光学系からの光をスクリーンに対して斜めに入射させる第2の反射面を有する。そして、以下の条件を満足することを特徴とする。   A path followed by a central principal ray passing through the center of the spatial light modulation element and the center of the stop included in the projection optical system is used as a reference axis, and the final reference axis part incident on the screen and the normal line of the reference axis are included. The cross section is the first cross section. At this time, the projection optical system has at least one light incident from a spatial light modulation element disposed in an area on one end side in the direction along the screen in the first cross section in the housing. A first optical system configured by a lens, a first reflective surface that reflects light from the first optical system, and at least one curved reflective surface, and light from the first reflective surface is And an incident second optical system. Further, the projection optical system is disposed in a region on the other end side in the direction along the screen in the first cross section in the inside of the housing, and is inclined with respect to the normal line of the screen, A second reflecting surface that allows light to enter the screen obliquely is provided. And it is characterized by satisfying the following conditions.


5°≦θ≦25°
0.2≦L/L≦0.9
0.8≦L/S≦1.2
0.45≦L/S≦0.6
−0.8L/L≦1−2sinθ/tanθ≦0.5L/L

ただし、第1の断面において、θは第2の反射面からスクリーンに入射する最終基準軸部分とスクリーンとのなす角度の絶対値であり、θはスクリーンの法線に対する第2の反射面の傾き角の絶対値であり、Lは第1の反射面と基準軸との交点から第2の光学系における少なくとも1つの曲面反射面のうち最もスクリーンから離れた位置に配置された曲面反射面と基準軸との交点までのスクリーンの法線に沿った距離である。Lは第2の反射面の前記スクリーンの法線に沿った長さであり、Lは第2の光学系における少なくとも1つの曲面反射面のうち基準軸に沿って最も第2の反射面に近い最終曲面反射面から第2の反射面までの基準軸に沿った距離である。Lは第2の反射面からスクリーンまでの最終基準軸部分に沿った距離であり、Sはスクリーンの長さである。

5 ° ≦ θ S ≦ 25 °
0.2 ≦ L 1 / L 2 ≦ 0.9
0.8 ≦ L P / S Y ≦ 1.2
0.45 ≦ L R / S Y ≦ 0.6
−0.8 L P / L R ≦ 1-2 sin θ R / tan θ S ≦ 0.5 L P / LR

However, in the first cross section, θ S is the absolute value of the angle formed between the screen and the final reference axis portion incident on the screen from the second reflecting surface, and θ R is the second reflecting surface with respect to the normal line of the screen. Is an absolute value of the inclination angle, and L 1 is a curved surface reflection disposed at a position farthest from the screen among at least one curved surface reflection surface in the second optical system from the intersection of the first reflection surface and the reference axis. The distance along the screen normal to the intersection of the surface and the reference axis. L 2 is the length of the second reflecting surface along the normal of the screen, and L P is the second reflecting surface along the reference axis among at least one curved reflecting surface in the second optical system. Is the distance along the reference axis from the final curved reflecting surface close to the second reflecting surface. LR is the distance along the final reference axis portion from the second reflecting surface to the screen, and SY is the length of the screen.

本発明によれば、投射光学系を構成する各面の配置、投射距離、第2の反射面の設置角度及びスクリーン入射角等を適切に設定することができるため、装置の薄型化及び袴部の小型化を実現することができる。   According to the present invention, the arrangement of each surface constituting the projection optical system, the projection distance, the installation angle of the second reflecting surface, the screen incident angle, and the like can be appropriately set. Downsizing can be realized.

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、具体的な実施例の説明に先立って、図18及び図19を用いて各実施例に共通する構成について説明する。   First, prior to description of specific embodiments, a configuration common to each embodiment will be described with reference to FIGS. 18 and 19.

本発明の実施例であるリアプロジェクタは、筐体Bを有し、該筐体Bの前面に被投射面としてのスクリーンSCが配置されている。   A rear projector according to an embodiment of the present invention has a housing B, and a screen SC as a projection surface is disposed on the front surface of the housing B.

また、筐体Bの内部には、光を変調する空間光変調素子(図18及び図19には示さず)と、空間光変調素子からの光をスクリーンSCの背面に投射する投射光学系P,MRとが配置されている。   Further, inside the housing B, a spatial light modulation element (not shown in FIGS. 18 and 19) that modulates light, and a projection optical system P that projects light from the spatial light modulation element onto the back surface of the screen SC. , MR are arranged.

ここで実施例では、空間光変調素子の中心と投射光学系に含まれる絞りの中心を通る中心主光線又は基準軸光線が辿る経路を基準軸とする。そして、該基準軸のうち(後述する第2の反射面から)スクリーンSCに入射(到達)する最終基準軸部分とスクリーンSCの法線とを含む断面を第1の断面とする。以下の説明において、スクリーンSCの法線をスクリーン法線といい、該スクリーン法線が延びる方向(背面方向)をスクリーン法線方向という。   Here, in the embodiment, a path followed by the central principal ray or the reference axis ray passing through the center of the spatial light modulator and the center of the stop included in the projection optical system is set as the reference axis. A section including the final reference axis portion incident (arrived) on the screen SC (from a second reflecting surface described later) and the normal line of the screen SC is defined as the first section. In the following description, the normal line of the screen SC is referred to as a screen normal line, and the direction in which the screen normal extends (back direction) is referred to as a screen normal line direction.

投射光学系は、下部投射光学系Pと第2の反射面MRとを含む。下部投射光学系Pは、筐体Bの内部のうち第1の断面におけるスクリーンSCに沿った方向での一端側の領域にそれぞれ配置された第1の光学系Cと、第1の反射面MUと、第2の光学系Rとを有する。第1の光学系Cは、少なくとも1つのレンズにより構成されており、該第1の光学系Cには、空間光変調素子からの光が入射する。第1の反射面MUは、第1の光学系Cからの光を反射する。第2の光学系Rは、少なくとも1つの曲面反射面により構成されており、該第2の光学系Rには、第1の反射面MUからの光が入射する。   The projection optical system includes a lower projection optical system P and a second reflecting surface MR. The lower projection optical system P includes a first optical system C and a first reflecting surface MU disposed in one end side region in the direction along the screen SC in the first cross section in the housing B. And a second optical system R. The first optical system C includes at least one lens, and light from the spatial light modulation element is incident on the first optical system C. The first reflecting surface MU reflects the light from the first optical system C. The second optical system R is composed of at least one curved reflecting surface, and light from the first reflecting surface MU is incident on the second optical system R.

また、第2の反射面MRは、筐体Bの内部のうち第1の断面におけるスクリーンSCに沿った方向での他端側の領域にスクリーン法線に対して傾いて配置され、第2の光学系Rからの光をスクリーンSCに対して斜めに入射させる。   Further, the second reflecting surface MR is disposed in a region on the other end side in the direction along the screen SC in the first cross section in the inside of the housing B so as to be inclined with respect to the screen normal line. Light from the optical system R is obliquely incident on the screen SC.

そして、実施例のリアプロジェクタは、以下の条件の全てを満足する。   And the rear projector of an Example satisfies all the following conditions.

5°≦θ≦25° …(1)
0.2≦L/L≦0.9 …(2)
0.8≦L/S≦1.2 …(3)
0.45≦L/S≦0.6 …(4)
−0.8L/L≦1−2sinθ/tanθ≦0.5L/L …(5)
条件(1)〜(5)におけるθ,θ,L,L,L,L,Sは全て第1の断面での値である。θは第2の反射面RからスクリーンSCに入射する最終基準軸部分とスクリーンSCとのなす角度の絶対値であり、以下の説明ではスクリーン入射角という。θはスクリーン法線に対する第2の反射面Rの傾き角の絶対値である。
5 ° ≦ θ S ≦ 25 ° (1)
0.2 ≦ L 1 / L 2 ≦ 0.9 (2)
0.8 ≦ L P / S Y ≦ 1.2 (3)
0.45 ≦ L R / S Y ≦ 0.6 (4)
−0.8 L P / L R ≦ 1-2 sin θ R / tan θ S ≦ 0.5 L P / L R (5)
In the conditions (1) to (5), θ S , θ R , L 1 , L 2 , L P , L R , and SY are all values in the first cross section. θ S is an absolute value of an angle formed by the final reference axis portion incident on the screen SC from the second reflecting surface R and the screen SC, and is referred to as a screen incident angle in the following description. theta R is the absolute value of the slope angle of the second reflecting surface R relative to the screen normal.

は第1の反射面MUと基準軸との交点から第2の光学系Rにおける少なくとも1つの曲面反射面のうち最もスクリーンSCから離れた位置(最も背面側)に配置された曲面反射面と基準軸との交点までのスクリーン法線に沿った距離である。Lは第2の反射面MRのスクリーン法線に沿った長さである。 L 1 is a curved reflecting surface arranged at a position (the backmost side) farthest from the screen SC among at least one curved reflecting surface in the second optical system R from the intersection of the first reflecting surface MU and the reference axis. The distance along the screen normal to the point of intersection with the reference axis. L 2 is a length along the screen normal of the second reflecting surface MR.

また、Lは第2の光学系Rにおける少なくとも1つの曲面反射面のうち基準軸に沿って最も第2の反射面MRに近い最終曲面反射面から第2の反射面MRまでの基準軸に沿った距離である。Lは第2の反射面MRからスクリーンSCまでの最終基準軸部分に沿った距離であり、SはスクリーンSCの長さである。 In addition, L P has a reference axis from the last curved reflection surface closest to the second reflection surface MR along the reference axis to the second reflection surface MR among the at least one curved reflection surface in the second optical system R. The distance along. LR is a distance along the final reference axis portion from the second reflecting surface MR to the screen SC, and SY is the length of the screen SC.

本発明の実施例において用いる用語の定義について図19を用いて説明する。下部投射光学系Pからの光(画像光又は投射光)は、筐体Bの内部におけるスクリーンSCに沿った方向での他端側(上部)に配置された第2の反射面(平面反射面:以下、第2の平面反射面という)MRによって反射され、スクリーンSCの背面に入射する。実施例では、矢印aで示す方向をスクリーン側とし、矢印bで示す方向を背面側とする。また、矢印cで示す方向を上端側とし、矢印dで示す方向を下端側とする。   Definitions of terms used in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The light (image light or projection light) from the lower projection optical system P is a second reflecting surface (planar reflecting surface) disposed on the other end side (upper side) in the direction along the screen SC inside the housing B. : Hereinafter referred to as a second plane reflecting surface) and is reflected by the MR and enters the back surface of the screen SC. In the embodiment, the direction indicated by the arrow a is the screen side, and the direction indicated by the arrow b is the back side. The direction indicated by the arrow c is the upper end side, and the direction indicated by the arrow d is the lower end side.

筐体Bの背面は装置が厚くならなければ、スクリーンSCに対して平行でなくてもよく、傾斜をつけたり曲面にしたりしてもよい。また、筐体Bの上面はスクリーンSCに対して垂直に延びてもよいし、図示のように背面側に向けて下がるように傾斜させてもよい。   The back surface of the housing B may not be parallel to the screen SC, and may be inclined or curved as long as the apparatus does not become thick. Further, the upper surface of the casing B may extend perpendicularly to the screen SC, or may be inclined so as to be lowered toward the back side as shown in the figure.

筐体Bの底面は、設置安定性の観点から水平であることが好ましいが、水平でなくても脚を付けて筐体Bを安定させてもよい。   The bottom surface of the housing B is preferably horizontal from the viewpoint of installation stability. However, the housing B may be stabilized by attaching legs even if it is not horizontal.

筐体Bの前面にはスクリーンSCが配置され、不図示の外枠によって筐体Bに固定されている。筐体B(つまりはリアプロジェクタという装置)の厚み又は奥行きを長さDとする。また、スクリーンSCの下側の袴部の高さをHとする。袴部の高さHは、観察者から見た筐体Bの前面におけるスクリーンSCの下端から筐体Bの底面までの長さである。   A screen SC is disposed on the front surface of the housing B, and is fixed to the housing B by an unillustrated outer frame. The thickness or depth of the casing B (that is, a device called a rear projector) is a length D. In addition, the height of the lower buttock of the screen SC is H. The height H of the buttocks is the length from the lower end of the screen SC to the bottom surface of the housing B on the front surface of the housing B as viewed from the observer.

さらに、筐体Bの内部の領域eを上部といい、領域fを下部という。「スクリーンに沿った方向での一端側の領域」は、上部eと下部fのうち一方の領域を示し、「スクリーンに沿った方向での他端側の領域」は、上部eと下部fのうち他方の領域を示す。実施例では、「一端側の領域」を下部fとし、「他端側の領域」を上部eとする。ただし、「一端側の領域」を上部とし、「他端側の領域」を下部としてもよい。   Furthermore, the area e inside the housing B is referred to as the upper part, and the area f is referred to as the lower part. The “region on one end side in the direction along the screen” indicates one region of the upper portion e and the lower portion f, and the “region on the other end side in the direction along the screen” indicates the upper portion e and the lower portion f. The other area is shown. In the embodiment, the “region on one end” is a lower portion f, and the “region on the other end” is an upper portion e. However, the “region on one end” may be the upper portion, and the “region on the other end” may be the lower portion.

また、スクリーンSCにおいて、「一端」とは上端部及び下端部のうち一方を、「他端」とは上端部及び下端部のうち他方をいう。実施例では、「一端」を下端とし、「他端」を上端とするが、「一端」を上端とし、「他端」を下端としてもよい。   In the screen SC, “one end” means one of the upper end and the lower end, and “the other end” means the other of the upper end and the lower end. In the embodiment, “one end” is the lower end and “other end” is the upper end, but “one end” may be the upper end and “other end” may be the lower end.

スクリーンSCは、特許文献4にて開示されているような、観察者側に光線を屈曲させるフレネルレンズか形成されたものを用いるとよい。さらに、強度を高めるための補強板、視野角を広げるためのフレネルレンズ、レンチキュラーレンズ又は拡散材、投射画像のコントラストを向上させるためのブラックマトリックス等の遮光層を重ねて構成してもよい。   As the screen SC, a screen formed with a Fresnel lens that bends the light beam toward the viewer, as disclosed in Patent Document 4, may be used. Further, a reinforcing plate for increasing the strength, a Fresnel lens for expanding the viewing angle, a lenticular lens or a diffusing material, and a light shielding layer such as a black matrix for improving the contrast of the projected image may be stacked.

スクリーン入射角θや第2の平面反射面MRからスクリーンSCまでの距離Lを定義するためのスクリーンSCへの光線の入射点は、基準軸光線がスクリーンSCに最初に入射する点とする。 Point of incidence of light on the screen SC to define the distance L R from the screen incident angle theta S and the second planar reflective surface MR to screen SC, and that the reference axis ray is first incident on the screen SC .

次に、図18を用いて、実施例のリアプロジェクタのさらに詳しい構成及び上記条件(1)〜(5)について説明する。   Next, a more detailed configuration of the rear projector of the embodiment and the above conditions (1) to (5) will be described with reference to FIG.

下部fには、下部投射光学系Pが配置されている。下部投射光学系Pは、少なくとも1つのレンズにより構成された第1の光学系Cと、非球面形状を有する少なくとも1つの曲面反射面により構成された第2の光学系Rとを有する。また、下部投射光学系Pは、第1の光学系Cと第2の光学系Rの間に配置され、第1の光学系Cからの光(基準軸)を90度折り曲げて第2の光学系Rに導く第1の反射面(平面反射面:以下、第1の平面反射面という)MUを含む。   A lower projection optical system P is disposed in the lower part f. The lower projection optical system P includes a first optical system C configured by at least one lens, and a second optical system R configured by at least one curved reflecting surface having an aspherical shape. The lower projection optical system P is disposed between the first optical system C and the second optical system R, and bends light (reference axis) from the first optical system C by 90 degrees to form the second optical system. A first reflecting surface (planar reflecting surface: hereinafter referred to as a first planar reflecting surface) MU that leads to the system R is included.

下部投射光学系Pからの光は、上部eに配置された第2の平面反射面MRにより反射され、スクリーンSCに対して斜めに入射する。図18においては、基準軸を1点鎖線で示し、第2の平面反射面MRからスクリーンSCの間では、スクリーンSCの上端と下端に結像する画角の2本の主光線を実線で示している。   The light from the lower projection optical system P is reflected by the second plane reflecting surface MR disposed on the upper portion e, and enters the screen SC obliquely. In FIG. 18, the reference axis is indicated by a one-dot chain line, and between the second plane reflecting surface MR and the screen SC, two principal rays having an angle of view formed on the upper end and the lower end of the screen SC are indicated by solid lines. ing.

第1の光学系Cは、第1の断面に対して垂直な方向、すなわち第1の断面の法線に対して平行に、該第1の光学系内の基準軸部分が延びるように配置されている。この場合、第1の光学系内の基準軸部分がスクリーンSCに対して平行となる。ただし、第1の光学系内の基準軸部分が第1の断面の法線に対して傾くように配置してもよい。この場合には、第1の平面反射面MUを基準軸に対して45度から適度にずらして配置すればよい。   The first optical system C is arranged such that a reference axis portion in the first optical system extends in a direction perpendicular to the first cross section, that is, parallel to the normal line of the first cross section. ing. In this case, the reference axis portion in the first optical system is parallel to the screen SC. However, you may arrange | position so that the reference-axis part in a 1st optical system may incline with respect to the normal line of a 1st cross section. In this case, the first planar reflecting surface MU may be arranged with an appropriate shift from 45 degrees with respect to the reference axis.

また、図19においては、第2の光学系Rを1枚の凹面反射面として示しているが、曲面反射面の枚数と形状はこれに限られない。すなわち、第2の光学系Rを複数の曲面反射面で構成してもよいし、少なくとも1枚の凸面反射面で構成してもよい。なお、第2の光学系Rを構成する少なくとも1つの曲面反射面のうち基準軸に沿って最も第2の平面反射面MRに近い曲面反射面を、最終曲面反射面という。   In FIG. 19, the second optical system R is shown as one concave reflecting surface, but the number and shape of the curved reflecting surfaces are not limited thereto. That is, the second optical system R may be composed of a plurality of curved reflecting surfaces, or may be composed of at least one convex reflecting surface. Of the at least one curved reflecting surface constituting the second optical system R, the curved reflecting surface closest to the second planar reflecting surface MR along the reference axis is referred to as a final curved reflecting surface.

図18において、θは、第1の断面において、基準軸のうち最終曲面反射面に入射する基準軸部分と該最終曲面反射面から射出する基準軸部分とのなす角度の絶対値である。 In FIG. 18, θ P is an absolute value of an angle formed by a reference axis portion incident on the final curved reflection surface of the reference axis and a reference axis portion emitted from the final curved reflection surface in the first cross section.

なお、上述したように、実施例では、θS,θ,θのいずれも絶対値として示している。 As described above, in the embodiment, all of θ S , θ R , and θ P are shown as absolute values.

条件(1)において、スクリーン入射角θSが上限値を超えると、スクリーンSCの背面(裏面)から観察者側へと光線を屈曲するためのフレネル面の加工が難しくなる。また、スクリーンSCのたわみによる画像の位置ずれが増加し、ディストーションを増大させる原因となる。スクリーン入射角θSが下限値を下回ると、第2の平面反射面MRの奥行きLが増大し、装置の薄型化が実現できない。 In the condition (1), when the screen incident angle θ S exceeds the upper limit value, it becomes difficult to process the Fresnel surface for bending the light beam from the back surface (back surface) of the screen SC to the viewer side. In addition, the image misalignment due to the deflection of the screen SC increases, which increases the distortion. If the screen incident angle θ S is lower than the lower limit value, the depth L 2 of the second planar reflecting surface MR increases, and the apparatus cannot be thinned.

ここで、装置の薄型化とは、第1の断面におけるスクリーンSC上の画像表示領域の長さに対する、スクリーンSCからスクリーン法線方向において最も背面側の光学面と光路(基準軸)との交点までの距離の比(薄型比)が30%以内に抑えられることとする。装置としての奥行きはスクリーンや光学面の保持部材やその他の装置の構成部品により総合的に決定されるが、実施例では、特に光学系の構成による装置の薄型化を目的とするため、上記のように薄型化を定義する。   Here, the thinning of the apparatus refers to the intersection of the optical surface on the back side and the optical path (reference axis) in the screen normal direction from the screen SC with respect to the length of the image display area on the screen SC in the first cross section. The distance ratio (thinness ratio) is limited to 30% or less. The depth of the device is comprehensively determined by the screen, the holding member of the optical surface, and other components of the device, but in the embodiment, in order to reduce the thickness of the device particularly by the configuration of the optical system, Define thinning as follows.

条件(2)において、L/Lが上限値を超えると、下部投射光学系Pが配置されている下部の厚みが上部に比べて増大してしまい、スクリーン入射角θSを小さくしているにもかかわらず、装置全体として薄型化を実現できない。L/Lが下限値を下回ると、第1の平面反射面MUと第2の光学系Rの曲面反射面との光路が干渉してしまう。 In the condition (2), when L 1 / L 2 exceeds the upper limit value, the thickness of the lower part where the lower projection optical system P is arranged increases as compared with the upper part, and the screen incident angle θ S is reduced. Despite this, it is impossible to reduce the thickness of the entire device. When L 1 / L 2 is below the lower limit value, the optical path between the first planar reflecting surface MU and the curved reflecting surface of the second optical system R interferes.

条件(3)において、LがSとほぼ等しい場合、すなわちL/Sがほぼ1であると、下部投射光学系Pにおける最終曲面反射面は、スクリーンSCの下端近傍に配置される。L/Sの値が条件(3)の上限値を超えると、下部投射光学系PがスクリーンSCの下端よりも低い位置になるため、袴部の高さHが増大してしまう。L/Sの値が下限値を下回ると、下部投射光学系Pが第2の平面反射面MRに近付き、第2の平面反射面MRからスクリーンSCの下端に入射する光線の光路と干渉しやすくなる。このような干渉を避けるために、下部投射光学系Pを背面側に移動させると、装置の薄型化を実現できなくなる。 In the condition (3), when L P is substantially equal to S Y , that is, when L P / S Y is approximately 1, the final curved reflecting surface in the lower projection optical system P is disposed near the lower end of the screen SC. . When the value of L P / S Y exceeds the upper limit value of the condition (3), the lower projection optical system P is at a position lower than the lower end of the screen SC, so that the height H of the collar portion increases. When the value of L P / S Y is lower than the lower limit value, the lower projection optical system P approaches the second flat reflecting surface MR, and interferes with the optical path of the light ray incident on the lower end of the screen SC from the second flat reflecting surface MR. It becomes easy to do. If the lower projection optical system P is moved to the back side in order to avoid such interference, the apparatus cannot be thinned.

条件(4)において、L/Sが0の場合、下部投射光学系Pから第2の平面反射面MRまでの間の基準軸部分はスクリーンSCにほぼ平行となる。L/Sが条件(4)の上限値を超えると、第2の平面反射面MRと基準軸との交点からスクリーンSCまでの間隔に対して、最終曲面反射面と基準軸との交点が1.5倍以上背面側に設定される。このため、装置の薄型化が困難になる。L/Sが下限値を下回ると、最終曲面反射面と第2の平面反射面MRからスクリーンSCの下端に入射する光線の光路とが干渉しやすくなる。なお、条件(4)中のLは、スクリーン入射角θと第2の平面反射面MRの位置でほぼ決まる。 In the condition (4), when L R / S Y is 0, the reference axis portion between the lower projection optical system P and the second plane reflecting surface MR is substantially parallel to the screen SC. When L R / S Y exceeds the upper limit of the condition (4), with respect to the spacing from the intersection of the second planar reflective surface MR and the reference axis to the screen SC, the intersection of the final curved reflecting surface and the reference axis Is set to the back side by 1.5 times or more. For this reason, it is difficult to reduce the thickness of the apparatus. If L R / S Y is below the lower limit, the final curved reflecting surface and the optical path of the light beam incident on the lower end of the screen SC from the second flat reflecting surface MR are likely to interfere with each other. Incidentally, L R in condition (4) is substantially determined by the position of the screen incident angle theta S and the second planar reflective surface MR.

このように、LとLの範囲はそれぞれ条件(3),(4)により限定されている。このため、実質的には、スクリーン入射角θに対して、条件(5)の上限値と下限値の範囲内で第2の平面反射面MRの傾き角θを設定すれば、薄型で袴部の高さHが低いリアプロジェクタを実現するために好適な光学面の配置を決定することができる。 Thus, L P and L ranges of R are each condition (3), is limited by (4). Thus, in effect, to the screen angle of incidence theta S, by setting the inclination angle theta R of the second planar reflective surface MR within the upper limit value and the lower limit of the condition (5), a thin An arrangement of optical surfaces suitable for realizing a rear projector having a low height H of the collar portion can be determined.

したがって、大画面表示が可能で、従来よりも薄型で袴部の高さHが低いリアプロジェクタを実現するためには、上記の条件(1)〜(5)を全て満足するように下部投射光学系Pを構成する必要がある。   Therefore, in order to realize a rear projector that can display a large screen, is thinner than the conventional one, and has a lower height H of the buttock, the lower projection optical system satisfies all the above conditions (1) to (5). It is necessary to construct the system P.

また、実施例のリアプロジェクタにおいて、第2の光学系Rを構成する少なくとも1つの曲面反射面は、回転非対称な曲率を有することが好ましい。該曲面反射面を回転非対称な形状にすることで、回転対称面である場合に反射角度が付くことにより発生するアジムス方向に対して非対称な収差を補正することができる。   In the rear projector of the embodiment, it is preferable that at least one curved reflecting surface constituting the second optical system R has a rotationally asymmetric curvature. By making the curved reflecting surface into a rotationally asymmetric shape, it is possible to correct an asymmetrical aberration with respect to the azimuth direction, which occurs when a reflection angle is given when the curved reflecting surface is a rotationally symmetric surface.

また、実施例のリアプロジェクタにおいて、第2の平面反射面MRは、スクリーン法線に対して、該第2の平面反射面MRの背面側の部分が下部方向に傾いていることが好ましい。これにより、スクリーン入射角θを条件(1)の範囲に収めながらも、装置の薄型化を図ることができる。 In the rear projector of the embodiment, it is preferable that the second flat reflecting surface MR is inclined with respect to the screen normal line on the back side of the second flat reflecting surface MR. Thereby, it is possible to reduce the thickness of the apparatus while keeping the screen incident angle θ S within the range of the condition (1).

また、実施例のリアプロジェクタにおいて、下部投射光学系P内で中間結像することが好ましい。下部投射光学系P内に中間像を形成すると、第2の光学系Rを構成する曲面反射面が1つである場合にはその形状を凹面にすることができ、曲面反射面のサイズの増大を抑制することができる。また、曲面反射面が複数である場合には、中間像の前後で集光光束が発散光側になるため、中間像の後に凹面を配置できる。このため、曲面反射面のサイズの増大を抑制することができる。さらに、下部投射光学系Pの射出瞳として絞りの像を負の倍率で結像させることができるので、投射光束の径を一旦細くすることができ、下部投射光学系P内の光学面や遮光部材の配置が容易になる。   In the rear projector of the embodiment, it is preferable to form an intermediate image within the lower projection optical system P. When an intermediate image is formed in the lower projection optical system P, when there is one curved reflecting surface constituting the second optical system R, the shape can be concave, and the size of the curved reflecting surface increases. Can be suppressed. In addition, when there are a plurality of curved reflecting surfaces, the condensed light flux is on the divergent light side before and after the intermediate image, so that a concave surface can be arranged after the intermediate image. For this reason, an increase in the size of the curved reflecting surface can be suppressed. Further, since the aperture image can be formed at a negative magnification as the exit pupil of the lower projection optical system P, the diameter of the projected light beam can be once reduced, and the optical surface and light shielding in the lower projection optical system P can be reduced. Arrangement of members becomes easy.

また、前述したように、第1の光学系Cは、少なくとも1つのレンズ(屈折光学素子)により構成されている。第1の光学系Cを屈折光学系とし、反射光学系である第2の光学系Rと倍率を分担することで、レンズに比べて加工精度やコスト的に負荷の大きい非球面反射面の枚数を削減することができる。すなわち、斜め投射時に必要な台形歪補正、像面の傾斜、非対称収差等を少ない枚数の非球面反射面で構成される第2の光学系Rで補正し、収差の回転対称成分の補正と倍率の分担を第1の光学系Cで行うことができる。   Further, as described above, the first optical system C includes at least one lens (refractive optical element). By using the first optical system C as a refractive optical system and sharing the magnification with the second optical system R, which is a reflective optical system, the number of aspherical reflecting surfaces, which is more burdensome in terms of processing accuracy and cost than a lens, is achieved. Can be reduced. That is, trapezoidal distortion correction, tilt of the image plane, asymmetrical aberration, and the like necessary for oblique projection are corrected by the second optical system R composed of a small number of aspheric reflecting surfaces, and correction of rotationally symmetric components and magnification of the aberration Can be performed by the first optical system C.

また、実施例のリアプロジェクタでは、上述したように、下部投射光学系Pを下部に配置するとともに、第2の平面反射面MRを上部に配置することが好ましい。下部投射光学系Pと第2の平面反射面MRのうちで重量がより大きい下部投射光学系Pを下部に配置することで、安定した重量バランスを得ることができる。また、筐体内部に侵入した埃が光学面に付着すると、光の散乱によって投射画像のコントラストが低下する。開口(反射面積)の大きい第2の平面反射面MRを下部に配置すると、重力により第2の平面反射面MR上に埃が溜まり易い。したがって、防塵対策を施した下部投射光学系Pを下部に配置することが好ましい。   In the rear projector of the embodiment, as described above, it is preferable that the lower projection optical system P is disposed at the lower portion and the second planar reflection surface MR is disposed at the upper portion. A stable weight balance can be obtained by disposing the lower projection optical system P, which is heavier among the lower projection optical system P and the second planar reflecting surface MR, in the lower part. Further, when dust that has entered the inside of the housing adheres to the optical surface, the contrast of the projected image decreases due to light scattering. When the second planar reflection surface MR having a large opening (reflection area) is disposed below, dust tends to accumulate on the second planar reflection surface MR due to gravity. Therefore, it is preferable to dispose the lower projection optical system P with dust-proof measures at the lower part.

さらに、薄型で袴部の高さHが低いリアプロジェクタを実現するために、以下の構成を採用することが好ましい。   Furthermore, in order to realize a thin rear projector with a low buttocks height H, it is preferable to adopt the following configuration.

第1の光学系Cが、第1の断面におけるスクリーン法線が延びる方向において、第2の光学系Rにおける最終曲面反射面から第2の平面反射面MRに入射する基準軸部分とスクリーンSCとの間に配置されていることが好ましい。また、該基準軸部分の延長線とスクリーンSCとの間に第1の光学系が配置されていてもよい。   The first optical system C includes a reference axis portion incident on the second planar reflecting surface MR from the final curved reflecting surface in the second optical system R in the direction in which the screen normal in the first section extends, and the screen SC. It is preferable to arrange | position between. In addition, a first optical system may be disposed between the extension line of the reference axis portion and the screen SC.

また、実施例のリアプロジェクタでは、基準軸のうち第1の平面反射面MUよりも空間光変調素子側の基準軸部分が第1の断面に対して非平行であり、第1の平面反射面MUよりもスクリーン側の基準軸部分が第1の断面に含まれていることが好ましい。   In the rear projector of the embodiment, the reference axis portion on the spatial light modulation element side of the reference axis from the first plane reflection surface MU is non-parallel to the first cross section, and the first plane reflection surface It is preferable that the reference axis portion on the screen side of the MU is included in the first cross section.

また、実施例のリアプロジェクタでは、基準軸のうち第1の光学系C内の基準軸部分は、スクリーンに対して20°以下の角度で傾いていることが好ましい。   In the rear projector of the embodiment, the reference axis portion in the first optical system C among the reference axes is preferably inclined at an angle of 20 ° or less with respect to the screen.

また、実施例のリアプロジェクタでは、第1の光学系Cと第2の光学系Rを第1の平面反射面MUによって屈曲させることで、下部投射光学系Pのスクリーン法線が延びる方向の奥行きを小さくしている。このとき、基準軸のうち第2の光学系R内の基準軸部分は1つの断面内に収まっていることが望ましい。これにより、第2の光学系RはスクリーンSCに対して水平方向に対称な光学系になるため、非対称収差の補正に関しては、曲面反射面で1つの断面内での反射による基準軸の偏向に起因する非対称収差を補正すればよいことになる。この結果、曲面反射面を回転非対称な非球面とするときに、水平方向においては対称な形状とすることができる。   In the rear projector of the embodiment, the depth in the direction in which the screen normal of the lower projection optical system P extends is obtained by bending the first optical system C and the second optical system R with the first planar reflection surface MU. Is made smaller. At this time, it is desirable that the reference axis portion in the second optical system R of the reference axes is within one cross section. As a result, the second optical system R becomes an optical system that is symmetrical in the horizontal direction with respect to the screen SC. Therefore, the correction of the asymmetrical aberration is due to the deflection of the reference axis by reflection within one cross section on the curved reflecting surface. It is only necessary to correct the resulting asymmetric aberration. As a result, when the curved reflecting surface is a rotationally asymmetric aspherical surface, it can have a symmetrical shape in the horizontal direction.

また、実施例のリアプロジェクタでは、下部投射光学系P内の基準軸部分に沿って最もスクリーンSCに近い最終曲面反射面と第2の平面反射面MRとの間に、第1の断面での射出瞳を有することが好ましい。   In the rear projector of the embodiment, the first cross section between the final curved reflection surface closest to the screen SC and the second planar reflection surface MR along the reference axis portion in the lower projection optical system P is used. It is preferable to have an exit pupil.

また、実施例のリアプロジェクタでは、第1の断面において、スクリーンの下端(一端)に結像する画角の主光線と、スクリーンの上端(他端)に結像する画角の主光線とが、最終曲面反射面と第2の平面反射面MRとの間で交差することが好ましい。該両主光線が交差する位置は、最終曲面反射面からL/3以内の領域にあることがより好ましい。 In the rear projector of the embodiment, in the first cross section, the principal ray having the field angle formed on the lower end (one end) of the screen and the principal ray having the field angle formed on the upper end (the other end) of the screen. It is preferable that the final curved reflecting surface and the second flat reflecting surface MR intersect each other. The position where the two principal rays intersect is more preferably in a region within L P / 3 from the final curved reflecting surface.

さらに、実施例のリアプロジェクタでは、第1の断面において、最終曲面反射面の長さ(径)が第2の平面反射面MRの長さの2/3よりも小さいことが好ましい。   Furthermore, in the rear projector of the embodiment, in the first section, the length (diameter) of the final curved reflecting surface is preferably smaller than 2/3 of the length of the second planar reflecting surface MR.

前述したように下部投射光学系P内で中間像を形成することで、第2の光学系Rにより射出瞳を絞り(開口絞り)の像として結像することができる。射出瞳は入射瞳と共役関係にあるが、オフアキシャル光学系の場合、瞳の位置がアジムス方向により異なる。また、第2の光学系Rに回転非対称な非球面反射面を用いた場合、画角によっても瞳の位置が異なる。このため、光学系全体の射出瞳の位置は一点ではなく、空間的に分布を持つ。しかしながら、薄型で袴部の高さHが低いリアプロジェクタを実現するためには、射出瞳位置を、第1の断面内でのスクリーンSCの上下端にそれぞれ結像する画角の主光線の交差点(交点)として定義してよい。   As described above, by forming an intermediate image in the lower projection optical system P, the second optical system R can form an exit pupil as an image of an aperture (aperture stop). The exit pupil has a conjugate relationship with the entrance pupil, but in the case of an off-axial optical system, the position of the pupil differs depending on the azimuth direction. Further, when a rotationally asymmetric aspherical reflecting surface is used for the second optical system R, the position of the pupil varies depending on the angle of view. For this reason, the position of the exit pupil of the entire optical system is not a single point but has a spatial distribution. However, in order to realize a thin rear projector having a low buttocks height H, the intersection of principal rays of the angle of view that forms the exit pupil position on the upper and lower ends of the screen SC in the first section, respectively. It may be defined as (intersection point).

さらに、この交差点の位置が第2の平面反射面MRに近い場合には、下部投射光学系Pの最終曲面反射面のサイズが大きくなる。最終曲面反射面のサイズの増加は、下部投射光学系Pの全体のサイズの大型化につながり、装置の薄型化を妨げる。このため、最終曲面反射面のサイズと収差補正上の理由から、上記交差点(射出瞳)を、第1の断面において、最終曲面反射面からL/3以内の領域に設定することが好ましい。これにより、最終曲面反射面の第1断面内での長さを第2の平面反射面MRの長さの2/3以内に小さくすることができ、装置の薄型化が実現できる。 Furthermore, when the position of this intersection is close to the second planar reflecting surface MR, the size of the final curved reflecting surface of the lower projection optical system P is increased. An increase in the size of the final curved reflecting surface leads to an increase in the overall size of the lower projection optical system P, and prevents a reduction in the thickness of the apparatus. For this reason, it is preferable to set the intersection (exit pupil) in a region within L P / 3 from the final curved reflecting surface in the first cross section for the reason of the size of the final curved reflecting surface and aberration correction. Thus, the length of the final curved reflecting surface in the first cross section can be reduced to within 2/3 of the length of the second planar reflecting surface MR, and the apparatus can be thinned.

また、実施例のリアプロジェクタでは、第2の光学系Rを複数の曲面反射面で構成することが好ましい。特に、第2の光学系Rを4面の曲面反射面により構成するとよりよい。第2の光学系Rでは、上述したように斜め投射における非対称収差を補正する役割があるため、曲面反射面の枚数を複数にすることでさらに良好な収差補正を行うことができる。   In the rear projector of the embodiment, it is preferable that the second optical system R is constituted by a plurality of curved reflecting surfaces. In particular, it is better that the second optical system R is composed of four curved reflecting surfaces. Since the second optical system R has a role of correcting asymmetric aberration in oblique projection as described above, it is possible to perform better aberration correction by using a plurality of curved reflecting surfaces.

この場合、最終曲面反射面と第2の平面反射面MRとの間の基準軸部分が、最終曲面反射面よりも空間光変調素子側の基準軸部分と交差することが好ましい。第2の光学系Rの曲面反射面の枚数を増やした場合、反射面同士の干渉や反射面と光路の干渉がないように配置する必要があり、この結果、第2の光学系Rが大型化する可能性がある。そこで、第2の光学系R内で上記2つの基準軸部分(光路)を交差させて空間利用効率を上げることで、複数の曲面反射面を用いる第2の光学系Rを小型にすることができる。   In this case, it is preferable that the reference axis portion between the final curved reflection surface and the second planar reflection surface MR intersects the reference axis portion on the spatial light modulation element side with respect to the final curved reflection surface. When the number of curved reflecting surfaces of the second optical system R is increased, it is necessary to arrange the reflecting surfaces so that there is no interference between the reflecting surfaces and between the reflecting surfaces and the optical path. As a result, the second optical system R is large. There is a possibility of becoming. Therefore, the second optical system R using a plurality of curved reflecting surfaces can be reduced in size by increasing the space utilization efficiency by intersecting the two reference axis portions (optical paths) in the second optical system R. it can.

また、実施例のリアプロジェクタでは、第1の断面において、最終曲面反射面を、下部投射光学系Pに含まれる複数の光学面のうち第2の平面反射面MUから最も遠くに位置する光学面とすることが好ましい。

最終曲面反射面からスクリーンSCまでの投射距離が短い場合、第2の光学系Rのパワーを強くする必要がある。この場合、射出側の画角が広角になることに相当するので、収差補正が困難になるとともに、面形状に要求される精度も高くなる。また、射出瞳位置を遠ざけて広角化を回避した場合には、最終曲面反射面のサイズが大きくなる。このため、最終曲面反射面からの投射距離をできるだけ大きくするために、最終曲面反射面を他の光学面よりも第2の平面反射面MRから遠い位置に配置することが有効である。

実施例のリアプロジェクタは、さらに以下の条件のうち少なくとも1つを満足するとより好ましい。
Further, in the rear projector of the embodiment, in the first cross section, the final curved reflecting surface is the optical surface located farthest from the second planar reflecting surface MU among the plurality of optical surfaces included in the lower projection optical system P. It is preferable that

When the projection distance from the final curved reflecting surface to the screen SC is short, it is necessary to increase the power of the second optical system R. In this case, this corresponds to a wide angle of view on the exit side, which makes it difficult to correct aberrations and increases the accuracy required for the surface shape. In addition, when the exit pupil position is moved away to avoid the wide angle, the size of the final curved reflecting surface increases. For this reason, in order to increase the projection distance from the final curved reflection surface as much as possible, it is effective to dispose the final curved reflection surface at a position farther from the second planar reflection surface MR than the other optical surfaces.

More preferably, the rear projector of the embodiment satisfies at least one of the following conditions.

5°≦θ≦20°…(6)

−0.2L/L≦1−2sinθ/tanθ≦0.2L/L …(7)
10°≦θ≦40° …(8)
0°≦|θ−2θ|≦7° …(9)
条件(8)に関して、図20及び図21にそれぞれθが大きい場合(条件(8)の上限値を超える場合)と小さい場合(条件(8)の上限値と下限値の範囲内にある場合)を示す。図20に示すようにθが大きいと、第1の光学系Cと第2の光学系Rとの間の間隔Lが大きくなり、装置の薄型化が妨げられるおそれがある。これに対し、図21に示すようにθが小さいと、Lを小さくすることができるので、第1の光学系Cから第2の光学系Rまでの必要な間隔を確保しても装置の薄型化が可能である。また、収差補正の観点からも、θが小さい方がよい。条件(8)の上限値は、より好ましくは23度とするとよい。
5 ° ≦ θ S ≦ 20 ° (6)

−0.2 L P / L R ≦ 1-2 sin θ R / tan θ S ≦ 0.2 L P / L R (7)
10 ° ≦ θ P ≦ 40 ° (8)
0 ° ≦ | θ S −2θ R | ≦ 7 ° (9)
Respect condition (8), when within range of the upper limit value and the lower limit value when the respective theta P in FIGS. 20 and 21 is large if small (if exceeding the upper limit of the condition (8)) (Condition (8) ). If theta P is large as shown in FIG. 20, the interval L a between the first optical system C and the second optical system R is increased, there is a possibility that the thickness of the apparatus is prevented. In contrast, when theta P is small as shown in FIG. 21, it is possible to reduce the L a, also to ensure the required spacing from the first optical system C to the second optical system R device Can be made thinner. Further, from the viewpoint of aberration correction, it is preferable theta P is small. The upper limit value of the condition (8) is more preferably 23 degrees.

また、条件(9)に関して、スクリーン入射角θに対して条件(9)の上限値と下限値の範囲外に第2の平面反射面MRの傾き角θを設定すると、下部投射光学系Pから第2の平面反射面MRまでの基準軸部分がスクリーンSCに対して大きく傾く。該基準軸部分がスクリーン側に傾いた場合には、下部投射光学系PとスクリーンSC又はスクリーンSCに向かう光とが干渉するおそれがある。また、該基準軸部分が背面側に傾いた場合には、下部投射光学系Pが第2の平面反射面MRの奥行きよりも背面方向に突出してしまうことになり、装置の薄型化を実現できないおそれがある。 With respect to condition (9), setting the inclination angle theta R of the second flat reflective surface MR to outside the upper limit and the lower limit of the condition (9) to the screen angle of incidence theta S, lower projection optical system The reference axis portion from P to the second plane reflecting surface MR is greatly inclined with respect to the screen SC. When the reference axis portion is inclined to the screen side, the lower projection optical system P and the screen SC or the light directed to the screen SC may interfere with each other. Further, when the reference axis portion is inclined to the back side, the lower projection optical system P protrudes in the back direction with respect to the depth of the second planar reflecting surface MR, and the apparatus cannot be thinned. There is a fear.

次に、実施例におけるオフアキシャル光学系での座標系の定義について説明する。図22は、オフアキシャル光学系の構成データを定義する座標系を示している。   Next, the definition of the coordinate system in the off-axial optical system in the embodiment will be described. FIG. 22 shows a coordinate system that defines the configuration data of the off-axial optical system.

縮小側から拡大側の像面に進む1つの光線(図22中に一点鎖線で示す基準軸光線)に沿ってi番目の面を第i面とする。図22において、第1面R1は屈折面、第2面R2は第1面R1に対してチルトした反射面、第3面R3及び第4面R4はそれぞれの前の面に対してシフト及びチルトした反射面である。第5面R5は第4面R4に対してシフト及びチルトした屈折面である。第1面R1から第5面R5までの各面は、ガラスやプラスチック等の媒質で構成される1つの光学素子上に構成されており、図22中では第1の光学素子Bとしている。   The i-th surface is defined as the i-th surface along one light ray (reference-axis light beam indicated by a one-dot chain line in FIG. 22) traveling from the reduction side to the enlargement image plane. In FIG. 22, the first surface R1 is a refracting surface, the second surface R2 is a reflecting surface tilted with respect to the first surface R1, and the third surface R3 and the fourth surface R4 are shifted and tilted with respect to the respective previous surfaces. It is a reflective surface. The fifth surface R5 is a refractive surface shifted and tilted with respect to the fourth surface R4. Each surface from the first surface R1 to the fifth surface R5 is formed on one optical element made of a medium such as glass or plastic, and is shown as a first optical element B in FIG.

なお、第1の光学素子Bの媒質を空気として、入射面及び射出面となる屈折面を削除してもよい。図22の構成では、不図示の物体面から第1面R1までの媒質は空気であり、第1面R1から第5面R5までの媒質はある共通の媒質である。第5面R5から不図示の第6面(R6)までの媒質は空気である。   The medium of the first optical element B may be air, and the refracting surfaces that are the entrance surface and the exit surface may be deleted. In the configuration of FIG. 22, the medium from the object surface (not shown) to the first surface R1 is air, and the medium from the first surface R1 to the fifth surface R5 is a common medium. The medium from the fifth surface R5 to the sixth surface (R6) (not shown) is air.

オフアキシャル光学系では、該光学系を構成する各面は共通の光軸を持っていない。そこで、第1面の中心を原点とする絶対座標系を設定する。そして、第1面の中心点を原点とするとともに、原点と瞳中心と最終結像面の中心とを通る光線(基準軸光線)の経路を該光学系の基準軸と定義する。さらに、基準軸は方向を持っている。その方向は、基準軸光線が結像に際して進行する方向である。   In the off-axial optical system, the surfaces constituting the optical system do not have a common optical axis. Therefore, an absolute coordinate system having the origin at the center of the first surface is set. Then, the center point of the first surface is set as the origin, and the path of the light beam (reference axis light beam) passing through the origin, the pupil center, and the center of the final imaging surface is defined as the reference axis of the optical system. Furthermore, the reference axis has a direction. The direction is the direction in which the reference axis ray travels during imaging.

なお、光学系の基準軸の決め方は、上記のものに限らず、光学設計上、収差の取り纏め上又は光学系を構成する各面の形状を表現する上で都合の良い方法を採用すればよい。ただし、一般的には、像面の中心と、絞り、入射瞳、射出瞳又は光学系の第1面の中心或いは最終面の中心のいずれかを通る光線の経路を光学系の基準軸に設定する。つまり、基準軸は、入射瞳の中心点を通り、最終結像面の中心へと至る基準軸光線が屈折面又は反射面によって屈折又は反射する経路に設定される。   Note that the method of determining the reference axis of the optical system is not limited to the above, and any method that is convenient in terms of optical design, summarizing aberrations, or expressing the shape of each surface constituting the optical system may be employed. . However, in general, the path of the light beam passing through the center of the image plane and the stop, entrance pupil, exit pupil or the center of the first surface or the center of the final surface of the optical system is set as the reference axis of the optical system. To do. That is, the reference axis is set to a path through which the reference axis light beam that passes through the center point of the entrance pupil and reaches the center of the final imaging plane is refracted or reflected by the refracting surface or the reflecting surface.

面の順番は、基準軸光線が屈折又は反射を受ける順番に設定している。基準軸は、設定された面の順番にしたがい、屈折又は反射の法則によりその方向を変化させつつ、最終的に像面の中心に到達する。   The order of the surfaces is set in the order in which the reference axis rays are refracted or reflected. The reference axis finally reaches the center of the image plane while changing its direction according to the law of refraction or reflection according to the set order of the surfaces.

光学系の絶対座標系の各軸を以下のように定める。   Each axis of the absolute coordinate system of the optical system is determined as follows.

Z軸:原点と物体面中心を通る直線。物体面から第1面R1に向かう方向を正とする。   Z axis: A straight line passing through the origin and the center of the object plane. The direction from the object surface toward the first surface R1 is positive.

Y軸:原点を通り、右手座標系の定義にしたがってZ軸に対して反時計回りに90゜をなす直線。   Y axis: A straight line that passes through the origin and forms 90 ° counterclockwise with respect to the Z axis according to the definition of the right-handed coordinate system.

X軸:原点を通り、Z軸及びY軸に対して直交する直線。   X axis: A straight line passing through the origin and orthogonal to the Z axis and the Y axis.

また、光学系を構成する第i面の形状及びチルト角を表すには、絶対座標系にてその面の形状及びチルト角を表記する方法がある。しかし、これよりも、基準軸と第i面が交差する点を原点とするローカル座標系を設定して、ローカル座標系でその面の形状を表し、基準軸とローカル座標系とのなす角度でチルト角を表した方が形状を認識し易い。このため、実施例でも、第i面の形状を、以下のローカル座標系で表す。   Further, in order to express the shape and tilt angle of the i-th surface constituting the optical system, there is a method of expressing the shape and tilt angle of the surface in an absolute coordinate system. However, rather than this, a local coordinate system with the origin at the point where the reference axis intersects the i-th surface is set, the shape of the surface is represented in the local coordinate system, and the angle between the reference axis and the local coordinate system is set. The shape representing the tilt angle is easier to recognize. For this reason, also in an Example, the shape of the i-th surface is represented by the following local coordinate systems.

z軸:ローカル座標の原点を通る面法線。   z-axis: surface normal passing through the origin of local coordinates.

y軸:ローカル座標の原点を通り、右手座標系の定義にしたがってz軸に対して反時計方向に90゜をなす直線。   y-axis: A straight line that passes through the origin of local coordinates and forms 90 ° counterclockwise with respect to the z-axis according to the definition of the right-handed coordinate system.

x軸:ローカル座標の原点を通り、yz面に対して直交する直線。   x-axis: a straight line passing through the origin of the local coordinates and orthogonal to the yz plane.

以下の実施例では、各面の配置及び形状に関する具体的な数値も示している。Diは第i面と第(i+1)面とのローカル座標の原点間の間隔を表すスカラー量である。Ndi,νdiはそれぞれ、第i面と第(i+1)面との間の媒質の屈折率とアッベ数である。   In the following examples, specific numerical values relating to the arrangement and shape of each surface are also shown. Di is a scalar quantity representing the distance between the origins of the local coordinates of the i-th surface and the (i + 1) -th surface. Ndi and νdi are the refractive index and Abbe number of the medium between the i-th surface and the (i + 1) -th surface, respectively.

球面は以下の式で表される形状である。   The spherical surface has a shape represented by the following formula.

また、回転非対称な非球面(自由曲面)は、以下の式で表される形状である。   A rotationally asymmetric aspheric surface (free curved surface) is a shape represented by the following expression.

z=C04x2 + C06y2
+ C08x2y + C10y3
+ C11x4 + C13x2y2 + C15y4
+ C17x4y + C19x2y3 + C21y5
+ C22x6 + C24x4y2 + C26x2y4+ C28y6
+ C30x6y + C32x4y3 + C34x2y5+ C36y7
+ C37x8 + C39x6y2+ C41x4y4 + C43x2y6 + C45y8
上記の自由曲面の式は、xに関して偶数次の項のみを含むため、この式により定義される曲面は、yz面を対称面とする面対称な形状を有する。
z = C04x 2 + C06y 2
+ C08x 2 y + C10y 3
+ C11x 4 + C13x 2 y 2 + C15y 4
+ C17x 4 y + C19x 2 y 3 + C21y 5
+ C22x 6 + C24x 4 y 2 + C26x 2 y 4 + C28y 6
+ C30x 6 y + C32x 4 y 3 + C34x 2 y 5 + C36y 7
+ C37x 8 + C39x 6 y 2 + C41x 4 y 4 + C43x 2 y 6 + C45y 8
Since the above free-form surface formula includes only even-order terms with respect to x, the curved surface defined by this formula has a plane-symmetric shape with the yz plane as the plane of symmetry.

図1及び図8には、本発明の実施例1であるリアプロジェクタにおける投射光学系Pと第2の平面反射面MRとスクリーンSCの側面断面図を示している。図2は下部投射光学系Pの拡大図であり、図3は下部投射光学系Pの鳥瞰図である。図3において、LCはRGBの色ごとに設けられた空間光変調素子を示している。LVは該空間光変調素子LCを照明する光源及び照明光学系と、照明光学系からの光を色分解するとともにRGB用の空間光変調素子LCからのR光、G光及びB光を合成する色分解合成光学系PZを示している。   1 and 8 are side sectional views of the projection optical system P, the second plane reflecting surface MR, and the screen SC in the rear projector that is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of the lower projection optical system P, and FIG. 3 is a bird's eye view of the lower projection optical system P. In FIG. 3, LC indicates a spatial light modulation element provided for each of RGB colors. LV color-separates the light from the light source and the illumination optical system that illuminates the spatial light modulation element LC, and the R, G, and B lights from the RGB spatial light modulation element LC. A color separation / synthesis optical system PZ is shown.

光源としては、特に限定されないが、本実施例では高圧水銀ランプを用いている。光源からの白色光は、偏光変換素子、フライアイレンズ及びコンデンサレンズを含むインテグレート照明光学系を経て、ダイクロイックプリズム、フィルタ、偏光ビームスプリッタ等を含む色分離合成光学系に入射する。色分離合成光学系PZは、白色光をR光、G光及びB光に分解し、色ごとに設けられた空間光変調素子LCを照明する。   Although it does not specifically limit as a light source, In the present Example, the high pressure mercury lamp is used. White light from the light source enters an integrated illumination optical system including a polarization conversion element, a fly-eye lens, and a condenser lens, and then enters a color separation / synthesis optical system including a dichroic prism, a filter, a polarization beam splitter, and the like. The color separation / synthesis optical system PZ divides white light into R light, G light, and B light, and illuminates a spatial light modulation element LC provided for each color.

空間光変調素子LCとしては、透過型又は反射型の液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)等を用いることができる。本実施例では、詳細は図示しないが、アスペクト比が16:9、画素数がフルHD(1920×1080)、対角サイズが0.7インチ(17.78mm)の反射型液晶パネルをRGB用に3つ用いている。   As the spatial light modulator LC, a transmissive or reflective liquid crystal panel, a digital micromirror device (DMD), or the like can be used. In this embodiment, although not shown in detail, a reflective liquid crystal panel having an aspect ratio of 16: 9, a pixel count of full HD (1920 × 1080), and a diagonal size of 0.7 inch (17.78 mm) is used for RGB. Three are used.

光源としては、LED(発光ダイオード)を用いてもよいし、半導体レーザや固体レーザを用いてもよい。照明光学系は、光源の特性に合わせて構成すればよい。   As the light source, an LED (light emitting diode) may be used, or a semiconductor laser or a solid-state laser may be used. What is necessary is just to comprise an illumination optical system according to the characteristic of a light source.

3つの空間光変調素子LCから射出したR光、G光及びB光は色分離合成光学系PZにより合成されてカラー画像光となり、第1の光学系Cに入射する。該カラー画像光は、絞りSTを通り、第1の平面反射面MUにより反射されてその光路を90度曲げられて第2の光学系Rに導かれる。第2の光学系Rは、4つの曲面反射面S1〜S4により構成されている。第1の平面反射面MUの入射光軸に対する角度を45度からずらすと、光源から第1の光学系Cまでの光学ユニットとスクリーンSC又はスクリーンSCへの入射光との干渉を回避することができる。   The R light, G light, and B light emitted from the three spatial light modulators LC are combined by the color separation / synthesis optical system PZ to be color image light, and are incident on the first optical system C. The color image light passes through the aperture stop ST, is reflected by the first plane reflecting surface MU, and its optical path is bent by 90 degrees and guided to the second optical system R. The second optical system R is composed of four curved reflecting surfaces S1 to S4. If the angle of the first plane reflecting surface MU with respect to the incident optical axis is shifted from 45 degrees, interference between the optical unit from the light source to the first optical system C and the incident light on the screen SC or the screen SC can be avoided. it can.

図6及び図7には、筐体Bの下部を上側から見た様子を示している。LPは光源、IUは照明光学系である。第1の平面反射面MUは、光軸に対して45度傾いて配置されている。光源LPから第1の光学系Cまでの光学ユニットが、スクリーンSCに対して平行に配置されており、領域gにおいて第2の平面反射面MRからスクリーンSCの下端に投射される光線と干渉をしている。   6 and 7 show a state in which the lower part of the casing B is viewed from the upper side. LP is a light source, and IU is an illumination optical system. The first planar reflection surface MU is disposed with an inclination of 45 degrees with respect to the optical axis. Optical units from the light source LP to the first optical system C are arranged in parallel to the screen SC, and interfere with light rays projected from the second planar reflecting surface MR to the lower end of the screen SC in the region g. is doing.

一方、図7では、第1の平面反射面MUは、反射角が90度よりも小さい鋭角になるように入射光軸に対する角度を45度からずらしている。これにより、光源LPから第1の光学系Cまでの光学ユニットの基準軸部分を、スクリーンSCに対して傾けて(非平行に)配置することができ、上記のような干渉を回避することができる。   On the other hand, in FIG. 7, the angle with respect to the incident optical axis of the first planar reflecting surface MU is shifted from 45 degrees so that the reflection angle becomes an acute angle smaller than 90 degrees. As a result, the reference axis portion of the optical unit from the light source LP to the first optical system C can be tilted (non-parallel) with respect to the screen SC, and interference as described above can be avoided. it can.

上記光学系LVと第1の光学系Cを図4に示す。第1の光学系Cは、単体では、図5に示すように結像光学系となっている。   The optical system LV and the first optical system C are shown in FIG. The first optical system C alone is an imaging optical system as shown in FIG.

絞りSTにおいて、第2の光学系R内で基準軸光線(中心主光線)AXが偏向される方向、すなわちY方向での絞り開口径をX方向での絞り開口径よりも小さくし、照明光学系で予めY方向のFナンバーをX方向よりも大きくしておくことが望ましい。これにより、第2の光学系R内での光束径を細くすることができるため、曲面反射面の配置自由度が高くなる。また、曲面反射面による光束の偏向角を小さくすることができ、角度のついた曲面反射によって発生する非対称収差を制御する自由度が向上するため、光学設計が容易になる。   In the aperture stop ST, the aperture aperture diameter in the second optical system R in which the reference axis ray (central principal ray) AX is deflected, that is, the aperture aperture diameter in the Y direction is made smaller than the aperture aperture diameter in the X direction. In the system, it is desirable that the F number in the Y direction is set larger than that in the X direction in advance. Thereby, since the light beam diameter in the second optical system R can be reduced, the degree of freedom in arranging the curved reflecting surface is increased. In addition, the deflection angle of the light beam by the curved reflecting surface can be reduced, and the degree of freedom for controlling the asymmetric aberration generated by the curved reflection with the angle is improved, so that the optical design becomes easy.

第2の光学系Rに入射したカラー画像光は、回転非対称な曲率を有する曲面反射面S1,S2,S3,S4でこの順に反射(偏向)される。最終曲面反射面S4で反射されたカラー画像光は、第1の平面反射面MUと曲面反射面S3との間のスペースを通って第2の平面反射面MRに向かう。第2の平面反射面MRで反射したカラー画像光は、スクリーンSCに対して斜めに投射される。   The color image light incident on the second optical system R is reflected (deflected) in this order by the curved reflecting surfaces S1, S2, S3, S4 having a rotationally asymmetric curvature. The color image light reflected by the final curved reflecting surface S4 travels to the second planar reflecting surface MR through the space between the first planar reflecting surface MU and the curved reflecting surface S3. The color image light reflected by the second plane reflecting surface MR is projected obliquely with respect to the screen SC.

図1に示す第1の断面において、スクリーンSCの上端と下端に結像する画角の主光線が、第2の光学系Rの最終曲面反射面S4と第2の平面反射面MRとの間で交差して射出瞳を形成している。   In the first cross section shown in FIG. 1, the principal ray having the angle of view that forms an image at the upper and lower ends of the screen SC is between the final curved reflecting surface S4 and the second planar reflecting surface MR of the second optical system R. The exit pupil is formed by crossing.

本実施例では、表示画像のアスペクト比は16:9で、対角サイズは64インチ(1625.6mm)としている。スクリーンSCはこれ以上のサイズを有すればよい。また、スクリーンSCは斜めに入射した光を観察者側(スクリーンSCの表側)に適度な視野角で拡散すればよい。   In this embodiment, the aspect ratio of the display image is 16: 9, and the diagonal size is 64 inches (1625.6 mm). The screen SC only needs to have a size larger than this. Further, the screen SC may diffuse light incident obliquely on the viewer side (front side of the screen SC) with an appropriate viewing angle.

以下に、図1及び図8に示す本実施例のリアプロジェクタにおける各光学面の配置及び形状データ(数値例)を示す。表1には、θ,θ,θ,L,L,L,L,S及び薄型比の値を示す。さらに、表2には、条件(1)〜(5),(8)及び(9)の値を示す。 The arrangement and shape data (numerical example) of each optical surface in the rear projector of this embodiment shown in FIGS. 1 and 8 are shown below. Table 1 shows the values of θ S , θ R , θ P , L P , L R , L 1 , L 2 , SY and the thin ratio. Further, Table 2 shows values of the conditions (1) to (5), (8), and (9).

また、図9に示すスクリーンSC上の20点の位置での横収差図を、図10、図11、図12及び図13に示す。   Further, lateral aberration diagrams at 20 points on the screen SC shown in FIG. 9 are shown in FIGS. 10, 11, 12, and 13. FIG.

本実施例では、表2に示すように、条件(1)〜(5)を満足しているため、下部投射光学系Pと第2の平面反射面MRの奥行きがともに薄く、また袴部の高さも低く、かつ高精細な画像を投射できるリアプロジェクタを実現している。また、本実施例は、条件(8),(9)も満足している。   In this embodiment, as shown in Table 2, since the conditions (1) to (5) are satisfied, the depths of the lower projection optical system P and the second plane reflecting surface MR are both thin, and A rear projector that can project a high-definition image with a low height is realized. Moreover, this example also satisfies the conditions (8) and (9).

(数値例)
パネル側NA: X0.1667 Y0.1136


Xi
Yi
Zi
Di
θxi
曲率半径
Ndi
νdi


1
0
0
0
9.00
0
-304.09
496999
815459
屈折面C

2
0
0
9.00
1.00
0
-39.07
air

屈折面C

3
0
0
10.00
10.00
0
323.26
496999
815459
屈折面C

4
0
0
20.00
3.00
0
-36.41
834000
371605
屈折面C

5
0
0
23.00
37.87
0
-174.88
air

屈折面C

6
0
0
60.87
6.50
0
-259.75
834000
371605
屈折面C

7
0
0
67.37
15.13
0
-80.65
air

屈折面C

8
0
0
82.50
127.00
0

air

絞りST

9
0
0
209.50
135.00
45.00
平面
air

平面反射面MU

10
135.00
0
209.50
140.00
18.00
非球面
air

反射面S1

11
21.74
-82.29
209.50
150.00
13.00
非球面
air

反射面S2

12
92.16
50.15
209.50
130.00
20.00
非球面
air

反射面S3

13
119.19
-77.01
209.50
863.00
8.50
非球面
air

反射面S4

14
-299.20
677.79
209.50
436.66
9.00
平面
air

平面反射面MR

15
-215.89
249.15
209.50
3.85
72.00



スクリーンSC


非球面形状
10面(反射面S1)

C04
7.0007E-04

C06
3.8083E-04

C08
-2.7085E-06

C10
1.8546E-07

C11
-2.0973E-08

C13
3.1529E-09

C15
5.3600E-08

C17
1.6456E-10

C19
-1.0245E-10

C21
7.8337E-12

C22
-2.5315E-12

C24
-2.8096E-11

C26
-2.3716E-11

C28
-7.2718E-11

C30
-1.5024E-13

C32
-4.4073E-14

C34
-2.3149E-13

C36
1.5775E-13

C37
1.9320E-15

C39
1.4794E-14

C41
5.3462E-15

C43
3.1291E-14

C45
5.0419E-14





11面(反射面S2)

C04
7.5228E-04

C06
-6.0291E-04

C08
-2.1159E-05

C10
-3.9490E-06

C11
-2.3061E-07

C13
2.6090E-08

C15
2.4452E-07

C17
2.6982E-09

C19
-2.0818E-09

C21
-1.5041E-09

C22
-5.5821E-12

C24
-1.0664E-10

C26
-1.2564E-10

C28
-2.1706E-10

C30
-2.0082E-12

C32
-2.8834E-13

C34
-4.6452E-13

C36
2.2888E-12

C37
2.4086E-14

C39
7.4776E-14

C41
1.8692E-14

C43
1.2539E-13

C45
1.2927E-13





12面(反射面S3)

C04
4.0892E-03

C06
1.5421E-04

C08
-3.3242E-05

C10
-5.9572E-05

C11
-5.2510E-09

C13
4.4297E-08

C15
-7.8726E-07

C17
6.9771E-10

C19
-1.5565E-09

C21
2.3227E-08

C22
-8.9881E-12

C24
-1.6138E-11

C26
9.9973E-12

C28
1.3392E-09

C30
-3.8894E-14

C32
5.6278E-13

C34
1.4991E-12

C36
-8.2264E-11

C37
2.9646E-15

C39
6.1000E-15

C41
1.9566E-14

C43
8.7015E-14

C45
-3.6167E-12





13面(反射面S4)

C04
-5.1563E-04

C06
-1.5492E-03

C08
1.9754E-06

C10
-2.4301E-06

C11
1.7541E-07

C13
-3.5452E-08

C15
3.6585E-08

C17
-1.2226E-09

C19
-6.2377E-10

C21
-3.6135E-10

C22
-5.8501E-11

C24
-5.4548E-13

C26
3.0524E-11

C28
-1.7003E-11

C30
2.7068E-13

C32
5.9939E-14

C34
-2.1971E-13

C36
5.5060E-13

C37
7.1861E-15

C39
4.6524E-15

C41
-1.4956E-15

C43
-1.6408E-15

C45
-4.6015E-15




(Numerical example)
Panel side NA: X0.1667 Y0.1136

surface
Xi
Yi
Zi
Di
θxi
curvature radius
Ndi
νdi


1
0
0
0
9.00
0
-304.09
496999
815459
Refractive surface C

2
0
0
9.00
1.00
0
-39.07
air

Refractive surface C

Three
0
0
10.00
10.00
0
323.26
496999
815459
Refractive surface C

Four
0
0
20.00
3.00
0
-36.41
834000
371605
Refractive surface C

Five
0
0
23.00
37.87
0
-174.88
air

Refractive surface C

6
0
0
60.87
6.50
0
-259.75
834000
371605
Refractive surface C

7
0
0
67.37
15.13
0
-80.65
air

Refractive surface C

8
0
0
82.50
127.00
0

air

Aperture ST

9
0
0
209.50
135.00
45.00
Plane
air

Flat reflective surface MU

Ten
135.00
0
209.50
140.00
18.00
Aspherical
air

Reflective surface S1

11
21.74
-82.29
209.50
150.00
13.00
Aspherical
air

Reflective surface S2

12
92.16
50.15
209.50
130.00
20.00
Aspherical
air

Reflective surface S3

13
119.19
-77.01
209.50
863.00
8.50
Aspherical
air

Reflective surface S4

14
-299.20
677.79
209.50
436.66
9.00
Plane
air

Planar reflective surface MR

15
-215.89
249.15
209.50
3.85
72.00



Screen SC


10 aspherical surfaces (reflection surface S1)

C04
7.0007E-04

C06
3.8083E-04

C08
-2.7085E-06

C10
1.8546E-07

C11
-2.0973E-08

C13
3.1529E-09

C15
5.3600E-08

C17
1.6456E-10

C19
-1.0245E-10

C21
7.8337E-12

C22
-2.5315E-12

C24
-2.8096E-11

C26
-2.3716E-11

C28
-7.2718E-11

C30
-1.5024E-13

C32
-4.4073E-14

C34
-2.3149E-13

C36
1.5775E-13

C37
1.9320E-15

C39
1.4794E-14

C41
5.3462E-15

C43
3.1291E-14

C45
5.0419E-14





11 surfaces (reflection surface S2)

C04
7.5228E-04

C06
-6.0291E-04

C08
-2.1159E-05

C10
-3.9490E-06

C11
-2.3061E-07

C13
2.6090E-08

C15
2.4452E-07

C17
2.6982E-09

C19
-2.0818E-09

C21
-1.5041E-09

C22
-5.5821E-12

C24
-1.0664E-10

C26
-1.2564E-10

C28
-2.1706E-10

C30
-2.0082E-12

C32
-2.8834E-13

C34
-4.6452E-13

C36
2.2888E-12

C37
2.4086E-14

C39
7.4776E-14

C41
1.8692E-14

C43
1.2539E-13

C45
1.2927E-13





12 surfaces (reflective surface S3)

C04
4.0892E-03

C06
1.5421E-04

C08
-3.3242E-05

C10
-5.9572E-05

C11
-5.2510E-09

C13
4.4297E-08

C15
-7.8726E-07

C17
6.9771E-10

C19
-1.5565E-09

C21
2.3227E-08

C22
-8.9881E-12

C24
-1.6138E-11

C26
9.9973E-12

C28
1.3392E-09

C30
-3.8894E-14

C32
5.6278E-13

C34
1.4991E-12

C36
-8.2264E-11

C37
2.9646E-15

C39
6.1000E-15

C41
1.9566E-14

C43
8.7015E-14

C45
-3.6167E-12





13 surfaces (reflective surface S4)

C04
-5.1563E-04

C06
-1.5492E-03

C08
1.9754E-06

C10
-2.4301E-06

C11
1.7541E-07

C13
-3.5452E-08

C15
3.6585E-08

C17
-1.2226E-09

C19
-6.2377E-10

C21
-3.6135E-10

C22
-5.8501E-11

C24
-5.4548E-13

C26
3.0524E-11

C28
-1.7003E-11

C30
2.7068E-13

C32
5.9939E-14

C34
-2.1971E-13

C36
5.5060E-13

C37
7.1861E-15

C39
4.6524E-15

C41
-1.4956E-15

C43
-1.6408E-15

C45
-4.6015E-15




図14には、本発明の実施例2であるリアプロジェクタにおける投射光学系Pと第2の平面反射面MRとスクリーンSCの側面断面図を示している。図中の各記号は実施例1と同じ構成要素を示す。図14では、第1の平面反射面MUでの反射を展開して下部投射光学系Pの第1の光学系Cと第2の光学系Rを同一断面にて示している。実際には、第1の光学系C及び第2の光学系Rは、第1の平面反射面MUで光路が折り曲げられることにより、図15のように配置される。   FIG. 14 shows a side sectional view of the projection optical system P, the second plane reflecting surface MR, and the screen SC in the rear projector that is Embodiment 2 of the present invention. Each symbol in the figure indicates the same component as in the first embodiment. In FIG. 14, the first optical system C and the second optical system R of the lower projection optical system P are shown in the same cross section by developing reflection on the first planar reflection surface MU. Actually, the first optical system C and the second optical system R are arranged as shown in FIG. 15 by bending the optical path at the first planar reflection surface MU.

第1の光学系Cを射出したカラー画像光は、第1の平面反射面MUで反射されてその光路を90度曲げられて第2の光学系Rに導かれる。第2の光学系Rは、1つの凹面の非球面反射面(最終曲面反射面)で反射され、第2の平面反射面MRで反射されてスクリーンSCに斜めに投射される。   The color image light emitted from the first optical system C is reflected by the first planar reflecting surface MU, and its optical path is bent by 90 degrees and guided to the second optical system R. The second optical system R is reflected by one concave aspherical reflecting surface (final curved reflecting surface), reflected by the second planar reflecting surface MR, and obliquely projected onto the screen SC.

図14に示す第1の断面において、スクリーンSCの上端と下端に結像する画角の主光線が、第2の光学系Rの凹面非球面反射面と第2の平面反射面MRとの間で交差して射出瞳を形成している。   In the first cross section shown in FIG. 14, the principal ray having the angle of view that forms an image at the upper and lower ends of the screen SC is between the concave aspherical reflecting surface and the second planar reflecting surface MR of the second optical system R. The exit pupil is formed by crossing.

本実施例では、光学面の配置及び形状データを省略するが、本実施例でのθ,θ,θ,L,L,L,L,S及び薄型比の値を表1に示す。本実施例も、表2に示すように、条件(1)〜(5),(8)及び(9)を満足する。 In this embodiment, the arrangement and shape data of the optical surface are omitted, but the values of θ S , θ R , θ P , L P , L R , L 1 , L 2 , SY and the thin ratio in this embodiment are omitted. Is shown in Table 1. As shown in Table 2, this example also satisfies the conditions (1) to (5), (8), and (9).

図16には、本発明の実施例3であるリアプロジェクタにおける投射光学系Pと第2の平面反射面MRとスクリーンSCの側面断面図を示している。図中の各記号は実施例1と同じ構成要素を示す。図16では、第1の平面反射面MUでの反射を展開して下部投射光学系Pの第1の光学系Cと第2の光学系Rを同一断面にて示している。実際には、第1の光学系C及び第2の光学系Rは、第1の平面反射面MUで光路が折り曲げられることにより、図17のように配置される。   FIG. 16 shows a side sectional view of the projection optical system P, the second plane reflecting surface MR, and the screen SC in the rear projector that is Embodiment 3 of the present invention. Each symbol in the figure indicates the same component as in the first embodiment. In FIG. 16, the first optical system C and the second optical system R of the lower projection optical system P are shown in the same cross section by developing reflection on the first planar reflection surface MU. Actually, the first optical system C and the second optical system R are arranged as shown in FIG. 17 by bending the optical path at the first planar reflecting surface MU.

第1の光学系Cを射出したカラー画像光は、第1の平面反射面MUで反射されてその光路を90度曲げられて第2の光学系Rに導かれる。第2の光学系Rは、1つの凸面の非球面反射面(最終曲面反射面)で反射され、第2の平面反射面MRで反射されてスクリーンSCに斜めに投射される。   The color image light emitted from the first optical system C is reflected by the first planar reflecting surface MU, and its optical path is bent by 90 degrees and guided to the second optical system R. The second optical system R is reflected by one convex aspherical reflecting surface (final curved reflecting surface), reflected by the second planar reflecting surface MR, and projected obliquely on the screen SC.

図17に示す第1の断面において、スクリーンSCの上端と下端に結像する画角の主光線が、第2の光学系Rの凹面非球面反射面と第2の平面反射面MRとの間で交差して射出瞳を形成している。   In the first cross section shown in FIG. 17, the principal ray having the angle of view that forms an image at the upper and lower ends of the screen SC is between the concave aspherical reflecting surface of the second optical system R and the second planar reflecting surface MR. The exit pupil is formed by crossing.

本実施例では、光学面の配置及び形状データを省略するが、本実施例でのθ,θ,θ,L,L,L,L,S及び薄型比の値を表1に示す。本実施例も、表2に示すように、条件(1)〜(5),(8)及び(9)を満足する。 In this embodiment, the arrangement and shape data of the optical surface are omitted, but the values of θ S , θ R , θ P , L P , L R , L 1 , L 2 , SY and the thin ratio in this embodiment are omitted. Is shown in Table 1. As shown in Table 2, this example also satisfies the conditions (1) to (5), (8), and (9).

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。   Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment when the present invention is implemented.

本発明の実施例1であるリアプロジェクタの構成を示す側面断面図。1 is a side sectional view showing a configuration of a rear projector that is Embodiment 1 of the present invention. 実施例1における下部投射光学系の拡大図。2 is an enlarged view of a lower projection optical system in Embodiment 1. FIG. 実施例1における下部投射光学系の鳥瞰図。2 is a bird's-eye view of a lower projection optical system in Embodiment 1. FIG. 実施例1における第1の光学系の断面図。1 is a cross-sectional view of a first optical system in Embodiment 1. FIG. 実施例1における第1の光学系が結像光学系であることを示す図。FIG. 3 is a diagram showing that the first optical system in Embodiment 1 is an imaging optical system. 実施例1の比較例の筐体下部を上から見た図。The figure which looked at the housing | casing lower part of the comparative example of Example 1 from the top. 実施例1の筐体下部を上から見た図。The figure which looked at the housing lower part of Example 1 from the top. 実施例1のリアプロジェクタの概略構成を示す側面断面図。FIG. 3 is a side cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the rear projector according to the first embodiment. 実施例1における横収差の評価位置を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating evaluation positions of lateral aberration in Example 1. 実施例1における横収差図。FIG. 3 is a lateral aberration diagram in Example 1. 実施例1における横収差図。FIG. 3 is a lateral aberration diagram in Example 1. 実施例1における横収差図。FIG. 3 is a lateral aberration diagram in Example 1. 実施例1における横収差図。FIG. 3 is a lateral aberration diagram in Example 1. 本発明の実施例2であるリアプロジェクタの概略構成を示す側面断面図(一部展開図)。FIG. 6 is a side cross-sectional view (partially developed view) illustrating a schematic configuration of a rear projector that is Embodiment 2 of the present invention. 実施例2のリアプロジェクタの概略構成を示す側面断面図。FIG. 6 is a side cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a rear projector according to a second embodiment. 本発明の実施例3であるリアプロジェクタの概略構成を示す側面断面図(一部展開図)。FIG. 6 is a side cross-sectional view (partially developed view) illustrating a schematic configuration of a rear projector that is Embodiment 3 of the present invention. 実施例3のリアプロジェクタの概略構成を示す側面断面図。FIG. 6 is a side cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a rear projector according to a third embodiment. 実施例におけるθ,θ,θ,L,L,L,L,Sを示す図。Theta S in the embodiment, θ R, θ P, shows the L P, L R, L 1 , L 2, S Y. 実施例における定義を説明するための図。The figure for demonstrating the definition in an Example. θが大きい場合を示す図。The figure which shows the case where (theta) P is large. 実施例においてθが小さい場合を示す図。The figure which shows the case where (theta) P is small in an Example. 座標系を説明するための図。The figure for demonstrating a coordinate system.

符号の説明Explanation of symbols

B 筐体
P 下部投射光学系
C 第1の光学系
R 第2の光学系
LC 空間光変調素子
LV 光源、照明光学系及び色分解合成光学系
MU 第1の平面反射面
MR 第2の平面反射面
SC スクリーン
B Case P Lower projection optical system C First optical system R Second optical system LC Spatial light modulation element LV Light source, illumination optical system, and color separation / synthesis optical system MU First planar reflection surface MR Second planar reflection SC screen

Claims (11)

筐体の前面にスクリーンを有し、
前記筐体の内部に、
光を変調する空間光変調素子と、
前記空間光変調素子からの光を前記スクリーンの背面に投射する投射光学系とを有し、
前記空間光変調素子の中心と前記投射光学系に含まれる絞りの中心を通る中心主光線が辿る経路を基準軸とし、該基準軸のうち前記スクリーンに入射する最終基準軸部分とスクリーンの法線とを含む断面を第1の断面とするとき、
前記投射光学系は、前記筐体の内部のうち前記第1の断面における前記スクリーンに沿った方向での一端側の領域にそれぞれ配置された、
前記空間光変調素子からの光が入射する、少なくとも1つレンズにより構成される第1の光学系と、
該第1の光学系からの光を反射する第1の反射面と、
少なくとも1つの曲面反射面により構成され、前記第1の反射面からの光が入射する第2の光学系とを有し、
かつ前記筐体の内部のうち前記第1の断面における前記スクリーンに沿った方向での他端側の領域に前記スクリーンの法線に対して傾いて配置され、前記第2の光学系からの光を前記スクリーンに対して斜めに入射させる第2の反射面を有しており、
以下の条件を満足することを特徴とするリアプロジェクタ。

5°≦θ≦25°
0.2≦L/L≦0.9
0.8≦L/S≦1.2
0.45≦L/S≦0.6
−0.8L/L≦1−2sinθ/tanθ≦0.5L/L

ただし、前記第1の断面において、
θは前記第2の反射面から前記スクリーンに入射する前記最終基準軸部分と前記スクリーンとのなす角度の絶対値であり、
θは前記スクリーンの法線に対する前記第2の反射面の傾き角の絶対値であり、
は前記第1の反射面と前記基準軸との交点から前記第2の光学系における前記少なくとも1つの曲面反射面のうち最も前記スクリーンから離れた位置に配置された曲面反射面と前記基準軸との交点までの前記スクリーンの法線に沿った距離であり、
は前記第2の反射面の前記スクリーンの法線に沿った長さであり、
は前記第2の光学系における前記少なくとも1つの曲面反射面のうち前記基準軸に沿って最も前記第2の反射面に近い最終曲面反射面から前記第2の反射面までの前記基準軸に沿った距離であり、
は前記第2の反射面から前記スクリーンまでの前記最終基準軸部分に沿った距離であり、
は前記スクリーンの長さである。
Has a screen on the front of the housing,
Inside the housing,
A spatial light modulator for modulating light;
A projection optical system for projecting light from the spatial light modulator on the back of the screen;
A path along which a central chief ray passing through the center of the spatial light modulation element and the center of the stop included in the projection optical system follows as a reference axis, and the final reference axis portion incident on the screen of the reference axis and the normal of the screen When the cross section including the first cross section,
The projection optical system is disposed in a region on one end side in the direction along the screen in the first cross section in the inside of the housing,
A first optical system composed of at least one lens on which light from the spatial light modulation element is incident;
A first reflecting surface for reflecting light from the first optical system;
A second optical system configured by at least one curved reflecting surface and receiving light from the first reflecting surface;
And the light from the second optical system is disposed in the inside of the housing in a region on the other end side in the direction along the screen in the first cross section and inclined with respect to the normal line of the screen. Having a second reflecting surface for obliquely incident on the screen,
A rear projector that satisfies the following conditions.

5 ° ≦ θ S ≦ 25 °
0.2 ≦ L 1 / L 2 ≦ 0.9
0.8 ≦ L P / S Y ≦ 1.2
0.45 ≦ L R / S Y ≦ 0.6
−0.8 L P / L R ≦ 1-2 sin θ R / tan θ S ≦ 0.5 L P / LR

However, in the first cross section,
θ S is an absolute value of an angle formed by the final reference axis portion incident on the screen from the second reflecting surface and the screen,
θ R is the absolute value of the tilt angle of the second reflecting surface with respect to the normal of the screen,
L 1 is a curved reflecting surface arranged at a position farthest from the screen among the at least one curved reflecting surface in the second optical system from the intersection of the first reflecting surface and the reference axis, and the reference. The distance along the normal of the screen to the intersection with the axis,
L 2 is the length along the normal of the screen of the second reflective surface;
L P is the reference axis from the last curved reflection surface closest to the second reflection surface along the reference axis to the second reflection surface among the at least one curved reflection surface in the second optical system. The distance along
LR is a distance along the final reference axis portion from the second reflecting surface to the screen;
SY is the length of the screen.
前記第1の光学系は、前記第1の断面における前記スクリーンの法線が延びる方向において、前記第2の光学系における前記最終曲面反射面から前記第2の反射面に入射する基準軸部分又はその延長線と前記スクリーンとの間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のリアプロジェクタ。   The first optical system includes a reference axis portion incident on the second reflecting surface from the final curved reflecting surface in the second optical system in a direction in which a normal line of the screen in the first cross section extends. The rear projector according to claim 1, wherein the rear projector is disposed between the extension line and the screen. 前記基準軸のうち前記第1の反射面よりも前記空間光変調素子側の基準軸部分は、前記第1の断面に対して非平行であり、前記第1の反射面よりも前記スクリーン側の基準軸部分は前記第1の断面に含まれることを特徴とする請求項1又は2に記載のリアプロジェクタ。   The reference axis portion of the reference axis that is closer to the spatial light modulator than the first reflecting surface is non-parallel to the first cross section, and is closer to the screen than the first reflecting surface. The rear projector according to claim 1, wherein a reference axis portion is included in the first cross section. 前記基準軸のうち前記第1の光学系内の基準軸部分は、前記スクリーンに対して20°以下の角度で傾いていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載のリアプロジェクタ。   4. The reference axis according to claim 1, wherein a reference axis portion in the first optical system among the reference axes is inclined at an angle of 20 ° or less with respect to the screen. 5. Rear projector. 前記第1の断面において、前記スクリーンにおける一端に結像する画角の主光線と、前記スクリーンの他端に結像する画角の主光線とが、前記最終曲面反射面と前記第2の反射面との間で交差することを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載のリアプロジェクタ。   In the first cross section, a principal ray having an angle of view that forms an image on one end of the screen and a principal ray having an angle of view that forms an image on the other end of the screen are reflected on the final curved reflection surface and the second reflection. The rear projector according to claim 1, wherein the rear projector intersects with a surface. 前記第1の断面において、前記両主光線が、前記最終曲面反射面からL/3以内の領域で交差することを特徴とする請求項5に記載のリアプロジェクタ。 6. The rear projector according to claim 5, wherein, in the first cross section, the two principal rays intersect at a region within L P / 3 from the final curved reflecting surface. 前記第1の断面において、前記最終曲面反射面の長さが前記第2の反射面の長さの2/3よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のリアプロジェクタ。   2. The rear projector according to claim 1, wherein, in the first cross section, a length of the final curved reflecting surface is smaller than 2/3 of a length of the second reflecting surface. 前記第1の断面において、前記最終曲面反射面は、前記投射光学系に含まれる複数の光学面のうち前記第2の反射面から最も遠くに位置する光学面であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1つに記載のリアプロジェクタ。   The first curved surface in the first cross section is an optical surface located farthest from the second reflecting surface among a plurality of optical surfaces included in the projection optical system. The rear projector according to any one of 1 to 7. 以下の条件を満足することを特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載のリアプロジェクタ。
5°≦θ≦20°
−0.2L/L≦1−2sinθ/tanθ≦0.2L/L
The rear projector according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
5 ° ≦ θ S ≦ 20 °
−0.2 L P / L R ≦ 1-2 sin θ R / tan θ S ≦ 0.2 L P / LR
以下の条件を満足することを特徴とする請求項1から9のいずれか1つに記載のリアプロジェクタ。
10°≦θ≦40°
ただし、θは、前記第1の断面において、前記基準軸のうち前記最終曲面反射面に入射する基準軸部分と該最終曲面反射面から射出する基準軸部分とのなす角度の絶対値である。
The rear projector according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
10 ° ≦ θ P ≦ 40 °
In the first cross section, θ P is an absolute value of an angle formed by a reference axis portion incident on the final curved reflection surface and a reference axis portion emitted from the final curved reflection surface of the reference axis. .
以下の条件を満足することを特徴とする請求項1から10のいずれか1つに記載のリアプロジェクタ。
0°≦|θ−2θ|≦7°
The rear projector according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
0 ° ≦ | θ S −2θ R | ≦ 7 °
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113805410A (en) * 2020-06-16 2021-12-17 青岛海信激光显示股份有限公司 Ultrashort-focus laser projection equipment and method for adjusting placement state of host thereof

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