JP4128599B2 - Fresnel optical element - Google Patents
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Description
この発明は、プロジェクタから照射される光線を観測者に向けて反射させるフレネル光学素子と、そのフレネル光学素子が組み込まれた表示スクリーンと、プロジェクタと表示スクリーンからなる投写型表示装置とに関するものである。 The present invention relates to a Fresnel optical element that reflects light emitted from a projector toward an observer, a display screen incorporating the Fresnel optical element, and a projection display device including the projector and the display screen. .
従来の投写型表示装置は、表示スクリーンの正面側に設置されたプロジェクタが映像光を平面状の表示スクリーンに投影し、その反射光を観察者の方向へ出射させるようにしている。 In a conventional projection display device, a projector installed on the front side of a display screen projects image light onto a flat display screen and emits the reflected light in the direction of an observer.
プロジェクタから表示スクリーンに照射される光線の斜入射が極端な場合、スクリーン法線に対する光線の入射角が大きくなる。Snellの法則からスクリーン法線に対して入射角と反射角が等しいため、極端な斜入射で入射された光線は、スクリーン法線に対称な方向、即ち、観測者の方向から大きくはずれた方向に出射される。
そのため、観測者の方向に出射される光線が少なくなり、暗く観測される。When the oblique incidence of the light beam irradiated from the projector to the display screen is extreme, the incident angle of the light beam with respect to the screen normal increases. Since the incident angle and the reflection angle are equal to the screen normal according to Snell's law, the light incident at the extreme oblique incidence is in a direction symmetric to the screen normal, that is, a direction greatly deviated from the observer's direction. Emitted.
For this reason, the amount of light emitted in the direction of the observer is reduced and the image is observed dark.
そこで、観測者の方向に出射される光線を多くするため、入射角度θで入射した光線の出射角度φが略水平方向になるように、フレネルプリズムの反射面を角度ξだけ傾けられているフレネル光学素子を用いている表示スクリーンが以下の特許文献1に開示されている。
Therefore, in order to increase the number of light rays emitted in the direction of the observer, the Fresnel prism reflection surface is inclined by an angle ξ so that the emission angle φ of the incident light at the incident angle θ is substantially horizontal. A display screen using an optical element is disclosed in
なお、入射角度θ、出射角度φ、反射面の角度ξは、次の関係式で表される。
φ=2ξ−θ
ここで、ξについて解くと、次のようになる。
ξ=(θ+φ)/2
したがって、出射角度が水平(φ=0)の場合、反射面をξ=θ/2で傾ける必要がある。The incident angle θ, the outgoing angle φ, and the reflection surface angle ξ are expressed by the following relational expression.
φ = 2ξ−θ
Here, the solution for ξ is as follows.
ξ = (θ + φ) / 2
Therefore, when the emission angle is horizontal (φ = 0), it is necessary to incline the reflecting surface at ξ = θ / 2.
上記のフレネル光学素子においては、プロジェクタからの光線が入射されないフレネルプリズムの非入射面は、フレネルプリズムが配置される基盤の表面に対して垂直になるように形成されている。
したがって、このような形状のフレネル光学素子の根元部分を加工する際には、少なくともフレネルプリズムの頂角τ(反射面に対する非入射面の角度)より、先端角度βが細いバイトを使用して加工する必要がある。In the above-mentioned Fresnel optical element, the non-incident surface of the Fresnel prism where the light beam from the projector is not incident is formed to be perpendicular to the surface of the substrate on which the Fresnel prism is disposed.
Therefore, when processing the root part of the Fresnel optical element having such a shape, processing is performed using a cutting tool having a tip angle β that is narrower than at least the apex angle τ (angle of the non-incident surface with respect to the reflecting surface) of the Fresnel prism. There is a need to.
従来のフレネル光学素子は以上のように構成されているので、フレネルプリズムの頂角τ(反射面に対する非入射面の角度)より、先端角度βが細いバイトを使用すれば、基盤の表面に対して垂直になるようにフレネルプリズムの非入射面を形成することができる。しかし、先端角度βが細いバイトは摩耗に弱いため、フレネルプリズムの製作精度が劣化することがある課題があった。また、鏡面性の高い反射面を形成してから、バイトの先端を引きずるように移動することにより、粗面性の高い非入射面を形成する必要があり、製作が面倒である課題もあった。 Since the conventional Fresnel optical element is configured as described above, if a tool with a tip angle β smaller than the apex angle τ (angle of the non-incident surface with respect to the reflecting surface) of the Fresnel prism is used, The non-incident surface of the Fresnel prism can be formed so as to be vertical. However, since the cutting tool having a thin tip angle β is vulnerable to wear, there is a problem that the manufacturing accuracy of the Fresnel prism may be deteriorated. In addition, it is necessary to form a non-incident surface with high roughness by moving the tip of the cutting tool by dragging it after forming a reflective surface with high specularity. .
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、先端角度が太いバイトを使用して加工することができるフレネル光学素子を得ることを目的とする。
また、この発明は、製作精度が高いフレネル光学素子が組み込まれている表示スクリーンを得ることを目的とする。
さらに、この発明は、製作精度が高い表示スクリーンを実装している投写型表示装置を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a Fresnel optical element that can be processed using a bite having a large tip angle.
Another object of the present invention is to obtain a display screen incorporating a Fresnel optical element with high manufacturing accuracy.
Furthermore, an object of the present invention is to obtain a projection display device on which a display screen with high manufacturing accuracy is mounted.
この発明に係るフレネル光学素子は、フレネルプリズムが配置される基盤の表面に対する非入射面の角度が90度より小さく、かつ、光線の入射角より大きく、上記非入射面の一部が基盤の表面と平行に形成したものである。
In the Fresnel optical element according to the present invention, the angle of the non-incident surface with respect to the surface of the substrate on which the Fresnel prism is disposed is smaller than 90 degrees and larger than the incident angle of the light beam, and a part of the non-incident surface is the surface of the substrate And formed in parallel .
このことによって、先端角度がフレネルプリズムの頂角τ(反射面に対する非入射面の角度)より太い摩耗に強いバイトを使用して加工することができるため、フレネルプリズムの製作精度を高めることができる効果がある。
また、バイトを寝かす角度を変えるだけで、フレネル光学素子の根元部分を加工することができるため、加工の自由度が増えて、簡単に製作することができる効果がある。As a result, since the tip angle can be processed using a tool that is thicker than the apex angle τ (angle of the non-incident surface with respect to the reflecting surface) of the Fresnel prism and is resistant to wear, the manufacturing accuracy of the Fresnel prism can be increased. effective.
In addition, since the root portion of the Fresnel optical element can be processed only by changing the angle at which the tool is laid down, the degree of freedom in processing is increased, and the manufacturing can be easily performed.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による投写型表示装置を示す構成図であり、図2はこの発明の実施の形態1による投写型表示装置を示す斜視図である。Hereinafter, in order to describe the present invention in more detail, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a projection display apparatus according to
図において、発光体であるプロジェクタ1は画像投影用の光線をフレネル光学素子2に照射する。
フレネル光学素子2はプロジェクタ1から照射される光線を反射させる反射面と、その光線が照射されない非入射面とを有するフレネルプリズムが鋸歯状に複数形成されている。
基盤3にはフレネル光学素子2のフレネルプリズムが二次元的に配置されている。In the figure, a
The Fresnel
A Fresnel prism of the Fresnel
図3はこの発明の実施の形態1による表示スクリーンを示す構成図である。図において、フレネル光学素子2を形成しているフレネルプリズムの入射面である反射面11はプロジェクタ1から照射される光線を反射させる。
3 is a block diagram showing a display screen according to
フレネルプリズムの非入射面12はプロジェクタ1から直接光線が入射されない面であり、フレネルプリズムが配置される基盤3の表面13に対する非入射面12の角度αが90度より小さく、かつ、光線の入射角θより大きい(π/2−θ≦α)。
図4はこの発明の実施の形態1によるフレネル光学素子を示す模式図である。The
FIG. 4 is a schematic diagram showing a Fresnel optical element according to
次に動作について説明する。
プロジェクタが斜めに光線を表示スクリーンに照射する場合でも、入射角度θで入射した光線の出射角度φが略水平方向になるようにするために、図5に示すように、フレネルプリズムの反射面21が角度ξだけ傾けられている(上記特許文献1を参照)。Next, the operation will be described.
Even in the case where the projector irradiates the light beam obliquely on the display screen, the
上記特許文献1に開示されているフレネル光学素子では、プロジェクタからの光線が入射されないフレネルプリズムの非入射面22が、フレネルプリズムが配置される基盤の表面23に対して垂直になるように形成されている。
In the Fresnel optical element disclosed in
ここで、フレネル光学素子の加工方法、特に鏡面加工と粗面加工について説明する。
図6はフレネルプリズムの母型となる金型31と金型切削用のバイト32を示す模式図である。Here, the processing method of the Fresnel optical element, particularly the mirror surface processing and the rough surface processing will be described.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a die 31 that is a mother die of a Fresnel prism and a
最初に、金型31に対して斜めにバイト32を押し当てて、金型31を切削することにより、鏡面性の高い面31a(反射面21を形成するための面)を形成した後、図7に示すように、バイト32の先端を引きずるように移動させることで、粗面性の高い面31b(非入射面22を形成するための面)を形成する。
ただし、非入射面22は、基盤の表面23に対して垂直であるため、金型31を加工して、フレネル光学素子の根元部分を加工する際には、少なくともフレネルプリズムの頂角τより、先端角度βが細いバイトを使用して加工する必要がある。First, the
However, since the
先端角度βが細いバイト32は摩耗に弱いため、このようなバイト32を使用してフレネルプリズムの金型31を加工すると、フレネルプリズムの製作精度が劣化することがある。
そこで、この実施の形態1では、先端角度βが太いバイト33(β>τ)を使用して加工することができるように、フレネルプリズムの形状を工夫している。Since the
Therefore, in the first embodiment, the shape of the Fresnel prism is devised so that it can be processed using the cutting tool 33 (β> τ) having a large tip angle β.
即ち、基盤3の表面13に対するフレネルプリズムの非入射面12の角度αが90度より小さくなるようにしている。
つまり、プロジェクタ1から照射される光線の入射角度θが極端に大きい場合(極端な斜入射の場合)、光線が反射面(例えば、図4の線分FGに着目)に遮断されて、フレネルプリズムの根元部分(例えば、線分CKとCHを二辺とする三角形部分)には光線が入射されないため、非入射面12(例えば、図4の線分CG)を基盤3の表面13に対して必ずしも垂直に形成する必要はない。ただし、非入射面12の角度αが光線の入射角度θより小さいと、光線が直接非入射面12に入射されてしまうので、非入射面12の角度αを光線の入射角度θより大きくする必要がある。即ち、π/2−θ≦αが成立する必要がある。That is, the angle α of the
That is, when the incident angle θ of the light beam emitted from the
基盤3の表面13に対する非入射面12の角度αを90度より小さくする場合、先端角度βが太いバイト33(β>τ)を使用して加工することができる。
図8はフレネルプリズムの母型となる金型31と金型切削用のバイト33を示す模式図である。When the angle α of the
FIG. 8 is a schematic diagram showing a
先端角度βが太いバイト33(β>τ)を使用する場合、図8に示すように、先端角度βを一定のまま、バイト33を寝かす角度を変えるだけで加工することができる。
ただし、フレネルプリズムが逆方向に反り返った形になると(非入射面12の角度がα>90°の場合)、例えば光硬化樹脂を金型31に流し込み、その光硬化樹脂を紫外線照射等で固めたのち、その樹脂を抜き取ることにより、フレネルプリズムを得る方法を使用することが難しくなる。When the
However, when the Fresnel prism is warped in the opposite direction (when the angle of the
即ち、下式が成立する場合、フレネルプリズムが逆方向に反り返った形になり、金型31から樹脂を離型することが難しくなる。
α=π−τ−ξ>π/2
したがって、フレネルプリズムが逆方向に反り返らないように、フレネルプリズムの形状を決定する必要がある。That is, when the following formula is established, the Fresnel prism is warped in the reverse direction, and it becomes difficult to release the resin from the
α = π−τ−ξ> π / 2
Therefore, it is necessary to determine the shape of the Fresnel prism so that the Fresnel prism does not warp in the reverse direction.
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、フレネルプリズムが配置される基盤3の表面13に対する非入射面12の角度αが90度より小さく、かつ、光線の入射角度θより大きくなるように構成したので、先端角度βがフレネルプリズムの頂角τより太い摩耗に強いバイト33を使用して加工することができるようになり、その結果、フレネルプリズムの製作精度を高めることができる効果を奏する。
また、バイト33を寝かす角度を変えるだけで、フレネル光学素子の根元部分を加工することができるようになり、加工の自由度が増えて、かつ、摩耗が減るため、簡単に製作することができる効果を奏する。As apparent from the above, according to the first embodiment, the angle α of the
In addition, the root portion of the Fresnel optical element can be processed only by changing the angle at which the
実施の形態2.
上記実施の形態1では、鏡面性の高い反射面11を形成するものについて示したが、図9に示すように、反射面11が光線を拡散する光線拡散機能を備えるようにしてもよい。
In the first embodiment, the
具体的には、バイト33の先端を金型31に押し当てて削除する際、例えば、少しずつ削除することで反射面11を荒らし加工することにより、反射面11が光線拡散機能を備えるようにする。
あるいは、上記実施の形態1と同様にして、反射面11を形成する部分の金型31を、サンドペーパーなどに代表される粗面で擦ることにより、反射面11が光線拡散機能を備えるようにする。
あるいは、光拡散性を備えた塗料を表面に塗ることで、反射面11が光線拡散機能を備えるようにする。Specifically, when the tip of the
Alternatively, in the same manner as in the first embodiment, the reflecting
Alternatively, the
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、反射面11が光線を拡散する光線拡散機能を備えるように構成したので、観測者が画像を観測できる視野を拡大することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the second embodiment, since the reflecting
実施の形態3.
上記実施の形態1では、反射面11と非入射面12からなるフレネルプリズムが鋸歯状に複数形成されているフレネル光学素子2を用いるものについて示したが、反射面11と非入射面12からなるフレネルプリズムが連なっている必要はなく、図10に示すように、所定の間隔をおいて、複数のフレネルプリズムが形成されているフレネル光学素子2を用いるようにしてもよい。
即ち、非入射面12の一部14が基盤3の表面13と平行に形成されているフレネル光学素子2を用いるようにしてもよい。
In
That is, the Fresnel
上記実施の形態1では、フレネルプリズムの金型31を加工する際、先端角度βが太いバイト33(β>τ)を使用し、先端角度βを一定のまま、バイト33を寝かす角度を変えるだけで加工するものについて示したが、このようにして、フレネルプリズムを加工する場合、図11に示すように、先端部分(図11において、点線で囲まれている部分)が加工の際に曲がるなどの不具合を発生することがある。
In the first embodiment, when processing the
この実施の形態3では、先端部分が曲がるなどの不具合の発生を防止するため、非入射面12の一部14が基盤3の表面13と平行になるように形成している。
具体的には下記の通りである。In the third embodiment, the
Specifically, it is as follows.
最初に、図12に示すように、金型31に対して斜めにバイト33を押し当てて、金型31を切削する。ただし、切削する深さは、図11の場合より浅いものとなる。
即ち、図13に示すように、点線の部分は切削せずに、バイト33を一旦抜くようにする。First, as shown in FIG. 12, the
That is, as shown in FIG. 13, the cutting
次に、図14に示すように、基盤3の表面13と平行に形成される平面部(非入射面12の一部14)の長さ分だけ、バイト33を右に移動する。
次に、図15に示すように、金型31に対して斜めにバイト33を押し当てて、金型31を切削する。
以上の処理(図12から図15の処理)を繰り返し実行することにより、非入射面12の一部14が基盤3の表面13と平行になる金型31を加工して、フレネル光学素子2を形成する。Next, as shown in FIG. 14, the cutting
Next, as shown in FIG. 15, the cutting
By repeatedly executing the above processing (the processing of FIGS. 12 to 15), the
このようにして、非入射面12の一部14が基盤3の表面13と平行になるようにフレネル光学素子2を形成することは、図4のプリズム部分△CGFを△KGMに相似縮小して形成することと等価である。
図4のように、この相似縮小比率をlとする場合、例えば、相似縮小比率lは、次のようにしてもよい。
l=1−{(tanξ)/(tanα)}
・[{tanα−tan(π/2−θ)}
/{tanξ+tan(π/2−θ)}]In this way, forming the Fresnel
As shown in FIG. 4, when the similarity reduction ratio is 1, for example, the
l = 1 − {(tan ξ) / (tan α)}
[{Tan α-tan (π / 2−θ)}
/ {Tanξ + tan (π / 2−θ)}]
図24は具体的な計算例を示しており、図24では、出射角度φ=0、プリズム頂角を90°とした計算例である。
図の横軸が入射角度θ、縦軸が相似縮小比率lである。
入射角度θが大きい場合、即ち、極端な斜入射になると、相似縮小比率lが小さくなる。即ち、プリズムの比率が小さく、非入射面12の一部14の比率が大きくなる。FIG. 24 shows a specific calculation example. FIG. 24 shows a calculation example in which the emission angle φ = 0 and the prism apex angle is 90 °.
In the figure, the horizontal axis represents the incident angle θ, and the vertical axis represents the similarity reduction ratio l.
When the incident angle θ is large, that is, when the incident angle is extremely oblique, the similar reduction ratio l decreases. That is, the ratio of the prism is small, and the ratio of the
このようにして、非入射面12の一部14が基盤3の表面13と平行になるようにフレネル光学素子を形成すると、図11に示すような先端部分がなくなるため、その先端部分が曲がるなどの不具合の発生を防止することができる効果を奏する。
また、この場合、切削する体積が少なくなるため、加工時間が短縮される効果を奏する。その結果、金型加工時の温度変化や外界の影響が少なくなり、金型の加工精度が向上する効果を奏する。When the Fresnel optical element is formed so that the
In this case, since the volume to be cut is reduced, the processing time is shortened. As a result, the temperature change and the influence of the outside world at the time of die machining are reduced, and the die machining accuracy is improved.
さらに、プリズム部分の体積が少なくなるため、流し込んだ樹脂を金型から離型し易くなり、形状の転写精度が向上する効果を奏する。 Furthermore, since the volume of the prism portion is reduced, it is easy to release the poured resin from the mold, and the shape transfer accuracy is improved.
実施の形態4.
上記実施の形態3では、非入射面12の一部14が基盤3の表面13と平行になるようにフレネル光学素子2を形成するものについて示したが、図16に示すように、非入射面12の一部14が光線を吸収する光線吸収機能を備えるようにしてもよい。あるいは、非入射面12の全体が光線を吸収する光線吸収機能を備えるようにしてもよい(図3の非入射面12の全体、あるいは、図10の非入射面12の全体(一部14を含む)が光線吸収機能を備える)。
なお、反射面11は、図9の反射面11のように光線拡散機能を備えるようにしてもよい。Embodiment 4 FIG.
In the third embodiment, the case where the Fresnel
The
具体的には、次のようにして、非入射面12の一部14が光線を吸収する光線吸収機能を備えるようにする。
上記実施の形態3と同様にして、金型31を加工すると(図15を参照)、図17に示すように、金型31の平面部分に版画の要領で光吸収機能を有する媒質34を塗布することにより、その平面部分に光吸収媒質35を形成する。例えば、光吸収媒質としては、黒色の染料や顔料、もしくは、不透明な光硬化樹脂や熱硬化樹脂などとしてもよい。
そして、図18に示すように、その光吸収媒質35を硬化させる。Specifically, a
When the
Then, as shown in FIG. 18, the
次に、図19のように上記の金型31に光硬化樹脂36を流し込み、図20のように基盤3を光硬化樹脂36の上から押し当て、光を当てることで光硬化樹脂36を硬化させる。
最後に、図21に示すように、金型31からフレネル光学素子2を離型することにより、非入射面12の一部14に光吸収媒質35が貼り付けられているフレネル光学素子2が形成される。Next, the
Finally, as shown in FIG. 21, by separating the Fresnel
以上で明らかなように、この実施の形態4によれば、非入射面12の一部14が光線を吸収する光線吸収機能を備えるように構成したので、非入射面12の一部14に外光が入射されても、その外光が吸収されるようになる。その結果、外光が強い場合でも、コントラストの高い画像を表示することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the fourth embodiment, since the
実施の形態5.
上記実施の形態4では、非入射面12の一部14が光線を吸収する光線吸収機能を備えるものについて示したが、図22に示すように、非入射面12の一部14が光線を拡散する光線拡散機能を備えるようにしてもよい。あるいは、非入射面12の全体が光線を拡散する光線拡散機能を備えるようにしてもよい(図3の非入射面12の全体、あるいは、図10の非入射面12の全体(一部14を含む)が光線拡散機能を備える)。
なお、反射面11は、図9の反射面11のように光線拡散機能を備えるようにしてもよい。
In the fourth embodiment, the
The
例えば、上記実施の形態3と同様にして、非入射面12の一部14が基盤3の表面13と平行になるようにフレネル光学素子2を形成したのち、サンドペーパーなどに代表される粗面で擦ることにより、非入射面12の一部14を荒らすことで、非入射面12の一部14が光線拡散機能を備えるようにする。
あるいは、金型31の表面をサンドペーパーなどに代表される粗面で予め擦った後、加工を施すことにより、非入射面12の一部14が光線拡散機能を備えるようにする。
あるいは、非入射面12の一部14の上を、バイト33の先端を引きずるように動かすことで、非入射面12の一部14を粗面加工することでも、非入射面12の一部14が光線拡散機能を備えるようにすることができる。For example, after forming the Fresnel
Alternatively, the surface of the
Alternatively, the
以上で明らかなように、この実施の形態5によれば、非入射面12の一部14が光線を拡散する光線拡散機能を備えるように構成したので、非入射面12の一部14に外光が入射されても、その外光が拡散されるようになる。その結果、外光が強い場合でも、コントラストの高い画像を表示することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the fifth embodiment, since the
なお、この実施の形態5では、非入射面12の一部14が光線を拡散する光線拡散機能を備えるものについて示したが、光吸収機能や光線拡散機能以外の光学機能を備えるようにしてもよい。
例えば、Anti−Reflection機能を備えるようにしてもよい。
また、非入射面12の一部14を半透明や透明にしてもよい。In the fifth embodiment, the
For example, an anti-reflection function may be provided.
Further, a
実施の形態6.
図23はこの発明の実施の形態6による投写型表示装置を示す斜視図である。
図において、図2と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
FIG. 23 is a perspective view showing a projection display apparatus according to
In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
基盤3にはフレネル光学素子2が同心円状に配置されており、フレネル光学素子2の外周には縁4が形成されている。なお、プロジェクタ1及び表示スクリーンを設置する際、プロジェクタ1により投射された画像の表示領域5が縁4の内側と一致するように設置される。
位置調整手段である上下調整機構6は表示スクリーンを上下に移動して、フレネル光学素子2に対する光線の照射位置を調整する。A Fresnel
The
次に動作について説明する。
プロジェクタ1により投射された画像を表示スクリーンに表示するに際しては、プロジェクタ1と表示スクリーンの相対的な位置関係を調整する必要がある。Next, the operation will be described.
When displaying the image projected by the
光学的には、例えば、光軸であるプロジェクタ1の基準点Xと表示スクリーンの基準点Yを揃え、投射距離を所定の間隔に設定する必要がある。
しかしながら、基準点X,Yは、実際のプロジェクタ1では明確に記されていない場合が多い。Optically, for example, it is necessary to align the reference point X of the
However, the reference points X and Y are often not clearly described in the
そこで、この実施の形態6では、フレネル光学素子2の外周に縁4を形成するようにしており、プロジェクタ1により投射された画像の表示領域5が縁4の内側と一致するように設置するだけで、プロジェクタ1と表示スクリーンの相対的な位置関係の調整を完了できるようにしている。
なお、フレネル光学素子2の外周に縁4を形成しているので、プロジェクタ1による画像が歪曲している場合でも、表示領域5の歪曲が縁4に隠れるようになり、見栄えが良くなる。Therefore, in the sixth embodiment, the edge 4 is formed on the outer periphery of the Fresnel
Since the edge 4 is formed on the outer periphery of the Fresnel
プロジェクタ1による光線の入射が極端な斜入射の場合、プロジェクタ1から表示スクリーンまでの投射距離が敏感になるので、上下調整機構6を用いて表示スクリーンを上下に移動することにより、フレネル光学素子2に対する光線の照射位置を調整して、その投射距離の誤差を吸収するようにする。
y=f×tanθ
ただし、f:投射距離
θ:入射角度
y:表示スクリーンの高さWhen the light incident by the
y = f × tan θ
Where f: projection distance
θ: Incident angle
y: Height of display screen
また、極端な斜入射では、投射距離が僅かに変わると、光線の入射位置が大きく変わるので、表示スクリーンが撓んでいる場合、投射された画像が大きく歪むことになる。
したがって、平面度の高い平坦な基盤3にフレネル光学素子2を配置する必要性が高い。Further, in the case of extreme oblique incidence, if the projection distance is slightly changed, the incident position of the light beam is greatly changed. Therefore, when the display screen is bent, the projected image is greatly distorted.
Therefore, it is highly necessary to dispose the Fresnel
なお、この実施の形態6では、フレネル光学素子2が同心円状に配置されているものについて示したが、入射角度θに応じて反射面11の角度が同心円の中心から近い側よりも遠い側の方が大きくなるようにフレネル光学素子2が変化しているようにしてもよい。
また、この実施の形態6では、フレネル光学素子2が同心円状に配置されているものについて示したが、入射角度θに応じてプリズムの相似縮小比率lが同心円の中心から近い側より遠い側の方が小さくなるようにフレネル光学素子2が変化しているようにしてもよい。
さらに、この実施の形態6では、フレネル光学素子2が同心円状に配置されているものについて示したが、必ずしも同心円状に配置されている必要はなく、フレネル光学素子2が直線状に配置されていてもよい。In the sixth embodiment, the Fresnel
In the sixth embodiment, the Fresnel
Further, in the sixth embodiment, the Fresnel
上記実施の形態1〜6では、特に言及していないが、フレネル光学素子2のピッチを画面の画素より細かくすれば、解像度の高い画像を表示することができる。
Although not particularly mentioned in the first to sixth embodiments, an image with high resolution can be displayed if the pitch of the Fresnel
以上のように、この発明に係るフレネル光学素子は、プロジェクタが表示スクリーンの裏側ではなく、表示スクリーンの表側(観測者側)に配置される投写型表示装置などに用いるのに適している。 As described above, the Fresnel optical element according to the present invention is suitable for use in a projection display device in which the projector is arranged not on the back side of the display screen but on the front side (observer side) of the display screen.
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