非対称の開口絞り
例えば、投射型ディスプレイ・システムにおいて、投射レンズは、投射レンズの光学レンズ要素の表面に塗付する、又は直接付着する、半径方向に非対称な光絞りを含む。形状が半径方向に非対称となるのは、非円形の光学の特徴を有する投射型ディスプレイ・システムに対して、より有効に機能し且つより高い効率性を提供するため、及び／又は光学収差を補正するためである。非対称の開口は、例えば光エンジンのコレクタ・ミラーのコマ収差を相殺することができる。更に、レンズ絞りの望ましい形状は、軸外投射と共に使用する場合は、キャビネットの大きさを低減するのに望ましい形状によりよく適合するよう、非対称である。正確な半径方向に非対称な形状は、画像を光学系からレンズ要素まで遡って追跡する光線によって決定されうる。当然ながら、形状は、単に半径方向に非対称であるだけではなく、他の方法でも非対称であってよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射レンズに係り、より詳細には、コンパクトな背面投射型（リア・プロジェクション）ディスプレイの投射レンズに係る。
【背景技術】
【０００２】
背面スクリーン投射型テレビジョン・ディスプレイは、大きな画像寸法によって消費者の多大な関心を得ている。主な不利点は、そのセットの大きさと奥行きである。このため製造メーカは、光学経路を折り畳んだり構成要素の小型化を図る等して、寸法を減ずる方法を常に探究している。これにより、多種の構成要素の正確な配置と配列が非常に重要となる。
【０００３】
光生成もまた、投射型ディスプレイにおいては非常に重要である。投射レンズは、通常は個別のレンズ等の多数の光学要素を有し、通常は画像を表示スクリーンに投射する。例えば投射レンズ内の光絞りの投射レンズの光軸に対する配列ミス等の、投射レンズにおける構成要素の小さな配列ミスは、効率性の不利な低下と、画像を映写する際に使用できる光の低減を招きうる。当然のことながら、かかる配列ミスはまた、形成された画像に収差をもたらしうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の投射レンズは、例えば画像／光ビームの所望しない部分からグレア及び／又は収差を減じるよう、外付けのレンズ絞り、又は、その内部の他の別個の光絞り要素を通常使用する。これは殆どの投射レンズの用途においては問題がないが、殆どの光効率の良い投射型ディスプレイ・システムにおいては、光絞りの非常に小さな配列ミスが問題を招く可能性があり、また、投射レンズの他のレンズに関して、このような光絞りの非常に小さな配列ミスが発生する可能性がある。
【０００５】
従って、投射レンズに使用される光絞りが配列から外れる可能性を低減する方法を見つけることは、有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ゆえに、本発明の第１の面において、投射レンズは、少なくとも１つの光学レンズ要素と、光学レンズ要素の表面に直接付着された半径方向に非対称な光絞りを含む。
【０００７】
本発明の第２の面において、投射型ディスプレイ・システムは、光エンジンと、画像を受けるよう配置した投射レンズと、その画像を受けるよう配置した投射型スクリーンを含む。
【０００８】
本発明の第３の面において、投射型ディスプレイ・システムで光を選択的にブロックする収差の方法は、光学レンズ要素を含む投射レンズを通して画像を映写することと、半径方向に非対称な光絞りを光学レンズ要素の表面に直接付着することを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は図面を参照して理解されてよく、その寸法、位置、角度等は必ずしも実物に即していない。
【００１０】
この詳細な説明における図面は、本発明を説明する目的での典型的な実施例であり、請求項を特定の実施例に限定すると解釈されるべきではない。
【００１１】
図１は、従来の投射レンズ１の断面を示す、非常に簡略化した図である。典型的な投射レンズは、多数の個別のレンズ要素を含みうる。簡略化するため、本図は３つの光学レンズ要素２，３，４及びレンズ絞り５のみを示す。画像からの光は、通常は、光学レンズ要素２，３，４及びレンズ絞り５を通過する。
【００１２】
図２及び３は、本発明に従って、半径方向に非対称な形状を伴うレンズ絞り７を、光学レンズ要素のうちの１つの光学レンズ要素３の表面９に直接塗付又は付着することによって、投射レンズ１をどのように改良しうるかを示す。形状が半径方向に非対称となるのは、非円形の光学の特徴を有する投射型ディスプレイ・システムに対してより有効に機能し且つより高い効率性を提供するため、及び／又は光学収差を補正するためである。非対称の開口は、例えば光エンジンのコレクタ・ミラーのコマ収差を相殺することができる。更に、レンズ絞り７の望ましい形状は、軸外投射と共に使用する場合は、キャビネットの大きさを低減するのに望ましい形状によりよく適合するよう、非対称である。正確な半径方向に非対称な形状は、画像を光学系からレンズ要素３まで遡るレイトレーシングによって決定されうる。当然ながら、形状は、単に半径方向に非対称であるだけではなく、他の方法でも非対称的であってよい。
【００１３】
図４は、本発明を用いた背面投射型ディスプレイ・システムの一実施例を示す。光エンジン１３は、例えば画像を形成する際、光を、画像形成をするリキッド・クリスタル・オン・シリコン（ＬＣｏＳ）パネル１４へと向かわせる。画像は、半径方向に非対称な光絞り７（図４には示さず）を備えた投射レンズ１によって受けられてからそのレンズを通過し、その後フォールド・ミラー１５で反射され表示スクリーン１７の背面１９上に写される。観察者は、表示スクリーン１７の前表面２１から画像を観る。図示される正確な半径方向に非対称な形状は、単なる一例であり、この形状の半径方向に非対称的本質をより明確に見るために誇張されている。正確な望ましい形状は、投射システムの光学経路に依存するものであり、上述した通りレイトレーシングによって決定されうる。
【００１４】
本発明の他の面、目的、及び利点と共に、他の実施例、実施例の変形、及び同等物は、当業者にとって明らかであり、図面、開示、及び添付の請求項を熟考することにより得られうる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】典型的な投射レンズの断面の略図である。
【図２】本発明による、光学レンズ要素に直接付着された光絞りを備えた、典型的な投射レンズの断面の略図である。
【図３】本発明による、光絞りの半径方向に非対称な形状の一例を示す、光学レンズ要素を一端から見た略図である。
【図４】本発明による、半径方向に非対称な光絞りを内蔵しうる、典型的な背面投射型ディスプレイ・システムの略図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射レンズに係り、より詳細には、コンパクトな背面投射型（リア・プロジェクション）ディスプレイの投射レンズに係る。
【背景技術】
【０００２】
背面スクリーン投射型テレビジョン・ディスプレイは、大きな画像寸法によって消費者の多大な関心を得ている。主な不利点は、そのセットの大きさと奥行きである。このため製造メーカは、光学経路を折り畳んだり構成要素の小型化を図る等して、寸法を減ずる方法を常に探究している。これにより、多種の構成要素の正確な配置と配列が非常に重要となる。
【０００３】
光生成もまた、投射型ディスプレイにおいては非常に重要である。投射レンズは、通常は個別のレンズ等の多数の光学要素を有し、通常は画像を表示スクリーンに投射する。例えば投射レンズ内の光絞りの投射レンズの光軸に対する配列ミス等の、投射レンズにおける構成要素の小さな配列ミスは、効率性の不利な低下と、画像を映写する際に使用できる光の低減を招きうる。当然のことながら、かかる配列ミスはまた、形成された画像に収差をもたらしうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の投射レンズは、例えば画像／光ビームの所望しない部分からグレア及び／又は収差を減じるよう、外付けのレンズ絞り、又は、その内部の他の別個の光絞り要素を通常使用する。これは殆どの投射レンズの用途においては問題がないが、殆どの光効率の良い投射型ディスプレイ・システムにおいては、光絞りの非常に小さな配列ミスが問題を招く可能性があり、また、投射レンズの他のレンズに関して、このような光絞りの非常に小さな配列ミスが発生する可能性がある。
【０００５】
従って、投射レンズに使用される光絞りが配列から外れる可能性を低減する方法を見つけることは、有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ゆえに、本発明の第１の面において、投射レンズは、少なくとも１つの光学レンズ要素と、光学レンズ要素の表面に直接付着された半径方向に非対称な光絞りを含む。
【０００７】
本発明の第２の面において、投射型ディスプレイ・システムは、光エンジンと、画像を受けるよう配置した投射レンズと、その画像を受けるよう配置した投射型スクリーンを含む。
【０００８】
本発明の第３の面において、投射型ディスプレイ・システムで光を選択的にブロックする収差の方法は、光学レンズ要素を含む投射レンズを通して画像を映写することと、半径方向に非対称な光絞りを光学レンズ要素の表面に直接付着することを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は図面を参照して理解されてよく、その寸法、位置、角度等は必ずしも実物に即していない。
【００１０】
この詳細な説明における図面は、本発明を説明する目的での典型的な実施例であり、請求項を特定の実施例に限定すると解釈されるべきではない。
【００１１】
図１は、従来の投射レンズ１の断面を示す、非常に簡略化した図である。典型的な投射レンズは、多数の個別のレンズ要素を含みうる。簡略化するため、本図は３つの光学レンズ要素２，３，４及びレンズ絞り５のみを示す。画像からの光は、通常は、光学レンズ要素２，３，４及びレンズ絞り５を通過する。
【００１２】
図２及び３は、本発明に従って、半径方向に非対称な形状を伴うレンズ絞り７を、光学レンズ要素のうちの１つの光学レンズ要素３の表面９に直接塗付又は付着することによって、投射レンズ１をどのように改良しうるかを示す。形状が半径方向に非対称となるのは、非円形の光学の特徴を有する投射型ディスプレイ・システムに対してより有効に機能し且つより高い効率性を提供するため、及び／又は光学収差を補正するためである。非対称の開口は、例えば光エンジンのコレクタ・ミラーのコマ収差を相殺することができる。更に、レンズ絞り７の望ましい形状は、軸外投射と共に使用する場合は、キャビネットの大きさを低減するのに望ましい形状によりよく適合するよう、非対称である。正確な半径方向に非対称な形状は、画像を光学系からレンズ要素３まで遡るレイトレーシングによって決定されうる。当然ながら、形状は、単に半径方向に非対称であるだけではなく、他の方法でも非対称的であってよい。
【００１３】
図４は、本発明を用いた背面投射型ディスプレイ・システムの一実施例を示す。光エンジン１３は、例えば画像を形成する際、光を、画像形成をするリキッド・クリスタル・オン・シリコン（ＬＣｏＳ）パネル１４へと向かわせる。画像は、半径方向に非対称な光絞り７（図４には示さず）を備えた投射レンズ１によって受けられてからそのレンズを通過し、その後フォールド・ミラー１５で反射され表示スクリーン１７の背面１９上に写される。観察者は、表示スクリーン１７の前表面２１から画像を観る。図示される正確な半径方向に非対称な形状は、単なる一例であり、この形状の半径方向に非対称的本質をより明確に見るために誇張されている。正確な望ましい形状は、投射システムの光学経路に依存するものであり、上述した通りレイトレーシングによって決定されうる。
【００１４】
本発明の他の面、目的、及び利点と共に、他の実施例、実施例の変形、及び同等物は、当業者にとって明らかであり、図面、開示、及び添付の請求項を熟考することにより得られうる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】典型的な投射レンズの断面の略図である。
【図２】本発明による、光学レンズ要素に直接付着された光絞りを備えた、典型的な投射レンズの断面の略図である。
【図３】本発明による、光絞りの半径方向に非対称な形状の一例を示す、光学レンズ要素を一端から見た略図である。
【図４】本発明による、半径方向に非対称な光絞りを内蔵しうる、典型的な背面投射型ディスプレイ・システムの略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光学レンズ要素と、前記光学レンズ要素の表面に直接付着される半径方向に非対称な光絞りと、を有する投射レンズ。
【請求項２】
前記半径方向に非対称な光絞りは、前記光学レンズ要素の前記表面上に塗付される、請求項１記載の投射レンズ。
【請求項３】
光エンジンと、画像を受けるよう配置される投射レンズと、前記画像を受けるよう配置される表示スクリーンと、を有する投射型ディスプレイ・システム。
【請求項４】
前記投射型ディスプレイ・システムは、背面投射型ディスプレイ・システムであり、また、前記表示スクリーンは、画面の背後から前記画像を受けるよう配置された、リア・ビューのスクリーンである、請求項３記載の投射型ディスプレイ・システム。
【請求項５】
前記投射レンズから前記画像を受けるよう配置されたミラーを含む、請求項４記載の背面投射型ディスプレイ・システム。
【請求項６】
前記投射レンズから前記画像を受けるよう配置されたミラーを含む、請求項１記載の投射型ディスプレイ・システム。
【請求項７】
前記光エンジンから光を受け、前記投射レンズに前記画像を与える、画像形成するＬＣｏＳパネルを含む、請求項３記載の投射型ディスプレイ・システム。
【請求項８】
前記光エンジンから光を受け、前記投射レンズに前記画像を与える、画像形成をするＬＣｏＳパネルを含む、請求項４記載の投射型ディスプレイ・システム。
【請求項９】
前記光エンジンから光を受け、前記投射レンズに前記画像を与える、画像形成をするＬＣｏＳパネルを含む、請求項５記載の投射型ディスプレイ・システム。
【請求項１０】
前記光エンジンから光を受け、前記投射レンズに前記画像を提供する、画像形成をするＬＣｏＳパネルを含む、請求項６記載の投射型ディスプレイ・システム。
【請求項１１】
投射型ディスプレイ・システムで光を選択的に遮断する収差の方法であって、
光学レンズ要素を含む投射レンズから画像を投射し、
半径方向に非対称な形状を有する半径方向に非対称な光絞りを前記光学レンズ要素の表面に直接付着する、収差の方法。
【請求項１２】
前記レンズ絞りの半径方向に非対称な形状を決定するよう、所望の画像のビーム形状をレイトレーシングする、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記半径方向に非対称な光絞りは、前記光学レンズ要素の前記表面に、前記半径方向に非対称な光絞りを塗付することによって適用される、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記画像をミラーから表示スクリーン上に映写することを有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記画像は、前記表示スクリーン上にその画面の背後から映写される、請求項１４記載の方法。
【請求項１】
少なくとも１つの光学レンズ要素と、前記光学レンズ要素の表面に直接付着される半径方向に非対称な光絞りと、を有する投射レンズ。
【請求項２】
前記半径方向に非対称な光絞りは、前記光学レンズ要素の前記表面上に塗付される、請求項１記載の投射レンズ。
【請求項３】
光エンジンと、画像を受けるよう配置される投射レンズと、前記画像を受けるよう配置される表示スクリーンと、を有する投射型ディスプレイ・システム。
【請求項４】
前記投射型ディスプレイ・システムは、背面投射型ディスプレイ・システムであり、また、前記表示スクリーンは、画面の背後から前記画像を受けるよう配置された、リア・ビューのスクリーンである、請求項３記載の投射型ディスプレイ・システム。
【請求項５】
前記投射レンズから前記画像を受けるよう配置されたミラーを含む、請求項４記載の背面投射型ディスプレイ・システム。
【請求項６】
前記投射レンズから前記画像を受けるよう配置されたミラーを含む、請求項１記載の投射型ディスプレイ・システム。
【請求項７】
前記光エンジンから光を受け、前記投射レンズに前記画像を与える、画像形成するＬＣｏＳパネルを含む、請求項３記載の投射型ディスプレイ・システム。
【請求項８】
前記光エンジンから光を受け、前記投射レンズに前記画像を与える、画像形成をするＬＣｏＳパネルを含む、請求項４記載の投射型ディスプレイ・システム。
【請求項９】
前記光エンジンから光を受け、前記投射レンズに前記画像を与える、画像形成をするＬＣｏＳパネルを含む、請求項５記載の投射型ディスプレイ・システム。
【請求項１０】
前記光エンジンから光を受け、前記投射レンズに前記画像を提供する、画像形成をするＬＣｏＳパネルを含む、請求項６記載の投射型ディスプレイ・システム。
【請求項１１】
投射型ディスプレイ・システムで光を選択的に遮断する収差の方法であって、
光学レンズ要素を含む投射レンズから画像を投射し、
半径方向に非対称な形状を有する半径方向に非対称な光絞りを前記光学レンズ要素の表面に直接付着する、収差の方法。
【請求項１２】
前記レンズ絞りの半径方向に非対称な形状を決定するよう、所望の画像のビーム形状をレイトレーシングする、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記半径方向に非対称な光絞りは、前記光学レンズ要素の前記表面に、前記半径方向に非対称な光絞りを塗付することによって適用される、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記画像をミラーから表示スクリーン上に映写することを有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記画像は、前記表示スクリーン上にその画面の背後から映写される、請求項１４記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００６−５００６２９（Ｐ２００６−５００６２９Ａ）
【公表日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５３９３０５（Ｐ２００４−５３９３０５）
【出願日】平成１５年９月１５日（２００３．９．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００３／００４０２１
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０２９６８７
【国際公開日】平成１６年４月８日（２００４．４．８）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｎ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １，５６２１ ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年９月１５日（２００３．９．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００３／００４０２１
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０２９６８７
【国際公開日】平成１６年４月８日（２００４．４．８）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｎ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １，５６２１ ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
【Ｆターム（参考）】
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