[发明专利]投射型影像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及投射型影像显示装置。

背景技术

在现有技术中，已知有使用两片自由曲面透镜和一片自由曲面反射镜的投射光学系统1(图9)(参照日本特开2009-109867号公报)。

图10是图9的投射光学系统1中将从物面(影像显示元件面)到像面的光线一起表示的光线图。图11(A)着眼于自由曲面反射镜13上的反射前后的光束的YZ截面上的光线图，(B)是到自由曲面反射镜13为止的光路的XZ截面上的光线图。图12是成为光线追踪条件的物点(像点)配置的说明图。在图12中，设置了共计10点的物点，表示来自各物点的光线。

发明内容

根据现有技术(图9)，通过使用了自由曲面透镜21、22和自由曲面反射镜23的投射光学系统，能够以较短投射距离得到较大的投射像(从物面(影像显示元件面)到自由曲面反射镜13的光轴为止的距离为327.6mm，从自由曲面反射镜13的光轴到像面为止的距离为567mm，80英寸的像)。但是，对投射距离的缩短化和投射光学系统的小型化有着进一步的需求。

于是，本发明的目的在于，提供实现了进一步的投射距离的缩短化(广角化)和投射光学系统的小型化的投射型影像显示装置。

为了解决上述课题，本发明的一个期望方式如下。

该投射型影像显示装置包括：相对于影像显示元件配置在光的前进方向的包含多个透镜的透镜组；相对于透镜组配置在光的前进方向的第一透镜；相对于第一透镜配置在光的前进方向的第二透镜；和将从第二透镜射出的光反射而倾斜投射在屏幕上的反射镜，其中透镜组中最靠近第一透镜的透镜是凸面朝向该第一透镜的方向的凹凸透镜，第一透镜是凸面朝向第二透镜的方向的凹凸透镜，第二透镜是凸面朝向反射镜的方向的凹凸透镜。

附图说明

图1是实施例的投射光学系统的结构图。

图2是实施例的投射光学系统的光线图。

图3是表示实施例的由自由曲面反射镜产生的反射光路的重要部位的光线图。

图4是实施例的曲率半径、面间距离等透镜数据的图。

图5是实施例的自由曲面式和自由曲面系数的图。

图6是实施例的非球面系数和奇数次多项式非球面的系数的图。

图7是实施例的点列图。

图8是实施例的畸变性能图。

图9是现有技术例的投射光学系统的结构图。

图10是现有技术例的投射光学系统的光线图。

图11是表示现有技术例的由自由曲面反射镜产生的反射光路的主要部位光线图。

图12是成为光线追踪条件的物点(像点)配置的说明图。

具体实施方式

以下，用图1～图8，对实施例进行说明。

图1是投射光学系统1的结构图。在投射光学系统1中，在光的前进方向，依次配置了影像显示元件15、转换滤光片9、包含具有折射作用的多个透镜的同轴系统的透镜组10、具有正光焦度的第一自由曲面透镜11、具有负光焦度的第二自由曲面透镜12、自由曲面反射镜13。另外，所谓自由曲面，表示旋转非对称的曲面。

在这里，将自由曲面透镜的光焦度，当与靠近透镜组10的光轴的主光线通过该自由曲面透镜的通过距离相比，远离光轴侧的主光线的通过距离较小时，定义为正光焦度，反之，当与靠近透镜组10的光轴的主光线通过该自由曲面透镜的通过距离相比，远离光轴侧的主光线的通过距离较大时，定义为负光焦度。另外，当光线与透镜光轴相同时，通过距离等于透镜的中心厚度。

在透镜组10之中，最靠近第一自由曲面透镜11配置的透镜100、第一自由曲面透镜11和第二自由曲面透镜12，为凸面朝向光的前进方向侧的凹凸透镜形状。

第一自由曲面透镜11，在YZ截面和XZ截面中，也是与靠近光轴的位置相比，在远离光轴的位置透镜厚度较薄的正光焦度。

第二自由曲面透镜12，在YZ截面和XZ截面中，也是与靠近光轴的位置相比，在远离光轴的位置透镜厚度较厚的负光焦度。

图2是投射光学系统1的光线图。

在投射光学系统1中，以从自由曲面反射镜13的光轴到像面的距离为500mm，且从物面(影像显示元件面)到自由曲面反射镜13的光轴的距离为200.6mm，实现80英寸的像。即，本实施例，与表示现有技术的投射光学系统的图10相比，实现了投射距离的缩短化和投射光学系统1的小型化。