[发明专利]投影光学系统和图像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于图像显示装置的投影光学系统以及将图像放大投影到屏幕上的图像显示装置。

背景技术

图像显示装置也称为投影机，用于将在图像形成部形成的图像投影到被投影面即屏幕上。投影机中具备投影光学系统，将图像形成部形成的图像放大投影到屏幕上。投影机的图像形成部中具备数字微镜器件(Digital Micro-mirror Device，以下简称DMD)或液晶面板等元件。投影机中存在短距离方式的投影机，这类投影机能够缩短与屏幕之间的投影距离。近年来，以超短距离投影的投影机还能够放大屏幕上显示的图像大小，即能够进行大画面显示的超短距离投影机。目前，这种超短投影距离前方投影方式的投影机的需求越来越多。同时，对于这种投影机，进一步小型化的需求也不断提高。

关于上述投影机，例如专利文献1～4(JP特开2011-253024、2007-79524、2009-251457、2011-242606号公报)已有公开，该投影机的投影光学系统具备折射光学系统和曲面反射镜，能够用来进行超短距离投影。

但是，专利文献1～4公开的投影机所具备的投影光学系统均不能充分够满足目前的小型化要求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供投影距离十分短的小型投影光学系统。

为了达到上述目的，本发明提供一种投影光学系统，用于将图像形成部形成的图像投影到被投影面上，其特征在于，该投影光学系统从缩小端到放大端依次设有折射光学系统、第一反射面、以及第二反射面，当设定：构成所述折射光学系统的多片透镜的光轴中最大多数透镜所共有的光轴为该折射光学系统的光轴，所述折射光学系统中位于最靠近放大端的透镜的放大端一侧镜面与所述光轴的交点、和所述第一反射面与所述光轴的交点之间的距离为最小时的距离为L，所述折射光学系统的焦距为f，以平行于所述光轴的方向为Z轴向，并以平行于排列设置所述第一反射面和所述第二反射面的方向为Y轴向，在该Y轴向上所述光轴与所述图像形成部的端部之间的距离的最大值为Y_max时，在同时平行于所述Y轴和所述Z轴的YZ平面上，满足以下条件式(1)和(2)：

$\frac{Y_{\max }}{f}-\frac{1}{\tan {\mathrm{\θ}}_1}>0$式(1)

$\frac{L-D_1-d_{s1}}{L+D_1-d_{s1}}-\frac{1}{\tan {\mathrm{\θ}}_1}>-0.1$式(2)

其中，D₁是从所述图像形成部射出的光线与所述折射光学系统中位于最靠近放大端的透镜的放大端一侧镜面的交点到所述光轴的距离的最大值，d_s1是在所述Z轴上以从缩小端到放大端的方向为正方向时，所述折射光学系统中位于最靠近放大端的透镜的放大端一侧镜面中所述D₁高度所涵盖的镜面部分的凹陷量，θ₁是连接所述光线与所述第二反射面的交点中离所述光轴距离最大的点和所述光线与所述第二反射面的交点中离所述光轴距离最小的点的连接线、与所述光轴之间的夹角。