[发明专利]透镜和投射型图像显示装置

说明书

透镜和投射型图像显示装置。能够抑制放大侧成像面的上侧的周边部的光量降低。透镜从缩小侧朝向放大侧依次具有第1透过面、反射面、第2透过面。第1透过面和反射面位于在Z轴方向上延伸的假想轴的下方，第2透过面位于假想轴的上方。反射面具有凹形状，第2透过面具有向放大侧突出的凸形状。连接上侧交点和下侧交点的假想线相对于YZ平面中与假想轴垂直的假想垂直线倾斜，上侧交点是通过第2透过面的有效光线范围的Y轴方向的上端的上端光束的上周边光线和通过有效光线范围的Y轴方向的下端的下端光束的上周边光线在YZ平面上交叉的交点，下侧交点是上端光束的下周边光线和下端光束的下周边光线在YZ平面上交叉的交点。

技术领域

本发明涉及在2个透过面之间具有凹形状的反射面的透镜和投射型图像显示装置。

背景技术

在专利文献1中记载了使显示元件形成的图像成像在屏幕上的光学系统。该文献的光学系统从缩小侧朝向放大侧依次具有前组、开口光圈和后组。前组包含透过面和凹形状的反射面。后组包含朝向放大侧成为凸形状的透过面。开口光圈的开口部相对于前组的光轴垂直设置。光学系统的光瞳与光轴垂直。光学系统是透镜。

专利文献1：日本特开2017-156713号公报

发明内容

发明要解决的课题

在使用专利文献1的透镜向屏幕投射图像的情况下，存在这样的问题：在屏幕上成像的最终像的上侧的周边部变暗。

本发明的课题在于，鉴于这种情况，提供能够抑制放大侧成像面的上侧的周边部的光量降低的透镜。此外，提供具有这种透镜的投射型图像显示装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的透镜的特征在于，所述透镜从缩小侧朝向放大侧依次具有第1透过面、反射面和第2透过面，在设相互正交的3轴为X轴、Y轴和Z轴、排列有所述第1透过面和所述反射面的方向为Z轴方向、所述Y轴的一侧为上方、所述Y轴的另一侧为下方、与所述X轴垂直且包含所述Y轴和所述Z轴的面为YZ平面的情况下，所述第1透过面和所述反射面位于在所述Z轴方向上延伸的假想轴的下方，所述第2透过面位于所述假想轴的上方，所述反射面具有凹形状，所述第2透过面具有向所述放大侧突出的凸形状，连接上侧交点和下侧交点的假想线相对于在所述YZ平面中与所述假想轴垂直的假想垂直线倾斜，该上侧交点是通过所述第2透过面的有效光线范围的Y轴方向的上端的上端光束的上周边光线和通过该有效光线范围的Y轴方向的下端的下端光束的上周边光线在YZ平面上交叉的交点，该下侧交点是所述上端光束的下周边光线和所述下端光束的下周边光线在所述YZ平面上交叉的交点。

在本发明中，能够设为所述第1透过面、所述反射面和所述第2透过面是具有相对于所述假想轴旋转对称的面的共轴光学系统，所述假想轴是设计基准轴。

在本发明中，能够设为在设所述假想线的所述上侧交点侧相对于所述假想垂直线以该假想垂直线与该假想线的交点为轴而逆时针旋转的倾斜角度为θ、所述下端光束的下周边光线与所述假想轴交叉的从该假想轴起的角度为γ的情况下，满足以下条件式：0°θ90°+γ··(1)。

此外，本发明能够设为满足以下条件式(2)：90°θ··(2)。

在本发明中，能够设为所述第1透过面、所述反射面和所述第2透过面中的任意一个是非球面。

在本发明中，能够设为所述透镜具有遮光部，该遮光部对沿着所述假想线倾斜并从该假想线上的有效光线范围偏离的光线进行遮光。

在本发明中，能够设为所述第1透过面、所述反射面和所述第2透过面中的任意一个为自由曲面。

接着，本发明的投射型图像显示装置的特征在于，所述投射型图像显示装置具有：上述透镜；以及图像形成部，其在所述透镜的缩小侧成像面上显示投射图像。