[发明专利]投影透镜系统和图像投影装置

说明书

本发明涉及投影透镜系统和图像投影装置，投影透镜系统(G1、G2)包括配置在投影面(SC)侧的前组(G1)、配置在相对于投影面(SC)倾斜的图像显示元件的显示面(SF)侧；以及相对于前组(G1)配置在显示面(SF)侧的孔径光阑(S)。所述后组光轴相对于所述显示面法线以倾斜角ξ在所述共用平面上倾斜，在投影透镜系统(G1、G2)中，当偏移量Δ为0时，倾斜角ξ满足条件表达式0ξ/ξs1，其中，ξs表示当显示面(SF)和投影面(SC)满足沙姆普弗鲁克原理时的倾斜角。

技术领域

本公开的实施例涉及投影透镜系统和图像投影装置。

背景技术

以往，作为各种投影仪，使用投影透镜系统来将显示在诸如数字微镜器件(DMD)、液晶面板和发光元件阵列的图像显示元件的显示面上的图像作为投影图像投影到诸如屏幕的投影面上的图像投影装置已众所周知且被应用。

目前，平视显示器(HUD)已经商业化，其中诸如为车辆等移动体提供上述图像投影装置，并且例如凹面镜用于将屏幕上显示的图像形成为待观察的虚像。

在投影仪或HUD中，许多情况下，图像显示元件的显示面与投影面(屏幕)是不平行的。如上所述，当显示面和投影面(屏幕)彼此不平行时，作为实现投影图像被良好地聚焦在投影面上的光学条件，本领域中已知的是所谓的沙姆普弗鲁克原理(参见例如PTL1)。

沙姆普弗鲁克原理是投影透镜系统的主平面、显示面和投影面(屏幕)彼此相交从而共享单个直线的条件。另外，投影透镜系统的主平面包括射入侧的主平面和光射出侧的主平面。应用于沙姆普弗鲁克原理的主平面是射入侧的主平面，即，显示面一侧的主平面。

在沙姆普弗鲁克原理中，满足以下等式。

a/tanθA＝b/tanθB

在该等式中，θA表示投影透镜系统的主平面与显示面形成的角度，θB表示主平面与投影面形成的角度。此外，a和b分别表示在投影透镜系统的光轴上到物体的距离和到图像的距离。

根据上述等式，光轴上的成像倍率m可以表示为“b/a”或“tanθB/tanθA”。因此，作为设计条件，如果给出屏幕相对于投影透镜系统的主平面的倾斜角θB，则显示面相对于主平面的倾斜角θA可以基于“tanθA＝(tanθB)/m”来表示为下面给出的等式。

θA＝arctan{(tanθB)/m}

由于以上假设，可以确定投影透镜系统的光轴与显示面和投影面形成的角度。

如上所述，通过满足沙姆普弗鲁克原理可以在不平行于显示面的投影面上获得良好聚焦的投影图像。

如果参照沙姆普弗鲁克原理稍微改变投影透镜系统的光轴与显示面形成的倾斜角，则在投影图像上的彗形像差(comaaberration)会显著恶化。然而，与完全满足沙姆普弗鲁克原理时的球面像差(sphericalaberration)和像散(astigmatism)相比，球面像差和像散的特性几乎没有改变。

引文列表

专利文献

【专利文献1】日本特开2007-163547号公报

发明内容

技术问题

鉴于上述情况，本公开的目的在于实现一种投影透镜系统，对于彼此不平行的显示面和投影面，良好地控制彗形像差以外的各种像差，并且可以有效地校正彗形像差。

解决问题的方案