图像显示设备的制作方法

本技术涉及图像显示设备。

背景技术：

专利文件1公开了一种用于均匀照明被照明面的照明光学系统，以及使用该光学系统的投影式显示设备，比如液晶投影仪。记载在专利文献1中的照明光学系统包括包含凹面镜阵列的反射板、透镜阵列和聚光透镜。由于这种构成，据说在外观上可以省略积分器光学系统中的第一复眼透镜，可以在没有准直的情况下用从光源出射的光均匀地照射成像元件。另外据说照明光学系统可以实现紧凑的投影式显示设备(参见专利文献1，说明书段落[0024],[0027]等)。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开no.2001-75173

技术实现要素：

技术问题

从而，在诸如投影仪之类的各种图像显示设备中，需要使得能够实现设备小型化的技术。

鉴于上述情况，本技术的目的是提供一种能够实现设备小型化的图像显示设备。

问题的解决方案

为了实现上述目的，按照本技术的实施例的图像显示设备包括光源部分和一个或多个光学组件。

所述一个或多个光学组件包括用于将从所述光源部分出射的光分割成多个光束以会聚的光学面、和用于反射由所述光学面会聚的所述多个光束的反射面，并从所述光学面出射由所述反射面反射的所述多个光束。

所述图像显示设备包括具有光学面和反射面的光学组件。光学组件的光学面将来自光源的光分割成多个光束并会聚，反射面反射所述光束。由所述反射面反射的所述多个光束从所述光学面出射。这使得能够实现设备的小型化。

所述光学面可以由二维布置的多个透镜中的每一个的透镜面构成。这种情况下，所述反射面可以将由所述多个透镜中的每一个会聚的光束朝着所述多个透镜中的每一个的透镜面反射。

所述反射面可被布置成使所述多个透镜中的每一个的焦平面位于所述多个透镜的各个面附近。

所述光学面和所述反射面可被布置成彼此面对。

所述光学面和所述反射面可以一体地形成。

所述图像显示设备还可以包括用于将从出射部分出射的光变换成准直光，并将准直光引导到所述光学面的准直光学系统。

所述图像显示设备还可以包括图像显示元件和照明光学系统。

所述照明光学系统将从所述光学组件出射的所述多个光束引导到所述图像显示元件的图像显示面。

所述照明光学系统可以将从所述光学组件出射的所述多个光束重叠在所述图像显示面上。

所述反射面可以具有反射所述多个光束中的每一个的多个反射区域。

所述多个反射区域可以具有彼此相同的形状。

所述多个反射区域中的每一个可以具有平面形状。

所述光源部分可以具有布置在彼此不同的位置的多个光源。这种情况下，所述多个反射区域中的每一个可以具有与所述多个光源的位置关系对应的形状。

所述多个反射区域中的每一个可具有在所述反射区域的中央形成的平面形状的平面部分，和从所述反射区域的中央向外周边缘倾斜延伸的锥形面部分。

所述光学组件被布置成具有与所述多个光源的位置对应的彼此不同的角度，并且可以具有多个反射面，每个反射面反射从所述多个光源中的对应光源出射并由所述光源面会聚的所述多个光束。

所述一个或多个光学组件可包括第一和第二光学组件。这种情况下，所述图像显示设备还可以包括对从所述光源部分出射的光进行分束，将光出射到所述第一和第二光学组件中的每一个，并组合从所述第一和第二光学组件中的每一个出射的所述多个光束的分束器。

本发明的有益效果

如上所述，本技术使得能够实现设备小型化。应注意的是记载在这里的效果未必是限制性的，可以是记载在本公开中的任意效果。

附图说明

图1是表示按照本技术的第一实施例的图像显示设备的光学系统的构成例子的示意图。

图2是表示图1中所示的反射式复眼透镜的构成例子的示意图。

图3是说明图像被投射到的光路的图。

图4是表示按照第二实施例的图像显示设备的光学系统的构成例子的示意图。

图5是表示图4中所示的图像显示设备的变形例的示意图。

图6是表示按照第三实施例的图像显示设备的光学系统的构成例子的示意图。

图7是说明rgb的每种颜色的光的出射方向的图。

图8是表示按照第四实施例的反射式复眼透镜的构成例子的示意图。

图9是表示按照第四实施例的反射式复眼透镜的构成例子的示意图。

图10是说明反射区域的形状的模拟的示意图。

图11是表示反射式复眼透镜的另一种构成例子的示意图。

图12是表示图8中所示的图像显示设备的变形例的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图，说明本公开的实施例。

<第一实施例>

[图像显示设备]

图1是示意性表示按照本技术的第一实施例的图像显示设备的光学系统的构成例子的示图。图像显示设备100包括光源1、凹面反射镜2、聚光透镜3和4、1/4波板(qwp)5、反射式复眼透镜6、偏振分束器(pbs)7、图像显示元件8和投影透镜9。

如图1中所示，沿着在一个方向上延伸的第一基准轴a1，反射式复眼透镜6、qwp5、聚光透镜3、凹面反射镜2、聚光透镜4、pbs7和图像显示元件8按此顺序布置。

反射式复眼透镜6、qwp5、聚光透镜3和4、以及pbs7被布置成使得通过诸如透镜面或反射面之类的表现出光学特性的光学面的中心的轴(也称为相应部件的光轴)与第一基准轴a1大体一致。

凹面反射镜2被布置成使得通过利用第一基准轴a1作为基准，表现出预定的反射特性。图像显示元件8被布置成使得图像显示面8a的中心与第一基准轴a1对准。第一基准轴a1是从反射式复眼透镜6传播到图像显示面8a的光的光轴。

投影透镜9布置在与第一基准轴a1垂直、并通过pbs7的光学面7a的中心的第二基准轴a2上。投影透镜9被布置成使得其光轴与第二基准轴a2大体一致。第二基准轴a2成为从图像显示面8a出射并由pbs7的光学面7a反射的图像光的光轴。

光源1是白光光源，使用例如激光光源或者led。不用说，也可以使用其他光源，比如汞灯和氙灯。在本实施例中，光源1对应于光源部分。

凹面反射镜2将从光源1出射的白光反射向聚光透镜3。在本实施例中，作为凹面反射镜2，使用线栅偏振膜。于是，相对于凹面反射镜2的光学面2a，预定偏振状态的光(这里是s偏振光)被反射，其他偏振状态的光(这里是p偏振光)。于是，凹面反射镜2起偏振元件的作用。不用说，凹面反射镜2可以由除线栅偏振膜以外的偏振元件形成。

聚光透镜3会聚并出射由凹面反射镜2反射的白光。在本实施例中，聚光透镜3将凹面反射镜2反射的白光变换成准直光(平行光)。准直的白光随后沿着第一基准轴a1出射到qwp5和反射式复眼透镜6。

于是，在本实施例中，凹面反射镜2和聚光透镜3实现将从光源1出射的白光变换为准直光、并且引导到反射式复眼透镜6的光学面12的准直光学系统。

通过使用具有凹面形状的光学面2a的凹面反射镜2，可以抑制聚光透镜3的光学负载，从而可以减小聚光透镜3的尺寸。还可以缩短白光的光路长度。结果，可以实现图像显示设备100的小型化。

qwp5给入射光的偏振面提供90°的相位差。qwp5的具体构成不受限制，可以任意设计。

图2是表示反射式复眼透镜6的构成例子的示意图。反射式复眼透镜6具有光学面12和反射面13。

光学面12由二维布置的多个透镜14的各个透镜面14a构成。多个透镜14具有彼此大体相同的形状。因而，多个透镜面14a也具有大体相同的形状。

另外，多个透镜14被形成为在大体上相同的平面上面向相同方向。于是，通过每个透镜面14a的中心的每个光轴在相同方向上延伸。另外，透镜面14a的前端的相应位置也相同。于是，每个透镜14的焦平面(垂直于光轴的包括焦点的平面)将在相同位置构成。

反射面13具有平面形状，并被布置成面对光学面12。在本实施例中，反射面13被布置成使多个透镜14的各个焦平面f位于多个透镜面14a的各个面附近。即，反射面13布置在与每个透镜14的距离约为透镜14的焦距的一半的位置。反射面13是相对于多个透镜14在一个平面内共同构成的，并被布置在各个透镜14的焦平面f与各个透镜面14a的面大致一致的位置。

如图2中所示，反射面13具有与多个透镜14对应的多个反射区域15。对于一个透镜14(透镜面14a)，布置一个反射区域15。多个反射区域15具有彼此相同的形状，在本实施例中，具有平面形状。

当准直光l1入射到反射式复眼透镜6的光学面12上时，准直光l1由多个透镜14中的每一个分割成多个光束l2并聚光。如上所述，反射面13布置在与每个透镜14的距离约为透镜14的焦距的一半的位置。于是，被分割的多个光束l2在被聚光的同时被反射面13的反射区域15反射向各个透镜面14a，并在各个透镜面14a附近被聚光并出射。

在本实施例中，反射式复眼透镜6起光学组件的作用，所述光学组件具有将从光源部分出射的光分割成多个光束并聚光的光学面，和反射由光学面会聚的多个光束的反射面，并从光学面出射由反射面反射的多个光束。

在本实施例中，反射式复眼透镜6被形成为一个组件。于是，光学面12和反射面13是一体地形成的。例如，通过玻璃模压成型、使用透明树脂材料的注射成型等，可以容易地形成反射式复眼透镜6。应意识到的是可以使用任何其他方法，比如切割。注意，在反射面13上，可以从外侧形成反射膜等。

返回图1，聚光透镜4对从反射式复眼透镜6出射的多个光束聚光。pbs7是棱镜分束器，它基于入射光的偏振状态，通过光学面7a分割入射光。在本实施例中，设计成对于光学面7a，s偏振光具有高反射率，p偏振光具有高透过率。

反射式图像显示元件8是面对pbs7的与第一基准轴a1垂直的第一平面7b布置的。作为图像显示元件8，例如，使用高分辨率及超紧凑式微型显示器。例如，可以采用反射式液晶面板、数字微镜器件(dmd)dlp、有机电致发光(电致发光面板)等。应意识到的是本技术适用于不包含在微型显示器中的图像显示元件，或者其他类型的图像显示元件。

在本实施例中，滤色镜被安装在图像显示元件8上，对于一个像素，布置rgb的子像素(子像素)。当白光照射到图像显示面8a时，rgb的子像素基于包括rgb的每种颜色的图像信息的图像信号，调制白光。包含rgb的各个调制光的图像光从图像显示面8a出射。

投影透镜9被布置成面对pbs7的与第二基准轴a2垂直的第二面7c。投影透镜9将图像显示元件8产生的图像光投射到屏幕等上。投影透镜9的具体构成不受限制，可以任意设计。

图3是说明图像被投射到的光路的图。如图3a中所示，白光l3从光源1出射到凹面反射镜2。此时，通过使用偏振板等，可以使白光l3的偏振状态与凹面反射镜2的光学面2a匹配，以便对于凹面反射镜2的光学面2a提供s偏振光。这使得可以抑制光的损失(光量的减少)和提高亮度。

通过凹面反射镜2和聚光透镜3，白光l3被变换成准直光，并出射到qwp5。通过qwp5，白光l3的偏振状态被改变，并出射到反射式复眼透镜6。

如参考图2所述，通过包含在反射式复眼透镜6的光学面12中的多个透镜面14a，白光l3(对应于图2中的l1)被分割成多个光束l2并被聚光。聚光中的多个光束l2在反射面13的反射区域15被反射，并在透镜面14a附近被聚光。于是，在透镜面14a附近，光源1的像被成像。由反射面13的反射区域15反射的多个光束l2从多个透镜面14a出射。

下面，在例示的图3b中，从反射式复眼透镜6的光学面12出射的多个光束被表示为多个光束l4。从反射式复眼透镜6出射的多个光束l4通过qwp5改变偏振状态。由于白光l3两次透过qwp5，因此光的偏振方向被旋转90°。

从而，对于凹面反射镜2的光学面2a，多个光束l4的偏振状态变成p偏振光。于是，从反射式复眼透镜6出射的多个光束l4由聚光透镜3聚光，随后透过凹面反射镜2。

透过凹面反射镜2的多个光束l4由聚光透镜4聚光，透过pbs7的光学面7a，照射到图像显示元件8。于是，例如，光学系统被适当设计为使得对于凹面反射镜2的光学面2a的p偏振光对于pbs7的光学面7a也变成p偏振光。或者，偏振状态可以用诸如半波板之类的偏振元件控制，使得透过凹面反射镜2的多个光束l4对于pbs7的光学面7a也变成p偏振光。

如图3b中所示，从反射式复眼透镜6出射的多个光束l4被照射以重叠在图像显示元件8的图像显示面8a上。即，在本实施例中，通过使用由透镜14聚光、由反射面13的反射区域15反射、并再次在透镜面14a附近成像的光源1的像作为二次光源，多个光束l4重叠在图像显示面8a上。从而，能够将亮度(强度)均匀的白光照射到图像显示面8a。

在本实施例中，通过反射式复眼透镜6、qwp5、聚光透镜3和4、以及pbs7，实现将从光学组件出射的多个光束引导到图像显示元件的图像显示面的照明光学系统。借助该照明光学系统，从反射式复眼透镜6出射的多个光束l4重叠在图像显示面8a上。

于是，在本实施例中，聚光透镜3还起准直光学系统以及照明光学系统的作用。另外，反射式复眼透镜6具有将白光l3分割成多个光束的功能和照明光学系统的功能。

准直光学系统和照明光学系统的具体构成不受限制，可以任意设计。例如，通过适当设计凹面反射镜2，还可以省略聚光透镜3等。不用说，在这种情况下，有可能将新需要用于实现作为照明光学系统的功能的设计。

包含rgb的每种颜色的调制光的图像光l5从图像显示元件8的图像显示面8a出射。图像光l5的p偏振分量被pbs7的光学面7a反射，沿着第二基准轴a2从第二面7c出射。从第二面7c出射的图像光l5由投影透镜9投射到诸如屏幕之类的被投影物60上。这样，显示全色图像。

注意，可以设置不安装滤色镜的图像显示元件8和色轮。这种情况下，通过色轮，从白光产生rgb的每种颜色光，并以时分方式照射到图像显示面8a。与该定时一致，基于包含关于rgb的每种颜色的图像信息的图像信号调制每种颜色光，产生每种颜色的图像光(调制光)。产生的每种颜色的图像光l5被pbs7的光学面7a反射，并由投影透镜9投射。因而，rgb的每种颜色的图像光l5将以时分方式投射。即使在这样的构成中，也可以显示全色图像。

如上所述，在按照本实施例的图像显示设备100中，安装了具有光学面12和反射面13的反射式复眼透镜6。来自光源1的白光l3由反射式复眼透镜6的光学面12分割成多个光束l4，被聚光，然后被反射面13反射。被反射面13反射的多个光束l4从光学面12出射。这使得可以实现图像显示设备100的小型化。

例如，光管(也称为棒)和两个复眼透镜可以用于照明系统，以提高照明的效率并确保照明图像的均匀性。如果采用这种构成，那么由于光学系统变长，因此难以减小设备的尺寸。特别地，如果照明系统由传统复眼光学系统构成，则有利于提高照明效率，但设备的小型化是一个问题。

在记载在上述专利文档1中的照明光学系统中，据说可以明显省略积分器光学系统中的第一复眼透镜，但是需要第二复眼透镜组，关于光学系统的集成化仍然存在问题。

在本实施例中，通过使用反射式复眼透镜6，可以在表现出与常规复眼光学系统相当的高照明效率的同时，大幅度缩短光学系统的长度。结果，可以实现图像显示设备100的小型化，例如对于应用于眼镜是非常有利的。此外，通过使用反射式复眼透镜6，还可以减少组件的数量，以及降低成本。

应意识到的是本技术不限于眼镜，可以适用于能够显示图像的各种设备。例如，投影仪、电视、笔记本pc、平板终端、智能电话机、数字化仪、pda(个人数字助手)、便携式av播放器、数码相机、摄像机、游戏机、电子书终端、atm(自动柜员机)、车站售票机、汽车导航系统等等可以被配置为按照本技术的图像显示设备。

<第二实施例>

将说明按照本技术的第二实施例的图像显示设备。在下面的说明中，与在上面的实施例中说明的图像显示设备100的构成相同的构成的说明将被省略或简化。

图4是示意性表示按照本实施例的图像显示设备200的光学系统的构成例子的图。图像显示设备200包括光源21、准直透镜22、pbs23、qwp24和25、第一反射式复眼透镜26、第二反射式复眼透镜27、聚光透镜28和29、tir棱镜(全内反射棱镜)30、图像显示元件31和投影透镜32。

按照本实施例的图像显示设备200与按照第一实施例的图像显示设备100之间的主要差异如下。

(1)准直光学系统通过准直透镜22和pbs23实现，该准直光学系统将从光源21出射的白光l1变换成准直光，并将准直光引导到第一和第二反射式复眼透镜26和27的光学面26a和27b。

(2)使用两个反射式复眼透镜(第一和第二反射式复眼透镜26和27)。

(3)作为照明光学系统，使用tir棱镜30。

从光源21出射的白光l1由准直透镜22准直，随后由pbs23的光学面23a分割。在本实施例中，白光l1的s偏振分量l2被光学面23a反射，并被引导到第一反射式复眼透镜26。白光l1的p偏振分量l3透过光学面23a，并被引导到第二反射式复眼透镜27。

多个光束l4从第一反射式复眼透镜26的光学面26a出射。多个光束l4由于两次透过qwp24而变成p偏振光，并透过pbs23的光学面23a。

多个光束l5从第二反射式复眼透镜27的光学面27a出射。多个光束l5由于两次透过qwp25而变成s偏振光，并被pbs23的光学面23a反射。从而，从第一反射式复眼透镜26出射的多个光束l4和从第二反射式复眼透镜27出射的多个光束l5被同轴组合。

多个同轴组合的光束l4和l5通过聚光透镜28和29以及tir棱镜30，重叠在图像显示元件31的图像显示面31a上。图像显示元件31产生图像光l6，并从图像显示面31a出射。从图像显示面31a出射的图像光l6通过tir棱镜30和投影透镜32投射在屏幕等上。注意，可以采用包括滤色镜的构成和使用色轮的构成中的任何一个。

从而，在本实施例中，pbs23被布置为准直光学系统，由pbs23分割的两个白光l2和l3被引导到两个反射式复眼透镜(第一和第二反射式复眼透镜26和27)。随后，通过第一和第二反射式复眼透镜26和27出射多个光束l4和l5。这使得可以抑制光的损失(光量的减少)和提高亮度。

作为照明光学系统，通过使用tir棱镜30，可以缩短光路长度，和减小设备的尺寸。

在本实施例中，第一和第二反射式复眼透镜26和27对应于包含在一个或多个光学组件中的第一和第二光学组件。另外，pbs23起分束器的作用，其分割从光源部分出射的光以出射到第一和第二光学组件中的每一个，并组合从第一和第二光学组件中的每一个出射的多个光束。注意，按照本技术的分束器可以用不同于pbs的光学组件来实现。

图5是表示图4中所示的图像显示设备200的变形例的示意图。在图像显示设备200'中，在第一反射式复眼透镜26'和qwp24'之间布置聚光透镜33。另外在第二反射式复眼透镜27'和qwp25'之间布置聚光透镜34。

这使得例如可以减少在pbs23'和tir棱镜30'之间布置的聚光透镜的数量、和缩短pbs23'和tir棱镜30'之间的距离。这使得可以实现图像显示设备200'的小型化。

<第三实施例>

图6是示意性表示按照本技术的第三实施例的图像显示设备300的光学系统的构成例子的图。在图像显示设备300中，与按照第一实施例的图像显示设备100相比，光源部分41和反射式复眼透镜43的构成不同。其余的构成与图像显示设备100的相同，于是，将酌情使用与图1相同的附图标记来说明该构成。

在图像显示设备300中，利用场顺序法投射彩色图像。即，rgb的每种光以时分方式照射在图像显示元件8的图像显示面8a上。与该定时一致，基于包含关于rgb的每种颜色的图像信息的图像信号，调制每种颜色光，产生每种颜色的图像光(调制光)。产生的每种颜色的图像光由投影透镜9以时分方式投射。

如图6中所示，光源部分41被配置为包括红色led42、绿色led42g和蓝色led42b的led阵列光源。红色led42、绿色led42g和蓝色led42b相对于凹面反射镜2布置在彼此不同的位置。在本实施例中，红色led42r、绿色led42g和蓝色led42b对应于布置在彼此不同的位置的多个光源。

反射式复眼透镜43具有透镜本体44和二向色楔形板46。透镜本体44具有与图1中所示的反射式复眼透镜6大致相同的构成，并具有光学面45，光学面45具有多个透镜面。

二向色楔形板46连接到透镜本体44的与光学面45相反的后方面47。后方面47是与图1中所示的反射式复眼透镜6的反射面13对应的面，但是在本实施例中不用作反射面。注意，在该后方面47上，可以形成防反射膜等。

二向色楔形板46具有多个反射面，所述多个反射面具有选择性地反射在预定波长范围内的颜色光、和透射在其他波长范围内的光的性质。在本实施例中，设置有选择性地反射红光的反射面48r、选择性地反射绿光的反射面48g和选择性地反射蓝光的反射面48b。

反射面48r、48g和48b被布置成使得反射角度彼此不同。在本实施例中，反射绿光的反射面48g是按大体垂直于第一基准轴a1的角度布置的。另一方面，反射红光的反射面48r和反射蓝光的反射面48b是按相对于第一基准轴a1倾斜的角度布置的。

图7是说明rgb的每种颜色的光的出射方向的图。图7中，对于分别从红色led42r、绿色led42g和蓝色led42b出射的红光r、绿光g和蓝光b，只图解说明了主光线。主光线是穿过光束的中心的光。

图7中，未表示起准直光学系统作用的聚光透镜3，说明了假设借助凹面反射镜2的光学面2a进行到准直光的变换。即，在图7中，由凹面反射镜2的光学面2a反射的光成为被准直的各个颜色光的主光线。

如图6和7中所示，在本实施例中，假定从绿色led42g出射的绿光g由准直光学系统准直，并沿着第一基准轴a1大体垂直于反射式复眼透镜43出射。

这种情况下，从布置在不同位置的红色led42r出射的红光r由准直光学系统准直。如图7中所示，准直的红色r沿着与绿光g的出射方向不同的方向，相对于反射式复眼透镜43倾斜地出射。另外对于从布置在不同位置的蓝色led42b出射的蓝光b，准直的蓝光b相对于反射式复眼透镜43倾斜地出射。

二向色楔形板46的反射面48r、48g和48b是按分别与准直的红光r、绿光g和蓝光b的出射方向对应的角度布置的。具体地，反射面48r、48g和48b的角度被设计成使得由光学面45分割的红光r的多个光束、由光学面45分割的绿光g的多个光束和由光学面45分割的蓝光b的多个光束沿着大体相同的方向被聚光并反射。

在本实施例中，各个反射面的角度被设计成使得从光学面45出射的每种颜色的多个光束相对于第一基准轴a1沿大体相同的方向前进。这也对应于对准从反射式复眼透镜43的光学面45出射的每种颜色光的光轴。

从而，可以将各个颜色的多个光束重叠在图像显示元件8的图像显示面8a的大体相等的区域上。结果，在利用场顺序法产生彩色图像的情况下，可以表现出高照明效率。例如，尽管在rgb的每种颜色光中，三种颜色不重叠的区域(组合时不会变成白色的区域)中的光将不被使用，但是在本实施例中，可以充分地抑制产生这样的区域。此外，可以充分防止由于rgb的各种颜色的光轴的偏离而引起的颜色不均匀的发生。

准直的红光r、绿光g和蓝光b的出射方向对应于布置红色led42r、绿色led42g和蓝色led42b的位置。因而，可以说反射面48r、48g和48b的角度是与红色led42r、绿色led42g和蓝色led42b的位置对应的角度。要设定的具体角度不受限制，可以按照各个光源的位置，要对准的光轴的方向等适当地设计。

在本实施例中，二向色楔形板46的反射面48r、48g和48b被布置成具有与多个光源的位置对应的彼此不同的角度，并且起多个反射面的作用，每个反射面反射从多个光源中的对应光源出射并由光学面会聚(即，聚焦)的多个光束。

<第四实施例>

图8和9是示意性表示按照本技术的第四实施例的反射式复眼透镜的构成例子的图。例如，在图6中所示的图像显示设备300中，代替包含二向色楔形板46的反射式复眼透镜43，可以使用按照本实施例的反射式复眼透镜50。

反射式复眼透镜50具有由多个透镜51中的每一个的透镜面51a构成的光学面52。反射式复眼透镜50还具有布置成面对光学面52的反射面53。反射面53具有对应于多个透镜51的多个反射区域54。

如图9中所示，在本实施例中，每个反射区域54的形状被适当地设计成不同于平面形状。具体地，在每个反射区域54中，在反射区域54的中央形成具有平面形状的平面部分55。形成从反射区域54的中央向各个外周边缘倾斜延伸的锥形面部分56。

在图8和9中，图示了红光r、绿光g和蓝光b的主光线。大致垂直于反射式复眼透镜50入射的绿光g朝每个反射区域54的每个平面部分55会聚。随后，绿光g被每个平面部分55反射，沿着第一基准轴a1从每个光学面52出射。

相对于反射式复眼透镜50倾斜入射的红光r和蓝光b朝锥形面部分56会聚，并在反射之后会聚。从而，沿着与绿光g大体相同的方向(沿着第一基准轴a1)，红光r和蓝光b从光学面52出射。

从而，在本实施例中，适当地设计反射区域54的形状，使得按照每种颜色光会聚的点、以及将要会聚的光的传播方向(一般，主光束的传播方向)，从反射式复眼透镜50的光学面52出射的每种颜色光的光轴是大致同轴的。

这使得能够在不使用二向色楔形板46等的情况下，使各种颜色光的光轴一致。结果，能够表现出高照明效率，和充分抑制颜色不均匀的发生。

各个反射区域54的具体形状不限于图9等中所示的形状。为了使各种颜色光的光轴大体相同，可以对应于由准直光学系统准直的红光r、绿光g和蓝光b的出射方向进行适当设计。这对应于设计各个反射区域的形状，以便具有与红色led42r、绿色led42g和蓝色led42b的位置对应的形状。

图10是说明反射区域的形状的模拟的示意图。如图10a中所示，使绿光g1大致垂直地入射到透镜面61的中央部分。使红光r1和蓝光b1倾斜地入射在稍微偏离透镜面61的中央的位置。随后，将绿光g1被聚光的位置设定在透镜面61附近，将红光r1和蓝光b1分别被聚光的位置也设定在透镜面61附近。

由平面部分62反射的绿光g2沿着与入射的绿光g1大致相同的方向从透镜面61出射。由锥形面部分63反射的红光r2和b2也沿着与绿光g2大致相同的方向从透镜面61出射。如图10b中所示，尽管观察到光束的扩散，不过可以确认，每种颜色的光整体上沿着相同方向出射，并且作为组合三种种颜色的白光，光照射到大体相同的区域。例如，通过利用这种模拟，可以高精度地设计反射区域的形状。

图11是表示反射式复眼透镜的另一种构成例子的示意图。在图9中所示的例子中，形成平面部分55和锥形面部分56，使得在反射区域54的中央形成凹部。另一方面，如图11a中所示，平面部分65和锥形面部分66可以被形成为使得反射区域64整体上具有凸出形状。另外，锥形面部分66可被构成为具有相反的坡度。具体地，锥形面部分56可以被形成为使得高度从反射区域的中央向外周边缘增大。

如图11b中所示，可以设计透镜面67的形状，以便使每种颜色光的光轴一致。在图11b中，对于rgb的每种颜色光入射到的每个区域67a、67b和67c，形状被设计成与每种颜色匹配。另外，可以采用任意设计，例如，设计透镜面的曲率半径，对于各种颜色使透镜面为非球面，使透镜具有自由曲面，等等。

<其他实施例>

本技术不限于上述实施例，可以实现各种其他实施例。

图12是表示图8中所示的图像显示设备的变形例的示意图。在图12中所示的图像显示设备中，led阵列光源用作光源部分。

如图12a和b中所示，led阵列光源包括以红色led42r、绿色led42g和蓝色led42b的顺序排列的列，以及以蓝色led42b'、绿色led42g'和红色led42r'的顺序排列的列。注意在图12a和b中，图中并排表示了两列，实际上，这两列是沿着纸面的垂直方向(深度方向)排列的。

图12a是表示从以红色led42r、绿色led42g和蓝色led42b的顺序排列的列出射的rgb光的主光线的示图。图12b是表示从以蓝色led42b'、绿色led42g'和红色led42r'的顺序排列的列出射的rgb光的主光线的示图。

由于在这两列中，各个led被布置成使得红色led和蓝色led的位置相反，因此从反射式复眼透镜50的光学面52出射的红光r和蓝光b的位置(光束的位置)也相反。这使得可以充分抑制重叠在图像显示元件的图像显示面上的rgb的每种光的偏差，并可以显示高质量的图像。从而，通过按照反射式复眼透镜的设计，适当地设计光源部分的构成，可以提高质量。注意还可以对于每种颜色控制光束的宽度等。

上面，作为反射从光源部分出射的光、并透射从反射式复眼透镜出射的多个光束的元件，使用了偏振元件。所述元件不限于此，可以使用诸如半反射镜之类的其他光学元件。

上面，作为布置在彼此不同的位置的多个光源，举例提及了rgb的led光源。所述多个光源不限于此，可以使用任意颜色的任意光源作为所述多个光源。

上面，尽管说明了其中使用两个反射式复眼透镜的例子，不过，可以使用三个或者更多的反射式复眼透镜。另外，可以为rgb的每种颜色，准备按照本技术的反射式复眼透镜，可以使从每个反射式复眼透镜出射的rgb的相应多个光束同轴地对准。

参考附图说明的图像显示设备、光源部分、反射式复眼透镜、准直光学系统、照明光学系统、分束器等的各个构成仅仅是一个实施例，可以任意修改而不脱离本技术的范围。即，可以采用用于实践本技术的任何其他构成。

在本公开中，“中央”、“中间”、“均匀”、“相等”、“垂直”、“准直”、“平行”、“平面形状”、“共面”、“相同方向”等是包含“基本上中央”、“基本上中间”、“基本上均匀”、“基本上相等”、“基本上垂直”、“基本上准直”、“基本上平行”、“基本上平面形状”、“基本上共面”和“基本上相同方向”的概念。例如，还包括包含在相对于“完全中央”、“完全中间”、“完全均匀”、“完全相等”、“完全垂直”、“完全准直”、“完全平行”、“完全平面形状”、“完全共面”、“完全相同方向”等的预定范围(例如±10％的范围)内的状态。

上面说明的本技术的特征之中的至少两个特征也可被组合。换句话说，可以与实施例无关地任意组合记载在各个实施例中的各种特征。此外，上面说明的各种效果不是限制性的，而仅仅是说明性的，并且可以提供其他效果。

本技术也可以具有以下结构。

(1)一种图像显示设备，包括：

光源部分；和

一个或多个光学组件，所述一个或多个光学组件包括用于将从所述光源部分出射的光分割成多个光束以会聚的光学面、和用于反射由所述光学面会聚的所述多个光束的反射面，并从所述光学面出射由所述反射面反射的所述多个光束。

(2)按照(1)所述的图像显示设备，其中

所述光学面由二维布置的多个透镜中的每一个的透镜面构成，和

所述反射面将由所述多个透镜中的每一个会聚的光束向所述多个透镜中的每一个的透镜面反射。

(3)按照(2)所述的图像显示设备，其中

所述反射面被布置成使所述多个透镜中的每一个的焦平面位于所述多个透镜的每个面附近。

(4)按照(1)-(3)任意之一所述的图像显示设备，其中

所述光学面和所述反射面被布置成彼此面对。

(5)按照(1)-(4)任意之一所述的图像显示设备，其中

所述光学面和所述反射面是一体地形成的。

(6)按照(1)-(5)任意之一所述的图像显示设备，还包括：

准直光学系统，用于将从出射部分出射的光变换成准直光，并将准直光引导到所述光学面。

(7)按照(1)-(6)任意之一所述的图像显示设备，还包括：

图像显示元件；和

照明光学系统，所述照明光学系统将从所述光学组件出射的所述多个光束引导到所述图像显示元件的图像显示面。

(8)按照(7)所述的图像显示设备，其中

所述照明光学系统将从所述光学组件出射的所述多个光束重叠在所述图像显示面上。

(9)按照(1)-(8)任意之一所述的图像显示设备，其中

所述反射面具有反射所述多个光束中的每一个的多个反射区域。

(10)按照(9)所述的图像显示设备，其中

所述多个反射区域具有彼此相同的形状。

(11)按照(9)或(10)所述的图像显示设备，其中

所述多个反射区域中的每一个具有平面形状。

(12)按照(9)或(10)所述的图像显示设备，其中

所述光源部分具有布置在彼此不同的位置处的多个光源，和

所述多个反射区域中的每一个具有与所述多个光源的位置关系对应的形状。

(13)按照(12)所述的图像显示设备，其中

所述多个反射区域中的每一个具有在该反射区域的中央形成的平面形状的平面部分、和从该反射区域的中央向外周边缘倾斜延伸的锥形面部分。

(14)按照(1)-(8)任意之一所述的图像显示设备，其中

所述光源部分具有布置在彼此不同的位置处的多个光源，和

所述光学组件被布置成具有与所述多个光源的位置对应的彼此不同的角度，并且具有多个反射面，每个反射面反射从所述多个光源中的对应光源出射、并被所述光学面会聚的所述多个光束。

(15)按照(1)-(14)任意之一所述的图像显示设备，其中

所述一个或多个光学组件包括第一和第二光学组件，和

所述图像显示设备还包括分束器，所述分束器对从所述光源部分出射的光进行分割，将光出射到所述第一和第二光学组件中的每一个，并组合从所述第一和第二光学组件中的每一个出射的多个光束。

附图标记列表

1光源

2凹面反射镜

2a凹面反射镜的光学面

3,4,28,29,33,34聚光透镜

5,24,251/4波板(qwp)

6,43,50反射式复眼透镜

7偏振分束器(pbs)

7apbs7的光学面

7bpbs7的垂直于第一基准轴a1的第一平面

7cpbs7的垂直于第二基准轴a2的第二平面

8,31图像显示元件

8a,31a图像显示面

9,32投影透镜

12,45,52反射式复眼透镜的光学面

13,53反射式复眼透镜的反射面

14a,51a,61,67透镜面

14,51透镜

15,54,64反射区域

21,41光源

22准直透镜

23pbs

23a光学面

26第一反射式复眼透镜

26a第一反射式复眼透镜的光学面

27第二反射式复眼透镜

27a第二反射式复眼透镜的光学面

30tir棱镜

42r,42r'红色led

42b,42b'蓝色led

42g,42g'绿色led

44反射式复眼透镜44的透镜本体

46二向色楔形板

48r,48g,48b反射面

55,62,65平面部分

56,63,66锥形面部分

60被投影物(屏幕等)

67a,67b,67crgb的每种颜色的光入射的区域

100,200,300图像显示设备