图像显示装置和投影光学系统的制作方法

本技术例如涉及一种诸如投影仪的图像显示装置以及投影光学系统。

背景技术：

常规地，投影仪已被周知为是在屏幕上显示投影图像的投影型图像显示装置。近年来，对即使在小的投影空间中也能够显示大屏幕的超广角正投投影仪的需求不断增长。通过使用该投影仪，通过相对于屏幕以广角倾斜地执行投影，可以在有限的空间内投影大屏幕。

在专利文献1中描述的超广角投影投影仪中，可以通过移动投影光学系统中包括的一些光学部件来执行用于移动投影到屏幕上的投影图像的屏幕移位。通过使用该屏幕移位，可以容易地执行图像位置等的微调(例如，专利文献1的说明书中的第[0023]和[0024]段)。

在专利文献2描述的投影型图像显示装置中，如其图3等中所示，第一曲面镜21和第二曲面镜22被设置为投影光学系统1的部件。第二曲面镜22被配置在第十透镜l10的缩小侧的表面上。通过第十透镜l10的投影光被第一曲面镜21朝向第二曲面镜22反射。第二曲面镜22进一步反射该反射光并将该反射光朝向屏幕10发射(专利文献1的说明书中的第[0040]和[0043]段等)。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利第5365155号

专利文献2：日本专利申请公开第2013-242594号。

技术实现要素：

技术问题

考虑到与超广角兼容的投影仪在将来将继续普及，并且期望用于实现装置的小型化和性能增强的技术。

鉴于上述情况，本技术的目的是提供与超广角兼容并且能够实现装置的小型化和性能增强的图像显示装置和投影光学系统。

问题的解决方案

为了实现上述目的，根据本技术的实施例的图像显示装置包括光源、图像生成单元和投影光学系统。

图像生成单元对从光源发射的光进行调制并生成图像光。

投影光学系统包括第一透镜系统、第一反射光学系统、第二透镜系统和第二反射光学系统。

第一透镜系统整体上具有正折光力并折射生成的图像光。

第一反射光学系统具有两个或更多个反射表面，该两个或更多个反射表面折回并反射由第一透镜系统折射的图像光。

第二透镜系统整体上具有正折光力，并且使由第一反射光学系统反射的图像光折射。

第二反射光学系统具有凹反射表面，该凹反射表面将由第二透镜系统折射的图像光朝向投影对象反射。

第一反射光学系统包括具有两个或更多个反射表面中的一个反射表面被配置在上面的主表面的光学部件。

光学部件的主表面包括允许图像光从其通过的透射表面，该透射表面被配置在具有相对于光学部件的光轴对于反射表面旋转不对称的形状并包括光轴的区域中。

在该图像显示装置中，由第一透镜系统折射的图像光被第一反射光学系统的两个或更多个反射表面中的每一个反射表面折回并反射。因此，可以在不增加投影光学系统的尺寸的情况下充分确保图像光的光路长度。结果，可以实现装置尺寸的减小。此外，透射表面被配置在具有对于反射表面旋转不对称的形状并且在第一反射光学系统中包括的光学部件的主表面上包括光轴的区域中。因此，可以提高投影光学系统的组装准确性，并实现性能增强。

光学部件的反射表面可以包括有效反射区域。在这种情况下，光学部件的透射表面可以包括有效透射区域，该有效透射区域被设置在具有相对于光学部件的光轴对于有效反射区域旋转不对称的形状的区域中。

有效透射区域可以包括光轴。

假定有效反射区域和有效透射区域之间的最短距离为lmin，则有效反射区域和有效透射区域可以各自被设置在与光学部件的反射表面和光学部件的透射表面之间的边界分开lmin/2或更大距离的位置处。

光学部件的反射表面与光学部件的透射表面之间的边界可以位于连接点的直线上的中间，在该点处，有效反射区域与有效透射区域之间的距离最短。

光学部件的反射表面和光学部件的透射表面可以在主表面上被配置为相对于与光学部件的光轴正交的预定的第一轴对称。

投影光学系统可以被配置成使得投影光学系统中包括的所有光学部件中的每个光学部件的光轴与预定的参考轴重合。在这种情况下，图像光从在第一轴的轴方向上与参考轴偏移的位置沿着参考轴发射。

图像显示装置还可包括保持器，该保持器包括被配置在预定位置的标记并保持光学部件的周缘。在这种情况下，当在光学部件的光轴方向上观察时，在连接由保持器保持的光学部件的光轴和保持器的标记的中心的直线和与光学部件的光轴及第一轴中的每一个正交的第二轴之间的夹角为5°或更小。

光学部件的反射表面与光学部件的透射表面之间的边界的端部可以位于第二轴上。

图像显示装置还可包括保持器，该保持器包括被配置在预定位置的标记并保持光学部件的周缘。在这种情况下，光学部件可以包括中心位于第一轴上的标记。此外，当在光学部件的光轴方向上观察时，在连接由保持器保持的光学部件的光轴和保持器的标记的中心的直线与连接光学部件的光轴和光学部件的标记的中心的直线之间的夹角为5°或更小。

光学部件的透射表面可以被配置、划分为主表面的包括光轴的第一区域和与第一区域不同的第二区域。

光学部件可以包括：具有透光性的基部；层叠在基部上的透射膜；以及层叠在透射膜上的反射膜。在这种情况下，透射膜可以具有由不包含氟的层构成的表面。

光学部件可以具有与主表面相对的表面。在这种情况下，相对的表面可以包括包含光学部件的光轴并且被配置为透射表面的区域。

投影光学系统可以被配置成使得投影光学系统中包括的所有光学部件中的每个光学部件的光轴与预定的参考轴重合。

预定的参考轴可以是通过使设置在最靠近第一透镜系统中包括的图像生成单元的位置处的透镜的光轴延伸而获得的轴。

光学部件的光轴可以位于光学部件的主表面的中心。

光学部件的透射表面可以用作第一透镜系统。

光学部件的透射表面可以用作第二透镜系统。

当在光学部件的光轴方向上观察时，光学部件可以具有圆形外形。

根据本技术的实施例的投影光学系统是投影通过调制从光源发射的光而生成的图像光的投影光学系统。该投影光学系统包括第一透镜系统、第一反射光学系统、第二透镜系统和第二反射光学系统。

附图说明

[图1]用于描述与超广角兼容的液晶投影仪的其他优点的示意图。

[图2]示出根据第一实施例的投影型图像显示装置的配置示例的示意图。

[图3]示出根据第一实施例的投影光学系统的示意性配置示例的光路图。

[图4]示出与图像投影相关的参数的示例的表。

[图5]用于描述图4中所示的参数的示意图。

[图6]图像显示装置的透镜数据。

[图7]示出包括在投影光学系统中的光学部件的非球面系数的示例的表。

[图8]示出第一光学部件的配置示例的示意性透视图。

[图9]示出第二光学部件的配置示例的示意性截面图。

[图10]用于描述从液晶面板发射的像素光束的示图。

[图11]示出第二光学部件的主表面的配置示例的示意图。

[图12]用于描述形成第二反射表面和透射表面的方法的示例的示意性截面图。

[图13]示出第二光学部件的主表面的配置示例的示意图。

[图14]用于描述第二反射表面与透射表面之间的边界、有效反射区域和有效透射区域之间的位置关系的放大图。

[图15]用于描述第二光学部件的附接的示意图。

[图16]示出第一光学部件的主表面的配置示例的示意图。

[图17]示出第一光学部件的主表面的配置示例的示意图。

[图18]用于描述第一光学部件的附接的示意图。

[图19]示出根据第二实施例的第二光学部件的主表面的配置示例的示意图。

[图20]示出根据第三实施例的第二光学部件的主表面的配置示例的示意图。

[图21]示出根据第四实施例的第二光学部件的主表面的配置示例的示意图。

[图22]示出根据第五实施例的第一光学部件的主表面的配置示例的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述根据本技术的实施例。

[投影型图像显示装置的概要]

将以液晶投影仪为例，对投影型图像显示装置的概要进行简要说明。液晶投影仪对从光源发射的光进行空间调制，从而形成与视频信号对应的光学图像(图像光)。作为图像调制元件的液晶显示元件等用于光调制。例如，使用包括与rgb中的每一个对应的面板形液晶显示元件(液晶面板)的三板式液晶投影仪。

光学图像被投影光学系统放大和投影并显示在屏幕上。此处，将假定投影光学系统与半视角为例如大约70°的超广角兼容来进行描述。当然，本技术不限于这样的角度。

在与超广角兼容的液晶投影仪中，即使在小的投影空间中也可以显示大屏幕。即，即使液晶投影仪和屏幕之间的距离短，也可以执行放大和投影。因此，表现出以下优点。

液晶投影仪可以靠近屏幕设置，因此可以充分降低来自液晶投影仪的光可能直接进入人眼的可能性，并提供更高的安全度。由于人的阴影等不会落在屏幕上，因此可以执行高效的演示。选择安装地点的自由度高，并且即使在狭窄的安装空间、具有许多障碍物的天花板等中也可以执行容易的安装。与将液晶投影仪安装在天花板上的情况相比，使用安装在墙壁上的液晶投影仪使得容易执行诸如电缆的布线的维护。例如，可以提高设置会议空间、教室、会议室等的自由度。

图1是用于描述与超广角兼容的液晶投影仪的其他优点的示意图。通过将与超广角兼容的液晶投影仪1安装在桌子上，可以将放大图像2投影到如图1所示的同一桌子上。这样的使用也是可能的，并且可以高效地利用空间。

近年来，随着在学校、工作场所等中广泛使用电子黑板(交互式白板)等，对与超广角兼容的液晶投影仪的需求不断增长。此外，在数字标牌(电子广告)等领域中也使用类似的液晶投影仪。应当注意，例如，诸如液晶显示器(lcd)和等离子显示面板(pdp)的技术可以用作电子黑板。与它们相比，通过使用与超广角兼容的液晶投影仪，可以以降低的成本提供大屏幕。应当注意，与超广角兼容的液晶投影仪也被称为短焦投影仪，超短焦投影仪等。

<第一实施例>

[图像显示装置]

图2是示出根据本技术的第一实施例的投影型图像显示装置的配置示例的示意图。图像显示装置100包括光源10、照明光学系统20和投影光学系统30。

光源10被设置为向照明光学系统20发射光通量。例如，高压汞灯等被用作光源10。替代地，可以使用诸如发光二极管(led)和激光二极管(ld)的固态光源。

照明光学系统20将从光源10发射的光通量均匀地发射到图像调制元件(液晶面板p)的作为主图像平面的表面上。在照明光学系统20中，来自光源10的光通量顺序通过两个复眼透镜fl、偏振转换元件ps和聚光透镜l，并且被转换为均匀的光通量，其中，光被均匀地偏振。

通过聚光透镜l的光通量被仅反射特定波长带的光的二向色镜dm分离为各个rgb颜色分量的光。各个rgb颜色分量的光经由全反射镜m、透镜l等进入与各个rgb颜色对应而设置的液晶面板p(图像调制元件)。然后，由每个液晶面板p执行根据视频信号的光调制。通过二向色棱镜pp将各个颜色分量的调制光束组合，并且生成构成图像的图像光。生成的图像光被朝向投影光学系统30发射。

构成照明光学系统20的光学部件等不受限制，并且可以使用与上述光学部件不同的光学部件。例如，可以使用反射液晶面板、数字微镜器件(dmd)等代替透射液晶面板p作为图像调制元件。此外，例如，可以使用偏振分束器(pbs)、组合rgb颜色的视频信号的颜色组合棱镜、全内反射(tir)棱镜等来代替二向色棱镜pp。在本实施例中，照明光学系统20用作通过调制从光源发射的光来生成图像光的图像生成单元。

投影光学系统30调节从照明光学系统20发射的图像光，并将该图像光放大并投影到作为辅图像平面的屏幕上。也就是说，投影光学系统30调节主图像平面(液晶面板p)的图像信息，并将其放大并投影到辅图像平面(屏幕)上。

在本实施例中，屏幕与投影对象对应，并且屏幕的图像被投影在上面的部分与投影对象的平面部分对应。另外，本技术投影对象不受限制，并且本技术可以应用于在任意投影对象(诸如图1所示的桌子和建筑物的墙壁等)上图像的显示。

图3是示出根据本实施例的投影光学系统的示意性配置示例的光路图。此处，示意性地示出了照明光学系统20的液晶面板p和二向色棱镜pp。

在下文中，假定从二向色棱镜pp发射到投影光学系统的图像光的发射方向是z方向。另外，主图像平面(液晶面板p)的横向方向为x方向，且纵向方向为y方向。x方向和y方向是与要被放大并投影到辅图像平面(屏幕)上的图像的横向方向和纵向方向对应的方向。

此外，为了方便起见，在假定从侧面观察投影光学系统的某些情况下，通过使用图中的z方向作为左右方向，且使用y方向作为上下方向进行描述。当然，图像光的行进方向不限于该方向，并且图像光的行进方向根据图像显示装置100的方向、姿态等来确定。

投影光学系统30包括第一透镜系统l1、第一反射光学系统r1、第二透镜系统l2和第二反射光学系统r2。第一透镜系统l1整体上具有正折光力，并且折射由照明光学系统20生成的图像光。

在本实施方式中，从设置在最靠近照明光学系统20的位置的透镜l11的图像光进入的入射表面f1到设置在最靠近第一反射表面mr1的位置的透镜l12(以下，称为最近透镜l12)的图像光从其被发射的发射表面f2的部分用作第一透镜系统l1。

如图3所示，参考在z方向上延伸的参考轴(以下，将该参考轴称为光轴o)来配置第一透镜系统l1。具体地，第一透镜系统l1被配置成使得第一透镜系统l1中包括的一个或多个光学部件中的每个光学部件的光轴与作为参考轴的光轴o重合。

光学部件的光轴通常是延伸通过诸如透镜表面和光学部件的反射表面的光学表面的中心的轴。例如，在光学部件的光学表面具有旋转对称轴的情况下，旋转对称轴与光轴对应。应当注意，像最近透镜l12那样，可以仅使用光学部件的被设置成使得其自身的光轴与光轴o重合的部分，该部分包括作为图像光进入的区域的有效区域。投影光学系统30的小型化可以通过使用光学部件的一部分来实现。

在本实施例中，光轴o是通过使包括在第一透镜系统l1中的设置在最靠近照明光学系统20的位置的透镜l11的光轴(旋转对称轴)延伸而获得的轴。也就是说，其他光学部件设置在通过使透镜l11的光轴延伸而获得的轴上。

应当注意，图像光从与光轴o在垂直方向(上下方向)上偏移的位置沿着光轴o发射。在本实施例中，沿着光轴o的方向也可以被称为第一透镜系统l1的光路的行进方向。

第一反射光学系统r1包括第一反射表面mr1和第二反射表面mr2，作为两个或更多个反射表面，它们折回并反射由第一透镜系统l1折射的图像光。在本实施例中，两个反射表面用作第一反射光学系统r1。

第一反射表面mr1设置在光轴o下方，并且折回并反射由第一透镜系统l1折射的图像光。具体地，从左侧进入的图像光被折回并反射到左上侧。

在本实施例中，第一光学部件r11被设置成使得旋转对称轴与光轴o重合。第一光学部件r11具有旋转对称的非球面表面f3和f4。第一反射表面mr1被形成为包括在第一光学部件r11的非球面表面f3中的从第一透镜系统l1发射的图像光进入的区域。

第二反射表面mr2设置在光轴o上方，并且将由第一反射表面mrl反射的图像光折回，并且将图像光朝向第二透镜系统l2反射。具体地，从右下侧进入的图像光被折回并反射到右侧。

在本实施例中，第二光学部件r12被设置成使得旋转对称轴与光轴o重合。第二光学部件r12具有旋转对称平面f5和平面f6。第二反射表面mr2被形成为包括在第二光学部件r12的旋转对称表面f5中的被第一反射表面mr1反射的图像光进入的区域。

应当注意，如图3所示，允许从透镜l11发射的图像光从其通过的透射表面tr1和tr2分别形成在第二光学部件r12的旋转对称表面f5和平面f6中。透射表面tr1和tr2形成在与第二光学部件r12的第二反射表面mr2不同的区域中。透射表面tr1和tr2用作第一透镜系统l1。

如上所述，可以通过一个光学部件来实现用作第一透镜系统l1的光学表面(透射表面tr1和tr2)和用作第一反射光学系统r1的光学表面(第二反射表面mr2)。因此，可以实现投影光学系统30的小型化。还可以通过使用具有旋转对称轴的第二光学部件r12来提高投影光学系统30的组装准确性。

同样，关于第一光学部件r11，类似地分别在非球面表面f3和f4中形成允许被第二反射表面mr2反射的图像光从其通过的透射表面tr3和tr4。透射表面tr3和tr4形成在与第一光学部件r11的第一反射表面mr1不同的区域中。透射表面tr3和tr4用作第二透镜系统l2。

如上所述，由于不同光学系统的光学表面均由一个光学部件实现，因此可以实现投影光学系统30的小型化。还可以提高投影光学系统30的组装准确性。

第二透镜系统l2整体上具有正折射率，并且折射被第一反射光学系统r1反射的图像光，即，被第二反射表面mr2反射的图像光。在本实施方式中，从形成在第一光学部件r11上的透射表面tr3到设置在最靠近第二反射光学系统r2的位置的透镜l21的图像光从其被发射的发射表面f7的部分用作第二透镜系统l2。

参考光轴o来配置第二透镜系统l2。具体地，第二透镜系统l2被配置成使得第二透镜系统l2中包括的一个或多个光学部件中的每个光学部件的光轴与作为参考轴的光轴o重合。

第二反射光学系统r2具有凹反射表面mr3。在本实施例中，该凹反射表面mr3用作第二反射光学系统r2。

凹反射表面mr3将被第二透镜系统l2折射的图像光朝向屏幕反射。凹反射表面mr3是被配置成使得旋转对称轴与光轴o重合的旋转对称非球面表面，并且仅由包括作为图像光进入的区域的有效区域的一部分构成。也就是说，仅设置旋转对称非球面表面的必要部分，而不是设置整个旋转对称非球面表面。因此，可以实现装置的小型化。

如图3所示，在本实施例中，第一透镜系统l1、第一反射光学系统r1、第二透镜系统l2和第二反射光学系统r2被配置在公共光轴o上。也就是说，第一透镜系统l1、第一反射表面mr1和第二反射表面mr2、第二透镜系统l2以及凹反射表面mr3被配置成使得通过延伸设置在最靠近照明光学系统20的位置的透镜l11的光轴(旋转对称轴)而获得的轴与每个光轴(旋转对称轴)重合。因此，可以减小在y方向上的尺寸并实现装置的小型化。

如上所述，可以参考光轴o来配置整个投影光学系统30。也就是说，投影光学系统30中包括的所有光学部件的每个光轴可以被配置成与作为参考轴的光轴o重合。当然，本技术不限于此，并且在投影光学系统30中可以包括其光轴与光轴o偏移的光学部件。

将参考图3描述图像光的光路。在图3中，示出了从二向色棱镜pp发射到投影光学系统30的图像光的三个像素光束c1、c2和c3的光路。

如稍后将参考图5所述，像素光束c1与从液晶面板p的中心处的像素发射的像素光束对应。在下文中，在某些情况下会将像素光束c1称为为主光束c1。像素光束c2与从最靠近液晶面板p的中心的光轴o的像素发射的像素光束对应。像素光束c3与从距离液晶面板p的中心处的光轴o最远的像素发射的像素光束对应。

也就是说，在本实施方式中，像素光束c2与从最靠近液晶面板p的光轴o的像素发射的像素光束对应。另外，像素光束c3与从距离光轴o更远的像素(其位于将最靠近光轴o的像素连接到在液晶面板p的中心的像素的直线上)发射的像素光束对应。

从与光轴o向上偏移的位置沿着光轴o发射到投影光学系统30的图像光在第一透镜系统l1中与光轴o相交并向下行进。然后，从第一透镜系统l1发射的图像光被第一反射表面mr1折回到左上侧，并再次与光轴o相交。

被折回到左上侧的图像光被第二反射表面mr2折回并且被朝向第二透镜系统l2反射。然后，图像光再次与光轴o相交并行进到右下侧。行进到右下侧的图像光被凹反射表面mr3反射，再次与光轴o相交，并朝向屏幕行进。

如上所述，在本实施例中，图像光的光路被配置成使得主光束c1与光轴o相交四次。因此，可以将图像光到凹反射表面mr3的光路配置在光轴o附近。结果，可以减小投影光学系统30在y方向上的尺寸，并且可以实现装置的小型化。

此外，图像光被第一反射表面mr1和第二反射表面mr2中的每一个折回并反射。因此，可以充分确保图像光的光路长度。结果，可以减小装置在x方向上的尺寸，并实现装置的小型化。

另外，在根据本实施方式的投影光学系统30中，在照明光学系统20中包括的二向色棱镜pp与凹反射表面mr3之间形成多个中间图像(未图示)。中间图像是由图像光形成的图像的中间图像。因此，可以以超广角投影图像光。例如，即使投影仪与屏幕之间的距离短，也可以显示大屏幕。

为了通过凹反射表面mr3在平面屏幕上形成高精度图像，重要的是要在光学上正确地校正由照明光学系统20生成的图像并将其引导至凹反射表面mr3。在本实施例中，由于可以通过第一反射表面mr1和第二反射表面mr2充分确保图像光的光路长度，因此可以准确地执行图像的光学校正。也就是说，可以生成适当的中间图像，并且可以容易地在屏幕上形成高精度图像。

此外，由于充分确保了光路长度，因此可以减少生成适当的中间图像所需的光负载，并且可以减少投影光学系统30中包括的每个光学部件的光功率。结果，可以实现每个光学部件的小型化，并且可以实现整个装置的小型化。

此外，由于在投影光学系统30内部形成多个中间图像，所以可以高精生成最佳的中间图像。结果，可以通过凹反射表面mr3在屏幕上显示高精度图像。通过如上所述使用根据本实施例的投影光学系统30，可以实现装置的性能增强。

图4是示出与图像投影相关的参数的示例的表。图5是用于描述图4所示的参数的示意图。

投影光学系统30在主图像平面侧的数值孔径na为0.167。图像调制元件(液晶面板p)在横向方向和纵向方向上的长度(h×vsp)分别为13.4mm和7.6mm。图像调制元件的中心位置(chp)是光轴o上方5.2mm的位置。主图像平面侧的像圈(imagecircle，imc)为φ22.4mm。

屏幕在横向方向和纵向方向上的长度(h×vss)分别为1771mm和996mm。屏幕尺寸的中心位置(chs)是光轴o上方853mm的位置。

如上所述，从图5所示的液晶面板p的中心处的像素发射的光与图3所示的像素光束c1对应(用相同的附图标记表示)。从液晶面板p的中心处的最靠近光轴o的像素发射的光与像素光束c2对应(用相同的附图标记表示)。从液晶面板p的中心处的距离光轴o最远的像素发射的光与像素光束c3对应(用相同的附图标记表示)。

图6示出了图像显示装置的透镜数据。在图6中，示出了关于从主图像平面(p)侧到辅图像平面(s)侧布置的s1至s29的光学部件(透镜表面)的数据。作为关于每个光学部件(透镜表面)的数据，描述了曲率半径(mm)、芯厚度d(mm)和d线(587.56nm)的折射率nd以及d线的阿贝数νd。

此外，在图6中，以可区别的方式示出了第一透镜系统l1中具有正折光力的光学部件和具有负折光力的光学部件，它们均由不同于塑料的材料制成。另外，示出了这些光学构件中的每一个的折射率温度系数dn/dt。

应当注意，在本实施例中，仅设置在第一反射表面mrl的紧邻处的第一透镜系统l1的最近透镜l12由塑料制成。然后，其他光学部件由玻璃制成。因此，除了最近透镜l12之外，第一透镜系统l1中包括的所有光学部件均由不同于塑料的材料制成。当然，本技术不限于这样的配置，并且除了最近透镜l12之外的光学部件可以由塑料制成。

应当注意，具有非球面表面的光学部件遵循以下公式。

[表达式1]

图7是示出投影光学系统中包括的光学部件的非球面系数的示例的表。图7示出了在图6中添加了*号的非球面表面s17至s19、s21、s22和s29的非球面系数。所示示例中的非球面系数与以上公式(表达式1)对应。

[第一光学部件和第二光学部件]

图8是示出第一光学部件r11的配置示例的示意性透视图。图9是示出第二光学部件r12的配置示例的示意性截面图。图9还示出了设置在第二光学部件r12的前级侧(在照明光学系统20侧)上的光学部件l13。第一光学部件r11和第二光学部件r12是根据本技术的光学部件的实施例。

如图8的a和b所示，第一光学部件r11具有非球面表面f3和f4。非球面表面f3与图6的透镜数据中的透镜表面s19和s21对应。非球面表面f4与图6的透镜数据中的透镜表面s22对应。

如图9所示，第二光学部件r12具有旋转对称平面f5和平面f6。旋转对称平面f5与图6的透镜数据中的透镜表面s16和s20对应。平面f6与图6的透镜数据中的透镜表面s15对应。

作为参考轴的光轴o与第一光学部件r11的光轴重合。此外，光轴o与第二光学部件r12的光轴重合。

应当注意，第二光学部件r12和光学部件l13被一体地配置。整体上，第二光学部件r12和光学部件l13也可以被认为是根据本技术的光学部件。此外，图9所示的第二光学部件r12的形状与图3所示的第二光学部件r12的形状略有不同。许多变化可以用作第二光学部件r12的配置示例。

如图8的a和b所示，当在作为参考轴的光轴o的轴向方向(第一光学部件r11的光轴方向)上观察时，第一光学部件r11的外形为圆形。尽管在图9中示出了截面图，但是当在作为参考轴的光轴o的轴向方向(第二光学部件r12的光轴方向)上观察时，第二光学部件r12的外形也是圆形。应当注意，在本公开中，圆形不仅包括真圆形，而且还包括椭圆形等。

通过采用圆形作为如上所述的第一光学部件r11和第二光学部件r12的外形，可以将这些光学部件容易地结合到内径为圆柱形形状的镜筒中。另外，通过减小第一光学部件r11的透镜外形尺寸与镜筒内径尺寸之间的差，以及第二光学部件r12的透镜外形尺寸与镜筒内径尺寸之间的差，可以避免由于侧隙(backlash)引起的偏心。结果，即使对于具有反射表面的光学部件，也可以省略调节机构。

在下文中，使用相同的附图标记将第一光学部件r12的非球面表面f3称为第一光学部件r11的主表面f3。使用相同的附图标记将第二光学部件r12的旋转对称平面f5称为第二光学部件r12的主表面f5。

第一光学部件r11的主表面f3是在其上配置第一反射表面mr1和透射表面tr3的表面。第二光学部件r12的主表面f5是在其配置第二反射表面mr2和透射表面tr2的表面。

图10是用于描述从液晶面板p发射的像素光束的图。如图10所示，图像光束c1至c9定义如下。

图像光束c1...从液晶面板p的中心处的像素发射的像素光束。

图像光束c2…从液晶面板p的中心上的最靠近光轴o的像素发射的像素光束。

图像光束c3...从液晶面板p的中心上的距离光轴o最远的像素发射的像素光束。

图像光束c4...从液晶面板p的左端中心处的像素发射的像素光束。

图像光束c5…从液晶面板p的左下端处的像素发射的像素光束。

图像光束c6…从液晶面板p的左上端处的像素发射的像素光束。

图像光束c7…从液晶面板p的右端中心处的像素发射的像素光束。

图像光束c8…从液晶面板p的右下端处的像素发射的像素光束。

图像光束c9…从液晶面板p的右上端处的像素发射的像素光束。

图11是示出第二光学部件r12的主表面f5的配置示例的示意图。图11是当沿着作为参考轴的光轴o从正面观察主表面f5时的图。光轴o位于主表面f5的中心处。

当从正面观察主表面f5时从光轴o的位置(中心位置)在上下方向(y方向)上延伸的轴被定义为第一轴a1。此外，从光轴o的位置(中心位置)在左右方向(x方向)上延伸的轴被定义为第二轴a2。

第一轴a1和第二轴a2中的每一个是与光轴o正交的轴。此外，第一轴a1是与光轴o和第二轴a2中的每一个正交的轴。此外，第二轴a2是与光轴o和第一轴a1中的每一个正交的轴。

如图3所示，图像光从与光轴o在上下方向(y方向)上偏移的位置沿着光轴o发射。因此，也可以说第一轴a1是在图像光的发射位置相对于光轴o的偏移方向上延伸的轴。此外，相反地，也可以说图像光从在第一轴a1的轴向方向上与光轴o偏离的位置沿着光轴o发射。

如图11所示，反射图像光的第二反射表面mr2和允许图像光从其通过的透射表面tr2被配置在主表面f5上。第二反射表面mr2是第一反射光学系统r1的两个或更多个的反射表面中的一个反射表面。透射表面tr2是用作第一透镜系统l1的表面。

第二反射表面mr2和透射表面tr2被形成为相对于光轴o旋转不对称。此外，透射表面tr2被形成为包括光轴o。也就是说，透射表面tr2被配置在包括光轴o的区域中，其具有相对于光轴o对于第二反射表面mr3旋转不对称的形状。包括光轴o是指包括光轴o在主表面f5上的位置。在本实施例中，透射表面tr2被配置成包括主表面f5的中心。

在本实施例中，通过第二轴a2在上下方向上划分主表面f5而获得的两个区域的上半部区域42的一部分和下半部区域41被配置为透射表面tr2。上半部分区域42的该部分是三角形区域46，该三角形区域连接第二轴a2上的相对于中心(光轴o的位置)对称的两个点43a和43b，以及位于第二轴a2上的中心上方的点45。三角形区域46连接至下半部区域41，并且透射表面tr2配置在这些区域中。

第二反射表面mr2被配置在从上半区域42除掉三角形区域46的区域中。因此，配置了相对于光轴o对于彼此旋转不对称的第二反射表面mr2和透射表面tr2。此外，透射表面tr2被配置为包括光轴o。

三角形区域46相对于第一轴a1对称。因此，第二反射表面mr2和透射表面tr2在主表面f5上被配置为相对于与光轴o正交的第一轴a1对称。

如图11所示，第二反射表面mr2与透射表面tr2之间的边界48由沿着第二轴a2延伸的直线部分49a和49b、连接点43a与45的直线部分50a以及连接点43b与45的直线部分50b构成。此外，第二反射表面mr2与透射表面tr2之间的边界48的两个端部51a和51b位于第二轴a2上。

图12是用于描述形成第二反射表面mr2和透射表面tr2的方法的示例的示意性截面图。例如，由具有透光性的任意材料(诸如透明丙烯酸树脂和玻璃)形成具有第二光学部件r12的外形的基部55。在基部55的与主表面f5对应的一部分的整个表面上层叠透射膜56。然后，在透射膜56上的预定区域中形成反射膜57。因此，可以形成如图11所示的第二反射表面mr2和透射表面tr2。

可以例如形成诸如金属氧化物膜的具有透光性的任意薄膜作为透射膜56。例如，如图12所示，透射膜56可以由多个薄膜(层)58a至58c构成。在这种情况下，构成透射膜56的表面的薄膜58a被形成为不包含氟的层。因此，反射膜57可以稳定地形成在透射膜56的表面上，并且表现出高质量。

可以例如形成诸如由铝、银等形成的金属膜的具有反射率(reflectance)的任意薄膜作为反射膜57。当然，可以由多个薄膜(层)来构成反射膜57。在基部55上形成透射膜56的方法和在透射膜56上形成反射膜57的方法不受限制，并且可以使用诸如气相沉积的任何膜形成技术。

此外，形成第二反射表面mr2和透射表面tr2的方法不受限制，并且可以采用任何其他方法。例如，可以在主表面f的作为透射表面tr2的区域中形成透射膜，并且可以在主表面f的作为第二反射表面mr2的区域中形成反射膜。

图13是示出第二光学部件r12的主表面f5的配置示例的示意图，并且是与图11相同的图。为了不使附图上的附图标记复杂化，下面将使用两个相同的附图进行描述。

如图13所示，有效反射区域60设置在第二反射表面mr2中。此外，有效透射区域61设置在透射表面tr2中。有效反射区域60和有效透射区域61各自设置在相对于第二光学部件r12的光轴o对于彼此旋转不对称的区域中。

有效透射区域61被设置在包括光轴o的区域中。也就是说，有效透射区域61被设置在相对于光轴o具有对于有效反射区域60旋转不对称的形状并且包括光轴o的区域中。在本实施方式中，有效透射区域61被配置为包括主表面f5的中心。

有效反射区域60被设置成适当地反射从液晶面板p发射的图像光。例如，基于当从第一光学部件r11的第一反射表面mr1反射的图像光进入第二反射表面mr2时光束(光通量)的入射区域来设置有效反射区域60。也可以说光束的该入射区域是与液晶面板p的视角对应的光束的区域。有效反射区域60被设置为包括光束的入射区域。

例如，可以基于图13所示的像素光束c1至c9的入射区域来设置有效反射区域60。通过基于像素光束c1至c9的入射区域来设置有效反射区域60，可以防止有效反射区域60变得比所需的大。结果，可以实现装置的小型化。当然，设置有效反射区域60的方法不受限制，并且可以采用其他方法。

有效透射区域61被设置为能够允许从液晶面板p发射的图像光适当地从其通过。此外，有效透射区域61被设置为适当地包括光轴o。例如，当从照明光学系统20侧发射的图像光从后侧进入透射表面tr2时，基于光束(光通量)的入射区域来设置有效透射区域61。有效透射区域61被设置为包括光束的入射区域和光轴o。

例如，可以基于图13所示的像素光束c1至c9的入射区域来设置有效透射区域61。通过基于像素光束c1至c9的入射区域来设置有效透射区域61，可以防止有效透射区域61变得比所需的大。结果，可以实现装置的小型化。当然，设置有效透射区域61的方法不受限制，并且可以采用其他方法。

图14是用于描述第二反射表面mr2与透射表面tr2之间的边界、有效反射区域60和有效透射区域61之间的位置关系的放大图。

在本实施例中，关注第一轴a1，将与作为第二反射表面mr2与透射表面tr2之间的边界48的点45分开预定距离t的点63设置为有效反射区域60的边缘部分64。另外，将有效反射区域60的边缘部分64以平行于直线部分50a和50b的直线形状设置为边界48。将平行于直线部分50a和50b的部分限定为有效反射区域60的边缘部分64的直线部分65a和65b。直线部分50a与直线部分65a之间的距离以及直线部分50b与直线部分65b之间的距离均等于点45与点63之间的距离t。

也可以说，距离t是用于设置有效反射区域60的裕度。例如，在通过诸如气相沉积的膜形成技术形成反射膜57的情况下，如果有效反射区域60太靠近第二反射表面mr2与透射表面tr2之间的边界48，则可能难以适当地确保有效反射区域60。

同样，关于有效透射区域61，如果有效透射区域61太靠近第二反射表面mr2与透射表面tr2之间的边界48，则可能难以适当地确保有效透射区域61。例如，如图12所示，在通过气相沉积等在透射膜56上形成反射膜57的情况下，在气相沉积期间反射膜57的渗出物可能进入有效透射区域61。

因此，有效反射区域60和有效透射区域61被设置为确保距离第二反射表面mr2与透射表面tr2之间的边界48一定裕度。因此，可以适当地反射和透射图像光。应当注意的是，通过适当地设置以便不会不必要地增加裕度，也可以减小装置的尺寸。

此处，本技术的发明人关注处于有效反射区域60和有效透射区域61彼此最靠近的部分。例如，在本实施例中，图14所示的有效透射区域61的右上端66是最靠近有效反射区域60的部分(同样适用于左上端)。

绘制从有效透射区域61的右上端66到有效反射区域60的直线部分50b的垂线。该垂线是连接在该处有效反射区域60与有效透射区域61之间的距离最短的点的直线line1。直线line1的长度是有效反射区域60与有效透射区域61之间的最短距离。

假定有效反射区域60与有效透射区域61之间的最短距离为lmin，则将有效反射区域60和有效透射区域61各自设置在与第二反射表面mr2与透射表面tr2之间的边界48分开距离lmin/2或更大的位置处。因此，可以适当地确保有效反射区域60和有效透射区域61。

如图14所示，在本实施例中，边界48在有效反射区域60和有效透射区域61彼此最靠近的部分处位于直线line1上的中间。也就是说，有效反射区域60与边界48之间的距离以及有效透射区域61与边界48之间的距离均为lmin/2(＝t)。利用这样的配置，可以在实现图像光的适当反射和透射的同时实现装置的小型化。

此外，有效反射区域60和有效透射区域61被设置为使得边界48位于直线line1上的中间。相反，通过将边界48设置在有效反射区域60与有效透射区域61之间的中间来促进第二光学部件r12的制造过程。

图15是用于描述第二光学部件r12的附接的示意图。图3所示的投影光学系统30被附接到镜筒(未图示)。如图15所示，第二光学部件r12被保持附接到透镜保持器68，该透镜保持器用作镜筒的一部分。

当在光轴o的轴向方向上观察时，透镜保持器68具有环形形状，并且第二光学部件r12附接到内部中空部分。因此，第二光学部件r12的周缘59被透镜保持器68保持。在本实施方式中，透镜保持器68与保持器对应。

在透镜保持器68的预定位置处，形成u形切口69，该u形切口从周缘朝向中心延伸。切口69是用于将第二光学部件r12附接到透镜保持器68的标记。在本实施例中，切口69对应于被配置在预定位置的标记。

如图15所示，当第二光学部件r12准确地附接到目标位置时，切口69形成在第二轴a2上的位置处。具体地，切口69被形成为使得当第二光学部件r12被准确地附接到目标位置并且第二轴a2被定位在u形的中心(u形的底部)时，切口69在与第二轴a2相同的方向上延伸。

在本实施例中，第二反射表面mr2与透射表面tr2之间的边界48是沿着第二轴a2延伸的直线部分49a和49b。此外，边界48的两个端部51a和51b位于第二轴a2上。

当第二光学部件r12附接到透镜保持器68时，焦点(focus)放在沿着第二轴a2延伸的直线部分49a和49b、边界48的两个端部51a和51b以及u形切口69上。例如，第二光学部件r12被附接成使得端部51b被定位在切口69的u形的中心处(u形的底部)。此外，第二光学部件r12被附接成使得由直线部分49a和49b假定的直线通过u形的中心在与u形相同的方向上延伸。

因此，可以容易地将透镜保持器68以高精度附接到第二光学部件r12。例如，可以容易地将第二光学部件r12附接成落在相对于目标位置的可允许范围内。因此，可以提高组件的可使用性。

例如，假定连接由透镜保持器68保持的第二光学部件r12的光轴o和作为标记的切口69的中心的虚拟直线。该直线是在将第二光学部件r12准确地附接到目标位置时重叠第二轴a2的直线(以下，称为目标直线)。通过将切口69形成为标记，可以容易地将目标直线与第二光学部件r12的第二轴a2之间的夹角设置为5°或更小。

因此，可以准确地在旋转方向上执行定位，可以防止由于透射表面和反射表面的不匹配等而导致的图像丢失等，并且可以显示高质量图像。

应当注意，该5°或更小是本技术的发明人发现的定位的可允许范围，并且可以在该可允许范围内将图像显示装置100的投影功能维持在高水平。当然，定位的可允许范围不限于5°或更小的范围。

标记的配置不受限制，并且可以采用任何配置。不限于切口，可以设置作为标记的构件等。另外，可以采用能够借助于其能够知道在将第二光学部件r12准确地附接时第二轴a2的位置的任何配置作为标记。

图16是示出第一光学部件r11的主表面f3的配置示例的示意图。图16是沿着作为参考轴的光轴o的主表面f3的正视图。

当从正面观察主表面f3时从光轴o的位置(中心位置)在上下方向(y方向)上延伸的轴被定义为第一轴a1。此外，从光轴o的位置(中心位置)在左右方向(x方向)上延伸的轴被定义为第二轴a2。

如图16所示，反射图像光的第一反射表面mr1和透射图像光的透射表面tr3被配置在主表面f3上。第一反射表面mr1是第一反射光学系统r1的两个或更多个反射表面中的一个反射表面。透射表面tr3是用作第二透镜系统l2的表面。

第一反射表面mr1和透射表面tr3各自被形成为相对于光轴o对于彼此旋转不对称。此外，透射表面tr3被形成为包括光轴o。也就是说，透射表面tr3被配置在相对于光轴o具有对于第一反射表面mr1旋转不对称的形状且包括光轴o的区域中。在本实施方式中，透射表面tr3被配置为包括主表面f3的中心。

在本实施例中，通过第二轴a2在上下方向上划分主表面f3而获得的两个区域的下半部区域72的一部分和上半部区域71被配置为透射表面tr3。下半部区域72的一部分是以中心(光轴o的位置)为中心的半圆形区域73。半圆形区域73连接到上半区域71，并且透射表面tr3被配置在这些区域中。

第一反射表面mr1被配置在从下半部区域72除掉半圆形区域73的区域中。因此，配置了相对于光轴o对于彼此旋转不对称的第一反射表面mr1和透射表面tr3。此外，透射表面tr3被配置为包括光轴o。

半圆形区域73相对于第一轴a1对称。因此，第一反射表面mr1和透射表面tr3在主表面f3上被配置为相对于与光轴o正交的第一轴a1对称。

如图16所示，第一反射表面mr1与透射表面tr3之间的边界74包括沿着第二轴a2延伸的直线部分75a和75b以及半圆形区域73的边缘部分76。另外，第一反射表面mr1与透射表面tr3之间的边界74的两个端部77a和77b位于第二轴a2上。

图17是示出第一光学部件r11的主表面f3的配置示例的示意图，并且是与图16相同的图。在图17中，将通过附图标记来表示第一反射表面mr1和透射表面tr3中的像素光束c1至c9的入射区域。

图18是用于描述第一光学部件r11的附接的示意图。如图18所示，第一光学部件r11附接到用作镜筒的一部分的透镜保持器79并由其保持。

当在光轴o的轴向方向上观察时，透镜保持器79具有环形形状，并且第一光学部件r11附接到内部中空部分。因此，第一光学部件r11的周缘59被透镜保持器79保持。在本实施方式中，透镜保持器79与保持器对应。

在透镜保持器79的预定位置处，形成u形切口81，该u形切口从周缘朝向中心延伸。切口81是用于将第一光学部件r11附接到透镜保持器79的标记。在本实施例中，切口69对应于配置在预定位置的标记。

如图18所示，当第一光学部件r11准确地附接到目标位置时，切口81形成在第二轴a2上的位置处。具体地，切口81被形成为使得当第一光学部件r11被准确地附接到目标位置并且第二轴a2被定位在u形的中心(u形的底部)时，切口81在与第二轴a2相同的方向上延伸。

在本实施例中，第一反射表面mr1与透射表面tr3之间的边界74具有沿着第二轴a2延伸的直线部分75a和75b。此外，边界74的两个端部77a和77b位于第二轴a2上。

当第一光学部件r11附接到透镜保持器79时，焦点放在沿着第二轴a2延伸的直线部分75a和75b、边界74的两个端部77a和77b以及u形切口81上。例如，第一光学部件r11被附接到端部77b以被定位在切口81的u形的中心(u形的底部)。此外，第一光学部件r11被附接成使得由直线部分75a和75b假定的直线通过u形的中心在与u形相同的方向上延伸。

因此，可以容易地将第一光学部件r11以高精度附接到透镜保持器79。例如，可以容易地将第一光学部件r11附接成落在相对于目标位置的可允许范围内。因此，可以提高组件的可使用性。

例如，假定连接由透镜保持器79保持的第一光学部件r11的光轴o和作为标记的切口81的中心的虚拟直线。该直线是在将第一光学部件r11准确地附接到目标位置时重叠第二轴a2的直线(以下，称为目标直线)。通过将切口81形成为标记，可以容易地将目标直线与第一光学部件r11的第二轴a2之间的夹角设置为5°或更小。

因此，可以准确地在旋转方向上执行定位，可以防止由于透射表面和反射表面的不匹配等而导致的图像丢失等，并且可以显示高质量图像。

应当注意，该5°或更小是本技术的发明人发现的定位的可允许范围，并且可以在该可允许范围内将图像显示装置100的投影功能维持在高水平。当然，定位的可允许范围不限于5°或更小的范围。

标记的配置不受限制，并且可以采用任何配置。不限于切口，可以设置作为标记的构件等。另外，可以采用能够借助于其能够知道在将第一光学部件r11准确地附接时第二轴a2的位置的任何配置作为标记。

如上所述，在根据本实施例的图像显示装置100中，由第一透镜系统l1折射的图像光被第一反射表面mr1和第二反射表面mr2中的每个反射表面折回并反射，第一反射表面mr1和第二反射表面mr2是第一反射光学系统r1的两个或更多个反射表面。因此，可以在不增加投影光学系统30的尺寸的情况下充分确保图像光的光路长度。结果，可以实现装置的小型化。

此外，透射表面tr3被配置在具有相对于第一反射表面mr1旋转不对称的形状且包括在第一反射光学系统r1中包括的第一光学部件r11的主表面f3上的光轴o的区域中。另外，透射表面tr2被配置在具有相对于第二反射表面mr2旋转不对称的形状且包括在第二光学部件r12的主表面f5上的光轴o的区域中。

通过将透射表面tr2和透射表面tr3配置为包括光轴o，对于投影光学系统30中包括的各个光学部件相对于光轴o的偏心(eccentricity)测量是非常有利的。例如，通过沿着光轴o发射测量光并接收穿过每个光学部件的测量光来测量每个光学部件相对于光轴o的偏心状态。

假定光轴o被包括在光学部件中的反射表面中，其中，反射表面(第一反射表面mr1和第二反射表面mr2)被配置为在第一光学部件r11和第二光学部件r12中。在这种情况下，从偏心测量设备沿着光轴o发射的测量光可能会被第一光学部件r11或第二光学部件r12的反射表面阻挡，这会使得每个光学部件的偏心测量困难。

在本实施例中，透射表面tr2和透射表面tr3被配置成包括光轴o。因此，防止了测量光被第一光学部件r11和第二光学部件r12阻挡。结果，可以对设置在第一光学部件r11和第二光学部件r12的前面和后面的透镜组执行偏心测量。例如，可以在组装光学系统之后对整个光学系统执行偏心测量。因此，可以提高投影光学系统30的组装准确性，并且可以在屏幕上投影高精度图像。也就是说，实现了图像显示装置100的性能增强。

应当注意，围绕光轴o的透射表面的面积和形状不受限制，只要其可以允许测量光沿着光轴o从其通过即可。例如，透射表面(透射表面tr2和透射表面tr3)被配置为包括具有预定半径且以光轴o为中心的圆的区域。尽管预定半径不受限制，但是可以通过将透射表面配置为包括例如半径1mm或更大的圆来进行偏心测量。当然，可以通过使用具有较小半径的圆形区域作为透射表面来执行偏心测量。

如图3所示，第一光学部件r11具有非球面表面f3作为与主表面f3相对的表面。此外，第二光学部件r12具有平面f6作为与主表面f5相对的表面。同样，在非球面表面f3和平面f6中，包括光轴o的区域被配置为透射表面。因此，防止了测量光被阻挡，并且可以高准确性执行偏心测量。

在通常上将第二光学部件r12和光学部件l13视为根据本技术的光学部件的情况下，光学部件l13的球面表面(图6的透镜数据中的透镜表面s14)被包括在与主表面f5相对的表面中。包括光学部件l13的球面表面的光轴o的区域被配置为透射表面。

用于偏心测量的另一种方法是接收由光学部件反射的测量光的方法。也就是说，这是一种通过沿着光轴o发射测量光并接收被光学部件的表面反射的光来测量偏心状态的方法。在该方法中，可以使用具有在光学部件的表面上反射的少量光的反射光。也就是说，即使测量对象是透射表面，也可以基于在透射表面上反射的测量光来测量偏心状态。

即使执行基于反射光的偏心测量，也可以通过将透射表面tr2和透射表面tr3配置为包括光轴o来以高准确性执行偏心测量。也就是说，可以对设置在第一光学部件r11和第二光学部件r12的前面和后面的透镜组执行偏心测量。结果，可以提高投影光学系统30的组装准确性。当然，也可以对第一光学部件r11和第二光学部件r12本身进行偏心测量。

应当注意，在本实施方式中，反射表面和具有对于反射表面旋转不对称的形状并包括光轴o的区域中的透射表面都被配置在第一光学部件r11的主表面f3和第二光学部件r12的主表面f5中(以下，称为根据本技术的配置)。也就是说，相对于第一反射光学系统r1的两个或更多个反射表面的所有主表面实现根据本技术的配置。

本技术不限于此，并且即使仅在第一反射光学系统r1的两个或更多个反射表面之一被配置在其上的一个主表面上实现根据本技术的配置，也可以提高偏心测量的准确性。也就是说，通过在第一反射光学系统r1的两个或更多个反射表面中的至少一个反射表面被配置在其上的主表面上采用根据本技术的配置，可以实现图像显示装置100的小型化和性能增强。

例如，可以存在不需要以取决于要被执行偏心测量的透镜组的数量、布置等的方式允许测量光从其通过的光学部件。例如，鉴于这样的点，例如，可以确定光学部件是否是要采用根据本技术的配置的光学部件。

<第二实施例>

将描述根据本技术的第二实施例的投影型图像显示装置。在下文中，将省略或简化与在上述实施例中描述的图像显示装置100的配置和动作相似的配置和动作的描述。

图19是示出根据本实施例的第二光学部件r12的主表面f5的配置示例的示意图。在本实施例中，有效透射区域61的一部分被配置为透射表面tr2。然后，将有效透射区域61之外的部分配置为第二反射表面mr2。有效反射区域60被设置在第二反射表面mr2中。

同样，在本实施例的配置中，第二反射表面mr2和透射表面tr2各自被形成为相对于光轴o对于彼此旋转不对称。此外，透射表面tr2被形成为包括光轴o。因此，表现出上述效果。应当注意，通过适当地设置有效透射区域61，可以充分抑制在气相沉积等期间膜的渗出物的影响。

<第三实施方式>

图20是示出根据本技术的第三实施例的第二光学部件r12的主表面f5的配置示例的示意图。在本实施例中，有效反射区域60的一部分被配置为第二反射表面mr2。然后，将有效反射区域60之外的部分配置为透射表面tr2。有效透射区域61被设置在透射表面tr2上。

同样，在本实施例的配置中，第二反射表面mr2和透射表面tr2各自形成为相对于光轴o对于彼此旋转不对称。此外，透射表面tr2被形成为包括光轴o。因此，表现出上述效果。应当注意，通过适当地设置有效反射区域60，可以充分抑制膜形成等期间的影响。

<第四实施例>

图21是示出根据本技术的第四实施例的第二光学部件r12的主表面f5的配置示例的示意图。此外，图21还示出了保持第二光学部件r12的透镜保持器68。

在本实施例中，沿着第一轴a1限定了通过延伸图13等所示的有效透射区域61的一区域而获得的延伸区域82，从其省略了形成在图上侧上的半圆形突出部分。延伸区域82是沿着第一轴a1延伸至第二光学部件r12的周缘59的区域。该延伸区域82的除掉部分区域83的区域被配置为透射表面tr2。

反射表面84a被配置在主表面f5的与延伸区域82不同的区域中。此外，反射表面84b被配置在延伸区域82中的部分区域83中。反射表面84a和84b构成第二反射表面mr2。有效反射区域60被设置在构成第二反射表面mr2的反射表面84a中。

同样，在本实施例的配置中，第二反射表面mr2和透射表面tr2各自被形成为相对于光轴o对于彼此旋转不对称。此外，透射表面tr2被形成为包括光轴o。因此，表现出上述效果。

在本实施例中，反射表面84b被配置为用于将第二光学部件r12附接到透镜保持器68的标记。如图21所示，反射表面84b被形成在从周缘59朝向中心延伸的u形区域中。此外，反射表面84b被形成为使得反射表面84b在与第一轴a1相同的方向上延伸，并且第一轴a1位于u形的中心(u形的底部)。例如，通过在视觉上识别形成在透射表面tr2中的反射表面84b，可以容易地假定第一轴a1。

在本实施例中，反射表面84b的中心用作位于第一轴a1上的标记。应当注意，能够知道u形外形就足够了，因此没有必要将其配置为反射表面。另一方面，通过将其配置为反射表面，可以与具有反射图像光的功能的反射表面84a同时形成反射表面84b，并且可以简化工艺。另外，可以采用任何配置作为标记的配置。

从周缘朝向中心延伸的u形切口85形成在透镜保持器68的预定位置处。切口85是用于将第二光学部件r12附接到透镜保持器68的标记。在本实施例中，切口85对应于配置在预定位置的标记。

如图21所示，当将第二光学部件r12准确地附接到目标位置时，切口85形成在第一轴a1上的位置处。具体地，切口85被形成为使得当将第二光学部件r12准确地附接到目标位置并且第一轴a1位于u形的中心(u形的底部)时，切口85在与第一轴a1相同的方向上延伸。

当第二光学部件r12被附接到透镜保持器68时，注意到u形反射表面84b和u形切口85。例如，第二光学部件r12被附接为使得反射表面84b和切口85各自的u形的中心(u形的底部)的位置彼此重合。另外，第二光学部件r12被附接成使得各自的u形的延伸方向彼此重合。

例如，切口85的宽度(在x方向上的尺寸)和反射表面84b的宽度被配置成彼此相等。因此，可以以高准确性定位反射表面84b和切口85。

如在本实施例中，反射表面84b和切口85被形成为标记。因此，可以容易地将第二光学部件r12以高准确性附接到透镜保持器68。例如，可以容易地将第二光学部件r12附接为落在相对于目标位置的可允许范围内。因此，可以提高组件的可使用性。

例如，假定连接由透镜保持器68保持的第二光学部件r12的光轴o和作为标记的切口85的中心的虚拟直线。该直线是在将第二光学部件r12准确地附接到目标位置时重叠第一轴a1的直线(以下，称为第一目标直线)。

此外，假定连接第二光学部件r12的光轴o和作为标记的反射表面84b的中心的虚拟直线。该直线是重叠第一轴a1的直线(以下，称为第二目标直线)。通过将反射表面84b和切口85形成为标记，可以容易地将第一目标直线与第二目标直线(第一轴a1)之间的夹角设置为5°或更小。

因此，可以准确地在旋转方向上执行定位，可以防止由于透射表面和反射表面的不匹配等而导致的图像丢失等，并且可以显示高质量图像。

应当注意，该5°或更小是本技术的发明人发现的定位的可允许范围，并且可以在该可允许范围内将图像显示装置100的投影功能维持在高水平。当然，定位的可允许范围不限于5°或更小的范围。

标记的配置不受限制，并且可以采用任何配置。不限于切口，可以设置作为标记的构件等。另外，可以采用能够借助于其知道在将第二光学部件r12准确地附接时第一轴a1的位置的任何配置作为标记。

<第五实施例>

图22是示出根据本技术的第五实施例的第一光学部件r11的主表面f3的配置示例的示意图。在本实施例中，透射表面88a被配置在包括主表面f3的光轴o的第一区域87a中，并且透射表面88b被配置在与第一区域87a不同的第二区域87b中。透射表面88a和88b构成透射表面tr3。

也就是说，在本实施方式中，将透射表面tr3配置、划分为包括主表面f3的光轴o的第一区域87a和与第一区域87a不同的第二区域87b。第一反射表面mr1被配置在主表面f3的第一区域87a和第二区域87b之外的区域中。

同样，在本实施例的配置中，第一反射表面mr1和透射表面tr3各自被形成为相对于光轴o对于彼此旋转不对称。此外，透射表面tr3被形成为包括光轴o。因此，表现出上述效果。

<其他实施方式>

本技术不限于上述实施例，并且可以做出各种其他实施例。

在第一至第五实施例中，描述为第一光学部件r11的主表面f3的配置示例的内容也可以应用于第二光学部件r12的主表面f5。此外，描述为第二光学部件r12的主表面f5的配置示例的内容也可以应用于第一光学部件r11的主表面f3。

在第一反射表面mr1、第二反射表面mr2或凹反射表面mr3中的至少一个或任意两个由自由曲面构成，或者采用使得第一反射表面mr1、第二反射表面mr2或凹反射表面mr3中的至少一个或任意两个偏心或倾斜的配置的情况下，也可以通过应用本技术来实现装置的小型化和性能增强。

第一反射光学系统r1中包括的两个或更多个反射表面的具体数量不受限制。即使在配置三个或更多个反射表面的情况下，也可以应用本技术。

图像光的主光束c1与光轴o相交的次数不限于四次。例如，即使图像光的主光束c1与光轴o相交四次或更多次，也可以实现装置的小型化和性能增强。

中间图像的数量不受限制，并且可以生成两个中间图像，或者可以生成三个或更多个中间图像。在任何情况下，通过第一反射表面mr1和第二反射表面mr2都充分确保了光路长度，并且因此可以实现装置的小型化和性能增强。

本技术还可以应用于除投影仪以外的任何图像显示装置。

参考附图描述的图像显示装置、投影光学系统、屏幕等的配置仅是实施例，并且可以在不脱离本技术的要旨的情况下进行任意修改。换句话说，例如，可以采用用于实现本技术的任何其他配置、算法等。

在本公开中，“重合”、“相等”、“相同”、“均匀”、“中心”、“中间”、“对称”、“竖直”、“正交”、“平行”、“u形、“圆形”、“直线”等概念包括“基本上重合”、“基本上相等”、“基本上相同”、“基本上均匀”、“基本上中间”、“基本上中心”、“基本上对称”、“基本上竖直”、“基本上正交”、“基本上平行”、“基本上u形”、“基本上圆形”、“基本上直线”等。

例如，包括在与“完全重合”、“完全相同”、“完全相等”、“完全均匀”、“完全中心”、“完全对称”、“完全竖直”、“完全平行”、“完全u形”、“完全圆形”、“完全直线”等相关的预定范围(例如，±10％的范围)中的陈述也涵盖在其中。因此，诸如“基本上重合”和“基本上相等”的概念也是包括在“重合”、“相等”等中的概念。

根据上述本技术的特征部分中的至少两个也可以被组合。换句话说，在每个实施例中描述的各种特征部分可以在实施例之间任意组合。此外，上述各种效果仅仅是示例性的，而不是限制性的，并且可以提供其他效果。

应当注意，本技术还可以采用以下配置。

(1)一种图像显示装置，包括：

光源；

图像生成单元，图像生成单元对从光源发射的光进行调制并生成图像光；和

投影光学系统，投影光学系统包括：

第一透镜系统，第一透镜系统整体上具有正折光力并折射生成的图像光，

第一反射光学系统，第一反射光学系统具有两个或更多个反射表面，两个或更多个反射表面折回并反射由第一透镜系统折射的图像光，

第二透镜系统，第二透镜系统整体上具有正折光力，并且使由第一反射光学系统反射的图像光折射，和

第二反射光学系统，第二反射光学系统具有凹反射表面，凹反射表面将由第二透镜系统折射的图像光朝向投影对象反射，其中，

第一反射光学系统包括具有两个或更多个反射表面中的一个反射表面被配置在上面的主表面的光学部件，并且

光学部件的主表面包括允许图像光从其通过的透射表面，透射表面被配置在具有相对于光学部件的光轴对于反射表面旋转不对称的形状并包括光轴的区域中。

(2)根据(1)所述的图像显示装置，其中，

光学部件的反射表面包括有效反射区域，并且

光学部件的透射表面包括有效透射区域，有效透射区域被设置在具有相对于光学部件的光轴对于有效反射区域旋转不对称的形状的区域中。

(3)根据(2)所述的图像显示装置，其中，

有效透射区域包括光轴。

(4)根据(2)或(3)所述的图像显示装置，其中，

假定有效反射区域和有效透射区域之间的最短距离为lmin，则有效反射区域和有效透射区域各自被设置在与光学部件的反射表面和光学部件的透射表面之间的边界分开lmin/2或更大距离的位置处。

(5)根据(4)所述的图像显示装置，其中，

光学部件的反射表面与光学部件的透射表面之间的边界位于连接点的直线上的中间，在所述点处，有效反射区域与有效透射区域之间的距离最短。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的图像显示装置，其中，

光学部件的反射表面和光学部件的透射表面在主表面上被配置为相对于与光学部件的光轴正交的预定的第一轴对称。

(7)根据(6)所述的图像显示装置，其中，

投影光学系统被配置成使得投影光学系统中包括的所有光学部件中的每个光学部件的光轴与预定的参考轴重合，并且

图像光从在第一轴的轴方向上与参考轴偏移的位置沿着参考轴发射。

(8)根据(6)或(7)所述的图像显示装置，还包括：

保持器，保持器包括被配置在预定位置处的标记并保持光学部件的周缘，其中，

当在光学部件的光轴方向上观察时，在连接由保持器保持的光学部件的光轴和保持器的标记的中心的直线和与光学部件的光轴及第一轴中的每一个正交的第二轴之间的夹角为5°或更小。

(9)根据(8)所述的图像显示装置，其中，

光学部件的反射表面与光学部件的透射表面之间的边界的端部位于第二轴上。

(10)根据(6)或(7)所述的图像显示装置，还包括：

保持器，保持器包括被配置在预定位置的标记并保持光学部件的周缘，其中，

光学部件包括以第一轴为中心的标记，并且

当在光学部件的光轴方向上观察时，在连接由保持器保持的光学部件的光轴和保持器的标记的中心的直线与连接光学部件的光轴和光学部件的标记的中心的直线之间的夹角为5°或更小。

(11)根据(1)至(10)中任一项所述的图像显示装置，其中，

光学部件的透射表面被配置、划分为包括主表面的光轴的第一区域和与第一区域不同的第二区域。

(12)根据(1)至(11)中任一项所述的图像显示装置，其中，

光学部件包括：

具有透光性的基部，

层叠在基部上的透射膜，和

层叠在透射膜上的反射膜，并且

透射膜具有由不包含氟的层构成的表面。

(13)根据(1)至(12)中任一项所述的图像显示装置，其中，

光学部件具有与主表面相对的表面，并且

相对的表面包括包含光学部件的光轴并且被配置为透射表面的区域。

(14)根据(1)至(13)中任一项所述的图像显示装置，其中，

投影光学系统被配置成使得投影光学系统中包括的所有光学部件中的每个光学部件的光轴与预定的参考轴重合。

(15)根据(7)所述的图像显示装置，其中，

预定的参考轴是通过使设置在最靠近第一透镜系统中包括的图像生成单元的位置处的透镜的光轴延伸而获得的轴。

(16)根据(1)至(15)中任一项所述的图像显示装置，其中，

光学部件的光轴位于光学部件的主表面的中心处。

(17)根据(1)至(16)中任一项所述的图像显示装置，其中，

光学部件的透射表面用作第一透镜系统。

(18)根据(1)至(16)中任一项所述的图像显示装置，其中，

光学部件的透射表面用作第二透镜系统。

(19)根据(1)至(18)中任一项所述的图像显示装置，其中，

当在光学部件的光轴方向上观察时，光学部件具有圆形外形。

(20)一种投影光学系统，投影光学系统投影通过调制从光源发射的光而生成的图像光，投影光学系统包括：

第一透镜系统，第一透镜系统整体上具有正折光力并折射生成的图像光；

第一反射光学系统，第一反射光学系统具有两个或更多个反射表面，两个或更多个反射表面折回并反射由第一透镜系统折射的图像光；

第二透镜系统，第二透镜系统整体上具有正折光力并折射由第一反射光学系统反射的图像光；和

第二反射光学系统，第二反射光学系统具有凹反射表面，凹反射表面将由第二透镜系统折射的图像光朝向投影对象反射，其中，

第一反射光学系统包括具有两个或更多个反射表面中的一个反射表面被配置在上面的主表面的光学部件，并且

光学部件的主表面包括允许图像光从其通过的透射表面，透射表面被配置在具有相对于光学部件的光轴对于反射表面旋转不对称的形状并包括光轴的区域中。

附图标记列表

a1第一轴

a2第二轴

f3第一光学部件的主表面

f5第二光学部件的主表面

l1第一透镜系统

l2第二透镜系统

mr1第一反射表面

mr2第二反射表面

mr3凹反射表面

o光轴(参考轴)

r1第一反射光学系统

r11第一光学部件

r12第二光学部件

r2第二反射光学系统

tr2第二光学部件的主表面的透射表面

tr3第一光学部件的主表面的透射表面

1液晶投影仪

2图像

10光源

20照明光学系统

30投影光学系统

48、74边界

51a、51b、77a、77b边界的端部

55基部

56透射膜

57反射膜

60有效反射区域

61有效透射区域

69、81、85切口

84b作为标记的反射表面

87a第一区域

87b第二区域

100图像显示装置。