投影型图像显示装置的制作方法

专利名称：投影型图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将通过液晶面板等所形成的图像投影于屏幕的投影型 图像显示装置。
背景技术：
作为在屏幕附近配置投影型图像显示装置、将其图像投影于屏幕的方
法，有如下方法在屏幕下部配置投影型图像显示装置，由上部镜进行反 射而投影于屏幕的方法(例如专利文献l);以及，在屏幕里侧配置投影机， 由2块平面板反复进行投影的方法(例如专利文献2)。并且，还有在伸出 于屏幕前方的臂部直接安装投影型图像显示装置的方法(例如专利文献 3)。并且，还有在投影光学系统中具有包括多个透镜的折射光学系统和反 射镜，在屏幕上进行放大近距投影的方法(例如专利文献4、 5)。
专利文献1日本特开平2—196230号^^才艮
专利文献2日本特开平10—206969号爿/^艮
专利文献3日本特表2002—538508号/>才艮
专利文献4日本特开2004—258620号7>才艮
专利文献5日本特开2006—235516号z〉才艮
可是，在专利文献l、专利文献2的采用了折射透镜系统的投影光学 系统中，即使是所谓广角的透镜也是半视场角(画角)45°程度，无论如 何投影尺寸都小。该情况下，为了得到大的投影尺寸，必需充分加长透镜 与镜体的距离。因此，存在镜体也大型化的问题。
另一方面，在如专利文献3的投影方法中，通过大型非球面镜的采用， 可以实现用于近距投影而将半视场角接近60°的超广角透镜安装于臂部 的方式的投影系统。但是，即使在采用了如此的超广角透镜的投影光学系统中，为了投影于80英寸程度的屏幕也需要lm程度的投影距离。因此， 必需加强臂部强度、增强支撑整体的屏幕框架的强度，存在系统整体的大 型化、成本增加的问题。
并且，在如专利文献4、专利文献5的投影方法中，投影光学系统之 中的折射系统垂直屏幕地延伸，在装置整体的小型化方面存在极限。

发明内容
因此，本发明的目的在于，提供能够容易地实现小型化、低成本化并 能够应对广角化的要求的投影型图像显示装置。
为了解决上述问题，本发明中的投影型图像显示装置，特征为，具备 屏幕；反射光学部，其具有配置于屏幕的投影侧的至少一个曲面镜；弯曲 镜，其设置于反射光学部的光路前级，并配置于屏幕的非投影侧及延伸平 面上的任一方；折射光学部，其设置于反射光学部的光路前级，并至少具 有配置于屏幕的非投影侧及延伸平面上的任一方的部分；和像形成光学部， 其设置于折射光学部的光路前级，并配置于屏幕的非投影侧。
在上述投影型图像显示装置中，将折射光学部的全部或一部分与像形 成光学部设置于屏幕的非投影侧或延伸平面上。此时，通过弯曲镜，能够 使来自像形成光学部的投影光在屏幕的附近弯曲，导向屏幕前方。所弯曲 的投影光，能够到达设置于屏幕的投影侧的反射光学部，朝向屏幕上进行 近距投影。例如通过夹着屏幕而设置折射光学部与反射光学部，能够在屏
好而节省空间进行配置，能够使投影型图像显示装置整体变薄。并且，由 于反射光学部为曲面镜，能够将该曲面镜等小型化，能够减少投影型图像 显示装置朝向屏幕的投影侧的伸出。通过以上，能够实现投影型图像显示 装置的小型化、低成本化，并能够在屏幕上得到大的投影尺寸。
在本发明的其他方式中，特征为曲面镜，具有凹面及凸面的任一方 作为曲面反射面。在曲面镜为凹面的情况下，能够使曲面镜朝向下方的突 出比曲面镜为凸面的情况少，能够使屏幕前面的投影空间变得窄小而使投影图像变大。另外，在曲面镜为凸面的情况下，能够使投影尺寸比曲面镜 为凹面的情况大。并且，与凹面镜相比较，能够使曲率小而可以容易地制 造。在此，曲面反射面，是在曲面镜中对实际的投影光进行反射的反射光 学面。
在本发明的另外的方式中，特征为从曲面镜的反射曲面到屏幕的投 影距离，比从曲面镜的反射曲面到弯曲镜的距离短。该情况下，因为将曲 面镜配置于屏幕投影侧、而将像形成光学部配置于屏幕非投影侧，所以重 量平衡性变好，无需屏幕的框架、腿部的强化、大型化。在此，反射曲面， 是包括曲面镜的非实体曲面并以通过光轴的面顶点为基准的假想面。
在本发明的另外的方式中，特征为折射光学部具有多个透镜。该情 况下，通过多个透镜能够以高精度扩大视场角，进而还能够附加变倍功能。
在本发明的另外的方式中，特征为弯曲镜，设置于多个透镜之间。 该情况下，能够缩短曲面镜与折射光学部的射出侧端部之间的距离，能够 使曲面镜的尺寸比较小型化。
在本发明的另外的方式中，特征为多个透镜的光轴的全部或一部分， 在屏幕的非投影侧及延伸平面上的任一方中相对于屏幕的延伸平面平行。 该情况下，多个透镜在屏幕的非投影侧或延伸平面上平行地配置，能够使 折射光学部的配置空间紧凑化。
在本发明的另外的方式中，特征为弯曲镜，设置于折射光学部的射 出侧。该情况下，成为将折射光学部及像形成光学部配置于屏幕非投影侧 或延伸平面上的简单的结构，来自折射光学部的射出光在屏幕附近通过弯 曲镜弯曲于屏幕前方。因为所弯曲的投影光进一步由配置于屏幕附近的曲 面镜所反射，所以能够使屏幕前面的投影空间狭窄而增大投影图像。
在本发明的另外的方式中，特征为像形成光学部，具有图像形成元 件。该情况下，能够将通过图像形成元件所形成的各种各样的图像朝向屏 幕进行投影。在图像形成元件中，例如有液晶光阀。


图l是对第1实施方式中的投影型图像显示装置的要部的构成进行说 明的概念图。
图2是表示在图1的投影型图像显示装置内的光线的状态的图。
图3是图2的光线的状态的放大图。
图4是对像形成光学部进行说明的概念图。
图5是对第1实施方式中的投影型图像显示装置的设置例进行说明的图。
图6是对第2实施方式中的投影型图像显示装置的要部的构成进行说 明的概念图。
图7是表示在图6的投影型图像显示装置内的光线的状态的图。 图8是图7的光线的状态的^L大图。
图9是对第3实施方式中的投影型图像显示装置的要部的构成进行说 明的概念图。
图IO是表示在图9的投影型图像显示装置内的光线的状态的图。 图11是图10的光线的状态的i文大图。
图12 (A) (C)是对第4实施方式中的投影型图像显示装置的要部 的构成进行说明的侧视图、俯视图、及主视图。
图13是对图5的设置例的变形例进行说明的图。 符号说明
1、 2、 3…投影光学系统，10、 110、 210…屏幕，20、 120、 220…反射 光学部，21、 121、 221…曲面镜，30…弯曲镜，40、 140、 240…折射光学 部，60…像形成光学部，67…十字分色棱镜，100、 200、 300、 400...投影 型图像显示装置，OA…光轴，OS…物面
具体实施例方式
第1实施方式
图1 图3，是表示本发明的第1实施方式中的投影型图像显示装置的 要部的側视图。图l是对投影型图像显示装置的要部的构成进行说明的概念图，图2是表示在投影型图像显示装置内的光线的状态的图，图3是图 2的方文大图。
本实施方式中的投影型图像显示装置100，具备屏幕IO，反射光学 部20，弯曲镜30，折射光学部40，和像形成光学部60。在此，反射光学 部20及折射光学部40构成投影光学系统1。并且，在图1 图3中，关于 像形成光学部60,仅示出作为其一部分的十字分色棱镜67，省略了其他的 部分。
屏幕IO，为反射型投影板，通过对投影光以屏幕投影面10a进行漫射 反射而显示图像。屏幕IO，例如以白色塑料板所形成。并且，屏幕IO，能 够设为在基板表面涂敷有包括珠(beads )、珍珠(pearl)的涂料，在基板 表面埋置微透镜、微镜。
反射光学部20,具有1个曲面镜21。曲面镜21，是由以光轴OA为 轴的旋转对称面所构成的凸面反射镜。曲面镜21,在光轴OA的下侧具有 反射光学面20a (图1等的实线部分)，使从屏幕10的非投影侧即里面侧 射出于前方的投影光朝向屏幕投影面10a反射。在此，图l等的虚线部分 即光轴OA的上側表示作为曲面镜21的假想延伸面的非实体曲面20b。曲 面镜21，配置于屏幕IO的投影侧上方的空间。
弯曲镜30,为平面反射板，使从折射光学部40射出于上方的投影光 通过反射面30a弯曲于屏幕10的前方，将投影光导向屏幕10的投影侧即 表面侧。弯曲镜30，配置于屏幕10的非投影侧上方且在折射光学部40的 射出侧的空间。也就是说，成为如下配置弯曲镜30和光轴OA的交点 30c与曲面镜21的面顶点20c的距离s，，比曲面镜21的面顶点20c与屏 幕投影面10a的距离s长。并且，弯曲镜30,相对于曲面镜21的光轴与 折射光学部40的光轴OA具有45。的倾斜。
折射光学部40，配置于屏幕10的非投影侧且在像形成光学部60的射 出侧。折射光学部40,由多个折射透镜所构成。
以下，关于折射光学部40的具体的透镜构成进行说明。
示于图l等的折射光学部40，用于将物面OS上的图4象方文大投影于屏幕10上。折射光学部40,具备第1透镜L1，第2透镜L2，第3透镜 L3，第4透镜L4，第5透镜L5，第6透镜L6，第7透镜L7，第8透镜 L8，第9透镜L9，和可变光阑(絞0 ) 45。
透镜L1 L9，从作为缩小侧的物面OS侧(图1中的下侧)朝向作为 放大侧的屏幕10上方侧(图1中的上侧)按从第1透镜Ll到第9透镜 L9的顺序所配设。并且，各透镜L1 L9的光轴即折射光学部40的光轴 OA，相对于屏幕IO的延伸平面10b平行地配置。在此，可变光阑45，设 置于第5透镜L5与第6透镜L6之间。
第1透镜Ll及第8透镜是非球面透镜。并且第2透镜L2是双凸透镜， 第3透镜L3是双凸的3片接合透镜。并且，第4透镜L4、第5透镜L5、 及第7透镜L7是双凹透镜。并且，第6透镜L6及第9透镜L9，是弯月 形透镜(meniscus lens )。还有，各透镜L1 L9的配置，根据与反射光学 部20的形状、配置的关系调整成能够进行最适于屏幕10的投影。
折射光学部40，构成为物面OS侧大致远心。并且，在作为折射光学 部40的前端的第1透镜L1、与配置液晶面板的物面OS之间，配置用于 合成3色的像的十字分色棱镜67。还有，关于应当配置其他2色的液晶面 板的物面，省略了图示，但是成为与图示的物面OS等效即共轭的配置。 在图l等中，从物面OS上的各物点，射出以垂直于物面OS并平行于光 轴OA的主光线为中心、真有一定的扩展的光束，向上侧行进，通过折射 光学部40由反射光学部20等所反射而投影于屏幕投影面10a上。
表l，表示折射光学部40的透镜数据。
表l面序号 KA04 A06 A08 AIO A12
3 0.OO0OE+0O 4.1772E-06 6.3960E-09 0.O0OOE+00 O.OO00E+O0 0.0000E+O0
4 0,0O00E+0O 4.2093E-06 .5,33B犯-09 1.3885E-12 O.OOOOE+OO O.OOOOE+OO
21 —2.0647E+00 —4.9272E—06 -3.2124E-09 —2.6878E—11 O.OOOOE十OO 0.0000E+00
22 -1.3492E+00 1,6609E-05 -2,613犯-08 9.3100E-12 O.OO00E+OO O.OOOOE+00 28 -3.829BE+00 4'6586E-09 -5.9724E-14 4.3236E-19 -1.3096E-24 0.0000E+O0
在该表l的上栏中，"面序号"，是从物面OS侧按顺序附加于各透镜 的面的序号。并且，"r"，表示曲率半径，"D"，表示与下一面之间的透镜 厚度或者空气空间。进而，"Nd"，表示透镜材料的d线中的折射率，"Nv"， 表示透镜材料的d线中的阿贝数。
在本实施方式中，透镜L1 L9，基本上以球面所形成，但是第l透镜 LI的入出射面(表l的3面及4面)、与第8透镜L8的入出射面(表l 的21面及22面)为非球面。并且，曲面镜21的反射面(表l的28面) 为非球面。并且，第3透镜L3以3片透镜的接合透镜所构成。当以c为 近轴曲率半径的倒数、以h为距光轴的高度、以k为圆锥系数(圆锥常数)、 以A04 A12为高阶非球面系数时，这些非球面形状的光轴方向的距面顶点 的位移量x，以下式所表示。
R
无限
无限
无限 300.000
-200.000 212.269 -50.578 109.704 -31,149 77,554
-121,247
无限
-124.749 183.928 551.842 -5B,941
无限 118.349 193.631 -39,998 216-629 -16.108 -19,866
无限
—205.607 —74.503
无限
无限 -63.261 无限 无限 无限
1.51680
1.52473
1.58913
1,49700 1.80518 1,48749
Nv
64.2棱镜
56.7
6、 .3
81,6 25.5 70,4
1,69895 1.84666
30.1 23.8
1,84666 L84666 1.52473
23.8 23.8 56.7
1.69680 反射面 反射面
55.5
平面镜 曲面铣
透镜数振
非球面 4非球面
5
6
9 10 "
12
13
14
15
可变光阑
17
18
19
20
21非球面 22非球面
23
24
25
26
27
2B非球面
29
30 ^"幕
号c
序数l
x-——'c'h +A04.h4+A06.h6+A08.hs+A10.h10+A12.h'2 l + Vl-(l + k)'c2.112
在本实施方式的情况下，关于上述非球面式中的各系数"k"、 "A04" "A12"的值，如表l的下栏中所示。
图4,是像形成光学部60的概念图。像形成光学部60，具备沿系 统光轴SA射出均匀化的光源光的光源装置61，将从光源装置61所射出 的照明光分离成红、绿、蓝的3色的分离照明系统63，通过从分离照明系 统63所射出的各色的照明光所照明的光调制部65，和对经过了光调制部 65的各色的调制光进行合成的十字分色棱镜67。像形成光学部60，配置 于示于图1的屏幕10的非投影侧即里面侧。从十字分色棱镜67所射出的 像光，投影于折射光学部40。
在此，光源装置61,具备射出光源光的光源单元61a，和将从该光 源单元61a所射出的光源光变换成均匀且预定的偏振方向的照明光的均勾 化光学系统61c。光源单元61a,具有光源灯61m、反射器61n。并且，均 匀化光学系统61c，具备用于将光源光分割成部分光束的第1透镜阵列 6ld，对分割后的部分光束的扩展进行调节的第2透镜阵列61e，使各部分 光束的偏振方向一致的偏振变换装置61g，和使各部分光束重叠入射于作 为对象的照明区域的重叠透镜61i。
分离照明系统63，具备第l及第2分色镜63a、 63b，和光路弯曲 用的镜体63m、 63n、 63o,通过使系统光轴SA分支为3个光路OPl OP3， 将照明光分离成蓝色光LB、绿色光LG、及红色光LR这3个光束。还有， 关于中继透镜LL1、 LL2，将形成于入射侧的第1中继透镜LL1的紧跟前 的像，基本原状传递到射出侧的场透镜63h,由此防止由光的漫射等引起 的光的利用效率的下降。
光调制部65，具备3色的照明光LB、 LG、 LR分别进行入射的3个 液晶光阀65a、 65b、 65c，对经由场透镜63f、 63g、 63h而入射于各液晶 光阀Ma、 6Sb、 6Sc的各色光LB、 LG、 LR,相应于驱动信号以像素单位进行强度调制。还有，各液晶光阀65a、 65b、 65c，为具有以一对偏振板 夹持液晶面板的结构的图像形成元件。并且，构成各液晶光阀65a、 65b、 65c的液晶面板，对应于示于图1等的物面OS。
十字分色棱镜67，具备相交叉的分色膜67a、 67b，射出对来自各液 晶光阀65a、 65b、 65c的调制光进行了合成的像光。以十字分色棱镜67 所合成的像光，通过作为投影透镜的折射光学部40以适当的放大率作为彩 色图像投影于未图示的屏幕10上。
以下，参照图5，关于上述的投影型图像显示装置100的设置例进行 说明。
在图5中，投影型图像显示装置100的光学系统，收置于壳体100a， 固定于屏幕10的支撑部11上。壳体100a，包括屏幕10的投影侧的投影 部100b、与屏幕10的非投影侧的主体部100c。在投影部100b，以从投影 部100b的前端部稍微突出的方式收置反射光学部20。另一方面，虽然对 一部分图示进行省略，但是在主体部100c,收置弯曲镜30、折射光学部 40、和像形成光学部60。在该投影型图像显示装置100中，投影部100b 与主体部100c夹持屏幕10配置于前后，前后的重量平衡好。并且，因为 壳体100a位于屏幕投影面10a的左右方向上的中央，所以左右的重量平衡 也好。由此，若与通过臂部对投影机主体进行设置的方法相比较，则屏幕 的框架、腿部的强化、大型化的必要性小。
从像形成光学部60所射出的投影光RL，由折射光学部40放大像， 通过弯曲镜30而朝向屏幕10投影侧弯曲。所弯曲的投影光RL，被反射 光学部20的曲面镜21所反射，以比较少的失真投影于屏幕投影面10a上。
以上说明的投影型图像显示装置100，能够将通过弯曲镜30在屏幕 10非投影侧上方附近所弯曲的投影光，通过设置于屏幕10的投影侧的反 射光学部20朝向屏幕投影面10a上进行近距投影。并且，通过夹持屏幕 10而设置反射光学部20与折射光学部40及像形成光学部60,能够在屏幕 10非投影侧及投影侧均衡性高地配置反射光学部20、折射光学部40与像 形成光学部60，能够使投影型图像显示装置100整体变薄。并且，通过相对于屏幕10的延伸平面10b平行地配置折射光学部40的光轴，能够使折 射光学部40的配置空间紧凑化。并且，由于反射光学部20为曲面镜21， 能够使曲面镜21等小型化，能够减小投影型图像显示装置100的朝向屏幕 IO投影侧的伸出。通过以上，能够实现投影型图像显示装置100的小型化、 低成本化，并能够在屏幕10上进行大视场角的投影。 第2实施方式
图6 图8，是表示本发明的第2实施方式中的投影型图像显示装置的 要部的侧视图。图6是对投影型图像显示装置的要部的构成进行说明的概 念图，图7是表示在投影型图像显示装置内的光线的状态的图，图8是图 7的放大图。本实施方式的投影型图像显示装置200，对示于图l等的笫l 实施方式的投影型图像显示装置IOO进行了变形，未特别说明的部分具有 与第1实施方式的投影型图像显示装置IOO相同的结构。
本实施方式中的投影型图像显示装置200，具备屏幕IO，反射光学 部120，弯曲镜30，折射光学部140，和像形成光学部60。在此，反射光 学部120及折射光学部140构成投影光学系统2。并且，在图6 图8中， 仅示出作为像形成光学部60的一部分的十字分色棱镜67，省略了其他的 部分。
反射光学部120，具有1个曲面镜121。曲面镜121，是由以光轴OA 为轴的旋转对称面所构成的凹面反射镜。曲面镜121，在光轴OA的下侧 具有反射光学面120a (图6等的实线部分)，使从屏幕10的非投影側所投 影的投影光朝向屏幕投影面10a反射。在此，图6等的虚线部分即光轴 OA的上侧表示曲面镜121的非实体曲面120b。曲面镜121,配置于屏幕 10的投影侧上方。
弯曲镜30，为平面反射板，使投影光由反射面30a弯曲于屏幕10的 前方，将投影光导向屏幕10的投影侧。弯曲镜30,配置于屏幕10的非投 影侧上方且配置在后述的折射光学部140的多个透镜之间。也就是说，成 为如下配置弯曲镜30和光轴OA的交点30c与曲面镜121的面顶点120c 的距离s，，比曲面镜121的面顶点120c与屏幕投影面10a之间的距离s长。并且，弯曲镜30,相对于曲面镜121的光轴与折射光学部140的光轴 OA具有45。的倾斜。
折射光学部140，配置于像形成光学部60的射出侧。折射光学部140， 由多个透镜所构成，能够将物面OS上的图像放大投影于屏幕10上。
折射光学部140，具备透镜前组140A,透镜后组140B，和可变光 阑145。在此，透镜前組140A，包括第1透镜L101、第2透镜L102、第 3透镜L103、和第4透镜L104。另一方面，透镜后组140B，包括第5透 镜L105、第6透镜L106、第7透镜L107、第8透镜L108、和第9透镜 L109。透镜前组140A，设置于屏幕10的非投影側，透镜后组140B，设 置于屏幕10的投影侧。第3透镜L103由3片透镜的接合透镜所构成。可 变光阑145，设置于透镜前组140A与透镜后组140B之间。还有，各透镜 L101 L109的配置，根据与反射光学部120的形状、配置的关系调整成能 够进行最适于屏幕10的投影。
在本实施方式中，从像形成光学部60所投影的投影光，经过折射光 学部140的透镜前组140A及可变光阑145,被弯曲镜30的反射面30a所 弯曲，朝向透镜后组140B行进。从折射光学部140所射出的投影光由曲 面镜121的反射光学面120a所反射，投影于屏幕投影面10a上。
以上说明的投影型图像显示装置200，与投影型图像显示装置100同 样地，能够实现小型化、低成本化，并能够在屏幕10上进行大视场角的投 影。
并且，通过使曲面镜121成为凹面，较之凸面的情况能够减小朝向曲 面镜121下方的伸出，能够使屏幕10前面的投影空间狭窄、并使投影图像 变大。
并且，由于弯曲镜30设置于折射光学部140的多个透镜之间，能够 缩短曲面镜121与折射光学部140的射出侧端部之间的距离，能够使曲面 镜121的尺寸小型化。
第3实施方式
图9~图11，是表示本发明的第3实施方式中的投影型图像显示装置的要部的侧视图。图9是对投影型图像显示装置的要部的构成进行说明的 概念图，图10是表示在投影型图像显示装置内的光线的状态的图，图11 是图10放大图。本实施方式的投影型图像显示装置300，对示于图1、图 6等的第l及第2实施方式的投影型图像显示装置100、 200进行了变形， 未特别说明的部分具有与第1及第2实施方式的投影型图像显示装置100、 200相同的结构。
本实施方式中的投影型图像显示装置300，具备屏幕IO，反射光学 部220，弯曲镜30，折射光学部240，和像形成光学部60。在此，反射光 学部220及折射光学部240构成投影光学系统3。并且，在图9~图11中， 仅示出作为像形成光学部60的一部分的十字分色棱镜67，省略了其他的 部分。
反射光学部220，具有1个曲面镜221。曲面镜221，是由以光轴OA 为轴的旋转对称面所构成的凸面反射镜。曲面镜221，是设置于光轴OA 的下侧的在表面具有折射层的反射光学面220a (图9等的实线部分)，具 有使从折射光学部240所射出的投影光折射的折射面221a，和使投影光进 行反射的反射面221b。曲面镜221，使从屏幕10的非投影侧所投影的投 影光朝向屏幕投影面10a进行反射。在此，图9等的虚线部分即光轴OA 的上側表示曲面镜221的非实体曲面220b。曲面镜221，配置于屏幕10 的投影侧上方。
弯曲镜30,为平面反射板，使投影光由反射面30a弯曲于屏幕10的 前方，将投影光导向屏幕10的投影侧。弯曲镜30，配置于屏幕10的非投 影侧上方且配置于后述的折射光学部240的多个透镜之间。也就是说，成 为如下配置弯曲镜30和光轴OA的交点30c与曲面镜221的面顶点220c 的距离s，，比曲面镜221的面顶点220c与屏幕投影面10a之间的距离s 长。并且，弯曲镜30，相对于曲面镜221的光轴与折射光学部240的光轴 OA具有45。的倾斜。
折射光学部240，配置于像形成光学部60的射出側。折射光学部240， 由多个透镜所构成，能够将物面OS上的图像放大投影于屏幕10上。折射光学部240，具备透镜前组240A，透镜后组240B，和可变光 阑245。在此，透镜前组240A，包括第1透镜L201、第2透镜L202、第 3透镜L203、第4透镜L204、和第5透镜L205。另 一方面，透镜后组240B， 包括第6透镜L206、第7透镜L207、和第8透镜L208。透镜前组240A, 设置于屏幕10的非投影侧，透镜后组240B，设置于屏幕10的投影侧。第 2透镜L202，由3片透镜的接合透镜所构成。可变光阑245，设置于透镜 前组240A与透镜后组240B之间。还有，各透镜L201 L208的配置，根 据与反射光学部220的形状、配置的关系调整成能够进行最适于屏幕10 的投影。
在本实施方式中，从像形成光学部60所投影的投影光，经过折射光 学部240的透镜前组240A及可变光阑245，被弯曲镜30的反射面30a所 弯曲，朝向透镜后组240B行进。从折射光学部240所射出的投影光由曲 面镜221的反射光学面220a所反射，投影于屏幕投影面10a上。
以上说明的投影型图像显示装置300，与投影型图像显示装置100等 同样地，能够实现小型化、低成本化，并能够在屏幕10上进行大视场角的 投影。
并且，由于弯曲镜30设置于折射光学部240的多个透镜之间，能够 缩短曲面镜221与折射光学部240的射出侧端部之间的距离，能够使曲面 镜221的尺寸小型化。
第4实施方式
图12，是对本发明的第4实施方式中的投影型图像显示装置的要部的 构成进行说明的概念图。图12(A) (C),分别是从X轴、Y轴、及Z 轴方向看投影型图像显示装置的要部的构成的侧视图、俯视图、及主视图。 本实施方式的投影型图像显示装置400，对示于图9等的第3实施方式的 投影型图像显示装置300进行了变形，未特别说明的部分具有与第3实施 方式的投影型图像显示装置300相同的结构。
本实施方式中的投影型图像显示装置400，具备屏幕IO，反射光学 部220，弯曲镜30，折射光学部240，和像形成光学部60。在此，反射光学部220及折射光学部240构成投影光学系统3。并且，在图12中，仅示 出作为像形成光学部60的一部分的十字分色棱镜67，省略了其他部分。 该情况下，像形成光学部60，设置于屏幕10的延伸平面10b上。
反射光学部220，具有1个曲面镜221。曲面镜221，使从屏幕10的 延伸平面10b上投影的投影光朝向屏幕投影面10a进行反射。
弯曲镜30,配置于屏幕10的延伸平面10b上且配置在后述的折射光 学部240的多个透镜之间。也就是说，成为如下配置弯曲镜30和光轴 OA的交点30c与曲面镜221的面顶点220c的距离s',比曲面镜221的面 顶点220c与屏幕投影面10a之间的距离s长。并且，弯曲镜30，相对于 曲面镜221的光轴与折射光学部240的光轴OA具有45。的倾斜。
折射光学部240,配置于像形成光学部60的射出侧。折射光学部240， 由多个透镜所构成，能够将物面OS上的图像放大投影于屏幕10上。
折射光学部240,与第3实施方式同样地具备透镜前组240A，透镜 后组240B，和可变光阑245。只是，透镜前组240A，设置于屏幕10的延 伸平面10b上，透镜后组240B,设置于屏幕10的投影侧。还有，各透镜 L201-L208的配置，根据与反射光学部220的形状、配置的关系调整成能 够进行最适于屏幕10的投影。
在本实施方式中，从像形成光学部60所投影的投影光，沿屏幕10的 延伸平面10b上在X轴方向行进，经过折射光学部240的透镜前组240A 及可变光阑245，被弯曲镜30的反射面30a垂直于屏幕10的延伸平面10b 上地弯曲，朝向透镜后组240B行进。从折射光学部240所射出的投影光 由曲面镜221的反射光学面220a所反射，投影于屏幕投影面10a上。
还有，将弯曲镜30、折射光学部240、及像形成光学部60配置于屏 幕10的延伸平面10b上的构成，在第1实施方式、第2实施方式中也可 以实现。
以上说明的投影型图像显示装置400，与投影型图像显示装置300同 样地，能够实现小型化、低成本化，并且能够在屏幕10上进行大视场角的 投影。还有，本发明并不限于上述的实施方式，能够在不脱离其要旨的范围 内以各种方式进行实施，例如也可以为如下的变形。
虽然在上述实施方式中，将反射光学部20、 120、 220及弯曲镜30配 置于屏幕10上方，但是也可以如示于图13地配置于屏幕10下方。在此， 图13(A),示出了这样的例子例如在台架111之上的屏幕110的前面配 置投影部100b、在屏幕110的背面配置主体部100c、从屏幕110下方将投 影光RL投影于屏幕投影面110a。并且，图13(B)，示出了这样的例子 例如在台架211之上在薄型电视机212的前面左下方配置投影部100b、并 在薄型电视机212的背面配置了主体部100c。在图13(B)的情况下，当 欣赏大画面时，通过在薄型电视机212前面降下屏幕210而能够将投影光 RL投影于屏幕投影面210a。还有，屏幕210,在不使用投影型图像显示 装置100等时，收置于巻收置部213。
并且，虽然在上述实施方式中，在像形成光学部60中作为图像形成 元件采用液晶光阀65a、 65b、 65c，但是也可以采用如通过微镜构成像素 的器件这样的光调制装置、如薄膜、幻灯片这样的图像形成用具。
权利要求
1. 一种投影型图像显示装置，其特征在于，具备屏幕；反射光学部，其具有配置于前述屏幕的投影侧的至少一个曲面镜；弯曲镜，其设置于前述反射光学部的光路前级，并配置于前述屏幕的非投影侧及延伸平面上的任一方；折射光学部，其设置于前述反射光学部的光路前级，并至少具有配置于前述屏幕的前述非投影侧及前述延伸平面上的任一方的部分；和像形成光学部，其设置于前述折射光学部的光路前级，并配置于前述屏幕的前述非投影侧。
2. 按照权利要求l所述的投影型图像显示装置，其特征在于 前述曲面镜，具有凹面及凸面的任一方作为曲面反射面。
3. 按照权利要求1或2所述的投影型图像显示装置，其特征在于 从前述曲面镜的反射曲面到前述屏幕的投影距离，比从前述曲面镜的前述反射曲面到前述弯曲镜的距离短。
4. 按照权利要求1~3中的任何一项所述的投影型图像显示装置，其 特征在于前述折射光学部，具有多个透镜。
5. 按照权利要求4所述的投影型图像显示装置，其特征在于前述 弯曲镜，设置于前述多个透镜之间。
6. 按照权利要求4或5所述的投影型图像显示装置，其特征在于 前述多个透镜的光轴的全部或一部分，在前述屏幕的前述非投影侧及前述延伸平面上的任一方中相对于前述屏幕的前述延伸平面平行。
7. 按照权利要求1 6中的任何一项所述的投影型图像显示装置，其 特征在于前述弯曲镜，设置于前述折射光学部的射出侧。
8. 按照权利要求1 7中的任何一项所述的投影型图像显示装置，其 特征在于前述像形成光学部，具有图像形成元件。
全文摘要
本发明提供能够容易地达成小型化、低成本化并能够应对广角化的要求的投影型图像显示装置。投影型图像显示装置(100)，具备屏幕(10)；具有配置于屏幕(10)的投影侧的曲面镜(21)的反射光学部(20)；设置于反射光学部(20)的光路前级，并配置于屏幕(10)的非投影侧的弯曲镜(30)；设置于反射光学部(20)的光路前级，并配置于屏幕(10)的非投影侧的折射光学部(40)；和设置于屏幕(10)的非投影侧的像形成光学部(60)。由此，能够实现投影型图像显示装置(100)的小型化、低成本化，并能够在屏幕(10)上得到大投影尺寸。
文档编号G02B7/182GK101430488SQ20081017413
公开日2009年5月13日 申请日期2008年11月7日 优先权日2007年11月8日
发明者峯藤延孝 申请人:精工爱普生株式会社