[发明专利]投影型图像显示装置

说明书

本申请是申请日为2005年12月7日、申请号为200510127941.2、发明名称 为“投影光学单元和用它的投影型图像显示装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及将彩色的放大图像投影到屏幕上进行图像显示的投影 型图像显示装置，特别是涉及相对屏幕将图像倾斜地投影而在屏幕上 形成放大图像的投影型图像显示装置和用于它的投影光学单元。

背景技术

在将用反射型、透过型液晶面板和微小镜子的显示元件放大显示 在屏幕上的投影型图像显示装置中，当然要求能够在它的屏幕上得到 充分大的放大图像，同时，要求缩短装置的纵深尺寸。为了实现这种 要求，如日本特开2001-264627号专利公报中记载那样的，用于相对屏 幕从倾斜方向放大/投影(以下，将它称为“倾斜投影”)的投影光学单 元是众所周知的。又，关于在将曲面镜用于这种倾斜投影情形中的光 学调整，例如，日本特开2002-350774号专利公报中记载的那样是众所 周知的。

当倾斜投影，即对屏幕主平面的法线，以规定角度(例如从屏幕 下方)投影图像时，在投影在屏幕上的图像中，产生梯形畸变和从屏 幕上下的投影距离之差生成的像差。为了消除它们，在上述日本特开 2001-264627号公报中，通过配置在投影光学系统和屏幕之间的具有负 放大率的自由曲面镜对梯形畸变进行校正。另一方面，关于像差，通 过对共轴投影光学系统平行移动图像显示元件，或者对非轴对称的投 影光学系统倾斜并平行移动图像显示元件进行校正。

但是，在这种像差校正中，存在着屏幕上的图像在纵方向偏移的 可能性，需要为此而设的校正机构。又，在使用共轴投影光学系统的 情形中，因为要求非常大的画角，所以透镜的数量增多，口径也增大。

在上述日本特开2002-350774号专利公报中，揭示了通过自由曲面 镜的移动进行调整的方法，但是没有考虑上述的像差校正。

这样，在已有技术中，因为用不同的部件分别校正梯形畸变和像 差，所以必须既增大需要的透镜直径，又也增多透镜的数量。即，上 述已有技术，在倾斜投影中，要一面很好地减少梯形畸变和像差一面 减少图像显示装置的纵深尺寸和/屏幕下部的高度(以下将它称为“装 置紧凑化”)是困难的。

发明内容

本发明就是鉴于上述课题提出的，本发明的目的是提供适合于能 够一面显示减少了梯形畸变和像差的图像一面实现装置紧凑化的技 术。

又，本发明提供在背面投影型的图像显示装置中，可以容易地制 造具有上述那样的显示特性的紧凑化了的装置或者进行组装调整的技 术。

本发明备有，在进行倾斜投影中，包含具有凹向光射出方向的面 并且持有对光轴旋转非对称的形状的至少一个非对称透镜的投影透镜 的第一光学系统、和包含至少一部分反射面凸向反射方向的至少一个 的凸面镜的第二光学系统。而且本发明将上述第一光学系统和第二光 学系统搭载并固定在共同的光学系统支撑单元上。

上述非对称透镜是向着它的屏幕下端的光线通过的部分的曲率比 向着上述屏幕上端的光线通过的部分的曲率大的自由曲面镜。又，上 述凸面镜是反射向着它的屏幕的下方的光的部分的曲率比反射向着上 述屏幕的上方的光的部分的曲率大，或者反射向着屏幕的下方的光的 部分形成在该光的反射方向凸出的形状，反射向着屏幕的上方的光的 部分形成在光的反射方向凹入的形状的自由曲面镜。

又本发明备有如下机构中的至少某一个机构：用于可以进行来自 包含图像显示元件的图像发生源的光的射出方向与上述投影透镜光轴 的角度的调整、和上述图像发生源与上述投影透镜的光学距离的调整 中的至少某一方的机构；用于使上述自由曲面镜，以将该自由曲面镜 的大致中心作为中心轴而进行旋转的机构；或用于可以使上述投影透 镜中最大正放大率的透镜组沿上述投影透镜的光轴方向移动的机构。

如果根据上述那样的本发明的构成，则可以一面减少由图像的倾 斜投影产生的梯形畸变和/或像差得到良好的图像，一面使装置紧凑化。

附图说明

图1是表示本发明的图像显示装置的一个实施方式的截面图。

图2是表示本发明的投影光学单元的基本构成的截面图。

图3是表示本发明的一个实施例的构成和光路的YZ截面图。