[发明专利]投射型显示装置和其设计方法

权利要求书

1.一种投射型显示装置，具备：

反射型的图像显示元件，通过被照明的图像显示面中的反射来射出图像光；

棱镜部件，使从所述图像显示元件射出的图像光的光路折弯；以及

投影光学系统，将从所述棱镜部件射出的图像光投射到屏幕，

所述投射型显示装置的特征在于，

所述图像显示面由多个微镜构成，在所述图像显示面中对各微镜面的倾斜进行启用/阻断控制而对照明光进行强度调制，从而形成图像，

所述棱镜部件具有相对从所述图像显示面的中心射出的图像光的主光线倾斜预定的角度的气隙，从所述图像显示元件射出的图像光透过该气隙，

所述投影光学系统具备具有非圆形开口的光圈，该非圆形开口具有圆形开口的周边部分被弓形的遮光部切掉一部分而成的形状，与F值光束中的相对所述气隙的入射角大的一侧的端部对应的图像光被所述遮光部遮光，

满足以下的条件式(1)以及(2)，

0.9×Cg＜G＜1.1×Cg...(1)

(0.2-0.05×F)＜S＜(1-0.2×F)…(2)

其中，当将在所述图像显示面中被强度调制后的射出光中的启用状态的微镜处的反射光设为启用光，将阻断状态的微镜处的反射光设为阻断光，将启用光设为所述图像光，将包括针对所述图像显示面的中心的刚要入射之前的照明光的主光线和其刚刚反射之后的启用光的主光线的平面设为基准平面时，

Cg＝sin^-1(1/N)-(R-sin^-1(1/(2F)))/N

N：图像光通过的棱镜的d线处的折射率，

R：将在图像显示面的中心刚刚反射之后的启用光的主光线和阻断光的主光线射影到基准平面上时所成的角度，

F：投影光学系统的最小F值，

G：气隙相对与从图像显示面的中心射出的图像光的主光线垂直的平面的角度，

S：构成光圈的非圆形开口的遮光率，S＝[遮光部的弓形的半径方向的宽度]/[圆形开口的半径]，

S＞0。

2.根据权利要求1所述的投射型显示装置，其特征在于，

从所述图像显示元件射出的图像光在由于所述光路的折弯而在所述棱镜部件内全反射之后，透过所述气隙并从所述棱镜部件射出到所述投影光学系统。

3.根据权利要求1或者2所述的投射型显示装置，其特征在于，

所述光圈的非圆形开口和所述遮光部的边界相当于弓形的弦，并且形成与基准平面垂直的大致直线状。

4.根据权利要求1或者2所述的投射型显示装置，其特征在于，

所述投射型显示装置是作为所述图像显示元件具有1个数字微镜设备的1芯片类型。

5.根据权利要求3所述的投射型显示装置，其特征在于，

所述投射型显示装置是作为所述图像显示元件具有1个数字微镜设备的1芯片类型。