[发明专利]投影型显示装置

权利要求书

1.一种投影型显示装置，包括：

投影光学系统，包括：

照明部，

投影透镜，和

光阀，所述光阀基于图像信号调制从所述照明部提供的照明光，并向所述投影透镜射出调制后的照明光；

偏振分离元件，所述偏振分离元件布置在所述光阀和所述投影透镜之间；和

检测光学系统，所述检测光学系统经构造以具有成像元件，所述成像元件被布置在与所述光阀光学共轭的位置，并经由所述投影透镜接收沿投影面附近的平面照射的不可见光，

其中，在所述投影透镜的焦距位置处，与所述光阀的有效区域相对应的平面形状为第一矩形形状，并且

所述投影透镜的像圈的半径满足以下条件式，

R1≥R0+h/α×tanθ_min (1)

其中，R1是投影透镜的像圈半径，R0是与所述第一矩形形状的一对顶点相接的圆的半径，所述一对顶点共用所述第一矩形形状的一条长边，h是不可见光照射的平面离投影面的高度，α是投影倍率，θ_min是入射到检测光学系统的反射光的一部分与投影面形成的角度的最小值。

2.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其中所述偏振分离元件用于将入射的光分离为第一偏振分量和第二偏振分量，并分别向互不相同的方向射出所述第一偏振分量和所述第二偏振分量。

3.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其中，

所述投影型显示装置满足以下条件式，

d1β×d2 (2)

其中，

d1为光阀的对角线尺寸，

d2为成像元件的对角线尺寸，

β为检测光学系统的光学倍率，当检测光学系统为缩小光学系统时β大于1，当检测光学系统为放大光学系统时β小于1，且当检测光学系统为等倍光学系统时β等于1。

4.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其中，所述投影透镜的像圈不接触所述第一矩形形状，且包围所述第一矩形形状。

5.根据权利要求4所述的投影型显示装置，其中，

在所述投影透镜的焦距位置处、或与所述投影透镜的焦距位置光学共轭的位置处，

与所述成像元件的有效区域相对应的平面形状为第二矩形形状，所述第二矩形形状的中心位置与所述第一矩形形状的中心位置相同，且尺寸大于所述第一矩形形状，且

所述投影透镜的像圈包围所述第二矩形形状。

6.根据权利要求5所述的投影型显示装置，其中，所述成像元件接收所述不可见光之中的被物体反射的光的一部分。

7.根据权利要求6所述的投影型显示装置，其中，进一步满足以下条件式(3)：

β×d2≥d1+2h/α×tanθ_min

其中，

d1为光阀的对角线尺寸，

d2为成像元件的对角线尺寸，

β为检测光学系统的光学倍率，当检测光学系统为缩小光学系统时β大于1，当检测光学系统为放大光学系统时β小于1，且当检测光学系统为等倍光学系统时β等于1。

8.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其中所述检测光学系统包括位于所述偏振分离元件和所述成像元件之间的缩小光学系统，所述缩小光学系统具有一个或多个中继透镜组。

9.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其中，所述检测光学系统包括位于所述偏振分离元件和所述成像元件之间的可见光阻断滤光器，所述可见光阻断滤光器减少可见光分量。

10.根据权利要求2所述的投影型显示装置，其中，所述检测光学系统包括位于所述偏振分离元件和所述成像元件之间的偏振器，所述偏振器选择性地去除所述第一偏振分量和所述第二偏振分量之一。

11.根据权利要求1所述的投影型显示装置，进一步包括信号处理部，所述信号处理部基于从所述成像元件获得的成像信号，检测所述投影面上的物体的位置。